哈爾濱工業(yè)大學(xué)城鎮(zhèn)污水廠畢業(yè)設(shè)計

遼寧省中部地區(qū)C市排水工程設(shè)計

摘要

環(huán)境污染問題是當(dāng)今世界上最大的社會問題之一，尤其是水資源的過度

開發(fā)和不合理利用。合理利用水資源是解決這些問題的關(guān)鍵，因此，水處理

的發(fā)展對我國能否實現(xiàn)可持續(xù)的戰(zhàn)略目標(biāo)起著舉足輕重的作用。

本設(shè)計是遼寧省中部地區(qū)C市的城市排水工程。其由兩部分組成，即，

城市排水管網(wǎng)系統(tǒng)的設(shè)計和城市污水處理廠的設(shè)計。其中初步設(shè)計要完成設(shè)

計說明書一份、城市給排水系統(tǒng)總平面圖、污水處理廠總平面布置圖一張、

污水廠污水與污泥處理高程圖一張、污水總泵站或中途提升泵站工藝施工圖

一張，污水與污泥主要構(gòu)筑物工藝圖兩張；單項處理構(gòu)筑物工藝圖設(shè)計中，

主要是完成A2/0反應(yīng)池的平面圖和剖面圖。該污水處理廠工程，總規(guī)模達

到10萬噸/日。本設(shè)計處理的對象為城市污水，主要污染物質(zhì)為懸浮固體(SS)

及溶解和膠體狀態(tài)的有機污染物(BOD)。

排水管網(wǎng)系統(tǒng)共設(shè)計了A和B兩套方案，經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟比較，選擇A

方案。根據(jù)城市所處的地理位置和污水廠的規(guī)模，并結(jié)合考慮需脫氮除磷的

要求，城市污水處理廠設(shè)計采用A2/O工藝。該工藝污水處理流程為：從粗

格柵到泵房，進入細格柵，沉砂池，初沉池，A?/。反應(yīng)池，二沉池，消毒池,

電磁流計量，出水排放。污泥處理流程為：從二沉池和初沉池排除的剩余污

泥首先進入污泥提升泵房，進入污泥濃縮池，貯泥池，污泥消化池，污泥脫

水間，泥餅外運。通過此工藝的處理，出水水質(zhì)將達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污

染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)--級B標(biāo)準(zhǔn)。

關(guān)鍵詞：A2/O；脫氮；除磷；城市排水管網(wǎng)；城市污水處理1

Abstract

Theproblemofenvironmentalpollutionisnowadaysoneofthegreatest

socialconcernsintheworld,especiallyoverexploitationandunreasonableuseof

thewaterresource.Thewaterresourceofrationalutilizationisthekeytosolving

theseproblemsoSothedevelopmentofwatertreatmentplaysadecisiveroleto

realizeourcountrythesustainablestrategicobjective.

ThedesignisadrainagesysteminatownofCofLiaoningProvince.Itis

madeupoftwoparts,namely,thedesignofthesystemofurbandrainagepipeline

networksanddesignoftheurbansewagetreatmentplant.Duringthepreliminary

design,wemustcompleteabrochure,amapofgenerallayout,anelevationmap,

aflowchart,amapofmajorequipment,pipinglayout;Constructionofstructures

todealwithindividualdesigns,iscompleteanaerobic-anoxic-aerobictankplants

andprofiles.Thesewagetreatmentplantproject,thetotalamountto100,100

tons/day.

AandBtwosetsofschemesthatthesystemofdrainagepipelinenetworks

hasbeendesignedaltogether,andcomparethroughtechnologicaleconomy,

chooseAscheme.Accordingtotown'sgeographicalpositionandscaleofsewage

treatmentplant,combiningwiththedemandofdenitrificationand

dephosphorizationintreatmentprocess,thesewagetreatmentplantdesignsand

adoptsA2/Ocraft.Thesewagedisposalprocedureis:fromthemediumscreento

thepumpingstation,thefinescreen,thegritpool,thepreliminarysettlingtank,

theanaerobicpool,theanaerobic-anoxic-aerobicpart,thesecondarysettlingtank,

thedisinfectiontank,theelectromagneticflowmeter,dischargedintotheriver.

Thesludgetreatmentprocedureis:fromthesettlingtankandthesecondary

settlingtankdischargeofthefirsttoreachthebumpingroom,thegravity

thickeningtank,thesludgestoringtank,thesludgedigestingpool,thesludge

dewateringroom.Afterthetreatmentofthiscraft,thedisposalwaterqualitywill

reachthefirstclassBstandardof《pollutantdischargestandardofurbansewage

treatmentplant》(GB18918-2002).

