我的城市污水处理厂专业课程设计.doc

第一章 设计任务及资料

1.1设计题目
150000t/d都市污水解决厂设计。
1.2设计目及意义
（1） 温习和巩固所学知识、原理；掌握普通水解决构筑物设计计算。
（2） 另一方面，做本设计可以使我得到很大提高，可在不同限度上提高咱们调查研究，查阅文献，收集资料和对的纯熟使用工具书能力，提高理论分析、制定设计方案能力以及设计、计算、绘图能力；技术经济分析和组织工作能力；提高总结，撰写设计阐明书能力等。
1.3设计资料
(1) 风向：近年主导风向为北北东风；气温：最冷月平均为-3.5℃；
最热月平均为32.5℃；极端气温，最高为41.9℃，最低为-17.6℃，最大冻土深度为0.18m；水文：降水量近年平均为每年728mm； 蒸发量近年平均为每年1210mm；地下水水位，地面下5～6m。
（2） 厂区地形：
污水厂选址区域海拔标高在64～66m之间，平均地面标高为64.5m。平均地面坡度为 0.30‰～0.5‰，地势为西北高，东南低。厂区征地面积为东西长380m，南北长280m。

（3）原污水水质水量：
CODcr 450mg／L，
BOD5 200mg／L
SS 250mg／L，
氨氮 15mg／L。
（4）出水规定（二级原则）：
COD≤50 mg/L； BOD5≤20 mg/L；SS≤10 mg/L，NH3-N≤10 mg/L，
NO3-N＜5 mg/L， TN≤15mg/L

1.4设计根据
法规根据
（1）《中华人民共和国环保法》；
（2）GB3838－《地面水环境质量原则》；
（3）GB18918－《城乡污水解决厂污染物排放原则》；
（4）GB50014－《室外排水设计规范》；
（5）GB50335－《污水再生运用工程设计规范》。

第二章 设计方案论证

2.1厂址选取
厂址选取普通原则为：
1、在城乡水体下游；
2、便于解决后出水回用和安全排放；
3、便于污泥集中解决和处置；
4、在城乡夏季主导风向下风向；
5、有良好工程地质条件；
6、少拆迁，少占地，依照环境评价规定，有一定卫生防护距离；
7、有扩建也许；
8、厂区地形不应受洪涝灾害影响，防洪原则不应低于城乡防洪原则，有良好排水条件；
9、有以便交通、运送和水电条件。

因此，本设计污水厂选址区域海拔标高在64～66m之间，平均地面标高为64.5m。平均地面坡度为0.30‰～0.5‰，地势为西北高，东南低。厂区征地面积为东西长380m，南北长280m。
2.2污水解决工艺流程选取
1、工艺方案分析：
本项目污水解决特点为：①污水以有机污染为主，BOD/COD =0.444,可生化性较好，重金属及其她难以生物降解有毒有害污染物普通不超标；②污水中重要污染物指标BOD、COD、SS值为典型都市污水值。
针对以上特点，以及出水规定，既有都市污水解决技术特点，以采用生化解决最为经济。由于将来也许规定出水回用，解决工艺尚应硝化，考虑到NH3-N出水浓度排放规定较低，不必完全脱氮。依照国内外已运营中、小型污水解决厂调查，要达到拟定治理目的，可采用老式活性污泥法。
2、工艺流程
污水拟采用老式活性污泥法工艺解决，详细流程如下：

2.3设计污水水量
平均流量：Qa=150000t/d≈150000m3/d=6250m3/h=1.736 m3/s
总变化系数：Kz =1.2
∴设计流量：
Qmax= Kz×Qa=1.2×150000 =180000 m3/d =7500m3/h =2.083 m3/s
2.4污水解决限度计算
污水流量拟定： 依照设计任务书，该厂解决规模根据近期流量筹划一期规模为：150000/d，同步考虑远期污水流量，预留空地作为二期工程。
1.进出水水质
项目
COD（mg/L）
BOD5（mg/L）
SS（mg/L）
NH3-N（mg/L）
进水
450
200
250
15
出水
50
20
10
10
2.解决限度计算

