污水處理廠設(shè)計污水處理廠工藝設(shè)計

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1、 環(huán)境工程專業(yè)本科生畢業(yè)設(shè)計〔論文〕 西安市某污水處理廠設(shè)計 內(nèi)容摘要 本設(shè)計為西安市某污水處理廠工程工藝設(shè)計,污水處理廠規(guī)模為 81040m3/d ,污水主要來源為生活污水和工業(yè)廢水,主要污染物質(zhì)是 BOD、COD、 2 SS 、TN、NH3-N、TP,適宜采用生化處理方法.結(jié)合污水來源的水質(zhì)特征,確定 采用倒置 A /O 為主體反響池的污水處理工藝流程和以重力濃縮池為主體的污泥處理工藝流程.本工藝具有良好的去除 BOD、COD及脫氮除磷的功能,對 BOD、b5 COD、SS、TN、NH3-N、TP的去除率分別能到達 96.23%、89.51%、96.68%、68.7

2、2%、p1 2 83.33%、86.23%,污水處理廠處理后的出水到達 《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》〔 GB18918-2002〕中的一級 A 標準,其出水就近排入水體.DX 關(guān)鍵詞 倒置 A /O 工藝；脫氮除磷；曝氣沉砂池；輻流式沉淀池；重力濃縮池 1 設(shè)計任務(wù)書 1.1 設(shè)計任務(wù)與內(nèi)容 1.1.1 設(shè)計簡介 本設(shè)計為環(huán)境工程專業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計, 是大學(xué)四年教學(xué)方案規(guī)定的最后一個理論性環(huán)節(jié), 本設(shè)計題目為： 西安市某污水處理廠設(shè)計. 設(shè)計任務(wù)是在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下,在規(guī)定的時間內(nèi)進展城市污水處理廠的設(shè)計.RT 1.1.2 設(shè)計任務(wù)與內(nèi)容 〔 1〕污水處理程度計算

3、 根據(jù)水體要求的處理水質(zhì)以及當?shù)氐脑敿殫l件、 氣候與地形條件等來計算污水處理程度. 〔 2〕污水處理構(gòu)筑物計算 確定污水處理工藝流程后選擇適宜的各處理單體構(gòu)筑物的類型. 對所有單體處理構(gòu)筑物進展設(shè)計計算,包括確定各有關(guān)設(shè)計參數(shù)、負荷、尺寸等.5P 〔 3〕污泥處理構(gòu)筑物計算 根據(jù)原始資料、 當?shù)卦敿毲闆r以及污水性質(zhì)與成分, 選擇適宜的污泥處理工藝流程,進展各單體處理構(gòu)筑物的設(shè)計計算.jL 〔 4〕平面布置及高程計算 對污水、污泥及中水處理流程要作出較準確的平面布置, 進展水力計算與高 48 / 52 環(huán)境工程專業(yè)本科生畢業(yè)設(shè)計〔論文〕 程計算. 〔 5〕污水泵站

4、工藝計算 對污水處理工程的污水泵站進展工藝設(shè)計, 確定水泵的類型揚程和流量, 計算水泵管道系統(tǒng)和集水井容積,進展泵站的平面尺寸計算和附屬構(gòu)筑物計算.xH 1.2 設(shè)計根據(jù)及原始資料 1.2.1 設(shè)計根據(jù) 本設(shè)計根據(jù)環(huán)境工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書, 《給水排水工程快速設(shè)計手冊 〔2 排水工程〕》、《排水工程〔第二版〕 》下冊、《水污染控制工程〔第三版〕 》下冊、LD 《給水排 水設(shè) 計手冊 〔第二版 〕》、《 城 鎮(zhèn) 污 水 處 理 廠 污 染 物 排 放 標 準 》Zz 〔 GB18918-2002〕等進展設(shè)計. 1.2.2 設(shè)計原始資料 〔 1〕排水體制 排水體制采用完全分流制

5、 〔 2〕污水量 ①城市設(shè)計人口 34 萬 人,居住建筑內(nèi)設(shè)有室內(nèi)給排水衛(wèi)生設(shè)備和淋浴設(shè) 備. ②城市公共建筑污水量按城市生活污水量的 30％計. 3 ③工業(yè)污水量為 28000 米 ／平均日,其中包括工業(yè)企業(yè)內(nèi)部生活淋浴污 水. ④城市混合污水變化系數(shù)： 日變化系數(shù) K 日＝ 1.1 ,總變化系數(shù) Kz＝ 1.3 . 〔 3〕水質(zhì)： ①當?shù)丨h(huán)保局監(jiān)測工業(yè)廢水的水質(zhì)為： BOD 5＝ 295 mg/L COD ＝ 584 mg/L SS ＝ 240 mg/L TN ＝ 46 mg/L NH 3-N= 30

6、 mg/L TP ＝ 3.7 mg/L PH ＝7～8dv ②城市生活污水水質(zhì)： COD ＝ 420 mg/L NH3-N= 30 mg/L TN ＝ 49 mg/L TP ＝ 3.6 mg/Lrq ③混合污水： 重金屬及有毒物質(zhì)：微量,對生化處理無不良影響；大腸桿菌數(shù)：超標；冬 環(huán)境工程專業(yè)本科生畢業(yè)設(shè)計〔論文〕 季污程度均溫度 15℃,夏季污程度均溫度 25℃. 〔 4〕出水水質(zhì) 污 水 處 理 廠 出 水 水 質(zhì) 參 考 《 城 鎮(zhèn) 污 水 處 理 廠 污 染 物 排 放 標 準 》Em 〔 GB18918-2002〕中的一級 A 標準,并盡量

7、爭取進步出水水質(zhì),因此確定本污水廠出水水質(zhì)控制為：Si CODCr≤ 50mg/L SS ≤10mg/L BOD 5≤ 10mg/L TN＝15 mg/L NH 3-N=5(8)mg/L TP ≤0.5mg/L 城市污水經(jīng)處理后,就近排入水體,其出水也可作為雜用回用水. 〔 5〕氣象資料 ①氣溫：年平均 13.6 ℃,最高 45.2 ℃,最低－ 20.6 ℃ ②風向風速：常風向為東北與西南風,最大風速 25m/s ③降水量：年平均降雨量 587.63mm,最高年 817.8 mm,最低年 285.2 mm. ④冰凍期 36d,土壤冰凍深度最大 50cm,一般為 10 cm.

