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课程设计
甘肃广播电视大学
水利水电工程(本科)专业
课程设计
题目:
城市水污染控制
姓名:
郭庭彩
学号:
0962001251745
教学班:
水利水电
分校工作站:
白银分校景泰工作站
完成日期:
2011年6月
甘肃电大开放教育09级(秋)水利水电专业(本科)
课程设计成绩评定表
分校:
白银工作站:
景泰班级代号:
水利水电
姓名
专业
课程名称
设计时间
郭庭彩
水利水电
城市水污染控制
2011.05
设计题目
城市水污染控制
指导教师评语及
评分
按要求结合课程选题,选题适当,有一定的实用性、科学性、专业性和可行性。
能综合运用专业基础理论、基础知识分析和解决实际问题。
评分70
签字(盖章)王明权2011年6月13日
设计小组
评价意见
及评分
签字(盖章)年月日
分校集中实践环节指导小组意见
签字(盖章)年月日
省电大集中实践环节指导委员会审核意见
签字(盖章)年月日
说明:
1.答辩小组应填写评价意见,小组成员均应签名(盖章)。
答辩小组不应少于3人。
2.此表附于封面之后。
3.此表由分校、工作站自行复制。
目录
1.课程设计目的…………………………………………………………………1
2.课程设计题目描述和要求……………………………………………1
3.课程设计报告内容……………………………………………………………2
3.1污水处理工艺方案比较………………………………………………………2
3.2主要污水处理构筑物选型……………………………………………………5
3.3污水处理构筑物的主要设计参数……………………………………………7
3.4污水处理辅助构筑物设计……………………………………………………7
3.5污水处理厂平面布置设计……………………………………………………8
3.6污水处理厂高程布置设计……………………………………………………9
3.7设计计算………………………………………………………………………9
4.总结……………………………………………………………………………页码
参考文献…………………………………………………………………………页码
1.课程设计目的
(1)通过污水处理厂课程设计,巩固学习成果,加深对《城市排水处理》课程内容的学习与理解,使学生学习使用规范、手册与文献资料,进一步掌握设计原则、方法等步骤,达到巩固、消化课程的主要内容;
(2)锻炼独立工作能力,对污水处理厂的主体构筑物、辅助设施、计量设备及污水厂总体规划、管道系统做到一般的技术设计深度,培养和提高计算能力、设计和绘图水平;
(3)在教师指导下,基本能独立完成一个中、小型污水处理厂工艺设计,锻炼和提高学生分析及解决工程问题的能力。
2.课程设计题目描述和要求
2.1设计题目描述
(1)设计题目
某城市污水处理厂工艺初步设计。
(2)设计内容
根据任务书所给定的资料,综合运用所学的基础、专业基础和专业知识,设计一个中小型污水处理厂。
①确定污水处理方法和工艺流程;
②选择各种处理构筑物形式,并进行工艺设计计算(计算书中要附计算草图);
③估算各辅助构筑物的平面尺寸;
④进行污水厂平面布置和高程布置。
(3)原始资料
该城市位于甘肃地区原始资料如下:
①设计规模:
近期设计人口:
20万人;
远期设计人口:
40万人;
按近期计算,预留远期面积,用虚线画出。
②污水排放量标准:
200L/(人·日),工业污水为最大城市污水量的
③城市污水水质:
SS=210mg/L,要求去除率为60%;
BOD=200mg/L,要求出水为25mg/L。
④当地最高水温为30℃,。
⑤夏季主导风向为东南风。
⑥污水厂北面200米处有一条河流,最高洪水位为46.00米,常水位为42.00米。
⑦污水常地形平坦,设计标高为48.00米;地下水为标高为42.00米,地基良好。
⑧城市污水总管从污水厂南面进入,干管终点水面标高为43.00米,管径1200mm。
2.2设计要求
设计时间为一周。
设计成果要求如下:
(1)设计说明书(含课程设计的目的、原始资料、工艺方案比较、污水处理构筑物选型及主要设计参数、污水厂的平面布置、高程布置及设计的心得体会等,A4纸打印)
(2)设计计算书(污水处理构筑物的设计计算、高程计算、草图,学校信纸抄写)
(3)污水处理厂总平面图一张(1号图,1∶500或1:
400);
(4)污水处理厂高程图一张(1号图,坐标纸,横向1∶500或1:
400,纵向1∶100或1:
50);图纸要求:
布置合理、图面整洁、按绘图规定制图。
3.课程设计报告内容
3.1污水处理工艺方案比较水网博客——水业思想的集散地!