NH4＋-N污水中浓度与排放原则浓度相差较少，考虑到氮元素对水体富营养化影响以及水体远期也许存在污染，故尽量地减少排放水中氮含量，减少原则至5 mg/L。
各水质参数去除率如下：
项目
BOD5
COD
SS
T＋-N
去除率
88.9%
90%
96%
66.67%

第三章 污水一级解决构筑物设计计算

3.1格栅

格栅是由一组平行金属栅条或筛网制成，安装在污水渠道上、泵房集水井进口处或污水解决厂端部，用以截留较大悬浮物或漂浮物。普通状况下，分粗细两道格栅。
格栅型号：链条式机械格栅
设计参数：
,（1）栅条间隙数（n）
设栅条间隙宽度b=20.0mm，栅前水深h＝1m，过栅流速u=1.0m/s，格栅倾α=60°。

（2） 格栅宽度（B)
设格栅建筑宽度栅条宽度s＝10.0mm

（3）进水渠道渐宽某些长度(l1)：
设进水渠宽b1＝2.5m 其渐宽某些展开角度α＝20°

（4）栅槽与出水渠道连接处渐窄部份长度(l2)：

（5）通过格栅水头损失(h)：
格栅条断面为锐边矩形断面， 则：

（6）栅后槽总高度(h总)：
设栅前渠道超高h1=0.3m

（7）栅槽总长度(L):

（8）每日栅渣量W：
在格栅间隙20mm状况下，设每日栅渣量为W1=0.075m3/1000m3，取KZ＝1.2

采用机械清渣。
3.2提高泵站

1.水泵选取
(1)设计水量7500m3/h，选取用4台潜污泵(3用1备)

扬程/m
流量/(m3/h)
转速/(r/min)
轴功率/kw
叶轮直径/mm
效率/%
6.13
3425
360
75.2
680
76
2.集水池
⑴、容积 按一台泵最大流量时6min出流量设计，则集水池有效容积

⑵、面积 取有效水深 H=3m，则面积F=Q1/H=324.5/3=108.167

3.3沉砂池

沉砂池作用是从污水中去除砂子、煤渣等比重较大颗粒，保证后续解决构筑物正常运营。
选型：平流式沉砂池

设计参数：
设计流量
设计水力停留时间 水平流速
1.长度：
2.水流断面面积：
3.池总宽度：设2格 每一格宽 b=3.0m，则
B=nb=6.0m
4. 有效水深

5.沉砂斗容积：设 T＝2d，则
6.每个沉砂斗容 (V0) 设每一分格有2格沉砂斗，则

7.沉砂斗各某些尺寸：
设贮砂斗底宽b1＝0.5m；斗壁与水平面倾角60°，贮砂斗高h’3＝1.5m，沉砂斗上口宽：
m
8、贮砂斗容积：(V1)

9、沉砂室高度：(h3)
设采用重力排砂，池底坡度i＝6％，坡向砂斗，则

10、 池总高度(H)： 设超高0.3m

11、核算最小流速 在最小流量时，只用1格工作
(符合规定)

第四章 污水二级解决设计计算
4.1初沉池
初沉池作用室对污水仲密度大固体悬浮物进行沉淀分离。
选型：平流式沉淀池 进口处设立进水挡板，取0.5m，出口处设出水挡板，取0.3m.
设计参数：
1. 池子总面积A，表白负荷取

2.沉淀某些有效水深h2
取t＝1.5h
3.沉淀某些有效容积V’

4.池长L 设水平流速v=4.8m/s

5.池子总宽度B

6.池子个数，宽度取b＝5m
N=B/b=26
7.校核长宽比
(符合规定)
8.污泥某些所需总容积V
已知进水SS浓度=250mg/L
初沉池效率设计55％，则出水SS浓度
设污泥含水率97％，两次排泥时间间隔T=2d，污泥容重

9.每格池污泥所需容积V’

