污水處理AAO工藝畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、目 錄第1章 設(shè)計(jì)任務(wù)書11.1 設(shè)計(jì)題目11.2 設(shè)計(jì)原始資料1第2章 設(shè)計(jì)水質(zhì)水量的計(jì)算2 2.1 污水量的計(jì)算2 2.2 污水水質(zhì)2第3章 確定工藝流程33.1 傳統(tǒng)工藝33.2 除磷脫氮工藝 33.3 工藝的確定73.4 具體構(gòu)筑物的選擇 8 第4章 污水的一級(jí)處理10 4.1 泵房前格柵的計(jì)算10 4.2 泵房后格柵的計(jì)算124.3 沉砂池的計(jì)算144.4 初次沉淀池計(jì)算17第5章 污水的二級(jí)處理 225.1 a2/o工藝的計(jì)算225.2 二沉池的計(jì)算295.3 接觸池的計(jì)算33 5.4 計(jì)量設(shè)備 355.5 中水過濾站37 第6章 污泥處理構(gòu)筑物計(jì)算 396.1 污泥量計(jì)算396.

2、2 污泥濃縮池的計(jì)算406.3 貯泥池的計(jì)算436.4 污泥消化池的計(jì)算456.5 污泥脫水576.5 附屬設(shè)施57第7章 污水處理廠高程計(jì)算59 7.1 污水處理構(gòu)筑物高程布置597.2 污泥處理構(gòu)筑物高程布置61第8章 污水泵站的計(jì)算64 8.1 設(shè)計(jì)依據(jù)64 8.2 水泵機(jī)組的選擇（估算）64 8.3 水泵機(jī)組的布置658.4 污水泵站的計(jì)算668.5 泵站輔助設(shè)施67主要參考文獻(xiàn) 68謝辭 69前 言水資源是經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的基本保證，污水的任意排放或處理不徹底的排放，都會(huì)給水資源環(huán)境帶來嚴(yán)重的污染問題。我國水體污染主要來自兩方面，一是工業(yè)發(fā)展超標(biāo)排放工業(yè)廢水，二是城市化中由于城市污水排

3、放和集中處理設(shè)施嚴(yán)重缺乏，大量生活污水未經(jīng)處理直接進(jìn)入水體造成環(huán)境污染。工業(yè)廢水近年來經(jīng)過治理雖有所減少，但城市生活污水有增無減，占水質(zhì)污染的51%以上。本設(shè)計(jì)是在南方某市的水文地質(zhì)、受納水體水質(zhì)資料、人口分布和氣象條件分析后，進(jìn)行的一整套污水處理廠的設(shè)計(jì)。其中，對進(jìn)水水質(zhì)、出水水質(zhì)進(jìn)行分析，污水處理廠一級(jí)、以及以a2/o法為主體的二級(jí)處理工藝流程的選擇給予說明，另外還有一小部分的水進(jìn)行了三級(jí)處理，以其作為反沖洗的用水，對具體污水及污泥構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)計(jì)算。此次設(shè)計(jì)要求處理水量為141700m3/d的城市生活污水，設(shè)計(jì)方案針對已運(yùn)行穩(wěn)定有效的a2/ o活性污泥法工藝處理城市生活污水。a2/

4、o工藝由于不同環(huán)境條件，不同功能的微生物群落的有機(jī)配合，加之厭氧、缺氧條件下，部分不可生物降解的有機(jī)物能被開環(huán)或斷鏈，使得n、p、有機(jī)碳被同時(shí)去除，并提高對不可降解有機(jī)物的去除效果。它可以同時(shí)完成有機(jī)物的去除，硝化脫氮、磷的過量攝取而被去除等功能，脫氮的前提是nh3n應(yīng)完全硝化，好氧池能完成這一功能，缺氧池則完成脫氮功能。厭氧池和好氧池聯(lián)合完成除磷功能。畢業(yè)設(shè)計(jì)對大學(xué)期間所學(xué)知識(shí)進(jìn)行了綜合運(yùn)用和全面的總結(jié),是教學(xué)計(jì)劃不可缺少的組成的部分,也是大學(xué)學(xué)習(xí)的目標(biāo).通過畢業(yè)設(shè)計(jì)掌握貫通大學(xué)期間各科課程之間的聯(lián)系。為畢業(yè)以后從事污水處理方面的設(shè)計(jì)施工及管理打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。由于缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，本設(shè)計(jì)書中

5、有不當(dāng)或紕漏之處，懇請各位老師及專家指出改正。并對在設(shè)計(jì)中給予我指導(dǎo)和幫助的各位老師表示衷心的感謝！目 錄第1章 設(shè)計(jì)任務(wù)書11.1 設(shè)計(jì)題目11.2 設(shè)計(jì)原始資料1第2章 設(shè)計(jì)水質(zhì)水量的計(jì)算2 2.1 污水量的計(jì)算2 2.2 污水水質(zhì)2第3章 確定工藝流程33.1 傳統(tǒng)工藝33.2 除磷脫氮工藝 33.3 工藝的確定73.4 具體構(gòu)筑物的選擇 8 第4章 污水的一級(jí)處理10 4.1 泵房前格柵的計(jì)算10 4.2 泵房后格柵的計(jì)算124.3 沉砂池的計(jì)算144.4 初次沉淀池計(jì)算17第5章 污水的二級(jí)處理 225.1 a2/o工藝的計(jì)算225.2 二沉池的計(jì)算295.3 接觸池的計(jì)算33 5.

