水污染控制工程课程设计

水污染控制工程课程设计一、课程设计目的本次水污染控制工程课程设计旨在通过实际案例分析与设计，使学生深入理解水污染控制的基本原理和方法，掌握污水处理工艺的选择、设计计算以及相关设备的选型，培养学生综合运用所学知识解决实际水污染问题的能力，提高学生的工程设计素养和创新思维。

二、设计题目[具体城市名称]生活污水处理厂设计

三、设计基础资料1.设计规模：[X]万m³/d2.进水水质：BOD₅：[X]mg/LCOD：[X]mg/LSS：[X]mg/LNH₃N：[X]mg/LTP：[X]mg/L3.出水水质：BOD₅：[X]mg/LCOD：[X]mg/LSS：[X]mg/LNH₃N：[X]mg/LTP：[X]mg/L4.设计要求：采用成熟可靠的污水处理工艺，确保出水水质达到国家规定的排放标准。考虑污水处理厂的占地面积、运行成本、管理维护等因素，优化设计方案。绘制污水处理工艺流程图、平面布置图、高程布置图等相关图纸，并编写设计说明书。

四、污水处理工艺选择1.工艺选择原则根据进水水质和出水要求，选择处理效果好、运行稳定、适应性强的污水处理工艺。考虑工艺的成熟性、可靠性、经济性和管理维护的便利性。结合当地的地理环境、气候条件和土地资源等因素，合理选择工艺。2.工艺方案比较传统活性污泥法：该工艺处理效果稳定，对BOD₅、COD等污染物的去除率较高，但占地面积较大，运行成本较高，且容易产生污泥膨胀等问题。A²/O工艺：具有同步脱氮除磷的功能，处理效果好，运行稳定，但对进水水质要求较高，污泥回流比大，能耗较高。氧化沟工艺：工艺流程简单，运行管理方便，占地面积较小，具有较强的抗冲击负荷能力，但脱氮除磷效果相对较弱。SBR工艺：间歇式运行，能够根据进水水质和水量的变化灵活调整运行参数，具有较好的脱氮除磷效果，但设备利用率较低，运行管理要求较高。3.最终工艺确定综合考虑进水水质、出水要求、处理规模、占地面积、运行成本等因素，本次设计选用A²/O工艺。该工艺具有以下优点：能够同时去除有机物、氮和磷，处理效果好，出水水质稳定。工艺流程简单，运行管理方便，设备国产化程度高，投资省。污泥沉降性能好，不易产生污泥膨胀等问题。

