課程設計--某市污水處理廠工藝設計

1、<p>　　《環(huán)境工程綜合設計》大作業(yè)</p><p>　　(2017--2018年度第一學期)</p><p>　　名 稱： 環(huán)境工程綜合設計 </p><p>　　院 系： 動力工程系 </p><p>　　班 級：

2、 </p><p>　　學 號： </p><p>　　學生姓名： </p><p>　　成 績： </p><p>　　日期： 2017年 12 月</p><

3、p><b>　　設計水質(zhì)水量</b></p><p>　　設計處理水質(zhì)水量及排放標準</p><p>　　某污水處理廠服務約30萬人，匯水面積為40km2，設計處理能力100000m3/d（最大可處理130000m3/d）。城市污水中，生活污水占35%，工業(yè)污水占65%，污水廠實際進水質(zhì)見下表。</p><p><b>　　排放

4、標準</b></p><p>　　污水經(jīng)處理后通過管道排放到市郊，再經(jīng)15km的明渠排入周圍河流。出水水質(zhì)達到國家二級排放標準，設計出水水質(zhì)為</p><p>　　BOD5≤20mg/L COD≤60mg/L SS ≤20mg/L pH值 6-9</p><p>　　城市污水主要包括生活污水和工業(yè)污水，由城市排水管網(wǎng)匯集并輸送到污水處理

5、廠進行處理。    城市污水處理工藝一般根據(jù)城市污水的利用或排放去向并考慮水體的自然凈化能力，確定污水的處理程度及相應的處理工藝。處理后的污水，無論用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)或是回灌補充地下水，都必須符合國家頒發(fā)的有關水質(zhì)標準。    現(xiàn)代污水處理技術(shù)，按處理程度劃分，可分為一級、二級和三級處理工藝。污水一級處理應用物理方法，如篩濾、沉淀等去除污水中不溶解的懸浮固體和漂浮物質(zhì)。污水二級

6、處理主要是應用生物處理方法，即通過微生物的代謝作用進行物質(zhì)轉(zhuǎn)化的過程，將污水中的各種復雜的有機物氧化降解為簡單的物質(zhì)。生物處理對污水水質(zhì)、水溫、水中的溶氧量、pH值等有一定的要求。污水三級處理是在一、二級處理的基礎上，應用混凝、過濾、離子交換、反滲透等物理、化學方法去除污水中難溶解的有機物、磷、氮等營養(yǎng)性物質(zhì)。污水中的污染物組成非常復雜，常常需要以上幾種方法組合，才能達到處理要求。    污水一級處理為預

7、處理，二級處理為主體，處理后的污水一般能達到排放標準。三級處理為深度處理，出水水質(zhì)較好，甚至能達到飲用水質(zhì)標準，但處理費用高，除在一些極度缺</p><p>　　進行污水處理工藝的比較分析，確定污水處理工藝；</p><p>　　結(jié)合上表分析，選擇生物膜法處理工藝。</p><p>　　污水主要處理構(gòu)筑物或設施所采用的設計參數(shù)和計算數(shù)據(jù)；</p>&l

8、t;p><b>　　1 格柵</b></p><p><b>　　（1）設計參數(shù)</b></p><p>　　最大設計流量Qmax=130000m3/d=1505L/s</p><p>　　柵前流速V1=0.7m/s</p><p>　　過柵流速V=0.9m/s</p>&l

9、t;p>　　柵條寬度s=0.01m</p><p>　　格柵間隙b=20mm</p><p>　　柵前部分長度0.5m</p><p><b>　　格柵傾角α=600</b></p><p>　　單位柵渣量W1=0.05m3/（103m3污水）</p><p><b>　?。?）設

10、計計算</b></p><p><b>　　1）確定格柵水深</b></p><p>　　B1=√（2Qmax/ V1）=2.07m</p><p>　　h= B1/2=1.035</p><p><b>　　2）柵條數(shù)目</b></p><p><b>

11、;　　取n=166</b></p><p><b>　　3）格柵有效寬度</b></p><p>　　B=s（n-1）+bn=4.95m</p><p>　　4）進水渠道漸寬部分長度</p><p>　　l1=（B-B1）/（2 tanα1）=3.63m</p><p>　　5）柵槽與

12、出水渠道連接處的漸窄部分長度</p><p>　　l2=l1/2=1.815m</p><p>　　6）過柵水頭損失（h1）因柵條邊為矩形截面，取k=3</p><p>　　h1=kh0=0.103m</p><p>　　7）柵后槽總高度H。取柵前渠道超高h2=0.3m</p><p>　　H1=h+h2=1.335m

