排水工程課程設(shè)計(jì)說明書

1、 排水工程ii課程設(shè)計(jì)說明書專 業(yè)： 2007級給水排水1班 學(xué)生姓名： cy 學(xué) 號： 2007 完成時間： 2010年6月27日 目 錄摘 要1abstract21前言31.1 設(shè)計(jì)題目31.2 設(shè)計(jì)目的31.3 工程內(nèi)容31.4 原始資料31.5 設(shè)計(jì)文件編制52設(shè)計(jì)水質(zhì)水量的計(jì)算62.1 污水處理廠的處理規(guī)模確定62.1.1 城市人均生活污水量定額62.1.2 城市工業(yè)萬元產(chǎn)值用水量62.1.3 2011年城市每天的平均污水量72.1.4 設(shè)計(jì)規(guī)模72.1.5 最大流量72.2 設(shè)計(jì)水質(zhì)82.2.1 設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)82.2.2 設(shè)計(jì)出水水質(zhì)92.2.3 主要污染物去除程度93處理工藝選擇

2、和方案比較103.1 生物處理工藝的選擇103.1.1 改良型氧化溝工藝103.1.2 改良uct工藝113.1.3 oco工藝114構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)計(jì)算144.1 格柵144.1.1粗格柵設(shè)計(jì)計(jì)算144.1.2細(xì)格柵設(shè)計(jì)計(jì)算164.2 提升泵站174.3沉砂池174.4改良uct工藝計(jì)算184.4.1 設(shè)計(jì)參數(shù)184.4.2 剩余污泥量204.4.3 生物反應(yīng)池的平面尺寸布置214.4.4 水下攪拌器214.5 曝氣設(shè)備的設(shè)計(jì)214.5.1 需氧量224.5.2 供氣量的計(jì)算234.6 二沉池254.6.1 設(shè)計(jì)計(jì)算254.6.2 排泥裝置304.6.3 刮泥設(shè)備304.7計(jì)量設(shè)備315污水處理

3、廠的布置325.1 污水處理廠的平面布置325.2 污水廠的高程布置325.2.1污水高程水頭損失計(jì)算325.2.2 水力計(jì)算336 結(jié)語377致謝38參考文獻(xiàn)3940摘 要環(huán)境污染問題是當(dāng)今世界上最大的社會問題之一，因此水處理的發(fā)展對我國能否實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)起著重要作用。本設(shè)計(jì)按原規(guī)劃要求在r 河過境下游建設(shè)污水處理廠，以解決城市污水對r河市區(qū)段及下游河段的污染問題。根據(jù)當(dāng)?shù)氐默F(xiàn)狀資料，確定了該污水廠的進(jìn)出水水質(zhì)及處理規(guī)模。結(jié)合考慮受納水體的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)、脫氮除磷及回用的要求，該污水處理廠的生物處理采用了改良a2/o工藝，消毒采用了二氧化氯消毒，并對各構(gòu)筑物尺寸及設(shè)備選型等進(jìn)行了詳細(xì)的計(jì)

4、算和說明。城市污水經(jīng)統(tǒng)一處理后一部分排放河流，另一部分用作回用，處理后的出水可達(dá)城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（gb18919-2002）中的一級a標(biāo)準(zhǔn)。關(guān)鍵詞：污水處理廠 脫氮除磷 改良uct工藝 消毒abstractthe problem of environmental pollution is nowadays one of the greatest social concerns in the world, so the development of water treatment plays a decisive role to realize the strategic objec

5、tive of sustainable development. according to the original design, a sewage treatment plant was constructed crossing downstream of r river to address pollution problems of the urban sewage on r river urban and the downstream. according to the local status, this design determined the water quality an

6、d the scale of the treatment plant. considering of the water quality standards of the receiving water, the nitrogen and phosphorus removal and recycling requirements, the biological treatment used the modified anaerobic-anoxic-aerobic process, and the disinfectant used chlorine dioxide. the size of

7、all structures and equipment type selection were calculated and described in detail. after the unified treatment, part of the urban sewage will be discharged into the river, and the other part will be reused. the effluent of the treatment plant will reach municipal wastewater treatment plant polluta

8、nt emission standards (gb18919-2002) in the a standard. keywords: wastewater treatment plant, the nitrogen and phosphorus removal, modified university of capetown process, disinfection tank1前言1.1 設(shè)計(jì)題目某城鎮(zhèn)污水處理廠污水處理與回用水處理工程1.2 設(shè)計(jì)目的隨著人口的增長及工業(yè)的發(fā)展，該城鎮(zhèn)污水排放量越來越大，已對流經(jīng)城鎮(zhèn)市區(qū)的r河造成了污染影響，該城鎮(zhèn)按原規(guī)劃要求擬在r河過境下游建設(shè)城鎮(zhèn)污水處理廠

9、，以解決城市污水對r河市區(qū)段及下游河段的污染問題。同時由于目前水污染較為嚴(yán)重，為緩解用水緊張問題，對污水廠二級出水進(jìn)行深度處理，并回用到城市某些部門和工業(yè)企業(yè)之中。1.3 工程內(nèi)容（1）以2009年城市現(xiàn)狀人口，工業(yè)總產(chǎn)值及生活、工業(yè)排水狀況為基礎(chǔ)，以20062009年間城鎮(zhèn)社會發(fā)展規(guī)劃確定2010年建成污水處理廠的設(shè)計(jì)處理規(guī)模；（2）依據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)水質(zhì)實(shí)際監(jiān)測資料和處理目標(biāo)要求，確定工程設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)、出水水質(zhì)；（4）由確定的選址狀況和設(shè)計(jì)處理水質(zhì)與目標(biāo)，進(jìn)行污水預(yù)處理與污泥處理設(shè)計(jì)，其主要內(nèi)容有：污水生物處理工藝流程設(shè)計(jì)、廠區(qū)平面圖設(shè)計(jì)、廠內(nèi)管網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。1.4 原始資料（1）自然條件擬建污水