8、 〔 6〕水體、水文地質(zhì)資料 ①水體資料 污水廠處理出水排入水體,水體河底標高 390.65 m ,平均流量 1.5 m 3 ／s, 平均水深 2.8 m ,底坡 8‰.6e ②區(qū)域地下水為潛水,地下水位在 5.0 ～ 10.0m,隨季節(jié)變化.水質(zhì)對混凝 土無侵蝕性. 〔 7〕工程地質(zhì)資料 ①地基承載力特征值 130 KPa ,設(shè)計地震烈度 7 度. ②土層構(gòu)成： 由上至下包括黃土狀亞粘土、 飽和黃土狀亞粘土、 細粉砂與中粗砂、亞粘土等. 〔 8〕污水處理廠地形圖,廠區(qū)地坪設(shè)計標高為 398.88 m . 〔 9〕污水處理廠進水干管數(shù)據(jù) 管內(nèi)底標高 392.38m,管徑

9、1250 mm 充滿度 0.85 2 設(shè)計水量和水質(zhì)計算 2.1 設(shè)計水量計算 本設(shè)計中設(shè)計水量的計算包括平均日污水量、 最大日污水量、 最大時污水量 環(huán)境工程專業(yè)本科生畢業(yè)設(shè)計〔論文〕 的計算,按照《給水排水工程快速設(shè)計手冊 〔2 排水工程〕》第 7 頁表 2-6 公式進展計算. 2.1.1 平均污水量 Qp 的計算 〔 1〕生活污水量 Qp1 的計算 Qp1 q N 式中： q —每人每日平均污水量定額 L/( 人 d),該市位于陜西,由《給水排水工程快速設(shè)計手冊 〔 2 排水工程〕》第 6 頁表 2-4 查知,陜西屬于第二分區(qū),居住建筑內(nèi)設(shè)

10、有室內(nèi)給排水衛(wèi)生設(shè)備和淋浴設(shè)備, 所以 q 為 100~140 L/(人d),取 q =120ka L/( 人 d) N—設(shè)計人口數(shù), 34 萬人 Qp1 q N =340000 120 L/d=40800m3/d 〔 2〕公共建筑污水量 Qp2 的計算 Qp 2 =30% Q =30% 40800 m3/d=12240 m3/d p1 〔 3〕工業(yè)污水量 Qp 3 的計算 3 由原始資料可知： Qp3 =28000 m /d 〔 4〕平均污水量 Qp 的計算 Qp Q p1 Q p 2 Q p3

11、 40800+12240+28000=81040 m3/d 2.1.2 設(shè)計最大日污水量 Qm r 的計算 Qmr K 日 Q p =1.1 81040 m3/d=89144m3/d 2.1.3 設(shè)計最大時污水量 Qmax 的計算 Qm a x K Q =1.3 81040 m3/d=105352m3/d Z p 2.1.4 設(shè)計水量匯總 各設(shè)計水量匯總?cè)氡?1 中. 表 1.各設(shè)計水量匯總 環(huán)境工程專業(yè)本科生畢業(yè)設(shè)計〔論文〕 水量 工程 m /d m /h m /s L/s 8

12、1040 3376.67 0.938 937.96 89144 3714.33 1.032 1031.76 105352 4389.67 1.219 1219.35 3 3 3y6 平均日污水量 最大日污水量最大時污水量 Q p Qm r Qmax 2.2 設(shè)計水質(zhì) 2.2.1 進水的水質(zhì)計算 [1] 本設(shè)計進水水質(zhì)計算包括 SS、BOD 5、COD、TN 、NH 3-N 、TP 等的濃度的計算,其計算方法如下 ：M2 〔 1〕混合污水中 SS 濃度的計算： C 1 0 0 a

13、0s S qs 式中： q s—每人每日排放的污水量, q s=120L/〔人 d〕 as—每人每日排放的 SS 的量,由《給水排水設(shè)計手冊〔第五冊〕 》第 246 頁查知, as =35-50g/〔人 d〕,取 as =40g/〔人 d〕 ①生活污水中 SS 濃度的計算 CS1 1000 120 40 mg/L=333.33 mg/L ②工業(yè)污水中 SS 濃度的計算 由設(shè)計原始資料得知 Cs2=240mg/L ③混合污水中 SS 濃度計算 SS 〔 Qp1 Qp 2) Cs1 Qp Qp3 Cs2

14、 〔40800 = 12240〕 333.33 28000 240 =301.08mg/L 81040 〔 2〕混合污水中的 BOD 5 濃度的計算 C 1 0 0 a0s S qs 環(huán)境工程專業(yè)本科生畢業(yè)設(shè)計〔論文〕 式中： q s—每人每日排放的污水量, q s=120L/〔人 d〕 as—每人每日排放的 BOD 5 的量,由《給水排水設(shè)計手冊〔第五冊〕 》第 246 頁查知, as =20-35g/〔人 d〕,取 as =30g/〔人 d〕 ①生活污水中 BOD 5 濃度的計算 C = 1000

15、 s1 30 mg/L=250mg/L 120 ②工業(yè)污水中 BOD 5 濃度的計算 由設(shè)計原始資料得知 C s2 =295mg/L ③混合污水中 BOD 5 濃度計算 BOD 5 〔 Qp1 Qp 2) Cs1 Qp Qp3 Cs 2 〔40800 = 12240〕 250 28000 295  =265.55mg/L 〔 3〕混合污水中的 COD 濃度的計算 ①生活污水中 COD 濃度 COD=420mg/L ②工業(yè)污水的 COD 濃度 COD=584mg/L ③混合污水中 C

