1、河北工程大学毕业设计目 录第1章 设计概论11.1设计依据和设计任务11.1.1设计题目11.1.2设计任务11.1.3设计（研究）内容和基本要求21.1.4设计原始资料21.2设计水量的计算41.2.1城市平均日生活污水量41.1.2城市平均日公共建筑污水量41.1.3工业废水量41.1.4混合污水量41.3设计水质51.3.1设计生活水质51.3.2工业废水水质61.3.3混合污水水质61.3.4排水水质81.4设计当量人口8第2章 工艺流程的确定102.1污水处理中生物方法的比较102.1.1适用于中小型污水处理处理厂脱氮除磷工艺102.1.2生物处理工艺的选择122.2工艺流程的确定1
2、32.3主要构筑物的选择13第3章 一级处理构筑物163.1进水闸井的设计163.1.1进水闸井163.1.2进水闸井工艺设计163.2粗格栅设计173.2.1设计参数173.2.2粗格栅设计计算183.2.3格栅除污机的选择203.3污水泵房的设计203.3.1泵房的布置形式及布置原则203.2.2污水提升泵房的设计213.3.3水泵的布置253.4细格栅253.4.1细格栅设计参数253.4.2细格栅的设计计算263.4.3格栅除污机的选择283.5曝气沉砂池283.5.1曝气沉砂池的设计要求及设计参数283.5.2曝气沉砂池的设计计算293.6初沉池集配水井计算313.6.1设计要求及设
3、计参数313.6.2设计计算323.7初沉池的计算333.7.1设计数据333.7.2沉淀池沉淀部分计算333.7.3沉淀池进水管路部分设计计算363.7.4沉淀池出水堰的计算383.7.5拦浮渣设施的选择383.7.6刮泥设备的选择：39第4章 二级处理构筑物404.1 UCT生物池设计计算404.1.1设计参数404.1.2设计条件404.1.3设计计算414.2二沉池集配水井计算524.2.1设计要求524.2.2设计计算524.3二沉池的计算544.3.1设计数据544.3.2沉淀池沉淀部分计算544.3.3沉淀池进水管路部分设计计算574.3.4沉淀池出水堰的计算594.3.5拦浮渣
4、设施的选择594.3.6刮泥设备的选择59第5章 深度处理615.1深度处理工艺流程615.2深度处理泵站615.2.1设计依据615.2.2.泵站的设计计算615.3溶液池和溶解池的设计计算625.3.1混凝剂的选择及投加量计算625.3.2溶液池体积635.3.3溶解池容积635.3.4溶解池搅拌设备635.3.5药剂的投加方式645.3.6计量设备645.3.7加药间645.3.8药库645.4混合设备的计算655.4.1基本要求655.4.2设计计算655.5机械絮凝池的设计计算665.5.1设计依据665.5.2设计参数665.5.3絮凝池平面尺寸计算665.5.4絮凝池搅拌设备计算
5、675.6斜管沉淀池的设计计算695.6.1设计参数695.6.2平面尺寸计算695.6.3沉淀池进水设计计算705.6.4沉淀池集水系统设计计算715.6.5沉淀池排泥系统设计计算715.6.6沉淀池校核725.7 V型滤池725.7.1V型滤池的设计依据725.7.2设计参数735.7.3池体尺寸设计计算745.7.4 进水系统755.7.5反冲洗系统775.7.6过滤效果795.7.7排水系统795.7.8滤池高度的确定795.8消毒设施计算805.8.1消毒剂选择805.8.2消毒剂的投加805.8.3平流式接触消毒池815.9计量设备825.10出水管85第6章 污泥处理系统866.
