《水質(zhì)生物凈化工程》課程設(shè)計(jì)說明書

1、水質(zhì)生物凈化工程課程設(shè)計(jì)說明書第一部分 前言一、設(shè)計(jì)目的該課程設(shè)計(jì)，是結(jié)合課程講授內(nèi)容，設(shè)計(jì)一個(gè)城市污水處理廠，使我們得到一次綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)獨(dú)立完成某一城市污水處理廠工藝設(shè)計(jì)的初步訓(xùn)練，從而達(dá)到鞏固課堂所學(xué)的理論知識(shí)，培養(yǎng)和提高解決生產(chǎn)實(shí)際問題的能力。通過課程設(shè)計(jì)，使我們?cè)谝韵聨讉€(gè)方面得到訓(xùn)練：1、工程設(shè)計(jì)的基本方法、步驟、技術(shù)資料的運(yùn)用；2、基本計(jì)算方法及繪圖能力；3、綜合運(yùn)用本課程及其他有關(guān)課程的理論知識(shí)，解決工程實(shí)際問題；4、熟悉、貫徹國(guó)家在環(huán)境保護(hù)和基本建設(shè)等方面的各項(xiàng)政策法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范等。二、設(shè)計(jì)任務(wù)與內(nèi)容1、設(shè)計(jì)任務(wù)完成某城鎮(zhèn)污水處理廠工藝設(shè)計(jì)。平面布置、高程布置達(dá)到初步設(shè)計(jì)要

2、求；單體構(gòu)筑物設(shè)計(jì)計(jì)算達(dá)到初步設(shè)計(jì)深度；書寫詳細(xì)的設(shè)計(jì)說明書和計(jì)算書。2、設(shè)計(jì)內(nèi)容污水處理廠工藝按城市污水廠典型流程設(shè)計(jì)(1)確定污水處理規(guī)模，選擇污水處理廠的位置；(2)確定污水處理設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)及處理程度、處理流程；(3)一級(jí)處理構(gòu)筑物（格柵、沉砂池、初沉池）型式的選擇及設(shè)計(jì)計(jì)算；(4)二級(jí)處理構(gòu)筑物（曝氣池、二沉池等）型式的選擇及設(shè)計(jì)計(jì)算；(5)污泥處理構(gòu)筑物（濃縮池、消化池、脫水設(shè)備）型式的選擇及設(shè)計(jì)計(jì)算；(6)污水處理廠平面布置及高程布置，高程計(jì)算，繪制污水處理廠總平面布置圖，污水、污泥處理高程圖。三、設(shè)計(jì)資料1、城市現(xiàn)狀及發(fā)展規(guī)劃某城市現(xiàn)有人口人，是一個(gè)以電機(jī)制造、鋼鐵、紡織為主的

3、新興工業(yè)城市，位于中南地區(qū)，屬丘陵地帶，河流由南向北穿過城市，有一鐵路跨河而過，全城分東、西兩區(qū)，主要工業(yè)集中在東區(qū)，西區(qū)為商業(yè)區(qū)、生活區(qū)。根據(jù)該城市建設(shè)部門提供的設(shè)計(jì)資料，該城市以后在重工業(yè)、輕工業(yè)多方面都會(huì)得到大力發(fā)展，東西區(qū)人口都會(huì)大大增加，成為一個(gè)綜合性的中型城市?，F(xiàn)在東區(qū)各工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)、生活污水由各單位自行處理后排放河流，西區(qū)尚沒有完整的污水處理系統(tǒng)，計(jì)劃在三至五年內(nèi)完成西區(qū)污水截流工程和污水處理廠建設(shè)。本設(shè)計(jì)區(qū)域只考慮西區(qū)。西區(qū)近期設(shè)計(jì)總?cè)丝谌?，西區(qū)遠(yuǎn)期設(shè)計(jì)總?cè)丝谌耍?人均污水量標(biāo)準(zhǔn)280升/人.日 生活污水中懸浮物濃度350毫克/升，BODu為40克/人.日，區(qū)域內(nèi)工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)

4、和生活污水量為2000米3/日，BOD5為400毫克/升，懸浮物濃度為200毫克/升。污水處理廠自然地面標(biāo)高為44.542.5米。2、自然資料氣溫：歷年最高溫度41，最低8，平均19；雨量：年最高降雨量1880毫米，最低1123.4毫米，平均1427毫米；風(fēng)向：常年主風(fēng)向?yàn)槟巷L(fēng)，頻率37%；夏季主風(fēng)向?yàn)槲髂巷L(fēng)，頻率15%。最大風(fēng)力：8級(jí)，年平均2.73.4級(jí)；最大風(fēng)速：24米/秒，平均3.1米/秒。水文及水文地質(zhì)資料：區(qū)域內(nèi)河流最高水位：39.00米最低水位：28.08米平均水位：31.00河寬：50800米不等年平均流量為250/秒；最大洪峰時(shí)平均流量1290/秒；最枯水日平均流量25/秒，

