环境工程学课程设计

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1、第一章：环境工程学课程设计任务书水污染控制单元构筑物工艺设计）课程名称环境工程学课程设计课程编号课程英文名 Course Design of Environmental称所属学科Engineering环境科学与工程课程类型学时和学分必修适用专业环境科学大纲执笔人方继敏修订时间2010年5月先修要求环境工程学等1.1 课程设计基本目的本课程设计环节是环境科学专业的主要实践环节之一。本实践环节的主要任 务是熟悉环境工程学原理及水污染控制技术的基本原理和应用。通过本环节的实 践，使学生掌握水处理工程单元构筑物设计的理念和方法；使学生能从整体的角 度和系统的观点出发，了解环境工程水处理单元构筑物设计的

2、过程和特点，增强 其设计能力，掌握水处理设计的基本原则、方法和步骤；并通过对某一典型流程 的设计计算、绘图，使学生初步具备水处理工程的设计能力，增强学生的工程观 念，加深对课本知识的理解和掌握。1.2学习收获1 掌握环境工程水处理单元构筑物设计的基本原则、方法和步骤2 了解水处理的设计规范及常用资料的查阅；3 掌握典型水处理工艺流程的设计计算过程；4 掌握水处理机械设备的选型及管渠系统的设计。5 掌握对处理单元的构筑物的图纸的绘制。1.3内容提要与要求：1.3.1水处理单元构筑物工艺流程的设计计算按照任务书的要求，完成工艺流程的选择，牢固掌握各部分处理单元的设计过程1.3.2机械设备的选型了解

3、设备选型的方法和依据。1.3.3绘图绘制某一单元构筑物的工艺图纸。1.3.4完成设计说明书的编写1.4设计基础资料：题目：5万m3/d城市污水主要构筑物工艺设计 初始条件：1.4.1、设计总水量：污水类别为城市污水，设计水量为5万m3/d； 1.4.2水质情况(1) 、 BOD 为 170mg/L；(2) 、 TN 为 20mg/L；(3) 、TP 为 2.5mg/L。1.4.3出水情况出水标准按照国家标准(GB18918-2002)中的一级B的标准:(1) 、BOD 最大为 20mg/L；5(2) 、TN 最大为 20mg/L；(3) 、TP 最大为 1.0 mg/L。第二章：设计说明书该城

4、市污水处理厂主要是用于处理区内生活污水。由于各个企业都具有不定量不定时排放废水，并且水质变化很大，污水厂所 处理的废水水量波动都较大，根据这一特征，可见对污水必须进行较好的预处理， 活性污泥法的处理效果较好，所以污水厂的主要工艺流程设计为：1. 污水厂的工业废水与生活污水分流进入，由于工业废水不含大的垃圾， 进水处不设格栅，格栅只是设在生活污水进水处，对生活污水进行预处理。2由于采用的是活性污泥法，水质水量的不稳定都会对活性污泥造成冲击， 影响处理能力，所以对于废水的预处理就至关重要，而缓冲池均化池配水中 和池就是这个重要环节。在流程之首就为各个工业用户配有专门的独立的一级缓 冲池，而二级缓冲

5、池将对几个用户进行混合，在二级缓冲池中配有在线测毒仪 (TOXIMETER),它是模拟生化池的生物发应器,进行对混合废水的毒性在线监测, 若检测到二级缓冲池的水质不符合设计的出水水质(将可能造成抑制或毒害活性 污泥),池中的水将会切换到事故池中,另有一台测毒仪将对每个用户的水质进 行调查,找出造成毒性的根源后,将根源的废水切换至事故池进行缓存。在事故 池的超标废水将进行曝气处理，并将按一定的比例与生活污水一起排放到均化池 中。进水仪表间主要设备：在线测毒仪：3台采样泵：5台，分别为 功率1.1KW，流量110650L/h,压力2Pa功率0.55KW，流量535L/h，压力2Pa （2台）功率

