1、環境工程課程設計水污染控制工程課程設計課程題目：某城市污水處理廠工藝設計29目錄第一章 總論11.1處理水量的設計規模11.2進水水質與處理目標的確定11.3氣象與水文資料11.4廠區地形1第二章 污水處理工藝流程說明22.1城市污水處理廠工藝流程方案的提出22.2方案的確定2第三章 污水處理構筑物設計33.1.1設計參數33.2.2設計計算33.2平流沉砂池63.2.1設計參數63.2.2設計計算63.3平流式初沉池83.3.1設計參數93.3.2設計計算93.4曝氣池133.4.1設計參數133.4.2設計計算133.5二沉池173.5.1設計說明183.5.2設計參數183.5.3設計計

2、算18第四章 主要設備說明21第五章 污水廠總體布置22第六章 人員編制27第七章 設計總結及體會28參考文獻29第一章 總論1.1處理水量的設計規模污水處理廠的日進水量為12萬。故最大設計流量 1.2進水水質與處理目標的確定表1-1 進水水質與處理標準進水水質（mg/l）處理標準(mg/l)去除率(%)cod4006085bod1702088ss27030881.3氣象與水文資料 風向:多年主導風向為西南風 氣溫:年平均溫度為4.6，最熱月平均為26.5；極端氣溫，最高為33，最低為-40，最大凍土深度為1.9m 水文：降水量多年平均為每年639.9mm,蒸發量多年平均為每年1210mm 地

3、下水位，地面下5-6m 1.4廠區地形 污水廠選址在185-192m之間，平均地面標高為187.5m。平均地面坡度為0.3%-0.5%，地勢為西北高，東南低。廠區征地面積為東西長380m,南北長280m。第二章 污水處理工藝流程說明2.1城市污水處理廠工藝流程方案的提出由上述計算，該設計在水質處理中要求達到如下表的處理效果。即要求處理工藝能有效地去除bod5 、cod、ss污水可生化性好，可采用活性污泥法處理。2.2方案的確定傳統活性污泥法，又稱普通活性污泥法，時早起開始使用并一直沿用至今的運行方式。有機污染物在曝氣池內的降解，經歷了第一階段和第二階段代謝的完整過程，活性污泥也經歷了一個從池首

4、端的對數增長，經減速增長到池末端的內源呼吸期的完全生長周期。傳統活性污泥法對污水處理的效果極好，bod的去除率可達到90%以上，適于處理凈化程度和穩定程度要求較高的污水。2.3工藝流程初沉池沉砂池中格柵泵曝氣池二沉池進水出水泵第三章 污水處理構筑物設計3.1格柵3.3.1設計參數過柵流速，柵條間隙寬度格柵安裝傾角，柵條寬度，柵前渠道超高進水渠道漸寬部分展開角 3.3.2設計計算1、柵槽寬度b=s(n-1)+enn=46根n:格柵間隙數 s：柵條寬度=0.01b=0.01(43-1)+0.02146=1.42m因此采用柵槽寬度為1.5m的平面格柵2、進水渠道漸寬部分的長度 設進水粱道內的寬b1=

5、0.65m，其漸寬部分開角度1=20,進水渠道內的流速為0.97m/sl1 =b1- b22tg 20。=0.62m b1：進水渠道寬度，m1：進水渠展開角，一般用20度 3、柵槽與出水粱道連接處的漸寬部分長度 l2=l12=0.622=0.31m4、過柵水頭損失： h1=kh0h0= =h1=0.149mh1：過柵水頭損失，mh0：計算水頭損失，mg：重力加速度，9.81m/s2k：系數，格柵受污物堵塞后，水頭損失增大的倍數，一般k=3:阻力系數，與柵條斷面形狀有關，本設計采用矩形斷面，=2.42。為避免造成柵前涌水，故將柵后槽底下降h1作為補償。5、柵后槽總高度：設柵前廊道超高h2 =0.