5、流速0.8米/秒。污水岸邊排放，混合條件很差。年平均水溫19.4，夏季平均水溫26。年平均總硬度1.609毫克當(dāng)量/升，年平均pH=7.0。年平均溶解氧8.3毫克/升，夏季溶解氧為5.2毫克/升（晝夜平均）。地下水位：地面以下10米。地質(zhì)：砂質(zhì)粘土，第四紀(jì)沉積性亞粘土，耐性強(qiáng)度1.23.5公斤/厘米2。地震等級(jí)：6級(jí)以下。電力供應(yīng)情況：良好。第二部分 污水處理程度的確定一、設(shè)計(jì)期限和建設(shè)分期按近期設(shè)計(jì)人口和城市規(guī)模進(jìn)行設(shè)計(jì),遠(yuǎn)期留有余地，計(jì)劃在三至五年內(nèi)完成西區(qū)污水截流工程和污水處理廠建設(shè)。二、污水處理廠位置選擇制定城市污水處理系統(tǒng)方案，污水處理廠廠址選擇是重要的環(huán)節(jié)，它與城市總體規(guī)劃、城市排

6、水系統(tǒng)走向、布置、處理后污水出路等都密切相關(guān)。結(jié)合本污水處理廠特點(diǎn)，考慮管道系統(tǒng)、泵站、污水處理廠各處理單元構(gòu)筑物，并進(jìn)行技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較和最優(yōu)化分析，通過論證決定：1、廠址位于城鎮(zhèn)生活區(qū)集中給水水源的下游320m處和夏季主風(fēng)向的下風(fēng)向，與受納水體靠近。2、充分利用地形，選擇有自然坡度的地區(qū)，便于高程布置，以減少土方工程量，并設(shè)在地質(zhì)條件較好的地方，便于施工。3、盡量少占用或不占用良田，有適當(dāng)?shù)拈e置土地面積，并根據(jù)城市發(fā)展規(guī)劃，考慮遠(yuǎn)期發(fā)展可能性，有擴(kuò)建的余地。三、污水處理程度1、設(shè)計(jì)流量計(jì)算根據(jù)城市現(xiàn)狀及其發(fā)展規(guī)劃，設(shè)計(jì)人口數(shù)為人，設(shè)計(jì)污水量標(biāo)準(zhǔn)為：280。生活污水中SS為350，BODu為4

7、0g/L，區(qū)域內(nèi)工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)和生活污水量為2000，BOD5為400,SS為200。因此，計(jì)算可得生活污水量為：L/d=28000/d=324.07L/s工業(yè)污水量為：所以，平均日流量為： =30000/d=347.2L/s 根據(jù)設(shè)計(jì)資料，工業(yè)廢水的日變化系數(shù)，時(shí)變化系數(shù)。據(jù)此可得總變化系數(shù)：生活污水 2.7/工業(yè)廢水。最大時(shí)流量為：=1.4328000+1.42000=42840/d=1785=495.83L/s2、去除率計(jì)算由設(shè)計(jì)資料得，對(duì)于進(jìn)水水質(zhì)有：SS=根據(jù)城市二級(jí)污水處理廠要求，處理出水達(dá)到國(guó)家污水綜合排放一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，即要求：，。綜合技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境等方面的因素，取處理后出水的污染物

8、濃度，。從而SS的去除率為:BOD5的去除率為：3、工業(yè)污水設(shè)計(jì)當(dāng)量人口計(jì)算對(duì)于生活污水，其SS和BOD5的設(shè)計(jì)值分別為，；計(jì)算時(shí)，取SS為，為。因此，工業(yè)區(qū)的SS值折合成人口當(dāng)量數(shù)為：，工業(yè)區(qū)的BOD5值折合成人口當(dāng)量數(shù)為：。 所以，以SS值為標(biāo)準(zhǔn)得到總設(shè)計(jì)人口數(shù)為：+8696=人四、污水處理工藝流程1、污水處理程度考慮到受納水體的自凈能力，按照城市二級(jí)污水處理廠處理要求達(dá)到一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，污水經(jīng)過處理后，各污染物濃度分別為，。之后排放水體，達(dá)到保護(hù)環(huán)境的目的。2、工程造價(jià)與運(yùn)行費(fèi)用工程造價(jià)和運(yùn)行費(fèi)用也是工藝流程選定的重要因素，在處理水水質(zhì)、水量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的前提下，以原污水水質(zhì)、水量及其他自然狀況為

9、已知條件，以處理水應(yīng)達(dá)到的水質(zhì)指標(biāo)為制約條件，以處理系統(tǒng)的總造價(jià)和運(yùn)行費(fèi)用為目標(biāo)函數(shù)，建立三者之間的相互關(guān)系，求解最優(yōu)值。這樣，減少占地面積，降低工程造價(jià)和運(yùn)行費(fèi)用。從而對(duì)污水處理廠的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益產(chǎn)生重要影響。3、當(dāng)?shù)氐钠渌黜?xiàng)條件考慮當(dāng)?shù)氐匦?、氣候、風(fēng)向風(fēng)力、地下水位等因素，確定污水處理系統(tǒng)，選擇水質(zhì)達(dá)標(biāo)的處理工藝。此外，當(dāng)?shù)氐脑牧?、電力供?yīng)等，也是選定處理工藝的考慮因素之一。綜上所述，污水處理工藝的選定，是一項(xiàng)比較復(fù)雜的系統(tǒng)工程，需綜合考慮各項(xiàng)因素，在多方案時(shí)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，并深入調(diào)查研究，必要時(shí)進(jìn)行試驗(yàn)研究工作，最后確定技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上合理的污水處理工藝流程。針對(duì)本項(xiàng)目污水處