16、OD 濃度 81040 〔40800 COD= 12240〕 420 28000 584 mg/L=476.66mg/L 〔 4〕混合污水中的 TN 濃度的計算 ①生活污水中 TN 濃度 TN=49mg/L ②工業(yè)污水的 TN 濃度 TN=46mg/L ③混合污水中 TN 濃度 81040 〔40800 TN= 12240〕 49 28000 46 mg/L=47.96mg/L 〔 5〕混合污水中的 NH 3-N 濃度的計算 81040 環(huán)境工程專業(yè)本科生畢業(yè)設(shè)計〔論文〕 ①生活污

17、水中 NH 3-N 濃度 NH3-N=30mg/L ②工業(yè)污水的 NH 3-N 濃度 NH3-N=30mg/L ③混合污水中 NH 3-N 濃度 〔40800 NH3-N = 12240〕 30 28000 30 mg/L=30mg/L 〔 6〕混合污水中的 TP 濃度的計算 ①生活污水中 TP 濃度 81040 ②工業(yè)污水的 TP 濃度 ③混合污水中 TP 濃度 TP=3.6mg/L TP=3.7mg/L 〔40800 TP=  12240〕 

18、 3.6  28000  3.7  mg/L=3.63mg/L 81040 〔 7〕混合污水其它水質(zhì)指標 ①重金屬及有毒物質(zhì)：微量,對升華處理無不良影響； ②大腸桿菌數(shù)：超標； ③冬季污程度均溫度 15℃,夏季污程度均溫度為 25℃. 2.2.2 出水水質(zhì)設(shè)計 〔 1 〕 污 水 處 理 廠 出 水 水 質(zhì) 參 考 《 城 鎮(zhèn) 污 水 處 理 廠 污 染 物 排 放 標 準 》0Y 〔 GB18918-2002〕中的一級 A 標準,并盡量爭取進步出水水質(zhì),因此確定本污水廠出水水質(zhì)控制為：e

19、U CODCr≤ 50mg/L SS ≤10mg/L BOD 5≤ 10mg/L TN＝15 mg/L NH 3-N=8mg/L TP ≤0.5mg/L 〔 2〕城市污水經(jīng)處理后,就近排入水體,其出水也可作為雜用回用水. 〔 3〕處理廠對污水各項指標的處理程度 E C i C e C i 100% 式中： Ci —進水中某種污染物的平均濃度〔 mg/L 〕 環(huán)境工程專業(yè)本科生畢業(yè)設(shè)計〔論文〕 Ce —出水中該種污染物的平均濃度〔 mg/L 〕 將各項水質(zhì)指標帶入上式中,計算出對污水的處理程度如下： SS 96.68% CO

20、D 89.51% BOD5 96.23% TN 68.72% NH 3-N 83.33% TP 86.23% 2.3 計算當量人口數(shù) N N N 1 N 2 N 3 式中： N 1 —城市人口數(shù), 34 萬人； N 2 —公共建筑用水折算而得的人口數(shù), N 3 —工業(yè)廢水折算而得的人口數(shù). 2.3.1 公共建筑用水折算而得的人口數(shù) N 2 30% N1 30% 34 10.2萬人 2.3.2 工業(yè)廢水折算而得的人口數(shù) 工業(yè)廢水按 SS、BOD 濃度折合為人口數(shù)是按照《給水排水設(shè)計手冊〔第五冊〕》第 246 頁公式 4

21、-1 轉(zhuǎn)化進展計算的,折合成人口數(shù)的計算公式為：sQ Css Q p N as 〔 1〕工業(yè)廢水按 SS 計算 C ss N 3 Q p2 as 式中： Css —工業(yè)廢水中 SS 的濃度, Css=240mg/L； Q p2 —工業(yè)廢水的平均日污水量, Qp2=28000 人； as—每人每日排放的 SS 量,由《給水排水設(shè)計手冊〔第五冊〕 》第 246 頁查知, as =35-50g/〔人 d〕,取 as =40g/〔人 d〕.GM N 240 3 28000 =168000=16.8 萬人 40 環(huán)境

22、工程專業(yè)本科生畢業(yè)設(shè)計〔論文〕 N N1 N 2 〔 2〕按 BOD 5 計算 N 3 34 10.2 16.8 61.0萬人 C BOD 5 N 3 as  Q p 2 式中： C B O 5D —工業(yè)廢水中 BOD5 的濃度, CBOD5=295mg/L Q p 2 —工業(yè)廢水的平均日污水量, Qp2=28000 人 as—每人每日排放的 BOD 5 量,由《給水排水設(shè)計手冊〔第五冊〕 》第 246 頁查知, as =20-35g/〔人 d〕,取 as =30g/〔人 d〕 N 295

23、 3 28000 =275333 人=27.53 萬人 30 N N 1 N 2 N 3 34 10.2 27.53 71.73萬人 3 確定工藝流程 3.1 工藝流程選擇的原那么 [2] 污水處理的目的主要有兩個, 其一是保護水資源不受污染, 因此處理后出水要到達水質(zhì)標準； 其二是污水回用, 處理后出水用于農(nóng)田灌溉、 城市中水和工業(yè)消費等,為此處理水要滿足相應(yīng)的用水要求, 《水處理工程師手冊》對工藝流程的選擇給出了以下的原那么和要求, 所以污水處理工藝的選擇也要按照下面的原那么和要求進展 .TI 〔1〕工藝流程應(yīng)根據(jù)原水性質(zhì)和用水要求選擇

24、,其處理程度和方法應(yīng)符合 現(xiàn)行的國家標準和地方的有關(guān)規(guī)定, 處理后水質(zhì)應(yīng)符合有關(guān)用水和排放的標準要求； 〔2〕應(yīng)充分利用當?shù)氐牡匦巍⒌刂?、水文、氣象等自然條件及自然資源； 〔3〕污水處理應(yīng)充分考慮排放水體的稀釋、自凈才能,根據(jù)污水處理程度來選擇流程； 〔4〕流程選擇應(yīng)妥善處理技術(shù)先進和合理可行的關(guān)系,并考慮遠期開展對水質(zhì)水量的要求,考慮分期建立的可能性；7E 〔5〕流程組合的原那么應(yīng)當是先易后難,先粗后細,先本錢低的方法,后本錢高的方法. 環(huán)境工程專業(yè)本科生畢業(yè)設(shè)計〔論文〕 3.2 工藝流程確實定 按照污水處理工藝流程選擇的原那么和要求, 可得比擬適宜于西安市某污水

