综合实训指导书环境治理1011《水污染控制技术课程设计》Word文档格式.docx
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02、07、12、17、22、27、32、37
葛旺
周二
3
03、08、13、18、23、28、33
许广照
周三
4
04、09、14、19、24、29、34
叶里祥
周四
5
05、10、15、20、25、30、35
李开放
周五
说明
1.各组组长召集本组成员,讨论确定处理工艺、主要设计参数;
2.劳动委员负责监督、检查卫生值日情况;
3.班长负责保管教室钥匙、领取和归还绘图工具;
4.课代表负责设计资料发放、保管,作业收缴;
2.时间安排
周次
日期
星期
项目
实训过程组织
地点
指导教师
中心(实训室)管理教师
十一
11.19
一
设计理论讲解
查阅资料手册
集中讲授设计理论、分组、借阅设计资料
知行楼南608
管福征
11.20
二
设计计算
分组进行设计计算
11.21
三
11.22
四
11.23
五
十二
11.26
绘图
根据设计计算独立绘图
11.27
11.28
11.29
11.30
总结交流、成绩评定
根据设计计算独立绘图、总结交流、成绩评定
四、成绩评定
指导教师将根据学生在设计期间的表现和报告、图纸的质量进行综合评分。
课程设计成绩的评定按优秀、良好、中等、及格、不及格五级评出等级。
(1)优秀(100~90分)
a、能认真听指导老师讲授理论课,及时做好笔记。
(15%)
b、认真查阅资料、手册,设计计算准备充分。
c、认真、独立完成设计计算。
(20%)
d、图纸绘制仔细,完整,质量好,格式符合绘图要求。
(40%)
e、遵守设计要求好,组织纪律性强,出勤率100%。
(10%)
注:
以下等级中每项的权重同
(1)
(2)良好(89~80分)
a、能较认真听指导老师讲授理论课,及时做好笔记。
b、认真查阅资料、手册,设计计算准备较充分。
c、态度认真,基本能独立完成设计计算。
d、图纸绘制仔细,完整,质量较好,格式基本符合绘图要求。
e、遵守设计要求较好,组织纪律性强,出勤率90%以上。
(3)中等(79~70分)
a、尚能较认真听指导老师讲授理论课,笔记基本完整。
b、尚能认真查阅资料、手册,设计计算准备较充分。
c、态度较认真,尚能独立完成设计计算。
d、图纸绘制较仔细,完成90%以上,质量一般,格式尚能符合绘图要求。
e、遵守设计要求较好,组织纪律性较强,出勤率85%以上。
(4)及格(69~60分)
a、尚能较认真听指导老师讲授理论课,笔记很不完整。
b、尚能认真查阅资料、手册,设计计算准备不充分。
c、态度较认真,设计计算不完整。
d、图纸绘制较仔细,完成80%以上,质量一般,格式尚能符合绘图要求。
e、遵守设计要求较好,组织纪律性不强,出勤率80%以上。
(5)不及格(60分以下)
a、不认真听指导老师讲授理论课,无笔记。
b、不认真查阅资料、手册,设计计算准备不充分。
c、态度不认真,设计计算不完整。
d、图纸绘制不仔细,完成60%以上,质量较差、格式不符合绘图要求。
e、遵守设计要求不好,组织纪律性不强,有经常无故缺席想象,出勤率70%以下。
五、实训内容指导材料
(一)污水处理厂的设计内容及原则
1、污水处理厂的设计内容
污水处理厂的设计内容主要包括:
根据城市和企业(工业区)的规划要求选择厂址;
根据原水水质及处理后要求达到的水质标准选择处理工艺流程和处理构筑物的型式;
处理工艺流程设计说明;
处理构筑物型式选型说明;
处理构筑物或设施设计计算;
主要辅助构(建)筑物设计计算;
主要设备设计计算选择;
污水厂总体布置(平面或竖向)及厂区道路、绿化和管线综合布置;
处理构建筑物、非标设备设计图绘制;
编制主要设备材料表。
2、污水处理厂的设计原则
①污水处理厂的设计必须符合适用的要求。
②污水厂设计采用的各项设计参数必须可靠。
③污水厂设计要符合技术上先进、经济上合理的原则。
④污水厂设计必须注意近远期相结合。
⑤污水厂设计必须考虑安全运行的条件。
⑥污水处理厂的设计应适当考虑厂区的美观和绿化,污水处理厂内的建筑物的外观和布局要注意美观和协调。
