《水污染控制工程》课程设计(DOC)

第一章 城市污水处

1、设计题目

5000t/d的城市污水处理厂。

2、设计要求

① 工艺选择要求技术先进，在处理出水达到排放要求的基础上,鼓励采用新技术；

② 充分考虑污水处理与中水回用相结合；

③ 除磷脱氮是工艺选择中关键之一，方案设计中必须全面考虑; ④ 工程造价是工程经济比较的基础，控制工程总造价是小城镇生活污水处理技术之一；

⑤ 工程运行管理方便，处理成本低。

3、设计步骤

① 水质、水量（发展需要、丰水期、枯水期、平水期）; ② 地理位置、地质资料调查（气象、水文、气候）； ③ 出水要求、达到指标、污水处理后的出路；

④ 工艺流程选择，包括：处理构筑物的设计、布置、选型、性能参数; ⑤ 评价工艺；

⑥ 设计计算；

⑦ 建设工程图（流程图、高程图、厂区布置图).

4、设计任务

宁波浩浩污水处理厂处在宁波江东区,现有常住人口90000人.该地区规划期为十年(2005-2020)，规划期末人口为120000人，生活污水排放定额为250升/人·天，拟建一城镇污水处理厂，处理全城镇污水。预计规划期末镇区工业污水总量为20000吨/日，同时,要求所有工业废水排放均按照《污水排入城市下水道水质标准》(CJ18-86）执行。现规划建设一城市污水处理厂,设计规模为50000吨/日，污水处理厂排放标准为中华人民共和国国家标准，主要控制指标如下：

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项目 进水水质 出水水质 排放标准

石油COD（mg/L) BOD5(mg/L) 类 400 ≤60 60 200 ≤20 20 100 ≤3 3 SS PH 色度 NH3·N ≤30倍 ≤30倍 ≤30倍 总磷 8 ≤1.5mg/L 1。5mg/L 220 6—9 ≤20 20 6—9 6-9 5、方案确定 氧化沟工艺

进水格栅→提升泵房→沉砂池→氧化沟→二沉池→消毒池→污泥泵房→污泥浓缩池→污泥脱水→干燥污泥

本工艺主要特点：

① 在流态上，氧化沟介于完全混合和推流之间.氧化沟的这种独特的水流状态,有利于活性污泥的生物凝聚作用，而且可以将其区分为富氧区、缺氧区,有以进行硝化和反硝化，取得脱氮的效果。

② 可考虑不设置初沉池,原污水经过格栅和沉砂池预处理，已经有效防止污水中无机沉渣沉积，有机性悬浮物在氧化沟内能够达到好氧稳定的程度。

③ 可考虑不单独设置二沉池，使氧化沟与二沉池合建，可省去污泥回流装置.

④ BOD负荷低,同活性污泥法的延时曝气系统对比,具有下列各项效益：

a．对水温、水质、水量的变动有较强的适应性

b．污泥龄一般可达15~30天，为传统活性污泥系统的3～6倍。可以存活、繁殖世代时间长、增殖速度慢的微生物。如果运行得当，氧化沟能够具有反硝化脱氮的效果。

c．污泥产率低，且多已达到稳定的程度,勿需再进行硝化处理。 ⑤ 脱氮效果还能进一步提高。因为脱氮效果的好坏很大一部分取决

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于内循环量,要提高脱氮效果势必要增加内循环量。而氧

化沟的内循环量从理论上说可以是不受限制的,从而氧化沟具有较大的脱氮潜力。

⑥ 氧化沟只有曝气器和池中的推进器维持沟内的正常运行，电耗较小，运行费用较低。

设计中采用改良型的carrousel氧化沟.Carrousel氧化沟使用立式表曝机，

曝气机安装在沟的一端，因此形成了靠近曝气机下游的富氧区和上游的缺氧区，有利于生物絮凝，使活性污泥易于沉降,设计有效水深4.0－4.5米,沟中的流速0.3米/秒.BOD5的去除率可达95％－99％,脱氮效率约为90％，除磷效率约为50％，如投加铁盐，除磷效率可达95％。

第二章 污水处理工艺流程说明

（1）排水现状：

城镇主干道下均敷设排污管、雨水管，雨污分流。

（2)排放水体：

污水处理厂厂址位于镇西北角，厂区地面标高为25.3米，排放水体常年平均水位标高为22.2米，最高洪水位标高为24.2米.该水体为全镇生活与灌溉水源，镇规划确保其水质不低于三类水标准。

二、工艺流程图

第三章 工艺流程设计计算

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设计流量:

平均流量：Qavg50000t/d50000m3/d0.5787L/s

根据内插法计算总变化系数:

Kz1.35

所以,设计流量Qmax:

QmaxKz•Qavg1.350.57870.781m3

设备设计计算： 一、 格栅

格栅由一组平行的金属栅或筛网制成，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,以便减轻后续处理构筑物的处理负荷,并使之正常运行.

