内蒙古某市排水工程——给排水毕业设计说明书 87页

'内蒙古工业大学本科毕业设计说明书引言随着城市和工业的飞速发展，污、废水的排放量与日剧增。据统计资料，我国城市污水的年排放量已达400多亿立方米，但在我国680多个城市中，仅有200多座在建和建成的污水处理厂，并且集中在近100个城市中。污水的大量排放，导致了水环境的污染和水资源可利用性的降低。城市污水、工业污水和农业面源污染致使我国城市水域90%受到污染，所以城市水质型水资源危机是我国普遍存在的现象。随着社会和经济的不断发展，城市污水和废水量会不断的增加，污水处理就显得尤为重要了。我国水资源短缺已经是一个不争的事实，也引起了国家对污水治理的重视，并相应的出台了一系列的政策，必须向建设节水型工农业、节水型城市、节水型社会的方向发展。这也在一定程度上促进了一些先进的处理工艺的诞生，可以实现污水的再利用，实现水体的循环利用，水的循环利用不仅能减少向天然水体取水的数量，缓解水资源短缺，并且也减少了向天然水体排放污水的数量，减少了对水环境的污染。城市排水工程对于保护环境，促进工农业生产，保障人民健康都具有十分重要的意义。87 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书第一章排水工程概况1.1设计题目内蒙古自治区H市排水工程设计1.2设计目标以培养工程师基本素质为中心，通过毕业设计的教学环节，使学生具备一些基本的工程知识：（1）调查研究、收集资料和阅读中外文文献的能力；（2）方案的技术、经济、环境、社会等诸方面的综合分析论证能力；（3）一定的理论分析与设计运算能力；（4）良好的计算机操作及应用（绘图、方案论证、技术优化等）能力；（5）熟悉并掌握与工程建设有关的标准和规范；（6）工程制图及编写说明书的能力。1.3设计任务（1）排水管网的扩初设计；（2）排水泵站工艺设计，含部分工艺施工图设计；（3）污水处理工艺设计，含部分单体构筑物的工艺施工图设计；（4）污泥处理工艺设计，含部分单体构筑物的工艺施工图设计；（5）平面布置及高程计算。1.4基本要求（1）通过阅读中外文文献，调查研究与收集有关的设计资料，确定合理的污水处理工艺流程，进行各个构筑物的水力计算，经过技术与经济分析，选择合理的设计方案。87 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书（2）设计说明书应包括污水处理工程设计的主要原始资料，污水管道计算、污水处理程度计算、污水处理厂计算、排水总泵站计算，附有必要的计算简图，设计说明书要求内容完整，计算准确，文理通顺、书写工整，一般应在3.5～5.5万字左右，应有300字左右的中英文说明书摘要，编写格式参照《内蒙古工业大学本科生毕业设计（论文）模板及表格（修订）》；（3）毕业设计图纸应准确地表达设计意图,图面力求布置合理、正确、清晰，符合工程制图要求，图纸不少于10张（按1号图纸计），有3~5张图纸采用计算机绘制，至少有3张图纸应基本达到施工图图纸深度；（4）设计中建议对有能力的学生进行某一专题或某一设计部分进行深入的计算，培养学生的独立工作、善于思考的能力。1.5设计原始资料1.5.1地形与城市规划资料（1）城市地形与总规划图一张；（2）城市各区人口密度与居住区生活污水量标准：l城市各区的人口密度均按380人/公顷计算；l污水量标准按120L/人计算；（3）屋面各类路面比例（%）：各种屋面混凝土与沥青路面碎石路面非砌石路面绿地2035151515（4）工业、企业与公共建筑的排水量和水质资料：公共建筑名称平均排水量m3/d最大排水量m3/hSSmg/LCODmg/LBOD5mg/LpH水温℃TNmg/LA厂50004503006002908.32320B厂3800200100012008007.82235（5）生活污水水质资料：SSmg/LCODmg/LBOD5mg/LpH水温℃总氮mg/L氨氮mg/L2204002657.815353087 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书1.5.2气象资料（1）气温资料：年平均气温℃12月平均气温℃19年最高气温℃32月最高气温℃28年最低气温℃-18月最低气温℃-13-10℃以下天数d600℃以下天数d100降雨量mm/n300蒸发量mm/n270（2）常年主导风向：见风玫瑰图，最大风速3m/s；（3）设计暴雨强度公式及参数：。（4）地质资料土壤性质冰冻深度（m）地下水位（m）承载力（MPa）2m以上为粘土2m以下以沙土为主1.27.0正常1.6设计步骤1.6.1排水量计算〈1〉确定排水量标准，计算城市最高日排水量、居民最高日生活排水量、工厂最高日生产排水量、未预见排水量，即可得该城市最高日设计排水量；〈2〉计算城市最高日最大时的排水量，设计流量；〈3〉计算城市平均日平均时的排水量，平均流量；1.6.2排水管网水力计算〈1〉排水方案、排水体制的选择；〈2〉排水区域划分、排水管网定线；〈3〉划分设计管段，确定管段的设计流量；〈4〉管道的水力计算；〈5〉根据计算结果绘制管网平面布置图；87 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书1.6.3污水处理程度计算〈1〉城市生活水和工业废水综合后的水质情况；〈2〉根据污水排放口的出水水质要求计算悬浮物SS、生化需氧量BOD5、COD、氮和磷的处理程度。出水水质要求如下：SS≤30mg/L，CODcr≤120mg/L，BOD530≤mg/L，TN≤15mg/L，TP≤8mg/L1.6.4污水厂设计计算〈1〉根据地形、气象、水文等原始资料，考虑城市总体规划、污水的再生利用与环境影响等因素，通过技术经济比较选择适宜的厂址和处理方案，并加以说明；〈2〉确定各处理构筑物的设计流量；〈3〉确定各构筑物的形式和数目，根据确定的污水厂位置，初步进行污水厂的平面布置和高程布置，在此基础上确定构筑物的形状，有关尺寸和安装位置等；〈4〉进行各构筑物的设计计算，订出各构筑物和各主要构件的尺寸；〈5〉绘制出各构筑物的具体尺寸，确定各构筑物在平面布置上的确切位置，最后完成平面布置，确定各构筑物之间连接管道的位置、管径、长度、材料及附属设施，最后确定污水厂的高程布置；1.6.5泵站工艺设计计算泵站位置选择和构造形式、主要尺寸、设备型号与数量、技术性能说明、水泵工作点计算和流量、扬程复核等计算、集水井的面积、平面尺寸、有效深度、进水格栅计算等，要求画出水泵特性曲线与管路特性曲线。87 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书第二章城市排水管网设计2.1排水工程的意义和特点2.1.1排水工程的意义我国地地域辽阔，小城镇占地面积很大，基础设施薄弱，尤其是小城镇排水工程发展缓慢，许多小城镇的排水一般是明沟，下雨时易堵塞造成满街乱流，基于有些地方连明沟也没有，污水四溢，严重地影响了环境卫生和人民生活水平的提高。搞好小城镇排水工程的规划，对保证工农业生产，改善居民的居住环境，防止水体遭受污染，加速小城镇现代化建设都具有重大的意义。2.1.2排水的特点小城镇排水工程是随着小城镇工农业发展和人民生活的提高而逐步建立起来的，是社会发展的必然趋势。1.小城镇排水中主要是排除生活污水，小部分生产污水及雨水。由于小城镇居民居住分散，工业企业规模较小，也较分散，所以小城镇排水具有分散性。2.小城镇居民大多数从事同一生产活动，生活规律基本相同，用水时间相对一致，其污水排放时间也较集中。3.小城镇周围一般有许多池塘和土地，因此可以采取氧化塘或土地处理系统进行污水处理。4.小城镇排水系统建设要结合当地经济发展条件，注意节约投资。在资金不足的情况下，可采取分期建设，使其逐步趋于完善。2.2城市排水方案确定排水体制一般分合流排水系统和分流排水系统两种类型：1）合流制排水系统该系统是将生活污水、工业废水和雨水混合在同一个管渠内排除的系统。目前广泛采用的是截流式合流制排水系统。2）分流制排水系统87 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书　　该系统是将生活污水、工业废水和雨水分别在两个或两个以上各自独立的管渠内排除的系统。由于排除雨水方式的不同，分流制排水系统又分为完全分流制（具有污水排水系统和雨水排水系统）和不完全分流制（只具有污水排水系统）排水系统。从环境保护方面来看，采用截流式合流制的城市，水体仍然遭受污染，甚至达到不能容忍的程度。采用分流制的城市，初雨径流未加处理就直接排入水体，会对城市水体造成污染。尽管如此，分流制较灵活，以适应社会发展的需求，一般又能符合城市卫生的要求，所以在国内外获得了较广泛的应用。从造价方面来看，分流制可保持管内的流速，排水管道的造价较合流制高，但污水厂及泵站造价较合流制低。从维护管理方面来看，合流制排水系统污水厂的运行管理较复杂，而分流制系统可保持管内流速，不致发生沉淀，且流入污水厂的水量和水质变化小，污水厂的运行易于控制。本设计为内蒙古自治区H市，有A、B两家工厂。排水管网的设计主要包括二个方面：污水管网设计计算，雨水管网设计计算。该市地处北方，降雨主要集中在夏秋两季，此次设计采用分流制排水系统。从环境保护，工程造价及维护管理等各个方面的因素考虑，选择完全分流制的排水体制，即分别设置污水排水系统和雨水排水系统，污水排放到污水处理厂统一处理，雨水通过收集直接排入到河流中。2.3污水管网定线2.3.1污水管网布置原则1）按照城市总体规划，结合当地实际情况布置排水管网，要进行多方案技术经济比较；2）先确定排水区域和排水体制，然后布置排水管网，应按从干管到支管的顺序进行布置；3）充分利用地形，采用重力流排除污水和雨水，并使管线最短和埋深最小；4）协调好与其他管道，电缆和道路等工程的关系，考虑好与企业内部管网的衔接；5）规划时要考虑到使管渠的施工，运行和维护方便；6）远近期规划相结合，考虑发展，尽可能安排分期实施。87 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书2.3.2污水管网定线原则其主要内容有：确定排水区域，划分排水流域；选择污水厂和出水口的位置；拟定污水干管及主干管的路线；确定需要提升的排水区域和设置泵站的位置等。平面布置得正确合理，可为设计间段奠定良好的基础，并使整个排水系统的投资节省。污水管道平面布置，一般按先确定主干管，再定干管，最后定支管的顺序进行。应尽可能地在管线较短和埋深较小的情况下，让最大区域的污水能够自流排出。为实现这一原则，定线时通常考虑的因素是：1）地形和竖向规划；2）排水体制和线路数目；3）污水厂和出水口位置；4）水文地质条件；5）道路宽度；6）地下管线及构筑物位置；7）工业企业和产生大量污水的建筑物分布情况；本设计由于地形向城市一边倾斜。定线时充分利用地形趋势来顺坡排水。采用主干管与等高线垂直，干管与等高线平行。2.3.3污水管线选择比较管道系统布置符合地形趋势，一般为顺坡排水，取短捷线路。每段管道均划分适宜的服务面积。汇水面积划分除依据明确的地形外，在平坦地区要考虑各毗邻系统的合理分担。在设计中尽量避免或减少管道穿越不易通过的地带和构筑物，如高地，基岩，基地土质不好的地带，河道，铁路，地下管道，人防工事等。安排好控制点的高程。一方面应根据竖向规划，保证汇水面积内个点的水都能排出，并考虑发展，在埋深上适当留有余地；一方面应避免因照顾个别控制点而增加全线管道的埋深。在进行雨水管渠的系统规划时，应综合考虑城市地形和雨水管渠系统的布置原则，尽量采用重力流最短距离就近排至河流。2.3.4布置方案的选择根据管道定线原则及城区实际情况，设计初步考虑两套方案。管道的布置方案应在同等条件和深度下进行技术经济比较，选择一最佳方案。两个方案的污水管道系统都采用截流式布置。87 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书方案一：由于城镇地形东西高程变化大，而南北高程变化小，考虑风向为西北风，河流处于城市南部方向自西向东。所以污水厂及出水口设在城市东南面，使所有污水尽量靠重力排出。主干管尽量平行于河流布置，干管尽量垂直于河流布置。方案二：相对方案一作了较大的改动。水厂改在更靠近河下游位置，管段增多。主干管垂直于河流布置，干管平行于河流布置，在布置雨水干管时和雨水干管交叉。管线较密，工程造价较高。所以选择方案一。2.4污水设计流量的确定污水管道及附属构筑物能确保通过的污水最打流量称为污水设计流量。进行污水管道系统设计时采用最大日最大时流量，为设计流量，其单位为L/s。2.4.1.居住区生活污水设计流量（2-1）式中：——居住区生活污水设计流量（L/s）;——居住区生活污水定额{L/(人·d)};——设计人口数；——生活污水量总变化系数（2-2）（2-3）居住区生活污水设计流量为：（2-4）2.4.2、工业企业生活污水及淋浴污水的设计流量工厂A:工厂B：87 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书（2-5）2.4.3、公共建筑污水设计流量2.4.4、城市污水总设计流量污水的总设计流量是居住区生活污水、工业企业生活污水、和工业废水设计流量、未预见水量四部分组成，因此，根据排水管网计算结果（2-6）2.5污水管网水力计算2.5.1水力计算的基本公式污水管道水力计算的目的，在于合理、经济的选择管道断面尺寸、坡度和埋深。排水管道的水力计算中采用均匀流公式。流量公式（2-7）流速公式（2-8）式中——流量（）；——过水断面面积（）——流速（）——水力半径（过水断面面积与湿周的比值）（）——水力坡度（等于水面坡度，也等于管底坡度）——流速系数值一般按曼宁公式计算，即：（2-9）87 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书将公式（3-1）和（3-2）和（3-3）联立得：（2-10）式中：——管壁粗糙系数。