第一部分 专题报告
——城市污水二级处理工艺设计体会
一、前言
在中国城市建设研究院福建分院实习期间，我曾进行某城市污水处理厂二级处理工艺设计。设计的重点在于污水处理工艺的确定、主要构筑物的设计计算以及构筑物图的绘制。
二、内容
首先,在接到该设计题目时我对该厂废水水质特点及废水来源进行调查了解，并在此基础上确定出设计参数。然后查阅相关资料，对该种废水国内外的常用处理方法进行分析比较，最终确定出该厂废水处理的工艺流程，使该废水处理后能达标排放。设计时我采用普通活性污泥法进行污水处理。主要的流程如下图：
进厂污水经粗格栅，去除废水中较大的悬浮颗粒物。出水经泵提升，再经细格栅后进入曝气沉砂池，去除废水中的无机性泥沙，同时在曝气的条件下，可洗脱吸附在沙上的有机物。曝气沉砂池的出水经平流式沉淀池沉淀。初沉后的出水进入曝气池，在好氧微生物的作用下，废水中的有机物得以降解，一部分用于微生物维持生命所需，另一部分用于微生物增殖。出水经二沉池沉淀，提高出水水质，同时，沉淀的污泥，部分回流至曝气池，以维持曝气池微生物量，其余入污泥浓缩池。二沉池的出水经接触池消毒后出水，出水水质可以达到国家排放标准。初沉池与二沉池的污泥经浓缩池浓缩后，进入消化池，降低污泥中有机物含量，同时杀死病原菌，降低对环境的污染。消化后的污泥经脱水形成泥饼后运出。
工艺确定之后，进行主要构筑物的设计计算和绘图，以及平面图和高程图的布置。主要的步骤如下：
1、主要构筑物的计算
明确废水处理流程后，确定需要进行计算的设备。查找相关资料，找到相应的计算公式，依据流程的顺序依次对各设备进行计算。格栅计算。确定基本设计参数，计算出格栅的尺寸，再进行格栅的选择，最后确定实际的格栅水头损失和栅槽尺寸。根据设计水量及泵的台数进行水泵选择后进行泵房的设计。曝气沉砂池的设计。主要是池身尺寸以及对曝气系统中曝气量和空气管的计算。设计曝气沉砂池曝气设备为穿孔管曝气，确定穿孔管内孔眼直径、空气用量、池内水流的停留时间等。平流式沉淀池的设计。重点在池长、池深、进水管和泥斗的计算。曝气池的设计计算采用污泥负荷法，重点在确定废水在池内的停留时间、剩余污泥量、曝气需氧量等。二沉池的计算，除增加了剩余污泥量的计算外，其余与初沉池计算类似。污泥浓缩池的计算。确定池子的尺寸、浓缩后污泥量和浓缩设备的选择。最后对计算结果进行了检查，校正数据，保证了它的正确性。
2、主要构筑物图的绘制
各构筑物的绘图程序相同。以格栅为例。
格栅主视图的绘制：打开极轴追踪、对象捕捉及自动追踪功能，设定对象捕捉方式为：端点、交点、中心点。用rectang命令确定出格栅的基本外框，并用rectang命令结合from命令在捕捉出特定的位置绘出一根栅条，用array命令完成栅条的矩阵绘制，最后将多余的部分用trim命令剪切掉，到此完成了格栅主视图的绘制。栅槽及格栅侧面图的绘制：用line命令先绘出一条线段作为栅槽底线，用offset命令进行栅槽高度的偏移确定槽口线，用xline命令，通过选择角度A来画出栅槽底部的转折角，紧接着在转折角处画出格栅的侧面图，用线条表示，最后剪切掉多余的线条完成侧面图的绘制。格栅及栅槽俯视图的绘制：用line及offset命令确定出栅槽边界的两条线，再在其中画出倾斜一定角度的格栅俯视图，剪切掉多余线条后完成格栅俯视图的绘制。图形的尺寸标注：在“标注样式管理器”中点击“替代样式”，在其中对文字、调整及其他所需的内容进行修改，确定。之后点击替代完成标注的设置，接着进行各相应线段的尺寸标注。标注完成后要进行检查，确保标注完成后的图能够使每一条线段的尺寸清晰明了，不累赘。绘制过程中综合运用arc、chamfer、rotate等多种命令，可使图能又快又简便的完成。
