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给水排水毕业设计计算书汇总 第一章设计任务及资料 一、设计任务 亳州市污水处理厂工艺设计 二、设计目的及意义 （一）、设计目的 亳州市市位于安徽省西北部，暖温带半湿润季风气候。随着人口的增加，工业的发展，水污染日趋严重，污水大量排入附近涡河。为防止水污染，根据城市规划，决定在该市东南大寺镇兴建一座污水厂，经处理后的水排入附近河流或工业回用。污水处理厂拟建在该市东南的崔家花园村附近，服务面积65平方公里，服务区居住建筑有较完善的给排水设施。污水由生活污水和工业废水组成。工业污水占55，生活污水占45，工业废水在排入城市管网前要求在厂内进行无害化处理。 （二）、设计意义 设计是实现高等工科院校培养目标所不可缺少的教学环节，是教学计划中的一个有机组成部分，是培养学生综合运用所学的基础理论、基础知识以及分析解决实际问题能力的重要一环。它与其他教学环节紧密配合，相辅相成，在某种程度上是前面各个环节的继续、深化和发展。 我国城市污水处理相对于国外发达国家、起步较晚。近200年来，城市污水处理已从原始的自然处理、简单的一级处理发展到利用各种先进技术、深度处理污水，并回用。处理工艺也从传统活性污泥法、氧化沟工艺发展到A/O、A2/O、AB、SBR（包括CCAS工艺）等多种工艺，以达到不同的出水要求。虽然如此，我国的污水处理还是落后于许多国家。在我们大力引进国外先进技术、设备和经验的同时，必须结合我国发展，尤其是当地实际情况，探索适合我国实际的城市污水处理系统。 其次，做本设计可以使我得到很大的提高，可在不同程度上提高调查研究，查阅文献，收集资料和正确熟练使用工具书的能力，提高理论分析、制定设计方案的能力以及设计、计算、绘图的能力；技术经济分析和组织工作的能力；提高总结，撰写设计说明书的能力等。 （三）、设计要求 1、污水处理厂设计原则 （1）污水厂的设计和其他工程设计一样，应符合适用的要求，首先必须确保污水厂处理后污水达到排放要求。考虑现实的经济和技术条件，以及当地的具体情况（如施工条件）。在可能的基础上，选择的处理工艺流程、构（建）筑物形式、主要设备设计标准和数据等。 （2）污水处理厂采用的各项设计参数必须可靠。设计时必须充分掌握和认真研究各项自然条件，如水质水量资料、同类工程资料。按照工程的处理要求，全面地分析各种因素，选择好各项设计数据，在设计中一定要遵守现行的设计规范，保证必要的安全系数。对新工艺、新技术、新结构和新材料的采用积极慎重的态度。 （3）污水处理厂（站）设计必须符合经济的要求。污水处理工程方案设计完成后，总体布置、单体设计及药剂选用等尽可能采用合理措施降低工程造价和运行管理费用，（4）污水厂设计应当力求技术合理。在经济合理的原则下，必须根据需要，尽可能采用先进的工艺、机械和自控技术，但要确保安全可靠。 （5）污水厂设计必须注意近远期的结合，不宜分期建设的部分，如配水井、泵房及加药间等，其土建部分应一次建成；在无远期规划的情况下，设计时应为今后发展留有挖潜和扩建的条件。 （6）污水厂设计必须考虑安全运行的条件，如适当设置分流设施、超越管线、甲烷气的安全储存等。 （7）污水厂的设计在经济条件允许情况下，场内布局、构（建）筑物外观、环境及卫生等可以适当注意美观和绿化。 2、污水处理工程运行过程中应遵循的原则 在保证污水处理效果同时，正确处理城市、工业、农业等各方面的用水关系，合理安排水资源的综合利用，节约用地，节约劳动力，考虑污水处理厂的发展前景，尽量采用处理效果好的先进工艺，同时合理设计、合理布局，做到技术可行、经济合理。（四）设计资料 1、项目概况 亳州市市位于安徽省西北部，暖温带半湿润季风气候。