10、理特點(diǎn)：污水以有機(jī)污染物為主，可生化性較好，重金屬及其他難以生物降解的有毒有害污染物一般不超標(biāo)；污水中主要污染物指標(biāo)BOD5、COD、SS值為典型城市污水值。根據(jù)污水水質(zhì)水量和污水處理程度，且對(duì)脫氮除磷要求不高，故采用城市污水處理典型工藝流程。傳統(tǒng)活性污泥工藝由完整的二級(jí)處理系統(tǒng)和污泥處理系統(tǒng)組成：一級(jí)處理系統(tǒng)由格柵、沉砂池和初沉池組成，作用是去除污水中的固體污染物質(zhì)。污水的BOD5值通過一級(jí)處理能夠去除30。二級(jí)處理系統(tǒng)是城市污水處理系統(tǒng)的核心，作用是去除城市污水中呈膠體和溶解狀態(tài)有機(jī)污染物。通過二級(jí)處理，污水的SS值達(dá)到20，BOD5值也降至20，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。污泥是污水處理過程中的副產(chǎn)物

11、，也是必然產(chǎn)物。從初沉池排除沉淀污泥，從二沉池排出剩余污泥，通過濃縮，一起進(jìn)入貯泥室，再進(jìn)行機(jī)械脫水處理。其中，污泥應(yīng)加以妥善處置，避免造成二次污染。城市污水處理典型流程如下圖所示：五、處理構(gòu)筑物的選擇 1、格柵格柵的作用是去除廢水中較大的懸浮物、漂浮物、纖維物質(zhì)和固體顆粒物質(zhì)，以保證后續(xù)處理單元和水泵的正常運(yùn)行，減輕后續(xù)處理單元的負(fù)荷，防止阻塞排泥管道。按形狀可分為平面格柵和曲面格柵兩種。按柵條間隙又可分為粗格柵，中格柵，洗格柵。新設(shè)計(jì)的污水廠一般采用粗、中兩道格柵，甚至粗、中、細(xì)三道。按清渣方式可分為人工清渣和機(jī)械清渣。人工清渣適用于小型污水廠。機(jī)械清渣適用于柵渣大于0.2的大中型污水廠。

12、根據(jù)柵渣大小和污水廠規(guī)模，本設(shè)計(jì)采用兩組中格柵和機(jī)械清渣。2、沉砂池沉砂池的作用是保護(hù)機(jī)械部件和管道免受磨損，同時(shí)便于污泥的處理和利用。其形式有平流沉砂池、曝氣沉砂池、多爾沉砂池、鐘式沉砂池。本污水處理工藝采用鐘式沉砂池。3、沉淀池沉淀池的作用主要是去除依附于污水中可沉淀的固體懸浮物，按在污水處理流程中的位置，分為初次沉淀池和二次沉淀池。初次沉淀池是對(duì)污水中以無機(jī)物為主體、比重較大的固體懸浮物進(jìn)行沉淀分離。二次沉淀池是對(duì)污水中以微生物為主體、比重較小、因水流作用易發(fā)生上浮的固體懸浮物進(jìn)行分離。沉淀池按水流方向分為平流式沉淀池、豎流式沉淀池、輻流式沉淀池三種。在本污水處理廠設(shè)計(jì)中，初沉池選用平流

13、式沉淀池，二沉池選用周進(jìn)周出的輻流式沉淀池。 4、曝氣池曝氣池有傳統(tǒng)活性污泥法、吸附-再生活性污泥法、完全混合活性污泥法、延時(shí)曝氣活性污泥法等10多種形式，在本設(shè)計(jì)中采用傳統(tǒng)活性污泥法（又稱普通活性污泥法），該法對(duì)BOD5的處理效果可達(dá)90%以上。在運(yùn)行方式上，可按階段曝氣系統(tǒng)和再生-曝氣系統(tǒng)運(yùn)行。本工藝采用鼓風(fēng)曝氣，并選擇其中的網(wǎng)狀微孔空氣擴(kuò)散器。5、濃縮池濃縮池的作用是降低污泥含水率，減小污泥體積，從而減小消化池容積、減小加溫污泥所需熱量、減少混凝劑投加量及機(jī)械脫水設(shè)備的數(shù)量。其形式有重力濃縮池、氣浮濃縮池和離心濃縮池等。重力濃縮池是污水處理工藝中常用的一種污泥濃縮方法，按運(yùn)行方式分為連續(xù)

14、式和間歇式，前者適用于大中型污水廠，后者適用于小型污水廠和工業(yè)企業(yè)的污水處理廠。從適用對(duì)象和經(jīng)濟(jì)上考慮，本設(shè)計(jì)采用連續(xù)式重力濃縮池。6、消化池消化池的作用是使污泥中的有機(jī)物得到分解，防止污泥發(fā)臭變質(zhì)，且其產(chǎn)生的沼氣可作為能源，用于發(fā)電等。本設(shè)計(jì)采用二級(jí)中溫消化、圓柱形消化池，其優(yōu)點(diǎn)是減少耗熱量、減少攪拌所需能耗、降低熟污泥含水率。其中，一級(jí)消化池為污泥加熱與攪拌，產(chǎn)氣量約占全部產(chǎn)氣量的80%，設(shè)有集氣設(shè)備，將排出的污泥送入第二級(jí)消化池；二級(jí)消化池不加熱和攪拌，消化溫度保持在3336，池子設(shè)集氣設(shè)備并撇除上清液，產(chǎn)氣量占總產(chǎn)氣量的%。7、污泥脫水污泥機(jī)械脫水與自然干化相比較，其優(yōu)點(diǎn)是脫水效率較高

