畢業(yè)設(shè)計(jì) 某12萬噸 城市污水處理廠的A2O工藝設(shè)計(jì).doc

某12萬噸/日城市污水處理廠的A2/O工藝設(shè)計(jì)摘 要本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目為某城市污水處理廠工藝的設(shè)計(jì)-A2/O工藝。主要任務(wù)是完成該污水處理廠的平面布置、各個(gè)構(gòu)筑物的初步設(shè)計(jì)和一些處理構(gòu)筑物施工圖的設(shè)計(jì)。初步設(shè)計(jì)要完成設(shè)計(jì)說明書一份、污水處理廠平面布置圖一張、污水處理廠工藝流程圖一張以及主要構(gòu)筑物設(shè)計(jì)圖三張；在主要構(gòu)筑物設(shè)計(jì)圖的設(shè)計(jì)中，主要是完成生物池、二沉池和接觸消毒池的設(shè)計(jì)。該污水處理廠工程，規(guī)模為12萬噸/日。進(jìn)水水質(zhì)見下表： 污水進(jìn)水水質(zhì) 單位：mg/L項(xiàng)目CODcrBOD5NH4+-NSSTN0TP0含量27013530135303本次設(shè)計(jì)所選擇的A2/O工藝，具有良好的脫氮除磷功能。該污水廠的污水處理流程為：污水從粗格柵到污水提升泵房，再從泵房到細(xì)格柵，然后到旋流沉砂池，再進(jìn)入生物池（即A2/O反應(yīng)池），再從生物池進(jìn)入二沉池，污水再經(jīng)過接觸消毒池后排入自然水體；污泥處理流程為：旋流沉砂池產(chǎn)生的垃圾直接外運(yùn)處置，二沉池產(chǎn)生的剩余污泥則運(yùn)入貯泥池，二沉池的回流污泥則通道管道、污泥回流泵房再次進(jìn)入A2/O反應(yīng)池，經(jīng)過貯泥、加藥處理后的污泥，進(jìn)入污泥濃縮脫水車間，最后外運(yùn)處理。污水處理廠處理后的出水水質(zhì)要達(dá)到城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB 189182002）中的一級(jí)b標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)的具體數(shù)據(jù)如下表所示： 出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) 單位：mg/L 項(xiàng)目CODcrBOD5NH4+-NSSTN0TP0含量60201520151 關(guān) 鍵 詞：A2/O工藝,脫氮除磷,污水處理,污泥處理THE A2/O PROCESS DESIGN OF A CITY SEWAGE TREATMENT PLATEABSTRACTThe subject of this graduation project for a municipal sewage treatment plant process designA2/O process.Main task is to complete the layout of the sewage treatment plant,the preliminary design of the various structures and construction plans of dealing with the design of structures.To complete the preliminary design of a design manual, wastewater treatment plant with a floor plan, flow chart of a sewage treatment plant and the design of three main structures;design of the main design of structures, mainly is the biological pool, secondary sedimentation tank design and contact disinfection tank.This sewage treatment plant project,the scale is 120000m3/d. The influent water quality is in the table below. Influent water quality units:mg/LProjectCODcrBOD5NH4+-NSSTN0TP0Content27013530135303The selected A2/O process, has a good Nitrogen and Phosphorus Removal.This sewage treatment plant for the sewage treatment process is: sewage from the coarse grid to enhance the pumping station,then from the pump to the fine grid,And then to the cyclone grit chamber, then entering the biological pool(A2/O