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1、环境工程设计奥贝尔氧化沟 环境工程设计奥贝尔氧化 沟 Last updated on the afternoon of January 3, 2021 前言 在我国经济高速发展的今天，污水处理事业取得了较大的发展，已有一批城市兴建了污水处理厂，一大批工业企业建设了工业废水处理厂（站），更多的城市和工业企业在规划、筹划和设计污水处理厂。水污染防治、保护水环境，造福子孙后代的思想已深入人心。 近几十年来，污水处理技术无论在理论研究方面还是在应用发面，都取得了一定的进步，新工艺、新技术大量涌现，氧化沟系统和高效低耗的污水处理技术，如各种类型的稳定塘、土体处理系统、湿地系统都取得了长足的进步和应用。这
2、些新工艺、新技术已成为水污染防治领域的热门研究课题。在国家科委、建设部、国家环境保护局的组织和领导下，广泛、深入地开展了这些课题的科学研究工作，取得了一批令人瞩目的研究成果。 不应回避，我国面临水资源短缺的严重事实，北方一些城市人民生活水平的提高和工农业生产的发展已受到水资源不足的制约。城市污水和工业废水回用，以城市污水作为第二水源的趋势，不久将成为必然。这就是我国污水事业面临的现实。作为给水排水工程专业的学生，就更应该深刻地了解这种形势，掌握并发展污水处理的新工艺、新技术，成为跨世纪的工程技术人才，将我国的污水处理事业提升到一个新的高度。 本次设计的题目是污水处理厂设计。目的是让学生了解排水
3、工程的设计内容与方法，其中包括了城市排水管网的规划与设计和污水处理厂的建设以及工艺流程的选用，收获甚多，为日后的学习与工作积累了宝贵的经验。设计成果 包括设计说明书与工艺平面图、高程图。在此，还要对老师的悉心指导表示感谢。 目录 一设计题目 水污染控制工程课程设计 二设计目的及任务 1.目的：本设计是水污染控制工程教学中一个重要的环节，要求综合运用所学的有关知识，在设计中掌握解决实际工程问题的能力，并进一步巩固和提高理论知识。 2.任务：根据已知资料，进行城市污水处理厂的扩初设计。要求确定污水处理流程，计算各处理构筑物的尺寸，布置污水处理厂总平面图和高程图。 三设计原始资料 （1）气温资料：年
4、平均摄氏度，夏季平均20摄氏度，冬季平均-10摄氏度。 （2）常年主导风向：主导风向偏北风； （3） 污水处理厂地下土壤为亚粘土，平均地下水位在地表以下20m （4）水量40000,/m 3d 总变化系数。 （5）进水水质：BOD5=150mg/L，SS=220mg/L，COD=180mg/L，NH+- N=25mg/L，要求出水水质达到城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2022）一级A标准。 四城市污水处理厂设计 污水厂选址 未经处理的城市污水任意排放，不仅会对水体产生严重污染，而且直接影响城市发展发展和生态环境，危及国计民生。所以，在污水排入水体前，必须对城市污水进行处理。在设
5、计污水处理厂时，选择厂址是一个重要环节。厂址对周围环境、基建投资及运行管理都有很大影响。 选择厂址应遵循如下原则： .为保证环境卫生的要求，厂址应与规划居住区或公共建筑群保持一定的卫生防护距离，一般不小于300米。 .厂址应设在城市集中供水水源的下游不小于500米的地方。 .厂址应尽可能设在城市和工厂夏季主导风向的下方。 .要充分利用地形，把厂址设在地形有适当坡度的城市下游地区，以满足污水处理构筑物之间水头损失的要求，使污水和污泥有自流的可能，以节约动力。 .厂址如果靠近水体，应考虑汛期不受洪水的威胁。 .厂址应设在地质条件较好、地下水位较低的地区。 .厂址的选择要考虑远期发展的可能性，有扩建
6、的余地。 工艺流程 污水处理工艺流程 处理厂的工艺流程是指在到达所要求的处理程度的前提下，污水处理个单元的有机结合，构筑物的选型则是指处理构筑物形式的选择，两者是互有联系，互为影响的。 按处理程度分，污水处理可分为一级、二级和三级。一级处理的内容是去除污水中呈悬浮状态的固体污染物质，经过一级处理后，污水中的BOD只去除30 %左右，仍不能排放，还必须进行二级处理。二级处理的主要任务是大量去除污水中呈胶体和溶解性的有机污染物质（BOD），去除率可达97%以上，要达到城市污水排放一级A标准，必须进行三级处理。 具体的流程为：污水进入水厂，经过格栅，由水泵提升到沉砂池，经初沉池沉淀后，污水进入氧化沟
7、进行生物处理。在二次沉淀池中，活性污泥沉淀后，回流至污泥泵房。二沉池出水经加氯处理后，排入水体。 .污泥处理工艺流程 具体过程为：二沉池的剩余污泥由螺旋泵提升至浓缩池，浓缩后的污泥进入贮泥池，再由泥控室投泥泵提升入消化池，进行中温消化。消化池的循环污泥进行套管加热，并用搅拌。消化后污泥送至脱水机房脱水，压成泥饼，泥饼运至厂外，可用做农业肥料。 具体的工艺流程如下图： 五 .处理构筑物工艺设计 设计流量的确定 平均日流量：40000m 3/d 最大日最大时流量（设计最大流量） 变化系数取K 1.2z ，而h d Q Kz Q ?，则有： 最大日最大时流量 3h Q K 1.240000m /h
