1、1小型污水处理站设计计算说明书目 录目录 11 总论 21.1 设计任务和内容 21.2 基础资料 22 污 水处理厂工艺流程说明 33 处理构筑物的设计计算 43.1 格栅的设计 4 3.2 集水井和泵房的设计4 3.3 竖流式初沉池设计计算 .43.4 接触氧化池的设计计算 .53.5 竖流式二沉池设计计算 .73.6 浓缩池设计计算 .93.7 带式压滤机设计计算 114 设备的选择 .124.1 鼓风机设备选型 124.2 曝气头设备的选型 124.3 软性纤维填料设备的选型 124.4 提升泵的设备选型125 污水处理厂总体布置 .135.1 污水厂平面布置135.2 污水厂高程布
2、置 135.3 高程计算14致谢 16参考资料 1621 总论1.1 设计任务和内容水处理工程课程设计的目的在于加深理解所学专业知识，培养运用所学专业知识的能力，学会城市污水处理厂和水厂工艺设计一般步骤和方法，锻炼独立设计、计算、绘图工程设计图纸的能力。针对设计书所给选题，完成设计计算说明书和设计图。设计深度一般为初步设计的深度。1.1.1 污水处理工程设计基础要求： 1、工艺流程的选择确定水处理工艺流程的选择应根据原水水质与处理后排放水要求达到的水质之间的差距、处理规模、水处理试验资料、处理厂地区有关的具体条件等因素综合分析，进行合理的工艺组合。要说清楚工艺原理和选择思路。1.1.2 说明书
3、中的计算主要包括以下几个方面（1）污水流量及水质计算根据所给原水水质、水量情况，计算污水厂要处理的污水中污染物的平均浓度、最高浓度，污水平均流量、最大流量。（2）处理程度的计算与确定根据国家或地方废水排放标准、污水厂周围环境状况和水体水质要求、 排入水体的自净能力计算确定污水厂允许排放的废水最高污染物浓度。（3）构筑物的计算参考课本或查阅相关资料中的各构筑物的设计计算方法，选取合适的池型、设计工艺参数，计算确定各构筑物的数量和结构尺寸。（4）连接管（沟）道的水力计算和各构筑物的地面相对高程计算（5）附属配套设备的选型计算1.1.3 设计内容（1）对工艺构筑物选型作说明；(2) 主要处理设施（格
4、栅 初沉池 生物接触氧化池 二沉池）的工艺说明；（3) 主要设备（初沉池 生物接触氧化池 过滤池 二沉池 浓缩池）的选择计算；（4）污水处理工艺平面和高程布置及绘制，重要构筑物三视图的绘制。1.2 基础资料1.2.1 设计题目某小型污水处理站（600m 3/d）污水处理工程设计1.2.2 基础资料（1）进水水质3，BOD 5：180mg/L ，SS：150mg/L , PH：7.0-8.5 lmgCODr/30（2）处理要求污水经二级处理后应符合城镇污水处理厂污染物排放标准一级 B 标准出水：COD2h 合格tQHf2430（6）氧化池总高度h 超高 0.6m h 填料上部稳定水层深 0.4m
5、 h 填料层间隙高 0.2m12 3h 配水区高深采用多孔曝气时，进入检修者取 1.5m4取 6m mmH 7.512.0)(4.063143210 （7）污水在池内实际停留时间 hQhnft .412.10（8）填料总体积 314mfHV（9）、采用多孔管鼓风曝气供养，所需空气量D=D Qmax=15 1320=19800m /d=825m3/h03（10）每格氧化池需气量D =1 in/4./25.64833mhn16图 3-2 生物接触氧化池示意图3.5 竖流式二沉池设计计算设中心管内流速 ，采用池数 ，总设计最大流量smv/03.2nQmax=QKz=600*2.2=1320 m /d
6、,即 3 smq/08.215.3ax设水力停留时间时间 40s,20max7.03.8vqf(1) 中心管直径 = 取 600 mm0max4vqd58.03.1(2)中心管喇叭口与反射板之间的缝隙高度：设 smv .35.,.1,/02.01mdvqh 1.0912.81ax3 (3)沉淀部分有效断面面积：设表面负荷 ，则hq23/5.smv/04.3605.1vKqFz 1.9.28ax17(4)沉淀池直径： 取 D=3.5mmfFD45.31.270944(5)沉淀部分有效水深：设沉淀时间 t=2h取vth.360.362 h2(6)沉淀部分所需总容积：设 T=2，S=0.5L/(人.