6、1污泥处理工艺流程866.2浓缩池866.2.1设计参数866.2.2设计计算866.3污泥脱水906.3.1脱水后污泥量906.3.2带式压滤机的选择906.3.3附属设备91第7章 污水厂总体布置937.1 平面布置937.1.1 平面布置的一般原则937.1.2 厂区平面布置形式937.1.3 污水厂平面布置的具体内容937.2 污水厂的高程布置947.2.1 污水厂高程布置注意事项：947.2.2 污水厂的高程布置947.2.3高程计算94第 8 章 供电仪表与供热系统设计988.1 变配电系统988.2 监测仪表的设计988.2.1 设计原则988.2.2 检测内容988.3 供热系
7、统的设计98第 9 章 劳动定员999.1 定员原则999.2 污水厂定员99第 10 章 工程概算及其运行管理10010.1 工程概算10010.2 安全措施10110.3 污水厂运行管理10110.4 污水厂运行中注意事项101谢辞102参考资料103河北工程大学毕业设计第1章 设计概论1.1设计依据和设计任务1.1.1设计题目南阳市污水处理厂设计1.1.2设计任务根据南阳市城市总体规划和所给的设计资料进行城市污水处理厂设计。设计内容如下：1.工艺方案选择及处理构筑物的选型根据处理水的出路和原水水质以及当地的具体条件、气候与地形条件等，计算污水处理程度与确定污水处理工艺流程，并在此基础上选
8、择适宜的各处理单体构筑物的类型。2.污水处理构筑物设计计算进行单体处理构筑物的设计计算，包括确定各有关设计参数、构筑物的尺寸及所需的材料、规格等。对需要绘制工艺施工图的构筑物还要进行详细的施工图所必需的设计计算，包括各部位构件的形式、构成与具体尺寸等。3.污泥处理构筑物设计计算根据原始资料、当地具体情况以及污水性质与成分，选择合适的污泥处理工艺流程，进行污泥处理单体构筑物的设计计算。4.污水回用工程设计计算根据污水处理厂出水水质和回用水水质标准，确定污水回用工艺流程，并进行处理构筑物的设计计算。5.平面布置及高程计算按照污水、污泥处理流程的要求，根据各处理构筑物的功能和性质，结合厂区地形、地质
9、和气候等因素，合理确定生产性构筑物、各种管线和附属建筑物的平面位置，进行平面布置，在此基础上，进行水力计算与高程计算。6.污水泵站设计计算对污水处理工程的污水泵站进行工艺设计。计算水泵流量和扬程，确定水泵的类型、数量及型号，计算水泵管道系统和集水井容积，确定泵站的平面尺寸及高程布置，确定附属构筑物的尺寸。7.运行成本分析根据污水处理厂技术经济指标计算单位污水处理的运行成本。8.专题设计有条件的学生可以在教师的指导下选择一个专题进行深入研究或深入设计，培养学生的自学能力。1.1.3设计（研究）内容和基本要求1.通过阅读中外文文献，调查研究与收集有关的设计资料，确定合适的污水、污泥及中水处理工艺流
10、程，进行各个构筑物的水力计算，经过技术与经济分析，选择合理的设计方案。2.完成一套完整的设计计算说明书。说明书应包括：污水处理工程设计的主要原始资料；污水水量的计算、污泥处理程度计算；污水泵站设计；污水、污泥及中水处理单元构筑物的详细设计计算，（包括设计流量计算、污水管道计算、参数选择、计算过程等，并配相应的单线计算草图）；设计方案对比论证；厂区总平面布置说明；污水厂环境保护方案；污水处理运行成本分析等。设计说明书要求内容完整，计算正确，文理通顺、书写工整，应有300字左右的中英文说明书摘要。3.毕业设计图纸应准确的表达设计意图，图面力求布置合理、正确、清晰，符合工程制图要求，图纸10张以上（
11、按一号图纸计），手工绘制23张图纸。此外，其组成还应满足下列要求：（1）污水处理厂工艺及污水回用总平面布置图1张，包括处理构筑物、附属构筑物、配水、集水构筑物、污水污泥管渠、回流管渠、放空管、超越管渠、空气管路、厂内给水、污水管线、中水管线、道路、绿化、图例、构筑物一览表、说明等。（2）污水处理厂污水、污泥及污水回用工程处理高程布置图1张，即污水、污泥及中水处理高程纵剖面图，包括构筑物标高、水面标高、地面标高、构筑物名称等。（3）污水总泵站或中途泵站工艺施工图l张。（4）污水处理及污泥处理工艺中两个单项构筑物施工平面图和剖面图及部分大样图56张。（5）污水回用工程中主要单体构筑物工艺施工图23
