某市污水處理廠工藝設計.doc

科技學院 環(huán)境工程綜合設計大作業(yè)(2017-2018年度第一學期)名 稱： 環(huán)境工程綜合設計 院 系： 動力工程系 班 級： 學 號： 學生姓名： 成 績： 日期： 2017年 12 月目錄一、設計水質(zhì)水量11設計處理水質(zhì)水量及排放標準12排放標準13進行污水處理工藝的比較分析，確定污水處理工藝；2二、污水主要處理構筑物或設施所采用的設計參數(shù)和計算數(shù)據(jù)；31 格柵3（1）設計參數(shù)3（2）設計計算32初沉池5（1）設計參數(shù)5（2）設計計算5（3）設計圖83.生物接觸氧化池8（1）設計參數(shù)8（2）設計計算9（3）結構圖104二沉池10（1）設計參數(shù)10（2）設計計算11（3）設計圖135接觸消毒池與加氯間14三、污水處理工藝流程圖15四、進行污水處理廠的效益分析和主要技術經(jīng)濟指標分析。16五、附錄17一、 設計水質(zhì)水量1 設計處理水質(zhì)水量及排放標準某污水處理廠服務約30萬人，匯水面積為40km2，設計處理能力100000m3/d（最大可處理130000m3/d）。城市污水中，生活污水占35%，工業(yè)污水占65%，污水廠實際進水質(zhì)見下表。項 目BOD5（mg/L）COD(mg/L)SS(mg/L)pH值有毒物質(zhì)重金屬進水100-200150-35080-2007-9-微量2 排放標準污水經(jīng)處理后通過管道排放到市郊，再經(jīng)15km的明渠排入周圍河流。出水水質(zhì)達到國家二級排放標準，設計出水水質(zhì)為BOD520mg/L COD60mg/L SS 20mg/L pH值 6-9城市污水主要包括生活污水和工業(yè)污水，由城市排水管網(wǎng)匯集并輸送到污水處理廠進行處理。 城市污水處理工藝一般根據(jù)城市污水的利用或排放去向并考慮水體的自然凈化能力，確定污水的處理程度及相應的處理工藝。處理后的污水，無論用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)或是回灌補充地下水，都必須符合國家頒發(fā)的有關水質(zhì)標準。 現(xiàn)代污水處理技術，按處理程度劃分，可分為一級、二級和三級處理工藝。污水一級處理應用物理方法，如篩濾、沉淀等去除污水中不溶解的懸浮固體和漂浮物質(zhì)。污水二級處理主要是應用生物處理方法，即通過微生物的代謝作用進行物質(zhì)轉(zhuǎn)化的過程，將污水中的各種復雜的有機物氧化降解為簡單的物質(zhì)。生物處理對污水水質(zhì)、水溫、水中的溶氧量、pH值等有一定的要求。污水三級處理是在一、二級處理的基礎上，應用混凝、過濾、離子交換、反滲透等物理、化學方法去除污水中難溶解的有機物、磷、氮等營養(yǎng)性物質(zhì)。污水中的污染物組成非常復雜，常常需要以上幾種方法組合，才能達到處理要求。 污水一級處理為預處理，二級處理為主體，處理后的污水一般能達到排放標準。三級處理為深度處理，出水水質(zhì)較好，甚至能達到飲用水質(zhì)標準，但處理費用高，除在一些極度缺水的國家和地區(qū)外，應用較少。目前我國許多城市正在籌建和擴建污水二級處理廠，以解決日益嚴重的水污染問題。3 進行污水處理工藝的比較分析，確定污水處理工藝；類型優(yōu)點缺點適用條件活性污泥法處理程度高；負荷高；占地面積?。辉O備簡單能耗高；運行管理要求高；可能發(fā)生污泥膨脹；生物脫氮功能只能在低負荷下實現(xiàn)城市污水處理；有機工業(yè)污水處理；適用于大中小型污水處理廠生物膜法運行穩(wěn)定；操作簡單；耐沖擊負荷能力強；能耗較低；產(chǎn)生污泥量少，易分離；凈化能力強，具有脫氮功能負荷較低；處理程度較低；占地面積較大；造價較高城市污水處理；有機工業(yè)污水處理；特別適用于低含量有機廢水處理；適用于中、小型污水處理廠厭氧法運行費用低，可回收沼氣；耐沖擊負荷，對營養(yǎng)物質(zhì)要求低處理程度低，出水達不到排放要求；負荷低，占地面積大；產(chǎn)生臭氧，啟動時間長高有機廢水處理；污泥處理穩(wěn)定塘充分利用地形，工程簡單，投資??