環(huán)境工程課程設(shè)計(論文)某蔬菜加工廠廢水處理生化系統(tǒng)的設(shè)計

1、南 京 林 業(yè) 大 學課程設(shè)計說明書(論文)學生姓名:學 號：學院(系):化學工程學院專 業(yè):環(huán)境工程專業(yè)題 目:某蔬菜加工廠廢水處理生化系統(tǒng)的設(shè)計起迄日期：2010年6月21日至7月2日 指導(dǎo)教師： 職稱: 2010年7月2日南 京 林 業(yè) 大 學課程設(shè)計任務(wù)書學 院（系）：化學工程學院專 業(yè)：環(huán)境工程專業(yè)學 生 姓 名：學 號：070205202課程設(shè)計題目：某蔬菜加工廠廢水處理預(yù)處理系統(tǒng)的設(shè)計起 迄 日 期:2010年6月21日7月1日課程設(shè)計地點:主樓指 導(dǎo) 教 師:下達任務(wù)書日期:2010年6月20日課 程 設(shè) 計 任 務(wù) 書1本次課程設(shè)計應(yīng)達到的目的：通過查閱資料和計算完成對蔬菜加

2、工廠廢水處理的設(shè)計和選型及繪圖。2本課程設(shè)計課題任務(wù)的內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)參數(shù)、設(shè)計要求等）：、數(shù)據(jù)資料：（1）設(shè)計規(guī)模處理能力為1152m3/d。（2）設(shè)計進水水質(zhì)cod 850 mg/l；bod500 mg/l；ss 400mg/l；ph 6.09.0。、處理要求：設(shè)計出水水質(zhì)cod100mg/l； bod30 mg/l ；ss 70mg/l；ph 6.09.0。對該蔬菜加工廠廢水處理設(shè)計生化處理系統(tǒng)。課 程 設(shè) 計 任 務(wù) 書3對本課程設(shè)計工作任務(wù)及工作量的要求包括課程設(shè)計計算說明書(論文)、圖紙、實物樣品等： 設(shè)計內(nèi)容：設(shè)備的論證和選擇、設(shè)計計算、校核、設(shè)計圖紙、參考資料的統(tǒng)

3、計等。設(shè)計成果：設(shè)計說明書和設(shè)計圖4主要參考文獻：1閃紅光主編.環(huán)境保護設(shè)備選用手冊水處理設(shè)備.化學工業(yè)出版社.2高俊發(fā)，王社平主編.污水處理廠工藝設(shè)計手冊.化學工業(yè)出版社.3高廷耀，顧國維.周琪主編.水污染控制工程.高等教育出版社.4汪翙主編.給水排水管網(wǎng)工程.化學工業(yè)出版社.5夏清，陳常貴主編.化工原理上冊.天津大學出版社.課 程 設(shè) 計 任 務(wù) 書5本課程設(shè)計課題工作進度計劃：起 迄 日 期工 作 內(nèi) 容2010年 6月21日 6月 26 日 6月27 日 7月 1 日搜集資料、查閱文獻、設(shè)計定型、設(shè)計計算及校核利用autocad軟件進行設(shè)計繪圖。系（教研組）主任審查意見：負責人簽字：

4、年 月 日目錄緒論2第一章 設(shè)計水質(zhì)及排放標準21.1原水水質(zhì)：21.2 排放標準：2第二章 工藝流程的選擇和去除率表22.1工藝流程22.2工藝說明：22.3去除率表：22.4 cass工藝的選擇2對于水質(zhì)水量而言和小型的蔬菜加工廠而言，cass反應(yīng)池具有以下優(yōu)點：2第三章 工藝中所有構(gòu)筑物的結(jié)構(gòu)尺寸計算23.1格柵:23.1.1 設(shè)計概述:23.1.2 設(shè)計參數(shù):23.1.3 設(shè)計計算:23.2污水泵房設(shè)計:23.2.1一般規(guī)定23.2.2 集水池的設(shè)計：23.3 豎流式沉淀池:23.3.1 設(shè)計概述:23.3.2 設(shè)計參數(shù):23.3.3 設(shè)計計算：23.4 cass反應(yīng)池23.4.1 設(shè)

5、計概述23.4.3 反應(yīng)器的設(shè)計計算23.4.4 設(shè)備的選擇23.5污泥處理系統(tǒng)23.5.1污泥濃縮池23.5.2污泥脫水23.5.3 加藥計算2第四章 主體構(gòu)筑物詳細計算（cass反應(yīng)池）24.1 設(shè)計水量和設(shè)計水質(zhì)24.1.1設(shè)計水量為q24.1.2 cass反應(yīng)器進出水水質(zhì)指標及去除率24.2 工藝設(shè)備的設(shè)計與計算24.2.1 主要設(shè)計參數(shù)的選擇24.2.2 反應(yīng)器的設(shè)計計算24.3 設(shè)備的選擇24.3.1 鼓風設(shè)備24.3.2 曝氣設(shè)備24.3.3.排水設(shè)備24.3.4 污泥回流泵2第五章 高程計算2第六章 構(gòu)筑物一覽表2第七章 設(shè)備一覽表2第八章 投資和運行費用計算2參考文獻2緒論

