西安市某城鎮(zhèn)污水處理廠設(shè)計(jì)說明

1、. . . . 市某城鎮(zhèn)污水處理廠設(shè)計(jì)摘 要本設(shè)計(jì)為市某城鎮(zhèn)污水處理廠工程工藝計(jì)，污水處理廠規(guī)模為200000m3/d，污水的主要來源是生活污水和工業(yè)廢水。主要污染物質(zhì)是BOD，COD，SS，NH3-N，TP，TN，適宜采用生化處理方法。結(jié)合污水來源的水質(zhì)特征，采用A2/O工藝為主體反應(yīng)池的污水處理工藝流程和輻流濃縮池為主體的污泥處理工藝流程。本工藝具有良好的去除BOD，COD與脫氮除磷的功能，BOD5和SS為90%95%，總氮為70%以上，磷為90%左右，根據(jù)HJ2014-2012生物濾池法污水處理工程技術(shù)規(guī)一般工藝均能達(dá)到處理COD 80%90%，NH3-N80%95%。污水處理廠處理后的

2、出水達(dá)到城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB18918-2002）中的一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，其出水就近排進(jìn)水體。、關(guān)鍵詞：A2/O工藝；脫氮除磷；曝氣沉砂池；平流沉淀池；輻流濃縮池目 錄第1章緒論51.1設(shè)計(jì)任務(wù)與容51.1.1設(shè)計(jì)簡介51.1.2設(shè)計(jì)任務(wù)與容51.2設(shè)計(jì)依據(jù)與原始資料51.2.1設(shè)計(jì)依據(jù)51.2.2設(shè)計(jì)原始資料6第2章處理工藝方案選擇72.1工藝方案選擇原則72.2工藝比較82.2.1 A2/O工藝82.2.2氧化溝工藝92.3本設(shè)計(jì)需要的各組分去除率102.4工藝流程122.5主要構(gòu)筑物的選擇122.5.1 格柵132.5.2沉砂池132.5.3初沉池132.5.4生物化反應(yīng)池142.

3、5.5二沉池152.5.6濃縮池162.5.7消毒接觸池16第3章構(gòu)筑物設(shè)計(jì)計(jì)算173.1格柵173.1.1設(shè)計(jì)說明173.1.2設(shè)計(jì)計(jì)算173.2格柵與沉砂池合建的格柵193.2.1設(shè)計(jì)說明193.2.2設(shè)計(jì)計(jì)算203.3沉砂池2133.1設(shè)計(jì)說明213.3.2設(shè)計(jì)計(jì)算223.4初次沉淀池253.4.1設(shè)計(jì)說明253.4.2設(shè)計(jì)計(jì)算253.5生化池313.5.1設(shè)計(jì)參數(shù)313.5.2平面尺寸計(jì)算323.5.3進(jìn)出水系統(tǒng)343.5.4其他管道設(shè)計(jì)363.5.5剩余污泥量363.6曝氣系統(tǒng)工藝計(jì)算373.6.1需氧量373.6.2供氣量373.7二沉池393.7.1設(shè)計(jì)說明393.7.2設(shè)計(jì)計(jì)算

4、403.8消毒池473.8.1消毒劑的投加473.8.2平流式消毒接觸池473.9巴氏計(jì)量槽設(shè)計(jì)493.9.1.計(jì)量槽主要部分尺寸：493.9.2.計(jì)量槽總長度503.9.3計(jì)量槽的水位503.9.4渠道水力計(jì)算513.9.5水廠出水管523.10濃縮池523.10.1污泥量計(jì)算523.10.2輻流式濃縮池543.11貯泥池573.11.1貯泥池設(shè)計(jì)進(jìn)泥量573.11.2貯泥池容積583.11.3貯泥池高度593.11.4管道部分593.12消化池設(shè)計(jì)593. 13污泥脫水603.13.1脫水污泥量計(jì)算603.13.2脫水機(jī)的選擇60第4章污水處理廠布置624.1污水處理廠平面布置624.1.

5、1污水處理廠設(shè)施組成624.1.2平面布置的原則634.1.3平面布置644.2污水處理廠高程布置664.2.1高程布置的原則664.2.2污水處理構(gòu)筑物的高程布置664.2.3污水處理高程布置664.2.4污水泵站674.2.5污泥處理構(gòu)筑物高程布置674.2.6污泥高程布置68參考文獻(xiàn)69第1章 緒論1.1設(shè)計(jì)任務(wù)與容1.1.1設(shè)計(jì)簡介 本設(shè)計(jì)為環(huán)境工程專業(yè)大三學(xué)年課程設(shè)計(jì)，是第六學(xué)期教學(xué)計(jì)劃規(guī)定的最后一個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié)，本設(shè)計(jì)的題目是市某城鎮(zhèn)污水處理廠設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)任務(wù)是在指導(dǎo)教師閻險(xiǎn)峰的指導(dǎo)下，在規(guī)定的時(shí)間進(jìn)行的城鎮(zhèn)污水處理廠的設(shè)計(jì)。1.1.2設(shè)計(jì)任務(wù)與容（1）污水處理程度計(jì)算 根據(jù)水體要求處理

