1、 广州大学市政技术学院课程设计书课程设计名称： 某城市污水处理厂设计 系 部 环境工程系 专 业 14 环境 班 级 14 环工 姓 名 邓敏艳 指导教师 王 昱 2016 年 5 月 30 日目录一、课程设计内容说明 .3二 、设计原始数据资料 3（一）城镇概况 .3（二）工程设计规模： .4（三）厂区附近地势资料 .4（四）气象资料 .5（五）水文资料 .5三、课程设计基本要求 .6四、课程设计 .6（一） 、计算设计流量 6（二） 、计算设计格栅 7（二） 、沉砂池 9（三） 、曝气池 .111、曝气池的计算与各个部位尺寸的确定 .112、曝气系统的计算与设计 .123、供气量的计算 .
2、134空气管系统计算 .15（四） 、二沉池设计 .204.1、二沉池池体计算 .204.2、二次沉淀池污泥区的设计 .214.3、二沉池总高度： .22五、污水处理厂平面布置图 22六、污水处理厂的高程布置 226.1、水力损失的计算 .226.1.1、构筑物水力损失表： .226.1.2、污水管道水力计算表： .236.2、构筑物水面标高计算表： .236.3、污水处理厂的高程布置 .24七、参考文献资料 24八、总结 25一、课程设计内容说明进行某城镇污水处理厂的初步设计，其任务包括：1、根据所给的原始资料，计算进厂的污水设计流量；2、根据水体的情况、地形和上述计算结果，确定污水处理方法
3、、流程及有关处理构筑物；3、对各构筑物进行工艺设计计算，确定其型式、数目与尺寸；4、进行各处理构筑物的总体布置和污水流程的高程设计；5、设计说明书的编制。二 、设计原始数据资料（一）城镇概况该城市地处东南沿海，北回归线横贯市区中部，该市在经济发展的同时，城市基础设施的建设未能与经济协同发展，城市污水处理率仅为 3.4%，大量的污水未经处理直接排入河流，使该城市的生态环境受到严重的破坏。为了把该城市建设成为经济繁荣、环境优美的现代化城市，筹建该市的污水处理厂已迫在眉睫。该城镇计划建设污水处理厂一座，并已获上级计委批准。目前，城镇面积约 28Km2，根据城镇总体规划，城镇面积40Km2，其出水进入
4、 B江，B 江属地面水类水体，要求排入的污水水质执行污水综合排放标准(GB18918-2002)中的一级标准中的B类标准,主要水质指标为:COD60mg/L,BOD 520mg/L,SS20mg/L,TN20 mg/L，NH 3-N15mg/L,TP1.0mg/L。（二）工程设计规模：1、污水量：根据该市总体规划和排水现状，污水量如下：1.1生活污水量：该市地处亚热带，由于气候和生活习惯，该市在国内一向属于排水量较高的地区。据统计和预测，该市生活污水水量为 7万 m3 /d。1.2工业污水量：市内工业企业的生活污水和生产污水总量 1 万 m3/d。1.3污水总量：市政公共设施及未预见污水量以
5、10%计，总污水量为生活污水量、工业污水量及市政公共设施与未预见水量的总和。2、污水水质：进水水质：生活污水 BOD5为 250 mg/l；SS 为 200 mg/l。混合污水温度：夏季 28，冬季 10，平均温度为 20。3、工程设计规模：该市排水系统为完全分流制，污水处理厂设计规模需预留空地以备城市发展所需。（三）厂区附近地势资料1、污水厂选址区域在海拔标高在+136.5+138m 之间，平均海拔在+137m 左右，厂区征地面积为东西长 2000m，南北长1000m，平均地面坡度为 0.3-0.5，地势东南高，西北低。2、进厂污水管道水面标高为 131m；3、厂区附近地下水位标高 110m
6、 ；4、厂区附近土层构造。表土 砂质粘土 细砂 中砂 粗砂 粗砂、砾石粘土 砂岩石层1m 1.5m 1m 2m 0.8m 1m 2m（四）气象资料该市地处亚热带，面临东海，海洋性气候特征明显，冬季暖和有阵寒，夏季高温无酷暑，历年最高温度 38，最低温度 5，年平均温度 24，冬季平均温度 12。常年主导风向为南风。（五）水文资料最高水位 133m ；最低水位 125m；常水位 129m ；污水厂具体地形另见附图： 江 江 城 市 管 网三、课程设计基本要求（一）提交设计说明书一份，图纸二张。（二）设计说明书的内容包括下列各项：四、课程设计（一） 、计算设计流量已知：1、生活污水水量为 7万 m
7、3 /d；2、工业污水量总量 1万 m3/d。3、污水总量：市政公共设施及未预见污水量以 10%计。总污水量为生活污水量、工业污水量及市政公共设施与未预见水量的总和。所以：污水总量=（7+1）（1+10%）=8.8 万 m3 /d=1.02m3 /s（二） 、计算设计格栅已知数据：流量 Qmax=8.8万 m3 /d=1.02m3 /s 设计采用中格栅，栅条间距 e为 20mm=0.02m；栅条设计为矩形，长 20mm，宽 10mmdmKzWQ/39.103.8645210864max 栅前水深设计为 0.5m1、 栅渣量2、确定清渣方式因为：W=3.39m 3 /d0.2m 3 /d所以：采