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正确选择污水处理方案是关系到污水处理厂的基建投资、处埋成本和出水水质的关键。
选择技术上可行、先进,经济上合理的工艺方案是非常重要的。
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城市污水中含有机污染物质较多,需要采用生物化学的方法使污染物的总量降低,达到国家及有关部门的排放要求。
污水的生物处理枝术分好氧法和厌氧法两大类,在城市污水处理领域主要采用好氧法,厌氧法主要用于处理高浓度有机工业废水。
污水的好氧生物处理技术,又分为活性污泥法和生物膜法两种。
F8]9V,J_j_R8D&M0 活性污泥法在全世界的应用已有80多年的历史,随着在实际工程中的广泛应用和技术上的不断革新改造,活性污泥法已成为城市污水处理的主要技术,也是当今污水处理领域使用最为广泛的处理技术。
活性污泥法在应用实践中不断得到改进,如国内一-些污水处理厂采用的氧化沟工艺、AB工艺(两段法)、SBR工艺(序批式处理工艺)等,那是在常规活性污泥法的基础上开发出来的,属于改逃型活性污泥法。
8U_d_q_b0^Z;ZP2]&X0 从经济、技术两方面考虑,我们认为百乐卡工艺具有一定的优势,现就百乐卡工艺、氧化沟工艺、AB工艺等三种污水处理工艺进行方案比较。
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一、氧化沟污水处理工艺
_F/^_a/C_j_|,Y_I0 氧化沟是在传统活性污泥法的基础上发展起来的连续循环完全混合工艺,是用延时曝气法处理废水的一种环形渠道,平面多为椭圆形,总长可达几十米,甚至几百米以上。
在沟渠内安装与渠宽等长的机械式表面曝气装置,常用的有转刷和叶轮等。
曝气装置一方面对沟渠中的污水进行充氧,一方面推动污水作旋转流动。
氧化沟多用于处理中、小流量的生活污水和工业废水,可以间歇运转,也可以连续运转。
_+~_W*`_J_T)^_Z._$ie0 1、氧化沟工艺的特点:
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(1)氧化沟的沟渠长度较大,污水在氧化沟内停留的时间长,污水的混合效果好。
可以不没初沉池,有机悬浮物在氧化沟内能达到好氧稳定的程度;
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(2)氧化沟的曝气装置具有两个功能:
供氧并推动水流以一定的流速循环流动。
污泥的BOD负荷低,同延时曝气法。
对水质和水量的变动有较强的适应性;水网博客——水业思想的集散地!
