水质工程学课程设计girr.docx

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1、目录设计任务务书2设计计算算说明书书4第一章 污水处处理厂设设计 第第一节 污水厂厂选址4第二节 工艺流流程44第二章 处理构构筑物工工艺设计计 第第一节 设计参参数66第二节 泵前中中格栅设设计66 第三节 污水提提升泵房房设计计计8第四节 泵后细细格栅设设计计算算99第五节 沉砂池池设计计计算110第六节 辐流式式初沉池池设计计计算112第七节 反应池设设计计算算14第八节向向心辐流流式二沉沉池设计计计算116第九节 剩余污污泥泵房房17第十节浓浓缩池118第十一节节贮泥池池200第十二节节脱水机机房21第三章 处理理厂设计计第一节污污水处理理厂的平平面布置置233第二节污污水处理理厂高程

2、程布置223参考文献献226水质工工程学课课程设计计任务书书一、设计计题目某计城市市日处理理污水量量15万万m3污水处处理工程程设计二、基本本资料1、污水水水量、水水质（1）设设计规模模设计日平平均污水水流量QQ=15500000m33/d；设计最大大小时流量量Qmaax=81225m3/h（2）进进水水质质CODCCr =4000mg/L，BOOD5=1880mgg/L，SS = 3000mgg/L，NHH3-N = 355mg/L2、污水水处理要要求污水经过过二级处处理后应应符合城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）一级标准的B标准，即：CODCCr 60mmg/LL，B

3、ODD520mgg/L，SSS20mgg/L，NHH3-N8mg/L。3、处理理工艺流程程污水拟采采用活性性污泥法法工艺处处理，具具体流程程如下：原污水污泥浓缩池污泥脱水机房出水格栅污水泵房沉砂池二沉池泥饼外运曝气池回流污泥4、资料料市区全年年主导风风向为东东北风，频频率为118%，年年平均风风速2.55米米/秒。污污水处理理厂场地地标高3384.53383.5米之之间，5、污水水排水接接纳河流流资料：该污水厂厂的出水水直接排排入厂区区外部的的河流，其其最高洪洪水位（550年一一遇）为为3800.0mm，常水水位为3378.0m，枯枯水位为为3755.0mm。三、设计计任务1、对处处理构筑筑物

4、选型型做说明明；2、对主主要处理理设施（格格栅、沉沉砂池、初初沉池、生生化池、污污泥浓缩缩池）进进行工艺艺计算（附附必要的的计算草图图）；3、按扩扩初标准准，画出出污水处处理厂平平面布置置图，内内容包括括表示出出处理厂厂的范围围，全部部处理构构筑物及及辅助建建筑物、主主要管线线的布置置、主干干道及处处理构筑筑物发展展的可能能性；4、按扩扩初标准准，画出出污水处处理厂工工艺流程程高程布布置图，表示示出原污水、各各处理构构筑物的的高程关关系、水水位高度度以及处处理出水水的出厂厂方式；5、编写写设计说说明书、计计算书。四、设计计成果1、设计计计算说说明书一一份；2、设计计图纸：污水处处理厂平平面布置

5、置图和污污水处理理厂工艺艺流程高高程布置置图各一一张。五、参考考资料1、给给水排水水设计手手册第第一、五五、十、十十一册2、环环境工程程设计手手册（水水污染卷卷）3、室外外排水设设计规范范设计计算算说明书书第一章 城市市污水处处理厂设设计第一节污污水厂选选址未经处理理的城市市污水任任意排放放，不仅仅会对水水体产生生严重污污染，而而且直接接影响城城市发展展发展和和生态环环境，危危及国计计民生。所所以，在在污水排排入水体体前，必必须对城城市污水水进行处处理。而而且工业业废水排排入城市市批水管管网时，必必须符合合一定的的排放标标准。最最后流入入管网的的城市污污水统一一送至污污水处理理厂处理理后排入入

