三级水处理厂工艺流程设计平流式沉淀池、-精品合集.pdf

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1、第一章总论 本次课程设计主要任务是对某城市50000m 3/d 污水处理厂三级处理工艺及部分构筑 物进行设计。本设计所处理的原水，属于市政污水经过二级生物处理后的出水（中水）， 水的浊度、 CODcr 、SS等，均符合国家污水排放标准。但是作为景观用水和部分工业补 充用水，其浊度和卫生指标偏高，需要进行进一步的深度处理，本次课程设计的目的就 是以活性污泥法处理后的出水作为原水，采用混凝沉淀工艺进一步处理，达到景观和 部分工业用水的要求。 本次课程设计的目的在于加深理解所学专业知识，培养学生运用所学专业知识，进 一步培养其独立分析问题和解决问题的能力，培养学生综合运用所学知识的能力，在设 计、计

2、算、绘图方面得到锻炼。 三级处理又称高级处理、深度处理。其目的是进一步去除二级处理未能脱除的污染 物质，包括残留的微细颗粒物、溶解性有机物、无机盐类（如氮、磷、重金属等）、色 素、细菌、病毒等。三级处理根据出水的不同回用要求而采用不同的方法，如混凝沉淀 法、砂滤法、生物除磷脱氮法、活性炭吸附、离子交换和电渗析、反渗透等。三级处理 后出水水质进一步提高可除去大部分氮和磷。三级处理出水具有更高的回用价值，如回 用作电厂锅炉补给水的原水、循环冷却水等，且不受限制的农业回用和安全排入水体进 入给水管网等。三级处理投资和运行费用明显较高，即使在发达国家应用也不是很多， 是一种对处理水质要求高和成本高的处

3、理工艺。 第一节设计任务和内容 一、设计任务 1、本次课程设计为初步工艺设计及部分构筑物设计计算，设计要求如下： (1) 工艺设计：给出污水混凝沉淀处理工艺流程图，并说明理由；给出设计高程 图，要求为一次提升，自然流动。 (2) 给出所要求单个构筑物结构设计，并设计计算，给出设计图。包括平面图、A A、BB、高程图以及工艺流程图。 2、处理工艺流程 来自于二级生物处理的污水， 经格栅截留大颗粒有机物和漂浮物后，通过剂量槽后， 经过泵提升后进入三级污水处理厂，经三级污水处理后符合要求的出水进入城市工业用 水管道。 二、设计内容 1、工艺设计：给出污水三级处理的流程图，并说明理由。 2、高程设计：

4、绘制出污水三级处理厂高程图，要求为一次提升，自然流动。 3、按计算比例绘制平流式沉淀池的工艺构造图。 第二节基本资料 一、污水处理水量与水质 进入水处理厂的城市中水的水量与水质为： 设计流量：日处理废水50000m 3 中水水质： PH值 7.0 水温 4.5 25 CODCr 50 mg/L BOD5 20 mg/L SS 250 mg/L TN 5 mg/L TP 0.05 mg/L 二、处理要求 中水经深度处理后应符合以下要求： PH值7.0 COD cr20 mg/L BOD5 15 mg/L SS 10 mg/L TN 5 mg/L TP 0.05 mg/L 三、气象及水文资料： 风

5、向：冬季主导风向为西北风，夏季主导风向为东南风。 风速：平均风速 4.0( 符合要求 ) 长深比： 3 3 .24 2 h L =8.1（符合要求范围 812） (3) 污泥部分 ( 采用静水压力排泥 ) 污泥部分所需容积 )100( 10086400)( 02 21 PK TCCQ V 注：T两次清泥时间间隔（ 1d） P096,K 2 =1.2,=1.0t/ 3 m 3600)96100(0. 12.1 1008640010)10250(5 .2187 6 V262.5 3 m 每个池子污泥部分所需容积为： 10 5.262 V26.25 污泥斗容积：污泥斗上口采用45004500 污泥斗

