上流式曝氣生物濾池工藝設(shè)計(jì)論文

1、1、 前言 畢業(yè)設(shè)計(jì)是在本科生完成教學(xué)計(jì)劃所規(guī)定的全部課程后進(jìn)行的最重要的也是最后一個(gè)的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。它能使學(xué)生初步掌握本專業(yè)工程設(shè)計(jì)的內(nèi)容、計(jì)算方法、設(shè)計(jì)步驟與某些技巧，為畢業(yè)后的專業(yè)工作奠定必要的基礎(chǔ)。它還可以使學(xué)生綜合運(yùn)用和深化所學(xué)的理論知識(shí)，并且較完整地將所學(xué)的專業(yè)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析與解決問題的能力，使其受到工程師的基本訓(xùn)練。畢業(yè)設(shè)計(jì)又是以前各教學(xué)環(huán)節(jié)的繼續(xù)、深化、總結(jié)與檢驗(yàn)。其效果將直接影響畢業(yè)生的質(zhì)量，所以我們要本著嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度對(duì)待這次設(shè)計(jì)。隨著水環(huán)境污染、水體富營養(yǎng)化、節(jié)水問題的尖銳化以及公共環(huán)境意識(shí)的增強(qiáng)，越來越多的國家和地區(qū)制定了更嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)。我國正在執(zhí)行的

2、城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB18918-2002）就對(duì)N、P等污染物的去除提出了較高的要求。而現(xiàn)有城市污水處理中的活性污泥法難以達(dá)到該要求。為此，必須建立新的污水廠或?qū)ΜF(xiàn)有污水廠進(jìn)行改造，使之具有脫N除P的功能。同時(shí)，我國的污水處理廠多數(shù)建在城市的郊區(qū)。城區(qū)中心大量的廢水輸送到郊區(qū)的污水處理廠，費(fèi)用很高，其投資占水處理總投資的80%，同時(shí)，建在城區(qū)的污水廠的土地使用及傳統(tǒng)的污水處理廠不可避免地要產(chǎn)生異味和噪音等諸多客觀問題，這就使得水處理技術(shù)人員必須尋找新的污水處理技術(shù)來解決這些問題。若能采用處理效率高、占地面積小、能耗低的污水處理技術(shù)來實(shí)現(xiàn)城區(qū)污水就地處理與回用，意義十分重大。表1-1

3、各工藝方法比較工藝方法優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)曝氣生物濾池a 較小的池容和占地；b 高質(zhì)量的出水；c 簡(jiǎn)化流程；d 基建費(fèi)用和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低；e 微機(jī)自動(dòng)化控制；f 可靠性高。a.進(jìn)水有機(jī)物過高可能造成細(xì)菌大量繁殖，容易培養(yǎng)濾料。SBRa. 處理構(gòu)筑物少，可省去二沉池；b. 一般不需要調(diào)節(jié)池；c. 運(yùn)行方式靈活，可同時(shí)具有去除BOD和脫氮除磷的功能。a. 反應(yīng)器容積利用率低；b. 水頭損失大；c. 不連續(xù)的出水，要求后續(xù)構(gòu)筑物容積較大，有足夠的接受能力；d. 設(shè)備利用率低；e. 對(duì)管理人員技術(shù)素質(zhì)要求較高。氧化溝a. 進(jìn)出水裝置簡(jiǎn)單；b. BOD負(fù)荷低，處理水質(zhì)良好；污泥產(chǎn)率低，排泥量少；c. 污泥齡長(zhǎng)，具有脫氮

4、的功能。a. 在實(shí)際的運(yùn)行過程中，存在污泥膨脹、泡沫、污泥上浮、流速不均及污泥沉積等一系列的問題。A/Oa. 厭氧、缺氧、好氧三種不同的環(huán)境和不同種類的微生物細(xì)菌群的有機(jī)配合，能同時(shí)具有去除有機(jī)物、脫氮除磷的功能；b. 在同時(shí)脫氮除磷的工藝中，該工藝流程最為簡(jiǎn)單，總的水力停留時(shí)間也不少于同類其他工藝。a. 難以同時(shí)取得良好的脫氮除磷效果；b. A/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。綜上所述，鑒于曝氣生物濾池工藝的各種優(yōu)勢(shì)，本次設(shè)計(jì)處理城市污水采用曝氣生物濾池方法。2、 設(shè)計(jì)任務(wù)及工程概況2.1 設(shè)計(jì)水量及水質(zhì) 設(shè)計(jì)水量 生活污水量污水處理量：=5萬m/d其中：生活污水

5、占80%，為4萬m/d； 工業(yè)廢水占20%，為1萬m/d。根據(jù)居住區(qū)用水定額差得，人均生活用水量為90125L/人.d，本次設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)人均生活用水量q=100L/人.d，城市混合污水變化系數(shù)k=1.1， k=1.4；城市公共建筑污水量按城市生活污水量的25%。由方程式中：-城市生活污水量，m； -城市公共建筑污水量，m； -工業(yè)廢水量，m。由方程可以算出設(shè)計(jì)人口： 50000=10010+25%10010+20%50000 求得=32萬人 因?yàn)椋簁=； k=； k=kk=。 所以：最大日平均時(shí)污水量=平均日污水量k 最大日最大時(shí)污水量=平均日平均時(shí)污水量k 生活污水量 東北地區(qū)某市設(shè)計(jì)

