水污染控制工程课程设计说明书

水污染控制工程课程设计说明书一、课程设计题目[具体题目，例如：某城市污水处理厂工艺设计]

二、课程设计目的1.通过课程设计，使学生能够综合运用水污染控制工程课程所学的基本理论和方法，解决实际的水污染控制工程问题。2.培养学生独立分析问题、解决问题的能力，提高学生的工程设计能力和创新思维。3.让学生熟悉水污染控制工程设计的基本流程和规范，掌握相关设计软件和工具的使用。4.增强学生对环境保护重要性的认识，培养学生的工程责任感和团队协作精神。

三、设计资料及原始数据1.设计规模：[给出污水处理厂的设计流量，单位为m³/d]2.进水水质：化学需氧量（COD）：[X]mg/L生化需氧量（BOD₅）：[X]mg/L悬浮物（SS）：[X]mg/L氨氮（NH₃N）：[X]mg/L总磷（TP）：[X]mg/LpH值：[X]3.出水水质要求：COD：[X]mg/LBOD₅：[X]mg/LSS：[X]mg/LNH₃N：[X]mg/LTP：[X]mg/LpH值：[69]

四、设计内容及步骤

工艺流程选择1.分析进水水质特点根据给定的进水水质数据，分析污水中污染物的种类、浓度及可生化性等特征。例如，进水COD较高，说明污水中含有较多的有机物；BOD₅/COD比值[具体比值]，表明污水的可生化性[好/较好/一般/较差]。2.考虑出水水质要求结合出水水质标准，明确需要去除的污染物种类和程度。例如，出水对COD、BOD₅、SS、NH₃N和TP都有严格要求，需要选择能够有效去除这些污染物的工艺。3.选择工艺流程综合考虑进水水质、出水水质要求、处理规模、经济性和运行管理等因素，选择合适的污水处理工艺流程。本设计采用的工艺流程为：格栅→沉砂池→初沉池→生物处理单元（活性污泥法）→二沉池→深度处理单元（混凝沉淀+过滤）→消毒→排放。

各处理单元设计计算1.格栅设计参数：格栅间隙：[X]mm过栅流速：[X]m/s格栅安装角度：[X]°计算过程：根据设计流量和过栅流速，计算格栅的过水面积：\[A=\frac{Q}{v}\]其中，\(A\)为过水面积（m²），\(Q\)为设计流量（m³/s），\(v\)为过栅流速（m/s）。根据过水面积和格栅间隙，计算格栅的宽度：\[B=\frac{A}{h}\]其中，\(B\)为格栅宽度（m），\(h\)为格栅间隙（m）。计算格栅的长度：\[L=\frac{Q}{3600vh}\]其中，\(L\)为格栅长度（m）。校核格栅的水头损失：\[\Deltah=k\frac{v^2}{2g}\]其中，\(\Deltah\)为水头损失（m），\(k\)为阻力系数，\(g\)为重力加速度（m/s²）。

2.沉砂池设计参数：水力停留时间：[X]min水平流速：[X]m/s有效水深：[X]m计算过程：根据设计流量和水力停留时间，计算沉砂池的有效容积：\[V=\frac{Q\timest}{60}\]其中，\(V\)为有效容积（m³），\(t\)为水力停留时间（min）。根据有效容积和有效水深，计算沉砂池的面积：\[A=\frac{V}{h}\]其中，\(A\)为面积（m²），\(h\)为有效水深（m）。根据面积和水平流速，计算沉砂池的长度：\[L=\frac{Q}{3600vh}\]其中，\(L\)为长度（m）。计算沉砂池的宽度：\[B=\frac{A}{L}\]其中，\(B\)为宽度（m）。

