(完整word版)-污水處理廠工藝畢業(yè)設(shè)計

1、第一章設(shè)計任務(wù)及資料11.1 設(shè)計任務(wù) 1.1.2 設(shè)計目的及意義 1.1.3 設(shè)計要求 1.1.4 設(shè)計資料 2.1.5 設(shè)計依據(jù) 3.第二章設(shè)計方案論證32.1 廠址選擇 3.2.2 污水廠處理流程的選擇 4.2.3 設(shè)計污水水量 9.2.4 污水處理程度計算 9.第三章污水的一級處理構(gòu)筑物設(shè)計計算113.1 格柵 1.1.3.2 提升泵站173.3 沉砂池 21第四章污水的二級處理設(shè)計計算274.1 厭氧池+口理氧化溝工藝計算 274.2 輻流式沉淀池 364.3 消毒設(shè)施計算 454.4 計量設(shè)備 48第五章污泥處理設(shè)計計算525.1 污泥處理（sludge treatmen*的目的與

2、處理方法 525.2 污泥泵房設(shè)計 525.3 污泥濃縮池 535.4 貯泥池585.5 污泥脫水 59第六章污水處理廠的布置656.1 污水處理廠平面布置656.2 污水處理廠高程布置 68第七章勞動定員747.1 定員原則747.2 污水廠人數(shù)定員 74參考文獻(xiàn)75附錄76致謝77第一章設(shè)計任務(wù)及資料1.1 設(shè)計任務(wù)城市污水處理廠工藝設(shè)計1.2 設(shè)計目的及意義1.2.1 設(shè)計目的該市為淮安市，面積10301平方公里，人口 300萬，城市發(fā)展方向為以老 城為依托，以205國道為軸線，向南發(fā)展。并逐步向經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)發(fā)展。隨 著城市及工業(yè)的發(fā)展，城市污水排放量也在逐年增加，至2018年城北排放

3、未經(jīng) 處理污水排放量已達(dá)10萬噸/日左右。大量的工業(yè)廢水和生活污水未經(jīng)處理直 接排入M河，使M河受到嚴(yán)重污染，致使河水中生物、植物大部分絕跡，破壞 了自然景觀、污染城區(qū)下游地下水源，嚴(yán)重制約著該市經(jīng)濟的發(fā)展。為改善環(huán) 境，治理河水污染問題，建設(shè)城市污水治理工程勢在必行。1.2.2 設(shè)計意義做本設(shè)計可以使我得到很大的提高，可在不同程度上提高調(diào)查研究，查閱 文獻(xiàn)，收集資料和正確熟練使用工具書的能力，提高理論分析、制定設(shè)計方案 的能力以及設(shè)計、計算、繪圖的能力；技術(shù)經(jīng)濟分析和組織工作的能力；提高 總結(jié)，撰寫設(shè)計說明書的能力等。1.3 設(shè)計要求1.3.1 污水處理廠設(shè)計原則(1)污水廠的設(shè)計和其他工程

4、設(shè)計一樣，應(yīng)符合適用的要求，首先必須 確保污水廠處理后污水達(dá)到排放要求?？紤]現(xiàn)實的經(jīng)濟和技術(shù)條件，以及當(dāng)?shù)?的具體情況(如施工條件)。在可能的基礎(chǔ)上，選擇的處理工藝流程、構(gòu)(建) 筑物形式、主要設(shè)備設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)據(jù)等。(2)污水處理廠采用的各項設(shè)計參數(shù)必須可靠。設(shè)計時必須充分掌握和 認(rèn)真研究各項自然條件，如水質(zhì)水量資料、同類工程資料。按照工程的處理要 求，全面地分析各種因素，選擇好各項設(shè)計數(shù)據(jù)，在設(shè)計中一定要遵守現(xiàn)行的 設(shè)計規(guī)范，保證必要的安全系數(shù)。對新工藝、新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)和新材料的采用 積極慎重的態(tài)度。(3)污水處理廠(站)設(shè)計必須符合經(jīng)濟的要求。污水處理工程方案設(shè) 計完成后，總體布置、單體設(shè)

5、計及藥劑選用等盡可能采用合理措施降低工程造 價和運行管理費用，(4)污水廠設(shè)計應(yīng)當(dāng)力求技術(shù)合理。在經(jīng)濟合理的原則下，必須根據(jù)需 要，盡可能采用先進的工藝、機械和自控技術(shù)，但要確保安全可靠。(5)污水廠設(shè)計必須注意近遠(yuǎn)期的結(jié)合，不宜分期建設(shè)的部分，如配水 井、泵房及加藥間等，其土建部分應(yīng)一次建成；在無遠(yuǎn)期規(guī)劃的情況下，設(shè)計 時應(yīng)為今后發(fā)展留有挖潛和擴建的條件。(6)污水廠設(shè)計必須考慮安全運行的條件，如適當(dāng)設(shè)置分流設(shè)施、超越 管線、甲烷氣的安全儲存等。(7)污水廠的設(shè)計在經(jīng)濟條件允許情況下，場內(nèi)布局、構(gòu)(建)筑物外 觀、環(huán)境及衛(wèi)生等可以適當(dāng)注意美觀和綠化。1.3.2污水處理工程運行過程中應(yīng)遵循的原

6、則在保證污水處理效果同時，正確處理城市、工業(yè)、農(nóng)業(yè)等各方面的用水關(guān) 系，合理安排水資源的綜合利用，節(jié)約用地，節(jié)約勞動力，考慮污水處理廠的 發(fā)展前景，盡量采用處理效果好的先進工藝，同時合理設(shè)計、合理布局，做到 技術(shù)可行、經(jīng)濟合理。1.4 設(shè)計資料1.4.1 項目概況淮安市，面積10301平方公里，人口 300萬，城市發(fā)展方向為以老城為依 托，以205國道為軸線，向南發(fā)展。并逐步向經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)發(fā)展。隨著城市 及工業(yè)的發(fā)展，城市污水排放量也在逐年增加， 至2018年城北排放未經(jīng)處理污 水排放量已達(dá)10萬噸/日左右。大量的工業(yè)廢水和生活污水未經(jīng)處理直接排入 M河，使M河受到嚴(yán)重污染，致使河水中生物、