6、人口N=32萬人，居住建筑內(nèi)有排水設(shè)備和淋浴設(shè)備。 （公式21） =3210010=3.2萬m/d 城市公共建筑污水量Q =25% （公式22） =25%3.2=0.8萬m/d 工業(yè)污水量 =（）20% （公式23） =（）20%=1萬m/d 最大日污水流量 =k =51.1 =5.5萬m/d 最大時(shí)污水流量=k =51.4 =7萬m/d 污水量情況詳見下表 表21污水流量項(xiàng)目萬m/d萬m/hm/s平均日50.208330.5787最大日5.50.22920.6366最大日最大時(shí)70.29170.8102 設(shè)計(jì)水質(zhì)進(jìn)水水質(zhì)：BOD=280mg/L, SS=240mg/L, TN=35mg/L,

7、 TP=12mg/L。出水水質(zhì)：BOD30mg/L, SS30mg/L, TN9mg/L, TP4mg/L。2.2 設(shè)計(jì)當(dāng)量人口 設(shè)計(jì)人口 （公式24） 式中：-居民區(qū)人口（32萬人）； -工業(yè)污水的當(dāng)量人口； -設(shè)計(jì)人口。 設(shè)計(jì)人口= （公式25）式中：-水中SS和BOD的濃度（g/m或mg/L）； - 平均日混合污水量（5萬m/d）； as-每人每天產(chǎn)生SS或BOD的量（g/人.d）。算式中SS一般產(chǎn)生3540mg/L,本設(shè)計(jì)取40mg/L；BOD一般取2035mg/L，本設(shè)計(jì)取30mg/L。 按SS濃度計(jì)算設(shè)計(jì)人口 = （公式26） =30萬人 按BOD濃度計(jì)算設(shè)計(jì)人口 = （公式27）

8、 =46.67萬人 當(dāng)量人口 SS當(dāng)量人口 =32-30=2萬人 BOD當(dāng)量人口 =46.67-32=14.67萬人3、 工藝方案的確定 3.1 方案制定的原則 采用穩(wěn)定妥當(dāng)?shù)奶幚砉に?，?jīng)濟(jì)合理，安全可靠。 布局合理，投資低，占地少，減少占地面積。 降低能耗與處理成本。 綜合利用無二次污染。 盡量利用處理的產(chǎn)物。 適合國情，提高自動(dòng)化的管理水平。3.2 污水處理工藝流程的確定 廠址及地形資料 選擇廠址時(shí)應(yīng)考慮的因素 廠址應(yīng)選在地質(zhì)較好的地方。 處理廠應(yīng)盡量少占土地或不占良田。 要考慮周圍環(huán)境衛(wèi)生條件，污水處理廠應(yīng)設(shè)置在城鎮(zhèn)中給水水源的下游，并考慮在夏季主風(fēng)向的下方。距離城鎮(zhèn)或生活區(qū)在300m以

9、上，并便于以后的污水用于農(nóng)田灌溉等。在工廠企業(yè)內(nèi)的廢水處理站，對(duì)環(huán)境若沒有顯著影響，最好設(shè)置在緊靠廢水發(fā)生處。 處理廠應(yīng)設(shè)在緊靠近電源的地方，并考慮排水，排泥的方便。 處理廠應(yīng)選擇在不受污水威脅的地方，否則應(yīng)考慮防洪措施。 本廠的一些資料 該廠區(qū)所在地區(qū)的面積標(biāo)高38.5 m，主導(dǎo)風(fēng)向夏季為南風(fēng)。 廠區(qū)面積為58761 m。 設(shè)計(jì)地震強(qiáng)度為七度。 氣象資料與水文資料 東北處北溫帶，屬中緯度大陸性季風(fēng)氣候，四季分明。冬季寒潮侵襲，由段時(shí)嚴(yán)寒，多偏北風(fēng)；夏季溫濕多雨，多東南風(fēng)；春秋兩季多東南風(fēng)和西北風(fēng)。全年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槟巷L(fēng)，平均風(fēng)速3.3m/s，最熱月份平均氣溫為24.8度，最冷月份平均氣溫為20.

10、6度，全年平均7.4度。地面凍結(jié)深度1.01.2m。 處理工藝流程的選擇 選擇處理工藝流程應(yīng)考慮哪些問題污水處理工藝流程選定，主要以下列各項(xiàng)項(xiàng)目因素為依據(jù)：污水處理程度：這是污水處理工藝流程選定的主要依據(jù)，而污水的處理程度又主要取決于污水的出路。排放水體，這是處理水最常采用的途徑，也是處理水的“自然歸宿”，當(dāng)處理排放水時(shí)，污水處理程度可考慮用以下幾種方向進(jìn)行確定： 水體的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)確定； 按城市污水處理廠所能達(dá)到的處理程度確定； 考慮收納水體的稀釋能力和自凈能力； 工程造價(jià)與運(yùn)行費(fèi)用； 當(dāng)?shù)氐母黜?xiàng)條件；當(dāng)?shù)氐牡匦?、氣候等自然條件也對(duì)污水處理工藝流程的選定具有一定的影響。 原污水的水量與污水流入工