随着人口的增加，工业的发展，水污染日趋严重，污水大量排入附近涡河。为防止水污染，根据城市规划，决定在该市东南大寺镇兴建一座污水厂，经处理后的水排入附近河流或工业回用。污水处理厂拟建在该市东南的崔家花园村附近，服务面积65平方公里，服务区居住建筑有较完善的给排水设施。污水由生活污水和工业废水组成。工业污水占55，生活污水占45，工业废水在排入城市管网前要求在厂内进行无害化处理。 2、水质情况 设计进水水质：BOD 5为255mg/L，COD为490mg/L，SS质量浓度为255mg/L， NH 3 -N 质量浓度为32mg/L，磷酸盐(以P计)4.0 mg/ L。 处理后的水质要求： BOD 5 20mg/L SS20mg/L COD60 mg/L NH3-N 15mg/L P 1mg/L 3、环境条件状况 安徽属于大陆性气候。亳州在安徽西北部，在其中被包裹；气候偏干燥，属平原性气候。雨量较充沛，冬天偏冷，夏天偏热，温差大，夏季极端最高温度41.60C冬季极端最低温度-19.20C冬季最低水温70C，年平均降水量约822毫米，年平均气温14.7。本地主导风向为北风。 4、排水系统 城市的排水系统采用分流制排水系统，城市污水主干管由西北方向流入污水处理厂厂区，主干管进入污水处理厂处的管径为1000mm，污水提升泵房进水间污水管引入标高为36.5米 5、设计依据 设计依据主要是国家有关法律法规： 1、中华人民共和国环境保护法； 2、GB38382022地面水环境质量标准； 3、GB189182022城镇污水处理厂污染物排放标准； 4、GB500142022室外排水设计规范； 5、GB503352022污水再生利用工程设计规范。 第二章设计方案论证 城市污水处理厂的设计规模与进入处理厂的污水水质和水量有关，污水的水质和水量可以通过设计任务书的原始资料计算。 一、厂址选择 在污水处理厂设计中，选定厂址是一个重要的环节，处理厂的位置对周围环境卫生、基建投资及运行管理等都有很大的影响。因此，在厂址的选择上应进行深入、详尽的技术比较。 厂址选择的一般原则为： 1、在城镇水体的下游； 2、便于处理后出水回用和安全排放； 3、便于污泥集中处理和处置； 4、在城镇夏季主导风向的下风向； 5、有良好的工程地质条件； 6、少拆迁，少占地，根据环境评价要求，有一定的卫生防护距离； 7、有扩建的可能； 8、厂区地形不应受洪涝灾害影响，防洪标准不应低于城镇防洪标准，有良好的排水条件； 9、有方便的交通、运输和水电条件。 所以，本设计的污水处理厂应建在城区的东北方向较好，又由于城市污水主干管由西北方向流入污水处理厂厂区，则污水处理厂建在城区的西北方向。 二、污水厂处理流程的选择 （一）、确定处理流程的原则 城市污水处理的目的是使之达标排放或污水回用用于使环境不受污染，处理后出水回用于农田灌溉，城市景观或工业生产等，以节约水资源。 城市污水处理及污染防治技术政策对污水处理工艺的选择给出以下几项关于城镇污水处理工艺选择的准则： 城市污水处理工艺应根据处理规模、水质特征、受纳水体的环境功能及当地的实际情况和要求，经全面技术经济比较后优先确定； 工艺选择的主要技术经济指标包括：处理单位水量投资，削减单位污染物投资，处理单位水量电耗和成本，削减单位污染物电耗和成本，占地面积，运行性能，可靠性，管理维护难易程度，总体环境效益； 应切合实际地确定污水进水水质，优先工艺设计参数必须对污水的现状、水质特征、污染物构成进行详细调查或测定，做出合理的分析预测； 在水质组成复杂或特殊时，进行污水处理工艺的动态试验，必要时应开展中试研究； 积极地采用高效经济的新工艺，在国内首次应用的新工艺必须经过中试和生产性试验，提供可靠性设计参数，然后进行运用。 （二）、污水处理流程的选择 我国城市污水处理相对于国外发达国家、起步较晚。近200年来，城市污水处理已从原始的自然处理、简单的一级处理发展到利用各种先进技术、深度处理污水，并回用。处理工艺也从传统活性污泥法、氧化沟工艺发展到A/O、A2/O、AB、SBR（包括CCAS工艺）等多种工艺，以达到不同的出水要求。虽然如此，我国的污水处理还是落后于许多国家。在我们大力引进国外先进技术、设备和经验的同时，必须结合我国发展，尤其是当地实际情况，探索适合我国实际的城市污水处理系统。 我国城市污水处理技术随着水污染控制与环境治理的实践，在吸取国外技术经验的同时，结合我国国情的特点，逐步改进提高，初步形成了一些适用的技术路线，主要如下： 1、对传统活性污泥法进行改造或予以取代后的人工生物净化技术路线； 2、以自然生物净化为主的人工生物净化与自然生物净化相结合的技术路线； 3、以污水扩散排放为主，处理为辅的技术路线； 4、以回用为目的的污水深度处理技术路线。 结合该污水处理工程的具体情况分析进行选择：首先，3和4这两条技术路线对于 自然环境条件因素要求较高，从而不可取，所以应选择1和2这两条路线，尤其以2这种路线应予以推广。因为随着环境的状况日趋严峻，用水的问题越发突出，从而对雨水的合理使用必将使大家特别重视的课题，所以，下面着重分析以自然生物净化为主与人工生物净化相结合的技术路线和对传统活性污泥法进行改造或予以取代活的人工生物净化即使路线。 人工生物净化与自然生物净化相结合的技术路线，对于大规模污水处理厂来说，主要指氧化塘处理和土地法处理，它们都具有运行费用低，外加能源消耗少和管理简单的优点，在我国一些城市也被因地制宜的采用。 氧化塘一般分好氧氧化塘、厌氧氧化塘、兼性氧化塘，它们所需要的停留时间都很长，一般需要几天到几十天，占地面积很大，而且对周围环境卫生的影响较大，需要慎重考虑，所以，在没有低洼地可利用的情况下，若购置占用大量的良田，平地筑塘是很不经济的，本工程的情况不宜采用氧化塘处理。 土地法处理，就是按照要求对污水达到处理的同时，达到对控制渗流污染的要求，有计划的将污水排放到大面积的土地上下渗，利用土壤的过滤、吸附、分解以及土壤微生物的代谢能力等物理、化学、生物化学等作用，使污水达到净化。这种仿有利于污水中水肥资源的利用和土壤微粒结构的改善，但是，这种处理需要广阔的土地面积，而且要注意对地下水的污染问题。在我国人均土地面积不足的情况下，土地法处理必须与污水灌溉合理的结合，污水灌溉在农业增产方面取得了显著的成绩，但是，这只是对污水的灌溉利用，和污水的土地利用处理还有一定差距。 主要表现在： 1、污水灌溉按土地处理污水的要求控制水量、水质，但对有些地下水以及其它水源、水体仍会造成污染； 2、由于灌溉季节性变化和灌溉面积的限制，不能做到终年昼夜对污水的处理； 3、没有经过严格水质控制的灌溉，往往会造成对粮食作物，特别是对蔬菜作物的使用质量的影响，这主要来自一些重金属的污染； 所以，污水灌溉作为对适当处理获得城市污水的有效利用，无疑是非常有价值的，但作为对污水的完善土地处理，从而取代其它的污水处理措施，在本工艺的具体条件下，此方法也许不可行。 因为：1、对地下水源有污染危险；2、做不到终年昼夜对污水的处理；3、没有也不可能修建储存几个月污水量的大容量调节池，非灌溉季节的排放问题无法解决。综上所述，以自然生物净化为主的人工生物净化与自然生物净化相结合的路线，本工程不具备采用的条件，当然也就不宜采用。 人工净化就是人为的创造条件，使微生物大量繁殖，提高微生物净化的效率，主要包括活性污泥法与生物膜法，其中以活性污泥法采用较为普遍，是目前国内外城市污水 处理的主体工艺。