reactor),then from the pool into the secondary sedimentation tank,after exposure to water disinfection and then discharged into the natural water ; Sludge treatment process is : vortex grit chamber sludge into the sludge dewatering plant directly,secondary settling tank sludge are also brought into the workshop, secondary sedimentation tank produced returned sludge channel pipes, returned sludge from the pump to re-enter A2/O reactor, after treatment plant sludge dewatering sludge,mud into the storage pool, the last is outward processing. After the sewage treatment plant effluent quality to achieve urban sewage treatment plant emission standards(GB 18918-2002) in a first order and b standard.This standards data is in the table below. Effluent water quality units:mg/LProjectCODcrBOD5NH4+-NSSTN0TP0Content60201520151KEY WORDS: A2/O process, Nitrogen and Phosphorus removal, Wastewater treatment, Sludge treatment目 錄第1章 前 言11.1 城市污水來源、水量及水質(zhì)特點(diǎn)分析11.1.1 城市污水來源11.1.2 城市污水水量21.1.3 城市污水水質(zhì)特點(diǎn)21.1.4 城市污水處理廠進(jìn)水水質(zhì)及水量31.2 設(shè)計(jì)依據(jù)3 1.2.1 法律法規(guī)依據(jù)3 1.2.2 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)規(guī)范依據(jù)31.3 設(shè)計(jì)范圍31.4 設(shè)計(jì)原則41.5 執(zhí)行排放標(biāo)準(zhǔn)5第2章 污水處理方案及選擇論證62.1 污水主要處理方法6 2.1.1 SBR法6 2.1.2 厭氧池+氧化溝法7 2.1.3 A2/O法7 2.1.4 一體化反應(yīng)池8 2.2 污水處理方案的選擇9第3章 污水處理工藝流程設(shè)計(jì)及原理說明103.1 污水處理工藝流程設(shè)計(jì)103.2 工藝原理及工程說明103.2.1 格柵103.2.2 旋流沉砂池113.2.3 生物池113.2.4 二沉池113.2.5 接觸消毒池113.2.6 污泥處理12第4章 主要構(gòu)筑物的工藝設(shè)計(jì)與計(jì)算134.1 設(shè)計(jì)流量的計(jì)算134.2 格柵134.2.1 粗格柵設(shè)計(jì)計(jì)算144.2.2 細(xì)格柵設(shè)計(jì)計(jì)算164.3 污水泵房17 4.3.1 水泵的選擇17 4.3.2 集水間計(jì)算184.4 旋流沉砂池18 4.4.1 設(shè)備選型18 4.4.2 排沙方法194.5 A2/O反應(yīng)池19 4.5.1 判斷是否可采用A2/O法19 4.5.2 有關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)20 4.5.3 設(shè)計(jì)計(jì)算：214.6 二沉池29 4.6.1 設(shè)計(jì)參數(shù)30 4.6.2 設(shè)計(jì)計(jì)算314.7 接觸消毒池37 4.7.1 消毒劑的選擇37 4.7.2 消毒劑的投加37 4.7.3 消毒池設(shè)計(jì)計(jì)算384.8 污泥處理設(shè)計(jì)計(jì)算39 4.8.1 污泥的來源與特性40 4.8.1 污泥處理的目的與原則41 4.8.2 污泥泵房設(shè)計(jì)41 4.8.3 貯泥池42 4.8.4 加藥間44 4.8.5 污泥濃縮脫水車間45第5章 污水處理廠平面布置485.1 平面布置的基本原則485.2 平面布置495.2.1 工藝流程布置495.2.2 構(gòu)筑物平面布置495.2.3 污水廠管線布置495.2.4 廠區(qū)道路布置505.2.5 廠區(qū)綠化布置505.3 污水處理廠高程布置50 5.3.1 高程布置原則51 5.3.2 構(gòu)筑物高程計(jì)算51 5.3.3 經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析54第6章 結(jié)論56參考文獻(xiàn)57致 謝59第1章 前 言1.1 城市污水來源、水量及水質(zhì)特點(diǎn)分析1.1.1 城市污水來源6一、生活污水生活污水主要來自家庭、商業(yè)、機(jī)關(guān)、學(xué)校、醫(yī)院、城鎮(zhèn)公共設(shè)施及工廠的餐飲、衛(wèi)生間、浴室、洗衣房等，包括廁所沖洗水、廚房洗滌水、洗衣排水、沐浴排水及其他排水等。