25、處理廠的工藝是倒置 A 2/O 法工藝.該工藝采用較短時間的初沉池或者不設(shè)初沉池, 使進水中的細小有機懸浮固體有相當?shù)囊徊糠诌M入生物反響器, 以滿足反硝化菌和聚磷菌對碳源的需求, 并使生物反響器中的污泥能到達較高的濃度； 整個系統(tǒng)中的活性污泥都完好地經(jīng)歷過厭氧和好氧的過程, 因此排放的剩余污泥中都能充分地吸收磷； 防止了回流污泥中的硝酸鹽對厭氧釋磷的影響； 由于反映其中活性污泥濃度較高, 從而促進了好氧反響器中的同步硝化、 反消化, 進步了處理系統(tǒng)的脫氮除磷的效率 [3] .本法的詳細工藝流程如圖 1 所示.lz 污水 污水超越管 外運處置 粗及 格泵 柵

26、 柵站 渣  砂水別離器 砂 渣 回流混合液 〔 0-200% 〕 Q  鼓風機房 二 消 細 格 沉砂池 柵 缺氧 反響池 厭氧 反響池 好氧 反響池 出 沉 毒 水 池 池 回流污泥〔 25%-100% 〕 Q 干泥外運  脫水車間  上清液流至廠內(nèi)污水管 剩余污泥 污泥濃縮池 圖1 倒置 A 2 /O法工藝流程圖 4 水處理各構(gòu)筑物的選擇及設(shè)計計算 4.1 進水閘井的設(shè)計 4.1.1 污水廠進水管 [1] 1.設(shè)計根據(jù) ：

27、〔1〕進水流速在 0.9~1.1m/s； 〔2〕進水管管材為鋼筋混凝土構(gòu)造； 〔3〕進水管按非滿流設(shè)計, n 2.設(shè)計計算 0.014； 環(huán)境工程專業(yè)本科生畢業(yè)設(shè)計〔論文〕 〔1〕取進水管流速為 v 1.10m / s ,由《給水排水設(shè)計手冊〔第二版〕 》第 1 冊查知,取管徑為 D 1250mm ,設(shè)計坡度 i 0.009 ； 〔2〕最大日污水量 Qmax 1.219 m / s ； 〔3〕初定充滿度 h/D=0.85,那么有效水深 h 1250 0.85 1062.5mm ； 〔4

28、〕管內(nèi)底標高為 392.38m,那么水面標高為： 393.44 〔5〕管頂標高為： 392.38 1.25 393.63m ； 〔6〕進水管水面距地面間隔 4.1.2 進水閘井工藝設(shè)計 398.88 393.44 5.44m . [2] 進水閘井的作用是聚集各種來水以改變進水方向, 保證進水穩(wěn)定性. 進水閘井前設(shè)跨越管, 跨越管的作用是當污水廠發(fā)生故障或維修時, 可使污水直接排入 水體,跨越管的管徑比進水管略大, 取為 1400mm,進水閘井的設(shè)計要求如下 ：zv 〔1〕設(shè)在進水閘、格柵、集水池前； 〔2〕形式為圓形、矩形或梯

29、形； 〔3〕井底高程不得高于最低來水管管底,水面不得吞沒來水管管頂. 考慮施工方便以及水力條件,進水閘井尺寸取 64.5m,井深 6.5m,井內(nèi)水深 1.2m,閘井井底標高為 392.19m,進水閘井水面標高為 393.39m,超越管位于進水管頂 1.0m 處,即超越管管底標高為 394.63m.由《水處理工程師手冊》第 566 頁表 6.1.3 選用 HZJ5—I 型閘門,其安裝尺寸參數(shù)如下表 2 所示：Nr D H 0 表 2 HZJ 5— I 型閘門安裝參數(shù) A Q E F(F 1) G(G 1) H H1 d2 P S 2500 2000 278

30、0 1250 1125 285 390 3320 1180 〔 265〕 〔370〕 38 180 121n 〔 4〕啟閉機的選擇 由《水處理工程師手冊》第 566 頁表 6.1.3 查得選用 LOD 型電手動兩用啟閉機. 4.2 格柵 4.2.1 格柵的作用及種類 格柵由一組或數(shù)組平行的金屬柵條、 塑料齒鉤或金屬網(wǎng)、 框架及相關(guān)裝置組 環(huán)境工程專業(yè)本科生畢業(yè)設(shè)計〔論文〕 成,傾斜安裝在污水渠道、 泵房集水井的進口處或污水處理廠的前端, 用來截留污水中較粗大漂浮物和懸浮物, 如纖維、 碎皮、毛發(fā)、果皮、蔬菜、木

31、片、布條、塑料制品等,防止堵塞和纏繞水泵機組、曝氣器、管道閥門、處理構(gòu)筑物配水設(shè)fj 施、進出水口,減少后續(xù)處理產(chǎn)生的浮渣,保證污水處理設(shè)施的正常運行 [3] .按照格柵形狀, 可分為平面格柵和曲面格柵； 按照格柵凈間距, 可分為粗格tf [3] 柵〔 50-100mm〕、中格柵〔 10-40mm〕、細格柵〔 1.5-10mm〕三種,平面格柵和曲面格柵都可以做成粗、中、細三種 .Hb 本工藝采用矩形斷面中格柵和細格柵各一道, 采用機械清渣, 中格柵設(shè)在污水提升泵房之前,細格柵設(shè)在提升泵房之后.V7 4.2.2 格柵的設(shè)計原那么 [1] 本設(shè)計中格柵的設(shè)計原那么主要有 ： 〔1〕

