三溝式氧化溝工藝 畢業(yè)設(shè)計

1、畢業(yè)設(shè)計說明書題 目: 氧化溝法處理城市污水工程 設(shè)計 學(xué)院(直屬系): 能源與環(huán)境學(xué)院 年級、 專業(yè): 200 級環(huán)境工程 姓 名: 學(xué) 號: 31200808100 指 導(dǎo) 教 師: 完 成 時 間: 2012年 目錄摘 要41前 言52設(shè)計總則62.1設(shè)計范圍62.2設(shè)計依據(jù)62.3設(shè)計原則63工程規(guī)劃概況73.1工程設(shè)計資料73.2污水廠設(shè)計污水量74城市污水處理方案的確定74.1 確定處理方案的原則74.2 工藝比選84.3 具體工藝流程的確定155主要構(gòu)筑物的設(shè)計計算165.1 進水格柵間的設(shè)計與計算165.2 污水泵房的設(shè)計與計算195.3細格柵的設(shè)計計算245.4沉砂池的設(shè)計及

2、計算265.5配水井的設(shè)計計算305.6 三溝式氧化溝設(shè)計計算315.7消毒劑的選擇及設(shè)計計算395.8 接觸池的設(shè)計及計算405.9計量槽的選擇及設(shè)計計算416 污泥脫水工藝流程的選擇436.1 污泥處理工藝流程選擇436.2污泥泵房的設(shè)計計算446.3 污泥濃縮池的選擇及設(shè)計計算446.4貯泥池及提升污泥泵466.5 污泥脫水機房476.6鼓風(fēng)機房486.7廠內(nèi)給水排水以及道路487 污水廠總體布置487.1概述487.2 平面布置497.3 高程布置498 電儀表與供熱系統(tǒng)設(shè)計548.1 變配電系統(tǒng)548.2 儀表的設(shè)計549 工程概預(yù)算及運行管理549.1 生產(chǎn)組織549.2 人員編制

3、549.3 安全生產(chǎn)和勞動保護559.4工程概算559.5 污水處理成本計算579.6 安全措施589.7 污水廠運行管理589.8 污水廠運行中注意事項5810結(jié)論60總結(jié)與體會61謝辭62參考文獻63摘 要本設(shè)計是污水處理廠的初步設(shè)計。該處理廠處理城市污水。根據(jù)設(shè)計要求，該污水處理工程進水中氮含量偏高，在去除BOD5和SS的同時，還需要進行脫氮處理，故采用當(dāng)代水處理工藝中常用的三溝式氧化溝工藝。本設(shè)計采用了三溝式氧化溝主體工藝，工藝流程簡單，省去了初沉池和污泥消化系統(tǒng)，節(jié)省了基建投資和運行費用，同時曝氣設(shè)備和構(gòu)造形式多樣，運行靈活，管理方便，保證出水達到污水排放標(biāo)準(zhǔn)，做到了水資源的合理利用

4、。關(guān)鍵詞：三溝式氧化溝；脫氮；達標(biāo)排放AbstractThe design is the preliminary design of the sewage treatment plantThe treatment plant to treat municipal sewage. According to design requirements, the high nitrogen content in the influent of the sewage treatment works, the removal of BOD and SS at the same time, the need

5、for nitrogen removal process, it is the contemporary water treatment processes used in three oxidation ditch process. This design uses three oxidation ditch the main process, the process is simple, eliminating the primary sedimentation tank and sludge digestive system, investment in infrastructure a

6、nd operating costs savings, while the aeration equipment and construction of various forms, flexible and easy management to ensure that the effluent can meet the effluent standards, so that a reasonable use of water resources.Key words: Types of three ditch oxidizing ditch，nitrogen remvol，discharge

7、to reach standard 1前 言水資源是經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的基本保證，污水的任意排放或處理不徹底的排放，都會給水資源環(huán)境帶來嚴(yán)重的污染問題。我國水體污染主要來自兩方面，一是工業(yè)發(fā)展超標(biāo)排放工業(yè)廢水，二是城市化中由于城市污水排放和集中處理設(shè)施嚴(yán)重缺乏，大量生活污水未經(jīng)處理直接進入水體造成環(huán)境污染。工業(yè)廢水近年來經(jīng)過治理雖有所減少，但城市生活污水有增無減，占水質(zhì)污染的51%以上。本設(shè)計是在對某城市生活污水分析后，進行的一整套污水處理廠的設(shè)計。其中，對進水水質(zhì)、出水水質(zhì)進行分析，對污水處理工藝流程的選擇給予說明，對具體污水及污泥構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)進行了詳細計算。此次設(shè)計要求處理水量100000m3/

8、d，其中工業(yè)污水和生活污水各占一半，利用三溝式氧化溝設(shè)計該污水處理廠。設(shè)計水質(zhì)：BOD5 100 mg/L，CODCr 200 mg/L，SS 150 mg/L，氨氮 26 mg/L，總磷 10 mg/L。出水執(zhí)行污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB8978-1996）一級標(biāo)準(zhǔn)。畢業(yè)設(shè)計對大學(xué)期間所學(xué)知識進行了綜合運用和全面的總結(jié)，是教學(xué)計劃不可缺少的組成的部分，也是大學(xué)學(xué)習(xí)的目標(biāo)。通過畢業(yè)設(shè)計掌握貫通大學(xué)期間各科課程之間的聯(lián)系。為畢業(yè)以后從事污水處理方面的設(shè)計施工及管理打下一個良好的基礎(chǔ)。由于缺乏實踐經(jīng)驗，本設(shè)計書中有不當(dāng)或紕漏之處，懇請各位老師及專家指出改正。并對在設(shè)計中給予我指導(dǎo)和幫助的各位老師表示衷

