東北某市10萬噸市政污水處理廠工藝設計方案

1、東北某市10萬噸市政污水處理廠工藝設計方案第一章設計任務及資料41.1 設計任務4.1.2 設計目的及意義4.1.3 設計要求.4.1.4 設計資料5.1.5 設計依據(jù)6.第二章設計方案論證72.1 廠址選擇7.2.2 污水廠處理流程的選擇7.2.3 設計污水水量.112.4 污水處理程度計算1.1第三章污水的一級處理構筑物設計計算133.1 格柵133.2 提升泵站193.3 沉砂池23第四章污水的二級處理設計計算294.1 厭氧池+口理氧化溝工藝計算294.2 輻流式沉淀池384.3 消毒設施計算474.4 計量設備50第五章污泥處理設計計算545.1 污泥處理(sludgetreatme

2、n)的目的與處理方法545.2 污泥泵房設計545.3 污泥濃縮池555.4 貯泥池605.5 污泥脫水61第六章污水處理廠的布置676.1 污水處理廠平面布置676.2 污水處理廠高程布置70第七章供電儀表與供熱系統(tǒng)設計767.1 變配電系統(tǒng)767.2 監(jiān)測儀表的設計76第八章勞動定員778.1 定員原則778.2 污水廠人數(shù)定員77參考文獻78附錄79外文資料80中文譯文82致謝85第一章設計任務及資料1.1 設計任務某市10萬噸污水處理廠工藝設計。1.2 設計目的及意義1.2.1 設計目的該市為東北某市，面積10301平方公里，人口300萬，城市發(fā)展方向為以老城為依托，以疏港公路為軸線，

3、向南發(fā)展。并逐步向經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)發(fā)展。隨著城市及工業(yè)的發(fā)展，城市污水排放量也在逐年增加，至2007年城北排放未經(jīng)處理污水排放量已達10萬噸/日左右。大量的工業(yè)廢水和生活污水未經(jīng)處理直接排入M河，使M河受到嚴重污染，致使河水中生物、植物大部分絕跡，破壞了自然景觀、污染城區(qū)下游地下水源，嚴重制約著該市經(jīng)濟的發(fā)展。為改善環(huán)境，治理河水污染問題，建設城市污水治理工程勢在必行。1.2.2 設計意義設計是實現(xiàn)高等工科院校培養(yǎng)目標所不可缺少的教學環(huán)節(jié)，是教學計劃中的一個有機組成部分，是培養(yǎng)學生綜合運用所學的基礎理論、基礎知識以及分析解決實際問題能力的重要一環(huán)。它與其他教學環(huán)節(jié)緊密配合，相輔相成，在某種程度上

4、是前面各個環(huán)節(jié)的繼續(xù)、深化和發(fā)展。我國城市污水處理相對于國外發(fā)達國家、起步較晚。近200年來，城市污水處理已從原始的自然處理、簡單的一級處理發(fā)展到利用各種先進技術、深度處理污水，并回用。處理工藝也從傳統(tǒng)活性污泥法、氧化溝工藝發(fā)展到A/O、A2/O、ARSBR(包括CCASL藝)等多種工藝，以達到不同的出水要求。雖然如此，我國的污水處理還是落后于許多國家。在我們大力引進國外先進技術、設備和經(jīng)驗的同時，必須結合我國發(fā)展，尤其是當?shù)貙嶋H情況，探索適合我國實際的城市污水處理系統(tǒng)。其次，做本設計可以使我得到很大的提高，可在不同程度上提高調(diào)查研究，查閱文獻，收集資料和正確熟練使用工具書的能力，提高理論分析

5、、制定設計方案的能力以及設計、計算、繪圖的能力；技術經(jīng)濟分析和組織工作的能力；提高總結，撰寫設計說明書的能力等。1.3 設計要求1.3.1 污水處理廠設計原則(1)污水廠的設計和其他工程設計一樣，應符合適用的要求，首先必須確保污水廠處理后污水達到排放要求。考慮現(xiàn)實的經(jīng)濟和技術條件，以及當?shù)氐木唧w情況(如施工條件)。在可能的基礎上，選擇的處理工藝流程、構(建)筑物形式、主要設備設計標準和數(shù)據(jù)等。(2)污水處理廠采用的各項設計參數(shù)必須可靠。設計時必須充分掌握和認真研究各項自然條件，如水質(zhì)水量資料、同類工程資料。按照工程的處理要求，全面地分析各種因素，選擇好各項設計數(shù)據(jù)，在設計中一定要遵守現(xiàn)行的設計

6、規(guī)范，保證必要的安全系數(shù)。對新工藝、新技術、新結構和新材料的采用積極慎重的態(tài)度。(3)污水處理廠(站)設計必須符合經(jīng)濟的要求。污水處理工程方案設計完成后，總體布置、單體設計及藥劑選用等盡可能采用合理措施降低工程造價和運行管理費用，(4)污水廠設計應當力求技術合理。在經(jīng)濟合理的原則下，必須根據(jù)需要，盡可能采用先進的工藝、機械和自控技術，但要確保安全可靠。(5)污水廠設計必須注意近遠期的結合，不宜分期建設的部分，如配水井、泵房及加藥間等，其土建部分應一次建成；在無遠期規(guī)劃的情況下，設計時應為今后發(fā)展留有挖潛和擴建的條件。(6)污水廠設計必須考慮安全運行的條件，如適當設置分流設施、超越管線、甲烷氣的