6、水質(zhì)以與當(dāng)?shù)氐木唧w條件，氣候與地形條件等來計(jì)算污水處理程度。 （2）污水處理構(gòu)筑物計(jì)算 確定污水處理工藝流程后選擇適宜的各處理單體構(gòu)筑物的類型。對(duì)所有單體構(gòu)筑物進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，包括確定各有關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)，負(fù)荷，尺寸等。 （3）污泥處理構(gòu)筑物計(jì)算 根據(jù)原始資料，當(dāng)?shù)鼐唧w情況，以與污水性質(zhì)與成分，選擇合適的污泥處理工藝流程，進(jìn)行各單體構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)計(jì)算。 （4）平面布置與高程計(jì)算對(duì)污水污泥處理流程要做出較準(zhǔn)確的平面布置，進(jìn)行水力計(jì)算與高程計(jì)算。1.2設(shè)計(jì)依據(jù)與原始資料1.2.1設(shè)計(jì)依據(jù) 本設(shè)計(jì)依據(jù)水污染控制工程課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書，給水排水設(shè)計(jì)手冊，洪軍，杜茂安主編水處理工程設(shè)計(jì)計(jì)算，1.2.2設(shè)計(jì)原始資料（1

7、）排水體制采用完全分流制（2）污水量生活污水和工業(yè)污水混合后的水量為200000m3/d（3）水質(zhì)生活污水和工業(yè)污水混合后進(jìn)水水質(zhì)：COD=291mg/l BOD=166mg/l SS=70mg/l NH3-N=35mg/lTP=2.8mg/l PH=78 TN=43mg/l出水水質(zhì)該廠污水排入水體前要求達(dá)到國家城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB18918-2002）一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)處理程度。COD50mg/l BOD10mg/l SS10mg/l NH3-N5(8)mg/lTP0.5mg/l TN15mg/l（4）自然特征最高溫度：45.2 oC最低溫度：-20.6 oC年平均溫度：13.3 oC

8、冬季平均溫度：-5 oC結(jié)凍期：36d風(fēng)向：常風(fēng)為東北風(fēng)和西南風(fēng)冰凍線：最深凍土層達(dá)到-50cn，一般為-10cm第2章 處理工藝方案選擇2.1工藝方案選擇原則作為鄉(xiāng)鎮(zhèn)基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分和水污染控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠工程的建設(shè)和運(yùn)行意義重大。由于鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠的建設(shè)和運(yùn)行不但耗資較大，而且受多種因素的制約和影響，其中處理工藝方案的優(yōu)化選擇對(duì)確保處理廠的運(yùn)行性能和降低費(fèi)用最為關(guān)鍵，因此有必要根據(jù)確定的標(biāo)準(zhǔn)和一般原則，從整體優(yōu)化的觀念出發(fā)，結(jié)合設(shè)計(jì)規(guī)模、污水水質(zhì)特性以與當(dāng)?shù)氐膶?shí)際條件和要求，選擇切實(shí)可行且經(jīng)濟(jì)合理的處理工藝方案，經(jīng)全面技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后優(yōu)選出最佳的總體工藝方案和實(shí)施方式。在

9、污水處理廠工藝方案確定中，將遵循以下原則：（1）技術(shù)成熟，處理效果穩(wěn)定，保證出水水質(zhì)達(dá)到國家規(guī)定的排放要求。（2）基建投資和運(yùn)行費(fèi)用低，以盡可能少的投入取得盡可能多的效益。（3）運(yùn)行管理方便，運(yùn)轉(zhuǎn)靈活，并可根據(jù)不同的進(jìn)水水質(zhì)和出水水質(zhì)要求調(diào)整運(yùn)行方式和工藝參數(shù)，最大限度的發(fā)揮處理裝置和處埋構(gòu)筑物的處理能力。（4）選定工藝的技術(shù)與設(shè)備先進(jìn)、可靠。（5）便于實(shí)現(xiàn)工藝過程的自動(dòng)控制，提高管理水平，降低勞動(dòng)強(qiáng)度和人工費(fèi)用。本工程要求的污水處理程度較高，對(duì)污水處理工藝選擇應(yīng)十分慎重。本方案設(shè)計(jì)的污水處理工藝選擇針對(duì)該城鎮(zhèn)污水量和污水水質(zhì)以與經(jīng)濟(jì)條件考慮適應(yīng)力強(qiáng)、調(diào)節(jié)靈活、低能耗、低投入、少占地和操作管理

10、方便的成熟先進(jìn)工藝。下面將對(duì)各種工藝的特點(diǎn)進(jìn)行論述，以便選擇切實(shí)可行的方案。2.2工藝比較2.2.1 A2/O工藝A2/O工藝是Anaerobic-Anoxic-Oxic的英文縮寫，它是厭氧-缺氧-好氧生物脫氮除磷工藝的簡稱。該工藝處理效率一般能達(dá)到：BOD5和SS為90%95%，總氮為70%以上，磷為90%左右，一般適用于要求脫氮除磷的大中型城市污水廠。但A2/O工藝的基建費(fèi)和運(yùn)行費(fèi)均高于普通活性污泥法，運(yùn)行管理要求高，所以對(duì)目前我國國情來說，當(dāng)處理后的污水排入封閉性水體或緩流水體引起富營養(yǎng)化，從而影響給水水源時(shí)，才采用該工藝。A2/O工藝特點(diǎn):厭氧、缺氧、好氧三種不同的環(huán)境條件和不同種類微

11、生物菌群的有機(jī)配合，同時(shí)具有去除有機(jī)物、脫氮除磷的功能。在同時(shí)脫氮除磷的工藝中，該工藝流程最為簡單，總的水力停留時(shí)間也少于同類其他工藝。在厭氧缺氧好氧交替運(yùn)行條件下，絲狀菌不會(huì)大量繁殖，SVI一般少于100，污泥沉降性好。污泥中磷含量高，一般在2.5%以上。該工藝脫氮效果受混合液回流比大小的影響，除磷效果則受回流污泥中攜帶DO和硝酸態(tài)氧的影響，因而脫氮效果不可能很高。根據(jù)厭氧-缺氧-好氧活性污泥法污水處理工程技術(shù)規(guī)（HJ576-2010）表2-1 A2/O工藝處理效率：污水類別主體工藝污染物去除率%化學(xué)耗氧量（CODcr）五日生化需氧量（BOD5）懸浮物（SS）氨氮（NH3-N）總氮（TN）總