9、心的感謝。2設(shè)計總則2.1設(shè)計范圍該污水處理廠是為了處理某城市生活污水和工業(yè)廢水的。對污水廠的工藝選擇、主要構(gòu)筑物的尺寸做出詳細的說明和計算，并選出主要的機械設(shè)備，確定構(gòu)筑物的平面布置、高程布置。對廠區(qū)其他輔助建筑物只劃定區(qū)域面積，提出建議性使用性能，不做具體設(shè)計，并對污水處理廠進行粗略進行人員定制和投資估算。2.2設(shè)計依據(jù)中華人民共和國水污染防治法(自2008年6月1日開始實施) 地表水環(huán)境質(zhì)量評估(GB 3838-2002) (自2002年6月1日開始實施)城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB 8918-2002)室外排水設(shè)計規(guī)范(GB 50101-2005)城鎮(zhèn)污水處理廠附屬建筑和附屬設(shè)備

10、設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)(CJJ 31-89)給水排水設(shè)計手冊第五冊 污水處理廠工藝設(shè)計手冊污水處理廠污泥處理處置最佳可行技術(shù)導(dǎo)則給水排水標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范實施手冊室外排水工程規(guī)范環(huán)境保護設(shè)備選用手冊水處理設(shè)備2.3設(shè)計原則(1) 執(zhí)行國家關(guān)于環(huán)境保護的政策，符合國家地方的有關(guān)法規(guī)、規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)；(2) 采用先進可靠的處理工藝，確保經(jīng)過處理后的污水能達到排放標(biāo)準(zhǔn)；(3) 采用成熟 、高效、優(yōu)質(zhì)的設(shè)備，并設(shè)計較好的自控水平，以方便運行管理；(4) 全面規(guī)劃、合理布局、整體協(xié)調(diào)，使污水處理工程與周圍環(huán)境協(xié)調(diào)一致；(5) 妥善處理污水凈化過程中產(chǎn)生的污泥固體物，以免造成二次污染；(6) 綜合考慮環(huán)境、經(jīng)濟和社會效益，在保證出水

11、達標(biāo)的前提下，盡量減少工程投資和運行費用。3工程規(guī)劃概況3.1工程設(shè)計資料該污水處理廠處理水量100000m3/d，其中工業(yè)污水和生活污水各占一半。設(shè)計水質(zhì)：BOD5 100 mg/L，CODCr 200 mg/L，SS 150 mg/L，氨氮 26 mg/L，總磷 10 mg/L。出水執(zhí)行污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB8978-1996）一級標(biāo)準(zhǔn)。3.2污水廠設(shè)計污水量已知平均流量Q=100,000 m3/d=1.157m3/s=1157 L/s查GB500142006室外排水設(shè)計規(guī)范知： 則 總變化系數(shù)Kz=1.3，最大日污水量:Qh=Q×Kz=100000×1.3 =5416

12、.67 m3/h =1.5046 m3/s=1504.6L/s項 目設(shè)計水量m3/dm3/hL/s平均日污水量10000041671157最大日污水量13000054151504.6本次設(shè)計進出水水質(zhì)如下表所示:表3-1 污水廠進出水水質(zhì)單位：mg/LCODCrBOD5SSNH3-NTP進水2001001502610出水6020201514城市污水處理方案的確定4.1 確定處理方案的原則確定污水處理方案的原則:(1)城市污水處理應(yīng)采用先進的技術(shù)設(shè)備，要求經(jīng)濟合理，安全可靠，出水水質(zhì)好；(2)污水廠的處理布局合理，建設(shè)投資少，占地少；(3)要求節(jié)能和污水資源化，并且最大限度的處理水能回用；(4)

13、提高自動化的程度，為科學(xué)管理創(chuàng)造條件；(5)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；(6)污水采用季節(jié)性消毒；(7)提高管理水平和保證運轉(zhuǎn)中最佳經(jīng)濟效果；(8)查閱相關(guān)的資料確定其方案。4.2 工藝比選對幾種常見的生物處理工藝進行比較：傳統(tǒng)活性污泥法，A-B兩段曝氣法，A/O脫氮工藝，氧化溝，A2/O工藝，SBR法。（1）傳統(tǒng)活性污泥法這是以傳統(tǒng)活性污泥法處理城市污水的典型工藝。其特點是好氧微生物在曝氣池中以活性污泥的形態(tài)出現(xiàn)，并通過鼓風(fēng)機曝氣供給微生物所需的足夠氧量，促使微生物存在和繁殖，以分解污水中的有機物。A 工藝特點利用曝氣池中的好氧微生物，來分解污水中的有機物質(zhì)?；旌弦撼?/p>

14、淀分離，活性污泥回流到曝氣池中去，原污水從池口進入池內(nèi)，回流污泥也同步注入，廢水在池內(nèi)呈推流形勢流動至池的末端，流出池外至二沉池。 a 優(yōu)點：該工藝對污水的BOD和SS總處理效率均為90%95%，處理效果好；運行可靠，出水水質(zhì)穩(wěn)定；適宜處理大量污水，所以多用于大中型污水處理廠。b 缺點：運行費用高，在曝氣池的末端造成供氧的浪費，故提高了運行成本；基建費用高，占地面積大，對水質(zhì)、水量變化適應(yīng)能力低；由于沉淀時間短和沉淀后碳源不足等情況，對于N、P的去處率低。B 適用條件：不要求脫氮除磷的大型和較大型污水處理廠。C 工藝流程見下圖：進水格柵沉沙池初沉池曝氣池二沉池出水剩余污泥回流污泥圖4.1 傳統(tǒng)

15、活性污泥法工藝流程圖（2） AB曝氣法AB法是吸附生物降解法的簡稱，是原聯(lián)邦德國亞琛工業(yè)大學(xué)Bohnke教授于70年代中期所開發(fā)的一種新工藝。該工藝不設(shè)初沉池，有機污泥負荷率很高的A段和污泥負荷率較低的B段兩極污泥系統(tǒng)串聯(lián)組成，并分別有獨立的污泥回流系統(tǒng)。A 工藝特點：A-B工藝由A，B兩端串聯(lián)的活性污泥法組成，A段在厭氧和兼氧的條件下，進行高負荷曝氣，一般曝氣時間為0.5h，去除BOD5。B段在好氧條件下，進行低負荷曝氣，曝氣時間一般為26h。AB工藝對BOD5和SS的去處率均為90%95%，對N，P的去除率取決于B段采用的工藝。a 優(yōu)點：該工藝對污水的BOD和SS總處理效率均為90%95%