32、格柵的清渣方式有人工清渣和機械清渣,一般采用機械清渣； 〔2〕機械格柵一般不宜少于兩臺； 〔3〕過柵流速一般采用 0.6-1.0m/s； 〔4〕格柵前渠道內(nèi)的水流速度一般采用 0.4-0.9m/s； 〔5〕格柵傾角一般采用 45 - 75 ； 〔6〕通過格柵的水頭損失一般采用 0.08-0.15m； 〔7〕格柵間必須設(shè)置工作臺,臺面應(yīng)高出柵前最高設(shè)計水位 0.5m,工作臺上應(yīng)有平安和沖洗設(shè)施； 〔8〕格柵間工作臺兩側(cè)過道寬度不應(yīng)小于 0.7m,工作臺正面過道寬度：人工去除不應(yīng)小于 1.2m,機械去除不應(yīng)小于 1.5m；83 〔9〕機械格柵的動力裝置一般宜設(shè)在室內(nèi),或采取

33、其他保護設(shè)施； 〔10〕格柵間內(nèi)應(yīng)安裝吊運設(shè)備, 以利于進展格柵及其他設(shè)備的檢修、 柵渣的日常清理. 4.2.3 格柵的設(shè)計計算 1．中格柵的計算 本設(shè)計中格柵的設(shè)計計算如下 [1] ： 前面計算可知： Q max=1.219m3/s,計算草圖 8 環(huán)境工程專業(yè)本科生畢業(yè)設(shè)計〔論文〕 〔 1〕格柵間隙數(shù) n  1 Qmax 2 圖 2 格柵示意圖 sina 式中：  n —柵條間隙 b h

34、 v Qmax—最大設(shè)計流量, m3/s； b —柵條間隙, m； h —柵前水深, m； v —污水流經(jīng)格柵的速度,一般取 0.6—1.0m/s； a—格柵安裝傾角,〔〕 取中格柵柵前水深為 h =1m ,格柵柵條間隙 b =20mm,過柵流速 v =0.9m/s, 格柵安裝傾角 a=60,設(shè)置兩臺機械格柵,那么每臺格柵間隙數(shù)為：mZ 1 Qmax n 2  sina 1 1.219 2  sin60  31.5 ；那么 n =32 〔 2〕柵槽寬度 b h v 0.02 1 0.9 B S(n -1〕 bn

35、 式中： B —柵槽寬度, m； S —柵條寬度,取 S=0.01m； 環(huán)境工程專業(yè)本科生畢業(yè)設(shè)計〔論文〕 b —柵條間隙,取 n =0.02m n —柵條間隙數(shù), n =32 個； B S(n - 1〕 bn = 0.01 〔32 1〕 0.02 32 0.95 m 〔 3〕進水渠道漸部分長度 l B B1 1 2 tan a 1 式中： l1 —進水渠道漸寬部分長度, m； B1—進水渠道寬度,取 B1=0.60m a1—漸寬部分展開角度,取 a1 20 ； l B B1 0.95 0.6

36、0 1  0.48m 2 tan a1 2 tan20 〔 4〕出水渠道漸窄部分長度 l2 l 2 〔 5〕過柵水頭損失 1 l 1 1 2 2 0.48 0.24m 通過格柵的水頭損失 h1 可以按下式計算： h1 k h0 v 2 h0 2 g  s i na 式中： h1 —設(shè)計水頭損失, m； h0 —計算水頭損失, m； g —重力加速度, m/s2； k —系數(shù),格柵受污堵塞時水頭損失增大倍數(shù),一般采用 3； —阻力系數(shù),其值與柵條鍛煉形狀有關(guān).設(shè)格

37、柵斷面形狀為銳邊矩形,那么 環(huán)境工程專業(yè)本科生畢業(yè)設(shè)計〔論文〕 4 〔 s) 3 b  2.42 4 ( 0.01 ) 3 0.02  0.96 2 0 h v sin a  0.96 0.9 2  sin 60  0.0 3 4m g 2 9.8 h1 k h0 3 0.034 0.102m 〔 6〕柵后槽總高度 H 設(shè)柵前渠道超高 h2 0.3m ,柵前水深 h 1.0m ,那么 H h h1 h2 1.0 0.102

38、0.3 1.402 m ,取 1.4m 〔 7〕柵前槽高度 H 1 H 1 h h2 1 0.3 1.3m 〔 8〕柵槽總長度 L L l1 l 2  0.5  1.0 H 1 tan 60  0.48  0.24  0.5  1.0 1.3 tan 60  2.97m 〔 9〕每日產(chǎn)生的柵渣量 86400 W K z Qmax W1 1000 式中： W —每日柵渣量,  m 3 / d W1 —單位體積污

39、水柵渣量, m 3 /(10 3 污水〕,中格柵間隙為 20 mm ,取W =0.05 m 3 /(103 污水〕 K z —生活污水總變化系數(shù), K z =1.3 W 86400 1.219 0.05 4.05m3 / d 3 1.3 1000 W 4.05m 3 / d ﹥0.02 m / d ,宜采用機械清渣 每臺格柵每日柵渣量 W W 2.03 m 3 / d 2 (10)中格柵及格柵除污機選型 環(huán)境工程專業(yè)本科生畢業(yè)設(shè)計〔論文〕 由《給水排水設(shè)計手冊 〔第二版〕》第

40、11 冊第 521 頁查知,選用兩臺 GH-1000 鏈條回轉(zhuǎn)式多耙格柵除污機,其規(guī)格及性能如下表 3： 表 3 GH-1000 鏈條回轉(zhuǎn)式多耙格柵除污機的規(guī)格和性能參數(shù) 型號 格 柵 寬 度 〔 mm 〕 格 柵 凈 距 〔 mm 〕 安 裝 角 a〔 〕 過柵流速 〔 m / s 〕 電 動 機 功 率 〔 KW 〕 GH-1000 1000 20 60 0.9 1.1~1.5 2．細格柵的計算 [1] 本設(shè)計中格柵的設(shè)計計算如下 ： 〔 1〕格柵間隙數(shù) 1 Qmax n 2 sina