10、處理廠廠址位于城鎮(zhèn)東南部方向，距市區(qū)邊沿交通干道1.6km，r河?xùn)|岸，地表高程為113.1-114.3m，占地為一長方形地塊，南北方向長220m，東西方向?qū)?00m，占地總面積為44000m2（折合66畝，計(jì)劃本期工程占地220120m，26400 m2，約39.6畝）。廠址為r河谷平原區(qū)，區(qū)內(nèi)屬洪積傾斜平原及沖積河谷平原等地形地貌類，廠區(qū)地層為黃潮土及粉土，平均地耐力為1518t/m2，廠址范圍內(nèi)無不良地基。地面（原始地坪）絕對標(biāo)高為116.0116.5m。廠址地區(qū)屬大陸性半干旱季風(fēng)氣候區(qū)，年均氣溫14.7，極端最高氣溫42，最低氣溫-8.4。主導(dǎo)風(fēng)向夏季為東南風(fēng)、東風(fēng)，冬季為東北風(fēng)、東北偏

11、東風(fēng)，年均風(fēng)速2.4m/s。年均降雨量為1044mm，日最大降雨量為119.7mm，最大凍土深度220mm。廠址西側(cè)為r河，其廠西圍界墻距r河?xùn)|大堤200m，r河在年均流量時水位標(biāo)高110.5m，最大洪水位標(biāo)高為112.5m。污水進(jìn)廠干管管底高程96.0m（2）現(xiàn)狀資料某城鎮(zhèn)2009年人口為10萬人，工業(yè)產(chǎn)值為6億元，其生活污水排放量1.3萬m3/d,工業(yè)廢水排放量1.2萬m3/d，其水質(zhì)狀況見表1和表2，該城鎮(zhèn)20062009年社會發(fā)展規(guī)劃確定，其間人口增長率不高于20，工業(yè)產(chǎn)值增長在10%左右。（隨著人們生活質(zhì)量的提高，人口排水當(dāng)量每年增加3%；隨著工業(yè)發(fā)展技術(shù)含量的提高，萬元產(chǎn)值排水量每

12、年降低5%）。表1 某城鎮(zhèn)2009年排水量一覽表項(xiàng) 目生活污水工業(yè)廢水合 計(jì)污水量（萬m3/d）1.31.52.8表2 某城鎮(zhèn)2009年城市污水水逐月均值污染物時間水溫phcod(mg/l)bod5（mg/l）ss（mg/l）n-nh3（mg/l）tn（mg/l）tp（mg/l）1月117.237616217045653.02月117.129315916648593.53月127.330514719043583.84月137.132714917636573.15月147.042517019139503.26月166.933616516234514.17月176.938517518043604.

13、68月196.737616820540564.89月176.935414920944564.010月167.031015218349634.611月157.234616519953694.912月127.139918820651724.3 （3）處理標(biāo)準(zhǔn)a、處理后排水水和回用水質(zhì)應(yīng)分別執(zhí)行城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（gb18919-2002）中水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)一級a標(biāo)準(zhǔn)和城市污水再生利用 工業(yè)用水水質(zhì)（gb/t19923-2005）中敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)補(bǔ)充水標(biāo)準(zhǔn)等要求，如表3、表4。表3 污水處理廠出水水質(zhì)限值標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目phcodbod5ssnh3-n*tntp糞大腸桿菌一級a標(biāo)準(zhǔn)值(mg/

14、l)6-95010105(8)150.5103一級b標(biāo)準(zhǔn)值(mg/l)6-96020208(15)201.5104二級標(biāo)準(zhǔn)值(mg/l)6-9100303025(30)-3.0104* 括號外數(shù)值為水溫大于12時的控制指標(biāo)，括號內(nèi)數(shù)值為水溫小于12時的控制指標(biāo)。表4 再生水用作工業(yè)用水水源的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)序號控制項(xiàng)目冷卻用水洗滌用水鍋爐補(bǔ)給水工藝與產(chǎn)品用水直流冷卻水敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)補(bǔ)充水1ph值6.59.06.58.56.59.06.58.56.58.52懸浮物（ss）（mg/l） 30303濁度（ntu）5554色度（度）30303030305生化需氧量（bod5）（mg/l）30103010

15、106化學(xué)需氧量（cod cr）（mg/l）6060607鐵（mg/l）0.30.30.30.38錳（mg/l）0.10.10.10.19氯離子（mg/l）25025025025025010二氧化硅（sio2）5050303011總硬度（以caco3計(jì)/mg/l）45045045045045012總堿度（以caco3計(jì) mg/l）35035035035035013硫酸鹽（mg/l）60025025025025014氨氮（以n計(jì) mg/l）10101015總磷（以p計(jì) mg/l）11116溶解性總固體（mg/l）1000100010001000100017石油類（mg/l）11118陰離子表面活

