水處理課程設(shè)計(jì)城市污水處理工藝設(shè)計(jì)

1、ABSTRACTWith the development of modern society and economics , environmental issues are coming to our attention more and more . Pollution caused by domestic wastewater is getting worse and well noticed .Sewage treatment is becoming very important and indispensable .This paper is focused on the proce

2、ss design in our country for domestic wastewater treatment , and select the best process scheme to make the treated water reach the quality that required .This design have adopted the OD process and the procedure is simple ,management is convenient ,do not need to add the first sinking pool , digest

3、ive system ,reducing building and operating expenses , realizing automation totally . At the same time , easy to manage ,making the water reach sewage discharge standard , accomplish the rational utilization of water resource.KEY WORDS: Grid Pumping House OD The Second Sinking Pool Nitrogen and phos

4、phor removal 1緒論1.1課程設(shè)計(jì)題目 城市污水處理工藝設(shè)計(jì)1.2 設(shè)計(jì)依據(jù)(1)污水水量 (a) 擬建污水處理規(guī)模是平均流量為40000 m3/d；(b) 城市污水主要包括居民生活污水和工業(yè)廢水；(c) 城市混合污水變化系數(shù)：總變化系數(shù) Kz=1.37。(2) 進(jìn)水水質(zhì)BOD5=170mg/L；TN=35mg/L； TP=3.8mg/L；總堿度=2000 mg/L。(3) 出水水質(zhì)城市污水經(jīng)處理后，就近排入廠區(qū)附近某河流。污水處理廠出水水質(zhì)根據(jù)GB189182002城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)（B 標(biāo)準(zhǔn)），污水廠出水水質(zhì)控制為：BOD520mg/L； CODcr60

5、mg/L； SS20mg/L；TN20mg/L； TP1.0mg/l。1.3 處理程度污水處理程度是由對(duì)象和地區(qū)排放標(biāo)準(zhǔn)決定。1.3.1 進(jìn)出水水質(zhì)進(jìn)出水水質(zhì)見表1。表1 進(jìn)出水水質(zhì)BOD5(mg/L)TN(mg/L)TP(mg/L)進(jìn)水170353.8出水20201.01.3.2 去除率 設(shè)去除率為E，則有 E= ×100式中：進(jìn)水物質(zhì)濃度；出水物質(zhì)濃度。（1） BOD5去除率：E= ×100=88.24（2） TN 去除率: E= ×100=42.86（3） TP 去除率：E= ×100=60.532 城市污水處理方案的確定2.1 確定污水處理方案的

6、原則 (a)城市污水處理應(yīng)采用先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備，要求經(jīng)濟(jì)合理，安全可靠，出水水質(zhì)好；保證良好的出水水質(zhì)，效益高；(b)污水廠的處理構(gòu)筑物要求布局合理，建設(shè)投資少，占地少；自動(dòng)化程度高，便于科學(xué)管理，力求達(dá)到節(jié)能和污水資源化，進(jìn)行回用水設(shè)計(jì)；(c)為確保處理效果，采用成熟可靠的工藝流程和處理構(gòu)筑物；提高自動(dòng)化程度，為科學(xué)管理創(chuàng)造條件；(d)污水處理采用生物處理，污泥脫水采用機(jī)械脫水并設(shè)事故干化廠；污水采用季節(jié)性消毒；(e)提高管理水平，保證運(yùn)轉(zhuǎn)中最佳經(jīng)濟(jì)效果；充分利用沼氣資源，把沼氣作為燃料；(f)查閱相關(guān)的資料確定其方案。最佳的處理方案要體現(xiàn)以下優(yōu)點(diǎn)：(a)保證處理效果，運(yùn)行穩(wěn)定；(b)基建投資

7、省，耗能低，運(yùn)行費(fèi)用低；(c)占地面積小，泥量少，管理方便。以上各種方法都有它的特點(diǎn)和適用條件。一般來說，化學(xué)法往往消耗的物料（如藥劑）及能耗（燃料、電能）比其他兩類方法要大，有時(shí)大很多有時(shí)候污泥產(chǎn)生量也大，所以運(yùn)行費(fèi)用較貴。但是，處理設(shè)備較簡單，占地面積較小，也可以連續(xù)運(yùn)行。有的廢水采用化學(xué)處理后能回收一些副產(chǎn)品，補(bǔ)償較高的支付費(fèi)用，其優(yōu)點(diǎn)就比較突出。 生物法處理廢水具有凈化能力強(qiáng)，費(fèi)用低廉，支付可靠性好等優(yōu)點(diǎn)，是廢水處理的主要的方法。對(duì)于某種污染物，若化學(xué)法與生物法都能凈化的話，一般選用生物法為宜。 (2)好氧生物處理法與厭氧生物處理法根據(jù)電子受體的性質(zhì)，生物法可分為好氧和厭氧兩類（介于其

8、間的為缺氧），這兩類又可分為固著生長系統(tǒng)與懸浮生長系統(tǒng)。廢水的好氧處理與厭氧處理既可單獨(dú)使用，亦可組合使用，這取決于廢水的性質(zhì)、濃度及處理目標(biāo)。 好氧生物處理法與厭氧生物處理法的特性比較列于表2。表2 好氧處理與厭氧處理的比較厭氧處理好氧處理能源要求低高處理程度BOD5去除率可達(dá)60%-90%BOD5去除率可達(dá)90%-95%污泥產(chǎn)生量少多過程的穩(wěn)定性（對(duì)毒物和負(fù)荷變化）低至中等中至高等啟動(dòng)時(shí)間24個(gè)月24周對(duì)營養(yǎng)物的要求低對(duì)某些工業(yè)廢水較高臭氣可能有臭氣問題較少對(duì)堿度要求對(duì)某些工業(yè)廢水要求高低沼氣產(chǎn)生有無此外，在去除某些具體的污染物如磷則需要采用厭氧法。因此，根據(jù)本次課程設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)依據(jù)可知應(yīng)該

