污水处理厂毕业设计论文说明书2011 60页

摘要本设计是省市污水处理厂的初步设计，主要任务是完成污水及污泥处理方法选择、工艺设计计算、污水厂平面图、高程图及单项处理构筑物施工图设计。该城市排放的污水中BOD5、CODcr及SS严重超标，依据污水的水质、水量以及受纳水体的环境容量等相关资料，必须对其进行二级处理方可去除水中过量的有机污染物，达到排放标准进而保护环境，所以本设计采用SBR序列间歇式活性污泥法。SBR是序列间歇式活性污泥法的简称，与传统污水处理工艺不同，SBR技术采用时间分割的操作方式替代空间分割的操作方式，非稳定生化反应替代稳态生化反应，静置理想沉淀替代传统的动态沉淀。它的主要特征是在运行上的有序和间歇操作，SBR技术的核心是SBR反应池，该池集均化、初沉、生物降解、二沉池等功能于一池，无污泥回流系统。经过这个废水处理工艺的废水可达到设计要求，可以直接排放。处理后的污泥经机械脱水后用作肥料。通过此设计，污水处理厂建成后，本市的水污染问题能得到较好的解决，产生良好的环境效益，同时也会收到很好的经济效益和社会效益。关键词：SBR工艺；污水处理厂；城市污水；活性污泥\nAbstractThisisthepreliminarydesignofthesewagetreatmentplantofChengduinSichuangProvince.Themaintaskofthisprojectistocompletetheschemeselectionofsewageandsludgetreatmentdesigncomputationanddesignthesewageplanthorizontalplanelevationmapandconstructiondrawingofthemonomerstructure.ThecontentsofBOD5、CODcrandSSofthedischargedsewagehavesurpassedthenationalstandardinthiscity.Itmustbeusedsecondarytreatmenttoremoveexcessorganicpollutantsinsewageinordertomeetdischargestandardsandprotectenvironment，whichisbasedonthequalityandquantityofsewagetheenvironmentalcapacityofthereceivingwaterbodiesandotherrelevantinformation.Therefore，sequencingbatchreactoractivatedsludgeprocesswasusedinthisdesign.SBRistheabbreviationofthesequencingbatchreactoractivatedsludgeprocess.Differentfromtraditionalsewagetreatmentprocess,SBRtechnologyusestosubstitutetimedivisionoperationmodeforspacedivision,non-stablebiochemicalreactionsforstablestate,idealprecipitationforthetraditionaldynamicprecipitation.Themainfeatureisthesequencingandbatchoperation.ThecoreoftheSBRtechnologyisSBRtank,whichsetsallofthefunctionsofhomogenization,primarysedimentation,biodegradationandsecondarysedimentationinatank,andnosludgereturnsystem.Theoutletwateroftheplantmeetsthedesignrequirements,whichisalloweddirectdischargeintorivers.Thetreatedsludgeisusedforfertilizeraftermechanicaldewatering.Waterpollutionproblemsofthiscitycanbesolvedwhenthesewagetreatmentplantiscompleted.Ithasverygoodenvironmentalbenefitseconomicandsocialbenefits.Keywords：SBRprocess；sewagetreatmentplant；urbansewage；activatedsludge\n目录第1章绪论11.1概述11.2设计原始资料2第2章工艺设计方案的确定及构筑物的选择32.1污水处理厂的选址32.2污水处理工艺流程的确定32.3主要构筑物的选择6第3章污水处理系统工艺设计93.1粗格栅的计算93.2曝气沉砂池的计算133.3辐流初沉池的计算173.4SBR池的计算203.5消毒接触池28第4章污泥处理系统工艺设计304.1污泥浓缩池304.2贮泥池324.3污泥消化池334.4脱水机房35第5章污水处理厂总体布置365.1平面布置及总平面图365.2污水处理厂高程布置39第6章污水总泵站476.1概述476.2泵站设计486.3泵站的设计计算48参考文献55附录56致57\n第1章绪论1.1概述1.1.1环境概述随着科学技术的不断发展，环境问题越来越受到人们的普遍关注，为保护环境，解决城市排水对水体的污染以保护自然环境、自然生态系统，保证人民的健康，这就需要建立有效的污水处理设施以解决这一问题，这不仅对现存的污染状况予以有效的治理，而且对将来工、农业的发展以及人民群众健康水平的提高都有极为重要的意义，因此，城市排水问题的合理解决必将带来重大的社会效益。本设计是针对省市的排水工程，包括城市污水处理厂，进行系统全面的设计。1.1.2本设计的目的和依据了解污水处理采用的流行技术，了解污水厂的选址，掌握污水厂工艺流程的选择及参数选定，掌握污水处理构筑物工艺尺寸的计算及其它工艺计算，熟悉污水处理构筑物的构造，完善工程设计的思路和程序，加强计算机绘图，进一步熟悉工程设计的步骤及要求，为工程设计打下基础。《给水排水工程设计手册》1、11，给排水设计规，《污水处理厂工艺设计手册。1.1.3设计容（1）污水处理工艺选择及各工艺单元的设计，包括工艺流程的确定,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；（2）污泥处理方法选择及污泥处理构筑物的工艺设计计算。包括工艺流程的确定，单体构筑物的设计；（3）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工艺图的绘制；（4）污水处理厂的平面布置。包括污水处理厂处理构筑物和辅助建筑物的平面布置图及工艺平面图绘制；（5）污水处理厂竖向布置及高程计算；（6）绘制相关图纸。\n1.1设计原始资料1.1.1气象资料年平均气温(℃)16.2最冷月平均气温(℃)2.4最热月平均气温(℃)30.0最高气温(℃)37.3最低气温(℃)-5.9主风向西北1.1.2地质资料(1)土壤类别：亚粘土。(2)平均地下水位：地下9m。(3)冰冻线：地面以下0m。(4)城市污水总干管进入污水厂入口处的管径1000mm，管顶覆土为3.3m。(5)污水厂所在地面标高为140m。1.1.3水质与水量资料CODcrmg/LBOD5mg/LSSmg/L总氮mg/L总磷mg/LpH水温℃处理前4501902803087.020处理后≤60≤20≤20≤15≤1.07~820污水的平均处理量为70000m3/d，污水的最大处理水量为，总变化系数取1.1.4纳污水体的水文和地质资料在水体自净的最不利情况下，河水流量为3m3/s，河水平均流速为0.25m/s，河水温度7℃，河水中原有溶解氧浓度为5mg/L，BOD5＝4mg/L，SS=20mg/L，SS允许增加量为5mg/L。在污水总出水口下游65km处为集中取水口的卫生防护区，要求BOD5≤2.0mg/L。河流洪水水位138m，枯水水位133m，常水位135m。