膜生物反应器原理处理化工、纺织废水污水处理毕业设计计算书 65页

'XX工业大学2016届本科毕业设计说明书XX工业大学毕业设计说明书作者：XXXX学号：XXXXXXXXX学院：土木工程学院系(专业)：给水排水工程题目：膜生物反应器原理及某城市污水厂工程设计指导者：XX讲师(姓名)(专业技术职务)评阅者：(姓名)(专业技术职务)2016年12月4日 XX工业大学2016届本科毕业设计说明书毕业设计（论文）中文摘要膜生物反应器原理以及中小城市污水处理厂摘要：本次毕业设计是以相关的资料为依据,设计一座城市污水处理厂。其日处理量为10万立方米。由于城市污水的主要成分为有机物,所以本次设计采用膜生物反应器原理工艺。膜生物反应器集生物反应器的生物降解和膜的高效分离于一体，是膜技术和污水生物处理技术有机结合产生的新型高效污水生物处理工艺。其工作原理是利用反应器的好氧微生物降解污水中的有机污染物。同时，利用反应器内的硝化细菌转化污水中的氨氮，以去除污水中产生的异味（污水中的异味主要由氨氮产生）。最后，通过中空纤维膜进行高效的固液分离出水。膜生物反应器工艺通过膜分离技术大大强化了生物反应器的功能，与传统的生物处理方法相比，具有生化效率高、抗负荷冲击能力强、出水水质稳定、占地面积小、排泥周期长、易实现自动控制等优点，是目前最有前途的污水回用处理技术之一。污水经气浮、过滤工艺处理后，可直接由过滤泵送至MBR反应器处理，出水进入储水池消毒即可回用或排放。处理后的水达到国家规定的二级排放标准。允许直接排放入X流和湖泊或用于农田灌溉。处理后的活性污泥经脱水后用于肥料。本次设计在构想中充分考虑了环境效益与经济效益之间的联系,尽量最大限度使两者协调。关键词：膜生物反应器生活污水污泥 XX工业大学2016届本科毕业设计说明书毕业设计（论文）外文摘要TitleMembranebioreactorprincipleaswellassmallandMedium-sizedurbansewagetreatmentplantAbstractThisgraduationprojectistaketherelatedmaterialasthebasis,designsacitysewagetreatmentplant.Itsdayprocessloadwillbe100,000cubicmeters.Becausethecitysewageprincipalconstituentisanorganicmatter,thereforethisdesignhasusedtheprincipleprocessofmembranebioreactor.Membranebioreactortechnologygreatlystrengthenthefunctionsofthebioreactorthroughthemembraneseparationtechnology,andthemembranebioreactorprocessisanewandefficientbiologicalwastewatertreatmentprocessproducedbytheorganiccombinationofmembranetechnologyandbiologicalwastewatertreatmenttechnology.Itsworkingprincipleisusingtheaerobicmicrobialinthereactordegradingorganicpollutantsofsewage.Atthesametime,using nitrifyingbacteriawithinthereactorconversionofammonianitrogeninthesewagetoremovethesewagesmell(theodorofthesewageisgeneratedbyammonia).Finally,efficientsolid-liquidseparationofwateriscarriedoutthroughthehollowfibermembrane.Membranebioreactortechnologygreatlystrengthenthefunctionsofthebioreactorthroughthemembraneseparationtechnology.Comparedwithconventionalbiologicaltreatmentmethods,ithasadvantagesofthebiochemicalefficiency,resistancetoshockloadingcapability,waterqualityandstability,smallfootprint,longlifecycleofmud,easytoimplementautomaticcontrol,etc.Itiscurrentlyoneof XX工业大学2016届本科毕业设计说明书themostpromisingtreatmenttechnologyofwastewaterreuse.Sewagebyflotation,filtrationprocesscanbedirectlytotheMBRbythefilterpump,andthewaterafterenteringthestoragetankfordisinfectioncanreuseordischarge.Aftertheprocessingwaterachievedthecountrystipulatedtwolevelsdischargethestandard.Allowstodischargeintotheriversandthelakedirectlyorusesinthefarmlandirrigation.Aftertheprocessingactivesludgeusesinthefertilizerafterthedehydration.Thisdesignhadconsideredfullyintheconceptionbetweentheenvironmentbenefitandtheeconomicefficiencyrelation,asfaraspossiblemaximumlimitcausesbothcoordination.Keywords：membranebioreactorsanitarysewagemud XX工业大学2016届本科毕业设计说明书目录1引言11．1概述11．2本课题的目的及研究意义21．3本课题的国内外研究现状21.3.1国内研究现状21.3.2国外研究现状31．4设计原始资料31.4.1建设污水处理设施的必要性31.4.2废水来源与水质特点41.4.3设计资料42工艺方案的选择52．1总论52．2设计原则52．3工艺流程的确定63污水处理构筑物的设计计算73．1中格栅（20mm）73.1.1设计说明73.1.2设计计算83.1.3设备选型93．2污水提升泵房103.2.1设置作用103.2.2提升泵房设计原则103.2.3泵站扬程估算113.2.4泵的选型113.2.5集水池面积计算123.2.6吸水管路与压水管路计算123.2.7泵机组布置原则133．3细格栅（8mm）133.3.1设计说明133.3.2设计计算133.3.3设备选型153．4沉砂池153.4.1设计说明15 XX工业大学2016届本科毕业设计说明书3.4.2设计计算163.4.3设备选型183．5初沉池（辐流沉淀池）193.5.1设计说明193.5.2初沉池主体设计计算193．6膜生物反应池243.6.1厌氧池243.6.2好氧池253.6.3膜池323.7接触池353.7.1消毒方法的选择353.7.2消毒接触池的主体设计353.7.3加氯间设计计算373.8计量堰383.8.1尺寸设计383.8.2水头损失计算384污泥处理构筑物的设计计算404.1污泥浓缩池404.1.1池体设计414.1.2储泥池设计计算444.2污泥脱水间444.2.1脱水机房计算444.3污泥泵房455污水厂平面及高程的布置465.1污水厂平面布置465.1.1污水处理厂设施组成465.1.2污水处理厂平面布置一般原则465.1.3平面布置485.2污水厂高程布置495.2.1布置原则495.2.2污水高程布置505.2.3污泥高程布置515.3其他附属设施的设计545.3.1门的设计545.3.2窗的设计545.3.3走廊555.3.4通风设计55结论56 XX工业大学2016届本科毕业设计说明书参考文献57致谢58 XX工业大学2016届本科毕业设计说明书第58页1引言1．1概述水是人类的生命之源。它孕育和滋养了地球上的一切生物，并从各个方面为人类服务。水的用途大致有以下几个方面：生活用水、工业用水、农业用水、渔业用水、交通运输用水等。一般情况下，与人类生产和生活密切相关的前三种用水不能大规模取用海洋咸水，而只能取用淡水。但是，水环境中的淡水资源却很少，仅占总量的2.53％，而目前能供人类直接取用的淡水资源仅占0.22％，加之自然水源的季节变化和地区差异，以及自然水体遭到的普遍污染，致使可能直接取用的优质水量日益短缺，难以满足人们生活和工农业生产日益增长的需求，因此保护和珍惜水资源，是整个社会的共同职责。就我国而言，淡水资源人均不超过2545立方米，不到世界人均值的1/4，因此我们更应该保护和珍惜水资源。水是人类生活、工农业生产和社会经济发展的重要资源，科学用水和排水是人类社会发展史上最重要的社会活动和生产活动内容之一。水在人们的生产生活中占有非常重要的地位。在人类发展史上，无论是过去，现在，亦或是将来，水资源的开发和利用都倍受关注。在当今世界，城市的建设正在高速发展，随着城市规模的不断扩大和人口的增加，人们日益追求一个整洁、卫生、舒适的环境，水环境污染也成了一个重要问题。随着我国经济的发展，人民生活水平的提高，人们对水质水量的要求也不断提高，要求排放水体的污水一定要经过处理。“环境保护”已被我国定为一项基本国策，这是维持社会经济可持续发展的必要组成部分。我国是个缺水大国，水资源并不丰富，我国水资源有以下几个特点：一是全国降水在空间和时间的分布上极不平衡，南方水多，X方水少，差别悬殊，历史上水旱灾害极为频繁；二是X XX工业大学2016届本科毕业设计说明书第58页方有的地区人均占有水资源相当于世界上最干旱的国家，水量丰富的南方却常常发生季节性干旱，使依赖水灌溉的主要农作物水稻及一些经济作物用水困难；三是污水排放量大，处理率低；四是缺乏科学的用水定额和管理，生产耗水量大，水的浪费相当普遍。1．2本课题的目的及研究意义通过城市污水处理厂工艺的选择、设计，培养学生利用所学到的污水处理理论，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，主要设备造型包括格栅、提升泵、鼓风机、曝气器、污泥脱水机、砂水分离器、刮泥机、水下搅拌器、淹没式循环泵、加药设备、消毒设备等，以及平面布置和高程计算。本次设计是学生学习研究与实践成果的全面总结，是培养学生综合素质和工程实践能力的重要方法。着重培养学生综合分析和解决问题的能力，组织管理和社交能力，独立工作能力，培养学生严谨的科学作风和认真的工作态度，树立事业心和责任感,对于提高学生全面素质具有重要意义。