7、植物大部分絕跡，破壞了自然 景觀、污染城區(qū)下游地下水源。為改善環(huán)境，治理河水污染問題，建設(shè)城市污 水治理工程勢在必行。1.4.2 水質(zhì)情況污水處理廠進水水質(zhì)指標(biāo)為：COD390mg/lBOD 180mg/lSS 180mg/l NH_N40mg/lP6mg/l處理后的出廠污水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)為：COD< 100mg/lBOD0 20mg/lSS< 20mg/lNH N<15mg/lP< 1 mg/l處理后的污水排入 M河。1.4.3 環(huán)境條件狀況該市區(qū)屬溫帶季風(fēng)型大陸性氣候，春季多風(fēng)干燥，夏季受北太平洋暖流影 響，溫暖而潮濕，秋季溫潤涼爽，冬季受蒙古和西伯利亞高氣壓帶控制，寒冷

8、 干燥。年平均降水量約 550毫米，年平均氣溫8C。本地區(qū)氣候主要受季風(fēng)影 響，主導(dǎo)風(fēng)向夏季為南風(fēng)、西南風(fēng)；冬季北風(fēng)、西北風(fēng)。地震裂度6度。1.4.4 排水系統(tǒng)城市的排水系統(tǒng)采用分流制排水系統(tǒng)，城市污水主干管由西北方向流入污 水處理廠廠區(qū)，主干管進入污水處理廠處的管徑為1250mm管道水面標(biāo)高為80.0m。1.5 設(shè)計依據(jù)設(shè)計依據(jù)主要是國家有關(guān)法律法規(guī)：1、中華人民共和國環(huán)境保護法；2、GB3838-2002地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)；3、GB189182002城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)；4、GB50014- 2006室外排水設(shè)計規(guī)范；5、GB503382002污水再生利用工程設(shè)計規(guī)范。第二章設(shè)計方

9、案論證城市污水處理廠的設(shè)計規(guī)模與進入處理廠的污水水質(zhì)和水量有關(guān)，污水的 水質(zhì)和水量可以通過設(shè)計任務(wù)書的原始資料計算。2.1廠址選擇在污水處理廠設(shè)計中，選定廠址是一個重要的環(huán)節(jié)，處理廠的位置對周圍 環(huán)境衛(wèi)生、基建投資及運行管理等都有很大的影響。因此，在廠址的選擇上應(yīng) 進行深入、詳盡的技術(shù)比較。廠址選擇的一般原則為：1、在城鎮(zhèn)水體的下游；2、便于處理后出水回用和安全排放；3、便于污泥集中處理和處置；4、在城鎮(zhèn)夏季主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)向；5、有良好的工程地質(zhì)條件；6、少拆遷，少占地，根據(jù)環(huán)境評價要求，有一定的衛(wèi)生防護距離；7、有擴建的可能；8、廠區(qū)地形不應(yīng)受洪澇災(zāi)害影響，防洪標(biāo)準(zhǔn)不應(yīng)低于城鎮(zhèn)防洪標(biāo)準(zhǔn)，有

10、良好的排水條件；9、有方便的交通、運輸和水電條件。所以，本設(shè)計的污水處理廠應(yīng)建在城區(qū)的東北方向較好，又由于城市污水 主干管由西北方向流入污水處理廠廠區(qū)，則污水處理廠建在城區(qū)的西北方向。2.2污水廠處理流程的選擇2.2.1 確定處理流程的原則城市污水處理的目的是使之達(dá)標(biāo)排放或污水回用用于使環(huán)境不受污染，處 理后出水回用于農(nóng)田灌溉，城市景觀或工業(yè)生產(chǎn)等，以節(jié)約水資源。城市污水處理及污染防治技術(shù)政策對污水處理工藝的選擇給出以下幾項 關(guān)于城鎮(zhèn)污水處理工藝選擇的準(zhǔn)則：城市污水處理工藝應(yīng)根據(jù)處理規(guī)模、水質(zhì)特征、受納水體的環(huán)境功能 及當(dāng)?shù)氐膶嶋H情況和要求，經(jīng)全面技術(shù)經(jīng)濟比較后優(yōu)先確定；工藝選擇的主要技術(shù)經(jīng)濟

11、指標(biāo)包括： 處理單位水量投資，削減單位污染 物投資，處理單位水量電耗和成本，削減單位污染物電耗和成本，占地面積， 運行性能，可靠性，管理維護難易程度，總體環(huán)境效益；應(yīng)切合實際地確定污水進水水質(zhì)，優(yōu)先工藝設(shè)計參數(shù)必須對污水的現(xiàn) 狀、水質(zhì)特征、污染物構(gòu)成進行詳細(xì)調(diào)查或測定，做出合理的分析預(yù)測；在水質(zhì)組成復(fù)雜或特殊時，進行污水處理工藝的動態(tài)試驗， 必要時應(yīng)開 展中試研究； 積極地采用高效經(jīng)濟的新工藝，在國內(nèi)首次應(yīng)用的新工藝必須經(jīng)過中 試和生產(chǎn)性試驗，提供可靠性設(shè)計參數(shù)，然后進行運用。2.2.2 污水處理流程的選擇我國城市污水處理相對于國外發(fā)達(dá)國家、起步較晚。近 200年來，城市污 水處理已從原始的自

12、然處理、簡單的一級處理發(fā)展到利用各種先進技術(shù)、深度 處理污水，并回用。處理工藝也從傳統(tǒng)活性污泥法、氧化溝工藝發(fā)展到A/O、A2/O、AR SBR（包括CCASL藝）等多種工藝，以達(dá)到不同的出水要求。雖然 如此，我國的污水處理還是落后于許多國家。在我們大力引進國外先進技術(shù)、 設(shè)備和經(jīng)驗的同時，必須結(jié)合我國發(fā)展，尤其是當(dāng)?shù)貙嶋H情況，探索適合我國 實際的城市污水處理系統(tǒng)。我國城市污水處理技術(shù)隨著水污染控制與環(huán)境治理的實踐，在吸取國外技 術(shù)經(jīng)驗的同時，結(jié)合我國國情的特點，逐步改進提高，初步形成了一些適用的 技術(shù)路線，主要如下：1、對傳統(tǒng)活性污泥法進行改造或予以取代后的人工生物凈化技術(shù)路線；2、以自然生