15、，效果好，不受氣候影響，占地面積小。常用設(shè)備有真空過濾脫水機(jī)、加壓過濾脫水機(jī)及帶式壓濾機(jī)等。本設(shè)計(jì)采用帶式壓濾機(jī)，其特點(diǎn)是：濾帶可以回旋，脫水效率高；噪音?。皇∧茉?；附屬設(shè)備少，操作管理維修方便，但需正確選用有機(jī)高分子混凝劑。第三部分 污水處理構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)計(jì)算一、格柵根據(jù)資料，并列設(shè)置兩組中格柵，其格柵計(jì)算草圖如圖2所示所示。其計(jì)算過程為：1、設(shè)柵前水深，過柵流速取，柵條間隙取e=20mm=0.02mm，格柵安裝傾角，則柵條間隙數(shù)n為：取間隙數(shù)為n=32。2、取柵條寬度，則柵槽寬度B為：=0.01(32-1)+0.0232 =0.95 取1m。3、 進(jìn)水渠寬取，漸寬部分展開角 ，則進(jìn)水渠道漸寬

16、部分為：=（1-0.5）/2tan=0.7m4、柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長(zhǎng)度為：=5、柵條設(shè)置為矩形斷面，此時(shí)，取系數(shù)，求得過柵水頭損失為： =32.42=0.103m取柵前超高，則柵前槽高為：，柵槽總高度為：6、柵槽總長(zhǎng)度為：=0.7+0.35+1.0+0.5+=2.46m7、取，則每組格柵每日的柵渣量為：=0.2為改善勞動(dòng)與衛(wèi)生條件，采用機(jī)械清渣方式。8、最小流量下的校核當(dāng)=0.50.347=0.174時(shí)，若仍采用2組格柵，則通過的流速為：因滿足渠道流速要求，故最小流量時(shí)采用2組格柵仍滿足要求。二、沉砂池本污水處理廠采用鐘式沉砂池，其計(jì)算草圖如圖3所示，型號(hào)及尺寸選擇如下所示：因，沉

17、砂池采用2座，則每座的流量，接近于，故選用型號(hào)為300的2座鐘式沉砂池。根據(jù)計(jì)算草圖，查表得出各部分對(duì)應(yīng)的尺寸如下所示：A=3.05m，B=1.0m，C=0.610m，D=1.20m，E=0.30m，F(xiàn)=1.55m，G=0.45m，H=0.30m，J=0.45m，K=0.80m，L=1.35m。三、初次沉淀池初次沉淀池采用平流式沉淀池，其設(shè)計(jì)計(jì)算草圖如圖4所示，設(shè)計(jì)計(jì)算過程如下所示：1、取表面水力負(fù)荷，則沉淀區(qū)總表面積為：2、取沉淀時(shí)間為，則沉淀區(qū)高度為：3、沉淀區(qū)有效容積為：4、取最大設(shè)計(jì)流量時(shí)的水平流速，則沉淀區(qū)長(zhǎng)度為：，取31m。長(zhǎng)度介于30之間，符合要求。5、沉淀區(qū)寬度為：=m6、取沉

18、淀池座數(shù)，則每座池寬度為：，取7m。介于5之間，符合要求。7、校核長(zhǎng)寬比和長(zhǎng)深比：長(zhǎng)寬比為：4，符合要求。 長(zhǎng)深比為：，即介于812之間，符合要求。8、取每人每日產(chǎn)生的污泥量，以SS為標(biāo)準(zhǔn)得到總的設(shè)計(jì)人口數(shù)為人，兩次排泥時(shí)間間隔，因此每次產(chǎn)生的污泥量為：每座沉淀池的污泥量：。9、采用圓形污泥斗，其上口邊長(zhǎng)為6m，下口邊長(zhǎng)為0.4m，傾角取，則：污泥斗上口面積為：污泥斗下口面積為：污泥斗高度因此，每座平流式沉淀池的污泥斗容積為：=98.954.4故可貯存2的污泥量，滿足要求。10、取沉淀池超高，采用機(jī)械刮泥，其緩沖層高度（含刮泥板），取池底縱坡，則。因此，污泥區(qū)高度為：=0+5.71=5.71m

19、從而，沉淀池總高度為：=0.3+3.6+0.6+5.71=10.21m11、出水堰長(zhǎng)度為，其負(fù)荷為：10，符合要求。(4)設(shè)五廊道式曝氣池，其平面圖如圖5所示，則廊道長(zhǎng)為：。(5)取池超高為0.5m，則池總高度為：在曝氣池面對(duì)初次沉淀池和二次沉淀池的一側(cè)，各設(shè)橫向配水渠道，并在池中部設(shè)縱向中間配水渠道與橫向配水渠道相連接。在兩側(cè)橫向配水渠道上設(shè)進(jìn)水口，每組曝氣池共有5個(gè)進(jìn)水口。在面對(duì)初沉池的一側(cè)，在每組曝氣池的一端，廊道進(jìn)水口處設(shè)回流污泥井，井內(nèi)設(shè)污泥空氣提升器，回流污泥由污泥泵站送入井內(nèi)，由此通過空氣提升器回流曝氣池。6、本污水廠設(shè)計(jì)采用鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)。曝氣系統(tǒng)的計(jì)算與設(shè)計(jì)如下所示：(1)查表

