完整版污水厂的毕业课程设计.docx

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完整版污水厂的毕业课程设计

水质工程学课程设计

污水厂

学院：

苏州科技学院天平学院

专业：

给水排水工程班级：

0812

指导教师：

黄天寅陈新

2011年12月

目录

第一章设计概论

1.1设计任务1

1.2设计原始资料1

第二章污水处理厂规模及污水量确定

2.1污水厂的设计规模2

2.2水质2

第三章污水厂工艺方案确定及技术比较

3.1处理工艺流程选择应考虑的因素3

3.2主要生产构筑物工艺设计7

第四章格栅的计算

4.1粗格栅的设计计算9

4.2细格栅的设计计算11

第五章沉砂池的设计计算

5.1平流沉砂池的设计计算13

第六章初次沉淀池的设计计算14

第七章A2O反应池的设计计算

7.1设计要点17

7.2A2O设计计算18

第八章曝气池的设计计算

8.1设计要点：

22

8.2曝气池的设计：

23

第九章平流式二沉池的设计计算26

第十章清水池的设计计算28

第十一章浓缩池的设计计算

11.1设计要点29

11.2.浓缩池的设计：

29

第十二章污水处理厂总体布置

12.1本设计污水处理厂的平面布置见图30

12.2污水厂的高程布置30

12.2.1污水厂高程的布置方法31

12.2.2本污水处理厂高程计算32

12.2.3污水处理部分高程计算：

32

12.2.4污泥处理部分高程计算33

结论34

参考文献35

第一章设计概论

1.1设计任务

1、某市（区）“污水厂课程设计”

2、设计地点：

本院

3、时间：

一周（方案选择、构筑物计算在平时完成，说明书和图纸在设计周完成）

4、完成任务：

4.1确定污水厂建设规模、位置，并进行方案论证；

4.2污水厂工艺方案确定及可行性研究（进行两种方案比较）

4.3污水厂工艺设计计算。

完成水厂平面布置图|、高程图，单体构筑物工艺计算

4.4设计计算说明书一份

5、要求：

5.1完成图纸2张以上，单体构筑物不做要求，可在平时做;

5.2设计计算说明书30页以上，附计算图表、可行性研究之方案论证；

5.3污水厂工艺设计计算并附草图。

5.4水厂平面图、高程图选一张手工图（白纸铅笔图）

5.5设计计算说明书采用统一封面；

1.2设计原始资料

1.城市污水水量（更具用水量测算）

序号

人口数量

生活用水量标准

三产用水占生活用水比例

工业用水占生活用水比例

某工厂集中用水量

（人）

（ld.r）

（%）

（%）

（m）

20

77000

210

89

180

7500

2．城市污水原水水质情况

序号

名称

最高数

平均数

1

SS

250

220

2

PH值

7.2

7.1

3

氨氮

25

20

4

BOD

200

175

5

COD

410

380

6

TN

28

34

7

TP

6.2

4.2

第二章污水处理厂规模及污水量确定

2.1污水厂的设计规模

Q=Q+Q+Q+Q

Q=89%Q=89%16170=14391.3（m）

Q=180%Q=180%16170=29106（m）

Q=7500（m）

求得：

Q=16590+14765.1+29862+7500=67167.3（m）

设计流量：

平均日平均时流量：

Qh=Q24=2798.64m3）：

设计平均流量:

Q=Q24=0.8（m3s）总变化系数Kz=1.3

则最大设计流量Qmax=0.8×1.3=1.034（m3s）

栅条的间隙数n,个

式中Qmax------最大设计流量，m3s；

α------格栅倾角，取α=60；

b------栅条间隙，m，取b=0.06m；

=50（个）

则每组中格栅的间隙数为50个.

2.栅条宽度（B）:

设栅条宽度S=0.01m

则栅槽宽度B2=S（n-1）+bn=0.01×（50-1）+0.06×50=3.49m

3.进水渠道渐宽部分的长度L1..设进水渠道B1=3m，其渐宽部分展开角度α=200,进水渠道内的流速为0.86ms.

