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强烈推荐水污染控制工程毕业论文
河南城建学院
《水污染控制工程》课程设计
姓名
班级
学号
课程名称
指导教师
市政与环境工程学院
前言
我国污水处理产业发展进步较晚，建国以来到改革开放前，我国污水处理的需求主要是以工业和国防尖端使用为主。
改革开放后，国民经济的快速发展，人民生活水平的显著提高，拉动了污水处理的需求。
进入二十世纪九十年代后，我国污水处理产业进入快速发展期，污水处理需求的增速远高于全球水平。
伴随着污水处理市场的快速发展，我国污水处理产量也结束了长期徘徊的局面，实现了高速增长。
污水处理厂是从污染源排出的污（废）水，因含污染物总量或浓度较高，达不到排放标准要求或不适应环境容量要求，从而降低水环境质量和功能目标时，必需经过人工强化处理的场所。
一般分为城市集中污水处理厂和各污染源分散污水处理厂，处理后排入水体或城市管道。
处理厂的处理工艺流程是有各种常用或特殊的水处理方法优化组合而成的，包括各种物理法、化学法和生物法，要求技术先进，经济合理，费用最省。
设计时必须贯彻当前国家的各项建设方针和政策。
因此，从处理深度上，污水处理厂可能是一级、二级、三级或深度处理。
污水处理厂设计包括各种不同处理的构筑物，附属建筑物，管道的平面和高程设计并进行道路、绿化、管道综合、厂区给排水、污泥处置及处理系统管理自动化等设计，以保证污水处理厂达到处理效果稳定，满足设计要求，运行管理方便，技术先进，投资运行费用省等各种要求。
目录
第一章设计说明书2
第一节设计目的和内容3
第二节基本资料2
第三节污水处理工艺流程及主要设备说明7
第四节污水厂平面及高程布置12
第二章设计计算书14
第一节格栅间和泵房14
第二节沉砂池17
第三节初沉池19
第四节曝气池23
第五节二沉池26
第六节接触消毒间28
第七节污泥的处理31
第八节高程计算36
第三章设计总结40
第四章参考资料41
附：
污水处理厂平面布置图
污水处理厂高程布置图
第一章设计说明书
第一节设计目的和任务
1目的：
污水处理课程设计的目的在于加深理解所学专业知识，培养运用所学专业知识的能力，在设计、计算、绘图方面得到锻炼。
2任务：
针对一座二级处理的城市污水处理厂，要求对主要污水处理构筑物的工艺尺寸进行设计计算，确定活水厂的平面布置和高程布置。
最后完成设计计算说明书和设计图。
设计深度一般为初步设计的深度。
第二节设计依据
规范标准
（1）污水处理厂设计任务书；
（4）《建筑制图标准汇编》，中国建筑工业出版社，1996；
2010；
2002；
（7）给水排水工程标准图集。
第三节基本资料
1污水处理设施设计一般规定
①该市排水系统为合流制，污水流量总变化系统数取1.2，截流雨季污水经初沉可直接排入水体。
②处理构筑物流量：
曝气池之前，各种构筑物按最大日最大时流量设计；曝气池之后（包括层气池），构筑物按平均日平均时流量设计。
③处理设备设计流量：
各种设备选型计算时，按最大口最大时流量设计。
④管渠设计流量；按最大日、最大时流量设计。
⑤各处理构筑物不应小于2组（个或格），且按并开设计。
2格栅
①型式：
