陕西省咸阳市污水处理工程设计 53页

'水处理课程设计题目：陕西省咸阳市污水处理工程院部土木与环境工程学院专业班级环境工程学生姓名刘小珍学号08032230指导教师王光辉二O一一年11月17日6 目录前言.................................................................................................4一．设计任务：4二．任务的提出及目的要求：42.1任务的提出及目的：42.2要求52.3设计基础资料52.4设计需要使用的有关法规、标准、设计规范和资料7第一章环境条件81.环境条件状况8第二章设计资料的确定及污水、污泥处理工艺的选择92.1设计流量的确定92.2工艺流程的比较选择92.2.1A2/O处理工艺(如下图所示)92.2.2氧化沟102.3.3SBR工艺132.3.2A＋A2/O工艺132.4污泥处理工艺方案152.4.1污泥的处理要求15第三章污水处理厂工艺设计及计算17第一节格栅及泵房173.1.1中格栅173.2提升泵站253.2.1泵站设计253.2.2泵房形式及工艺布置263.2.3泵房设计计算263.3泵后细格栅设计计算273.4曝气沉砂池的设计计算283.4.1曝气沉砂池的设计计算283.4.2曝气沉砂池曝气计算31第四章污水的二级处理设计计算314.1氧化沟工艺计算324.1.1设计参数324.1.2卡罗塞型氧化沟计算334.1.3进出水系统计算344.2辐流式沉淀池354.2.1设计原则设计参数356 4.2.2设计计算354.3.3平流式消毒接触池415.1污泥处理(sludgetreatment)的目的与处理方法435.2污泥泵房设计435.2.1集泥池计算435.2.2回流污泥泵的选择435.2.3剩余污泥泵的选择435.3污泥浓缩池445.3.1竖流浓缩池445.3.2竖流浓缩池的设计计算445.4贮泥池的计算465.5污泥设计计算485.6附属设施计算48第六章污水处理厂的布置506.1污水处理厂平面布置506.2污泥处理构筑物高程布置517结论52参考文献526 设计任务书前言一．设计任务：某区10万m3/d污水处理厂设计二．任务的提出及目的要求：2.1任务的提出及目的：随着经济飞速发展，人民生活水平的提高，对生态环境的要求日益提高，要求越来越多的污水处理后达标排放。在全国乃至世界范围内，正在兴建及待建的污水厂也日益增多。有学者曾根据日处理污水量将污水处理厂分为大、中、小三种规模：日处理量大于10万m3为大型处理厂，1-10m3万为中型污水处理厂，小于1万m3的为小型污水处理厂。近年来，大型污水处理厂建设数量相对减少，而中小型污水厂则越来越多。如何搞好中、小型污水处理厂，特别是小型污水厂，是近几年许多专家和工程技术人员比较关注的问题。通过城市中小型污水处理厂工艺的选择、设计，培养环境工程专业学生利用所学到的水污染控制理论，系统的掌握污水处理方案比较、优化，各主要构筑物结构设计与参数计算。根据所给的其它原始资料，设计污水处理厂，具体内容包括：（1）确定污水处理厂的工艺流程，选择处理构筑物并通过计算确定其尺寸（附必要的草图）；（2）按扩初标准，画出污水厂的工艺平面布置图，内容包括表示出处理厂的范围，全部处理构筑物及辅助建筑物、主要管线的布置、主干道及处理构筑物发展的可能性（1#图）；（3）按扩初标准，画出污水厂工艺流程高程布置，表示原水、各处理构筑物的高程关系、水位高度以及处理出水的出厂方式（1#或2#图）；（4）按施工图标准画出主体生物反应池的平面、立面和剖面图（1~2张1#图）；（5）按扩初设计要求，画出沉砂池的工艺设计图，包括平面图、纵剖面及横剖面图（1#图）；（6）编写设计说明书、计算书。2.2要求①方案选择合理②参数选取与计算准确6 ③处理系统布置紧凑④所选设备质优、可靠、易于操作⑤图纸绘制达到施工图要求⑥概算部分尽量准确，详细2.3设计基础资料2.3.1污水水量、水质1）设计规模①二级处理日处理能力设计平均流量Qave=100000m3/d小时平均流量qave=4167m3/h（或1158L/s）设计最大流量Qmax=5417m3/h（或1505L/s）变化系数KZ=1.30②三级处理日处理能力设计平均流量Qave=30000m3/d小时平均流量qave=1250m3/h（或347L/s）设计最大流量Qmax=1625m3/h（或452L/s）2）进水水质CODcr：500mg/LBOD5：200mg/LSS：300mg/LNH4+－N：35mg/LpH：7.0~8.5（2）污水处理要求1）二级处理CODcr≤120mg/LBOD5≤30mg/LSS≤30mg/LNH4+－N≤25mg/LpH：6~92）三级处理CODcr≤50mg/LBOD5≤10mg/LSS≤5mg/LNH4+－N≤15mg/LpH：7.0~8.0（3）厂址及场地现状该污水处理厂选址于东郊渭河北岸河堤与咸铜铁路交汇处的金家庄附近一块三角地带，场地地势平坦，由西北坡向东南，场地标高384.5~383.5米之间，位于城市中心区排水管渠未端。厂区南邻人民路和渭河大堤，西北向为咸铜铁路，东边紧靠建材路，交通便利。厂址面积为53557m2。6 （4）推荐工艺水处理流程：采用生化法作为主体处理工艺，三级处理采用混凝沉淀加过滤的工艺方法；污泥处理流程：浓缩+带式脱水机。3．原始资料（1）建厂条件1）厂区距东北向的碱滩变电站约3公里。距西边规划的古渡开闭所约1.2公里，据咸阳市供电局确认，两处电压等级为10kV，均有接电的条件。2）场地位于渭河北岸高漫滩，工程地质条件参考相邻的《咸阳市人民东路－建材路立交桥工程工程地质勘察报告》（咸阳市勘察测绘管理处，1991年12月）。该高漫滩土层结构由上而下为：I层：杂填土，西部主要为浅黄色粘性土，东部主要为砂质土，含炉渣和大量碎砖瓦片及生活垃圾，层底埋深1.5~4.0米。该层土质较杂，无工程意义。II层：轻亚粘土，层底埋深3.5~5.3米，层厚1.3~2米，允许承载力200千帕。III层：中砂，层底埋深4.0~9.0米、层厚0.5~3.7米，允许承载力170千帕。IV层、含砾中粗砂，层底埋深6.5~10.0米，层厚1.0~2.5米，允许承载力190千帕。V层、含卵石粗砂，层底埋深9.2~10.5米，层厚0.5~2.7米，允许承载力180千帕。VI层、亚粘土、层底埋深15~15.5米，层厚5.0~5.8米，允许承载力160千帕。VII层：中砂，层底埋深18米，层厚2.5~3.0米，允许承载力350千帕。VII层：粗砂，层底埋深18.5米，层厚0.5米左右，允许承载力200千帕。IX层：卵石，20米未穿透该层，允许承载力300千帕。以上土层结构中，VI层亚粘土呈可塑状，属中等缩性土。根据上述立交桥工程的工程地质勘察报告，该场区地震基本烈度为8度，饱和砂土发生液化的可能性很小，报告中砂土液化制定表对II、III、IV、V层土各层的综合评价，结论均为不液化。该场地地下水位埋藏较浅，一般水位埋深为2~5米。