100000m3d城市污水处理工程论文说明书大学学位论文.doc 91页

'密级：NANCHANGUNIVERSITY学士学位论文THESISOFBACHELOR（2007—2011年）题目100000m3/d城市污水处理工程设计学院：环境化学与工程学院系环境工程系专业班级：环境工程092班学生姓名：谭一新学号：5802109075指导教师：邵莉职称：讲师起讫日期：2013年2月21日—2013年6月8日 南昌大学学士学位论文原创性申明本人郑重申明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式表明。本人完全意识到本申明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权南昌大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密□。（请在以上相应方框内打“√”）作者签名：日期：导师签名：日期： 摘要88摘要100000m3/d城市污水水处理工程设计专业：环境工程学号：5802109075学生姓名：谭一新指导教师：邵莉摘要全球性水污染已经对人类生存和社会经济发展构成了越来越严重的威胁了，防止水环境的恶化，保护水资源，走可持续发展的道路已经成为人类共同追求的目标。当今世界，城市的建设正在高速发展，随着城市规模的不断扩大和人口的增加，人们日益追求一个整洁、卫生、舒适的环境，水环境污染也成了一个重要问题。随着我国经济的发展，人们生活水平的提高，人们对水质水量的要求也不断提高，要求排放水体的污水一定要经过处理。“环境保护”已经被我国定为一项基本国策，这是维持社会经济可持续发展必要组成部分。城市污水主要为生活污水和工业废水的混合污水。目前城市污水的排放已经造成对水环境生态系统的严重污染，做好城市污水的处理及再生利用的主要任务之一，解决城市污水对水环境污染的重要途径之一就是修建污水处理厂。经过比较之后，最终确定选用处理效果好、运行管理方便、改良型氧化沟工艺。该工艺中污水经过粗格栅、细格栅、曝气沉砂池的一级处理，进入氧化沟进行二级处理后，便可直接排入水体，省去了二沉池的设计，但考虑到扩建的可能，本设计设计了二沉池作为改进方案。关键词：城市污水；改良型氧化沟；脱氮除磷；污泥处理88 AbstractSomefactorytechnologicaldesignofthecitywastewatertreatmentAbstractGlobalpollutionofwaterhasbeenmoreandmoreseriousthreateninsocialeconomyandhumansurvival，preventwaterenvironmentfrombeingworse，protectwatersaucewalkthepathofsustainabledevelopmenthasbecomeourcommongoal.Now，theconstructionofthecityisdevelopingquickly，withthescalebecomingbiggerandbiggerandtheincreasingpopulation，peopleareseekingofacleanandtidyandcomfortableenvironment，waterpollutionhavebecomeaimportantproblem。Withhedevelopmentoftheeconomy，thestandardsofourlifearehigher。Peopledemandforwaterisincreasing，requiringthedischargewatermustbeprocessed.“protecttheenvironment”havebeenpositionedabasicnationalpolicy，thisisthenecessarypartofmaintainingsocialandeconomicsustainabledevelopment.Citysewageismainlyhybridsewageofthelivingsewageandindustrialwastewater.Theemissionsofcitysewagehasalreadyresultedintotheseriouspollutionofwaterenvironmentalecologysystemcurrently，processingandrebornexploitationwhichworkwellcitysewageareoneofthemainmissionses，andoneoftheimportantpathswhichsolvescitysewagetothewaterpollutionoftheenvironmentistobuildwastewatertreatmentfactory.Throughacomparison，endassurancechooseanusereasoneffective，circulatemanagementconvenience，investmentprovinceofthreeditchtypesetoxidizeaditchcraft.Sewagethroughthickgrid，thinspacegrid，Puspiritsinksthesandaclassofthepondprocessingafter，thencandirectlylineupintowaterbody，theprovincewenttotwosinkthedesignofpond，butinconsiderationofextensionofpossibility，thisdesigndesignedtwosinkpondastoimproveaproject.KeyWords：Citysewage；oxidizeditch；Takeoffnitrogeninadditiontophosphorus；Handlesewagesludge.88 目录目录摘要IAbstractII前言1第一章概述21.1设计目的及意义21.2设计依据及原则31.2.1设计依据31.2.2设计原则31.3设计要求41.3.1设计说明书与计算书41.3.2设计图纸4第二章方案论证及工艺流程的确定52.1项目概况52.1.1废水来源52.1.3设计规模62.1.4进水水质62.1.5废水处理目标62.1.6污泥处理目标62.2污水处理设计原则72.3处理方案选择原则72.4污水处理工艺的比较与选择82.4.1一级处理82.4.2二级处理92.4.3三级处理142.5工艺选择152.6主要构筑物及工艺说明172.6.1格栅172.6.2提升泵房182.6.3沉砂池182.6.4配水槽192.6.5厌氧池202.6.6氧化沟202.6.7沉淀池222.6.8接触消毒池232.6.9计量槽232.6.10污泥井232.6.11污泥浓缩池242.6.12污泥消化池242.6.13带式压滤机25第三章污水处理厂总体布置263.1总平面布置原则263.2管线设计2688 目录3.3高程布置273.3.1布置原则273.3.2各构筑物及设备的高程273.4施工要求28第四章经济分析294.1估算范围及估算依据294.1.1估算范围294.1.2编制依据294.2工程总投资294.3经营费管理30第五章主要处理构筑物计算315.1粗格栅315.1.1设计参数315.1.2格栅尺寸计算：315.2污水泵房的设计335.2.1一般规定335.2.2选泵345.2.3泵房值班室、控制室及配电间355.3细格栅355.3.1设计参数355.3.2格栅尺寸计算：355.4沉砂池385.4.1设计依参数385.4.2具体计算395.4.3附属设备选型415.5配水槽425.5.1设计参数425.5.2设计计算425.6前置厌氧卡鲁赛尔氧化沟425.6.1厌氧池425.6.2氧化沟435.7二沉池495.7.1设计参数495.7.2设计尺寸495.7.3刮泥设备535.8接触消毒池535.8.1设计参数535.8.2设计计算535.9计量槽54第六章污泥处理系统556.1污泥量的计算556.2污泥泵房556.2.1回流污泥泵房556.2.2剩余污泥泵房5588 目录6.3污泥浓缩池566.3.1设计参数566.3.2设计计算566.4污泥消化池586.4.1设计参数586.4.2设计计算586.5脱水机房596.5.1设计参数606.5.2设计计算606.5.3设备选型61第七章高程计算637.1管道的选择637.1.1管道材质的选择637.1.2管道管径的选择637.2高程流程水力计算657.2.1污水高程水力计算657.2.2高程确定707.3污泥高程水力计算727.3.1各构筑物的水头损失737.3.2管渠水力计算737.3.3高程确定74第八章工程概算768.1估算范围及估算依据768.1.1估算范围768.1.2编制依据768.2固定资产投资768.2.1土建投资768.2.2设备投资778.3工程总投资798.4经营费管理798.4.1电费798.4.2工资福利798.4.3药剂费808.4.4折旧提存费808.4.5检修维护费808.5.6运行成本80致谢81参考文献8288 目录前言全球性水污染已经对人类生存和和社会经济发展构成越来越严重的威胁，防止水环境的恶化，保护水资源，走可持续发展的道路已经成为人类共同追求的目标。由于人口的快速增长、社会经济的不断发展，不仅对用水的需求量大大增加，而且污水的排放量亦与日俱增，从而使人类面临着更加紧迫的水量型和水质型水资源不足的问题。我国正在加快城市化进程的步伐，西部大开发又为城市化提供了一个良好的发展机会。但是水资源短缺和水污染严重是制约发展的重要因素。为了遏制水污染，恢复水环境的良好质量，应该积极地推广先进的污水处理技术，积极建设城市污水处理厂，并且采用科学的，先进的方法进行运行管理。为了促进我国水环境保护事业的发展，加快城市污水处理厂的建设速度，提高污水处理的质量和效率，大力培训技术力量，提高上岗技术人员和管理决策人员的技术水平。我国是一个水资源匮乏的国家，总量不足，时空分布不均匀。近二十年来，随着我国经济连续高速增长，水污染问题日趋严重。尽管最近几年我国政府已经加大了污水处理的投资力度，在污水处理方面有了长足的发展，研究出许多污水处理工艺、新技术，并且新建了几百座城市污水处理厂，提高了我国污水处理的总体水平，缓解了一些污染状况，但是不可否认的是，水环境染所造成的水危机已经严重制约了国民经济的发展，影响了人民生活水平的提高。本次设计采用的是前置厌氧氧化沟工艺，工艺的具有处理流程简单，操作管理方便，出水水质好，工艺可靠性强，基建费用低，运行费用低等特点。88 第一章概述第一章概述1.1设计目的及意义水是经济发展和社会可持续发展的一个重要因素。随着城市规模的扩大和人口的增加，水环境污染成了一大难题。城市污水是目前江河湖泊水域污染的重要因素，是制约许多城市可持续发展的主要原因之一，“环境保护”是我国的基本国策，中国可持续发展的战略与对策制定的2000年治理目标，要求城市污水集中处理率达到20%。城市污水的大量排放以及落后的污水处理系统，造成水资源环境的恶性循环，因此，我们应该清醒地看到，城市水环境治理和水资源再生利用工程建设刻不容缓。城市污水是指通过各种排污管道收集的所有排水，包括生活污水、工业污水、合流制污水以及城市融雪和雨水，总之是一种混合污水，具体讲，分为两种类型，生活污水和工业污水。生活污水是人们日常生活中产生的各种污水的总称，其中包括厨房、浴室等排出的污水和厕所排出的含粪便污水等，除家庭生活污水外，还有各种集体单位和公用事业等排出的污水，未经过处理的生活污水会造成水体污染，随着人口的快速增长和城市化进程的加快，城市生活污水的排放量剧增，所以生活污水对水体的影响亦随着剧增。由于工业的迅速发展，工业废水的排放量很大，工业废水的特点是量大，成分复杂，难处理，不易降解和净化，危害性较大，总的来说具有如下几个特点：①悬浮物含量高，可达100-30000mg/L；②生化需氧量高，可达到200-5000mg/L；③酸、碱度变化大，PH低至2，高至13；④温度高，可高达40℃，造成热污染；⑤易燃，因常含低沸点的挥发性液体，如汽油等依然污染物易着火成水面火灾；⑥多种多样有毒有害成分如油、农药等。城市污水的主要污染主要分为病原物污染，需氧有机物污染，富营养化污染，恶臭污染，酸、碱、盐污染，地下水硬度升高，有毒物质污染等七种。人喝了被污染的水或吃了被水体污染的食物，就会对健康带来危害，因污染物排入水体后，水生动物、植物就会慢慢对其吸收并在物体内有所积累，如果是急性中毒则会使生物很快死亡，这会引起人们注意，但是在很多情况下水体中的中毒是慢性的，往往不能被人所注意，如果人吃了这些食物，会使毒物在人体内进一步积累，长期下去人们得病则属必然。88 第一章概述我国的城市污水处理相对于国外发达国家、起步较晚，目前城市污水处理率只有6.7%。在我们大力引起国外先进技术、设备、经验的同时，必须结合我国发展，尤其是当地实际情况，探索适合我国实际的城市污水处理系统。1.2设计依据及原则1.2.1设计依据《城镇污水厂污染物排放标准》（GB3838-2002）中一级B标准；《室外排水设计规范》(GB50014-2006)；《给水排水设计手册》(北京市设计院)；《给水排水工程构筑物结构设计规范》(GB50069-2002)；《三废处理工程技术手册》废水卷(化学工业出版社)；《给水排水管道工程施工及验收规范》(GB50268-97)；《工业金属管道工程施工及验收规范》(GB50235-97)；《给水排水制图标准》(GBT50106-2001)；《中华人民共和国污染防治法》；现行有效的有关建筑设计规范和规程、地方规定；同行业的废水处理现状；废水处理站现场踏勘资料。1.2.2设计原则污水处理工程设计过程当中应遵循下列原则：1）污水处理工艺技术方案，达到治理要求的前提下应优先选择投资和运行费用少、运行管理简便的工艺；2）所用污水、污泥处理技术和其他技术不仅要求先进，更要求成熟可靠；3）和污水处理厂配套的厂外工程应同时建设，以使污水处理厂尽快完全发挥效益；4）污水处理厂出水应尽可能回用，以缓解城市严重缺水问题；5）污泥及浮渣处理应尽量完善，消除二次污染；6）尽量减少工程用地。