生活污水的主要成分為纖維素、淀粉、糖類、脂肪、蛋白質(zhì)等有機(jī)物質(zhì)，氮、磷、硫等無機(jī)鹽類及泥沙等雜質(zhì)，生活污水中還含有多種微生物及病原體。這些物質(zhì)按其化學(xué)性質(zhì)來分，可分為無機(jī)物與有機(jī)物，通常無機(jī)物為40%，有機(jī)物為60%；按其物理性質(zhì)來分，可分為不溶性物質(zhì)、膠體性物質(zhì)和溶解性物質(zhì)。生活污水的水質(zhì)一般較穩(wěn)定，濃度較低，也較容易通過生物化學(xué)方法進(jìn)行處理。二、工業(yè)廢水工業(yè)廢水主要是在工業(yè)生產(chǎn)過程中被生產(chǎn)原料、中間產(chǎn)品或成品等物料所污染的水。工業(yè)廢水由于種類繁多，污染物成分及性質(zhì)隨生產(chǎn)過程而異，變化復(fù)雜。一般而言，工業(yè)廢水污染比較嚴(yán)重，往往含有有毒有害物質(zhì)，需局部處理達(dá)到要求后才能排入城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)，是城鎮(zhèn)污水中有毒有害污染物的主要來源6。三、初期雨水初期雨水是雨雪降至地面形成的初期地表徑流。初期雨水的水質(zhì)水量隨區(qū)域環(huán)境、季節(jié)和時(shí)間變化，成分比較復(fù)雜。影響初期雨水被污染的主要因素有大氣質(zhì)量、氣候條件、地面及建筑物環(huán)境質(zhì)量等6。四、城鎮(zhèn)污水城鎮(zhèn)污水包括生活污水、工業(yè)廢水等，在合流制排水系統(tǒng)中包括雨水，在半分流制排水系統(tǒng)中包括初期雨水。城鎮(zhèn)污水成分性質(zhì)比較復(fù)雜，不僅各城鎮(zhèn)間不同，同一城市中的不同區(qū)域也有差異，需要進(jìn)行全面細(xì)致的調(diào)查研究，才能確定其水質(zhì)成分及特點(diǎn)。 1.1.2 城市污水水量污水水量還會(huì)與降雨有一定關(guān)系，不過現(xiàn)如今的城市管道系統(tǒng)絕大部分采用的是分流系統(tǒng)，即污水管道與雨水管道分開，這樣在很大程度上減少了降水對(duì)于污水處理廠的壓力。雨水經(jīng)過收集后只需要經(jīng)過較少的處理就能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)排入自然水體。1.1.3 城市污水水質(zhì)特點(diǎn)城市污水的水質(zhì)在主要方面具有生活污水的一切特征。但在不同的城市，因工業(yè)的規(guī)模和性質(zhì)不同，城市污水的水質(zhì)也受工業(yè)廢水和水量的影響而明顯變化。典型的生活污水水質(zhì)變化大體有一定范圍，可參見表1-1。 表1-1 典型的生活污水水質(zhì)示例3 指標(biāo)濃度（mg/L）指標(biāo)濃度 (mg/L)高中低高中低固體（TS）1200720350可生物降解部分750300200溶解性總固體850500250溶解性375150100非揮發(fā)性525300145懸浮性375150100揮發(fā)性325200105總氮854020懸浮物（SS）350220100有機(jī)氮35158非揮發(fā)性755520游離氮502512揮發(fā)性27516580亞硝酸鹽000可沉降物（mg/L）20105硝酸鹽000生化需氧量20010050總磷1584溶解性29016080有機(jī)磷531懸浮性1000400250無機(jī)磷1053總有機(jī)碳400150100氯化物20010060化學(xué)需氧量600250150堿度200100501.1.4 城市污水處理廠進(jìn)水水質(zhì)及水量該工程設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)如表1-2所示。 表1-2污水進(jìn)水水質(zhì) 單位：mg/L 項(xiàng)目CODcrBOD5PHNH4+-NSSTNoTPo含量2701356-930135303 該設(shè)計(jì)的污水處理量為120000m3/d。