7、安全儲存等。(7)污水廠的設計在經(jīng)濟條件允許情況下，場內(nèi)布局、構(建)筑物外觀、環(huán)境及衛(wèi)生等可以適當注意美觀和綠化。1.3.2污水處理工程運行過程中應遵循的原則在保證污水處理效果同時，正確處理城市、工業(yè)、農(nóng)業(yè)等各方面的用水關系，合理安排水資源的綜合利用，節(jié)約用地，節(jié)約勞動力，考慮污水處理廠的發(fā)展前景，盡量采用處理效果好的先進工藝，同時合理設計、合理布局，做到技術可行、經(jīng)濟合理。1.4 設計資料1.4.1 項目概況東北某市，面積10301平方公里，人口300萬，城市發(fā)展方向為以老城為依托，以疏港公路為軸線，向南發(fā)展。并逐步向經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)發(fā)展。隨著城市及工業(yè)的發(fā)展，城市污水排放量也在逐年增加，至

8、2007年城北排放未經(jīng)處理污水排放量已達10萬噸/日左右。大量的工業(yè)廢水和生活污水未經(jīng)處理直接排入M河，使M河受到嚴重污染，致使河水中生物、植物大部分絕跡，破壞了自然景觀、污染城區(qū)下游地下水源。為改善環(huán)境，治理河水污染問題，建設城市污水治理工程勢在必行。1.4.2 水質(zhì)情況污水處理廠進水水質(zhì)指標為：COD390mg/lBOD180mg/lSS180mg/lNH-N40mg/lP6mg/l處理后的出廠污水水質(zhì)標準為：COD<100mg/lBOD<20mg/lSS<20mg/lINHN<15mg/lJP<1mg/l處理后的污水排入M河。1.4.3 環(huán)境條件狀況該市區(qū)屬

9、溫帶季風型大陸性氣候，春季多風干燥，夏季受北太平洋暖流影響，溫暖而潮濕，秋季溫潤涼爽，冬季受蒙古和西伯利亞高氣壓帶控制，寒冷干燥。年平均降水量約550毫米，年平均氣溫8C。本地區(qū)氣候主要受季風影響，主導風向夏季為南風、西南風；冬季北風、西北風。地震裂度6度。1.4.4 排水系統(tǒng)城市的排水系統(tǒng)采用分流制排水系統(tǒng)，城市污水主干管由西北方向流入污水處理廠廠區(qū)，主干管進入污水處理廠處的管徑為1250mm管道水面標高為80.0m。1.5 設計依據(jù)設計依據(jù)主要是國家有關法律法規(guī)：1、中華人民共和國環(huán)境保護法；2、GB3838-2002地面水環(huán)境質(zhì)量標準；3、GB189182002城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標

10、準；4、GB50014-2006室外排水設計規(guī)范；5、GB50335-2002污水再生利用工程設計規(guī)范第二章設計方案論證城市污水處理廠的設計規(guī)模與進入處理廠的污水水質(zhì)和水量有關，污水的水質(zhì)和水量可以通過設計任務書的原始資料計算。2.1 廠址選擇在污水處理廠設計中，選定廠址是一個重要的環(huán)節(jié)，處理廠的位置對周圍環(huán)境衛(wèi)生、基建投資及運行管理等都有很大的影響。因此，在廠址的選擇上應L.LI-進行深入、詳盡的技術比較。廠址選擇的一般原則為：1、在城鎮(zhèn)水體的下游；2、便于處理后出水回用和安全排放；3、便于污泥集中處理和處置；4、在城鎮(zhèn)夏季主導風向的下風向；5、有良好的工程地質(zhì)條件；6、少拆遷，少占地，根據(jù)

11、環(huán)境評價要求，有一定的衛(wèi)生防護距離；7、有擴建的可能；8、廠區(qū)地形不應受洪澇災害影響，防洪標準不應低于城鎮(zhèn)防洪標準，有良好的排水條件；9、有方便的交通、運輸和水電條件。所以，本設計的污水處理廠應建在城區(qū)的東北方向較好，又由于城市污水主干管由西北方向流入污水處理廠廠區(qū)，則污水處理廠建在城區(qū)的西北方向。2.2 污水廠處理流程的選擇2.2.1 確定處理流程的原則城市污水處理的目的是使之達標排放或污水回用用于使環(huán)境不受污染，處理后出水回用于農(nóng)田灌溉，城市景觀或工業(yè)生產(chǎn)等，以節(jié)約水資源。城市污水處理及污染防治技術政策對污水處理工藝的選擇給出以下幾項關于城鎮(zhèn)污水處理工藝選擇的準則：城市污水處理工藝應根據(jù)處

12、理規(guī)模、水質(zhì)特征、受納水體的環(huán)境功能及當?shù)氐膶嶋H情況和要求，經(jīng)全面技術經(jīng)濟比較后優(yōu)先確定；工藝選擇的主要技術經(jīng)濟指標包括：處理單位水量投資，削減單位污染物投資，處理單位水量電耗和成本，削減單位污染物電耗和成本，占地面積，運行性能，可靠性，管理維護難易程度，總體環(huán)境效益；應切合實際地確定污水進水水質(zhì)，優(yōu)先工藝設計參數(shù)必須對污水的現(xiàn)狀、水質(zhì)特征、污染物構成進行詳細調(diào)查或測定，做出合理的分析預測；在水質(zhì)組成復雜或特殊時，進行污水處理工藝的動態(tài)試驗，必要時應開展中試研究；積極地采用高效經(jīng)濟的新工藝，在國內(nèi)首次應用的新工藝必須經(jīng)過中試和生產(chǎn)性試驗，提供可靠性設計參數(shù)，然后進行運用。2.2.2污水處理流程