6、4 計(jì)量設(shè)備 355.5 中水過濾站37 第6章 污泥處理構(gòu)筑物計(jì)算 396.1 污泥量計(jì)算396.2 污泥濃縮池的計(jì)算406.3 貯泥池的計(jì)算436.4 污泥消化池的計(jì)算456.5 污泥脫水576.5 附屬設(shè)施57第7章 污水處理廠高程計(jì)算59 7.1 污水處理構(gòu)筑物高程布置597.2 污泥處理構(gòu)筑物高程布置61第8章 污水泵站的計(jì)算64 8.1 設(shè)計(jì)依據(jù)64 8.2 水泵機(jī)組的選擇（估算）64 8.3 水泵機(jī)組的布置658.4 污水泵站的計(jì)算668.5 泵站輔助設(shè)施67主要參考文獻(xiàn) 68謝辭 69第1章 設(shè)計(jì)任務(wù)書1.1 設(shè)計(jì)題目:南方某市城市污水處理工程設(shè)計(jì)1.2 設(shè)計(jì)原始資料：1.2.

7、1 地理位置 該市位于東經(jīng)119度，北緯32度，多年平均溫度14.8 o c ，歷年最高氣溫39.1 o c，歷年最低氣溫-17.7 o c，夏季多東南風(fēng)18%，冬季多西北風(fēng)15%，風(fēng)速3.5m/s，年平均降水量1046.2mm。地面凍結(jié)深度11厘米。1.2.2 排放標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（gb 19918-2002）中二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。1.2.3 水量污水廠服務(wù)平均渠道設(shè)計(jì)人口23萬，該區(qū)工業(yè)排水量3.5萬立方米/日，公建等其他用污水量為4.5萬立方米/日，總變化系數(shù)為1.3。1.2.4 污水處理廠進(jìn)水干管數(shù)據(jù)污水廠污水進(jìn)水總管管內(nèi)底標(biāo)高（進(jìn)水泵房處）為4.0m，

8、充滿度0.65管徑1400mm。1.2.5 廠區(qū)環(huán)境 廠區(qū)征地面積為東西長300米，南北長500米。 受納河底的標(biāo)高0.5米，平均流量1.25立方米/秒，最高水位為3.5米，地面標(biāo)高為6.5米。第2章 設(shè)計(jì)水質(zhì)水量的計(jì)算21污水量的計(jì)算2.1.1 平均日污水量 (1) 生活污水量 居民生活用水定額（平均日）：q=140l/(d.cap) 居民排水定額，給水排水完善的地區(qū)可按用水定額的90%計(jì) q1=nq90%=23000014090% q1=2.9萬m3/d (2) 公建其他用水污水量 q2=4.5萬m3/d(3)工業(yè)廢水量q工業(yè)=3.5萬m3/d平均日污水總量q總平均= q1 + q2 +

9、q工業(yè) =2.9+4.5+3.5=10.9萬m3/d(2)最大日最大時(shí)污水量= q總k總=181.4=25.2萬m3/d下面將各量及其單位換算匯表如下： 表2-1項(xiàng) 目m3/dm3/hm3/sl/s平均日污水量1090004541.671.2621262最大日最大時(shí)污水量1417005904.171.6416402.2 污水水質(zhì)2.2.1 進(jìn)水水質(zhì)bod5=160mg/l ss=160mg/l cod=350mg/l tn=40 mg/l tp=4.5 mg/l 2.2.2 出水水質(zhì)cod100 mg/l bod530mg/l ss 20mg/l nh3-n=8 mg/l第3章 確定工藝流程污

10、水廠廠址選擇應(yīng)遵循下列各項(xiàng)原則:1、應(yīng)與選定的工藝相適應(yīng)2、盡量少占農(nóng)田3、應(yīng)位于水源下游和夏季主導(dǎo)風(fēng)向下風(fēng)向4、應(yīng)考慮便于運(yùn)輸5、充分利用地形本開發(fā)區(qū)在總體規(guī)劃、專業(yè)規(guī)劃及開發(fā)區(qū)建設(shè)中，已按自然地形，用地規(guī)劃預(yù)留了污水處理廠位置。3.1 傳統(tǒng)工藝曝氣（傳統(tǒng)活性污泥法）3.3.1本工藝具有以下各項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)：傳統(tǒng)活性污泥法系統(tǒng)對污水處理的效果極好，bod去除率可達(dá)90%以上，適于處凈化程度和穩(wěn)定程度要求高的污水。3.3.2本工藝也存在如下各項(xiàng)的待解決問題：(1)曝氣池首端有機(jī)污染物負(fù)荷高，耗氧速度也高，為了避免由于缺氧形成厭氧狀態(tài)，進(jìn)水有機(jī)物負(fù)荷不宜過高，因此，曝氣池容積大，占用的土地較多，基建費(fèi)用

11、高。(2)耗氧速度沿池長是變化的，而供氧速度難于與其相吻合適應(yīng)，在池就前段可能出現(xiàn)耗氧速度高于供氧速度的現(xiàn)象，池后段又可能出現(xiàn)溶解氧過剩的現(xiàn)象，對此，采用漸減供氧方式，可在一定程度上解決這一問題。(3)對進(jìn)水水質(zhì)，水量變化的適應(yīng)性較低，運(yùn)行效果易受水質(zhì)水量變化的影響。3.2 除磷脫氮工藝該工藝適合于中小型處理廠，該污水處理廠要求對原水中的氮、磷有比較好的去除，應(yīng)采用二級(jí)強(qiáng)化處理。根據(jù)城市污水處理和污染防治技術(shù)政策推薦，以及國內(nèi)外工程實(shí)例和豐富的經(jīng)驗(yàn)，比較成熟的適合中小規(guī)模具有除磷、脫氮的工藝有：a2/o工藝，a/o工藝，sbr及其改良工藝，氧化溝及其改良工藝。a/o工藝、a2/o工藝、各種氧化