1.2 設(shè)計(jì)依據(jù)1.2.1 法律法規(guī)依據(jù)一、中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法二、中華人民共和國水污染防治法三、中華人民共和國污染防治法實(shí)施細(xì)則61.2.2 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)規(guī)范依據(jù) 一、城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB 189182002）二、地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB3838-2002）三、地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 14848-93）四、地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB3838-2002) 五、室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范（GB 50014-2006）61.3 設(shè)計(jì)范圍本次設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)范圍為污水流入設(shè)計(jì)的污水處理廠廠區(qū)，再流經(jīng)各個(gè)污水處理構(gòu)筑物、管渠直至完成處理流程到出水達(dá)標(biāo)排放至自然水體，同時(shí)還有污泥的貯存、加藥、濃縮脫水以及形成泥餅外運(yùn)等。設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括污水處理工藝流程的選擇與設(shè)計(jì)、污水處理構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)、污泥處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)、污水管線的設(shè)計(jì)、污泥管線的設(shè)計(jì)等。1.4 設(shè)計(jì)原則6一、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)可靠認(rèn)真研究各項(xiàng)基礎(chǔ)資料、基本數(shù)據(jù)，全面分析各項(xiàng)影響因素，充分掌握水質(zhì)水量的特點(diǎn)和地域特性，合理選擇好設(shè)計(jì)參數(shù)，為工程設(shè)計(jì)提供可靠的依據(jù)。2、 廠址選擇合理根據(jù)城鎮(zhèn)總體規(guī)劃和排水工程專業(yè)規(guī)劃，結(jié)合建設(shè)地形地區(qū)、氣相條件，經(jīng)全面地分析比較，選擇建設(shè)條件好、環(huán)境影響小的廠址。3、 工藝先進(jìn)實(shí)用選擇技術(shù)先進(jìn)、運(yùn)行穩(wěn)定、投資和處理成本合理的污水污泥處理工藝，積極慎重地采用經(jīng)過實(shí)踐證明行之有效的新技術(shù)、新工藝、新材料和新設(shè)備，使污水處理工藝先進(jìn)，運(yùn)行可靠，處理后水質(zhì)穩(wěn)定地達(dá)標(biāo)排放。4、 總體布置考慮周全根據(jù)處理工藝流程和各建筑物、構(gòu)筑物的功能要求，結(jié)合廠址地形、地質(zhì)和氣候條件，全面考慮施工、運(yùn)行和維護(hù)的要求，協(xié)調(diào)好平面布置、高程布置及管線布置之間的相互關(guān)系，力求整體布局合理完美。5、 避免二次污染污水處理廠作為環(huán)境保護(hù)工程，應(yīng)盡量避免或減少對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響，如氣味、噪音、固體廢物污染等；妥善處置污水處理過程中產(chǎn)生的柵渣、沉砂、污泥和臭氣等，避免對(duì)環(huán)境的二次污染。6、 運(yùn)行管理方便以人為本，充分考慮便于污水處理廠運(yùn)行管理的措施。污水處理工程中的自動(dòng)控制，力求安全可靠、經(jīng)濟(jì)實(shí)用，以利提高管理水平，降低勞動(dòng)強(qiáng)度和運(yùn)行費(fèi)用。7、 近期遠(yuǎn)期結(jié)合污水處理廠設(shè)計(jì)應(yīng)近遠(yuǎn)期全面規(guī)劃，污水廠的廠區(qū)面積，應(yīng)按項(xiàng)目總規(guī)模控制，并做出分期建設(shè)的安排，合理確定近期規(guī)模。8、 滿足安全要求污水處理廠設(shè)計(jì)須充分考慮安全運(yùn)行要求，如適當(dāng)設(shè)置分流設(shè)施、超越管線等。廠區(qū)消防的設(shè)計(jì)和消化池、貯氣罐及其他危險(xiǎn)單元設(shè)計(jì)，應(yīng)符合相應(yīng)安全設(shè)計(jì)。1.5 執(zhí)行排放標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB 18918-2002）的水污染物排放濃度限值如下表1-3。 表1-3 基本控制項(xiàng)目最高允許排放濃度 單位：mg/L 項(xiàng)目CODcrBOD5NH4+-NSSTNeTPe含量60201520151第2章 污水處理方案及選擇論證2.1 污水主要處理方法 城市污水處理廠的方案，既要考慮有效去除BOD5，又要適當(dāng)去除N、P，故可采用SBR法、氧化溝法或A2/O法，以及一體化反應(yīng)池及三溝式氧化溝的改良設(shè)計(jì)。