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城市排水处理 课程设计报告系 别： 城市建设系 专业班级： 给水排水0601班 学生姓名： 指导教师： 段泽琪 （课程设计时间：2009年6月15日2009年6月19日）华中科技大学武昌分校目 录1课程设计目的 12课程设计题目描述和要求 13课程设计报告内容 33.1污水处理工艺方案比较 33.2主要污水处理构筑物选型 63.3污水处理构筑物的主要设计参数 73.4污水处理辅助构筑物设计 83.5 污水处理厂平面布置设计 83.6 污水处理厂高程布置设计 93.7 设计计算 104总结页码参考文献 页码（要求：目录题头用三号黑体字居中书写，隔行书写目录内容。目录中各级题序及标题用小四号黑体）1. 课程设计目的(1) 通过污水处理厂课程设计，巩固学习成果，加深对水污染控制课程内容的学习与理解，使学生学习使用规范、手册与文献资料，进一步掌握设计原则、方法等步骤，达到巩固、消化课程的主要内容；(2) 锻炼独立工作能力，对污水处理厂的主体构筑物、辅助设施、计量设备及污水厂总体规划、管道系统做到一般的技术设计深度，培养和提高计算能力、设计和绘图水平；(3) 在教师指导下，基本能独立完成一个中、小型污水处理厂工艺设计，锻炼和提高学生分析及解决工程问题的能力。2课程设计题目描述和要求2.1 设计题目描述(1) 设计题目某城市污水处理厂工艺初步设计。(2) 设计内容根据任务书所给定的资料，综合运用所学的基础、专业基础和专业知识，设计一个中小型污水处理厂。 确定污水处理方法和工艺流程； 选择各种处理构筑物形式，并进行工艺设计计算（计算书中要附计算草图）； 估算各辅助构筑物的平面尺寸； 进行污水厂平面布置和高程布置。(3) 原始资料该城市位于湖北地区原始资料如下： 设计规模：近期设计人口：20万人； 远期设计人口：40万人； 按近期计算，预留远期面积，用虚线画出。 污水排放量标准：200L/(人日），工业污水为最大城市污水量的 城市污水水质： SS=210mg/L，要求去除率为60； BOD200mg/L，要求出水为25mg/L。 当地最高水温为30， 。 夏季主导风向为东南风。 污水厂北面200米处有一条河流，最高洪水位为46.00米，常水位为42.00米。 污水常地形平坦，设计标高为48.00米；地下水为标高为42.00米，地基良好。 城市污水总管从污水厂南面进入，干管终点水面标高为43.00米，管径1200mm。2.2 设计要求设计时间为一周。设计成果要求如下：(1) 设计说明书（含课程设计的目的、原始资料、工艺方案比较、污水处理构筑物选型及主要设计参数、污水厂的平面布置、高程布置及设计的心得体会等，A4纸打印）(2) 设计计算书（污水处理构筑物的设计计算、高程计算、草图，学校信纸抄写）(3) 污水处理厂总平面图一张（1号图，1500或1：400）；(4) 污水处理厂高程图一张（ 1号图，坐标纸，横向1500或1：400，纵向1100或1：50）；图纸要求：布置合理、图面整洁、按绘图规定制图。3课程设计报告内容3.1 污水处理工艺方案比较格栅是用来截留较大的悬浮物和漂浮物，是物理处理的重要构筑物，新设计的污水处理厂一般采用粗、中两道格栅。沉沙池的功能是去除比重较大的无机颗粒，以减轻沉淀池的负荷及改善物理处理构筑物的处理条件。平流式沉沙池具有截留无机颗粒效果较好、工作稳定、构造简单、排沉沙较方便等优点。沉淀池按工艺布置的不同，可分为初次沉淀池和二次沉淀池，初次沉淀池是一级污水处理厂的主体处理构筑物，或作为二级污水处理厂的预处理构筑物设在生物处理构筑物设在生物处理构筑物的前面，处理的对象是悬浮物（SS，约可去除40%50%以上），同时可去除部分BOD（约占总BOD的20%30%，主要是悬浮性的BOD），可改善生物处理构筑物的运行条件并降低其BOD负荷。沉淀池按池内水流方向的不同，可分为平流式沉沙池，辐流式沉沙池和竖流式沉沙池。本次设计中，我选择的是辐流式沉淀池。因为平流式沉淀池和竖流式沉淀池都存在相应的不足。相比而已，辐流式沉淀池更适用于本次设计。平流式沉淀池的虽然对冲击负荷和温度变化的适应能力较强，施工也简单，造价低，但是平流式沉淀池采用多斗排泥时，每个泥斗须单独设排泥管各自排泥，操作工作量大，采用机械排泥时，机械设备和驱动均浸于水中，易锈蚀。