城区污水处理厂与配套污水管网工程设计说明书 142页

城区污水处理厂及配套污水管网工程设计说明书第一章设计依据及设计任务1.1设计题目城区污水处理厂及配套污水管网工程设计1.2设计任务1．城区污水管网设计（1）城区污水管网总平面布置（进行方案比选）。（2）完成污水主干管的纵剖面图。2.污水厂设计（1）确定污水处理工艺流程（进行方案比选）。（2）设计计算单体处理构筑物(包括污水和污泥部分)。（3）进行污水处理厂平面布置以及高程设计。（4）编制主要设备材料表。3．完成工程投资估算。4．完成设计说明书及计算书一份。1.3设计容和要求1．设计说明书及计算书一份，不少于2万字。\n包括中英、文摘要，目录、绪论或概要、设计方案的选择与确定、工艺流程说明、工艺流程计算、附属建筑物的确定及水厂人员编制、投资估算、必要的附录、主要参考文献，要求文字语句通顺，书写字迹工整。设备材料表附于设计说明书后面。2.设计图纸一套。图纸数量要求折合1＃8以上（手绘1），容包括：（1）污水管网：要求完成污水管网总平面布置，管网计算成果图，以及一条主干管一段剖面图。（2）污水厂平面图：要求以计算或选定尺寸按一定比例绘出全部处理构筑物，并绘出污水、污泥、上清液等各种管渠，厂区道路、绿化、厂界。标注构筑物定位尺寸，在图纸右上角绘出风向玫瑰图及指北针。绘制管线等图例，列表说明图中构筑物的名称、数量、尺寸。（3）污水厂高程图：要求沿污水、污泥在处理厂中流动的最长路程中各处理构筑物、连接管渠的剖面展开图，画出设计地面线及标高。根据计算结果标注各构筑物顶部、底部及水面线标高，标注构筑物名称、连接管管径。（4）污水厂单体构筑物工艺图：构筑物工艺图包括平面图、剖面图，应将构筑物及其附属设备及部件按计算尺寸以一定比例详细绘出，并注明构筑物的详细尺寸，编制材料表。3．工程投资估算对管网及污水处理厂分别进行工程投资估算。1.4设计原始资料1.地形资料安平县城区规划图纸(含地形标高)一，比例见图纸。2.设计进出水水质设计进水水质：CODcr≤550mg/l；BOD5≤280mg/l；SS≤220mg/l；TN≤45mg/l；NH3-N≤35mg/l；TP≤5.0mg/l。\n设计出水水质：出水满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002一级A标准。3.城县人口及用水情况安平县2011年城区人口12万人，根据总体规划，2015年城区人口将达到20万人，2020年将达到28万人。4.气候条件安平县属温带季风大陆性气候，夏暖冬冷、降雨集中。风向以东北和东南为盛、西风较少，夏季主导风向为东南风，年平均风速为3.4米/秒。5.水文和水文地质安平县工程地质良好，地下土壤为砂质粘土，地下水水位深度在4～5m。城区主要河流洙水河，最终排入南四湖。距离城市较近的洙水水库，为水厂取水水源。6．主要工业企业安平县城区主要用水企业位置已标在城市规划图纸上。雪花造纸厂：2500m3/d；黄岗化工厂：2100m3/d；金属制品厂：1500m3/d；百成植物油厂：1195m3/d；圣润纺织：1120m3/d；卧龙纸业：3340m3/d；嘉隆公司：1452m3/d；华星生化：161m3/d；嘉冠油脂化工厂：2200m3/d；热电厂：3050m3/d。第二章城镇排水管网设计2.1排水系统的确定2.1.1排水系统规划设计原则\n1．排水系统规划应符合城市和工业企业的总体规划，并应与城市工业企业中其他单项工程建设密切配合，相互协调，该县城的道路规划、建筑界限、设计规模对排水系统的设计有很大的影响；2．排水系统设计要与邻近区域的污水和污泥处理和处置协调；3．考虑污水的集中处理与分散处理；4．设计排水区域需考虑污水排水问题与给水工程的协调，以节省总投资；5．排水工程的设计应全面规划，按近期设计考虑，远期发展；6．排水工程设计时考虑原有管道系统的使用可能；7．在规划设计排水工程时必须认真执行国家和地方有关部门制定的现行有关标准、规和规定；2.1.2排水系统体制的选择排水系统体制应根据城市及工业企业的规划、环境保护的要求、污水利用情况、水质、水量、地形、对条件确定。1.从环境保护方面来看如果采用合流制将污水和雨水全部截流送往污水厂进行处理，然后再排放，从控制和防止水体的污染来看，是较好的，但这时截流主干管很大，污水厂容量也增加很多，建设费用也相应增加。采用截流式合流制时，雨天有部分混合污水经溢流井溢入水体，水体受到污染。分流制排出污水和雨水，初雨径流未加处理就直接排入水体，对城水体也会造成污染，但它比较灵活，比较容易适应社会发展的需要，故应采用分流制。2.从造价方面来看合流制排水管道的造价比分流制一般要低20%-40%，可是合流制的泵站和污水厂却比分流制的造价要高。3.从维护管理方面来看\n雨天时污水在合流制管道中才接近满流，因而晴天时合流制管道流速较低，易于产生沉淀。但据经验，管中的沉淀易被暴雨水流冲走，这样，合流管道的维护费用可降低。但是，晴天和雨天时流入污水厂的水量变化很大，增加了合流制排水系统污水厂运行管理的复杂性。而分流制系统可以保证管的流速，不致发生沉淀，同时，流入污水厂的水量和水质比合流制变化小得多，污水厂的运行易于控制。综合考虑各个因素，为了更好的保护环境，适应以后的发展，且便于污水厂的运行管理，采用分流制排水系统。2.1.3管道定线及平面布置正确的定线是合理的、经济的设计污水管道系统的先决条件，是污水管道系统设计的重要环节。定线按主干管、干管顺序依次进行，且遵循主要原则：1.尽可能在管线较短和埋深较小的情况下让最大区域的污水能自流排出。2.定线时应充分利用地形，使管道的走向符合地形趋势，一般宜顺坡排水。3.在整个排水区域较低的地方敷设主干管及干管，以便于支管的污水自流流入。而横支管的坡度尽可能与地面坡度一致。4.在地形平坦的地区，应避免小流量的横支管长距离平行等高线敷设。当地形斜向河道的坡度很大时，主干管与等高线平行敷设。干管与等高线平行5.污水支管的平面布置取决于地形及街坊建筑特征,并应便于用户接管排水。街道支管通常敷设在街坊较低一边的街道下。6.污水主干管的走向取决于污水厂和出水口的位置。7.管道应布置在坚硬密实的土壤中,尽量减少穿越高地，基质土壤不良地带。尽量避免或减少与河道、铁路的交叉。8.为了增大上游干管的直径，减小敷设坡度，以至能减小整个管道系统的埋深。将产生大流量污水的工厂或公共建筑的污水排除口接入污水干管起端是有利的。\n2.1.4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，选择最佳方案。两个方案的污水管道系统都采用截流式布置。方案一：由于城市地形西南高，东北底，考虑风向为东南风，河流方向自西流向北。所以污水厂及出水口设在城市东面，使所有污水尽量靠重力排出。根据铁路和城市排洪沟布置，分别在铁路两侧主干道设置两条主干管，均为东西布置铁路北侧主干管连接污水厂，铁路南侧主干管需穿越铁路接入铁路北侧主干管。方案二：相对方案一，铁路南侧主干管分为3条，为南北布置，根据城区南侧排洪沟分为两个排水区域，需要穿越两个铁路，多次穿越排洪沟，管段增多。综合管网施工难度和投资，选用方案一作为管网布置方案。2.2污水设计流量计算2.2.1生活污水设计流量1．居住区生活污水定额居住区生活污水定额根据《室外给水设计规》规定的综合生活用水定额确定。安平县人口不足50万，属于中小城市，按地域划分为二区，故取综合生活用水定额为140L/(人•d)。污水定额按用水定额的90%计，则污水定额n=L/(人•d)。2.设计人口及人口密度按照污水排水系统设计期限终期的规划人口数。本设计2020年人口达到28万人。城区总面积为1707.53ha，则人口密度p=164cap/ha。\n3.污水平均流量污水平均流量Q=设计人口污水定额==35280m3/d总变化系数（2.1）则则居住区生活污水设计流量为（2.2）2.2.2工业废水设计流量企业污水排放量估算为新鲜用水量的0.8~0.9倍本设计统一取0.9倍。则各企业废水设计流量为：表2.1企业废水设计流量序号企业名称废水设计流量（L/s）1雪花造纸厂26.042黄岗化工厂21.883金属制品厂15.364百成植物油厂12.45\n5圣润纺织11.676卧龙纸业34.797嘉隆公司15.138华星生化1.689嘉冠油脂化工厂22.9310热电厂31.77总计193.96则工业废水设计流量为193.96L/s=18618m3/d2.2.3城市污水设计总流量2.3污水管道流量计算2.3.1布置污水管道从城区平面图上可知该区地势自南向北倾斜，县城南侧有一铁路将城市分为两半，可划分为两个排水流域。街道支管布置在街区地势较低一侧的道路下，干管基本上与等高线平行布置，主干管布置在铁路两侧的主干道上，基本上与等高线垂直。整个管道系统呈正交式布置。2.3.2街区编号并计算其面积将各街区编上，并按各街区的平面围计算它们的面积，结果见附表表1中，用箭头标出各街区的污水排出方向。2.3.3划分设计管段，计算设计流量（1）设计管段的划分\n①设计管段：两个检查井之间的管段，如果采用的设计流量不变，且采用同样的管径和坡度，则称它为设计管段。②划分设计管段：只是估计可以采用同样管径和坡度的连续管段，就可以划作一个设计管段。根据管道的平面布置图，凡有集中流量流入，有旁侧管接入的检查井均可作为设计管段的起止点。设计管段的起止点应依次编上。因排水管区遇到铁路，不能按原有的坡度埋设，所以要设倒虹管。（2）设计管段设计流量的确定每一设计管段的污水设计流量可能包括以下几种流量：本段流量q1——是从本管段沿线街坊流来的污水量；转输流量q2——是从上游管段和旁侧管段流来的污水量；集中流量q3——是从工业企业或其它产生大量污水的公共建筑流来的污水量。对于某一设计管段，本段流量是沿管段长度变化的，即从管段起点的零逐渐增加到终点的全部流量。为便于计算，通常假定本段流量从管段起点集中进入设计管段。而从上游管段和旁侧管流来的转输流量q2和集中流量q3对这一管段是不变的。本段流量是以人口密度和管段的服务面积的乘积来计算，其计算公式如下：q=qF（2.3）式中q——设计管段的本段流量（L/s）；F——设计管段的本段服务面积（ha）；q——比流量（L/s·ha）。比流量是指单位面积上排出的平均污水量。比流量可用下式计算：q（2.4）\n式中n——生活污水定额（L/人·d）；ρ——人口密度（人/ha）。在初步设计阶段只计算干管和主干管的设计流量，本次设计中，该城市，人口密度分别为164cap/ha，污水定额为126L/(cap·d)，则比流量为：q==0.239（L/s·ha）；某一设计管段的设计流量可由下式计算：q=(q+q)k+q3(2.5)式中q——某一设计管段的设计流量（L/s）；q——本段流量（L/s）；q——转输流量（L/s）；q——集中流量（L/s）；k——生活污水总变化系数。生活污水量总变化系数可以从下表查得表2.2生活污水量总变化系数污水平均日流量（L/s）5154070100200500≥1000总变化系数（）2.32.01.81.71.61.51.41.3各干管设计流量计算见附表2，各主干管设计流量计算见附表3。2.4污水管道水力计算\n在确定管段设计流量后，便可以从上游管段开始依次进行主干管各设计管段的水力计算。一般常列表进行计算，水力计算步骤如下：(1)计算每一设计管段的长度，结果见附表4表从管道平面布置图上量出每一设计管段的长度，列入表中。(2)将各设计管段的设计流量列入表中。设计管段起讫点检查井处的地面标高列入表中。(3)计算每一设计管段的地面坡度，计算每一设计管段的地面坡度，作为确定管道坡度时参考。(4)确定起始管段设计参数确定起始管段的管径以及设计流速v，设计坡度I，设计充满度h/D。(5)确定其他管段设计参数确定其它管段的管径D、设计流速v、设计充满度h/D和管道坡度I。通常随着设计流量的增加，下一个管段的管径一般会增大一级或两级（50mm为一级），或者保持不变，这样便可根据流量的变化情况确定管径。然后可根据设计流速随着设计流量的增大而逐段增大或保持不变的规律设定设计流速表2.3最大设计充满度管径（D）或暗渠高（H）（mm）最大设计充满度（）200-300350-450500-900≥10000.550.650.700.75(6)最小管径与最小设计坡度最小管径与最小设计坡度可见下表：表2.4最小管径和最小设计坡度\n污水管道位置最小管径（mm）最小设计坡度街坊和厂区街道2003000.0040.003(7)计算各管段上端、下端的水面、管底标高及其埋设深度：①根据设计管段长度和管道坡度求降落量；②根据管径和充满度求管段的水深；③确定管网系统的控制点；④求设计管段上、下端的管底标高，水面标高及埋设深度；⑤确定最小埋深。现行的《室外排水设计规》规定：在车行道下的排水管道，其最小覆土厚度一般不得小于0.7m。在对排水管道采取适当的加固措施后，其最小覆土厚度值可以酌减。(8)污水管道的衔接管道的衔接方法：主要有水面平接、管顶平接两种：（a）水面平接：是指在水力计算中，上游管段终端和下游管段起端在指定的设计充满度下的水面相平，即上游管段终端与下游管段起端的水面标高相同。适用于管径相同时的衔接。（b）管顶平接：是指在水力计算中，使上游管段终端和下游管段起端的管顶标高相同。采用管顶平接时，下游管段的埋深将增加。这对于平坦地区或埋深较大的管道，有时是不适宜的。这时为了尽可能减少埋深，可采用水面平接的方法。以上计算均应列表计算，各节点的高程、各管段长度及水力计算表见附表5。\n2.5管网提升泵站安平县排水管网为减少主干管埋设深度，使铁路南侧主干管能顺利接入污水厂主干管，设一座污水提升泵站，在铁路南侧兖兰路主干管起端29点。泵站流量28.12L/s=101.23m3/h，扬程2.0m。水泵选型：表2.5水泵性能参数表型号流量扬程转速功率效率出口直径重量100QW120-10-5.5120m3/h10m1440r/min5.5kw77.2%100mm190kg第三章污水处理厂工艺流程的确定3.1污水处理厂的规模污水厂规模以平均日流量确定：平均日污水量=生活污水平均流量+工业废水集中流量=35280+18618=53898m3/d（取6万m3/d）3.2设计水质分析3.2.1进出水水质2003年7月1日实施的《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002规定：当污水处理厂出水引入稀释能力较小的河湖作为城镇景观用水和一般回用水等用途时，执行一级A标准；城镇污水处理厂出水排入GB3838地表水三类功能水域（划定的饮用水源保护区和游泳区除外）执行一级标准的B\n标准。本工程中处理厂出水近期考虑回用，因此执行一级A标准。该污水处理厂的进水水质如表3.1所示：表3.1设计进水水质项目BOD5(mg/l)COD(mg/l)SS(mg/l)NH3-N(mg/l)TN(mg/l)T-P(mg/l)污水厂28055022035455.0污水处理厂设计出水水质见表3.2。表3.2设计出水水质项目BOD5(mg/l)COD(mg/l)SS(mg/l)NH3-N(mg/l)TN(mg/l)T-P(mg/l)限制1050108150.53.2.2污水处理程度计算BOD去除率：E==96％SS去除率：E==95％COD去除率：E==91％TN去除率：E==75％TP去除率：E==90％NH3－N去除率：E==77％\n根据以上确定的污水处理厂进水水质和出水水质，各污染物要求达到的处理程度见表3.3。表3.3污水处理程度表污染物进水浓度(mg/l)出水浓度(mg/l)去除率（%）COD550≤50≥91BOD5280≤10≥96SS220≤10≥95NH4-N35≤8≥77TP5≤0.5≥90TN45≤15≥753.2.3进水水质分析污水处理厂进水水质技术性能指标见表3.4。