41、 b h v 式中各項字母代表的意義同前, 取細格柵柵前水深為 h 1.5m,格柵柵條間隙 b=10mm,過柵流速 v 0.9m/s,格柵安裝傾角 a=60,設(shè)置兩臺機械格柵,AV 那么每臺格柵間隙數(shù)為： 1 Qmax n 2 sina 1 1.219 2 sin60 42 〔 2〕柵槽寬度 b h v 0.01 1.5 0.9 B S(n - 1〕 bn 式中： B —柵槽寬度, m； S —柵條寬度,取 S =0.01m； b —柵條間隙,取 b =0.01m； n —柵條間隙數(shù), n =42 個；OR

42、 B S( n - 1〕 bn = 0.01 〔42 1〕 0.01 42 0.8 0m 〔 3〕進水渠道漸部分長度 l B B1 1 2 tana 1 式中： l1 —進水渠道漸寬部分長度, m； 環(huán)境工程專業(yè)本科生畢業(yè)設(shè)計〔論文〕 B 1—進水渠道寬度,取 B 1=0.60m； a1—漸寬部分展開角度,取 a1 20 ； l B B1 0.80 0.60 1  0.28m 2 tana1 2 tan20 〔 4〕出水渠道漸窄部分長度 l2 2 1 l 1 l 2 

43、1 0.28 2 0.14m 〔 5〕過柵水頭損失 通過格柵的水頭損失  h1 可以按下式計算： h1 k h0 v 2 h0 2 g  s i na 式中： h1 —設(shè)計水頭損失, m h0 —計算水頭損失, m g —重力加速度, m /s2 k —系數(shù),格柵受污堵塞時水頭損失增大倍數(shù),一般采用 3 —阻力系數(shù),其值與柵條鍛煉形狀有關(guān)設(shè)格柵斷面形狀為銳邊矩形 4 〔 s ) 3 b v 2 2.42 4 ( 0.01) 3 0.01 0.9 2 2.42 h

44、0 sin a g 2.42 2 9.8 sin 60 0.0 8 7m h1 k h0 3 0.087 0.26m 〔 6〕柵后槽總高度 H 設(shè)柵前渠道超高 h2 0.3m ,柵前水深 h 1.5m ,那么 H h h1 h2 1.5 0.26 0.3 2.06m ,取 2.1m 環(huán)境工程專業(yè)本科生畢業(yè)設(shè)計〔論文〕 〔 7〕柵前槽高度 H 1 H 1 h h2 1.5 0.3 1.8m 〔 8〕柵槽總長度 L

45、L l1 l 2  0.5  1.0 H 1 tan 60  0.28  0.14  0.5  1.0 1.8 tan60  2.96m 〔 9〕每日產(chǎn)生的柵渣量 86400 W K z Qmax W1 1000 式中： W —每日柵渣量,  m 3 / d W1 —單位體積污水柵渣量, m 3 /(10 3 污水〕,中格柵間隙為 20 mm ,取W =0.05 m 3 /(103 污水〕 K z —生活污水總變化系數(shù), K z =1.3

46、 W 86400 1.3 1.219 1000 0.1 8.10m3 / d W 8.10m 3 / d ﹥0.02m 3 / d ,宜采用機械清渣 每臺格柵每日柵渣量 W W 4.05 m 3 / d 2 〔 10〕細格柵及格柵除污機的選擇 由《給水排水設(shè)計手冊〔第二版〕 》第 11 冊第 533 頁查知,選用兩臺 XWB - Ⅲ -0 .8-1 .5 背耙式格柵除污機,其性能如下表 4 所示： 表 4 XWB - Ⅲ -0 .8-1 .5 背耙式格柵除污機 格柵寬度 耙齒有效 安裝傾 提升質(zhì) 格柵間 提升速度

47、 電機功 型號 〔mm〕 長度 (mm) 角( ) 量(kg) 距(mm) (m/min) 率(KW) XWB - Ⅲ -0 .8-1 .5 800 100 60 200 10 3 0.5 4.3 沉砂池 4.3.1 沉砂池的作用及類型 環(huán)境工程專業(yè)本科生畢業(yè)設(shè)計〔論文〕 [3] 污水中的無機顆粒不僅會磨損設(shè)備和管道, 降低活性污泥活性, 而且會板積在反響池底部減小反響池有效容積, 甚至在脫水時扎破率帶損壞脫水設(shè)備. 沉砂池的設(shè)置目的就是去除污水中泥砂、 煤渣等相對密度較大的無機顆粒, 以免影響后續(xù)處理的構(gòu)筑物的正常運行 .2M 常

48、用的沉砂池的形式主要有平流式沉砂池、 曝氣沉砂池、 旋流式沉砂池. 平流式沉砂池是早期污水處理系統(tǒng)常用的一種形式,它具有截留無機顆粒效果較gI 好、構(gòu)造簡單等有點,但也存在流速不易控制、沉砂中有機性顆粒含量較高、排 [3] 砂常需要洗砂處理等缺點. 旋流式沉砂池是利用機械力控制水流流態(tài)與流速、 加速砂粒的沉淀并使有機物隨流水帶走的沉砂裝置. 曝氣沉砂池在池的一側(cè)通入空氣,使污水沿池旋轉(zhuǎn)前進, 從而產(chǎn)生與主流垂直的橫向恒速環(huán)流； 曝氣沉砂池還具有以下特點, 通過調(diào)節(jié)曝氣量, 可以控制污水的旋流速度, 使除砂效率較穩(wěn)定, 受流量的影響較??；沉砂中含有有機物量低于 5%；由于池中設(shè)有曝氣設(shè)備

