贵州某市污水处理工程 毕业设计论文 97页

'摘要本工程设计是桐梓市污水处理工程设计，设计内容包括修文县污水、雨水管网设计和修文县污水处理厂设计。工程建设规模为：近期（2020年）处理规模9.3×104m3/d，远期（2025）年处理规模12.5×104m3/d。污水通过污水管网收集，然后送至桐梓市污水处理厂，雨水通过雨水管网收集排至河流。污水主要生活污水，进水水质为：COD=490mg/L、BOD5=250mg/L、SS=270mg/L、NH3-N=28mg/L、TP=4.2mg/L。根据《城镇污水处理厂污染物的排放标准》（GB18918-2002）规定，处理后的水质应达到国家一级B类的标准，即出水水质为：COD=60mg/L、BOD5=20mg/L、SS=20mg/L、NH3-N=8mg/L、TP=1.0mg/L。根据当地地形地貌及污水处理厂的选址，确定污水管道主干管采用布置周边式布置，干管布置采用正交布置，雨水管道布置采用与污水干管正交布置。再根据排入污水厂的污水水质和排放标准，确定本工程设计污水处理流程。污水经集水井流至粗格栅井，经粗格栅初步拦截杂质后进入污水提升泵房，经提升后流经细格栅、平流式沉砂池，接着进入A/A/O法反应池，进行二级生化处理。A/A/O法反应池的出水进入集配水井，处理水经配水井后进入二沉池，污水经过二沉池沉淀后进入接触消毒池，进行消毒处理，最后处理水经巴氏计量槽随渠道排入河流，污泥处理采用先浓缩后脱水工艺，中间用储泥池来进行调节。污水处理厂占地面积为7.10公顷，其中包括远期预留。污水处理厂项目总投资估算为12016.2万元。水厂运行费用为0.36元/m³水。关键词：桐梓市：污水管网：雨水管网：脱氮除磷：A/A/O法：活性污泥法Summary     Theprojectdesignistongzicitysewagetreatmentprojectdesign,includingdesignXiuwenCountysewage,stormsewernetworkdesignandXiuwenCountysewagetreatmentplantdesign.Constructionscale:arecent(2020)dealwiththesizeof9.3×104m3/d,long-term(2025)dealwiththescaleof12.5×104m3/d.Sewagethroughthesewagepipenetworktocollect,andthensentTongzicitysewagetreatmentplantdischargedintotheriverthroughrainwaterharvestingrainwaterpipenetwork.Themainsewagewastewater,waterqualityis:COD=490mg/L,BOD5=250mg/L,SS=270mg/L,NH3-N=28mg/L,TP=4.2mg/L.Accordingto"urbansewagetreatmentplantemissionstandardsforpollutants"(GB18918-2002)providestreatedwaterlevelshouldreachthestandardclassBcountries,namelywaterqualityis:COD=60mg/L,BOD5=20mg/L,SS=20mg/L,NH3-N=8mg/L,TP=1.0mg/L.Accordingtolocalsitetopographyandsewagetreatmentplants,sewermainpipeusetodeterminethearrangementoftheperipheral-typearrangement,drypipeinstallationorthogonalarrangement,rainwaterpipingandsewagemainsusingorthogonalarrangement.Thenaccordingtowaterqualityandwastewaterdischargestandardsintothewastewatertreatmentplanttodeterminetheengineeringdesignsewageflow.Sewageflowsthroughthecollectorwelltocoarsegridwell,afterinitialcoarsegridinterceptimpuritiesintothesewagepumpingstation,afterflowingthroughthefinegridupgrade,advectiongritchamber,thenintoA/A/Omethodreactioncell,forsecondarybiologicaltreatment.AftertheeffluentA/A/Omethodreactionvesselintothesetwithwells,treatedwaterthroughwithwellsintothesecondarysettlingtank,thesewageaftersecondarysettlingtankprecipitationcomesinto contactdisinfectiontank,disinfection,andfinallytreatedwaterthroughPapmeteringtankwithchannelintotheriver,sludgedewateringprocessafterthefirsttreatmentusingconcentratedsludgestoragetankwithintermediatetobeadjusted.Sewagetreatmentplantcoversanareaof7.10hectares,includinglong-termreservations.Sewagetreatmentplantprojectwithatotalinvestmentestimatedat120.162millionyuan.Waterrunningcostof0.36yuan/m³water.Keywords:TongziCity:sewagepipenetwork:stormwaterpipenetwork:NutrientRemoval:A/A/Omethod:activatedsludge 第一部分设计说明书第一章绪论1.1设计项目目的、背景、意义1.1.1项目目的极创新，所选择的工艺流程应体现出技术上可行，经济上合理，在保证出水水质符合排水规定的条件下，节省投资，安全、可靠、管理方便。为了改善桐梓市当地的污水处理状况以及远期的规划拟建一座污水处理厂，并将当地的生活污水、工业废水进行适当的处理使污水经过一定的物理化学的一级生化方法处理后，达到设定的某些标准排入水体、排入某一水体或再次使用。并结合当地的生活水平、土地资源以及材料设备的供应维修情况选择一套适用的污水处理工艺。1.1.2项目背景（1）工程概况桐梓县，贵州省遵义市辖县。位于贵州省北部，与重庆市接壤，素称“黔北门户”、“川黔锁钥”。是“中国方竹笋之乡”。地理坐标北纬27°57′-28°54′，东经106°26′-107°17′，南北最长处81公里，东西最宽处52公里。国土总面积3202平方公里，川黔铁路、210国道和渝湛高速公路纵贯县境，县城至贵阳、重庆行车时间2小时左右，交通区位优势明显。桐梓县位于黔北山地与四川盆地的衔接地带，由于构造体系复杂，构造运动强烈，冰川作用显著，溶蚀、侵蚀并存，形成了独特的地貌景观，属黔北中山峡谷区。全县地势呈东北高、西南低形状，羊磴河、松坎河、桐梓河将全县切割为三个各具特征的地貌单元。县境内兼有山原、中山、丘陵、山间盆地、河流阶地等多种地貌形态，且岩溶广布，石峰林立，暗河、溶洞比较发育。全县平均海拔1100米，最高峰为狮溪镇柏枝山南牛角寨海拔2227米，最低点为坡渡镇渝黔界河面，海拔310米，相对高差达1917米。桐梓县山脉均系大娄山山脉的支脉，大娄山山脉呈东北-西南向。蒙山山脉系娄山山脉的支脉，主脉由娄山山脉中部西行横亘于县境中部后再向南、北向延展，南至十二茅坡，北达尧龙山。主脉凉风垭呈东南向，是县境南北分异的分水岭，其南为浅切割的中山、坝子，其北为深切割的中山峡谷。（2）自然资料1）气象 桐梓属中亚热带高原季风湿润性气候区，四季不甚分明，水热同季，雨量充沛，干、湿季明显，无霜期长，春暖风和，时有倒春寒，初夏多雨，盛夏多旱，热而不酷，秋温陡降有绵雨、"秋风"，冬无严寒，多云寡照，偶有凝冻，垂直地域分布差异大，立体气候显著。桐梓多年平均阴天数245天，多年平均日照时数1091.6小时。1978年中央气象局整理的全国气候之最中列出桐梓年平均总云量8.4，年平均低云量7.2，冬季低云量8.5，均名列全国第一。桐梓年均温14.6℃，最冷月-5℃，最热月24.5℃。极端最高气温有37℃，极端最低气温-7℃。由于海拔高差大，气候垂直变化差异显著，"一山有四季，十里不同天"。桐梓属全省少雨区，年平均降雨量1038.8毫米。夏季降水量最多，冬季降水是最少，呈冬干夏湿现象。常年水位5米，最高水位8米。2）水文桐梓县内河流均属长江水系，分属长江上游干流区赤水河、綦江河和乌江水系，计有大于20平方公里流域面积的河流57条，总长度831.48公里，河网密度0.26公里/平方公里。河流等级为:干流7条，一级支流32条，二级支流18条。主要河流桐梓河、松坎河、羊磴河集雨面积2919.45平方公里。3）地形地貌桐梓县位于黔北山地与四川盆地的衔接地带，由于构造体系复杂，构造运动强烈，冰川作用显著，溶蚀、侵蚀并存，形成了独特的地貌景观，属黔北中山峡谷区。全县地势呈东北高、西南低形状，羊磴河、松坎河、桐梓河将全县切割为三个各具特征的地貌单元。县境内兼有山原、中山、丘陵、山间盆地、河流阶地等多种地貌形态，且岩溶广布，石峰林立，暗河、溶洞比较发育全县平均海拔1100米，最高峰为狮溪镇柏枝山南牛角寨海拔2227米，最低点为坡渡镇渝黔界河面，海拔310米，相对高差达1917米。桐梓县山脉均系大娄山山脉的支脉，大娄山山脉呈东北-西南向。蒙山山脉系娄山山脉的支脉，主脉由娄山山脉中部西行横亘于县境中部后再向南、北向延展，南至十二茅坡，北达尧龙山。主脉凉风垭呈东南向，是县境南北分异的分水岭，其南为浅切割的中山、坝子，其北为深切割的中山峡谷。（3）城市规模根据桐梓县总体规划要求，桐梓县污水处理厂服务人口近期2020年城市人口为28万人，远期：2030年为38万人。平均日综合生活用水指标为280L/cap×d。工业污水量近期为3.0×104m3/d，远期为4.0×104m3/d，其中包括工业企业内部生活淋浴污水。（4）市政给排水条件桐梓县各片区现状均为雨污分流排水体制。污水水质如下：表1.1-1进水水质项目CODBOD5SSNH3-NTP数值490mg/L250mg/L270mg/L28mg/L4.2mg/L污水经过处理后排入河中。1.1.3项目意义 随着现在国家对环境问题的重视以及污水排放标准的提高以往的处理工艺已经不达标。并且现在城市工业生产的发展城市人口的递增城市规模的扩大工业废水和生活污水排出量日益增多大量未经处理的污水直接排入周围河流致使城市周围环境污染十分严重不但直接污染了市区的地下饮用水而且对河流下游地区的农业生产和人民生活造成了危害人类和生物赖以生存的生态环境受到了日益严重的威胁。同时水生态系统体现了人与水的和谐共存与协调发展是城市生态系统的主要组成部分和关键因素与一个城市的可持续发展密切相关。因而城市污水治理已成当前迫切需要解决的问题之一。1.2设计要求和内容1.2.1设计要求通过毕业设计，使学生熟悉并掌握排水工程的设计内容、设计原理、方法及步骤，能根据原始设计资料正确选择设计方案，掌握污水厂设计的基本流程及各构筑物的设计方法，熟悉设计计算和设计说明书的编写内容和编制方法，并绘制工程图纸，且合乎规范。要求综合运用所学知识及有关参考工具书接资料充分发挥独立思考和独立工作能力，积极创新，所选工艺流程应体现出技术上可行，经济上合理，在保证出水水质条件下，尽量节省投资，安全可靠，管理方便。设计说明书的书写格式负荷学校和土木建筑学院毕业设计细则中的相关规定。1.2.2设计内容（1）设计方案要有至少两个或两个以上设计方案的比较，最终确定设计方案。（2）设计计算1）确定污水厂的处理工艺流程及处理构筑物（或设备）的类型和数量。2）进行处理构筑物及设备的工艺设计计算。3）进行污水厂各构筑物、建筑物以及各种管渠等总体布置。（3）设计图纸设计图纸一套（折合1#图12张以上，手绘图不少于1张。）：包括泵站、污水处理厂总平面布置图、污水处理厂高程布置图、、单项处理构筑物施工图、大样图、污水处理厂内部给排水（含雨水）管线布置图等。（4）设计说明书、计算书至少四万字(约合80页）以上。1.3设计的依据和原则1.3.1设计的依据依据是国家现行的有关法律法规以及相应的设计手册的等：1、《室外排水设计规范》（GB50014-2006）2014版.2、《污水处理厂工艺设计手册》第二版，化学工业出版社，2011.3、《给水排水设计手册》第五册，《城镇排水》第二版.4、《地表水环境质量标准》（GB3838-2002).5、《污水综合排放标准》（GB8978-96).6、《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）.7、《城市污水处理厂污水污泥排放标准》（GJJ3025-93）. 8、《给水排水工程实用设计手册》排水工程，中国建筑工业出版社.9、《新型城市污水处理构筑物图集》中国建筑工业出版社.10、《中国人民共和国环境保护法》11、《城镇污水处理工程项目建设标准》（2011）12、《城镇污水处理厂污泥处理处置技术指南》13、《污水排入城市下水道水质标准》（CJ3080-1999)14、《泵站设计规范》（GB/T50265-2010)15、《工业企业卫生设计标准》（TJ36-2010)16、《城市防洪工程设计规范》（JT7162-2001)17、《城镇污水处理厂附属建筑和设备设计标准》（CJJ31-89)1.3.2设计的原则设计主要是保证受纳水体的可持续发展，保护自然的水环境；保障当地人民群众的正常工作和生活；同时要加快建设桐梓市的经济、政治、文化等的全面快速发展。设计中，要参照几个不同的原则，确保选取高效、合理、经济的工艺流程和处理方案。（1)在桐梓市环境保护局及政府的大力帮助和支持下，依据《城镇污水处理厂污染物的排放标准》（GB18918-2002）的相关规定，选择并设定了污水排放标准，确定排放标准在国家一级B标准这一范畴。根据国家规定的排放标准，选取处理方案对桐梓市污水进行一级和二级生化处理，使其达到排放标准。（2）处理方案的选择时，尽量选取运行安全、可靠、经济合理、高效的工艺流程，尽可能降低基建投资和运行管理以及设备购买费用，其次最大可能性的优化使用占地面积，降低用电的电能能耗。（3）在设计的中尽量考虑到国内外技术和先进设备的引进，致力于在经过采用节能、高效、简便易行的污水处理新技术、新工艺、新设备、新材料以及污水和污泥的综合利用技术，提高处理技术含量和效果。适应国家规定的不断上升的污水排放标准。（4）在运行处理工艺的过程中，污水处置和处理这些过程中要考虑到产生的栅渣和污泥的妥善处理，尽可能做到资源的回收利用，以充分利用资源。为了规避处理过程中出现二次污染，要保障生产以及运输过程的整齐和清洁。（5）做到生产管理和控制的信息化水平、自动化，做到技术便于管理、可靠、出水质达到国家规定的受纳水体标准，使处理流程中经济合理。（6）既要做到污泥和污水处理工艺流程的合理经济，又要做到水厂的环境绿化满足设计规范要求。根据上面所说的，在进行处理设计时，首先要考虑的是污水以及污泥的处理效果，以达到各项处理达到并且符合标准：其次是尽量节省水厂、管网和基建的投资、占地面积和运行费用，使各个水处理和污泥处理构筑物安全高效的运行，避免处理过程出现的二次污染事故的发生，达到设备和当地的土地资源以及其他的资源的可持续发展性。以保护环境为最大的目的和目标，保护市民的饮用水体不被污染。 第二章总体的工程设计2.1设计的题目桐梓市污水处理工程2.2本设计的规模1生活污水水量近期：=6.3万m³/d2.1-1远期：=8.5万m³/d2.1-22工业污水量近期：Q3=3万m³/d远期：Q4=4万m³/d3规模近期：Q=6.3+3=9.3万m³/d2.2-3远期：Q=8.5+4=12.5万m³/d2.2-4同时，所采用的暴雨计算公式为：2.2-5为0.5，重现期P为3，集流时间=10min。2.3管网设计根据设计地方的地形特点和桐梓市的所要排入的河流，该市的污水和雨水排放处理后的水考虑到受纳河流的流向和分布，从而来确定桐梓市的排水管道的设计与布置。本设计要求的排水体制为：桐梓市各片区现状均为雨污分流制体制。