12、张。4.设计中建议对有能力的学生进行某一专题或某一部分进行深入的设计，培养学生的独立工作、善于思考的能力。5.完成相关的外文文献翻译1篇（不少于5000汉字）。外文资料的选择在教师指导下进行，严禁抄袭有中文译本的外文资料。6.按照学校要求完成毕业设计文件。1.1.4设计原始资料(一)排水体制：完全分流制(二)污水量1. 城市设计人口 35万 人，居住建筑内设有室内给排水卫生设备和淋浴设备。2. 城市公共建筑污水量按城市生活污水量的20%计。3. 工业污水量为 1.3104 m3/d，其中包括工业企业内部生活淋浴污水。4. 城市混合污水变化系数：日变化系数K日 1.1 ，总变化系数KZ 1.4
13、。(三)设计原水水质1. 当地环保局监测工业废水的水质BOD5 250 mg/L； COD 450 mg/L； SS 300 mg/LTN 35 mg/L； NH3-N= 25 mg/L； TP 4 mg/LpH782. 城市生活污水水质COD 400 mg/L； NH3-N= 30 mg/L； TN 45 mg/L；TP 3.4 mg/L3. 混合污水（1）重金属及有毒物质：微量，对生化处理无不良影响；（2）大肠杆菌数：超标；（3）冬季污水平均温度15，夏季污水平均温度25。(四)处理厂处理程度及污水回用要求污水处理厂出水水质参考城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）中的一
14、级A标准，并尽量争取提高出水水质，因此确定本污水厂出水水质控制为：CODCr50mg/L SS10mg/L BOD510mg/LTN15 mg/L NH3-N=5(8)mg/L TP0.5mg/L城市污水经处理后，就近排入水体汉江，其出水也可作为杂用回用水。(五)气象资料南阳地处河南省西南部，属北亚热带季风型大陆性气候，季风的进退与四季的替换较为明显，四季特点为：冬干冷，雨雪少；夏炎热，雨量充沛；春回暖快，降雨逐渐增多；秋季凉爽，降雨逐渐减少。常年气象参数统计如下：1. 气温：年平均气温14.4-15.7，夏季平均气温28，冬季平均气温-3。2. 风向风速：南阳市主导风向夏季为南风，冬季为北风
15、，最大风速15m/s。3. 降水量：年降雨量703.6-1173.4mm，全年雨量集中在7、8两个月，占全年总降雨的59%。4. 冰冻深度53cm，无霜期218-242d。(六)水体、水文地质资料l、水体资料污水厂处理出水排入汉江，汉江南阳段水流量按90%保证率，月均流量为308.0m3/s，枯水期流量为125.4m3/s，流速为2.8m/s。河水平均水位高程是263.70m，河底标高为261.500m。2、区域地下水为潜水，地下水位在48m，随季节变化。水质对混凝土无侵蚀性。(七)工程地质资料1、地基状况良好，地基承载力特征值 130 KPa。2、设计地震烈度8度。(八)处理厂地形图该污水处
16、理厂位于南阳市，地势平坦。厂区设计地面标高为270.30m，污水处理厂地形图见附图。(九)污水处理厂进水干管数据污水管进厂管内底标高265.80m，管径及充满度自查。(十)编制概算资料，并进行经济分析和工程效益分析。(十一)其它1.2设计水量的计算1.2.1城市平均日生活污水量南阳市位于河南省，属于第二区中、小城市，城市设计服务人口35万人，查室外给水设计规范GB 500132006，平均日居民生活用水定额为70120L/（人d），本次设计取120L/（人d）。城市平均日生活用水定额由下式计算：Q1=Nq (1-1)式中：Q1平均日居民生活污水设计流量(L/S) ；N 设计人口数（人）；q平均
