某城市污水處理廠畢業(yè)設計 完整版含圖紙

1、 水污染控制工程課程設計題目：某城鎮(zhèn)二級污水處理廠設計指導老師：設計人： 班級： 時間： 設計任務書一、 課程設計的目的本課程設計是水污染控制工程教學中的一個重要實踐環(huán)節(jié)，要求綜合運用所學的有關知識，掌握解決實際工程問題的能力，并進一步鞏固和提高理論知識。1 復習和消化所學課程內容，初步理論聯系實際，培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力。2 了解并掌握污水處理工程設計的基本方法、步驟和技術資料的運用；3 訓練和培養(yǎng)污水處理的基本計算方法及繪圖的基本技能；4 提高綜合運用所學理論知識獨立分析和解決問題的能力；5 了解國家環(huán)境保護和基本建設等方面的政策措施。二、 課程設計的任務根據已知資料，確定城市污水處

2、理廠的工藝流程，計算各處理構筑物的尺寸，繪制污水處理廠的總平面布置圖和高程布置圖，并附詳細的設計說明書和計算書。三、 設計內容及要求1 設計說明書：說明城市概況、設計任務、工程規(guī)模、水質水量、工藝流程、設計參數、主要構筑物的尺寸和個數、主要設備和輔助設備的型號和數量、處理構筑物平面布置及高程計算、參考資料；說明書應簡明扼要，力求多用草圖、表格說明，要求文字通順、段落分明、字跡工整。2 設計計算書：各構筑物的計算、主要設備（如水泵、鼓風機等）的選取、污水處理廠的高程計算等（各構筑物內部的水頭損失查閱課本或手冊，構筑物之間的水頭損失按管道長度計算）；3 設計圖紙：污水處理廠總平面布置圖和高程布置圖

3、各一張?？偲矫娌贾脠D中應表示各構筑物的確切位置、外形尺寸、相互距離；各構筑物之間的連接管道及場區(qū)內各種管道的平面位置、管徑、長度、坡度；其它輔助建筑物的位置、廠區(qū)道路、綠化布置等；污水污泥處理高程中標出各種構筑物的頂、底、水面以及重要構件的設計標高、地面標高等。四、 設計資料1 城市概況江南某城鎮(zhèn)位于長江沖擊平原，占地約 6.3 km2，呈橢圓形狀，最寬處為 2.4 km ，最長處為 2.9 km 。 2 自然特征該鎮(zhèn)地形由南向北略有坡度，平均坡度為 0.5 ，地面平整，海拔高度為黃海絕對標高3.95 .0 m，地坪平均絕對標高為4.80 m。 屬長江沖擊粉質砂土區(qū)，承載強度711 t/m2，

4、地震裂度6 度，處于地震波及區(qū)。全年最高氣溫40 ，最低-10 。夏季主導風向為東南風。極限凍土深度為17 cm。全年降雨量為1000 mm，當地暴雨公式為i = (5.432+4.383*lgp) / (t+2.583) 0.622，采用的設計暴雨重現期p = 1 年，降雨歷時t = t1 + m t2, 其中地面集水時間t1為10 min，延緩系數m = 2。污水處理廠出水排入距廠150 m的某河中，某河的最高水位約為4.60 m，最低水位約為1.80 m，常年平均水位約為3.00 m。 3 規(guī)劃資料該城鎮(zhèn)將建設各種完備的市政設施，其中排水系統(tǒng)采用完全分流制體系。規(guī)劃人口：近期30000

5、人，2020年發(fā)展為60000 人，生活污水量標準為日平均200 l/人。工業(yè)污水量近期為5000 m3/d，遠期達10000 m3/d，工業(yè)污水的時變化系數為1.3，污水性質與生活污水類似。生活污水和工業(yè)污水混合后的水質預計為：bod5 = 200 mg/l，ss = 250 mg/l，cod = 400 mg/l，nh4-n = 30 mg/l，總p = 4 mg/l；要求達到的出水水質達到國家污水綜合排放二級標準。規(guī)劃污水處理廠的面積約25600 m2，廠區(qū)設計地坪絕對標高采用5.00 m，處理廠四角的坐標為： x 0 ， y 140 ； x 0 ， y 0 ； x 175 ， y 14

