榆中縣夏官營鎮(zhèn)污水處理廠設(shè)計

1、 畢業(yè)設(shè)計（設(shè)計） 題目： 榆中縣夏官營鎮(zhèn)污水處理廠設(shè)計 姓 名： 蔡雅潔 學(xué) 號： P102014053 學(xué) 院： 化 工 學(xué) 院 專 業(yè)： 環(huán) 境 工 程 班 級： （2）班 指導(dǎo)老師： 納麗萍 2014年 5月 17日 目 錄摘 要1ABSTRACT2前言31 設(shè)計說明書51.1 設(shè)計的基本要求51.2 處理工藝大方案的確定61.3 處理工藝小方案的選擇122 污水處理廠的布置212.1 廠址的選擇212.2 廠區(qū)總平面布置222.3 污水廠的高程布置233 設(shè)計計算書243.1 設(shè)計基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的確定243.2 構(gòu)筑物計算253.2.1 泵前粗格柵253.2.2 污水提升泵房273.2.3

2、 泵后細(xì)格柵293.2.4 沉砂池313.2.5 三溝式氧化溝的計算333.2.6 二氧化氯消毒劑的計算423.2.7 接觸池的設(shè)計計算433.2.8 巴氏計量槽的計算443.2.9 污泥的管道輸送443.2.10 重力濃縮池463.2.11 污泥機(jī)械脫水483.2.12 污水處理廠高程計算49參考文獻(xiàn)51附 錄52答 謝53榆中縣夏官營鎮(zhèn)污水處理廠設(shè)計專業(yè)：環(huán)境工程 姓名：蔡雅潔 指導(dǎo)老師：納麗萍摘 要據(jù)西北民族大學(xué)化工學(xué)院的畢業(yè)任務(wù)設(shè)計，對夏官營污水處理廠進(jìn)行設(shè)計說明。本設(shè)計主體構(gòu)筑物采用三溝式氧化溝，處理后的污水需符合GB18918-20026中城鎮(zhèn)污水處理廠二級排放標(biāo)準(zhǔn)。粗格柵去除水中

3、較大懸浮雜質(zhì)后，由提升泵站提升至污水處理廠。經(jīng)過細(xì)格柵后入平流式沉砂池，去除水中較大無機(jī)顆粒。再入三溝式氧化溝除磷并降低水中的 BOD5、COD。最后的污水進(jìn)入接觸池消毒，污水經(jīng)各構(gòu)筑物處理達(dá)標(biāo)后，排入宛川河。而氧化溝內(nèi)的污泥進(jìn)入濃縮池濃縮，后用壓濾機(jī)脫水后外運(yùn)填埋，從而改善夏官營的環(huán)境問題。關(guān)鍵詞 城鎮(zhèn)污水，三溝式氧化溝，生物處理ABSTRACTAccording to the design mission in college of Northwest University of Nationalities. After consideration,the triple oxidation

4、 ditch is adopted in this design,the effluent is made to attain The Second Discharge Standard Of The Nation.The sewage passing the thin bar,it comes into the sand sinking pond to take off the large abiograin.Then entering to the triple oxidation ditch,getting rid of the nitrogen and the phosphor by

5、activiated sludge,at the same time BOD5、COD is reduced. At last, it comes into the contact pool to antisepsis,making the effluent be up to the standard of the discharge, collected in the triple oxidation ditch,the mud is sended to thicking thank first,then it is pressed into piece by the straining d

6、ehydrate machine and carried outside.The major content of this design is about the calculation and introduction of main structures such as pump station,grille,design basin,contact tank,the triple oxidation ditch, sludge digestion clamer. The removal efficiency of BOD5、COD、denitrification and phospho

7、rus removal efficiency are given in theory. Level assign and vertical assign are done according to the landform of design specification.The effluent is discharged inti channel after each processing structure. The environment of city has been improved,and it also alleviates the crisis of water.Key Wo

8、rds: Municipal sewage Biological treatment The triple oxidation ditch 前言1、設(shè)計來源 本次畢業(yè)設(shè)計的任務(wù)來源于西北民族大學(xué)畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書。 20世紀(jì)70年代后，我國許多小型城市加強(qiáng)了對處理污水的建設(shè)，對保護(hù)水環(huán)境，治理水污染有很大作用。隨著人民生活水平的提高，城鄉(xiāng)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，農(nóng)村城市化的速度將大大加快，小城鎮(zhèn)迅速崛起，從未來著眼，今后大多人口將生活在中小城鎮(zhèn)2。二十多年來，由于鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的蓬勃發(fā)展，造成部分中小城鎮(zhèn)特別是經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)的中小城鎮(zhèn)，污染嚴(yán)重，影響到人民的生活和健康。 夏官營地處隴中地帶，干旱少雨，水資源缺乏，且

9、大部分水資源含鹽量高，不適宜生產(chǎn)生活和農(nóng)業(yè)灌溉，所以節(jié)約和再利用水源成為很迫切的問題。長期以來，夏官營污水未經(jīng)處理，隨意排放，嚴(yán)重造成環(huán)境惡化和水質(zhì)污染，直接威脅著群眾生產(chǎn)生活及農(nóng)業(yè)灌溉用水。因此，修建污水廠，對保護(hù)水環(huán)境、改善夏官營生態(tài)環(huán)境具有十分重要的意義。 夏官營污水以生活污水為主，含大量的碳水化合物、尿素、磷等物質(zhì)，其中以碳水化合物為主，有機(jī)含量居高。產(chǎn)自城鎮(zhèn)人口的生活活動，如人們的排泄物及生活中產(chǎn)生的廢棄物，動植物殘片等。 本設(shè)計設(shè)計水量是2000m3/d。其水質(zhì)如下表1-1：表1-1夏官營污水水質(zhì)COD(mg/L) BOD(mg/L)SS(mg/L)NH3-N（mg/L）TP(mg