11、程；工程施工的難易程度和運(yùn)行管理的技術(shù)條件也是選定處理工藝流程需要考慮的因素。 可行性方案的比較、工藝的優(yōu)點(diǎn)國內(nèi)外城市污水處理廠采用的二級(jí)生物工藝中絕大部分為活性污泥法。這種方法能較有效的去處污水中的主要污染物質(zhì)。城市二級(jí)污水處理常用的工藝方法有：普通曝氣法、階段曝氣法、A/O除磷工藝、A/O除磷脫氮、氧化溝法，針對(duì)以上幾種污水處理工藝不足，近些年來研制開發(fā)了曝氣生物濾池，并針對(duì)東北某地區(qū)污水水質(zhì)處理出水要求，選擇了曝氣生物濾池為處理工藝。曝氣生物濾池又被稱為第三代生物濾池。曝氣生物濾池采用人工強(qiáng)制曝氣，代替自然通風(fēng)；采用粒徑小、比表面積大的濾料，顯著提高了生物濃度；采用生物處理與過濾處理聯(lián)合

12、方式，省去了二次沉淀池；采用反沖洗的方式，免去了堵塞的可能，同時(shí)提高了生物膜的活性；采用生化反應(yīng)和物理過濾聯(lián)合處理的方式，同時(shí)發(fā)揮了生物膜法和活性污泥法的優(yōu)點(diǎn)。由于它具有生物氧化降解和過濾的雙重作用，因而可獲得很高的出水水質(zhì)，可達(dá)到回用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，適用與生活污水和工業(yè)有機(jī)廢水的處理及資源化利用。 曝氣生物濾池的特點(diǎn) 較小的池容和占地面積。曝氣生物濾池的BOD5容積負(fù)荷可達(dá)到56kg BOD5/(m.d),是常規(guī)活性污泥或接觸氧化法的612倍，所以它的池容和占地面積具有活性污泥和接觸氧化法的1/6左右，大大節(jié)省了占地面積和大量的土建費(fèi)用。 高質(zhì)量的處理水。在BOD5容積負(fù)荷為6kg BOD5/(

13、m.d)時(shí)，其出水SS與BOD5可保持在60mg/l以下，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國家污水排放標(biāo)準(zhǔn)之一的標(biāo)準(zhǔn)。 簡(jiǎn)化處理流程。由于曝氣生物濾池對(duì)SS的生物截留作用，使出水中的活性污泥很少，故不需設(shè)置二沉池，處理流程簡(jiǎn)化，使占地面積進(jìn)一步減少。 基建費(fèi)用、運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低。由于技術(shù)流程短，占地省，使基建費(fèi)用大大低于常規(guī)二級(jí)生物處理。 管理簡(jiǎn)單。曝氣生物濾池抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，沒有污泥膨脹問題，微生物也不會(huì)流失，能保持池內(nèi)較高的微生物濃度，因此日常運(yùn)行簡(jiǎn)單，處理效果穩(wěn)定。 設(shè)施可間斷運(yùn)行。 由于大量微生物生長(zhǎng)在粒狀填料粗糙的孔的內(nèi)部和表面，微生物不會(huì)流失，即使長(zhǎng)時(shí)間不運(yùn)轉(zhuǎn)也能保持其菌種，如長(zhǎng)時(shí)間停止不用后再使用，其設(shè)施可

14、在幾天內(nèi)恢復(fù)正常運(yùn)行。 工藝流程圖粗格柵進(jìn)水泵房細(xì)格柵3D反應(yīng)池曝氣生物濾池清水池壓榨機(jī)壓榨機(jī)城市污水鼓風(fēng)機(jī)加氯間砂水分離污泥濃縮機(jī)械脫水PAM柵渣外排污水外排圖1 曝氣生物濾池工藝流程3.3 主要構(gòu)筑物的選型 格柵 在泵前和泵后各設(shè)置一道格柵，泵前為粗格柵，泵后為細(xì)格柵，由于水量大，故采用機(jī)械格柵。 泵房考慮到水利條件和工程造價(jià)，及布局的合理性，采用長(zhǎng)方形泵房，集水池與機(jī)器間合建水泵及吸水管的充水采用自灌式，泵房的位置選用半地下式泵房。 沉砂池有平流式、豎流式、和輻流式3種，考慮到平流式沉砂池的優(yōu)點(diǎn)，且主要應(yīng)用在中型污水處理廠故采用此法。 初沉池考慮到平流式沉淀池沉淀效果好；對(duì)沖擊負(fù)荷和溫度

15、變化的適應(yīng)能力較強(qiáng)；施工簡(jiǎn)易，造價(jià)較低，并且適用大、中、小型污水處理廠，所以采用平流式沉淀池。 曝氣生物濾池 曝氣生物濾池從單一的工藝逐漸發(fā)展成系列綜合工藝，具有去除SS、COD、BOD、硝化、氨氮的轉(zhuǎn)化、去除AOX的作用，其最大的特點(diǎn)是集生物氧化和截留懸浮物于一體，節(jié)省了后續(xù)二沉池，也保證處理效果前提下使處理工藝簡(jiǎn)化。此外，曝氣生物濾池工藝有機(jī)物容積負(fù)荷高，水利負(fù)荷大，水力停留時(shí)間短，所需基建投資少，能耗及運(yùn)行成本低，同時(shí)該工藝出水水質(zhì)高。 接觸池污水排放前應(yīng)消毒，所需在曝氣生物濾池后設(shè)置接觸池進(jìn)行消毒。3.3.7 污泥濃縮池 本設(shè)計(jì)采用重力濃縮池的連續(xù)濃縮法，主要用于濃縮初沉池和剩余污泥的

