菏澤市S縣污水處理廠設計

PAGEPAGE103第一章設計說明書第一節(jié)前言一、設計依據菏澤市隨著改革開放的不斷深入，經濟發(fā)展較為迅速，近年來經濟穩(wěn)步發(fā)展，城區(qū)的規(guī)模不斷擴大，人口也不斷的增加，人民的生活水平也在不斷的提高，城區(qū)內新建了許多的工企業(yè)，致使城市的生活污水和工業(yè)廢水量也逐年增加，如果這些污水未經處理而直接排入城市周圍的水體，會導致嚴重的水體污染、水質惡化。水污染不僅會威脅到城市居民的身體健康，還會破壞城市的整體環(huán)境，影響城市的投資環(huán)境，阻礙城市的經濟發(fā)展。建設污水處理廠是控制水污染的有效手段，也是城市基礎建設的一個重要環(huán)節(jié)，這一目標的實現(xiàn)與否，不僅直接影響該市各項功能的發(fā)揮，也標志著城市基礎建設的完善程度，成為衡量城市現(xiàn)代化的標準之一，污水處理廠的建設，不僅反映城市的經濟實力、人口素質和社會文明水平，也可以通過污水的集中處理，降低企業(yè)和社區(qū)污水處理的費用，減少企業(yè)的生產成本，從而增加對內資和外資的吸引力。良好的城市環(huán)境也會加快該地區(qū)旅游業(yè)的發(fā)展，增加該地區(qū)的市民收入和財政收入。為了不斷改善城市的環(huán)境狀況，提高居民的生活水平和生活質量，促進經濟的可持續(xù)發(fā)展，適應對外開發(fā)，加速發(fā)展的要求，建設污水處理廠、完善污水處理系統(tǒng)已成為當務之急，該項目的實施，必將產生巨大的社會效益和經濟效益。二、設計任務來源：蘭州交通大學環(huán)境與市政工程學院環(huán)境工程系三、設計的目的及要求（一）設計的目的1．運用所學的基礎理論和專業(yè)知識，根據國家的方針政策，解決工程實際問題，達到總結、鞏固、擴大、深化所學的知識的目的。2．分析問題和解決問題的能力，提高學生獨立工作的能力。3．同時使學生更多的閱讀參考資料，使用規(guī)范、設計手冊，標準設計圖紙，產品目錄，進一步培養(yǎng)的學生的計算和繪圖的能力，編寫說明書的技能，畢業(yè)設計是教學計劃的最后一個重要的教學環(huán)節(jié)，是學生獲得學士學位的必要條件。學生在教師的指導下，通過畢業(yè)設計受到一次綜合運用所學理論知識和技能的訓練，進一步提高分析問題和解決問題的能力；學會閱讀參考文獻，收集、運用設計原始資料的方法以及如何使用規(guī)范、手冊、產品目錄、選用標準圖的技能，從而提高設計計算及繪圖能力。（二）設計要求畢業(yè)設計開始之前，同學們必須認真閱讀畢業(yè)設計任務書，復習教材有關部分章節(jié)以及熟練所用規(guī)范、手冊、標準圖紙等有關文獻資料，所做設計應力求設計原則與方案能夠貫徹國家的有關方針政策，論證正確合理，設計計算正確，圖面清楚，說明書簡明扼要，文理通順，在規(guī)定的時間內，保質保量的完成所規(guī)定的任務。四、設計內容及設計資料本設計內容按照初步設計要求，對處理構筑物要求進行比較詳細的計算，繪制出圖紙，找出所需設備，設計內容包括：污水處理和污水處理的部分，設計資料詳見設計任務書。根據設計任務書，進行方案比選確定所選方案；對各污水處理構筑物進行設計計算；布置污水廠總平面圖并對污水流程高程系統(tǒng)進行設計；設計污水泵站。第二節(jié)設計的指導思想及原則一、設計指導思想 （一）綜合運用所學的基礎理論和專業(yè)知識，根據國家的方針政策解決工程實際問題，達到總結鞏固深化學習所學知識。（二）這次設計既是對自己所學知識的考察，也是崔自己綜合應用能力的檢驗，通過這次設計，可以提高這方面的能力，培養(yǎng)分析問題解決問題的能力，提高獨立工作的能力。（三）這次設計必須會數連隊的運用各種設計手冊和工具書。手冊和工具書是我們必備的工具，通過這次設計我們可以熟練運用手冊和工具書，進一步培養(yǎng)自己的計算和會如、編寫說明書的技能，未將來的工作打下扎實的基礎。二、設計原則（一）設計總原則1．根據設計的出水要求，選擇適宜的處理工藝流程，結合當地的各項自然條件，選擇工程造價及運行費用都盡量低的工藝。2．無論采用什么處理工藝，都應做到盡量少占或不占農田或良田。該城市用地布局集中，地形坡向河邊，且沿河的上游至下游地面標高逐漸降低，比較適合采用集中處理污水。3．要充分利用地形，選擇有適當坡度的地區(qū)，以滿足污水處理構筑物高程布置的需要，減少土方工程量。若有可能，宜采用污水不經提升直接自流流入處理構筑物的方案，可節(jié)省動力費用，降低處理成本。4．水廠應按近期設計，考慮遠期發(fā)展。根據使用要求和技術經濟合理性等因素，對近期工程亦可作分期建造的安排。對于擴建、改建工程，應從實際出發(fā)，充分發(fā)揮原有設施的效能，并應考慮與原有構筑物的合理配合。5．水廠設計中應考慮各構筑物或設備進行維修、清洗及部分停止工作時，仍能滿足用水要求。例如，主要設備（如水泵機組）應有備用量。6．水廠機械化和自動化程度，應本著提高科學管理水平和增加經濟效益的原則，根據實際生產要求，技術經濟合理性和設備供應情況，妥善確定，逐步提高。7．設計中必須遵守設計規(guī)范的規(guī)定。如果采用現(xiàn)行規(guī)范中尚未列入的新技術（新工藝、新設備和新材料），則必須通過科學研究，確證行之有效，方可付諸工程實踐。但對于確實行之有效、技術經濟高、技術先進的新工藝、新設備和新材料，應積極采用，不必受現(xiàn)行規(guī)范的約束。（二）工業(yè)廢水排入城市管網前的要求工業(yè)廢水接入城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)的水質，不應影響城鎮(zhèn)排水管渠和污水處理廠等的正常運行，不應對養(yǎng)護管理人員造成傷害，不應影響處理后出水和污泥的排放和利用，且其水質應按有關標準執(zhí)行。工業(yè)廢水排入城市污水系統(tǒng)前，必須符合《污水排入城市下水道水質標準》[CJ18-86],以保護城市下水道設施不受損壞，保證城市污水處理廠的正常運行，保障養(yǎng)護人員的人身安全，所以，工業(yè)廢水應該視情況而定，廢水管道宜盡量減少出口，在接入城鎮(zhèn)排水管道前應設置檢測設施，在水廠內進行不要的局部處理以達到[CJ18-86],的水質標準才可以排入城市排水系統(tǒng)。（三）污水排放控制項目根據污染物的來源及性質，將污染物控制項目分為基本控制項目和選擇控制項目，污水處理廠工藝可以去除，包括：BOD、COD、SS動植物油、石油類、LAS、總氮、NS3-N、總磷、色度、PH、糞大腸菌群數，共12項?；究刂祈椖勘仨殘?zhí)行，選擇控制項目對環(huán)境有較長遠影響的或毒性較大，或是影響生物處理的，在城市污水處理廠不易去除的，主要來源于工業(yè)污染物，如，重金屬，有毒有害的化學物質，和微污染物等，這一類污染物應在控制源頭，根據安全性的原則和污水廠接納工業(yè)污染物的類別，由地方環(huán)境保護行政主管部門選擇控制。本標準選擇控制項目包括汞、鉻、砷、鉛、鎳、鈹、銀、酚、氰、硫化物，甲醛、苯胺類，硝基苯類，三氯乙烯，四氯化碳等共50項。（四）城市污水廠處理工藝標準分級根據排入水體的環(huán)境要求，按處理廠的規(guī)模和所采取的處理工藝類別（即：一級強化處理、二級處理、二級強化處理、深度處理）將標準分為四級。1.