10、污泥斗容积V1，
（=60）

11. 污泥斗以上梯形某些污泥容积V2

12.污泥斗和梯形某些容积

13.沉淀池总高度H
取8m
4.2曝气池计算
设计参数
(1)设计最大流量 Q=150000m3/d
(2)设计进水水质 COD=450mg/L； BOD5(S0)=200mg/L； SS=250mg/L；NH3-N=15mg/L
(3)设计出水水质 COD=60mg/L； BOD5(Se)=20mg/L； SS=20mg/L；NH3-N=15mg/L；
(4)设计计算，老式活性污泥法
（5）.BOD5污泥负荷=0.3kgBOD5/(kgMLSS·d)
（6）.污泥回流比R=50%
(7）型式：老式活性污泥法采用推流式鼓风曝气。
（8）SVI值选120～150ml／R，污泥浓度可计算拟定，但不适当不不大于3500mg／L。

① 依照规定，解决效率：
取SVI=140mg/R SV取 25%
SVI=SV/
因此 =1.78g/L(kg/) 取 f=0.7
=1.246 g/L(kg/)
污泥负荷=0.3kgBOD5/(kgMLSS·d)
曝气池容积为

② 名义水力停留时间 ：

取R =50% 实际停留时间

③ 污泥产量：
设 a=0.6 b=0.08 则系统每日排出剩余污泥量为
0.61500000.13-0.08521671.246=6500Kg/d
去除每公斤BOD5R 产泥量为：

泥龄为
由二沉池底流排剩余污泥则排泥量为:

④ 曝气池重要尺寸：取有效水深H=5m ,设四组曝气池，每组池面积为：(n取4）

取池宽B=8m ,B/H=8/5=1.6,D 1~2 之间，符合规定
池长
取曝气池为4廊道式，每廊道长为：L’=L/12=326/4=81.5m
取超高0.5m ,故总高=5+0.5=5.5m

⑤ 进水方式：
为使曝气池在运营中具备屡活性，在进水方式 上设计成：既可集中从池首进水，按老式活性污泥法运营；又可沿配水槽分散多进水，按阶段曝气 法运营;还可沿配水槽集中从池中部某点进水，按生物吸附再生化运营。

⑥ 需氧量：
设a’=0.5 b’=0.15 则曝气池每日需氧量为：

去除每公斤BOD5需氧量为：

最大需氧量变化系数 k=1.4

⑦ 供气量：
采用穿孔管曝气，距池底0.2m，故沉没深度为4.8m,查“氧在蒸馏水中溶解度表”可知，当计算温度在20度时之溶解氧饱和度为.最高水温采用30度，此时氧溶解度
穿孔管出口处绝对压力为：
空气离开曝气池表面时氧百分浓度为：

式中为穿孔管氧转移效率，取6%
鼓风机曝气池，池底扩散装置出口分压力最大，值也最大；随气泡上升至水面，气体压力逐渐减小，小到空气大气压；并且气泡中一某些氧已转移到液体中。因而，鼓风曝气池中值应以扩散装置出口和混合液表面二处之溶解氧饱和浓度平均值计算。则：

20度脱氧清水充氧量计算公式为：

取d=0.8 =0.9 =1 =1.5mg/L
因此
相应最大时需氧充氧量为

曝气池平均时供气量：

去除每kgBOD5供气量为：

每立方米污水供气量为：
相应最大时需氧量供气量为：

提高回流污泥空气量为回流污泥量5倍，已知回流比R=50%,故提高污泥空气量为：
5750050%=18750（）
总供气量

⑧ 供风管道计算
供风干管道采用环状布置。
流量
查表（空气管段计算表）环境工程技术手册(修订版)第306页
取流速
管径
取干管管径DN500mm
单侧供气(向单侧廊道供气)支管
查表取流速
管径
取支管管径为DN350mm
双侧供气=
查表取流速
管径
取支管管径DN=400mm