平面型，倾斜安装机械格栅。
②城市排水系统为暗管系统，且有中途泵站，仅在泵前格栅间设计中格栅。
③格栅过栅流速不宜小于0.6ms，不宜大于1.5ms。
④栅前水深应与入厂污水管规格相适应。
⑤格栅尺寸B、H参见设备说明书，宜选中间值。
3沉砂池
①型式：
平流式。
②水力停留时间宜选50s。
③沉砂量可选0.05～0.1Lm3，贮砂时间为2d，宜重力排砂。
④贮砂斗不宜太深，应与排砂方法要求、总体高程布置相适应。
4初沉池
①型式：
平流式。
②除原污水外，还有浓缩池、消化池及脱水机房上清液进入。
③表面负荷可选2.0～3.0m3（m2·）为
=
Qmax—最大设计流量，m3s；α—格栅倾角，度（°）；
=2格，每格宽取b=1.2m>0.6m，
池总宽B=2b=2.4m
（4）有效水深：
=Q平均日A=0.24171.16=0.21>0.15ms，符合要求
（11）草图如下：
第三节初沉池
3.1采用中心进水辐流式沉淀池：
图四沉淀池简图
3.2设计参数：
沉淀池个数n=2；水力表面负荷q’=2m3（m2h）；出水堰负荷1.7Ls·m（146.88m3m·d）；沉淀时间T=2h；
污泥斗下半径r2=1m，上半径r1=2m；剩余污泥含水率P1=99.2%
3.2.1设计计算：
3.2.1.1池表面积
3.2.1.2单池面积（取220）
3.2.1.3池直径
（取530m）
3.2.1.4沉淀部分有效水深（
设计投氯量为：
ρ＝4.0mgL
平均水深：
，二用一备。
（2）占地面积；10m×8m。
（3）二沉池活性污泥由吸泥管吸入，由池中心落泥管及排泥管排入池外套筒阀井中，然后由管道输送至回流泵房，其他污泥由刮泥板刮入污泥井中，再由排泥管排入剩余污泥泵房集泥井中。
2剩余污泥泵
（1）设计说明
剩余污泥泵房主要用于提高二沉池内的剩余污泥至贮泥池脱水，设计扬程即为剩余污泥集泥池与贮泥池的液位差及污泥管道内水损。
（2）选泵
选择芬兰沙林SS型低扬程污泥回流泵，选用型号为SS0210，功率2.0kW，转速570rmin，一用一备。
（3）二沉池产生的剩余活性污泥及其它处理构筑物排出污泥由地下管道自流入集泥井，剩余污泥泵（地下式）将其提升至污泥浓缩池中。
处理厂设一座剩余污泥泵房（两座二沉池共用）。
污水处理系统每日排出污泥干重为8667kgd,即为按含水率为99％计的污泥流量Qw＝8667m3d×0.99≈357.5m3d≈14.9m3×3m，集泥井占地面积。
3浓缩池
（1）设计参数：
a）连续流重力浓缩池可采用沉淀池形式，一般为竖流式或辐流式；
b）浓缩停留时间一般采用10—18h进行核算，不宜过长，防止污泥艳阳腐化；剩余活性污泥含水率一般为99.2%—99.6%；
c）污泥固体负荷采用30—60kgm2d，浓缩后污泥含水率可达97%左右；
d）浓缩池的有效水深一般采用4m不小于3m；
e）浓缩池的上清夜应重新回流到初沉池前进行处理；
f）池子直径与有效水深之比不大于3，池子直径不宜大于8m，一般为4—7m；
g）浮渣挡板高出水面0.1—0.15m，淹没深度为0.3-0.4；
h）浓缩后污泥含水率按97%；
i）浓缩前污泥含水率为99.2%。
（2）浓缩池的尺寸设计
