某城市污水处理厂设计Word文件下载.docx
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混合污水温度：
夏季28℃，冬季10℃，平均温度为20℃。
3、工程设计规模：
该市排水系统为完全分流制，污水处理厂设计规模主要按远期需要考虑，以便预留空地以备城市发展所需。
（三）厂区附近地势资料
1、污水厂选址区域在海拔标高在+136.5～+138m之间，平均海拔在+137m左右，厂区征地面积为东西长1000m，南北长2500m，平均地面坡度为0.3‰-0.5‰，地势东南低，西北高。
2、进厂污水管道水面标高为131m；
3、厂区附近地下水位标高110m；
4、厂区附近土层构造。
表土
砂质粘土
细砂
中砂
粗砂
粗砂、砾石
粘土
砂岩石层
1m
1.5m
2m
0.8m
（四）气象资料
该市地处亚热带，面临东海，海洋性气候特征明显，冬季暖和有阵寒，夏季高温无酷暑，历年最高温度38℃，最低温度5℃，年平均温度24℃，冬季平均温度12℃。
常年主导风向为南风。
（五）水文资料
最高水位133m；
最低水位125m；
常水位129m；
污水厂具体地形另见附图：
三、课程设计内容
进行某城镇污水处理厂的初步设计，其任务包括：
1、根据所给的原始资料，计算进厂的污水设计流量；
2根据水体的情况、地形和上述计算结果，确定污水处理方法、流程及有关处理构筑物；
3、对各构筑物进行工艺设计计算，确定其型式、数目与尺寸；
4、对污水处理流程中某一构筑物进行工艺设计（曝气池或其它主体处理构筑物，如SBR反应池等）；
5、进行各处理构筑物的总体布置和污水流程的高程设计；
6、设计说明书的编制。
四、课程设计基本要求
（一）提交设计说明书一份，图纸二张。
（二）设计说明书的内容包括下列各项：
1、目录；
2、概述设计任务和设计根据，简要分析设计资料的特点；
3、设计流量的计算；
4、污水处理流程选拟的各种因素分析和依据说明；
5、各处理构筑物工艺设计计算，及其工作特点的说明；
6、污水处理构筑物之间的水力计算及其高程设计；
7、处理构筑物总体布置的特点及依据说明。
说明书应简明扼要，力求多用草图、表格说明，要求文句通顺，段落分明，字迹工整。
（三）绘制下列各设计图纸
1、厂区总平面图（1:
500），图中应表示出个构筑物的确切位置，外形尺寸，相互距离，各构筑物之间连接管道的位置、管径、长度，其他附属构筑物（建筑物）的位置，厂区内各种管道的平面位置、厂区道路、绿化布置等。
图中所给各种技术管道皆以单线表示，并应绘出各种线条表示的图例，注明各构筑物的名称。
2、污水高程图（横比1:
500;
纵比1:
100），该图应标出各种构筑物的顶部标高、底部标高、水面标高，地面标高等。
上述图纸中应注明图名与比例尺，文字一律用仿宋体书写，图中线条应粗细分明、主次分明，图右下角应留出标题栏。
五、工艺流程的选择
（一）设计流量的确定
1、污水量
根据所给原始资料，计算污水设计流量由三部分组成，其中生活污水量计算公式：
Q生活＝
，
式中Q－居住区生活污水设计流量（L/s）；
N－设计人口数；
KZ－生活污水总变化系数；
生活污水总变化系数按下式确定：
KZ＝
；
q－居住区生活污水量标准（L/人•d）；
已知：
设计人口近期为15万，远期人口为18万；
居住区生活污水量标准近期为230L/人•d，远期水量270L/人•d。
工业污水量为0.9万m3/d。
近期污水量：
Q=q×
N／86400=150000×
230／86400=399.31（L/s）
=1.397
Q生活=Q×
KZ=399.31×
1.397=557.84（L/s）
Q工业=0.9万m3/d=104.17（L/s）
Q预见=（Q生活+Q工业）×
10％=（557.84+104.17）×
10％=66.201（L/s）
总Q=Q生活+Q工业+Q预见=557.84+104.17+66.201=728.2（L/s）
远期污水量：
N／86400=180000×
270／86400=562.5（L/s）
=1.345
KZ=1.345×
562.5=756.56（L/s）
Q预见=（Q生活+Q工业）×
10％=（756.56+104.17）×
10％=86.073（L/s）
总Q=Q生活+Q工业+Q预见=756.56+104.17+756.56=946.8（L/s）
2、污水的水质计算
由于生活污水与工业污水的水质不同，采用加权平均法计算出污水的BOD5值及SS值。
已知生活污水BOD5为310mg/l；
SS为220mg/l；
近期BOD5=（BOD生活×
V近期+BOD生产×
V生产）／V生活+V生产
=310×
557.84+450×
104.17／557.84+104.17=332.03（mg/l）
远期BOD5=（BOD生活×
