水污染控制工程课程设计题目：某城镇二级污水处理厂设计指导老师：设计人：班级：时间：设计任务书一、课程设计的目的本课程设计是水污染控制工程教学中的一个重要实践环节，要求综合运用所学的有关知识，掌握解决实际工程问题的能力，并进一步巩固和提高理论知识。
1复习和消化所学课程内容，初步理论联系实际，培养分析问题和解决问题的能力。
2了解并掌握污水处理工程设计的基本方法、步骤和技术资料的运用；3训练和培养污水处理的基本计算方法及绘图的基本技能；4提高综合运用所学理论知识独立分析和解决问题的能力；5了解国家环境保护和基本建设等方面的政策措施。
二、课程设计的任务根据已知资料，确定城市污水处理厂的工艺流程，计算各处理构筑物的尺寸，绘制污水处理厂的总平面布置图和高程布置图，并附详细的设计说明书和计算书。
三、设计内容及要求1 设计说明书：说明城市概况、设计任务、工程规模、水质水量、工艺流程、设计参数、主要构筑物的尺寸和个数、主要设备和辅助设备的型号和数量、处理构筑物平面布置及高程计算、参考资料；说明书应简明扼要，力求多用草图、表格说明，要求文字通顺、段落分明、字迹工整。
2 设计计算书：各构筑物的计算、主要设备（如水泵、鼓风机等）的选取、污水处理厂的高程计算等（各构筑物内部的水头损失查阅课本或手册，构筑物之间的水头损失按管道长度计算）；3 设计图纸：污水处理厂总平面布置图和高程布置图各一张。
总平面布置图中应表示各构筑物的确切位置、外形尺寸、相互距离；各构筑物之间的连接管道及场区内各种管道的平面位置、管径、长度、坡度；其它辅助建筑物的位置、厂区道路、绿化布置等；污水污泥处理高程中标出各种构筑物的顶、底、水面以及重要构件的设计标高、地面标高等。
四、设计资料1 城市概况——江南某城镇位于长江冲击平原，占地约6.3 km2，呈椭圆形状，最宽处为2.4 km ，最长处为2.9 km 。
2 自然特征——该镇地形由南向北略有坡度，平均坡度为0.5 ‰，地面平整，海拔高度为黄海绝对标高3.9～5 .0 m，地坪平均绝对标高为4.80 m。
属长江冲击粉质砂土区，承载强度7～11 t/m2，地震裂度6 度，处于地震波及区。
全年最高气温40 ℃，最低-10 ℃。
夏季主导风向为东南风。
极限冻土深度为17 cm。
全年降雨量为1000mm，当地暴雨公式为i = (5.432+4.383*lgP) / (t+2.583) 0.622，采用的设计暴雨重现期P = 1 年，降雨历时t = t1 + m t2, 其中地面集水时间t1为10 min，延缓系数m = 2。
污水处理厂出水排入距厂150 m的某河中，某河的最高水位约为4.60 m，最低水位约为1.80 m，常年平均水位约为3.00 m。
3 规划资料——该城镇将建设各种完备的市政设施，其中排水系统采用完全分流制体系。
规划人口：近期30000 人，2020年发展为60000 人，生活污水量标准为日平均200 L/人。
工业污水量近期为5000 m3/d，远期达10000 m3/d，工业污水的时变化系数为1.3，污水性质与生活污水类似。
生活污水和工业污水混合后的水质预计为：BOD5 = 200 mg/L，SS = 250 mg/L，COD = 400 mg/L，NH4＋-N = 30 mg/L，总P =4 mg/L；要求达到的出水水质达到国家污水综合排放二级标准。
规划污水处理厂的面积约25600 m2，厂区设计地坪绝对标高采用5.00 m，处理厂四角的坐标为：X — 0 ，Y — 140 ；X — 0 ，Y — 0 ；X — 175 ，Y — 140 ；X — 190 ，Y — 0 。
污水处理厂的污水进水总管管径为DN800，进水泵房处沟底标高为绝对标高0.315 m，坡度1.0 ‰，充满度h/D = 0.65。
初沉污泥和二沉池剩余污泥经浓缩脱水后外运填埋处置。
五、国家污水综合排放二级标准（GB8978-1996）对于城镇二级污水处理厂：BOD5 = 30mg/L，SS = 30 mg/L，COD= 120 mg/L，NH4＋-N = 25 mg/L，总P = 1 mg/L设计说明书一、环境条件见设计任务书的设计资料一栏。
二、处理工艺的选择该城镇污水处理厂主要是用于处理城区生活污水和部分工业废水，且对氮磷的去除有一定要求。