國家和地方規(guī)劃的非重點流域和廢水源保護區(qū)的污水處理場（僅限于2021年12月31日之前建成的。可先進性一級強化處理，采用一級強化處理工藝的執(zhí)行四級標準。城市和重點流域以及水源保護區(qū)的污水處理廠，應建設二級處理設施，執(zhí)行三級標準。3.城市污水處理廠出水排入封閉或半封閉水域時，應進行二級強化和除磷處理，執(zhí)行二級標準。4.城鎮(zhèn)污水處理廠出水進入稀釋能力小于二倍的河道或季節(jié)性河流，并作為河道景觀補充水時，宜進行深度處理，執(zhí)行一級標準。選擇控制項目不分級。（五）污水廠要求1．進入城市污水處理廠的水質，其值不得超過GJ18標準的規(guī)定。2．城市污水處理廠，按照處理工藝和處理程度的不同，分為一級處理和二級處理。3．經城市污水處理廠處理的水質排放標準，應符合任務書的規(guī)定。4.城市污水處理廠處理后的污水應排入GB33838標準規(guī)定的Ⅳ、Ⅴ類地表水水質。（六）污泥排放標準1．城市污水處理廠的污泥應本著綜合運用，化害為利，保護環(huán)境，造福人類的原則進行妥善處理和處置。2．城市污水處理廠的污泥應因地制宜采取經濟合理的方法進行穩(wěn)定處理。3．在廠內經穩(wěn)定處理后的污泥要進行脫水處理，其含水率要小于80﹪。4．處理后的污泥，用于農業(yè)時，應符合GB4284標準的規(guī)定，用于其他方面時，應符合有關標準的規(guī)定。5．城市污水處理廠的污泥不準任意丟棄，禁止向一切地面水體及其沿岸、山谷、洼地、溶洞以及劃定的污泥場以外的任何區(qū)域排放城市污水處理廠的污泥，城市污水處理廠的污泥排海時，應按照GB3097及海洋管理部門的有關規(guī)定執(zhí)行。（七）檢測、排放與監(jiān)督1．城市污水處理廠應在總進、出口處設置檢測井，對進、出水水質進行檢測，檢測方法應按GJ26的有關規(guī)定執(zhí)行。2．城市污水處理廠應設置計量裝置，以確定處理水量。3．城市污水處理廠排放污泥的質和量的檢測應按有關規(guī)定執(zhí)行。4．城市污水處理廠化驗室以及化驗設備應按GJJ31的規(guī)定配備。5．城市污水處理廠的檢查人員必須經技術培訓，并經主管部門考核合格后，承擔檢驗工作。6．處理構筑物或設備等發(fā)生故障，使未經處理或處理不合格的污水、污泥排放時，應及時排除故障，做好檢測記錄并上報主管部門處理。7．當進水水質超標或水量超負荷時必須上報主管部門處理。8．本標準由城市污水處理廠的建設、規(guī)劃和運行管理等單位執(zhí)行，城市污水處理廠的主管部門負責監(jiān)督和檢查。設計依據（一）菏澤市S縣地理位置、地形地貌、地質、水文、氣象等條件。（二）任務書提供的設計水質水量。（三）出水標準達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2021）中城鎮(zhèn)二級污水處理廠的一級排放標準的B標準。第三節(jié)方案比選一、設計要求該廠設計規(guī)模為4萬m3/d，進水水質：COD≤400mg/L，BOD≤200mg/L，SS≤200mg/L，NH3-N≤30mg/L，TP≤3mg/L;出水水質：COD=60mg/L，BOD=20mg/L，SS=20mg/L，NH3-N=8mg/L，TP=1.5mg/L。去除率：COD：85%，BOD：90%，SS：90%，NH3-N：73.3%，TP：50%。二、工藝比較現(xiàn)根據已知的污水水質及要求的處理效果進行方案比選，以選擇最適合此次設計的工藝方案，目前我國在脫氮除磷方面應用最廣泛的，也最行之有效的三個方案是A2/O工藝，SBR法，以及氧化溝工藝。下面就對氧化溝和SBR法這兩種工藝進行比較。氧化溝工藝1．工藝概述氧化溝又稱連續(xù)循環(huán)式反應池，或“循環(huán)曝氣池”，因其的構筑物呈封閉的通道而得名，故有人稱其為“無終端的曝氣系統(tǒng)”。氧化溝法是活性污泥法的一種變型，它將連續(xù)式反應池用作生物反應池，污水和活性污泥混合液在該反應池中以一條閉合式曝氣渠道進行連續(xù)循環(huán)，氧化溝通常在延時曝氣的情況下使用，這時，水和固體的停留時間長，有機物質的負荷低，它使用一種帶方向控制的曝氣和攪拌裝置，向反應池中的物質傳遞水平速度，從而使被攪動的液體在閉合式曝氣渠道中循環(huán)。它的水力流態(tài)和普通活性污泥法相差較大，是一種首尾相接的循環(huán)流，通常采用延時曝氣。其工作原理和特征如下：（1）水流混合方面：在流態(tài)上，氧化溝介于完全混合和推流之間。它的這種獨特的水流狀態(tài)有利于活性污泥的生物凝聚作用，而且可以將其區(qū)分為富氧區(qū)和缺氧區(qū)，用以硝化和反消化，取得脫氮的效應。（2）工藝方面：可考慮不設初沉池，有機性懸浮物和氧化溝內能夠達到好氧穩(wěn)定的程度。BOD負荷低，同活性污泥法的延時曝氣系統(tǒng)。氧化溝技術發(fā)展較快，類型多樣，根據其構造和特征主要分為帕斯韋爾氧化溝，卡魯塞爾氧化溝，交替工作式氧化溝，奧貝爾氧化溝，一體氧化溝。帕斯韋爾氧化溝采用單環(huán)路，在溝的出口處安裝可調式溢流堰，以控制水位和曝氣設備的淹沒深度，一般設置中心島或中心墻，其中以設置中心墻居多，為了減少彎道損失，并最大限度的減少彎道隔墻下游背流處的固體沉淀，需要在渠道彎曲部分設置導流墻，原污水和回流污泥在曝氣轉碟上游進入氧化溝，以便在曝氣轉碟處的橫截面上充分混合分配，防止短路。帕斯維爾氧化溝的優(yōu)點有：①出水水質好，脫氮效果明顯。②構筑物簡單，運行管理方便。③結構多樣，可根據地形選擇合適的構筑物結構形式。缺點：單座構筑物處理能力有限，流量大時，分組太多，占地面積較大，增加了管理的難度。2．相關計算（1）設計參數污泥產率系數：Y=0.55污泥自身氧化率：=0.055混合液懸浮固體濃度(MLSS)：X=4000mg/l混合液揮發(fā)性懸浮固體濃度(MLVSS)：=0.75X=3000mg/l污泥齡：30d20℃時脫氮率：=0.035kg(還原的NO3-N)/（kg?MLVSS?d）（2）已知條件平均設計進水量：Q=40000m3/d進水總懸浮固體濃度(TSS)：=200mg/l出水總懸浮固體濃度（VSS）：=20mg/l進水揮發(fā)性懸浮固體濃度：X=200×0.70=140mg/l進水BOD5濃度：=200mg/l出水BOD5濃度：=20mg/l進水總氮：TN=45㎎/l出水總氮：TN=20mg/l進水氨氮：30mg/l出水氨氮：8mg/l進水總磷：TP=3mg/l出水總磷：TP=1.5mg/l（3）去除BOD5①氧化溝出水中溶解性的BOD5濃度為S，mg/l，為了保證沉淀池出水BOD5濃度Se≤20mg/l，必須控制氧化溝出水的BOD5濃度，因為沉淀池出水中的VSS也是構成BOD5濃度的一個組成部分。