6、水是我們?nèi)祟愘囈陨娴馁Y源，我國水資源十分短缺，人均水資源占有量僅為世界平均水平的四分之一，制約著我國社會主義經(jīng)濟的發(fā)展。隨著近代我國社會主義經(jīng)濟的騰飛，社會主義工業(yè)呈現(xiàn)飛速發(fā)展，水資源污染尤其是工業(yè)廢水污染也嚴重惡化。工業(yè)廢水的污染以其污染大、污染物濃度高、廢水排放量大、廢水中含有多種有毒有害物質(zhì)、廢水成分復(fù)雜以及水量變化大等特點而成為目前我們所面臨的主要問題。 經(jīng)過多年來我國水處理工藝和技術(shù)的不斷發(fā)展，對各種污水進行研究和實驗，取得了行之有效的成功經(jīng)驗。本次設(shè)計污水為某蔬菜加工廠生產(chǎn)廢水，其特點是水量較小，bod/cod較大。由于要滿足小型工廠處理污水的要求，需要設(shè)計低運行成本并且運行管理

7、簡單的工藝流程。所以我們選擇了cass工藝作為其生化處理系統(tǒng)的工藝，因為cass反應(yīng)池具有以下優(yōu)點：建設(shè)費用低 ，cass工藝較普通活性污泥法省去了初沉池、二沉池，工藝流程簡潔，布局緊湊，一次建設(shè)費用低； 運行費用省 ，cass工藝由于曝氣地周期性，池內(nèi)溶解氧濃度是變化的，在每一周期開始時，氧濃度梯度大，傳遞效率高，節(jié)省運行費用；運行管理簡單可靠 ，cass工藝控制系統(tǒng)簡單，不易發(fā)生污泥膨脹，運行安全可靠，并且污泥產(chǎn)量少。其基本結(jié)構(gòu)是：在序批式活性污泥法（sbr）的基礎(chǔ)上，反應(yīng)池沿池長方向設(shè)計為兩部分，前部為生物選擇區(qū)也稱預(yù)反應(yīng)區(qū)，后部為主反應(yīng)區(qū)，其主反應(yīng)區(qū)后部安裝了可升降的自動撇水裝置。整個

8、工藝的曝氣、沉淀、排水等過程在同一池子內(nèi)周期循環(huán)運行，省去了常規(guī)活性污泥法的二沉池和污泥回流系統(tǒng)；同時可連續(xù)進水，間斷排水。本次設(shè)計在不斷的學習和計算中，同組的同學相互合作。不僅增加了我們對于課堂學習中很多沒有掌握的知識，而且加深了我們對于設(shè)計和環(huán)境工程專業(yè)的理解。第一章 設(shè)計水質(zhì)及排放標準1.1原水水質(zhì)：水量q：40 m/h 表1.1 原水水質(zhì) codbodssph850 mg/l500 mg/l400 mg/l691.2 排放標準：表1.2 水質(zhì)標準 codbodssph100mg/l30 mg/l70mg/l69第二章 工藝流程的選擇和去除率表2.1工藝流程格柵提升泵初沉池cass反應(yīng)池

9、鼓風機污泥濃縮池污泥脫水圖2.1 工藝流程簡圖污水 曝氣 排泥泥餅外運 出水 污泥 2.2工藝說明：處理水主要分三部分：1.物理處理部分：進水經(jīng)格柵后，大部分懸浮物被阻截，之后進沉淀池，水質(zhì)水量得到調(diào)節(jié)，大部分污泥下沉。2.生化處理部分：污水由泵抽入cass池，進入生化處理階段，經(jīng)cass池進水、曝氣、沉淀、出水四階段后水質(zhì)幾近可達到要求。3.污泥處理部分，從沉淀池和cass池出來的污泥進污泥濃縮池，上清液直接外排。含泥量多的由污泥泵抽入脫水機房，由壓濾機壓濾成泥餅外運。2.3去除率表：表2.1 各處理單元去除率表 項目（mg/l）處理單元phcodbodss原水6-9850500400格柵去

10、除率0%0%0%0%出水濃度6-9850500400初沉池去除率0%9%30%50%出水濃度6-9773.5350200調(diào)節(jié)池去除率0%0%0%0%出水濃度6-9773.5350200cass反應(yīng)池去除率0%87.1%91.4%65%出水濃度6-91003070出水6-910030702.4 cass工藝的選擇對于水質(zhì)水量而言和小型的蔬菜加工廠而言，cass反應(yīng)池具有以下優(yōu)點：建設(shè)費用低 ，cass工藝較普通活性污泥法省去了初沉池、二沉池，工藝流程簡潔，布局緊湊，一次建設(shè)費用低； 運行費用省 ，cass工藝由于曝氣地周期性，池內(nèi)溶解氧濃度是變化的，在每一周期開始時，氧濃度梯度大，傳遞效率高，節(jié)

11、省運行費用；運行管理簡單可靠 ，cass工藝控制系統(tǒng)簡單，不易發(fā)生污泥膨脹，運行安全可靠，并且污泥產(chǎn)量少。 工藝 內(nèi)容 a2/o 奧貝爾（orbal）氧化溝 cass工藝 技術(shù)可行性 先進、成熟、應(yīng)用廣 先進、成熟、應(yīng)用廣 先進、成熟、應(yīng)用廣 水質(zhì)指標 出水水質(zhì)好、穩(wěn)定易于深度處理，對外界條件變化有一定的適應(yīng)性出水水質(zhì)好、穩(wěn)定易于深度處理，對外界條件變化的適應(yīng)性較好 出水水質(zhì)好、穩(wěn)定易于深度處理，對外界條件變化的適應(yīng)性較好 基礎(chǔ)建設(shè)費用 較高 高 高 運行費用 較高 高 較高 運行 管理 運轉(zhuǎn) 操作單元較多復(fù)雜 操作單元較少方便 操作單元較少方便 維修 設(shè)備多、維修量低 設(shè)備少、維修量低 設(shè)備