12、溝工藝、sbr工藝這些從活性污泥法派生出來的工藝都可以實(shí)現(xiàn)除碳、除氮、除磷三種流程的組合，都是比較實(shí)用的除磷脫氮工藝。3.3.1 a2/o處理工藝(如下圖所示)(1) a2/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。(2) a2/o工藝的特點(diǎn)：1) 厭氧、缺氧、好氧三種不同的環(huán)境條件和不同種類的微生物菌群的有機(jī)配合，能同時(shí)具有去除有機(jī)物、脫氮除磷功能；厭氧 缺氧 好氧 二沉池內(nèi)回流污泥回流圖3.1 2/工藝2) 在同時(shí)脫氮除磷去除有機(jī)物的工藝中，該工藝流

13、程最為簡單，總的水力停留時(shí)間也少于同類其它工藝。3) 在厭氧-缺氧-好氧交替運(yùn)行下，絲狀菌不會(huì)大量繁殖，svi一般小于100，不會(huì)發(fā)生污泥膨脹。4) 污泥中含磷量高，一般為2.5%以上。(3) a2/o法同步脫氮除磷工藝的原理：a2/o分為三大部分，分別為厭氧、缺氧、好氧區(qū)。原污水從進(jìn)水井內(nèi)首先進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū)，同步進(jìn)入的還有從沉淀池排出的含磷回流污泥，本反應(yīng)器的主要功能是釋放磷，同時(shí)部分有機(jī)物進(jìn)行氨化。污水經(jīng)過第一厭氧反應(yīng)器進(jìn)入缺氧反應(yīng)器，本反應(yīng)器的首要功能是脫氮，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原污水流量)?；旌弦簭娜毖醴磻?yīng)器進(jìn)入好氧反應(yīng)器曝氣器，這一反應(yīng)

14、器單元是多功能的，去觸bod，硝化和吸收磷等項(xiàng)反應(yīng)都在本反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行。這三項(xiàng)反應(yīng)都是重要的，混合液中含有，污泥中含有過剩的磷，而污水中的bod則得到去除。流量為2q的混合液從這里回流缺氧反應(yīng)器。a2/o工藝是頗有發(fā)展前途的污水處理工藝,該法電耗少,運(yùn)行費(fèi)用低并且污泥處理費(fèi)用也比較少,不僅是節(jié)能污水處理工藝,同時(shí)也是經(jīng)濟(jì)有效的脫氮除磷較先進(jìn)的技術(shù)。該工藝在控制水體富營養(yǎng)化及污水回用等方面也具有廣泛的應(yīng)用前景；預(yù)計(jì)在我國污水處理領(lǐng)域中將會(huì)迅速的發(fā)展。3.3.2 氧化溝 圖 3.2 氧化溝嚴(yán)格地說，氧化溝不屬于專門的生物除磷脫氮工藝。但是隨著氧化溝技術(shù)的發(fā)展，它早已超出原先的實(shí)踐范圍，出現(xiàn)了一系列除

15、磷脫氮技術(shù)與氧化溝技術(shù)相結(jié)合的污水處理工藝流程。按照運(yùn)行方式，氧化溝可以分為連續(xù)工作式、交替工作式和半交替工作式。連續(xù)工作式氧化溝，如帕斯韋爾氧化溝、卡魯塞爾氧化溝。奧貝爾氧化溝在我國應(yīng)用比較多，這些氧化溝通過設(shè)置適當(dāng)?shù)娜毖醵?、厭氧段、好氧段都能取得較好的除磷脫氮效果。連續(xù)工作式氧化溝又可分為合建式和分建式。交替工作式氧化溝一般采用合建式，多采用轉(zhuǎn)刷曝氣，不設(shè)二沉池和污泥回流設(shè)施。交替工作式氧化溝又可分為單溝式、雙溝式和三溝式，交替式氧化溝兼有連續(xù)式氧化溝和sbr工藝的一些特點(diǎn)，可以根據(jù)水量水質(zhì)的變化調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)刷的開停，既可以節(jié)約能源，又可以實(shí)現(xiàn)最佳的除磷脫氮效果。(1)氧化溝具有以下特點(diǎn)： 1)

16、 工藝流程簡單，運(yùn)行管理方便。氧化溝工藝不需要初沉池和污泥消化池。有些類型氧化溝還可以和二沉池合建，省去污泥回流系統(tǒng)。 2) 運(yùn)行穩(wěn)定，處理效果好。氧化溝的bod平均處理水平可達(dá)到95%左右。 3) 能承受水量、水質(zhì)的沖擊負(fù)荷，對濃度較高的工業(yè)廢水有較強(qiáng)的適應(yīng)能力。這主要是由于氧化溝水力停留時(shí)間長、泥齡長和循環(huán)稀釋水量大。 4) 污泥量少、性質(zhì)穩(wěn)定。由于氧化溝泥齡長。一般為2030 d，污泥在溝內(nèi)已好氧穩(wěn)定，所以污泥產(chǎn)量少從而管理簡單，運(yùn)行費(fèi)用低。 5) 可以除磷脫氮?？梢酝ㄟ^氧化溝中曝氣機(jī)的開關(guān)，創(chuàng)造好氧、缺氧環(huán)境達(dá)到除磷脫氮目的，脫氮效率一般80%。但要達(dá)到較高的除磷效果則需要采取另外措施