Keywords：A2/O;removalofnitrogen;removalofphosphorus;Urbandrainage

pipelinenetworks;Urbansewagetreatmentplant

目錄

摘要..........................................................I

Abstract.......................................................II

第1章緒論.....................................................1

1.1概述......................................................1

1.1.1城市概況..............................................1

1.1.2目的和意義............................................1

1.1.3設(shè)計內(nèi)容..............................................2

1.2設(shè)計原始資料..............................................2

1.2.1地形與城市規(guī)劃資料...................................2

1.2.2氣象資料.............................................3

1.2.3地質(zhì)資料.............................................3

1.2.4受納水體水文與水質(zhì)資料...............................4

第2章城市排水管網(wǎng)設(shè)計與計算...................................5

2.1城市排水管網(wǎng)設(shè)計原則.....................................5

2.1.1排水系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計原則..............................5

2.1.2排水管網(wǎng)定線原則....................................5

2.2設(shè)計依據(jù)及排水體制的選擇.................................6

2.2.1設(shè)計依據(jù)..............................................6

2.2.2排水系統(tǒng)體制的選擇....................................6

2.3城市污水管網(wǎng)計算..........................................8

2.3.1城市污水管網(wǎng)設(shè)計方案的確定............................8

2.3.2城市污水管網(wǎng)C方案水力計算............................8

第3章城市污水處理廠設(shè)計計算...................................9

3.1城市污水水量水質(zhì)計算......................................9

3.1.1污水水量水質(zhì)計算......................................9

3.1.2污水中污染物的處理程度確定...........................11

3.2城市污水處理工藝流程的確定...............................15

3.2.1國內(nèi)城市污水處理工藝的比較和選用.....................15

3.2.2本設(shè)計處理工藝的確定.................................17

3.3污水處理構(gòu)筑物的設(shè)計與計算...............................17

3.3.1總泵站...............................................17

3.3.2細格柵...............................................22

3.3.3曝氣沉砂池...........................................25

3.3.4初次沉淀池...........................................28

3.3.5A2/0生物反應(yīng)池.......................................32

3.3.6二次沉淀池...........................................38

3.3.7消毒接觸池...........................................41

3.3.8計量設(shè)備.............................................44

3.4污泥處理構(gòu)筑物的設(shè)計與計算...............................46

3.4.1概述.................................................46

3.4.2污泥濃縮.............................................46

3.4.3貯泥池...............................................48

3.4.4污泥消化池...........................................48

3.4.5污泥脫水............................................57

第4章城市污水處理廠的布置....................................58

4.1污水廠的平面布置.........................................58

4.1.1各處理單元構(gòu)筑物的平面布置...........................58

4.1.2管道及渠道的平面布置.................................58

4.1.3附屬建筑物...........................................59

4.2污水廠的高程布置.........................................59

4.2.1污水的高程布置.......................................59

4.2.2污泥的高程布置.......................................60

4.3土建與公共工程...........................................61

4.2.3土建工程............................................61

4.2.4公共工程............................................61

第5章污水處理廠工程概算......................................63

5.1概述....................................................63

5.1.1估算范圍.............................................63

5.1.2編制依據(jù).............................................63

5.2投資估算.................................................63

5.2.1污水廠的直接費用.....................................63

5.2.2工程總概算...........................................65

5.2.3運行成本核算.........................................65

結(jié)論.........................................................67

致謝.........................................................69

參考文獻.......................................................70

附錄1............................................................................................................................71

附錄2...........................................................................................................................75

附錄3..........................................................................................................................97

第1章緒論

1.1概述

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，環(huán)境問題越來越受到人們的普遍關(guān)注，為保

護環(huán)境，解決城市排水對水體的污染以保護自然環(huán)境、自然生態(tài)系統(tǒng)，保證

人民的健康，這就需要建立有效的污水處理設(shè)施以解決這一問題，這不僅對

現(xiàn)存的污染狀況予以有效的治理，而且對將來工、農(nóng)業(yè)的發(fā)展以及人民群眾

健康水平的提高都有極為重要的意義，因此，城市排水問題的合理解決必將

帶來重大的社會效益。本設(shè)計是針對C市的排水工程，包括城市排水管網(wǎng)和

城市污水處理廠，進行系統(tǒng)全面的設(shè)計。

1.1.1城市概況

C市位于遼寧省中部地區(qū)，該市人口約24萬人。兩條河流由西向東穿

過市區(qū)，將城區(qū)分為I區(qū)、II區(qū)、III區(qū)三部分。三區(qū)地勢均坡向河流。城市

沿河下游有風(fēng)景區(qū)，交通十分便利，具有良好的發(fā)展前景。

該市屬于規(guī)劃中的新興城市，為保護環(huán)境，實現(xiàn)社會、經(jīng)濟的可持續(xù)性

發(fā)展，應(yīng)盡可能的減少污染物的排放量，故需對城市污水及工業(yè)廢水進行綜

合處理，使排入河流的污水水質(zhì)達到設(shè)計要求并符合國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。

1.1.2目的和意義

此工程設(shè)計研究的目的在于通過對該市進行排水流域劃分，排水體制確

定，城市排水管網(wǎng)設(shè)計計算，污水廠規(guī)模、處理程度，各處理構(gòu)筑物工藝尺

寸及運行參數(shù)進行計算，并對整個城市的排水工程的總造價進行概預(yù)算分析

及不同方案之間的技術(shù)經(jīng)濟比較來確定一個較為合理的方案來解決該市現(xiàn)

