水质净化工艺课程设计.doc
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1、 水质净化工艺设计大作业学 院 土木与交通工程学院 专 业 给水排水工程 年级班别 xx级x班 学 号 学生姓名 成 绩 100 时 间 2015.12.08 目录任务书1第一章给水深度处理臭氧活性炭工艺31.1 臭氧设计计算31.1.1 设计要点:31.1.2 池体尺寸设计计算:31.1.3 臭氧化气布气系统设计计算31.1.4 所需臭氧发生器工作压力H的计算41.1.5 臭氧尾气处理51.2 活性碳滤池的设计计算51.2.1 平面尺寸计算51.2.2 进水系统设计计算51.2.3 反冲洗系统设计计算61.2.4 过滤系统设计计算71.2.5 排水系统设计计算71.2.6 滤池总高度8第二章
2、污水处理之生化处理 A-A-O工艺82.1 A-A-O工艺设计82.1.1 设计参数82.1.2 平面尺寸计算92.1.3 进出水系统102.1.4 其他管道设计112.1.5 剩余污泥量剩余污泥量112.1.6 曝气系统设计计算112.1.7 空气管路系统的计算13水质净化工艺设计大作业任务书在完成水质净化工艺设计课程学习后,要求学生掌握给水处理和污水处理的新工艺设计计算,对于构筑物的设计达到或接近施工图设计。为此,要求学生独立完成以下设计内容:1.完成给水处理之深度处理臭氧-活性炭的工艺设计计算和构筑物施工图设计。2.完成污水处理之生化处理的新工艺设计计算和构筑物的施工图设计。要求编写计算
3、书和绘制A3的设计图纸。设计图纸按施工图的深度完成。以A4大小装订。给水处理厂及污水处理厂的设计资料分别如下:给水处理厂:1.水厂净产水量为 20.5 万m3/d。 2.水源为河水,原水水质如下所示:编号项目单位分析结果备注1耗氧量(CODMn法)O2mg/l82水温最高30,最低53色度15度4嗅和味无异常臭和味5浑浊度NTU最大300,最小20,月平均最大1306pH7.07总硬度mg/L(以CaCO3计)1258碳酸盐硬度mg/L(以CaCO3计)959非碳酸盐硬度mg/L(以CaCO3计)3010总固体mg/L20011细菌总数个/mL110012大肠菌群个/L800其它化学和毒理指标
4、符合生活饮用水标准3.河水洪水位标高73.20米,枯水位标高65.70米,常年平均水位标高68.20米。4.气象资料:年平均气温22,最冷月平均温度4,最热月平均温度34,最高温度39,最低温度1。常年风向东南。5.地质资料:净水厂地区高程以下03米为粘质砂土,36米为砂石堆积层,再下层为红砂岩。地基允许承载力为2.54公斤/厘米。6.厂区地形平坦,平均高程为70.00米。污水处理厂设计资料:1.污水处理厂处理规模为 20.5 万m3/d。2.城市污水的水质如下表所示: (除pH外,其余项目单位为mg/ L)项目BOD5CODCrSSTNNH4+-NTP(以P计)pH 150300200352
5、53.5693.污水处理厂出厂水水质应执行城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)一级A标准。确定的污水处理厂出水水质如下:BOD510mg/L ,COD50mg/L,SS10mg/L,NH3-N5mg/L,PO43-P0.50mg/L。4. 污水处理厂厂区地形拟为平坦地形,标高为75.00米。5. 全年平均气温21.8,最冷平均月气温9.7,最热月平均气温32.6,最高温度38.7,最低温度0.0。6. 夏季主风向:东南风。第一章 给水深度处理臭氧活性炭工艺水处理流程示意图: 1.1 臭氧设计计算1.1.1 设计要点:气水接触时间一般采用水力停留时间大于510min。接触反应
6、池的有效水深,一般取45.5m。1.1.2 池体尺寸设计计算:(1)池体体积-池体体积()-水力停留时间(min),此处取t=10min。-水流量()(2)池体有效面积 -扩散器以上水深,57m,此处取。(3)池宽B取12m,则池长采用三个接触反应室,第一室接触反应时间=6min,第二室接触反应时间为=2min,第三室接触反应时间为=2min。其中: 第一室池长 第二室池长 第三室池长1.1.3 臭氧化气布气系统设计计算(4)每小时投配总臭氧量-水中所需臭氧投加量,第一格为0.6,第二格为0.4,第三格为0.2。第一室: 第二室: 第三室: (5)水中所需投加的臭氧化气流量第一室: 第二室:
