污水处理厂课程设计

污水处理厂课程设计一、明确设计任务与基础资料调研课程设计的首要步骤是清晰理解设计任务书的各项要求。这包括：处理对象（如生活污水、某类工业废水或混合污水）、设计规模（日均处理水量）、进水水质指标（COD、BOD5、SS、NH3-N、TP等）、预期出水水质标准（需明确执行的国家或地方排放标准及具体限值）、厂址选择的大致范围或特定条件，以及可能的特殊要求（如回用、节能、景观等）。在明确任务后，基础资料的收集与调研工作至关重要。这包括：1.原始水质水量数据：需分析其代表性、波动性，并进行必要的统计分析，确定设计水质水量及变化系数。2.相关设计规范与标准：如《室外排水设计规范》、《城镇污水处理厂污染物排放标准》、《给水排水工程构筑物结构设计规范》等，这些是设计合法性与安全性的根本依据。3.厂址区域资料：包括地形地貌、工程地质、水文气象（降雨量、蒸发量、风向风速等）、水源、电源、排水出路、交通条件及周边环境敏感点等。4.常用处理技术资料：各类处理单元的原理、适用条件、设计参数、运行管理要求及典型工程案例。充分的资料调研是后续设计工作顺利开展的基石，也是方案比选科学性的保障。二、水质水量分析与设计参数确定基于收集到的原始数据，进行深入的水质水量分析是设计的关键前提。水量分析：需确定设计最大日流量、平均日流量，并根据污水排放特点（如生活污水的早中晚高峰，工业废水的生产班次）确定时变化系数和总变化系数，以此作为各处理构筑物设计流量的依据。对于合流制排水系统，还需考虑雨水混入的影响。水质分析：应对进水水质进行全面评估，明确主要污染物种类、浓度及可生化性（如BOD5/COD比值）。根据出水水质目标，计算各污染物的去除率要求。例如，BOD5和COD的去除率通常是衡量生物处理效果的重要指标，SS的去除则贯穿于多个物理化学处理单元。对于氮、磷等营养物质，需根据排放标准要求，确定是否需要采取脱氮除磷措施及其程度。设计参数确定：在水质水量分析基础上，结合所选工艺类型，参照设计规范、手册及类似工程经验，合理选取各处理单元的设计参数。参数的选取需兼顾处理效果、经济性和操作可行性，部分关键参数可能需要通过试算或参考经验公式确定，并留有一定安全余量。三、处理工艺方案的选择与论证处理工艺方案的选择是污水处理厂设计的核心环节，直接关系到处理效果、投资成本、运行费用及管理难度。工艺选择原则：1.达标性原则：确保处理后出水水质稳定达到设计标准。2.技术可行性原则：所选工艺应成熟可靠，适合处理对象的水质特点，且当地具备实施条件（如技术支持、操作管理人员水平）。3.经济合理性原则：综合考虑基建投资和运行成本，进行多方案比较。4.操作管理简便性原则：尽量选择运行稳定、易于控制、维护管理方便的工艺。5.环境友好性原则：减少污泥产量、恶臭散发及噪声污染，考虑能源回收与资源利用潜力。常用工艺单元与组合：污水处理工艺通常由预处理、一级处理、二级处理、深度处理（根据需要）及污泥处理处置系统组成。*预处理：格栅（去除粗大悬浮物）、沉砂池（去除无机砂粒）。*一级处理：主要为初次沉淀池，去除可沉淀悬浮固体和部分BOD5。*二级处理：核心是生物处理，利用微生物降解水中溶解性有机物和胶体物质。常用的有活性污泥法（如传统活性污泥法、氧化沟、SBR系列、A/O、A2/O、MBR等）和生物膜法（如生物滤池、生物转盘、曝气生物滤池等）。生物处理单元之后通常设二次沉淀池，分离生物污泥。*深度处理：当出水标准要求较高（如回用、排入特殊水体）时，需增设深度处理单元，如过滤（砂滤、膜过滤）、吸附、消毒（氯消毒、紫外线消毒、臭氧消毒）、脱氮除磷（如需强化）等。方案比选与论证：针对特定的水质水量和出水要求，通常会初步筛选出2-3个可行的工艺方案。从处理效果、工艺流程复杂度、基建投资、运行成本（能耗、药耗、人工费等）、占地面积、污泥产量、运行管理难度、对水质水量变化的适应性等多个维度进行定性与定量比较，最终论证确定最优方案。此过程需有理有据，逻辑清晰。四、主体处理构筑物的设计计算确定处理工艺方案后，即可进行各主体构筑物的详细设计计算。这是课程设计中工作量最大、最核心的部分，要求精确、规范。每个构筑物的设计计算均应遵循相应的设计规范或手册，明确设计流量、设计参数的选取依据。以典型的活性污泥法处理系统为例，主要构筑物包括：1.