2.4污水厂进出水质依照城市污水特性，考虑排放水体，以此来确定污水厂进出水水质：查《城镇污水处理厂污水排放标准》（GB18918-2002）和《地表水环境质量标准》（GB3838-2002)以及本设计所给出的进水指标，确定污水厂排放的水体为Ⅲ类地表水域，Ⅱ海水水域，执行Ⅰ级B标准。根据原有的设计资料和Ⅰ级B排放标准污水厂设计进水水质、出水水质及处理程度见下表2.4-1所示：表2.4-1污水厂进出水水质项目CODBODSSNH3-NTP进水（mg/L)490250270284.2出水（mg/L)60.020.020.08.01.0 2.5污水处理程度2.5.1各项指标去除率1BOD的去除率入水的BOD为250mg/L，出水20mg/L去除率：=（187.5-14.9）/187.52.5-1=92%2COD的去除率入水的COD为490mg/L，出水60mg/L去除率：=（490-60）/4902.5-2=87.8%3SS的去除率入水的COD为270mg/L，出20mg/L去除率：=（270-20）/2702.5-3=92.6%4氮的去除率出水氮为8mg/L，原水中的氮28mg/L。总氮的去除率为：=（28-8）/282.5-4=71.43%5TP的去除率进水TP为4.2mg/L.如果TP以最大可能成Na3PO4计。则P为4.2*0.189=0.794mg/L去除率：=（0.794-0.3）/0.7942.5-5=76.19%具体的详细数据可参照污水的二级生化处理后的排放标准，本设计的污水处理程度见表2.4-2：表2.4-2污染物处理程度项目CODBODsSSNH3-NTP处理效率（%）87.769292.5171.4376.19 2.6流量的设计主要在设计中会出现以及要用到的流量，下面几种：（1）平均流量Q（m3/d),通常是表示污水厂的规模，并用以计算污水厂每年的抽升等耗药量、电耗、处理总泥量、处理总水量等。（2）最小设计流量Q，以m3/d、m3/h、L/s、m3/s等表示。是构筑物工作期间所能够收到的最小流量Q。（3）最高日最高时流量Q、最高日平均时流量Q，以m3/h、m3/d、m3/s等表示。用于计算管管道和构筑物尺寸时所要必须用到的采用的流量q。桐梓市污水厂设计流量以下表2.6-1：表2.6-1设计流量项目近期（m³/s）远期（m³/s）最高日最大时流量Qmax1.401.88平均日平均时流量Q11.081.45 第三章设计排水系统3.1综合概述3.1.1排水的设计原则（1)排水管道的规划必须适应相应企业和城市的总体规划，并且应该与城市工业企业中其他单项工程建设密切配合、相互协调。本设计的桐梓市的建筑限界、设计的水量规模、道路的设计都会有很大的影响对排水系统的设计；(2)排水管网的设计还要与附近的相近区域的污泥、污水处置和处理相一致；(3)污水要考虑到的分质、集中、分散处置；(4)需考虑排水区域内给水工程与污水排水问题的协调性，用以节省管网的总投资，避免超出预算太多；(5)在排水工程的设计时，原有管道系统使用的可能性要考虑到；（6）排水工程的规划安排设计应该全面不能片面的实施，按远期考虑近期设计发展实行；（7）在规划设计排水工程时，必须认真贯彻执行国家和地方有关部门制定的现行有关规定、标准及规范。3.1.2比选排水的体制应根据城市及环境保护的要求、工业企业的规划、原有排水设施、污水利用的情况、水量、地形、排水水质等条件确定排水系统体制。（1）环境保护方面来进行设计假如采用合流制全部截流雨和污水送至污水处理厂进行处理，然后再排放，从防止和控制水体的污染成都来对待，合流制体制的运用是较好的，但是也会有一定的缺点，会造成污水厂处理水量过高，排水干管管径DN过大，管网和污水厂的基础建设费用会相应大幅度的的递增。同时在采用合流制处理污水和雨水时，污水混合雨天时雨水部分通过溢流井以溢流方式受进入到受纳水体，会造成一定程度的污染。分流制排出污和雨水，初期未加处理雨水径流就直接排入水体，对城市水体造成一定的污染，但是它比较灵活，可以顺应当下社会主流发展的处理需要，故本次设计应采用分流制。（2）从技术考虑，混合制把雨水和生活污水、工业废水混合排放，增加了处理污水的难度，加大了处理费用。（3）造价考虑根据相关的国外经验认为合流制管道的造价比分流制要减少20~40%，但是，其他方面，合流制的污水厂和泵站却比分流制的造价要高很多。根据所写的以上几个方面，综合该城市的地形地貌和分布情况来考虑，决定采用分流制排水系统，可以降低污水厂的运行负荷，更有效的处理污水，相对比较经济合理。3.2污水管道设计3.2.1管道设置根据所给的城市规划图可知该区地形从西南向东北方向倾斜，比例：1:500，坡度变化小，虽然水域分线特别的明显，但排水流域的集中并不会被河流在城市的东部所严重的影响，因此全部都可以划分一个排水流域。 生活排水管网的设计，最好主为以重力流的形式，少设或不设中途提升泵站。当重力流不经济或无法采用重力流时，可采用使用了中途泵进行提升的压力流。排水管网系统应分期建设，根据城镇总体规划和建设情况统一布置。排水管网的断面尺寸应按最高日最高时的远期规划设计流量设计，按近期设计水量复核，并注意城镇远景发展的考虑需要。3.2.2街区编号划分以及面积污水排水面积及其街区分区编号见附表3.2-1，其中街区的污水排出方向见污水面积划分图，注意图中带有箭头所示的。3.2.3管段划分、设计流量计算1、设计管段及其划分1)设计管段划分：之所以需要在一定的距离处设置检查井，是为了在直线管段上为了疏通管道，就可以划作为一个设计管段，可以通过采用同样管径和坡度的连续管段。在每一个设计管段的起止点都标上序号。2)设计管段：采用的设计流量不变的两个检查井之间的管段，且采用同一个坡度和管径，为设计管段。但在划分设计管段时，不需要把每个检查井都作为设计管段的起讫点，这样可以简化计算。2、确定管段流量各个段的污水设计流量在设计管段的可能均会出现包括以下几种流量：1)本段流量—是从沿线街坊管段流来的q；2)转输流量—是从旁侧管段和上游管段的q；3)集中流量—是工业园区排放的污水量，比较时间段集中，划分街区面积的时候不能划入。某一设计管段对于他自己本身而言，是变化的沿线流量，也就是说从管段起点的零增加到终点的全部流量，但为了方便的计算，通常假定本段流量全部都会集中在起点的检查井中进入设计管段。这个检查井能够接受本段服务街区面积的全部污水量。本段设计流量的计算公式：=F3.2-1式中：—本段流量，L/s；F—设计管段计算的街区面积，ha；—生活污水量变化系数；—单变化系数，本设计取1.3比流量q（L/(s.ha)）的计算公式为：=3.2-2式中：n—居民区污水定额，（L/(cap.d)）；P—人口密度，(cap/ha)。平均流量也就是从上游管段和旁侧管段流来的以及工业园区的集中流量对本设计的管段是没有影响的。 在本设计的初步设计时，只计算了主干管和干管的流量，本设计中，该县城远期人口密度为160cap/ha，平均日综合生活用水指标为280L/(cap.d），排污系数为0.8，则每ha街区的比流量即生活污水平均流量为：3.2-3选取的某一个设计管段的设计流量可以用下面的计算公式来计算：3.2-4式中：—设计流量，（L/s）；—本段流量，（L/s）；—转输流量，（L/s）；—总变化系数。由《室外排水规范》GB50014-2006(2014版）查到，可根据当地实际综合生活污水水量变化资料，从而确定综合生活污水水量总变化系数Kz，。没有或者是测定资料不完全时，可按《室外排水规范》GB50014-2006(2014版表3.2-1的规定取值表3.2-1Kz的取值范围平均日流量（L/s）5154070100200500≥1000Kz2.32.01.81.71.61.51.41.33.2.4管段水力计算设计流量在确定后，一般常列表进行计算。便可以从上游管段开始依次进行主干管各管段的水力计算。管网的水力计算步骤如下：（1）每一个设计管段的长度从管道平面布图上量出，并列入表格中。（2）在表格列入中各设计管段的设计流量。（3）在表格列入设计管段起讫点检查井的地面标高。（4）计算每一设计管段的地面坡度（）。（5）确定起始管段的管径D以及设计坡度I、设计流速v、设计充满度h/D。（6)确定其他管段的设计流速v、管径D、设计充满度h/D、设计坡度I、。(7)计算各管段下端、上端的水面、埋设深度及其管底标高。(8)进行污水管道的水力计算污水管道水力计算结果见附表3.2-2。3.3雨水管道系统设计3.3.1雨水管道布置 根据所给的城市规划图可知该区地形从西南向东北方向倾斜，比例：1:500，坡度变化小，显然可以看出水域分线特别的明显，在河流的东边没有规划设计人口以及居住区。所以，虽然整体来说是一个特别大的区域，但是实际来说可以很细致的划分成，将整个划分为上下两个大一点的区域。两个街道的支管布置，在地势较高一侧的道路下，管道的雨水排出口均在东边。雨水管道的布置方式为采用正交方式布置。3.3.2街区编号并计算面积见附表3.3-1可以详细知道雨水面积及其街区分区编号，图中见箭头所示，其中箭头的方向为街区的污水排出方向，更加详细的见污水面积划分图。3.3.3管段的划分和流量计算1、管段设计及其划分(1)设计管段：采用同样的管径和坡度，且两个检查井之间的管段采用的设计流量不变，称为设计管段。（2)设计管段的划分：之所以需要在一定的距离处设置检查井，是为了在直线管段上为了疏通管道，就可以划作为一个设计管段，可以通过采用同样管径和坡度的连续管段。都要为每一个设计管段的起止点都标上序号。2、确定管段的设计流量雨水设计流量用下列计算公式式：F3.3-1式中：Q—流量，（L/s）；F—汇水面积，（ha）；—设暴雨强度，（L/(cap.ha)）；—径流系数，一般都是＜1。根据《室外排水规范》GB50014-2006(2014版）中规定，汇水面积F的综合径流系数应按地面种类加均平均计算，参照表3.3-2取值。表3.3-2综合径流系数区域城镇建筑密集区0.60~0.70城镇建筑较密集区0.45~0.60城镇建筑稀疏区0.20~0.45根据桐梓市的人口密度，，以及差上述的表格，采用=0.5桐梓市的暴雨强度参照设计资料和以往的经验，应按下列计算公式：3.3-2式中：—暴雨强度，（L/(cap.ha)）；—重现期，（a)；—降雨历时，（min）。 根据《室外排水规范》GB50014-2006(2014版）规定，桐梓市的当前雨水管渠重现期设计为P=3年。按照以往的设计和数据资料经验，一般在地形较陡、雨水口分布较密、建筑密度较大的街区或地区内设置雨水暗管，采用较小的较为适宜，就一般而言可采取=5~8min左右。反而在地形较平坦、汇水面积较大、雨水口布置较稀疏、建筑密度较小的地区，采用较大值比较好，一般取=10~15min。本设计选用=10min。降雨历时t的计算公式为：按下式计算：3.3-3式中：t—降雨历时，（min）；—地面集水时间，（min），视地面距离长短，坡度和敷设情况而定，一般采用5~15min；—管道水流的流动时间，（min）；m—折减系数，取1。再者来说，在本次工程中取10min，m取1，则暴雨强度公式为：3.3-4所以，雨水设计流量为：按照线性内插法求得各管段的雨水总变化系数，应列表计算各设计管段的设计流量，见附表3.3-3就能知道各管段设计流量的具体计算方法。3.3.4管段水力计算设计流量在确定后，一般常列表进行计算，便可以从上游管段开始依次进行主干管各管段的水力计算。如下步骤进行水力计算：（1）通时在表格中列入从管道平面布图上量出每一个设计管段的长度，。（2）表格中列入各设计管段的设计流量。（3）将起讫点检查井的地面标高也就是是各个设计管段的，列入表格。（4）计算每一设计管段的地面坡度（）。（5）确定起始管段的设计坡度I以及管径D、设计流速v、设计充满度h/D。（6）确定其他管段的管径D、设计流速v、、设计坡度I、。（7）计算各管段上端、下端的水面、埋设深度及其管底标高。（8）进行污水管道的水力计算见附表3.3-4就能知道污水管道水力计算结果。 第四章设计污水厂的方案比较4.1概述污水处理工艺主要的目的是使水资源在自然界中健康的循环，实现排水系统的社会功能，，使受纳水体不会受到排水水量和水质的不良影响。为实现达到这一目的，尽可能有效的利用城市污水，将其作为稳定的淡水资源，使其成为城市的第二水源，进而减少自然水体的排放的污染负荷和被使用量。依照物质循环和水循环的基本原理，有如下原则考虑处理污水的工艺流程的：（1）经全面技术比较好优先确定，城市污水处理工艺应根据处理规模、受纳水体的环境功能、水质特征、及当地的要求和实际情况，。（2）结合当地地方条件充分考虑到污水处理水的有效利用。（3）尽可能的节省能源，节省资源、节省占地面积。（4）在满足出水水质和处理程度的条件下，选择工艺成熟、由运行经验的先进技术。（5）应切合实际的确定污水进出水水质，优先工艺设计参数必须对污水的现状、水质特征、污染物构成进行详细调查和测定，做出合理的分析预测。（6）应切合实际的确定污水进出水水质，优先工艺设计参数必须对水质特征、污水的现状、污染物构成进行详细测定和调查，做出全面合理的分析预测。4.2处理工艺流程比选污水处理的污水以有机物为主，BOD/COD=0.51，可生化性较好，重金属及其其他难以生物降解的有毒有害污染物一般不超标。针对以上特点，以及出水要求，现有城镇污水处理技术的特点，宜采用生化处理最为经济。由于N超标，处理工艺用消化除P。根据处理规模，进水水质(一般是生活污水）和出水水质（《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002)一级B标准），污水厂既要求有效的去除BOD，有要求有效的去除N、P，由于新兴的工艺尚待完善，某些方面的技术尚不成熟，因此本设计选择典型的工艺流程，有两种可供选择的工艺：（1）普通A/A/O法处理工艺：（2）厌氧池+氧化沟处理工艺。4.2.1两种工艺的介绍1厌氧池+氧化沟的工艺特点(1)简化了预处理。氧化沟水力停留时间和污泥龄比一般生物处理法长，悬浮有机物可与溶解性有机物同时得到比较彻底的去除，排出的剩余污泥已经得到高度的稳定，因此，氧化沟可不设初沉池，污泥不需要进行厌氧消化。（2）占地面积小。因为在流程中省略了沉淀池，污泥消化池，使污水厂总占地面积减小。（3）具有推流式流态的特征。氧化沟具有推流特点，使得溶解氧浓度在池方向可形成浓度梯度，形成厌氧、缺氧、好氧条件，通过对系统合理的设计和控制，可以取得较好的脱N除P的效果。（4）简化工艺。将氧化沟和二沉池合建为一体式氧化沟，以及近年来发展的交替工作的氧化沟，可不设二沉池，从而使处理流程更为简化。氧化沟的技术特点：（1）构造形式多样性。养护狗的基本形式是沟渠型，而沟渠的形状及构造多种多样，沟渠可以成圆形和椭圆形，也可以是单沟或多沟，多沟系统是一组同心的互相连通的沟渠，也可以互相平行，尺寸相同的一组沟渠，有与二沉池分建的氧化沟，也有与之合建的氧化沟。 （1）氧化沟的曝气设备的多样性。常用的曝气设备有转刷，转盘和微孔曝气等。（2）曝气强度的可调节性。氧化沟的曝气强度可以调节，其一是通过出水堰调节堰的高度改变沟渠内水深，进而改变曝气装置的淹没深度，改变氧量以适应运行的需要。二是通过曝气器的转速进行调节，从而调节曝气强度。2工艺流程图3A/A/O工艺特点优点：①该工艺为最简单的同步脱氮除磷工艺，总的水力停留时间，总产占地面积少于其它的工艺。②在厌氧的好氧交替运行条件下，丝状菌得不到大量增殖，无污泥膨胀之虞，SVI值一般均小于100。③污泥中含磷浓度高，具有很高的肥效。④运行中无需投药，两个A段只用轻缓搅拌，以保证充足溶解氧浓度，运行费低。缺点：①除磷效果难于再行提高，污泥增长有一定的限度，不易提高，特别是当P/BOD值高时更是如此。②脱氮效果也难于进一步提高，内循环量一般以2Q为限，不宜太高，否则增加运行费用。③对沉淀池要保持一定的浓度的溶解氧，减少停留时间，防止产生厌氧状态和污泥释放磷的现象出现，但溶解浓度也不宜过高。以防止循环混合液对缺反应器的干扰。4A/A/O工艺流程图 图2A/A/O工艺流程图4.2.2方案选择两种工艺经过比较，从占地面积来看，氧化沟的占地面积比A/A/O法要小：从能耗来看，A/A/O工艺由于污泥回流量大，因此，能耗要比氧化沟高：由于本设计为中型水厂，从费用来看，同样用于中型污水厂时，A/A/O法工艺所用费用偏低，而且，氧化沟工艺适用于小型污水厂，所以本设计选择A/A/O法处理工艺。工艺流程图如下：图3A/A/O工艺流程图4.3污泥处理的工艺选择1几种污泥处理介绍 方案一：工艺流程图4方案一污泥处理方案二：工艺流程图5方案二污泥处理方案三：污泥处理流程图6典型污泥处理流程2污泥处理的阶段污泥处理的典型工艺包括4个阶段：第一阶段浓缩，使污泥初步减容，；第二阶段消化，使污泥趋于稳定；第三阶段脱水，使污泥进一步减容；第四阶段处置，将最终的污泥给予消纳和处置，通过利用适宜的途径。3本设计选择的工艺本设计二级处理利用A/A/O法，剩余活性污泥是主要，这种生化处理方法本身的脱氮除磷的效率就比较高，所以不需要再设置消化池，只需要严格控制好水中的氧含量就行，不然控制在不好的话，就会造成磷的释放，造成除磷效果变差，否则这些磷将重新回到污水处理系统，导致除磷效率下降。