7、第三室: Y-发生器所产臭氧化气浓度(),一般在1020范围内,此处取15。(6)水中所需投加的发生器工作状态下(t=20C,P=0.08MPa)的臭氧化气流量第一室:第二室:第三室:(7)微孔扩散元件数第一室: 取510个第二室: 取340个 第三室: 取170个-每只扩散元件的总表面积,微孔扩散板(d为扩散板直径,产品提供为0.2m)-气体扩散速度(m/h),依微孔材料及其微孔孔径和扩散气泡直径而定,此处使用WTD3型微孔钛板。则微孔孔径为R=30 ,系数a=0.19,b=0.066,气泡直径取 2mm,则气体扩散速度1.1.4 所需臭氧发生器工作压力H的计算(1)塔内水柱高为 =5m 布
8、水元件水头损失查资料, =0.2kPa=0.02m (2)臭氧化气输送管道水头损失 臭氧化气采用DN25管道输送,总长95m,输送管道的沿程及局部水头损失按 =0.45m 考虑。1.1.5 臭氧尾气处理采用型号 BHF3-DOCAT 240的臭氧尾气破坏器,利用热分解原理将臭氧分解。1.2 活性碳滤池的设计计算此处生物活性碳滤池采用V型滤池池型1.2.1 平面尺寸计算(1)每组滤池所需面积Q-滤池设计流量()n-滤池分组数(组),设计中取n=2。v-设计滤速(m/h),一般采用820m/h。设计中取12m/h。(2)单格滤池面积N-每组滤池分格数(格),设计中取N=4。一般规定V型滤池的长宽比
9、为2:14:1,滤池长度一般不宜小于11m;滤池中央气水、分配槽将滤池宽度分成两半,每一半的宽度不宜超过4m。设计中采用其长宽比为2.5:1,即取L=14.83m, B=6m。则:(3)单格滤池的实际面积B-单格池宽(m)L-单格池长(m)(4)正常过滤时实际滤速-一组滤池的设计流量()一格冲洗时其他3滤格的滤速1.2.2 进水系统设计计算(1)进水总渠净宽H1-进水总渠内水深,设计取1m.-进水总渠内流速(m/s),一般采用0.61.0m/s,设计取0.8m/s.(2)手动闸孔断面面积-滤池表面扫洗强度(,一般为1.72.0(,设计取1.8(-进孔流速,m/s,一般为0.41.0m/s设计取
10、0.8m/s.(3)手动阀阀口处水头损失(4)气动隔膜阀断面面积考虑单格冲洗时,则(5)气动隔膜阀阀口处水头损失(6)进水堰堰上水头m-薄壁堰流量系数,一般采用0.420.50.此处取0.45b-堰宽(m),设计取4m.(7)V型进水槽槽内水深Q2-进入V型滤水槽的流量()设计中每格滤池设两个V型进水槽,-V型进水槽内流速,一般采用0.61.0,设计取0.8.-V型槽夹角, =5055,设计取52.(8)V型槽扫洗小孔表面扫洗流量-表面扫洗水强度,此处采用2.0小孔总面积-孔口流量系数,取值0.62.小孔直径-小孔数目(个),取每个V型槽上扫洗小孔数目45个,则=90个.验算小孔流速1.2.3
11、 反冲洗系统设计计算(1)气水分配渠(按反冲洗水流量计算)反冲洗水流量 -反冲洗强度,一般采用46,此处取5气水分配渠内水深 -气水分配渠中水的流速,一般采用0.81.5m/s,设计取0.8m/s.B2-气水分配渠宽度,设计取0.5m.(2)配水方孔面积和间距配水方孔总面积: -配水方孔流速,一般采用0.5m/s.方孔个数: 取90个-单个方孔的面积,设计取=0.10*0.10m2在气水分配渠两侧分别布置45个配水方孔,孔口间距0.4m.(3)布气圆孔的间距和面积布气圆孔的数目及间距和配水方孔相同,采用直径为60mm的圆孔,其单孔面积为0.0028mm2,所有圆孔面积的和为90*0.0028=
12、0.252m2.(4)空气反冲洗时所需空气流量-空气冲洗强度,一般取1317,设计采用15。空气通过圆孔的流速为1.332/0.252=5.286m/s。(5)底部配水系统底部配水系统采用QS型长柄滤头,材质为ABS工程塑料,数量为55只/m2,滤头安装在混凝土滤板上,滤板搁置在梁上。滤头长28.5cm;滤帽上有缝隙36条;滤柄上部有2mm气孔,下部有长65mm、宽1mm条缝。滤板、滤梁均为钢筋混凝土预制件。滤板制成正方形。滤梁的宽度为10cm,高度和长度根据实际情况决定。设计中滤板下清水区的高度取H3=0.88m。1.2.4 过滤系统设计计算滤料选用活性碳滤料,粒径0.53mm,不均匀系数K
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