第一章总论第一节设计任务和内容1、设计任务题目：某城市日污水处理厂工艺设计污水处理课程设计的任务在于加深理解所学专业知识，培养运用所学专业知识的能力，在设计、计算、绘图方面得到锻炼。

针对一座二级处理的城市污水处理厂，要求对主要污水处理构筑物的工艺尺寸行设计计算，确定污水厂的平面布置和高程布置。

最后完成设计计算说明书和设计图(污水处理厂平面布置图和污水处理厂高程图)。

2、设计内容（1）对工艺构筑物选型作说明；（2）主要处理设施(格栅、沉砂池、初沉池、曝气池、二沉池)的工艺计算；（3）污水处理厂平面和高程布置。

第二节基本资料1、污水水量与水质污水处理水量：单号双号221班 17万m3/d 15万m3污水水质：200mg／L，SS 250mg／L，氨氮15mg／L.CODcr 450mg／L，BOD52、处理要求污水经二级处理后应符合国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918-2002）排放标准中二级标准的要求。

即排放标准浓度见表1所示。

表1 基本控制项目最高允许排放浓度3、污水处理程度：污水处理程度见表2所列。

表2 污水处理进出水水质项目CODcr （mg／L）BOD5（mg／L）SS （mg／L）氨氮（mg／L）进水水质出水水质去除率η450≤100≥77.8%200≤30≥85.0%250≤30≥88.0%15≤25—4、气象与水文资料风向：多年主导风向为北东风；气温：最冷月平均为-3.5℃；最热月平均为32.5℃；极端气温：最高为41.9℃，最低为-17.6℃；最大冻土深度为0.18m；水文：降水量多年平均为每年728mm；蒸发量多年平均为每年1210mm；地下水水位，地面下5～6m。

5、厂区地形污水厂选址区域海拔标高在64～66m之间，平均地面标高为64.5m。

平均地面坡度为0.30‰～0.5‰，地势为西北高，东南低。

厂区征地面积为东西长380m，南北长280m。

第二章污水处理工艺流程说明第一节处理工艺流程污水拟采用传统活性污泥法工艺处理，具体流程如图1所示。

图1 污水处理工艺流程图第二节工艺方案分析1、工艺方案概况：／CODcr＝0.44，可该设计项目污水处理的特点为：①污水以有机污染为主，BOD5、CODcr、SS值比一般城市污水高70％生化性较好；②污水中主要污染物指标BOD5N浓度较低，不必完左右。

重金属及其他难以生物降解的工艺尚应硝化，考虑到NH3-全脱氮。

针对以上特点，以及出水要求，现有城市污水处理技术的特点，以采用生化处理最为经济。

根据国内外已运行的大、中型污水处理厂的调查，要达到确定的治理目标，可采用“普通活性污泥法”。

2、普通活性污泥法方案：普通活性污泥法，也称传统活性污泥法，推广年限长，具有成熟的设计及运行经验，处理效果可靠。

自20世纪70年代以来，随着污水处理技术的发展，本方法在工艺及设备等方面又有了很大改进。

在工艺方面，通过增加工艺构筑物可以成为“A／O”或“A2／O”工艺，从而实现脱N和除P。

在设备方面，开发了各种微孔L曝气池，使氧转移效率提高到20％以上，从而节省了运行费。

可达10～20mg／L。

它的普通活性污泥法如设计合理、运行管理得当，出水BOD5缺点是工艺路线长，工艺构筑物及设备多而复杂，运行管理困难，基建投资及运行费均较高。

国内已建的此类污水处理厂，单方基建投资一般为1000～1300元／m3·d，运行费为0.2～0.4元／(m 3·d)或更高。

第三章 处理构筑物设计第一节 格栅间和泵房 一、 选型说明因不采用池底空气扩散器形成曝气，格栅的作用主要是对水泵和后续处理设备起保护作用，保证整个污水处理系统的正常运行，故宜采用中格栅，并倾斜安装机械格栅,而提升水泵房选用螺旋泵，为敞开式提升泵，为减少栅渣量，格栅栅条间隙拟定为21.00mm 。