8、用机械清运的清渣方式3、倾角因为采用机械清渣所以设计倾角为 604、过栅流速设计过栅流速值为 0.6-1.0m/s。取值 0.8m/s5、栅条数格栅间隙数：栅条数：n-1=119-1=118 (条）6、栅槽宽度 ）（ mneSB 56.31902.)19(0.)17、过栅损失 01hhkk取值 3水头损失：1965.8.05.2sin1sinmax vheQnsin2h0gv96.0).1(4.)es343（ .278.9206.in2h0 singv过栅水头损失： )(081.27.3kh01 m8、栅槽总高度)(081.5.0h21H9、栅槽总长度tan5.0121HlL47.12l )(
9、15.021 mh10、格栅选型根据设计选型选择采用链条回转式多靶平面格栅除污机 GH-800。选用两台，一备一用。94.0tansit211Bl )49.36tan5.0.t5.121 （HlL（二） 、沉砂池采用平流式沉砂池（一座两格四斗）设计最大流速 v=0.2m/s ;最大流量停留时间 t=50s有效水深 h2=1.0m ；沉砂池超高 h1=0.5m1、沉砂池水流部分长度： )(1052.mtvL2、水流断面积：3、池总宽度：4、沉砂斗容积：5、设计沉砂斗：)(1.520.2maxvQA)(.1.2hB)07.413.8601864355max mKTQV （总 设计沉砂池的上底长 1
10、.5m，下底长 0.5m。斗壁倾角为 60计算出沉砂斗高度为：6、沉砂池高度： )(37.28.015.321 mhH7、验算通过验算可知设计合格。（三） 、曝气池设计采用推流式曝气池（鼓风曝气池） ，采用传统活性污泥法。）（ M.tan5.03ssnQV /15.0/23.1.502.mii 1、曝气池的计算与各个部位尺寸的确定1.1、BOD-污泥负荷率的确定式中：K2-系数，对于城市污水其值介于 0.0168-0.028，取值0.0185F-MLVSS/MLSS。对于城市污水 f=0.75Le-有机物降解后的出水浓度，按标准设计取值 20mg/L-有机物去除 率。1.2、确定混合液污泥浓度
11、 X根据已经确定的 Ns值，查阅图书水处理工程技术P191 图（11-2）得到相应的 SVI值为 100120，取值 100。对此 r=1.2，污泥回流比 R设计为 50%。则：1.3、确定曝气池容积式中：Sa-原污水中的 BOD浓度，250mg/L1.4、确定曝气池各部位的尺寸设 4组曝气池，每组容积为池深取 4.5m，则每组曝气池的面积为：)/(3.092.0751852 dkgMLSBODfLKNes %921025-)/(401)5.(20)1(66 LmgSVIRrX )183403.283XNQsa （)25.4831m（)5.108.42532F（池宽取 6.3m，B/H=6.3
12、4.5=1.4 介于 12之间，符合规定。池长：符合规定。设 5廊道式曝气池，廊道长：取超高 0.5m,则池总高度为：4.5+0.5=5m2、曝气系统的计算与设计本次设计采用鼓风曝气系统。2.1 平时需氧量的计算 vrXVbSQaO2查阅水处理工程技术P214（11-2 表）知对于生活污水 a=0.420.53 ;b=0.1880.1 ; 取值 a=0.5 ；b=0.15Sr=Sa-Se=250-20=230mg/L。进水有机物浓度与出水有机物浓度之差Xv,即是 MLVSS。MLVSS=fMLSS=0.754000=3000mg/L代入各值：2.2 最大时需氧量的计算根据原始数据 Kz=1.3
13、，代入各值：）（ mBF67.13.508026L）（ mL5.327.15)/(4.765)/85.136901835.0123805.2 hkgdkgO （）（）（2.3 每日去除 BOD5 值 2.4 去除每 kgBOD 的需氧量2.5 最大时需氧量与平均时需氧量之比3、供气量的计算采用网状模型中微孔空气扩散器，敷设于距离池底 0.2m处，淹没水深 4.3m。计算温度定为 28。查阅水处理工程技术附录 2表，得：水中溶解氧饱和度：Cs(20)=9.17mg/L : Cs(28)=7.92mg/L3.1、空气扩散器出口处的绝对压力压强 Pb: PaHP 5353b 104.108.901.
