石化含油废水处理工艺设计 61页

'题目：A/O工艺处理石化污水的设计院系：专业：班级：学生姓名：指导教师：论文提交日期：年月日论文答辩日期：年月日 摘要本设计的题目是设计一座化工污水处理厂。该污水处理厂位于某石油化工厂内，其处理的污水量为3.6万吨/天，初始的BOD5的浓度为350mg/L,SS的浓度为450mg/L。本设计采用的工艺为A/O生物除磷系统，该工艺在污水处理方面属较为新颖的方法，技术较为成熟，较之普通的污水处理工艺有其不可比拟的优点，在经济和技术上都有明显的优势。出水指标能达到国家二级排放标准。该工艺的流程是：污水经粗格栅去除大体积的杂质，再经过调节池对初进的污水进行整流和均质，由细格栅进入隔油池，主要是去除悬浮于污水中的油类物质。接着污水进入厌氧池，可吸收去除一部分有机物，并释放出大量磷，设计为矩形反应池。污水又进入好氧池，使废水中的有机物得到好氧降解，同时污泥将大量摄取废水中的磷。设计为推流式矩形反应池。再经由配水井流入二沉池排放，二沉池的污泥经回流泵房后剩余污泥通过污泥泵打入厌氧池，使得污水中的BOD5、SS达标排放。同时，在此污水处理过程中产生的污泥量较少，经简单的浓缩池浓缩、脱水后外运。本设计采用可靠的安全措施，合理布局，美化环境，把污水处理厂建成一个花园式的厂区。关键词：厌氧好氧A/O生物除磷系统 Abstract:Thetitleofthisthesisistodesignasmallmunicipalsewagetreatmentplant.Thisplantliesinthesuburbofsomedistrict.Itcandispose36,000cubesewageeveryday.TheprimaryconcentrationofBOD5andSSis400mg/Land350mg/L.Theprocessofthisthesisisman-madewetlandtreatmentsystem,whichisanewpathwayinthesewagetreatment.Thetechniqueofthisprocessisoffercomparativeadvantagesineconomicandtechnology.Thequalityofdisposedeffluentisuptothesecondclassofnationalstandard.Thefirststepofthisprocessisscreening,whichremovesbig-sizedtrash.Thenthecomminutingdevicecommutateandshredthesolidsinthesewageandthewasteflowintotheprimarysettingtankthroughthemeshgrid，Thesewagegothroughthethingrilltotheinitialsinkingpond,atthisstepthesolidsuspensionwhichmayprecipitateinthesewageareremoved.Accordingtorequestandthiscraftcharacteristicwhichdesignsneeded,takethespoketoflowthetypesedimentationpond.Afterwardsthesewageenterstiresoftheoxygenpond,mayabsorbremovespartoforganicmatters,andreleasesthemassivephosphorus.Theinteriordesignofthetiresoftheoxygenpondistherectangle.Whenthesewageenterstheoxygenpond,theorganicmatterinthewastewateraredegradedbythegoodoxygen,simultaneouslythesludgemassivelywillabsorbthephosphorusinthewastewater.Respondedtheponddesignforpushspreadthetyperectangleresponsepond,thedesignspecificationisthesameastheinitiallysinkingthe pond.Twosinkthedirtymireofthepondwaspassedbydirtymireinsurplusinempressinpumphouseinrefluxthedirtymirepumpbeatsintolacktokeepthepond,atwhichtheBOD5andSSofthewasteareuptothenationalstandard,Becauselesssludgewasmadeduringthisprocessoftreatment,soafterconcentratortheycanbetransportoutoftheplant.Thisthesisusereliablysafetyprecautions,reasonablearrangesandbeautifulsurroundings.Thesewagetreatmentplantcouldbebuildlikeagarden.Keywords:hatethekindpond,Liketokeepthepond,TheA/thelivingcreatureofOdividedbythesystemofP 目录前言1第一章概述31.1现状分析31.2污水处理工艺方案比较41.2.1AB法41.2.2SBR法41.2.3A/O法51.2.4A/A/O法51.2.5传统活性污泥法51.2.6工艺确定6第二章任务及工程概况72.1设计任务及范围72.1.1设计任务72.1.2设计范围72.2设计水量及水质72.2.1设计水量72.2.2设计水质7第三章工艺设计方案的确定83.1方案制定的原则83.2污水处理工艺流程的确定83.2.1厂址及地形资料83.2.4工艺流程方案及简易的工艺流程图103.3主要构筑物的选型113.3.1格栅113.3.2泵房113.3.3调节池113.3.4隔油池113.3.5气浮池123.3.6A/O池123.3.7二沉池133.3.8污泥浓缩池13第四章污水处理系统的工艺设计144.1格栅144.1.1设计参数144.1.2格栅的设计计算144.2进水泵房184.2.1泵的计算184.3调节池194.3.1设计参数194.3.2设计计算194.3.2处理效果20 4.4隔油池204.4.1设计参数204.4.2设计计算214.4.3隔油池排泥设计214.4.4处理效果224.5气浮池224.5.1设计参数224.5.2设计计算234.5.3上浮液渣排除设备254.5.4处理效果254.6A/O脱氮工艺254.6.1设计参数254.6.2设计计算264.7二沉池374.7.1设计参数374.7.2设计计算：374.8污泥浓缩池414.8.1设计参数414.8.2污泥浓缩池424.8.3污泥提升泵434.8.4污泥脱水间43第五章平面与高程设计445.1平面与高程布置445.1.1平面布置对象及比例445.1.2平面布置原则445.1.3辅助建筑物445.1.4管线布置455.2高程布置455.2.1主要任务455.2.2高程布置原则455.2.3高程损失计算45第六章经济核算516.1污水厂工程技术经济分析516.1.1计算依据516.1.2计算方法516.1.3单项构筑物工程造价计算516.2污水处理成本计算53参考文献54致谢55 前言石油化学工业是现代化能源及国民经济的重要组成部分。