3、平面图和高程图的绘制
3.1 平面图的绘制
3.1.1 平面布置应考虑的原则：
（1）处理站构筑物的布置应紧凑，减少处理厂的占地面积和连接管线的长度；
（2）生产性处理构筑物作为处理厂的主要构筑物，在作平面布置时，须考虑各构筑
物的功能要求和水力要求，结合地形地质条件，合理布局，减少投资，运行管理方便；
（3）厂区内给水管、空气管及输配电线路的位置，应避免相互干扰，既要便于施工和维护管理，又要占地紧凑。当很难敷设在地上时，可敷设在地下或架空敷设。
3.1.2 平面图的绘制
在平面图绘制前，查找有关于工厂厂区布置的手册，了解对于各个区域的布置要求，包括：生活区、办公区、活动区等里面的建筑的布置面积及布置地点的特征，及污染处理设备的布置方位、要求。
首先打开极轴追踪和对象捕捉并设计捕捉方式为：端点、交点，之后通过line命令结合厂区的各特征点的坐标将厂区的总面积图绘制出来；其次先确定污水的入口管点，之后用line命令结合选择的各区的面积大小将各个区域划分出来，应注意的是：生活区和办公区必须远离喧啸和污染，以保证工人的生活环境，此外，污水处理区必须处于下风向来避免对其他区域的污染；而后进行各个区内的建筑及设备的绘制。基本结构都完成后开始进行厂区的绿化工作。先将厂区的主干道及支路绘出，然后开始两旁的空余绿化面积的规划，以及各区域内的空余面积的规划，完成后开始进行面积的填充。整个厂区的平面布置结束后，在图纸的左上方标上风标以确定方位。
3.2 高程图的绘制
3.2.1 高程布置原则
（1）尽可能利用地形坡度，使污水按处理流程在构筑物之间能自流，尽量减少提长升次数和水泵所需的扬程；
（2）协调好厂区平面布置与各单体埋深，以免工程投资增大，施工困难和污水多次提升。
3.2.2 高程图的绘制
根据管道和水头损失的计算结果进行高程图的绘制。先绘制出地面线，并标出相应的高程；然后确定出栅槽的埋深高度，并绘制出格栅的主视图；接着绘制提升泵房，其中注意：栅槽与提升泵房的连接以及提升泵房出水管的提升高度；将出水管连接到细格栅直至曝气沉砂池的入口处，确定曝气沉砂池的埋深高度并绘制出整个池子；最后依次完成平流式沉淀池、曝气池、二沉池等在该高程图上的连接。将直线过程画完后，还要注意回流线路的绘制，绘制完成后我对相应各设备的高程面进行了标高的处理。
设计完成后，我交给师傅检查。对于初学者，设计时难免会出现不完善之处，他给我指出了一些需要补充和改正的地方，主要的有：
（1）曝气池的设计
由于曝气池是该流程中主要处理设备，因此，对于曝气池的设计尤为重要。师傅要求我要先考虑曝气方式，这才能够更好的完成该池的设计。一般的鼓风曝气及机械曝气两大类。鼓风曝气系统的主要设备是鼓风机及扩散系统。它适应于间歇曝气的运行方式，而且主要适用于厂矿企业内的污水处理厂，不严格控制噪音的情况。机械曝气相对于鼓风曝气而言，具有噪音低、安装简单等到优点。因此，在选择了机械曝气后，其主要的曝气设备原理，适用条件等再查找相关资料确定。
（2）图纸的不足
各主要构筑物图主要是欠缺一些微小部分的局部剖面图，另外是对图层这一工具仍不用很好利用，其他的没什么大问题。再来是高程式图的问题。高程图中对于一些埋于地下的阀门应该设计阀门井或者向地面上引出一根控制杆或阀。还有各个构筑物的埋深设计时，应使池内水面高程逐渐降低，以保证污水的流向是按照流程的方向。
