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1、目录设计任务书 2 设计计算说明书 4 第一章 污水处理厂设计第一节污水厂选址 4第二节工艺流程 4第二章 处理构筑物工艺设计第一节设计参数 6第二节泵前中格栅设计 6第三节污水提升泵房设计计 8第四节泵后细格栅设计计算 9第五节沉砂池设计计算 10第六节辐流式初沉池设计计算 12第七节A1 / O 反应池设计计算 14第八节向心辐流式二沉池设计计算 16第九节剩余污泥泵房 17第十节浓缩池18第十一节贮泥池20第十二节脱水机房21第三章 处理厂设计第一节污水处理厂的平面布置 23第二节污水处理厂高程布置 23参考文献26水质工程学课程设计任务书一、设计题目3某计城市日处理污水量15 万 m
2、污水处理工程设计二、基本资料1、污水水量、水质（1）设计规模3设计日平均污水流量Q=150000m/d ；3设计最大小时流量Qmax=8125m/h（2）进水水质CODCr =400mg/L，BOD5=180mg/L， SS = 300mg/L，NH3-N = 35mg/L2、污水处理要求污水经过二级处理后应符合城镇污水处理厂污染物排放标准（ GB18918-2002）一级标准的B 标准，即：CODCr 60mg/L ，BOD5 20mg/L，SS 20mg/L，NH3- N 8mg/L。3、处理工艺流程污水拟采用活性污泥法工艺处理，具体流程如下：原污水污水泵房格栅沉砂池曝气池二沉池出水回流污
3、泥泥饼外运污泥脱水机房污泥浓缩池4、资料市区全年主导风向为东北风，频率为 18%，年平均风速 2.55 米/ 秒。污水处理厂场地标高 384.5383.5 米之间，5、污水排水接纳河流资料：该污水厂的出水直接排入厂区外部的河流，其最高洪水位（ 50 年一遇）为 380.0m，常水位为 378.0m，枯水位为 375.0m。三、设计任务1、对处理构筑物选型做说明；2、对主要处理设施（格栅、沉砂池、初沉池、生化池、污泥浓缩池）进行工艺计算（附必要的计算草图）；3、按扩初标准，画出污水处理厂平面布置图，内容包括表示出处理厂的范围，全部处理构筑物及辅助建筑物、主要管线的布置、主干道及处理构筑物发展的可
4、能性；4、按扩初标准，画出污水处理厂工艺流程高程布置图，表示出原污水、各处理构筑物的高程关系、水位高度以及处理出水的出厂方式；5、编写设计说明书、计算书。四、设计成果1、设计计算说明书一份；2、设计图纸：污水处理厂平面布置图和污水处理厂工艺流程高程布置图各一张。五、参考资料1、给水排水设计手册第一、五、十、十一册2、环境工程设计手册（水污染卷）3、室外排水设计规范设计计算说明书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
5、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，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
6、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。因为该市区全年主导风向为东北风，所以将厂址选在西南方向。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。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。具体
7、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 SS 45%,BOD 25%，污水进入曝气池中曝气，从一点进水，采用传统活性污泥法。在二次沉淀池中，活性污泥沉淀后，回流至污泥泵房。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，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
8、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。本设计采用的工艺流程如下图所示。中格栅进水泵房细格栅沉砂池砂栅渣初沉池初沉泥缺氧池好氧池二沉池剩余污泥排放河道贮泥池脱水机房污泥浓缩池垃圾填埋场剩余污泥泵房第二章处理构筑物工艺设计第一节设计参数1. 平均日流量Qd =15 万 m 3 / d2.最大时流量最大时流量Qmax8125m3 / h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
9、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 0.6 1.0m/s.（3）格栅倾角一般取 600（4）格栅前渠道内的水流速度一般采用0.4 0.9m/s.（5）通过格栅的水头损失一般采用0.08 0.15m。栅条工作平台进水 1图1中格栅计算草图2. 格栅尺寸计算设计参数确定：设计流量 Q1 =2.257m3 /s （设计 2 组格栅），以最高日最高时流量计算；栅前流速： v1=0.7m/s ，过栅流速： v2=1m/s；渣条宽