因此常用的控制方法有：①不采用污泥消化，应经浓缩后直接脱水②当必须采用消化工艺时，可向消化池投加适量石灰或者无机混凝，达到磷的消化封闭。 ③浓缩工艺最好采用离心浓缩。絮凝机械浓缩或好氧的气浮浓缩。④污泥脱水的调质最好采用无机混凝剂或者有机高分子絮凝剂与无机混凝剂同时使用。综合上面所说的，本水厂设计采用的污泥处理工艺为方案一。 第五章污水厂设计说明5.1构筑物的设计5.1.1格栅G格栅按形状，可分为平面格栅和曲面格栅两种；按栅条净间隙，可分为粗格栅（50~100mm）、中格栅（16~40mm）、细格栅三种（3~10mm）；按清渣方式，可分人工清除格栅和机械清除格栅两种。栅距小于1mm的超细格栅，一般用于膜生物反应器(MBR)。设计依据：表5.1-1格栅设计项目一般规定1、设置位置和数量1）污水和雨水集水池的进水端，需设置格栅2）污泥泵站一般无需设置，但采用明槽输送至污泥时，应该率设置3）如水泵钳格栅间隙不大于25mm时，污水处理系统前可不再设置格栅4）污水处理厂可设置中细两道格栅，大型污水厂可设粗中细三道格栅5）机械格栅不宜少于2台，如为1台时，应设人工清除格栅备用2、栅条（1）泵站前1）栅条断面：1050~10100mm扁钢或铸铁2）栅条横向支撑：，槽钢每米加一个3）栅条间隙由水质、水泵型号和叶轮直径决定，用于污泥时可以适当加大。一般污水格栅间隙20~25mm；一般雨水格栅间隙＞40mm；安装水泵类型和口径D，应小于水泵叶片间隙。一般轴流泵＜D/20，混流泵和离心泵＜D/304）栅条间隙总面积应根据计算决定。人工清除时不小于进水管渠有效断面的2倍；机械清除时不小于1.2倍5）栅条的高度要比正常水位高≮1m，以保证全部污水经过格栅（2）污水处理系统前1）格栅条间隙，人工清除25~40mm，机械清除16~25mm；特殊情况下，最大间隙100mm2）亦可设置粗细两道格栅，粗格栅条间隙50~100mm。细格栅条间隙宜为1.5~10mm3）断面形状有正方形、圆形、锐边矩形、半圆形矩形3、流速（1）过栅流速：1）泵站前：0.8~1.0m/s2）污水处理系统（2）栅前渠道流速：1）泵站前：0.6~0.8m/s2）污水处理系统前：0.4~0.9m/s（3）栅后到集水池流速：0.5~0.7m/s（轴流泵≯0.5m/s）4、水头损失（1）通过计算决定（2）一般采用0.08~0.15m续表 项目一般规定5、格栅倾角（1）扔清除时30°~60°（2）除转鼓式格栅外，机械格栅倾角一般为60°~90°6、格栅工作台（1）格栅上部必须设工作台（2）人工清捞工作台周围可设护栏，上设遮阳防雨顶棚，以改善工作条件。应安装工字钢梁、电动或手动葫芦（3）工作台高程应高出格栅最高设计水位0.5m，并应不低于溢流管水位（4）工作台至格栅底高差，人工清除时不宜超过4m，否则应设上下双层格栅（5）工作台约1m高的墙壁上，可设不小于25的水龙头，以便冲洗。工作台地面设1%坡度坡向泄水孔（6）工作台两侧过道不应小于0.7m；工作台正面过道宽度，人工清除时不应小于1.2m。机械清除时不应小于1.5m（7）工作台迎水面应设防滑栏（8）格栅工作台沿水流方向的长度1）人工清除时不小于1.2m2）机械清除时依据清除机尺寸，但不应小于1.5m7、格栅清污机（1）在地大型污水处理厂或泵站前的大型格栅（每日栅渣量大于0.2m³）时，一般应采用（2）格栅宽度不大于3m，宜采用固定式，大于3m，宜采用移动式或多台固定式（3）格栅深度不大于2m，宜采用弧形，大于7m，宜采用钢丝绳式（4）应配有自动控制和保护装置（5）格栅清污机，底部前端距井壁尺寸，钢丝绳牵引除污机或移动悬吊葫芦抓斗式除污机应大于1.5m；链式刮板除污机或回转式固液分离机应大于1.0m8、栅渣量和含水率（1）栅渣量与地区的土地、格栅的间隙大小、污水量以及下水道系统的类型等因素有关（2）在无当地运行资料时，可采用：1）格栅间隙16~25mm，（0.10~0.05）m³格栅/m³污水；2）格栅间隙30~50mm，0.03~0.01m³栅渣/m³污水（3）栅渣的含水率一般为80%，密度约为960kg/m³9、栅渣输送（1）粗格栅栅渣宜采用带式输送机输送（2）细格栅栅渣宜采用螺旋输送机输送10、吊运设备应安设吊运设备，以进行格栅及其他设备的检修，栅渣的日常清除11、通风及有毒有害气体应设置通风设施及有毒有害气体的检测与报警装置 设计计算的公式：表5.1-2格栅计算公式名称公式符号说明1、栅槽宽度BS—栅条宽度（m）b—栅条间隙（m）n—栅条间隙数（个）Q—设计流量（m³/s）α—格栅倾角（°）h—栅前水深（m）v—过栅流速（m/s）—考虑格栅倾角的经验系数2、通过格栅的水头损失h1—设计水头损失（m）—计算水头损失（m）g—重力加速度（m/）k—系数，一般采用3—阻力系数，其与栅条断面形状有关3、栅后槽总高度H=h+（m）—栅前渠道超高，一般采用0.3mh—栅后水深（m）4、栅槽总长度L—进水渠道渐宽部分的长度（m）—进水渠宽（m）—进水渠道渐宽部分的展开角度，一般采用20°—栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度（m0—栅前渠道(m）5、每日栅渣量W—每日栅渣量(m³/m³污水—平均日污水设计流量(m³/h） 格栅设备格栅除污机设备种类繁多，大致可分为三个类型：除污齿耙设在格栅前清除栅渣的为前置式或前清式、除污齿耙设在格栅后，耙齿向格栅前伸出清除栅渣的为后置式或后清式和无除污齿耙，格栅的栅面携截留下来的栅渣一块运到上面，栅片之间相互差动和变位，自行将污物卸除。表5.1-2格栅除污机类型机型池深栅条间距（mm）格栅宽度（mm）安装角度（°）备注ZF型自动固液筛分机较浅120500~200050~80CH型正耙回转格栅中等深度10~50800~200060~90XWB型背耙式除污机（高链式）中等深度8~100500~300075~80ZZG型链条式格栅除污机中等深度20~251200~280060~75SJGJ-01型伸缩臂清污机（移动式）较深＞5060~70齿耙宽0.8~1.2YCB垂直耙斗除污机（移动式）较深25~1501500~500090提升高度12mBLQ-Y型台式清污机（移动式）较深10~10001000~300060~90提升高度4~12mCGC型垂直格栅自动除污机较深25~60800~300090±1栅条高0.8~3.01粗格栅的参数设计参数：本设计采用4组粗格栅栅前水深h=1.0m过栅流速为0.6m/s每日栅渣量0.04m³（每1000m³污水）栅条间隙b=0.04m 格栅倾角α=60°栅条间隙数为n=20个栅槽宽度B=1.3m进水渠道宽度：5.1-1进水渠道渐宽部分长度5.1-2栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度5.1-3水流通过格栅的水头损失5.1-4栅后总高度H=h1+h2+h3=1+0.02+0.3=1.32m栅槽总长度5.1-5格栅除污机的选型FH—1100旋转式格栅除污机2细格栅的设计参数设4组细格栅格栅间隙b=0.01m栅前水深h=1.0m过栅流速v=0.8m/s栅条宽度S=0.01m进水渠道宽度B1=1.08m栅前超高h2=0.3m每日栅渣量0.04m³/10³m³栅条数的计算n55个格栅栅槽宽度B=0.39m进水渠道渐宽部分长度L1=0.43m进水渠道渐窄部分长度L2=0.22m通过格栅的水头损失h2=0.21m栅后总高度H=1.51m格栅总长度L=2.85m 每日栅渣量W=6.48m³/d格栅除污机的选型GSC1000回转式细格栅除污机5.1.2提升泵房1设计依据：泵房的形式可分为合建式和分建式，根据形状又可分为圆形和矩形。(1)合建式泵房：机器间与集水池合建在一座构筑物里面，或上下设置，或前后设置。同时，也可与粗格栅合建。合建式的优点是布置紧凑，占地少，水头损失小，管理方便：分建式：机器间和集水池以及格栅分建的泵房。分建式的优点是结构上处理比合建式简单，施工方便，机器间也没有被污水渗透的危险，对于土质条件差的泵房，采用非自灌式或半自灌启动的排水泵站，分建式可以减少施工困难和降低工程造价。(2)圆形泵房：当泵房规模较小，水泵台数≤4台泵时，下部结构宜采用圆形；矩形泵房：当设计规模较大，水泵台数≥4台泵时，地下部分宜采用矩形。本设计采用自灌式矩形泵站。表5.2-1泵房形式种类优缺点1.干式泵房（1)机器间可保持干燥（2）便于维修和保养（3）轴承，管件，仪表不受污水的腐蚀2.湿式泵房（1）结构简单（2）管理人员工作条件差（3）水泵部件腐蚀较严重3.圆形泵房（1）圆形仅限于≦4台泵时选用（2）便于沉井法施工（3）直径D=7215m时，工程造价比矩形低续表种类优缺点4.矩形泵房（1）工艺布置适合于Q=1.0-30的大中型泵房（2)可利用的空间较大5.自灌式（1)启动及时可靠，操作方便，不需引水设备（2)泵房较深，增加的地下部分的工程造价6.非自灌式（1）泵房较浅，结构简单（2）有利于自然通风和采风，室内干燥（3）不能直接启动，需用引水设备7.合建式（1）紧凑，占地少，结构简单（2）多用于自灌式8.分建式（1）结构处理简单，无渗漏问题，水泵检修方便（2）吸水管较长，水头损失大（3）仅用于非自灌式9.平地下式（1）泵房深度较浅（2）有利于自然采风和通风，室内干燥 10.全地下式（1）地面上占地少（2）地下泵房潮湿，对一般电机的正常运转会产生影响，应采用潜水泵2水泵的类型根据泵站的形式和泵站的性质、设计水量、预计的水泵数量计算出单台水泵的设计流量，再通过对水泵进出水水位的估算和对提升管段的管道水头损失，计算出水泵的设计扬程。初选水泵后，通过实际水量和水泵机管安装设计的结果进行扬程复核，直至选出复核要求的水泵。表5.2-2水泵类型1、型号数量(1）水泵宜选用同一型号（2）台数不应少于2台，不宜大于8台2、规格当水量变化很大时，可配置不同规格的水泵，但不宜超过2种，或采用变频调速装置，或采用叶片可调式水泵续表3、备用泵（1）污水泵房应设备用泵1）工作台数不少于5台时，备用泵宜为2台2）当工作台数不大于4台时，泵用泵宜为1台3）潜水泵房备用泵为2台时，可现场备用1台，库存备用1台（2）立交道路的雨水泵房可视泵房重要性设置备用泵（3）雨水泵房可不设备用泵4、验算2台以上水泵并联运行合用一根出水管时，应根据水泵特性曲线和管路工作特性曲线验算单台水泵工况，使之符合设计要求5、高效区（1）水泵在最高扬程与最低扬程的整个工作范围内应能安全稳定运行（2）选用的水泵应满足设计扬程时在高效区运行6、多级串联多级串联的污水泵站和合流污水泵站，应考虑级间调整的影响7、引水设备非自灌式水泵应设引水设备。小型水泵可设底阀或真空引水设别3泵房的设计参数流量Qmax=1.88m³/s=6768m³/h本设计拟采用5台水泵，4用1备。每台泵的设计流量为：Q=Qmax/4=6768/4=1692m³/h选泵400QW-1700-22-160型潜水排污泵 表5.2-3400QW-1700-22-160型潜水排污泵参数型号流量m/h扬程m转速r/min功率kw出口直径mm重量kg400W1700-22-1601700227401604002880扬程H=13.94+2.7=16.64m集水池10000mm*8300mm*2100mm水泵的布置泵轴间距：2000mm泵轴与侧面墙距离：1000mm泵轴与出水侧面墙距离：5200mm泵轴与进水侧面墙距离：3000mm其他数据参考设备厂家泵房高度：地下部分11.02m地上部分5.3m5.1.3平流式沉砂池1、常用沉砂池的特点：平流式具有构造简单，处理效率好的优点，但是适合较大规模水厂；曝气式沉砂池通过调节曝气量可以控制污水的旋流速度，使除砂效果稳定，受流量变化影响较小，同时还可以对污水起预曝气的作用。但是对生物除磷的水厂，一般不采用曝气沉砂池，以保证曝气池前端的绝对厌氧状态；竖流式沉砂池是无机物颗粒借助重力沉于池底，处理效率较差；旋流式沉砂池利用机械力控制流态和流速，以达到除砂目的。该池型除砂效果好，且占地面积小，较常用。2、沉砂池的一般规定：（1）城镇污水处理厂根据要求均应设置沉砂池（2）沉砂池的个数或分格数不应少于2个，且适宜按并联系列进行设计。（3）沉砂池按去除相对密度2.65、粒径0.2mm以上的砂粒设计。（4）砂斗容积应按≯2d的沉砂量计算，斗壁与水平面的倾角不应小于55°。（5）设计流量按分期建设考虑：1)当污水为提升进入时，应按每期的工作水泵的最大组合流量计算：2）在合流制处理系统中，应按降雨历时的设计流量计算：3）当污水为提升进入时，应按每期的最大设计流量计算。（6）污水的沉沙量可按每立方米污水沉砂0.03L计算，其含水率约为60%，密度按1500Kg/m³计算；合流制污水的沉砂量应根据实际情况确定。（7）除砂一般采用机械方法，并设置储砂池和晒砂场。（8）重力排沙时，沉砂池和储砂池应靠近，以缩短排沙管的长度。（9）沉砂池的超高不宜少于0.3m。3、设计参数最大设计流量为Qmax=1.88m³/s流速0.25m/s水力停留时间50s 设计水深1.0mT=2d池长LL=v*t=0.25*50=12.5m水流断面AA=Qmax/v=1.88/0.25=-7.52㎡池宽B设计4格，每格b=2mB=2*4=8m有效水深h2=A/B=7.52/8=0.94沉沙斗容积V=7.5m³沉砂池斗底宽0.5m斗壁与水平面的夹角60°斗高1.0m沉砂池斗上口宽a=1.65m沉沙室高度采用重力排砂，设池底i=0.03，L2=4.6m沉泥区高度h3’==1.14m超高0.3m池总H为H=2.38m5.1.4A/A/O反应池1设计依据根据传统的生物脱氮除磷工艺理论的研究，当采用生物同时脱氮除磷工艺时，微生物的脱氮跟楚林之间是相互矛盾的，主要表现在：（1)曝气池回流污泥中的硝态氮回流到厌氧区，将优先夺取污水中容易生物降解有机物，使聚磷菌缺少碳源，失去竞争优势，降低除磷的效果。（2)生物脱氮要求较长的泥龄，而生物除磷则反之要求时间短些比较好。怎样才能解决上数的矛盾，是脱氮除磷的效果都达到最佳状态，多面以来一直推动着脱氮除磷技术的向前发展。新的生物同时脱氮除磷不停的涌现出来，例如UCT、改良型的UCT、倒置的A/A/O。多点进水的A/A/O等等，但是任然是普通的A/A/O最为普遍。普通的A/A/O脱氮除磷工艺(厌氧-缺氧-好氧活性污泥法，），是在其他工艺上的改进，增加了一个缺氧池，并将好氧池出流部分混合液到缺氧池，其基本的工艺流程如下：图7普通A/A/O工艺 污水经过预处理和一级处理之后首先进入厌氧池，在厌氧池中的反应过程与其他的处理工艺反应过程是一样的；在缺氧池中的反应爱过程同样是跟其他的一样；在好氧池中的反应为Ap/O池和An/O池反应类型的相加。所以，A/A/O工艺可以同时达到同步除去有机物，消化氮，除磷的效果。普通的A/A/O法工艺适用于对氮磷排放有要求的，但是要求又不是特别严格的城镇污水处理，其特点就是：（1）流程特别的简单，总水力停留时间少于同类的其他工艺，节省基础建设投资。（2）在厌氧、缺氧、好氧环境下交替进行，有利于抑制丝状菌的滋生繁殖，改善污泥的沉降性能。（3）不需要另外添加碳源，厌氧、缺氧池只进行缓速搅拌，节省了很多的运行费用。（4）便于在常规的活性污泥基础上改造而成。（5）脱氮除磷的效果不是特别的高。总氮去除率60~70%，总磷去除率为70~80%。为了确保出水能够达标，好氧池的末端最好投加絮凝剂，或者在二沉池后面设置普通快滤池进一步的降低出水的SS。（6）沉淀池要防止产生厌氧、缺氧状态，以避免发生聚磷菌的释放磷和反硝化。但是溶解氧含量也不已太高，以防止循环混合液对缺氧池的影响。剩余污泥和初沉池污泥最好单独浓缩，可以参照Ap/O法。（7）有机负荷的适宜范围很小，运行条件那以控制。2设计参数表5.1.4-1A/A/O设计参数项目单位参数值BOD污泥负荷KgBOD/（kgMLSS*d）0.102~0.18污泥浓度（MLSS）g/L2.5~4.5泥龄h10~20污泥产率系数KgVSS/kgBOD0.3~06需氧量kgO2/kgBOD1.1~1.8水力停留时间%7~14污泥回流比%20~100混合液回流比%≥200总处理效率%85~955.1.5二沉池二沉池一般有平流式沉淀池，辐流式沉淀池，竖流式沉淀池和斜管式沉淀池，而斜板（管）沉淀池一般用于初沉池，所以以下对于平流式，竖流式和辐流式三种沉淀池进行比较：表5.1.7-1二沉池的池型及其优缺点池型优点缺点平流式（1）沉淀效果好（2）对冲击负荷和温度变化的适应能力强（3）施工简单，造价较低（4）平面布置紧凑（1）配水不均匀（2）排泥操作量大（3）机械排泥，对设备要求高，对施工质量要求高竖流式（1）排泥方便，管理简单（2）占地面积小（1）池子深度大，施工困难（2）对冲击负荷和温度变化的适应能力差（3） 池径不宜过大。否则布水不均匀辐流式（1）多为机械排泥，运行较好，简单管理（2）排泥设备趋于户型排泥设备复杂，对施工质量要求高所以综合以上考虑，本水厂设计采用圆形的向心流辐流式沉淀池即周边进水周边出水方式。设计采用了3座圆形式向心流辐流式沉淀池，近期二座，远期预留一座。