氧化溝工藝城市污水處理廠設(shè)計

武漢科技學(xué)院2004屆畢業(yè)設(shè)計〔論文〕題目：氧化溝工藝城市污水處理廠設(shè)計院系：環(huán)境與化學(xué)工程系專業(yè)：環(huán)境工程學(xué)生：學(xué)號：0051190指導(dǎo)老師：摘要本論文主要設(shè)計氧化溝工藝處理城市污水。城市是人類社會經(jīng)濟開展的一個極其重要的組成局部，在城市的社會經(jīng)濟活動中，每天都要消耗大量的水，用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)活動以及市民的日常生活。城市污水處理廠是城市開展的重點根底設(shè)施，是城市水污染控制、水環(huán)境保護工作中的關(guān)鍵工程，它對社會經(jīng)濟的高速、穩(wěn)定、可持續(xù)開展起著保障和促進的作用。本設(shè)計是東北地區(qū)的一個城市污水處理廠，其污水流量為6萬m3/d，經(jīng)處理后應(yīng)到達SS去除率85％，BOD去除率90％。本設(shè)計采用奧巴爾〔ORBAL〕型氧化溝工藝，氧化溝工藝是一種改進的活性污泥法，是以活性污泥為主體的污水生物處理技術(shù)。奧巴爾〔ORBAL〕型氧化溝是氧化溝工藝的一種，具有優(yōu)于傳統(tǒng)氧化溝工藝的特殊優(yōu)點：工藝流程簡單，占地面積??；工藝運行具有靈活性；基建費用和運行費用低，運行管理簡單；出水水質(zhì)好并且有一定的承受水質(zhì)水量沖擊負荷的能力，出水可以到達國家排放標(biāo)準(zhǔn)。處理工藝流程主要由格柵、沉砂池、氧化溝、二沉池、污泥濃縮池、污泥脫水間等組成。本設(shè)計的平面布置和高程布置合理，各構(gòu)筑物集中緊湊、節(jié)約用地、便于管理，并且基建費用和運行費用低，運行管理簡單。本論文包括城市污水概況，城市污水處理技術(shù)及其新開展，工藝方案的比擬及選擇，構(gòu)筑物尺寸的計算，設(shè)備的選型，平面布置與高程布置，運行本錢的核算等。關(guān)鍵詞：城市污水；設(shè)計；ORBAL氧化溝工藝；工藝流程。ABSTRACTThepapermainlydesignsOxidationDitchprocessforthetreatmentofmunicipalwastewater.Thecityisaimportantpartofthedevelopmentofsocialeconomy.Itisagreatdealofwaterusedforindustry,agriculture,businessactivityandcivicdailylifeinthetransactionofcity.Thefactoryofthetreatmentofmunicipalwastewaterisnotonlytheimportantbasicfacilitiesofthecitydevelopment,butalsothemainprojectofthecontrolofmunicipalwastewaterandwaterresourceenvironmentprotectionaswell.Italsoplaysaroleinthesocialeconomicdevelopment.Thisdesignisafactoryofthetreatmentofmunicipalwastewaterinthenortheast，theflowofwhichis6×104m3/d，theremovalrateofSSis85%andtheremovalrateofBODis90%。ThemethodofthisdesignisORBALOxidationDitch,theOxidationDitchprocesswhichisaimprovedactivatedsludgeprocessisabiochemicaltreatmenttechnologyforwastewaterwhichmainlybasedontheactivatedsludge.theORBALOxidationDitchthatwechooseisoneofOxidationDitch,Ithasbeencharacterizedassimpleprocessandsmalldimension;smoothoperation;economicalandconvenientforregulation;Ithasfavorableabilityofbearingtheimpingementloadingthewastewatertreatedbytheprocessing;itcanreachthesewagedischargestandard.Theprocessisconsistedofscreenbar、sinksandpond、OxidationDitch、secondaryclarifier、sludgeconcentratedpond、sludgedehydratedroomandsoon.Andtheplanedistributionandelevationdistributionarerational，theconstructionsfollowtheprincipleofcompact，smalldimensionandfully-usedinsoil，convenientforregulation，andthecostofbuildingandrunningarelow，simpleforoperation.Thispaperisconsistedofthesummaryofmunicipalwastewater,thetechnicalandbreakthroughoftreatmentofmunicipalwastewater,comparisontheprocessesandchooseofmethod,computeofgaugeofconstructions,thechooseofequipment,theplanedistributionandelevationdistribution,thecheckofrunningcostandsoon.KeyWords:municipalwastewater;design;ORBALOxidationDitchtechnology;technologyprocess.目錄1緒論………………11.1城市污水概況………………11.2城市污水處理技術(shù)及其新開展…………12城市污水處理工藝選擇……………………62.1工藝方案分析比擬…………62.2工藝方案選擇確定…………92.3工藝方案闡述………………93處理構(gòu)筑物設(shè)計……………103.1污水流量的計算…………103.2集水井………………………113.3污水提升泵房………………113.4格柵…………123.5曝氣沉砂池…………………143.6砂水別離間…………………163.7鼓風(fēng)機房……………………163.8ORBAL型氧化溝……………173.9輻流式二沉池………………193.10回流污泥泵房……………233.11接觸消毒池……………………243.12剩余污泥泵房……………253.13污泥濃縮池………………253.14濃縮污泥貯池……………283.15濃縮污泥提升泵房………283.16污泥脫水間………………284污水處理廠總體布置…………………284.1總平面布置…………………284.2高程布置……………………295污水處理廠運行本錢核算………………305.1勞動定員……………………305.2運行費用……………………306工程效益………………………327全文總結(jié)………………………32參考文獻…………341緒論1.1城市污水概況城市是人類社會經(jīng)濟開展的一個及極其重要的組成局部，在城市的社會經(jīng)濟活動中，每天都要消耗大量的水，用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)活動以及市民的日常生活。