13、的選擇我國城市污水處理相對于國外發(fā)達國家、起步較晚。近200年來，城市污水處理已從原始的自然處理、簡單的一級處理發(fā)展到利用各種先進技術、深度處理污水，并回用。處理工藝也從傳統(tǒng)活性污泥法、氧化溝工藝發(fā)展到A/O、A2/O、ARSBR（包括CCASL藝）等多種工藝，以達到不同的出水要求。雖然如此，我國的污水處理還是落后于許多國家。在我們大力引進國外先進技術、設備和經(jīng)驗的同時，必須結合我國發(fā)展，尤其是當?shù)貙嶋H情況，探索適合我國實際的城市污水處理系統(tǒng)。我國城市污水處理技術隨著水污染控制與環(huán)境治理的實踐，在吸取國外技術經(jīng)驗的同時，結合我國國情的特點，逐步改進提高，初步形成了一些適用的技術路線，主要如下：

14、1、對傳統(tǒng)活性污泥法進行改造或予以取代后的人工生物凈化技術路線；2、以自然生物凈化為主的人工生物凈化與自然生物凈化相結合的技術路線；3、以污水擴散排放為主，處理為輔的技術路線；4、以回用為目的的污水深度處理技術路線。結合該污水處理工程的具體情況分析進行選擇：首先，3和4這兩條技術路線對于自然環(huán)境條件因素要求較高，從而不可取，所以應選擇1和2這兩條路線，尤其以2這種路線應予以推廣。因為隨著環(huán)境的狀況日趨嚴峻，用水的問題越發(fā)突出，從而對雨水的合理使用必將使大家特別重視的課題，所以，下面著重分析以自然生物凈化為主與人工生物凈化相結合的技術路線和對傳統(tǒng)活性污泥法進行改造或予以取代活的人工生物凈化即使路

15、線。人工生物凈化與自然生物凈化相結合的技術路線，對于大規(guī)模污水處理廠來說，主要指氧化塘處理和土地法處理，它們都具有運行費用低，外加能源消耗少和管理簡單的優(yōu)點，在我國一些城市也被因地制宜的采用。氧化塘一般分好氧氧化塘、厭氧氧化塘、兼性氧化塘，它們所需要的停留時間都很長，一般需要幾天到幾十天，占地面積很大，而且對周圍環(huán)境衛(wèi)生的影響較大，需要慎重考慮，所以，在沒有低洼地可利用的情況下，若購置占用大量的良田，平地筑塘是很不經(jīng)濟的，本工程的情況不宜采用氧化塘處理。土地法處理，就是按照要求對污水達到處理的同時，達到對控制滲流污染的要求，有計劃的將污水排放到大面積的土地上下滲，利用土壤的過濾、吸附、分解以及

16、土壤微生物的代謝能力等物理、化學、生物化學等作用，使污水達到凈化。這種仿有利于污水中水肥資源的利用和土壤微粒結構的改善，但是，這種處理需要廣闊的土地面積，而且要注意對地下水的污染問題。在我國人均土地面積不足的情況下，土地法處理必須與污水灌溉合理的結合，污水灌溉在農(nóng)業(yè)增產(chǎn)方面取得了顯著的成績，但是，這只是對污水的灌溉利用，和污水的土地利用處理還有一定差距。主要表現(xiàn)在：1、污水灌溉按土地處理污水的要求控制水量、水質(zhì)，但對有些地下水以及其它水源、水體仍會造成污染；2、由于灌溉季節(jié)性變化和灌溉面積的限制，不能做到終年晝夜對污水的處理；3、沒有經(jīng)過嚴格水質(zhì)控制的灌溉，往往會造成對糧食作物，特別是對蔬菜作

17、物的使用質(zhì)量的影響，這主要來自一些重金屬的污染；所以，污水灌溉作為對適當處理獲得城市污水的有效利用，無疑是非常有價值的，但作為對污水的完善土地處理，從而取代其它的污水處理措施，在本工藝的具體條件下，此方法也許不可行。因為：1、對地下水源有污染危險；2、做不到終年晝夜對污水的處理；3、沒有也不可能修建儲存幾個月污水量的大容量調(diào)節(jié)池，非灌溉季節(jié)的排放問題無法解決。綜上所述，以自然生物凈化為主的人工生物凈化與自然生物凈化相結合的路線，本工程不具備采用的條件，當然也就不宜采用。人工凈化就是人為的創(chuàng)造條件，使微生物大量繁殖，提高微生物凈化的效率，主要包括活性污泥法與生物膜法，其中以活性污泥法采用較為普遍

18、，是目前國內(nèi)外城市污水處理的主體工藝。傳統(tǒng)的活性污泥法有較豐富的實踐經(jīng)驗和技術資料、運行可靠、處理效果好，但是也存在能活較多和費用高等特點，所以對其流程改革更新后，出現(xiàn)了AB工藝，氧化溝法，SBR句歇活性7?泥法，A/O脫氮工藝，A2/O同步脫氮除磷工藝等常用工藝，它們各自具有相對不同的優(yōu)點。結合本工藝的具體情況，本污水廠還要求高效脫氮除磷，常用的方法有AB法，2SBRA/O法，氧化溝工藝等。2.2.3污水處理流程方案的介紹與比較1、AB法(AdsorptionBiooxidation)3、A2/O法(AnaerobicAnoxicoxic)4、氧化溝工藝帕式（Passveer）簡稱單溝式，表