6、下口宽采用500 500 污泥斗斜壁面与水面夹角为60 上口面积 1 f4.5 4.5=20.25 ，下口面积 2 f0.5 0.5=0.25 排泥管直径：m t BLH d25.0 36005 .1 0. 33.24457 .0 7. 0 5 .0 5 .0 0 污泥斗高度： 2 2 .05.4 4 htg60=3.46m 污泥斗容积： 3 2121 41 24.26)25.025.2025.025.20(46.3 3 1 )( 3 1 mffffhV 泥斗以上梯形部分容积（设池底坡度为0.01 ）: 梯形部分高度：mh099.001. 02.)5 . 43.24( 4 污泥斗以上梯形部分容

7、积： 3 4 21 2 4.65.4099.0 2 5 .43 .24 2 mbh ll V 污泥都和梯形部分污泥容积 3 21 64.324. 624.26mVV26.25 3 m (4) 池子总高度 缓冲层高mh3 .0 3 （0.30.5 ） ，超高mh5 .0 1 mhhhhhH359.7)46.3099. 0(3. 035.0)( 4 4321 （取 7.4m） (5) 进水穿孔墙：墙长4.5m,墙高 3.5m，超高 0.5m 孔洞处流速smV/20. 0 0 （0.2 0.3 ） 单池穿孔墙空洞总面积 2 0 30.0 2 .0360010 5.2187 3600 m v Q 孔洞

8、的个数 N ，采用圆形孔径为0.125m,则孔面积为（ 2 125.0 4 1 ） 24 125. 014.3 4 1 30. 0 125.0 4 1 22 N（个） 孔眼实际流速 sm NA Q V/21.0 3600125.0 4 1 4. 210 5 .2187 10 2 1 孔眼布置 a. 孔眼布置 4 排，每排孔眼数为6424（个） ，水平方向孔眼净距取375（即 1.5 块砖长） ，则每排 6 个孔眼时其所占宽度为mm300037561256 b. 剩余宽度mmB15003000 c. 垂直方向孔眼净距取252 （即 4 块砖厚） ， 最上一排的淹没水深取120 （120 150）

9、 ，则孔眼的分布高度为：mm162825241254120 (6) 出水渠：采用薄壁堰出水，堰应保证水平出水渠截面宽度采用1.0 m，则渠内 水深： m gb Q h32.0 1036000. 181. 9 5 .2187 73.173.1 3 2 3 2 为了保证堰顶自由落水，出水堰的高度采取0.2 m，则出水渠水深为0.5 m。 (7) 出水三角堰：使用 90锯齿形三角堰 堰上水头取mH1 .0 1 每个三角堰的流量：smHq/00455. 01 .0343.1343. 1 347. 247.2 11 单池三角堰的个数：4 .13 00455.0360010 5.2187 1 1 q Q

10、n （个） ，取 14 个 堰口下端与出水槽之距为:50 70 三角堰中距：m n b L32.0 14 5 .4 1 0 (8) 沉淀池水力条件复核 水力半径：cmm BH BHW R6.128286.1 5 .40.32 0.35.4 2 佛罗德数： 6 22 106.1 9816 .128 45. 0 Rg v Fr 雷诺数：30.57 0101.0 0. 1286. 145.0水 vR Re 第三节平流式沉淀池结构图 根据以上计算绘制折返式平流沉淀池及其剖面图（见附图） 第三章 主要设备说明 来自于二级生物处理的污水，经格栅间截留大颗粒有机物和漂浮物后，进入池，经 过一次污水提升泵进入