12、磷（TP）城鎮(zhèn)污水預(yù)（前）處理+AAO反應(yīng)池+二沉池70-9080-9580-9580-9560-8560-90工業(yè)廢水預(yù)（前）處理+AAO反應(yīng)池+二沉池70-9070-9070-9080-9060-8060-902.2.2氧化溝工藝氧化溝利用連續(xù)環(huán)式反應(yīng)池（Cintinuous Loop Reator,簡稱CLR）作生物反應(yīng)池，混合液在該反應(yīng)池中一條閉合曝氣渠道進(jìn)行連續(xù)循環(huán)，氧化溝通常在延時(shí)曝氣條件下使用。氧化溝使用一種帶方向控制的曝氣和攪動(dòng)裝置，向反應(yīng)池中的物質(zhì)傳遞水平速度，從而使被攪動(dòng)的液體在閉合式渠道中循環(huán)。氧化溝工藝一般可不設(shè)初沉池，在不增加構(gòu)筑物與設(shè)備的情況下，氧化溝不僅可完成碳源

13、的氧化，還可實(shí)現(xiàn)硝化和脫硝，成為A/O工藝；氧化溝前增加厭氧池可成為A2/O（A-A-O）工藝，實(shí)現(xiàn)除磷。由于氧化溝活性污泥已經(jīng)好氧穩(wěn)定，可直接濃縮脫水，不必厭氧消化。BOD的去除率可達(dá)95%99%，脫氮效率約為90%，除磷效率約為50%。氧化溝污水處理技術(shù)已被公認(rèn)為一種較成功的革新的活性污泥法工藝，與傳統(tǒng)活性污泥系統(tǒng)相比，它在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等方面具有一系列獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。 工藝流程簡單、構(gòu)筑物少，運(yùn)行管理方便。一般情況下，氧化溝工藝可比傳統(tǒng)活性污泥法少建初沉池和污泥厭氧消化系統(tǒng)，基建投資少。另外，由于不采用鼓風(fēng)曝氣的空氣擴(kuò)散器，不建厭氧消化系統(tǒng)，運(yùn)行管理要方便。 處理效果穩(wěn)定，出水水質(zhì)好。實(shí)際運(yùn)行效

14、果表明，氧化溝在去除BOD5和SS方面均可取得比傳統(tǒng)活性污泥法更高質(zhì)量的出水，運(yùn)行也更穩(wěn)定可靠。同時(shí)，在不增加曝氣池容積時(shí)，能方便地實(shí)現(xiàn)硝化和一定的反硝化處理，且只要適當(dāng)擴(kuò)大曝氣池容積，能更方便地實(shí)現(xiàn)完全脫氮的深度處理。 基建投資省，運(yùn)行費(fèi)用低。實(shí)際運(yùn)行證明，由于氧化溝工藝省去初沉池和污泥厭氧消化系統(tǒng)，且比較容易實(shí)現(xiàn)硝化和反硝化，當(dāng)處理要求脫氮時(shí)，氧化溝工藝在基建投資方面比傳統(tǒng)活性污泥法節(jié)省很多（當(dāng)只需去除BOD5時(shí)，可能節(jié)省不多）。同樣，當(dāng)僅要求去除BOD5時(shí)，對(duì)于大規(guī)模污水廠采用氧化溝工藝運(yùn)行費(fèi)用比傳統(tǒng)活性污泥法略低或相當(dāng)，而要求去除BOD5且去除NH3-N時(shí)，氧化溝工藝運(yùn)行費(fèi)用就比傳統(tǒng)活

15、性污泥法節(jié)省較多。 污泥量少，污泥性質(zhì)穩(wěn)定。由于氧化溝所采用的污泥齡一般長達(dá)2030d，污泥在溝得到了好氧穩(wěn)定，污泥生成量就少，因此使污泥后處理大大簡化，節(jié)省處理廠運(yùn)行費(fèi)用，且便于管理。 具有一定承受水量、水質(zhì)沖擊負(fù)荷的能力。水流在氧化溝中流速為0.30.4m/s，氧化溝的總長為L，則水流完成一個(gè)循環(huán)所需時(shí)間t=L/S,當(dāng)L=90600m時(shí)，t=520min。由于廢水在氧化溝中設(shè)計(jì)水力停留時(shí)間T為1024h，因此可計(jì)算出廢水在整個(gè)停留時(shí)間要完成的循環(huán)次數(shù)為30280次不等?？梢娫鬯贿M(jìn)入氧化溝，就會(huì)被幾十倍甚至上百倍的循環(huán)量所稀釋，因此具有一定承受沖擊負(fù)荷的能力。 占地面積少。由于氧化溝工藝

16、所采用的污泥負(fù)荷較小、水力停留時(shí)間較長，使氧化溝容積會(huì)大于傳統(tǒng)活性污泥法曝氣池容積，占地面積可能會(huì)大些，但因?yàn)槭∪チ顺醭脸睾臀勰鄥捬跸?，占地面積總的來說會(huì)少于傳統(tǒng)活性污泥法。2.3本設(shè)計(jì)需要的各組分去除率 （2-1）綜上所述，選擇A2/O工藝為本廠的污水處理工藝。2.4工藝流程具體流程圖如下：廢水粗格柵提升泵細(xì)格柵渦流沉砂池平流初沉池A2/O二沉池污泥濃縮池貯泥池污泥消化污脫水消毒接觸池巴氏計(jì)量槽出水圖2.1 工藝流程圖2.5主要構(gòu)筑物的選擇2.5.1 格柵格柵是一組平行的金屬柵條或篩網(wǎng)組成，安裝在污水管道、泵房、集水井的進(jìn)口處或處理廠的端部，用以截留雨水、生活污水和工業(yè)廢水中較大的懸浮物

