重庆大学给水厂设计说明书

杨文娟 水处理厂综合设计

目录

给水处理厂设计

第一部分 设计说明书 ........................................................................................................... 10

1、 设计原始资料 ................................................................................................................. 10 2、 工艺流程的确定 ............................................................................................................. 10

2.1 常规工艺流程 .......................................................................................................... 10 2.2 工程采用工艺流程确定 .......................................................................................... 10 3、 主要处理构筑物的选择 ................................................................................................. 11

3.1 配水井 ...................................................................................................................... 11 3.2 预沉池 ...................................................................................................................... 11 3.3 混合设备 .................................................................................................................. 12 3.4 絮凝池 ...................................................................................................................... 12 3.5 沉淀池 ...................................................................................................................... 13 3.6 滤池 .......................................................................................................................... 13

3.7 深度处理方式 .......................................................................................................... 13 4、 净水构筑物的设计计算 ............................................................................................... 13

5、 净水厂的平面布置 ....................................................................................................... 13 6、 水厂高程布置 ............................................................................................................... 14 7、 水头损失计算表 ........................................................................................................... 15 第二部分 设计计算书 ....................................................................................................... 16

1.配水井的计算 .............................................................................................................. 16 2、上向流斜管预沉池 ................................................................................................... 16 3.管式静态混合器 .......................................................................................................... 19

4、网格絮凝池计算 ....................................................................................................... 19 5、上向流斜管沉淀池 ................................................................................................... 21 6.V型滤池 ...................................................................................................................... 23 7、接触氧化池 ............................................................................................................... 28 8、固定床普快活性炭滤池 ........................................................................................... 28 9、清水池 ....................................................................................................................... 31 10.二泵站 ........................................................................................................................ 32 11.加药间 ........................................................................................................................ 32 12.加氯间 ........................................................................................................................ 33 13.冲洗废水回收池 ........................................................................................................ 34 14.高程计算 .................................................................................................................... 34

污水处理厂设计

第一部分 设计说明书 ............................................................................................................... 40 1、 污水处理厂设计规模与设计流量 ................................................................................. 40

1.1 污水处理厂设计规模 ............................................................................................ 40 1.2 污水处理厂设计流量 .............................................................................................. 41 1.3 污水处理程度 .......................................................................................................... 41 2、 污水处理厂工艺流程比选 ............................................................................................. 42

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2.1 工艺流程方案选择考虑因素 .................................................................................. 42 2.2 不同工艺方案的优缺点比较 .................................................................................. 43 3、 处理构筑物比选 ............................................................................................................. 44

3.1 格栅 .......................................................................................................................... 44 3.2 沉砂池 ...................................................................................................................... 46 3.3 A2/O工艺 .................................................................................................................. 47 3.4 二沉池 ...................................................................................................................... 47 3.5 消毒设施 .................................................................................................................. 47 4、 污水处理厂平面及高程布置 ......................................................................................... 48

4.1 污水处理厂的平面布置 .......................................................................................... 48 4.2 污水处理厂的高程布置 .......................................................................................... 49 5、 主要构筑（建）物一览表 ............................................................................................. 50 第二部分 设计计算书 ............................................................................................................. 52

1、工艺流程与设计流量 ....................................................................................................... 52 2、处理构筑物计算 ............................................................................................................... 53 2.1 粗格栅 .............................................................................................................................. 53

2.1.1 设计参数 ............................................................................................................... 53 2.1.2 设计计算： ........................................................................................................... 53 2.2 污水提升泵 ...................................................................................................................... 55

2.2.1 提升泵的设计流量 ............................................................................................... 55 2.2.2 泵的扬程 ............................................................................................................... 55 2.2.3 泵房尺寸 ............................................................................................................... 56 2.3 细格栅 .............................................................................................................................. 56

2.3.1 设计参数 ............................................................................................................... 56 2.3.2 设计计算步骤 ....................................................................................................... 57 2.4 沉砂池 .............................................................................................................................. 58

