2014年污水處理廠課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、城市污水處理廠課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 學(xué) 院：河北工程大學(xué)城建學(xué)院 專(zhuān)業(yè)班級(jí)：給水排水工程09-4班 姓 名：李鵬輝 學(xué) 號(hào)：090100402 指導(dǎo)老師：李思敏教授2012年10月1號(hào)目錄第一章 總論41.1設(shè)計(jì)任務(wù)與內(nèi)容.41.2設(shè)計(jì)原始資料.61.3設(shè)計(jì)水量及水質(zhì).71.4設(shè)計(jì)人口及當(dāng)量人口的計(jì)算.101.5 污水處理程度.111.6 處理方法及流程.12第二章 進(jìn)水泵站.13 2.1 泵站特點(diǎn)及布置形式.13 2.2 污水泵站設(shè)計(jì)計(jì)算.13第三章 一級(jí)處理構(gòu)筑物.20 3.1 格柵.20 3.2 沉砂池.24 3.3 初次沉淀池29第四章 二級(jí)處理構(gòu)筑物.33 4.1 曝氣池.33 4.2 二

2、沉池及污泥回流泵房.45第五章 消毒.49 5.1 消毒方式.49 5.2 液氯消毒的設(shè)計(jì)計(jì)算.49 5.3 平流式消毒接觸池.50 5.4 計(jì)量設(shè)施.52第六章 污泥處理系統(tǒng).56 6.1 污泥處理工藝流程的選擇.56 6.2 污泥處理.56 6.2.1 濃縮池.56 6.2.2 消化池.61 6.2.3 污泥控制室69 6.2.4 沼氣70 6.2.5 貯氣柜.71 6.2.6 污泥脫水機(jī)房.73第七章 污水處理廠總體布置.74 7.1 污水處理廠平面布置.74 7.2 污水處理廠77第八章 勞動(dòng)定員79 8.1 定員原則.79 8.2 確定工作人數(shù).79城市污水廠課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第一章 總

3、論1、 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)1.1、 設(shè)計(jì)任務(wù)與內(nèi)容1.1.1、設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介 本設(shè)計(jì)為給水排水工程專(zhuān)業(yè)課程設(shè)計(jì)，是四年學(xué)習(xí)的一個(gè)重要的實(shí)踐性環(huán)節(jié)，本設(shè)計(jì)題目為： 華北某城市某污水處理廠設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)任務(wù)是在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行城市污水處理廠的設(shè)計(jì)。1.1.2、設(shè)計(jì)任務(wù) 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)所給定的設(shè)計(jì)資料進(jìn)行城市污水處理廠設(shè)計(jì)，完成一份設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，繪制相關(guān)圖紙，設(shè)計(jì)內(nèi)容如下：（1） 污水處理程度計(jì)算：根據(jù)水體要求的處理水質(zhì)以及當(dāng)?shù)氐木唧w條件、氣候與地形條件等來(lái)計(jì)算水處理程度。（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構(gòu)筑物的類(lèi)型。對(duì)所有單體處理構(gòu)筑物進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，包括確定各有關(guān)

4、設(shè)計(jì)參數(shù)、負(fù)荷、尺寸。（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情況以及污水性質(zhì)與成分，選擇合適的污泥處理工藝流程，進(jìn)行各單元體處理構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)計(jì)算。（4） 平面布置及高程計(jì)算：對(duì)污水、污泥及水中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。（5） 污水泵站工藝計(jì)算：對(duì)污水處理工程的污水泵站進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)，確定水泵的類(lèi)型揚(yáng)程和流量，計(jì)算水泵管道系統(tǒng)和集水井容積，進(jìn)行泵站的平面尺寸計(jì)算和附屬構(gòu)筑物計(jì)算。（6） 繪制1號(hào)圖23張： 廠區(qū)平面布置圖1張，比例1:300500。 污水、污泥處理工藝流程高程圖1張，比例：橫1：500；縱:1:100。 曝氣池技術(shù)設(shè)計(jì)工藝圖（一平、二剖）比例

5、：1:50100。1.1.3 設(shè)計(jì)范圍分流制城市二級(jí)污水處理廠設(shè)計(jì)1.2 設(shè)計(jì)原始資料（1） 排水體制 排水體制采用分流制排水。（2） 污水量 城市位于華北地區(qū)。 城市設(shè)計(jì)人口8.5萬(wàn)人，居住建筑內(nèi)設(shè)有室內(nèi)給水排水衛(wèi)生設(shè)備和淋浴設(shè)備。 城市公共建筑污水量按城市生活污水量的30%計(jì)。 工業(yè)污水量為9100m³/日，包括廠區(qū)生活和淋浴水。 城市混合污水變化系數(shù)：日變化系數(shù)Kd=1.1，總變化系數(shù)Kz=1.4。（3） 工業(yè)廢水水質(zhì)：懸浮物SS：178mg/LBOD5:169mg/LPH:77.4有毒物質(zhì)：微量，對(duì)生化處理無(wú)不良影響。（4） 氣象資料： 年平均氣溫：14 夏季平均計(jì)算氣溫：2

6、7 極端最高氣溫：40 冬季平均計(jì)算溫度：-5 極端最低氣溫：-13 年降水量：600mm 結(jié)冰期：30天 主導(dǎo)風(fēng)向： 夏季：南風(fēng) 冬季：北方（5） 水體資料： 95%保證率的設(shè)計(jì)流量15m³/s 出水口水體資料：最高水位：10.00m 平均水位：8.00m最低水位：6.00m （6） 污水廠廠區(qū)資料： 廠區(qū)地形平坦，地面標(biāo)高為：12m; 地下水位：9.00m； 地基承載力特征值120KPa； 設(shè)計(jì)地震烈度8度； 入場(chǎng)口管底標(biāo)高：5.00m; 管徑：d=0.7m，充滿度h/D=0.65。(7)混合污水處理程度 按懸浮物SS為：87%; 按BOD5為：90% 。1.3 設(shè)計(jì)水量及水質(zhì)