1．3本课题的国内外研究现状1.3.1国内研究现状我国为水资源比较短缺的国家，随着经济的发展，城市化进程的加快，城市缺水问题日趋严重，而城市污水的大量排放，更加重了这一趋势。污水处理是防治水环境污染的重要技术措施之一，污水处理工艺水平的高低将直接影响一个地区的水环境质量。我国污水处理面临着水污染严重,污水治理起步晚、基础差、要求高的形势。近些年,城市污水处理的建设有了很大发展,截至2005年6月底，全国661个设市城市建有污水处理厂708座,处理能力为4912万m³/d，是2000年的两倍多；全年城市污水处理量162.8亿m³，比2000年增加了43%，城市污水处理率达45.7%。但绝大多数城市的污水处理能力满足不了实际需要，全国还有297个城市没有建成污水处理厂，其中地级以上城市63个，包括人口50万以上的大城市8个；于重点流域、区域“十五”规划范围内的城市54个。全国5万多个城镇，370多万个村庄，9亿多人口居住地尚无污水处理设施。目前我国城市污水处理工艺普遍采用的是传统活性污泥法、氧化沟、SBR等，这些成熟而有效的处理工艺，在世界各地被广泛应用。在目前城市污水处理，只有社会效益，没有经济效益的情况下，如此庞大的投资和运行费用，对经济不够发达的我国而言无疑是一个沉重负担。因此，本文以我国城市污水处理情况为基础，从排污系统建设、污水处理要求和效果等方面，对国内外城市污水处理工艺作了归纳，为提高我国的城市污水治理水平，最终促进经济与环境的协调发展提供技术参考。 XX工业大学2016届本科毕业设计说明书第58页1.3.2国外研究现状近二十年来,一些发达国家为了解决日益严重的水质污染问题，不惜巨额投资兴建了大量不同规模的城市污水处理厂。据资料介绍，美国现在平均每1万人就拥有1座污水处理厂，英国和德国每7000～8000人拥有1座污水处理厂。而且国外污水处理厂建设和发展的主要特点为污水处理厂趋向于大型化。国内外对城市污水是集中处理还是分散处理的问题已经形成共识，即污水的集中处理（大型化）应是城市污水处理厂建设的长期规划目标。结合不同的城市布局、发展规划、地理水文等具体情况，对城市污水处理厂的建设进行合理规划、集中处理，不仅能保证建设资金的有效使用率、降低处理能耗，而且有利于区域或流域水污染的协调管理及水体自净容量的充分利用。国内外对城市污水是集中处理还是分散处理的问题已经形成共识，即污水的集中处理（大型化）应是城市污水处理厂建设的长期规划目标。结合不同的城市布局、发展规划、地理水文等具体情况，对城市污水处理厂的建设进行合理规划、集中处理，不仅能保证建设资金的有效使用率、降低处理能耗，而且有利于区域或流域水污染的协调管理及水体自净容量的充分利用。当前流行的污水处理工艺有：AB法、SBR间歇式活性污泥法、氧化沟法、普通曝气法、A/A/O生物脱氮除磷法、A/O生物脱氮活性污泥法、膜生物反应器法等，这几种工艺都是从活性污泥法派生出来的，且各有其特点。1．4设计原始资料1.4.1建设污水处理设施的必要性某城市位于山东省境内，濒临渤海莱州湾，属于半岛城市群中心位置，是山东省重要的区域中心城市和沿海开放城市，是连接沿海与内陆的枢纽城市。该市有一条X流沿城流过，并有铁路、公路与外省各地相通，交通便利，具有良好的发展前景。随着城市的发展，大量工厂、企业迅速兴起，大部分沿该X流的干流、支流两岸分布。城市内的化工、造纸、纺织及印染等企业均在X流的下游段设置废水集中流量排放点。由于本市基础设施不完善，大量的城市污水和工业废水未经处理直接排水受纳水体，对水环境造成了严重的污染，制约了工业生产的发展和人民生活水平的提高。为解决这一问题，该市政府拟投资在该市市郊建一污水处理厂，采用较先进的污水处理方法，改善水环境污染。 XX工业大学2016届本科毕业设计说明书第58页1.4.2废水来源与水质特点废水主要是来自居民生活污水和市区内工业区的化工、造纸、纺织及印染等企业工业废水，该工业废水在排入市政管网之前已经过适当处理，并且达到国家规定的工业企业废水排入市政管网的标准。该生活污水和工业废水经市政排水管网收集之固定排放口。本次设计任务即为收集后的废水进行处理。设计流量：本次设计废水水量为10万m3/d进水水质特点：CODcr为500mg/L，SS为350mg/L，BOD5为100mg/L，TN为30mg/L，NH4+-N为25mg/L，TP=2.0mg/L，pH为6-9，色度为200。设计出水水质:根据山东省节能减排要求，新建污水处理厂的排水执行一级标准的B标准。并结合国家有关规范和标准及山东省的节能减排要求，确定本污水处理厂出水水质如下：CODcr≤60mg/L，TN≤20mg/L，SS≤20mg/L，BOD5≤20mg/L，NH4+-N≤8（15）mg/L，TP(以P计)≤1.0mg/L，粪大肠菌群数＜104个/L。1.4.3设计资料1）气象条件：该区域属于半湿润季风区，为暖温带季风大陆性气候，四季分明。春季温暖而干燥，风大雨少；夏季温热多雨；秋季天高气爽；冬季寒冷少雨雪。年平均气温13.7℃，极端最高气温40.7℃，极端最低气温-17.2℃。年平均相对湿度64%，年平均日照时数2508.7小时，年平均降雨量536.5mm，最大积雪深度为20cm。全年以南（S）风出现频率最高为14.91%，其次为东南和南南东（SE、SSE）风，出现频率分别为12.50%、10.48%，其余各方位出现频率较小，其中以西南西（WSW）风出现频率最小为1.57%。春、秋、冬季以南（N）风出现频率为最高，夏季以东南（SE）风为主，年平均风速3.5m/s。2）地质状况：良好，满足工程地质要求。3）纳污X流：位于城市的东部自X向南流，常水位标高为178.2m，20年一遇洪水水位标高为182.5m。4）厂区进水总干管管径为DN1500，进水管管底绝对标高为179m，地面标高为186m。 XX工业大学2016届本科毕业设计说明书第58页2工艺方案的选择2．1总论随着城市的发展，大量工厂、企业迅速兴起，大部分沿该X流的干流、支流两岸分布。城市内的化工、造纸、纺织及印染等企业均在X流的下游段设置废水集中流量排放点。由于本市基础设施不完善，大量的城市污水和工业废水未经处理直接排水受纳水体，对水环境造成了严重的污染，制约了工业生产的发展和人民生活水平的提高。为解决这一问题，该市政府拟投资在该市市郊建一污水处理厂，采用较先进的污水处理方法，改善水环境污染。膜生物反应器集生物反应器的生物降解和膜的高效分离于一体，是膜技术和污水生物处理技术有机结合产生的新型高效污水生物处理工艺。其工作原理是利用反应器的好氧微生物降解污水中的有机污染物。同时，利用反应器内的硝化细菌转化污水中的氨氮，以去除污水中产生的异味（污水中的异味主要由氨氮产生）。最后，通过中空纤维膜进行高效的固液分离出水。膜生物反应器工艺通过膜分离技术大大强化了生物反应器的功能，与传统的生物处理方法相比，具有生化效率高、抗负荷冲击能力强、出水水质稳定、占地面积小、排泥周期长、易实现自动控制等优点，是目前最有前途的污水回用处理技术之一。污水经气浮、过滤工艺处理后，可直接由过滤泵送至MBR反应器处理，出水进入储水池消毒即可回用或排放。城市污水处理厂的工艺选取通常要先考虑污水厂的规模。根据我国的具体情况，大体上可分为大型、中型和小型污水处理厂。规模大于10万m3/d的为大型污水处理厂，中型污水处理厂的规模为1～10万m3/d，规模小于1万m3/d的是小型污水处理厂。2．2设计原则考虑城市经济发展及当地现有条件，确定方案时考虑以下原则：(1)要符合适用的要求。首先确保污水厂处理后达到排放标准。考虑现实的技术和经济条件，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)筑物型式、主要设备、设计标准和数据等，应最大限度地满足污水厂功能的实现，使处理后污水符合水质要求。(2)污水厂设计采用的各项设计参数必须可靠。 XX工业大学2016届本科毕业设计说明书第58页(3)污水处理厂设计必须符合经济的要求。设计完成后，总体布置、单体设计及药剂选用等要尽可能采取合理措施降低工程造价和运行管理费用。(4)污水处理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，设计时应为以后的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、超越管线等。2．3工艺流程的确定根据污水的特点：（1）污水以有机污染物为主，BOD/COD=0.2，可生化性较好，重金属及其他难以生物降解的有毒有害污染物一般不超标；（2）污水中主要污染物指标BOD、COD、SS都值都比较低，属普通城市污水；（3）进水中NH4+-N、TN、TP含量高于污水综合排放标准一级标准，需添加脱氮除磷工艺；（4）本课题污水处理量不是很大，在达到污水处理要求的前提下，应着重考虑工程占地面积和污水处理费用的节省。按《城市污水处理和污染防治技术政策》要求推荐，大于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。由上可见，对这样的城市污水，其各项控制指标的属于普通城市污水的范围之内，且需脱氮除磷，要求采用较先进的污水处理方法，改善水环境污染，故该设计采用的处理方法为膜生物反应器法。膜生物反应器法可根据对污水的处理程度的不同要求，灵活调节其运行方式，处理出水效果好。根据以上对污水的分析和任务书中的相关数据要求，决定在此次设计中以膜生物反应器法为主要处理工艺设计污水厂水处理流程，而达到任务书要求。对该工艺流程进行说明：原水先经过20mm的中格栅后，由进水提升泵提升到平流沉砂池。其出水经8mm的细格栅过滤后进入膜生物反应器生物反应池。生物反应池采用UCT工艺，有机物、氮、磷等污染物在生物池中被去除。同时在系统中设有化学除磷设施，辅助生物除磷，循环泵将生物池内的混合液提升至膜池进行固液分离。膜过滤出水经消毒后直接排放。MBR处理系统的设计参数:生物反应池共3个, XX工业大学2016届本科毕业设计说明书第58页依次为厌氧池、好氧池和膜池。工艺流程图如下：图2-1工艺流程图3污水处理构筑物的设计计算3．1中格栅（20mm）3.1.1设计说明格栅是有一组平行的金属栅条或筛网制成，安装以拦截较大的呈悬浮或漂浮状态的固体污染物及杂质，起到净化水质，保护进水泵正常运转的作用，并尽量处理那些不利于后续处理的杂物。格栅一般斜置在进水泵站之前，主要对水泵起保护作用，截去污水中较大的悬浮物，它本身的水流阻力并不大，水头损失只有几厘米，阻力主要产生于筛余物堵塞栅条，一般当格栅的水头损失达到10-15厘米时就该清洗。格栅按形状可分为平面格栅和曲面格栅两种，按格栅栅条间隙可分为粗格栅（50-100mm），中格栅（10-40mm），细格栅（3-10mm）三种。 XX工业大学2016届本科毕业设计说明书第58页根据清洗方法，格栅和筛网都可设计成人工清渣和机械清渣两类，当污染物量大时，一般应采用机械清渣，以减少人工劳动量。栅条的断面形状有圆形、锐边矩形、迎水面为半圆形的矩形、迎水面背水面均为半圆的矩形几种。而其中迎水面为半圆形的矩形的栅条具有强度高，阻力损失小的优点。经初步核算每日栅渣量大于0.2m3/d，所以采用机械除渣。我国过栅流速一般采用0.6-1.0m/s，此次设计采用0.9m/s。