6、0 ； x 190 ， y 0 。 污水處理廠的污水進水總管管徑為dn800，進水泵房處溝底標高為絕對標高0.315 m，坡度1.0 ，充滿度h/d = 0.65。 初沉污泥和二沉池剩余污泥經濃縮脫水后外運填埋處置。五、 國家污水綜合排放二級標準（gb8978-1996）對于城鎮(zhèn)二級污水處理廠：bod5 = 30mg/l，ss = 30 mg/l，cod = 120 mg/l，nh4-n = 25 mg/l，總p = 1 mg/l設計說明書一、 環(huán)境條件見設計任務書的設計資料一欄。二、 處理工藝的選擇該城鎮(zhèn)污水處理廠主要是用于處理城區(qū)生活污水和部分工業(yè)廢水，且對氮磷的去除有一定要求。按城市污水

7、處理和污染防治技術政策要求推薦，對脫磷脫氮有要求的城市，應采用二級強化處理，如a2 /o 工藝，a/o工藝，sbr 及其改良工藝，氧化溝工藝，以及水解好氧工藝，生物濾池工藝等。故該設計應選取二級強化處理。鑒于sbr 工藝具有以下特點：(1) 工藝流程簡單、管理方便、造價低。sbr 工藝只有一個反應器，不需要二沉池，不需要污泥回流設備，一般情況下也不需要調節(jié)池，因此要比傳統(tǒng)活性污泥工藝節(jié)省基建投資 30%以上，而且布置緊湊，節(jié)省用地。由于科技進步，目前自動控制已相當成熟、配套。這就使得運行管理變得十分方便、靈活，很適合小城市采用。(2) 處理效果好。sbr 工藝反應過程是不連續(xù)的，是典型的非穩(wěn)態(tài)

8、過程，但在曝氣階段其底物和微生物濃度變化是連續(xù)的(盡管是處于完全混合狀態(tài)中)，隨時間的延續(xù)而逐漸降低。反應器內活性污泥處于一種交替的吸附、吸收及生物降解和活化的變化過程之中，因此處理效果好。(3) 有較好的除磷脫氮效果。sbr 工藝可以很容易地交替實現好氧、缺氧、厭氧的環(huán)境，并可以通過改變曝氣量、反應時間等方面來創(chuàng)造條件提高除磷脫氮效率。(4) 污泥沉降性能好。sbr 工藝具有的特殊運行環(huán)境抑制了污泥中絲狀菌的生長，減少了污泥膨脹的可能。同時由于sbr 工藝的沉淀階段是在靜止的狀態(tài)下進行的，因此沉淀效果更好。(5) sbr 工藝獨特的運行工況決定了它能很好的適應進水水量、水質波動。均適用于本設

9、計，故選取sbr工藝作為本設計的水處理工藝。三、 污水廠的主要工藝流程出水進水提升泵房細格柵沉砂池sbr反應池污泥濃縮池泥餅填埋粗格柵貯泥池四、 設計說明1、格柵和提升泵房設置方式：粗格柵泵房細格柵格柵的主要作用是將污水中的大塊污物攔截，以免其對后續(xù)處理單元的機泵或工藝管線造成損害。由于直棒式格柵運行可靠，布局簡潔，易于安裝維護，本工藝選用選擇gh型回轉格柵。粗格柵運行參數：柵前流速 0.5m/s，過柵流速 0.8m/s，柵條寬度0.02m，格柵間隙數27，水頭損失0.07m，每日柵渣量 0.823m3/d；細格柵運行參數：柵前流速0.5m/s，過柵流速0.8m/s，柵條寬度0.01m，柵前渠

10、道水深 0.4m，格柵傾角60o，柵間隙數66，水頭損失 0.2m，每日柵渣量1.18m3/d。對于新建污水處理廠，工藝管線可以充分優(yōu)化，故污水只考慮一次提升。污水經提升后入曝氣沉砂池。然后自流進入各工藝池，提升泵房采用2臺（1用1備）型號為yc300lxl-780-11的水泵，其主要性能參數為：流量545-900m3/h，揚程9-12m，轉速980r/min，效率78%。配套電機及功率為y250m-37，葉輪名義直徑335mm。其中細格柵計算草圖如下：2、沉砂池沉砂池主要用于去除污水中粒徑大于0.2mm，密度2.65t/m3的砂粒，以保護管道、閥門等設施免受磨損和阻塞。平流式沉砂池具有構造簡