(二)编制的设计文件
包括设计说明书和图纸。
(三)工艺流程的选择
一般来说,废水处理工艺流程的选择应当主要考虑以下几个方面的问题。
(1)原污水水质一般的生活污水水质比较固定,处理的主要目标是降低污水的生化需氧量和悬浮固体,常用的处理方法包括沉淀、生物处理、消毒等,有典型流程可供参考。
而工业废水水质复杂,无论是污水中的污染物的种类还是浓度,差异都很大,因此,目前没有特别典型的流程可供参考。
(2)污水的处理深度这是污水处理工艺流程选择的重要因素之一。
污水处理深度程度主要取决于污水的污染状况、处理后水的去向、受纳水体的功能和污水所流入的水体的自净能力。
污水的污染状况,表现为污水中所含污染物的种类、形态、浓度及水量,它直接影响污水处理程度及工艺流程。
设计人员应把水体自净能力作为确定污水处理工艺流程的根据之一,既能较充分地利用水体自净能力,使污水处理工程承受的处理负荷相对减轻,又能防止水体遭受新的污染,不破坏水体正常的使用价值。
(3)工程造价与运行费用考虑工程造价与运行费用时,应以处理污水达到水质排放标准为前提条件。
(4)当地的自然和社会条件当地的地形、气候、水资源等自然条件也对污水处理流程的选择具有一定影响。
如当地有废弃的旧河渠、池塘、洼地、河塘、沼泽地与山谷等地域,可优先考虑采用工程造价低廉的稳定塘等自然净化技术。
在寒冷地区,则应采取适当的技术措施,保证在低温季节也能够正常运行。
(5)污水的水量及其变化动态对于水量、水质变化大的污水,应选用耐冲击负荷能力强的工艺,或考虑设立调节池等缓冲设备以尽量减少不利影响。
(6)运行管理与施工运行管理所需要的技术条件与施工的难易程度也是在选择工艺流程时应考虑的问题,如采用技术密集、运行管理复杂的处理工艺,就需要有素质高、技术水平强的人员。
因此在选择运行管理复杂的工艺时应在充分的可行性研究的基础上决定。
工程施工的难易程度也是选择工艺流程的影响因素之一,如地下水位高,地质条件差的地方,就不适宜选用深度大、施工难度高的处理构筑物。
(7)处理过程是否产生新的矛盾污水处理过程中应注意是否会造成二次污染问题。
例如化肥厂造气污水在采用沉淀、冷却后循环利用过程中,在冷却塔尾气中会含有氰化物,对大气造成污染。
农药厂乐果污水处理中,以碱化法降解乐果,如采用石灰作碱化剂,产生的污泥会造成二次污染。
(四)沉淀池的设计
沉淀池按照水流动方向:
平流沉淀池、辐流沉淀池、竖流沉淀池和斜流沉淀池,各有特点和适用范围。
以平流式沉淀池为例,介绍其设计方法:
1、平流式沉淀池的构造
a.进水区:
进水区是平流式沉淀池的混合反应区,进水区的作用是使水流均匀地分布在整个进水断面上,尽可能减少污水扰动,并使流速不致太大。
b.沉淀区:
沉淀区即工作区,其作用是使可沉颗粒与污水分离,使悬浮物沉降,
池的设计应使进、出水均匀,池内水流稳定,提高水池的有效容积,减少紊动影响,提高沉淀效率;
有效高度一般为3.0-4.0m,长宽比应不小于4:
1,长深比应不小于10:
1。
水流水平流速一般为10-25mm/s。
停留时间一般为1.0-3.0h。
c.出水区:
出水区的作用是使沉淀后的出水尽量均匀流出。
它是通过流出装置来实现的,由流出槽与挡板组成。
流出槽设自由溢流堰,溢流堰严格水平,既可保证水流均匀,又可控制沉淀池水位。
出流装置多采用自由堰形式,堰前也设挡板,以阻拦浮渣,或设浮渣收集和排除装置。
出流堰是沉淀池的重要部件,它不仅控制沉淀池内水面的高程,而且对沉淀池内水流的均匀分布有着直接影响。
单位长度堰口的溢流量必须相等。
此外,在堰的下游还应有一定的自由落差,因此对堰的施工必须是精心的,尽量作到平直,少生误差。
目前多采用锯齿形溢流堰,这种溢流堰易于加工也比较容易保证出水均匀。
水面应位于齿高度的1/2处。
d.存泥区:
存泥区用于为存积下沉的泥,另一方面是供排泥用。
为了排泥,沉淀池底部可采用斗形底,可采取穿孔排泥和机械虹吸排泥等形式。
沉淀池内的可沉固体多沉于池的前部、污泥斗常设在池的前部。
污泥斗的上底可为正方形(边长同池宽)或长方形(其一边长同池宽);
下底为正方形,泥斗倾面与底面夹角不小于600。
2、排泥方法
a.静水压力法:
利用池内的静水位,将污泥排出池外。
