污水处理厂课程设计说明书Word文档下载推荐.docx
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根据水体要求的处理水质以及当地的具体条件、气候与地形条件等来计算水处理程度。
(2)污水处理构筑物计算:
确定污水处理工艺流程后选择适宜的各处理构筑物的类型。
对所有单体处理构筑物进行设计计算,包括确定各有关设计参数、负荷、尺寸。
(3)污泥处理构筑物计算根据原始资料、当地具体情况以及污水性质与成分,选择合适的污泥处理工艺流程,进行各单元体处理构筑物的设计计算。
(4)平面布置及高程计算:
对污水、污泥及水中处理流程要做出较准确的平面布置,进行水力计算与高程计算。
(5)污水泵站工艺计算:
对污水处理工程的污水泵站进行工艺设计,确定水泵的类型扬程和流量,计算水泵管道系统和集水井容积,进行泵站的平面尺寸计算和附属构筑物计算。
(6)绘制1号图2—3张:
1厂区平面布置图1张,比例1:
300—500。
2污水、污泥处理工艺流程高程图1张,比例:
横1:
500;
纵:
1:
100。
3曝气池技术设计工艺图(一平、二剖)比例:
50—100。
1.1.3设计范围
分流制城市二级污水处理厂设计
1.2设计原始资料
(1)排水体制
排水体制采用分流制排水。
(2)污水量
1城市位于华北地区。
2城市设计人口8.5万人,居住建筑内设有室内给水排水卫生设备和淋浴设备。
3城市公共建筑污水量按城市生活污水量的30%计。
4工业污水量为9100m³
/日,包括厂区生活和淋浴水。
5城市混合污水变化系数:
日变化系数Kd=1.1,总变化系数Kz=1.4。
(3)工业废水水质:
悬浮物SS:
178mg/L
BOD5:
169mg/L
PH:
7—7.4
有毒物质:
微量,对生化处理无不良影响。
(4)气象资料:
1年平均气温:
14℃
2夏季平均计算气温:
27℃
3极端最高气温:
40℃
4冬季平均计算温度:
-5℃
5极端最低气温:
-13℃
6年降水量:
600mm
7结冰期:
30天
8主导风向:
夏季:
南风
冬季:
北方
(5)水体资料:
195%保证率的设计流量15m³
/s
2出水口水体资料:
最高水位:
10.00m平均水位:
8.00m
最低水位:
6.00m
(6)污水厂厂区资料:
1厂区地形平坦,地面标高为:
12m;
2地下水位:
9.00m;
3地基承载力特征值120KPa;
4设计地震烈度8度;
5入场口管底标高:
5.00m;
管径:
d=0.7m,充满度h/D=0.65。
(7)混合污水处理程度
①按悬浮物SS为:
87%;
②按BOD5为:
90%。
1.3设计水量及水质
本设计中设计水量的计算包括平均日污水量、最大日污水量、最大时污水量的计算;
水质计算包括SS、BOD5等浓度的计算,在无资料时,一般应根据设计人口数及室外设计规范中的污物排放标准来计算。
1.3.1设计水量
(1)计算平均日生活污水量Qp
Qp1=qs×
N×
α
式中:
qs---居民区生活用水定额,取120L/(人.天);
α---排放系数,一般为80%--90%,本设计取85%;
N---设计人口;
Q1=8.5×
10000×
120×
0.85=8670m³
/d。
(2)公共建筑污水量Qp2的计算
Qp2=30%×
Qp1=30%×
8670=2601m³
(3)工业污水量Qp3的计算
根据原始资料Qp3=9100m³
(4)平均污水总量Qp的计算
Qp=Qp1+Qp2+Qp3=8670+2601+9100=20371m³
/d.
