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参考文献…………………………………………………………………………36
附:
设计图纸
设计说明与计算书
第一章设计资料的确定及污水、污泥处理工艺的选择
第一节设计流量的确定
1.平均日流量
平均日流量为Qa=(2.5+82)×
104m3d=7.50万m3d
2.最大日流量
污水日变化系数取K日=1.20,而Qd=K日×
Qa,则有:
最大日流量Qd=K日×
Qa=1.20×
7.50=9万m3d
3.最大日最大时流量(设计最大流量)
时变化系数取K时=1.08,而Qh=K时×
Qd24,则有:
最大日最大时流量Qh=K时×
Qd24=1.08×
924=0.405万m3=46)
(3)栅槽有效宽度:
B0=s(n-1)+en=0.01×
(46-1)+0.02×
46=1.37m
考虑0.4m隔墙:
B=2B0+0.4=3.14m
(4)进水渠道渐宽部分长度:
进水渠宽:
(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(,功率90kw),四用一备,流量:
集水池容积:
考虑不小于一台泵5min的流量:
取有效水深h=1.3m,则集水池面积为:
泵房采用圆形平面钢筋混凝土结构,尺寸为15m×
12m,泵房为半地下式
地下埋深7m,水泵为自灌式。
第二节泵后细格栅设计计算
1.细格栅设计说明
污水由进水泵房提升至细格栅沉砂池,细格栅用于进一步去除污水中较小的颗粒悬浮、漂浮物。
细格栅的设计和中格栅相似。
2.设计参数确定:
已知参数:
Q’=75000m3d,Kp=1.3,Qmax=4050m3=92)
(3)栅槽有效宽度B=s(n-1)+en=0.01(92-1)+0.01×
92=1.83m
(4)进水渠道渐宽部分长度
(6)过栅水头损失(=4格,每格宽取b=1.5m>
0.6m,每组池总宽B=2b=3.0m
(4)有效水深:
=4。
2.池子直径
D=
=(D取26m)
3.沉淀部分有效水深
设沉淀时间t=2h,有效水深:
=4;
沉淀时间T=2h
2.沉淀池尺寸设计
(1)每组池子表面积为:
(2)池子直径
(取32m)
(3)池子实际表面积
教师批阅:
实际的表面负荷
(4)单池设计流量
(5)校核堰口负荷
<
1.7L(s.m)
校核固体负荷
小于150kg(m2.d),符合要求
(6)沉淀部分有效水深
混合液在分离区泥水分离,该区存在絮凝和沉淀两个过程,分离区的沉淀过程会受进水的紊流影响,沉淀时间采用1.5-3.0h,本设计取t=2.5h。
(7)流入槽:
Q=1012.5+0.5×
1012.5=1518.75m3,刮吸泥机底部设有刮泥板和吸泥管,利用静水压力将污泥吸入污泥槽,沿进水竖井中的排泥管将污泥排至分配井中。
排泥管采用DN200mm.
