课程设计10万吨日污水处理厂设计.docx
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课程设计10万吨日污水处理厂设计
《水污染控制工程》
课程设计
题目：
长春市10万吨/日污水处理厂设计
学院：
化学与环境工程学院
班级:
环境11-1
第1章绪论
1.1设计目的与意义
课程设计是“水污染控制工程”课程教学的一个重要的实践性教学环节，其目的是使学生了解废水处理工程设计的一般程序和基本步骤，在设计中学习、巩固和提高工程设计理论与解决实际问题的能力；熟悉城市污水原始资料（废水的水质、水量资料和处理要求）确定处理方案、选择工艺流程的基本原则；深化对本课程中基本概念、基本原理和基本设计计算方法的理解和掌握；掌握各种处理工艺和方法在处理流程中的作用、相互联系和关系以及适用条件、处理效果的分析比较；了解设计计算说明书基本内容和编制方法，初步训练学生查阅技术文献、资料、手册、进行工程基本计算、工艺设计和制图能力。
通过本课程设计的训练，使学生具备独立进行城市污水处理厂的工艺优选和技术设计基本能力，初步具备编制工程设计文件，加强学生对水污染控制工程的综合理解和实际应用能力。
1.2设计任务
以长春市污水处理为对象，结合当地的自然气象条件，设计10万吨/天污水处理工艺，主要任务如下：
1.根据设计原始资料提出合理的处理方案及处理工艺流程，包括各处理构筑物型式的选择、污泥的处理及处置方法、处理后废水的出路；
2.进行各处理构筑物的工艺设计计算，确定其基本工艺尺寸及主要构造（用单线条画草图并注明主要工艺尺寸）；
3.进行污水处理厂的总体平面布置（包括各处理构筑物、辅助建筑物平面位置的确定，主要废水和污泥管道的布置），并绘制平面布置图（1＃图纸，比例尺1：
200～1：
500）（手工或CAD图一张）；
4.进行各处理构筑物的高程计算并绘制废水处理厂（站）的流程图（1＃图纸，比例尺纵向1：
50～1：
100；横向1：
500～1：
1000）（手工或CAD图一张）；
5.编制工艺设计计算说明书。
1.3设计资料
1.3.1城市资料及气候自然特征
长春地处北半球中纬度北温带，欧亚大陆东岸的中国东北平原腹地松辽平原，居北纬43°05′～45°15′；东经124°18′～127°05′。
是东北地区天然地理中心，东北亚几何中心，东北亚十字经济走廊核心。
长春市地处中国东北平原腹地，市区海拔在250--350米之间，地势平坦开阔。
属北温带大陆性季风气候区，在全国干湿气候分区中，地处湿润区向亚干旱区的过渡地带。
气温自东向西递增，降水自东向西递减。
春季干燥多风，夏季湿热多雨，秋季天高气爽，冬季寒冷漫长，具有四季分明，雨热同季，干湿适中的气候特征，为人类开发和利用大自然提供了良好的气候环境。
年平均温度下辖4.8℃，最高温度39.5℃，冬季平均温度-15℃。
夏季东南风，冬季为西北风，年平均降水量主要集中在夏季，平均为522~615mm，冰冻线2.5m，。
按照建设东北亚区域中心城市的战略定位，长春人口承载要达到1400万。
1.3.2设计条件及要求
该城镇将建设各种完备的市政设施，其中排水系统采用完全分流制体系。
生活污水和工业污水混合后的水质水量预计为：
（1）设计水量：
近期：
10万吨／日
远期；10万吨／日
（2）设计水质：
进水如下图表1-1
表1-1进水各物质的的浓度
项目
COD
BOD
SS
NH3-N
TP
TN
PH
浓度（mg/L）
400
250
220
60
3.2
90
7~8
（3）该厂污水排入水体要求达到国家城镇污水污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）一级B级标准处理程度,一级B要求如下表1-2；