13、</p><p>　　H= h+h1+h2=1.438m</p><p><b>　　8）格柵總長度</b></p><p>　　L=l1+l2+0.5+1.0+H1/ tanα=7.7m</p><p>　　9）每日柵渣量（Kz=1.5）</p><p>　　W=Q日平均W1=0.5 m3/d&

14、gt;0.2 m3/d</p><p><b>　　所以采用機械清渣。</b></p><p><b>　　0.3</b></p><p>　　0.6 0.135</p><p>　　0.3 0.735

15、 </p><p><b>　　600</b></p><p><b>　　0.135</b></p><p>　　0.44 </p><p>　　0.96 0.44</p><p>　　200

16、 200</p><p>　　0.71 0.355</p><p><b>　　0.35</b></p><p><b>　　初沉池</b></p><p>&l

17、t;b>　?。?）設計參數(shù)</b></p><p>　　表面水力負荷q=1.5m3/（m2h）</p><p>　　沉淀時間t=1.5h</p><p>　　最大設計時水平流速v=3.7mm/s</p><p>　　污泥容重γ=1000kg/m3</p><p>　　污泥含水率p0=95%</p

18、><p>　　兩次排泥時間間隔T=2d</p><p>　　沉淀池超高h1=0.3m</p><p>　　緩沖層高度h3=0.3m</p><p><b>　?。?）設計計算</b></p><p>　　1）沉淀區(qū)的表面積A</p><p><b>　　A=Qmax/

19、q</b></p><p>　　A=Qmax/q=1505/1.5=1003m2</p><p>　　2）沉淀區(qū)有效水深h2</p><p><b>　　h2=qt</b></p><p>　　h2=qt=1.5*1.5=2.25m</p><p>　　3）沉淀區(qū)有效容積V</p

20、><p><b>　　V=Qmax*t</b></p><p>　　V=Qmax*t=1505*1.5=2257.5m3</p><p><b>　　4）沉淀池長度L</b></p><p><b>　　L=3.6v*t</b></p><p>　　L=3.

21、6v*t=3.6*3.7*1.5=19.44m 園整取20m</p><p>　　5）沉淀區(qū)的總寬度B</p><p><b>　　B=A/L</b></p><p>　　B=A/L=1003/20=50.15m</p><p><b>　　6）沉淀池的數(shù)量n</b></p&g

22、t;<p><b>　　n=B/b</b></p><p><b>　　設b=4.8m</b></p><p>　　n=B/b=50.15/4.8=10</p><p>　　驗算L/b=20/4.8=4.2>4</p><p>　　7）污泥區(qū)的容積Vw</p>&l

23、t;p>　　Vw= T*（Qmax*24（c0-c1）*100）/（（100-P0）*1000γ）</p><p>　　Vw= T*（Qmax*24（c0-c1）*100）/（（100-P0）*1000γ）</p><p>　　=2*（1505*24（200-100）*100）/（（100-95）*1000*1000）</p><p><b>　　=

24、144m3</b></p><p>　　每個沉淀池污泥容積 V’=V/n=144/10=14.4m3</p><p>　　8）沉淀池的總高度H</p><p>　　H=h1+h2+h3+h4’+h4’’</p><p>　　設污泥斗斗底1m*1m，上口5m*5m，斗壁傾角600 </p&

25、gt;<p>　　h4’=（5-1）/2*tan600=3.46m 5m</p><p>　　設i=0.01 h4’ 1m 600</p><p>　　h4’’=（20-3.6）*0.01=0.16m

26、 </p><p>　　H=h1+h2+h3+h4’+h4’’=0.3+2.25+0.3+3.46+0.16=6.47m</p><p>　　9）儲泥斗的容積V1</p><p>　　V1=1/3h4’*（S1+S2+√（S1*S2））</p><p>　　V1=1/3h4’*（

27、S1+S2+√（S1*S2））=1/3*3.46*（5*5+1*1+√（25*1））=35.7m3</p><p>　　10）儲泥斗以上梯形部分污泥容積V2</p><p>　　V2=（L1+L2）/2*h4’’*b</p><p>　　V2=（L1+L2）/2*h4’’*b=（20+5）/2*0.16*4.8=9.6m3</p><p>&

