水污染控制工程课程设计1Word文档格式.docx
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2.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);
3.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);
4.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);
5.按施工图标准画出曝气池的平面、立面和剖面图(1#图);
6.按扩大初步设计的要求,画出二沉池的工艺设计图,包括平面图、纵剖面及横剖面图(1#图);
7.编写设计说明书、计算书。
第二节、基本资料:
1.气象资料
风向
全年主导风向为北风,夏季主导风向为南风
年平均风速
3.3m/s
降雨量
年平均900~1200mm,其中2/3集中在夏季,7月15日至8月10日为暴雨集中期
温度
年平均11oC,极端温度:
最高37.3oC,最低-20oC
土壤冰冻深度
0.7~0.83m
地基承载力
各层均在120Kpa以上
地下水位
地面下2.0m
2.污水排水接纳河流资料:
据1960~1998年连续观测,河道的最高洪水位标高为214.00m,常水位标为211.00m,枯水位标高为209.00m。
经当地环保部门商定:
城市二级污水处理厂排水(BOD5≤30mg/l,SS≤30mg/l)满足河水水质要求。
3.工程地质资料:
地质钻探结果表明,沿河地质结构(由上而下)由表土层、亚粘土层、细砂中砂层、卵石层以及基岩层构成。
其中表土层2m以下,亚粘土层3.5~6.5m。
基岩层最浅7m以下,最深12m以下,地基计算强度建议采用2.1kg/cm2,地下水质对各类水泥均无侵蚀作用,地震基本烈度为7度。
4.污水水量、水质
根据城市总体规划,该卫星城将在近期内建成以轻工、科研和文教事业为主的小城镇,其中:
工业以五个工厂为主体,人口(A)为22万人。
环保规划及水量、水质如下:
1)排水系统:
雨水与污水采用分流制,生活污水与工业废水为合流制,污水处理厂只考虑处理生活污水与工业废水,输入污水厂的污水干管直径为900mm,管底埋深为地面以下5.3m,充满度为0.5;
类别
流量(m3/d)
COD(mg/l)
BOD5(mg/l)
SS(mg/l)
pH
生活污水
27000
400
300
200
6~7
工
业
废
水
甲厂
4800
600
350
乙厂
1300
1000
500
700
6.8~7.5
丙厂
1200
496
185
中性
丁厂
3700
657
281
131
戊厂
5000
478
191
99
注:
(1)表中数值为日平均值;
(2)工业废水的时变化系数为1.3,生活污水总变化系数为1.4;
(3)污水平均水温为25oC(夏季)和15oC左右(冬季);
(4)工业废水的水质不影响生物处理。
2)A区地面由北向南坡度为1%,污水处理厂拟用场地选在A区南段,此处由西北向东南方向的坡度为0.5%,进入污水厂的A区排水管端点的地面标高为220.00m
第二章污水处理工艺流程说明
第二章处理构筑物设计
1.平均日流量
平均日流量为
2.最大日流量
污水日变化系数取
,而
,则有:
最大日流量
3.最大日最大时流量(设计最大流量)
时变化系数取
最大日最大时流量
第二节格栅设计计算
中格栅用以截留水中的较大悬浮物或漂浮物,以减轻后续处理构筑物的负荷,用来去除那些可能堵塞水泵机组驻管道阀门的较粗大的悬浮物,并保证后续处理设施能正常运行的装置。
1.格栅的设计要求
(1)水泵处理系统前格栅栅条间隙,应符合下列要求:
1)人工清除25~40mm
2)机械清除16~25mm
3)最大间隙40mm
(2)过栅流速一般采用0.6~1.0m/s.
(3)格栅倾角一般用450~750。
机械格栅倾角一般为600~700.
(4)格栅前渠道内的水流速度一般采用0.4~0.9m/s.
(5)栅渣量与地区的特点、格栅间隙的大小、污水量以及下水道系统的类型等因素有关。
在无当地运行资料时,可采用:
1)格栅间隙16~25mm适用于
0.10~0.05m3栅渣/103m3污水;
2)格栅间隙30~50mm适用于0.03~0.01m3栅渣/103m3污水.