格栅前渠道内水流速度一般取0.4-0.9m/s，本设计取0.7m/s。格栅倾角一般采用45°-75°，机械清除国内一般采用60°-70°，本设计采用60°。3.1.2设计计算(1)设计参数：变化系数Kz：Kz=2.7/Q0.11=1.24设计污水量Qd＝100000m３/d＝4166.7m３/h=1.16m３/s。最大日流量：Qmax=Kz×Qd=1.24×4166.7=5166.7m３/h=1.43m３/s采用中格栅，栅条宽度s＝0.01m，栅条间隙b=20mm，格栅安装倾角α=60°，栅条断面为矩形，过栅流速v=0.9m/s(2)设计计算：①确定格栅前水深，根据最优水力断面公式计算得:栅前槽宽:则栅前水深:②格栅栅条间隙数n(个)n===92.5取n=93(个)③栅槽宽度B(m)B=s(n－1)＋bn=0.01×(93－1)＋0.02×93=2.78(m)④进水渠道渐宽部分长度L1(m) XX工业大学2016届本科毕业设计说明书第58页取进水渠道宽B1=0.65m，渐宽部分展开角α1=20°，此时进水渠道内流速v===2.44(m/s)L1===2.93(m)⑤栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度L2(m)L2===1.47(m)⑥通过格栅的水头损失h1(m)圆形栅条阻力系数ε=β(s/ｂ)4/3=2.42×(0.01/0.02)4/3=0.96h1==3×0.96××sin60°=0.11(m)k-系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增加倍数，取k=3β-阻力系数，与栅条断面形状有关，当为矩形断面时β=2.42⑦栅前槽高H1(m),栅后槽高H(m)取超高h2=0.3mH1=h＋h2=0.9＋0.3=1.2(m)H=h＋h1+h2＝0.9＋0.11+0.3=1.31(m)⑧槽总长度L(m)L=L1＋L2＋1.0＋0.5＋=2.93+1.47+1.0+0.5+=6.54(m)⑨每日栅渣量W(m3)取W1=0.08m3栅渣／103m3废水;Kz=1.24W===8.0(m3)>0.2(m3)每日栅渣量＞0.2m3,所以采用机械除渣。3.1.3设备选型表3-1GH型链条式回转格栅除污机性能规格及外形尺寸公称栅宽B（m）槽深（mm）安装角度α(°)栅条间距（mm）电动机功率(kW)栅条面积（mm）整机重量(Kg)生产厂2.8自选60°750.75-2.250×103500-5500无锡通用机械厂 XX工业大学2016届本科毕业设计说明书第58页图3-1中格栅设计草图3．2污水提升泵房3.2.1设置作用将污水提升以让其在后续的处理过程重力流流过。3.2.2提升泵房设计原则采用膜生物反应器工艺方案，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，后面的膜组件的自吸泵会保证水能靠重力流入排放水体，而不会发生倒吸。污水经提升后入细格栅，然后自流通过沉砂池、初沉池、膜生物反应器及接触池，最后由出水管道排入X流。泵房要求：1）．泵房进水角度不大于45度。2）．相邻两机组突出部分的间距，以及机组突出部分与墙壁的间距，应保证水泵轴或电动机转子再检修时能够拆卸，并不得小于0.8m。如电动机容量大于55KW时，则不得小于1.0m，作为主要通道宽度不得小于1.2m。3）.泵站采用钢筋混凝土结构半地下式矩形泵房。4）.水泵为自灌式。 XX工业大学2016届本科毕业设计说明书第58页3.2.3泵站扬程估算设计数据：表3-2主体构筑物水头损失构筑物水头损失构筑物水头损失中格栅10--25沉砂池10--25好氧池25--50厌氧池25--50细格栅10--35平流沉淀池20--40A）站外构筑物水头损失=好氧池水损+厌氧池水损+平流沉淀池水损+沉砂池水损+细格栅水损=0.50+0.50+0.40+0.25+0.35=2.0mB）集水井有效水深为2m，由前面的计算知中格栅过栅水头损失h1=0.11m，进水管的管底水位标高为179m，则栅后集水池最高水位为h=179-0.11-2=176.89m，则集水池的最低水位为h0=176.89-2=174.89mm。由站外水头损失，取细格栅水位标高为182.5m+2.0m=184.5m，则：集水池最低工作水位与所需提升最高水位之间的高差为：184.5-174.89=9.61mC）泵站内的管线损失假设为2.0m，考虑自由水头为1.0m，加安全水头2m则水泵所需总扬程为Hmax=2+9.61+1+2=14.61m（取H=15m）3.2.4泵的选型污水泵站选泵应考虑下列因素：⑴水泵机组工作泵的总抽升能力，应按进水管的最大污水流量设计，并应满足最大充满度的流量要求。⑵尽量选用类型相同（最多不超过两种型号）和口径相同的水泵，以便于检修，但应满足低流量时的要求。⑶由于生活污水对水泵有腐蚀作用，故污水泵站应尽量选用污水泵，污水泵一般可使用4000小时检修一次。因此根据设计流量Qmax=5166.7m3/h，考虑选用4台500QW2400-22-220型潜污泵（流量2400m3/h，扬程22m，转速740r/min，功率220kw），三用一备。其性能参数见下表：表3-3500QW2400-22-220型潜污泵性能参数流量扬程转速电动机功率效率出口直径/(mm)重量（kg） XX工业大学2016届本科毕业设计说明书第58页24002274022084.655004280泵安装的各个安装尺寸：Hmax=600mm，H2=950mm，H=3000mm，E：210mm×1750mm集水池的最低水位标高与泵房地面标高之差为：Hmax+H2=600+950=1550mm3.2.5集水池面积计算考虑4台水泵（1台备用）每台水泵的容量为（5166.7×1000）/（3×3600）=478.4L/s。集水池的容积应根据设计流量、水泵能力和水泵工作情况等因素确定，一般符合下列要求：污水泵站的集水池容积，不应小于最大一台水泵5min的出水量，按最大一台水泵5min的扬水量来计算：V=5=560=143.5m3选择集水池与机器间合建式的矩形泵站。最低水位距距池底高度取600+950=1550mm，即最低水位h2=1.55m。取有效水深h=2m，集水池最高水位h1=2+1.55=3.55m。则集水池面积为:A===71.76m23.2.6吸水管路与压水管路计算每台泵有单独的吸水管与压水管：⑴吸水管吸水管路的要求:①不漏气管材及接逢②不积气管路安装③不吸气吸水管进口位置④设计流速：一般采用v取1.0～1.5m/s，最低不得小于0.7m/s，以免管内产生沉淀。已知Q1=5166.7÷3=1722.23m3/h=0.48m3/s采用DN700钢管，则v=1.35m/s，1000i=2.65吸水管进口应装置喇叭口，其直径为吸水管直径的1.3—1.5倍，取R=1.4D=1.4×700=980mm，喇叭口安设在集水池的集水坑里。(2)压水管 XX工业大学2016届本科毕业设计说明书第58页压水管路要求:①要求坚固而不漏水,通常采用钢管,并尽量焊接口,为便于拆装与检修,在适当地点可高法兰接口。为了防止不倒流，应在泵压水管路上设置止回阀。②压水管的设计流速：一般不小于1.5m/s采用DN500钢管，则v=2.36m/s，1000i=14.33.2.7泵机组布置原则在不妨碍操作和维修的需要下，尽量减少泵房建筑面积的大小，以节约成本。本污水提升泵房采用矩形钢筋混凝土结构，此类泵房平面面积相对较小，可以减少工程造价。为了布置紧凑，充分利用建筑面积，将四台泵机组并列布置成一排，两台为正常转向，两台为反常转向，在订货时予以说明。三用一备，每台泵有单独的吸水管、压水管，引出泵房后连接起来，吸水管上设有Z41T-10(DN700)型明杆楔式闸阀，出水管设有D941X型电动法兰式蝶阀（DN500）。为减少泵房建筑面积，闸阀切换井设在泵房外面。3．3细格栅（8mm）3.3.1设计说明细格栅安装在污水提升泵之后，沉砂池之前，用来截留污水中较小的悬浮物和漂浮物，如：纤维、碎皮、毛发、果皮、蔬菜、木片、布条、塑料制品等，防止堵塞和缠绕曝气器、管道阀门、处理构筑物配水设施、进出水口，减少后续处理产生的浮渣，保证污水处理设施的正常运行。3.3.2设计计算(1)设计参数：最大设计污水量Qmax＝1.43m３/s。采用细格栅，栅条宽度s＝0.01m，栅条间距b=8mm，格栅安装倾角α=60°，栅条断面为矩形，过栅流速v=0.9m/s，格栅台数N=4则单台最大设计污水量Qmax0＝Qmax/4=1.43/4=0.36m３/s(2)设计计算：①确定格栅前水深，根据最优水力断面公式计算得:栅前槽宽: XX工业大学2016届本科毕业设计说明书第58页则栅前水深:②每台格栅栅条间隙数n(个)n===51.7取n=52(个)③栅槽总宽度B(m)设计采用圆钢为栅条，两个格栅合建B0=s(n－1)＋bn=0.01×(52－1)＋0.008×52=1.0(m)B=2×B0+0.2=2.2m（考虑中间隔墙厚0.2m）④进水渠道渐宽部分长度L1(m)取进水渠道宽B1=0.35m，渐宽部分展开角α1=20°，此时进水渠道内流速v===2.44(m/s)L1===1.72(m)⑤栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度L2(m)L2===0.86(m)⑥通过格栅的水头损失h1(m)圆形栅条阻力系数ε=β(s/ｂ)4/3=2.42×(0.01/0.008)4/3=3.26h1==3×3.26××sin60°=0.35(m)k-系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增加倍数，取k=3β-阻力系数，与栅条断面形状有关，当为矩形断面时β=2.42⑦栅前槽高H1(m),栅后槽高H(m)取超高h2=0.3mH1=h＋h2=0.9＋0.3=1.2(m)H=h＋h1+h2＝0.9＋0.35+0.3=1.55(m)⑧槽总长度L(m) XX工业大学2016届本科毕业设计说明书第58页L=L1＋L2＋1.0＋0.5＋=1.72+0.86+1.0+0.5+=4.77(m)⑨每日栅渣量W(m3)取W1=0.08m3栅渣／103m3废水;Kz=1.24W===2.0(m3)>0.2(m3)每日栅渣量＞0.2m3,所以采用机械除渣。细格栅设计草图见图3-2图3-2泵后细格栅设计草图3.3.3设备选型选择XGS旋转式格栅（齿耙）污机5台，4用1备，除污机性能参数见表3-4表3-4XGS旋转式格栅（齿耙）除污机规格格栅间隙（mm）水室宽设备宽格栅宽井深（mm）地面以上高（mm）安装角度（°）XGS-10008120011501000任选2135603．4沉砂池3.4.1设计说明沉砂池主要用于去除污水中粒径大于0.2mm，密度2.65t/m3的砂粒，以保护管道、阀门等设施免受磨损和阻塞。沉砂池有平流式、竖流式、曝气式和旋流式四种形式。平流式沉砂池具有截留无机颗粒效果较好、工作稳定、构造简单、排沉砂较方便等优点。本设计采用平流式沉砂池。 XX工业大学2016届本科毕业设计说明书第58页沉砂池一般规定：⑴设计流量应按分期建设考虑：A.当污水为自流进入时，应按每期的最大设计流量计算；当污水为提升进入时，应按每期工作水泵的最大组合流量计算。