第七节计量槽设计计算
污水测量装置的选择原则是精密度高、操作简单,水头损失小,不宜沉积杂物,污水厂常用的计量设备有巴氏计量槽、薄壁堰、电磁流量计、超声波流量计、涡流流量计。
其中巴氏计量槽应用最为广泛且具备以上特点。
本设计的计量设备选用巴氏计量槽,选用的测量范围为:
0.2-1.5m3s
计算草图如图9所示
出水排放渠的设计考虑最佳水利断面:
==1.47m,H1=
=0.74m,因此计量槽上游水深为0.74m。
流量取75000m3d=0.868m3s。
在自由流条件下,根据公式试算选取喉宽b=0.90m的巴氏槽。
1.主要部分尺寸设计为:
渐缩部分长度:
A1=0.5b+1.2=0.5×
0.9+1.2=1.65m
喉部宽度:
A2=0.6m
渐扩部分长度:
A3=0.9m
上游渠道宽度:
B1=1.2b+0.48=1.2×
0.9+0.48=1.56m
下游渠道宽度:
B2=b+0.3=0.9+0.30=1.20m
2.计量槽总长度
计量槽应设在渠道的直线段上,直线段的长度不应小于渠道宽度的8-10倍,在计量槽上游,直线段不小于渠宽的2-3倍,本设计取3;
下游不小于4-5倍,本设计取5;
计量槽上游直线段长为:
计量槽下游直线段长为:
计量槽总长:
第三章泥处理构筑物设计与计算
第一节污泥量计算
1.曝气池内每日增加的活性污泥量:
=2896.71kgd
2.曝气池每日排出的剩余污泥量为
第二节污泥泵房设计计算
1.污泥泵房设计说明
二沉池活性污泥由吸泥管吸入,由池中心落泥管及排泥管排入池外套筒阀井中,然后由管道输送至回污泥泵房。
1.2.回流污泥泵设计选型
(1)扬程:
二沉池水面相对地面标高为0.7m,套筒阀井泥面相对标高为0.2m,回流污泥泵房泥面相对标高为-0.2-0.2=-0.4m,曝气池水面相对标高为1.8m,则污泥回流泵所需提升高度为:
1.8-(-0.4)=2.2m
(2)流量:
设计回流污泥量为QR=RQ,污泥回流比R=50%,即QR=50%Q=468.8m3d=
130.22Ls本设计四座曝气池设2台回流污泥泵。
(3)选泵:
选用LXB-700螺旋泵3台(2用1备),单台提升能力为300m3=63rmin,功率N=30kW
1.3.剩余污泥泵设计选型
侧污泥泵房占地面积设计为10m×
8m
第三节污泥重力浓缩池设计计算
采用带有竖向栅条污泥浓缩机的辐流式重力浓缩池,用带有栅条的刮泥机刮泥,采用静压排泥。
计算草图如图10所示:
1.设计参数
污泥总量计算及污泥浓度计算
二沉池排放的剩余污泥量:
=468.8m3d,本设计含水P率取为99.2%,浓缩后污泥含水率97%,污泥浓度C为8gL,二沉池污泥固体通量M采用30kg(m2·
d)。
采用中温二级消化处理,消化池停留天数为30,其中一级消化20,二级消化10。
消化池控制温度为,计算温度为。
2.浓缩池面积
式中:
C——流入浓缩池的剩余污泥浓度(kgs),本设计取10kgm3
Q——二沉池流入剩余污泥流量(m3—污泥贮泥池个数,本设计采用1个;
—污泥斗倾角,本设计取600.
3.贮泥池的高度:
(本设计取9.5m)
——消化池个数,本设计设置2座。
(3).各部分尺寸确定:
消化池直径D采用19m,集气罩直径d1=2m,高h1=2m,池底锥底直径d2=2m,上锥体倾角=200,
上锥体高
,本设计取3.0m,
消化池柱体高度h3应大D2=9.5m,本设计采用10m。
下锥体高
(本设计取1.5m)
消化池总高度为:
H=——消化池个数,本设计设置1座。
由于二级消化池单池容积与一级消化池相同,因此二级消化池各部份尺寸同一级消化池。
第四节机械脱水间设计计算
1.污泥机械脱水设计说明:
污水处理厂污泥二级消化后从二级消化池排出污泥的含水率约95%左右,体积很大。
因此为了便于综合利用和最终处置,需对污泥做脱水处理,使其含水率降至60%-80%,从而大大缩小污泥的体积。
(1)污泥脱水机械的类型,应按污泥的脱水性质和脱水要求,经技术经济比较后选用。
(2)污泥进入脱水机前的含水率一般不应大于98%。
(3)经消化后的污泥,可根据污水性质和经济效益,考虑在脱水前淘洗。
(4)机械脱水间的布置,应按规范有关规定执行,并应考虑泥饼运输设施和通道。
(5)脱水后的污泥应设置污泥堆场或污泥料仓贮存,污泥堆场或污泥料
仓的容量应根据污泥出路和运输条件等确定。
(6)污泥机械脱水间应设置通风设施。
每小时换气次数不应小于6次。
2.脱水机选择
本设计采用滚压脱水方式使污泥脱水,脱水设备选用我国研制的
DY-3000型带式压滤机,其主要技术指标为:
干污泥产量600kgL,泥饼含水率可以达到75%~78%,单台过滤机的产率为24.6~29.4kg(m2×
12m.