4.3. 污泥回流设备
污泥回流比R取大值
污泥回流量
设回流污泥泵房1座，内设3台潜污泵(2用1备)
单泵流量
水泵扬程依照竖向流程拟定。
4.4.混合液回流设备
① 混合液回流泵
混合液回流比
混合液回流量
设混合液回流泵房2座，每座泵房内设3台潜污泵(2用1备)
单泵流量
② 混合液回流管。
混合液回流管设计
泵房进水管设计流速采用
管道过水断面积
管径
取泵房进水管管径DN1100mm
校核管道流速
③ 泵房压力出水总管设计流量

设计流速采用

4.3二沉池

设计参数：
为了使沉淀池内水流更稳、进出水配水更均匀、存排泥更以便，常采用圆形辐流式二沉池。二沉池为中心进水，周边出水，幅流式沉淀池，共2座。二沉池面积按表面负荷法计算，水力停留时间t=3h，表面负荷为1.5m3/（m2•h-1）。
1) 池体设计计算
1. 二沉池表面面积

2.二沉池直径， 取37m
3.池体有效水深
4.沉淀某些有效容积

5.污泥某些所需容积：
已知进水SS浓度=90mg/L 每8h 抽一次泥
二沉池效率设计95％，则出水SS浓度

①. 污泥斗容积： 设r1=2m,r2=1m =60度 则
=1.73m

②. 污泥斗以上贺锥体某些污泥容积： 设池底径向坡度为 0.05

③. 污泥斗总容积 V1+V2=12.7+315=327.7>72
④. 沉淀池总高
二沉池缓冲区高度h3=0.5m，超高为h1=0.3m，有效水深h2 =3.75沉淀池坡度落差H5=(R-r)*0.05=0.855m
二沉池边总高度m
⑤. 校核径深比
二沉池直径与水深比为，符合规定
2) 进水系记录算
1. 进水管计算
单池设计污水流量
进水管设计流量
选用管径DN1200mm，
流速 在0.2～0.5 之间，
坡降为 1200i=2.196m

①. 进水竖井
进水竖井采用r3=1.5m，流速取0.4m/s
出水口尺寸0.45×1.5m²,共6个，沿井壁均匀分布。
出水口流速
②. 稳流筒计算
取筒中流速
稳流筒过流面积
稳流筒直径
3) 出水某些设计
a． 单池设计流量
b． 环形集水槽内流量
c． 环形集水槽设计
1.采用周边集水槽，单侧集水，每池只有一种总出水口，安全系数k取1.2
集水槽宽度 取
集水槽起点水深为
集水槽终点水深为
槽深取0.9m，
2.采用双侧集水环形集水槽计算，取槽宽b=1m，槽中流速
槽内终点水深
槽内起点水深

3. 校核
当水流增长1倍时，q=0.45m/s，v=0.8m/s

设计取环形槽内水深为0.8m，集水槽总高为0.8+0.3（超高）=1.1m，采用90°三角堰。
d.出水溢流堰设计
采用出水三角堰（90°），
1.堰上水头（三角口底部至上游水面高度）H1=0.05m(H2O).
2.每个三角堰流量
三角堰个数（取529个）
3.三角堰中心距（单侧出水）

4) 排泥某些设计
①． 单池污泥量
总污泥量为回流污泥量加剩余污泥量
回流污泥量
剩余污泥量

②． 集泥槽沿整个池径为两边集泥

集泥槽均取0.9m
4.4消毒接触池

4、每座长度L=V1/(2*1.8)=88.54m

4、加氯间
（1）加氯量 按每立方米投加5g计，则
（2）采用ZJ-1型转子加氯机，该机加氯量为5～45 kg/h，故可装2台，1台备用。
  （3）加氯间设计规定
    加氯间应接近加氯点，间距不适当不不大于30m，且应与其他工作间隔开，房屋建筑应结实、防火、保湿、通风，并远离火源及电源，排气孔应设在墙脚（由于ρcl2>ρ空气），应有必要检修工具和防爆灯具及防毒面具，最佳设立喷水消防系统（Cl2易溶于水）

