给排水论文方案 63页

'第1章绪论1.1设计任务书1.1.1设计题目省市污水处理厂设计1.1.2设计任务与内容⑴污水处理工艺选择及各工艺单元的设计.包拈工艺流程的确定，各单体构筑物的工艺设计.要求绘制部分主要构筑物的工艺施工图。⑵污泥处理方法选择及污泥处理构筑物的丁艺设计计算。包括丁艺流程的确定，单体处理构筑物的工艺设计。⑶污水泵站的工艺设计。可以是终点泵站，也可以是中途提升泵站。包括选泵、泵站工艺设计计算和泵站丁艺图的绘制。⑷污水处理厂的平而布置。包括污水处理厂处理构筑物和辅助建筑物的平而布置图及工艺平面图绘制。⑸污水处理厂竖向布置及高程计算。⑹工程投资处理成本计算。1.1.3设计的要求1・污水级处理后，其水质至少达到二级排放标准，应当满足：SSW40mg/L,C0D<6Omg/L,BOD5^30mg/Lo2.污水泵站工艺设计要确定水泵机组的台数、水泵型号、泵站的结构形式以及集水池的容积，并应进行泵站水泵机组管道水力计算和屯器设备等布置的设计，泵站的建筑与结构设计可参照标准图大致來确定。3・根据原始资料、当地具体情况以及污水性质与成分，选择合适的污泥处理工艺方法进行各单体构筑物的设计计算。4.污水处理厂平面布置要紧凑合理，节省占地面积，同时应保证运行管理方便。5・在确定污水处理工艺流程时，同时选择适宜的各处理单体构筑物的类型.对所有构筑物都进行设计计算，包括确定各有关设计参数、负荷、尺寸与所需的材料与规格 第1章绪论1.1设计任务书1.1.1设计题目省市污水处理厂设计1.1.2设计任务与内容⑴污水处理工艺选择及各工艺单元的设计.包拈工艺流程的确定，各单体构筑物的工艺设计.要求绘制部分主要构筑物的工艺施工图。⑵污泥处理方法选择及污泥处理构筑物的丁艺设计计算。包括丁艺流程的确定，单体处理构筑物的工艺设计。⑶污水泵站的工艺设计。可以是终点泵站，也可以是中途提升泵站。包括选泵、泵站工艺设计计算和泵站丁艺图的绘制。⑷污水处理厂的平而布置。包括污水处理厂处理构筑物和辅助建筑物的平而布置图及工艺平面图绘制。⑸污水处理厂竖向布置及高程计算。⑹工程投资处理成本计算。1.1.3设计的要求1・污水级处理后，其水质至少达到二级排放标准，应当满足：SSW40mg/L,C0D<6Omg/L,BOD5^30mg/Lo2.污水泵站工艺设计要确定水泵机组的台数、水泵型号、泵站的结构形式以及集水池的容积，并应进行泵站水泵机组管道水力计算和屯器设备等布置的设计，泵站的建筑与结构设计可参照标准图大致來确定。3・根据原始资料、当地具体情况以及污水性质与成分，选择合适的污泥处理工艺方法进行各单体构筑物的设计计算。4.污水处理厂平面布置要紧凑合理，节省占地面积，同时应保证运行管理方便。5・在确定污水处理工艺流程时，同时选择适宜的各处理单体构筑物的类型.对所有构筑物都进行设计计算，包括确定各有关设计参数、负荷、尺寸与所需的材料与规格 等。6.对需要绘制工艺施丄图的构筑物还要进行更详细的施丄图所必须的设计与计算，包括各部位构件的形式、构成与具体尺寸等。7.对污水与污泥处理系统要做出较准确的水力计算与调和计算。8.对污水处理厂进行经济概算与成本分析。9・图纸的具体内容⑴污水处理厂总平面图，1#图1张。⑵污水处理厂工艺平面图，1粹图1张。⑶主要处理构筑物(如初沉池、曝气池、二沉池、消化池等)工艺图，1粹图2〜3张。每位同学具体绘制的构筑物图，由指导老师确定。⑷污水提升泵站工艺图，1#图1张。⑸污水处理T艺与污泥处理工艺高程布置图，1"图1张。⑹节点大样图，2#图1张。10.编制计算说明书，要求在50页左右，大约3万字左右。1.2原始资料1.2.1水量⑴生活污水量生活污水量和水质资料见卞表。生活污水量和水质资料平均水量(m3/h)最大排水量(m3/h)SS(m3/h)B0D5(m3/h)PII200030005003507⑵工业企业排水量工业企业排水量和水质资料见下表城市工业企业与公共建筑的排水量和水质资料企业名称平均水量(m3/h)最人排水量(m3/h)SS(m3/h)BOD；.(m3/h)PH工厂甲3004204603807工厂乙7008004503007 工厂丙3004006004007注：工业企业废水的特殊水质可以另行说明；如国有企业与公共建筑的废水已经处理,按处理后的水质填写。1.2.2气彖资料⑴气温资料见表13-4表13-4城市气温资料年平均气温11.6°C月平均最高气温24°C年最低气温-31°C月平均最你气温-13°C年最高气温35°C月平均气温5°C温度在T0以下的天数（天）85温度在0以下的天数（天）120降雨虽（mm/天）1000年蒸发量（mm/天）250⑵常年主导风向：西南风1.2.3地质资料城由地质资料土壤性质冰冻深度（m）地下水位（地表下）排水管网干管处一般性资料亚粘土0.77泵站与污水处理厂亚粘土0・771.2.4受纳水体水文与水质资料受纳水体为河流，污水处理厂排放口处资料下表。城市污水受纳水体水文水质资料流量(m3)流速(m/s)水位（m）水温°CDO(mg/1)BOD(mg/1)SS(mg/1)最小流量时2504654最高水位时4004684常水位时3004664在污水总排放口下游30公里处有取水口要求B0DW4.0mg/11.2.5污水厂附近地形图（见附图） 第2章污水处理厂设计计算2.1污水处理工艺流程的选择本设计的处理对象为有生活污水和工业废水组成的城市污水，其中主要污染物质为悬浮物和呈胶体及溶解状态的有机物，即BOD、COD及氮的化合物。传统活性污泥法虽然对BOD、COD、SS等指标都有良好的去除效果，但其脱氮率只有20〜40%,远不能满足本设计中脱氮80%的要求。因此，本设计拟采用具有脱氮特性的A/0法，即厌氧-好氧活性污泥脱氮系统，将反硝化反应器放置在系统之首。此法处理出水水质高、流程简单、无需外加碳源，建设和运行费用较低。拟采用设计工艺流程如下：2.2污水处理程度的确定2.2.1设计流量计算1.该城市居住区每天污水平均流量为：Q,>=2000m3/h2.最高H最高时污水量计算QJ二3000m3/h 3.工业金业生活污水量Q,工厂甲：0平均=300m3/hfiax=420m7h工厂乙：Q平均=700m/hfiilx=800ni7h工厂丙：0平均二300n?/h0.2m7d1.391x1000所以，采用机械清渣。根据格栅设计参数，木设计选用钢丝绳牵引式格栅除污机。电动机功率1.lkW,提升速度l・9m/min,钢丝绳釆用不锈钢丝，直径07.7mm,控制方式采用手动和定时控制，污物出人工小车运送，设备总重2830kgo1.3.2曝气沉砂池在污水处理中，沉砂池的主要作用是利用物理原理去除污水中比重较大的无机颗粒，主要包括无机性的砂粒、砾石和较重的有机物质，其比重约为1.65o本设计中采用曝气(aeration)沉砂池。其优点是：通过调节曝气量可控制污水旋转流速，使Z作旋流运动，产生离心力，去除泥砂，排除的泥砂较为清洁，处理起来比较方便；見它受流量变化影响小，除砂率稳定。同时，对污水也起到预曝气作用。1•沉砂池主体设计：(1)池子屮总有效容积：V=emaxx60x/式中t——最大设计流量时的流行时间，一般为1〜3min,取2mino由此得V=1.28x60x2=153.6«154m3(2)水流断面积：A=^vi式中V,水流流速，片=().()6~0.12m/s,取0.lm/so得A=—^=12.8m2取12.8m2o0」A(3)池总宽度：B=—"h式中h2——设计有效水深(2〜3m),取2.0mo zHD12.8仁.reB—=6.4m2.0（4）每格池子宽度:设池子格数«=2格，并按照并联设计。当污水量较小时，可考虑一个工作，一个备用，得b=—==3.2m22(5)池总氏度：L=—=""=12.0mA12.8长宽比±=旦=3.75<5符合要求。b3.2⑹每小时所需空气量：q=3600xdxQmax式屮d——每污水所需曝气量(m7m3),d值为0.1〜0.2,取0.2；q——所需曝气量(m"/h)o得q=3600x0.2x1.28=921.6(m：7h)釆用压缩空气竖管连接穿孔管，管径2.5〜6.0mm,取3nnn。