8.5萬噸日城市污水處理廠初步設(shè)計_《水污染控制工程》課程設(shè)計.doc

1 jiu jiang university 水污染控制工程水污染控制工程課程課程設(shè)設(shè)計計 題 目 8.5 萬噸/日城市污水處理廠的初步設(shè)計 院 系 化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院 專 業(yè) 環(huán)境工程 2 摘要摘要 本次課程設(shè)計的題目為某城市污水處理廠初步設(shè)計，主要任務(wù)是完成該污 水處理廠的平面布置、高程布置和各處理構(gòu)筑物的初步設(shè)計。 初步設(shè)計要完成設(shè)計說明書一份，污水處理廠平面布置圖 1 張、 污水處理 構(gòu)筑物高程布置圖 1 張。該污水處理廠工程規(guī)模為 8.5 萬噸/日，進水水質(zhì)見下 表 表 1 進水水質(zhì)（單位：mg/l） 指標(biāo) codcrbod5ss 氨氮 磷酸鹽（以 p 計） 數(shù)值 200180200304.0 本次設(shè)計所選擇的 a2o 工藝，具有良好的脫氮除磷功能。該污水處理廠的 污水處理流程為：污水從粗格柵到污水提升泵房，再從泵房到細(xì)格柵，然后到 沉砂池，進入初沉池再進入生物池（即 a2o 反應(yīng)池） ，再從生物池進入二沉池， 污水再經(jīng)過接觸消毒池后排入自然水體；污水處理廠處理后的出水水質(zhì)要達到 污水排放標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（gb18918-2002）一級 b 標(biāo)準(zhǔn)。污泥處理 流程為：初沉池產(chǎn)生的污泥和二沉池產(chǎn)生的剩余污泥則送入貯泥池，經(jīng)過貯泥、 加藥處理后的污泥，進入污泥濃縮脫水車間，最后外運處理。 關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：a2o 工藝；脫氮除磷；污水處理 3 目錄目錄 摘要1 引言1 1 設(shè)計任務(wù)書.5 1.1 工程設(shè)計資料.5 1.2 設(shè)計任務(wù).6 1.3 基本要求6 1.4 畢業(yè)設(shè)計圖紙內(nèi)容及張數(shù).6 2 設(shè)計說明書7 2.1 城市污水來源、水量及水質(zhì)特點分析.7 2.1.1 城市污水來源.7 2.1.2 城市污水水量.8 2.1.3 城市污水水質(zhì)特點.8 2.2 污水處理方案的選擇.9 2.2.1 城市污水主要處理方法.9 2.2.2 污水處理方案的選擇.11 2.3 污水處理工藝原理及工程說明.13 2.3.1 粗格柵.13 2.3.2 泵房和集水池.14 2.3.2.1 泵房14 2.3.2.2 集水池15 2.3.3 細(xì)格柵.15 2.3.4 沉砂池.16 2.3.5 配水井.18 2.3.6 初沉池.18 2.3.7 生化池.19 2.3.8 配水井.21 2.3.9 二沉池.22 2.3.10 接觸消毒池.23 3 設(shè)計計算書.25 3.1 粗格柵間.25 3.1.1 設(shè)計參數(shù).25 4 3.1.2 設(shè)計計算.25 3.2 集水池和泵房27 3.2.1 設(shè)計參數(shù).27 3.2.2 集水池設(shè)計計算27 3.2.3 水泵揚程計算.28 3.3 細(xì)格柵.29 3.3.1 設(shè)計參數(shù).29 3.3. 