10、度： s=0.01m，格栅间隙： e=0.02m；栅前部分长度： 0.5m，格栅倾角： =60；333单位栅渣量： w=0.07m 栅渣 /10m 污水。1设计中的各参数均按照规范规定的数值来取的。(1) 确定格栅前水深，根据最优水力断面公式Q1B12 v1 计算得 :22Q12 2.2572.12B12.121.06 m栅前槽宽 B1=m，则栅前水深 h2v112（2）栅条间隙数：Q1 sin2.257sin 60105n0.02 11.06ehv2（3）栅槽有效宽度： B0=s（ n-1 ）+en=0.01（ 105-1 ）+0.02 105=3.14m（4）进水渠道渐宽部分长度：进水渠宽
11、：B B3.14 2.12L11.4m2 tan 12 tan 20（其中 1 为进水渠展开角，取 1= 20 ）（5）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度L12.12mL 21.062 2（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：h1kh0kv2 sin3 2.42 ( 0.01)3412sin 60 0.13m2 g0.022 9.81其中：( s/ e) 4/3h0：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；：阻力系数，与栅条断面形状有关，当为矩形断面时 =2.42 。（7）栅后槽总高度（ H）本设计取栅前渠道超高h2
12、=0.3m，则栅前槽总高度H1=h+h2=1.06+0.3=1.36mH=h+h+h =1.06+0.13+0.3=1.49m（8）栅槽总长度12L=L 1 +L2+0.5+1.0+ （ 1.06+0.30 ） /tan =1.4 +0.7+0.5+1.0+(1.06+0.3/tan60=3.385m（9）每日栅渣量在格栅间隙在 20mm的情况下，每日栅渣量为：WQ maxw1864002.2570.07864008.530.2m3 / d , 所以宜采用机械清渣。K z10001.61000第三节污水提升泵房设计计算1. 设计参数设计流量： Q=2.257m/s，泵房工程结构按远期流量设计2
13、. 泵房设计计算采用氧化沟工艺方案，污水处理系统简单，对于新建污水处理厂，工艺管线可以充分优化，故污水只考虑一次提升。污水经提升后进入细格栅，再进入平流沉砂池，然后自流通过A/O 池、二沉池及接触池。污水提升前水位380.15m（既泵站吸水池最底水位）, 提升后水位387.82m（即细格栅前水面标高） 。所以，提升净扬程Z=387.82-380.15=7.67m水泵水头损失取2m 沿程损失 0.6m从而需水泵扬程H=Z+h=10.27m再根据设计流量33台 MF系列污水泵，单台提升流量3。2.257m /s=8125m /h ，采用 4542m/s采用 ME系列污水泵（ 8MF-13B）4 台
14、，四用两备。该泵提升流量3，扬程 11.9m，540 560m/h转速 970r/min ，功率 30kW。占地面积为 52 78.54m2，即为圆形泵房 D10m,高 12m,泵房为半地下式，地下埋深7m，水泵为自灌式。计算草图如下：0.00中格栅进水总管吸水池最底水位图2污水提升泵房计算草图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：333-10mm，取 e=10mm，格栅安装倾角600已知参数： Qmax=8125m/h=2.257 m /s 。栅条净间隙为过
15、栅流速一般为 0.6-1.0m/s ,取 V=0.9m/s, 栅条断面为矩形，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2003设计流量 Q=1983.6m/s=551L/s过栅流速 v =0.9m/s ；栅前流速 v=0.7m/s ，12栅条宽度 s=0.01m，格栅间隙 e=10mm；栅前部分长度 0.5m，格栅倾角 =60；333污水。单位栅渣量 1=0.10m 栅渣 /10m3. 设计计算污水由一根污水总管引入厂区，故细格栅设计一组，设计流量为：Q=2.257/s 。（1） 确定格栅前水深，根据最优水力断面公式Q1B1 2v1 计算得栅前槽宽2B12Q1 =22.
16、2572.54 m，则栅前水深 hB12.541.27mv10.722Q1sin2.257sin 6092（2）栅条间隙数 n0.021.27 0.9ehv2（3）栅槽有效宽度 B=s（n-1 ） +en=0.01（92-1 ）+0.01 92=1.83m（4）进水渠道渐宽部分长度L1BB1.831.271.54m2 tan 12 tan 20（其中1 为进水渠展开角，取1= 20）（5）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度L 2L11.830.915m22（6）过栅水头损失（ h1）因栅条边为矩形截面，取k=3，则h1 kh0kv2sin32.420.0140.922g()32sin 60 0
17、.26m0.019.81其中：(s / e) 4/3h0：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=3：阻力系数，与栅条断面形状有关，当为矩形断面时=2.42（7）栅后槽总高度（ H）取栅前渠道超高 h2=0.3m，则栅前槽总高度 H1=h+h2=1.27+0.3=1.57m 栅后槽总高度 H=h+h1+h2 =1.27+0.26+0.3=1.83m（8）格栅总长度L=L1+L2+0.5+1.0+ H 1/tan =1.54+0.77+0.5+1+ （1.27+0.3 ） /tan60 =4.7m（9）每日栅渣量33wQa w11500000.1 100015 m/d0.