(7)沉砂室所需容积：城市污水的沉砂量可按15〜30m3/10V计算，含水率为60%,容重为1500kg/mv=6^X7x86400心X1()6式中X——城市污水沉砂量，取30m710m3污水；T——清砂间隔时间，取Id；K:——生活污水流量总变化系数，=1.391。1.28x30x1x864001391X106=2.4m3⑻沉砂斗容积％：设每一分格有两个沉砂斗，砂斗容积应按不大于2天的沉砂量计算，斗壁与水平面的倾角不小于55度，得％=禽=¥=。帛⑼沉砂斗各部分尺寸: 设斗底宽a=0.7m,斗壁与水平面成55°幷，斗高/i3.=0.8m,则沉砂斗2/?上口宽d为：a=—+绚=1.8m沙。沉砂斗容积：V,=且3+aaA+aj2)=—(0.72+0.7xl.8+1.82)=1.33m3符合要求。(10)沉砂室高度：设采用机械排砂，横向池底坡度为0.1坡向砂斗，则沉砂室高度禺为：Zy°CC、仏=hj+i=0.8+0」x(12.0—2xl.8—0.2)*2=1.21mI2丿(ID池休总高度：设超高人=O.3ni,则H=h}+/i2+/?3=0.3+3.0+1.21=4.51m(12)验算最小流速：(77=1格)vmin==1,28=0.051m/s>0.06m/S符合要求。nW.^Ix4.2x3(13)曝气沉砂池的曝气管路设计计算①空气干管设计d=4x921.63.14x12x3600②支管设计干管中空气流速一般为10〜15m/s,取空气流速12m/s,则=0.16m采用竖管曝气最不易堵塞。竖管配气和管径为①100mm,一条配气管设6对空气竖管，共12根空气竖管，竖管流速为4〜5m/s,其最大供气量为:_JL=2r!^=57.6m7h四=9.6n?/h8x28x2每根布气管上设有6根支管，每根支管的最大供气量为: 由于曝气沉砂池所需的供气量和压力都比曝气池小得多，所以，鼓风机不用单设，可以与曝气池合用，具体管路计算与曝气池相同。1.3.3初沉池初次沉淀池的作用是对污水中的以无机物为主的比重大的同体悬浮物进行沉淀分离。由于设计流量较大，采用辐流式沉淀池(采用中间进水，周边出水)。1•初沉池主体设计：(1)沉淀部分水面面积：尸=2吗nq式中n池数，n=2；q表面负荷，2〜3.6m3/m3h,取g=3.0m3/m2ho得F=1.28x3600=768m22x3(2)池子直径：D=5^768=32m>20m>釆用机械排泥。V71V3.14⑶沉淀池部分有效水深：h2=qt式中t沉淀时间，l・2h。h2=3.0x1.2=3.6m<4m符合设计要求。(1)沉淀部分有效容积：V=x1.2x3600=2764.8m3n2⑸污泥斗容积：每个泥斗应设有单独的闸阀和排泥管。V,=牛(寸+打厂£+厂2?)式屮h5污泥斗高度(m),h5=-r2)tga；a——污泥斗倾幷(°),60°；r,——污泥斗上半部半径(m),2.0m；厂2——污泥斗下半部半径(m),l.Omo得片344X1,73(l+2+4)^12.7m3 ⑹污泥斗以上圆锥部分污泥容积：设池底坡向污泥斗的坡度为0.05,则坡地落差32h4=(/?-r,)x0.05=(——2)x0.05=0.70m2池底可储存污泥体积岭二譽(/+寸+心)(4-5)式中R——沉淀池直径(m),32mo代入式(4-5)得V2=3.14;0.7(]62+2?+32)=213.9m3⑺污泥总容积：V=V{+V2=12.74-213.9=226.6m3>10.08m3足够。⑻沉淀池总咼度：//=/?,+/?-,+/?3+/?4+h5(4-6)式中力]超髙(m),取0.3m；h3缓冲层高(m),0.4mO彳弋入式(4-6)得//=0.3+3.6+0.4+0.7+1.73=6.73m池边咼度H—h}+/z9+h3—4.3m⑼径深比校核：^.=^2=8.89介于6〜12Z间，符合要求。h23.6(10)排泥设计由丁•池径较大，故采用周边传动的刮泥机，其传动装置设在衍架外缘，外周刮泥机线速度不超ii3m/min,本设计采用2m/min,则刮泥机转速为:n=-^―==0.0199rad/min=l.1943rad/htiD3.14x32池底接DN200排泥管，连续排泥。(11)浮渣收集浮渣用浮渣刮板收集，设一浮渣箱定期清渣，刮渣板装在刮泥衍架的一侧，高出水面0.15m,在出水垠前设置浮渣扌当板，排渣管DN200,渣井设有格栅截流，一周刮两次。出渣箱尺寸：300x500mm2o 初沉池采用集配水井，内侧配水，外侧排水，尺寸为：配水井直径4m,集水井直径6m。2•进水部分设计辐流沉淀池屮心处设屮心管，污水从池底的进水管屮进入屮心管，通过屮心管壁的开孔流入池中央，屮心管处用穿孔障整流板围成流入区，使污水均匀流动。污水自沉砂池出水，并接DN1000的铸恢管进入配水井，从配水井接DN800的铸铁管，在初沉池前接闸门，后接DN1000的初沉池入流管，1000/=1.95o中心导流筒按流速规定，取v=().lm/s,则导流筒有效面积:F=©^=n=6.4n?nv2x0.1导流筒内径：D3.27,取4。为布水均匀，中心导流筒外设穿孔挡板，规定穿孔率10〜20%,取0.16,设穿孔挡板高h=h2=3.2m,直径5m,穿孔尺寸hxa=20x30cm,f=0.06m2,miiVivs7rDH3.14x4x3.2、心入则孔数m=16%x=0」6x=107个f0.063•出水部分设计⑴堰上负荷初沉池出水堰最大负荷不宜大于2.9L/ms,则每池所需堰长『1280”十L==220.69m2x2.9D=-=丝凹=70.28mZ»A故采用双侧集水。7t3.14⑵采用三角堰出水用明渠方法计算出水槽：出水槽外壁距离池壁0.4mo(如杲距离过大，会加大出水流速，影响处理效果，过小会增加流速，带走污泥) 每池都是双侧集水：流量q=Q^x丄二竺X丄=0.32n?/s2222设过水断面积A=Bx/?=0.8x0.6=0.48m2出水堰长L=(D-0.4x2>+(D-0.4x2-0.8x2>=(32-0.8>+(32-2.4>=190.9m水由槽流到一个出水渠，渠底接DN700的管回流至集配水井外圈。渠道尺寸为1.4xl.4m2o2.3.4曝气池(aerationtank)1.A/0法概述基于脱氮的考虑，本设计采用二级处理屮的新丁艺，即A/0法。处理工艺采用缺氧好氧活性污泥法，即A/0法延长曝气时间，它将缺氧反硝化反应置于该工艺之首，所以乂称为前置反硝化生物脱氮工艺，使出水完全硝化，同时还有一个系列采用除氮工艺，增加内回流，凹流量达400%,提高了岀水的除氮效果，扩大处理水的再利用。这是冃前实际T程屮应用较多的一种简单实用的生物脱氮工艺。生物脱氮的基本原理是在传统的二级处理中将有机氮转化成为氨氮的基础上，通过硝化和反硝化菌的作用，将氨氮转化成亚硝态氮、硝态氮、在通过反硝化作用将硝态氮转化成氮气，从而达到污水脱氮目的。A/0工艺具有流程简单，工程造价低的特点。其主要工业特征是将脱氮池设置在去除碳过程的前端，是脱氮过程一方血更直接利用进水中的有机碳源而省去外加碳源；另一方面则通过曝气池混合液冋流，使其中的N0,在脱氮池内反硝化，使氮得以去除。2.设计参数(1)BOD污泥负荷(BODsludgeloading):Ns=0.13kgB0D5/(kgMLSS•d)介于允许范围0.1〜0.17o(2)污泥指数：SVI=140 ⑶回流污泥浓度:in污水在A/0池内的停留时间：t=-^―=66252=14.38h2max1.28x3600in6Xpg-xl«6600mg/L(,=l)(4)污泥冋流比：/?=100%(5)曝气池内混合液污泥浓度：R1X=-^—Xr=-!-X6600=3300mg/L=3.30kg/m31+A1+1(6)TN去除率：=TN°-TN°=2^x100%=80%•TN{)25⑺内流比：R="tn=x100%=400%rJ1-i]TN1-0.8式中叽——总氮去除率(％)。