1、辐流沉淀池的设计依据1）池径不宜小于16m，且不宜大于50m；2）池径＜20m时，一般采用中心传动的刮泥机，其驱动装置设在池子中心走道板上，当池径＞20m时，一般采用周边传动的刮泥机，其驱动装置设在桁架的外缘；3）当池径＜20时，也可采用多斗排泥；4）池子直径与有效水深的比值，一般是采用6~12；5）池底坡度一般采用0.05~0.10；6）进出水的布置方式可分为：周边进水周边出水、周边进水中心出水和中心进水周边出水三种；7）周边进水的辐流式沉淀池是一种效率较高的池型，与中心进水、周边出水的沉淀池相比，其设计表面负荷可以提高一倍左右；8）一般均应设置机械刮泥。1设计参数本设计设置6座二沉池，4用2备。池子的沉淀部分的面积F=940m²池子的直径D=35m实际的水面面积F=962m²二沉池的有效水深h=2.93m单个沉淀池的污泥区的容积V=1013m³沉淀池池高H=5.78m设计中超高，缓冲层5.1.6消毒池污水进入排入水体前，虽然经过一级或二级处理后，水质改善，细菌含量也大幅度减少，但是存在病源菌化可能，因此，污水排入水体前应进行消毒。以下为几种常见消毒池中消毒剂的性能比较，如下表5-7所示：表5-7几种常用消毒剂的性能比较消毒剂优点缺点适用条件液氯技术成熟，投建设备简单，效果可靠，有后续消毒作用有臭味，有可能生产三级物质，使用时安全措施要求高大,中型污水处理厂次氯酸钠可用海水或浓盐水做原料，也可购买商品次氯酸钠，使用方便现场制备设备复杂，维护管理要求高，运行成本贵中,小型污水处理厂 二氧化氯使用安全可靠，有定型产品需要现场制备维护，管理要求较高，运转成本高中小型污水处理厂臭氧能有效去除污水中残留的有机物，色，臭味需现场制备，设备管理复杂，剩余臭氧需做消除处理，运转成本贵要求出水水质较好，排入水体后卫生条件高的污水厂紫外线1.不产生三卤甲烷，高分子诱变剂和致癌物质2.不需要运输，使用，贮藏有毒或危险化学药剂3.占地面积小无残余消毒作用，出消毒效果受出水水质影响较大小型污水处理厂，随着设备逐渐成熟，正日益广泛应用1、消毒类型的选择根据本污水处理厂设计的实际情况，本水厂采用液氯消毒。因为本水厂规模较大，且由于现在对环境的日益关注和保护，不产生二次污染，而且占地面积较小，同时它的消毒效果比较好。城市的污水处理厂中最常用的消毒剂仍然是液氯，另外还有次氯酸钠、二氧化氯、臭氧等等。紫外线消毒应用于大中型污水处理厂是近年刚刚兴起的[1]。所以，污水处理过程中的消毒：一是要控制好恰当的投剂液氯量，二是利用其他的消毒剂代替液态氯或者游离氯，来减少有害副产物的生成。消毒的设备应该按照连续工作的机理来设置。消毒设备的工作时间t、利用其他的消毒剂来代替液氯或游离氯，应以减少有害产物的生成。2池子参数加cl量的计算1000kg/d采用ZJ-2型转子真空加氯机。投氯量2-10kg/h。用2个3廊式平流式接触消毒池池容积为V=1305m³池表面积为F=260㎡池长L=21.41m池宽B=14m廊道单宽设计中4m池子高度H=5.3m5.1.7计量槽为了提高污水厂的工作效率和管理水平，必须设置计量设施。用来正确的掌握水厂的动力消耗和进出水的污水量和污泥量以及鼓风机房的空气量。耗电计量设备和空气量设备有其资源科利用。则污水量的计量设备其选择和布置的有关原则如下：测量原水或污泥的装置，最好采用不易发生沉淀的设备，如文氏管、电磁流量计、超声流量计和咽喉式计量槽等。测量污水的装置应当水头损失较小。操作简单且精度高，并且不易发生沉积杂物。咽喉式计量槽以巴氏计量槽最为常用。分流制的污水处理厂尽量设备一般设在沉砂池后，初沉池前或是总出水管后。本污水厂污水处理的污水计量设施选用巴氏计量槽，设在消毒池之后的总出水管间。5.1.8污泥浓缩池 已知重力浓缩不适用于脱氮除磷工艺产生的剩余污泥，因为在厌氧条件下，活性污泥是释放磷的，会造成磷在处理系统内恶性循环与累计；机械浓缩虽然简单且占地面积小，但是会造成大量噪音，价格较贵，维修费用高；气浮浓缩适用于浓缩活性污泥和生物滤池等较轻的污泥，能把含水率为99.5%的活性污泥浓缩到94￥-96%，其含水率低于重力浓缩池所达到的含水率。本水厂设计采用两座离心浓缩池。5.1.9贮泥池1贮泥池的用处为：1）、调泥量；2）、投加药剂。在污泥浓缩池和污泥脱水间设一座贮泥池用来调节污泥量，且便于药剂投加。本设计设计1座贮泥池，贮泥池设计成为竖流式的沉淀池的构造。2设计参数容积V为V=309.6m³污泥斗底为方形，边长为高度H：H=7.55m管道部分的设计设的吸泥管总共合计两根5.1.10加药间1调理污泥浓缩脱水前必须需要通过物理化学作用，改变从而提高污泥的脱水性能，该操作一般也称之为污泥的调理作用。通过这一类的调理可改变污泥一定的内部的组织结构，减小污泥相互之间的黏性，降低污泥外表面的比阻，从而达到改变以及提高污泥脱水性能的目的。污泥经过适当的调理后，不仅它的脱水压力可一大大的比以前下降减小很多，而且脱水后的污泥的综合含水率同样可以大大降2运行参数溶药罐容积V：V=4.46m³设计2个JYB型-玻璃钢溶药罐，它的外形尺寸为：设计2个溶解池净尺寸为：5.1.11脱水间为使污泥进一步减容，便于运输，对浓缩污泥进行污泥脱水。本设计采用带式压滤机机械脱水，带式压滤机可以通过多样方式进行控制，以适应不同性质的污泥。带式压滤机价格相对便宜，土建造价也相对较低，适用于各种规模的污水处理厂。设计的原则1）、污泥的机械脱水的设计运用，应符合下列要求：①机械的类型，应按照符合污泥的脱水性质和脱水要求，经过技术经济反复比较方案对比之后选用；②进入脱水机前的含水率P一般≤98%；③经过消化之后的消化污泥，可一根据污水处理设计的性质和经济效益，经济允许的话，考虑在脱水前淘洗；④脱水后的污泥应该考虑设置污泥堆场或在污泥料的仓贮存，建设的污泥堆场或污泥料仓的容量应该按照并且根据污泥的出路和当地的运输条件等确定；⑤脱水间必须设置通风换气设施。每小时的换气次数≥ 6次。污泥在脱水前，应加药调理。污泥的加药处理应符合一下各项要求：⑥选用的药剂的种类应该根据性质和排出出路等选用，投加的药剂量英爱按照以往的试验资料或者类似的运行经验加以确定；⑦污、泥加药后，应立即马上进行混合反应，并立马输送进入脱水机。泥饼的含水率一般为75～80%。5.2污水厂平面布置污水厂的厂址是污水厂总体设计的重要内容，要根据当地的地形地貌选择合适的厂址，再对选择的区域进行深入的调查研究和详细的经济技术分析。水厂厂址的一般原则如下：1、厂址地形不受洪涝灾害的影响，防洪标准不低于城市防洪标准，有良好的排水条件。2、厂址应在城镇集中供水水源的下游并且符合供水水源防护要求，至少距离城镇集中供水水源500m。3、便于污水回用及安全排放，便于污泥集中处理与处置。4、厂址应设在地形有适当坡度的城镇下游地区，使污水有自流的可能，节约动力消耗。5、根据环境评价要求，厂址与规划居住区或公共建筑群有一定的卫生防护距离，一般不小于300m。6、厂址的选择应考虑交通运输，水电供应，工程地质，水文地质等条件。7、厂址应尽可能的设在城镇夏季主导风向的下方。8、应符合城镇总体规划和排水工程专业规划的要求。9、厂址的选择应结合城镇总体规划，考虑远景发展，留有充分的扩建余地。10、厂址应尽可能少占农田或者不占农田，少拆迁。5.2.2水厂定员根据《城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准》（GJ31-89）。本水厂处于第四档，且为二级水处理厂，水厂定员主要包括生产管理人员，行政办公人员，实验室人员，机修人员，电修人员和泥木工人员。5.2.3平面布置原则1、处理构筑物的布置应紧凑，以节约用地。2、每一处理单元的数量一般至少设为两个，应按并联设计，最好采用相同的尺寸和型号。在选择处理单元的尺寸和数目时，在考虑污水厂的扩建，同时避免污水厂初期运行时有过大的富余能力，应考虑近远期相结合。3、处于寒冷地区的污水处理构筑物，应有保温防冻措施。4、污水厂的供电系统，在按二级负荷设计，重要的污水厂宜按一级负荷设计。当不能满足上述要求时，应设置备用动力设施。变电站的位置宜设在耗电量大的构筑物附近，高压线应避免在厂内架空敷设。5、在布置总图时，应考虑安排充分的绿化地带。6、管道复杂时宜装置管廊，管廊内宜敷设仪表电缆，电信电缆，电力电缆，给水管，污水管，再生水管等，并设置色标。7、主流程构筑物尽量连排布置，便于水力连接，节省占地。如果确实需要分离，其构筑物之间距离应考虑管渠敷设，运行管理和施工的需要，一般为5-10m。8、生产管理构筑物和生活设施宜集中布置，其位置和朝向应力求合理，并应于处理构筑物保持一定距离。经常有人工作的构筑物如：办公室，化验房等用房应布置在夏季主风向的上风向。9、处理构筑物中污水的出入口处宜采取整流措施。 1、污水厂总平面宜接污水再生水厂考虑，留有充分污水深度处理发展用地，方面分期实施污水再生和有效利用。2、污水厂内应设超越管，以便在发生事故时，使污水能超越一部分或部分构筑物，进入下一级构筑物或事故溢流。3、处理构筑物应设排空设施，排出水应做回流处理。4、污水厂并联运行的处理构筑物间应设均匀配水装置，各处理构筑物系统间宜设置可切换的联通管渠。5、污水和污泥的处理构筑物及厂内的构筑物，尤其是厂区的消防及消化池，贮气罐，污泥气压缩机房，污泥气管道，污泥干化装置，污泥燃烧装置及其他危险品仓库等的位置和设计，应符合现行的防火规范要求。6、根据维护管理的需要，宜在厂区适当地点设置配电箱，照明，联络电话，冲洗水栓，浴室，厕所等设施。7、污泥处理构筑物应尽可能布置成单独的区域，以保证并方便管理。8、污水厂的占地面积，随处理方法和构筑物选型的不同而有很大的差异。18、污水厂应设置通向各构筑物和附属构筑物的必要通道。19、高架处理构筑物应设置适用的栏杆，防滑梯和避雷针等安全措施。5.2.4平面布置说明根据《城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准》（GJ31-89）,本次设计的污水处理厂处于第四档，且为二级污水处理厂。污水处理厂平面设计的任务是对各单元处理构筑物与辅助设施等的相对位置进行平面布置，包括处理构筑物与发展建筑，各种管线，辅助建筑物以及道路，绿化等。污水处理厂平面布置包括：处理构筑物，办公室，化验室以及其他辅助构筑物（食堂，浴室，仓库，维修间，传达室等）以及各种管道，道路，绿化等的布置。根据处理厂的大小，采用比例尺1：500绘制总平面图。5.3污水厂高程布置5.3.1高程布置的任务水厂高程的任务是对各单处理与辅助设施等相对高程，作竖向的布置；通过计算相互确定各单处理物和泵站的高程，各单处理构筑物之间管渠的高程和各单处理构筑物的水面标高，使污水沿处理流程在构筑物中间通畅地流动[6]。5.3.2高程布置的原则（1）尽量重力流，少提升，低电耗，方便运行。一般污水经一次提升就能靠重力通过处理系统，中间一般不加压提升。（2）应选择距离最长、水头损失最大的流程进行计算，并留余地，以免水头不够而涌水，影响正常运行。（3）计算时，一般以近期流量作为设计流量；涉及远期流量的设施，按远期流量进行计算，并预留贮备水头。（4）污水流程、污泥流程的配合，尽量减少污泥处理的提升，污泥处理排出的废水应重力流入集水井。（5）、水厂出水管高程，应使最后的构筑物的出水能靠重力排出，不受水体顶托。（6）设置调节池的污水厂，调节池宜半地下式或地下式，以达到一次提升的目的。5.3.3高程布置的说明污水厂水损主要包括：水流经各构筑物的水损；水流经连接前后两构筑物的水损，包括沿程水损与局部水损；水流经过量水设备的水损。 由于各构筑物的水损较多，计算较繁琐，且在无具体资料，高程简化计。各构筑物的水损计算：消毒池：0.2m配水及污泥井：0.18m二沉池：0.83mA2/O池：1.1m沉砂池：0.5m细格栅：0.18m5.4污水厂工程概算5.4.1定员污水厂规模，近期9万m³/d，远期13万m³/d，本设计通需要配备厂长1人，财务3人，人事行政仓管2人，工艺设备技术员4人，班长2人，操作工6人，化验3人，电工3人，机修2人，清洁工6人，食堂员工5人，司机3人，共40人。5.4.2估算投资1直接费用（1）土建计算墙体的结构为钢筋混凝土，墙体宽度400mm，底部取600mm。1）粗格栅①计算钢筋混凝土的体积4×(1×1.3×0.4×2+7.95×1.3×0.6)=29.00m3②挖方量计算5.80×4.0×7.95=184.44m32）细格栅①计算钢筋混凝土的体积4×(1×1.39×0.4×2+2.85×1.39×0.6)=14.00m33）平流沉砂池①钢筋混凝土体积0.94×12.5×0.4×2+8×12.5×0.6=69.4m34）A/A/O池①钢筋混凝土体积2×(170×40×0.4×2+4.5×40×0.6)=11096m35）二沉池①钢筋混凝土体积6×(3.14×17.52×0.60+（17.52-172）×2.93×0.4)=3583.15m3②挖方量计算6×(3.14×17.52×5.78)=33349.16m36）接触消毒池①钢筋混凝土体积（8×21.41×0.60+8×5×2×0.4)×2=269.5m3②挖方量（21.41×8×5）×2=1712.8m37）提升泵房①钢筋混凝土体积10×15×0.60+10×17×2×0.4=226m3 ②挖方量10*15*11=1650m37）污泥泵房①钢筋混凝土体积12×5×0.60+5×15×2×0.4=96m3②挖方量12×5×10=1250m38）污泥浓缩池①钢筋混凝土体积（11.5×3.14×5.06×0.4+6.75×6.75×3.14×0.6×2=317.8m3②挖方量6.75×6.75×3.14×2×5.06=1447.8m39）贮泥池①钢筋混凝土体积（5×7.55×0.4×2+5×5×0.6）×2=90.4m3②挖方量5×5×7.55×2=377.5m310）脱水车间①钢筋混凝土体积30×8×0.4×2+15×30×0.6=462m3根据以上所有计算的数据：钢筋混凝土总体积：29.00m3+14.00m3+69.4m3+11096m3+3583.15m3+269.5m3+226m3+96m3+317.8m3+90.4m3+462m3=16253.25m3土方开挖量总体积：184.44m3+33349.16m3+1712.8m3+1650m3+1250m3+1447.8m3+377.5m3+462m3=40433.7m3按每立方钢筋混凝土900元计，挖方量按每立方60元计，则：钢筋混凝土费用：A=16253.25×900=1462.79万元挖方费用：B=40433.7×60=242.6万元（2）地面建筑为砖混结构，其造价按每平米700元计。表5.4-1建筑面积名称建筑面积（m2）名称建筑面积（m2）机修间70配电间50泥木工间60仓库120食堂650综合办公楼2000生产管理用房200合计3150建筑费用：C=3150×700=220.5万元（3）土地费用：按每平方米1200元计，D=70585×1200=8470.2万元（4）土建工程总费用：1462.79+242.6+220.5+8470.2=10396.09万元表5.4-2主要设备材料价格表序号名称型号数量单位单价（万元）总价（万元） 1电动悬挂起重机MD5-182套0.61.22潜水排污泵400QW1200-22-1605台7.8393粗格栅除污机FH-1100旋转式格栅除污机4套1.565铸铁闸门MXY16个0.2546手电两用螺杆启闭机QS-D12套0.46.47螺旋压榨机LY-3008套1.5128细格栅除污机GSC1000回转式格栅除污机4套2.08.011导流板12套0.020.2412潜水推流器DQT26台0.820.813全桥传动刮泥机ZBX-356套3.52114浮渣箱10506个0.10.618调节堰门TY-2000-2508个0.10.819伞形立式搅拌机PLB2套4.28.420手动闸板8个0.32.421贮药罐2个0.30.622溶药罐1个0.50.523管道混合泵PBG50R-200(1)1台0.50.524缓闭止回阀8套0.050.425电动蝶阀5套0.060.326中心传动浓缩机2套2.5527吸砂机2套1.63.2总计E141.34另外，机修车间设备费和化验室设备费：估计：机修设备：40万元，化验设备：40万元设备安装费用取设备材料费的15%计，则安装费F=221.34×15%=33.20万元2污水渠道和管道总费用G污水渠道和管道材料和施工等总费用按构筑物和建筑物费用的10%计算。G=1925.89×10%=192.59万元。