13、物凈化為主的人工生物凈化與自然生物凈化相結(jié)合的技術(shù)路 線；3、以污水?dāng)U散排放為主，處理為輔的技術(shù)路線；4、以回用為目的的污水深度處理技術(shù)路線。結(jié)合該污水處理工程的具體情況分析進行選擇：首先，3和4這兩條技術(shù)路線對于自然環(huán)境條件因素要求較高，從而不可 取，所以應(yīng)選擇1和2這兩條路線，尤其以2這種路線應(yīng)予以推廣。因為隨著 環(huán)境的狀況日趨嚴(yán)峻，用水的問題越發(fā)突出，從而對雨水的合理使用必將使大 家特別重視的課題，所以，下面著重分析以自然生物凈化為主與人工生物凈化 相結(jié)合的技術(shù)路線和對傳統(tǒng)活性污泥法進行改造或予以取代活的人工生物凈化 即使路線。人工生物凈化與自然生物凈化相結(jié)合的技術(shù)路線，對于大規(guī)模污水處

14、理廠 來說，主要指氧化塘處理和土地法處理，它們都具有運行費用低，外加能源消 耗少和管理簡單的優(yōu)點，在我國一些城市也被因地制宜的采用。氧化塘一般分好氧氧化塘、厭氧氧化塘、兼性氧化塘，它們所需要的停留 時間都很長，一般需要幾天到幾十天，占地面積很大，而且對周圍環(huán)境衛(wèi)生的 影響較大，需要慎重考慮，所以，在沒有低洼地可利用的情況下，若購置占用 大量的良田，平地筑塘是很不經(jīng)濟的，本工程的情況不宜采用氧化塘處理。土地法處理，就是按照要求對污水達(dá)到處理的同時，達(dá)到對控制滲流污染 的要求，有計劃的將污水排放到大面積的土地上下滲，利用土壤的過濾、吸附、 分解以及土壤微生物的代謝能力等物理、化學(xué)、生物化學(xué)等作用，

15、使污水達(dá)到 凈化。這種仿有利于污水中水肥資源的利用和土壤微粒結(jié)構(gòu)的改善，但是，這 種處理需要廣闊的土地面積，而且要注意對地下水的污染問題。在我國人均土 地面積不足的情況下，土地法處理必須與污水灌溉合理的結(jié)合，污水灌溉在農(nóng) 業(yè)增產(chǎn)方面取得了顯著的成績，但是，這只是對污水的灌溉利用，和污水的土 地利用處理還有一定差距。主要表現(xiàn)在：1、污水灌溉按土地處理污水的要求控制水量、水質(zhì)，但對有些地下水以及其它水源、水體仍會造成污染；2、由于灌溉季節(jié)性變化和灌溉面積的限制，不能做到終年晝夜對污水的處 理；3、沒有經(jīng)過嚴(yán)格水質(zhì)控制的灌溉，往往會造成對糧食作物，特別是對蔬菜 作物的使用質(zhì)量的影響，這主要來自一些重

16、金屬的污染；所以，污水灌溉作為對適當(dāng)處理獲得城市污水的有效利用，無疑是非常有 價值的，但作為對污水的完善土地處理，從而取代其它的污水處理措施，在本 工藝的具體條件下，此方法也許不可行。因為：1、對地下水源有污染危險；2、做不到終年晝夜對污水的處理；3、沒有也不可能修建儲存幾個月污水量的大容量調(diào)節(jié)池，非灌溉 季節(jié)的排放問題無法解決。綜上所述，以自然生物凈化為主的人工生物凈化與自然生物凈化相結(jié)合的 路線，本工程不具備采用的條件，當(dāng)然也就不宜采用。人工凈化就是人為的創(chuàng)造條件，使微生物大量繁殖，提高微生物凈化的效 率，主要包括活性污泥法與生物膜法，其中以活性污泥法采用較為普遍，是目 前國內(nèi)外城市污水處

17、理的主體工藝。傳統(tǒng)的活性污泥法有較豐富的實踐經(jīng)驗和 技術(shù)資料、運行可靠、處理效果好，但是也存在能活較多和費用高等特點，所 以對其流程改革更新后，出現(xiàn)了 AB工藝，氧化溝法，SBR句歇活性7?泥法，A/O 脫氮工藝，A2/O同步脫氮除磷工藝等常用工藝，它們各自具有相對不同的優(yōu)點。 結(jié)合本工藝的具體情況，本污水廠還要求高效脫氮除磷，常用的方法有AB法，SBR A2/O法，氧化溝工藝等。2.2.3 污水處理流程方案的介紹與比較1、AB法(Adsorption Biooxidation)該法由德國Bohuke教授開發(fā)。該工藝對曝氣池按高、低負(fù)荷分二級供氧， A級負(fù)荷高，曝氣時間短，產(chǎn)生污泥量大，污泥負(fù)

18、荷在2.5kgBOD/(kgMLSS d)以上，池容積負(fù)荷在6kgBOD/(mV d)以上；B級負(fù)荷低，污泥齡較長。A級與B 級間設(shè)中間沉淀池。二級池子F/M(污染物量與微生物量之比)不同，形成不同的微生物群體。AB法盡管有節(jié)能的優(yōu)點，但不適合低濃度水質(zhì)，A級和B級亦可分期建設(shè)。2、SBRft(Sequencing Batch Reactor)SBRft早在20世紀(jì)初已開發(fā)，由于人工管理繁瑣未予推廣。此法集進水、 曝氣、沉淀、出水在一座池子中完成，常由四個或三個池子構(gòu)成一組，輪流運 轉(zhuǎn)，一池一池地間歇運行，故稱序批式活性污泥法?，F(xiàn)在又開發(fā)出一些連續(xù)進 水連續(xù)出水的改良性 SBRT藝，如ICEA