1.A/0池主要尺寸按B0D污泥负荷计算：(1)有效容积：原污水B0D值为342.12mg/L,经初沉池处理后，B0D按降低25%考虑,则进入曝气池的原污水，其B0D值为：厶)=342.12(1-25%)=257mg/L=1.28x86400x257=66252m3NX0.13x3300式中eniax——污水设计流量W/s)；L()——生物反应池进水BODs浓度(kg/m3)o(2)有效水深：H,=5.0m(3)曝气池总有效面积：=—=-^^=13250m2启"H}5(4)分四组，每纽有效面积：s=£^=13250=3313m244(5)设5廊道式曝气池，廊宽/?=10m则单组曝气池池长：厶=——==66.26m(取66.3m) 5xb5x10⑺A:0=l:4,则A段停留时间：人=14.38x—L=2.88h"1+440段停留时间：t.=14.38X——=11.5h-1+41.剩余污泥量W=aQrLr-bVXv+SQ平x50%式中0平——平均日污水流虽（m3/s）；Lr——生物反应池去除BOD浓度（kg/m3）；Xv——挥发性悬浮固体浓度（kg/d）；a——污泥产率系数（kg/kgBOD）,一般取值为0.5〜0.7；b污泥自身氧化速率（『），一般为0.05o其中S严S。—»式中S。、S°——分别为生化反应池进、出水SS的浓度。（1）降解BOD生成污泥量用=aQ平厶.=0.60x3300x24x（0.37-0.02）=16632kg/d（2）内源呼吸分解泥量Xr=fX=0.7x3300=2310mg/L=2.31kg/dW2=bVXv=0.05x66252x2.31=7652.11kg/d（3）不可牛物降解的惰性悬浮物量（NVSS）该部分占总SS的约50%。%=SQ平x50%=（0.47一0.03）x3300x24x0.5=17424kg/d（4）剩余汚泥量为W=W}-W2+W3=16632一7652+17424=26404kg/d每口生成的污泥量Xn,=必—％=16632-7652=8977kg/d （5）湿污泥量污泥含水率：P=99.2% 2.s1000(1-p)264041000x0.008=3300.5m7d⑹污泥龄=66252x^31=1?.05d>10d式中X”,剩余活性污泥量（kg/d）c1.需氧量计算O2=a"QLr+b1Nr-b,ND-c"Xw=a"Q(L()-Le)+h"[Q(NK()-NKe)-0」2%J-b"Q(NK{}-NKe-NOe)-OA2Xw]x0.56-c"Xw=lxl.28x3600x24x(0.37一0.02)+4.6x[1.28x3600x24x(0.025-0)-0.12x8977]-4.6x[1.28x3600x24x(0.025-0.005-0)-0.12x8977]x0.56-1.42x8977=31329.83kg/d2.曝气系统计算（1）屮气泡型曝气装置。网状膜曝气器的服务面积0.5m2/个，动力效率2.7〜3.7KgO2/kWh,氧利用率15%〜20%。⑵鼓风机鼓风机采用离心式鼓风机，这种鼓风机噪声小，一般可达到85dB以下，且效率较高，适用于大中型污水处理工程。（3）空气管路系统计算：按曝气池平面图，布置空气管道敷设于池底，距池底0.2m,淹没深度4.0mo在相邻的两个廊道的隔墙上设一根干管，共4根干管。在每根干管上设10对配气竖管，共20条配气竖管。曝气池共设80条配气竖管，每根竖管的供气量为:31329.83-80-4=97.9m：7h曝气池曝气部分平面面积为：3313x-=2650.4m2 每个空气扩散器的服务面积按0.5n）2计，则所需宇气扩散器的数日为：2650.4一0.5=5300个每根竖管上安装的空气扩散器个数为：5300^80=67个每个空气扩散器的配气量（oxygen/airsupply）为：31329.83-38216=0.82m7h选择一条最长的曝气管道计算如附录二。网状膜空气扩散器的压力损失为5.88Kpa,则总压力损失为5.88+1.59=7.47kpa,为安全起见，设计取9.8kpa。（4）空压机的选择空压机扩散器安装在距曝气池池底0.2m处，因为此时，空压机所需压力为：P=（5.0—0.2）x9.8+9.8=56.84kpa空压机供气量（外加曝气沉砂池的气量）：31330+921.6=31421.6m7h=523.69m7min根据所需压力和空气量决定采用LG700x830-1型空压机3台。该型风机风压50kpa,风量154m3/min,转速580rad/min,配套电机型号JST37T0,功率155kW,正常条件下2台工作，1台备用。⑸污泥冋流系统的设计冋流污泥自流进污泥提升井，气力提升进入曝气池。冋流污泥量：Qr=1.28x100%=1.28n?/s（6）污泥提升设备的选择设计污泥回流采用螺旋泵，其优点是：电耗小，不宜堵塞，近年来使用较多。按污泥冋流最大设计冋流流程，污泥冋流比为/?=100%o故选用DN1100,转数/i=48rad/min,875m：7h,提升高度/i=4.5m的螺旋泵8台，6台工作，2台备用。另外，考虑到检修问题，本设计中在曝气池的底部设置排气管，将水排 入厂区下水道屮。2.3.5二沉池1•概述二次沉淀池是设置在曝气池Z后的沉淀池，是以沉淀、去除生物处理过程中产生的污泥,获得澄清的处理水为主要忖的的。二沉池有别于其它沉淀池，其作用一是泥水分离，二是污泥浓缩，并因水量、水质的时常变化还要暂时贮存活性污泥。本设计采用机械吸泥的向心式辐流沉淀池，进水采用周边进水周边出水。2.二沉池的设计计算（1）沉淀池面积F=^=*-28><3600=886.2m2nq4x1.5式屮q表面负荷，取1.5m7m2h；n——沉淀池个数，取4个。池子直径：D珂〒⑵有效水深H=qtH=1.5x2.0=3.0m=h*J4；曽=33.6m取34m。式屮t——沉淀时间，取2h；（3）排泥设计若采用间歇排泥，根据《给排水手册》第五册276页，公式按贮泥时间不小于2小时计，则二沉池污泥容积为:4x(l+/?)QX_4x(l+R)/?0X+X,.-_~1+2/?‘1000000、.SVI>1000000140X1.2=8571.4mg/Lx=I7ix^=17Tx857L4=4285-7mg/L得出4x(1+1)x4608x0.3=3686.亦1+2x1 则每池污泥体积V=v=36864=9216m：i44由于污泥容积较人，所以设计中采用机械吸泥机连续排泥，既是设计污泥斗存泥，也只按结构要求设计池底坡度为0.05,及一个放空时用的污泥斗。设斤=0.5m,r2=1.0m,a=60°,贝Uh5=(r2-r}}ga=(1.0-0.5)x1.732=0.87m容积为+r心+厂2‘)=3"x°・87x(0.25+0.5+1.0)=1.59m3(4)二沉池高度二沉池高度示意图如图4-12所示，取超高勺=0.3m,缓冲层高度h3=0.5o/?4=(/?—?S)x/=(20.2—1.0)x0.05=0.96m沉淀池周边有效水深hlh2h3h4h5H=h5+h2+h3=0.87+3.0+0.5=4.37m图4・12二沉池高度示意图则二沉池总高度H=fl】+饥+H=().3+0.96+4.37=5.63mD34径深比—=^=6.04H5.6334437=7.78介于6〜12之间，满足要求。池底接DN400的排泥管连续排泥。采用机械刮泥时，沉淀池缓冲层上缘应咼于刮泥板0.3mo(1)二沉池的刮泥吸泥机二沉池连续刮泥吸泥•因为池径大于20m,采用周边传动的刮泥机，其传动装置在纺架的缘外，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/min0⑹二沉池进水部分设计 二沉池进水部分采用屮心进水，屮心管采用铸铁管，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。