11、單、處理效果好的優(yōu)點。故本設計采用平流式沉砂池。污水經立式污水污物泵提升后經細格柵，進入鐘式沉砂池，共兩組對稱與提升泵房中軸線布置，每組分為兩格。設計參數為：沉砂池長度9m，池總寬1.2m，有效水深0.96m，貯砂斗容積0.178m3（每個沉砂斗），斗壁與水平面傾角為600，斗高0.68m，斗部上口寬1.23m。草圖如下：3、sbr反應池本設計中為進水時間1 h ；曝氣時間h ；有效反應時間4 h ；沉淀時間1 h ；潷水時間0.5 h ；除磷厭氧時間0.5 h ，一個周期tn=6 h ，經過預處理的污水由配水井連續(xù)不斷地進入反應池，反應區(qū)內安照“進水、閑置、曝氣、沉淀、潷水”程序運行。 本設

12、計采用sbr反應池4座，并聯運行，運行周期為6h。單座尺寸為55m*15m*5.5m.反應池內最小水深2.9m,潷水高度1.1m，內設微孔曝氣頭。采用膜片式微孔曝氣器，每個服務面積af=0.5m2，曝氣頭個數為1000個；潷水高度1.56m，潷水速度為0.694 m3/s4、污泥泵房污泥泵選三臺（兩用一備），單泵流量q>2qw/213.07m3/h。選用1pn污泥泵q 7.216m3/h，h：14-12m，功率為3kw4、污泥濃縮池污泥濃縮的目的是使污泥初步脫水、縮小污泥體積。為后續(xù)處理創(chuàng)造條件。濃縮脫水方法有重力沉降濃縮、上浮濃縮以及其他濃縮方法。這里使用重力濃縮輔流式污泥濃縮池。濃縮

13、后的污泥采用帶式壓濾機處理污泥，最后產生的干泥運往垃圾焚燒廠處理。設計參數：設計流量：每座1344.4kg/d，采用2座，進泥濃度10g/l，污泥濃縮時間13h，進泥含水率99.0%，出泥含水率96.0%，池底坡度0.08，坡降0.28m，貯泥時間4h，上部直徑9.5m，濃縮池總高4.68m，泥斗容積5.86m3。5、貯泥池設貯泥池1座，貯泥時間12h，選用1pn污泥泵兩臺，一用一備，單臺流量q7.216m3/h，揚程h1412mh2o，功率3kw。五、 處理構筑物平面布置處理構筑物是污水處理廠的主體建筑物，應根據各構筑物的功能和水力要求結合當地地形地質條件，確定它們在廠區(qū)內的平面布置。污水處

14、理廠的輔助建筑物有泵房，鼓風機房，辦公室等，其建筑面積按具體情況而定，在污水廠內主干道應盡量成環(huán)，方便運輸，保證30%以上的綠化。為保證污水處理廠二期擴建工程的實施，在廠區(qū)留有一定面積的擴建空間。六、 高程計算 為了降低運行費用和使維護管理，污水在處理構筑物之間的流動以按重力流考慮為宜，廠內高程布置的主要特點是先確定最大構筑物的地面標高，然后根據水頭損失，通過水力計算，遞推出前后構筑物的各項控制標高。根據sbr反應池的設計水面標高，推求各污水處理構筑物的水面標高，根據和處理構筑物結構穩(wěn)定性，確定處理構筑物的設計地面標高。七、 參考資料水污染控制工程實踐教程 彭黨聰 主編 化學工業(yè)出版社；水污染