V远期+BOD生产×
756.56+450×
104.17／756.56+104.17=326.94（mg/l）
近期SS=（SS生活×
V近期+SS生产×
=220×
557.84+140×
104.17／557.84+104.17=207.41（mg/l）
远期SS=（SS生活×
V远期+SS生产×
756.56+140×
104.17／756.56+104.17=210.32（mg/l）
（二）工艺流程的比较与选择
根据《城市污水处理及污染防治技术政策》，日处理量能力在10~20万立方米的污水处理设施，可选用常规活性污泥法、氧化沟法、SBR法和AB法等成熟工艺。
以下是工艺流程的比较：
1、传统活性污泥法
（1）工艺流程
传统活性污泥法的工艺流程是：
经过初次沉淀池去除粗大悬浮物的废水，在曝气池与污泥混合，呈推流方式从池首向池尾流动，活性污泥微生物在此过程中连续完成吸附和代谢过程。
曝气池混合液在二沉池去除活性污泥混合固体后，澄清液作为净化液出流。
沉淀的污泥一部分以回流的形式返回曝气池，再起到净化作用，一部分作为剩余污泥排出。
（2）曝气池及曝气设备
曝气池为推流式，有单廊道和多廊道形式，当廊道为单数时，污水进出口分别位于曝气池的两端；
当廊道数为双数时，则位于同侧。
曝气池的进水和进泥口均采用淹没式，由进水闸板控制，以免形成短流。
出水可采用溢流堰或出水孔，通过出水孔的流速要小些，以免破坏污泥絮状体。
廊道长一般在50～70m，最长可达100m，有效水深多为4～6m，宽深比1～2，长宽比一般为5～10。
鼓风曝气池中的曝气设备，通常安置在曝气池廊道的一侧。
（3）活性污泥法系统运行时的控制参数
主要控制参数包括：
曝气池内的溶解氧、回流污泥量和剩余污泥排放量。
①溶解氧的浓度；
②回流污泥量；
③剩余污泥排放量的确定
（4）传统活性污泥法的特点：
①优点：
工艺相对成熟、积累运行经验多、运行稳定；
有机物去除效率高，BOD5的去除率通常为90%～95%；
曝气池耐冲击负荷能力较低；
适用于处理进水水质比较稳定而处理程度要求高的大型城市污水处理厂；
②缺点：
需氧与供氧矛大，池首端供氧不足，池末端供氧大于需氧，造成浪费；
传统活性污泥法曝气池停留时间较长，曝气池容积大、占地面积大、基建费用高，电耗大；
脱氧除磷效率低，通常只有10%～30%。
2、SBR法（间歇式活性污泥法）
（1）工艺流程
SBR工艺由按一定时间顺序间歇操作运行的反应器组成。
SBR工艺的一个完整的操作过程，亦即每个间歇反应器在处理废水时的操作过程包括如下5个阶段：
①进水期；
②反应期；
③沉淀期；
④排水排泥期；
⑤闲置期。
SBR的运行工况以间歇操作为特征。
其中自进水、反应、沉淀、排水排泥至闲置期结束为一个运行周期。
在一个运行周期中，各个阶段的运行时间、反应器内混合液体积的变化及运行状态等都可以根据具体污水的性质、出水水质及运行功能要求等灵活掌握。
（2）SBR法特点：
1优点：
工艺流程简单，运转灵活，基建费用低；
处理效果好，出水可靠；
具有较好的脱氮除磷效果；
污泥沉降性能良好；
对水质水量变化的适应性能强。
2缺点：
反应器容积利用率低；
水头损失大；
不连续的出水，要求后续构筑物容积较大，有足够的接受能力；
峰值需氧量高；
设备利用率低。
两种工艺经过比较，本课题选择传统活性污泥法。
传统活性污泥工艺流程
六、污水处理构筑物设计计算
（一）格栅设计计算
1、泵前中格栅设计计算
中格栅用以截留水中的较大悬浮物或漂浮物，以减轻后续处理构筑物的负荷，用来去除那些可能堵塞水泵机组驻管道阀门的较粗大的悬浮物，并保证后续处理设施能正常运行的装置。
（1）水泵处理系统前格栅栅条间隙，应符合下列要求：
人工清除25-40mm机械清除16-25mm
最大间隙40mm
（2）过栅流速一般采用0.6-1.0m/s；
（3）过栅倾角一般用45°
-75°
，机械格栅倾角一般用60°
-70°
（4）格栅前渠道内的水流速度一般采用0.4-0.9m/s；
（5）栅渣量与地区的特点、格栅间隙的大小、污水量以及下水道系统的类型等因素有关。
在无当地运行资料时，可采用：
格栅间隙16-25mm适用于0.10-0.05m3栅渣/103m3污水
格栅间隙30-50mm适用于0.03-0.01m3栅渣/103m3污水
（6）通过格栅的水头损失一般采用0.08-0.15m。
2、格栅尺寸计算
设计参数确定:
设计流量Q=728.2/2=364.1L/s=0.3641m3/s（设计两组格栅）
栅前流速：
v1=0.7m/s过栅流速：
v2=0.9m/s
渣条宽度：
s=0.01m格栅间隙：
e=0.02m
栅前部分长度：
0.5m格栅倾角：
a=60°
单位栅渣量：
W1=0.05m3栅渣/103m3污水
（1）格栅前水深:
根据最优水力断面公式Q=B2v1／2计算得:
栅前槽宽B=
=
=1.04（m）
栅前水深h=B/2=1.04/2=0.52（m）
（2）栅条间隙数：
n=Q
/（ehv2）
=0.3641×
/（0.02×
0.52×
0.9）=36.2（取36）
（3）栅槽有效宽度：
B0=s（n-1）+en=0.01×
（36-1）+0.02×
36=1.07（m）
考虑0.2m隔墙：
栅槽总宽度B=2×
1.07+0.2=2.34（m）
（4）进水渠道渐宽部分长度l1：
进水渠宽B1=Q/v1h=0.7282/（0.7×
0.52）=2（m）
l1=B-B1/2tana1=2.34-2/2tan20=0.47（m）
（其中a1为进水渠展开角，一般取20°
）
（5）栅槽与出水渠道连接处的渐缩长度l2：
l2=l1/2=0.47/2=0.235（m）
（6）过栅水头损失:
h1=kh0
h0=§
v2sina/2g
式中h0-计算水头损失，m
g-重力加速度，m/s2
k-考虑污物堵塞，格栅阻力增大系数，一般取3；
§
-阻力系数，与栅条断面形状有关，§
=β（s/e）4/3,矩形断面时，β=2.42
h1=kh0=k§
=3×
2.42×
（0.01/0.02）4/3×
0.92×
sin60/（2×
9.81）=0.103（m）
（7）栅槽总高度:
H=h+h1+h2
式中h-栅前水深h1-过栅水头损失
h2-栅前渠道超高，取0.5m
H=0.52+0.103+0.5=1.123（m）
（8）栅槽总长度L：
L=l1+l2+1.0+0.5+H1/tana
式中H1-栅前槽高，H1=h+h2=0.52+0.5=1.02（m）
L=0.47+0.235+1.0+0.5+1.02/tan60=1.86（m）
（9）每日栅渣量，m3/d:
W=QW1×
86400/（K总×
1000）
式中W1-单位栅渣量，m3/103d污水，与栅条间距有关，取0.1-0.01，粗格栅用小值，
细格栅用大值，中格栅用中值，这里取0.05；
K总-生活污水流量总变化系数，见表3-5。
（平均日流量为728.2L/s，K总取1.32）
生活污水流量总变化系数（表3-5）
平均日流量（L/s）
4
6
10
15
25
40
70
120
200
400
750
1600
K总
2.3
2.2
2.1
2.0
1.89
1.80
1.69
1.59
1.51
1.40
1.30
1.20
W=0.7282×
0.05×
86400/（1.32×
1000）=2.38（m3/d）>
0.2m3/d，
所以宜采用机械清除。
（二）污水提升泵房设计计算
1、提升泵房设计说明
本设计采用传统活性污泥法工艺系统，污水处理系统简单，只考虑一次提升。
污水经提升后入平流沉砂池，然后自流通过初沉池、曝气池、二沉池，最后由出水管道排入河流。
（1）泵房进水角度不大于45°
。
（2）相邻两机组突出部分的间距，以及机组突出部分与墙壁的间距，应保证水泵轴或电动机转子在检修时能够拆卸，并不得小于0.8。
如电动机容量大于55KW时，则不得小于1.0m作为主要通道宽度不得小于1.2m。
（3）泵站采用矩形平面钢筋混凝土结构半地下式，尺寸为15m×
12m，高12m，地下埋深7m。
（4）水泵位自灌式。
2、水泵选择
本设计选用5台水泵，（1台备用），
设计流量：
Q=0.7282×
3600/4=655.38（m3/h）
扬程：
估算为10m。
根据流量和扬程，选用250QW700-11-37型潜水泵，其性能如下：
型号
流量（m3/h）
扬程
（m）
功率
（kw）
转速（r/m）
效率（％）
泵重（kg）
出口直径（mm）
250QW700-11-37
700
11
37
980
83.2
1150
250
集水池容积：
考虑不小于一台泵5min的流量,W=5Q/60=5×
655.38/60=55（m3）
取有效水深h=1.3m，则集水池面A=W/h=55/1.3=42（m2）
（三）泵后细格栅设计计算
1、细格栅设计说明
污水由进水泵房提升至细格栅沉砂池，细格栅用于进一步去除污水中较小的颗粒悬浮、漂浮物。
细格栅的设计和中格栅相似。
2、设计参数
已知参数：
Qmax=0.7282m3/s，K总,=1.32。
栅条净间隙为3-10mm，取e=10mm，格栅安装倾角为60°
，过栅流速一般为0.6-1.0m/s,取v=0.9m/s，设计断面为矩形，选用平面A型格栅，栅条宽度S=0.01m，其渐宽部分展开角度为20°
设计流量Qmax=0.7282m3/s=728.2L/s
v1=0.7m/s过栅流速：
s=0.01m格栅间隙：
e=0.01m
W1=0.10m3栅渣/103m3污水.。
（计算草图如图一）
3、设计计算
污水由两根污水总管引入厂区，故细格栅设计两组，每组的设计流量为Q=0.3641m3/s.