19、面曝氣采用轉(zhuǎn)刷曝氣，水深一般在2.53.5m,轉(zhuǎn)刷動力效率1.61.8kgO2/（kWh）。奧式（Orbal）簡稱同心圓式，應用上多為橢圓形的三環(huán)道組成，三個環(huán)道用不同的DO沖外環(huán)為0,中環(huán)為1,內(nèi)環(huán)為2）,有利于脫氮除磷。采用轉(zhuǎn)碟曝氣，水深一般在4.04.5m,動力效率與轉(zhuǎn)刷接近，現(xiàn)已在山東濰坊、北京黃村和合肥的污水處理廠應用。三溝式氧化溝（T型氧化溝），此種型式由簡單，處理效果不錯，但其采用轉(zhuǎn)刷曝氣，水深淺，占地面積大，復雜的三池組成，中間作曝氣池，左右兩池兼作沉淀池和曝氣池。T型氧化溝構造控制儀表增加了運行管理的難度。不設厭氧池，不具備除磷功能。交替式氧化溝是SBR工藝與傳統(tǒng)氧化溝工藝組

20、合的結果，目前應用的主要有3種氧化溝，分別為VR型、DE型、T型。，交替式氧化溝具有良好的脫氮效果，若在起前面設一厭氧池，則起也具有良好的除磷效果。氧化溝一般不設初沉池，負荷低，耐沖擊，污泥少。建設費用及電耗視采用的溝型而變，如在轉(zhuǎn)碟和轉(zhuǎn)刷曝氣形式中，再引進微孔曝氣，加大水深，能有效地提高氧的利用率（提高20%和動力效率達2.53.0kgO2/（kW-h）o2.2.4污水處理流程方案的確定1）具有獨特的水力流動特點，有利于活性污泥的生物凝聚作用，而且可以將其工作區(qū)分為富氧區(qū)，缺氧區(qū)，用以進行硝化和反硝化作用，取得脫氮效果；2）不設初沉池，有機性懸浮物在氧化溝內(nèi)能達到好氧穩(wěn)定的程度；3） BOD

21、gl荷低，使氧化溝具有對水溫、水質(zhì)、水量的變動有較強的適應性，污泥產(chǎn)率低，勿需進行硝化處理；4）脫氮效果還能進一步提高；5）電耗較小，運行費用低。本設計的工藝流程為：2.3 設計污水水量由設計資料知，該市每天的平均污水量為:Q10萬噸/天10104t/d10107kg/d10104m3/d10 104 10324 3600L s 1157.41L s查GB50014-2006室外排水設計規(guī)范知：1157.41Ls1000L.s則取總變化系數(shù)K1.3從而可計算得：設計秒流量為QKQ式中Q城市每天的平均污水量，L/s；K總變化系數(shù)；Q設計秒流量，L/s。Q1.31157.411504.63L.s2

22、.4 污水處理程度計算城市污水排入受納水體后，經(jīng)過物理的、化學的和生物的作用，使污水中的污染物濃度降低，受污染的受納水體部分地或全部地恢復原狀，這種現(xiàn)象稱為水體自凈或水體凈化，水體所具有的這種能力稱為水體自凈能力。在選擇污水處理程度時，既要充分利用水體的自凈能力，又要防止水體受到污染，避免污水排入水體后污染下游取水口和影響水體中的水生動植物。2.4.1 污水的COD處理程度計算ECCe1 C式中E1COD的處理程度，%C進水的COD濃度，mg/L；Ce處理后污水排放的COD濃度，mg/L。i!則IEi39010039074.36%2.4.2 污水的BOD5處理程度計算E2LLe式中E2BOD5

23、的處理程度，；L進水的BOD5濃度，mg/L;Le處理后污水排放的BOD5 濃度，mg/L。則E2180 2018088.89%2.4.3 污水的SS處理程度計算CCeC式中E3SS的處理程度，%C進水的SS濃度，mg/L；Ce處理后污水排放的SS濃度,mg/L 0180 2018088.89%2.4.4 污水的氨氮處理程度計算E4CCeC式中E4氨氮的處理程度，。%C進水的氨氮濃度，mg/L；Ce處理后污水排放的氨氮濃度，mg/L則401562.5%2.4.5 污水的磷酸鹽處理程度計算CCeE5P式中E5磷酸鹽的處理程度，C進水的磷酸鹽濃度，mg/L;Ce處理后污水排放的磷酸鹽濃度，mg/L

24、則E56-83.33%6第三章污水的一級處理構筑物設計計算3.1 格柵格柵是由一組平行的金屬柵條或篩網(wǎng)制成，安裝在污水渠道、泵房集水井的進口處或污水處理廠的端部，用以截留較大的懸浮物或漂浮物，如纖維、碎皮、毛發(fā)、果皮、蔬菜、塑料制品等，以便減輕后續(xù)處理構筑物的處理負荷，并使之正常進行。被截留的物質(zhì)稱為柵渣。設計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格柵（1.510mm）;按照格柵除

25、法方式分為人工除渣格柵和機械除渣格柵，目前，污水處理廠大多都采用機械格柵；按照安裝方式分為單獨設置的格柵和與水泵池合建一處的格柵。3.1.1 格柵的設計城市的排水系統(tǒng)采用分流制排水系統(tǒng)，城市污水主干管由西北方向流入污水處理廠廠區(qū)，主干管進水水量為Q1504.63L/S,污水進入污水處理廠處的管徑為1250mm,管道水面標高為80.0m。本設計中采用矩形斷面并設置兩道格柵（中格柵一道和細格柵一道），采用機械精渣。其中，中格柵設在污水泵站前，細格柵設在污水泵站后。中細兩道格柵都設置三組即N=3組，每組的設計流量為0.502m3/s。3.1.2 設計參數(shù)1、格柵柵條間隙寬度，應符合下列要求：1）粗格