17、日居民生活用水定额（L/人d）；排放系数，一般为0.8-0.9。本设计取0.9。Q1 =0.9351041201000 =37800m3/d1.1.2城市平均日公共建筑污水量Q2 =20% Q1 =20%37800=7560 m3/d1.1.3工业废水量Q3=13000 m3/d1.1.4混合污水量1.平均日混合物水量Qz1Qz1=Q1+Q2+Q3=37800+7560+13000=58360m3/d2.最高日混合物水量Qz2Qz2=K日 Qz1 (1-2)式中：Qz2最高日混合物水量，m3/d； K日日变化系数； Qz1平均日混合物水量，m3/d。Qz2=1.158360=64196 m3/
18、d3.最高时混合污水量Qz3Qz=Kz Qz1 (1-3)式中: Qz3最高时混合物水量，m3/d； KZ总变化系数； Qz1平均日混合物水量，m3/d。 Qz3=1.458360=81704m3/d4.设计水量表如下表1-1 设计水量表项目设计水量m/dm/hL/s平均日流量583602431.67675.46最大日流量641962674.83743.01最大时流量817043404.33945.651.3设计水质1.3.1设计生活水质查室外给水设计规范GB 500132006，居民综合用水定额为110-180L/（人d），本次设计取150L/（人d）。查室外给水排水设计规范（GB50014
19、-2006）知，每人每天排放的SS的量as =40-65g/（人d），本次设计取50g/（人d）；每人每天排放的BOD5的量as=25-50g/（人d），本次设计取35g/（人d）。按SS计：C1 = (1-4)式中：C1生活污水悬浮物浓度（mg/L）；as每人每日所排悬浮物的克数g/(人d)，取50g/(人d)；qs居民综合用水定额（L/人d）;排放系数，取0.9。C1 = 370.37mg/L按BOD5计：C2= (1-5)式中：C2生活污水BOD5浓度（mg/L）；as每人每日所排BOD5的克数g/(人d),取35g/(人d)；qs居民综合用水定额（L/人d）;排放系数，取0.9。C2=
20、 =259.26mg/L1.3.2工业废水水质BOD5250 mg/L COD450 mg/L SS300 mg/L TN35 mg/L NH3-N=25 mg/L TP4 mg/L PH781.3.3混合污水水质SS： (1-6)式中：C混合物水中SS的浓度（mg/L）；Q4居民综合污水量（m3/d）；Q3工业废水量（m3/d）；C1生活污水SS浓度（mg/L）；C1工业废水SS浓度（mg/L）；设计中Q4=Q1+Q2=45360m3/d，Q3=13000 m3/d，C1 = 416.67 mg/L ，C1= 300mg/L，故C=错误！未找到引用源。 =354.69mg/LBOD5： (1
21、-7)式中：C混合物水中BOD5的浓度（mg/L）；Q4居民综合污水量（m3/d）；Q3工业废水量（m3/d）；C2生活污水BOD5浓度（mg/L）；C2工业废水BOD5浓度（mg/L）；设计中Q4=45360m3/d，Q3=13000 m3/d，C2 =291.67 mg/L ，C2=250mg/L，故C=257.20mg/LCOD： (1-8)式中：C混合物水中COD的浓度（mg/L）；Q4居民综合污水量（m3/d）；Q3工业废水量（m3/d）；C3生活污水COD浓度（mg/L）；C3工业废水COD浓度（mg/L）；设计中Q4=45360 m3/d，Q3=13000 m3/d，C3 =40
22、0 mg/L ，C2=450mg/L，故=411.14mg/LNH3-N： (1-9)式中：C混合物水中NH3-N的浓度（mg/L）；Q4居民综合污水量（m3/d）；Q3工业废水量（m3/d）；C4生活污水NH3-N浓度（mg/L）；C4工业废水NH3-N浓度（mg/L）；设计中Q4=45360 m3/d，Q3=13000 m3/d，C4 =30 mg/L ，C2= 25mg/L，故C=28.89mg/LTN： (1-10)式中：C混合物水中TN的浓度（mg/L）；Q4居民综合污水量（m3/d）；Q3工业废水量（m3/d）；C5生活污水TN浓度（mg/L）；C5工业废水TN浓度（mg/L）；设