2.4.1 设计参数 ............................................................................................................... 58 2.4.2 沉砂池选型 ........................................................................................................... 58 2.5 A2O的设计计算 ............................................................................................................... 59

2.5.1设计参数 ................................................................................................................ 59 2.6 二沉池设计 ...................................................................................................................... 64

2.6.1 已知条件 ............................................................................................................... 64 2.6.2 设计计算 ............................................................................................................... 64 2.7 污泥泵站 .......................................................................................................................... 66

2.7.1 剩余污泥加压泵 ................................................................................................... 66 2.7.2 内回流加压泵 ....................................................................................................... 66 2.7.3 泵站尺寸计算 ....................................................................................................... 66 2.8 接触消毒池 ...................................................................................................................... 67

2.8.1 设计参数 ............................................................................................................... 67 2.8.2 设计计算 ............................................................................................................... 67 2.8.3 混合装置 ............................................................................................................... 67 2.9 贮泥池 .............................................................................................................................. 68

2.9.2 设计计算 ............................................................................................................... 68 2.10脱水机房及脱水机 ......................................................................................................... 68

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3.污水厂附属建筑物设计计算 .............................................................................................. 68

3.1.1综合楼 .................................................................................................................... 68 3.1.2机修及电修间 ........................................................................................................ 69 3.1.3 仓库 ....................................................................................................................... 69 3.1.4 传达室 ................................................................................................................... 69 4、污水处理厂高程计算 ....................................................................................................... 71

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重庆大学本科学生课程设计任务书

课程设计题目 学院 水处理厂综合设计（给水处理部分） 专业 给水排水工程 年级 2010级 城市建设与环境工程学院 设计目的： 通过设计使学生熟悉和掌握净水厂设计的原则、方法和步骤；在于加深理解所学知识，培养学生运用所学理论和技术知识，综合分析及解决实际工程设计问题的初步能力；使学生在设计运算、绘图、查阅资料和设计手册以及使用设计规范等基本技能上得到初步训练和提高。根据给出的资料做出净水厂的初步设计。 已知参数： (1) 设计水量： 0.6万～5万m3/d（近期规模，远期增加50%水量，不含水厂自用水） (2) 给水水源：长江 (3) 水源水质资料 ① 浑浊度：最高浑浊度4000 ntu，含砂量26kg/m3 ② 碱度：>5 mg/L ③ 总硬度：月平均最高4.0 meq/L，月平均最低1.8 meq/L ④ pH值：6.9~7.6 ⑤ 色度：5 ⑥ 大肠菌指数：38000个/L，细菌总数12000个/ml ⑦ 水温：月平均最高27.7℃，月平均最低6.9℃ ⑧ 嗅和味：微量 ⑨ 铁：0.1 mg/L (4) 净化水质要求 生活用水：达到国家生活饮用水水质标准(GB5749-2006) 生产用水：无特殊要求 (5) 净水厂地形图：比例尺1:200~1:500 (6) 地质资料 水厂地质为：砂质粘土，抗压强度1.5 kg/cm2以上，无地下水 (7) 建筑材料供应情况：各种建筑材料均可供应。 (8) 混凝剂采用Al2(SO4)3·18H2O，纯度50%，最大投加量40 mg/L (9) 消毒剂采用液氯，最大加氯量0.5~2.0 mg/L （10）气象资料：最冷月平均气温5.7℃ 最热月平均气温31.8℃ 极端温度：最高39.5℃，最低-3.0℃ 风向：见地形图中风玫瑰图 (11) 辅助生产构筑物及附属建筑物 药剂间（含药剂仓库） 100～150m2 办公、化验 300～450m2 工具、设备库房 100～150m2 机修（含电修、仪表间） 120～180m2 职工宿舍 100～200m2 食堂厨房 70～100m2 零件、附件堆场 80～120m2 晒砂场 50～100m2 （12）净水厂用地分配比例