6、0.55KW，流量 1050L/h，压力 2Pa（2台）事故池主要设备：输送泵：2台（1备一用），能力200m3/h，功率7.5KW，压力0.6Pa3全部二级缓冲池的出水将汇集在均化池中进行充分的混合，另外还有生 活污水直接排放在这。均化池具有4台潜水搅拌器，并还有4台水射器，其目的 在于使池中的废水具有一定的溶解氧，避免硫酸盐（SO-）还原成硫化物，可以4 避免对生化池的影响和对设备的腐蚀。主要设备：潜水泵：2台（1备一用），能力548m3/h，功率22KW，压力0.8Pa潜水搅拌器：4台，功率13KW水力射流器：4台，功率13.5KW4. 配水中和池将对均化池的出水进行中和（采用98%的H

7、 SO , 30%的NaOH）,24使出水的PH值在7-9之间。主要设备：搅拌机（1台，11KW）5. 生化池采用阶段曝气式活性污泥法（曝气系统是表曝机）使用了二廊道 设计，在池中不同地方设置了三个在线溶氧仪，对池中水的DO值进行监测，并 控制六台表曝机的运行时间（保持DO值在2 4mg/1范围内）。主要设备：潜水搅拌器：6台，功率13KW表面曝气机：6台，功率35KW6. 二沉池为中心进水辐流式，刮泥桥的转速为60r/h，沉淀下的污泥先收 集在污泥回流井中，剩余的污泥将进入污泥缓存池。主要设备：桥驱动：1台，功率0.37KW污泥回流泵：2台（1备1用），能力548 m3/h，功率22KW，扬

8、程10m 排污泵：2台（1备1用），能力25 m3/h，功率1.7KW，扬程12m 7混凝絮凝池分为两个相连的池子，废水先经过混凝池，进行快速搅拌， 投加FeC 1作为混凝剂使油滴，胶体和悬浮固体脱稳产生小矶花，再进入絮凝池3进行低速搅拌，添加PAM （聚丙烯酰胺）将矶花聚集较大的牢固的矶花。 主要设备：搅拌机： 3台，功率分别为0.37 KW，1.5 KW，5.5 KW 8气浮的主要设备有空气干燥机，空压机，压力溶气罐，竖流式气浮池。 溶气罐的运行压力为5X105Pa，空气注入罐后在水中溶解，然后饱和空气的水通 过一个释压装置送至气浮池入口，保证产生50-80微米的气泡。产生的污泥有沉 淀下

9、的污泥和浮渣，这些污泥将收集到污泥缓存池。主要设备：桥驱动：1台，0.37 KW循环泵：2台（1备1用），能力170 m3/h，功率55KW,扬程6m空压机：2台（1备1用），能力30 m3/h，额定压力1Mpa水压力容器：1套，额定压力600Kpa，容量2000L污泥泵：2台（1备1用），能力210 m3/h，功率3KW，压力2Pa 潜水排污泵：1台，23.6 m3/h，功率1.2KW，压力0.8Pa9污泥浓缩的目的是使污泥初步脱水、缩小污泥体积为后续处理创造条 件。浓缩脱水方法有重力沉降浓缩、上浮浓缩以及其他浓缩方法。这里使用重力 浓缩辅流式污泥浓缩池。浓缩后的污泥采用带式压滤机处理污泥，

10、最后产生的 干泥运往垃圾焚烧厂处理。主要设备：带式压滤机:型号:DY一1000；滤带有效宽：1000mm；滤带速度:0.8m/min； 压榨过滤面积：4.6m2 ；清洗水压力0.5MPa ；产泥量： 50kg/h m外型：5750X 1856X2683mm；功率3KW10出水调节池可以稳定水质，保证水质达到排放标准。第三章：城市污水处理厂主要构筑物工艺设计及计算本设计方案的主要生产构筑物包括：格栅、涡流式沉砂池、改良式氧化沟、 二沉池。设计流量a.日平均流量Qd=5OOOOm3/d2O83.3m3/h=O.578m3/s=578L/s2.7Q ond2.7578o.ii二 1.34b. 最大日