B.在在合流制处理系统中，应按降雨使得设计流量计算。⑵沉砂池个数或分隔数不应少于2个，并宜按并联设计设计。当污水量较少时，可考虑一格工作、一格备用。⑶城市污水的沉沙量可按103m3污水尘砂30m3计算，其含水率为60％，容量为1500kg/m3;合制流污水的沉砂量应根据实际情况确定。⑷砂斗容积应按不大于2d的沉砂量计算，斗壁与水平面的倾角不应小于55°。⑸除砂一般宜采用泵吸式或气提式机械排砂，并设置贮砂池或晒砂场。排砂管直径不应小于200mm。⑹当采用重力排砂时，沉砂池和贮砂池应尽量靠近，以缩短排砂管长度，并设排砂闸门于管的首端，使排砂管畅通和易于养护管理。⑹沉砂池的超高不宜小于0.3m。3.4.2设计计算⑴设计参数设计流量Qmax=1.43m3/s，Kz=1.24流速v=0.25m/s（流速要求在0.15～0.3m/s）停留时间t=40s（停留时间要求为30s～60s）沉砂池超高h1=0.3mL=vt=10.0m⑵水流断面面积A（m2）A=Qmax/v=1.43/0.25=5.72m2⑶池总宽度B（m）沉沙池设两座，每座取2格，每格宽b=1.5m，则总宽度B=2b=3.0m⑷有效水深h2（m）h2＝A/2B=5.72/（2×3.0）=0.96m0.25m<0.96m<1.0m满足要求⑸沉砂池室所需容积V（m3） XX工业大学2016届本科毕业设计说明书第58页考虑排泥间隔天数为2天。即t=2d，则沉砂池容积：V===6.0m3其中城市污水沉砂量：X=3m3/105m3.⑹沉砂斗容积V0（m3）设每一分格有两个沉砂斗，共有4个分格V0’=V/(4×2)=6.0/8=0.75m3沉砂斗各部分尺寸：设计斗底宽a1=0.50m，斗壁与水平面的倾角为60°，斗高取h3’=0.8m，则沉砂斗上口宽：a=(2×h3’)/tan60°+a1=(2×0.8)/tan60°+0.5=1.43m则沉砂斗容积:V0=h3’(a2+2a×a1+2a12)/6=0.8×(1.432+2×1.43×0.5+2×0.52)/6=0.67m3>0.3m3，符合要求⑺沉砂池高度H(m)：采用重力排砂，设计池底坡度为0.06，两个沉沙斗之间间隔壁厚取0.2m,坡向沉砂斗长度：L2=(L-2a-0.2)/2=(10-2×1.43-0.2)/2=3.47m则沉泥区高度为：h3=h3’+0.06L2=0.8+0.06×3.47=1.01m池总高度H：设超高h1=0.3m，则总高为H=h1+h2+h3=0.3+0.96+1.01=2.2m⑻进水渐宽部分长度L1(m):L1===2.61(m)⑼出水渐窄部分长度L3(m):L3=L1=2.61m⑽验算最小流速:在最小流量时，只有一格工作，n1=1Vmin=Qmin/(n1wmin)=(1.43/2)/(1·4.628/2)=0.31m/s＞0.15m/s XX工业大学2016届本科毕业设计说明书第58页⑾排砂管道本设计采用沉砂池底部管道排砂，排砂管道管径DN=200mm。沉砂池草图如下图60°图3-3平流沉砂池草图3.4.3设备选型沉砂池的沉砂经排砂装置排除的同时，往往是砂水混合体，为进一步分离出砂和水，需配套砂水分离器。清除沉砂的间隔时间为2d，根据该工程的排砂量，间歇排砂，选用一台扬州天雨给排水设备集团有限公司生产的LCS型链条除砂机，该设备的主要技术性能参数见表3-5：表3-5LCS型链条除砂机性能型号集砂槽净宽（mm）刮板线速（m/min)功率（kW）排砂能力（m3/h)LCS-1200120030.754.5砂水分离器选择江苏天雨集团生产的SF-320砂水分离器，该设备的主要技术性能参数见表3-6：表3-6SF-320砂水分离器性能型号螺旋外径（mm）处理量（m3/h）电机功率（kW）转速（r/min）分离粒径（mm）SF-32028043～720.375≥0.2 XX工业大学2016届本科毕业设计说明书第58页3．5初沉池（辐流沉淀池）3.5.1设计说明沉淀池一般分平流式、竖流式和辐流式，本设计初沉池采用辐流式沉淀池。下表为各种池型优缺点和适用条件。池型优点缺点适用条件平流式(1)沉淀效果好(2)对冲击负荷和温度变化的适应能力强(3)施工简易(4)平面布置紧凑(5)排泥设备已趋于稳定(1)配水不易均匀(2)采用机械排泥时，设备复杂，对施工质量要求高适用于大、中、小型污水厂竖流式(1)排泥方便(2)占地面积小(1)池子深度大，施工困难(2)对冲击负荷和温度变化的适应能力差适用于小型污水厂辐流式(1)多为机械排泥，运行可靠，管理简单(2)排泥设备已定型化机械排泥设备复杂，对施工质量要求高适用于大中型污水处理厂3.5.2初沉池主体设计计算本设计选择二组辐流沉淀池，N=2组，每组设计流量为1.43/2=0.715m3/s，从沉砂池流来的污水进入集配水井，经过集配水井分配流量后流入辐流沉淀池。⑴沉淀部分有效面积式中F——沉淀部分有效面积（m2）；Q——设计流量（m3/s）；q"——表面负荷（m3/m2·h），一般采用1.5-3.0m3/m2·h。本设计取沉淀池的表面负荷q"=2m3/m2·h⑵沉淀池直径式中D——沉淀池直径（m）； XX工业大学2016届本科毕业设计说明书第58页⑶沉淀池有效水深式中h2——沉淀池有效水深（m）；t——沉淀时间（h），一般采用1—3h。本设计取沉淀时间t=2.0hh2=2×2=4m⑷每格沉淀池污泥部分所需容积按去除水中悬浮物计算式中Q——设计流量（m3/s）；C1——进水悬浮物浓度（mg/L）；C2——出水悬浮物浓度（mg/L），一般采用沉淀效率η=40%-60%；K2——生活污水量总变化系数；γ——污泥容重（t/m3），约为1；P0——污泥含水率（%）。本设计取每次排泥间隔时间T=0.1d，污泥含水率P0=97%，沉淀池的沉淀效率η=50%，出水悬浮物浓度C2=[100%－50%]×C1=0.5×C1辐流沉淀池采用周边传动刮泥机，周边传动刮泥机的周边线速度为4m/min，将污泥推入污泥斗，然后用X水压力将污泥排出池外。⑸污泥斗容积辐流沉淀池采用周边传动刮泥机，池底需做成5%的坡度，刮泥机连续转动将污泥推入污泥斗，设计中选择矩形污泥斗，污泥斗上口尺寸5×5m，底部尺寸3×3m，倾角为60°，有效高度1.35m。污泥斗的容积： XX工业大学2016届本科毕业设计说明书第58页式中V1——污泥斗容积（m3）；h5——污泥斗高度（m）；a——污泥斗上口边长（m）；a1——污泥斗底部边长（m），一般采用3m。沉淀池底部圆锥体体积：式中V2——沉淀池底部圆锥体体积（m3）；h4——沉淀池底部圆锥体高度（m）。R——沉淀池半径（m）；r——沉淀池底部中心圆半径（m）。本设计取沉淀池底部圆锥体高度h4=0.25m，沉淀池底部中心圆半径r=1m。沉淀斗总容积：V3=V1+V2式中V3——污泥斗总容积（m3）。V3=22.05+440.06=462.11m3>23.58m3⑹沉淀池总高度式中H——沉淀池总高度（m）；h1——沉淀池超高（m），一般采用0.3-0.5m；h3——沉淀池缓冲层高度（m），一般采用0.3m。本设计中取沉淀池超高h1=0.3m，沉淀池缓冲层高度h3=0.3m⑺进水集配水井辐流沉淀池分为二组，在沉淀池进水端设集配水井，污水在集配水井中部的配水井平均分配，然后流进每组沉淀池。 XX工业大学2016届本科毕业设计说明书第58页①配水井的中心管直径式中D2——配水井内中心管直径（m）；v2——配水井内中心管上升流速（m/s），一般采用v2≥0.6m/s。本设计取配水中内污水流速v2=0.7m/s②配水井直径式中D3——配水井直径（m）；v3——配水井内污水流速（m/s），一般取v=0.2-0.4m/s；本设计取配水井内污水流速v3=0.3m/s③集水井直径式中D1——集水井直径（m）；v1——集水井内污水流速（m/s），一般取v1=0.2-0.4m/s。本设计取集水井中内污水流速v1=0.3m/s。集配水井内设有超越闸门，以便超越。⑻进水管及配水花墙沉淀池分为二组，每组沉淀池采用池中心进水，通过配水花墙和稳流罩向池四周流动。进水管道采用钢管，管径DN=1000mm，管内流速0.937m/s，进水管道顶部设穿孔花墙处的管径为1300mm。 XX工业大学2016届本科毕业设计说明书第58页沉淀池中心管配水采用穿孔花墙配水，穿孔花墙位于沉淀池中心管上部，布置6个穿孔，过孔流速式中v3——穿孔花墙过孔流速（m/s），一般采用0.2-0.4m/s；B3——孔洞的宽度（m）；h3——孔洞的高度（m）；n3——孔洞数量（个）。设计中取孔洞的宽度B3=0.3m，孔洞的高度h3=0.6m，孔洞数量n=12个。穿孔花墙向四周辐射平均布置，穿孔花墙四周设稳流罩，稳流罩直径3.0m，高2.0m，在稳流罩上平均分布φ100mm的孔洞360个，孔洞的总面积为稳流罩过水断面的15%。⑼出水堰沉淀池出水经过双侧出水堰跌落进入集水槽，然后汇入出水管道排入集水井。出水堰采用双侧90°三角形出水堰，三角堰顶宽0.16m，深0.08m，间距0.05m，外侧三角堰距沉淀池内壁0.4m，三角堰直径为27.33m，共有409个三角堰。内侧三角堰距挡渣板0.4m，三角堰直径为26.33m，共有394个三角堰。两侧三角堰宽度0.5m。三角堰后自由跌落0.1-0.15m，三角堰有效水深为式中Q1——三角堰流量（m3/s）；H1——三角堰水深（m），一般采用三角堰高度的1/2—1/3。三角堰堰后自由跌落0.15m，则堰水头损失0.202m。⑽堰上负荷式中q1——堰上负荷（L/s·m），一般小于2.9L/s·m；D1——三角堰出水渠道平均直径（m）。 XX工业大学2016届本科毕业设计说明书第58页⑾出水挡渣板三角堰前设有出水浮渣挡渣板，利用刮泥机桁架上的浮渣刮板收集。挡渣板高出水面0.15m，伸入水下0.5m，在挡渣板旁设一个浮渣收集装置，采用管径DN=500mm的排渣管排出池外。⑿出水渠道出水槽设在沉淀池周边，双侧收集三角堰出水，距离沉淀池内壁0.4m，出水槽宽0.5m，深0.7m，有效水深0.40m，水平流速0.77m/s。出水槽将三角堰出水汇集送入出水管道，出水管道将出水送到集水井。出水管道采用钢管，直径为DN=1200mm，管内流速0.628m/s。⒀刮泥机选型沉淀池采用周边传动刮泥机，周边传动刮泥机的线速度为4.0m/min，刮泥机底部设有刮泥板，将污泥推入污泥斗，刮泥机上部设有刮渣板，将浮渣刮进排渣装置。初沉池的刮泥机选用ZBG-40型刮泥机,共2个。表3-7ZBG-40型刮泥机的性能型号池直径（m）电动机功率（kw）周边线速m/min池深（m）生产厂ZBG-40402.24.03-5扬州天宇设备（集团）有限公司⒁排泥管沉淀池采用重力排泥，排泥管管径DN=500mm，排泥管伸入污泥斗底部，连续将污泥排出池外贮泥池内。3．6膜生物反应池3.6.1厌氧池⑴设计说明据资料，经济的厌氧池高度一般为4～6m，并且大多数情况下这也是系统优化的运行范围。厌氧池的池形有矩形、方形和圆形。圆形厌氧池具有结构稳定的特点，但是建造圆形厌氧池的三相分离器要比矩形和方形的厌氧池复杂得多。因此本次设计先用矩形厌氧池。⑵设计参数 XX工业大学2016届本科毕业设计说明书第58页Qd=100000m3/d,共设两座厌氧池，每座设计流量为Q0=Qd/2=100000/2=50000m3/d设计容积负荷为Nv=2.0kgCOD/(m3•d)；COD去除率为80%；进水COD：500mg/L=0.5kg/m3；出水COD：60mg/L=0.06kg/m3。