城市污水处理厂课程设计说明书
2012年10月1号
目录
第一章总论 (4)
1.1设计任务与内容 (4)
1.2设计原始资料 (6)
1.3设计水量及水质 (7)
1.4设计人口及当量人口的计算 (10)
1.5 污水处理程度 (11)
1.6 处理方法及流程 (12)
第二章进水泵站 (13)
2.1 泵站特点及布置形式 (13)
2.2 污水泵站设计计算 (13)
第三章一级处理构筑物 (20)
3.1 格栅 (20)
3.2 沉砂池 (24)
3.3 初次沉淀池 (29)
第四章二级处理构筑物 (33)
4.1 曝气池 (33)
4.2 二沉池及污泥回流泵房 (45)
第五章消毒 (49)
5.1 消毒方式 (49)
5.2 液氯消毒的设计计算 (49)
5.3 平流式消毒接触池 (50)
5.4 计量设施 (52)
第六章污泥处理系统 (56)
6.1 污泥处理工艺流程的选择 (56)
6.2 污泥处理 (56)
6.2.1 浓缩池 (56)
6.2.2 消化池 (61)
6.2.3 污泥控制室 (69)
6.2.4 沼气 (70)
6.2.5 贮气柜 (71)
6.2.6 污泥脱水机房 (73)
第七章污水处理厂总体布置 (74)
7.1 污水处理厂平面布置 (74)
7.2 污水处理厂 (77)
第八章劳动定员 (79)
8.1 定员原则 (79)
8.2 确定工作人数 (79)
城市污水厂课程设计说明书
第一章总论
1、设计任务书
1.1、设计任务与内容
1.1.1、设计简介
本设计为给水排水工程专业课程设计，是四年学习的一个重要的实践性环节，本设计题目为：
中原某城市某污水处理厂设计
设计任务是在指导老师的指导下，在规定的时间内进行城市污水处理厂的设计。
1.1.2、设计任务
根据设计任务书所给定的设计资料进行城市污水处理厂设计，完成一份设计说明书，绘制相关图纸，设计内容如下：（1）污水处理程度计算：根据水体要求的处理水质以及当地的具体条件、气候与地形条件等来计算水处理程度。（2）污水处理构筑物计算：确定污水处理工艺流程后选择适宜的各处理构筑物的类型。对所有单体处理构筑物进行
设计计算，包括确定各有关设计参数、负荷、尺寸。（3）污泥处理构筑物计算根据原始资料、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
各单元体处理构筑物的设计计算。
（4）平面布置及高程计算：对污水、污泥及水中处理流程要做出较准确的平面布置，进行水力计算与高程计算。（5）污水泵站工艺计算：对污水处理工程的污水泵站进行工艺设计，确定水泵的类型扬程和流量，计算水泵管道系
统和集水井容积，进行泵站的平面尺寸计算和附属构筑
物计算。
（6）绘制1号图2—3张：
①厂区平面布置图1张，比例1:300—500。
②污水、污泥处理工艺流程高程图1张，比例：横1：500；
纵:1:100。
③曝气池技术设计工艺图（一平、二剖）比例：1:50—100。
1.1.3设计范围
分流制城市二级污水处理厂设计
1.2设计原始资料
（1）排水体制
排水体制采用分流制排水。
（2）污水量
①城市位于中原地区。
②城市设计人口8.5万人，居住建筑内设有室内给水排
水卫生设备和淋浴设备。
③城市公共建筑污水量按城市生活污水量的30%计。
④工业污水量为9100m3/日，包括厂区生活和淋浴水。
⑤城市混合污水变化系数：日变化系数Kd=1.1，总变化
系数Kz=1.4。
（3）工业废水水质：
悬浮物SS：178mg/L
BOD5:169mg/L
PH:7—7.4
有毒物质：微量，对生化处理无不良影响。（4）气象资料：
①年平均气温：14℃
②夏季平均计算气温：27℃
③极端最高气温：40℃
④冬季平均计算温度：-5℃