S＝－式中，為沉淀池出水中的VSS所構成的BOD5的濃度=1.42×0.7×20×=13.59㎎/LS=20-13.59=6.41(mg/l)②好氧容積計算=0.55×30×40000×(0.2-0.00641)/3×(1+0.055×30)=16072m3③好氧區(qū)的水力停留時間==0.418(d)=10.02(h)④剩余污泥量：==1626.2m3/d=1626.2+40000×(0.2-0.14)-40000×0.02=3226.2m3/d去除1㎏BOD5產生的干污泥量==0.4481(㎏Ds/㎏BOD5)（4）脫氮①需氧化得氨氮量，氧化溝產生得剩余污泥中含氮率為12.4％，則用于生物合成得總氮量為:==5.04(mg/l)脫氮量需要脫氮量＝進水TKN－出水TN－用于生物合成得氮＝45－20－5.04＝19.96㎎/L需要氧化的氨氮量=進水TKN－出水氨氮－生物合成所需氮＝45－8－5.04＝31.96(mg/l)脫氮所需容積V2：則脫氮率：=0.024kg/(kg/d)=40000×19.96/(0.024×3000)=11089m3脫氮水力停留時間==0.277(d)=6.65(h)（5）氧化溝總容積V及停留時間t=16072+11089=27161m3＝27161/40000＝0.68（d）＝16.3(h)（6）需氧量計算①設計需氧量AORAOR＝去除BOD5需氧量－剩余污泥中BOD5需氧量＋去除氨氮得耗氧量－剩余污泥中氨氮得耗氧量－脫氮產氧量BOD5需氧量D1：=0.52×40000(0.2-0.00641)+0.12×27161×3=13804.6㎏/d其中:微生物對有機物底物氧化分解的需氧率，取0.52活性污泥微生物自身氧化的需氧率，取0.12剩余污泥中BOD5需氧量D2：＝1.42×1626.2＝2309kg/d去除氨氮的需氧量D3：＝4.6×（45-8）×40000/1000＝6808kg/d剩余污泥中氨氮的耗氧量D4：D4＝4.6×污泥含氮率×氧化溝剩余污泥＝4.6×12.4%×＝4.6×12.4%×1626.2＝927.6kg/d脫氮產氧量D5：＝2.86×19.96×40000/1000＝2283.4kg/d總需氧量AOR：AOR＝D1-D2+D3-D4-D5＝13804.6-2309+6808-927.6-2283.4＝15092.6kg/d取氧化溝的有效水深為3m，則占地面積為A＝=9054㎡（7）二沉池的占地面積：（二）SBR工藝1．工藝特點SBR工藝是最早的污水處理工藝，由于受到自動化水平和機械制造的限制，早期的SBR操作煩瑣，設備可靠性差，因此應用較少，近年來，由于自動化水平的提高和設備制造工藝的改進，SBR工藝克服了操作煩瑣的缺點，提高了設備的可靠性，設計合理的SBR具有良好的脫氮除磷效果，因而近年來倍受關注，成為污水處理工藝中應用最為廣泛的工藝，SBR工藝的基本特征是在一個反應池中完成污水的生化反應，沉淀，排水，排泥，處理設施比一般氧化溝還要簡單。SBR工藝的概念和操作靈活性使其易于引入厭氧/好氧除磷過程或缺氧/好氧除氮過程，通過調整運行周期以及控制各工序時間的長短，可實現(xiàn)對氮磷的高效去除。SBR工藝的優(yōu)點（1）理想的推流過程使生化反應推動力增加，效率提高，池那厭氧、好氧交替狀態(tài)，凈化效果耗。（2）運行效果穩(wěn)定，污水在理想的靜止狀態(tài)下沉淀，需要得時間短，效率高，出水水質好。（3）耐沖擊負荷，池內有滯留得處理水，堆污水有稀釋、緩沖得作用，有效抵抗水量、水質中有機物得沖擊。（4）工藝過程得各工序可根據水質、水量進行調整，運行靈活。（5）處理設備少，構造簡單，便要維護和管理。（6）反應池內存有COD、BOD5濃度剃度，有效控制活性污泥得膨脹。（7）SBR系統(tǒng)本身也適于組合構造方法，利于廢水處理廠得擴建和改造。（8）適當得控制運行方式，實現(xiàn)好氧、厭氧狀態(tài)交替，具有很好得脫氮除磷得效果。（9）工藝流程簡單，造價低，主設備只有一個序批式間歇反應器，無二沉池，污泥回流系統(tǒng)，調節(jié)池和初沉池也可省略，布置緊湊，占地面積小。2．設計參數日最大變化系數：1.38活性污泥自身氧化系數：0.06二沉池出水SS：20mg/l二沉池出水SS中VSS所占比例:f=0.75二沉池出水總BOD5:20mg/L污泥齡＝25d污泥產率系數Y=0.55進水VSS中可生化部分比例：0.7有機物氧化需氧系數:=0.52污泥需氧系數:=0.123．已知條件平均設計進水量：Q=40000m3/d進水總懸浮固體濃度(TSS)：200mg/l出水總懸浮固體濃度：20mg/l進水揮發(fā)性懸浮固體濃度：X=200×0.75=150mg/l進水BOD5濃度：200mg/l出水BOD5濃度：20mg/l進水總氮：TN=45mg/l出水總氮：TN=20mg/l進水氨氮：30mg/l出水氨氮：8mg/l進水總磷：TP=3mg/l出水總磷：TP=1.5mg/l4．設計計算（1）運行周期反應器個數n1=4,周期時間t=6h,周期數n2=4，每周期每個反應器處理水量1875m3，每周期分為進水、曝氣、沉淀、排水四個階段。進水時間＝1.5h據潷水器性能，排水時間0.5hMLSS取4000mg/l,污泥界面沉降速度:＝4.6×10000×＝1.33m曝氣潷水高度h1=1.55m,安全水深ε=0.5m,沉降時間:＝＝1.54h曝氣時間＝6-1.5-1.54-0.5＝2.46h反應時間比＝0.41（2）曝氣池體積V：二沉池出水BOD5由溶解性BOD5和懸浮性BOD5組成，其中只有溶解性BOD5與工藝計算有關，出水溶解性BOD5可用以下公式計算：出水溶解性BOD5：＝20-7.1×0.06×0.75×20＝13.6mg/l曝氣池體積為：＝＝32258m3（3）剩余污泥量剩余污泥由生物污泥和非生物污泥組成剩余生物污泥量Kd與水溫有關，0.06＝0.05剩余生物污泥量＝＝2489.9kg/d剩余非生物污泥量＝＝3420kg/d剩余污泥總量＝2489.9+3420＝5910kg/d（4）設計需氧量設計需氧量包括氧化有機物需氧量，污泥自身需氧量，氨氮消化需氧量和出水帶走的氧量。氧化有機物和和污泥需氧量AOR1：＝＝8638.5kg/d進水總氮N0=45mg/l,出水氨氮Ne=8mg/l,硝化氨氮需氧量AOR2:=5934kg/d反硝化產生的氧量AOR3:工藝氧化溝（帕斯韋爾）SBR剩余污泥量（Kg/d）3226.25910占地面積（m2）126101632需氧量（kg/d）15092.611906.5脫氮效果一般很好曝氣采用機械曝氣，效率低，不均勻，能耗大。采采用鼓風曝氣，曝氣器均勻布置在池底，動力效率高，能耗低。耗電量較大較大自控要求相對較低相對較高=2626kg/d總需氧量：=8638.5+5964-2626=11946.5kg/d兩中方案比較如表1表1方案比選表(5)曝氣池的占地面積：SBR反應池共設四座，每座曝氣池長32米，寬14米，水深5米，超高0.5米，有效體積2040m3，四座反應池的總有效體積8160m3，占地面積1632㎡.三、工藝流程的確定根據以上計算和比較，可以看出，SBR法相對氧化溝工藝經濟、占地省，所以該污水處理廠的設計擬采用SBR工藝。工藝流程如下：進水→粗格柵→提升泵站→細格柵→沉砂池→SBR反應池→接觸池→出水 ↓污泥濃縮池↓污泥脫水房→外運四、構筑物的比選（一）粗格柵的選擇城市污水中含有大量的漂浮物質，為保證污水泵和后面的正常運行，粗格柵的設置是非常必要的，另外，也可以減輕后續(xù)構筑物的處理負荷，根據現(xiàn)有污水處理廠的運行經驗及有關資料介紹，本設計污水泵前設一粗格柵。（二）細格柵的選擇經污水提升泵房提升的污水含有粒徑較小的漂浮物，前面的粗格柵無法攔阻，但是又會給后面的處理帶來負擔和不便，在泵房的后面要對這些小顆粒的漂浮物進一步進行處理，因此在泵站后面設置細格柵。（三）沉砂池的選擇由于城市污水中含有大量的無機懸浮顆粒，這些物質在后面的生物過程中，對活性污泥會產生許多不良的影響，并且這些物質沉降下來后，會對污泥的處理帶來許多的不便，因此這些物質在進入生物處理階段前必須被去除。采用沉砂池可以去除這些無機懸浮顆粒。