2 設(shè)計計算29 3.4 沉砂池.30 3.4.1 設(shè)計參數(shù)30 3.4.2 設(shè)計計算.30 3.5 配水井.33 3.5.1 設(shè)計參數(shù).33 3.5.2 設(shè)計計算.33 3.6 初沉池.34 3.6.1 設(shè)計參數(shù).34 3.6.2 設(shè)計計算35 3.7 厭氧池.36 3.7.1 設(shè)計參數(shù)36 3.7.2 設(shè)計計算.36 3.8 缺氧池.37 3.8.1 設(shè)計參數(shù)37 3.8.1 設(shè)計計算37 3.9 曝氣池.38 3.9.1 設(shè)計參數(shù)設(shè)計參數(shù).38 3.9.2 污水處理程度的計算.38 3.9.3 曝氣池的計算與各部位尺寸的確定.39 3.10 配水井.41 3.10.1 設(shè)計參數(shù).41 3.10.2 設(shè)計計算.41 3.11 二沉池.42 3.11.1 設(shè)計參數(shù).42 3.11.2 設(shè)計計算42 5 3.12 消毒池44 3.12.1 設(shè)計參數(shù).44 3.12.2 設(shè)計計算.44 3.13 高程計算.46 結(jié)論49 參考文獻50 附錄51 1 引言引言 1、選題的依據(jù)及意義 隨著城市化進程的加快和經(jīng)濟建設(shè)的飛速發(fā)展，城市污水排放量也迅速增加， 大量未經(jīng)處理的污水任意排放，將對水體造成嚴(yán)重污染。如果不能得到妥善處理， 將給城市及水環(huán)境造成嚴(yán)重污染，影響人居住環(huán)境質(zhì)量和城市的可持續(xù)發(fā)展。因 此必須建設(shè)污水處理廠對城市排放的污水進行處理。而經(jīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門批準(zhǔn)，污 水排放標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（gb18918-2002）一級 b 標(biāo)準(zhǔn)。由于污水中含 氮磷較多，易使水體富營養(yǎng)化，所以選擇的污水處理工藝應(yīng)具有一定的脫氮除磷 功能。 本課題對城市污水的污染物去除進行研究，根據(jù)我國水環(huán)境的現(xiàn)狀，分析水 樣中污染物的含量及其處理工藝等方面作討論，同時需確定污水處理廠的處理工 藝流程和處理構(gòu)筑物的類型與數(shù)量，進行處理構(gòu)筑物及設(shè)備的工藝設(shè)計計算和污 水廠各構(gòu)筑物以及各種管渠等總體布置，為實際的城市污水處理實踐提供技術(shù)和 方法參考。 二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 城市污水是城市水環(huán)境污染的主要來源之一，解決城市污水污染的根本措施 是建設(shè)集中式城市污水處理廠。目前國內(nèi)外處理城市污水的處理方法主要有：活 性污泥法，生物膜法等。下面就這兩種方法進行介紹 1活性污泥法 活性污泥法工藝能從污水中去除溶解的和膠體的可生物降解有機物，以及能 被活性污泥吸附的懸浮固體和其他一些物質(zhì)，無機鹽類也能被部分去除1。 當(dāng)前流行的污水處理工藝有：傳統(tǒng)活性污泥法、ab 法、sbr 法、cass 法、 氧化溝法、a2o 法、倒置 a2o 法、a/o 法等 。 1）傳統(tǒng)活性污泥法 活性污泥法創(chuàng)建 1917 年，是利用微生物的呼吸作用消耗污水中的有機物，達 到水體凈化的目的。傳統(tǒng)的活性污泥工藝采用中等污泥負(fù)荷，曝氣池為連續(xù)推流 式在一定程度上有缺陷。目前對傳統(tǒng)工藝的改進可以充分滿足各種不同的處理要 2 求，改進可以分為池形的改進、運行方式的改進、曝氣方式的改進、生物學(xué)方面 的改進及投加填料等方面的改進。 2）ab 法 該法由德國 bohuke 教授首先開發(fā)。