水污染控制工程課程設計

PAGEPAGE7前言隨著城市環(huán)境標準要求的提高，對各種污染源的治理越來越受到重視，青島作為我國著名的旅游城市，對環(huán)境的要求尤高，青島臨海，空氣濕潤，地質以花崗巖為主，塵土較少。進城車輛帶入塵土成為主要污染源，對環(huán)境影響較大，對此應予以足夠重視。對進城車輛進行沖洗是減少車輛帶入塵土的有效方法，308國道是青島市主要進城干道，在此設置洗車場能有效控制塵土的帶入，洗車場耗費大量水資源，沖洗廢水中還大量油污，直接排放會對環(huán)境造成一定污染，對洗車場廢水進行處理勢在必行。本處理廠就近建設污水處理廠，對洗車場廢水進行處理，經(jīng)處理后的廢水回用，不但可保護水環(huán)境，還可節(jié)約大量水資源。

摘要：針對青島市洗車場洗車廢水的特點，采用：進水--除油沉砂池曝氣調節(jié)池絮凝沉淀池清水池氣壓供水罐回用的工藝對洗車廢水進行處理。實驗結果表明：這些工藝結合后可分別發(fā)揮各工藝的特點，有效去除COD、懸浮物、石油類、色度、味、陰離子洗滌劑及總大腸桿菌，處理后廢水可達到回用標準。關鍵詞：洗車場、除油沉沙、絮凝沉淀、廢水回用、物化處理水污染控制工程課程設計設計任務書一、設計題目：某洗車場廢水處理站設計根據(jù)統(tǒng)計結果，青島市入城車輛帶進的塵土在城市塵土量中占有很大比重。因此，設立入城車輛沖洗場可有效減少城市塵土量。308國道是青島市兩條入城主要干道之一，平均每天入城車輛不少于3000輛，經(jīng)市有關部門批準，確定在此設立車輛沖洗場，設計沖洗能力5000輛/d。二、課程設計目的和任務課程設計是教學的重要組成部分，除了驗證課堂理論外，也是鞏固和深化課堂所學知識有機結合的重要環(huán)節(jié)，更是培養(yǎng)學生動手能力和訓練嚴格的科學態(tài)度和工作作風的手段。通過做課程設計，理論聯(lián)系實際，鞏固和加深已學過的基礎和專業(yè)知識，培養(yǎng)和學生提高綜合運用這些知識獨立進行分析和解決實際工程技術問題的能力。通過本設計，使學生能夠達到以下幾點：1、掌握污水處理工藝設計的基本程序和方法；2、了解國家相關的方針和政策，正確使用專業(yè)的有關技術規(guī)范和規(guī)定；3、培養(yǎng)設計計算、編寫設計文件的能力；4、熟練掌握手工和電腦制圖操作方法。三、課程設計方式根據(jù)設計題目，利用各種途徑查閱專業(yè)資料，如規(guī)范、教科書等；根據(jù)文獻資料進行方案設計；根據(jù)設計指導書及老師的現(xiàn)場答疑指導進行各部分的設計計算；將計算結果按比例要求進行除油沉砂池和混凝沉淀池單體設計，并將布置方案提交給指導老師檢查認可；用AotuCAD軟件制成計算機圖紙，并打印出圖。設計流程進水→除油沉砂池→曝氣調節(jié)池→混凝沉淀池→清水池→氣壓供水罐→回用設計任務設計計算說明書繪圖2張：一張除油沉砂池單體圖，一張混凝沉淀池單體圖3、氣象資料該地區(qū)最冷月平均－2.5℃，最熱月平均25℃，極端最高溫度35℃，極端最低－15℃，主風向為西風和東南風。4、其它資料進水管管底設計標高54米。污水處理站地形圖：比例尺1：100057.057.056.556.055.555.0目錄一、水量確定1、設計參數(shù)2、水質標準二、除油沉砂池1、原理2、平流式沉砂池的構造3、平流式沉砂池設計與計算三、曝氣調節(jié)池四、混凝沉淀1、混凝原理2、混凝劑選擇3、混凝設備4、沉淀池五、清水池六、氣壓供水泵七、參考文獻