常見的沉砂池（1）平流沉砂池（1）曝氣沉砂池（3）多爾沉砂池（4）鐘式沉砂池2．各種沉砂池的優(yōu)缺點（1）平流沉砂池優(yōu)點：平流沉砂池攔截無機顆粒效果好；其工作穩(wěn)定，結構簡單，排砂方便。缺點：平流沉砂池的沉砂中還有10﹪的有機物，這些有機物給砂的后續(xù)處理帶來許多的不便；保持0.3m/s的水流速度比較困難，因進水水量變化幅度大；現(xiàn)優(yōu)恒定水流速度的設施不是很理想，比例流量堰有時會在池底形成較高的流速而使沉淀的砂粒沖起。（2）曝氣沉砂池優(yōu)點：在沉砂效果相同的情況下，適應水流變化的能力強；水頭損失??；通過控制曝氣強度，可使沉淀下來的砂粒的腐化有機物的含量降低；只要調節(jié)現(xiàn)場操作條件，即可改變其除砂的性能，運用靈活度大，可以在一級處理前作為混合、絮凝、預曝氣的作用，可以改善進水的腐化狀況從而提高后續(xù)的處理效果。缺點：能耗比其他的沉砂池大，運轉勞動力較多，如何獲得良好的螺旋環(huán)流流態(tài)擋板的位置，良好的砂斗和排砂系統(tǒng)等在設計上還存在許多的問題。（3）多爾沉砂池優(yōu)點：不需要進行流量控制，通過池子的水頭損失較小，刮泥機的傳動部分、軸承部分等均在水面之上，壽命長，便于使用維修，在國外此種沉砂池已經系統(tǒng)化，而且除砂、洗砂、分選設備也已經成套。缺點：布水不均勻，進口處理量分布導流板很難調節(jié)，故影響處理效果，沉淀砂粒有機物較多，特別是進水量低時，池身小于0.9m，刮砂時易將砂粒攪起。（4）鐘式沉砂池優(yōu)點：適應流量變化的能力強，水頭損失小，細砂粒去除率高，機械傳動部分在水面以上，便于維修，動力效率高。缺點：國外公司的專有產品和技術設計，技術成本比較高，攪拌漿會纏繞纖維狀物體，砂斗內的砂子因為被壓實而抽排困難，往往需要高壓水和空氣去攪動，池子本身雖占地小，但由于要求切線方向進水并且進水渠道直線較長，池子數目多于兩個時，配水困難，占地也大。通過以上各種沉砂池優(yōu)缺的比較可知，平流式沉砂池的沉砂中含有一定量的有機物，使沉砂的后續(xù)處理困難增大，需要配置洗砂機，這樣會增加運行費用，同時也要消耗人力和物力，而且增加了設備的占地面積。近年來，有許多的污水處理廠都采用了曝氣沉砂池，并取得了良好的效果，而且，可以通過曝氣，使污水的流動狀態(tài)極不穩(wěn)定，這樣可以通過摩擦、碰撞等一系列的作用，將無機顆粒表面上的有機物分離下來。根據進出水水質的狀況，本設計采用曝氣沉砂池。（四）調節(jié)池的確定調節(jié)池雖然不具備污水處理的能力，但對后續(xù)污水處理及運行效果具有重要的作用，因為SBR是階段性運行，而水量是均勻的，因此設置調節(jié)池也具有儲水的作用。（五）接觸池的確定由于該污水處理廠屬于典型的城市污水處理廠，主要處理生活污水，因此其中含有病原體等一些有害的微生物，這些物質不能直接排入水體，因此，需要對處理后的水進行消毒，，必須采用接觸池，本設計采用液氯消毒。（六）巴氏計量槽的確定為了準確的掌握污水處理廠的污水量，并對水量資料和其它運行資料進行綜合的分析，提高污水處理廠的運行管理水平，需要在污水處理系統(tǒng)設置計量設備，本設計采用在接觸池后設置巴氏計量槽，在這里設置，施工方便。這種計量槽精確度高、水頭損失小，、底部沖刷力大，不易沉積雜物，（七）重力濃縮池的確定為了方便污泥的后續(xù)機械脫水處理，減少機械脫水設備的容量和脫水過程中混合劑用量，先對污泥進行濃縮處理，降低污泥的含水率。本設計采用連續(xù)重力濃縮池。（八）機械脫水設備的確定污泥經過濃縮后，依然含有97﹪的水分，體積依然很大，具有較強的流動性，為了方便綜合運用和外運，需要對污泥進行脫水處理，經查閱文獻和設計手冊，本設計采用帶式污泥脫水機。第四節(jié)各處理構筑物的設計參數及相關尺寸一、泵前粗格柵（一）設計參數格柵傾角：格柵間隙：柵前水深：過柵流速：單位柵渣量：（二）結構尺寸總槽寬：B=1.2m柵后槽總高度：H=0.87m柵槽總長度：L=2.58m所對應的格柵尺寸為：長×寬=8×5.6m二、泵后細格柵（一）設計參數格柵傾角：柵條間隙：柵前水深：過柵流速：單位柵渣量：（二）結構尺寸總槽寬：B=1.09m柵后槽的總高度：H=1.14m柵槽總長度：L=2.58m所對應的格柵間尺寸：長×寬=7.8×6m三、曝氣沉砂池（一）設計參數最大設計流量時的旋轉流速：最大設計流量時的水平流速：最大設計流量時的流行時間：城市污水的沉砂量：有效水深：2~3m，取寬深比：1~1.5清除沉砂的時間間隔：每污水的曝氣量為0.2空氣（二）結構尺寸池長：L=12m池寬：B=2.56m池高：H=3.3m四、SBR反應池前的調節(jié)池池長：L＝67m池寬：B＝67m池深：H＝3m五、SBR反應池（一）設計參數日最大變化系數：活性污泥自身氧化系數：二沉池出水SS：二沉池出水SS中VSS所占的比例：f＝0.75二沉池出水中總的：污泥齡：污泥的產率系數：進水VSS中可生化部分的比例：有機物氧化的需氧系數：污泥需氧系數：（二）結構尺寸設四座SBR反應池單池持長L＝34m單池池寬B＝12m有效水深H＝5m六、接觸池采用隔板式接觸池（一）設計參數接觸時間t＝30min（二）接觸池的結構尺寸接觸池的長度L＝43.2m接觸池的寬度B＝15m有效水深H=1.8m接觸池的分隔數n=5個（三）氯庫及加氯間的結構尺寸氯庫及加氯間采用分建式氯庫：長×寬×高＝10×4×4.5m加氯間：長×寬×高＝10×4×4.5m七、連續(xù)式重力濃縮池采用中心進泥周邊出水（一）設計參數剩余污泥為活性污泥，固體通量（二）結構尺寸濃縮池的直徑為D＝13m濃縮池的深度H＝5.3m（三）脫水機房設計參數帶式壓濾機的污泥產率為200kg干泥/d（四）機構尺寸壓濾機的帶寬為2m，機房長×寬＝20×15m第五節(jié)污水提升泵房的設計一、設計參數吸水管流速：0.8～1.5m/s壓水管流速：1.2～1.8m/s二、結構尺寸采用圓形泵房D=15m三、泵的選擇選用KWPK350－400的無阻塞離心泵四臺，每臺Q＝460～1054噸/h，揚程H＝3.8～9.4m，電機功率18.5～30kw第六節(jié)主要設備一覽表表2主要設備一覽表設備名稱設備型號設備臺數反撈式格柵除污機FHG型4臺鼓風機RC－1002臺潛水攪拌機BQT0757臺鼓風機SD60×78－200/70002臺中低壓離心通風機B4－72－12－N0.3.3A1臺加氯機MJ2－Ⅱ2臺焊接液氯鋼瓶YL－10005個潛水排污泵550QW3500－7－1104臺滾壓帶式壓濾機DY－20213臺第二章設計計算書第一節(jié)設計流量計算已知條件平均設計流量：Q＝40000生活污水總變化系數：＝1.38二、計算表3流量換算單位換算Q400005520020210463638.9231.51666.72300833.35注：其中＝第二節(jié)泵前粗格柵城市污水中含有大量的漂浮物質，為保證污水泵和后面的正常運行，粗格柵的設置是非常必要的，另外，也可以減輕后續(xù)構筑物的處理負荷，根據現(xiàn)有污水處理廠的運行經驗及有關資料介紹，本設計污水泵前設一粗格柵。設計參數格柵傾角：格柵間隙：柵前水深：過柵流速：單位柵渣量：二、設計計算柵槽寬度（1）柵條的間隔數n,個式中：——最大設計流量，——格柵傾角，取e——格柵間隙，m，取e=0.03mn——格柵間隙數，個h——柵前水深，m，取h=0.5m——過柵流速，m/s，取=0.8m/s格柵設兩組，按兩組同時工作設計，一格備用，一格工作校核。