6、3mh=h+h1+h2h=0.9+0.0.149+0.3=1.349 mh2:柵前渠道超高,m,一般用0.3m.6、柵槽總長度l=l1+l2+1.0+0.5+h1/tgah1=h+h2=0.9+0.3=1.2l=0.62+0.310.5+1.2/1.732=2.12m若進水渠寬l：柵槽總長度，mh1柵前槽高，ml1：進水渠道漸寬部分長度，ml2：柵槽與出水渠連接渠的漸縮長度，m3、 每日柵渣量計算：w=m3/d0.2 m3/d采用機械清渣。3.2平流沉砂池3.2.1設計參數最大水平流速，最小流速；最大流量時水力停留時間；設計有效水深；城市污水沉砂量；清除沉砂周期；斗壁傾角；沉砂池超高；池底坡度

7、為0.013.2.2設計計算 采用4個平流沉砂池 qmax=k2q42436=1.21200004243600=0.42m3/s1、 長度l 設v=0.3m/s 水力停留時間為50sl=vt=15mv-最大設計流量時的流速 m/st-最大設計流量是的流行時間 s2、 水流斷面積aa=qmaxv=0.420.3=1.4m2qmax-最大設計流量m3/s3、 池總寬度 設n=2格,每格寬度b=0.7mb=nb=2*0.7=1.4m4、 有效水深 h2=ab=1.41.4=1m不大于1.2m5、 沉砂室所需容積設t=2d,沉砂量x=50m3/106m3 v= x-城市污水沉砂量m3/106m3 t-

8、清除沉砂間隔時間d kz-污水流量總變化系數6、 每個沉砂斗容積設每個分格有2個沉砂斗,共有4個沉砂斗,則7、 沉砂斗各部分尺寸設斗底寬a1=0.5m,斗壁與水平面的傾角55。斗寬=0.35,沉砂斗上口寬沉砂斗容積 8、 沉砂室高度 采用重力排砂,設池底坡度為0.01,坡向砂斗,沉砂室含兩個部分:一部分為沉砂斗,另一部分為沉砂池坡向沉砂斗的過渡部分,沉砂室的寬度為 寬度為2(l2+a)+0.2=2(5.9+1)+0.2=14m 9、 池總高度 設超高h1=0.3m h=h1+h2+h3=0.3+1+0.409=1.709m10、 驗算最小流速 在最小流速時，只用1格工作 3.3平流式初沉池平流

9、式沉淀池見圖，由流入裝置、流出裝置、沉淀區、緩沖層、污泥區及排泥裝置等組成。流入裝置由設有側向或槽底潛孔的配水槽、擋流板組成，起均勻布水與消能作用。擋流板入水深不小于0.25m，水面以上0.150.2m，距流入槽0.5m。流出裝置由流出槽與擋板組成。流出槽設自由溢流堰，溢流堰嚴格水平，既可保證水流均勻，又可控制沉淀池水位。為此溢流堰廠采用鋸齒形堰，溢流堰最大負荷不宜大于2.9l/(ms)，為了減少負荷、改善出水水質，溢流堰可采用多槽沿程布置，如需阻擋浮渣隨水流走，流出堰可用潛孔出流。出流擋板入水深0.30.4m，距溢流堰0.250.5m。3.3.1設計參數 表面水利負荷q，設計選用2m3/(m

10、2h), 污水沉淀時間，設計選為1.8h, 每座寬度,一般用510m,最大設計流速選4m/s,靜壓排泥時貯泥時間為2d,機械排刮泥，靜壓排泥。3.3.2設計計算1、沉淀區有效水深h2h2=qt=21.5=3m式中h2：有效水深2、 池子總面積設表面水利負荷q，設計選用2m3/(m2h)t：污水沉淀時間，設計選為1.8h 沉淀區有效水深一般用2.04.0m，本設計符合要求，超高為0.3m3、 沉淀部分有效容積v=qmaxt3600=0.691.53600=3726m34、沉淀區池長度ll=3.6vt=3.641.5=26mv:最大設計流量時的水平流速,mm/s,一般不大于5,本設計采用4。5、沉

11、淀區總寬度bb=a/l=6、沉淀池座數采用10座沉淀池,則每個沉淀池寬度為n：沉淀池座數或分格數b:每座寬度,一般用510m7、校核l/b=26/4.8=5.4 4l/h2=26/3=8.7 8設計合格8、污泥部分需要的總容積按 設t=2d污泥量為25g/(人d),污泥含水率95% 每人每日污泥量 s:每人每日產生的污泥量,取為0.5l/(pd)n:設計人口數t:兩次排泥的時間間隔,設計采用機械排泥的方法.9、每格池污泥所需容積 10、污泥斗容積(用棱臺體積公式) v1=f1:污泥斗上口面積f2:污泥斗下底面積，設下口長為0.5h4:污泥斗高度本設計的f1=4.84.8=23.04 f2=0.