有的排水狀況問題。

意義在于通過設(shè)計研究，可以確定一套技術(shù)可行，經(jīng)濟合理的方案。改

善當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境，提高人民生活質(zhì)量和城市形象。避免城市下游旅游區(qū)由于

受到污水的污染而影響經(jīng)濟效益。另外通過本次畢業(yè)設(shè)計，讓我們對排水工

程有一個更系統(tǒng)全面深入地了解，培養(yǎng)我們分析問題、解決問題，綜合運用

所學(xué)知識獨立工作的能力，并能從技術(shù)、經(jīng)濟、環(huán)境與社會等多方面綜合考

慮，為將來在排水工程的實際工作崗位上工作打下堅實的基礎(chǔ)。

1.1.3設(shè)計內(nèi)容

L分析自然現(xiàn)狀的排水條件，經(jīng)濟合理的確定城市排水體制。

2.并確定排水管網(wǎng)的走向和位置，并進行經(jīng)濟比較。

3.泵站的數(shù)量和規(guī)模。

4.確定污水廠位置和規(guī)模。

5.進行管網(wǎng)的水力計算。

6.確定污水和污泥的處理流程，進行各構(gòu)筑物的設(shè)計計算。

7.進行經(jīng)濟概算，成本核算。

8.繪制相關(guān)圖紙。

1.2設(shè)計原始資料

1.2.1地形與城市規(guī)劃資料

L城市地形與總體規(guī)劃平面圖一張，比例1：lOOOOo

2.城市各區(qū)人口密度與居住區(qū)生活污水量標(biāo)準(zhǔn)（平均日）:

表1-1城市人口密度與生活污水量標(biāo)準(zhǔn)

區(qū)域人口密度（人/公頃）污水量標(biāo)準(zhǔn)（升/人?日）

I區(qū)270230

II區(qū)250240

HI區(qū)190200

3.城市各區(qū)中各類地面與屋面的比例（％）：

表1-2地面與屋面比例

混凝土.皿K非鋪砌公園與綠

區(qū)域各種屋面,碎石路面

與瀝青路面土路面地

I區(qū)30305530

II區(qū)25305535

III區(qū)253010530

4.工業(yè)企業(yè)與公共建筑的排水量和水質(zhì)資料:

表1-3工業(yè)企業(yè)與公共建筑的排水量和水質(zhì)資料

企業(yè)或公

平均排水最大排水SSCODBOD總氮總磷水

共建筑名PH

量m3/d量m3/dmg/1mg/1mg/1mg/1mg/1溫c

稱

食品廠20001603002100105030187.8

碼頭800905007004003587.5

啤酒廠120070400280015002057.3

化工廠1700120800190080027307.8

注：工業(yè)企業(yè)廢水的特殊水質(zhì)可以另行說明;

如果企業(yè)與公共建筑的廢水己經(jīng)經(jīng)過處理，按處理后的水質(zhì)填寫。

1.2.2氣象資料

1.氣溫（℃）等資料見表l-4o

表1-4氣象資料

年平均氣溫（°C）12月平均最高（°C）29

年最低氣溫（°C）-12月平均最低（℃）-7

年最高氣溫（七）33月平均氣溫CC）

溫度在-10℃以下的天數(shù)15溫度在0℃以卜.的天數(shù)63

降雨量（mm/年）年蒸發(fā)量（mm/年）

2.常年主導(dǎo)風(fēng)向：西北；最大風(fēng)速：9m/s；（自畫風(fēng)玫瑰圖）。

1.2.3地質(zhì)資料

城市的地質(zhì)資料見表l-5o

表1-5地質(zhì)資料

冰凍深鹿

土壤性質(zhì)地下水位（在地表下）m承載力kpa

m

排水管網(wǎng)在干管處

亞粘土-0.7-7.5210

一般性資料

污水總泵站與污水

粘土-un.7/-yQ.v0270

處理廠址處

1.2.4受納水體水文與水質(zhì)資料

受納水體為河流時，污水處理廠排放口處理資料見表l-6o

表1-6受納水體水文與水質(zhì)資料

流量流速水位標(biāo)水DOBODSSSS允許增

m3/sm/s高m溫Cmg/lmg/Img/l加量mg/l

最小流量時

7.500.321.507.33.6337

（月平均）

最高水位時80.500.7527.307.73.9373

常水位時21.300.5523.307.53.7355

在污水總排放口下游35公里處有取水口，要求BOD<4.5mg/1。

第2章城市排水管網(wǎng)設(shè)計與計算

2.1城市排水管網(wǎng)設(shè)計原則

2.1.1排水系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計原則

排水系統(tǒng)是控制水環(huán)境污染、改善和保護環(huán)境的重要設(shè)施，同時也是人

民身體健康、日常生活以及廠礦企業(yè)發(fā)展的保障措施。因此，排水工程的規(guī)