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(3)污泥龄长,有利于硝化菌的繁殖,在氧化沟内可产生硝化反应;污泥产率低,且多已达到稳定的程度,不需要再进行硝化处理,可直接进行浓缩脱水。
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(4)如采用一体式氧化沟,可不单独设二次沉淀池,使氧化沟与二沉池合建。
中间的沟渠连续作为曝气池,两侧的沟渠交替作为曝气池和二次沉淀池,污泥自动回流,节省了二沉池与污泥回流系统的费用。
二、AB法污水处理工艺
_p1p;S8lM/j0 AB法废水处理工艺是吸附---生物降解(AdsorptionBiodegradation)工艺的简称,由德国亚探大学Bohnke教授于七十年代开创的,从八十年代开始用于生产实践。
AB法系在传统两级活性污泥法和高负荷活性污泥法的基础上开发的,属超高负荷活性污泥法。
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FT"QJ0 AB法工艺原理主要是充分利用微生物种群的特性,为其创造适宜的环境,使不同微生物群得到良好的繁殖、生长,通过生物化学作用使污水得到净化。
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1、AB工艺的特点
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(1)不设初沉池,由吸附池和中间沉淀池组成A段。
A段是AB工艺的主体,对整个工艺起关键作用。
在连续工作的A段曝气池中,由外界不断地接种具有很强繁殖能力和抗环境变化能力的短世代原核微生物,在食物充足的条件下,新陈代谢很快,能较迅速地克服出现的失活和不可逆转的损害作用,大大提高处理工艺的稳定性。
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(2)A段和B段各自拥有自己独立的回流系统,这样两段分开,有各自独特的微生物群体,处理效果稳定。
A段的微生物特性使吸附池的活性污泥表现为:
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----有较强的絮凝、吸附和降解有机物的能力。
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---COD有较高的降解度,使之降解为易生化处理的BOD物质。
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W/^_u_N1]a4Z9q_F0 ---适应性强,耐进水水量、水质、pH等的变化,有抗冲击负荷的能力。
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y7C_f_i_g;V5J,z0 ---A段不仅能去除一部份有机物质,而且能起调节和缓冲作用。
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A段采用高污泥负荷,利用活性污泥的吸附絮凝能力,将污水中的有机物吸附于活性污泥上,进而降解。
产生的大量生物污泥在中间沉淀池内沉下,大部分有机物质以剩余污泥方式排除系统外。
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在A段中,借吸附、絮凝、分解和沉淀等作用,可去除大约40%的有机物。
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(3)B段由曝气池和二次沉淀池组成。
0h'N_}"A4y,P*^0 经过A段后,污水的冲击负荷(水质、水量等)巳不再影响B段,污水往水质、水量方面是比较稳定的,B段的净化功能得以充分发挥。
经A段处理后残留于污水中的有机物在B段继续氧化,达到较高的污水处理效率,并获得良好的出水水质。
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:
T_D3\0 (4)A段的产泥量很大,污泥含磷量高于常规活性污泥法。
B段的剩余污泥量少,泥龄长,有利于增殖缓慢、生长期长的硝化菌繁殖。