总投资费用：Y=A+B+C+D+E+F+G=1462.79+242.6+220.5+8470.2+141.34+33.20+192.59=10763.22万元表5.4-3主要设备参数表序号名称型号数量单位功率（KW）总功率（KW）1潜水排污泵400QW1700-22-1605台160800 2粗格栅除污机FH-1100旋转式格栅除污机4套2.5103螺旋压榨机LY-3002套364细格栅除污机GSC1000回转式格栅除污机2套1.53.05潜水推流器DQT26台5.51436全桥传动刮泥机ZBX-356套5.5337伞形立式搅拌机PLB2套2.04.08溶药罐2个0.519管道混合泵PBG50R-200(1)1台0.50.5总功率1000.55.4.3单位水处理成本估算1各种费用（1）电费E1所有的设备一年的电量消耗：1000.5×24×365=8764380KW办公以及其他的建筑等综合用电，取平均每天80KW：总耗电量为:8764380+365×80=8793580KW，每度电以0.6元计；总耗电成本E1=8793580×0.6=527.62万药剂费：E2每年40万（2）工资E3每个员工的平均年3万元/年，则：E3=40×3=120万元（3）福利E4福利为每个员工的0.3万元/年，则：E4=40×0.3=12万元（4）折旧费E5E5=S×P式中：S—固定资产总值，取75%P—综合折旧率，一般采用6.0%S=（10763.22+567.62+132）×0.75=8597.13E5=8597.13×0.75×0.060=386.87万元/年（5）修理费E6E5=S×1%=8597.13×0.01=85.97万元/年（6）其他费E7包括行政管理费、辅助材料费等等。E7=（E1+E2+E3+E4+E5+E6）×5%=（527.62+40+120+12+386.87+85.97）×5%=1172.46×5%=58.62万元/年 （7）水综合费E8设计污水重复利用效率为1000t/d，一年：1000×365=36.5万吨每吨按0.6元计，则：E8=36.5×0.6=21.9万元/年2处理单位污水成本近期单位污水处理成本T=（E1+E2+E3+E4+E5+E6+E7-E8）÷（93000×365）=（527.62+40+120+12+386.87+85.97+58.62-21.9）×104÷（93000×365）=0.36元/吨5.4.4设计总投资W本设计污水厂的总投资为上述，所计算的各项的和即：W=W1+E1+E2+E3+E4+E5+E6+E7+E8=10763.22+527.62+40+120+12+386.87+85.97+58.62+21.9=12016.2万元通过查询实际相近规模的，而且是采用同样规模的污水厂，本设计的所用各项费用的总和还是相对来说比较经济、划算的。 第二部分设计计算书第一章设计生活水量计算1.1生活污水设计水量近期：=6.3万m³/d1.1-1远期：=8.5万m³/d1.1-21.2工业污水量近期：Q3=3万m³/d远期：Q4=4万m³/d1.3设计污水总量近期：Q=Qa+Q3=6.3+3=9.3万m³/d1.3-1远期：Q=Qa’+Q4=8.5+4=12.5万m³/d1.3-2第二章污水处理工艺流程及方案比选2.1去除率的计算2.1.1溶解性BOD5的去除率活性污泥处理系统处理水中的BOD5值是由残存的溶解性的BOD5和非溶解性BOD5二者组成，而后者主要是以生物污泥的残屑为主体。活性污泥的净化功能，是除去溶解性的BOD5。因此，从活性污泥的净化功能来考虑，应将非溶解性BOD5从处理水的BOD5值中减去。原污水的BOD5值(S0)为250mg/L，静沉砂池及缺氧池、厌氧池的处理。按降低25%考虑，则进入曝气池的污水，其BOD5值(S)为：S＝250（1-25％）＝187.5mg/L2.1-1计算去除率：非溶解性BOD5值BOD5=7.1*0.09*0.4*20=5.1mg/L2.1-2处理水中溶解性的BOD5值为：20-5.1=14.9mg/L去除率=（187.5-14.9）/187.5=92%2.1-32.1.2COD的去除率 入水的COD为490mg/L去除率=（490-60）/490=87.8%2.1-42.1.3SS的去除率去除率=（270-20）/270=92.6%2.1-52.1.4总氮的去除率出水标准中的总氮为8mg/L，原水中的总氮设计值取28mg/L。总氮的去除率为：去除率=（28-8）/28=71%2.1-62.1.5TP的去除率进水中的TP的浓度为4.2mg/L.如果TP以最大可能成Na3PO4计。则P的含量为4.2*0.189=0.794mg/L去除率=（0.794-0.3）/0.794=62.2%2.1-7污水厂设计进出水水质对照表表2-1进水水质和排放标准单位：mg/L项目SSCODcrBOD5NH3－NTP进水水质270490250284.2排放标准206020812.2污水处理工艺选择处理厂的工艺流程是指在达到所要求的处理程度的前提下，污水处理各单元的有机组合：构筑物的选型是指在处理构筑物形式的选择。两者是相互联系，互为影响的。城市生活污水一般以BOD物质为主要去除对象。由于经过一级处理后的污水，BOD只去除30%左右，仍不能排放：二级处理BOD去除率可达到90%以上，处理后的BOD含量可能降到20~30mg/L。已经达到排放标准。该城市的污水处理厂的方案，既要考虑有效去除BOD又要去除氮、磷。故采用A/A/O法和氧化沟两套方案。 2.3工艺流程图方案一：平流沉砂池细格栅污水提升泵房粗格栅砂砂水分离消毒剂接触池二沉池缺氧池好氧池厌氧池排放回流污泥污泥泵剩余污泥图3-1A/A/O法处理工艺流程图房剩余污泥泥饼外运污泥浓缩脱水车间加药间贮泥池图2-1A/A/O法处理工艺流程图方案二：格栅平气沉砂池氧化沟二沉池接触消毒池污泥泵房浓缩池储泥池脱水间剩余污泥污泥回流栅渣砂水分离泥饼外运城市污水出水厌氧池 图2-2Carrousel型氧化沟的污水处理工艺流程2.4方案比选2.4.1本设计采用的工艺污水处理的污水以有机物为主，BOD/COD=0.51，可生化性较好，重金属及其其他难以生物降解的有毒有害污染物一般不超标。针对以上特点，以及出水要求，现有城镇污水处理技术的特点，宜采用生化处理最为经济。由于N超标，处理工艺用消化除P。根据处理规模，进水水质(一般是生活污水）和出水水质（《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002)一级B标准），污水厂既要求有效的去除BOD，有要求有效的去除N、P，由于新兴的工艺尚待完善，某些方面的技术尚不成熟，因此本设计选择典型的工艺流程，有两种可供选择的工艺：（1）普通A/A/O法处理工艺：（2）厌氧池+氧化沟处理工艺。2.4.2A/A/O工艺特点技术特点与优势：（1)出水水质高，工艺原理是针对搞笑生物脱N除P，工艺运行可靠，节省化学药剂的使用：（2)运行管理方便，抗冲击负荷能力强，可利用作污泥堆肥：（3)污泥肥效高，剩余污泥含P量3~5%。但是，A/A/O法工艺的内在固有欠缺就是硝化菌、反硝化菌和聚磷菌在有机负荷，泥龄以及碳源需求上存在着矛盾和竞争。很难在同一系统中同时获得N、P的高效去除，阻碍着生物脱N除P技术的应用，其中最主要的问题是厌氧环境下反硝化和释放P对碳源的竞争，根据生物除P原理，在厌氧条件下，聚磷菌通过菌种间的协作，将有机物转化为挥发酸，借助水解P释放的能量将之吸收到体内，并以聚β羟基丁酸PHB的形式贮存，提供后续过氧条件下过量摄取P和自身增值所需要的C和能量，如果厌氧区存在较多的硝酸盐，反硝化菌会以有机物为电子供体进行反硝化，消耗进水中有机C，影响厌氧产物PHB的合成，进而影响到后续除P的效果。2.4.3厌氧池+氧化沟的工艺特点(1)简化了预处理。氧化沟水力停留时间和污泥龄比一般生物处理法长，悬浮有机物可与溶解性有机物同时得到比较彻底的去除，排出的剩余污泥已经得到高度的稳定，因此，氧化沟可不设初沉池，污泥不需要进行厌氧消化。（2）占地面积小。因为在流程中省略了沉淀池，污泥消化池，使污水厂总占地面积减小。（3）具有推流式流态的特征。氧化沟具有推流特点，使得溶解氧浓度在池方向可形成浓度梯度，形成厌氧、缺氧、好氧条件，通过对系统合理的设计和控制，可以取得较好的脱N除P的效果。（4）简化工艺。将氧化沟和二沉池合建为一体式氧化沟，以及近年来发展的交替工作的氧化沟，可不设二沉池，从而使处理流程更为简化。氧化沟的技术特点：（1）构造形式多样性。养护狗的基本形式是沟渠型，而沟渠的形状及构造多种多样，沟渠可以成圆形和椭圆形，也可以是单沟或多沟，多沟系统是一组同心的互相连通的沟渠，也可以互相平行，尺寸相同的一组沟渠，有与二沉池分建的氧化沟，也有与之合建的氧化沟。（2）氧化沟的曝气设备的多样性。常用的曝气设备有转刷，转盘和微孔曝气等。（3） 曝气强度的可调节性。氧化沟的曝气强度可以调节，其一是通过出水堰调节堰的高度改变沟渠内水深，进而改变曝气装置的淹没深度，改变氧量以适应运行的需要。二是通过曝气器的转速进行调节，从而调节曝气强度。2.4.4本设计选择工艺两种工艺经过比较，从占地面积来看，氧化沟的占地面积比A/A/O法要小：从能耗来看，A/A/O工艺由于污泥回流量大，因此，能耗要比氧化沟高：由于本设计为中型水厂，从费用来看，同样用于中型污水厂时，A/A/O法工艺所用费用偏低，而且，氧化沟工艺适用于小型污水厂，所以本设计选择A/A/O法处理工艺。第三章各污水处理构筑物计算在污水处理系统前，均须设置格栅。按形状，可分为平面格栅和曲面格栅两种；按栅条净间隙，可分为粗格栅(50～100mm)、中格栅(16～40mm)、细格栅(3～10mm)三种；按清渣方式，可分为人工清除格栅和机械清除格栅两种[1]。格栅的草图如下图3-1所示图3-1格栅设计图3.1粗格栅的设计计算本设计采用4组粗格栅。3.1.1栅条数的计算设栅前水深h=1.0m过栅流速为0.6m/s每日栅渣量0.04m³（每1000m³污水）栅条间隙b=0.04m格栅倾角α=60°则栅条间隙数为个，取n=20个3.1-13.1.2栅槽宽度栅槽宽度一般比格栅宽0.2~0.3m，取0.3m。3.1-2取栅条宽度S=0.01m。则栅槽宽度为：B=0.01*19+0.04*20+0.3=1.3m 3.1.3进水渠道宽度3.1-3V取0.8m/s3.1.4进水渠道渐宽部分长度3.1-43.1.5栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度3.1-53.1.6水流通过格栅的水头损失本设计格栅采用锐边矩形断面，则水头损失为3.1-6式中：k—格栅受污染物堵塞后水头损失增大倍数，因栅条为矩形断面，取k=3；ξ—阻力系数；β=2.42，则有：3.1-73.1.7栅后总高度取栅前渠道超高h3=0.3m则，H=h1+h2+h3=1+0.02+0.3=1.32m3.1-83.1.8栅槽总长度取栅前矩形部分长度为1.0m；栅后矩形部分长度为1.0m则，3.1-93.1.9每日栅渣量3.1-10 式中：W1---为每日栅渣量0.04m³（每1000m³污水）则，宜用机械清渣。3.1.10格栅除污机的选型选用FH—1100旋转式格栅除污机，设备宽度为1100mm，过栅流速为0.9mm，齿耙转速为2.14r/min，电动机功率为0.9kw。3.2细格栅的设计计算设计参数：设4组细格栅格栅间隙b=0.01m栅前水深h=1.0m过栅流速为0.8m/s栅条宽度S=0.01m进水渠道宽度B1=1.08m栅前超高h2=0.3m每日栅渣量0.04m³/10³m³3.2.1栅条数的计算个3.2-1格栅栅槽宽度栅槽宽度一般比格栅宽0.2~0.3m，取0.3m。3.2-2代入各项数据，B=0.01*54+0.01*55+0.3=0.39m3.2.2进水渠道渐宽部分长度3.2-33.2.3进水渠道渐窄部分长度3.2-43.2.4通过格栅的水头损失 =3.2-53.2.5栅后总高度H=h1+h2+h3=1.0+0.21+0.3=1.51m3.2-63.2.6格栅总长度3.2-73.2.7每日栅渣量3.2-8其中，W1-每日栅渣量0.04m³/10³m³污水则有，采用机械清渣。3.2.8格栅除污机的选型采用GSC1000回转式细格栅除污机，设备总宽1130mm，有效栅宽1000，删网速度2.2m/min,电动机功率1.1kw。3.3污水提升泵房的设计3.3.1泵房的形式泵房的形式可分为合建式和分建式，根据形状又可分为圆形和矩形。(1)合建式泵房：机器间与集水池合建在一座构筑物里面，或上下设置，或前后设置。同时，也可与粗格栅合建。合建式的优点是布置紧凑，占地少，水头损失小，管理方便：分建式：机器间和集水池以及格栅分建的泵房。分建式的优点是结构上处理比合建式简单，施工方便，机器间也没有被污水渗透的危险，对于土质条件差的泵房，采用非自灌式或半自灌启动的排水泵站，分建式可以减少施工困难和降低工程造价。(2)圆形泵房：当泵房规模较小，水泵台数≤4台泵时，下部结构宜采用圆形；矩形泵房：当设计规模较大，水泵台数≥4台泵时，地下部分宜采用矩形。本设计采用自灌式矩形泵站。3.3.2选泵泵站采用集水池，粗格栅，和机器间合建的矩形泵站。3.3.3流量的确定设计设计流量按最高日最高时确定Qmax=1.88m³/s=6768m³/h本设计拟采用5台水泵，4用1备。每台泵的设计流量为：Q=Qmax/4=6768/4=1692m³/h可查设计手册：选用400QW-1700-22-160型潜水排污泵。其各项性能见下表 表3.3-1400QW-1700-22-160型潜污泵各项性能参数型号流量m³/h杨程m转速r/min功率kw效率%出口直径mm重量KG400QW-1700-22-16017002274016083.3640028803.3.4杨程的估算根据公式H=HST+Σh+（1~2），可得公式，H=H静+2.0+（0.5~1.0）式中：H静--水泵集水池的最低水位H1与水泵出水管提升后的水位H2之差2.0--水泵吸水喇叭口到沉砂池的水头损失。0.5~1.0--自由水头的估算值，取0.7H1=进水管底标高+D*H/D-过栅水头损失-1.5=43.27+1.5*0.75-0.16-1.5=42.74mH2=消毒池水面标高+沉砂池到消毒池的水头损失接触消毒池水面标高与厂区地面基本相平，取52.48m，沉砂池到消毒池的水头损失为3.5~4.5m，取4.2m。则：H2=56.68mH静=56.68-42.74=13.94m水泵的杨程为：H=13.94+2.7=16.64m＜22m所选潜污泵符合设计要求。3.3.5集水池（1)集水池的形式集水池采用敞开式，本设计集水池与矩形泵房合建，为封闭式。（2）集水池的通风设备集水池内设有通气管，将臭气排到泵房外边。（3）集水池排空措施集水池内设污泥斗，池底坡度不小于0.01，并设有扶梯。（4）集水池的容积计算集水池容积按单个泵6min的出水量计，有效水深为3mV=Qt/1000=169.2m³集水池面积：F=V/h=56.4m²结合水泵，则集水池尺寸：10000mm*8300mm*2100mm有效容积：10*8.3*2.1=174.3m³＞169.2m³3.3.6水泵的布置有5台泵，并列布置，具体尺寸： 泵轴间距：2000mm泵轴与侧面墙距离：1000mm泵轴与出水侧面墙距离：5200mm泵轴与进水侧面墙距离：3000mm其他数据参考设备厂家3.3.7泵房高度1地下部分集水池最高水位为粗格栅出水水位标高44.265m最低水位为：44.265-1.6=42.665m最低水位到池底的高差按照水泵安装要求减少1.2m泵房埋深H1=52.48-42.665+1.2=11.02m2地上部分H=n+a+c+d+e+h3.3-1式中：n--一般不小于0.1，取0.2ma--行车梁高度，查手册取0.7mc--行车梁底至起吊钩之间的间距。为1.06md--起重绳垂直长度，0.7me--单个水泵的高度，2.14mh--起吊物底部与泵房进口地坪距离，0.5m则，H2=0.2+0.7+1.06+0.7+2.14+0.5=5.3m，取H2=6m泵房的总高度：H=H1+H2=11.02+6=17.02m3.3.8泵房附属设施门：泵房跟粗格栅合建，需要满足最大设备进出，所以取4000*3000mm窗户：在阴阳两侧设窗户，开窗面积≥0.2倍泵房面积，尺寸为：1000*1500mm3.3.9起吊设备泵房起重设备应该根据单个泵的重量设计，本设计单体泵重量2800KG，选用LD-A型电动单梁桥式起重机。3.3.10出水井设计单个400QW1700-22-160型潜水排污泵的出口直径为400mm，共设置5个出水井，尺寸为：1500mm*1500mm。并且在和细格栅一侧设置宽1500mm的出水堰。出水堰的堰上水头为：3.3-23.4沉砂池的设计计算3.4.1设计依据沉砂池的作用是去除比重较大的颗粒，原理是重力分离，所以应该将沉砂池的进水流速控制的使比重达的无机颗粒下沉，有机的悬浮颗粒随水流带起。沉砂池的设计，必须按照以下原则： （1）城市污水厂一般都设，座数≥2座，并且按照并联运行考虑。（2）设计参照近期设计，远期预留的原则。（3）去除的是比重为2.65的杂质，颗粒直径0.2以上的。（4）沉沙量按30m³/10万m³污水，含水率60%。（5）超高不小于0.3m。（6）机械除砂。常见的沉砂池为平流式、旋流式、曝气式以及竖流式。平流式结构简单，处理效果好，工作稳定，但是沉淀物有一定的有机物，会有腐臭味，曝气式沉砂池，对于后续的生化处理厌氧条件不好。本设计采用平流式沉砂池。