scu水质工程学课程设计排水部分.docx

scu水质工程学课程设计(排水部分)scu水质工程学课程设计(排水部分)水质工程学课程设 计1.任务书及原始资料 1.1设计目的 根据设计任务书中所 给予的原始资料，对莫小镇的污水处理厂进行设计通过设计学会运用原始资料，确定污水处理方案的一般原 则，熟悉有关构筑物的计算方法和了解设计步骤及规律，使 学到的基本知识，基本理论和基本技能得到一次综合性的训 练1.2 设计内容(1)根据所提供的原始资料， 确定污水所需的处理程度，并选择处理方法2)根据污水处理程度结合污水厂的地形条件，选择污 水、污泥的处理流程和处理构筑物3)对所选择的处理构筑物进行工艺设计计算， 确定其型式和主要尺寸4)绘制污水厂白^总体布置(包括平面布置和高程图)5)编写说明书1.3 设计原始资料(1)莫小镇污水厂附近地形图一张， 见附录二该镇人口数为5万人2)污水流量：日平均流量Q=7500m3/d日变化系数和时变化系数分别为Kd=1.2, Kh=1.33污水水质：平均水温为23 Co处理前 BOD5=250mg/L , SS=300mg/L污水经过二级处理后 DO=2mg/L ,处理后的污水排入附近 河流3)水文及地质资料 a.污水厂附近最高洪水位 260m,该 河95%保证率的枯水量为 1.5m3/s,河水流速为 0.8m/s,夏 季河水平均温度17°C,河水中溶解氧为7mg/L,河水中原有 BOD5为2mg/L ,悬浮物含量为 49mg/L。

b.污水厂址地下水位距地表 15m左右，土壤为砂质粘土，抗压强度在1.5公斤/cm2以上土壤年平均温度12°C,最低温度2 Co(4)气象条件 夏季主导风向为西南风，气压为 730.2mm 汞柱，年平均气温为15.1 °C,冬季最低月平均温度为 8 Co(5)其它资料a.厂区附近无大片农田b.拟由省建筑公司施工，各种建筑材料均能供应c.电力供应充足2.确定污水处理程度 本设计设计由水水质达到一级 B标处理程度按如下公式计算：选择处理程度高的 n =93.33%乍为本课程设计中污水厂的处 理程度3.污水、污泥处理工艺流程 4.各污水处理构筑物的计算 4.1格栅 4.1.1设计参数 最大设计流量Qmax=0.14m3/s,设栅前水深 h=0.4m,过栅流速v=1m/s,采用中格栅，栅条间距 e=20mm ,格栅安装倾角 a =60o4.1.2设计草图 格栅设计草图4.1.2设计计算（1）栅条间 隙数栅槽宽度：取栅条宽度s=0.01m （2）进水渠道渐宽部分长度：若进水渠宽 B1=1.0m ,渐宽部分展开角 a 1=20o此时进水 渠道内的流速为 进水渠道流速小于格栅流速且大于 0.6m/s故满足要求 栅槽与由水渠道连接处的渐窄部分长度 （3）过栅水头损失：因栅条为矩形断面，取 k=3, p =2.42⑷栅后槽总高度：取删前渠道超高 h2=0.3m,删前槽高 H1=h+h2=0.427mH=h+h1+h2=0.5+0.127+0.3=0.83m （5） 栅槽总长度：（6）每日栅渣量：采用机械清渣 4.2沉砂池 4.2.1设计参数 取最大流速v=0.25m/s ,最大流速的停留时间 t=40s。