17、或漂浮物，如纖維、碎皮、毛發(fā)、木屑、果皮等，起凈化水質(zhì)，保護(hù)水泵的作用，同時(shí)也減輕后續(xù)處理構(gòu)筑物的處理負(fù)荷，使之正常運(yùn)行。格柵可以根據(jù)格柵條的凈間隙不同而分為粗格柵、中格柵以與細(xì)格柵，分別用于截留不同粒徑的雜物而設(shè)計(jì)，也可以根據(jù)柵渣量的大小二選擇不同的清渣方式，可采用人工清渣或機(jī)械清渣。本設(shè)計(jì)采用粗格柵和細(xì)隔柵進(jìn)行隔渣，分別設(shè)置在污水泵房前后,以去除不同大小的廢渣,由于柵渣量較大，采用機(jī)械清渣方式。2.5.2沉砂池沉砂池是借助于污水中的顆粒與水的比重不同，使大顆粒的砂粒，石子，煤渣等無機(jī)顆粒沉降，減少大顆粒物質(zhì)在輸水管沉積和消化池沉積。沉砂池按照運(yùn)行方式不同可分為平流沉砂池，豎流式沉砂池，曝氣

18、式沉砂池，渦流式沉砂池。由于本設(shè)計(jì)的處理量不大，并且污水經(jīng)過粗格柵除渣，對(duì)泵站影響不大，為了便于清砂，沉沙池設(shè)于泵站后。根據(jù)渦流沉砂池沉砂效率高，占地小，耗能低，運(yùn)行穩(wěn)定，維護(hù)管理方便等優(yōu)點(diǎn)，本設(shè)計(jì)采用渦流式沉砂池。2.5.3初沉池初沉池是借助于污水中得懸浮物質(zhì)在重力的作用下可以下沉，從而與污水分離，初次沉淀池去除懸浮物40%-60%，去除BOD20%-30%。初次沉淀池按照運(yùn)行方式不同可分為平流沉淀池，豎流沉淀池，輻流沉淀池，斜板沉淀池。本設(shè)計(jì)采用了成本較低，運(yùn)行較好的平流式沉淀池，該池施工簡易，對(duì)沖擊負(fù)荷和溫度變化的適應(yīng)能力較強(qiáng)。2.5.4生物化反應(yīng)池A2/O工藝是Anaorobic-An

19、oxic-Oxic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工藝于70年代由美國專家在厭氧好氧除磷工藝（A/O）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，可以針對(duì)現(xiàn)今污水特點(diǎn)（水體富營養(yǎng)化）進(jìn)行有效處理。該工藝在厭氧好氧除磷工藝（A/O）中加入缺氧池，將好氧池流出的一部分混合液回流至缺氧池前端，以達(dá)到硝化脫氮的目的。A2/O工藝流程圖如圖2.2所示：圖2.2 A2/O工藝流程圖在厭氧池中，原污水與同步進(jìn)入的從二沉池的混合液回流的含磷污泥的注入，本段主要功能為釋放磷，使污水中P的濃度升高，溶解性有機(jī)物被微生物細(xì)胞吸收而使污水中BOD濃度下降；另外，NH3-N，因細(xì)胞的合

20、成而被去除一部分，使污水中NH3-N濃度下降，但NO3-N含量沒有變化。在缺氧池中，反硝化菌利用污水中的有機(jī)物作碳源，將回流混合液中帶入的大量NO3-N和NO2-N還原為N2釋放至空氣，因此BOD5濃度下降，NO3-N濃度大幅度下降，而磷的變化很小。在好氧池中，有機(jī)物被微生物生化降解，而繼續(xù)下降，有機(jī)氮被氨化繼而被硝化，使NH3-N濃度顯著下降，但隨著硝化過程使NO3-N濃度增加，P隨著聚磷菌的過量攝取，也以較快的速度下降。脫氮過程是各種形態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為N2從水中脫除的過程。在好氧池中，污泥中的有機(jī)氮被細(xì)菌分解成氨，硝化作用使氨進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氨（主要是依靠細(xì)菌水解氨化作用和依靠亞硝化菌與硝化菌

21、的硝化作用）；在缺氧池中，硝態(tài)氨進(jìn)行反硝化，硝態(tài)氨還原成N2逸出（主要是依靠反硝化菌的反硝化作用）。除磷過程是使水中的磷轉(zhuǎn)移到活性污泥或生物膜上，而后通過排泥或旁路工藝加以去除。在厭氧池中，使含磷化合物成溶解性磷，聚磷細(xì)菌釋放出積儲(chǔ)的磷酸鹽；在好氧池中聚磷細(xì)菌大量吸收并積儲(chǔ)溶解性磷化物中的磷合成ATP與聚磷酸鹽，而這一過程是依靠好氧菌聚磷細(xì)菌。整個(gè)工藝的關(guān)鍵在于混合液回流，由于回流液中的大量硝酸鹽回流到缺氧池后，可以從原污水得到充足的有機(jī)物，使反硝化脫氮得以充分進(jìn)行，有利于降低出水的硝酸氮，同時(shí)也可以解決利用微生物的源代物質(zhì)作為碳源的不足問題，改善出水水質(zhì)。所以，A2/O工藝由于不同環(huán)境條件，

