课程设计模板 2012- 副本

课程设计

题 目 某城市11×104m3

/d污水处理厂

设计——平面和高程布置设计

学 院 资源与环境学院 专 业 环境工程 姓 名 学 号 指导教师 二O一二年六月十五日

课程设计任务书

学院 资源与环境学院 专业 环境工程 姓名 学号

题目 某城市11×104m3/d污水处理厂设计——平面和高程布置设计 一、课程设计的内容

（1）污水处理厂的工艺流程比选，并对工艺构筑物选型做说明； （2）主要处理设施的工艺计算数据； （3）确定污水处理厂平面和高程布置； （4）绘制污水处理厂平面和高程布置图纸。

二、课程设计应完成的工作

（1）确定合理的污水处理厂的工艺流程，并对所选择工艺构筑物选型做适当说明；

（2）确定主要处理构筑物的尺寸，完成设计计算说明书； （3）绘制污水处理厂的平面及高程的设计图纸。

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课程设计评语

学院 资源与环境学院 专业 环境工程 姓名 学号

题目 某城市11×10m3/d污水处理厂设计——平面和高程布置设计 指导小组或指导教师评语：

评定成绩

2012年6月20日 指导教师 4

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目 录

1 总论 .................................................................2

1.1 设计规模 .......................................................2 1.2 设计原则 .......................................................2 1.3 设计依据 .......................................................2 1.4设计要求 ........................................................2 2 污水工艺流程确定 .....................................................3

2.1 处理污水量及水质 ...............................................3 2.2 处理工艺流程 ...................................................3 2.3气象与水文资料 ..................................................3 2.4厂区地形 ........................................................3 3污水厂平面布置 .......................................................4

3.1污水厂平面总图布置原则： ........................................4 3.2污水厂各构筑物尺寸 ..............................................4 3.3污水厂平面布置图 ................................................5 4污水厂高程布置 .......................................................6

4.1污水厂高程布置原则 ..............................................6 4.2污水厂高程布置计算公式及相关计算 ................................6 4.3高程布置图的绘制 ...............................................10 结 论 ..............................................................11 参 考 文 献 ...........................................................12

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1 总论

1.1 设计规模

设计的污水处理厂的处理规模 11×104m3/d。

1.2 设计原则

(1)处理效果稳定，出水水质好；

(2)工艺先进，工艺流程尽可能简单，构筑物尽可能少，运行管理方便； (3)污泥量少，污泥性质稳定； (4) 基建投资少，占地面积少。

1.3 设计依据

《室外排水设计规范GB50014-2006》； 《给水排水设计手册》第1、5、9、11册； 《给排水工程快速设计手册》第2册；

《城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准CJJ31-89》； 《给水排水制图标准GB-T50106-2001》； 《水污染控制工程》高廷耀。

1.4设计要求

污水经二级处理后应符合以下具体要求：

CODcr≦70mg/L; BOD5≦20 mg/L;SS≦30 mg/L

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2 污水工艺流程确定

2.1 处理污水量及水质

处理水量11×104m3/d CODcr 450mg/L BOD5 200mg/L SS 250mg/L

2.2 处理工艺流程

污水拟采用传统活性污泥法工艺处理，具体流程如下：

污水→格栅→污水泵房→沉砂池→初沉池→曝气池→二沉池→消毒池→出水

2.3气象与水文资料

风向：多年主导风向为北北东风；

气温：最冷月平均为5℃；最热月平均为32.5℃；极端气温，最高为41.9℃，最低为-1℃，最大冻土深度为0.05m；

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。

2.4厂区地形

污水厂选址在64-66m之间，平均地面标高为64.5m。平均地面坡度为0.3%-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。

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3污水厂平面布置

3.1污水厂平面总图布置原则：

功能分区，远近期结合，充分绿化

处理单元构筑物的平面布置：紧凑合理，间距适当，避免迂回，减少损失，土方平衡

管、渠的平面布置：主次有别，避免矛盾 污泥处理构筑物的布置：独立区域，确保安全

辅助建筑物的布置：利于生产，安全环保，注重厂前区的环境建设 厂区道路的布置：区域分割，安全便捷

3.2污水厂各构筑物尺寸

污水厂选址在64-66m之间，平均地面标高为64.5m。平均地面坡度为0.3%-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。

风向：多年主导风向为北北东风；

气温：最冷月平均为5℃；最热月平均为32.5℃；极端气温，最高为41.℃，最低为-1℃，最大冻土深度为0.05m；

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。 （比例按1：1000计算）

格栅 长：2.9米 宽：1.97米 三个 泵房 长：11米 宽：10米 一个

沉砂池 长：24米 宽：1.7米 高3米 三座，每座2栏 初沉池 长：43.2米 宽：6.37米 高10.25米 十座

曝气池 长：137.5米 宽：8米 高6米 四座，每座3道回廊 二沉池 直径44米 高6米 六个，两组 二沉池配水井 直径1.5 两个 消毒池 长：10米 宽：5米