4.格栅与出水总渠道连接处的渐窄部长度L2m,

5.通过格栅的水头损失）：

式中Qmax------最大设计流量，1.034m3s；

α------格栅倾角，（o），取α=60；

b------栅条隙间，m，取b=0.01m；

=150个

2.栅条宽度（B）:

设栅条宽度S=0.01m

则栅槽宽度B2=S（n-1）+bn

=0.01×（150-1）+0.01×150

=2.99（m）

单个格栅宽3.0m，两栅间隔墙宽取0.60m，

则栅槽总宽度B=3.0×2+0.60=6.6m

3.进水渠道渐宽部分的长度L1，设进水渠道B1=3m，其渐宽部分展开角度α=20°,进水渠道内的流速为0.43ms.

4.格栅与出水总渠道连接处的渐窄部分长度L2.

5.通过格栅的水头损失=2格，每格宽b=1.8m

4.有效水深

5.沉砂斗所需容积

设T=2d

X=3m3（10m3），L

6.每个沉砂斗容积

设每一分格有2个沉砂斗

7.沉砂斗各部分尺寸

设斗底宽a1=0.5m,斗壁与水平面的倾角为60º，斗高h3’=1.1m

沉砂斗上口宽：

（长=宽）

沉砂斗容积：

8.沉砂室高度

采用重力排砂，设池底坡度为0.06，坡向砂斗。

9.池总高度

设超高h1=0.3m

沉砂池底部的沉砂通过吸砂泵，送至砂水分力气，脱水后的清洁砂砾外运，分离出来的水回流至泵房吸水井。

第六章初次沉淀池的设计计算

6.1.平流式初沉池

设计中选择两组平流沉淀池，N=2组，每组平流沉淀池设计流量为1.034=0.517m3s，从沉砂池流出来的污水进入配水井，经过配水井分配流量后流入平流沉淀池。

1.沉淀池表面积

式中A—沉淀池表面积（㎡）

Q—设计流量（m3s）

qˊ—表面负荷﹝m3（m2h）﹞,一般采用1.5—3.0m3（m2h）

设计中取qˊ=2m3（m2h）

=930.6㎡

2.沉淀部分有效水深

qˊt

式中

平均时：

Gs=56333

最小时：

Gsmim=0.5Gs=28166.5

根据供气量和压力选用六台RF-350罗茨鼓风机

第九章平流式二沉池的设计计算

设计中选择两组平流沉淀池，N=2组，每组两座。

每组平流沉淀池设计流量为1.034=0.517m3s，从沉砂池流出来的污水进入配水井，经过配水井分配流量后流入平流沉淀池。

1.沉淀池表面积

式中A—沉淀池表面积（㎡）

Q—设计流量（m3s）

qˊ—表面负荷﹝m3（m2h）﹞,一般采用1.0—1.5m3（m2h）

设计中取qˊ=1.0m3（m2h）

=1861.2㎡

2.沉淀部分有效水深

qˊt

式中=2

其面积为：

A=Q0C0nGl=55.1×122×3524=226.7m2

则每座池子的直径为:

D=17m

4.核算其容积（根据A,t）

浓缩时间：

t=AhQ0=226.7×455.1=15.46h，（符合10～16h范围）

5.故浓缩池的尺寸为

D=17m，（池内有效水深4m）

第十二章污水处理厂总体布置

12.1本设计污水处理厂的平面布置见图

12.2污水厂的高程布置

12.2.1污水厂高程的布置方法

（1）选择两条距离较低，水头损失最大的流程进行水力计算。

（2）以污水接纳的水体的最高水位为起点逆污水处理流程向上计算。

（3）在作高程布置时，还应注意污水流程与污泥流程积极配合。

污水处理厂污水处理流程高程布置的主要任务是：

确定各处理构筑物和泵房的标高，确定处理构筑物之间连接管渠的尺寸及其标高，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通畅地流动，保证污水处理厂的正常运行。