一、水量確定1、設計參數(shù)參考有關標準，確定每輛車沖洗水量為0.5m3，沖洗能力3000+100*(41-37)=3400輛/d算，每日耗水量為Q=3400*0.5=1700m3/d。按每天24小時工作，則平均耗水量Q=1700/24=70.83m3/h.。最大設計流量按總流量10%記，則最大設計流量為Q=1700*0.1=170m3/h循環(huán)水處理量：為了保護環(huán)境，節(jié)約水資源，該洗車場廢水處理后不外排，采用循環(huán)水處理系統(tǒng)，處理水量為1700m3/d。2、水質標準洗車場廢水處理前后的水質及《城市污水再生利用城市雜用水水質》（GB/T18920-2002），見下表：項目洗車廢水城市雜用水水質標準Ph6.7～6.86.5～9.0SS（mg/l）100010CODC（mg/l）r10050BOD5（mg/l）4510石油類（mg/l）23050二、除油沉砂池:1、原理：沉砂池的設置目的就是去除污水中的泥沙、煤渣等相對密度較大的無機顆粒。常用形式有平流式沉砂池、曝氣沉砂池、旋流沉砂池。隔油池是去除含油廢水油污的構筑物，有平流式和斜板式兩種形式?？紤]到洗車廢水的特點:含有大量油污及泥沙，此處考慮采用“平流式隔油沉砂池”，可將除油和除沙一起除去。2、平流式隔油沉砂池的構造：平流式沉砂池池平面多為矩形，橫斷面多為矩形，一般是一渠兩池。沉沙的排除方式有機械排沙和重力排沙。平流式沉砂池示意圖：3、平流式沉砂池設計與計算：ⅰ.池長：最大設計流量時水平流速取v=0.2m/s;最大設計流量時流動時間取t=30s.則沉砂池長度L=v*t=0.2*30=6m.ⅱ.過水斷面：最大設計流量Q=170m3/h.則A=Q/v=170/(3600*0.2)=0.24㎡.ⅲ.池總寬度：池有效水深h2=0.3m.則B=A/h2=0.24/0.3=0.8m.設計沉砂池的分格數(shù)為2個，一個工作，一個備用。ⅳ.沉沙室所需容積：日設計流量Q=1700m3/d;城市污水沉沙量X=30/(污水);清除沉沙間隔T=2d.則V=Q*X*T/=1700*30*2/=0.102m3ⅴ.沉沙斗各部分尺寸及容積：設沉沙斗底寬為a1=0.5m,斗壁與水平面夾角為60°，取斗高為h3=0.4m.則上口寬a=2*h3/tan60°+0.5=0.96m.ⅵ.沉沙室高度:設池底坡度0.06,坡向砂斗，沉沙室高度為H3=h3+0.06*L2=0.4+0.06*(6-0.96)=0.7m.ⅶ.池總高度：設超高h1=0.3m.則H=h1+h2+H=0.3+0.4+0.7=1.4m.ⅷ.核算最小流速：最小流量Q=70.83m3/h;最小流量時沉砂池中水流斷面面積w=0.4*1.4=0.56㎡最小流量時沉沙室工作數(shù)目n=1。則最小流量時沉砂池最小流速v=Q/(n*w)=0.020/0.56=0.035m/s.滿足要求。三、曝氣調節(jié)池:.一般企業(yè)排出的廢水、水質、水量、酸堿度或溫度等水質指標隨排水時間大幅度波動，中小型工廠的水質水量波動更大.為保證后續(xù)處理構筑物或設備的正常運行需對水質、水量進行調節(jié).常用的調節(jié)池，進水為重力流，出水用泵提升，池中最高水位不高于進水管的設計水位，有效水深一般為2-3m.調節(jié)池的作用：eq\o\ac(○,1)減少或防止沖擊負荷對處理設備的不利影響，調節(jié)水溫.eq\o\ac(○,2)使酸性廢水和堿性廢水得到中和，使處理過程得PH保持穩(wěn)定.③當處理設備發(fā)生故障時，可起到臨時的事故儲水池的作用.④集水作用.調節(jié)來水量和抽水量之間的平衡，避免水泵啟動過頻繁。目前常用的調節(jié)池有對角線出水調節(jié)池和折流調節(jié)池。各調節(jié)池特點見下表：類型對角線調節(jié)池折流調節(jié)池特點出水槽沿對角線方向設置，同一時間流入池內的廢水由左右兩側經(jīng)過不同時間流到出水槽，從而達到自動調節(jié)均和的目的.