环境工程课程设计

第一章总论

1、1 设计任务书

①设计题目

某污水处理厂工艺设计及运行管理

②基本资料

（1）处理量：16万吨/天

（2）进水水质：CODcr 300mg/L BOD5200mg/L SS 250mg/L 氨氮15mg/L

（3）出水水质：CODcr≤100mg/L BOD5≤30mg/L SS≤30mg/L

（4）处理工艺：拟采用传统活性污泥法工艺处理，具体流程如下：

污水→格栅→泵房→沉砂池→初沉池→曝气池→二沉池→消毒池→出水

（5）气象与水文资料

风向：夏季主导风向为东南风（频率为12%），冬季主导风向为西北风（频率为10%）

气温：年平均气温为12.9，最低气温为-16.5，最高气温为42.7

水文：年均降水量为557mm，地下水水位地面下10m

地形：西北高，东南低，自然坡度为1‰，海拨68—83米（大沽高程系）

③设计内容

（1）对所有构筑物及设备的选型做说明；

（2）主要处理设施（格栅、沉砂池、曝气池、二沉池）的工艺计算；

（3）污水处理厂运行过程中的常见问题及对策。

④设计成果

设计说明书一份；

⑤时间安排

布置任务，讲解设计方法1天；学生查阅资料2天；主要构筑物的设计计算及设备选型4天，找出运行过程中的常见问题及提出对策1.5天，整理设计说明书1天，，讲评考核0.5天。

1、2 设计依据和原则

设计依据：

《环境工程学》高教出版社，蒋展鹏主编

《污水处理厂工艺设计手册》化学工业出版，社高俊发王社平主编 《污水保护设备选用手册》化学工业出版，闪红光主编 设计原则：

①处理效果稳定，出水水质好；

②工艺先进，工艺流程尽可能简单，构筑物尽可能少，运行管理方便； ③污泥量少，污泥性质稳定； ④基建投资少，占地面积少。

1、3 主要设计资料（拟建地概况，气象、水文、地形资料等）

设计的的污水处理厂的处理规模为16万t/d 。夏季主导风向为东南风（频率为12%），冬季主导风向为西北风（频率为10%）。年平均气温为12.9，最低气温为-16.5，最高气温为42.7。年均降水量为557mm ，地下水水位地面下10m 。地形为西北高，东南低，自然坡度为1‰，海拨68—83米（大沽高程系）

第二章 污水处理工艺流程说明 1、1 污水工艺流程的确定

按《城市污水处理和污染防治技术政策》要求推荐，20万t/d 规模大型污水厂一般采用常规活性污泥法工艺，10-20万t/d 污水厂可以采用常规活性污泥法、氧化沟、SBR 、AB 法等工艺，小型污水厂还可以采用生物滤池、水解好氧法工艺等。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。 由于该污水处理只需去除5BOD ,cr COD 与SS,不考虑脱氮与除磷方面。拟采用传统活性污泥法工艺处理，具体流程如下：

污水→格栅→泵房→沉砂池→初沉池→曝气池→二沉池→消毒池→出水 1、2 污水工艺流程叙述

格栅： 用以截留较大的悬浮物或漂浮物，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷，并使之正常运行。

提升泵：将进水提升至后续处理单元所要求的高度使其实现重力自流,污水经提升后入平流沉砂池，然后自流通过初沉池、曝气池、二沉池及接触池，最后由出水管道排入河道。

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。 初沉池：除去废水中的可沉物和漂浮物 曝气池：利用活性污泥法进行污水处理的构筑物

二沉池：活性污泥系统的重要组成部分，其作用主要是使污泥分离，使混合液澄清、浓缩和回流活性污泥。 消毒池：对污水进行加氯消毒 第三章 污水处理构筑物选型及设计计算 1、1 格栅与泵房

格栅型号：HG20型回转式格栅除污机（3座-2用1备）

格栅的设计参数：

a 、栅条间隙：人工清除为25～40mm ，机械清除为16～25mm ；取d=20mm

b 、格栅栅渣量：格栅间隙为16～25mm 时是0.10～0.05m 3栅渣/1000m 3

污水，格栅间隙为30～50mm 时是0.03～0.01m 3栅渣/10m 3污水；栅渣含水率一般为80％，容重约为960kg/ m 3

c 、格栅上部必须设置工作台，其高度应高出格栅前最高设计水位0.5m ，工作台上应有安全冲洗设施；

d 、机械格栅不宜少于2台。

e 、污水过栅流速宜采用0.6～1.0m/s ，格栅前渠道水流速0.4～0.9m/s ；

f 、格栅倾角一般采用45°～75°；

g 、 格栅水头损失0.08～0.15m 。

格栅的设计计算：

① 确定格栅前水深：栅前水深h 取为1.0m ； ② 栅条间隙数n

个1030

.10.102.060sin 22.2d sin 2max =⨯⨯︒

==

hv Q n α

设计两组格栅，则每组格栅的间隙数为52个。

③ 栅槽有效宽度

n S B d )152(+-==0.01(52-1)+0.02×52=1.55m

取B=1.7m ，校核验算栅前渠道内流速m/s 71.0h

2max

1==B Q V 符合要求

④ 进水渠道渐宽部分长度1L

m B B L 82.020tan 2 1.1

7.1tan 2111=︒

-=-=

α

其中α1为进水渠展开角为︒20，进水渠宽B 1=1.1m 。

⑤ 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度2L

m L L 41.02

82.0212===

⑥ 过栅水头损失（h 1）

因栅条边为矩形截面，取k=3，则

m g v k kh h 127.060sin 81

.92.0196.03sin 2201=︒⨯⨯⨯===αξ

其中: h 0：计算水头损失

k ：系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增加倍数，取k=3

ε：阻力系数，与栅条断面形状有关，当为矩形断面时β=2.42，

96.0)d

(34

==S

βξ

⑦ 栅后槽总高度（H ）

取栅前渠道超高 h 2=0.3m

栅前槽总高度:21h h H +==1.0+0.3=1.3m

栅后槽总高度:21h h h H ++==1.0+0.127+0.3=1.43m

⑧ 格栅总长度L

m H L L L 48.360tan 3

.10.15.041.082.0tan 0.15.0121=++++=+

+++=

α⑨ 每日栅渣量W

d m d m K Q W /2.0/.2111000

2.18640007.02.2210008640033z max >=⨯⨯⨯=⨯⨯=

宜采用机械清渣(取z K =1.2)。

⑩计算草图如下：