則：（2）格柵寬度B格柵寬度一般比格柵寬0.2~0.3m，取0.2m。設柵條寬度S=10mm=0.01m則柵槽寬度=0.01×（25-1）+0.03×25+0.2=1.2m通過格柵的水頭損失h（1）進水渠道漸寬部分的長度，設進水渠寬=1m，其漸寬部分展開角度，進水渠道內的流速為0.6m/s。＝0.28m（2）柵槽與出水渠道連接處的漸寬部分的長度，mm（3）通過格柵的水頭損失，m式中：——設計水頭損失，m——計算水頭損失，mg——重力加速度，k——系數，格柵受到污物堵塞時，水頭損失增大的倍數，一般采用3?！枇ο禂?，與柵條斷面有關，可按手冊提供的計算公式和相關數據計算，設柵條斷面為銳邊矩形斷面，3．柵后槽總高度H，m設柵前渠道超高4．柵槽總長度L，m式中：——柵前渠道深，，m＝0.28+0.14+0.5+1+＝2.38m5．每日柵渣量W，因為格柵間隙為30mm，當格柵間隙為30~50mm時，，所以本設計采用。應當采用機械清渣。6．格柵除污機設備選用（1）每日柵渣量，經過計算該污水處理廠每日的柵渣量，需要采用機械清渣。（2）格柵除污機的選用，格柵選兩臺反撈式格柵除污機，每臺的過水量為。根據設備制造廠提供的反撈式格柵除污機的有關技術資料，所選設備的技術參數為：安裝角度為電機功率為1.1設備寬度為1100mm。圖1粗格柵間的布置（單位：cm）圖2格柵的設計（mm）第三節(jié)泵后細格柵經污水提升泵房提升的污水含有粒徑較小的漂浮物，前面的粗格柵無法攔阻，但是又會給后面的處理帶來負擔和不便，在泵房的后面要對這些小顆粒的漂浮物進一步進行處理，因此在泵站后面設置細格柵一、設計常數格柵傾角：柵條間隙：柵前水深：過柵流速：單位柵渣量：二、設計計算（一）柵槽寬度1.柵條的間隙數n格柵設兩組，按兩組同時工作設計，一格停用，一格工作校核。取2.格柵寬度B柵槽寬度一般比格柵寬0.2~0.3m，取0.2m式中，柵條寬度S=0.01m取B=1.1m（二）通過格柵的水頭損失1.進水渠道漸寬部分的長度設進水渠道寬，其漸寬部分展開的角度為，進水渠道內的流速為0.8m/s2.格柵與出水渠道連接處的漸寬部分長度3.通過格柵的水頭損失設柵條斷面為矩形斷面，則式中：——設計水頭損失，m——計算水頭損失，mg——重力加速度，k——系數，格柵受到污物阻塞時的水頭損失，一般采用3。（三）柵后槽的總高度H設柵前渠道超高為（四）柵槽總高度1.柵前渠道深2.柵槽總高度L（五）每日柵渣量W式中：——總變化系數，=1.38所以應當選用機械除渣。選擇FHG型反撈式格柵除渣機：圖3泵后細格柵圖4細格柵間的布置（單位：cm）第四節(jié)曝氣沉砂池由于城市污水中含有大量的無機懸浮顆粒，這些物質在后面的生物過程中，對活性污泥會產生許多不良的影響，并且這些物質沉降下來后，會對污泥的處理帶來許多的不便，因此這些物質在進入生物處理階段前必須被去除。采用沉砂池可以去除這些無機懸浮顆粒。一、設計參數最大設計流量時的旋轉流速：最大設計流量時的水平流速：最大設計流量時的流行時間：城市污水的沉砂量：有效水深：2～3m，取寬深比：1～1.5清除沉砂的時間間隔：每污水的曝氣量為0.2空氣二、設計計算（一）池子總有效容積V，式中：——最大設計流量，，t——最大設計流量時的流行時間，min，取t=2min則：V=0.64×2×60=76.8（二）水流斷面面積A，式中：為最大設計流量時的水平流速，m/s，取=0.06m/s（三）沉砂池的尺寸1.池子的寬度B，m式中：為設計有效水深，m，取=2m設兩座曝氣沉砂池，每座的池寬為：寬深比：滿足要求。2.池長L，m3.沉砂斗容積4．每格設一個沉砂斗，共設兩個沉砂斗，每個沉砂斗的容積為：（四）沉砂斗的尺寸1.沉砂斗上口寬a——斗高，m，取=1m——斗底寬，m，取=0.5m斗壁與水平面傾角為2.沉砂斗的容積，3．沉砂高度，m采用重力排砂，設池底坡度為0.3，坡向砂斗，沉砂室由兩部分組成，一部分為沉砂斗，一部分為沉砂池坡向沉砂斗的過度部分，沉砂室的寬度為0.2為沉砂斗之間的隔壁厚度。（五）沉砂池總高度H，m式中：――超高，?。?.3m圖5曝氣沉砂池（六）曬砂廠的計算設砂量為1.2曬砂場按15天的曬砂時間考慮，則總砂量：曬砂厚度為30cm，砂場的面積為取長×寬＝10m×6m圖6曬砂場三、曝氣系統(tǒng)的計算（一）曝氣量的確定式中：d――為每立方米污水的曝氣量，為0.1～0.2空氣，取（二）曝氣系統(tǒng)的確定采用穿孔管曝氣，穿孔管置于池底以上0.8m處。曝氣管路在池底的布置如圖七所示：選擇一條從鼓風機房開始的最遠最長的管理作為計算管路，在空氣流量變化處計算節(jié)點，統(tǒng)一編號后列表進行空氣管道計算?？諝飧晒芎椭Ч芤约芭錃庳Q管的管徑，根據通過的空氣量和相應的流速按附錄2加以確定，計算結果列入計算表的第6項。空氣管路的局部阻力損失，根據配件的類型折算成當量倡導損失，并計算出管路的計算長度，計算結果列入表中第8、9項。式中：K――長度換算系數，可查表。D――管徑，mm?？諝夤苈返难爻套枇p失，根據空氣管的管徑，空氣量、計算溫度和曝氣池的水深，查《排水工程》附錄3得到，結果列入計算表的第10項，9項與10項相乘，得到壓力損失，列入第11項圖7空氣管路布置（三）管路系統(tǒng)計算如圖7所示，曝氣池平面圖，布置空氣管路，池旁設一根干管，干管上設十二根支管，每根支管的供氣量為：為安全計，本設計采用480個空氣擴散孔，每個支管上設的擴散孔為個每個空氣擴散孔的配氣量為每根支管長2m，每50mm設一個孔，孔徑為3mm。將表中11項累加，得到空氣管路系統(tǒng)總的壓力損失擴散孔的壓力損失為5，則總的壓力損失為：1.538+5＝6.538為安全計，設計采用7（四）鼓風機的選用空氣擴散裝置在距離池底0.8m處，鼓風機所選壓力為鼓風機氣流量為460.8，＝7.68查表，選RC-100型鼓風機2臺，1臺運行，1臺備用。轉速2021。在29.4下，配Y160電動機長1.90mm，寬470mm。四、曝氣沉砂池進出水計算(一)進水配水渠的計算渠寬其中Q為最大流量的1.5倍。水深配水渠超高取0.3m配水渠總高度H＝1.1+0.3＝1.4m（二）進水計算進水采用溢流堰進水，式中：Q――進水口設計流量，Q＝0.64b――堰寬，取2.6mm――流量系數，m＝0.38H――堰上水頭。（三）出水計算出水采用薄壁矩形溢流堰，為了保證出水均勻，堰寬采用池寬，即b＝B＝2.6m。式中：Q――進水口設計流量，Q＝0.64b――堰寬，取2.6mm――流量系數，m＝0.38H――堰上水頭。（四）集水池的計算設計流量為查管渠水力計算表，選驅寬B＝4m，水深H＝0.8m，流速V＝1.03m/s，坡度i=0.6。渠道超高取0.3m,則出水渠高H＝0.8+0.3＝1.1m。第五節(jié)調節(jié)池設計計算調節(jié)池雖然不具備污水處理的能力，但對后續(xù)污水處理及運行效果具有重要的作用，因為SBR是階段性運行，而水量是均勻的，因此設置調節(jié)池也具有儲水的作用。一、調節(jié)池的容積（一）儲存的水量在周期T內污水的平均流量為：已知SBR反應池為低負荷間歇進水，每天4個周期，每個周期6個小時，其中進水1個小時，曝氣2.46個小時，沉淀時間為1.54小時，排水時間1小時，進水量為10000，設SBR反應池在0時開始第一個周期的進水，依次運行4個周期。當進水量小于出水量時，需要取用調節(jié)池的水，當調節(jié)池停止出水時，進水儲存在調節(jié)池中，因為沒有處理廠的進水變化曲線，因此，按照平均水量儲存8小時來計算。