12、50.5=0.25,污泥斗傾角為60度,h4=(4.8-0.5)/21.732=3.72mv1=11、污泥斗以上梯形部分污泥容積梯形高度 設池子超高h1=0.3m =(26+0.3-4.8)0.01=0.215mw l1=l+0.3+0.5=26.8m l2=4.8m 12、污泥斗和梯形部分污泥容積 v1+v2=31.8+16.3+58.125m313、沉淀池總高度 h=h1+h2+h3+h4=0.3+3+0.5+2.25=6.05mh:總高度h1:超高,采用0.3mh2:沉淀區高度h3:緩沖區高度,當無刮泥機時取0.5m，又刮泥機時緩沖層的上緣應高出刮板0.3m；一般采用機械排泥，排泥機械的

13、行進速度為0.31.2m/min。h4：污泥區高度，根據污泥量,池底坡度,污泥斗幾何高度及是否采用刮泥機決定。機械刮泥時，縱坡為零，污泥斗傾角為60度3.4曝氣池3.4.1設計參數 傳統活性污泥法采用推流式鼓風曝氣。污泥負荷率為0.3kgbod5/(kgmlssd),取超高0.5m3.4.2設計計算 1、水處理程度的計算 原污水的bod值為170mg/l,經初沉池后bod按降25%考慮 bod5值sa=170(1-25%)=127.5mg/l 處理水中溶解性bod5=7.1bace 去ce=25mg/l b=0.09 xa=0.4 =7.10.09250.4=6.396.4 處理水中溶解性bo

14、d5=20-6.4=13.6mg/l 處理效率=90% 2、bod-污泥負荷率的確定設污泥負荷率為0.3kgbod5/（(kgmlssd),為穩妥，加以校核k2 在0.01680.281之間，所以去取k2為0.245計算結果正確，所以ns取0.3是適宜的4、 混合液污泥濃度（x）根據已定的n查表，相應的svi值為100150，取值120計算確定混合液污泥濃度值設，r=50% 5、 確定曝氣池容積sa=127.5mg/l q=120000m3/d6、 確定曝氣池各部位尺寸設4組曝氣池，每組容積為取池深h=4.2m,則每組曝氣池的面積為取池寬6m，b/h=1.42 介于1-2之間，符合規定，擴散裝

15、置可設在廊道的一側池長，符合規定l（5-10）b設三廊道式曝氣池m，介于50-70之間，合理設超高為0.5m,則池總高h=0.5+h=0.5+4.2=4.7m7、 剩余污泥計算污泥增值系數a=0.5 sr=sa-sb=127.5-13.6=113.9mg/lxv=fx=0.83.3=2.64干污泥量濕污泥量 8、 供氣量的計算本設計采用鼓風曝氣（1）、平均時需氧量的計算 查表得a=0.5,b=0.15 =12570kg/d=523.75kg/h （2）、最大時需氧量的計算 k=1.2（3）每日去除的bod5的需氧量 （4）去除每kgbod的需氧量 在0.81.1之間，符合要求（5）最大時需氧量

16、與平均時需氧量之比 9、 供氣量的計算 采用網狀膜型中 微孔空氣擴散器，敷設與距池底0.2m處，淹沒水深4m，計算濕度為30查表得，水中溶解氧飽和度cs20=9.17mg/l cs30=7.63mg/l(1) 空氣擴散器出口處的絕對壓力pb （2）空氣離開曝氣池面時，氧的百分比 ea空氣擴散器的氧轉移效率對網狀膜型中微孔空氣擴散器取12% （3）曝氣池混合液中平均氧飽和度，按最不利溫度條件考慮 （4）換算為在20。c條件下，脫氧清水的充氧量 取值=0.82，=0.95 c=2.0，=1.0 相應的最大時需氧量為 （5）曝氣池平均時供氣量 (6) 曝氣池最大時供氣量 （7）去除每kgbod5的供

17、氣量 （8）每m3污水的供氣量 10、 空氣管系統計算布置空氣管道，在相鄰的兩個廊道的隔墻上設一根干管，共 3跟干管，在每根干管上設5對配氣豎管，共10條配氣豎管，全曝氣池共設30條配氣豎管(1) 每根豎管的供氣量為 (2) 曝氣池平面面積為51.18612=3685m2(3) 每個空氣擴散器的服務面積按0.49m2記，則所需空氣擴散器的總數為為安全計，本設計采用 7530個空氣擴散器，每個豎管上安設的空氣擴散器的數目為每個空氣擴散器的配氣量為 10、空壓機的選定 空氣擴但裝置的安裝在距離曝氣池底0.2m處，因此，空壓機所需壓力 為 p=（4.2-0.2+1.0）9.8=49kp 空壓機供氣量