17、。 6) 基建投資省、運(yùn)行費(fèi)用低。和傳統(tǒng)活性污泥法工藝相比，在去除bod、去除bod和nh3 -n及去除bod和脫氮三種情況下，基建費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用都有較大降低，特別是在去除bod和脫氮情況下更省。同時(shí)統(tǒng)計(jì)表明在規(guī)模較小的情況下，氧化溝的基建投資比傳統(tǒng)活性污泥法節(jié)省更多。 3.3.3 sbr工藝sbr是一種間歇式的活性泥泥系統(tǒng)，其基本特征是在一個(gè)反應(yīng)池內(nèi)完成污水的生化反應(yīng)、固液分離、排水、排泥。可通過雙池或多池組合運(yùn)行實(shí)現(xiàn)連續(xù)進(jìn)出水。sbr通過對反應(yīng)池曝氣量和溶解氧的控制而實(shí)現(xiàn)不同的處理目標(biāo)，具有很大的靈活性。sbr池通常每個(gè)周期運(yùn)行4-6小時(shí)，當(dāng)出現(xiàn)雨水高峰流量時(shí)，sbr系統(tǒng)就從正常循環(huán)自動(dòng)切

18、換至雨水運(yùn)行模式，通過調(diào)整其循環(huán)周期，以適應(yīng)來水量的變化。sbr系統(tǒng)通常能夠承受3-5倍旱流量的沖擊負(fù)荷。(1)sbr工藝具有以下特點(diǎn)： 1) sbr工藝流程簡單、管理方便、造價(jià)低。sbr工藝只有一個(gè)反應(yīng)器，不需要二沉池，不需要污泥回流設(shè)備，一般情況下也不需要調(diào)節(jié)池，因此要比傳統(tǒng)活性污泥工藝節(jié)省基建投資 30%以上，而且布置緊湊，節(jié)省用地。由于科技進(jìn)步，目前自動(dòng)控制已相當(dāng)成熟、配套。這就使得運(yùn)行管理變得十分方便、靈活，很適合小城市采用。 2) 處理效果好。sbr工藝反應(yīng)過程是不連續(xù)的，是典型的非穩(wěn)態(tài)過程，但在曝氣階段其底物和微生物濃度變化是連續(xù)的(盡管是處于完全混合狀態(tài)中)，隨時(shí)間的延續(xù)而逐漸

19、降低。反應(yīng)器內(nèi)活性污泥處于一種交替的吸附、吸收及生物降解和活化的變化過程之中，因此處理效果好。 3) 有較好的除磷脫氮效果。sbr工藝可以很容易地交替實(shí)現(xiàn)好氧、缺氧、厭氧的環(huán)境，并可以通過改變曝氣量、反應(yīng)時(shí)間等方面來創(chuàng)造條件提高除磷脫氮效率。 4) (污泥沉降性能好。sbr工藝具有的特殊運(yùn)行環(huán)境抑制了污泥中絲狀菌的生長，減少了污泥膨脹的可能。同時(shí)由于sbr工藝的沉淀階段是在靜止的狀態(tài)下進(jìn)行的，因此沉淀效果更好。 5) sbr工藝獨(dú)特的運(yùn)行工況決定了它能很好的適應(yīng)進(jìn)水水量、水質(zhì)波動(dòng)。表3.1 適合于中小型污水處理廠的除磷脫氮工藝的比較 工藝名稱氧化溝工藝ao工藝a2o工藝sbr工藝優(yōu)點(diǎn)1.處理流

20、程簡單，構(gòu)筑物少，基建費(fèi)用??；2.處理效果好，有穩(wěn)定的除p脫n功能；3.對高濃度的工業(yè)廢水有很大稀釋作用；4.有較強(qiáng)的抗沖擊負(fù)； 5.能處理不容易降解的有機(jī)物；6.污泥生成量少，污泥不需要消化處理，不需要污泥回流系統(tǒng)；7.技術(shù)先進(jìn)成熟，管理維護(hù)簡單；8.國內(nèi)工程實(shí)例多，容易獲得工程設(shè)計(jì)和管理經(jīng)驗(yàn)；9.對于中小型無水廠投資省，成本底；10.無須設(shè)初沉池，二沉池。1污泥沉降性能好；污泥經(jīng)厭氧消化后達(dá)到穩(wěn)定；3.用于大型水廠費(fèi)用較低；4.沼氣可回收利用。1.具有較好的除p脫n功能；2. 具有改善污泥沉降性能的作用的能力，減少的污泥排放量；3.具有提高對難降解生物有機(jī)物去除效果，運(yùn)行效果穩(wěn)定；4.技術(shù)

21、先進(jìn)成熟，運(yùn)行穩(wěn)妥可靠；5.管理維護(hù)簡單，運(yùn)行費(fèi)用低；6沼氣可回收利用7.國內(nèi)工程實(shí)例多，容易獲得工程設(shè)計(jì)和管理經(jīng)驗(yàn)。1.流程十分簡單；2.合建式，占地省，處理成本底；3. 處理效果好，有穩(wěn)定的除p脫n功能；4.不需要污泥回流系統(tǒng)和回流液；不設(shè)專門的二沉池；5.除磷脫氮的厭氧，缺氧和好氧不是由空間劃分的，而是由時(shí)間控制的。缺點(diǎn)1.周期運(yùn)行，對自動(dòng)化控制能力要求高；2.污泥穩(wěn)定性沒有厭氧消化穩(wěn)定；3.容積及設(shè)備利用率低；4.脫氮效果進(jìn)一步提高需要在氧化溝前設(shè)厭氧池。1.用于小型水廠費(fèi)用偏高；2.沼氣利用經(jīng)濟(jì)效益差；3，污泥回流量大，能耗高。1.處理構(gòu)筑物較多；2，污泥回流量大，能耗高。3. 用于