2.1.1 SBR法6工藝流程：污水一級(jí)處理曝氣池處理水工作原理：1、 流入工序：廢水注入，注滿后進(jìn)行反應(yīng)，方式有單純注水、曝氣、緩速攪拌三種；2、 曝氣反應(yīng)工序：當(dāng)污水注滿后即開始曝氣操作，這是最重要的工序，根據(jù)污水處理的目的，脫氮除磷應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的處理工作。3、 沉淀工藝：使混合液泥水分離，相當(dāng)于二沉池；4、 排放工序：排除曝氣沉淀后產(chǎn)生的上清液，作為處理水排放，一直到最低水位，在反應(yīng)器殘留一部分活性污泥作為泥種。5、 待機(jī)工序：等處理水排放后，反應(yīng)器處于停滯狀態(tài)等候一個(gè)周期。優(yōu)點(diǎn)：一、可同時(shí)脫氮除磷； 二、靜置沉淀可獲得低SS出水； 三、耐受水利沖擊負(fù)荷； 四、操作靈活性好。缺點(diǎn)：一、同時(shí)脫氮除磷時(shí)操作復(fù)雜； 二、潷水設(shè)施的可靠性對(duì)出水水質(zhì)影響大； 三、設(shè)計(jì)過程復(fù)雜； 四、維護(hù)要求高，運(yùn)行對(duì)自動(dòng)控制的依賴性強(qiáng)； 五、池體容積較大。2.1.2 厭氧池+氧化溝法2污水粗格柵提升泵房細(xì)格柵旋流沉砂池厭氧池氧化溝二沉池接觸池處理水排放工作原理：氧化溝一般呈環(huán)形溝渠狀，污水在溝渠內(nèi)做環(huán)形流動(dòng)，利用獨(dú)特的水力流動(dòng)特點(diǎn)，在溝渠轉(zhuǎn)彎處設(shè)曝氣裝置，在曝氣池上方為厭氧段，下方則為好氧段，從而產(chǎn)生富氧區(qū)和缺氧區(qū)，可以進(jìn)行硝化和反硝化作用，取得脫氮的效應(yīng)，同時(shí)氧化溝法污泥齡較長(zhǎng)，可以存活時(shí)代時(shí)間較長(zhǎng)的微生物進(jìn)行特別的反應(yīng)，如脫氮除磷。工作特點(diǎn)：1、 在液態(tài)上，介于完全混合與推流之間，有利于活性污泥的適于生物凝聚作用。2、 對(duì)水量水溫的變化有較強(qiáng)的適應(yīng)性，處理水量較大。3、 污泥齡較長(zhǎng)，一般長(zhǎng)達(dá)15-30天，到以存活時(shí)間較長(zhǎng)的微生物，如果運(yùn)行得當(dāng)，可以進(jìn)行脫氮除磷反應(yīng)。4、 污泥產(chǎn)量低，且多已達(dá)到穩(wěn)定。5、 自動(dòng)化程度較高，便于管理。6、 占地面積較大，運(yùn)行費(fèi)用低。7、 脫氮效果還可以進(jìn)一步提高，因?yàn)槊摰Ч暮脡暮艽笠徊糠譀Q定于內(nèi)循環(huán)，要提高脫氮效果勢(shì)必要增加內(nèi)循環(huán)量，而氧化溝的內(nèi)循環(huán)量從理論上說可以不受限制，因而具有更大的脫氮能力。8、 氧化溝法自問世以來，應(yīng)用普遍，技術(shù)資料豐富。2.1.3 A2/O法6A2/O處理工藝是AnaerobicAnoxicOxic的英文縮寫，它是厭氧缺氧好氧生物脫氮除磷工藝的簡(jiǎn)稱，A2/O工藝是在厭氧好氧除磷工藝的基礎(chǔ)上開發(fā)出來的，該工藝同時(shí)具有脫氮除磷的功能。優(yōu)點(diǎn)：1、 能夠同時(shí)脫氮除磷；2、 反硝化過程為硝化提供堿度；3、 反硝化過程同時(shí)去除有機(jī)物；4、 污泥沉降性能好。缺點(diǎn)：1、 回流污泥含有硝酸鹽進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū)，對(duì)除磷效果有影響；2、 脫氮受內(nèi)回流比影響；3、 聚磷菌和反硝化菌都需要易降解有機(jī)物。2.1.4 一體化反應(yīng)池（一體化氧化溝又稱合建式氧化溝）3一體化氧化溝的主要特點(diǎn)為：1、 工藝流程短，構(gòu)筑物和設(shè)備少，不設(shè)初沉池、調(diào)節(jié)池和單獨(dú)的二沉池，污泥能自動(dòng)回流，投資少、能耗低、占地少以及管理方便；2、 處理效果穩(wěn)定可靠，其BOD5和SS去除率均在90%95%或更高。COD的去除率也在85%以上，并且硝化和脫氮作用明顯；3、 產(chǎn)生的剩余污泥量少，污泥的性質(zhì)穩(wěn)定，容易脫水，不會(huì)帶來二次污染；4、 造價(jià)低、建設(shè)快、設(shè)備事故率低以及運(yùn)行管理費(fèi)用較少；5、 固液分離效率比一般二沉池高，池容小，能使整個(gè)系統(tǒng)在較大的流量和濃度范圍內(nèi)穩(wěn)定運(yùn)行；6、 污泥回流及時(shí)，減少污泥膨脹的可能。 各種方法的技術(shù)對(duì)比見表2-1。表2-1 各種方法的技術(shù)對(duì)比類 型氧化溝SBR工藝A2/O工藝污泥負(fù)荷（kgBOD/kgMLSSd）0.030.100.20.30.18污泥齡(天)203016.510污泥回流比(%)502003050100水質(zhì)要求總氮(mg/L)/304030占地面積小較小小穩(wěn)定性一般一般好2.2 污水處理方案的選擇本項(xiàng)目污水處理的特點(diǎn)為：1、 污水以有機(jī)污染為主，BOD/COD =0.5 0.3，可生化性比較好，重金屬及其他的難以生物降解的有毒有害污染物一般不超標(biāo)；2、 污水中主要污染物指標(biāo)BOD、COD、SS值為典型城市污水值。