因此,AB工艺具有一定的脱氨脱磷功能。
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三、SBR工艺
设计方法有两种:
负荷设计法和动力设计法,本工艺采用负荷设计法。
根据工艺流程论证,SBR法具有比其他好氧处理法效果好,占地面积小,投资省的特点,因而选用SBR法。
SBR是序批式间歇活性污泥法的简称。
该工艺由按一定时间顺序间歇操作运行的反应器组成。
其运行操作在空间上是按序排列、间歇的。
污水连续按顺序进入每个池,SBR反应器的运行操作在时间上也是按次序排列的。
SBR工艺的一个完整的操作过程,也就是每个间歇反应器在处理废水时的操作过程,包括进水期、反应期、沉淀期、排水排泥期、闲置期五个阶段,如图5-3。
这种操作周期是周而复始进行的,以达到不断进行污水处理的目的。
对于单个的SBR反应器来说,在时间上的有效控制和变换,即达到多种功能的要求,非常灵活。
SBR工艺特点是:
工程简单,造价低;时间上有理想推流式反应器的特性;运行方式灵活,脱氮除磷效果好;良好的污泥沉降性能;对进水水质水量波动适应性好;易于维护管理。
3.2主要污水处理构筑物选型
1.格栅
格栅是由一组平行的金属栅条或筛网制成,安装在污水渠道、泵房集水井的进口处或污水处理厂的端部,用以截留较大的悬浮物或漂浮物,如纤维、碎皮、毛发、果皮、蔬菜、塑料制品等,以便减轻后续处理构筑物的处理负荷,并使之正常进行。
被截留的物质称为栅渣。
格栅前渠道内水流速度一般取0.4-1.0m/s。
本设计取0.9m/s
2.提升泵站
污水泵站集水池的容积,不应小于最大一台水泵5min的出水量;如水泵机组为自动控制时,每小时开动水泵不得超过6次。
集水池池底应设集水坑,倾向坑的坡度不宜小于10%。
水泵吸水管设计流速宜为0.7~1.5m/s。
出水管流速宜为0.8~2.5m/s。
3.平流式沉砂池
沉砂池是城市污水处理厂必不可少的处理设施,主要去除污水中粒径大于0.2mm的砂粒,除砂的目的是为了避免砂粒对后续处理工艺和设备带来的不利影响。
砂粒进入初沉池内会使污泥刮板过度磨损,缩短更换周期;砂粒进入泥斗后,将会干扰正常排泥或堵塞排泥管路;进入泥泵后将使污泥泵过度磨损,使其降低使用寿命;砂进入带式压滤脱水机将大大降低污泥成饼率,并使滤布过度磨损。
本设计中选用平流沉砂池,它具有颗粒效果较好、工作稳定、构造简单、排沙较方便等优点。
4.辐流式初沉池
初沉池为一级处理的主要构筑物。
初沉池池型有平流式、辐流式、竖流式多种,主要设备为不同池型的刮泥机。
平流式初沉池为矩形,其优点是占地面积较小,去除效果较好,抗冲击负荷能力强。
辐流式初沉池为圆形,适用于规模较大的污水处理厂,它又分为中心进水、周边出水和周边进水、周边出水型两种,虽然辐流式沉淀池占地面积、去除效果及抗冲击负荷能力均不如平流式沉淀池,但由于相配套刮泥机故障率较小,在我国广为采用,特别是大型污水厂采用更多。
竖流式沉淀池池径在10米以内,它仅适用于小型污水厂。
本设计采用普通辐流式沉淀池,中心进水,周边出水。
5.曝气池
根据该地区污水水质特征,污水处理工程没有脱氮除磷的特殊要求,主要的去除目的是BOD5,CODCr和SS,本设计采用传统活性污泥法生物处理,曝气池采用传统的推流式曝气池。
特点:
①污水处理效果好,BOD5去除率可达到90%以上;
②通过对运行方式的调节,可进行除磷脱氮反应;
③不易发生污泥膨胀;
④曝气池容积大,占地规模大,基建费用高。
6.辐流式二沉池
二沉池采用普通辅流式沉淀池,中心进水,周边出水,共2座,沉淀池表面负荷q取3m3/(m2.h),一般为2-3m3/(m2.h)
污水在沉淀池内的沉淀时间t为1.5h
7.污泥浓缩
初次沉淀污泥含水率介于95%-97%,剩余活性污泥达99%以上。
因此污泥的体积非常大,对污泥的后续处理造成困难。
污泥浓缩的目的在于减容。
污泥中所含水大致分为四类:
颗粒间的孔隙水,约占总水分的70%;毛细水,约占20%;污泥颗粒吸附水和颗粒内部水约占10%。
浓缩法主要降低的是污泥的孔隙水。
本设计中采用辐流式浓缩池。
8.污泥脱水室
本工艺采用滚压带式压滤污泥脱水技术,工艺具有连续操作、自动控制、附属设备较少、操作管理工作小、投资费用低等特点,而且技术较为成熟。
进污泥浓缩后含水率为97.5%,经压滤后脱水泥饼含水率降为80%。
