《水污染控制课程设计》任务书及学生指导书.docx

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《水污染控制课程设计》任务书及学生指导书

《水污染控制工程》课程设计任务书

一、课程设计的内容和深度

《水污染控制工程》课程设计的目的在于加深理解所学专业知识，培养运用所学专业知识的能力，在设计、计算、绘图方面等得到锻炼。

针对一座二级处理的城市污水处理厂，要求对主要污水处理构筑物的工艺尺寸进行设计计算，确定污水厂的平面布置和高程布置。

最后完成设计计算说明书和设计图（污水处理厂平面布置图、污水处理厂高程图和主要构筑物设计图）。

设计深度为初步设计的深度。

二、《水污染控制工程》课程设计任务书

1、设计题目：

某城市污水处理厂工艺设计。

2、基本资料

（1）污水量及水质：

污水处理水量及污水水质分小组按不同数据给出如下：

（mg/L）

序号

组员

处理水量

（万m3/d）

工艺

CODCr

BOD5

SS

NH3-N

TN

TP

1

2

氧化沟

450

200

250

35

40

4

2

3

氧化沟

480

250

300

35

40

4

3

3

氧化沟

500

260

300

35

40

4

4

2

A2/O

350

180

200

35

40

4

5

2

A2/O

450

200

250

35

40

4

6

3

A2/O

500

260

300

35

40

4

（2）处理要求

污水级二级处理后应符合以下具体要求：

CODcr≦60mg/L；BOD5≦20mg/L；SS≦20mg/L；

NH3-N≦8mg/L；TN≦20mg/L；TP≦1mg/L

（3）处理工艺流程

具体流程如下：

a.污水→格栅间→污水泵房沉砂池→厌氧池→氧化沟→二沉池→消毒池→出水

b.污水→格栅间→污水泵房沉砂池→初沉池→A2/O池→二沉池→消毒池→出水

（4）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。

（5）厂区地形

污水厂选址在64-66m之间，平均地面标高为64.5m,出水口标高60.0m。

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。

3.设计内容

①对工艺构筑物选型作说明；

②对主要处理设施（格栅、沉砂池、初沉池、生化池、二沉池）进行工艺计算；

③CAD画出污水处理厂的平面布置图和高程布置图；

④沉沙池、初沉池、生化池、二沉池中任选一构筑物进行构筑物设计计算，并绘制相关构筑物的CAD设计图。

4.设计成果

①项目设计《计算说明书》一份；

②设计图纸（CAD软件及打印件）：

污水厂平面布置图A3、污水厂高程图A3、所选构筑物设计图A4。

《水污染控制工程》课程设计指导书

1、总体要求

①在设计课程中，要发挥独立思考独立工作的能力；

②本课程设计的重点训练，是污水处理主要构筑物的设计计算和总体布置。

③课程设计不要求对设计方案作比较，处理构筑物选型按其技术特征加以说明。

④设计计算说明书，应内容完整（包括计算草图），简明扼要，文句通顺，层次清晰，格式规范。

⑤设计图纸应按标准绘制，内容完整，主次分明。

2、设计要点（根据自己的工艺流程选择合适的参数）

（1）污水处理设施设计的一般规定

①该市排水系统为合流制，污水流量总变化系数取1.2，截流雨季污水经初沉可直接排入水体。

②处理构筑物流量：

曝气池之前，各种构筑物按最大日最大时流量设计；曝气池之后（包括曝气池），构筑物按平均日平均时流量设计。

③处理设备设计流量：

各种设备选型计算时，按最大日最大时流量设计。

④管渠设计流量：

按最大日、最大时流量设计。

⑤各处理构筑物不应小于2组（个或格），且按并开设计。

（2）格栅

①型式：

平面型，倾斜安装机械格栅。

②城市排水系统为暗管系统，且有中途泵站，仅在泵前格栅间设计中格栅。

③格栅过栅流速不宜小于0.6m/s，不宜大于1.5m/s.