通常适用于地下水位较高及地质较差的地区。竖流式沉淀池的优点是排泥方便，管理简单，占地面积也较小,同时也存在池子深度大，施工困难,对冲击负荷及温度变化的适应能力较差的缺点。辐流式沉淀池尽管机械排泥设备复杂，对施工质量要求高，但是他也有竖流式沉淀池和平流式沉淀池不具有的优点，辐流式沉淀池多为机械排泥，运行较好，管理较简单，排泥设备已趋定型。所以此次设计中选用辐流式沉淀池是最合适的曝气池分为鼓风式曝气池和完全混合式曝气池。完全混合式曝气池对冲击负荷有较强的适应能力，适用于处理工业废水，特别是高浓度的工业废水；较易产生污泥膨胀，其处理的水质一般不如推流式；比较适合小型的污水处理厂。而鼓风曝气池工艺相对成熟、积累运行经验多、运行稳定；有机物去除效率高，BOD5的去除率通常为90%95%；曝气池耐冲击负荷能力较低；适用于处理进水水质比较稳定而处理程度要求高的大型城市污水处理厂。因此，本次设计中选用鼓风曝气池。常用的活性污泥处理系统有传统活性污泥法，完全混合活性污泥法等。一传统活性污泥法。又称普通活性污泥法，是早期开始使用并一直沿用至今的 运行方式。原污水从曝气池首端进入池内，由二次沉淀池回流的回流污泥也同步注入。污水与回流污泥形成的混合液在池内呈推流式流动至池的末端，流出池外进入二沉池，在这里处理后的污水与活性污泥分离，部分污泥回流到曝气池，部分污泥则作为剩余污泥排除系统。本工艺具有如下特征：有机污染物在曝气池内的降解，经历了第一阶段的吸附和第二阶段代谢的完整过程，活性污泥也经历了一个从池首端的对数增长，经减速增长到池末端的内源呼吸期的完全生长周期。由于有机污染物浓度沿池长逐渐降低，需氧速度也是沿池长逐渐降低。因此，在池首端和前段混合液中的溶解氧浓度较低，甚至可能是不足的，沿池长逐渐增高，在池末端溶解氧含量就已经很充足了，一般都能达到规定的2mgL左右。传统活性污泥法系统对污水处理效果极好，BOD去除率可达90%以上，适于处理净化程度和稳定程度要求较高的污水。 二完全混合活性污泥法。主要是应用完全混合式曝气池。污水与回流污泥进 入曝气池后立即与池内混合液充分混合，可认为池内混合液处理为未经泥水分离的处理水。 本工艺所具有的特点：1. 对冲击负荷有较强适应能力，适用于处理废水，特别是浓度较高的工业废水。2. 可以通过对F：M值的调整将整个曝气池的工况控制在最佳条件从而使活性污泥的净化功能得以良好发挥。3. 曝气池内混合液水质均匀且需氧速度均衡，动力消耗低于推流式曝气池。三比较以上两种方法本设计的污水处理厂使用的是传统活性污泥法。完全混合活性污泥法存在的问题有：在曝气池混合液内各部位的有机污染物质量相同，能的含量相同，活性污泥微生物质与量相同，这种情况下，微生物对有机物的降解动力低下，活性污泥易于产生膨胀现象。与此相对，在推流式曝气池内，相邻的两个过水断面，由于后一段面上的有机物浓度，微生物质与量均高于前者，存在着有机物的降解动力，因此，活性污泥产生膨胀的可能性较低。一般情况下，用完全混合活性污泥法适用于大中型污水处理厂，本次设计的污水处理厂属于中型污水处理厂另外，完全混合活性污泥法处理污水水质低于采用推流式曝气池的活性法系统。故本方案采用推流式。3.2 主要污水处理构筑物选型提升泵房：提升泵房用以提高污水的水位，保证污水能在整个污水处理流程过程中流过，从而达到污水净化的目的 泵房进水角度不大于45； 相邻两机组突出部分的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在检修时能够拆卸，并不得小于0.8m,作为主要通道宽度不得小于1.2m； 泵站作为矩形泵站D12m。格栅：采用中格栅，中格栅用以截留水中的较大悬浮物或者漂浮物，以减轻对后续处理构筑物的负荷，用来去除那些可能堵塞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。沉砂池：沉砂池的作用是去除污水中的无机悬浮物，对后续处理构筑物气保护作用，其工作原理是以重力或者离心力伟基础，将进入沉砂池的污水流速控制在只能使比重大的无机悬浮颗粒下沉，而有机悬浮颗粒则随水流带走。