水污染控制工程课程设计姓名：学号：二O一三年六月目录1原始资料 (1)1.1厂址及场地现状 (1)1.2气象资料 (1)1.3污水排水接纳河流资料 (1)1.4污水水量 (1)1.5污水水质 (1)1.6方案选择 (1)2各处理构筑物的设计计算 (1)2.1格栅 (1)2.1.1设计参数 (2)2.1.2设计计算 (2)2.2污水提升泵房 (3)2.2.1设计参数 (3)2.2.2设计计算 (3)2.2.3设计参数 (4)2.2.4设计计算 (4)2.3平流沉砂池 (5)2.4设计参数 (5)2.5设计计算 (5)2.5.1设计参数 (7)2.5.2设计计算 (7)2.6曝气池 (8)2.6.1曝气池及曝气系统的计算与设计 (8)2.7A/O脱氮曝气池 (9)2.7.1设计参数： (9)2.7.2A/O池主要尺寸： (9)2.7.3剩余污泥量 (10)2.7.4曝气系统 (10)2.8二沉池 (11)2.8.1设计参数 (11)2.8.2设计计算 (11)3高程布置 (12)2设计说明书1 原始资料1.1 厂址及场地现状污水处理厂拟用场地较平坦，生活污水将通过新建管网输送到污水厂，来水管管低标高为-4.50m ，充满度为0.5m 。

1.2 气象资料常年平均气温16℃；极端温度：最高40.3℃，最低-8℃。

全年主导风向为：冬季西北风，夏季东南风，平均风速2.3m/s 。

1.3 污水排水接纳河流资料该污水厂的出水直接排入河流，最高洪水位（50年一遇）为-3.0m ，常水位为-5.0m ，枯水位为-7.0m 。

1.4 污水水量平均日流量Q=40000m 3/d设计最大流量Q max =QK Z =52000 m 3/d=601.85L/s1.5 污水水质污水→中格栅→提升泵房→细格栅→沉砂池→初沉池→脱氮池→曝气池→二沉池→接触池→处理水排放2 各处理构筑物的设计计算2.1 格栅进水工作平台栅条中格栅计算草图2.1.1 设计参数设计流量Q max =52000m 3/d栅前流速v 1=0.8m/s ，过栅流速v 2=0.9m/s 栅条宽度S=0.01m ，格栅间隙b=0.03m 栅前部分长度0.5m ，格栅倾角α=60° 单位栅渣量ω1=0.05m 3栅渣/1000m 3污水2.1.2 设计计算设栅前水深h=0.6m,则栅条间隙数：条359.06.003.060sin 6019.0b sin max 2=⨯⨯︒==hv Q n α栅槽有效宽度：B=S （n-1）+bn=0.01（35-1）+0.03×35=1.39m进水渠道渐宽部分长度：m B B L 81.020tan 28.039.1tan 2111=︒-=-=α栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度：m L L 405.0281.0212===栅条边为锐变矩形断面，取β=2.42，K=3，则过栅水头损失：m K g v Sh 06.0360sin 81.929.0)03.001.0(42.2sin 2）b（β23423/41=⨯︒⨯⨯⨯==α栅后槽总高度:取栅前渠道超高 h 2=0.3m栅前槽总高度:21h h H +==0.6+0.3=0.9m栅后槽总高度:21h h h H ++==0.6+0.06+0.3=0.96m格栅总长度:L=L 1+L 2+0.5+1.0+H 1tan α=0.81+0.405+1.5+0.9tan60=3.24m每日栅渣量：dm d m K W Q W Z /2.0/210003.18640005.060185.010*******max 331>=⨯⨯⨯=⨯⨯=宜采用机械清渣.2.2 污水提升泵房污水提升泵房计算草图2.2.1 设计参数设计流量：Q=602L/s2.2.2 设计计算污水提升前水位-4.06m （既泵站吸水池最底水位）,提升后水位3.94m （即细格栅前水面标高）。

提升净扬程Z=3.94-（-4.06）=8m 水泵水头损失取2m从而需水泵扬程H=Z+h=10m 采用MN 系列污水泵（30MN -33B ） 该泵提升流量4800m 3/h ，扬程10.6m ，转速415r/min ，功率153.96Kw,效率90%。