6、水体。在设计污污水处理理厂时，厂厂址对周周围环境境、基建建投资及及运行管管理都有有很大影影响。选择厂址址应遵循循如下原原则： 1.为为保证环环境卫生生的要求求，厂址址应与规规划居住住区或公公共建筑筑群保持持一定的的卫生防防护距离离，一般般不小于于3000米。2.厂址址应设在在城市集集中供水水水源的的下游不不小于5500米米的地方方。3.厂址址应尽可可能设在在城市和和工厂夏夏季主导导风向的的下方。4.要充充分利用用地形，把把厂址设设在地形形有适当当坡度的的城市下下游地区区，以满满足污水水处理构构筑物之之间水头头损失的的要求，使使污水和和污泥有有自流的的可能，以以节约动动力。5.厂址址如果靠靠近水

7、体体，应考考虑汛期期不受洪洪水的威威胁。6.厂址址应设在在地质条条件较好好、地下下水位较较低的地地区。7.厂址址的选择择要考虑虑远期发发展的可可能性，有有扩建的的余地。 因为为该市区区全年主主导风向向为东北北风，所所以将厂厂址选在在西南方方向。第二节工工艺流程程 11.污水水处理工工艺流程程处理厂的的工艺流流程是指指在到达达所要求求的处理理程度的的前提下下，污水水处理个个单元的的有机结结合，构构筑物的的选型则则是指处处理构筑筑物形式式的选择择，两者者是互有有联系，互互为影响响的。城市生活活污水一一般以BBOD物物质为其其主要去去除对象象，因此此，处理理流程的的核心是是二级生生物处理理法活性污污

8、泥法为为主。生活污水水和工业业废水中中的污染染物质是是多种多多样的，不不能预期期只用一一种方法法就能把把所有的的污染物物质去除除干净，一一种污水水往往需需要通过过由几种种方法组组成的处处理系统统，才能能达到处处理要求求的程度度。具体的流流程为：污水进进入水厂厂，经过过格栅至至集水间间，由水水泵提升升到平流流沉砂池池经，经经初沉池池沉淀后后，大约约可去初初SS 45%,BOOD 225%，污污水进入入曝气池池中曝气气，从一一点进水水，采用用传统活活性污泥泥法。在在二次沉沉淀池中中，活性性污泥沉沉淀后，回回流至污污泥泵房房。 22.污泥泥处理工工艺流程程污泥是污污水处理理的副产产品，也也是必然然的

9、产物物，如从从沉淀池池排出的的沉淀污污泥，从从生物处处理排出出的剩余余活性污污泥等。这这些污泥泥如果不不加以妥妥善处理理，就会会造成二二次污染染。污泥泥处理的的方法是是厌氧消消化，消消化后的的污泥含含水率仍仍然很高高，不宜宜长途输输送和使使用，因因此，还还需要进进行脱水水和干化化等处理理。具体过程程为：二二沉池的的剩余污污泥由螺螺旋泵提提升至浓浓缩池，浓浓缩后的的污泥进进入贮泥泥池，再再由泥控控室投泥泥泵提升升入消化化池，进进行中温温二级消消化。一一级消化化池的循循环污泥泥进行套套管加热热，并用用搅拌。二二级消化化池不加加热，利利用余热热进行消消化，消消化后污污泥送至至脱水机机房脱水水，压成成

10、泥饼，泥泥饼运至至厂外。本设计采采用的工工艺流程程如下图图所示。中格栅进水泵房细格栅沉砂池初沉池砂缺氧池好氧池二沉池排放河道栅渣剩余污泥初沉泥剩余污泥泵房污泥浓缩池贮泥池脱水机房垃圾填埋场第二章 处理构构筑物工工艺设计计第一节 设设计参数数1. 平均日流流量=15万万2. 最大时流流量 最大时时流量 第二节 泵前前中格栅栅设计计计算中格栅用用以截留留水中的的较大悬悬浮物或或漂浮物物，以减减轻后续续处理构构筑物的的负荷，用用来去除除那些可可能堵塞塞水泵机机组驻管管道阀门门的较粗粗大的悬悬浮物，并并保证后后续处理理设施能能正常运运行的装装置。1.格栅栅的设计计要求（1）水水泵处理理系统前前格栅栅栅

