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1、水污染控制工程课程设计第一章 工程设计概述第一节：设计题目某生活小区平均日处理量 20000 m3污水处理工程设计第二节：设计任务1、确定污水处理厂的工艺流程；2、选择处理构筑物并通过计算确定其尺寸（附必要的草图）；3、按扩初标准，画出污水厂的工艺平面布置图，内容包括表示出处理厂的范围，全部处理构筑物及辅助建筑物、主要管线的布置、主干道等；4、按扩初标准，画出污水处理厂工艺流程高程布置图，表示出原污水、各处理构筑物的高程关系、水位高度以及处理出水的出厂方式；5、编写设计说明书、计算书。第三节：基本资料3.1 污水水量与水质生活污水设计流量:平均时：Q平=200000m3/d=833.33m3/
2、h 总变化系数：Kz=1.58最高时：Qmax=KzQ平= 200001.58=31600m3/d=1316.67m3/h =0.37m3/s污水水质： COD:290mg/L； pH=69 BOD5: 210 mgL； SS : 200 mgL。3.2 处理要求 20mgL，(水中溶解性BOD) SS20mgL。处理程度: SS: 3.3 气象与水文资料风向：常年主导风向为西北风，夏季主导风向为东南风,年平均风速：4.3m/s；气温：年平均11 ；极端温度：最高37.3，最低-21。土壤冰冻深度：0.6m地下水位：地面下2.0m。第四节：设计依据第二章 污水处理工艺流程说明污水厂厂址选择应遵
3、循下列各项原则:1、应与选定的工艺相适应2、尽量少占农田3、应位于水源下游和夏季主导风向下风向4、应考虑便于运输5、充分利用地形第一节：工艺方案分析 城市污水的生物处理技术是以污水中含有的污染物作为营养源，利用微生物的代谢作用使污染物降解，它是城市污水处理的主要手段，是水资源可持续发展的重要保证。城市二级污水处理厂常用的方法有：活性污泥法、AB法、氧化沟法、SBR法等等。本次设计拟采用活性污泥法作为污水的处理工艺技术。 活性污泥法：利用活性污泥的降解 ，去除废水中有机污染物的方法。微生物以活性污泥的形式存在，活性污泥法因此而得名。降解过程包括凝聚、吸附、氧化、分解和沉淀等作用。活性污泥法是最传
4、统的工艺流程 ，也是污水处理领域应用最多的工艺，它已发展了众多的运行方式 ，如 ：阶段曝气法、生物吸附法、完全混合法、延时曝气法 、渐减曝气法、深水曝气法 、深井曝气法、纯氧曝气法 、高负荷活性污泥法和浅层曝气法等。每个工艺都有自己的特点，既有优势也有不足之处，总的趋势是在不断更新和完善。本次设计选择完全混合活性污泥法（合建式）。主要是应用完全混合式曝气池。污水与回流污泥进入曝气池后立即与池内混合液充分混合，可认为池内混合液处理为未经泥水分离的处理水。 工艺所具有的特点： 承受冲击负荷的能力强，池内混合液能对废水起稀释作用，对高峰负荷起消弱作用； 由于全池需氧要求相同，能节省动力； 曝气池和沉
5、淀池合建，不需要单独设置污泥回流系统，便于运行管理。 完全混合活性污泥法也存在的问题，在曝气池混合液内各部位的有机污染物质量相同，能的含量相同，活性污泥微生物质与量相同，这种情况下，微生物对有机物的降解动力低下，活性污泥易于产生膨胀现象。第二节：工艺流程图污水拟采用传统活性污泥法工艺处理（完全混合式），具体流程如下：生活污水粗格栅提升泵细格栅沉砂池巴氏计量槽初次沉淀池完全混合式曝气池（合建式）消毒池出水 污泥泵污泥浓缩污泥脱水泥饼外运浓缩池、消化池及污泥脱水机的上清液回流至初次沉淀池第三章 污水的一级处理第一节：粗格栅1.1 设计说明格栅用以去除废水中较大的悬浮物、漂浮物、纤维物质和固体颗粒物
6、质，以保证后续处理单元和水泵的正常运行，减轻后续处理单元的处理负荷，防止阻塞排泥管道。本设计中在泵前设置一道粗格栅。栅前栅后各设闸板供格栅检修时用，每个格栅的渠道内设液位计，控制格栅的运行。图2 格栅简图1.2 设计参数 格栅栅条净间隙选b50mm；格栅的总宽度不宜小于进水管渠宽度的2倍，格栅空隙总有效面积应大于进水管渠有效断面积的1.2倍；过栅流速v0=0.9m/s；（一般采用0.61.0m/s），则进水渠道内水流速度（栅前流速）v=0.77m/s；（一般采用0.40.9m/s）格栅倾角=60；（一般采用6070）格栅间工作台高出栅前最高水位0.5m，栅间工作台两侧过道宽度为0.7m。工作台
7、正面过道宽度为1.2m；格栅井内可能存在有害气体，应采用可移动的机械通风系统，室内通风换气次数为8次/h，格栅井内为12次/h。通风管应采用防腐阻燃材料制成。1.3 设计计算1.3.1栅条间隙数（n）根据最优水力断面公式计算得： 所以栅前槽宽约为B1=0.98m，由于设计要求此处B1取0.8m。栅前水深为h=0.49m，取0.4。栅条间隙数（n）为： Qmax最大设计流量，m3/s；格栅倾角，度（）；h栅前水深，m；v0污水的过栅流速，m/s。1.3.2 栅槽有效宽度（B）栅条宽度S=0.01m。B=S(n-1)+bn=0.01(18-1)+0.0518=1.13m1.3.3 通过格栅的水头损