设计参数：

设栅前水深h=0。8m,过栅流速取v=0.9m，用中格栅，格栅间隙e=20mm，格栅安装倾角α=60° 栅条的间隙数：

Qmaxsin0.871sin60n50.551

ehv0.020.80.9过栅水头损失:

因栅条为矩形截面，取k=3,则：

h1kh0

v2h0sin

2gS43()

e

0.01430.92h132.42()sin600.103m

0.0229.81栅后槽总高度：

取栅前渠道超高h20.3m,栅前槽高Hh1h20.80.31.1m

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栅槽总长度:

H1H1Ll1l20.51.00.550.280.51.02.97mtg60tg60

每日栅渣量:

取W10.07m/10m

333WQmax•W1•864000.8710.07864003.50m3/d

K总10001.351000采用机械清渣。

二、 提升泵房 1、水泵的选择

设计水量67500m3/d,选择用4台潜污泵（3用1备）

Qmax2812.5Q单937.5m3/h

33所需扬程为6。0m

选择350QZ—100型轴流式潜水电泵 扬程/m 7.22 流量/（m3/h) 1210 转速/轴功率/kw 叶轮直径（r/min） /mm 1450 29。9 300 效率/% 79。5 2、集水池

（1）、容积

按一台泵最大流量时6min的出水流量设计,则集水池

12106121m3 的有效容积V60

（2）、面积 取有效水

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深

H3m，则面积

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FV12140.3m2 H3

集水池长度取10m,则宽度BF40.34.03m,取4。5m l10集水池平面尺寸LB10m4.5m 保护水深为1。2m，实际水深为4。2m

（3）、泵位及安装

潜水电泵直接置于集水池内,电泵检修采用移动吊架.

三、 沉砂池

沉砂池的功能是去除比重较大的无机颗粒,一般设于泵站、倒虹管前， 以便减轻无机颗粒对水泵、管道的磨损;也可设于初次沉淀池前，以减轻沉淀池负荷及改善污泥处理构筑物的处理条件。

选型：曝气沉砂池 设计参数：

设计流量Qmax=0.781m3，设水力停留时间t=2min 水平流速v0.1m/s

每m3污水所需曝气量为0.2m3

(1）、总有效容积

V60Qmaxt600.781293.72m3

取94m3

(2)、池断面积

Qmax0.781A7.81m2

v0.1A7.81B9.76m

H0.86

（3）、池总宽度

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（4)、池长

V94L12.0m

A7.81（5）、所需曝气量

q3600DQmax36000.20.781562.32m3/h

四、氧化沟工艺

拟用卡罗塞(Carrousel）氧化沟,去除BOD5与COD之外，还具备硝化和一定的脱氮除磷作用，使出水NH3—N低于排放标准。氧化沟按近期设计分6座,按最大日平均时流量设计,每座氧化沟设计流量为：

Q1130.2L/s

设计参数

设采用最小泥龄:30d（稳定污泥) MLSS=4000mg/L

f=MLVSS/MLSS=0.7，则MLSS=2800mg/L 曝气池:DO＝2mg/L 二次沉淀池设计参数:

表面负荷：12.2m3/日•m2

2固体负荷：48.9kg/日•m 堰负荷：2.2L/s•m

二次沉淀池设计参数：中心进水，吸泥，有刮泥机; 二次沉淀池最少2座; 回流污泥浓度：10g/L

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设计出水所含的BOD5为20 mg/L,则出水所含溶解性BOD5为

200.7201.42(1e0.235)6.4mg/L采用污泥龄

0d，则日产泥量为:

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aQLr0.667500(2006.4)2529kg/d