11、条间隙隙，应符符合下列列要求：1) 人工清除除 25540mmm2) 机械清除除 16625mmm3) 最大间隙隙 400mm（2）过过栅流速速一般采采用0.61.00m/ss.（3）格格栅倾角角一般取取600（4）格格栅前渠渠道内的的水流速速度一般般采用00.40.99m/ss.（5）通通过格栅栅的水头头损失一一般采用用0.0080.115m。2. 格格栅尺寸寸计算设计参数数确定：设计流量量Q1=2.2257mm3/s（设设计2组组格栅），以以最高日日最高时时流量计计算；栅前流速速：v11=0.7m/s， 过过栅流速速：v22=1m/ss；渣条宽度度：s=0.001m， 格栅栅间隙：e=00

12、.022m；栅前部分分长度：0.55m， 格栅倾倾角：=600；单位栅渣渣量：ww1=0.07m3栅渣/1033m3污水。设计中的的各参数数均按照照规范规规定的数数值来取取的。 (1)确定格格栅前水水深，根根据最优优水力断断面公式式计算得得:栅前槽宽宽=m，则则栅前水水深m（2）栅栅条间隙隙数： （3）栅栅槽有效效宽度：B0=s（nn-1）+en=0.001（1055-1）+0.0021055=3.114m（4）进进水渠道道渐宽部部分长度度：进水渠宽宽：（其中1为进水水渠展开开角，取取1=）（5）栅栅槽与出出水渠道道连接处处的渐窄窄部分长长度m（6）过过栅水头头损失（hh1）设栅条断断面为锐锐

13、边矩形形截面，取取k=33，则通通过格栅栅的水头头损失： 其中： hh0：水头头损失； kk：系数数，格栅栅受污物物堵塞后后，水头头损失增增加倍数数，取kk=3；：阻力力系数，与与栅条断断面形状状有关，当当为矩形形断面时时=2.42。（7）栅栅后槽总总高度（HH）本设计取取栅前渠渠道超高高h2=0.3m，则则栅前槽槽总高度度H1=h+h2=1.006+00.3=1.336mH=h+h1+h2=1.006+00.133+0.3=11.499m（8）栅栅槽总长长度 L=LL1+L2+0.5+11.0+（1.06+0.330）/tann=1.44 +0.7+00.5+1.00+(11.066+0.3

14、/ttan660=3.3855m（9）每每日栅渣渣量在格栅间间隙在220mmm的情况况下，每每日栅渣渣量为：,所以宜宜采用机机械清渣渣。第三节 污水水提升泵泵房设计计计算1.设计计参数设计流量量：Q=2.2257mm/s，泵泵房工程程结构按按远期流流量设计计2.泵房房设计计计算采用氧化化沟工艺艺方案，污污水处理理系统简简单，对对于新建建污水处处理厂，工工艺管线线可以充充分优化化，故污污水只考考虑一次次提升。污污水经提提升后进进入细格格栅，再再进入平平流沉砂砂池，然然后自流流通过AA/O池池、二沉沉池及接接触池。污污水提升升前水位位3800.155m（既既泵站吸吸水池最最底水位位）,提提升后水水

15、位3887.882m（即即细格栅栅前水面面标高）。所以，提提升净扬扬程Z=3877.822-3880.115=7.667m水泵水头头损失取取2m 沿程损损失0.6m从而需水水泵扬程程H=ZZ+h=10.27mm再根据设设计流量量2.2257mm3/s=81225m3/h，采采用4台MFF系列污污水泵，单单台提升升流量5542mm3/s。采采用MEE系列污污水泵（88MF-13BB）4台，四用两备。该该泵提升升流量55405600m3/h，扬扬程111.9mm，转速速9700r/mmin，功功率300kW。占地面积积为52788.544m2，即为为圆形泵泵房D10mm,高112m,泵房为为半地下