(5)设计最大日污水量Qmr的计算
Qmr=Kd×
Qp=1.1×
20371=22408.1m³
(6)设计最大时污水量Qmax的计算
Qmax=Kz×
Qp=1.4×
22408.1=31371.34m³
(7)各设计水量汇入表1中。
项目
水量
m³
/d
/h
L/s
平均日污水量Qp
30371
848.79
0.236
235.78
最大日污水量Qmr
22408.1
933.67
0.259
259.78
最大时污水量Qmax
31371.34
1307.14
0.363
363.09
表1.各设计水量汇总
1.3.2设计进水水质计算
(1)混合污水中悬浮物SS的计算Cs浓度的计算
Cs=1000.as/Qs.=1000.as/αQs’
as—每人每天排放SS的克数,规范规定为40—65g/(人.d),本设计取50g/(人.d)
Qs—每人每天排放水量,以L计;
Qs’—每人每天用水量,以L计;
α—排放系数,取0.85;
①生活污水中SS浓度计算
Cs1=1000×
50/150×
0.85=392.16mg/L;
②工业废水(原始资料可知)
Cs2=178mg/L;
4混合污水中SS浓度计算
Cs=(Q生×
Cs1+Q工×
Cs2)/Q生+Q工
式中:
Q生--生活污水量,即8670+2601=11271m³
/d;
Q工—工业废水量,即9100m³
Css=[(8670+2601)×
392.16+178×
9100]/20371
=296.49mg/L.
(2)混合污水中BOD5浓度的计算
CBOD5=1000.as/Qs.=1000.as/αQs’
as—每人每天排放BOD5的克数,规范规定为25—50g/(人.d),本设计取40g/(人.d)
①生活污水中BOD5的计算
40/150×
0.85=313.73mg/L;
②工业废水中BOD5的计算(可由原始资料获得)
Cs2=169mg/L;
③混合污水中BOD5浓度的计算
CBOD5=(Q生×
CBOD5=[(8670+2601)×
313.73+169×
=249.08mg/L.
1.4、设计人口及当量人口的计算
N=N1+N2
N—涉及人口数(人);
N1—居住区人口数(人);
N2—工业废水这算的当量人口数。
N2可按下式计算:
N2=∑CiQi/as
Ci—工业废水中的BOD5或SS的浓度;
Qi—工业废水平均的日流量;
as—BOD5、SS污染物的排放标准。
1工业废水按SS计算(as取50g/人.d)
N2=Cs2×
Qp2/as=178×
9100/50=32396人=3.24万人;
N’=N1+N2=8.5+3.24=11.74万人;
2工业废水按BOD5计算(as取40g/人.d)
N2=CBOD5×
Qp2/as=169×
9100/40=384475人=3.84万人;
N’’=N1+N2=8.5+3.84=12.34万人。
1.5污水处理程度
1.5.1混合污水处理程度指标
(1)按SS为87%
(2)按BOD5为90%
1.5.2出水浓度计算
去除率E=(Co-Ce/Co)100%得
Ce=Co(1-E)
Co、Ce—进出水BOD5、SS的浓度。
则出水BOD5浓度Ce=296.49×
(1-0.87)=38.5437mg/L;
出水SS的浓度Ce=249.08×
(1-0.9)=24.908mg/L。
1.6处理方法及处理流程
1.6.1处理方法
本设计采用普通活性污泥法
1.6.2处理工艺流程
图1:
普通活性污泥法处理流程图
第二章进水泵站
2.1.1污水泵站的特点及形式
合建式矩形泵站
本设计流量较大,使用4台水泵,三用一备,这使得泵站规模较大,因此采用合建式矩形泵站,地下部分采用矩形或梯形,上部为矩形。
组合形式更具有水力条件较好的特点,矩形及组合泵房多为开槽施工。
2.1.2泵站的布置
应用绿化带或建筑物进行隔离,并且宽度不应小于30m,还应考虑泵房内的排水和通风。
2.2污水泵站的设计
2.2.1设计依据
(1)设计流量应按最高日设计,并满足最大充满度的流量要求。
(2)选泵的时候,应该尽量选择同一型号的水泵,以便于检修,同时还应满足低流量时候的调节要求。
(3)泵站构筑物不允许地下水渗入,设计时应该考虑地下水的高度,设置有高于地下水位0.5m的防水措施。
(4)泵站形式的选择主要取决于水力条件及工程造价。
2.2.2泵站的设计与计算
(1)流量Q的确定
最大时流量Qmax:
Qmax=31371.34m³
/d=1307.14m³
/h=0.363m³
/s=363.09L/s.