表3.4污水厂进水水质技术性能指标项目比值BOD5/CODCr0.51BOD5/TN6.22BOD5/TP56a.BOD5/CODCr比值污水BOD5/CODCr值是判定污水可生化性的最简便易行和最常用的方法。一般认为BOD5/CODCr>0.45可生化性较好，BOD5/CODCr>0.3可生化，BOD5/CODCr<0.3较难生化，BOD5/CODCr<0.25不易生化。\n本设计污水处理厂BOD5/CODCr=0.51，可生化性较好，生化法易于处理。b.BOD5／TN（即C/N）比值C/N比值是判别能否有效脱氮的重要指标。从理论上讲，C/N≥2.86就能进行脱氮上讲，但一般认为，C/N≥3.5才能进行有效脱氮；《城市污水生物脱氮除磷处理设计规程》则规定，C/N宜大于4。本工程进水水质C/N=6.22，非常适合生物脱氮。c.BOD5／TP比值该指标是鉴别能否生物除磷的主要指标。进水中的BOD5是作为营养物供除磷菌活动的基质，故BOD5／TP是衡量能否达到除磷的重要指标，一般认为该值要大于20，比值越大，生物除磷效果越明显。分析本工程进水水质，BOD5／TP=56，非常适合采用生物除磷工艺。综上所述，本设计污水处理厂进水水质不仅适宜于采用二级生化处理工艺，而且非常适合采用生物脱氮除磷的工艺。3.3污水处理厂选址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排水管网时，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。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。\n2.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。根据以上原则，将污水处理厂建在该城的东北角，离城区325米、离河道75米。水厂位于流经该城的河流下游。水厂地质条件较好，地下水位也较低，有利于施工。水厂地面标高35.60米，河流最高水位34.60米，水厂不会受冲淹。该城常年主导风向东南风。水厂设在城市主导风向的下方，不会影响城区的环境卫生。厂的生活区位于主导风向的上方。3.4污水处理工艺流程本设计的出水水质要满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002一级A标准，即出水要达到回用水的基本要求。因此，本设计的工艺流程，除了包括完整的二级处理系统和污泥处理系统外，还需要增加深度处理系统，使出水稳定达到一级A标准。该流程的一级处理是有格栅、沉砂池和初次沉淀池所组成，其作用是去除污水中的固体污染物质，从大块垃圾到颗粒粒径为数毫米的悬浮物。污水的BOD值通过一级处理能够去除20%~30%。二级处理系统是城市污水处理工程的核心，它的主要作用是去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物。二级(强化)处理应确保有机物、悬浮固体和氮、磷营养物有足够高的去除率，一般采用生物除磷和生物硝化/反硝化方法，必要时增加化学协同除磷。特殊(微量)污染物和有毒有害物质应尽量在工业企业源头加以控制，必要时在深度处理工艺流程中设置针对特定水质指标的处理单元。\n二级(强化)处理之后的深度处理应以过滤工艺为核心单元、混凝沉淀为强化手段，起到高效去除悬浮固体和胶体物质的作用，降低处理水的浊度和消除病原体，必要时通过调整混凝剂优选和剂量同步完成化学除磷。污泥是污水处理过程的副产品，也是必然的产物。如从初沉池排出的沉淀污泥，从生物处理系统排出的生物污泥等。这些污泥应加以妥善处置，否则会造成二次污染。在城市污水处理系统中，对污泥的处理多采用由厌氧消化、脱水、干化等技术组成的系统，本工艺采用浓缩脱水设备对生污泥直接进行处理，泥饼运往污泥处理厂，本工艺不设消化池。3.5污水处理厂工艺比选3.5.1二级处理主体工艺选择本设计的污水处理厂的建设规模为6万m3/d，属中型污水厂。由于城市污水的主要污染物是有机物，因此目前国外大多采用生物法。在生物法中，有活性污泥法和生物膜法两大类，而生物膜法的生物滤池的处理效率不高，卫生条件较差，我国只有少数几座生物滤池城市污水处理厂，活性污泥法占绝大多数。活性污泥法有很多种型式，使用最广泛的主要有三类：第一类是传统活性污泥法和它的改进型A/O、A2/O工艺。第二类是氧化沟工艺，应用最广的是卡塞罗氧化沟和奥贝尔氧化沟。第三类是SBR工艺及其变形工艺，应用最为广泛的有传统的SBR工艺和CAST工艺。为了实现污水处理厂高效稳定运行和节省运行费用、建设费用，要求选择的处理工艺技术成熟，处理效果稳定，保证出水达到排放要求；基建投资和运行费用低；运行管理方便；具备脱氮除磷功能；工艺简单自动化程度高，因此初步选定了三种方案经行比较，如下表所示：表3.5污水处理厂主体工艺比较\n评比项目A/A/O工艺CAST工艺Carrousel2000氧化沟工艺技术可行性成熟，适用于各种规模，有一定的耐冲击负荷能力先进成熟，适用于中小规模，抗冲击负荷能力强先进成熟，适用于中小规模抗冲击负荷能力强脱氮除磷效果脱氮效果好，除磷效果一般脱氮除磷效果均较好脱氮效果好，除磷效果一般土建工程有初沉池和二沉池，池体较多无须二沉池和调节池，可不设初沉池，增加了生物选择器无初沉池，主反应池一体化，增加了选择池和厌氧池曝气设备底部鼓风曝气鼓风曝气表面机械曝气污泥情况污泥产量较大，不稳定污泥产量小，基本稳定污泥产量小，基本稳定施工难度较难难度不大较难环境影响噪声较大，臭味较小噪声较大，臭味较小噪声小，臭味较小容积及设备利用率较高较低（一般小于50%）不高运行操作操作单元较多较复杂操作单元较少方便操作单元较少方便维修管理设备较多维修量大设备较少维修量少设备少维修量少基建投资/元•m-3180017501700单位处理成本/元•m-30.620.710.60\n电耗/Kwh•m-30.8330.9310.800主要优点出水水质很好，有利于回用污泥经厌氧消化达到稳定用于大型污水厂费用较低沼气可回收利用流程十分简单，管理方便脱氮除磷效果好，污泥沉降性能好，出水水质好合建式，占地省，处理成本较低污泥同步稳定，不需厌氧消化耐冲击负荷好流程简单，管理十分方便可生物脱氮，出水水质较好污泥同步稳定，不需厌氧消化对中小型水厂投资较省，成本较低主要缺点反应池容积很大污泥回流量大，能耗高用于中小型污水厂费用偏高沼气回收利用经济效益差污泥渗出液需化学除磷间歇周期运行，对自控要求高变水位运行，电耗高容积利用率较低污泥稳定性不如厌氧消化好除磷需要另设厌氧池分建式，池深较小，占地面积较大污泥稳定性不如厌氧消化好机械曝气，设备数量多应用实例光大水务污水处理三厂，处理规模10万m3/d市老虎滩污水处理厂，处理规模8万m3/d市五龙口城市污水处理厂，处理规模10万m3/dA2\n/O工艺的主要缺点是处理单元多，操作管理复杂，特别是污泥厌氧消化要求高水平的管理，消化过程产生的沼气是可燃易爆气体更要求安全操作，这些都增加了管理的难度。而且由于污水厂在建城市为县城，技术力量不强，管理水平不高，排水管网系统不够完善，城市的污水水质不高，加之污泥厌氧消化的管理和沼气的利用缺乏成熟的经验，这些因素都降低了A2/O法的经济性。根据我国目前的实际情况，城市污水处理处于起动阶段，法规和要求都不够健全，对污泥的稳定化要求没有明确的规定，因此，对于中小型的城市污水处理厂，采用CAST工艺和氧化沟工艺则更为经济。3.5.2二级处理优选工艺比较中、小型城市污水处理厂的优选工艺是氧化沟和CAST工艺。1、基建投资CAST工艺是合建式，一般情况下征地费和土建费较氧化沟低，而设备费较氧化沟高。2、运营费用CAST通常用鼓风曝气，氧化沟通常用机械曝气，一般说来，在供氧量相同的情况下，鼓风曝气比机械曝气省电；第二方面，SBR是合建式不用污泥回流（有的少量回流），氧化沟是分建式要大量回流污泥，电耗较大；第三方面，CAST是变水位运行，增大进水提升泵站的扬程。综合考虑，通常氧化沟的电耗要比CAST大些，运营费要高些。3、运行控制氧化沟是连续运行，不要求自动控制，只是在要求节能时用自动控制，CAST是周期间歇运行，各个工序转换频繁，需要自动控制。4、出水稳定性CAST为静态沉淀，氧化沟为动态沉淀，因而CAST的沉淀效率更高，出水水质更好。综上所述，CAST工艺具有良好生物除磷和脱氮效果，同时污泥量小并且污泥相对稳定，基建费用和运行费用较低，施工难度小，工期短，对于县城的中型污水处理厂而言，CAST工艺成为最佳的方案。\n3.5.3污水深度处理流程选择三级处理出水的典型出水浓度，见下表表3.6三级处理出水水质序号原污水组分（mg/L）过滤混凝沉淀混凝沉淀+过滤混凝沉淀+过滤+活性炭吸附1悬浮物5~105~12112BOD51~33~71~20~23COD40~6030~5025~455~104TP7~100.3~10.30.3由于一级A标准中对TP和SS的最高允许排放浓度控制在0.5mg/L和10mg/L，因此，深度处理应该选择混凝沉淀+过滤流程，这样可以使出水稳定达标。3.5.4污泥处理工艺流程选择目前，污泥处理的单元技术有浓缩脱水，厌氧消化，好氧发酵，污泥热干化，石灰稳定等技术。由于现阶段设置消化池有可能将已经被聚磷菌吸收的磷元素释放出来达不到要求效果，所以现在一般污水厂均不设消化池，而是设置污泥浓缩脱水设备，将初沉池和曝气池产生的生污泥通过该设备直接生成泥饼运出，节省造价。故本工艺不设置消化池。CAST工艺污泥在反应池得到较好的沉降，所以本工艺不需设置二沉池及污泥回流设备。3.5.5污水处理工艺流程图粗及格泵栅站进水超越管\n鼓风机房絮凝过滤接触池初沉池沉砂池细格栅CAST池出水投加PAC加药间浓缩脱水机房干泥外运图3.1工艺流程图3.6污水处理构筑物的选择3.6.1格栅格栅是一组平行的金属栅条或筛网组成，安装在污水管道、泵房、集水井的进口处或处理厂的端部，用以截留雨水、生活污水和工业废水中较大的悬浮物或漂浮物，如纤维、碎皮、毛发、木屑、果皮等，起净化水质，保护水泵的作用，同时也减轻后续处理构筑物的处理负荷，使之正常运行。截留污物的清除方法有两种，即人工清除和机械清除。大中型污水处理厂截污量大，为减轻劳动强度，应用机械清除截留物。3.6.2沉砂池沉砂池按照池型分为平流式、竖流式、旋流式和曝气沉砂池。\n建设部05年1月明确限制平流沉砂池应用于10000m3/d以上规模的新建水厂。平流沉砂池的缺点是沉砂中含有15%的有机物，使沉砂的后续处理难度加大。且平流式沉淀池占地面积较大，土方量较大，不便于节约造价。竖流式沉砂池是污水自下而上由中心管进入池，无机物颗粒借重力沉于池底，处理效果一般较差。曝气沉砂池的优点：通过调节曝气量，可以控制污水的旋流速度，使除砂效果较稳定；受流量变化的影响较小；同时还对污水起预曝气作用。按照生物除磷设计的污水处理厂，为了保证除磷效果，一般不采用曝气沉砂池。钟式沉砂池近年来被日益广泛的采用，它利用机械力控制流态与流速，加速砂粒的沉淀，有机物则被留在污水中，具有沉砂效果好，占地省的优点。综上所述，选择旋流式沉砂池中应用广泛的钟式沉砂池。3.6.3初沉池沉淀池主要去除依附于污水中的可以沉淀的固体悬浮物，按在污水流程中的位置，可以分为初次沉淀池和二次沉淀池。初次沉淀池是对污水中的以无机物为主体的比重大的固体悬浮物进行沉淀分离。二次沉淀池是对污水中的以微生物为主体的、比重小的、因水流作用易发生上浮的固体悬浮物进行分离。沉淀池分为平流式的、竖流式的和辐流式。竖流式沉淀池适用于处理水量不大的小型污水处理厂。平流式沉淀池具有沉淀效果好，对冲击负荷和温度变化的适应强，施工简易等优点。幅流式沉淀池机械排泥设备复杂，对施工质量要求高。综上所述，采用平流沉淀池。3.6.4CAST反应池\n本设计采用CAST工艺，是近年来在国外被广泛应用的一种污水生物处理技术。CAST工艺的运行工况是以间歇操作为主要特征，其工况是按时序来运行的，CAST池前置缺氧反应器，以便进行污水的脱氮过程。一个操作过程分五个阶段：进水、反应、沉淀、排水、闲置。\n　图3.2CAST系统的循环操作过程进水段:CAST进水首先在生物选择区中与源自上一周期沉淀段的污泥混合，大量的来水在该段形成较大的基质浓差梯度，通过渗透酶使来水中的BOD在高浓度污泥条件下很快地被利用,形成良好的缺氧/厌氧环境。通过调节进水段的反应模式(进水时间、进水量、缺氧/厌氧反应时间)进行有效的生物脱氮、除磷。充水之后，在反应时段中进行曝气。微生物反复在缺氧/好氧的环境下，有效地抑制了好氧性丝状菌的生长,避免了污泥膨胀。曝气段:进水段的污水在足够的曝气条件下进行充分的好氧除碳和生物硝化。沉淀段:不进水、不曝气、不回流，使污水混合液获得一个静止的絮凝沉淀环境。滗水段:不进水、不曝气、不回流，通过浮动滗水器将上清液排出，当液面降至最低控制水位时，排水停止。重复上一周期过程,如此周而复始。闲置段:进水、不曝气、不回流,视具体运行情况而定,可作为整个CAST运行系统调节。CAST系统一般至少设2个池,以使整个系统能接纳连续的进水；在设有4个CAST池子的系统中,通过选择各个池子的循环过程可以产生连续的进出水。3.6.5絮凝池表3.7絮凝池的类型及特点表类型特点适用条件隔板式絮凝池往复式优点：絮凝效果好，构造简单，施工方便；缺点：容积较大，水头损失较大，转折处钒花易破碎水量大于30000m3/d的水厂；水量变动小者\n回转式优点：絮凝效果好，水头损失小，构造简单，管理方便；缺点：出水流量不宜分配均匀，出口处宜积泥水量大于30000m3/d的水厂；水量变动小者；改建和扩建旧池时更适用旋流式絮凝池优点：容积小，水头损失较小；缺点：池子较深，地下水位高处施工较难，絮凝效果较差一般用于中小型水厂折板式絮凝池优点：絮凝效果好，絮凝时间短，容积较小；缺点：构造较隔板絮凝池复杂，造价高流量变化较小的中小型水厂机搅拌械絮凝池优点：絮凝效果好，水头损失小，絮凝时间短；缺点：机械设备较多，维修复杂占地面积小，施工简单由于污水的三级处理需要絮凝池占地面积小，絮凝效果稳定，以节省投资，故本设计选用机械搅拌絮凝池。3.6.6沉淀池表3.8各种形式沉淀池性能特点和适用条件表型式性能特点适用条件平流式优点：1、可就地取材，造价低；2、操作管理方便，施工较简单；3、适应性强，潜力大，处理效果稳定；1、一般用于大中型净水厂；2、原水含砂量大时作预沉池\n4、带有机械排泥设备时，排泥效果好缺点：1、不采用机械排泥装置，排泥较困难2、机械排泥设备，维护复杂；3、占地面积较大竖流式优点：1、排泥较方便2、一般与絮凝池合建，不需建絮凝池；3、占地面积较小缺点：1、上升流速受颗粒下沉速度所限，出水流量小，一般沉淀效果较差；2、施工较平流式困难1、一般用于小型净水厂；2、常用于地下水位较低时辐流式优点：1、沉淀效果好；2、有机械排泥装置时，排泥效果好；缺点：1、基建投资及费用大；2、刮泥机维护管理复杂，金属耗量大；3、施工较平流式困难1、一般用于大中型净水厂；2、在高浊度水地区作预沉淀池斜管（板）式优点：1、沉淀效果高；2、池体小，占地少缺点：1、斜管（板）耗用材料多，且价格较高；2、排泥较困难1、宜用于大中型厂2、宜用于旧沉淀池的扩建、改建和挖槽本设计采用斜管沉淀池。相比之下，平流式沉淀池虽然具有适应性强、处理效果稳定和排泥效果好等特点，但是，平流式占地面积大不适用于污水的三级处理。\n而斜管沉淀池因采用斜管组件，不仅占地面积小，而且沉淀效率大大提高，处理效果比平流沉淀池要好。3.6.7滤池过滤处理是达一级A达标处理的重要组成部分，可以在消毒之前去除固体物质、TP和浊度，从而能提高后续消毒效果，使病原微生物失活或去除。