第一章工程设计概述。
第一节：设计题目。
某生活小区平均日处理量 20000 m3污水处理工程设计。
第二节：设计任务。
1、确定污水处理厂的工艺流程；
2、选择处理构筑物并通过计算确定其尺寸（附必要的草图）；
3、按扩初标准，画出污水厂的工艺平面布置图，内容包括表示出处理厂的范围，全部处理构筑物及辅助建筑物、主要管线的布置、主干道等；
4、按扩初标准，画出污水处理厂工艺流程高程布置图，表示出原污水、各处理构筑物的高程关系、水位高度以及处理出水的出厂方式；
5、编写设计说明书、计算书。
第三节：基本资料。
3.1 污水水量与水质。
生活污水设计流量：
平均时：q平=200000m3/d=833.33m3/h
总变化系数：kz=1.58
最高时：qmax=kzq平= 20000×1.58=31600m3/d=1316.67m3/h =0.37m3/s
污水水质： cod:290mg/l； ph=6~9
bod5: 210 mg／l；
ss : 200 mg／l。
3.2 处理要求
20mg／l，(水中溶解性bod)
ss≤20mg／l。
处理程度：
ss: 3.3 气象与水文资料。
风向：常年主导风向为西北风，夏季主导风向为东南风，年平均风速：4.3m/s；
气温：年平均11 ℃；极端温度：最高37.3℃，最低-21℃。
土壤冰冻深度：0.6m
地下水位：地面下2.0m。
第四节：设计依据。
第2章污水处理工艺流程说明。
污水厂厂址选择应遵循下列各项原则：
1、应与选定的工艺相适应。
2、尽量少占农田。
3、应位于水源下游和夏季主导风向下风向。
4、应考虑便于运输。
5、充分利用地形。
第一节：工艺方案分析。
城市污水的生物处理技术是以污水中含有的污染物作为营养源，利用微生物的代谢作用使污染物降解，它是城市污水处理的主要手段，是水资源可持续发展的重要保证。城市二级污水处理厂常用的方法有：活性污泥法、ab法、氧化沟法、sbr法等等。
本次设计拟采用活性污泥法作为污水的处理工艺技术。
活性污泥法：利用活性污泥的降解 ，去除废水中有机污染物的方法。微生物以活性污泥的形式存在，活性污泥法因此而得名。降解过程包括凝聚、吸附、氧化、分解和沉淀等作用。
活性污泥法是最传统的工艺流程 ，也是污水处理领域应用最多的工艺，它已发展了众多的运行方式 ，如 ：阶段曝气法、生物吸附法、完全混合法、延时曝气法 、渐减曝气法、深水曝气法 、深井曝气法、纯氧曝气法 、高负荷活性污泥法和浅层曝气法等。每个工艺都有自己的特点，既有优势也有不足之处，总的趋势是在不断更新和完善。
本次设计选择完全混合活性污泥法（合建式）。主要是应用完全混合式曝气池。污水与回流污泥进入曝气池后立即与池内混合液充分混合，可认为池内混合液处理为未经泥水分离的处理水。
工艺所具有的特点：
①承受冲击负荷的能力强，池内混合液能对废水起稀释作用，对高峰负荷起消弱作用；
②由于全池需氧要求相同，能节省动力；
曝气池和沉淀池合建，不需要单独设置污泥回流系统，便于运行管理。
③完全混合活性污泥法也存在的问题，在曝气池混合液内各部位的有机污染物质量相同，能的含量相同，活性污泥微生物质与量相同，这种情况下，微生物对有机物的降解动力低下，活性污泥易于产生膨胀现象。
第二节：工艺流程图。
污水拟采用传统活性污泥法工艺处理（完全混合式），具体流程如下：
生活污水？粗格栅？提升泵？细格栅？沉砂池？巴氏计量槽？初次沉淀池？完全混合式曝气池（合建式）?消毒池？出水。
污泥泵？污泥浓缩？污泥脱水？泥饼外运。
浓缩池、消化池及污泥脱水机的上清液回流至初次沉淀池。
第3章污水的一级处理。
第一节：粗格栅。
1.1 设计说明。
格栅用以去除废水中较大的悬浮物、漂浮物、纤维物质和固体颗粒物质，以保证后续处理单元和水泵的正常运行，减轻后续处理单元的处理负荷，防止阻塞排泥管道。
本设计中在泵前设置一道粗格栅。栅前栅后各设闸板供格栅检修时用，每个格栅的渠道内设液位计，控制格栅的运行。
图2 格栅简图。
1.2 设计参数。
?格栅栅条净间隙选b＝50mm；
格栅的总宽度不宜小于进水管渠宽度的2倍，格栅空隙总有效面积应大于进水管渠有效断面积的1.2倍；
过栅流速v0=0.9m/s；（一般采用0.6~1.0m/s），则进水渠道内水流速度（栅前流速）v=0.77m/s；（一般采用0.4~0.9m/s）
格栅倾角δ=60°；（一般采用60°~70°）
格栅间工作台高出栅前最高水位0.5m，栅间工作台两侧过道宽度为0.7m。工作台正面过道宽度为1.2m；
格栅井内可能存在有害气体，应采用可移动的机械通风系统，室内通风换气次数为8次/h，格栅井内为12次/h。通风管应采用防腐阻燃材料制成。
1.3 设计计算。
1.3.1栅条间隙数（n）
根据最优水力断面公式计算得：
所以栅前槽宽约为b1=0.98m，由于设计要求此处b1取0.8m。栅前水深为h=0.49m，取0.4。
栅条间隙数（n）为：
qmax—最大设计流量，m3/s；
—格栅倾角，度（°）
h—栅前水深，m；
v0—污水的过栅流速，m/s。
1.3.2 栅槽有效宽度（b）
栅条宽度s=0.01m。
b=s(n-1)+bn=0.01×(18-1)+0.05×18=1.13m
1.3.3 通过格栅的水头损失（h1）
