《污水处理厂》课程设计

《污水处理厂》课程设计前言：在我国经济高速发展的今天，污水处理事业取得了较大的发展，已有一批城市兴建了污水处理厂，一大批工业企业建设了工业废水处理厂（站），更多的城市和工业企业在规划、筹划和设计污水处理厂。水污染防治、保护水环境，造福子孙后代的思想已深入人心。近几十年来，污水处理技术无论在理论研究方面还是在应用发面，都取得了一定的进步，新工艺、新技术大量涌现，氧化沟系统和高效低耗的污水处理技术，如各种类型的稳定塘、土体处理系统、湿地系统都取得了长足的进步和应用。这些新工艺、新技术已成为水污染防治领域的热门研究课。在国家科委、建设部、国家环境保护局的组织和领导下，广泛、深入地开展了这些课题的科学研究工作，取得了一批令人瞩目的研究成果。不应回避，我国面临水资源短缺的严重事实，北方一些城市人民生活水平的提高和工农业生产的发展已受到水资源不足的制约。城市污水和工业废水回用，以城市污水作为第二水源的趋势，不久将成为必然。这就是我国污水事业面临的现实。作为给水排水工程专业的学生，就更应该深刻地了解这种形势，掌握并发展污水处理的新工艺、新技术，成为跨世纪的工程技术人才，将我国的污水处理事业提升到一个新的高度。本次设计的题目是污水处理厂设计。目的是让学生了解排水工程的设计内容与方法，其中包括了城市排水管网的规划与设计和污水处理厂的建设以及工艺流程的选用，收获甚多，为日后的学习与工作积累了宝贵的经验。设计成果包括设计说明书与工艺平面图、高程图。在此，还要对老师的悉心指导表示感谢。目录TOC\o"1-3"\h\z\uHYPERLINK\l"_Toc1"第一篇设计任务及原始资料4HYPERLINK\l"_Toc2"第一章设计任务4HYPERLINK\l"_Toc3"第二章设计原始资料6HYPERLINK\l"_Toc4"第二篇设计说明7HYPERLINK\l"_Toc5"第一章城市污水处理厂设计7HYPERLINK\l"_Toc6"第一节污水厂选址7HYPERLINK\l"_Toc7"第二节工艺流程8HYPERLINK\l"_Toc8"第二章处理构筑物工艺设计10HYPERLINK\l"_Toc9"第一节设计流量的确定10HYPERLINK\l"_Toc0"第二节泵前中格栅设计计算11HYPERLINK\l"_Toc1"第三节污水提升泵房设计计算13HYPERLINK\l"_Toc2"第四节泵后细格栅设计计算14HYPERLINK\l"_Toc3"第五节沉砂池设计计算16HYPERLINK\l"_Toc4"第六节辐流式初沉池设计计算19HYPERLINK\l"_Toc5"第七节传统活性污泥法鼓风曝气池设计计算21HYPERLINK\l"_Toc6"第八节向心辐流式二沉池设计计算25HYPERLINK\l"_Toc7"第九节计量槽设计计算2HYPERLINK\l"_Toc8"第三章泥处理构筑物设计与计算3HYPERLINK\l"_Toc9"第一节污泥量计算3HYPERLINK\l"_Toc0"第二节污泥泵房设计计算3HYPERLINK\l"_Toc1"第三节污泥重力浓缩池设计计算4HYPERLINK\l"_Toc2"第四节贮泥池设计计算5HYPERLINK\l"_Toc3"第五节污泥厌氧消化池设计计算6HYPERLINK\l"_Toc4"第六节机械脱水间设计计算8HYPERLINK\l"_Toc5"第四章污水处理厂的平面布置8HYPERLINK\l"_Toc6"第五章污水厂的高程布置9HYPERLINK\l"_Toc7"第一节控制点高程的确定9HYPERLINK\l"_Toc8"第二节各处理构筑物及连接管渠的水头损失计算9HYPERLINK\l"_Toc9"第三节污水系统高程计算10HYPERLINK\l"_Toc0"第四节污泥系统高程计算11HYPERLINK\l"_Toc1"设计体会13HYPERLINK\l"_Toc2"参考文献14第一篇设计任务及原始资料第一章设计任务一.设计题目：污水处理工艺设计二.设计任务与内容：1.污水处理工艺选择及各工艺单元的设计，包括工艺流程的确定,各单体构筑物的工艺设计。2.污泥处理方法选择及污泥处理构筑物的工艺设计计算。包括工艺流程的确定，单体构筑物的工艺设计；3．污水泵站的工艺设计。可以是终点泵站，也可以是中途提升泵站。包括选泵、泵站工艺设计计算和泵站工艺图的绘制；4.污水处理厂的平面布置。包括污水处理厂处理构筑物和辅助建筑物的平面布置图及工艺平面图绘制；5．污水处理厂竖向布置及高程计算。三.基本要求1.污水处理厂设计要求（1）根据水体自净能力以及要求的处理水质并结合当地的具体条件，如水资源情况、水体污染情况等来确定污水处理程度与处理工艺流程。无特殊要求时，污水级处理后其水质应达到国家污水综合排放一级标准，即SS≤20mg/l，OD5≤20mg/l。（2）污水泵站工艺要求要确定水泵机组的台数、水泵型号、泵站的结构形式以及集水池的容积，并应进行泵站水泵机组管道水力计算和电器设备等布置的设计，泵站的建筑与结构设计可参照标准图大致来确定。（3）根据原始资料、当地具体情况以及污水性质与成分，选择适合的污泥处理工艺方法，进行各单位构筑物的设计计算。