劃與設(shè)計必須在區(qū)域規(guī)劃及城市工業(yè)企業(yè)的總體規(guī)劃基礎(chǔ)上進行。

排水系統(tǒng)的規(guī)劃與設(shè)計應(yīng)遵循以下原則：

1.要認(rèn)真貫徹執(zhí)行憲法中“國家保護環(huán)境和自然資源，防治污染和其它公

害”以及《環(huán)境保護法》、《水污染防治法》。堅持經(jīng)濟建設(shè)、城市建設(shè)、環(huán)境

建設(shè)同時規(guī)劃、同時實施、同時發(fā)展的原則，開展以城市為中心的環(huán)境綜合

治理，以實施經(jīng)濟效益、社會效益和環(huán)境效益的統(tǒng)一，在這些指導(dǎo)思想下，

進行排水工程的規(guī)劃與設(shè)計。

2.認(rèn)真貫徹“全面規(guī)劃、合理布局、綜合利用、化害為利”的環(huán)保方針，

正確安排好工農(nóng)、城市、生產(chǎn)、生活等方面的關(guān)系，使經(jīng)濟發(fā)展和環(huán)境保護

統(tǒng)一起來，注意預(yù)防和消除對環(huán)境的污染。

3.排水工程的規(guī)劃應(yīng)符合區(qū)域規(guī)劃及城市和工業(yè)企業(yè)的總體規(guī)劃，并應(yīng)

與城市和工業(yè)企業(yè)中其它單項工程設(shè)施密切配合，互相協(xié)調(diào)。

4.排水工程的設(shè)計應(yīng)全面規(guī)劃，按近期設(shè)計，考慮發(fā)展有擴建的可能性,

并應(yīng)根據(jù)使用要求和技術(shù)經(jīng)濟的合理性等因素，對近期工程做出分期建設(shè)安

排。

5.在規(guī)劃與設(shè)計排水工程時，必須注意要認(rèn)真執(zhí)行有關(guān)部門制定的現(xiàn)行

有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和規(guī)定。必須執(zhí)行國家關(guān)于新、改、擴工程實行防治污染

的“三同時”規(guī)定。

6.排水系統(tǒng)的規(guī)劃與設(shè)計，要與鄰近區(qū)域的污水、污泥處理與處置相協(xié)

調(diào)。必須在較大范圍內(nèi)綜合考慮。

7.排水系統(tǒng)的規(guī)劃與設(shè)計，應(yīng)處理好污染源治理與集中處理的關(guān)系。對

工業(yè)廢水要進行適當(dāng)?shù)念A(yù)處理，達到要求后排入城市排水系統(tǒng)。

2.1.2排水管網(wǎng)定線原則

排水管網(wǎng)的定線原則是：應(yīng)盡可能在管線較短和埋深較淺的情況下，讓

最大區(qū)域的污水自流排除。

定線時通?？紤]的因素是：地形和豎向規(guī)劃、排水體制、污水廠和出水

口位置、水文地質(zhì)條件、道路寬度、地下管線和構(gòu)筑物的位置、工業(yè)企業(yè)和

產(chǎn)生大量污水的建筑物的分布情況以及發(fā)展遠景和修建順序等。

地形一般是影響管道定線的主要因素，定線時應(yīng)充分利用地形，使管道

的走向符合地形趨勢，一般應(yīng)順坡排水。地形標(biāo)高較高的污水不要經(jīng)較低地

區(qū)泵站排水。

排水管網(wǎng)定線的順序應(yīng)當(dāng)是先確定污水處理廠的位置，然后依次確定主

干管、干管、支管的位置。污水廠應(yīng)設(shè)在河流下游，地下水流向的下游，城

市主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)向。

管道埋深和泵站數(shù)量直接影響到工程總造價，管網(wǎng)定線需做方案比較，

選擇最合適的管線位置，使其既能減少埋深，又可少建泵站。

排水管道定線應(yīng)盡量避免或減少管道與河流、山谷、鐵路及地下構(gòu)筑物

交叉，以降低施工費用，減少養(yǎng)護工作的困難。

當(dāng)排水干管與等高線垂直時，排水干管一般采用雙側(cè)集水；當(dāng)排水干管

與等高線斜向相交時，排水干管一般采用單側(cè)集水。當(dāng)排水干管雙側(cè)集水時,

干管間距一般為600-1000m；當(dāng)排水干管單側(cè)集水時，干管間距一般為

600-800mo

2.2設(shè)計依據(jù)及排水體制的選擇

2.2.1設(shè)計依據(jù)

設(shè)計依據(jù)包括：

1.GBJ14-87《室外排水設(shè)計規(guī)范》；

2.GB8978-1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》；

3.GB18918-2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》;