此外考慮到NH4+-N出水濃度排放要求比較高，因此需要采用能夠同時(shí)脫氮除磷且效果較好的工藝； 三、本課題污水處理量大，在達(dá)到污水處理要求的前提下，應(yīng)著重考慮工程占地面積和污水處理費(fèi)用的節(jié)省。針對(duì)以上特點(diǎn)，以及出水要求，以采用生化處理最為經(jīng)濟(jì)。根據(jù)國內(nèi)外已運(yùn)行的中、小型污水處理廠的調(diào)查，要達(dá)到確定的治理目標(biāo)，可采用“A2/O活性污泥法”。第3章 污水處理工藝流程設(shè)計(jì)及原理說明3.1 污水處理工藝流程設(shè)計(jì)根據(jù)前一章的工藝論證，采用A2/O法工藝，具體的污水處理工藝流程如圖3-1所示。進(jìn)水污水提升泵房粗格柵細(xì)格柵旋流沉砂池砂砂水分離消毒劑接觸池二沉池缺氧池好氧池厭氧池排放回流污泥污泥泵房污泥濃縮脫水車間加藥間貯泥池泥餅外運(yùn)圖3-1 污水處理工藝流程3.2 工藝原理及工程說明3.2.1 格柵格柵是由一組或數(shù)組平行的金屬柵條、塑料齒鉤或金屬刪網(wǎng)、框架及相關(guān)裝置組成，傾斜安裝在污水渠道、泵房集水井的進(jìn)口處或污水處理廠的前端，用來截留污水中較粗大的漂浮物和懸浮物6。因此為了避免其中的較粗大雜質(zhì)阻塞后續(xù)處理程序中的管道或泵從而影響整個(gè)水處理工藝，首先設(shè)置格柵除去較粗大的懸浮物和顆粒。一般情況下，分粗細(xì)兩道格柵。 3.2.2 旋流沉砂池6旋流沉砂池是利用機(jī)械力控制水流流態(tài)與流速、加速沙粒的沉淀并使有機(jī)物隨水流帶走的沉砂裝置。污水由流入口切線方向流入沉砂區(qū)，旋轉(zhuǎn)的渦輪葉片使沙粒呈螺旋形流動(dòng)，促使有機(jī)物和沙粒的分離，由于所受離心力的不同，相對(duì)密度較大的沙粒被甩向池壁，在重力作用下沉入砂斗，有機(jī)物隨出水旋流帶出池外。通過調(diào)整轉(zhuǎn)速，可達(dá)到最佳沉砂效果。砂斗內(nèi)沉砂可采用空氣提升、排沙泵排砂等方式排除，再經(jīng)過砂水分離達(dá)到清潔排砂標(biāo)準(zhǔn)。3.2.3 生物池 生物池是A2/O工藝的核心部分，由三個(gè)池組成，根據(jù)污水的流動(dòng)方向，可將生物池細(xì)分為厭氧池、缺氧池和好氧池6。1、 厭氧反應(yīng)器：原污水與從沉淀池排出的含磷回流污泥同步進(jìn)入，本反應(yīng)器主要功能是釋放磷，同時(shí)部分有機(jī)物進(jìn)行氨化； 2、 缺氧反應(yīng)器：首要功能是脫氮，硝態(tài)氮是通過內(nèi)循環(huán)由好氧反應(yīng)器送來的，循環(huán)的混合液量較大，一般為2Q（Q為原污水流量）； 3、 好氧反應(yīng)器：曝氣池，這一反應(yīng)單元是多功能的，去除BOD、硝化和吸收磷等均在此處進(jìn)行。流量為2Q的混合液從這里回流到缺氧反應(yīng)器。3.2.4 二沉池6二沉池主要接納生物池即A2/O反應(yīng)池的出水，用以去除生物懸浮固體的沉淀池。在A2/O法中，從曝氣池流出的混合液在二次沉淀池中進(jìn)行泥水分離和污泥濃縮，澄清后的出水溢流外排，濃縮的活性污泥部分回流至曝氣池，其余作為剩余污泥外排。3.2.5 接觸消毒池經(jīng)過處理后，污水出水水質(zhì)已經(jīng)達(dá)標(biāo)，但是處理水中含有細(xì)菌、病毒和病卵蟲等致病微生物，因此采用液氯、臭氧或紫外線消毒將其殺滅，防止其對(duì)人類及牲畜的健康產(chǎn)生危害和對(duì)環(huán)境造成污染，使排水達(dá)到國家規(guī)定的細(xì)菌學(xué)指標(biāo)6。3.2.6 污泥處理污泥處理的目的是使污泥達(dá)到減量化、穩(wěn)定化、無害化及綜合利用。初沉池、生物池及二沉池底部的污泥，通過污泥泵房被送入污泥濃縮脫水車間，進(jìn)行濃縮脫水處理。將含水率降至97%后將污泥外運(yùn)至污泥填埋場(chǎng)進(jìn)行處理。第4章 主要構(gòu)筑物的工藝設(shè)計(jì)與計(jì)算4.1 設(shè)計(jì)流量的計(jì)算 平均流量：=120000m3/d=1.389m/s=1389L/s總變化系數(shù)：=1.3（此數(shù)值來源于經(jīng)驗(yàn)公式）當(dāng) 5L/s時(shí)，=2.3；當(dāng)5 L/s 1000L/s時(shí)，=1.31。 設(shè)計(jì)流量：=1.3120000=156000 m3/d=1.806 m3/s4.2 格柵 格柵的草圖大致如圖4-1所示。 圖4-1 格柵設(shè)計(jì)草圖 圖中：B1進(jìn)水渠道寬度；B柵槽寬度；L1進(jìn)水渠道漸寬部分長(zhǎng)度；L2柵槽與出水部分連接處的漸窄部分長(zhǎng)度。格柵是由一組平行的金屬柵條或篩網(wǎng)制成，安裝在污水渠道、泵房集水井的進(jìn)口處或污水處理廠的端部，用以截留較大的懸浮物、纖維物質(zhì)和固體顆粒物質(zhì)6。