內設置許多折流隔墻使廢水在池內來回折流，配水槽設于調節(jié)池上許多孔口溢流投配到調節(jié)池的各個折流槽內，使廢水在池內混合均衡.綜上所述，采用對角線出水調節(jié)池，采用空氣攪拌使廢水水質達到均衡，在池的一側設置空氣曝氣管.設計參數(shù)：調節(jié)池有效容積取日耗水量的60%，則v=0.6*1700=1020m3，空氣用量2m3/(㎡*h).調節(jié)池有效水深4m,池寬B=15m，池長l=17m四、混凝沉淀:1、混凝原理：化學混凝所處理的對象主要是水中的微小懸浮固體和膠體雜質。混凝處理是向水中加入混凝劑，通過混凝劑提供大量離子以壓縮膠粒的擴散層，達到膠粒脫穩(wěn)而相互聚結的目的或通過混凝劑的水解或縮聚反應而形成的高聚物的強烈吸附與架橋作用使膠粒被吸附黏結，以及混凝劑水解沉淀的網(wǎng)捕作用，從而使膠體脫穩(wěn)、使微小顆粒凝聚成較大絮凝體。與后續(xù)沉淀工藝相結合，可以去除原水中的懸浮物和膠體，降低出水的濁度、色度；能去除水中微生物，污水中的磷、重金屬等有機和無機污染物；可以改善水質，有利于后續(xù)處理?；炷墓に嚵鞒虨椋夯炷齽┡渲啤客都踊旌稀磻恋怼鏊?2、混凝劑選擇：藥劑應用特性投加方式和濃度硫酸鋁適宜PH=4-8，隨原水的硬度而異.軟水PH=5.5-6.6.中硬水PH=6.6-7.2.適用水溫20-40℃，腐蝕性小、使用方便，水溫低于10℃效果差、水解反應慢且耗堿干投或濕投，濕投濃度10％-20％.聚合氯化鋁適宜PH=5-9使用堿化度B=40％-60％，比其他鋁鹽鐵鹽低，對設備腐蝕性小，效率高耗氧量小絮體大而沉淀快，對處理后水的PH值下降小，受水溫影響小，投加過量對混凝效果影響小，適用各種水質.干投或濕投，產品多為液體，濕投濃度5％-10％.硫酸亞鐵使用時應將二價鐵氧化為為三價鐵；PH<8時可加入石灰除去水中二氧化碳，礬花形成較快，穩(wěn)定沉淀時間短，適用堿度濁度高的水，效果受水溫影響小，脫色差間接消耗堿.適宜PH=9-11,PH>8時亞鐵離子易氧化濕投5％-10％.聚合硫酸鐵絮體密度大，沉淀快，脫色效果好，需消耗較多堿適宜PH=5-11，絮體密，腐蝕性小而絮凝效果良好濕投5％-10％.三氯化鐵設備防腐要求高，需消耗大量堿.適宜PH=9-11，絮體密度大，沉淀快，低溫或高濁時效果好，晶體有強烈吸水性，溶液有腐蝕性，溶解投加濕投高濃度溶液20％-45％.聚丙烯酰胺有非、陽、陰離子型，適用各類水質，特別適用高濁度，使用部分水解聚丙烯酰胺水解時間2-4h.水解度20％-25％，長于鋁鹽、鐵鹽配合使用，有極微毒性，固體不易溶解.機械攪拌溶液投配溶液濃度水解時0.5％，投加0.1％.由上表比較選用聚合氯化鋁作為混凝劑，以PAM為助凝劑?；炷O備：化學混凝的設備包括：混凝劑的溶解配制和投加設備、混合設備和反應設備。a、混凝劑的投加：混凝劑投加可以采用干投法或濕投法。干投流程：藥劑輸送→粉碎→提升→計量→加藥混合。濕投流程：溶解池→溶液池→定量控制設備→投加設備→混合池→反應池。干投法與濕投法比較方法優(yōu)點缺點干投投加設備占地小無腐蝕問題藥劑新鮮要給予水不宜混合均勻勞動條件差不適用于吸濕性混凝劑濕投適用于各種混凝劑藥劑易于與水混合投加量易調節(jié)運行方便設備復雜容易受到腐蝕干投法現(xiàn)較少使用,濕投法分為重力投加和壓力投加。重力投加操作簡單，安全可靠，但須建造高位溶液池，適用于中小規(guī)模的水泵混合，管道混合時。壓力投加可以用水射器投加或直接用計量泵投加，適用不同規(guī)模污水廠。綜合分析，選擇濕投，壓力水射器投加。b、混合池：常用混合方式有水泵混合、隔板混合、機械混合。