26、柵：機械清除時宜為1625mm；人工清除時宜為2540mm。特殊情況下，最大間隙可為100mm。2）細格柵：宜為1.510mm。3）水泵前,應根據(jù)水泵要求確定。2、污水過柵流速宜采用0.61.OmXs。除轉(zhuǎn)鼓式格柵除污機外，機械消除格柵的安裝角度宜為6090°。人工清除格柵的安裝角度宜為30°60°。3、當格柵間隙為1625mnM,柵75量取0.100.05m3/103m3污水；當格柵間隙為3050mnM,柵75量取0.030.01m3/103m3污水。4、格柵除污機，底部前端距井壁尺寸，鋼絲繩牽引除污機或移動懸吊的產(chǎn)抓斗式除污機應大于1.5m；鏈動刮板除污機或回

27、轉(zhuǎn)式固液分離機應大于1.OR15、格柵上部必須設置工作平臺，其高度應高出格柵前最高設計水位0.5m,工作平臺上應有安全和沖洗設施。6、格柵工作平臺兩側(cè)邊道寬度宜采用0.71.0ml工作平臺正面過道寬度，采用機械清除時不應小于1.5m,采用人工清除時不應小于1.2m。7、粗格柵柵渣宜采用帶式輸送機輸送；細格柵柵渣宜采用螺旋輸送機輸送。8、格柵除污機、輸送機和壓榨脫水機的進出料口宜采用密封形式，根據(jù)周圍環(huán)境情況，可設置除臭處理裝置。9、格柵間應設置通風設施和有毒有害氣體的檢測與報警裝置10、沉砂池的超高不應小于0.3m。3.1.3 中格柵設計計算1、進水渠道寬度計算根據(jù)最優(yōu)水力斷面公式QB1hvB

28、1B1v'計算22Bi2 0.5020.8設計中取污水過柵流速v=0.8ms1.12m則柵前水深：hB10.56m22、格柵的間隙數(shù)QsinnNbhv式中n格柵柵條間隙數(shù)，個；Q設計流量，m3/s；格柵傾角，o；N設計的格柵組數(shù)，組；b格柵柵條間隙數(shù)，m0設計中取60b=0.02m0.502、sin60“人n52個0.020.560.83、格柵柵槽寬度BSn1bn式中B格柵柵槽寬度，m；S每根格柵條寬度，m。設計中取S=0.015mB0.0155210.02520.761.041.80m4、進水渠道漸寬部分的長度計算BB1li-2tan1式中11進水渠道漸寬部分長度，m;漸寬處角度，。

29、設計中取1=20,1.801.12l10.93m2tan205、進水渠道漸窄部分的長度計算l10.93l2-0.46m226、通過格柵的水頭損失S4,2h1k(一)3sinb2g式中h1水頭損失，m ;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k=3。42h132.42(0015)308-sin600.14m0.022g、柵后槽總高度設柵前渠道超高h20.3m則柵后槽總高度：Hh1h20.560.14 0.3 1.00m8、柵槽總長度Ll1l2 0.51.0tan0.93 0.46 0.51.0一 Jh2tan 0.56 tan600.3tan603.38m

30、中格柵示意圖如圖31圖31中格柵示意草圖9、每日柵渣量WQmaxW86400迦Kz10001000式中W每日柵渣量，m3/d；W1每日每1000m3污水的柵渣量，m3/103m3污水。設計中取W1=0.05m3/103m3污水45 m3. d0.2 m3 d10100.051000應采用機械除渣及皮帶輸送機或無軸輸送機輸送柵渣,采用機械柵渣打包機將柵渣打包，汽車運走。10、進水與出水渠道城市污水通過DN1250mm的管道送入進水渠道，然后，就由提升泵將污水提升至細格柵。3.1.4細格柵設計計算設計中取格柵柵條間隙數(shù)b=0.01m,格柵柵前水深h=0.9m,污水過柵流速v=1.0m/s,每根格柵

31、條寬度S=0.01m,進水渠道寬度Bi=0.8m,柵前渠道超高h20.3m,每日每1000m3污水的柵渣量W1=0.04m3/I03m3則格柵的間隙數(shù)：nQ'sin0.502'：Sin6052個Nbhv0.010.91.0格柵柵槽寬度：B Sn 1bn 0.01 52 10.01 52 1.03m進水渠道漸寬部分的長度:B B1 1.03 0.8 2tan 1 2tan200.32 m進水渠道漸窄部分的長度計算：l2 ：管0.16m通過格柵的水頭損失:S : V2h1k ()3 sinb 2g420.01 3 1.03 2.42-sin 600.32m0.01 2g柵后槽總高度

32、:H h h1h20.9 0.32 0.3 1.52m柵槽總長度:L 1i l2 0.5 1.0 tanh2 tan0.32 0.16 0.5 1.00.9tan600.3tan602.67m每日柵渣量：WQmaxW 86400 QW1Kz 1000100010 104 0.0510005 m3 s 0.2m3 s應采用機械除渣及皮帶輸送機或無軸輸送機輸送柵渣,采用機械柵渣打包機將柵渣打包，汽車運走。細格柵示意圖見圖32圖32細格柵示意圖3.2提升泵站污水總泵站接納來自整個城市排水管網(wǎng)來的所有污水，其任務是將這些污水抽送到污水處理廠，以利于處理廠各構筑物的設置。因采用城市污水與雨水分流制，故本