（4）污水处理厂平面布置要紧凑合理，节省占地面积，同时应保证运行管理方便。（5）在确定污水处理工艺流程时，同时选择适宜的各处理单体构筑物的类型。对所有构筑物都进行设计计算，包括确定各有关设计参数、负荷、尺寸与所需的材料与规格等。（6）对需要绘制工艺施工图的构筑物还要进行更详细的施工图所必须的设计与计算，包括各部位构件的形式、构成与具体尺寸等。（7）对污水与污泥处理系统要作出较准确的水力计算与高程计算。2.图纸的具体要求（1）污水处理厂总平面布置图，2号1张。（2）污水处理厂高程布置图，2号1张。3.设计计算说明书的具体要求毕业设计计算说明书要结构严谨、层次分明、语言流畅、书写工整、简图合理、计算正确，符合学科、专业的有关要求。第二章设计原始资料1.地形与城市规划资料（1）厂区地形平坦，地面标高，污水厂处理水排入附近水体，该河流靠近污水处理厂处河面的最高水位为m。城市排水系统采用分流制排水系统，城市污水主干管由西北方向流入污水处理厂厂区，主干管进厂处的管道水面标高为m。（2）城市各区人口密度与居住区生活污水量标准：城市各区人口密度和污水量标准区域服务人口（万人）污水量标准（升/人.日）I区20120II区20105III区10135（3）工业企业与公共建筑的排水量和水质资料：工业企业与公共建筑的排水量和水质资料企业或公共建筑名称日排水量m3/d最大排水量m3/hSSMg/lBOD5Mg/l甲厂3100180520510乙厂1800105600430丙厂1310737007202．气象资料（1）气温资料：年平均20摄氏度，夏季平均30摄氏度，冬季平均12摄氏度。（2）常年主导风向：非采暖季节主导风向西北风；（3）冰冻期15日；（4）年平均降雨量200mm3.地质资料:城市地质资料土壤性质冰冻深度（m）地下水位（m）污水处理厂处粉质粘土—第二篇设计说明第一章城市污水处理厂设计第一节污水厂选址未经处理的城市污水任意排放，不仅会对水体产生严重污染，而且直接影响城市发展发展和生态环境，危及国计民生。所以，在污水排入水体前，必须对城市污水进行处理。而且工业废水排入城市批水管网时，必须符合一定的排放标准。最后流入管网的城市污水统一送至污水处理厂处理后排入水体。在设计污水处理厂时，选择厂址是一个重要环节。厂址对周围环境、基建投资及运行管理都有很大影响。选择厂址应遵循如下原则：1.为保证环境卫生的要求，厂址应与规划居住区或公共建筑群保持一定的卫生防护距离，一般不小于300米。2.厂址应设在城市集中供水水源的下游不小于500米的地方。3.厂址应尽可能设在城市和工厂夏季主导风向的下方。4.要充分利用地形，把厂址设在地形有适当坡度的城市下游地区，以满足污水处理构筑物之间水头损失的要求，使污水和污泥有自流的可能，以节约动力。5.厂址如果靠近水体，应考虑汛期不受洪水的威胁。6.厂址应设在地质条件较好、地下水位较低的地区。7.厂址的选择要考虑远期发展的可能性，有扩建的余地。第二节工艺流程1.污水处理工艺流程处理厂的工艺流程是指在到达所要求的处理程度的前提下，污水处理个单元的有机结合，构筑物的选型则是指处理构筑物形式的选择，两者是互有联系，互为影响的。水体有一定的自净能力，可根据水体自净能力来确定污水处理程度。设计中既要充分利用水体的自净能力，又要防止水体遭到污染，破坏水体的正常使用价值，采用何种处理流程还要根据污水的水质和水量，回收其中有用物质的可能性和经济性，排放水体的具体，并通过调查研究和经济比较后决定，必要时还应当进行科学论证。城市生活污水一般以BOD物质为其主要去除对象，因此，处理流程的核心是二级生物处理法——活性污泥法为主。生活污水和工业废水中的污染物质是多种多样的，不能预期只用一种方法就能把所有的污染物质去除干净，一种污水往往需要通过由几种方法组成的处理系统，才能达到处理要求的程度。按处理程度分，污水处理可分为一级、二级和三级。一级处理的内容是去除污水中呈悬浮状态的固体污染物质，经过一级处理后，污水中的BOD只去除30%左右，仍不能排放，还必须进行二级处理。二级处理的主要任务是大量去除污水中呈胶体和溶解性的有机污染物质（BOD），去除率可达97%以上，去除后的BOD含量可降低到20-30mg/l.一般，经过二级处理后，污水已具备排放水体的标准了。一级和二级处理法是城市污水经常采用的，属于常规处理方法。当对处理过的污水有特殊的要求时，才继续进行三级处理。具体的流程为：污水进入水厂，经过格栅至集水间，由水泵提升到平流沉砂池经，经初沉池沉淀后，大约可去初SS45%,BOD25%.污水进入曝气池中曝气，可从一点进水，采用传统活性污泥法，也可采用多点进水的阶段曝气法。在二次沉淀池中，活性污泥沉淀后，回流至污泥泵房。二沉池出水经加氯处理后，排入水体。2.污泥处理工艺流程污泥是污水处理的副产品，也是必然的产物，如从沉淀池排出的沉淀污泥，从生物处理排出的剩余活性污泥等。这些污泥如果不加以妥善处理，就会造成二次污染。污泥处理的方法是厌氧消化，在厌氧消化过程中产生大量的消化气（即沼气）是宝贵的能源，消化后的污泥含水率仍然很高，不宜长途输送和使用，因此，还需要进行脱水和干化等处理。具体过程为：二沉池的剩余污泥由螺旋泵提升至浓缩池，浓缩后的污泥进入贮泥池，再由泥控室投泥泵提升入消化池，进行中温二级消化。