课程设计任务2010级.doc

环境工程专业水污染控制课程设计任务书、指导书(环境工程专业2010级使用)袁 怡苏州科技学院环境学院2013年12月18日一、设计目的 课程设计是“水污染控制工程”课程教学的一个重要的实践性教学环节，其目的是使学生了解废水处理工程设计的一般程序和基本步骤；熟悉根据原始资料（废水的水质、水量资料和处理要求）确定处理方案、选择工艺流程的基本原则；深化对本课程中基本概念、基本原理和基本设计计算方法的理解和掌握；掌握各种处理工艺和方法在处理流程中的作用、相互联系和关系以及适用条件、处理效果的分析比较；了解设计计算说明书基本内容和编制方法，初步训练处理工艺设计的制图和识图能力。通过较为全面的工艺设计计算练习，为今后的毕业环节及从事水污染控制工程实际工作打下良好的基础。二、设计任务 1、根据设计原始资料提出合理的处理方案及处理工艺流程，包括各处理构筑物型式的选择、污泥的处理及处置方法、处理后废水的出路； 2、进行各处理构筑物的工艺设计计算，确定其基本工艺尺寸及主要构造（用单线条画草图并注明主要工艺尺寸）； 3、进行废水处理厂（站）的总体平面布置（包括各处理构筑物、辅助建筑物平面位置的确定，主要废水和污泥管道的布置），并绘制平面布置图（1图纸，比例尺1：2001：500） 4、进行各处理构筑物的高程计算并绘制废水处理厂（站）的流程图（1图纸，比例尺纵向1：501：100；横向1：5001：1000）； 5、进行废水处理厂（站）初步的工程概算； 6、编制工艺设计计算说明书。三、设计成果 1、设计计算说明书一份； 2、设计图纸两张（废水处理站总体平面布置图和流程高程图，1号图）。四、设计要求 1、设计说明书中应对处理方案的比较选择作简要的说明，介绍所选工艺流程的特点和主要处理构筑物设置的作用、工艺构造要求和主要设计参数的选取及其处理效率，最终处理出水水质。 2、设计说明书中应有各个处理构筑物工艺计算的详细步骤和过程；必要时应注明所选参数和公式的出处；应附有按比例认真绘制的单线条计算草图，清晰的表明构筑物的主要构造和有关工艺尺寸； 3、废水处理厂（站）平面图中不同类型的线条应有所区别以使图纸层次分明，便于识别。例如，可用带有特定符号的粗线条画各类管线，中线条画各类构筑物和建筑物，细线条画道路、绿地和围墙等。此外，图中应有处理构筑物和辅助建筑物一览表及必要的说明，管线应标明流向； 4、流程和高程布置图中各处理构筑物和辅助建筑物应选择适宜的剖面，用单线条画出其主要构造（如必要的围墙、进出水挡板、出水堰和出水渠等）。画出连接管线以及阀门、水泵和计量装置等控制点和水面线，标明水流方向并注明各部位的高程。注意：各类管线用粗线条画、水面线和标高线用细线条画；此外，图中应有图例和必要的说明； 5、要求方案和工艺流程的选择较为合理，各项参数选择恰当，基本概念清楚，计算过程准确无误，设计计算说明书条理分明，文字通顺，叙述简明扼要，书写工整清晰。 6、设计图纸要求表达正确、布局合理、线条光滑且层次分明，图面整洁。此外要求图中所有文字均必须用工程字书写！ 7、要求学生自始至终高度重视本教学环节，以认真的态度进行课程设计，参加各项指导答疑活动，以独立思考、独立工作为主，务必按时保质保量的完成上述全部设计任务。五、组织及时间安排 1、组织安排课程设计分三个阶段进行：第一阶段为处理及处理工艺流程的确定。通过计算、讨论、比较和论证而完成。第二阶段为工艺设计计算和画图阶段。同学应根据确定的工艺方案，独立完成各项工艺设计任务，不得抄袭；第三阶段为课程设计总结阶段。各设计类推荐一名同学进行集体介绍、交流，并进行课程设计总结。 2、时间安排2013.12.2312.24 布置设计任务、分组、确定处理工艺流程2011.12.2512.26 工艺设计计算、画图并完成。2011.12.27 交流总结、设计成果上交指导教师。课程设计中有关问题的说明 课程设计中城市污水处理厂工艺参数的选择，构筑物和设备的设计及平面、高程布置等均应符合室外排水设计规范GB50014-2006中的有关规定。规范中没有规定的问题，可参照设计手册和有关资料确定。一、污水处理厂的分期建设问题 污水处理厂的设计周期一般为15-20年。如果设计周期过长，则对水质水量的预测会有较大的误差，不能很好地适应将来发展的需要；其次，设备长时间闲置不用，可能造成设备的锈蚀，损坏，资金的积压、浪费。在经济上甚为不合理，也不利于今后采用新型的工艺设备。若设计周期过短，则可能造成污水处理厂建成后，尤其是在设计周期的末期超负荷运行，影响处理效率。