\n第2章工艺设计方案的确定及构筑物的选择2.1污水处理厂的选址城市污水处理工程的厂址选择，应遵循下列各项原则（1）应与选定的污水处理工艺相适应，尽量做到少占农田和不占农田。（2）厂址必须位于集中给水水源的下游，并应设在城镇、工厂厂区及生活区的下游和夏季主风向的下风向。为保证卫生要求，厂址应与城镇、工厂厂区、生活区及农村居民点保持与300m以上的距离，但也不宜太远，以避免增加管道长度，提高造价。（3）当处理后的污水或污泥用于农业、工业或市政时，厂址应考虑与用户靠近，或者便于运输。当处理水排放时，则应与受纳水体靠近。（4）厂址不宜设在雨季易受水淹的低洼处。靠近水体的处理工程，要考虑不受洪水威胁。厂址尽量设在地质条件较好的地方，以方便施工，降低造价。（5）要充分利用地形，应选择有适当坡度的地区，以满足污水处理构筑物的高程布置的需要，减少土方工程量。若有可能，宜采用污水不经水泵提升而自流入处理构筑物的方案，节省动力费用，降低处理成本。（6）根据城市总体发展规划，污水处理工程厂址的选择应考虑远期发展的可能性，有扩建的余地。2.2污水处理工艺流程的确定2.2.1工艺流程选择城市污水处理工艺流程是指达到所要求的处理程度的前提下，污水处理个操作单元的有机组合，确定各处理构筑物的形式，以达到预期的处理效果。城市污水处理工艺流程，工艺流程由完整的二级处理系统和污泥处理系统所组成。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%。\n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。通过二级处理，污水的BOD5值可降至20~30mg/L,一般可达到排放水体和灌溉农田的要求。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。选择污水处理工艺流程时，工程造价和运行费用也是工艺流程选择的重要因素，当然，处理水应当达到的水质标准是前提条件。以原污水的水质、水量及其他自然状况为已知条件，以处理水应达到的水质指标为约束条件，而以处理系统最低的总造价和运行费用为目标函数，建立三者之间的相互关系。减少占地面积也是降低建设费用的重要措施，从长远考虑，它对污水处理工程的经济效益和社会效益有着重要的影响。当地的地形、气候等自然条件也对污水处理工艺流程的选定具有一定的影响。在寒冷地区应当用低温季节也能够正常运行，并保证取得达标水质的工艺，而且处理构筑物都应建在露天，以减少建设与运行费用。对污水处理工艺流程选择还应与处理后的污水流入水体的自净能力及处理后污水的出路有关。根据水体自净能力来确定污水处理工艺流程，既可以充分利用水体自净能力，使污水处理工程承担的处理负荷相对减轻，又可防止水体遭受新的污染，破坏水体正常的使用价值。不考虑水体所具有的自净能力，任意采用较高的处理深度是不经济的，将会造成不必要的投资。处理后污水的出路，往往是可以取决于该污水处理工艺的处理水平。若处理后污水的出路是农田灌溉，则应使污水经二级生化处理后在确定无有毒物质存在的情况下考虑排放；如污水经处理后须回用于工业生产，则处理深度和要求根据回用的目的不同而异。2.2.2可行性方案的确定该污水处理厂的建设规模为7万m3/d，7万m3/d（平均日流量）的污水处理厂属中小型污水厂。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。经过比较分析，最后选择SBR作为该处理厂的工程设计方案。SBR法是序批式(间歇)活性污泥法的简称，是由按一定顺序间歇操作运行的SBR反应器组成的；SBR工艺的一个完整操作过程，即每个SBR反应器在处理废水时的操作过程包括五个阶段：进水、反应、沉淀、出水、闲置。SBR法的运行2次以间歇操作为主要特征。\nSBR法工艺流程见图2.1进水反应沉淀排放闲置图2.1SBR法工艺流程该工艺具有以下特点：①处理效果稳定，对水量、水质变化适应性强；耐冲击负荷；②理想的推流过程使生化反应推力大，效率高；③污泥活性高，浓度高且具有良好的污泥沉降性能，附上污泥膨胀；④脱氮除磷效果好；⑤工艺简单，不需二沉池，回流及其设备，一般情况下不必设置调节池，多数情况下，可省去初沉池。因此工程造价及运行费用低，易于维护治理。存在的问题：①间歇周期运行，对自控要求高；②变水位运行，电耗增大；③污泥稳定性不如厌氧消化好。适用于中小型污水处理厂2.2.3污泥处理工艺流程目前，污泥的最终处置有污泥填埋，污泥焚烧，污泥堆肥和污泥工业利用四种途径。该厂的污泥主要来源于城市污水，完全可以再利用。只需在厂进行预处理将重金属去除，该厂的污泥用于农业是完全可能的。目前暂时有困难，也可将污泥用于园林绿化，使污泥中的肥分得以充分利用，污泥也可得以妥善处置。根据上述原则，决定污泥采用中温厌氧二级消化，再经机械脱水后运出厂外处置，这时的污泥已基本实现了无害化，不会对环境造成二次污染。污泥消化产生的沼气用于烧锅炉和发电，热量可满足消化池污泥加热需要，电能供本厂使用。\n2.2.4工艺流程方案的确定图2.2SBR法处理工艺流程图2.3主要构筑物的选择2.3.1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。大型污水处理厂截污量大，为减轻劳动强度，一般应用机械清除截留物。2.3.2沉砂池沉砂池的形式有平流式、竖流式、曝气沉砂池。其中，平流式矩形沉砂池是常用的形式，具有结构简单、处理效果好的优点。其缺点是沉砂中含有15%的有机物，使沉砂的后续处理难度加大。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。\n曝气沉砂池是在池体的一侧通入空气，使污水沿池旋转前进，从而产生与主流垂直的横向环流。其优点：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，而且能克服平流式沉砂池的缺点。综上所述，采用曝气沉砂池。2.3.3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。沉淀池按水流方向可分为平流式的、竖流式的和辐流式的三种。竖流式沉淀池适用于处理水量不大的小型污水处理厂。而平流式沉淀池具有池子配水不易均匀，排泥操作量大的缺点。辐流式沉淀池不仅适用于大型污水处理厂，而且具有运行简便，管理简单，污泥处理技术稳定的优点。由于本设计流量较大，所以采用普通辅流式沉淀池。初沉池共有两座，直径为35m，高为6.305m，有效水深为3.0m。为了布水均匀，进水管设穿孔挡板，穿孔率为10%-20%取15%，出水堰采用倒等腰三角堰,池设有环形出水槽，双侧集水。每座沉淀池上设有刮泥机，沉淀池采用中心进水，周边出水，单边传动排泥。2.3.4曝气池本设计采用间歇式活性污泥法，简称SBR工艺，又称序批式活性污泥法，是近年来在国外被广泛应用的一种污水生物处理技术。SBR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，一个操作过程分五个阶段：进水、反应、沉淀、排水、闲置。曝气系统采用鼓风曝气，选择其中的网状微孔空气扩散器。设计六座SBR曝气池。2.3.5消毒接触池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。液氯是目前国外应用最广泛的消毒剂，它是氯气经压缩液化后，贮存在氯瓶中，氯气溶解在水中后，水解为HCl和次氯酸，其中次氯酸起主要消毒作用。氯气投加量一般控制在1-5mg/L,接触时间为30分钟。接触池总长为54m，分3个廊道，每廊道长18m，宽4.5m。2.3.6计量堰\n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。本设计选用巴式计量槽，设在污水处理系统的末端。2.3.7污泥浓缩池污泥浓缩池主要是降低污泥中的空隙水，来达到使污泥减容的目的。浓缩池可分为重力浓缩池和浮选浓缩池。重力浓缩池按其运行方式分为间歇式或连续式。（1）浮选浓缩池：适用于浓缩活性污泥以及生物滤池等较轻的污泥，并且运行费用较高贮泥能力小。（2）重力浓缩池：用于浓缩初沉池污泥和二沉池的剩余污泥，只用于活性污泥的情况不多,运行费用低，动力消耗小。综上所述，本设计采用重力浓缩池。2.3.8贮泥池贮泥池可以调节来自初沉池及浓缩池的污泥量,以便及时将污泥提升至一级消化池。