传统的活性污泥法有较丰富的实践经验和技术资料、运行可靠、处理效果好，但是也存在能活较多和费用高等特点，所以对其流程改革更新后，出现了AB 工艺，氧化沟法，SBR间歇活性污泥法，A/O脱氮工艺，A2/O同步脱氮除磷工艺等常用工艺，它们各自具有相对不同的优点。结合本工艺的具体情况，本污水厂还要求高效脱氮除磷，常用的方法有AB法，SBR，A2/O法，氧化沟工艺等。 （三）、污水处理流程方案的介绍与比较 1、AB法(AdsorptionBiooxidation) 该法由德国Bohuke教授开发。该工艺对曝气池按高、低负荷分二级供氧，A级负荷高，曝气时间短，产生污泥量大，污泥负荷在2.5kgBOD/(kgMLSS·d)以上，池容积负荷在6kgBOD/(m3·d)以上；B级负荷低，污泥龄较长。A级与B级间设中间沉淀池。二级池子F/M(污染物量与微生物量之比)不同，形成不同的微生物群体。AB法尽管有节能的优点，但不适合低浓度水质，A级和B级亦可分期建设。 2、SBR法(Sequencing Batch Reactor) SBR法早在20世纪初已开发，由于人工管理繁琐未予推广。此法集进水、曝气、沉淀、出水在一座池子中完成，常由四个或三个池子构成一组，轮流运转，一池一池地间歇运行，故称序批式活性污泥法。现在又开发出一些连续进水连续出水的改良性SBR工艺，如ICEAS法、CASS法、IDEA法等。这种一体化工艺的特点是工艺简单，由于只有一个反应池，不需二沉池、回流污泥及设备，一般情况下不设调节池，多数情况下可省去初沉池，故节省占地和投资，耐冲击负荷且运行方式灵活，可以从时间上安排曝气、缺氧和厌氧的不同状态，实现除磷脱氮的目的。但因每个池子都需要设曝气和输配水系统，采用滗水器及控制系统，间歇排水水头损失大，池容的利用率不理想，因此，一般来说并不太适用于大规模的城市污水处理厂。 3、A2/O法（AnaerobicAnoxicoxic） 由于对城市污水处理的出水有去除氮和磷的要求，故国内10年前开发此厌氧缺氧好氧组成的工艺。利用生物处理法脱氮除磷，可获得优质出水，是一种深度二级处理工艺。A/A/O法的可同步除磷脱氮机制由两部分组成：一是除磷，污水中的磷在厌氧状态下(DO 则 取总变化系数 3.1=Z K 从而可计算得： 设计秒流量为 Q K Q Z =? （2-1） 式中 Q 城市每天的平均污水量，s L ； Z K 总变化系数； Q 设计秒流量，s L 。 s L Q /66.13133.1%4541.1157%5541.1157=?+?= 四、污水处理程度计算 城市污水排入受纳水体后，经过物理的、化学的和生物的作用，使污水中的污染物浓度降低，受污染的受纳水体部分地或全部地恢复原状，这种现象称为水体自净或水体净化，水体所具有的这种能力称为水体自净能力。 在选择污水处理程度时，既要充分利用水体的自净能力，又要防止水体受污染，避免污水排入水体后污染下游取水口和影响水体中的水生动植物。 （一）污水的COD 处理程度计算 1e C C E C -= （2-2） 式中 1E COD 的处理程度，%； C 进水的CO D 浓度,mg L ； e C 处理后污水排放的COD 浓度，mg L 。 则 =1E 49060490-=87.76% （二）污水的5BOD 处理程度计算 2e L L E L - = （2-3） 式中 2E 5BOD 的处理程度，%； L 进水的5BOD 浓度，mg L ； e L 处理后污水排放的5BOD 浓度，mg L 。 则 %16.92255202552=-=E （三）污水的SS 处理程度计算 3e C C E C -= (2-4) 式中 3E SS 的处理程度，%； C 进水的SS 浓度，mg L ； e C 处理后污水排放的SS 浓度，mg L 。 