該工藝對曝氣池按高、低負(fù)荷分二級供 氧，a 級負(fù)荷高，曝氣時間短，產(chǎn)生污泥量大，污泥負(fù)荷 2.5kgbod/(kgmlssd) 以上，池容積負(fù)荷 6kgbod/(m3d)以上；b 級負(fù)荷低，污泥齡較長。a 級與 b 級間 設(shè)中間沉淀池。二級池子 f/m(污染物量與微生物量之比)不同，形成不同的微生物 群體2。自上世紀(jì) 80 年代起，中國逐步開始將“ab 法”應(yīng)用到城市污水處理和工 業(yè)廢水處理工程中，已建成相當(dāng)數(shù)量的 ab 法工藝的城市污水處理廠，成效顯著， 取得了十分可觀的社會效益和環(huán)境效益。 3）sbr 法 與傳統(tǒng)污水處理工藝不同，sbr 技術(shù)采用時間分割的操作方式替代空間分割 的操作方式，非穩(wěn)定生化反應(yīng)替代穩(wěn)態(tài)生化反應(yīng)，靜置理想沉淀替代傳統(tǒng)的動態(tài) 沉淀。它的主要特征是在運行上的有序和間歇操作，sbr 技術(shù)的核心是 sbr 反應(yīng) 池，該池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，無污泥回流系統(tǒng)。sbr 法為序批式活性污泥法，它比連續(xù)流活性污泥法出現(xiàn)的更早，但由于當(dāng)時運行管 理條件限制而被連續(xù)流系統(tǒng)所取代。隨著自動化控制水平的提高，sbr 法重新被 人們重視，該工藝在國內(nèi)已廣泛應(yīng)用于屠宰、啤酒、化工、魚品加工、制藥等工 業(yè)廢水和生活污水的處理3。 4）cass 法 cass 工藝師 sbr 工藝的一種變形，池體內(nèi)用隔墻隔出生物選擇區(qū)、兼 性區(qū)和主反應(yīng)區(qū)三個區(qū)域，三個區(qū)域的體積比大致為 1:2:20，混合液由主反應(yīng)區(qū)回 流到生物選擇區(qū)，形成一個內(nèi)循環(huán)，是一個連續(xù)進水，批次出水的工藝 2。最早 產(chǎn)生于美國，90 年代初引入中國，目前，由于該工藝的高效和經(jīng)濟性，應(yīng)用勢頭 迅猛，受到環(huán)保部門及擁護的廣泛關(guān)注和一致好評。經(jīng)過模擬試驗研究，已成功 應(yīng)用于生活污水、食品廢水、制藥廢水的治理，取得了良好的處理效果，為 cass 法在我國的推廣應(yīng)用奠定了良好的基礎(chǔ)。該工藝的特點與 sbr 法類似。 5）氧化溝法 3 本工藝 50 年代初期發(fā)展形成，因其構(gòu)造簡單，易于管理，很快得到推廣， 且不斷創(chuàng)新，有發(fā)展前景和競爭力。近年來，在氧化溝中嘗試使用各種綜合曝氣 裝置，即采用曝氣器與水下混合器獨立運行，將氧化溝中的水流循環(huán)混合作用與 曝氣傳氧作用區(qū)分開來，使氧化溝中交替出現(xiàn)缺氧與好氧狀態(tài)，已達到脫氮除磷 目的，同時這種運行方式還能取得節(jié)能的效果。據(jù)報道，這種綜合曝氣系統(tǒng)已在 國外得到應(yīng)用，在國內(nèi)也可嘗試并推廣采用這種綜合曝氣設(shè)備。氧化溝在應(yīng)用中 發(fā)展為多種形式，比較有代表性的有：帕式(passveer)簡稱單溝式，奧式(orbal)簡 稱同心圓式，卡式(carrousel)簡稱循環(huán)折流式和三溝式氧化溝(t 型氧化溝)2。 氧化溝一般不設(shè)初沉池，負(fù)荷低，耐沖擊，污泥少。建設(shè)費用及電耗視采用 的溝型而變，如在轉(zhuǎn)碟和轉(zhuǎn)刷曝氣形式中，再引進微孔曝氣，加大水深，能有效 地提高氧的利用率(提高 20%)和動力效率達 2.53.0 kgo2/(kwh)5。 