污水处理厂课程设计书.docx
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污水处理厂课程设计书
广州大学市政技术学院
课程设计书
课程设计名称:
某城市污水处理厂设计
系部环境工程系
专业14环境
班级14环工
姓名邓敏艳
指导教师王昱
2016年5月30日
一、课程设计内容说明
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、进行各处理构筑物的总体布置和污水流程的高程设计；
5、设计说明书的编制。
二、设计原始数据资料
（一）城镇概况
该城市地处东南沿海，北回归线横贯市区中部，该市在经济发展的同时，城市基础设施的建设未能与经济协同发展，城市污水处理率仅为3.4％，大量的污水未经处理直接排入河流，使该城市的生态环境受到严重的破坏.为了把该城市建设成为经济繁荣、环境优美的现代化城市,筹建该市的污水处理厂已迫在眉睫。
该城镇计划建设污水处理厂一座，并已获上级计委批准。
目前，城镇面积约28Km2，根据城镇总体规划,城镇面积40Km2，其出水进入B江，B江属地面水Ⅲ类水体，要求排入的污水水质执行《污水综合排放标准》（GB18918-2002）中的一级标准中的B类标准,主要水质指标为：
COD≤60mg/L,BOD5≤20mg/L,SS≤20mg/L,TN＜20mg/L，NH3-N≤15mg/L,TP≤1.0mg/L。
（二）工程设计规模:
1、污水量：
根据该市总体规划和排水现状，污水量如下：
1.1生活污水量：
该市地处亚热带，由于气候和生活习惯，该市在国内一向属于排水量较高的地区.据统计和预测，该市生活污水水量为7万m3/d。
1。
2工业污水量：
市内工业企业的生活污水和生产污水总量 1 万m3/d。
1.3污水总量:
市政公共设施及未预见污水量以10%计，总污水量为生活污水量、工业污水量及市政公共设施与未预见水量的总和。
2、污水水质:
进水水质：
生活污水BOD5为250mg/l;SS为200mg/l。
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需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2000m，南北长1000m，平均地面坡度为0。
3‰—0。
5‰,地势东南高，西北低。
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
1m
2m
0.8m
1m
2m
（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：
四、课程设计
（一）、计算设计流量
已知：
1、生活污水水量为7万m3/d；
2、工业污水量总量1万m3/d.
3、污水总量：
市政公共设施及未预见污水量以10%计。
总污水量为生活污水量、工业污水量及市政公共设施与未预见水量的总和。
所以:
污水总量=（7+1）×（1+10％）=8.8万m3/d=1.02m3/s
（二）、计算设计格栅
已知数据:
流量Qmax=8。
8万m3/d=1。
02m3/s
设计采用中格栅，栅条间距e为20mm=0.02m；
栅条设计为矩形,长20mm，宽10mm
栅前水深设计为0。
5m
1、栅渣量
2、确定清渣方式
因为：
W=3。
39m3/d＞0。
2m3/d
所以：
采用机械清运的清渣方式
3、倾角
因为采用机械清渣所以设计倾角为60°
4、过栅流速
设计过栅流速值为0。
6—1.0m/s。
取值0.8m/s
5、栅条数
格栅间隙数：
栅条数：
n-1=119-1=118（条）
6、栅槽宽度
7、过栅损失
k取值3
水头损失：
过栅水头损失：
8、栅槽总高度
9、栅槽总长度
10、格栅选型
根据设计选型选择采用链条回转式多靶平面格栅除污机GH—800。
选用两台,一备一用。
（二）、沉砂池
采用平流式沉砂池（一座两格四斗）
设计最大流速v=0。
2m/s;最大流量停留时间t=50s
有效水深h2=1.0m；沉砂池超高h1=0.5m
1、沉砂池水流部分长度：
2、水流断面积：
3、池总宽度：
4、沉砂斗容积：
5、设计沉砂斗：
设计沉砂池的上底长1.5m，下底长0.5m.斗壁倾角为60°
计算出沉砂斗高度为：
6、沉砂池高度：
7、验算
通过验算可知设计合格.