水在使用過程中被帶進了洗滌劑、染料、溶液、油脂和糞尿，各類無機物和有機物，細菌、病毒等致病微生物，毒性、酸堿性、放射性和重金屬類等物質(zhì)，以致水的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)發(fā)生明顯變化，變成了污水。污水在城市開展的初期是通過城市污水收集系統(tǒng)收集排放到附近水體，經(jīng)過清潔水體的稀釋和自然凈化功能變污為清，成為人類可以循環(huán)利用的水資源。但是，隨著城市社會經(jīng)濟開展的規(guī)模越來越大，污水越開越多，水質(zhì)越來越復(fù)雜，水體有限的自然凈化功能已經(jīng)不能適應(yīng)城市水污染控制、水環(huán)境保護的需要。大量源源不斷地排入水體〔江、河、湖、海和地下水〕和土壤〔通過農(nóng)田灌渠〕的城市污水，使水體和土壤受到嚴(yán)重污染，消滅了原有的自然生態(tài)，使魚蝦匿跡，物種消失，河湖變成了臭河死水，加劇了有限的水資源危機；使許多河、湖、地下水不能再作為飲用水源，城市只好花巨資去開發(fā)新水源；使土壤里重金屬和有毒物質(zhì)富集，污染物通過食物鏈危害人民的身體健康。水體的污染造成了巨大的經(jīng)濟損失，水資源的短缺制約了城市社會經(jīng)濟的可持續(xù)性開展。1.2城市污水處理技術(shù)及其新開展城市污水處理就是利用各種設(shè)施設(shè)備和工藝技術(shù)，將污水中所含的污染物質(zhì)從水中別離去除，使有害的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無害的物質(zhì)和有用的物質(zhì)，水體那么得到凈化，并使資源得到充分利用。城市污水處理技術(shù)通常有物理處理技術(shù)、化學(xué)處理技術(shù)、物理化學(xué)處理技術(shù)、生物處理技術(shù)等。典型的物理處理技術(shù)有沉淀技術(shù)、過濾技術(shù)、氣浮技術(shù)等；典型的化學(xué)處理技術(shù)和物理化學(xué)處理技術(shù)有中和、加藥混凝、離子交換等；典型的生物處理技術(shù)有好氧生物氧化分解和厭氧生物發(fā)酵技術(shù)。城市污水處理工藝實際上就是以上這些技術(shù)的應(yīng)用和組合。城市污水處理廠是城市開展的重點根底設(shè)施，是城市水污染控制、水環(huán)境保護工作中的關(guān)鍵工程，它對社會經(jīng)濟的高速、穩(wěn)定、可持續(xù)開展起著保障和促進的作用。目前，我國的城市污水處理設(shè)施數(shù)量的總體規(guī)模很小，城市污水處理率嚴(yán)重缺乏，水環(huán)境污染的趨勢還在開展，今后的水污染控制、水環(huán)境保護工作任重道遠。隨著水污染治理工作的開展，城市污水處理技術(shù)已經(jīng)取得了一定的進展，涌現(xiàn)出大量新工藝、新設(shè)備和新材料，在實際的處理過程中得到了應(yīng)用和開展。我國現(xiàn)有城市污水處理廠80％以上采用的是活性污泥法，其余采用一級處理、強化一級處理、穩(wěn)定塘法及土地處理法等。同時，國外許多新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備被引進到我國，AB法、氧化溝法、A/O工藝、A/A/O工藝、SBR法在我國城市污水處理廠中均得到應(yīng)用，污水處理工藝技術(shù)由過去只注重去除有機物開展為具有除磷脫氮功能。國外一些先進、高效的污水處理專用設(shè)備也進入了我國污水處理行業(yè)市場，如格柵機、潛水泵、除砂裝置、刮泥機、曝氣器、鼓風(fēng)機、污泥泵、脫水機、沼氣發(fā)電機、沼氣鍋爐、污泥消化攪拌系統(tǒng)等大型設(shè)備與裝置。1.2.1普通活性污泥法工藝我國80年代以前建設(shè)的城市污水處理廠大局部采用普通曝氣法活性污泥處理工藝，由于該工藝主要以去除BOD和SS為主要目標(biāo)，對氮磷的去除率非常低。為了適應(yīng)水環(huán)境及排放要求，一些污水處理廠正在進行改造，增加或強化脫氮和除磷功能。北京高碑店污水處理廠100萬m3/d已運行，其工藝流程如下：〔1〕污水處理工藝流程：計量槽出水井進水泵房格柵間進水閘間原污水計量槽出水井進水泵房格柵間進水閘間曝氣沉砂池初沉池曝氣池二沉池接觸池出水曝氣沉砂池初沉池曝氣池二沉池接觸池〔2〕污泥處理工藝流程：污泥濃縮池消化池脫水機房初沉池剩余污泥污泥濃縮池消化池脫水機房初沉池污泥堆置棚污泥堆置棚沼氣柜沼氣柜泥餅外運沼氣發(fā)電與城市電網(wǎng)并網(wǎng)泥餅外運沼氣發(fā)電另外還有天津紀(jì)莊子污水處理工程26萬m3/d已運行，天津東郊污水處理廠40萬m3/d已運行，山東濟南市污水處理廠22萬m3/d已運行，湖北武漢市水質(zhì)凈化廠5萬m3/d已運行等采用普通活性污泥法。1.2.2AB工藝AB法污水處理工藝于80年代初開始在我國應(yīng)用于工程實踐。由于其具有抗沖擊負荷能力強、對pH值變化和有毒物質(zhì)具有明顯緩沖作用的特點，故主要應(yīng)用于污水濃度高、水質(zhì)水量變化較大，特別是工業(yè)污水所占比例較高的城市污水處理廠。山東青島市海泊河污水處理廠8萬m3/d已運行，表1為設(shè)計的進水出水指標(biāo):表1青島海泊河污水處理廠設(shè)計的進水出水指標(biāo)項目BOD5CODcrSSNH3-NT-P進水濃度/(mg/L)800150011001008出水濃度/(mg/L)40150403去除率/%95909662另外還有山東淄博市污水處理廠14萬m3/d已運行，廣東深圳市羅芳污水處理廠10萬m3/d已運行，廣東廣州獵德污水處理廠22萬m3/d已運行等采用AB工藝。1.2.3氧化溝工藝目前氧化溝工藝是我國采用較多的污水處理工藝技術(shù)之一。應(yīng)用較多的有奧貝爾氧化溝工藝，由我國自行設(shè)計、全套設(shè)備國產(chǎn)化，已有成功實例。DE型氧化溝和三溝式氧化溝在中高濃度的中小型城市污水處理中也有應(yīng)用。采用卡羅塞爾氧化溝工藝的城市污水處理廠大局部為外貸工程。氧化溝工藝不僅出水水質(zhì)好，污泥在氧化溝內(nèi)也能得以充分地好氧穩(wěn)定，其剩余污泥不需再進行厭氧消化，直接進行污泥濃縮與脫水。山東萊西市污水處理廠工程4萬m3/d已運行ORBAL，該城市污水廠最早應(yīng)用奧貝爾(Orbal)氧化溝，表2為處理效果表：表2污水處理廠處理效果表項目BOD5CODSSNH4-N進水濃度/(mg/L)1232287196811.3出水濃度/(mg/L)771232.5去除率/%99.497.597.677.9氧化溝圓形旋流沉砂池細格柵進水泵房粗格柵安國市污水處理廠采用奧貝爾氧化溝工藝，建設(shè)一座日處理4萬立方米的污水處理廠。其工藝流程如下：氧化溝圓形旋流沉砂池細格柵進水泵房粗格柵污水沉淀池脫水車間污泥濃縮池泥餅外運沉淀池脫水車間污泥濃縮池接觸池接觸池出水另外還有北京北京大興黃村污水處理廠8萬m3/d已運行ORBAL，河北廊坊市污水處理廠8萬m3/d已運行ORBAL，廣東中山市污水處理公司10萬m3/d已運行CARROUSE，河北邯鄲市東污水處理廠10萬m3/d已運行三溝式，安徽合肥市王小郅污水廠〔一期〕15萬m3/d已運行單溝式，陜西西安市北石橋污水凈化中心15萬m3/d已運行DE型等采用氧化溝工藝。