9、選擇厭氧與好氧組合的方式。綜上所述，結(jié)合本設(shè)計(jì)的具體情況，我認(rèn)為采用傳統(tǒng)活性污泥法或?qū)鹘y(tǒng)活性污泥法進(jìn)行改造的人工生物凈化的技術(shù)路線是比較合適的、可行的。污水處理工藝的選擇現(xiàn)階段城市污水處理應(yīng)用工藝較多，如表3所示。表3幾種城市污水處理工藝的適用條件規(guī)模常規(guī)活性污泥法A/O/OAB法氧化溝SBR法水解-好氧大、特大型中型小型 活性污泥法有很多種形式,使用最廣泛的主要有三類: 傳統(tǒng)活性污泥法和它的改進(jìn)型A/ O、/O工藝, 氧化溝, SBR 工藝。從表3可以看出,第一種工藝適合于大中型污水處理廠，而氧化溝和SBR 工藝較為適合中小型污水廠采用。鑒于數(shù)量龐大的中小城市在城市污水水量、水質(zhì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展

10、程度等方面具有共性,根據(jù)現(xiàn)有的中小城市處理經(jīng)驗(yàn),氧化溝工藝更適合被我國中小型污水處理廠采用。目前，我國對(duì)污水處理廠的規(guī)模按平均日流量劃分如表4。表4 污水處理廠規(guī)模劃分依據(jù)規(guī)模小型污水廠中型污水廠大型污水廠平均日流量（m3/d）1萬1萬10萬10萬而本次設(shè)計(jì)處理污水的日平均流量為4萬m3/d，屬于中型污水廠。另外，由于/O工藝處理單元多,操作管理復(fù)雜,特別是污泥厭氧消化要求高水平的管理,消化過程產(chǎn)生的沼氣是可燃易爆氣體,更要求安全操作,這些都增加了管理的難度。因此，本設(shè)計(jì)該選擇氧化溝工藝。其特點(diǎn)如下/O工藝組合進(jìn)氧化溝工藝，形成改良型/O型氧化溝，整個(gè)生物處理過程僅有二沉池回流污泥至厭氧調(diào)節(jié)池

11、的回流系統(tǒng)，因此該工藝不僅具有/O和氧化溝工藝的特點(diǎn)和效能，且省去污泥回流系統(tǒng)，故維護(hù)管理方便，運(yùn)行費(fèi)用低。剩余污泥由污泥泵提升至污泥脫水車間處理后外運(yùn)填埋。格柵由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，用以截留較大的懸浮物或漂浮物，以便減輕后續(xù)處理構(gòu)筑物的處理負(fù)荷。格柵種類較多，如表5所示。表5 我國常用的機(jī)械格柵及其使用范圍類型適用范圍優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)鏈條式機(jī)械格柵深度不大的中小型格柵，主要清除長纖維，袋裝物構(gòu)造簡單，制造方便，占地面積小雜物易進(jìn)入鏈條和鏈輪之間，容易卡住，套筒棍子鏈造價(jià)高。耐腐蝕差移動(dòng)伸縮臂機(jī)械格柵中等深度的寬大格柵，現(xiàn)有類型耙斗適用于污

12、水除污維修方便，可不停水檢修，使用壽命長構(gòu)造復(fù)雜，移動(dòng)時(shí)，耙齒與柵條間的對(duì)位較困難四周回轉(zhuǎn)式機(jī)械格柵深度較淺的中小型格柵構(gòu)造簡單，制造方便，運(yùn)行可靠，容易檢修制造苦難，占地面積較大鋼絲繩牽引式格柵固定式為中小型格柵，深度范圍較大，移動(dòng)式為寬大格柵適用范圍廣，無水下固定部件，檢修方便鋼絲繩易腐蝕，有水下固定部件，檢修時(shí)需停水 綜合上表以及本次設(shè)計(jì)的條件，選擇鏈條式機(jī)械格柵作為粗格柵，移動(dòng)伸縮臂機(jī)械格柵作為細(xì)格柵，從而達(dá)到預(yù)處理的目的。 污水泵房城市污水處理廠的運(yùn)行費(fèi)用大部分來自于電能，其中40%的電能為水泵消耗，所以確定合理的水泵及泵站是污水處理廠的關(guān)鍵所在。泵站形式的選擇取決于水力條件和工程造

13、價(jià)，其它考慮因素還有：泵站規(guī)模大小、泵站的性質(zhì)、水文地質(zhì)條件、地形地物、挖渠及施工方案、管理水平、環(huán)境性質(zhì)要求、選用水泵的形式及能否就地取材等。目前污水泵站主要有以下幾種形式：(a)合建式矩形泵站，裝設(shè)立式泵，自灌式工作臺(tái)，水泵數(shù)為4 臺(tái)或更多時(shí)，采用矩形，機(jī)器間、機(jī)組管道和附屬設(shè)備布置方便，啟動(dòng)簡單，占地面積大；(b)合建式圓形泵站，裝設(shè)立式泵，自灌式工作臺(tái)，水泵數(shù)不超過4 臺(tái)，圓形結(jié)構(gòu)水力條件好，便于沉井施工法，可降低工程造價(jià)，水泵啟動(dòng)方便。 (c)非自灌式泵房，泵軸高于集水池最高水位，不能直接啟動(dòng)，由于污水泵水管不得設(shè)低閥，故需設(shè)引水設(shè)備。但管理人員必須能熟練的掌握水泵的啟動(dòng)程序。(d)

