城市污水處理廠(chǎng)初步設(shè)計(jì)《排水工程》課程設(shè)計(jì)

1課程設(shè)計(jì)的目的和要求課程設(shè)計(jì)的目的：學(xué)習(xí)城市污水處理廠(chǎng)工藝設(shè)計(jì)的一般步驟和方法；學(xué)會(huì)使用工具書(shū)和參考資料，培養(yǎng)獨(dú)立進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)的能力；學(xué)會(huì)使用計(jì)算機(jī)繪圖，掌握CAD繪制工程設(shè)計(jì)圖紙的技能；通過(guò)課程設(shè)計(jì)，進(jìn)一步系統(tǒng)地掌握所學(xué)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)。課程設(shè)計(jì)的要求：在教師的指導(dǎo)下獨(dú)立完成，嚴(yán)禁抄襲；保質(zhì)保量完成設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)規(guī)定的工作內(nèi)容；注重實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)，將書(shū)本知識(shí)與工程實(shí)踐有機(jī)結(jié)合；踴躍答疑，努力工作，勞有所獲。

2主要參考資料和進(jìn)度安排主要參考資料：《排水工程》教材《給排水設(shè)計(jì)手冊(cè)》課程設(shè)計(jì)的進(jìn)度安排：第一周：完成設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)，繪出設(shè)計(jì)草圖；第二周：參觀(guān)污水處理廠(chǎng)，解決繪圖中的懸疑問(wèn)題；第三周：完成所有設(shè)計(jì)圖紙，畫(huà)1＃圖，出3＃圖；3月11日（周五）下午2：00，答辯；每周二、四下午2：30－5：30答疑（辦公室）。3城市污水處理廠(chǎng)的設(shè)計(jì)步驟

設(shè)計(jì)的前期工作預(yù)可行性研究（工程立項(xiàng)，投資>3000萬(wàn)元）可行性研究（設(shè)計(jì)方案，投資概算，可行性論證）初步設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)工程概算初步設(shè)計(jì)圖紙施工圖設(shè)計(jì)4城市污水處理廠(chǎng)初步設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

第一章概述1.1項(xiàng)目名稱(chēng)與建設(shè)單位1.2設(shè)計(jì)依據(jù)（設(shè)計(jì)委托書(shū)，相關(guān)文件，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范）1.3區(qū)域概況（現(xiàn)狀，規(guī)劃，氣象，水文，地質(zhì)，地形）第二章工程設(shè)計(jì)2.1設(shè)計(jì)原則及范圍2.2設(shè)計(jì)規(guī)模及廠(chǎng)址的選擇2.3進(jìn)、出水水質(zhì)的確定2.4處理工藝流程的選擇與確定5城市污水處理廠(chǎng)初步設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

2.5單體工藝設(shè)計(jì)（按照工藝流程逐項(xiàng)設(shè)計(jì)，計(jì)算，說(shuō)明）2.6主要設(shè)備清單（名稱(chēng)，規(guī)格型號(hào)，技術(shù)參數(shù)，數(shù)量）2.7總圖設(shè)計(jì)（平面，高程，道路，綠化，給排水）2.8建筑設(shè)計(jì)（總平面，單體，風(fēng)格，作法）2.9結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（地基處理，單體結(jié)構(gòu)，具體作法）2.10采暖通風(fēng)設(shè)計(jì)（采暖，通風(fēng)，熱力管線(xiàn)）2.11電氣設(shè)計(jì)（電源，負(fù)荷計(jì)算，電力輸變，電纜敷設(shè)）2.12自控儀表設(shè)計(jì)（控制方式，設(shè)備儀表，線(xiàn)路敷設(shè)）2.13消防報(bào)警設(shè)計(jì)（防護(hù)等級(jí)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)，設(shè)備材料）6城市污水處理廠(chǎng)初步設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

第三章運(yùn)行維護(hù)及組織管理3.1運(yùn)行維護(hù)措施3.2組織管理及人員編制第四章項(xiàng)目建設(shè)的管理與實(shí)施（管理機(jī)構(gòu)，實(shí)施計(jì)劃）第五章工程風(fēng)險(xiǎn)分析（風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)，安全措施）第六章環(huán)境保護(hù)與勞動(dòng)安全衛(wèi)生（危害，防范措施）第七章節(jié)能與防腐（節(jié)能措施，防腐措施）第八章工程效益分析（環(huán)境，社會(huì)，經(jīng)濟(jì)）第九章結(jié)論和建議7城市污水處理廠(chǎng)的工藝設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)水質(zhì)、水量處理工藝流程的選擇與確定工藝設(shè)計(jì)計(jì)算與說(shuō)明平面布置與工藝平面圖高程布置與水力高程圖曝氣池設(shè)計(jì)與曝氣池工藝圖繪制工藝設(shè)計(jì)圖的基本要求和常見(jiàn)問(wèn)題8大家學(xué)習(xí)辛苦了，還是要堅(jiān)持繼續(xù)保持安靜9典型的城市污水水質(zhì)