16、混合污泥。3.3.8 消化池采用圓形消化池，采用兩極消化，可減少攪拌所需能耗熟污泥含水量低。3.3.9 污泥脫水機(jī)械脫水的優(yōu)點(diǎn)是：脫水效果好，不受氣候影響，占地小。本設(shè)計(jì)采用帶式壓濾機(jī)，其特點(diǎn)是：濾帶可以回旋，脫水效果好，噪音小等。另外為防止事故，設(shè)置污泥干化場(chǎng)，使污泥自然干化。4、 污水處理系統(tǒng)4.1 格柵相關(guān)參數(shù) 設(shè)計(jì)參數(shù) 本設(shè)計(jì)設(shè)置粗細(xì)兩道格柵，根據(jù)水處理工程師手冊(cè)查得，粗格柵柵條間隙50150mm。 污水處理系統(tǒng)前格柵（細(xì)格柵）柵條間隙應(yīng)符合：（a）人工清除2540mm；（b）機(jī)械清除1625mm；（c）最大間隙40mm。 柵渣的含水率一般為80%，容重約為960kg/m。 過柵流速一

17、般采用0.61.0m/s。 格柵前渠道內(nèi)水流流速一般采用0.40.9m/s。 格柵傾角國內(nèi)一般采用6070。 通過格柵水頭損失一般采用0.080.15m。 柵前設(shè)計(jì)水位取0.5m。 格柵間工作臺(tái)兩側(cè)過道寬度不應(yīng)小于0.7m。工作臺(tái)正面過道寬度：（a）人工清除不應(yīng)小于1.2m；（b）機(jī)械清除不應(yīng)小于1.5m。 格柵間內(nèi)安設(shè)吊運(yùn)設(shè)備，以進(jìn)行格柵及其他設(shè)備的檢修和柵渣的日常清除。 柵條斷面形狀采用銳邊矩形，則。 格柵相關(guān)計(jì)算 相關(guān)計(jì)算 柵條間隙數(shù) （公式41） 式中：-最大設(shè)計(jì)流速，m/s； -格柵間隙寬度，取mm； -格柵傾角（），??； -柵前水深，取=0.5m； -過柵流速，取m/s。 =72（

18、個(gè)） 柵槽寬度 （公式42） 式中：-柵條寬度，本設(shè)計(jì)取mm=0.01m。 （m） 通過格柵的水頭損失 （公式43） 式中：-計(jì)算水頭損失，m； -系數(shù)，格柵受污物堵塞時(shí)水頭損失增大倍數(shù)，一般采用3。 = （公式44） 式中：-重力加速度，m/s； -阻力系數(shù)，可由阻力系數(shù)計(jì)算公式求得。 則 =（m） 柵后槽總高度 （公式45）式中：-柵前渠道超高，m，一般采用0.3。 =0.5+0.073+0.3=0.873（m） 柵槽總長(zhǎng)度 （公式46）其中： （公式47） （公式48） （公式49）式中：-進(jìn)水渠道漸寬部分的長(zhǎng)度，m； -進(jìn)水渠寬，m； -進(jìn)水渠寬部分的展開角度，（），一般采用20； -

19、柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長(zhǎng)度，m； -柵前渠道深，m。設(shè)進(jìn)水渠寬=1.3m，其漸寬部分展開角度=20。 （m） (m) =0.76+0.38+0.5+1.0+=3.10（m） 每日柵渣量 （公式410） 式中：-柵渣量，格柵間隙為1625mm時(shí)，=1.100.05m/10m（污水）。本設(shè)計(jì)取m/10m（污水）。 =（m/d）因0.2m/d，所以宜采用機(jī)械清除。 格柵除污機(jī)采用機(jī)械清渣、排渣，選用GH3000型鏈?zhǔn)叫D(zhuǎn)格柵除污機(jī)，其性能見表4-1表4-1 GH3000型鏈?zhǔn)叫D(zhuǎn)格柵除污機(jī)格柵寬度（mm）格柵凈距（mm）安裝角（。）格柵流速（m/s）電機(jī)功率（KW）300040600.92.

20、2格柵的有效寬度2700mm，設(shè)備總寬3290mm，水槽寬度3050mm，設(shè)備地面高度h2450mm。格柵采用半地下式，兩個(gè)格柵之間的距離為0.7m，下面過道1.5m，格柵距墻壁0.8m。格柵間總長(zhǎng)度：0.8+0.8+2.20×2+0.76.7m 取7.5m格柵間總尺寸：7.5×4.0m 格柵示意圖（見圖41，圖42）圖4-1格柵間平面圖圖4-2格柵間剖面圖4.2 泵房 泵房形式：采用合建式或半地下式泵房。 選泵 設(shè)計(jì)流量=2917m/h 揚(yáng)程確定圖4-3揚(yáng)程示意粗略的估算，如圖43泵房水面與泵相距2m，液面距池面2.5m3m，地面與沉沙池水面5.05.5m左右，泵站損失3

21、.0m左右，自由水頭取1m，揚(yáng)程最小值為H2.0+2.5+5.0+3.0+1.013.5 m。 選泵 根據(jù)2917m3/h 和H13.5m, 現(xiàn)選用四臺(tái)S型雙吸350S26A離心泵，一臺(tái)備用，性能如下。表4-2 24MN-28A型立式污水泵轉(zhuǎn)速r/min流量m3/h揚(yáng)程m軸功率kw效率1450129616.58073圖4-4水泵 集水池污水泵房集水池的有效容積，一般采用不小于最大一臺(tái)水泵5min的出水量，集水池有效水深，即進(jìn)水管設(shè)計(jì)水位減去過柵水頭損失與集水池最低水位之差，一般采用1.22.0m。水位寬度不得過大，但也不得小于1.2m。池底應(yīng)做成0.010.02的寬度，坡向吸水坑，吸水坑的深度