根据《室外排水设计规范》（GB50014-2006），该值根据管渠材料而定，混凝土和钢筋混泥土污水管道的管壁粗糙系数一般采用0.014.2.5.2污水管道水力计算的设计参数根据《室外排水设计规范》（GB50014-2006），设计参数要求如下所诉。1．设计充满度在设计流量下，污水在管道中的水深h和管道直径D的比值为设计充满度，当h/D=1时称为满流；当h/D<1时称为非满流。污水管道的设计按非满流进行设计，其最大设计充满度的依据《室外排水设计规范》（GB50014-2006）,2．设计流速污水在管内流动缓慢时，污水中所含杂质可能下沉，产生淤积；当污水流速增大时，可能产生冲刷现象，甚至损坏管道。为了防止管道中产生淤积或冲刷，设计流速不宜过小或过大，应在最打和最小设计流速围之内。最小设计流速是保证管道内不致发生淤积的流速。这一最低的限值与污水中所含悬浮物的成分和粒度有关；与管道的水力半径，管壁的粗糙系数有关。从实际运行情况看，流速是防止管道中污水所含悬浮物沉淀的重要因素，但不是唯一的因素。引起污水中悬浮物沉淀的觉得因素是充满度，即水深。一般小管道水量变化大，水深变小时就容易产生沉淀。大管道水量大、动量大，水深变化小，不易产生沉淀。因此不需要按管径大小分别规定最小设计流速。根据国内污水管道实际运行情况的观测数据并参考国外经验，污水管道的最小设计流速定为0.6m/s。含有金属、矿物困提或重油杂质的生产污水管道，其最小设计流速宜适当加大。最大设计流速是保证管道不被冲刷损坏的流速。改值与管道材料有关，通常的最大设计流速为10m/s，非金属管道的最大设计流速为5m/s。3．最小管径为了养护工作的方便，常规定一个允许的最小管径。在街区和常去内最小管径为87 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书200mm，在街道下为300mm。在进行管道水力计算时，上游管道由于服务的排水面积小，因而设计流量小，按此流量计算得出的管径小于最小管径，此时就采用最小管径值。4．设计坡度在污水管道系统设计时，通常使管道埋设坡度与设计地区的地面坡度基本一致，但管道坡度造成的流速应等于或大于最小设计流速，以纺织管道内产生沉淀。这一点在地势平坦或管道走向与地面坡度相反时尤为重要。因此，将相应于管内流速为最小设计流速时的管道坡度叫做最小设计坡度。当在给定设计充满度条件小，管径越大，相应的最小设计坡度值也就越小。具体规定是：管径200mm的最小设计坡度0.004；管径300mm的设计坡度0.003。5．污水管道的埋设深度污水管网占污水工程总投资的一多半，因此，合理地确定管道埋深对于降低工程造价是十分重要的。在土质较差、地下水位较高的地区，若能设法减小管道埋深，对于降低工程造价尤为明显。管道埋深深度主要考虑以下两点：1）、覆土厚度：指管道外壁顶部到地面的距离2）、埋深深度：指管道内壁底到地面的距离污水管道的最小覆土厚度，应满足下手三个因素：1）、必须防止管道内污水冰冻和因土壤冻胀而损坏管道。根据规范规定，排水管道埋深在冰冻线以下。当该地区或条件相似的去有乾埋经验或此案去相应措施时，也可以埋设在冰冻线以上。2)、必须反正管道因地面荷载而受到破坏。管顶最小覆土深度宜为：人行道下0.6m,车行道下0.7m。3)、必须满足街区污水连接管衔接的要求。污水出户管的最小埋深一般采用0.5-0.7m，所以街坊污水管道起点最小埋深也应有0.6-0.7m。故街道污水管网起端的最小埋深H按下式计算：（2-11）式中：——街道污水管网起点的最小埋深，（m）；——街区污水管起点的最小埋深，（m）；87 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书——街道污水管起点检查井处地面标高，（m）；——街区污水管起点检查井处地面标高，（m）；——街区污水管和连接支管的坡度，（m）；——街坊污水管和连接支管总长度，（m）——连接支管和街道污水管的管底标高差（m）。在施工过程中，若埋深过大，不仅增加工程投资，而且增大施工难度。因此，在设中需拟定最大埋深。一般干燥土壤≤7～8m，在多水、流砂、石灰岩中≤5m。从以上三个因素出发，可以得到三个不同的管底埋深。从这三个数值中选最大的设计深度。6．污水管道的衔接污水管道在管径、坡度、高程、方向发生变化及支付接入的地方都需要设置检查井。管道的衔接时应遵循以下原则：1）尽可能提高下游管道的高程，以减少管道埋深，较低造价2）避免上游管道中形成回水而造成淤积3）不允许下游管段管底标高高于上游管管底标高，以免形成淤积管的衔接的方法，通常有水面平接和管顶平接两种。特殊情况下可采用官邸平接或跌水连接方法。2.5.3污水管网水力计算步骤1．管段设计流量计算管道设计流量包括三种流量：本段流量，从本管段沿线街坊流来的污水量；转输流量，从上游管段和旁侧管道流来的污水量；集中流量，从工业企业或其他产生大量污水的公共建筑流来的污水量。从街坊平面图可知该地区地势自西向东倾斜，坡度适中，无明显的分水线，可划分为一个排水流域。街道支管布置在街坊地势较低一侧，干管基本上与等高线垂直，主干管布置在城东面河岸地处，基本与等高线平行。整个管道系统呈分流制形式布置。如污水管网平面图。本污水管网中主干管为1-N，可化分为1-2，2-3，3-4，4-5，5-6，6-N六个管段。87 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书1、街坊编号并计算个面积将个街坊编上号，并按个街坊的平面范围计算他们的面积，见街坊面积计算表表附表12、比流量计算本设计中，居住区人口密度为380人/公顷，污水量标准为120L/(人·d)，则比流量为：3．污水干管设计流量计算见附表24、污水干管水力计算见附表32.6雨水管网定线2.6.1雨水管渠系统平面布置的特点与污水管道系统平面布置相比较，雨水管道系统平面布置鱼油以下的特点和要求：1、充分利用地形，就近重力流排入水体当河水水温变化很大，出水口距常水位较远时，出水口构造复杂，造价较大时，或当出水口需设置雨水泵站时，则应考虑采用集中的出水口布置形式；当地面标高低于河流的洪水位标高时，出水口需设置雨水泵站，因雨水泵站流量大，造价高，且利用率低，故应尽可能少设或将通过泵站的流量减少到最小。2、充分利用道路沟排水，以减少雨水管道的长度，可降低工程造价。3、雨水管渠系统中设置明渠，可降低工程造价，但对沉重交通和卫生有较大的影响。4、雨水干管或总干管应设在排水地区的低处，已有利于支管的接入，雨水干管不宜设在道路干线上，以减少管道养护对道路的影响。5、在傍山的建造区周围应设置排洪沟，以拦截山洪，确保城镇和工业区的安全。6、雨水口的布置应使雨水不致漫过路面，不影响交通。2.6.2雨水管线定线87 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书在雨水水质符合排放水质标准的条件下，雨水应尽量利用自然地形坡度，以重力流方式贺最短的距离排入附近的池塘、河流、湖泊等水体中，以减低管渠的工程造价。当地形坡度较大时，雨水干管布置在排水流域的中间，以便于支流管道正常工作，避免发生淤积、冲刷等现象，对雨水管道水力计算的基本参数作如下的技术规定。设计中雨水管网东西走向布置，沿地形坡度按重力流方式，由雨水管管直接排入河流，雨水管线布置详见污水管网布置图（图号2/10）。2.6.3雨水管渠设计参数1、设计充满度雨水管渠系统按满流设计，即。因为余数中主要含有泥沙的无机物质，雨水系统溢流对环境卫生的影响不是很严重；另外，雨水系统溢流时间一般较短，短时溢流一般不会造成严重影响。明渠应有不小于0.2m的超高，道路边沟应有不小于0.03m的超高。2、设计流速雨水经常会把地面的泥沙夹带到雨水管渠，为了防止泥沙在管渠中沉淀而造成管渠堵塞，雨水管渠的最小设计流速应大于污水管道的，雨水管渠系统最小设计流速为0.75m/s，明渠最小设计流速为0.4m/s。为了防止雨水管壁被冲刷而损耗，对雨水管渠最大设计流速规定为：金属管最大设计流速10m/s，非金属管最大设计流速5m/s。3、最小管径和最小设计坡度雨水管道和合流管道，最小管径300mm,最小设计坡度0.003。雨水口连接管，最小管径200mm,最小设计坡度0.01。4、管顶覆土厚度在车行道下时，一般不小与0.7m，基础应设在冰冻线以下。5、雨水管道的衔接发法一般采用管顶平接，特殊情况下可采用跌水连接，当下游管径小于上游管径时，可采用管底平接。2.6.4雨水管渠计算1．暴雨强度我国常用的暴雨强度公式形式为：(2-12)式中：——暴雨强度[L/(s·)87 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书——重现期（年）——降雨历时（min）——地方参数，根据同济方法进行进算确定本次设计选用天津地区的暴雨强度公式，参数如下：=10,折减系数m=2，重现期P=1，，C=0.985，b=6.4,n=0.862．径流系数的确定径流系数公式：(2-13)式中：——汇水面积上各类地面面积；——与各类地面相应的径流系数；——全部汇水面积。根据原始资料，本设计的综合径流系数为：=0.583．雨水水力计算依据所给出的平面图，本设计只选一条雨水干管进行水力计算，如雨水管网平面图布置，选取1—2、2-3、3-4、4-5共分4个节点，3条管段。本管道的水力计算见水力计算附表4。87 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书第三章污水处理厂设计3.1污水处理厂设计原则1.污水厂的设计和其他工程设计一样，应符合适用的要求，首先必须确保污水厂处理后污水达到排放要求。考虑现实的经济和技术条件，以及当地的具体情况（如施工条件）。在可能的基础上，选择的处理工艺流程、构（建）筑物形式、主要设备设计标准和数据等。2.污水处理厂采用的各项设计参数必须可靠。设计时必须充分掌握和认真研究各项自然条件，如水质水量资料、同类工程资料。按照工程的处理要求，全面地分析各种因素，选择好各项设计数据，在设计中一定要遵守现行的设计规范，保证必要的安全系数。对新工艺、新技术、新结构和新材料的采用积极慎重的态度。3.污水处理厂（站）设计必须符合经济的要求。污水处理工程方案设计完成后，总体布置、单体设计及药剂选用等尽可能采用合理措施降低工程造价和运行管理费用，4.污水厂设计应当力求技术合理。在经济合理的原则下，必须根据需要，尽可能采用先进的工艺、机械和自控技术，但要确保安全可靠。5.污水厂设计必须注意近远期的结合，不宜分期建设的部分，如配水井、泵房及加药间等，其土建部分应一次建成；在无远期规划的情况下，设计时应为今后发展留有挖潜和扩建的条件。6.污水厂设计必须考虑安全运行的条件，如适当设置分流设施、超越管线、甲烷气的安全储存等。7.污水厂的设计在经济条件允许情况下，场内布局、构（建）筑物外观、环境及卫生等可以适当注意美观和绿化。3.2污水处理厂厂址的选择未经处理的城市污水任意排放，不仅会对水体产生严重污染，而且直接影响城市发展和生态环境，危及国计民生。所以，在污水排入水体前，必须对城市污水进行处理。而且工业废水排入城市批水管网时，必须符合一定的排放标准。最后流入管网的城市污水统一送至污水处理厂处理后排入水体。87 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书在设计污水处理厂时，选择厂址是一个重要环节。厂址对周围环境、基建投资及运行管理都有很大影响。选择厂址应遵循如下原则：1)为保证环境卫生的要求，厂址应与规划居住区或公共建筑群保持一定的卫生防护距离，一般不小于300米。2)厂址应设在城市集中供水水源的下游不小于500米的地方。3)厂址应尽可能设在城市和工厂夏季主导风向的下方。4)要充分利用地形，把厂址设在地形有适当坡度的城市下游地区，以满足污水处理构筑物之间水头损失的要求，使污水和污泥有自流的可能，以节约动力。5)厂址如果靠近水体，应考虑汛期不受洪水的威胁。6)厂址应设在地质条件较好、地下水位较低的地区。7)厂址的选择要考虑远期发展的可能性，有扩建的余地。3.2.1本设计污水处理厂厂址确定根据以上原则，将污水处理厂建在该城的西南角，水厂位于流经该城的河流上游。土质腐植性耕土，冰冻深度1.85米，地下水位－6.5～－7.2米。水厂地质条件较好，地下水位也较低，有利于施工。该城常年主导风向西风。水厂设在城市主导风向的上方，城区在污水厂的东北方向，不会影响城区的环境卫生。厂内的生活区位于主导风向的上方。在完成污水和污泥处理构筑物的设计计算后,根据平面布置的原则,综合考虑各方面因素进行了污水厂的平面布置。据污水的流量对连接各构筑物的管渠进行了选径、确定流速以及水力坡降,然后进行了水力损失计算。据水力损失计算对污水和污泥高程进行了计算和布置。在最后阶段完成了对平面图、高程图及各种主要的构筑物的绘制。3.3污水厂处理工艺的选择3.3.1确定处理流程的原则城市污水处理的目的是使之达标排放或污水回用用于使环境不受污染，处理后出水回用于农田灌溉，城市景观或工业生产等，以节约水资源。87 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书《城市污水处理及污染防治技术政策》对污水处理工艺的选择给出以下几项关于城镇污水处理工艺选择的准则：①城市污水处理工艺应根据处理规模、水质特征、受纳水体的环境功能及当地的实际情况和要求，经全面技术经济比较后优先确定；②工艺选择的主要技术经济指标包括：处理单位水量投资，削减单位污染物投资，处理单位水量电耗和成本，削减单位污染物电耗和成本，占地面积，运行性能，可靠性，管理维护难易程度，总体环境效益；③应切合实际地确定污水进水水质，优先工艺设计参数必须对污水的现状、水质特征、污染物构成进行详细调查或测定，做出合理的分析预测；④在水质组成复杂或特殊时，进行污水处理工艺的动态试验，必要时应开展中试研究；⑤积极地采用高效经济的新工艺，在国内首次应用的新工艺必须经过中试和生产性试验，提供可靠性设计参数，然后进行运用。