（3）工艺优化建议
在根据该污水厂的水质特点确定出的普通活性污泥法工艺，是可行的。但也可把它简化，因此，师傅建议我可将初沉池、曝气池和二沉池组合成一体，形成SBR工艺。运用SBR工艺使活性污泥中挥发性悬浮固体占比例低，同时使反应池的活性污泥指数较低，另外，无需污泥回流系统。师傅告诉我可利用空余的时间另外设计一个SBR工艺。
通过师傅的指导，我进行的修改和补充，进一步完善了自己的工艺设计。另外，我也利用了其他空余时间进行了SBR工艺的设计。主要工艺过程如下：
三、小结
师父对我的设计的总体评价是基本的设计步骤是掌握了，但在绘图技巧和绘图速度上还有待提高，且在图的精细度上还绘制的不够好。经过师父的指点后，在之后的实习过程中我通过不断的练习来进行改正和提高。
通过此次对污水处理厂的设计，我不仅更加深刻地了解了处理厂设计流程，了解废水处理各构筑物的结构、功能及设计参数。而且，通过工程设计，能够更好地将课堂所学理论知识与实际相结合，使自己的理论和实践水平都有了很大的提高。
参考文献
[1]张艳. 城市污水处理厂的工艺选择[J]. 山西科技, 2007,3:133-136.
[2]刘红主编. 水处理工程设计[M]. 中国环境科学出版社, 2003
[3]李海等编. 城市污水处理技术及工程实例[M]. 化学工业出版社, 2002
[4]北京水环境技术与设备研究中心等主编. 三废处理技术手册(废水卷).化学工业出版社, 2000
[5]陈季华等编著. 废水处理工艺设计及实例分析. 高等教育出版社, 1990
第一部分 专题报告
——城市污水二级处理工艺设计体会
一、前言
在中国城市建设研究院福建分院实习期间，我曾进行某城市污水处理厂二级处理工艺设计。设计的重点在于污水处理工艺的确定、主要构筑物的设计计算以及构筑物图的绘制。
二、内容
首先,在接到该设计题目时我对该厂废水水质特点及废水来源进行调查了解，并在此基础上确定出设计参数。然后查阅相关资料，对该种废水国内外的常用处理方法进行分析比较，最终确定出该厂废水处理的工艺流程，使该废水处理后能达标排放。设计时我采用普通活性污泥法进行污水处理。主要的流程如下图：
进厂污水经粗格栅，去除废水中较大的悬浮颗粒物。出水经泵提升，再经细格栅后进入曝气沉砂池，去除废水中的无机性泥沙，同时在曝气的条件下，可洗脱吸附在沙上的有机物。曝气沉砂池的出水经平流式沉淀池沉淀。初沉后的出水进入曝气池，在好氧微生物的作用下，废水中的有机物得以降解，一部分用于微生物维持生命所需，另一部分用于微生物增殖。出水经二沉池沉淀，提高出水水质，同时，沉淀的污泥，部分回流至曝气池，以维持曝气池微生物量，其余入污泥浓缩池。二沉池的出水经接触池消毒后出水，出水水质可以达到国家排放标准。初沉池与二沉池的污泥经浓缩池浓缩后，进入消化池，降低污泥中有机物含量，同时杀死病原菌，降低对环境的污染。消化后的污泥经脱水形成泥饼后运出。
工艺确定之后，进行主要构筑物的设计计算和绘图，以及平面图和高程图的布置。主要的步骤如下：
1、主要构筑物的计算
