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北京航空航天大学梁大为水处理工程课程设计城市污水处理厂初步设计课程设计的目的和要求课程设计的目的和要求v课程设计的目的：v学习城市污水处理厂工艺设计的一般步骤和方法；v学会使用工具书和参考资料，培养独立进行工艺设计的能力；v学会使用计算机绘图，掌握CAD绘制工程设计图纸的技能；v通过课程设计，进一步系统地掌握所学的专业知识。
1、v课程设计的要求：v在教师的指导下，独立完成设计任务书规定的工作内容；v结合参观调研，将书本知识与工程实践有机结合。
2、进度安排进度安排v课程设计的进度安排：v第一周：熟悉设计规范、设计手册、标准图集使用，确定备选方案及方案论证，完成设计计算说明书，确定主要设备清单，绘出设计草图；v第二周：绘制初设图纸、解决绘图中的问题；v第三周：完成所有设计图纸，打印出图，交设计任务书；v答辩；参考资料参考资料(排水工程（上、下，第二版），张自杰，中国建筑工业出版社(给水排水设计手册（第11册），中国建筑工业出版社(室外排水设计规范(GB)(全国通用给水排水标准图集(废水处理工艺设计及实例分析，陈季华等，高等教育出版社(水处理工艺设计计算，崔玉川等，水利电力出版社(建筑给水排水设计手册，陈耀宗等，中国建筑工业出版社城市污水处理厂的设计步骤一、设计的前期工作v预可行性研究（投资3000万元，进行项目建议书，工程立项）v可行性研究（设计任务书，设计方案，投资概算，可行性论证）v项目的背景和历史；v工程规模；v污水的收集系统和收集区域；v厂址选择；v技术方案比较和推荐方案；v管理机构和人员配备；v工程费用估算；v项目时间安排；v经济效益、社会效益和环境效益评价城市污水处理厂的设计步骤v初步设计（在可行性报告批准之后）设计说明书工程概况/设计依据/其他有关文件/城市概况及自然条件/现有排水工程概况/现有的环境问题工程设计厂址选择/污水水质、水量/工艺流程选择与布置/各处理构筑物/处理后的污水和污泥出路/污水厂内辅助构筑物/污水厂的总体布置/分期建设说明/存在问题等城市污水处理厂的设计步骤v初步设计主要工程数量工程所需的混凝土量、挖土方量、回填土方量、个池体的容积等；主要材料和设备数量工程概算书初步设计图纸系统图/流程图/构筑物布置图/构筑物图/总平面图等；污水处理工程课设的内容、步骤（Cont）v施工图设计n布置任务熟悉题目n收集、领取设计资料；n熟悉：n项目背景，n设计规范（室外排水设计规范，GB），n设计手册（给水排水设计手册（第11册），n标准图n方案设计及论证n提出几个备选，论证备选方案；n参观调研，深化理解；污水处理工程课设的内容、步骤（Cont）n初步设计n编制设计说明书；n单体构筑物设计计算；n初步确定构筑物形式和尺寸；n确定主要设备清单；n绘制设计图纸，包括：污水处理平面布置图、污水与污泥处理高程图、曝气池（生化反应区）设计施工图污水处理工程课设的内容、步骤（Cont）n设计成果完善整理n整理设计说明书、设计计算书n打印出图n课程设计答辩n总结课设内容；n课设答辩污水处理工程课设的内容、步骤（Cont）n设计说明书和计算书包括内容（Cont）：n概述设计总体内容；n进水来源分析，找到一个或多个备选工艺；n污水处理工艺方案比较和选定n对备选方案从占地、造价、技术先进性、运行稳定性、设备易得和可靠性等方面进行比较，分析各自优缺点，选择最优。
3、n拟选工艺的具体流程及说明n对选定工艺的可行性进行具体论证；n对各构筑物的功能进行详细的分析说明；n进行设备选型污水处理工程课设的内容、步骤n设计说明书和计算书包括内容：n平面和高程的设计和计算；n根据处理厂的布局要求和工艺特点进行平面布局，同时通过计算确定各单体构筑物的平面尺寸、高度，各管线的管径、标高，确定选用设备型号。
4、n经济概预算；n根据容积或者面积粗略计算土建费用，设备费用尽量接近实际价格，通过询价确定。
5、n其他n包括主要设备的型号、配置，污水处理设备启动和调试方法、运行方式以及控制参数，等。
6、城市污水处理厂的工艺设计v设计水质、水量v处理工艺流程的选择与确定v工艺设计计算与说明v平面布置与工艺平面图v高程布置与水力高程图v曝气池设计与曝气池工艺图v绘制工艺设计图的基本要求和常见问题典型的城市污水水质v生物处理构筑物的进水中有害物质浓度不得超过规定的允许浓度；v营养组合比：BOD5：N：P100：5：1v典型的水质参数：BODmg/LCODCr300400mg/LSS250350mg/L氨氮1540mg/L总磷（以P计）410mg/LpH69城市污水处理厂的设计水质、水量v设计人口当量（as）：BOD5：2035g/人.dSS：3550g/人.dv设计当量人口（）：NQSa/asv平均日污水量：设计规模，成本计算v高日高时流量：管渠、物理处理构筑物v高日均时流量：生物处理构筑物城市污水处理厂的厂址选择v城市污水处理厂厂址选择的考虑因素：v位于城镇水体和夏季主导风向的下游；v有良好的工程地质条件；v少拆迁，少占农田，有一定的卫生防护措施；v便于污水、污泥的排放和利用，有扩建的可能；v厂区地形不受水淹，有良好的排水条件；v有方便的交通运输和水电条件。
7、v城市污水处理厂的占地指标城市污水处理厂工艺流程的确定v选定处理工艺流程应考虑的因素：v污水处理程度（排放标准，回用目标）；v工程造价、运行费用及占地面积；v当地的自然与工程条件；v污水的水量规模与污水量日变化程度；v工程施工和运行管理需要的技术条件。
8、典型的城市污水处理厂工艺流程：（香港沙田污水处理厂，ShaTinWWTP）格栅间v粗格栅：v进厂污水道埋深大，应采用机械格栅；v粗格栅保护水泵，格栅间隙2025mm；v选用2台以上机械格栅，便于检修切换；v合理设计格栅间，考虑接管、切换、维修和清渣的要求。
v参数计算：v过栅流量采用最高日最高时流量v栅宽计算=每台过栅流量/（栅前水深过栅流速）v技术参数对比选择合适格栅机格栅提升泵房v提升泵房：v半地下，与集水井合建，矩形或圆形；v采用自灌式污水泵或潜水泵，水泵台数考虑流量匹配；v可考虑单泵单管出水方式，与出水井匹配，流量调节；v泵房布置考虑泵的检修、拆卸，室内排水、通风、值班。
v计算：v水泵总设计流量按照最高日最高时v考虑各构筑物的水头损失，计算总水损；v水泵扬程=常水位-最低水位+泵后构筑物总水损+泵站水头损失+富余水头细格栅v细格栅：v充分发挥格栅的除污作用，泵后设细格栅；v选用2台以上机械除污细格栅，格栅间隙510mm；v合理设计格栅间，考虑接管、切换、维修和清渣的要求。
曝气沉砂池构造原理示意图空气管曝气头集砂槽I=1-5曝气沉砂池：1池2格，地上钢筋混凝土结构；与细格栅间合建，利用进、出水井作结构支撑；方形断面，曝气旋流，摩擦碰撞，强化分离；水流正交，挡板隔渣；坡底、边槽集砂，移动式机械刮吸排砂曝气沉砂池的设计与计算按最大设计流量设计，池数和分格数应不少于2；。