16、，處理效果好；基建費和運行費用較活性污泥法低15%左右；運行穩(wěn)定，出水水質(zhì)好。b 缺點：與傳統(tǒng)法相比，A-B法多了污泥回流系統(tǒng)，而且產(chǎn)泥量較大；由于泥量大，故增加了污泥處理處置費用，同時運行管理較復(fù)雜；脫氮效果雖然有所提高，但由于污泥齡太短，僅靠吸附作用遠不能達到脫氮除磷的要求。B 適用條件：適用于原水有機物濃度高并且不要求脫氮除磷的，或者需要逐步提高處理標(biāo)準(zhǔn)的大型和較大型污水處理廠。C 工藝流程見下圖：A段進水格柵沉沙池吸附池中沉池曝氣池二沉池回流污泥出水B段回流污泥圖4.2 AB法工藝流程圖（3）A/O脫氮工藝A/O脫氮工藝的功能是去處有機物和脫氮。A 工藝特點：該工藝將曝氣池分為前段缺氧

17、和后段好氧段。缺氧段不曝氣，采用浸沒式攪拌，DO不大于0.5mg/L。好氧段進行曝氣充氧，DO等于2 mg/L左右，在好氧段污水中的有機碳得到生物氧化降解，同時有機氮轉(zhuǎn)變成NH3-N，并被硝化，將好氧段含大量NOX-N的混合液部分回流到前段缺氧段，在反硝化菌的作用下，利用進水中的BOD5作為碳源，將NOX-N還原成N2在水中溢出，從而實現(xiàn)脫氮，然后進入好氧段去除污水中的有機物和NOX-N的硝化。a 優(yōu)點： 該工藝對污水的BOD和 SS總處理效率為90%95%，總氮的處理效率為70%以上； 流程簡單，構(gòu)筑物少，只有一個污泥回流系統(tǒng)和混合液回流；b 缺點： 主要缺點是對P的去處率很低； 反應(yīng)池和二

18、沉池較活性污泥法大幅增加； 污泥回流量大，能耗較高； 用于中小型污水處理廠費用偏高。B 適用條件：該工藝一般適合于南方對出水水質(zhì)要求脫氮的大中型城市污水處理廠。C 工藝流程見下圖：剩余污泥沉沙池回流污泥初沉池進水格柵出水缺氧池好氧池二沉池圖4.3 A/O脫氮工藝流程圖（4）A/O除磷工藝A/O除磷工藝的功能是去處有機物和脫氮。A 工藝特點：該工藝將曝氣池分為前段缺氧和后段好氧段。缺氧段不曝氣，采用浸沒式攪拌，DO不大于0.5mg/L。好氧段進行曝氣充氧，DO在2 mg/L左右，在好氧段污水中的有機碳得到生物氧化降解，同時聚磷菌釋放磷，在二沉池中對剩余污泥進行排放，達到除磷的效果。a 優(yōu)點： 去

19、除有機物的同時可生物除磷； 污泥沉降性能好； 污泥硝化達到穩(wěn)定； 沼氣可以回收。 b 缺點： 生物脫氮效果差； 沼氣回收利用經(jīng)濟效益差污泥滲出液需化學(xué)除磷。B 適用條件：該工藝一般適合于南方對出水水質(zhì)要求脫氮的大中型城市污水廠。C 工藝流程見下圖：剩余污泥沉沙池回流污泥初沉池進水格柵出水缺氧池好氧池二沉池圖4.4 A/O除磷工藝流程圖（5）A2/O 工藝A 優(yōu)缺點a 優(yōu)點：本工藝在系統(tǒng)上可以稱為最簡單的同步脫N除P工藝；總的水力停留時間少于其他同類工藝；在厭氧（缺氧），好氧交替運行條件下，絲狀菌不能大量增殖，無污泥膨脹之憂；厭氧、缺氧、好氧三種不同的環(huán)境和不同的微生物種群的有機配合，能同時去除

20、有機物和除磷脫氮的功能；脫氮效果受回流液比大小的影響，除磷效果則受回流污泥中夾帶的DO和硝酸態(tài)氧的影響。b 缺點：除磷效果很難提高，污泥增長有一定的限度，不易提高。脫氮效果有也難以進一步提高，內(nèi)循環(huán)量一般以2Q為限，不宜太高；進入沉淀池的處理水要保持一定的DO，減少停留時間，防止產(chǎn)生厭氧狀態(tài)和污泥釋磷現(xiàn)象的發(fā)生；但DO濃度不宜太高，以防循環(huán)混合液對缺氧反 應(yīng)器的干擾；B 適用條件：要求脫氮除磷的大型和較大型污水處理廠。C 工藝流程見下圖：沉砂池厭氧池缺氧池二沉池好氧池回流污泥回流混合液初沉池進水出水圖4.5 A2/O 工藝流程圖（6）傳統(tǒng)SBR工藝傳統(tǒng)SBR工藝也叫間歇式活性污泥法。A 特點:

21、a 優(yōu)點： 流程十分簡單，管理方便； 合建式，占地省，處理成本較低； 有脫氮除磷功能，處理較好； 污泥同步穩(wěn)定，不需厭氧消化；b 缺點： 間歇周期運行，對自控要求高； 變水位運行，電耗量高； 脫氮除磷效果不太高；污泥穩(wěn)定性不如厭氧消化。B 適用條件：中小型污水處理廠。C 工藝流程見下圖：原污水沉砂池污泥濃縮池SBR反應(yīng)器脫水配水井排水消化污泥處理消毒劑圖4.6 傳統(tǒng)SBR工藝流程圖（7） 氧化溝根據(jù)構(gòu)造特征和運行方式的不同，常用的氧化溝系統(tǒng)有以下幾種：（一）Carrousel是氧化溝Carrousel是氧化溝是一個多溝串聯(lián)系統(tǒng)，在每一個溝渠安裝一臺表面曝氣器，靠近曝氣的下游為富氧區(qū)，而曝氣器的