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生产区 50%～60% 辅助及附属区 10%～15% 厂区绿化 20%～30% 设计内容及设计要求： 1.设计内容 （1）决定净水厂工艺流程和净水构筑物的型式 （2）决定净水厂的设计水量 （3）各构筑物的设计计算，并附必要的草图 （4）绘制净水厂的平面布置图 （5）绘制净水厂管线布置图 （6）绘制净水厂高程布置图 2.设计要求 （1）编写设计说明书一份：说明书中应说明设计任务、设计依据的资料，决定净水工艺流程和选择净水构筑物型式的理由，主要净水构筑物的设计计算，并附必要的单线草图； （2）绘制净水厂平面布置、管线布置及高程系统图一张（A1图纸）； （3）设计完成时间：1周 目前资料收集情况（含指定参考资料）： 参考资料： 1．中国市政工程西南设计研究院主编，给水排水设计手册(第二版)，北京：中国建筑工业出版社，2000 2．于尔捷、张杰主编，给水排水工程快速设计手册，北京：中国建筑工业出版社，1996 3．中华人民共和国国家标准，《室外给水设计规范》GB50013-2006，北京：中国计划出版社，2006 4．中华人民共和国建设部主编，给水排水制图标准GB/T50106-2001，北京：中国计划出版社，2002 5．生活饮用水卫生标准（GB5749-2006） 学校图书馆与学院资料室有充足的设计手册供学生查阅；教研室有丰富的工程设计资料和图纸供学生参考；现有的设计任务书、设计指示书满足设计需求。

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3.1.7 弧形格栅

优点: 构造简单，制作方便，动作可靠，容易检修保养。 缺点：占地面积大，动作较为复杂，制作困难。

适用：水浅的渠道，主要清除头道各格栅清除不了的污水中杂物。

采用流程方式为：粗格栅—提升泵—细格栅—后续处理构筑物，以减小细格栅的安装深度，调节池内设搅拌装置，以防止泥砂沉淀。 3.2 沉砂池

沉砂池的功能是去除比重较大的无机颗粒（相对密度为2.65，粒径大于2mm）。将沉砂池设在初次沉淀池之前，减轻初沉池负荷，改善污泥处理构筑物处理条件。常用的沉砂池有平流沉砂池、曝气沉砂池、竖流沉砂池、旋流沉砂池。 3.2.1 平流沉砂池

优点：构造简单，流量稳定时处理效果好，排砂方便。

缺点：抗冲击负荷能力较差，本身去除有机质效果差，砂粒附着大量有机

物，易腐败造成二次污染。

适用：流量变化较小的情况，多用于中小型水厂。 3.2.2 竖流沉砂池

优点:占地面积小，重力沉砂。

缺点：处理效果比平流沉砂池差，池深较大。 适用：小型水厂及用地紧张的情况。 3.2.3 曝气沉砂池

优点: 抗冲击能力较强，沉砂清洁，有机物少，对污水由于曝气作用。 缺点：需曝气设备，耗能大。

适用：流量变化较大的污水处理厂，但不宜用于生物除磷脱氮的污水处理

工艺中。

3.2.4 辐流沉砂池

优点：抗冲击能力较强，沉砂清洁，有机物少。 适用：中小型污水厂。

由于竖流式沉砂池池深较大，采用其会增加后续构筑物埋深，故不采用；采用平流式沉砂池，其占地面积大，其所计算出池深过小，不便施工；为节约能耗，

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不采用曝气沉砂池。故综合考虑，采用旋流沉砂池中的钟式沉砂池。根据计算的设计流量选型，选用型号300的沉砂池。