一级消化池的循环污泥进行套管加热，并用搅拌。二级消化池不加热，利用余热进行消化，消化后污泥送至脱水机房脱水，压成泥饼，泥饼运至厂外，可用做农业肥料。消化池产生沼气，一部分用于一级消化池的沼气搅拌，一部分用于沼气发电。本设计采用的工艺流程如下图所示。第二章处理构筑物工艺设计第一节设计流量的确定1.平均日流量平均日流量为2.最大日流量污水日变化系数取，而，则有：最大日流量3.最大日最大时流量（设计最大流量）时变化系数取，而，则有：最大日最大时流量第二节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.格栅的设计要求（1）水泵处理系统前格栅栅条间隙，应符合下列要求：1)人工清除25～40mm2)机械清除16～25mm3)最大间隙40mm（2）过栅流速一般采用～s.（3）格栅倾角一般用450～750。机械格栅倾角一般为600～700.（4）格栅前渠道内的水流速度一般采用～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：1）格栅间隙16～25mm适用于～栅渣/103m3污水；2）格栅间隙30～50mm适用于～栅渣/103m3污水.（6）通过格栅的水头损失一般采用～。2.格栅尺寸计算设计参数确定：设计流量Q1=s（设计2组格栅），以最高日最高时流量计算；栅前流速：v1=s，过栅流速：v2=s；渣条宽度：s=，格栅间隙：e=；栅前部分长度：，格栅倾角：α=60°；单位栅渣量：w1=栅渣/103m3污水。设计中的各参数均按照规定的数值来取的。（1）确定格栅前水深，根据最优水力断面公式计算得:栅前槽宽==，则栅前水深（2）栅条间隙数：(取n=76)（3）栅槽有效宽度：B0=s（n-1）+en=×（76-1）+×76=考虑隔墙：B=2B0+=（4）进水渠道渐宽部分长度：进水渠宽：（其中α1为进水渠展开角，取α1=）（5）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度（6）过栅水头损失（h1）设栅条断面为锐边矩形截面，取k=3，则通过格栅的水头损失：其中：h0：水头损失；k：系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增加倍数，取k=3；ε：阻力系数，与栅条断面形状有关，当为矩形断面时β=。（7）栅后槽总高度（H）本设计取栅前渠道超高h2=，则栅前槽总高度H1=h+h2=+=H=h+h1+h2=++=（8）栅槽总长度L=L1+L2+++（+）/tanα=+++++/tan60°=（9）每日栅渣量在格栅间隙在20mm的情况下，每日栅渣量为：所以宜采用机械清渣。第三节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、二沉池及，最后由出水管道排入涪江。设计流量：Q=6750m3/h1875L/s1）泵房进水角度不大于45度。2）相邻两机组突出部分得间距，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再检修时能够拆卸，并不得小于。如电动机容量大于55KW时，则不得小于，作为主要通道宽度不得小于。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）水泵为自灌式。2.泵房设计计算各构筑物的水面标高和池底埋深计算见第五章的高程计算。污水提升前水位43（既泵站吸水池最底水位）,提升后水位（即细格栅前水面标高）。所以，提升净扬程Z==水泵水头损失取2m，安全水头取2m从而需水泵扬程H=15m再根据设计流量s，属于大流量低扬程的情形，考虑选用选用5台350QW1200-18-90型潜污泵（流量1200m3/h，扬程18m，转速990r/min，功率90kw），四用一备，流量：集水池容积：考虑不小于一台泵5min的流量：取有效水深h=，则集水池面积为:泵房采用圆形平面钢筋混凝土结构,尺寸为15m×12m,泵房为半地下式地下埋深7m，水泵为自灌式。第四节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.设计参数确定：已知参数：Q’=125000m3/d，Kp=，Qmax=6750m3/h=m3/s。栅条净间隙为3-10mm，取e=10mm，格栅安装倾角600过栅流速一般为,取V=s,栅条断面为矩形，选用平面A型格栅,栅条宽度S=，其渐宽部分展开角度为200设计流量Q=s=1875L/s栅前流速v1=s，过栅流速v2=s；栅条宽度s=，格栅间隙e=10mm；栅前部分长度，格栅倾角α=60°；单位栅渣量ω1=栅渣/103m3污水。计算草图如图23.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=L/s=s。