4.CJ3082-99《污水排入城市下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》；

5.《遼寧地區(qū)C市排水工程設(shè)計任務(wù)書》；

6.《給水排水設(shè)計手冊》；

7.C市總體規(guī)劃平面圖；

8.土建、市政工程估算定額標(biāo)準(zhǔn)。

2.2.2排水系統(tǒng)體制的選擇

在城市和工業(yè)企業(yè)中通常有生活污水、工業(yè)廢水和雨水。這些污水是采

用一個管渠系統(tǒng)來排除，或是采用兩個或兩個以上各自獨立的管渠系統(tǒng)來排

除。污水的這種不同排除方式所形成的排水系統(tǒng)，稱作排水系統(tǒng)的體制，簡

稱排水體制。排水系統(tǒng)的體制，一般分為合流制和分流制兩種類型。

合流制排水系統(tǒng)是將生活污水、工業(yè)廢水和雨水混合在同一個管渠內(nèi)排

除的系統(tǒng)?，F(xiàn)在常用的是截流式合流制排水系統(tǒng)，這種系統(tǒng)實在臨河岸邊建

造條截流干管，同時在合流干管和截流干管相交之前或相交處設(shè)置溢流

井，并在截流干管下游設(shè)置污水處理廠。合流制特點如下：

1.從環(huán)境保護方面來看，它將生活污水、工業(yè)廢水和雨水全部截流送往

污水廠進行處理，然后排放，從控制和防止水體的污染來看，是較好的。可

是雨天時有部分混合污水經(jīng)溢流井溢入水體，使水體遭受污染，甚至達到不

能容忍的程度。但此缺點可在溢流出水口附近設(shè)置雨水污水存儲池以減輕城

市水體污染。

2.從工程造價方面來看，截流主干管尺寸很大，污水廠容量也增加很多，

建設(shè)費用也相應(yīng)地增高。但據(jù)國外有的經(jīng)驗認(rèn)為合流制排水管道的總造價比

完全分流制一般要低20%?40%。

3.從維護管理方面來看，晴天只是部分流，管內(nèi)流速較低，易產(chǎn)生沉淀;

雨天時接近滿管流，管中的沉淀物易被暴雨水沖走，故可減低管道維護管理

費用。但是晴天與雨天流入污水廠水量變化很大，增加了合流制排水系統(tǒng)污

水廠運行管理的復(fù)雜性。

分流制排水系統(tǒng)是將生活污水、工業(yè)廢水和雨水分別在兩個或兩個以上

各自獨立的管渠內(nèi)排除的系統(tǒng)。排除生活污水、城市污水或工業(yè)廢水的系統(tǒng)

稱污水排水系統(tǒng)；排除雨水的系統(tǒng)稱雨水排水系統(tǒng)。分流制特點如下：

1.從環(huán)境保護方面來看，生活污水和工業(yè)廢水全部送往處理廠進行處理,

使受納水體免遭受污染。但分流制對初將雨水不能采取處理，造成初降雨水

的污染，有時還很嚴(yán)重。

2.從工程造價方面來看，由于分流制雨水、污水分流而多設(shè)一條雨水排

水系統(tǒng)，但管徑可適當(dāng)減小，該市又有較好的接納水體，雨水可就近排除。

且分流制可以分期建設(shè)，縮短工期，提高效益，適合我國國情。

3.從維護管理反面來看，分流制可保證城市污水在水管內(nèi)的流速不致太

小而發(fā)生淤積，同時進入污水廠的水質(zhì)水量變化小，有利于污水廠的運行管

理。

所以，根據(jù)城市工業(yè)企業(yè)規(guī)劃，環(huán)境保護的要求，污水的利用情況，原

有的排水設(shè)施，水質(zhì)、水量、地形、氣候等條件，從全局出發(fā)，在滿足環(huán)境

保護的前提下，綜合考慮，確定本設(shè)計采用分流制排水系統(tǒng)。

2.3城市污水管網(wǎng)計算

2.3.1城市污水管網(wǎng)設(shè)計方案的確定

1.污水廠位置的選擇

綜合考慮C市地形、地勢及河水流向、風(fēng)向等因素，將污水廠址選在該

市東南角，靠近岸邊又與岸邊留有一定距離，且離市區(qū)符合衛(wèi)生防護要求（污

水廠距居民區(qū)大于300m）。污水廠設(shè)在河流下游，不會對城市的飲用水源及

自然景觀產(chǎn)生污染。同時污水廠處于城市常年主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)向，不會對城