生物處理構(gòu)筑物的進(jìn)水中有害物質(zhì)濃度不得超過(guò)附錄5規(guī)定的容許濃度；營(yíng)養(yǎng)組合比：BOD5：N：P＝100：5：1典型的水質(zhì)參數(shù)：

BOD5＝150－200mg/L CODCr＝300－400mg/L SS＝250－350mg/L

氨氮＝15－40mg/L

總磷（以P計(jì)）＝4－10mg/L pH＝6－910城市污水處理廠(chǎng)的設(shè)計(jì)水質(zhì)、水量設(shè)計(jì)人口當(dāng)量（as）：

BOD5：20－35g/人.d SS：35－50g/人.d設(shè)計(jì)當(dāng)量人口（Ｎ）：

N＝Q﹡Sa/as平均日污水量：設(shè)計(jì)規(guī)模，成本計(jì)算高日高時(shí)流量：管渠、物理處理構(gòu)筑物高日均時(shí)流量：生物處理構(gòu)筑物11城市污水處理廠(chǎng)的廠(chǎng)址選擇城市污水處理廠(chǎng)廠(chǎng)址選擇的考慮因素：位于城鎮(zhèn)水體和夏季主導(dǎo)風(fēng)向的下游；有良好的工程地質(zhì)條件；少拆遷，少占農(nóng)田，有一定的衛(wèi)生防護(hù)措施；便于污水、污泥的排放和利用，有擴(kuò)建的可能；廠(chǎng)區(qū)地形不受水淹，有良好的排水條件；有方便的交通運(yùn)輸和水電條件。城市污水處理廠(chǎng)的占地指標(biāo)（表2－10－1）12城市污水處理廠(chǎng)工藝流程的確定

選定處理工藝流程應(yīng)考慮的因素：污水處理程度（排放標(biāo)準(zhǔn)，回用目標(biāo)）；工程造價(jià)、運(yùn)行費(fèi)用及占地面積；當(dāng)?shù)氐淖匀慌c工程條件；污水的水量規(guī)模與污水量日變化程度；工程施工和運(yùn)行管理需要的技術(shù)條件。典型的城市污水處理廠(chǎng)工藝流程：13粗格柵與提升泵房

粗格柵：進(jìn)廠(chǎng)污水道埋深大，應(yīng)采用機(jī)械格柵；粗格柵保護(hù)水泵，格柵間隙20－25mm；選用2臺(tái)以上機(jī)械格柵，便于檢修切換；合理設(shè)計(jì)格柵間，考慮接管、切換、維修和清渣的要求。提升泵房：半地下，與集水井合建，矩形或圓形；采用自灌式污水泵或潛水泵，水泵臺(tái)數(shù)考慮流量匹配；可考慮單泵單管出水方式，與出水井匹配，流量調(diào)節(jié)；泵房布置考慮泵的檢修、拆卸，室內(nèi)排水、通風(fēng)、值班。14細(xì)格柵與曝氣沉砂池

細(xì)格柵：充分發(fā)揮格柵的除污作用，泵后設(shè)細(xì)格柵；選用2臺(tái)以上機(jī)械除污細(xì)格柵，格柵間隙5－10mm；合理設(shè)計(jì)格柵間，考慮接管、切換、維修和清渣的要求。曝氣沉砂池：1池2格，地上鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；與細(xì)格柵間合建，利用進(jìn)、出水井作結(jié)構(gòu)支撐；方形斷面，曝氣旋流，摩擦碰撞，強(qiáng)化分離；水流正交，擋板隔渣；坡底、邊槽集砂，移動(dòng)式機(jī)械刮吸排砂15曝氣沉砂池構(gòu)造原理示意圖