7、本設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)水量的計(jì)算包括平均日污水量、最大日污水量、最大時(shí)污水量的計(jì)算；水質(zhì)計(jì)算包括SS、BOD5等濃度的計(jì)算，在無(wú)資料時(shí)，一般應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)人口數(shù)及室外設(shè)計(jì)規(guī)范中的污物排放標(biāo)準(zhǔn)來(lái)計(jì)算。 1.3.1 設(shè)計(jì)水量 （1）計(jì)算平均日生活污水量Qp Qp1=qs×N× 式中： qs-居民區(qū)生活用水定額，取120L/（人.天）； -排放系數(shù)，一般為80%-90%，本設(shè)計(jì)取85%； N-設(shè)計(jì)人口； Q1=8.5×10000×120×0.85=8670m³/d。（2）公共建筑污水量Qp2的計(jì)算Qp2=30%×Qp1=30%×867

8、0=2601 m³/d。（3）工業(yè)污水量Qp3的計(jì)算根據(jù)原始資料Qp3=9100 m³/d。（4）平均污水總量Qp的計(jì)算 Qp= Qp1+ Qp2+ Qp3=8670+2601+9100=20371 m³/d.（5） 設(shè)計(jì)最大日污水量Qmr的計(jì)算 Qmr=Kd×Qp=1.1×20371=22408.1 m³/d。（6）設(shè)計(jì)最大時(shí)污水量Qmax的計(jì)算 Qmax=Kz×Qp=1.4×22408.1=31371.34 m³/d.（7） 各設(shè)計(jì)水量匯入表1中。項(xiàng)目水量m³/dm³/hm

9、9;/sL/s平均日污水量Qp30371848.790.236235.78最大日污水量Qmr22408.1933.670.259259.78最大時(shí)污水量Qmax31371.341307.140.363363.09表1.各設(shè)計(jì)水量匯總1.3.2設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)計(jì)算（1）混合污水中懸浮物SS的計(jì)算Cs濃度的計(jì)算 Cs=1000.as/Qs. =1000.as/Qs 式中：as每人每天排放SS的克數(shù)，規(guī)范規(guī)定為4065g/(人.d),本設(shè)計(jì)取50g/(人.d) Qs每人每天排放水量，以L計(jì)； Qs每人每天用水量，以L計(jì)； 排放系數(shù)，取0.85；生活污水中SS濃度計(jì)算Cs1=1000×50/15

10、0×0.85=392.16mg/L;工業(yè)廢水(原始資料可知) Cs2=178mg/L; 混合污水中SS濃度計(jì)算 Cs=(Q生×Cs1+Q工×Cs2)/Q生+Q工式中：Q生-生活污水量，即8670+2601=11271m³/d;Q工工業(yè)廢水量，即9100 m³/d;Css= (8670+2601) ×392.16+178×9100/20371 =296.49mg/L.(2)混合污水中BOD5濃度的計(jì)算CBOD5=1000.as/Qs. =1000.as/Qs 式中：as每人每天排放BOD5的 克數(shù)，規(guī)范規(guī)定為2550g/(人.

11、d),本設(shè)計(jì)取40g/(人.d) Qs每人每天排放水量，以L計(jì)； Qs每人每天用水量，以L計(jì)； 排放系數(shù)，取0.85；生活污水中BOD5的計(jì)算Cs1=1000×40/150×0.85=313.73mg/L;工業(yè)廢水中BOD5的計(jì)算（可由原始資料獲得） Cs2=169mg/L;混合污水中BOD5濃度的計(jì)算CBOD5=(Q生×Cs1+Q工×Cs2)/Q生+Q工式中：Q生-生活污水量，即8670+2601=11271m³/d;Q工工業(yè)廢水量，即9100 m³/d;CBOD5= (8670+2601) ×313.73+169

12、5;9100/20371 =249.08mg/L.1.4、設(shè)計(jì)人口及當(dāng)量人口的計(jì)算 N=N1+N2式中：N涉及人口數(shù)（人）； N1居住區(qū)人口數(shù)（人）； N2工業(yè)廢水這算的當(dāng)量人口數(shù)。N2可按下式計(jì)算：N2=CiQi/as式中：Ci工業(yè)廢水中的BOD5或SS的濃度；Qi工業(yè)廢水平均的日流量；asBOD5、SS污染物的排放標(biāo)準(zhǔn)。 工業(yè)廢水按SS計(jì)算（as取50g/人.d）N2=Cs2×Qp2/as=178×9100/50=32396人=3.24萬(wàn)人；N=N1+N2=8.5+3.24=11.74萬(wàn)人； 工業(yè)廢水按BOD5計(jì)算（as取40g/人.d）N2=CBOD5×Qp

13、2/as=169×9100/40=384475人=3.84萬(wàn)人；N=N1+N2=8.5+3.84=12.34萬(wàn)人。1.5 污水處理程度1.5.1 混合污水處理程度指標(biāo)（1）按SS為87%（2）按BOD5為90%1.5.2 出水濃度計(jì)算 去除率E=(Co-Ce/Co)100%得 Ce=Co(1-E)式中：Co、Ce進(jìn)出水BOD5、SS的濃度。則出水BOD5濃度Ce=296.49×(1-0.87)=38.5437mg/L； 出水SS的濃度Ce=249.08×（1-0.9）=24.908mg/L。1.6 處理方法及處理流程1.6.1 處理方法本設(shè)計(jì)采用普通活性污泥法1.