22、小型水廠費(fèi)用偏高；4.沼氣利用經(jīng)濟(jì)效益差。1.間歇運(yùn)行，對自動(dòng)化控制能力要求高；2.污泥穩(wěn)定性沒有厭氧消化穩(wěn)定；3.容積及設(shè)備利用率低；4.變水位運(yùn)行，電耗增大；5除磷脫氮效果一般。3.3 工藝的確定 綜上所述，可得比較適合本經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)的工藝是a2/o工藝。因?yàn)檫@種工藝具有較好的除p脫n功能； 具有改善污泥沉降性能的作用的能力，減少的污泥排放量；具有提高對難降解生物有機(jī)物去除效果，運(yùn)行效果穩(wěn)定；技術(shù)先進(jìn)成熟，運(yùn)行穩(wěn)妥可靠；管理維護(hù)簡單，運(yùn)行費(fèi)用低；沼氣可回收利用；國內(nèi)工程實(shí)例多，容易獲得工程設(shè)計(jì)和管理經(jīng)驗(yàn)技術(shù)先進(jìn)成熟，運(yùn)行穩(wěn)妥可靠，最為重要的是該工藝總水力停留時(shí)間少于其他同類工藝，節(jié)省基建費(fèi)用

23、，占地面積相對較小，在市場經(jīng)濟(jì)的形勢下，寸土寸金，該工藝無疑具有非常大的吸引力。選定核心構(gòu)筑物后,本設(shè)計(jì)的工藝流程也就相應(yīng)確定了。污水、污泥處理工藝流程見圖。工藝流程:內(nèi)循環(huán)2q進(jìn)水 格柵泵站沉砂池初沉池厭氧池缺氧池好氧池 二沉池 回流污泥接觸池 巴式計(jì)量槽 出水 ， 剩余污泥 運(yùn)走污泥脫水 污泥消化池貯泥池污泥濃縮池 圖3.3工藝流程示意圖3.4 具體構(gòu)筑物的選擇:3.4.1 格柵本設(shè)計(jì)選擇平面格柵，平面格柵具有普遍適用性，易安裝且耐用。根據(jù)柵渣量確定柵渣清除方式。當(dāng)柵渣量較大時(shí)采用機(jī)械清渣，當(dāng)柵渣量較小時(shí)采用人工清渣。3.4.2 沉砂池沉砂池的形式，按池內(nèi)的水流方向的不同，可以分為平流式、

24、豎流式和旋流式三種；按池型可分為平流沉砂池、豎流式沉砂池、曝氣沉砂池和旋流沉砂池。平流式沉砂池式常用的形式，污水在池內(nèi)沿水平方向流動(dòng)，具有構(gòu)造簡單、截留無機(jī)顆粒效果好的優(yōu)點(diǎn)。豎流式沉砂池是污水自下而上由中心管進(jìn)入池內(nèi)，無機(jī)物顆粒籍重力沉于池底，處理效果一般較差。曝氣沉砂池是在池的一側(cè)通入空氣，使污水沿池旋轉(zhuǎn)前進(jìn)，從而產(chǎn)生與主流垂直的橫向恒速環(huán)流。曝氣沉砂池的特點(diǎn)是，通過就調(diào)節(jié)曝氣量，可以控制污水的旋流速度，使除砂效率較穩(wěn)定，受流量變化的影響較小。同時(shí)，還對污水起預(yù)曝氣的作用。按生物除磷設(shè)計(jì)的污水廠，為了保證除磷效果，一般不采用曝氣沉砂池。近年來日益廣泛使用的旋流式沉砂池是利用機(jī)械力控制流態(tài)與流

25、速，加速砂粒的沉淀，有機(jī)物被截留在污水中，具有沉砂效果好、占地省的優(yōu)點(diǎn)。綜合考慮，本設(shè)計(jì)采用平流式沉砂池。3.4.3 初次沉淀池常見類型有：平流式沉淀池、豎流式沉淀池、輻流式沉淀池。平流式沉淀池呈長方形，由流入裝置，流出裝置，沉淀區(qū)，緩沖層，污泥區(qū)及排泥裝置等組成。但當(dāng)水量大導(dǎo)致分格過多時(shí)施工復(fù)雜，不宜使用。豎流式沉淀池可用圓形或正方形，為了池內(nèi)水流分布均勻，池徑不宜過大，一般不大于10m。輻流式沉淀池適用于大水量的沉淀處理。池形為圓形，直徑在20m以上。綜上，本水廠設(shè)計(jì)流量較大，因此選用輻流式沉淀池。3.4.4 二次沉淀池常見類型有：平流式沉淀池、豎流式沉淀池、輻流式沉淀池。平流式沉淀池呈長

26、方形，由流入裝置，流出裝置，沉淀區(qū)，緩沖層，污泥區(qū)及排泥裝置等組成。但當(dāng)水量大導(dǎo)致分格過多時(shí)施工復(fù)雜，不宜使用。豎流式沉淀池可用圓形或正方形，為了池內(nèi)水流分布均勻，池徑不宜過大，一般不大于10m。輻流式沉淀池適用于大水量的沉淀處理。池形為圓形，直徑在20m以上。綜上，本水廠設(shè)計(jì)流量較大，因此選用輻流式沉淀池。3.4.5 計(jì)量設(shè)備污水廠中常用的計(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。污水測量裝置的選擇原則是精度高、操作簡單、水頭損失小，不宜沉積雜物，其中以巴氏計(jì)量槽應(yīng)用最為廣泛。其優(yōu)點(diǎn)是水頭損失小，不易發(fā)生沉淀。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：0.