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，以重力流考虑为宜（污泥流动不在此例）。

为此，必须精确的计算污水流动中的水头损失，水头损失包括：

（1）污水流经各处理构筑物的水头损失。

在作初步设计时可按下表所列数据估算。

但应当认识到，污水流经处理构筑物的水头损失，主要产生在进口和出口和需要的跌水（多在出口处），而流经构筑物本身的水头损失则很小。

（2）污水流经连接前后两处构筑物管渠（包括配水设备）的水头损失。

包括沿程与局部水头损失。

（3）污水流经量水设备的水头损失。

在对污水处理污水处理流程的高程布置时，应考虑下列事项：

（1）选择一条距离最长，水头损失损失最大的流程进行水力计算。

并应适当留有余地，以保证在任何情况下，处理系统都能够运行正常。

（2）计算水头损失时，一般应以近期最大流量（或泵的最大出水量）作为构物和管渠的设计流量；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，并酌加扩建时的备用水头。

（3）设置终点泵站的污水处理厂，水力计算常以接纳处理后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，而泵需要的扬程则较小，运行费用也较低。

但同时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。

（4）在作高程布置时还应注意污水流程与污泥流程的配合，尽量减少抽升的污泥量，在决定污泥干化场、污泥浓缩池，消化池等构筑物高程时，应注意它们的污泥水能自动排入污水入流干管或其它构筑物的可能。

12.2.2本污水处理厂高程计算

本设计处理后的污水排入河流后，河流水面水位接近厂区高程，故以河流水面水位作为起点，逆流向上推算各水面高程：

1.污水流经各处理构筑物的水头损失。

在作初步设计时可按下表所列数据估算。

但应当认识到，污水流经处理构筑物的水头损失，主要产生在进口和出口和需要的跌水（多在出口处），而流经构筑物本身的水头损失则很小。

2.各处理构筑物间连接管渠的水力计算表：

管渠名称

设计流量Ls

管渠设计参数

尺寸D（mm）或B×H

hD

i

流速

v（ms）

长度

L（m）

出厂管

1049

1200

0.75

0.0023

1.66

150

清水池到消毒池

1049

1000

0.75

0.0023

1.66

8

二沉池到消毒池

1049

1000

0.75

0.0023

1.66

50

AAO池到二沉池

1049

1000

0.75

0.0023

1.66

192

初沉池到AAO池

517

800

0.75

0.002

1.33

90

初沉池到AAO池

517

800

0.70

0.002

1.33

144

沉砂池到细格栅

538

800

0.70

0.002

1.33

90

12.2.3污水处理部分高程计算：

河面最高水位：

-0.5m

出水口水位：

-0.1m

出水厂管沿程损失：

0.0023×150=0.34m

消毒池水位：

-0.1+0.34=0.33m

二次沉淀池出水口损失：

0.29m

二沉池到消毒池水头损失：

0.0023×50=0.115m

二沉池池水位：

0.29+0.11+0.33=0.73m

AAO池到二沉池损失：

0.0023×96=0.134m

AAO池集水槽堰上水位：

1.93m

AAO池水位：

1.33m

AAO池进水口损失：

0.29m

初沉池到AAO池损失：

0.002×144=0.288m

初沉池水位：

1.91m

沉砂池水位：

2.61+0.412+0.24=2.96m

沉砂池到细格栅损失:

0.002×90=0.18m

局部水头损失：

沉砂池进水水位：

2.96+0.14+0.18=3.22m

过细格栅水头损失损失：

0.21m

细格栅前水位：

3.22-0.21=3.4m

粗格栅到泵房水头损失：

0.38m

过粗格栅水头损失：

0.20m

粗格栅前水位：

-3.58m

12.2.4污泥处理部分高程计算

污泥流程为压力流：

储泥池泥位：

1.02m

重力浓缩池标高：

2.22m

污泥投配池标高：

2.00+1.03=3.23m

污泥提升泵房水位：

-1.81m

结论

A2O工艺是颇有发展前途的污水处理工艺,该法电耗少,运行费用低并且污泥处理费用也比较少,不仅是节能污水处理工艺,同时也是经济有效的脱氮除磷较先进的技术。

该工艺在控制水体富营养化及污水回用等方面也具有广泛的应用前景；预计在我国污水处理领域中将会迅速的发展。

在此次设计中我们充分借鉴国内外先进的处理工艺，并结合当地的经济概况和地理地质条件，以现有污水处理厂为实习基地。

做到了理论和实践的结合。

这是我们此次设计比较成功的地方。

当然设计中也存在很多不足之处，例如在高程计算过程中就遇到许多难题。

在老师的悉心指导下已经基本解决。

在以后的设计中我们会更加认真仔细，力求做到论据充分，计算精确，设计合理，运行达标。

参考文献

室外排水设计规范（GBJ14-87）

《给水排水设计手册》第1、5、8、9、10、11册

高廷耀等编.水污染控制工程.北京：

高等教育出版社1999

高俊发主编.污水处理厂工艺设计手册.北京：

化学工业出版社2003

张自杰主编.排水工程（下册）.第四版：

中国建筑工业出版社，2000

崔玉川主编.城市污水厂处理设施设计计算.北京：

化学工业出版社2003

刘红主编.水处理工程设计.北京：

中国环境科学出版社.2003

城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准（GJ31-89）

地表水环境质量标准（GHZB1-1999）

城市污水处理常用生物反应化学计量参数和动力学参数

《建筑给水排水设计手册》、《给水排水设计手册》

《废水处理理论与设计》中国建筑工业出版社，2002

蒋白懿主编.给水排水管道设计计算与安装，化学工业出版社，2005

李亚峰主编.给谁排水工程专业毕业设计指南，化学工业出版社，2003

金兆丰主编.污水处理组合工艺及工程实例,化学工业出版社

高艳玲主编.污水生物处理新技术，中国材料工业出版社

孙立平主编.污水处理新工艺与设计计算实例，科学出版社

以下是上面设计的计算

粗格栅设计计算

名

变量

初始

取值

单位

最大设计污水量

Qmax

1.034

1.034

m3s

变化系数

K总

1.3

1.3

栅前水深

h

0.4

0.4

m

过栅流速

v

0.8

0.8

ms

栅条间隙

b

0.06

0.06

m

格栅倾角

阿尔法

60

1.05

rad

进水渠宽

B1

3

3

m

栅渣量

W1

粗格栅

0.04

m3（10^3m3）

阻力系数

贝塔

矩形

2.42

渐宽部分展开角

阿尔法1

20

0.35

rad

栅条宽度

S

0.01

0.01

m

格栅水头损失系数

K

3

3

栅前渠道超高

h2

0.3

0.3

m

栅条间隙数

n

50

栅槽宽度

B

3.49

3.5

m

进水渠道内流速

0.86

ms

进水渠道渐宽部分长度

l1

0.69

m

出水渠道渐窄部分长度

l2

0.345

0.35

m

过栅水头损失

h1

0.02

m

栅前槽高

H1

0.7

0.7

m

栅槽总高度

H

0.72

0.72

m

栅槽总长度

L

2.95

m

每日栅渣量

W

2.7

m3d

细格栅计算

名

变量

初始

取值

单位

最大设计污水量

Qmax

0.517

0.517

m3s

变化系数

K总

1.3

1.3

栅前水深

h

0.4

0.4

m

过栅流速

v

0.8

0.8

ms

栅条间隙

b

0.01

0.01

m

格栅倾角

阿尔法

60

1.05

rad

进水渠宽

B1

3

3

m

栅渣量

W1

细格栅

0.07

m3（10^3m3）

阻力系数

贝塔

矩形

2.42

渐宽部分展开角

阿尔法1

20

0.35

rad

栅条宽度

S

0.01

0.01

m

格栅水头损失系数

K

3

3

栅前渠道超高

h2

0.3

0.3

m

栅条间隙数

n

150

栅槽宽度

B

2.99

6

m

进水渠道内流速

0.43

ms

进水渠道渐宽部分长度

l1

4.11

m

出水渠道渐窄部分长度

l2

2.055

2.06

m

过栅水头损失

h1

0.21

m

栅前槽高

H1

0.7

0.7

m

栅槽总高度

H

0.91

0.91

m

栅槽总长度

L

8.08

m

每日栅渣量

W

2.4

m3d

平流沉砂池计算

名

变量

依据

取值

单位

最大流量

Qmax

1.034

1.03

m3s

最小流量

Qmin

0.8

0.8

m3s

变化系数

k总

1.3

1.3

设计流量时的水平流速

v

0.3

0.3

ms

污水在池内停留时间

t

30

30

s

每格池宽

b

1.8

1.8

m

宽分格数

n

2

2

长分格数

2

2

沉沙量

3

m3（10^5m3），L

储沙斗储沙天数

t'