⑤极端最低气温：-13℃
⑥年降水量：600mm
⑦结冰期：30天
⑧主导风向：
夏季：南风
冬季：北方
（5）水体资料：
①95%保证率的设计流量15m3/s
②出水口水体资料：
最高水位：10.00m 平均水位：8.00m
最低水位：6.00m
（6）污水厂厂区资料：
①厂区地形平坦，地面标高为：12m;
②地下水位：9.00m；
③地基承载力特征值120KPa；
④设计地震烈度8度；
⑤入场口管底标高：5.00m; 管径：d=0.7m，充满度
h/D=0.65。
(7)混合污水处理程度
①按悬浮物SS为：87%;
②按BOD5为：90% 。
1.3设计水量及水质
本设计中设计水量的计算包括平均日污水量、最大日污水量、最大时污水量的计算；水质计算包括SS、BOD5等浓度的计算，在无资料时，一般应根据设计人口数及室外设计规范中的污物排放标准来计算。
1.3.1 设计水量
（1）计算平均日生活污水量Qp
Qp1=qs×N×α
式中：
qs---居民区生活用水定额，取120L/（人.天）；
α---排放系数，一般为80%--90%，本设计取85%；
N---设计人口；
Q1=8.5×10000×120×0.85=8670m3/d。
（2）公共建筑污水量Qp2的计算
Qp2=30%×Qp1=30%×8670=2601 m3/d。
（3）工业污水量Qp3的计算
根据原始资料Qp3=9100 m3/d。
（4）平均污水总量Qp的计算
Qp= Qp1+ Qp2+ Qp3=8670+2601+9100=20371 m3/d. （5）设计最大日污水量Qmr的计算
Qmr=Kd×Qp=1.1×20371=22408.1 m3/d。
（6）设计最大时污水量Qmax的计算
Qmax=Kz×Qp=1.4×22408.1=31371.34 m3/d.
（7）各设计水量汇入表1中。
表1.各设计水量汇总
1.3.2设计进水水质计算
（1）混合污水中悬浮物SS的计算Cs浓度的计算
Cs=1000.as/Qs.=1000.as/αQs’
式中：as—每人每天排放SS的克数，规范规定为40—65g/(人.d),本设计取50g/(人.d)
Qs—每人每天排放水量，以L计；
Qs’—每人每天用水量，以L计；
α—排放系数，取0.85；
①生活污水中SS浓度计算
Cs1=1000×50/150×0.85=392.16mg/L;
②工业废水(原始资料可知)
Cs2=178mg/L;
④混合污水中SS浓度计算
Cs=(Q生×Cs1+Q工×Cs2)/Q生+ Q工
式中：Q生--生活污水量，即8670+2601=11271m3/d;
Q工—工业废水量，即9100 m3/d;
Css=[ (8670+2601) ×392.16+178×9100]/20371
=296.49mg/L.
(2)混合污水中BOD5浓度的计算
CBOD5=1000.as/Qs.=1000.as/αQs’
式中：as—每人每天排放BOD5的克数，规范规定为25
—50g/(人.d),本设计取40g/(人.d)
Qs—每人每天排放水量，以L计；
Qs’—每人每天用水量，以L计；
α—排放系数，取0.85；
①生活污水中BOD5的计算
Cs1=1000×40/150×0.85=313.73mg/L;
②工业废水中BOD5的计算（可由原始资料获得）
Cs2=169mg/L;
③混合污水中BOD5浓度的计算
CBOD5=(Q生×Cs1+Q工×Cs2)/Q生+ Q工
式中：Q生--生活污水量，即8670+2601=11271m3/d;
Q工—工业废水量，即9100 m3/d;
CBOD5=[ (8670+2601) ×313.73+169×9100]/20371 =249.08mg/L.