12、少、維修量低 占地 較大 較大 較小 要求管理水平 高 高 較高 環(huán)境影響 噪音較大、臭味較小 噪音小、臭味較小 噪音較大、臭味較小 綜上，由于cass工藝占地較小，操作運行簡單方便，故選擇cass工藝。第三章 工藝中所有構(gòu)筑物的結(jié)構(gòu)尺寸計算3.1格柵:3.1.1 設(shè)計概述:格柵，是由一組平行的金屬或尼龍等非金屬材料的柵條支撐的框架，設(shè)在處理構(gòu)筑物之前，垂直或斜置于污水流經(jīng)的渠道上，主要功能是去除污水中較大的懸浮物和漂浮物，保證后續(xù)處理系統(tǒng)的正常運行。一般情況下分為粗細兩道格柵。格柵外形尺寸如圖3.1.圖3.1 格柵簡圖3.1.2 設(shè)計參數(shù):由進水量而得，設(shè)計參數(shù)如下：使用細格柵。柵條寬度s8

13、.0 柵條間隙b=5.0mm=0.005m 柵前水深h0.5m過柵流速v0.8m/s 柵前安裝傾角30柵條斷面形狀選擇迎水面為半圓形的矩形，所以。 3.1.3 設(shè)計計算:（1）格柵的間隙數(shù)量n： n取5.格柵槽總寬度b： b= 0.057m（2）過柵水頭損失：取k=3，得：阻力系數(shù) =0.0558m過柵水頭損失h2=kh0=0.167m（3）柵后槽的總高度h： 取格柵前渠道超高h1=0.3m格柵的水頭損失h2=0.167mh=h+h1+h2=0.5+0.3+0.167=0.967m（4）格柵的總長度l： 進水渠道寬度b1=0.05m 進水渠道漸寬部位的展開角度1=20 所以進水渠道漸寬部位的長

14、度l1=0.096m 格柵槽與出水渠道連接處的漸窄部位的長度：l2=0.5l1=0.048m 格柵前槽高h1=h+h1=0.5+0.3=0.8ml=l1+l2+0.5+1.0+h1tan=0.096+0.048+0.5+1.0+0.8tan30=3.03m（5）每日柵渣量w: 單位體積污水柵渣量，因為是細格柵，所以取w=0.1 每日清渣量w0.2m3d 因此選用人工清渣的方式。3.2污水泵房設(shè)計:3.2.1一般規(guī)定：（1）泵房的選擇水泵的選擇應(yīng)根據(jù)水量、水質(zhì)和所需揚程等因素確定，一般應(yīng)符合下列要求。a水泵 宜選用同一型號。當水量變化大時，應(yīng)考慮水泵大小搭配，但型號不宜過多，或采用可調(diào)速電動機。

15、b泵房內(nèi)工作泵 不宜少于兩臺。污水泵房內(nèi)的備用泵臺數(shù)，應(yīng)根據(jù)工作泵型號和臺數(shù)等因素確定，但不得少于1臺。（2）水泵吸水管及出水管的流速a吸水管流速為0.71.5m/s;b出水壓力管流速為0.82.5m/s。（3）設(shè)備檢修 當需要在泵房內(nèi)檢修設(shè)備時，應(yīng)留有檢修設(shè)備的位置，其面積應(yīng)根據(jù)最大設(shè)備（或部件）的外形尺寸確定，并在周圍設(shè)寬度不小于0.7m的通道。（4）泵房高度a無吊車起重設(shè)備者，室內(nèi)地面以上高度不小于3.0m；b有吊車起重設(shè)備者，應(yīng)保證吊起物體底部與所越過的固體物體的頂部有不小于0.5m的凈空；c有高壓配電設(shè)備的房屋高度，應(yīng)根據(jù)電氣設(shè)備外形尺寸確定。（5）泵房內(nèi)管道要求 泵房內(nèi)地面敷設(shè)管道

16、時，應(yīng)根據(jù)需要設(shè)置跨越設(shè)施。若架空敷設(shè)時，不得跨越電氣設(shè)備和阻礙通道，通行處的管底距地面不宜小于2.0m。3.2.2 集水池的設(shè)計：3.2.2.1設(shè)計要求:（1）集水池的容積，應(yīng)根據(jù)水量、水泵能力和水泵的工作情況等因素確定，一般應(yīng)符合下列要求。a污水泵房的集水容積，不應(yīng)小于最大一臺水泵5min的出水量；如水泵機組為自動控制時，每小時啟動水泵不得超過6次。 b.初沉污泥和消化污泥泵房的集水池容積，應(yīng)按1次排入的污泥量和污泥泵抽送能力計算。(2)污水泵房的集水池宜裝置沖泥和清泥等設(shè)備。抽送含有焦油等類的工業(yè)污水時，宜有加熱設(shè)施。 (3)泵房集水池前，應(yīng)設(shè)置閘門或閘槽，主要考慮清洗集水池或檢修水泵時

17、使用。 (4)集水池的布置，應(yīng)考慮改善水泵吸水管的水力條件，減少滯留或渦流。 (5)泵的吸水管在集水池內(nèi)應(yīng)有足夠的淹沒深度，防止吸入空氣，同時喇叭口與池底保持所要求的距離。3.2.2.2.集水間計算：（1） 選擇水池與機器間合建式的方形泵房，用2臺泵（1 臺備用），每臺水泵的流量為q=48/h；（2） 集水間的容積采用相當于1 臺泵10min 的容量w=4810/60=8 ；（3） 有效水深采用1.0m；（4） 則集水池面積為f=8/1.0=8；3.2.2.3. 水泵全揚程的計算:（1） 集水池最低工作水位與所需提升最高水位之間的高差為2.85-（-1.0）=3.85m（2） 出水管線的水頭損