18、2m /d所以宜采用机械格栅清渣。第五节沉砂池设计计算采用平流式沉砂池1. 设计参数K z : 污水流量总变化系数为1.5每个沉砂斗容积：设计流量： Q=2.257m3 / s （，设计 2 组）则每组 Q=1.1285m3 / s设计流速： v=0.25m/s水力停留时间： t=40s2. 设计计算（1）沉砂池长度： L=vt=0.2540=10m（2）水流断面积： A=Q/v=1.1285/0.25=4.5m 2（3）池总宽度：设计n=4 格，每格宽取 b=1.2m0.6m，池总宽 B=4b=4.8m（4）有效水深： h2=A/B=4./4.8=0.94m（介于 0.25 1m之间）（5）
19、贮泥区所需容积 :Qmax XT 86400V6K z101.128530286400=1.5 106=3.9m3式中 X ：单位城市污水沉沙量，取30 m3 / 106 m3 污水；T ：设计 T=2d，即考虑排泥间隔天数为 2 天 ;设每一个分格有2 个沉砂斗，共有8 个沉砂斗则V1 =3.9/8=0.4875m3（6）沉砂斗各部分尺寸及容积：设计斗底宽 a1=0.6m，斗壁与水平面的倾角为60，斗高 hd=0.6m，则沉砂斗上口宽：2hda120.6a0.6 1.3mtan60tan60沉砂斗容积：Vhd ( 2a22aa1 2a12 )0.6 (2 1.322 1.3 0.6 2 0.
20、62 ) 0.566m3（略大于 0.664875m3 ，符合要求）（7）沉砂池高度：采用重力排砂，设计池底坡度为0. 06，坡向沉砂斗长度为L 2a10 2 1.3L23.7m22则沉泥区高度为h3=hd+0.06L 2 =0.6+0.06 3.7=0.822m池总高度 H ：设超高 h1=0.3m，H=h1+h2+h3 =0.3+0.94+0.822=2.062m（ ）进水渐宽部分长度: L1B B14.8 2.54m82 tan202 tan 203.1（9）出水渐窄部分长度 :L 3=L1 =3.1m（10）校核最小流量时的流速：最小流量即平均日流量Q平均日 =150000m3 / d
21、 =1.74 m3 /s则 vmin=Q平均日 /A=1.74/2/4.5=0.190.15m/s ，符合要求（11）计算草图如下：进水出水图4平流式沉砂池计算草图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 0.56m3/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
22、辐流沉淀池。1. 沉淀部分水面面积表面负荷采用 1.2-2.032h) ，本设计取 q =2.032m/( mm/( m h) ，沉淀池座数 n=4。FQ 36002.25736001016m2nq 42Rh1h2r 1h3i =0. 05h4h5r 2图5辐流式沉淀池计算草图2. 池子直径D =4F=41016（D取 36m）35.97m3. 沉淀部分有效水深设沉淀时间 t = 2h , 有效水深： h 2 =qt =2 2=4m4. 沉淀部分有效容积Q = Fh2 = 1016 4 4064 m35. 污泥部分所需的容积由任务书知进水 SS浓度 C 为 300mg / L ，出水 SS浓度
23、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：Q max (c1 c2 ) 24100TV1r (100o )4064(300150)2410041061(10097)2481.28m36. 污泥斗容积设污泥斗上部半径 r 2m，污泥斗下部半径r=1m，倾角取 =60，则污泥斗高度：12h 5= （r 2- r 1） tg =（2-1 ） tg60 =1.73m污泥斗容积：V 1=h52+r 2r 1+r 223.14 1.732233（r 1）=3（2 +21 +1）=12.68m7. 污泥斗以上圆锥体部分污
24、泥容积池底坡度采用 0.05-0.10 ，本设计径向坡度 i=0.05 ，则圆锥体的高度为： h4 = （R- r 1）i= （18-2 ） 0.05 = 0.8m圆锥体部分污泥容积：h422 0.8223） =（1822）305m211V =3（R+Rr +r318污泥总体积：V= V1+ V2 =12.68+305 =317.68 m 3 81.28m3 ，满足要求。8. 沉淀池总高度设沉淀池超高 h1=0.3m，缓冲层高 h3 =0.5m，沉淀池总高度：H = h1+h +h +h +h 0.3+4+0.5+0.8+1.737.33 m23459. 沉淀池池边高度H = h 1 +h2
25、+ h 3 = 0.3+4+0.5 = 4.8 m10. 径深比D/ h2 = 36/4 = 9(符合要求 )11. 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。8 个穿孔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，布置花墙，过孔流速：Q0.560.389m / sv40.3 0.6Bhn8式中：B 孔洞的宽度（ m）；h 孔洞的高度（ m）；n 孔洞个数 (个)。v4 穿孔花墙过孔流速（ m/s），一般采用 0.2-0.4m/s ；12.
