水處理廠工藝流程設(shè)計(jì)―平流式沉淀池

1、第一章概述本課程設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是設(shè)計(jì)城市50000m3/d污水處理廠的三級(jí)處理工藝和部分構(gòu)筑物。本設(shè)計(jì)處理的原水屬于城市污水經(jīng)過二級(jí)生物處理后的出水(中水)。濁度、CODcr、SS等。的水符合國(guó)家污水排放標(biāo)準(zhǔn)。但是，作為景觀水和部分工業(yè)補(bǔ)充水，其濁度和衛(wèi)生指標(biāo)較高，需要進(jìn)一步深度處理。本課程設(shè)計(jì)的目的是將活性污泥法處理后的出水作為原水，進(jìn)一步采用混凝沉淀工藝進(jìn)行處理，以滿足景觀和部分工業(yè)用水的要求。本課程設(shè)計(jì)的目的是加深對(duì)所學(xué)專業(yè)知識(shí)的理解，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)專業(yè)知識(shí)的能力，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析和解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力，并得到設(shè)計(jì)、計(jì)算和繪圖方面的訓(xùn)練。三級(jí)處理也稱為高

2、級(jí)處理和高級(jí)處理。目的是進(jìn)一步去除二次處理無(wú)法去除的污染物，包括殘留的細(xì)顆粒、溶解的有機(jī)物、無(wú)機(jī)鹽(如氮、磷、重金屬等)。)、色素、細(xì)菌、病毒等。三級(jí)處理根據(jù)出水的不同回用要求采用不同的方法，如混凝沉淀法、砂濾法、生物除磷脫氮法、活性炭吸附法、離子交換電滲析法、反滲透法等。三級(jí)處理后的出水水質(zhì)可進(jìn)一步改善，去除大部分氮和磷。三級(jí)處理后的出水具有較高的回用價(jià)值，如作為電廠鍋爐補(bǔ)給水的原水和循環(huán)冷卻水，不受限制的農(nóng)業(yè)回用和安全排入水體進(jìn)入供水管網(wǎng)等。三級(jí)處理的投資和運(yùn)行成本明顯較高，即使在發(fā)達(dá)國(guó)家也沒有得到廣泛應(yīng)用。這是一種對(duì)水質(zhì)要求高、成本高的處理工藝。第一節(jié)設(shè)計(jì)任務(wù)和內(nèi)容一.設(shè)計(jì)任務(wù)1.本課程

3、是為一些結(jié)構(gòu)的初步工藝設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)計(jì)算而設(shè)計(jì)的。設(shè)計(jì)要求如下：(1)工藝設(shè)計(jì)：給出污水混凝沉淀處理工藝流程圖，并說明原因；給出了設(shè)計(jì)標(biāo)高圖，要求一次提升和自然流動(dòng)。(2)給出所需單體結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)計(jì)算和設(shè)計(jì)圖紙。包括平面圖、a-a、b-b、立面圖和工藝流程圖。2.工藝流程二級(jí)生物處理后的污水經(jīng)格柵攔截大顆粒有機(jī)物和漂浮物后進(jìn)入三級(jí)污水處理廠，經(jīng)過加藥池，由泵提升，經(jīng)過三級(jí)污水處理后達(dá)到要求，進(jìn)入城市工業(yè)用水管道。二、設(shè)計(jì)內(nèi)容1.工藝設(shè)計(jì)：給出污水三級(jí)處理流程圖并說明原因。2.立面設(shè)計(jì)：繪制三級(jí)污水處理廠立面圖，需要一次提升和自然流動(dòng)。3.根據(jù)計(jì)算比例繪制水平流沉淀池的工藝結(jié)構(gòu)圖。第二節(jié)基本

4、信息一、污水處理的數(shù)量和質(zhì)量進(jìn)入水處理廠的市政再生水的數(shù)量和質(zhì)量如下：設(shè)計(jì)流量：50000m3日常廢水處理中水水質(zhì)：酸堿度 7.0水溫為4.5 25CODCr 50毫克/升生化需氧量 20毫克/升SS 250毫克/升總氮 5毫克/升總磷 0.05毫克/升二、加工要求中水經(jīng)過深度處理后，應(yīng)滿足以下要求：酸堿度 7.0CODcr 20毫克/升生化需氧量15毫克/升SS 10毫克/升總氮 5毫克/升總磷 0.05毫克/升三、氣象和水文資料：風(fēng)向：冬季盛行風(fēng)向?yàn)槲鞅憋L(fēng)，夏季盛行風(fēng)向?yàn)闁|南風(fēng)。風(fēng)速：平均風(fēng)速為2m/s，最大風(fēng)速為20m/s氣溫：年平均氣溫6冷月平均氣溫為-13.5(1月)最熱的月份平均氣