本设计采用矩形贮泥池，贮存来自初沉池和浓缩池的污泥，池数n=2。2.3.9消化池消化池的作用是使污泥中的有机物得到分解，防止污泥发臭变质，且其产生的沼气能作为能源，可发电用。本设计采用二级中温消化，池形采用圆柱形消化池，优点是减少耗热量，减少搅拌所需能耗，熟污泥含水率低。一级消化池四座，直径为19m，消化温度为35℃，二级消化池两座，且尺寸与一级相同。2.3.10污泥脱水污泥机械脱水与自然干化相比较，其优点是脱水效率较高，效果好，不受气候影响，占地面积小。常用设备有真空过滤脱水机、加压过滤脱水机及带式压滤机等。本设计采用带式压滤机，其特点是：滤带可以回旋，脱水效率高；噪音小；省能源；附属设备少，操作管理维修方便，但需正确选用有机高分子混凝剂。另外，为防止突发事故，设置事故干化场，使污泥自然干化。\n第3章污水处理系统工艺设计3.1粗格栅的计算3.1.1原始设计参数1.设计流量来自城市污水管网的平均流量Q=70000m3/d=0.81m3/s=810l/s=2916.7m3/h最大流量Qmax=1.04m3/s=1040l/s=3744m3/h2.进水管管底高程为140-4.3=135.7m，管径DN1000，充满度，I=2.3‰,管底埋深4.3m。3.出水井水面高程143.73m。4.泵站位置：选择在污水厂厂区，地面标高140mm。5.地质条件：土壤类别为亚粘土，冰冻深度为1.2m，地下水位-9m。6.电源由污水厂变电所提供，在泵站反设控制系统，勿需另配电系统。3.1.2进水格栅设计格栅是安装在泵房集水池前或污水厂前端的构筑物，用以截留污水中较大的漂浮物和悬浮物，保护水泵机组和后续处理构筑物的正常运行。1.栅条的间隙数N=式中Q设计——污水厂设计流量（m3/s）；α——格栅倾角，α=60o；h——栅前水深（m），h=0.8m；v——过栅流速（m/s），取v=1.55m/s；b——格栅间隙宽度（m），b=0.025m；n——格栅组数，n=2。带入各值，得\nN===16个2.栅槽宽度设栅条宽度S=0.01m，则栅槽宽度B2=S（n-1）+bn=0.01×（16-1）+0.025×16=0.65m总槽宽：B=2B2=2×0.65=1.3m3.通过格栅的水头损失设栅条断面为锐边矩形断面，水头损失可用下式计算h1=式中k——系数，格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般k=3；β——形状系数，本设计中栅条采用锐边矩形断面，β=2.42；S——栅条宽度（m）；g——重力加速度（m/s2）。则通过格栅的水头损失h1==0.228m，取h1=0.3m4.栅槽总高度设前渠道超高h2=0.50m，H=h+h1+h2=0.8+0.3+0.5=1.6m5.每日栅渣量W=式中W1——栅渣量（m3/103m3）,本设计取W1=0.1；Q平均——污水厂平均污水量（m3/s）。则每日栅渣量W==6.998m3/d>0.2m3/d故采用机械清渣。格栅采用链条回转式格栅，它由驱动机构、主传动链轮轴、从动链轮轴、牵引链、齿耙、过力矩保护装置和机架等组成。驱动机构布置在栅体上部的左侧或右侧，通过安全保护装置将扭矩传给主传动链轮轴，主传动链轮轴两侧主动链轮使两条环形链条作回转运动，在环形链条上均布6～8块齿耙，齿耙间距与格栅栅距配合并插入栅片间隙一定深度，运行时齿耙栅片上的污物随齿耙上行，当齿耙转到格栅体顶部牵引链条换向时齿耙也随之翻转，格栅截留的栅渣脱落到工作平台上端的卸料处，由卸料装置将污物卸至输送机或集污容器中。格栅清渣装置起动由水位差控制开关控制，当格栅前后水位差大于0.1m\n时，开始工作。图3.1格栅示意图6.格栅除污机的选型格栅选用2台LXG链条旋转背耙式格栅除污机，每台的过水流量为1.04/3=0.52m3/s。根据江都市亚太环保设备制造总厂提供的该格栅除污机的有关技术资料所选设备的技术参数为：1）安装角度为60°；2）电机功率为1.5Kw；3）设备宽度为B+450mm；4）井宽<2800mm；5）井深<6000mm；6）过栅流速为0.5～1.2m/s；7）耙齿栅隙为25mm；8）水头损失<19.6kpa。1.细格栅的计算（1）栅条间隙数n=式中：——栅条间隙数，个；——最大设计流量，，=0.52；——格栅倾角，，取=60；——栅条间隙，，取=0.025；——栅前水深，，取=1.2；\n——过栅流速，，取=0.8；格栅设两组同时工作设计，一个停用，一个工作校核（2）栅槽有效宽度B栅槽宽度一般比格栅宽0.2~0.3m，取0.2m设栅条宽度S=10mm（0.01m）则栅槽宽度+0.2=0.01×(20-1)+0.025×20+0.2=0.89(m)=0.9(m)（3）通过格栅的水头损失h1a.进水渠道渐宽部分的长度L1。设进水渠宽B1=0.85m，其渐宽部分展开角，进水渠道的流速为0.77m/sL1=b．栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度L2L2=c．通过格栅的水头损失h1，m，，式中：——设计水头损失，；——计算水头损失，；——重力加速度，，取=9.8；——系数，格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般采用=3；——阻力系数，其值与栅条断面形状有关；——形状系数，取=2.42（由于选用断面为锐边矩形的栅条）。=（4）栅后槽总高度H，m设栅前渠道超高h2=0.3mH=h+h1+h2=1.2+0.0605+0.3=1.56(m)（5）栅槽总长度L，mL=1.0+0.5++L1+L2=1.0+0.5+1.5/tan60+0.07+0.035=2.47(m)式中，H1=h+h2，m\n（6）每日栅渣量W，m3/dW=式中，W1为栅渣量，m3/103m3污水格栅间隙16~25mm，处理W1=0.10-0.05栅渣/103m3污水栅渣间隙30~50mm，处理W1=0.03-0.01栅渣/103m3污水本工程格栅间隙为25mm，取W1=0.05m3/103m3污水W=，须机械格栅。2.格栅除污机的选型格栅选用2台XQ型循环齿耙式格栅除污机，每台的过水流量为1.04/2=0.52m3/s。根据某设备厂提供的该格栅除污机的有关技术资料所选设备的技术参数为：1）安装角度为60°；2）井深2000～7500mm；3）地面以上高度1700mm；4）耙齿栅隙为5mm。3.2曝气沉砂池的计算3.2.1池体计算（1）池子总有效容积V（3-4）式中：Qmax——最大设计流量，m3/s，=1.04；t——最大设计流量时的停留时间，min，一般为1min～3min，此处取t=2min。则：=1.04260=124.8m3（2）水流断面面积A式中：v——最大设计流量时的水平流速，m/s，一般为0.06m/s～0.12m/s，取v=0.1m/s（水平流速）则：\nA==10.4m3（3）池子总宽度B式中：h2——设计有效水深，m，一般为2m～3m，取=2.0。则：=（4）池子单格宽度b，设n=2格，则b==m（5）校核宽深比：在1～2围，符合要求。（6）池长LL==（7）校核长宽比：==4.6，在4～5之间，符合要求。由以上计算的：共一组曝气池分两格，每格宽2.6m，水深2.0m，池长12m。（8）每小时所需空气量q式中：d——每m3污水所需空气量，m3/m3，取d=0.2m3/m3污水。则：3.2.2沉砂室尺寸计算(1)砂斗所需容积式中：——城市污水沉砂量，，取=30；——两次清除沉砂相隔的时间，，取=2；——生活污水流量总变化系数，由设计任务=1.29。\n则：=m3(2)每个砂斗所需容积式中：——砂斗个数，设沉砂池每个格含两个沉砂斗，有2个分格，沉砂斗个数为4个则：=m3(3)砂斗实际容积式中：——砂斗上口宽，；——砂斗下口宽，，取=0.5；——砂斗高度，，取=0.5；——斗壁与水平面倾角，，取=60。则：=1.1m=>=1.0(4)沉砂池总高度（采用重力排砂）式中：——超高，，取=0.3；——砂斗以上梯形部分高度，；——池底坡向砂斗的坡度，取=0.1，一般值为0.1—0.5则：H==0.3+2.0+0.988+0.8=4.088m\n3.2.3排砂设备采用排砂斗两台，并就近布置贮砂池，洗砂后外运。3.2.4曝气系统设计计算采用鼓风曝气系统，穿孔管曝气空气量：式中：Q——所需曝气量，m3/h;q——每1m3污水所需曝气量，m3/m3，取q=0.2。