14、6.2 處理工藝流程進(jìn)水泵房格柵貯砂池初沉池沉砂池污水外運(yùn)圖1：普通活性污泥法處理流程圖剩余污泥污泥泵站回流污泥外運(yùn)消化池濃縮池接觸池二沉池曝氣池第二章 進(jìn)水泵站2.1.1 污水泵站的特點(diǎn)及形式 合建式矩形泵站 本設(shè)計(jì)流量較大，使用4臺(tái)水泵，三用一備，這使得泵站規(guī)模較大，因此采用合建式矩形泵站，地下部分采用矩形或梯形，上部為矩形。組合形式更具有水力條件較好的特點(diǎn)，矩形及組合泵房多為開(kāi)槽施工。2.1.2 泵站的布置 應(yīng)用綠化帶或建筑物進(jìn)行隔離，并且寬度不應(yīng)小于30m，還應(yīng)考慮泵房?jī)?nèi)的排水和通風(fēng)。2.2 污水泵站的設(shè)計(jì)2.2.1 設(shè)計(jì)依據(jù) （1）設(shè)計(jì)流量應(yīng)按最高日設(shè)計(jì)，并滿足最大充滿度的流量要求。

15、 （2）選泵的時(shí)候，應(yīng)該盡量選擇同一型號(hào)的水泵，以便于檢修，同時(shí)還應(yīng)滿足低流量時(shí)候的調(diào)節(jié)要求。 （3）泵站構(gòu)筑物不允許地下水滲入，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該考慮地下水的高度，設(shè)置有高于地下水位0.5m的防水措施。 （4）泵站形式的選擇主要取決于水力條件及工程造價(jià)。2.2.2 泵站的設(shè)計(jì)與計(jì)算 （1）流量Q的確定 最大時(shí)流量Qmax：Qmax=31371.34m³/d=1307.14 m³/h=0.363 m³/s=363.09L/s.(2)泵站按最大時(shí)流量Qmax選泵，工4臺(tái)（3用1備），每臺(tái)水泵的設(shè)計(jì)流量Q=Qmax/3=1307.14/3=435.7 m³/h，查給

16、水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)第冊(cè)，選用200WLI-480-13型立式水泵，參數(shù)如下列表格所示：型號(hào)流量m³/h揚(yáng)程m軸功率KW效率%轉(zhuǎn)速r/min重量Kg200WLI480-134801322.5769801200水泵的參數(shù)型號(hào)JmmBmmCmmDmmEmmFmmGmmHmm出口法蘭mm進(jìn)口法蘭mm200WLI480-13DND1D2DND1D2410955795483500640750840200295340250335375水泵安裝參數(shù)表（3）集水池容積的計(jì)算 泵站集水池容積以最大一臺(tái)泵56min流量計(jì)算，則 V=480×6÷60=48m³有效水深取3.0m，則

17、集水池面積為 A=V/H=48÷3=16集水池長(zhǎng)取4m，則寬B=A/L=16÷4=4m.集水井最高水位與最低水位差值為1.5m2m，取1.55m,則取最低水位為 H1=5+h/D-0.1-1.55查給水排水管道系統(tǒng)機(jī)械工業(yè)出版社，得最大流量為363L/s時(shí)，DN=700mm,h/D=0.65，流速V=1.35m/s，則最低水位H1=5+0.65-0.1-1.55=4m 最高水位H2=4+1.55=5.55m. 水泵揚(yáng)程校核各構(gòu)筑物水頭損失及構(gòu)筑物之間的水頭損失h1如表2所示：構(gòu)筑物水頭損失（m）出場(chǎng)管0.2巴氏計(jì)量槽0.3接觸池0.2二沉池集水井0.2二沉池0.6二沉池配水

18、井0.2曝氣池0.4初沉池集水井0.3初沉池0.5初沉池配水井0.2沉砂池0.2管路水頭損失h2，如表3所示：各個(gè)管路水頭損失（m）出水管 沉砂池0.3沉砂池 初沉池配水井0.4初沉池配水井 初沉池0.2初沉池 初沉池集水井0.2初沉池集水井 曝氣池0.4曝氣池 二沉池配水井0.4二沉池配水井 二沉池0.3二沉池 二沉池集水井0.3二沉池集水井 接觸池0.3則h1=0.2+0.3+0.2+0.2+0.6+0.2+0.4+0.3+0.5+0.2+0.2=3.3m；h2=0.3+0.4+0.2+0.2+0.4+0.4+0.3+0.3+0.3=2.8m；所以總水頭損失h=h1+h2=6.1m.出水口

19、最高水位為10m，則集水井的最高水位為10+6.1=16.1m.泵站管路系統(tǒng)損失以1.5m計(jì)，泵內(nèi)損失以2.0m計(jì)，自由水頭以1.0m計(jì)，則所需揚(yáng)程：10+6.1-4+4.5=11.1m<13m(水泵揚(yáng)程)滿足要求2.2.3 泵房布置（1）選用電機(jī)：Y280S-6三相鼠籠式電動(dòng)機(jī)，額定功率45KW，轉(zhuǎn)速980r/min,重180Kg，效率92%。（2）水泵基礎(chǔ)計(jì)算長(zhǎng)L=底腳螺孔間距+（0.40.5）m=(750+500)=1.25m寬B=底腳螺栓間距+（0.40.5）m=（500+500）=1.00m高H=3.0W/L.B.r=3×（1200+180）/1.25×1&