以保證后續(xù)處理單元和水泵的正常運(yùn)行，減輕后續(xù)處理單元的處理負(fù)荷，防止堵塞排泥管道。在污水處理系統(tǒng)前，均須設(shè)置格柵。按形狀，可分為平面格柵和曲面格柵兩種；按柵條凈間隙，可分為粗格柵(50100mm)、中格柵(1640mm)、細(xì)格柵(310mm)三種；按清渣方式，可分為人工清除格柵和機(jī)械清除格柵兩種1。本設(shè)計(jì)中采用矩形斷面并設(shè)置兩道格柵（粗格柵一道和細(xì)格柵一道），采用機(jī)械清渣。其中，粗格柵設(shè)在污水泵站前，細(xì)格柵設(shè)在污水泵站后。粗細(xì)兩道格柵都設(shè)置六組即N=6組，每組的設(shè)計(jì)流量為0.301m3/s。4.2.1 粗格柵設(shè)計(jì)計(jì)算 一、柵條數(shù)計(jì)算：設(shè)柵前水深h=0.4，過柵流速為0.9m/s，柵前流速為0.7m/s。每日柵渣量取0.07m3刪渣/（103m3污水），柵條間隙寬度b=0.04m，格柵傾角=60，格柵數(shù)6個(gè)，則柵條間隙數(shù)n為： 個(gè) 二、柵槽寬度：柵槽寬度一般比格柵寬0.20.3m，取0.3m。 取柵條寬度S=0.01m。 則柵槽寬度為：三、進(jìn)水渠道寬度： 4、 進(jìn)水渠道漸寬部分長(zhǎng)度：m 五、柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長(zhǎng)度：m六、水流通過格柵的水頭損失為h2：本設(shè)計(jì)格柵采用銳邊矩形斷面6 式中：h2過柵水頭損失，m； k格柵受污染物堵塞后水頭損失增大倍數(shù)，因柵條為矩形斷面， 取k=3； 阻力系數(shù)，在采用銳邊矩形斷面時(shí)，有： 且=2.42，故有： 七、柵后槽總高度：取柵前渠道超高h(yuǎn)3=0.3m，則： 八、柵槽總長(zhǎng)度：取柵前矩形部分長(zhǎng)度為0.5m；柵后矩形部分長(zhǎng)度為1.0m，則有： 9、 格柵每日產(chǎn)生的柵渣量： 式中：W1柵渣量（0.100.01m3/103m3污水），取0.07；則：十、粗格柵選型 選用FH1100旋轉(zhuǎn)式格柵除污機(jī)，設(shè)備寬度為1100mm，過柵流速為0.9mm，齒耙轉(zhuǎn)速為2.14r/min，電動(dòng)機(jī)功率為0.9kw。十一、進(jìn)水與出水渠道 城市污水通過管道送入進(jìn)水渠道，然后，經(jīng)由提升泵房將污水提升至細(xì)格柵。4.2.2 細(xì)格柵設(shè)計(jì)計(jì)算 設(shè)六組細(xì)格柵，設(shè)計(jì)中取格柵柵條間隙=0.01m，格柵柵前水深1=0.8m，污水過柵流速v=0.9m/s，每根格柵條寬度=0.01m，進(jìn)水渠道寬度=0.93m，柵前渠道超高，每日每1000污水的柵渣量=0.04。1、 格柵的間隙數(shù):個(gè) 格柵柵槽寬度：柵槽寬度一般比格柵寬0.20.3m，取0.3m2、 進(jìn)水渠道漸寬部分的長(zhǎng)度： 3、 進(jìn)水渠道漸窄部分的長(zhǎng)度計(jì)算： 四、通過格柵的水頭損失： 五、柵后槽總高度：設(shè)柵前超高h(yuǎn)3=0.3m， 6、 柵槽總長(zhǎng)度： 七、每日柵渣量：八、細(xì)格柵選型采用GSC1000回轉(zhuǎn)式細(xì)格柵，設(shè)備總寬1130mm，有效柵寬1000，刪網(wǎng)速度2.2m/min,電動(dòng)機(jī)功率1.1kw。4.3 污水泵房3泵房采用干式半地下式矩形合建式泵房，具有布置緊湊、占地少、結(jié)構(gòu)較省的特點(diǎn)，便于開槽施工，適用于自灌式泵站。集水池和機(jī)器由隔水墻分開，而且只有吸水管和葉輪淹沒在水中，這樣可保持機(jī)器間干燥，有利于水泵的保養(yǎng)和檢修，也可以避免污水對(duì)軸承、管道、儀表的腐蝕。在自動(dòng)化程度較高的泵站，較重要的地區(qū)的雨水泵站、以及開啟頻繁的污水泵站中，盡量采用自灌式泵站。它的優(yōu)點(diǎn)是啟動(dòng)及時(shí)可靠，不需要引水的輔助設(shè)備，操作簡(jiǎn)便，缺點(diǎn)是泵房較深，增加工程造價(jià)。而且由于噪音較大，妨害工作人員判斷水泵是否正常工作。采用自灌式泵站時(shí)水泵葉輪（或軸承）低于集水池的最低水位，在最高、中間和最低水位三種情況下都能直接啟動(dòng)，啟動(dòng)可靠。操作方便。但增加了泵站的深度，增加地下工程造價(jià)。水泵的選擇原則：1、 污水泵站一般按最大日最大時(shí)流量設(shè)計(jì)，通過調(diào)整水泵工作臺(tái)數(shù)兼顧其他流量時(shí)段的情況。2、 水泵揚(yáng)程由污水提升高度和吸水管、壓頭管水頭損失確定。3、 為了適應(yīng)不同流量時(shí)的情況，考慮采用四臺(tái)水泵，其中一臺(tái)備用。4、 根據(jù)水質(zhì)、水量和提升高度確定水泵的型號(hào)，同一泵站應(yīng)選用類型相同、口徑相同的水泵，以便利于管理和維修。