第五章 污水解决厂总体布置

5.2 平面布置
（1）总平面布置原则
本污水解决厂平面布置涉及污水解决与污泥解决构筑物、水泵房、沉砂池、初沉池、曝气池、二沉池、污泥浓缩池、储沙池，以及相应鼓风机房、变电站和加药间。辅助建筑涉及办公及住宅区，检修室。各种管道涉及污水管、污泥管、空气管以及电力电缆管线。
    各单元解决构筑物座数是根据设计阐明书中设计规模、平面尺寸来拟定。它们互相间相对位置与关系，是综合考虑到运营管理灵活性和在检修维护时以便性来拟定，其中各种机器设备均是按最大负荷配备，各单元构筑物座数或分格数普通不少于两座（或两格）。
    各动力或电力设施设计时普通离其重要构筑物距离较近，如：鼓风机房设计时紧邻曝气池，而离办公区较远；加氯间由于存在一定危险性，而设立在远离电源和火源地方
    但由于厂区面积相对有限，因此总体布局较紧凑，同步，充分考虑厂区地势坡度，解决构筑物基本上是从相对标高较高地方向较低处而设立。总体布局中还应把绿化作为一项重要目的。
（2）总平面布置成果
污水由北边排水总干管截流进入，经解决后由该排水总干管和泵站排入河流。
污水解决厂呈长方形，东西长380米，南北长280米。综合楼、职工宿舍及其她重要辅助建筑位于厂区东部，占地较大水解决构筑物在厂区东部，沿流程自北向南排开，污泥解决系统在厂区东南部。
厂区主干道宽8米，两侧构（建）筑物间距不不大于15米，次干道宽4米，两侧构（建）筑物间距不不大于10米。
总平面布置参见附图1（平面布置图）。
6.2 高程布置及计算
（1）高程布置原则
本污水解决厂平面布置涉及污水解决与污泥解决构筑物、水泵房、沉砂池、初沉池、曝气池、二沉池、污泥浓缩池、储沙池，以及相应鼓风机房、变电站和加药间。辅助建筑涉及办公及住宅区，检修室。各种管道涉及污水管、污泥管、空气管以及电力电缆管线。
    各单元解决构筑物座数是根据设计阐明书中设计规模、平面尺寸来拟定。它们互相间相对位置与关系，是综合考虑到运营管理灵活性和在检修维护时以便性来拟定，其中各种机器设备均是按最大负荷配备，各单元构筑物座数或分格数普通不少于两座（或两格）。
    各动力或电力设施设计时普通离其重要构筑物距离较近，如：鼓风机房设计时紧邻曝气池，而离办公区较远；加氯间由于存在一定危险性，而设立在远离电源和火源地方
    但由于厂区面积相对有限，因此总体布局较紧凑，同步，充分考虑厂区地势坡度，解决构筑物基本上是从相对标高较高地方向较低处而设立。总体布局中还应把绿化作为一项重要目的。
总高程布置参见附图1高程图。
（2）高程计算

h1—沿程水头损失 h1=il， i—坡度 i=0.005
h2—局部水头损失 h2=h1×50%
h3—构筑物水头损失
a.巴氏计量槽 H=0.3m
巴氏计量槽标高 -1.7000m
b.消毒池相对标高
排水口相对标地面标高： 0.00m
消毒池水头损失： 0.30m
消毒池相对地面标高： -1.4000m
c.沉淀池高程损失计算
l=40m h1=il=0.005×40=0.20m
h2= h1×50%=0.10m h3=0.45m
H2=h1+h2+h3=0.20+0.10+0.45=0.75m
沉淀池相对地面标高 -0.6000m
d. A2/O反映池高程损失计算
l=55m h1=il=0.005×55=0.275m
h2= h1×50%=0.1375m h3=0.60m
H3=h1+h2+h3=0.275+0.1375+0.60=1.0125m
A2/O反映池池相对地面标高 0.4625m
e.平流式沉砂池高程损失计算
l=12m h1= il=0.005×12=0.06m
h2= h1×50%=0.03m h3=0.3m
H4=h1+h2+h3=0.06+0.03+0.30=0.39m
平流式沉砂池相对地面标高 0.8525m

f.细格栅高程损失计算
h1= 0.30m h2= h1×50%=0.15m
h3=0.30m H5=h1+h2+h3=0.30+0.15+0.30=0.75m
细格栅相对地面标高 1.6025m
g.污水提高泵高程损失计算
l=5m h1= il=0.005×5=0.025m
h2= h1×50%=0.0125m h3=0.20m
H6=h1+h2+h3=0.025+0.0125+0.20=0.2375m
污水提高泵相对地面标高 -4.1600m
第七章 构建筑物和设备一览表：