大大降低污泥外运处理费用。
3.3污水处理构筑物的主要设计参数
1.构筑物前格栅
栅槽宽度B=1.9m;
进水渠道渐宽部分长度
=0.69m,
=.0.36m;
过栅水头损失h1=.0.1m,栅后总高度H=1.1m;
栅槽总长度L=3.1m;每日隔渣量
=3.2
,采用机械清渣。
2.平流式沉砂池
水流部分长度L=9m,水流断面积A=2.8m2
池总宽度B=2.8m,理论沉砂斗容积
=0.8m3,
沉砂池高度H=2.2m;实际沉砂斗容积
=0.76
3.辐流式初沉池
污泥斗容积V1=12.7m3,沉定池高度H=7.35m,
池径D=25m
4.曝气池
曝气池容积V=8044m3,池深h1=4.5m,
池宽B=6m,池长L=134.07m,
廊道长L1=27m,池总高度H=5.5m,
曝气池平面面积A=1049m2;
5.二沉池
单池表面积A1=490.62m2,池子直径D=25m,
沉定池有效水深h2=4.5m,
6.脱水室
B*L=25*15m2
7.鼓风室
B*L=30*10m2
3.4污水处理辅助构筑物设计
1.仓库
B*L=10*4m2
2.配电房
B*L=20*10m2
3.综合办公楼
B*L=22*12m2
4.机修间
B*L=17.5*10m2
3.5污水处理厂平面布置设计
该污水处理厂为新建工程,总平面布置包括:
污水与污泥处理工艺构筑物及设施的总平面布置,各种管线、管道及渠道的平面布置,各种辅助建筑物与设施的平面布置。
总图平面布置时应遵从以下几条原则。
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
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)。
平面布置:
按照功能将厂区分成以下三区:
(1)生产区:
有各项水处理设施组成,一般呈直线型布置。
(2)生活区:
将办公楼、食堂、浴室、宿舍等建筑物组合在一个区内。
为不使这些建筑物过于分散,将食堂与宿舍,浴室与锅炉房合建,使这些建筑物相对集中。
布置在水厂门附近,便于外来人员联系。
(3)维修区:
将机修间、水表修理间、电修间合建,仓库与车库合建,靠近生产区,以便设备的检修,为不使维修区与生产区混为一体,用道路将两区隔开,考虑扩建后生产工艺系统的使用,维修区位置兼顾今后的发展。
3.6污水处理厂高程布置设计
充分利用地形地势及城市排水系统,使污水经一次提升便能顺利自流通过污水处理构筑物,排出厂外。
协调好污水处理厂总体高程布置与单体竖向设计,既便于正常排放,又有利于检修排空。
3.7设计计算
污水处理厂主要构筑物的设计计算、高程计算和计算草图见设计计算书。
4.总结
本次课程设计用了五天,因为要考试老师提前为我们布置了任务在此感谢老师为我们着想,本次课程设计不断的学习和修正中完成,开始感觉就像摸着石头过河,思路不是很清晰也遇到了很多的问题,这个课程设计开始时会感觉比较陌生,可能是自己的基础知识没有学得很牢固的原因吧,但是大家都会一起讨论思考,把自己的想法说出来而后我们就比较每个人提出的观点,最后确定一项最好的方法。
在这讨论的过程中我们锻炼了提出问题解决问题的能力,最重要的是大家齐心协力互帮互助。
使问题深入简出,我们真的好感动,我们的设计浸满了王老师的辛苦。
本设计仍就有一些不足之处,在画图的时候由于没有画图板感觉这次画的图不是很好,线条不均匀,因为之前参观过学校组织的实习,看过真是的污水处理厂,这对这次课设有很多的帮助,有根可循,而不是空设计照搬图设。
课设为我们以后工作提供了宝贵经验,提高了设计能力。
通过本次设计使我对专业知识有了进一步了解,使我更有信心迎接未来工作的挑战,我将牢记繁忙而充实的课程设计生活
最后,再一次感谢我的指导老师王明全老师,谢谢您课设期间的不厌其烦的指导和帮助,我们的课程设计才得以按时完成,并达到要求。
参考文献:
(1)《排水工程》下册,(第四版)张自杰主编中国建筑工业出版社;
(2)《排水工程》上册,(第四版)孙慧修主编中国建筑工业出版社;
(3)《给水排水设计手册》第1、5、9、11、12册,中国建筑工业出版社;
(4)给水排水标准图集S(三~四);
(5)给水排水工程快速设计手册。
指导教师评语:
指导教师(签名):
2011年6月日
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