格栅：根据栅条间隙、过栅流速、安装角度等参数计算格栅宽度、栅槽深度，选择格栅类型（人工或机械）。2.沉砂池：常用平流式或旋流式，根据设计流量、停留时间、水平流速（平流式）或水力表面负荷（旋流式）等计算池体尺寸。3.初次沉淀池/二次沉淀池：根据表面水力负荷、停留时间、污泥斗容积等参数计算池表面积、有效水深、池长、池宽等。二沉池还需考虑污泥回流与剩余污泥排放量的影响。4.曝气池（活性污泥法）：根据BOD5去除负荷、污泥龄（SRT）、混合液悬浮固体浓度（MLSS）、污泥回流比等核心参数，计算曝气池有效容积、需氧量、供气量，并选择曝气设备类型。若采用脱氮除磷工艺，还需分别计算厌氧区、缺氧区、好氧区的容积与停留时间。设计计算过程中，应清晰列出已知条件、选用公式、参数来源、计算步骤及结果，并进行必要的校核。计算结果应合理，符合工程实践经验。五、污水处理厂平面布置与高程布置在完成各构筑物单体设计后，需进行全厂的平面布置和高程布置。平面布置：平面布置应在满足工艺流程顺畅、操作管理方便、节约用地、安全卫生的前提下进行。主要考虑：1.工艺流程的合理性：各构筑物按处理流程顺序布置，避免迂回折返，管道连接短捷。2.功能分区明确：如预处理区、生物处理区、污泥处理区、辅助设施区（办公、维修、化验等）应相对集中布置。3.操作维护方便：构筑物之间应留有足够的操作间距和通道，考虑设备安装、检修及运输需求。4.风向与朝向：将产生气味或噪声的构筑物（如曝气池、污泥浓缩池、污泥脱水机房）布置在厂区主导风向的下风向，并与办公生活区保持一定距离。5.绿化与预留发展用地：适当布置绿化，改善工作环境；考虑未来处理规模扩大或工艺升级的可能性，预留部分用地。6.安全防护：设置必要的防护设施和警示标识。高程布置：高程布置的目的是确保污水在处理流程中能够依靠重力自流（或最小提升）通过各处理构筑物，减少提升能耗，并满足排放要求。关键在于确定各构筑物的池顶、池底、堰顶等关键部位的标高。1.遵循原则：充分利用地形高差；各构筑物之间的水头损失（包括沿程损失和局部损失）需准确计算并预留一定富余量；终点出水水位应高于受纳水体的常水位或排放管渠的设计水位。2.水力计算：需对整个污水、污泥流程进行水力计算，确定各管段的水头损失。3.竖向衔接：确保前一构筑物的出水能够顺利流入后一构筑物，避免出现壅水或倒流。六、辅助系统设计污水处理厂的正常运行离不开完善的辅助系统，主要包括：1.给排水系统：厂区生活用水、消防用水、构筑物冲洗用水及绿化用水系统。2.供配电系统：为各处理单元的动力设备（水泵、风机、搅拌机等）、照明、自控系统等提供可靠电力。需考虑负荷计算、变配电设备选型及供电安全。3.通风与除臭系统：针对产生恶臭的构筑物（如格栅间、泵房、污泥处理区），需设计通风或除臭设施，改善工作环境，防止对周边大气污染。4.自控与仪表系统：根据设计要求和经济条件，设置必要的检测仪表（如pH、DO、MLSS、流量、液位等）和自动控制系统，以实现对工艺过程的有效监控和优化运行。5.污泥处理处置系统：污泥是污水处理过程的必然产物，需妥善处理处置，避免二次污染。常用工艺包括浓缩、消化、脱水、干化、最终处置（如卫生填埋、土地利用、焚烧等）。6.消防与安全系统：配备必要的消防器材，设置消防通道，制定安全操作规程。七、设计成果的整理与报告撰写课程设计的最终成果通常包括设计计算说明书、设计图纸及相关技术文件。设计计算说明书：是对整个设计过程的系统阐述，应内容完整、条理清晰、论证充分、计算准确、图文并茂。主要内容包括：1.前言（设计任务、目的意义、主要内容）2.设计资料与基础数据3.水质水量分析与设计参数确定4.处理工艺方案的选择与论证5.各处理构筑物的设计计算（分章节详细阐述）6.平面布置与高程布置说明7.辅助系统设计说明8.技术经济分析（投资估算、运行成本估算，课程设计可简化）9.运行管理初步方案10.结论与建议11.参考文献设计图纸：是设计成果的直观体现，应符合国家制图标准，绘制清晰、规范。主要图纸包括：1.污水处理厂总平面布置图2.污水处理工艺流程图（高程图）3.主要处理构筑物工艺设计图（如曝气池、二沉池等的平面图、剖面图）4.典型节点大样图（可选）设计报告的撰写应注重逻辑性和规范性，语言表达应专业、准确。图纸绘制应符合工程制图标准，比例恰当，标注清晰。结语污水处理厂