沉砂池设计中影遵循的原则：城市污水厂沉砂池的座数或分格数应不少于2座（格），并按并联运行原则考虑设计流量应按分期建设考虑：当污水自流进入时，应按每期的最大设计流量计算；当污水为用提升泵房送入时，则应按每期工作水泵的最大组合流量计算；合流制处理系统中，应按降雨时的设计流量计算沉砂池去除的砂粒比重为2.65粒径为0.2以上的颗粒为主贮泥斗容积按2日沉砂量计算，贮泥斗池壁与水平面的倾角应不小于55，排砂管直径应不小于0.3m。沉砂池超高不应小于0.3m除砂一般采用机械方法，当采用重力排砂时，沉砂池和砂厂应尽量靠近，以缩短排砂管的长度本设计采用平流式沉沙池，平流式沉沙池具有截留无机颗粒效果较好、工作稳定、构造简单、排沉沙较方便等优点。沉淀池：采用辐流式沉淀池曝气池：采用推流式鼓风曝气池优点：去除率高，回流污泥少，出水水质好，省能耗3.3 污水处理构筑物的主要设计参数提升泵房：依据流量Q=831Ls,扬程H=15.797m 选择水泵型号：选用600QW3750-17-250(WL)立式污水泵，各参数如下：Q=h, H=17m, 转速=635rmin, 轴功率=278.4kw, 电动机功率=355kw,重量=3000kg 气蚀余量=7.9m。泵房尺寸为D12m，提升泵房进入到集水间的水头损失为1.5m。格栅：采用传统的“两头小，中间大”的设计模式，用中格栅，其基本参数为： 栅前水深:h=0.7m过栅流速V=0.9ms； 格栅间隙e=30mm,格栅安装角60； 栅条间隙数n=39； 栅槽宽度B=3.40m； 过水渠道渐宽部分长度3.57m； 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度1.785m； 栅槽总长度7.26m 每日栅渣量d。沉砂池：本设计中采用平流式沉砂池，基本参数如下：沉砂池水流部分长度7.5m，有效水深0.7m，单池宽2.42m；单个沉砂斗容积沉砂斗底宽0.5m；沉砂斗上口宽1.2m；斗壁与水平面的倾角为60；沉砂斗高0.6m；沉砂池高度1.65m；格栅出水通过DN1000mm的管道送到沉砂池的进水渠道，然后两侧配水进入进水渠道，污水在渠道内的流速为0.78m/s，出水金出水堰自由跌落0.10.15m后进入到出水槽，出水槽宽取0.9m，有效水深为0.6m，水流速度为0.78m/s，出水进入到管道，用DN700的钢管，管内流速为1.1m/s 。初次沉淀池:采用辐流式沉淀池2座，基本参数为：池径26m；有效水深为3.75m；污泥斗容积，污泥斗下底1m，上底2m；池超高0.3m；池总高6.28m；池周边高度4.55m；出水槽设在沉淀池的四周，双侧收集三角堰出水，距离沉淀池内壁0.4m，槽宽0.6m，深0.7m。沉淀池采用周边传动刮泥机，线速度为23m/min，底部设有刮泥板，将泥推入污泥斗。上部设有刮渣板，将浮渣挂入排渣装置。排泥方式采用重力排泥，管径为DN300mm排泥管深入污泥斗底部，连续将污泥排除池外贮泥池内。曝气池：采用推流式鼓风曝气池，设五廊道曝气池2座，基本参数为：曝气池容积6775.25；单池有效水深4.2m，池宽5.0m池长161.5m；平均时需氧气量247.00kgh， 最大时需氧气量285.61kgh，每日去除7283.4kgd；采用网状膜中微孔空气扩散器通气，敷设与距离池底0.2m处，淹没水深为4.0m，计算时取定温度为30，平均时供氧量为10380h，最大时供氧量为12005h ，去除每千克的供气量34.2空气kg，每立方米污水的供气量空气kg。提升污泥所需要的空气量为9711.2h，总需空气量21716.2h。空气管道的布置，相邻的两条隔墙上敷设一根干管，共5根干管，设5对配气管，共10条配气竖管，单个曝气池共50条配气竖管。先进行管路损失计算，然后选定鼓风机：LG80空压机6台，参数如下：风量80min，风压50KPa，功率115KW正常情况下，4用2备，高负荷条件下，5用1备。二次沉淀池：采用辐流式沉淀池基本尺寸与初次沉淀池一样，数量是初次沉淀池的2倍即4座二沉池由配水井集中配水，配水井内上升流速为1.0ms，取集泥井外径3m，配水井直径D1m，污泥浓缩池：采用辐流式污泥浓缩池，用带栅的刮泥机，采用静压排泥配水集泥井：直径为15m3.4 污水处理辅助构筑物设计污水处理厂内的辅助构筑物有：泵房、鼓风机房、办公室、水质分析化验室、变电所、机修间、仓库、车库、食堂、浴室、锅炉房、宿舍等，这些都是污水处理厂不可缺少的部分，其建筑面积的大小应根据具体的情况而定。