28、lt;b>　　11）儲泥區(qū)容積</b></p><p>　　V=V1+V2=35.7+9.6=45.3 m3>14.4m3</p><p><b>　　（3）設計圖</b></p><p>　　0.3 20m</p><p>　　6.47 2.25

29、 0.01</p><p><b>　　0.3</b></p><p>　　3.46 600</p><p><b>　　4.5 0.5</b></p><p><b>　　4.8</b&

30、gt;</p><p><b>　　.生物接觸氧化池</b></p><p><b>　?。?）設計參數(shù)</b></p><p>　　填料容積負荷Lv=2kgBOD5/（m3d）</p><p><b>　　填料高度h0=3m</b></p><p>&

31、lt;b>　　池數(shù)N=5</b></p><p><b>　　超高h1=0.5m</b></p><p>　　填料層上水深h2=0.5m</p><p>　　填料至池底的高度h3=0.5m</p><p>　　1m3污水需氧量D0=17</p><p><b>　?。?

32、）設計計算</b></p><p><b>　　1）有效容積V</b></p><p>　　V=Q（S0-Se）/Lv *10-3</p><p>　　V=Q（S0-Se）/Lv *10-3=1505*（200-20）/2*10-3=135.45m3</p><p>　　2）總面積A和池數(shù)N</p>

33、;<p><b>　　A=V/h0</b></p><p><b>　　N=A/A1</b></p><p>　　A=V/h0=135.45/3=45.15m3</p><p>　　N=A/A1 A1=A/N=45.15/5=9.03m3<25 m3</p><p><

34、b>　　3）池深h</b></p><p>　　h=h0+h1+h2+h3</p><p>　　h=h0+h1+h2+h3=3+0.5+0.5+0.5=4.5m</p><p><b>　　4）有效停留時間t</b></p><p><b>　　t=V/Q</b></p>

35、;<p>　　t=V/Q=45.15/1505*24=0.72h</p><p><b>　　5）供氣量D</b></p><p><b>　　D=D0Q</b></p><p>　　D=D0Q=17*1505=25585L/s</p><p><b>　?。?）結(jié)構(gòu)圖<

36、;/b></p><p><b>　　穩(wěn)定水層</b></p><p><b>　　出水渠</b></p><p>　　池體 出水</p><p><b>　　填料</b></p><p><b>　　空氣&l

37、t;/b></p><p><b>　　格柵支架</b></p><p>　　進水 </p><p><b>　　布氣裝置</b></p><p><b>　　二沉池</b></p><p>

38、<b>　　（1）設計參數(shù)</b></p><p>　　表面水力負荷q=1m3/（m2h）</p><p><b>　　沉淀時間t=2h</b></p><p>　　最大設計時水平流速v=3.6mm/s</p><p>　　污泥容重γ=1000kg/m3</p><p>　　

39、污泥含水率p0=96%</p><p>　　兩次排泥時間間隔T=4h</p><p>　　沉淀池超高h1=0.3m</p><p>　　緩沖層高度h3=0.3m</p><p><b>　?。?）設計計算</b></p><p>　　1）沉淀區(qū)的表面積A</p><p>&

40、lt;b>　　A=Qmax/q</b></p><p>　　A=Qmax/q=1505/1=1505m2</p><p>　　2）沉淀區(qū)有效水深h2</p><p><b>　　h2=qt</b></p><p>　　h2=qt=1*2=2m</p><p>　　3）沉淀區(qū)有效容

41、積V</p><p><b>　　V=Qmax*t</b></p><p>　　V=Qmax*t=1505*2=3010m3</p><p><b>　　4）沉淀池長度L</b></p><p><b>　　L=3.6v*t</b></p><p>　　

42、L=3.6v*t=3.6*3.6*2=25.92m 園整取26m</p><p>　　5）沉淀區(qū)的總寬度B</p><p><b>　　B=A/L</b></p><p>　　B=A/L=1505/26=58m</p><p><b>　　6）沉淀池的數(shù)量n</b></p>

43、;<p><b>　　n=B/b</b></p><p><b>　　設b=5.5m</b></p><p>　　n=B/b=58/5.5=11</p><p>　　驗算L/b=26/5.5=4.7>4</p><p>　　7）污泥區(qū)的容積Vw</p><p&

44、gt;　　Vw= T*（Qmax*24（c0-c1）*100）/（（100-P0）*1000γ）</p><p>　　Vw= T*（Qmax*24（c0-c1）*100）/（（100-P0）*1000γ）</p><p>　　=4/24*（1505*24（100-20）*100）/（（100-96）*1000*1000）</p><p>　　=12.04m3 &