中心管内径为D内=(0.30+0.25)x12十兀=2.1m设管壁厚为0.15m,则=1.0+0.6x2=2.2m(4)稳流罩计算筒屮流速v3=0.03〜0.02m/s取0.03m/so稳流筒过流面积f—°遊=°=21.33m2"0.030.03稳流筒直径D3—+~J4；：：里xl.4‘=7.29m«7m并设置罩高为3.2叽(5)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，収底宽ft=1.2m,集水槽距外缘距池边0.4m,集水槽壁厚采用0.15m,则集水槽宽度为:1.2x0.15x2=0.36mo采用双侧集水环形集水槽•设计取环形槽内水深为0・8m,取超高0.3m,则集水槽总咼为0.8+0.3=1」m。集水槽水力计算/=/r(D-0.4x2一0.15x2一1.2)十2=3.14x(34-1.9)+2=50.4m②岀水堰的计算采用三角堰出水设堰底宽0.16m,三角堰高0.08m,则实际总堰长：L=7T(D-0.8)+^-(0-0.8-1.6)=203m实际堰负荷： 込=1.28x86400"67毗24xL4x24x241介于5〜8Z间，符合耍求。 203锯齿形堰总数为：m=^=1269个0.16单个三角堰流量：q=LxQ^=丄X丄绝=2.52xl0"n?/s4m412695三角堰过堰流量0为：Q=1.4x/?2计算可得/?=0.032m,考虑自由跌水水头损失0.15m,则出水垠总水头损失为0.032+0.15=0」82mo出水槽的接管与二沉池集水井相连。2.3.6消毒接触池1•概述城市污水经一级、二级处理后，水质有所改善，细菌含星大幅减少，但细菌的绝对值仍然很可观，并存有并病原菌的可能。因此，在排放水体或农口灌溉之前，应进行消毒处理。本设计采用液氯作为消毒剂，其原理是污水与液氯混合后，其产生的0C1,是很强的消毒剂，可以杀灭细菌与病原体。其特点是：效果可靠，投配设备简单，投量准确，价格便宜，适用于人、中型规模的污水处理厂。2•消毒接触池设计参数木设计采用效果可靠，投配设备简单、投量准确、价格便宜的液氯进行消毒。（1）加氯量,5〜10mg/L,取10mg/L,贝！J加氯量为G=1.28x86400xl0xl0-3=1105.92Kg/d；⑵接触时间：Z=30min；（3）沉降速度：1.0〜1.3mm/s；（4）证余氯不小于0.5mg/Lo3•接触池主体设计计算污水接触消毒池采用2组3廊道推流式。 ⑴接触而积：v=emax-n式中n——池子的组数，设2组；t接触时间，采用/=30min。得V=1.28x—x60=1152m32(2)池体表面积尺设有效水深/?o=3.8m,则有：F=—=^=303m3.7计量堰为提高污水厂的工作效率和运转管理水平，并积累技术资料,以总结运转经验，为今后处理厂的设计提供可靠数据，必须设计计量设备，以准确掌握污水厂的污水量，并对水量资料和其它运行资料进行综合分析。1•计量堰尺寸设计-h23.8⑶池长池宽：设廊道宽度B=4.0m,则廊道总长为：L=X=—=76mB4釆用3廊道，接触池长：L=-=25m3长宽比：=19>10符合要求。B12⑷池体总高度取超咼/勺=0.3m,池底坡降h3=0.05x42=2」m,则池体总咼度:H=fl】+h2+h3—0.3+3.8+2.1=6.2m巴氏计暈槽示意图⑸加氯量175()x10=17500mg/L=1512kg/d本设计设计流量＜2,nax=1.28m7s, 根据《给排水设计手册》笫五册412页表10-3,选择测量范围在0.4〜2.8m7s的巴式计量槽,如图4-15所示，其齐部分尺寸为：W=1.25in,S=1.825m,A=1.841m,C=1.55m,D=1.98m,-A=1.241nio31•计量堰水头损失计算计量堰按自由流计，根据《给排水设计手册》第五册，414页，表10-4,查得应采用的计量堰尺寸为：当IV=1.25,e=1.28m3/s时，H}=O.8m；自由流取」=0.5则Hr=0.5x0.8=04m,故计量堰水头损失为H、-H{-H2=0.8-04=0.4m2.3.8集配水井水力计算1•初沉池集配水井水力计算(1)设集配水井内径4000mm,外径4250mm,墙厚250mm。配水经中心管管径为DN1200的铸铁管，设计流量e=1.28m7s,查《给排水手册》第一册306页的水流计算表。v=1.875m7s,z=2.966%o,水井进口=1.0,共2个,卩21Q7S2得局部水头损失为h{=饒+$)・——=(1.0+1.0)x——=0.359m2g2x9.8⑵设初沉池进水管管径为DN1000的铸铁管，设计流量e=Qnm=1280=640L/s?查得v=L35m/s,心1.95%。，则局部损失为22v21352h.二了-=1.0x—^-=0.09m-2g2x9.8(2)水井中心管管径为DN1200的铸铁管，设计流量e=^-=640L/s,则局部阻力损失为h3=h2=0.09m(3)设总出水管管径为DN1200的铸铁管，设计流量Q=1280L/s,查《给排水手册》第一册306页的水流计算表。v=1.875m7s,z=2.966%o,出水局 部损失与进水相同，BPh4=h严0.36m,故初沉池集配水井水头损失为：h=hA+h2+仏+為=0.36x2+0.09x2=0.9m2.二沉池集配水井水力计算(1)设集配水井内径4000mm,外径4250mm,墙厚250mm。配水经中心管管径为DN1500的铸铁管，当回流比/?=100%时，设计流量0=1280x2=2560L/s,查得u=2.337m/s,z=3.568%o,=1.0+1.0=2.0,v052为/?,=1.0x—^—=0.056m-2x9.8⑷设总出水管管径为DN1100mm的铸铁管。设计流量0=1795L/s,根据《给排水手册》第一册的铸铁管水力计算表得,v=1.873m7s,i=3.316%o,v21Q732g=1.0+1.0=2.0,得局部水头损失为h.=L—=2.0x^—=0.358m2g2x9.8故二沉池集配水井水头损失为：h=h、+h2+h3+/?4=0.56+0.093+0.056+0.358=1.07m2.3.9污泥处理构筑物的设计计算1•污泥处理(sludgetreatment)的处理方法本设计从节能和资源再利用两方面考虑，选择厌氧二级消化工艺。污泥在厌氧条件下有碱性菌核转型厌氧菌降解污泥中的有机物，生成CO?、CH4,使23372得局部水头损失为/?,=f•—=2.0x-——=0.56m2g2x9.8⑵设沉淀池进水管管径为DN1000mm的铸铁管，当回流比/?=100%时，1020设计流量2=—^x2=640L/s,查得v=1.35m/s,/=1.95%o,歹=1.0,得局1352部水头损失为A2=1.0x—^=0.093m-2x9.8(3)设集水井进水管管径DN800mm的铸铁管，设计流量0=」^=32OL/s,查得v=1.05m/s,/=1.62%0,歹=1.0,得局部水头损失 4 污泥得到稳定。具体流程为:生污泥——-浓缩——两级消彳——机械脱水——利用2•污泥浓缩池(sludgethickeningtank)设计本设计采用竖流式连续运行的重力浓缩池，浓缩来自二沉池的污泥。池。缩前含水率为99.6%,浓缩后的含水率为97.3%,浓缩时间/=12小时，池数n=2个，浓缩部分上升流速0.lmm/so⑴剩余污泥(excessactivatedsludge)量的计算为了使活性污泥处理系统的净化功能保持稳定，必须使系统中曝气池内的污泥浓度保持平衡。为此，每日必须从系统屮排出一定数量的剩余污泥。剩余污泥量为Qs=^~=上匚式中Qs——每日排放的剩余污泥量，即曝气池每日新产生的污泥量(m7d)；AXr——挥发性剩余污泥量(干重)(Kg/d)；AX汀(S厂Sj・0-Kd・V・X„式中Y——产率系数，介于0.5〜0.65,取0.6；Kd——衰减系数，介于0.05〜0.1,取0.07；Xv——冋流污泥浓度(lOOOmg/Do得AX=0.6x(0.47一0.030)x1.28x86400一0.07x66252x2.31=18483kg/d则Q="483x10-=2464.45m：7d=28.52L/ss0.75x10000单池河泥量Q==14.26L/s=51.34m"7h=1232.2m"1/d22(2)浓缩池有效水深h3=v-T=0.0001x13x3600=4.68m⑶浓缩池有效面积F=2=—兰史一=119.78m2v0.0001x3600 ⑷浓缩池直径D=4x(/+F)二4x(119.78+0.226)二广363.14取15.6m。