15、控制工程下冊 高廷耀、顧國維 主編 高等教育出版社；給水排水工程專業(yè)工藝設計 南國英 張志剛 主編 化學工業(yè)出版社環(huán)保設備設計與應用 羅輝 主編 高等教育出版社給水排水設計手冊（第九冊）專用機械第三版 上海市政工程設計研究院 主編 中國建筑工業(yè)出版社設計計算書一、 設計流量生活污水量：近期 30000*200*10-3*1.7 =10200（m3/d）； 遠期 60000*200*10-3*1.7=20400（m3/d）工業(yè)污水量：近期 5000*1.3 =7500（m3/d）； 遠期 10000*1.3 =13000（m3/d）總污水量：近期 17700（m3/d）；遠期 33400（m3/

16、d）取設計污水量q = 20000（m3/d） 二、 粗格柵1、 主要設計參數柵條寬度：s = 10 mm柵條間隙寬度：b = 20 mm過柵流速：v = 0.8 m/s柵前渠道流速：0.5 m/s柵前渠道水深：h = 0.5 m格柵傾角：= 60°數量：1座單位柵渣量：w1=0.07m3/103m32、 工藝尺寸（1） 格柵尺寸過柵流量：q1= q = 20000 m3/d = 0.2314 m3/s柵條間隙數： 取n=27有效柵寬：b= s（n+1）+ bn = 0.01*（27+1）+ 0.02*27 = 0.8 m進水渠道寬度b1： 要求b1*h*v > qmax 取b

17、1= 0.6 m（2） 格柵選擇選擇gh型回轉格柵；實際過流速度： m3/s（3） 柵渠尺寸柵渠過水斷面s：m2柵槽總長度： 其中 h1= h +h2= 0.5+0.3 = 0.8 m 1指進水漸寬部分的展開角，一般取20°3、 水頭損失格柵斷面為銳邊矩形斷面（=2.42）格柵水頭損失：柵后槽總高度：h= h+ h1+ h2 =0.5+0.07+0.3 = 0.87 mh2 柵前渠超高，一般取0.3 m4、 柵渣量 對于柵條間距b=20.0mm 的中格柵，城市污水中取每單位體積污水攔截污物為w1=0.07m3/103m3，每日柵渣量為 kz 生活污水流量的總變化系數攔截污物量大于0.

18、3m3/d，宜采用機械清柵。三、 細格柵 污水由進水泵房提升至細格柵沉砂池，細格柵用于進一步去除污水中較小的顆粒懸浮、漂浮物。1、 主要設計參數q= 20000 m3/s ，s= 10 mm ，b= 10 mm過柵速率：v= 0.8 m/s柵前渠道流速：0.5 m/s柵前渠道水深：0.4 m傾角：= 60°數量：1座單位柵渣量：w1=0.07m3/103m32、 工藝尺寸（1）格柵尺寸柵條間隙數： 取n=66有效柵寬：b= s（n+1）+ bn = 0.01*（66+1）+ 0.01*66 = 1.31 m進水渠道寬度b1： 要求b1*h*v > qmax 取b1= 0.8 m

19、（2）格柵選擇選擇gh型回轉格柵；實際過流速度： m3/s（3）柵渠尺寸柵渠過水斷面s：m2柵槽總長度： 其中 h1= h +h2= 0.4+0.3 = 0.7 m 1 進水漸寬部分的展開角，一般取20°3、水頭損失格柵斷面為銳邊矩形斷面（=2.42）格柵水頭損失：柵后槽總高度：h= h+ h1+ h2 =0.4+0.2+0.3 = 0.9 mh2 為柵前渠超高，一般取0.3 m4、柵渣量 對于柵條間距b=10.0mm 的中格柵，城市污水中取每單位體積污水攔截污物為w1=0.01m3/103m3，每日柵渣量為 m3/d 污物的排出采用機械裝置：Ø300 螺旋輸送機，選用長度

20、l=6.0m 的一臺。四、 平流式沉砂池1、 設計參數污水在池內的流速：v= 0.3 m/s；最大流量時，污水在池內的停留時間t= 45 s；有效水深：0.25-1.0 m，池寬>0.6 m；池底坡度：0.022、 計算公式（1） 長度：l= vt= 0.2*45 =9 m（2） 水流斷面面積：（3） 池總寬b：設格數n= 2，每格寬0.6 m，則b= 1.2 m（4） 有效水深：（5） 貯砂斗所需容積 x 城市污水的沉砂量，一般采用30m3/106m3（污水）； t 排砂時間間隔，這里t= 2 d； 設每一個有兩個沉砂斗： （6） 貯砂斗各部分尺寸設斗的截面為正方形，取貯砂斗高h3&#