27、63.5 m3/s。第4章 污水的一級(jí)處理4.1 泵房前 格柵計(jì)算 本設(shè)計(jì)選擇單獨(dú)設(shè)置的格柵。設(shè)計(jì)中選擇兩組格柵，n=2，每組格柵單獨(dú)設(shè)置，每組格柵的設(shè)計(jì)流量為1.64/2=0.82m3/s4.1.1 格柵的間隙數(shù) n=qsinnbhv 式中 n-格柵柵條間隙數(shù)（個(gè)）； q-設(shè)計(jì)流量（m3/s）-格柵傾角（。）；n-設(shè)計(jì)的格柵組數(shù)（組）；b-格柵柵條間隙（m）；h-格柵柵前水深（m）；v-格柵過柵流速（m/s）。設(shè)計(jì)中，h=122qv =0.72m v=0.8m/s，b=0.02m，=60。 n= =56個(gè)4.1.2 格柵槽寬度 b=s（n-1）+bn 式中b-格柵槽寬度（m）； s-每根格柵

28、條的寬度（m） 設(shè)計(jì)中取 s=0.01m，則b=0.02（56-1）+0.0256=1.67m 根據(jù)格柵規(guī)格，設(shè)計(jì)中選用b=1.8m的格柵。4.1.3 進(jìn)水渠道漸寬部分的長度 l1=（b-b1）/2tg1 式中 l1-進(jìn)水渠道漸寬部分的長度（m）； b1-進(jìn)水明渠寬度（m） 1-漸寬處角度 設(shè)計(jì)中取b1=2m， 1=20，則 l1=0.82m4.1.4 出水渠道漸寬部分的長度 l2= l1=0.82m4.1.5 通過格柵的水頭損失 h1=k（sb）4/3v22gsin 式中h1-水頭損失（m）； -格柵條的阻力系數(shù)，查表=2.42；k-格柵受污物堵塞時(shí)的水頭損失增大系數(shù)，一般采用k=3 h1=

29、32.42（0.01/0.01）4/3（0.8）2/（29.81）sin60=0.19m。4.1.6 柵后明渠的總高度 h=h+h1+h2 式中 h-柵后明渠的總高度（m）； h2-明渠超高（m），一般采用0.30.5m設(shè)計(jì)中取h2=0.5m，則h=0.8+0.19+0.5=1.5m4.1.7 格柵槽總長度 l=l1+l2+0.5+1.0+h1tg 式中 l-格柵槽總長度（m）； h1-格柵明渠的深度（m）； l=0.82+0.82+0.5+1.0+=3.89m4.1.8 每日柵渣量 w=86400qw11000 式中w-每日柵渣量（m3/d）； w1-每日每103m3污水的柵渣量（m3/10

30、3m3污水），一般采用0.040.06 m3/103污水 設(shè)計(jì)中取w1=0.05 m3/103m3污水w=5.45m3/d 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。格柵示意圖如下:圖4.1 格柵簡圖4.2 泵房后細(xì)格柵的計(jì)算 本設(shè)計(jì)選擇格柵和沉砂池合建。設(shè)計(jì)中選擇兩組格柵，n=2，每組格柵單獨(dú)設(shè)置，每組格柵的設(shè)計(jì)流量為1.64/2=0.82m3/s4.2.1 格柵的間隙數(shù) n=qsinnbhv 式中 n-格柵柵條間隙數(shù)（個(gè)）； q-設(shè)計(jì)流量（m3/s）-格柵傾角（。）；n-設(shè)計(jì)的格柵組數(shù)（組）；b-格柵柵條間隙（m）；h-格柵柵前水深（m）；v-格

31、柵過柵流速（m/s）。 設(shè)計(jì)中，h=122qv =0.72m 設(shè)計(jì)中取0.8m v=0.8m/s，b=0.01m，=60。 n= 119個(gè)4.2.2 格柵槽寬度 b=s（n-1）+bn 式中b-格柵槽寬度（m）； s-每根格柵條的寬度（m） 設(shè)計(jì)中取 s=0.01m，則b=0.01（119-1）+0.01119=2.37m 根據(jù)格柵規(guī)格，設(shè)計(jì)中選用b=2.4m的格柵。4.2.3進(jìn)水渠道漸寬部分的長度 l1=（b-b1）/2tg1 式中 l1-進(jìn)水渠道漸寬部分的長度（m）； b1-進(jìn)水明渠寬度（m） 1-漸寬處角度 設(shè)計(jì)中取b1=2m， 1=20，則 l1=0.82m4.2.4 出水渠道漸寬部分

32、的長度 l2= l1=0.82m 4.2.5 通過格柵的水頭損失 h1=k（sb）4/3v22gsin 式中h1-水頭損失（m）； -格柵條的阻力系數(shù)，查表=2.42；k-格柵受污物堵塞時(shí)的水頭損失增大系數(shù)，一般采用k=3 h1=32.42（0.01/0.01）4/3（0.8）2/（29.81）sin60=0.21m。4.2.6 柵后明渠的總高度 h=h+h1+h2 式中 h-柵后明渠的總高度（m）； h2-明渠超高（m），一般采用0.30.5m設(shè)計(jì)中取h2=0.5m，則h=0.8+0.21+0.5=1.51m4.2.7 格柵槽總長度 l=l1+l2+0.5+1.0+h1tg 式中 l-格柵槽