7、d),人口=2000030125.mSNTV每个池子所需污泥室容积为：20/2=10m 3(7)圆截部分容积：设圆截锥体下底直径为 0.4m，则tgtgrRh 8.152.0715005 32221 5.6.0733 mV (8)沉淀高度：设超高为 0.3 m。缓冲层为 0.3 mhhH5.81.0.054321 图 3-4 竖流式二沉池示意图183.6 浓缩池设计计算 3.6.1 设计说明本设计采用的是圆形间歇式浓缩池，圆形间歇式浓缩池主要用于浓缩初次污泥及初次污泥和剩余污泥的混合污泥。设计数据（1）进泥含水率：当为实次污泥时，其含水率一般为 95%97%，污泥固体负荷采用，浓缩后的污泥含水
8、率可到 90%92%；当为活性活性污泥时，其含水率dmkg/2082一般为 ，污泥固体负荷采用 ，浓缩后的污泥可到 97.5%左%6.9. dmkg/3022右。（2）浓缩时间不宜小于 12 小时，但也不超过 16 小时；（3）有效水深一般宜为 4m，最低不小于 3m;污泥室容积和排泥时间：应根据排泥方法和两次排泥间隙时间而定，当采用间歇式排泥时，两次排泥间隔一般采用 8 小时。3.6.2 设计计算(1)计算初沉池、接触氧化池，二沉池排泥量1）初沉池 按 SS 去除率计算 021)XyCQVs（平C1，C 2: SS 进出水浓度 t/m3 , 去除率 4060%syX0 : 0.020.05
9、t/m 3 (初沉污泥浓度) dmV/84.005.1)716362)接触氧化池 按 BOD5去除率计算设每去除 1kg BOD5产生 0.30.4kg 污泥 Lr为 BOD5进出水浓度差值 ，y 为 BOD5去除率 80%， 污泥容量，以 1000 计3/mkgdkgQYLWr /8.24.0610%8)(4.10 设污泥含水率 P=99%，则 dmPV/8.210)9.(810)( 33)二沉池污泥量按 B0D5去除率计算污泥含水率为 99.2%99.6%,Lr：BOD 5进出水差值 Yob：污泥产率系数（ ）8.04经生物接解氧化池后的二沉池 BOD5进水浓度为： lmg/36%)801
10、(19dkgQLYWrob /16.20)36(0. 3污泥干重 /.)94.1(2)1( 3mPV浓缩池总处理污泥量： dQ/7.36.08.4.0（2）浓缩池直径浓缩污泥固体通量 M 取 ,污泥浓度 C 取 ，则浓缩池面积dmkg./272 lg/283.076.3mcA采用 1 个污泥浓缩池,则浓缩池直径取 D=1.5mD.14.380(3)浓缩池工作部分高度取污泥浓缩时间 ,则hT15mAQ80.23.4752(4)、超高 h 取 m3.0(5)、缓冲层高 取(6)、污泥升容积 设池底坡度 ，污泥斗下底直径 ，上底直径05.i mD4.01，池底坡度造成的深度D8.02iDh06.5.
