水处理工程设计(日处理量38000立方米城市污水处理厂)
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根据已知资料，进行城市污水处理厂的扩初设计。要求确定污水处 理流程，计算各处理构筑物的尺寸，布置污水处理厂总平面图和高程 图。 三、工程规模
该城市设计人口为 190000，最大日流量为 5.396 万立方米每天，所 以为中型污水处理厂。 四、水质水量
（1）设计进出水水质及排放标准
1
项目
COD(mg/ BOD5(mg SS(mg/L) TN(mg/L) TP(mg/L) PH
H1 1544,15
h
991,07
h1 183,82
B1 890,87 B 1805,82
B1 890,87
（1）格栅
L1
1566,68
500
698,37
H1/tga
1116,86
1000 1815,23
L2
1711,3
3
设计参数： 最大设计流量=Q=38000*1.42=53960m3/d=625L/s 粗格栅：过栅流速 v=1.0m/s 栅前水深 h=1m 格栅间隙 b=0.05m
h0 ---- 计算水头损失，m；
---- 阻力系数；
g---- 重力加速度，取 9.8 m s2 ；
k---- 系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增大数倍，一般采
用 kБайду номын сангаас3。
β---- 系数，与断面形状有关
S ---- 格条宽度，m
d ---- 栅条净隙，mm
v ---- 过栅流速，m/s
错误!未找到引用源。 ---- 格栅倾角，度
式中： Qmax ---最大设计流量，m3/s W1---- 栅渣量(m3/103m3 污水)，取 0.02m3/103m3
②细格栅计算
栅条间隙数：
n 58 Qmax sin a bhv
0.625 sin 60° 0.0111
栅槽宽度：
B S(n -1） b * n 0.01*(58 1) 0.01*58 1.15m
K 总=1.42 污水最大处理量为 Q=38000*1.42=53960m3/d=625L/s 五、工艺流程
我国城市大多城市污水处理厂使用的是活性污泥法，其中使用最广
泛的为 A2/O 工艺,AB 工艺，SBR，氧化沟四种。
下表为不同工艺的经济、技术特点比较：
处理方法 A2/O 工艺
AB 工艺
SBR
氧化沟
运行周期
每周期处理水量Vw
Qmax
n1
24 t
53960 4 24
8
4496.67m3
每周期分为进水、曝气、沉淀、排水、闲置 5 个阶段。
其中进水时间
te
24 n1 n2
24 44
1.5h
选择 XB 1000 型滗水器 4 台，出水能力 1000 错误!未找到引用源。。
主要技术、经济特点 占地面积较大，基建费用和运行费用较高，运行管理要求 高，处理效率高，出水水质好。 该工艺处理效果稳定，具有抗冲击负荷能力，构筑物较多， 污泥产生量较多。 工艺流程简单，基建费用和运行费用较低，不易产生过污 泥膨胀，但工艺要求程序控制，自动化水平较高 工艺流程短，处理效率高，出水水质稳定，运行管理简单， 处理构筑物较多，对于大中型污水处理厂，基建费用合运 行费用较高。
200
180
2.43 1.0
0.450 0.900 0.30 1.35 0.40 0.30 0.40 0.80 1.15
300
310
3.05 1.0
0.610 1.200 0.30 1.55 0.45 0.30 0.45 0.80 1.35
550
530
3.65 1.5
0.750 1.50
0.40 1.70 0.60 0.51 0.58 0.80 1.45
配水井设置 3 台泵，两用一备，泵型号为 300DFWQ-540IC 的 DFWQ 型潜水排污泵，设计流量 Qmax=2250m2/h,单台泵的流量为 1125m2/h。
配水井容积按最大泵 5min 水量进行计算，容积为 93.75m3。 （4）SBR 反应池
Qmax=53960m3/d
周期时间 T=6h 周期数 n2=4 反应池个数 n1=4
0.5
0.710.6 2 tan 20°
0.5
1.0
1.32
tan 60°
2.49m
每日渣栅量：
W
QmaxW186400 K2 1000
0.6250.0886400 1.421000
3.04m3/d0.2m3/d
所以用机械清渣
式中： Qmax ---最大设计流量，m3/s W1---- 栅渣量(m3/103m3 污水)，取 0.08m3/103m3
L)
/L)
进水水质 500
180
250
30
3
6-9
出水水质 60
10
10
10
1
6-9
处理程度 88%
94.4% 96%
66.7% 66.7%
(2)设计水量
污水平均日处理量为 Q=38000m3/d=440L/s
查表得平均日流量为 200L/s，K 总=1.5，平均日流量为 500L/s，K 总 =1.4，由内差法得：