20、#215;2400=1.38m取混凝土基礎(chǔ)高出泵房地面0.5m，基礎(chǔ)地下埋深0.88m。（3）泵房尺寸四臺(tái)泵按橫向排列方式布置泵房長(zhǎng)L=1.25×4+3×1+2+2=12m寬B=1+3+2=6m（4）管道的布置與設(shè)計(jì)： 吸水管：設(shè)計(jì)流速為11.5m/s，吸水管管徑DN400，流速1.3m/s； 壓水管：設(shè)計(jì)流速1.5m/s，壓水管管徑DN350，設(shè)計(jì)流速1.6m/s; 喇叭口：直徑一般取吸水管管徑的1.5倍， D=1.5×400=600mm（5）集水池及泵房標(biāo)高 吸水管中心：集水池最低水位為4m，吸水喇叭口上邊緣至最低水位1.82.0D，取1.8D，即1.8

21、15;0.6=1.08m； 管中心標(biāo)高：4-1.08-0.6×0.5=2.62m。 集水池底標(biāo)高：喇叭口至池底1.01.25D，取1.0D 即1.0×0.6=0.6m 集水池底標(biāo)高為2.62-0.3-0.6=1.72m（6）泵房?jī)?nèi)部地面基礎(chǔ)，泵軸標(biāo)高進(jìn)水管中心標(biāo)高2.62m則地面標(biāo)高2.62-0.3=2.3m，基礎(chǔ)標(biāo)高2.82m，泵軸中心距基礎(chǔ)0.41m,則泵軸標(biāo)高2.82+0.41=3.23m。（7） 泵房高度確定 泵房?jī)?nèi)最大設(shè)備W=1200Kg，選用CD2-120型號(hào)電動(dòng)葫蘆，起重重量2t，超重高度12m。 泵房高度泵房半地下式，泵房高度H=H1+H2H1=a+b+c+

22、d+e+h 式中：a行車(chē)軌道高度，取0.3m； b滑車(chē)高度0.14m； c行車(chē)梁底至起重鉤距離，取0.93m； d起重垂直長(zhǎng)度，1.08m； e最大一臺(tái)機(jī)組高度，取1.4m； h吊起物底與地面距離，取2.0m。 H1=0.3+0.14+0.93+1.08+1.4+2=5.85m H2=水廠地面標(biāo)高-泵房地面標(biāo)高=12-2.32=9.68m所以，H1+H2=15.53m值班室配電設(shè)備變電室(8)泵房平、剖面圖第三章 一級(jí)處理構(gòu)筑物3.1 格柵3.1.1 格柵種類(lèi)及作用格柵由一組或數(shù)組平行的金屬柵條、塑料齒鉤或金屬網(wǎng)、框架及相關(guān)裝置組成，傾斜安裝在污水渠道、泵房集水井的進(jìn)口處或污水處理廠的前端，用

23、來(lái)截留污水中較粗大漂浮物和懸浮物，如纖維、碎皮、毛發(fā)、果皮、蔬菜、木片、布條、塑料制品等，防止堵塞和纏繞水泵機(jī)組、曝氣器、管道閥門(mén)、處理構(gòu)筑物配水設(shè)施、進(jìn)出水口，減少后續(xù)處理產(chǎn)生的浮渣，保證污水處理設(shè)施的正常運(yùn)行。按照格柵形狀，可分為平面格柵和曲面格柵；按照格柵凈間距，可分為粗格柵（50-100mm）、中格柵（10-40mm）、細(xì)格柵（1.5-10mm）三種，平面格柵和曲面格柵都可以做成粗、中、細(xì)三種。3.1.2 格柵設(shè)計(jì)原則（1）格柵的清渣方式有人工清渣和機(jī)械清渣，一般采用機(jī)械清渣；（2）機(jī)械格柵一般不宜少于兩臺(tái)；（3）過(guò)柵流速一般采用0.6-1.0m/s；（4）格柵前渠道內(nèi)的水流速度一般采

24、用0.4-0.9m/s；（5）格柵傾角一般采用45°-75°；（6）通過(guò)格柵的水頭損失一般采用0.08-0.15m；（7）格柵間必須設(shè)置工作臺(tái)，臺(tái)面應(yīng)高出柵前最高設(shè)計(jì)水位0.5m，工作臺(tái)上應(yīng)有安全和沖洗設(shè)施；（8）格柵間工作臺(tái)兩側(cè)過(guò)道寬度不應(yīng)小于0.7m，工作臺(tái)正面過(guò)道寬度：人工清除不應(yīng)小于1.2m，機(jī)械清除不應(yīng)小于1.5m；（9）機(jī)械格柵的動(dòng)力裝置一般宜設(shè)在室內(nèi)，或采取其他保護(hù)設(shè)施；（10）格柵間內(nèi)應(yīng)安裝吊運(yùn)設(shè)備，以利于進(jìn)行格柵及其他設(shè)備的檢修、柵渣的日常清理。 本設(shè)計(jì)采用兩道平面機(jī)械中格柵，一用一備，采用機(jī)械清渣。 3.1.3 設(shè)計(jì)計(jì)算前面計(jì)算可知：Qmax=0.363

25、m ³/s，計(jì)算草圖如圖4：（1）格柵間隙數(shù)設(shè)柵前水深h=0.6m，過(guò)柵流速取V=0.9m/s，采用中格柵，柵條間e=20mm,安裝角度=60°，柵條的間隙數(shù)計(jì)算公式為：n=(Qmax. sin)/ehv則n=0.363×sin60°/0.02×0.6×0.932(2) 格柵寬度 計(jì)算公式為： B=S(n-1)+en 式中：e=20mm,n=32,S為柵條寬度，取s=0.01m； B=0.01×(32-1)+0.02×32=0.95m.(3) 進(jìn)水渠道漸寬部分的長(zhǎng)度L1：若進(jìn)水渠寬B1=0.6m，漸寬部分展開(kāi)角1=