18、失，每臺泵單用一根出水管，其流量為q。=48/h，選用的管徑為250mm 的鋼筋混凝土管，總損失為 0.04m。（3） 泵房內(nèi)的管線水頭損失設(shè)為1.5m，考慮自由水頭為1.0m。（4） 水頭總揚程為 h=3.85+0.04+1.5+1.0=6.4m，取7m。選用2臺gmp-35-80型自吸式離心泵，流量48/h，揚程為7m。表3.1 gmp-35-80型自吸式離心泵的主要性能參數(shù)表型號流量q（/h）揚程h（m）功率（kw）效率n（%）gmp-35-8032-6011.2-173.773.3 豎流式沉淀池:3.3.1 設(shè)計概述:沉淀池按工藝布置的不同，可分為初次沉淀池和二次沉淀池初次沉淀池是一級

19、污水處理廠的主體處理構(gòu)筑物，處理的對象是懸浮物質(zhì)，同時可去除部分bod5，可改善生物處理構(gòu)筑物的運行條件并降低其bod5負荷沉淀池按池內(nèi)水流方向的不同，可分為平流式沉淀池，幅流式沉淀池和豎流式沉淀池因本次設(shè)計的設(shè)計流量不大，擬采用豎流式沉淀池3.3.2 設(shè)計參數(shù):(1)池的直徑或池的邊長不大于8m，通常為47m。(2)池徑與有效水深之比不大于3。(3)污水在中心管管內(nèi)流速v0不大于30mm/。(4)中心管下端應(yīng)設(shè)于喇叭口和反射板，反射板底距泥面不小于0.3m，喇叭口直徑及高度為中心管直徑的1.35 倍，反射板直徑為喇叭口直徑的1.3 倍，反射板表面與水平面的傾角為17。(5)中心管下端至反射板

20、表面之間的縫隙高在0.250.50m 范圍內(nèi)時，縫隙中污水流速，初次沉淀池中不大于30mm/s，二沉池不大于20mm/s。(6)排泥管下端距池底不大于0.2m，上端超出水面不小于0.4m。(7)浮渣擋板距集水槽0.250.50m，淹沒深度0.30.4m。(8)豎流式沉淀池的平面設(shè)計為圓形。(9)水從中心管喇叭口與反射板間流出的速度v1一般不大于40mms3.3.3 設(shè)計計算：(1)中心管截面積f1與直徑d0： 中心管內(nèi)流速v0=0.02ms，f1=0.665m2，d0=0.92m。(2)中心管喇叭口到反射板之間的間隙高度h3：間隙流出速度v1=0.01ms，喇叭口直徑d1=1.242m，h3=

21、0.341m(3)沉淀池面積f2和池徑d： 表面水力負荷q取2.0，沉淀區(qū)面積f2=23.94，沉淀池面積（含中心管面積）a=24.605，d=5.6m。取沉淀池直徑與有效水深之比為2，則有效水深h2=2.8m，落在2.0-4.0m的范圍內(nèi)，符合要求。(4)沉淀區(qū)有效容積v：v= 68.89m3， 沉淀時間t=1.44h，落在0.5-2.0h的范圍內(nèi)，符合要求。(5)沉淀池的數(shù)量n：因為水量較小，所以只用一個沉淀池即可。(6)污泥區(qū)的容積vw： 沉淀池進水懸浮固體濃度c0=400mgl，初沉池可以去除ss約40%-55%，同時可去除20%-30%的bod5。此處取ss去除率為50%，沉淀池出水

22、懸浮固體濃度c1=200mgl，兩次排泥的時間間隔t=2d。 含水率在95%以上時，污泥容重取1000kgm3，vw=9.19m3。(7)沉淀池的總高度h： h1：沉淀池超高，取0.3m； 沉淀區(qū)的有效水深，為2.8m； h3：緩沖層高度，選擇有機械刮泥設(shè)備，為0.8m。采用圓斗，貯泥斗斜壁的傾角為55。 h4：污泥區(qū)高度，h4=3.2m。沉淀池的總高度h=7.1m。(8)沉淀池出水部分設(shè)計： 沉淀池壁厚選擇100mm，集水槽寬度為250mm，出口堰高度為200mm。3.4 cass反應(yīng)池3.4.1 設(shè)計概述 cass（cyclic activated sludge system）工藝是近年來

23、國際公認的處理生活污水及工業(yè)廢水的先進工藝。其基本結(jié)構(gòu)是：在序批式活性污泥法（sbr）的基礎(chǔ)上，反應(yīng)池沿池長方向設(shè)計為兩部分，前部為生物選擇區(qū)也稱預(yù)反應(yīng)區(qū)，后部為主反應(yīng)區(qū)，其主反應(yīng)區(qū)后部安裝了可升降的自動撇水裝置。整個工藝的曝氣、沉淀、排水等過程在同一池子內(nèi)周期循環(huán)運行，省去了常規(guī)活性污泥法的二沉池和污泥回流系統(tǒng)；同時可連續(xù)進水，間斷排水。本工藝采用兩個cass池為一組,共壁建造.cass池子的結(jié)構(gòu)簡圖如圖3.2圖3.2 cass反應(yīng)池結(jié)構(gòu)簡圖3.4.2主要設(shè)計參數(shù)的選擇反應(yīng)池深 h= 4.5m（有效水深3.5m）混合液懸浮固體濃度（mlss） x4000mg/l排除比 1/m = 1/3.2