随着地质勘探开发，石油和天然气在陆地和海洋的馆藏发展，石油炼制，石油化工，废水的排放量也相应逐渐增加，污染预防和控制石油化工废水的技术也越来越受到人们的重视。石油化学工业的工艺过程复杂，产品品种多，所用的化工原料也较多，有些化工原料是以水溶液的形式存在的，如液体烧碱、盐酸、含水酒精等；有时水本身就是化工生产的原料，其化学反应过程需在水相中进行；在少许化学工业产物生产过程中，化学材料经过反映生成产品的同时也生成特定量的水；一些化学过程，如聚氯乙烯水相悬浮聚合氯乙烯，合成橡胶的生产乳液或悬浮液，都需要在水中分散聚合单体；原材料的预处置和产品的后处置进程包含融解、萃取、洗涤、精馏、吸收、干燥等单元操作，有时还要用水或蒸汽对化工物料进行直接加热或冷却。在以上整个生产过程中，使水质受到了严重的污染。由于石油化工产品品种繁多，工艺复杂，因此，废水具有一些明显的特点，石化生产耗水量大，工艺复杂，所以从石化废水排放，水的波动也较大，废水中化学污染物种类繁多，其含量变化大，有机物浓度高，废水中的COD污染物含量，达到数千毫克每升；石油化工废水中含有的许多污染物都是有毒的，特别是含有酚、氰、胺类的废水具有明显的毒性；并且石油化工行业废水的酸性和碱性变化巨大，pH值范围很宽，废水有些显强酸性，pH值有可能小于1，有些则为强碱性，pH值有可能大于13；因为石油化工生产过程中许多反应是在催化剂的作用下完成的，有些大型化工厂使用的催化剂可达数十种，所以污水中经常含有重金属。石油化工废水依其所含污染物不同，其危害也不一样。其中，含油废水会阻碍氧气进入水体，使水中缺少氧气。盐和一些重金属往往作为添加剂，石油和化工助剂和催化剂，主要有害的汞，铅，砷，铬，钒，镍，铜，硒等。在石化工业废水中的有机化合物是非常复杂的，如醇，醛，酮，酸，胺，酚类化合物，多环芳烃，有机氯。和一些有机和无机物质在石油化工工业污水本身是无毒的，如脂肪，蛋白质，氨，磷，但它们可以作为微生物营养被水中的生物氧化分解，55 同时消耗水中溶解氧，以至于许多鱼类和浮游生物会遭到危害，甚至窒息死亡，缺氧条件下，厌氧微生物迅速繁殖起来，将鱼类尸体及其他有机物分解，硫化氢和甲烷的释放，使水体变黑发臭，例如如藻类的过度繁殖，使水体富营养化。此外，石化废水容易引起水体的热污染，使一些毒物毒性加剧，破坏自然界生态平衡等，废水中的硫化物、亚硫化物和某些还原性无机物还会使水体产生色泽、味道、臭味等现象，造成污染。由石油化工废水对环境造成严重的污染已成为一个突出的问题，如果不治疗，对环境的影响很大，其加工技术引起了有关方面的充分重视和关注。55 第一章概述1.1现状分析目前，石油化工污水的处理方式包括物理化学法与微生物法，有经验表明，在处理难降解有机物方面厌氧生物处理方法显示出一定的优势，因为她可以改变难降解有机物的化学结构，增加其可生物降解性，为接下来的好氧生物处理制造良好条件。由于石化废水成分复杂，多为高浓度有机物，有些废水含酚、醛、氮等复杂有机物，要对它们进行处理，对应处理方法也要随之变化。所以，首先弄清楚废水的特点，采取相应的处理方法，可以达到更好的处理效果。在水质处理工艺的选择时，应分析所需处理的废水的组成，确定单一的处理方法，然后确定最佳处理工艺。正常含油废水的含油量从几十到几千mg/L不等。按照其存在状态的不同，废水中的油类可分为分散油、浮油、溶解油和溶解油4种：（1）浮油，它的颗粒粒直径经大于100μm，以连续相的形式漂浮在水面上，形成油膜或油层；（2）分散油，以细小的油滴悬浮在水中，不稳定，静置一段时间后一般会变成浮化油，油滴的颗粒直经一般介于10～100μm之间；（3）乳化油，当废水中含有一些表面活性剂或者油水混合物经转数为3000r/min左右的离心泵高速旋转后，油滴便成为稳定的乳化液分布在水中；（4）溶解油，以一种化学方式溶解的微粒分散油，油粒的直径一般小于0.1μm。因为油品在水中的溶解度较小（约为5～50mg/L），所以这部分的比例一般在0.5%以下。含油废水排入河流和湖泊，油覆盖水面，阻止了空气中的氧气向水中扩散；因此水体中溶解氧就会减少，阻碍了藻类进行的光合作用；影响水生生物的正常生长，水生动物和植物有油的气味或有毒，甚至使水发臭，减少水资源的价值；如果牲畜喝含油污水，一般会得食管疾病；假如用含油废水灌溉农田，油分和衍生物将会覆盖泥土及植物的表面，堵塞土壤的孔隙，阻碍空气透入土壤，使果实有油味，或使土壤不能进行正常的新陈代谢和微生物的新陈代谢，严重时可造成作物减产或死亡。此外，因为溢油的转移和分散，会使海滩荒废，影响海滨旅游区，引起巨大的环境影响和社会危害。但更主要的危害是石油中含有致癌烃，被鱼、贝富集并通过食物链危害人体健康。55 因此，对石化工业废水的处理是非常必要的。目前，含油污水处理技术一般是建立在隔油—气浮—生物处理过程的基础上，本设计的主要工艺流程选择为隔油—气浮—A/O法。1.2污水处理工艺方案比较目前的污水处理流程为：AB法，SBR法，氧化沟，普通曝气法，A/A/O法，A/O法等，这些方法都源于活性污泥，并各有其特点。1.2.1AB法该方法是由德国Bohuke教授最先研发。此工艺对曝气池负荷的高低分二级供氧，A级负荷高，曝气时间短，产生污泥量较大，一般在污泥负荷2.5kgBOD/(kgMLSS·d)以上，曝气池容积负荷在6kgBOD/(m3·d)以上；B级负荷低，污泥龄较长。A级与B级间设有中间沉淀池。二级池子污染物量与微生物量之比不同，形成不同的微生物群体。AB法尽管有节能的长处，但不适用于低浓度水质，A级和B级不可分期建设。1.2.2SBR法SBR法已在第二十世纪初发展起来的，因为人工管理繁琐，没有得到推广。该方法分为进水、曝气、沉淀、出水、闲置五个过程，并且在一座池子中完成，通常由三个或四个池子构成一组，交替运行，也称序批式活性污泥法。目前很多家公司开发出几个能连续进水并且连续出水的改良性SBR工艺，比如CASS法、ICEAS法、IDEA法等。SBR工艺的特点是工艺简单，因为只有一个反应池，没有二沉池等设备，一般情况下也不用设置调节池，还可省去初沉池，所以节省占地面积和建造成本，而且耐冲击负荷高，运行方式比较灵活，可以从时间上安排曝气、缺氧和厌氧的不同状态，有效的实现除磷脱氮的效果。但是因为每个池子都必须设曝气及输配水系统，所以采用滗水器控制系统，间歇排水的方式在成水头损失过大，池容的利用率不理想，所以，一般来说并不太适用于大规模的化工废水处理。55 1.2.3A/O法A/O脱氮工艺是一种前置反硝化过程工艺，是一个80年代初开发的污水处理工艺。污水经过预处理后，先流入缺氧反应池，利用硝化细菌将污水中的有机氮转化成NH3-N，再与原污水中的NH3-N一起流入好氧反应池。在好氧池中，不仅像传统活性污泥法一样对有机物进行降解，而且在适宜的条件下，工艺利用硝化细菌菌和亚硝化细菌，把废水中NH3-N硝化成为NOX-N。为了除去污水中的氮元素，从好氧池中流出硝化混合液回流到缺氧池中，再与原污水混合利用其中有机碳作为电子供体进行反硝化，把NOX-N还原生成氮气排入大气。传统生物脱氮工艺与A/O工艺脱氮相比，A/O工艺不用另外投加碳源，直接利用原污水中的有机物作为碳源进行反硝化，不仅降低BOD5而且能达到脱氮除磷的目的。