45、lt;/p><p>　　每個沉淀池污泥容積 V’=V/n=27.09/11=1.09m3</p><p>　　8）沉淀池的總高度H</p><p>　　H=h1+h2+h3+h4’+h4’’</p><p>　　設污泥斗斗底0.5m*0.5m，上口1.5m*1.5m，斗壁傾角600 0. 5m</p><p

46、>　　h4’=（1.5-0.5）/2*tan600=0.86m h4’ 0.1 600</p><p>　　設i=0.01 </p><p>　　h4’’=（26-5.5）*0.01=0.2m

47、 </p><p>　　H=h1+h2+h3+h4’+h4’’=0.3+2+0.3+0.86+0.2=3.66m</p><p>　　9）儲泥斗的容積V1</p><p>　　V1=1/3h4’*（S1+S2+√（S1*S2））</p><p>　　V1=1/3h4’*（S1+S2+√（S1*S2））=1/3*0.86*

48、（0.5*0.5+1.5*1.5+√（0.25*2.25））=0.88m3</p><p>　　10）儲泥斗以上梯形部分污泥容積V2</p><p>　　V2=（L1+L2）/2*h4’’*b</p><p>　　V2=（L1+L2）/2*h4’’*b=（26+0.5）/2*0.2*5.5=14.6m3</p><p><b>　　

49、11）儲泥區(qū)容積</b></p><p>　　V=V1+V2=0.88+14.6=15.5 m3>1.09 m3</p><p><b>　　（3）設計圖</b></p><p>　　0.3 26</p><p>　　3.36 2

50、 0.01</p><p><b>　　0.3</b></p><p>　　0.86 600</p><p><b>　　1.5 0.5</b></p><p><b>　　1.8</b></p&

51、gt;<p><b>　　接觸消毒池與加氯間</b></p><p><b>　　1.設計說明</b></p><p>　　設計流量Q=100000m3/d=4166.6 m3/h；水力停留時間T=0.5h；設計投氯量為C=6.0~10.0mg/L</p><p><b>　　2.設計計算</

52、b></p><p><b>　　a 設置消毒池一座</b></p><p><b>　　池體容積V</b></p><p>　　V=QT=4166.6×0.5=2043.3 m3</p><p>　　消毒池池長L=60m,每格池寬b=10.0m，長寬比L/b=6</p>

53、<p>　　接觸消毒池總寬B=nb=3×5.0=15.0m</p><p>　　接觸消毒池有效水深設計為H1=2m</p><p>　　實際消毒池容積V`為</p><p>　　V`=BLH1=1200×15.0×2=3600m3</p><p>　　滿足要求有效停留時間的要求。</p>

54、<p><b>　　b加氯量計算</b></p><p>　　設計最大投氯量為5.0mg/L；每日投氯量為W=500kg/d=20.8kg/h。</p><p>　　選用貯 氯量500kg的液氯鋼瓶，每日加氯量為0.5瓶，共貯用20瓶。每日加氯機3臺，2用一備；單臺投氯量為10~20kg/h。</p><p>　　配置注水泵兩臺，

55、一用一備，要求注水量Q3~6m3/h，揚程不小于20m H2O。</p><p><b>　　C 混合裝置</b></p><p>　　在接觸消毒池第一格和第二格起端設置混合攪拌機兩臺?；旌蠑嚢铏C功率No為</p><p>　　No= μQTG2/100</p><p>　　式中QT—— 混合池容，m3；</p&g

56、t;<p>　　μ—— 水力黏度，20℃時μ=1.06×10-4kg.s/m2；</p><p>　　G—— 攪拌速度梯度，對于機械混合G500s-1。</p><p>　　No=1.06×10-4×0.58×30×500×500/(3×5×100)=0.30kw</p><

57、;p>　　實際選用JBK—2200框式調(diào)速攪拌機，攪拌器直徑∮2200mm，高度H2000mm，電動機功率4.0KW。</p><p><b>　　污水處理工藝流程圖</b></p><p><b>　　污水</b></p><p>　　污泥回流 </p><p>　　出水

58、 </p><p>　　進行污水處理廠的效益分析和主要技術(shù)經(jīng)濟指標分析。</p><p><b>　　效益分析</b></p><p>　　建設污水處理廠主要是三大效益：</p><p&g