明确废水处理流程后，确定需要进行计算的设备。查找相关资料，找到相应的计算公式，依据流程的顺序依次对各设备进行计算。格栅计算。确定基本设计参数，计算出格栅的尺寸，再进行格栅的选择，最后确定实际的格栅水头损失和栅槽尺寸。根据设计水量及泵的台数进行水泵选择后进行泵房的设计。曝气沉砂池的设计。主要是池身尺寸以及对曝气系统中曝气量和空气管的计算。设计曝气沉砂池曝气设备为穿孔管曝气，确定穿孔管内孔眼直径、空气用量、池内水流的停留时间等。平流式沉淀池的设计。重点在池长、池深、进水管和泥斗的计算。曝气池的设计计算采用污泥负荷法，重点在确定废水在池内的停留时间、剩余污泥量、曝气需氧量等。二沉池的计算，除增加了剩余污泥量的计算外，其余与初沉池计算类似。污泥浓缩池的计算。确定池子的尺寸、浓缩后污泥量和浓缩设备的选择。最后对计算结果进行了检查，校正数据，保证了它的正确性。
2、主要构筑物图的绘制
各构筑物的绘图程序相同。以格栅为例。
格栅主视图的绘制：打开极轴追踪、对象捕捉及自动追踪功能，设定对象捕捉方式为：端点、交点、中心点。用rectang命令确定出格栅的基本外框，并用rectang命令结合from命令在捕捉出特定的位置绘出一根栅条，用array命令完成栅条的矩阵绘制，最后将多余的部分用trim命令剪切掉，到此完成了格栅主视图的绘制。栅槽及格栅侧面图的绘制：用line命令先绘出一条线段作为栅槽底线，用offset命令进行栅槽高度的偏移确定槽口线，用xline命令，通过选择角度A来画出栅槽底部的转折角，紧接着在转折角处画出格栅的侧面图，用线条表示，最后剪切掉多余的线条完成侧面图的绘制。格栅及栅槽俯视图的绘制：用line及offset命令确定出栅槽边界的两条线，再在其中画出倾斜一定角度的格栅俯视图，剪切掉多余线条后完成格栅俯视图的绘制。图形的尺寸标注：在“标注样式管理器”中点击“替代样式”，在其中对文字、调整及其他所需的内容进行修改，确定。之后点击替代完成标注的设置，接着进行各相应线段的尺寸标注。标注完成后要进行检查，确保标注完成后的图能够使每一条线段的尺寸清晰明了，不累赘。绘制过程中综合运用arc、chamfer、rotate等多种命令，可使图能又快又简便的完成。
3、平面图和高程图的绘制
3.1 平面图的绘制
3.1.1 平面布置应考虑的原则：
（1）处理站构筑物的布置应紧凑，减少处理厂的占地面积和连接管线的长度；
（2）生产性处理构筑物作为处理厂的主要构筑物，在作平面布置时，须考虑各构筑
物的功能要求和水力要求，结合地形地质条件，合理布局，减少投资，运行管理方便；
（3）厂区内给水管、空气管及输配电线路的位置，应避免相互干扰，既要便于施工和维护管理，又要占地紧凑。当很难敷设在地上时，可敷设在地下或架空敷设。
3.1.2 平面图的绘制
在平面图绘制前，查找有关于工厂厂区布置的手册，了解对于各个区域的布置要求，包括：生活区、办公区、活动区等里面的建筑的布置面积及布置地点的特征，及污染处理设备的布置方位、要求。
首先打开极轴追踪和对象捕捉并设计捕捉方式为：端点、交点，之后通过line命令结合厂区的各特征点的坐标将厂区的总面积图绘制出来；其次先确定污水的入口管点，之后用line命令结合选择的各区的面积大小将各个区域划分出来，应注意的是：生活区和办公区必须远离喧啸和污染，以保证工人的生活环境，此外，污水处理区必须处于下风向来避免对其他区域的污染；而后进行各个区内的建筑及设备的绘制。基本结构都完成后开始进行厂区的绿化工作。先将厂区的主干道及支路绘出，然后开始两旁的空余绿化面积的规划，以及各区域内的空余面积的规划，完成后开始进行面积的填充。整个厂区的平面布置结束后，在图纸的左上方标上风标以确定方位。