好氧池在缺氧池之后，当水中碱度不足时，由于反硝化可以增加碱度，所以可以补偿硝化过程中对碱度的消耗。1.2.4A/A/O法A/A/O法又称前置式缺氧—好氧生物脱氮工艺，是目前较为广泛采用的一种脱氮工艺。该工艺将反硝化段设在系统的前面，氨氮在好氧段通过硝化反应生成硝酸盐，硝酸盐通过内循环回流到缺氧池中，在缺氧池中以水中的有机物作为碳源进行反硝化脱氮。沉淀池中的污泥一部分回流到缺氧段提供足量微生物，剩余污泥经处理后排放。经过生产实践证明，A/A/O工艺处理含油污水，技术先进，运行可靠，具有良好脱氮效果，出水水质符合国家标准。1.2.5传统活性污泥法该工艺出现比较早，但是至今仍有很多人使用。该工艺适应较大的污水量，且经验比较丰富，水质处理情况也相对理想。但是普通的传统活性污泥法也有不足之处，就是不能达到脱氮除磷的效果近几年在一些人的实践改良后，通过降低该工艺的容积负荷，可以有效的脱氮除磷；或者在该工艺前加设厌氧池，可以去除磷元素。应为普通活性污泥法处理午睡时需要曝气，所以也称之为普通曝气法。55 1.2.6工艺确定经过比较，A/O工艺既可以去除BOD等有机污染物，有可以起到脱氮除磷的效果，经济上比较节省，工艺上运行可靠，所以本设计采用A/O工艺。55 第二章任务及工程概况2.1设计任务及范围2.1.1设计任务见设计任务书2.1.2设计范围设计计算A/O工艺处理石化污水，进行工艺初步设计及三个构筑物的施工图设计。2.2设计水量及水质2.2.1设计水量36000m3/d2.2.2设计水质混合水的质量：COD=2000mg/L，BOD5=350mg/L，SS=450mg/L，油＝650mg/L，氨氮=120mg/L；ph=6～9，水温20℃。出水的质量：出水执行《中华人民共和国污水综合排放标准》（GB8978--1996）二级标准，具体排放标准如下：COD≤150mg/L，BOD5≤60mg/L，SS≤200mg/L，氨氮≤25mg/L，油≤10mg/L55 第三章工艺设计方案的确定3.1方案制定的原则（1）采用安全可靠的处理工艺，经济合理；（2）合理布局，投资低；（3）降低能耗和处理成本；（4）综合利用，无二次污染；（5）必须适合国情，提高自动化管理水平。3.2污水处理工艺流程的确定3.2.1厂址及地形资料⑴厂址选择应考虑的主要因素①污水处理厂应设在化工工厂夏季主导风向的下风向为宜；②应有较好好的工程地质条件，地下土层比较紧密的地区；③厂址应位于流域河流的下游；④厂址选择时应考虑附近农田及其他农作物的灌溉问题；⑤厂址选择是与居民区要有一定的距离，并且需要设置绿化带；⑥我们应该充分利用地形，使污水和污泥重力是可能的，以减少能源消耗；⑦我们应该有便利的交通和电力供应条件；⑧厂区地形应不受水淹和洪水的威胁；⑨我应该有扩展空间，以满足城市的总体规划长远发展的需要。⑵本厂的地形资料①该厂区所在的地面标高为45m，厂区面积为510×450m2；②该地区夏季主导风向偏南风，设计地震烈度为七级。3.2.2气象及水文资料55 该地区位于北温带，属于湿润和半湿润温带大陆性气候，四季分明，具有中纬度西风带天气特色。主要气候特点是夏季炎热多雨，冬季寒冷少雨，春秋季节较短，日照丰富。年平均降水量678mm，6-9月平均降水为692.3mm，占总量的81%，蒸发量平均在1235-1854mm之间，相对湿度62~78%，多年平均气温7.5摄氏度，7月平均气温27.5摄氏度，最高气温38.4摄氏度，最低气温为-20.7摄氏度，全年无霜期在213天左右。最大冻土深度一般在115-135cm。多年平均日照时数2687.7小时，年辐射182.3kc/cm2，能满足北方各种作物生长需要。多年平均风速1.9~4.5m/s之间，最多风向为东南风。地下水属于第四纪冲积潜水，地下最浅水层深度约为4.1m。河流最小流量3.1m3/s，最大流量7.4m3/s.河流最高水位42.5m，正常水位37.5m，最低水位35m。3.2.3处理工艺流程的选择（1）选择处理工艺流程应考虑哪些问题污水处理厂的工艺流程系指在确保处置水到达所要求的处理水平的前提下，所采纳的污水处理技能各单元的有机配合。污水处理工艺流程的选定重要如下列各项成分作为根据：①污水的处理程度：这是为选定的污水处理工艺的主要依据，以及废水处理程度主要取决于水的出路和方向。排出的水，这是最常用的水处理方式。当处理排放的污水处理水平，考虑采用以下方法确定。a按水体的水质标准确定。b根据城市污水处理厂的程度治疗B可以被确定，以及更普遍的两种处理工艺的加工水平达到为基础。c考虑受纳水体的稀释自净能力。②工程造价与运行费用③当地的各项条件：当地的地理，气候等自然条件也有一定的影响，选择污水处理工艺。55 如：本地具有农业开发利用价钱不大的旧河流、凹地、沼泽地等，就能够思考采纳巩固塘、耕地处理等废水水天然生物处理系统等。④原污水的水量与水流入工况：工程技术条件的建设和运行管理方便也选择的因素需要考虑的处理工艺。（3）可行性方案及工艺的优缺点：目前主流石化污水处理厂采用的二级生物处理工艺中大部分是SBR法。目前，我国城市二级污水处理率也在上升，但只有两级污水处理还没有完全实现污水无害化、资源化，此外，传统的活性污泥法也存在多方面的不足。自1980以来，中国政府，自然和社会经济条件，根据我国和地区的情况，人工和自然处理并行技术政策，在学习与改量发达国家传统的污水处理工艺同时，积极推行替代SBR的MBBR、MBR和污泥处理等生物处理技术。针对化工污水水质及处理出水水质要求，选择A/O生物脱氮工艺。该工艺的优点是：①工艺简单，构筑物少,费用低；②由于原水中炭氮比较高，不需要另外投加碳源，所以降低了运行费用；③好氧池在后，可进一步去除反硝化残留的有机污染物，④缺氧池在前，反硝化损耗有机物，减少好氧池的有机负荷，降低好氧池中碳氧化和硝化所需的氧量；⑤反硝化过程中碱度提高污水，硝化消耗碱度补偿；⑥脱氮系统的剩余污泥量较少且易脱水，有一定的稳定性⑦A/O工艺的脱氮率一般能达到70%-80%，符合本设计要求。3.2.4工艺流程方案及简易的工艺流程图合流污水粗格栅，细格栅为抽水站，然后进入杂质进一步去除和沉砂池，然后进入初沉池，缺氧，好氧池，进入二沉池放好。二沉池产生的污泥经过回流泵房后，剩余污泥通过污泥泵打入污泥浓缩池，经过污泥脱水后形成干污泥。然后按照规定外运填埋。55 原水进水泵房调节池格栅隔油池污水回流气浮池二沉池出水好氧池缺氧池污泥浓缩池污泥脱水干污泥图3—1工艺流程图3.3主要构筑物的选型3.3.1格栅在进水泵房的设计是粗网格，细网格泵扬程。随着越来越多的水清洗的工作量，所以使用机械除渣。采用地下式。3.3.2泵房考虑水力条件及工程造价，布局合理，使用矩形泵站。为了充分利用空间集水池及泵房建设。注水泵采用自灌式吸管，关键是我开始时间。不需任何辅助设备引水，操作简单。泵房采用半地下式。3.3.3调节池在一天24小时的污水水量水质的波动，使污水处理设备，特别是生物处理设备是经过生化反应系统处理的作用是消极的，甚至可能造成损害。因此，在污水处理系统前应设置均质调节池，水质，和所有的储蓄过剩。3.3.4隔油池隔油池一般分为斜板式、平流式、和平流与斜板组合三类，本次设计为55 化工废水处理，水量相对较小，所以选择平流式隔油池，其优点是隔油效果好，耐负荷冲击，施工简单。3.3.5气浮池气浮法也称浮选法，其原理是使水产生的微气泡形成大，水，气，和消除三相混合材料，在界面张力、气泡上涨浮力和静水压力差等多种力的协同效果下，增进细小气泡粘附在被去除的微细油滴上后，因粘合体密度小于水而上浮到水面，从而使水中油粒被分离去除。