则Q=3600=748.8m/h（1）空气干管设计，v干管=10～15m/s，取12m/s。（2）支管设计每池6根支管带一根穿孔管，空气竖管间距2m，共计12根空气竖管，每根竖管空气量q===62.4m/h（3）穿孔管设计每根穿孔管长1.8m，孔径为50mm，孔距30mm，两穿孔管轴间距200mm。图3.2空气管路布置示意图选择从鼓风机房开始的最长管路作为计算管路，在空气流量变化处设计算节点，如上图，统一编号后列表进行空气管路计算，计算结果见下表：表3.1空气管路计算表\n管段编号管段长度空气流量m/hm/min空气流速m/s管径mm配件管段当量长度管段计算长度压力损失（pa/m）9.8kpa9.8pa1-22124.82.084.24100弯头一个1.753.750.2450.9192-32249.64.163.9150三通一个7.589.580.1421.363-42374.46.245.72150三通一个2.179.580.3853.6884-52499.28.324.32200三通一个10.712.70.1121.4225-62624.010.45.2200三通一个10.712.70.1942.4646-750.0748.812.484.48250三通一个13.963.990.0986.271管道系统的总压力损失为0.016mmHO=16.124Pa=0.016kPa，设穿孔管的压力损失为2kpa，则总压力损失为2.016kpa，为安全计，设计取3kpa。鼓风设备采用与曝气池空气系统共用的鼓风机房。3.3辐流初沉池的计算3.3.1池体计算（1）沉淀部分表面积A,m2式中：——污水厂设计流量，；N——池数，本设计取n=2个；——表面负荷（2～3），本设计取=2。则：A=（2）池子直径则：取35（3）沉淀池的有效水深h2式中：——污水在沉淀池的沉淀时间，，取=1.5。\n则：（4）校核径深比：，在6—12，符合要求（5）沉淀部分有效容积则：（6）沉淀部分所需的容积式中：——每人每日污泥量，，查《给排水设计手册》5，一般围为（0.3—0.8），取=0.5；——设计人口数，人，设计F城25万人；——污泥在污泥斗贮存时间，d，取=4=0.17d;——沉淀池个数，个，n=2。则：按悬浮物去除50%计，则式中：C1——进水悬浮物浓度（），本设计280mg/L；C2——出水悬浮物浓度（），50%C1；Kz——生活污水总变化系数，1.29；r——污泥容重（），取1.0；P0——污泥含水率（%），取97%。则：故取V=27.09。（7）污泥斗容积V1\n式中：——污泥斗高度，；——污泥斗上部半径，，取=2.0；——污泥斗下部半径，，取=1.0；——污泥斗倾角，，取=60。则：（8）污泥斗以上圆锥部分污泥容积式中：——圆锥体高度，；——池子半径，17.5;i——池底径向坡度，本设计取i=0.05。则：（9）可贮存污泥总容积V，m3＞20.36m3足够大（10）沉淀池总高度式中：——超高，取=0.3m；——有效水深，为3m；——缓冲层高度，一般值为0.3—0.5，取=0.5；——圆锥体高度，为0.775m；——污泥斗高度，为1.73m。则：（11）沉淀池池边高\n则：（12）排泥设计表3.2ZBG-35型周边传动刮泥机性能表项目池径m电动机功率kw滚轮形式轨道形式周边线速m/min性能352.2刚滚轮钢板3.2池底接DN200排泥管，利用静水压力连续排泥。（13）浮渣收集浮渣用浮渣刮泥板收集，定期清渣，刮泥板装在刮泥机桁架的一侧，高出水面0.2m，在出水堰前设置浮渣挡板拦截浮渣，排渣管管径取为200mm。（14）放空管污泥斗中设放空管，管径300mm。3.4SBR池的计算采用高负荷间歇进水方式，周期大，排放比大。3.4.1池体计算1.已知条件：污水进水70000m3/d，进水BOD190mg/L，水温20℃，处理水质BOD≤20mg/L。SBR反应池设置6个，排出比1/m=1/2，反应池水深H=5m。2.设计参数（1）污水处理程度的计算原污水经过初次沉淀池的处理，SS按降低50%，BOD5按去除25%考虑，则进入曝气池污水的BOD5值（Sa）：SS值为：其中，水中非溶解性含量\n式中：——微生物自身氧化率，一般在0.050.10之间，取=0.08；——活性微生物在处理水中所占的比例，取=0.4；——处理水中悬浮固体浓度，，=20。则：出水中的总含量20，故处理水中溶解性含量则的去除率为（2）—污泥负荷率的确定为保证曝气池在低温季节也能取得良好的处理效果，故拟定采用的—污泥负荷率为0.2，为稳妥计，应加以校核，公式为：式中：——污泥负荷，；——系数（0.0168～0.0281），取=0.0180；——系数，，一般为0.70.8，取=0.75。则：在0.20.4之间，符合设计要求。（3）确定混合液污泥浓度式中：——污泥体积指数，，一般为（100—120）mg/取=120；——污泥回流比，取=50%；——考虑污泥在二沉池中停留时间、池深、污泥厚度等因素的有关系数，取=1.2；则：3.反应池运行周期各工序时间计算（1）曝气时间\n式中：Cs——进水平均BOD5(mg/L)，142.5mg/L;CA——SBR池MLSS浓度(mg/L)，3300mg/L;Ns——BOD污泥负荷，0.231/m——排出比，设为1/2；则：（2）沉淀时间初期沉降速度水温t=20℃，则因此，必要的沉降时间为式中：H——反应池水深，本设计取5m；s——超高，取为0.5m。则：（3）排水时间沉淀时间在1.62h，排水时间在2h左右，与沉淀时间合计为4h，因此排水时间取为2h。（4）一个周期所需时间Tc≥1.8+4.0=5.4h取T=6h。所以周期数为n=24/5.4=4.4（5）进水时间式中：N——SBR反应池个数。4.反应池容积的计算\n（1）反应器容积式中n—周期数；—排出比；N—池的个数；=（2）进水流量变动的计算根据进水时间和进水流量变化模式，一个周期的最大进水量变化比为r=1.5。超过一周期污水进水量△Q与V比值为，如其他反应池尚未接纳容量，考虑流量之变动，各反应池的修正容量为反应池水深5m，则反应池表面积（m）为此外，在沉淀排出工艺中可能接受污水进水量V的10%，则反应池的必要安全容量为△V=△Q-△Q=（0.2-0.1）7291.6=729.16m△V=7291.6+729.16=8020.76m反应池水深5m，则反应池表面积（m）为有图表排水结束时水位m基准水位m高峰水位m警报，溢流水位m污泥界面m5.SBR池的污泥产量SBR池的剩余污泥主要来自微生物代的增殖污泥还有很少部分由进水悬浮物沉淀形成，SBR池生物代产泥量为=a—微生物代增殖系数，kgMLSS/kgBOD；\na—微生物自身氧化率，1/d；S—每日的有机污染物降解量，kg/d，；Q—每日挥发性悬浮固体（MLVSS）净增加量；取a=0.8，b=0.05=（0.8-）70000=4973.5kg/d假定排泥含水率为98%，则污泥量为（P=98%）或者考虑一定安全系数，则每天排泥量630m/d。3.4.2曝气系统设计与计算SBR池运行方式本设计共设立6个曝气池，6座建在一起，如图所有池子从一侧进水，每池进水采用配水管配水使水分布均匀。出水采用一根出水管，污泥采用潜污泵提升设于每池的池尾。（1）需氧量计算SBR反应池需氧量计算式=式中—混合液需氧量kgO/d；a—微生物代有机物需氧率，kg/kg；—微生物自养需氧率，1/d；—去除的，kg/，（）经查有关资料表，取a=0.50，=0.19，需氧量为R==11371kgO/d=473.79kgO/h（2）最大时需氧量计算==12613.8kg/d=525.58kg/h（3）每日去除的BOD的需氧量\nBOD=70000=8575kg/d=357.3kg/h（1）去除每kgBOD的需氧量O==1.33O/kgBOD（2）最大时需氧量与平均时需氧量之比==1.13.4.3供气量采用WM-180型网状膜微孔空气扩散器，每个空气扩散器的服务面积0.5，敷设于距池底0.2m处，淹没深度4.8m，计算温度定为30，查得20和30时，水中饱和溶解氧值为：（1）空气扩散器出口处的绝对压力（）按下式计算Pb=1.013×105+9.8×103H=1.013×105+9.8×103×4.8=1.48×105（Pa）（2）空气离开水面时氧的百分比：（3）曝气池混合液中平均氧饱和度（4）换算成20℃条件下脱氧清水的充氧量：式中—污水中杂质影响修正系数，取0.82（0.78~0.99）；—污水含盐量影响修正系数，取0.92（0.9~0.97）；c—混合液溶解氧浓度，取c=2；—气压修正系数=1.0；相应的最大时需氧量为=1.17==746.39kg/h（5）曝气池平均时供气量：（6）曝气池最大时供气量：(m3/h)（7）去除1KgBOD5的供气量：\n26580.83×24/8575=74.4（m3空气/KgBOD5）（8）1m3污水的供气量：26580.83×24/70000=9.11（m3空气/m3污水）（9）本系统空气总用量31099.583.4.4空气管道系统计算图3.3空气管路布置图管路的平面布置如图，鼓风机房出来的空气供气干管，在相邻两SBR的隔墙上设两根空气支管，为6个SBR池子供气。