二、 设计计算一 、格栅1、设计流量：平均日流量: Q d ＝15.0万m 3／d ＝6250m 3／h ＝1.97m 3／s设计流量选用最大时流量: Q max ＝Kz ·Q d ＝1.20×6250＝7500(m 3／h) ＝2.08m 3／s 式中 K z ——变化系数，为1.2 设置两座，每座流量为1.04 m 3／s.2、设计参数：栅条间隙: b=22.0mm 栅前槽宽: vQB 21≈1.44 m 栅前水深: h=B 1/2=1.44/2 m=0.72 m 过栅流速: v ＝1.0m ／s 安装倾角: α＝60°3、格栅设计计算：○1 栅条间隙数(n): n = Q max （sin α）1/2 / b.h.v = 1.04×（sin60°）1/2 /0.021×0.72×1.0=64(个)○2 栅槽有效宽度(B): 设计栅条宽 S=0.02m.B ＝S.(n －1)+b.n ＝0.02×(64-1)＋0.022×64＝2.6(m)选用GH-2000链式旋转格栅除污机2台，水槽宽度B ＇=2.0m ，有效栅宽B 〃=1.6m.实际过流流速:n=(B〃+S)/(S+b)= (1.6+0.02)/(0.02+0.022) =40(条)v = Qmax（sinα）1/2 / b.h.n = 1.04×（sin60°）1/2 /（0.022×0.72×40）= 1.49 m／s＜1.50m／s○3进水渠渐宽部分长度L1 ：(取α1=15°)L1=(B＇-B1)/2tanα1=(2.0-1.44)/2×tan15°=1.04（m）○4栅槽与出水渠连接处的渐宽部分长度L2:L2=0.5L1=0.52（m）○5过栅水头损失(h2)（栅条断面形状为正方形断面）:h2=k. ζ.v2/2g. sinα = k.[b+s)/ε.b -1 ]2.v2/2g. sinα=3×[(0.022+0.02)/0.64×0.022 -1]2×1.02/2×9.8×sin60°=0.52(m) 式中： K——格栅受污物堵塞时水头损失增大的倍数，一般取K=3.ζ——阻力系数○6栅后槽的总高度H：H=h + h1+ h2= 0.72+0.3 +0.52 =1.54(m)h1为格栅前渠道超高,为0.3m.○7栅槽总长度L:L = L1+L2+0.5m+1.0m +H1/tanα = 1.04+0.52+1.5 +(0.72+0.3)/ tan60°= 3.65(m) ○8栅渣量计算:对于栅条间隙b＝22.0mm的中格栅，对于城市污水，每单位体积污水拦截污物为W1＝0.06m3／103m3。

每日栅渣量为:W总= Qmax. W1/Kz×1000 = 1.04×0.06×86400/(1.2×1000) =4.5 m3／d.拦截污物量大于0.2m3／d，宜采用机械清渣。

4、设计示意图格栅设计示意图见图2所示。

图2 格栅设计示意图二、污水提升泵站1、设计说明采用传统活性污泥法工艺方案，对于新建污水处理厂，工艺管线可以充分优化，故污水只考虑一次提升。

污水经提升后流入沉砂池。

然后通过初沉池、曝气池、二沉池、消毒池。

2、设计计算污水提升前水位为-2.7m，二沉池出水井出水水面相对原地面标高为-0.3m.○1单台泵流量：根据最大设计流量Q max＝7500 m3／h，按8用2备配置，单台泵流量q=7500/8 m3／h = 937.5 m3／h .○2扬程估算：各处理构筑物的水头损失如下表3所示。