⑸浓缩后剩余污泥量°厂°=1426x100-975=228L/s=8"21m7h⑹浓缩池污泥斗容积设污泥斗夹角q=50。，斗底人=7.2m,r2=6m,贝ij/?6=(r2-r1)-^50°=(7.2-6)xl.l9=1.4my二孑/“计+…+叨二31.4x(51.84+43.2+36)=192.02m3⑺污泥在泥斗中的停留时间介丁*10〜16Z间，符合耍求。⑻池总高度设超高=0.3m,缓冲层高度A4=0.4m,屮心管与反射板缝隙他不设刮泥设备，池底与水中夹角设为50°,故h,=（R_rJ・fg50°=（7.8-7.2）xl」9=0.72m0.5in,池高H=hl+/77+/z3+/?4+h5+/?6=8m3.贮泥池本设计采用矩形贮泥池贮存來口初沉池和浓缩池的污泥，池数料2个。(1)来自初沉池的污泥量0(按SS去除量50%计)Omax(G-C2)100-/^1.28x86400x(500-500x0.5)xlOO”十m1105.92m/h（100-97.5）x1（）6（2）进入沉淀池的污泥量QQ=Q^Q2式屮0——来自初沉池的污泥量（m7d）； Q2——來自浓缩池的污泥量(m7d)o22=8.21x24=197.04m：7d2=1105.92+197.04=1302.96m7d=54.29m7h⑶贮泥池表而积设贮泥时I可f=8h,池咼h2=4m厂Q1302.96x8C/12F===54.29mnh22x4x24⑷贮泥池尺寸F5429设池宽B=4.5m,则池长L===i2.06m取L=12m,B4.5贝I」F=BL=4.5xl2=54m2⑸贮泥斗体积设贮泥斗下底f=0.6x0.6m",咼力3=1.5m,则匕上(/+尸+=—x(0.36+54+V0.365x54)=29.4m3实际有效容积为V=Fh2+匕=(54X4+29.4)x2=490.8m2>Qt=54.29x8=434.32m2(6)贮泥池总高度设超高力I=0.3m,则池总高度//为：H=hx+他+/?3=0.3+4.04-1.5=5.8m4•污泥消化池(sludgedigestiontank)本设计采用消化形式为中温厌氧消化。其原理是：污泥在无氧条件下，由兼性菌和专性厌氧菌讲解污泥中的有机物，使之产生CO?和CHt,是污泥得到稳定，鼓污泥厌氧消化乂称为污泥生物稳定。⑴污泥庆氧消化的工艺选择二级消化工艺为两个消化池串联运行，生污泥首先进入一级消化池屮，接受搅拌与加热，消化温度达到35°C,并设有集气设备，不排除上清液。污 泥屮的有机物分解主要在一级消化池屮进行，产气量占总产气量的80%。经一级消化池消化的污泥重力排入二级消化池，二级消化池内污泥不加热、不搅拌，利用一级消化的余温进行消化。二级消化池的温度保持在20〜26°C。二级消化池应设有集气设备并撇除上清液，产气量占总产气量的20%。同时，二级消化池述起着污泥浓缩池的作用o⑵消化池各部分结构设计与参数①一级消化池的总容积y=^_=1302^6=260592m30.050.05采用六座一级消化池，则每座池子的有效容积：②一级消化池直径D=l③一级消化池上锥体容积a.集气罩直径山采用2m,池体卜-锥体直径d2=2m,集气罩高度人=2.0m,上锥体高度/z2=3.0m,消化池柱体高度/t3=13m>—=llm,K锥体高度/i4=lm,则消化池总咼度:H=h}+h2+方3+“4=2+3+13+1=19mb・集气罩容积V,=-dl2hl=^Hx22x2=6.28m3141"4c.弓形部分容积d•圆柱体容积3汕心乎><2八"4939.225c.下锥体容积 =^xl.0x(132+13x1+12)=191.54m3则消化池总有效容积为=584,04+4939.22+191.54=5422.78m3>K=4343.2m320⑶产气量及储气柜设产气量为每1代泥产气率为6n?气/n?泥，则产气量为q气=6x1302.96=7817.76m3/d选择2座低压覆盖式单级湿式贮气柜，容积1000m3,贮存4h沼气量。设—=1.5,通过计算可得，D=1.5//=12.5m,//=8.3m0H⑷二级消化池的总容积V=^-=坐攀=4343.2m3P10而采用3座二级消化池，每座二级消化池与一级消化池串联，则二级消化池有效容积为V()=兰兰2=723.87m36二级消化池各部分尺寸与一级消化池相同。⑸消化池各部分表面积计算①池盖表面积集气罩表面积为F】=彳亦+屈向=x22+3.14x2x2=15.7m24池顶表面积为F2=^(4/h2+D2) =Hlx（4x32+222）=408.2m24"7则池盖表面积为F=F,+F2=15.7+408.2=423.9m2①池壁表面积设一级消化池位于泥面以上的高度为/?5=7m,地面下A6=6moa.地面上部分的面积为F3=7iDh5=3.14x22x7=552.64m2b・地面下部分的面积为F4=7rDh6=3.14x22x6=414.48m2c.池的表面积为F、=+MI22丿式中得F,=3.14x—+_x10=376.8m2I22丿⑹消化池热工计算①提高新鲜污泥温度的耗热量中温消化温度Td=35°C,新鲜污泥年平均温度75=17.3°C,日平均的气温为12°C。则每座一级消化池投配的最大生污泥量为VM=V0P=4343.2X0.05=217.2m3/d式中厂一一每日投入消化池的新鳞污泥量（m；7d）o则全年平均耗热量为=—（td-ts）1000cr1r=——x（35-17.3）x1000=160155.5kcal/h24"7式中Td——消化温度（°C）；Ts——新鲜污泥原温度（°C）。当用全年平均污水温度时，计算所得0为全年平均耗热量；当用口平均最低污水温度时，计算所得0为最人耗热量。最人耗热量为Q1^7]Rglniax=—（35-12）x1000=208111.67kcal/h ②消化池池体耗热量消化池各部分传热系数为：池盖^=0.7kcal/m2h°C；池壁位于地面以上部分K=0.60kcal/m2h°C；池壁位丁•地面以下部分K=0.45kcal/m2h°C；池外基质为大气时，全年平均温度T,=11.6°C,冬季室外计算温度Ta=-3°C；池外介质为土壤时，全年平均气温T8=13°C，冬季室外计算温度Ta=-16°C；池盖部分全年平均耗热量为Q2=FK（TD-TA）xi.2=423.9x0.7x（35-11.6）x1.2=8332.2kcal/h最大耗热量为Q2max=423.9x0.7x[35-（-31）]x1.2=23501.02kcal/h池壁位于地面以上部分的全年平均耗热量Q3=F.K（Jd-rjxl.2=552.64x0.6x（35-11.6）x1.2=9310.88kcal/h最大耗热量为Q3max=552.64x0.6x[35-（-3l）]x1.2=26261.45kcal/h池壁位于地面以下部分的全年平均耗热量=F4K（Tf）-TB）xl.2=414.48x0.45x（35-13）x1.2=4924.02kcal/h最大耗热量为e4max=414.48X0.45X（35-v-16〉）x1.2=11414.78kcal/h池底部分全年平均耗热量Q5=F5K（Td一厶）x1.2=376.8x0.45x（35-13）x1.2=4476.38kcal/h最人耗热量为g5max=376.8x0.45x（35-<-31>）xl.2=l3429.15kcal/h式中F——散热面积（m2）o故每一座一级消化池全年平均耗热屋为（专指池体人O=02++Qs=8332.2+9310.88+4924.02+4476.38=27043.48kcal/h最大耗热量为Qmax—^2max++^4max+05max =23501.02+26261.45+11414.78+13429.15=74606.4kcal/h①每座一级消化池总耗热量 全年平均耗热量为工0=0+Q=160155.5+27043.48=187198.98kcal/h最大耗热量为窝喰=0哑+2max=208111.67+74606.4=282718.07kcal/h④热交换器的计算设计采用套管式逆水热交换器池外加热，内管采用防锈钢管，外管采用铸铁管。