1.2.4SBR工藝多種類型的SBR工藝在我國均有應(yīng)用，如屬第二代SBR工藝的ICEAS工藝，屬第三代的CAST工藝、UNITANK工藝等。SBR間歇式活性污泥法氧利用率高，基建費用和運行費用均較低，不易產(chǎn)生污泥膨脹。同時通過對運行方式的調(diào)節(jié)，具有脫氮除磷的功能，且處理水質(zhì)優(yōu)于連續(xù)式，但該工藝要求程序控制，自動化水平較高。北京某開發(fā)區(qū)污水處理廠，規(guī)模屬于小型污水處理廠，采用ICEAS工藝，該工藝為SBR工藝的一種變形，具有工程投資省和運行費用低的優(yōu)點，其工藝流程如下：渦流沉砂池細格柵進水泵房粗格柵進水渦流沉砂池細格柵進水泵房粗格柵柵渣、沉砂外運鼓風(fēng)機房ICEAS反響池鼓風(fēng)機房ICEAS反響池污泥濃縮脫水機房集泥井及污泥泵房加氯間接觸池泥餅外運污泥濃縮脫水機房集泥井及污泥泵房加氯間接觸池出水另外還有云南昆明市第三污水處理廠15萬m3/d已運行ICEAS，浙江金華市污水處理廠工程8萬m3/d已運行CAST，貴州遵義市污水處理廠8萬m3/d已運行SBR，廣西梧州污水處理廠10萬m3/d初設(shè)UNITANK等采用SBR工藝。1.2.5A/O除磷或脫氮工藝，A/A/O或改進A/A/O除磷脫氮工藝隨著我國對水環(huán)境質(zhì)量要求的提高，修訂后的國家《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978－1996)也越來越嚴(yán)，特別是對出水氮、磷的要求提高，使得新建城市污水處理廠必須考慮氮磷的去除問題。由此開發(fā)了改進A/A/O工藝和回流污泥反硝化生物除磷工藝，并已開始在實際工程中應(yīng)用。佛山市第一座城市污水處理廠興建于1992年，針對該廠進水濃度較低碳源缺乏的特點，在不能同時供給除磷和反硝化所需要的碳源的情況下，選擇了除磷和將氨氮進行硝化，局部進行反硝化的除磷除氨氮的A/O工藝。該廠在工藝流程的設(shè)計上也大膽地取消了初沉池，使處理流程跟更簡單和合理，表3為處理效果表：表3佛山鎮(zhèn)安污水處理廠A/O工藝處理效果項目BOD5SST-NNH3-NT-P進水濃度/(mg/L)68.3437.9320.5415.102.52出水濃度/(mg/L)9.415.429.341.490.90去除率/%86.285.754.590.164.3我國第一座應(yīng)用A2/O工藝的污水處理廠是廣州大坦沙污水處理廠，15萬m3/d已運行，經(jīng)12年的運行結(jié)果證明，A2/O工藝適應(yīng)能力強，對低濃度和高濃度的污水處理效果都很好，運行管理方便，不會產(chǎn)生污泥膨脹，對除磷脫氮也能獲得較好的處理效果,表4為處理效果表：表4廣州大坦沙污水處理廠A2/O工藝處理效果項目BOD5SST-NNH3-NT-P進水濃度/(mg/L)72.83102.2319.9516.372.4出水濃度/(mg/L)8.6911.939.951.980.52去除率/%88.0788.3450.1387.978.3蘇州某旅游度假區(qū)污水處理廠采用A2/O工藝，其工藝流程如下：沉砂池細格柵污水提升泵房粗格柵間進水控制井沉砂池細格柵污水提升泵房粗格柵間進水控制井原污水鼓風(fēng)機房鼓風(fēng)機房加氯排砂外運出水提升泵房消毒池二沉池A2/O池出水出水提升泵房消毒池二沉池A2/O池污泥脫水機房污泥濃縮池污泥泵池污泥外運污泥脫水機房污泥濃縮池污泥泵池絮凝劑另外還有浙江杭州七格污水處理工程40萬m3/d已運行A/O，河北保定市銀定莊污水處理廠8萬m3/d已運行A/O，山東青島市李村河污水處理廠8萬m3/d已運行改進A/O，云南昆明市第二污水處理廠10萬m3/d已運行A/A/O，山東泰安市污水處理廠5萬m3/d已運行A+A/A/O，山東青島市團島污水處理廠10萬m3/d已運行改進A/A/O等。1.2.6其它工藝除以上各種處理工藝外，一級及強化一級處理工藝與其它一些先進的工藝也在實際工程中應(yīng)用。如：海南?？谖鬯幚韽S30萬m3/d已運行A段+排海，山東威海市污水排海工程8萬m3/d已運行一級+排海，江蘇南京市秦淮河污水處理工程54萬m3/d已運行一級+排江，上海上海竹園污水處理工程170萬m3/d可研強化一級+排江；廣東花都市新華凈水廠4萬m3/d已運行氧化塘，河北秦皇島市污水處理廠工程4萬m3/d已運行射流曝氣等。從工程規(guī)模上看，一批大型污水處理廠的相繼建成投產(chǎn)標(biāo)志著我國污水處理事業(yè)開展到一個嶄新的階段。如：我國20世紀(jì)最大的污水處理廠高碑店污水處理廠，處理規(guī)模100萬m3/d；目前全國最大的城市污水處理廠上海竹園污水處理廠正在設(shè)計之中，其規(guī)模為170萬m3/d。以上所舉例均為我國局部城市污水處理工程工程，根本代表了我國城市污水處理工藝技術(shù)的現(xiàn)狀水平。目前我國新建及在建的城市污水處理廠所采用的工藝中，各種類型的活性污泥法仍為主流，占90％以上，其余那么為一級處理、強化一級處理、生物膜法及與其他處理工藝相結(jié)合的自然生態(tài)凈化法等污水處理工藝技術(shù)。從國情出發(fā)，我國城市污水處理開展趨勢：(1)氮、磷營養(yǎng)物質(zhì)的去除仍為重點也是難點；(2)工業(yè)廢水治理開始轉(zhuǎn)向全過程控制；(3)單獨分散處理轉(zhuǎn)為城市污水集中處理；(4)水質(zhì)控制指標(biāo)越來越嚴(yán)；(5)由單純工藝技術(shù)研究轉(zhuǎn)向工藝、設(shè)備、工程的綜合集成與產(chǎn)業(yè)化及經(jīng)濟、政策、標(biāo)準(zhǔn)的綜合性研究；(6)污水再生利用提上日程；(7)中小城鎮(zhèn)污水污染與治理問題開始受到重視。2城市污水處理工藝選擇2．1工藝方案分析比擬1．本工程污水排放現(xiàn)狀〔1〕生活污水量現(xiàn)狀該城市居民區(qū)用水人口為30萬人，有室內(nèi)給排水設(shè)備，無淋浴設(shè)備的占10％，標(biāo)準(zhǔn)為90升/人·日；室內(nèi)有給排水設(shè)備，有淋浴設(shè)備的占90％，標(biāo)準(zhǔn)為140升/人·日，生活污水排放系數(shù)為0.8，那么總生活污水量為0.8×〔90×10％＋140×90％〕×30×10－3＝3.24萬m3/d?！?〕工業(yè)廢水量現(xiàn)狀總工業(yè)廢水量為10000m3/d＝1萬m3/d?！?〕城市混合污水水量現(xiàn)狀城市污水排放總量為3.24＋1＝4.24萬m3/d。2．本工程混合污水水質(zhì)現(xiàn)狀〔1〕懸浮物250mg/L；〔2〕BOD180mg/L；〔3〕pH7～7.4；〔4〕有毒物質(zhì)微量，對生化處理無不良影響。城市污水處理工藝確實定，是根據(jù)城市水環(huán)境質(zhì)量要求、來水水質(zhì)情況、可供利用的技術(shù)開展?fàn)顟B(tài)、城市經(jīng)濟狀況和城市管理運行要求等諸方面的因素綜合確定的。最近幾年國內(nèi)應(yīng)用較多的有A-O或A-A-O工藝、SBR工藝、氧化溝工藝等。工藝技術(shù)性能比擬如下〔表5〕：表5工藝技術(shù)性能比擬表處理工藝優(yōu)點缺點適用范圍A-O或A-A-O工藝1．與傳統(tǒng)活性污泥法比，能大大提高脫氮、除磷的效果，是一種經(jīng)濟有效的脫氮除磷技術(shù)。2．工藝運行經(jīng)驗多，效果較穩(wěn)定。1．需增加一些構(gòu)筑物和設(shè)施〔如曝氣池、回流設(shè)施等〕，工程投資要增加。2．構(gòu)造復(fù)雜，運行管理復(fù)雜。3．能耗大，費用高。