（三）、曝气池
设计采用推流式曝气池（鼓风曝气池）,采用传统活性污泥法。
1、曝气池的计算与各个部位尺寸的确定
1。
1、BOD—污泥负荷率的确定
式中：
K2—--——-系数，对于城市污水其值介于0。
0168—0。
028，取值0。
0185
F---————MLVSS/MLSS。
对于城市污水f=0。
75
Le——-———有机物降解后的出水浓度,按标准设计取值20mg/L
—--—--有机物去除率。
1.2、确定混合液污泥浓度X
根据已经确定的Ns值，查阅图书《水处理工程技术》P191图（11-2）得到相应的SVI值为100~120，取值100。
对此r=1。
2,污泥回流比R设计为50％。
则：
1。
3、确定曝气池容积
式中:
Sa-——-——原污水中的BOD浓度,250mg/L
1.4、确定曝气池各部位的尺寸
设4组曝气池,每组容积为
池深取4。
5m,则每组曝气池的面积为:
池宽取6.3m，B/H=6.3÷4。
5=1.4介于1～2之间,符合规定.
池长：
符合规定.
设5廊道式曝气池,廊道长：
取超高0。
5m,则池总高度为：
4。
5+0.5=5m
2、曝气系统的计算与设计
本次设计采用鼓风曝气系统。
2.1平时需氧量的计算
查阅《水处理工程技术》P214（11—2表）知
对于生活污水a`=0.42~0.53；b`=0。
188~0。
1;取值a`=0。
5；b`=0。
15
Sr=Sa—Se=250-20=230mg/L。
进水有机物浓度与出水有机物浓度之差
Xv,即是MLVSS。
MLVSS=f×MLSS=0。
75×4000=3000mg/L
代入各值：
2.2最大时需氧量的计算
根据原始数据Kz=1。
3，代入各值：
2。
3每日去除BOD5值
2.4去除每kgBOD的需氧量
2.5最大时需氧量与平均时需氧量之比
3、供气量的计算
采用网状模型中微孔空气扩散器,敷设于距离池底0.2m处，淹没水深4。
3m.计算温度定为28℃。
查阅《水处理工程技术》附录2表，得：
水中溶解氧饱和度：
Cs（20）=9。
17mg/L:
Cs（28）=7.92mg/L
3。
1、空气扩散器出口处的绝对压力压强Pb：
3.2、空气离开曝气池面时，氧气的百分比:
EA——--—----空气扩散器的氧转移效率，
对网状模型中微孔扩散器，取值12%
3。
3、曝气池混合液中平均氧饱和度（按最不利温度条件，30℃计算）
3.4、换算为在20℃条件下,脱氧清水的充氧量，即：
查阅资料，取其值α=0.85;β=0.95；p=1;水温28℃
代入各值，得：
相应的最大时需氧量为：
3。
5、曝气池平均时供氧量：
3.6、曝气池最大供氧量:
3。
7、去除每kgBOD5的供气量：
3。
8、每m³污水的供氧量：
4．空气管系统计算
按下图所示的曝气池平面图，布置空气管道。
在相邻的两个廊道的隔墙上设一根干管,共10根干管。
在每根干管上设5对配气竖管,即10条配气竖管。
全曝气池共设100条配气竖管。
4.1。
1、每根竖管的供气量为:
4。
1.2、曝气池平面面积：
4。
1。
3、每个空气扩散器服务面积按0。
50㎡计，则所需空气扩散器的总数为：
4。
1.4、本设计采用8400个空气扩散器，则每个竖管上安设的空气扩散器的数目为:
4.1.5、每个空气扩散器的配气量为：
4.2、空气管的选择布置
将已布置的空气管路及布设的空气扩散器绘制成空气管路计算图：
如图所示用以进行计算:
根据空气管路计算图,空气干管和支管以及配气竖管的管径，根据通过的空气量和相应的流速按《水处理技术》附录3加以计算并确定。
计算结果列入表格第6项。
空气管路的局部阻力损失，根据配件的类型按《水处理技术》式（11—34）折算成当量长度l0，并计算出管道的计算长度l+l0,（l是管段长度）计算结果列入计算表中第8,9项。
空气管道的沿程阻力损失，根据空气管的管径、空气量、计算温度和曝气池水深2，查附录3得.结果列入计算表第10项。
9项和10项相乘，得压力损失h1+h2，结果列入表第11项。
