水处理课程设计

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1、第一章 设计任务及设计资料1.课程设计任务 根据规划和所给的其它原始资料，设计污水处理厂，具体内容包括： （1）确定污水处理厂的工艺流程，选择处理构筑物并通过计算确定其尺寸（附必要的草图） ； （2）污水厂的工艺平面布置图，内容包括：标出水厂的范围、全部处理构筑物及辅助 建筑物、主要管线的布置、主干道及处理构筑物发展的可能性（1图） ； （3）污水厂工艺流程高程布置，表示原水、各处理构筑物的高程关系、水位高度以及 污水厂排放口的标高（1图） ； （4）按施工图标准画出主要生物处理构筑物（一个即可）的平面、立面和剖面图（1图） ； （5）按扩大初步设计的要求，画出沉淀池的工艺设计图，包括平面图、

2、纵剖面及横剖 面图（1图） ； （6）编写设计说明书、计算书。2.课程设计原始资料 2.1基本情况 城市生活垃圾卫生填埋场的渗滤液来自进场垃圾的含水和降雨。渗滤液的水质特点是随不同地区垃圾组成的不同而变化； 随季节不同， 降水量的大小而变化：随填埋场投入使用年限不同而变化(渗滤液的 BOD5/COD 由 0.6 降为 0.1 左右； COD 值由 20000mg/L 降为 1000mg/L左右；NH4+N由1000m g/L 上升至20002500mg/L左右等)。 2.2设计依据（1）废水水量及水质： 废水水量：500m3/dCOD=7000m g/LBOD5=2000mg/LSS=6167

3、mg/LNH4+N：2000mg/LCl=2388mg/LpH：6.2水温：20 色度 ：2000 倍 重金属离子不超标（2）气象水文资料： 风向：春季：南风（东南） 夏季：南风（东南、西南） 秋季：南风、北风 冬季：西北风 气温：年平均气温：78 最高气温：34 最低气温：10 冻土深度：60cm地下水位：45m地震裂度：6 级地基承载力：各层均在120kPa以上（3）处理后出水水质要求 处理后水质要求：COD150mg/LBOD560mg/LSS70mg/LNH4+N25mg/LpH：69色度100倍2.3设计规模 拟建污水处理厂的场地为4060平方米的平坦地，位于填埋场人员办公室的南方。

4、渗滤液自流到污水厂边的集水池 （V=20m3,池底较污水厂地平面低6.00m ）。处理后出水管的管底标高比污水厂低 5米。 第二章 污水处理工艺流程的选择1.计算依据废水水量:500m3/d=5.79L/s设计水质:COD=7000m g/L,BOD5=2000mg/L,SS=6167mg/LNH4+N：2000mg/LCl=2388mg/LpH：6.2水温：20 色度 ：2000 倍 重金属离子不超标。污水可生化性及营养比例：可生化性：BOD/COD=2000/70000.29，难生化降解。去除BOD：2000-60=1940 mg/L。根据BOD：N：P=100：5：1，去除1940 mg

5、/需消耗N和P分别为N：97 mg/L，允许排放的TN：8 mg/L，故应去除的氨N=2000-97-8=1895mg/L，而垃圾渗滤液一般缺少磷。2. 处理程度计算 表2渗滤液处理程度 项目(单位)COD（mg/L） BOD5（mg/L）NH3-N（mg/L）SS（mg/L）色度(倍)进水水质70002000200061672000出水水质150602570100去除率97.9%97%94.8%98.9%95%3.工艺流程的选择与确定3.1渗滤液处理工艺选择 根据渗滤液的进水水质、水量及排放标准选择具体的处理工艺组合方式。主要的组合方式有以下几种：3.1.1预处理+生物处理+深度处理+后处理

6、3.1.2预处理+深度处理+后处理3.1.3生物处理+深度处理+后处理3.2 渗滤液处理工艺比较 由于本设计的废水水质浓度较高，要求污染物去除率高。厌氧生物处理工艺中，分析比较UASB和ABR反应器的性能特点，总的来说，ABR反应器具有构造简单、能耗低、抗冲击负荷能力强、处理效率高等一系列优点。且ABR处理渗滤液应用较广，极适用于处理高浓度废水且工艺较成熟，而且不需设混合搅拌装置，不存在污泥堵塞问题。启动时间短，运行稳定，与SBR工艺的结合运用十分成熟，适合此次渗滤的厌氧处理。好氧生物处理中SBR工艺是现在较为成熟的，且本次设计的设计水量也满足SBR的处理要求，同时SBR对有机物和氨氮都具有很

7、高的去除率。综合考虑，我们选择采用ABRSBR处理工艺。 对厌氧生物处理部分的UASB和ABR法进行比较，如表3-2。表3-2 UASB与ABR的比较工艺UASBABR优点1.无混合搅拌设备 2.污泥床不填载体，节省造价及避免因填料发生堵赛问题3.内设三相分离器，通常不设沉淀池，被沉淀区分离出来的污泥重新回到污泥床反应区内，通常可以不设污泥回流设备 UASB 1. 占地面积小，操作简单，碳酸低2. 系统的处理效果和运行的稳定性高3. 不需要安装三相分离器， 只要一台污泥回流泵即可。4. 控制上要求低， 容易控制， 不需要颗粒污泥5. 污泥流失量少缺点1.污泥床内有短流现象，影响处理能力2.对水