23、计中Q4=45360 m3/d，Q3=13000 m3/d，C5 =45 mg/L ，C5= 35mg/L，故C=42.77 mg/LTP： (1-11)式中：C混合物水中TP的浓度（mg/L）；Q4居民综合污水量（m3/d）；Q3工业废水量（m3/d）；C6生活污水TP浓度（mg/L）；C6工业废水TP浓度（mg/L）；设计中Q4=45360 m3/d，Q3=13000 m3/d，C6 =3.4 mg/L ，C2= 4.0mg/L，故C=3.53mg/L校核BOD5/ COD=257.20/411.14=0.630.3,可生化性好。1.3.4排水水质污水处理厂出水水质参考城镇污水处理厂污染物
24、排放标准（GB189182002）中一级A标准，其出水水质控制为：CODcr50mg/L， SS10mg/L， BOD510mg/LTN=15mg/L， NH3-N=5（8）mg/L， TP0.5mg/L根据排水要求和排水水质，计算去除率如表1-2所示。表1-2 去除率序号基本控制项目进水水质（mg/L）一级A出水水质（mg/L）去除率（%）1BOD5257.201096.112COD411.145087.843SS354.691097.184TN42.771564.935NH3-N28.895（8）82.69(72.31)6TP3.530.585.841.4设计当量人口N=N1+ N2 (1
25、-12)式中：N设计当量人口数（人）；N1居住区人口数（人）；N2工业废水折合成人口当量数（人）。N2= (1-13)式中：ci工业废水中SS或BOD5的浓度（mg/L）；Qi工业废水平均日的流量(m3/d)；as每人每日所排SS或BOD5的克数。按SS计按BOD5计设计人口当量：SS： N=N1+ N2=35+7.8=42.8万人BOD5： N=N1+ N2=35+9.3=44.3万人第2章 工艺流程的确定2.1污水处理中生物方法的比较2.1.1适用于中小型污水处理处理厂脱氮除磷工艺在确定用生化法对污水进行处理后，通过比较，我们选择出几个适用于中小型污水处理厂的脱氮除磷工艺：SBR工艺、氧化
26、沟、A2/O和UCT工艺。1.SBR工艺（1）工艺流程SBR工艺流程图如图所示：图2-1 SBR工艺流程图分为五个工序：进水、反应（曝气）、沉淀、排放和闲置，从某个进水期开始到下一个进水期开始之前的一段时间成为一个工作周期。通过工作周期周而复始地反复进行来处理污水。（2）工艺特点1）工艺里程简单，造价低，布置紧凑，节省土地；2）反应效率高，处理效果好；3）生物环境多样，脱氮除磷效果较好；4）沉淀效果好，污泥沉降性能好；5）对出水水质、水量波动适应性好。6）SBR工艺对自控系统要求高，工序复杂，对操作人员要求高；7）SBR工艺是间歇性进水，对单池系统，在非进水工序无法处置连续来水。若采用多池系统
27、，进水得在各个池子之间循环切换，更增加了SBR工艺操作的复杂性，在工程应用上有一定的局限性；2.氧化沟(1)工艺流程氧化沟工艺流程图如图所示：图2-2 氧化沟工艺流程图随着离曝气器距离的增加，溶解氧浓度降低，故整个氧化沟出现好氧区缺氧区好氧区缺氧区的交替变化，以此来降解污染物和达到脱氮的目的。(2)工艺特点1）处理流程比较简单，操作管理方面，对操作人员要求不高；2）构造形式多样，运行较为灵活；3）出水水质良好，可以实现脱氮；4）对于小型污水处理厂，基建投资和运行费用低。5）无法实现除磷的目的；6）对于中、大型污水厂，基建费用和运行费用较高；7）氧化沟占地面积大。3. A2/O(1)工艺流程A2/O工艺流程图如图所示：图2-3 A2/O工艺流程图污水在厌氧池内，可以将大分子有机物转化成挥发性脂肪酸等低分子物质，且