排泥管插人污泥斗,上端伸出水面以便清通。
污泥通过静水压力排出池外,为了使池底污泥能滑人污泥斗,池底应有一定的坡度。
为了不造成池总深加大,采用多斗式平流沉淀池,以减少深度。
多斗式平流式沉淀池不用机械,每个贮泥斗单独设排泥管,能够互不干扰,保证沉淀浓度,各自独立排泥。
b.机械排泥法:
沉淀池及时排除沉于池底的污泥是使沉淀池工作正常,保证出水水质的一项重要措施,应用比较广泛的设有链带式刮泥机的平流式沉淀池。
设有链带式刮泥机的平流式沉淀池,在池底部,链带缓缓地沿与水流相反的方向滑动,刮板嵌于链带上,在滑动中将池底沉泥推人贮泥斗中,而在其移到水面时,又将浮渣推到出口,从那里集中清除。
这种设备的主要缺点是各种机件都在水下,易于腐蚀,难于维护。
桥式行车刮泥机的刮泥机件伸入水中。
沉淀池的池壁上设有轨道,行车在轨道上移动,刮泥设备将池底沉泥推到贮泥斗中,不用时,将刮泥设备提出水面,免受腐蚀。
3、平流式沉淀池的计算:
沉淀池的设计计算内容包括沉淀区和污泥区尺寸的确定,流人区、流出区和池底设备的设计选定与相应设备的设计等。
沉淀池的设计参数主要有沉淀时间、表面负荷和流速。
沉淀池在运行中还要对运行效果进行计算,如计算沉淀率、污泥量等,这些参数一般通过沉淀试验取得。
没有条件试验时可参考同类水处理厂的运转数据或取设计手册上提供的参数。
平流式沉淀池的设计参见:
《给水排水工程快速设计手册2:
排水工程》,于尔捷等主编,P75-80。
(五)曝气池设计
曝气池实质上是生化反应器,在这个反应器中,活性污泥、空气和污水充分混合,发生生物化学反应,使水质得到净化。
不同运行方式的活性污泥法有不同型式的曝气池。
按水力特征不同,可将曝气池分为推流式、完全混合式和组合式三种类型。
(1)推流式曝气池:
曝气池呈长条形,长宽比为5-l0,宽深比(有效宽度与有效水深)为l-2,有效水深3-9m。
长池可以折流,污水从一端进,另一端出。
进水方式不限,出水多为溢流堰,一般采用鼓风曝气。
根据横断面的水流情况,又可分为平移推流式和旋转推流式两种。
曝气器安装得越深,氧利用率越高,但空气压力增大,动力消耗增加。
曝气器的安装深度与风机所能提供的风压有关。
风压为5000mmH2O的罗茨风机性能较好,安装深度为4.5m左右时氧利用率较高。
如果水深超过5m,则可采用中层曝气或导流装置,同样可以达到较好的处理效果。
(2)完全混合式曝气池:
曝气池可以是圆形、方形或矩形,水深一般3-5m。
圆形池污水从底部中心进入,周边出水;
正方形池可从中心进水,周边出水,也可从一边进水,对边出水;
长方形池,从一长边进水,另一长边出水。
完全混合式曝气池可用表曝机曝气,也可用鼓风曝气。
(3)推流-完全混合组合式曝气池
在推流式曝气池中采用表曝机,即形成组合式曝气池。
每个表曝机的影响范围内为完全混合,整个曝气池为近似推流。
相邻表曝机的旋转方向相反,否则水流抵消,混合效果下降。
也可用隔板将各个曝气机隔开,避免干扰。
这种池型一般容积较大。
推流式曝气池设计计算参见:
排水工程》,于尔捷等主编,P94-98。
《水处理工程》,顾夏声主编,清华大学出版社,P190-193。
(六)曝气方法和设备选择
对曝气设备的要求:
①供氧能力强;
②搅拌均匀;
③构造简单;
④能耗少;
⑤价格低廉;
③性能稳定,故障少;
③不产生噪音及其他公害;
③对某些工业污水耐腐蚀性强。
曝气设备的效能好坏,可通过如下指标衡量:
动力效率(Ep)和氧转移效率(EA)或充氧能力。
动力效率是指1kw·
h电所能转移到液体中去的氧量(kg/kw·
h)。
氧转移效率也称氧利用率(EA)是指鼓风曝气转移到液体中的氧占供给的氧的百分率。
对于鼓风曝气,各种扩散装置在标准状态下的EA值是事先通过脱氧清水的曝气试验测定出的,一般为5%~15%左右。
而充氧能力是指叶轮或转刷在单位时间内转移到液体中的氧量(kg/h)。
良好的曝气设备应当具有较高的动力效率和氧转移效率或充氧能力。
(1)鼓风曝气
用风机和空气扩散装置向曝气池混合液鼓入空气的方法叫鼓风曝气。
风机有离心风机和罗茨风机两种。
离心风机风量大,风压小,噪声小,效率高,适用于大中型污水处理厂。