適用于城市污水處理后排入需防止富營養(yǎng)化的水體，污水處理后回用，或處理N含量較高的工業(yè)污水〔如化肥廠廢水等〕。SBR工藝1．比傳統(tǒng)活性污泥法具有更高的污染物凈化效果，尤其對高濃度難生物降解的污水。2．可以省去二沉池、污泥回流設(shè)施，某些情況下還可以省去調(diào)節(jié)池和初沉池，因而使整個工程占地減少、投資降低。3．具有較強的沖擊負荷調(diào)節(jié)能力，污泥不易膨脹、易于沉淀、脫水性能好，可實現(xiàn)脫氮除磷功能。4．容易設(shè)備化，可升級性、可改造性好。1．該工藝要求配備專用排水裝置和自動控制系統(tǒng)，在目前環(huán)保資金還比擬緊張的條件下，限制了SBR工藝的高效穩(wěn)定運行。2．該工藝的空氣擴散器堵塞的可能性大于傳統(tǒng)活性污泥法。3．單池處理量較小，單個構(gòu)筑物利用率低。4．能耗大，費用高。特別適合于中小城鎮(zhèn)的城市污水處理，對于較大水量的連續(xù)操作處理一般要幾套池子組合運行。氧化溝工藝1．處理流程簡單、構(gòu)筑物少，一般情況下可以不建初沉池和污泥消化池，某些情況下還可以不建二沉池和污泥回流系統(tǒng)。2．處理效果好且運行穩(wěn)定可靠，可以脫氮除磷。3．具有較強的沖擊負荷承受能力。4．出水水質(zhì)好，剩余污泥量少。1．因為存在于污泥中的有機質(zhì)最終是在氧化溝中局部好氧代謝去除的，氧化溝工藝在節(jié)約能耗、降低運行費用方面不具有優(yōu)勢，但運行本錢已算較低。2．池深受到限制。適合于中小型污水處理廠，為節(jié)省投資或降低維護管理難度時，該工藝為首選。根據(jù)污水排放現(xiàn)狀與水質(zhì)現(xiàn)狀以及出水要求，采用生化處理最為經(jīng)濟。根據(jù)國內(nèi)外運行的大、中型污水處理廠的調(diào)查，要到達確定的治理目標(biāo)，可以采用“SBR工藝”或“氧化溝”工藝。具體比擬如下。2.1.1SBR工藝SBR工藝具有以下特點：(1)SBR工藝流程簡單、管理方便、造價低。SBR工藝只有一個反響器，不需要二沉池，不需要污泥回流設(shè)備，一般情況下也不需要調(diào)節(jié)池，因此要比傳統(tǒng)活性污泥工藝節(jié)省基建投資30%以上，而且布置緊湊，節(jié)省用地。由于科技進步，目前自動控制已相當(dāng)成熟、配套。這就使得運行管理變得十分方便、靈活，很適合小城市采用。(2)處理效果好。SBR工藝反響過程是不連續(xù)的，是典型的非穩(wěn)態(tài)過程，但在曝氣階段其底物和微生物濃度變化是連續(xù)的(盡管是處于完全混合狀態(tài)中)，隨時間的延續(xù)而逐漸降低。反響器內(nèi)活性污泥處于一種交替的吸附、吸收及生物降解和活化的變化過程之中，因此處理效果好。(3)有較好的除磷脫氮效果。SBR工藝可以很容易地交替實現(xiàn)好氧、缺氧、厭氧的環(huán)境，并可以通過改變曝氣量、反響時間等方面來創(chuàng)造條件提高除磷脫氮效率。(4)污泥沉降性能好。SBR工藝具有的特殊運行環(huán)境抑制了污泥中絲狀菌的生長，減少了污泥膨脹的可能。同時由于SBR工藝的沉淀階段是在靜止的狀態(tài)下進行的，因此沉淀效果更好。(5)SBR工藝獨特的運行工況決定了它能很好的適應(yīng)進水水量、水質(zhì)波動。浙江省某縣級市為海島城市，人口較多，但淡水資源缺乏，因此人均用水量較低。該市2005年規(guī)劃人口16萬人，2010年規(guī)劃人口為20萬人。污水處理廠的規(guī)模遠期為6萬m3/d，近期為2萬m3/d。近期規(guī)模較小的原因是該市污水收集系統(tǒng)很不完善，因此近期污水截污率在設(shè)計中僅考慮0.5左右。該市污水水質(zhì)：BOD為160mg/L；COD為320mg/L；SS為220mg/L。污水處理廠遠期采用6座MSBR池，近期建2座。每座的處理能力為1萬m3/d，每座尺寸為50m×40m×4.5m。MSBR池主要設(shè)計參數(shù)如下：污泥負荷0.2kgBOD/(kgMLSS·d)；污泥泥齡≥20d；懸浮固體平均濃度3g/L。每座MSBR池采用18臺增氧泵進行供氧。2.1.2氧化溝工藝氧化溝污水處理技術(shù)，是20世紀(jì)50年代由荷蘭人首創(chuàng)，60年代以來，這項技術(shù)在國外許多國家已經(jīng)被廣泛使用，工以及構(gòu)造有了很大的開展和進步。隨著對該技術(shù)缺點〔占地面積大〕的克服和對其優(yōu)點〔基建投資及運行費用相對較低，運行效果高且穩(wěn)定，維護管理簡單等〕的逐步深入，目前已經(jīng)成為普遍采用的一項污水處理技術(shù)。氧化溝一般呈環(huán)形溝渠狀，平面多為橢圓形或圓形，總長可達幾十米，甚至百米以上，溝深取決于曝氣裝置。氧化溝具有以下特點：(1)工藝流程簡單，運行管理方便。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)運行穩(wěn)定，處理效果好。氧化溝的BOD平均處理水平可到達95%左右。(3)能承受水量、水質(zhì)的沖擊負荷，對濃度較高的工業(yè)廢水有較強的適應(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20－30d，污泥在溝內(nèi)已好氧穩(wěn)定，所以污泥產(chǎn)量少從而管理簡單，運行費用低。(5)可以除磷脫氮?？梢酝ㄟ^氧化溝中曝氣機的開關(guān)，創(chuàng)造好氧、缺氧環(huán)境到達除磷脫氮目的，脫氮效率一般＞80%。但要到達較高的除磷效果那么需要采取另外措施。(6)基建投資省、運行費用低。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，基建費用和運行費用都有較大降低，特別是在去除BOD和脫氮情況下更省。同時統(tǒng)計說明在規(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。浙江省東部某縣級市，2000年人口為8.5萬人，2010年規(guī)劃人口為15萬人。截污率2000年采用0.6，2010年采用0.75。2000年污水總量為1.9萬m3/d。該市污水水質(zhì)：BOD為100～150mg/L；COD為300～350mg/L；SS為200～250mg/L。污水處理廠采用4座卡魯塞爾氧化溝，每座氧化溝處理能力為1萬m3/d，每座尺寸為：76m×28m×3.9m?，F(xiàn)已建成2座，2010年再增加2座。氧化溝主要設(shè)計參數(shù)為：污泥負荷0.10kgBOD/(kgMLSS·d)；污泥泥齡≥15d；懸浮固體平均濃度3.5g/L；污泥產(chǎn)率0.65kgSS/kgBOD。每池采用3臺外表曝氣機，每臺功率55kW，變頻調(diào)速。2.2工藝方案選擇確定由以上分析比擬可知，兩種工藝均可以到達預(yù)期的處理效果，均為成熟的工藝，但氧化溝工藝具有明顯的優(yōu)勢，氧化溝法運行本錢較低，構(gòu)造簡單，易于維護管理，出水水質(zhì)好，耐沖擊負荷，運行穩(wěn)定，并可脫氮除磷，適宜于在中小型污水處理廠中使用。根據(jù)畢業(yè)設(shè)計擬建工程的設(shè)計要求，較適合采用氧化溝工藝進行二級處理。