水控课程设计综合污水处理厂的改造工程初步设计

水污染控制工程课程设计 学 院： 工 学 院 系 别： 环 境 工 程 姓 名： 毛 建 田 学 号： 09040016 指导教师： 徐承睿 陈娟 成 绩： 2012年06月01日目录摘要3一、设计题目3二、设计资料31 概述41.1 设计目的和意义41.2 废水介绍41.3 国内外处理现状42 水质水量分析42.1 水量分析42.2 水质及处理要求53 工艺流程53.1 可选工艺流程53.2工艺比较64 构筑物的计算74.1 格栅的计算74.2 提升泵84.3 沉砂池84.4 CAST池94.4.1 污染物去除率94.4.2 CAST容积104.4.3 CASS池面积104.4.4 CASS池高度104.4.5 CASS池的长和宽114.5 提升泵114.6 集水池114.6.1 容积124.6.2 面积124.7 消毒池124.7.1 接触池124.8 污泥浓缩池125 构筑物高程计算13参考文献14 摘要 本设计是宜都市综合污水处理厂的改造工程初步设计，主要任务是完成城市污水处理的工艺选择，污水厂平面图、高程图的施工图设计。此设计我们将用污水处理新型工艺循环式活性污泥法(CAST)对宜都市综合污水处理厂进行改造，满足该城市居民生活污水处理的需求，经该工艺对污水的处理之后，出水水质好，可产生好的环境效益和经济效益。关键词：循环式活性污泥法 CAST 污水处理一、设计题目 宜都市城镇综合污水处理二、设计资料 1设计水量：80000m3/d 2、水质及处理要求表1-1 进水水质和排放标准项 目CODCr(mg/L)BOD5(mg/L)SS/(mg/L)进水水质300200100排放标准12030301 概述 CAST工艺师循环式活性污泥法，CAST的整个工艺为一间歇式反应器，为此反应器中进行交替的曝气非曝气过程的不断重复，将生物反应过程及泥水的分离过程结合在一个池子中完成，该工艺是计算机控制系统的应用。该工艺投资和运行费用低，处理性能高。1.1 设计目的和意义 随着社会日趋发展，城市污水都到一定程度污染，对城市环境造成一定程度的影响，通过CAST工艺对该废水进行处理和净化，使水质得到提高，环境得到净化。1.2 废水介绍 城市综合废水包括生活污水、工业废水、初期污染雨水及城镇污水，由城镇排水系统手机的生活污水、工业废水及部分城镇地表径流的雨雪水形成综合污水。1.3 国内外处理现状 对该城市综合污水处理可以用CAST工艺和A2/O进行比较，主要通过CAST工艺对该程准的污水进行处理，通过该工艺的处理同时了解CAST工艺的优缺点以及需要改进的地方，同时进行与A2/O工艺进行对比总结。对此，可了解到该工艺的发展状况，从而能更高效、更彻底、更完美的改善环境。2 水质水量分析2.1 水量分析 处理量： 2.2 水质及处理要求 该城镇的污水水质差，进水COD为300mg/L，BOD为200mg/L，SS为100mg/L，通过工艺处理，保证该城镇的水质要求能够达到二级排放标准，即COD120mg/L，BOD30mg/L，SS30mg/L。保证处理后的污水水质达到该指标才能排放，从而达到改善环境的目的。 3 工艺流程3.1 可选工艺流程 A2/O工艺： CASS池： 3.2工艺比较主体工艺 优缺点比较CASS法1、理想的推流过程使生化反应推动力增大，效率提高，池内厌氧、好氧处于交替状态，净化效果好。 2、运行效果稳定，污水在理想的静止状态下沉淀，需要时间短、效率高，出水水质好。 3、耐冲击负荷，池内有滞留的处理水，对污水有稀释、缓冲作用，有效抵抗水量和有机污物的冲击。 4、工艺过程中的各工序可根据水质、水量进行调整，运行灵活。 5、处理设备少，构造简单，便于操作和维护管理。 6、反应池内存在DO、BOD5浓度梯度，有效控制活性污泥膨胀。 7、CASS法系统本身也适合于组合式构造方法，利于废水处理厂的扩建和改造。 8、脱氮除磷，适当控制运行方式，实现好氧、缺氧、厌氧状态交替，具有良好的脱氮除磷效果。 9、工艺流程简单、造价低。主体设备只有一个序批式间歇反应器，无二沉池、污泥回流系统，调节池、初沉池也可省略，布置紧凑、占地面积省。缺点：1. 容积利用率低、出水不连续、运行控制复杂。2. 需曝气能耗多，污泥产量大。 A2/O 工艺优点：（1）本工艺在系统上可以称为最简单的同步脱氮除磷工艺，总的水力停留时间少于其他同类工艺 （2）在厌氧（缺氧）、好氧交替运行条件下，丝状菌不能大量增殖，无污泥膨胀之虞，SVI值一般均小于100 （3）污泥中含磷浓度高，具有很高的肥效 （4）运行中勿需投药，两个A段只用轻缓搅拌，以不增加溶解氧为度，运行费用低缺点：（1）除磷效果难于再行提高，污泥增长有一定的限度，不易提高，特别是当P/BOD值高时更是如此 （2）脱氮效果也难于进一步提高，内循环量一般以2Q为限，不宜太高 （3）进入沉淀池的处理水要保持一定浓度的溶解氧，减少停留时间，防止产生厌氧状态和污泥释放磷的现象出现、但溶解氧浓度也不宜过高，以防循环混合液对缺氧反应器的干扰。