21、180;= 0.5 m，底寬b1= 0.5 m，斗壁與水平面的傾角為60°，則貯砂斗上口寬b2為 貯砂斗的容積v1為 s1、s2 分別為貯砂斗上口和下口的面積（7） 貯砂室的高度h3：設采用重力排砂，池底坡度i= 6%，坡向砂斗，則（8） 池總高hh= h1+h2+h3 = 0.3+0.96+0.68 =1.94 m（9） 核算最小流速vmin 3、 沉砂量 五、 sbr反應池1、硝化所需要的最低好氧污泥齡 s,n (d) µ 硝化細菌比生長速率（d-1），t= 15 時，µ= 0.47 d-1。 fs 安全系數，取fs= 2.0。 t 污水溫度，t= 15 。

22、2、 系統(tǒng)所需要的反硝化能力（no3-nd）/bod5 kgn/kg bod5tni 進水總氮濃度，tni= 30 mg/l。 tne 出水總氮濃度，tne= 25 mg/l。 s0 進水bod5濃度，s0= 200 mg/l。3、 反硝化所需要的時間比例tan/(tan+ta) 一般認為約有75%的異氧微生物具有反硝化能力，在缺氧階段微生物的呼吸代謝能力為好氧階段的80%左右。 tan缺氧階段所經歷的時間，h。 ta 好氧階段所經歷的時間，h。 4、 各部分處理時間的確定 進水時間ti= tan=1 h ；曝氣時間ta=3 h ；有效反應時間tr= ti+ ta=1+3= 4 h ；沉淀時間

23、ts=1 h ；潷水時間td=0.5 h ；除磷厭氧時間tp=0.5 h 一個周期tn=6 h 5、 硝化反硝化的有效污泥齡s,r(d)和總污泥齡 s,t(d) 6、 日產污泥量sp kg/d(以干污泥計） 其中，s0 進水bod5濃度，s0= 200 mg/l = 0.2 kg/m3； ssi 進水ss濃度，ssi = 0.25 kg/m3； sse 出水ss濃度，sse= 0.03 kg/m3； yh異養(yǎng)微生物的增殖速率，yh = 0.5 kgds/kg bod5； bh異養(yǎng)微生物的內源呼吸速率，bh = 0.08 d-1； yss不能水解的ss的分率，yss = 0.5； ft,h異養(yǎng)微

24、生物的生長溫度修正，ft,h = 1.072（t-15）。 sp,chemical加藥產生的污泥量，sp,chemicall = 0 設池子數n=4 ，則每個池子的污泥總量st,p kg/池 (以干污泥計) ： kg/池 7、 每個池子的貯水容積v0水m3。 v0水 設v0水占池子總體積v0的31.25%，則， v0= v0水/31.25%=4000m3 8、 潷水高度h m3。 沉淀時間t一般是從曝氣結束后10min開始，至潷水結束時止，所以t= ts+td10/60 h。為了保證出水水質，潷水水位與污泥面之間要求有一個最小安全高度hs，一般為0.6-0.9m，取hs=0.7m。 污泥濃度m

25、lss= 3200mg/l。 取污泥沉降指數svi=120ml/g 污泥沉降速度vs=650/（mlss*svi） 因為h+hs= vs*t，則，9、 確定單個池子表面積a0(m2)，尺寸l*b，總高h總(m)，最低水位hl（m)。 a0= v0水/h=1250/1.56=801.3 m2。 l*b=55*15m b總=4*15=60m 池子有效水深，設超高h'=0.5m ，則 h總(m)= h0+ h'=5+0.5=5.5m hl（m)=5.0-h=3.44m 10、 所需空氣量r0m3/d （1）活性污泥代謝需氧量ro2 kgo2/d v有效 = v0*ta/tn = 40