19、S法、CASSft、IDEA法等。這種一體化 工藝的特點是工藝簡單，由于只有一個反應(yīng)池，不需二沉池、回流污泥及設(shè)備， 一般情況下不設(shè)調(diào)節(jié)池，多數(shù)情況下可省去初沉池，故節(jié)省占地和投資，耐沖 擊負(fù)荷且運行方式靈活，可以從時間上安排曝氣、缺氧和厭氧的不同狀態(tài)，實 現(xiàn)除磷脫氮的目的。但因每個池子都需要設(shè)曝氣和輸配水系統(tǒng)，采用浮水器及 控制系統(tǒng)，間歇排水水頭損失大，池容的利用率不理想，因此，一般來說并不 太適用于大規(guī)模的城市污水處理廠 。3、A2/O 法（AnaerobicAnoxicoxic ）由于對城市污水處理的出水有去除氮和磷的要求，故國內(nèi)10年前開發(fā)此厭氧一缺氧一好氧組成的工藝。利用生物處理法脫

20、氮除磷，可獲得優(yōu)質(zhì)出水，是 一種深度二級處理工藝。A/A/O法的可同步除磷脫氮機制由兩部分組成：一是 除磷，污水中的磷在厭氧狀態(tài)下（DO<0.3mg/L）,釋放出聚磷菌，在好氧狀況下 又將其更多吸收，以剩余污泥的形式排出系統(tǒng)。二是脫氮，缺氧段要控制DO<0.7 mg/L,由于兼氧脫氮菌的作用，利用水中 BOD乍為氫供給體（有機碳源），將來 自好氧池混合液中的硝酸鹽及亞硝酸鹽還原成氮氣逸入大氣，達(dá)到脫氮的目的。為有效脫氮除磷，對一般的城市污水，COD/TKN為3.57.0（完全脫氮 COD/TKN>12.5） BOD/TKNfc 1.5 3.5 , COD/T次 3060, B

21、OD/T刻 1640（ 一 股應(yīng)>20）。若降低污泥濃度、壓縮污泥齡、控制硝化，以去除磷、BOD劑COD為主，則可用A/O工藝。4、氧化溝工藝本工藝50年代初期發(fā)展形成，因其構(gòu)造簡單，易于管理，很快得到推廣， 且不斷創(chuàng)新，有發(fā)展前景和競爭力，當(dāng)前可謂熱門工藝。氧化溝具有脫氮的效 果且在應(yīng)用中發(fā)展為多種形式，比較有代表性的有：帕式（Passveer）簡稱單溝式，表面曝氣米用轉(zhuǎn)刷曝氣，水深一般在2.53.5m,轉(zhuǎn)刷動力效率 1.6 1.8kgO2/（kW h）。奧式（Orbal）簡稱同心圓式，應(yīng)用上多為橢圓形的三環(huán)道組成，三個環(huán)道用不同的DO沖外環(huán)為0,中環(huán)為1,內(nèi)環(huán)為2）,有利于脫氮除磷。

22、采用轉(zhuǎn)碟曝氣， 水深一般在4.04.5m,動力效率與轉(zhuǎn)刷接近，現(xiàn)已在山東濰坊、北京黃村和合 肥的污水處理廠應(yīng)用。若能將氧化溝進水設(shè)計成多種方式，能有效地抵抗暴雨 流量的沖擊，對一些合流制排水系統(tǒng)的城市污水處理尤為適用?？ㄊ剑–arrouse）簡稱循環(huán)折流式，采用倒傘形葉輪曝氣，從工藝運行來看， 水深一般在3.0m左右，但污泥易于沉積，其原因是供氧與流速有矛盾。三溝式氧化溝（T型氧化溝），此種型式由簡單，處理效果不錯，但其采用 轉(zhuǎn)刷曝氣，水深淺，占地面積大，復(fù)雜的三池組成，中間作曝氣池，左右兩池 兼作沉淀池和曝氣池。T型氧化溝構(gòu)造控制儀表增加了運行管理的難度。不設(shè)厭氧池，不具備除磷功能交替式氧化

23、溝是SBR工藝與傳統(tǒng)氧化溝工藝組合的結(jié)果，目前應(yīng)用的主要 有3種氧化溝，分別為VR型、DE型、T型。交替式氧化溝具有良好的脫氮效果， 若在起前面設(shè)一厭氧池，則起也具有良好的除磷效果。氧化溝一般不設(shè)初沉池，負(fù)荷低，耐沖擊，污泥少。建設(shè)費用及電耗視采 用的溝型而變，如在轉(zhuǎn)碟和轉(zhuǎn)刷曝氣形式中，再引進微孔曝氣，加大水深，能 有效地提高氧的利用率（提高20%和動力效率達(dá)2.53.0 kgO 2/（kW h）。2.2.4污水處理流程方案的確定經(jīng)過分析本設(shè)計可選擇的工藝流程，有兩種：1、普通A/A/O法處理工藝。2、厭氧池+氧化溝處理工藝。兩種工藝經(jīng)過比較：氧化溝除了具有 A/A/O的效果外，還具有如下特點

24、：1）具有獨特的水力流動特點，有利于活性污泥的生物凝聚作用， 而且可以 將其工作區(qū)分為富氧區(qū)，缺氧區(qū)，用以進行硝化和反硝化作用，取得脫氮效果；2）不設(shè)初沉池，有機性懸浮物在氧化溝內(nèi)能達(dá)到好氧穩(wěn)定的程度；3） BO改荷低，使氧化溝具有對水溫、水質(zhì)、水量的變動有較強的適應(yīng)性， 污泥產(chǎn)率低，勿需進行硝化處理；4）脫氮效果還能進一步提高；5）電耗較小，運行費用低。所以本設(shè)計選用厭氧池+氧化溝處理工藝。本設(shè)計的工藝流程為：2.3 設(shè)計污水水量由設(shè)計資料知，該市每天的平均污水量為:Q =10萬噸/天10=10 104t/d=10 107kg/d=10 104m3/d10 104 10324 3600L s