④栅前水深应与入厂污水管规格（DN1800mm）相适应。

⑤格栅尺寸B、H参见设备说明书，宜选中间值。

（3）沉砂池

①型式：

平流式。

②水力停留时间宜选50S

③沉砂量可选0.05-0.1L/m3，贮砂时间为2d，宜重力排砂。

④贮砂斗不宜太深，应与排砂方法要求、总体高程布置相适应。

（4）初沉池

①型式：

平流式。

②除原污水外，还有浓缩池、消化池及脱水房上清液流入。

③表面负荷可选2.0-3.0m3/m2.h），沉淀时间1.5-2.0h，SS去除率50%-60%。

④排泥方法：

机械排刮泥，静压排泥。

⑤沉淀池贮泥时间应与排泥方式适应，静压排泥时贮泥时间为2d。

⑥对进出整流措施作说明。

（5）曝气池

①型式：

传统活性污泥法采用推流式鼓风曝气。

②曝气池进水配水点除起端外，沿流长方向距池起点1/2-3/4池长内可增加2-3个配水点。

③曝气池污泥负荷宜选0.3kgBOD5/（kgMLSS.d）,再按计算法校核。

④污泥回流比R30%-80%，在计算污泥回流设施及二沉池贮泥量时，R取最大值。

⑤SVI值选120-150ml/g，污泥浓度可计算确定，但不宜大于3500mg/L。

⑥曝气池深度应结合总体高程、选用的曝气扩散器及鼓风机、地质条件确定。

多点进水时可稍长些，一般控制L≦5-8B。

⑦曝气池应布置并计算空气管，并确定所需供风的风量和风压。

（6）二沉池

①型式：

中心进水，周边出水，辐流式二沉池。

②二沉池面积按表面负荷法计算。

计算表面负荷时，注意活性污泥在二沉池中沉淀的特点，q应小于初沉池。

③计算中心进水管，应考虑回流污泥，且R取大值。

中心进水管水流速度可选0.2-0.5m/s，配水窗水流流速可选0.5-0.8m/s.

④贮泥所需容积按工具书相关公式计算。

⑤说明进出水配水设施。

（7）平面布置

①课程设计时重点考虑厂区功能区划、处理构筑物布置、构筑物之间及构筑物与管渠之间的关系。

平面布置原则主要参考如下：

a）按功能分区，配置得当。

主要是对生产、辅助生产、生产管理、生活福利等各部分的布置，要做到分区明确、配置得当，而又不过分独立分散。

既有利于生产，又避免非生产人员在生产区通行和逗留，确保安全生产。

在有条件时（尤其建新厂时），最好把生产区和生活区分开，但二者之间不必设置围墙。

b）功能明确、布置紧凑。

首先应保证生产的需要，结合地形、地质、土方、结构和施工等因素全面考虑。

布置时力求减少占地面积，减少连接管（渠）的长度，便于操作管理。

C）顺流排列，流程简捷。

指处理构（建）筑物尽量按流程方向布置，避免与进（出）水方向相反安排，各构筑物之间的连接管（渠）应以最短路线布置，尽量避免不必要的转弯和用水泵提升，严禁将管线埋在构（建）筑物下面，目的在于减少能量（水头）损失、节省管材，便于施工和检修。