33、設計僅對城市污水排水系統(tǒng)的泵站進行設計。排水泵站的基本組成包括：機器間、集水池、格柵和輔助問。3.2.1 泵站設計的原則1、污水泵站集水池的容積，不應小于最大一臺水泵5min的出水量；如水泵機組為自動控制時，每小時開動水泵不得超過6次。2、集水池池底應設集水坑，傾向坑的坡度不宜小于10%3、水泵吸水管設計流速宜為0.71.5m/s。出水管流速宜為0.82.5m/s。其他規(guī)定見GB5001上2006室外排水規(guī)范。3.2.2 泵房形式及工藝布置本設計采用地下濕式矩形合建式泵房，設計流量選用最高日最高時流量Q1.50463m3/s130000m3/d01、泵房形式為運行方便，采用自灌式泵房。自灌式水

34、泵多用于常年運轉(zhuǎn)的污水泵站，它的優(yōu)點是：啟動及時可靠，管理方便。該泵站流量小于2nVs,且鑒于其設計和施工均有一定經(jīng)驗可供利用，故選用矩形泵房。由于自灌式啟動，故采用集水池與機器間合建，前后設置。大開槽施工。2、工藝布置本設計采用來水為一根污水干管，無滯留、渦流等不利現(xiàn)象，故不設進水井，來水管直接經(jīng)進水閘門、格柵流入集水池，經(jīng)機器間的泵提升污水進入出水井，然后依靠重力自流輸送至各處理構筑物。3.2.3 泵房設計計算1、設計參數(shù)設計流量為Q1.50463m3/s1504.63L/s,集水池最高水位為79.93m,出水管提升至細格柵，出水管長度為5m,細格柵水面標高為85.001m。泵站設在處理廠

35、內(nèi)，泵站的地面高程為81.50m。2、泵房的設計計算設計中選用c Q 1504.63Q1一144水池的容積為：376.2L/S,按一臺泵最大流量時 5min的出水量設計，則集Q1t 376.25 60 112860 L 112.86m3取集水池的有效水深為h 集水池的面積為：2.0m(1)集水池的設計計算5臺污水泵(4用1備)，則每臺污水泵的設計流量為:V112.862-56.43mh2集水池保護水深0.71m,實際水深為2.0+0.71=2.71m。(2)水泵總揚程估算1)集水池最低工作水位與所需提升最高水位之間的高差為:85.001-(79.93-2)=7.071m2)出水管管線水頭損失每

36、一臺泵單用一根出水管，其流量為Q1376.2L/s,選用的管徑為DN600mm的鑄鐵管，查給水排水設計手冊第一冊常用資料得流速v1.33m/s(介于0.82.5m/s之間)，1000i3.68。出水管出水進入一進水渠，然后再均勻流入細格柵。設局部損失為沿程損失的30%,則總水頭損失為：3.681.3 0.024m1000泵站內(nèi)的管線水頭損失假設為1.5m,考慮自由水頭為1.0,則水泵總揚程為：H1.50.0247.0711.09.595m（3）選泵本設計單泵流量為Q1376.2L/s,揚程9.595m。查給水排水設計手冊第11冊常用設備，選用300TLW-540舊型的立式污水泵。該泵的規(guī)格性能

37、見表3-1o表3-1300TLW-540IB型的立式污水泵的規(guī)格性能油Q揚程Hm轉(zhuǎn)度nr/min電動機功率NkW效率%污物通過能力氣蝕余量NPSHrm重量kgm3.hL/s固體mm纖維mm1414392.816.69701107725015008.031503、泵站總揚程的校核水泵的平面布置形式可直接影響機器間的面積大小，同時，也關系到養(yǎng)護管理的方便與否。機組間距以不妨礙操作和維修的需要為原則。機組的布置應保持運行安全、裝卸、維修和管理方便，管道總長度最短，接頭配件最少，水頭損失最小，并應考慮泵站有擴建的余地。（1）吸水管路的水頭損失每根吸水管的流量為Qi376.2L/s,選用的管徑為DN60

38、0mm,流速為v1.33m/s,坡度為100。3.68。吸水管路的直管部分的長度為1.0m,設有喇叭口（0.1）,DN600mm的90彎頭1個（0.67）,DN600mm的閘閥1個（0.06）,DN600DN350漸縮管1個（0.20）。喇叭口喇叭口一般取吸水管的1.31.5倍，設計中取1.3則喇叭口直徑為：D1.3600780mm,取800mmL0.8D0.8800640mm710mm閘閥Dnmm600,L600mm。漸縮管選用DN600DN350L2Dd1502600350150650mm60022-，350得v'3.91m/so直管部分為1.0m,管道總長為：L1.00.640.

39、60.652.89m-3.68%則沿程損失為：h1'Li2.890.003680.011m2局部損失為：h1''1幺2g0.1 0.06 0.671.3322 9.810.23.9122 9.810.231m吸水管路水頭損失為:h1h1'h1''0.0110.2310.242m(2)出水管路水頭損失出水管直管部分長為5m,設有漸擴管1個(0.20),閘閥1個(0.06),單向止回閥(1.7,L800mm)。沿程水頭損失：h2' Li5 0.65 0.6 0.80.00368 0.026m局部水頭損失：h2''V23.912

40、1.3320.061.70.20.218m2g29.8129.81總出水水頭損失:h2h2'h2''0.0260.2180.244m(3)水泵總揚程水泵總揚程用下式計算:Hh1h2h3h4式中hi吸水管水頭損失，m；h2出水管水頭損失，m；h3集水池最低工作水位與所提升最高水位之差，m;h4自由水頭，一般取h4=1.0m。H0.2420.2447.0711.08.557m故選用5臺300TLW-540舊型的立式污水泵是合適的。3.3沉砂池沉砂池是借助污水中的顆粒與水的比重不同，使大顆粒的砂粒、石子、煤渣等無機顆粒沉降，以去除相對密度較大的無機顆粒。常用的沉砂池有平流沉砂