在每根支管上设25条配气竖管，为SBR池配气，六池共设六根空气支管，150根配气竖管。在曝气池廊道的一侧布设一条空气主干管，每个SBR池设两根供气支管分别在池的两侧。每根配气管上安装扩散器25个，每池共625个扩散器，全池共3750个扩散器。每个扩散器的服务面积2.7m2/个。a.每个扩散器的服务面积为：A=个b.每根空气竖管供气量为c.每个空气扩散器的配气量为\n图3.4空气管路和曝气头布置图空气管路及曝气头的布置如上图所示。选择一条从鼓风机房开始的最远最长的管路作为计算管路。在空气流量变化处设计计算节点，统一编号后列表进行空气管道计算，计算结果见表。经过计算得到空气管路的总压力损失为=208.3pa=0.208kpa网状膜空气扩散器的压力损失为5.88，则总压力损失=0.208+5.88，为安全起见，取6Kpa。3.4.5空压机房（1）空压机的选择空气扩散器安装在距曝气池池底0.2m处，因此，空压机所需压力为：P=(5-0.2+1)9.8=56.84kPa曝气沉砂池所需空气量为748.8，则空压机供气量为：最大时：31099.58+748.8=31848.38=530.81平均时：26580.83+748.8=27329.63=455.49根据所需压力和空气量，决定采用LG80型空压机7台，正常条件，五台工作，两台备用,高负荷时，6台工作，1台备用。（2）空压机房1)双设电源。\n2)每台空压机单设基础，间距1.5m以上。3)机房包括机器间、配电室、进风室（设空气净化设备）、值班室。4)空压机房外应采取防止噪声的措施。5)值班室和机器间之间应有隔墙设备和观察窗。6)设计空压机房占地L*B=20*10=200m2。3.4.6滗水器现在的SBR工艺一般都采用滗水器排水。滗水器排水过程中能随水位的下降而下降，使排出的上清液始终是上层清液。为防止水面浮渣进入滗水器被排走，滗水器排水口淹没在水下一定深度。目前SBR使用的滗水器主要有旋转式滗水器、套管式滗水器和虹吸式滗水器三种。本工艺采用旋转式滗水器，该滗水器属于有动力式滗水器，应用广泛，适合大型污水处理厂使用。3.5消毒接触池城市污水经过一级或二级处理后，水质改善，细菌含量也大幅度减少，但其绝对值仍很可观，并有存在病源菌的可能。因此，污水排入水体前应进行消毒，特别是医院、生物制品以及屠宰场等有致病菌污染的污水，更应严格消毒。消毒的方法主要是向污水投加消毒剂，本次设计采用液氯消毒，该方法效果可靠，投配设备简单，投量准确，价格便宜。本设计采用2座接触池（三廊道平流式）。3.5.1接触池尺寸计算（1）接触池容积设氯与污水的接触时间为30min，则接触池的总容积为:设两座消毒接触池,单池容积为:（2）接触池表面积设有效水深h1=3.0m，则接触池表面积:=（3）接触池长度\n设每廊道宽b为4.5m，则每池廊道总长每一廊道长池总宽长宽比，在4～5之间，符合要求（4）实际接触池容积（5）接触池高设接触池保护高h2为0.3m，池底坡度5%，坡向末端，则池高：3.5.2加氯间（1）加氯量查手册可知完全人工二级处理后的污水加氯量为5～10mg/L(取5mg/l)。则每日加氯量为：（1）选择钢瓶选用贮氯量为500kg的液氯钢瓶，每日加氯量1瓶，共贮用15瓶，设加氯机两台，一用一备，单台投氯量为15～25kg/h，配置注水泵两台，一用一备，要求注水量Q为3～6m3/h,扬程不小于20mH2O。\n第4章污泥处理系统工艺设计4.1污泥浓缩池降低污泥中的含水率，可以采用污泥浓缩的方法来降低污泥中的含水率。本设计采用采用竖流式浓缩池，浓缩来自SBR池的剩余污泥，浓缩前的含水率为99.2%，浓缩后污泥含水率为97%，浓缩部分上升流速为0.1mm/s，浓缩时间t=12h，池数为n=2。（1）每个浓缩池的污泥量（2）浓缩池有效水深（3）中心管的计算设中心管流速为0.1m/s,则中心管面积f为：中心管管径d为：，取250mm则中心管流速为：（4）浓缩池分离出来的污水流量（5）浓缩池有效面积（6）浓缩池的直径\n（7）浓缩后的剩余污泥量（8）浓缩池污泥斗容积设污泥斗夹角α=50o,斗底直径为1m,则斗高为:容积（9）污泥在污泥斗中停留时间（10）池子总高式中h1——污泥池有效水深（m），取4.32m；h2——污泥斗高度（m），2.86m；h3——保护高度（m），取0.3m；h4——缓冲层高（m），取0.5m；h5——中心管与反射板之间的高度,0.5m。则：（11）进泥来自SBR池的污泥经污泥提升泵提升后由浓缩池上部中心管进入,经过喇叭口,进入浓缩池，进泥管管径定为200mm。（12）出水水由上部的上清液排出管排出,因在投入污泥前必须先排除浓缩池已澄清的上清液,腾出池容,故在浓缩池上设上清液排出管,排出管管径定为200mm。（13）出泥经过浓缩后的污泥由污泥斗下部的排泥管排出,排泥管管径定为200mm。\n4.2贮泥池贮泥池可以调节来自初沉池及浓缩池的污泥量,以便及时将污泥提升至一级消化池。本设计采用矩形贮泥池，贮存来自初沉池和浓缩池的污泥，池数n=2。（1）进入贮泥池的污泥量按初沉池悬浮物去除50%计,则来自初沉池的污泥量为:来自污泥浓缩池的污泥量为:则贮泥量（2）贮泥池尺寸设贮泥池的贮存时间t=8h,则贮泥池体积为:单池体积为取池高h1=3m,贮泥池表面积设贮泥池池宽B=3m，则池长为：贮泥池底部为斗形,下底为f=0.6m×0.6m，高度h2=2m，则污泥斗容积实际有效容积设超高，则贮泥池的总高为:（3）其他贮泥池无顶盖,设上清液管。\n4.3污泥消化池污泥厌氧消化,可以使污泥中的有机物变为稳定的腐殖质,同时减少污泥体积,并改善污泥的性质使之易于脱水，破坏和控制致病的生物，并获得有用的沼气。污泥消化池是用来进行污泥消化的反应器，它由集气罩、池盖、池体、与下锥体等四部分组成，并附有搅拌与加温设备。本设计采用固定盖式消化池，中温厌氧消化，池数n=2，采用两级消化,一级消化池污泥投配率5%，二级消化池污泥投配率为10%，一级消化池进行加热、搅拌，二级消化池不加热，不搅拌，利用一级消化池的余热。4.3.1一级消化池构造尺寸（1）设计污泥量单池（2）一级消化池的总容积设污泥投配率P=5%，消化周期总容积式中：Q——新鲜污泥量m3/d；P——污泥投配率。（3）消化池直径取消化池圆柱部分高为直径的一半，则取19m（4）消化池总高取集气罩直径d1=2m，池底下锥体直径d2=2.5m，集气罩高度h1=2.5m，上锥体高度h2=3m，消化池柱体高度h3应大于D/2＝9.25m，采用10m，下锥体高度h4=2.0m，则消化池总高度为:（5）集气罩容积\n（6）弓形部分容积（7）圆柱部分容积（8）下锥体部分容积（9）消化池的有效容积4.3.2二级消化池构造尺寸消化周期二级消化池的总容积设一座二级消化池与2座一级消化池串联，二级消化池的各部尺寸与一级消化池相同。4.3.3消化池各部分表面积计算（1）集气罩表面积（2）池顶表面积则池盖表面积（3）池壁表面积池壁有一部分在地下，考虑到该处地下水位为9m，所以二级消化池下底的埋深应在9m以上，定为6m,则消化池池壁有10-6=4m\n设在地面以上，考虑到一级消化池较二级消化池埋深较浅,设二者间水头损失为1m,则一级消化池池壁地下部分高h=5m,地上部分h=5m。池壁地上部分表面积地下部分表面积（4）池底表面积4.4脱水机房（1）污泥量采用带式压滤机，泥消化过程中由于分解而使体积减小，消化污泥中有机物含量占60%,分解产率为50%，污泥含水率为95%计算，则由于含水率降低而剩余的污泥量为:分解污泥容积:消化后剩余污泥量为：（2）压滤机选择双网带式压滤机5台，其中一台备用，工作周期为13h，每台压滤机处理能力为4m3/h，每天工作13h，可处理污泥量（3）剩余污泥设污泥经脱水后,含水率为75%,污泥体积为:晒干后用车外运处置。