⑶设计计算①厌氧池有效容积:V1=Q0×（L0-Le）/Nv=50000×（0.5-0.06）/2=11000m3②厌氧池尺寸：设计厌氧池有效高度为h=5m，则池表面积S=11000/5=2200m2则设计可取L=50m,B=45m，实际表面积为2250m2，实际有效容积为11250m3厌氧池的总容积V=50×45×5.5=12375m3,有效容积为11250m3,则体积有效系数为91%,符合有机负荷要求。③水力停留时间（HRT）和水力负荷率V2T=(11000/50000)×24=5.28hV2=(50000÷24)÷2200=0.9m3/(m2•h)对于颗粒污泥，水力负荷V2=0.1～0.9m3/(m2•h),符合要求。考虑0.5的超高，故池的总高度为：H=h1+0.5=5.5m3.6.2好氧池⑴设计说明好氧池采用类似于氧化沟的构造，改良后的交替工作式氧化沟混合液悬浮固体浓度（MLSS）一般为3500～4500mg/L,污泥负荷一般取LS=0.05～0.1kgBOD5/(kgMLVSS·d),考虑脱氮和污泥稳定化时，停留时间T=12～24h。沟有效水深一般取H=3.5m，每条沟容积一般相等。污泥龄一般为20～30d。好氧池设计为两组，按最大日平均时设计,每个好氧池设计流量为1430L/s，即62000m3/d。⑵设计参数确定设计有关参数：污泥龄θc=25天（考虑污泥得稳定化要求）；污泥含量MLSS=4000mg/L；MLVSS=2800mg/L； XX工业大学2016届本科毕业设计说明书第58页污泥产率系数Y=0.6；内源呼吸速率Kd=0.05d-1；剩余污泥含水率99.6%；①溶解性BOD5去除率活性污泥处理水中BOD5的值是由残存的溶解性BOD5和非溶解性BOD5二者组成，而后者主要以生物污泥的残屑为主体。活性污泥的净化功能是去除溶解性BOD5。因此从活性污泥的净化功能考虑，应将非溶解性BOD5从处理水的总BOD5值中减去。处理水中非溶解性BOD5值可用下列公式求得：BOD5=7.1bXaCe式中Ce—处理水中悬浮固体浓度，取值为25mg/L；b—微生物自身氧化率，一般介于0.05～0.1之间，取值0.09；Xa—活性微生物在处理水中所占比例，取值0.4。代入各值，得：BOD5=7.1×0.09×0.4×25=6.39≈6.4mg/L处理水中溶解性BOD5为20-6.4=13.6mg/L,溶解性BOD5的去除率为：η=（100-13.6）/100×100%=86.4%②CODcr的去除效率为：η=（500-60）/500×100%=88%③SS的去除效率：η=（350-20）/350×100%=94.3%④总氮的去除率：η=（30-20）/30×100%=33.3%⑶设计计算㈠容积计算：①曝气区容积V1②反硝化区容积V2 XX工业大学2016届本科毕业设计说明书第58页反硝化区脱氮量W计算（kgN/d）：[W=进水总量-（随剩余污泥排放的氮量+随水带走的氮量）]W=Q(N0-Ne)-0.124YQ(S0-Se)式中:N0,Ne——分别为进、出水中总氮浓度（mg/L）；0.124——为微生物细胞分子式C5H7NO2中氮占12.4%则W=Q(N0-Ne)-0.124YQ(S0-Se)=375.12（kg/d）反硝化区所需污泥量G(kg)：式中VDN——反硝化速率kgNO3--N/（kgMLSS·d），在水温20°C时，氧化沟中X=4000mg/L时，=0.06则kg反硝化区容积V2：澄清沉淀区容积：两条边沟是轮换作澄清沉淀用的。氧化沟总容积V：式中K——具有活性作用的污泥占总污泥量的比例。K=0.55（假设在沉淀过程中活性污泥无活性）,则： XX工业大学2016届本科毕业设计说明书第58页=㈡好氧池尺寸设好氧池有2座，工艺反应的有效系数fa=0.58，单座好氧池的有效容积：三组沟道采用相同的容积，则每组沟道容积：每组氧化沟单沟宽度为：B=10m，有效水深：h=3.5m，超高为0.5m，中间分隔墙厚度为：b=0.25m每组沟道面积：弯道部分面积：直线部分面积：直线段长度：取202m㈢剩余污泥量计算①剩余活性污泥量W1式中Kd——污泥自身氧化率（d-1），对于城市污水一般为0.05-0.1d-1。(kg/d)②不可生物降解和惰性悬浮物量占总TSS的约50% XX工业大学2016届本科毕业设计说明书第58页式中Sr——为SS去除量（kg/m3）(kg/d)总污泥量:(kg/d)湿泥量:(m3/d)㈣出水堰及出水竖井①出水堰（出水堰计算按薄壁堰来考虑）Q’=1.86bH3/2式中b——堰宽（m）；H——堰上水头，取0.03m；则出水堰分三组，每组宽度b1=b/3=24.67(m)②出水竖井考虑可调试出水堰安装要求，在堰两边各留0.3m的操作距离。出水竖井长：L=0.3×2+24.67=25.27（m）出水竖井宽：B=2.0m则出水竖井平面尺寸为：L×B=25.27m×2.0m㈤实际需氧量计算①碳化需氧量：D1 XX工业大学2016届本科毕业设计说明书第58页②硝化需氧量：D2D2=4.6×1.43×86400×（30-20）/1000=5683.40(kg/d）③反硝化脱氮产氧量:D3D3=2.6×1.43×86400×（30-20）/1000=3212.35（kg/d）④总需氧量：DD=D1+D2-D3=13065.36+5683.40-3212.35=15536.41（kg/d）⑤标准需氧量：实际需氧量确定后，需转化为标准状态需氧量（R0）以选取曝气设备。其转化公式为：式中：c——曝气池溶解含量，mg/L；——标准大气压下，T℃时清水中的饱和溶解氧含量，mg/L，本例取T=20℃时饱和溶解氧含量，查表为9.17mg/L；——标准大气压下，20℃清水中的饱和溶解氧含量，mg/L；——污水传氧速率与清水传氧速率之比，取值范围为0.5～0.95，=0.85；——污水中饱和溶解氧与清水溶解氧含量之比，通常为0.90～0.97，=0.95。(kg/d)=1040.57(kgO2/h)去除每1kgBOD5的需氧量==1.34(kgO2/kgBOD5)去除每1kgBOD5的标准需氧量 XX工业大学2016届本科毕业设计说明书第58页=2.16(kgO2/kgBOD5)㈥校核曝气时间最小时：(符合要求)污泥负荷：kgBOD5/(kgMLSS·d)⑷设备选择①单座好氧池须氧量：SOR1(kgO2/d)=520.28(kgO2/h)式中n——好氧池个数采用江苏一环集团公司生产的直径D=1000mm的转刷曝气机，充氧能力为8.22kgO2/(m·h)，单台转刷曝气机有效长度为9m。其性能参数如下表3-8表3-8BZS2-1×9型转刷曝气机性能参数转刷曝气机电动机减速机型号输出转速r/min动力效率kgO2/(kW·h)充氧能力[kg/(m·h)]最大浸深（cm）氧化沟宽度B（m）转刷直径(mm)有效长度L(mm)型号功率kW10009000Y225M-445WG45-20722～38.223010转刷曝气机有效长度：所需曝气转刷台数：（台），取10台（中间为4台，两侧边沟各3台） XX工业大学2016届本科毕业设计说明书第58页②潜水推进器两侧边沟各设三台上海深井泵厂生产的铸件式潜水推进器，共6台。其性能见表3-9表3-9铸件式潜水推进器搅拌机型号额定功率额定电流叶轮直径叶轮轮速(r/min)重量（kg）（kW）（A）（mm）QJB11/4-790/3-303/c/s1123.4790303400⑶电动可调旋转堰门好氧池每个边沟设江苏一环集团公司生产的AEW型电动可调旋转堰门3台，共12台。表3-10AEW型电动可调旋转堰门型号堰门有效长度（mm）配套电动机型号功率减速机速比出水堰上、下可调最大高度（mm）AEW-5000/0.555000550W三相异步60:15003.6.3膜池⑴设计说明膜的特点:①液中膜是标准模块化组件,可根据处理水量不同任意组合;②液中膜孔径为≤0.4μm,从膜通量、耐污染、易清洗等诸方面均有所考虑，设计合理;③液中膜的结构合理,它是由两张过滤膜粘贴在一个框架上而构成的，使得膜组件寿命长;④膜片之间的气水异向流使得空气既为好氧微生物供氧,又为膜片的自净提供动力,使膜片不易堵塞,经过科学的试验与实践经验,积累了丰富的经验,保证装置能长时间连续使用.⑵设计计算①膜通量(η)的确定膜通量：单位时间内通过单位膜面积的水量（单位：m3/m2·d）膜通量的选择与污泥过滤性能、污水水质以及运行的环境条件有关，一般情况下为： XX工业大学2016届本科毕业设计说明书第58页0.4～0.8m3/m2·d（参考：原水CODcr、BOD5浓度较低，可生化性强时,如洗浴废水,可取高限,反之，原水CODcr、BOD5浓度较高，可生化性较差时，如工业废水,取低限。）本题η取0.4m3/m2·d②膜支架张数（n）计算设计流量:Qmax=124000(m3/d)每天运行时间:t=24（h）(通常按每天24小时运行计算)膜通量：η=0.4(m3/m2·d)膜组件有效面积S:1600m2/组膜组件数:n=Qmax÷η÷t/24÷S=124000÷0.4÷24/24÷1600=194(组)③膜组件选型同一膜生物反映器内应选同型号的膜组件,本题选用NOVO-80型膜组件选型原则：每个单元应选同类型；双排布置时，选择双数组件对称布置；单排布置时，单排膜组件数不超过10组。考虑到灵活运行，膜装置分为两个池设计，每个池设97组膜组件④膜生物反应器池有效容积计算A.按膜组件安装尺寸计算：平面面积：首先按液中膜组件的安装要求来确定平面尺寸.膜组件间隔:1000-1300㎜膜组件中心与池壁距离:650mm池深设计：当鼓风机压力允许情况下，可加大有效水深，对膜组件无影响。水面以上设0.5-1.0m保护高度.NOVO-80平面布置尺寸为：2.00×1.44m,池深为6.0m则膜生物反应器有效容积:V=1.44×2.00×6.0×2×97=3353m3B.按BOD5容积负荷计算当膜生物反应器用来处理生活污水,特别是杂排水时,BOD5容积负荷(NV)取1.0-1.5kgBOD5/m3·d。取BOD5容积负荷NV为1.0Kg/(m3·d)WBOD5=Qmax×S0×10-3=124000×100×10-3=12400Kg·BOD5/d XX工业大学2016届本科毕业设计说明书第58页V=WBOD5÷NV=12400÷1.0=12400m3C.比较两种算法最终确定(MBR)池容积设计尺寸取上述两种算法中的较大值。如按BOD5容积负荷计算出的池容积大于按所选膜组件需要的池容积时,一般要设前置曝气池。由于根据BOD5容积负荷算出的池有效容积大于膜平面布置所得的池容积，故MBR池容积及尺寸按BOD5容积负荷确定。⑤膜池的水力停留时间t=24V/Qmax=24×12400/124000=2.4h⑥鼓风量的计算A.膜装置洗净所需空气每张膜洗净所需空气量q=12L/minMBR所需鼓风量G=N×n0×q=388000×12=4656m3/minB.生物处理所需空气量：需氧量OD=aLr+bSa=aQmax(S0-Se)+bVXfMBR池内污泥浓度取X=4000mg/L由实际运行装置获得f=0.8,b值取0.12OD=0.5(100-6.4)×10-3×124000＋0.12×12400×4×0.8=5804+4762=10566kg·O2/d所需空气量:G=OD/0.277e=10566/（0.277×0.03）=1271500m3/d=883.00m3/minC．