10、/L)3001802002042、設(shè)計要求 (一) 處理方案的初步設(shè)計 本設(shè)計通過選擇適合工藝、計算處理構(gòu)筑物、計算高程等來完成。（二）設(shè)計說明書及計算書說明書要思路流暢，條理清楚，計算書要全面、精準(zhǔn)。（三）設(shè)計圖紙 各構(gòu)筑物結(jié)合夏官營的地形使污水廠的布局合理，結(jié)合各構(gòu)筑物的具體情況來，作處理廠總平面圖、高程圖等。圖紙要符合工程制圖要求；3、設(shè)計思想(一)將自己的專業(yè)知識用于設(shè)計中，使知識掌握更加牢固，以達(dá)到靈活運(yùn)用。(二)通過設(shè)計，提高自己專業(yè)能力，為自己將來的工作打下堅定的基礎(chǔ)。 (三)通過比選，選取處理效果較好、費(fèi)用較低的方案進(jìn)行設(shè)計。 4、設(shè)計原則 本次設(shè)計的任務(wù)：設(shè)計一座污水處理廠保

11、護(hù)夏官營的生態(tài)環(huán)境。我們要遵循以下幾個原則：(一)先確定了夏官營污水排放標(biāo)準(zhǔn)，屬GB18918-2002中的二級標(biāo)準(zhǔn)；再選取處理方案處理夏官營污水，使其達(dá)標(biāo)排放。(二)選用安全可靠，經(jīng)濟(jì)合理的工藝流程。盡量降低費(fèi)用和能耗。(三)污水處理廠要積極利用先進(jìn)科技，提高技術(shù)含量，確保處理的效果。(四)設(shè)計中應(yīng)盡量提高處理效果，做到資源回收；達(dá)到清潔生產(chǎn)，避免產(chǎn)生二次污染。簡而言之，設(shè)計時，先考慮處理效果即污水達(dá)標(biāo)排放；其次是盡量節(jié)省費(fèi)用，使各構(gòu)筑物安全可靠運(yùn)行。還要盡量清潔生產(chǎn)，避免二次污染，達(dá)到可持續(xù)發(fā)展和防止污染范圍的擴(kuò)大的目的。 1 設(shè)計說明書1.1 設(shè)計的基本要求(1)設(shè)計水量20000m 3

12、 /d(2)設(shè)計水質(zhì)根據(jù)任務(wù)書，其設(shè)計水質(zhì)如下表1-1：表1-1：污水進(jìn)水水質(zhì)COD(mg/L) BOD5(mg/L)SS(mg/L)NH3-N（mg/L）TP(mg/L)300180200204(3)出水水質(zhì)的確定根據(jù)任務(wù)書，確定該設(shè)計污水排放標(biāo)準(zhǔn)屬于國家城鎮(zhèn)二級排放標(biāo)準(zhǔn)。本設(shè)計的出水水質(zhì)如下表1-2：表1-2：污水排放指標(biāo)COD(mg/L) BOD5(mg/L)SS(mg/L)NH3-N（mg/L）NH3 N(mg/L)NH3 N(mg/L)TP(mg/L)1003030303(4)排水出路 根據(jù)任務(wù)書的要求，該污水處理后達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，可以排入廠區(qū)北側(cè)的宛川河之中。 (5)污泥的出路 在處

13、理污水的過程中，會產(chǎn)生大量的活性污泥；活性污泥經(jīng)濃縮后，再消化和脫水，最后運(yùn)到附近的垃圾填埋場就近填埋。1.2 處理工藝大方案的確定 污水處理方案有好幾種，本節(jié)是處理工藝方案的比選。1.2.1 方案初選本地區(qū)的污水特點(diǎn)8：(1) 較低的有機(jī)物濃度，COD濃度為300 mg/L ,是比較常見的城市污水； (二)BOD/COD=0.60.3，可生化性能較好，適合生物處理； (三)懸浮物的濃度較低；(四)污水中含豐富的碳水化合物、磷等營養(yǎng)物質(zhì)； 由上可見，該污水較合適用生物處理法處理，目前比較流行是活性污泥法和生物膜法。這兩種方法各有其優(yōu)缺點(diǎn)。1.活性污泥法的特征:(1)混合液在曝氣池中攪動，并充分

14、混合，有較好的接觸效果；(2)混合液不斷充氧，維持有機(jī)物氧化所需的氧量，使有機(jī)物更好地被分解；(3)處理水量大，效果好，可去除污水中很多的毒害的物質(zhì)；(4)污泥接種和馴化的操作簡單、用時短，較快使用；(5)對營養(yǎng)的要求較低，不需另外投加營養(yǎng)物質(zhì)，降低運(yùn)營費(fèi)用；(6)運(yùn)行管理方便，便于維修；2.生物膜法的特征優(yōu)點(diǎn)：(1)固體停留時間長、微生物濃度高；(2)微生物多樣化、微生物分層；各個層可配備有力的微生物；(3)微生物有長的食物鏈和世代，且存活率高；(4)在水質(zhì)、水量、溫度變化方面的有強(qiáng)的適應(yīng)性，可處理低濃度污水； (5)污泥產(chǎn)量少、易固液分離、有不錯的脫氮除磷效果；缺點(diǎn)：(1) 微生物膜不易刮

15、起、用的時間可能比較長； (2)適合處理的水量比較小；(3)布水不太均勻，易產(chǎn)生池蠅和散發(fā)臭味； (4)用濾料作生物膜的載體，易堵塞； (5)若構(gòu)筑物出現(xiàn)問題，不便維修；由上可知，設(shè)計中采用活性污泥法較適合。以前建設(shè)的好多水處理項目都屬于普通的活性污泥法，隨著時代的發(fā)展，活性污泥法衍生了新的工藝，效果更佳，費(fèi)用更低。新的工藝主要有：氧化溝工藝、SBR 工藝、AO 工藝等一系列先進(jìn)的處理工藝。有遠(yuǎn)大的發(fā)展空間，目前又較流行的是氧化溝工藝。本設(shè)計大的方案是活性污泥法。1.2 方案比選 由上可知大的方案是活性污泥法。 本設(shè)計選取活性污泥法的工藝有：(一)普通活性污泥法； (二)SBR 工藝； (三)