88 第一章概述1.3设计要求1.3.1设计说明书与计算书①水量、水质和污水处理度的确定；②方案对比论证和工艺流程确定；③各构筑物的设计计算；④厂区总平面布置说明和高程计算；⑤工程概算：劳动定员和投资概算。1.3.2设计图纸①工艺管道及仪表流程图：1张；②总平面布置图：1张；③高程布置图：1张；④管道布置图：1张；⑤单体构筑物图：2~3张。88 第二章方案论证及工艺流程的确定第二章方案论证及工艺流程的确定2.1项目概况2.1.1废水来源城市污水主要是分为生活污水和工业废水。其中生活污水主要是城市机关、学校和居民在日常生活中产生的废水，包括厕所粪尿、洗衣洗澡水、厨房等家庭排水以及商业、医院和游乐场的排水等；工业废水按工业企业加工对象分为冶金废水、造纸废水、炼焦废水、金属酸洗废水、化学肥料废水、组织印染废水、染料废水、制革废水、农药废水和电站废水等。2.1.2废水特点88 第二章方案论证及工艺流程的确定城市污水的性质特征主要与以下几个因素密切相关：人们的生活习惯、气候条件、生活污水与生产污水所占比例及所采用的哦爱书体制。城市污水的性质主要是分为物理性质、化学性质及生物性质，表示为性质的主要指标有温度、色度、固体含量及泡沫等。污水的化学性质指标有无机物指标和有机物指标，其中，无机物指标主要是酸碱度、氮磷及重金属离子；有机物污染指标有化学需氧量和生化需氧量及总需氧量、总有机碳等等。污水的生物指标有大肠菌群数、病毒及细菌总数。城市污水主要包括生活污水和工业污水，由城市管网汇集并输送到污水处理厂进行处理。其中生活污水的主要特点是可生化性好，氮磷浓度较高，含有病原体，总体污染物浓度不是很高，COD、BOD等达标容易，TP达标较难。工业污水排放量大，污染范围较广，排放方式较复杂，工业生活用水量大，相当一部分生活用水中都携带原料、中间产物、副产物及最终产物等；工业污水中污染物种类繁多，浓度波动幅度大，由于工业产品品种繁多，生产工艺也各不相同，因此，工业生产中排出的污染物也数不胜数，不同污染物质有很大差异，浓度也相差甚远；污染物质毒性较强，危害大，被酸碱类污染的废水有刺激性、腐蚀性，而有机含氧化合物如醛、酮、醚等则有还原性，能消耗水中的溶解氧，使水缺氧而导致水生生物死亡，工业废水中含有大量的氮磷钾等营养物质，可促使藻类大量生长耗去水中溶解氧，造成水体富营养化；污染物排放后迁移变化规律差异大，工业废水中所含各种污染物的性质差别较大，有些还有较强的毒性较大的蓄积性和较强的稳定性，一旦排放迁移变化规律很不相同，有的沉积水底，有的挥发转入大气，有的富集于生物体内，有的则分解转化成其他的物质，甚至造成二次污染，使污染物具有更大的危险性；恢复比较困难的水体一旦受到污染，即使减少或停止污染物的排放，要恢复到原来状态仍需要相当长的时间。2.1.3设计规模本设计规定城市污水处理工程处理能力为100000m3/d。2.1.4进水水质本设计的设计进水水量为100000m3/d，设计进出水质如下表所示：表2.1-2设计进水水质指标(mg/L)CODBOD5SSTNTPSS进水150-24080-100240-300353.02002.1.5废水处理目标城市生活污水处理厂的主要目的是使城市污水经过处理后，水体中的有机污染物和无机污染物的浓度水平降低，减少对环境水体的污染。城市污水处理厂的处理目的是使城市生活污水处理厂处理出水成为一种清洁安全的城市水资源，而在这种前提条件下，城市生活污水处理厂所选择的和采用的技术手段就必须根据该目的进行变化。本设计参考《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB189188-2002)，出水应满足的一级标准B标准。表2.1-2设计出水水质指标(mg/L)CODBOD5TPTNSS出水20972020从所给的废水水质情况来看，本设计主要是处理污水生活污水的COD和BOD达到出水水质标准。各控制项目的去除率见下表2.1-3：表2.1-3设计出水水质及去除率序号基本控制项目一级B标准进水水质（mg/L)去除率%1CODcr20200902BOD5990903SS20200904TN735805TP0.53.083.32.1.6污泥处理目标88 第二章方案论证及工艺流程的确定污泥是污水处理过程中的产物，城市污水处理产生的污泥含有大量的有机物，富有肥分，可以作为农肥使用，但是又含有大量细菌、寄生虫卵以及从生产污水中带来的重金属离子，需要作稳定与无害化处理，污泥的主要处理方法是减量处理（如浓缩脱水等）稳定处理（如厌氧消化法、好氧消化法等），综合利用（如消化气利用、污泥农业利用等），最终处置（如干燥焚烧、填地投海、建筑材料等）。氧化沟工艺属于活性污泥法，活性污泥法是目前世界上最广泛的污水生物处理技术，但是它一直存在一个最大的弊端，就是会产生大量的剩余污泥[4]。鉴于本污水处理厂处理规模不大，剩余污泥不多，而且这种污泥含有大量的水分、丰富的有机物质及氮、磷、钾等营养元素，还含有重金属及病原菌等有害物质，如果不经过合适处理即任意排放，不仅对环境造成影响，同时也是对资源的严重浪费[5]。2.2污水处理设计原则废水处理工程设计过程中应遵从下列设计原则[1~3]：1、废水处理工艺技术方案，在达到治理要求的前提下应优先选择基建投资和运行费用少、运行管理简便的先进的工艺；2、所用废水、污泥处理技术和其他技术不仅要求先进，更要求成熟可靠；3、现行有效的有关建筑设计规范、规程和地方规定。参考同行业相似处理工艺污水处理厂的运行状况和处理效果；4、废水处理厂出水应尽可能回用，以缓解城市严重缺水问题；5、污泥及浮渣处理应尽量完善，消除二次污染；尽量减少工程占地；6、污水处理厂配套的厂外工程应同时建设，以使污水处理厂尽快投入运行，发挥效益。2.3处理方案选择原则污水处理工艺的选择直接关系到污水处理厂的建设投资，运行成本的高低，污水厂出水水质，运行管理是否方便可靠。一般地，城市污水处理厂的工艺选择应遵循以下三条原则：⑴技术合理88 第二章方案论证及工艺流程的确定应正确处理技术的先进性和成熟性的辨证关系。一方面，应当重视工艺所具备的技术指标的先进性，同时必须充分考虑适合中国的国情和工程的性质。城市污水处理工程不同于一般点源治理项目，它作为城市基础设施工程，具有规模大、投资高的特点，且是百年大计，必须确保百分之百的成功。工艺的选择更注重成熟性和可靠性，因此，我们强调技术的合理，而不简单提倡技术先进。必须把技术的风险降到最小程度。⑵经济节能节省工程投资是城市污水处理厂建设的重要前提。合理确定处理标准，选择简捷紧凑的处理工艺，尽可能地减少占地，力求降低地基处理和土建造价。同时，必须充分考虑节省电耗和药耗，把运行费用减至最低。对于我国现有的经济承受能力来说，这一点尤为重要。⑶易于管理城市污水处理是我国的新兴行业，专业人才相对缺乏。在工艺选择过程中，必须充分考虑到我国现有的运行管理水平，尽可能做到设备简单，维护方便，适当采用可靠实用的自动化技术。应特别注重工艺本身对水质变化的适应性及处理出水的稳定性。事实上，任何一种工艺总有是有利有弊，关键在于适用性如何。在工程实践中，应该具体情况具体分析，因地制宜，综合考虑排水系统现状或规划、厂区地形及地质、温度、降雨、污水量、水质、排放标准、设备等，取长补短，做出较为优化的选择。2.4污水处理工艺的比较与选择污水处理的基本方法，就是采用各种技术与手段，将污水中所含的污染物质分离去除、回收利用，或将其转化为无害物质，使水得到净化，现代污水处理技术按原理可以分为物理处理法，化学处理方法和生物化学处理方法三种，城市污水与生产污水中的污染物是多种多样的，往往需要采用集中方法的结合，才能处理不同性质的污染物与污泥，达到净化的目的和排放的标准。现代污水处理技术，按处理程度划分可以分为一级处理、二级处理和三级处理。2.4.1一级处理88 第二章方案论证及工艺流程的确定一级处理要求去除污水中呈悬浮状态的固体性污染物质，物理处理法大部分只能完成一级处理的要求。一级处理工段包括格栅、沉砂池、初沉池等构筑物，以去除粗大颗粒和悬浮物为目的，处理的原理在于通过物理法实现固液分离，将污染物从污水中分离，这是普遍采用的污水处理方式。一级处理时所有污水处理工艺流程必备工程，城市污水一级处理BOD5和SS的典型去除率分别为25%和50%，一级处理属于二级处理的预处理。在生物除磷脱氮型污水处理厂，一般不采用曝气沉砂池，以避免快速降解有机物的去除；在原污水水质特性不利于除磷脱氮等后续工艺的进水水质。本设计采用的一级处理是格栅（包括粗格栅和细格栅）加沉砂池。2.4.2二级处理二级处理是城市污水处理的核心，它的主要作用是去除污水中呈胶体和溶解状态的有机物。可使有机物达到排放标准。下面是几种工艺比较：1、普通活性污泥工艺普通活性污泥法，也称传统普通活性污泥法。污水回流污泥从曝气池的首端流入，呈推流式至池的末端流出。污水净化过程中的吸附阶段好微生物代谢阶段在同一个曝气池中连续进行。该工艺推广年限长，具有成熟的设计及运行经验，处理效果可靠。自20世纪70年代以来，随着污水处理技术的发展，本方法在工艺及设备等方面又有了很大改进。（1）普通活性污泥法的主要特征在工艺方面，通过增加工艺构筑物可以成为A/O，A/A/O工艺，从而实现脱氮除磷。在设备方面，开发了各种微孔爆气池，使氧转移效率提高到20%以上。普通活性污泥法的优点有①不宜采用物理化学方法处理的废水，BOD去除率可达到95%。②建设投资额高，但处理的动力费较低。③出水水质好，特别适用于处理要求高且水质较稳定的污水。但是它也存在着不少的缺点①抗冲击负荷低。②所需要的停留时间长，设备庞大，基建投资大，因而要加各种构筑物，使各种构筑物容积增大，从而使处理厂面积增大，增加管理人员及管理难度。③容积负荷低曝气池容积大。（2）普通活性污泥法的发展方向①为了废水体系组分、浓度均匀化，重新估价预处理，重新研究调整槽。②探讨选择活性污泥微生物系的菌种。③活性污泥法设备引入仪表化和拟定管理指标[6][7][8]。2、AB法工艺污水处理中AB法工艺是吸附—生物降解工艺的简称。这项污水生物处理技术是由德国某工业大学卫生学院的BothoBohnke教授开发的，是传统活性污泥法的一种改型，从许多污水厂资料中表明该工艺在处理难降解的工业废水或较高浓度的城市污水处理方面，它与普通活性污泥发相比，有特殊的进化机制和多方面的优越性，它把传统活性污泥法的曝气池分为两个阶段—88 第二章方案论证及工艺流程的确定A段和B段，A段在对有机物质吸附、吸收、氧化三种方式中，前两者起主要作用，而B段主要由后两者起作用，特别是氧化作用占主要地位。（1）AB法工艺的主要特征A段在很高的负荷下运行，其负荷率通常为普通活性污泥法的50—100倍，污水停留时间只有30—40分钟，污泥龄仅为0.3—0.5天。污泥龄较高，真核生物无法生存，只有某些世代时间短的原核细菌才能适应生存并得以繁殖，A段对水质水温和PH值及有毒物质的冲击负荷有极好的缓冲作用。A段产生的污泥量较大，约占整个处理系统污泥产量的80%左右，且剩余污泥中的有机物含量高。B段可在很低的负荷下运行，负荷范围一般为小于0.15kgBOD5/（kgMLSS·d）水力停留时间只有30—40min，污泥龄较长，且一般为15—20d。在B段曝气池中生长的微生物除菌胶团微生物外，有相当数量的高级真核微生物，这些微生物世代期比较长，并适宜在有机物含量比较低的情况下生存和繁殖。A段和B段各自拥有独立的污泥回流系统，相互隔离，保证了各自独立的生物反应过程和不同的微生物生态反应系统，认为设定了A和B的明确分工。（1）AB法工艺的优点①具有优良的污染物去除效果，较强的冲击负荷能力，良好的脱氮除磷效果和投资及运转费用较低等。②对有机物去除效率高。③系统运行稳定。主要表现在:出水水质波动小，有较强的耐冲击负荷能力，有良好的污泥沉降性能。④有较好的除磷脱氮效果。⑤节能。运行费用低，耗电量低，可回收沼气能源。经试验证明，AB法工艺较传统的一段法工艺节省运行费用。但是，它也存在不少的缺点：在运行中入股控制不好，很容易产生臭气，影响附近的环境卫生，这主要是由于A段在超高负荷下工作，使A段曝气池运行于厌氧工况下，导致产生硫化氢、大粪素等恶臭气体。当除磷脱氮要求很高时，A段不能按AB法的原来去除有机物的分配比去除BOD555%—60%，因为这样B段曝气池进水含碳有机物含量的碳/氮比偏低，不能有效地脱氮。除此之外，污泥产生率较高，A段产生污泥量较大，约占整个处理系统污泥产量的80%左右，且剩余污泥中有机物的含量较高，这给污泥的最终稳定化处置带来了较大的压力。（2）AB法发展88 第二章方案论证及工艺流程的确定随着污水处理技术的不断发展和环境污染日益严重，以及我们对于污水处理的水质净化要求日益提高，AB法工艺已经从处理舞台的主角逐渐隐退，让位于新一代的污水处理技术。但是它对于污水处理技术发展所带来的启迪和历史作用都具有深远意义，即使在今天，仍然有它的应用价值[9][10]。3、SBR工艺SBR工艺是通过时间上的交替来实现传统活性污泥法的整个运行过程，它在流程上只有一个基本单元，将调节池、曝气池和二沉池的功能集于一池，进行水质水量调节、微生物降解有机物和固、液分离等。金典SBR反应器的运行过程为：进水、曝气、沉淀、滗水、待机。（1）SBR工艺的各种形式SBR工艺有多种类型，除了常规SBR工艺外，还有DAT-IAT工艺，Unitank工艺、CAST及CASS工艺、ICEAS工艺等。ICEAS工艺和DAT-IAT工艺均采用连续进水方式，使进水的控制系统变得简单，但是主反应区前面缺乏一个厌氧段，因此，除磷的效果不够理想，DAT-IAT工艺的回流比比较大，运行费用偏高。（2）SBR工艺的主要特征SBR工艺的基本特征是在一个反应池中完成污水生化反应、沉淀、排水、排泥，处理设施比一般氧化沟简单。SBR工艺的概念和操作灵活性使其易于引入厌氧/好氧除磷过程或缺氧/好氧除氮过程，通过调整运行周期以及控制各工序时间的长短，可实现对氮磷的高效去除。SBR工艺的优点是：①SBR工艺采用合建式，不需要设置二沉池同时由于微孔曝气，可以采用水深一般为4—6m，所以SBR工艺的占地面积小，如果污水处理厂所在地的征地费用较高，对工艺SBR工艺有利。②处理效果稳定，对水质水量变化适应性强、耐冲击负荷。③理想的推流过程使生化反应推力大、效果高。④污泥活性高，浓度高且具有良好的污泥沉降性能。⑤脱氮除磷效果好。