格栅安装角度 a=60°栅条宽度 S=0.01m 单位栅沙量 W=0.02 m3/103 m3 废水
细格栅：过栅流速 v=1.0m/s 栅前水深 h=1m 格栅间隙 b=0.01m 格栅安装角度 a=60°栅条宽度 S=0.01m 单位栅沙量 W=0.08 m3/103 m3 废水 ①粗格栅计算：
栅条间隙数
L
L1
L2
0.5m 1.0m
H1 tga
0.710.6 2 tan 20°
0.5
0.710.6 2 tan 20°
0.5
1.0
1.037 tan 60°
1.74m
5
每日渣栅量：
W
QmaxW186400 K2 1000
0.6250.0286400 1.421000
0.76m3/d0.2m3/d
所以用机械清渣
物及固体颗粒物质，再次进入旋流式沉砂池从污水中分离出较大的无
机颗粒，后经配水井将污水均匀分配给 SPR 反应池进行进水-反应沉淀-出水-闲置五个基本过程的处理周期，剩余污水进入接触池进行 加氯消毒后达标排放。
六、构筑物的设计与计算
格栅 工作平台
218,99
h1 h
955,9
H 1727,97
553,09
(2)旋流式沉砂池
表 3.1：产品规格型号及主要尺寸：（钢结构）
型号
流量 L/s
A
B
C
D
E
F
G
H
J
K
L
50
50
1.83 1.0
0.305 0.610 0.30 1.40 0.30 0.30 0.20 0.80 1.10
100
110
2.13 1.0
0.380 0.760 0.30 1.40 0.30 0.30 0.30 0.80 1.10
12 n Qmax sin 0.625 sin 60 bhv = 0.05*1*1 式中： Qmax —— 最大设计流量，m3/s；
—— 格栅倾角，度；
b —— 栅条间隙，m；
h —— 栅前水深，m；
v —— 过栅流速，m/s
格栅槽总宽度：
B S(n -1） b * n 0.01*(12 1) 0.05*12 0.71 m
H h h1 h2 1 0.3 0.32 1.62m
H1=h+h2=1+0.32=1.32m 格栅的总长度：
设进水渠道宽度 B1=0.6m 渐宽部分展开角度错误!未找到引用源。1= 20°
6
L BB1 1 2tga1
L2 0.5* L1
L
L1
L2
0.5m 1.0m
H1 tga
0.710.6 2 tan 20°
验证栅前流速
m/s v
Qmax Bh
0.625 1.15*1
0.54
栅前流速一般采用 0.4-0.9m/s，所以符合。
过栅水头损失
h0
v2 2g
sin
a
h2
k * h0
k
v2 2g
sin
a
3*
2.42(
) 0.01
0.01
4 3
1 2*9.81
sin
60°
0.32m
栅后槽总高度：
设格栅前渠超高 h1=0.3m
栅后槽总高度：
设格栅前渠超高 h1=0.3m
H h h1 h2 1 0.3 0.037 1.337m
H1=h+h2=1+0.037=1.037m 格栅的总长度：
设进水渠道宽度 B1=0.6m 渐宽部分展开角度错误!未找到引用源。1= 20°
L BB1 1 2tga1
L2 0.5* L1
1）格栅 ............................................... 4 2）旋流式沉砂池 ....................................... 7 3）配水井 ............................................. 8 4）SBR 活性污泥法工艺.................................. 8 5）污泥浓缩池 ........................................ 14 6）接触消毒池 ........................................ 16
通过上述比较，本次选用 SBR 工艺进行处理，其工艺流程图如下：
2
进水
粗格栅
提升泵 房
细格栅
旋流式沉砂池
配水井
出水
接触池
SBR 反应池
加氯
污泥浓缩池
本项目污水处理特点：污水中主要污染物指标 BOD5 、COD、SS、总
氮，总磷为典型城市污水，而且以有机污染物为主
BOD5/COD=0.36>0.4，可生化性较好。 该流程污水流经一级处理的粗细两道格栅去除较大的漂浮物、悬浮
900
880
4.87 1.5
1.00 2.00
0.40 2.20 1.00 0.51 0.60 0.80 1.85
根据最大设计流量 Qmax=625 L/s，选择 2 台型号 300，相关的尺寸：
7
A=3.05 ， B=1.0 ， C=0.610 ， D=1.200 ， E=0.30 ， F=1.55 ， G=0.45 ， H=0.30,J=0.45,K=0.80，L=1.35。 （3）配水井
验证栅前流速
m/s v
Qmax Bh
0.625 0.71*1
0.88
栅前流速一般采用 0.4-0.9m/s，所以符合。
4
过栅水头损失
h0
v2 2g
sin
a
h2