比较两种空气量确定最终空气量比较按膜组件保持良好工作环境所需要的空气量与按生物处理需要的空气量,取较大值.由于生物氧化所需空气量小于膜洗净所需空气量，鼓风机的选择应以膜洗净所需空气量为依据，可选送风量为5000m3/min左右的风机或总风量相同的数台风机并联运行。风口的压力以池深为依据，本设计池深为6.0m，考虑到风管的阻力降，可取风压P=6500mm水柱的风机。 XX工业大学2016届本科毕业设计说明书第58页⑦剩余污泥量计算ΔX=YQ(S0-Se)-KdVX=0.6×124000×(100-6.4)×10-3-0.05×12400×4=4484kg/d⑧MBR出水泵的选择采用单级单吸立式离心泵，共28台，20用，8备。Q=282m3/h,H=12m,N=15KW3.7接触池城市污水经二级处理后，水质已经改善。细菌含量也大幅度减少，但细菌的绝对值仍相当可观。并有存在病原菌的可能。因此，污水排放水体前应进行消毒。本设计采用液氯消毒剂。其优点为：效果可观，投配量准确，价格便宜，适用于大、中型污水厂。3.7.1消毒方法的选择消毒方法分为两类：物理方法和化学方法。物理方法主要有加热、冷冻、辐照、紫外线和微波消毒等方法。化学方法是利用各种化学药剂进行消毒，常用的化学消毒剂有氯及其化合物、各种卤素、臭氧、重金属离子等。3.7.2消毒接触池的主体设计⑴设计参数加氯量：5mg/L-10mg/L接触时间：t=30min池底坡度：0.02常用消毒剂比较消毒剂名称优点缺点适用条件液氯效果可靠、投配简单、投量准确，价格便宜。氯化形成的余氯及某些含氯化合物低浓度时对水生物有毒害。当污水含工业污水比例大时，氯化可能生成致癌化合物。适用于，中规模的污水处理厂。漂白粉投加设备简单，价格便宜。同液氯缺点外，沿尚有投量不准确，溶解调制不便，劳动强度大。适用于出水水质较好，排入水体卫生条件要求高的污水处理厂。臭氧投资大成本高，设备管理复杂。 XX工业大学2016届本科毕业设计说明书第58页消毒效率高，并能有效地降解污水中残留的有机物，色味，等。污水中PH，温度对消毒效果影响小，不产生难处理的或生物积累性残余物。适用于出水水质较好，排入水体卫生条件要求高的污水处理厂。次氯酸钠用海水或一定浓度的盐水，由处理厂就地自制电解产生，消毒。需要特制氯片及专用的消毒器，消毒水量小。适用于医院、生物制品所等小型污水处理站。⑵主体设计本设计采用四组3廊道推流式消毒接触反应池①接触池容积②接触池表面积，有效水深设计为h2=3.0m，则每座接触池面积为：③池体平面尺寸设廊道宽度为b=2.0m，则接触池总宽度为B=3×2.0=6.0m，接触池长度为：验证：长宽比＞10，符合要求。④池体总高度取超高h1=0.3m，池底坡度为0.02，则池底坡降h3=0.02×L=0.02×29=0.58m，故池体总高度为：H=h1+h2+h3=0.3+3.0+0.58=3.88m⑤实际池容积V’=6×29×3.88=675.12m3⑶排泥设施①池底设有i=0.02的底坡，并在池子的进水端设排泥斗及排泥管，用刮泥板把泥刮至进水端，由管道排出。②污泥斗计算设集泥斗上部直径为5m，下部直径为3m，倾角为60°， XX工业大学2016届本科毕业设计说明书第58页则有污泥斗高度为：h4=(r1-r2)tgα=(2.0-1.0)tg60°=1.73m污泥斗有效容积为：选用DN200的铸铁管作为排泥管。⑷进水部分设计进水槽设计尺寸B×L×H=1.0m×4.0m×1.2m，采用潜孔进水，避免异重流。潜孔流速控制在0.2m/s～0.4m/s，取v=0.3m/s，则单池配水孔面积为：共设有4个潜孔，则单孔面积为设计孔口尺寸为0.6m×0.5m，实际流速为0.3m/s。查手册得，水流经孔口的局部阻力系数为ξ=1.06，则计算孔口水头损失为：⑸出水部分设计采用非淹没式矩形薄壁堰出流，取堰宽等于接触池廊道宽度b=2.0m，由手册得，非淹没式矩形薄壁堰流量公式为，代入m0=0.45，计算得：考虑堰后跌水0.15m，则出水总水头损失为：h2=H+0.15=0.20+0.15=0.35m则进出水总水头损失为：3.7.3加氯间设计计算⑴加氯量加氯量一般为5mg/L～10mg/L，本设计中加氯量按每立方米污水投加5g计(即5mg/L)，则总加氯量为：W=5×100000×10-3=500kg/d=20.83kg/h XX工业大学2016届本科毕业设计说明书第58页选用贮氯量为1000kg的液氯钢瓶，每日加氯量为500/1000=1/2瓶，共贮用10瓶⑵加氯设备选用3台ZJ-2型转子加氯机，两用一备，单台加氯量为12.5kg/h，要求注水量Q为3—6m3/h，扬程不小于20mH2O,加氯机尺寸为：550m×310m×770m。加氯机房平面尺寸为L×B=17.7m×9m。⑶混合装置在接触消毒池第一格、第二格起端设置混合搅拌机2台（立式）。混合搅拌机功率N0为：式中Q0T--混合池容，m3μ--水力黏度，20℃时μ=1.06×10-4kg·s/m2G--搅拌速度梯度，对于机械混合G=500s-1实际选用JBH-310-1机械混合搅拌机，桨叶直径Ф0.31m，浆板深度H=1.5m，桨叶宽度0.9m，电动机功率4.0kw。3.8计量堰为了提高污水厂的工作效率和运转管理水平，积累技术资料，以总结运转经验，为给处理厂的运行提供可靠的数据，必须设置计量设备。污水处理厂最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。本设计采用巴氏计量槽，其优点是水头损失小，不易发生沉淀，精确度可达96～98%，缺点是施工要求高。本设计流量范围为1.16m3/s～1.43m3/s，故采用测量范围在0.250m3/s～1.800m3/s的巴氏计量槽。3.8.1尺寸设计本设计设计流量Q=1.16m3/s，由《给水排水设计手册》第五册568页表10-3查得，选择测量范围在0.250m3/s～1.800m3/s的巴氏计量槽，各部分的尺寸为：W=0.9m,B=1.65m,A=1.683m,2/3A=1.122m,C=1.20m,D=1.56m3.8.2水头损失计算计量堰按自由流计， XX工业大学2016届本科毕业设计说明书第58页由《给水排水设计手册》第五册570页表10-4查得，应采用的计量堰尺寸为：当W=0.9m，Q=1160L/s时，H1=0.68m，自由流条件H2/H1≤0.7,取H2/H1=0.6则有：H2=0.408m。故计量堰水头损失为：H1-H2=0.68-0.408=0.272m(1)上游水头计算上游流速为：水力计算如下：湿周：f=B+2H1=1.65+2×0.68=3.01m过水断面积：F=B×H1=1.65×0.68=1.122m2水力半径：R=F/f=1.122/3.01=0.37m水力坡度：‰(2)下游水头计算下游流速为：水力计算如下：湿周：f=B+2H2=1.65+2×0.408=2.47m过水断面积：F=B×H2=1.65×0.408=0.674m2水力半径：R=F/f=0.674/2.47=0.27m水力坡度：‰计量堰应设在渠道的直线段上，上游渠道长度应不小于渠宽的2～3倍，取上游长度为L1=4.0m，下游渠道长度应不小于渠宽的4～5倍，故取下游长度为L2=8.0m，则全部直线段长L=L1+B+0.6+0.9+L2=4.0+1.65+0.6+0.9+8.0=15.15m不小于渠宽的8～10倍，符合要求。(3)计量堰水头损失计算(i×L)上游水头损失为：i×L1=0.76‰×4.0=0.0031m XX工业大学2016届本科毕业设计说明书第58页下游水头损失为：i×L2=5.44‰×8.0=0.0436m则计量堰总的水头损失为：4污泥处理构筑物的设计计算4.1污泥浓缩池在污水处理过程中产生大量的污泥，污泥含水率高，体积大，不便运输。污泥中还含有大量易腐化发臭的有机物，以及毒害物质，同时也有氮、磷、钾等植物营养素负荷，所以需经过有效处理，以便达到变害为利，综合利用，保护环境的目的。㈠污泥浓缩池作用与选型污泥浓缩的目的在于去除污泥颗粒间的空隙水，以减少污泥体积，为污泥的后续处理提供便利条件。采用连续运行的竖流式连续运行重力浓缩池2座，使用带有栅条的刮泥机刮泥。污泥来自初沉池和剩余污泥的混合。㈡污泥浓缩池设计数据与一般规定⑴进泥含水率：当为初次污泥时，其含水率一般为95％～97％；当为剩余活性污泥时，其含水率一般为99.2％～99.6％。⑵污泥固体负荷：当为初次污泥时，污泥固体负荷宜采用80～120kg/（m2·d）；当为剩余活性污泥时，污泥固体负荷宜采用30～60kg/(m2·d）。⑶浓缩后污泥含水率：由膜生物反应池进入污泥浓缩池的污泥含水率，当采用99.2％～99.6％时，浓缩后污泥含水率宜为97％～98％。⑷浓缩时间不宜小于12h，但也不要超过24h。⑸有效水深一般宜为4m，最低不小于3m。⑹集泥设施：辐流式污泥浓缩池的集泥装置，当采用吸泥机时，池底坡度可采用0.003；当采用刮泥机时，不宜小于0.01。不设刮泥设备时，池底一般设有泥斗。其泥斗与水平面的倾角，应不小于50度。刮泥机的回转速度为0.75～4r/h，吸泥机的回转速度为1r/h，其外缘线速度一般宜为1～ XX工业大学2016届本科毕业设计说明书第58页2m/min。同时在刮泥机上可安设栅条，以便提高浓缩效果，在水面设除浮渣装置。⑺构造及附属设施：一般采用水密性钢筋混凝土建造。设污泥投入管、排泥管、排上清液管，排泥管最小管径用150mm，一般采用铸铁管。⑻竖流式浓缩池：当浓缩池较小时，可采用竖流式浓缩池，一般不设刮泥机，污泥室的截椎体斜壁与水平面所形成的角度，应不小于50度，中心管按污泥流量计算。沉淀区按浓缩分离出来的污水流量进行设计。⑼上清液：浓缩池的上清液，应重新回流到初沉池前进行处理。其数量和有机物含量应参与全厂的物料平衡计算。⑽二次污染：污泥浓缩池一般均散发臭气，必要时应考虑防臭和脱臭措施。臭气控制可以从以下三个方面着手，即封闭、吸收和掩蔽。所谓封闭，是指用盖子或其他设备封住臭气发生源；所谓吸收，是指用化学药剂来氧化或净化臭气；所谓掩蔽，是指采用掩蔽剂使臭气暂时不向外扩散。4.1.1池体设计⑴污泥量的设计计算：初沉池的污泥量：Q1=2×23.58/0.1=471.6m3/d=47.16m3/次以每次排泥时间30min计，每次排泥量94.32m3/h=0.0262m3/s。膜池的剩余污泥量：ΔX=YQ(S0-Se)-KdVX=0.6×124000×(100-6.4)×10-3-0.05×12400×4=4484kg/d，Qs=ΔX/fXr=4484/(0.75×6.6)=905.86m3/d=37.74m3/h(Xr为回流污泥浓度；f=0.75)故总污泥量Q总=Q1+Q2Q总────混合污泥总量Q1───-─初沉池污泥量Q2────-膜池污泥量Q总=471.6+905.86=1377.46m3/d设计参数：剩余污泥量 XX工业大学2016届本科毕业设计说明书第58页浓缩池的设计进泥量取污泥固体负荷M=60kg/m2·d进泥浓度为：C=13g/L=13kg/m3有效水深h2=4m进泥含水量为：99.6%，出泥含水量为：97%，以下设计计算均为单座污泥浓缩池，则每座的设计流量为m3/d①浓缩池面积：②浓缩池直径：m取14m。