33、總長度（m）； h1-格柵明渠的深度（m）； l=0.82+0.82+0.5+1.0+=3.07m4.3 沉砂池計(jì)算 本設(shè)計(jì)選擇二組平流式沉砂池，n=2，每組沉砂池設(shè)計(jì)流量為1.64/2=0.82m3/s。4.3.1 沉砂池長度 l=vt 式中 l-沉砂池長度（m）； v-設(shè)計(jì)流量時(shí)的流速（m/s），一般采用0.150.30m/s；t-設(shè)計(jì)流量時(shí)的流行時(shí)間（s），一般采用3060s。設(shè)計(jì)中取v=0.25m/s，t=40s， l=vt=10m。4.3.2 水流過水?dāng)嗝婷娣e a=q/ v 式中a-水流過水?dāng)嗝婷娣e（m2）； q-設(shè)計(jì)流量（m3/s）； a=0.82/0.25=3.28m24.3.3

34、 沉砂池寬度 b=a/h2 式中 b-沉砂池寬度（m）； h2-設(shè)計(jì)有效水深（m），一般采用0.251.00m。 設(shè)計(jì)中取 h2=0.8m，每組沉砂池設(shè)兩格，則b=（3.28/2）/1=2.05m4.3.4 沉砂室所需容積 v=qxt86400106 式中q-平均流量（m3/s）；x-城市污水沉砂量（m3/106m3污水），一般采用30 m3/106m3污水；t-清除沉砂的間隔時(shí)間（d），一般采用12d設(shè)計(jì)中取清除沉砂的間隔時(shí)間t=2d，城市污水沉砂量x=30m3/106m3污水 v=6.54m34.3.5 每個(gè)沉砂斗容積 v0=vn 式中v0-每個(gè)沉砂斗容積（m3）； n-沉砂斗格數(shù)（個(gè)）；

35、設(shè)計(jì)中取每一分格有2個(gè)沉砂斗，共有n=222=8個(gè)沉砂斗 v0=0.82 m34.3.6 沉砂斗高度 沉砂斗高度應(yīng)能滿足沉砂斗儲(chǔ)存沉砂的要求，沉砂斗的傾角60。 h3=3v0/（f1+f2+f1f2） 式中 h3 -沉砂斗的高度（m）f1-沉砂斗上口面積（m2）f2-沉砂斗下口面積（m2），一般采用0.40.40.60.6（m）設(shè)計(jì)中取沉砂斗上口面積為1.5，下口面積為0.6 h3=30.82/（1.5+0.6）=0.7m設(shè)計(jì)中取0.8m。校核沉砂斗角度tg=2h3/（1.5-0.6）=1.78，=60.706004.3.7 沉砂室高度 h3= h3+il2式中 h3-沉砂室高度（m）； i-

36、沉砂池底坡度，一般采用0.010.02；l2-沉砂池底長度（m）設(shè)計(jì)中取沉砂池底坡度為0.02， h3=0.8+0.02=0.87m4.3.8 沉砂池總高度 h=h1+h2+h3 式中 h-沉砂池總高度（m）；h1-沉砂池超高（m），一般采用0.30.5m； 設(shè)計(jì)中取h1=0.3 m，則h=0.3+0.8+0.87=1.97 m。4.3.9 驗(yàn)算最小流速 vmin=qmin/（n1amin）式中vmin-最小流速（m/s），一般采用v0.15 m/s；qmin-最小流量（m3/s），一般采用0.75q；n1-沉砂池格數(shù)（個(gè)），最小流量時(shí)取1；amin-最小流量時(shí)的過水?dāng)嗝婷娣e（m2）。vmin

37、=0.75/（1）=1.15m/s0.15 m/s。4.3.10 進(jìn)水渠道 格柵的出水通過dn800mm的管道流入沉砂池的進(jìn)水渠道，然后向兩側(cè)配水進(jìn)入進(jìn)水渠道，污水在渠道內(nèi)的流速為： v1=qh1b1式中 v1-進(jìn)水渠道水流流速（m/s）；b1-進(jìn)水渠道寬度（m）；h1-進(jìn)水渠道水深（m）。設(shè)計(jì)中取b1=0.8 m，h1=1.0 m，則v1=1.03 m/s。4.3.11 出水渠道出水采用薄壁出水堰跌落出水，出水堰可保證沉砂池內(nèi)水位標(biāo)高恒定，堰上水頭為： h1=（q12gmb2）2/3式中： h1-堰上水頭（m）；q1-沉砂池內(nèi)設(shè)計(jì)流量（m3/s）；m-流量系數(shù)，一般采用0.40.5b2-堰寬

38、（m），等于沉砂池寬度。設(shè)計(jì)中取m=0.4，b2=2.05 m，則h1= () 2/3=0.11m出水堰自由跌落0.10.15m后進(jìn)入出水渠，出水渠寬0.8m，有效水深1m，水流流速1.14m/s，出水流入出水管道。出水管道采用鑄鐵管，管徑dn=800mm，管內(nèi)流速v2=1.06m/s，水力坡度i=1.63 。4.3.12 排砂管道采用沉砂池底部管道排砂，排砂管道管徑dn=400mm。 圖4.2 平流沉砂池4.4 初次沉淀池計(jì)算 設(shè)計(jì)中選擇四組輻流沉淀池，n=4，每組設(shè)計(jì)流量為0.41 m3/s，從沉砂池流來的污水進(jìn)入集配水井，經(jīng)過集配水井分配流量后流入輻流沉淀池。4.4.1 沉淀部分有效面積

