污水厂课程设计

1、广东工业大学课程设计任务书题目名称 13.5万吨/日污水处理厂设计学生学院土木与交通工程学院专业班级给排水科学与工程 2014 级 1 班姓 名温涛学 号一、课程设计的内容根据所给定的原始资料，设计某城市污水处理厂，该设计属初步设计。设计的内容有：1.设计流量的计算。2.污水处理工艺流程的选择。3.污水处理构筑物及设备型式的选择。4.污水处理构筑物的工艺计算。5.污水处理厂的总平面布置和高程布置。6.编写设计说明书和计算书。7.绘制污水处理厂的总平面布置图和高程布置图。8.绘制构筑物工艺图。二、课程设计的要求与数据要认真阅读课程设计任务书，并复习教材有关部分章节并熟悉所用规范、手册、标准图等文

2、献资料。要求设计选用参数合理，计算正确；说明书要有污水处理厂处理工艺流程及处理构筑物型式选择的理由，污水处理厂的总平面布置图和高程布置图要有详尽的阐述。叙述简明扼要，文理通顺；设计计算书、说明书包括必要的计算公式、草图和图表。图纸内容完整，布局合理，制图要规范。保证在规定时间内，质量较好地完成任务书中所规定的设计任务。三、课程设计应完成的工作应完成上述课程设计的内容，达到初步设计的程度。提交设计成果，包括设计计算书、说明书及设计图纸。设计图纸有：（1）污水处理厂平面布置图（1张）；(2) 污水处理厂污水、污泥处理流程高程布置图（1张）；（3）绘制构筑物工艺图（1张）。四、课程设计进程安排序号设

3、计各阶段内容地点起止日期1熟悉设计任务书，查阅设计参考资料；污水设计流量的计算大学城教学楼，图书馆、网络6.26-6.262污水处理工艺流程的确定；处理构筑物型式的选择大学城教学楼6.27-6.273污水处理构筑物的工艺计算大学城教学楼6.28-6.294污水处理厂的平面布置；处理流程高程布置大学城教学楼6.30-7.15编制设计说明书和设计计算书大学城教学楼7.2-7.26绘制污水厂平面布置图与高程布置图大学城教学楼7.3-7.57绘制构筑物工艺图大学城教学楼7.6-7.7五、应收集的资料及主要参考文献任务书给出的原始资料、手册、标准、规范及有关的专著。主要参考资料：1. 于尔捷、张杰主编，

4、给水排水工程快速设计手册. 排水工程，中国建筑工业出版社，1999； 2. 北京市市政工程设计研究总院，给水排水设计手册（第5册，城镇排水），第二版，北京；中国建筑工业出版社，2003； 3. 中国建筑工业出版社编，给水排水工程师常用规范选（上册），北京；中国建筑工业出版社，1994； 4. 上海市建设和交通委员会主编，室外排水设计规范（GB50014-2006）（2014年版），北京；中国计划出版社，2014； 5. 崔玉川，马志毅、王效承等编，废水处理工艺设计计算，北京；水利电力 出版社，1994（10）； 6. 娄金生等编著，水污染治理新工艺与设计，北京；海洋出版社，1999（03）；

5、7. 孙力平等编著；污水处理新工艺与设计计算实例，北京；科学出版社，2001（05）； 8. 张自杰主编，排水工程（下册），中国建筑工业出版社，2000（06）。发出任务书日期：2017 年 6月 26 日 指导教师签名：计划完成日期： 2017年 7 月 7 日 基层教学单位责任人签章：主管院长签章：附录一、 设计资料：1. 南方某城市污水处理厂处理规模为 13.5 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 15030020035253.5693. 城市污水从南面进入污水处理厂，污水处理后

6、排入北面的水体，要求处理后水质达到城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）中的一级标准的B标准，即SS20mg/L，BOD520mg/ L，CODCr60mg/ L。污泥处理后外运填埋。4. 污水处理厂厂区地形拟为平坦地形，标高为75.00米。厂区的污水进水渠水面标高为72.50米。（进水渠的宽及水深根据流量自行设计确定）5. 受纳水体洪水位标高为73.20米，枯水位标高为65.70米。常年平均水位标高为68.20米。6. 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。7. 夏季主风向：东南风。二、 设计文件（一）设计说明