24、體積 ：預(yù)反應(yīng)區(qū)體積 ：主反應(yīng)區(qū)體積 = 1 ：5 ：30污泥負荷(f/m)：ns = 0.4bod5 /(kgmlssd)反應(yīng)池數(shù)n =2座各反應(yīng)區(qū)體積比為：寬深比約為： b ：h = 12長寬比約為： l ：b = 46回流比為：20%充水比為31.2% cod去除率為：88%預(yù)反應(yīng)區(qū)和反應(yīng)區(qū)間隔墻的孔口水流速度為：3050m/h3.4.3 反應(yīng)器的設(shè)計計算(1).運行周期t進水曝氣時間4h，沉淀時間2h，排水排泥時間1.5h，閑置0.5h。故運行周期t=8h。(2).池子容積計算單池容積為：，反應(yīng)池總?cè)莘e為：，cass反應(yīng)池為滿足運行靈活及設(shè)備安裝需要，設(shè)計為長方形。取池內(nèi)有效水深最大水

25、深為h=4.0m，超高。單池體積，取，l=25.6m，所以cass反應(yīng)池有效體積為。反應(yīng)池設(shè)計為二間式鋼筋混凝土矩形池子。cass反應(yīng)池外形尺寸：.5，l ：b = 4 6 b:h=12，故符合要求。根據(jù)各區(qū)體積比例得cass池子的各部分尺寸如下：生物選擇區(qū)長為： 25.61/36 0.7 m預(yù)反應(yīng)區(qū)的長為： 25.65/36 3.6m主反應(yīng)區(qū)的長為： 25.6 0.7 3.6= 21.3 m(3). 污泥cod負荷 (4).復(fù)核出水溶解bod 根據(jù)設(shè)計出水水質(zhì)標準，出水溶解bod應(yīng)小于30mg/l. ，計算結(jié)果符合要求。(5). 潷水深度計算 =(6). 驗算充水比不包含回流量時，充水比為：

26、 包含回流量的充水比為： 根據(jù)實際經(jīng)驗表明包含回流量的沖水比可以達到37.5%，因此以上假設(shè)成立。(7). 需氧量計算采用鼓風曝氣，cass反應(yīng)池有效水深為4.0m，曝氣擴散器安裝距離池底0.2m，則擴散器上靜水壓為3.8m。根據(jù)實際運行經(jīng)驗，微生物氧化1kgcod的參數(shù)取0.53，微生物自身耗氧參數(shù)取0.188，則一個池子需氧量為：o2 = 438.8 kg/d則單池每周期單位時間內(nèi)需要空氣量為: 18.28kg/h溫度為20度和30度的水中溶解氧飽和度分別為：，空氣擴散器出口處的絕對壓力為： pb=1.385105pa空氣離開主反應(yīng)區(qū)池時的氧百分比為： qt暴氣池中混合液平均氧飽和度按最不

27、利溫度計算為： csb（30）=8.4mg/l取參數(shù) ，則換算為20度時的脫氧清水的充氧量為： r0=26.97kg/h曝氣池平均供氣量為： g=481.6m3/h冬天時按溫度為0度計算：曝氣池平均供氣量為：g=458.2m3/h (8).鼓風機出口風壓的計算 ，根據(jù)平面布置圖，選擇一條最不利空氣管路計算空氣管的沿程和局部壓力損失，l=166m。主空氣分配管管徑dn200新的無縫鋼管，支空氣分配管管徑新的無縫鋼管dn100。a.空氣管沿程損失：氣速:v=4.26m/s雷諾數(shù)：re=6.4104相對粗糙系數(shù)： d=0.00075可查得=0.022，沿程損失b.空氣管局部損失：=13.4m ,所以

28、管道壓力總損失=0.4kpa，擴散器壓力損失4 kpa，則可得鼓風機出口風壓為：p=h+hd+hf=44.6 kpa. 根據(jù)供氣量和鼓風機出口風壓可選擇鼓風機型號。 (9).預(yù)反應(yīng)區(qū)和反應(yīng)區(qū)間的導(dǎo)流孔計算設(shè)計流水速度u = 50 m/h，池子寬b = 6.0 m，為cass池子數(shù)目，為導(dǎo)流孔個數(shù)按照設(shè)計資料參數(shù)取3，預(yù)反應(yīng)區(qū)長度為l =3.6m ，則：a =設(shè)計導(dǎo)流孔在池底部，要求孔口高要小于1m，設(shè)孔寬為0.6,則孔高為： 符合要求（注：選擇區(qū)和預(yù)反應(yīng)區(qū)間的導(dǎo)流孔設(shè)兩個，面積為0.55）(10). 剩余污泥量計算cass的剩余污泥主要來自微生物代謝的增殖污泥，還有很多部分由進水懸浮物沉淀形成

29、。cass生物代謝產(chǎn)泥量為： 假定排泥含水率為99.2%，則排泥量為： 3.4.4 設(shè)備的選擇 (1).鼓風設(shè)備選擇三葉羅茨鼓風機具有壓力選擇范圍寬而流量基本穩(wěn)定的特點，可以滿足cass反應(yīng)器的供奉要求。主空氣分配管管徑dn200新的無縫鋼管，支空氣分配管管徑dn100新的無縫鋼管，供氣方式為兩側(cè)供氣。(2). 曝氣設(shè)備 選用球冠形膜片式微孔曝氣器。 (3).排水設(shè)備 cass反應(yīng)器的的排水需要一種特殊的排水設(shè)備潷水器。排水口應(yīng)該設(shè)于淹沒在水面以下一定深度，以防止將浮渣排走。 排水管選擇管徑為250mm的鋼筋混凝土管。 (4).污泥回流泵 設(shè)計中采用潛水泵作為污泥回流泵。剩余污泥排出管和回流污

30、泥管均選擇管徑為200mm。 該工程選用的主要設(shè)備表4.2：表4.2 主要設(shè)備選用表序號設(shè)備名稱型號數(shù)量/臺主要性能1三葉羅茨鼓風機fsl45wc1風量=20.93m3min 風壓=49kpa功率=37kw2球冠形膜片式微孔曝氣器bzq.w-1922802曝氣器尺寸：d192180mm氧利用率：24 -31%適用工作空氣量：0.8-3 m/h.個充氧能力：0.169-0.244kgo2/ m.h 服務(wù)面積：0.35-0.6m/個充氧動力效率：6.5-6.8kgo2/kw.h3潷水器bs2002潷水能力200m3h出水管徑350mm潷水高度2-5m4污泥回流泵50qw12.5-22a2q=11.