3.初沉池设计参数：表面负荷：[X]m³/(m²·d)水力停留时间：[X]h污泥回流比：[X]%计算过程：根据设计流量和表面负荷，计算初沉池的面积：\[A=\frac{Q}{q}\]其中，\(A\)为面积（m²），\(q\)为表面负荷（m³/(m²·d)）。根据面积和水力停留时间，计算初沉池的有效容积：\[V=\frac{Q\timest}{24}\]其中，\(V\)为有效容积（m³），\(t\)为水力停留时间（h）。计算初沉池的污泥产量：\[X=Q(S_{0}S_{1})\frac{100}{100P}\]其中，\(X\)为污泥产量（kg/d），\(S_{0}\)为进水悬浮物浓度（mg/L），\(S_{1}\)为出水悬浮物浓度（mg/L），\(P\)为污泥含水率（%）。根据污泥产量和污泥回流比，计算回流污泥量：\[Q_{r}=\frac{X}{S_{r}S_{1}}\times\frac{100}{100P}\]其中，\(Q_{r}\)为回流污泥量（m³/d），\(S_{r}\)为回流污泥浓度（mg/L）。

4.生物处理单元（活性污泥法）设计参数：污泥负荷：[X]kgBOD₅/(kgMLSS·d)曝气池混合液污泥浓度：[X]mg/L曝气池水力停留时间：[X]h污泥龄：[X]d溶解氧浓度：[X]mg/L计算过程：根据进水BOD₅浓度和污泥负荷，计算曝气池的容积：\[V=\frac{Q(S_{0}S_{e})}{L_{s}X}\]其中，\(V\)为曝气池容积（m³），\(S_{0}\)为进水BOD₅浓度（mg/L），\(S_{e}\)为出水BOD₅浓度（mg/L），\(L_{s}\)为污泥负荷（kgBOD₅/(kgMLSS·d)），\(X\)为曝气池混合液污泥浓度（mg/L）。根据曝气池容积和水力停留时间，计算曝气池的尺寸：\[L=vt\]\[A=\frac{V}{h}\]\[B=\frac{A}{L}\]其中，\(L\)为曝气池长度（m），\(v\)为曝气池内水流速度（m/h），\(t\)为水力停留时间（h），\(A\)为曝气池面积（m²），\(h\)为曝气池有效水深（m），\(B\)为曝气池宽度（m）。根据污泥龄和污泥产量，计算曝气池的污泥回流量：\[Q_{w}=\frac{VX}{S_{r}S_{1}}\times\frac{100}{100P}\]其中，\(Q_{w}\)为污泥回流量（m³/d），\(S_{r}\)为回流污泥浓度（mg/L），\(S_{1}\)为二沉池出水悬浮物浓度（mg/L），\(P\)为污泥含水率（%）。计算曝气系统的供气量：\[G_{s}=\frac{Q(S_{0}S_{e})}{0.6a(S_{r}S_{0})}\times\frac{1}{E_{A}}\]其中，\(G_{s}\)为供气量（m³/h），\(a\)为曝气转移效率，\(E_{A}\)为曝气设备的氧利用率。

5.二沉池设计参数：表面负荷：[X]m³/(m²·d)水力停留时间：[X]h污泥回流比：[X]%计算过程：根据设计流量和表面负荷，计算二沉池的面积：\[A=\frac{Q}{q}\]其中，\(A\)为面积（m²），\(q\)为表面负荷（m³/(m²·d)）。根据面积和水力停留时间，计算二沉池的有效容积：\[V=\frac{Q\timest}{24}\]其中，\(V\)为有效容积（m³），\(t\)为水力停留时间（h）。计算二沉池的污泥产量：\[X=Q(S_{0}S_{1})\frac{100}{100P}\]其中，\(X\)为污泥产量（kg/d），\(S_{0}\)为进水悬浮物浓度（mg/L），\(S_{1}\)为出水悬浮物浓度（mg/L），\(P\)为污泥含水率（%）。根据污泥产量和污泥回流比，计算回流污泥量：\[Q_{r}=\frac{X}{S_{r}S_{1}}\times\frac{100}{100P}\]其中，\(Q_{r}\)为回流污泥量（m³/d），\(S_{r}\)为回流污泥浓度（mg/L）。