16、氧化溝工藝；各個工藝的優(yōu)缺點(diǎn)比較如下5：(1) 普通活性污泥法：流程圖1-1：1.優(yōu)點(diǎn)1(1) 在曝氣池內(nèi),有機(jī)物經(jīng)歷了吸附和代謝，活性污泥經(jīng)歷了完整生長周期；(2)其處理效果好，BOD5去除率達(dá)到 90%以上； (3)污水凈化程度高且穩(wěn)定；2.缺點(diǎn)(1)曝氣池有機(jī)物負(fù)荷高，耗氧速率高；容積大、占地多，因此基建費(fèi)用高； (2)耗氧速率不沿著池長不變，而供養(yǎng)速率跟不上耗氧速率；(3)運(yùn)行結(jié)果易受水質(zhì)、水量變化的影響；(4)沒有好的脫氮除磷的效果；(二）SBR 法工藝流程1-2： SBR法早開發(fā)在20世紀(jì)初，因人工管理繁瑣沒有推廣。SBR在一座池中進(jìn)行了進(jìn)水、曝氣、沉淀、出水，一般由四或三個池子構(gòu)

17、成一組，輪流運(yùn)轉(zhuǎn)，間歇運(yùn)行，故稱序批式活性污泥法。目前又開發(fā)出連續(xù)進(jìn)水連續(xù)出水的改良工藝，如ICEAS法、CASS法等。1.優(yōu)點(diǎn)(1)工藝簡單。不設(shè)調(diào)節(jié)池，可省略初沉池，也沒有二沉池和污泥回流系統(tǒng)，降低了費(fèi)用；(2)耐沖擊能力強(qiáng)，一般不沒有污泥膨脹現(xiàn)象， 可一同去除BOD和脫氮除磷； 2.缺點(diǎn)(1)在運(yùn)行過程中的一些工序上不能夠準(zhǔn)確掌控時間；(2)難以控制使其處于最佳狀態(tài)；(3)出水水質(zhì)不穩(wěn)定，有時還沒有達(dá)標(biāo)，影響污水處理效果； (4)對間歇曝氣和排水的自動化程度要求比較高；（三）氧化溝工藝 又稱循環(huán)混合式活性污泥法。工藝流程較簡化，不設(shè)初沉池，氧化溝水力停留時間和污泥齡長，可徹底的去除懸浮物

18、和可溶解有機(jī)物，排出的剩余污泥高度穩(wěn)定。常見的氧化溝工藝有Carrousel式、Orbal式、曝氣-沉淀一體化等。氧化溝工藝流程1-3： 1.優(yōu)點(diǎn)8(1)水流狀態(tài)有利于活性污泥的生物凝聚作用；(2)不設(shè)初沉池。也可以不單獨(dú)設(shè)二沉池，就會省去污泥回流系統(tǒng)； (3)對BOD負(fù)荷比較低，對水溫、水質(zhì)、水量發(fā)生變化有較強(qiáng)適應(yīng)性；(4)有比較長的污泥齡，因而有不錯的的反硝化脫氮效果；(5)污泥產(chǎn)率比較低，狀態(tài)穩(wěn)定，因此不設(shè)消化池；1.3 方案確定1.3.1 備選方案的提出方案 通過比選，提出2個備選方案 方案一、SBR 工藝 流程圖如圖1-2： SBR 工藝簡單、投資低，理論和實驗不錯，實際出水水質(zhì)不穩(wěn)

19、定，效果不太理想。 方案二、氧化溝工藝流程圖如圖1-3： 氧化溝工藝簡單，出水水質(zhì)好，方便運(yùn)行、維護(hù)及管理，運(yùn)行成本較低。 1.3.2 方案的確定 通過方案比選，決定采用的是氧化溝工藝。氧化溝是一種簡單的污水處理系統(tǒng)，最早在20世紀(jì)50年代由荷蘭的帕斯維爾開發(fā)。到90年代中期，我國已建的污水處理廠有30多座是氧化溝工藝。1.3.3 氧化溝工藝的特點(diǎn) 1.在構(gòu)造方面的特征3(1)普遍呈環(huán)形溝渠狀，平面多是橢圓或者圓形。總長度有幾十米或百米以上，溝深則取決于曝氣裝置，是3-7m。(2)進(jìn)水裝置只要一根進(jìn)水管，多溝平行工作時，要設(shè)配水井，使用交替工作系統(tǒng)時，為了變換水流投配方向，配水井內(nèi)應(yīng)該設(shè)有自動

20、控制裝置。 2.在水流混合方面的特征 污水在氧化溝內(nèi)做幾十次甚至上百次的循環(huán)流動，認(rèn)為氧化溝內(nèi)的流態(tài)是完全混合的；也會有推流式的特征，如在曝氣裝置的下游，DO濃度從高向低，甚至有缺氧段出現(xiàn)。3.在工藝方面的特征(1)操作單元少；(2)耐沖擊負(fù)荷；(3)處理效果好，運(yùn)行穩(wěn)定；(4)污泥產(chǎn)泥率低，剩余污泥較穩(wěn)定，無臭味，脫水快，可直接脫水；(5)適用范圍廣；4.在經(jīng)濟(jì)方面的特征 氧化溝是一種經(jīng)濟(jì)的污水處理系統(tǒng)，凡是適宜采用活性污泥法的地方都可以修建氧化溝。對污泥進(jìn)行消化處理，節(jié)省處理費(fèi)用。 鑒于氧化溝的特點(diǎn)和優(yōu)越，本設(shè)計決定采用氧化溝工藝。1.3 處理工藝小方案的選擇1.3.1 氧化溝系統(tǒng)的比選

21、（1） 、常見的氧化溝系統(tǒng) 設(shè)計選取奧貝爾（Orbal）氧化溝工藝、三溝式氧化溝工藝做比較（二）、常見氧化溝工藝特點(diǎn) 3：1.Orbal氧化溝工藝特點(diǎn)：(1)溶解氧梯度較大，充氧的動力效率較高；(2)出水水質(zhì)好且穩(wěn)定；(3)能較好的避免二沉池污泥流失；(4)有利于有機(jī)物的去除；缺點(diǎn)：容易受結(jié)構(gòu)形式的限制，會使總圖布置顯得比較困難； 2、三溝式氧化溝工藝特點(diǎn)8：(1)占地少，集曝氣、二沉、污泥消化為一體； (2)設(shè)備先進(jìn)，自動化高；人員少，費(fèi)用低； (4)可脫氮除磷功能，水質(zhì)較為穩(wěn)定； (5)有較長的污泥齡，污泥性質(zhì)也較穩(wěn)定；(6)單池有大的體積，對沖擊符合的適應(yīng)性較強(qiáng)；缺點(diǎn)：自動化控制要求高，