39、 f= q3600/ q 式中 f-沉淀部分有效面積（m2）；q-設(shè)計(jì)流量（即日平均流量）（m3/s）；q-表面負(fù)荷m3/（m2h），一般采用1.53.0 m3/（m2h）。設(shè)計(jì)中取沉淀池的表面負(fù)荷q=2 m3/（m2h）則 f= 0.413600/2=738.02 m24.4.2 沉淀池直徑d=4f(4f/)1/2 式中：d-沉淀池直徑； d=30.66m，取31m。4.4.3 沉淀池有效水深 h2= qt式中：h2-沉淀池有效水深（m）； t-沉淀時(shí)間（h），一般采用13h；設(shè)計(jì)中取沉淀時(shí)間t=1.5h，則h2=1.5=3m。4.4.4 污泥部分所需容積（1） 按設(shè)計(jì)人口計(jì)算 v=snt/

40、(1000n)式中：v-污泥部分所需容積（m2）；s-每人每日污泥量l/（人d），一般采用0.30.8 l/（人d）；t-兩次清除污泥間隔時(shí)間（d），一般采用重力排泥時(shí)，t=12d，采用機(jī)械刮泥時(shí)，t=0.050.2d；n-設(shè)計(jì)人口數(shù)（人）n-沉淀池組數(shù)。 設(shè)計(jì)中s=0.5 l/（人d），采用機(jī)械刮泥時(shí)，清除污泥間隔時(shí)間t=0.167d=4h，v=(0.52310000)/(1000424)=11.5 m3（2） 初次沉淀池去除懸浮物為50%，去除bod為25%。按去除水中懸浮物計(jì)算 v=q（c1-c2）86400t100k2（100-p0）n106代入數(shù)據(jù)v=14.5m3輻流沉淀池采用周邊傳

41、動(dòng)刮泥機(jī)，周邊傳動(dòng)刮泥機(jī)的周邊線速度為23m/min，將污泥推入污泥斗，然后用靜水壓力將污泥排出池外。4.4.5 污泥斗容積 輻流沉淀池采用周邊傳動(dòng)刮泥機(jī)，池底需做成0.03的坡度，刮泥機(jī)連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)將污泥推入污泥斗，設(shè)計(jì)中選擇矩形污泥斗，污泥斗上口尺寸r=2m，底部尺寸r=1m, 傾角為60，則污泥斗有效高度： h5=（2-1）tg60=1.73m 污泥斗的容積 v1=3h5（a2+aa1+a12） 式中 v1-污泥斗的容積（m3）h5-污泥斗高度（m）；a-污泥斗上口邊長（m）；a1-污泥斗底部邊長（m）。則 v1=31.73（22+21+12）=12.7 m3污泥斗以上圓錐體部分污泥容積v2

42、：設(shè)池底徑向坡度為0.03，則h4=（31-2）v2=3h4（r2+rr+r2） 式中： v2-污泥斗底部圓錐體體積（m3）；h4-污泥斗底部圓錐體高度（m）；r-沉淀池半徑（m）；r-沉淀池底部中心圓半徑（m）；v2=（312+312+22）=902.94 m3污泥斗總?cè)莘e v3= v1+v2=12.7+902.94=915.6422.13 m34.4.6 沉淀池總高度 h=h1+h2+h3+h4+h5式中：h-沉淀池總高度（m）；h1-沉淀池超高（m），一般采用0.30.5 m；h3-沉淀池緩沖層高度（m），一般采用0.3m。h=0.3+3+0.3+0.87+1.73=6.2m 沉淀池池邊

43、高度h= h1+h2+h3=0.3+3+0.3=3.6m 徑深比 d/ h2=31/3=10.33在612之間。（符合要求）4.4.7 進(jìn)水集配水井 輻流沉淀池分為四組，在沉淀池進(jìn)水端設(shè)集配水井，污水在集配水井中部的配水井平均分配，然后流進(jìn)每組沉淀。（1）配水井中心管直徑 d2=4q/(v2)1/2式中 d2-配水井中心管直徑（m） v2中心管內(nèi)污水流速（m/s），一般采用v20.6m/s q進(jìn)水流量（m2/s） 設(shè)計(jì)中取v2=0.9 m/s，q=1.64 m2/s d2=41.64/(0.9)1/2=1.52m 設(shè)計(jì)中取1.6 m（2）配水井直徑 d3=4q/(v3)+ d221/2式中 d

44、3配水井直徑（m） v3配水井內(nèi)污水流速（m/s），一般采用v2=0.20.4m/s設(shè)計(jì)中取v3=0.4 m/sd3=41.64/(0.3)+ 1.621/2=2.79m，取2.8m(3) 集水井直徑d1=4q/(v1)+ d231/2式中d1集配水井直徑（m）v1集水井內(nèi)污水流速（m/s），一般采用v1=0.20.4m/s設(shè)計(jì)中取v1=0.35 m/s，d1=41.64/(0.35)+ 2.821/2=3.71m,取4.0m（4）進(jìn)水管管徑 取進(jìn)入二沉池的管徑dn=800mm校核流速v=40.41/(23.140.82)=0.820.7m/s,符合要求（5）出水管管徑由前面結(jié)果可知，dn=700mm,v=1.07m/s(6) 總出水管出水管采用混凝土管,取管徑d=1300mm,v=1.26m/s(i=1.16)集配水井。4.4.8 出水堰 沉淀池出水經(jīng)過雙側(cè)出水堰跌落進(jìn)入集水槽，然后匯入出水管道排入集水井。出水堰采用雙側(cè)900三角形出水堰，三角堰頂寬0.16m，深0.08m，間距0.1m，外側(cè)三角堰距沉淀池內(nèi)壁0.4m，三角堰直徑為30.2m，共有452個(gè)三角堰。內(nèi)側(cè)三角堰距擋渣板0.4m，三角堰直徑為29.8m，共有446個(gè)