3.3 A2/O工艺 各反应器功能

厌氧反应器，原污水与从沉淀池排出的含磷回流污泥同步进入，本反应器主要功能是释放磷，同时部分有机物进行氨化；

缺氧反应器，首要功能是脱氮，硝态氮是通过内循环由好氧反应器送来的，循环的混合液量较大，一般为2Q（Q为原污水流量）；

好氧反应器——曝气池，这一反应单元是多功能的，去除BOD，硝化和吸收磷等均在此处进行。流量为2Q的混合液从这里回流到缺氧反应器。 沉淀池，功能是泥水分离，污泥一部分回流至厌氧反应器，上清液作为处理水排放。 3.4 二沉池

二沉池是活性污泥系统的重要组成部分，它用以澄清混合液，并回收、浓缩活性污泥，其效果的好坏，直接影响出水的水质和回流污泥的浓度。因为沉淀和浓缩效果不好，出水中就会增加活性污泥悬浮物，从而增加出水的BOD浓度；同时，回流污泥浓度也会降低，从而降低曝气池中混合液浓度，影响净化效果。 二沉池有别于其他沉淀池，它除进行泥水分离外，还需进行污泥浓缩，同时，由于进水的水量、水质的变化，它还要暂时贮存污泥。由于二次沉淀池需要起到污泥浓缩的作用，往往所需要的池面积大于只进行泥水分离所需要的池面积。

二没沉池分为三类：平流式、斜管式和辐流式。这三类沉淀池各有优缺点，其中平流式占地面积大，易于必造；斜管式沉淀效果好，不利于改造；辐流式处理效果好，适应性强等。故此次采用辐流式二沉池（周边进水周边出水）。 3.5 消毒设施

《室外排水规范》规定，城镇污水厂处理出水应设置消毒设施。消毒的目的是杀灭处理出水中所含有的致病菌和病毒等，解决水中生物污染的问题，以防止其对人类健康产生危害和对生态造成污染。

城镇污水处理厂常采用的消毒方式有液氯消毒、二氧化氯消毒和紫外线消

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毒。几种方法的特点及适用条件比较如下： 3.5.1 液氯消毒

优点：杀菌有效性较强，有后续消毒作用，技术成熟，投配设施简单，一

次投资低，运行成本便宜。

缺点：有臭味，残毒，使用时安全措施要求高。 适用：大、中型污水处理厂。 3.5.2 二氧化氯消毒

优点：杀菌有效性强，使用安全方便，有定型产品，一次投资较高，运行

成本贵。

缺点：现场制备，设备复杂，维护管理要求高。 适用：中、小型污水厂。 3.5.2 紫外线消毒

优点：杀菌有效性强，杀菌迅速，无化学药剂，一次投资较高，运行成本

较便宜。

缺点：消毒效果受出水水质影响较大，设备无定型产品，货源不足。 适用：小型污水厂，现采用较少，主要用于大中型污水处理厂。 目前，城市污水处理厂中最常用的消毒剂是液氯。该污水厂处理规模小，采 用紫外线和二氧化氯消毒更适宜，但考虑到当地经济条件，采用投资和运行成本 均较低的方式，同时保证出水中后续消毒作用，采用液氯消毒方式。

采用接触消毒池，其中设有隔板以增长流程，以保证消毒剂和污水有充分的 接触时间，使消毒剂发挥作用以达到预期杀菌效果。停留时间15～30min。

4、 污水处理厂平面及高程布置

4.1

污水处理厂的平面布置 4.1.1 平面布置的特点

污水厂的平面布置主要包括构（建）筑物的布置、厂区道路布置、管线布置等。平面布置应具有按功能分区，配置得当；功能明确，布置紧凑；顺流排列，流程简捷等特点。同时充分利用地形，平衡土方，降低工程费用。 4.1.2 构（建）筑物的布置

⑴ 处理构筑物根据其功能要求，结合地形和地质条件，确定其在厂区的布置。

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⑵ 贯通连接各处理构筑物的管渠便捷直通，避免迂回曲折。 ⑶ 处理构筑物间保持一定间距，取5～10m，以保证管渠敷设。 ⑷ 处理构筑物在平面布置上紧凑布置。