采用两座幅流式圆形重力连续式污泥浓缩池，用带栅条的刮泥机刮泥，采用静压排泥，剩余污泥泵房将污泥送至浓缩池。
污泥浓缩池图
图7-1污泥浓缩池剖面图
图7-2污泥浓缩池平面图
4污泥消化
通常指废水处理中所产生污泥的厌氧生物处理。
即污泥中的有机物在无氧条件下，被细菌降解为以甲烷为主的污泥气和稳定的污泥（称消化污泥）。
但也有采用需氧生物处理以降解和稳定污泥中的有机物的，称需氧消化，常用于处理剩余活性污泥，曝气时间随温度而异，20°C时约需10天，10°C时约需15天，需氧消化的余泥不易浓缩。
在隔绝氧气的情况下，污泥中的有机物先是被腐生细菌代谢，转化为有机酸，然后厌氧的甲烷细菌降解有机酸为甲烷和二氧化碳。
过程进展的快慢决定于这两类细菌的协调情况。
甲烷细菌的生长条件极为严格。
腐生细菌产生的有机酸必须及时降解，如有积累，一旦pH值低于6.5左右,甲烷细菌的生长即受限制，平衡破坏，消化时间大大延长。
正规的消化池大多采用圆柱形密闭池，锥底、拱顶。
少数也有采用多边形的池子。
圆形消化池直径一般在6～35米，直墙高度约为直径之半,池顶可为固定盖或浮盖。
池身大多用钢筋混凝土结构，小型池也可用钢结构。
浮盖一般为钢制，可随池内液位高低而升降,以免池内空间出现真空。
（见彩图）
5污泥脱水机房
污泥脱水设备有板框压滤脱水机、带式压滤脱水机和离心脱水机。
本设计采用带式压滤脱水机。
带式压滤机的基本原理是通过设置一系列压辊及滚筒，将上下层滤带张紧，滤带间的污泥不断受挤压剪切后，加速泥水的分离。
污泥脱水机房一般包括脱水间、泥库、配电控制室等几个功能区。
脱水间的布置主要取决于污泥脱水设备的选择。
脱水设备需根据污水处理工艺的要求、污泥脱水性质和当地的经济、技术条件进行选择。
由于脱水后污泥的出路和运输易受条件限制，造成不能及时外运，因此考虑在污水处理厂内设暂时存放场所，通常靠着脱水间设泥库。
泥库一般有两种形式，一种是就地堆放泥饼，再用装载车装到污泥运输车上；另一种是设污泥料仓，泥饼输送至料仓，再由料仓自动卸料至污泥运输车上。
污泥脱水是污水处理厂污泥处理减量化的重要环节，以便于污泥外运和最终处置.
（1）设计参数
进泥含水率99.5%
设计出泥含水率75%
（2）设计计算
脱水机房每天处理剩余污泥量为3.14×10-4（m3s），选用两台脱水机，一用一备，设备型号为DYQ型带式压榨过滤机，具体型号参数见下表：
表1-4脱水机房脱水机参数
型号
滤网
电动机
控制器型号
最大冲洗耗水m³d
冲洗水压（MPa）
有效宽（mm）
速度（mmin）
型号
功率（kw）
DYQ-500A
500
0.4～5
JJTY21-4
1.1
LP90-2-1.5
4
≥0.4
气动部分流量（m³h）
处理能力（kgh·m2）
泥饼含水率%
外型尺寸
L×B×H（mm）
重量（kg）
生产厂家
0.5～1
0.2～0.8
65～75
3000×1250×1650
3000
唐山清源环保机械
（3）脱水机房尺寸计算
脱水机房包括脱水机组、高分子絮凝剂投加泵等。
脱水机房尺寸为：
15×8m。
6贮泥池
（1）设计参数
贮泥池储存脱水机房的岀泥，设计1座圆形贮泥池，污泥停留时间为T=2h，污泥由此输送至外场。
按远期设计.