4.2.2设计草图 沉砂池设计草图 4.2.3设计计算（1）水流部分长度（2）水流断面积（3）池总宽度沉砂池设两格，每 格池宽b=0.5m,则池总宽度（4）有效水深（5）沉沙斗容积 取城市污水沉沙量 x1=3m3/105m3 ,清楚沉沙时间间隔t' =2d （6）每个沙斗所需容积 （7）砂斗实际容积的计算 设斗底宽民1=0.5m倾角600,斗高h3' =0.4m则斗上口宽 单斗实际 容积满足（8）沉砂池高取又（9）沉砂池总高度取沉砂 池超高h1=0.3m,则(10)验算最小流速 最小流速为仅在一 格下工作时，n=1符合要求4.3初沉池4.3.1.设计参数 采用 平流式沉淀池，BOD5去除率30%, SS去除率50% o4.3.2设计草图 平流式沉淀池设计草图 4.3.2设计计算 (1)沉淀区有效水深 表面负荷取q=1.5m3/(m2 h),沉淀时间 取t=1.5h (2)沉淀区有效容积 (3)沉淀区长度 最大设计流 量时水平流速取v=3.7mm/s (4)沉淀区总宽度 (5)沉淀池分 格数 每格宽度取b=4.2m长宽比、长深比校核：符合要求(6)总污泥量计算根据进水SS取C0=300mg/L , 由水去除50%悬浮固体，因此取 C1=150mg/L ,污泥容量取 r=1.0t/m3,污泥含水率取 P0=96%,两次排泥的时间间隔为 48h。

7)污泥斗计算每座沉淀池污泥量每座沉淀池设1个污 泥斗每个污泥斗容积故每座沉淀池的污泥斗可存储 2d的 污泥量，满足要求8)沉淀池总高度 超高取h1=0.3m,缓冲层取 h3=0.5m, 采用机械刮泥9)沉淀池总长度 (10)由水堰长度复核 设一道导流墙每池由水堰长度为 由水堰负荷为 合格4.4曝气沉淀池4.4.1 设计参数 采用圆形完全混合合建式叶轮曝气池，由于 曝气池前设置初沉池，因此曝气池的进水 BOD5设计为 175mg/L,进水SS设计为150mg/L,曝气池由水水质达一级B标，由水 BOD5设计为20mg/L,由水SS设计为20mg/L污泥负荷率取 Ns=0.32kgBOD5/kgMLSS • d,曝气池混合 液污泥浓度取 X=3.8g/L ,污泥回流比取 R=400% ,曝气池内 溶解氧取2mg/L氧化每公斤有机物需氧公斤数取 a' =0.6,污泥自身氧化需氧率取b' =0.1 ,降解每公斤 BOD5所产生的 MLVSS取 Y=0.5 ,污泥自身氧化率取 Kd=0.1 ,氧转移系数取 a =0.85/B =0.95污泥挥发分数取4.4.2 设计草图 曝气沉淀池设计草图 4.4.2设计计算（1）污水处理程度计算处理水中非溶解性 BOD5的值：微生物自身氧化率取 Kd=0.1 ,活性微生物在处理中所占的比例取Xa=0.4 ,处理水中悬浮固体浓度取 Ce=20mg/L则处理水中溶解性 BOD5值为：去除率（2）曝气区容积计算 曝气池混合液污泥浓度取X=3.8g/L 污泥负荷率取 Ns=0.32kg BOD5/kg MLSS d,曝气 池设置n=4座（3）沉淀区尺寸计算根据污泥浓度取 X=3.8g/L ,查表上升流速取得 以=C294mm/L ,沉淀时间取t=1.5h,沉淀区面积为：沉淀区容积为：沉淀区高为：（4）需氧、充氧量计算 需氧量R:充氧量R0:污水水温取T=23°C,氧转移系数取 a =0.85 B =0,.95气池内溶解氧取 C=2mg/L , Cs（20）= 9.17mg/L , 则：（5）曝气区尺寸的确定 采用泵行叶轮，当R0=18kgO2/h时, 叶轮直径为900mm,功率4.7kWo因此 d=0.9m 曝气区直径 D1=7d=6.3m 曝气区面积 （6） 导流室尺寸计算 导流室中污水下降速度取 v2=15mm/s,则 导流室面积为：导流室外径计算导流室宽度计算（7）曝气沉淀池直径 （8） 曝气沉淀池其他各主要部位尺寸的确定 a.曝气区直壁高：b.曝气沉淀池斜壁与曝气区直壁呈 45 °角。