占地面积为S=π52＝78.54m 2，即为圆形泵房D ＝10m,高12m,泵房为半地下式，地下埋深7m ，水泵为自灌式。

泵后细格栅进水细格栅计算草图2.2.3 设计参数设计流量Q=0.602m 3/s (用远期的考虑) 栅前流速v 1=0.8m/s ，过栅流速v 2=0.9m/s 栅条宽度S=0.01m ，格栅间隙b=10mm 栅前部分长度0.5m ，格栅倾角α=60° 单位栅渣量ω1=0.10m 3栅渣/103m 3污水2.2.4 设计计算设栅前水深h=0.6m,则栅条间隙数：条1049.06.001.060sin 6019.0b sin max 2=⨯⨯︒==hv Q n α设计三组格栅，每组格栅间隙数n=35条栅槽有效宽度：B=S （n-1）+bn=0.01（35-1）+0.01×35=0.69m 则槽总宽度（栅槽壁厚0.2m ） B 总=3B +0.2×2=3×0.69+0.2×2=2.47m进水渠道渐宽部分长度：m B B L 29.220tan 28.047.2tan 2111=︒-=-=α栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度：m L L 145.1229.2212===栅条边为锐变矩形断面，取β=2.42，K=3，则过栅水头损失：m K g v Sh 26.0360sin 81.929.0)01.001.0(42.2sin 2）b（β23423/41=⨯︒⨯⨯⨯==α栅后槽总高度:取栅前渠道超高 h 2=0.3m栅前槽总高度:21h h H +==0.6+0.3=0.9m栅后槽总高度:21h h h H ++==0.6+0.26+0.3=1.16m格栅总长度:L=L 1+L 2+0.5+1.0+H 1tan α=2.29+1.145+1.5+0.9tan60=5.45m每日栅渣量：dm d m K W Q W Z /2.0/410003.1864001.060185.010*******max 331>=⨯⨯⨯=⨯⨯=宜采用机械清渣.2.3 平流沉砂池进水图4 平流式沉砂池计算草图出水2.4 设计参数设计流量：Q=601.85L/s设计流速：v=0.30m/s 水力停留时间：t=30s2.5 设计计算沉砂池长度：L=vt=0.3×30=9m水流断面积：A=Q/v=0.60185/0.3=2m 2设格数n=2，每格宽b=1m ，则池总宽度：B=nb=2×1=2m有效水深：h 2=A/B=2/2=1m设间隔时间T=1.5d ，则贮泥区所需容积：365z 1max 18.1103.1305.160185.0864001086400m K TX Q V =⨯⨯⨯⨯=⨯=每格沉砂池设两个沉砂斗，则每格沉砂斗的体积:3145.0228.12m V V =⨯==沉砂斗各部分尺寸及容积：设计斗底宽a 1=0.6m ，斗壁与水平面的倾角为60°，斗高h d =0.6m ， 则沉砂斗上口宽：m a h a d 3.16.060tan 6.0260tan 21=+︒⨯=+︒=沉砂斗容积：322211257.0)6.026.03.123.12(66.0)222(6m a aa a h V d =⨯+⨯⨯+⨯=++=采用重力排砂，设计池底坡度为0.06，坡向沉砂斗长度为：m aL L 2.323.129222=⨯-=-=沉沙室高度为：h 3=h d +0.06L 2 =0.6+0.06×3.2=0.792m设超高h 1=0.3m ，则池总高度：H=h 1+h 2+h 3=0.3+1+0.792=2.092m进水渐宽部分长度:m B B L 65.120tan 28.0220tan 211=︒-=︒-=出水渐窄部分长度:L 3=L 1=1.65m校核最小流量时的流速：s m s m A K Q v /15.0/231.023.160185.0z max min >=⨯==，符合要求3.5 初沉池本设计选用中心进水，周边出水的幅流式沉淀池，采用机械刮泥。

2.5.1 设计参数设计流量Q=2166.7m 3/h 人口总量N=24万2.5.2 设计计算池子总表面积：污水表面负荷q=2.0m 3/（m 2×h ） n=2座 27.541227.21662m q Q A =⨯==池径D =√4A π=26.3m有效水深：取水力停留时间t=1.5hh 2=qt=2×1.5=3m沉淀池总高度：取S=0.5L/(p.d) 机械刮泥 t=4h每池每天污泥量341102421000410245.01000t V m n SN =⨯⨯⨯⨯⨯=== 污泥斗容积322222121517.12)1122(373.1)(3m r r r r h V =+⨯+⨯=++=ππm tg tg r r h 73.160)12()(215=-=-= α坡底落差h 4=(R -r 1)×i=(13.15-2)×0.05=0.56m 因此,池底可储存污泥的体积 322211222.119)2215.1315.13(356.0)(34m r Rr R hV =+⨯+⨯=++=ππ332110m 9.1312.1197.12m V V V >=+=+=，足够沉淀池总高度m h h h h h H 09.673.156.05.033.054321=++++=++++=沉淀池周边的高度h 1+h 2+h 3=0.3+3+0.5=3.8m长宽比的校核：D/h 2=26.3/3=8.77(介于6～12之间) 合格2.6 曝气池2.6.1 曝气池及曝气系统的计算与设计BOD —污泥负荷率的确定：取BOD —污泥负荷率(N S )为0.3kg BOD 5/（kgMLSS ·d ）)/(3.09.075.0200185.052d kgMLSS kgBOD Sef K N S ⋅=⨯⨯==η 其中S e =20 9.020020200=-=η，75.0==MLSS MLVSS f结果证明N S 值取0.3是适宜的。