3.3.2污水处理厂处理工艺流程选择污水处理厂的工艺流程是指达到所要求的处理程度的要求下，污水处理各单元的有机组合，以满足污水处理的要求，而构筑物的选型是根据处理构筑物形式的选择，以达到各构筑物处理的最佳效果。我国城市污水处理相对于国外发达国家、起步较晚。近200年来，城市污水处理已从原始的自然处理、简单的一级处理发展到利用各种先进技术、深度处理污水，并回用。处理工艺也从传统活性污泥法、氧化沟工艺发展到A/O、A2/O、AB、SBR（包括CCAS工艺）等多种工艺，以达到不同的出水要求。虽然如此，我国的污水处理还是落后于许多国家。在我们大力引进国外先进技术、设备和经验的同时，必须结合我国发展，尤其是当地实际情况，探索适合我国实际的城市污水处理系统。对城市生活和生产污水采用何种处理工艺，还需要根据污水的水量、水质、回收其中有用物质的可能性和经济性、排放标准和水体的具体的规定，并通过调查和经济比较后决定。3.3.3各处理工艺流程的处理特点比较1．AO工艺法AO工艺法也叫厌氧好氧工艺法，A(Anacrobic)是厌氧段，用于脱氮除磷；O(Oxic)是好氧段，用于除水中的有机物，工艺特点；87 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书1）流程简单，勿需外加碳源与后曝气池，以原污水为碳源，建设和运行费用较低；2）反硝化在前，硝化在后，设内循环，以原污水中的有机底物作为碳源，效果好，反硝化反应充分；3）曝气池在后，使反硝化残留物得以进一步去除，提高了处理水水质；4）A段搅拌，只起使污泥悬浮，而避免DO的增加。O段的前段采用强曝气，后段减少气量，使内循环液的DO含量降低，以保证A段的缺氧状态。2.A/O法存在的问题：1）由于没有独立的污泥回流系统，从而不能培养出具有独特功能的污泥，难降解物质的降解率较低；2）若要提高脱氮效率，必须加大内循环比，因而加大运行费用。从外，内循环液来自曝气池，含有一定的DO，使A段难以保持理想的缺氧状态，影响反硝化效果，脱氮率很难达到90％3）影响因素：水力停留时间（硝化＞6h，反硝化＜2h）循环比MLSS（＞3000mg/L）污泥龄（＞30d）N/MLSS负荷率（＜0.03）进水总氮浓度（＜30mg/L）2.氧化沟氧化沟又名氧化渠，因其构筑物呈封闭的环形沟渠而得名。它是活性污泥法的一种变型。因为污水和活性污泥在曝气渠道中不断循环流动，因此有人称其为“循环曝气池”、“无终端曝气池”。氧化沟的水力停留时间长，有机负荷低，其本质上属于延时曝气系统。以下为一般氧化沟法的主要设计参数：水力停留时间：10－40小时；污泥龄：一般大于20天；有机负荷：0.05－0.15kgBOD5/(kgMLSS.d)；容积负荷：0.2－0.4kgBOD5/(m3.d)；活性污泥浓度：2000－6000mg/L；沟内平均流速：0.3－0.5m/s氧化沟利用连续环式反应池（CintinuousLoopReator,简称CLR）作生物反应池，混合液在该反应池中一条闭合曝气渠道进行连续循环，氧化沟通常在延时曝气条件下使用。氧化沟使用一种带方向控制的曝气和搅动装置，向反应池中的物质传递水平速度，从而使被搅动的液体在闭合式渠道中循环。87 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书氧化沟一般由沟体、曝气设备、进出水装置、导流和混合设备组成，沟体的平面形状一般呈环形，也可以是长方形、L形、圆形或其他形状，沟端面形状多为矩形和梯形。氧化沟法由于具有较长的水力停留时间，较低的有机负荷和较长的污泥龄。因此相比传统活性污泥法，可以省略调节池，初沉池，污泥消化池，有的还可以省略二沉池。氧化沟能保证较好的处理效果，这主要是因为巧妙结合了CLR形式和曝气装置特定的定位布置，是式氧化沟具有独特水力学特征和工作特性：1)氧化沟结合推流和完全混合的特点，有力于克服短流和提高缓冲能力，通常在氧化沟曝气区上游安排入流，在入流点的再上游点安排出流。入流通过曝气区在循环中很好的被混合和分散，混合液再次围绕CLR继续循环。这样，氧化沟在短期内（如一个循环）呈推流状态，而在长期内（如多次循环）又呈混合状态。这两者的结合，即使入流至少经历一个循环而基本杜绝短流，又可以提供很大的稀释倍数而提高了缓冲能力。同时为了防止污泥沉积，必须保证沟内足够的流速（一般平均流速大于0.3m/s），而污水在沟内的停留时间又较长，这就要求沟内由较大的循环流量（一般是污水进水流量的数倍乃至数十倍），进入沟内污水立即被大量的循环液所混合稀释，因此氧化沟系统具有很强的耐冲击负荷能力，对不易降解的有机物也有较好的处理能力。2)氧化沟具有明显的溶解氧浓度梯度，特别适用于硝化－反硝化生物处理工艺。氧化沟从整体上说又是完全混合的，而液体流动却保持着推流前进，其曝气装置是定位的，因此，混合液在曝气区内溶解氧浓度是上游高，然后沿沟长逐步下降，出现明显的浓度梯度，到下游区溶解氧浓度就很低，基本上处于缺氧状态。氧化沟设计可按要求安排好氧区和缺氧区实现硝化－反硝化工艺，不仅可以利用硝酸盐中的氧满足一定的需氧量，而且可以通过反硝化补充硝化过程中消耗的碱度。这些有利于节省能耗和减少甚至免去硝化过程中需要投加的化学药品数量。3)氧化沟沟内功率密度的不均匀配备，有利于氧的传质，液体混合和污泥絮凝。传统曝气的功率密度一般仅为20－30瓦/米3，平均速度梯度G大于100秒－1。这不仅有利于氧的传递和液体混合，而且有利于充分切割絮凝的污泥颗粒。当混合液经平稳的输送区到达好氧区后期，平均速度梯度G小于30－1s，污泥仍有再絮凝的机会，因而也能改善污泥的絮凝性能。87 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书4)氧化沟的整体功率密度较低，可节约能源。氧化沟的混合液一旦被加速到沟中的平均流速，对于维持循环仅需克服沿程和弯道的水头损失，因而氧化沟可比其他系统以低得多的整体功率密度来维持混合液流动和活性污泥悬浮状态。据国外的一些报道，氧化沟比常规的活性污泥法能耗降低20％－30％。另外，据国内外统计资料显示，与其他污水生物处理方法相比，氧化沟具有处理流程简单，超作管理方便；出水水质好，工艺可靠性强；基建投资省，运行费用低等特点。传统氧化沟的脱氮，主要是利用沟内溶解氧分布的不均匀性，通过合理的设计，使沟中产生交替循环的好氧区和缺氧区，从而达到脱氮的目的。其最大的优点是在不外加碳源的情况下在同一沟中实现有机物和总氮的去除，因此是非常经济的。但在同一沟中好氧区与缺氧区各自的体积和溶解氧浓度很难准确地加以控制，因此对除氮的效果是有限的，而对除磷几乎不起作用。另外，在传统的单沟式氧化沟中，微生物在好氧－缺氧－好氧短暂的经常性的环境变化中使硝化菌和反硝化菌群并非总是处于最佳的生长代谢环境中，由此也影响单位体积构筑物的处理能力。2.氧化沟缺点尽管氧化沟具有出水水质好、抗冲击负荷能力强、除磷脱氮效率高、污泥易稳定、能耗省、便于自动化控制等优点。但是，在实际的运行过程中，仍存在一系列的问题。1）污泥膨胀问题当废水中的碳水化合物较多，N、P含量不平衡，pH值偏低，氧化沟中污泥负荷过高，溶解氧浓度不足，排泥不畅等易引发丝状菌性污泥膨胀；非丝状菌性污泥膨胀主要发生在废水水温较低而污泥负荷较高时。微生物的负荷高，细菌吸取了大量营养物质，由于温度低，代谢速度较慢，积贮起大量高粘性的多糖类物质，使活性污泥的表面附着水大大增加，SVI值很高，形成污泥膨胀。针对污泥膨胀的起因，可采取不同对策：由缺氧、水温高造成的，可加大曝气量或降低进水量以减轻负荷，或适当降低MLSS（控制污泥回流量），使需氧量减少；如污泥负荷过高，可提高MLSS，以调整负荷，必要时可停止进水，闷曝一段时间；可通过投加氮肥、磷肥，调整混合液中的营养物质平衡（BOD5：N：P=100：5：1）；pH值过低，可投加石灰调节；漂白粉和液氯（按干污泥的0.3%~0.6%投加），能抑制丝状菌繁殖，控制结合水性污泥膨胀。2）泡沫问题87 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书由于进水中带有大量油脂，处理系统不能完全有效地将其除去，部分油脂富集于污泥中，经转刷充氧搅拌，产生大量泡沫；泥龄偏长，污泥老化，也易产生泡沫。用表面喷淋水或除沫剂去除泡沫，常用除沫剂有机油、煤油、硅油，投量为0.5~1.5mg/L。通过增加曝气池污泥浓度或适当减小曝气量，也能有效控制泡沫产生。当废水中含表面活性物质较多时，易预先用泡沫分离法或其他方法去除。另外也可考虑增设一套除油装置。但最重要的是要加强水源管理，减少含油过高废水及其它有毒废水的进入3）污泥上浮问题当废水中含油量过大，整个系统泥质变轻，在操作过程中不能很好控制其在二沉池的停留时间，易造成缺氧，产生腐化污泥上浮；当曝气时间过长，在池中发生高度硝化作用，使硝酸盐浓度高，在二沉池易发生反硝化作用，产生氮气，使污泥上浮；另外，废水中含油量过大，污泥可能挟油上浮。发生污泥上浮后应暂停进水，打碎或清除污泥，判明原因，调整操作。污泥沉降性差，可投加混凝剂或惰性物质，改善沉淀性；如进水负荷大应减小进水量或加大回流量；如污泥颗粒细小可降低曝气机转速；如发现反硝化，应减小曝气量，增大回流或排泥量；如发现污泥腐化，应加大曝气量，清除积泥，并设法改善池内水力条件。4）流速不均及污泥沉积问题在氧化沟中，为了获得其独特的混合和处理效果，混合液必须以一定的流速在沟内循环流动。一般认为，最低流速应为0.15m/s，不发生沉积的平均流速应达到0.3~0.5m/s。氧化沟的曝气设备一般为曝气转刷和曝气转盘，转刷的浸没深度为250~300mm，转盘的浸没深度为480~530mm。与氧化沟水深（3.0~3.6m）相比，转刷只占了水深的1/10~1/12，转盘也只占了1/6~1/7，因此造成氧化沟上部流速较大（约为0.8~1.2m，甚至更大），而底部流速很小（特别是在水深的2/3或3/4以下，混合液几乎没有流速），致使沟底大量积泥（有时积泥厚度达1.0m），大大减少了氧化沟的有效容积，降低了处理效果，影响了出水水质。加装上、下游导流板是改善流速分布、提高充氧能力的有效方法和最方便的措施。上游导流板安装在距转盘（转刷）轴心4.0处（上游），导流板高度为水深的1/5~1/6，并垂直于水面安装；下游导流板安装在距转盘（转刷）轴心3.0m处。导流板的材料可以用金属或玻璃钢，但以玻璃钢为佳。导流板与其他改善措施相比，不仅不会增加动力消耗和运转成本，而且还能够较大幅度地提高充氧能力和理论动力效率另外，通过在曝气机上游设置水下推动器也可以对曝气转刷底部低速区的混合液循环流动起到积极推动作用，从而解决氧化沟底部流速低、污泥沉积的问题。设置水下推动器专门用于推动混合液可以使氧化沟的运行方式更加灵活，这对于节约能源、提高效率具有十分重要的意义。本设计是关于H87 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书市污水处理厂的设计。根据毕业设计的原始资料及设计要求对出水水质的要求:即要求脱氮,出水达到一级排放标准,确定A2/O和氧化沟两大污水处理工艺进行工艺设计和经济技术比较。一级处理中,进厂原水首先进入中格栅,用以去除大块污染物,以免其对后续处理单元或工艺管线造成损害。本设计设置中格栅,中格栅后有污水提升泵提升污水进入细格栅。然后进入平流式沉砂池,用以去除密度较大的无机砂粒,提高污泥有机组分的含率。以上的污水处理为物理处理阶段,对A2/O和氧化沟两大工艺是相同的。下面分别对这两大工艺的生物处理部分进行简要介绍。A2/O工艺的生物处理部分由厌氧池、缺氧池和好氧池组成。厌氧池主要功能是释放磷,同时部分有机物进行氨化。缺氧池的主要功能是脱氮。好氧池是多功能的,能够去除BOD、硝化和吸收磷。通过投资概算，运行费用的计算，经济比较及技术比较等最终确定氧化沟工艺为最佳方案。剩余污泥则经污泥提升泵提升至重力浓缩池。以降低污泥的含水率，减小污泥体积。泥经浓缩后,含水率尚还大,体积仍很大。为了综合利用和最终处置,需对污泥进行干化和脱水处理。3、AB法(Adsorption—Biooxidation)   该法由德国Bohuke教授开发。该工艺对曝气池按高、低负荷分二级供氧，A级负荷高，曝气时间短，产生污泥量大，污泥负荷在2.5kgBOD/(kgMLSS·d)以上，池容积负荷在6kgBOD/(m3·d)以上；B级负荷低，污泥龄较长。A级与B级间设中间沉淀池。二级池子F/M(污染物量与微生物量之比)不同，形成不同的微生物群体。AB法尽管有节能的优点，但不适合低浓度水质，A级和B级亦可分期建设。4.SBR法(SequencingBatchReactor)   SBR法早在20世纪初已开发，由于人工管理繁琐未予推广。此法集进水、曝气、沉淀、出水在一座池子中完成，常由四个或三个池子构成一组，轮流运转，一池一池地间歇运行，故称序批式活性污泥法。现在又开发出一些连续进水连续出水的改良性SBR工艺，如ICEAS法、CASS法、IDEA法等。这种一体化工艺的特点是工艺简单，由于只有一个反应池，不需二沉池、回流污泥及设备87 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书，一般情况下不设调节池，多数情况下可省去初沉池，故节省占地和投资，耐冲击负荷且运行方式灵活，可以从时间上安排曝气、缺氧和厌氧的不同状态，实现除磷脱氮的目的。但因每个池子都需要设曝气和输配水系统，采用滗水器及控制系统，间歇排水水头损失大，池容的利用率不理想，因此，一般来说并不太适用于大规模的城市污水处理厂。5.A2/O法（Anaerobic－Anoxic－oxic）由于对城市污水处理的出水有去除氮和磷的要求，故国内10年前开发此厌氧—缺氧—好氧组成的工艺。利用生物处理法脱氮除磷，可获得优质出水，是一种深度二级处理工艺。