3.4.2设计数据（1）最大流速0.3m/s，最小流速0.15m/s（2）水力停留时间，30~60s（3）有效水深≤1.2m，规定，0.25~1.0m（4)进水头部要消能和整流。（5）池底坡度0.01~0.023.4.3设计参数最大设计流量为Qmax=1.88m³/s流速0.25m/s水力停留时间50s设计水深1.0mT=2d3.4.1池长LL=v*t=0.25*50=12.5m3.4-13.4.2水流断面AA=Qmax/v=1.88/0.25=-7.52㎡3.4-23.4.3池宽B设计4格，每格b=2mB=2*4=8m3.4-33.4.4有效水深h2=A/B=7.52/8=0.943.4-4规定，在0.25m~1.0m之间，符合要求。3.4.5沉沙斗容积T=2dV=Qmax*T*86400/（Kz*100000）3.4-5=1.88*3.*2*86400/（1.3*100000）=7.5m³3.4.6单个沉沙斗容积V1=V/8=7.5/8=0.94m³3.4-63.4.7沉砂池各部分尺寸 设沉砂池斗底宽0.5m，斗壁与水平面的夹角60°，斗高1.0m沉砂池斗上口宽a=2*h3/tan60°+a1=2/tan60°+0.5=1.65m沉沙斗容积为V0=h3*（2a²+2aa1=2a1²）/63.4-7=1*（2*1.65²+2*1.65*0.5+2*0.5²）/6=1.27m³3.4.8沉沙室高度采用重力排砂，设池底i=0.03，L2=（L-2a）/2=（12.5-2*1.65）/2=4.6m3.4-8沉泥区，高度h3’=h3+0.03L2=1+0.03*4.6=1.14m3.4-9超高0.3m，池总H为：H=h1+h2+h3’=2.38m3.4.9验算最小流速v=1.88/（1*1.3*2*0.94）=0.77m/s3.4-10大于最小流速0.15m/s，符合设计要求。3.5A/A/O反应池设计计算3.5.1判断是否可以用A/A/O法表3.5-1A2/O脱氮除磷主要设计参数[1]项目数值BOD2[kgBOD5/（kgMLSS·d）]0.13~0.2TN[kgTN/（kgMLSS·d）]<0.05(好氧段)TP[kgTP/（kgMLSS·d）]<0.06(厌氧段)MLSS(mg/L)3000~4000θc(d)15~20水力停留时间t(h)8~11各段停留时间比例A:A:O（1:1:3）~（1:1:4）污泥回流比R(%)50~100混合液回流比R内(%)100~300DO（mg/L）厌氧池<0.2，缺氧池≤0.5好氧池=2COD:TN>8（厌氧池）TP/BOD5<0.06（厌氧池）因此；本设计COD/TN=490/30=17.5＞8TP/BOD5=4.2/250=0.0168＜0.06所以本设计可以采用A2/O法生化处理工艺。3.5.2设计参数(1)流量Q=1.45m³/s=1250000m³/d（2）进水水质要求如下： 表3.5-2进水水质单位：mg/L项目CODBOD5NH4+-NSSTPo含量490250282704.2(3)出水水质要求如下：表3.5-3污水进水水质单位：mg/L项目CODcrBOD5NH4+-NSSTNoTPo含量60201520151（4）BOD污泥负荷（5）回流污泥浓度Xr：Xr=6000mg/L（6)污泥回流比R：R=100%（7)混合液X：3.5-1（8）混合液R内=250%去除TN率：3.5-2混合液R内：3.5-33.5.3设计计算（1)反应池V：3.5-4（2）总水力停留时间t3.5-5(4)各段水力停留时间t和容积V： 厌∶缺∶好=1∶1∶3厌氧池t:厌氧池V:缺氧池t:缺氧池V：好氧池t:好氧池V:(4)检核TN负荷：好氧段TN负荷为:3.5-6厌氧段TP负荷为3.5-7(5)剩余污泥量ΔX:3.5-8式中：3.5-93.5-10取Y=0.5，自身氧化率为0.05，代入，则，ΔX:=7941.12+14375=22316.12kg/d取ΔX:=22316kg/d湿污泥量：设则剩余污泥量为3.5-11 （7）反应池尺寸反应池总容积V=61275m3设反应池2组，单组池容积V单=V/2=30637m33.5-12有效水深5m；则：S单=V单/5=6808m23.5-13采用五廊道推流式，廊道宽b=8m则,单组反应池长度L：L=S单/B=6808(58)=170.2m；3.5-14取170m校核：b/h=8/5=1.6(满足b/h=1～2)3.5-15L/b=170/78=21.25(满足L/b>10)超高0.7m，则总高H=5+0.7=5.7m(8）反应池进、出水计算1）单组反应池进水流量:3.5-16管道流速v=1.0m/s管道过水断面积A为：A=Q1/v=0.725/1=0.725m23.5-17则管径为：取DN=1000mm3.5-182)回流污泥管单组反应池设计为3.5-19则管径为：3.5-203)进水井反应池进水孔尺寸:进水孔过流量为:Q2=(1+R)Q/2=(1+1)1.45/2=1.45m3/s3.5-21孔口流速v=0.60m/s孔口过水断面积为:A=Q2/v=1.45/0.60=2.42m23.5-22孔口尺寸取为：3m×3m4）出水堰及出水井矩形堰公式计算：3.5-23 式中：3.5-24式中：b—堰宽，8m：H—堰上水头，m3.5-25出水孔流量Q为：Q5=Q3=3.26m/s孔口流速v=1m/s过水断面积为：A=Q5/v=3.26㎡孔口尺寸取为：2m×1.5m（9）曝气系统计算1）需氧量AORAOR=除BOD5氧量—剩余污泥中BOD5氧量＋氨氮硝化氧量－剩余污泥氨氮氧量－反硝化脱氮产氧量C化需氧量：N化需氧量反N化脱氮产生的氧量：3.5-26总需氧量为：AOR=D1+D2－D3=30795+6970-7150=1275.633.5-27MAX需氧量与平均需氧量之比1.4，则：AROmax=1.4AOR=1.4×1275.63=1785.883.5-28除1kgBOD5需氧量为： =1.063.5-291）标准需氧量用鼓风曝气，微孔曝气器。曝气器设在池底，距离池底0.2m，淹没深度4m，氧转移效率=20%，温度T=25℃，将实际AOR换算成标准状态下的SOR。3.5-30式中:—气压调整系数，，取1；—曝平均溶解氧，取2mg/L；—饱和溶解氧与清水饱和溶解氧之比，取0.95。水中溶解氧饱和度：3.5-31空气扩散器出口处的绝对压力为：当空气离开好氧池氧的百分比为：3.5-32好氧池中平均溶解O2饱和度：3.5-33=9.2mg/L 标准需氧量为：3.5-34最大时标准需氧量应为：3.5-35好氧池平均供气:3.5-36最大时供气量：3.5-373）所需空气压力3.5-38式中：h1+h2—供气管道沿程和局部阻力损失相加的和，0.2mh3—曝气器淹没水头，4mh4—曝气器阻力，取0.4m—富余水头，=0.5m4）曝气器数量按照所能达到的供氧能力来计算所需要的曝气器数量:3.5-39式中:—按所能达到的供氧能力所需要的曝气器个数，个；—在曝气器标准工作状态下，跟好氧池工作条件相当时候的供氧能力，kgO2/(h个)。使用MT215型薄膜盘式，微孔曝气器，动力充氧效率能够达到7.0kgO2/(kw·h)，工作水深4.3m，当供风量在时，曝气器氧的利用效率,充氧能力为=0.14kgO2/(h·个)那么： 曝气总功率P为：3.5-405）供风管道的设计与计算供风干管应该采用树状来布置流量Q为：3.5-41流速为：那么管径为：3.5-42取管径DN为DN600mm（9)选择设备1）厌氧池设备(以单组厌氧反应池计算)厌氧反应池内设置，QJB5/12-621/3-480型推流式潜水搅拌机4台，功率5Kw，混合全部污水所需要的功率P为:。2）缺氧池设备的选择(以单组缺氧反应池来计算)缺氧反应池内设置，QJB5/12-621/3-480型推流式潜水搅拌机4台，功率为5kw，混合全部污水所需要的功率P为:。3）混合液回流设备的选择为：①混合液回流泵的选择混合液回流比R内=250%混合液的回流流量Q为：Q内=R内Q=2.5*0.725=6525m3/h3.5-43设置混合液回流泵2座，每座设有4台潜污泵，3用一备。则 单泵流量Q为：3.5-44采用的是350QW1200-18型潜水排污泵，扬程18m，功率90kw，转速980r/min。②混合液回流管回流混合液从出水井重力流到混合液回流泵房，经过潜水排污泵提升后送到缺氧段首端去。混合液回流管设计的流量Q为：Q6=R内Q/2=0.91m3/s3.5-45泵房进水管的设计流速，本设计采用v=0.8m/s管道的过水断面积A为：A=Q6/V=0.91/0.8=0.1.14㎡3.5-46则管径为：3.5-47泵房的进水管的DN管径为DN1200mm校验算管道流速：3.5-48泵房的压力出水总管管道设计流量为：Q3=Q2=0.91m/s设计流速采用的是v=0.6m/s管道的水断面积A为：则管径为A=Q3/V=0.91/0.6=1.52m23.5-493.5-50取泵房的压力出水管的DN管径为DN1400mm3.6二沉池的设计和计算沉淀池常常按池内水流方向的不同可以分为平流式、竖流式和幅流式三种。幅流式沉淀池也称为辐流式沉淀池，是一种大型沉淀池，池径D最大可达到100m，池周水深在范围1.5—3.0m之间。分为中心进水和周边进水两种形式。幅流式沉淀池常见的呈圆形，有时少见的亦采用正方形。中心进水幅流行式的沉淀池的进水部分在中心位置，出口在池子的周围。水流在池子中心在水平方向向四面八方辐射，由于过水断面的面积A不断的增大，故池中的流速从池中心向池子四周逐渐的减慢。池子污泥斗斗设在池子的中央，池底向池子底部的中心倾斜，污泥通常用机械刮泥机机械刮出，然后经过排泥管排除[6]。3.6.1设计的详细参数（1）沉淀池的设计数据宜按下表3.8-1的规定来取值： 表3.6-1沉淀池的参数沉淀池类型时间(t)表面负荷m3/(m2·h)含水率(%)固体负荷kg/(m2·d)二沉池（2）二沉池的超高不应该小于0.3m；（3）沉淀池的有效水深应当采用在范围2.0～4.0m（4）当采用污泥斗排除污泥时候，每一个污泥斗均应该设置单独的闸阀和排泥管。污泥斗的斜壁和水平面的倾角，方斗最好为60°，圆斗最好为55°；（5）处理后的二沉池污泥区的容积V，应该按照不大于2h的污泥量来计算，并应该有连续的排泥措施；生物膜法的二沉池污泥区容积V，最好是按照4h的污泥量计算；（6）排泥管当采用静水压力排泥时，二次沉淀池的静水头，生物膜法处理后不应小于1.2m，活性污泥法处理池后不应小于0.9m；的管道直径不应小于200mm；（7）当利用的是静水压力排泥时，二沉池的静压力水头，生物膜法不应小于1.2m，活性污泥法不应小于0.9m；（8）二沉池的出水堰的最大水面负荷不宜大于1.7L/(s·m)；（9）沉淀池应该设置浮渣的撇除、输送以及处置设施和设备。（10）水池的直径D与有效水深h之比应该是6～12，水池的直径D不宜大于50m。图3.6-1二沉池草图3.6.2设计计算部分（1）流量悬浮固体浓度X为：二沉池底微生物的固体浓度为Xr为： 回流污泥比R为：水力停留时间t=2.5h，表面负荷q取为1.2m3/（m2·h-1）（2）池子的沉淀部分的面积F：本设计设置6座二沉池，4用2备。3.6-1（3）池子的直径D3.6-2取D=35m（4)实际的水面面积3.6-3实际负荷q：3.6-4（5）二沉池的有效水深h3.6-5径深比D/h为：3.6-6（6）污泥沉淀部分所需的容积V采用的是间歇排泥方法，本设计两次排泥的之间时间间隔是T=1h3.6-6单个沉淀池的污泥区的容积V为3.6-7（7）二沉池的污泥斗的计算 3.6-8式中：—污泥斗的上部半径r，m；—污泥斗的下部半径r，m；—倾角，60o。本设计中的取值取污泥斗上部直径D1=4m，下部直径D2=2m。则：（5）污泥斗上面的圆锥体部分污泥区的容积设计中采用的事机械刮吸泥机来连续的排泥，池底坡度为0.04，则：3.6-9污泥斗以上的圆锥体部分的体积V：3.6-10（6）沉淀池池高设计中超高，缓冲层3.6-11（7）进水系统的计算与设计1）进水管设计与计算单池设计污水流量是:3.6-12进水流量为：3.6-13管径为D1=1000mm。校核管道的流速：3.6-14 1）进水竖管的设计与计算进水井的井径采用的事D2=1.5m，出水口的具体尺寸为0.5×1.5m²,总共设置6个，沿井壁方向均匀的分布。那么，出水口的流速v为：3.6-152）稳流筒设计计算筒中流速v为稳流筒过流面积A为：稳流筒直径D为：3.6-16(11)出水部分的详细的设计与计算单池设计流量Q为：3.6-17环形的集水槽里面的流量Q为：3.6-17采用的是在池子周边集水槽，单侧进水，每池只一个出水口，安全系数k为1.2。1）集水槽宽度b为：3.6-18取b=0.6m。则：集水槽起点的水深3.6-19集水槽终点的水深。3.6-20槽深取0.8m2）采用的是双侧集水环形的集水槽形式设计来计算，槽宽b=1.0m，流速为，则，槽内终点水深为：3.6-21 出水堰水面负荷q校验：q=0.155*1000/（3.14*（35-0.6*2））=1.463.6-22槽内起点水深为：3.6-233.6-24则，h3=0.44m1）校核当水流是原来的2倍时，q=0.31m3/s；v"=0.8m/s，则：3.6-253.6-263.6-27设计之中环形槽内的水深h为0.8m，集水槽高0.9m，采用90o三角堰。①出水溢流堰的设计堰上水头：H1=0.05m（H2O）每个三角堰的流量Q为：3.6-28三角堰个数n1为：3.6-29三角堰的中心距（只是单侧出水）3.6-30（12）排泥装置的设计二沉池设置的是连续刮泥吸泥。本设计采用的是周边传动的刮泥机将泥刮到污泥斗。在二沉池的绗架上还设置有‰的污泥的流动槽，经过逐渐的渐缩后流出二沉池，采用逐渐的渐缩是为保证中心管内的污泥的流速不是太过于过大，以有利于气水分离。由于池径大于20m,采用的是：ZBG-35型周边传动的刮泥机，池径35m，周边线速3.2m/min，功率2.2kw。 （1）吸泥管的流量：二沉池排出的污泥流量按75%的回流比计算，那么它的回流量为：3.6-31本设计中的是拟用6个吸泥管，单个吸泥管流量Q为：3.6-32规范中的规定，吸泥管管径DN一般在150～600mm，选用，。3.6-33水力的损失的计算：以最远的一根虹吸管作为最不利点来考虑，管长4m，局部水头损失为：3.6-34沿程水损为：3.6-35（2）中心的排泥管的设计3.6-36取，则中心管选择DN600，1000。3.6-373.6-38污泥由槽底掉落至泥面m，槽内污泥的高度为m。那么，吸泥管水损为：3.6-393.7接触消毒池的设计和计算城市的处理的污水经过一级和二级处理后，水质大大的改善，细菌的含量已经大幅度的减少，但细菌的绝对值仍然比较大，繁殖率很高，并切存在病原菌的可能性比较高，为了防止可能对人类健康产生的危害和对于生态造成的严重污染，所以，在污水排入 河道和其他的不同水体前应该进行消毒[1]。3.7.1选择消毒剂现在，城市的污水处理厂中最常用的消毒剂仍然是液氯，另外还有次氯酸钠、二氧化氯、臭氧等等。紫外线消毒应用于大中型污水处理厂是近年刚刚兴起的[1]。在这其中液氯的消毒效果相当的可靠、投配设备十分简单、投量非常准确、价格很便宜。其他的消毒剂例如漂白粉等，投量不准确，溶解调制十分的不方便。同时，臭氧的投资比较大，成本特别高，设备管理相比其他的复杂。所以，目前液氯仍然是消毒剂首要必须的经济可行的选。本设计中，选用液态氯作为污水处理的消毒剂。但是，液氯消毒还会产生有害副产物物质，危害人的身体健康，已经广为人知，cl与水中的有机物发生化学反应作用，同时有，氧化和取代的作用，前者不但会促使去除有机物或者叫做降解有机物，但是后者则是cl与有机物不断相互的结合，cl取代后形成的卤化物是导致突变或致癌活性的罪魁祸首。所以，污水处理过程中的消毒：一是要控制好恰当的投剂液氯量，二是利用其他的消毒剂代替液态氯或者游离氯，来减少有害副产物的生成。消毒的设备应该按照连续工作的机理来设置。消毒设备的工作时间t、利用其他的消毒剂来代替液氯或游离氯，应以减少有害产物的生成。隔板21402502400图3.7-1消毒池草图3.7.2投加消毒剂的设计与计算（1加cl量的计算经过A/A/O法处理后的二级处理出水，采用的事液氯消毒，液氯的投加量为8.0mg/L每一天的加氯量为：3.7-1（2）投加氯的设备选择和计算 液氯经过转子真空加氯机投加进入，加氯机的设计6台，采用四用两备设计。每h的加氯量为：3.7-2设计中采用ZJ-2型转子真空加氯机。投氯量2-10kg/h。（2）消毒池设计计算用2个3廊式平流式接触消毒池，计算如下：1）池容积为3.7-3式中：V—单池容积，；t—时间，30min。2）池表面积为3.7-4式中：—有效水深，m，5.0m3）池长3.7-5式中：—廊道总长，m；—廊道单宽，m，设计中4m采用3廊道，池长为：3.7-6校核长宽比：3.7-74）池子高度 设计中超高为：，3.7-85）进水部分单个消毒池的进水管DN管径DN1000mm，v=1.3m/s。6）混合采用的事管道内部混合的方式，加氯的管线直接接入到接触消毒池的进水管，为了增强管道内的混合的效果，加氯点就后接管径为DN1000mm的静态混合器。