1.4、设计人口及当量人口的计算
N=N1+N2
式中：N—涉及人口数（人）；
N1—居住区人口数（人）；
N2—工业废水这算的当量人口数。
N2可按下式计算：
N2=∑CiQi/as
式中：
Ci—工业废水中的BOD5或SS的浓度；
Qi—工业废水平均的日流量；
as—BOD5、SS污染物的排放标准。
①工业废水按SS计算（as取50g/人.d）
N2=Cs2×Qp2/as=178×9100/50=32396人=3.24万人；
N’=N1+N2=8.5+3.24=11.74万人；
②工业废水按BOD5计算（as取40g/人.d）
N2=CBOD5×Qp2/as=169×9100/40=384475人=3.84万人；
N’=N1+N2=8.5+3.84=12.34万人。
1.5 污水处理程度
1.5.1 混合污水处理程度指标
（1）按SS为87%
（2）按BOD5为90%
1.5.2 出水浓度计算
去除率E=(Co-Ce/Co)100%得
Ce=Co(1-E)
式中：Co、Ce—进出水BOD5、SS的浓度。
则出水BOD5浓度Ce=296.49×(1-0.87)=38.5437mg/L；
出水SS的浓度Ce=249.08×（1-0.9）=24.908mg/L。
1.6 处理方法及处理流程
1.6.1 处理方法
本设计采用普通活性污泥法
1.6.2 处理工艺流程
图1：普通活性污泥法处理流程图
第二章进水泵站
2.1.1 污水泵站的特点及形式
合建式矩形泵站
本设计流量较大，使用4台水泵，三用一备，这使得泵站规模较大，因此采用合建式矩形泵站，地下部分采用矩形或梯形，上部为矩形。组合形式更具有水力条件较好的特点，矩形及组合泵房多为开槽施工。
2.1.2 泵站的布置
应用绿化带或建筑物进行隔离，并且宽度不应小于30m，还应考虑泵房内的排水和通风。
2.2 污水泵站的设计
2.2.1 设计依据
（1）设计流量应按最高日设计，并满足最大充满度的流量要求。（2）选泵的时候，应该尽量选择同一型号的水泵，以便于检修，同时还应满足低流量时候的调节要求。
（3）泵站构筑物不允许地下水渗入，设计时应该考虑地下水的高度，设置有高于地下水位0.5m的防水措施。
（4）泵站形式的选择主要取决于水力条件及工程造价。
2.2.2 泵站的设计与计算
（1）流量Q的确定
最大时流量Qmax：
Qmax=31371.34m3/d=1307.14 m3/h=0.363 m3/s=363.09L/s.
(2)泵站
按最大时流量Qmax选泵，工4台（3用1备），每台水泵的设计流量Q=Qmax/3=1307.14/3=435.7 m3/h，查《给水排水设计手册》第Ⅱ册，选用200WLI-480-13型立式水泵，参数如下列表格所示：
水泵的参数
水泵安装参数表
（3）集水池容积的计算
①泵站集水池容积以最大一台泵5—6min流量计算，则
V=480×6÷60=48m3
有效水深取3.0m，则集水池面积为
A=V/H=48÷3=16㎡
集水池长取4m，则宽B=A/L=16÷4=4m.
集水井最高水位与最低水位差值为1.5m—2m，取1.55m,则取最低水位为
H1=5+h/D-0.1-1.55
查《给水排水管道系统》机械工业出版社，得最大流量为363L/s 时，DN=700mm,h/D=0.65，流速V=1.35m/s，
则最低水位H1=5+0.65-0.1-1.55=4m
最高水位H2=4+1.55=5.55m.
③水泵扬程校核
各构筑物水头损失及构筑物之间的水头损失∑h1如表2所示：
管路水头损失∑h2，如表3所示：
则
∑h1=0.2+0.3+0.2+0.2+0.6+0.2+0.4+0.3+0.5+0.2+0.2=3.3m；∑h2=0.3+0.4+0.2+0.2+0.4+0.4+0.3+0.3+0.3=2.8m；
所以总水头损失∑h=∑h1+∑h2=6.1m.