管段编号
管段长度L（m）
空气流量
空气流速v（m/s）
管径D（mm）
配件
管段当量长度L0（m）
管段计量长度L0+L1（m）
压力水头
（m³/h）
（m³/min）
9.8（Pa/m）
9。
8（Pa）
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
22-21
0.5
4。
76
0.079
38
弯头一个
0.55
1,05
0.14
0.15
21—20
0。
5
9。
52
0。
159
38
三通一个
1.46
1。
96
0。
24
0。
47
20-19
0。
5
14。
28
0.238
38
三通一个
1。
46
1。
96
0.40
0。
78
19-18
0。
5
19。
04
0.317
38
三通一个
1.46
1.96
0。
85
1.67
18-17
0.5
23.8
0.397
38
三通一个
1.46
1.96
1。
42
2.78
17—16
0。
25
28.56
0.476
38
三通一个异形管一个
1。
57
1.82
1.60
2．91
16—15
0.6
57.12
0.952
4。
5
68
三通一个异形管一个
3。
15
3。
75
0。
47
1.76
15-14
0.9
114.24
1.904
5
90
四通一个异形管一个
5.25
5.58
0.38
2。
22
14-13
0.9
171.36
2。
856
5
120
四通一个异形管一个
7.41
8。
31
0.40
3.32
13—12
8。
3
399.84
6。
663
6.5
150
闸阀1个、3个弯头、三通1个
17.54
25.84
0．42
10.85
12-11
6.5
799。
68
13.28
8
200
四通一个异形管一个
13。
68
20.18
0。
60
12。
11
11—10
6。
5
1599.36
26。
656
9.5
250
四通一个异形管一个
17.88
24。
38
0.50
12.19
10—9
6。
5
2399。
04
39.98
9.5
300
四通一个异形管一个
22。
25
28。
75
0。
49
14。
09
9-8
6.5
3198.72
53。
312
9.5
350
四通一个异形管一个
26．77
33。
27
0。
32
10.65
8—7
9。
8
3998.4
66。
64
13
350
四通1个弯头2个
40.94
53.54
0。
52
27。
84
7—6
12。
6
3998。
4
66。
64
11
800
三通1个弯头1个
60.72
73。
32
0。
12
8.29
6-5
12。
5
7996。
8
133.28
11
800
三通1个异形管1个
56．47
69。
07
0.12
8。
29
5—4
12.6
11995。
2
199.92
12
800
三通1个
56。
47
69.07
0。
12
8。
29
4-3
12.6
15993。
6
266。
56
12
800
三通1个
56。
47
69.07
0。
12
8。
29
3—2
12.6
19988.4
333。
14
12
800
三通1个
56。
47
69。
07
0。
12
8。
29
2—1
12。
6
39984
666。
28
14
1000
三通一个异形管一个
79.37
91。
97
0。
21
19.31
将表中的第11项各值累加，得空气管道系统的总压力损失为:
网状膜空气扩散器的压力损失为5。
88kPa，则总压力损失为：
为安全计，设计取值9.8kPa
4.3、空压机的选定
空气扩散装置安装在距曝气池池底0。
2m处，因此，空压机所需压力为:
空压机供气量:
最大时：
40023m³/h=667.05m³/min
平均时:
34346.67m³/h=572.45m³/min
根据所需压力以及空气量，决定采用
（四）、二沉池设计
设计采用设有行车式刮泥机的平流式沉淀池.