通常为石油处理含油污水浮选方法后的补充。预处理，生化处理前，经过浮选处理，油含量可以降低到低于30mg／L，生化处理后，含有小于10mg／L，出水。设计采用当前最常用的平流式气浮池，废水从池下来到气浮接触区，确保气泡与废水有必要的结合时间，污水经隔板进入气浮分散区进行分散后，从池底集水管送出。油浮在水的表面在刮油装置刮入集油槽排出后。它的优点是成本低，浅池体，结构简单，管理方便。3.3.6A/O池A／O法又称预缺氧-好氧生物脱氮工艺，是一种广泛使用的脱氮技术。该工艺将反硝化段设在处理体系的前方，氨氮在好氧段经过硝化反应生成硝酸盐，硝酸盐通过内循环回流到缺氧池中，在缺氧池中以水中的有机物当做碳源进行反硝化脱氮。沉淀池污泥部分返回到缺氧区提供足够的微生物，剩余污泥处理后排放。该工艺与其他脱氮工艺相比的有如下主要优点：（1）具有工艺简单，构筑物少的优点，节约施工成本；（2）在废水C/N较高（4以上），与有机质原料废水作为碳源，不需要外加碳源；（3）好氧池位于缺氧池后，有机残留物去除氮此外，提高水的质量；（4）缺氧池在好氧池之前，一方面，因为反硝化损耗一部分有机碳源，减少好氧池的有机负荷，另一方面有利于掌控污泥膨胀；同时，反硝化过程中碱度代可以弥补硝化过程；55 3.3.7二沉池沉淀池的主要功能是可以沉淀去除悬浮固体悬浮在污水。一般分流，垂向流和径向流。表3－1各种池型优缺点及使用条件类型优点缺点适用条件平流式1.沉淀效果好2.对冲击负荷和温度变化适应性强3.施工方便4.平面布置紧凑，占地面积小1.配水不易均匀2.采用机械排泥时设备易腐蚀3.采用多斗排泥时排泥不易均匀4.操作工作量大1.适用地下水位较高，地质条件较差的地区。2.适用于大、中、小型　污水厂。辐流式1.用于大型污水处理厂，沉淀池个数较少，比较经济，便于管理。2.机械排泥设备已定型　，排泥较方便。1.池内水流不稳定，沉淀效果相对较差2.排泥设备复杂，对运行管理要求较高3.池体较大，对施工质量要求较高。1.适用于地下水位较高的地区。2.适用于大、中型污水处理厂。竖流式1.占地面积少。2.排泥方便，运行管理简单。1.池体深度较大，施工困难。2.对冲击负荷和温度的变化适应性差。3.造价相对较高。4.池径不易过大适用小型污水处理厂或工业废水处理站。斜板管1.沉淀效果好2.占地面积少3.排泥方便1.易堵塞2.造价高1.适用原有沉淀池的控潜或扩大处理能力。2.适用于作初沉池。根据表中四种沉淀池的特点和适用条件，本设计中的二沉池采用辐流式沉淀池。3.3.8污泥浓缩池污泥浓缩池有重力浓缩池和气浮浓缩池两种，本设计采用重力浓缩池。55 第四章污水处理系统的工艺设计4.1格栅4.1.1设计参数（1）栅条间隙：机械清除栅条间隙一般采用16-25mm，最大不超过40mm.本设计取b=40mm;（2）格栅倾角：45º-75º,本设计取α＝60º（3）过栅流速：V＝0.6－1.0m/s,本设计取V=1.0m/s;（4）栅前有效水深：h=1.0m;（5）栅条断面形状：选用锐边矩形断面，其形状系数β＝2.42；（6）栅条数目：采用两台机械格栅（粗格栅）其中一台备用。4.1.2格栅的设计计算（1）栅条间隙数n（4-1）式中：QMAX—最大设计流量，36000m3/d=0.42m3/s；α—格栅倾角，°；设计为60°；b—栅条间隙，m；取0.04m；h—栅前水深，m；1.0m；v—过栅流速，m/s；取1.0m/s=9.78个取10个55 图4-1格栅间隙示意图（2）栅槽宽度BB=S（n-1）＋bn（4-2）式中：S—栅条宽度，m，0.01m；b—栅条间隙，m，0.04m。B=0.01×（10-1）＋0.04×10=0.49m取0.5m校核流速：此时进水渠道流速为v==（4-3）在0.4～0.9范围内，符合要求。（3）通过格栅的设计水头损失h1h1=h0k（4-4）h0=ξsinα（4-5）式中：h1—设计水头损失，m；h0—计算水头损失，m；g—重力加速度，m/s2，9.81m/s2；k—系数，格栅受污物堵塞时水头损失增大系数，一般为k=3；ξ—阻力系数，其值与栅条断面形状有关，按式ξ=β（）4/3（4-6）55 取β=2.42h1=[β（）4/3··sinα]k=[2.42×（）4/3××sin60°]×3=0.09m（4）栅后槽总高度HH=h+h1+h2（4-7）式中：h2—栅前渠道超高，一般采用0.3m。H=1.0+0.09+0.3=1.39栅前渠道深H1=h+h2=1.0+0.3=1.3m（5）进水渠道渐宽的长度（4-8）式中：L1—进水渠道渐宽部分的长度，m；B1—进水渠宽，m，取B1＝0.4m,α1—渐宽部分展开角度，取α1=20º.L1==0.14m（6）出水渠道渐窄部分宽度L2（4-9）式中：L2—栅槽与出水渠道连接处的渐宽部分长度，m；L2＝=0.07m（7）栅槽总长度LL=L1+L2+1.0+0.5（4-10）55 式中：H1—栅前渠道深，mL=0.14+0.07+1.0+0.5+=2.46m（8）每日栅渣量W（4-11）式中：W1—栅渣量标准，m3/103m3污水，当格栅间隙为16～25mm时，W1＝0.10～0.05；当格栅间隙为30～50mm时，W1＝0.03～0.01。本工程格栅间距为40mm,此处取0.02；KZ—生活污水流量总变化系数，1.2。=0.6m3/d>0.2m3/d宜采用机械清渣。⑼格栅设计计算示意图图4-2格栅设计计算示意图55 （10）格栅间采用半地下式,两格栅间距为0.08m,正面过道宽1.5m,格栅距墙壁距离分别为2m和1m,则格栅间长：2+1+0.08+2×0.5=4.08m格栅间宽：1.5+2.46=3.96m格栅间尺寸：5×4m24.2进水泵房泵房形式：采用合建式半地下矩形泵房。4.2.1泵的计算本设计采用水作为污水管，无延迟，涡流等不良现象，因此不在威尔斯，水管直接通过大门进入游泳池，泵提升流入井之间的机，然后依靠重力自流输送至各处理构筑物。（1）设计流量m3/d=1500m3/h。（2）考虑选用4台水泵，3台使用1台备用（3）集水池的有效容积，采用1台泵5min的容量m3有效水深采用，则集水池面积为m2地下集水槽平面尺寸为长×宽=8m×5m;（4）总扬程估算污水处理厂第一个构筑物即调节池高程定为15m，入流管道水面高程为8m，泵站进水池中最低水位在入流管道下1.5m左右，定为6.5m，最高水位比入流管道中水位低0.08～0.15m，定为7.85m，则净量程在7.15m～8.5m之间根据入流量和净扬程损失，加上估计的管线水头损失2.0m和自由水头为55 1.0m。水头总扬程约为10.15～11.5m，取12m。（5）泵的选择本设计单泵流量为L/s，扬程12m。查《给水排水手册》选用KWP250-400型的污水泵。其主要性能参数如下：流量L/s，扬程16m；转速rad/min，轴功率KW；效率，配用功率KW；（6）泵站的布置泵房尺寸为：。污水泵站设地下一层，面积10×7m2，深度为3m。污水泵站设地上一层，面积10×7m2，高度为3.5m。污水泵站设就地控制柜一组，内有流量计，就地显示。机组的布置应确保运行安全，装卸、维修和管理方便，且管道总长度最短，接头配件最少，水头损失最小，并留有扩建的余地。4.3调节池4.3.1设计参数水力停留时间（调节周期）T=2h设计流量Q=36000m3/d=1500m3/h=0.42m3/s进水SS浓度为450mg/L4.3.2设计计算（1）池容公式（4-1）55 ——流量，1500m3/h；——调节时间，取2h；代入得（2）调节池面积公式（4-2）——调节池水深，一般在3～5m之间；取5m；代入得m2取调节池长×宽=30m×20m。