41、池、曝氣沉砂池、豎流式沉砂池、渦流式沉砂池和多爾沉砂池。這幾種沉砂池各有其優(yōu)點，但是在實際工程中一般多采用曝氣沉砂池。本設計中采用曝氣(aeration)沉砂池，具優(yōu)點是：通過調(diào)節(jié)曝氣量可控制污水旋轉(zhuǎn)流速，使之作旋流運動，產(chǎn)生離心力，去除泥砂，排除的泥砂較為清潔，處理起來比較方便；且它受流量變化影響小，除砂率穩(wěn)定。同時，對污水也起到預曝氣作用。3.3.1 曝氣沉砂池本設計中選擇三組曝氣沉砂池，N=3組。每組沉砂池的設計流量為0.502m3/s03.3.2 設計參數(shù)1、水平流速宜為0.1m/s。2、最高時流量的停留時間應大于2min。3、有效水深宜為2.03.0m,寬深比宜為11.5。4、處理每

42、立方米污水的曝氣量宜為0.10.2m3空氣。5、進水方向應與池中旋流方向一致，出水方向應與進水方向垂直，并直設置擋板。6、污水的沉砂量，可按每立方米污水0.03L計算；合流制污水的沉砂量應根據(jù)實際情況確定。7、砂斗容積不應大于2d的沉砂量，采用重力排砂時，砂斗斗壁與水平面的傾角不應小于55°。8、池底坡度一般取為0.10.5。9、沉砂池除砂宜采用機械方法，并經(jīng)砂水分離后貯存或外運。采用人工排砂時，排砂管直徑不應小于200mm排砂管應考慮防堵塞措施。3.3.3曝氣沉砂池的設計計算1、沉砂池有效容積V 60Qt式中V沉砂池有效容積，m2;t停留時間，min。本設計中取t=3minV600

43、.502390.36m32、水流斷面面積AQA一VI式中A水流斷面面積，m2;v1水平流速，m/so設計中取v1=0.1msA0.5022A5.02m0.13、池總寬度Ah一沉砂池寬度，m ；沉砂池有效水深，式中 BB一設計中取h=2m0 A 0.502B - 2.51mh 22.5121.255 在 1.01.5 之間。4、池長18mVL60vt600.1A5、每小時所需的空氣量q3600Qd式中q每小時所需的空氣量，m3/h；d1m3的污水所需要的空氣量，m3/m3污水設計中d=0.2m3/m3污水q36000.5020.2361.44m3h6、沉砂室所需容積QXT86400106式中 X

44、城市污水沉砂量m3/l06m3污水，設計中取 X =30m3/l06m3污水T清除沉砂的間隔時間，設計中取T=2d4-c 36m101030210從而可計算得每個沉砂斗的容積為：V。Vg2m3N37、沉砂斗幾何尺寸計算設計中取沉砂斗底寬為a10.5m,沉砂斗壁與水平面的傾角為沉砂斗高度h21.3m則沉砂斗的上口寬度為：a-h-a1-2-1.30.52.0mtan60tan60沉砂斗的有效容積：2m2Vh2a2aa1a；1132.022.00.50.522.275m2338、池子總高設池底坡度為0.4,破向沉砂斗，池子超高h10.3m則 池底斜坡部分的高度:h30.4B bC， 0.422.51

45、 2.0 0.102m0.102 3.702 m池子總高：Hh%h2h320.31.39、驗算流速當有一格池子出故障，僅有兩格池子工作時：VminQmax1.504630.15m/s0.10m/snhb222.51當有兩格池子出故障，僅有一格池子工作時:Vmin10、進水渠道Qmax nhb1.504631 2 2.510.30m/s0.15m / s格柵的出水通過DN1250mm的管道送入沉砂池的進水渠道，然后進入沉砂 池，進水渠道的水流流速Q(mào)V1BH式中 V1 進水渠道水流流速，m/s;B1 進水渠道寬度，m ；iH1 進水渠道水深, m 0設計中取 Bi=1.2 m , H1 =0.8m

46、。V10.5021.2 0.8Qmax0.52 m s1.50463v 0.62m/sA 0.9 0.9 32進水口水頭損失h 1.062g代入數(shù)值得：h 1.06 262： 0.02 m 2 9.81進水口采用方形閘板，SFZ型明桿或鑲鋼鑄鐵方形閘門 SFZ-900,沉砂斗采用 H46Z2.5旋啟式底閥，公稱直徑 200mm。11、出水堰計算出水采用沉砂池末端薄壁出水堰跌落出水，出水堰可保證沉砂池內(nèi)水位標 高恒定，堰上水頭為H22Q 石mb2、2g式中 H1堰上水頭，m ；流量系數(shù)，一般取0.40.5,設計中取m=0.4;b2堰寬，m,等于沉砂池的寬度。0.23m口0.502H20.42.5

47、129.81出水堰后自由跌落高度0.12m,出水流入出水槽，出水槽寬度B21.0m,出水槽水深h20.6m,水流流速V20.84m/s。采用出水管道在出水槽中部與出水槽連接，出水槽用鋼混管，管徑DN800mm,管內(nèi)流速V31.34ms,水利坡度i2.39%,水流經(jīng)出水槽流入集配水井。12、排砂裝置采用吸砂泵排砂，吸砂泵設置在沉砂斗內(nèi)，借助空氣提升將沉砂排出沉砂池，吸砂泵管徑DN200mm0曝氣沉砂池示意圖見下圖3-3圖3-3曝氣沉砂池剖面圖示意圖1壓縮空氣管 2 空氣擴散管3 一集砂槽3.3.4曝氣沉砂池曝氣計算1、空氣干管設計干管中空氣流速一般為1015m/s,取空氣流速12m/s,則,4q