14、潛水泵站，潛水泵的電機(jī)防水密封，可以長期侵入污水中，不存在受潮問題，潛水泵電機(jī)機(jī)組整體安裝，結(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)行穩(wěn)定，便于就位和更換，所以潛水泵站無需上部廠房，也簡化了地下結(jié)構(gòu)，降低了工程造價(jià)。但是潛水泵在水下運(yùn)行，所以要有可靠的產(chǎn)品質(zhì)量、自動(dòng)化控制和保護(hù)功能作技術(shù)依托，潛水泵價(jià)格較高。本設(shè)計(jì)因水量較小，并考慮到占地、造價(jià)、自動(dòng)化控制等因素，以及施工的方便與否，采用潛污式矩形泵房。 沉砂池沉砂池一般設(shè)于泵站倒虹吸管前，以便減輕無機(jī)顆粒對(duì)水泵、管道的磨損；也可設(shè)于初沉池前，以減輕沉淀池負(fù)荷及改善污泥處理構(gòu)筑物的處理?xiàng)l件。沉砂池的形式，按水流方向的不同可分為平流式、豎流式、曝氣沉砂池、旋流沉砂池四類。各

15、沉砂池的特點(diǎn)如表6所示。表6 常用沉砂池及其特點(diǎn)類型 優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)平流式沉砂池截留無機(jī)顆粒效果較好，工作穩(wěn)定，構(gòu)造簡單，排沉砂方便流速不易控制、沉砂中有機(jī)性顆粒含量較高、排砂常需要洗砂處理豎流式沉砂池占地少，排泥方便，運(yùn)行管理易行。池深大，施工困難，造價(jià)較高，對(duì)耐沖擊負(fù)荷和溫度的適應(yīng)性較差，池徑受到限制，過大的池徑會(huì)使布水不均勻曝氣沉砂池通過調(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，受流量變化影響小，同時(shí)起預(yù)曝氣作用，其沉砂量大，且其上含有機(jī)物少。由于需要曝氣，所以池內(nèi)應(yīng)考慮設(shè)消泡裝置，其他型易產(chǎn)生偏流或死角，并且由于多了曝氣裝置而使費(fèi)用增加。旋流沉砂池利用機(jī)械力沉砂，能耗低，池前應(yīng)設(shè)

16、置堰板或流量槽，以保持沉砂池內(nèi)所需水位基于以上四種沉砂池的比較，曝氣沉砂池除砂效果較好，且能耗較低；加之曝氣沉砂池有很強(qiáng)的除油能力，將有利于以后的氧化溝的表面曝氣和運(yùn)行穩(wěn)定，本工程設(shè)計(jì)確定采用曝氣沉砂池。 氧化溝帕斯維爾氧化溝出水水質(zhì)好，脫氮效果較明顯;構(gòu)筑物簡單，運(yùn)行管理方便;結(jié)構(gòu)形式多樣，可根據(jù)地形選擇合適的構(gòu)筑物 形狀單座構(gòu)筑物處理能力有限，流量較大時(shí)，分組太多占地面積大，增加了管理的難度。單環(huán)路，有同心圓型，折流型和U 型等形式，多為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)刷式轉(zhuǎn)盤，水深較深時(shí)，配置潛水推進(jìn)器?？斎麪栄趸瘻铣鏊|(zhì)好，脫氮效率高；曝氣設(shè)施單機(jī)功率大，調(diào)節(jié)性能好，并且曝氣設(shè)備數(shù)量少，既可以節(jié)

17、省投資，又可以使運(yùn)行管理簡化；有極強(qiáng)的混合攪拌和耐沖擊負(fù)荷能力；氧化溝溝深加大，使占地面積減少，土建費(fèi)用降低用電量較大，設(shè)備效率一般；設(shè)備安裝較為復(fù)雜，維修和更換繁瑣多溝串聯(lián)立式低速表曝機(jī)，每組溝渠只在一端安設(shè)一個(gè)表面曝氣機(jī)交替工作式氧化溝出水水質(zhì)好；可以不單獨(dú)設(shè)置二沉池，處理流程短，節(jié)省占地；不需單獨(dú)設(shè)置反硝化區(qū)，通過運(yùn)行過程中設(shè)置停曝期，進(jìn)行反硝化，具有較高的氮去除率；設(shè)備閑置率高；自動(dòng)化程度要求高，增加了運(yùn)行管理難度單溝（A型），雙溝（B 型）和三溝（T 型），溝之間相互連通奧貝爾氧化溝出水水質(zhì)好，脫氮率高，同時(shí)硝化反硝化；易于適應(yīng)多種進(jìn)水情況和出水要求的變化；容易維護(hù)；節(jié)約能耗 受結(jié)構(gòu)

18、形式的限制，總圖布置困難。三個(gè)或多個(gè)溝道，相互連通水平軸曝氣轉(zhuǎn)盤，可以進(jìn)行多個(gè)組合綜上所述，各種氧化溝各有優(yōu)缺點(diǎn)，結(jié)合本設(shè)計(jì)用地較為緊張，以及基建費(fèi)用、運(yùn)行成本、運(yùn)行管理、處理要求等方面考慮，設(shè)計(jì)采用卡魯塞爾氧化溝 二沉池由于本設(shè)計(jì)主要構(gòu)筑物采用氧化溝，可不設(shè)初沉池，只設(shè)二沉池。 二沉池設(shè)在生物處理構(gòu)筑物的后面，用于沉淀去除活性污泥。沉淀池主要有以下幾種形式，如表8所示。表8 常用二沉池及其使用范圍類 型優(yōu) 點(diǎn)缺 點(diǎn)適用范圍平流式沉淀池(1)沉淀效果好；(2)耐沖擊負(fù)荷和溫度的變化適應(yīng)性強(qiáng)；(3)施工容易，造價(jià)低。(1)池子配水不均勻；(2)采用多斗排泥時(shí)，每個(gè)泥斗需要單設(shè)排泥管各自排泥，操作