（3）工艺设备调节池内设搅拌机4.3.2处理效果表4-1调节池进出水水质指标项目CODBODSS进水水质mg/l去除率%出水水水质mg/l200010180035030245450303154.4隔油池4.4.1设计参数（1）隔油池油珠上浮速度不高于；（2）隔油池水平流速在3～5mm/s之间；（3）隔油池有效水深一般在1.5～2.0m/s之间；（4）深宽比为0.3～0.5，超高不小于0.4m；（5）集油管管径为200～300mm；（6）池内刮油速度不超过15mm/s。55 4.4.2设计计算（1）隔油池表面积公式（4-3）：最大设计流量，=1500m3/h：修正系数，与水平流速v和油珠上浮速度V的比值有关，取=1.44:油珠上浮速度，取V=1.6m/h：水平流速，取v=16m/h=m2（2）过水断面面积=≈94公式（4-4）（3）有效水深和池宽水深h一般在1.5-2.0m之间，取h=2m池宽b不大于6.0m，深宽比0.3～0.5；则取b=4.5m（4）池长公式（4-5）长宽比L/b=6.4>4符合要求（5）高度隔油池高度h1：池水面以上到池壁标高，一般不小于0.4m；取h1=0.5m则4.4.3隔油池排泥设计（1）隔油池内一般采用机械刮泥，其运行速度为0.3～1.2m/min，要求池底坡度不小于0.01；（2）55 当采用污泥斗排泥时，每个泥斗应设单独的排泥阀的排泥管。泥斗的斜管与水平面倾角：方斗宜60、圆斗宜为55；（3）污泥沉淀区容易宜按不大于2d的污泥量计算；（4）池底排泥管干管的直径不小于200mm；（5）当采用静压排泥时，净水头不应小于1.5m。4.4.4处理效果表4-2隔油池进出水水质指标项目油BODSS进水水质mg/l650245315去除率%703030出水水质mg/l162.51712204.5气浮池4.5.1设计参数（1）加压水泵加压水泵作用是提供一定压力的水量，本设计中采用离心泵（2）空气供给设备压力溶气气浮的供气方式可分为泵前插管进气、水泵—射流器供气、水泵—空压机供气三种，本设计中采用水泵—空压机供气（3）压力溶气罐设计参数：过流密度2500m3/(m2d)布水区高度取0.4m;贮水区高度取2.0m;填料层高度取1.5m;液位控制高取0.8m(从罐底计)；气罐承受能力0.5Mpa罐内理论停留时间3min;（4）气浮池设计参数：设计停留时间30min55 表面负荷率8m3/(m2h)进入接触室的流速60mm/s隔板下端的水流上升速度16mm/s隔板上端的上升速度8mm/s接触室的停留时间10min4.5.2设计计算（1）溶气罐的容积：公式（4-6）—溶气罐有效容积系数，取60%—罐内实际停留时间，取5min—溶气用水量，取处理水量的10%，代入得溶气罐直径公式(4-7)代入得溶气罐高度Z取下式计算:（2）接触区设计计算气浮池接触区面积:公式（4-8）式中—接触区水流上升平均流速，55 —回流水量，则（3）气浮池分离区面积:公式（4-9）式中—气浮分离速度，取2.0mm/s.则（4）气浮池有效水深：公式（4-10）式中—气浮池分离区水利停留时间，取1.5min则（5）气浮池的有效容积：公式（4-11）则可求出：气浮池个数取2座，以并联方式运行。取池有效长度L和池宽B的比L:B=2.0，则可求出：接触室长度一般与池宽B相同，则，其宽度气浮池的总高H55 式中h1为标高，取0.5m4.5.3上浮液渣排除设备假如气浮池中很多的上浮液、渣不能得到及时的排除，或者除渣时对渣层的搅动太激烈，所以需要及时将上浮液、渣清除，排渣设备主要是刮渣机，本设计中采用链条牵引式刮渣机，采用逆水流方向刮渣，刮渣板运行速度取60mm/s。为了消除撇渣时存在的死区和浮渣倒流现象，在池子两边设置挡渣板。挡渣板表面光滑平直，两块板相互平行，其间距与刮板尺寸相吻合，挡渣板与池墙焊接密封，以防浮渣进入挡板内。4.5.4处理效果表4-3气浮池进出水水质指标项目油BODSS进水水质mg/l162.5171220去除率%101010出水水质mg/l1461531984.6A/O脱氮工艺4.6.1设计参数（1）污泥负荷：N/[kgBOD5/(kgMLSS.d)]≤0.18（2）污泥浓度/（mgMLSS/L）3000-5000（3）污泥龄：Qc/d≥10（4）总水力停留时间t/h：7～12（5）缺氧池水力停留时间tA：1.5～2.5（6）好氧池水力停留时间t0：5.5～9.5（7）tA：t0＝1：3～1：4（8）污泥回流比R/%：50～10055 （9）混合液回流比R内/%：200～500（10）缺氧池进水溶解性：BOD5/NOX-N≥4（11）溶解氧：缺氧池小于0.5；好氧池大于2（12）总氮负荷：/kgTN/kgMLSS.d≤0.05（1）设计流量设计水量:36000m3/d约为0.42m3/sK日=1.1，K总=1.2（2）设计进水水质BOD5=171mg/l，SS=220mg/l，NH3-N=120mg/l，重金属及有毒物微量。（3）设计出水水质BOD5=60mg/l，SS=200mg/l，NH3-N=25mg/l4.6.2设计计算（1）好氧区容积公式（4-12）式中：－好氧区有效容积，；Q－设计流量，;—进水浓度，mg/L；S－出水浓度，mg/L；Y－污泥产率系数，，取0.6；－内源代谢系数，，取0.01；－固体停留时间，d；－混合液悬浮固体浓度（MVSS），mg/L，取4000mg/L55 f—混合液中VSS和TSS之比，取f=0.7;出水溶解性浓度S应为：公式（4-13）式中t—BOD实验时间，5dk—BOD的分解速度常数，0.23则可求出:mg/L<60mg/L设计污泥龄首先确定硝化速率，则计算如下公式（4-14）式中－的浓度，mg/L；－氧的半速常数，mg/L；－反应池中溶解氧浓度，mg/L则可求出：=硝化反应所需的最小泥龄公式（4-15）则可求出：==2.43d选用安全系数K=3设计污泥龄：公式（4-16）55 则可求出：=3×2.43=7.29d代入公式得好氧区容积好氧区水利停留时间：公式（4-17）则可求出：==0.262d=6.3h（2）缺氧区容积公式（4-18）式中－缺氧池有效容积，；－需还原的硝酸盐氮量，kg/d；－反硝化速率，；微生物同化作用去除的总氮公式（4-19）则可求出：=0.124×=8.18mg/L被氧化的＝进水总氮量-出水氨氮量-用于合成的总氮量则可求出所需脱硝量为：86mg/L需还原的硝酸盐氮量反硝化速率公式（4-20）式中：－时的反硝化速率常数，取0.12；－温度系数，取1.08；则55 缺氧池容积缺氧池水利停留时间公式(4-21)则可求出：（3）曝气池总容积则可求出：=9434.9+14687.6=24122.5m3系统总设计泥龄=好氧池泥龄+缺氧池泥龄=7.29+7.29×3125/14687=8.84d（4）污泥回流比及混合液回流比污泥回流比R设SVI=150，回流污泥浓度计算公式为：公式（4-22）式中r—为考虑污泥在沉淀池中停留时间、池深、污泥厚度等因素的系数，取1.2。则可求出：混合液悬浮固体浓度X(MLVSS)=3000污泥回流比(一般取50%～100%)混合液回流比R取决于所要求的脱氮率。脱氮率可用下式估算：55 剩余污泥量(So-S)公式（4-23）则可求出：去除每1kg产生的干污泥量：（1）反应池主要尺寸好氧反应池(按推流式反应池设计)，总容积V=9434.9，设2组反应池。