；能耗低，維護方便，成本低；污水處理和利用相互結合占地面積大；污水處理效果受季節(jié)、氣候影響；防滲漏處理不當，可能污染地下水；易散發(fā)臭氣和滋生蚊蠅作為二級處理的深度處理；城市污水處理；有機工業(yè)廢水處理結合上表分析，選擇生物膜法處理工藝。 二、 污水主要處理構筑物或設施所采用的設計參數(shù)和計算數(shù)據(jù)；1 格柵 （1）設計參數(shù)最大設計流量Qmax=130000m3/d=1505L/s柵前流速V1=0.7m/s過柵流速V=0.9m/s柵條寬度s=0.01m格柵間隙b=20mm柵前部分長度0.5m格柵傾角=600單位柵渣量W1=0.05m3/（103m3污水）（2）設計計算1）確定格柵水深B1=（2Qmax/ V1）=2.07mh= B1/2=1.0352）柵條數(shù)目n=Qmaxsinbhv=165.55取n=1663）格柵有效寬度B=s（n-1）+bn=4.95m4）進水渠道漸寬部分長度l1=（B-B1）/（2 tan1）=3.63m5）柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度l2=l1/2=1.815m6）過柵水頭損失（h1）因柵條邊為矩形截面，取k=3h1=kh0=0.103m7）柵后槽總高度H。取柵前渠道超高h2=0.3mH1=h+h2=1.335mH= h+h1+h2=1.438m8）格柵總長度L=l1+l2+0.5+1.0+H1/ tan=7.7m9）每日柵渣量（Kz=1.5）W=Q日平均W1=0.5 m3/d>0.2 m3/d所以采用機械清渣。 0.3 0.6 0.135 0.3 0.735 600 0.135 0.44 0.96 0.44 200 200 0.71 0.355 0.35 2 初沉池（1）設計參數(shù)表面水力負荷q=1.5m3/（m2h）沉淀時間t=1.5h最大設計時水平流速v=3.7mm/s污泥容重=1000kg/m3污泥含水率p0=95%兩次排泥時間間隔T=2d沉淀池超高h1=0.3m緩沖層高度h3=0.3m（2）設計計算1）沉淀區(qū)的表面積AA=Qmax/qA=Qmax/q=1505/1.5=1003m22）沉淀區(qū)有效水深h2h2=qth2=qt=1.5*1.5=2.25m3）沉淀區(qū)有效容積VV=Qmax*tV=Qmax*t=1505*1.5=2257.5m34）沉淀池長度LL=3.6v*tL=3.6v*t=3.6*3.7*1.5=19.44m 園整取20m5）沉淀區(qū)的總寬度BB=A/LB=A/L=1003/20=50.15m6）沉淀池的數(shù)量nn=B/b設b=4.8mn=B/b=50.15/4.8=10驗算L/b=20/4.8=4.2>47）污泥區(qū)的容積VwVw= T*（Qmax*24（c0-c1）*100）/（100-P0）*1000）Vw= T*（Qmax*24（c0-c1）*100）/（100-P0）*1000） =2*（1505*24（200-100）*100）/（100-95）*1000*1000）=144m3每個沉淀池污泥容積 V=V/n=144/10=14.4m38）沉淀池的總高度HH=h1+h2+h3+h4+h4設污泥斗斗底1m*1m，上口5m*5m，斗壁傾角600 h4=（5-1）/2*tan600=3.46m 5m設i=0.01 h4 1m 600h4=（20-3.6）*0.01=0.16m H=h1+h2+h3+h4+h4=0.3+2.25+0.3+3.46+0.16=6.47m9）儲泥斗的容積V1V1=1/3h4*（S1+S2+（S1*S2）V1=1/3h4*（S1+S2+（S1*S2）=1/3*3.46*（5*5+1*1+（25*1）=35.7m310）儲泥斗以上梯形部分污泥容積V2V2=（L1+L2）/2*h4*bV2=（L1+L2）/2*h4*b=（20+5）/2*0.16*4.8=9.6m311）儲泥區(qū)容積 V=V1+V2=35.7+9.6=45.3 m3>14.4m3（3）設計圖 0.3 20m 6.47 2.25 0.01 0.3 3.46 600 4.5 0.5 4.83 .