5、溫為22(7月)水文：年平均降水量：417.5毫米年平均蒸發(fā)量：1824.2毫米初始地下水位：6 8m地形：廠區(qū)地形從西向東呈下降趨勢(shì)。第二章混凝沉淀工藝設(shè)計(jì)第1節(jié)工藝流程設(shè)計(jì)和描述該廠設(shè)計(jì)水量為每天5萬(wàn)立方米，廠內(nèi)自用水量為5%。原水是經(jīng)過二次生物處理后的污水。首先進(jìn)入泵房提升，揚(yáng)程7.4米。然后，它通過一個(gè)細(xì)網(wǎng)格進(jìn)一步去除大顆粒的有機(jī)物，在整個(gè)過程中形成自然水流。提升后進(jìn)入混合反應(yīng)池，通過配水井的閘門控制每個(gè)絮凝池的水量。水流在混合反應(yīng)池中形成大的礬花，然后進(jìn)入水平流沉淀池。沉淀池出水經(jīng)過配水井后進(jìn)入快速過濾器，過濾后進(jìn)入消毒接觸室消毒，最后進(jìn)入水管網(wǎng)。沉淀池和快速濾池產(chǎn)生的污泥進(jìn)入污泥濃

6、縮池，經(jīng)消化脫水形成泥餅，運(yùn)出工廠。工廠工藝流程如下：圖2.1.1工藝流程圖主要設(shè)備：1.集水井：收集原水，以方便后續(xù)工藝流程。3.水泵：泵房入口處有一個(gè)閘門，可以用手電筒操作。采用螺旋提升泵，一次將水位提升至7.4米，在后續(xù)過程中形成自然水流。4.計(jì)量罐：測(cè)量進(jìn)入后續(xù)工序的水量，便于調(diào)整后續(xù)工序的用量。5.混合反應(yīng)池：流入物在此與試劑反應(yīng)生成大的明礬花。6.水平流沉淀池：用已知數(shù)據(jù)計(jì)算(具體計(jì)算見第三章)，用靜水壓排泥。6.快速過濾：通過計(jì)算可知(見第四章主要設(shè)備說明)，過濾器采用5種單層濾料，濾料為石英砂。用于去除殘留的膠體和一些可溶性雜質(zhì)。7.消毒接觸室：用于污水消毒。8.污泥濃縮池：污

7、泥濃縮處理的主要功能是降低污泥中的含水量，減少污泥體積。9.污泥消化池：污泥通過污泥厭氧消化進(jìn)行處理。厭氧消化池一般由四部分組成：集氣蓋、池蓋、池體和下錐體，帶有攪拌和加熱設(shè)備。10.脫水間：來(lái)自沉淀池和快速過濾器的污泥通過排泥管進(jìn)入濃縮池，然后進(jìn)入消化池，最后由污泥泵泵入污泥脫水間。污泥中的部分水分被脫水室的離心脫水機(jī)去除，污泥餅被輸送到廠外。第二節(jié)流程圖和立面圖一、工廠流程圖(見附圖)二。工廠立面圖(見附圖)污水處理工程污水處理工藝立面布置的主要任務(wù)是確定各處理構(gòu)筑物和泵房的標(biāo)高，以及各處理構(gòu)筑物之間連接管道的尺寸和標(biāo)高。確定各部分的水面標(biāo)高，使污水在處理構(gòu)筑物之間順暢流動(dòng)，保證污水處理過