16、性劑（mg/l）0.50.50.519余氯（mg/l）0.050.050.050.050.0520糞大腸菌群（個/l）20002000200020002000注：當(dāng)敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)換熱器為銅質(zhì)時，循環(huán)冷卻系統(tǒng)中循環(huán)水的氨氮指標(biāo)應(yīng)小于1 mg/l。加氯消毒時管末梢值。城市污水再生利用工業(yè)用水水質(zhì)（gb/t 19923-2005）b、其它標(biāo)準(zhǔn) 見參考資料所列標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范。1.5 設(shè)計(jì)文件編制（1）設(shè)計(jì)文件應(yīng)包括：設(shè)計(jì)說明書、設(shè)計(jì)計(jì)算書和設(shè)計(jì)圖紙。（2）污水預(yù)處理和污泥處理工程設(shè)計(jì)（工藝部分）圖紙要求： 污水與回用水處理廠平面布置圖（1:200500） 工藝流程及高程布置圖（豎向按比例，其它以清晰

17、為限）； 廠區(qū)工藝管道布置圖（1:200500）；2設(shè)計(jì)水質(zhì)水量的計(jì)算2.1 污水處理廠的處理規(guī)模確定 2.1.1 城市人均生活污水量定額其中， q1城市的平均生活污水量定額（m3/(人d)）； 城市每天的平均污水量（m3/d）； n城市人口數(shù)（人）。 則2011年的平均生活污水定額為 2.1.2 城市工業(yè)萬元產(chǎn)值用水量 其中，q2城市的萬元產(chǎn)值用水量（m3/(萬元)）； q2工業(yè)廢水排放量（m3/d）； b城市的工業(yè)產(chǎn)值（萬元）。 則2011年的城市萬元產(chǎn)值用水量為 2.1.3 2011年城市每天的平均污水量其中，城市的平均生活污水量； b12013年城市的工業(yè)產(chǎn)值； n12013年城市人口

18、數(shù)。 2.1.4 設(shè)計(jì)規(guī)?？紤]城市污水管網(wǎng)的普及率及實(shí)際收集的污水量，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取生活污水收集率為80%，由于工業(yè)廢水必須完全去除，收集率為100%。考慮地下水滲入量，按生活污水量的10%計(jì)，即1435.2m3/s,根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范下水道設(shè)計(jì)一般不考慮污水管網(wǎng)的入滲量和滲漏量，但我國現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定在地下水位較高的地區(qū)，宜適當(dāng)考慮地下水入滲量,本設(shè)計(jì)中不考慮污水的滲漏量和入滲量。則取設(shè)計(jì)規(guī)模為3萬m3/d。 2.1.5 最大流量其中 kz日綜合變化系數(shù)，取1.4； qmax設(shè)計(jì)流量（m3/d）。取4.2萬m3/d。2.2 設(shè)計(jì)水質(zhì) 2.2.1 設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)污水處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)時，污水水質(zhì)是污水處理廠規(guī)劃、設(shè)

19、計(jì)和運(yùn)行管理的重要基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，也是確保達(dá)到處理目標(biāo)的必要條件。設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)一般考慮:（1）實(shí)測現(xiàn)狀水質(zhì)，即對服務(wù)區(qū)域污水排放口水質(zhì)進(jìn)行采樣分析；（2）根據(jù)室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范（gb50014-2006）的有關(guān)規(guī)定，用人均當(dāng)量法計(jì)算水質(zhì)；（3）與相似污水處理廠設(shè)計(jì)及現(xiàn)狀水質(zhì)指標(biāo)類比確定。根據(jù)任務(wù)書中的進(jìn)水水質(zhì)數(shù)據(jù)可確定該污水處理廠每月的平均進(jìn)水水質(zhì)如下表。 表5每月的進(jìn)水水質(zhì)均值項(xiàng)目cod(mg/l)bod5（mg/l）ss（mg/l）n-nh3（mg/l）tn（mg/l）tp（mg/l）月均值35316218644604最大值42518820953724.9最小值29314716234503室外排水

20、設(shè)計(jì)規(guī)范（gb50014-2006）中規(guī)定：生活污水的bod5可按每人每天2550g計(jì)算,；ss量可按每人每天4065g計(jì)算，；tn可按每人每天511g計(jì)算，；tp可按每人每天0.71.4g計(jì)算；bod5/cod比值約為0.40.65。工業(yè)廢水進(jìn)水中各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)均按最大值設(shè)計(jì)，工業(yè)廢水的設(shè)計(jì)水質(zhì)如表6所示。由生活污水和工業(yè)廢水的進(jìn)水設(shè)計(jì)水質(zhì)加權(quán)得到綜合污水設(shè)計(jì)水質(zhì)，則該廠的綜合污水設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)如表6所示。表6 該污水處理廠的設(shè)計(jì)水質(zhì)水質(zhì)指標(biāo)cod(mg/l)bod5(mg/l)ss(mg/l)nh3-n(mg/l)tn(mg/l)tp(mg/l)生活污水17735488177141230112

21、318392.55.0工業(yè)廢水5003004003545.58.5綜合污水3674402122492933302530344367該城鎮(zhèn)污水中工業(yè)污水的比值為60%，處理規(guī)模為3萬m3/d。根據(jù)國內(nèi)相似污水處理廠設(shè)計(jì)進(jìn)水指標(biāo)（如表7所示）確定該污水處理廠的設(shè)計(jì)水質(zhì)為cod為420mg/l， bod5為200mg/l，ss為300mg/l ，nh3-n為25mg/l， tn為35mg/l，tp為4mg/l。表7 國內(nèi)相似污水處理廠設(shè)計(jì)進(jìn)水指標(biāo) 廠名西安市鄧家村污水處理廠濰坊市污水處理廠昌樂縣污水處理廠廣州市開發(fā)區(qū)黃陂污水處理廠規(guī)模(萬m3/d)161025工業(yè)廢水比例（%）707061cod(m