按《城市污水处理和污染防治技术政策》要求推荐，对脱磷脱氮有要求的城市，应采用二级强化处理，如A2 /O 工艺，A/O工艺，SBR 及其改良工艺，氧化沟工艺，以及水解好氧工艺，生物滤池工艺等。
故该设计应选取二级强化处理。
鉴于SBR 工艺具有以下特点：(1) 工艺流程简单、管理方便、造价低。
SBR 工艺只有一个反应器，不需要二沉池，不需要污泥回流设备，一般情况下也不需要调节池，因此要比传统活性污泥工艺节省基建投资30%以上，而且布置紧凑，节省用地。
由于科技进步，目前自动控制已相当成熟、配套。
这就使得运行管理变得十分方便、灵活，很适合小城市采用。
(2) 处理效果好。
SBR 工艺反应过程是不连续的，是典型的非稳态过程，但在曝气阶段其底物和微生物浓度变化是连续的(尽管是处于完全混合状态中)，随时间的延续而逐渐降低。
反应器内活性污泥处于一种交替的吸附、吸收及生物降解和活化的变化过程之中，因此处理效果好。
(3) 有较好的除磷脱氮效果。
SBR 工艺可以很容易地交替实现好氧、缺氧、厌氧的环境，并可以通过改变曝气量、反应时间等方面来创造条件提高除磷脱氮效率。
(4) 污泥沉降性能好。
SBR 工艺具有的特殊运行环境抑制了污泥中丝状菌的生长，减少了污泥膨胀的可能。
同时由于SBR 工艺的沉淀阶段是在静止的状态下进行的，因此沉淀效果更好。
(5) SBR 工艺独特的运行工况决定了它能很好的适应进水水量、水质波动。
均适用于本设计，故选取SBR工艺作为本设计的水处理工艺。
三、污水厂的主要工艺流程四、设计说明1、格栅和提升泵房设置方式：粗格栅→泵房→细格栅格栅的主要作用是将污水中的大块污物拦截，以免其对后续处理单元的机泵或工艺管线造成损害。
由于直棒式格栅运行可靠，布局简洁，易于安装维护，本工艺选用选择GH型回转格栅。
粗格栅运行参数：栅前流速 0.5m/s，过栅流速 0.8m/s，栅条宽度0.02m，格栅间隙数27，水头损失0.07m，每日栅渣量 0.823m3/d；细格栅运行参数：栅前流速0.5m/s，过栅流速0.8m/s，栅条宽度0.01m，栅前渠道水深0.4m，格栅倾角60o，栅间隙数66，水头损失 0.2m，每日栅渣量1.18m3/d。
对于新建污水处理厂，工艺管线可以充分优化，故污水只考虑一次提升。
污水经提升后入曝气沉砂池。
然后自流进入各工艺池，提升泵房采用2台（1用1备）型号为YC300LXL-780-11的水泵，其主要性能参数为：流量545-900m3/h，扬程9-12m，转速980r/min，效率78%。
配套电机及功率为Y250M-37，叶轮名义直径335mm。
其中细格栅计算草图如下：进水2、沉砂池沉砂池主要用于去除污水中粒径大于0.2mm ，密度2.65t/m3的砂粒，以保护管道、阀门等设施免受磨损和阻塞。
平流式沉砂池具有构造简单、处理效果好的优点。
故本设计采用平流式沉砂池。
污水经立式污水污物泵提升后经细格栅，进入钟式沉砂池，共两组对称与提升泵房中轴线布置，每组分为两格。
设计参数为：沉砂池长度9m ，池总宽1.2m ，有效水深0.96m ，贮砂斗容积0.178m 3（每个沉砂斗），斗壁与水平面倾角为600，斗高0.68m ，斗部上口宽1.23m 。
草图如下：进水3、SBR反应池本设计中为进水时间1 h ；曝气时间h ；有效反应时间4 h ；沉淀时间1 h ；滗水时间0.5 h ；除磷厌氧时间0.5 h ，一个周期T N=6 h ，经过预处理的污水由配水井连续不断地进入反应池，反应区内安照“进水、闲置、曝气、沉淀、滗水”程序运行。
本设计采用SBR反应池4座，并联运行，运行周期为6h。
单座尺寸为55m*15m*5.5m.反应池内最小水深2.9m,滗水高度1.1m，内设微孔曝气头。
采用膜片式微孔曝气器，每个服务面积A f=0.5m2，曝气头个数为1000个；滗水高度1.56m，滗水速度为0.694 m3/s4、污泥泵房污泥泵选三台（两用一备），单泵流量Q>2Q w/2＝13.07m3/h。
选用1PN污泥泵Q 7.2－16m3/h，H：14-12m，功率为3kW4、污泥浓缩池污泥浓缩的目的是使污泥初步脱水、缩小污泥体积。
为后续处理创造条件。
浓缩脱水方法有重力沉降浓缩、上浮浓缩以及其他浓缩方法。
这里使用重力浓缩—辅流式污泥浓缩池。
浓缩后的污泥采用带式压滤机处理污泥，最后产生的干泥运往垃圾焚烧厂处理。