⑸ 辅助建筑物布置与处理构筑物分开单独设置。生产辅助构筑物靠近处理构筑物设置。生活区放在厂前区，污泥区放在厂后部。

该污水厂平面布置时，大致分为三区：污水处理区、污泥区、生活区，各区用道路分隔。污水处理区中预处理和一级处理设置在一起，与二级处理区用道路分隔。生活区及生产辅助建筑物设在厂前区，靠近厂大门，污泥区设在后部。 4.1.3 厂区道路布置与绿化

通向一般构建筑物应设置人行道，宽度为2m，采用碎石、炉渣、灰土路面；通向仓库、检修间等应设车行道，宽度为4m，转弯半径为6m，采用沥青、]混凝土、碎石、灰土路面；车行道边缘至构建筑物的距离大于1.5m，道路纵坡采用1%～2%。厂区围墙与道路间距内设置绿化带，生活区及污泥区内构架筑物间种植草坪，树木及花卉等。 4.1.4 管线布置

构筑物间设置连接管渠，初沉池和奥贝尔氧化沟与浓缩池间设输泥管；设置超越管，超越全部构筑物，另设事故排放管，直接排放水体；厂区内还设有给水管、消防管道、污水管、雨水管等。 4.1.5 污水处理厂占地

平面布置详见图纸。 4.2

污水处理厂的高程布置

4.2.1 高程布置的特点

⑴ 依据构筑物高度和水头损失确定水厂高程布置，相邻两个构筑物间的相对

高差取决于其之间的水面高差，即水头损失。 ⑵ 需考虑远期发展，水量增加的预留水头。

⑶ 充分利用地形高差，实现自流，避免处理构筑物之间跌水等浪费水头。 ⑷ 尽量减小全程水头损失及提升泵扬程，以降低运行费用，但应留有余地。 ⑸ 处理水应能常年大多数时间自流排放，排放口应在年最枯水位以下。 ⑹ 处理水出水前构筑物的水位应高于重现期为20年的最高洪水位。 4.2.2 高程布置的方法

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⑴ 选择距离最长、水损最大的流程进行水力计算，计算水头损失，以接纳水

体的最高洪水位为起点向上逆推高程。

⑵ 水头损失包括构筑物间连接管渠的水损和构筑物内的水损及计量设备的水损，计算时采用最大流量作为处理构筑物和连接管渠的设计流量。 ⑶ 污水经一次提升后靠自流通过处理构筑物。

⑷ 考虑处理构筑物的排空，同时挖土深度不宜过大，以免土建投资过大。 ⑸ 结合污水和污泥流程，尽量减少提升污泥量。 ⑹ 与厂区的地形、地质条件相联系。

该污水厂在高程布置时，以最高洪水位为起点，先确定接触池的高程位置，使其水位高于洪水位，并保证处理水能自流排入水体中。通过计算水头损失，倒推出各构筑物间的水位高差，以确定各构筑物高程。市政污水管接入点高程为276.45m，采用DN500铸铁管将污水接入污水厂粗格栅前，管长为50m，充满度采用0.7，流速为2.95m/s，水力坡度为1.70‰，管道坡降为0.85m，则粗格栅处管道接入标高为275.60m。以此推算出调节池高程位置，确定其最低水位高程，并与由接触池推算出的细格栅栅前水位相比较，以确定提升泵的扬程。

各构筑物间及构筑物内水损计算详见设计计算书。

5、 主要构筑（建）物一览表

名称 粗格栅 提升泵站 细格栅 旋流沉砂池 A/A/O反应池 辐流式二沉池 规格 7650×1275×3600 9600×6300×12000 7650×5000×1130 XLCS-350 48100×38000 D=30000 单位 座 座 座 座 座 座 材料 钢混 钢混 钢混 钢 钢混 钢混 数量 2 1 2 2 2 2 备注

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