25、=1157.41L. s查GB50014- 2006室外排水設(shè)計規(guī)范知： 1157.41L s 1000 L s則取總變化系數(shù) K7=1.3從而可計算得：設(shè)計秒流量為 Q = K . Q式中 Q城市每天的平均污水量，L/s；K之總變化系數(shù);Q設(shè)計秒流量，L/sQ =1.3 1157.41 =1504.63 L s2.4 污水處理程度計算城市污水排入受納水體后，經(jīng)過物理的、化學(xué)的和生物的作用，使污水中 的污染物濃度降低，受污染的受納水體部分地或全部地恢復(fù)原狀，這種現(xiàn)象稱 為水體自凈或水體凈化，水體所具有的這種能力稱為水體自凈能力。在選擇污水處理程度時，既要充分利用水體的自凈能力，又要防止水體受

26、到污染，避免污水排入水體后污染下游取水口和影響水體中的水生動植物。2.4.1 污水的COD處理程度計算C -CeE1 二C式中 E1 COD的處理程度，%C 進水的COD濃度，mg/L ；Ce 處理后污水排放的COD濃度，mg/L390-100390-74.36%2.4.2 污水的BOD5處理程度計算式中e2BOD5的處理程度,進水的BOD5濃度,mg/L ;Le處理后污水排放的BOD5 濃度，mg/L。180 -20E2 = =88.89%1802.4.3 污水的SS處理程度計算C -CeE3 ;人SS的處理程度，%進水的SS濃度，mg/L ；Ce處理后污水排放的SS濃度，mg/L o180

27、-20=88.89%1802.4.4 污水的氨氮處理程度計算C - CeE4 )eC式中 E4氨氮的處理程度,進水的氨氮濃度,mg/L ；Ce處理后污水排放的氨氮濃度，mg/L。40 -15E462.5%402.4.5 污水的磷酸鹽處理程度計算E C-Ce E5- C磷酸鹽的處理程度，%C 進水的磷酸鹽濃度，mg/L ；Ce處理后污水排放的磷酸鹽濃度，mg/L則6 -1E5 =83.33%6第三章污水的一級處理構(gòu)筑物設(shè)計計算3.1 格柵格柵是由一組平行的金屬柵條或篩網(wǎng)制成，安裝在污水渠道、泵房集水井 的進口處或污水處理廠的端部，用以截留較大的懸浮物或漂浮物，如纖維、碎 皮、毛發(fā)、果皮、蔬菜、塑

28、料制品等，以便減輕后續(xù)處理構(gòu)筑物的處理負(fù)荷， 并使之正常進行。被截留的物質(zhì)稱為柵渣。設(shè)計中格柵的選擇主要是決定柵條斷面、柵條間隙、柵渣清除方式等。格柵斷面有圓形、矩形、正方形、半圓形等。圓形水力條件好，但剛度差, 故一般多采用矩形斷面。格柵按照柵條形式分為直棒式格柵、弧形格柵、輻流 式格柵、轉(zhuǎn)筒式格柵、活動格柵等；按照格柵柵條間距分為粗格柵和細(xì)格柵ii（1.510mm）;按照格柵除法方式分為人工除渣格柵和機械除渣格柵，目前， 污水處理廠大多都采用機械格柵；按照安裝方式分為單獨設(shè)置的格柵和與水泵 池合建一處的格柵。3.1.1 格柵的設(shè)計城市的排水系統(tǒng)采用分流制排水系統(tǒng)，城市污水主干管由西北方向流

29、入污水處理廠廠區(qū)，主干管進水水量為 Q =1504.63L/s ,污水進入污水處理廠處的管徑為1250mm,管道水面標(biāo)高為80.0 m。本設(shè)計中采用矩形斷面并設(shè)置兩道格柵（中格柵一道和細(xì)格柵一道），采用 機械精渣。其中，中格柵設(shè)在污水泵站前，細(xì)格柵設(shè)在污水泵站后。中細(xì)兩道格柵都設(shè)置三組即N=3組，每組的設(shè)計流量為0.502 m7s。3.1.2 設(shè)計參數(shù)1、格柵柵條間隙寬度，應(yīng)符合下列要求：1）粗格柵：機械清除時宜為1625mm；人工清除時宜為2540mm。特 殊情況下，最大間隙可為100mm。2）細(xì)格柵：宜為1.510mm。3）水泵前,應(yīng)根據(jù)水泵要求確定。2、污水過柵流速宜采用0.61.OmX

30、s。除轉(zhuǎn)鼓式格柵除污機外，機械消 除格柵的安裝角度宜為6090°。人工清除格柵的安裝角度宜為 30°60°。3、當(dāng)格柵間隙為1625mnM,柵75量取0.100.05 m3/103m3污水；當(dāng)格柵間隙為3050mnM,柵75量取0.030.01 m3/103m3污水。4、格柵除污機，底部前端距井壁尺寸，鋼絲繩牽引除污機或移動懸吊的產(chǎn) 抓斗式除污機應(yīng)大于1.5m；鏈動刮板除污機或回轉(zhuǎn)式固液分離機應(yīng)大于1.OR15、格柵上部必須設(shè)置工作平臺，其高度應(yīng)高出格柵前最高設(shè)計水位0.5m,工作平臺上應(yīng)有安全和沖洗設(shè)施。6、格柵工作平臺兩側(cè)邊道寬度宜采用 0.71.0ml工作平

31、臺正面過道寬 度，采用機械清除時不應(yīng)小于1.5m,采用人工清除時不應(yīng)小于1.2m。7、粗格柵柵渣宜采用帶式輸送機輸送；細(xì)格柵柵渣宜采用螺旋輸送機輸 送。8、格柵除污機、輸送機和壓榨脫水機的進出料口宜采用密封形式，根據(jù)周 圍環(huán)境情況，可設(shè)置除臭處理裝置。9、格柵間應(yīng)設(shè)置通風(fēng)設(shè)施和有毒有害氣體的檢測與報警裝置。10、沉砂池的超高不應(yīng)小于0.3m。3.1.3 中格柵設(shè)計計算1、進水渠道寬度計算根據(jù)最優(yōu)水力斷面公式Q = Bihv = Bi % v =受計算 22設(shè)計中取污水過柵流速v =0.8 m. s= 1.12m則柵前水深：h=B1=0.56m22、格柵的間隙數(shù)Q . sin .：n 二Nbhv