③校核水力停留时间：浓缩池的有效容积：污泥在池中停留时间：(符合要求)④确定泥斗尺寸：浓缩后的污泥总体积为：m3/d单池贮泥区所需容积：（按10h泥量进行计算）污泥斗容积： XX工业大学2016届本科毕业设计说明书第58页式中h5——污泥斗高度(m)，；D1——污泥斗上半部直径(m)，5m；D2——污泥斗下半部直径(m)，3m;V1==22.21m3圆锥部分高度h4：(设池底坡向污泥斗的坡度为0.09)池底可储存污泥体积：m3污泥总容积：V=V1+V2=22.21+31.22=53.43m3>38.26m3，满足要求。⑤池边高度：取池超高h1=0.3m，缓冲层高h3=0.3m；浓缩池总高度：H1=h1+h2+h3=4.6mH=h1+h2+h3+h4+h5=0.3+4+0.3+0.41+1.73=6.74m⑥浓缩后总剩余污泥量：m3/d⑦刮泥机及污泥泵选型：根据池径D=14m，池深选择宜兴东瑞机械设备制造有限公司生产的ZXN14型污泥浓缩池中心传动刮泥机。其技术参数见表4-1表4-1ZXN14型污泥浓缩池中心传动刮泥机参数型号池径D（mm）池深H（mm）周边线速度（mm）电动机功率（kw）ZXN141451.2～3.00.37～0.75污泥泵根据污泥流量选择江苏亚太泵业集团公司生产的QW型潜水排污泵，其性能参数见表4-2 XX工业大学2016届本科毕业设计说明书第58页表4-2QW型潜水排污泵性能参数型号流量（m3/h）扬程（m）转速（r/min）电动机功率（kw）效率（％）出口直径（mm）重量（kg）80QW60-13-460131440472.1801214.1.2储泥池设计计算共设4座储泥池，单个池子的进泥量储泥时间为T=10h，则单个池子容积为：贮泥池尺寸：设计单池直径8m，高3.0m，取超高0.3m，总高3.3m.4.2污泥脱水间目前，常用的污泥脱水设备有板框压滤脱水机、带式压滤脱水机和离心脱水机。本设计采用带式压滤脱水机。带式压滤机的基本原理是通过设置一系列压辊及滚筒，将上下层滤带张紧，滤带间的污泥不断受挤压剪切后，加速泥水的分离。带式压滤机一般分为三个阶段，重力脱水段，楔形预压段，中/高压段。4.2.1脱水机房计算⑴污泥产量设四座脱水间，进泥量为：， XX工业大学2016届本科毕业设计说明书第58页污泥含水量为97%，经压缩后污泥含水率为75％，则浓缩后泥饼体积为：m3/d⑵污泥脱水机根据所需处理的污泥量，选用DY-1000型脱水机两台。表4-3DY型带式压榨过滤机基本参数型号规格带宽（mm）压滤面积（m2）电动机功率（kW）冲洗压力（Mpa）污泥含水率（％）泥饼含水率（％）DY-100010003.21.50.35～0.595～9860～804.3污泥泵房污泥泵房设计:⑴膜池剩余污泥量：Qs=37.74m3/h选型：100WL65-12-5.5立式污水污物泵两台，一台备用。性能参数：流量65m3/h扬程12m排出口径100mm⑵初沉池泥量：Q1=471.6m3/d=19.65m3/h选型：100WL30-25-7.5立式污水污物泵两台，一台备用。性能参数：流量30m3/h扬程25m排出口径100m⑶混合污泥量：Q=Qs+Q1=37.74+19.65=57.39m3/h选型：100WL65-12-5.5立式污水污物泵两台，一台备用。性能参数：流量65m3/h扬程12m排出口径100m XX工业大学2016届本科毕业设计说明书第58页5污水厂平面及高程的布置5.1污水厂平面布置污水厂的平面布置包括：处理构筑物的布置、办公、化验、辅助建筑的布置、以及各种管道、道路、绿化等的布置。污水厂的平面布置图应充分考虑地形、风向、布置合理、便于规划管理。5.1.1污水处理厂设施组成⑴生产性构（建）筑物生产性构（建）筑物分为污水、污泥处理设施。污水处理设施包括污水总泵站、格栅间、沉砂池、初沉池、生物反应池、消毒池、鼓风机房、污泥回流泵房、加氯间和氯库等。污泥处理设施包括浓缩池、贮泥池、脱水机房等。⑵辅助设施辅助设施分为生产和生活辅助设施。生产辅助设施包括综合办公楼（含化验室、中心控制室）、车库、机修间、晒砂场、污泥堆场等。生活辅助设施包括食堂、浴室、锅炉房、门卫室等。⑶各类管道厂区管道包括污水工艺管道、污泥工艺管道、空气管道、超越管道、上清液回收管道、厂区给水管道、排水管道、加药管等。⑷其它设施其他设施有道路、绿化、照明、围墙、大门。5.1.2污水处理厂平面布置一般原则⑴各处理单元构筑物的平面布置处理构筑物是污水处理厂的主体建筑物，在做平面布置时，应根据各构筑物的功能要求和水力要求，结合地形和地质条件，确定它们在厂区内平面的位置。对此，应考虑：①贯通、连接各处理构筑物之间的管、渠，使之便捷、直通，避免迂回曲折。②土方量做到基本平衡，并避开劣质土壤地段。③ XX工业大学2016届本科毕业设计说明书第58页在处理构筑物之间，应保持一定的间距，以保证敷设连接管、渠的要求，一般的间距可取值5—10m。④各处理构筑物在平面布置上，应考虑尽量紧凑。⑤污泥处理构筑物应尽可能单独布置，以方便管理，应布置在厂区夏季主导风向的下风向。⑵管、渠的平面布置①在各处理构筑物之间，设有贯通、连接的管、渠。此外，还应设有能够使各处理构筑物独立运行的管、渠，当某一处理构筑物因故停止工作时，其后接处理构筑物仍能够保持正常的运行。②应设超越全部处理构筑物，直接排放水体的超越管。③在厂区内还应设有空气管路、给水管路及输配电线路。这些管线有的敷设在地下，但大都在地上，对它们的安排，既要便于施工和维护管理，又要紧凑，少占用地。⑶辅助建筑物的平面布置污水厂内的辅助建筑物有集中控制室、变电所、机修间、浴池、食堂、综合楼等。它们是污水处理厂不可缺少的组成部分。①辅助建筑物建筑面积的大小应按具体情况与条件而定。辅助建筑物的位置应根据方便、安全等原则确定。②生活居住区、综合楼等建筑物应与处理构筑物保持一定距离，并应位于厂区夏季主风向的上风向。③操作工人的值班室应尽量布置在使工人能够便于观察各处理构筑物运行情况的位置。⑷厂区绿化平面布置时应安排充分的绿化地带，改善卫生条件，为污水厂工作人员提供优美的环境。⑸道路布置在污水处理厂内应合理的修建道路，方便运输，要设置通向各处理构筑和辅助建筑物的必要通道，通道的设计应符合如下要求：①主要车行道的宽度：单车道为3-4m，双车道为7-8m，并应有回车道。②车行道的转弯半径不宜小于6m。③人行道的宽度为1.5-2m。 XX工业大学2016届本科毕业设计说明书第58页④通向高架构筑物的扶梯倾角不宜大于45°。⑤天桥宽度不宜小于1m。5.1.3平面布置⑴工艺流程布置工艺流程布置根据设计任务书提供的厂区面积和地形，采用直线型。这种布置，生产联络管线短，水头损失小，管理方便，且有利于日后扩建。⑵构（建）筑物平面布置按照功能，将污水厂布置分成三个区域：①污水处理区，该区域位于污水厂中部，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、平流沉砂池、初沉池、生物反应池、接触消毒池、计量堰、鼓风机房、加氯间及氯库。②污泥处理区，该区域位于污水厂X部，厂区主导风向的下风向，由各项污泥处理设施组成，呈直线型布置。包括污泥回流泵房、污泥浓缩池、贮泥池、污泥堆场等。③生活区，生活区是将办公楼、食堂、锅炉房、浴室等建筑物组合在一个区内。将办公楼，食堂，浴室与锅炉房靠近污水厂大门，便于外来人员联系。⑶污水厂管线布置①污水工艺管道污水经总泵站提升后，按照处理工艺流经各个处理构筑物后排入水体。②污泥工艺管道污水厂在处理污水的同时，也要处理产生的污泥。污泥来自初沉池和污泥回流泵房，按照工艺经各个处理构筑物处理后运出场外。③厂区排水管道厂区排水管道系统包括四部分，构筑物上清液和溢流管、构筑物放空管、各建筑物排水管。这些污水的污染物浓度很高，不能直接排放，设计中收集后接入泵前集水池继续进行处理。但由于放空不是经常进行，故将放空后污水直接排入水体。④空气管道空气管道由鼓风机房至生物反应池中的好氧池和膜池。⑤超越管道 XX工业大学2016届本科毕业设计说明书第58页考虑到事故检修时不影响污水厂运行，对沉砂池、初沉池、生物反应池、消毒接触池等主要处理工艺分别设置超越管道。⑥加氯管为了防止管道腐蚀，加氯管采用塑料管，管道安装在管沟内，上设活动盖板以便检修。⑦厂区给水管道布置给水管道由厂外接入送至各建筑物用水点，主要是各生活建筑物。⑷厂区道路布置①主厂道布置由厂外道路与厂内办公楼连接的道路采用主厂道，道宽8.0m，设双侧1.5m人行道，并植树绿化。②车行道布置厂区内各主要构（建）筑物间布置车行道，道宽为4.0m，呈环状布置，以便车辆回程。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联系。主厂道和车行道为沥青路面。步行道为铺砌预制混凝土板块。⑸厂区绿化布置在正对厂门处为美化环境布置一喷泉。利用道路与构筑物间的带状空地进行绿化，绿带以草皮为主，靠路一侧植绿篱，临靠构筑物一侧栽种花木或灌木，草地中栽种一些花卉。5.2污水厂高程布置污水处理厂高程布置的主要任务是：①确定各处理构筑物及泵房的标高；②确定处理构筑物之间连接管渠的尺寸及其标高；③通过计算各确定部位的水面标高，从而能够使污水沿处理流程在处理构筑物之间通畅地流动，保证污水处理厂的正常运行。5.2.1布置原则⑴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。 XX工业大学2016届本科毕业设计说明书第58页⑵考虑远期发展，水量增加的预留水头。⑶避免处理构筑物之间跌水等浪费水头的现象，充分利用地形高差，实现自流。⑷在认真计算并留有余量的前提下，力求缩小全程水头损失及提升泵站的扬程，以降低运行费用。⑸需要排放的处理水，在常年大多数时间里能够自流排放水体。注意排放水位不一定选取水体多年最高水位，因为其出现时间较短，易造成常年水头浪费，而应选取经常出现的高水位作为排放水位，当水体水位高于设计排放水位时，可进行短时间的提升排放。⑹应尽可能使污水处理工程的出水管渠高程不受水体洪水顶托，并能自流。5.2.2污水高程布置由于X流最低水位较低，污水厂出水能够在洪水位时自动排出，因此在污水高程布置上主要考虑土方平衡，设计中以计量堰为基准，确定计量堰水面标高187m，由此向两边推算其他构筑物高程。局部水损按沿程水损的10%计算。计算过程及结果见下列表。