22、上游為低氧區(qū)。外界還可能成為缺氧區(qū)，有利于形成生物脫氮的條件，脫氮除磷效果好。（二）OrbaL型氧化溝OrbaL型氧化溝由多個同心的橢圓形或圓形溝渠組成，污水與回流污泥均進入最外一條溝渠，在不斷循環(huán)的同時，依次進入下一個溝渠，它相當(dāng)于一系列完全混合反應(yīng)池串聯(lián)而成，最后混合液從內(nèi)溝渠排除。由于運行過程中，溶解氧能保持一定梯度，這樣有利于提高充氧效果，也可脫氮除磷。（三）一體氧化溝所謂一體氧化溝就是將二沉池建在氧化溝內(nèi)，從而完成曝氣沉淀兩個功能。由于一體氧化溝集曝氣、沉淀功能于一體，可減少面積，省去污泥回流系統(tǒng)，因此，可省基建和運行費用。（四）交替工作式氧化溝這種氧化溝的特點是二沉池與曝氣池合建，

23、其中兩溝交替作曝氣區(qū)和沉淀區(qū)。這種系統(tǒng)簡化了流程，可以節(jié)省基建和運行費用，操作方便，氧化溝出水方便，溢流堰的啟閉以及曝氣轉(zhuǎn)刷的開動與停止都可以實現(xiàn)自動化控制。本工藝采用交替式氧化溝，而三溝合建T型氧化溝更能體現(xiàn)交替工作的優(yōu)點，提高了出水水質(zhì)效果，較DE型氧化溝要好。A 工藝特點：氧化溝一般采用延時曝氣，并增加了脫氮功能，它采用機械曝氣，一般不設(shè)初沉池和污泥消化池。由于氧化溝水深較淺（一般3m左右），流程較長，可以按照曝氣器前作為缺氧段與曝氣器后作富氧段的方式設(shè)計運行。提供兼氧菌與好氧菌交替作用的條件，達到脫氮的目的。 主要技術(shù)參數(shù)出如表5-5所示：表4-1 氧化溝工藝主要技術(shù)參數(shù)表污泥負荷 N

24、S/kgBOD5/(kgMLSS.d)0.050.15水力停留時間 T/h1024污泥齡/d去除BOD558去除BOD5，并硝化1020去除BOD5，并反硝化30污泥回流比 R %5060污泥濃度X mg/L20006000容積負荷 kgBOD5/( m3d)0.20.4出水水質(zhì) mg/LBOD51015SS1020NH3-N13TP1 氧化溝內(nèi)的循環(huán)流量很大，進入溝內(nèi)的原污水立即被大量的循環(huán)水所混合和稀釋，因此具有很強的承受沖擊負荷能力，對不易降解的有機物也具有較好的處理效果； 處理效果穩(wěn)定可靠，不僅可滿足BOD5、SS的排放標(biāo)準(zhǔn)，還可以達到脫氮除磷的效果。由于氧化溝的水力停留時間和污泥齡都

25、很長，懸浮物、有機物在溝內(nèi)可獲得徹底的降解，活性污泥產(chǎn)量少且趨于穩(wěn)定，一般不設(shè)初沉池和污泥消化池，有的甚至取消二沉池和污泥回流系統(tǒng)，簡化了處理流程，減小了處理構(gòu)筑物，使其基建費用低于一般活性污泥法。 承受水質(zhì)、水溫、水量能力強，出水質(zhì)好。B 缺點：一般除磷需另設(shè)厭氧池； 化溝溝體占地面積較大； 于中、大型污水廠，基建費和運行費比普通活性污泥法高，同時無法得到生物能源。C 工藝流程：格柵沉沙池消毒池出水剩余污泥回流污泥氧化溝進水圖4.7 氧化溝工藝流程圖D 適用條件：適用于大中型污水處理廠。通過以上比較，本設(shè)計采用三溝式氧化溝工藝。4.3 具體工藝流程的確定由于本設(shè)計的設(shè)計規(guī)模為100000 m

26、3/d,，屬于大型污水處理廠，按設(shè)計要求采用三溝式氧化溝工藝，具體流程圖如下：原污水 泥沙脫水外運 排入河流 外運 中格柵污泥泵房配水井曝氣沉砂池細格柵污水泵房 泥沙三溝式氧化溝接觸消毒池脫水機房貯泥池濃縮池注：污水管 污泥管圖4.8 氧化溝工藝流程圖5主要構(gòu)筑物的設(shè)計計算5.1 進水格柵間的設(shè)計與計算格柵是由一組平行的金屬柵條或篩網(wǎng)組成，安裝在污水管道、泵站、集水井的進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)筑物的處理負荷。截留污物的清除方法有兩種，即人工清除和機械清除。大型污水處理廠截污量大，以減輕勞動強度，一般應(yīng)用機械清除截留物。因此，本設(shè)計選用機械清除。本設(shè)

27、計采用兩道格柵，一道粗格柵、一道細格柵。粗格柵設(shè)于污水泵站前，細格柵設(shè)于污水泵站后。本設(shè)計設(shè)計兩組組格柵。（1） 設(shè)柵前水深h=0.4 m，過柵流速取V=0.9 m/s，用中格柵，柵條間隙b=0.02m，格柵安裝傾角=60°。柵條間隙數(shù);柵槽寬度;B=S(n-1)+bn式中：B柵槽寬度，m（柵槽寬度一般比格柵寬0.2m 0.3m,取0.2m）;s柵條寬度，m;b柵條間隙，15-35 mm; n格柵間隙數(shù)；最大設(shè)計流量，m3/s；傾角；60度；h柵前水深，取1m; v過柵流速，m/s，取0.81.0 m/s，取0.9m;設(shè)s=0.01，則 取B=1.1m（1）進水渠道漸寬部分的長度式中