（1）确定格栅前水深，根据最优水力断面公式计算得栅前槽宽，则栅前水深（2）栅条间隙数(取n=152）（3）栅槽有效宽度B=s（n-1）+en=（152-1）+×152=（4）进水渠道渐宽部分长度（其中α1为进水渠展开角，取α1=）（5）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度（6）过栅水头损失（h1）因栅条边为矩形截面，取k=3，则其中：h0：计算水头损失k：系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增加倍数，取k=3ε：阻力系数，与栅条断面形状有关，当为矩形断面时β=（7）栅后槽总高度（H）取栅前渠道超高h2=，则栅前槽总高度H1=h+h2=+=栅后槽总高度H=h+h1+h2=++=（8）格栅总长度L=L1+L2+++H1/tanα=++++（+）/tan60°=（9）每日栅渣量m3/d>d所以宜采用机械格栅清渣。第五节沉砂池设计计算1.沉砂池的选型：沉砂池主要用于去除污水中粒径大于，密度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。由于旋流式沉砂池有占地小，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；区旗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。砂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。2设计资料1）沉砂池表面负荷200m3/(m2h),水力停留时间40s；2）进水渠道直段长度为渠道宽度的7倍，并不小于米，以创造平稳的进水条件；3）进水渠道流速，在最大流量的40%-80%的情况下为，在最小流量时大于s；但最大流量时不大于s；4）出水渠道与进水渠道的夹角大于270度，以最大限度的延长水流在沉砂池中的停留时间，达到有效除砂的目的。两种渠道均设在沉砂池的上部以防止扰动砂子。5）出水渠道宽度为进水渠道的两倍。出水渠道的直线段要相当于出水渠道的宽度。6）沉砂池前应设格栅。沉砂池下游设堰板，以便保持沉砂池内需要的水位。计算草图如下页图4所示：设计参数确定设计流量：=1875L/s（设计2组池子，每组分为2格，每组设计流量为Q=936L/s=L）设计流速：v=s水力停留时间：t=40s池体设计计算（1）沉砂池长度：L=vt=×40=10m（2）水流断面面积：（3）沉砂池总宽度：设计n=4格，每格宽取b=2m>，每组池总宽B=2b=（4）有效水深：h2=A/B=4=（介于～1m之间）（5）贮泥区所需容积：设计T=2d，即考虑排泥间隔天数为2天，则每个沉砂斗容积（每格沉砂池设两个沉砂斗，四格共有八个沉砂斗）其中城市污水沉砂量：X=3m3/105m3.（6）沉砂斗各部分尺寸及容积：设计斗底宽a1=，斗壁与水平面的倾角为60°，斗高hd=，则沉砂斗上口宽：沉砂斗容积：=（大于V1=，符合要求）（7）沉砂池高度：采用重力排砂，设计池底坡度为，坡向沉砂斗长度：则沉泥区高度为h3=hd+=+×=池总高度H：设超高h1=，H=h1+h2+h3=++=（8）进水渐宽部分长度:（9）出水渐窄部分长度:L3=L1=（10）校核最小流量时的流速：最小流量一般采用即为，则，符合要求.(11)进水渠道格栅的出水通过DN1200mm的管道送入沉砂池的进水渠道，然后向两侧配水进入进水渠道,污水在渠道内的流速为:式中：B1——进水渠道宽度（m），本设计取；H1——进水渠道水深（m），本设计取。(12)出水管道出水采用薄壁出水堰跌落出水，出水堰可保证沉砂池内水位标高恒定，堰上水头为：式中：m——流量系数，一般采用；本设计取；（13）排砂管道本设计采用沉砂池底部管道排砂，排砂管道管径DN=200mm。第六节辐流式初沉池设计计算辐流式初沉池拟采用中心进水，沿中心管四周花墙出水，污水由池中心向池四周辐射流动，流速由大变小，水中悬浮物流动中在重力作用下沉降至沉淀池底部，然后用刮泥机将污泥推至污泥斗排走，澄清水从池周溢流入出水渠。辐流沉淀池由进水装置、中心管、穿孔花墙、沉淀区、出水装置、污泥斗及排泥装置组成。本设计选择四组辐流式沉淀池，每组设计流量为s，从沉砂池流出来的污水进入集配水井，经过集配水井分配流量后流入辐流沉淀池。计算草图如图5：1.沉淀部分水面面积表面负荷一般采用，本设计取=，沉淀池座数n=4。2.池子直径D=EQ\R(,)=（D取33m）3.沉淀部分有效水深设沉淀时间t=2h,有效水深：h2=qt=2×2=4m4.沉淀部分有效容积Q=t=5.污泥部分所需的容积设进水悬浮物浓度C0为m3，出水悬浮物浓度C1以进水的50%计，初沉池污泥含水率p0=97%，污泥容重取r=1000kg/m3，取贮泥时间T=4h，污泥部分所需的容积：V==则每个沉淀池污泥所需的容积为27m36.污泥斗容积设污泥斗上部半径r1＝2m，污泥斗下部半径r2=1m，倾角取α=60°，则污泥斗高度：h5=（r2-r1）tgα=（2-1）×tg60°=污泥斗容积：V1=（r12+r2r1+r22）=×（22+2×1+12）=7.污泥斗以上圆锥体部分污泥容积池底坡度采用，本设计径向坡度i=，则圆锥体的高度为：h4=（R-r1）i=（13-2）×=圆锥体部分污泥容积：V2=（R2+Rr1+r12）=污泥总体积：V=V1+V2=+=m3＞，满足要求。