A/A/O法的可同步除磷脱氮机制由两部分组成：一是除磷，污水中的磷在厌氧状态下(DO<0.3mg/L)，释放出聚磷菌，在好氧状况下又将其更多吸收，以剩余污泥的形式排出系统。二是脱氮，缺氧段要控制DO<0.7mg/L，由于兼氧脱氮菌的作用，利用水中BOD作为氢供给体(有机碳源)，将来自好氧池混合液中的硝酸盐及亚硝酸盐还原成氮气逸入大气，达到脱氮的目的。为有效脱氮除磷，对一般的城市污水，COD/TKN为3.5～7.0(完全脱氮COD/TKN>12.5)，BOD/TKN为1.5～3.5，COD/TP为30～60，BOD/TP为16～40(一般应＞20)。若降低污泥浓度、压缩污泥龄、控制硝化，以去除磷、BOD5和COD为主，则可用A/O工艺。3.3.4污水处理流程方案的确定本设计是关于内蒙古H市污水处理厂的设计。根据毕业设计的原始资料及设计要求对出水水质的要求:即要求脱氮,出水达到一级排放标准,确定A2/O和氧化沟两大污水处理工艺进行工艺设计和经济技术比较。一级处理中,进厂原水首先进入中格栅,用以去除大块污染物,以免其对后续处理单元或工艺管线造成损害。本设计设置中格栅,中格栅后有污水提升泵提升污水进入细格栅。然后进入平流式沉砂池,用以去除密度较大的无机砂粒,提高污泥有机组分的含率。以上的污水处理为物理处理阶段,对A2/O和氧化沟两大工艺是相同的。下面分别对这两大工艺的生物处理部分进行简要介绍。A2/O工艺的生物处理部分由厌氧池、缺氧池和好氧池组成。厌氧池主要功能是释放磷,同时部分有机物进行氨化。缺氧池的主要功能是脱氮。好氧池是多功能的,能够去除BOD、硝化和吸收磷。通过投资概算，运行费用的计算，经济比较及技术比较等最终确定氧化沟工艺为最佳方案。剩余污泥则经污泥提升泵提升至重力浓缩池。以降低污泥的含水率，减小污泥体积。泥经浓缩后,含水率尚还大,体积仍很大。为了综合利用和最终处置,需对污泥进行干化和脱水处理。87 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书经过分析本设计可选择的工艺流程，有两种：1、普通A/A/O法处理工艺。2、氧化沟处理工艺。两种工艺经过比较：氧化沟除了具有A/A/O的效果外，还具有如下特点：具有独特的水力流动特点，有利于活性污泥的生物凝聚作用，而且可以将其工作区分为富氧区，缺氧区，用以进行硝化和反硝化作用，取得脱氮效果；不设初沉池，有机性悬浮物在氧化沟内能达到好氧稳定的程度；BOD负荷低，使氧化沟具有对水温、水质、水量的变动有较强的适应性，污泥产率低，勿需进行硝化处理；脱氮效果还能进一步提高；电耗较小，运行费用低。所以本设计选用Carrousel氧化沟处理工艺。本设计的工艺流程为：污水中格栅提升泵房细格栅沉砂池Carrousel氧化沟二沉池接触池排水浓缩池贮泥池脱水图3-1污水处理厂工艺流程图87 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书第四章水处理系统设计计算4.1设计污水水量4.1.1城市每天平均污水量（4－1）式中,—城市每天平均污水量（m3/d）；—城市每天平均生活污水量（m3/d）；—工厂平均工业废水量（m3/d）。=41511.12+(5000+3800)=50311.12m3/d=582.3L/s4.1.2设计秒流量居民生活污水设计流量Q计算658.22L/s（4－2）工业企业排水量计算：180.56L/s最大设计秒流量：/d（4－3）设计中根据远期规划等原因综合考虑，采用8m3/d作为设计流量。4.2设计污水水质1．生活污水和工业废水混合后污水的SS浓度（4－4）式中―污水的SS浓度（mg/L）；―平均生活污水量（m3/d）；87 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书―平均工业污水量（m3/d）；―生活污水的SS浓度（mg/L）；―不同工厂工业废水的SS浓度（mg/L）；2．生活污水和工业废水混合后污水的浓度（4－5）式中―污水的BOD5浓度（mg/L）；―生活污水的BOD5浓度（mg/L）；―不同工厂工业废水的BOD5浓度（mg/L）；3．生活污水和工业废水混合后污水的COD浓度：（4－6）式中―污水的COD浓度（mg/L）;―生活污水的COD浓度（mg/L）；――不同工厂工业废水的COD浓度（mg/L）；4．生活污水和工业废水混合后污水的总氮浓度：（4－7）式中―污水的总氮浓度（mg/L）;―生活污水的总氮浓度（mg/L）；―不同工厂工业废水的总氮浓度（mg/L）；87 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书4.3污水处理程度计算1.污水的SS处理程度计算：根据设计任务书要求污水排放口的出水水质要求计算E1=(C-Cess)/C（4－8）E1――SS的处理程度（％）；C――进水的SS浓度（mg/L）。E=(286.86-30)/286.86=89.54％按二级生物处理后的水质排放标准计算SS处理程度：根据国家<<城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）>>中规定城市二级污水处理厂一级B标准，总出水口处的SS浓度为20mg/LE1=(286.86-20)/286.86=93.03％计算SS处理程度：从以上两种计算方法比较得出，第二种方法得出的处理程度高，所以本污水处理厂SS的处理程度为93.03％.2.污水的BOD5处理程度计算：根据设计任务书要求污水排放口的出水水质要求计算E2=(L-LeBOD5)/L（4－9）E2――BOD5的处理程度（％）；L――进水的BOD5浓度（mg/L）。E2=(307.89-30)/307.89=90.26％按二级生物处理后的水质排放标准计算BOD5处理程度：根据国家<<城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）>>中规定城市二级污水处理厂一级B标准，总出水口处的BOD5浓度为20mg/LE2=(307.89-20)/307.89=93.5％计算BOD5处理程度：从以上两种计算方法比较得出，第一种方法处理稳定性高，且满足出水设计要求，所以，本设计采用第一种处理方法，处理程度为90.26％。3.污水的COD处理程度计算：根据设计任务书要求污水排放口的出水水质要求计算E3=(C-CeCOD)/C（4－10）E3――COD的处理程度（％）；C――进水的COD浓度（mg/L）。87 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书E3=(480.3-120)/480.3=75.02％按二级生物处理后的水质排放标准计算COD处理程度：根据国家<<城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）>>中规定城市二级污水处理厂一级B标准，总出水口处的COD浓度为60mg/L。E3=（480.3-60)/480.3=87.5％计算COD处理程度：从以上两种计算方法比较得出，第二种方法得出的处理程度高，所以本污水处理厂COD的处理程度为87.5％.4．污水的总氮处理程度计算：根据设计任务书要求污水排放口的出水水质要求计算E4=(C-Ce)/C（4－11）E4――总氮的处理程度（％）；C――进水的总氮浓度（mg/L）；Ce――处理后污水允许排放的总氮浓度（mg/L）。E4=(33.51-15)/33.51=55.24％按二级生物处理后的水质排放标准计算总氮处理程度：根据国家<<城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）>>中规定城市二级污水处理厂一级B标准，总出水口处的氨氮浓度为8mg/L。E4=（33.51-8)/33.51=82.09％计算总氮处理程度从以上两种计算方法比较得出，第二种方法得出的处理程度高，所以本污水处理厂总氮的处理程度为82.09％。4.4污水一级处理设计4.4.1格栅设计计算在污水处理系统(水泵前)，需设置格栅，以拦截较大的呈悬浮或漂浮状态的固体污染物。按形状，可分为平面格栅和曲面格栅两种；按栅条净间隙，可分为粗格栅(50-100mm)、中格栅(16—40mm)、细格栅(3—10mm)三种；按清渣方式，可分为人工清除格栅和机械清除格栅两种。水泵前格栅栅条间隙，应根据水泵要求确定。污水处理系统前格栅栅条净间隙，应符合：人工清除：25—100mm；机械清除：16—100mm；最大间隙：100mm。87 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书污水处理厂可设置中、细两道格栅，大型污水处理厂亦可设置粗、中、细三道格栅。栅渣量与地区的特点，格栅的间隙大小、污水流量以及下水道系统的类型等因素有关。在无当地运行资料时，可采用：格栅间隙16－25mm:0.10-0.05m3栅渣/103m3污水；格栅间隙30－50mm：0．03-0.01m3栅渣／l03m3污水。栅渣的含水率一般为80％，密度约为960kg/m3。在大型污水处理厂或泵站前的大型格栅(每日栅渣量大于0.2m3)一般采用机械清渣。小型污水处理厂也可采用机械清渣。机械格栅不宜少于2台，如为1台时，应设人工清除格栅备用。过栅流速一般采用0.6－1.0m/s.格栅前渠道内的水流速度，一般采用0.4—0.9/s。格栅倾角，一般采用45。－75。。人工清除的格栅倾角小时，较省力，但占地多。通过格栅的水头损失，一般采用0.08—0.15m。格栅间必须设置工作台，台面应高出栅前最高设计水位0.5。工作台上应有安全和冲洗设施。格栅间工作台两侧过道宽度不应小于0.7m。工作台正面过道宽度：人工清除：不应小于1.2m，机械清除；不应小于1.5m。机械格栅的动力装置一般宜设在室内，或采取其他保护设备的措施。设计格栅装置的构筑物，必须考虑设有良好的通风措施。格栅间内应安设吊运设备，以进行格栅及其他设备的检修、栅渣的日常清除。在本设计中，采用泵前中格栅，泵后细格栅结合的方式布置，格栅均为平面格栅。考虑到安全和维修及清理方便，格栅每组单独设置，采用机械除渣的方法清除栅渣。1.泵前中格栅计算：1)设计中选择二组格栅，N=2组，则每组格栅的设计流量为0.42m3/s。格栅间隙数：（4－12）式中n――格栅条间隙数（个）；Q――设计流量（m3/s）；――格栅倾角（。）；N――设计的格栅组数（组）；b――格栅条间隙（m）；87 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书h――栅前水深（m）；v――格栅过栅流速（m/s）；设计中取＝60。h=0.8mv=0.9m/sb=0.02m个2)格栅槽宽度：B=S(n-1)+bn（4－13）式中B――格栅槽宽度（m）；S――每根格栅条的宽度（m），本设计中采用的栅条是图2中迎水面为半圆型的巨型栅条。采用这种栅条可以减少水力损失，并可以提高出渣效果。本设计中S＝0.015m。B＝0.015×（29－1）＋29×0.02=1.02m3）进水渠道渐宽部分的长度：（4－14）式中l1――进水渠道渐宽部分的长度（m）；B1――进水明渠宽度；1――渐宽处角度（°）；根据给排水设计规范一般采用10°－30°，本设计中采用20°；4)出水渠道渐窄部分的长度：（4－15）式中l2――出水渠道渐宽部分的长度（m）；B2――出水明渠宽度，本设计根据水量，定为1.1m；2――渐宽处角度（°）；根据给排水设计规范一般采用10°－30°，本设计中采用20°；5)通过格栅的水头损失：87 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书（4－16）式中h1――水头损失（m）；――格栅条的阻力系数，查设计手册可知＝2.42；k――格栅受污染物堵塞时的水头损失增大系数，一般采用k＝3；6)栅后明渠的总高度：H=h+h1+h2（4－17）式中H――栅后明渠总高度（m）；h2――明渠超高（m），一般采用0.3－0.5m，本设计中采用0.3m；H=0.8+0.14+0.3=1.24m7)格栅槽总长度：（4－18）式中L――格栅槽总长度（m）；H1――格栅明渠的深度（m）；0.5、1.0――设计常数；8)每日栅渣量：（4－19）式中W――每日栅渣量（m3/d）；W1――每日每103m3污水的栅渣量，（m3/103m3污水），根据设计规范可以取0.04－0.06m3/103m3污水。本设计根据水量取m3/103m3污水。m3/d＞0.2m3/d,宜采用机械清渣。87 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书根据以上对栅渣量的计算，采取机械除渣。机械除渣采用HGS型回转式弧形格栅除污机。HGS型回转式弧形格栅除污机适用于浅渠槽的拦污。属中细格栅除污设备。结构及特点HGS型回转式弧形格栅除污机由驱动装置、栅条组、传动轴、耙板、旋转耙臂、做渣装置等组成。其耙制成金属型，也可制成尼龙刷。特点是转臂转动灵活，结构简单。安装维修方便，水下无传动件，使用寿命长。规格按下表选用。9）中格栅进水管道为DN1200mm的钢管，出水管道为也DN1200mm的钢管。中格栅详细图见泵房格栅设计图。2.中格栅和细格栅间设有污水泵，在中格栅和水泵间设有集水池，水泵和集水池部分的计算详见泵房设计。3.水泵后不设置集水池，水经由水泵出水渠道，直接进入到细格栅的进水渠道。泵后细格栅计算：1)设计中选择二组格栅，N=3组，则每组格栅的设计流量为0.28m3/s。（4－20）式中n――格栅条间隙数（个）；Q――设计流量（m3/s）；――格栅倾角（。）；N――设计的格栅组数（组）；b――格栅条间隙（m）；h――栅前水深（m）；v――格栅过栅流速（m/s）；设计中取＝60。