19、量大。（1）適用于大、中、小型污水處理廠；（2）適用于地下水位較高和地質(zhì)條件較差的地區(qū)。豎流式沉淀池(1)排泥方便，管理簡單；(2)占地面積較小。(1)池子深度大，施工困難；(2)對(duì)沖擊負(fù)荷和溫度變化的適應(yīng)性能力較差；(3)造價(jià)較高；適用于處理水量不大的小型污水處理廠輻流式沉淀池(1)多為機(jī)械排泥，運(yùn)行較好，管理較簡單；(2)排泥設(shè)備已趨定型。(1)池內(nèi)水速不穩(wěn)定，沉淀效果較差；(2)機(jī)械排泥設(shè)備復(fù)雜，對(duì)施工質(zhì)量要求高。（1）適用于大、中型污水處理廠；（2）適用于地下水位較高的地區(qū)。斜板（管式）沉淀池(1)沉淀效率高，停留時(shí)間短；(2)占地面積小。用于二沉池時(shí)，當(dāng)固體負(fù)荷較大時(shí)其處理效果不太穩(wěn)

20、定，耐沖擊負(fù)荷的能力較差。一般常用于小型污水處理廠或工業(yè)企業(yè)內(nèi)的小型污水處理站綜上所述，四種沉淀池的優(yōu)缺點(diǎn)比較，并結(jié)合本設(shè)計(jì)的具體資料可知，本工程二沉池采用中心進(jìn)水、周邊出水的輻流式沉淀池。其結(jié)構(gòu)如圖2所示。 圖2 輻流式沉淀池結(jié)構(gòu)示意圖 接觸消毒池接觸消毒池主要是使消毒劑與二沉池出水充分混合，殺死水中的細(xì)菌和病毒。對(duì)于消毒劑主要有如下幾種可供選擇，其優(yōu)缺點(diǎn)如表9所示。表 9 常用消毒劑及比較優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)適用條件液氯價(jià)格便宜，效果可靠，投配設(shè)備簡單對(duì)生物有毒害作用，并且可能產(chǎn)生致癌物質(zhì)適用于大、中型規(guī)模的污水處理廠漂白粉投加設(shè)備簡單，價(jià)格便宜除用液氯缺點(diǎn)外，尚有投配量不準(zhǔn)確，溶解劑調(diào)制不便，勞動(dòng)強(qiáng)

21、度大適用于消毒要求不高或間斷投加的小型污水處理紫外線具有廣普性，符合現(xiàn)在社會(huì)環(huán)境保護(hù)的要求，因不需運(yùn)輸、使用、儲(chǔ)藏有毒或危險(xiǎn)化學(xué)藥劑，且占地面積小，運(yùn)行成本較低紫外消毒所用燈管要求高，損壞后不易維修適用于大、中型規(guī)模的污水處理綜上三種消毒劑的比較，本工程設(shè)計(jì)采用常用且毒害作用較小的紫外線消毒法。利用紫外燈管產(chǎn)生紫外線來殺滅病毒和細(xì)菌。 具有一定規(guī)模的污水處理工程中常用的污泥濃縮方法有主要有重力濃縮、氣浮濃縮和離心濃縮。這三種方法的特點(diǎn)如表10所示。 表10 各種污泥濃縮方法的優(yōu)缺點(diǎn)濃縮方法優(yōu) 點(diǎn) 缺 點(diǎn)重力濃縮貯存污泥能力強(qiáng)，操作要求不高，運(yùn)行費(fèi)用低，動(dòng)力消耗小 占地面積大，污泥易發(fā)酵，產(chǎn)生臭

22、氣；對(duì)于某些污泥工作不穩(wěn)定，濃縮效果不理想離心濃縮只需少量土地就可以取得較高的處理能力；幾乎不存在臭氣問題 要求專用的離心機(jī)，電耗大；對(duì)操作人員要求較高氣浮濃縮濃縮效果較理想，出泥含水率較低，不受季節(jié)影響，運(yùn)行效果穩(wěn)定；所需池容積僅為重力法的1/10左右，占地面積較?。荒苋コ椭蜕车[ 運(yùn)行費(fèi)用低于離心濃縮，但高于重力濃縮法；操作要求較高，污泥貯存能力小，占地比離心濃縮大 重力濃縮池又可分為連續(xù)式重力濃縮池和間歇式重力濃縮池兩種，由于本工藝設(shè)計(jì)水量較少，結(jié)合氧化溝工藝污泥穩(wěn)定，且污泥量較少，本設(shè)計(jì)采用間歇式重力濃縮池。污泥脫水方法的選擇常用的污泥機(jī)械脫水方法有：板框壓濾、帶式壓濾、離心脫水和螺

23、旋壓榨式脫水，其中帶式過濾脫水的方法的優(yōu)點(diǎn)是機(jī)器制造容易，附屬設(shè)備少，投資、能耗低，噪聲??；連續(xù)運(yùn)操作管理維修簡便；濾帶可以回旋，脫水能力大。缺點(diǎn)是必須正確選用有機(jī)高分子混凝劑，運(yùn)行費(fèi)用高；必須預(yù)先進(jìn)行充分的絮凝，形成大而強(qiáng)度高的凝絮，以便能加強(qiáng)過濾段的自由脫水，并能適應(yīng)進(jìn)一步逐漸加壓脫水；脫水效率較低，脫水后泥餅的含水率較高，大致與離心脫水相當(dāng)。它適用于無機(jī)性污泥的脫水，有機(jī)黏性污泥脫水不宜采用。四種脫水機(jī)械的能耗如表11所示。 表11 脫水機(jī)的耗能比較序號(hào)脫水機(jī)類型能耗/（kW·h/t干固體） 1帶式壓濾機(jī)520 2板框式壓濾機(jī)1540 3離心脫水機(jī)3060 4螺旋壓榨式脫水機(jī)3

24、15 根據(jù)以上比較，本設(shè)計(jì)采用帶式壓濾機(jī)。3 城市污水處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 3.1 泵前粗格柵進(jìn)水粗格柵是污水處理廠第一道預(yù)處理設(shè)施，可去除大尺寸的漂浮物或懸浮物，以保護(hù)進(jìn)水泵的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，并盡量去掉那些不利于后續(xù)處理過程的雜物。其計(jì)算圖如圖3所示。圖 3 格柵計(jì)算圖3.1.1 設(shè)計(jì)原則1日平均流量=40000/d1667/h=0.463/s=463L/s 查生活污水流量系數(shù)變化表，由內(nèi)插法求得=1.37(2) 最大設(shè)計(jì)流量=·=1.37×0.463 /s =0.634/s(3)柵條凈間隙為e=30mm，柵前流速=0.7m/s；(4)過柵流速0.8m/s， 柵前部分長度為0.5