11、三级污水处理厂，经污水处理厂处理后符合要求的出水进入城市 工业用水管道。三级处理的具体工艺流程由进出水水质资料进行设计。 1、泵房 泵房进口处设闸门一座，手电两用操作。设置两台泵，一备矣用。一次性提升水位 到 7.4 米。 2、格栅 格栅是一种对后续处理构筑物或水泵机组具有保护作用的粗滤设备。按栅条净间 距，可分为粗格栅、中格栅、细格栅三种。 设计采用细格栅，具体计算如下： (1) 栅条间隙数n， 设栅前水深 h=0.8m， 过栅流速 1.0 m/s ， 栅条间隙宽度 b=0.01m 格栅倾角=60， max Q=2187.5 m 3. /s n= bhv Qsin max = 0.18 .0

12、01.0 60sin61.0 =70. 9 71 个 (2) 栅槽宽度 B 设栅条宽度 S=0.01m B=s(n-1)+bn=0.01(71-1)+0.01 71=1.41m (3) 进水渠道渐宽部分的长度设进水渠宽 1 B =1.2m 角度 1=20（进水渠道内的流速为 0.8 m s） m tgtg BB l29.0 202 2.141. 1 2 1 1 1 (4) 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度（ 2 l ） mll15.0 2 29.0 2 1 12 (5)通过格栅的水头损失（ 1 h ）设栅条断面锐边矩形断面k=3 42.2 mk g v d s h32.0360sin 8.9

13、2 12 ) 01.0 01.0 (42.2sin 2 )( 3 4 2 3 4 1 (6) 栅后槽的高度（ H）设栅前渠道超高mh3 .0 2 H=h+h1+ 2 h =0.8+0.32+0.3=1.42m (7) 栅槽总长度 L , 21 hhH m tgtg H llL58.2 60 3.08.0 1 .05 .015.029.00.15.0 1 21 (8)每日栅渣量（ W） 格栅间隙为 10 ，栅渣量 1 w 按 1000 3 m污水产渣 0.1 3 m（机 械清扎） 栅渣量39.4 2. 11000 1. 061. 086400 1000 86400 2 1max K WQ Wm

14、3. /d 3、混合反应池 混合反应池由混合池和反应池两部分，药剂和水在这里进行充分的混合，形成大的 矾花，水质得到大的改善。 (1)混凝剂的选用 根据所要求的出水水质和掌握的气象水文信息选用混凝剂。 本地年平均气温为6，其中 1 月份最冷为 -13.5 ，而 7 月份最热为 22。水的 pH值在处理前后保持不变。 综上所述，采用硫酸铝做混凝剂，以活化硅胶做助凝剂。 硫酸铝属于铝盐混凝剂，在pH=48 之间的不同范围可以起到不同的作用。当 pH=4 7 时，主要去除水中的有机物；当pH=5.77.8 时，主要去除水中的悬浮物；当 pH=6.47.8 时，可处理浊度高、色度低的污水。本次课程设计

15、的原水pH值为 7, 刚好 处在处理悬浮物要求的范围内。 但铝盐混凝剂在温度低于10时效果不好， 需配合助凝 剂使用。 各种通过硅酸钠溶液制备的聚合硅胶中间产物成为活化硅胶，也称为活化硅或聚硅 胶。活化硅胶为阴离子型无机高分子物质，在溶液中带负电荷，是最早使用的助凝剂。 可采用硅胶聚合法处理污水，用硫酸中和经稀释的硅酸钠溶液，熟化反应一段时间后， 加在硫酸铝处理的原水中，可以显著提高水的混凝效果。 (2) 反应池 药剂和水混合后进入反应池，反应池的主要作用是促进颗粒的碰撞，形成矾花，随 着矾花颗粒的逐渐增大，它所受的水力剪切作用力也逐渐增大。为避免矾花破碎，反应 器内的水流速度和速度梯度G值应

16、逐渐减小。工业上常用的反应池有水力反应池（如涡 流式、隔板式、旋流式）和机械搅拌反应池。 反应池的具体计算如下： 设计使用 5 个反应池 反应时间： T=25min 池数 n=5 总溶积： 3 46.911 60 255.2187 60 m QT W 每池净平面面积： 2 1 15.91 52 46.911 m nH W F，已知：mH2 1 池宽与沉淀池等宽mB45 池子长度m B F l03.2 45 15.91 4、沉淀池、 见第三章平流式沉淀池的计算。 5、快滤池 快滤池是污水深度处理中最普遍应用的一种技术。快滤池一般建成矩形的钢筋混凝 土池子。个数比较少时，可以采用单行排列，一般情况