8、程的正常運(yùn)行。該路線的設(shè)計(jì)僅決定結(jié)構(gòu)的水頭損失，而不是運(yùn)河的水頭損失。1.布局原則：A.一級(jí)泵房的水位應(yīng)一次升至足夠的水位，以使后續(xù)工藝流程自然進(jìn)行。水泵的安裝高度不應(yīng)太低，以減少調(diào)節(jié)水箱的水頭損失。B.過程中各種設(shè)備之間的水頭損失高度差不應(yīng)過大，以減少不必要的水頭損失。c .泵的提升高度是各設(shè)備水頭損失、管道損失和工藝損失的安全裕度之和。2.高程圖的特點(diǎn)簡(jiǎn)要反映了整個(gè)水廠中各建筑的高度比，使人們能夠清楚地了解水的流動(dòng)過程和能量損失的來(lái)源。立面圖和平面圖的結(jié)合能夠充分反映整個(gè)水廠的規(guī)模和比例，工程建設(shè)容易。為了一次提高自然流量，總水頭從通過下一個(gè)水池的損失水頭中減去，差值是下一個(gè)能量水頭，依次

9、計(jì)算到最后。高程圖部分描述如下：1.泵房：水泵將原水水位一次提升至7.4m，形成自然水流，以減少水頭損失第三章水平流沉淀池的計(jì)算第一節(jié)概述用于沉淀的結(jié)構(gòu)稱為沉淀池。沉淀池根據(jù)池內(nèi)水流方向可分為水平沉淀池、徑向沉淀池、垂直沉淀池和斜板斜管沉淀池。本課程設(shè)計(jì)中使用的臥式沉淀池。圖3.1.1臥式沉淀池臥式沉淀池具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、可以就地取材，成本低。2.操作管理方便，施工相對(duì)簡(jiǎn)單。3.適應(yīng)性強(qiáng)，潛力大，治療效果穩(wěn)定。4、配有機(jī)械除泥設(shè)備，除泥效果好。平流沉淀池是最早的沉淀設(shè)備。由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、對(duì)水質(zhì)適應(yīng)性強(qiáng)，目前仍在使用。通過對(duì)臥式沉淀池的研究，有助于了解各種沉淀設(shè)備的原理、水力條件和工藝

10、參數(shù)。水平沉淀池通常是矩形池，通常稱為矩形沉淀池。整個(gè)池塘可分為進(jìn)水區(qū)、沉淀區(qū)、出水區(qū)和排泥區(qū)。1.進(jìn)水區(qū)混凝處理后的水首先進(jìn)入沉淀池的進(jìn)水區(qū)，進(jìn)水區(qū)設(shè)有配水槽和穿孔墻。配水槽壁上的配水孔使水均勻分布在整個(gè)池塘的寬度上，穿孔壁使水均勻分布在整個(gè)池塘的斷面上。2.沉淀帶沉淀區(qū)是沉淀池的核心，其功能是完成固體顆粒與水的分離。3.出水口區(qū)域出水區(qū)的作用是在沉淀區(qū)沉淀后均勻收集出水，使其進(jìn)入出水渠道并流出水池。為了確保沉淀池寬度上的均勻集水，并防止水流將沉淀在沉淀池底部的懸浮固體帶出沉淀池，必須合理設(shè)計(jì)運(yùn)河的取水結(jié)構(gòu)。4.污泥區(qū)及污泥處置措施污泥區(qū)的作用是收集從沉淀區(qū)沉淀下來(lái)的懸浮固體顆粒。我們?cè)谶@里

11、用靜水壓力排放污泥。靜水壓法利用水箱中的靜態(tài)水位將污泥排出水箱。第二節(jié)水平流沉淀池的計(jì)算已知條件：水廠設(shè)計(jì)水量q=50000m/d；自來(lái)水廠的自用水考慮為5%，平均流量為4.5毫米/秒；降水時(shí)間為1.5h，其他數(shù)據(jù)可根據(jù)情況確定。設(shè)計(jì)參數(shù)和計(jì)算過程：(1)設(shè)計(jì)流量：q=50000 (15%)=52500/d=2187.5/h(2)池大?。?1)水池總面積a，設(shè)置表面荷載q=2.0/(*h)(2)降水部分的有效水深，降水時(shí)間取t=1.5h=qt=21.5=3.0m(3)沉淀部分的有效體積=A=1093.83.0=3281.4(4)水池長(zhǎng)度，水平流速為4.5/s(5/s)=4 . 51 . 53

