水質(zhì)工程學(xué)II課程設(shè)計污水處理廠工藝方案設(shè)計

1、課程設(shè)計（論文）題 目： 水質(zhì)工程學(xué)II課程設(shè)計 某城市污水處理廠工藝系統(tǒng)方案設(shè)計院 （系）：環(huán)境與市政工程學(xué)院 專業(yè)班級：姓 名：學(xué) 號：指導(dǎo)教師： 2014 年 01月 05日附：設(shè)計任務(wù)書水質(zhì)工程學(xué)II課程設(shè)計某城市污水處理廠工藝系統(tǒng)方案設(shè)計摘 要：該課程設(shè)計針對某城市污水處理廠處理工藝進(jìn)行設(shè)計，通過了解基本資料，確定處理工藝和處理程度，然后對污水處理構(gòu)筑物的工藝尺寸進(jìn)行了計算，最后綜合各方面因素確定了污水廠的平面布置和高程布置,并繪制平面布置圖、高程布置圖以及輻流式二沉池的剖面圖。關(guān)鍵詞：污水處理廠；污水處理構(gòu)筑物；卡魯賽爾氧化溝；類型：課程設(shè)計Course Design ofWate

2、r Quality Engineering A Project Design of A City Sewage Treatment Plant Process SystemABSTRACT：This course design proposes a city sewage treatment plant design, first understand the basic data, determine the processing technology and management level, and then the sewage treatment structure paramete

3、rs were calculated,finally, integrate various factors determine the sewage plant layout and elevation layout, and drawing the plane layout, elevation layout and radial flow sedimentation tank section two.Keywords：Sewage treatment plant；Sewage treatment structure；Carrousel O.D；Paper type：course desig

4、n 目 錄第1章概述11.1 城市水環(huán)境污染現(xiàn)狀11.2 城市污水處理的必要性2第2章設(shè)計規(guī)模及處理程度42.1 設(shè)計水量42.1.1 設(shè)計人口42.1.2 污水量計算42.1.3 設(shè)計規(guī)模確定42.2 原水水質(zhì)及處理要求42.2.1 確定原水水質(zhì)指標(biāo)42.2.2 確定處理水水質(zhì)要求52.3 處理程度5第3章工藝流程確定63.1 處理流程確定6確定原則6方案選擇6處理流程圖83.2 單元構(gòu)筑物選擇8格柵8沉砂池8氧化溝9二沉池10污泥濃縮池11污泥脫水設(shè)備11第4章設(shè)計計算124.1 污水處理系統(tǒng)設(shè)計計算124.1.1 分流井124.1.2 粗格柵室124.1.3 污水提升泵房144.1.4

5、細(xì)格柵15沉砂池164.1.6 生物反應(yīng)池17二沉池20深度處理系統(tǒng)224.接觸消毒池244.1.10 計量設(shè)施254.2 污泥處理系統(tǒng)設(shè)計計算26污泥量計算26污泥濃縮池26污泥貯池284.2.4 脫水機(jī)及脫水機(jī)房29第5章污水處理廠平面及豎向設(shè)計315.1 平面布置315.1.1 布置原則315.1.2 平面布置說明315.2 高程布置325.2.1 布置原則325.2.2 高程布置說明33參考文獻(xiàn)35致謝36第1章 概述1.1 城市水環(huán)境污染現(xiàn)狀水是人類賴以生存的資源。近年來,隨著全球工業(yè)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展,城市化進(jìn)程的加快和人口的不斷增加,水環(huán)境污染的問題日漸加劇,越來越多的國家已注意到水

6、環(huán)境污染對人類生存的威脅。世界各國(特別是發(fā)達(dá)國家)正投入大量的人力、物力積極治理水環(huán)境污染,改善人類的生存空間。水環(huán)境污染治理的研究已成為一個全球性的課題。中國作為一個發(fā)展中的國家,水環(huán)境污染問題尤為突出。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計,到上世紀(jì)末,中國城鎮(zhèn)生活污水年排放量達(dá)204億立方米,工業(yè)廢水年排放量達(dá)到198億立方米,分別比1980年增加了3.8倍和1.5倍,而這些污水又絕大部分未經(jīng)處理排入河流、湖泊、水庫,造成流經(jīng)城市的河流86%遭到比較嚴(yán)重的污染。據(jù)有關(guān)部門的監(jiān)測表明,流經(jīng)城市的大部分河流的水質(zhì)達(dá)不到國家地面水類水體標(biāo)準(zhǔn)的要求,水體中許多對人體有害的指標(biāo)均嚴(yán)重超標(biāo)?？梢娭袊乃h(huán)境污染已不是一個

7、區(qū)域性的問題,而是一個全國性問題。如何在經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展的同時,兼顧社會、環(huán)境的發(fā)展,達(dá)到可持續(xù)性發(fā)展的目的;如何對嚴(yán)重污染的水環(huán)境進(jìn)行治理,這是一個全國都需研究的課題，國家每年都會投入大量的資金去治理水環(huán)境污染，尤其國家“十二五”規(guī)劃中又著重加強(qiáng)了對環(huán)境污染尤其是對水污染的治理。以西安市為例，為了進(jìn)一步改善水環(huán)境質(zhì)量，完成省政府下達(dá)的“十二五”水環(huán)境質(zhì)量目標(biāo)任務(wù)和削減化學(xué)需氧量、氨氮約束性考核指標(biāo)，為西安市經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展提供水環(huán)境保障，結(jié)合西安市水環(huán)境現(xiàn)狀，制定了水污染治理實(shí)施方案。當(dāng)前渭河西安段水質(zhì)仍未達(dá)到省上劃定的水環(huán)境功能區(qū)類標(biāo)準(zhǔn)和關(guān)中-天水經(jīng)濟(jì)區(qū)發(fā)展規(guī)劃確定的類水質(zhì)目標(biāo)，水污染形勢不容樂觀