h=0.8mv=0.9m/sb=0.005m个2)格栅槽宽度：B=S(n-1)+bn（4－21）式中B――格栅槽宽度（m）；S――每根格栅条的宽度（m），本设计中S＝0.015m。B＝0.015×（76－1）＋50×0.005=1.49m3）进水渠道渐宽部分的长度：87 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书（4－22）式中――进水渠道渐宽部分的长度（m）；――进水明渠宽度，本设计根据水量，定为0.9m；――渐宽处角度（°）；根据给排水设计规范一般采用10°－30°，本设计中采用20°；4)出水渠道渐窄部分的长度：（4－23）式中――出水渠道渐宽部分的长度（m）；――出水明渠宽度，本设计根据水量，定为0.9m；――渐宽处角度（°）；根据给排水设计规范一般采用10°－30°，本设计中采用20°；5)通过格栅的水头损失：（4－24）式中h1――水头损失（m）；――格栅条的阻力系数，查设计手册可知＝2.42；k――格栅受污染物堵塞时的水头损失增大系数，一般采用k＝3；6)栅后明渠的总高度：H=h+h1+h2（4－25）87 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书式中H――栅后明渠总高度（m）；h2――明渠超高（m），一般采用0.3－0.5m，本设计中采用0.3m；H=0.8+1.12+0.3=2.22m7)格栅槽总长度：（4－26）式中L――格栅槽总长度（m）；H1――格栅明渠的深度（m）；8)每日栅渣量：（4－27）式中W――每日栅渣量（m3/d）；W1――每日每103m3污水的栅渣量，（m3/103m3污水），根据设计规范可以取0.04－0.06m3/103m3污水。本设计根据水量取m3/103m3污水。m3/d＞0.2m3/d,宜采用机械清渣。9)计算草图如下：图4-1细格栅计算草图87 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书4.4.2沉砂池采用平流式沉砂池1.设计参数设计流量：Q=0.42m3/s（设计2组，分为2格）设计流速：v=0.25m/s水力停留时间：t=30s2.设计计算（1）沉砂池长度：L=vt=0.25×30=7.5m（4－28）（2）水流断面积：A=Q/v=0.42/0.25=1.68m2（4－29）（3）池总宽度：设计n=2格，每格宽取b=1.2m>0.6m，池总宽B=2b=2.1m（4）有效水深：h2=A/B=1.68/2.1=0.56m（介于0.25～1m之间）（5）贮泥区所需容积：设计T=2d，即考虑排泥间隔天数为2天，则每个沉砂斗容积（4－30）每格沉砂池设两个沉砂斗，两格共有四个沉砂斗0.25/4=0.0625m3其中X1——城市污水沉砂量3m3/105m3，Kz——污水流量总变化系数1.37（6）沉砂斗各部分尺寸及容积：设计斗底宽α1=0.5m，斗壁与水平面的倾角为60°，斗高hd=0.6m，则沉砂斗上口宽：（4－31）沉砂斗容积：87 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书略大于V1=0.25m3，符合要求（7）沉砂池高度：采用重力排砂，设计池底坡度为0.06，坡向沉砂斗长则沉泥区高度为h3=hd+0.06L2=0.6+0.06×2.65=0.659m池总高度H：设超高h1=0.3m，H=h1+h2+h3=0.3+0.5+0.66=1.46m（8）进水渐宽部分长度：（4－32）（9）出水渐窄部分长度：L3=L1=1.43m（10）校核最小流量时的流速：最小流量即平均日流量Q平均日=Q/Kz=419.39/1.37=306.12L/s（4－33）（11）计算草图如下：87 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书图4-2平流式沉砂池计算草图4.5污水生物处理4.5.1氧化沟的设计计算对于城市污水，氧化沟系统通常的预处理采用从细格栅和沉砂池，一般不设初沉池，混合液在沟内的循环速度为0.25~0.35m/s，以确保混合液呈悬浮状态，氧化沟污泥回流比采用60%~200%，设计污泥浓度为1500~5000mgMLSS/L，氧化沟中的氧转移效果为，设计参数与进出水水质密切相关，与是否脱氮脱磷密切相关。氧化沟工艺的重要设计参数及相应取值如下：泥龄：氧化沟的设计泥龄范围为4~48d，通常的泥龄取值为10~30d，泥龄与温度，脱氮脱磷要求和要求稳定污泥程度相关。有机负荷：氧化沟常用的设计有机负荷取值：污泥负荷：水力停留时间：对于城市污水，采用的数值为6~30h1、设计参数Carrousel氧化沟设计可用延时曝气池的设计方法进行，即从污泥产量出发，，导出曝气池体积，然后按氧化沟工艺条件布置呈环状，混合成卡式。设计中。设计为四组氧化沟，设计温度。2、确定有关参数（1）氧化沟内混合液污泥浓度氧化沟内污泥浓度X值一般采用2000~6000mg/L之间，设计中取X=4000mg/L。（2）污泥龄考虑小型污水厂污泥不进行厌氧或好样硝化稳定，因此设计污泥龄取30d。（3）回流污泥浓度（4－34）式中——回流污泥浓度，；87 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书——污泥容积指数，一般取70-100之间为宜，设计中取100；——系数，一般取r=1.2。3、污泥回流比（4－35）式中R——污泥回流比，%。4、好氧区有效容积（4－36）式中——好氧区有效容积，；——污泥净产率系数，取0.4-0.8之间，本设计中取；——污水设计平均流量，；——分别为进水出水的浓度，；——污泥龄；——污泥浓度，；——污泥自身氧化率，，对于城市污水，一般采用0.05-0.1，笨设计中取。5、缺氧区有效容积反硝化区脱氮量：87 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书（4－37）式中——反硝化区脱氮量，；——进水出水TN浓度，；=203.13反硝化区所需污泥量：（4－38）式中——反硝化区所需污泥量，；——反硝化速率，值介于0.019-0.26之间，设计中取=0.02。反硝化区有效容积：（4－39）式中——反硝化区有效容积，。6、氧化沟总有效容积（4－40）式中——氧化沟总有效容积，；——具有火星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。87 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书7、氧化沟平面尺寸氧化沟共设4组，并联运行。氧化沟的有效水深为3.5m，超高为0.3m。则氧化沟的总高度为3.8m，取氧化沟为矩形断面，沟宽为8m，则氧化沟的总长度：（4－41）式中——氧化沟总长度，；——氧化沟的有效水深，；——氧化沟的沟宽，。其中，好氧区长度为264.61m，缺氧区长度为49.65m。氧化沟示意图见下图：图4-3氧化沟示意图8、水力停留时间较核87 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书（介于10-24之间，满足要求）；（4－42）—污泥负荷率（4－43）式中——污泥负荷，；——活性污泥浓度，。介于0.05～0.15之间，符合要求。9..进出水系统计算1)、氧化沟的进水设计配水井的出水通过DN600mm的管道送往氧化沟，管道内的流速为0.76，同时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（4－44）式中——堰上水头，；——每组氧化沟的出水量，指污水的最大流量与回流污泥量之和，；——流量系数，一般取0.4～0.5；——堰宽，。每两个氧化沟出水直接送往二沉池，管径采用，管内污水流速为0.77m/s。87 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书10.需氧量计算（4－45）式中——同时去除和脱氮所需氧量，；——需要氧化氨氮浓度，；——测定时间，一般采用5；——常数，一般采用0.23左右；——剩余污泥排放量，；——采用0.75左右；——还原的硝酸盐氮，。设计中取。假定生物污泥中大约有12.4%的氮，用于细胞的合成，则每天用于合成的总氮为：折合每单位体积进水用于生物合成的氮量为：。则需要氧化的量为：需要还原的量为：把实际需氧量折合成标准需氧量：（4－46）式中——标准需氧量，；——标准大气压下，时清水中的饱和溶解氧浓度，；87 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书——标准大气压下时清水中的饱和溶解氧浓度，；——曝气池内溶解氧浓度，；——污水传氧速率与请说传氧速率之比，一般采用0.5-0.95；——污水中饱和溶解氧与清水中饱和溶解氧浓度值比，一般采用0.90-0.975。设计中取，最高温度为，。采用垂直轴表面曝气机，曝气机的动力效率一般为。每组沟采用两台功率约为92的垂直轴表面曝气机。氧化沟内需要8台功率约为92的垂直轴表面曝气机。4.5.2辐流式沉淀池设计计算二次沉淀池设在生物处理构筑物的后面，用于沉淀去除活性污泥，澄清混合液。本设计采用辐流式二沉池，中心进水，周边出水。本设计中采用机械刮泥的向心式圆形辐流沉淀池本设计中Q=0.42m3/s，拟建2座二沉池。1．沉淀池面积：（4－47）式中F——沉淀部分有效面积，m2；——单池设计流量，m3/s；——表面负荷，m3/m2·h；一般取0.5－1.5m3/m2·h，设计中取＝1.38m3/m2·h。m22．沉淀池直径：（4－48）87 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书式中D――沉淀池直径，m。3、有效水深：（4－49）式中h——沉淀池有效水深，m；——沉淀时间，一般采用1.5～3.0h,设计中取t=2.5h。4、径深比：，介于6～12之间，满足要求。5．污泥部分所需容积：若采用间歇排泥，根据给排水手册,公式按贮泥时间不小于2小时计，则二沉池污泥容积为：（4－50）式中V1——污泥部分所需容积，m3；——污水平均流量，m3/s；——污泥回流比，设计中取66%；——曝气池中污泥浓度，mg/L；——二沉池排泥浓度mg/L。（4－51）（4－52）式中SVI——污泥容积指数，一般采用70－150，设计中取100；r——系数，一般采用1.0。87 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书mg/L6．沉淀池总高度：（4－53）式中H——沉淀池总高度m；h1——沉淀池超高，m；一般采用0.3－0.5m，设计中取0.3m；h2——沉淀池有效水深，m；设计计算得4.15m；h3——沉淀池缓冲层高度，m；一般采用0.3m；h4——沉淀池污泥区高度，m；（4－54）则二沉池高度为：7.二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（4－55）进水管管径取为DN900mm则流速：（4－56）(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4个沿井壁均匀分布；87 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书流速为：，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取4m8.二沉池出水部分设计(1)集水槽的设计本设计考虑集水槽为矩形断面，取底宽0.6m，集水槽距外缘距池边0.5m，集水槽壁厚采用0.1m，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（4－57）槽内起点水深为87 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书（4－58）式中——槽内临界水深，；——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。式中——三角堰单堰流量，；——进水流量，；——集水堰总长度，；——集水堰外侧堰长，；——集水堰内侧堰长，；——三角堰数量，个；——三角堰单宽，；——堰上水头，；——堰上负荷，。设计中取87 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书介于之间，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DN800mm，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。9.排泥装置根据《给水排水设计手册》第9册，该设计的二沉池的池径在14～60m，且池底的斜度在平底～0.05，所以排泥装置选用垂架式中心传动刮泥机，采用静水压力排泥。在二沉池的绗架上设有‰的污泥流动槽，污泥通过虹吸管排至槽内，沿槽流至中心排泥管，经进水竖井中的渐缩管后流出二沉池，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。排泥管管径DN=450mm，回流污泥量425L/s,流速v=0.81m/s。4.5.3集配水井的设计计算1、配水井中心管直径（4－59）式中——配水井中心直径，；——中心管内污水流速，一般采用；87 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书设计中取设计中取配水井直径：（4－60）式中——配水井直径，；——配水井内污水流速，一般采用。设计中取2、集水井直径（4－61）式中——集水井直径，；——集水井内污水流速，一般采用。