水质对混凝土无侵蚀性。3）当地主导风向为东北风，厂区下风向有金家庄，咸铜铁路和市区东部。咸阳市市区及其以东地区地震烈度按8度设防。最大冻土深度0.5米。（2）气象咸阳地处内陆中纬度地带，属暖温带大陆性季风气候。年平均气温9~13.2℃，最热月平均气温21.2~26.5℃，最冷月-5.0~-0.9℃。极端最高气温42℃，极端最低气温-24.9℃。年日照时数2045小时。多年平均降雨量577毫米，集中于7、8、9月，占总量的50~60%，受季风环流影响，冬季多北风和西北风，夏季多南风或东南风，市区全年主导风向为东北风，频率为18%，年平均风速2.55米/秒。（3）污水排水接纳河流资料：该污水厂的出水直接排入厂区外部的河流，其最高洪水位（50年一遇）为380.0m，常水位为378.0m，枯水位为375.0m。（一）水质：6 项目BOD5CODSSNH4+－NPH单位mg/lmg/lmg/lmg/l进水水质200500300357.0-8.5出水水质≤10≤50≤5≤157.0~8.0（二）水量1）设计规模①二级处理日处理能力设计平均流量Qave=100000m3/d小时平均流量qave=4167m3/h（或1158L/s）设计最大流量Qmax=5417m3/h（或1505L/s）变化系数KZ=1.30②三级处理日处理能力设计平均流量Qave=30000m3/d小时平均流量qave=1250m3/h（或347L/s）设计最大流量Qmax=1625m3/h（或452L/s）2.4设计需要使用的有关法规、标准、设计规范和资料需要参考的设计指南、规范和设计手册:1.《室外排水设计规范》（GBJ14-87）2.《地表水环境标准》（GBHZB1-1999）3.《污水综合排放标准》（GB8978-1999）4.《城市污水处理厂污水污泥排放标准》(GJ3025-93)6 第一章环境条件1.环境条件状况（1）建厂条件1）厂区距东北向的碱滩变电站约3公里。距西边规划的古渡开闭所约1.2公里，据咸阳市供电局确认，两处电压等级为10kV，均有接电的条件。2）场地位于渭河北岸高漫滩，工程地质条件参考相邻的《咸阳市人民东路－建材路立交桥工程工程地质勘察报告》（咸阳市勘察测绘管理处，1991年12月）。该高漫滩土层结构由上而下为：I层：杂填土，西部主要为浅黄色粘性土，东部主要为砂质土，含炉渣和大量碎砖瓦片及生活垃圾，层底埋深1.5~4.0米。该层土质较杂，无工程意义。II层：轻亚粘土，层底埋深3.5~5.3米，层厚1.3~2米，允许承载力200千帕。III层：中砂，层底埋深4.0~9.0米、层厚0.5~3.7米，允许承载力170千帕。IV层、含砾中粗砂，层底埋深6.5~10.0米，层厚1.0~2.5米，允许承载力190千帕。V层、含卵石粗砂，层底埋深9.2~10.5米，层厚0.5~2.7米，允许承载力180千帕。VI层、亚粘土、层底埋深15~15.5米，层厚5.0~5.8米，允许承载力160千帕。VII层：中砂，层底埋深18米，层厚2.5~3.0米，允许承载力350千帕。VII层：粗砂，层底埋深18.5米，层厚0.5米左右，允许承载力200千帕。IX层：卵石，20米未穿透该层，允许承载力300千帕。以上土层结构中，VI层亚粘土呈可塑状，属中等缩性土。根据上述立交桥工程的工程地质勘察报告，该场区地震基本烈度为8度，饱和砂土发生液化的可能性很小，报告中砂土液化制定表对II、III、IV、V层土各层的综合评价，结论均为不液化。该场地地下水位埋藏较浅，一般水位埋深为2~5米。水质对混凝土无侵蚀性。3）当地主导风向为东北风，厂区下风向有金家庄，咸铜铁路和市区东部。咸阳市市区及其以东地区地震烈度按8度设防。最大冻土深度0.5米。（2）气象咸阳地处内陆中纬度地带，属暖温带大陆性季风气候。年平均气温9~13.2℃，最热月平均气温21.2~26.5℃，最冷月-5.0~-0.9℃。极端最高气温42℃，极端最低气温-24.9℃。年日照时数2045小时。多年平均降雨量577毫米，集中于7、8、9月，占总量的50~60%，受季风环流影响，冬季多北风和西北风，夏季多南风或东南风，市区全年主导风向为东北风，频率为18%，年平均风速2.55米/秒。52 （3）污水排水接纳河流资料：该污水厂的出水直接排入厂区外部的河流，其最高洪水位（50年一遇）为380.0m，常水位为378.0m，枯水位为375.0m。第二章设计资料的确定及污水、污泥处理工艺的选择2.1设计流量的确定项目BOD5CODSSNH4+－NPH单位mg/lmg/lmg/lmg/l进水水质200500300357.0~8.5出水水质≤10≤50≤5≤157.0~8.0BOD去除率：95%COD去除率：90%SS去除率：98%NH4+－N去除率:57%2.2工艺流程的比较选择按《城市污水处理和污染防治技术政策》要求推荐，20万t/d规模大型污水厂一般采用常规活性污泥法工艺，10-20万t/d污水厂可以采用常规活性污泥法、氧化沟、SBR、AB法等工艺，小型污水厂还可以采用生物滤池、水解好氧法工艺等。对脱磷脱氮有要求的城市，应采用二级强化处理，如A2/O工艺，A/O工艺，SBR及其改良工艺，氧化沟工艺，以及水解好氧工艺，生物滤池工艺等。由于该设计对脱氮除磷有要求故选取二级强化处理。可供选取的工艺：A/O工艺，A2/O工艺，SBR及其改良工艺，氧化沟工艺，2.2.1A2/O处理工艺(如下图所示)52 厌氧缺氧好氧二沉池内回流污泥回流图1Ａ2/Ｏ工艺A2/O处理工艺是Anaerobic－Anoxic－Oxic的英文缩写，它是厌氧－缺氧－好氧生物脱氮除磷工艺的简称，A2/O工艺是在厌氧－好氧除磷工艺的基础上开发出来的，该工艺同时具有脱氮除磷的功能。A2/O工艺的特点：A：厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同种类的微生物菌群的有机配合，能同时具有去除有机物、脱氮除磷功能；B：在同时脱氮除磷去除有机物的工艺中，该工艺流程最为简单，总的水力停留时间也少于同类其它工艺。C：在厌氧-缺氧-好氧交替运行下，丝状菌不会大量繁殖，SVI一般小于100，不会发生污泥膨胀。D：污泥中含磷量高，一般为2.5%以上。2.2.2氧化沟严格地说，氧化沟不属于专门的生物除磷脱氮工艺。但是随着氧化沟技术的发展，它早已超出原先的实践范围，出现了一系列除磷脱氮技术与氧化沟技术相结合的污水处理工艺流程。按照运行方式，氧化沟可以分为连续工作式、交替工作式和半交替工作式。连续工作式氧化沟，52 如帕斯韦尔氧化沟、卡鲁塞尔氧化沟。奥贝尔氧化沟在我国应用比较多，这些氧化沟通过设置适当的缺氧段、厌氧段、好氧段都能取得较好的除磷脱氮效果。连续工作式氧化沟又可分为合建式和分建式。交替工作式氧化沟一般采用合建式，多采用转刷曝气，不设二沉池和污泥回流设施。交替工作式氧化沟又可分为单沟式、双沟式和三沟式，交替式氧化沟兼有连续式氧化沟和SBR工艺的一些特点，可以根据水量水质的变化调节转刷的开停，既可以节约能源，又可以实现最佳的除磷脱氮效果。