SBR存在的缺点是:①和合建式氧化沟一样，因为在一个较长的停留时间的曝气系统内，只有50%左右的池容用于曝气，SBR工艺的容积利用率也不高。②连续进水时，对于单一SBR反应器需要较大的调节池。③对于多个SBR反应器，其进水和排水的阀门自动切换频繁，因此，对自控设备的要求比较高。目前，某些国产设备的质量尚不能过关，如果考虑进口，自控系统所占的比率将增加，而且将增加维修费用。④无法达到大型污水处理项目之连续进水、出水要求。⑤设备的闲置率较高。⑥污水提升水头损失大。⑦如果需要后处理，则需要较大容积的调节池。⑧88 第二章方案论证及工艺流程的确定SBR工艺中一个周期的沉淀时间是有活性污泥界面的沉速、MLSS浓度、水温等因素决定的，浑水时间是由滗水器的长度、上清液的滗除速率等因素决定的，对于一个固定的反应系统，沉淀时间和滗水时间基本上是固定的，一般不应该小于2小时，因此，每个周期的时间短，反应时间所占的比例就低，反应池的容积利用系数就低[6][8][10]。4、氧化沟工艺氧化沟又称氧化渠，因其构筑物呈封闭环形沟渠而得名。氧化沟实际上是活性污泥法的一种变形，它的水力流态和普通活性污泥法相差很大，是一种首尾相接的循环流，因此有人称其为“循环曝气池”、“无终端曝气池”。氧化沟的水力停留时间长，有机负荷低，其本质上属于延时曝气系统。氧化沟是荷兰人二战后为处理城镇污水而开发的，由于氧化沟处理污水经济、简单、管理方便，所以它问世以来，发展很快，类型较多，根据其构造和特征，主要分为帕斯维尔氧化沟、卡鲁塞尔氧化沟、交替工作式氧化沟、奥贝尔氧化沟和一体化氧化沟，各种氧化沟的形式及技术特点见表2.1.4.表2.1.4氧化沟的特点及运用条件名称性能特点结构形式曝气设备适用条件帕斯维尔氧化沟1、出水水质好，脱氮效果较明显2、构筑物简单，运行管理方便3、结构形式多样，可以根据地形选择合适的构筑物的形状4、单座构筑物的处理能力有限，流量较大时，分组太多，占地面积较大，增加管理的难度单环路，有同心圆形、折流型和U型等形式，多为钢筋混凝土结构转刷式转盘，水深较深时配置潜水推进器出水水质要求高的小型污水厂卡鲁塞尔氧化沟1、出水水质好，由于存在明显的富氧区和缺氧区，脱氮效果高。2、曝气设施单机功率大，调节性能好，并且曝气设备数量少，即可节省投资又可以使运行管理简化3、有极强的混合搅拌和耐冲击负荷能力4、氧化沟沟深加大，使占地面积减少，土建费用降低5、用电量较大，设备效率一般6、设备安装较为复杂，维修和更换繁琐多沟串联立式低速表曝机，每组沟渠只在一端安设一个表面曝气机大中型污水处理厂，特别是用地紧张的的大型污水处理厂奥贝尔氧化够1、出水水质好，脱氮效率高，同时硝化反硝化2、可以在未来负荷增加的情况下加以扩展3、易于适应多种进水情况和出水要求的变化4、容易维修5、节能，比其他任何氧化沟系统在运行时需要的动力都小三个或多个沟道，相互连通水平轴曝气转盘（转碟），可进行多个组合出水泡求高的大中型污水处理厂88 第二章方案论证及工艺流程的确定1、受结构形式的限制，总图布置困难交替工作式氧化沟1、出水水质好2、可以不需要单独设置二沉池，处理流程短，节省占地3、不需要单独设置反硝化区，通过运行过程中设置停曝期进行反硝化，具有较高的氮去除率4、设备闲置率较高5、自动化闲置率高，增加了运行管理难度单沟、双沟、三沟，沟之间相互连通水平轴曝气转盘出水要求高的大中型污水处理厂一体化氧化沟1、工艺流程短，构筑物和设备少2、不设置单独的二沉池，氧化沟系统占地面积少3、沟内设置沉淀区，污泥自动回流，节省基建投资和运行费用4、造价低，建造快，设备事故率低，运行管理工作量少5、固液分离比一般二沉池高6、运行和启动存在一定的问题7、技术尚处于研究开发阶段单沟环型沟道，分为内置式固液分离和外置式分离式水平轴曝气式转盘中小型污水处理厂（1）氧化沟的发展过程A.初期氧化沟1954年，Pasveer教授建造的Voorshopen氧化沟，间歇运行。分进水、曝气进化、沉淀和排水四个基本工序。B.规模型氧化沟增加沉淀池，使曝气和沉淀分别在两个区域进行，可以连续进水。C.多样性氧化沟多考虑脱氮除磷等要求。著名的有DE型氧化沟，Carrousel氧化沟及Orbal氧化沟等。D.一体化氧化沟时空调配型（D型，VR型，T型等）合建式（BMTS式，侧沟式，中心岛式等）。（2）氧化沟工艺的主要特征氧化沟法由于具有较长的水力停留时间，较低的有机负荷和较长的污泥龄。因此相比传统活性污泥法，可以省略调节池，初沉池，污泥消化池，有的还可以省略二沉池。氧化沟能保证较好的处理效果，这主要因为巧妙地结合了CLR形式和曝气装置特定的定位布置。氧化沟具有独特水力学特征和工作特性：88 第二章方案论证及工艺流程的确定氧化沟工艺处理城市污水时，一般不设初沉池，悬浮状的有机物在氧化沟中得到好氧稳定，氧化沟系统的基本构成有氧化沟池体、曝气设备、进出水装置、导流和混合装置。氧化沟结合推流式和完全混合式的特点，有利于克服断流和提高缓冲能力，通常在氧化沟曝气区上游安排入流，在入流点的再上游点安排出流。入流通过曝气区在循环中很好的被混合和分散，混合液再次围绕CLR继续循环。这样，氧化沟在短期内呈推流状态，而在长期内又称混合状态。这两者的结合，即使入流至少经历一个循环而基本杜绝短流，又可以提供很大的稀释倍数而提高了缓冲能力。同时为了防止污泥沉积，必须保证沟内足够的流速（一般平均流速大于0.3m/s），而污水在沟内的停留时间又较长，这就要求沟内由较大的循环流量（一般污水进水流量的数倍乃至数百倍），进入沟内污水立即被大量的循环液所循环稀释，因为氧化沟系统具有很强的耐冲击负荷能力，对不宜降解的有机物也有较好的处理能力。氧化沟具有明显的溶解氧浓度梯度，特别适用于硝化—反硝化生物处理工艺。氧化沟从整体上说是完全混合的，而液体流动却保持着推流前进，其曝气装置是定位的，因此，混合液在曝气区内溶解度就很低，基本上处于缺氧状态。氧化沟设计可按要求安排好氧区和缺氧区实现硝化—反硝化工艺，不仅可以利用硝酸盐中的氧满足一定的需氧量，而且可以通过反硝化补充硝化过程中消耗的碱度。这些有利于节省能源和减少甚至免去硝化过程中需要投加的化学药品数量。氧化沟内功率密度的不均匀配备，有利于氧的传质，液体混合和污泥絮凝。传统曝气的功率密度一般为20—30w/m3，平均速度梯度G大于100/s。这不仅有利于氧的传递和液体混合，而且有利于充分切割絮凝的污泥颗粒。当混合液胫骨平稳的输送区到达好氧区后期，污泥仍然有再絮凝的机会，因而也能改善污泥的絮凝性能。氧化沟的整体功率密度较低，可节约能源。氧化沟的混合液一旦被加速到沟中的平均速率，对于维持循环仅需克服沿程和弯头的水头损失，因而氧化沟可比其他系统以低得多的整体功率密度来维持混合液流动和活性污泥悬浮状态。据国外一些报道，氧化沟比常规的活性污泥法能耗降低20%—30%。另外，据国内外统计资料显示，与其他污水处理方法比较，氧化沟具有处理流程简单，操作管理方便，出水水质好，工艺可靠性强，基建费用低，运行费用低等特点。2.4.3三级处理88 第二章方案论证及工艺流程的确定三级处理是在一级、二级处理后，进一步处理难降解的有机污染物、氮和磷等能够导致水体富营养化的可溶性无机物质等。主要方法有生物脱氮除磷法、混凝沉淀法、砂滤法、活性炭吸附法、离子交换法和电渗析法等。三级处理是深度处理的同义语，但两者又不完全相同，三级处理常用于二级处理后，而深度处理则以污水回收、再用为目的，在一级或二级处理后增加的处理工艺。2.5工艺选择确定处理工艺的依据主要是有以下几点：污水处理程度，处理规模和污水水质水量的变化规律，新工艺及类似污水工程资料，工程造价和运行费用，工程建址条件，对工程计量、自控等的要求，污泥处理工艺。上述几种生物处理工艺的优缺点见下表2.2-1。表2.2-1各生物处理工艺特点处理工艺优点缺点普通活性污泥法工艺①不宜采用物理化学方法处理的废水，BOD去除率可达到95%。②建设投资额高，但处理的动力费较低。③出水水质好，特别适用于处理要求高且水质较稳定的污水①抗冲击负荷低。②所需要的停留时间长，设备庞大，基建投资大，因而要加各种构筑物，使各种构筑物容积增大，从而使处理厂面积增大，增加管理人员及管理难度。③容积负荷低曝气池容积大。AB法工艺①具有优良的污染物去除效果，较强的冲击负荷能力，良好的脱氮除磷效果和投资及运转费用较低等。②对有机物去除效率高。③系统运行稳定。主要表现在:出水水质波动小，有较强的耐冲击负荷能力，有良好的污泥澄江性能。④有较好的除磷脱氮效果。⑤节能。运行费用低，耗电量低，可回收沼气能源。经试验证明，AB法工艺较传统的一段法工艺节省运行费用。（1）A段在运行中如果控制不好，很容易产生臭气，影响附近的环境卫生，这主要是由于A段在超高有机负荷下工作，使A段曝气池运行于厌氧工况下，导致产生硫化氢、大粪素等恶臭气体。（2）当对除磷脱氮要求很高时，A段不宜按AB法的原来去除有机物的分配比去BOD55%~60%，因为这样B段曝气池的进水含碳有机物含量的碳/氮比偏低，不能有效的脱氮。（3）污泥产率高，A段产生的污泥量较大，约占整个处理系统污泥产量的80%左右，且剩余污泥中的有机物含量高，这给污泥的最终稳定化处置带来了较大压力。SBR工艺①SBR工艺采用合建式，不需要设置二沉池同时由于微孔曝气，可以采用水深一般为4—①间歇周期运行②变水位运行，电耗增大③脱氮除磷效率不太高88 第二章方案论证及工艺流程的确定6m，所以SBR工艺的占地面积小，如果污水处理厂所在地的征地费用较高，对工艺SBR工艺有利。②处理效果稳定，对水质水量变化适应性强、耐冲击负荷。③理想的推流过程使生化反应推力大、效果高。④污泥活性高，浓度高且具有良好的污泥沉降性能。⑤脱氮除磷效果好。④污泥稳定性不如厌氧硝化好氧化沟工艺1、流程简单，一般不需要设置初沉池。氧化沟水力停留时间长，有机物去除较为彻底，剩余污泥高度稳定，污泥不需厌氧消化。2、氧化沟具有推流特性，因此沿池长方向具有溶解氧梯度；分别形成好氧、厌氧和缺氧区。通过合理设计可使氮和磷得到较好的去除。3、操作灵活，如曝气强度可以通过调节转速或通过出水溢流堰来改变曝气机的淹没深度；交替式氧化沟各沟之间交替运行的动态控制等。4、在技术上具有进化程度高、耐冲击、运行稳定可靠、操作简单、运行管理方便、维修简单、投资少、能耗低等特点。1、污泥膨胀问题2、泡沫问题3、污泥上浮问题4、流速不均及污泥沉积问题有以上内容可知，四种工艺都能达到预期的处理效果，且都为成熟工艺，但是经过分析比较，氧化沟工艺方案在以下方面具有明显的优势。①氧化沟法方案在达到同样的预期处理效果时，还有更充分的硝化和一定的反硝化效果。②氧化沟法管理较简单，适合城市污水管理技术水平现状。③氧化沟法污水处理厂占地面积少。④氧化沟法污水处理总投资少，运行费用少。综合以上对比分析，本工程以氧化沟法作为污水处理厂工艺。工艺流程图如下2.2-2所述：88 第二章方案论证及工艺流程的确定2.6主要构筑物及工艺说明本设计的主要构筑物包括污水处理构筑物和污泥处理构筑物。污水处理构筑物包括：粗格栅、提升泵房、细格栅、沉砂池、氧化沟、沉淀池、接触消毒池。污泥处理构筑物：污泥井、污泥浓缩池、污泥消化池、带式压滤机。因为城市生活污水的水质变化不是很大，所以预处理过程不需要设置调节池进行水质水量的调节。通过一级处理后进入氧化池进行氧化处理，在整个过程中产生的污泥必须进行污泥的排放、污泥的回流、污泥的处理和处置。2.6.1格栅格栅由一组平行的金属栅条制成，一般斜置于污水提升泵集水池之前的重力流来水主渠道上，用以阻挡截留污水中的呈悬浮或漂浮状态的大块固形物，如草木、塑料制品、纤维及其他生活垃圾，以防止阀门、管道、水泵、表曝机、吸泥管及其他后续处理设备堵塞或损坏。栅距即相邻两根栅条间的距离，栅距大于40mm的为粗格栅，栅距在20—40mm之间的为中格栅，栅距小于20mm的为细格栅。格栅用以去除污水中较大的悬浮物、漂浮物、纤维物质和固体颗粒物质，以保证后续处理单元和水泵的正常运行，减轻后续处理单元的处理负荷，防止阻塞排泥管道。格栅工艺简单，造价低，不易堵塞，占地面积小，易维修，易操作等特点。本设计中运用到了细格栅和粗格栅两种，粗格栅在提升泵房前面，主要是用来阻留较大的颗粒物，细格栅在提升泵房后面，主要是用来阻留较小的悬浮颗粒物。粗格栅和细格栅的计算参数见表2.6.1和2.6.2：表2.6.1粗格栅计算参数处理单元粗格栅作用阻留较大的颗粒物88 第二章方案论证及工艺流程的确定主要设计参数数量1座结构矩形钢筋混凝土结构设计尺寸L×B×H=5.49m×1.73m×1.56m池体总容积14.82m³设备格栅除渣机型号GH-1000功率0.75kw表2.6.2细格栅计算参数处理单元细格栅作用阻留较小的颗粒物主要设计参数数量1座结构矩形钢筋混凝土结构设计尺寸L×B×H=4.88m×1.09m×1.7m池体总容积9.04m³设备格栅除渣机型号GH-1000功率0.75kw2.6.2提升泵房本工艺采取一次提升、重力自流的方式，污水在污水提升泵房得到一次提升后，由重力自流的作用依次流入各处理构筑物。将水一次提升，使废水在之后构筑物中靠重力势能流动可减少提升泵的提升次数以及运行费用。提升泵房的计算参数见表1.3.1：表2.6.2提升泵房计算参数处理单元提升泵房作用主要用于提升污水主要设计参数数量1座结构矩形钢筋混凝土结构设计尺寸L×B×H=12m×5m×11m池体总容积86.19m³设备污水提升泵型号350QW155-1590功率90kw扬程15m2.6.3沉砂池88 第二章方案论证及工艺流程的确定沉砂池一般是设在污水处理厂生化构筑物之前的泥水分离的设施。分离的沉淀物质多为颗粒较大的砂子，沉淀物质比重较大，无机成分高，含水量低。污水在迁移、流动和汇集过程中不可避免会混入泥砂。污水中的砂如果不预先沉降分离去除，则会影响后续处理设备的运行。最主要的是磨损机泵、堵塞管网，干扰甚至破坏生化处理工艺过程。沉砂池的计算参数见表2.6.3：表2.6.3沉砂池计算参数处理单元沉砂池作用分离颗粒较大的砂子主要设计参数数量1座结构矩形钢筋混凝土结构设计尺寸L×B×H=12m×5.56m×2.84m池体总容积189.48m³有效水深2.5m设备吸砂机型号BXS-II功率1.5kw链条式刮油机型号PGY3000-4500功率0.752.6.4配水槽配水井的作用是在市政给水中，作用是分配原水，在污水处理中，通常设置在沉砂池之后，生物处理系统之前，其作用是收集污水，减少流量变化给处理系统带来冲击，将生化处理池出水均匀分配入各座沉淀池中，配水井是很有必要的，若配水不均匀，各个池的负担不一样，一些构筑物可能出现超负荷，而另一些构筑物则又没有充分发挥作用，为实现均匀配水，要设置合适的配水设备。