7、书、计算书1. 设计说明书内容：（1）概况（2）设计原则、依据、设计要求（3）原始资料（4）污水处理工艺流程的确定（5）污水处理构筑物的选型及设计要点（6）污水处理厂平面布置及处理流程高程布置2. 设计计算书内容：（1）设计流量的计算（2）污水处理构筑物的工艺计算 格栅 沉砂池 初次沉淀池 曝气池 二沉池 消毒设备 污泥浓缩池 消化池污泥干化（脱水）设备（3）污水处理厂平面设计及处理流程高程计算要求：计算书应附处理构筑物的计算草图。 （二）设计图纸1. 污水处理厂平面布置图要求：在平面布置图上应以坐标标明构筑物和建筑物的位置，标出构筑物连接管渠、厂区给排水管道的管径或断面尺寸、坡度及长度，阀门

8、等。2. 污水、污泥处理流程高程布置图分别绘制污水和污泥的高程布置图，横向比例可同平面布置图，纵向比例为1：100或1：50。目录第一章设计说明书41.概况52.设计原则53.设计依据54.设计要求55.原始资料56.污水处理工艺流程的选择54.3工艺流程方案的比较64.4构筑物选型7第二章 污水厂设计计算书71.设计流量的计算72.污水处理构筑物的工艺计算72.1 输水渠72.2 泵前中格栅72.3污水泵的选型82.4集水池92.5集配水井一92.6沉砂池92.7AAO92.8沉池122.9集配水井二142.10消毒设备的计算15 2.11贮泥池152.12干化脱水设备153. 污水处理厂平

9、面设计及处理高程计算.153.1布置原则153.2 污水处理厂的高程15参考资料17第一章.设计说明书1.概况 根据当地地形，主导风向等因素综合考虑，污水处理厂设在市区的北郊，城市污水从南面进入污水处理厂，污水处理后排入北面的水体。在污水厂厂区内有各处理单元构筑物，连通各处理构筑物之间的管、渠及其他管线，辅助性建筑物，道路以及绿地等。另外，污水处理厂内设有泵房，鼓风机房，办公室、集中控制室、水质分析化验室、变电所、机修车间、仓库、食堂等辅助建筑物。2.设计原则 在进行厂区平面规划时应综合考虑，合理布置，应遵循以下原则：（1）功能分区明确，构筑物、建筑物布置紧凑，减少占地面积。（2）连接各构筑物

10、之间的管、渠力求便捷，畅通，避免迂回曲折。（3）各处理构筑物之间，应保持一定的间距，以保证敷设连接管、渠的要求。（4）处理后的出水就近排放，减少管线长度，节省成本。（5）各处理构筑物之间连接的管、渠设成能够独立工作、运行。当某一处理构筑物因故停止工作时，使其后续处理构筑物仍然能够保证正常运行。（6）设置超越全部处理构筑物，直接排放水体的超越管。根据规定，污水处理厂厂区的绿化面积不得少于30%。另外，为了降低运行费用和便于维护管理，污水在处理构筑物之间的流动，应按重力流考虑为宜。3.设计依据 给水排水设计手册第1、5、6、9、11册；给排水工程快速设计手册第2册；排水工程。4.设计要求 城市污水

11、要求处理后的水质达到城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）中的一级标准的B标准，即SS 20mg/L， BOD5 20mg/L，CODCr 60mg/L。污泥处理后外运填埋。5.原始资料 1. 南方某城市污水处理厂处理规模为 13.5 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 15030020035253.5693. 城市污水从南面进入污水处理厂，污水处理后排入北面的水体，要求处理后水质达到城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）中的一级标准的B标准，即SS

12、20mg/L，BOD520mg/ L，CODCr60mg/ L。污泥处理后外运填埋。4. 污水处理厂厂区地形拟为平坦地形，标高为75.00米。厂区的污水进水渠水面标高为72.50米。（进水渠的宽及水深根据流量自行设计确定）5. 受纳水体洪水位标高为73.20米，枯水位标高为65.70米。常年平均水位标高为68.20米。6. 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。7. 夏季主风向：东南风。6.工艺流程的选择 （1）方案的比较根据附录资料我们可以知道，对于处理后的污水不需要对于难降解有机物以及氮磷的处理没有做指标性的要求，但是对于BO