8.沉淀池总高度设沉淀池超高h1=，缓冲层高h3=，沉淀池总高度：H=h1+h2+h3+h4+h5＝+4+++＝m9.沉淀池池边高度H‘=h1+h2+h3=+4+=m10.径深比D/h2=26/4=(符合要求)11.进水集配水井辐流沉淀池分为二组，在沉淀池进水端设集配水井，污水在集配水井中部的配水井平均分配，然后流进每组沉淀池。配水井中心管径：式中：v2—配水井内中心管上升流速（m/s），一般采用s；取s配水井直径：式中：v3—配水井内污水流速（m/s）,一般采用v3=；取s.12.进水管及配水花墙沉淀池分为四组，每组沉淀池采用池中心进水，通过配水花墙和稳流罩向池四周流动。进水管道采用钢管，管径DN=600mm，进水管道顶部设穿孔花墙处的管径为800mm。沉淀池中心管配水采用穿孔花墙配水，穿孔花墙位于沉淀池中心管上部，布置6个穿孔花墙，过孔流速：式中：—孔洞的宽度（m）；—孔洞的高度（m）；—孔洞个数(个)。v4—穿孔花墙过孔流速（m/s），一般采用；13.集水槽堰负荷校核设集水槽双面出水，则集水槽出水堰的堰负荷为：q0==[m3/(m·s)]=[L/(m·S)]<[L/(m·S)]符合要求14．出水渠道出水槽设在沉淀池四周，双侧收集三角堰出水，距离沉淀池内壁，出水槽宽，深，有效水深，水平速度s，出水槽将三角堰出水汇集送入出水管道，出水管道采用钢管，管径DN600mm14.排泥管沉淀池采用重力排泥，排泥管管径DN200，排泥管伸入污泥斗底部，排泥静压头采用，连续将污泥排出池外贮泥池内。第七节传统活性污泥法鼓风曝气池设计计算1.处理工艺说明传统活性污泥法，又称普通活性污泥法，污水从池子首段进入池内，二沉池回流的污泥也同步进入，废水在池内呈推流形式流至池子末端，流出池外进入二次沉淀池，进行泥水分离。污水在推流过程中，有机物在微生物的作用下得到降解，浓度逐渐降低。传统活性污泥法对污水处理效率高，BOD去除率可待90%u以上，是较早开始使用并沿用至今的一种运行方式。本工艺设计曝气池采用廊道式，二沉池为辐流式，采用螺旋泵回流污泥。2.处理程度计算初沉池对BOD5的去除率按25%计算，进入曝气池的BOD5浓度（S0）为：S0=220×（1-25%）=165（mg/L）处理水中非溶解性BOD5浓度：BOD5=XeCe=×××20=mg/L式中：Kd——微生物自身氧化率，一般在之间，取；Xe——活性微生物在处理水悬浮物中所占比例，取；Ce——处理水中悬浮物固体浓度，取20mg/L。处理水中溶解性BOD5浓度：BOD5==L去除率：=%3.设计参数（1）BOD5污泥负荷率式中——有机物最大比降解速度与饱和常数的比值，一般采用—之间；本设计取;——MLVSS/MLSS值，一般采用，本设计取；——处理后出水中BOD5浓度（mg/L），本设计应为L(2)曝气池内混合液污泥浓度根据NS值，查排水工程下册图4-7得：SVI=120，取R＝50%，r＝。4.平面尺寸计算(1)曝气池容积的确定按规定，曝气池个数N不少于2个，本设计中取N=4,则每组曝气池有效容积为(2)曝气池尺寸的确定本设计曝气池深取米，每组曝气池的面积为：本设计池宽取B=8米，B/H=8/＝，介于1～2之间，符合要求。池长:L/B=8＝>10（符合设计要求）本设计设五廊道式曝气池，廊道长度为：L1=L/5=5=本设计取超高为m，则曝气池总高为：H=＋=（3）确定曝气池构造形式本设计设四组5廊道曝气池，在曝气池进水端和出水端设横向配水渠道，在两池中间设配水渠道与横向配水渠相连，污水与二沉池回流污泥从第一廊道进入曝气池。曝气池平面图如图6所示：5.需氧量计算本工程设计中采用鼓风曝气系统。（1）平均时需氧量计算=（kg/d）=（kg/h）式中：——每代谢1kgBOD所需氧量（kg），本设计取；——1kg活性污泥(MLVSS)每天自身氧化所需氧量（kg），取.(2)最大时需氧量：=（kg/d）=（kg/h）最大时需氧量与平均时需氧量的比值为：(3)每日去除的BOD5值=(kg/h)（4）去除1kgBOD5需养量6.供气量计算本设计中采用YHW-Ⅱ型微孔曝气器，氧转移效率（EA）为20%。敷设在距池底处，淹没水深为4m，计算温度定为30℃。相关设计参数的选用：温度为20℃时，α=，β=，ρ=，CL=L，CS（20）=mg/L。温度为30℃时，CS（30）=mg/L。（1）空气扩散器出口处绝对压力：Pb=×105＋×103H=×105＋×103×4=×105（Pa）（2）空气离开曝气池水面时氧的百分比：Qt=×100%=×100%=%（3）气池混合液平均氧饱和度：CSb=CS(＋)=×(＋)=mg/L换算成20℃条件下脱氧清水的充氧量：（R为平均时需氧量）（4）相应的最大时需氧量：（5）曝气池平均时供气量：（6）曝气池最大时供气量：（7）去除1kgBOD5的供气量：（8）1m3污水的供气量：第8节向心辐流式二沉池设计计算为了使沉淀池内水流更稳、进出水配水更均匀、存排泥更方便，常采用圆形辐流式二沉池。该沉淀池采用周边进水，中心出水的幅流式沉淀池，采用吸泥机排泥。计算草图如图81.