二、污水处理厂的设计规模和设计流量 人口当量 污水处理厂的设计规模可采用以BOD5负荷折合的人口当量表示。尤其是当有工业废水进入城市排水系统时，这种表示方法更为合理。 设计处理水量 用于城市污水处理厂的设计水量有以下几种： 1. 平均日流量(m3/d) 这一流量一般用来表示污水厂的设计规模,并可用于计算污水厂的年抽升电耗,耗药量,处理总水量和总泥量等,也是计算处理单位水量的各项经济指标的基础。 2. 设计最大流量(m3/h或l/s) 污水处理厂的污水管道系统和构筑物(除另有规定的之外)都应以此流量进行计算。当污水厂的进水用泵抽升进入时，可用工作水泵的组合流量作为最大设计流量。但这种组合流量应尽量与设计最大流量相吻合。 3. 考虑到最大流量持续的时间较短，当曝气池的水力停留时间较长时(6小时)，可用比最大设计流量较小的流量(如平均流量)作为曝气池的设计流量。 4. 若城市污水处理厂的进水来自合流制排水系统, 则还应考虑降雨时的流量对处理系统的影响。用合流制或截留式合流制排水管渠的最大设计流量校核一级处理部分的构筑物和设备以及厂内的管道系统。 工业废水处理系统的设计规模同样以平均日流量表示；最好以实测的最大时流量作为构筑物的设计流量。当处理流程中设有调节池时，其后续工艺的各构筑物可按计算的调节后最大流量进行设计。三、处理方案比较 在着手进行污水处理厂的设计时，应根据设计的水质水量和处理要求，对可行的处理方案和工艺流程进行技术经济比较，优选最佳方案。技术经济比较可从以下几个方面进行：工艺的适用性 选用的工艺在对需处理的废水的适用性如何？其处理功能和效率能否达到处理要求？对于同类废水有无成熟的实际运行经验？ 技术的先进性 其技术性能有何特点？其处理效率和运行的稳定性如何？设备的 复杂程度如何？运行操作和管理维护是否方便，有无副产物(如污泥)产生？其产量和处理处置的难易程度。经济的合理性 建设投资和运行费用情况，占地面积，能耗和药耗。 以上均以列表比较，有具体的计算数据支撑。四、处理系统的物料衡算 略五、高程布置和管道系统的水力计算 在污水处理厂中，一般在一次抽升后，应尽可能使污水和污泥重力自流通过整个处理流程的各个构筑物。 高程布置的应注意以下问题： 1. 为了保证污水在各构筑物之间顺利的自流，必须精确地计算各构筑物之间的水头损失，包括沿程损失，局部损失及构筑物自身的水头损失。 2. 在进行管道的水力计算时，应选择距离最长，水头损失最大的流程进行计算。当有两个以上并联运行的构筑物时，应考虑某一构筑物发生故障时，其余构筑物负担全部流量的情况。计算时还必须考虑管内淤积，阻力增大的可能性。因此，必须留有充分的余地，以防止水头不够而发生壅水现象，影响构筑物的正常运行。 3. 一般应以近期最大设计流量(或水泵的最大组合流量)作为计算构筑物和管渠水头损失的流量。计算涉及远期流量的管渠和设备时，应以远期最大流量作为设计流量,并酌情增加扩建时的备用水头。 4. 污水厂的出水管渠的高程，须不受受纳水体洪水的顶托。 5. 高程布置时应注意污水流程与污泥流程间的配合。尽量减少需抽升的污泥量。水力计算的方法和步骤: 处理流程管渠系统水力计算应在平面布置和构筑物工艺计算完成的基础上进行。其设计步骤为： 1. 确定设计流量；以污水处理厂出水受纳水体的最高洪水位作为起点，逆污水处理流程向上倒推计算。 2. 根据管渠的设计流速(一般宜采用0.7-1.5m/s)，选择管径。 3. 查表得管道的水力坡度i和局部阻力系数，由此计算构筑物之间管渠的水头损失。 4. 对于初步设计，构筑物的水头损失可以估算；在施工图设计过程中，构筑物的水头损失应按设计的实际情况计算确定。 在本设计中，要求每个学生画2个构筑物的施工图。其余构筑物的水头损失可按给水排水设计手册(第五册)表10-2中的数据估算。 5. 构筑物中的水头损失计算包括以下几项内容： 自由跌水的落差； 集水渠中的水深； 堰上水头 配水构造的局部水头损失 对于平底，沿程均匀集水，自由跌水出流的集水槽(如沉淀池、曝气池集水槽)，可按下列公式计算： B 0.9Q0.4 h0= 1.25B 式中，Q集水槽设计流量(m3/s);为确保安全，常对设计流量再乘1.2-1.5的安全系数。 B集水槽宽(m); h0集水槽起端水深(m); 堰上水头按有关堰流的公式计算： 矩形薄壁堰的流量公式为 Q m0bH(2gH)1/2 (m3/s) 三角堰的流量公式为 Q 1.43H5/2 (m3/s) (当90时) Q 0.826H5/2 (m3/s) (当60时) 式中， H堰上水头 (m) b堰宽 (m) m0流量系数，通常采用0.45。 