6）a2/o 法 城市生活含有大量的氮磷，由于氮磷的富集會對天然水體造成富營養(yǎng)化，導(dǎo) 致湖泊河流的藻類泛濫破壞生態(tài)環(huán)境及影響水生生物的生存和人類生活。故對城 市污水提出脫氮除磷的要求。利用生物處理法脫氮除磷，可獲得優(yōu)質(zhì)出水，是一 種深度二級處理工藝。污水在流經(jīng)厭氧、缺氧、好氧三個不同功能分區(qū)的過程中， 污水在厭氧區(qū)(do0.3,可生化性比較好，重金及 其他難以生物降解的有毒有害污染物一般不超標(biāo)。 （2）污水中主要污染物指標(biāo) bod、cod、ss 值為典型城市污水值。此外考慮 到氨氮出水濃度排放要求比較高，因此需要采用能夠同時脫氮除磷降磷且效果較 好的工藝。 優(yōu)點缺點 工藝流程簡單，運行管理方便； 同時脫氮除磷； 污泥沉降性能好 反硝化過程為硝化過程提供堿 度； 反硝化過程同時去除有機物 （cod） ； 厭、缺、好氧環(huán)境交替運行， 絲狀菌不能大量繁，不會發(fā)生污泥膨脹； 厭、缺氧環(huán)境為系統(tǒng)節(jié)能，減 少經(jīng)濟費用 聚磷菌和反硝化菌都需要易降 解有機物； 回流污泥含有硝酸鹽進入?yún)捬?區(qū)，對除磷效果有影響； 脫氮受內(nèi)回流比影響； 12 （3）從上述比較分析，可知 sbr 間歇運行，全賴電腦控制，對處理廠的管理 人員素質(zhì)要求很高，變水位運行，電耗增大；而且除磷脫氮效果一般，所以不采 用。對于本設(shè)計而言，工程規(guī)模較大，為大中型規(guī)模的污水處理廠。其主要污水 來源為生活污水，污水生化性好，難降解污染物少，氧化溝的一些優(yōu)點得難以得 到體現(xiàn)。而且，污水處理廠冬季氣溫低，若采用氧化溝工藝的話，設(shè)備檢修困難。 a2o 工藝雖然基建費用相對較高，但運行費用低，管理維護相對方便，出水水質(zhì)穩(wěn) 定，脫氮除磷效果顯著，優(yōu)勢相對突出。而再根據(jù)本城市污水的特點：其主要污 水來源為生活污水，污水生化性好，難降解污染物少，氧化溝的一些優(yōu)點難以得 到體現(xiàn)。而且，污水處理廠冬季氣溫低，若采用氧化溝工藝的話，設(shè)備檢修困難。 a2o 工藝雖然基建費用相對較高，但運行費用低，管理維護相對方便，出水水質(zhì)穩(wěn) 定，脫氮除磷效果顯著，優(yōu)勢相對突出。通過對各種工藝比選、城鎮(zhèn)污水自身的 特點以及對投資費用，運行管理的考慮，本工程設(shè)計決定采用 a2o 工藝來處理城市 污水，具體的污水處理工藝流程圖 21 如下： 粗格柵 進水 泵房細(xì)格柵沉砂池初沉池 厭氧池 排 放 貯泥池 加 藥 缺氧池好氧池二沉池 消毒池污泥濃縮脫水車間 泥餅外運 混合液回流 回流污泥 圖圖 2 21 1 城市生活污水處理工藝流程城市生活污水處理工藝流程 13 2.3 污水處理工藝原理及工程說明污水處理工藝原理及工程說明 處理規(guī)模： sls m h m d m q k q z /1279279 . 1 17.4604110500850003 . 1 333 max sls m h m d m q984984 . 0 67.354185000 333 _ smhmdm k q q z /76 . 0 / 3 . 2724/6 .65384 3 . 1 85000 333 _ min 2.3.1 粗格柵粗格柵 格柵是一組（或多組）相平行的金屬柵條與框架組成，傾斜安裝在進水的渠 道，或進水泵站集水井的進口處，用以截阻大塊的呈懸浮或漂浮狀態(tài)的固體污染 物雜質(zhì)。.因此為了避免其中的較粗大的懸浮物及雜質(zhì)，堵塞水泵和沉淀池的排泥 管，影響后續(xù)處理構(gòu)筑物或設(shè)備的正常工作，首先設(shè)置格柵除去較大的懸浮物和 顆粒。 