8、，治理任務(wù)仍然十分艱巨，其存在的主要問題，一是西安的排污量大，約占渭河陜西段納污量的50%左右。據(jù)測算，我市每年向渭河排放14萬噸左右的化學(xué)需氧量和1.3萬噸左右的氨氮（不包括農(nóng)業(yè)源），是渭河的第一排污大市；二是污水處理率低。皂河（含太平河）、新河、漕運(yùn)明渠均有大量的污水未經(jīng)處理直排渭河，幸福渠沿岸至今未建成污水處理廠，離國家污水處理率必須達(dá)到95%以上的要求還有很大差距；三是結(jié)構(gòu)性污染嚴(yán)重，工業(yè)企業(yè)污染治理水平低。太平河、新河由于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)原因污染嚴(yán)重，造紙、果汁、化工等高污染、高排放企業(yè)還需進(jìn)一步進(jìn)行產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，工業(yè)企業(yè)廢水排放標(biāo)準(zhǔn)遠(yuǎn)高于水體環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)且不能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。究其原因，一是西

9、安市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理，高污染、高排放的企業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整不到位；二是污水處理廠建設(shè)和配套市政管網(wǎng)建設(shè)滯后，未實(shí)現(xiàn)污水全收集全處理；三是農(nóng)村污水治理嚴(yán)重滯后，再生水利用率低，生態(tài)補(bǔ)給水不足，河流自凈能力差。因此我國當(dāng)前城市水環(huán)境污染現(xiàn)狀不容樂觀，污染態(tài)勢非常嚴(yán)峻亟待解決。1.2 城市污水處理的必要性隨著的發(fā)展，城市水資源短缺的壓力越來越大，追究城市水危機(jī)的根本原因，人們越來越認(rèn)識到，是水的社會循環(huán)超出了水的自然循環(huán)可承載的范圍。因此，只有充分尊重水的自然運(yùn)動規(guī)律，合理地使用水資源，使上游地區(qū)的用水循環(huán)不影響下游水域的水體功能、社會循環(huán)不損害自然循環(huán)的客觀規(guī)律，從而維系或恢復(fù)城市乃至流域的良好水環(huán)境，才是

10、水資源可持續(xù)利用的有效途徑。這就要求我們從“取水輸水用戶排放”的單向開放型的用水模式轉(zhuǎn)變?yōu)椤肮?jié)制地取水輸水用戶再生水”的反饋式循環(huán)流程，提高水的利用效率。實(shí)現(xiàn)這一重大用水模式的轉(zhuǎn)變，加強(qiáng)污水再生利用是關(guān)鍵。我國約三分之二的城市以地下水為主要水源，而現(xiàn)在地下水開發(fā)和保護(hù)方面存在很多問題，其中管理不善，超量開采，造成地下水位連續(xù)下降，城市地下水資源普遍遭到污染，這些問題直接影響了地下水資源的可持續(xù)利用。因此很多城市別無選擇，只得采取遠(yuǎn)距離取水，這樣，長距離引水工程項(xiàng)目的建設(shè)與日俱增，在此情況下，水資源的緊缺和污染已成為我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一個制約因素。面對這一嚴(yán)峻形勢，必須實(shí)行水資源的統(tǒng)一規(guī)劃與管理

11、，把用水問題，特別是將節(jié)水工作納入社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃，建立與健全相應(yīng)的規(guī)章制度，認(rèn)真貫徹開源節(jié)流并重方針，加強(qiáng)節(jié)水的科學(xué)管理，全面開展節(jié)水工作，通過多種途徑開辟新水源，加強(qiáng)污水處理，搞好污水回用，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。因此，根據(jù)我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)需求，結(jié)合我國環(huán)境保護(hù)最新研究成果和國際環(huán)境保護(hù)技術(shù)水平和發(fā)展趨勢，提出一套合理、經(jīng)濟(jì)、運(yùn)轉(zhuǎn)效率高的工藝流程對污水進(jìn)行處理，以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)排放。對于保護(hù)環(huán)境，減輕環(huán)境污染，遏制生態(tài)惡化趨勢，有著重要的意義。第2章 設(shè)計規(guī)模及處理程度2.1 設(shè)計水量2.1.1 設(shè)計人口Ø 近期人口：（人）Ø 遠(yuǎn)期人口：（人）2.1.2 污水量計算Ø

12、近期污水量：近期人口86000人、污水產(chǎn)生率：0.80、收集率：90%Ø 遠(yuǎn)期污水量：遠(yuǎn)期人口1180000、收集率：100%2.1.3 設(shè)計規(guī)模確定Ø ，取遠(yuǎn)期水量為3.5；Ø ，取近期水量為；2.2 原水水質(zhì)及處理要求2.2.1 確定原水水質(zhì)指標(biāo)根據(jù)地區(qū)狀況和當(dāng)?shù)鼐用竦纳盍?xí)慣，通過連續(xù)不間斷的進(jìn)行取樣調(diào)查，并且參照相近已建成的污水處理廠的資料，綜合分析后確定原水水質(zhì)指標(biāo)如表2.1所示。其中，進(jìn)出水廠的水溫：夏季水溫2225，冬季水溫1015，常年平均水溫約為20。表2.1 污水處理廠進(jìn)水主要水質(zhì)指標(biāo)COD(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)TN(