8、质和负荷突然变化较敏感，耐冲击力稍差。1.自动化控制要求高。3.3工艺流程说明进水沼气回收系统格栅活性炭吸附塔加药间混凝沉淀池消毒池调节池调节池吹脱塔 SBR池ABR池吸收塔出水出水污泥浓缩池图3-3渗滤液处理工艺流程图采用吹脱法与ABR+SBR法相结合的深度处理工艺流程，如图3-3所示。第三章 处理构筑物的设计计算1 污水处理部分1.1格栅的设计计算 1.1.1作用 尽可能去除堵塞水泵机组及管道阀门的较大悬浮物，并保续处理设施能正常运行。格栅的拦污主要是对水泵起保护作用。1.1.2设计参数设计流量Q=500m/d=0.0058m/s栅前流速0.7m/s过栅流速0.9m/s栅条宽度s=0.01

9、m格栅间隙e=20mm栅前部分长度0.5m格栅倾角=60 单位格栅量0.05m栅渣/10m污水1.1.3设计计算 确定格栅前水深(h)根据最优水里断面公式 取 v:进水渠道内流速 有栅前水深 栅条间隙数(n) 栅槽有效宽度(B) 进水渠道有效宽部分长度(L1)栅槽与出水渠道连接处的渐宽部分长度(L2)过栅水头损失(h1）因栅条边为矩形截面，取k=3,则根据公式其中，-阻力系数，与栅条断面形状有关，当为矩形断面时=2.42 K-系数，格栅受污染物堵塞后，水头损失增加倍数，取k=3栅后槽总高度(H)取栅前渠道超高h2 0.3m则栅前槽总高度0.074+0.30.4m则栅后槽总高度0.5m栅槽总长度

10、(L)每日栅渣量计算(W）1.2 调节池设计计算1.2.1调节池的作用 本次设计设置两个调节池，一个用于吹脱塔前，用石灰调节pH值至11，增加游离氨的量，使吹脱效果增加，去除更多的氨氮。另一个用于吹脱塔后，用酸将pH值降低至8左右，达到后续生物处理所适宜的范围。两个调节池使用同一种尺寸。同时对渗滤液水质、水量、酸碱度和温度进行调节，使其平衡。一般所用的碱性药剂有Ca(OH)2、CaO或NaOH，虽然NaOH做药剂效果更好一点，但考虑到成本问题本设计用CaO作试剂。1.2.2设计参数平均流量：=20.8m3/h停留时间：t=6h1.2.3设计计算 调节池容积： V= t 式中：V调节池容积，m3

11、；最大时平均流量，； t停留时间， 计算得：调节池容积V=20.88=116.4m3调节池尺寸： 调节池的有效水深一般为1.5m2.5m，设该调节池的有效水深为2.5m，调节池出水为水泵提升。采用矩形池，调节池表面积为： 式中：A调节池表面积，m2； V调节池体积， H调节池水深，m。计算得：调节池表面积 ，取67m2 取池长L=19m，则池宽B=5m。 考虑调节池的超高为0.3m，则调节池的尺寸为：19m5m2.8m=266 m3，在池底设集水坑，水池底以i=0.01的坡度滑向集水。1.3 吹脱塔设计计算1.3.1设计说明 吹脱塔是利用吹脱去除水中的氨氮，在塔体中，使气液相互接触，使水中溶解

12、的游离氨分子穿过气液界面向气体转移，从而达到脱氮的目的。NH3溶解在水中的反应方程式为：NH3+H2ONH4+OH- 从反应式中可以看出，要想使得更多的氨被吹脱出来，必须使游离氨的量增加，则必须将进入吹脱塔的废水pH值调到碱性，使废水中OH-量增加，反应向左移动，废水中游离氨增多，使氨更容易被吹脱。所以在废水进入吹脱塔之前，用石灰将pH值调至11，使废水中游离氨的量增加，通过向塔中吹入空气，使游离氨从废水中吹脱出来。 图1.3.1 吹脱塔示意图 吹脱塔内装填料，水从塔顶送入，往下喷淋，空气由塔底送入，为了防止产生水垢，所以本次设计中采用逆流氨吹脱塔，采用规格为25252.5mm的陶瓷拉西环填料

13、乱堆方式进行填充。吹脱塔示意图如图1.3.1所示。 表1.3.1 吹脱塔进出水水质 单位：（mg/L）项目CODBOD5NH3-NSS进水水质7000200020006167去除率30%40%80%50%出水水质490012004003083.51.3.2设计参数设计流量=500m3/d=20.8m3/h=5.810-3 m3/s设计淋水密度q=100 m3/（m2d）气液比为2500m3/m3废水1.3.3设计计算吹脱塔截面积 A= 式中：A吹脱塔截面积，m2； 设计流量，m3/d；q设计淋水密度，m3/（m2d）。计算得：吹脱塔截面积A=吹脱塔直径D=空气量设定气液比为2500 m3/m3水，则所需气量为：5002500=1.25106 m3/d=14.5m3/s空气流速填料高度采用填料高度为5.0m，考虑塔高对去除率影响的安全系数为1.4，则填料总高度为51.4=7.0 m.1.4 ABR池设计计算1.4.1设计说明 ABR池采用常温硝化。废水在反应器