2.3工藝方案闡述氧化溝的類型有很多，主要有根本型、卡魯塞爾〔CARROUSEL〕型、三溝式型、奧巴爾〔ORBAL〕型等，根據(jù)城市污水處理廠設(shè)計任務(wù)書的要求，我采用ORBAL氧化溝工藝，ORBAL污水處理系統(tǒng)是氧化溝污水處理工藝的一種，具有優(yōu)于傳統(tǒng)氧化溝工藝的特殊優(yōu)點，具體如下：〔1〕垂直布置的反響池墻體，使該污水處理系統(tǒng)具有占地面積小的特點；〔2〕通過調(diào)節(jié)曝氣轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)速、浸沒深度以及轉(zhuǎn)動方向，改變反響池上氧的輸入，在不同的負荷條件下運行，不會影響處理系統(tǒng)的處理效率，具有顯著的工藝運行靈活性；〔3〕控制系統(tǒng)操作簡便，由于機械設(shè)備少，所以維修、維護工作也較少；〔4〕澄清系統(tǒng)的占地面積也較小，維護也較方便。ORBAL氧化溝出水水質(zhì)好，一般情況下，BOD5去除率可達95％－99％，脫氮效率達90％左右，除磷效率達50％左右，如在處理過程中，適當(dāng)投加鐵鹽，那么除磷效率可達95％。一般的出水水質(zhì)為BOD5＝0－15mg/l；SS＝10－20mg/l；NH4-N＝1－3mg/l；P＜1mg/l。運行費用較傳統(tǒng)活性污泥法低30％－50％，基建費用較傳統(tǒng)活性污泥法低40％－60％。擬定工藝流程如下：鼓風(fēng)機鼓風(fēng)機氧化溝沉砂池格柵污水提升泵集水井污水氧化溝沉砂池格柵污水提升泵集水井回流污泥泵砂水別離設(shè)備回流污泥泵砂水別離設(shè)備泥砂外運二沉池剩余污泥泵濃縮池污泥提升泵污泥貯池二沉池剩余污泥泵濃縮池污泥提升泵污泥貯池接觸消毒池污泥脫水間接觸消毒池污泥脫水間泥餅外運出水3處理構(gòu)筑物設(shè)計3.1水流量的計算3.1.1生活污水〔Q1〕Q1=(90×10％＋140×90％)×30×10－3=4.05萬m3/d3.1.2工業(yè)廢水〔Q2〕Q2=10000m3/d＝1萬m3/d3.1.3平均日流量〔Qd〕Qd=4.05+1=5.05萬m3/d本工程最終規(guī)模確定為6.0萬m3/d＝60000m3/d＝2500m3/h＝0.69m3/s3.1.4最大日流量〔Qmax〕Qmax=Kz×Qd＝1.4×6.0=8.4萬m3/d=3500m3/h＝0.97m3/s3.2集水井3.2.1設(shè)計說明集水井的作用是盡可能減少廢水特征上的波動，為后續(xù)水處理系統(tǒng)提供一個穩(wěn)定和優(yōu)化的操作條件，一般采用不大于最大一臺水泵5min的出水量。設(shè)計參數(shù)：設(shè)計流量:Q＝2200×2＝4400m3/h；有效水深:h＝3m水力停留時間:t＝5min。3.2.2設(shè)計計算集水井有效容積〔V〕V＝Q·t＝4400×＝367m3為保證正常工作，設(shè)計為有效容積的1.2倍，那么V=1.2×367＝440m3設(shè)計為圓柱體形狀。集水井圓口面積〔A〕A＝＝＝146.8m3圓口半徑〔R〕R＝m取7m3.3污水提升泵房3.3.1設(shè)計說明采用氧化溝工藝，污水處理系統(tǒng)簡單，對于新建污水處理廠，工藝管線可以充分優(yōu)化，污水可以只考慮一次提升。選用螺旋泵，為敞開式提升泵。設(shè)計參數(shù)：設(shè)計流量：Qmax=8.4萬m3/d=3500m3/h＝0.97m3/s；3.3.2設(shè)計計算污水進入集水井后由提升泵提升到格柵，進水設(shè)計為0.0m，集水井水面及池底相對高程分別為0.0m、－3.0m。污水經(jīng)過接觸消毒池處理后排出，出水設(shè)計為－0.1m，接觸消毒池水面、輻流式二沉池水面、氧化溝水面、曝氣沉砂池水面及格柵的相對高程分別為1.0m、1.4m、2.1m、2.8m、3.2m。提升泵的揚程〔H〕H＝3.2＋3＝6.2m取7m選用LXB－1500型螺旋泵3臺，2用1備。該泵提升流量2100－2300m3/h，取2200m3/h，提升高度5.0m，轉(zhuǎn)速42r/min，功率55kW，占地〔2.00×16.00〕m2。提升泵房占地面積：L×B＝20.0×10.0＝200.0m23.4格柵3.4.1設(shè)計說明格柵是由一組平行的金屬柵條或篩網(wǎng)制成，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，并使之正常運行。擬采用中格柵，同時為了減少柵渣量，格柵柵條間隙〔e〕擬定為20.00mm。設(shè)計參數(shù)：設(shè)計流量：Qmax=8.4萬m3/d=3500m3/h＝0.97m3/s；柵前水深：h=1.0m；過柵流速：v=0.8m/s；柵條間隙：e=20.00mm；格柵安裝角度：；柵條斷面類型：圓形截面。3.4.2設(shè)計計算1．柵條的間隙數(shù)〔n〕n=＝＝57條2．柵槽寬度〔B〕設(shè)計采用圓鋼為柵條，取柵條寬度S=0.01mB=S〔n－1〕+en=0.01×〔57－1〕+0.02×57=1.7m選用GH－1600型鏈?zhǔn)叫D(zhuǎn)格柵除污機1臺，過柵流速1m/s，齒耙轉(zhuǎn)速2.14r/min，柵條組寬1000mm，電機功率1.5kW，柵條間隙20mm，安裝角度60°。3．進水渠漸寬局部長度〔l1〕取進水渠寬B1=1.0m，漸寬局部展開角〔進水渠道內(nèi)的流速為0.97m/s〕l1=0.96m4．柵槽與出水渠道連接處的漸窄局部長度〔l2〕：l2=0.48m5．通過格柵的水頭損失〔h1〕因為柵條為圓形截面，所以取κ=3，β=1.79，阻力系數(shù)ξ=h1=K·h0=K·ξ··sin=3×1.79×××sin60°=0.06m6．柵后槽總高度〔H〕取柵前渠道超高h2=0.3m，柵前渠道深H1=h+h2=1+0.3=1.3m那么H=h+h1+h2=1+0.3+0.06=1.36m為防止造成柵前涌水，可將柵后槽底下降h1作為補償。7．柵槽總長度〔L〕L=l1+l2+0.5+1.0+=0.96+0.48+0.5+1.0+＝3.69m格柵間占地面積：L×B＝5.0×2.0＝10.0m28.每日柵渣量〔W〕對于柵條間隙e=20.00的中格柵，對于城市污水，每單位體積污水?dāng)r截污物為W1＝0.05m3/103m3，那么W=m3/d攔截污物量大于0.2m3/d，采用機械排渣。污物的排除采用機械裝置：選用長度L為8.0m，直徑D為300mm的螺旋輸送機1臺。計算圖如圖1所示：圖1格柵計算圖3.5曝氣沉砂池3.5.1設(shè)計說明沉砂池的功能是利用物理原理去除污水中比重較大的無機顆?！矡o機性的砂礫、礫石〕和少量較重的有機物質(zhì)。以減輕機械、管道的磨損和減輕后續(xù)處理構(gòu)筑物的處理負荷及改善污泥處理構(gòu)筑物的處理條件。曝氣沉砂池能夠在一定程度使砂粒在曝氣的作用下產(chǎn)生摩擦，不但可以去除附著在砂粒外表的有機污染物，還可以使污水中的油脂類物質(zhì)升至水面形成浮渣，通過刮渣機除去。設(shè)計參數(shù)：設(shè)計流量:Qmax=8.4萬m3/d=3500m3/h＝0.97m3/s；水平流速:v=0.08m/s；水力停留時間:t=2.0min；有效水深:H1＝3m。3.5.2設(shè)計計算1．曝氣沉砂池有效容積〔V〕V=共設(shè)2組，每組分為2格，共4格，那么每格有效容積〔V1〕V1＝2.水流斷面積〔A〕A=取12m23.池總寬度〔B〕B＝4.每個池子的寬度〔B1〕B1=5.池長〔L〕L＝取10m6.排砂量計算對于城市污水，采用曝氣沉砂工藝，產(chǎn)生砂量約為X1＝2.0－3.0m3/105m3，取3.0m3/105m3，那么每日沉砂產(chǎn)量Qs＝Qmax·X1＝84000×3.0×10－5＝2.52m3/d〔含水率P＝60％〕假設(shè)貯砂時間為t＝2.0d，那么存砂所需容積V＝Qs·t＝2.52×2.0＝5.04m3折算為含水率P＝85％的沉砂體積〔V〕V=5.04×＝13.44m3每格曝氣沉砂池設(shè)砂斗2個，共8個砂斗，設(shè)砂斗高2.0m，斗底平面尺寸為〔0.6×0.6〕m2，那么砂斗總?cè)莘e〔V〕V＝8××〔22＋0.62＋2×0.6〕＝29.65m3每組曝氣沉砂池的尺寸為：L×B×H＝10.0×4.0×5.57．