13、D5 CODCr SS的的处理只要处理其中的90%就可以达到处理要求，所以我们只需要二级处理就可以达到我们的设计需求。 二级处理一般包括以下几个主要的过程（按照水流的流向分为）：污水中格栅污水泵房细格栅沉砂池初沉池生化池二沉池消毒图1 污水处理流程图这些主要过中，根据我们的需求我们对于上述过程的构筑物进行我们所需要的选型，至于核心的生化工艺我们采用A-A-O法，此方法不仅能够更好的处理水中的有机物，而且还能处理水中的氮磷元素，同时根据上述附录中的资料PH在6-9适宜进行硝化、反硝化、无机磷的过度摄取过程，BOD5/TN=4.29, BOD5/TP=42.9（一般需要的BOD5/TN宜在3-5，

14、BOD5/TP大于20认为我们的认为C源充足），所以A-A-O法对于该水质特征很好的吻合，综合来看我们的工艺流程为：污水中格栅污水泵房细格栅沉砂池(A-A-O)二沉池消毒污泥的浓缩与脱水我们采用浓缩脱水一体机来完成。（2）污水处理构筑物及设备的选型6.1格栅的选型 格栅根据栅条间隙分为粗格栅（50100mm）、中格栅（1640mm）、细格栅（310mm）三种，对于格栅按照清渣方式分为人工清渣和机械清渣，该污水厂为大型污水厂我们选择机械清渣，中格栅的格栅间隙我们选择20mm，细格栅的格栅间隙我们选择5mm，格栅的安装方式有平面、曲面、阶梯式我们都选择安装比较简单的平面格栅。6.2污水泵的选型 水

15、泵的种类多种多样看，但是对于污水厂这种需要扬程小、流量大的特点，一般选择潜污泵，更符合我们的需求，我们选择WQ型潜水污泵6.3沉砂池的选型 沉砂池的类型主要有平流沉砂池、曝气沉砂池、多尔沉砂池和钟式沉砂池，比式沉砂池，为了节省占地面积和我们不考虑平流沉砂池，下一个环节时厌氧所以也不能选择曝气沉砂池，多尔沉砂池目前国内应用的比较少，技术也不够成熟，所以综上我们考虑钟式沉砂池。6.4二沉池的选型 沉淀池的种类有平流沉淀池，竖流式沉淀池，辐流式沉淀池，斜管沉淀池，我们将要建设的是一个大型的污水处理厂，所以斜管沉淀池和竖流式沉淀池我们将不考虑，平流式沉淀池占地较大，辐流式沉淀池对于工艺需求较高，所以综

16、合来看，我们选择辐流式沉淀池，辐流式沉淀池有普通辐流式和向心辐流式，我们选择流速小容积利用率高的向心式辅流沉淀池。6.5消毒 消毒的选择一般有很多种，对于没有特殊要求一般小型污水厂可以选择紫外线消毒，大型污水处理厂我们可以选择也氯消毒，故我们选择也氯消毒第二章.设计计算书1.设计流量的计算 从污水管网排过来的污水量为13.5万吨Q（平均）=m3/d=/(24*3600)=1562.5L/s查表我们得到总变化系数为1.3，那么最高日最高时设计流量为：Q（最高时）=QK=2031.25L/sK总变化系数2.构筑物的工艺计算部分2.1输水渠尺寸的计算 格栅前水方式我们选择输水渠进行输水，为了便于进行

17、施工，我们选择梯形水渠，由于要防止悬浮物在水中产生沉淀，要保证渠中的水流速度在1.0-1.5m/s之间，我们选择1.2m/s为我们的流速，边坡系数m=0，通过Q=SV，我们可以计算出我们水渠的过水断面面积S=1.3m2S=bhb底宽h水深当m=0时，水利最优断面的b/h=2,通过计算我们可以算出h=0.66m，加上0.3m超高，h（渠高）=0.96m，b=1.32m2.2中格栅的工艺计算图2 格栅的尺寸图 我们选择的格栅间隙为20mm的中格栅，安装角度一般为45-75度，我们取60度，水流速度一般为0.4-0.9m/s，我们取0.7m/s，栅条的厚度我们采取2020mm的正方向断面，中格栅的数

