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水控课程设计任务指导书

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2020年4月19日
文档仅供参考
水污染控制技术课程设计
学时：3周　 学分：3 　班级：环保12　　课程负责人：王蓉 吴志敏

一、课程设计的目的
经过课程设计，使学生掌握水处理工艺选择、工艺计算的方法，掌握平面布置图、高程图及主要构筑物的绘制方法，掌握设计说明书的写作规范。该课程设计是《水污染控制技术》这门课的实践环节，经过训练使学生加深对有关理论的理解并培养其具有一定的设计能力。本设计的主要目标是使学生：
(1)树立正确的设计思想，理论联系实际，具有一定的创新精神；
(2)了解水污染控制工程的基本理论、基本知识；
(3)具有运用标准、规范，查阅技术资料的能力、计算能力、绘图能力和设计说明书的撰写能力；

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纸。设计深度一般为初步设计的深度。

二、污水处理课程设计任务
1.设计题目
某城市日处理水量5万m3污水处理厂工艺设计
2.基本资料
(1)污水水量与水质
污水处理水量：5万m3/d；
污水水质：COD 350mg/L，BOD5 150mg/L，SS 250mg/L，氨氮 25mg/L。
(2)处理要求
污水经处理后应符合以下具体要求：
COD≤70mg/L，BOD5≤20mg/L，SS≤30mg/L，氨氮≤5mg/L。
(3)处理工艺流程
根据要求自行拟定3套可行方案，最终选择最佳方案。
(4)气象与水文资料
风向：多年主导风向为东南风；
气温：最冷月平均为10℃；
最热月平均为32.5℃；
地下水水位，地面下5～6m。
（5）厂区地形
污水厂选址区域平均地面标高为64.5m。平均地面坡度为0.05％，地势为西北高，东南低。厂区征地面积为东西长350m，南北长250m。
3.设计内容
（1）对工艺构筑物选型作说明。
（2）主要处理设施(格栅、沉砂池、初沉池、曝气池、二沉池)的工艺计算；
（3）污水处理厂平面和高程布置。
4.设计成果
（1）设计计算说明书一份；
（2）设计图纸：污水处理平面图、高程图各一张，共计2张A3图纸，打印后附在说明书后。