氧化沟具有以下特点：　　(1)工艺流程简单，运行管理方便。氧化沟工艺不需要初沉池和污泥消化池。有些类型氧化沟还可以和二沉池合建，省去污泥回流系统。　　(2)运行稳定，处理效果好。氧化沟的BOD平均处理水平可达到95%左右。　　(3)能承受水量、水质的冲击负荷，对浓度较高的工业废水有较强的适应能力。这主要是由于氧化沟水力停留时间长、泥龄长和循环稀释水量大。　　(4)污泥量少、性质稳定。由于氧化沟泥龄长。一般为20～30d，污泥在沟内已好氧稳定，所以污泥产量少从而管理简单，运行费用低。　　(5)可以除磷脱氮。可以通过氧化沟中曝气机的开关，创造好氧、缺氧环境达到除磷脱氮目的，脱氮效率一般＞80%。但要达到较高的除磷效果则需要采取另外措施。　　(6)基建投资省、运行费用低。和传统活性污泥法工艺相比，在去除BOD、去除BOD和NH3-N及去除BOD和脱氮三种情况下，基建费用和运行费用都有较大降低，特别是在去除BOD和脱氮情况下更省。同时统计表明在规模较小的情况下，氧化沟的基建投资比传统活性污泥法节省更多。52 Carrousel原指游艺场中的循环转椅，如上图。为一个多沟串联系统，进水与活性污泥混合后沿箭头方向在沟内不停的循环流动，采用表面机械曝气器，每沟渠的一端各安装一个。靠近曝气器下游的区段为好氧区，处于曝气器上游和外环的区段为缺氧区，混合液交替进行好氧和缺氧，不仅提供了良好的生物脱氮条件，而且有利于生物絮凝，使活性污泥易于沉淀。Orbal氧化沟，即“0、1、2”工艺，由内到外分别形成厌氧、缺氧、和好氧三个区域，采用转碟曝气。由于从内沟(好氧区)到中沟(缺氧区)之间没有回流设施，所以总的脱氮效率较差。在厌氧区采用表面搅拌设备，不可避免的带入相当数量的溶解氧，使得除磷效率较差。三沟式氧化沟属于交替运行式氧化沟，由丹麦Kruger公司创建，如上图。由三条同容积的沟槽串联组成，两侧的池子交替作为曝气池和沉淀池，中间的池子一直作为曝气池。原污水交替地进入两侧的池子，处理出水则相应地从作为沉淀池的池中流出，这样提高了曝气转刷的利用率（达59%左右），另外也有利于生物脱氮。三沟式氧化沟流程简洁，具有生物脱氮功能，由于无专门的厌氧区，因此，生物除磷效果差，而且由于交替运行，总的容积利用率低，约为55%，设备总数量多，利用率低。2.3.3SBR工艺52 　　SBR是一种间歇式的活性泥泥系统，其基本特征是在一个反应池内完成污水的生化反应、固液分离、排水、排泥。可通过双池或多池组合运行实现连续进出水。SBR通过对反应池曝气量和溶解氧的控制而实现不同的处理目标，具有很大的灵活性。　　SBR池通常每个周期运行4-6小时，当出现雨水高峰流量时，SBR系统就从正常循环自动切换至雨水运行模式，通过调整其循环周期，以适应来水量的变化。SBR系统通常能够承受3-5倍旱流量的冲击负荷。SBR工艺具有以下特点：　　(1)SBR工艺流程简单、管理方便、造价低。SBR工艺只有一个反应器，不需要二沉池，不需要污泥回流设备，一般情况下也不需要调节池，因此要比传统活性污泥工艺节省基建投资30%以上，而且布置紧凑，节省用地。由于科技进步，目前自动控制已相当成熟、配套。这就使得运行管理变得十分方便、灵活，很适合小城市采用。　　(2)处理效果好。SBR工艺反应过程是不连续的，是典型的非稳态过程，但在曝气阶段其底物和微生物浓度变化是连续的(尽管是处于完全混合状态中)，随时间的延续而逐渐降低。反应器内活性污泥处于一种交替的吸附、吸收及生物降解和活化的变化过程之中，因此处理效果好。　　(3)有较好的除磷脱氮效果。SBR工艺可以很容易地交替实现好氧、缺氧、厌氧的环境，并可以通过改变曝气量、反应时间等方面来创造条件提高除磷脱氮效率。　　(4)污泥沉降性能好。SBR工艺具有的特殊运行环境抑制了污泥中丝状菌的生长，减少了污泥膨胀的可能。同时由于SBR工艺的沉淀阶段是在静止的状态下进行的，因此沉淀效果更好。(5)SBR工艺独特的运行工况决定了它能很好的适应进水水量、水质波动。2.3.2A＋A2/O工艺A＋A2/O处理工艺由污泥负荷率很高的A段和污泥负荷率较低的B段（A2/O段）二级活性污泥系统串联组成，并分别有独立的污泥回流系统。该工艺于80年代初应用于工程实践，现在越来越广泛地得到了应用。52 A＋A2/O工艺原理  A＋A2/O生物处理工艺图如下所示：图三.A＋A2/O该工艺主要特点是不设初沉池，由A－B二段活性污泥系统串联运行，并各自有独立的污泥回流系统。原水经格栅进入A段，该段充分利用原污水中的微生物，并不断地繁殖，形成一个开放性生物动力学系统。A段污泥负荷率高达2～6kgBOD5/(kgMLSS.d)，水力停留时间短（一般为30min），污泥龄短（0.3~0.5d）。A段中污泥以吸附为主，生物降解为辅，对污水中BOD的去除率可达40％～70％，SS的去除率达60％～80％，正是A段对悬浮物和有机物较彻底的去除，使整个工艺中以非生物降解的途径去除的BOD量大大提高，降低了运行和投资费用。B段中，厌氧池主要是进行磷的释放，使污水中P的浓度升高，溶解性有机物被细胞吸收而使污水中BOD浓度下降；另外NH3－N因细胞的合成而被去除一部分，使污水中NH3－N浓度下降。但含量没有变化。在缺氧池中，反硝化菌利用污水中的有机物作碳源，将回流混合液中带入的大量NO3－-N和NO2－－N还原为N2释放至空气，因此BOD浓度继续下降，NO3－－N浓度大幅度下降，而磷的变化很小。在好氧池中，有机物被微生物生化降解，而继续下降；有机氮被氨化继而被硝化，使NH3－N浓度显著下降，但随着硝化过程使NO3－-N的浓度增加，而P随着聚磷菌的过量摄取，也以较快的速率下降。所以，A2/O工艺它可以同时完成有机物的去除、硝化脱氮、磷的过量摄取而被去除等功能，脱氮的前提是NH3－N应完全硝化，好氧池能完成这一功能。缺氧池则完成脱氮功能。厌氧池和好氧池联合完成除磷功能。52 A+A2/O工艺的特点：A、该工艺中A段负荷高达2～6kgBOD5/(kgMLSS.d)，因此具有很强的抗冲击负荷能力和具有对PH、毒物影响的缓冲能力，活性污泥中全部是繁殖速度很快的细菌。B、A段活性污泥吸附能力强，能吸附污水中某些重金属、难降解有机物以及氮、磷等植物性营养物质，这些物质通过剩余污泥的排放得到去除。C、B段中，厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同种类微生物菌群的有机配合，能同时具有去除有机物、脱氮除磷的功能。D、在同时脱氮除磷去除有机物的工艺中，该工艺流程最为简单，总的水力停留时间也少于同类其它工艺。E、在厌氧－缺氧－好氧交替运行下，丝状菌不会大量繁殖，SVI一般小于100，不会发生污泥膨胀。F、污泥中含磷量高，一般为2.5%以上。G、厌氧－缺氧池只需轻缓搅拌，使之混合，而以不增加溶解氧为度。H、沉淀池要防止发生厌氧、缺氧状态，以避免聚磷菌释放磷而降低出水水质和反硝化产生N2而干扰沉淀。I、脱氮效果受混合液回流比大小的影响，除磷效果受回流污泥中挟带DO和硝酸态氧的影响。根据工艺比较，选择氧化沟工艺。