25、m；(5)格柵傾角=60°(6)單位柵渣量：=0.05柵渣/污水。3.1.3 設(shè)計(jì)計(jì)算(1)確定柵前水深根據(jù)最優(yōu)水力斷面公式 計(jì)算得： 所以柵前進(jìn)水渠寬約1.35m。柵前水深h0.68m(2)柵條間隙數(shù)n 式中： n粗格柵間隙數(shù)；最大設(shè)計(jì)流量，/s；e柵條間隙，取30mm；h 柵前水深；v 過柵流速，取0.8m/s； 格柵傾角，設(shè)計(jì)60°；(3)柵槽有效寬度柵槽寬度一般比格柵寬0.20.3m，在此取0.2m。本設(shè)計(jì)采用ø10圓鋼為柵條，S=0.01m。0.01×(37-1)+0.03×37+0.2=1.67m1.7m式中：B柵槽有效寬度，m；S

26、柵條寬度，取0.01m(4)進(jìn)水渠道漸寬部分的長度：設(shè)漸寬部分展開角=20º,則進(jìn)水渠道漸寬部分長度為： 0.48m (5)柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度：=/2=0.48/2=0.24m (6)通過格柵的水頭損失： =K式中：計(jì)算水頭損失； g重力加速度；K格柵受污物堵塞使水頭損失增大的倍數(shù)，一般取3；阻力系數(shù)，其數(shù)值與格柵柵條的斷面幾何形狀有關(guān)，對(duì)于圓形斷面，則 (7)柵后槽總高度H：設(shè)柵前渠道超高=0.3mH=h+=0.68+0.3+0.035=1.015m(8)柵槽總長度L：L=1.00.5式中:柵前渠道深 =h,m則 L=0.48+0.24+1.0+0.5+ =2.8m

27、對(duì)于柵條間距b=30.0mm的中格柵，并對(duì)于城市污水，每單位體積污水?dāng)r截污物為=0.05柵渣/污水。則宜采用機(jī)械清渣(10)粗格柵選用根據(jù)格柵間距、寬度在給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)第9 冊(cè)上查得采用GH型鏈條式回轉(zhuǎn)格柵除污機(jī)，其性能見表12。 表 12 GH-1500型鏈條式回轉(zhuǎn)格柵性能規(guī)格表型號(hào)格柵寬度(mm)格柵凈距(mm)安裝角()過柵流速(m/s)電動(dòng)機(jī)功率(kW)GH-15001500306011.11.53.2 污水提升泵房設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)流量：Q=634L/s，泵房結(jié)構(gòu)工程按遠(yuǎn)期流量設(shè)計(jì)。3.2.2 泵房設(shè)計(jì)計(jì)算采用氧化溝工藝方案，污水處理系統(tǒng)簡單，對(duì)于新建污水廠，工藝管線可以充分優(yōu)化，故污水

28、只考慮一次提升。污水經(jīng)提升后進(jìn)入集水井，然后自留通過旋流沉砂池、厭氧池、氧化溝、二沉池及接觸消毒池，最后由出水管道排入附近水體。根據(jù)設(shè)計(jì)流量Q=634L/s=2282 m3/h，采用3臺(tái)QW系列潛水排污泵，單臺(tái)提升流量761 /h。（由于本設(shè)計(jì)沒有涉及管道計(jì)算，故無法確定具體水泵的揚(yáng)程，在此只根據(jù)設(shè)計(jì)流量來選取水泵型號(hào)）因此在給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)第11 冊(cè)上查得采用QW系列潛水排污泵（300QW8001555）4臺(tái)，3用一備。其性能見表13。 表 13 QW 型潛水排污泵的規(guī)格性能表型號(hào)排出口徑（mm）流量(/h)揚(yáng)程(m)轉(zhuǎn)速(r/min)功率(kW)效率（%）重量（kg）300QW800155

29、5300800159805577.51350 泵房占地面積為 S=3.14×=78.5，即為圓形泵房，其直徑D=10m,高12m，泵房為半地下式。地下埋深7m，水泵為自灌式。3.3集水池 污水泵站的集水池宜采用敞開式，本工程設(shè)計(jì)的集水池與泵房和共建，屬封閉式。(1)集水池容積計(jì)算泵站集水池容積一般按不小于最大一臺(tái)泵5 分鐘的出水量計(jì)算，有效水深取1.52.0 米。本設(shè)計(jì)集水池容積按最大一臺(tái)泵5分鐘的出水量計(jì)算，有效水深取1.8m。則 V= =66.67 取 V=80(2)集水池面積計(jì)算：式中：集水池的容積， 有效水深，2.0m 則 A=80/2.0=40根據(jù)給排水設(shè)計(jì)規(guī)范中的規(guī)定：集

30、水池的長寬比為2，可計(jì)算出該集水池的長為9m，寬為4.5m, 則集水池有效容積尺寸為9×4.5×2m。設(shè)計(jì)參數(shù)(1)設(shè)計(jì)流量Q=4× m3/d=0.634 m3/d(2)柵前水深h1=0.65m；(3)過柵流速v=0.9m/s，柵前流速=0.7 m/s；(4)柵條寬度s=0.01m，格柵間隙e=10mm；格柵安裝傾角=60º，柵前部分長度為0.5m； m3計(jì)算得：柵前槽寬 =1.35m，則柵前水深(2)柵條間隙數(shù)n = =96.4（取n=100）柵槽柵槽寬度一般比格柵寬0.20.3m，在此取0.2m。本設(shè)計(jì)采用ø10圓鋼為柵條，即S=0.01m