26、20°，則此時(shí)進(jìn)水渠道內(nèi)的流速為V=Qmax/A=0.363/0.6×0.6=1m/s,假設(shè)合理。 L1=B-B1/2tan1=0.95-0.6/2tan20°=0.13m(4) 柵槽與出水渠連接處的漸窄部分長(zhǎng)度L2： L2=L1/2=0.13/2=0.065m（5）過(guò)柵水頭損失計(jì)算 因?yàn)楦駯艦榫匦谓孛?，取K=3，并將已知數(shù)據(jù)代入下式： h1=.(V ²/2g).sin.K 式中：為阻力系數(shù)，=(s/e)4/3 =0.96 h1=(0.96×0.9²/2×9.8) ×sin60°×3=0.102

27、m(6)柵前高度H1和柵后高度H取山前渠道超高h(yuǎn)2=0.3m，H1=h+h2=0.9m H2=h+h1+h2=0.6+0.102+0.3=1.002m,取H2=1m。(7)柵槽總長(zhǎng)度L L=L1+L2+0.5+1.0+H1/tan60°=0.13+0.065+1.5+0.9/1.732 =2.215m(8)每日清渣量 W=86400×Qmax×W1/Kz×1000 式中：W1單位體積污水柵渣量，m³/(10³污水)，中格柵間隙為20mm,取W1=0.05 m³/(10³污水); Kz生活污水變化系數(shù)，由原始系數(shù)取1

28、.4； W=86400×0.363×0.5/1.4×1000=1.12m ³/d.(10)中格柵及格柵除污機(jī)選型由給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)（第二版）第11冊(cè)第521頁(yè)查知，選用兩臺(tái)GH-1000鏈條回轉(zhuǎn)式多耙格柵除污機(jī)，其規(guī)格及性能如下表4：表4 GH-1000鏈條回轉(zhuǎn)式多耙格柵除污機(jī)的規(guī)格和性能參數(shù)型號(hào)格柵寬度（）格柵凈距（mm）安裝 角 a（°）過(guò)柵流速（）電動(dòng)機(jī)功率（KW）GH-1000100020600.91.1-1.53.2 沉砂池3.2.1 沉砂池的作用及類(lèi)型污水中的無(wú)機(jī)顆粒不僅會(huì)磨損設(shè)備和管道，降低活性污泥活性，而且會(huì)板積在反應(yīng)池底部減小

29、反應(yīng)池有效容積，甚至在脫水時(shí)扎破率帶損壞脫水設(shè)備。沉砂池的設(shè)置目的就是去除污水中泥砂、煤渣等相對(duì)密度較大的無(wú)機(jī)顆粒，以免影響后續(xù)處理的構(gòu)筑物的正常運(yùn)行。常用的沉砂池的形式主要有平流式沉砂池、曝氣沉砂池、旋流式沉砂池。平流式沉砂池是早期污水處理系統(tǒng)常用的一種形式，它具有截留無(wú)機(jī)顆粒效果較好、構(gòu)造簡(jiǎn)單等有點(diǎn)，但也存在流速不易控制、沉砂中有機(jī)性顆粒含量較高、排砂常需要洗砂處理等缺點(diǎn)。旋流式沉砂池是利用機(jī)械力控制水流流態(tài)與流速、加速砂粒的沉淀并使有機(jī)物隨流水帶走的沉砂裝置。曝氣沉砂池在池的一側(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。本設(shè)計(jì)中選用平流沉砂池，其構(gòu)造簡(jiǎn)單，除砂效果好

30、，除砂設(shè)備國(guó)產(chǎn)率高。平流式沉砂池是平面為長(zhǎng)方形的沉砂池。沉砂池的主體部分，實(shí)際是一個(gè)加寬、加深了的明渠，由入流渠、沉砂區(qū)、出流渠、沉砂斗等部分組成，兩端設(shè)有閘板以控制水流。在池底設(shè)置1-2個(gè)貯砂斗，下接排砂管。設(shè)計(jì)流速為0.15-0.3m/s，停留時(shí)間應(yīng)大于30秒。沉砂含水率為60%，容重1.5t/m3。采用機(jī)械刮砂，重力或水力提升器排砂。 3.2.2設(shè)計(jì)參數(shù)（1）一般按去除相對(duì)密度2.65，粒徑大于0.2mm的沙粒確定。 （2）沉砂池得座數(shù)或分格數(shù)不得少于兩個(gè)，宜按并聯(lián)系列設(shè)計(jì)。污水量較小時(shí)，一備一用;較大時(shí)，同時(shí)工作。 （3）設(shè)計(jì)流量的確定 一般按最大設(shè)計(jì)流量計(jì)算。 （4）最大設(shè)計(jì)流量時(shí)，

31、污水在池內(nèi)的最大流速為0.3m/s，最小流速為0.15m/s。 （5）最大設(shè)計(jì)流量時(shí)，污水在池內(nèi)停留時(shí)間不少于30s，一般為30-60s。 （6）設(shè)計(jì)有效水深應(yīng)不大于1.2m，一般采用0.251.0m，每格池寬不宜小于0.6m，超高不宜小于0.3m。 （7）沉砂量的確定 生活污水得沉砂量一般按每人每天0.01-0.02L計(jì)，城市污水按每10萬(wàn)m³污水的砂量為3m³計(jì)，沉砂含水率為60%，容重1.5t/m³,貯砂斗的容積按2d的沉砂量計(jì)，斗壁傾角為55°-60°。 （8）池底坡度一般為0.01-0.02，并可根據(jù)除砂設(shè)備要求，考慮池底的外形。 3