2.4污泥处理工艺方案2.4.1污泥的处理要求污泥生物处理过程中将产生大量的生物污泥，有机物含量较高且不稳定，易腐化，并含有寄生虫卵，若不妥善处理和处置，将造成二次污染。污泥处理要求如下：☆减少有机物，使污泥稳定化；☆减少污泥体积，降低污泥后续处置费用；☆减少污泥中有毒物质；☆利用污泥中有用物质，化害为利；52 ☆因选用生物脱氮除磷工艺，故应避免磷的二次污染。2.4.2常用污泥处理的工艺流程：（1）：生污泥→浓缩→消化→机械脱水→最终处置（2）：生污泥→浓缩→机械脱水→最终处置（3）：生污泥→浓缩→消化→机械脱水→干燥焚烧→最终处置（4）：生污泥→浓缩→自然干化→堆肥→农田由于该工艺选用A＋A2/O工艺A段污泥较多，不稳定，且污水中重金属含量较多，不易采用农田处置方式，干燥焚烧方式没有必要，因此综合比较各处理工艺选用第一种（生污泥→浓缩→消化→机械脱水→最终处置）较好。其中污泥浓缩，脱水有两种方式选择，污泥含水率均能达到80%一下。（1）、方案一:污泥机械浓缩、机械脱水；（2）、方案二:污泥重力浓缩、机械脱水。方案比较:项目方案一方案二主要构筑物1.污泥贮泥池2.浓缩、脱水机房3.污泥堆棚1.污泥浓缩池2.脱水机房3.污泥堆棚主要设备1污泥浓缩设备2.加药设备1.浓缩池刮泥机2.脱水机3.加药设备占地面积小大絮凝剂总用量3.0-4.0kg/TDs≤4.0kg/TDS对环境的影响无大的污泥敞开式构筑物，对周围环境影响小污泥浓缩池露天布置，气味难闻，对周围环境影响大总土建费用小大总设备费用一般稍大剩余污泥中磷的释放无有52 由表可见方案一优于方案二，因此本工程污泥处理工艺选用污泥机械浓缩，机械脱水。第三章污水处理厂工艺设计及计算第一节格栅及泵房格栅的主要作用是将污水中的大块污物拦截，以免其对后续处理单元的机泵或工艺管线造成损害。格栅按栅条的种类可分为直棒式栅条格栅、弧形格栅、辐射式格栅、转筒式格栅和活动栅条式格栅。由于直棒式格栅运行可靠，布局简洁，易于安装维护，本工艺选用直棒式格栅。格栅与水泵房的设置方式。中格栅→泵房→细格栅3.1.1中格栅进水中格栅是污水处理厂第一道预处理设施，可去除大尺寸的漂浮物或悬浮物，以保护进水泵的正常运转，并尽量去掉那些不利于后续处理过程的杂物。拟用回转式固液分离机。回转式固液分离机运转效果好，该设备由动力装置，机架，清洗机构及电控箱组成，动力装置采用悬挂式涡轮减速机，结构紧凑，调整维修方便，适用于市政污水处理厂污水预处理。①设计说明栅条的断面主要根据过栅流速确定，过栅流速一般为0.6～1.0m/s，槽内流速0.5m/s左右。如果流速过大，不仅过栅水头损失增加，还可能将已截留在栅上的栅渣冲过格栅，如果流速过小，栅槽内将发生沉淀。此外，在选择格栅断面尺寸时，应注意设计过流能力只为格栅生产厂商提供的最大过流能力的80%，以留有余地。格栅栅条间隙拟定为25.00mm。②设计流量：a.日平均流量Qd=100000m3/d≈4166.7m3/h=1.138m3/s=1138L/s52 b.最大日流量Qmax=Kz·Qd=1.3×4166.7m3/h=55416.71m3/h=1.505m3/s③设计参数：栅条净间隙为b=25.0mm栅前流速ν1=0.7m/s过栅流速0.8m/s栅前部分长度：0.5m格栅倾角δ=60°单位栅渣量：ω1=0.05m3栅渣/103m3污水④设计计算：确定栅前水深。根据最优水力断面公式计算得：所以栅前槽宽约为2.1m。栅前水深h≈1.1m格栅计算说明：Qmax—最大设计流量，m3/s；α—格栅倾角，度（°）；h—栅前水深，m；52 ν—污水的过栅流速，m/s。栅条间隙数（n）为=所以取栅条64根栅槽有效宽度（）设计采用ø10圆钢为栅条，即S=0.01m。=2.23(m)≈2.3(m)选用回转式格栅HG-750型两台，格栅槽安装宽度0.80m，格栅槽有效格栅宽度750mm，栅条间隙25mm，整机（每台）功率0.75Kw，格栅倾角60°。实际过流量采用公式：S(n-1)+nb=B’求得：实际n=（0.75+0.01）/（0.025＋0.01）≈22（条）通过格栅的水头损失h2h0—计算水头损失；g—重力加速度；K—格栅受污物堵塞使水头损失增大的倍数，一般取3；ξ—阻力系数，其数值与格栅栅条的断面几何形状有关，对于圆形断面，52 取h1=0.3m所以：栅后槽总高度HH=h+h1+h2=1.1+0.3+0.033=1.433(m)h1—栅前渠超高，一般取0.3m。a.栅槽总长度LL1—进水渠宽，m；L2—栅槽与出水渠连接处渐窄部分长度，m；B1—进水渠宽，m；α1—进水渐宽部分的展开角，一般取20°。③栅渣量计算对于栅条间距b=25.0mm的中格栅，对于城市污水，每单位体积污水烂截污物为W1=0.05m3/103m3，每日栅渣量为=5.0（m3/d）烂截污物量大于0.3m3/d，宜采用机械清栅。污物的排出采用机械装置：Ø600螺旋输送机，选用长度l=8.0m的一台。3.1.2．污水提升泵站（包括调节池）设计说明污水处理系统简单，对于新建污水处理厂，工艺管线可以充分优化，故污水只考虑一次提升。污水经提升后入曝气沉砂池。然后自流进入各工艺池，设计流量Qmax=5417m3/h。⑵搅拌机为防止泥砂等杂质沉淀于调节池，在调节池内设搅拌机。采用江苏天雨环保集团有限公司生产的ZJ1000型搅拌机。该产品具有结构紧凑，操作方便，搅拌效果好等特点。共需2台搅拌机，共4万元左右，功率为0.75Kw/台。52 ⑶提升泵调节池内说立式潜污泵200QW300-7型3台，两用一备，潜水泵单台能力为300m3/h，扬程7m，出水口径200mm，转速1460r/min，轴功率6.81Kw，配用功率11Kw，泵效率81.8%，重量为380kg。设计选型污水经消毒池处理后排入市政污水管网，消毒水面相对高程为±0.00m，则相应的二沉池、氧化沟、曝气沉砂池水面相对标高分别为0.50，1.00，和1.60m污水提升前水位为2.50m，污水总提升流程为4.10m，采用立式污水污物泵，单台提升流量为1667m3/h。所以采用400NWL1760-7.5型立式污水污物泵，3用1备。该泵提升流量为1760m3/h，效率为75%，转速为590r/min，功率为45kw，占地面积（7×3）m2③提升泵房电机、电控柜、电磁流量计显示器室内安装，另外考虑一定检修空间。提升泵房占地面积为（7×3+7×8）=77m2，其中工作间的面积为7×8=56m2。细格栅污水由进水泵房提升至细格栅沉砂池，细格栅用于进一步去除污水中较小的颗粒悬浮、漂浮物。.设计说明（如中格栅）。52 细格栅栅条间隙拟定为10.0mm。.设计流量：a.日平均流量Qd=100000m3/d≈4166.7m3/h=1.138m3/s=1138L/sb.最大日流量Qmax=Kz·Qd=1.3×4166.7m3/h=55416.71m3/h=1.505m3/s设计参数：栅条净间隙为b=10.0mm栅前流速ν1=0.7m/s过栅流速0.8m/s栅前部分长度：0.5m格栅倾角α=60°单位栅渣量：ω1=0.05m3栅渣/103m3污水设计计算：确定栅前水深。