31、。則0.01（501）+0.0150+0.2=1.2m，考慮到中間隔墻厚0.2m所以總槽寬為1.22+0.2=2.6m。進(jìn)水渠道漸寬部分的長度：設(shè)漸寬部分展開角1=20º，進(jìn)水渠道內(nèi)的流速為0.45m/s =1.69m (5)柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度：=/2=1.69/2=0.85m(6)過柵水頭損失： =K式中：h0計(jì)算水頭損失； g重力加速度；K格柵受污物堵塞使水頭損失增大的倍數(shù)，一般取3；阻力系數(shù)，其數(shù)值與格柵柵條的斷面幾何形狀有關(guān)，對(duì)于矩形斷面 (7)柵后槽總高度H：設(shè)柵前渠道超高=0.3m，則柵前總高度H1=h+=0.68+0.3=0.98m,柵后槽總高度為： H

32、=h+=0.68+0.3+0.26=1.24m(8)柵槽總長度L：L=1.00.5 /d>0.2 /d宜采用機(jī)械格柵清渣。(10)細(xì)格柵的選用根據(jù)格柵間距、寬度在給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)第11 冊(cè)上查得采用XWB-系列背耙式格柵除污機(jī)，其性能見表14。 表 14 XWB-系列背耙式格柵除污機(jī)性能表型號(hào)格柵寬度（mm）耙齒有效長度（mm）安裝角()提升質(zhì)量（kg）格柵間距（mm）提升速度（m/min）電動(dòng)機(jī)功率(kW)1000100602001030.53.5.1 設(shè)計(jì)原則旋流速度應(yīng)保持0.250.3m/s；水平流速為0.060.12 m/s；最大流量時(shí)停留時(shí)間為13min；有效水深為23m，寬深

33、比一般采用12；長寬比可達(dá)5，當(dāng)池長比池寬大的多時(shí)，應(yīng)考慮設(shè)置橫向擋板；每立方米污水的曝氣量為0.10.2 m3空氣；空氣擴(kuò)散裝置設(shè)在池的一側(cè)，距池底約0.6 0.9m，送氣管應(yīng)設(shè)置調(diào)節(jié)氣量的閘門； 池子的形狀應(yīng)盡可能不產(chǎn)生偏流或死角，在集砂槽的附近可安裝縱向擋板； 池子的進(jìn)口和出口布置，應(yīng)防止發(fā)生短路，進(jìn)水方向應(yīng)與池中旋流方向一致，出水方向應(yīng)與進(jìn)水方向垂直，并應(yīng)考慮設(shè)置擋板；池內(nèi)應(yīng)考慮消泡裝置。(1)本設(shè)計(jì)沉砂池采用一座，分兩格；(2)最大設(shè)計(jì)流量=0.634 m3/s；(3)水力停留時(shí)間t取2min ；(4)水平流速取0.08m/s；(5)有效水深=2m。3.5.3 設(shè)計(jì)計(jì)算(1) 沉砂池

34、有效容積 =0.634260=76.1 m3(2)水流斷面面積 (3)池總寬度(4)每格池寬度設(shè)n=2格(5)池長(6)每小時(shí)所需空氣量設(shè)每立方米污水所需空氣量d=0.2/，則 (7)沉砂斗所需容積V 取清除沉砂的間隔時(shí)間T=2d 式中：X為城市污水沉砂量，一般取0.03 /L(污水)每個(gè)沉砂斗容積 （V0），設(shè)每一分格有六個(gè)沉砂斗 (8)沉砂斗各部分尺寸計(jì)算(a)取沉砂斗斗高，斗底寬a1=0.5m，斗壁與水平面的傾角為55oV0 =0.2 (9)沉砂室高度采用重力排砂，池底坡度為0.06，坡向砂斗式中 為兩砂斗之間寬度，取0.2m。(10)池總高度設(shè)超高h(yuǎn)1=0.3mh1為使氧化溝具有除磷脫

35、氮的功能，在氧化溝之前設(shè)生物選擇器及厭氧池，這樣，污水可以在這里進(jìn)行厭氧中重要的釋磷作用以及部分反硝化作用。3.6.1 設(shè)計(jì)參數(shù) 考慮到厭氧池與氧化溝為一個(gè)處理單元，總的水力停留時(shí)間超過15h，所以設(shè)計(jì)水量按最大日平均時(shí)考慮。(1)污水日平均流量=463.0 L/s,分四座厭氧池，每座設(shè)計(jì)流量為Q=115.8 L/s；(2)水力停留時(shí)間t=2.5h；(3)污泥濃度：X=3000mg/L (4)污泥回流液濃度：=10000mg/L3.6.2 厭氧池的設(shè)計(jì)計(jì)算(1)厭氧池容積 V=Q·t式中：V厭氧池容積, m3t水力停留時(shí)間,s則 V=115.8×2.53600m3(2)取有

36、效水深為 h=4.0m則厭氧池表面積：= 261厭氧池直徑： D= 18.2m (取D=19m)考慮到0.3m的超高，故池總高為 H=h+0.3=4+0.3=4.3m(3)污泥回流量計(jì)算污泥回流比為 R= 污泥回流量為 =RQ=0.43115.8=49.79 L/s=4302 m3/d3.7 氧化溝工藝設(shè)計(jì)3.7.1 設(shè)計(jì)參數(shù)擬采用卡魯塞爾式氧化溝，除去除BO和COD之外，還具備硝化和一定的脫氮除磷作用，使出水-N低于排放標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計(jì)參數(shù)如下(1)污水量：Q=40000/d；(2)總污泥齡：30d；(3)MLSS=3600mg/L, MLSS/MLVSS=0.75，則MLVSS=2700； (4