22、一般采用0.50.6m。設(shè)集水池的有效容積采用最大水泵6min的出水量即m設(shè)集水池有效水深=2.0m，則集水池面積=72.925（m）設(shè)計(jì)尺寸： m集水池有效容積m 泵房?jī)?nèi)管路計(jì)算表4-3泵房吸水管和壓水管設(shè)計(jì)流速管徑/mm1000吸水管流速/(m/s)壓水管流速/(m/s) 當(dāng)吸水管管徑=650mm （公式411） =1.22（m/s）因?yàn)?，所以符合要求； 當(dāng)壓水管管徑=500mm =2.06（m/s）因?yàn)?，所以符合要求?設(shè)計(jì)采用一間泵房， 兩條吸水管，一條出水管徑。 吸水喇叭D直徑一般采用：mm 式中：-吸水管直徑（mm）。 取=975（mm） 泵房高度設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)采用半地下式泵房，單梁

23、懸掛起重機(jī)。泵房地下部分考慮高度集水池及泵高取8.6m，地上部分考慮頂部吊車等取5m ，故總高度取13.6m 。 泵房?jī)?nèi)部排水設(shè)施泵房?jī)?nèi)部排水設(shè)施選用二臺(tái)24MN-28A立式污水水泵，一臺(tái)備用。用以排除泵內(nèi)積水，該泵性能如下： 表44 24MN28A立式污水泵性能流量揚(yáng)程轉(zhuǎn)速功率效率3100m3/h11.3m480r/min112.23kw85% 超重設(shè)備泵房?jī)?nèi)泵重672kg，選DX型電動(dòng)單梁懸掛超重機(jī)一臺(tái)，超重量20t ,跨度13m，起升高度18m，配用電葫CD型，其高度（從吊車梁到掛鉤距離）H0.84m。4.2.7 泵房示意圖 圖4-5泵房示意圖 泵房設(shè)計(jì)尺寸為20×8m24.3

24、 細(xì)格柵 4.3.1 設(shè)計(jì)參數(shù) 柵條間隙：細(xì)格柵 一般取310mm, 本設(shè)計(jì)取b8mm。 格柵傾角：4575 ，本設(shè)計(jì)取60。 過柵流速：0.61.0m/s ，取0.8 m/s。 柵前有效水深：取h0.6m。 柵條斷面形狀：選銳邊形斷面， 查2.42。 格柵數(shù)目：采用六組機(jī)械隔柵（細(xì)格柵），一組備用。 相關(guān)計(jì)算（公式及其符號(hào)意義同粗格柵） 柵條間隙數(shù) =196（個(gè)） 柵槽寬度 =（m） 通過格柵的水頭損失 =0.156（m） 柵后槽總高度（m） 柵槽總長(zhǎng)度 = =3.24（m） =（m） （m） 每日柵渣量 =3.5（m/d）因?yàn)閙/d0.2m/d，所以采用機(jī)械清除。 細(xì)格柵相應(yīng)設(shè)備選用XWB

25、-IV系列背耙式格柵除污機(jī)，格柵寬度B2000mm, 耙齒有效長(zhǎng)度100mm，格柵間距為10mm，提升速度2m/min，電動(dòng)功率為0.8kw，采用西安污水處理機(jī)械廠。細(xì)格柵與曝氣沉沙池合建在一起 圖46細(xì)格柵計(jì)算示意圖4.4 沉砂池 沉砂池設(shè)計(jì)計(jì)算一般規(guī)定 城市污水處理廠一般均應(yīng)設(shè)置沉砂池。 沉砂池按去除相對(duì)密度2.65、粒徑0.2mm以上的砂粒設(shè)計(jì)。 設(shè)計(jì)流量應(yīng)按分期建設(shè)考慮：（a）當(dāng)污水為自流進(jìn)入時(shí)，應(yīng)按每期的最大設(shè)計(jì)流量計(jì)算；（b）當(dāng)污水為提升進(jìn)入時(shí)，應(yīng)按每期工作水泵的最大組合流量計(jì)算；（c）在合流制處理系統(tǒng)中，應(yīng)按降雨時(shí)的設(shè)計(jì)流量計(jì)算。 沉砂池個(gè)數(shù)或分格數(shù)不應(yīng)少于2，并且按并聯(lián)系列設(shè)計(jì)

26、。當(dāng)污水量較小時(shí)，可考慮1格工作，1格備用。 城市污水的沉砂量可按10m污水沉砂30m計(jì)算，其含水率為60%，容重為1500kg/m；合流制污水的沉砂量應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況確定。 砂斗容積應(yīng)按不大于2d的沉砂量計(jì)算，斗壁與水平面的傾角不應(yīng)小于55。 除砂一般宜采用機(jī)械方法，并設(shè)置貯砂池或曬砂場(chǎng)。采用人工排砂時(shí)，排砂管直徑不應(yīng)小于200mm。 當(dāng)采用重力排砂時(shí)，沉砂池和貯砂池應(yīng)盡量靠近，以縮短排砂管長(zhǎng)度，并設(shè)排砂閘門于管的首端，使排砂管暢通和易于養(yǎng)護(hù)和管理。 沉砂池的超高不宜小于0.3m。 平流沉砂池平流式沉砂池是常用的型式，污水在池內(nèi)沿水平方向流動(dòng)。平流式沉砂池由入流渠、出流渠、閘板、水流部分及沉砂