有可能时，可设立试验车间，以不断研究与改进污水处理技术。辅助构筑物的位置应根据方便、安全原则确定。如鼓风机房应设于曝气池附近，以减少管渠和动力；变电所应设于耗电量大的构筑物附近等。化验室应远离机器间和污泥干化场，以保证良好的工作条件，化验室、办公室等均应与处理构筑物保持适当距离，并应位于处理构筑物的夏季主风向的上风向处。操作工人的值班室应尽量布置在使工人能够便于观察各处构筑物运行情况的位置。在污水处理厂内应合理的修筑道路，方便运输，广为植树绿化美厂区，改善卫生条件，改变人们对污水处理厂“不卫生”的传统看法。按规定污水处理厂区的绿化面积不得少于30。应当指出：在工艺设计计算时，就应考虑它和平面布置的关系，而在进行平面布置时，也可根据情况调整构筑物的数目，修改工艺参数。3.5 污水处理厂平面布置设计1、各处理构筑物的平面布置 处理构筑物是污水处理厂的主体建筑，在对他们进行平面布置时，应根据各构筑物的功能和水力要求结合当地地形地质条件，确定他们在厂区的平面布置应考虑：贯通，连接各处理构筑物之间管道应直通，避免曲折迂回，造成管理不便。在各处理构筑物之间应保持一定的间距，以保证敷设连接管、渠的要求，一般间距要求为510m，某些特殊构筑物如污泥消化管、消化气贮罐等其间距按有关规定确定。各处理构筑物之间在平面图上应尽量紧凑，减少占地面积。土方量做到基本平衡，并避开劣质土壤阶段。2、管线布置在个处理构筑物之间，设有贯通、连接的管、渠。此外，还应设有能够使各处理构筑物独立运行的管、渠，当某一处理构筑物因故障停止工作时，使其后接处理构筑物，仍然能够保持独立的运行。厂内还应有给水管、空气管、生活水管、消化气管、蒸汽管一级输配电线路。这些管线有的敷设在地下，但是大部都在地上，对他们的安排，既要便于施工和管理，也可以考虑采用架空的方式敷设。在污水处理厂内，应有完善的排雨水管道系统，必要时应考虑设防洪沟渠。3、辅助构筑物及其尺寸本次设计污水处理厂的辅助构筑有： 污泥室BL=55 浓缩池 D=12.5m 提升泵房D12m 脱水室BL=1020 晒泥场BL=1527.5 包装间BL=1512.5鼓风室BL=12.515 堆沙场BL=1615机修间BL=1015 绿化用房BL=12.57.5仓库BL=12.517.5 配电房BL=169综合控制楼BL=17.517.5锅炉房BL=1010浴室BL=1012.5 食堂BL=1010运动场BL=2025 宿舍楼BL=1025传达室BL=44 车库化验室BL=1120 办公楼BL=1520 车库BL=1010污泥泵房BL=10203.6 污水处理厂高程布置设计污水处理厂处理流程高程布置的主要任务是：确定各处理构筑的标高，确定处理构筑物之间连接管渠的尺寸及标高，通过计算确定各部位的水面标高，从而能够使污水沿处理流程在处理构筑物之间畅通的流动，以保证污水处理的正常运行。为了降低运行费用和便于维护管理，污水在处理构筑物之间的流动，以按重力流考虑为宜。为此必须精确地计算污水流动中的水头损失，水头损失包括：污水流经个处理构筑物的水头损失污水流经连接前后两处理构筑物管渠的水头损失污水流经量水设备的水头损失。在对污水处理厂污水流程的高程布置时，应考虑下列事项：选择一条距离最长，水头损失最大的流程进行水里计算。并应适当地留有余地，以保证在任何情况下，处理系统都能够运行正常计算水头损失时，一般应以近期流量最大（或者泵的最大出水量）作为构筑物和管渠的设备流量：计算涉及远期流量的管渠和设备时，应以远期最大流量为设计流量，并酌加扩建时的水头设置终点泵站的污水处理厂，水利计算常以接纳处理污水水体的最高水位作为起点，逆污水处理流程向上倒推计算，以使处理后污水在洪水季节也能自流排出，而水泵需要的扬程也较小，运行费用也低，但同时也考虑到构筑物的挖土深度不宜过大，以免土建投资过大和增加施工上的困难。还应考虑到因维修等原因需将池水放空而在高程上提出的要求在做高程布置时还应注意污水流程与污泥流程的配合，尽量减少需提升的污泥量。在决定污泥干化厂、污泥浓缩池等构筑物的高程时，应注意它们的污泥水能够自动排入污水入流干管或其它构筑物的可能。3.7 设计计算污水处理厂主要构筑物的设计计