曝氣系統(tǒng)計算采用鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)，羅茨鼓風(fēng)機供風(fēng)，穿孔管曝氣。設(shè)計曝氣量q＝0.2m3/〔m3h〕，那么每小時所需空氣量〔Q〕Q＝q·Qmax＝0.2×3500＝700m3/h＝11.7m3/min供氣壓力〔P〕P＝19.6kpa穿孔管布置：在每格曝氣沉砂池的池長邊兩側(cè)分別設(shè)置2根穿孔曝氣管，共8根。8．進水、出水及撇油污水直接從池的一端進入，再從池的另一端淹沒出水，在曝氣沉砂池會有少量浮油產(chǎn)生，在出水端設(shè)置撇油管，人工撇除浮油。計算圖如圖2所示：圖2曝氣沉砂池計算圖3.6砂水別離間選用直徑0.5m鋼制壓力式旋流砂水別離器兩臺，1組曝氣沉砂池1臺。砂水別離器外形高度11.5m，入水口離地面11.0m，入口的壓力10.0mH2O，那么選用提砂設(shè)備所需揚程H＝11.0＋10.0＋2.5＝23.5mH2O。選用2臺螺旋離心泵提砂，1用1備，Q＝40.0m3/min，H＝25.0mH2O，N＝11.0kW。砂水別離間平面尺寸：L×B＝〔5.0×2.0〕m23.7鼓風(fēng)機房鼓風(fēng)機對曝氣沉砂池供風(fēng)，總供氣量為11.7m3/min。選用TSD－150型羅茨鼓風(fēng)機3臺，2用1備，單臺Qa＝10.30m3/min，P＝19.6kpa，N＝7.5kW，口徑150Amm，轉(zhuǎn)速660r/min。鼓風(fēng)機房尺寸：L×B×H=〔10.0×8.0×5.0〕m23.8奧貝爾(ORBAL)型氧化溝3.8.1設(shè)計說明氧化溝也稱循環(huán)曝氣池，是一種改進的活性污泥法。氧化溝采用水平軸曝氣機進行攪拌、推進、充氧，局部曝氣機配置變頻調(diào)速器，氧化溝內(nèi)安裝溶解氧測定儀，溶解氧訊號傳至中心控制室微機，經(jīng)微機處理后再反響至變頻調(diào)速器，實現(xiàn)曝氣根據(jù)溶解氧自動控制。擬采用ORBAL氧化溝，去除BOD和COD之外，還具備硝化和一定的脫氮作用，污泥負荷低于0.15kgBOD/〔kgVSS·d〕，污泥齡介于5－8d。設(shè)計參數(shù)：設(shè)計流量:Q＝6.0萬m3/d＝2500m3/h＝0.69m3/s；進水BOD5：So＝＝356.4mg/L；出水BOD5：Se＝356.4×〔1－90％〕＝35.64mg/L；〔生活污水BOD=400mg/L，工業(yè)廢水BOD=180mg/L〕污泥負荷：Ns＝0.14kgBOD/〔kgVSS·d〕；污泥齡:ts＝8d；產(chǎn)率系數(shù)〔污泥增長系數(shù)〕：y＝0.5kg/kg；污泥濃度：MLSS＝5000mg/L；污泥f＝0.6，MLVSS＝3000mg/L；有效水深：H1＝3.5m〔2－3.6m〕。3.8.2設(shè)計計算氧化溝所需容積〔V〕V=m3共設(shè)氧化溝2組，每組氧化溝容積〔V1〕V1＝m3每組氧化溝平面面積〔A1〕A1＝m2氧化溝半徑〔R〕設(shè)計氧化溝為同心圓形，每組氧化溝有3條溝，外溝渠占60％－70％，中溝渠占20％－30％，內(nèi)溝渠占10％。氧化溝外溝渠半徑〔R1〕R1＝m取35m氧化溝中溝渠半徑〔R2〕及內(nèi)溝渠半徑〔R3〕分別為25.0m、15.0m。中心設(shè)有中央島出水，半徑為5.0m。每組氧化溝實際平面面積〔A2〕A2＝m2每組氧化溝實際容積〔V2〕V2=A2·H1＝3848.3×3.5＝13469m3曝氣設(shè)備設(shè)計選型〔1〕實際需氧量〔O2〕O2＝a’·Q·Sr＋b’·Xv·V＝0.5×60000×0.32＋0.15×3.0×13469×2＝2.17×104kgO2/d上式中：O2—混合液每日需氧量〔kgO2/d〕；a’—氧化每kg的BOD需氧kg數(shù)〔kgO2/kgBOD〕，0.42－0.53，取0.5；b’—污泥自身氧化需氧率〔kgO2/kgMLVSS·d〕，0.188－0.11，取0.15。〔2〕標(biāo)準(zhǔn)需氧量〔O0〕O0＝＝＝3.5×104kgO2/d＝1.46×103kgO2/h上式中：查《給排水工程〔下〕》附錄1得，水中溶解氧飽和度：Cs〔20〕＝9.17mg/L，Cs〔30〕＝7.63mg/L；?！?〕曝氣設(shè)備選用DY350倒傘型外表曝氣機，直徑mm，葉輪轉(zhuǎn)速33r/min，浸沒度100mm，電機功率40kW，充氧量125kgO2/h，重量3200kg。曝氣設(shè)備所需數(shù)量〔N〕N＝臺取12臺每組氧化溝曝氣設(shè)備數(shù)量〔N1〕N1＝臺每組氧化溝共設(shè)6臺曝氣機，其中一半即3臺為變頻調(diào)速。7．剩余污泥計算〔1〕氧化溝生物凈產(chǎn)量〔干泥量〕〔W〕W=a·Q·Sr－b·Xv·V=0.7×60000×0.32－0.05×3.0×13469×2=9399.3kg/d=391.6kg/h上式中：a——污泥增值系數(shù)，0.5—0.7，取0.7；b——污泥自身氧化率，0.04—0.1，取0.05；〔2〕氧化溝每日排出污泥量〔Wx〕Wx＝＝15665.5kg/d＝652.7kg/h折算成含水率P＝99.0％的濕污泥量〔Qw〕Qw=＝1566.55m3/d＝65.3m3/h設(shè)計校核〔1〕氧化溝水力停留時間〔T〕T＝＝0.49d＝11.76h〔2〕實際污泥負荷〔Ns〕Ns＝＝0.13kgBOD/kgVSS·d〔3〕污泥齡〔〕＝7.6d介于5－8dORBAL氧化溝詳見圖紙3。3.9輻流式二沉池3.9.1設(shè)計說明沉淀池是別離懸浮物的一種主要處理構(gòu)筑物，為了使沉淀池內(nèi)水流更穩(wěn)、進出水配水更均勻、存排泥更方便，常采用圓形輻流式二淀池。向心式輻流沉淀池，采用周邊進水、周邊出水，容積利用系數(shù)比普通沉淀池高17.4％，出水水質(zhì)也能提高20.0％－24.2％〔以出水SS和BOD5指標(biāo)衡量〕，擬采用周邊進水、周邊出水輻流式沉淀池。設(shè)計參數(shù)：設(shè)計流量:Q＝6.0萬m3/d＝2500m3/h＝0.69m3/s；外表負荷：q=2.0m3/〔m2·h〕；水力停留時間：T=1.5h；固體負荷：qs=200－250kgss/〔m2·d〕；設(shè)計污泥回流比：R=50％－100％，取75％。3.9.2設(shè)計計算1．二沉池外表積〔A〕A==1250m2共建2座二沉池，每座氧化溝對應(yīng)1座二沉池。每座二沉池外表積〔A1〕A1==625m22．二沉池直徑〔D〕D=＝28.2m取30.0m3．二沉池有效水深〔H1〕H1=q·T=2.0×1.5=3.0m4．存泥區(qū)所需容積〔Vw〕氧化溝中混合污泥濃度X＝5000mg/L，設(shè)計污泥回流比采用R＝75％，那么回流污泥濃度為Xr＝11666.7mg/L〔X＝〕。為保證污泥回流的濃度，污泥在二沉池的存泥時間不宜小于1.0h，即Tw=1.0h。Vw===2625m3每座二沉池存泥區(qū)容積〔VW1〕VW1＝＝1312.5m35．存泥區(qū)高度〔H2〕H2＝＝2.1m6．二沉池總高度〔H總〕取二沉池緩沖層高度H3=0.4m，二沉池超高H4=0.3m，那么H=H1+H2+H3+H4=3.0＋2.1＋0.4＋0.3=5.8m設(shè)計二沉池池底坡度i=0.01，那么池底坡降〔H5〕H5=〔R－r1〕×0.01＝〔15－1〕×0.01＝0.14m池中心污泥斗深度〔H6〕H6=〔r1－r2〕·＝〔2－1〕×1.732＝1.732m二沉池總高度〔H總〕H總=H+H5＋H6=5.8＋0.14＋1.732=7.7m核徑深比二沉池直徑與有效水深之比：D/H1＝30/3＝10二沉池直徑與水深之比：D/〔H1+H3〕=30/〔3+0.4〕=8.8符合要求〔6－12〕8．