h1=k×h0；
h0=ξ v02 sin δ 2g)
式中：h0—计算水头损失，m；
g—重力加速度，m/s2；
k—格栅受污堵塞使水头损失增大的倍数，一般取3；
阻力系数，其数值与格栅栅条的断面几何形状有关。
对于本设计取方形断面，查表得
1.3.4 栅后槽总高度（h）
h2为栅前渠超高，一般取0.3m。
h=h+h1+h2=0.4+0.3+0.082=0.782m
1.3.5 栅槽总长度（l）
进水渠宽b1=0.8m，其渐宽部分展开角度α＝20°（进水渠道内水流速度v=0.77m/s。）
进水渠道渐宽部分的长度。
栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度。
栅前渠道深度h1=h+h2=0.4+0.3=0.7m
栅槽总长度l=l1+l2+1.0+0.5+h1/ tan δ
1.3.6 每日栅渣量计算（w）
对于生活污水，栅条间距b=50.0mm的中格栅每单位体积污水拦截污物。
为w1=0.03m3栅渣/103m3污水。
每日栅渣量为。
拦截污物量大于0.3m3/d，采用机械清渣。
1.3.7 格栅的选择。
表3-1 hg-1400 型回转格栅技术参数。
格栅井设一套机械格栅，中间用墙分隔，每台格栅宽0.6m，高8.3m。
在格栅后设置一台无轴螺旋输送压榨机，脱水后的栅渣含水率应小于60%。格栅前各设有两台电动渠道闸门，作为检修格栅时切断水流用。为避免管道内的无法由粗格栅去除的粗大物质堵塞进水通道，在进水闸门前设电动葫芦抓斗，用以捞除上述杂物。
第二节：提升水泵：
设计流量为833.33m3/h，则泵房内安装2台潜水污水泵。进水泵房安装有起重设备，便于设备的安装和维修、维护。泵的选型如下：
设备类型： 250qw600-7-22；
排出口径：250mm；
单台流量：1260m3/h；
设备数量： 2台，1用1备；
扬程：h=7m；
转速：970r/min；
单机功率：n=22kw。
第三节：细格栅。
本设计选择单独设置的格栅。
设计中选择两组格栅，n=2，每组格栅单独设置，每组格栅的设计流量为。
qmax=0.37/2=0.185m3/s。
3.1 设计参数。
格栅栅条净间隙选b＝10mm；
过栅流速v0=0.9m/s；（一般采用0.6~1.0m/s），则进水渠道内水流速度（栅前流速）v=0.77m/s；（一般采用0.4~0.9m/s）
3.2 设计计算。
3.2.1栅条间隙数（n）
根据最优水力断面公式计算得：
所以栅前槽宽约为b1=0.70m。栅前水深为h=0.35m。
栅条间隙数（n）为：
qmax—最大设计流量，m3/s；
—格栅倾角，度（°）
h—栅前水深，m；
v0—污水的过栅流速，m/s。
3.2.2 栅槽有效宽度（b）
设计采用φ10圆钢为栅条，即栅条宽度s=0.01m。
b=s(n-1)+bn=0.01×(55-1)+0.01×55=1.09m
3.2.3 通过格栅的水头损失（h1）
h1=k×h0；
h0=ξ v02 sin δ 2g)
式中：h0—计算水头损失，m；
g—重力加速度，m/s2；
k—格栅受污堵塞使水头损失增大的倍数，一般取3；
阻力系数，其数值与格栅栅条的断面几何形状有关。
对于本设计取圆形断面，查表得。
3.2.4 栅后槽总高度（h）
h1为栅前渠超高，一般取0.3m。
h=h+h1+h2=0.35+0.3+0.19=0.84m
3.2.5 栅槽总长度（l）
进水渠宽b1=0.7m，其渐宽部分展开角度α＝20°（进水渠道内水流速度v=0.77m/s。）
进水渠道渐宽部分的长度。
栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度。
栅前渠道深度h1=h+h2=0.35+0.3=0.65m
栅槽总长度l=l1+l2+1.0+0.5+h1/ tan δ
3.2.3 每日栅渣量计算（w）
对于生活污水，栅条间距b=10.0mm的中格栅每单位体积污水拦截污物。
为w1=0.07m3栅渣/103m3污水。
每日栅渣量为。
拦截污物量远大于0.3m3/d，采用机械清渣。
3.2.7 格栅的选择。
表3-3 hg-1000 型回转格栅技术参数。
第四节：沉砂池。
4.1 设计说明及选型。
沉砂池的作用是从废水中分离密度较大的无机颗粒。它一般设在污水处理厂前端，保护水泵和管道免受磨损，缩小污泥处理构筑物容积，提高污泥有机组分的含率，提高污泥作为肥料的价值。沉砂池按水流方向不同，可以分为平流式沉砂池、竖流式沉砂池、曝气沉砂池、钟式沉砂池和多尔沉砂池。
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第一章总论 1 一 课程设计题目 1 二 课程设计内容 1 三 基本资料 1 第二章污水处理工艺流程说明 2 一 污水厂设计进出水水质 2 二 污水处理工艺的选择 2 三 主要工艺参数 3 第三章处理构筑物设计计算 4 一 格栅的设计计算 4 二 污水提升泵房 6 三 沉砂池的设计计算 7 四 初沉...
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