18、量为两台，所以经过的最大流量为Q=1015.6L/s，根据公式：n=qsina0.5/(ehv)a- 格栅安装角度，我们取60q- 最大流量，为1015.65L/sh- 栅前水深，为0.61me- 栅条间隙，为0.02mv- 过栅流速，为0.7m/s计算得出n=112格栅槽宽：B=S(n-1)+enS栅条厚度计算得出B=4.46m栅槽的总高度的计算H=h（栅前水深）+h（超高）+h（实际水头损失值）h（实际水头损失值）=ksinv2/（2g）k水头损失增大系数，取3格栅设置倾角位60栅条阻力系数，我们为正方形栅条，=(b+s)/ （*b）-12, =0.64通过计算我们可以计算出=4.5代入h

19、（实际水头损失值）=k*sin*v2/（2*g），计算得到h（实际水头损失值）=0.30mH=h（栅前水深）+h（超高）+h（实际水头损失值）=1.25m栅槽总长度L=L（进水渐宽长度）+0.5+1.0+H/tanaL（进水渐宽长度）=（B-B1）/2tanbB1进水渠宽度，为1.32mB栅槽总的宽度，我们的栅槽为两个，中间隔墙的宽度为0.8m，B=2*4.46+0.8=9.72mB渠道进水展开角为20计算得出L（进水渐宽长度）=（B-B1）/2tanb=11.54m工作台正面宽度取1.5m栅槽总长度L=11.54+1.5+0.72=13.76m2.3污水泵的选型污水泵我们选择三用一备三个污水

20、泵并联向集配水井供水。每个水泵的最高时供水流量大致为2437.5m3/h，供水扬程我们选择500QW2600-15-160型号的污水泵，2437.5m3/h在它的高效段内。该水泵以及耦合器所需要的尺寸为的LHB=1.32.721.0，水泵出水管的尺寸，水泵的出水管的流速为1.2m/s，那么各自管径为：1000mm的钢管。2.4集水池的尺寸集水池的尺寸根据我们选择的水泵以及格栅的宽度来综合确定，我们可以知道四个潜污泵并联，每个之间的，两两相隔0.8m，那么总的长度为9.2m162.5 m3H=h1+h2+h3+h4+h5h1沉淀池超高，我们取0.3mh2有效水深，位4.8mh3沉淀池缓冲层高度，

21、取0.3mH=0.3+4.8+0.3+1.455+0.58=7.435m（3）流入槽的计算进水管的计算：Q=67500*1.3（1+0.75）=.5m3/d=1.78 m3/s设流速为1.1m/s，管径为1000mm导流孔的计算：设计流入槽应该加上回转流量Q=67500*1.3（1+0.75）=.5m3/d设流入速度位1.5m/s，那么截面面积S=QVS=1.19，h=0.62m，b=1.24m进水导流孔的计算：絮凝区停留时间为600s，Gm=30s-1，水温为20，=1.06*10-6m2/sVn=(2tGm)0.5=0.71m/sVn导流孔中水的平均流速我们取半径为0.1m的小孔N=675

22、00*1.3/（2*0.71*3.14*0.01*86400）=235个，（4）出水槽的计算出水槽的类型我们采用周边进水的单侧进水的集水槽流入槽的宽度为：b=0.9（KQ）0.4 K安全系数，一般采用1.5-1.2，我们取1.3计算得到b=1.32，我们与进水槽宽度一致为1.24m集水槽起点水深H1=0.75bH1=0.93m集水槽的终点水深为H2=1.25bH2=1.55流入槽的深度为1.9m流出槽前设置浮渣挡板，距离出水堰0.3m，深度为0.4m，高出水面0.2m（4）出水堰的计算：出水堰采用90三角形出水堰，三角堰顶宽为0.16m，间距为0.05m，距离池壁为1.24m，所以三角堰的直径

23、为62.2m，那么三角堰的个数为930个，三角堰的厚度为0.1m，三角堰跌落高度为0.1m，三角堰的有效水深为：H=0.7Q0.4=0.06m堰上负荷q=Q/(3.14*62.2)=3.5L/s出水堰的尺寸图（5）排泥管的设计计算我们计算的最大湿污泥量为1950m3/d，回流系数R=0.75，那么回流污泥流量为：16.7L/s，两个排泥管，流速为1.1m/s，那么排泥管的管径为100mm2.9集配水井二尺寸沉淀池到集水井管径设流速v=1.0m/s，那么管径为1600mm集配水井的设计计算配水井中心管的直径为D1=1.6m。那么配水井的直径为D2=4Q/（PIV3）+ D12=3.3mV3配水井