13、mg/L)NH3-N(mg/L)TP(mg/L)pH4602202004535692.2.2 確定處理水水質(zhì)要求針對污水廠處理后水排放的河流水質(zhì)要求，該污水處理廠的處理水應(yīng)該達(dá)到城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB18918-2002中一級A類排放標(biāo)準(zhǔn)，確定處理后的出水水質(zhì)指標(biāo)如表2.2所示。表2.2 污水處理廠出水主要水質(zhì)指標(biāo)COD(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)TN(mg/L)NH3-N(mg/L)TP(mg/L)pH50101012（15）5（8）69同時，污水處理廠的污泥應(yīng)該達(dá)到穩(wěn)定化及脫水處理（含水率60%以下）。2.3 處理程度根據(jù)12中原水水質(zhì)指標(biāo)和污水水質(zhì)指標(biāo)，計算

14、確定各項(xiàng)污染物的處理程度如表2.3所示。表2.3 污水處理廠各污染物處理程度水質(zhì)指標(biāo)COD（mg/L）BOD5（mg/L）SS（mg/L）TN（mg/L）NH3-N（mg/L）TP（mg/L）pH原 水460220200453569出 水50101012（15）5（8）69處理程度90%95%95%74%（67%）86%（78%）90%-第3章 工藝流程確定3.1 處理流程確定1、新建的城鎮(zhèn)污水處理廠所采用的污水處理流程不但要有很高的SS、BOD5，CODcr去除能力，而且要具有很高的脫氮除磷功能；2、處理工藝技術(shù)合理、成熟可靠；3、工程造價低，節(jié)省能耗，節(jié)省運(yùn)行費(fèi)及占地少；4、運(yùn)行管理簡單，

15、控制環(huán)節(jié)少，易于操作；5、因地制宜，污水處理廠應(yīng)分期，分達(dá)標(biāo)實(shí)施；6、污水、污泥要資源化。污水處理廠的處理流程分為一級物理處理，二級生化處理，三級深度處理和污泥處理。以下對四種處理方案做一選擇。1、一級物理處理一級處理工藝主要去除原水中的漂浮物、垃圾和沙粒等固體不溶性物質(zhì)，一般可采用粗格柵、細(xì)格柵、沉砂池等工藝來去除。2、二級生化處理按城市污水處理和污染防治技術(shù)政策要求推薦，20 萬 t/d規(guī)模大型污水廠一般采用常規(guī)活性污泥法工藝，10-20萬t/d污水廠可以采用常規(guī)活性污泥法、氧化溝、SBR、AB 法等工藝，小型污水廠還可以采用生物濾池、水解好氧法工藝等。對脫磷脫氮有要求的城市，應(yīng)采用二級強(qiáng)

16、化處理，如 A2/O 工藝，A/O 工藝，SBR及其改良工藝，氧化溝工藝，以及水解好氧工藝，生物濾池工藝等。這些從活性污泥法派生出來的工藝都可以實(shí)現(xiàn)除碳、除氮、除磷三種流程的組合，都是比較實(shí)用的除磷脫氮工藝。在上述各種脫磷除氮工藝中，對中小污水廠來講，比較有發(fā)展前途的工藝是 SBR 工藝、氧化溝工藝。因?yàn)檫@兩種工藝一般都不設(shè)初沉池，SBR 工藝和合建式氧化溝工藝也不需要二沉地、污泥回流設(shè)施，因此，水、泥處理流程大為簡化，可以達(dá)到占地少、能耗低、投資省，運(yùn)行管理方便的目的，符合當(dāng)前污水處理工藝合建、簡化發(fā)展的總趨勢。采用延時曝氣的 SBR 工藝和氧化溝工藝產(chǎn)生的剩余污泥已經(jīng)基本達(dá)到好氧穩(wěn)定，剩余

17、污泥經(jīng)過濃縮脫水后就可以直接應(yīng)用于農(nóng)田、填埋或者焚燒，不需要搞污泥消化，因此建設(shè)、運(yùn)轉(zhuǎn)的費(fèi)用大為減少，這一點(diǎn)對中小城鎮(zhèn)污水廠來說，是非常有吸引力的。但是相比SBR氧化溝具有以下優(yōu)點(diǎn)：(1) 工藝流程簡單，運(yùn)行管理方便。氧化溝工藝不需要初沉池和污泥消化池。有些類型氧化溝還可以和二沉池合建，省去污泥回流系統(tǒng)。(2) 運(yùn)行穩(wěn)定，處理效果好。氧化溝的 BOD 平均處理水平可達(dá)到 95 %左右。(3) 能承受水量、水質(zhì)的沖擊負(fù)荷，對濃度較高的工業(yè)廢水有較強(qiáng)的適應(yīng)能力。這主要是由于氧化溝水力停留時間長、泥齡長和循環(huán)稀釋水量大。(4) 污泥量少、性質(zhì)穩(wěn)定。由于氧化溝泥齡長。一般為 2030d，污泥在溝內(nèi)已好

18、氧穩(wěn)定，所以污泥產(chǎn)量少從而管理簡單，運(yùn)行費(fèi)用低。(5) 可以除磷脫氮?？梢酝ㄟ^氧化溝中曝氣機(jī)的開關(guān)，創(chuàng)造好氧、缺氧環(huán)境達(dá)到除磷脫氮目的，脫氮效率一般大于 80 %。(6) 基建投資省、運(yùn)行費(fèi)用低。和傳統(tǒng)活性污泥法工藝相比，在去除 BOD、去除 BOD 和 NH3 -N 及去除 BOD 和脫氮三種情況下，基建費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用都有較大降低，特別是在去除 BOD 和脫氮情況下更省。同時統(tǒng)計表明在規(guī)模較小的情況下，氧化溝的基建投資比傳統(tǒng)活性污泥法節(jié)省更多。本城市中的污水處理廠處理規(guī)模較小，二期只能達(dá)到6，屬于中小規(guī)模污水處理廠。鑒于氧化溝有著比較好的優(yōu)勢，所以通過綜合比較，最終確定二級生化處理工藝采用氧