罗获风机风压大,风量小,噪声大,适用于中小型污水厂。
用日本零件组装的三叶罗茨风机噪声相对较小,效率较高。
目前采用较多的空气扩散装置即曝气器为隔膜曝气头、隔膜曝气管、螺旋曝气器和射流曝气器等。
曝气器安装在水下近池底处,风机提供的空气通过布气管道分配到各个曝气器再扩散到水中。
气泡在上升过程中搅拌混合液,使污泥呈悬浮状态,与污水和空气充分接触。
空气中的氧气不断溶解于水中,供活性污泥代谢使用。
鼓风曝气配置灵活,效率高,适用于各种规模的污水处理设施。
(2)机械曝气
①立式曝气机:
曝气机的传动轴与水面垂直,装有叶轮。
叶轮旋转时吸入混合液和空气形成水跃,水滴和水膜与空气接触夹带空气,液面不断更新,使氧气不断溶入混合液中。
叶轮的搅拌使污泥呈悬浮状态,与污水和空气充分混合。
立式表曝机适用于小型曝气池。
由于动力消耗较大,大型曝气池中少有采用。
②卧式曝气转刷
曝气转刷的传动轴与水面平行,常用于氧化沟。
转刷转动时,板条和钢丝将液滴抛向空气中,并使液面剧烈波动,氧气溶于混合液中。
混合液在转刷的推动下在池内流动,污泥呈悬浮状态。
罗茨风机选型参见:
沈阳鼓风机厂常州分厂
南通恒荣机泵厂:
微孔曝气器参见:
山立电器企業有限公司:
http:
//www.sanlee-
(七)平面布置图
进行平面规划布置时,应考虑的原则有如下几条。
①应尽量紧凑,以减少处理厂占地面积和连接管线的长度。
②生产性处理构筑物作为处理厂的主体建筑物,在作平面布置时,必须考虑各构筑物的功能要求和水力要求,结合地形和地质条件,合理布局,以减少投资并使运行方便。
③各单元处理构筑物的座(池)数,根据处理厂的规模、处理厂的平面尺寸、各处理设施的相对位置与关系、池型等因素来确定,同时考虑到运行、管理机动灵活,在维护检修时不影响正常运行。
④对于辅助建筑物,应根据安全、方便等原则布置。
⑤在设计处理厂子面布置时,应考虑设置厂内各池泄空时的泄空管,此管可与场内污水管合一,将排出的污水和厂内污水一同回流至泵前水池回流处理。
⑥厂区内给水管、空气管、蒸汽管以及输电线路的布置,应避免相互干扰,既要便于施工和维护管理,又要占地紧凑。
当很难铺设在地上时,也可敷设在地下或架空敷设。
⑦要考虑扩建的可能,留有适当的扩建余地,并考虑施工方便。
⑧污水处理厂区应设置连通各构筑物和建筑物的道路,厂区应有一定的绿化面积,其比例不小于全场总面积的30%。
⑨构筑物布置应注意风向和朝向。
将排放异味、有害气体的构筑物布置在居住与办公场所的下风向;
为保证良好的自然通风条件,建筑物布置应考虑主导风向。
(八)高程布置
(1)污水处理厂的高程布置的任务
处理厂高程布置的任务是:
确定各处理构筑物和泵房的标高及水面标高;
各种连接管渠的尺寸及标准,使水能按处理流程在处理构筑物之间靠重力自流,以减少运行费用。
(2)污水处理厂高程布置的一般原则
①水力计算时,应选择一条距离最长、水头损失最大的流程进行计算,并适当留有余地,以防止淤积时水头不够而造成涌水现象,影响处理系统的正常运行。
②计算水头损失原则上应以最大设计流量计算(按远期最大流量考虑)。
③高程计算时,常以受纳水体的最高水位或下游用水的水位要求作为起点,由下游倒推向上游计算,以使处理后的污水在洪水季节也能自流排出,使污水处理厂的总提升泵房的扬程最小。
如果下游水位较高,应抬高全处理厂的运行水位,使水泵扬程加大或在最后排出口设置泵站提升排水。
④在高程布置与平面布置时,都应注意污水处理流程与污泥流程的相互协调,应尽量减少提升的污泥量,并考虑污泥处理设施排出的污水能自流进泵站前池。
⑤为了确定处理厂的高程布置,绘制总的平面图的同时,必须绘制工艺流程的纵断面图。
纵断面图上应该绘出构筑物和管渠的水面高程、尺寸和各节点底部高程,原地面和设计地面高程。
(九)沉淀池平面、剖面图
(十)曝气池平面、剖面图
(十一)参考资料
1.《给水排水工程快速设计手册2:
排水工程》,于尔捷等主编。
2.《水处理工程》,顾夏声主编,清华大学出版社。
3.某污水处理厂设计说明书、图纸。
4.GB/T14689-1993.技术制图图纸幅面和格式。
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