二沉池固體負荷〔G〕G=當(dāng)R=0.5時，G1=180kgss/〔m2·d〕當(dāng)R=1.0時，G2=240kgss/〔m2·d〕符合要求〔200－250〕9．進水設(shè)計采用環(huán)形平底配水槽，等距離設(shè)置布水孔，孔徑?！?〕配水槽配水流量〔Qh〕Qh＝〔1＋R〕·Q＝1.75×2500＝4375m3/h＝1.2m3/s〔2〕配水槽流速〔u1〕設(shè)計配水槽寬1.0m，水深1.2m，那么u1＝＝0.5m/s〔3〕配水孔數(shù)量〔n〕設(shè)計孔徑配水孔的孔距S＝1.0m，那么n＝＝91.1個取90個實際孔距〔S〕S＝＝1.01m〔4〕配水孔眼流速〔u2〕u2＝＝0.85m/s〔5〕槽底環(huán)形配水區(qū)平均流速〔u3〕u3＝＝＝0.0066m/s〔6〕環(huán)形配水區(qū)平均流速梯度〔G〕G＝＝＝＜〔10-30之間〕GT＝23.8×600＝1.428×104＜105符合要求上式中：t——水深2－4m時，取360－720s；——污水運動粘度，與水溫有關(guān)，查手冊，取1.06×10－6。10．出水設(shè)計池周邊設(shè)計出水總渠一條，設(shè)計溢流渠一條，溢流渠與出水總渠設(shè)輻流式流通渠及溢流堰板?！?〕出水總渠流速〔u1〕設(shè)計出水總渠寬1.0m，水深1.2m，那么u1＝＝0.29m/s〔2〕溢流堰總長〔L〕取出水溢流堰負荷q＝2.0L/〔m·s〕，那么L＝＝345m每池溢流堰長度〔L1〕L1＝＝172.5m〔3〕堰口數(shù)量〔n〕設(shè)計出水溢流堰上水頭H＝0.03m，那么每堰流量q＝1.4·h2.5＝1.4×0.032.5＝2.18×10－4m3/s，那么n＝＝1582個共配置200塊堰板，每塊堰板設(shè)置堰口8個，堰口100mm，堰上水寬0.06m。11．排泥方式與裝置為降低池底坡度和池總深，擬采用機械排泥，刮泥機將污泥送至池中心，再由管道排出池外。本二沉池選用DXZ－30型中心驅(qū)動刮泥機〔1座二沉池配1臺刮泥機〕，該機為中心傳動形式，配有刮泥板、吸泥管、浮渣漏斗及排除裝置，周邊線速度3.5r/min，電動機功率0.75kW。由于該機下部兩側(cè)分別裝有刮泥板和吸泥管，可以將活性較差的惰性污泥單獨排出。由于吸泥管設(shè)于池底，直接從池底中心回流污泥，且為中心傳動，其質(zhì)量和功率分別為多管式周邊傳動吸泥機的60％和25％，同時還具有回流污泥量易于控制，刮泥板、吸泥管與池底的間隙便于調(diào)節(jié)等特點。輻流式二沉池詳見圖紙4。3.10回流污泥泵房3.10.1設(shè)計說明二沉池活性污泥由吸泥管吸入，由池中心落泥管及排泥管排出由管道送至回流污泥泵房，其他污泥由刮泥板刮入污泥斗中，再由排泥管排入剩余污泥泵房。設(shè)計參數(shù)：回流污泥量：QR＝1250－2500m3/h；回流污泥比：R＝50％－100%。3.10.2設(shè)計計算二沉池水面相對地面標(biāo)高為1.40m，氧化溝水面相對地面標(biāo)高為2.1m，由二沉池污泥回流氧化溝時，抽送污泥一般要求靜水頭0.9－1.8m，總揚程1.8－4.5m。設(shè)計1座回流污泥泵房，選用LXB－1500型螺旋泵3臺，2用1備，該泵提升流量2100－2300m3/h，提升高度2.0－2.5m，電動機轉(zhuǎn)速42r/min，電動機功率N＝55kW?；亓魑勰啾梅空嫉孛娣e：L×B＝10.0×10.0＝100.0m23.11接觸消毒池3.11.1設(shè)計說明因為水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)為《地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》〔GB3838－88〕，所以出水需要經(jīng)過消毒處理后才可以排放。設(shè)計參數(shù)：設(shè)計流量：Q＝6.0萬m3/d＝2500m3/h＝0.69m3/s；水力停留時間：T=0.5h；有效水深：H＝3.5m；設(shè)計投氯量：C=3.0－5.0mg/L。3.11.2設(shè)計計算1．消毒池有效容積〔V1〕V1=QT=2500×0.5=1250m3設(shè)計消毒池〔接觸式〕1座，共4格消毒池池長L=20m，每格池寬b=5m，長寬比L/b=20/5＝4接觸消毒池總寬B=n·b=4×5=20m2．消毒池實際容積〔V2〕V2=L·B·H=20×20×4.0=1600m3滿足有效停留時間的要求3．加氯量計算設(shè)計最大投氯量=5.0mg/L，那么每時投氯量〔W〕W==5.0×60000×10－3=300kg/d=12.5kg/h選用貯氯量為1000kg的液氯鋼瓶，每日加氯量為1/3瓶，加氯機1臺，單臺投氯量10－15kg/h。4．混合裝置在消毒池第二格、第三格、第四格的起端設(shè)置混合攪拌機各1臺〔立式〕，共3臺。實際選用JBK－2200框式調(diào)速攪拌機，攪拌器直徑＝2200mm，高度2000mm，轉(zhuǎn)速范圍0.289－2.895r/min，攪拌器外緣線速度0.03－0.3m/s，電動機功率3kW。計算圖如圖3所示：圖3接觸消毒池計算圖3.12剩余污泥泵房3.12.1設(shè)計說明二沉池產(chǎn)生剩余活性污泥及其他處理構(gòu)筑物排出污泥由地下管道流出，再由剩余污泥泵將其提升至污泥處理系統(tǒng)。2座二沉池設(shè)置剩余污泥泵房1座。設(shè)計參數(shù)：污水處理系統(tǒng)每日排出污泥干重：W＝9399.3kg/d＝391.6kg/h；按含水率99.0%計，污泥流量：Qw=1566.55m3/d=65.3m3/h。3.12.2設(shè)計計算1．污泥泵揚程〔H〕輻流式濃縮池最高泥位相對標(biāo)高為－2.0m，二沉池最低泥位相對標(biāo)高為－6.0m，污泥輸送管道壓力損失為5.0mH2O，自由水頭1.0mH2O，那么H＝2.0+6.0+5.0+1.0=14.0mH2O取15.0mH2O2．泥泵選型選用2PN污泥泵4臺，2用2備，Q＝40m3/h，H＝21mH2O，N＝11kW。污泥泵房占地面積：L×B＝6.0×5.0＝30.0m23.13污泥濃縮池3.13.1設(shè)計說明剩余污泥泵房將混合污泥送至濃縮池，經(jīng)過處理后，含水率將降低。設(shè)計參數(shù)：污泥流量：Qw=1566.55m3/d=65.3m3/h；污泥干重：W＝9399.3kg/d＝391.6kg/h；污泥含水率：P1=99.0％；設(shè)計濃縮后含水率：P2=96％；設(shè)計固體負荷：q=2.0kg·SS/〔m2·h〕3.13.2設(shè)計計算1．濃縮池所需外表面積〔A〕A=＝195.8m2設(shè)計濃縮池1座2．濃縮池直徑〔D〕D=＝15.8m取16m3．水力負荷〔u〕u=＝0.32m3/〔m2·h〕4．有效水深〔H1〕水力停留時間T≥10.0h，那么H1=u·T=0.32×10=3.2m5．排泥量〔Qw1〕濃縮后排出含水率P2＝96％的污泥。Qw1==16.3m3/h=391.2m3/d6．存泥區(qū)容積〔Vw〕設(shè)計污泥層〔存泥區(qū)〕厚度H3=1.0m，池底坡度為0.02，坡降H5=0.1m，那么Vw＝＝＝＝97m37．存泥時間〔T〕T=＝6.0h8．