表3 各处理构筑物的水头损失构筑物名称水头损失（cm）构筑物名称水头损失（cm）格栅沉砂池沉淀池平流辐流10－2510－2520－4050－60配水井曝气池:污水潜流入池污水跌水入池10－2025－5050－150泵后构筑物总水头损失=出水井水损+ 沉砂池（平流式）水损 + 初沉池（平流式）水损 +曝气池（推流式）水损+二沉池（辐流式）水损+消毒接触池水损+自由水头=0.3+0.2+0.3+0.4+0.55+0.2+0.5 = 2.45 m取泵站内水头损失为0.4m，自由水头为1.0m，所以水泵扬程= 常水位-最低水位+泵后构筑物总水头损失+ 泵站内水头损失 +自由水头 = -0.3–( -2.7)+2.45+0.5+1.0 =6.35 m○3根据流量和扬程选择泵的型号：选则8用2备250WD型立式离心式污水泵，采用自动耦合式安装形式，流量Q=1000 m3／h ，扬程H=25 m，转速980r/min,额定轴功率92 kW，效率η=74%，允许吸上真460mm，泵重1160Kg.空高度5m，叶轮直径D23、提升泵房离心式泵泵体室外安装，电机、减速机、电控柜、电磁流量计显示器室内安装，另外考虑一定检修空间。

第二节沉砂池一、选型说明沉砂池的设置目的是去除污水中的泥沙，煤渣等相对密度较大的无机颗粒，以免影响后续构筑物的正常运行；平流式沉砂池是沉砂池最常用的一种，它的截留效果好，工作稳定，构造亦简单。

污水经螺旋泵提升后进入平流式沉砂池，共两组对称于提升泵房中轴线布置，每组分为两格。

沉砂池池底采用多斗集砂，沉砂由螺旋离心泵自斗底抽送至高架砂水分离器，砂水分离通人压缩空气洗砂，污水回至提升泵前，净砂直接卸人自卸汽车外运。

二、设计计算1、设计参数＝3750 m3／h＝1.04 m3／s，设计水力停留设计两组沉砂池，则每组设计流量为Qmax时间t＝50s，水平流速v＝0.2m／s。

2、池体计算○1长度L：L= v.t =0.2×50 =10.0 m○2水流断面面积A：A= Q max/v=1.04/0.2 = 5.2 m2○3池总宽度：设n =2格，每格宽b =1.5 m，则B=n.b = 2×1.5 =3.0 m○4有效水深： h2 = A/B = 5.2/3.0=1.73m○5沉砂室所需容积: 设T=2日，V = QmaxX.T×86400/Kz×106 = 1.04×30×2×86400 / (106 ) = 5.4 m3○6每个沉砂斗容积: 设每一分格有两个沉砂斗，则V= 5.4/(2×2)=1.3 m3○7沉砂斗各部分尺寸：设斗底宽b1=1.0 m，斗壁与水平面的倾角为55°，斗高h3＇= 0.5 m 。

(1) 沉砂斗上口宽：b2 = b1+ 2 h3＇/ tan55°= 1.0 + 2×0.5/tan55°=1.9 m(2) 沉砂斗容积：V 0 =[ h3＇×(b.b2+ b2.b1+ b12 )]/3 = [0.5×（1.5×1.9+1.9×1.0+1.02）]/3=1.1m3○8沉砂室高度:采用重力排砂，设池底坡度为0.06，坡向砂斗.h3 = h3＇ + 0.06 l2= 0.5 + 0.06×（ L-2b2-b＇）/2= 0.5 + 0.06× ( 10- 2×1.9 -0.5)/2 = 0.67 m ○9池总高度：设超高h1=0.3m ，则H = h1+h2+h3=0.3 + 1.73+ 0.67 = 2.7 m3、进水、出水及撇油污水直接从螺旋泵出水渠进入，设置进水挡墙，出水由池另一端淹没出水，出水端前部设出水挡墙，出水挡墙高度均为1.0 m。