k * h0
k
v2 2g
sin
a
3*
2.42(
) 0.01
4 3
0.05
1 2*9.81
sin
60°
0.037m
式中：h1---- 过栅水头损失，m；
七、高程计算及水头损失................................ 17
八、污水处理站总体布置..................................... 20 1）平面布置原则 .................................... 20 2）管渠平面布置 .................................... 21 3）高程布置 ........................................ 21
一、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。
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为 4.80 米。 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。 污水处理厂的污水进水渠渠底标高为 4.0 米。出水排入距厂 150 米的 隋塘河中，隋塘河的最高水位约为 3.60 米，最低水位约为 1.80 米， 常年平均水位约为 3.00 米 。 二、设计任务
SHANDONGＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ ＯＦ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
毕业设计说明书
水污染控制工程课程设计说明书
学 院： 资源与环境工程 专 业： 环境工程 学生姓名： 杨刚 学 号： 1011101017 指导教师： 潘嘉芬
目录 一、 城市概况 .............................................. 1 二、 设计任务 .............................................. 1 三、 工程规模 .............................................. 1 四、 水质水量 .............................................. 1 五、 工艺流程 .............................................. 2 六、 构筑物的设计与计算..................................... 3
该城市设计人口为 190000，最大日流量为 5.396 万立方米每天，所 以为中型污水处理厂。 四、水质水量
（1）设计进出水水质及排放标准
1
项目
COD(mg/ BOD5(mg SS(mg/L) TN(mg/L) TP(mg/L) PH
H1 1544,15
h
991,07
h1 183,82
B1 890,87 B 1805,82
B1 890,87
（1）格栅
L1
1566,68
500
698,37
H1/tga
1116,86
1000 1815,23
L2
1711,3
3
设计参数： 最大设计流量=Q=38000*1.42=53960m3/d=625L/s 粗格栅：过栅流速 v=1.0m/s 栅前水深 h=1m 格栅间隙 b=0.05m
h0 ---- 计算水头损失，m；
---- 阻力系数；
g---- 重力加速度，取 9.8 m s2 ；
k---- 系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增大数倍，一般采
用 kБайду номын сангаас3。
β---- 系数，与断面形状有关
S ---- 格条宽度，m
d ---- 栅条净隙，mm
v ---- 过栅流速，m/s
错误!未找到引用源。 ---- 格栅倾角，度
式中： Qmax ---最大设计流量，m3/s W1---- 栅渣量(m3/103m3 污水)，取 0.02m3/103m3
②细格栅计算
栅条间隙数：
n 58 Qmax sin a bhv
0.625 sin 60° 0.0111
栅槽宽度：
B S(n -1） b * n 0.01*(58 1) 0.01*58 1.15m
K 总=1.42 污水最大处理量为 Q=38000*1.42=53960m3/d=625L/s 五、工艺流程
我国城市大多城市污水处理厂使用的是活性污泥法，其中使用最广
泛的为 A2/O 工艺,AB 工艺，SBR，氧化沟四种。
下表为不同工艺的经济、技术特点比较：
处理方法 A2/O 工艺
AB 工艺
SBR
氧化沟
运行周期
每周期处理水量Vw
Qmax
n1
24 t
53960 4 24
8
4496.67m3
每周期分为进水、曝气、沉淀、排水、闲置 5 个阶段。
其中进水时间
te
24 n1 n2
24 44