污水经过沉砂池之后，首先流到配水井，达到一定容量后，将污水均匀分配给下一级构筑物处理，混合井作用与配水井类似，收集混合不同的污水或加药使污水的成分、浓度相对稳定。配水井的计算参数见表2.6.4：表2.6.4配水井计算参数处理单元配水井作用均匀分配污水到下一构筑物主要设计参数数量1座结构矩形钢筋混凝土结构设计尺寸D=8，H=4.288 第二章方案论证及工艺流程的确定池体总容积211.01m³有效水深2m2.6.5厌氧池为了能有效地去除磷，本工艺实际采用在氧化沟前设置厌氧池，以达到目的。厌氧池处理时利用厌氧菌的作用，去除废水中的有机物，通常需要较长时间。厌氧过程可以分为水解阶段、酸化阶段和甲烷化阶段。水解酸化的产物主要是小分子有机物，使废水中的溶解性有机物提高，而微生物对有机物的摄取只有溶解性的小分子物质才能够直接进入细胞内，而不溶性的大分子物质首先要通过胞外酶的分解才能得以进入微生物体内代谢。例如天然胶联剂，首先被转化为多糖，再水解为单趟。纤维素被纤维素水解酶水解成纤维二糖与葡萄糖。半纤维素被聚木糖酶等水解为低聚糖和单糖。降解过程缓慢，同时受到多种因素的影响，是厌氧降解的限速阶段。在酸化这一阶段，上述第一阶段形成的小分子化合物在发酵细菌即酸化菌的细胞内转化为更简单的化合物并分泌到细菌体外，主要包括挥发性有机酸、乳醇、醇类等，接着进一步转化为乙酸、氢气、碳酸等。酸化过程是由大量发酵细菌和产乙酸菌完成的，他们绝大多数是严格厌氧菌，可分解糖、氨基酸和有机酸。厌氧池的计算参数见表2.6.5：表2.6.5厌氧池计算参数处理单元厌氧池作用去除有机物主要设计参数数量4座结构矩形钢筋混凝土结构设计尺寸L×B×H=18.2m×34.7m×5.3m池体总容积3347.16m³有效水深5m2.6.6氧化沟88 第二章方案论证及工艺流程的确定此工艺设计中采用的是前置厌氧卡鲁塞尔型氧化沟。卡鲁塞尔型氧化沟是一个多沟串联的系统，进水与活性污泥混合后在沟内做不停地循环流动。污水和回流污泥在第一个曝气区中混合。由于曝气器的泵送作用，沟内的流速保持在0.3m/s。水流在连续经过几个曝气区后，便流入外边的最后一个环路，出水从这里通过出水堰排出，出水位于第一曝气区的前面。前置厌氧卡鲁塞尔氧化沟采用垂直安装的低速表面曝气器，每组沟渠安装一个，均安装在同一端，因此形成了靠近曝气器下游的富氧区和曝气器上游以及外环的缺氧区。这不仅有利于生物凝聚，还使活性污泥易于沉淀。由于微生物在厌氧区释放出水中的磷后，进入氧化沟的曝气区迅速充氧，在高溶解氧的条件下微生物能在某一时间内从分吸收磷，混合液进入二沉池固液分离后采用刮泥机以较短的时间排出饱含磷的微生物剩余污泥，输送至脱水机后立即脱水，这样尽量减少磷的释放，这样的过程，可以充分发挥出生物除磷的特点，使得除磷的效率大大提高。BOD去除率可以都达到95%—99%，脱氮效率约为90%，除磷效率约为90%。在正常的设计流速下，卡鲁塞尔氧化沟渠道中混合液的流量是进水流量的50—100倍，曝气池中的混合液平均每5~20min完成一个循环具体循环时间取决于渠道长度、渠道流速及设计负荷。这种状态可以防止短流，还通过完全混合作用产生很强的耐冲击负荷能力。卡鲁塞尔氧化沟的表面曝气机单机功率大，其水深可以达到5m以上，使氧化沟占地面积减小，土建费用降低。同时具有极强的混合搅拌和耐冲击负荷能力。当有机负荷较低时，可以停止某些曝气器的运行，或者切换较低的转速，在保证水流搅拌混合循环流动的前提下，节约能量消耗。由于曝气机周围的局部地区能量强度比传统活性污泥曝气池中强度高得多，使得氧的转移效率大大提高，平均船样效率达到2.1kg/（kW·h）。为了满足越来越严格的水质排放标准，卡鲁塞尔氧化沟在原有的基础上开发了许多新的设计，实现了新的功能。提高了处理效果，降低了运行能耗。改进了活性污泥性能，提高了生物脱氮除磷的功能。此设计中采用的是改进工艺中的前置厌氧卡鲁塞尔氧化沟的工艺。氧化沟的计算参数见表2.6.6：表2.6.6氧化沟计算参数处理单元氧化沟作用去除有机物主要设计参数数量4座结构矩形钢筋混凝土结构设计尺寸L×B×H=69.2m×34.7m×6m池体总容积14407.44m³有效水深5m88 第二章方案论证及工艺流程的确定2.6.7沉淀池表2.5-1是各种沉淀池的优缺点：表2.5-1沉淀池类型优点比较池型优点缺点试用条件平流式1、队冲击负荷和温度变化适应能力较强；2、施工简单，造价低；1、采用多斗排泥时，每个泥斗需要单独设立排泥管各自操作；2、采用机械排泥时，大部分设备位于水下易腐蚀。3、占地面积较大。1、试用地下水位较高和地质较差的地区。2、适用于大中小型废水处理厂。竖流式1、排泥方便，管理简单；2、占地面积较大；1、池子深度大，施工困难；2、队冲击负荷机温度适应能力较差；3、造价高；4、池径不宜太大；适用于处理量不打的小型废水处理厂；辐流式1、采用机械排泥，运行管理方便；2、排泥设备有定型产品，设计施工较简单；1、水流速度不稳定；2、易于出现异重流现象；3、机械排泥设备复杂，对池体施工质量要求高。1、适用于地下水位较高的地区；2、适用于大中型废水处理厂。沉淀池的构造可以采用平流式、竖流式和辐流式等，他们的优缺点比较见上表所示。由于平流式沉淀池占地面积大，竖流式沉淀池多用于小型废水中絮凝性悬浮固体的分离；斜流式沉淀池较多时候，在曝气池出口污泥浓度高，而且没有设置专门的排泥设备，且容易造成阻塞，因此选择辐流式沉淀池。从出水水质和排泥的方面考虑，理论上是周进周出效果最好。但是，实际上，考虑异重流，是中进周出的效果最好。因此，选择了选择辐流式（中进周出）沉淀池。辐流式沉淀池的计算参数见表2.6.7：表2.6.7辐流式沉淀池计算参数处理单元辐流式沉淀池作用固液分离主要设计参数数量4座结构圆形钢筋混凝土结构设计尺寸D=29m池体总容积2753m³88 第二章方案论证及工艺流程的确定有效水深3m设备SZ型半桥式周边驱动刮泥机型号SZ功率1.5kw2.6.8接触消毒池城市污水经过二级处理后，水质改善，但是仍然可能含有大肠杆菌和病毒。因此，排入收纳水体前还要考虑消毒的问题，但是消毒的成本非常高，所以，为了节省成本不必要连续进行消毒，一般情况下不必要消毒，在环境水体发生疫情的时候或者是在防疫部门有特殊要求情况下运行。在这次的设计中，主要采用的是廊道式矩形消毒池，消毒剂主要选用液氯。接触消毒池的计算参数见表2.6.8：表2.6.8接触消毒池计算参数处理单元接触消毒池作用用于水体消毒主要设计参数数量1座结构矩形钢筋混凝土结构设计尺寸L×B×H=37m×2.5m×3.7m池体总容积342.25m3有效水深2.75m设备转子加氯机型号ZJ-2尺寸550×310×710mm数量42.6.9计量槽计量槽主要是用来计量出水水量的，这里采用的计量槽是巴氏计量槽。2.6.10污泥井相当于给水系统的集水井，使得进入污泥浓缩池的污泥量稳定不变，废水处理系统各构筑物所产生的污泥每日排泥一次，集中到污泥井，然后在由污泥泵打到污泥浓缩池。污泥井的计算参数见表2.6.11：表2.6.11污泥井计算参数处理单元污泥井88 第二章方案论证及工艺流程的确定作用储存污泥并且使污泥进入到浓缩池的量稳定主要设计参数数量1座结构圆形钢筋混凝土结构设计尺寸D=6，H=5池体总容积28.26m³有效水深3m2.6.11污泥浓缩池污泥浓缩的主要目的是减少污泥的体积，以便后续处理单元的操作。污泥浓缩池有间歇式和连续式两种，通常间歇式主要用于污泥量较小的场合，而连续式则用于污泥量较大的场合。浓缩方法有重力浓缩、气浮浓缩和离心浓缩，其中重力浓缩应用范围较广。本设计采用间歇式的重力浓缩池。浓缩池的出水需要返回到调节池再次处理。污泥浓缩池的计算参数见表2.6.10：表2.6.10污泥浓缩池计算参数处理单元污泥浓缩池作用进行污泥浓缩，减小污泥体积主要设计参数数量2座结构矩形钢筋混凝土结构设计尺寸D=17m，H=6.03m池体总容积226.87m³2.6.12污泥消化池泥消化池用来处理从污水里沉淀下来的污泥，产生沼气和无污染的泥饼。污泥经过厌氧消化可以使有机物分解，污泥不再腐败；同时通过中温消化，大部分病原菌、蛔虫卵被杀灭并作为有机物被分解。由此，污泥达到稳定、无害，所产生的生物能还能被利用。本设计中采用的是两级厌氧中温消化池。消化池的计算参数见表2.6.11：表2.6.11消化池计算参数处理单元消化池作用处理污泥，分解污泥中的有机物使污泥稳定化主要设计参数数量1座结构圆形钢筋混凝土结构88 第二章方案论证及工艺流程的确定设计尺寸D=15m，H=15m池体总容积7800m³2.6.13带式压滤机采用带式压滤机直接将污泥脱水，具有处理效率高、处理能力大、性能稳定、连续处理、操作简单、占地面积小的特点；脱水后的污泥直接外运，压滤出的水需要返回到调节池再次处理。匀浆池的计算参数见表2.6.12：表2.6.12压滤机计算参数处理单元压滤机作用将污泥脱水主要设计参数数量1座结构矩形钢筋混凝土结构设计尺寸L×B×H=4.0m×3.0m×4.0m池体总容积48m³设备带式压滤机型号GA-1500功率90kw扬程15m88第二章方案论证及工艺流程的确定88 第三章污水处理厂总体布置第三章污水处理厂总体布置3.1总平面布置原则总平面布置包括：污水与污泥处理工艺构筑物及设施的总平面布置、各种管道、管线及渠道的平面布置、各种辅助构筑物与设施的平面布置。总平面布置应遵从以下几条原则。1、处理构筑物与设施的布置应顺流程，集中紧凑以便节省用地和运行管理。2、工艺构筑物(或设施)与不同功能的辅助建筑物应按功能的差异，分别相对独立布置，并协同好与环境条件的关系(如地形走势、污水出口方向、风向、周围的重要或敏感建筑物等)。3、构筑物、建筑物之间的间距应满足交通、管道敷设、施工和运行管理等方面的要求。4、管道管线与渠道的平面布置，应与其高程布置相协调，应顺应污水处理厂各种介质输送的要求，尽量避免多次提升和迂回曲折，应便于节能降耗和运行维护；5、协调好辅助建筑物、道路、绿化与处理构筑物和建筑物的关系，做到方便生产运行，保证安全畅通，美化厂区环境。6、具体做好以下布置：容易门生有害气体的进水口和污泥浓缩池与办公区或厂前区分离；配电间应靠近引入点或耗电量大的构筑物、物流繁忙区域；重力流管线应避免迂回曲折。总平面布置结果参见附图。3.2管线设计1、污水管各处理构筑物间均根据流量等要求选用合适管径和材质的管道，本处理工艺大多使用铸铁管。2、污泥管二沉池的污泥由潜污泵提升入浓缩池，站区排泥管均选用DN150铸铁管。浓缩池至脱水间使用螺杆泵输送，选用DN150铸铁管。3、管道埋深88 第三章污水处理厂总体布置压力管道：在车行道之下，埋深1.0~1.5m，不得小于1.0m；在其它位置0.5~1.0m，不宜大于1.0m。重力流管道：由设计计算决定，但不宜小于1.0(车行道下)和0.5（一般区域）。工艺管道平面布置图参见图。3.3高程布置3.3.1布置原则1、充分利用地势地形及城市排水系统，使污水尽可能少的被提升便能顺利自流通过污水处理构筑物，排出厂外；2、协调好高程布置与平面布置的关系，做到既减少占地又利于污水、污泥输送，并有利于减少工程投资和运行成本；3、协调好污水处理厂总体高程布置与单位竖向设计，既便于正常排放，又有利于检修排空。3.3.2各构筑物及设备的高程本设计的污水及污泥处理车间中各构筑物水头损失及设备的高程如下表。表3-1水利及高程计算名称水头损失/m连接管道水头损失总损失/m标高/m沿程损失/m局部损失/m底部顶部进水管0000-2.0-1.0粗格栅0.20.00460.1960.201-2.0-3.86提升泵房0.20.0230.1960.219-7.3963.604细格栅0.150.1150.1160.3112.0154.215沉砂池0.150.01150.1960.2080.2583.867配水井0.40..0880.3740.462-2.0553.245前置厌氧氧化沟0.40.01760.1700.188-2.3433.657二沉池0.30.0440.2070.251-2.4242.076接触消毒池0.20.0220.2840.306-1.231.47计量槽0.30.0460.05610.102—0.668污泥泵房00.0460.1140.375-3.02.0浓缩池00.0230.0130.608-2.211.0消化池00.0460.0130.118-7.57.5带式压滤机间00.0460.0130.118-3.01.0出水管00.0450.010.055-1.00.0各构筑物高程布置详见附图。88 第三章污水处理厂总体布置3.4施工要求该工业区城市污水处理工程施工时，除按施工图技术要求施工外，还应满足以下要求。1、主体施工详见施工图纸，严格执行国家有关钢筋混凝土工程、钢结构工程施工规范和《给水排水构筑物施工及验收规范》(GBJ141-92)。2、主体结构施工应对照工艺、电气设计图纸进行，不得遗漏预埋件和预埋孔洞，做好预埋件的防腐处理。如有矛盾和不详实之处，应及时与设计单位联系。3、设备安装技术要求除按到货技术要求执行外，还应执行《机械设备安装工程施工及验收规范》第一册，通用规定TJ231(一)-75第五册，压缩机、风机、泵、空气分离设备安装，TJ231(五)-78，《化工机械设备安装施工及验收规范(通用规定)》HGJ203-83。或由设备生产技术人员指导、参与安装和调试。尤其注意设备基础和安装施工应按订货(或到货)设备图纸进行。4、管道安装工程，一般应执行《给水排水管道工程施工及验收规范》(GB50268-97)。(1)连接与防腐，镀锌钢管，DN75.00之下丝扣连接。明装管道，除锈之后刷丹油两遍，再刷银粉两遍；暗装管道，除锈之后刷丹油两遍，再刷沥青两遍。执行《建筑安装工程质量检验评定标准（管道部分）》(TJ302-74)。焊接钢管，焊接或法兰连接，地埋管道在除锈之后刷丹油一遍，铁红环氧底漆两遍，再刷沥青漆一遍；明装管道，除锈之后刷丹油一遍，铁红环氧底漆两遍，面漆遍。执行《建筑安装工程质量检验评定标准(安装工业管道安装工程)》(TJ307-77)；陶土排水管，承插连接，执行《市政排水管渠工程质量检验评定标准》(CJJ3-90)。(2)管道保温，室外明装管道以20mm岩棉包装，外用玻璃布包扎，再刷面漆一层。(3)管道支吊架。5．设备管道面漆颜色规定(1)设备成套设备为原色；非标设备灰蓝色。