\n第5章污水处理厂总体布置5.1平面布置及总平面图污水处理厂的平面布置包括处理构筑物、办公楼、化验室及其他辅助建筑物以及各种管道、渠道、道路、绿化带等的布置。在进行污水处理处理厂厂区平面规划、布置时，应考虑的一般原则阐述如下。本设计污水处理厂的具体平面布置见城市污水厂总平面图。5.1.1平面布置的一般原则（1）构筑物的布置应紧凑，节约土地并便于管理；（2）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；（3）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；（4）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；（5）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；（6）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；（7）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；（8）污水和污泥管道应尽可能考虑重力自流；（9）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；（10）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。5.1.2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：该种布置适宜出水方向发生转弯的地形，水流转弯一般在曝气池处。\n本厂采用“L”字型布置。5.1.3污水厂平面布置的具体容（1）处理构筑物的平面的布置；（2）附属构筑物的平面的布置；（3）管道、管路及绿化带的布置。5.1.4各构筑物单元的平面布置处理构筑物是污水处理厂的主体构筑物，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、渠便捷、直通，避免迂回曲折；（2）土方量作到基本平衡，并避免劣质土壤地段。（3）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，某些有特殊要求的构筑物，如污泥消化池、消化气贮罐等，其间距应按有关规定确定；（4）各处理构筑物在平面布置上，应考虑适当紧凑。5.1.5管渠和渠道的平面布置（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，使其后接处理构筑物，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）在厂区还设有：给水管、空气管、消化气管、蒸汽管以及输配电线路。这些管线有的敷设在地下，但大部都在地上，对其安排，既要便于施工和维护管理，但也要紧凑，少占用地，也可以考虑采用架空的方式敷设。污水处理厂各种管渠应全面安排，避免相互干扰，管道复杂时可设置管廊，在污水处理厂厂区，应有完善的雨水管道系统，必要时应设置防洪沟渠。5.1.6附属构筑物污水处理厂的辅助建筑物有：泵房、鼓风机房、办公室、集中控制室、水质分析化验室、变电所、机修、仓库、食堂等。他们是污水处理厂不可缺少的组成部分。本设计附属建筑物尺寸大小见表5.1。\n表5.1附属建筑物一览表序号名称尺寸规定/（m×m）1综合办公楼40×202维修间30×203仓库30×204食堂10×155浴室15×106变电所15×107锅炉房8×88车库25×109门卫5×510加氯间15×1011鼓风机房30×2012回流污泥泵房15×1013中心控制室8×1214污泥脱水机房15×10有可能时，可设立试验车间，以不断研究与改进污水处理技术。辅助建筑物的位置应根据方便、安全等原则确定。如鼓风机房应设于曝气池附近，以节省管道与动力；变电所宜设于耗电量大的构筑物附近等。化验室应远离机器间和污泥干化场，以保证良好的工作条件。办公室、化验室等均应与处理构筑物保持适当距离，并应位于处理构筑物的夏季主风向的上风向处。操作工人的值班室应尽量布置在使工人能够便于观察个处理构筑物运行情况的位置。在污水处理厂应广为植树绿化美化厂区，改善卫生条件，改变人们对污水处理厂“不卫生”的传统看法。按规定，污水处理厂厂区的绿化面积不得少于30%。在污水处理厂，应合理的修筑道路，方便运输；应设置通向各处理构筑物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：3.5m，双车道为6～7m.并应有回车道。2.车道的转弯半径不宜小于6m.3.人行道的宽度为：1.5～2m。4.通向高架构筑物的扶梯倾角不宜大于45度。5.天桥宽度不宜小于1m.\n5.2污水处理厂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。5.2.1污水处理构筑物的注意事项（1）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；（2）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；（3）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。5.2.2污水水头损失计算1.污水水头损失（1）细格栅h=0.05m。（2）沉砂池h=0.10m。a．进水损失0.0095b．出水损失0.32c．总水头损失∑h=0.0095+0.32=0.3295（3）沉砂池到初沉池集配水井a基本参数管长L=60m，Q=1040L/s，管径DN1000mm，管流速1.331m/s，查表i=1.9‰b沿程阻力损失c局部阻力损失d总水头损失\n（4）初沉池的集配水井至初沉池a基本参数管长L=15m，Q=520L/s，管径DN800mm，管流速1.052m/s，查表i=1.6‰b沿程阻力损失c局部阻力损失d总水头损失（5）初沉池h=0.4m。（6）初沉池至初沉池集配水井a基本参数管长L=4m，Q=520L/s，断面为0.8m×0.8m，管流速0.81m/sb沿程阻力损失湿周x=2.4m水力半径水力坡度水头损失c局部阻力损失d总水头损失（7）初沉池集配水井到SBR池a基本参数管长L=22m，Q=1040L/s，管径DN1000mm，管流速1.331m/s，查表i=1.9‰b沿程阻力损失c局部阻力损失\nd总水头损失（8）SBR池h=0.4m。（9）SBR池至消毒接触池a基本参数管长L=115m，Q=1040L/s，管径DN1000mm，管流速1.331m/s，查表i=1.9‰b沿程阻力损失c局部阻力损失d总水头损失（10）消毒接触池h=0.3m。（11）消毒池至计量堰a基本参数管长L=8m，断面为1.0m×0.9m，渠流速1.16m/sb沿程损失湿周x=2.8m水力半径水力坡度水头损失c局部阻力损失d总水头损失（12）计量堰h=0.4m。（13）计量堰至出水口\na基本参数管长L=200m，断面为1.3m×0.9m，渠流速0.89m/sb沿程损失湿周x=3.1m水力半径水力坡度水头损失c局部阻力损失d总水头损失具体计算结果见表5-2表5.2污水高程计算表(单位：m)编号名称上游水面标高下游水面标高构筑物水面标高1出水口至计量堰140.5140.3282计量堰140.9140.5140.73计量堰至消毒池141.004140.94消毒接触池141.3141.004141.1525消毒池至集配水井141.48141.36集配水井至SBR池141.86141.487SBR池142.26141.86142.068SBR池至集水井142.43142.269集水井至初沉池142.5142.42910初沉池142.9142.511初沉池至集水井143.0142.912集水井至沉砂池143.3414313沉砂池143.67143.34143.50514细格栅143.73143.67143.7\n5.2.3污泥水头损失计算由于目前有关污泥水力特性的研究还不够，因此污泥管道的计算，目前主要采用权宜的经验公式或实验资料。