22、g/l)520500370400bod5(mg/l)220180180200ss(mg/l)300350240250nh3-n(mg/l)26203025tn(mg/l)403040tp(mg/l)8.5335結(jié)合人均當(dāng)量法、實(shí)測法和類比法，該城鎮(zhèn)污水處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)如表8所示。表8 污水廠的設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)項(xiàng)目cod(mg/l)bod5(mg/l)ss(mg/l)nh3-n(mg/l)tn(mg/l)tp(mg/l)設(shè)計(jì)進(jìn)水40020025030455 2.2.2 設(shè)計(jì)出水水質(zhì)結(jié)合城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（gb18918-2002）,處理水質(zhì)達(dá)到城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（gb189

23、18-2002）中的一級a標(biāo)準(zhǔn)排放要求和城市污水再生利用 工業(yè)用水水質(zhì)（gb/t19923-2005）中敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)補(bǔ)充水標(biāo)準(zhǔn)等要求。初步擬定出水水質(zhì)指標(biāo)要求如表9所示。表9 出水水質(zhì)指標(biāo)要求項(xiàng)目cod(mg/l)bod5(mg/l)ss(mg/l)nh3-n(mg/l)tn(mg/l)tp(mg/l)設(shè)計(jì)出水5010105150.5 2.2.3 主要污染物去除程度根據(jù)預(yù)測的進(jìn)水水質(zhì)和所要達(dá)到的出水水質(zhì)，該污水處理廠各主要污染物去除率見表10。表10 污水處理程度污染物名稱進(jìn)水水質(zhì)(mg/l)出水水質(zhì)(mg/l)去除率()codcr4005o87.5bod52001o95ss25010

24、96總氮45l566.7氨氮30583.3總磷5.oo.5903處理工藝選擇和方案比較3.1 生物處理工藝的選擇城市污水處理廠的方案，要求達(dá)到一級a的排放標(biāo)準(zhǔn)，故可采用改良uct工藝、改良型氧化溝工藝或者oco工藝。 3.1.1 改良型氧化溝工藝改良型氧化溝工藝即在a2/o工藝前加了缺氧段，以強(qiáng)化脫氮除磷的效果。其工藝流程圖如圖1所示。來自二沉池的回流污泥和30%左右的進(jìn)水進(jìn)入預(yù)缺氧池，微生物利用約30%的進(jìn)水中的有機(jī)物去除所有的回流硝態(tài)氮，消除硝態(tài)氮對厭氧池的不利影響，從而保證了厭氧池的穩(wěn)定性。該工藝除了具有普通a2/o 工藝的各項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)外，還具有一些獨(dú)特的特點(diǎn)。厭氧段缺氧段好氧段二沉池進(jìn)水3

25、0%70%剩余污泥回流污泥預(yù)缺氧段缺氧段混合液出水 圖1 改良a2/o工藝流程圖優(yōu)點(diǎn)：由于預(yù)缺氧、厭氧、缺氧和好氧四區(qū)嚴(yán)格分開，有利于不同微生物菌群的生長繁殖，因?yàn)槊摰仔Ч己?。改良a2/o工藝采用兩點(diǎn)進(jìn)水的進(jìn)水方式，微生物利用進(jìn)水中的有機(jī)物去除回流污泥中的硝態(tài)氮，并利用進(jìn)水中少量的氧氣進(jìn)行初步發(fā)酵。這樣既消除了硝態(tài)氮較多情況下硝化細(xì)菌對聚磷菌厭氧釋磷的影響，也為聚磷菌提供了更好的厭氧環(huán)境。硝化細(xì)菌易于吸收有機(jī)營養(yǎng)物質(zhì)（初步發(fā)酵產(chǎn)物），為聚磷菌厭氧釋磷提供了動力源，從而保證了厭氧池的穩(wěn)定運(yùn)行。改良a2o系統(tǒng)中，由于反硝化過程產(chǎn)生堿度，硝化過程需消耗堿度，故在整個系統(tǒng)中堿度可以互相彌補(bǔ)，當(dāng)原

26、污水堿度較高時，一般情況下可不必加堿中和。另外，a2o系統(tǒng)利用原污水的bod成分(有機(jī)碳化物)作為反硝化時氫供體，當(dāng)原污水的bod5/tn35時，一般可不用外加有機(jī)碳化物。缺點(diǎn)：濃縮池上清液和污泥脫水過濾液未經(jīng)化學(xué)處理而重新進(jìn)入粗格柵，致使部分磷在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)，從而影響了除磷效果。水量波動較大時，會對活性污泥造成沖擊，影響系統(tǒng)運(yùn)行效果。在實(shí)際操作中，有時各種工藝參數(shù)均達(dá)到生物除磷條件，但氧化還原電位值變化較大，除磷效果不明顯，主要同水的bod/tp有關(guān)。3.1.2 改良uct工藝uct(university of capetown)工藝是由南非開普敦大學(xué)開發(fā)研究的一項(xiàng)新的污水處理工藝，它是類似于