6.深度处理单元（混凝沉淀+过滤）混凝沉淀：设计参数：混凝剂投加量：[X]mg/L反应时间：[X]min沉淀时间：[X]h计算过程：根据设计流量和混凝剂投加量，计算混凝剂的投加量：\[m=Q\timesa\]其中，\(m\)为混凝剂投加量（kg/d），\(Q\)为设计流量（m³/d），\(a\)为混凝剂投加量（mg/L）。根据反应时间，计算反应池的容积：\[V_{1}=\frac{Q\timest_{1}}{60}\]其中，\(V_{1}\)为反应池容积（m³），\(t_{1}\)为反应时间（min）。根据沉淀时间，计算沉淀池的容积：\[V_{2}=\frac{Q\timest_{2}}{24}\]其中，\(V_{2}\)为沉淀池容积（m³），\(t_{2}\)为沉淀时间（h）。过滤：设计参数：滤速：[X]m/h过滤周期：[X]h计算过程：根据设计流量和滤速，计算过滤器的面积：\[A=\frac{Q}{v}\]其中，\(A\)为过滤器面积（m²），\(v\)为滤速（m/h）。根据过滤周期，计算过滤器的反冲洗水量：\[Q_{f}=\frac{Q\timest_{f}}{24}\]其中，\(Q_{f}\)为反冲洗水量（m³/d），\(t_{f}\)为过滤周期（h）。

7.消毒设计参数：消毒剂投加量：[X]mg/L计算过程：根据设计流量和消毒剂投加量，计算消毒剂的投加量：\[m=Q\timesa\]其中，\(m\)为消毒剂投加量（kg/d），\(Q\)为设计流量（m³/d），\(a\)为消毒剂投加量（mg/L）。

高程布置1.确定各处理单元的水头损失格栅：[计算格栅的水头损失，单位为m]沉砂池：[计算沉砂池的水头损失，单位为m]初沉池：[计算初沉池的水头损失，单位为m]生物处理单元（活性污泥法）：[计算曝气池、二沉池等的水头损失，单位为m]深度处理单元（混凝沉淀+过滤）：[计算混凝沉淀池、过滤器的水头损失，单位为m]消毒：[计算消毒设备的水头损失，单位为m]2.计算总水头损失\[H_{总}=\sum_{i=1}^{n}h_{i}\]其中，\(H_{总}\)为总水头损失（m），\(h_{i}\)为各处理单元的水头损失（m）。3.确定提升泵站的扬程\[H_{泵}=H_{总}+\DeltaH\]其中，\(H_{泵}\)为提升泵站的扬程（m），\(\DeltaH\)为富裕水头（m），一般取12m。

污泥处理与处置1.污泥产量计算计算各处理单元的污泥产量，包括初沉池污泥产量、二沉池污泥产量等。2.污泥处理工艺选择根据污泥产量和污泥性质，选择合适的污泥处理工艺，如污泥浓缩、污泥消化、污泥脱水等。3.污泥处置方式考虑污泥的最终处置方式，如填埋、焚烧、土地利用等，并分析其优缺点。

五、设计结果汇总1.污水处理厂工艺流程图绘制污水处理厂的工艺流程图，标注各处理单元的名称、设备及管道走向。2.各处理单元设计参数汇总表列出格栅、沉砂池、初沉池、生物处理单元、二沉池、深度处理单元和消毒等各处理单元的设计参数，包括尺寸、水力停留时间、表面负荷、污泥负荷等。3.高程布置图绘制污水处理厂的高程布置图，标注各处理单元的地面标高、水面标高和水头损失等。4.污泥处理与处置方案说明污泥处理工艺选择和污泥处置方式，并计算污泥产量和污泥处理设备的参数。

六、设计总结1.设计成果评价对设计成果进行自我评价，分析设计方案的优点和不足之处，以及是否满足设计要求。2.心得体会总结课程设计过程中的收获和体会，包括对水污染控制工程知识的理解、工程设计方法的掌握、团队协作的经验等。3.改进建议针对设计过程中发现的问题，提出改进建议和措施，为今后的设计工作提供参考。

七、参考文献列出在课程设计过程中查阅的参考文献，格式如下：[1][作者姓名].[书名].[出版社名称],[出版年份][2][作者姓名].[文章题目].[期刊名称],[发表年份],[卷号],[期号],[页码]