濃縮池總高度〔H〕緩沖層高度H2=0.5m，池體超高H4=0.3m，池中心排泥積泥斗高H6＝〔2－1〕·tg＝1.732m，那么H=H1+H2+H3+H4+H5＋H6=3.2+0.5+1.0+0.3+0.1＋1.732=6.8m9．進泥設(shè)計進泥中心管直徑200mm，中心進泥筒直徑500mm。10．出水設(shè)計〔1〕排水量〔Q1〕Q1＝65.3－16.3＝49m3/h〔2〕出水渠流量〔Q2〕Q2＝＝24.5m3/h＝6.8×10－3m3/s〔3〕出水渠寬〔b〕b＝0.9·q0.4＝0.9×〔6.8×10－3〕0.4＝0.12m取0.2m〔4〕出水渠深〔h〕設(shè)出水渠中流速為0.3m/s，那么h＝＝0.11m取0.2m出水渠斷面設(shè)計為h×b＝〔0.2×0.2〕m2〔5〕堰口數(shù)量〔n〕設(shè)計出水溢流堰上水頭H＝0.03m，那么每堰流量q＝1.4·h2.5＝1.4×0.032.5＝2.18×10－4m3/s，那么n＝＝32個共配置16塊堰板，每塊長度1.00m，每塊堰板設(shè)置堰口2個，堰口100mm，堰上水寬0.06m，那么堰上負荷為q＝＝3.5L/〔m·s〕，溢流負荷偏高。設(shè)計每塊堰板4個堰口，共64個堰口，那么q＝＝1.77L/〔m·s〕。計算圖如圖4所示：圖4污泥濃縮池計算圖11．污泥濃縮機選型為了促進投藥后污泥絮凝聚集，又起到刮泥作用，選用NG—16型中心傳動濃縮機1臺，周邊速度為2.30m/min，電動機功率為1.5kW。3.14濃縮污泥貯池濃縮池排出含水率P2=96％的污泥391.2m3/d貯泥池貯泥時間T=1.0d設(shè)計貯泥池為L×B×H=12×6×5=360m3建于半地面污泥貯池除進出泥管外，需設(shè)置泥位計、通風(fēng)孔、入孔。3.15濃縮污泥提升泵房1．流量Q=16.3m3/h=391.2m3/d2．泥輸送管道壓力損失為5.0mH2O，自由水頭1.0mH2O揚程H＝4.5+2.5+5.0+1.0=13.0mH2O取14.0mH2O選用2PN污泥泵2臺，1用1備，Q＝40m3/h，H＝21mH2O，N＝11kW。濃縮污泥提升泵房占地面積：L×B＝6.0×5.0＝30.0m23.16污泥脫水間1．進泥量Qw=16.3m3/h=391.2m3/dP=96％2．出泥餅Gw=391.2×＝62.6m3/d＝62.6t/dP=75％〔污泥密度1000kg/m3〕3．泥餅干重W=62.6×〔1－75％〕＝15.65t/d=652.0kg/h選用DY—3000帶式脫水機，帶寬3m，濾帶運行速度0.5—4m/min，對城市污水混合污泥投加聚丙烯酰胺0.2％時，處理能力約為600kg〔干〕/h,產(chǎn)泥量50—500kg/h·m2，用電功率2.2kW，選用3臺，2用1備。脫水間體積V=L×B×H=12×10×5=600m34污水處理廠總體布置4.1總平面布置4.1.1總平面布置原那么該污水處理廠總平面布置包括：污水與污泥處理工藝構(gòu)筑物及設(shè)施的總平面布置，各種管線、管道及渠道的平面布置，各種輔助建筑物與設(shè)施的平面布置?？偲矫娌贾脮r應(yīng)遵從以下幾條原那么：〔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)約用地和運行管理?！?〕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，分別相對獨立布置，并協(xié)調(diào)好與環(huán)境條件的關(guān)系?！?〕構(gòu)〔建〕筑物之間的間距應(yīng)滿足交通、管道〔渠〕敷設(shè)、施工和運行管理等方面的要求?！?〕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)輸送的條件，盡量防止屢次提升和迂回曲折，便于節(jié)能降耗和運行維護?！?〕協(xié)調(diào)好輔助建筑物、道路、綠化與處理構(gòu)〔建〕筑物的關(guān)系，做到方便生產(chǎn)運行，保證平安暢通，美化廠區(qū)環(huán)境。4.1.2總平面布置結(jié)果污水處理廠呈長方形，設(shè)計長L為430m，寬B為300m，總占地面積129000m2，其中構(gòu)筑物占地面積約為103400m2；將砂水別離間、鼓風(fēng)機房、回流污泥泵房合并建為設(shè)備間，占地面積約為3500m2；將剩余污泥泵房、濃縮污泥提升泵房合并建為污泥泵房，占地面積約為100m2；辦公樓、綠化帶等輔助建筑物占地面積約為22000m2；廠區(qū)道路寬10m，構(gòu)〔建〕筑物之間間距不小于10m，污水從西北角進，西南角出。布置考慮了以上各種因素，設(shè)計根本符合以上要求。污水處理廠平面布置圖詳見圖紙1。4.2高程布置4.2.1高程布置原那么〔1〕充分利用地形地勢及城市排水系統(tǒng)，使污水經(jīng)過一次提升便能順利自流通過污水處理構(gòu)筑物，排出廠外?！?〕協(xié)調(diào)好高程布置與平面布置的關(guān)系，做到既減少占地，又利于污水、污泥輸送，并有利于減少工程投資和運行本錢。〔3〕做好污水高程布置與污泥高程布置的配合，盡量同時減少兩者的提升次數(shù)和高度?！?〕協(xié)調(diào)好污水處理廠總體高程布置與單體豎向設(shè)計，既便于正常排放，又有利于檢修排空。4.2.2高程布置結(jié)果為保證污水處理的正常運行，構(gòu)筑物之間必須保證良好的高程差，水流水力損失主要包括流經(jīng)構(gòu)筑物的損失，構(gòu)筑物之間管線及渠道損失。在本設(shè)計中，對各損失均采用估算的方法。采用氧化溝工藝，氧化溝、二沉池的占地面積很大，如果埋深設(shè)計過大，既不利于施工，也不利于土方平衡，故應(yīng)盡量減少埋深。從降低土建工程投資考慮，接觸消毒池水面相對高程定為1.00m，那么相應(yīng)二沉池、氧化溝、曝氣沉砂池水面相對標(biāo)高分別為1.40m、2.10m、2.80m。這樣布置利于排泥既排空檢修。附：處理構(gòu)筑物的水頭損失〔查《給排水工程〔下〕》得〕構(gòu)筑物名稱水頭損失〔cm〕格柵〔中格柵〕10－25曝氣沉砂池10－25氧化溝40－50輻流式二沉池50－60接觸消毒池10－30管道的水頭損失均為20cm。污水處理廠高程布置圖詳見圖紙2。5污水處理廠運行本錢核算污水處理廠的運行本錢主要包括各種設(shè)備運行時消耗的能源費用以及工作人員的工資福利和相關(guān)的管理費用等。5.1勞動定員污水處理廠隸屬公用事業(yè)主管部門，運行受到環(huán)保部門監(jiān)督，根據(jù)國家《城鎮(zhèn)污水和附屬設(shè)備設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》〔CJJ131－89〕，結(jié)合具體情況，全廠勞動定員為30人，其中包括管理人員10人〔財務(wù)員、經(jīng)營員等〕，技術(shù)工人20人〔運轉(zhuǎn)工、機修工、配電工、司機、雜工等〕。本廠生產(chǎn)必須連續(xù)進行，一經(jīng)投產(chǎn)那么不能停運。為了使本廠建成后高效運行，所有工作人員應(yīng)該接受實踐培訓(xùn)。5.2運行費用1．本錢估算有關(guān)單價〔1〕電價：根本電價0.50元/〔kW·h〕；〔2〕工資福利：每人每年1.50萬元/〔人·年〕；〔3〕高分子絮凝劑：1.90萬元/t；〔4〕液氯：0.08萬元/t；〔5〕混凝劑及助凝劑：0.10萬元/t；〔6〕水價：0.90元/t；〔7〕運輸價：5.0元/〔t·km〕；〔8〕維修大修費率：大修提成率2.1％，維護綜合費率1.0％；〔9〕管理費率：10％。2．運行本錢估算〔1〕動力費污水提升泵每天運行24h，用電量：24×2×55＝2640kW·h；格柵除污機每天