8、失（h1）h1=kh0； h0= v02 sin /(2g)式中：h0计算水头损失，m； g重力加速度，m/s2； k格栅受污堵塞使水头损失增大的倍数，一般取3； 阻力系数，其数值与格栅栅条的断面几何形状有关 对于本设计取方形断面，查表得 1.3.4 栅后槽总高度（H） h2为栅前渠超高，一般取0.3m。 H=h+h1+h2=0.4+0.3+0.082=0.782m1.3.5 栅槽总长度（L）进水渠宽B1=0.8m，其渐宽部分展开角度20（进水渠道内水流速度v=0.77m/s。） 进水渠道渐宽部分的长度 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度栅前渠道深度H1=h+h2=0.4+0.3=0.7m栅槽
9、总长度L=l1+l2+1.0+0.5+H1/ tan 1.3.6 每日栅渣量计算（W） 对于生活污水，栅条间距b=50.0mm的中格栅每单位体积污水拦截污物为W1=0.03m3栅渣/103m3污水。每日栅渣量为拦截污物量大于0.3m3/d，采用机械清渣。1.3.7 格栅的选择 表3-1 HG-1400 型回转格栅技术参数 项 目格栅宽度mm栅条间距mm安装角电机功率kw参 数14005060-751.5格栅井设一套机械格栅，中间用墙分隔，每台格栅宽0.6m，高8.3m。在格栅后设置一台无轴螺旋输送压榨机，脱水后的栅渣含水率应小于60%。格栅前各设有两台电动渠道闸门，作为检修格栅时切断水流用。为
10、避免管道内的无法由粗格栅去除的粗大物质堵塞进水通道，在进水闸门前设电动葫芦抓斗，用以捞除上述杂物。第二节：提升水泵：设计流量为833.33m3/h，则泵房内安装2台潜水污水泵。进水泵房安装有起重设备，便于设备的安装和维修、维护。泵的选型如下：设备类型：250QW600-7-22；排出口径：250mm；单台流量：1260m3/h；设备数量：2台，1用1备；扬程：H=7m；转速：970r/min；单机功率：N=22kW。第三节：细格栅本设计选择单独设置的格栅。设计中选择两组格栅，N=2，每组格栅单独设置，每组格栅的设计流量为Qmax=0.37/2=0.185m3/s。3.1 设计参数 格栅栅条净间
11、隙选b10mm；过栅流速v0=0.9m/s；（一般采用0.61.0m/s），则进水渠道内水流速度（栅前流速）v=0.77m/s；（一般采用0.40.9m/s）3.2 设计计算3.2.1栅条间隙数（n）根据最优水力断面公式计算得： 所以栅前槽宽约为B1=0.70m。栅前水深为h=0.35m。栅条间隙数（n）为： Qmax最大设计流量，m3/s；格栅倾角，度（）；h栅前水深，m；v0污水的过栅流速，m/s。3.2.2 栅槽有效宽度（B）设计采用10圆钢为栅条，即栅条宽度S=0.01m。B=S(n-1)+bn=0.01(55-1)+0.0155=1.09m3.2.3 通过格栅的水头损失（h1）h1=
12、kh0； h0= v02 sin /(2g)式中：h0计算水头损失，m； g重力加速度，m/s2； k格栅受污堵塞使水头损失增大的倍数，一般取3； 阻力系数，其数值与格栅栅条的断面几何形状有关 对于本设计取圆形断面，查表得 3.2.4 栅后槽总高度（H） h1为栅前渠超高，一般取0.3m。 H=h+h1+h2=0.35+0.3+0.19=0.84m3.2.5 栅槽总长度（L）进水渠宽B1=0.7m，其渐宽部分展开角度20（进水渠道内水流速度v=0.77m/s。） 进水渠道渐宽部分的长度 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度栅前渠道深度H1=h+h2=0.35+0.3=0.65m栅槽总长度L=l1
13、+l2+1.0+0.5+H1/ tan 3.2.3 每日栅渣量计算（W） 对于生活污水，栅条间距b=10.0mm的中格栅每单位体积污水拦截污物为W1=0.07m3栅渣/103m3污水。每日栅渣量为拦截污物量远大于0.3m3/d，采用机械清渣。3.2.7 格栅的选择 表3-3 HG-1000 型回转格栅技术参数 项 目格栅宽度mm栅条间距mm安装角电机功率kw参 数10001060-751.1第四节：沉砂池4.1 设计说明及选型 沉砂池的作用是从废水中分离密度较大的无机颗粒。它一般设在污水处理厂前端，保护水泵和管道免受磨损，缩小污泥处理构筑物容积，提高污泥有机组分的含率，提高污泥作为肥料的价值。
14、沉砂池按水流方向不同，可以分为平流式沉砂池、竖流式沉砂池、曝气沉砂池、钟式沉砂池和多尔沉砂池。 沉砂池按去除相对密度2.65、直径0.2mm以上的沙粒设计，设计流量应按分期建设考虑：（a）当污水为自流进入时，应按每期的最大设计流量计算；（b）当污水为提升进入时，应按每期工作水泵的最大组合流量计算；（c）在合流制处理系统中，应按降雨时的设计流量计算。沉砂池个数或分格数不应少于2，并宜按并联系列设计。当污水量较小时，可考虑1格工作，1格备用。城市污水的沉砂量可按106m3污水沉砂30m3计算，其含水率为60，容量为1500kg/m3；合流制污水的沉砂量应根据实际情况确定。砂斗容积应按不大于2d的沉砂量计算，斗壁与不平面的倾角不应小于55。除砂一般宜采用机械方法，并设置贮砂池或晒砂场。采用人工排砂时