表3.9各种形式滤池性能特点和适用条件表型式性能特点适用条件多层滤料滤池优点：1、含污能力大；2、可采用较大的流速；3、能节约反冲洗用水，降速过滤水质较好；缺点：1、滤料不易获得且昂贵管理麻烦2、滤料易流逝且冲洗困难易积泥球，需采用助冲设备；只有三层滤料、双层滤料适用大中型水厂普通快滤池优点：1、有成熟的运行经验运行可靠2、采用的砂滤料，材料易得价格便宜；3、采用大阻力配水系统，单池面积可做得较大，池深适中，采用降速过滤，水质较好向下流、砂滤料的回阀式滤池，适用大中型水厂，单池面积一般不宜大于100m2双阀滤池优点：\n优缺点与普通快滤池基本相同且减少了2只阀门，相应得降低了造价和检修工作量缺点：必须增加形成虹吸得抽气设备。V型滤池优点：1、截污能力强，滤池过滤周期长，反冲洗水量小特点。可节省反冲洗水量40～60%，降低水厂自用水量，降低生产运行成本。2、不易产生滤料流失现象，滤层仅为微膨胀，提高了滤料使用寿命，减少了滤池补砂、换砂费用。3、采用粗粒、均质单层石英砂滤料，保证滤池冲洗效果和充分利用滤料排污容量，使滤后水水质好。在三级处理中砂滤池的运行条件与给水处理的主要区别在于：（1）因砂滤过程中所截留的将主要是含有大量细菌、微生物等有机污染物质的絮凝体和大量胶体物质，滤床截污后粘度较大，且极易发生腐败。故在三级处理系统中对滤池的反冲洗要求较高。（2）在三级处理中，滤池进出水水质受二级处理系统的运行工况影响较大，这将使滤池的运行工况变得极为复杂，对滤池的稳定性带来极为不利的影响。针对三级处理的这些特点，优先考虑表面冲洗能力较强的V型滤池。在三级处理中，不论是使用单层滤料还是双层滤料及三层滤料的深层滤池，滤层厚度和滤料粒径都较大，但滤速则略小。3.6.8消毒工艺\n城市污水经二级处理后，水质改善，但仍有存在病原菌的可能，因此在排放前需进行消毒处理。污水消毒的方法分为两类：物理方法和化学方法。物理方法主要有：加热，冷冻，辐射，紫外线和微波消毒方法。化学方法主要是利用化学药剂进行消毒。采用氯消毒经济有效，且余氯具有持续消毒的效果，但是采用液氯消毒将导致许多有机氯化物的生成，这些物质已经确认对人体的健康有害。氯胺消毒不仅能减少三卤甲烷和氯酚的产生，减轻氯消毒产生的氯味，还能延长余氯的消毒持续时间，但是消毒作用比液氯经行的慢，需要较长的接触时间，且需要增加加胺设备。紫外线消毒具有杀菌效率高，需要的接触时间短，不改变水的物理化学性质，不会产生消毒副产物，且具有成套设备，操作方便的优点。由于本设计需要出水达到一级A标准，也为了将来运行管理方便、安全，因此选用紫外线消毒。3.6.9计量设备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的依据，设计计量设备，以正确掌握污水量、污泥量、空气量以及动力消耗等。为了减少土建投资，提高测量精度，本设计采用电磁流量计，直接安装在管道上。\n第四章一级处理构筑物4.1进厂计量设备为准确的掌握污水处理厂的污水量，并对水量资料和其他运行资料进行综合分析，对提高污水处理厂的运行管理水平是十分必要的，为此，应在污水处理系统上设置计量设备，本设计采用电磁流量计，其测量精度高，没有附加的压力损失，测量管道没有可动部件，传感器寿命极长。根据水厂的设计规模，采用口径为1200mm的电磁流量计，其可测量的流量围为553.90~55389.6。\n4.2进水闸井工艺设计4.2.1污水厂进水管（1）进水管流速为v=1.0m/s，管径为，设计坡度i=0.008；（2）最大日污水量Qmax=70000m3/d=0.810m3/s=810.19L/s平均日污水量Q平均=60000m3/d=0.694m3/s=694.44L/s（3）充满度h/D=0.64，则有效水深h=0.768m；（4）管底标高为29.420m，水面标高为30.188m；（5）管底埋深6.18m。4.2.2进水闸井进水闸井的作用是汇集各种来水以改变进水方向，保证进水稳定性。进水闸井前设跨越管，跨越管的作用是当污水厂发生故障或维修时，可使污水直接排入水体，跨越管的管径比进水管略大，取为1400mm，进水闸井的设计要求如下：（1）设在进水闸、格栅、集水池前；（2）形式为圆形、矩形或梯形；（3）井底高程不得高于最低来水管管底，水面不得淹没来水管管顶。考虑施工方便以及水力条件，进水闸井尺寸取6×4.5m，井深6.5m，井水深1.01m，闸井井底标高为29.10m，进水闸井水面标高为30.19m，超越管位于进水管顶1.0m处，即超越管管底标高为30.49m。选用HZJ5—I型闸门，其安装尺寸参数如下表2所示：表4.1HZJ5—I型闸门安装参数QEF(F1)G(G1)HH1d2PS\n2500×2000278012501125285(265)390(370)3320118018012（4）启闭机的选择由《给水排水设计手册》第11册查得选用LQD型电手动两用启闭机。4.3格栅的设计计算4.3.1粗格栅的计算本设计粗格栅的设计计算如下：前面计算可知：max=0.810m3/s，计算草图8图4.1格栅示意图（1）格栅间隙数（4.1）式中：\n—栅条间隙Qmax—最大设计流量，m3/s；—栅条间隙，m；—栅前水深，m；—污水流经格栅的速度，一般取0.6—1.0m/s；a—格栅安装倾角，（°）取中格栅栅前水深为=0.8，格栅栅条间隙=20mm，过栅流速=0.9m/s，格栅安装倾角a=60°，设置两台机械格栅，则每台格栅间隙数为：（2）栅槽宽度（4.2）式中：—栅槽宽度，m；—栅条宽度，取S=0.01m；—栅条间隙，取b=0.02m—栅条间隙数，=27个；=m（3）进水渠道渐部分长度\n（4.3）式中：—进水渠道渐宽部分长度，m；B1—进水渠道宽度，取B1=0.60ma1—渐宽部分展开角度，取；（4）出水渠道渐窄部分长度（5）过栅水头损失通过格栅的水头损失可以按下式计算：（4.4）（4.5）式中：—设计水头损失，m；—计算水头损失，m；—重力加速度，m/s2；\n—系数，格栅受污堵塞时水头损失增大倍数，一般采用3；—阻力系数，其值与栅条锻炼形状有关。设格栅断面形状为锐边矩形，则（6）栅后槽总高度设栅前渠道超高，栅前水深，则，取1.2m（7）栅前槽高度（8）栅槽总长度L（9）每日栅渣量（4.6）式中：\n—每日栅渣量，—单位体积污水栅渣量，，中格栅间隙为20，取=0.05—生活污水总变化系数，=1.3﹥0.02，宜采用机械清渣每台格栅每日栅渣量(10)粗格栅及格栅除污机选型由《给水排水设计手册（第二版）》第11册第521页查知，选用两台GH-800链条回转式多耙格栅除污机，其规格及性能如下表：表4.2GH-800链条回转式多耙格栅除污机的规格和性能参数型号格栅宽度（）格栅净距（mm）安装角a（）过栅流速（）电动机功率（）GH-80080020600.91.1~1.54.3.2细格栅的计算本设计细格栅的设计计算如下：（1）格栅间隙数\n（4.7）式中各项字母代表的意义同前，取细格栅栅前水深为0.6m，格栅栅条间隙b=5mm，过栅流速0.8m/s，格栅安装倾角a=60°，设置两台机械格栅，则每台格栅间隙数为：（2）栅槽宽度（4.8）式中：—栅槽宽度，m；—栅条宽度，取=0.01m；—栅条间隙，取=0.005m；—栅条间隙数，=56个；=m（3）进水渠道渐部分长度（4.9）式中：—进水渠道渐宽部分长度，m；\n1—进水渠道宽度，a1—渐宽部分展开角度，取；（4）出水渠道渐窄部分长度（5）过栅水头损失通过格栅的水头损失可以按下式计算：（4.10）（4.11）式中：—设计水头损失，—计算水头损失，—重力加速度，/s2—系数，格栅受污堵塞时水头损失增大倍数，一般采用3—阻力系数，其值与栅条锻炼形状有关设格栅断面形状为锐边矩形\n（6）栅后槽总高度设栅前渠道超高，栅前水深，则，取1.5m（7）栅前槽高度（8）栅槽总长度L（9）每日产生的栅渣量（4.12）式中：—每日栅渣量，—单位体积污水栅渣量，，细格栅间隙为7，取=0.10\n—生活污水总变化系数，=1.3﹥0.02，宜采用机械清渣每台格栅每日栅渣量（10）细格栅及格栅除污机的选择由《给水排水设计手册（第二版）》第11册第533页查知，选用两台XWB-Ⅲ-08-2背耙式格栅除污机，其性能如下表4所示：表4.3XWB-Ⅲ-08-2背耙式格栅除污机型号格栅宽度（mm）耙齿有效长度(mm)安装倾角()提升质量(kg)格栅间距(mm)提升速度(m/min)电机功率(KW)XWB-Ⅲ-08-245012060501040.754.4提升泵站本设计采用干式矩形半地下式合建式泵房，它具有布置紧凑、占地少、结构较省的特点。集水池和机器间由隔水墙分开，只有吸水管和叶轮浸没在水中，机器间经常保持干燥，以利于对泵房的检修和保养，也可避免对轴承、管件、仪表的腐蚀。在自动化程度较高的泵站，较重要地区的雨水泵站、开启频繁的污水泵站中，应尽量采用自灌式泵房。自灌式泵房的优点是启动及时可靠，不需引水的辅助设备，操作简便；缺点是泵房较深，增加工程造价。采用自灌式泵房时水泵叶轮（或泵轴）低于集水池的最低水位，在高、中、低三种水位情况下都能直接启动。\n图4.2污水提升泵房剖面图4.4.1设计概述选择水池与机器间合建式的方形泵站，用5台泵（1台备用），每台水泵设计流量：Q=810.19/4=202.5L/s=730m3/h，泵房工程结构按远期流量设计。4.4.1集水间计算集水间容积，相当于1台泵6分钟容量W=＝73.1m3，取80有效水深采用h=2.7m，则集水池面积为F＝80/2.7＝30m2取集水池长15m，宽6m。4.4.2水泵总扬程估算（1）参数选取：经过格栅的水头损失：0.102m，集水池的有效水深：1.5m（规定为1.5m～2.0m）\n所需提升的最高水位：38.60m泵房外出水管线长度：15m，局部阻力系数：ζ=10泵房管线水头损失：2.0m，自由水头：1.0m（2）估算：①由设计书知，进水管水面标高为：30.188m②格栅后的水面标高为：30.188-0.102=30.086m③集水池的最低工作水位为：30.086-1.5=28.586m④集水池最低工作水位与所提升最高水位之间高差为：38.60-28.586=10.0m⑥水泵总扬程为：4.4.3水泵选型表4.4水泵性能参数表型号流量扬程转速功率效率出口直径重量300QW800-15-55800m3/h15m980r/min55kw54.2%300mm1400kg4.4.4机器间计算(1)基础长度L=1100+200=1300mm=1.3m\n(2)基础宽度B=900+200=1100mm=1.1m(3)机组基础间距b=1.8m(4)基础与墙的距离c=1.0m(5)机器间长度L=取L=15m(6)机器间宽度B=4.4.5泵房平面尺寸根据集水间和机器间的布置，泵房长L=15m,宽B=6+4.2=10.2m。则泵房总面积为153m3。4.5钟式沉砂池本工程采用钟式沉砂池2座：每座池子的设计流量Q1为：Q1=Qmax/2=70000/2=35000m3/d=0.405m3/s=405.1L/s图4.3钟式沉砂池各部位尺寸图\n表4.5钟式沉砂池型号及尺寸表（m）型号流量（L/S）ABCDEFGHJKL50501.831.00.3050.6100.301.400.300.300.200.801.101001102.131.00.3800.7600.301.400.300.300.300.801.102001802.431.00.4500.9000.301.350.400.300.400.801.153003103.051.00.6101.2000.301.550.450.300.450.801.355505303.651.50.7501.500.41.700.600.510.580.801.459008804.871.51.002.000.42.201.000.510.600.801.85130013205.481.51.102.200.42.201.000.610.630.801.85175017505.801.51.202.400.42.501.300.750.700.801.95200022006.101.51.202.400.42.501.300.890.750.801.95查钟式沉砂池型号及尺寸表（m）可取型号为550的钟式沉砂池，尺寸如下表：型号流量（L/S）ABCDEFGHJKL5505303.651.50.7501.500.41.700.600.510.580.801.45总高度：H=L+F=1.45+1.70=3.15m，取3.20m。直径为A=3.65m，取3.7m。4.6平流沉淀池设计中选择两组平流沉淀池，N=2组，每组平流沉淀池设计流量为0.405/s,从沉砂池流来的污水进入配水井，进过配水井分配流量后进入平流沉淀池。\n图4.4平流沉淀池剖面图1.沉淀池表面积设表面负荷：=2.0，沉淀时间：t=1.5h则沉淀池表面积：（4.13）==729m22.沉淀池有效水深=（4.14）==3.0m3.沉淀部分有效容积：（4.15）m24.沉淀池长度，设水平流速v=5mm/sL=（4.16）m5.沉淀池宽度：\nB=（4.17）6.沉淀池格数：设每格池宽b=6.5m（4.18）=4.2个,取n=47.校核长宽比、长深比长宽比：L/b=27/6.5=4.15>4(符合长宽比大于4的要求，避免池水流产生短流现象)。长深比：L/=27/3.0=9>8（符合长深比8-12之间的要求）。8.污泥部分所需容积取清除污泥的时间间隔为T=1d。进入池时的悬浮固体浓度为C1=220mg/L。设沉淀池对悬浮固体的去除率为60%，则出水中的悬浮固体浓度为：=（4.19）mg/L取污泥含水率为P0=97%，则污泥容积为：（4.20）9.每格沉淀池污泥部分所需容积（4.21）\n10.污泥斗的容积污泥斗设在沉淀池的进水端，采用重力排泥，排泥管伸入污泥斗底部，为防止污泥斗底部积泥，污泥斗底部尺寸一般小于0.5m，污泥斗倾角大于60°污泥斗的上口面积为=4.8×4.8m2，下口面积为=0.5×0.5m2，选用方斗斗壁和水平面的倾角为60°。则污泥斗的高度为：污泥斗的实际容积：（4.22）m2>22m2图4.5污泥斗剖面图11.沉淀池的总高度（4.23）H——沉淀池总高度（m）——沉淀池超高（m），一般采用0.3~0.5m\n——缓冲层高度（m）,一般采用0.3m——污泥部分高度，一般采用污泥斗高度与池底坡度i=1%的高度之和。设计中取=3.72+0.01(27-4.8)=3.94m，h1=0.3m,h3=0.3mH=0.3+3+0.3+3.94=7.54m12.进水配水井沉淀池分为两组，每组分为4格，每组沉淀池进水端设进水配水井，污水在配水井平均分配，然后流进每组沉淀池。配水井中心管直径（4.24）——配水井中心管上升流速，一般采用v20.6m/s设计中取v2=0.7m/s=1.21m配水井直径（4.25）——配水进污水流速，一般取0.2~0.4m/s设计中取v3=0.3m/s=2.21m，取2.5m13.进水渠道沉淀池分为两组，每组沉淀池出水端设进水渠道，配水井接出的D1200进水管从进水渠道中部汇入，污水沿进水渠道向两侧流动，通过潜孔进入配水渠道，然后由穿孔花墙流入沉淀池。（4.26）\nB1——进水渠道宽度H1——进水渠道水深，B1：H1一般采用0.5~2.0设计中取B1=1.0m，H1=0.8m14.排泥管沉淀池采用重力排泥，排泥管直径DN200mm，排泥时间20min,排泥管伸入污泥斗底部。排泥管上端高出水面0.3m,便于清通和排气。排泥静水压头采用1.2m。15.刮泥装置沉淀池采用行车式刮泥机，刮泥机设于池顶，刮板伸入池底，刮泥机行走时将污泥推入污泥斗。\n第五章二级处理构筑物5.1CAST反应池设计原理CAST反应器由三个区域组成：生物选择区、厌氧区和主反应区。