22、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（CODNB）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(duì)CODNB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。2.5.5二沉池 二沉池在生物反應(yīng)池構(gòu)筑物的后面，在活性污泥工藝中，用于沉淀分離活性污泥并提供污泥回流。二沉池與初沉池相似，按池水流方向的不同，同樣可分為平流式沉淀池、豎流式沉淀池，輻流式沉淀池，和斜管等幾類。根據(jù)輻流式沉淀池運(yùn)行效果好，管理方便等優(yōu)點(diǎn)，本設(shè)

23、計(jì)采用輻流式沉淀池。采用對(duì)稱布置，配水采用集配水井，這樣各池之間配水均勻，結(jié)構(gòu)緊湊，采用機(jī)械化排泥。2.5.6濃縮池污泥濃縮對(duì)象是顆粒間的孔隙水，濃縮的目的是在于縮小污泥的體積便于后續(xù)污泥的處理。濃縮池可分為：重力濃縮，氣浮濃縮、離心濃縮等。本設(shè)計(jì)針對(duì)污泥量大、節(jié)省運(yùn)行成本，采用了重力濃縮方法，重力濃縮具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：貯存污泥能力高；操作要求不高；運(yùn)行費(fèi)用少，尤其是電耗。2.5.7消毒接觸池 污水經(jīng)過以上構(gòu)筑物處理后，雖然水質(zhì)得到了改善，細(xì)菌數(shù)量也大幅減少，但是細(xì)菌的絕對(duì)值仍十分可觀，并有存在病原菌的可能，因此，污水在排放水體前，應(yīng)進(jìn)行消毒處理。 根據(jù)本設(shè)計(jì)的要求，選擇平流式消毒接觸池，用液

24、氯作為消毒劑。第3章 構(gòu)筑物設(shè)計(jì)計(jì)算3.1格柵3.1.1設(shè)計(jì)說明Qd=200000/24/3600=2.315 m3/s=2315L/s>1000L/s （3-1）故總變化系數(shù)Kz=1.33.1.2設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)中選擇兩組格柵，N=2組，每組格柵單獨(dú)設(shè)置，每組格柵的設(shè)計(jì)流量為1.50m3/s3.1.2.1柵條的間隙數(shù) (3-2) 式中Q-設(shè)計(jì)流量，m3/s； -格柵傾角，(o)，取=60 0; b -柵條間隙，m，取b=0.02 m; n-柵條間隙數(shù)，個(gè)； h-柵前水深，m，取h=0.8m v-過柵流速，m/s,取v=0.9 m/s;隔柵設(shè)兩組，按兩組同時(shí)工作設(shè)計(jì)，一格停用，一格工作校核則

25、：n =74.84=75(個(gè))則每組細(xì)格柵的間隙數(shù)為75個(gè)。3.1.2.2柵槽寬度 B= S(n-1)+bn (3-3)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=0.015mB=0.015(75-1)+0.0275=2.61m3.1.2.3進(jìn)水渠道漸寬部分的長度l1(3-4)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（°），一般采用10°-30°；設(shè)計(jì)中取B1=0.9m, 1=20°l1=2.349m3.1.2.4出水渠道漸窄部分的長度l2 (3-5)式中：l2-進(jìn)水渠道漸窄部分的長度（m

26、）2-漸寬處角度（°），2=1l2=2.349m3.1.2.5通過格柵的水頭損失h1=k()4/3sin (3-6)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()4/3sin60°=0.18m3.1.2.6柵后明渠的總高度H= h+h1+h2 (3-7)式中：H-柵后明渠的總高度（m）; h2-明渠超高（m）,一般采用0.3-0.5m設(shè)計(jì)中h2=0.3mH=0.8+0.18+0.3=1.28m3.1.2.7格柵槽總長度 L (3-8)式中：L-格柵槽總長度（m） H-格柵明渠的深

27、度（m） L=6.833m3.1.2.8每日柵渣量(3-9) 式中：W-每日柵渣量（m3/d） W1-每日每103 m3污水的柵渣量（m3/103 m3污水）,一般采用0.04-0.06 m3/103 m3污水,設(shè)計(jì)中取W1=0.05 m3/103 m3污水=Q/KZ=/1.3=1.781 (3-10) =7.69 m3/d>0.2 m3/d應(yīng)采用機(jī)械除渣與皮帶運(yùn)送機(jī)，采用機(jī)械柵渣打包機(jī)將柵渣打包，汽車運(yùn)走。3.2格柵與沉砂池合建的格柵3.2.1設(shè)計(jì)說明設(shè)計(jì)中選擇2組細(xì)格柵，N=2組，每組格柵與沉砂池合建，每組格柵的設(shè)計(jì)流量為1.158m³/s。3.2.2設(shè)計(jì)計(jì)算3.2.2.1

28、格柵的間隙數(shù)(3-11)式中 Q-設(shè)計(jì)流量，m3/s；-格柵傾角，(o)，取=60 0;b -柵條間隙，m，取b=0.005 m;n-柵條間隙數(shù)，個(gè)；h-柵前水深，m，取h=0.8mv-格柵過柵流速（m/s）,取v=0.9 m/s;N-設(shè)計(jì)格柵的組數(shù)（組） n =299.3=300(個(gè)) 3.2.2.2格柵槽寬度B= S(n-1)+bn (3-12)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=0.015m B=0.015(300-1)+0.005300=5.985m3.2.2.3通過格柵的水頭損失h1=k()4/3sin (3-13)式中： h1-水頭損失（m） -格柵條的阻