则 %16.92255202553=-=E （四）、污水的氨氮处理程度计算 4e C C E C -= (2-5) 式中 4E 氨氮的处理程度，%； C 进水的氨氮浓度，mg L ； e C 处理后污水排放的氨氮浓度，mg L 。 则 %13.533215324=-=E （五）、污水的磷酸盐处理程度计算 5e C C E C -= (2-6) 式中 5E 磷酸盐的处理程度，%； C 进水的磷酸盐浓度，mg L ； e C 处理后污水排放的磷酸盐浓度，mg L 。 则 %754 145=-=E 第三章 污水的一级处理构筑物设计计算 一、格栅 格栅是由一组平行的金属栅条或筛网制成，安装在污水渠道、泵房集水井的进口处或污水处理厂的端部，用以截留较大的悬浮物或漂浮物，如纤维、碎皮、毛发、果皮、蔬菜、塑料制品等，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷，并使之正常进行。被截留的物质称为栅渣。 设计中格栅的选择主要是决定栅条断面、栅条间隙、栅渣清除方式等。 格栅断面有圆形、矩形、正方形、半圆形等。圆形水力条件好，但刚度差，故一般多采用矩形断面。格栅按照栅条形式分为直棒式格栅、弧形格栅、辐流式格栅、转筒式格栅、活动格栅等；按照格栅栅条间距分为粗格栅和细格栅（1.510mm ）；按照格栅除渣方式分为人工除渣格栅和机械除渣格栅，目前，污水处理厂大多都采用机械格栅；按照安装方式分为单独设置的格栅和与水泵池合建一处的格栅。 （一）格栅的设计 城市的排水系统采用分流制排水系统，城市污水主干管由西北方向流入污水处理厂厂区，主干管进水水量为s L Q 66.1313=，污水进入污水处理厂处的管径为1500mm ，管底标高为36.5m 。 本设计中采用矩形断面并设置两道格栅（中格栅一道和细格栅一道），采用机械清渣。其中，中格栅设在污水泵站前，细格栅设在污水泵站后。中细两道格栅都设置三组即N=3组，每组的设计流量为0.438m 3。 （二）设计参数 1、格栅栅条间隙宽度，应符合下列要求： （1）粗格栅：机械清除时宜为1625mm ；人工清除时宜为2540mm 。特殊情况下， 最大间隙可为100mm 。 （2）细格栅：宜为1.510mm 。 （3）水泵前，应根据水泵要求确定。 2、 污水过栅流速宜采用0.61.Om s 。除转鼓式格栅除污机外，机械清除格栅的安装角度宜为6090°。人工清除格栅的安装角度宜为30°60°。 3、当格栅间隙为1625mm 时，栅渣量取0.100.0533310m m 污水；当格栅间隙为3050mm 时，栅渣量取0.030.0133310m m 污水。 4、格栅除污机，底部前端距井壁尺寸，钢丝绳牵引除污机或移动悬吊葫芦抓斗式除污机应大于1.5m ；链动刮板除污机或回转式固液分离机应大于1.Om 。 5、格栅上部必须设置工作平台，其高度应高出格栅前最高设计水位0.5m ，工作平台上应有安全和冲洗设施。 6、格栅工作平台两侧边道宽度宜采用0.71.Om 。工作平台正面过道宽度，采用机 械清除时不应小于1.5m ，采用人工清除时不应小于1.2m 。 7、 粗格栅栅渣宜采用带式输送机输送；细格栅栅渣宜采用螺旋输送机输送。 8、格栅除污机、输送机和压榨脱水机的进出料口宜采用密封形式，根据周围环境情况，可设置除臭处理装置。 9、格栅间应设置通风设施和有毒有害气体的检测与报警装置。 10、沉砂池的超高不应小于0.3m 。 （三）中格栅设计计算 1、进水渠道宽度计算 根据最优水力断面公式 2 221111B v B B hv B Q = (3-1)