27、斗組成。它具有截留無機(jī)顆粒效果較好、工作穩(wěn)定、構(gòu)造簡(jiǎn)單和排沉砂方便等優(yōu)點(diǎn)。故采用平流式沉砂池。 平流沉砂池設(shè)計(jì)參數(shù) 最大流速為0.3m/s，最小流速為0.15m/s。 最大流量時(shí)停留時(shí)間不小于30s，一般采用3060s。 有效水深應(yīng)不大于1.2m，一般采用0.251.0m；每格寬度應(yīng)不宜小于0.6m。 進(jìn)水頭部應(yīng)采取消能和整流措施。 池底坡度一般為0.010.02，當(dāng)設(shè)置除砂設(shè)備時(shí)，可根據(jù)設(shè)備要求考慮池底形狀。 相關(guān)計(jì)算（無砂粒沉降資料） 長(zhǎng)度 （公式412）式中：-最大設(shè)計(jì)流量時(shí)的流速，（m/s），取0.25m/s； -最大設(shè)計(jì)流量時(shí)的流行時(shí)間，（s）取40s。 =0.2540=10(m)

28、水流斷面面積 （公式413）式中：-最大設(shè)計(jì)流量，m/s。 =（m） 池總寬度 （公式414） 式中：-設(shè)計(jì)有效水深，（m），取0.65m。 （m） 沉砂室所需容積 （公式415） 式中：-城市污水沉砂量，m/10m（污水），一般采用30； -清除沉砂的時(shí)間間隔，（d），取2d。 =（m） 每個(gè)沉砂斗容積 設(shè)每一分格有2個(gè)沉砂斗，則 （m） 沉砂斗各部分尺寸 設(shè)斗底寬=0.5m，斗壁與水平面的傾角為55，斗高=0.35m，沉砂斗上口寬： （公式416） （m） 沉砂斗容積： （公式417） （m） 沉砂室高度 采用重力排砂，設(shè)池底坡度為0.06，坡向砂斗則 （公式418） （m） 池總高度 （

29、公式419）式中： -超高，（m），取0.3m； -沉砂室高度，m。 =0.3+0.65+0.51=1.45（m） 驗(yàn)算最小流速（每格寬度0.6m） （公式420）式中：-最小流量，（m/s）；平均污水量的； -最小流量時(shí)工作的沉砂池?cái)?shù)目，個(gè)；在最小流量時(shí)，只用1格工作（=1）； -最小流量時(shí)沉砂池中的水流斷面面積，m。 =0.74m/s0.15m/s，所以符合要求。 排砂采用重力排砂，排砂管設(shè)計(jì)=200mm，在沉砂池旁設(shè)置貯砂池，并在排砂管的首端設(shè)置排砂閘門。設(shè)貯砂池有效水深m貯砂池容積 （公式421） （m）貯砂池面積 （公式422） （m）則貯砂室的尺寸為m。 沉砂池平面圖圖4-7沉砂池

30、示意圖4.5 沉淀池 初次沉淀池 設(shè)計(jì)要點(diǎn) 考慮沉淀污泥發(fā)生腐敗，設(shè)置刮泥、排泥設(shè)備，迅速排除污泥。 考慮可浮懸浮物及污泥上浮，設(shè)置浮渣去除設(shè)備。 表面負(fù)荷以2550m/（m.d）為標(biāo)準(zhǔn)，沉淀時(shí)間以1.02.0h為標(biāo)準(zhǔn)。 進(jìn)水端考慮整流措施，采用阻流板、有孔整流壁、圓筒形整流板。 長(zhǎng)方形池，最大水平流速為7mm/s。 污泥區(qū)容積，靜水壓排泥不大于2d污泥量，機(jī)械排泥時(shí)考慮4h排泥量。 排泥靜水壓大于等于1.50m。 平流式沉淀池平流式沉淀池由進(jìn)水區(qū)、沉淀區(qū)、緩沖區(qū)、污泥區(qū)和出水區(qū)5部分組成。其優(yōu)點(diǎn)與適用條件見下表： 表45平流式沉沙池特點(diǎn)池型優(yōu)點(diǎn)適用條件平流式沉淀池（1）沉淀效果好；（2）對(duì)沖

31、擊負(fù)荷和溫度變化的適應(yīng)能力較強(qiáng)；（3）施工簡(jiǎn)易，造價(jià)較低。（1）適用于地下水位高及地質(zhì)較差地區(qū)；（2）適用于大、中、小型污水處理廠。 一般規(guī)定 沉淀池的個(gè)數(shù)或分格數(shù)不應(yīng)小于2個(gè)，并宜按并聯(lián)系列考慮。 池子的超高至少采用0.3m。 沉淀池的有效水深（）、沉淀時(shí)間（）與表面負(fù)荷（）的關(guān)系見表46。當(dāng)表面負(fù)荷一定時(shí)，有效水深與沉淀時(shí)間之比亦為定值，即。一般沉淀時(shí)間不小于1.0h；有效水深多采用24m。表46水深與表面負(fù)荷間的關(guān)系表面負(fù)荷（）/m/(m.h)有效水深mmmmm3.02.52.01.51.01.01.332.01.01.251.672.51.01.21.502.03.01.171.41.