27、a2o工藝的一種脫氮除磷工藝。該工藝既具有較高的cod、ss去除率，又解決了以往其他工藝在脫氮除磷時存在的矛盾問題，是一種值得推廣應(yīng)用的先進(jìn)工藝，鄭州馬頭崗污水處理廠即采用了該工藝。出水混合液回流i進(jìn)水剩余污泥回流污泥第一級缺氧池第二級厭氧池好氧池二沉池混合液回流ii厭氧池圖2 改良uct工藝流程圖 3.1.3 oco工藝oco工藝實(shí)際上是集bod、n、p去除于一池的活性污泥法。oco反應(yīng)池是一個為生物處理提供物理/生化環(huán)境的動力系統(tǒng)池原水經(jīng)過格柵、沉砂池的物理處理以后，進(jìn)入oco反應(yīng)池的1區(qū)，在厭氧區(qū)污水與活性污泥混合?；旌弦毫魅肴毖鯀^(qū)2，并在厭氧區(qū)和好氧區(qū)3之間循環(huán)一定時間后，流入沉淀池，

28、澄清液排入處理廠出口，污泥一部分回流到oco反應(yīng)池，另一部分作為剩余污泥予以處理，oco工藝典型流程見圖3。1-厭氧區(qū) 2-缺氧區(qū) 3-好氧區(qū)圖3 oco工藝典型流程該工藝的優(yōu)點(diǎn)：oco工藝由于集厭氧-缺氧-好氧環(huán)境于一池，除完成bod去除外，還可實(shí)現(xiàn)生物脫氮除磷高級處理，出水水質(zhì)完全達(dá)標(biāo)。該工藝土建投資低，較傳統(tǒng)的活性污泥法可減少25%30%。利用水解作用和反硝化作用，降解有機(jī)物時對充氧量的要求降低，電耗減少，是運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用降低。oco工藝污泥濃度高，污泥負(fù)荷低，污泥絮凝沉降強(qiáng)且沉降污泥穩(wěn)定，剩余污泥少。操作過程靈活，可實(shí)現(xiàn)全自動控制。由于各池單獨(dú)運(yùn)行，可根據(jù)污水處理廠規(guī)模增大而增加oco池

29、數(shù)。好氧區(qū)與缺氧區(qū)之間的污水交換（內(nèi)回流）不需泵送，以上兩個區(qū)域之間有一段是該工藝的缺點(diǎn)：圓形池平面布置不如矩形池緊湊，占地面積相對較大。微孔曝氣器易堵塞，給管理和檢修帶來工作量。原水中以去除有機(jī)物濃度較低時，除磷效果會降低，需采用鐵鹽進(jìn)行化學(xué)除磷?；瘜W(xué)除磷需增加設(shè)備及裝置，使投資及日常運(yùn)行費(fèi)用有所增加。上述三種工藝中，oco工藝的處理效果較好,對氮磷的去除率都較高，但自動控制技術(shù)要求高，且國內(nèi)技術(shù)不成熟；a2/o工藝操作簡單，處理效果穩(wěn)定，去除效率高，運(yùn)行費(fèi)用低，能耗少，但是工藝本身存在固有的缺陷，構(gòu)筑物和污泥回流系統(tǒng)復(fù)雜，綜上所述，根據(jù)該城市污水的特性及處理要求，最合理的選擇是改良uct工

30、藝。整個污水廠的污水及污泥處理工藝流程圖如下圖所示：鼓風(fēng)機(jī)房fecl3c進(jìn)水粗格柵提升泵房細(xì)格柵旋流沉砂池uct生物反應(yīng)池出水二沉池皮帶運(yùn)輸機(jī)螺旋輸送機(jī)砂水分離器機(jī)械攪拌澄清池v型濾池消毒池泵房回用柵渣外運(yùn)圖4 污水處理廠污水及污泥處理工藝流程圖4構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)計(jì)算4.1 格柵設(shè)計(jì)中格柵的選擇主要是決定柵條斷面、柵條間隙、柵渣清除方式等。格柵斷面有圓形、矩形、正方形、半圓形等。圓形水力條件好，但剛度差，故一般多采用矩形斷面。格柵按照柵條形式分為直棒式格柵、弧形格柵、輻流式格柵、轉(zhuǎn)筒式格柵、活動格柵等；按照格柵柵條間距分為粗格柵和細(xì)格柵（1.510mm）；按照格柵除渣方式分為人工除渣格柵和機(jī)械除渣

31、格柵，目前，污水處理廠大多都采用機(jī)械格柵；按照安裝方式分為單獨(dú)設(shè)置的格柵和與水泵池合建一處的格柵。4.1.1粗格柵設(shè)計(jì)計(jì)算1、進(jìn)水渠道寬度計(jì)算根據(jù)最優(yōu)水力斷面公式有設(shè)計(jì)中取污水過柵流速=0.8 則 柵前水深：2、格柵的間隙數(shù) 式中 格柵柵條間隙數(shù)，個； 設(shè)計(jì)流量，； 格柵傾角，； 設(shè)計(jì)的格柵組數(shù)，組； 格柵柵條間隙數(shù)，。 設(shè)計(jì)中取 =0.02 個3、格柵柵槽寬度 式中 格柵柵槽寬度，； 每根格柵條寬度，。 設(shè)計(jì)中取=0.0154、進(jìn)水渠道漸寬部分的長度計(jì)算 式中 進(jìn)水渠道漸寬部分長度，； 漸寬處角度，。 設(shè)計(jì)中取 = 5、進(jìn)水渠道漸窄部分的長度計(jì)算 6、通過格柵的水頭損失 式中 水頭損失，；