生物选择区是设置在CAST前端的小容积区，通常在厌氧或兼氧条件下运行。厌氧区不仅具有辅助厌氧或兼氧条件下运行的生物选择区对进水水质水量变化的缓冲作用，同时还具有促进磷的进一步释放和强化反硝化作用。主反应区则是最终去除有机物的场所。5.2CAST反应池设计计算1．选定参数：（1）周期参数周期数：N=6(l/d)，周期长：Tc=4h进水时段：=1h/周期曝气时段：=2h/周期\n沉淀时段：=1h/周期滗水时段：=1h/周期污泥实际沉淀时间：=+-1/6=1.833h表5.1CAST反应运行表号池行运1h2h3h4h模块1进水曝气曝气沉淀滗水模块2滗水进水曝气曝气沉淀模块3沉淀滗水进水曝气曝气模块4曝气沉淀滗水进水曝气（1）为实现连续排水和便于进水，设计池数量：M=8个；（2）池水设计深度：H=6m；（3）安全高度：=0.9m.2．设计水量：计算污泥量的设计水量按照高日流量计Q=70000m3/d。取日变化系数1.3，总变化系数1.4。则高时流量：==3140.31m3/h取3200m3/h单池小时进水量（平均流量）：\n=（5.1）式中N——每天反应周期数，1/dM——反应池数目，8个——反应时间，2h则==625m3/（池•h）1．计算泥龄：（1）具有硝化反硝化能力所需最小泥龄按下式计算:（5.2）式中：F——考虑-N波动的安全系数,当进水BOD5总量大于6000kg/d时,F取1.45,当进水BOD5总量小于1200kg/d时,F取1.8。本设计F取1.45——硝化反硝化的设计泥龄,d；——反硝化池容积,；——生物反应池总容积,；——本设计的水温取。根据需要反硝化的硝态氮浓度(ND)和进水的浓度()的比值/来确定的比值。\n图5.1图5.2（2）需要反硝化的硝态氮可按下式计算（5.3）式中：——CAST反应池进水总氮浓度,mg/L;——CAST反应池出水允许总氮浓度,mg/L。\n则，由表1知，取则故取10d，该值也符合表2中的规定。1．污泥产率系数：（5.4）式中：——国情修正系数，取0.9——进水悬浮物浓度，mg/L——进水浓度,mg/L2．污泥量：（1）反应污泥量=/1000（5.5）式中——最大日污水量，70000m³/d——污泥龄，10d，Y——污泥产率系数——污水进水BOD浓度，280mg/L——出水BOD浓度，10mg/L则\n===153090kg（1）总污泥量（5.6）式中——反应污泥量，kg——周期长度，4h——反应时间，2h/周期则=2．CAST反应池容积计算：(1)主反应池容积：V=(+)（5.7）式中SVI——污泥体积指数，取120mg/L——安全高度，0.9m，——最高时流量，3200m³/h，H——池水设计深度，取6m，——沉淀总时间，1.833h，——总污泥量，306180kg\nN——反应周期数，6周期/d则V=(0.9+=64483m³(2)单池主反应池容积：=（5.8）式中V——主反应池容积，m³M——池数，8座则=64483/8=8061m3(3)生物选择区容积按照水力停留时间0.5~1.0h计算：取T=0.6h=QihT==375m3(4)厌氧区容积按照水力停留时间1~2h计算：取T=1.5h=QihT==938m3(5)单池总容积：=Vi+Vs+Vy=8061+375+938=9374m3(6)单池面积：=（5.9）式中H——池水设计深度，取6m，则\n=9374/6=1563m2(7)反应池构造尺寸单池有效水深H=6m，超高hc=0.3m，保护水深0.3m。取单池宽B=30m。则主反应池长为44.8m，取45m。生物选择池长为2.08m，取2m。厌氧反应池长为5.21m，取5m。则单池总长L=52m，长宽比为1.73:1（符合1:1~2:1的规定）1．排水深度：=（5.10）式中——最高时流量，3200m3/h，H——池水设计深度，取6m，N——反应周期数，6周期/dV——总池容积，70932m3则==1.3m2．污泥浓度：（5.11）式中——总污泥量，30618kgV——总池容积，m3\n则=306180/70932=4.32g/L===5.29g/l<6g/L方案可行9．污泥负荷计算：=（5.12）式中——污泥龄，10d，Y——污泥产率系数——污水进水BOD浓度，280mg/L——出水BOD浓度，10mg/L则10.水力停留时间计算：T=V/Q（5.13）式中V——单池总容积，m³Q——单池污水量，625m³/h则T==15h\nCAST平面布置草图如下图所示：图5.3CAST平面布置图5.3CAST反应池供氧量、供气量计算在每周期2h的反应过程中，为完成同步硝化反硝化，关键是控制溶解氧按照时序呈0、1、2mg/L变化，前1h为0，第2h前30-40min为1，后20-30min为2。1.实际需氧量：按式：（5.14）式中：——去除含碳有机物单位耗氧量（），包括BOD降解耗氧量和活性污泥衰减耗氧量；——BOD去除量（）；——硝化的氨氮（）；\n——反硝化的硝酸盐量（）。先确定式中各个参数：1）降解单位含碳有机物需氧量：设计植应满足各种工况，主要是低温和高温两种工况，在低温情况下设计水温为，泥龄为10d，查相关手册，可得：=1.04Kg/KgBOD；在高温情况下，设计水温32℃，但泥龄不应是10d，因为水温升高后，硝化所需泥龄可大大缩短，当水温为32℃时，只要2天的泥龄即可，考虑安全因素，按5天泥龄计算是足够保险的，按此可查相关手册，可得：=1.2Kg/KgBOD，比低温条件高，故设计取：=1.2Kg/KgBOD2）需降解BOD量：（5.15）式中：——BOD负荷波动系数，查相关手册取1.2；——平均污水量（）则3）需硝化的氨氮量：（5.16）式中：——设计污水量()；N——进水氨氮浓度，35mg/L\n则4）反硝化的硝态氮量：(5.17)将上述各参数代入式：(5.18)式中：——实际需氧量，即AOR（）——去除含碳有机物单位耗氧量（），包括BOD降解耗氧量和活性污泥衰减耗氧量；——BOD去除量（）；——硝化的氨氮（）；——反硝化的硝酸盐量（）。则单位需氧量为：25843.5/19440=1.332.修正系数：\n(5.19)式中：——最热日反应池水温（），按30考虑；——混合液值与清水中值之比，我国规建议值为，本设计采用0.8；——混合液饱和溶解氧值与清水饱和溶解氧值之比，我国规建议值，本设计采用0.9；——标准条件下清水中饱和溶解氧的值，；——清水在时和实际计算压力Pa时的饱和溶解氧氧（）；——混合液剩余溶解氧值，同步硝化反硝化池。(1)空气扩散器出口处的绝对压力(5.20)H——空气扩散装置的安装深度，mP——大气压力，P=1.013×105PaPa(2)空气离开曝气池面时，氧的百分比(5.21)式中：——空气扩散器的氧转移效率，对微孔扩散器，取值30%。代入值，得：\n(3)曝气池混合液中平均氧饱和浓度（按最不利的温度条件考虑）(5.22)式中：——清水在时的饱和溶解氧（）；——曝气装置处绝对压力（105Pa）；——曝气池逸出气体含氧（%）。当T=30时，饱和溶解氧浓度为：7.63mg/L；则=则修正系数为==1.073.标准需氧量为：(5.23)4.供气量：总供量按式：(5.24)\n式中：——需氧量（）——标准状况下空气中的含氧量（）；——标准状态下空气体积，温度为，气压为1个大气压。则===328086.9m³/d单池小时供氧量按式：（5.25）式中：——单池小时供气量（）；——全厂每日供气量（）；——每周期曝气时间（h/周期）。则5.4CAST反应池主要设备设计计算1.空气管路计算目前CAST工艺常用曝气设备是微孔曝气器和射流曝气机。微孔曝气器目前常采用膜片式微孔曝气器，动力效率高，应用效果好。射流曝气机曝气时，水泵和风机同时工作，水和空气混合后由喷嘴喷出，释放微小气泡，达到曝气和混合的目的。主反应区每个空气扩散器的服务面积为1.4，空气扩散器敷设于距池底0.2m处，淹没深度为5.8m。\n本设计选用微孔曝气器。（1）曝气器数量计算主反应池的面积为：每池所需曝气器数目为M=1350/1.4=965个为安全和方便管路布置，每池采用966个空气扩散器。全厂需曝气器采用BYW-1.2微孔曝气器，在每个CAST反应池布置一根曝气干管，共8根干管，在每根干管上有21对配气竖管，共42条配气竖管。每个竖管上安设的空气扩散器的数目为：966/42=23个（2）每根竖管的曝气量为：；（3）每个曝气器的曝气量为：CAST单池空气管路布置如下图所示：\n图5.4单池空气管路布置2.鼓风机全厂8个反应池分为两个系列，每个系列工况完全相同，因此每台鼓风机可以同时向两个系列的两个反应池供气。再由于曝气时间有完全错开的反应池，故一台风机可以向2座反应池供气，所以全厂共设置5台鼓风机，4用1备。鼓风机所需压力为：鼓风机供气量为：选用RE-250型罗茨鼓风机，当排气压力为58.8kPa时，进口流量为74.5.所需轴功率为94kW，所配电机功率为110kW。3.滗水器滗水器是CAST水处理工艺系列排水的重要设备，为排除与活性污泥分离的上清液而发明设计的专用设备，其主要功能应满足如下要求：\n（1）随水位连续排水的性能：为取得分离后清澄的上清液，滗水器的集水器应靠近水面，在上清液排出的同时，能随反应池水位的变化而变化，具有连续排水的功能；（2）定量排水的功能：滗水器工作时应能不扰动已沉淀的污泥，又不能不能将池中的浮渣带出，按规定的流量排放；（3）有高可靠性：滗水器在排水或停止排水的运行中，有序的动作应正确、平稳、安全、可靠、耗能小、使用寿命长；单池小时进水量为每池排出负荷，每池设滗水器一套，要求滗水流量大于等于937.5m3/h，滗水可调深度大于等于2米，根据以上要求选择滗水器类型为XB-1000型。表5.2滗水器参数表型号出水能力(m3/h)堰口宽度2L(m)滗水可调深度H(m)XB-10001000123.04.潜水搅拌器用于厌氧反应区，每池设2台DOT型低速潜水搅拌器，全厂16台，搅拌功率按5池容计算。功率为：选取DOT040型潜水推流器，电机功率为4.0kW。6．污泥回流泵：CAST工艺的污泥回流比通常为20%~40%，取40%：在沉淀结束后开始回流污泥，考虑到增加污泥回流量的可能性，同时也为设置备用泵提高运行可靠性，故每池选用用两台泵。\n7．剩余污泥泵全厂剩余污泥泵每池一台，共8台，剩余污泥从反应池排放，排泥时注意不影响沉淀和滗水。全厂剩余污泥量(5.26)式中——反应污泥量，kg——污泥龄，10d则=kgSS/d反应池中污泥浓度是变化的，最高水位时污泥浓度最低，最低水位时污泥浓度最高，在计算污泥体积时，按照最不利情况，既=4.32g/L计算。每池每周期排泥量排泥时间按0.5h计算，剩余污泥泵的流量Q\n第六章深度处理构筑物6.1深度处理提升泵站由于污水经二级处理后的水位于地面以下，需加提升泵进行提升，污水流量Q=810.19/4=202.5L/s=730m3/h。1.水泵扬程的确定从出水口推算到提升泵站下游高度为H1=40.50m，从进水口推算到提升泵站上游的高度为H2=34.02m。则水泵扬程为H=40.50-34.02=6.48m。选用4台潜污泵，4用1备。泵房布置形式与污水泵房相同。表6.1潜污泵设计参数型号流量（）扬程（m）转速（r/min）配电机功率（kw）300QW800-10-4580010980452.集水间容积，相当于1台泵5分钟容量W=＝60.9m3，取62有效水深采用h=2m，则集水池面积为F＝62/2＝31m2取集水池长15m，宽2m。\n3.泵房尺寸该泵房与预处理提升泵房尺寸相同，泵房长15m，宽12.5m。6.2加药间设计计算6.2.1设计参数1.据试验：图6.1不同混凝剂处理效果对比已知计算水量Q=60000m3/d。根据原水水质，参考上图，选聚合氯化铝（PAC）为混凝剂。（1）投药量的估算：用于澄清和进一步去除悬浮物及有机物质，且二级生化处理系统的泥龄大于20d时，可按给水处理投药量的2~4倍考虑。投加铝盐或铁盐与生化系统合并处理时，可按一摩尔磷投加1.5摩尔的铝盐（铁盐）来考虑（2）投加位置1）用于澄清降浊目的时，混凝剂应投加在二次沉淀池之后。2）用于化学除磷时，最适宜的投药位置应是曝气池。\n综上所述，本设计分为两次投药，一部分用于CAST反应池化学除磷，一部分用于降低浊度。2．化学除磷所需混凝剂假设CAST工艺除磷率为75%，则污水中残留的总磷为则需要的Al投加量为假设购买的PAC中的有效含量为30%，Al的有效成分为15.9%则所需投加PAC的量为58.79/15.9%=370.16kg/d换算为PAC的投加量为，取a=8mg/L3.澄清降浊所需混凝剂据原水水质浊度判断，混凝剂的最大投药量=20mg/L，药容积的浓度b=15%，混凝剂每日配制次数n=2次。表6.2原水浊度与最佳投药量6.2.2设计计算（一）除磷部分1.溶液池容积(6.1)\n式中：a—混凝剂（碱式氯化铝）的最大投加量（mg/L），本设计取20mg/L;Q—设计处理的水量，2500m3/h;B—溶液浓度（按商品固体重量计），一般采用5%-20%，本设计取15%；n—每日调制次数，一般不超过3次，本设计取2次。溶液池采用矩形钢筋混凝土结构，设置2个，每个容积为W1（一备一用），以便交替使用，保证连续投药。单池尺寸为，高度中包括超高0.3m，置于室地面上.溶液池实际有效容积：满足要求。池旁设工作台，宽1.0-1.5m，池底坡度为0.02。底部设置DN100mm放空管，采用硬聚氯乙烯塑料管。池壁用环氧树脂进行防腐处理。沿池面接入药剂稀释采用给水管DN60mm，按1h放满考虑。2.溶解池容积W2=0.3W1(6.2)式中：——溶解池容积（m3），一般采用（0.2-0.3）；本设计取0.3溶解池也设置为2池，单池尺寸：，高度中包括超高0.2m，底部沉渣高度0.2m，池底坡度采用0.02。溶解池实际有效容积：溶解池的放水时间采用t＝5min，则放水流量：(6.3)\n查水力计算表得放水管管径＝75mm，相应流速，管材采用硬聚氯乙烯管。溶解池底部设管径d＝100mm的排渣管一根，采用硬聚氯乙烯管。溶解池的形状采用矩形钢筋混凝土结构，壁用环氧树脂进行防腐处理。3.投药管投药管流量(6.4)查水力计算表得投药管管径d＝15mm，相应流速为0.99m/s。4.溶解池搅拌设备溶解池搅拌设备采用中心固定式平桨板式搅拌机。5.计量投加设备混凝剂的湿投方式分为重力投加和压力投加两种类型,重力投加方式有泵前投加和高位溶液池重力投加;压力投加方式有水射投加和计量泵投加。计量设备有孔口计量，浮杯计量，定量投药箱和转子流量计。本设计采用耐酸泵和转子流量计配合投加。计量泵每小时投加药量:式中：——溶液池容积（m3）耐酸泵型号25FYS-20选用2台，一备一用。（二）澄清降浊部分\n1.溶液池容积(6.5)式中：a—混凝剂（碱式氯化铝）的最大投加量（mg/L），本设计取20mg/L;Q—设计处理的水量，2500m3/h;B—溶液浓度（按商品固体重量计），一般采用5%-20%，本设计取15%；n—每日调制次数，一般不超过3次，本设计取2次。溶液池采用矩形钢筋混凝土结构，设置2个，每个容积为W1（一备一用），以便交替使用，保证连续投药。单池尺寸为，高度中包括超高0.3m，置于室地面上.溶液池实际有效容积：满足要求。池旁设工作台，宽1.0-1.5m，池底坡度为0.02。底部设置DN100mm放空管，采用硬聚氯乙烯塑料管。池壁用环氧树脂进行防腐处理。沿池面接入药剂稀释采用给水管DN60mm，按1h放满考虑。2.溶解池容积W2=0.3W1(6.6)式中：——溶解池容积（m3），一般采用（0.2-0.3）；本设计取0.3溶解池也设置为2池，单池尺寸：，高度中包括超高0.2m，底部沉渣高度0.2m，池底坡度采用0.02。