22、水流方向和出水堰升降控制要求高； 1.3.2 氧化溝工藝的確定 本設(shè)計采用三溝式氧化溝工藝。在工藝中，脫氮除磷一同完成，由三個一樣的氧化溝作單元運(yùn)行，中間氧化溝為曝氣池，側(cè)溝做曝氣-沉淀使用。 1.3.3 三溝式氧化溝的基本運(yùn)行方式 三溝式氧化溝的基本運(yùn)行大體為 6 個階段，由運(yùn)行程序自動控制進(jìn)出水方向，溢流堰的升降及曝氣轉(zhuǎn)刷的開停。6個工作階段簡介如下4：階段 A：污水經(jīng)配水井入第一溝。溝內(nèi)轉(zhuǎn)刷低速運(yùn)行，處缺氧反硝化狀態(tài)，將 NO xN還原成 N 2 ，達(dá)到脫氮的目的。在此過程中，原污水作碳源。同時溝內(nèi)出水堰自動調(diào)節(jié)，混合液入二、三溝曝氣轉(zhuǎn)刷高速運(yùn)行,進(jìn)行有機(jī)物的氧化、降解和氨氮的硝化。處理

23、后的混合液再入曝氣轉(zhuǎn)刷處于閑置狀態(tài)的第三溝，第三溝做沉淀池使泥水分離，澄清水經(jīng)降低的出水堰從第三溝內(nèi)排除。階段 B：污水從第一溝調(diào)入第二溝。此時一、二溝內(nèi)轉(zhuǎn)刷高速運(yùn)行，處好氧狀態(tài)進(jìn)行有機(jī)物的降解和氨氮的硝化。第二溝處理過的混合液入第三溝沉淀池內(nèi)，沉淀后的水通過第三溝出水堰排除。階段 C：第一溝轉(zhuǎn)刷停轉(zhuǎn)，進(jìn)行泥水分離，設(shè)過渡段，該階段末分離過程結(jié)束。在C階段，入流污水仍然到第二溝，處理后的污水通過第三溝排出。階段 D：從第二溝調(diào)到第三溝，第一溝出水堰降低，第三溝出水堰升高，轉(zhuǎn)刷低速運(yùn)轉(zhuǎn)，處缺氧狀態(tài)，進(jìn)行反硝化脫氮；長時間至厭氧狀態(tài)脫磷。此階段與階段A相似，不同的是硝化發(fā)生在第三溝，而沉淀發(fā)生在第

24、一溝。階段 E：從第三溝轉(zhuǎn)向第二溝，第二溝轉(zhuǎn)刷高速運(yùn)行，以保證在該階段 末溝內(nèi)有剩余的揚(yáng)棄，處于有機(jī)物降解和氨氮硝化過程。第一溝仍作沉淀池，處理后污水通過該溝出水堰排出。這一階段與階段B相對應(yīng)。只是兩個階段的功能相反。階段 F：該階段基本與C階段相同，第三溝內(nèi)轉(zhuǎn)刷停止運(yùn)轉(zhuǎn)，開始泥水分離，入流污水仍然進(jìn)入第二溝，處理后的污水經(jīng)第一溝出水堰排出。 運(yùn)行出來以上方法外，還可隨進(jìn)水水質(zhì)和出水要求改變。所以該工藝可以靈活運(yùn)行并且方便操作，但是它對自動控制程度有比較高的標(biāo)準(zhǔn)。 該工藝能夠完成有機(jī)物的降解和硝化、反硝化過程，有較好的有機(jī)物去除率和脫氮除磷的效果，就是一個A-O工藝。同時沒有污泥回流和混合液回

25、流系統(tǒng)，降低運(yùn)行費(fèi)用。流程簡單，效果穩(wěn)定，管理方便，費(fèi)用低。1.4 其他構(gòu)筑物的選擇及確定 經(jīng)各方案比選，確定夏官營污水處理廠的處理流程如圖1-4：圖1-4：三溝式氧化溝工藝流程 通過對構(gòu)筑物的比選，選取一種簡單、方便、可靠的設(shè)備或構(gòu)筑物。 1.4.1 提升泵房與集水井的確定 污水處理廠主要處理生活污水，為保證污水能在整個污水處理流程過程中流通，需要設(shè)提升泵房，在泵房前面設(shè)集水井，泵房與集水井合建。可調(diào)解水量，對污水泵的運(yùn)行有利。另在集水井上設(shè)一閘閥，當(dāng)后面構(gòu)筑物發(fā)生故障時，以便檢修?？梢愿鶕?jù)流量計算泵房的池形和深度。 (一) 粗格柵的確定格柵是一種框架，由平行的金屬柵條制成，斜放于渠道上或泵

26、站集水池的出水口，來攔截大塊的懸浮或漂浮的污物。在污水處理中，格柵對后續(xù)構(gòu)筑物和泵房有保護(hù)作用。由于清渣方式不同可分為機(jī)械清渣格柵和人工清渣格柵。優(yōu)缺點(diǎn)如表1-3：表1-3：清渣格柵對照項目機(jī)械清渣格柵人工清渣格柵優(yōu)點(diǎn)a、自動化程度高b、勞動強(qiáng)度低a、結(jié)構(gòu)簡單缺點(diǎn)a、 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，耗電b、 責(zé)任要求高 a、 污水處理量大b、 渣量較大 所以要根據(jù)計算后的渣量才能確定選用類型。 (二)提升泵站及集水井的確定污水進(jìn)廠后通過提升泵站，保證后面處理過程中以重力流流動。本設(shè)計使用圓形沉井式泵房，圓形使外壁的受力均勻，沉井式是因為入廠管在地下而地面的高度小，這樣便于安裝，維修。泵的安裝形式可分為自灌式（半自