根据最优水力断面公式计算得：所以栅前槽宽约为2.1m。栅前水深h≈1.1m格栅计算说明：Qmax—最大设计流量，m3/s；α—格栅倾角，度（°）；h—栅前水深，m；ν—污水的过栅流速，m/s。栅条间隙数（n）为52 =所以取栅条数为160条栅槽有效宽度（）设计采用ø10圆钢为栅条，即S=0.01m。=3.19(m)≈3.20(m)选用回转式格栅HG-800型两台，格栅槽安装宽度0.90m，格栅槽有效格栅宽度800mm，栅条间隙10mm，整机（每台）功率0.75Kw，格栅倾角60°。实际过流量采用公式：S(n-1)+nb=B’求得：实际n=（0.80+0.01）/（0.01＋0.01）≈41（条）通过格栅的水头损失h2h0—计算水头损失；g—重力加速度；K—格栅受污物堵塞使水头损失增大的倍数，一般取3；ξ—阻力系数，其数值与格栅栅条的断面几何形状有关，对于圆形断面，52 取h1=0.3m所以：栅后槽总高度HH=h+h1+h2=1.1+0.3+0.167=1.567(m)h1—栅前渠超高，一般取0.3m。a.栅槽总长度L8、栅槽总长度中格栅示意图如图3—1图3—1中格栅示意草图9、每日栅渣量每日每1000污水的栅渣量，污水。52 设计中取=0.05污=5.0（m3/d）>0.3m3/d应采用机械除渣及皮带输送机或无轴输送机输送栅渣，采用机械栅渣打包机将栅渣打包，汽车运走。10、进水与出水渠道污水通过的管道送入进水渠道，然后，就由提升泵将污水提升至细格栅。3.2提升泵站排水泵站的基本组成包括：机器间、集水池、格栅和辅助间。3.2.1泵站设计1、污水泵站集水池的容积，不应小于最大一台水泵5min的出水量；如水泵机组为自动控制时，每小时开动水泵不得超过6次。2、集水池池底应设集水坑，倾向坑的坡度不宜小于10%。3、水泵吸水管设计流速宜为0.7～1.5m/s。出水管流速宜为0.8～2.5m/s。3.2.2泵房形式及工艺布置本设计采用地下湿式矩形合建式泵房，设计流量选用最高日最高时流量。1、泵房形式为运行方便，采用自灌式泵房。自灌式水泵多用于常年运转的污水泵站，它的优点是：启动及时可靠，管理方便。该泵站流量小于2m3/s，且鉴于其设计和施工均有一定经验可供利用，故选用矩形泵房。由于自灌式启动，故采用集水池与机器间合建，前后设置。大开槽施工。2、工艺布置本设计采用来水为一根污水干管，无滞留、涡流等不利现象，故不设进水井，来水管直接经进水闸门、格栅流入集水池，经机器间的泵提升污水进入出水井，然后依靠重力自流输送至各处理构筑物。3.2.3泵房设计计算1、设计参数设计流量为Qmax=13000m3/d=5417m3/h=1505L/s=1.505m3/s，集水池最高水位为79.93m，出水管提升至细格栅，出水管长度为5m，细格栅水面标高为85.001m。泵站设在处理厂内，泵站的地面高程为81.50m。2、泵房的设计计算（1）集水池的设计计算设计中选用5台污水泵（4用1备），则每台污水泵的设计流量为：Q1=Q/4=1505/4=376.2L/s,按一台泵最大流量时5min的出水量设计，则集水池的容积为：取集水池的有效水深为52 集水池的面积为：集水池保护水深0.71m，实际水深为2.0+0.71=2.71m。（2）水泵总扬程估算1）集水池最低工作水位与所需提升最高水位之间的高差为：85.001-（79.93-2）=7.071m2）出水管管线水头损失每一台泵单用一根出水管，其流量为，选用的管径为的铸铁管，查《给水排水设计手册》第一册常用资料得流速（介于0.8～2.5之间），。出水管出水进入一进水渠，然后再均匀流入细格栅。设局部损失为沿程损失的30%，则总水头损失为：泵站内的管线水头损失假设为1.5m，考虑自由水头为1.0，则水泵总扬程为：（3）选泵本设计单泵流量为，扬程。查《给水排水设计手册》第11册常用设备，选用300TLW-540IB型的立式污水泵。该泵的规格性能见表3-1。表3-1300TLW-540IB型的立式污水泵的规格性能流量Q扬程H转度n电动机功率N效率污物通过能力气蚀余量r重量固体纤维1414392.816.69701107725015008.031503.3泵后细格栅设计计算设计中取格栅栅条间隙数=0.01，格栅栅前水深=0.9，污水过栅流速=1.0，每根格栅条宽度=0.01，进水渠道宽度=0.8，栅前渠道超高，每日每1000污水的栅渣量=0.01格栅栅槽宽度：进水渠道渐宽部分的长度：52 进水渠道渐窄部分的长度计算：通过格栅的水头损失：栅后槽总高度：栅槽总长度：每日栅渣量：=1.0（m3/d）>0.3m3/d应采用机械除渣及皮带输送机或无轴输送机输送栅渣，采用机械栅渣打包机将栅渣打包，汽车运走。细格栅示意图见图3—2图3—2细格栅示意图3.4曝气沉砂池的设计计算52 本设计中选择三组曝气沉砂池，N=3组。每组沉砂池的设计流量为0.502。3.4.1曝气沉砂池的设计计算1、沉砂池有效容积:本设计中取=32、水流断面面积:设计中取=0.13、池总宽度:设计中取=2在1.0～1.5之间。4、池长:5、每小时所需的空气量:设计中=0.2污水6、沉砂室所需容积：式中城市污水沉砂量，设计中取=30污水清除沉砂的间隔时间，设计中取=2。从而可计算得每个沉砂斗的容积为：7、沉砂斗几何尺寸计算52 设计中取沉砂斗底宽为0.5，沉砂斗壁与水平面的倾角为，沉砂斗高度则沉砂斗的上口宽度为：沉砂斗的有效容积：8、池子总高设池底坡度为0.4，破向沉砂斗，池子超高则池底斜坡部分的高度：池子总高：9、进水渠道格栅的出水通过的管道送入沉砂池的进水渠道，然后进入沉砂池，进水渠道的水流流速:设计中取=1.2，=0.8。水流经过进水渠道再分别由进水口进入沉砂池，进水口尺寸900×900，进水口采用方形闸板，SFZ型明杆或镶钢铸铁方形闸门SFZ—900，沉砂斗采用H46Z—2.5旋启式底阀，公称直径200mm。10、出水堰计算出水采用沉砂池末端薄壁出水堰跌落出水，出水堰可保证沉砂池内水位标高恒定，堰上水头为流量系数，一般取0.4～0.5，设计中取=0.4；出水堰后自由跌落高度0.12，出水流入出水槽，出水槽宽度1.0，出水槽水深0.6，水流流速52 。采用出水管道在出水槽中部与出水槽连接，出水槽用钢混管，管径，管内流速，水利坡度‰，水流经出水槽流入集配水井。11、排砂装置采用吸砂泵排砂，吸砂泵设置在沉砂斗内，借助空气提升将沉砂排出沉砂池，吸砂泵管径200。曝气沉砂池示意图见下图3-3图3-3曝气沉砂池剖面图示意图1—压缩空气管2—空气扩散管3—集砂槽3.4.2曝气沉砂池曝气计算1、空气干管设计干管中空气流速一般为10～15m/s,取空气流速12m/s,则2、支管设计干管上设10根配气管，则每根竖管上的供气量为：沉砂池总平面面积为：L×B=，取选用YBM-2型号的膜式扩散器，每个扩散器的服务面积为1.5m2，直径为500mm，则需空气扩散器总数为：个。则每根配气管有1个空气扩散器，每个扩散器的配气量为：。