c.曝气沉淀池池深取值 H=4.7m od.曝气沉淀池斜壁高 e.曝气沉淀池池底直径 （9）回流窗 孔尺寸的确定 污水通过回流窗孔的流速取值 v1=100mm/s, 于是，回流窗孔总面积为：每池开20个回流窗孔，则每个窗孔面积为：采用200X270mm的孔口，在孔口上安设挡板以调节过水面 积10）回流缝尺寸的确定 取曝气区底直径大于池底直径0.5m,则：回流缝宽取 b=0.15m,顺流圈长 L=0.4m则回流缝过水面积为：回流缝内污水的流速：符合要求(11)曝气沉淀池实际容积核算 曝气沉淀池的总容积为：曝气沉淀池结构容积系数取 5%,则其实际有效容积为：沉淀区实际有效容积为：曝气区(包括导流室和回流区)的实际有效容积为：各部位实际有效容积与计算所需容积列于下表中，实际有 效体积大于计算所需，所定尺寸勿需调整经设计计算，采用四座圆形完全混合合建式叶轮曝气沉 淀池，每座直径 11.96m,深6.46m,水深4.7m,见附图4.5 污泥浓缩池 4.5.1设计参数 本设计采用连续重力浓 缩池，浓缩后的污泥含水率为 97%,浓缩时间取T=10h 4.5.2设计草图 污泥浓缩池设计草图 4.5.3设计计算(1)污泥量a.初沉池污泥产量干固体量：污泥体积：b.剩余污泥产量 降解每公斤 BOD5所产生的 MLVSS取 Y=0.5 ,污泥自身氧化率取Kd=0.1 ,剩余污泥浓度取 Xr=8kg/m3干固体量：污泥体积：(2)污泥浓缩池面积计算 本设计采用两个圆形污泥浓缩池，污泥固体通量取 GL=40kg/(m2- d)o(3)浓缩池直径(4)浓缩池深度有效水深：浓缩时间取T=10h超高取h1=0.3m ,缓冲层高度取h3=0.3m,池底坡度取 i=0.05,泥斗为圆台型，上底直径D2=2.5m ,下底直径D1=1.0m,设机械刮泥机。

池底坡度造成的深度增加：污泥斗高度：浓缩池深：4.6 消化池4.6.1设计参数 本设计采用中温消化池，不加 热、不搅拌，投配率为 6%〜8%池外介质为大气时，年平均气温为 15.1 C,冬季最低月平均温度为8 Co池外介质为土壤时，年平均温度 12 C,最低温度2 Co4.6.2设计草图 消化池设计草图 4.6.2设计计算(1)污泥 量 初沉池污泥量为 58.15m3/d ,经浓缩池后的污泥量为63.88m3/d,含水率97%,挥发性有机物含量 70%2)消化池容积计算由于剩余活性污泥量较多，故采用 挥发性有机负荷取S=1.3kg/(m3 d),消化池总容积：取2100m3 (3)消化池尺寸计算 采用两级消化，容积比一级：二级=2:1,则一级消化池容积 1400m3,用两个，每个消化池 容积700m3,二级消化池一个容积 700m3消化池直径D采用12m,集气罩直径D3=2m ,高h1=2.0m , 池底锥底直径 d2=2m,锥角采用15°消化池柱体高度应大 于，采用消化池总高度 (4)消化池各部分容积集气罩容积上盖 容积下锥体容积等于上盖容积 柱体容积消化池有效容积(5)消化池各部分表面积计算 集气罩表面积池上盖表面积等于池底表面积.,・池柱体表面积：地面以上部分 地面以下部分 消化池总表面积：4.7 紫外消毒池 4.7.1设计参数 紫外消毒选设备型号UV4000PLUS ,辐射时间：10-100S。

UV4000PLUS 紫外线消毒设备每 3800m3/d需要2.5根灯 管,每根灯管的功率为 2800W4.7.2设计草图 紫外消毒工艺流程 4.7.3设计计算 需要灯管数：，设计8根 选用4根灯管为一个模块，则模块数 N=2,则共有灯管8根按设备要求紫外消毒池深度取 0.5m ,设池中水流速度为0.3m/So紫外消毒池过水断面积：消毒池宽度：,设计为1m消毒池实际水流流速为：消毒池长度：每个模块长度2.46m,本设计为便于施工取 2.5m o校核紫外线消毒辐射时间:5.污水处理厂平面布置情况 综合考虑地形、地质、气象、水文、远期发展、环境影响等因素，力求达到污水处理厂流 程合理、节约用地、建设投资省、管理方便、环境优美、。