19、化溝工藝。3、三級深度處理根據(jù)國家新規(guī)范規(guī)定，新建污水處理廠處理水質(zhì)都要達(dá)到一級A標(biāo)準(zhǔn)，而前面的物理處理和生化處理還不能達(dá)到該要求，尤其對于P的處理還不能達(dá)標(biāo)。所以要加入深度處理工藝，即混凝、沉淀、過濾消毒工藝。4、污泥處理工藝根據(jù)國家新規(guī)范規(guī)定，新建污水處理廠的污泥含水率要達(dá)到60%以下，所以對于污泥處理提出了更高的要求。目前普遍采用的污泥處理工藝只能將含水率降到80%，所以為達(dá)到要求應(yīng)該選擇污泥濃縮、厭氧消化、污泥脫水和焚燒來解決。最終確定污水處理廠的工藝流程如圖3.1所示。圖3.1 污水處理廠工藝流程圖3.2 單元構(gòu)筑物選擇該工藝流程中采用機(jī)械清除的粗格柵（50100mm）和細(xì)格柵（31

20、0mm）。常用沉砂池有平流式沉砂池、豎流式沉砂池、旋流式沉砂池和曝氣沉砂池四種形式。其各自特點(diǎn)如下：Ø 平流式沉砂池為常用形式，污水在池中沿水平方向流動，具有結(jié)構(gòu)簡單，截留無機(jī)顆粒效果好的優(yōu)點(diǎn)；Ø 豎流式沉砂池是污水自下而上從中心管進(jìn)入池內(nèi)，無機(jī)顆粒借重力沉淀于池底，處理效果一般較差；Ø 旋流式沉砂池是近來日益廣泛使用的池型，它利用機(jī)械控制流態(tài)與流速，加速砂礫的沉淀，有機(jī)物則被留在污水中，具有沉砂效果好、占地省的優(yōu)點(diǎn)；Ø 曝氣沉砂池是在池的一側(cè)通入空氣，使污水沿池旋轉(zhuǎn)前進(jìn)，它可以通過調(diào)節(jié)曝氣量，控制污水旋流速度，使除沙效率穩(wěn)定，受流量變化小，同時還對污水

21、起預(yù)曝氣作用。鑒于該工藝流程中后續(xù)是采用氧化溝進(jìn)行生化處理，曝氣沉砂池可以對污水起到預(yù)曝氣作用，有利于后續(xù)工藝進(jìn)行，而且除砂效果穩(wěn)定，所以該工藝選擇曝氣沉砂池。氧化溝具有多種形式，如Carrousel氧化溝、奧貝爾氧化溝、交替式氧化溝和雙溝式氧化溝等多種形式。其中Carrousel氧化溝是一種由多渠道串聯(lián)組成的氧化溝形式，在溝一端設(shè)置曝氣器，使系統(tǒng)中形成好氧區(qū)和厭氧區(qū)，具有脫氮功能；在內(nèi)部內(nèi)置反硝化區(qū)，不僅使得脫氮功能加強(qiáng)，而且又具有除磷功能；在系統(tǒng)前加生物選擇區(qū)又能 抑制絲狀菌生長，防止污泥膨脹；其獨(dú)特的圓形纏繞式設(shè)計還可降低建設(shè)成本和減少污水廠占地。而其它類型的氧化溝雖也具有脫氮除磷的功能

22、，但是卻存在溶解氧分配不均、設(shè)備利用率低等缺點(diǎn)。Carrousel氧化溝獨(dú)有的優(yōu)勢是其它類型的氧化溝不可比擬的。因此該工藝中我們選擇改良型的Carrousel氧化溝改良型6廊道Carrousel氧化溝2000（如圖3.2），完全可以滿足該污水廠運(yùn)行中脫氮除磷的功能。圖3.2 Carrousel 2000系統(tǒng)平面結(jié)構(gòu)圖沉淀池一般分為平流式、豎流式和輻流式沉淀池三種類型。三種沉淀池優(yōu)缺點(diǎn)及其適用條件見表3.1.表3.1 各沉淀池優(yōu)缺點(diǎn)及適用條件池型優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)適用條件平流式沉淀效果好，抗沖擊能力強(qiáng)，施工簡易，布置緊湊配水不均，排泥量大，排泥設(shè)備復(fù)雜，施工質(zhì)量高適用大、中、小型污水廠豎流式排泥方便，簡單

23、易行池深大，施工困難，抗沖擊能力差適用小型污水廠輻流式多為機(jī)械排泥，運(yùn)行可靠，管理簡單，排泥設(shè)備已定型化排泥設(shè)備復(fù)雜，施工質(zhì)量要求高適用大、中型污水廠通過對比分析，我們在該工藝中選擇機(jī)械化程度較高，而且占地面積較小的輻流式沉淀池。重力式污泥濃縮池是目前常用的污泥濃縮池型，其具有結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)行控制方便，造價低，占地少等優(yōu)點(diǎn)。因此我們在該工藝中選擇重力式污泥濃縮池。由于壓濾脫水具有良好的脫水效果，所以在該工藝中我們采用板框壓濾機(jī)脫水。第4章 設(shè)計計算4.1 污水處理系統(tǒng)設(shè)計計算4.1.1 分流井如圖4.1為分流井示意圖，該分流井設(shè)計為矩形豎井，井內(nèi)設(shè)置3支水管，1支為進(jìn)水管，1支為出水管，1支為超

24、越管，安裝有兩個手自一體閘板，一個控制進(jìn)水，一個控制出水，一個控制超越。具體設(shè)計數(shù)據(jù)：（1）進(jìn)水管：,D進(jìn)水=1200mm；管內(nèi)底標(biāo)高：41h/D=0.450.5.出水管：D出水=D進(jìn)水=1200mm；高程為：410.4m, 低于進(jìn)水管100mm；（3）超越管：D超越=1200mm，高程為：410.3m ,低于出水管100mm;（4）閘板：出水管閘板采用：1100mm×1100mm；超越管閘板采用：1300mm×1300mm；（5）分流井尺寸：L×B×H=2100mm×2300mm×5500mm圖4.1 分流井示意圖4.1.2 粗格柵