单组容积有效水深h=5.0m，有效面积采用三廊道式，廊道宽b=5m，反应池长度校核：b/h=7/5=1.4L/b=45/7=6.4超高取1.0m，则反应池总高H=5+1=6m缺氧池反应池尺寸，总容积V=14687，设4组反应池。单组容积V2=14687/4=3671m2有效水深h=5m，有效面积长度也好氧池相同取45m，池宽=15m（2）反应池进、出水计算进水管55 二个反应池合建，进水与回流污泥进入进水竖井，经混合后经净水潜孔进入缺氧池.反应池进水管设计流量：管道流速取v=0.8m/s管道过水断面管径取进水管管径DN=500mm.校核管道流速回流污泥渠道单组反应池回流污泥渠道设计流量:公式（4-24）则可求出渠道流速取v=0.8m/s渠道断面积取渠道断面b×h=0.4m×1.5m校核流速渠道超高取0.3m渠道总高为0.3+0.4=0.7m进水竖井反应池进水孔尺寸：进水孔过流量孔口流速取0.5m/s孔口过水断面积孔口尺寸进水竖井平面尺寸55 出水堰及出水竖井按矩形堰流量公式：式中b—堰宽，取4.0m;H—堰上水头高2.8m。出水孔过流量孔口流速v=0.5m/s;孔口过水断面孔口尺寸取进水竖井平面尺寸出水管：反应池出水管设计流量管道流速v=0.6m/s；管道过水断面管径取出水管管径DN=500mm;校核管道流速（1）曝气系统设计计算设计需氧量AOR需氧量包括碳化需氧量和硝化需氧量，并应扣除剩余活性污泥排放所减少的BOD5及的氧当量(此部分用于细胞合成，并为消耗)，同时还应考虑反硝化脱氮产生的氧量。55 a.碳化需氧量公式(4-25)则可求出：b.硝化需氧量公式（4-26）则可求出：c.反硝化脱氮产生的氧量公式(4-27)式中为反硝化的脱除的硝态氮量，取199.5kg/d.则可求出：故总需氧量最大需氧量与平均需氧量之比为1.4，则：标准需氧量采用鼓风曝气，微孔曝气器敷设于池底，距池底0.2m，淹没深度3.8m，氧转移效率，将实际需氧量AOR换算成标准状态下的需氧量SOR：公式（4-28）式中－水温时清水中溶解氧的饱和度，mg/L；－设计水温时好氧池中平均溶解氧的饱和度，mg/L；－设计污水温度，－好氧反应池中溶解氧浓度，取2mg/L；55 －污水传氧速率与清水传氧速率之比，取0.82；－压力修正系数，本例工程中所在地区大气压为Pa，故此=1；—污水中饱和氧与清水中饱和溶解氧之比，取0.95.查表得水中溶解氧饱和度：=9.17mg/L；=8.38mg/L空气扩散器出口处绝对压力：公式（4-29）式中—空气扩散器的安装深度3.8m；—大气压力，1.013Pa。则可求出：空气离开好氧反应池时氧的百分比公式(4-30)式中—空气扩散装置的氧的转移效率，取20%则可求出：好氧反应池中平均溶解氧饱和度：公式（4-31）则可求出：则55 好氧反应池平均使供气量：最大时供气量：所需空气压力(相对压力)公式（4-32）式中—供风管道沿程阻力，MPa；—供风管道局部阻力，MPa—曝气器淹没水头，MPa；—曝气器阻力，微孔曝气0.004-0.005MPa，取0.004MPa；—富余水头，=0.003～0.005MPa，取0.004MPa。则曝气器数量计算按供氧能力计算曝气器数量公式（4-33）式中—供氧能力所需曝气器个数，个；—曝气器标准状态下，与好氧反应池工作条件接近时的供氧能力，。采用微孔曝气器，参照有关手册，工作水深2.8m在供气量时，曝气器氧利用率，服务面积0.3～0.0.75，充氧能力，则：55 b.以微孔曝气器服务面积进行校核：（符合要求）供风管道计算a.供风管道指风机出口至曝气器的管道流量流速；管径取干管管径为DN=300mm。b.支管单侧供气(向单侧廊道供气)管(布气横管)流速；管径取支管管径为DN=200mm。（2）缺氧池设备选型，缺氧池分为三个串联，每格内设一台机械搅拌器。缺氧池内设3台潜水搅拌机，所需功率按污水计算。有效容积V=41×11×5=2255m3混合全池污水所需功率N=2255×5=11275W（3）污泥回流设备选型污泥回流比;污泥回流量设污泥泵房一座，内设三台潜污泵(2用1备)单泵流量55 混合液回流泵混合液回流比混合液回流量每池设混合液回流泵2台，单泵流量混合液回流泵采用潜污泵。4.7二沉池4.7.1设计参数（1）二沉池采用中心进水，周边出水的辐流式沉淀池四座；（2）设计流量为污水的最大流量，不包括回流污泥量量，但在中心筒的设计中包括回流污泥量;（3）表面负荷取1.0～1.5m3/(m3/h)，本设计取1.0m3/(m3/h);固体负荷在140～160kg/(m2.d).（4）沉淀时间一般采用1.5～2。5h，本设计取2h；（5）池底纵坡度采用0.05～0.10，本设计取i=0.05;（6）池子直径与有效水深比值，一般采用6-12，池子直径不宜小于16m;（7）排泥周期T=2h.4.7.2设计计算：⑴池体①沉淀部分水面面积F(4-34)式中：Qmax—设计最大流量，1500m3/h；q—表面水力负荷，m3/（m2·h），取1.5m3/（m2·h）；55 n—池数，个，取1个。m2②池子直径D=35.69m，取池子直径D=36m。③沉淀部分有效水深h2(4-35)式中：t—沉淀时间为1.5～2.5h，取t=2h。=1.5×2=3m④污泥区容积VA/O池中混合液污泥浓度X=4000mg/L，设计污泥回流比R=67%。则：回流污泥浓度为Xr=（1+1/R）X=2.5×4000=10000mg/l取存泥时间T=2.0h，Q=36000m3/d=2863m3(4-36)每座二沉池存泥区容积V总：V单==2863m3⑤⑥污泥斗容积V1(4-37)(4-38)式中：—污泥斗高度，m；r1—泥斗上部半径，m，取4.0m；r2—泥斗下部半径，m，取2.0m。3.46m=101.4m3⑦泥斗以上圆锥部分容积V255 (4-39)式中：—圆锥体高度，m；R—池子半径，m，R=D/2=36/2=18m。i—池底坡度，取i＝0.05=0.7m=302m3⑧竖直段污泥部分高度=0.87m⑨沉淀池总高度H(4-40)式中：h1—保护高度，取0.3mh2—有效水深，mh3—缓冲高度，m，非机械排泥时宜为0.5m，机械排泥时缓冲层上边缘宜高出刮泥板0.3mh4—污泥区高度，m,=3.46+0.7+0.87=3.77mH=0.3+2.5+0.5+3.77=5.77m⑩沉淀池池边高度H’m⑵中心套管①进水管直径：D0=1000mm设计流量=Qmax+QR=0.42+×0.67=0.7m3/s0.7m/s；55 进水流速：0.9m/s(4-41)在0.5～1.0范围内，符合要求。②中心管计算：主要设计参数：V1＝0.9~1.2m/s,V2＝0.15~0.20m/s,V3＝0.10~0.20m/s；H＝(~)H有，其中H有为沉淀池有效水深；B＝（1.5～2.0）b,取B＝1.8b；=Qmax+QR=0.42+×0.67=0.7m3/s中心管径D中＝500mm,套管直径D＝4D中=2000mm⑶出水堰的计算①查手册选用直角三角堰过堰水深h=0.04，堰口流量(4-42)堰口宽：B=2（0.06+0.01）=0.14m则三角堰个数：=875个(4-43)②出水堰总长度L出水堰流速取v=0.6m/s，则断面面积：m2设计槽宽为0.6m，槽水深为0.8m，出水槽距池内壁0.5m，则：m；m；216.5m(4-44)⑷除浮渣设备55 浮渣用浮渣刮板收集，刮渣板装在刮泥机木板架的一侧，在出水堰前应设置浮渣挡板，浮渣箱用于收集浮渣。