7）出水的设计计算利用非淹没式的矩形薄壁堰来出流，设计的堰宽为4.0m，计算为：3.7-9出水的管道采用管径为DN800mm的管，将出水水送入巴氏计量槽，流速为1.3m/s。3.8巴氏计量槽的设计计算3.8.1选用的测量范围为0.25~1.8m³/s。设计中取喉宽为0.9mA1=0.5W+1.2A2=0.6mA3=0.9mB1=1.2W+0.48B2=W+0.3式中：A1-减缩部分，mW-喉部宽度，0.9mA2-喉部长度，mA3-减扩部分，mB1-上游渠道，mB1-下游渠道，m将W=0.9m，代入上面各式，有：A1=0.5*0.9+1.2=1.65mA2=0.6mA3=0.9mB1=1.2*0.9+0.48=1.56mB2=0.9+0.3=1.2m计量槽应当设置在渠道的直线段部分上，而且直线段的长度不应该小于渠道的宽度的8~10倍，在计量槽的上游部分，直线段的段长还不应该小于渠道宽度的2~3倍。当然，下游同样不能小于4.5倍。巴氏计量槽的上游的直线段的段长： L1=3B1=3*1.56=4.68m3.8-1巴氏计量槽的上游的直线段的段长：L2=5B2=5*1.2=6.0m3.8-2计量槽的总长：L=L1+A1+A2+A3+L2=1.65+0.6+0.9+4.68+6=13.83m3.8-3设计水位：b=0.9mQ=2.152H^1.5663.8-4H=0.78m管渠的水力部分的计算：上游渠道：过水断面A:A=B1*H1=1.56*0.78=1.36m3.8-5湿周：X=B1+2H1=1.56+2*0.78=3.18m水力半径R：R=A/X=1.36/3.18=0.39m3.8-6流速v：v=Q/A=1.45/1.22=1.20m/s水力坡度i:i=0.73%。下游渠道的计算部分：过水断面A:A=B2*H2=1.21*0.55=0.66m3.8-7湿周：X=B2+2H2=1.2+2*0.55=2.3m3.8-8水力半径R：R=A/X=0.66/2.3=0.30m3.8-9流速v：v=Q/A=1.45/0.66=2.2m/s3.8-10水力坡度i:i=4.07%。3.8.2出水管利用的是重力流钢筋混凝土管道，流量1.45m³/s，管径DN1100mm，坡度2.3%。，管道流速1.63m/s。 第四章污泥处理污水的处理中分离或者截留的固体物质叫做污泥。污泥作为污水处理的副产物，通常一般都含有相当大量的有毒、有害或者对环境产生非常的负面影响的物质，必须妥善进行处置，不然将造成二次污染。污泥中含有的固体物质可能是早就已经存在的，比如各种沉淀池中沉淀下来的悬浮物质；并且也可能是在污水的处理过程中转化而形成的，例如在生物处理和化学处理过程中，由溶解性物质和胶体转化而来的絮体和悬浮物；还极有可能是污水处理中投加的化学药剂带来的。当污泥中所含固体物质以有机物BOD为主时称为污泥；反之，以无机物为主时则称为泥渣[6]。4.1污泥的来源下表1-1为污水处理厂污泥固体的组成。表4.1-1城镇污水处理厂污泥固体的典型组成[6]单位：%组分初沉污泥消化污泥剩余污泥范围典型值范围典型值范围总固体5~962~540.8~1.2挥发性固体60~806530~604059~88油脂6~30—5~2018—蛋白质20~302515~201832~41纤维素8~15108~1510—N1.5~42.51.6~3.032.4~5.0P2O50.8~2.81.61.5~4.02.52.8~11K2O0~10.40~3.010.5~0.74.1.1污泥的来源污水的来源决定了污泥的性质和组成，同时和污水处理工艺还有密切的关系。按污水处理工艺的不同，污泥可分为以下几种： 1）、初沉污泥：来自污水处理的初沉池。2）、剩余污泥：来自污水生物处理的二沉池。3）、消化污泥：经过厌氧消化或好氧消化处理后的污泥。4）、化学污泥：用混凝、化学沉淀等化学方法处理污水时所产生的污泥。除了以上的污泥外，污水厂排出的污泥中就包括栅渣和沉砂池的沉砂。栅渣经常呈现垃圾状，沉砂池沉渣中的密度较大的无机颗粒含量比较高，所以这两部分一般都是作为垃圾处理的。初沉池污泥有病原体和重金属化合物等等。二沉池污泥基一般情况来说就是微生物机体，含水率较高，数量很多，更加需要注意。这两者在处置前常常需要处理，目的在于：降低污泥的含水率，使它的状态由流态变为固态，同时减少其数量；稳定污泥中含有的有机物，使其不很轻便的就腐化，避免它们对环境造成二次污染危害[6]。4.1.2污泥所特有的性质（1）、污泥中固体总固体包括溶解物质和不溶解物质两部分。前称溶解固体，后称悬浮固体。总固体，溶解固体以及悬浮固体，又可以根据它其中所含有的有机物的含量，分类为稳定性固体和挥发性固体[6]。（2）、污泥组分污泥固体的组成跟污泥的来源息息有关，例如来自城污水厂的污泥固体主要成分是蛋白质、纤维素、油脂、N、P等；来自于金属处理厂的污水含有的污泥固体组很大一部分是各种金属OH化物或者O化物。污泥固体组成的差异，污泥性质也就存在着差异，与这个相对应的处理和处置方法也就有很大的不同。4.1.3污泥处理目标（1）处理目标污泥处理的目的是减少泥量并稳定，方便污泥的运输和处置。（2）处理的原则1）、污水的污泥，应该按照地区经济条件和环境条件适当减量、稳定和无害处置，并要求逐步提升资源化的配置程度。2）、污泥的处置包括用肥料、建材、燃料和填埋等，污泥的处理运用的流程应根据污泥的最终处置来决定。3）、污泥作为肥料时，其中含有的有毒有害物质含量必须要求符合国家现行标准的规定。4）、污泥处理构筑物不应当少于2个，而且应该按照同时工作来设计。污泥脱水机械也可考虑一台备用。5）、污泥处理过程中诞生的的泥水应该考虑返回污水处理构筑物进行进一步的处理。污泥处理过程中产生的臭气，也应该进行收集后进行适当的处理。4.1.4污泥泵房（1）计算集泥池1）、回流污泥量Q：4.1-1剩余污泥量为：总污泥量为： 4.1-2本设计选3台，2用1备，泵；3台，2用1备，剩余污泥泵。单台回流泵的流量为：4.1-3单台剩余污泥泵的流量为：4.1-4集泥池容积V按照不小于一台泵，回流泵5min出水量来计：4.1-5水深设为集泥池的面积为：4.1-6尺寸为：m（2）、选择污泥泵1）、回流污泥泵选用的是500QW2650-24-250型的潜污泵，单台提升能力2650m3/h，杨程24m，转速n=740r/min，功率N=250kW，出口直径为500mm。2)、剩余污泥泵选用100QW70-22-11型的潜水排污泵，单台提升能力70m3/h，杨程22m，转速n=1430r/min，功率N=3kW，效率为72.3%，出口直径为100mm。4.1.3贮泥池（1）贮泥池的用处为：1）、调泥量；2）、投加药剂。（2）贮泥池的计算：4.1-7本设计设计1座贮泥池，贮泥池设计成为竖流式的沉淀池的构造。1）、容积为：4.1-8式中：—时间，一般。取，设计容积：4.1-9 4.1-10式中：—设计容积，；—边长，；—污泥斗底边长，；—有效水深，；—污泥斗高，；—污泥斗倾角，一般采用。取，，，污泥斗底为方形，边长为，则：4.1-114.1-122）、高度计算4.1-13式中：—贮超高，。取，则：3）、管道部分的设计设的吸泥管总共合计两根。4.1.4加药间的设计（1）调理污泥浓缩脱水前必须需要通过物理化学作用，改变从而提高污泥的脱水性能，该操作一般也称之为污泥的调理作用。通过这一类的调理可改变污泥一定的内部的组织结构，减小污泥相互之间的黏性，降低污泥外表面的比阻，从而达到改变以及提高污泥脱水性能的目的。污泥经过适当的调理后，不仅它的脱水压力可一大大的比以前下降减小很多，而且脱水后的污泥的综合含水率同样可以大大降低。污泥的调理分类为化学调理和物理调理两个类别。化学调理是通过向污泥中加入各种各样的絮凝剂，使污泥中含有的的细小颗粒形成肉眼可见的比较大的絮体并切释放内部的吸附水，因此达到提高污泥的脱水性能的目的。 调理所使用的各类物理化学药剂分为无机调理剂和有机调理剂。无机化学调理剂分为铁盐、铝盐以及石灰等；有机的化学的调理剂主要分为聚丙烯酰胺等。一般来说无机调理剂价格相对比较低廉，但会增加污泥量，并且对于污泥的PH也对调理的效果产生影响比较大；但是有机之类的调理剂则与之相反[6]。综合上面所讲的那些来说，本设计采用聚丙烯酰胺来当作污泥有机调理剂。（2）、计算：1）、脱水后污泥量为：4.1-14式中：P2—脱水后含水率，取75%。则：4.1-15脱水后干污泥重量为：2）、加药量计算本设计中，用离心机脱水，聚丙烯酰胺絮作为调节剂，用量一般按照混合污水污泥投加量按干污泥的进行计算，取。则：。4.1-163）、溶药设备溶药罐容积V：4.1-17式中：—容积，；—次数；—个数；—药剂浓度，一般采用。取n=1次，N=2个，b=1%，则：4.1-18运用的是JYB型-玻璃钢溶药罐，它的外形尺寸为：，容积为：3.768m3，容积为：4.1-19设计2个溶解池：4.1-20 净尺寸为：。聚丙烯酰胺水溶性比较困难，一般水解的时间较长，取聚丙烯酰胺的水解时间为24h来计算。4）、搅拌装置：按1m³功率计算，所需功率为：4.1-21总效率，采用0.75，传动效率，采用0.8，则所需电动机功率为：4.1-225)、加药泵：选用4台，溶药罐、溶解池分别设置2台，型号：50PWF，电机功率：1.1kW。6）、空气净化装置：污泥脱水过程中一般都会有特别难闻的臭味产生，设计中采用生物炭滤床的过滤方式对空气进行净化处理。设计3组过滤空气的空气净化器，以及在每台离心机机器的上部设置集气罩，通过通风机将脱水过程中产生的臭气送入过滤空气的净化器。4.1.5设计脱水车间（1）污泥的浓缩处理本设计污水的处理过程中一般所产生的污泥，经常是是带有水的小一点颗粒或絮状的很疏松状的结构。浓缩的目的是最大程度的缩小污泥的体积，为方便后续的单元操作提供便利，一般是分为重力浓缩、离心浓缩、和气浮浓缩。污泥浓缩的技术分类的界限大致为：含水率可降至97%~98%，初沉污泥可降至90%~92%[6]。（2）污泥的脱水处置污泥含水率被人为的降低到80%以下的操作叫做为脱水。脱水后的污泥一般会具有固体的特性，例如成泥块状，能搬运装车运输，以利于最终的处置与利用。脱水的方法很多种，分为自然脱水和机械脱水。自然脱水的方法主要为干化，它的外力为自然力，包括自然蒸发、渗透等；机械脱水的方法同样分为真空过滤、压滤、离心脱水等，所使用的外力为京城被叫做机械力，譬如压力、离心力等。本设计中选用的事离心过滤机，它的优势在于它的设备型号较小、设备利用的效率高、分离固体和水分的能力强、操作人员的操作环境条件好[6]。（3）离心浓缩脱水法：离心浓缩脱水法是通过运用重力和离心力达到浓缩脱水的目的。离心浓缩时对于被浓缩的污泥固体的密度和浓度没有其他的特殊要求，浓缩的程度主要直接与离心机内筒直径D及转速r有直接的关系。这个方法效率比较高、相对于其他的时间短、而且设备的占地面积少，同样卫生条件好，缺点就是费用较高[6]。（4）、离心机：优点是设备小、效率高、分离能力强、操作条件好；缺点是制造设备的工艺要求太高、设备易磨损、对污泥的预处理要求较高，而且只能使用高分子聚合电解质来作为调理剂[1]。（5）浓缩脱水机选型：根据《设计手册》附录，设计6台离心机，4用2备，选择的机器 型号为NYTJ-2000型浓缩压榨一体化污泥脱水机。单机处理2000m3/h。尺寸为：L*W=2900mm*2460mm，高H为2880mm[6]。（6)、在污泥脱水前必须要将污泥进行调整和调理，改善并且促进以及提高污泥的脱水性能。一般的调理调节的主要方法应该是投加絮凝剂，一般京城采用高分子作为絮凝剂。（7)、设计的原则1）、污泥的机械脱水的设计运用，应符合下列要求：①机械的类型，应按照符合污泥的脱水性质和脱水要求，经过技术经济反复比较方案对比之后选用；②进入脱水机前的含水率P一般≤98%；③经过消化之后的消化污泥，可一根据污水处理设计的性质和经济效益，经济允许的话，考虑在脱水前淘洗；④脱水后的污泥应该考虑设置污泥堆场或在污泥料的仓贮存，建设的污泥堆场或污泥料仓的容量应该按照并且根据污泥的出路和当地的运输条件等确定；⑤脱水间必须设置通风换气设施。每小时的换气次数≥6次。污泥在脱水前，应加药调理。污泥的加药处理应符合一下各项要求：⑥选用的药剂的种类应该根据性质和排出出路等选用，投加的药剂量英爱按照以往的试验资料或者类似的运行经验加以确定；⑦污、泥加药后，应立即马上进行混合反应，并立马输送进入脱水机。泥饼的含水率一般为75～80%。2）、离心机的设计，应满足下列要求：①脱水负荷应当按照之前的试验资料或运行经验来确定，污水、污泥可按表4.1-2取值。表4.1-2污泥负荷脱水单位：kg/（m·h）污泥的类别初沉的污泥消化的污泥混合的污泥混合消化的污泥污泥脱水负荷250300150200②设置冲洗泵，它的压力大一般采用0.4～0.6MPa，它的流量Q依据5.5—11m3/[m·h]选取，应当至少多选择一台备用泵。 第五章污水厂平面布置根据《城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准》（GJ31—89），本次设计的污水处理厂处于第五档，而且为二级城镇污水处理厂。污水处理厂平面设计的目的和任务就是对各个单元的处理构筑物和辅助设施等的相对摆放的位置进行平面布置，分别包括污水处理构筑物与辅助性质的建筑物（譬如泵站、配水及回流污泥，剩余污泥井等），各种管线，再次一点的辅助建筑物（例如鼓风机房、办公楼、变电站等），以及道路，和绿化等[6]。平面布置应该包括：生产性的处理构筑物和泵房、控制室、化验室、办公楼、食堂、仓库、维修间、传达室等辅助性建筑物以及各种管、渠等的布置。办公楼设计为，宿舍设计为，控制室设计为，化验室设计为20。在厂区内的道路、照明、绿地。按照处理厂的污水处理规模大小，采用的比例绘制水厂平面图[2]。5.1平面布置的基本原则[6]（1)处理构筑物和生活、管理设施最好分别在不同的位置集中进行布置，它们的位置和朝向力求恰当合理，生活、管理设施均应该与处理构筑物保持一定远的距离。污水厂的功能分区最好明确，配置注意得当，一般可以按照生活区、污水处理区和污泥处理区进行设置。(2)处理构筑物应该按处理的流程顺序布置，应充分利用当地的原有地形地势，尽量做到土方量保持平衡。构筑物相互之间的管线应尽量短捷，避免太过于迂回曲折，做到管道的水流通畅。（3）构筑物之间间隔的距离必须满足管线以及阀门的敷设施工的要求，并应经最大量的使操作运行简洁和检修方便快捷。对于设置的特殊构筑物（如消化池、贮气罐）跟其他建筑物间隔的距离，应该符合国家颁布的《建筑设计防火规范》（GB50016—2006）及地方现行防火规范的规定。（4)水厂内的雨水管、污水管、给水管、电气埋等管线应全面妥当安排，避免相互之间干扰，管道太过于复杂时就要考虑设置管道管廊进行隔开。（5）由于水厂万一发生事故和检修设备的需要，应设置处理构筑物的超越管、各 单元构筑物之间的超越管以及单元构筑物的放空管。并联运行的构筑物之间也应设达到均匀配水的装置，各处理系统间应考虑设置保障输送水安全的的连通管。（6）能释放臭气和长生噪音的污泥处理构筑物（如集水及回流污泥剩余污泥井、污泥池）和次要的辅助建筑物（如鼓风机房）的布置，应注意它们对环境的不好影响。（7）设置经过构筑物和附属建筑物的通道，满足物品的运输、日常的操作和检修的需要。水厂内的绿化面积一般不小于全厂总面积的30%。对于需要分期建设的项目，应充分的考虑近期与远期的合理布置，以便于分期建设。5.2平面布置5.2.1水处理流程布置处理水的流程布置应该符合根据当地原有的面积，尽量采用直线布置。直线布置的布置方式生产联络管线较短，水头损失最小，管理相当的方便，同时有利于日后扩建。5.2.2工艺平面布置按照功能，将污水处理厂布置分成三大区：1）、污水处理区：各污水处理设备组成，呈直线布置。包括：提升泵站、格栅井、沉砂池、A/A/O反应池、二沉池、消毒池、计量槽、鼓风机房，配电间等。2）、污泥处理区：在主导风下风向，污泥处理构筑物组成，呈直线布置。包括：污泥浓缩池、污泥泵房、贮泥池、污泥脱水机房等。3)、生活区：包括：办公楼、宿舍等，在主导风上风向。5.2.3管线布置管线布置主要有以下：1）、污水处理管道污水经提升泵站后，按照处理工艺流程经过处理构筑物后排入河中。2）污泥处理管道污泥主要是剩余污泥，剩余污泥按照处理后运出；回流污泥则按照管道进入A/A/O前端。3)排水管道排水管道包括各构筑物上清液、溢流管、放空管、各建筑物排水管、雨水管。对于雨水管，直接排放，然而其他的那些管线，这些管道里面的污水的污染物浓度很高，达不到排放标准，不能直接排放，收集后送入集水池继续进行污水处理。5.2.4道路布置1）主道路布置厂外与厂内办公楼连接的路为主厂道路，道宽10.0m，设双侧3m的人行道，并植树绿化。2）车行道布置各主要构筑物设置都要设置车行道，宽10.0m，呈环状布置。3）步行道布置对于没有物品、器材运输的建筑物，设步行道和主厂道或者车行道相连接。5.2.5绿化布置在大部分的地方进行绿化，绿化率30%。