14、8.9 3.2、空气离开曝气池面时，氧气的百分比：EA-空气扩散器的氧转移效率，对网状模型中微孔扩散器，取值 12% 3.3、曝气池混合液中平均氧饱和度（按最不利温度条件，30计hkgdkgO /9.81/5.2140)3(185.0123.805.2 ）（ dkgBOD/20410)-58（ kgBOD/9.20485.362165.47982maxO%96.180)2.1(792%10)(279 At EO算）3.4、换算为在 20条件下，脱氧清水的充氧量，即：查阅资料，取其值 =0.85 ；=0.95 ； p=1 ; 水温 28代入各值，得：相应的最大时需氧量为：3.5、曝气池平均时供氧
15、量：3.6、曝气池最大供氧量：3.7、去除每 kgBOD5的供气量：3.8、每 m污水的供氧量：LmgQpCtbssm /18.9)426.1026.43(97)2106.2( 55)30( 20)(200 4.TTsmR LkgR /48.123604.1)29.75.0(8.46)28(0 Kg/83.14002.-9.715.08.-8max0 ）（）（ ）（ hmERGAS /67.341023.86103. 3hs /40123.0843(max) 53/7.246. kgBODm空 气 污 水空 气 33/8.9806.34空气管系统计算按下图所示的曝气池平面图，布置空气管道。在相
16、邻的两个廊道的隔墙上设一根干管，共 10根干管。在每根干管上设 5对配气竖管，即 10条配气竖管。全曝气池共设 100条配气竖管。4.1.1、每根竖管的供气量为：4.1.2、曝气池平面面积：4.1.3、每个空气扩散器服务面积按 0.50计，则所需空气扩散器的总数为：4.1.4、本设计采用 8400 个空气扩散器，则每个竖管上安设的空气扩散器的数目为：4.1.5、每个空气扩散器的配气量为：4.2、空气管的选择布置hmGs /23.4010(max)24523.65）（ 个8450.2hm/76.480233个8140将已布置的空气管路及布设的空气扩散器绘制成空气管路计算图：如图所示用以进行计算：
17、根据空气管路计算图，空气干管和支管以及配气竖管的管径，根据通过的空气量和相应的流速按水处理技术附录 3加以计算并确定。计算结果列入表格第 6项。空气管路的局部阻力损失，根据配件的类型按水处理技术式（11-34）折算成当量长度 l0,并计算出管道的计算长度 l+l0，(l是管段长度)计算结果列入计算表中第 8,9项。空气管道的沿程阻力损失，根据空气管的管径、空气量、计算温度和曝气池水深 2，查附录 3得。结果列入计算表第 10项。9项和 10项相乘，得压力损失 h1+h2,结果列入表第 11项。空气流量 压力水头管段编号管段长度L(m)（m /h）(m/min)空气流速v(m/s)管径D(mm)
18、配件 管段当量长度L0（m）管段计量长度L0+L1（m）9.8（Pa/m）9.8(Pa)1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1122-210.5 4.76 0.079 38 弯头一个0.55 1,05 0.14 0.1521-200.5 9.52 0.159 38 三通一个1.46 1.96 0.24 0.4720-190.5 14.280.238 38 三通一个1.46 1.96 0.40 0.7819-180.5 19.040.317 38 三通一个1.46 1.96 0.85 1.6718-170.5 23.8 0.397 38 三通一个1.46 1.96 1.42 2.7817-
19、160.25 28.560.476 38 三通一个异形管一个1.57 1.82 1.60 29116-150.6 57.120.952 4.5 68 三通一个异形3.15 3.75 0.47 1.76管一个15-140.9 114.241.904 5 90 四通一个异形管一个5.25 5.58 0.38 2.2214-130.9 171.362.856 5 120 四通一个异形管一个7.41 8.31 0.40 3.3213-128.3 399.846.663 6.5 150 闸阀 1个、3个弯头、三通 1个17.54 25.84 04210.8512-116.5 799.6813.28 8
20、200 四通一个异形管一个13.68 20.18 0.60 12.1111-106.5 1599.3626.656 9.5 250 四通一个异形管一个17.88 24.38 0.50 12.1910-96.5 2399.0439.98 9.5 300 四通一个异形管一个22.25 28.75 0.49 14.099-8 6.5 3198.7253.312 9.5 350 四通一个异形管一个2677 33.27 0.32 10.658-7 9.8 3998.466.64 13 350 四通 1个弯头2个40.94 53.54 0.52 27.847-6 12.6 3998.466.64 11 8