16、下式，地地下埋深深7m，水水泵为自自灌式。计算草图图如下：第四节 泵后后细格栅栅设计计计算1.细格格栅设计计说明污水由进进水泵房房提升至至细格栅栅沉砂池池，细格格栅用于于进一步步去除污污水中较较小的颗颗粒悬浮浮、漂浮浮物。细细格栅的的设计和和中格栅栅相似。2.设计计参数确确定：已知参数数：Qmmax=81225m3/h=2.2257 m3/s。栅栅条净间间隙为33-100mm，取取e=110mmm，格栅栅安装倾倾角6000 过过栅流速速一般为为0.66-1.0m/s ,取V=0.99m/ss,栅条条断面为为矩形，选选用平面面A型格格栅,栅栅条宽度度S=00.011m，其其渐宽部部分展开开角度为

17、为2000设计流量量Q=119833.6mm3/s=5511L/ss栅前流速速v1=0.7m/s， 过过栅流速速v2=0.9m/s；栅条宽度度s=00.011m， 格栅栅间隙ee=100mm；栅前部分分长度00.5mm， 格格栅倾角角=600；单位栅渣渣量1=0.10mm3栅渣/1033m3污水。3. 设设计计算算 污污水由一一根污水水总管引引入厂区区，故细细格栅设设计一组，设设计流量量为：QQ=2.2577/s。（1） 确定格栅栅前水深深，根据据最优水水力断面面公式计计算得栅栅前槽宽宽=m，则则栅前水水深m（2）栅栅条间隙隙数（3）栅栅槽有效效宽度BB=s（nn-1）+en=0.001（99

18、2-11）+00.01192=1.83m（4）进进水渠道道渐宽部部分长度度（其中1为进水水渠展开开角，取取1=）（5）栅栅槽与出出水渠道道连接处处的渐窄窄部分长长度m（6）过过栅水头头损失（hh1） 因栅栅条边为为矩形截截面，取取k=33，则其中： hh0：计算算水头损损失 kk：系数数，格栅栅受污物物堵塞后后，水头头损失增增加倍数数，取kk=3：阻力力系数，与与栅条断断面形状状有关，当当为矩形形断面时时=2.42（7）栅栅后槽总总高度（HH） 取栅前前渠道超超高h22=0.3m，则则栅前槽槽总高度度H1=h+h2=1.227+00.3=1.57m 栅后后槽总高高度H=h+hh1+h2=1.2

19、27+00.266+0.3=11.833m（8）格格栅总长长度 L=L11+L2+0.5+11.0+ H11/taan=1.554+00.777+0.5+11+（11.277+0.3）/tann60=4.77m（9）每每日栅渣渣量m3/dd0.2m33/d 所以宜宜采用机机械格栅栅清渣。第五节 沉砂砂池设计计计算采用平流流式沉砂砂池1. 设计参数数:污水流流量总变变化系数数为1.5 每每个沉砂砂斗容积积： 设设计流量量：Q=2.2257（，设设计2组）则每每组Q=1.112855设计流速速：v=0.225m/s水力停留留时间：t=440s2. 设计计算算（1）沉沉砂池长长度：LL=vtt=0.

20、25400=10m（2）水水流断面面积：AA=Q/v=11.12285/0.225=44.5mm2（3）池池总宽度度：设计计n=44格，每每格宽取取b=11.2mm0.6m，池池总宽BB=4b=4.8m（4）有有效水深深：h22=A/B=44./4.88=0.994m （介介于0.251m之之间）（5）贮贮泥区所所需容积积: = =3.99式中 X：单单位城市市污水沉沉沙量，取取30/污水； TT：设计计T=22d，即即考虑排排泥间隔隔天数为为2天;设每一个个分格有有2个沉沉砂斗，共共有8个个沉砂斗斗 则 =3.9/88=0.48775（6）沉沉砂斗各各部分尺尺寸及容容积：设计斗底底宽a11=

21、0.6m，斗斗壁与水水平面的的倾角为为60，斗高高hd=0.6m，则沉砂斗斗上口宽宽：沉砂斗容容积： （略略大于00.48875，符符合要求求）（7）沉沉砂池高高度：采采用重力力排砂，设设计池底底坡度为为0.006，坡坡向沉砂砂斗长度度为 则沉沉泥区高高度为hh3=hd+0.06LL2 =00.6+0.063.7=0.8222m 池总总高度HH ：设设超高hh1=0.3m，HH=h11+h2+h3=0.3+00.94+00.8222=2.0062mm（8）进进水渐宽宽部分长长度:（9）出出水渐窄窄部分长长度:LL3=L1=3.11m（10）校校核最小小流量时时的流速速：最小流量量即平均均日流量