第四章污水处理厂的平面布置
1.总平面布置原则
该污水处理厂为四川绵阳市污水处理厂新建工程,主要处理构筑物有:
机械除渣格栅井、污水提升泵房、平流沉砂池、辐流初次沉淀池、鼓风曝气池与二次沉淀池、污泥回流泵房、浓缩池、消化池、计量设施等及若干辅助建筑物。
总图平面布置时应遵从以下几条原则。
①处理构筑物与设施的布置应顺应流程、集中紧凑,以便于节约用地和运行管理。
②工艺构筑物(或设施)与不同功能的辅助建筑物应按功能的差异,分别相对独立布置,并协调好与环境条件的关系(如地形走势、污水出口方向、风向、周围的重要或敏感建筑物等)。
③构(建)之间的间距应满足交通、管道(渠)敷设、施工和运行管理等方面的要求。
④管道(线)与渠道的平面布置,应与其高程布置相协调,应顺应污水
处理厂各种介质输送的要求,尽量避免多次提升和迂回曲折,便于节能降耗和运行维护。
⑤协调好辅建筑物,道路,绿化与处理构(建)筑物的关系,做到方便生产运行,保证安全畅道,美化厂区环境。
(2)总平面布置结果
污水由南边排水总干管截流进入,经处理后由该排水总干管排入河流。
污水处理厂呈长方形。
综合楼、职工宿舍及其他主要辅助建筑位于厂区东北部,占地较大的污水处理构筑物在厂区西部,沿流程自南向北排开,污泥处理系统在污水处理构筑物的西部。
厂区主干道宽7米,两侧构(建)筑物间距不小于15米,次干道宽4米,两侧构(建)筑物间距不小于10米
该厂平面布置特点为:
流线清楚,布置紧凑。
鼓风机房和回流污泥泵房位于曝气池和二次沉淀池一侧,节约了管道与动力费用,便于操作管理。
污泥消化系统构筑物靠近四氯化碳制造厂(即在处理厂西侧),使消化气、蒸气
输送管较短。
节约了基建投资。
办公室。
生活住房与处理构筑物、鼓风机房、泵房、消化池等保持一定距离,位于常年主风向的上风向,卫生条件与工作条件均较好。
在管线布置上,尽量一管多用,如超越管、处理水出厂管都借道雨水管泄入附近水体,而剩余污泥、污泥水、各构筑物放空管等,又都与厂内污水管合并流人泵房集水井。
第二期工程预留地设在一期工程右侧。
具体布置见附图1
第五章污水厂的高程布置
污水处理厂高程布置的任务是:
确定各处理构筑物和泵房等的标高,选定各连接管渠的尺寸并决定其标高。
计算决定各部分的水面标高,以使污水能按处理流程在处理构筑物之间通畅地流动,保证污水处理厂的正常运行。
第一节控制点高程的确定
1.进厂管有两根,每根流量为0.565m3S,选用800mm的钢筋混凝土圆管,进厂端设计管内底标高为61.2m。
2.考虑将出厂水水通过重力自流排入附近的涪江。
涪江20年一遇的洪水位为64.4m。
因而可以确定出厂管的管内底标高,出厂管选用1200mm的钢筋混凝土圆管一根,出厂水排放点距涪江3km,总水头损失为3.38m,出厂水排放点的水位标高应不低于64.40m+4.38m=67.78m,拟取67.9m。
第二节各处理构筑物及连接管渠的水头损失计算
污水处理厂的水流常依靠重力流动,以减少运行费用。
为此,必须精确计算其水头损失(初步设计或扩初设计时,精度要求可较低)。
水头损失包括:
(1)水流流过各处理构筑物的水头损失,包括从进池到出池的所有水头损失在内;
在作初步设计时可按下表估算。
(2)水流流过连接前后两构筑物的管道(包括配水设备)的水头损失,包括沿程与局部水头损失。