三、设计指导及说明
1.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
注：严禁抄袭。
特别提示：对于计算错误、书写不认真、字迹潦草、用纸及装订不规范、不符合要求的说明书，一律要求进行重新计算和重写；对于雷同的说明书全部返回重做。否则不能考核成绩。
①内容 有关内容如下所列。
a.封面
b.目录
c.正文内容
1 绪论
设计基础资料
1.1基础资料：城市基本情况、气象资料、水文地质资料等
1.2污水水质、水量及变化特点
1.3处理后的出水水质目标
1.4有关设计依据：相关设计规范与标准及参考文献综述。
2 总体设计
2.1 设计方案的选择与确定
根据原水水质及处理后的目标水质，确定合理工艺流程，说明理由。
2.2工艺流程说明
对工艺流程中各构筑物单元的功能进行详细说明。
3 工艺流程的计算
3.1污水处理部分
对流程中所有单元构筑物进行设计计算：粗格栅、进水提升泵站、细格栅、沉砂池、初沉池（对出水堰进行校核）、生物处理单元、鼓风曝气系统、污泥回流系统、二沉池（对出水堰进行校核）。要求列出计算参数、计算过程、画出计算草图、设备选型。
3.2污泥处理
对流程中单元构筑物进行设计计算：计算初沉池污泥量和二沉池的剩余污泥量，计算浓缩池、消化池（包括池体设计等）、污泥脱水设备等。要求列出计算参数、计算过程、画出计算草图、设备选型。
3.3工艺流程高程的水力计算
包括构筑物及连接管渠的水力计算。
4 附属建筑物的确定
根据《室外排水设计规范》进行选定。
5 污水处理厂的总体布置
5.1 平面布置设计
对平面布置原则、依据、设计的特点、管线、构筑物及辅助建筑物等进行说明。
5.2 高程布置
写出高程计算的过程，画出图形、标注标高。
6 结论
对自己的设计进行全面的分析评价，即给出其优点及其不足之处。
7附录
对于一些不宜放在正文中，但又有参考价值的内容，如一些主要计算数据、图表等。
8主要的参考文献
如：⑴张自杰主编，《排水工程》（下册），中国建筑工业出版社，
⑵《排水工程》(上)，中国建筑工业出版社，1996年6月
⑶《给水排水设计手册》中国建筑工业出版社， 12月(第5、11册)
⑷《室外排水设计规范》GB 50014-
⑸高廷耀等编，《水污染控制工程》（第三版），高等教育出版社，
⑹唐受印等编,《水处理工程师手册》，化工出版社，
②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．应说明主要处理构筑物的排泥方法。
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．设计计算说明书应有封页和目录。
h．说明书针对计算和说明，应内容完整、条理清楚、简明扼要、文句通顺、字迹端正。
(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，应有坐标轴线或坐标网格。
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单体构筑物能够选择污水工艺流程中比较重要的主体构筑物，要求详细绘出细部尺寸，应能达到初步设计标准。
④绘制图中文字一律用仿宋体。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。图幅采用A3号图。
注：严禁抄袭。对于图面（平面图、流程高程图）雷同的图纸全部返回重做。对于设计错误较多、绘图不认真、不符合要求者要求重画，否则不能考核成绩。
2.设计的一般步骤
①明确设计任务及基础资料，复习有关污水处理的知识和设计计算方法。
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的占地面积，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设计计算说明书校核整理。
⑧进行污水厂的平面布置和高程布置。
⑨设计图纸绘制。
3.设计要点
（1）设计处理设施设计的一般规定
①该市排水系统为分流制，污水流量总变化系统数按公式计算，雨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)，且按并联设计。
（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）平流式沉砂池
①水力停留时间宜选30-60s。流速0.15m/s-0.3m/s。
②沉砂量可选0.05～0.1L/m3，贮砂时间为2d，宜重力排砂。
③贮砂斗不宜太深，应与排砂方法要求、总体高程布置相适应。
2）曝气沉砂池
若选择曝气沉砂池，设计要点及设计参数选择参照相关设计资料。
（4）初沉池
1）平流式沉砂池
①型式：平流式。
②除原污水外，还有浓缩池、消化池及脱水机房上清液进入。
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对进出水整流措施作说明。
2）辐流式沉砂池
若选择辐流式沉砂池，设计要点及设计参数选择参照相关设计资料。
(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0.5～0.75池长以内可增加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R 30％～80％，在计算污泥回流设施及二沉池贮泥量时，R取大值。
⑤SVI值选120～150ml/s，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。选用表面负荷时，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，且尺取大值。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《排水工程》(下)相关公式计算。
⑤说明进出水配水设施。
(7)平面布置
①平面布置原则参考相关资料，课程设计时重点考虑厂区功能区划、处理筑物布置、构筑物之间及构筑物与管渠之间的关系。
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》GBJ 106--87，重点表示构(建)筑物外形及其连接管渠，内部构造及管渠不表示。
(8)高程布置
①高程布置原则相关资料。
②构筑物水头损失参考相关资料。
③水头损失计算及高程布置参见《排水工程》(下)。
④污水进人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
标高为-0.30m。
⑤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。
⑥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。
4.总体要求
⑴在设计过程中，要发挥独立思考独立工作的能力；
⑵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。
⑶课程设计不要求对设计方案作比较，处理构筑物选型说明，按其技术特征加以说明。
⑷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，字迹端正。设计图纸应按标准绘制，内容完整，主次分明。
⑸图纸应正确表示设计意图，符合制图要求；布图合理，图面整洁美观。
⑹设计说明书手写，设计图纸打印。
四、课程设计的时间和地点安排
可分组进行，每组2人，上交时间最迟期限为7月4日，提前上交者在同等质量情况下加分。
18周：查找资料，确定工艺流程，进行各部分构筑物计算；
19周：完成设计计算书；
20周：绘制CAD平面图和高程图；
地点：18-19周，C2-204或207（暂定）
20周，机房3-303（1）（暂定）

五、考核方式

1、方案设计说明书：50%；
2、图纸1：20%；
图纸2：20%；
3、出勤情况及平时表现：10%。