22、量Q平均均日=15000000=1.774/ss则vmiin=QQ平均日日/A=1.774/2/44.5=0.1190.15mm/s，符符合要求求（11） 计算草图图如下：第六节 辐辐流式初初沉池设设计计算算辐流式初初沉池拟拟采用中中心进水水，沿中中心管四四周花墙墙出水，污污水由池池中心向向池四周周辐射流流动，流流速由大大变小，水水中悬浮浮物流动动中在重重力作用用下沉降降至沉淀淀池底部部，然后后用刮泥泥机将污污泥推至至污泥斗斗排走，澄澄清水从从池周溢溢流入出出水渠。辐辐流沉淀淀池由进进水装置置、中心心管、穿穿孔花墙墙、沉淀淀区、出出水装置置、污泥泥斗及排排泥装置置组成。本设计选选择四组辐流流式

23、沉淀淀池，每每组设计计流量为为0.556m3/s，从从沉砂池池流出来来的污水水进入集集配水井井，经过过集配水水井分配配流量后后流入辐辐流沉淀淀池。1. 沉沉淀部分分水面面面积 表表面负荷荷采用11.2-2.0，本本设计取取=2.0，沉沉淀池座座数n=4。2. 池池子直径径 D = = （DD取366m）3. 沉沉淀部分分有效水水深 设设沉淀时时间t = 22h ,有效水水深： h2 =qt =22=44m4. 沉沉淀部分分有效容容积 Q = FF =m5. 污污泥部分分所需的的容积由任务书书知进水水SS浓度度C为3300，出出水SS浓度度以进水水的500%计，初初沉池污污泥含水水率p00=97

24、7%，污污泥容重重取r=10000kgg/m33，取贮贮泥时间间T=44h，污污泥部分分所需的的容积：6. 污污泥斗容容积 设设污泥斗斗上部半半径r112mm，污泥泥斗下部部半径rr2=1mm，倾角角取=600，则 污污泥斗高高度： h5 = （rr2- rr1）tgg=（22-1）tg60=1.73m 污泥泥斗容积积： V1 = （rr12+r2r1+r22）= （22+21+12）=112.668m33 7. 污污泥斗以以上圆锥锥体部分分污泥容容积 池池底坡度度采用00.055-0.10，本本设计径径向坡度度i=00.055，则圆圆锥体的的高度为为：h4 = （RR- rr1）i=（188

25、-2）0.005 = 0.8m 圆锥体体部分污污泥容积积：V2 = （RR2+Rrr1+r12）=污泥总体体积：V= VV1+ VV2 =112.668+3305 =3117.668 mm381.28mm3 ，满满足要求求。8. 沉沉淀池总总高度 设沉沉淀池超超高h11=0.3m，缓缓冲层高高h3 =0.5m，沉沉淀池总总高度： H = h11+h2 +h3+h4 +h50.3+44+0.5+00.8+1.737.333 mm 9. 沉沉淀池池池边高度度 H= hh1+h2 + hh3 = 0.33+4+0.55 = 4.88 m10. 径深比比 DD/ hh2 = 36/44 = 9(符合合

26、要求)11. 进水管管及配水水花墙沉淀池分分为四组组，每组组沉淀池池采用池池中心进进水，通通过配水水花墙和和稳流罩罩向池四四周流动动。进水水管道采采用钢管管，管径径DN=6000mm，进进水管道道顶部设设穿孔花花墙处的的管径为为8000mm。沉淀池中中心管配配水采用用穿孔花花墙配水水，穿孔孔花墙位位于沉淀淀池中心心管上部部，布置置8个穿孔孔花墙，过过孔流速速：式中： 孔洞洞的宽度度（m）； 孔洞洞的高度度（m）；孔洞个个数(个个)。v4 穿孔花花墙过孔孔流速（mm/s），一一般采用用0.22-0.4m/s；12. 集水槽槽堰负荷荷校核设集水槽槽双面出出水，则则集水槽槽出水堰堰的堰负负荷为：q0