48、43361.44d、.、0.18m-v13.141236002、支管設計干管上設10根配氣管，則每根豎管上的供氣量為：沉砂池總平面面積為：LXB=5.023=15.06m2,取15m221.5m ,直徑為選用YBM-2型號的膜式擴散器，每個擴散器的服務面積為500mm則需空氣擴散器總數(shù)為：15=10個。1.5則每根配氣管有1個空氣擴散器，每個擴散器的配氣量為:361.443.=36.144m/h。10,第四章污水的二級處理設計計算污水經(jīng)過一級處理后會處理掉一部分的懸浮物（SS）和BOD5,處理程度按表4-1取值，而氮磷按不變計算表4-1處理廠的處理效果處理級別處理方法申尊1少處理效果%Lx1-

49、JSSBOD5一級沉淀法沉淀（自然沉淀）4055%2030%二級生物膜法初次沉淀、生物膜反應、二次沉淀6090%6590%活性污泥法初次沉淀、活性污泥反應、二次沉淀7090%6595%設計中取處理效果為：SS=40%,BOD5=20%則進入曝氣池中污水的BOD5濃度：SaSy120%180120%1800.8144mg/L進入曝氣池中污水的SS濃度：LaLy140%180140%1800.6108mg.L4.1 厭氧池+D理氧化溝工藝計算氧化溝是活性污泥法的改良和發(fā)展，曝氣池呈封閉渠道形，污水和活性污泥在循環(huán)水流的作用下混合接觸，完成有機物的凈化過程，又稱循環(huán)曝氣池。氧化溝在流態(tài)上介于推流式和

50、完全混合式之間，局部流態(tài)為推流式，整體為完全混合狀態(tài)，同時具有這兩種混合方式的某些特點。在氧化溝中，污水和活性污泥的混合液在外加動力的作用下，不停的循環(huán)流動，有機物在微生物的作用下得到降解。該工藝對水溫、水質(zhì)和水量的變化有較強的適應性，污泥齡長、剩余污泥少、而且具有脫氮的功能。氧化溝有多種不同的類型，如Carrousel式、Orbal式、一體化氧化溝、交替式氧化溝等。若在氧化溝前加一厭氧池，也具有良好的除磷效果。本設計中選用厭氧池+DES氧化溝工藝。取三組厭氧池+DE型氧化溝，則每組的設計流量為0.502m3/s。4.1.1 設計參數(shù)1、厭氧池的水力停留時間為0.51.0h;2、氧化溝的處理能

51、力取決于污水溫度和溝內(nèi)活性生物固體（MLVSS的濃度。工藝設計通常是依據(jù)進水中污染物負荷、污泥齡、污泥負荷F/M和污水溫度等。設計污泥齡、1F/M和水溫者之間有一定的函數(shù)關系：表4-2污泥齡、F/M和水溫者之間有一定的函數(shù)關系溫度（C）5101520污泥齡（d）2084F/MkgBOD5/kgVSSd0.060.100.150.20DE型氧化溝設計F/M0.050.1kgBOD5/kgVSSd,相應的污泥齡為1230d,而MLSS濃度通常設計為35005500mg/L,其取值是依據(jù)污泥的沉淀性能和污泥在溝中的貯存量。3、延時曝氣氧化溝的主要設計參數(shù)，宜根據(jù)試驗資料確定，無試驗資料時可按下表4-

52、3的規(guī)定取值。表4-3延時曝氣氧化溝的主要設計參數(shù)項目單位參數(shù)值污泥濃度MLSSXaag/L2.54.5污泥負荷LskgBOD5/kgMLSSd0.030.08容積負荷NvkgBOD5/m3d0.10.2污泥齡ccd15污泥產(chǎn)率YkgVSS/kgBODs0.30.6需氧量O2kgOz/kgBODs1.52.0水力停留時間HRTh16污泥回流比R%75150總處理效率%95BOD54、進水和回流污泥點宜設在缺氧區(qū)首端，出水點宜設在充氧器后的好氧區(qū)。氧化溝的超高與選用的曝氣設備類型有關，當采用轉(zhuǎn)刷、轉(zhuǎn)碟時，宜為0.5m；當采用豎軸表曝機時,宜為0.60.8m,其設備平臺宜高出設計水面0.81.2m

53、3.55、氧化溝的有效水深與曝氣、混合和推流設備的性能有關，宜采用4.5m。6、根據(jù)氧化溝渠寬度，彎道處可設置一道或多道導流墻；氧化溝的隔流墻和導流墻宜高出設計水位0.20.3m。7、氧化溝內(nèi)的平均流速宜大于0.25m/s,混合液在渠內(nèi)流v0.40.5m/s4.1.2厭氧池計算1、厭氧池容積V60Qt式中V厭氧池容積，m3；t厭氧池水力停留時間設計中取t=0.75h=45min3V600.502451355.4m2、厭氧池尺寸計算厭氧池面積：設計中取厭氧池有效水深為h3.0m厭氧池尺寸為：長A V 1355.4A - h 3 寬=22.6 20一，一 2451.8m厭氧池實際面積為：A2022.6452m2設計中取厭氧池的超高為0.3m則池總高為Hh0.33.00.33.3m3、污泥回流量計算：設計中取污泥回流比為R80%貝UQiRQ0.81.504631.203704m3,s104000m3,d4、攪拌機的選擇