设计中取4.5.4消毒设施计算污水经过以上构筑物处理后，虽然水质得到了改善，细菌数量也大幅度的减少，但是细菌的绝对值还十分可观，并有存在病原菌的可能。因此，污水再排入水体前，应进行消毒处理，以防止污染水体，传染疾病，特别是传染病医院，生物特品所及屠宰场等有致病菌污染的污水，更应该严格消毒。87 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书目前常用的污水消毒剂是液氯，其次是漂白粉、臭氧、次氯酸钠、氯片、氯氨、二氧化氯和紫外线等。其中液氯效果可靠、投配设备简单、投量准确、价格便宜。其他消毒剂如漂白粉投量不准确，溶解调制不便。臭氧投资大，成本高，设备管理复杂。其他几种消毒剂也有很明显的缺点，他们的比较见下表4-5。所以目前液氯仍然是消毒剂首选。本设计中选用液氯作为消毒剂。1、加氯量计算二级处理出水采用液氯消毒，液氯的投加量为。则每日的加氯量为：（4－62）式中——每日加氯量，；——污水设计流量，；——液氯投加量，；接触时间：，沉降速度：，余氯不少于。2、加氯设备液氯由真空转自加氯机加入，加氯机设计两台，采用一用一备。每小时的加氯量为：。设计中采用型转子加氯机。4.5.5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（4－63）式中——接触池单池容积，；——设计流量，；——消毒接触时间，一般取；——池子的组数，设2组。设计中取。87 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书2、消毒接触池表面积（4－64）式中——消毒接触池表面积，；——消毒接触池有效水深，。设计中取3、消毒接触池池长（4－65）式中——消毒接触池廊道总长，；——消毒接触池廊道单宽，。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（4－66）式中——消毒接触池池体总高度，；——消毒接触池有效水深，；——消毒接触池超高，。设计中取超高为：。87 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书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。7、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：（4－67）式中——堰上水头，；——流量系数，一般采用0.42；——堰宽，数值等于池宽，，；——池子的组数，设2组。出水管采用的管道将水送入巴氏计量槽，流速为。4.5.6计量设备污水处理中常用的计量设备有巴氏计量槽、薄壁堰、电磁流量计、超声波流量计、涡轮流量计等。污水测量装置的选择原则是精度高、操作简单，水头损失小，不宜沉积杂物，其中以巴氏计量槽应用最为广泛。其优点是水头损失小，不易发生沉淀。本设计中选用巴氏计量槽，测量范围为：。1、计量槽主要尺寸计算设计中取计量槽喉部宽度为：则计量槽的渐缩部分的长度：计量槽的喉部长度：计量槽的渐扩部分的长度：87 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书计量槽的上游渠道长度：计量槽的下游渠道长度：2、计量槽总长度计量槽应设在渠道的直线段上，直线段的长度不应小于渠道宽度的8—10倍，在计算量槽上游，直线段不小于渠道宽度的2—3倍，下游不小于4—5倍。则计量槽上游直线段长度为：计量槽下游直线段长度为：计量槽总长度为：3、计量槽的水位当时：式中——上游水深，。（4－68）当时，时为自由流；4、渠道水力计算设计中取粗糙度为0.013。上游渠道计算：过水断面面积：。湿周：。水利半径：。流速：87 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书水利坡度：‰下游渠道计算：过水断面面积：湿周：水利半径：流速：水利坡度：‰5、计量堰水头损失计算上游水头损失为：下游水头损失为：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‰。87 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书第五章污泥处理设计计算5.1污泥处理的目的与处理方法5.1.1污泥处理的目的污水厂在处理污水的同时，每日要产生产生大量的污泥，这些污泥含有大量的易分解的有机物质，对环境具有潜在的污染能力，若不进行有效处理，必然要对环境造成二次污染。同时，污泥含水率高，体积庞大，处理和运输均很困难。因此，在最终处置前必须处理，以降低污泥中的有机物含量，并减少其水分。使之在最终处置时对环境的危害减少之限度。1、减量：降低污泥含水率，减小污泥体积；2、稳定(satabilization)：去除污泥中的有机物，使之稳定；3、害化：杀灭寄生虫卵和病原菌；4、污泥综合利用。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。5.1.2污泥处理的原则1、城镇污水污泥，应根据地区经济条件和环境条件进行减量化、稳定化和无害化处理，并逐步提高资源化程度。2、污泥的处置方式包括用作肥料、作建材、作燃料和填埋等，污泥的处理流程应根据污泥的最终处置方式选定。3、污泥作肥料时，其有害物质含量应符合国家现行标准的规定。4、污泥处理构筑物个数不宜少于2个，按同时工作设计。污泥脱水机械可考虑一台备用。5、污泥处理过程中产生的污泥水应返回污水处理构筑物进行处理。污泥处理过程中产生的臭气，宜收集后进行处理。87 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书5.1.3污泥处理方法的选择污泥处理的一般方法与流程的选择、当地条件、环境保护要求、投资情况、运行费用及维护管理等多种因素有关。5.2污泥浓缩池污泥处理的主要目的是去除污泥颗粒中的空隙水，减少污泥体积，从而降低后续处理构筑物和设备的负荷，减少处理费用。常用的污泥浓缩有重力浓缩法、气浮浓缩法和离心浓缩法。本设计中采用间歇式重力浓缩池中的竖流浓缩池。5.2.1设计参数及原则1、浓缩活性污泥时，重力式污泥浓缩池的设计，应符合下列要求：1）污泥固体负荷宜采用30～60kg/(m2·d)；2）浓缩时间不宜小于12h；3）由生物反应池后二次沉淀池进入污泥浓缩池的污泥含水率，为99.2%～99.6%时，浓缩后污泥含水率可为97%～98%；4）有效水深宜为4m；采用栅条浓缩机时，其外缘线速度一般宜为1～2m/min，池底坡向泥斗的坡度不宜小于0.05。2、污泥浓缩池一般宜设置去除浮渣的装置。3、当采用生物除磷工艺进行污水处理时，不应采用重力浓缩。4、当采用机械浓缩设备进行污泥浓缩时，宜根据试验资料或类似运行经验确设计参数。5、污泥浓缩脱水可采用一体化机械。6、间歇式污泥浓缩池应设置可排出深度不同的污泥水的设施。5.2.2辐流浓缩池进入辐流浓缩池的剩余污泥量为，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99.3%，浓缩后污泥含水率为。87 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书1、沉淀部分有效面积（5－1）式中——沉淀部分有效面积，；——流入浓缩池的剩余污泥浓度，一般采用；——固体通量，，一般采用0.8-1.2；——入流剩余污泥量，。设计中取2、浓缩池直径（5－2）3、浓缩池的容积（5－3）式中——浓缩池的容积，；——浓缩时间，一般采用。4、浓缩池有效水深（5－4）5、浓缩后剩余污泥量（5－5）式中——浓缩后剩余污泥量，；——进入浓缩池的污泥含水率，取99.3%；——经浓缩后污泥含水率，取97%。87 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书6、池底高度辐流浓缩池采用中心驱动刮泥机，池底需要做成i=1%的坡度，刮泥机连续转动将污泥推入污泥斗。池底高度：7、污泥斗高度(5-6)式中——污泥斗高度，；——泥斗倾角，为保证排泥顺畅，圆形污泥斗倾角采用；——泥斗上口半径，；——泥斗底部半径，。设计中取。8、污泥斗的容积(5-7)9、污泥斗中污泥停留时间(5-8)10、浓缩池总高度(5-9)式中——浓缩池总高度，；——超高，；——缓冲层高度，。设计中取。87 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书11、出水槽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。每格浓缩池有个三角堰。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12、溢流管溢流管水量，取溢流管管径为，管内流速为。13、排泥管浓缩剩余污泥量为，泥量小，采用间歇排泥方式，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：5.3贮泥池5.3.1贮泥池的作用剩余污泥经浓缩后进入贮泥池，考虑到该工艺无需设置污泥消化池，直接进入脱水机房，贮泥池的主要作用是1、调节污泥量，平衡前后装置的流量；2、药剂投加池；3、预加热池。87 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书5.3.2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(5-10)式中——贮泥时间，一般采用。设计中取贮泥池设计容积：(5-11)(5-12)式中——贮泥池设计容积，；——污泥贮池边长，；——污泥斗底边长，；——贮泥池有效水深，；——污泥斗高度，；——污泥斗倾角，一般采用。设计中取，，，污泥斗底为正方形，边长为87 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书2、贮泥池高度计算(5-13)式中——贮泥池超高，。设计中取3、管道部分设计贮泥池中设的吸泥管一根，设有2跟进泥管，分别来自两个污泥浓缩池，管径为。5.4污泥脱水污水处理过程中所产生的污泥，一般是带水的颗粒或絮状疏松结构。污泥经浓缩后，尚有97%的含水率，体积仍然庞大。因此，为了综合利用和最终处置，需要对污泥进行干化和脱水处理，使污泥含水率降到以下，以缩减污泥体积。在污泥脱水前要对污泥进行调整，改善污泥的脱水性能。工程上调整的主要方法为投加絮凝剂，一般采用高分子絮凝剂。5.4.1设计参数及原则污泥机械脱水的设计，应符合下列规定：1）污泥脱水机械的类型，应按污泥的脱水性质和脱水要求，经技术经济比较后选用；2）污泥进入脱水机前的含水率一般不应大于98%；3）消化后的污泥，可根据污水性质和经济效益，考虑在脱水前淘洗。4）机械脱水间的布置，应按本规范第5章泵房中的有关规定执行，并应考虑泥饼运输设施和通道；5）脱水后的污泥应设置污泥堆场或污泥料仓贮存，污泥堆场或污泥料仓的容量应根据污泥出路和运输条件等确定；6）污泥机械脱水间应设置通风设施。每小时换气次数不应小于6次。87 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书5.4.2污泥脱水设计计算1、脱水后污泥量(5-14)式中——脱水后污泥含水率。设计中脱水后干污泥重量为：2、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。则3、脱水机型号的选择设计中选用2台DY—3000型带式压滤机，1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：，可以满足要求。4.附属设施计算溶药系统1）溶药罐容积(5-15)式中——溶药罐容积，；——每天配药次数；——溶药罐个数；——溶液池药剂浓度，一般采用。87 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书设计中取次，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。87 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书第六章污水提升泵房的设计6.1概述污水总泵站接纳来自整个城市排水管往来的所有污水，其任务是将这些污水抽送到污水处理厂，以利于处理厂各构筑物的设置。排水系统整个管网埋深满足最大埋深要求，固不设加压泵站。因采用城市污水与雨水分流制，故雨水泵站单独设置。本章仅对城市污水排水系统中点泵站进行设计。排水泵站的基本组成包括：机器间、集水池、格栅和辅助间。6.1.1污水泵房的一般规定1.应根据远近期污水量确定污水泵站的规模。泵站设计流量与进水管至设计流量相同。2.在分流制排水系统中，雨水泵房与污水泵房可分建在不同地区，也可合建，但应自成系统。3.污水泵站的集水池与机器间合建在同一构筑物内，集水池和机器间需用防水隔墙分开，不允许渗漏。做法按结构设计规范要求。4.泵站构筑物不允许地下水渗入，应设有高处地下水位0.5米的防水措施，具体设计见规范。5.泵站位置应结合规划要求，鉴于排水需要提升的管段，且距排放水体较近的地方。并应尽量避免拆迁、少占耕地。设在污水处理厂内的泵房可与其他构筑物统一布置。6.1.2设计数据1.泵站组合工作流量为设计流量Qmax=838.78L/s；2.进水管管底标高为1290.96m，其地下埋深为4.43m，管径1200mm，充满度0.7，进水管水面标高1291.44m；3.土质条件：粘土，冰冻线深度-1.2m，地下水位-7.0m（相对地面高度）；4.供电，就近接电源。6.1.3泵房形式根据集水井和机器间的形状，以及水泵台数、工艺要求、施工条件、水量大小等因素，排水泵房可采用圆形泵房、矩形泵房和下圆上方形泵房的结构形式。