32、.2.3沉砂池的設(shè)計(jì)計(jì)算 （1）沉砂池長(zhǎng)度L L=vt 式中：v設(shè)計(jì)流量時(shí)流速，一般采用0.15-0.3m/s，取0.2m/s; t設(shè)計(jì)流量時(shí)的停留時(shí)間，一般為30-60s，取30s。 L=vt=0.2×30=6m.（2）水流過(guò)水?dāng)嗝婷娣eA A=Qmax/v=0.363/0.2=1.815m²（3）池的總寬度B 設(shè)n=2格，每格取1.5m，則 B=2×1.5=3m（4）沉砂池有效水深h2 h2=A/B=1.815/3=0.605m（5）沉砂池所需容積V V=86400Qmax.t.x1/1000000.Kz 式中： t清除沉砂時(shí)間間隔，t=2d； x1城市污水沉砂

33、量，30m³/100000m³ V=86400×0.363×2×30/1000000×1.4=1.344m³（6）每個(gè)沉砂斗容積Vo（設(shè)計(jì)中每個(gè)分格有2個(gè)沉砂斗） Vo=V/n=1.344/2×2=0.336m³（7）沉砂斗各部位尺寸 設(shè)斗底寬a1=0.6m,斗壁與水平面傾角為55°，斗高h(yuǎn)3=0.5m.沉砂斗上口寬a=2h3/tan55°+a1=1.3m沉砂斗容積Vo=(h3/6).(2a²+2aa1+2a1²) =(0.5/6) ×(2×1.

34、3²+2×1.3×0.6+2×0.6²) =0.47m³0.336m³,設(shè)計(jì)合理。（8）沉砂室高度確定 采用重力排砂，池底坡度0.02坡向砂斗。 h3=h3+0.02L2=0.5+0.02(6-1.3×2)=0.568m（9）沉砂池總高度H設(shè)超高h(yuǎn)1=0.3m,則 H=h1+h2+h3=0.3+0.605+0.568=1.473m（10）驗(yàn)算最小流速 在最小流速時(shí)，用一格工作，n=1 Vmin=Qmin/nw=0.236/1×0.5×1.815=0.26m/s>0.15m/s;(11) 進(jìn)

35、水渠道 格柵的出水通過(guò)DN500的管道進(jìn)入沉砂池的進(jìn)水渠道，然后向兩側(cè)配水進(jìn)入渠道，污水在渠道內(nèi)的流速為： V1=Q/B1H1 式中： V1進(jìn)水管道水流流速（m/s）; B1進(jìn)水渠道寬度（m）,取0.8m; H1進(jìn)水渠道水深（m）;取0.8m. V1=0.363/0.8×0.8=0.567m/s.（12）排砂管道 采用沉砂池底部管道排砂，排砂管道管徑DN200.（13）沉砂池布置圖圖53.3 初次沉淀池 33.1 初次沉淀池類(lèi)型的選擇 沉淀池是應(yīng)用沉淀作用去除水中懸浮物的一種構(gòu)筑物。沉淀池在廢水處理中廣為使用。它 的型式很多，按池內(nèi)水流方向可分為平流式、豎流式和輻流式三種。本次設(shè)計(jì)采

36、用普通輻流式沉淀池。輻流式沉淀池，池體平面圓形為多，也有方形的。廢水自池中心進(jìn)水管進(jìn)入池，沿半徑方向向池周緩緩流動(dòng)。懸浮物在流動(dòng)中沉降，并沿池底坡度進(jìn)入污泥斗，澄清水從池周溢流出水渠。輻流式沉淀池多采用回轉(zhuǎn)式刮泥機(jī)收集污泥，刮泥機(jī)刮板將沉至池底的污泥刮至池中心的污泥斗，再借重力或污泥泵排走。為了刮泥機(jī)的排泥要求，輻流式沉淀池的池底坡度平緩。 輻流式沉淀池半橋式周邊傳動(dòng)刮泥活性污泥法處理污水工藝過(guò)程中沉淀池的理想配套設(shè)備適用于一沉池或二沉池，主要功能是為去除沉淀池中沉淀的污泥以及水面表層的漂浮物。一般適用于大中池徑沉淀池。周邊傳動(dòng)，傳動(dòng)力矩大，而且相對(duì)節(jié)能；中心支座與旋轉(zhuǎn)桁架以鉸接的形式連接，刮

37、泥時(shí)產(chǎn)生的扭矩作用于中心支座時(shí)即轉(zhuǎn)化為中心旋轉(zhuǎn)軸承的圓周摩擦力，因而受力條件較好；中心進(jìn)水、排泥，周邊出水，對(duì)水體的攪動(dòng)力小，有利于污泥的去除。 優(yōu)點(diǎn)：采用機(jī)械排泥，運(yùn)行較好，設(shè)備較簡(jiǎn)單，排泥設(shè)備已有定型產(chǎn)品，沉淀性效果好，日處理量大，對(duì)水體攪動(dòng)小，有利于懸浮物的去除。缺點(diǎn)：池水水流速度不穩(wěn)定，受進(jìn)水影響較大；底部刮泥、排泥設(shè)備復(fù)雜，對(duì)施工單位的要求高，占地面積較其他沉淀池大，一般適用于大、中型污水處理廠。3.3.2 設(shè)計(jì)參數(shù) 普通輻流式沉淀池是圓形或者正方形，直徑或邊長(zhǎng)60m，最大可達(dá)100m，池水深1.5-3m,采用機(jī)械排泥，池底坡度不宜小于0.05，進(jìn)水穿孔墻，孔穿率10%-20%。3.