25、室設(shè)計數(shù)據(jù)：Kh=1.3；Q最大時=Q平均×Kh=35000×1.3=×104 m3/d=0.53m3/s；柵條間隙：50mm1.0m/s，取0.8m/s；柵前流速：0.4 m/s0.9 m/s；取0.7m/s；傾斜角度：45°C 75°C，取70°0.15m，取0.1m；柵條斷面采用正方形20mm×20mm；近期采用二組格柵，遠(yuǎn)期采用三組格柵；采用機(jī)械清渣方式。圖4.2 格柵示意圖；（2）進(jìn)水渠道漸寬長度：設(shè)進(jìn)水渠道寬0.85m；漸寬展開角度（3）柵槽與出水渠道連接處的漸寬部分長度：（4） 通過格柵的水頭損失：；（5）柵后

26、槽總高度：設(shè)柵前渠道超高（6）柵槽總長度：（7）每日柵渣量：在格柵間隙50mm情況下，設(shè)柵渣量為每1000m33，4.1.3 污水提升泵房本設(shè)計采用氧化溝工藝系統(tǒng)，污水處理系統(tǒng)簡單，只考慮一次提升。污水經(jīng)提升后再過細(xì)格柵，然后經(jīng)平流沉砂池，自流通過初沉池、曝氣池、二沉池及接觸池，最后由出水管道排入納污河流。設(shè)計參數(shù)：3/s，泵房工程結(jié)構(gòu)按遠(yuǎn)期最大流量設(shè)計設(shè)計要求：1）泵房進(jìn)水角度不大于45度。2）相鄰兩機(jī)組突出部分得間距，以及機(jī)組突出部分與墻壁的間距，應(yīng)保證水泵軸或電動機(jī)轉(zhuǎn)子再檢修時能夠拆卸，并不得小于0.8。如電動機(jī)容量大于55KW時，則不得小于1.0m，作為主要通道寬度不得小于1.2m。3

27、）泵站采用矩形平面鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)半地下式，尺寸為15 m×12m，高12m，地下埋深7m。4）水泵為自灌式。泵房設(shè)計計算水泵揚(yáng)程=細(xì)格柵最高水位+水泵損失+吸壓水管路損失+集水池最低水位到地面的高程差+富裕水頭（1m）根據(jù)設(shè)計流量0.70m3/s，屬于大流量低揚(yáng)程的情形，考慮選用選用5臺350QW1200-18-90型潛污泵（流量1200m3/h，揚(yáng)程18m，轉(zhuǎn)速990r/min，功率90kw），4用1備，流量：集水池容積：考慮不小于一臺泵5min的流量：取有效水深h=1.2m，則集水池面積為:泵房采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),尺寸為15 m×10m,泵房為半地下式，水泵為自灌式。4

28、.1.4 細(xì)格柵設(shè)計數(shù)據(jù)：Kh=1.3；Q最大時=Q平均×Kh=35000×1.3=×104 m3/d=0.53m3/s；柵條間隙：3mm1.0m/s，取0.8m/s；柵前流速：0.4 m/s0.9 m/s；取0.7m/s；傾斜角度：45°C 75°C，取70°0.15m，取0.1m；柵條斷面采用正方形20mm×20mm；近期采用二組細(xì)格柵，遠(yuǎn)期采用三組細(xì)格柵；采用機(jī)械清渣方式。（2）進(jìn)水渠道漸寬長度：設(shè)進(jìn)水渠道寬1.50m；漸寬展開角度（3）柵槽與出水渠道連接處的漸寬部分長度：（4）通過格柵的水頭損失：；（5）柵后槽總高度

29、：設(shè)柵前渠道超高（6）柵槽總長度：（7）每日柵渣量：在格柵間隙5mm情況下，設(shè)柵渣量為每1000m33，經(jīng)過細(xì)格柵的污水中仍然含有較多的泥沙、懸浮油類，本設(shè)計中根據(jù)原水水質(zhì)選擇曝氣沉砂池，（1）池子總有效容積：設(shè)；（2）水流斷面積：設(shè)；（3）沉砂池設(shè)2格，每格斷面形狀見圖4.3.池寬2000mm，池底坡度0.5，超高0.6m，全池總高3900mm。圖4.3 曝氣沉砂池斷面形狀圖（4）每格沉砂池實(shí)際進(jìn)水?dāng)嗝婷娣e（5）池長：（6）每格沉砂池沉砂斗容量：（7）每格沉砂池實(shí)際沉沙量：設(shè)含沙量為，每兩天排一次砂，（8）每小時所需空氣量：設(shè)曝氣管浸水深度為2.5m，查給排水設(shè)計手冊可知單位池長所需空氣4.