28、： 進水渠道漸寬部分的長度;m. B1進水渠道寬度，取0.8m其漸寬部分展開角度，取20°；（2）柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度式中：L2柵槽與出水渠道連接渠的漸縮部分長度，m。（3） 通過格柵的水頭損失設(shè)格柵為矩形銳邊斷面取k=3式中：h1過柵（設(shè)計）水頭損失，m； h0計算水頭損失，m； g重力加速度，9.81； k系數(shù)，一般采取3； 阻力系數(shù)，與柵條斷面形狀有關(guān)，,當(dāng)為矩形斷面時，=2.42 為避免造成柵前涌水，故將柵后槽底下降h1為補償。 所以：（5） 柵后槽總高度H設(shè)柵前渠道超高； 取1.4m（6） 柵槽總長度L，：式中為柵前渠道深， （7） 柵槽總寬度（8） 每日柵渣

29、量式中：每日柵渣量，m3/d; 柵渣量,污水，格柵間隙為16 25mm時，=0.100.03污水；格柵間隙為30 50mm時，=0.030.10污水。本設(shè)計格柵間隙21mm,取=0.07污水。（取0.1-0.01）；生活污水流量總變化系數(shù)。在格柵間隙為20mm每1000 m3污水產(chǎn)0.03 m3。采用機械清渣。通過以上計算，本設(shè)計選用回轉(zhuǎn)式平面格柵，F(xiàn)H-2400，參數(shù)規(guī)格見下表：表5-1 FH-1400回轉(zhuǎn)格柵參數(shù)型號格柵寬度/(mm)格柵間距/(mm)電動機功率/（kw）格柵傾角FH-140033002060°70°5.2 污水泵房的設(shè)計與計算5.2.1.泵房設(shè)計及計算

30、城市污水處理廠的運行費用大部分來自于電能，其中40%的電能為水泵消耗，所以，確定合理的水泵及水泵站是污水處理廠的關(guān)鍵所在。(1)污水泵站的特點及形式泵站形式的選擇取決于水力條件和工程造價，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、地形條件、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。污水泵站主要形式：合建式矩形泵站，裝設(shè)立式泵，自灌式工作臺，水泵數(shù)為4臺或更多時，采用矩形，機器間、機組管道和附屬設(shè)備布置方便，啟動簡單，占地面積大；合建式圓形泵站，裝設(shè)立式泵，自灌式工作臺，水泵臺數(shù)不超過4臺，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，水泵啟動

31、方便。對于自灌式泵房，采用自灌式水泵，葉輪（泵軸0）低于集水池最低水位，在最高、中間和最低水位都能直接啟動，其優(yōu)點為啟動及時可靠，不需引水輔助設(shè)備，操作簡單。非自灌式泵房，泵軸高于集水池最高水位，不能直接啟動，由于污水泵水管不得設(shè)蝶閥，故需設(shè)計水設(shè)備，但管理人員必須能熟練的掌握水泵的啟動程序。由以上可知，本設(shè)計因水量大，并考慮到造價、自動化控制等因素，以及施工的方便與否，采用自灌式半地下式矩形泵房。(2) 泵站的布置該污水泵站設(shè)在污水處理廠內(nèi)，與其它構(gòu)筑物統(tǒng)一布置，為防止噪聲污染，應(yīng)用綠化帶和公共建筑隔離，隔離寬度一般不小于30米。泵站進出口比室外地面高0.2米以上。每臺泵應(yīng)設(shè)置單獨的吸水管，

32、這不僅改善水力條件，而且可以減少雜質(zhì)堵塞管道的可能性。(3)泵房內(nèi)部的排水由于泵房較深，采用電動排水。(4)泵房的通風(fēng)設(shè)施自然通風(fēng)、機械通風(fēng)。自然通風(fēng)：采用全部自然通風(fēng)布置特點，要有足夠自然通風(fēng)要求，適用于地面泵房或埋深較淺的低下式或半地下式泵房。機械通風(fēng)：采用全部機械通風(fēng)和部分機械通風(fēng)。 部分機械通風(fēng)機械將電機排出的熱風(fēng)抽出，冷空氣自然補充。機械排風(fēng)可以分別是為電機分別排風(fēng)。也可以多臺電機組成排風(fēng)系統(tǒng)。使用較廣泛，一般用于半地下式泵站。(5) 污水泵站選泵應(yīng)考慮因素 選泵機組泵的總抽升能力，應(yīng)按進水管的最大時污水量計，并應(yīng)滿足最大充滿度時的流量要求； 盡量選擇類型相同和相同口徑的水泵，以便維

33、修，但還須滿足低流量時的需求； 由于生活污水，對水泵有腐蝕作用，故污水泵站盡量采用污水泵，在大的污水泵站中，無大型污水泵時才選用清水泵。(6) 選泵具體計算泵站選用集水池與機器間合建式的矩形泵站。 流量的確定Q本設(shè)計擬選用7臺泵（5用2備），則每臺泵的設(shè)計流量為： 集水池容積VA 泵站集水池容積一般取最大一臺泵56分鐘的流量設(shè)計 取V=100m3，B 有效水深h為3 m，則水池面積F為: （3）揚程的估算H式中：2.0水泵吸水喇叭口到沉砂池的水頭損失；1.0自由水頭； H靜水泵集水池的最底水位H1與水泵出水管提升后的水位H2之差；H1=進水管底標(biāo)高+ h 集水池有效水深=279.413+3.4