26、00*3/4 = 3000 m3 =0.42*20000*(0.2-0.03)+0.11*3.0*4*3000 =9348 kgo2/d a ' 異養(yǎng)需氧率0.42-0.53 kgo2/kgbod5.d b' 自養(yǎng)需氧率0.11-0.188 kgo2/kgmlss.d （2）反硝化所需要氧量ro2,n kgo2/d d 反硝化需氧率 d=4.6 kgo2/kgnh4-n tnh4-ni進水氨氮濃度，tnh4-ni= 0.03 kg/ m3 tnh4-ne出水氨氮濃度，tnh4-ne= 0.025 kg/ m3（3）硝化產生的氧量r' kgo2/d d' 硝化產氧

27、率，d'=2.6kgo2/kgno3-n tno3-n= 0.02 kg/ m3 r'=d'* qmax* tno3-n=2.6*20000*0.02=1040 kg o2/ d （4）標準狀況下的所需空氣量r0 m3/d 采用微孔曝氣，氧轉移效率ea= 25% 氧氣質量比mo2= 0.23 空氣密度=1.29 kg/m3 =141914.8 m3/d =1.64 m3/s 11、風機選型 風壓p=5.0m 12、曝氣裝置 采用膜片式微孔曝氣器，每個服務面積af=0.5m2曝氣頭個數個13、潷水器選型 潷水高度h=1.56m 潷水速度qd= v0水/td=1250/30

28、=41.66m3/min=0.694 m3/s 六、 污泥泵房1、 污泥量以體積計：2、污泥泵房sbr反應池產生的剩余污泥由地下管道自流入集泥井，剩余污泥泵（地下式）將其提升至污泥濃縮池中。處理廠設一座剩余污泥泵房，污水處理系統(tǒng)每日排出污泥干重為6276kg/d,即為按含水率為99計的污泥流量qw627.6m3/d26.15m3/h（1）污泥泵選型:選三臺（兩用一備），單泵流量q>2qw/213.07m3/h。選用1pn污泥泵q 7.216m3/h, h：14-12m, 功率為3kw（2）剩余污泥泵房: 占地面積l×b=5m×4m，集泥井占地面積七、 污泥濃縮池采用兩

29、座幅流式圓形重力連續(xù)式污泥濃縮池，用帶柵條的刮泥機刮泥，采用靜壓排泥，剩余污泥泵房將污泥送至濃縮池。1、設計參數 進泥濃度：10g/l 污泥含水率p199.0，每座污泥總流量:q6276/2 kg/d=313.8m3/d=13.8m3/h 設計濃縮后含水率p2=96.0 污泥固體負荷：qs=45 kgss/(m2.d) 污泥濃縮時間：t=13 h 貯泥時間：t=4h2、設計計算（1）濃縮池池體計算：每座濃縮池所需表面積 m2 濃縮池直徑 取d=9.5m 水力負荷 有效水深h1=ut=0.18413=2.39m 取h1=2.4m濃縮池有效容積v1=ah1=29.652.4=170.0m3（2）排

30、泥量與存泥容積:濃縮后排出含水率p296.0的污泥,則q w= 按4h貯泥時間計泥量，則貯泥區(qū)所需容積 v24q w43.2713.08m3 泥斗容積 = m3h4泥斗的垂直高度，取1.4m r1泥斗的上口半徑，取1.2m r2泥斗的下口半徑，取0.8m 設池底坡度為0.08，池底坡降為： h5= 故池底可貯泥容積： = 因此，總貯泥容積為 （滿足要求）（3）濃縮池總高度： 濃縮池的超高h2取0.30m，緩沖層高度h3取0.30m，則濃縮池的總高度h為 =2.4+0.30+0.30+1.4+0.28=4.68m （4）濃縮池排水量：q=qw-q w=13.8-2.27=11.53m3/h八、 貯泥池1、設計參數 進泥量：經濃縮排出含水率p296%的污泥2q w=278.45=156.9m3/d，設貯泥池1座，貯泥時間t0.5d=12h 2、設計計算 池容為 v=2qwt=156.90.5=78.45m3 貯泥池尺寸（將貯泥池截面設計為正方形） lbh=5*5*3.2m 有效容積v=80m3 濃縮污泥輸送至泵房 剩余污泥經濃縮處理后用泵輸送至處理廠的綠地作肥