27、灌式）和非自灌式兩種，本設(shè)計使用自灌式，除保護(hù)泵外，還降低工人的勞動強(qiáng)度。 污水泵房組成及作用如表1-4：表1-4：污水泵房各設(shè)備作用名稱作用機(jī)器間內(nèi)設(shè)水泵機(jī)組及相關(guān)附屬設(shè)備集水池安裝格柵和吸水管，一定程度調(diào)節(jié)來水的不均勻性，以便水泵較均勻的工作，減小對機(jī)組的損耗。格柵攔截水中較大的固體雜質(zhì)，以防雜物阻塞損壞水泵輔助間包括貯藏室、修理間、休息室、廁所 等通常泵房按遠(yuǎn)期水量設(shè)計，水泵機(jī)組按近期水量配置。1.泵房形式： 本設(shè)計采用合建式圓形污水泵房，自灌式工作，水泵2臺，一備一用。 2.格柵： 格柵是泵房中比較的輔助設(shè)備，后可設(shè)工作臺，一般高出格柵上游最高水位0.5m，工作臺上有欄桿和沖洗設(shè)施。

28、3.集水池8：(1)最小容積不能小于最大一臺水泵5min的出水量。 (2)進(jìn)水管渠水位標(biāo)高=集水池最高水位+去過柵水頭損失。 (3)集水池的有效水深一般為1.52.0m (4)池底坡度I=0.10.2應(yīng)該傾向集水坑。(5)集水坑的大小應(yīng)保證泵的吸水條件。吸水管的喇叭口向下在集水坑內(nèi)。在集水池中，其下緣比最低水位還要低0.4m。離坑底的距離不能小于喇叭口進(jìn)口直徑的0.8倍。4.機(jī)器間距如表1-5：表1-5：機(jī)器間距表機(jī)組布置間距 有起吊設(shè)備電動機(jī)容量55Kw時，基礎(chǔ)之間距離0.81.2m電動機(jī)容量55Kw時，基礎(chǔ)之間距離1.21.6m軸流泵與混流泵軸間距采用口徑的3倍。無起吊設(shè)備 至少在每個機(jī)組

29、一側(cè)，其間距要比寬度大0.5m主要通道寬度1.22.0m配電盤前面的通道寬度：1.低壓配電2.高壓配電1 1.51.6m 2 2.02.2m配電盤后面的通道寬度1.0m有橋式吊車設(shè)備的泵房內(nèi)應(yīng)有吊運(yùn)設(shè)備的通道吊車運(yùn)行時，不影響管理人員通行，吊裝最大部件尺寸加0.81.0m樓梯及平臺寬度樓梯寬0.81.0m，平臺寬1.0m，吊裝用平臺寬1.52.0m機(jī)器間高度室內(nèi)地面以上有效高度3.03.5m，應(yīng)保證吊起物體底部與所跨越之固定物體頂部有不小于0.5m的凈空5.反沖洗設(shè)備： 污水中含雜質(zhì)會沉積在集水坑內(nèi)，影響水泵的正常吸水。為松動沉渣，可以在坑內(nèi)設(shè)壓力沖洗管，可定期沖走沉渣。6.通風(fēng)：通常自然通風(fēng)

30、，一般利用通風(fēng)管完成。機(jī)器間可在屋頂設(shè)風(fēng)帽自然通風(fēng)。7.起重設(shè)備： 表1-6：起重設(shè)備對應(yīng)表重量2.0t設(shè)備移動三腳架或手動單梁吊車手動單梁吊車手動橋式吊車 8.地面排水：水泵地面i在0.010.015之間，傾向排水溝或集水溝。集水溝直徑600mm，深700mm，排水溝坡度0.01，斷面100mm100mm。 9.水泵進(jìn)水管： 表1-7：水泵進(jìn)出水管要求項目一般規(guī)定吸水管（1） 斷面應(yīng)比水泵吸入口大一級，并不應(yīng)小于100mm（2）每臺泵設(shè)單獨(dú)的吸水管（3）不設(shè)底閥，設(shè)喇叭口，設(shè)直管或90彎頭，水平段應(yīng)有向水泵上升的坡度（4）吸水管流速0.81.5m/s，不小于0.7m/s （5）采用偏心漸縮管

31、時，管頂應(yīng)成水平，管底成斜坡出水管（1）斷面比水泵吐出口大一級，并不應(yīng)小于100mm （2）流速1.21.8m/s，不得小于1.0m/s，不大于2.5m/s1.4.2 細(xì)格柵的確定 經(jīng)提升泵站提升的污水還含較小的漂浮物，會給后面的處理帶來負(fù)擔(dān)和不便，故設(shè)細(xì)格柵對小的漂浮物進(jìn)一步進(jìn)行處理。 1.4.3 沉砂池的確定 污水中含大量的無機(jī)懸浮顆粒，在后面的處理過程中對活性污泥會產(chǎn)生不良的影響；沉降后，會使污泥的處理變得不方便。因此采用沉砂池，用來去除這些無機(jī)懸浮顆粒。設(shè)計選用平流沉砂池和曝氣沉砂池做優(yōu)缺點(diǎn)的比較。 表1-8：沉砂池優(yōu)缺點(diǎn)對照平流沉砂池優(yōu)點(diǎn)： (1)去除無機(jī)顆粒效果較好； (2) 其工

32、作穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡單； (3) 排砂方便；缺點(diǎn)： (1) 塵砂中含有約10%的有機(jī)物，會給砂的處理帶來許多不便；(2) 進(jìn)水流量變化難以保持 0.3m/s， (3) 恒定水平流速的設(shè)施不理想，比例流量堰會在池底形成較高的流速而將沉淀的砂粒沖起； (4) 流量控制堰頭水頭損失占設(shè)計水深的 3040%，過大；曝氣沉砂池優(yōu)點(diǎn)：(1) 若沉砂效果相同，其適應(yīng)變化流量能力最強(qiáng)； (2) 水頭損失??；(3) 通過控制曝氣強(qiáng)度，使沉淀下來的砂粒的腐化有機(jī)物含量降低； (4) 運(yùn)行靈活度大，調(diào)節(jié)現(xiàn)場操作條件便可改變其除砂的性能；缺點(diǎn)：(1) 能耗最高； (2) 運(yùn)轉(zhuǎn)勞動力較多；(3) 在設(shè)計上還存在許多疑問，(4