34、-3=279.813 mH2=接觸池水面標(biāo)高+沉砂池至接觸池間水頭損失=286.5+4.5=291.0m 沉砂池至接觸池間水頭損失為3.54.5米，取4.5 m則：H2 =286.50+4.5=291.00m H靜= H2 - H1=291-279.813=11.20則水泵揚程為：H=H靜+2.0+1.0=11.20+2.0+1.0=14.20 m 取15 m。通過以上計算，本次設(shè)計選擇的污水泵參數(shù)如下：由Q=304.25L/S=1095.3m3/h ，H=14 m，可查手冊 給水排水快速設(shè)計手冊04給水排水設(shè)備 得：選用250WDL型立式污水泵，其各項性能如下：表5-2 泵的選擇參數(shù)型號流量

35、m3/h揚程/m轉(zhuǎn)速r/min功率/kw效率/%重量/kg250WDL750-1250990757725705.2.2水泵機組基礎(chǔ)的確定和污水泵站的布置（1） 水泵機組基礎(chǔ)的確定 機組安裝在共同基礎(chǔ)上，基礎(chǔ)的作用是支撐并固定機組，使之運行穩(wěn)定。不致發(fā)生劇烈震動，更不允許發(fā)生沉降，對基礎(chǔ)的要求： 堅實牢固，除能承受機組靜荷載外，還能承受機械振動荷載。 要澆制在較堅實的地基上，以免發(fā)生不均勻沉降或基礎(chǔ)下沉。（2） 水泵基礎(chǔ)深度的計算查手冊，算得水泵機組基礎(chǔ)尺寸為12001200 mm，機組總重量W=800 kg，基礎(chǔ)深度H可按下式計算：式中：L基礎(chǔ)長度，m；B基礎(chǔ)寬度，m；基礎(chǔ)所用材料的容重，混凝

36、土基礎(chǔ)=2400 kg；W機組總重量，kg； 則： （3） 污水泵站的布置因為所選用的臺數(shù)多于4臺，所以泵房采用矩形，泵房內(nèi)泵采用橫向排列，這樣雖增加了泵房的長度，但由于立式泵占地面積小、跨度小、水力條件好、節(jié)省電耗。 進水側(cè)基礎(chǔ)與墻壁的凈距為1.5 m； 基礎(chǔ)尺寸為12001250mm； 基礎(chǔ)間凈距為1.5m； 出水側(cè)基礎(chǔ)與墻壁的凈距為2m; 泵房尺寸為212007750mm； 5.2.3 泵房高度的確定（1） 起吊設(shè)備最大起升重量為 2570kg,即3噸。選擇CD1-3-12D型電動葫蘆，其規(guī)格見下表：表5-3 起吊機選擇規(guī)格型號重量/t起升高度/m起升速度m/min運行速度m/min工字

37、梁軌道型號最大輪壓kg重量kgCD1-3-12D31286020a451650360主起升電動機慢速起升電動機運行電動機鋼絲網(wǎng)功率kw轉(zhuǎn)速r/min功率/kw轉(zhuǎn)速r/min功率/kw轉(zhuǎn)速r/min直徑/mm結(jié)構(gòu)4.513800.413800.4138013637+1-1-80-I-b（2） 高度的確定H=a+b+c+d+e+h式中：a單軌吊車梁的高度，取0.1mb滑車的高度，取0.6mc起重葫蘆在鋼絲繩繞緊狀態(tài)下的長度，取1080mmd起重繩的垂直長度；對于水泵為0.85x=0.851080=0.92m;e最大一臺水泵或電動機的高度e=J+B+C=0.415+0.658+1.510=2.58m

38、;h吊起物底部與泵房進口處室內(nèi)地坪的距離，0.2m。H=0.1+0.6+1.080+0.918+2.58+0.2=5.48m則泵房高度H總=H+室內(nèi)地坪標(biāo)高-泵房底部標(biāo)高H總=5.48+285.10-279.413=11.53m12m5.2.4 泵房附屬設(shè)施及尺寸的確定（1） 水位控制為適應(yīng)污水泵房開停頻率的特點，采用自動控制機組運行，自動控制機組啟動停車的信號，通常是由水位繼電器發(fā)出的。（2） 計量設(shè)備由于污水中含有機械雜質(zhì)，其計量設(shè)備考慮被堵塞的問題，可采用電磁流量計，采用壓水干管的彎頭作為計量設(shè)備。（3） 排水 在機器間的地板上應(yīng)設(shè)有排水溝和集水坑。排水溝沿墻設(shè)置，坡度I=0.01，集水

39、坑平面尺寸為0.50.5 m，深為0.5 m在吸水管上接出DN100 mm的小管伸到集水坑內(nèi)，當(dāng)水泵工作時把坑內(nèi)積水抽走。（4） 采光、采暖與通風(fēng)集水坑一般不需要采暖設(shè)備，因為集水坑較深熱量不易散失，且污水溫度通常不低于10-20，機器間如需采暖時，可采用火爐也可以采用暖氣設(shè)施。泵房在上層工作間設(shè)置窗戶，保證有充足的自然采光，檢修操作點是采用集中照明。泵房通風(fēng)主要解決高溫散熱和空氣污染問題，污水泵站的機械間機組臺數(shù)較多，功率較大，且電機設(shè)在底平面以上，除四周設(shè)置窗戶進行自然通風(fēng)外，還設(shè)置機械通風(fēng)和通風(fēng)管。（5） 泵房值班室、控制室及配電間值班室設(shè)在機器間一側(cè)有門相通，并設(shè)置觀察窗，根據(jù)運行控制