4.3.1 水泵的選擇根據(jù)污水高程計(jì)算的結(jié)果，泵站到細(xì)格柵之間的高程差為8m，設(shè)泵站內(nèi)的總損失為2m，吸壓水路管路的總損失為2m，則可確定水泵的揚(yáng)程H為：H=Hst+h=8+2+2=12m水泵提升的流量按最大時(shí)流量考慮，Q=6500m3/h,按此流量和揚(yáng)程來選擇水泵。選擇600QW3500-12型潛水排污泵，共三臺(tái)，2用1備，單泵性能參數(shù)為：流量為3500m3/h，揚(yáng)程為12m，轉(zhuǎn)速為740r/min，功率185kw。泵房形式及其布置：采用半地下式矩形結(jié)構(gòu)，占地少，結(jié)構(gòu)較省的特點(diǎn)。水泵為單排并列式布置。4.3.2 集水間計(jì)算集水間和機(jī)器間由隔水墻分開，只有吸水管和葉輪淹沒在水中，機(jī)器間經(jīng)常保持干燥，以利于對(duì)泵房的檢修和保養(yǎng)，也可避免污水對(duì)軸承、關(guān)鍵、儀表的腐蝕。集水間的容積相當(dāng)于一臺(tái)泵5min的流量：W=58.35=291.7m34.4 旋流沉砂池旋流沉砂池是利用水力旋流，使泥沙和有機(jī)物分開，加速沙粒的沉淀，以達(dá)到除砂的目的。該池型具有基建、運(yùn)行費(fèi)用低和除砂效果好等優(yōu)點(diǎn)1。此外，旋流沉砂池適應(yīng)流量變化能力強(qiáng)、水頭損失小、細(xì)沙粒去除率高以及動(dòng)能效率高。它的缺點(diǎn)是： 一、國外公司的專有產(chǎn)品和設(shè)計(jì)技術(shù)，因此設(shè)備費(fèi)用較高； 二、攪拌槳上會(huì)纏上纖維狀物體；3、 砂斗內(nèi)砂子因被壓實(shí)而抽排困難，往往需高壓水泵或空氣去攪動(dòng)，空氣提升泵往往不能有效抽排砂粒；4、 池子本身雖占地小，但由于要求切線方向進(jìn)水和進(jìn)水渠直線較長(zhǎng)，在池子數(shù)多于兩個(gè)時(shí)，配水困難，占地也大。 4.4.1 設(shè)備選型本處理廠的最大設(shè)計(jì)流量為156000m3/d旋流沉砂池選擇：本污水處理廠設(shè)四座旋流沉砂池（兩用兩備），根據(jù)設(shè)計(jì)水量，單座沉砂池的涉及水量為m3/d，根據(jù)城市污水廠處理設(shè)施設(shè)計(jì)計(jì)算，選擇單座旋流式沉砂池各部分尺寸如下：設(shè)計(jì)水量為7.8104m3/d；沉砂池深度為1.98m；沉砂池直徑為5.49m；砂斗直徑為2.13m；驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為1.5W；槳板轉(zhuǎn)速為13r/min1。4.4.2 排沙方法旋流沉砂池排沙有三種方式：第一種是用砂泵直接從砂斗底部經(jīng)吸水管排除；第二種是用空氣提升器，即在槳板傳動(dòng)軸中插入一個(gè)空氣提升器；第三種是在傳動(dòng)軸中插入砂泵，泵及電機(jī)設(shè)在沉砂池頂部。本工程采用空氣提升器排沙，該提升裝置由設(shè)備廠家與槳葉分離機(jī)成套供應(yīng)1。4.5 A2/O反應(yīng)池4.5.1 判斷是否可采用A2/O法A2/O脫氮除磷工藝主要設(shè)計(jì)參數(shù)家下表4-2。表4-2 A2/O脫氮除磷主要設(shè)計(jì)參數(shù)1 項(xiàng) 目數(shù) 值BOD2污泥負(fù)荷kgBOD5/（kgMLSSd）0.130.2TN負(fù)荷kgTN/（kgMLSSd）0.05(好氧段)TP負(fù)荷kgTP/（kgMLSSd）0.06(厭氧段)污泥濃度MLSS(mg/L)30004000污泥齡c(d)1520水力停留時(shí)間t(h)811各段停留時(shí)間比例A:A:O（1:1:3）（1:1:4）污泥回流比R(%)50100混合液回流比R內(nèi)(%)100300溶解氧濃度DO（mg/L）厭氧池8（厭氧池）TP/BOD510) 取超高為0.7 m，則反應(yīng)池總高 H=5+0.7=5.7 m七、反應(yīng)池進(jìn)、出水系統(tǒng)計(jì)算1、進(jìn)水管單組反應(yīng)池進(jìn)水管設(shè)計(jì)流量: 管道流速v=1.0 m/s管道過水?dāng)嗝娣e為：A=Q1/v=0.9031.0=0.903 m2 則管徑為： 取DN= 1200 mm 2、回流污泥管單組反應(yīng)池回流污泥管設(shè)計(jì)流量為： 管道流速取 v1=0.85 m/s管道過水?dāng)嗝娣e為： A=Q1/v=0.9030.85=1.602 m2 則管徑為： 取DN= 1200 mm 3、進(jìn)水井 反應(yīng)池進(jìn)水孔尺寸: 進(jìn)水孔過流量為： Q2=(1+R)Q/2=(1+1)1.8062=1.806 m3/s 孔口流速 v=0.60m/s 孔口過水?dāng)嗝娣e為: A=Q2/v=1.8060.60=3.01 m2 孔口尺寸取為： 2.2m1.4m 進(jìn)水井平面尺寸取為 ：4.0m4.0m 4、出水堰及出水井按矩形堰流量公式計(jì)算： 式中： 式中：b堰寬，b=7.5 m：H堰上水頭，m 出水孔過流量為：Q5=Q3=1.806 m3