30、1.6 生物反應(yīng)池1、進(jìn)出水水質(zhì)要求見表2.3.2、由進(jìn)出水水質(zhì)可得：l BOD5/COD0.4，所以可以進(jìn)行生物處理；l BOD5/TN3，BOD5/TP15，故可估算具有較好的生物脫氮除磷效果；3、脫氮除磷參數(shù)計算該工藝中Carrousel氧化溝采用4組平行的氧化溝，每組Q=15000m3/d，近期采用3組，遠(yuǎn)期采用4組；處理效果出水除SS指標(biāo)按照一級B標(biāo)準(zhǔn)計算外，CNP的計算都按照一級A出水標(biāo)準(zhǔn)；為提高系統(tǒng)的抗符合變化能力，選擇混合污泥的濃度MLSS=4000mg/L，f=MLVSS/MLSS=0.7，溶解氧濃度C=2.0mg/L。其具體氧化溝參數(shù)計算如下。（1）硝化菌生長速率和設(shè)計條件

31、下硝化所需最小污泥平均停留時間；則最小停留時間：（2）計算氧化溝設(shè)計污泥停留時間考慮污泥穩(wěn)定，實(shí)際泥齡為；對應(yīng)實(shí)際生長速率：（3）計算去除有機(jī)物所需的氧化溝體積和水力停留時間（除非特殊說明，以下均按照每組進(jìn)行計算）：（4）計算反硝化所需要增加的氧化溝體積（每組），如假設(shè)，反硝化條件時溶解氧的濃度DO=0.2mg/L，計算溫度仍然采用15°C，20°C反硝化速率,取3-_N/（mgVSS d），則l 根據(jù)MLVSS濃度和計算所得的反硝化速率，反硝化增加的氧化溝體積。由于合成需要，產(chǎn)生的生物污泥中約含有12%的氮，因此首先計算這部分的氮量：Ø 每日產(chǎn)生的生污泥量：&#

32、216; 生物合成需氮量：12%×Ø ×Ø 反硝化NO3-_N：Ø 所需去除氮量：因此，反硝化所需要增加的氧化溝的體積為所以每組氧化溝總體積：l 氧化溝水力停留時間：（5）確定氧化溝的工藝尺寸：設(shè)計有效水深4.0m，寬度6m，則所需溝總長度為498m，其中好氧段長度為281.25m，缺氧段長度為216.75m，彎道處長度，則單個直道，故氧化溝總池長64+8+16=88m，總寬度，超高取0.5m。-1如取水質(zhì)修正系數(shù)，壓力修正系數(shù)，溫度為20°C、25°C時的飽和溶解氧濃度分別為，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下需氧量：2/(kWh)，因此需要設(shè)備

33、功率為160kW。每組溝采用兩臺80 kW垂直表面曝氣器，設(shè)置在溝的一側(cè)。（7）回流污泥量計算：根據(jù)物料平衡：其中：所以，回流比（8）每組溝剩余污泥量計算：（其中Xt未知，不計入）二次沉淀池分期建設(shè)，并且與氧化溝對應(yīng)，近期建設(shè)3組，遠(yuǎn)期采用4組（增加1組）；二沉池污水自流進(jìn)入，設(shè)計流量按每期最大流量計算；沉淀池選輻流式沉淀池，采用沉淀效率比較高的周進(jìn)周出的進(jìn)出水形式，具體設(shè)計參數(shù)選擇如下（如非特殊說明，以下均按照單組設(shè)計）：設(shè)計流量Q=15000m3/d=625m3/h，氧化溝出水混合液懸浮濃度Nw=4kg/m3回流污泥濃度Cu=10000mg/L，污泥回流比R=0.63，表面負(fù)荷采用規(guī)范建議

34、數(shù)據(jù)（如表4.1），停留時間t=1.5h，超高0.3m。表4.1 二次沉淀池設(shè)計數(shù)據(jù)沉淀池類型沉淀時間（h）表面負(fù)荷（日平均量）污泥含水率（%）固體負(fù)荷堰口負(fù)荷活性污泥法后150Ø 具體沉淀池尺寸計算如下（計算示意圖見圖4.4）。圖4.4 輻流式沉淀池計算示意圖（1） 沉淀部分水面面積：（2） 池子直徑：，取D=29m（3） 實(shí)際水面面積：（4） 實(shí)際表面負(fù)荷：（5） 校核堰口負(fù)荷：校核固體負(fù)荷：符合要求（6） 澄清區(qū)高度：，按在澄清區(qū)最小允許深度1.5m考慮，?。?） 污泥區(qū)高度：（8） 池邊深度：（9） 沉淀池高度：設(shè)池底坡度為0.05，污泥斗直徑d=2m，池中心與池邊落差，超高

35、h1=0.5m，污泥斗高度h4Ø 污泥回流設(shè)備鑒于采用鼓風(fēng)曝氣，所以污泥回流設(shè)備采用氣力提升，如圖4.5.圖4.5 氣力提升污泥回流示意圖1、深度處理工藝選擇及原因污水通過一級物理處理和二級生化處理可以出去絕大部分的懸浮物和氮磷等物質(zhì)，但是還是無法達(dá)到一級A標(biāo)準(zhǔn)，所以要進(jìn)行三級深度處理，具體原因如下。污水經(jīng)過生化處理工藝后，認(rèn)為氧化溝中活性污泥把所有的氮磷物質(zhì)轉(zhuǎn)化為生物體物質(zhì)，但是由于二沉池依靠重力沉淀，沉淀效果有限，而且污水在二沉池內(nèi)部分水力停留時間有限，不能把所有的物質(zhì)沉淀下來，會有部分的N、P（尤其是P）會附著到水中細(xì)小的顆粒物而隨水流出，導(dǎo)致從二沉池出水不能達(dá)到一級A標(biāo)準(zhǔn)。即

36、污水經(jīng)過一級物理處理和二級生化處理之后能將大部分的SS，全部的COD、BOD5轉(zhuǎn)化或者去除，但是還是會有SS和P的超標(biāo)。 因此，為了使得最后的出水能夠達(dá)到一級A標(biāo)準(zhǔn)，二沉池后要加入深度處理工藝，主要用于去除水中的SS，在去除SS的同時，也會有部分的N、P（尤其是P）附著在上面而被去除。而去除SS最好的工藝選擇給水處理中的混凝沉淀過濾消毒工藝。2、深度處理工藝設(shè)計計算（1）配水井采用機(jī)械混合圓柱形混合池，按照遠(yuǎn)期規(guī)模計算，一次建成。Ø 配水井容積：Ø 配水井面積：設(shè)水深為4.0m，則Ø 配水井直徑：（2）絮凝池采用往復(fù)式隔板絮凝池，按照近期規(guī)模建設(shè)分為三池，遠(yuǎn)期預(yù)留