31、1m3h h=17.5mn=1.5kw5剩余污泥泵50qw12.5-22a2q=11.1m3h h=17.5mn=1.5kw6低速潛水推流器qd180-1.52攪拌葉輪直徑1800mm功率1.5kw轉(zhuǎn)速35-40rmin3.5污泥處理系統(tǒng)3.5.1污泥濃縮池(1)濃縮池面積 a=20.8m2(2). 濃縮池直徑d,設(shè)計采用1個圓形輻流池， d= 6m(3). 濃縮池工作部分高度h2 取污泥濃縮時間t=20 h, h2= qt24a = 75.61202420.8 =3.0m，超高h1取,緩沖層高度取(4). 有效水深h=3.0m3.0m(5). 濃縮后污泥量，v= 27.72m3/d (6).

32、池底高度 h4=0.1m(7).污泥斗容積泥斗傾角采用，污泥斗上口半徑a=1m，污泥斗底部半徑b=0.5m, 污泥斗高度h5=0.8m，污泥斗容積v=1.47m3(8). 濃縮池總高度 h=h1+h2+h3+h4+h5=3.0+0.6+0.1+0.8=4.5m(9).濃縮后分離出的污水量 q=45m3/d(10)溢流堰高度濃縮池溢流出水經(jīng)過溢流堰進入出水槽，然后匯入出水管排出。出水槽流量q=0.00064m3/s，設(shè)出水槽寬，水深為0.05m，則水流速度為0.128m/s.溢流堰周長，c=18.2m。溢流堰采用單側(cè)三角形出水堰，濃縮池有100個三角堰，三角堰流量為q0= 6.4，溢流堰高度=2

33、.4m三角堰后自由跌落0.10m,則出水堰水頭損失為0.1024m(11). 溢流管溢流管管徑dn200mm(12). 排泥管 濃縮后污泥量為0.00032m3/s，泥量很小，采用間歇排泥方式，污泥斗容積1.47m3，污泥管道選用dn200mm，每次排泥時間0.5h，每日排泥2次，間隔時間為12h,(13)刮泥機機械選型：xcg6型懸掛式中心驅(qū)動刮泥機，刮泥板周邊線速1-2m/min，驅(qū)動功率0.75kw，設(shè)備總量4000kg3.5.2污泥脫水(1) 設(shè)計參數(shù) 進泥量 污泥含水率 脫水后的污泥量 脫水后干污泥的重量(2)壓濾機機械選型選用dy-1000.型帶式壓濾機兩臺（一用一備）其主要技術(shù)參

34、數(shù)如：處理量0.515 m3/h；濾帶有效寬度1000mm；壓濾機的尺寸為4250mm1890 mm1750 mm,產(chǎn)泥量50-500kg/(h.m),電動機功率2.2kw，3.5.3 加藥計算 (1)加藥量脫水時加藥，采用聚合鋁，投加量為20g/（m3污泥）.則日投加量為：27.7220=554.4g (2)溶液池體積v由計算可知，需藥量不大，故只需每日配藥一次。設(shè)配成質(zhì)量濃度為10%的藥液，則v=0.00554m3取溶液池尺寸為：200mm200mm200mm(3)溶藥池體積=0.00166 m3取溶藥池尺寸為：200mm200mm200mm第四章 主體構(gòu)筑物詳細計算（cass反應(yīng)池）4.

35、1 設(shè)計水量和設(shè)計水質(zhì)4.1.1設(shè)計水量為q q= 40m3/h1.2 = 48m3/h =11524.1.2 cass反應(yīng)器進出水水質(zhì)指標及去除率表4.1 cass反應(yīng)器進出水水質(zhì)指標水質(zhì)指標codbodssph值進水水質(zhì)(mg/l)773.53502006-9去除率（%）8892656-9出水水質(zhì)(mg/l)9328706-94.2 工藝設(shè)備的設(shè)計與計算4.2.1 主要設(shè)計參數(shù)的選擇反應(yīng)池深 h= 4.5m（有效水深3.5m）混合液懸浮固體濃度（mlss） x4000mg/l排除比 1/m = 1/3.2選擇區(qū)體積 ：預(yù)反應(yīng)區(qū)體積 ：主反應(yīng)區(qū)體積 = 1 ：5 ：30污泥負荷(f/m)：n

36、s = 0.4bod5 /(kgmlssd)反應(yīng)池數(shù)n =2座各反應(yīng)區(qū)體積比為：寬深比約為： b ：h = 12長寬比約為： l ：b = 46回流比為：20%充水比為31.2% cod去除率為：88%預(yù)反應(yīng)區(qū)和反應(yīng)區(qū)間隔墻的孔口水流速度為：3050m/h4.2.2 反應(yīng)器的設(shè)計計算(1).運行周期ta.曝氣時間ta 設(shè)混合液污泥濃度x=4000mg/l ， 污泥負荷ns=0.4kg bod5/kg mlss充水比為31.2%，則ta=24s0nex=240.312773.50.44000=3.61h取4h。b. 沉淀時間ts 當污泥濃度小于300mg/l時污泥界面沉降速度為： ,設(shè)計水溫在2