32、式中 n格柵柵條間隙數(shù)，個；Q設(shè)計流量，m3/s；-格柵傾角，o；N設(shè)計的格柵組數(shù)，組；b格柵柵條間隙數(shù)，m0設(shè)計中取二.=60 , b =0.02 m0.502 sin60 “ 人n = 52 個0.02 0.56 0.83、格柵柵槽寬度B = S n -1bn式中 B格柵柵槽寬度，m；S 每根格柵條寬度，m。設(shè)計中取S=0.015 mB =0.015 52 -10.02 52 =0.76 1.04 =1.80m4、進水渠道漸寬部分的長度計算,B -B111 二2 tan - 186式中11進水渠道漸寬部分長度，m ;:-1漸寬處角度，。設(shè)計中取:1=205、111.80 -1.122tan

33、20=0.93m進水渠道漸窄部分的長度計算11 _ 0.932 一 2u 0.46m6、通過格柵的水頭損失一 S 4 ,2h1 = k "一)3 sin 二b 2g式中h1水頭損失，m ;格柵條的阻力系數(shù)，查表知 =2.42 ;格柵受污物堵塞時的水頭損失增大系數(shù)，一般取k =3。420.015 a 0.82h1 =3 2.42 ()3 sin60 = 0.14m0.02 2g、柵后槽總高度設(shè)柵前渠道超高h(yuǎn)2 =0.3m 則柵后槽總高度：8、柵槽總長度L =11 12 0.5 1.0-2-tan: tan:0.560.3=0.93 0.46 0.5 1.0tan60 tan60=3.3

34、8m中格柵示意圖如圖319、每日柵渣量XA/ QmW 8 64 0OQW1 wKz 1 0001 00 0式中 W每日柵渣量，m3/d ;W1 每日每1000m3污水的柵渣量，m7l03m3污水。設(shè)計中取 W1 =0.05m7l03m3污水一 一 4 一一、八，10 100.05 u 3 ,“ 3 ,W = = 5 m d 0.2 m d1000應(yīng)采用機械除渣及皮帶輸送機或無軸輸送機輸送柵渣,采用機械柵渣打包機將柵渣打包，汽車運走。10、進水與出水渠道城市污水通過DN1250mm的管道送入進水渠道，然后，就由提升泵將污水 提升至細(xì)格柵。3.1.4 細(xì)格柵設(shè)計計算設(shè)計中取格柵柵條間隙數(shù)b=0.0

35、1m,格柵柵前水深h=0.9m,污水過柵流 速v=1.0m/s,每根格柵條寬度S=0.01m,進水渠道寬度Bi=0.8m,柵前渠道超高h(yuǎn)2 =0.3m，每日每1000m3污水的柵渣量 W1=0.04m3/103m3則 格柵的間隙數(shù)：n=Q、sina = 0.502、2冶60口=52個Nbhv 0.01 0.9 1.0格柵柵槽寬度：B=Sn1 bn =0.01 52 10.01 52 = 1.03m進水渠道漸寬部分的長度:=0.32 mB - B1 1.03-0.82tan ： 1 2tan20進水渠道漸窄部分的長度計算：小品野川6m通過格柵的水頭損失:h1.q 4 2二 k ： （一）3 si

36、n ;b 2g40.01 三 1.02=3 2.42sin 600.32m0.01 2g柵后槽總高度：H =h , h1 , h2 =0.9 , 0.32 0.3 = 1.52m柵槽總長度：L = 1i l2 0.5 1.0-2tan : tan ;0.90.3= 0.32 0.16 0.5 1.0 tan60 tan60=2.67m每日柵謂量:= 5m3 s 0.2m3 sQmaxW 86400 _ QW110 104 0.05KZ 10001000 1000應(yīng)采用機械除渣及皮帶輸送機或無軸輸送機輸送柵渣,采用機械柵渣打包 機將柵渣打包，汽車運走。細(xì)格柵示意圖見圖32圖32細(xì)格柵小意圖3.2

37、 提升泵站污水總泵站接納來自整個城市排水管網(wǎng)來的所有污水，其任務(wù)是將這些污 水抽送到污水處理廠，以利于處理廠各構(gòu)筑物的設(shè)置。因采用城市污水與雨水 分流制，故本設(shè)計僅對城市污水排水系統(tǒng)的泵站進行設(shè)計。排水泵站的基本組成包括：機器間、集水池、格柵和輔助問。3.2.1 泵站設(shè)計的原則1、污水泵站集水池的容積，不應(yīng)小于最大一臺水泵5min的出水量；如水泵機組為自動控制時，每小時開動水泵不得超過6次。2、集水池池底應(yīng)設(shè)集水坑，傾向坑的坡度不宜小于10%3、水泵吸水管設(shè)計流速宜為 0.71.5 m/s。出水管流速宜為0.82.5 m/s。其他規(guī)定見 GB5001上2006室外排水規(guī)范。3.2.2 泵房形式

38、及工藝布置本設(shè)計采用地下濕式矩形合建式泵房，設(shè)計流量選用最高日最高時流量Q =1.50463m3/s =130000m3/d。1、泵房形式為運行方便，采用自灌式泵房。自灌式水泵多用于常年運轉(zhuǎn)的污水泵站， 它的優(yōu)點是：啟動及時可靠，管理方便。該泵站流量小于2nVs ,且鑒于其設(shè)計和施工均有一定經(jīng)驗可供利用，故選用矩形泵房。由于自灌式啟動，故采用集 水池與機器間合建，前后設(shè)置。大開槽施工。2、工藝布置本設(shè)計采用來水為一根污水干管，無滯留、渦流等不利現(xiàn)象，故不設(shè)進水 井，來水管直接經(jīng)進水閘門、格柵流入集水池，經(jīng)機器間的泵提升污水進入出 水井，然后依靠重力自流輸送至各處理構(gòu)筑物。3.2.3 泵房設(shè)計計

