武汉理工大学水污染控制工程课程设计

武汉理工大学水污染控制工程课程设计内容摘要：

污泥浓缩池主要是降低污泥中的间隙水，来达到使污泥减容的目的。 经浓缩后的污泥近似糊状，仍保持 流动性。 污泥浓缩的方法有沉降法、气浮法、离心法。 浓缩池可分为气浮浓缩池、重力浓缩池和离心浓缩池。 重力浓缩池按其运行方式分为间歇式或连续式。 (a)气浮浓缩池：依靠微小气泡与污泥颗粒产生粘附作用，使污泥颗粒的密度小于水而上浮，并得到浓缩。 适用于浓缩活性污泥以及生物滤池等较轻的污泥，并且运行费用较高，贮泥能力小； (b)连续式重力浓缩池：用于浓缩初沉池污泥和二沉池的剩余污泥，只用于活性污泥的情况不多； (c)间歇式重力浓缩池：主要靠阀门控制污泥的进出和上清液的排出，无刮武汉理工大学《水污染控制工程》课程设计 16 泥系统，管理简单，运行费用低，动力消耗小 ； (d)离心浓缩池：利用污泥中的固、液相的密度不同，在高速旋转的离心机中受到不同的离心力二是两者分离，达到浓缩目的。 离心分离一般要加入助凝剂，且耗电量大，在达到相同的浓缩效果时，其电耗约为气浮法的 10 倍。 综上所述，由于本工艺设计水量较少，结合氧化沟工艺污泥稳定，且污泥量较少，本设计采用间歇式重力浓缩池。 3 城市污水处理系统的设计计算 污水处理工艺设计计算污水处理工艺具体设计计算 进水情况： Q=54000 m3/d，平均流量 : Q=54000/24/3600m3/s= 格 栅的设计 本设计采用粗细两种格栅，两道粗格栅、两道细格栅，粗格栅建于泵站前 ,细格栅建于泵站后，曝气沉砂池前。 (1)设计原则 (a)中格栅间隙一般采用 10～ 40mm； (b)格栅不宜少于两台，如为一台时，应设人工清除格栅备用； (c)过栅流速一般采用 ～ ； (d)格栅倾角一般采用 45186。 ～ 75186。 ； (e)通过格栅的水头损失一般采用 m/s～ ； (f)格栅间必须设置工作台，台面应高出栅前最高设计水位 ，工作台有安全和冲洗设施； (g)格栅间工作台两侧 过道宽度不应小于 ，工作台正面过道宽度：人工清除， 不小于 ；机械清除，不小于 ； (h)机械格栅的动力装置一般宜设在室内或采取其它保护设备的措施； (i)设置格栅装置的构筑物必须考虑设有良好的检修、栅渣的日常清除。 (2)设计参数 武汉理工大学《水污染控制工程》课程设计 17 (a)设计流量 Q=； (b)过栅流速 v1=； (c)格栅间隙 b=60mm； (d)格栅安装倾角θ =60186。 (3)格栅的设计计算 (a)确定格栅前水深，根据最优水力断面公式 21211 vBQ计算 得栅前槽宽B1=，则栅前水深 h=B1/2= (b)栅条间隙数 : 根据以上公式，我们算出 n=18 (c)栅槽有效宽度： 栅槽宽度一般比格栅宽 ～ ，在此取。 栅条宽度 S= B=S(n1)+bn+= (d)进水渠道渐宽部分的长度： 设进水渠宽 b1=，渐宽部分展开角α 1=20186。 ，进水渠道内的流速为。 (e)栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度 L2： L2== 武汉理工大学《水污染控制工程》课程设计 18 (f)通过格栅的水头损失： 设栅条断面为锐边矩形断面，取 k=3， mgkkhh v ) ( in2 234201   其中 : h0：计算水头损失， m k：系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增加倍数  ：阻力系数，与栅条断面形状有关，  =β（ s/b） 4/3当为矩形断面时β = (g)栅后槽总高度 H， m 设栅前渠道超高 h2= H=h+h1+h2=++= (h)栅槽总长度 L=L1+L2+++ H1/tanα =++++176。 = (i)每日栅渣量 W1=(103m3污水） 武汉理工大学《水污染控制工程》课程设计 19 W=864000 .625 ＞ 宜采用机械清渣。 计算草图 α 1进水工作平台栅条αα粗格栅计算草图 粗格栅选用 根据格栅间距、宽度在《给水排水设计手册》第 9册上查得采用 GH 型链条式回转格栅除污机，其性能见表 1。 表 1 GH 型链条式回转格栅性能规格 表 武汉理工大学《水污染控制工程》课程设计 20 （ 1）设计参数 (a)栅前水深 h=； (b)设计流量 Q1=； 169。 过栅流速 v1=； (d)格栅间隙 b=10mm； (e)格栅安装倾角 α =60186。 （ 2）设计计算 (a)确定格栅前水深，根据最优水力断面公式 2 1211 vBQ 计算得栅前槽宽B1=，则栅前水深 h=B1/2= (b)栅条间隙数： 计算得 n=116 设计安装 3 台格栅， 每组格栅间隙数 n=42 条。 (c)栅槽宽度： 栅槽宽度一般比格栅宽 ～ ，在此取 ,设栅条宽 S=。 