(2)管道污水管，绿色；自来水管，银灰色；污泥管，褐色；压缩空气管，深蓝色。88 第四章经济分析第四章经济分析4.1估算范围及估算依据4.1.1估算范围主要对废水处理设施、污泥处理设施、仪器设备、附属工程和运行管理的方面进行费用进行估计。4.1.2编制依据1、市政工程费用采用2002年《全国市政工程预算定额江西省单位估价表》。2、土建工程费用采用2001年《全国统一建筑工程预算定额》江西省单位估价表。3、安装工程费用采用2001年《全国统一安装工程预算定额》江西省单位估价表。4、其它费用及预备费参照1996年12月建设部《市政工程可行性研究投资估算编制办法》(试行)的规定。5、料价格按2003年第三期江西省工程造价信息材料价格，不足部分按同类工程造价指标计算。6、设备价格生产厂家报价及参照《工程建设全国机电设备2001年价格汇编》计价。7、取费标准执行2001年《江西省建筑（装饰）安装工程费用定额》及2002年(江西省市政工程费用定额)，并按上级主管部门有关文件规定计算。8、设计费用设计费根据工程勘察设计费用标准(2002年修订本)的规定计算。4.2工程总投资该工程的直接投资费用=土建投资+设备投资=718.46（万元）88 第四章经济分析表4.2-2工程总投资序号项目名称构成方式费用(万元)一土建工程2107.76二工艺设备56.33三安装工程(二)×10%5.63四设计费[(一)+(二)]×3%64.92五调试费[(一)+(二)]×5%108.02六工程费合计(一)+(二)+(三)+(四)+(五)2342.66七工程税金(六)×6%140.56八总投资概算(六)+(七)2483.224.3经营费管理运行费用一览表项目元/吨水电费0.8药剂费0.081工资福利费0.021折旧提存费0.15检修维护0.023合计1.07488 第五章主要处理构筑物计算第五章主要处理构筑物计算5.1粗格栅5.1.1设计参数（1）水流通过格栅的水头损失可以通过计算确定，栅后渠底应该比栅前相应降低0.08~0.15m。格栅前渠道内水流速度，一般采用0.4~0.9m/s，格栅过栅流速一般采用0.6~1.0m/s。（2）格栅倾角一般采用45°~75°，人工清渣栅渣时取低值。格栅设有棚顶工作台，其高度高出栅前最高设计水位0.5m，格栅间工作台两侧过道宽度不应小于0.7m，工作台正面过道宽度：当人工清除栅渣时，不应小于1.2m；当机械清除栅渣时，不应小于1.5m。5.1.2格栅尺寸计算：（1）取过栅流速 v2=0.9m/s   栅前水深h=1m  栅条宽度 S=0.01m     格栅安装角 α=60º  栅条间隙 b=0.05m     水面超高 h1=0.3m（2）平均日流量Q=100000m3/d=4166.7m3/h=1.157m3/s（3）Qmax=1.157×1.2=1.39m3/s图5-1格栅水力计算简图（4）栅条间隙数 n  =（Q max·  ）/b·h·v              =（1.39× ）/0.05×0.9×1              =29条  式中：Qmax—最大设计流量m3/s；—格栅安置的倾角，度，一般为60º～70º,；h—栅前水深，m，取1m；88 第五章主要处理构筑物计算v—过栅流速，m/s，最大设计流量时为0.8～1.0m/s；b—格栅净间隙，m，粗格栅b=50-100mm，中格栅10-40mm，细格栅3-10mm。（5）格栅总宽度：B=S(n-1)+b·n=0.01×(29-1)+0.05×29=1.73m式中：s—栅条宽度，m，取0.01m。（6）进水渠道渐宽部分长度（l1）（7）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度（l2）（8）通过格栅的水头损失（h1）m式中：g—重力加速度，m/s；K—考虑到由于格栅受筛余物堵塞后，格栅阻力增大的系数一般采用k取2；—阻力系数，其值与格栅断面形状有关，一般采用1-3.（9）栅后槽总高度（H）取栅前渠道超高，栅前槽高=0.6m=1+0.26+0.3=1.56m式中：h2—栅前渠道起高，m，一般取0.3m。（10）栅槽总长度（L）式中：H1—栅前槽高，m，H=h+h2；l1—进水渠道渐宽部分长度，m，l1=（B-B1）/2tan；—进水渠道渐宽部分展开角度，一般可采用20º；88 第五章主要处理构筑物计算B1—进水渠道宽度，m，取1m；l2—栅槽与出水渠道连接渠的渐缩长度，m，l2=l1/2.（11）每日栅渣量计算（W）：W=QmaxW186400/（K总1000）=1.39×0.01×86400/(2.0×1000)=0.6（m3/d）式中：W1—栅渣量，取0.1-0.01，粗格栅用最小值，细格栅用最大值，中格栅用中值；K总—废水流量总变化系数，对生活污水参照下表。表5—1生活污水流量总变化系数平均流量/（L/s）4610152540701202004007501600K总2.32.22.12.01.891.801.691.591.511.401.301.20（12）格栅除渣机的选择经过计算本工程采用机械清渣，格栅清污采用GH链条式回转除渣机，其功能如下:表5-2格栅除渣机选型型号格栅宽度（mm）格栅净距（mm）安装角功率（kw）整机重量（kg）生产厂家GH-100010002560º—80º0.75-2.23500-9500无锡通用设备机械厂（13）格栅间尺寸的确定工作平台设在格栅上部，高出格栅前最高设计水位0.5m，工作平台上设有安全和冲洗措施，工作台正面过道宽度与栅槽宽度相同。5.2污水泵房的设计5.2.1一般规定（1）应该根据元近期污水量，确定污水泵站的规模，泵站设计流量一般与进水管设计流量相同；（2）88 第五章主要处理构筑物计算应该明确泵站是一次建成还是分期建设，是永久性还是半永久性，以决定其标准和设施。（1）根据污水经泵站抽升后，出口入河道、灌渠还是进处理厂处理来选择合适的泵站位置；（2）污水泵站的集水池与机器间在同一构筑物内时，集水池和机器间需用防水隔墙隔开，允许渗漏，做法按结构设计规范要求；分建式，集水井和机器间要保持的施工距离，其中集水池多为圆形，机器间多为方形；（3）泵站构筑物不允许地下水渗入，应设有高出地下水位0.5m的防水措施。5.2.2选泵1.污水泵站选泵应考虑因素（1）选泵机组泵站泵的总抽升能力，应按进水管的最大时污水量计，并应满足最大充满度时的流量要求；（2）尽量选择类型相同和口径相同的水泵，以便维修，但是还必须满足低流量时的需求；（3）由于生活污水，对水泵有腐蚀作用，故污水泵站尽量采用污水泵，在大的污水泵站中，无大型污水泵时才选用清水泵。2、具体计算（1）流量的确定Qmax=1157L/s本设计拟定选用4台泵（3用1备），则每台泵的设计流量为：Q=Qmax/3=1157/3=385.67L/s（2）杨程的估算（3）H=H静+2.0+0.5—1.0式中：2.0—水泵吸水管喇叭口到沉砂池的水头损失；0.5~1.0—自由水头的估算值，取为1.0；H静—水泵集水池的最低水位H1与水泵出水水位H2之差H=H静+2.0+1.0=9.49+2.0+1.0=12.49m取13m（3）选泵由Q=385.67L/s，H=13m，可查手册得：选用350QW1500-15-90型立式污水泵，其各项性能如下：表5-5泵的选型88 第五章主要处理构筑物计算型号流量Q/(m3/h）杨程H/(m）转速n/（r/min）轴功率W/KW效率（%）出口直径（m）350QW1500-15-901500159909082.13505.2.3泵房值班室、控制室及配电间值班室设在机器间一侧，并有门相通，并设置观察窗，根据运行控制要求控制柜和配电间，其面积为12~18m2，能满足1~2个人值班，因常年运行，因此安装电话。本设计泵房值班室及控制室合建，面积取3×9m，配电间尺寸为3×9m。5.3细格栅5.3.1设计参数（1）水流通过格栅的水头损失可以通过计算确定，栅后渠底应该比栅前相应降低0.08~0.15m。格栅前渠道内水流速度，一般采用0.4~0.9m/s，格栅过栅流速一般采用0.6~1.0m/s。（2）格栅倾角一般采用45°~75°，人工清渣栅渣时取低值。格栅设有棚顶工作台，其高度高出栅前最高设计水位0.5m，格栅间工作台两侧过道宽度不应小于0.7m，工作台正面过道宽度：当人工清除栅渣时，不应小于1.2m；当机械清除栅渣时，不应小于1.5m。5.3.2格栅尺寸计算：（1）取过栅流速 V=0.9m/s              栅前水深h=1m     栅条宽度 S=0.01m              格栅安装角 α=60º     栅条间隙 b=0.01m              水面超高 h1=0.3m（2）平均日流量Q=100000m3/d=4166.7m3/h=1.157m3/s（3）Qmax=1.157×1.2=1.39m3/s88 第五章主要处理构筑物计算图3-1格栅水力计算简图（4）栅条间隙数 n  =（Q max·  ）/b·h·v              =（1.39× ）/0.01×1×0.9              =144(根）式中：Qmax—最大设计流量m3/s；—格栅安置的倾角，度，一般为50º～70º,；h—栅前水深，m，取4m；v—过栅流速，m/s，最大设计流量时为0.8～1.0m/s；b—格栅净间隙，m，粗格栅b=50-100mm，中格栅10-40mm，细格栅3-10mm。（5）格栅总宽度：B=S(n-1)+b·n=0.01×(144-1)+0.01×144=2.87m式中：s—栅条宽度，m，取0.01m。（6）进水渠道渐宽部分长度l1，取进水渠宽度为2.5m（7）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度l2（8）通过格栅的水头损失（h1）88 第五章主要处理构筑物计算m式中：g—重力加速度，m/s；K—考虑到由于格栅受筛余物堵塞后，格栅阻力增大的系数一般采用k取2；—阻力系数，其值与格栅断面形状有关，一般采用k=3.（9）栅后槽总高度（H）取栅前渠道超高，栅前槽高=0.6m=1+0.4+0.3=1.7m式中：h2—栅前渠道起高，m，一般取0.3m。（10）栅槽总长度（L）式中：H1—栅前槽高，m，H=h+h2；l1—进水渠道渐宽部分长度，m，l1=（B-B1）/2tan；—进水渠道渐宽部分展开角度，一般可采用20º；B1—进水渠道宽度，m，取1m；l2—栅槽与出水渠道连接渠的渐缩长度，m，l2=l1/2.（11）每日栅渣量计算（W）：W=QmaxW186400/（K总1000）=1.39×0.1×86400/(2.0×1000)=6（m3/d）>0.2(m3/d）所以，采用机械格栅式中：W1—栅渣量，取0.1-0.01，粗格栅用最小值，洗个啥用最大值，中格栅用中值；K总—废水流量总变化系数，对生活污水参照下表。表5—1生活污水流量总变化系数平均流量/（L/s）4610152540701202004007501600K总2.32.22.12.01.891.801.691.591.511.401.301.20（12）格栅除渣机的选择88 第五章主要处理构筑物计算经过计算本工程采用机械清渣，格栅清污采用GH链条式回转除渣机，其功能如下:表5-2格栅除渣机选型型号格栅宽度（mm）格栅净距（mm）安装角功率（kw）整机重量（kg）生产厂家GH-100010002560º—80º0.75-2.23500-5500无锡通用设备机械厂（13）格栅间尺寸的确定工作平台设在格栅上部，高出格栅前最高设计水位0.5m，工作平台上设有安全和冲洗措施，工作台正面过道宽度与栅槽宽度相同。5.4沉砂池沉砂池的作用是通过重力沉淀的方法去除废水中所携带的泥沙。一般设在泵站、沉淀池前，保护水泵和管道面受磨损，防止管道发生堵塞现象，提高后续工序产生出的污泥中有机物质的含量，以利于进一步对污泥加以利用，增大后续构筑物的有效容积，延长设备使用寿命。常用的沉砂池有平流式沉砂池、曝气沉砂池、旋流沉砂池。三者的技术特征如表3-3所示。表5-3沉砂池比较池型优点缺点适用条件平流沉砂池构造简单、沉砂效果较好且稳定，运行费用低，重力排砂方便重力排沙时施工困难，沉砂含有机物多，不易脱水中小型污水处理厂曝气沉砂池构造简单，沉砂效果较好，沉砂清洁易于脱水、机械排砂，能起预曝气的作用占地面积大投资大，运行费用较高大中型污水处理厂旋流沉砂池沉砂效果好且可以调节，适应性强，占地少、投资省构造复杂，运行费用高大中型污水处理厂88 第五章主要处理构筑物计算普通沉砂池的沉砂中有约15%的有机物，使沉砂的后续处理难度增加，采用曝气沉砂池可以克服这一缺点。曝气沉砂池能够在一定程度上使沙粒在曝气作用下互相摩擦，可以大量去除沙粒上附着着的有机物；同时由于曝气的副作用，污水中的油脂物质会升至水面形成浮渣而被去除，曝气沉砂池的优点是通过调节曝气量，可以控制污水的旋流速度，使得除砂比较稳定，受流量的变化影响比较小。同时还对污水起预曝气的作用，可以减少后续污水处理构筑物的负荷，并且改善其运行条件。5.4.1设计依参数（1）旋流速度0.25～0.30m/s（2）水平流速0.06～0.12m/s（3）最大流量的停留时间1～3min（4）有效水深2～3m（5）宽深比1～1.55.4.2具体计算（1）池子的有效容积V，m3V=Qmax×t×60其中：Qmax为最大流量，m3/s，Qmax=1.39m3/sT为最大实际流量时的流行时间，min，t=2min则V=1.39×2×60=166.8（m3）（2）水流断面积A，m2其中：V1为最大设计流量时的水平流速，m/s，取V1=0.1m/s则（m2）（3）池总高度B，m88 第五章主要处理构筑物计算其中：h2为设计有效水深，m。取h2=2.5m则（m）（2）每个池子宽度b，m取n=2格则（m）宽深比：（符合要求）（3）池长L，m（4）曝气系统①曝气量Q=dQmax×3600其中：d为每立方米污水所需要的空气量，m3，取d=0.2m3/m3空气Q为每小时所需的空气量，m3则②风机选择选用两台D30×28-20/2000型罗茨鼓风机（一用一备），配以J071-6型电动机（功率为17kw），风机性能如表3-4所示。表5-4D30×28-20/2000型罗茨鼓风机性能风量（m3/min）静压力/mm水柱基础尺寸/mm2020001530×600③空气管道计算按风机实际风量计算干管管径D1=，取D1=200mm验算气流速度，符合要求。