11、)28.1()2(4 污泥斗高度： mtgtg23.)4.0(5)( 0125(7)、浓缩池总高度取 3.7mhhH 69.3.8.54321 (8)、浓缩后污泥体积为经二沉池进入浓缩池污泥含水率1P %6.92.98%72污 泥 浓 缩 后 污 泥 含 水 率203212 74.09.)(7.3)( mPQV图 3-6 重力浓缩池示意图3.7 带式压榨压滤机设计计算3.7.1 设计说明由重力浓缩后的污泥含水量水率比较高，需将污泥进行脱水之后外运。本设计选用的是带式压榨压滤机设计数据：（1）通过试验确定或参考类似的压滤运行数据，压滤机产率一般为 。hmkg./422（2）压滤脱水周期 。h45
12、.13.7.2 设计计算（1）、压滤机过滤面积 LQPA)1(0P污泥含水率 Q污泥量 hm/3L污泥产率 23.0427.%)91(0mA（2）、根据压滤机面积选择性能如下：型号 滤带宽度(mm)重力滤面(m2)压榨滤面(m2）电动机功率(kW)滤带速度(m/min)有效容积(L)洗涤水压(MPa)外形尺寸（mm）高宽长 21DY500-N500 1.95 2.5 1.1 0.75.0 25 70.5 29808501980表 3-6-1（3）、由于从浓缩池流出污泥需靠污泥泵将其提升到压滤机，因此污泥泵选型：型号 额定流量（）min/3额定扬程（m）转速（r/min）出口直径（mm） 额定功
13、率（kw）外形尺寸长宽高（mm）CVD-31-100B0.09 2.4 870 100 1 149930700表 3-6-2设计数据：（1）、净距 A1 等于最大设备宽加 1 米，但不得小于 2 米，取 2 米；（2）、净距 B1 应按管件安装需要确定，但水泵出水侧为操纵主通道，不宜小于 3 米，取 3.5 米；（3）净距 C1 原则上为电机轴长加 0.3 米，对低压配电设备 米，取 2.0 米;（4）净距 D1 应根据安装需要确定，但不小于 1 米，取 1.0 米； E1 为两相邻机组间距不宜小于 1.2 米，取 1.2 米。4.设备的选择4.1 鼓风机设备选型鼓风机设备的尺寸如表 4-2-
14、1：型号 口径()min转速()i/rQ ( )smin/3L )(kwP 0)(P )(aK外形尺寸（ ）mRD-100 100A 2000 14.4 4.5 5.5 9.8 1500 2065表 4-2-14.2 曝气头设备的选型曝气头设备的尺寸如表 4-3-1：型号 曝气量（ ）min/3氧利用率 E （%）AHA80-50 4 16.30表 4-3-14.3 软性纤维填料设备的选型软性纤维填料设备的尺寸如表 4-4-1：型号 纤维束丝量（根）单位质量（ 成膜质量（ 理论比表面积正常负荷 冲击223/mkg） ）3/kg（ ）32/m(kgCOD/ )3负荷R-120-60 8102.5
15、2.6 580 2474 23 5表 4-4-14.4 提升泵的设备选型反冲洗泵设备的尺寸如表 4-5-1：配带电动机型号 流量( )hm/3扬程()转速()min/r功率（kw） 型号外形尺寸（ ）mBJIS25035.4 15 1450 1.1 Y90S-4 1010 405表 4-5-1提升泵的设备尺寸如表 4-8-1：型号 额定流量（）hm/3额定扬程（ ）转速（r/min）出口直径（）m额定功率 )(kw外形尺寸长宽高（ ）mIP80-50-20025 8 1450 50 2.2 881340341表 4-8-15 污水处理厂总体布置5.1 污水厂平面布置在污水处理厂厂区有：各处理单
16、元构筑物，连同个处理构筑物之间的管及其他管线，辅助性建筑物，道路，及绿地等。5.1.1 关于污水厂总体布置规定根据污水厂的处理级别，一级处理或二级处理（生物膜法）和污泥处理流程，各种构筑物的形状，大小及组合，结合厂址地形，气候和地质条件等，综合确定布置形式。总体布置恰当，可为今后施工，维护和管理等提供良好条件。5.1.2 污水厂平面布置的具体要求：（1）、平面布置重点考虑厂区功能区划；处理构筑物布置，构筑物与管渠之间关系。（2）、厂区平面布置时，除处理工艺管道外，还应有空气管，反冲洗管及污泥管，管道之间及其与构筑物，道路之间应有适当间距。（3）、污水厂厂区主要车行道路 68 米。次要车行道 3