市產(chǎn)生空氣污染。污水處理廠工程地質(zhì)條件較好，交通方便，靠近受納水體,

處理后的水可以就近排放。

2.污水管道定線

依據(jù)城市地形，將C市按城市分區(qū)也劃分為三個排水區(qū)域，并設(shè)計出兩

種方案，以便于進行方案比較。兩種設(shè)計方案分別為方案A和方案B。

（1）方案A：根據(jù)城市的地形特點，兩個區(qū)的地勢均坡向河流，地面

坡度不大，故I區(qū)、II區(qū)和HI區(qū)均采用正交截流式布置方案。I區(qū)干管沿垂

直（近似）等高線方向布置，干管采用雙側(cè)集水；II區(qū)干管沿垂直（近似）

等高線方向布置，干管采用雙側(cè)集水；in區(qū)街區(qū)規(guī)劃較為整齊，但街道與等

高線垂直，故定設(shè)干管與等高線垂直，干管采用單側(cè)集水。此方案共設(shè)有三

根主干管，穿越二次河流。

（2）方案B：由于該市街區(qū)規(guī)劃較為規(guī)整，僅III區(qū)街道需做對比，以

找出經(jīng)濟最優(yōu)，故方案B只改動HI區(qū)管道走向，將方案A中的與等高線垂

直鋪設(shè)的干管改為與等高線平行鋪設(shè)，但仍滿足污水順坡自流排除的原則，

在街區(qū)的最東側(cè)設(shè)主干管收集來自干管的污水。

在管網(wǎng)布置中，三區(qū)沿河布置的污水主干管都得穿越二次河流。II區(qū)污

水主干管在收集齊II區(qū)污水后還得采用倒虹管施工方式過河，在與I區(qū)污水

主干管會合后將城市污水共同送入城市污水處理廠進行二級處理。

2.3.2城市污水管網(wǎng)C方案水力計算

污水管網(wǎng)的水力計算機完成，具體結(jié)果見附錄電算結(jié)果附錄一。

第3章城市污水處理廠設(shè)計計算

3.1城市污水水量水質(zhì)計算

3.1.1污水水量水質(zhì)計算

1.設(shè)計流量

根據(jù)電算結(jié)果，生活污水平均流量：

Q生活平均=818.16L/s=2945.38n?/h=70689m3/d

又因為食品廠平均排水量：

33

qrt,l;,=2000m/d=83.33m/h=23.15L/s

碼頭平均排水量：

3,

qH5ii=800m/d=33.33m/h=9.26L/s

啤酒廠平均排水量：

q=1200m3/d=50m3/h=13.89L/s

化工廠平均排水量：

qftj：r=1700m3/d=70.83m3/h=19.68L/s

所以城市污水平均流量：

Q平均=818.16+23.15+9.26+13.89+19.68=884.13L/S

=3182.87m3/h=76388.83m3/d

城市污水設(shè)計流量：

Q諛計=1185.81L/s=4268.92n?/h=102453.98m3/d

2.設(shè)計人口數(shù)

根據(jù)工廠及火車站廢水量和工廠及火車站廢水中含有的懸浮物濃度和

生化需氧量濃度，折算成工廠及火車站廢水的當(dāng)量人口數(shù)。

表3-1工廠及火車站廢水折合的當(dāng)量人口數(shù)

企業(yè)或公

平均排水最大排水SSCODBOD總氮總磷水

共建筑名PH

量m3/d量m3/dmg/1mg/1mg/1mg/1mg/1溫。c

稱

食品廠20001603002100105030187.8

碼頭800905007004003587.5

啤酒廠120070400280015002057.3

化工廠1700120800190080027307.8

生活污水中的BOD及SS值分別取30g/（人-d）和45g/（人-d）。據(jù)此

工廠及火車站廢水折合成當(dāng)量人口數(shù)如表3-1所示。

根據(jù)電算結(jié)果，居住區(qū)生活污水為污水來源的城市居民人口數(shù)N=316034

人。綜合上表結(jié)果，可算出該城市總的設(shè)計人口數(shù)，如表3-2所示。

表3-2設(shè)計人口計算表

設(shè)計人口數(shù)/人

污水來源

按BOD5計算按SS計算

居住區(qū)生活污水316034316034

工廠及火車站廢水6311145333

合計379145361367

3.污水水質(zhì)污染程度

每人每天生活污水量為：

81116x86400^

Qs==2236

-^r-316034'7

生活污水平均BOD5濃度為:

3030

CBOD5=0.134g/Z=134g/Z

223.68

生活污水平均SS濃度為：

4545

C^—=——=0.201g/L=201mg/L

ssQ223.68

生活污水COD平均濃度為：CcoD=250mg/L

生活污水TN平均濃度為：CN=40mg/L

生活污水TP平均濃度為：CP=4mg/L

生活污水與工業(yè)廢水混合后，BOD5,濃度為:

0?；钇骄?4食品°8。。5食品+4化」:廠CBOD5化工廠+4碼頭08。。5碼頭+4叫而丁。3。￡）5啤淵

CBODS

。生活平均+q食品+q化工廠+q碼頭+瑞酒廠

818.16x134+23.15x1050+103.89x1500+9.26x400+19.68x800

818.16+23.15+13.89+9.26+19.68

=197.06mg/L

生活污水與工業(yè)廢水混合后，SS濃度為：

「t_0生：活平均Css+4食品0ss食品+4化工廠0ss化工廠+4碼頭0ss碼頭+夕啤酒廠C$si啤酒廠

。生活平均+9食品+夕化工廠+夕碼頭+夕啤酒廠

818.16x201+23.15x300+13.89x400+9.26x500+19.68x800

818.16+23.15+13.89+9.26+19.68

=205.42mg/L

生活污水與工業(yè)廢水混合后，COD的濃度為：

「<_0生活平KJCC8+4食品Cea?食品+4化工廠化i.r+%竹頭Ccow頭+^coD^.m'

JCOD~77

z；活平均+g食品+夕化工廠+q碼頭+g睥酒廠

818.16x400+23.15x2100+13.89x2800+9.26x700+19.68x1900

818.16+23.15+13.89+9.26+19.68

=437.1lmg/L

生活污水與工業(yè)廢水混合后，TN的濃度為：

Q,=+4d30優(yōu),'疝+q化「.「c化口廠+“碼頭0碼頭+%*冏°理酒?