这些经验公式及计算图表极不完善，并有条件限制，所以本次设计则根据经验数值进行。设计污水厂的污泥输送大部分为重力管道，坡度常用0.01～0.02，最小管径为200mm，中途设置清通口，以便在堵塞时用机械清通或高压水冲洗。局部水头损失按沿程水头损失的30%计算。各构筑物的污泥水头损失取经验值。压力输泥管路沿程水头损失由哈森-威廉姆厮紊流公式计算:式中：h——输泥管沿程水头损失m;L——输泥管长度,m;D——输泥管直径,m;v——污泥流速,m/s;CH——哈森-威廉姆厮系数。（1）初沉池Σh=0.4m。（2）初沉池至贮泥池a基本参数管道分两段，分别为L=75m，Q=20.36m3/d。b沿程损失采用重力管道，管径200mm，管道坡度采用0.02，中间设清通口，则水头损失为：c局部阻力损失d总水头损失（3）SBR池h=0.4m。（4）SBR池至污泥泵房a基本参数取最远的一条管道来计算,L=55m，Q=7.29L/s。b沿程水头损失采用重力管道，管径1300mm，管段坡度采用0.01，则水头损失为：c局部阻力损失\nd总水头损失（5）污泥泵房至浓缩池a基本参数L=55m，Q=7.29L/s，污泥浓度0.8%，CH=90。b管道设计采用压力管道，取管径为200mm，坡度0.01，流速为0.23m/s。c水头损失沿程损失局部损失（插进口）d总水头损失（6）浓缩池h=1.2m。（7）浓缩池至贮泥池a基本参数管长L=8m，Q=0.97L/s，污泥浓度3%b沿程水头损失采用重力管道，管径200mm，管段坡度采用0.01，则水头损失为：c局部阻力损失d总水头损失（8）贮泥池h=0.4m。（9）污泥提升泵房至一级消化池a基本参数管长L=5m，Q=2.85L/sb沿程水头损失\n采用重力管道，管径200mm，管段坡度采用0.01，则水头损失为：c局部阻力损失d总水头损失（11）一级消化池h=1.2m。（12）一级消化池至二级消化池a基本参数管长L=20m，采用重力管道，管径200mm，管道坡度采用0.02b沿程水头损失采用重力管道，管径200mm，管段坡度采用0.02，则水头损失为：c局部阻力损失d总水头损失（11）二级消化池h=1.2m（12）二级消化池至脱水机a基本参数管长L=20m,b沿程水头损失采用重力管道，管径200mm，管段坡度采用0.02,则水头损失为：c局部阻力损失d总水头损失（13）脱水机Σh=1.5m具体计算结果见表5.3表5.3污泥高程计算表（单位m）编号名称上游水面标高下游水面标高\n1SBR池142.260141.8602SBR池至污泥泵房141.860141.1453污泥提升1.395m141.145142.4904污泥泵房至浓缩池142.490142.4005浓缩池142.400142.2006浓缩池至贮泥池141.200141.0967贮泥池至一级消化池141.096141.0318提升6m9一级消化池146.031144.83110一级至二级消化池144.831144.57111二级消化池144.571143.37112消化池至脱水机143.371142.85113脱水机142.851141.35114初沉池142.900142.50015初沉池至贮泥池142.500141.096\n第6章污水总泵站6.1概述在工程术语中，水泵站是为大家熟悉的名词，这多半是由于水泵是属于通用性的机械类而广泛地应用于国民经济的各个部门。随着现代工业的蓬勃发展，采矿、冶金、电力、石油、化工、市政以及农林等部门中，各种形式的泵站很多，其规模和投资越来越大，功能分类也愈分愈细。排水泵站是应用于排水系统中，因管道埋深太大，提高了造价，并处于地下水位之下时，地下水渗入，还使维护管理工作不便等多方面的原因,而设置的污水提升装置。排水泵站的基本组成包括:机器间、集水池、隔栅、辅助间以及变电所等。排水泵站按其排水的性质一般可分为污水(生活污水、生产污水)泵站、雨水泵站、合流泵站和污泥泵站。本次设计所做的便是污水泵站，该泵站是接纳整个城市排水管网输送来的。所有污水并将其抽送提升到污水处理厂最高构筑物的污水总泵站。污水泵站的一般规定：⒈应根据近远期污水量，确定污水泵站的规模，泵站设计流量一般为进水管设计流量。⒉应考虑泵站是一次建成，还是分期建设，是永久性还是非永久性，以确定其标准和设施，并根据污水经泵站提升后是继续流动还是进行处理来选定合适的泵站位置。⒊在分流制排水体制中，雨水泵站和污水总泵站可分建在不同的地区，也合建在一起，但泵、集水池及管道应自成系统。⒋污水泵站的集水池与机器间须用防火隔墙分开，不允许渗漏，做法按结构设计规划要求，分建式集水池与机械间要保持一定的施工距离。⒌泵站构筑物不允许地下水渗入，应设有高出地下水位0.05m的防水设施,见《给排水工程施工工程结构设计规》。\n6.2泵站设计6.2.1设计资料（1）设计流量来自城市污水管网的平均流量Qd=70000m3/d=2916.7m3/h=0.81m3/s最大流量Qmax=1.04m3/s=1040l/s=3744m3/h（2）进水管管底高程为140-4.3=135.7m，管径DN1000，充满度，I=2.3‰，管底埋深4.3m。（3）出水井水面高程143.73m。（4）泵站设在处理厂，地面高程140mm。（5）地质条件：土壤类别为亚粘土，冰冻深度为1.2m，地下水位-9m。（6）电源由污水厂变电所提供，在泵站反设控制系统，勿需另配电系统。6.2.2泵房形式为方便运行，采用自灌式泵房，采用集水池与机器间合建，泵房运用半地下式。6.3泵站的设计计算6.3.1选泵（1）选泵的主要依据是所需的流量、扬程及其变化规律。（2）选泵前总扬程的估算泵站所需扬程按下式计算：式中：H——泵站的扬程，m；HST——静扬程，采用吸水井的枯水位（或最低动水位）与净水构筑物进口水面标高差，m；∑hS——吸压水管路的水头损失，m，设2m；∑hd——泵站水头损失，m，设2m；此外，计算时还应考虑增加一定的安全水头，一般为1～2m，取1m。\n则：H=（143.73-133）+2+2+1=15.73m（1）选泵及配套电机a选泵根据已知流量和构造选用4台KWPK350-500型无堵塞离心泵，三用一备，每台流量为1248m3/h。该泵的参数如下：流量：Q=620～1600m3/h（1248m3/h）；扬程：6～16.3m（15.73m）；电动机功率：37～75kw；转速：n=725r/min；效率：η=88%；生产厂家：水泵厂。泵体总长L=1617mm，总高H=H1+H2=560+500=1060mm。水泵安装尺寸如下（单位：mm）DN1=350，DN2=350，A=290，A1=617，B=225，F=1000，H1=560，H2=500，M1=400，M3=60，N1=1080，N3=200，R=415，W=780，I=150，I1=39，M2=300，N2=1000，N4=140，S1=140，S2=18.b电机的选择选择Y280M-4型三相鼠笼式异步电动机（机座不带底脚），其性能参数如下：额定功率N=90kw，满载时：电流I=164.3A，转速1480r/min，效率η=93.5%，L1=1050mm。（4）水泵机组的布置由水泵样本查得，KWPK350-500型无堵塞离心泵的基座平面尺寸为930×1080mm。混凝土基础平面尺寸比机座尺寸各边加大200mm，并考虑施工情况取整，即1200×1300mm。基座顶面高于地面0.2m，水平基础并排布置，基础间距1.2m，便于水泵的维修。6.3.2吸压水管路的设计（1）吸水管路设计为了保证良好的吸水条件，每台水泵设单独的吸水管，要求吸水管的设计流量均为0.347m3/s，采用DN700的铸铁管，流速v=0.9m/s(在0.7～1.5m/s之间)，查表知，i=1.45‰。水泵进水口D=350mm，流速v=3.61m/s，管长L=1.2m，在吸水管的起端设DN700闸阀1个（ξ=0.3），DN700×500渐缩管1个（ξ=0.2），DN70090°弯头1个（ξ=0.5），大口直径为D’=1.3D=900mm的喇叭口一个（ξ=0.1），高300mm。吸水管水平段具有向水泵方向上升5‰\n的坡度，便于排除吸入管的空气。（注：DN700闸阀规格：L=600mm，H=1200mm。渐缩管规格：L=A+B+W=120+220+500=840mm）。