设计参数的选取表面负荷：qb范围为—m3/，取q=m3/，出水堰负荷规定取值范围为—，取L/；沉淀池个数n=4；沉淀时间T=2h2.沉淀池尺寸设计（1）每组池子表面积为：（2）池子直径（取40m）（3）池子实际表面积实际的表面负荷(4)单池设计流量（5）校核堰口负荷<校核固体负荷小于150kg/(，符合要求（6）沉淀部分有效水深混合液在分离区泥水分离，该区存在絮凝和沉淀两个过程，分离区的沉淀过程会受进水的紊流影响，沉淀时间采用，本设计取t=。（7）流入槽：Q=+×=h。本设计设流入槽宽m，水深，流入槽流速取导流絮凝区停留时间为600s，Gm=20S-1,水温以20℃计，υ=×10-6m3/s,s孔径用50mm,每座池流入槽内的孔数：个（取475个）孔距导流絮凝区：导流絮凝区的平均速度核算Gm值：Gm在10～30之间，设计符合要求。（8）澄清区高度本设计设t=，则（9）污泥区高度本设计设=，则m(10)沉淀池周边（有效）水深：h2=h2’＋h2“＋=＋＋=（11）沉淀池高度:本设计设计池底坡度为,污泥斗直径取2m,则池中心与池边落差h3为超高h1取m，污泥斗高度h4为，则有：（12）集配水井设计计算1）配水井中心管直径，本设计取。式中v——中心管内污水流速（m/s），本设计取s。2）配水井直径，本设计取。式中v3——配水井内污水流速（m/s），本设计取s。3）集水井直径，本设计取。式中v1——配水井内污水流速（m/s），本设计取s。4）进水管管径取进入二沉池的管径DN400mm。校核流速：，符合要求。5）出水管管径由前面可知，DN=1000m，v=s.(13)排泥装置沉淀池采用周边传动刮吸泥机，周边传动刮吸泥机的线速度为2-3m/min，刮吸泥机底部设有刮泥板和吸泥管，利用静水压力将污泥吸入污泥槽，沿进水竖井中的排泥管将污泥排至分配井中。排泥管采用DN200mm.第九节计量槽设计计算污水测量装置的选择原则是精密度高、操作简单，水头损失小，不宜沉积杂物，污水厂常用的计量设备有巴氏计量槽、薄壁堰、电磁流量计、超声波流量计、涡流流量计。其中巴氏计量槽应用最为广泛且具备以上特点。本设计的计量设备选用巴氏计量槽，选用的测量范围为：计算草图如图9所示出水排放渠的设计考虑最佳水利断面：==，H1==m，因此计量槽上游水深为。流量取125000m3/d=m3/s。在自由流条件下，根据公式试算选取喉宽b=m的巴氏槽。1.主要部分尺寸设计为：渐缩部分长度：A1=+=×＋=喉部宽度：A2=渐扩部分长度：A3=上游渠道宽度：B1=+=×＋=下游渠道宽度：B2=b+=＋=2.计量槽总长度计量槽应设在渠道的直线段上，直线段的长度不应小于渠道宽度的8-10倍，在计量槽上游，直线段不小于渠宽的2-3倍，本设计取3；下游不小于4-5倍，本设计取5；计量槽上游直线段长为：计量槽下游直线段长为：计量槽总长：第3章泥处理构筑物设计与计算第1节污泥量计算1.曝气池内每日增加的活性污泥量：=d2.曝气池每日排出的剩余污泥量为第2节污泥泵房设计计算1.污泥泵房设计说明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污泥泵房。.回流污泥泵设计选型（1）扬程：二沉池水面相对地面标高为,套筒阀井泥面相对标高为，回流污泥泵房泥面相对标高为－，曝气池水面相对标高为，则污泥回流泵所需提升高度为：（）＝（2）流量：设计回流污泥量为QR=RQ,污泥回流比R=50％，即QR=50%Q=d=10．48L/s本设计四座曝气池设2台回流污泥泵。（3）选泵：选用LXB-700螺旋泵3台（2用1备），单台提升能力为300m3/h，提升高度为－,电动机转速n=63r/min,功率N=30kW.剩余污泥泵设计选型选用LXB-700螺旋泵3台（2用1备），单台提升能力为300m3/h，提升高度为－,电动机转速n=63r/min,功率N=30kW侧污泥泵房占地面积设计为10m×8m第3节污泥重力浓缩池设计计算采用带有竖向栅条污泥浓缩机的辐流式重力浓缩池，用带有栅条的刮泥机刮泥，采用静压排泥。计算草图如图10所示：1.设计参数污泥总量计算及污泥浓度计算二沉池排放的剩余污泥量：=/d，本设计含水P率取为%，浓缩后污泥含水率97%，污泥浓度C为8g/L，二沉池污泥固体通量M采用30kg/(m2·d)。采用中温二级消化处理，消化池停留天数为30，其中一级消化20，二级消化10。消化池控制温度为，计算温度为。2.浓缩池面积式中：C——流入浓缩池的剩余污泥浓度（kg/s），本设计取10kg/m3Q——二沉池流入剩余污泥流量（m3/h），G——固体通量，一般采用；取.本设计采用两个污泥浓缩池，单个池面积为3.浓缩池的直径，本设计取4.浓缩池的容积式中：T——浓缩池浓缩时间（h），一般采用10-16h，本设计取16h。5.沉淀池有效水深6.浓缩后剩余污泥量7.池底高度辐流沉淀池采用中心驱动刮泥机，池底需做成1%的坡度，刮泥机连续转动将污泥推入泥斗。池底高度：8.污泥斗容积式中：—泥斗倾角，为保证排泥顺畅，圆形污泥斗倾角本设计取550a—污泥斗上口半径（m）；本设计取；b—污泥斗底部半径(m)，本设计取。污泥斗的容积：9.