88 第五章主要处理构筑物计算每隔一米分出两根支管，则支管总数为n=2×18=36个，每一支管气量为取支管气流速度为v=4.5m/s支管直径，取D2为50mm验算气流速度为V2=（7）沉砂斗尺寸①沉砂斗上口宽a，m其中：h3为斗高，取h3=0.35ma为沉砂斗侧壁与水平面的夹角且大于55º，取a=55ºa1为沉砂斗下底宽，取a1=0.5m则a=②沉砂室的高度沉砂室坡向沉砂斗的坡度为i=0.1~0.5，取i=0.2沉砂室由两部分组成，一部分为沉砂室，另一部分为沉砂池坡向沉砂斗的过渡部分，沉砂室的宽度为2L2+a=L③沉砂室沉砂斗体积V0设沉砂斗为沿池长方向的梯形断面渠道，沉砂斗体积为（4)沉砂池总高度H，m取超高h1=0.3m5.4.3附属设备选型（1）吸砂机的选型88 第五章主要处理构筑物计算选用BXS-II型行车吸砂机。该机适用于处理工程中曝气沉砂池的沉砂排除。该机为中心传动行车式，靠液下泵排砂，控制线可采用电缆。表5-5BXS-II型行车吸砂机的主要技术参数型号BXS-II3400轨距B/mm3700池宽B/mm3400水泵功率/kw2.2×2行车速度/m/min1.2驱动速功率/kw1.5（1）刮油机的选型选用PGY链条式刮油机。该机由多刮板牵引链条拖动，不仅可去除漂浮物，也可把沉淀物集中到池的一端便于去除。其主要特点为：①刮板块数较行车式、绳索式撇渣机多。可以适当降低撇渣机的行走速度，减轻链条链轮的磨损，并使产生的浮渣立即撇出。②撇渣机在池工作单位向直线运动，不必换向，因而需要形成开关；电源连接和控制都较简单，减少电器设备的故障。表5-6PGY链条式刮油机的主要技术参数型号PGY3000-4500刮板行速/（m/min）0.06牵引链条DT200功率/kw0.75池宽/mm3000-45005.5配水槽5.5.1设计参数配水井设计流量为Q=100000m3/d5.5.2设计计算（1）配水井的有效容积（2）配水井水力停留时间取为2min，配水井有效容积V为：（3）配水井设计为圆形，设配水井的有效水深为H=4.2m，安全高度设计为0.3m，则实际高度为4.5m。设计的配水井的尺寸为圆形，则配水井应该设计尺寸为：,则配水井的直径为D：88 第五章主要处理构筑物计算5.6前置厌氧卡鲁赛尔氧化沟5.6.1厌氧池5.6.1.1设计参数本次设计中的厌氧池和氧化沟是连在一起的，厌氧池和卡鲁塞尔氧化沟构成前置厌氧卡鲁塞尔氧化沟。设计水量按最大日平均值计算，则一座厌氧池的日平均时流量Q’为0.35m3/s。水力停留时间t取为2.5h，污泥浓度X取为3000mg/L，污泥回流液浓度取为Xr为10000mg/L。5.6.1.2设计计算（1）厌氧池容积V：（2）厌氧池尺寸设计取水深h=5.0m，则厌氧池的面积A：厌氧池的长L：池子超高一般取为0.3m，所以池子总高H：5.6.2氧化沟本设计采用的氧化沟的类型是前置厌氧卡塞鲁尔型氧化沟，其中氧化沟的尺寸已经在上面计算了，前置厌氧卡鲁塞尔氧化沟不仅对BOD5和COD有较好的去除效果，而且还具有一定的脱氮除磷的作用，使得出水的氨氮达到排放标准。5.6.2.1设计参数此设计采用四座卡塞鲁尔式氧化沟。其主要的参数选取如下：最大的设计流量：120000m3/d；设计平均流量：100000m3/d设计的温度为25℃，最低温度为14℃88 第五章主要处理构筑物计算；为确保污泥稳定，采用的最小泥龄为30d，污泥产率系数为Y=0.55；混合液悬浮固体浓度为（MLSS)X=4000mg.L；VSS为140mg/L；混合液挥发性悬浮固体浓度（MLVSS）XV=2800mg/L；内院代谢系数为Kd=0.055；20℃时脱硝率qdn=0.035kg（还原NO3-—N）/（kgMLVSS·d）。5.6.2.2设计计算氧化沟几何尺寸计算（1）去除BOD5①氧化沟出水中溶解性BOD5浓度为S，为了保证沉淀池出水BOD5浓度Se≤20mg/L，必须控制氧化沟出水所含溶解性BOD5浓度S2，因为沉淀池出水中的VSS也是构成BOD5浓度的一个组成部分。其中S1为沉淀池出水中的VSS所构成的BOD5浓度②计算好氧沟段容积V1：根据好氧区容积公式：③好氧区水力停留时间t1:④剩余污泥量ΔX其中X1为X0-VSS=0.2-0.14=0.06mg/L88 第五章主要处理构筑物计算去除1kgBOD5产生的干污泥量Q1（2）计算需要氧化的氨氮量①需要氧化的氨氮量N1.氧化沟中产生的剩余污泥中含氮率为12.4%，则用于生物和呈的总氮量为：所以需要氧化的氨氮的量N1为：=35-3.46-8=23.54（mg/L)脱氮量NrNr=进水TKN-出水TN-用于生物合成所需要氮量N0=35-20-3.46=11.54mg/L需用于还原的NO3-N=12.03-10=2.03mg/L，3、碱度平衡由《室外排水规范》可知，好氧区剩余碱度应该大于100mg/L，既可以保证PH≥7.2，生物反应能够正常进行，进水碱度不能满足上述要求时，应该增加碱度的措施。剩余碱度：因为131.48大于100，所以，硝化和反硝化能够顺利进行。4、脱氮所需要的容积V2：88 第五章主要处理构筑物计算脱氮率最冷时的平均气温取为14℃，此时：所以脱氮水力停留时间t2：3、氧化沟的总容积V及停留时间t校核污泥负荷4、氧化沟的尺寸：共有四座氧化沟，则每座氧化沟的容积V：氧化沟采用4廊道式卡鲁塞尔氧化沟，并联运行，取池深5m，宽8m，中间分隔墙厚度0.25m，且池子的有效系数是0.58，则单座氧化沟总面积A：弯道部分面积A1：直线部分面积A2：单沟直线长度L：88 第五章主要处理构筑物计算取45m。3、进水管和出水管污泥回流比R=100%，进水管流量Q1：，管道流速v=1.0m/s。则管道过水断面A：管径d：取0.9m校核管道流速4、出水堰及出水竖井初步估算，因此按薄壁堰来计算。①出水堰式中：b—堰宽；H—眼上水头高，取0.2m。为了便于设备的选型，堰宽b取3.5m’，校核堰上水头H②出水竖井考虑到可调堰安装要求，堰两边各留0.3m的操作距离。出水竖井长出水竖井宽（满足安装需要）；则出水竖井平面尺寸为氧化沟出水孔尺寸为88 第五章主要处理构筑物计算3、需氧量计算：①实际需氧量AORAOR=去除BOD5需氧量-剩余污泥中BOD5的需氧量+去除氨氮耗氧量-剩余污泥中氨氮的耗氧量-脱氮产氧量a、去除BOD需氧量D1b、剩余污泥中BOD的需氧量D2（用于生物合成的那部分BOD需氧量）c、去除氨氮的需氧量D3每1kg氨氮硝化需要消耗4.6kgO2d、剩余污泥中氨氮的耗氧量D4e、脱氮产氧量D5每还原1kg氮气产生氧量2.86kg总需氧量AOR=D1-D2+D3-D4-D5=23970.42(kg/d)考虑安全系数1.4，则AOR=1.4×23970.42=33558.588(kg/d)去除每1kgBOD的需氧量为②标准状况下的需氧量SOR88 第五章主要处理构筑物计算去除每1kgBOD的标准需氧量为：3、曝气设备选择①单座氧化沟需氧量SOR1每座氧化沟设置两台卡鲁塞尔专用表面曝气机充氧能力为2.1kgO2/（kw·h），则需要电动机功率表面曝气机直径为40000mm。回流污泥量为Qr：考虑到回流至厌氧池的污泥为10%，所以回流到氧化沟中的污泥总量为50%。5.7二沉池在本次设计中采用4座二沉池，即每一个氧化沟配一座二沉池，二沉池的类型是辐流式的，即中心进水周边出水。5.7.1设计参数①设计流量为Qmax=1.39m3/s；②表面负荷一般取0.5~2.5m3/m2·h，本次设计中取q=2.0m3/（m2·h）；③沉淀时间取t=3h；④中心进水管下部管内流速v1取1.2m/s，上部管内流速v2取0.8m/s，储罐流速v3取为0.8m/s[9]；88 第五章主要处理构筑物计算⑤出水堰负荷一般为1.5~2.9L/s·m，本次设计取为2L/s·m；⑥沉淀池的坡度i取为0.05。5.7.2设计尺寸（1）单池直径单池面积A：单池直径D：，取D为29m（2）有效水深池子的有效水深h2：（3）径深比校核D/h2=29/3.0=9.7（符合要求）一般径深比应该介于6~12之间（4）有效容积V（5）集泥斗集泥斗为上部直径R1为4m，下部直径R2为2m，倾斜角为60º，集泥斗高度h5通过计算可获得：则集泥斗的有效容积V0为：污泥斗以上圆锥体部分容积V1：其中：h4为坡底落差取为0.7m88 第五章主要处理构筑物计算所以所以总的储泥体积为V总：V总=V0+V1=190.9m3（1）沉淀池池边处的总高H：其中：h1—超高，取为0.3m；h3—缓冲层高度，取为0.5m；所以H=0.3+3.0+0.5=3.8m（2）沉淀池总高度H’H’=H+h4+h5=5.23m（3）中心管进水下部管径D1：；则取D1为0.6m经过核算。上管直径D2：，取D2为0.75m经过核算出流面积F：则设置面积为0.0434m2的出水孔的数目为10个。（4）导流筒根据所查文献，导流筒的深度h0一般为池深的一半，面积为沉淀面积的3%[12]。所以，导流筒直径D0：88 第五章主要处理构筑物计算(10）出水堰一般采用三角形出水堰，取三角堰堰上水头h为5cm，角度θ为60º。因为其中：B—为过流堰宽m；所以；取堰宽10cm根据出水堰设计规范，当h=0.021-0.200m时，单个堰口过堰流量计算公式为，式中q为过堰流量m3/s，h为过堰深m。经过计算可得到q=0.00078m3/s每个二沉池应该布置的出水堰的个数为n：n=Q/q，n取为446个。环形集水渠宽1.0m，沿集水渠内壁布置出水堰。集水渠内外圆环直径分别为29.3m和30.3m（在集水渠内壁距池壁0.3m；外壁距池壁1.03m）。出水总周长L：出水堰总线长：446×0.1=44.6m出水堰总线长小于出水总周长，满足要求。下图是三角形出水堰示意图：88 第五章主要处理构筑物计算（11）集水渠辐流式沉淀池的集水渠位于池壁的（1/10）R处，渠宽b为0.6m。（12）三角堰为了保证三角堰自由出流，集水槽起始端水面距三角堰口高度h1为0.1m。三角堰高度h2：h2=集水池H’为：；取0.5m5.7.3刮泥设备选择四台SZG35型半桥式周边传动刮泥机。其性能参数见表3-5：表3-5SZ型半桥式周边驱动刮泥机主要技术参数池径/m池深/m周边线速度/m/min驱动功率/kw294.020.75×25.8接触消毒池5.8.1设计参数设计廊道式接触反应池1座设计流量：Q平=1.16m3/s，Qmax=1.39m3/s水力停留时间t：t=30min设计投氯量为：ρ=5.0mg/L88 第五章主要处理构筑物计算设计平均水深：h=2.5m隔板间隔b=2.0m5.8.2设计计算（1）接触消毒池的尺寸计算[13]①接触池容积②接触池表面积接触池平均水深设计为2.75m，则接触池面积F：③廊道宽b④接触池宽B（采用9个隔板，则有10个廊道）⑤接触池长度L，取37m。（3）加氯间1、加氯量加氯量按每立方米污水投加5g计算，则每天需要的氯量为W：2、加氯设备选用4台ZJ-2型转子加氯机，三用一备，单台加氯量为10kg/h，加氯机外型尺寸为550mm×310mm×710mm。5.9计量槽接触池末端设咽喉式计量槽一座，以便对污水处理厂的流量进行监控[14]。依据设计手册，当测量范围为0.3～2.1m3/s时，喉宽W取1m，则喉宽长L1，L1=0.5W+1.2=1.7m计量槽总长B：B=0.6+0.9+1.7=3.2m88 第五章主要处理构筑物计算依据上游水位H1，按以下公式求出流量Q：Q=1.777H11.556(m3/s)=4.06m3/s上游水位通过超声波液位计自动计量，并转换为相应的流量。88 第六章污泥处理系统第六章污泥处理系统6.1污泥量的计算二沉池污泥量Δx：式中：Δx—二沉池每日排泥量，kg/d；Q平—平均日处理污水量，m3/d；Lr—去除的BOD5浓度，kg/m3；Kd—衰减系数，1/d，一般为0.05～0.1，此处取0.1；θc—污泥龄，d，此处取30d。湿污泥体积：式中：p—污泥含水率，%，取99.4%6.2污泥泵房设计污泥泵房2座，分别位于两座沉淀池之间，每个泵房承担两座沉淀池的污泥回流和剩余污泥排放。6.2.1回流污泥泵房二沉池活性污泥由吸泥管吸入，由池中心落泥管及排泥管排入池外套筒阀井中，然后由管道输送至回流泵房，其他污泥由刮泥板刮入污泥井中，再由排泥管排入剩余污泥泵房集泥井中。6.2.2剩余污泥泵房二沉池产生剩余污泥及其他处理构筑物排出污泥由地下管道自流入集泥井，剩余污泥泵将其提升至污泥浓缩池中。处理厂设一座剩余污泥泵房剩余污泥量W：污泥回流比R取为60%，则回流污泥量为Qr：88 第六章污泥处理系统，污泥回流罐选用D-900mm，此时，管内流速v：6.3污泥浓缩池此处采用两座辐流式重力连续式污泥浓缩池，用带栅条的刮泥及刮泥，利用静压排泥，剩余污泥泵房将污泥送至浓缩池。6.3.1设计参数设计浓缩后的含水率设为96.0%，污泥固体负荷qe为45kgSS/（m2·d），污泥浓缩时间为16h。6.3.2设计计算①浓缩池池体计算：每座浓缩池所需要的面积为：式中：A——浓缩池总面积，m2;Q——污泥量，m3/d；C——污泥固体浓度，g/L；G——浓缩池污泥固体负荷，kg/(m2.d)，取30kg/(m2.d)。污泥的含水率P为99.2%,混合污泥的密度为1000kg/m3,污泥固体浓度为：。则剩余污泥量为：2916.7m3/d。则一座浓缩池所要处理的泥量为1458.35m3/d。因此，浓缩池直径D：设计为17m水力负荷u:88 第六章污泥处理系统因此，有效水深h：浓缩池有效容积V1：②排泥量与存泥容积：浓缩后排出含水率为97%的污泥，则：按3小时的贮泥时间计泥量，则贮泥区所需要的容积V=3×Q’=3×388.89/24=36.11m3泥斗容积V3，取泥斗的垂直高度为1.06m，泥斗的上口直径取为3m，泥斗的下口直径取为1m；则泥斗的容积为：设池底坡度i为0.05，池底坡降h3为：故池底可贮泥容积v4为：因此，总的贮泥容积Vw：③浓缩后污泥体积：式中：V2——浓缩后污泥体积，m3；P1——进泥含水率，取99.2%；88 第六章污泥处理系统P2——出泥含水率，取97%。④浓缩池的总高度H：其中，h3为浓缩池的超高，取为0.3m，缓冲层高度为h4取为0.3m，h5为泥斗下部分高度。6.4污泥消化池6.4.1设计参数设计采用圆柱形中温两级消化池，进泥为经过浓缩排出含水率P2=97%的污泥，来自两座浓缩池中的污泥总量为388.89m3/d。