24、内污水流速，一般取0.2-0.4m/s，我们取0.3m/s计算得到D2=3.3m。集水井直径D3=（4*Q/（PI*V4）+ D22）0.5=4.4m集水井的深度为3m，配水井的深度为2.7m2.10消毒工艺的计算我们采取的消毒方式是液氯消毒，我们的处理为二级处理，所以投氯量在5-10mg/L，我们取5mg/L，加氯量G=0.001*5*/24=28.125Kg/h混合方式我们采用管式静态混合器，加氯管的流速假设为0.6m/s，管径为80mm接触池应该选择折板接触池，水力停留时间为60分钟，为防止污泥淤积，流速为1m/s，有效水深我们定为3.5m,超高为0.79m（水池水位低于地面，当高于地面

25、0.3m，超高为0.79m）V=Qt=11.3/24=7300m3S（过水断面面积）=2.03 m2b=S/h=0.58m每个廊道用四个隔板隔开那么廊道宽度:B=5*b=2.9mA=V/h=7300/3.5=2088m2A 接触池的总面积h- 接触池的有效深度L=A/B=720m分为12个廊道，每个长度为60m2.11 贮泥池计算 （1）设计参数进泥量:AA0池的进泥量为 15592.5kg/d经浓缩脱水排出含水率的污泥流量Q(污泥)= 15592.5/（1-P2）=51.970 m3/d贮泥时间:T=40d （2）贮泥池的设计计算贮泥池容积:V=QT=2080 m3贮泥池设置1座，则每座容积

26、为：V1=2080m3尺寸(设为圆形)，高为3m， 半径为17m则池的有效容积为V1=3*pi*17*17=2723m32080m3 (符合要求)。流速我们设为0.9m/s，计算得到管径为30mm2.12 污泥浓缩车间 污泥量我们我们的污泥量为15592.5kg/d，我们选择处理污泥量为100-150 m/h的离心浓缩脱水机6台。3.高程的确定3.1 布置原则 污水处理工程的污水处理流程高程布置的主要任务是确定各处理构筑物和泵房的标高,确定处理构筑物之间连接管渠的尺寸及其标高;通过计算确定各部位的水面标高,从而使污水能够在处理构筑物之间通畅的流动,保证污水处理工程的正常运行。3.2 污水水头损

27、失计算根据资料，污水处理厂厂区地形拟为平坦地形，标高为75.00米。厂区的污水进水渠水面标高为72.50米。（进水渠的宽及水深根据流量自行设计确定）, 受纳水体洪水位标高为73.20米，枯水位标高为65.70米。常年平均水位标高为68.20米。每个构筑物之间的连接管段的尺寸在平面图中都有标记，我们根据海曾威廉公式计算管段间的水头损失的值，阀门附件的局部水头损失的值我们取30%计算。H=10.67q1.852LC1.852D4.67C-海曾威廉系数，我们的管道为焊接钢管，C=120D管径，m下面为各个管段的水头损失情况：管段长度 m附件 管径 mm流量m/s沿程水头损失m总的水头损失m河流-接触

28、池29.047闸阀16002.0370.0.接触池-集配水池276.511闸阀，弯头16002.0370.0.集水池-沉淀池10闸阀11001.01850.0.配水池-沉淀池14.742闸阀11001.01850.0.集配水池-生化池（总管）87.76闸阀16002.0370.0.集配水池-生化池（支管）39.85弯头11001.01850.0.生化池-集配水池140闸阀16002.0370.0.集水池1-沉砂池22闸阀9000.509250.0.沉砂池-配水池123闸阀9000.509250.0.集配水池1-泵房47.29闸阀，弯头16002.0370.0.沉淀池-污泥浓缩车间252.483闸阀，弯头1000.008355.37918E-056.99294E-05污泥浓缩车间-贮泥池74.76闸阀300.00061.2143E-071.57859E-07管式静态混合器-加氯间60.5闸阀800.2.9369E-113.81797E-11本设计以洪水位73.2m为控制点，排水口的管道底部距离洪水位0.5m。计算高程如下： 高程（米