39、算1、設(shè)計參數(shù)設(shè)計流量為Q =1.50463 m3/s =1504.63 L/s,集水池最高水位為 79.93m,出水管提升至細(xì)格柵，出水管長度為 5m,細(xì)格柵水面標(biāo)高為85.001m。泵站設(shè)在 處理廠內(nèi)，泵站的地面高程為 81.50m。2、泵房的設(shè)計計算（1）集水池的設(shè)計計算設(shè)計中選用 5臺污水泵（4用1備），則每臺污水泵的設(shè)計流量為：q Q=1504.63=376.2L/s,按一臺泵最大流量時 5min的出水量設(shè)計，則集44水池的容積為：V=Q1t =376.2 5 60 =112860L =112.86m3取集水池的有效水深為h=2.0m 集水池的面積為：112.862一 一 2 =56

40、.43m集水池保護水深0.71m,實際水深為2.0+0.71=2.71m。（2）水泵總揚程估算1）集水池最低工作水位與所需提升最高水位之間的高差為:85.001- (79.93-2 ) =7.071m2)出水管管線水頭損失每一臺泵單用一根出水管，其流量為Q1 =376.2L/s ,選用的管徑為DN600mm的鑄鐵管，查給水排水設(shè)計手冊第一冊常用資料得流速v=1.33m/s （介于0.82.5m/s之間），1000 =3.68。出水管出水進入一進水渠，然后再均勻流入細(xì)格柵。設(shè)局部損失為沿程損失的30%,則總水頭損失為:3.68 h =51.3= 0.024m1000泵站內(nèi)的管線水頭損失假設(shè)為1.

41、5m,考慮自由水頭為1.0,則水泵總揚程 為：H =1.5 0.024 7.071 1.0 = 9.595m(3)選泵本設(shè)計單泵流量為Q1= 376.2 L/s,揚程9.595m。查給水排水設(shè)計手冊第11冊常用設(shè)備，選用300TLW-540舊型的立式污水泵。該泵的規(guī)格性能見表3-1 o表3-1300TLW-540IB型的立式污水泵的規(guī)格性能油Q揚程H(m )轉(zhuǎn)度n(r.1min )電動機功率N(kW )效率 n(%)污物通過能力氣蝕余量(NPSH )r(m)重量(kg )(m3/h1 (L/s)固體(mm)纖維(mm)1414392.816.69701107725015008.031503、泵

42、站總揚程的校核水泵的平面布置形式可直接影響機器間的面積大小，同時，也關(guān)系到養(yǎng)護 管理的方便與否。機組間距以不妨礙操作和維修的需要為原則。機組的布置應(yīng) 保持運行安全、裝卸、維修和管理方便，管道總長度最短，接頭配件最少，水 頭損失最小，并應(yīng)考慮泵站有擴建的余地。(1)吸水管路的水頭損失每根吸水管的流量為 Q1= 376.2 L/s,選用的管徑為 DN600mm,流速為v=1.33m/s,坡度為100。=3.68。吸水管路的直管部分的長度為 1.0m,設(shè)有喇叭口( 0 =0.1), DN600mm 的 90彎頭 1 個 « =0.67), DN600mm 的閘閥 1個(巴=0.06), D

43、N0 MDN5 漸縮管 1 個(0=0.20)。喇叭口喇叭口一般取吸水管的1.31.5倍，設(shè)計中取1.3則喇叭口直徑為：D =1.3父 600 = 780mm,取 800mmL -0.8D =0.8 800 = 640mm : 710mm閘閥Dnmm600 , L = 600 mm。D漸縮管選用 DN600 DN350L=2D-d150 =2 600 - 350 150 = 650 mm-2其中J嗎,v 350得 v' = 3.91 m/s o直管部分為1.0m,管道總長為：L =1.0 0.64 0.6 0.65 = 2.89mi =3.68%則沿程損失為:h= Li =2.89 0

44、.00368 = 0.011m局部損失為:2v1h1- 1 T2g2_ _ 21.333.91= 0.1 0.06 0.67 0.2 0.231m2 9.812 9.81吸水管路水頭損失為:h1 =hj 兒''=0.011 0.231 =0.242m(2)出水管路水頭損失出水管直管部分長為5m,設(shè)有漸擴管1個(之=0.20),閘閥1個(之=0.06), 單向止回閥(1=1.7, L=800mm)。沿程水頭損失：h2'= Li = 5 0.65 0.6 0.8 0.00368 = 0.026m局部水頭損失：h2"= 2旦 =0.06 3.911.7 0.21.3

45、3 = 0.218m2g2 9.812 9.81總出水水頭損失：h2 =h2'h2'' = 0.026 0.218 = 0.244m(3)水泵總揚程水泵總揚程用下式計算：h 之 h + “ + h + n式中 幾 吸水管水頭損失，m；h2 出水管水頭損失，m；h3 集水池最低工作水位與所提升最高水位之差，m;h4自由水頭，一股取h4=1.0m oH =0.2 4 2 0.2 4 4 7.0 7 1 1.0 = 8.5 5 m故選用5臺300TLW-540舊型的立式污水泵是合適的。3.3沉砂池沉砂池是借助污水中的顆粒與水的比重不同，使大顆粒的砂粒、石子、煤 渣等無機顆粒沉

46、降，以去除相對密度較大的無機顆粒。常用的沉砂池有平流沉 砂池、曝氣沉砂池、豎流式沉砂池、渦流式沉砂池和多爾沉砂池。這幾種沉砂 池各有其優(yōu)點，但是在實際工程中一般多采用曝氣沉砂池。本設(shè)計中采用曝氣 (aeration)沉砂池，具優(yōu)點是：通過調(diào)節(jié)曝氣量可控制污水旋轉(zhuǎn)流速，使之作 旋流運動，產(chǎn)生離心力，去除泥砂，排除的泥砂較為清潔，處理起來比較方便； 且它受流量變化影響小，除砂率穩(wěn)定。同時，對污水也起到預(yù)曝氣作用。3.3.1 曝氣沉砂池本設(shè)計中選擇三組曝氣沉砂池，N=3組。每組沉砂池的設(shè)計流量為0.502 m3/s03.3.2 設(shè)計參數(shù)1、水平流速宜為0.1m/s。2、最高時流量的停留時間應(yīng)大于 2