21、00 三通 1个弯头1个60.72 73.32 0.12 8.296-5 12.5 7996 133.28 11 800 三通 1 5647 69.07 0.12 8.29.8 个异形管 1个5-4 12.6 11995.2199.92 12 800 三通 1个56.47 69.07 0.12 8.294-3 12.6 15993.6266.56 12 800 三通 1个56.47 69.07 0.12 8.293-2 12.6 19988.4333.14 12 800 三通 1个56.47 69.07 0.12 8.292-1 12.6 39984666.28 14 1000三通一个异形管一
22、个79.37 91.97 0.21 19.31将表中的第 11项各值累加，得空气管道系统的总压力损失为： kPah618.95.16)21（网状膜空气扩散器的压力损失为 5.88kPa，则总压力损失为：k4.78.5为安全计，设计取值 9.8kPa4.3、空压机的选定空气扩散装置安装在距曝气池池底 0.2m处，因此，空压机所需压力为： kPaP94.518.)2.054(空压机供气量：最大时：40023m/h=667.05m/min平均时：34346.67m/h=572.45m/min根据所需压力以及空气量，决定采用（四） 、二沉池设计设计采用设有行车式刮泥机的平流式沉淀池。设计主要参数取值：
23、水力表面负荷:q=1.5m/（h）沉淀时间:t=2h水平流速:v=4m/s配水槽到挡流板的距离：0.5m流出槽到挡流板的距离：0.3m4.1、二沉池池体计算4.1.1、二沉池的表面积：4.1.2、二沉池的有效水深：4.1.3、二沉池的有效容积：4.1.4、二沉池长度：4.1.6、沉淀池总宽：2max4.5.1280mqQAth3.2 321 2.74.mhAvtvL8.246.3.mLAB9.84.24.1.7、沉淀池座数和分格数：设计分为两座沉淀池，再分为 9格，则每格宽度为：验算：长宽比： 长深比：验算结论：沉淀池尺寸设计合理。4.2、二次沉淀池污泥区的设计设计污泥斗下底为 0.5m,倾角
24、为 60设计草图：4.2.1、污泥量：则二沉池每座每格的污泥量为：4.2.2、污泥斗的容积 V1)128(6.932，HL3310 792)9610(28)( mTPCQW)(312124 SShV34927mm6.30tan)5.743221 .9)5.74.(6.3mBb7.4928413.6bL4.2.3、污泥斗以上梯形部分的污泥容积 V2梯形上底： ml 6.293.058.21梯形下底： 74验算：污泥斗的设计符合要求。4.3、二沉池总高度： mhhH4.72.06304321 h1-超高，取值 0.3m。h3-缓冲高度，0.3m。五、污水处理厂平面布置图污水处理厂的平面布置图详见图
25、纸。h4.1)(432 7.14.)6.9(V321.97.1bhLV4212六、污水处理厂的高程布置6.1、水力损失的计算6.1.1、构筑物水力损失表：构筑物名称 水力损失（m）格栅 0.2沉砂池 0.2曝气池 0.5平流式沉淀池 0.46.1.2、污水管道水力计算表：管渠设计参数 水头损失构筑物管渠名称流量D（mm） I(%o) V(m/s) L(m)沿程 局部 总计出水干管3672 900 3.15 1.60 200 0.63 0.14 0.77二沉池出水管渠 1836 600 6.2 1.75 60.45 0.385 0.829 1.214二沉池进水管渠 1836 600 6.2 1.
26、75 60.45 0.385 0.811 1.1963672 900 3.15 1.60 20 0.063 1.099曝气池出水管渠925.2 500 4.11 1.26 40 0.164 0.0181.180曝气池进水管渠 3672 900 3.15 1.60 100 0.315 0.14 0.3296.2、构筑物水面标高计算表：管渠和构筑物名称上游水面标高（m）下游水面标高（m）构筑物水面标高（m）地面标高（m）出水干管136.650 135.880 136.510 137二沉池出水渠137.864 136.650 137.050 137二沉池139.460 137.864 138.760
27、 137曝气池出水管渠140.640 139.460 140.577 137曝气池141.469 140.640 140.969 137沉砂池141.669 141.469 141.669 137格栅141.869 141.669 141.869 1376.3、污水处理厂的高程布置根据构筑物水面标高计算表推算绘制出污水处理厂的高程图。七、参考文献资料1.李亚峰、尹士君主编给水排水工程专业毕业设计指南 化学工业出版社2 中小城市污水处理投资决策与工艺技术化学工业出版社3.水处理工程技术 吕宏德 中国建筑工业出版社4 给水排水设计手册第五、十一册，中国建筑工业出版社 19865 给水排水工程快速设计手册第二册，中国建筑工业出版社1996 6.排水工程下册 中国建筑工业出版社 19877 排水工程上册 中国建筑工业出版社 19878、新型城市污水处理构筑物图集 游映玖 中国建筑工业出版社 2007八、总结对污水处理厂设计掌握的不是很透彻，可能会出现一小部分的不合理现象。