溶解池实际有效容积：\n溶解池的放水时间采用t＝10min，则放水流量：，查水力计算表得放水管管径＝75mm，相应流速，管材采用硬聚氯乙烯管。溶解池底部设管径d＝100mm的排渣管一根，采用硬聚氯乙烯管。溶解池的形状采用矩形钢筋混凝土结构，壁用环氧树脂进行防腐处理。3.投药管投药管流量(6.7)查水力计算表得投药管管径d＝15mm，相应流速为0.99m/s。4.溶解池搅拌设备溶解池搅拌设备采用中心固定式平桨板式搅拌机。5.计量投加设备混凝剂的湿投方式分为重力投加和压力投加两种类型,重力投加方式有泵前投加和高位溶液池重力投加;压力投加方式有水射投加和计量泵投加。计量设备有孔口计量，浮杯计量，定量投药箱和转子流量计。本设计采用耐酸泵和转子流量计配合投加。计量泵每小时投加药量:式中：——溶液池容积（m3）\n耐酸泵型号25FYS-20选用2台，一备一用.6.2.3药剂仓库仓库估算面积为50m2，仓库与混凝剂室之间采用人力手推车投药，药剂仓库平面设计尺寸为7.0m×7.0m。6.3机械混合池设计计算6.3.1设计参数设计总进水量为Q=60000m3/d,设两组搅拌混合池，每组流量为0.347。取混合时间t＝60s，池平均速度梯度G＝300s-1，15℃时，水的动力粘度μ＝1.142×10-3（N·s/m2）。6.3.2设计计算1.混合池体积V=Qt(6.8)＝0.347×60＝20.82m32.搅拌所需功率为达到设定的G值，所需的搅拌功率(6.9)3.混合池直径与水深设混合池水深与混合池直径之比为，H＝1.15D，\nV＝0.785D2·H＝0.785D2×1.15D＝0.9D3(6.10)H＝1.15×2.85＝3.28m4.搅拌器设计（1）取搅拌器直径（2）浆叶宽度b＝0.1d＝0.1×1.9＝0.19m（3）搅拌器距池底高度E＝0.6d＝0.6×1.9＝1.14m（4）叶片数Z＝2，单层设置。（5）取叶浆外缘线速度v＝3m/s。（6）搅拌器转速（7）搅拌器旋转角速度rad/s（8）搅拌器轴功率：(6.11)CD---阻力系数，CD≈0.2～0.5；ρ---液体密度，（kg/m3）;ω---搅拌器旋转角速度，（rad/s）n---搅拌器转速，（r/min）；\nZ---搅拌器浆叶数，（片）；e---搅拌器层数；b---搅拌器浆叶宽度，（m）；R---搅拌器半径，（m）；g---重力加速度，（m/s2）。取CD＝0.5，ρ＝1000kg/m3(kw)>P＝2.14kw此时池的平均速度梯度G。（s-1）>300（s-1）5.混合池挡板设挡板4块。每块宽度长度6.4机械搅拌絮凝池设计计算6.4.1设计参数设计流量Q＝60000m3/d＝2500m3/h，采用两座絮凝池，每座设计流量1250m3/h。絮凝时间T=20min。\n6.4.2设计计算（1）絮凝池尺寸：絮凝时间取20min，则絮凝池有效容积：絮凝池分为3格，每个尺寸3.83.85m，水深H取3.8m，每根水平轴上安装4个搅拌器。絮凝池分隔墙厚为0.2m，则絮凝池长，池宽。池超高取0.3m，则池总高为4.10m。絮凝池长度：(6.12)式中：Z---搅拌器排数α---系数，一般采用1.0～1.5H---絮凝池水深(m)取α＝1.3L＝1.3×3×3.85＝15m<16m机械絮凝池平面布置如下图所示：\n图6.1机械絮凝池平面布置（2）搅拌器尺寸每排采用4个搅拌器，每个搅拌器长度L＝式中：0.2---为搅拌器之间的净距和距池壁的距离0.2m。搅拌器外径：D＝3.85-2×0.15＝3.55m式中：0.15---为搅拌器上缘离水面及下缘距池底的距离0.15m。每个搅拌器上设有4块叶片；叶片宽度b＝0.18m，每根轴上浆板总面积A＝3.45×0.18×4×4＝9.9m2，占水流截面积3.85×3.85×4＝59.29m2的17％。\n（3）每个搅拌器旋转时克服水阻力所消耗的功率计算：设各排叶轮浆板中心点线速度分别取为：v1＝0.5m/s；v2＝0.35m/s和v3＝0.2m/s。叶轮浆板中心点旋转直径D0＝3.3-0.18＝3.12m，叶轮转速及角速度分别为：第一排：(r/min)；(rad/s)第二排：(r/min)；(rad/s)第三排：(r/min)；(rad/s)第一排每个叶轮所消耗功率：用同样方法求得：\n第二排所需功率：N2＝3×0.042＝0.125kw第三排所需功率：N3＝3×0.008＝0.024kw总功率：N＝N1＋N2＋N3＝0.336+0.125+0.024＝0.485kw（4）核算平均速度梯度G值及GT值（按水温20℃计，μ＝1.0×1.0-3N·s/m2）第一排：(s-1)第二排：(s-1)第三排：(s-1)絮凝池平均速度梯度：(s-1)GT=34×20×60＝4.1×104经核算，G值与GT值均较合适。6.5斜管沉淀池设计计算\n斜管沉淀池是浅池理论在实际中的具体应用，按照斜管中的水流方向，分为异向流、同向流、和侧向流三种形式。斜管沉淀池具有停留时间短、沉淀效率高、节省占地等优点。本设计沉淀池采用异向流斜管沉淀池，设计2组。6.5.1设计参数设计流量为Q=2500m3/h，设两组沉淀池，每组流量Q1=1250m3/h。斜板长1000mm，水平倾角θ=60°，斜板间隔P=100mm。斜管沉淀池计算草图见下图：图6.2斜板沉淀池计算草图6.5.2设计计算6.5.2.1平面尺寸计算1.沉淀池清水区面积（6.13）式中q——表面负荷,一般采用5.0~9.0，本设计取9.02.沉淀池的长度及宽度斜板沉淀池宽取9m，则沉淀池的长度为：\n则沉淀尺寸为16×9=144m2，进水区布置在16m长度方向的一侧。在9.0m的宽度中扣除无效长度0.5m，因此进出口面积(考虑斜管结构系数1.03)（6.14）式中：k1——斜管结构系数，取1.033.沉淀池总高度（6.15）式中h1——保护高度（m），一般采用0.3-0.5m，本设计取0.3m；h2——清水区高度（m），一般采用1.0-1.5m，本设计取1.2m；h3——斜管区高度（m），斜管长度为1.0m，安装倾角600，则；h4——配水区高度（m），一般不小于1.0-1.5m，本设计取1.5m；h5——排泥槽高度（m），本设计取0.8m。6.5.2.2.进出水系统1.沉淀池进水设计沉淀池进水采用穿孔花墙，孔口总面积：（6.16）式中v——孔口速度（m/s），一般取值不大于0.20m/s。本设计取0.15m/s。\n每个孔口的尺寸定为15cm×15cm，则孔口数个。进水孔位置应在斜管以下、沉泥区以上部位。2.沉淀池出水设计(1)集水槽设计沉淀池的出水采用穿孔集水槽，沿池宽方向布置9条穿孔集水槽，池子末端为1条集水渠，为施工方便槽底平坡，集水槽中心距为：=（16-1）/9=1.8m，8条汇水至集水渠。每条集水槽长L=9m，每条集水量为：，考虑池子的超载系数为20%，故槽中流量为：槽宽：，取0.3m。起点槽中水深H1=0.75b=0.75×0.30=0.23m，终点槽中H2=1.25b=1.25×0.30=0.38m，为了便于施工，槽中水深统一按H2=0.38m计。集水方法采用淹没式自由跌落，淹没深度取0.02m，跌落高度取0.03m，槽的超高取0.15m。则集水槽总高度(2)孔口计算设每个孔口的直径为4cm，则孔口的个数（6.17）\n式中F——每个孔口的面积(m2),集水槽每边孔口个数n=461/16=28.8个，取30个孔口中心距离S=L/28=9.0/30=0.30m，孔口从中心向两边排列。(3)出水渠设计9条集水槽汇水至出水渠，集水渠的流量按0.347m3/s，假定集水渠起端的水流截面为正方形，则出水渠宽度为=0.9=m，为施工方便采用0.6m，起端水深，考虑到集水槽水流进入集水渠时应自由跌落高度取0.02m，即集水槽应高于集水渠起端水面0.02m，同时考虑到与集水槽顶相平。则集水渠总高度为：=0.02+0.8+0.46=1.28m出水的水头损失包括孔口损失和集水槽速度损失。孔口损失：式中：——进口阻力系数，本设计取=2.集水槽水深为0.3m，槽水力坡度按i=0.01计。槽水头损失出水总水头损失出水孔口流速v1=0.6m/s，则穿孔总面积：斜板沉淀池剖面如下图所示：\n图6.2斜板沉淀池剖面图6.5.2.3.沉淀池排泥系统设计采用穿孔管进行重力排泥，穿孔管横向布置，沿与水流垂直方向共设16根，排泥至集泥渠。集泥渠长16m，B×H=2.0m×0.8m，孔眼采用等距布置，穿孔管长8.5m，首末端集泥比为0.5，查得=0.72。取孔径=25mm，孔口面积=0.00049m²，取孔距=0.4m。图6.3K值对应表孔眼总面积为：（6.18）孔眼总面积为：m2（6.19）穿孔管断面积为：===0.0123m2（6.20）穿孔管直径为：==0.125m（6.21）\n取直径为200mm，孔眼向下，与中垂线成角，并排排列，采用气动快开式排泥阀。6.5.3核算（1）雷诺数Re水力半径=mm=0.625cm当水温=20℃时，水的运动粘度=0.01cm2/s斜管水流速速为===0.00607m/s=0.61cm/s===38<500，符合设计要求式中——斜管安装倾角，一般采用600-750，本设计取600（2）弗劳德系数===6.07×10-4介于0.001-0.0001之间，满足设计要求。（3）斜管中的沉淀时间===165s=2.7min，满足设计要求。式中——斜管长度（m），本设计取1.0m。\n6.6V型滤池设计计算6.6.1设计参数已知计算用水量设计4座滤池，双排布置，每个滤池设计水量Q=625m³/h，设计滤速=10m/h，工作周期12h。滤层水头损失：冲洗前的滤层水头损失采用1.8m。第一步气冲冲洗强度=15L/(s.m²)，气冲时间=3min；第二步气、水同时反冲=15L/(s.m²)，=6L/(s.m²)，=4min；第三步水冲强度=6L/(s.m²)，=5min。冲洗总时间t=12min=0.2h；冲洗周期T=24h。反冲横扫强度1.8L/(s.m²)，滤池采用单层加厚均质石英砂滤料，有效粒径1.2~2.4mm，不均匀系数1.2~1.8。图6.4V型滤池剖面示意图6.6.2平面尺寸计算1.1滤池工作时间\n=12—t（6.22）=12—0.2×=11.9h1.2滤池总面积（6.23）1.3滤池的分格为了节省占地，选双格V型滤池，本设计设两组滤池。每组四格。池底板用混凝土，单格宽=4m，单格长=16m，长宽比4:1（一般规定V型滤池的长宽比为2:1—4:1，滤池长度一般不宜小于11m；滤池中央气，水分配槽将滤池宽度分成两半，每一半的宽度不宜超过4m）双格面积128m²，每组面积256m²，总面积512m²。1.4校核强制滤速满足v≤17m/h的要求。1.5滤池高度的确定H=＋＋＋＋＋＋（6.24）=0.9＋0.1＋1.2＋1.5＋0.4＋0.3＋0.1=4.5m式中：——气水室高度，0.7～0.9m，取0.9m——滤板厚度m，取0.1m——滤料层厚度m，0.95~1.5m，取1.2m——滤层上水深m，1.2~1.5m，取1.5m\n——进水系统跌差m，取0.4m——进水总渠超高m，取0.3m——滤板承托层厚度m，取0.1m1.6水封井设计为保证正常过滤时池液面高出滤料层，水封井出水堰顶高与滤料层相同，设水封井平面尺寸2×2m²。堰底板比滤池底板低0.3m，水封井出水堰总高为：=0.3++++=0.3+0.9+0.1+1.2+0.1=2.6m因为单格滤池过滤水量：=vf=10×67.5=675m³/h=0.1875m³/s所以水封井出水堰堰上水头由矩形堰的流量公式（6.25）计算得：6.6.3反冲洗管渠系统本设计采用长柄滤头配水配气系统，冲洗水采用冲洗水泵供应，为适应不同冲洗阶段对冲洗水量的要求，冲洗水泵采用两用一备的组合，水泵宜于滤池合建，且冲洗水泵的安装应符合泵房的有关设计规定。1.反冲洗用水流量的计算　　反冲洗用水流量按水洗强度最大时计算，单独水洗时反洗强度最大为6L/(m².s)=f（6.26）=6×67.5=405L/s=0.405m3/s=1458m3/hV型滤池反冲洗时，表面扫洗同时进行，其流量：\n=f（6.27）=0.0018×67.5=0.12m³/s2.反冲洗配水系统的断面计算配水干管进口流速应为1.5m/s左右，配水干管的截面积，反冲洗配水干管采用钢管，DN600，流速1.43m/s，反冲洗水由反冲洗配水干管输送至气水分配渠，由气水分配渠底两侧的布水方孔配水到滤池底部布水区，反冲洗水通过布水方孔的流速按反冲洗配水支管的流速取值，配水支管流速为1.0～1.5m/s，取=1.0m/s，则配水支管的截面积，此为配水方孔总面积，沿渠长方向两侧各均匀布置25个配水方孔，共计50个，孔中心距0.6m，每个孔口面积：=0.405/40=0.01m²，每个孔口尺寸取0.1×0.1m²。反冲洗水过孔流速：v=0.405/（2×20×0.1×0.1）=1.01m/s满足要求。3.反冲洗用气量计算采用鼓风机直接充气，采用两组，一用一备。反冲洗用气流量按气冲强度最大时的空气流量计算，这时气冲强度为15L/(m².s)（6.28）/s4.配气系统的断面计算　配气干管进口流速应为5m/s左右，则配气干管的截面积（6.29）反冲洗配气干管采用钢管，DN500，流速5.14m/s，反冲洗用空气由反冲洗配气干管输送至气水分配渠，由气水分配渠两侧的布气小孔配气到滤池底部布水区,布气小孔紧贴滤板下缘，间距与布水方孔相同，共计50\n个，反冲洗用空气通过配气小孔的流速按反冲洗配气支管的流速取值。反冲洗配气支管流速为10m/s左右，配气支管的截面积（6.30）每个布气小孔面积：孔口直径：，取60mm。5.气水分配渠的断面设计对气水分配渠断面面积要求的最不利条件发生在气水同时反冲洗时，亦即气水同时反冲洗时要求气水分配渠断面面积最大。因此气水分配渠的断面设计按气水同时反冲洗的情况设计。气水同时反冲洗时反冲洗水的流量气水同时反冲洗时反冲洗空气的流量气水分配渠的气水流速均按相应的配水配气干管流速取值，则气水分配干渠的断面积：6.6.4滤池管渠的布置1.反冲洗管渠（1）气水分配渠气水分配渠起端宽取0.8m，高取1.0m，末端宽取0.8m，高取0.6\nm，则起端截面积为0.8m²，末端截面积0.48，两侧沿程各布置25个配水小孔和25个配气小孔，孔间距0.6m，共50个配水小孔和50个配气小孔，气水分配渠末端所需最小截面积为0.8/40=0.02﹤末端截面积0.48，满足要求。（2）排水集水槽　　排水集水槽顶端高出滤料层顶面0.5m，则排水集水槽起端槽高=++++0.5-1.0=0.9+0.1+1.2+0.1+0.5-1.0=1.8m,式中，H1，H2，H3同前，1.0m为气水分配渠起端高度。排水集水槽末端槽高：=++++0.5-0.6=0.9+0.1+1.2+0.1+0.5-0.6=2.2m,其中0.6m为气水分配渠末端高度。坡底i，符合设计要求。2.排水渠和进水管渠（1）排水渠水深（6.33）取跌落高差为0.3m,则排水渠高为1.03+0.3+(4.5-1.0-0.2)=4.63m（2）进水管渠滤池分成独立的2组，每组进水总渠过水流量按强制过滤流量设计，流速要求0.8～1.2m/s，采用1.0m/s，则过滤流量过水断面：，进水总渠宽0.7m，水面高0.5m。\n（3）单池进水孔每格滤池在进水侧壁开三个进水孔，进水总渠的浑水通过这三个进水孔进入滤池，两侧进水孔孔口在反冲洗时关闭，中间进水孔孔口设手动调节闸板，在反冲洗时不关闭，供给反洗表扫用水。调节闸板的开启度，使其在反冲洗时的进水量等于表面扫洗用水量，孔口面积按孔口淹没出流公式计算，其总面积按滤池强制过滤水量计，强制过滤水量孔口两侧水位差取0.1m，则孔口总面积（6.34）中间孔面积按表面扫洗水量设计：（6.35）孔口宽=0.6m,孔口高=0.18m。两个侧孔口设阀门，采用橡胶囊充气阀，每个侧孔面积孔口宽=0.4m，孔口高=0.3m。