主楼、宿舍、库房、食堂按实际场地预留比例设计

其中格栅、泵房、二沉池配水井比例换算太小，在图纸上不明显，故没有按比例画图，其余构筑物都按所给1：1000比例绘制。

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3.3污水厂平面布置图

图纸1

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4污水厂高程布置

4.1污水厂高程布置原则

1 、选择一条距离最长、水头损失最大的流程进行水力计算，并应适当留有余地，以保证在任何情况下，处理系统能够正常运行；

2 、污水尽量经一次提升就应能靠重力通过净化构筑物，而中间不应再经加压提升；

3 、计算水头损失时，一般应以近期最大流量作为处理构筑物和管渠的设计计算流量；

4 、污水处理后污水应能自流排入下水道或水体，包括洪水季节（一般按25年1遇防洪标准考虑）。应尽可能使污水处理工程的出水管渠高程不受洪水顶托，并能自流。注意排放水位一定不选取每年最高水位，因为其出现时间较短，易造成常年水头浪费，而应选取经常出现的高水位作为排放水位。

5 、高程的布置既要考虑某些处理构筑物（如沉淀池、调节池、沉砂池等）的排空，但构筑物的挖土深度又不宜过大，以免土建投资过大和增加施工的困难。 6 、高程布置时应注意污水流程和污泥流程的结合，尽量减少需提升的污泥量。污泥浓缩 、消化池等构筑物高程的确定，应注意它们的污泥能排入污水井或者其他构筑物的可能性。

7 、进行构筑物高程布置时，应与厂区的地形、地质条件相联系。当地形有自然坡度时，有利于高程布置；当地形平坦时，既要避免二沉池埋入地下过深，又应避免沉砂池在在地面上架得很高，这样会导致构筑物造价的增加，尤其是地质条件较差、地下水位较高时。

4.2污水厂高程布置计算公式及相关计算

污水处理厂高程布置的任务是：确定各处理构筑物和泵房等的标高，选定各连接管渠的尺寸并决定其标高。计算决定各部分的水面标高，以使污水能按处理流程在处理构筑物之间通畅地流动，保证污水处理厂的正常运行。

污水处理厂的水流常依靠重力流动，以减少运行费用。为此，必须精确计算其水头损失（初步设计或扩初设计时，精度要求可较低）。水头损失包括：

（1）水流流过各处理构筑物的水头损失，包括从进池到出池的所有水头损失在内；在作初步设计计算时可按表1估算、验证。

表1 处理构筑物的水头水损失

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构筑物名称 格栅 沉砂池 沉淀池：平流 竖流 辐流 水头损失 (cm) 10~25 10~25 20~40 40~50 50~60 双层沉淀池 曝气池： 污水跌水入池 10~20 25~50 50~150 构筑物名称 水头损失 (cm) 生物滤池(工作 高度为2m时)： 1)装有旋转式270~2布水器 80 2)装有固定喷450~4洒布水器 75 混合池或接触10~30 池 200~3污泥干化场 50

(2)水流流过连接前后两构筑物的管道(包括配水设备)的水头损失，包括沿程与局部水头损失。

(3)水流流过量水设备的水头损失。

水力计算时，应选择一条距离最长、水头损失最大的流程进行计算，并应适当留有余地；以使实际运行时能有一定的灵活性。

计算水头损失时，一般应以近期最大流量（或泵的最大出水量）作为构筑物和管渠的设计流量，计算涉及远期流量的管渠和设备时，应以远期最大流量为设计流量，并酌加扩建时的备用水头。

设置终点泵站的污水处理厂，水力计算常以接受处理后污水水体的最高水位作为起点，逆污水处理流程向上倒推计算，以使处理后污水在洪水季节也能自流排出，而水泵需要的扬程则较小，运行费用也较低。但同时应考虑到构筑物的挖土深度不宜过大，以免土建投资过大和增加施工上的困难。还应考虑到因维修等原因需将池水放空而在高程上提出的要求。

各构筑物间连接管渠的水力计算见下表： 初沉池到曝气池管

Q（m3/h） I V（m/s） L（m） ζ（‰） DN(mm)