（二）設計調節(jié)池的容積本設計調節(jié)池的容積為二、調節(jié)池的尺寸該污水處理廠進水管標高為地面以下1.5m，調節(jié)池的有效水深為3m，調節(jié)池出水采用水泵提升，根據計算的調節(jié)池的容積，考慮到進水管的標高，確定調節(jié)池的尺寸為：采用方形的調節(jié)池，池長L與尺寬B相等，則池子的表面積為：所以，在池底設水坑，水池底有的坡度坡向水坑，調節(jié)池的基本尺寸如圖8所示：圖8調節(jié)池三、調節(jié)池內水泵的選擇調節(jié)池的集水坑內設4臺550QW3500-7-110型的潛水排水泵，3臺運行，1臺備用，水泵的基本參數為：①水泵流量：3500②揚程：H=7m。③配電動機功率為N=110kw四、攪拌裝置為防止水中懸浮物的沉積和使水質均勻，可采用水泵強制循環(huán)進行攪拌，也可采用專用的攪拌設備進行攪拌，本設計采用潛水攪拌機進行攪拌。根據調節(jié)池的有效容積，攪拌功率一般按照1污水4~8w選配攪拌設備。該工程取5w，調節(jié)池選配潛水攪拌機的總功率為10000×5=50kw。選擇BQT075型潛水攪拌機7臺，單臺設備的功率為7.5kw，葉輪直徑為1800mm，葉輪轉速為47r/min，長×寬×高=1300×1800×1800，重量為325kg，由安徽中聯(lián)環(huán)保設備生產。7臺攪拌機均勻的布置在池中。第六節(jié)配水井的計算在污水處理廠中，同一種構筑物的個數不少于兩個，并應考慮均勻配水，處理廠的配水設施雖不是主要的處理裝置，但因其有均衡的發(fā)揮各個處理構筑物運行能力的作用，能保證各個處理構筑物經濟、有效的運行，所以均勻配水是處理工藝的主要內容之一，配水井的設計計算也非常的重要。一、設計計算（一）進水管管徑配水井進水管的設計流量為，當進水管管徑時，查水力計算表，得知，滿足設計要求。（二）矩形寬頂堰進水從配水晶底中心進入，經等寬度堰流入2個水斗，再經溢流堰流入配水渠內，每個后續(xù)構筑物的分配水量為，。配水采用矩形寬頂溢流堰至配水渠。1．堰上水頭H因單個出水溢流堰的流量為，一般大于100L/s的采用矩形堰，小于100L/s的采用三角堰，所以，本設計采用矩形堰，堰高h取0.5m。矩形堰的流量式中q——矩形堰的流量，H——堰上水頭，mb——堰寬，m，取堰寬b＝0.6m——流量系數，通常采用0.327～0.332，取0.33則2．堰頂寬度B根據有關試驗資料，當時，屬于矩形寬頂堰，取B＝0.6m，這是，在2.5～10之間，所以，該堰屬于矩形寬頂堰。（三）配水渠道渠寬其中Q取最大流量的的1.5倍水深超高取0.3mH＝0.6+0.3＝0.9m（四）配水漏斗上口口徑D按照配水井內徑的1.5倍設計，。二、配水井示意圖圖9配水井剖面圖圖10配水井平面圖第七節(jié)SBR反應池的設計一、設計參數日最大變化系數：活性污泥自身氧化系數：二沉池出水SS：二沉池出水SS中VSS所占的比例：f＝0.75二沉池出水中總的：污泥齡：污泥的產率系數：進水VSS中可生化部分的比例：有機物氧化的需氧系數：污泥需氧系數：二、已知條件平均設計進水量：進水總懸浮固體濃度（TSS）：出水總懸浮固體濃度：X＝200×0.75＝150mg/L進水的濃度：出水的濃度：進水總氮：TN＝45mg/L出水總氮：TN＝20mg/L進水氨氮：30mg/L出水氨氮：8mg/L進水總磷：TP＝3mg/L出水總磷：TP＝1.5mg/L三、設計計算（一）各個反應階段的時間反應池個數，周期時間，周期數，每個周期每個反應器所處理的水量為1875，每個周期分為進水、曝氣、沉淀、排水四個階段。進水時間據潷水器性能，排水時間MLSS取4000mg/L，污泥界面沉降速度曝氣潷水高度，安全水深，沉降時間：曝氣時間反應時間比（二）曝氣池的體積V1．SBR反應池所需體積二沉池出水由溶解性和懸浮性的組成，其中只有溶解性的與工藝計算有關，出水溶解性的可用以下公式計算：出水溶解性的：曝氣池的體積為：2．復核潷水高度公設4座SBR曝氣池，即，有效水深H＝5m潷水高度復核結果與設定值相同。3．復核污泥負荷（三）剩余污泥量剩余污泥由生物污泥和非生物污泥組成，剩余生物污泥的計算公式：與水溫有關，每個運行周期的剩余生物污泥量為：每個運行周期的剩余非生物污泥量：剩余的污泥總量為：剩余污泥含水率按99.4％，濕污泥量為739（四）復核出水復核結果表明，出水可以達到設計的要求。（五）復核出水因為考慮到硝化作用，出水氨氮計算采用動力學公式式中：――硝化菌比增長速度，――硝化菌最大比增長速度，N――曝氣池內的氨氮濃度，mg/L――硝化菌增長的半速度常數，＝0.5mg/L設出水氨氮，將上式進行變化得式中：――曝氣池內的平均溶解氧，＝2mg/L――溶解氧的半速度常數，＝1.3PH――污水的PH值，PH＝7.2硝化菌的增長速度可用下式計算：式中：為硝化菌自身氧化系數，也受污水溫度的影響，其修正計算公式為：式中：為20℃時的的值，＝0.04硝化菌的比增長速度為：出水氨氮為：復核結果表明，出水氨氮可以滿足要求。（六）需氧量1．設計需氧量設計需氧量包括氧化有機物的需氧量、污泥自身需氧量、氨氮硝化需氧量和出水帶走的氧量。每個運行周期的氧化有機物和污泥需要量進水總氮，出水氨氮，硝化氨氮需要量:反硝化產生的氧量：總的需氧量為：2．標準需氧量式中：――20℃時氧在清水中的飽和溶解度，＝9.17mg/L――氧的總轉移系數。――氧在污水中飽和溶解度的修正溪水，＝0.95――因海拔高度不同而引起的壓力系數，按照下式計算。P――所在地區(qū)的大氣壓力，T――設計污水溫度，本例冬季15℃，夏季27℃。――設計水溫的條件下曝氣池內的平均溶解氧的飽和度，mg/L，按下式計算。――設計水溫條件下氧在清水中的飽和溶解度，――空氣擴散裝置處的絕對壓力，，H――空氣擴散裝置的淹沒水深，m。――氣泡離開水面的含氧量，﹪，按下式計算。――空氣擴散裝置的氧轉移效率，﹪，可由設備樣本查得。C――曝氣池內的平均溶解氧的濃度，C＝20mg/L工程所在地海拔38.5m～59.4m，取平均值50m，大氣壓P為，壓力修正系數為：微孔曝氣頭安裝在距離池底0.3m處，淹沒深度為H＝4.7m，其絕對壓力為：微孔曝氣頭氧轉移效率＝20﹪，氣泡離開水面的含氧量為：﹪夏季水溫27℃，清水氧的飽和度，曝氣池內平均溶解氧的飽和度為：夏季的標準需氧量為：空氣的用量為：（七）SBR池的布置：SBR反應池共設4座，每座SBR池長34m，寬12m,超高0.5m，水深5m，有效體積2042，4座總共8160，占地面積為1632。（八）曝氣系統(tǒng)的計算SBR反應池的曝氣量為10458.5。按照下圖11所示，布置空氣管道，在每個池子中間設一根干管，共設4根干管，在每根干管上設6對配氣豎管，4座SBR反應池共設48條配氣豎管，每根豎管的供氣量為：SBR反應池平面面積為：34×12＝408㎡每個空氣擴散器的服務面積按0.49㎡計，則所需空位擴散器的總數為：個每個豎管上安裝的空氣擴散器的數目為：個每個空氣擴散器的配氣量為：圖11SBR池空氣管路布置圖圖12SBR池空氣管路計算圖如圖12所示，選擇一條從鼓風機房開始的最遠最長的管理作為計算管路，在空氣流量變化處計算節(jié)點，統(tǒng)一編號后列表進行空氣管道計算?？諝飧晒芎椭Ч芤约芭錃庳Q管的管徑，根據通過的空氣量和相應的流速按附錄2加以確定，計算結果列入計算表的第6項?？諝夤苈返木植孔枇p失，根據配件的類型折算成當量倡導損失，并計算出管路的計算長度，計算結果列入表中第8、9項。式中：K――長度換算系數，可查表。D――管徑，mm?？