37、0oc時所以：=7.4設(shè)計曝氣池水深為h=4.0m （緩沖層高度）沉淀時間tsts=h+u=0.3124+0.51.11=1.57h 取2h。c.設(shè)排水時間td=1.5h，閑置時間0.5h則整個運行周期時間t=ta+ts+td=4.0+2.0+1.5+0.5=8h每天運行次數(shù)n=24/8=3（次）(2).池子容積計算單池容積為：反應(yīng)池總?cè)莘e為：式中 單池容積， n周期數(shù)； m排除比 1/m=1/3.2 n池數(shù)； q設(shè)計流量，.cass反應(yīng)池為滿足運行靈活及設(shè)備安裝需要，設(shè)計為長方形。取池內(nèi)有效水深最大水深為h=4.0m，超高。單池體積，取，l=25.6m，所以cass反應(yīng)池有效體積為.反應(yīng)池設(shè)

38、計為二間式鋼筋混凝土矩形池子，cass反應(yīng)池外形尺寸：.5l ：b = 4 6 b:h=12，故符合要求。根據(jù)各區(qū)體積比例得cass池子的各部分尺寸如下：生物選擇區(qū)長為： 25.61/36 0.7 m預(yù)反應(yīng)區(qū)的長為： 25.65/36 3.6m主反應(yīng)區(qū)的長為： 25.6 0.7 3.6= 21.3 m (3). 污泥cod負荷計算由預(yù)計cod去除率得其cod去除量為： 773.588%=680.7mg/l則每日去除的cod值為： = 式中：q 每天處理水量，su 進水cod濃度與出水濃度之差，mg/ln cass池子個數(shù)x 設(shè)計污泥濃度，mg/lv反應(yīng)池體積，(4). 復(fù)核出水溶解bod 根據(jù)

39、設(shè)計出水水質(zhì)標準，出水溶解bod應(yīng)小于30mg/l. 計算結(jié)果符合要求。 (5). 潷水深度計算 = =式中： q 每天處理水量， cass池子個數(shù)一日內(nèi)運行周期數(shù)a cass池子的面積， (6). 驗算充水比不包含回流量時，充水比為： 包含回流量的充水比為： 根據(jù)實際經(jīng)驗表明包含回流量的沖水比可以達到37.5%，因此以上假設(shè)成立。 (7). 需氧量計算采用鼓風曝氣，cass反應(yīng)池有效水深為4.0m，曝氣擴散器安裝距離池底0.2m，則擴散器上靜水壓為3.8m。根據(jù)實際運行經(jīng)驗，微生物氧化1kgcod的參數(shù)取0.53，微生物自身耗氧參數(shù)取0.188，則一個池子需氧量為：=0.531152/268

40、0.710-3+0.188400010-3307.2 = 438.8 kg/d則單池每周期單位時間內(nèi)需要空氣量為： 438.824=18.28kg/h設(shè)30度為最不利溫度，溫度為20度和30度的水中溶解氧飽和度分別為：，空氣擴散器出口處的絕對壓力為： =1.385105pa式中：h 最大水深，空氣離開主反應(yīng)區(qū)池時的氧百分比為： 式中： 空氣擴散器的氧轉(zhuǎn)移率，取20%值曝氣池中混合液平均氧飽和度按最不利溫度30度計算為：=8.4mg/l取參數(shù) ，則換算為20度時的脫氧清水的充氧量為： =18.289.170.82(0.9518.4-2)1.02430-20=26.97kg/h曝氣池平均供氣量為：

41、g30=r00.280.2=26.970.280.2=481.6m3/h冬天時按溫度為0度計算：=15.58mg/l取參數(shù) ，則換算為20度時的脫氧清水的充氧量為：=18.289.170.82(0.95115.58-2)1.0240-20=25.66kg/h曝氣池平均供氣量為：g0=r00.280.2=25.660.280.2=458.2m3/h所以曝氣池平均供氣量范圍為458.2m3/h481.6m3/h(8).鼓風機出口風壓的計算 ，根據(jù)平面布置圖，選擇一條最不利空氣管路計算空氣管的沿程和局部壓力損失，l=166m。主空氣分配管管徑dn200新的無縫鋼管，支空氣分配管管徑新的無縫鋼管dn1

42、00。a.空氣管沿程損失：氣速v=481.6436003.140.22=4.26m/s雷諾數(shù)：相對粗糙系數(shù)：d=0.15200=0.00075可查得=0.022，沿程損失b.空氣管局部損失：突然縮小，管道分支，大圓角彎頭3個，閘閥(取le= 1.3m)，。=1.0+1.54+0.83+1.04=13.4m所以管道壓力總損失=215+157=372pa0.4kpa，擴散器壓力損失4 kpa，則可得鼓風機出口風壓為：p=h+hd+hf=3.89.8+4+0.4+3（安全余量）kpa=44.6 kpa. 根據(jù)供氣量和鼓風機出口風壓可選擇鼓風機型號見表4.2。 (9).預(yù)反應(yīng)區(qū)和反應(yīng)區(qū)間的導(dǎo)流孔計算設(shè)

43、計流水速度u = 50 m/h，池子寬b = 6.0 m，為cass池子數(shù)目，為導(dǎo)流孔個數(shù)按照設(shè)計資料參數(shù)取3，預(yù)反應(yīng)區(qū)長度為l =3.6m ，則：a=q24n1n3u2+bl1h1u= =設(shè)計導(dǎo)流孔在池底部，要求孔口高要小于1m，設(shè)孔寬為0.6,則孔高為： 符合要求（注：選擇區(qū)和預(yù)反應(yīng)區(qū)間的導(dǎo)流孔設(shè)兩個，面積為0.55） (10). 剩余污泥量計算cass的剩余污泥主要來自微生物代謝的增殖污泥，還有很多部分由進水懸浮物沉淀形成。cass生物代謝產(chǎn)泥量為：式中：a 微生物代謝增系數(shù)，kgvss/kgcodb 微生物自身氧化率，1/d設(shè)a=0.80，b=0.05，則有：假定排泥含水率為99.2%