40、要求設(shè)置控制和配電柜，其面積約為12-18 m2，能滿足1-2人值班，因長年運行，因此安裝電話。本設(shè)計泵房值班室及控制室合建，面積取為39 m，配電間尺寸為39 m。（6） 門窗及走廊、樓梯 門：機器間至少應(yīng)有滿足設(shè)備的最大部件搬遷出入的門，寬不小于4 m。取寬2.0 m、高4.0 m，泵房靠近值班室一側(cè)設(shè)小門，取門高2.0 m、寬1.0 m，泵房與配電間之間設(shè)小門，尺寸與值班室小門相同，配電間通往室外的門也與其相同。 窗：泵房于陰陽兩側(cè)開窗，便于通風(fēng)采光，開窗面積不小于泵房的1/5，于兩側(cè)設(shè)八扇窗，其尺寸為18002400 mm。 走道：在泵房四周設(shè)走道，走道欄桿高1.0 m，在機器間的一側(cè)

41、設(shè)有樓梯，樓梯坡度傾角為1/0.75、寬0.8 m、扶手1.0 m。（7） 衛(wèi)生為了管理人員清刷地面和個人衛(wèi)生，應(yīng)就近設(shè)洗手池，接25 mm的給水管，并備有供沖洗的橡膠管。5.3細格柵的設(shè)計計算設(shè)柵前水深為0.40m，過柵流速取，用細格柵，柵條間隙b=6mm，格柵安裝傾角=60°。設(shè)置兩組組格柵。 (1) 柵條間隙數(shù)B=S(n-1)+bn式中：B柵槽寬度，m；s柵條寬度，m；b柵條間隙，1-10mm，取b=6mm； n格柵間隙數(shù)； Qmax最大設(shè)計流量，m3/s；傾角；h柵前水深，1m；過柵流速，m/s，取0.81.0 m/s設(shè)s=0.01則(2) 進水渠道漸寬部分的長度式中: 進水

42、渠道漸寬部分的長度;m B1進水渠道寬度，取0.85m 其漸寬部分展開角度，取20°；(3) 柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度L2=L1/2式中：L2柵槽與出水渠道連接渠的漸縮部分長度，m。(4) 通過格柵的水頭損失式中：h1過柵(設(shè)計)水頭損失，m； h0計算水頭損失，m； g重力加速度， ；k系數(shù)，一般取3； 阻力系數(shù)，與柵條斷面形狀有關(guān)，,當(dāng)為矩形斷面時，=2.42 為避免造成柵前涌水，故將柵后槽底下降h1為補償。 (5) 柵后槽總高度設(shè)柵前渠道超高 柵前渠道深 (6) 柵槽總長度L：（7）柵槽總寬度：(8) 每日柵渣量式中：W每日柵渣量，m3/d;W1柵渣量（取0.1-0.

43、01）K生活污水流量總變化系數(shù)。在格柵間隙為6mm每1000m3污水產(chǎn)0.01 m3。故本設(shè)計的中格柵宜采用機械清渣。細格柵的選擇選用回轉(zhuǎn)式平面格柵，F(xiàn)H2500，參數(shù)規(guī)格如下表：表5-4 參數(shù)規(guī)格型號格柵寬度（mm）格柵凈距(mm)電動機功率（kw）柵條截面積(m2)格柵傾角FH2500234060.75-310 5060°70°5.4沉砂池的設(shè)計及計算5.4.1沉砂池的選擇沉砂池的功能的去除率比重較大的無機顆粒。沉砂池一般設(shè)于泵站倒虹吸管前，以前減輕無機顆粒對于水泵、管道的磨損；也可設(shè)于初沉池前，減輕沉淀池負荷及改善污泥處理構(gòu)筑物的處理條件，沉砂池的形式，按水流方向的不

44、同可分為平流式、豎流式、曝氣沉砂池三類。(1)平流沉砂池優(yōu)點：沉淀效果好，耐沖擊負荷，適應(yīng)溫度變化。工作穩(wěn)定，構(gòu)造簡單，易于施工，便于管理。缺點：占地大，配水不均勻，易出現(xiàn)短流和偏流，排泥間距較多，池中約夾雜有15%左右的有機物使沉砂池的后續(xù)處理增加難度。 (2)豎流沉砂池優(yōu)點：占地少，排泥方便，運行管理易行。缺點：池深大，施工困難，造價較高，對耐沖擊負荷和溫度的適應(yīng)性較差，池徑受到限制，過大的池徑會使布水不均勻。(3)曝氣沉砂池優(yōu)點：克服了平流沉砂池的缺點，使砂礫與外裹的有機物較好的分離，通過調(diào)節(jié)曝氣量可控制污水的旋流速度，使除砂效率穩(wěn)定，受流量變化影響小，同時起調(diào)節(jié)曝氣作用，其沉砂量大，且

45、其含有機物少。缺點：由于需要曝氣，所以池內(nèi)應(yīng)考慮設(shè)有消泡裝置，其他型易產(chǎn)生偏流或死角，并且由于多了曝氣裝置從而使費用增加?；谝陨先N沉砂池的比較，本工程設(shè)計確定采用曝氣沉砂池。5.4.2 曝氣沉砂池的設(shè)計計算（1） 設(shè)計中應(yīng)注意的問題 廢水在曝氣沉砂過水?dāng)嗝嬷苓叺淖畲笮D(zhuǎn)速度為0.25m/s0.30m/s在池內(nèi)水平前進的速度為0.08 m/s0.12 m/s，如果考慮預(yù)曝氣的作用，可以將曝氣沉砂池過水?dāng)嗝嬖鲩L為原來的34 倍。 廢水在最大流量時，在曝氣沉砂池內(nèi)的停留時間為13分鐘，如果考慮預(yù)曝氣則延長池身，使停留時間為1030分鐘。 池內(nèi)有效水深為2m3m，寬深比一般采用11.5，長寬比可以