（2）压水管路的设计设单泵压水管流速为2.0m/s，则管径为D=0.470m，取500mm，选用铸铁管，则其流速为v=1.77m/s（在0.8～2.5m/s之间），查表i=8.28‰，在压水管路上设置DN500单向闸阀1个（ξ=0.4），丁字管2个（ξ=0.1），DN50090°弯头1个（ξ=0.96），DN500阀门一个（ξ=0.1），DN500×600渐扩管1个（ξ=0.4），DN60090°弯头1个（ξ=0.6），DN600阀门一个（ξ=0.2），管径DN600，v=1.55m/s，i=5.21‰。压水管水平段具有向出水井方向上升5‰的坡度，以便将管的空气赶出。水泵并联运行，四台水泵压水管汇合于一根管径为900mm的管道中，其流速为v=0.55m/s，i=0.416‰。6.3.3泵站水头损失计算（1）吸水管路水头损失a.沿程损失b.局部损失c.总水头损失（2）压水管路水头损失设管长为10m，则a.沿程损失b.局部损失c.总水头损失则水泵所需总扬程为：在6～16.3m围，所以选泵合格。6.3.4集水池（1）集水池的最小容积式中：w——集水池容积，m3；\nQ0——泵站一级工作时水泵的出水量，m3/h；n——水泵每小时启动次数，取6.则：最大一台泵5min的出水量为<156m3。所以满足最小容积不小于一台泵5min的出水量。设有效水深为2.5m，则面积，取70m2。池底至吸水喇叭口下缘不小于0.4m，取为0.5m，最低水位距吸水喇叭口上缘高度应满足下列要求：喇叭口流速v=1.0m/s时，h=0.4m；v=2.0m/s时，h=0.8m；v=3.0m/s时，h=1.6m。本设计，故取h=0.4m，即最低水位距吸水喇叭口上缘高度0.4m。（2）集水池的尺寸a.集水池长取其喇叭口距池壁1.0D，则，取1m。喇叭口相互间间距为2.0D，则，取2m。由此集水池长b.集水池宽设喇叭口底距壁间距2.0D，则总容积为需扩大集水池尺寸，但为了减小土方施工量，并达到水位足够深的情况下，只扩大其上部尺寸，格栅各半段直接连入集水池。\nc.集水池的最小水深在集水池侧墙明显的位置设水标尺，并引入值班室，以供控制水泵开闭和记录水位时观察之用。集水池池底坡度采用0.01，吸水坑深度0.4m，上底宽0.8m，下底宽0.6m。在水泵出水管上接DN50回流反冲管，反冲管出口采用DN50×40mm渐缩管，伸入集水池的吸水坑。6.3.5泵房的平面布置水泵机组采用纵向排列（1）泵房长a水泵凸出部分到墙壁的净距b水泵间的距离由集水池的布置可以确定水泵基础轴线间的距离为E=2.8m。c泵房最小长度在四台水泵基座外另设一个空的水泵基座，则：，取17m。（2）泵房宽a基础长度B1=水泵底座长+电机底座长+1.5=1.617+1.05+1.5=4.167m，取为5m。b进水管长B2=阀门长+渐缩管长+1.2=0.6+0.84+1.2=2.64m，取为3m。c泵房最小宽度所以泵房的最小尺寸为：L×B=14×11m。6.3.6泵站的高程布置（1）.格栅前后水面高程管网水首先在格栅前分为三段，分别经过格栅流入集水池，格栅的水头损失为0.05m。a栅前水面标高由进水管水面高程可知：为136.5m。b栅后水面标高=集水池最高水位标高=格栅前水位标高-格栅水头损失=136.5-0.3=136.2m（2）集水池\na.集水池最高水位同格栅后的水位高：136.2m。b集水池的池底标高=集水池最高水位标高-集水池有效水深=136.2-2.5=133.7mc集水池的最低水位取为池底以上1.2m处为：134.9m。d喇叭口下缘水位标高取为池底以上0.5m处为：134.2m。e喇叭口上缘水位标高取为下缘以上0.3m处为：134.5m。（3）水泵进水管管轴标高吸水管采用喇叭口后直接按90度弯管进入水泵进水管，喇叭口距池底高度为0.5m，喇叭口高度为0.3m，弯管高为0.6m，故进水管的管轴标高为：133.7+0.5+0.3+0.6=135.1m（4）泵轴标高水泵入水处进水渐缩管采用偏心渐缩，泵轴标高为：135.1m。（5）基础标高a.水泵基础标高为泵轴标高以下0.56m，为：134.54m。b电机基础标高为泵轴标高以下0.2m，为134.9。（6）地面标高取为水泵基础标高以下0.2m处，为134.34。（7）压水管路管轴标高压水管采用DN900铸铁管把水汇总至出水井输送至污水厂，管道埋深为1.2m，其管顶标高为：138.80m。（8）房顶标高a起重设备为了便于移动和安装水泵、电机、管道闸阀等，泵站应设置起重设备。起重设备的选择应根据泵的大小和电器设备大小、重量等条件而定。本设计根据《手册》第十一册，采用LDT52-S型电动单梁起重机，其性能如下：起重量为3.2t，跨度7.5~22.5m，运行速度10m/min，提升高度为12m，配套电葫芦AS308-164/1。b房顶标高泵房最大体积设备为水泵，其高度为1060mm，故吊车挂钩距地面至少为1.06m，取1.5m，吊车上端最高处距房顶取为0.5m\n，并保证吊起物体底部与所越过的固体物体即电动机（高640mm）的顶部有不小于0.5m的净空，与室外地面相平处设泵房工作平台，工作平台至下面泵房间设有步梯，设地面上泵房高度为3m,设总泵房高度为H=（140-134.34）+3=8.66m，所以房顶标高为143m。6.3.7其他（1）地面排水泵房地面做成0.01的坡度，坡向集水池一侧，在墙边设置排水沟，流入泵房角落里的集水坑，由坑的污水潜水泵抽至集水池，集水坑尺寸为=，排水沟尺寸,排集水坑的污水，用pw污水泵2台，互为备用。其特点是：价格低，便于安装，可直接启动，占地少。水泵水封滴水通过DN25的排水软管贴地板明设，安入排水沟。（2）清洁设施为保持室清洁，在室备有DN50给水管，按冲洗用的橡胶软管，还应设供管理人员用的洗脸盆和拖布池。（3）设备清洗在吸水管上设清洗水管。（4）门泵房至少应有一个能满足最大设备出入的门，门宽不小于1.5m，高不小于2m，根据已知设备的最大尺寸定为门高2m，宽2m，双扇门向外开启。（5）控制室及管理人员办公室设于地面上与泵房地面以上部分合建在一起，泵房及办公室应有充分的自然通风系统，冬天有采暖设备，墙体及门窗考虑保暖。（6）窗在泵房和办公室周围均应开窗，窗的总面积不少于泵房面积的1/6.（7）走廊楼梯在泵站，为便于管理人员的管理和使用，在泵房之侧靠墙壁设置走廊，其宽度可采用1.0~1.2m，走廊的栏杆高度为0.9~1.0m，远离集水池一侧设楼梯。（8）采光通风在开窗方向上自然通风，是空气对流，在对应位置上设扳风桶两个，通向室外，地面下部位必要时采用机械通风，通风换气次数为5~10次/h，通风换气体积按地面以下泵房体积计算，地面以上泵房体积不计入。室自然采光。检修和操作点处于灯光集中，照明器件进行耐蒸汽和防爆处理。\n参考文献[1]圭白，杰.水质工程学.第一版.：中国建筑工业，2005：416-429[2]乃昌.泵与泵站.第五版.：中国建筑工业，2007：143-166[3]士君，亚峰.污水处理构筑物设计与计算.：化学工业，2007：318-320[4]中国市政工程西南.《给水排水设计手册》第1、5、6、10、11分册.第一版.：中国建筑工业，1986[5]中华人民国建设部.《给水排水制图标准》GB/T50106-2001.：中国计划，2001[6]中华人民国建设部.《污水综合排放标准》GB8978-1996.：中国计划，1996[7]中华人民国建设部.《室外排水设计规》GB50014-2006.：中国计划，2006[8]玉川.城市污水厂处理设施设计计算.：化学工业，2003：263-278[9]金兆丰，余志荣.污水处理组合工艺及工程实例.：化学工艺，2003：164-196[10]自杰.排水工程.下册.第四版.：中国建筑工业，2000：176-201\n附录设计进度表序号起止日期计划完成容实际完成情况检查人签名检查日期19.5～9.11确定处理工艺29.12～9.25设计计算39.26～10.23单体构筑物设计410.24～10.30总图设计510.31～11.13编制说明书611.14～11.20设计成果审查789101112指导教师批准，并签名：年月日\n致毕业设计是我在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学校里学到的知识。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，首先离不开汪老师耐心指导，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！