32、格柵條的阻力系數(shù)，查表知 =2.42； 格柵受污物堵塞時的水頭損失增大系數(shù)，一般取 =3。則 7、柵后槽總高度設(shè)柵前渠道超高則 柵后槽總高度：8、柵槽總長度 9、每日柵渣量 式中 每日柵渣量，； 每日每1000污水的柵渣量，污水。設(shè)計(jì)中取 =0.10污水 本工程粗格柵采用國產(chǎn)鋼絲繩格柵除污機(jī)，2臺，寬1.2m，格柵間隙20 mm，柵條寬10 mm，過柵流速0.8 m/s。應(yīng)采用機(jī)械除渣及皮帶輸送機(jī)或無軸輸送機(jī)輸送柵渣，采用機(jī)械柵渣打包機(jī)將柵渣打包，汽車運(yùn)走。4.1.2細(xì)格柵設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)中取格柵柵條間隙數(shù)=0.01，污水過柵流速=1.0，每根格柵條寬度=0.01，柵前渠道超高，每日每1000污水

33、的柵渣量=0.04則 進(jìn)水渠道寬度:柵前水深：格柵的間隙數(shù)： 個 格柵柵槽寬度：進(jìn)水渠道漸寬部分的長度： 進(jìn)水渠道漸窄部分的長度計(jì)算： 通過格柵的水頭損失： 柵后槽總高度：柵槽總長度： 每日柵渣量：細(xì)格柵與渦流沉砂池合建，采用進(jìn)口沃特林克階梯格柵，2座，渠寬1.2 m，柵條間隙10mm。過柵流速1.0m/s，配用電機(jī)1.1 kw。應(yīng)采用機(jī)械除渣及皮帶輸送機(jī)或無軸輸送機(jī)輸送柵渣，采用機(jī)械柵渣打包機(jī)將柵渣打包，汽車運(yùn)走。4.2 提升泵站本設(shè)計(jì)采用地下濕式矩形合建式泵房，設(shè)計(jì)流量選用最高日最高時流量，選用3太泵，2用1備，水泵揚(yáng)程為30m。4.3沉砂池采用旋流沉砂池，2座，每座直徑3.6 m，池深2

34、.17 m，砂斗直徑1.52 m，砂斗深2.03 m，攪拌機(jī)采用進(jìn)口，提砂方式為氣提。4.4改良uct工藝計(jì)算 4.4.1 設(shè)計(jì)參數(shù)生物反應(yīng)池兩座，設(shè)計(jì)參數(shù)如下：(1)厭氧區(qū)的計(jì)算 厭氧區(qū)容積按水力停留時間計(jì)算。根據(jù)國內(nèi)外大量實(shí)踐，厭氧池的最小實(shí)際水力停留時間（包括回流污泥在內(nèi)）不小于0.75h，。隨著時間的延長，水解過程越徹底，越有利于生物除磷，但時間過長，費(fèi)用增加過多，對聚磷菌的生長過程不利，所以水力停留時間不宜超過2h。取厭氧區(qū)的水力停留時間為1.5h，則厭氧池的體積為： (2)預(yù)缺氧區(qū)的計(jì)算預(yù)缺氧區(qū)的主要目的是去除回流污泥中的硝態(tài)氮，取停留時間0.5h，則預(yù)缺氧區(qū)體積為：（3）缺氧區(qū)計(jì)

35、算由于合成的需要，產(chǎn)生的生物污泥中約含有12.4%的氮，首先得計(jì)算這部分的氮量。每日的生物污泥量為：式中 kd污泥內(nèi)源呼吸系數(shù)； y污泥產(chǎn)率系數(shù)。因此生物合成的需氧量為12.4%977=121.15kg/d，折合每單位體積的進(jìn)水由于生物合成的氮量為：反硝化硝態(tài)氮量:故所需去除氮量:因此反硝化所需要增加的生物處理池體積為：式中 kde脫氮效率，宜根據(jù)試驗(yàn)資料確定。無實(shí)驗(yàn)資料時，20時的值為0.030.06 ，并按規(guī)范公式進(jìn)行溫度校正。缺氧區(qū)水力停留時間：（4）好氧區(qū)計(jì)算與a/o脫氮工藝相同。uct脫氮工藝好氧區(qū)的基本計(jì)算公式為：式中 v1反應(yīng)池池容，m3；q反應(yīng)池設(shè)計(jì)流量,m3/h；c泥齡,d，

36、本設(shè)計(jì)中取15d；y污泥產(chǎn)率系數(shù),kg ss/kg bod，本設(shè)計(jì)中取0.6 kg ss/kg bod;s0進(jìn)水bod濃度,mg/l;se出水bod濃度,mg/l;x反應(yīng)池混合液濃度,g/l。其中，q、s0、se值均為設(shè)計(jì)初始條件，是反映原水水量、水質(zhì)和處理要求的，在設(shè)計(jì)計(jì)算前已經(jīng)確定。則則好氧區(qū)水力停留時間為故單座生物反應(yīng)池的總面積為總水力停留時間為校核污泥負(fù)荷好氧區(qū)污泥負(fù)荷為：污泥表觀產(chǎn)率式中 c污泥泥齡，d； xv生物反應(yīng)池內(nèi)混合液揮發(fā)性懸浮固體平均濃度，g mlvss/l； kd衰減系數(shù)，d-1,20的數(shù)值為0.040.075，本設(shè)計(jì)中取0.06。 4.4.2 剩余污泥量式中 w剩余污

37、泥量，kg/d； a污泥產(chǎn)率系數(shù)，一般采用0.50.7； b污泥自身氧化系數(shù)，d-1一般采用0.050.1； q平均日污水量，m3/d；lr反應(yīng)池去除的ss濃度，kg/m3，lr=250-10=240mg/l=0.24 kg/m3；sr反應(yīng)池去除的bod5濃度，kg/m3，sr=200-10=190mg/l=0.19 kg/m3；設(shè)計(jì)中取a=0.6，b=0.05（1） 降解bod生成的污泥量為（2） 內(nèi)源呼吸分解泥量（3） 不可生物降解和惰性懸浮物量，該部分占總ss的約50%。（4） 剩余污泥量4.4.3 生物反應(yīng)池的平面尺寸布置取水深為5.0m，則各區(qū)的平面積分別為125m2、62.5m2、