(2)泵站
按最大时流量Qmax选泵,工4台(3用1备),每台水泵的设计流量Q=Qmax/3=1307.14/3=435.7m³
/h,查《给水排水设计手册》第Ⅱ册,选用200WLI-480-13型立式水泵,参数如下列表格所示:
型号
流量
扬程
m
轴功率
KW
效率
%
转速
r/min
重量
Kg
200WLI480-13
480
13
22.5
76
980
1200
水泵的参数
J
mm
B
C
D
E
F
G
H
出口法兰mm
进口法兰mm
200WLI
480-13
DN
D1
D2
410
955
795
483
500
640
750
840
200
295
340
250
335
375
水泵安装参数表
(3)集水池容积的计算
①泵站集水池容积以最大一台泵5—6min流量计算,则
V=480×
6÷
60=48m³
有效水深取3.0m,则集水池面积为
A=V/H=48÷
3=16㎡
集水池长取4m,则宽B=A/L=16÷
4=4m.
集水井最高水位与最低水位差值为1.5m—2m,取1.55m,则取最低水位为
H1=5+h/D-0.1-1.55
查《给水排水管道系统》机械工业出版社,得最大流量为363L/s时,DN=700mm,h/D=0.65,流速V=1.35m/s,
则最低水位H1=5+0.65-0.1-1.55=4m
最高水位H2=4+1.55=5.55m.
3水泵扬程校核
各构筑物水头损失及构筑物之间的水头损失∑h1如表2所示:
构筑物
水头损失(m)
出场管
0.2
巴氏计量槽
0.3
接触池
二沉池集水井
二沉池
0.6
二沉池配水井
曝气池
0.4
初沉池集水井
初沉池
0.5
初沉池配水井
沉砂池
管路水头损失∑h2,如表3所示:
各个管路
出水管沉砂池
沉砂池初沉池配水井
初沉池配水井初沉池
初沉池初沉池集水井
初沉池集水井曝气池
曝气池二沉池配水井
二沉池配水井二沉池
二沉池二沉池集水井
二沉池集水井接触池
则
∑h1=0.2+0.3+0.2+0.2+0.6+0.2+0.4+0.3+0.5+0.2+0.2=3.3m;
∑h2=0.3+0.4+0.2+0.2+0.4+0.4+0.3+0.3+0.3=2.8m;
所以总水头损失∑h=∑h1+∑h2=6.1m.
出水口最高水位为10m,则集水井的最高水位为10+6.1=16.1m.