33、) 釋放大量有害氣體； 通過比選，本設(shè)計中采用平流沉砂池，對夏官營污水進(jìn)行處理。 1.4.4 消毒劑的選擇 (一)消毒工藝概述 消毒是為了解決水中的生物污染問題。經(jīng)二級處理后的污水，細(xì)菌水平明顯降低，但其絕對值仍然是非常大的，還存在病原體，為防止對人類健康和生態(tài)造成威脅，在污水排入水體前需要進(jìn)行消毒。 目前，污水廠常用的消毒劑是液氯，其次是次氯酸鈉、二氧化氯、臭氧。近兩年，紫外線消毒應(yīng)用于大中型污水處理廠。選擇消毒劑是影響成本和出水水質(zhì)的關(guān)鍵因素。幾種常用消毒劑的性能比較見下表1-9。 表1-9：幾種常見消毒劑的性能比較項目液氯次氯酸鈉二氧化氯臭氧紫外線殺菌有效性較強(qiáng)中強(qiáng)最強(qiáng)強(qiáng)效能：對細(xì)菌、對

34、病菌、對芽孢有效、部分有效 、無效有效、部分有效 、無效有效、部分有效 、無效有效、有效、有效有效、部分有效 、無效一般投加量(mg/l)51051051010接觸時間min10301030103051010100s一般投資低較高較高高高運(yùn)轉(zhuǎn)成本便宜貴貴最貴貴優(yōu)點(diǎn)液氯：技術(shù)成熟,投資設(shè)備簡單，有后續(xù)消毒作用次氯酸鈉：能海水或濃鹽水作原料，也能購買次氯酸鈉，使用方便二氧化氯：使用安全可靠，有定型產(chǎn)品臭氧：能有效的去處污水中殘留有機(jī)物、色、臭味，受 PH、溫度影響紫外線：殺菌迅速，無化學(xué)藥劑缺點(diǎn)液氯：有臭味，殘毒，使用時安全措施要求高次氯酸鈉：現(xiàn)場制備設(shè)備復(fù)雜，維護(hù)管理要求高二氧化氯：需現(xiàn)場制備，

35、維護(hù)管理要求較高臭氧：現(xiàn)場制備，設(shè)備管理復(fù)雜，剩余臭氧徐做消毒處理紫外線：效果受出水水質(zhì)影響較大。設(shè)備無定型產(chǎn)品，貨源不足適用條件液氯：中、大型污水處理廠 次氯酸鈉：中、小型污水處理廠二氧化氯：中、小型污水處理廠 紫外線：小型污水廠臭氧：出水好,排入水體的要求高的污水廠(二) 方案確定選擇消毒劑的五個因素：1. 殺死病原體的效果，2. 剩余消毒劑和它的穩(wěn)定性；3. 對水質(zhì)感官造成的影響； 4. 對消毒副產(chǎn)物的毒理學(xué)評價； 化學(xué)穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)和技術(shù)上的可行性，較為理想的選擇是：毒害副作用小、消毒副產(chǎn)物少，結(jié)合經(jīng)濟(jì)考慮，本設(shè)計采用選用二氧化氯消毒，便于的運(yùn)輸、操作運(yùn)行安全。 (3) 二氧化氯消毒表1-

36、10：二氧化氯（ClO 2 ）性質(zhì)形態(tài)顏色氣味溶解度氣體黃色辛辣味2900g/l 壓縮加壓下ClO 2不穩(wěn)定，水中易揮發(fā)，因而不能儲存，須現(xiàn)場制備。制備方法有化學(xué)法和電解法?；瘜W(xué)法是以氯酸鹽或亞氯酸鹽和鹽酸為原料；電解法是利用食鹽和水為原料。1.4.5 接觸池的確定 該污水廠主要處理生活污水，其中含病原體等一些傳染疾病的有害物質(zhì)，這些物質(zhì)不能直接排放，需處理后進(jìn)行消毒處理，才可排放。 接觸池的作用是使消毒劑和水有充分的接觸時間，讓消毒劑發(fā)揮作用，達(dá)到理想中殺菌的效果。本設(shè)計接觸池設(shè)計成矩形隔板式。1.4.6 計量設(shè)施的確定為提高污水廠的效率及積累技術(shù)資料，并為今后處理廠的設(shè)計提供可靠的依據(jù)，須

37、設(shè)計量設(shè)備，正確掌握污水量、污泥量等。（一）計量設(shè)施選擇原則如下：1.水頭損失相對小、精度比較高、操作比較簡單，不易沉積雜物；2.通常在沉砂池后，初沉池前的渠道上，或總出水管道上設(shè)分流制計量設(shè)備。3.采用不易發(fā)生沉淀的設(shè)備測量原水或污泥。對二級處理出水的計量可采用的溢流堰計量槽。4. 咽喉式計量槽常用巴氏槽；巴氏槽水頭損失小，不易發(fā)生沉淀，精度高。但施工要求也高。1.4.7 污泥輸送方式的確定表1-11：污泥輸送方式的經(jīng)濟(jì)比較 輸送方法投資管理費(fèi)輸送 1m 3污泥的成管道輸送111駁船裝運(yùn)0.821.302.604.006卡車裝運(yùn)2.257.027.034.030其中管道輸送衛(wèi)生條件好，成本低