生物接觸氧化池（1）設計參數(shù)填料容積負荷Lv=2kgBOD5/（m3d）填料高度h0=3m池數(shù)N=5超高h1=0.5m填料層上水深h2=0.5m填料至池底的高度h3=0.5m1m3污水需氧量D0=17（2）設計計算1）有效容積VV=Q（S0-Se）/Lv *10-3V=Q（S0-Se）/Lv *10-3=1505*（200-20）/2*10-3=135.45m32）總面積A和池數(shù)NA=V/h0N=A/A1A=V/h0=135.45/3=45.15m3N=A/A1 A1=A/N=45.15/5=9.03m3<25 m33）池深hh=h0+h1+h2+h3h=h0+h1+h2+h3=3+0.5+0.5+0.5=4.5m4）有效停留時間tt=V/Qt=V/Q=45.15/1505*24=0.72h5）供氣量DD=D0QD=D0Q=17*1505=25585L/s（3）結構圖 穩(wěn)定水層 出水渠 池體 出水 填料 空氣 格柵支架 進水 布氣裝置4 二沉池（1）設計參數(shù)表面水力負荷q=1m3/（m2h）沉淀時間t=2h最大設計時水平流速v=3.6mm/s污泥容重=1000kg/m3污泥含水率p0=96%兩次排泥時間間隔T=4h沉淀池超高h1=0.3m緩沖層高度h3=0.3m（2）設計計算1）沉淀區(qū)的表面積AA=Qmax/qA=Qmax/q=1505/1=1505m22）沉淀區(qū)有效水深h2h2=qth2=qt=1*2=2m3）沉淀區(qū)有效容積VV=Qmax*tV=Qmax*t=1505*2=3010m34）沉淀池長度LL=3.6v*tL=3.6v*t=3.6*3.6*2=25.92m 園整取26m5）沉淀區(qū)的總寬度BB=A/LB=A/L=1505/26=58m6）沉淀池的數(shù)量nn=B/b設b=5.5mn=B/b=58/5.5=11驗算L/b=26/5.5=4.7>47）污泥區(qū)的容積VwVw= T*（Qmax*24（c0-c1）*100）/（100-P0）*1000）Vw= T*（Qmax*24（c0-c1）*100）/（100-P0）*1000） =4/24*（1505*24（100-20）*100）/（100-96）*1000*1000） =12.04m3 每個沉淀池污泥容積 V=V/n=27.09/11=1.09m38）沉淀池的總高度HH=h1+h2+h3+h4+h4設污泥斗斗底0.5m*0.5m，上口1.5m*1.5m，斗壁傾角600 0. 5mh4=（1.5-0.5）/2*tan600=0.86m h4 0.1 600設i=0.01 h4=（26-5.5）*0.01=0.2m H=h1+h2+h3+h4+h4=0.3+2+0.3+0.86+0.2=3.66m9）儲泥斗的容積V1V1=1/3h4*（S1+S2+（S1*S2）V1=1/3h4*（S1+S2+（S1*S2）=1/3*0.86*（0.5*0.5+1.5*1.5+（0.25*2.25）=0.88m310）儲泥斗以上梯形部分污泥容積V2V2=（L1+L2）/2*h4*bV2=（L1+L2）/2*h4*b=（26+0.5）/2*0.2*5.5=14.6m311）儲泥區(qū)容積V=V1+V2=0.88+14.6=15.5 m3>1.09 m3（3）設計圖 0.3 263.36 2 0.01 0.3 0.86 600 1.5 0.5 1.85 接觸消毒池與加氯間1.設計說明設計流量Q=100000m3/d=4166.6 m3/h；水力停留時間T=0.5h；設計投氯量為C=6.010.0mg/L2.設計計算a 設置消毒池一座 池體容積VV=QT=4166.60.5=2043.3 m3 消毒池池長L=60m,每格池寬b=10.0m，長寬比L/b=6 接觸消毒池總寬B=nb=35.0=15.0m 接觸消毒池有效水深設計為H1=2m 實際消毒池容積V為 V=BLH1=120015.02=3600m3滿足要求有效停留時間的要求。b加氯量計算 設計最大投氯量為5.0mg/L；每日投氯量為W=500kg/d=20.8kg/h。 選用貯 氯量500kg的液氯鋼瓶，每日加氯量為0.5瓶，共貯用20瓶。每日加氯機3臺，2用一備；單臺投氯量為1020kg/h。 配置注水泵兩臺，一用一備，要求注水量Q36m3/h，揚程不小于20m H2O。C 混合裝置 在接觸消毒池第一格和第二格起端設置混合攪拌機兩臺?