（4）宽顶堰为保证进水稳定性，进水总渠引来的待滤水经过宽顶堰进入每座滤池的配水渠，在经配水渠分配到两侧的V型槽。宽顶堰堰宽取，宽顶堰与进水总渠平行布置。堰上水头由矩形堰的流量公式（6.36）计算得：\n（5）滤池配水渠进入每座滤池的待滤水经过宽顶堰溢流至配水渠，由配水渠两侧的进水孔进入滤池的V型槽，滤池配水渠宽取，渠高为1.0m，渠总长等于滤池总宽，则渠长，当渠水深时，末端流速（进来的待滤水由分配渠中段向渠两侧进水孔流去，每侧流量/2）满足滤池进水管渠流速在0.8～1.2m/s的围的要求。6.6.5V型槽的设计取V型槽倾角50°，槽宽1m，壁厚0.1m。V型槽槽底设表扫水出水孔，直径取35mm，间隔0.4m，每槽共计40个，则单侧V型槽表扫水出水孔总面积为：表面扫洗水出水孔低于排水集水槽堰顶0.15m，即V型槽槽底的高度低于集水槽堰顶0.15m。据潜孔出流公式，其中Q应为单个滤池的表扫水流量，则表面扫洗时V型槽水位高出滤池反冲洗时液面反冲洗时排水集水槽的堰上水头由矩形堰的流量公式求得，其中b为集水槽长15m，Q为单格反冲洗流量所以6.6.6滤头个数（6.40）（6.41）n——单池滤头个数；\nf——单池过滤面积，256m2；f1——单个滤头缝隙面积，常见为0.00025~0.00065m2，取0.0003m2；n1——每平方米滤板滤头个数，一般为30~50个/m2；——开孔比，约为1.2%~2.4%，取1.2%。则：个；=40个。6.7紫外线消毒系统设计6.7.1设计参数依据加拿大TROJAN公司生产的紫外线消毒系统的主要参数，选用设备型号UV4000PLUS。设置两组紫外线消毒渠。6.7.2设计计算（1）灯管数UV4000PLUS紫外消毒设备每3800/d需2.5根灯管，则：取n=20根，选用5根灯管为一个模块，则模块数N=4个（2）消毒渠设计按照设备要求，渠道深度为129cm，设渠中水流速度为0.3m/s。渠道过水断面积渠道宽度\n若灯管间距为9cm，沿渠道宽度可安装10根灯管，设两个灯组，一个灯组2个模块。渠道长度每个模块长度2.5m，渠道出水设堰板调节，调节堰到灯组间距1.5m，进水口到灯组间距1.5m，两个灯组间距1.0m，则渠道总长L为：（3）复核辐射时间（符合10~100s）紫外消毒渠道计算示意图：图6.5紫外消毒渠道6.8出水计量设备为准确的掌握污水处理厂的污水量，并对水量资料和其他运行资料进行综合分析，对提高污水处理厂的运行管理水平是十分必要的，为此，应在污水处理系统上设置计量设备，本设计采用电磁流量计，其测量精度高，没有附加的压力损失，测量管道没有可动部件，传感器寿命极长。根据水厂的设计规模，采用口径为800mm的电磁流量计，其可测量的流量围为443~45370。\n\n第七章污泥处理系统工艺设计7.1贮泥池7.1.1设计参数全厂剩余污泥量为W=15309kgSS/d设污泥含水率P1＝99.2％则湿污泥量为（7.1）剩余污泥和初沉池污泥进入贮泥池，然后经投泥泵进入浓缩脱水设备进行处理。贮泥池的主要作用：1调节污泥量，平衡前后处理装置的流量。2药剂投加池3预加热池，采用池外预热时，起到预加热池体的作用。本设计采用矩形贮泥池，贮存来自初沉池和CAST反应池的剩余污泥。7.1.2设计计算1.进入贮泥池的污泥量（7.2）式中Q1———初沉池污泥量，初沉池每天排出132m³污泥，每天排泥一次，每次一小时，则每次排泥量132m³/dQ2———剩余污泥量，Q2=1913.6m³/d\n则Q=132+1913.6=2045.6m³/d=85.2m3/h2.贮泥池尺寸（7.3）式中t——贮泥池的贮存时间，8-12h，取8h，n——贮泥池个数，2座则贮泥池设计容积（7.4）（7.5）式中——贮泥池有效深度，取2.0m——污泥斗高度a——污泥贮池边长，取9mb——污泥斗底边长，取2mn——贮泥池个数，2座——污泥斗倾角，一般取60°则\n==6.1mV=V，符合要求3.贮泥池高度（7.6）式中h3——超高，取0.3m则H=6.10+2.0+0.3=8.40m4.管道部分每个贮泥池中设DN200吸泥管一根，2个贮泥池相互连通，连通管DN250，共设2根进泥管，1根来自初沉池，1根来自CAST池，管径DN300。贮泥池无顶盖，设上清液管。7.2污泥浓缩脱水机房7.2.1浓缩脱水机选择污泥从贮泥池至浓缩脱水机，每天排泥量为2045.6m3，设污泥浓缩机每天工作18小时，则浓缩脱水机处理流量为：Q=2045.6m3/18h=114m3/h设备选型：选用卧螺式浓缩脱水一体机，近远期共设置三台，两用一备。表7.1浓缩脱水机性能参数\nLW系列浓缩脱水一体机型号规格尺寸转鼓直径*长度处理量m3/hr)使用功率（HP）外观参考尺寸（mm）参考重量（Kg）转速主机功率KW辅机功率KWLW-530A530*223020-70148055153300×1660×103045007.2.2脱水污泥量计算脱水后污泥量（7.7）式中Q——浓缩脱水后污泥量(m3/d)；Q0——浓缩脱水前污泥量(m3/d)；P1——浓缩脱水前污泥含水率(%)；P2——浓缩脱水后污泥含水率(%)，采用浓缩脱水一体化机含水率可为63%～84.5%；设计中Q0=2045.6m3/d，P1=99%，P2=75%脱水后干污泥重量为：\n7.2.3加药量计算本设计中用卧螺式浓缩脱水的污泥，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7.2.4脱水机房尺寸根据上述设备的安装尺寸，设备间的间距要求，取脱水机房尺寸为：L×B×H=18m×10m×7.5m。脱水机房外设用于出泥的污泥堆棚，考虑运泥车可进出，取污泥堆棚尺寸为：L×B×H=5.0m×5.0m×8.0m。7.2.5附属设施计算溶药系统（1）溶药罐容积（7.8）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。设计中取次，个，采用JYB型玻璃钢溶药罐，外形尺寸，有效容积。\n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，在浓缩脱水一体机上部设集气罩，由通风机将臭气送入净化器。\n第八章污水厂总体布置8.1平面布置污水处理厂的平面布置包括：处理构筑物的布置；办公、化验及其它辅助建筑物的布置以及以及各种管道、道路、绿化等的布置。根据处理厂的规模采用1：200—1：500比绘制总平面图。8.1.1平面布置的一般原则a.处理构筑物的布置应紧凑，节约土地并便于管理；b.处理构筑物的布置应尽可能按流程顺序布置，以避免管线迂回，同时应充分利用地形以减少土方量；c.经常有人工作的地方如办公、化验等用房应布置在夏季主导风的上风向，在北方地区也应考虑，设绿化带与工作区隔开；d.构筑物之间的距离应考虑敷设管渠的位置，运转管理的需要和施工的要求，一般采用5～10m；e.污泥处理构筑物应尽可能布置成单独的组合，以备安全，并方便管理；f.变电所的位置应设在耗电量大的构筑物附近，高压线应避免在厂架空敷设；g.污水厂应设置超越管以便在发生事故时，使污水能超越一部分或全部构筑物，进入下一级构筑物或事故溢流管；\nh.污水和污泥管道应尽可能考虑重力自流；i.在布置总图时，应考虑安排充分的绿化地带，为污水处理厂的工作人员提供一个优美舒适的环境；g.总图布置应考虑远近期结合，有条件时可按远景规划水量布置，将处理构筑物分为若干系列分期建设。8.1.2厂区平面布置形式“一”字型布置：该种布置流程管线短、水头损失小，“L”型布置适宜出水方向生转的地形，水流转弯一般在曝气池处。本厂采用“一”字型布置。8.1.3污水厂平面布置的具体容a.处理构筑物的平面的布置；b.附属构筑物的平面的布置；c.管道、管路及绿化带的布置。8.2污水厂的高程布置污水处理厂污水处理高程布置的主要任务是：确定各构筑物和泵房的标高，确定处理构筑物之间连接管(渠)的尺寸及其标高，通过计算确定各部位的水面标高，从而能够使污水沿处理流程在处理构筑物之间通畅的流动，保证污水处理厂的正常运行。8.2.1污水厂高程布置注意事项：a.选择一条最长、水头损失最大的流程进行水力计算，并应适当留有余地，以保证任何情况下，处理系统都能够运行正常；b.计算水头损失时一般以近期最大的流程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；\nc.在做高程布置时应注意污水流程与污泥流程的配合，尽量减少需抽升的污泥量。8.2.2污水厂的高程布置为了降低运行费用和便于管理，污水在处理构筑物之间的流动按重力流考虑为宜（污泥流动不在此例）。为此，必须精确的计算污水流动中的水头损失，水头损失包括：a.污水经各处理构筑物的部水头损失；b.污水经连接前后两构筑物管渠的水头损失，包括沿程水头损失和局部水头损失，局部水头损失按沿程水头损失的20%计。8.2.3高程计算由《给水排水设计手册》第三册和第五册查得各构筑物的部水头损失，再由经过各构筑物的流量、流速围定出连接管的管径及坡度，然后推得各构筑物的水位标高。泥路的高程计算方法与污水高程的计算方法基本相同。1.污水构筑物水头损失：表8.1构筑物水头损失（包括集配水渠）表构筑物名称水头损失m构筑物名称水头损失m格栅0.20机械絮凝池0.10沉砂池0.20V型滤池2.50平流沉淀池0.50接触池0.30斜板沉淀池0.50流量计0.30CAST反应池0.502.污水管渠水力计算：\n表8.2污水管渠水力计算表名称流量(L/s)管渠设计参数水头损失（m）D（mm）1000iV(m/s)L（m）沿程局部合计出水口至流量计694.448002.701.37300.080.020.10流量计至接触池694.448002.701.3740.010.010.02接触池至集配水井694.448002.701.37500.140.030.16集配水井至V型滤池347.226002.901.19210.060.010.07V型滤池至集配水井694.448002.701.37760.210.040.25集配水井至絮凝沉淀池347.226002.901.19120.030.010.04絮凝沉淀池至集配水井347.226002.901.19160.050.010.06集配水井至提升泵房694.448002.701.3760.020.000.02提升泵房至集配水井694.448002.701.37500.140.030.16集配水井至CAST池347.226002.901.191160.340.070.40CAST池至集配水井347.226002.901.191340.390.080.47集配水井至初沉池347.226002.901.19440.130.030.15\n初沉池至集配水井347.226002.901.19390.110.020.14集配水井至预处理出水井694.448002.701.37130.040.010.043.污水高程：表8.3污水高程序号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）1出水口至流量计34.7034.60　35.602流量计35.0034.70　35.603流量计至接触池35.0235.00　35.604接触池35.3235.0235.1735.605接触池至集配水井35.4835.32　35.60序号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）6集配水井35.7835.4835.7835.607集配水井至V型滤池35.8535.78　35.608V型滤池38.3535.85　35.60\n9V型滤池至集配水井38.6038.35　35.6010集配水井38.9038.6038.90　35.6011集配水井至絮凝池38.9438.90　35.6012絮凝池39.4438.9439.1935.6013絮凝池至沉淀池39.4439.44　35.6014沉淀池39.5439.4439.49　35.60　15沉淀池至集配水井39.6039.54　35.6016集配水井39.9039.60　39.9035.6017集配水井至提升泵站40.2039.90　35.6018提升泵站34.0240.20　35.6019提升泵站至集配水井34.1834.02　35.6020集配水井34.4834.18　34.4835.6021集配水井至CAST池34.8834.48　35.60序号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）22CAST池35.3834.8835.1335.60\n23CAST池至集配水井35.5535.38　35.6024集配水井35.8535.55　35.8535.6025集配水井至初沉池36.0035.85　35.6026初沉池36.5036.0036.2535.6027初沉池至集配水井36.6436.50　35.6028集配水井36.9436.64　36.9435.6029集配水井至沉砂池36.9836.94　35.60\n第九章供电仪表与供热系统设计9.1变配电系统全厂变配电间采用10千伏双电源供电，380伏变配电系统；污水泵、鼓风机、回流污泥泵就地控制；变配电间、低压电瓶设有紧急按钮，污水泵可按水位自动停车；变配电间从邻近接出220伏作为照明电源。9.2监测仪表的设计9.2.1设计原则a.污水和污泥两部分分别集中设置显示记录仪，污水部分设置单独的仪表间，污泥及记录仪设在污泥泵房；b.根据目前国监测仪表情况，选定物力参量和化学参量均采用DDZ-Ⅱ型监测仪表；c.仪表自动控制设计，要掌握适当的设计标准，在工程实效的前提下，考虑技术先进。9.2.2检测容a.污水泵房：集水池液位应集中显示，并设上下限报警；b.沉砂池：水温指示记录，PH指示记录；c.CAST池：空气量指示记录、DO检测仪、水温、PH值及水位的指示记录、回流污泥量；d.紫外消毒池：水温指示记录、PH指示记录、DO指示记录；e.机械混合池：水温指示记录、PH指示记录、加药量指示记录；f.V型滤池滤池：水温指示记录、PH指示记录；g.污泥浓缩脱水机房：污泥流量指示记录、加药量指示记录。\n第十章劳动定员10.1定员原则按劳动定员试行规规定：日处理量5~10万吨的城市二级污水处理厂职工定员不少于50人，日处理量在5吨以下的职工人数为20~30人（不包括管理人员和干部）占全厂人数的70%。10.2污水厂定员本设计污水厂污水量为60000m3/d，采用职工人数为55人，管理人员及干部12人，占22％，生产人员为40人，占73%，其他人数为3人，占5％。\n第十一章工程概算及其运行管理11.1工程概算11.1.1排水管道工程投资估算按照排水管道综合指标进行计算。单米管长费用=管径表11.1管道工程投资估算表管径(m)单米费用（元）长度（m）费用（万元）30060015755945.304008003521281.6860012003857462.84800160088041408.64100020002611522.20120024003827918.48则排水管道总投资为4539.14万元。\n11.1.2污水处理厂投资估算按照二级污水处理厂综合指标进行计算。根据指标，水量5~10万m3/d的三级污水处理厂的总造价指标为1500~2000元/m2，本设计污水厂日平均水量为6万m3/d，总造价指标取1600元/m2，则污水厂总投资为W=1600×85000/10000=13600万元。11.1.3污水处理成本计算污水处理厂成本通常包括工资福利费、电费、药剂费、折旧费、检修维护费、行政管理费以及污泥综合利用收入等费用。(1)处理后污水排放费E1，本设计出水达一级A标准，达标排放不予考虑。