29、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()4/3sin60°=1.14m 3.2.2.4格柵部分總長度 L=0.5+1.0+(3-14) 式中 L-格柵部分的總長度（m） H1-格柵明渠的深度（m） L=0.5+1.0+=2.31m 3.2.2.5進(jìn)水與出水渠道 城市污水通過DN12000mm的管道送入進(jìn)水渠道，格柵的進(jìn)水渠道與格柵槽相連，格柵與沉砂池合建一起，格柵出水直接進(jìn)入沉砂池，進(jìn)水渠道寬度B1=B=1.00m，渠道水深h1=h=0.8m3.3沉砂池33.1設(shè)計(jì)說明根據(jù)給排水設(shè)計(jì)手冊，第五冊，城鎮(zhèn)排水中，第五章一級(jí)處理，

30、旋流沉砂池，根據(jù)設(shè)計(jì)水量20萬噸/t,選擇旋流式沉砂池70（表3-1）型號(hào)流量（萬m3/dABCDEFJLPA7026.57320183016803350460244018002130305060圖3.1渦流式沉砂池3.3.2設(shè)計(jì)計(jì)算 設(shè)計(jì)中選擇兩組XCS型渦流沉砂池，N=2組，分別與格柵連接，每組沉砂池的設(shè)計(jì)流量為1.158m3/s3.3.2.1沉砂池表面積 A=(3-15)式中 A-沉砂池表面積（m2） Q-設(shè)計(jì)流量（m3/s）-表面負(fù)荷 m3/ （m2·h），一般采用200 m3/ （m2·h）設(shè)計(jì)中取=200 m3/ （m2·h） A=20.84 m23.

31、3.2.2沉砂池直徑 D=(3-16)式中 D-沉砂池直徑（m） D=5.15m3.3.2.3沉砂池有效水深h2= ·t (3-17) 式中 h2-沉砂池有效水深（m） t-停留時(shí)間（s），一般采用20-30s 設(shè)計(jì)中取t=30s h2=20030/3600=1.67m 3.3.2.4沉砂室所需容積(3-18)式中 -平均流量（m3/s）X -城市污水沉砂量（m3/106 m3污水），一般采用30 m3/106 m3污水；設(shè)計(jì)中取T=1d，X= 30 m3/106 m3污水4.62m33.3.2.5每個(gè)沉砂斗容積(3-19)式中 V-沉砂斗容積；d-沉砂斗上口直徑(m) h4-沉砂斗

32、圓柱體的高度（m） h5-沉砂斗圓錐體的高度（m）r-沉砂斗下底直徑（m），一般采用0.4-0.6m設(shè)計(jì)中取d=1.4m, h4=1.4m，r=0.4m，h5=0.8m =2.15+0.56=2.71 m33.3.2.6沉砂斗總高度 H=h1+ h2+h3+ h4+ h5 (3-20)式中 H-沉砂池總高度（m） h1-沉砂池超高（m）,一般采用0.3-0.5m h3-沉砂池緩沖層高度（m），h3=（D-d）tg45°設(shè)計(jì)中取h1=0.3m，h3=(5.15-1.4)tg45°=1.875mH=0.3+1.67+1.875+1.4+0.8=6.045m3.3.2.7進(jìn)水渠道

33、 B1= (3-21)式中B1 -進(jìn)水渠道寬度（m） h1 -進(jìn)水渠道水深（m） v1 -進(jìn)水流速（m/s），一般采用0.6-1.2m/s 設(shè)計(jì)中取h1=0.8m ,v1=1.0m/sB1=0.62m3.3.2.8出水渠道出水渠道與進(jìn)水渠道建在一起，并且滿足夾角大于270°，以延長污水在渦流式沉砂池的流動(dòng)距離。B2= (3-22)式中 B2-出水渠道寬度（m） h2-出水渠道水深（m） v2-出水流速（m/s），一般采用（0.4-0.6）v1設(shè)計(jì)中取v2=v1=0.5m/s,h2=0.8mB2=2.895m3.3.2.9排砂裝置 采用空氣提升泵從渦流式沉砂池底部空氣提升排砂，排砂時(shí)間

34、每日一次，每次1-2小時(shí)，所需空氣量為排砂量的15-20倍。3.4初次沉淀池3.4.1設(shè)計(jì)說明沉淀池選擇兩組，N=2 圖3.2 平流初沉池3.4.2設(shè)計(jì)計(jì)算3.4.2.1池子總面積A (3-23)式中，A-沉淀池表面積（m2）Q-設(shè)計(jì)流量（m3/s）q-表面負(fù)荷，m3/(m2.h),一般采用1.5-3 m3/(m2.h)設(shè)計(jì)中取2.0 m3/(m2.h) m23.4.2.2沉淀部分有效水深h2= (3-24)式中 h2-沉淀池部分有效水深（m） t-沉淀時(shí)間（h）,一般采用1.0-2.0h 設(shè)計(jì)中取t=1.5h h2=3m3.4.2.3沉淀部分有效容積Q×t×3600 (3

35、-25)=1.158×1.5×3600=6253.2 (m3) 3.4.2.4沉淀池長度L= (3-26)式中 L-沉淀池長度（m）v-設(shè)計(jì)流量時(shí)的水平流速（mm/s）一般采用v5mm/s設(shè)計(jì)中取v=5mm/s L=5×1.5×3.6=27(m)3.4.2.5沉淀池寬度 (3-27)式中 B-沉淀池寬度（m） B=2084.4/27=77.2m3.4.2.6沉淀池格數(shù)n1 =B/b (3-28)式中 n1-沉淀池格數(shù)（個(gè)） b-沉淀池分格的每格寬度（m） 設(shè)計(jì)中取b=4.8m n1=77.2/4.8=16.08(個(gè))（取17個(gè)）3.4.2.7校核長寬比與