設(shè)計參數(shù)： （1）水泵處理系統(tǒng)前格柵柵條間隙，應(yīng)符合下列要求： 人工清除 2540mm 機械清除 1625mm 最大間隙 100mm （2）在大型污水處理廠或泵站前原大型格柵(每日柵渣量大于 0.2m3),一般應(yīng) 采用機械清渣； （3）格柵傾角一般用 4575； （4）通過格柵的水頭損失一般采用 0.080.15m； （5）過柵流速一般采用 0.61.0m/s； 14 （6）機械格柵不少于 2 臺，如為一臺時，應(yīng)設(shè)人工清除格柵備用; (7) 格柵前渠道內(nèi)的水流速速一般采用 0.40.9m/s; (8)通過格柵的水頭損失，粗格柵一般為 0.2m,細(xì)格柵一般為 0.30.4m。 運行參數(shù)： 設(shè)計流量 4604.17m3/h 格柵臺數(shù) 2 臺 單臺設(shè)計流量 639.5l/s 格柵傾角 a=60o 過柵流速 v2=0.8m/s 柵前流速 v1=0.8m/s 柵前水深 h=0.63m 格柵間隙 b=50 柵條寬度 s=0.01m 進水渠展開角 a1=20o 柵前渠道超高 h2=0.3m 單位柵渣量 w1=0.03m3/103m3 柵槽寬度 b=1.37m 過柵水頭損失 h1=0.010m 柵槽前渠道寬 0.5m 柵槽后渠道寬 1.0m 進水渠至柵槽漸寬部分長 l1=0.14m 柵槽至出水渠漸縮部分長 l2=0.07m 柵前柵槽總高度 h1=0.93m 柵后柵槽總高度 h=0.94m 柵槽總長度 l=2.25m 2.3.2 泵房和集水池泵房和集水池 2.3.2.1 泵房 泵房采用干式半地下式矩形合建式泵房具有布置緊湊、占地少、結(jié)構(gòu)較省 的特點便于開槽施工，適用于自灌式泵站。集水池和機器由隔水墻分開而且 只有吸水管和葉輪淹沒在水中，這樣可保持機器間干燥有利于水泵的保養(yǎng)和檢 修也可以避免污水對軸承、管道、儀表的腐蝕。 在自動化程度較高的泵站，較重要的地區(qū)的雨水泵站、以及開啟頻繁的污水 泵站中盡量采用自灌式泵站。它的優(yōu)點是啟動及時可靠、不需要引水的輔助設(shè) 15 備、操作簡便、缺點是泵房較深、增加工程造價。而且由于噪音較大、妨害工作 人員判斷水泵是否正常工作。 采用自灌式泵站時水泵葉輪(或軸承)低于集水池的最低水位在最高、中間和 最低水位三種情況下都能直接啟動啟動可靠。操作方便。但增加了泵站的深度 增加地下工程造價。 水泵的選擇原則: 一、污水泵站一般按最大日最大時流量設(shè)計通過調(diào)整水泵工作臺數(shù)兼顧其 他流量時段的情況。 二、水泵揚程由污水提升高度和吸水管、壓頭管水頭損失確定。 3、為了適應(yīng)不同流量時的情況，考慮采用四臺水泵，其中兩臺備用。 4、 四、根據(jù)水質(zhì)、水量和提升高度確定水泵的型號，同一泵站應(yīng)選用類型 相同、口徑相同的水泵，以便利于管理和維修。 根據(jù)污水高程計算的結(jié)果，泵站到細(xì)格柵之間的高程差為 8m設(shè)泵站內(nèi)的總 損失為 2m吸壓水路管路的總損失為 2m則可確定水泵的揚程 h 為 h=hst+h=8+2+2=12m 水泵提升的流量按最大時流量考慮，q=4604.17m3/h,按此流量和揚程來選擇水 泵。 選擇 600qw3500-12 型潛水排污泵，共四臺，2 用 2 備，單泵性能參數(shù)為： 流量為 2302.08m3/h，揚程為 12m轉(zhuǎn)速為 740r/min功率 185kw。 泵房形式及其布置，采用半地下式矩形結(jié)構(gòu)、占地少、結(jié)構(gòu)較省的特點。水泵 為單排并列式布置 2.3.2.2 集水池 集水池的作用是匯集、儲存和均衡廢水的水質(zhì)水量。