表1-2一级B级污水排放标准
项目
COD
BOD
SS
NH3-N
TP
TN
PH
浓度（mg/L）
60
20
20
8
1
20
7~8
第2章工艺方案的确定
2.1工艺方案的选择
2.1.1工艺方案选择的主要因素
城市污水处理的目的是使之达标排放或污水回用于农田灌溉、城市景观和工业生产等，以保护环境不受污染，节约水资源。
污水处理工艺流程的选择主要因素有：
1.污水的水质和水量。
水质是工艺选择的重要影响因素，而水量对构筑物的选择有很大影响。
水质包括浓度、可生化性、BOD：
N：
P、BOD：
TN、BOD：
COD、BOD：
TP、SS、重金属、油类、抗生素以及有毒有害成分、水温等。
水量包括总量及其排放规律。
2.出水水质指标或污水处理程度。
出水指标应该满足国家规定的城镇污水排放标。
3.工程造价和维护费用。
4.运行管理和自动化要求。
5.污泥处理工艺
6.气象气候条件、用地与厂址、排放水体环境容量与洪水位、城市排水体制等。
7.考虑分期处理与排放利用情况
2.1.2各污染物去除率计算
去除率=100%（2-1）
式中：
C1—进水物质浓度（mg/L）；
C2—出水物质浓度（mg/L）；
COD去除率=100%=85.00%；
BOD去除率=100%=92.00%；
SS去除率=100%=90.91%；
NH3-N去除率=100%=86.67%；
TP去除氯=100%=68.75%；
TN去除率=100%=77.78%；
2.2水质分析与工艺选定
2.2.1水质分析
根据城镇污水排放标准一级B要求计算的出各种物质去除率要求分别达到COD85.00%、BOD92.00%、SS90.91%、NH3-N86.67%、TP68.75%、TN77.78%以上；而BOD：
TN：
TP=250：
90：
3.2=100：
36：
1.28，氮和磷明显高于微生物所需要的BOD：
TN：
TP=100：
5：
1的比例要求，所以能进行脱氮除磷处理。
污水生物脱氮的可行性指标主要有BOD：
COD、BOD：
TN和BOD：
TP。
BOD：
COD大于0.3则可生化，BOD：
COD值越大，说明污水可生物处理性越好。
而本设计的BOD：
COD=0.625大于0.3可生化好，适合生物处理。
而BOD：
TN是评价能否生物脱氮的主要指标，由于饭硝化细菌实在分解有机物过程中进行反硝化脱氮的，在不投加外来碳源的条件下，污水必须有足够有机物，才能保证反硝化的顺利进行，当城市污水BOD：
TN接近于4的时候，即可认为污水有足够的碳源供反硝化细菌利用，本设计中BOD：
TN=2.78，需要加入少量碳源才能满足生物处理要求，BOD：
TP是评价工艺能否采用生物除磷的主要指标，较高的BOD负荷可以取得较好的除磷效果。
进行生物除磷的底限是BOD：
TP=17，而本设计的BOD：
TP=78.125远高于17，所以生物除磷效果显著还不需要外加碳源。
由于磷为3.2；去除氮时消耗磷，BOD：
TN：
TP=100：
5：
1=250：
12.5：
2.5，
3.2-2.5=0.7小于1，所以不需要单独除磷，所以该处理适合运用生物脱氮处理工艺。
根据以上所述以及综合考虑选择只脱氮工艺A/O工艺，由于该城市排水系统为合流制污水，所以需要设置初沉池，综上所述在碳源不够的情况下，可以投加生活污水、米泔水、淀粉等以补充碳源，
2.2.2工艺选择
为了得到较好的出水效果，根据实际情况分析选择主要的工艺构筑物有粗格栅、泵房、细格栅、沉砂池、初沉池、A/O生物曝气池、二沉池、接触消毒池、计量堰、污泥泵房、浓缩池、贮泥池、消化池等。
其工艺简图如下图2-1。
剩余污泥回流污泥
初沉池污泥
图2-1长春市10万吨/天污水处理流程图