38、3.3 設(shè)計(jì)計(jì)算 （1）沉淀池表面積 取q0=2m³/(m².h) , n=2座 A1=Qmax/n.q0=1306.8/4=326.7m² （2）沉淀池直徑D D=4A1/=4×326.7/3.14=20.4m。 （3）有效水深h2 取沉淀時(shí)間為t=1.5h,則 h2=q0t=2×1.5=3m.（4）沉淀池總高度 每池每天污泥量W1（s取0.5L/人.d） W1=SNT/1000n=0.5×11.74×10000×2/1000×2=58.7m³ 污泥斗容積V1用幾何計(jì)算 V1=h5/3(r1&

39、#178;+r1.r2+r2²) 式中：r1取2m，r2取1m，h5=(r1-r2)tan=1.73m,則計(jì)算得， V1=12.7m. 池坡落差h4=(R-r1) ×0.05=0.425m 因此，池底可貯存污泥體積為 V2=h4/3（R ²+Rr1+r1 ²）=60.16m ³ 總共可以貯存污泥體積V為： V=V1+V2=60.16+12.7=72.86m ³>58.7 m ³，足夠。沉淀池總高度H=1.73+0.425+0.5+3+0.3=5.955m （5）沉淀池周邊外的高度 h1+h2+h3=0.3+3+0.5=

40、3.8m （6）徑深比校核 D/h2=21/3=7,在6到10之間，合格。（7）設(shè)計(jì)計(jì)算草圖如圖6所示：第四章 二級(jí)處理構(gòu)筑物4.1 曝氣池4.1.1 污水處理程度的計(jì)算及曝氣池的運(yùn)行方式（1）污水處理程度的計(jì)算 原污水的BOD5=249.08mg/L，經(jīng)初沉池處理，BOD5按降低25%考慮，則進(jìn)入曝氣池的污水，其BOD5值Sa為： Sa=249.08×（1-25%）=186.81mg/L 計(jì)算去除率，對(duì)此，首先計(jì)算處理水中非溶解性BOD5值， BOD5=7.1b.Xa.Ce 式中：Ce處理水中懸浮固體濃度，取值為24.908mg/L; b微生物自身氧化率，一般在0.005-1之間，

41、取0.058； Xa活性微生物在處理水中所占比例，取0.4. BOD5=7.1×0.058×0.4×24.908=6.366mg/L 處理水中溶解性BOD5值為24.908-6.366=18.542mg/L 去除率=186.81-18.542/186.81=0.9（2）曝氣池的運(yùn)行方式 以傳統(tǒng)活性污泥法運(yùn)行4.1.2 曝氣池的計(jì)算與各部分尺寸的確定 曝氣池按BOD-污泥負(fù)荷法計(jì)算 （1）BOD-污泥負(fù)荷率的確定 擬采用BOD-污泥負(fù)荷率為0.3Kg/(KgMLSS.d),但為了穩(wěn)妥，需加以校核：Kz取0.0188，Se=18.542mg/L, f=MLVSS/ML

42、SS=0.75, =0.9,代入各值，得： Ns=Kz.Se.f/=0.290.3KgBOD5/(KgMLSS.d) 計(jì)算結(jié)果確認(rèn)，則Ns取0.3.（2）確定混合液污泥濃度（X） 根據(jù)已經(jīng)確定的Ns值，查排水工程圖4-7得相應(yīng)的SVI值為100-120，則取SVI為120，取r=1.2,R=50%,得： X=Rr.1000000/(1+R)SVI=3333.33300mg/L（3）確定曝氣池容積V V=Q.Sa/Ns.X Sa=186.81mg/L,取近似值187mg/L,代入各值得： V=20371×187/0.3×3300=3848m³（4）確定曝氣池各部分尺

43、寸 設(shè)置2組曝氣池，每組容積為3848/2=1924m³ 池深取4.2m，則每組曝氣池的面積為： F=1924/4.2=458m² 池寬B取4.5m，B/H=4.5/4.2=1.07，介于1-2之間，符合規(guī)定。 池長(zhǎng)：F/B=458/4.5=101.8m L/B=101.8/4.5=22.62>10，符合規(guī)定。 設(shè)五廊道式曝氣池，廊道長(zhǎng)： L1=L/5=101.8/5=20.3620m 取超高0.5m，則池總高度為 4.2+0.5=4.7m在爆氣池面對(duì)初次沉淀池和二次沉淀池的一側(cè)，各設(shè)橫向配水道，并在池中部設(shè)縱向中間配水渠道與橫向配水渠道相連接。在面對(duì)初次沉淀池的一側(cè)

44、，在每組曝氣池的一端，廊道進(jìn)水口處設(shè)回流污泥井，井內(nèi)設(shè)污泥空氣提升器，回流污泥由污泥泵站送入井內(nèi)，由此通過(guò)空氣提升器回流曝氣池。4.1.3 曝氣系統(tǒng)的計(jì)算與設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)采用鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)。 （1）平均時(shí)需氧量的計(jì)算 O2=aQSr+bVXv 查排水工程表4-19得：a=0.5,b=0.15 代入各值： O2=0.5×20371187-24.9081000+0.15×3848×25001000=3093.9Kg/d =129Kg/h.（2）最大時(shí)需氧量的計(jì)算 根據(jù)原始數(shù)據(jù)K=Kz/Kd=1.4/1.1=1.3 代入各值得：O2(max)=0.5×20371(1