序号
名称
规格
数量
设计参数
重要设备

1

格栅

L×B =
3.58m×3.2m

1座
设计流量
Qd=50000m3/d
栅条间隙
栅前水深
过栅流速
HG-1200回旋式机械格栅1套
超声波水位计2套
螺旋压榨机（Φ300）1台
螺纹输送机（Φ300）1台
钢闸门（2.0X1.7m）4扇
手动启闭机（5t）4台

2

进水泵房

L × B =
20m× 13m

1座
设计流量Q=2793.6 m3/h
单泵流量Q= 350m3/h
设计扬程H=6mH2O
选泵扬程H= 7.22mH2O
1mH2O=9800 Pa
螺旋泵（Φ1500mm,N60kw）5台，4用1备
钢闸门（2.0mX2.0m）5扇
手动启闭机（5t）5台
手动单梁悬挂式起重机（2t，Lk4m）1台

3

平流沉砂池

L×B×H=
12.5m×3.1m×2.57m

1座
设计流量
Q＝2793.6 m3/h
水平流速v= 0.25 m/s
有效水深H1= 1 m
停留时间T= 50 S

砂水分离器（Φ0.5m）2台

4

平流式初沉池

L×B×H=
21.6m×5m×8m

13座

设计流量Q= 2793.3 m3/h
表面负荷q= 2.0m3/(m2·h)
停留时间T= 2.0 d

全桥式刮吸泥机(桥长40m,线速度3m/min，N0.55X2kW) 2台
撇渣斗4个

5

曝气池

L×B×H =
70m×55m×4.5m

1座

BOD为150，经初沉池解决，减少25%
罗茨鼓风机（TSO-150，Qa15.9m3/min，P19.6kPa,N11kw）3台
消声器6个

6

辐流式二沉池

D×H=
Φ29.8m×3m

2座
设计流量Q= 2084.4m3/h
表面负荷q= 1.5m3/(m2·h)
固体负荷qs= 144～192 kgSS/(m2·d)
停留时间T= 2.5 h
池边水深H1=2 m

全桥式刮吸泥机(桥长40m,线速度3m/min，N0.55X2kW) 2台
撇渣斗4个
出水堰板1520mX2.0m
导流群板560mX0.6m

7
接触消毒池
L×B×H=
32.4m×3.6m×3m

1座
设计流量Q=2187.5 m3/h
停留时间T= 0.5 h
有效水深H1=2 m

注水泵（Q3～6 m3/h ）2台

9

加氯间

L×B=
12m×9m

1座

投氯量 250 kg/d
氯库贮氯量按15d计

负压加氯机(GEGAL-2100)3台
电动单梁悬挂起重机(2.0t)1台

10

回流及剩
余污泥泵房（合建式）

L×B=
10m×5m

1座

无堵塞潜水式回流污泥泵2台
钢闸门(2.0X2.0m)2扇
手动单梁悬挂式起重机(2t)1台
套筒阀DN800mm，Φ1500mm 2个
电动启闭机（1.0t）2台
手动启闭机（5.0t）2台
无堵塞潜水式剩余污泥泵3台

参照资料：

1. 《排水工程》
2. 《给水排水设计手册》第一、五、十、十一册
3. 《室外排水设计规范》（GB 50014－）
4 城乡污水解决厂污染物排放原则（GB 18918-）
5 崔玉川 等编， 都市污水解决厂解决设施设计计算，化工出版社，
6 孙力平 等编，污水解决新工艺与设计计算实例，科学出版社，
7 张志刚 等编，给水排水工程专业课程设计，化学工业出版社，