18、 平均時：24000+24083=48083m3/h 最大時：24000+21833=45833m3/h3.5二沉池3.5.1設計說明 二次沉淀池是接受配水井的混合液使其達到泥水分離，主要是維持前面生化處理所產生的廢水水質，排除剩余污泥和回流污泥,對于大規模的城市污水處理廠，一般在設計沉淀池時，選用平流式和輻流式沉淀池。為了使沉淀池內水流更穩（如避免橫向錯流、異重流對沉淀的影響、出水束流等）、進出水配水更均勻、存排泥更方便，常采用輻流式二沉池。該污水處理廠設計采用中心進水、周邊出水的輻流式沉淀池，采用機械刮泥機。3.5.2設計參數設計2組二沉池，每組設計流量；水力表面負荷；沉淀時間保護高；緩沖

19、層高；3.5.3設計計算（一）二沉池主要尺寸1、 沉淀池表面積和池徑 2、 單池面積 3、 池直徑 ，取4、實際水面面積 5、 沉淀部分有效水深，設停留時間t=3h 6、 沉淀部分有效容積 7、 沉淀池底坡落差取池底坡度i=0.058、 沉淀池周邊有效水深 -緩沖層高度取0.5 -刮泥板高度取0.59、沉淀池總高度 11、沉淀池池邊高度 12、徑深比 （符合要求） 第四章 主要設備說明 4.1格柵采用平面型、傾斜安裝機械格柵。因為城市排水系統為暗管系統，且有中途泵站，僅在泵前格柵間設計中格柵，共設計2個格柵，格柵過柵流速為0.9m/s,柵條寬度為0.01m,進水渠道漸寬部分的長度為0.62m，

20、槽與出水渠道連接處的漸寬部分長度0.31m，柵后槽總高1.394m，柵槽總長度為2.12m,每日柵渣量3.47m3/d,采用機械除渣。4.2沉砂池 采用平流式沉砂池，水力停留時間為50s,貯砂時間為2d，采用重力排砂，設計4個平流沉砂池，有效水深為1m，每個有兩個砂斗，貯砂斗不宜過深，沉砂斗容積為0.204m3，池總高度為1.79m。4.3初沉池 采用平流式沉砂池，除原污水外，還有濃縮池、消化池及脫水房上清液流入，表面水利負荷q，設計選用2m3/(m2h), 污水沉淀時間，設計選為1.8h, 沉淀部分有效水深為3m，池子個數為10個,靜壓排泥時貯泥時間為2d,污泥量為25g/(人d)，污泥含水

21、率為95%，每個污泥池所需容積為25m3，污泥斗容積為31.8m3,污泥斗以上梯形部分容積為16.3m3，池子總高為7.735m3機械排刮泥，靜壓排泥。4.4曝氣池 傳統活性污泥法采用推流式鼓風曝氣。污泥負荷率為0.3kgbod5/（(kgmlssd),池深4.2m，每組曝氣池面積為919.92m2，三廊道式，每組廊道51.58m，采用推流式鼓風曝氣，平均時需氧量523.75kg/h，最大時需氧量577.5kg/h，每日去除bod值為12900，去除每千克bod的需氧量，空氣擴散器出口處的絕對壓力為1.405105pa，曝氣池平均時供氣量21833m3/h,曝氣池最大時供氣量24083m3/h

22、，去除每千克bod5的供氣量為40.62m3空氣/kgbod，每m3污水的供氣量4.37m3空氣/m3污水，本系統采用的空氣總量為48083m3/h,全曝氣池共設30條配氣豎管，每根豎管的供氣量為802.77m3/h，所需空氣擴散器的總數為7530個，每個豎管上安設的空氣擴散器個數為251個，每個空氣擴散器的配氣量為3.20m3/h,空壓機所需壓力為49kpa,空壓機最大時供氣量為48083m3/h，空壓機平均時供氣量為45833m3/h。4.5二沉池選用中心進水，周邊出水的 輔流式二沉池，設計2組二沉池，每組設計流量；水力表面負荷；沉淀時間保護高；緩沖層高；池直徑48m，沉淀部分有效水深4.