°生活平均+“食品+?；S+q碼頭+夕啤酒廠

818.16x40+23.15x30+13.89x20+9.26x35+19.68x27“

=-----------------------------------------------------------------------=38.66mg/L

818.16+23.15+13.89+9.26+19.68

生活污水與工業(yè)廢水混合后，TP的濃度為：

C,=+9食品Cp優(yōu)品+4化口「?！富T+4碼頭Cp<?i頭+9嚙忤Cp叫，澗!

。生活平均+4食品+令化工廠+令碼頭+瓢酒廠

818.16x4+23.15x18+13.89x5+9.26x8+19.68x30

818.16+23.15+13.89+9.26+19.68

=5.00mg/L

3.1.2污水中污染物的處理程度確定

3.1.2.1污水中SS的處理程度

可按污水排放口處SS的允許濃度和污水排放口處水質(zhì)要求的方法分別

計算，選取需處理程度高者。

1.按污水排放口處SS的允許濃度計算

首先求出排放口處SS的允許排放濃度，根據(jù)已知條件，列出如下方程:

Css允許=P（1+1）+Css河

9平均

3

式中QM流---河流流量（m/s）,Q河流=7.5m%；

Q——污水平均流量（n?/s）,Q平均=0.884n?/s；

P——河流中允許增加SS濃度（m3/h）,P=7mg/L；

Css河——河流中SS濃度（mg/L）,Css『33mg/L。

帶入各值，得：

Css允許=01x(7.5/0.884+1)+33=99.39mg/L

則可求出SS的處理程度為：

廠205.42-99.39…

Eqq=------------------x100%=51.62%

ss205.42

2.按污水排放口處水質(zhì)要求計算

污水二級處理排放口SS濃度要求為20mg/Lo則可求出SS的處理程度

為：

Ess=2。542-20=80.53%

ss205.42

從這兩種計算方法中比較得出，方法2得出的處理程度高于方法1,所

以本處理廠SS的處理程度為80.53%。

3.1.2.2污水中BODs的處理程度

污水中BOD5的處理程度按河水中溶解氧的最低容許濃度,河流中BOD5

的最高允許濃度和污水排放口處水質(zhì)要求三種方法分別計算，選擇處理程度

高者。

1.按河水中溶解氧的最低容許濃度計算

(1)按照河流在最不利時，即最小流量時接納污水進行計算，排放口處污

水DO污水=L5mg/L,溫度T污水=17℃。

排放口處DO的混合濃度為：

nc_。河水。。麗水+0平均Q*水_7.5x7.3+0.884x1.5

——=6.69mg/L

0河水+0平均7.5+0.884

混合溫度Tm為：

以你算水+Q卡均舞加7.5x12+0.884x17_12

。河水+。平均7.5+0884

(2)在水溫為12.5℃時，可查表或用下式計算耗氧速率常數(shù)K值:

式中91——溫度系數(shù)，0i=1.047；

心(20)——20℃時的耗氧速率常數(shù)，的(20)=0.1。

帶入各值，得：

(I21

^1(125)=0.1X1.047-a。)=0.071d-

同理可求出復(fù)氧速率常數(shù)k2值:

/2.5)=七2。,然5

式中a——溫度系數(shù)，^2=1.024

（20）時的復(fù)氧速率常數(shù)，）o

k2——20℃k2（20=0.2

帶入各值，得：

&（4.02）=62X1.0240320〉=0.167d"

然后求起始點的虧氧量Do和臨界點的虧氧量De。查表得出12.5C時的

飽和溶解氧濃度D0s=10.30mg/L,可算出：

Do=10.30-6.69=3.61mg/L,Dc=10.30-4.00=6.30mg/L

（3）由上可知，在污水排放口河流的虧氧量就達到臨界點，所以在用試算

法求起始點有機物濃度L0和臨界時間tc時。

第一次試算：

設(shè)臨界時■間為tc=1.5d,將此值代入下式：

k0.071

-------X=6.3

0.167

從而可求得Lo為18.94mg/L,將L0=18.94mg/L代入下式得:

修已炫由1一”予小

k2-K}k、k\L°

1,0.1673.61x(0.167-0.071)

--------------x1g{fx[l-]}=2.52>1.5,不符合

0.167-0.071------0.0710.071x18.94

要求。

第二次試算：

設(shè)臨界時間為k=2.7d,將此值代入下式:

071x27

D=勺4X1=212Z1xAoxl0-°-=6.3

0

°k20.167°

從而可求得Lo為23.04mg/L,將L°=23.04mg/L代入下式得:

片1:愴生[1-岑盧]}

k2&kJ。

1,0.1673.61x(0.167-0.071)^?！感?七依

xlg{fx[ril----------------1}=2.792>2.7d,不符

0.167-0.071------0.071-----------0.071x23.04

合要求

第三次試算：

設(shè)臨界時間為tc=2.7d,按照上面方法求出tc=2.798<2.8d,符合要求。

(4)起始點容許的17℃時的BOD5：

L5m=23.04(l-10-00lx5)=15.75mg/L

(5)求污水處理廠允許排放的17℃時的BOD5：

7575

Lse—LsiQ0=15.75(—^-+1)--—x3.0=123.92mg/L

qq0.8840.884

(6)求處理程度:

.197.06-132.92,八八”“

E=-------------------x100%=37.16%

197.06

2.按河流中BOD5的最高允許濃度計算處理程度

為計算方便，按污水溫度為20c時進行計算，由污水排放口流35km處

的時間：

1000X1000x35

^3=_________=__0__._5_4_0d

86400/86400x0.75

將20c時的L5R、LSST的數(shù)值換算成12.5C時的數(shù)值，已知20℃時的

L5ST=4mg/L,則4=Lo(1-10一°/*5),計算得出L()=4/0.684=5.85mg/L,化為12.5℃

時的L5ST：

L5ST=5.85(1-10?°2")=5.85x0,9=5.26mg/L

20℃時L5R=3mg/L,則L()=3/0.684=4.39mg/L,12.5CI1寸的：

L5R=4.29x0.9=3.95mg/L

則12.5C時排放污水中的BOD5的允許濃度L5e：

T_Q(LSSTT\,

式中LSR——河流中原有的BOD5濃度(mg/L)；

L5sl-----水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中河水的BOD5最高允許濃度(mg/L)；

1

k——4.02℃耗氧速率常數(shù)，k1=0.048d-;

t——污水排放口到計算斷面的流行時間(d),t=0.482d。

帶入各值，得：

L=W-x(資-3.95)+要=23.77mg/L

5e0.884'1()3*.54]0-0.2x0.546

將12.5℃時的L5c轉(zhuǎn)換成20℃時的數(shù)值：

Lo=23.77/O.9=26.41mg/L

其20℃時的L5c為：

Lse=26.41x0.68=18.06mg/L

污水處理程度為:

=197.0618.06*10()%=%用4%

BOD5197.06

3.按污水排放口處出水水質(zhì)要求計算

污水一級B排放標(biāo)準(zhǔn)計算排放的BOD5濃度要求為W20mg/L,則污水處

理程度為：

穌皿=197g20x100%=89.95%

B°D5197.06

4.根據(jù)以上計算，可確定污水的處理程度：

①懸浮物SS的處理程度為80.53%。

②由于按河流中BOD5的最高允許濃度計算的污水處理程度為

90.84%,高于按河水中Do的允許最低濃度的計算結(jié)果37.16%,故污水廠的

BOD5處理程度定為90.84%o

3.1.2.3污水中TN的處理程度

按污水排放口出水水質(zhì)要求計算。污水一級B處理排放口總氮濃度要求

為W20mg/L,則污水處理程度為：

-OA

OOZU

=-"X100%=48.26%

N39.3

3.1.2.4污水中TP的處理程度

按污水排放口出水水質(zhì)要求計算。污水二級處理排放口總磷濃度要求為

<1mg/L,則污水處理程度為：

5-1

Ep=—xl00%=80%

3.2城市污水處理工藝流程的確定

3.2.1國內(nèi)城市污水處理工藝的比較和選用

污水處理廠的主要任務(wù)就是對城市污水進行無害化處理，使之達到國家

規(guī)定的城市污水排放標(biāo)準(zhǔn)，然后排放或利用，達到環(huán)境保護的目的。在處理

工藝上力求設(shè)備簡單，運行方便，處理成本低，處理效果顯著。目前國內(nèi)常

用的城市污水二級生物處理工藝多為活性污泥法。

活性污泥法是當(dāng)前污水處理技術(shù)領(lǐng)域中應(yīng)用最為廣泛的技術(shù)之一-，它已

成為生活污水、城市污水以及有機性工業(yè)廢水的主體處理技術(shù)。目前城市生

活污水的活性污泥法處理工藝有許多種。最早開始使用的傳統(tǒng)活性污泥法，

是較普遍采用且較成熟的處理工藝，其污水和回流污泥均由曝氣池池首端流

入，對BODs和SS的處理效率均為90?95%,但是曝氣池前端供氧不足，

后端過剩，耐沖擊負(fù)荷能力弱，同時對N、P的處理效果差。另外，氧化溝、

SBR（間歇式活性污泥法）、AB法（吸附一生物降解工藝）、A/O（缺氧一好

氧工藝）法及A?/。法（厭氧一缺氧一好氧生物脫氮除磷工藝）等在國內(nèi)外

都被廣泛應(yīng)用。

城市污水處理廠的工藝選取通常要先考慮污水廠的規(guī)模。根據(jù)我國的具

體情況，大體上可分為大型、中型和小型污水處理廠。規(guī)模大于10萬n?/d

的為大型污水處理廠，