32、752.333.51.331.62.02.674.0 沉淀池的緩沖層高度，一般采用0.30.5m。 污泥斗的斜壁與水平面的傾角，方斗不宜小于60，圓斗不宜小于55。 排泥管直徑不應(yīng)小于200mm。 沉淀池的污泥，采用機(jī)械排泥時(shí)可連續(xù)排泥或間歇排泥。不用機(jī)械排泥時(shí)應(yīng)每日排泥，初次沉淀池的靜水頭不應(yīng)小于1.5m；二次沉淀池的靜水頭曝氣池后不應(yīng)小于0.9m。 采用多斗排泥時(shí)，每個(gè)泥斗均應(yīng)設(shè)單獨(dú)的閘閥和排泥管。 當(dāng)每組沉淀池有2個(gè)池以上時(shí)，為使每個(gè)池的入流量均等，應(yīng)在入流口設(shè)置調(diào)節(jié)閥門，以調(diào)整流量。 當(dāng)采用重力排泥時(shí)，污泥斗的排泥管一般采用鑄鐵管，其下端伸入斗內(nèi)，頂端敞口，伸出水面，以便于疏通。在水面

33、以下1.52.0m，處，由排泥管接出水平排出管，污泥借靜水壓力由此排出池處。 設(shè)計(jì)參數(shù)與數(shù)據(jù) 每格長(zhǎng)度與寬度之比不小于4，長(zhǎng)度與深度之比采用812。 采用機(jī)械排泥時(shí)，寬度根據(jù)排泥設(shè)備確定。 池底縱坡一般采用0.010.02；采用多斗時(shí)，每斗應(yīng)設(shè)單獨(dú)排泥管及排泥閘閥，池底橫向坡度采用0.05。 刮泥機(jī)的進(jìn)行速度為0.31.2m/min，一般采用0.60.9m/min。 一般按表面負(fù)荷計(jì)算，按水平流速校核。最大水平流速：初沉池為7mm/s；二沉池為5mm/s。 進(jìn)出口處應(yīng)設(shè)置擋板，高出池內(nèi)水面0.10.5m。擋板淹沉深度：進(jìn)口處視沉淀池深度而定，不小與0.25m，一般為0.51.0m；出口處一般為

34、0.30.4m。擋板位置：距進(jìn)水口為0.51.0m；距出水口為0.250.5m。 泄空時(shí)間不超過6h，放空管直徑d可按下式計(jì)算 （m） 式中：-池寬，m； -池長(zhǎng)，m； -池內(nèi)平均水深，m； -泄空時(shí)間，s。 池子進(jìn)水端用穿孔花墻配水時(shí)，花墻距進(jìn)水端池壁的距離不應(yīng)小于12m，開孔總面積為過水?dāng)嗝婷娣e的6%20%。 相關(guān)計(jì)算 池子總表面積 （公式423）式中：-最大設(shè)計(jì)流量，m/s； -表面負(fù)荷，m/(m.h)，本設(shè)計(jì)取1.5m/(m.h)。 （m） 沉淀部分有效水深 （公式424）式中：-沉淀時(shí)間，h，本設(shè)計(jì)取2.0h。 （m） 沉淀部分有效容積 （公式425） （m） 池長(zhǎng) （公式426）式

35、中：-最大設(shè)計(jì)流量時(shí)的水平流速，mm/s，為7mm/s。 （m） 池子總寬度 （公式427） （m） 池子個(gè)數(shù)（或分格數(shù)） （公式428）式中：-每個(gè)池子（或）分格寬度，m，設(shè)每個(gè)池子寬4.5m。 （個(gè)） 污泥部分所需的總?cè)莘e （公式429） 式中：-每人每日污泥量，L/（人.d），一般采用0.30.8，本設(shè)計(jì)取0.6； -設(shè)計(jì)人口數(shù)，人； -兩次清除污泥間隔時(shí)間，d，取2d。 （m）每個(gè)池污泥所需容積： （公式430） （m） 池子總高度 （公式431）式中：-超高，m，取0.3m； -緩沖層高度，m，本設(shè)計(jì)取0.5m； -污泥部分高度，m，本設(shè)計(jì)取0.7m。 （m） 污泥斗容積 污泥斗選用

36、方斗，污泥斗斜壁與水平面傾角取60。 （公式432） 式中：-斗上口面積，m，取上口邊長(zhǎng)為4500mm； -斗下口面積，m，取下口邊長(zhǎng)為500mm； -泥斗高度，m。 （公式433） （m） （m） 污泥斗以上梯形部分污泥容積 （公式434）式中：-梯形上底長(zhǎng)，m，設(shè)為20.80m； -梯形下底長(zhǎng)，m，設(shè)為4.50m； -梯形的高度，m，設(shè)為0.20m。 （m） 污泥斗和梯形部分污泥容積 mm 沉淀池計(jì)算簡(jiǎn)圖圖4-8沉淀池計(jì)算簡(jiǎn)圖 穿孔排泥管的計(jì)算 設(shè)計(jì)要點(diǎn) 穿孔管沿沉淀池寬度方向布置，一般設(shè)置在平流式沉淀池的前半部，即沿池長(zhǎng)處設(shè)置。 穿孔管全長(zhǎng)采用同一管徑，一般為150300mm。 穿孔管末