污泥在内管内流动，热水在内外两层套管屮与内管污泥相反方向流动。此种方法虽然设备费用较高，但因污泥与热水都是强制循环，传热系数校髙，由于设备置于池外，便于清扌H和检修，故优先采用。一级消化池污泥全天均匀投配，生污泥在进入一级消化池之前，与回流的以及消化污泥混合，再进入如热交换器，生污泥与冋流污泥比为2：1。生污泥量：2]=—==9.05m3/hS12424回流消化污泥量：QS2=2xQSi=2x9.05=18.10m/h进入热交换器的污泥总量：Qs=2S1+0S2=9.05+18.1=27.15m7h生物泥□平均气温为15°C,则生污泥与消化污泥混合后的温度为：1x15+2x35=28.33°C热交换器的套管长度按下式计算:Qmax式中L——套管总长度5）；D——内管的外径（m）,一般采用防锈钢管，流速采用1.5〜2.Om/s,外管采用铸铁管,流速釆用1・0〜1.5m/s；K——传热系数（kcal/h°C）；AT,,.——平均温差的对数（°C）；Qma消化池最大耗热量（kcal/h）；内管管径选用I）N90mm时，污泥在内管的流速： Qs可公=3.72m/s4^2x36°°—X0092X3600介于1.5〜2.Om/s之间，符合要求。外管管径选用DN11O时，污泥在外管内的流速为:Qs27.15“/=—二2.49m/s-d//x3600注x0.112x36004~4介于1.0〜1.5m/s之间，符合要求。平均温差：%=里昔In——LAT2式中——热交换器入口污泥温度与出口污泥温度和之差（°C）；at2——热交换器出口污泥温度77与进热水温度亿之差。若污泥循环量Qs=39.06m：7h,贝UTs"=八+°max=28.33+_28271&07=38?4-cssQsxlOOO27.15x1000得出°”=（几-2：匸1000=282718-07=2827m7h核算内外管之间的管缝热水流速为：热交换器入口的热水温度采用Tw=85°C,几-和=10°C几，=75°C,则所需热水循环量为:28.27104=2.5m/sx3600max(7t971°) -xO.ll2--xO.O92(44丿A7；=28.33-75=-46.67°CA72=Ts"-Tw=38.74-85=-46.26°CIn^Z46.26Tm=(一46.67)二匕46.26)=4646匸 则每座消化池的套管式逆水热交换器总长度为:Omax282718.07L~兀DK%~3.14x0.09x600x46.46-药伽设每根长5,则其根数为x警=7.9根选用8根。④消化池保持结构厚度计算凡是导热系数小，容重较小，具有一定机械强度和耐热性能，而且吸水性能差的材料一般均可作为保温材料。本社计采用硬质泡沫塑料进行保温。a・池盖保持结构厚度计算设消化池池盖为混凝土结构，其厚度为^=250mm；钢筋混凝土的导热系数=1.33kcal/h°C；采用聚氨酯硬质泡沫熄料作为保温材料，则保温材料的厚度为：e九1.33/0.6-0.25»SR.=①=——:=25mm曲入gI九b1.33/0.02式中叽——保温材料的厚度(m)；几一一消化池结构部分钢筋混凝土的导热系数(W7(mK))；K——各部分传热系数的允许值(W/(m2K))；几一一保温材料导热系数(W/(mK))ob.池壁在地而以上部分保温结构的厚度设池壁混凝土厚度=400mm,采用硬质泡沐塑料作为保温材料，则保温材料厚度为:c1.33/0.6-0.4巾5阳=:=27mmz1.33/0.02池壁在地面以上的保温材料延伸到地面以下冰冻线加0.5m,即地面以下1.Olli处Oc・池壁在地面以下土壤为保湿层，其厚度核算为，设土壤导热系数为血=1.8Kcal/h°C，也采用壁厚8g=400mm,则保温材料厚度为：cAC/K-6C1.33/0.45-0.4%=亠_■_=——；~:=1921mmz入gMb1.33/1.0 d.池底以下土壤作为保温层，设消化池底混凝土厚=700mm,则保温 层厚度计算为:e心IK-8C1.33/0.45-0.7(”八1.33/1.0西底=笃Tg=—;~——=170°mm儿G/九B地下水位在池底混凝土结构厚度以下，大于1.7m,故不加其它保温措施。池盖、池壁的保温材料采用硬质聚氨酯泡沫孃料。其厚度经计算分别为25mm和27mm,均按27mm计，乘以1.5的修正系数，采用50mmo二级消化结构的保温结构材料也厚度均与一级消化池相同，热T计算仅适用于一级消化、二级消化物加热与搅拌设备，仅利用余热继续进行消化。(10)沼气混合搅拌计算消化池的混合搅拌采用多路曝气管式沼气搅拌。此种方法的优点是：设有机械磨损，搅拌充分，述可促进厌氧分解，缩短消化时间。①搅拌用气量单位用气量采用6n?空气/min•1000m则用气量为717?q=6x=13.03m3/min=0.22m3/s1000②曝气立管管径采用管内沼气流速为v=12m/s,则所需立管总面积为尸二纟二竺=o.oi83i『v12选用立管直径DN60mm,每根断面面积为7iP-~T3.14x0.00364=0.00283m2所需立管根数为取6根。核算立管实际流速qnA0.2210x0.00283=7.77符合要求。(11)贮气柜由预产气量与用气量常常不平衡，所以必须设贮气柜进行调节。沼气从 集气罩通过罩气管输送到贮气柜。产生的沼气量为8〜12倍的污泥量，取10oQ气=10xq=1()x434.3=4343m；7d贮存6h的产气量，则贮存沼气为0=生=兰徑=1085.75m7d44选用3座低压浮盖式湿式贮气柜，容积每座为600m3,D=lOiii,H=7.6m°5•污泥脱水(sludgedewatering)⑴污泥量污泥消化过程屮由于分解而使体积减小，按消化污泥屮有机物含量占60%,分解率为50%,污泥含水率为95%计算：©=e()-100_p,1°100-匚"彳C100—97.5circ3/1=434.3x=217.2m/d100-95分解污泥容积V,=Q{-(1-95%)x50%x60%=217.2x(1-95%)x50%x60%=3.3m3故每日污泥量为：V=e,-V,=17.2-3.3=212.1m3⑵污泥脱水设备的选择本设计选用双网带式压滤机3台，2备1用。滤带可以回旋，脱水效率高，噪音小，能源消耗低，附属设备少，操作管理维修方便。但必须正确地使用有机高分子混凝剂。5、污水处理系统的高程布置⑴构筑物水头损失见下表:构筑物水头损失表构筑物名称水头损失，m构筑物名称水头损失，m中格栅0.1二沉池0.5沉砂池0.2接触池0.3初沉池0.5计量堰0.26曝气池0.5 ⑵污水处理厂高程布置设计屮以曝气池为基准，确定曝气池水面标高50.00m,由此向两边推算岀其他构筑物的高程。计算结果见污水处理部分构筑物及渠而标高计算表。污水处理部分构筑物及渠而标高计算表序号管渠及构筑物名称标高，m水面上游水面下游构筑物水面地面1出水口至计量堰70.02一70.002计量堰70.7670.0270.570.003计量堰至接触池71.0270.7670.004接触池71.871.0270.7270.005检查井至二沉池72.2671.870.006二沉池72.7572.2672.4570.007二沉池至集水池73.7672.7570.008集水池至检査井73.6973.7670.009检查井至曝气池74.4573.6970.0010曝气池75.0774.4574.7770.0011曝气池至集水井74.4775.0770.0012集水井至检查井75.2474.4770.0013检查井至初沉池75.2975.2470.0014初沉池76.0475.2975.7470.0015初沉池至集水池75.7876.0470.0016沉砂池76.3375.7876.0370.0017格栅76.2376.3374.7970.0018泵房--76.2373.5370.00⑶污泥处理系统的高程布置 当污泥以重力流排岀池体时，污泥处理构筑物的水头损失以各种构筑物的出流水头计算，初沉池、浓缩池、消化池一般取1.5m,贮泥池一般取0.2m。