45、87-24.8)/1000 ×1.3 +3848×0.15×2500/1000 =149.55Kg/h.（3）每日去除的BOD5的值 BOD5=20371×(187-24.908) 1000=3302Kg/d（4）去除每KgBOD的需氧量 O2=3093.9/3302=0.9370.94KgO2/KgBOD（5）最大時(shí)需氧量與平均時(shí)需氧量之比 O2(max)/O2=149.55/129=1.164.1.4 供氣量的計(jì)算 采用網(wǎng)狀膜型中微孔空氣擴(kuò)散器，敷設(shè)于距池底0.2m處，淹沒(méi)水深4m,計(jì)算溫度為30。 查排水工程附錄得：水中溶解氧飽和度： Cs(20)

46、=9.17mg/L; Cs(30)=7.63mg/L（1）空氣擴(kuò)散器出口處的絕對(duì)壓力（Pb）按下式計(jì)算： Pb=1.013×100000+9.8×1000H Pa; 代入各值得，Pb=1.405×100000Pa（2）空氣離開(kāi)曝氣池面時(shí)，氧的百分比安下式計(jì)算： Ot=21(1-EA)/79+21(1-EA) ×100% 式中：EA空氣擴(kuò)散器的氧轉(zhuǎn)移效率，對(duì)網(wǎng)狀膜型中微孔空氣擴(kuò)散器，取得12%,代入各值，得： Ot=18.96%（3）曝氣池混合液中平均氧飽和度（按最不利的條件考慮）按下式計(jì)算：Csb=Cs(Pb/2.206×100000+Qt/4

47、2)最不利溫度按30考慮，代入各值，得： Csb（30）=8.74mg/L（4）換算為在20條件下，脫氧清水的充氧量，按下式計(jì)算： R0=RCs（20）/. .Csb（T）-C.1.024T-20 取值=0.82；=.95；C=2.0; =1.0 代入各值得，RO=180.55Kg/h 相應(yīng)的最大時(shí)需氧量為： RO(max)=149.55×9.17/0.5518=209.3Kg/h（5）曝氣池平均時(shí)供氣量，如下式： Gs=(Ro/0.3 EA) ×100% 代入各值，得： Gs=5015.3m ³/h（6）曝氣池最大時(shí)供氧量 Gs(max)=(209.3/0.3&

48、#215;12) ×100%=5814m³/h（7）去除每KgBOD5的供氧量： （5015.3/3302）×24=36.45m³空氣/ m³污水（8）每m ³污水的供氧量 （ 5015.3/20371）×24=5.91m³空氣/m³污水（9）本系統(tǒng)的空氣總用量： 初擁鼓風(fēng)機(jī)曝氣外，本系統(tǒng)還采用空氣在回流污泥井中提升污泥，空氣量按回流污泥量的8倍考慮，污泥回流比R取值60%，這樣提升回流污泥所需要的空氣量為： 8×0.6×20371/24=4074.2m³/h總需氧量：581

49、4+4074.2=9888.2m³/h.4.1.5 空氣管系統(tǒng)的計(jì)算 按圖7所示曝氣池平面圖，布置空氣管道，在相鄰的兩個(gè)廊道的隔墻上設(shè)一根干管，共5根干管。在5根干管上設(shè)5對(duì)配氣豎管。全曝氣池共設(shè)50條配氣豎管。每根豎管的供氣量： 5814/50=116.28m³/h曝氣池平面面積為： 20×45=900m²每個(gè)空氣擴(kuò)散器的服務(wù)面積按0.49m²計(jì)，則空氣擴(kuò)散器的個(gè)數(shù)為900/0.49=1837個(gè)，為安全計(jì)，本設(shè)計(jì)采用2000空氣擴(kuò)散器，每個(gè)豎管上安設(shè)的空氣擴(kuò)散器的數(shù)目為：2000/50=40個(gè)。 每個(gè)空氣擴(kuò)散器的配氣量為：5814/2000=

50、2.907m³/h 將已布置的空氣擴(kuò)散管及布置的空氣擴(kuò)散器繪制成空氣管路計(jì)算圖8、圖9所示，并以此進(jìn)行計(jì)算：圖7 曝氣沉砂池平面圖圖8 空氣管路計(jì)算圖1圖9空氣管路計(jì)算圖2空氣管路計(jì)算表見(jiàn)表5空氣干管與支管及配氣管的管徑可查排水工程附錄2確定。按照排水工程175公式4-102，計(jì)算當(dāng)量長(zhǎng)度Lo，并計(jì)算L+Lo，填入表5中的第8項(xiàng)與第九項(xiàng)，查排水工程附錄3，確定第10項(xiàng)，第9項(xiàng)與第10項(xiàng)得到第11項(xiàng)。將表中11項(xiàng)各值累加，得到空氣管路系統(tǒng)的總壓力損失為： （h1+h2）=98.02×9.8=960.6Pa=0.96KPa網(wǎng)膜空氣擴(kuò)散器壓力損失為5.68KPa，則總損失為： 5.88+0.961=6.861KPa為安全計(jì)，設(shè)計(jì)取值9.8KPa。4.1.6 鼓風(fēng)機(jī)房空氣壓縮機(jī)選定 空氣擴(kuò)散器裝置安裝在距曝氣池池底0.2m處，因此，空氣壓縮機(jī)所需要的壓力為： P=(4.2-0.2+1.0) ×9.8=49KPa空氣壓縮機(jī)供氣量： 最大時(shí)：