；旌蠑嚢铏C功率No為No= QTG2/100 式中QT 混合池容，m3； 水力黏度，20時=1.0610-4kg.s/m2； G 攪拌速度梯度，對于機械混合G500s-1。 No=1.0610-40.5830500500/(35100)=0.30kw實際選用JBK2200框式調(diào)速攪拌機，攪拌器直徑2200mm，高度H2000mm，電動機功率4.0KW。三、 污水處理工藝流程圖污水中格柵 初沉池 接觸氧化池 污泥回流 二沉池 出水 四、 進行污水處理廠的效益分析和主要技術經(jīng)濟指標分析。效益分析建設污水處理廠主要是三大效益：1.環(huán)境效益該城市位于華中地區(qū)，屬于內(nèi)陸經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)，環(huán)境治理的好壞直接影響到城市的良性發(fā)展。城市中有50%左右的水經(jīng)瀏陽河排入湘江，使得湘江水體的有機污染進一部加重。湘江江段的出市水中的SS、DO、TP、TN、NH3-N等指標均超出了地面水環(huán)境質(zhì)量標準中III類水體水質(zhì)標準值。保護和利用湘江水資源，使其滿足和達到漁業(yè)，飲用水源水質(zhì)標準的良好狀態(tài)，有利于生活飲用、工農(nóng)業(yè)和漁業(yè)用水，以及河流生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定。該污水處理廠處理的污水包括生活污水和工業(yè)污水。其中工業(yè)污水大部分是可生化的有機廢水。經(jīng)該廠處理后的出水可達到一級排放標準。這樣在減少城市對湘江水體污染的同時又滿足了下游地區(qū)的飲用水和景觀用水的質(zhì)量。2.社會效益工程的實施對湘江河段水質(zhì)有明顯的改善，也會對該市的社會生產(chǎn)產(chǎn)生巨大的影響。水質(zhì)的改善將會促進該市的旅游業(yè)發(fā)展，有利于該市在經(jīng)濟全方面的發(fā)展，在國內(nèi)及國際聲譽將會進一步提高。同時對下游地區(qū)也會帶來巨大的經(jīng)濟效益，保證當?shù)丶跋掠蔚貐^(qū)的人民的身體健康，保證湘江兩岸社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。3.經(jīng)濟效益污水處理廠作為一項環(huán)境治理項目，其本身并不產(chǎn)生直接的經(jīng)濟效益。該污水廠建成后可以提高該市及湘江的環(huán)境質(zhì)量，減輕污水排放所造成的污染危害。保護該市飲用水源，降低自來水成本，保護市民的健康，由此產(chǎn)生的間接經(jīng)濟效益尚無法作出定量計算，但定性的講，其間接經(jīng)濟效益將是巨大的。同時該工程的實施有利于當?shù)氐臐O業(yè)生產(chǎn)，保護洞庭湖的同時有利于長江地區(qū)的防洪。在提高飲用水質(zhì)量的同時有利于當?shù)厝嗣竦慕】?。污水處理廠的污泥含有大量有利于林業(yè)增產(chǎn)的氮、磷、鉀肥分，每年可為林業(yè)提供污泥作林肥。五、 附錄一、參考文獻：1.環(huán)境工程設計基礎，邱啟華，楊莉編，北京：機械工業(yè)出版社，2015.92.環(huán)境工程設計基礎，金毓荃、李堅編，北京：化學工業(yè)出版社，2008.9 3.環(huán)境工程設計，趙立軍、陳進富編，北京：中國石化出版社，2013.1 4.環(huán)境工程專項設計案例分析，郝飛麟, 陳雪松編著，杭州:浙江大學出版社,2016.025.環(huán)保設備基礎，李永峰, 李巧燕主編，北京:化學工業(yè)出版社,20176.固體廢物處理工程技術手冊聶永豐主編 北京:化學工業(yè)出版社,2013 7.工業(yè)脫硫脫硝技術李肇全主編 北京:化學工業(yè)出版社,2014 8.環(huán)境工程工藝設計教程趙玉明編著 北京:中國環(huán)境出版社,20139.大氣污染控制工程案例教程潘瓊主編 北京:化學工業(yè)出版社,2014 10水污染控制案例教程張尊舉, 倫海波,編 北京:化學工業(yè)出版社,2014 11.廢氣處理工程技術手冊王純等編 北京:化學工業(yè)出版社,2013.01 12.廢水污染控制技術手冊潘濤等編 北京:化學工業(yè)出版社,2013.01