5.3高程布置水厂高程的任务是对各单处理与辅助设施等相对高程，作竖向的布置；通过计算相互确定各单处理物和泵站的高程，各单处理构筑物之间管渠的高程和各单处理构筑物的水面标 高，使污水沿处理流程在构筑物中间通畅地流动[6]。5.3.1布置原则[6]1）尽量重力流，少提升，低电耗，方便运行。一般污水经一次提升就能靠重力通过处理系统，中间一般不加压提升。2）应选择距离最长、水头损失最大的流程进行计算，并留余地，以免水头不够而涌水，影响正常运行。3）计算时，一般以近期流量作为设计流量；涉及远期流量的设施，按远期流量进行计算，并预留贮备水头。4）污水流程、污泥流程的配合，尽量减少污泥处理的提升，污泥处理排出的废水应重力流入集水井。5）、水厂出水管高程，应使最后的构筑物的出水能靠重力排出，不受水体顶托。6）设置调节池的污水厂，调节池宜半地下式或地下式，以达到一次提升的目的。5.3.2构筑物高程计算（1）污水处理高程计算污水厂水损主要包括：水流经各构筑物的水损；水流经连接前后两构筑物的水损，包括沿程水损与局部水损；水流经过量水设备的水损。由于各构筑物的水损较多，计算较繁琐，且在无具体资料，高程简化计。H水=h1+h2+h35.3-1式中：h1—沿程水损，m；h1为i*L，i为0.005；h2—局部水损，m，h2=h1·50%；h3—构筑物水损，m（2）各构筑物的水损计算1）消毒池H水=0.2m，则消毒池水面标高为：0.3+0.2=0.5m2）二沉池高程损失计算沿途L=50m，则：h1=iL=0.005×50=0.25m5.3-2h2=h1×0.5=0.13m取h30.45m则H=0.25+0.13+0.45=0.83m二沉池水面标高为：H=0.48+0.83=1.31m3）配水及污泥井高程损失计算L=10m，则：h1=iL=0.005×10=0.05m5.3-3h2=h1×0.5=0.03m取h30.1mH=0.05+0.03+0.1=0.18m配水及污泥井水面标高为：1.31+0.18=1.49m4）A2/O池高程损失计算L=60m，则： h1=iL=0.005×60=0.3m5.3-4h2=h1×0.5=0.2m取h30.6mH=h1+h2+h3=0.3+0.2+0.6=1.1mA2/O反应池水面相对标高为：1.49+1.1=2.59m5）沉砂池高程损失计算L=30m，则：h1=iL=0.005×30=0.2m5.3-5h2=h1×0.5=0.1m取h30.2mH=h1+h2+h3=0.5m平流沉砂池水面相对标高为：2.59+0.5=3.09m则泵的扬程至少为3.09+7+2=12.09m6）、细格栅高程损失L=10m，则：h1=iL=0.005×10=0.05m5.3-6h2=h1×0.5=0.03mh30.10mH=h1+h2+h3=0.05+0.03+0.10=0.18m细格栅的水面相对标高为：3.09+0.18=3.27m（2）管道水头损失在污水处理中，管水损主要沿程水损和局部水损。沿程水损按以下公式计算：5.3-7式中：hf—沿程水损，m；L—管长，m；R—水力半径，m；V—流速，m/s；C—谢才系数，用钢管，C为95。局部水损按以下公式计算：5.3-8式中：—局部阻力系数。（3）污泥处理高程计算1）、管道的水损 沿程损失按下式计算：5.3-9式中：CH—污泥浓度系数；D—管径，mm；L—管长，m。2）局部损失计算：5.3-10式中：v—流速，m/s；—局部阻力系数。 第三部分对比方案的相关计算第一章厌氧池+氧化沟法1.1厌氧池1.1.1设计参数时变化系数Kh为1.3~1.6，取1.3Q=Qmax/Kh=1.88/1.3=1.45m³/s=1450L/s1.1-1设置4座每座流量363L/s水力停留时间T=2hX为污泥浓度X=3g/L污泥回流浓度Xc=10g/L1.1.2厌氧池VV=Q*T=363*2*3600/10³=2613.6m³1.1-21.1.3厌氧池尺寸水深h=5m面积为A=V/h=2613.6/5=523㎡1.1-3直径为取D=26m1.1-4超高0.3m因此，池高H=5+0.3=5.3m1.1.4污泥回流量1回流比1.1-52污泥回流量1.1-61.2氧化沟1.2.1设计依据分类：卡鲁塞尔氧化沟，一体化氧化沟，T型和DE型氧化沟分析：卡鲁塞尔氧化沟处理效果非常好，因为它用倒伞型立式表曝机，搅拌能力强，传氧效率好，减少设备数量，方便管理，节能，有效水深≤4.2m，。充分应用了沟渠的椭圆形，能更有效的利用水流惯性，并且有推流效果。除BOD和NH4-N效果好。一体化氧化沟的优点：没了二沉池，面积小，污泥自动回流，管理方便，能耗少，投资成本少。缺点：一、固液分流器和氧化沟的一体化设计，导致出水水质，影响处理效果：二、对分离器的安装要求较高。T型氧化沟和DE型氧化沟属于交替运行，容积利用率低，占地面积增大， 但是脱N除P效果更好。综合考虑，选择卡鲁塞尔氧化沟。本设计采用卡鲁塞尔2000型氧化沟，除BOD和COD，并且脱N除P效果不错，使出水NH4-N符合标准要求。设计水量为最高日平均时Q=1.45m³/s=12.5万m³/d=5208m³/h座数4座，总污泥龄12.5dMLSS=3500mg/L污泥产率系数Y=0.93KgSS/KgBOD曝气装置倒伞型立式表曝机曝气池内DO=1.5mg/L1.2.2设计参数（1）污泥龄7d＜θc＜20d，本设计θc=10d（2）使用曝气叶轮时沟深最大为5m，一般为4.5m，无初沉池取最小值，有初沉池取最大值。沟宽5~10m（3）出水位置设可调堰，控制水位，调节曝气叶轮淹没深度，改变曝气机功率在充氧，搅拌和推流方面的分配，从而达到最优水利条件和充氧效率。（4）没有表曝机的位置，设置导流墙。改善流态，防止沉淀。（5）设计中用到的表表1.2-1反硝化设计参数表（10°~20°）反硝化工艺设缺氧区的反硝化间歇或同步反硝化VD/V（θCd/θC）Kde（kgNO3/kgBOD）0.200.110.060.300.130.090.400.140.120.500.150.15注：V—氧化沟总容积（m3）；VD—缺氧池容积（m3）；θCd—反硝化泥龄（d）。表1.2-2活性污泥工艺θc（T=10°）单位：d处理目标污水处理厂规模BODT≤1200kg/dBODT≥6000kg/d最小泥龄建议泥龄最小泥龄建议泥龄VD/V=0.212.513.81011.3VD/V=0.314.315.711.412.9VD/V=0.416.718.313.315VD/V=0.520221618表1.2-3反应池MLSS表处理目标MLSS(kg/m3)有初沉池无初沉池 无硝化2.0～3.03.0～4.0有硝化（和反硝化）2.5～3.53.5～4.5污泥稳定4.5表1.2-4BOD负荷系数表泥龄θC（d）468101525波动系数fc1.31.251.21.21.151.1表1.2-5SVI值表处理目标SVI（mg/L）含有利的工业废水含不利的工艺废水无硝化100～150120～180有硝化（和反硝化）100～150120～180污泥稳定75～120120～1501.2.3设计计算（1)确定污泥龄θc取消化θc=10d1.2-1则N0=28-0.05*（250-20）-5=11.5mg/L式中：N0-------反硝化的N，mg/L；N---------进水总N，mg/L；S0---------------进水BOD，mg/L；Se-----------出水BOD，mg/L；Kde=No/So=11.5/250=0.051.2-2近似有：1.2-3则，泥龄1.2-4式中：V—总容积（m3）；VD—缺氧池V（m3）；θCd—反硝化θc（d）；θCO—硝化θc（d）；θC—总θc（d）。缺氧θc为1.2-5 （2）产率系数Y1.2-6=0.93KgSS/KgBOD式中：CODO/S0≤2.2，本设计中CODO/S0=70/350=1.96≤2.2，可用此公式。K—修正系数，取0.9；X0—进水悬浮物浓度，mg/L；校验L：1.2-7=0.054（3)污泥浓度为了污泥稳定，X取3.5g/L用污泥R复核。取污泥指数120mg/L，因为有反硝化，故浓缩时间TE=2h回流污泥浓度1.2-8(4)好氧沟容积1.2-9=24*5208*10*0.93*230/3500=76388m³(5)缺氧沟容积1.2-10=24*52508*2.5*0.93*230/3500=19097m³(6)总池容V=76388+19097=95485m³ 好氧沟部分占据0.8，缺氧沟有0.2部分。水力停留时间T为：1.2-11(7)需氧量的计算本设计有4座氧化沟单座氧化沟最大水量Q=12.5*10000/4=1.3*10³m³/h设计水温t=25°，θc=4h，除去含C有机物。单位耗氧量1）去除BOD量1.2-12=1.1135*25000*230/1000=266.78Kg/h2）被消化的NH4-N1.2-13=24*1300*（25-0.05*230-2）/1000=14.95Kg/h3)被反消化的NaNO31.2-14=249.6Kg/d=10.4Kg/d4)实际需氧量AOR1.2-15=1.07*266.78+4.75*14.95-2.86*10.4=326.72KgO2/h5)单位耗氧量1.2-166)需氧量修正系数1.2-177)标准需氧量SOR 1.2-18(8)计算剩余污泥量氧化沟的剩余污泥量1.2-191.2-20回流污泥量QR=0.91*120000109200m³/d=4500m³/h(9)曝气设备的选择与计算选用DSB-3750型倒伞叶轮表面曝气机，其各项参数见下表。表1.2-6DSB-3750型倒伞叶轮表面曝气机叶轮直径/mm动力效率/kgO2-1·kW-1·h-1电机功率/kW充氧量/kg·h-1叶轮转速/r·min-137501.9113225230单座氧化沟需要n个，则n=Ro/252=448.63/252=1.78，n取3；2用1备(10)沟渠设计座数：4有效水深：5m单座氧化沟廊道：4廊道宽：10m每一个部分的尺寸计算：1.2-211.2-22单座氧化沟的沟长L：L=Fi/B=477m1.2-23在每一座好氧沟和缺氧沟的分隔处均有两个半圆弧，占用了池子的容积，这个被占用的池容折算成直线段，按3m计算，则，每座氧化沟沟渠总长度为：477+3=480m弯道长度为：L1=3*0.5*3.14*10+0.5*3.14*30=94.2m1.2-24直线段部分长：L2=L-L1=480-94.2=385.8m1.2-25单沟直线段部分总长：，取97m1.2-26 氧化沟总长L=97+10+20=127m设计壁宽0.5m，则，总池宽B=40+5×0.5=42.5m1.2-27缺氧沟沟长：缺氧沟占全部容积的0.2，弧形隔墙折算为直线段长3m,应该为缺和好氧沟分别1.5m，故缺氧沟沟长为：1.2-28其中一个小弯为1.2-29直线段部分的长度为：1.2-30单沟直线段部分的长：1.2-31缺氧区设置水下搅拌器，按3～8W/m3的池子容积，选用电机。1)单座氧化沟的缺氧区1.2-322)所需电机功率为：1.2-33选用QT-15型潜水推流器，其各项参数见下表表1.2-7QT-15型潜水推流器螺旋桨直径/mm转速/r·min-1功率/kW距池底高度H/mm250030151500 第二章氧化沟法的污泥处理方案2.2.1污泥泵房的设计本设计污泥泵房2座，分别设置在6座沉淀池的之间，每一个泵房必须接收包括二沉池的回流污泥以及剩余污泥。（1）设计参数污泥回流比：一般为，泵房按计；设计回流污泥：10万m3/d；剩余污泥[13]：3662m3/d。（2）选泵回流污泥以及剩余污泥排放全部都是独立运行，便于操作人员的操作。回流泵6台，4用2备，型号250QW700-11型潜水排污泵[14]。剩余污泥泵4台，2用2备，型号250QW100-11型潜污泵。表4.2-1250QW-700-11型潜水排污泵流量/(m3/h)扬程/m转速/(r/min)功率/kW70011145022（3）集泥池1）容积单台泵最大Q的的出流量[15]，则容积2.1-1想到设计中的每一个的集泥池中都要安装台潜污泵泵（台回流泵，台剩余污泥泵），因此设置为集泥池容积V为100m3。2）面积有效水深取，则面积F1取30㎡2.1-2长取，则宽度B2.1-3尺寸为集泥池的应该设计的底部保护水泵的水深为，则实际水深为。3）泵安装及放置潜污泵直接放置在集水池里边内，经过反复的核算集水池面积F相当的满足潜污泵的安装设计要求。潜污泵的检查维修之类的采用移动吊架完成。2.2.2污泥浓缩池它仅仅处理剩余活性污泥。 （1）设计参数流量QQw=2233m3；污泥浓度CC=6g/L；含水率95%时间T；固体通量M=30kf/(m2；数量1座圆形辐流式。(2)设计计算1）面积2.2-12）直径，取30m。2.2-23）总高工作高h12.2-3超高为0.3m，缓冲层高=0.3m，则总高为2.2-44）污泥的体积浓缩前含水率99.5%，浓缩后含水率95%，则每d产生污泥的体积2.2-5设计按照2h贮泥计算泥量[11]，则贮泥区容积2.2-65）泥斗的容积V上部直径为4.0m，下部直径为2.0m，倾角。2.2-7容积 2.2-8设池底坡度为i=0.1，池底坡降为：2.2-9因此，池底可贮泥容积V4：2.2-10所以，总贮泥容积Vw为：（满足要求）2.2-116）总高度2.2-127）浓缩设备的选型本设计设计选用型，单周边传动中心支墩式刮泥机，并且刮泥机上还配置栅条以利于刮泥机的运行和污泥的浓缩处理[14]。其性能参数见下表2.2-2。表2.2-2NG22-35C型浓缩池刮泥机池径/m池深/m周边线速度/m·min-1驱动功率/kW2.2.3贮泥池的设计（1）剩余污泥量剩余污泥366.3，含水率P95%。（2）容积设计贮泥周期1d[16]，则容积2.2-13（3）尺寸取池深H为4m，则面积取92㎡2.2-14设计圆形贮泥池1座，直径D=11m。储泥池的平面尺寸为D×H=11m×4m4）搅拌设备选择为了避免污泥在贮泥池贮存时沉淀，所以在贮泥池中设置搅拌设备。设有型平浆式搅拌机1台，功率。其性能参数见下表4.2-3. 表2.2-3PJ-750型平浆式搅拌机叶轮直径/mm功率/kW尺寸/mm浆叶底距池底高/mm2.2.4脱水机房（1）压滤机过滤Q366.3设4台压滤机，3用1备，每台/d工作运行18h[17]，则每台压滤机工作的Q2.2-15本设计选择的是DY1500型带式压滤脱水机，其主要参数见表2.2-4.表2.2-4DY1500型带式压滤脱水机处理能力/滤带清洗用水气压/MPa泥饼含水率/%宽度mm速度/m·min-1水量/水压/MPa5～7.517000.5～5<24>0.40.3～0.665～85（2）加药量计算流量Q366.3；有机絮凝剂PAM；投加量W按照干固体的0.4%计，即2.2-16（3）设备的选择单个溶药池中均应该设置有JB-Ⅱ-2.0-0.75型搅拌机分别有1台。详细的参数见下表2.2-5。表2.2-5JB-Ⅱ-2.0-0.75型搅拌机的技术参数规格电机功率/kW叶轮转速/r·min-1叶轮直径/mmФ1800×20000.751606002.2.5配水井污水处理厂里边的污水处理构筑物一般都是建成2座以上，而且是并联运行的，配水是否均匀，成为一个特别重要问题。构筑物的配水方式可以利用明渠或者暗管，构筑物的个数最好不要超过4座，否则，会导致层次过多，以及管线占地过大。值得一提的是构筑物的配水形式一般要求要完对称；在场地的拐弯和狭窄处，也应该有配水。一般这种配水的形式采用较少，因为流量是时时刻刻都在变化的，水力计根本不可能是特别精确的，因此，配水一般情况下很难达到均匀；同事当污水厂的规模比较大时，污水处理的构筑物的数量很多，所以，一般采用配水渠道向构筑物的一侧进行配水的方式；在这种 状况下，因为配水渠道太过于长，渠中的水面坡降i可能很大，从而导致在渠道终端又可能出现壅水，这样看来的话，配水同样很难均匀。解决这类问题的办法就是适当的增大配水渠道的横过水断面，使过水渠道的水流流速小于0.3m/s，从而降低沿程水头损失，这样一来，渠中的水面坡降i极小，也就能够较易达到均匀配水的目的。同样的为了避免渠中出现污泥沉淀情况，可以在渠底设曝气管进行搅动。对于水量比较大的大中型污水厂，此种配水方式更为它们的水处理构筑物适用；例如，为了达到均匀配水的目的，辐流二沉池一般采用中心进水的配水井，中心配水井分为有无堰板两种，第一个水头损失较大，是它的配水均匀度较高；所有的为配水均匀而设置的设备的水头损失，可按照一般通用的水力学公式进行计算[19]。（1）进水管径进水管的设计流量为,当进水管DN为，查手册得知，（2）矩形宽顶堰水从配水井底中心经管道进入，经过等宽度堰溢流入个水斗，然后再由管道接到座后续的水处理构筑物，单个后续构筑物q为。配水井全部采用矩形宽顶溢流堰连接到配水管。1）堰上水头由于单个出水溢流堰的q为，一般经常设定为大于，就可以使用的是矩形堰，如果小于那么就要采用三角堰。所以，根据流量q本设计采用矩形堰，堰高取。流量2.2-17式中分别为：-流量，；-堰上水头，；堰宽，，取；流量系数，通常，取。2.2-18 2）堰顶厚度依照有关的试验和资料，当