49、,它還具有預(yù)曝氣、 脫臭、除泡作用以及加速污水中油類和浮渣的別離等作用, 這些特點對后續(xù)的沉淀池、 曝氣池、污泥消化池的正成運行以及對沉砂的最終處置提供了有利的條件 .本設(shè)計中選用曝氣沉砂池,其截面圖如圖 9 示.uE 圖 3 曝氣沉砂池示意圖 1—空氣干管 2—支管 3—擴散設(shè)備 4—頭部支座 曝氣沉砂池與細格柵合建,為地上式矩形混凝土構(gòu)造,設(shè)為兩格池子. 4.3.2 曝氣沉砂池的設(shè)計參數(shù) 本設(shè)計中曝氣沉砂池的設(shè)計參數(shù)有 [1] ： 環(huán)境工程專業(yè)本科生畢業(yè)設(shè)計〔論文〕 〔1〕旋流速度應(yīng)保持 0.25~0.3m/

50、s； 〔2〕程度流速為 0.06~0.12m/s； 〔3〕最大流量時停留時間為 1~3min； 〔4〕有效水深為 2~3m,寬深比一般采用 1~2； 〔5〕長寬比可達 5,當池長比池寬大得多時,應(yīng)考慮設(shè)計橫向擋板； 3 3 2 〔6〕每立方米污水的曝氣量為 0.1~0.2m 空氣,或 3~5 m /〔 m h〕； 〔7〕空氣擴散裝置設(shè)在池的一側(cè),距池底約 0.6~0.9m,送氣管應(yīng)設(shè)置調(diào)節(jié)氣量的閥門； 〔8〕池子的形狀應(yīng)盡可能不產(chǎn)生偏流或死角,在集砂槽附近可安裝縱向擋 板. 4.3.3 曝氣沉砂池的設(shè)計計算 1．池體的計算 [1] 本設(shè)計中曝氣沉砂池的設(shè)

51、計計算如下 ： 〔 1〕池子總有效容積 V V Qmax t 60 式中： Qmax —污水廠最大設(shè)計流量,  max Q =1.219m3/s； t —最大設(shè)計流量時的流行時間,取 t=2min； V Qmax t 60 1.219 2 60 146.28m 3 〔 2〕水流斷面的面積 A A Qm a x v1 式中： Qmax —污水廠最大設(shè)計流量, Qmax =1.219m3/s； v1 —最大設(shè)計流量時的程度流速,取 0.1 m/s； A 〔 3

52、〕池總寬度 B 1.219 m 2 0.1 12.19m 2 環(huán)境工程專業(yè)本科生畢業(yè)設(shè)計〔論文〕 B A h2 式中： h2 — 設(shè) 計 有 效 水 深,取 h2 2.5m B A 12.19 m h2 2.5 4.88m 〔 4〕校核寬深比  b 4.88 h2 2.5  1.95  寬深比在 1~2 之間,符合要求 〔 5〕池體長 L 〔 6〕校核長寬比  L V 146.28 m A 12.19  12m 2

53、．曝氣系統(tǒng)設(shè)計計算 L 12 b 4.88  2.5  ,符合要求 ： [1] [3] 本設(shè)計的曝氣沉砂池的曝氣系統(tǒng)設(shè)計計算 本設(shè)計的曝氣沉砂池運用鼓風曝氣系統(tǒng),鼓風設(shè)備和倒置 A 2/O 反響池空氣系統(tǒng)設(shè)在同一機房,采用穿孔管曝氣,穿孔曝氣管設(shè)置在集砂槽一側(cè),距池底IA 0.8,距池壁 0.5m,那么穿孔管的吞沒深度為 H h2 0.8 2.5 0.8 1.7 m . 〔 1〕最大時所需空氣量 q m ax q max dQmax 3600 式中： d —每立方米污水所需空氣量, 0.1~0.2m3 空氣/

54、m 3 污水,取 0.2m3 空氣/ m 3Ww 污水 qmax  dQmax  3600  0.2  1.219  3600 m 3 /h=877.68 m3 / h 〔 2〕平均時所需空氣量 q q dQ 3600 0.2 0.938 3600m 3 675.36m 3 / h 環(huán)境工程專業(yè)本科生畢業(yè)設(shè)計〔論文〕 〔 3〕鼓風機的風壓計算 p H hd h f 式中： p —鼓風機出口風壓, kPa； H —擴散設(shè)備的吞沒深度, 換算成壓力單

55、位 kPa,1mH20 壓力相當于 9.8kPa, H 1.7 9.8kPa 16.66kPa ； hd —擴散設(shè)備的風壓損失, kPa,與充氧形式有關(guān), 一般取 3~5kPa,取 4kPa； h f —輸氣管道的總風壓損失, kPa,包括沿程風壓損失和部分風壓損失,可 以通過計算確定,設(shè)管路壓力損失為 5.5kPa. p H hd h f 16.66 4 5.5kPa 26.16k P a 〔 4〕鼓風機的選擇 由《給水排水設(shè)計手冊〔第二版〕 》第 11 冊 P470 查知,選擇 RD— 125 型號羅茨鼓風

56、機兩臺,其性能如下表 6 所示：as 型 號 口徑 表 轉(zhuǎn)速 5 羅茨鼓風機的性能 出口風壓 氣量 軸功率 LA 電動機功 〔 mm〕 〔 r/min 〕 〔 kPa〕 Q〔 3 〔 kW 〕 率〔 kW 〕 RD — 125 125 1750 29.6 16.8 11.7 15 m /min 〕oo 3．沉砂室的計算 ： [1] 沉砂室的計算過程如下 〔 1〕沉砂部分所需容積 V Qm a Xx T K z 

57、86400 10 6 式中： X —城市污水沉砂量, m3/106m3,可按照 106m3 污水沉砂 15~30m3 計算,取 X 20m 3 /106m3 污水 T —去除沉砂的間隔時間, d,取 T 2d 環(huán)境工程專業(yè)本科生畢業(yè)設(shè)計〔論文〕 K z —生活污水總變化系數(shù), K z =1.3 V 〔 2〕每個污泥斗的容積 V0 Qmax XT K z V n 86400 106 1.219 20 1.3 2 106 86400 3.24m 3 式中： V0 —每