17、下以采用双排对称布置。 快滤池本身包括集水渠、洗砂排水槽、滤料层、承托层( 也称垫层 ) 及配水系统五 个部分。快滤池的管廊内主要是浑水进水，清水出水、 初滤水、冲洗来水、 冲洗排水 ( 或 称废水渠 ) 等五种管道以及与其相应的控制闸门。在快滤池的运行过程中，主要是过滤 冲洗两个过程的重复循环。 设计采用 5 个快滤池，停留时间为40min，流速为 10m/h，滤池工作时间为24h。 具体计算如下： 设计用 n=5个滤池（普通快滤池） 滤速：5V12m/h 取 10m/h 3 5250005.150000mQ/d 冲洗时间min6 1 t，停留时间 40min ，滤池工作时间 t 取 24h

18、 滤池实际工作时间httTT62.23 260 6 260 40 24 1 滤池总面积： 2 27.222 62.2310 52500 m VT Q F 每个滤池面积 2 45.44 5 27.222 m N F f 2 30mf，所以长宽比取 1.5 ：1（1.25：11.5：1） 设滤池宽为 b，45.445.1bl，可得：ml16.8，mb44.5 滤池总高：滤料层高度无烟煤层450 砂层 300 滤层厚度为 0.7 0.8m mH7 .0 2 承托层高度mH45.0 1 滤料上水浆7. 1 3 H 超高mH3 .0 4 滤板高度mH12. 0 5 mHHHHHH27. 312.03 .

19、07 .17. 045.0 54321 6、清水池 该清水池的停留时间为1 小时，同时进行消毒有效水深为4.0 米，该池的表面 积为 109.4 平方米，长宽分别为9m和 12m,水流速为 4m/h，计算方法与调节池相同。 8、集泥井及污泥脱水间 污泥脱水泵房采用高干度离心脱水机，脱水后污泥含水量为65% 。污泥脱水机房 一座，分两层。下层布置进泥管及加药装置，上层机房内主要设备是高干度离心式脱水 机，共设三台（两用一备） 。污泥贮存采用专用贮罐两套，每个贮存罐内底部设有污泥 推筛装置及出泥螺旋。罐中污泥卸入下接的槽车。运输至污泥填埋场填埋。离心脱水机 可连续自动化运行，设备效率高，占地小，管

20、理方便，机房环境清洁，是近几年推广应 用较快的污泥脱水机。主要缺点是噪声大，离心机高速旋转，旋转叶片等部件要求耐磨 性强，以延长使用寿命。离心机制造材质和加工精度要求严格，以保障长期自动连续稳 定运行。设备投资较大。 第五章附属设备说明 此水厂的建设从水厂规模进行预算和考虑，需要员工约80 人，其中包括设计与 施工人员，机械操作人员，服务人员（如巡警、清洁工、司机、餐厅人员等），管理人 员和设备维修人员。 一、门卫： 接待外来人员，外来人员不得随意进入水厂工作区，来客必须登记，对水厂有一定 的保护作用。另外，也起到连接外部环境信息与水厂内部信息的沟通作用，同时也维护 水厂设备，防止被人偷窃，保