26、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：0Qh360081250.00253q =2nD =2 4 3.14 36m /(m s)= 2.5L/(m S) 2.9 L/(mS) 符合要求13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0.4m，出水槽宽 0.5m，深 0.6m，有效水深 0.5m，水平速度 0.8m/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 1.0m，连续将污泥排出池外贮泥池内。第七节A1 / O 反应
27、池设计计算1. 设计参数采用 A1 / O 工艺反应池。处理水量 150000m3 / d ，最大时流量 Qmax 为 8125m3 / h ，CODCr =400mg/L， BOD5=180mg/L，SS = 300mg/L， NH3-N = 35mg/L 。经过一级处理后，BOD 530%,SS50%, CODcr25%, TN20%污水经过二级处理后应符合城镇污水处理厂污染物排放标准 （GB18918-2002）一级标准的B 标准，即：CODCr 60mg/L ，BOD5 20mg/L，SS 20mg/L，NH3-N8mg/L。2. 设计计算(1) 确定设计参数A1 / O 反应池进水水
28、质BOD5 =18070%=126mg/LCODCr =40075%=300mg/LSS=30050%=150mg/LNH3-N=35 80%=28mg/L选取污泥 BOD负荷为 0.15kg （ BOD5 ）/kg(MLSS) d, 查 SVI=150mL/g，则回流污泥浓度 XR =106 / SVI6600mg / l 。去污泥回流比 R=100%，则混合液污泥浓度X=RX R3300mg / l1RTN去除率TN（ 28-8 ） /28=71.4%混合液回流比 RNRN =TN=0.714/(1-0.714)100%=250%1TN(2) 计算 A1 / O 工艺反应池的主要工艺尺寸。
29、总的有效容积 VVK d QSa(8125 24 1260)/(0.15 3300)=49636 m3N S X有效水深 H 1 取 5m，则反应池的总有效面积S总V49636/5=9927 m 2H 1分四组，则每组的有效面积S=9927/4=2482m2设廊道宽 6m，廊道数位 4，则单组生物池长度L1 =S/( H 1 b）=2482/ （ 64）=103.4 m2污水停留时间t=V/Q=49636/8125=6.1hA1 :O=1:4则 A1 段的水力停留时间为1.22h ，O段的水力停留时间为4.64h 。（3）计算剩余污泥干重和剩余污泥量W50Wa( S0Se )QbVX V(C0
30、Ce)Q100=0.55(126-20)1500001000-0.05 4963633000.75/1000+(0.15-0.02) 15000050/100kg/d=8745-6142.5+9750=12352kg/d每天产生的活性污泥量XW =2602.5kg/d设剩余污泥含水率为99.4%，则剩余污泥量q=W/(1-P) 1000=2058.75 m3 / d污泥龄为cVXV / XW4963633000.75/(2602.5 1000)d=47.2d(4 ）需氧量计算O2aSrbNr0.124bXWcX W=1.478125 (0.126-0.02)+4.68125(0.028-0.0
31、08)-0.124 4.6 2602.5/24-1.42 2602.5/24 =1266+747.5-62-154=1797.5kg/d（5) 曝气系统计算第八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。1. 沉淀部分水面面积 F ，根据生物处理段的特性，选取二沉池表面负荷q1.5(m3 /( m2h) ，（其中 q=1.0 1.5 m3 /( m2 h) ）设四座辐流式沉淀池，n=4 ，则有FQ81251354(m2 )n q4 1.52. 池子直径 D4F413544
32、1.5(m)D3. 沉淀部分的有效水深h ， 设沉淀时间：t 2.5(h) （其中 t=1.5 2.5h ），则h q t 1.52.5 3.75( m)（3）贮泥斗容积：为了防止磷在池中发生厌氧释放，故贮泥时间采用Tw=2h，二沉池污泥区所需存泥容积：2Tw (1 R)QX22(11)20313300243VwXX r33006600225.6m则污泥区高度为h2Vw225.6mF13540.17（ 4）二沉池总高度：取二沉池缓冲层高度h3=0.4m，超高为 h4=0.3m则池边总高度为h=h1+h2 +h3+h4=3.75+0.17+0.4+0.3=4.62m设池底度为 i=0.05 ，则池底坡度降为h5b d i41.5 2 0.05 0.99m22则池中心总深度为H=h+h5=4.62+0.99=5.61m（5）校核堰负荷：径深比D41.510h1h34.15D41.59.6h1h2h34.32堰负荷Q2031.25D15.6m3 /(d.m) 0.18L /(s.m) 2L /(s.m)3.14 41.5以上各项均符合要求（6）辐流式二沉池计算草图如下：出水进水排泥图6辐流式沉淀池第九节剩余污泥泵房1. 设计说明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