27、 = =m3/(mms) = 2.5L/(mS)2QQw/25.556m33/h。选选用1PPN污泥泥泵Q 7.22166m3/h, HH 144-122m, N 3kWW（3）剩剩余污泥泥泵房: 占地地面积LLB=44m3m，集集泥井占占地面积积第十节浓浓缩池1设计计要点1. 污污泥在最最终处置置前必须须处理，而而处理的的最终目目的是降降低污泥泥中有机机物含量量并减少少其水分，使之之在最终终处置时时对环境境的危害害减至最最小限度度，并将将其体积积减小以以便于运运输和处处置.2.重力力式浓缩缩池用于于浓缩二二沉池出出来的剩剩余活性性污泥的的混合污污泥.3.浓缩缩池的上上清液应应重新回回至初沉沉

28、池前进进行处理理.4.连续续流污泥泥浓缩池池可采用用沉淀池池形式，一一般为竖竖流式或或辐流式式.5. 浓浓缩后的的污泥含含水率可可到966%，当当为初次次沉淀池池污泥及及新鲜污污泥的活活性污泥泥的混合合污泥时时，其进进泥的含含水率，污污泥固体体负荷及及浓缩后后的污泥泥含水率率，可按按两种污污泥的比比例效应应进行计计算.6. 浓浓缩池的的有效水水深一般般采用44m，当当为竖流流式污泥泥浓缩池池时，其其水深按按沉淀部部分的上上升流速速一般不不大于00.1mmm/ss进行核核算.浓浓缩池的的容积并并应按110116h进进行核算算，不宜宜过长.2.浓缩缩池的设设计： 采用两两座幅流流式圆形形重力连连续

29、式污污泥浓缩缩池，用用带栅条条的刮泥泥机刮泥泥，采用用静压排排泥，剩剩余污泥泥泵房将将污泥送送至浓缩缩池。1.设计计参数 进泥泥浓度：10gg/L 污泥含含水率PP1999.0每座污泥泥总流量量:Q26002.552kg/d=5520.5m3/d=21.7m3/h 设计浓浓缩后含含水率PP2=966.0 污泥固固体负荷荷：qss=455kgSSS/(m2.d) 污泥浓浓缩时间间：T=13hh 贮泥时间间：t=4h2.设计计计算（1）浓浓缩池池池体计算算：每座浓缩缩池所需需表面积积m2 浓缩池池直径 取D=12.2m 水水力负荷荷 有效水水深h1=uuT=00.27713=3.331m 取h11

30、=3.66m浓缩池有有效容积积V1=AAh1=1155.73.66=4166.522m3（2）排排泥量与与存泥容容积:浓缩后排排出含水水率P22966.0的污泥泥,则Q w= 按按3h贮贮泥时间间计泥量量，则贮贮泥区所所需容积积 VV24QQ w35.44216.26mm3 泥泥斗容积积 = m3 式式中：h4泥斗的的垂直高高度，取取1.44m r11泥斗斗的上口口半径，取取1.66m r22泥斗斗的下口口半径，取取0.88m 设设池底坡坡度为00.088，池底底坡降为为： hh5= 故故池底可可贮泥容容积： = 因因此，总总贮泥容容积为 （满足足要求）（3）浓浓缩池总总高度： 浓浓缩池的的超高hh2取0.30mm，缓冲冲层高度度h3取0.30mm，则浓浓缩池的的总高度度H为=3.66+0.3+00.3+1.44+0.36 =5.996m （4）浓浓缩池排排水量：Q=211.7-16.26=5.55m3/h第十一节节贮泥池池1设计计参数 进进泥量：经浓缩缩排出含含水率PP2966%的污污泥2QQ w=216.2624/3=2600m3/d，设设贮泥池池1座，贮贮泥时间间T00.5dd=122h 2设计计计算 池池容为 V=22QwT=26600.5=1130mm3 贮贮泥池尺尺寸（将将贮泥池池设计为为正方形形）