泵站管路系统损失以1.5m计,泵内损失以2.0m计,自由水头以1.0m计,则所需扬程:
10+6.1-4+4.5=11.1m<
13m(水泵扬程)
满足要求
2.2.3泵房布置
(1)选用电机:
Y280S-6三相鼠笼式电动机,额定功率45KW,转速980r/min,重180Kg,效率92%。
(2)水泵基础计算
长L=底脚螺孔间距+(0.4—0.5)m=(750+500)=1.25m
宽B=底脚螺栓间距+(0.4—0.5)m=(500+500)=1.00m
高H=3.0W/L.B.r=3×
(1200+180)/1.25×
1×
2400=1.38m
取混凝土基础高出泵房地面0.5m,基础地下埋深0.88m。
(3)泵房尺寸
四台泵按横向排列方式布置泵房
长L=1.25×
4+3×
1+2+2=12m
宽B=1+3+2=6m
(4)管道的布置与设计:
①吸水管:
设计流速为1—1.5m/s,吸水管管径DN400,流速1.3m/s;
②压水管:
设计流速≥1.5m/s,压水管管径DN350,设计流速1.6m/s;
4喇叭口:
直径一般取吸水管管径的1.5倍,
D=1.5×
400=600mm
(5)集水池及泵房标高
①吸水管中心:
集水池最低水位为4m,吸水喇叭口上边缘至最低水位1.8—2.0D,取1.8D,即1.8×
0.6=1.08m;
管中心标高:
4-1.08-0.6×
0.5=2.62m。
②集水池底标高:
喇叭口至池底1.0—1.25D,取1.0D
即1.0×
0.6=0.6m
集水池底标高为2.62-0.3-0.6=1.72m
(6)泵房内部地面基础,泵轴标高
进水管中心标高2.62m则地面标高2.62-0.3=2.3m,基础标高2.82m,泵轴中心距基础0.41m,则泵轴标高2.82+0.41=3.23m。
(7)泵房高度确定
1泵房内最大设备W=1200Kg,选用CD2-120型号电动葫芦,起重重量2t,超重高度12m。
2泵房高度
泵房半地下式,泵房高度H=H1+H2
H1=a+b+c+d+e+h
a—行车轨道高度,取0.3m;
b—滑车高度0.14m;
c—行车梁底至起重钩距离,取0.93m;
d—起重垂直长度,1.08m;
e—最大一台机组高度,取1.4m;
h—吊起物底与地面距离,取2.0m。
H1=0.3+0.14+0.93+1.08+1.4+2=5.85m
H2=水厂地面标高-泵房地面标高=12-2.32=9.68m
所以,H1+H2=15.53m
(8)泵房平、剖面图
第三章一级处理构筑物
3.1格栅
3.1.1格栅种类及作用
格栅由一组或数组平行的金属栅条、塑料齿钩或金属网、框架及相关装置组成,倾斜安装在污水渠道、泵房集水井的进口处或污水处理厂的前端,用来截留污水中较粗大漂浮物和悬浮物,如纤维、碎皮、毛发、果皮、蔬菜、木片、布条、塑料制品等,防止堵塞和缠绕水泵机组、曝气器、管道阀门、处理构筑物配水设施、进出水口,减少后续处理产生的浮渣,保证污水处理设施的正常运行。
按照格栅形状,可分为平面格栅和曲面格栅;
按照格栅净间距,可分为粗格栅(50-100mm)、中格栅(10-40mm)、细格栅(1.5-10mm)三种,平面格栅和曲面格栅都可以做成粗、中、细三种。
3.1.2格栅设计原则
(1)格栅的清渣方式有人工清渣和机械清渣,一般采用机械清渣;
(2)机械格栅一般不宜少于两台;
(3)过栅流速一般采用0.6-1.0m/s;
(4)格栅前渠道内的水流速度一般采用0.4-0.9m/s;
(5)格栅倾角一般采用45°
--75°
;
(6)通过格栅的水头损失一般采用0.08-0.15m;
(7)格栅间必须设置工作台,台面应高出栅前最高设计水位0.5m,工作台上应有安全和冲洗设施;
(8)格栅间工作台两侧过道宽度不应小于0.7m,工作台正面过道宽度:
人工清除不应小于1.2m,机械清除不应小于1.5m;
(9)机械格栅的动力装置一般宜设在室内,或采取其他保护设施;
(10)格栅间内应安装吊运设备,以利于进行格栅及其他设备的检修、栅渣的日常清理。
本设计采用两道平面机械中格栅,一用一备,采用机械清渣。
3.1.3设计计算
前面计算可知:
Qmax=0.363m³
/s,计算草图如图4:
(1)格栅间隙数
设栅前水深h=0.6m,过栅流速取V=0.9m/s,采用中格栅,栅条间e=20mm,安装角度α=60°
,栅条的间隙数计算公式为:
n=(Qmax.√sinα)/ehv
则n=0.363×
√sin60°
/0.02×
0.6×
0.9≈32
(2)格栅宽度
计算公式为:
B=S(n-1)+en
e=20mm,n=32,S为栅条宽度,取s=0.01m;
B=0.01×
(32-1)+0.02×
32=0.95m.