3.2 高程图的绘制
3.2.1 高程布置原则
（1）尽可能利用地形坡度，使污水按处理流程在构筑物之间能自流，尽量减少提长升次数和水泵所需的扬程；
（2）协调好厂区平面布置与各单体埋深，以免工程投资增大，施工困难和污水多次提升。
3.2.2 高程图的绘制
根据管道和水头损失的计算结果进行高程图的绘制。先绘制出地面线，并标出相应的高程；然后确定出栅槽的埋深高度，并绘制出格栅的主视图；接着绘制提升泵房，其中注意：栅槽与提升泵房的连接以及提升泵房出水管的提升高度；将出水管连接到细格栅直至曝气沉砂池的入口处，确定曝气沉砂池的埋深高度并绘制出整个池子；最后依次完成平流式沉淀池、曝气池、二沉池等在该高程图上的连接。将直线过程画完后，还要注意回流线路的绘制，绘制完成后我对相应各设备的高程面进行了标高的处理。
设计完成后，我交给师傅检查。对于初学者，设计时难免会出现不完善之处，他给我指出了一些需要补充和改正的地方，主要的有：
（1）曝气池的设计
由于曝气池是该流程中主要处理设备，因此，对于曝气池的设计尤为重要。师傅要求我要先考虑曝气方式，这才能够更好的完成该池的设计。一般的鼓风曝气及机械曝气两大类。鼓风曝气系统的主要设备是鼓风机及扩散系统。它适应于间歇曝气的运行方式，而且主要适用于厂矿企业内的污水处理厂，不严格控制噪音的情况。机械曝气相对于鼓风曝气而言，具有噪音低、安装简单等到优点。因此，在选择了机械曝气后，其主要的曝气设备原理，适用条件等再查找相关资料确定。
（2）图纸的不足
各主要构筑物图主要是欠缺一些微小部分的局部剖面图，另外是对图层这一工具仍不用很好利用，其他的没什么大问题。再来是高程式图的问题。高程图中对于一些埋于地下的阀门应该设计阀门井或者向地面上引出一根控制杆或阀。还有各个构筑物的埋深设计时，应使池内水面高程逐渐降低，以保证污水的流向是按照流程的方向。
（3）工艺优化建议
在根据该污水厂的水质特点确定出的普通活性污泥法工艺，是可行的。但也可把它简化，因此，师傅建议我可将初沉池、曝气池和二沉池组合成一体，形成SBR工艺。运用SBR工艺使活性污泥中挥发性悬浮固体占比例低，同时使反应池的活性污泥指数较低，另外，无需污泥回流系统。师傅告诉我可利用空余的时间另外设计一个SBR工艺。
通过师傅的指导，我进行的修改和补充，进一步完善了自己的工艺设计。另外，我也利用了其他空余时间进行了SBR工艺的设计。主要工艺过程如下：
三、小结
师父对我的设计的总体评价是基本的设计步骤是掌握了，但在绘图技巧和绘图速度上还有待提高，且在图的精细度上还绘制的不够好。经过师父的指点后，在之后的实习过程中我通过不断的练习来进行改正和提高。
通过此次对污水处理厂的设计，我不仅更加深刻地了解了处理厂设计流程，了解废水处理各构筑物的结构、功能及设计参数。而且，通过工程设计，能够更好地将课堂所学理论知识与实际相结合，使自己的理论和实践水平都有了很大的提高。
参考文献
[1]张艳. 城市污水处理厂的工艺选择[J]. 山西科技, 2007,3:133-136.
[2]刘红主编. 水处理工程设计[M]. 中国环境科学出版社, 2003
[3]李海等编. 城市污水处理技术及工程实例[M]. 化学工业出版社, 2002
[4]北京水环境技术与设备研究中心等主编. 三废处理技术手册(废水卷).化学工业出版社, 2000
[5]陈季华等编著. 废水处理工艺设计及实例分析. 高等教育出版社, 1990