38、547.5m2、1282.5m2，平面尺寸布置見附圖。 4.4.4 水下攪拌器水下攪拌器可以推進(jìn)水流，增加池底流速、防止污泥下沉并可提高曝氣效果。在預(yù)缺氧池、選擇池、厭氧池和缺氧池選內(nèi)均需設(shè)水下推進(jìn)器。單組生物池中，選擇池和預(yù)缺氧池分別設(shè)一臺，厭氧池和缺氧池分別設(shè)兩臺。水下攪拌器的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、安裝簡單、操作方便、易于維修、動力消耗較小。 4.5 曝氣設(shè)備的設(shè)計(jì)對曝氣設(shè)備的要求：供養(yǎng)能力強(qiáng)，攪拌均勻，構(gòu)造簡單，能耗少，價(jià)格低廉，性能穩(wěn)定，故障少，不產(chǎn)生噪聲和其他公害。鼓風(fēng)曝氣的曝氣系統(tǒng)有加壓設(shè)備、布?xì)庠O(shè)備和管道三部分組成。鼓風(fēng)曝氣就是由鼓風(fēng)機(jī)向曝氣池中充入一定的空氣（或氧氣），氣量要滿足生化

39、反應(yīng)所需的氧量和能保持混合液懸浮固體均勻混合。氣壓要足以克服管道系統(tǒng)和擴(kuò)散的摩阻損耗以及擴(kuò)散器上部的靜水壓。擴(kuò)散器是鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)的關(guān)鍵部件。擴(kuò)散器又可分為大、中、小氣泡擴(kuò)散器。 4.5.1 需氧量（1）好氧段平均時需氧量按下式計(jì)算：設(shè)計(jì)需氧量：設(shè)計(jì)需氧量=去除需氧量剩余污泥中的需氧量+去除耗氧量剩余污泥中的的耗氧量脫氮產(chǎn)氧量；去除需氧量：剩余污泥需氧量為：去除氨氮的需氧量為(每1kg 硝化需要消耗4.7kgo2)剩余污泥中氨氮的耗氧量：脫氮產(chǎn)氧量：總需氧量= （2）最大時需氧量的計(jì)算取k=1.4,則最大時需氧量為（3）每日去除bod5的值（4）去除每千克bod5的需氧量（5） 最大時與平均時需

40、氧量之比 4.5.2 供氣量的計(jì)算采用網(wǎng)狀模型中微孔空氣擴(kuò)散器，敷設(shè)于距池底0.2m處，淹沒水深4.8m，計(jì)算溫度定為30。水中溶解氧飽和度：cs(20)=9.17mg/l; cs(30)= 7.63mg/l（1）空氣擴(kuò)散器出口處的絕對壓力 代入各值，得（2）空氣離開曝氣池面時，氧氣的百分比式中，ea空氣擴(kuò)散器的氧轉(zhuǎn)移速率，對網(wǎng)狀模型中微孔空氣擴(kuò)散器，取值12%。代人ea值，得（3）曝氣池混合液中平均氧飽和度（按最不利的溫度條件考慮）按最不利溫度條件30考慮，代入各值得（4）換算為在20條件下，脫氧清水的充氧量，即取其值=0.82，=0.95，c=2.0，=1.0代入各值得相應(yīng)的最大時的需氣量

41、：（5）曝氣池平均時供氣量，即代入各值得曝氣池最大時供氣量（6）去除每kgbod5的供氣量18005.5/570024=75.8 m空氣/ kgbod5（7）每m3污水的供氣量：18005.5/3000024=14.4m3空氣/（m3污水h）（8）本系統(tǒng)所需空氣總量：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。空氣按回流污泥的8倍考慮，污泥回流比50，這樣提升回流污泥所需空氣量為，總需氣量19902.8+5000=24902.8m3/h。 表11 鼓風(fēng)機(jī)性能參數(shù)型號轉(zhuǎn)速 n(r/min)壓力（kpa)進(jìn)口流量q（m3/min)軸功率（kw)配套電動機(jī)主機(jī)重量型號功率kw（kg)l8

42、1wd58058.876.2113js127-81304100據(jù)所需壓力和空氣量決定采用l系列羅茨鼓風(fēng)機(jī)七臺，正常條件下五臺工作，兩臺備用，高負(fù)荷時，六臺工作，一臺備用，型號為l81wd(l81wda)。該型號鼓風(fēng)機(jī)性能參數(shù)如表11。4.6 二沉池 4.6.1 設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)中選擇二組輻流式沉淀池，n=2，每池的設(shè)計(jì)流量為0.243m3/s。（1）沉淀池的面積式中 f沉淀部分有效容積，m2； q設(shè)計(jì)流量，m3/s; q表面負(fù)荷,m3/（m2h）,一般采用0.51.5 m3/（m2h）。設(shè)計(jì)中取q=1.0 m3/（m2h）。（2）沉淀池直徑設(shè)計(jì)時取34m，則半徑為17 m。校核：實(shí)際水面面積為實(shí)際