1.5h
选择 XB 1000 型滗水器 4 台，出水能力 1000 错误!未找到引用源。。
主要技术、经济特点 占地面积较大，基建费用和运行费用较高，运行管理要求 高，处理效率高，出水水质好。 该工艺处理效果稳定，具有抗冲击负荷能力，构筑物较多， 污泥产生量较多。 工艺流程简单，基建费用和运行费用较低，不易产生过污 泥膨胀，但工艺要求程序控制，自动化水平较高 工艺流程短，处理效率高，出水水质稳定，运行管理简单， 处理构筑物较多，对于大中型污水处理厂，基建费用合运 行费用较高。
200
180
2.43 1.0
0.450 0.900 0.30 1.35 0.40 0.30 0.40 0.80 1.15
300
310
3.05 1.0
0.610 1.200 0.30 1.55 0.45 0.30 0.45 0.80 1.35
550
530
3.65 1.5
0.750 1.50
0.40 1.70 0.60 0.51 0.58 0.80 1.45
配水井设置 3 台泵，两用一备，泵型号为 300DFWQ-540IC 的 DFWQ 型潜水排污泵，设计流量 Qmax=2250m2/h,单台泵的流量为 1125m2/h。
配水井容积按最大泵 5min 水量进行计算，容积为 93.75m3。 （4）SBR 反应池
Qmax=53960m3/d
周期时间 T=6h 周期数 n2=4 反应池个数 n1=4
0.5
0.710.6 2 tan 20°
0.5
1.0
1.32
tan 60°
2.49m
每日渣栅量：
W
QmaxW186400 K2 1000
0.6250.0886400 1.421000
3.04m3/d0.2m3/d
所以用机械清渣
式中： Qmax ---最大设计流量，m3/s W1---- 栅渣量(m3/103m3 污水)，取 0.08m3/103m3
L)
/L)
进水水质 500
180
250
30
3
6-9
出水水质 60
10
10
10
1
6-9
处理程度 88%
94.4% 96%
66.7% 66.7%
(2)设计水量
污水平均日处理量为 Q=38000m3/d=440L/s
查表得平均日流量为 200L/s，K 总=1.5，平均日流量为 500L/s，K 总 =1.4，由内差法得：
格栅安装角度 a=60°栅条宽度 S=0.01m 单位栅沙量 W=0.02 m3/103 m3 废水
细格栅：过栅流速 v=1.0m/s 栅前水深 h=1m 格栅间隙 b=0.01m 格栅安装角度 a=60°栅条宽度 S=0.01m 单位栅沙量 W=0.08 m3/103 m3 废水 ①粗格栅计算：
栅条间隙数
L
L1
L2
0.5m 1.0m
H1 tga
0.710.6 2 tan 20°
0.5
0.710.6 2 tan 20°
0.5
1.0
1.037 tan 60°
1.74m
5
每日渣栅量：
W
QmaxW186400 K2 1000
0.6250.0286400 1.421000
0.76m3/d0.2m3/d
所以用机械清渣
物及固体颗粒物质，再次进入旋流式沉砂池从污水中分离出较大的无
机颗粒，后经配水井将污水均匀分配给 SPR 反应池进行进水-反应沉淀-出水-闲置五个基本过程的处理周期，剩余污水进入接触池进行 加氯消毒后达标排放。
六、构筑物的设计与计算
格栅 工作平台
218,99
h1 h
955,9
H 1727,97
553,09
(2)旋流式沉砂池
表 3.1：产品规格型号及主要尺寸：（钢结构）
型号
流量 L/s
A
B
C
D
E
F
G
H
J
K
L
50
50
1.83 1.0
0.305 0.610 0.30 1.40 0.30 0.30 0.20 0.80 1.10
100
110
2.13 1.0
0.380 0.760 0.30 1.40 0.30 0.30 0.30 0.80 1.10
12 n Qmax sin 0.625 sin 60 bhv = 0.05*1*1 式中： Qmax —— 最大设计流量，m3/s；
—— 格栅倾角，度；
b —— 栅条间隙，m；
h —— 栅前水深，m；
v —— 过栅流速，m/s
格栅槽总宽度：
B S(n -1） b * n 0.01*(12 1) 0.05*12 0.71 m
H h h1 h2 1 0.3 0.32 1.62m
H1=h+h2=1+0.32=1.32m 格栅的总长度：
设进水渠道宽度 B1=0.6m 渐宽部分展开角度错误!未找到引用源。1= 20°
6
L BB1 1 2tga1
L2 0.5* L1
L
L1
L2
0.5m 1.0m
H1 tga
0.710.6 2 tan 20°
验证栅前流速
m/s v
Qmax Bh
0.625 1.15*1
0.54
栅前流速一般采用 0.4-0.9m/s，所以符合。
过栅水头损失
h0
v2 2g
sin
a
h2
k * h0
k
v2 2g
sin
a
3*
2.42(
) 0.01
0.01
4 3
1 2*9.81
sin
60°