消化池的高度较高，可以满足后续脱水机房的需耍，考虑土方平衡确定一级消化池泥而为地上5.0m,从污水高程可知初沉池液而标高和二沉池液而标髙。高程计算的顺序为：由初沉池液面高程推算贮泥池液面高程，再由贮泥池液面髙程反推浓缩池液而高程；1）由脱水机房高程，再推算消化池高程；2）确定二沉池至浓缩池的污泥泵提升高度；3）确定贮泥池至消化池的污泥泵提升高度。计算结果见污泥处理部分构筑物及渠面标高计算表污泥处理部分构筑物及管渠水面标高计算表序号管渠及构筑物名称泥面标咼，m地而标高（m）上游下游构筑物1初沉池75.7470.002初沉池至浓缩池75.7470.7570.003浓缩池70.4570.004浓缩池至贮泥池70.7570.8270.005贮泥池70.5270.006一级消化池76.7870.007一级消化池至二级消化池76.7874.7770.008二级消化池74.7770.009二级消化池至脱水机房74.7772.8970.0010脱水机房72.8970.00 第3章污水总泵站的设计3.1概述3.1.1设计数据1.污水泵站平均秒流量Q=920L/s,污水泵站最大秒流量2max=1280L/so2•进水管管底相对高程一3.00m,管径为DN1400,充满度为0.684,水面咼程-2・289nio3.出水井水面相对高程为3.776m,压水管管长25m。4.泵站设在处理厂内，设地面高程0m。5.地质条件较好，地下为粘土，地下水位在地表以下7m,地下无侵蚀，土壤冰冻深度0.7mo3.1.2泵房形式为运行方便，采用自灌式泵房。白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2m7s,且鉴于其设计和施工均有一定经验可供利用，故常选用方形泵房。由于15灌式启动，故采用集水池与机器间合建，前后设置。泵房选用半地下式。大开槽丿施工。3.1.31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，经机器间的泵提升来水进入出水井，然后依靠重力口流输送至各处理构筑物。3.2污水泵站设计计算3.2.1水泵的选择1.设计流量!2=1280L/so2.考虑选用6台水泵，5用1备，每台水泵e=256L/so 1.集水池有效容积，采用1台泵5min的容量IV=256x5x60^1000=76.8m3取W=77n?。有效水深采用H=2.5,则集水池面积为F=—=—=30.8m2H2.5采用集水池与泵站合建。4•选泵前总扬程估算设经过格栅的水头损失为0.06mo集水池最低工作水位与所需提升泵站最髙水位差值3.776-(-1.289-0.06-2.5)=7.625m出水管管线水头损失6台泵并联后，由2根DN700的管汇合出水，与出水井相连接，设计流量Q=0.634m/s,查《给排水手册》得流速v=1.60m/s,介于1.5〜2.0Z间,符合要求，/=3.3%o。当一台水泵运转时，Q=0.256m/s,杳得流速v=0.93m/s>0.7m/s,不会发生淤积。设总出水管管中心埋深1.3m,局部损失为沿程损失的30%,则泵站外管线水头损失为:33A=[25+(3.776-0+1.5)]xl.3x—=0.130m泵站内的管线水头损失假设为l・5m,考虑自由水头为1.0,则水泵总扬程为:H=1.3+1.0+0.13+11.466=13.896m⑷选泵本设计单泵流量为2=256L/s,扬程13.90mo查《给水排水手册》第11册，66页，选用立式20sh-19A型的卧式污水泵。 3.2.2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。具体如设计图纸.3.2.3泵座基础设计1.泵基础长度L=泵长+（400〜500）=（£4+厶&+厶）+465=2235+465=2700mm,取L=2.7m。2.泵基础的宽度B=泵宽+（400~500）=600+400=1000mm取1.0米。3.泵基？ill!咼度H=（2.5~4.0）x（W泵+W电机）4■（厶xBx了）=2.5x（1940+1600）（2.7xl.Ox2400）=1.36m,取H=l.4m式中y——混凝土基础的容fi；n——每台水泵基础的个数，料=2个。3.2.4泵站仪表1.泵站内应设置的控制仪表有以下几种：（1）自灌式水泵吸水管上安装真空表。⑵出水压力管上设置压力表。⑶配电设备仪表有屯流表、电压表、计量表。⑷轴承润滑仪表：泵采用液体润滑轴承时，轴承内装置油位指示器。采用轴承循环润滑时，装置压力表及温度计。2.计量设备采用电磁流量计，其特点是结构简单，工作可靠，电耗少，精度高，计量方便。但缺点是价格较高。 3.3泵前格栅设计计算1.3.1格栅设计的一般要求及部分参数的确定1.水泵前格栅栅条间隙应该根据水泵要求确定。本设计选用WL立式泵，格栅间隙30mm,机械清渣。2.当格栅间隙不大于25血时，污水处理系统前可不另设格栅。3•机械格栅不宜少于2台，且设平台共工人清渣时使用。本设计采用2台格栅，1用1备。2.过栅流速一般釆用0.8〜1・Om/s,取0.9m/so5•栅前流速采用0.6〜0.8m/so3.格栅倾角一般采用45〜75°,本设计采用60°。4.格栅间必须设工作台，台面应高出栅前最高设计水位0.5〜1.0m,本设计取l.OnioT作台上应有安全和冲洗设备，并设置人工清渣设备。5.工作台的两侧过道宽度不应小于0.7m,取0.8m。工作台正面国道宽度对机械清渣不小于1.5m,取1.8nu9栅间安装吊运设备，以进行格栅及其它设备的检修及栅渣的日常清除。3.3.2格栅的尺寸设计1•栅条间隙数因为集水池进水管管底与格栅底的落差不小于0.5m,故取栅前水深/?=0.5+l.01=1.51m,过栅流速v=0.9m/s,栅条间宽度b=0.03m,格栅倾角q=60°,贝lj2maxVsin«H—bhv=1.28xJsin60。=29.22,取29个。0.03x1.51x0.92.栅槽总宽度设栅槽宽度5=0.01m,则栅槽宽度B为：B=S{ti-)+b^n=0.01x(29-1)+0.03x29=1.15=1.0m 3•过栅水头损失设栅条断面为锐边矩形断面，故4fC^2h.-KB—•—•sina"丿2g4AnniAi0Q2=3x2.42xp^ipx-^—xsin60°=0.06m10.03J2x9.84•栅槽总高度//=/?+h,+/?2=1.51+0.06+0.3=1.87m1.每日栅渣量在格栅间隙30mm的情况下，设栅渣量VV,=0.03m710W污水，则每H栅渣量W为：w=QxW}X86400一(lOOOKz)=1.28x0.03x86400-(1.81x1000)=1.83m3/d>0.2n)7d宜采用机械清渣。3.4集水池设计计算由前计算可知,集水池有效容积128m3,有效水深2.5m,面积51.2m%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：本设计中v=°x0.256=o.51m/s故取h=0.5mottD23.14x0.器集水池与泵房合建为便于沉井施工，节约投资，采用方泵房，面积为：F=15x3.5=52.5m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Z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。1.4.1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T程造价。