44、，則排泥量為：4.3 設(shè)備的選擇4.3.1 鼓風設(shè)備cass反應(yīng)池的水位在一個周期中，從最開始的最低水位到潷水前的最高水位，呈周期性變化，因此，向反應(yīng)器內(nèi)供風的鼓風機應(yīng)具備在壓力允許范圍內(nèi)變化調(diào)節(jié)時供風量比本比較穩(wěn)定或是變化甚微的特點。故選擇三葉羅茨鼓風機具有壓力選擇范圍寬而流量基本穩(wěn)定的特點，可以滿足cass反應(yīng)器的供奉要求。4.3.2 曝氣設(shè)備 曝氣設(shè)備是活性污泥處理工藝的核心設(shè)備之一。為了提高動力效率和氧的利用率，選用球冠形膜片式微孔曝氣器。此種曝氣器除具備平板式結(jié)構(gòu)的優(yōu)點外，其氣泡分布面更寬，更均勻細密，還可以有效地防止沉淀期間污泥堵塞進氣孔的現(xiàn)象。球冠形膜片式微孔曝氣器的動力效率可達

45、6-8kg/(kwh),氧的利用率為27%-38%，均高于其他類型的微孔曝氣器。 4.3.3.排水設(shè)備 cass反應(yīng)器的的排水需要一種特殊的排水設(shè)備潷水器。潷水器是一種隨水位變化而可以調(diào)節(jié)的出水堰，符合cass反應(yīng)器的排水特點。排水口應(yīng)該設(shè)于淹沒在水面以下一定深度，以防止將浮渣排走。排水管選擇管徑為250mm的鋼筋混凝土管。4.3.4 污泥回流泵 為了使活性污泥連續(xù)地從主反應(yīng)區(qū)回流到選擇去，設(shè)計中采用潛水泵作為污泥回流泵。剩余污泥排出管和回流污泥管均選擇管徑為200mm。 該工程選用的主要設(shè)備見表表4.2：表4.2 主要設(shè)備選用表序號設(shè)備名稱型號數(shù)量/臺主要性能1三葉羅茨鼓風機fsl45wc型

46、2風量=20.93m3min 風壓=49kpa功率=37kw2球冠形膜片式微孔曝氣器bzq.w-192280*2曝氣器尺寸：d192180mm氧利用率：24 -31%適用工作空氣量：0.8-3 m/h.個充氧能力：0.169-0.244kgo2/ m.h 服務(wù)面積：0.35-0.6m/個充氧動力效率：6.5-6.8kgo2/kw.h3潷水器bs2002潷水能力200m3h出水管徑350mm潷水高度2-5m4污泥回流泵50qw12.5-22a2q=11.1m3h h=17.5mn=1.5kw5剩余污泥泵50qw12.5-22a2q=11.1m3h h=17.5mn=1.5kw6低速潛水推流器qd

47、180-1.52攪拌葉輪直徑1800mm功率1.5kw轉(zhuǎn)速35-40rmin另外，進水管管徑為dn200鋼筋混凝土管，主空氣分配管管徑dn200新的無縫鋼管，支空氣分配管管徑新的無縫鋼管dn100，供氣方式為兩側(cè)供氣。各管段在池子的位置配合標高由平面和高程圖決定，見構(gòu)筑物圖。 cass工藝的特點是程序工作制，可以根據(jù)進水水質(zhì)及出水水質(zhì)變化來調(diào)整工作程序，保證出水效果，因此可采用現(xiàn)場可編程控制（plc）。第五章 高程計算5.1 構(gòu)筑物水頭損失表構(gòu)筑物格柵豎流式沉淀池cass池水頭損失（m）0.170.5潷水深度1.255.2 污水管渠水力計算表管渠及構(gòu)筑物名稱流量(l/s)管渠設(shè)計參數(shù)水頭損失（

48、m）d（mm）i(%0)v(m/s)l(m)沿程局部合計出水口至cass反應(yīng)池35.63002.600.7214.60.03800.580.62cass反應(yīng)池至豎流式沉淀池13.32502.300.5526.40.06070.090.16豎流式沉淀池至提升泵房13.32502.300.556.60.01520.0230.04提升泵房至細格柵13.32502.300.555.80.01330.0230.04局部水頭損失采用阻力系數(shù)和當量長度法計算：局部阻力系數(shù)：彎管 =0.580.9，取0.8構(gòu)筑物進口 =0.5出口 =1.0管道分支 =1.5止回閥 =1.36閘閥=0.1 出水口至cass反應(yīng)池-突然縮小，管道分支，大圓角彎頭一個，止回閥（全開le=24m），潷水器(取le= 100m)，突然擴大。 取=0.52+1.5+0.8+3.4+14.2+1.0=21.9cass反應(yīng)池至豎流式沉淀池-突然縮小，大圓角彎頭一個，管道分支，閘閥（全開le=1.7m），突然擴大。取=0.5+0.8+1.5+0.32+1.02=5.4豎流式沉淀池至提升泵房-突然縮小，突然擴大。 取=1.0+0.5=1.5提升泵房至細格柵-突然縮小，突然擴大。 取=1.0+0.5=1.5經(jīng)圓整后管道及構(gòu)筑物水面標高表5.3所示。表5.3 管道及構(gòu)筑物水面標高管渠及構(gòu)筑物水面