(2)能源消耗费式中：N----污水处理厂的水泵、空压机或鼓风机房及其它机电设备的功率总和(不包括备用设备)(Kw)；k----污水量总变化系数；d----电费单价，取0.70元/(Kw·h)。则E2=(3)药剂费式中——各种药剂平均投加量，本设计药剂为混凝剂聚丙烯酰胺，为20mg/L；\n——聚丙烯酰氨价格，1500元/吨。(4)工资福利费式中——职工每人每年的平均工资福利，设计中取24000元；——劳动定员，为55人。(5)固定资产折旧大修费（固定资产只计污水处理厂部分）万元式中——工程总投资；——折旧大修费率，按7％考虑(6)日程修理维护费万元式中——检修维护费费率，按1％考虑(7)管理费、销售费和其他费用式中——综合费率，按10％考虑。(8)综合成本年处理成本：\n每立方米每天污水处理成本为。11.1.4工程总投资污水管网和污水处理厂的总造价为:P+W=4539.14+13600=18139.14万元。11.2安全措施11.2.1安全措施a.考虑到全厂发生事故时，构筑物检修停用时可将进入水厂的污水通过跨越管排入河流，故在单管出水井处设置跨越管，管径1400mm；为了随时掌握厂各构筑物的运行情况，设中央控制室进行全方位监测，并在厂及各高位处设置监视器。污水厂运行管理。b.定期进行培训考核，提高污水厂操作工人的污水处理基本知识与基本技能；切实做好控制、观察、记录于分析检验工作对于检验数据设立技术档案并妥善保管；定期对处理系统进行巡视和做好处理构筑物的清洁保养工作。c.对污水处理厂的运行采用自动监测、自动记录、自动化设备与人工操作相结合，并设中控室对自动化进行集中控制。11.2.2污水厂运行中注意事项a.防止污水处理中出现污泥膨胀、污泥腐化等现象，切实做好预防和整理工作，严格控制曝气时间，并且及时排泥；b.督促环保部门加强对污水排放企业的监督，使其排放水达到污水排放标准，以确保污水厂正常运行；c.有关部门应加强污水排放费的征收，保证专款专用，确保污水厂的运行管理费用。辞\n毕业设计可以说是对我大学4年学习和实践成果的考核和总结，是每一个大学毕业生必修的课程，它不仅让我们学到了很多在课堂上没有学到的知识，还让我们从实践中探索经验，增长了动手能力。在这几个月里我通过自己的努力和思考以及王永磊老师的耐心指导和帮助，本着严谨、开拓创新的精神，完成了这次大学4年里最后的设计实践。这次设计是我在大学里第一次从理论构思到实际工程论证大型的设计实践，它使我更深刻的理解了在大学里学到的知识。这不仅是学习的总结，而且是人生的总结。至此设计已完成，本次设计能顺利的完成，首先离不开王永磊老师耐心指导，正是老师的指导，使我学到了更多的知识，了解了更多给排水工程设计中应该注意、应该避免的问题，使我对专业知识的认识更加深入、更加透彻；也正是老师的帮助，才使我不断的优化设计工艺、简化流程，使设计做的更加完美。同时也感和我一同讨论设计的同学们的热情帮助，使我在设计中少走了许多弯路。由于经验有限，加之时间仓促，疏漏错误之处在所难免，恳请各位老师批评指正。最后对大学几年以来始终关心和爱护我们的各位老师和领导表示感和敬意，今后我将更加努力的做好本职工作，向老师交一份合格的答卷！\n参考文献[1].洪军,杜茂安.水处理工程设计计算.中国建筑工业，2006.[2].严熙世,遂庆.给水排水管网系统.:中国建筑，2002.[3].自杰主编.排水工程（第四版）.：中国建筑工业，2000.[4].乃昌主编.水泵及水泵站（第四版）.：中国建筑工业，1998.[5].给水排水设计手册（第二版），第1，5，9，10，11，12册，：中国建筑工业，2000.[6].简明排水设计手册，：中国建筑工业，1990.[7].高俊发,王社平.污水处理厂工艺设计手册.化学工业.[8].《室外排水设计规》（GB50014-2006）中国计划，2006.[9].《室外给水设计规》（GB50013-2006）中国计划，2006.[10].《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）.[12].周雹.活性污泥工艺简明原理及设计计算.：中国建筑工业，2005.[13].士君,亚峰.污水处理构筑物设计与计算.：化学工业，2007：318-320.[14].玉川.城市污水厂处理设施设计计算.：化学工业，2003：263-278.[15].克玲,詹建.CAST工艺处理城市污水原理与设计.环境科学与技术，第27卷，第4期，2004.7.[16].廖钧,庆.CAST工艺设计计算方法探讨.给水排水，2011.[17].林英姿,丽君.CAST工艺污水处理厂总结，环境工程，第28卷，第6期。2008.12.[18].兴灿,尚巍.城镇污水处理厂一级A稳定达标的工艺流程分析与建议，给水排水，2009.\n[19].亚勤.污水处理厂达到一级A排放标准中的化学除磷，中国市政工程，2009.10.附录一、街区面积表1.1街区面积（单位：ha）街区编号12345678910街区面积19.7716.1215.1112.4119.7830.314.9216.3858.9819.25街区编号11121314151617181920街区面积24.9222.126.479.4319.2611.0624.178.712.64.1街区编号21222324252627282930街区面积3.283.283.694.12.0510.6511.4714.4911.219.65街区编号31323334353637383940街区面积10.658.1934.4122.123.287.116.764.988.094.08街区编号41424344454647484950\n街区面积3.436.657.6510.240.827.088.3910.597.568.85街区编号51525354555657585960街区面积7.4347.444.574.989.6817.20.4114.6414.5814.75街区编号61626364656667686970街区面积4.116.4510.9114.3426.9215.165.3212.0211.189.42街区编号71727374757677787980街区面积5.3217.7812.0116.9218.0312.477.159.22.8711.06街区编号81828384858687888990街区面积9.279.951.238.638.0911.0814.8512.1114.2111.88街区编号919293949596979899100街区面积5.3221.7142.3913.5613.948.611.889.4210.2411.06街区编号101102103104105106107108109110街区面积12.8713.92.875.326.558.1913.528.458.9114.04街区编号111112113114115116117118119120街区面积12.1413.3819.9712.7414.0338.9112.1319.8941.3657.31街区编号121122123124125126127街区面积17.3635.264.11.231.2326.2121.3一、污水管网干管流量计算表2.1顺河路干管流量计算\n居住区生活污水量Q1集中流量管段本段流量传输流量平均总变化生活污水本段传输设计编号街坊编号街坊面积比流量流量流量系数设计流量流量(ha)L/s.haL/sL/sL/sKzL/sL/sL/sL/s12345678910111215-1612057.310.23913.7013.702.0227.7421.8849.6216-1711638.910.2399.3026.2935.591.8264.8821.8886.7617-181032.870.2390.6948.1148.801.7685.9121.88107.7918-191251.230.2390.2948.8049.091.7686.3721.88108.2519-208538.090.2399.1149.0958.201.73100.4921.88122.3720-2160.2660.261.72103.6521.88125.5321-2272.7072.701.68122.4922.9221.88167.2922-2383.6583.651.66138.7944.80183.5923-2490.1190.111.65148.2944.80193.0926-270.290.292.300.680.6827-282.552.552.305.865.8628-296.076.072.2113.4513.45表2.2洪山路干管流量计算居住区生活污水量Q1集中流量管段本段流量传输流量平均总变化生活污水本段传输设计编号街坊编号街坊面积比流量流量流量系数设计流量流量\n(ha)L/s.haL/sL/sL/sKzL/sL/sL/sL/s12345678910111271-3111941.360.2399.894.0913.982.0228.2428.2431-3220.5720.571.9439.8226.0465.8632-3326.1226.121.8949.2526.0475.2933-3426.1226.121.8949.2515.6326.0490.9234-3526.1226.121.8949.2541.6790.9235-3640.5040.501.8072.7741.67114.4436-3746.9046.901.7782.9241.67124.5937-3868.8068.801.70116.6441.67158.3138-39675.320.2391.2776.0477.321.67129.4041.67171.0739-40570.410.2390.1082.8682.961.66137.7741.67179.4440-41450.820.2390.2089.9590.151.65148.3441.67190.0141-42102.07102.071.62165.6941.67207.36表2.3嘉龙公司干管流量计算居住区生活污水量Q1集中流量管段本段流量传输流量平均总变化生活污水本段传输设计编号街坊编号街坊面积比流量流量流量系数设计流量流量(ha)L/s.haL/sL/sL/sKzL/sL/sL/sL/s12345678910111256-577518.030.2394.311.732.303.9815.1319.1157-588714.850.2393.551.735.282.2511.8715.1327.00\n58-598812.110.2392.9012.8315.721.9931.3615.1346.4959-6017.9817.981.9635.3215.1350.4560-618914.210.2393.4020.4323.821.9045.3815.1360.5161-629011.880.2392.8426.8129.651.8655.1315.1370.2662-63777.150.2391.7130.9232.631.8460.0415.1375.1763-64789.200.2392.2032.6334.831.8363.6315.1378.7664-6535.5235.521.8264.7511.6715.1391.5565-6644.2344.231.7878.7226.80105.5266-5550.6650.661.7588.8226.80115.62表2.4蒙山北路干管流量计算居住区生活污水量Q1集中流量管段本段流量传输流量平均总变化生活污水本段传输设计编号街坊编号街坊面积比流量流量流量系数设计流量流量(ha)L/s.haL/sL/sL/sKzL/sL/sL/sL/s12345678910111267-6812626.210.2396.276.272.2113.8313.8368-6912.7112.712.0425.9425.9469-7013.9013.902.0228.0928.0970-5314.9914.992.0030.0530.05三、污水管网主干管流量计算表表3.1兖兰路主干管流量计算\n居住区生活污水量Q1集中流量管段本段流量传输流量平均流量总变化系数生活污水设计流量本段传输设计流量编号街坊编号街坊面积比流量流量(ha)L/s.haL/sL/sL/sKzL/sL/sL/sL/s12345678910111229-3034+2632.770.2397.846.0713.912.0228.1228.1230-24353.280.2390.7813.9114.692.0129.5229.52居住区生活污水量Q1集中流量管段本段流量传输流量平均流量总变化系数生活污水设计流量本段传输设计流量编号街坊编号街坊面积比流量流量24-48367.110.2391.70104.80106.501.62172.0744.80216.8748-49376.760.2391.62109.24110.861.61178.3344.80223.1349-50384.980.2391.19110.86112.051.61180.0344.80224.8350-51398.090.2391.93116.40118.331.60188.9944.80233.7951-52404.080.2390.98135.61136.581.57214.7276.57291.2952-53413.430.2390.82138.89139.711.57219.0976.57295.6653-54426.650.2391.59158.84160.431.54247.7876.57324.3554-55437.650.2391.83160.43162.261.54250.2976.57326.8655-424410.240.2392.45212.92215.371.50322.03103.37425.4042-13328.190.2391.96317.44319.401.43457.32145.04602.36表3.2疏港路主干管流量计算居住区生活污水量Q1集中流量\n管段本段流量传输流量平均总变化生活污水本段传输设计编号街坊编号街坊面积比流量流量流量系数设计流量流量(ha)L/s.haL/sL/sL/sKzL/sL/sL/sL/s1234567891011121-2119.770.2394.734.732.3010.8712.4523.322-3216.120.2393.854.738.582.1318.2912.4530.743-416.3416.341.9932.4512.4544.904-56+989.290.23921.3521.0742.421.7975.8512.4588.305-61234.100.2390.9842.4243.401.7877.4012.4589.856-71124.920.2395.9648.9954.951.7495.4812.45107.937-81241.230.2390.2958.8659.161.72101.9712.45114.428-91222.120.2395.2959.1664.451.71110.0412.45122.499-10136.470.2391.5566.0267.561.70114.7612.45127.2110-11149.430.2392.2669.6471.901.69121.3014.13135.4311-121519.260.2394.6174.9179.521.67132.6714.13146.8012-131611.060.2392.6479.5282.161.66136.5914.13150.7213-141724.170.2395.78401.561.39567.84\n407.3434.79159.17761.8014-污水厂407.34407.341.39567.84193.96761.80四、污水管网水力计算表\n表4.1顺河路干管水力计算表管段管段设计管径地面坡度坡度流速充满度降落量地面水面管底埋设编号长度流量D　