38、并連續(xù)輸送。本工藝采用管道運(yùn)輸。1.4.8 濃縮池脫水設(shè)備的確定 (1) 污泥濃縮、脫水方式選擇 污水廠沉淀池的污泥需經(jīng)濃縮后，再進(jìn)行脫水。本設(shè)計采用重力濃縮、機(jī)械脫水方式。 (二)污泥脫水設(shè)備 目前污水廠污泥脫水機(jī)械，有帶式壓濾機(jī)、板框自動壓濾機(jī)和離心脫水機(jī)三種類型。 根據(jù)實情，從運(yùn)行、自動化、泥脫水效果、成本等方面綜合考慮，本設(shè)計采用帶式壓濾機(jī)。 (三)污泥最終處置脫水泥餅的最終處置，采用泥餅外運(yùn)填埋。2 污水處理廠的布置2.1 廠址的選擇 在污水廠的總體設(shè)計時，對廠址的選擇，需進(jìn)行深入的調(diào)查研究和詳盡的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。廠址選擇的原則如下：1.在城鎮(zhèn)水體的下游。2.便于處理后出水回用和安全排

39、放。3.便于污泥集中處理和處置。4.位于城鎮(zhèn)夏季主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)側(cè)。5.有良好的工程地質(zhì)條件。6.少拆遷，少占地，根據(jù)環(huán)評要求，有衛(wèi)生防護(hù)距離。7.有擴(kuò)建的可能。8.廠區(qū)地形不會受洪澇災(zāi)害影響，防洪標(biāo)準(zhǔn)不弱于城鎮(zhèn)防洪標(biāo)準(zhǔn)，有不錯的排水條件。9.有方便的交通、運(yùn)輸和水電條件。2.2 廠區(qū)總平面布置 污水處理廠的平面布置：構(gòu)筑物的布置及輔助建筑物的布置，及各管道、道路、綠化等的布置。根據(jù)規(guī)模大小，繪制總平面圖。平面布置一般原則是：一、構(gòu)筑物的應(yīng)緊湊、節(jié)約用地、便于管理；二、應(yīng)盡可能按流程排序布置，避免管線迂回；同時充分利用地形，降低土方量；遠(yuǎn)期設(shè)施的安排應(yīng)在原始設(shè)計中仔細(xì)考慮，還應(yīng)為改進(jìn)出水水質(zhì)的設(shè)

40、施預(yù)留場地。三、有人工作的構(gòu)筑物的應(yīng)處于夏季的主導(dǎo)風(fēng)向的上風(fēng)向。四、在布置總圖時，應(yīng)安排的綠化地帶。五、總圖布置需遠(yuǎn)近期結(jié)合，可按遠(yuǎn)期規(guī)劃水量布置，將處理構(gòu)筑物分若干系統(tǒng)，分期建設(shè)。六、構(gòu)筑物間距應(yīng)考慮管渠，一般采用 5-10 米；污水和污泥的管道應(yīng)盡可能考慮重力自流。七、污泥處理盡可能布置成單獨(dú)的組合，確保安全，方便管理。 八、變電站設(shè)在耗電量大的構(gòu)筑物旁，高壓線避免在廠內(nèi)架空敷設(shè)。 九、廠內(nèi)應(yīng)設(shè)超越管，發(fā)生事故時，使污水進(jìn)入下一級構(gòu)筑物或事故溢流。要求作夏官營鎮(zhèn)污水處理廠總平面圖一張。2.3 污水廠的高程布置為了污水可以在構(gòu)筑物間順利自流，在進(jìn)行平面布置時，還要進(jìn)行高程布置，確定各構(gòu)筑物及

41、連接管渠的高程，并做高程圖。在整個污水處理工程中，污水和污泥以重力流流動，但在很多情況下，污泥還需要提升。高程布置原則如下：一、為了保證污水在各構(gòu)筑物之間通暢流動，要精算構(gòu)筑物間的水頭損失；此外，還要考慮擴(kuò)建時預(yù)留的貯備水頭損失。二、進(jìn)行水力計算時，選取距離最長、水頭損失最大的流程，且按最大設(shè)計流量計算，并留有余地。三、污水廠的出水管渠高程，不受水體洪水頂托。四、各處理構(gòu)筑物的水頭損失計算確定。 五、污水廠的場地豎向布置，考慮土方平衡并有利排水。 要求作夏官營鎮(zhèn)污水處理廠總高程圖一張。3 設(shè)計計算書3.1 設(shè)計基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的確定 由任務(wù)書所知：近期水量為 20000 m 3 / d ，為平均流量，

42、暫時不考慮遠(yuǎn)期流量，按平均流量的最大流量進(jìn)行設(shè)計。1.最大、最小流量的確定 Q= 20000 m 3/d = 833.33 m 3/h = 231.48 l/s由公式 Q max = Q k z , k z 污水流量總變化系數(shù) Q max = Qk = 200001.5 = 30000m 3/h= 1333.33m 3/h= 347.22 l/s2.最小流量的確定：按公式 Q min = 2 % Q 進(jìn)行計算， Q min = 2% Q = 2%833.33 = 16.67m 3/h= 4.63 l/s3.列出流量表如表1-12：表1-12：流量匯總表 Q Qmax Qmin m3 /d 20

43、000 30000 - m3 /h 833.33 1333.33 16.67 l /s 231.48 347.22 4.634.污水處理程度的確定（1）.COD 處理程度： =（300-100）/300 100%=66.67%（2）.BOD 5 處理程度： =（180-30）/180 100%=83.33%（3）.SS 處理程度： =（200-30）/200 100%=85%3.2 構(gòu)筑物計算3.2.1 泵前粗格柵粗格柵草圖1-5：1.設(shè)計參數(shù)設(shè)計流量：Q = 347.22 l/s = 0.347 m 3 /s（按照最大流量考慮）柵前流速：v1 = 0.6 m/s 過柵流速： v2 = 0.8

44、m/s 柵條寬度： S = 0.01 m 柵條間歇： e = 20 mm格柵傾角： = 70 o 進(jìn)水渠展開角：1 =20 o 單位柵渣量：W 1 =0.05m 3 柵渣/10 3 m 3 污水（0.100.05 m 3柵渣/10 3 m 3 污水）柵前渠道超高： h 1 = 0.3 m2.設(shè)計計算（1）確定格柵前水深h，據(jù)最優(yōu)水力斷面公式得:柵前槽寬，則柵前水深（2）柵條間隙數(shù)(取n=40)（3）柵槽有效寬度B=s（n-1）+en=0.01（40-1）+0.0240=1.19m（4）進(jìn)水渠道漸寬部分長度（5）柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度（6）過柵水頭損失（h1）因柵條邊為矩形截面，則