五、污水处理工艺设计计算1.格栅设计格栅类型：采用中格栅，栅条间距为[X]mm。设计流量：按最高日最高时流量计算，Qmax=[X]m³/h。过栅流速：取v=[X]m/s。格栅面积计算：\[A=\frac{Q_{max}}{v\timesb}\]其中，b为格栅宽度，取b=[X]m。经计算，格栅面积A=[X]m²。格栅水头损失计算：\[h_1=\xi\frac{v^2}{2g}\]其中，ξ为格栅阻力系数，取ξ=[X]；g为重力加速度，取g=9.81m/s²。经计算，格栅水头损失h₁=[X]m。2.沉砂池设计沉砂池类型：采用平流式沉砂池。设计流量：Qmax=[X]m³/h。停留时间：取t=[X]min。沉砂池有效容积计算：\[V=Q_{max}\times\frac{t}{60}\]经计算，沉砂池有效容积V=[X]m³。沉砂池尺寸计算：设沉砂池长度为L，宽度为B，高度为H。\[L=v\timest\]其中，v为最大设计流速，取v=[X]m/s。经计算，L=[X]m。\[B=\frac{Q_{max}}{v\timesH}\]取H=[X]m，经计算，B=[X]m。沉砂量计算：每立方米污水的沉砂量x=[X]m³/m³，每日沉砂量为：\[W=Q\timesx\times10^{3}\]其中，Q为设计流量，取Q=[X]m³/d。经计算，每日沉砂量W=[X]m³/d。3.A²/O生物池设计设计流量：Q=[X]m³/d。进水BOD₅浓度：S₀=[X]mg/L。出水BOD₅浓度：Se=[X]mg/L。污泥回流比：取R=[X]%。混合液回流比：取r=[X]%。曝气池容积计算：\[V=\frac{Q(S_0S_e)}{L_{s}}\]其中，Lₛ为曝气池有机负荷，取Lₛ=[X]kgBOD₅/(m³·d)。经计算，曝气池容积V=[X]m³。曝气池尺寸计算：设曝气池长度为L，宽度为B，有效水深为H。\[L=\frac{V}{B\timesH}\]取B=[X]m，H=[X]m，经计算，L=[X]m。厌氧池容积计算：厌氧池容积占曝气池容积的比例为[X]%，则厌氧池容积V₁=[X]m³。缺氧池容积计算：缺氧池容积占曝气池容积的比例为[X]%，则缺氧池容积V₂=[X]m³。好氧池容积计算：好氧池容积占曝气池容积的比例为[X]%，则好氧池容积V₃=[X]m³。曝气系统设计：采用微孔曝气器，曝气强度为[X]m³/(m²·h)。曝气器数量：\[n=\frac{V_3}{q\timesA}\]其中，q为曝气强度，A为曝气器服务面积，取A=[X]m²。经计算，曝气器数量n=[X]个。4.二沉池设计二沉池类型：采用辐流式二沉池。设计流量：Q=[X]m³/d。表面水力负荷：取q=[X]m³/(m²·d)。二沉池面积计算：\[A=\frac{Q}{q}\]经计算，二沉池面积A=[X]m²。二沉池直径计算：\[D=\sqrt{\frac{4A}{\pi}}\]经计算，二沉池直径D=[X]m。二沉池有效水深计算：取有效水深H=[X]m。污泥回流系统设计：采用污泥回流泵，污泥回流比为R=[X]%。污泥回流泵流量：\[Q_R=R\timesQ\]经计算，污泥回流泵流量Q_R=[X]m³/h。5.污泥处理系统设计污泥产量计算：\[Q_w=\frac{Q(S_0S_e)}{1000\times(1P)}\]其中，P为污泥含水率，取P=[X]%。经计算，污泥产量Q_w=[X]m³/d。污泥浓缩池设计：采用重力浓缩池，浓缩时间为t=[X]h。浓缩池有效容积：\[V=Q_w\times\frac{t}{24}\]经计算，浓缩池有效容积V=[X]m³。浓缩池尺寸：设浓缩池直径为D，高度为H。\[V=\frac{\pi}{4}D^2H\]取H=[X]m，经计算，D=[X]m。污泥脱水系统设计：采用带式压滤机进行污泥脱水，脱水后污泥含水率降至[X]%。带式压滤机处理能力：\[Q_p=\frac{Q_w}{1\frac{P_1}{P_2}}\]其中，P₁为脱水前污泥含水率，P₂为脱水后污泥含水率。经计算，带式压滤机处理能力Q_p=[X]m³/d。

六、污水处理厂平面布置1.平面布置原则功能分区明确，工艺流程顺畅，便于运行管理。合理布局建筑物、构筑物和设备，节约用地。考虑厂区的环境卫生、安全防护和绿化美化。2.平面布置方案污水处理厂分为生产区和生活区。生产区包括格栅间、沉砂池、A²/O生物池、二沉池、污泥处理系统等；生活区包括办公楼、食堂、宿舍等。生产区各构筑物按照工艺流程依次排列，便于物料输送和管道连接。厂区内设置道路、绿化和停车位，满足交通运输和环境要求。

七、污水处理厂高程布置1.高程布置原则充分利用地形高差，减少提升扬程，降低运行成本。保证污水处理厂各构筑物之间的水流顺畅，避免出现积水和倒流现象。考虑污水处理厂的防洪和排水要求。2.高程布置计算根据地形资料和各构筑物的设计水位，确定污水处理厂的高程基准面。计算各构筑物之间的水头损失，包括管道水头损失、格栅水头损失、沉砂池水头损失、生物池水头损失、二沉池水头损失等。根据水头损失和各构筑物的设计水位，确定各构筑物的高程。绘制污水处理厂高程布置图，标注各构筑物的高程和水位。

八、设计成果1.设计说明书：包括污水处理工艺选择、设计计算、平面布置、高程布置等内容，阐述设计思路和依据，分析设计方案的优缺点。2.污水处理工艺流程图：清晰表示污水处理的工艺流程，标注各构筑物的名称和作用。3.平面布置图：按比例绘制污水处理厂的平面布置图，标注各建筑物、构筑物的位置和尺寸。4.高程布置图：绘制污水处理厂的高程布置图，标注各构筑物的高程和水位。

九、总结与体会通过本次水污染控制工程课程设计，我对污水处理工艺有了更深入的理解和掌握。在设计过程中，我综合运用所学知识，对进水水质、出水要求、处理规模等因素进行了详细分析，选择了合适的污水处理工艺，并进行了设计计算和图纸绘制。通过与同学和老师的交流讨论，我不仅解决了设计过程中遇到的问题，还拓宽了思路，提高了团队协作能力和沟通能力。

在设计过程中，我也深刻体会到了水污染控制工程的重要性和复杂性。污水处理是一项系统工程，需要考虑多个因素，包括水质、水量、处理工艺、运行成本、管理维护等。只有综合考虑这些因素，才能设计出合理