B2=S(n1)+bn+= （ 421） + 42+= 所以总槽宽为 B= 3+ 2＝ （考虑中间隔墙厚 ） (d)进水渠道渐宽部分的长度 : L1=()/2/= (e)栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度 L2： L2=L1/2= (f)通过格栅的水头损失： 设栅条断面为锐边矩形断面，取 k=3,则 mgvkkhh ) ( in2 234201   武汉理工大学《水污染控制工程》课程设计 21 其中  =β（ s/e） 4/3 (g)栅后槽总高度 H， m 取栅前渠道超高 h2=，则栅前槽总高度 H1=h+h2=+= 栅后槽总高度 H=h+h1+h2=++= (h)栅槽总长度 L， m： L= L1＋ L2＋ ＋ ＋ H1/tgα =＋ ＋ ＋ ＋ 176。 = （ i） 每日栅渣量 3331 10/ mm W=86400 ＞ 所以宜采用机械格栅清渣 计算草图 αα进水细格栅计算草图 污水泵房的设计 (a)应根据远近期污水量，确定污水泵站的规模，泵站设计流量一般与进水管之设计流量相同； (b)应明确泵站是一次建成还是分期建设，是永久性还是半永久性，以决定武汉理工大学《水污染控制工程》课程设计 22 其标准和设施； (c)并根据污水经泵站抽升后，出口入河道、灌渠还是进处理厂处理来选择合适的泵站位置； (d)污水泵站的集水池与机器间在同一构筑物内时，集水池和机器间须用防水隔墙隔开，允许渗漏，做法按结构设计规范要求；分建式，集水井和机器间要保持的施工距离，其中集水池多为圆形，机器间多为方形； (e)泵站构筑物不允许地下水渗入，应设有高出地下水位 米的防水措施。 扬程 (a)流量的确定 Qmax=2250m3/h 本设计拟定选用 4 台潜污泵（ 3用 1 备），则每台泵的设计流量为： Q=750m3/h。 (b)扬程的计算 H=H 静 ++（ ～ ） 式中： — 水泵喇叭口到沉砂池的水头损失； ～ — 自由水头的估算值，取为 ； H 静 — 水泵集水池的最低水位 H1 与水泵出水水位 H2之差； H1=进水管底标高 +D h /D =+ = H2=接触池水面标高 +沉砂池至接触池间水头损失 经过高程计算： H2= 则： H 静 =H2H1== 则：水泵扬程 H=H 静 ++=++= 取 10m 集水池 (1)集水池形式 污水泵站的集水池宜采用敞开式，本工程设计的集水池与泵房共建，属封闭式。 (2)集水池容积计算 泵站集水池容积一般按不小于最大一台泵 5 分钟的出水量计算，有效水深取武汉理工大学《水污染控制工程》课程设计 23 — 米。 停留时间 t≤ 1min，取 t=10s， 3m a x 7 . mtQe  取 he =； l： b=；则 l=， b=1m；前区：后区 =1： 2，管道中心线到池底 ，出水口距池壁底。 则：集水井有 效容积尺寸为 1m。 曝气沉砂池 (1)城市污水处理厂一般均应设置沉砂池； (2)沉砂池按去除比重 ，粒径 以上的沙粒设计； (3)设计流量的确定： (a)当污水为自流进入时，应按每期的最大设计流量计算； (b)当污水为提升进入时，应按每期工作水泵的最大组合流量计算； (c)在合流制处理系统中，应按降雨时的设计流量计算。 (4)沉砂池个数或分格数不应少于两个，并宜按并联系列设计； (5)设计水平流速一般为 ～ ； (6)设计停留时间一般 为 4～ 6min； (7)有效水深为 2～ 3m，池宽与池深比为 1～ ，池的长宽比可达 5，当池长宽比大于 5时，应设置横向挡板； (8)曝气沉砂池多采用穿孔管曝气，孔径为 ～ ,距池底约 ～，并应有调节阀门； (9)沉砂池的超高一般不小于。 (1)本设计沉砂池采用一座，分两格； (2)停留时间 45s ； (3)水平流速 ； (4)池底的坡度为 ； (5)沉砂池的超高取。 武汉理工大学《水污染控制工程》课程设计 24 (1) 长度 mvtL  (2) 水流断面积 A=Qmax/v=(3) 池总宽度 设有效水深 h2= 则池宽 B=A/h2=共分 4 格，每格宽 b= (4) 沉砂斗所需容积 设 T=2d V 砂斗 =86400 Qmax TX/1000/= (5) 每个沉砂斗容积 设每一分格有 2个沉砂斗 V= (6) 沉砂斗各部分尺寸 设斗底宽 1a =,斗壁与水平面的倾角为 55186。 ，斗高 ，3h = 沉砂斗上口宽： mtgatg ha 139。 3  沉砂斗容积： 322211239。 30 )()222(6 maaaahV  (7) 沉砂室高度 采用重力排砂，设池底坡度为 ，坡向砂斗。 maLl 2  mhh 39。 33  (8) 池总高度 设超高 h1= 武汉理工大学《水污染控制工程》课程设计 25 H=h1+h2+h3=++= 沉 砂池底部的沉砂通过吸砂泵，送至砂水分力 器 ，脱水后的清洁砂砾外运，分离出来的水回流至泵房吸水井。 厌氧池 一般 为使氧化沟具有除磷脱氮的功能，在氧化沟之前设生物选择器及厌氧池，这样，污水可以在这里进行厌氧中重要的释磷作用以及部分反硝化作用。 因为在本次设计中并未要求除磷，故此处可不考虑设厌氧池。 氧化沟 本设计采用卡鲁塞尔氧化沟 (1)水量 Q=54000m3/d； (2)BOD5 浓度 S0=138mg/L， Se=25 mg/L； (3)进水 氨氮 =29mg/L，出水 氨氮 =10mg/L (4)碱度 SALK=2020 mg/L (以 CaCO3计一般城市污水多采用此法。