45、式中： （7）柵后槽總高度（H） 取柵前渠道超高：h2=0.3m， 則柵前槽總高度：H1=h+h2=0.54+0.3=0.84m 柵后槽總高度： H=h+h1+h2=0.54+0.09+0.3=0.93m（8）格柵槽總長度L=L1+L2+0.5+1.0+H1/tan =0.16+0.08+0.5+1.0+0.84/tan70=2.01m（9）每日柵渣量 式中 W1柵渣量，m 3 柵渣/10 3 m 3 污水 原式= =1.0m3/d0.2m3/d 所以采用機(jī)械格柵清渣。設(shè)兩臺格柵機(jī)，一備一用，以便維修。（10）粗格柵結(jié)構(gòu)尺寸匯總 格柵槽總長度： L = 2.01 m 柵槽有效寬度： B = 1

46、.19m 進(jìn)水渠道漸寬部分長度： L 1 = 0.16m柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分的長度： L 2 = 0.08 m柵前柵槽高度： H 1 = 0.84m 柵后柵槽總高： H = 0.93m3.2.2 污水提升泵房1.選取水泵型號前總揚(yáng)程的估算： 參數(shù)選?。航?jīng)過格柵的水頭損失：0.02m，集水池的有效水深：1.5m（規(guī)定為 1.5m2.0m） 所需提升的最高水位：104.16m 泵房外出水管線長度：l=12m，泵房內(nèi)管線水頭損失： h 3 =2m， 進(jìn)水管管底標(biāo)高為 98m局部阻力系數(shù)：=10 自由水頭： h 4 = 1m 估算：已知進(jìn)水管管底標(biāo)高為 98m，管徑為 800mm，充滿度為0

47、.70，則進(jìn)水管內(nèi)水面標(biāo)高為： 98+0.80.7=98.56m格柵后的水面標(biāo)高為： 98.56-0.02=98.54m集水池的最低工作水位為： 98.54-2.0= 96.54m集水池最低工作水位與所提升最高水位之間高差為： h 1 = 104.16-96.54=7.62m出水管管線水頭損失：選用 DN800mm 的鑄鐵管，流速 v=1.75m/s，i=0.0045 = 0.004515 +101.752/(29.8）= 1.63 m水泵總揚(yáng)程為： H = h 1 + h 2 + h 3 + h 4= 7.62 + 1.63+2+ 1 =12.25m3.水泵選型：根據(jù)流量 Q = 1333.

48、33 m 3 / h ，揚(yáng)程 12.25m選用 350LW 型立式污水泵，每臺 Q = 1500m 3 / h , H = 15 m選用3臺水泵，2用1備。3.2.3 泵后細(xì)格柵細(xì)格柵草圖1-7：1.設(shè)計參數(shù)：設(shè)計流量Q=347L/s柵前流速v1=0.6m/s，過柵流速v2=0.8m/s柵條寬度s=0.01m，格柵間隙e=10mm柵前部分長度0.5m，格柵傾角=70柵渣量1=0.10m3柵渣/103m3污水2.設(shè)計計算（1）格柵前水深h1，據(jù)最優(yōu)水力斷面公式得柵前槽寬，則柵前水深（2）柵條間隙數(shù) （取n=80） 設(shè)兩組格柵，格柵間隙數(shù)n=40條/組。（3）柵槽有效寬度B2=s（n-1）+en=

49、0.01（40-1）+0.0140=0.79m 所以總槽寬為0.792+0.21.78m（考慮中間隔墻厚0.2m）（4）進(jìn)水渠道漸寬部分長度 （其中1為進(jìn)水渠展開角）（5）柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度（6）過柵水頭損失（h1） 柵條邊為矩形截面，則取k=3，得： （7）柵后槽總高度（H） 取柵前渠道超高h(yuǎn)2=0.3m，得柵前槽總高度 H1=h+h2=0.54+0.3=0.84m 柵后槽總高度H=h+h1+h2=0.54+0.23+0.3=1.07m（8）格柵總長度L=L1+L2+0.5+1.0+H1/tan =0.96+0.48+0.5+1.0+0.84/tan70=3.25m H=h+

50、h1+h2=0.54+0.23+0.3=1.07m（9）每日柵渣量 原式= =2.0m3/d0.2m3/d 所以機(jī)械格柵清渣，設(shè)兩臺格柵機(jī)，一備一用，以便維修。(10)細(xì)格柵結(jié)構(gòu)尺寸匯總 格柵槽總長度： L = 3.25 m 柵槽有效總寬度： B = 0.79 m 進(jìn)水渠道漸寬部分長度： L 1 = 0.96m 柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分的長度： L 2 = 0.48 m 柵前柵槽高度： H 1 =0.84 m 柵后柵槽總高： H = 1.07m3.2.4 沉砂池采用平流式沉砂池,計算草圖如圖1-8：1.設(shè)計參數(shù)設(shè)計流量：Q=347L/s 設(shè)計流速：v=0.25m/s水力停留時間：t=30

51、s2.設(shè)計計算（1）沉砂池長度： L=vt=0.2530=7.5m（2）水流斷面積： A=Q/v=0.347/0.25=1.388m2（3）池總寬度：設(shè)計n=2格，每格寬取b=1.4m0.6m，池總寬B=2b=2.8m（4）有效水深：h2=A/B=1.388/2.8=0.5m （介于0.251m之間）（5）貯泥區(qū)所容積：設(shè)計排泥間隔天數(shù)為2天，即T=2d，則每個沉砂斗容積 （每格沉砂池設(shè)兩個沉砂斗，兩格共有四個沉砂斗） 其中X1：城市污水沉砂量3m3/105m3 K：污水流量總變化系數(shù)1.5（6）沉砂斗各尺寸及容積：設(shè)計斗底寬a1=0.5m，斗壁與水平面的傾角為70，斗高h(yuǎn)d=0.5m，則沉砂斗上口寬：沉砂斗容積： （略大于V1=0.2m3，符合要求）（7）沉砂池高度：用重力排砂，設(shè)池底坡度