设计参数：设计流量：每座1344.4kg/d，采用2座，进泥浓度10g/L，污泥浓缩时间13h，进泥含水率99.0%，出泥含水率96.0%，池底坡度0.08，坡降0.28m，贮泥时间4h，上部直径9.5m，浓缩池总高4.68m，泥斗容积5.86m3。
5、贮泥池设贮泥池1座，贮泥时间12h，选用1PN污泥泵两台，一用一备，单台流量Q7.2～16m3/h，扬程H14～12mH2O，功率3kW。
五、处理构筑物平面布置处理构筑物是污水处理厂的主体建筑物，应根据各构筑物的功能和水力要求结合当地地形地质条件，确定它们在厂区内的平面布置。
污水处理厂的辅助建筑物有泵房，鼓风机房，办公室等，其建筑面积按具体情况而定，在污水厂内主干道应尽量成环，方便运输，保证30%以上的绿化。
为保证污水处理厂二期扩建工程的实施，在厂区留有一定面积的扩建空间。
六、高程计算为了降低运行费用和使维护管理，污水在处理构筑物之间的流动以按重力流考虑为宜，厂内高程布置的主要特点是先确定最大构筑物的地面标高，然后根据水头损失，通过水力计算，递推出前后构筑物的各项控制标高。
根据SBR反应池的设计水面标高，推求各污水处理构筑物的水面标高，根据和处理构筑物结构稳定性，确定处理构筑物的设计地面标高。
七、参考资料《水污染控制工程实践教程》彭党聪主编化学工业出版社；《水污染控制工程》下册高廷耀、顾国维主编高等教育出版社；《给水排水工程专业工艺设计》南国英张志刚主编化学工业出版社《环保设备设计与应用》罗辉主编高等教育出版社《给水排水设计手册（第九册）专用机械》第三版上海市政工程设计研究院主编中国建筑工业出版社设计计算书一、设计流量生活污水量：近期 30000*200*10-3*1.7 =10200（m3/d）；远期 60000*200*10-3*1.7=20400（m3/d）工业污水量：近期 5000*1.3 =7500（m3/d）；远期 10000*1.3 =13000（m3/d）总污水量：近期 17700（m3/d）；远期 33400（m3/d）取设计污水量Q = 20000（m3/d）二、粗格栅1、 主要设计参数栅条宽度：S = 10 mm栅条间隙宽度：b = 20 mm过栅流速：v = 0.8 m/s栅前渠道流速：0.5 m/s栅前渠道水深：h = 0.5 m格栅倾角：α= 60°数量：1座单位栅渣量：W 1=0.07m 3/103m 32、 工艺尺寸（1） 格栅尺寸过栅流量：Q 1= Q = 20000 m 3/d = 0.2314 m 3/s 栅条间隙数：02.268.05.002.060sin 2314.0sin =⨯⨯︒⨯==bhv Q n α 取n=27 有效栅宽：B= S （n+1）+ bn = 0.01*（27+1）+ 0.02*27 = 0.8m进水渠道宽度B 1：要求B 1*h*v > Qmax取B 1= 0.6 m（2） 格栅选择选择GH 型回转格栅； 实际过流速度：77.0275.002.060sin 2314.0sin =⨯⨯︒⨯==bhn Q v α m 3/s（3） 栅渠尺寸栅渠过水断面S ：04635.02314.0===v Q S m 2 栅槽总长度：m tg tg H l l L 78.3208.05.00.1029.00577.05.10.1121=︒++++=++++=α 其中m tg tg B B l 0577.06026.08.0211=︒⨯-=⨯-=α m l l 029.020577.0212=== H 1= h +h 2= 0.5+0.3 = 0.8 mα1指进水渐宽部分的展开角，一般取20°3、 水头损失格栅断面为锐边矩形断面（β=2.42）格栅水头损失：m k g v b S h 07.0360sin 8.9277.0)02.001.0(42.2sin 2)(275.0275.01=⨯︒⨯⨯⨯⨯=⋅⋅⋅=αβ 栅后槽总高度：H= h+ h 1+ h 2 =0.5+0.07+0.3 = 0.87 mh 2 — 栅前渠超高，一般取0.3 m4、 栅渣量对于栅条间距b=20.0mm 的中格栅，城市污水中取每单位体积污水拦截污物为W 1=0.07m 3/103m 3，每日栅渣量为823.07.1100007.02314.0864001000864001=⨯⨯⨯==z K QW W K z — 生活污水流量的总变化系数拦截污物量大于0.3m 3/d ，宜采用机械清栅。