37、)污泥產(chǎn)率系數(shù)Y0.55；(5)進(jìn)水TKN=25 mg/L，-N =10 mg/L；(6)出水TN=20mg/L，-N = 8mg/L；(7)堿度SALK=2000 mg/L (以CaCO3 計(jì))；(8)最低水溫T10；(9) 濃度=170mg/L， =20 mg/L；(10)內(nèi)源呼吸系數(shù)Kd=0.055；(11)20 時(shí)脫氮率qdn=0.0353.7.2設(shè)計(jì)計(jì)算(1) 去除計(jì)算(a)氧化溝出水溶解性濃度為了保證沉淀池出水濃度，必須控制氧化溝出水所含溶解性濃度，因?yàn)槌恋沓爻鏊械腣SS也是構(gòu)成濃度的一個(gè)組成部分。 =-1.42 =20-1.420.720=6.4 mg/L(b) 好氧區(qū)容積(c

38、)好氧區(qū)的水力停留時(shí)間t1(d) 剩余干污泥量X 剩余總污泥量（按含水率99%計(jì)） =(2)校核總磷的去除量剩余污泥中含有總磷量=3438.20.05=171.9kg/d設(shè)計(jì)要求去除的總磷量=）×40000×1.37/1000=153.4 kg/d因此，只用氧化溝就可以使出水中總磷的含量達(dá)到排放要求，不再需要化學(xué)除磷。(3)脫氮量計(jì)算(a)需氧化的氨氮量 氧化溝產(chǎn)生的剩余污泥中含氮率為12.4%，則用于生物合成的總氮量為：需要氧化的氨氮量=進(jìn)水- 出水-N - 生物合成所需氮量,即： =35-8-4.21=22.8mg/L(b)脫氮量Nr=進(jìn)水總氮量-出水總氮量-生物合成所

39、需的氮量 Nr=35-20-4.21=10.8 mg/L(c)堿度平衡每氧化1mg-N 需消耗7.14mg/L 堿度；每氧化1mg/LBOD5產(chǎn)生0.1mg/L 堿度；每還原1mgN 產(chǎn)生3.75mg/L 堿度則剩余堿度=原水堿度-硝化消耗堿度+反硝化產(chǎn)生堿度+氧化BOD5 產(chǎn)生堿度 =2000-7.1422.8+3.7510.8+0.1（170-6.41=1894.1mg/L(d) 脫氮所需要的容積 脫氮率 ：考慮最不利的條件水溫，最低水溫為10時(shí) 脫氮所用容積 停留時(shí)間 (4)氧化溝總?cè)莘e及停留時(shí)間t 校核污泥負(fù)荷 設(shè)計(jì)規(guī)程規(guī)定氧化溝污泥負(fù)荷應(yīng)為0.050.1kgBOD5/(kgMLVSS

40、.d)，因此滿足要求。(5)需氧量計(jì)算(a)設(shè)計(jì)需氧量AORAOR=去除需氧量剩余污泥中的需氧量+去除-N耗氧量剩余污泥中-N的耗氧量脫氮產(chǎn)氧量 去除BOD需氧量式中：d微生物對(duì)有機(jī)底物氧化分解的需氧率，取0.52；b活性污泥自身氧化需氧率，取0.12；則 =0.52×40000（0.17-0.0064）+0.12×25091×2.7 =11532.4kg/d 剩余污泥中BOD的需氧量D2（用于生物合成的那部分BOD需氧量） 去除NH3-N需氧量D3每1kg NH3-N 硝化需要消耗4.6kg 剩余污泥中NH3-N耗氧量D4=4.6污泥含氮率剩余污泥量 脫氮產(chǎn)氧率

41、每還原1kgN2 產(chǎn)生2.86kgO2 =2.86×脫氮量 =2.86×10.8×40000/1000=1235.5kg/d總需氧量 =11532.4-4882.2+4968-1961.1-1235.5 =8466.6kg/d考慮安全系數(shù)1.2，則AOR=1.2×8466.6=10159.9kg/d校核去除每1kg的需氧量 (b)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下需氧量SOR式中：20時(shí)氧的飽和度 取9.17mg/L 25時(shí)氧的飽和度 取8.38mg/LC 溶解氧的濃度 取2mg/L 修正系數(shù)，取0.85 修正系數(shù)，取0.95T 進(jìn)水最高溫度， SOR=16353.1kg/d校

42、核去除每1kgBOD的標(biāo)準(zhǔn)需氧量= (6) 氧化溝的尺寸計(jì)算 (a)設(shè)計(jì)氧化溝4座,分為2組，則每座氧化溝容積為 ，即(b)設(shè)計(jì)氧化溝有效水深h=5m，超高為1m，氧化溝深度H=5+1=6m，中間分隔墻厚度為0.25m，則氧化溝的面積為 (c)設(shè)計(jì)單溝道寬度b=7m彎道部分的面積 =1254.6-483.8=770.8單溝直線段長度(7)進(jìn)水管和出水管計(jì)算污泥回流比R=43%進(jìn)出水管流量進(jìn)出水管控制流速V=1.0m/s則管道過水?dāng)嗝婀軓剑?.5m,即500mm校核管道流速,滿足要求。(8)出水堰以及出水豎井計(jì)算為了能夠調(diào)節(jié)氧化溝的運(yùn)行及出水，氧化溝出水處設(shè)置出水豎井，豎井內(nèi)安裝電動(dòng)可調(diào)節(jié)堰。

43、初步估計(jì)/H<0.67，因此按照薄壁堰來計(jì)算 (a)出水堰 式中：b堰寬；H堰上水頭高取0.2m。 =1.02m為了便于設(shè)備選型 b取1.0m,校核堰上水頭H(b) 出水豎井考慮可調(diào)堰安裝要求堰兩邊各留0.3m的操作距離出水豎井長 L=0.32+b=0.6+1.0=1.6m出水豎井寬B取1.4m(考慮安裝要求)則：出水豎井平面尺寸為LB=1.6m1.4m氧化溝出水孔尺寸為bh=1.0m0.5m(9)曝氣設(shè)備選擇 單座氧化溝需氧量 每座氧化溝設(shè)2臺(tái)卡魯塞爾專用倒傘形葉輪表面曝氣機(jī), 單臺(tái)曝氣機(jī)所需充氧能力為170.3/2=85.2kgO2 /h。3.8 堰式配水井3.8.1 設(shè)計(jì)參數(shù) (1