諝夤苈返难爻套枇p失，根據空氣管的管徑，空氣量、計算溫度和曝氣池的水深，查《排水工程》附錄3得到，結果列入計算表的第10項，9項與10項相乘，得到壓力損失，列入第11項?？諝夤苈穳毫p失的計算如表5所示：將表中11項各值相加，得到空氣管道系統(tǒng)的總壓力損失為：網狀膜空氣擴散器的壓力損失為5.5，則總的壓力損失為為安全計，取10四、設備選型（一）鼓風機的選定空氣擴散裝置安裝在距離池底0.3m處，因此，鼓風機所需的壓力為：鼓風機的供氣量為189，查設計手冊，選用SD60×78－200/7000兩臺，一臺運行，一臺備用。1.電動機的型號為JSQ148－6，電動機的功率為310kw.2．3.價格為32021元。（二）潷水器的選擇因為本污水處理廠為大中型污水處理廠，因此選用螺旋式潷水器，螺旋式潷水器的尺寸變化比較靈活，潷水效果較好，自動化程度高，便于控制，且適合的水量較大。技術指標：潷水高度1.55m，潷水時間1.56h。選擇SHB-2500型四臺，潷水能力為1337噸/h。3.潷水堰口長度1200mm。4.潷水控制：按照處理中心的中控室PLC信號進行。5.潷水布置：潷水器安裝在池邊的固定裝置上。6.潷水材料：水下部分采用不銹鋼。五、進水配水渠的計算渠寬其中Q取最大流量的的1.5倍水深超高取0.3mH＝0.6+0.3＝0.9m第八節(jié)接觸消毒池（液氯）由于該污水處理廠屬于典型的城市污水處理廠，主要處理生活污水，因此其中含有病原體等一些有害的微生物，這些物質不能直接排入水體，因此，需要對處理后的水進行消毒，必須采用接觸池，本設計采用液氯消毒一、設計參數接觸時間：t＝30min矩形隔板式接觸池的隔板應沿縱向分隔，當水流長度：寬度＝72：1，水深≤1.0時，接觸池的效果最好。二、設計計算（一）接觸池的體積V式中：――最大設計流量，為0.64（二）接觸池的尺寸采用矩形隔板式接觸池一座1.水流長度b――為池寬，取b＝3m2.接觸池的分格數，n＝53.池長(三)復核池容1.接觸池寬BB=nb=5×3=15m2.復核池容長L＝43.2m，水深h=1.8m滿足需求。圖13接觸池（mm）（四）加藥量的計算1．加氯量投加氯量按7mg/L計算，倉庫儲氯按15d計算。2．貯氯量三、設備選型1.加氯機和氯瓶采用投加量為0～20kg/h的加氯機2臺，一臺運作，一臺備用，并輪換使用，液氯的儲存選用容量為1000kg的鋼氯瓶，共5只，其型號為YL－1000，有三明市環(huán)保凈化設備廠生產。加氯機選用FX4000。（1）投加量為20kg/h（2）量積比為10:1（3）精度為±4（4）供電電動機為：220VAC/50HZ（5）外形尺寸為:長1630mm，寬785mm，高500mm。2．加氯間和氯庫加氯間和氯庫分建，加氯間內布置2臺加氯機以及配套的投加設備，2臺水加壓泵，氯庫中放置4只氯瓶，成一排布置，設2臺稱量氯瓶重量的液壓磅秤，為方便搬運氯瓶，氯庫內設CD2-6D型單軌電動葫蘆一個，軌道設在氯瓶上方，并穿過氯庫大門外。氯庫外設事故池，池中長期儲水，水深1.5m，加氯系統(tǒng)用電控柜自動控制系統(tǒng)，安裝在值班控制室內，為方便觀察巡視，值班室與加氯間之間設打響觀察窗及連同門。3．加氯間和氯庫的通風設備（1）根據加氯間和氯庫的工藝設計，加氯間的長為4m，寬10m，高4.5m，加氯間的總容積為（2）氯庫容積（3）加氯間每小時的換氣量為保證安全，每小時換氣12次（4）氯庫每小時的換氣量故，氯庫和加氯間都選用B4－72－12－NO。3.2A型的中壓離心通風機①流量2209全壓1220，內功效率75.5，內功率0.99，所需功率1.38kw，所需的電動機為Y90L－2（1335）型，功率2.2kw，由西安風機廠生產。②長539mm，寬700mm，高637mm。并在室內裝一臺漏氯探測器，位置在室內地面以上20cm處。圖14加氯間（mm）第九節(jié)計量堰威力準確的掌握污水處理廠的污水量，并對水量資料和其它運行資料進行綜合的分析，提高污水處理廠的運行管理水平，需要在污水處理系統(tǒng)設置計量設備，本設計采用在接觸池后設置巴氏計量槽，在這里設置，施工方便。這種計量槽精確度高、水頭損失小，、底部沖刷力大，不易沉積雜物，計量堰采用巴氏計量堰，設在距離接觸池后10m的排水管道上。查給排水手冊得知，當測量范圍在0.03～0.25時，b=0.9m，L=0.6m，L2=0.92m，墻高D＝0.95m。當計量槽為自由流時，只需記錄上游水位，當其為淹沒流時，則需氧同時記錄上下游的水位，為簡化工人的勞動，本設計采用自由流。采用公式，測得水位來求流量Q。當時，計量槽為自由流。圖15計量堰（mm）第十節(jié)連續(xù)式重力濃縮池為了方便污泥的后續(xù)機械脫水處理，減少機械脫水設備的容量和脫水過程中混合劑用量，先對污泥進行濃縮處理，降低污泥的含水率。本設計采用連續(xù)重力濃縮池。一、設計參數剩余污泥為活性污泥，固體通量二、設計計算采用圓形重力濃縮池1座式中：SVI――污泥濃縮指數，取SVI＝120L/mg濃縮前污泥含水率99.4﹪，固體含量8.33。（一）污泥濃縮池中的剩余污泥Q式中：――SBR反映池中的剩余污泥量，為＝5910kg/d（二）濃縮池的面積A（三）濃縮池的尺寸1．濃縮池的直徑取直徑D＝13m。2．濃縮池的深度（1）濃縮池工作部分的有效水深濃縮時間取T＝20h上清液高度，泥水滯留層的高度（2）池底坡度造成的深度設池底坡度i=0.05，污泥斗下底直徑，上底直徑（3）污泥斗高度（4）濃縮池的深度H經過重力濃縮池濃縮后，污泥固體濃度為，污泥含水率為％。圖16濃縮池（mm）第十一節(jié)污泥脫水間一、設計參數經過滾壓帶式壓濾機脫水后，泥餅的含水率為80％，其污泥產率為200kg/h二、設計計算（一）滾壓帶式壓濾機的過濾產率設濾布寬為2m考慮1.25的安全系數，則過濾產率為（二）壓濾機的臺數設脫水機工作每日兩班，24小時運行，12小時一班其中，5910為SBR反應池的剩余污泥量，kg/d取n＝3臺設計選用帶寬為2m的滾壓帶式壓濾機3臺，兩臺運行，一臺備用。（三）附屬設備1．污泥投配設備選用3臺單螺旋桿污泥投配泵，與3臺滾壓帶式壓濾機對應，每臺投配泵的流量為：式中:P――濃縮池出來的污泥含水率，97％2．加藥系統(tǒng)用滾壓帶式壓濾機脫水的污泥，化學調劑為有機合成的高分子混凝劑，設計選用聚丙烯酰胺，對于混合生物污泥投加量為0.15％到0.5％，取0.3％計算，故每日藥劑的投加量為：配制成濃度為1％的溶液體積為：脫水機房每日的工作為兩班制，每班配藥一次，則每次配藥的體積為：考慮一定的安全系數和攪拌時的安全超高，設計選用兩個體積為1的藥箱，配置兩臺JBK型攪拌機，漿葉直徑d＝800mm，功率為P＝0.5kw，漿板邊緣線速度為3～4m/s。聚丙烯酰胺的投加濃度為0.1％，故選用三套在線稀釋設備，包括三臺水射器和三臺流量計，以及配套的調節(jié)控制閥件。聚丙烯酰胺藥劑的投加采用單螺旋桿泵，共三臺，每臺泵的投加量為：Q＝0.0743．反沖洗設備根據滾壓帶式壓濾機的帶寬和運行速度，每臺脫水機反沖洗水量為10到20，反沖洗水壓不小于0.5MP故選用3臺離心泵，兩臺運行，一臺備用。（四）貯泥池的計算因為污泥濃縮池為連續(xù)式重力濃縮池，24小時連續(xù)工作，但污泥脫水間的工人為每班6小時，每日三班的工作制，所以6小時污泥脫水間沒有工作，為此應設一停留時間為6小時的貯泥池。