第四章污水的二级处理设计计算52 污水经过一级处理后会处理掉一部分的悬浮物（）和，处理程度按表4-1取值，而氮按不变计算表4-1处理厂的处理效果处理级别处理方法主要工艺处理效果一级沉淀法沉淀（自然沉淀）二级生物膜法初次沉淀、生物膜反应、二次沉淀活性污泥法初次沉淀、活性污泥反应、二次沉淀设计中取处理效果为：=，=则进入曝气池中污水的浓度：Sa=Sy×(1-20%)=200×(1-20%)=200×0.8=160mg/L进入曝气池中污水的浓度：La=Ly×(1-40%)=300×(1-40%)=300×0.6=180mg/L4.1氧化沟工艺计算氧化沟是活性污泥法的改良和发展，曝气池呈封闭渠道形，污水和活性污泥在循环水流的作用下混合接触，完成有机物的净化过程，又称循环曝气池。氧化沟在流态上介于推流式和完全混合式之间，局部流态为推流式，整体为完全混合状态，同时具有这两种混合方式的某些特点。在氧化沟中，污水和活性污泥的混合液在外加动力的作用下，不停的循环流动，有机物在微生物的作用下得到降解。氧化沟有多种不同的类型，如Carrousel式、Orbal式、一体化氧化沟、交替式氧化沟等。该工艺对水温、水质和水量的变化有较强的适应性，污泥龄长、剩余污泥少、而且具有脱氮的功能。取三组DE型氧化沟，则每组的设计流量为0.502。4.1.1设计参数1、的处理能力取决于污水温度和沟内活性生物固体（MLVSS）的浓度。工艺设计通常是依据进水中污染物负荷、污泥龄、污泥负荷F/M和污水温度等。设计污泥龄、F/M和水温者之间有一定的函数关系：表4-2污泥龄、F/M和水温者之间有一定的函数关系温度（）5101520污泥龄（）20128452 0.060.100.150.20DE型氧化沟设计，相应的污泥龄为，而浓度通常设计为，其取值是依据污泥的沉淀性能和污泥在沟中的贮存量。2、时曝气氧化沟的主要设计参数，宜根据试验资料确定，无试验资料时可按下表4-3的规定取值。表4-3延时曝气氧化沟的主要设计参数项目单位参数值污泥浓度污泥负荷容积负荷污泥龄污泥产率需氧量水力停留时间污泥回流比总处理效率3、水和回流污泥点宜设在缺氧区首端，出水点宜设在充氧器后的好氧区。氧化沟的超高与选用的曝气设备类型有关，当采用转刷、转碟时，宜为0.5m；当采用竖轴表曝机时，宜为0.6～0.8m，其设备平台宜高出设计水面0.8～1.2m。4、化沟的有效水深与曝气、混合和推流设备的性能有关，宜采用3.5～4.5m。5、根据氧化沟渠宽度，弯道处可设置一道或多道导流墙；氧化沟的隔流墙和导流墙宜高出设计水位0.2～0.3m。6、化沟内的平均流速宜大于0.25，混合液在渠内流4.1.2卡罗塞型氧化沟计算1、内源呼吸系数:时，内源呼吸系数，，一般取0.04～0.075；52 温度系数，一般取1.02～1.06。设计中取=0.06，=1.04当时2、出水计算去除的的浓度为：Sy=S0-Se=160-30=130mg/L去除的氨氮的浓度为：Ny=N0-Ne=35-25=10mg/L3、污泥龄计算:设计中取，取36天4、好氧区有效容积:5、缺氧区有效容积反消化区脱氮量：缺氧区有效容积：式中——反消化速率，设计中取=。6、氧化沟总有效容积：式中——具有活性作用的污泥占总污泥量的比例，一般采用0.55左右。设计中取=0.557、氧化沟平面尺寸设计中取氧化沟的有效水深为氧化沟的面积为：有可解得L=221.5m52 4.1.3进出水系统计算1、DE型氧化沟的进水设计沉砂池的出水通过3根的管道进入集配水井，然后，用3条管道送入每组的DE型氧化沟，送水的管径为，管内的流速为。回流污泥也同步流入。2、氧化沟的出水设计氧化沟的出水采用矩形堰跌落出水，则堰上水头流量系数，一般取0.4～0.5；设计中取=0.4=6.0出水总管管径采用3根管道把水送入配水井，管内的污水流速为。回流污泥管管径为，管内的污泥流速为。4.2辐流式沉淀池辐流式沉淀池一般采用对称布置，有圆形和正方形。主要由进水管、出水管、沉淀区、污泥区及排泥装置组成。按进出水的形式可分为中心进水周边出水、周边进水中心出水和周边进水周边出水三种类型，其中，中心进水周边出水辐流式沉淀池应用最广。周边进水可以降低进水时的流速，避免进水冲击池底沉泥，提高池的容积利用系数。4.2.1设计原则设计参数1、沉淀池的设计数据宜按下表的规定取值4-4沉淀池的设计数据沉淀池类型沉淀时间表面水力负荷每人每日污泥量污泥含水率固体负荷初次沉淀池—二次沉淀池生膜法后活性污泥法后4.2.2设计计算设计中选择四组辐流沉淀池，，每组设计流量为0.376。52 1、沉淀池表面积:——表面负荷，取；——沉淀池个数，取4组。池子直径：取34。2、实际水面面积:实际负荷，,合要求。3、沉淀池有效水深:式中——沉淀时间，取。径深比为：在6至12之间。4、污泥部分所需容积:则采用间歇排泥，设计中取两次排泥的时间间隔为5、污泥斗计算:——倾角，一般为。设计中取=，=。污泥斗体积计算：6、污泥斗以上圆锥体部分污泥容积设计中采用机械刮吸泥机连续排泥，池底坡度为0.0552 污泥斗以上圆锥体部分体积：则还需要的圆柱部分的体积：高度为：7、沉淀池总高度设计中取超高，缓冲层高度辐流沉淀池示意图见图4-2图4-2二沉池高度示意图8、排泥装置二沉池连续刮泥吸泥。本设计采用周边传动的刮泥机将泥刮至污泥斗。在二沉池的绗架上设有‰的污泥流动槽，经渐缩后流出二沉池，采用渐缩是为保证中心管内污泥流速不宜过大，以利于气水分离。因为池径大于20m,采用周边传动的刮泥机，其传动装置在绗架的缘外，刮泥机旋转速度一般为1～3rad/h。外围刮泥板的线速度不超过3m/min，一般采用1.5m/min，则刮泥机为1.5rad/min。①吸泥管流量二沉池排出的污泥流量按80%的回流比计，则其回流量为：本设计中拟用6个吸泥管，每个吸泥管流量为：规范规定，吸泥管管径一般在150～600mm之间，拟选用，，。②水力损失计算52 以最远一根虹吸管为最不利点考虑，这条管路长4m，，，局部水头损失为:沿程水头损失为:中心排泥管:故中心管选择DN500，，1000泥槽内损失:m泥由槽底跌落至泥面（中心筒内）m，槽内泥高m。则吸泥管路上总水头损失为③吸泥管布置6根吸泥管延迟经均匀布置。9、二沉池进水部分计算二沉池进水部分采用中心进水，中心管采用铸铁管，出水端用渐扩管。为了配水均匀，岩套管周围设一系列潜孔，并在套管外设稳流罩。（1）进水管计算当回流比时，单池进水管设计流量为进水管管径取为则流速：当为非满流时，查《给水排水设计手册》常用资料知：流速为。（2）进水竖井计算进水竖孔直径为进水竖井采用多孔配水，配水口尺寸为，共设8个沿井壁均匀分布；52 流速为：，符合要求孔距为：设管壁厚为0.15m，则（3）稳流罩计算稳流筒过流面积式中——稳流筒筒中流速，一般采用。设计中取稳流筒直径:（4）集配水井的设计计算①配水井中心管直径:——中心管内污水流速，一般采用；设计中取设计中取配水井直径：——配水井内污水流速，一般采用。设计中取52 ②集水井直径:式中——集水井直径，；——集水井内污水流速，一般采用。