20、得：，。又根據(jù)，可得平均時(shí)需氧量為：=0.530000+0.1536002500=2473.5kg/d=103.1kg/h最大時(shí)需氧量為：=0.51.43000074.9+0.1536002500=2923kg/d=121.8kg/h則最大時(shí)需氧量與平均時(shí)需氧量之比為：(2)每日去除的BOD5值為：(3)去除每的需氧量為：7、供氣量的計(jì)算：采用將更網(wǎng)狀模型中微孔空氣擴(kuò)散器，輻射與距池底0.2m處，淹沒水深4.0m，計(jì)算溫度為。查表得，水中飽和溶解氧為：，。(1)根據(jù)可計(jì)算出空氣擴(kuò)散出口處的絕對(duì)壓力（）為：(2)取空氣擴(kuò)散裝置的氧轉(zhuǎn)移效率為，則空氣離開曝氣地面時(shí)，氧的百分比為：(3) 條件下，曝

21、氣池混合液中平均氧飽和度為：(4)取污水水質(zhì)修正系數(shù)，壓力修正系數(shù)，物質(zhì)濃度，則換算成條件下的脫氧清水平均充氧量為： 相應(yīng)的最大時(shí)需氧量為：(5)曝氣池平均供氣量為：曝氣池最大時(shí)供氣量為：(6)去除每的供氣量為：(7)每污水的供氣量為：(8)本系統(tǒng)的空氣總用量：除采用鼓風(fēng)曝氣外，本系統(tǒng)還采用空氣在回流污泥井提升污泥，空氣量按回流污泥量的8倍考慮，污泥回流比R取值60%。這樣，提升回流污泥所需空氣量為：綜上可得，總需氧量為：4569+6000=105698、空氣管系統(tǒng)計(jì)算按圖5所示的曝氣池平面計(jì)算草圖，布置空氣管道，在相鄰的兩個(gè)廊道隔墻上設(shè)一根干管，共5根干管。在每根干管上設(shè)5對(duì)配氣豎管，共10

22、條配氣干管。全曝氣池共設(shè)80條配氣豎管。每根豎管的供氣量為：曝氣池平面面積為：204.510=900每個(gè)空氣擴(kuò)散器的服務(wù)面積取0.49，則所需空氣擴(kuò)散器的總數(shù)為：考慮到空氣擴(kuò)散器的安全性，本設(shè)計(jì)采用1900個(gè)空氣擴(kuò)散器，每根豎管上安設(shè)空氣擴(kuò)散器的數(shù)目為：每個(gè)空氣擴(kuò)散器的配氣量為：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，鼓風(fēng)曝氣的空氣管各種風(fēng)壓損失取計(jì)算。9、空壓機(jī)的選定空氣擴(kuò)散裝置安裝在距曝氣池池底0.2m處，因此空壓機(jī)所需壓力為：又空壓機(jī)供氣量為：最大時(shí)：；平均時(shí)：。因此，根據(jù)所需壓力機(jī)空氣量，決定選用型號(hào)的風(fēng)壓機(jī)3臺(tái)。該型空壓機(jī)風(fēng)壓為34.349.068.6，風(fēng)量為。正常條件下，2臺(tái)工作，1臺(tái)備用；高負(fù)荷條件下，3臺(tái)工

23、作，0臺(tái)備用。五、二次沉淀池二次沉淀池采用周進(jìn)周出的輻流式沉淀池，座數(shù)。其設(shè)計(jì)計(jì)算草圖如圖6所示，設(shè)計(jì)計(jì)算過程如下：1、二沉池設(shè)在活性污泥法后，其表面負(fù)荷取，則沉淀區(qū)面積為：2、沉淀池半徑為：取其直徑為：，取。3、實(shí)際沉淀區(qū)面積為：4、實(shí)際表面負(fù)荷為：5、單池設(shè)計(jì)流量為：6、校核堰口負(fù)荷：滿足要求。校核固體負(fù)荷：滿足要求。7、取沉淀時(shí)間，則澄清區(qū)高度為：8、由得：X=從而有：，取。取，污泥區(qū)高度為：因此，池邊深度為：，取9、取池底坡度，污泥斗直徑，則池中心與池邊落差為：再取超高污泥斗高度，則沉淀池高度為：10、校核徑深比：，介于612之間，滿足要求。11、流入槽的設(shè)計(jì)流量應(yīng)加上污泥回流量，即其