(6)通过格栅的水头损失一般采用0.08~0.15m。
2.格栅尺寸计算
设计参数确定:
设计流量Q1=
=0.70m3/s(设计2组格栅),
以最高日最高时流量计算;
栅前流速:
v1=0.7m/s,过栅流速:
v2=0.9m/s;
渣条宽度:
s=0.01m,格栅间隙:
b=0.02m;
栅前部分长度:
0.5m,格栅倾角:
α=60°
;
单位栅渣量:
w1=0.05m3栅渣/103m3污水。
设计中的各参数均按照规范规定的数值来取的。
(1)确定格栅前水深,根据最优水力断面公式
计算得:
栅前槽宽
=
=1.41m,则栅前水深
(2)栅条间隙数:
(取n=48)
(3)栅槽有效宽度:
B0=s(n-1)+bn=0.01×
(48-1)+0.02×
48=1.43m
考虑0.4m隔墙:
B=2B0+0.4=3026m
(4)进水渠道渐宽部分长度:
(其中α1为进水渠展开角,取α1=
)
(5)栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度
(6)过栅水头损失(h1)
设栅条断面为锐边矩形截面,取k=3,则通过格栅的水头损失:
其中:
h0:
水头损失;
k:
系数,格栅受污物堵塞后,水头损失增加倍数,取k=3;
ε:
阻力系数,与栅条断面形状有关,当为矩形断面时β=2.42。
(7)栅后槽总高度(H)
本设计取栅前渠道超高h2=0.3m,则栅前槽总高度H1=h+h2=0.71+0.3=1.01m
H=h+h1+h2=0.71+0.103+0.3=1.11m
(8)栅槽总长度
L=L1+L2+0.5+1.0+H1/tanα
=2.54+1.27+0.5+1.0+1.01/tan60°
=7.06m
(9)每日栅渣量
在格栅间隙在20mm的情况下,每日栅渣量为:
所以宜采用机械清渣。
1.沉砂池的选型:
沉砂池主要用于去除污水中粒径大于0.2mm,密度2.65t/m3的砂粒,以保护管道、阀门等设施免受磨损和阻塞。
沉砂池有平流式、竖流式、曝气式和旋流式四种形式。
由于旋流式沉砂池有占地小,能耗低,土建费用低的优点;
竖流式沉砂池污水由中心管进入池后自下而上流动,无机物颗粒借重力沉于池底,处理效果一般较差;
区旗沉砂池则是在池的一侧通入空气,使污水沿池旋转前进,从而产生与主流方向垂直的横向恒速环流。
砂粒之间产生摩擦作用,可使沙粒上悬浮性有机物得以有效分离,且不使细小悬浮物沉淀,便于沉砂和有机物的分别处理和处置。
平流式沉砂池具有构造简单、处理效果
好的优点。
本设计采用平流式沉砂池。
2设计资料
1)沉砂池表面负荷200m3/(m2h),水力停留时间40s;
2)进水渠道直段长度为渠道宽度的7倍,并不小于4.5米,以创造平稳的进水条件;
3)进水渠道流速,在最大流量的40%-80%的情况下为0.6-0.9m/s,在最小流量时大于0.15m/s;
但最大流量时不大于1.2m/s;
4)出水渠道与进水渠道的夹角大于270度,以最大限度的延长水流在沉砂池中的停留时间,达到有效除砂的目的。
两种渠道均设在沉砂池的上部
以防止扰动砂子。
5)出水渠道宽度为进水渠道的两倍。
出水渠道的直线段要相当于出水渠道的宽度。
6)沉砂池前应设格栅。
沉砂池下游设堰板,以便保持沉砂池内需要的水位。
计算草图如下图所示:
2.1设计参数确定
设计流量:
=700L/s(设计2组池子,每组Q=450L/s=0.45m3/s)设计流速:
v=0.25m/s
水力停留时间:
t=40s
2.2池体设计计算
(1)沉砂池长度:
L=vt=0.25×
40=10m
(2)水流断面面积:
(3)沉砂池总宽度:
每组宽取B=2m>
0.6m
(4)有效水深:
h2=A/B=1.8/2=0.9m(介于0.25~1m之间)
(5)贮泥区所需容积:
设计T=2d,即考虑排泥间隔天数为2天,则每个沉砂斗容积
(每组沉砂池设两个沉砂斗,两组共有4个沉砂斗)
其中城市污水沉砂量:
X=30m3/105m3.
(6)沉砂斗各部分尺寸及容积:
设计斗底宽a1=0.50m,斗壁与水平面的倾角为60°
,斗高hd=1.0m,则沉砂斗上口宽:
沉砂斗容积:
=1.27m3
(7)沉砂池高度:
采用重力排砂,设计池底坡度为0.06,坡向沉砂斗长度:
则沉泥区高度为
h3=hd+0.06L2=1.0+0.06×
3.35=1.20m
池总高度H:
设超高h1=0.3m,
H=h1+h2+h3=0.3+0.6+1.20=2.1m
(8)进水渐宽部分长度:
(9)出水渐窄部分长度:
L3=L1=1.0m
(10)校核最小流量时的流速:
最小流量一般采用即为0.5Qmax,则
,符合要求.
(11)进水渠道
格栅的出水通过DN1200mm的管道送入沉砂池的进水渠道,然后向两
侧配水进入进水渠道,污水在渠道内的流速为:
式中:
B1——进水渠道宽度(m),本设计取1.5m;
H1——进水渠道水深(m),本设计取0.5m。
(12)出水管道
出水采用薄壁出水堰跌落出水,出水堰可保证沉砂池内水位标高恒定,堰上水头为:
m——流量系数,一般采用0.4-0.5;
本设计取0.4;
(13)排砂管道
本设计采用沉砂池底部管道排砂,排砂管道管径DN=200mm。
辐流式初沉池拟采用中心进水,沿中心管四周花墙出水,污水由池中心向池四周辐射流动,流速由大变小,水中悬浮物流动中在重力作用下沉降至沉淀池底部,然后用刮泥机将污泥推至污泥斗排走,澄清水从池周溢流入出水渠。
辐流沉淀池由进水装置、中心管、穿孔花墙、沉淀区、出水装置、污泥斗及排泥装置组成。
本设计选择两组辐流式沉淀池,每组设计流量为0.3m3/s,从沉砂池流出来的污水进入集配水井,经过集配水井分配流量后流入辐流沉淀池。
计算草图下图
:
1.沉淀部分水面面积
表面负
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