⑴构筑物水头损失表4-4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0.35接触池0.37沉砂池0.25计量堰0.32初沉池0.50好氧池0.50厌氧池0.50膜池3.00⑵管渠水头损失①平流沉砂池汇水点L=17.5m,DN=1000mm,v=0.92m/s,i=0.937‰沿程损失：h1=i×L=0.937‰×17.5=0.016m局部损失：h2=10%h1=10%×0.016=0.002m②汇水点计量堰L=18.8m,DN=1300mm,v=1.085m/s,i=0.91‰沿程损失： XX工业大学2016届本科毕业设计说明书第58页h1=i×L=0.91‰×18.8=0.017mh2=10%h1=10%×0.017=0.002m各个管渠及构筑物的水力计算见下表4-5表4-5污水管渠水力计算表管渠及构筑物名称流量L/s管渠设计参数水头损失（m）D(mm)I(‰)V(m/s)L(m)沿程局部合计集配水井至出水口143013000.9101.08546.00.0420.0040.046接触池至集配水井357.57000.7930.7218.20.0140.0010.015膜池至接触池143013000.9101.08540.00.0360.0040.040初沉池至厌氧池143013000.9101.085270.00.2460.0250.271计量堰至初沉池143013000.9101.08526.80.0240.0020.026集配水井至计量堰143013000.9101.08518.80.0170.0020.019沉砂池至集配水井71510000.9370.9217.50.0160.0020.018⑶污水高程布置各个管渠及构筑物的水面标高计算见下表4-6表4-6构筑物及管渠水面标高计算表管渠及构筑物名称水面上游标高(m)水面下游标高(m)构筑物水面标高(m)地面标高(m)集配水井至出水口185.546185.500186接触池至集配水井185.561185.546186接触池185.931185.561185.746186膜池至接触池185.971185.931186膜池188.971188.971188.971186好氧池189.471188.971189.221186厌氧池189.971189.471189.721186初沉池至厌氧池190.242189.971186初沉池190.742190.242190.492186计量堰至初沉池190.768190.742186计量堰191.088190.768190.928186集配水井至计量堰191.107191.088186沉砂池至集配水井191.125191.107186沉砂池191.375191.125191.250186计算结果出水口水面标高185.500m，高于最高洪水位182.500m，满足自动排放要求。5.2.3污泥高程布置⑴污泥管道水头损失 XX工业大学2016届本科毕业设计说明书第58页管道沿程损失：由污泥泵提升处于紊流状态,管道局部损失：式中CH——污泥浓度系数；D——污泥管管径（m）；L——管道长度（m）；v——管内流速（m/s）；ξ——局部阻力系数。①初沉池污泥污泥泵房L=400mD=100mmv=0.72m/sCH=53P=95%②污泥泵房贮泥池L=120mD=100mmv=0.72m/sCH=81P=95%③膜池剩余污泥污泥泵房L=343mD=150mmv=0.60m/sCH=53P=95%④污泥泵房污泥浓缩池L=62mD=150mmv=0.60m/sCH=81P=95% XX工业大学2016届本科毕业设计说明书第58页⑤污泥浓缩池污泥泵房L=4.8mD=150mmv=0.92m/sCH=53P=95%⑥污泥泵房贮泥池L=22mD=150mmv=0.92m/sCH=53P=95%⑦贮泥池脱水机房L=23mD=150mmv=0.92m/sCH=53P=95%查计算表可知污泥含水率97%时，污泥浓度系数CH=71，污泥含水率95%时，污泥浓度系数CH=53；各连接管道的水头损失见表4-7。表4-7连接管道水头损失管渠及构筑物名称流量（L/s）管渠设计参数水头损失（m）D(mm)V(m/s)L（m）沿程局部合计初沉池至污泥泵房5.461000.724005.180.5185.698污泥泵房至贮泥池5.461000.721201.940.1942.134膜池至污泥泵房10.481500.603431.970.1972.167污泥泵房至浓缩池10.481500.60620.440.0440.484浓缩池至污泥泵房10.481500.604.80.030.0030.033污泥泵房至贮泥池10.481500.60220.350.0350.385贮泥池至脱水机房15.941500.92230.290.0290.319⑵污泥处理构筑物的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，初沉池、浓缩池一般取1.5m，膜池一般取1.2m。⑶污泥高程布置 XX工业大学2016届本科毕业设计说明书第58页浓缩池高度较高，可以满足后续脱水机房的需要，考虑土方平衡，确定浓缩池池壁为地上6.0m，即192.0m。从污水高程可知初沉池液面标高和膜池液面标高。高程计算的顺序是：①由脱水机房高程，再推算贮泥池高程；再由贮泥池液面高程确定浓缩池至贮泥池污泥泵的提升高度；②确定膜池至浓缩池的污泥泵提升高度；③确定初沉池至浓缩池的污泥泵提升高度。计算结果见表4-8表4-8污泥处理构筑物及管渠水面标高计算表序号管渠及构筑物名称上游标泥面高(m)下游泥面标高(m)构筑物泥面标高(m)地面标高(m)1初沉池190.4921862初沉池至贮泥池190.492188.3191863膜池188.9711864膜池至浓缩池188.971191.4001865浓缩池191.4001866浓缩池至贮泥池191.400188.3191867贮泥池188.3191868贮泥池至脱水机房188.319188.0001869脱水机房188.0001865.3其他附属设施的设计5.3.1门的设计机械间的门应满足设备的最大部件搬动要求，其尺寸为：门高：H=c+d+e+f式中：c──所吊部件吊钩与门框顶距离，取0.5m。d──起重绳的垂直长度，对于水泵d取0.5b=1.35m。e──最大一台泵或电机的高度。e=1.17m。f──进吊车部件底与进出口室内低坪或平台的距离。取f=0.2m。所以，H=0.5+1.35+1.71+0.2=3.76m。5.3.2窗的设计在寒冷的地区，窗向阳，为了使空气对流，背面也适当开窗，窗总面积应不小于泵房面积的1/3。 XX工业大学2016届本科毕业设计说明书第58页5.3.3走廊在较大的泵站内，为了便于管理和使用，靠窗或靠窗的一边，宜设有走廊，其宽度采用1.0m-1.2m，走廊的栏杆高度为0.9m-1.0m。5.3.4通风设计本设计采用自然通风，在顶棚设置一根DN800的通风管。排水设计,水泵基础四周设集水槽，以0.01-0.02坡度坡向集水坑，坑内污水有一根带有阀门的管径为100mm的铸铁管直接入水泵吸水管排放。 XX工业大学2016届本科毕业设计说明书第58页结论本毕业设计是设计山东省境内某城市的一座污水处理厂，处理废水水量10万m3/d。废水主要是来自居民生活污水和市区内工业区的化工、造纸、纺织及印染等企业工业废水，该工业废水在排入市政管网之前已经过适当处理，并且达到国家规定的工业企业废水排入市政管网的标准。该生活污水和工业废水经市政排水管网收集之固定排放口。本次设计任务即为收集后的废水进行处理。根据山东省节能减排要求，新建污水处理厂的排水执行一级标准的B标准，并结合国家有关规范和标准及山东省的节能减排要求,采用较先进的膜生物反应器工艺污水处理方法，改善水环境污染。对本课题的城市污水，其各项控制指标的属于普通城市污水的范围之内，进水水质特点：CODcr为500mg/L，SS为350mg/L，BOD5为100mg/L，TN为30mg/L，NH4+-N为25mg/L，TP=2.0mg/L，pH为6-9，色度为200。原水先经过中格栅后，由进水提升泵提升到细格栅。其出水经平流沉砂池沉去较大颗粒的沙砾后进入辐流式初沉池，出水经生物反应池可以将水中有机物、氮、磷等污染物去除。之后水至膜池进行固液分离。生物反应池共3个,依次为厌氧池、好氧池和膜池。膜过滤出水经消毒后直接排放进X流中。经过膜生物反应器法可根据对污水的处理程度的不同要求，灵活调节其运行方式，处理出水效果好。出水水质可以达到CODcr≤60mg/L，TN≤20mg/L，SS≤20mg/L，BOD5≤20mg/L，NH4+-N≤8（15）mg/L，TP(以P计)≤1.0mg/L，粪大肠菌群数＜104个/L。符合一级的B标准，可以很好的处理污水，改善水环境。 XX工业大学2016届本科毕业设计说明书第58页参考文献1.重庆建筑工程学院主编.排水工程.上册，中国建筑工业出版社；2.哈尔滨工业大学主编.排水工程.下册，中国建筑工业出版社；3.姜乃昌、陈锦章.水泵及水泵站.中国建筑工业出版社；4.给水排水设计手册.（1、5、9、10、11册），中国建筑工业出版社；5.工程建设标准规范汇编.（六）,建筑给排水设计规范部分，中国计划出版社（1991）；6.给水排水工程概预算与经济评价手册.（国家城市给水排水工程技术研究中心编）中国建筑工业出版社1993年版；7.给排水工程基本建设概预算.同济大学出版社（1991）；8.Leenheer,J.A.,Croue,J.P.,2003.Characterizingaquaticdissolvedorganicmatter.Environ.Sci.Technol.37,18A–26A；9.重庆建筑工程学院给水排水教研室编.排水工程毕业设计参考图集.（1993）；10.哈尔滨建筑工程学院给水排水教研室编.给水排水专业毕业设计参考图集.第一集（1991）；11.天津城建学院给水排水教研室编.排水工程毕业设计参考图集.（1994）；12.X圭白,张杰.水质工程学.X京：中国建筑工业出版社；13.吴自强，刘志宏等.工业水处理.2001第6期；14.Swietlik,J.I.,2004.Reactivityofnaturalorganicmatterfractionswithchlorinedioxideandozone.WaterRes.38,547–558；15.徐新华，宋爽.工业废水中专项污染物处理手册.第二版.X京：化学工业出版社，1994；16.张希衡.水污染控制工程.第一版.X京：化学工业出版社，1992；17.张智，张勤，郭士权，扬文玲.给水排水工程专业毕业设计指南.第一版.X京：中国水利水电出版社，2001；18.扬岳平，徐新华，刘传富.废水处理工程及实力分析.第一版.X京：化学工业出版社，1996； XX工业大学2016届本科毕业设计说明书第58页致谢经过近一个学期的紧张工作，今天终于完成了毕业设计的全部任务。通过设计中不断发现问题－解决问题的过程，我对给排水的专业知识有了更深刻的认识和理解，对本专业知识有了更新的了解，提高了我得技术水平，同时也深深的体会到给水排水工程在国民经济中的重要作用。我也正是怀着这种使命感，完成这次毕业设计。相信这将为我今后继续学习该专业及将来从事给水排水工作奠定了良好的基础。毕业设计是大学阶段最后的学习和综合训练，我通过自己的努力和辛勤工作，在XX老师的指导下，圆满的完成了此次设计任务。毕业设计的每一个日子都让人难忘。然而最让我难忘的是我的指导老师——XX老师。毕业设计的每一个环节都浸透着X老师的心血，特别是在图纸的审定阶段，X老师认真负责，要求严格。在平时的生活中，X老师更是以锐意进取的精神，宽厚待人的品格深深感染着我们，不仅传授我专业知识，同时也给我许多生活上的教导，让我对今后的人生规划有新的认识。我为自己的毕业设计能得到X老师的指导而感到无限的荣幸。值此论文完成之际，谨向指导老师XX老师致以最衷心的敬意和最诚挚的感谢!祝X老师身体健康、工作顺心、合家欢乐！在毕业设计过程中，得到了许多同学和其他老师无私的帮助，在此，对所有给予我大力支持和帮助的人士，致以最衷心的感谢！'