4 构筑物的计算4.1 格栅的计算 设计参数：Qmax=1.18m3/s 栅前流速： 过栅流速：1m/s 栅条宽度：s=0.01m， 格栅间隙：b=0.02m 栅前部分长度：0.5m， 栅前渠起高：h1=0.3m K=3 ， 格栅倾角：， 系数： 栅渣： 计算： 1、格栅槽宽度： 2、栅前水深： 3、格栅间隙数量： 4、格栅槽总宽度： 5、阻力系数： 6、过栅流速： 7、 8、过栅水头损失： 9、栅后槽总高度： 10、格栅的总长度： 11、每日栅渣量：4.2 提升泵 因为 ，用四台潜污泵（三用一备），每台流量为： 考虑不小于每台泵5min流量， 取有效水降1.5m， 由上我选择型号为400QW170022的潜污泵，参数如下：型号出口水径(mm)流量(m3/h)转速(r/min)400QW1700-224001700740 4.3 沉砂池 需要处理的污水量为925.926L/s，所以选择型号300的钟式沉砂池四台，该型号的沉砂池的流量为310L/s。4.4 CAST池 CASS工艺是SBR工艺的发展，其前身是ICEAS，由预反应区和主反应区组成。预反应区控制在缺氧状态，因此提高了对难降解有机物的去除效果。 CASS池结构图4.4.1 污染物去除率 CODcr去除率： BOD5去除率： SS去除率： 取污泥负荷率为0.18，4.4.2 CAST容积 取, 共有六个池子，每单个池子的容积为： 因为 ，故 4.4.3 CASS池面积 取池子高度H=5m，池子总面积： 单个池子的面积： SVI=100，n1=6，n2=6 4.4.4 CASS池高度 4.4.5 CASS池的长和宽因为 故 4.5 提升泵 选择四台提升泵（三用一备）， 单台提升泵的流量为： 由此选择型号为400QW170022的潜污泵，参数如下： 出水口径：400mm 流 量：1700m3/h 转 速：740r/min 4.6 集水池 集水池构造：集水池内保证水流平稳，流态良好，不产生涡流和滞留，必要时可设置导流墙，水泵吸水管按集水池的中轴线对称布置，每台水泵在吸水时应不干扰其他水泵的工作，为保证水流平稳，其流速为0.3-0.8m/h为宜。4.6.1 容积 按一台泵最大流量时6min的出流量设计，则有效容积： 4.6.2 面积 取有效水深H为3m，则面积： 集水池的长度取10m，则宽度： 4.7 消毒池 设计廊道式接触反应池1座，水里停留时间t为30min，廊道流速为0.2m/s。4.7.1 接触池 接触容积： 接触池表面积： 廊道宽： ，实际流速为2.15m/s 接触池宽度：（12个隔板，13个廊道） 接触池长度： 4.8 污泥浓缩池 设计流量：QW=4248m3/d 污泥含水率：99.4% ，即固体浓度6kg/m3 浓缩后固体浓度CW=30kg/m3 ，即含水率Pu=97% 贮泥时间：5h ，浓缩时间：T=20h 浓缩固体流量： 浓缩池总面积： 浓缩池直径： 浓缩池工作部分高度： 起高，缓冲高度，池底坡度，污泥斗下底直径，上底直径， 污泥斗高度： 浓缩池高度： 5 构筑物高程计算 河流消毒池： 消毒池CASS池： CASS池沉砂池： CASS池污泥浓缩池： 污泥浓缩池脱水间： 参考文献1.孙慧修主编.排水工程上册(第4版).北京:中国建筑工业出版社，1998年7月.2.张自杰主编.排水工程下册(第4版).北京:中国建筑工业出版社，2000年6月.3.任南琪 马放编.污染控制微生物学原理与应用.北京:中国环境科学出版社4.韩洪军主编.污水处理构筑物设计与计算.哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社，2002年6月.5.孙力平主编.污水处理新工艺与设计计算实例.北京:科学出版社，2001年7月.6.姜乃昌主编.水泵及水泵站.北京:中国建筑工业出版社，1993年6月.7.给水排水设计手册第1册(常用资料).北京:中国建筑工业出版社，1986年12月.8.给水排水设计手册第5册(城市排水).北京:中国建筑工业出版社，1986年12月.9.给水排水设计手册第6册(工业排水).北京:中国建筑工业出社，1986年12月.10.给水排水设计手册第9册(专用机械).北京:中国建筑工业出社，1986年12月.11.给水排水设计手册第10册(技术经济分析).北京:中国建筑工业出社，1986年12月.12.给水排水设计手册第11册(常用设备).北京:中国建筑工业出社，1986年12月.13.室外排水设计规范(GBJ14-87) .北京:中国计划出版社，1998年7月.14.罗辉主编.环保设备设计与应用.北京:高等教育出版社，2000年.15.阮文泉主编.废水生物处理工程设计实例详解.北京:化学工业出版社，2006年.16.张统主编.间歇式活性污泥法污水处理技术及工程实例.北京:化学工业出版社，2002年4月.17.曾科主编.污水处理厂设计与运行.北京:化学工业出版社，2002年2月.18.任南其等.厌氧生物技术原理与应用M. 北京:化学工业出版社,2004年.