36、長深比長寬比 L/b=27：4.8=5.6>4（符合長寬比大于4的要求，避免池水流產(chǎn)生短流現(xiàn)象）長深比L/h2=27:3=9>8(符合長深比8-12之間的要求)3.4.2.8污泥部分所需容積按設(shè)計(jì)人口計(jì)算 (3-29)式中 V-污泥部分所需容積（m3）S-每人每日污泥量L/(人·d),一般采用0.3-0.8 L/(人·d) T-兩次清污泥間隔時(shí)間（d），一般采用重力排泥時(shí)，T=1-2d，采用機(jī)械刮泥時(shí)，T=0.05-0.2d； N-設(shè)計(jì)人口數(shù)(人)，本設(shè)計(jì)是位于的某城鎮(zhèn)，人口數(shù)取65萬人。 n-沉淀池組數(shù)本設(shè)計(jì)中取S=0.6L/人·d，采用重力排泥時(shí)，

37、清除污泥間隔時(shí)間T=1d =195m3按去除水中懸浮物計(jì)算 (3-30)式中 Q-平均污水流量（m3/s）C1-進(jìn)水懸浮物濃度（mg/l）C2-出水懸浮物濃度（mg/l）,一般采用沉淀效率=40%-60% K2-生活污水總量變化系數(shù)-污泥容重（t/m3）,約為1p0-污泥含水率（%）設(shè)計(jì)中取T=1d， p0=97%，=50%，C2=100%-50%C1=0.5C1 =89.82m33.4.2.9每格沉淀池污泥部分所需容積 (3-31)式中 -每格沉淀池污泥部分所需的容積（m3）3.4.2.10污泥斗容積 污泥斗設(shè)在沉淀池的進(jìn)水端，采用重力排泥，排泥管伸入污泥斗底部，為防止污泥斗底部積泥，污泥斗

38、底部尺寸一般小于0.5m，污泥斗傾角大于60°。 (3-32)式中 V1-污泥斗容積（m3） a-沉淀池污泥斗上口邊長（m） a1-沉淀池污泥斗下口邊長（m），一般采用0.4-0.5m設(shè)計(jì)中取a=4.8m, h4=3.72m，a1=0.5m =31.86m3>30 m33.4.2.11沉淀池總高度 H=h1+h2+h3+h4 (3-33)式中 H-沉淀池總高度（m）h1- 沉淀池超高（m），一般采用0.3-0.5mh3-緩沖層高度（m）一般采用0.3mh4-污泥部分高度（m），一般采用污泥斗高度與池底坡底i=1%的高度之和。設(shè)計(jì)中取，h1=0.3m；h3 =0.3m；則3.4.

39、2.12進(jìn)水配水井 沉淀池分為2組，每組分為17格，每組沉淀池進(jìn)水端設(shè)配水井，污水在配水井平均分配，然后流進(jìn)每組沉淀池。 配水井中心管直徑 （3-34）式中 D/-配水井中心管直徑（m） v2-配水井中心管上升流速(m/s)，一般采用v20.6m/s設(shè)計(jì)中取0.7m/s配水井直徑： （3-35）式中 D3-配水井直徑（m）；v3-配水井污水流速（m/s），一般取v=0.2-0.4m/s設(shè)計(jì)中取0.3m/s3.4.2.13進(jìn)水渠道沉淀池分為2組，每組沉淀池進(jìn)水端設(shè)進(jìn)水渠道，配水井接出的DN1000進(jìn)水管從進(jìn)水渠道中部匯入，污水沿進(jìn)水渠道向兩側(cè)流動(dòng)，通過潛孔進(jìn)入配水井渠道，然后由穿孔花墻流入沉淀池

40、。(3-36)式中 v1-進(jìn)水渠道水流流速（m/s），一般采用v1 0.4m/sB1-進(jìn)水渠道寬度（m） H1-進(jìn)水渠道水深(m), B1: H1一般采用0.5-2.0設(shè)計(jì)中取B1=1.0m， H1=0.8m=1.448m/s>0.4m/s3.4.2.14進(jìn)水穿孔花墻 進(jìn)水采用配水渠道通過穿孔花墻進(jìn)水，配水渠道寬0.5m，有效水深0.8m，穿孔花墻的開孔總面積為過水?dāng)嗝婷娣e的6%-20%，則過孔流速為 （3-37）式中 v2-穿孔花墻過孔流速m/s，一般采用0.05-0.15m/s B2-孔洞的寬度（m） h2-孔洞的高度（m） n1-孔洞數(shù)量（個(gè)）設(shè)計(jì)中取B2=0.2m，h2=0.4m

41、，n1=10個(gè)m/s 3.4.2.15出水堰 沉淀池出水經(jīng)過出水堰跌落入出水渠道，然后匯入出水管道排走。出水堰采用矩形薄壁堰，堰后自由跌落水頭0.1-0.15m，堰上水深H為(3-38)式中 m0 -流量系數(shù)，一般采用0.45 b-出水堰寬度（m）H-出水堰頂水深（m）解得，出水堰后自由跌落采用0.15m，則出水堰水頭損失為0.187m。3.4.2.16出水渠道沉淀池出水渠道，出水管與出水渠道連接，將污水送至集水井 (3-39) 式中 v3-出水渠道水流流速m/s，一般采用v30.4m/s B3-出水渠道的寬度（m） H3-出水渠道的高度（m），B3：H3一般采用0.5-2.0 設(shè)計(jì)中取B3=