第3章污水处理构筑物的设计计算
3.1格栅设计计算
3.1.1粗格栅设计计算
日平均流量Q=100000m3/d，换算得流量m3/s
表3-1流量变化系
平均日流量L/S
4
6
10
15
25
40
70
120
200
400
750
1600
KW
2.3
2.2
2.1
2.0
1.9
1.80
1.7
1.6
1.51
1.4
1.3
1.2
由表表3-1取城市生活污水流量变化系数KW=1.20，则最大流量Qmax=1.21.16=1.392m3/s，单组平均流量为Q=0.579m3/s，取组数N=2，则每组最大流量Qmax=m3/s。
1.栅条间隙数
n=（3-1）
式中：
n—栅条间隙数（个）；
Qmax—设计最大流量（m3/s）
h—栅前水深（m）；
v—过栅流速（m/s）；
b—粗格栅栅条间隙（m）；
—格栅倾角（。
）
设粗格栅h=0.6m，v=0.900m/s，b=0.06m，=60°
n==20
2.格栅槽宽度
B=S（n-1）+bn（3-2）
式中：
B—格栅槽宽度（m）；
S—栅条宽度（m）；
设计取S=0.02m
B=0.02（20-1）+0.0620=1.58m
3.进水渠道渐宽部分长度
l1=（3-3）
式中：
l1—进水渠道渐宽部分长度（m）；
B1—进水渠宽（m）；
1—渐宽部分展开角，一般采用～
若B1=0.8m，1=20°
l1==1.072m
4.栅槽与出水道连接处的渐窄部分长度：
l2=0.5l1（3-4）
式中：
l2—出水渠道渐窄部分长度（m）；
l2=0.51.072=0.536m
图3-1格栅计算图
5.通过格栅的水头损失
h1=β（s/b）4/3sink（3-5）
式中：
h1—水头损失（m）；
—格栅条阻力系数；
k—格栅受污物堵塞时水头损失增大系数，一般取k=3；
设计取栅条断面为锐边矩形断面，β=2.42，k=3
h1=2.42（0.02/0.06）4/3sin60°3=0.060m
6.栅后槽总高度
H=h+h1+h2（3-6）
式中：
H—栅后槽总高度
h—栅前水深（m）；
h1—水头损失（m）；
h2—栅前渠道超高（m）；
设计取h2=0.4m,h=0.6；
H=0.6+0.060+0.4=1.071m取H=1.1m
7.栅后槽总长度
L=l1+l2+0.5+1.0+（3-7）
L=0.536+1.702+0.5+1.0+=3.688m取L=3.70m
8.单组格栅每日栅渣量
W=（3-8）
式中：
W—每日栅渣量
W1—每103m3污水的栅渣量1取0.05～0.1m3/103m3
设计取W1=0.05m3/103m3污水，Kw=1.20
W==2.506m3/d>0.2m3/d
采用机械清渣，中格栅与之相同
9.进水与出水管道
城市污水通过DN=1200mm的管道进入粗格栅水渠，设计中去进水渠道宽和进水宽相同B1=0.8m，进水和出水水深h=0.6m，然后经泵的提升流入细格栅槽，根据流量选择合适的泵即可。
3.1.2细格栅设计计算
1.栅条间隙数
n=（3-9）
式中：
n—栅条间隙数（个）；
Qmax—设计最大流量（m3/s）
h—栅前水深（m）；
v—过栅流速（m/s）；
b—粗格栅栅条间隙（m）；
—格栅倾角（。
）
设细格栅h=0.6m，v=0.800m/s，b=0.01m，=60°
n==136
2.格栅槽宽度
B=S（n-1）+bn（3-10）
式中：
B—格栅槽宽度（m）；
S—栅条宽度（m）；
设计取S=0.02m
B=0.01（136-1）+0.01136=2.710m
3.进水渠道渐宽部分长度
l1=（3
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