24、流量為：設(shè)流入槽槽寬，水深，則流入槽流速為：12、取導(dǎo)流絮凝區(qū)停留時(shí)間，平均速度梯度。在水溫為條件下，則配水孔平均流速為：介于0.30.8之間，滿足要求。在設(shè)有短管情況下，故配水孔水流收縮斷面流速為：。13、布水孔孔徑采用，每座池流入槽內(nèi)的孔數(shù)為：孔距為：導(dǎo)流絮凝區(qū)平均流速為：14、校核平均速度梯度：介于1030之間，滿足要求。六、接觸消毒池本污水處理廠采用液氯對(duì)處理后的污水進(jìn)行消毒。根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范，其加氯量為6，取。則每天需要液氯量為：接觸消毒池采用2組，則接觸消毒池各部分尺寸為：1、取接觸消毒時(shí)間，則接觸池容積為：2、取接觸池有效水深，則接觸池表面積為：3、取接觸池寬，則接觸池長(zhǎng)為：七、小結(jié)

25、污水經(jīng)過格柵沉砂池初沉池曝氣池二沉池接觸消毒池等二級(jí)處理達(dá)標(biāo)后，最終排放水體中，經(jīng)水體自凈作用，以完全分解污染物質(zhì)，達(dá)到保護(hù)環(huán)境的目的。第四部分 污泥處理構(gòu)筑物設(shè)計(jì)計(jì)算一、污泥濃縮池本污水廠采用連續(xù)式重力濃縮池，采用矩形形式。其設(shè)計(jì)計(jì)算草圖如圖7所示，設(shè)計(jì)計(jì)算過程如下：1、設(shè)計(jì)參數(shù)(1)進(jìn)泥含水率：對(duì)于初次沉淀池污泥，其含水率一般為9597%，取97%；對(duì)于剩余污泥，其含水率為99.7%。(2)污泥固體負(fù)荷：對(duì)于初次沉淀池污泥，污泥固體負(fù)荷宜采用80120，本設(shè)計(jì)取100；對(duì)于剩余污泥，污泥固體負(fù)荷宜采用3060，本設(shè)計(jì)取45。(3)濃縮后污泥含水率：對(duì)于初次沉淀池，不需要濃縮；對(duì)于二次沉淀池

26、，濃縮后污泥含水率為9798%，取97%。(4)濃縮時(shí)間不宜小于12h，但不要超過24h，因此取12h。(5)有效水深一般為4m，取4m計(jì)算。(6)定期排泥時(shí)，兩次排泥間隔一般可采用12h，取12h。2、取，則活性污泥微生物每日在曝氣池內(nèi)的凈增值量為：=813.9kg/d所以，有kg/d折算成濕污泥量為：濃縮后污泥量為：3、污泥濃縮池容積為：4、污泥濃縮池面積為：取濃縮池的長(zhǎng)為10.0m，則寬為：，取則濃縮池的實(shí)際面積為： ，采用間歇式。5、采用吸泥機(jī)排泥，其池底坡向泥斗的坡度取，則其高度為：6、取超高，則濃縮池總高度為：二、消化池初沉池污泥量為，其每日產(chǎn)生的污泥量為，含水率為97%；二沉池濃

27、縮后的污泥量為，含水率為99.7%，采用中溫二級(jí)消化。消化池停留時(shí)間為30d，其中一級(jí)消化池為20d，二級(jí)消化池為10d，容積比為一級(jí):二級(jí)=1:2。消化池控制溫度為3336，計(jì)算溫度為35，新鮮污泥年平均溫度為19.4，日平均最低溫度為15。池外介質(zhì)為空氣時(shí)，全年平均氣溫為19，冬季室外計(jì)算溫度為-8。池外介質(zhì)為土壤時(shí)，全年平均氣溫為19.4，冬季室外計(jì)算溫度為5，一級(jí)消化加溫?cái)嚢瑁?jí)消化不加溫，不攪拌。一級(jí)消化、二級(jí)消化均為固定蓋式。1、一級(jí)消化池容積計(jì)算因一級(jí)消化池消化時(shí)間，則投配率，由此可得一級(jí)消化池總?cè)莘e為：采用2座一級(jí)消化池，則每座尺子的有效容積為：，取。一級(jí)消化池尺寸如下所示：

28、池子直徑取，集氣罩直徑，高，池底錐底直徑；錐角均為15，則有：，。消化池柱體高度，采用，其中地上部分，地下部分。因此，消化池總高度為：。消化池各部分容積為：集氣罩容積：上錐體容積：柱體容積：下錐體容積消化池有效容積為：滿足要求。2、二級(jí)消化池容積計(jì)算因二級(jí)消化池消化時(shí)間，則投配率，由此可得二級(jí)消化池總?cè)莘e為：，取。采用1座二級(jí)消化池，與2座一級(jí)消化池串聯(lián)使用。 二級(jí)消化池的有效容積，其各部分尺寸設(shè)計(jì)同一級(jí)消化池。校核后也滿足要求。3、消化池各部分表面積計(jì)算集氣罩表面積為：池上蓋表面積等于池底表面積，即：所以，有池柱體表面積為：地面以上部分：地面以下部分：（地下水位10m）4、消化池?zé)峁び?jì)算(1