设计主要参数取值：
水力表面负荷:
q=1。
5m³/（㎡·h）
沉淀时间：
t=2h
水平流速：
v=4m/s
配水槽到挡流板的距离：
0。
5m
流出槽到挡流板的距离：
0.3m
4。
1、二沉池池体计算
4.1.1、二沉池的表面积：
4.1.2、二沉池的有效水深:
4.1.3、二沉池的有效容积：
4。
1.4、二沉池长度：
4。
1.6、沉淀池总宽:
4。
1.7、沉淀池座数和分格数：
设计分为两座沉淀池,再分为9格，则每格宽度为：
验算：
长宽比:
长深比：
验算结论：
沉淀池尺寸设计合理。
4.2、二次沉淀池污泥区的设计
设计污泥斗下底为0。
5m，倾角为60°
设计草图：
4.2。
1、污泥量：
则二沉池每座每格的污泥量为：
4。
2.2、污泥斗的容积V1
4。
2.3、污泥斗以上梯形部分的污泥容积V2
梯形上底:
梯形下底:
验算：
污泥斗的设计符合要求。
4.3、二沉池总高度：
h1-——-超高，取值0.3m.
h3----缓冲高度，0.3m。
五、污水处理厂平面布置图
污水处理厂的平面布置图详见图纸。
六、污水处理厂的高程布置
6。
1、水力损失的计算
6.1。
1、构筑物水力损失表：
构筑物名称
水力损失（m）
格栅
0。
2
沉砂池
0。
2
曝气池
0。
5
平流式沉淀池
0。
4
6。
1.2、污水管道水力计算表:
构筑物管渠名称
流量
管渠设计参数
水头损失
D（mm）
I（%o）
V（m/s）
L（m）
沿程
局部
总计
出水干管
3672
900
3。
15
1.60
200
0.63
0。
14
0。
77
二沉池出水管渠
1836
600
6.2
1.75
60.45
0.385
0。
829
1。
214
二沉池进水管渠
1836
600
6。
2
1。
75
60.45
0。
385
0.811
1.196
曝气池出水管渠
3672
900
3。
15
1。
60
20
0.063
1。
099
1。
180
925。
2
500
4。
11
1。
26
40
0。
164
0.018
曝气池进水管渠
3672
900
3.15
1。
60
100
0.315
0。
14
0.329
6。
2、构筑物水面标高计算表:
管渠和构筑物名称
上游水面标高（m）
下游水面标高（m）
构筑物水面标高（m）
地面标高（m）
出水干管
136.650
135。
880
136.510
137
二沉池出水渠
137.864
136.650
137。
050
137
二沉池
139。
460
137.864
138。
760
137
曝气池出水管渠
140.640
139.460
140.577
137
曝气池
141.469
140.640
140。
969
137
沉砂池
141。
669
141.469
141。
669
137
格栅
141。
869
141。
669
141.869
137
6。
3、污水处理厂的高程布置
根据构筑物水面标高计算表推算绘制出污水处理厂的高程图。
七、参考文献资料
1。
李亚峰、尹士君主编《给水排水工程专业毕业设计指南》化学工业出版社
2．《中小城市污水处理投资决策与工艺技术》化学工业出版社
3。
《水处理工程技术》吕宏德中国建筑工业出版社
4．《给水排水设计手册》第五、十一册,中国建筑工业出版社1986
5．《给水排水工程快速设计手册》第二册，中国建筑工业出版社1996
6.《排水工程》下册中国建筑工业出版社1987
7．《排水工程》上册中国建筑工业出版社1987
8、新型城市污水处理构筑物图集游映玖中国建筑工业出版社2007
八、总结
对污水处理厂设计掌握的不是很透彻，可能会出现一小部分的不合理现象。
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