87 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书圆形泵房结构受力条件好，便于采用沉井施工，可降低工程造价，水泵启动方便，但是机器间内机组与附属设备布置较困难；矩形泵房机器间机组、管道和附属设备的布置较为方便，操作管理条件好但造价费用高。本设计采用矩形泵房。水泵根据吸水管的充水方式不同，排水泵站分为自灌式泵房和非自灌式泵房。本设计采用自灌式吸水，不设置真空泵。6.1.4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、中格栅流入集水池，经机器间的泵提升来水进入出水渠道，然后经过细格栅后依靠重力自流输送至各处理构筑物。6.2污水泵站设计计算6.2.1初选水泵1）、流量拟用5台泵（四用一备），则每台泵流量为（6－1）水泵的管道采用钢管，管径DN500mm。每台水泵设1条吸水管道和一条压力管道，单进单出，压水管通过DN500mm管径压入出水井中。2）、水泵静扬程式中H1——水泵静扬程，m；h1——出水井水面标高，m；h2——集水井水面标高，m；h3——集水井有效水深，m，一般采用2～3m。设计中取h3＝2.4mH1＝1294.27-（1290.14-2.4）＝6.03m3）、水泵吸水管水头损失：取0.24）、水泵压水管水头损失：取0.25）、水泵扬程式中H——水泵扬程，m87 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书H4——自由水头损失，m一般采用1～2m。设计中取H4＝1.5mH＝6.03+0.2+0.2+1.5＝7.93m6）、预选定水泵型号选用5台L224A型混泵，每台泵流量Q＝145-275L/s，扬程H＝7.7-14.8m。6.2.2水泵设计流量与扬程1）、水泵吸水管水头损失（6-2）式中H2——水泵吸水管水头损失，m；L——水泵吸水管长度，m；i——水力坡度，‰；ξ2——阻力系数；v2——水泵吸水管内水流流速，m/s，一般采用0.7～1.5m/s。设计中每个吸水管管径DN500mm，L2＝3.23m，v2＝0.84，1000i＝1.94。吸水管上安装DN800mm的吸水喇叭口1个（ξ＝0.1），DN500mm弯头1个（ξ＝0.64），DN500mm的阀门1个（ξ＝0.1），DN500mm×300mm的偏心渐缩管1个（ξ＝0.2）。2）、水泵压水管水头损失（6-3）式中H3——水泵压水管水头损失，mL3——水泵压水管长度，mi3——水力坡度，‰ξ3——阻力系数；v3——水泵压水管内水流流速，m/s，一般采用0.8～2.5m/s。设计中每个压水管管径DN500，L1=1.72m，v1＝0.84m/s，1000i＝1.94；87 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书DN500，L2＝7.56m，v1＝1.01m/s，1000i＝1.51；压水管上安装DN400mm的止回阀1个（ξ＝2.5），DN400mm的阀门1个（ξ＝0.1），安装DN250mm×400mm的渐扩管1个（ξ＝0.54），DN400mm弯头2个（ξ＝0.7）。（3）、水泵扬程式中H——水泵扬程，mH4——自由水头损失，m一般采用1～2m。设计中取H4＝1.5mH＝6.93+0.17+0.28+1.5＝8.53m6.2.3水泵性能参数选用5台L224型混泵，每台泵流量Q＝209.70L/s，扬程H＝7.7-14.8m，转速n=3450r/min，功率75kW，配套电机型号Y02-81-60W，功率N=75kW，气蚀余量6.6m，电机与水泵重T=2100kg，4用1备。6.2.4泵站的平面布置水泵的平面布置形式可直接影响机器间的面积大小，同时，也关系到养护管理的方便与否。机组间距以不妨碍操作和维修的需要为原则。机组的布置应保持运行安全、装卸、维修和管理方便，管道总长度最短，接头配件最少，水头损失最小，并应考虑泵站有扩建的余地。1.泵站经平剖面布置后对水泵总扬程进行核算选一条最长管路计算其水头损失1）吸水管路水头损失计算每根吸水管L/s，选用DN500mm的管径，查得m/s，‰。①喇叭口mm（6－4）mm87 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书查得。②闸阀mm，mm，查得。③渐缩管选用，查得mm（6－5）其中，得m/s。④直管部分为1.8m，管道总长为m‰则沿程损失为m局部损失为（6－6）m⑥吸水管路水头损失为m2）出水管路水头损失计算每根出水管L/s，选用DN400的管径，查得m/s，‰，从最不利点A为起算点，沿A，B，C，D线顺序计算水头损失。A——B段①的同心渐扩管87 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书mm，查得。②单向止回阀mm，mm，查得。③闸阀mm，mm，查得。④局部损失为mmB——C段①直管部分为8.7m。②90°弯头mm，查得，故沿程损失为m局部损失为mC——D段①直管mm，m。②同心渐扩管m/smm，查得。③直管，m。故压水管出水管路总损失为m87 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书则水泵所需扬程为（6－7）m故选用5台选用L224A型污水泵是合适的。6.2.5泵座基础设计1.泵基础长度（6－8）mm，取m。2.泵基础的宽度（6－9）mm取1.2米。3.泵基础高度（6－10）m，设计中取m6.3泵前后格栅设计计算详见中细格栅计算6.4集水池设计计算由前计算可知，集水池有效容积86.4m3，有效水深2.4m，面积36m287 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书。集水池最低水位应符合下列规定：池底至吸水喇叭口下缘不小于0.4m，最低水位距吸水喇叭口上缘高度应满足下列要求：喇叭口流速m/s时，m；m/s时，m；m/s时，m。本设计中m/s（6－11）故取m。集水池与泵房合建为便于施工，节约投资，采用方方形泵房。机器间与集水池底平，水泵自灌启动，安装高度小于允许吸上真空高度。在集水池侧墙明显的位置设水表尺，并引入值班室，以供控制水泵启闭和记录水位时观察之用。池底坡度为0.01～0.02，吸水坑深度0.5m，上底宽0.8m，下底宽0.6m。松动沉渣设备：在水泵出水管接DN80的回流反冲管，伸入集水池的吸水坑内。6.4.1机器间设计计算机器间为泵站的主要组成部分，在满足水泵正常运行和管理方便的条件下，可适当压缩尺寸，以节约工程造价。它与集水池合建，中间以钢筋混凝土隔墙分开，及其间的布置一般要求对地面和空间充分利用。平面尺寸主要决定于设计水量，所选水泵的型号和数目、管件的布置、起重条件以及泵站的深度被保证管理人员的通行和水泵的拆卸安装，泵站及其间布置应符合有关规定。1.平面布置：本设计平面布置依据《给排水设计手册》第五册，第三章，机组布置间距之规定，并满足以下具体要求：1）泵座与集水池墙壁距离取决于水泵吸水管、闸门、零件的尺寸和装卸的宽裕度。2）楼梯宽度不宜小于1.8m，平台宽不小于1.0m。2.高程布置：1）无吊车起重设备者，地面以上有效高度不小于3.0m，一般可采用3.2m。2）有吊车起重设备者，应保持吊起物底部与所跨越固定物体顶部留有不小于0.5m的净空。87 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书3）高压配电设备的房屋高度，应根据电气设备的外形尺寸确定。在任何情况下，自电动机顶至吊车梁底的净高，应不小于2.5m。4）在半地下室泵房，如考虑汽车运进设备，则机器间高度尺寸按车箱底盘的高度计算。5）地面排水：水泵间室内地面做成0.01～0.015的坡度，倾向排水沟成集水坑，即水坑直径500～600mm，深600～800mm，排水沟断面100mm100mm，坡度0.01。3.起重设备在机器间设SDQ型单梁悬挂式起重机。跨度m，提升高度m。配套电机ZDY21-4，配套电动葫芦MD。在集水池内选择起重量为1吨的CD1I60葫芦。4.排水设施设集水坑mm2，安装一台水泵排水。地面以0.01坡度坡向集水坑。在泵房内距墙0.2m处，设mm2的集水槽。5.通风设备设通风立管DN300。6.泵房高度计算泵房分为两层，地下部分为设备间，地上部分安装吊车及设配电室、值班室和控制室。1）地面以上的泵房高度挂钩距屋顶高度（6－12）式中——泵房屋顶与起重机最高尺寸距离。泵房顶距室内地面高度（6－13）式中d——起重绳垂直长度，对于水泵0.85b，对于电机1.26b取值，水泵高mm，mm；e——最大设备高度，为1800mm；f——吊车部件底部与泵房进口处室内地坪或平台距离，本设计取500mm。87 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书则mm2）地面以下泵房高度吸水管轴线埋深m泵中轴线距基础m，则泵房内底层与地面上层地面之间高差为m泵房总高度为m（6－14）具体机器间的高程布置见泵站平剖图。6.4.2其他附属设施的设计1.门、窗、走廊1）门：机器间至少应有一个能满足设备的最大部件搬运出入的门。门宽m，高度m。机器间设备最大部件搬运用门尺寸：高（6－15）宽（6－16）式中——部件两侧与门框的距离，一般不小于0.25m；——部件宽度（m）；——吊钩与门框顶距离，应不小于0.5m；——起重绳的垂直长度，（对水泵为0.85b,对电动机为1.26b）；——最大一台泵和电动机高度；——吊车底与泵房进口处室内地坪和平台的距离，m。得m87 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书取m。本设计设计2门，一门尺寸为m，供管理人员出入方便；另一为机器间设备最大部件搬运用，其尺寸为m。2）窗：在炎热地区，窗应尽量面向夏季主导风向，已造成对流；在寒冷地区，窗应向阳，为使空气对流，背面也可适当开窗。窗的总面积不少于泵房面积的1/6。寒冷地区应设双层玻璃保暖。为了便于开关和清擦玻璃，在市内五走廊的情况下，应考虑可在室外进行工作的条件。门窗材料应能耐久、不变形，以免增加维修工作。3）走廊：在较大的泵站内，为了便于管理和使用，靠窗或墙的一边宜设有走廊，其宽度可采用1.0～1.2m，走廊的栏杆高度为0.9～1.0m。具体门窗、走廊设计详见泵站平剖图。2.地面排水室内地面坡度为0.01～0.02，倾向排水沟或集水坑，集水坑尺寸为m，深度0.6m。水泵水封滴水通过DN25mm的排水管接入集水坑，为保持室内清洁，应备有供冲洗用的橡胶软管，排除积水坑之污水，可利用污水泵在吸水管外加Dg50软管，伸入集水坑将污水抽除。4.采光通风室内应有充足的自然光，检修和操作点处灯光要能集中，照明器件迎来蒸汽腐蚀并防曝。自然通风在开窗方向上，注意使空气对流。地下部分在相对应的位置设拔风筒2个，通向室外。风筒进出风口应一高一低，使空气流通，通风机设在室内，有通风管道将热空气排出并引进新鲜空气。87 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书第七章污水厂的平面高程布置7.1污水处理厂平面布置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。7.1.1平面布置原则1、污水厂的厂区面积，应按项目总规模控制，并作出分期建设的安排，合理确定近期规模，近期工程投入运行一年内水量宜达到近期设计规模的60％。2、污水厂的总体布置应根据厂内各建筑物和构筑物的功能和流程要求，结合厂址地形、气候和地质条件，优化运行成本，便于施工、维护和管理等因素，经技术经济比较确定。3、污水厂厂区内各建筑物造型应简洁美观，节省材料，选材适当，并应使建筑物和构筑物群体的效果与周围环境协调。4、生产管理建筑物和生活设施宜集中布置，其位置和朝向应力求合理，并应与处理构筑物保持一定距离。5、污水和污泥的处理构筑物宜根据情况尽可能分别集中布置。处理构筑物的间距应紧凑、合理，符合国家现行的防火规范的要求，并应满足各构筑物的施工、设备安装和埋设各种管道以及养护、维修和管理的要求。6、污水厂的工艺流程、竖向设计宜充分利用地形，符合排水通畅、降低能耗、平衡土方的要求。7、厂区消防的设计和消化池、贮气罐、污泥气压缩机房、污泥气发电机房、污泥气燃烧装置、污泥气管道、污泥干化装置、污泥焚烧装置及其他危险品仓库等的位置和设计，应符合国家现行有关防火规范的要求。8、污水厂内可根据需要，在适当地点设置堆放材料、备件、燃料和废渣等物料及停车的场地。87 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书9、污水厂应设置通向各构筑物和附属建筑物的必要通道，通道的设计应符合下列要求：(1)主要车行道的宽度：单车道为3.5～4.0m，双车道为6.0～7.0m，并应有回车道；(2)车行道的转弯半径宜为6.0～10.0m；(3)人行道的宽度宜为1.5～2.0m；(4)通向高架构筑物的扶梯倾角一般宜采用30°，不宜大于45°；(5)天桥宽度不宜小于1.0m；(6)车道、通道的布置应符合国家现行有关防火规范要求，并应符合当地有关部门的规定。10、污水厂周围根据现场条件应设置围墙，其高度不宜小于2.0m。11、污水厂的大门尺寸应能容运输最大设备或部件的车辆出入，并应另设运输废渣的侧门。12、污水厂并联运行的处理构筑物间应设均匀配水装置，各处理构筑物系统间宜设可切换的连通管渠。13、污水厂内各种管渠应全面安排，避免相互干扰。管道复杂时宜设置管廊。处理构筑物间输水、输泥和输气管线的布置应使管渠长度短、损失小、流行通畅、不易堵塞和便于清通。各污水处理构筑物间的管渠连通，在条件适宜时，应采用明渠。