貯泥池容積為：設貯泥池的有效深度為5m，則其面積為：貯泥池的半徑為：貯泥池的污泥用泵送到脫水間脫水，所需泵的流量為查《給排水設計手冊》，選擇50WZB20-25的無堵塞漿泵，泵的性能如下：①流量②揚程25m③轉速2900r/min④電動機功率4kw，效率47﹪⑤安裝尺寸：長×寬×高＝1013×356×390mm圖17污泥脫水間（mm）第十二節(jié)高程計算一、高程布置的主要任務及基本原則(一)高程布置的主要任務污水處理廠污水處理流程高程布置的主要任務是：確定各處理構筑物和泵房的標高，確定處理構筑物之間連接管渠的尺寸及其標高，通過計算確定各部位的水面標高，從而能夠使污水沿處理流程在處理構筑物之間通暢地流動，保證污水處理廠的正常運行。為了降低運行費用和便于維護管理，污水在處理構筑物之間的流動，以按重力流考慮為宜（污泥流動不在此例）。為此，必須精確地計算污水流動中的水頭損失，水頭損失包括：1.污水流經各處理構筑物的水頭損失。污水流經處理構筑物的水頭損失，主要產生在進口和出口和需要跌水（多在出口處），而流經處理構筑物本體的水頭損失較??；2.污水流經連接前后兩處理構筑物管渠（包括配水設備）的水頭損失。包括沿程與局部水頭損失；⑶污水流經量水設備的水頭損失。（二）高程布置的基本原則1.選擇一條距離最長、水頭損失最大的流程進行水利計算。并應適當留有余地，以保證在任何情況下，處理系統(tǒng)都能夠運行正常；2.計算水頭損失時，一般應以近期最大流量（或泵的最大出水量）作為構筑物和管渠的設計流量；計算設計遠期流量的管渠和設備時，應以遠期最大流量為設計流量，并酌加擴建時的備用水頭；3.設置終點泵站的污水處理廠，水力計算常以接納處理后污水水體的最高水位作為起點，逆污水處理流程向上倒推計算，以使處理后污水在洪水季節(jié)也能自流排出，而水泵需要的揚程則較小，運行費用也較低；4.在作高程布置時還應注意污水流程與污泥流程的配合，盡量減少需抽升的污泥量。二、各處理構筑物之間的管道計算污水處理廠的水流常依靠重力流動，以減少費用，因此，必須精確計算除水頭損失，水頭損失包括水流通過各處理構筑物的水頭損失，包括從進池到出池的所有水頭損失，水流通過連接前后兩座構筑物的管渠的水頭損失，包括沿程與局部水頭損失，水流通過量水設備的水頭損失。選擇一條距離最長的、水頭損失最大的流程進行水力計算，并適當的留有余地，使實際運行時能有一定的靈活性，以近期最大流量作為構筑物和管渠的設計計算，計算水頭損失。各處理構筑物之間連接管渠水力計算表如下：表6各處理構筑物之間連接管渠水力計算表管渠名稱設計流量（L/s）尺寸（mm）h/d水深（m）I(‰)流速L(m)出水管～計量堰6408000.750.61.41.430計量堰～接觸池6408000.750.61.21.420接觸池～SBR池6408000.750.61.21.4701605000.80.411.320SBR池～調節(jié)池1605000.80.411.398640140×9000.50.71.21.454調節(jié)池～沉砂池6408000.750.61.51.420沉砂池～細格柵6408000.750.61.21.470注：管道中局部水頭損失按照沿程損失的30﹪計沿程損失按以下公式計算：I×L三、污水處理部分的高程計算最高洪水位43.5m跌水0.2m出水管底水位為43.7m出水管水位為44.3m出水管段損失為1.5‰×30×（1+30％）＝0.0585m計量堰下游水位44.4m計量堰水頭損失0.2m計量堰上游水位44.6m接觸遲出水管水頭損失0.0012×20×（1+30％）＝0.0312接觸池出水口水頭損失0.05m接觸池內水頭損失0.2m接觸池水位44.9m接觸池進水口水頭損失0.12m接觸池進水管總水頭損失0.0012×70×（1+30％）+0.001×20×(1+30%)=0.1352SBR池的出水口水頭損失0.03mSBR池內的水頭損失0.3mSBR池內的水位45.5mSBR池的進水口水頭損失0.05mSBR池的進水渠水頭損失0.001×98×（1+30％）＝0.1274m配水井的出口損失0.05m配水井內的水頭損失0.2m配水井的水位為45.9m集水井出水口損失0.05m集水井內水頭損失0.2m集水井內水位46.2m沉砂池出水口水頭損失0.05m沉砂池內水頭損失0.15m沉砂池內水位46.4m沉砂池進口水頭損失0.08m沉砂池進水管水頭損失0.015×70×（1+30％）＝1.365m細格柵出水口水頭損失0.08m細格柵的水頭損失0.32m細格柵內的水位48.3m細格柵進水口損失0.05m細格柵進水管水頭損失0.0012×20×（1+30％）＝0.0312m泵房出水水位48.7m第十三節(jié)污水提升泵房的設計計算一、設計說明污水泵房用于提升污水廠的污水，以保證污水能在后續(xù)處理構筑物內暢通的流動，它由機器間、集水井、格柵和輔助設備組成。機器間內設置水泵機組和有關的附屬設備，格柵和吸水管安裝在集水井內，此處的格柵也就是前面計算的粗格柵。其作用是阻攔水中粗大的固體飄浮物，防止雜質阻塞和損壞水泵，集水井還可以在一定程度上調節(jié)水的不均勻。二、設計原則（一）泵房形式本設計采用的設計水量不大，可采用合建式圓形污水泵站，自灌式工作，水泵不超過4臺，圓形結構受力條件好。便于采用沉井施工，可降低工程造價。當時，工程造價比矩形的低。并且水泵啟動方便，易于根據吸水井中水位實現(xiàn)自動控制。泵房內裝設立式離心泵可以克服機器間內機組附屬設備布置困難的特點。（二）集水井1．污水泵房集水井的最小容積不應小于最大一臺水泵5分鐘的流量；2．集水井最高水位為進水管渠水位標高減去過柵流速；3．集水井的有效深度，從最高水位到最低水位一般?。?．池底坡度，傾向集水井，本設計?。?．集水井的大小應保證水泵良好的吸水條件，吸水管喇叭口放在集水井內，一般口朝下，其下緣在集水井最低水位以下。離坑底的距離不小于喇叭口進水口直徑的0.8倍；（三）反沖洗設備污水中所含的雜質，往往部分的沉降在積水坑那，時間一長，會腐化發(fā)臭。因此應該在坑內設置壓力沖洗管。一般從水泵壓力水管上接出一根直徑為的支管伸入集水井，定期將沉渣沖起。由水泵帶走。也可以在集水井中設一根自來水龍頭。作為沖洗水源。（四）機器間1．機組布置問題（1）有起吊設備時當電動機的容量小于時，基礎之間的距離為。電動機容量大于，基礎之間的距離為。軸流泵與混流泵軸間的距離為口徑的3倍。（2）無啟動設備時至少在每個機組一側，其間距要比機組寬度大0.5米。2．主要通道寬度一般為。3．配電盤的通道寬度，低壓配電時為，高壓配電時為。配電室后面的通道寬度為1.0米。4．有橋式吊車設備的泵房內應有吊車調運設備的通道，調車運行時不應影響管理人員的通行，吊裝最大部件尺寸加。5．樓梯寬度為，平臺寬度為。吊裝用平臺為。6．機器間高度為室內以上有效深度，應保證吊起物體底部與所跨越固定物體的頂部有不小于的凈間隙。（五）采暖與通風集水井一般不需要設置采暖設備，因集水井較深，熱量不易散失。且污水的溫度通常比較高，但機器間必須設置采暖，一般采用火爐或暖氣進行采暖。污水泵站的集水井通常利用通風管進行自然通風，在室頂設置通風帽，進行自然通風。只有在炎熱地區(qū)機組臺數較多或功率很大，自然通風不能滿足要求時，才采用機械通風。（六）起重設備起重量在以內時，設置移動三角架或手動單梁吊車，也可在集水井和機器間的頂板上預留吊鉤；起重量在時，設置手動單梁吊車；起重量超過時，設置手橋式吊車。（七）水泵進出水管1．吸水管（1）吸水管斷面應比水泵入口口徑大一級并且不應小于；（2）每臺泵應該單獨設進水管；（3）不設底閥應該設喇叭口，設直管或90度彎頭，水平段應該有向水泵上升的坡度；（