刮渣板距出水槽（此处设浮渣挡板）0.3m，水面下与出水槽平齐，超高0.3m，集渣槽所用围角60°，槽宽0.5m，长1.2m，排渣管径D=300mm,渣排外沉渣井，尺寸1.5×1.5×1.5。井内设有倾角为45°的斜栅，栅宽1.5m，栅条间距15mm，采用人工清渣，废水排入下水道。⑸集配水井计算设计中二个二次沉淀池配用一个集配水井，设计用1个集配水井配水井进水管口径：D1=1000mm，则，管内流速：0.14m/s上升竖管口径：D2=1000mm，则，管内流速：0.14m/s竖管喇叭口口径：D3=1500mm，则，管内流速：0.06m/s喇叭口扩大部分长度，取α=60°，则：(4-45)喇叭口上部水深h，设计取h=0.8m，则，流速：(4-46)4.8污泥浓缩池4.8.1设计参数表4-4设计参数表接触时间沉降速度余氯加氯量55 30min1.0～1.3mm/s≥0.5mg/L5～10mg/L采用液氯消毒。4.8.2污泥浓缩池（1）表面积m2浓缩池直径取D=6.2m水力负荷有效水深h1=uT=0.18413=2.39m取h1=2.4m浓缩池有效容积V1=Ah1=29.652.4=71.16m3（2）排泥量与存泥容积:浓缩后排出含水率P2＝96.0％的污泥，则Qw′=按4h贮泥时间计泥量，则贮泥区所需容积V2＝4Qw′＝41.39＝5.56m3泥斗容积=m3式中：h4——泥斗的垂直高度，取1.5mr1——泥斗的上口半径，取1.1m55 r2——泥斗的下口半径，取0.6m设池底坡度为0.08，池底坡降为：=故池底可贮泥容积：=因此，总贮泥容积为>5.56m2（满足要求）（3）浓缩池总高度：浓缩池的超高h2取0.30m，缓冲层高度h3取0.30m，则浓缩池的总高度=2.4+0.30+0.30+1.5+0.16=4.66m（4）浓缩池排水量：′=4.8.3污泥提升泵由沉淀池污泥出口池深度结合管路压力损失mHO2，设计扬程取22m。选择上海博生水泵制造有限公司生产的LW25-8-22型号的无堵塞立式管道排泥泵。该泵性能参数：口径为25mm；流量为8m3/h；扬程为22m；功率为1.1kW；转速为2900r/min；电压为380V。4.8.4污泥脱水间进泥体积为5.56m3，含水率，则泥饼干重t=450kg/池；出泥饼kg/池，含水率为80%。55 选用两台（一用一备）上海维都水处理技术有限公司销售的HJSP-65W型带式污泥脱水机。单台处理量为1.2m3/h～4m3/h，带宽为650mm，冲洗水量为0.09m3/min，机械尺寸为1435mm3835mm2195mm，重量为2.1t。第五章平面与高程设计5.1平面与高程布置5.1.1平面布置对象及比例污水处理厂布局对象包括：建筑布局；辅助建筑布局和各种管道，道路，绿色带装置。结构和尺寸的数量确定后，根据地形，地质条件和工艺厂，总体布局。总平面布置图可按照废水厂的规模采取1∶200～1∶1000比例尺的地形图绘制，经常使用的比例尺为l：500。5.1.2平面布置原则处理构筑物是污水处理厂的主要建筑物，在对它们举行平面布置时，应按照各构筑物的功能和水力规定链接本地地形地质条件，确保它们在厂区内的平面布置应考虑：（1）通过管道连接，建筑应该是直的，应避免与许多波折，造成管理不便。（2）土方基本平衡，避免土壤贫瘠的地区。（3）在不同处理构筑物之间应该保持一定间距，来满足施工要求，一般间距要求5～10m，如有特殊要求构筑物其间距按有关规定执行。（4）之间的平面应尽量紧凑的处理，减少占地面积。5.1.3辅助建筑物55 配套建设污水处理厂用泵，鼓风机室，办公室，控制室，水质分析实验室，变电站，储藏室，可根据具体情况建筑面积，往返辅助建筑物之间的距离要短，方便，安全，应位于相邻变电站的功率消耗大的结构，实验室应场干机和污泥，以保证良好的工作条件，化验室应与处理构筑物保持适当距离，并应位于处理构筑物夏季主风向所在的上风中处。在污水处理厂的道路应该尽可能进入环，交通便利。主干宽6～9m次干道宽3～4m，人行道宽1.5m～2.0m曲率半径9m，有30%以上的绿化。5.1.4管线布置（1）应位于那边，当故障发生时，可直接排入水体。（2）厂区内的植物也有水，生活用水，雨水管，管道消化。5.2高程布置5.2.1主要任务确定各处理构筑物和泵房等的标高，选定各连接管渠的尺寸并决定其标高。计算决定各部分的水面标高，以使污水能按处理流程在处理构筑物之间通畅地流动，保证污水处理厂的正常运行。污水处理厂的水流常依靠重力流动，以减少运行费用。为此，必须精确计算其水头损失。水头损失包括：水流流过各处理构筑物的水头损失，包括从进池到出池的所有水头损失在内；水流流过连接前后两构筑物的管道(包括配水设备)的水头损失，包括沿程与局部水头损失；水流流过量水设备的水头损失。水力计算时，应选择一条距离最长、水头损失最大的流程进行计算，并应适当留有余地；以使实际运行时能有一定的灵活性。5.2.2高程布置原则（1）尽量利用地形坡度，使污水按工艺流程在构筑物之间能够自流，并尽量减少提升次数以及水泵所需扬程。（2）协调好平面布置与单体埋深，以免造成施工困难和污水多次提升。（3）注意污水处理流程和污泥处理流程的配合，尽量减小提升高度。（4）协调好单体构造设计与各构筑物的埋深，便于正常排放和检修排空。55 5.2.3高程损失计算设计依据（1）输送方式污水的输送方式分为管道和明渠两种。根据《室外排水设计规范》，本设计在构筑物内输送污水时采用管道输送，从排水管到排放水体时采用明渠输送。（2）污水管材料选取考虑到污水具有腐蚀性，选用钢筋混泥土管，其粗糙度n=0.014。（3）设计充满度在设计流量下，污水在管道中的水深h和管道直径D的比值称为设计充满度，当h/D=1时，称为满流；h/D<1时，称为非满流。根据《室外排水设计规范》规定，污水管道应按照非满流设计。对于明渠来说，设计规范中规定设计超高(即渠中水面到渠顶的高度)不小于0.2m。（4）设计流速根据《室外排水设计规范》规定，污水管道在设计充满度下最小设计流速为0.6m/s。流速过小会造成水管堵塞，过大又会造成水力损失过大，设计流速应处于最小流速与最大流速之间。（5）管径设计在污水管道的上游部分，污水管段的设计流量一般很小，如果根据设计流量计算管径，那么管径会很小，容易堵塞。根据污水管的养护统计，直径为150mm的支管的堵塞次数有可能达到直径为200mm支管的堵塞次数的两倍，然而运行造价却差不多，因此在污水处理厂中经常采用较大的管径进行污水输送。另外，选用较小的管道坡度，也可使埋深减小，在街区和厂区内最小设计管径为200mm，街道内最小为300mm。（6）最小设计坡度工程上将对应于最小设计流速的管道坡度称为最小设计坡度。管径相同的管道，因为充满度不同，其最小坡度也不同。在给定设计充满度条件下，管径越大，相应的设计坡度值也就越小。所以只需要规定最小管径的最小设计坡度值即可。规范规定200mm的最小设计坡度为0.004；300mm55 的最小设计坡度为0.003。（7）污水管道的埋深深度埋设深度指管道的内壁底部距地面的垂直距离，又称为管道埋深。管道埋深是影响管道造价的主要因素，因而是设计污水管道的重要参数。污水管道的最小覆土厚度，一般应满足以下三个要求：a.防止管因道中的污水冰冻和土壤冰冻膨胀而损坏管道。b.防止管道由于车辆造成的动荷压坏。c.满足支管在衔接上的要求。2.