(3)水流流过量水设备的水头损失。
表1构筑物水头损失表
表2污水管渠水力计算表
第三节污水系统高程计算
污水处理厂设置了终点泵站,水力计算以接受处理后污水水体的最高水位作为起点,沿污水处理流程向上倒推计算,以使处理后的污水在洪水季节也能自流排出。
由于河流最高水位较低,污水厂出水能够在洪水时自流排出。
因此,在污水高程布置上主要考虑土方平衡,设计中以曝气池为基准,确定曝气池水面标高70.00m,由此向两边推算其他构筑物高程。
计算结果见下表2
表3构筑物及管渠水面标高计算表
计算结果是出水口水面标高64.73m,高于最高洪水为64.4m,满足排放要求。
污水高程布置图见附图2
第四节污泥系统高程计算
1.初沉池排泥系统的管道长度为L=250m,管径选用D=200mm,污
泥在管内呈重力流,流速为v=0.8ms,水头损失为:
2.6m
CH——污泥浓度系数,本设计CH=71。
2.污泥处理构筑物的水头损失
当污泥以重力流排出池体外时,污泥处理构筑物的水托损失以各构筑物出流水头计算,初沉池,浓缩池,消化池取1.5m,二沉池取1.2m。
2.污泥高程布置
消化池高度较高,可以满足后续脱水机房的需要,考虑土方平衡,确定一级消化池泥面为地上6.0m,即74.2m。
从污水高程可知初沉池液面标高和二沉池液面标高。
计算结果见下表,污泥高程布置图见附图2.
表4连接管道水头损失
表5污泥处理构筑物计管渠水面标高计算表
设计体会
通过这次课程设计,我对我们给水排水工程专业的任务及目前的形势有了更深刻的了解。
我还掌握了很多关于给水处理方面的知识,巩固了所学的理论知识,把理论知识和实践结合起来,培养了解决实际工程问题的能力。
同时也为下学期做毕业设计做好基础.
同时,我发现了自己专业理论基础还不够扎实,观察不仔细,考虑问题不全面等方面的不足,认为还需要通过进一步的学习和锻炼来提高自己。
总之,这次课程设计加深了我对本专业的了解,更加增添了我对本专业的信心。
参考文献
1.给排水教研室编.排水工程
(二)课程设计任务、指导书。
2.张自杰,林荣忱,金儒霖编.排水工程(下册)(第四版).北京:
中国建筑工业出版社,1999
3.李圭白编.水质工程学.北京:
中国建筑工业出版社,2004
4.韩洪军,杜茂安主编.水处理工程设计计算.北京:
中国建筑工业出版社,2006
5.南国英,张志刚主编.给水排水工程工艺设计.北京:
化学工业出版社,2004
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7.张智,张勤等编著.给水排水工程专业毕业设计指南.北京:
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化学工业出版社.
9.中国市政工程西南设计院编.给水排水设计手册:
第1册,北京:
中国建筑工业出版社,1986
10.中国市政工程西南设计院编.给水排水设计手册:
第5册,北京:
11.中国市政工程西南设计院编.给水排水设计手册:
第9册,北京:
12.中国市政工程西南设计院编.给水排水设计手册:
第11册,北京:
13.《给水排水快速设计手册》(第二册,排水工程),中国建筑工业出版社
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