37、端流速一般采用1.82.5m/s。 穿孔管中心間距與孔眼作用水頭及池底結(jié)構(gòu)形式等因素有關(guān)。一般斗底池子可采用23m。 穿孔管孔眼直徑可采用2035mm?？籽坶g距與沉泥含水率及孔眼流速有關(guān)，一般采用0.20.8m。孔眼多在穿孔管重線下側(cè)成兩行交錯(cuò)排列。斗底池子宜用90。全管孔眼按同一孔徑開孔。 孔眼流速一般為2.54m/s。 配孔比（即孔眼總面積與穿孔管截面積之比）一般采用0.30.8。 排泥周期與原水水質(zhì)、泥渣粒徑、排出泥漿的含水率及允許積泥深度有關(guān)。當(dāng)原水濁度低時(shí)，一般每日至少排放1次，以避免沉泥積實(shí)而不易排出。 排泥時(shí)間一般采用530min。 穿孔管的區(qū)段長(zhǎng)度一般采用24m，首、尾兩端的區(qū)

38、段長(zhǎng)度尾。 相關(guān)計(jì)算 穿孔管直徑 （公式435）式中：-孔眼直徑，m，此處采用32mm； -穿孔管長(zhǎng)度，m，此處為12m。 （m），則應(yīng)采用200mm鑄鐵管（壁厚10mm） 穿孔管上第一個(gè)孔眼（起端）處水頭損失 （公式436）式中：-水頭損失修正系數(shù)，可采用1.01.1，此處取1.05； -泥漿密度，此處取1.05kg/L； -第一孔眼處水流流速，m/s，此處采用2.5m/s； -流量系數(shù)，此處采用0.62。 （mHO） 穿孔管末端流速 （公式437）式中：-池內(nèi)必需的靜水頭，mHO，此處取4 mHO； -儲(chǔ)備水頭，mHO，一般采用0.30.5 mHO，此處取0.3 mHO； -水頭損失修正系

39、數(shù)，此處取1.1； -計(jì)算段末端的流速修正系數(shù)，為1.1； -系數(shù)，用以計(jì)算由于從諸孔中流入而增加的長(zhǎng)度損失，此處取1.05； -水管的摩擦系數(shù)，當(dāng)穿孔管徑D=200mm，查得； -系數(shù)，用以計(jì)算水流入穿孔管中的條件，查得； -池內(nèi)壁至排泥井出口段管長(zhǎng)，m，此處取5m； -水頭損失系數(shù)，此處。 =3.62（m/s） 穿孔管末端流量 （公式438）式中：-穿孔管截面積，m。 （m/s） 比流量 （公式439） m/(s.m) 第一區(qū)段孔數(shù)及孔距I 穿孔管第一孔眼流量 孔眼面積按孔徑d=32mm計(jì)算，即=0.000804m，則 （m/s）II 第一區(qū)段孔數(shù) 設(shè)該區(qū)段長(zhǎng)度=2m，則孔數(shù) （公式440

40、） ，采用10個(gè) III 第一區(qū)段孔距 （m） 第二區(qū)段孔數(shù)及孔距I 第一計(jì)算段末端的水流速度 （m/s）II 第一計(jì)算段穿孔管沿程水頭損失 該計(jì)算段的管長(zhǎng)=4m （公式441） （mHO）III 第一計(jì)算段總水頭損失 （mHO）IV 第一計(jì)算段末端第一孔眼流量 （公式442） （m/s）V 第二區(qū)段孔數(shù) 該段管長(zhǎng)=4m ，取17個(gè)VI 第二區(qū)段孔距 （m） 第三區(qū)段孔數(shù)及孔距I 第二計(jì)算段末端的水流速度 （m/s）II 第二計(jì)算段穿孔管沿程水頭損失 該計(jì)算段的管長(zhǎng)=8m （mHO）III 第二計(jì)算段總水頭損失 （mHO）IV 第二計(jì)算段末端第一孔眼流量 （m/s）V 第三區(qū)段孔數(shù) 該段管長(zhǎng)=

41、4m ，取14個(gè)VI 第三區(qū)段孔距 （m） 第四區(qū)段孔數(shù)及孔距I 第三計(jì)算段末端的水流速度 （m/s）II 第三計(jì)算段穿孔管沿程水頭損失 該計(jì)算段的管長(zhǎng)=12m （mHO）III 第三計(jì)算段總水頭損失（mHO）IV 第三計(jì)算段末端第一孔眼流量（m/s）V 第四區(qū)段孔數(shù) 該段管長(zhǎng)=2m，取6個(gè)VI 第四區(qū)段孔距（m） 穿孔排泥管的各區(qū)段及各計(jì)算管段的一些主要參數(shù)列于47和48中表47穿孔排泥管各區(qū)段參數(shù)區(qū)段數(shù)值項(xiàng)目區(qū)段一二三四管徑D/mm管長(zhǎng)/m孔徑d/mm孔數(shù)n/個(gè)孔距L/mm2002321020020043217235200432142862002326330表48穿孔排泥管各計(jì)算管段參數(shù)管段數(shù)值項(xiàng)目計(jì)算管段一二三管徑D/mm管長(zhǎng)/m末端流速/(m/s)末端孔眼流量/(m/s)沿程水頭損失/m第一孔眼處水頭損失/m總水頭損失/m20041.