21、护水厂职工安全，使水厂正常、稳定和安全的运行。 二 、办公楼 办公楼为水厂人员办公的场所，同时还为员工在上班时的各方面工作、娱乐等项 目提供场所。 三 、食堂和宿舍 解决员工生活问题，为员工提供吃饭与住宿场所，是水厂的必须建筑。 四、停车场 工及来访客人提供停车场地。 五、维修间 存放各种修理工具以及检修设备。 六、仓库 仓库存储絮凝剂，絮凝剂选用局和氯化铝。且距离絮凝池不宜过远，便于运送。 七、污泥处理车间 由于污泥的量非常少所以污泥的处理时间间隔也相应增长，选用每10 天运一次， 污泥量非常少所以还可以省去污泥浓缩池，直接由收集污泥井代替。污泥处理车间布 置在水厂一角，与生活区远离，有专门

22、的通道供车辆进出，运输不经过水厂其他区， 以免污染环境。 八、配水井 均匀分配水量，作用是将水流分为需要的几股，通过控制阀门来调节水流。 九、草坪 绿化环境，美化水厂。 十、总机控室 对各个设备进行监控，保证水厂正常运行。 十一、消毒间 对清水池出水进行消毒，消毒药品选用氯气。 致谢词： 经过两周的课程设计，基本完成了设计任务。首先感谢精心安排这次设计以及认真 辅导的老师，是你们的辛苦劳动换来了我们这次既有学习价值又有实际工作价值的课程 实际。在这次设计中我们不仅学到了知识，还提高了对理论与实际之间差别的认识。 本次课程设计是对三级处理中工艺流程几构筑物的初步设计，通过本次设计使我们 所学只专

23、业知识得到了充分的运用。在设计过程中，由于初次进行设计，对有些设计、 计算要求不是很清楚，遇到了许多困难，但是在这次设计中学到了许多于实际相关的城 市污水再生回用工程包括污水收集系统、污水净化处理技术及其系统、出水输配系统、 回用水应用技术和监测系统。其中污水净化再生技术及其系统是关键，污水净化处理的 流程要简单可靠，投资和运行费用要为该城市经济实力所能承受，处理后出水的水质要 满足回用的要求。 本次课程从一开始就要求我们要与大量实际内容相结合，从相关书籍及资料中查找 出与课程设计相关内容这为我们以后的学习和工作积累了大量的财富，同时也提高了我 们做事严谨和耐心。 最后，再次感谢指导老教师刘治

24、安和刘爱琴老师，感谢他们的细心指导，通过这次 课程设计，不仅学到了很多与专业有关的知识，同时也提高了做事严谨的态度。 参考资料： 1 水污染工程讲义刘志安主编内部教材 2005.8 2 给水厂处理设施设计计算崔玉川等编化学工业出版社 2003.7 3 环境工程设计手册魏先勋主编湖南科学技术出版社2002.6 4 三废处理工程技术手册北京环境技术与设备研究中心等编 化学工业出版社 1999.12 5 污水处理厂设计与运行曾科等编化学工业出版社 2001.5 6 城市污水处理技术及工程实例李海等编化学工业出版社 2002.3 7 污水处理厂工艺设计手册高俊发等编化学工业出版社 2003.5 8 水

25、处理絮凝学常青主编化学工业出版社 2002 .12 9 水污染物化控制原理与技术罗固源主编化学工业出版社2002.12 致谢词： 经过两周的课程设计，基本完成了设计任务。首先感谢精心安排这次设计以及认真 辅导的老师，是你们的辛苦劳动换来了我们这次既有学习价值又有实际工作价值的课程 实际。在这次设计中我们不仅学到了知识，还提高了对理论与实际之间差别的认识。 本次课程从一开始就要求我们要与大量实际内容相结合，从相关书籍及资料中查找 出与课程设计相关内容这为我们以后的学习和工作积累了大量的财富。通过对电除尘器 的集尘极系统设计计算、电晕极系统设计计算、气体分布装置设计计算、壳体几何结构 设计计算以及排灰装置，掌握了电厂电除尘器整体设计的一般流程。 最后，再次感谢指导教师相亚军老师， 感谢相老师的细心指导， 同时还要感谢张磊、 任志清等同学的帮助，通过这次课程设计，不仅学到了很多与专业有关的知识，同时也 提高了做事严谨的态度。