58、格沉砂斗容積； n —沉砂斗個數(shù),本設(shè)計中設(shè)每格池子有兩個沉砂斗,那么 n 2 ； 0 V V 3.24 n 2 1.62m3 〔 3〕沉砂斗各部分尺寸 設(shè)斗底寬 a 1 =0.6,斗壁與程度面的傾角為 60 ,斗高 h3 =1.1m,那么沉砂斗傷口 寬度為：  a 2 h3 a 1  2 1.1  0.6  1.87 m tan 60 tan 60 沉砂斗容積為： V 0 h3 (2a 2 6 2aa1 2a 2 1 ) 1.1 (2 6 1.8

59、72  2 1.87  0.6 2 0.62 ) 1.83m 3 〔 1.62 m3〕 〔 8〕沉砂室的高度 h3 采用重力排砂,設(shè)池底坡度 i 0.06 ,坡向砂斗, l 2 L 2a 2 12 2 2 1.87 4.13 h3 h3 il 2 1.1 0.06 4.13 1.35 ( 9) 池總高度 H h1 h2 h3 式中： 環(huán)境工程專業(yè)本科生畢業(yè)設(shè)計〔論文〕 h1 —沉砂池超高, m,設(shè) h1 =0.3m H h1 h2 h3

60、0.3 2.4 1.35 4.05m (10) 驗證最小流速  Vm in  Qm in n1 式中： m i n Q —最小流量, m3/s, Q  min  Q max K z  0.938m 3 /s —最小流量時沉砂池的水流斷面面積〔 m2〕, h2 b n1 —最小流量時工作的沉砂池數(shù)目,最小流量時,只有一格工作 n1 =1 Vmin Qmin Qmax 1.219  0.08m / s  0.

61、06m / s n1 K z 1 2.4 4.88 1.3 1 2.4 4.88 〔 11〕砂水別離器的選擇 選用螺旋式砂水別離器兩臺, 一備一用,螺旋式砂水別離器由砂斗、 溢流堰、出水管、無軸螺旋帶及驅(qū)動裝置等組成.Bk 4．曝氣沉砂池進出水設(shè)計的計算 [4] 曝氣沉砂池的進出水設(shè)計的計算過程如下 ： 〔 1〕曝氣沉砂池進水設(shè)計 曝氣沉砂池進水采用配水槽, 來水由提升泵房和細格柵后水渠直接進入沉砂 池配水槽,配水槽尺寸為： B L H 5.09 0.5 2 .為防止異重流的影響,污 水經(jīng)潛孔進入沉砂池, 過水流速

62、不宜過大, 流速控制在 v 0.2~0.4m/s,本設(shè)計取 v 0.4m / s . 單格池子配水孔面積為： F Qmax v 1.219 0.4 3.05m 2 設(shè)計孔口尺寸為 1.8m1.8m,那么孔口實際流速為： v Qmax A 1.219 2 m / s 1.8  0.38m / s 環(huán)境工程專業(yè)本科生畢業(yè)設(shè)計〔論文〕 查《給水排水設(shè)計手冊〔第二版〕 》第一冊 P678,可得水流經(jīng)過孔口的部分Pg 水頭損失為 1.06 ,那么水頭損失為： 2 h v 1.06 0.382  0.007

63、8m 2 g 2 9.8 〔 2〕曝氣沉砂池出水設(shè)計 出水采用矩形薄壁跌水堰, 假設(shè)堰為無側(cè)收縮堰, 堰寬同沉砂池每格池子的 寬度,即 b 4.88m ,那么通過堰流量為： 式中：  qv mb 3 2 g H 2 3 qv —堰流量, q v 1.219m / s m —流量系數(shù),通常采用 0.45； b —堰寬, m, b 4.88m ； H —溢流堰上水深, m； 通過計算得出 H 0.25m ,設(shè)跌水高度為 0.15m,那么沉砂池出水的水頭損失 為 0.25+0.15=0.40m

64、 4.4 倒置 A2/O 反響池 4.4.1 工藝設(shè)計參數(shù) 倒置 A 2/O 工藝的設(shè)計參數(shù)包括 [3] ： 〔1〕污泥泥齡 SRT=10~20d,取為 16d； 〔2〕水力停留時間：缺氧區(qū) 1~2h,取 1.5h；厭氧區(qū) 1~2h,取 1.5h,好氧區(qū)5~10h,取 6.5h；3c 〔3〕池內(nèi)混合液污泥濃度 〔MLSS 〕X 為 3000~4000mg/L,取 X 3500mg / L ；h8 〔4〕污泥負荷≤ 0.15kgBOD5/(kgMLS Sd-1 ) ,取 0.15kgBOD5/(kgMLS Sd-1 ) .v4 4.4.2 反響池池體設(shè)計計算 倒置 A 2/

65、O 工藝的反響池池體設(shè)計計算過程如下 [5] ： 〔 1〕混合液回流比 R 內(nèi) ①總氮的去除率： TN 0 TN e TN TN 0 環(huán)境工程專業(yè)本科生畢業(yè)設(shè)計〔論文〕 100% 式中： TN 0 47.96mg / L TN e 15mg / L TN  TN0  TN e  100%  47.96  15 100%  68.7% TN 0 47.96 ②混合液回流比 R 內(nèi) R內(nèi)  TN

66、1 TN  100%  68.7% 1 68.7%  100%  219.5% ,取 R內(nèi) 220% 〔 2〕反響池容積 設(shè)兩座鋼筋混凝土構(gòu)造的倒置 A 2/O 反響池, n  2 , Qmr  3714.33m 3  / h ； 缺氧區(qū)容積 V1 ： V1  Qmr T1 2  3714.33 2  1.5  2785.75m 3 厭氧區(qū)容積 V2 ： V Qmr T2 2 2 3714.33 2 1.5 2785.75m 3 好氧區(qū)容積 V3 ： V3  Qmr T3 2  3714.33 2  6.5  12071 .57m 3 〔 3〕校核氮磷負荷好氧區(qū)總氮負荷  LN ： 1 LN 2 Q mr TN 0 1