管廊内宜敷设仪表电缆、电信电缆、电力电缆、给水管、污水管、污泥管、再生水管、压缩空气管等，并设置色标。管廊内应设通风、照明、广播、电话、火警及可燃气体报警系统、独立的排水系统、吊物孔、人行通道出入口和维护需要的设施等，并应符合国家现行有关防火规范要求。14、污水厂应合理布置处理构筑物的超越管渠。15、处理构筑物应设排空设施，排出水应回流处理。16、污水厂宜设置再生水处理系统。17、厂区的给水系统、再生水系统严禁与处理装置直接连接。18、污水厂的供电系统，应按二级负荷设计，重要的污水厂宜按一级负荷设计。当不能满足上述要求时，应设置备用动力设施。19、污水厂附属建筑物的组成及其面积，应根据污水厂的规模，工艺流程，计算机监控系统的水平和管理体制等，结合当地实际情况，本着节约的原则确定，并应符合现行的有关规定。20、位于寒冷地区的污水处理构筑物，应有保温防冻措施。21、根据维护管理的需要，宜在厂区适当地点设置配电箱、照明、联络电87 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书话、冲洗水栓、浴室、厕所等设施。22、处理构筑物应设置适用的栏杆，防滑梯等安全措施，高架处理构筑物还应设置避雷设施。7.1.2平面布置1、工艺流程布置工艺流程布置根据设计任务书提供的面积和地形，采用直线型布置。这种布置方式生产联络管线短，水头损失小，管理方便，且有利于日后扩建。2、构（建）筑物平面布置按照功能，将污水处理厂布置分成三个区域：(1)污水处理区，由各项污水处理设施组成，呈直线型布置。包括：污水总泵站、格栅间、沉砂池、氧化沟、辐流沉淀池、消毒池。污泥处理区，位于厂区主导风向的下风向，由污泥处理构筑物组成，呈直线型布置。包括：污泥浓缩池、贮泥池等。生活区，该区是将办公室、宿舍、食堂、锅炉房、浴房等建筑物组合的一个区，位于主导风向的上风向。3、污水厂管线布置污水厂管线布置主要有以下管线的布置：(1)污水厂工艺管道污水经总泵站提升后，按照处理工艺经处理构筑物后排入水体。(2)污泥工艺管道污泥主要是剩余污泥，按照工艺处理后运出厂外。(3)超越管道(4)厂区给水管道和消火栓布置由厂外接入送至各建筑物用水点。厂区内每隔120.0m的检间距设置1个室外消火栓。4、厂区道路布置(1)主厂道路布置由厂外道路与厂内办公楼连接的带路为主厂道路，道宽6.0m，设双侧1.5m的人行道，并植树绿化。(2)车行道布置87 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书厂区内各主要构（建）筑物布置车行道，道宽4.0m呈环状布置。(3)步行道布置对于无物品、器材运输的建筑物，设步行道与主厂道或车行道相连。5、厂区绿化布置在厂区的一些地方进行绿化。7.2污水处理厂高程布置为使污水能在各处理构筑物之间通畅流动，以保证处理厂的正常运行，需进行高程布置，以确定各构筑物及连接管高程。为降低运行费用和便于维护管理，污水在处理构筑物之间的流动已按重力流考虑为宜；污泥也最好利用重力流动，若需提升时，应尽量减少抽升次数。为保证污泥的顺利自流，应精确计算处理构筑物之间的水头损失，并考虑扩建时预留的储备水头。7.2.1主要任务污水处理厂污水处理流程高程布置的主要任务是：1、确定各处理构筑物和泵房的标高；2、确定处理构筑物之间连接管渠的尺寸及其标高；3、通过计算确定各部分的水面标高，从而能够使污水沿处理流程在处理构筑物之间畅通地流动，保证污水处理厂的正常运行。7.2.2高程布置原则1、保证污水在各构筑物之间顺利自流。2、认真计算管道沿程损失、局部损失，各处理构筑物、计量设备及联络管渠的水头损失；考虑最大时流量、雨天流量和事故时流量的增加，并留有一定的余地；还应考虑当某座构筑物停止运行时，与其并联运行的其余构筑物及有关的连接管渠能通过全部流量。3、考虑远期发展，水量增加的预留水头。4、选择一条距离最长，水头损失最大的流程进行水力计算。5、计算水头损失时，一般应以近期最大流量作为构筑物和管渠的设计流量；计算涉及远期流量的管渠和设备时，应以远期最大流量为设计流量，并酌加扩建时的备用水头。87 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书设置终点泵站的污水厂，水力计算常以接受处理后污水水体的最高水位作为起点，逆污水处理流程向上倒推计算，以防处理后的污水不能自由流出。二泵站需要的扬程较小，运行费用较低。但同时应考虑挖土深度不宜过大，以免土建投资过大和增加施工上的困难。在作高程布置时，还应该注意污水流程与污泥流程的配合，尽量减少需要提升的污泥量。协调好高程布置与平面布置的关系，做到既减少占地，又有利于污水、污泥输送，并有利于减少工程投资和运行成本。7.2.3污水处理厂构筑物高程布置计算在污水处理工程中，为简化计算一般认为水流是均匀流。管渠水头损失主要有沿程水头损失和局部水头损失。沿程水头损失按下式计算：（7－1）式中——为沿程水头损失，；——为管段长度，；——为水力半径，；——为管内流速，；——为谢才系数。局部水头损失为：式中——局部阻力系数。1．构筑物水头损失由于各构筑物的水头损失比较多，计算起来比较烦琐，本设计中若在设计计算过程中计算了的就用计算的结果，若在设计计算过程中没计算的就用经验数值。表7-1污水处理构筑物水头损失构筑物名称水头损失（m）构筑物名称水头损失（m）格栅0.2二沉池0.5沉砂池0.2接触池0.30配水井0.2计量堰0.20氧化沟0.2587 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书2．管渠水头损失计算厂区内污水在处理流程中的水头损失，选最长的流程计算，结果见下表污水厂水头损失计算表。具体数据见附表53．污水高程布置污水处理厂水力计算以接受处理后污水水体的最高水位作为起点，沿污水处理流程向上倒推计算，以使处理后的污水在洪水季节也能自流排出，同时，还要考虑挖土埋深的状况。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南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1200mm。设计中考虑污水管的非充满度（一般管径大于或等于1200mm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）。4．高程布置结果见附表67.2.4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：（7－2）管道局部损失计算：（7－3）式中——污泥浓度系数；——污泥管管径，；——管内流速，；——管道长度，；——局部阻力系数。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。2、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。87 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书3．各连接管道的水头损失表7-2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15.61500.865.37161.230.141.37贮泥池至脱水机房131500.745.37360.650.110.764、污泥高程布置表7-3污泥高程布置计算表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）脱水机房————1295.241295.37贮泥池至脱水机房1294.321296.06——1295.37贮泥池————1296.471295.37浓缩池至贮泥池1297,221297.01——1295.37浓缩池————1297.371295.377.4附属构筑物1.综合楼综合楼承担全厂、生产管理、生产调度、值班等功能。高3层，钢筋混凝土结构。2.维修间维修间包括机修间、电修间和泥土工间，承担全厂的机、电、土木等设备的基本维修工作。87 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书3.宿舍、食堂、浴室砖混结构。4.仓库厂内设仓库一座，平面尺寸为10m×15m。5车库为满足生产需要，厂内配客货两用车若干。6.传达室平面尺寸5m×5m。具体附属构筑物尺寸表见污水厂平面布置图。87 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书结论本文对内蒙古H市的污水处理系统做了较为完善的设计，本设计共分为七大部分，满足该市城市污水处理的要求。设计首先对H市的污水和雨水管网进行改造和扩充，使得污水和雨水在最优条件下收集、排放。收集的污水通过管网进入污水处理厂，污水经过中格栅除渣后进入泵房提升，提升后经过细格栅再次除渣，除渣后进入与细格栅共建的平流沉砂池，污水从平流沉砂池出来后，到达污水处理核心单元：生化处理池，本设计生化处理采用的是卡鲁塞尔氧化沟工艺，对污水含有的COD、BOD、N、等进行分解、去除，上述污染物污水在处理后得到很大程度的降低，污水经过沉淀和消毒后达到设计要求排放标准。在设计中针对所需去除的污染物所采用的工艺是较为可靠和适用的，在传统处理污水工艺的基础上有很大的完善和提高。在满足处理污水要求的同时，对所选方案进行经济技术比较，以满足最节省，最有利，最优化的条件。87 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书参考文献[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》87 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书内部资料仅供参考9JWKffwvG#tYM*Jg&6a*CZ7H$dq8KqqfHVZFedswSyXTy#&QA9wkxFyeQ^!djs#XuyUP2kNXpRWXmA&UE9aQ@Gn8xp$R#͑Gx^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5ux^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmUE9aQ@Gn8xp$R#͑Gx^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5ux^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z8vG#tYM*Jg&6a*CZ7H$dq8KqqfHVZFedswSyXTy#&QA9wkxFyeQ^!djs#XuyUP2kNXpRWXmA&UE9aQ@Gn8xp$R#͑Gx^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^G89AmUE9aQ@Gn8xp$R#͑Gx^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5ux^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z8vG#tYM*Jg&6a*CZ7H$dq8KqqfHVZFedswSyXTy#&QA9wkxFyeQ^!djs#XuyUP2kNXpRWXmA&UE9aQ@Gn8xp$R#͑Gx^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5ux^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmUE9aQ@Gn8xp$R#͑Gx^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5ux^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNuGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5ux^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gjqv^$U*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89Amv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5ux^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gjqv^$U*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn%Mz84!z89Amv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5ux^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gjqv^$U*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gjqv^$U*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNuGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5ux^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5uxY7J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