设计中取10、二沉池出水部分设计①集水槽的设计本设计考虑集水槽为矩形断面，取底宽0.8m，集水槽距外缘距池边0.5m，集水槽壁厚采用0.15m，则集水槽宽度为：m。设计中采用，其中——安全系数，取1.5，得集水槽内水流速度为：符合要求。采用双侧集水环形集水槽计算，槽内终点水深为:槽内起点水深为:——系数，一般采用1.0。②出水堰的计算二沉池是污水处理系统中的主要构筑物，污水在二沉池中得到净化后，出水的水质指标大多已定，故二沉池的设计相当重要。本设计考虑到薄壁堰不能满足堰上负荷，故采用三角堰出水。如图5-3所示。52 图5-3三角堰示意图设计中取取1264个介于之间，符合要求。考虑自由跌水水头损失0.15m，则出水堰总水头损失为：出水槽的接管与消毒接触池的进水渠道相连，出水管管径为，流速为：当为非满流时，查《给水排水设计手册》常用资料知：流速为。出水直接流入消毒接触池的进水渠道；集配水井内设有超越闸门，以便超越。4.3.3平流式消毒接触池本设计采用2个3廊式平流式消毒接触池，计算如下：1、消毒接触池容积:——消毒接触时间，一般取。设计中取52 1、消毒接触池表面积:设计中取2、消毒接触池池长:设计中取消毒接触池采用3廊道，消毒接触池长为：校核长宽比：，合乎要求4、池高设计中取超高为：5、进水部分每个消毒接触池的进水管管径，。6、混合采用管道混合的方式，加氯管线直接接入消毒接触池进水管，为增强混合效果，加氯点后接的静态混合器。3、出水计算采用非淹没式矩形薄壁堰出流，设计堰宽为，计算为：出水管采用的管道将水送入巴氏计量槽，流速为。平流式消毒接触池示意图见图4-452 图4-4平流式消毒接触池示意草图6、水厂出水管采用重力铸铁管，流量为，管径为，流速为，坡度为‰。5.1污泥处理(sludgetreatment)的目的与处理方法剩余污泥来自氧化沟，活性污泥微生物在降解有机物的同时，自身污泥量也在不断增长，为保持曝气池内污泥量的平衡，每日增加的污泥量必须排除处理系统，这一部分污泥被称作剩余污泥。剩余污泥含水率较高，需要进行浓缩处理，然后进行脱水处理。5.2污泥泵房设计污泥泵房的设计包括回流污泥泵的选择和剩余污泥泵的选择计算。5.2.1集泥池计算回流污泥量为：剩余污泥量为：总污泥量为：设计中选用5台（4用1备）回流污泥泵，2台（1用1备）剩余污泥泵。52 则每台回流泵的流量为：泵房集泥池有效容积按不小于最大一台泵（回流泵）5分钟出水量计算，则有效水深设为集泥池的面积为：集泥池尺寸为：5.2.2回流污泥泵的选择二沉池水面相对地面标高为0.513m,厌氧池前的集配水井水面相对标高为2.538m，则污泥回流泵所需提升最小高度为：2.538-（-7.507）＝10.045m选用350QW1200-18-90型的潜水排污泵，单台提升能力为1200m3/h，提升高度为18m,电动机转速n=990r/min,功率N=90kW，效率为82.5%，出口直径为350mm，重量为2000kg。5.2.3剩余污泥泵的选择竖流式浓缩池最高泥位（相对地面为）4.96m，剩余污泥泵房最低泥位为-7.057-2=-9.057m,则污泥泵静扬程为H0=4.96+9.057＝14.017m，污泥输送管道压力损失为2.0m，自由水头为1.0m，则污泥泵所需扬程为H=H0+2+1=17.017m。选用50QW24-20-4型的潜水排污泵，单台提升能力为24m3/h，提升高度为20m,电动机转速n=1440r/min,功率N=4kW，效率为69.2%，出口直径为50mm，重量为121kg。5.3污泥浓缩池5.3.1竖流浓缩池进入竖流浓缩池的剩余污泥量为524.76，设计中选用2座浓缩池，单池流量为：。设计中浓缩前污泥含水率为，浓缩后污泥含水率为。5.3.2竖流浓缩池的设计计算1、中心进泥管面积——中心进泥管流速，一般小于0.03；设计中取，取52 管内的实际流速为：2、中心进泥管喇叭口与反射板之间的缝隙高度：——污泥从中心进泥管喇叭口与反射板之间缝隙流出速度，一般采用；——喇叭口直径，一般采用。设计中取3、浓缩后分离出来的污水量:4、浓缩池有效面积:——污水在浓缩池内上升流速，一般采用。5、浓缩池直径:有效水深：设计中取6、浓缩后剩余污泥量7、浓缩池污泥斗容积污泥斗设在浓缩池底部，采用重力排泥——污泥斗底部半径，一般用；——污泥斗倾角，圆形池污泥斗倾角。设计中取污泥斗倾角，，52 污泥斗容积为：8、污泥在泥斗中的停留时间介于10～16之间，符合要求。9、浓缩池总高度设计中取超高m，缓冲层高度10、浓缩池溢流出水经过溢流堰进入出水槽，然后汇入出水管排出。出水槽流量，设出水槽宽，水深为，则水流速为。溢流堰周长：溢流堰采用单侧三角形出水堰，堰宽，深。每格沉淀池有个三角堰。三角堰的流量为：三角堰堰水深为：三角堰后自由跌落，则出水堰水头损失为。11、排泥管浓缩剩余污泥量为，泥量小，采用间歇排泥方式，污泥斗容积，污泥管道选用钢筋混凝土管，管径为，每次排泥时间为，每日排泥2次，间隔时间为。每次排泥量：管内流速：当为非满流时，查《给水排水设计手册》常用资料得流速为：，坡度为：‰。浓缩池示意图见下图5—152 图5-1竖流浓缩池示意草图5.4贮泥池的计算贮泥池用来贮存来自浓缩池的污泥，。由于污泥量不大，本设计采用1座贮泥池，贮泥池采用竖流沉淀池构造。1、贮泥池的容积式中——贮泥时间，一般采用。设计中取贮泥池设计容积：——污泥斗倾角，一般采用。设计中取，，，污泥斗底为正方形，边长为2、贮泥池高度计算式中——贮泥池超高，。设计中取52 贮泥池示意图如下图5—2图5-2贮泥池示意草图3、管道部分设计贮泥池中设的吸泥管两根。4、压滤机的设计，应符合下列要求：1）污泥脱水负荷应根据试验资料或类似运行经验确定，污水污泥可按本规范表5-2取值表5-2泥脱水负荷污泥类别初沉原污泥初沉消化污泥混合原污泥混合消化污泥污泥脱水负荷kg/(m·h)2503001502002）应按带式压滤机的要求配置空气压缩机，并至少应有1台备用；3）应配置冲洗泵，其压力宜采用0.4～0.6MPa，其流量可按5.5～11m3/[m（带宽）·h]计算，至少应有一台备用。5.5污泥设计计算1、脱水后污泥量:设计中脱水后干污泥重量为：1、加药量计算本设计中用带式压滤机脱水的污泥，采用聚丙烯酰胺絮凝剂，对于混合污水污泥投加量按干污泥重的计算，设计中取计算。52 则3、脱水机型号的选择设计中选用3台DY—3000型带式压滤机，2用1备，带式压滤机的主要技术指标为，泥饼含水率。工作周期定为12小时。则每次处理的泥量为：5.6附属设施计算1、污泥贮池设计中采用间歇排泥，排泥时间，带式压滤机工作周期，脱水污泥量：污泥贮池所需容积：设计中取2座污泥贮池，每座污泥贮池所需的容积为：污泥贮池采用圆形池体，体积计算如下：——污泥斗倾角，一般采用。设计中污泥贮池高度：设计中取超高为52 污泥贮池示意图如图5—3图5—3污泥贮池平剖示意图1、溶药系统1）溶药罐容积——溶液池药剂浓度，一般采用。设计中取次，个，采用JYB型玻璃钢溶药罐，外形尺寸，有效容积。溶解池容积：设计中取2个溶解池净尺寸为：。