浓缩池总高度本设计取浓缩池超高h1=m，缓冲层高度h3=m，10.浓缩后的污泥体积剩余含水率P1为%，浓缩后的污泥含水率P2为96%，浓缩后的污泥体积为：11.排泥管采用污泥管道最小管径DN150mm，间歇将污泥排出贮泥池。第4节贮泥池设计计算浓缩后的剩余污泥和初沉池污泥进入贮泥池，然后经投污泥泵进入消化池处理系统。本设计采用1座贮泥池，贮泥池采用竖流沉淀池构造。1.污泥量的计算初沉池污泥量为108×6=648m3/d，浓缩后的二沉池污泥为181．16m3/d。贮泥时间为12h,即。每日产生污泥量：2.贮泥池容贮泥池容积：贮泥池设计容积：符合设计要求。式中：h2—贮泥池有效深度，本设计取；h3—污泥斗高度（m）；a—污泥贮池边长，本设计取；b—污泥斗底边长，；n—污泥贮泥池个数，本设计采用1个；—污泥斗倾角，本设计取600.3.贮泥池的高度：（本设计取）式中：h1—贮泥池超高（m），本设计取；4.管道部分贮泥池中设DN=200mm的吸泥管一根，共设有2根进泥管，1根来自初沉池，管径DN200,另1根来自污泥浓缩池，管径为DN200mm。第5节污泥厌氧消化池设计计算1.一级消化池设计计算(1）.一级消化池计算草图如下页图11（2）消化池容积式中：Q——污泥量（m3/d）P——投配率（%），中温消化时一级消化池采用5%-8%,本设计取8%。n——消化池个数，本设计设置2座。(3).各部分尺寸确定：消化池直径D采用19m，集气罩直径d1=2m,高h1=2m，池底锥底直径d2=2m,上锥体倾角=200，上锥体高，本设计取，消化池柱体高度h3应大D/2=，本设计采用10m。下锥体高（本设计取）消化池总高度为：H=h1+h2+h3+h4=2+3+10+=柱体容积下锥体容积上盖容积：消化池有效容积>符合设计要求.2.二级消化池设计计算(1)二级消化池容积式中：Q——污泥量（m3/d）；P——投配率（%），本设计取16%；n——消化池个数，本设计设置1座。由于二级消化池单池容积与一级消化池相同，因此二级消化池各部份尺寸同一级消化池。第6节机械脱水间设计计算1.污泥机械脱水设计说明：污水处理厂污泥二级消化后从二级消化池排出污泥的含水率约95%左右，体积很大。因此为了便于综合利用和最终处置，需对污泥做脱水处理，使其含水率降至60%-80%，从而大大缩小污泥的体积。（1）污泥脱水机械的类型，应按污泥的脱水性质和脱水要求，经技术经济比较后选用。（2）污泥进入脱水机前的含水率一般不应大于98％。（3）经消化后的污泥，可根据污水性质和经济效益，考虑在脱水前淘洗。（4）机械脱水间的布置，应按规范有关规定执行，并应考虑泥饼运输设施和通道。（5）脱水后的污泥应设置污泥堆场或污泥料仓贮存，污泥堆场或污泥料仓的容量应根据污泥出路和运输条件等确定。(6)污泥机械脱水间应设置通风设施。每小时换气次数不应小于6次。2.脱水机选择本设计采用滚压脱水方式使污泥脱水，脱水设备选用我国研制的DY-3000型带式压滤机，其主要技术指标为：干污泥产量600kg/L，泥饼含水率可以达到75%～78%，单台过滤机的产率为～/(m2h),选用3台，2用1备。工作周期定为12小时。机械脱水间平面尺寸设计为L×B=40m×12m.第4章污水处理厂的平面布置1.总平面布置原则该污水处理厂为四川绵阳市污水处理厂新建工程，主要处理构筑物有：机械除渣格栅井、污水提升泵房、平流沉砂池、辐流初次沉淀池、鼓风曝气池与二次沉淀池、污泥回流泵房、浓缩池、消化池、计量设施等及若干辅助建筑物。总图平面布置时应遵从以下几条原则。①处理构筑物与设施的布置应顺应流程、集中紧凑，以便于节约用地和运行管理。②工艺构筑物（或设施）与不同功能的辅助建筑物应按功能的差异，分别相对独立布置，并协调好与环境条件的关系（如地形走势、污水出口方向、风向、周围的重要或敏感建筑物等）。③构（建）之间的间距应满足交通、管道（渠）敷设、施工和运行管理等方面的要求。④管道（线）与渠道的平面布置，应与其高程布置相协调，应顺应污水处理厂各种介质输送的要求，尽量避免多次提升和迂回曲折，便于节能降耗和运行维护。⑤协调好辅建筑物，道路，绿化与处理构（建）筑物的关系，做到方便生产运行，保证安全畅道，美化厂区环境。（2）总平面布置结果污水由南边排水总干管截流进入，经处理后由该排水总干管排入河流。污水处理厂呈长方形。综合楼、职工宿舍及其他主要辅助建筑位于厂区东北部，占地较大的污水处理构筑物在厂区西部，沿流程自南向北排开，污泥处理系统在污水处理构筑物的西部。厂区主干道宽7米，两侧构（建）筑物间距不小于15米，次干道宽4米，两侧构（建）筑物间距不小于10米该厂平面布置特点为：流线清楚，布置紧凑。鼓风机房和回流污泥泵房位于曝气池和二次沉淀池一侧，节约了管道与动力费用，便于操作管理。污泥消化系统构筑物靠近四氯化碳制造厂（即在处理厂西侧），使消化气、蒸气输送管较短。节约了基建投资。办公室。生活住房与处理构筑物、鼓风机房、泵房、消化池等保持一定距离，位于常年主风向的上风向，卫生条件与工作条件均较好。在管线布置上，尽量一管多用，如超越管、处理水出厂管都借道雨水管泄入附近水体，而剩余污泥、污泥水、各构筑物放空管等，又都与厂内污水管合并流人泵房集水井。