12、. 6=24.3米池塘總寬度為45米池?cái)?shù)N，每個(gè)池寬4.5m=10(件)檢查長(zhǎng)寬比和深度比縱橫比：=5.44.0(符合要求)長(zhǎng)深比：=8.1(在要求的8 12范圍內(nèi))(3)污泥部分(污泥通過靜水壓排出)(1)污泥部分所需體積注：t-兩次泥漿清洗之間的時(shí)間間隔(1d)P96%，K=1.2，=1.0t/262.5每個(gè)池中污泥部分的所需體積為：26.25(2)污泥斗容積：污泥斗上口采用4500毫米4500毫米污泥斗下口的寬度為500mm-500mm污泥斗的傾斜壁面與水面之間的角度為上部開口面積為4.54.5=20.25m2，下部開口面積為0.50.5=0.25m2排泥管直徑：污泥斗高度：tg=3.4

13、6m米污泥斗容積：(3)泥漿桶上方梯形部分的體積(設(shè)置罐底坡度為0.01):梯子高度：污泥斗上方梯形部分的體積：(4)污泥和梯形部分污泥體積26.25(4)水池總高度緩沖高度(0.3 0.5)，超高(取7.4m)(5)進(jìn)水穿孔墻：墻長(zhǎng)4.5m，墻高3.5m，超高0.5m(1)孔內(nèi)流速(0.2 0.3)單池總面積(7)出口三角形堰：采用鋸齒形三角形堰堰上的水頭每個(gè)三角形堰的流量：?jiǎn)纬厝切窝邤?shù)：(1)，取14堰的下端與出水箱之間的距離為：50 70 三角形堰的中間距離：(8)沉淀池水力條件審查水力半徑：弗勞德數(shù)：雷諾數(shù)：第三節(jié)水平流沉淀池結(jié)構(gòu)圖根據(jù)以上計(jì)算，繪制折返式水平沉淀池及其斷面圖(見附圖

14、)第三章主要設(shè)備說明二級(jí)生物處理后的污水經(jīng)攔截大顆粒有機(jī)物和格柵間漂浮物后進(jìn)入水池，通過一級(jí)污水提升泵進(jìn)入三級(jí)污水處理廠，經(jīng)污水處理廠處理后符合要求的出水進(jìn)入城市工業(yè)用水管道。三級(jí)處理的具體工藝流程由進(jìn)出水水質(zhì)數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)。1.泵房泵房入口處有一個(gè)閘門，既可以用手電筒也可以用手電筒操作。設(shè)置兩個(gè)泵，一個(gè)備用。一次將水位提高到7.4米。2.格子格柵是一種粗過濾設(shè)備，對(duì)后續(xù)處理構(gòu)筑物或水泵機(jī)組有保護(hù)作用。根據(jù)柵條的凈間距，可分為粗柵、中柵和細(xì)柵。設(shè)計(jì)采用細(xì)網(wǎng)格，具體計(jì)算如下：(1)網(wǎng)格間隙數(shù)n，設(shè)置網(wǎng)格前水深h=0.8m，通過網(wǎng)格的流速1.0 m/s，網(wǎng)格間隙寬度b=0.01m，網(wǎng)格傾角=60，=21

15、87.5 m/sN=70.971(2)柵槽b的寬度設(shè)定為柵條s的寬度=0.01米b=s(n-1)bn=0.01(71-1)0.0171=1.41米(3)進(jìn)水通道逐漸加寬部分的長(zhǎng)度設(shè)定為=1.2m寬角度=20(入口通道的流速為0.8 m/s)(4)格柵槽與出水通道交接處的錐形部分長(zhǎng)度()(5)通過網(wǎng)格的水頭損失()設(shè)置銳邊矩形截面k=3(6)后閘門槽的高度(h)將閘門前的通道設(shè)置為超高。H=h h=0.8 0.32 0.3=1.42m米(7)門槽的總長(zhǎng)度L，(8)爐排渣(W)的日清除量為10毫米，爐排渣的量為0.1(機(jī)械清理和粘結(jié))，基于1000個(gè)污水污泥。格柵渣量m/d3.混合反應(yīng)罐混合反應(yīng)池由混合池和反應(yīng)池組成，化學(xué)物質(zhì)和水充分混合形成大的明礬花，大大改善了水質(zhì)。(1)混凝劑的選擇混凝劑應(yīng)根據(jù)要求的出水水質(zhì)和氣象水文信息進(jìn)行選擇。當(dāng)?shù)啬昶骄鶜鉁貫?，其中最冷的一月為-13.5，最熱的七月為22。處理前后水的酸堿度保持不變。綜上所述，硫酸鋁用作混凝劑，活性硅膠用作助凝