6.4.2设计计算（1）消化池的有效容积计算取为7800m3。其中vc为消化时间，本设计中的下滑时间取为20d。（2）池体设计采用中温两级消化，容积比为,2:1，则一级消化池总容积为5200m3，用两座池，每座池的容积为2600m3，二级消化池的容积为2600m3，用一座池。圆柱形消化池几何尺寸：一级二级消化池采用相同的池型。消化池的直径D采用15m，，集气罩直径D3=2m，高h4=2.0m，池底坠地直径d2=2m，锥角采用15°。故消化池柱体高度等于h1=D=15m。消化池各部分容积：集气罩容积V4：上盖容积V3：88 第六章污泥处理系统下锥体容积等于上盖容积，即V2=V3=115.2m3柱体容积V1：故消化池的有效容积V为：消化池各部分表面积：①集气罩表面积A4：②上盖表面积A3：③下锥体表面积A2：消化池柱体表面积A1：故消化池总面积A：6.5脱水机房88 第六章污泥处理系统一般带式压滤脱水机由滤带、辊压筒、滤带张紧系统、滤带调偏系统、滤带冲洗系统和滤带驱动系统构成。污泥经过投加凝聚剂在污泥混合器内进行充分反应后流入重力脱水段，这时污在“楔”形压榨段中，平整并受到轻度压力，使污泥再度脱水，然后喂入“s”形压榨段，污泥被夹在上、下两层滤带中间经若干个不同口径的辊筒反复压榨，对污泥造成剪切，促使滤饼进一步脱水，最后通过刮刀将滤饼刮落，而上、下带进行冲洗重新使用。作机型选择时，应从以下几个方面加以考虑：（1）滤带。要求其具有较高的抗拉强度、耐曲折、耐酸碱、耐温度变化等特点，同时还应考虑污泥的具体性质，选择适合的编织纹理，使滤带具有良好的透气性能及对污泥颗粒的拦截性能。（2）辊压筒的调偏系统。一般通过气动装置完成。（3）滤带的张紧系统。一般也由气动系统来控制。滤带张力一般控制在0.3—0．7MPa，常用值为0.5MPa。（4）带速控制。不同性质的污泥对带速的要求各不相同，即对任何一种特定的污泥都存在—个最佳的带速控制范围，在该范围内，脱水系统既能保证一定的处理能力，又能得到高质量的泥饼。6.5.1设计参数表6.5-1带式压滤机主要参数一览表参数名称额定处理能力额定固体物流量带机宽度压滤机长度滤带行进速度单位m3/hkg/hmmmmm/min参数范围10~15050~225080~27001200~17507~30带式压滤机的选型设计参数是固体负荷和水力负荷。表6.5-2带式压滤机选型参数滤带宽度（mm）浓缩前含固率（%）浓缩后含固率（%）固体负荷（kg干固体/h）水力负荷（m3/h）15001.5~2.515~34105~1737~11.5设计参数：压滤机处理量：q=15.58m3/h；压滤前污泥含水率：p1=97%；压滤后污泥含水率：p2=80%；、88 第六章污泥处理系统6.5.2设计计算（1）运行时间取压滤机的水力负荷为7m3/h;则压滤机一天的运行时间为：拟定每天压滤次数为3次，每次压滤时间为50min。（2）固体负荷压滤前：污泥体积V1=15.58（㎡）、压滤前污水含水率a=97%；压滤后：压滤后污泥含水率b=80%，压滤后体积V2为V2=V1×（1-a）/（1-b）=2.337（m3）混合污泥的密度为1000kg/m3，则：干污泥的重量:。固体负荷=467.4/2.8=166.93（kg干固体/h）(符合要求)（3）附属设备①污泥投配设备选用2台（一用一备）单螺杆污泥投配泵，单台投配泵的流量：投配泵的扬程根据吸泥液位和压滤机高差及管路的水头损失计算。②加药系统用滚压带式压滤机脱水的污泥，化学调剂为有机合成的高分子混凝剂。设计选用聚丙烯酰胺，对于混合生污泥投加量为0.15%~0.5（污泥干重），取0.3%计算。故每日药剂投加量：③反冲洗水泵根据滚压带式压滤机带宽和运行速度，每台脱水机反冲洗耗水量为10~12m3/h反冲洗水压不小于0.5Mpa，故选用2台离心清水泵，一用一备。6.5.3设备选型本设计选用川原股份有限公司生产的双滤带式压滤机，其性能规格配备及尺寸表如下：表6.5-3带式压滤机设备选型型号GA-1500使用功率（kw）滤带驱动器0.5滤带宽度（mm）1500调理搅拌机0.588 第六章污泥处理系统进入浓度（ss.1.5~2.5%）处理量（m3/h）5.0~11.5转鼓浓缩0.5绝干量（kg.ds/h）105~173外形参考尺寸（mm）L2700泥饼含水量（%）66~85W2050滤液下排水盘有H2700参考重量（kg）1490基座尺寸L*W(mm)1460*185488 第六章污泥处理系统88 第七章高程计算第七章高程计算7.1管道的选择7.1.1管道材质的选择本设计除泵房（主要包括提升泵房和污泥泵房）内和压力管道选择铸铁管外，其余管道都采用钢筋混凝土管，因为铸铁具有强度高、耐磨、不易变形、性能稳定和使用寿命长等优点，可作为废水的进水和出水管道和空气管道；不锈钢管不易腐蚀，可作为污泥管道和加药管道。7.1.2管道管径的选择考虑到城市污水的流量变化比较大，所以各管道内的流速设计控制在1.1～1.5m/s的范围之内，这样，当水量减小时，管内流速不至于过小从而导致沉淀的产生；当水量过大时，管内流速不至于过大，增加了管内的水头损失，造成能量的浪费。1、污水管（1）废水总管Q=100000m3/d=1.39m3/s废水流量保持稳定，故所有构筑物之间总管的管径和管内流速都相等。取管内流速为1.3m/s所以其直径为：则取管径为D=1200mm实际流速为：污水总管选择管径为1200mm,壁厚为5mm的混凝土管。2、污泥管①沉淀池排泥管沉淀池每天沉淀的污泥量为60942m3/d，折算为每个沉淀池每天的排泥量为15235.5m3/d，排泥管设计流速为1.1m/s，则排泥管面积s：排泥管管径为：0.45m采用500mm的铸铁管，此时，排泥管实际流速为：88 第七章高程计算，符合条件。②回流污泥管回流污泥量为污泥量为60000m3/d，污泥管设计流速为1.1m/s，则排泥管面积s：排泥管管径为：0.89m采用900mm的铸铁管，此时，排泥管实际流速为：，符合条件。③剩余污泥管剩余污泥量为污泥量为388.89m3/d，污泥管设计流速为1.1m/s，则排泥管面积s：排泥管管径为：0.072m采用100mm的铸铁管，此时，排泥管实际流速为：，符合条件。3、空气管道计算按风机实际风量计算干管管径D1=，取D1=200mm验算气流速度，符合要求。每隔一米分出两根支管，则只管总数为n=2×18=36个，每一支管气量为取支管气流速度为v=4.5m/s支管直径，取D2为50mm。88 第七章高程计算7.2高程流程水力计算为了使水能够可顺利流到下一个构筑物并且做到资源的节约和充分利用，高程计算是必不可少的部分。计算高程时，应该采用最不利的路线流程进行推算，这样就能保证在不利的条件下水也能顺利流向下一构筑物，采用的是逆推的方法，首先从收纳水体的水位开始推算，加上水头损失（包括沿程水头损失和局部水头损失）即得到上一构筑物的水面位置，水面位置加上超高就可以得到构筑物的上底标高，确定构筑物的高度之后可以得到构筑物的底面标高。7.2.1污水高程水力计算1、各处理构筑物的水头损失（1）格栅水头损失：过栅水头损失（2）辐流式二沉淀池水头损失：出水部分水头损失：采用三角堰，由三角堰过堰流量公式得，H1=0.18m考虑自由跌水水头损失0.15m，则出水堰总水头损失为：0.18+0.15=0.33m为安全起见取进水水头损失为0.223m，则竖流式沉淀池的总水头损失为：0.223+0.33=0.553m（4）其他构筑物水头损失：根据表7—1选择表7.2-1处理构筑物水头损失估算值构筑物名称水头损失（cm）本设计所取的水头损失（cm）粗格栅10~2520提升泵房20~5020细格栅10~251588 第七章高程计算沉砂池10~2515氧化沟10~4040配水槽10~5040辐流式二沉池20~4033接触氧化池10~3020计量堰10~30302、管渠水头损失构筑物的管渠水头损失包括沿程水头损失和局部水头损失，按下列公式计算：式中:——沿程水头损失，m；——局部水头损失，m；——单位管长的水头损失（水力坡度），根据流量、管径和流速等查阅《给水排水设计手册》获得；L——连接管段长度，m；——局部阻力系数，查阅《给水排水设计手册》获得；g——重力加速度，m/s2；v——连接管中流速，m/s。连接管中流速一般取0.7~1.5m/s；进入沉淀池时流速可以低些；进入曝气池或反应池时，流速可以高些。1）泵前水力计算①进水管到粗格栅设计流量取为100000m3/d，钢筋混凝土管连接，连接管的管径为1000mm，L=2m,根据《给水排水设计手册》中表17-4，设计取管径DN=1000mm，查表得v=1.39m/s，1000i=2.3。沿程损失：出水流经内插出口，格栅间内插进口，进水管上的附件有D1000的闸阀一个，ξ1=0.17，D1000的90°弯头两个，ξ3=0.71。则进水管路局部水头损失计算：②粗格栅到提升泵房88 第七章高程计算设计流量为100000m3/d，钢筋混凝土管连接，连接管的管径为1000mm，L=50m,根据《给水排水设计手册》中表17-4，设计取管径DN=1000mm，查表得v=1.39m/s，1000i=2.3。沿程损失：出水流经内插出口，泵房内插进口,两个弯头，一个闸阀ξ1=0.17，总阻力系数为1.99。③提升泵房到细格栅间设计流量为100000m3/d，钢筋混凝土管连接，连接管的管径为1000mm，L=50m,根据《给水排水设计手册》中表17-4，设计取管径DN=1000mm，查表得v=1.39m/s，1000i=2.3。沿程损失：出水流经内插出口，格栅间内插进口,一个闸阀ξ1=0.17，两个弯头，总阻力系数为1.99。局部阻力损失：1）泵后水力计算①排水管口到计量槽设计流量取为100000m3/d，钢筋混凝土管连接，连接管的管径为1000mm，L=5m,根据《给水排水设计手册》中表17-4，设计取管径DN=1000mm，查表得v=1.39m/s，1000i=2.3。沿程损失：出水流经内插出口，清水池内插进口,一个闸阀ξ1=0.17，总阻力系数为0.57。局部阻力损失：②计量槽到接触消毒池88 第七章高程计算设计流量取为100000m3/d，钢筋混凝土管连接，连接管的管径为1000mm，L=20m,根据《给水排水设计手册》中表17-4，设计取管径DN=1000mm，查表得v=1.39m/s，1000i=2.3。沿程损失：出水流经内插出口，池内插进口,一个闸阀ξ1=0.17，总阻力系数为0.57。局部阻力损失：③接触消毒池到辐流式沉淀池设计流量取为25000m3/d，钢筋混凝土管连接，连接管的管径为600mm，L=10m,根据《给水排水设计手册》中表17-4，设计取管径DN=600mm，查表得v=1.04m/s，1000i=2.2，沿程损失：出水流经内插出口，清水池内插进口,两个弯头，6个阀，3个三通，总阻力系数为5.16。局部阻力损失：④辐流式沉淀池到从氧化沟设计流量取为25000m3/d，钢筋混凝土管连接，连接管的管径为600mm，L=20m,根据《给水排水设计手册》中表17-4，设计取管径DN=600mm，查表得v=1.04m/s，1000i=2.2，沿程损失：出水流经内插出口，清水池内插进口,四个弯头，四个阀，总阻力系数为3.76。局部阻力损失：⑤从氧化沟到厌氧池设计流量取为25000m3/d，钢筋混凝土管连接，连接管的管径为600mm，88 第七章高程计算L=8m,根据《给水排水设计手册》中表17-4，设计取管径DN=600mm，查表得v=1.04m/s，1000i=2.2，沿程损失：出水流经内插出口，清水池内插进口,四个阀，总阻力系数为3.08局部阻力损失：⑥从厌氧池到沉砂池设计流量取为25000m3/d，钢筋混凝土管连接，连接管的管径为600mm，L=40m,根据《给水排水设计手册》中表17-4，设计取管径DN=600mm，查表得v=1.04m/s，1000i=2.2，沿程损失：出水流经内插出口，清水池内插进口,八个弯头，6个阀，总阻力系数为6.78。局部阻力损失：⑦从沉砂池到细格栅间设计流量取为100000m3/d，钢筋混凝土管连接，连接管的管径为1000mm，L=5m,根据《给水排水设计手册》中表17-4，设计取管径DN=1000mm，查表得v=1.39m/s，1000i=2.3。沿程损失：出水流经内插出口，清水池内插进口,两个弯头，一个闸阀，总阻力系数为1.99。局部阻力损失：连接管渠水力计算表如下表7.2-2表7.2-2连接管渠水力计算表名称设计流量L/s管径mm1000IVm/s管长mILmm出水口—115710002.31.3950.570.05610.06888 第七章高程计算计量槽0.0115计量槽—接触氧化池115710002.31.39200.0460.570.05610.102接触消毒池—辐流式沉淀池2896002.21.04100.0225.160.2840.306辐流式沉淀池—氧化沟2896002.21.04200.0443.760.2070.251氧化沟—厌氧池2896002.21.0480.01763.080.2070.251厌氧池—沉砂池2896002.21.04400.0886.780.3740.462沉砂池—细格栅115710002.31.3950.01151.990.1960.208细格栅—提升泵房11571000231.39500.1151.990.1960.311粗格栅—提升泵房115710002.31.39100.0231.990.1960.219进水口—粗格栅间115710002.31.3920.00461.990.1960.2017.2.2高程确定处理后的污水排入园区污水管网，计算时，以污水管网进口作为起点，逆流程向上推算各水面标高。本设计中以地面标高作为相对标高±0.00，设出水管埋深为-1.0m，进水管网水平面为-3.76m，为了不使二沉池挖土太深，排水总管管底标高与接纳水体中的设计水位平接（跌水0.8m）。按结构稳定的原则，根据各处理构筑物的之间的水头损失，推求其它构筑物的设计水面标高。污水流程计算如表8-4。