它与集水池合建，屮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tl、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。⑵楼梯宽度不宜小于1.8m,平台宽不小于l.Orn。1.高程布置《给排水设计手册》第五册，第三章规定：⑴无用车起重设备者，地面以上有效高度不小于3.0m,一般可采用2.2m。（2）有吊车起重设备者，应保持M起物底部与所跨越固定物体顶部留有不小于0.5m的净空。（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，白电动机顶至吊车梁底的净高，应不小于2.5mo（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lOOmmx100mm, 坡度O.Olo3.起重设备在机器间设DX型电动单梁悬挂式起重机。跨度厶k=12m,提升高度H=8.0mo配套电机ZDY21-4,配套电动葫芦MI)。在集水池内选择起重量为1吨的CDJ60葫芦。4.排水设施设集水坑800x800mm2,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Bx/z=200x100mm2的集水槽。5.通风设备设通风立管I)N300o6•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/?=A+BH+加+2.5式屮m——泵房屋顶与起重机最高尺寸距离。泵房顶距室内地面高度H严h+d+e+.f式中d——起重绳垂直长度，对于水泵0.85b,对于电机1.26b取值，水泵高加电机高b,=1500mm,0.85/?,=1275mm；e——大设备高度，为1500mm；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500mmo则=1275+1500+1325+500=4600mm(2)地面以卞泵房高度 吸水管轴线埋深0-(-1.289-0.06-2.5)=3.849m 通过偏心渐缩管泵轴线上移0.10m,则屮轴线埋深8.458mo设基础高出室内地面0.15m,泵屮轴线距基础Z?=1.0m,则泵房内底层与地面上层地面之间高差为H2=3.85+0.15+1.0=55泵房总制度为H=H{H2=4.60+5=9.6m具体机器间的高程布置见泵站平剖图。3.4.2其他附属设施的设计1•门、窗、走丿恥（1）n：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>1.5m,高度"2.0m。本设计设计2门，一门尺寸为1.5x2.0m,供管理人员出入方便；另一为机器间设备最人部件搬运用，其尺寸为2.0x3.5m。（2）窗：本设计为双层玻璃保暖的塑料窗，尺寸为2.0x1.5・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0.5x0.6m,深度0.6mo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。3.防水处理泵房地下部分需作防水处理。 第4章污水处理厂概算及处理成本4.1水处理厂建设费用见附录4.2污水处理成本1.电费⑴总泵站6台泵，型号为20sh-19A,5用1备。轴功率N=69.8kW,全天工作。£1=69.8x5x24=8376kW•h/d⑵辐流沉淀池刮吸泥机4架，N=1.2kW,全天工作。E2=1.2x4x24=115.2kW•h/d⑶鼓风机房8台离心式鼓风机,2台备用,N=135kW,全天工作。E3=135x6x24=19440kW•h/d⑷污泥投配泵采用2台污泥投配泵，每台W=45kW,开泵时间每天12小时。E4=45x2xl2=1080kW•h/d⑸压滤机釆用4台压滤机，3用1备，/V=2.1kW,工作周期为14小时。E5=2」x3xl4=8&2kW•h/d⑹污泥泵房5台螺旋泵，4用1备，工作周期24小时，/V=75kWoE6=75x4x24=7200kW•h/d ⑺总电费E息=(E+E2+6+瓦+饥)x0.10x365=(8376+115.2+19440+1080+88.2+7200)x0.60x365=7949568.6元1•药剂费全年投氯E2=365x10」x1842.912x6467=4350110.8元2•工资福利费污水厂实行全天工作制，3个班次工150名工人，每人每月的工资为980丿UOE3=150x12x980=1764000元4•折I口提成费E4=W{)P=229621496.8x6.2%=14236532.8元5.检修维护费E5=WoxP=229621496.8x2.4%=551075.92元6•其它费用包括行政管理费、辅助材料费£*6=(E总、+E”+E3+E4+Es)x10%=(7949568.6+4350110.8+1764000+14236532.8+551075.92)x10%=2885128.8元7•年经营费用E=E、+Eg+E、+E4+E、+E&=7949568.6+4350110.8+1764000+14236532.8+551075.92+2885128.8=31736416.92元8.污水处理成本核算 E3650IS" 木设计是对北方某i城市污水进行二级生化处理，出水达到的《城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)》一级B标准，结合A/0生物脱氮除磷丁艺所具有的同步脱氮除磷的特点，选用的工艺是A/0生物脱氮除磷工艺，经过设计计算，此工艺达到了处理要求。二级生化处理部分所涉及的主要参数有：处理水量为U0880m7d,污水总变化系数为《二1.3,所处理污水中的各种污染物进水指标为：BOD5350mg/L,SS500mg/Lo出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)》一级B排放标准，也即：BOD530mg/L,SS40mg/L,经过设计计算，各污染物指标BOD5、SS、的去除率分别达到。94.6%,91.92%。 参考文献1孙慧修，郝以琼•排水工程•上册.中国建筑工业出版社，第四版，1999年12刀2张自杰•排水丁程•下册•屮国建筑丁业出版社，第四版，2000年6月3姜乃吕.水泵及泵站中国建筑工业出版社4韩洪军•污水处理构筑物设计与计算.哈尔滨工业大学出版社，第一版，2002年4月5给水排水设计手册编写组编•给水排水设计手册.第1、5、6、10、11分册.屮国建筑工业出版社，1986年12刀6姚雨霖，任周宇•城市给水排水屮国建筑工业出版社，第二版，1986年7月7王宝贞.水污染控制工程.高等教育出版社,19908孙立平.污水处理新工艺与设计计算实例.科学出版社，第一版,20019陈愉林，李金根•简明给排水设备手册.中国建筑工业出版社，第一版，199110李田，胡汉明.给水排水工程快速设计手册•中国建筑工业出版社，第一版，1994 首先我要衷心感谢孙扌宾成老师和易津湘老师对于自C的指导。他们在指导我们毕业设计时还需要给其他学生上课，但是每次答疑都是准时到达，而且相当耐心，使我们能够及时准确的改正自己的错误，在此对他们表示诚挚的谢意。大学三年以来自己在工程方面没有关注太多，包括选择了工程方向以后在水处理构筑物方面并没有深入去了解它的实际构造以及运用，在本次毕业设计过程中，幸得两位老师的指点，才使得自己能够真正去了解实际工程中的一些问题。我相信通过这次毕业设计的练习，对Z前学过的知识有了更进一-步的认识，同时能将所学的知识与四年来的工程实践和结合，对之后的工作会有很大的帮助。总之我感到门己能够在対位老师的指导下完成这个设计也是白己的荣幸，同时我也会在今后的工作屮更加努力不辜负两位老师的期望。'