计算过程依照相关资料地面标高取10m（1）二沉池根据平面布置图和进水水位等选择二沉池水位标高：15.10m二沉池池顶标高=二沉池水位标高+超高=15.10+0.3=15.40m二沉池池底标高=二沉池池顶标高-池总高=15.40-3.50=11.90m（2）A/O池流速v1=0.005m/s流量Q1=417L/s查水力计算表得：充满度h/D=0.36坡度i=0.006管道沿程水力损失hf1=i×L1=0.006×6≈0.04m管道局部损失计算：该段标准900弯头×4；阀门×2查表得：弯头=0.3；全开时闸门=2.7则该段总损失55 A/O池水头损失=0.4m则A/O池水位标高为：二沉池水位标高+总水头损失=15.10+0.4+0.13=15.63mA/O池池顶标高为：A/O池水位标高+超高=15.63+1.0=16.83mA/O池池底标高为：A/O池池顶标高-池总高=16.83-4.8=12.03m（3）气浮池流速：v1=0.015m/s流量：Q1=417L/s查水力计算表得：充满度：h/D=0.35坡度：i=0.006管道沿程水力损失hf2=i×L2=0.006×6≈0.04m管道局部损失计算：该段有900弯头×4，闸门×2；查表得：900弯头=0.4；闸门=2.4。则该段总损失气浮池水头损失取0.6m则气浮池水位标高为：A/O池水位标高+总水头损失=15.10+0.6+0.13=15.83m气浮池池顶标高为：55 气浮池水位标高+超高=15.83+0.4=16.23m气浮池底标高为：气浮池池顶标高-池总高=16.23-3.8=12.43m（4）隔油池流速：v1=0.037m/s流量：Q1=417L/s查水力计算表得：充满度：h/D=0.38坡度：i=0.005管道沿程水力损失hf4=i×L1=0.005×16≈0.08m管道局部损失计算：该段有900弯头×4，闸门×2；查表得：弯头=0.4；闸门=2.4则该段总损失：隔油池水头损失取0.6m则隔油池水位标高为：配水井水位标高+总水头损失=15.10+0.6+0.16=15.86隔油池池顶标高为：隔油池水位标高+超高=15.86+0.4=16.26m隔油池池底标高为：隔油池池顶标高-池总高=16.26-4.02=12.24m（5）调节池流速：v1=0.004m/s55 流量：Q1=417L/s查水力计算表得：充满度：h/D=0.38坡度：i=0.005管道沿程水力损失hf5=i×L1=0.005×10≈0.05m管道局部损失计算：该段900弯头×4，闸门×2；查表得：弯头=0.4；闸门=2.8。则该段总损失H5：H5=hf5+hi5=0.05+0.08=0.13m调节池水头损失取0.4m则调节池水位标高为：调节池池水位标高+总水头损失=15.86+0.13+0.4=16.39m调节池池顶标高为：调节池水位标高+超高=16.39+1=17.39m调节池池底标高为：调节池的池顶标高—池高=17.39—5=12.39m表5-1构筑物水头损失构筑物水头损失（m）水位标高（m）池顶标高（m）池底标高（m）二沉池0.415.115.411.90A/O池0.415.6316.8312,0355 气浮池0.615.8316.2312,43隔油池0.615.8616.2612.24调节池0.416.3917.3912.39第六章经济核算6.1污水厂工程技术经济分析6.1.1计算依据估算指标采用于一九八九年一月一日试行的建设部文件（88）建标字第182号关于发布试行《城市基础设施工程投资概算指标》的通知中审查批准的由原城乡建设环境保护部，城市建设管理局组织制订的《城市基础设施工程投资估算指标》（排水工程）。6.1.2计算方法根据单项构筑物系列指标并参考典型指标进行计算：构筑物的投资以面积，体积，容积所反映的指标为主，水量指标为辅。排水工程单项构筑物指标仅包括直接费和其他直接费。在综合指标中则包括了间接费和建设单位管理费，研究试验费，生产职工培训费、办公以及家具购置费、联合试运转费、勘察设计费、预备费等，其费率为污水处理厂直接费的50％。6.1.3单项构筑物工程造价计算（1）总平面布置：厂区面积：315×253≈80000m2①土建工程：1400×80000/100=112万元②配管及安装工程：230×80000/100=18.4万元55 ③设备：90×80000/100=7.2万元合计：137.6万元（2）污水泵房：建筑体积30×10×14=4200m3①土建工程：116.95×4200=49.12万元②配管及安装工程：16.53×4200＝6.94万元③设备：113.90×4200=47.84万元合计：103.0万元（3）污泥回流泵房（泵）：①土建工程：0.47×65000=3.06万元②配管及安装工程：0.04×65000=0.26万元③设备：1.03×65000=6.70万元合计：10.02万元（4）污泥浓缩池：①土建工程：98.29×2673.5=26.28万元②配管及安装工程：23.98×2673.5=6.41万元③设备：16.65×2673.5=4.45万元合计：37.14万元（5）贮泥池：①土建工程：259.77×237.6=6.17万元②配管及安装工程：16.57×237.6=0.39万元③设备：11.19×237.6=0.27万元合计：6.83万元（6）脱水机房：①土建工程：7.09×65000=46.08万元②配管及安装工程：0.41×65000=2.66万元③设备：14.95×65000=97.18万元合计：145.92万元（7）机修间：①土建工程：0.98×65000＝6.37万元55 ②设备：1.28×65000＝8.32万元合计：14.69万元（8）车库：①土建工程：1.47×65000＝9.66万元②配管及安装工程：0.03×65000＝0.19万元③设备：0.05×65000＝0.32万元合计：10.17万元工程总造价合计（直接费）：1366.24万元污水处理厂综合费＝1366.24×0.5＝683.12万元1366.24+683.12＝2049.36万元按该系列单项指标中的工料计算出价差调整系数，将工程造价乘以1.05的系数，2049.36×1.05=2151.828万元6.2污水处理成本计算(1)动力费：E1=8760Nd/k=157.68万元(2)药剂费：E2＝365×10－6×Q（a1b1+a2b2+……）=14.52万元(3)工资福利费E3=AM=6000×200=120万元A——职工每人每年的平均工资福利M——劳动定员(4)折旧提成费：E4=SP=1452.8×6.2%=90.07万元S——工程总费用P——综合折旧提成率(5)检修维修费：E5=1%S=1%×1452.8=14.53万元(6)其他费用：55 E6＝（E1+E2+E3+E4+E5）×10%=396.8×10%=39.68万元年处理量：∑Q==1314万吨单位处理成本：∑E/∑Q=0.033元/m3水参考文献[1]严煦世.《给排水工程快速设计手册》1[M].北京：中国建筑工业出版社，1996:58-65.[2]于尔捷、张杰.《给排水工程快速设计手册》2[M].北京：中国建筑工业出版社，1996:43-61.[3]闪红光.《环境保护设备选用手册－水处理设备》[M].北京：化学工业出版社，2002:35-42.[4]张自杰.《排水工程》下册[M].北京：中国建筑工业出版社，1981:46-58.[5]高廷耀.《水污染控制工程》[M].北京：高等教育出版社,1999:36-48.[6]崔玉川.刘振江.张绍怡.《城市污水厂处理设施设计计算》[M].化学工业出版社,2004.[7]汪大翚.《水处理技新技术及工程设计》[M].北京：化学工业出版社，2001:244-245.[8]张林生.《水的深度处理与回用技术》[M].北京：化学工业出版社,2004:163-164.55 致谢55'