29、)提高生污泥溫度耗熱量中溫消化溫度，生污泥年平均溫度，日平均最低溫度。每座一級(jí)消化池投配的最大生污泥量為：。則全年平均耗熱量為：最大耗熱量為：(2)消化池池體耗熱量消化池各部傳熱系數(shù)采用：。池壁：地面以上，地面以下及池底。池外介質(zhì)為大氣時(shí)，全年平均氣溫，冬季室外計(jì)算溫度。池外介質(zhì)為土壤時(shí)，全年平均氣溫，冬季室外計(jì)算溫度。池上蓋部分全年平均耗熱量為：最大耗熱量為：池壁：地上部分全年平均耗熱量為：最大耗熱量為：地下部分全年平均耗熱量為：最大耗熱量為：池底部分全年平均耗熱量為：最大耗熱量為：所以，每座消化池池體全年平均耗熱量及最大耗熱量為：(3)每座消化池的總耗熱量全年平均耗熱量為：最大耗熱量為：三

30、、 真空過濾脫水機(jī)采用真空轉(zhuǎn)鼓過濾機(jī)。污泥量Q054.4m3/d，用化學(xué)調(diào)節(jié)預(yù)處理，投加石灰作為助凝劑，投加量為10（占污泥固體重量），混凝劑鐵鹽5（占污泥固體重量）。原污泥濃度C0=3%=30kg/m3，Q0=54.4m3/d=2.27m3/h。原污泥量W=C0Q0=302.27=68kg/h。取過濾產(chǎn)率L=3.45kg/(m2h)所加助凝劑和混凝劑分別為10%和5%，所以，f=1+0.1+0.05=1.15?？紤]污泥不均勻分布及濾布阻塞，取安全系數(shù)=1.15。每臺(tái)真空過濾機(jī)的過濾面積為15m2，則需真空過濾機(jī)臺(tái)數(shù)，取2臺(tái)。真空過濾脫水所需附屬設(shè)備：真空泵：抽氣量為每m2過濾面積0.51.0

31、m3/min，真空度為200500mmHg，最大600mmHg。選擇真空泵，所需電機(jī)按每1m3/min抽氣量配1.2kw計(jì)算。真空泵不少于兩臺(tái)?？諌簷C(jī)：壓縮機(jī)按每m2過濾面積0.1m3/min,絕對(duì)壓力為0.20.3Mpa選擇空壓機(jī)?？諌簷C(jī)所需電機(jī)按空氣量每1m3/min配4kw計(jì)算?？諌簷C(jī)不少于兩臺(tái)。氣水分離罐：容積按3min的空氣量計(jì)算。設(shè)計(jì)采用貯泥池與脫水機(jī)房合建形式。 ,三、小結(jié)污泥經(jīng)濃縮、消化后，污泥中仍可能含有毒有害物質(zhì)，如寄生蟲卵、重金屬離子等，因此污泥也需要即時(shí)處置，使污水處理廠能夠正常運(yùn)行，確保處理效果。在本污水廠設(shè)計(jì)中，污泥采取二級(jí)厭氧消化，經(jīng)帶式壓濾機(jī)處置后外運(yùn)至其他廠作

32、為沼氣等提供能源。第五部分 污水處理廠總體布置和處理效果分析一、平面布置1、本污水處理廠平面圖按一般布置原則進(jìn)行布置，其要求如下：(1)污水處理廠址位于城市河流下游岸邊較平直的320m處；(2)充分利用地形，按污水處理流程進(jìn)行布置；(3)廠址少占或不占農(nóng)田，污水處理后直接排放河流；(4)考慮風(fēng)向、朝向、地下水位、水電供應(yīng)等情況； (5)污水處理廠內(nèi)綠化總面積達(dá)30%以上（不含遠(yuǎn)期建設(shè)用地）； (6)其他諸如化驗(yàn)室、集中控制室、辦公室等均集中設(shè)在綜合辦公樓內(nèi)；(7)結(jié)合城鎮(zhèn)總體規(guī)劃，考慮遠(yuǎn)期發(fā)展的可能，留有充分發(fā)展的余地。2、在各處理流程的構(gòu)筑物等進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算之后，根據(jù)城市污水處理典型工藝流程、

33、單體構(gòu)筑物的功能要求等進(jìn)行平面圖布置。(1)污水區(qū)位置：按污水處理流程布置，各建（構(gòu)）筑物之間布局緊湊，各管道之間距離符合要求；(2)污泥區(qū)的布置：污泥處理區(qū)位于廠區(qū)后部（東北角），處于主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)向；(3)生活區(qū)的布置：宿舍、食堂、辦公樓等生活區(qū)處于主導(dǎo)風(fēng)向的上風(fēng)向，衛(wèi)生條件較好。二、高程布置污水處理廠污水處理流程高程布置的主要任務(wù)是：確定各處理構(gòu)筑物和泵房的標(biāo)高，確定各構(gòu)筑物之間連接管的尺寸及其標(biāo)高，通過計(jì)算確定各部位的水面標(biāo)高，從而能夠使污水沿處理流程在處理構(gòu)筑物之間通暢的流動(dòng)，保證污水處理廠的正常運(yùn)行。污水處理廠自然地面標(biāo)高為44.542.5，河流洪水位標(biāo)高為39.00，其地面標(biāo)高高