IVh/Dh　高程高程高程深度　（m)L/smm　　m/s　mI*L起点终点起点终点起点终点起点终点123456789101112131415161715-1653149.626000.0020.00130.600.340.2040.69038.0037.0036.50435.81436.30035.6101.701.3916-1732986.766000.0000.00090.610.550.3300.29637.0037.0035.81435.51835.48435.1881.521.8117-18318107.798000.0000.00080.620.370.2960.25437.0037.0035.28435.02934.98834.7332.012.2718-19425108.258000.0000.00080.620.370.2960.34037.0037.2035.02934.68934.73334.3932.272.81\n19-20527122.37800-0.0010.00080.650.400.3200.42237.2037.5034.68934.26834.36933.9482.833.5520-21373125.538000.0010.00080.660.410.3280.29837.5037.2034.26833.96933.94033.6413.563.5621-22395167.298000.0010.00080.680.480.3840.31637.2037.0033.96933.65333.58533.2693.613.7322-23266183.598000.0020.00080.700.510.4080.21337.0036.6033.65333.44033.24533.0323.753.5723-24203193.098000.0010.00080.710.540.4320.16236.6036.4033.44033.27833.00832.8463.593.5527-283545.863000.0010.00550.600.200.0601.94737.0036.7536.06034.11336.00034.0531.002.7028-2946413.454000.0010.00300.600.280.1121.39236.7536.4034.06532.67333.95332.5612.803.842929点为主干管起点，因埋深较大，对后续管道的埋设很不利，故在此处设提升泵站，扬程2m，将埋设提升到1.84m\n表4.2洪山路干管水力计算表管段管段设计管径地面坡度坡度流速充满度降落量地面水面管底埋设编号长度流量D　IVh/Dh　高程高程高程深度　（m)L/smm　　m/s　mI*L起点终点起点终点起点终点起点终点123456789101112131415161771-3150628.244000.0010.00200.610.380.1521.01238.0037.6037.05236.04036.90035.8881.101.7131-3240065.866000.0000.00120.630.390.2340.48037.6037.5035.92235.44235.68835.2081.912.2932-3341475.296000.0000.00140.610.320.1920.58037.5037.4035.44234.86235.25034.6702.252.7333-3459290.928000.0000.00090.620.350.2800.53337.4037.3034.75034.21834.47033.9382.933.36\n34-3540490.928000.0000.00090.620.350.2800.36437.3037.3034.21833.85433.93833.5743.363.7335-36381114.448000.0000.00080.630.390.3120.30537.3037.3033.85433.54933.54233.2373.764.0636-37412124.598000.0000.00080.640.410.3280.33037.3037.3033.54933.22033.22132.8924.084.4137-38287158.318000.0000.00080.680.470.3760.23037.3037.3033.22032.99032.84432.6144.464.6938-39372171.0710000.0010.00080.700.350.3500.29837.3037.0032.06431.76632.41432.1164.894.8839-40420179.4410000.0000.00080.710.360.3600.33637.0037.0031.76631.43031.40631.0705.595.9340-41222190.011000-0.0010.00080.720.370.3700.17837.0037.2031.43031.25331.06030.8835.946.3241-4289207.3610000.0160.00080.730.380.3800.07137.2035.8031.25331.18230.87330.8026.335.0042-13881602.3612000.0000.00080.950.550.6600.70535.8035.7031.18230.47730.52229.8175.285.88\n表4.3嘉龙公司干管水力计算表管段管段设计管径地面坡度坡度流速充满度　降落量地面水面管底埋设编号长度流量D　IVh/Dh　高程高程高程深度　（m)L/smm　　m/s　mI*L起点终点起点终点起点终点起点终点123456789101112131415161756-5726419.114000.0000.00240.600.320.1280.63438.4038.4037.42836.79437.30036.6661.101.7357-5848627.004000.0010.00200.610.380.1520.97238.4038.0036.79435.82236.64235.6701.762.3358-5943246.496000.0020.00150.620.320.1920.64838.0037.0036.20235.55436.01035.3621.991.6459-6061450.456000.0000.00150.630.330.1980.92137.0037.0035.55434.63335.35634.4351.642.5624460.516000.0000.00130.630.370.2220.31737.0037.0034.63334.31634.41134.0942.592.91\n60-6161-6229370.266000.0000.00120.650.410.2460.35237.0037.0034.31633.96534.07033.7192.933.2862-6328775.176000.0000.00120.660.430.2580.34437.0037.1033.96533.62033.70733.3623.293.7463-6440378.766000.0000.00130.670.430.2580.52437.1037.0033.62033.09633.36232.8383.744.1664-6548391.558000.0000.00130.690.310.2480.62837.0037.0032.88632.25832.63832.0104.364.9965-66343105.528000.0000.00120.700.340.2720.41237.0037.0032.25831.84731.98631.5755.015.4366-55244115.628000.0050.00120.710.360.2880.29337.0035.8031.84731.55431.55931.2665.444.53表4.4蒙山北路干管水力计算表管段管段设计管径地面坡度坡度流速充满度降落量地面水面管底埋设编号长度流量D　IVh/Dh　高程高程高程深度\n　（m)L/smm　　m/s　mI*L起点终点起点终点起点终点起点终点123456789101112131415161767-6855813.833000.00070.00310.600.350.1051.73037.0036.6036.10534.37536.00034.2701.002.3368-6916025.944000.00380.00200.610.370.1480.32036.6036.0034.31833.99834.17033.8502.432.1569-7011728.094000.00130.00200.620.380.1520.23436.0035.8533.99833.76433.84633.6122.152.2470-5315430.054000.00000.00200.630.390.1560.30835.8535.8533.76433.45633.60833.3002.242.55表4.5兖兰路主干管水力计算表管段管段设计管径地面坡度坡度流速充满度降落量地面水面管底埋设编号长度流量D　IVh/Dh　高程高程高程深度\n　（m)L/smm　　m/s　mI*L起点终点起点终点起点终点起点终点123456789101112131415161729-309428.124000.0000.00170.600.400.1600.16036.4036.4034.72034.56034.56034.4001.842.0030-245329.524000.0000.00170.610.420.1680.09036.4036.4034.56034.47034.39234.3022.012.1024-48418216.8710000.0000.00080.710.410.4100.33436.4036.2034.11233.77833.70233.3682.702.8348-49379223.1310000.0000.00080.720.420.4200.30336.2036.2033.77833.47533.35833.0552.843.1549-50293224.8310000.0010.00080.720.420.4200.23436.2036.0033.47533.24033.05532.8203.153.1850-51507233.7910000.0000.00080.730.430.4300.40636.0035.9033.24032.83532.81032.4053.193.5051-52355291.2912000.0000.00080.780.470.5640.28435.9035.8532.83532.55132.20531.9213.703.9352-53334295.6612000.0000.00080.790.470.5640.26735.8535.8532.55132.28331.98731.7193.864.13\n53-54340324.3512000.0000.00080.810.380.4560.27235.8535.8532.28332.01131.82731.5554.024.2954-55378326.8612000.0000.00080.810.380.4560.30235.8535.8032.01131.70931.55531.2534.294.5555-42446425.4012000.0000.00080.870.450.5400.35735.8035.8031.70931.35231.16930.8124.634.9942-13881602.3612000.0000.00080.940.540.6480.70535.8035.7031.35230.64730.70429.9995.105.70表4.6疏港路主干管水力计算表\n管段管段设计管径地面坡度坡度流速充满度降落量地面水面管底埋设编号长度流量D　IVh/Dh　高程高程高程深度　（m)L/smm　　m/s　mI*L起点终点起点终点起点终点起点终点12345678910111213141516171-230423.324000.0000.00220.610.350.1400.66937.1037.1036.14035.47136.00035.3311.101.772-347830.744000.0000.00180.610.430.1720.86037.1037.3035.47134.61135.29934.4391.802.863-457344.904000.0000.00150.620.550.2200.86037.3037.1034.61133.75134.39133.5312.913.574-555488.306000.0000.00100.630.500.3000.05537.1037.0033.63133.57633.33133.2763.773.725-621689.856000.0050.00100.630.500.3000.02237.0036.0033.57633.55433.27633.2543.722.756-7473107.938000.0000.00090.650.360.2880.42636.0036.0033.55433.12933.77433.3492.232.657-854114.428000.0000.00100.670.370.2960.00536.0036.0033.12933.12332.83332.8273.173.17\n8-9585122.498000.0000.00100.680.380.3040.05936.0035.9033.12333.06532.81932.7613.183.149-10407127.218000.0000.00110.720.380.3040.44835.9035.9033.06532.61732.76132.3133.143.5910-11592135.438000.0000.00110.730.410.3280.65135.9035.8032.61731.96632.28931.6383.614.1611-12810146.808000.0000.00110.750.420.3360.89135.8035.7031.96631.07531.63030.7394.174.9612-13284150.7210000.0000.00010.710.320.3200.02835.7035.7031.07531.04630.53930.5105.165.1913-14711761.8012000.0000.00081.000.640.7680.56935.7035.6031.07830.51030.31029.7425.395.8614-污水厂(80)402761.8012000.0000.00081.000.640.7680.32235.6035.6030.51030.18829.74229.4205.866.18\n