23、2m，沉淀池底坡落差1.1m沉淀池周邊有效水深為5.2m沉淀池總高度為6.6m。第五章污水廠總體布置5.1.主要建筑物與附屬建筑物5.1.1構筑物的布置各處理單元構筑物的平面布置。處理構筑物是污水處理廠的主體建筑，在作平面布置時應根據各構筑物的功能要求和水力要求，結合地形和地質條件確定它們在廠區內平面的位置，應作如下考慮：1 .貫通連接各處理構筑物之間的管渠，應便捷，直通，避免迂回曲折；2 .土方量作到基本平衡，并避開劣質土壤；3 .在處理構筑物之間，應保持一定的間距，以保證敷設連接管、渠的要求，一般間距可取5 -1 0米；4，各處理構筑物在平面布置上，應考慮盡量緊湊；5，污泥處理系統在下風向

24、、生活區在上風向。5.1.2附屬構筑物的平面布置輔助構筑物的位置應根據方便、安全等原則確定變電間設在泵房附近；化驗室遠離污泥堆場，以保證良好的工作環境；辦公室、會議室與處理構筑物保持合適距離， 并位于主導風向的上風向。廠區內道路的規劃。 廠區內設置環狀道路，方便運輸，路邊種植樹木，美化環境。設有使工作人員方便的巡視各處理構筑物的道路。主干道8m；次干道4m；人行道2m。5.2污水廠平面布置在該污水廠的設計中，將各構筑物按一字型排列，布置緊湊，流線清楚。1）從大門進去為車庫、食堂、辦公樓，形成入口的生活活動區，該區位于主導風向的上風向，距離格柵、厭氧池較遠并且加強綠化，所以該區為生活區環境較好。

25、2）污泥區和污水區之間由一條主要道路分開。3）設有后門，生產過程中產生的柵渣、泥餅等由后門運走，避免影響大門處生活區的環境清潔。4）在近遠期構筑物之間有一條八米寬的道路。5）廠區內道路設計考慮工作人員可以順利地到達任一處。5.3污水廠高程布置5.3.1處理構筑物的水頭損失 表15.3.2該廠設計流量如下：近期 遠期 5.3.3水頭損失計算表管渠水力計算表見表2 表2水管渠水力計算表管渠及構筑物名稱設計流量(l/s)管渠設計參數水頭損失(m)尺寸d(mm)或b*h(m)h/d水深h(m)i/1000流速v(m/s)長度l(m)沿程局部合計出水口至計量槽333415000.81.20.6412.0

26、830001.92 0.061.98 計量槽至集水井162515000.81.20.6411.071900.12 0.120.24 集水井至二沉池166710000.80.81.3942.7514.10.02 0.060.08 二沉池至集水井166710000.80.81.3942.7546.50.06 0.10.16 集水井至曝氣池166713500.81.081.1251.8738.20.04 0.20.24 曝氣池至初沉池83310000.80.81.3942.0853.20.07 0.20.27 初沉池至集水井83310000.80.81.3942.7526.50.04 0.060.1

27、0 集水井至沉砂池83315000.81.20.6412.0853.80.03 0.160.19 5.3.4污水處理廠的設計地面高程為187.8m 5.3.5 構筑物及管渠水面標高計算表 構筑物及管渠水面標高計算表見表3表3序號管渠及構筑物名稱水面上游標高(m)地面標高(m)1加氯消毒間188.44187.52集水井至二沉池189.31187.53二沉池189.65187.54二沉池至集水井189.86187.55集水井至曝氣池190.32187.56曝氣池190.87187.57曝氣池至初沉池190.65187.58初沉池191.32187.59初沉池至集水井192.64187.510集水井

28、至沉砂池192.98187.511沉砂池193.07187.512格柵195.38187.5 第六章 人員編制在保證污水處理廠的正常運行， 該污水處理廠采用三班制工作。同時本著節約成本和高效人員的的原則，使人員的安排合理化，現將人員在不同工作崗位的數量定位如下，參照設計規劃并結合實際，污水處理廠全廠定員35人，其中生產人員17人，組織機構及人員編制，占51.4，輔助生產人員10人，占28.6 ，生產管理人員7人，占20。人員編制情況見表表4-1 人員編制表分類部門及崗位人數生產管理廠長室1總工程師室1辦公室及行政財務科1技術科及檔案室1人事勞資保衛科1合計5生產班組中格柵、泵房2沉砂池及沉淀池1曝氣池1中控室1化驗室1脫水機房1配電室1合計8輔助維修班2環衛綠化1生產車隊2合計5合計18第七章 設計總結及體會此次設計，雖然還有很多不足之處但相對以前的設計是大大的提高。此次設計用時兩周，綜合利用了我們前三年所學的專業知識及大量計算機知識，也是我們利用所學的