本池采用機械槳板式混合池，混凝劑為聚合氯化鋁，助凝劑為PAM，污水在此池內混合，通過機械槳板的快速轉動使藥劑與廢水均勻混合,停留時間t=20s，攪拌器外緣線速度v=2.0m/s。混合池有效容積v=Qt=1700*20/（24*3600）=0.39m3取池深h=1m,則B=√(V/H)=0.62m取超高h=0.3m,則總高H=1.3m。當量直徑D=√(4B*B/∏)=0.70m攪拌器直徑d=2/3*D=0.47m，寬b=0.15mc、反應池：常用反應設備有隔板反應池和機械攪拌反應池，考慮隔板式隔板上會滋生生物膜而影響出水水質及難以施工，現(xiàn)采用機械攪拌反應池，該反應池反應迅速，絮凝效果較好，實際工程中采用較廣。設計計算如下：停留時間取t=20min，則池有效容積v=70.83*20/60=23.61m3.取池深h=2m,z=3m,l=σzh=8.4m。池寬B=23.61/(8.4*2)=1.41m槳板直徑D=1.41-2*0.15=1.11m寬度B=0.15mD0=1.11-0.15=0.96m采用三排攪拌器，取第一排線速度v=0.6m/s第二排線速度v=0.4m/s第三排線速度v=0.2m/sd=0.96m則第一排轉數(shù)n=第二排轉數(shù)n2=60×0.4第三排轉數(shù)n3=60×0.2轉速w1=2×0.60.96W2=2×0.40W3=2×0.20.96攪拌功率：N=yklω408R4-rK—系數(shù)L—漿板長度取1mw—轉速K=Ψρ2g=葉輪半徑：R=0.5×0.96=0.48mr=0.48-0.15=0.33m則：N1=0.0283KWN2=0.O188KWN3=0.0095KW4、沉淀池：位于導流區(qū)和混合區(qū)的外側。其功能是混凝體和水的分離。上部為澄清區(qū)，下部為污泥區(qū)。澄清區(qū)的深度不宜小于1.5m。污泥區(qū)的容積一般應不小于2h的存泥量。澄清的處理水沿設于四周的出流堰流入排水槽，出流堰多采用鋸齒狀的三角堰。a、計算加藥量混凝劑為聚合氯化鋁，其所要求的投加量（平均值）：2㎎/L，沉淀時間t=1h,助凝劑投加量3㎎/L,b、設計計算：ⅰ、混凝沉淀池的表面負荷取q=3.6m/h=0.001m/s。則沉淀池的表面積A=Q/q=70.83/3.6=19.68㎡池長L=3.6Vt=3.6*5*1=18m式中:v水平流速取5mm/sT沉淀時間取1h池寬b=A/L=1.09m取1m有效水深h=3m超高0.3mⅱ、污泥斗設計采用底寬0.8m高3.2m邊坡與底成60°的污泥斗。池底坡度i=0.01采用機械刮泥板排泥。池高h=0.3+3+3.2+18*0.01=6.68m五、清水池：為配合調節(jié)池及減少費用，考慮到回用水用于洗車，對水質要求不高，故清水池采用與調節(jié)池同樣尺寸和建。六、氣壓供水泵氣壓供水泵兼有升壓、調節(jié)、儲水蓄水和控制水泵的啟動和停機等功能。1.管道選擇：采用D=200mm鋼管，充滿度為0.55.最大流速為5m/s,平均流速2m/s。2．水頭損失:=1\*GB2⑴除油池至調節(jié)池壓損h=(1.5+0.012×5)×42×9.8=0.3m除油池壓損取0.2m=2\*GB2⑵調節(jié)池至混合池h=(1.5+0.012×5)×42×9.8=0.3m曝氣調節(jié)池壓損取0.3m=3\*GB2⑶混合池至反應池h=（1.5+20×0.012）×4混合池壓損取0.2m=4\*GB2⑷反應池至沉淀池h=（20×0.012+1.5)×42×9.8=0.4m反應池壓損取0.2m=5\*GB2⑸沉淀池至清水池h=(50×0.012+1.5)×42×9.8=0.4m沉淀池壓損取0.4mH=0.3+0.2+0.3+0.3+0.4+0.2+0.4+0.2+0.4+0.4=3.1m3.水泵的揚程計算