出水口最高水位为10m，则集水井的最高水位为10+6.1=16.1m. 泵站管路系统损失以1.5m计，泵内损失以2.0m计，自由水头以1.0m计，则所需扬程：
10+6.1-4+4.5=11.1m<13m(水泵扬程)
满足要求
2.2.3 泵房布置
（1）选用电机：Y280S-6三相鼠笼式电动机，额定功率45KW，转速980r/min,重180Kg，效率92%。
（2）水泵基础计算
长L=底脚螺孔间距+（0.4—0.5）m=(750+500)=1.25m
宽B=底脚螺栓间距+（0.4—0.5）m=（500+500）=1.00m 高H=3.0W/L.B.r=3×（1200+180）/1.25×1×2400=1.38m
取混凝土基础高出泵房地面0.5m，基础地下埋深0.88m。（3）泵房尺寸
四台泵按横向排列方式布置泵房
长L=1.25×4+3×1+2+2=12m
宽B=1+3+2=6m
（4）管道的布置与设计：
①吸水管：设计流速为1—1.5m/s，吸水管管径DN400，流速1.3m/s；
②压水管：设计流速≥1.5m/s，压水管管径DN350，设计流速1.6m/s;
④喇叭口：直径一般取吸水管管径的1.5倍，
D=1.5×400=600mm
（5）集水池及泵房标高
①吸水管中心：集水池最低水位为4m，吸水喇叭口上边缘至最低水位1.8—2.0D，取1.8D，即1.8×0.6=1.08m；
管中心标高：4-1.08-0.6×0.5=2.62m。
②集水池底标高：喇叭口至池底1.0—1.25D，取1.0D
即1.0×0.6=0.6m
集水池底标高为2.62-0.3-0.6=1.72m
（6）泵房内部地面基础，泵轴标高
进水管中心标高2.62m则地面标高2.62-0.3=2.3m，基础标高 2.82m，泵轴中心距基础0.41m,则泵轴标高2.82+0.41=3.23m。
（7）泵房高度确定
①泵房内最大设备W=1200Kg，选用CD2-120型号电动葫
芦，起重重量2t，超重高度12m。
②泵房高度
泵房半地下式，泵房高度H=H1+H2
H1=a+b+c+d+e+h
式中：a—行车轨道高度，取0.3m；
b—滑车高度0.14m；
c—行车梁底至起重钩距离，取0.93m；
d—起重垂直长度，1.08m；
e—最大一台机组高度，取1.4m；
h—吊起物底与地面距离，取2.0m。
H1=0.3+0.14+0.93+1.08+1.4+2=5.85m
H2=水厂地面标高-泵房地面标高=12-2.32=9.68m 所以，H1+H2=15.53m
(8)泵房平、剖面图
第三章一级处理构筑物
3.1 格栅
3.1.1 格栅种类及作用
格栅由一组或数组平行的金属栅条、塑料齿钩或金属网、框架及相关装置组成，倾斜安装在污水渠道、泵房集水井的进口处或污水处理厂的前端，用来截留污水中较粗大漂浮物和悬浮物，如纤维、碎皮、毛发、果皮、蔬菜、木片、布条、塑料制品等，防止堵塞和缠绕水泵机组、曝气器、管道阀门、处理构筑物配水设施、进出水口，减少后续处理产生的浮渣，保证污水处理设施的正常运行。
按照格栅形状，可分为平面格栅和曲面格栅；按照格栅净间距，可分为粗格栅（50-100mm）、中格栅（10-40mm）、细格栅（1.5-10mm）三种，平面格栅和曲面格栅都可以做成粗、中、细三种。
3.1.2 格栅设计原则
（1）格栅的清渣方式有人工清渣和机械清渣，一般采用机械清渣；
（2）机械格栅一般不宜少于两台；
（3）过栅流速一般采用0.6-1.0m/s；
（4）格栅前渠道内的水流速度一般采用0.4-0.9m/s；
（5）格栅倾角一般采用45°--75°；