混合液污泥浓度（X ）的确定根据Ns=0.3可知SVI 在100—150间，取SVI=120 Xr =106SVIr =10000mg/L ，取R=0.5L X R RX /mg 330010000)5.01(5.0r )1(=+=⋅+=曝气池容积的确定3a 1050533003.0200242167m X N QS V S =⨯⨯⨯==确定曝气池各部分尺寸的确定设2组曝气池，每组容积为V 单=10505/2=5252.5m 3 取池深h=4.2m ，则每组面积：26.1250hm VF ==池宽取8米，B/h=8/4.2=1.91(介于1～2之间) 符合规定池长：L=F/B=1250.6/8=156.33mL/B=156.33/8=19.54﹥10符合规定设三廊道式曝气池，廊道长：m LL 11.52333.15631===介于50~70之间，合理 取超高为0.5米，则池总高度为：H=4.2+0.5=4.7m2.7 A/O 脱氮曝气池 2.7.1 设计参数：S 5污泥指数：SVI=150 回流污泥浓度： Xr =106SVIr =6600mg/L （r=1）污泥回流比：R=100%曝气池内混合液污泥浓度：3m /kg 3.3/mg 33006600111r )1(==⨯+=⋅+=L X R RXTN 去除率 ：6875.0481548=-=N η内回流比:R 内=ηN1−ηN=220%2.7.2 A/O 池主要尺寸：有效容积：3a 21010330015.0200242167m X N QS V S =⨯⨯⨯==有效水深：H 1=4.5m曝气池总有效面积：S 总=V/H 1=4668.9m 2 分两组，每组有效面积S=S 总/2=2334.5m 2设5廊道式曝气池，廊宽为8m ，单组曝气池池长：L 1=S5×b =2334.55×8=58.4m污水在A/O 池中停留的时间：t=V/Q=21010/2167=9.7hA ：O=1：4，则A 段停留时间：t 1=1.94h ；O 段停留时间：t 2=7.76h 取超高为0.5米，则池总高度为：H=4.5+0.5=5m2.7.3 剩余污泥量W =aQ 平L r −bVX v +S r Q 平×50%降解BOD 生成污泥量：W 1=aQ 平L r =0.55×0.18×40000=3960kg/d 内源呼吸分解污泥量：W 2=bVX v =0.05×21010×3.3×0.7=2426.7kg/d 不可生物降解和惰性悬浮物量：W 3=S r Q 平×50%=(0.15−0.02)×40000×0.5=2600kg/d剩余污泥量：W =W 1−W 2+W 3=3960−2426.7+2600=4133.3kg/d 每日生成的活性污泥量X w =W 1−W 2=1533.3kg/d 湿污泥量：污泥含水率P=99.2%Q s =W 1000(1−P)=4133.3(1−0.992)×1000=516.7m 3/d污泥龄：θc =VX v X w=21010×2.311533.3=31.65d >10d2.7.4 曝气系统需氧量： O 2=a ′Q 平L r +b ′N r −b ′N D −c ′X W =8882.3kg/d O 2max =a ′Q max L r +b ′N r −b ′N D −c ′X W =12311.9kg/d缺氧段在水下设叶片式浆板或推进式搅拌器，使进水与回流污泥充分混合 每日去除BOD 5值：BOD 5=QS r =40000×0.18=7200kg/d去除每千克BOD 5的需氧量：∆O 2=O 2BOD r=8882.37200=1.23kgO 2/kgBOD 5最大需氧量与平均需氧量之比：O 2max O 2=12311.98882.3=1.39曝气池内平均溶解氧饱和度：采用网状模型中微孔空气扩散器，敷设于池底，距池底0.3m ，淹没深4.2m ，计算温度定为30℃。