47、min。3、有效水深宜為2.03.Om,寬深比宜為11.5。4、處理每立方米污水的曝氣量宜為 0.10.2m3空氣。5、進水方向應(yīng)與池中旋流方向一致，出水方向應(yīng)與進水方向垂直，并直 設(shè)置擋板。6 、污水的沉砂量，可按每立方米污水 0.03L計算；合流制污水的沉砂量 應(yīng)根據(jù)實際情況確定。7、砂斗容積不應(yīng)大于2d的沉砂量，采用重力排砂時，砂斗斗壁與水平 面的傾角不應(yīng)小于55 o8、池底坡度一般取為 0.10.5。9、沉砂池除砂宜采用機械方法，并經(jīng)砂水分離后貯存或外運。采用人工 排砂時，排砂管直徑不應(yīng)小于200mm排砂管應(yīng)考慮防堵塞措施。3.3.3曝氣沉砂池的設(shè)計計算1、沉砂池有效容積V =60Qt

48、式中 V沉砂池有效容積，m2;t停留時間，min。本設(shè)計中取 t=3min 3 V =60 0.502 3 = 90.36 m2、水流斷面面積A Q A = 一 Vl式中 A水流斷面面積，m2;v1水平流速，m/s o設(shè)計中取 v1=0.1m. sA 0.5022A = 5.02m0.13、池總寬度AB 二一 h 式中 B沉砂池寬度，mh沉砂池有效水深,A A 0.502B = 一 = = 2.51mh 2設(shè)計中取 h=2m旦=2.51 1.255 在 1.01.5 之間o4、池長VL= =60vt=60 0.1 3 =18mA5、每小時所需的空氣量q =3600Qd式中 q 每小時所需的空氣

49、量，m3/h ；d 1m3的污水所需要的空氣量，m3/m3污水設(shè)計中d=0.2m3/m3污水q =3600 0.502 0.2 =361.44m3 h6、沉砂室所需容積Q X T 86400106式中 X城市污水沉砂量（m3/l06m3污水），設(shè)計中取X =30m3/l06m3污水T清除沉砂的間隔時間，設(shè)計中取 T=2d一 一 4 一 一10 1030 210c 3二6m從而可計算得每個沉砂斗的容積為： V。=V=2m3N 37、沉砂斗幾何尺寸計算設(shè)計中取沉砂斗底寬為a1 =0.5m ,沉砂斗壁與水平面的傾角為 口 = 60，沉砂斗高度h2 =1.3 m則 沉砂斗的上口寬度為：a=a+d =&

50、quot;3+0.5=2.0mtan 60 tan60沉砂斗的有效容積：V 三' a2aa1a12 =13 2.02 2.0 0.5 0.52 )=2.275m2 2m2338、池子總高設(shè)池底坡度為0.4,破向沉砂斗，池子超高h(yuǎn)1=0.3mM 池底斜坡部分的高度：h3 = 0.4父史= 0.4父251二20 = 0.102m22池子總高：H -h h1 h2 h3 -2 0.3 1.3 0.102 -3.702m9、驗算流速當(dāng)有一格池子出故障，僅有兩格池子工作時:VminQmax _ 1.50463 nhb 2 2 2.51=0.15m/ s 0.10m/s當(dāng)有兩格池子出故障，僅有一格

51、池子工作時：Vmin = Qmax = 1.50463 =0.30m/s . 0.15m/snhb 1 2 2.5110、進水渠道格柵的出水通過DN1250mm的管道送入沉砂池的進水渠道，然后進入沉砂 池，進水渠道的水流流速Q(mào)v1 -BH式中 V1 進水渠道水流流速，m/s;B1 進水渠道寬度，m ；H1 進水渠道水深， m 0設(shè)計中取 B1=1.2 m , H1 =0.8m。=0.52 m s0.502v1 =900X900,流1.2 0.8水流經(jīng)過進水渠道再分別由進水口進入沉砂池，進水口尺寸 速校核:Qmax1.50463= 0.62m/sv 二二A 0.9 0.9 32進水口水頭損失h

52、= =1.062g代入數(shù)值得：h=1.060.62 = 0.02 m2 9.81進水口采用方形閘板，SFZ型明桿或鑲鋼鑄鐵方形閘門 SFZ-900,沉砂斗采用 H46Z2.5旋啟式底閥，公稱直徑 200mm。11、出水堰計算出水采用沉砂池末端薄壁出水堰跌落出水，出水堰可保證沉砂池內(nèi)水位標(biāo) 高恒定，堰上水頭為Q、mb2 72g式中 Hi堰上水頭，m；m流量系數(shù)，一般取 0.40.5,設(shè)計中取m =0.4;b2堰寬，m,等于沉砂池的寬度。2,''0.502*八。H 2 . I = 0.23m<0.4x2.51x2x9.81 )出水堰后自由跌落高度0.12m,出水流入出水槽，出

53、水槽寬度 B2 = 1.0m, 出水槽水深h2 =0.6m ,水流流速v2 =0.84 m/s。采用出水管道在出水槽中部與 出水槽連接，出水槽用鋼混管，管徑 DN =800mm,管內(nèi)流速v3=1.34 ms ,水 利坡度i =2.39%,水流經(jīng)出水槽流入集配水井。12、排砂裝置采用吸砂泵排砂，吸砂泵設(shè)置在沉砂斗內(nèi)，借助空氣提升將沉砂排出沉砂池，吸砂泵管徑DN = 200mm 0曝氣沉砂池示意圖見下圖3-3I- - -I圖3-3曝氣沉砂池剖面圖示意圖1壓縮空氣管 2 空氣擴散管3 一集砂槽3.3.4曝氣沉砂池曝氣計算1、空氣干管設(shè)計干管中空氣流速一般為1015m/s,取空氣流速12m/s,則, 4q 4 3 361.44d0.18m',二 v 3.14 12 36002、支管設(shè)計干管上設(shè)10根配氣管，則每根豎管上的供氣量為:q 361.443 ； =36.144m/h 根1010沉砂池總平面面積為：LX B = 5.02 M3=15.06m2 ,取15m2直徑為選用YBM-2型號的膜式擴散器，每個擴散器的服務(wù)面積為1.5m2,500mm則需空氣擴散器總數(shù)為：15=10個。1.5則每根配氣管有1個空氣擴散器，每個擴散器的配氣量為：361