17、4 米，道路两旁留有绿化带及适当空间。（4）、水厂厂区适当规划设计机房（水泵 风机 剩余活性污泥 配电用房）办公用房，机修及仓库等辅助建筑（5）、厂区总面积要求选择，比例 1：500，图面参考给水排水制图标准GBJ106-87，重点表达建筑物外形及其连接管渠，内部构造及管渠不表达。5.2 污水厂高程布置5.2.1 污水处理厂污水处理流程高程布置的主要任务确定各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标高，通过计算各部分的水面标高，从而能够使污水沿处理流程在处理构筑物之间通畅的流动，保证23污水处理厂的正常运行。5.2.2 污水处理工程高程布置的一般原则：选择一条距离最长，水头损失
18、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正常运行。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）作为构筑物和管渠的设计流量。污水处理工程高程布置的具体要求：（1) 构筑物水头损失参考相关资料。（2) 水头损失计算及高程布置参见给水排水手册。(3) 高程布置图横向比为 1：200，纵向比 1：100。5.3 高程计算Q =1320 /d 则 q=0.0153m/s 取 v=0.1m/smax3求管径： 求得: d=0.44mAvqax42d温度 t=15 度 利用运动粘度公式： 求得 故为湍流运动2401.37.15tt6102.利用雷诺公式： 得：
19、=vdRd6利用巴尔公式： 求得)e28.57.3lg(2904068.ml61l1利用水头损失公式1.升泵管水损: 取为 1m 2.水至初沉池的水损: 求得 mhf047.1直角进水水头损失 ： 取 5.求得：gvhj21hj02.1求得21dAm3.02l72初沉池至氧化池：沿程水损 求得：gvdlhf22mhf046.2局部弯头水损 求得： gvhj22hj05.2243 个直角弯头则为 0.00025*2=0.0005m初沉池至氧化池总水损：0.00460.0005=0.0032m=0.44mml31d4 氧化池至二沉池水损求得： mhf014.3注： 由于流量小，经计算得到的各种管的
20、水损比较小，在本设计中管道的水损取0.1m。管渠设计参数 水头损失/m 水面标高管渠及构筑物名称流量Q/(LS-1)BH(D)()H/mi/v/m.s-1 L/m 沿程 局部构筑物合计 上游 下游 构筑物二沉池 15 4000 5.5 0.1 0.4 0.4 112.0二沉池至接触池（管） 15 4.0 0.1 30.00140.0014 112.5 112.0接触池 8 3000 6 4 0.3 0.3 112.5m接触池至初沉池（管） 8 10002.6 0.1 6+10.00460.00050.0051 112.9 112.5初沉池 15 1490 1.5 0.1 0.1 0.1 112
21、.9初沉池至泵出水口(渠) 15 1 1 0.1 10.1 0.1 113.0 112.9 113.0m提升管 15 0.2 125致谢本次水处理课程设计是小型污水处理站，日处理600m 3/d，经过1个月的努力，终于顺利完成。通过本次设计不仅检验了我们从课本学到的知识，对水工程设计有更深刻的理解和认识，也锻炼了我们查找资料、设计及运用CAD的能力，同时也更加激励我们学好知识。在整个课程设计过程中，同学们给予了我很大的帮助，在同学们的精心指导下我避免了不必要的错误，少走许多弯路。在此感谢心爱的同学们。参考资料1 韩洪军，杜茂安，周彤。水处理工程设计计算.北京：中国建筑工业出版社，2006.2
22、高廷耀，顾国维，周琪.水污染控制工程M.北京：高等教育出版社，2007.3 增科，卜秋平，陆少鸣.污水处理厂设计与运行M.北京：化工工业出版社，2001.4 李海，孙瑞征，陈振远.城市污水处理技术及工程实例M.北京：化工工业出版社 环境科学与工程出版中心，2002.5 北京市市政工程设计研究总院.给水排水设计手册，第 5 册，城镇排水M.北京：2004.6张智等.给水排水工程专业毕业设计指南M.北京:中国水利水电出版社，2000.7上海市政工程设计研究院主编.给水排水设计手册，第 9 册，专用机械M.北京:中国建筑工业出版社，2000.8高俊发，王社平主编.污水处理厂工艺设计手册M.北京：化学工业出版社.2003.