34、于河流洪水位標(biāo)高，故污水處理后可自由排出，其污水處理全過程均按重力流設(shè)計(jì)。為此，需要精確計(jì)算其水頭損失。水頭損失計(jì)算如下所示：1、污水通過各處理構(gòu)筑物之間的水頭損失值污水處理流程為：各構(gòu)筑物水頭損失取值如下表所示：構(gòu)筑物水頭損失表構(gòu)筑物名稱水頭損失（cm）構(gòu)筑物名稱水頭損失（cm）配水井1030曝氣池2550格柵1025輻流式沉淀池5060沉砂池1025接觸消毒池1020平流式沉淀池20402、污水流經(jīng)連接前后兩處理構(gòu)筑物管渠（含配水設(shè)備）的水頭損失，包括沿程水頭損失和局部水頭損失。3、污水流經(jīng)量水設(shè)備的水頭損失應(yīng)考慮以下事項(xiàng)：(1)選擇一條距離最長(zhǎng)、水頭損失最大的流程進(jìn)行水力計(jì)算。并應(yīng)適當(dāng)留

35、有余地，以保證在任何情況下，處理系統(tǒng)都能夠運(yùn)行正常；(2)計(jì)算水頭損失時(shí)，以最大流量(或泵最大出水量)作為構(gòu)筑物和管渠的設(shè)計(jì)流量。(3)注意污水流程與污泥流程的配合，盡量減少需抽升的污泥量。在決定污泥干化場(chǎng)、污泥濃縮池(濕污泥池)、消化池等構(gòu)筑物的高程時(shí)，應(yīng)注意其污泥水能自動(dòng)排入污水入流干管或其他構(gòu)筑物的可能。各污水處理構(gòu)筑物之間連接管水力計(jì)算表設(shè)計(jì)管段編號(hào)管渠名稱設(shè)計(jì)流量(L/s)管渠設(shè)計(jì)參數(shù)尺寸D(mm)或BH(m)h/D水深h(m)i()流速v(m/s)長(zhǎng)度l(m)沿程損失/m12345678910A-B消毒池出水管4968000.700.56 1.43 0.98 56.6 0.081

36、B-C消毒池出水管2486000.70 0.421.540.85 5.7 0.009 C-D消毒池D-E消毒池進(jìn)水管2486000.70 0.421.540.85 5.7 0.009 E-F二沉池出水管2486000.70 0.421.540.85 37.9 0.058 F-G二沉池G-H二沉池進(jìn)水管2486000.70 0.421.540.85 13.6 0.021 H-I曝氣池出水管2486000.70 0.421.540.85 48.20.044I-J曝氣池J-K曝氣池進(jìn)水管2486000.70 0.421.540.85 28.8 0.044K-L曝氣池進(jìn)水管4968000.700.56

37、 1.43 0.98 26.4 0.038L-M初沉池出水管2486000.70 0.421.540.85 30.5 0.047M-N初沉池N-O初沉池進(jìn)水管2486000.70 0.421.540.85 16.1 0.024O-P沉砂池出水管2486000.70 0.421.540.85 5.40.008 P-Q沉砂池Q-R沉砂池進(jìn)水管2486000.70 0.421.540.85 4.8 0.007R-S格柵S-T格柵進(jìn)水管2486000.70 0.421.540.85 2.00.003（一）污水處理部分高程計(jì)算污水流經(jīng)各處理構(gòu)筑物的水頭損失取經(jīng)驗(yàn)值，因此只需要計(jì)算確定管渠的沿程和局部水頭

38、損失以及污水流經(jīng)量水設(shè)備的水頭損失。其計(jì)算過程如下：選用管材，確定管徑。本污水處理廠選用鋼管，其污水最大時(shí)流量為：平均日流量為：根據(jù)最大時(shí)流量,結(jié)合流速控制在范圍內(nèi)，查表確定總干管管徑為，流速，坡度。再校核事故時(shí)的情況：事故時(shí)流量按計(jì)算，此時(shí)在管徑下，流速，滿足要求。據(jù)此確定各管道和處理構(gòu)筑物的高程，其計(jì)算過程如下：設(shè)計(jì)位置代號(hào) 水位標(biāo)高/m排水口A 39.00排河口跌水3.78m 42.78A-C沿程水頭損失：0.081+0.009=0.090m 局部水頭損失：1個(gè)異徑三通管，1個(gè)彎頭合計(jì)：0.090+0.191=0.281m 43.061C-D消毒池?fù)p失取0.12m 43.181D-F沿程

39、水頭損失：0.009+0.058=0.067m局部水頭損失：1個(gè)彎頭，1個(gè)配水井（取0.15m）合計(jì)：0.067+0.187=0.254m 43.435二沉池出水堰跌水0.10m 43.535F-G二沉池?fù)p失取0.52m 44.055G-I沿程水頭損失：0.021+0.074=0.095m局部水頭損失：1個(gè)配水井，取0.15m合計(jì)：0.095+0.15=0.245m 44.30曝氣池出水堰跌水0.10m 44.40曝氣池集水槽跌水0.10m 44.50I-J曝氣池?fù)p失取0.35 44.85J-M沿程水頭損失：0.044+0.038+0.047=0.129m局部水頭損失：3個(gè)彎頭，1個(gè)三通管，1個(gè)配水井（取0.15m）彎頭損失三通損失合計(jì)：0.129+0.111+0.154+0.15=0.544m 45.394初沉池出水井跌水0.10m 45.494M-N初沉池?fù)p失取0.25m 45.744N-O沿程水頭損失：0.024m局部水頭損失：1個(gè)彎頭合計(jì)：0.024+0.037=0.061m 45.805計(jì)量堰損失取0.40m 46.205O-