道

出水管道 4583.8 2.84 1.63 19 1000 二沉池到消毒池管

2291.7 2.32 1.21 33 0.1 800

道 763.9 3.13 1.08 12 500 曝气池到二沉池管

763.9 3.13 1.08 3 500

道 763.9 3.13 1.08 27 2*1.10 500 763.9 3.13 1.08 3 500

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初沉池到曝气池管道

沉砂池到初沉池

1145.8 2291.7 2291.7 1145.8 1145.8 1833 5500 550

0.629 2.32 2.32 0.629 0.629 2.99 4.01 1.67

0.63 1.21 1.21 0.63 0.63 1.33 1.94 0.302

4 25 15 7 4 5 105 15

1.6 1.6 1.1 1.1 1.1

800 800 800 800 800 700 1000 800

（局部损失系数查表）

处理后的污水排污水处理厂就近的河流。假设河流水位远低于渠道水位，故构筑物高程受渠道水位控制，计算时，以出水管水位作为起点，逆流程向上推算各水面标高。考虑到二次沉淀池挖土太深时不利于施工，故排水总管的管底标高与出水管中的设计水位平接（跌水0.8m）。

污水厂选址在64-66m之间，平均地面标高为64m。平均地面坡度为0.3%-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。

所以污水处理厂的设计地面高程为64m。

高程计算中，沟管的沿程水头损失按上表所定的坡度范围计算，局部水头损失按流速水头的倍数计算。堰上水头按有关堰流公式计算，沉淀池、曝气池集水槽系底，且为均匀集水，自由跌水出流，故有以下计算：

高程计算 ： 高程（米） 收纳水体水位： 63.25米 排水管道出水口水位：

跌水： 0.8米 64.05米 消毒池水位：

出水管沿程损失： 19*0.284%=0.054米

消毒池水头损失 ： 0.3米 64.44米

二沉池出水渠起点水位： 出水渠沿程损失： 0.1米

二沉池出水渠与消毒池之间的管道沿程损失：12*0.313%+33*0.232% 局部水头损失：（0.1*1.212）/（2*9.8）

总水头损失：0.12米 64.66米 二沉池水位： 济南大学课程设计用纸

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出水渠自由跌水：0.1米 堰上水头：0.02米

二沉池水头损失：0.55米 65.33米 计量堰F3水位 计量堰下游水位：

局部损失：（1.6*1.212）/（2*9.8）+（1.1*1.082）/9.8 沿程损失： 0.164米

总水头损失：0.41米 65.74米 计量堰上段水位： 堰上水头：0.26米

自由跌水：0.15米 66.15米 曝气池水位：

自由跌水0.22米 66.37米 计量堰F2水位：

堰上水头：0.38米

自由跌水0.20米 66.95米 曝气池进水渠水位：

自由跌水：0.15米 67.1米 初沉池出水渠水位： 末端水位：

局部损失：0.055米

沿程损失：0.041米 67.196米

起点水位：

沿程损失 0.1米 67.296米 初沉池水位：

自由跌水：0.1米

堰上水头：0.03米 67.426米 计量堰 F1水位： 济南大学课程设计用纸

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下游水位：

局部损失：0.42米

沿程损失： 0.46米 68.309米 上段水位：

自由跌水：0.15米

堰上水头：0.30米 68.76米 沉砂池水位：

自由跌水：0.15米 68.90米 过栅损失：0.15米 69.05米 总水头损失：5.8米

4.3高程布置图的绘制

图纸2

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结 论

通过这次课程设计，我初步了解了污水处理厂工艺设计的一般流程和方法，并且学会了工具书及相关资料的查阅，培养了独立进行工艺设计的能力，通过这次课程设计，我也更加深刻的体会得到团队合作的重要。在这次课程设计中，我对课本所学知识也有了更加深刻的认识，更系统，更详细的理解并掌握了课本所学的相关知识。

总之，这次课程设计收获很大，学到了很多知识，也锻炼了自主思考和求索的能力，增加了对专业的兴趣，对以后的专业发展道路奠定了一定的基础，虽然在设计过程中还存在一些小失误，但是从这些失误中学到的东西让我们体会更深。

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参 考 文 献

[1] 高廷耀，顾国维.水污染控制工程.高等教育出版社，2008年. [2] 北京市市政设计院.给水排水设计手册(第二版).中国建筑工业出版社，2003年. [3] 于尔捷.水给水排水工程快速设计手册.中国建筑工业出版社，1999年.

[4] 聂梅生.水工业设计手册-----水工业工程设备.中国建筑工业出版社，2000年. [5] 金毓峚，李坚，孙治荣.环境工程设计基础.化学工业出版社，2002年. [6] 化学工业出版社.水处理工程典型设计实例.化学工业出版社，2001年.

[7] 北京水环境技术与设备研究中心.三废处理设计手册（废水卷）.化学工业出版

社,2000年.

[8] 给排水制图标准，GB/T50106-2001.

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