11、流量Qmax=KZ 公1.3408332791.63/0.7733.1 格栅设计及计算进水中格栅是污水处理厂第一道预处理设施，可去除大尺寸的漂浮物或悬浮 物，以保护进水泵的正常运转，并尽量去掉那些不利于后续处理过程的杂物。拟用回转式固液分离机。回转式固液分离机运转效果好，该设备由动力装置， 机架，清洗机构及电控箱组成，动力装置采用悬挂式涡轮减速机，结构紧凑，调 整维修方便，适用于生活污水预处理。3.1.1 设计说明栅条的断面主要根据过栅流速确定，过栅流速一般为0.61.0m/s，槽内流 速0.5m/s左右。如果流速过大，不仅过栅水头损失增加，还可能将已截留在栅 上的栅渣冲过格栅，如果流速过小，

12、栅槽内将发生沉淀。此外，在选择格栅断面 尺寸时，应注意设计过流能力只为格栅生产厂商提供的最大过流能力的80%，以 留有余地。3.1.2具体设计 3.1.2.1粗格栅格栅倾角资料资料来源格栅倾角人工清除机械清除国内污水厂一般为45。75日本指针45-6070左右美国污水厂手册30 4540 -90本规范30-6060 -901设计参数：设计流量:Q0.578m3/s;过栅流速:v=0-90m/s;栅条宽度:s=0.01m;格栅间隙：e=60mm; 栅前部分长度0. 5m；格栅倾角：a=60单位栅渣量W=0.03m3栅渣/103m3污水2设计计算(1) 确定格栅前水深，根据最优水力断面公式Q二学计

13、算得栅前槽宽B = 1.13m，则栅前水深 h = B =113 沁 0.6m1 2 2(2) 栅条间隙数n = QSin = 0.578 %、sin 60 沁 17.(2取 n=18)eh v 0.06 x 0.6 x 0.911(3) 栅槽有效宽度:B=s (n-1) +en=0.01X(18-l)+0.06X18=1.25m2(4) 进水渠道渐宽部分长度L = _- 0.16m1 2 tan a2 tan 201(其中a为进水渠展开角)1(5) 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度L = L = 016 = 0.08m2 2 2(6) 过栅水头损失(h)1因栅条边为矩形截面，取k=3,则V

14、 20 01 40 92hi = kh0 = k 2gsin a =3 x 242 x（阪）3 x0。= 0-024m其中:h :计算水头损失m 0k：系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增加倍数，取k=3:阻力系数，与栅条断面形状有关，=B(s/e)4/3当为矩形断面时8 =2.42(7) 栅后槽总高度(H)取栅前渠道超高h =0.3m，则栅前槽总高度H =h+h =0.6+0.3=0.9m2 1 2栅后槽总高度 H=h+h +h =0.6+0.024+0.3=0.924m1 2(8) 格栅总长度 L二L+L+0.5+1.0+ H/tana1 2 1=0.16+0.08+0.5+1.0+0.9/

15、tan60=2.26m每刊渣量:用公式w=冒爲400计算，取忖皿/伽3总W= Q maxx W x 86400K x1000总0.775 x 0.02 x 864001.40 x 1000=0.95m3/d 0.2m3/d所以宜采用机械格栅清渣(10)计算草图如下:栅条 工作平台图1 中格栅计算草图3.1.2.2 细格栅1 设计参数：设计流量:Q0.578m3/s;过栅流速:v=0.80m/s;栅条宽度:s=0.01m; 格栅间隙：e=10mm;栅前部分长度 0.5m 格栅倾角：a=60;单位栅渣量W=O.lm3栅渣/103m3污水12设计计算(1)确定格栅前水深，根据最优水力断面公式Q = 号计算得栅前槽