44、)污水量Q=40000/d； (2)=1.37； (3)回流污泥量=4302/d； (4)氧化溝出水經(jīng)配水井至四座二沉池3.8.2 設(shè)計(jì)計(jì)算 (1)進(jìn)水管管徑 配水井進(jìn)水管的設(shè)計(jì)流量為 當(dāng)進(jìn)水管管徑 =1200mm時(shí) 滿足設(shè)計(jì)要求 (2) 頂堰設(shè)計(jì)計(jì)算 混合液從配水井底中心進(jìn)入，經(jīng)相等寬度的4 個(gè)堰口流入4 個(gè)水斗，再由管道接入4 座輻流式沉淀池。每個(gè)沉淀池的分配水量為q=2462.6/4=615.7/h =0.17/s，采用矩形寬頂溢流堰。 矩形堰的流量 式中：q矩形堰的流量，m3/s H堰上水頭，m b堰寬，m，取0.6m m流量系數(shù)，通常采用0.3270.332，在此取0.33 則 基本

45、與設(shè)計(jì)擬定堰高相等，則符合要求 (b)堰頂厚度B 根據(jù)有關(guān)試驗(yàn)資料，當(dāng)2.5<B/H<10 時(shí)，屬于矩形寬頂堰，取B=1.5m。這時(shí)B/H=4.4(在2.510 之間)所以該堰屬于矩形寬頂堰。 (c) 配水管管徑D 二沉池設(shè)計(jì)進(jìn)水管徑為500mm，則流速為 符合流速 0.6-0.9m/s 要求 (d) 配水漏斗上口口徑 按配水井內(nèi)徑的1.5倍設(shè)計(jì) =1.5D=1.5×1200=1800mm 3.9.1 設(shè)計(jì)原則(1) 沉淀池個(gè)數(shù)或分格數(shù)不應(yīng)少于兩個(gè)，并宜按并聯(lián)系列設(shè)計(jì)；(2) 沉淀池的直徑一般不小于10m，當(dāng)直徑小于20m時(shí)，可采用多斗排泥；當(dāng)直徑大于20m時(shí)，應(yīng)采用機(jī)械

46、排泥；(3) 沉淀池有效水深不大于4m，池子直徑與有效水深比值不小于6；.(4) 池子超高至少應(yīng)采用0.3m；(5) 為了使布水均勻，進(jìn)水管四周設(shè)穿孔擋板，穿孔率為10%20%。出水堰應(yīng)用鋸齒三角堰，堰前設(shè)擋板，攔截浮渣。(6) 池底坡度不小于0.05；(7) 用機(jī)械刮泥機(jī)時(shí)，生活污水沉淀池的緩沖層上緣高出刮板0.3m，工業(yè)廢水沉淀池的緩沖層高度可參照選用，或根據(jù)產(chǎn)泥情況適當(dāng)改變其高度。(8) 當(dāng)采用機(jī)械排泥時(shí)，刮泥機(jī)由絎架及傳動(dòng)裝置組成。當(dāng)池徑小于20m時(shí)用中心傳動(dòng)，當(dāng)池徑大于20m時(shí)用周邊傳動(dòng)，轉(zhuǎn)速為1.01.5m/min（周邊線速），將污泥推入污泥斗，然后用靜水壓力或污泥泵排除；作為二沉

47、池時(shí)，沉淀的活性污泥含水率高達(dá)99%以上，不可能被刮板刮除，可選用靜水壓力排泥。(9) 進(jìn)水管有壓力時(shí)應(yīng)設(shè)置配水井，進(jìn)水管應(yīng)由井壁接入不宜由井底接入，且應(yīng)將進(jìn)水管的進(jìn)口彎頭朝向井底。3.9.2 設(shè)計(jì)參數(shù)(1) 表面負(fù)荷取0.82m3/m2.h，沉淀效率40%60%；(2) 池子直徑一般大于10m，有效水深大于3m； (3) 池底坡度一般采用0.05；(4) 進(jìn)水處設(shè)閘門調(diào)解流量，進(jìn)水中心管流速大于0.4m/s，進(jìn)水采用中心管淹沒或潛孔進(jìn)水，過孔流速為0.10.4m/s，潛孔外側(cè)設(shè)穿孔擋板或穩(wěn)流罩，保證水流平穩(wěn)；出水處應(yīng)設(shè)置浮渣擋板，擋渣板高出池水面0.150.2m，排渣管直徑大于0.2m，出水

48、周邊采用鋸齒三角堰，匯入集水渠，渠內(nèi)流速為0.20.4m/s；(5) 排泥管設(shè)于池底，管徑大于200mm，管內(nèi)流速大于0.4m/s，排泥靜水壓力1.22.0m，排泥時(shí)間大于10min。3.9.3設(shè)計(jì)計(jì)算 (1)主要尺寸計(jì)算 (a)池表面積： A= 式中：A池表面積，m2； 最大設(shè)計(jì)流量，m3/h ； q水力表面負(fù)荷，本設(shè)計(jì)1.5 m3/·h 則 A= =1522.2（b)單池面積：本次設(shè)計(jì)設(shè)4座輻流式沉淀池。380.6(c)池直徑: 本設(shè)計(jì)取D=23m(d)沉淀部分有效水深： 式中：t沉淀時(shí)間，本設(shè)計(jì)取t=2.0h=1.5×2.0=3.0m(e)污泥區(qū)的容積V設(shè)計(jì)采用周邊傳動(dòng)的刮吸泥機(jī)排泥，污泥區(qū)容積按2h 貯泥時(shí)間確定設(shè)計(jì)4 個(gè)二沉池每個(gè)沉淀池污泥區(qū)的容積 =2462/4=615.4 m3(f) 污泥區(qū)高度污泥斗高度設(shè)污泥斗上部半徑=2m，污泥斗下部半徑=1m，傾角=則污泥斗高度。=（21）×tg。=1.7m污泥斗容積：=12.5 m3圓錐體高