42、1.0m，H3=0.8m=1.448m/s>0.4m/s 出水管道采用鋼管，管徑DN=1000mm，管流速v=0.64m/s，水力坡降i=0.479.3.4.2.17進(jìn)水擋板，出水擋板 沉淀池設(shè)進(jìn)水擋板和出水擋板，進(jìn)水擋板距進(jìn)水穿孔花墻0.5m，擋板高出水面0.3m，伸入水下0.8m。出水擋板距出水堰0.5m，擋板高出水面0.3m，伸入水下0.5m。在出水擋板處設(shè)一個(gè)浮渣收集裝置，用來收集攔截的浮渣。3.4.2.18排泥管 沉淀池采用重力排泥，排泥管直徑DN300mm，排泥時(shí)間t4=20min，排泥管流速v4=0.82m/s，排泥管伸入污泥斗底部。排泥管上端高出水面0.3m，便于清通和排

43、氣。排泥靜水壓頭采用1.2m。3.4.2.19刮泥裝置 沉淀池采用行車式刮泥機(jī)，刮泥機(jī)設(shè)于池頂，刮板伸入池底，刮泥機(jī)行走時(shí)將污泥推入污泥斗。3.5生化池3.5.1設(shè)計(jì)參數(shù)3.5.1.1水力停留時(shí)間A-A-O工藝的水力停留時(shí)間t一般采用6-8h，設(shè)計(jì)中取t=8h3.5.1.2曝氣池活性污泥濃度 曝氣池活性污泥濃度Xv一般采用2000-4000mg/L，設(shè)計(jì)中取Xv=3000mg/L。3.5.1.3回流污泥濃度(3-40) 式中 Xr-回流污泥濃度（mg/L） SVI-污泥指數(shù)，一般采用100， r-系數(shù)，一般采用1.23.5.1.4污泥回流比 (3-41) 式中 R-污泥回流比-回流污泥濃度（m

44、g/l），=fXr=0.7512000=9000mg/l 解得：R=0.53.5.1.5TN去除率(3-42)式中 e-TN去除率（%） S1-進(jìn)水TN濃度（mg/L）原水43 mg/L； S2-進(jìn)水TN濃度（mg/L）一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)取15 mg/L=65.12% 3.5.1.6回流倍數(shù)(3-43) 式中 R-回流倍數(shù)，設(shè)計(jì)中取R為190%3.5.2平面尺寸計(jì)算3.5.2.1總有效容積 (3-44) 式中 V-總有效容積（m3） Q-進(jìn)水流量（m3/d）按平均流量計(jì) t-水力停留時(shí)間（d）設(shè)計(jì)中取Q=153846 m3/d 厭氧，缺氧，好氧各段水力停留時(shí)間的比值為1：1：3，則每段的水力停留時(shí)間分

45、別為： 厭氧池的水力停留時(shí)間t1=1.6h 缺氧池的水力停留時(shí)間t2=1.6h 好氧池的水力停留時(shí)間t3=4.8h3.5.2.2平面尺寸 曝氣池總面積(3-45) 式中 A-曝氣池總面積（m2） h-曝氣池有效水深（m）設(shè)計(jì)中h=4.2m。 每組曝氣池面積(3-46) 式中 A1-每座曝氣池表面積，m2N-曝氣池個(gè)數(shù) 設(shè)計(jì)中取N=6m2 每組曝氣池共設(shè)5廊道，第1廊道為厭氧段，第2廊道為缺氧段，第3廊道為好氧段，每個(gè)廊道寬取0.7m，則每個(gè)廊道長(3-47) 式中 L-曝氣池沒廊道長（m） b-每廊道寬度（m） n-廊道數(shù) 設(shè)計(jì)中取b=7.0/m，n=5=87.2m 圖3.3 厭氧-缺氧-好氧

46、平面布置圖3.5.3進(jìn)出水系統(tǒng)3.5.3.1曝氣池的進(jìn)水設(shè)計(jì) 初沉池的來水通過DN1200mm的管道送入?yún)捬?缺氧-好氧曝氣池首端的進(jìn)水渠道，管道的水流速度為0.88m/s。在進(jìn)水渠道，水流分別流向兩側(cè)，從厭氧段進(jìn)入，進(jìn)水渠道寬度為1.2m，渠道水深為1.0m，則渠道的最大水流速：(3-48) 式中 v1-渠道最大水流流速（m/s）b1-進(jìn)水渠道寬度（m）h1-進(jìn)水渠道有效水深（m）設(shè)計(jì)中取b1=1.2m，h1=1.0m=0.482m/s 反應(yīng)池采用潛孔進(jìn)水，孔口面積(3-49) 式中 F-每座反應(yīng)池所需孔口面積（m2） v2-孔口流速（m/s），一般采用0.2-1.5m/s設(shè)計(jì)中取v2=0.

47、4m/s=1.33m2設(shè)每個(gè)孔口尺寸為0.50.5m，則孔口數(shù) (3-50)式中 n-每座曝氣池所需孔口數(shù)（個(gè)） f-每個(gè)孔口的面積（m2）=5.32取6個(gè)3.5.3.2曝氣池的出水設(shè)計(jì)厭氧-缺氧-好氧池的出水采用矩形薄壁堰，跌落出水，堰上水頭(3-51)式中 H-堰上水頭(m) Q-每座反應(yīng)池的出水量（m³/s），指污水最大流量（2.315 m³/s）與回流污泥量，回流量之和（1.781 m³/s） m-流量系數(shù)，一般采用0.4-0.5 b-堰寬（m）,與反應(yīng)池寬度相等設(shè)計(jì)中取m=0.4，b=7.0m設(shè)計(jì)中取為0.240m 厭氧-缺氧-好氧的最大出水流量為（2.315+1.781190%）=5.70m，出水管徑采用DN1800mm，送往二沉池，管道的水流速為0.84m/s。3.5.4其他管道設(shè)計(jì)3.5.4.1污泥回流管 在本設(shè)計(jì)中，污泥回流比為50%，從二沉池回流過來的污泥通過兩根DN500mm的回流