d）充分利用地形，平衡土方，降低工程费用。

某些构筑物放在较高处，便于减少土方，便于放空、排泥，又减少了工程量，而另一些构筑物放在较低处，使水按流程按重力顺畅输送。

e）必要时应预留适当余地，考虑扩建和施工可能（尤其是对大中型污水处理厂）。

f）构（建）筑物布置应注意风向和朝向。

将排放异味、有害气体的构（建）筑物布置在居住与办公场所的下风向；为保证良好的自然通风条件，建筑物布置应考虑主导风向。

②厂区平面布置时，除处理工艺管道之外，还应有空气管，自来水管与超越管，管道之间及其与构筑物，道路之间应有适当间距。

③污水厂厂区主要车行道宽6-8m,次要车行道3-4m,一般人行道1-3m,道路两旁应留出绿化带及适当间距。

④污泥处理按污泥来源及性质确定，本课程设计选用浓缩-厌氧消化-机械脱水工艺处理，但不做设计。

污泥处理部分场地面积预留，可相当于污水处理部分占地面积的20%-30%。

⑤污水厂厂区适当规划设计机房（水泵、风机、剩余污泥、回流污泥、变配电用房）、办公（行政、技术、中控用房）、机修及仓库等辅助建筑。

⑥厂区总面积控制在（280*380）m2以内，比例1：

1000。

图面参考《给水排水制图标准》GBJ106-87,重点表达构（建）筑物外形及其连接管渠，内部构造及管渠不表达。

（8）高程布置

①高程布置原则主要参考如下：

a）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；

b）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；

C）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；

d）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。

e）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。

f）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。

g）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。

②构筑物水头损失与构筑物种类、型式和构造有关。

初步设计时，可按下表所列数据估算：

构筑物名称

水头损失/cm

构筑物名称

水头损失/cm

格栅

沉砂池

沉淀池平流

竖流

辐流

双层沉淀池

曝气池污入潜流入池

污水跌入水池

10-25

10-25

20-40

40-50

50-60

10-20

25-50

50-150

生物滤池（工作高度为2m时）

a.装有旋转式布水器

b.装有固定喷洒布水器

混合池或接触池

污泥干化场

配水井

混合池（槽）

反应池

270-280

450-475

10-30

200-350

10-20

40-60

40-60

③构筑物连接管（渠）水头损失包括沿程与局部水头损失，其计算参见《给水排水设计手册》。

④计量设施的水头损失应通过计量设施有关计算公式、图表或者设备说明书来确定。

一般污水厂进、出水管上计量仪表中水头损失可按0.2m计算。

⑤污水进入格栅间水面相对原地面标高为-2.7m，二沉池出水井出水水面相对原地面标高一般为-0.30m。

⑥污水泵、污泥泵应分别计算静扬程、水头损失（局部水头损失估算）和自由水头确定扬程。

⑦高程布置图横向和纵向比例一般不相等，横向比例可选1：

1000左右，纵向1：

500左右。

3、对设计文件内容和质量的要求

设计计算说明书和设计图纸，是反映设计成果的技术文件，课程设计应满足初步设计深度对设计文件的要求。

（1）设计计算说明书

1要求

a.应说明污水厂污水处理的工艺过程，说明选择构筑物型式的理由。

b.应说明构筑物设计参数，并列出数值。

c.应计算污水处理构筑物或设施的主要工艺尺寸，应列出所采用全部计算公式和采用的计算数据。

应附相应的计算草图。

d.应说明采用的污水泵、鼓风机、剩余污泥和回流污泥泵的型式和主要参数。

e.应说明主要构筑物的排泥方法。

f.应结合污水厂总体布置原则与污水处理实际过程的需要，说明污水厂平面布置和高程布置的合理性，并附平面和高程布置草图。

g.设计计算说明书应用封页和目录。

h.说明书针对计算和说明，应内容完整、条理清楚、简明扼要、文字通顺，字迹端正。

2内容有关内容如下所列。

第一章总论

第一节设计任务和内容

第二节基本资料

第二章污水处理工艺流程说明

第三章处理构筑物设计（按自己的工艺流程自行修改相应章节）

第一节格栅间和泵房

第二节沉砂池

第三节初沉池

第四节生化池

第五节二沉池

第四章主要设备说明

第五章污水厂总体布置

第一节主要构（建）筑物与附属建筑物

第二节污水厂平面布置

第三节污水厂高程布置

（2）设计图纸

1污水厂总平面图应按初步设计要求去完成，图上应绘出主要处理构筑物、处理建筑物、辅助构（建）筑物、附属建筑物、道路、绿化地带及厂区界限等，并用坐标表示其外形尺寸和相互距离，应用坐标轴线或坐标网络。

总平面图上绘出各种连接管渠，管道以单线条表示，并标明管径。

图中应附构（建）筑物一览表，说明各构（建）筑物的名称、数量及主要外形尺寸。

图中应附图例及必要的文字说明。

图中应附比例、风玫瑰图。

2污水高程图上应绘出主要处理构筑物和设施的构造简图，应绘出各构筑物之间的连接管渠。

图上应标出各处理构筑物的顶、底及水面标高，应标出主要管渠、设备机组和地面标高。

图上应附处理构筑物、设备名称。

图上应附图例、比例。

3图中文字一律用仿宋体书写。

图例的表示方法应符合一般规定和制图标准。

图纸应注明图标栏及图名。

图纸应清洁美观，主次分明，线条粗细有别。

图幅宜采用2号图，必要时可选用1号图。

图标栏如下：

重庆交通大学资源与环境系

《水污染控制》课程设计

班级

某厂污水处理总平面布置图

（或高程图、构筑物设计图）

图号

姓名

比例

成绩

日期

指导教师审阅日期

2008年6月日

4用计算机绘图，统一选用A3纸输出。

4、污水处理工程课程设计步骤和参考资料

（1）、课程设计的一般步骤

1明确设计任务书及基础资料，复习有关污水处理的知识和设计的计算方法。

2分析污水处理工艺流程和污水处理构筑物的选型。

3确定各处理构筑物的流量。

4初步计算各处理构筑物占地面积，并由此规划污水厂的平面布置和高程布置，以便考虑构筑物的形状、安设位置、相互关系以及某些主要尺寸。

5进行各处理构筑物的设计计算。

6确定辅助构（建）筑物、附属建筑物数量及面积。

7进行污水厂的平面布置和高程布置。

8设计图绘制。

9设计计算说明书校核整理。

（2）、课程设计的时间安排

课程设计为期两周，时间安排如下：

（仅供参考，可结合设计任务书灵活掌握。

）

1、课程设计的讲授4学时（2x2）

2、课程设计的计算部分4天

3、课程设计图的绘制3天

4、课程设计说明书的编制2.5天

（3）、课程设计的主要参考资料

（1）高廷耀、顾国维主编.《水污染控制工程》上、下册，（第二版、第三版）北京：

高等教育出版社，2004、2007

（2）《给水排水设计手册》，中国建筑工业出版社，2004年

（3）张志刚等主编.《给水排水工程专业课程设计》.北京:

化学工业出版社.2004

（4）南国英张志刚等主编.《给水排水工程专业工艺设计》.北京:

化学工业出版社.2004

（5）北京市市政设计院编，简明排水设计手册，中国建筑工业出版社，1990年第一版

（6）中华人民共和国国家标准，给水排水制图标准，GBJ106-87。

（7）中华人民共和国国家标准，建筑给水排水设计规范，GBJ15-88

（8）《污水处理工程设计》，化学工业出版社，2003年

（9）《污水处理厂工艺设计手册》，化学工业出版社，2003年

（10）《给排水制图标准》GB/T50106-2001