8、d Q ?z 4.8万 格栅设计计算 格栅用以截留水中的较大悬浮物或漂浮物，以减轻后续处理构筑物的负荷，用来去除那些可能堵塞水泵机组驻管道阀门的较粗大的悬浮物，并保证后续处理设施能正常运行的装置。 设计流量Q1=s （设计1组格栅），以最高日最高时流量计算； 栅前渠道流速：v1=s ， 过栅流速：v2=s ； 栅条宽度：s=， 格栅间隙：b=； 栅前水深：h=， 格栅倾角：=60； 单位栅渣量：w1=栅渣/103m3污水。 设计中的各参数均按照规范规定的数值来取的。 格栅尺寸计算 格栅尺寸 栅条间隙数： 0.560.93 91(=0.0080.80.9n ?= = =?取n 91） 有效栅宽：
9、 =(1)0.01(911)(0.00891) 1.63B s n bn m -+=?-+?= 实际过栅流速为：s m bhn Q v /9.0sin max =? = 过栅水头损失 200.11730.35 h Kh =?=（一般为） h0：水头损失； k ：系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增加倍数，取k=3； ：阻力系数，与栅条断面形状有关，当为矩形断面时=。 （3）栅后槽总高度（H ） 设计取栅前渠道超高h1= 则 120.80.3+0.35=1.45H h h h m =+=+ 栅槽总长度 A.进水渠宽：12 1.6B h m = （其中1为进水渠展开角，取1=?20） B.栅槽与出水
10、渠道连接处的渐窄部分长度 栅槽总长度 （5）每日栅渣量 在格栅间隙在8mm 的情况下，每日栅渣量为： 所以宜采用机械清渣。 .污水提升泵房设计计算 本设计采用活性污泥法工艺系统，污水处理系统简单，只考虑一次提升。污水经提升后入沉砂池，然后自流通过初沉池、氧化沟、二沉池，最后由出水管道排入水体。 设计流量：Q=s 1）泵房进水角度不大于45度。 2）相邻两机组突出部分得间距，以及机组突出部分与墙壁的间距，应保证水泵轴或电动机转子再检修时能够拆卸，并不得小于。如电动机容量大于55KW时，则不得小于，作为主要通道宽度不得小于。 3）泵站采用矩形平面钢筋混凝土结构半地下式，尺寸为15 m12m，高12
11、m，地下埋深7m。 4）水泵为自灌式。 各构筑物的水面标高和池底埋深计算见高程计算。 污水提升前水位43（既泵站吸水池最底水位）,提升后水位（即沉砂池前水面标高）。 所以，提升净扬程Z= 水泵水头损失取2m，安全水头取2 m 从而需水泵扬程H=15m 再根据设计流量s，属于大流量低扬程的情形，考虑选用选用2台350QW1200-18-90型潜污泵（流量1200m3/h，扬程18m，转速990r/min，功率90kw），四 用一备，流量： 33 max0.28/ 0.56 /1000 22 Q Q m m h s = 泵房采用圆形平面钢筋混凝土结构,尺寸为15 m12m,泵房为半地下式,地下埋深
12、7m，水泵为自灌式。 平流式沉砂池设计计算 沉砂池的选型： 沉砂池主要用于去除污水中粒径大于，密度m3的砂粒，以保护管道、阀门等设施免受磨损和阻塞。沉砂池有平流式、竖流式、曝气式和旋流式四种形式。由于旋流式沉砂池有占地小，能耗低，土建费用低的优点；竖流式沉砂池污水由中心管进入池后自下而上流动，无机物颗粒借重力沉于池底，处理效果一般较差；旋流沉砂池则是在池的一侧通入空气，使污水沿池旋转前进，从而产生与主流方向垂直的横向恒速环流。砂粒之间产生摩擦作用，可使沙粒上悬浮性有机物得以有效分离，且不使细小悬浮物沉淀，便于沉砂和有机物的分别处理和处置。平流式沉砂池具有构造简单、处理效果好的优点。本设计采用平
13、流式沉砂池。 设计计算 设计流量：max Q =48000m 3/h=s （设计组池子，每组分为3格） 设计水深h 2= 设计流速：v=s 水力停留时间：t=30s 设计沉砂量X=3m 3/105m 3污水 （1）沉砂池长度：0.3309L vt m =?= （2）水流断面面积：2max A Q /v 0.56/0.30 1.87m = （3）沉砂池总宽度： 设计n=3格， 每格宽0.62B b m n = = （4）有效水深： （5）沉砂斗容积：设计T=2d ，即考虑排泥间隔天数为2天，则沉砂斗容积 （每格沉砂池设1个沉砂斗，三格共有三个沉砂斗） 其中城市污水沉砂量：X=3m 3/105m
14、3. （6）沉砂斗各部分尺寸及容积： 设计斗底宽b 1=，斗壁与水平面的倾角为60，斗高h 3=，则沉砂斗上口宽： 沉砂斗容积： = （大于V 0=，符合要求） （7）沉砂池高度： 采用重力排砂，设计池底坡度为，坡向沉砂斗长度： 22393 1.650.4 1.832 2 0.4 L b L m -?-= = =- 则沉泥区高度为 池总高度H ：设超高h 1=， （8）校核最小流量时的流速： 最小流量一般采用即为，则 min min 1min 0.20.56 0.18/0.15/0.62 Q m s m s n A ?= = =，符合要求. 平流式初沉池设计计算 本设计选择一组平流流式沉淀池，每组设计流量为s ，从沉砂池流出来的污水进入集配水井，经过集配水井分配流量后流入辐流沉淀池。 沉淀时间t= 计算草图如图 （1） 沉淀区表面积