59、t;<b>　　1.環(huán)境效益</b></p><p>　　該城市位于華中地區(qū)，屬于內(nèi)陸經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)，環(huán)境治理的好壞直接影響到城市的良性發(fā)展。城市中有50%左右的水經(jīng)瀏陽河排入湘江，使得湘江水體的有機污染進一部加重。湘江江段的出市水中的SS、DO、TP、TN、NH3-N等指標均超出了〈〈地面水環(huán)境質(zhì)量標準〉〉中III類水體水質(zhì)標準值。</p><p>　　保護和利用湘江

60、水資源，使其滿足和達到漁業(yè)，飲用水源水質(zhì)標準的良好狀態(tài)，有利于生活飲用、工農(nóng)業(yè)和漁業(yè)用水，以及河流生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定。</p><p>　　該污水處理廠處理的污水包括生活污水和工業(yè)污水。其中工業(yè)污水大部分是可生化的有機廢水。經(jīng)該廠處理后的出水可達到一級排放標準。這樣在減少城市對湘江水體污染的同時又滿足了下游地區(qū)的飲用水和景觀用水的質(zhì)量。</p><p><b>　　2.社會效益<

61、;/b></p><p>　　工程的實施對湘江河段水質(zhì)有明顯的改善，也會對該市的社會生產(chǎn)產(chǎn)生巨大的影響。水質(zhì)的改善將會促進該市的旅游業(yè)發(fā)展，有利于該市在經(jīng)濟全方面的發(fā)展，在國內(nèi)及國際聲譽將會進一步提高。同時對下游地區(qū)也會帶來巨大的經(jīng)濟效益，保證當?shù)丶跋掠蔚貐^(qū)的人民的身體健康，保證湘江兩岸社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。</p><p><b>　　3.經(jīng)濟效益</b>&l

62、t;/p><p>　　污水處理廠作為一項環(huán)境治理項目，其本身并不產(chǎn)生直接的經(jīng)濟效益。該污水廠建成后可以提高該市及湘江的環(huán)境質(zhì)量，減輕污水排放所造成的污染危害。保護該市飲用水源，降低自來水成本，保護市民的健康，由此產(chǎn)生的間接經(jīng)濟效益尚無法作出定量計算，但定性的講，其間接經(jīng)濟效益將是巨大的。同時該工程的實施有利于當?shù)氐臐O業(yè)生產(chǎn)，保護洞庭湖的同時有利于長江地區(qū)的防洪。在提高飲用水質(zhì)量的同時有利于當?shù)厝嗣竦慕】怠?lt;/p

63、><p>　　污水處理廠的污泥含有大量有利于林業(yè)增產(chǎn)的氮、磷、鉀肥分，每年可為林業(yè)提供污泥作林肥。</p><p><b>　　附錄</b></p><p><b>　　一、參考文獻：</b></p><p>　　1.《環(huán)境工程設計基礎》，邱啟華，楊莉編，北京：機械工業(yè)出版社，2015.9</p&

64、gt;<p>　　2.《環(huán)境工程設計基礎》，金毓荃、李堅編，北京：化學工業(yè)出版社，2008.9 </p><p>　　3.《環(huán)境工程設計》，趙立軍、陳進富編，北京：中國石化出版社，2013.1 </p><p>　　4.《環(huán)境工程專項設計案例分析》，郝飛麟, 陳雪松編著，杭州:浙江大學出版社,2016.02</p><p>　　5.《環(huán)保設備基礎》，李

65、永峰, 李巧燕主編，北京:化學工業(yè)出版社,2017</p><p>　　6.《固體廢物處理工程技術(shù)手冊》聶永豐主編 北京:化學工業(yè)出版社,2013 </p><p>　　7.《工業(yè)脫硫脫硝技術(shù)》李肇全主編 北京:化學工業(yè)出版社,2014 </p><p>　　8.《環(huán)境工程工藝設計教程》趙玉明編著 北京:中國環(huán)境出版社,2013</p><p&g

66、t;　　9.《大氣污染控制工程案例教程》潘瓊主編 北京:化學工業(yè)出版社,2014 </p><p>　　10《水污染控制案例教程》張尊舉, 倫海波,編 北京:化學工業(yè)出版社,2014 </p><p>　　11.《廢氣處理工程技術(shù)手冊》王純等編 北京:化學工業(yè)出版社,2013.01 </p><p>　　12.《廢水污染控制技術(shù)手冊》潘濤等編 北京:化學工業(yè)出版社,