6. 按计算结果，并考虑留有适当的富余水头，依次向上确定各构筑物的进、出水水位标高，以及池顶，池底标高。由此的到的进水泵站后第一个构筑物的水面标高即为水泵的扬水地形高度。污水处理厂的管道系统包括以下几种： 污水管 污泥管 污泥回流管 构筑物放空管 超越管 溢流管 上清液排放管 压缩空气管 其它工艺管道* 建筑物和构筑物的给水管* 建筑物排水管* 雨水管* 凡有*的管道在本次设计的平面布置中可不予考虑。 污水处理厂的污水污泥管道系统应考虑冲洗，维护和维修的有关措施六、工程概算和技术经济指标工程概算 工程造价的构成 计算方法 (一) 建筑工程(土建)费用(土方、池体) +1.05 直接费 人工费 材料费 查定额中的基价 施工机械 综合间接费 30% 独立费 30%(二) 设备安装费用(主要为配管工程) +1.2+1.05 直接费 人工费 定额中单项价 材料费 定额中单项价 施工机械 定额中单项价 综合间接费 0.1+0.1+2 独立费 主材费 查材料预算价定额(三) 设备及工、器具购置(及安装)费 + 需安装的设备 原价1.50 不需安装的设备 原价1.20 工、器具购置 +0.05(四) 工程建设其它费用 建设单位管理费* 试验研究费 职工培训费* (一)(二)(三)15% 办公、生活用具费 开车、试运转费 勘察设计费 土地、青苗补偿费、安置补助 10.00万元/亩(五) 房屋建筑费 综合楼 500元/m2 鼓风机房、泵房 800元/m2(六) 预备费(不可预计费) 0.10(一)(五)(七) 工程总造价 (一)(六) 成本估算费用构成： 电费 = (总装机容量备用机组容量)(0.750.80)24KWH电费率 人工费 药剂费 折旧、维修费技术经济指标投资成本 处理单位体 积废水 电耗 (KWH/m3废水)投资费用 (元/m3废水)占地面积（m3废水/ m2建设用地m3废水/ m2附属物用地） 运行成本 去除单位重量BOD 电耗 (KWH/kgBOD去除) 吨水直接处理成本 元/m3废水 ； 吨水间接处理成本 ； 劳动定员指标 ；各类人员比例 七、设计说明书和计算书基本要求1. 设计说明书中应包括以下内容：(一) 概述(1)工程概况 (2)设计依据 (3)设计任务和范围 (二) 水质水量和处理要求应包括目前的平均流量、高峰流量、对发展流量的预计和相应的水质数据，以及所确定的设计规模和水质。(三) 工艺流程的选择和评价工艺方案的论证可首先概要介绍国内外处理该废水的主要工艺流程，以及工艺流程中主体工艺的原理、工艺性能和特点、技术经济评价针对废水的水质水量特点和处理要求, 简要叙述的选工艺流程的合理性、适用性、先进和优越性，流程中各处理单元的作用和处理效果；处理后废水和污泥的出路。画出处理流程示意图并注明能流和物流。(四) 处理构筑物和设备 按流程顺序说明各构筑物的型式、主要工艺参数、尺寸、座数、构造、材料，选用设备的型号、规格和台数。为简明扼要，可列表说明。 (五) 主要辅助建筑物(六) 平面和高程布置(七) 调试和运行的有关说明(废水处理设施的启动、调试方法、日常分析监测项目和取样点，运行的方式及控制参数)(八) 劳动定员(九) 工程概算和技术经济指标 2. 设计计算书中应有各个处理构筑物工艺计算的详细过程和步骤；必要时应注明所选用参数和计算公式的出处；应附有按比例认真绘制的（单线）计算草图，清晰地表明构筑物的主要构造和有关工艺尺寸。 3. 废水处理站平面布置图用# 图纸绘制，比例为1:1001:200;图中不同性质内容的线型应有所区别，使图纸层次分明，图面美观。例如可用带有特定符号的粗线画各类管线，中粗线画构筑物和建筑物，细线画道路、绿地和围墙等。图中应有构筑物和建筑物一览表和图例。管线应标明流向。 4. 流程和高程布置图一般也用# 图纸绘制。 横向比例为1:1001:200,纵向比例为1:501:100。为使图面美观清晰, 某些局部亦可不按比例。应选择各构筑物及有关建筑物的适宜的剖面，用单线画明其主要构造（隔墙、挡板、过水堰和水渠等），以适当的线型和规范的符号画出连接管线以及阀门、水泵和计量装置等控制点和水面线；标出水流方向，注明构筑物顶、底、水面和主要工艺管线的标高。参考资料：1. 城市污水处理及污染物防治技术政策（2000）2. 城镇污水处理厂污染物排放标准GB18918-20023. 城市污水处理工程项目建设标准（2001）4. 室外排水设计规范GB50014-20065. 污水排入城市下