37、一池位置。Ø 總?cè)莘e：設(shè)絮凝時間T=20min，Ø 分2池，每池平面面積：設(shè)池內(nèi)水深H=2.4m，取每池容積F=135m2（3）沉淀池3.5m，取h=3.0m；超高0.3m；沉淀池內(nèi)平均水流速度1025mm/s，取3.0h，取T=1.5h;Ø 沉淀池池長：Ø 沉淀池容積：Ø 沉淀池寬度：Ø 沉淀池高度：（4）過濾池采用普通快濾池，按照近期規(guī)模分為三池，遠(yuǎn)期預(yù)留一池位置，與平流式沉淀池相對應(yīng)。單池設(shè)計數(shù)據(jù)：水量Q=15000m3/d，濾速。Ø 濾池面積及尺寸：濾池工作周期為24h，沖洗周期為12h，濾池實(shí)際工作時間，濾池面積為

38、ØØ 濾池高度：支撐層高度H1=0.45m，濾層高度H2=0.7m，砂面上水深H3=1.7m，保護(hù)高度H4=0.3m，故濾池總高度4.1.9接觸消毒池接觸池的作用是保證消毒劑與水有充分的接觸時間，使消毒劑發(fā)揮作用，達(dá)到預(yù)期的消毒效果。1、設(shè)計要求（1）氯與污水的混合接觸時間，一般采用30-60min（2）接觸池容積按照平均時流量設(shè)計計算（3）接觸池池型可采用矩形隔板式、豎流式和輻流式（4）矩形隔板式接觸池的隔板應(yīng)沿縱向分隔，當(dāng)水流長度：寬度=72:1，池長：單個寬=18：1，水深：寬度1.0時，接觸效果最好。設(shè)計參數(shù)：采用氯消毒工藝，接觸時間取t=30min2m3/s=18

39、75m3/h2、設(shè)計計算(1)接觸池容積V： (2)采用矩形隔板式接觸池2座，n=2，每座池容積(3)取接觸池水深h=m 單格寬b=2m則池長 水流長度(4)每座接觸池的分隔數(shù)(5)復(fù)核池容：由以上計算接觸池寬B=2×4=8m，池長，水深h=m所以接觸池出水設(shè)溢流堰(6) 消毒采用液氯，消毒可靠，投配設(shè)備簡單，投量準(zhǔn)確，價格便宜。加氯量確定：經(jīng)過二級處理后的污水加氯量為510mg/L。本設(shè)計采用8mg/L。儲氯量，儲備15d的用量(7) 設(shè)計草圖如下：圖4.6 隔板接觸池計算圖4.1.10 計量設(shè)施計量設(shè)施采用巴氏計量槽來計量，具體尺寸及規(guī)格采用標(biāo)準(zhǔn)巴氏計量槽尺寸。4.2 污泥處理系

40、統(tǒng)設(shè)計計算每組每日溝剩余污泥重量（濕污泥）：設(shè)TSS=220mg/L，VSS=200mg/L每組溝每日排出剩余污泥體積：1、設(shè)計要求：（1）連續(xù)流污泥濃縮池可采用沉淀池形式，一般為豎流式或輻流式。（2）污泥濃縮池面積應(yīng)按污泥沉淀曲線實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)決定的污泥固體負(fù)荷來進(jìn)行計算。當(dāng)為活性污泥時，其含水率一般為99.2%-99.6%，污泥固體負(fù)荷采用20-30，濃縮后的污泥含水率可達(dá)到97.5%左右。（3）濃縮池的有效水深一般采用4米，當(dāng)為豎流式污泥濃縮池時，其水深按照沉淀部分的上升流速一般不大于0.1mm/s進(jìn)行核算。（4）濃縮池的容積應(yīng)按濃縮10-16h進(jìn)行核算，不宜過長，否則將發(fā)生厭氧分解或反硝化，

41、產(chǎn)生CO2和H2S。（。2、設(shè)計參數(shù)選擇連續(xù)式重力濃縮池，每組污泥量為129污泥固體負(fù)荷G為活性污泥時取20-30G=25。經(jīng)曝氣池后污泥的含水率為 濃縮后為97%3、設(shè)計計算（1）濃縮池平面面積F（2）單個濃縮池的直徑D：本設(shè)計采用2座濃縮池。，本設(shè)計取12m（3）單個濃縮池的容積：式中 T濃縮池濃縮時間（h），一般采用10-16h，本設(shè)計取15h。（4）沉淀池有效水深超高h(yuǎn)1=0.3m，緩沖層高度h31=1.0m，上底直徑D2=2.0m。池底坡度造成的深度污泥斗高度濃縮池深度（5）濃縮后的污泥體積剩余含水率P1為99%，濃縮后的污泥含水率P2為97%，濃縮后的污泥體積為：（6）排泥管設(shè)計濃

42、縮后單池剩余泥量V=86m310m3/s，泥量很小，采用污泥管道最小管徑DN150mm，間歇將污泥排出貯泥池。（7）溢流管設(shè)計濃縮池分離后的污水量所以溢流管流量設(shè)計為（8）設(shè)計草圖圖4.7 濃縮池設(shè)計圖1、設(shè)計要求濃縮后的剩余污泥和初沉池污泥進(jìn)入污泥貯池，然后經(jīng)污泥泵進(jìn)入消化池處理系統(tǒng)。污泥貯池的有效容積要保證濃縮池一次排泥的量能夠儲存。2、設(shè)計參數(shù)：本設(shè)計采用1座貯泥池。3、設(shè)計計算（1）污泥量的計算： 濃縮后的二沉池總污泥為172m3 /d，貯泥時間為4h。（2）貯泥池容積：（3）貯泥池面積：設(shè)池子有效深度，（4）池子總高：設(shè)池子超高，（5）貯泥池直徑：（6）管道部分：貯泥池中設(shè)DN=20