（1）栅前水深，
栅前槽宽B1=
（2）栅条间隙数：
/（ehv2）=0.3641
/（0.01×
0.9）=72.4（取n=72）
（3）栅槽有效宽度
（72-1）+0.01×
72=1.43（m）
（4）进水渠道渐宽部分长度l1
l1=（B-B1）/2tana1=（1.43-1.04）/2tana1=0.53（m）
l2=l1/2=0.53/2=0.27（m）
（6）过栅水头损失:
h1=kh0h0=§
h1=kh0=k§
（0.01/0.01）4/3×
9.81）=0.26（m）
（7）栅后槽总高度:
式中h-栅前水深，h1-过栅水头损失，h2-栅前渠道超高，取0.3m
H=h+h1+h2=0.52+0.3+0.26=1.08（m）
（8）栅槽总长度L：
L=l1+l2+1.0+0.5+（H1/tana）
式中H1-栅前槽高，
H1=h+h2=0.52+0.3=0.82（m）
L=0.53+0.27+1.0+0.5+0.82/tan60=2.8（m）
（9）每日栅渣量，m3/d:
W=QW1×
=0.7282×
0.10×
1000）=4.77（m3/d）>
0.2m3/d，所以宜采用机械清除。
（四）沉砂池设计计算
1、沉砂池的类型
沉砂池主要用于去除污水中粒径大于0.2m,密度2.65t/m3的砂粒，以保护管道、阀门等设施免受磨损和阻塞。
沉砂池有平流式、竖流式、曝气式和旋流式四种形式。
由于旋流式沉砂池占地小、能耗低、土建费用低的优点；
竖流式沉砂池污水由中心管进入池后自下而上流动，无机物颗粒借重力沉于池底，处理效果一般较差；
曝气式沉砂池则是在池的一侧通入空气，使污水沿池旋转前进，从而产生与主流方向垂直的横向恒速环流，沙粒之间产生摩擦作用，可使沙粒上悬浮性有机物得以有效分离，且不使细小悬浮物沉淀，便于沉砂和有机物的分别处理和处置。
平流式沉砂池具有构造简单、处理效果好的优点。
本设计采用平流式沉砂池。
平沉砂池的设计参数，按照去除砂粒粒径大于0.2mm、比重为2.65确定。
（1）设计流量。
当污水自流入池时，按最大设计流量计算；
当污水用泵抽升入池时，按工作水泵的最大组合流量计算。
（2）水平流速。
应基本保证无机颗粒沉淀去除，而有机物不能下沉。
最大流速为0.3m/s,最小流速为0.15m/s。
（3）停留时间。
最大设计流量时，污水在池停留时间一般不少于30s，一般为30-60s。
（4）有效水深。
设计有效水深不大于1.2m，一般采用0.25-1.0m，每格池宽不宜小于0.6m。
（5）沉砂量。
生活污水按0.01-0.02L（人d）计；
城市污水按1.5-3.0m3/（105m3污水）计，沉砂含水率约为60％，贮砂斗的容积容重1.5t/m3，，贮砂斗的容积按2d的沉砂量计，斗壁倾角为55°
-60°
（6）沉砂池超高不宜小于0.3m。
设计参数确定：
Qmax=728.2L/s，设计2组池子，每组分为2格，
每组设计流量Q=364.1L/s=0.3641（m3/s）
设计流速：
v=0.25m/s
有效水深：
水力停留时间：
t=40s
3、池体设计计算
（1）沉砂池水流部分长度：
L=vt
式中v--最大流速，m/s；
t--最大设计流量的停留时间，s。
L=0.3×
40=12（m）
（2）水流
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