第二期工程预留地设在一期工程右侧。具体布置见附图1第五节污水厂的高程布置污水处理厂高程布置的任务是：确定各处理构筑物和泵房等的标高，选定各连接管渠的尺寸并决定其标高。计算决定各部分的水面标高，以使污水能按处理流程在处理构筑物之间通畅地流动，保证污水处理厂的正常运行。第一节控制点高程的确定1.进厂管有两根，每根流量为S，选用800mm的钢筋混凝土圆管，进厂端设计管内底标高为。2.考虑将出厂水水通过重力自流排入附近的涪江。涪江20年一遇的洪水位为。因而可以确定出厂管的管内底标高，出厂管选用1200mm的钢筋混凝土圆管一根，出厂水排放点距涪江3km，总水头损失为，出厂水排放点的水位标高应不低于+=m，拟取。第二节各处理构筑物及连接管渠的水头损失计算污水处理厂的水流常依靠重力流动，以减少运行费用。为此，必须精确计算其水头损失（初步设计或扩初设计时，精度要求可较低）。水头损失包括：（1）水流流过各处理构筑物的水头损失，包括从进池到出池的所有水头损失在内；在作初步设计时可按下表估算。(2)水流流过连接前后两构筑物的管道(包括配水设备)的水头损失，包括沿程与局部水头损失。(3)水流流过量水设备的水头损失。表1构筑物水头损失表表2污水管渠水力计算表名称设计流量（L/s)管段设计参数水头损失管径(mm)I(‰)V(m/s)管长（m）沿程局部合计出水口至计量堰187512003000计量堰至二沉池93890040二沉池至集配水井46960020配水井至曝气池46960075曝气池至初沉池46960025初沉池至配水井46960045配水井至沉砂池93890075第三节污水系统高程计算污水处理厂设置了终点泵站，水力计算以接受处理后污水水体的最高水位作为起点，沿污水处理流程向上倒推计算，以使处理后的污水在洪水季节也能自流排出。由于河流最高水位较低，污水厂出水能够在洪水时自流排出。因此，在污水高程布置上主要考虑土方平衡，设计中以曝气池为基准，确定曝气池水面标高，由此向两边推算其他构筑物高程。计算结果见下表2表3构筑物及管渠水面标高计算表名称水面上游标高（m）水面下游标高（m）构筑物水面标高（m）地面标高（m）出水口至计量堰50计量堰50计量堰至二沉池50二沉池50二沉池至集配水井50配水井至曝气池50曝气池50曝气池至初沉池50初沉池50初沉池至沉砂池50沉砂池50细格栅50计算结果是出水口水面标高，满足排放要求。污水高程布置图见附图2第四节污泥系统高程计算1.初沉池排泥系统的管道长度为L=250m,管径选用D=200mm,污泥在管内呈重力流，流速为v=s，水头损失为：式中：CH——污泥浓度系数，本设计CH=71。2.污泥处理构筑物的水头损失当污泥以重力流排出池体外时，污泥处理构筑物的水托损失以各构筑物出流水头计算，初沉池，浓缩池，消化池取，二沉池取。3.污泥高程布置消化池高度较高，可以满足后续脱水机房的需要，考虑土方平衡，确定一级消化池泥面为地上，即。从污水高程可知初沉池液面标高和二沉池液面标高。表4连接管道水头损失表5污泥处理构筑物计管渠水面标高计算表设计体会通过这次课程设计，我对我们给水排水工程专业的任务及目前的形势有了更深刻的了解。我还掌握了很多关于给水处理方面的知识，巩固了所学的理论知识，把理论知识和实践结合起来，培养了解决实际工程问题的能力。同时也为下学期做毕业设计做好基础.同时，我发现了自己专业理论基础还不够扎实，观察不仔细，考虑问题不全面等方面的不足，认为还需要通过进一步的学习和锻炼来提高自己。总之，这次课程设计加深了我对本专业的了解，更加增添了我对本专业的信心。参考文献1.给排水教研室编.排水工程（二）课程设计任务、指导书。2.张自杰，林荣忱，金儒霖编.排水工程（下册）（第四版）.北京：中国建筑工业出版社，19993.李圭白编.水质工程学.北京：中国建筑工业出版社，20044.韩洪军，杜茂安主编.水处理工程设计计算.北京：中国建筑工业出版社，20065.南国英，张志刚主编.给水排水工程工艺设计.北京：化学工业出版社，20046.尹士君，李亚峰等编著.水处理构筑物设计与计算.北京：化学工业出版社，20047.张智，张勤等编著.给水排水工程专业毕业设计.北京：中国水利水电出版，19998.化学工业出版社.水处理工程典型设计实例.北京：化学工业出版社.9.中国市政工程西南设计院编.给水排水设计手册：第1册，北京：中国建筑工业出版社，198610.中国市政工程西南设计院编.给水排水设计手册：第5册，北京：中国建筑工业出版社，198611.中国市政工程西南设计院编.给水排水设计手册：第9册，北京：中国建筑工业出版社，198612.中国市政工程西南设计院编.给水排水设计手册：第11册，北京：中国建筑工业出版社，198613.《给水排水快速设计手册》（第二册，排水工程），中国建筑工业出版社CTRL+A全选可调整字体属性及字体大小-CAL-FENGHAI.NetworkInformationTechnologyCompany.2020YEAR初沉池初沉池至沉砂池贮泥池浓缩池至贮泥池浓缩池一级消化池一级消化池至二级消化池二级消化池二级消化池至脱水机房脱水机房名称上游泥面标高（m）下游泥面标高（m）构筑物泥面标高（m）地面标高（m）