(3)进水渠道渐宽部分的长度L1:
若进水渠宽B1=0.6m,渐宽部分展开角α1=20°
,则此时进水渠道内的流速为V=Qmax/A=0.363/0.6×
0.6=1m/s,假设合理。
L1=B-B1/2tanα1=0.95-0.6/2tan20°
=0.13m
(4)栅槽与出水渠连接处的渐窄部分长度L2:
L2=L1/2=0.13/2=0.065m
(5)过栅水头损失计算
因为格栅为矩形截面,取K=3,并将已知数据代入下式:
h1=ζ.(V²
/2g).sinα.K
ζ为阻力系数,ζ=β(s/e)4/3=0.96
h1=(0.96×
0.9²
/2×
9.8)×
sin60°
×
3=0.102m
(6)栅前高度H1和栅后高度H
取山前渠道超高h2=0.3m,
H1=h+h2=0.9m
H2=h+h1+h2=0.6+0.102+0.3=1.002m,取H2=1m。
(7)栅槽总长度L
L=L1+L2+0.5+1.0+H1/tan60°
=0.13+0.065+1.5+0.9/1.732
=2.215m
(8)每日清渣量
W=86400×
Qmax×
W1/Kz×
1000
W1—单位体积污水栅渣量,m³
/(10³
污水),中格栅间隙为20mm,取W1=0.05m³
污水);
Kz—生活污水变化系数,由原始系数取1.4;
0.363×
0.5/1.4×
1000=1.12m³
(10)中格栅及格栅除污机选型
由《给水排水设计手册(第二版)》第11册第521页查知,选用两台GH-1000链条回转式多耙格栅除污机,其规格及性能如下表4:
表4GH-1000链条回转式多耙格栅除污机的规格和性能参数
格栅宽度(
)
格栅净距(mm)
安装角a(°
过栅流速
(
电动机功率(KW)
GH-1000
20
60
0.9
1.1-1.5
3.2沉砂池
3.2.1沉砂池的作用及类型
污水中的无机颗粒不仅会磨损设备和管道,降低活性污泥活性,而且会板积在反应池底部减小反应池有效容积,甚至在脱水时扎破率带损坏脱水设备。
沉砂池的设置目的就是去除污水中泥砂、煤渣等相对密度较大的无机颗粒,以免影响后续处理的构筑物的正常运行。
常用的沉砂池的形式主要有平流式沉砂池、曝气沉砂池、旋流式沉砂池。
平流式沉砂池是早期污水处理系统常用的一种形式,它具有截留无机颗粒效果较好、构造简单等有点,但也存在流速不易控制、沉砂中有机性颗粒含量较高、排砂常需要洗砂处理等缺点。
旋流式沉砂池是利用机械力控制水流流态与流速、加速砂粒的沉淀并使有机物随流水带走的沉砂装置。
曝气沉砂池在池的一侧通入空气,使污水沿池旋转前进,从而产生与主流垂直的横向恒速环流。
本设计中选用平流沉砂池,其构造简单,除砂效果好,除砂设备国产率高。
平流式沉砂池是平面为长方形的沉砂池。
沉砂池的主体部分,实际是一个加宽、加深了的明渠,由入流渠、沉砂区、出流渠、沉砂斗等部分组成,两端设有闸板以控制水流。
在池底设置1-2个贮砂斗,下接排砂管。
设计流速为0.15-0.3m/s,停留时间应大于30秒。
沉砂含水率为60%,容重1.5t/m3。
采用机械刮砂,重力或
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