聚丙烯酰胺溶剂困难，水解时间较长，设计中以聚丙烯酰胺水解时24h计。2）搅拌装置按每立方米池容输入功率计算，所需功率为：搅拌器总效率采用0.75，搅拌器传动效率52 采用0.8，则搅拌轴所需电动机功率为3）加药泵采用四台耐腐蚀加药泵，溶药罐、溶解池各设2台，型号为50PWF，电机功率为1.1kW。4）空气净化装置污泥脱水过程中有臭味产生，设计中采用木屑和生物炭滤床的方式对空气进行净化。采用三组空气净化器，在每台带式压滤机上部设集气罩，由通风机将臭气送入净化器。第六章污水处理厂的布置在污水处理厂的厂区内有各处理单元的构筑物；连通各处理构筑物之间的管、渠极其他管线；辅助性建筑物；道路以及绿地等。因此，要对污水处理厂厂区内各种工程设施进行合理的平面规划。6.1污水处理厂平面布置1、污水处理厂的平面布置包括：生产性的处理构筑物和泵房、鼓风机房、药剂间、化验室等辅助性建筑物以及各种管线等的布置。在厂区内还有道路系统、室外照明系统和美化的绿地设施。根据处理厂的规模大小，一般采用比例尺的地形图绘制总平面图，常用比例尺为。2、污水处理高程计算及布置由于城市的排水系统采用分流制排水系统，城市污水主干管由西北方向流入污水处理厂厂区，主干管进入污水处理厂处的管径为1250mm，管道水面标高为80.0m。设计中考虑污水管的非充满度（一般管径大于或等于1000mm时，最大充满度为0.75）和管道的覆土厚度（一般不小于0.7m且不考虑冻土深度），则可估算出当地的地面标高为81.50m。.又由于任务书里面没有给出河流水位方面的资料，所以在本设计中认为污水厂出水能够在洪水位时自由流出。设计中主要考虑土方平衡，设计中以DE型氧化沟为基准，确定DE型氧化沟的水面标高为83.00m。由此向两边推算其他的构筑物高程。计算结果见下表6-3。表6-3构筑物及管渠水力计算表序号管渠及构筑物名称（m）水面上游标高（m）水面下游标高（m）构筑物水面标高（m）地面标高（m）1出水口至计量槽79.74779.23781.502计量槽80.02779.74779.88781.503计量槽至接触池80.20380.02781.504接触池80.50380.20380.35381.505接触池至二沉池81.06380.50381.506二沉池82.26381.76382.01381.507二沉池至集配水井82.43282.26381.508集配水井至DE型氧化沟82.8082.43281.509DE型氧化沟83.2082.8083.0081.5052 10DE型氧化沟至厌氧池83.54783.2081.5011厌氧池83.74783.54783.64781.5012厌氧池至集配水井84.03883.74781.5013集配水井至曝气沉砂池84.28184.03881.5014曝气沉砂池84.68184.28184.48181.5015细格栅85.00184.68184.84181.5016中格栅80.0079.8679.9381.506.2污泥处理构筑物高程布置1、污泥管道的水头损失管道沿程损失按下式计算：管道局部损失计算：查《给水排水设计手册》可知：当污泥含水率为97%时，污泥浓度系数=71，污泥含水率为95%时，污泥浓度系数为=53。各连接管道的水头损失见下表6-4表6-4连接管道的水头损失管渠及构筑物名称流量管渠设计参数水头损失（）（‰）沿程局部合计浓缩池至贮泥池16.82000.866.8100.0470.0830.130贮泥池至脱水机房16.82000.866.8100.0470.0830.1302、污泥处理构筑物水头损失当污泥以重力流排出池体时，污泥处理构筑物的水头损失以各构筑物的出流水头计算，浓缩池一般取1.5m，二沉池一般取1.2m。3、污泥高程布置设计中污泥只是在二沉池到污泥浓缩池提升，后面的按重力流考虑。脱水机房采用地面式（即有效容积在地面，污泥斗设在地下），其污泥泥面标高为81.5+3.2=84.7m。表6-5污泥高程布置计算表序号管渠及构筑物名称上游泥面标高（m）下游泥面标高（m）构筑物泥面标高（m）地面标高（m）1脱水机房84.7081.502贮泥池至脱水机房84.8384.7081.503贮泥池84.8381.504浓缩池至贮泥池86.4684.8381.505浓缩池86.4681.5052 7结论在做设计的过程中，我遇到了许多的问题。起初是工艺选的不合理，之后又遇到了大量的计算等方面的问题。我也查阅了许多的资料，可是我发现许多资料的方法都是不一样的，看的越多，越容易使自己糊涂。还好有老师和同学在，当我有问题时，我就拿着我的问题去请教他们。通过本次设计，我学到了许多，例如：污水厂中各构筑物的布置，以及工艺流程的设计，各构筑物内部的结构设计，各构筑物之间的管、渠连接方法，污水处理技术、方案的比较等等。使我在以后的工作中建立了自信心，打下了扎实的基础。本次设计中还存在着不足之处，如：一些构筑物的具体位置的布置。总之，通过本次设计使我对专业知识有了进一步了解，使我更有信心迎接未来工作的挑战，我将牢记这段繁忙而精彩的充实的毕业设计生活。参考文献[1]张自杰.排水工程.北京：中国建筑工业出版社，2000[2]李圭白张杰.水质工程学.北京：中国建筑工业出版社，2006[3]中国市政工程西南设计研究院主编：给水排水设计手册第1册.北京：中国建筑工业出版社，2001[4]北京市市政工程设计研究院主编：给水排水设计手册第5册.北京：中国建筑工业出版社，2001[5]中国市政工程西北设计研究院主编：给水排水设计手册第10册.北京：中国建筑工业出版社，2001[6]中国市政工程华北设计研究院主编：给水排水设计手册第11册.北京：中国建筑工业出版社，2001[7]张智.给水排水工程毕业设计（论文）指南.北京：水利水电出版社，2000[8]韩洪军.水处理工程设计计算.北京：中国建筑工业出版社，2006[9]尹士君，李亚.水处理构筑物设计计算.北京：化学工业出版社，2007[10]邰生霞，乔庆云.给水排水工程设计实践教程，机械工业出版社，2007[11]《室外排水设计规范》GB50014－2006[12]《给水排水制图标准》GB/T50106-2001.中华人民共和国建设部，2002[13]《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918－2002[14]《地面水环境质量标准》GB3838－2002[15]《中华人民共和国环境保护法》[16]GB3838－2002《地面水环境质量标准》[17]GB50335－2002《污水再生利用工程设计规范》[18]GJ31-89《城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准》[19]GB14554-93《恶臭污染物排放标准》[20]DBJ08-23-91《污水泵站设计规范》[21]GB8978-96《污水综合排放标准》52 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