2

2

d

沉砂池超高

h1

0.3

0.3

m

沉砂池水流部分长度（两闸板之间长）

L

9

9

m

水流断面积

A

3.433333

3.43

m2

池总宽度

B

3.6

3.6

m

有效水深

h2

0.952778

0.95

m

需要沉沙斗容积，城市污水计算

V

4.107323

4.11

m3

需要沉沙斗容积，生活污水计算

V

0

0

m3

沉砂池总高度

H

2.51

2.51

m

最小流速

vmin

0.467836

0.47

ms

斗壁倾角

阿尔法

60

1.05

rad

斗高

h3'

1.1

1.1

m

单个斗顶部宽

b2

1.8

1.8

m

斗个数

n

4

4

单个斗底宽

b1

0.5

0.5

m

单个斗顶部长

b2

1.761963

1.8

m

单个斗容积

V1

1.609667

1.61

m3

斗总容积

V总

6.44

6.44

m3

污泥斗总高

h3

1.256

1.26

平流初沉淀池

名

变量

初始

取值

单位

流量

Q

0.517

0.517

m3s

表面负荷

q'

2

2

m3m2h

池子总表面积

A

930.6

930.6

m2

沉淀时间

t

1.2

1.2

h

沉淀部分有效水深

h2

2.4

2.4

m

沉淀部分有效容积

V'

2233.44

2233.44

m3

最大设计流量时的水平流速

v

5

5

mms

池长

L

21.6

21.6

m

池子总宽

B

43.08333

43.083

m

每个分格宽

b

5.385417

5.385

m

池子个数或分格数

n

8

8

进水悬浮物浓度

C1

0.00022

0.00022

tm3

出水悬浮物浓度

C2

0.00002

0.00002

tm3

污泥室储泥周期

T

4

4

d

生活污水量总变化系数

Kz

1.3

1.3

污泥容重

r

1

1

tm3

污泥含水率

p

96

96

%

污泥部分所需容积

V

687.2123

687.212

m3

超高

h1

0.3

0.3

m

缓冲层高度

h3

0.3

0.3

m

污泥部分高度

h4

5.188

5.188

m

池子总高

H

8.188

8.188

m

污泥斗上口边长

f1

6.3

6.3

m2

污泥斗下口边长

f2

0.5

0.5

m2

污泥斗高度

h''4

5.022947

5.023

m

污泥斗容积

V1

72.14702

72.147

m3

池底坡度

i

0.01

0.01

长宽比

4.011142

3~5

长深比

9

8~12

平流式二沉池

名

变量

初始

取值

单位

流量

Q

0.517

0.517

m3s

表面负荷

q'

1

1

m3m2h

池子总表面积

A

1861.2

1861.2

m2

沉淀时间

t

2

2

h

沉淀部分有效水深

h2

2

2

m

沉淀部分有效容积

V'

3722.4

3722.4

m3

最大设计流量时的水平流速

v

5

5

mms

池长

L

36

36

m

池子总宽

B

51.7

51.7

m

每个分格宽

b

6.4625

6.463

m

池子个数或分格数

n

8

8

进水悬浮物浓度

C1

0.00022

0.00022

tm3

出水悬浮物浓度

C2

0.00002

0.00002

tm3

污泥室储泥周期

T

4

4

d

生活污水量总变化系数

Kz

1.3

1.3

污泥容重

r

1

1

tm3

污泥含水率

p

96

96

%

污泥部分所需容积

V

687.212

m3

超高

h1

0.3

0.3

m

缓冲层高度

h3

0.3

0.3

m

污泥部分高度

h4

5.321

5.321

m

池子总高

H

7.921

7.921

m

污泥斗上口边长

f1

6.3

6.3

m2

污泥斗下口边长

f2

0.5

0.5

m2

污泥斗高度

h''4

5.023

m

污泥斗容积

V1

72.147

m3

池底坡度

i

0.01

0.01

污泥斗上梯形上底长

l1

42.763

42.763

m

污泥斗上梯形下底长

l2

6.463

6