空氣管曝氣頭集砂槽I=0.1-0.516曝氣沉砂池的設(shè)計(jì)與計(jì)算

按最大設(shè)計(jì)流量設(shè)計(jì)，池?cái)?shù)和分格數(shù)應(yīng)不少于2；選定沉砂池水力停留時(shí)間(1~3min)，計(jì)算總有效容積；選定沉砂池設(shè)計(jì)水平流速(0.1m/s)，計(jì)算總有效斷面積；選定沉砂池有效水深(2~3m)，計(jì)算池長(zhǎng)和總寬度；根據(jù)寬深比要求(1~1.5)，確定池?cái)?shù)或分格數(shù)；計(jì)算沉砂量(0.03L/m3)，校核沉砂斗容積，選擇排砂設(shè)備；選定氣水比(0.1~0.2)或曝氣強(qiáng)度，計(jì)算曝氣量；設(shè)計(jì)進(jìn)、出水系統(tǒng)，空氣管路系統(tǒng)，選擇鼓風(fēng)機(jī)和曝氣裝置。17沉淀池的類(lèi)型及構(gòu)造特點(diǎn)

平流式沉淀池【斜板（管）沉淀池】豎流式沉淀池輻流式沉淀池三種沉淀池的特點(diǎn)及適用條件（表2－7－3）輻流式初沉池與二沉池的主要區(qū)別18輻流式沉淀池的設(shè)計(jì)與計(jì)算

確定沉淀池個(gè)數(shù)（不少于2個(gè)）；確定設(shè)計(jì)流量和表面負(fù)荷，計(jì)算單池面積；確定沉淀時(shí)間，計(jì)算有效水深并校核徑深比（6～12）；計(jì)算沉淀池總高度（保護(hù)高＋有效水深＋緩沖層高＋坡底落差＋污泥斗高）；計(jì)算污泥量，校核污泥斗容積；設(shè)計(jì)進(jìn)水系統(tǒng)，排水系統(tǒng)，排泥系統(tǒng)，排渣系統(tǒng)19活性污泥處理系統(tǒng)的基本流程

回流污泥剩余污泥預(yù)處理后的污水曝氣池空氣二沉池處理水回流污泥泵20活性污泥法常用運(yùn)行方式和主要工藝特征

21活性污泥處理系統(tǒng)的工藝設(shè)計(jì)

選定處理工藝及流程確定主要工藝設(shè)計(jì)參數(shù)

曝氣池容積計(jì)算與工藝設(shè)計(jì)需氧量、供氣量及曝氣系統(tǒng)的計(jì)算與工藝設(shè)計(jì)回流污泥量、剩余污泥量及污泥回流系統(tǒng)的計(jì)算與工藝設(shè)計(jì)

二沉池池型的選定、容積的計(jì)算與工藝設(shè)計(jì)

22接觸消毒與計(jì)量排放

接觸消毒：液氯季節(jié)性消毒；加氯量10mg/L，選擇加氯機(jī)，設(shè)計(jì)加氯間和氯庫(kù)；接觸池1池2格，折流廊道形，水面標(biāo)高與地面平；接觸時(shí)間30min，根據(jù)污水量計(jì)算接觸池容積；合理設(shè)計(jì)接觸池工藝尺寸，考慮混合、施工、檢修要求。計(jì)量排放：巴氏計(jì)量槽；液位計(jì)傳輸信號(hào)，自動(dòng)換算流量；根據(jù)污水流量計(jì)算巴氏計(jì)量槽工藝尺寸。23污泥處理的工藝流程污泥濃縮機(jī)械脫水最終處置污泥濃縮自然干化堆肥農(nóng)肥污泥濃縮自然干化最終處置消化污泥濃縮機(jī)械脫水最終處置消化污泥濃縮機(jī)械脫水干燥焚燒消化最終處置24常用污泥脫水方法及效果25間歇式污泥重力濃縮池間歇式濃縮池具有構(gòu)造簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠，濃縮效果好的特點(diǎn)，特別適用于中小型污水處理廠(chǎng)。間歇式濃縮池的主要設(shè)計(jì)參數(shù)是濃縮時(shí)間，時(shí)間太短，則不能保證濃縮效果；時(shí)間太長(zhǎng)，池容增大且可能由于污泥厭氧而破壞濃縮過(guò)程。一般，濃縮時(shí)間取10－12小時(shí)。26間歇式污泥重力濃縮池間歇式污泥重力濃縮池示意圖進(jìn)泥排泥上清液27連續(xù)式污泥重力濃縮池連續(xù)式污泥重力濃縮池的池型類(lèi)同于污水處理中的二次沉淀池，一般采用豎流式或輻流式，適用于大型污水處理廠(chǎng)。濃縮池高度：一般采用4m。濃縮池水力停留時(shí)間：一般采用10－16小時(shí)。固體通量：30－60kg/m2.d水力負(fù)荷：0.2-0.4m3/m2.h（剩余污泥）28連續(xù)式污泥重力濃縮池連續(xù)式污泥重力濃縮池工況示意圖上清液區(qū)阻滯區(qū)固體濃度壓縮區(qū)QeCeQ0C0QuCuuii29污泥的厭氧消化厭氧消化池的基本池型：圓柱形卵形30污泥的厭氧消化厭氧消化池的設(shè)計(jì)要點(diǎn)：設(shè)消化池體積:

污泥量：初沉池污泥，剩余污泥，含水率 投配率：3－5％（一般5％） 揮發(fā)性固體容積負(fù)荷：0.6－1.5kgVSS/m3.d(一般取<1.0)

投配與排泥：間歇式，連續(xù)式 混合攪拌設(shè)備:（循環(huán)，攪拌，沼氣，聯(lián)合） 加熱保溫設(shè)備：（體外熱交換間接加熱） 沼氣收集利用設(shè)備：（沼氣柜，沼氣鍋爐）31主要附屬建筑物和人員編制

主要附屬建筑物：綜合樓（辦公、化驗(yàn)、食宿、洗?。?00m2左右；變電站：70m2左右；機(jī)修間：100m2左右；汽車(chē)庫(kù)：70m2左右鍋爐房：70m2左右；門(mén)衛(wèi)值班室：20m2左右人員編制：生產(chǎn)人員（工藝運(yùn)行操作，值班警衛(wèi)，化驗(yàn)）：3班4倒；生產(chǎn)輔助人員（水、電、機(jī)修，司機(jī)，綠化）：1班；生產(chǎn)管理人員（廠(chǎng)長(zhǎng)，工程師，辦公、后勤）：1班。32城市污水處理廠(chǎng)平面布置的原則

總圖布置：功能分區(qū)，遠(yuǎn)近期結(jié)合，充分綠化處理單元構(gòu)筑物的平面布置：緊湊合理，間距適當(dāng)，避免迂回，減少損失，土方平衡管、渠的平面布置：主次有別，避免矛盾污泥處理構(gòu)筑物的布置：獨(dú)立區(qū)域，確保安全輔助建筑物的布置：利于生產(chǎn)，安全環(huán)保，注重廠(chǎng)前區(qū)的環(huán)境建設(shè)廠(chǎng)區(qū)道路的布置：區(qū)域分割，安全便捷33污水處理廠(chǎng)工藝平面圖

1＃圖紙一張；比例：1：500；圖簽：大小、格式統(tǒng)一；線(xiàn)型：粗：0.6mm，中：0.4mm，細(xì)：0.2mm；字體：HZTXT，F(xiàn)S64F.shx字高：3mm，4.5mm，7.5mm；標(biāo)注：建筑標(biāo)注格式，格式、符號(hào)、字體統(tǒng)一；平面圖形完整，道路、分區(qū)、平面布局合理順暢，構(gòu)、建筑物編號(hào)，編制構(gòu)建筑物一覽表；主要工藝管線(xiàn)完整準(zhǔn)確，管線(xiàn)區(qū)分明確，走向合理廠(chǎng)區(qū)給排水管線(xiàn)，圖紙?jiān)O(shè)計(jì)說(shuō)明；34城市污水處理廠(chǎng)高程布置的原則

一次提升，自流排水；構(gòu)筑物間水頭損失計(jì)算要精確，為水量變化（雨水、事故）留有余地；考慮規(guī)模發(fā)展水量增加的預(yù)留水頭；精確計(jì)算，合理選擇，避免水頭浪費(fèi)；力求減小污水提升揚(yáng)程，減少運(yùn)行費(fèi)用。35污水處理廠(chǎng)工藝高程圖

1＃圖紙一張；比例：橫向1：500，縱向1：100；圖簽：大小、格式統(tǒng)一；線(xiàn)型：粗：0.6mm，中：0.4mm，細(xì)：0.2mm；字體：HZTXT，F(xiàn)S64F.shx字高：3mm，4.5mm，7.5mm；標(biāo)注：建筑標(biāo)注格式，格式、符號(hào)、字體統(tǒng)一；圖形完整，標(biāo)注準(zhǔn)確，高程布置合理；主要工藝管線(xiàn)完整準(zhǔn)確，埋深一致，走向合理；污水一次提