46、達到5。若池長比池寬大得多，則應(yīng)考慮設(shè)置橫向擋板，池的形狀應(yīng)盡可能不產(chǎn)生死角或者偏流，集砂槽附近安裝縱向擋板。 曝氣沉砂池使用的空氣擴散裝置安裝在池的一側(cè)，距離池底約0.6m0.9m，送氣管上應(yīng)設(shè)置調(diào)節(jié)空氣的閥門，連接帶有2.5mm6.0mm小孔的曝氣管，處理每立方米的曝氣量為0.10.2立方米空氣。 池子的進口和出口布置，應(yīng)防止發(fā)生短路，曝氣沉砂池的進水方向與水在池內(nèi)的旋流方向一致，出水口常用淹沒式，出水口方向與進水口垂直，并宜設(shè)置擋板。池內(nèi)應(yīng)考慮設(shè)消泡裝置。（2） 設(shè)計計算 池子的有效容積 式中：沉砂池的總有效容積，；最大設(shè)計流量，；最大設(shè)計流量時流行時間，min，1 min3 min，本

47、設(shè)計取2min； 水流斷面面積式中：沉沙池過水?dāng)嗝婷娣e，m2最大設(shè)計流速，m/s；一般取0.06 m/s0.12 m/s，本設(shè)計取0.1m/s圖5.1 曝氣沉砂池 池總寬度設(shè)h2=3.0m 式中：B沉砂池總寬度，m；h2設(shè)計有效水深，m；一般取2 m3 m，本設(shè)計取3.0 m；寬比一般采用12； 每格池子寬度設(shè)n=2格介于1.01.5之間(符合規(guī)定) 池長 每小時所需空氣量，q 式中：q每小時所需空氣量，m3/h；d每立方米污水所需空氣量，m3空氣/m3污水；一般采用0.1 m3空氣/污水0.2m3空氣/m3污水，本設(shè)計采用 0.2 m3污水/m3污水； 沉砂斗所需容積式中：V沉沙室所需容積，

48、m3 Qmax日設(shè)計流量，m3 /d X城市污水沉沙量；m3 /106 污水，取污水 T清除沉沙間隔時間，d，一般采用兩天 污水流量總變化系數(shù)，取 m3 沉砂槽尺寸的確定圖5.2 沉砂槽設(shè)空氣擴散裝置距池底約為0.75m，斗底寬，沉砂池坡向沉砂斗的坡度為（本設(shè)計采用）斗壁與水平面的傾角大于（本設(shè)計?。?，則沉沙池上口寬。 沉沙槽總高度，設(shè)超高中心管至沉沙面的距離取0.25m。沉沙槽容積為：H= h1+h2+h3+h4=0.3+2.0+0.25+0.45=3.00m 排沙采用泵吸式排沙機排除。5.5配水井的設(shè)計計算（1）進水管管徑D1 配水井進水管的設(shè)計流量為Qmax=5416(m3/h)，當(dāng)進水

49、管管徑D1=1300mm時，查水力計算表，得知v=0.907m/s，滿足設(shè)計要求。（2）矩形寬頂堰 進水從配水井底中心進入，經(jīng)等寬度堰流入3個水斗再由管道接入3座后續(xù)構(gòu)筑物，每個后續(xù)構(gòu)筑物的分配水量應(yīng)為q=5416/3=1805(m3/h)。配水采用矩形寬頂溢流堰至配水管。堰上水頭H。因單個出水溢流堰的流量為q=1085(m3/h)=301.4(L/s)，一般大于100L/s采用矩形堰，小于100L/s采用三角堰，所以，本設(shè)計采用矩形堰（堰高h取0.5m）。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，取堰寬b=1.2m；m0流量系數(shù)，通常采用0.3270.332，取

50、0.33。則堰頂厚度B。根據(jù)有關(guān)實驗資料，當(dāng) 時，屬于矩形寬頂堰。取B=1.0m，B/H=3.24(在2.510范圍內(nèi))，所以，該堰屬于矩形寬頂堰。配水管管徑D2 設(shè)配水管管徑D2=1200mm，流量q=1805(m3/h)，查水力計算表，得知v=0.899m/s。（4）配水漏斗上口口徑D 按配水井內(nèi)徑的1.5倍設(shè)計D=1.5×D1=1.5×1300=1950(mm)。5.6 三溝式氧化溝設(shè)計計算5.6.1三溝式氧化溝工藝原理概述氧化溝也稱氧化渠，又稱循環(huán)曝氣池，是活性污泥法的一種變形，是50年代荷蘭首先設(shè)計的。最初一般用于處理在5000以下的城市污水。三溝式氧化溝是氧化溝

51、的一種典型構(gòu)造形式，目前采用的三溝式氧化溝工藝是丹麥在間歇式運行的氧化溝基礎(chǔ)上開創(chuàng)的，它實際上仍是一種連續(xù)流活性污泥法，只是將曝氣、沉淀工序集于一體，并具有按時間順序交替輪換運行的特點，其運轉(zhuǎn)周期可根據(jù)處理水質(zhì)的不同進行調(diào)整，從而使其運行操作更趨于靈活方便。這種工藝流程簡單，無需另設(shè)一次、二次沉淀池和污泥回流裝置，使氧化溝工藝的基建投資和運行費用大為降低，并在一定程度上解決了以往氧化溝占地面積大的缺點。三溝式氧化溝工藝主要按下面六個階段輪換運行。階段一：污水經(jīng)配水井進入溝，溝內(nèi)轉(zhuǎn)刷以低速運轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速控制在僅能維持水和污泥混合，并推動水流循環(huán)流動，但不足以供給微生物降解有機物所需的氧。此時，溝處于缺氧狀態(tài)，溝內(nèi)活性污泥利用水中的有機物作為碳源，活性污泥中的反硝化菌則利用前一段產(chǎn)生的硝酸鹽中的氧來降解有機物，釋放出氮氣，完成反硝化過程。同時溝I的出水堰自動升起，污水和污泥混合液進入溝溝內(nèi)的轉(zhuǎn)刷以高速運行，保證溝內(nèi)有足夠的溶解氧來降解有機物，并使氨氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽，完成硝化過程，處理后的污水流入溝，溝中的轉(zhuǎn)刷停止運轉(zhuǎn)，起沉淀池的作用，進行泥水分離，由溝處理后的水經(jīng)自動降低的出水堰排出。階段二：進水改從處