43、負(fù)荷（3）沉淀池有效水深式中 h2 沉淀池有效水深，m； t 沉淀時間，h，一般采用1.54.0h。設(shè)計(jì)中取t=4h（4）徑深比合乎（612）的要求。（5）污泥部分所需體積式中 v1 污泥部分所需體積,m3；v q0污泥平均流量，m3/s; r污泥回流比，%； x曝氣池中污泥濃度，mg/l； xr二沉池排泥濃度，mg/l。設(shè)計(jì)中取q0=0.347m3/s。r=50%。式中 svi污泥體積指數(shù)，一般采用70150； r系數(shù)，一般采用1.2。設(shè)計(jì)中取svi=100（6）沉淀池高度沉淀池底部圓錐體高度式中 h4沉淀池底部圓錐體高度，m；r沉淀池半徑，m；r沉淀池進(jìn)水豎井半徑，m，一般采用0.8m；i

44、沉淀池池底坡度。根據(jù)污泥部分容積過大及二沉池污泥的特點(diǎn)，采用機(jī)械刮吸泥機(jī)連續(xù)排泥，池底坡度為0.05。設(shè)計(jì)中取r=17m,r1=0.8m,i=0.05沉淀池底部圓錐體體積沉淀池污泥區(qū)高度沉淀池總高度式中 h沉淀池總高度，m； h1保護(hù)高，一般采用0.30.5m，本設(shè)計(jì)取0.3m； h2有效水深，m； h3緩沖層高，本設(shè)計(jì)取0.3m； h4沉淀池底部圓錐體高度，m； h5污泥區(qū)高度，m。=0.3+4.0+0.3+0.81+0.78=6.19m（7）進(jìn)水管的計(jì)算式中 q1進(jìn)水管設(shè)計(jì)流量，m3/s； q單池設(shè)計(jì)流量，m3/s；r污泥回流比，%；q0污水平均流量，m3/s。設(shè)計(jì)中取q=0.243 m3

45、/s, q0=0.347 m3/s,r=50%進(jìn)水中心管管徑取d1=600mm(8)出水槽計(jì)算采用雙邊90三角堰出水槽集水，出水槽沿池壁環(huán)形布置，環(huán)形槽中水流由左右兩側(cè)匯入出水口。每側(cè)流量：集水槽中流速v=0.5m/s；設(shè)集水槽寬b=0.5m；槽內(nèi)終點(diǎn)水深h2：槽內(nèi)起點(diǎn)水深h1：式中 hk槽內(nèi)臨界水深，m； 系數(shù)，一般采用1； g重力加速度。設(shè)計(jì)中取出水堰后自由跌落0.10m，集水槽高度為0.10+0.51=0.61m，取0.65m。集水槽斷面尺寸為0.5m0.65m。集水槽水力計(jì)算濕周： 水力半徑： 水流坡度： 則沿程水頭損失為：局部按沿程水頭損失的30%計(jì)，則集水槽內(nèi)水頭損失為：(9)出水

46、堰計(jì)算式中 q三角堰單堰流量，l/s； q進(jìn)水流量，l/s；l集水堰總長度，m；l1集水堰外側(cè)堰長，m；l2集水堰內(nèi)側(cè)堰長，m；n三角堰數(shù)量，；b三角堰單寬，m；h三角堰有效水深，m；q0堰上負(fù)荷，l/(sm)。設(shè)計(jì)中取b=0.10m，水槽距池壁0.6m根據(jù)規(guī)定二沉池出水堰負(fù)荷不宜大于1.7l/(sm)之間，計(jì)算結(jié)果符合要求。考慮三角堰堰后自由跌落水頭0.10m，則出水堰總水頭損失為0.36+0.10=0.46m(10)出水管出水管直徑d=500mm 4.6.2 排泥裝置（1）回流污泥量為：剩余污泥量則單座二沉池排出的污泥總量為108.2l/s。（2）排泥管直徑由于排泥管中污泥的流速不宜超過0

47、.8m/s，則設(shè)計(jì)時取0.6m/s，則排泥管的直徑為：設(shè)計(jì)中取排泥管的直徑為dn500mm。 4.6.3 刮泥設(shè)備沉淀池采用周邊傳動刮吸泥機(jī)，行走車輪采用鐵芯橡膠輪沿池頂走道作圓周運(yùn)動，池底污泥經(jīng)刮板刮集由吸泥管吸出，通過排泥槽及排泥槽排出池外，它是中心配水中心排泥型虹吸式排泥。液面設(shè)有浮渣刮集裝置，池臂四周設(shè)有溢流裝置和浮渣排出裝置。 4.7計(jì)量設(shè)備污水廠常用的計(jì)量設(shè)備有巴氏計(jì)量槽、薄壁堰、電磁流量計(jì)、超聲波流量計(jì)、渦輪流量計(jì)等。本設(shè)計(jì)的計(jì)量設(shè)備選用巴氏計(jì)量槽，選用的測量范圍為選擇測量范圍為0.080.9m3/s的巴氏計(jì)量槽，設(shè)計(jì)時取喉寬w=0.75m。 （1） 巴氏計(jì)量槽主要部分尺寸a1 = 0.5b +1.2a2 = 0.6a3 = 0.9b1 =1.2b + 0.48b2 = b + 0.3式中 a1漸縮部分長度，m；b喉部寬度，m； a2 喉部長度，m;a3 漸擴(kuò)部分長度，m；b1 上游渠道寬度，m；b2 上游渠道寬度，m。設(shè)計(jì)中取b=0.75m，（2）計(jì)量槽總長度計(jì)量槽應(yīng)設(shè)在渠道的直線段上，直線段的長度不應(yīng)小于渠道寬度的810倍，在計(jì)量槽