（2）设计计算结果
1）贮泥池容积
V=25.52m³取30m³
2）贮泥池尺寸计算，池深取h1=3.5m，设计超高h’=0.3m，
则贮泥池直径D=4.37m取5m
校核贮泥池有效容积：
V=39.25m³
池高：
H=3.9m
7污泥外运
污泥输送系统由接料仓、螺旋进料机、插板阀、污泥泵、管道组成。
整个系统液压部分采用泵、阀。
螺旋进料机与料仓之间用插板阀连接，便于检修。
推送机采用S摆管的设计。
含水85%左右的泥饼由卡车卸入料仓，经螺旋进料机喂入液压推送机，推送机将污泥由管道输送，整个过程无异味，做到不污染环境的同时可实现长距离、大扬程输送。
管道可根据建筑结构灵活设置，输送量精确，配备通讯接口实现远程控制。
还可选用皮带、斗提等传统输送方式。
第八节高程计算
一、水头损失计算
计算厂区内污水在处理流程中的水头损失，选最长的流程计算，结果见下页表：
污水厂水头损失计算表
名称
设计
流量
（Ls）
管径
（mm）
I
（‰）
V
（ms）
管长
（m）
IL
（m）
Σξ
Σξ（m）
Σh
（m）
出厂管
243.05
600
1.48
0.35
95
1.406
1.00
0.006
1.412
接触池
0.3
出水控制井
0.2
出水控制井至二沉池
243.05
400
3.08
0.52
100
0.308
6.18
0.085
0.393
二沉池
0.5
二沉池至流量计井
243.05
400
3.08
0.83
10
0.031
3.84
0.13
0.161
流量计井
0.2
三段法脱氮室
0.4
三段法脱氮室至推流曝气池
243.05
400
3.08
0.83
12
0.037
4.22
0.15
0.187
曝气池
0.3
曝气池至配水井
243.05
450
2.82
0.9
15
0.042
5.00
0.21
0.252
配水井
0.2
配水井至沉砂池
243.05
600
2.41
0.9
60
0.145
7.26
0.30
0.445
沉砂池
0.33
细格栅
0.26
提升泵房
2.0
Σ＝7.54
中格栅
0.076
进水井
0.1
Σ
Σ＝7.716
二、高程确定
1.根据式设计资料，河床水位控制在-5m。
2.各处理构筑物的高程确定
二沉地出水井出水水面相对原地面标高为一0．30m,根据各处理构筑物的之间的水头损失，推求其它构筑物的设计水面标高。
经过计算各污水处理构筑物的设计水面标高见下表。
再根据各处理构筑物的水面标高、结构稳定的原理推求各构筑物地面标高及池底标高。
具体结果见污水、污泥处理流程图。
各污水处理构筑物的设计水面标高及池底标高
构筑物名称
水面标高（m）
池底标高（m）
构筑物名称
水面标高（m）
池底标高（m）
进水管
-3.93
-4.41
沉砂池
3.26
2.10
中格栅
-4.00
-4.70
曝气池
2.02
-1.98
泵房吸水井
-5.23
-7.00
三段法脱氮室
1.5
-2.00
细格栅前
3.65
3.18
二沉池
0.6
-4.53
细格栅后
3.39
2.92
接触池
-0.67
-2.97
第三章设计总结
在本次设计中，通过在图书馆及网上大量的资料搜集寻找，以及和老师、同学间的及时有效的交流，不仅主要构筑物，还有附属构筑物以及设备选型等都进行了全面且详尽的设计计算，而且，在设计过程中，每一个公式，每一个数据的选择，都是经过大量的资料参考以及反复的设计计算得来的，在最大程度上符合设计要求。
由于资料的搜集过于盲目，还是走了很多的弯路，以至于后来的构筑物设计有些仓促，可能会出现些瑕疵。
另外，在构筑物设计时个别有疑问的地方，由于时间及资料有限，就会这样放过去，而没有认真考虑其实在的意义，比如，曝气沉砂池设计中，曝气管的穿孔管的管径选择，泵的扬程的计算，二沉池中进水竖井管径选取。
当然，由于本次设计没有考虑具体实际情况，如流量的变化，也使设计过于理想化，这是以后设计应该考虑的问题。
本次设计严格按照高程设计的一般原则进行，经过提升泵房的提升后，污水可以实现依靠重力流动的目标，设计过程中有预留的水头并且综合考虑了污泥和污水流程的配合，尽量减少了流程中不必要的能量损失。
但由于污水处理厂中不确定的因素有很多，本次设计过程中没有考虑雨天流量和事故时流量的增加，在以后的设计过程中应该对当地的最大降雨量进行调查并考虑各种不确定因素的发生，预留足够的流量，以避免涌水事故的发生。
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