表7.2.2-1污水流程表污水流程计算高程（m）（调节池泵后水位）管网水位-0.5排水总管跌水0.8m0.3计量槽水位计量槽中水头损失=0.3m=0.068m合计0.368m0.668接触消毒池水位接触消毒池中水头损失=0.2m=0.102m合计0.302m0.9788 第七章高程计算二沉池水位二沉池中水头损失=0.33m自由跌落0.10m=0.306m合计0.736m1.706氧化沟水位氧化沟中水头损失=0.4m=0.251m合计0.651m2.357m配水槽出水水位配水槽中水头损失为0.4m=0.188m合计0.588m2.945沉砂池中水位沉砂池中水头损失0.15m=0.462m合计0.612m3.557细格栅出水水水位格栅井的水头损失0.15m=0.208m合计0.358m3.915细格栅进水水位过栅损失=0.27m4.185采用水泵将水提升，提升的高度为10m提升泵房泵房损失0.2m=0.311m合计0.511m-5.304粗格栅进水水位粗格栅损失0.2m=0.219m由出水口到提升泵房自由跌落2m合计2.419m栅后-2.309过栅损失=0.4m栅前-1.909进水管的水面标高-2.76m根据各构筑物的水平液位确定的构筑物标高见表7.2.2-2。表7.2.2-2构筑物标高表序号管渠及构筑物名称（m）水面标高（m）池底标高（m）池顶标高（m）1粗格栅-2.595（栅前）-2.995（栅后）-4.555-2.6952提升泵房-5.396-7.3963.6043细格栅4.185（栅前）3.915（栅后）2.0154.21588 第七章高程计算4沉砂池3.5571.0173.8575配水槽2.945-2.0053.2456氧化沟2.357-2.3432.6577二沉池1.706-2.4242.0768接触氧化池0.97-1.231.479计量槽0.6680.66810排水管-0.5-1.00.07.3污泥高程水力计算污泥高程计算顺序与污水相同，即从控制性标高点开始。污泥在管道中水头损失包括沿程水头损失和局部水头损失。由于目前有关污泥水力特征研究还不够，因此污泥管道水力就算主要是采用经验公式或实验资料。丹麦kruger公司设计指南中对污泥管道的计算式这样规定的：污泥管道的水头损失，可按输水管道水头损失计算，再依不同类型的污泥和干物含量增加一定的百分数，对于干物质含量为1%~4%的污泥，水头损失增加100%~150%，对于干物质含量为0.1%~0.4%的活性污泥，水头损失增加50%~100%。污水管道的沿程损失用下式计算：式中:——单位管长的水头损失（水力坡度），根据流量、管径和流速等查阅《给水排水设计手册》获得；L——连接管段长度，m；污泥管道的局部损失用下式计算：式中:——局部水头损失，m；——局部阻力系数，见下表：表7.3-1管件局部阻力系数管件名称局部阻力系数ξ值水含水率98%污泥承插接头0.40.27三通0.80.6088 第七章高程计算90º弯头1.46（r/R=0.9）0.85(r/R=0.7)四通2.57.3.1各构筑物的水头损失取污泥浓缩池的水头损失为0.5m。7.3.2管渠水力计算（1）二沉池到污泥泵房设计污泥量，L=10m,采用铸铁管管连接，取排泥管径为DN=500mm，查表得v=0.86m/s，1000i=4.6。沿程损失：污泥流经4个弯头,6个阀，内插进口，内插出口。局部损失：污泥水头总损失增加150%，为（0.046+0.104）×2.5=0.375m。（2）污泥井到浓缩池设计污泥量，L=50m,采用UPVC管连接，取排泥管径为DN=100mm，查表得v=0.24m/s，1000i=0.77。沿程损失：污泥流经一个闸阀，内插进口，内插出口。局部损失：污泥水头总损失增加150%，为（0.23+0.013）×2.5=0.608m。（3）从浓缩池到污泥消化池设计污泥量，L=10m,采用UPVC管连接，取排泥管径为DN=150mm，查表得v=0.68m/s，1000i=0.86。沿程损失：污泥流经1个阀门，内插进口，内插出口。88 第七章高程计算局部损失：污泥水头总损失增加100%，为（0.046+0.013）×2.0=0.118m。（3）从污泥消化池到板框压滤间设计污泥量，L=10m,采用UPVC管连接，取排泥管径为DN=150mm，查表得v=0.68m/s，1000i=0.86。沿程损失：污泥流经1个阀门，内插进口，内插出口。局部损失：污泥水头总损失增加100%，为（0.046+0.013）×2.0=0.118m。表7.3.2-1污泥管渠水力计算表名称设计流量L/s管径mm1000IVm/s管长mILmm二沉池到污泥井4.51500.460.68100.0464.820.1140.375污泥井到污泥浓缩池4.51500.460.68500.230.570.0130.608污泥浓缩池到污泥消化池4.51500.460.68100.0460.570.0130.118污泥消化池—板框压滤间4.51500.460.68100.0460.570.0130.1187.3.3高程确定由二沉池的水面标高为1.86m，可以推算其他污泥处理构筑物的标高，其具体计算结果见表5.3.2-2：表7.3.2-2污泥处理构筑物的水面标高、池底标高及池顶标高序号管渠及构筑物名称（m）水面标高（m）池底标高（m）池顶标高（m）1污泥泵房1.201-3.02.02浓缩池0.593-2.211.088 第七章高程计算3消化池0.475-7.57.54板框压滤间0.357-3.01.088 第八章工程概算第八章工程概算8.1估算范围及估算依据8.1.1估算范围主要对废水处理设施、污泥处理设施、仪器设备、附属工程和运行管理的方面进行费用进行估计。8.1.2编制依据1、市政工程费用采用2002年《全国市政工程预算定额江西省单位估价表》。2、土建工程费用采用2001年《全国统一建筑工程预算定额》江西省单位估价表。3、安装工程费用采用2001年《全国统一安装工程预算定额》江西省单位估价表。4、其它费用及预备费参照1996年12月建设部《市政工程可行性研究投资估算编制办法》(试行)的规定。5、料价格按2003年第三期江西省工程造价信息材料价格，不足部分按同类工程造价指标计算。6、设备价格生产厂家报价及参照《工程建设全国机电设备2001年价格汇编》计价。7、取费标准执行2001年《江西省建筑（装饰）安装工程费用定额》及2002年(江西省市政工程费用定额)，并按上级主管部门有关文件规定计算。8、设计费用设计费根据工程勘察设计费用标准(2002年修订本)的规定计算。8.2固定资产投资8.2.1土建投资各构筑物均为钢筋混凝土结构，按800元/m2。88 第八章工程概算表8-1污水处理厂工程投资概算表序号名称尺寸（L×B×H）数量材料费用（万元）1粗格栅井5.49m×1.73m×1.56m1座混凝土1.12提升泵房12×5×111座混凝土52.82细格栅井4.88m×1.085m×1.7m1座混凝土0.723沉砂池12m×5.56m×2.84m1座混凝土15.24配水井D=8，H=4.51座混凝土18.15厌氧池8.7m×8m×5.3m4座混凝土118.06氧化沟69.3m×34.7m×6m4座混凝土1152.67辐流式沉淀池D=29，H=5.01座混凝土264.18接触消毒池37m×25m×2.7m1座混凝土199.88污泥井D=6，H=51座混凝土11.39污泥浓缩井D=17，H=3.21m2座混凝土58.310消化池D=15，H=151座混凝土211.911带式压滤机4×3×4m1座混凝土3.84总计：2107.76万元8.2.2设备投资设备价格包括设备的材料费，施工安装费等，则设备投资见下表：表8.2-1设备投资一览表序号构筑物名称参数数量单价(万元)总价(万元）1格栅井机械格栅型号：GH-1000,功率：3500-5500材质：不锈钢1台1.21.22污水提升泵房提升泵型号：350QW1500-15-904台0.52.02沉砂池风机D-30X28-20/2000型罗茨风机2台1.73.43吸砂机BXS-II型半吸砂机1台664刮油机PGY3000-45001套555二沉池S2G35型半桥式周边传动刮泥机1套121288 第八章工程概算周边传动刮泥机6加氯间加氯机2J-2型转子加氯机650m30.016.57污泥处理车间带式压滤机主梁为混凝土梁，SUS304材质型钢龙骨，尼龙绳拉结1台0.016.58单螺杆污泥偷配泵UPVC2台0.51.09计量泵型号：SJ3-24/20(12.5)，额定流量：3台0.61.810消毒池紫外灯管低压高强灯8根0.070.5611清水池反冲洗泵Q=65m3/h，H=25m，N=7.5Kw2台0.40.8012加药桶材质：PE，包括配套搅拌机3套0.080.2413管道安装管道包含加药管线、空气供气管线、废水供回管线等。其中加药管线使用PPR管，给排水管使用UPVC管，空气管道DN150（含）主管以上使用钢管，DN100支管使用SUS304管（除与曝气器配套管路。）1批14.0014阀门1批32.5015管道支架1批0.20.2016电气自控系统中央控制柜1套2.002.0017现场控制柜1套0.500.5018配电及辅材1套0.080.0819照明系统1套0.050.05合计：56.33万元88 第八章工程概算8.3工程总投资该工程的直接投资费用=土建投资+设备投资=2154.09（万元）表8.2-2工程总投资序号项目名称构成方式费用(万元)一土建工程2107.76二工艺设备56.33三安装工程(二)×10%5.63四设计费[(一)+(二)]×3%64.92五调试费[(一)+(二)]×5%108.02六工程费合计(一)+(二)+(三)+(四)+(五)2342.66七工程税金(六)×6%140.56八总投资概算(六)+(七)2483.228.4经营费管理8.4.1电费本工程年消耗电量为38.7万KW，每度电费按0.7元计，则每年电费为27.09万元。式中：P——处理系统内的水泵、鼓风机和其他机电设备的耗电量总和，kW·h/d；d——电费单价，0.7元/kW·h；K——水量总变化系数，K=1.2则吨水处理成本为：29200000÷365÷100000＝0.8元/吨。8.4.2工资福利本设计污水量为100000m3/d，全厂50人，假设每人1.2万元一年，则共计费用1.2×50=60万元则吨水处理成本为：600000÷365÷100000＝0.02元/吨。88 第八章工程概算8.4.3药剂费表8.4-1药剂用量一览表药品名称投药量(mg/L)投药水量(m3/d)投药总量(kg/d)单价(元/kg)药费(元/m3)PAC3010000030001.504500PAM210000020018.003600每吨水总计投药费用：0.081元8.4.4折旧提存费式中：S——固定资产总值，元/a，S=工程总投资×固定资产投资形成率，固定资产投资形成率一般取90%~95%；k——综合折旧提存率（包括基本折旧及大修折旧）,一般取4.5%~7.0%。则吨水处理成本为：1117400÷365÷100000＝0.31元/吨。8.4.5检修维护费维护维修费收取率按1%计，则每年维护修理费用为2483.22×0.01=24.83万元则吨水处理成本为：82800÷365÷100000＝0.068元/吨。8.5.6运行成本运行费用＝电费+药剂费+工资福利+折旧提存+检修维护＝0.80+0.081+0.02+0.15+0.023＝1.198元/吨水88 参考文献致谢毕业设计马上就要告一段落了，这也意味着四年读书生活在这个季节即将画上一个句号，四年的求学生涯在老师、同学和亲人的大力支持下，也将满载而归，在毕业设计的过程中感触很多。在这几个月中，我学到了很多东西，不仅是关于专业的知识，而且从这次的设计过程中还让我学习到老师的这种严谨的治学态度、敏锐的学术思维、精益求精的工作态度以及诲人不倦的师者风范和，这不仅在我的学习中有很大的帮助，对我以后的生活也是受益匪浅的。在本次设计过程中，邵莉老师对该设计选题，从选题到设计结束老师给予了很大的帮助，在这里我要衷心地感谢邵老师的耐心指导，除此之外，还有班上同学对我的帮助也很大，感谢班上的同学能够毫无保留地教我，以及在整个过程中不管是枯燥还是快乐能够一直陪伴我，我还要感谢我的研究生导师朱乐辉老师能够在这个期间一直支持我，理解我。虽然在设计过程中遇到一些困难，比如说设计时的一些计算和画图时的一些技巧问题，有时候确实会让我头痛，但是，更让我享受的是解决这些问题的时候的一些喜悦和成就感。这不仅是在考察我的自学能力也是考察我的耐力。所以我觉得这样的毕业设计是颇具意义的。在这里，我要感谢我的父母，不仅含辛茹苦将我养大，而且不求任何条件在学习和生活的过程中一直在鼓励我，支持我。他们在精神上和物质上的无私支持，坚定了我追求人生理想的信念，父母的爱是最无私最宽容的爱。大恩无以回报，唯有永无止境的奋斗，期待将来能够成为父母的骄傲。最后，再一次感谢所有环境工程专业的老师，谢谢你们这四年来的毫无保留地教学及细心的指导，使我终身受益；感谢环工092班同学跟我一起度过快乐而充实的大学四年时光；感谢大学中的好朋友，能够与我一起分享悲伤和快乐；感谢父母一直在精神上支持和鼓励我，没有你们就没有现在的我，谢谢你们！由于本人的水平有限，本次设计中难免有各种错误与不足，还希望各位老师批评指正与谅解。我将在以后的学习和工作中不断改正，不断吸收经验教训，不断完善自我，以感谢老师们四年的关心与教导。论文的完成是上述及其他很多未提及的同学共同支持的结果，在论文完成之际特此向他们表示最诚挚的感谢。祝各位老师万事如意，工作顺利！88 参考文献参考文献[1]高廷耀等.水污染控制工程[M].高等教育出版社,2006,1~2.[2]《排水工程》下册（第四版）张自杰主编.[3]《给水排水设计手册》（第二版）1~12册.[4]熊振湖.我国污水厂污泥的处理与资源化研究[J].天津城市建设学院学报，1999,5（3）：6~9[5]瞿云波，魏先勋，曾光明等，城市污水处理厂污泥资源化利用途径探讨[J].工业水处理，2004,24（2）：8~11.[6]周雹.中、小城市污水处理厂的优选工艺[J].中国给水排水，1995,11（增刊）.[7]金兆丰，于志荣主编.污水处理组合工艺及工程实例.北京：化学工业出版社，2003；73~82[8]冯生华.城市中小型污水处理厂的建设与管理.北京；化学工业出版社，2001:136-201[9]曾科，卜秋平，卢少鸣主编.污水处理厂设计与运行.北京：化学工业出版社，2001,113—125[10][13]高廷耀，水污染控制工程[下]，北京：高等教育出版社，2000[11][12]南国英、张志刚主编.给水排水工程专业工艺设计[M].北京：化学工业出版社，2004.[14]孙力平主编.污水处理新工艺与设计计算实例[M].北京：科学出版社，2001.88'