43、0mm的吸泥管一根，共設(shè)有1根來自污泥濃縮池的進(jìn)泥管，管徑為DN200mm。4.2.4 脫水機(jī)及脫水機(jī)房1、設(shè)計要求（1）污泥脫水機(jī)械的類型，應(yīng)按污泥的脫水性質(zhì)和脫水要求，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后選用。 （2）污泥進(jìn)入脫水機(jī)前的含水率一般不應(yīng)大于98。（3）經(jīng)消化后的污泥，可根據(jù)污水性質(zhì)和經(jīng)濟(jì)效益，考慮在脫水前淘洗。 （4）機(jī)械脫水間的布置，應(yīng)按規(guī)范有關(guān)規(guī)定執(zhí)行，并應(yīng)考慮泥餅運(yùn)輸設(shè)施和通道。 （5）脫水后的污泥應(yīng)設(shè)置污泥堆場或污泥料倉貯存，污泥堆場或污泥料倉的容量應(yīng)根據(jù)污泥出路和運(yùn)輸條件等確定。 （6）污泥機(jī)械脫水間應(yīng)設(shè)通風(fēng)設(shè)施。每小時換氣次數(shù)不應(yīng)小于6次。2、脫水污泥量計算處理污泥量，含水率97%

44、要求泥餅含水率達(dá)到60%，采用化學(xué)調(diào)節(jié)預(yù)處理，加石灰10%，鐵鹽7%。（1）脫水污泥量計算（2）脫水后干污泥重量3、脫水機(jī)選型擬選用CPF2000SS帶式壓濾機(jī)，濾餅含水率為58%87%，生產(chǎn)能力150kg/h1000kg/h，工作周期為12h，采用2臺，1用1備。具體尺寸為4700mm×2500mm×2660mm4、脫水車間尺寸脫水車間除放置2臺帶式壓濾機(jī)之外，還要有必要的行人和檢修空間。故訂污泥脫水車間尺寸：15m×10m×3m。第5章 污水處理廠平面及豎向設(shè)計5.1 平面布置5.1.1 布置原則該污水處理廠主要處理構(gòu)筑物有：機(jī)械除渣粗格柵、污水提升

45、泵房、曝氣沉砂池、Carrousel氧化溝、二次沉淀池、污泥回流泵房、濃縮池、計量設(shè)施等及若干輔助建筑物?？倛D平面布置時應(yīng)遵從以下幾條原則：（1）處理構(gòu)筑物與設(shè)施的布置應(yīng)順應(yīng)流程、集中緊湊，以便于節(jié)約用地和運(yùn)行管理。（2）工藝構(gòu)筑物（或設(shè)施）與不同功能的輔助建筑物應(yīng)按功能的差異，分別相對獨(dú)立布置，并協(xié)調(diào)好與環(huán)境條件的關(guān)系（如地形走勢、污水出口方向、風(fēng)向、周圍的重要或敏感建筑物等）。（3）構(gòu)（建）之間的間距應(yīng)滿足交通、管道（渠）敷設(shè)、施工和運(yùn)行管理等方面的要求。（4）管道（線）與渠道的平面布置，應(yīng)與其高程布置相協(xié)調(diào)，應(yīng)順應(yīng)污水處理廠各種介質(zhì)輸送的要求，盡量避免多次提升和迂回曲折，便于節(jié)能降耗和運(yùn)

46、行維護(hù)。（5）協(xié)調(diào)好輔建筑物，道路，綠化與處理構(gòu)（建）筑物的關(guān)系，做到方便生產(chǎn)運(yùn)行，保證安全暢道，美化廠區(qū)環(huán)境。5.1.2 平面布置說明根據(jù)該地區(qū)地形，河流位于城市西邊，自北向南流動，城市主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|南風(fēng)，所以把該污水廠布置在城市南邊、河流下游。這樣既不會污染城市河流用水，又把城市和污水廠分在兩個方向上，不會將污水廠產(chǎn)生的臭氣吹向城市，不會影響到城市居民的正常生活。污水由水廠北邊排水總干管進(jìn)入，經(jīng)處理后由排水總干管排入河流。污水處理廠呈長方形。綜合樓、職工宿舍及其他主要輔助建筑位于廠區(qū)東南部，位于城市主導(dǎo)風(fēng)向的上風(fēng)向。占地較大的污水處理構(gòu)筑物在廠區(qū)北部和西部，沿流程自北向南排開，污泥處理系統(tǒng)在污水處理廠的西南部。廠區(qū)主干道寬9米，次干道寬4米。 該廠平面布置特點(diǎn)為：流線清楚，布置緊湊。鼓風(fēng)機(jī)房和回流污泥泵房位于氧化溝和二次沉淀池一側(cè)，節(jié)約了管道與動力費(fèi)用，便于操作管理。辦公室、生活區(qū)與處理構(gòu)筑物、鼓風(fēng)機(jī)房、泵房等保持一定距離，位于常年主風(fēng)向的上風(fēng)向，衛(wèi)生條件與工作條件均較好。在管線布置上，盡量一管多用。第二期工程預(yù)留地設(shè)在一期工程上側(cè)。5.2 高程布置5.2.1 布置原則在整個污水廠布置過程中，應(yīng)盡可能使污水和污泥為重力流，高程布置一般規(guī)定如下：（1）為了保證污水在各個構(gòu)筑物之間能夠順利自流，必須精確計算各個構(gòu)筑物之間的水頭損失，包括沿程損失、局部損失