1btW1000(10.0730)设其中有12。4％为氮,近似等于TKN中用于合成部分为: 0.1242529=313。6kg/d 即：TKN中有

313.610004.6mg/L用于合成。

67500故需用于氧化的NH3—N=35—4.6—2=28.4mg/L 需用于还原的NO3-N =28.4—10=18.4mg/L

碱度平衡计算（已知每去除1mg碳源BOD产生0。1mg碱度) 设进水中碱度为280mg/L（以CaCO3)计

剩余碱度=280-7。1×28。4+3。0×18。4+0.1×（200－4。6)=153.1mg/L（CaCO3）此值可使PH≥7。2 mg/L 计算硝化速度:

n0.47e0.098T15NO2 0.05T1.158KON102O2220.47e0.0981515 0.05151.1581.322100.238d1

故泥龄：tw1n14.2d

0.238采用安全系数为2。5，故设计污泥龄为：2。54.2=10。5d

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原假定污泥龄为30d，则硝化速率为：

1n0.033d1

30单位基质利用率：

unba0.0330.050.138kgBOD5/kgMLVSS•d0.6

MLVSS=f × MLSS=0.74000=2800mg/L 所需的MLVSS总量=曝气池容V(2004.6)6750095576kg

0.138100095576100034134m3 2800水力停留时间:tm341342412.1h

67500再计算脱硝所需池容及停留时间：

T200.021.0815℃时，qdn0.021520

=0.0136kgNO3-N/kgMLVSS。d

18.4675001242kg/d 还原NO3—N的总量=

1000脱硝所需MLVSS=脱硝所需池容:V124291324kg 0.013691324100032616 m3 2800水力停留时间：tm326162411.6h

67500 9

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故氧化沟的总池容为34134+32616=66750m3 总水力停留时间为12。1+11。6=23.7h 曝气器计算:

实际需氧量（AOR） 包括以下四项:

去除BOD5：196×67500/(1－e-0

。23×5

）;

所产污泥的BOD：—1.42×2529 硝化需氧：4.6×28.4×67500 脱硝提供氧:—2.6×18。4×67500 四项共合 AOR=24946kg/日

折算为标准需氧量:

污泥计算：

回流污泥量:

2406750010000R67500(67500R67500)4000

故 R=62.7％

584240180113551516gk/日 剩余污泥干重0.71000六、消毒接触池

接触时间t30min,设计接触池各部分尺寸 （1）、接触池容积V

VQmaxt2812.50.51406.25m3

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（2）、采用矩形隔板式接触池2座n=2 ，每座池容积

1406.25V1703.1m3

2(3）、接触池水深h2.0m，单格宽b1.8m,则池长

L181.832.4m

水流长度L721.8129.6m

126.94(格) 每座接触池的分格数=

32.4① 加氯量 按每平方米投加5g计，则W550000103（4）、加氯间

250kg

② 加氯设备 选用3台REGAL-2100型负压加氯机（2用1备），单台加氯量为10kg/h

七、污泥泵房

设计污泥回流泵房2座

1、设计参数 污泥回流比100%

设计回流污泥流量50000m3/d 剩余污泥量2130m3/d 2、污泥泵

回流污泥泵6台（4用2备),型号 200QW350-20-37潜水排污泵 剩余污泥泵4台（2用2备），型号 200QW350—20-37潜水排污泵 3、集泥池

350①、容积 按1台泵最大流量时6min的出流量设V6＝35m3

60取集泥池容积50m3

Q1502F20m②、面积 有效水深H2.5m,面积

H2.5

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集泥池长度取5m,宽度BFl4m

集泥池平面尺寸LB＝5m4m集泥池底部保护水深为1.2m，实际水深为3.7m4、泵位及安装

排污泵直接置于集水池内，排污泵检修采用移动吊架。

八、污泥浓缩池

初沉池污泥含水率大约95% 设计参数

设计流量QW＝2130m3/d污泥浓度C6g/L浓缩后含水率97％浓缩时间T＝18h浓缩池固体通量M＝30kg/(m2•d)浓缩池数量1座浓缩池池型：圆形辐流式1、浓缩池尺寸

(1)、面积A＝QWC/M＝426m2(2)、直径D(3)、总高度工作高度h1TQW1821302.31m24A124692.74A23.3m

取超高h20.3m，缓冲层高度h30.3m，则总高度Hh1h2h32.310.30.32.91m

Qw1p13V426m2、浓缩后污泥体积

1p2采用周边驱动单臂旋转式刮泥机.

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第五章 高程布置及计算

一、高程布置原则

① 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。

② 协调好高程布置与平面布置的关系,做到既减少占地，又利于污水、污泥输送,并有利于减少工程投资和运行成本。

③ 做好污水高程布置与污泥高程布置的配合，尽量同时减少两者的提升次数和高度。

④ 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。

二、高程布置结果

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