0.32m
栅后槽总高度：
设格栅前渠超高 h1=0.3m
栅后槽总高度：
设格栅前渠超高 h1=0.3m
H h h1 h2 1 0.3 0.037 1.337m
H1=h+h2=1+0.037=1.037m 格栅的总长度：
设进水渠道宽度 B1=0.6m 渐宽部分展开角度错误!未找到引用源。1= 20°
L BB1 1 2tga1
L2 0.5* L1
1）格栅 ............................................... 4 2）旋流式沉砂池 ....................................... 7 3）配水井 ............................................. 8 4）SBR 活性污泥法工艺.................................. 8 5）污泥浓缩池 ........................................ 14 6）接触消毒池 ........................................ 16
通过上述比较，本次选用 SBR 工艺进行处理，其工艺流程图如下：
2
进水
粗格栅
提升泵 房
细格栅
旋流式沉砂池
配水井
出水
接触池
SBR 反应池
加氯
污泥浓缩池
本项目污水处理特点：污水中主要污染物指标 BOD5 、COD、SS、总
氮，总磷为典型城市污水，而且以有机污染物为主
BOD5/COD=0.36>0.4，可生化性较好。 该流程污水流经一级处理的粗细两道格栅去除较大的漂浮物、悬浮
900
880
4.87 1.5
1.00 2.00
0.40 2.20 1.00 0.51 0.60 0.80 1.85
根据最大设计流量 Qmax=625 L/s，选择 2 台型号 300，相关的尺寸：
7
A=3.05 ， B=1.0 ， C=0.610 ， D=1.200 ， E=0.30 ， F=1.55 ， G=0.45 ， H=0.30,J=0.45,K=0.80，L=1.35。 （3）配水井
验证栅前流速
m/s v
Qmax Bh
0.625 0.71*1
0.88
栅前流速一般采用 0.4-0.9m/s，所以符合。
4
过栅水头损失
h0
v2 2g
sin
a
h2
k * h0
k
v2 2g
sin
a
3*
2.42(
) 0.01
4 3
0.05
1 2*9.81
sin
60°
0.037m
式中：h1---- 过栅水头损失，m；
七、高程计算及水头损失................................ 17
八、污水处理站总体布置..................................... 20 1）平面布置原则 .................................... 20 2）管渠平面布置 .................................... 21 3）高程布置 ........................................ 21
一、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。
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为 4.80 米。 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。 污水处理厂的污水进水渠渠底标高为 4.0 米。出水排入距厂 150 米的 隋塘河中，隋塘河的最高水位约为 3.60 米，最低水位约为 1.80 米， 常年平均水位约为 3.00 米 。 二、设计任务
SHANDONGＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ ＯＦ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
毕业设计说明书
水污染控制工程课程设计说明书
学 院： 资源与环境工程 专 业： 环境工程 学生姓名： 杨刚 学 号： 1011101017 指导教师： 潘嘉芬
目录 一、 城市概况 .............................................. 1 二、 设计任务 .............................................. 1 三、 工程规模 .............................................. 1 四、 水质水量 .............................................. 1 五、 工艺流程 .............................................. 2 六、 构筑物的设计与计算..................................... 3