各個車間的生產(chǎn)廢水， 其排出的廢水水量和水質(zhì)一般來說是不均衡的，生產(chǎn)時有廢水，不生產(chǎn)時就沒有 廢水，甚至在一日之內(nèi)或班產(chǎn)之間都可能有很大的變化，如果清濁廢水不分流， 則工藝濃廢水與輕污染廢水的水質(zhì)水量變化很大，這種變化對廢水處理設(shè)施設(shè)備 的正常操作及處理效果是很不利的，甚至是有害的。因此廢水在進入主要污水處 理系統(tǒng)前，都要設(shè)置一個有一定容積的廢水集水池，將廢水儲存起來并使其均質(zhì) 均量，以保證廢水處理設(shè)備和設(shè)施的正常運行。 集水池容積要滿足水工布置、格 柵及污水提升泵吸水管的安裝要求,在及時將來水抽走和避免水泵起閉頻繁的基礎(chǔ) 16 上,盡量減小池容,以減低費用和減少污物在池內(nèi)淤積和腐化。集水池容積包括死水 容積和有效容積兩部分。死水容積是指最低水位以下的容積,有效容積是指集水池 內(nèi)最高水位和最低水位之間的容積。將廢水儲存起來并使其均質(zhì)均量，以保證廢 水處理設(shè)備和設(shè)施的正常運行。 集水池實際參數(shù)及其要求： （1）集水池的有效容積不宜小于最大一臺污水泵 6min 的出水量； （2）污水泵每小時啟動次數(shù)不宜超過 6 次。 運行參數(shù)： 泵的數(shù)量 4 臺（2 用 2 備） 泵的最大流量 s m q 3 64 . 0 集水池容積 v=192m3 集水池有效水深 2m 最高水位（相對地面標(biāo)高） 2.64m 最低水位（相對地面標(biāo)高） 4.64m 集水池面積 s=96m2 集水池長度 l= 16m 水頭總揚程 12.049m 2.3.3 細(xì)格柵細(xì)格柵 細(xì)格柵是一種可連續(xù)清除流體中雜物的固液分離設(shè)備，是城市污水處理、自 機械格柵機來水廠、電廠進水口、紡織、食品加工、造紙、皮革等行業(yè)生產(chǎn)工藝 中不可缺少的專用設(shè)備，是目前國內(nèi)普遍采用的固液篩分設(shè)備。 運行參數(shù) 設(shè)計流量 4604.17m3/h 格柵臺數(shù) 2 臺 單臺設(shè)計流量 639.5l/s 柵前水深 h=0.63m 格柵傾角 a=60o 最大過柵流速 v2=0.8m/s 柵前流速 v1=0.8m/s 格柵間隙 b=10 柵條寬度 s=0.01m 進水渠展開角 a1=20o 柵前渠道超高 h2=0.3m 格柵臺數(shù) 4 臺 17 單位柵渣量 w1=0.13m3/10m3 柵槽寬度 2.23m 過柵水頭損失 0.21m 每日柵渣量 11.05m3/d 進水渠寬度 1.26m 進水渠至柵槽漸寬部分長 1.34m 柵槽至出水渠漸縮部分長 0.67m 柵后槽總高度 0.87m 柵槽總長度 4.04m 2.3.4 沉砂池沉砂池 污水在遷移、流動和匯集過程中不可避免會混入泥砂。污水中的砂如果不預(yù) 先沉降分離去除，則會影響后續(xù)處理設(shè)備的運行。最主要的是磨損機泵、堵塞管 網(wǎng)，干擾甚至破壞生化處理工藝過程。沉砂池主要用于去除污水中相對密度大于 2.65、粒徑大于 0.2mm 沙粒，以保護管道、閥門等設(shè)施免受磨損和阻塞。其工作 原理是以重力分離為基礎(chǔ)，故應(yīng)控制沉砂池的進水流速，使得比重大的無機顆粒 下沉，而有機懸浮顆粒能夠隨水流帶走。沉砂池主要有平流沉砂池、曝氣沉砂池、 旋流沉砂池等。 沉砂池設(shè)計中，必需按照下列原則： （1）城市污水廠一般均應(yīng)設(shè)置沉砂池，座數(shù)或分格數(shù)應(yīng)不少于 2 座(格)， 并 按并聯(lián)運行原則考慮。 （2）設(shè)計流量應(yīng)按分期建設(shè)考慮： 1）當(dāng)污水自流進入時，應(yīng)按每期的最大設(shè)計流量計算； 2）當(dāng)污水為用提升泵送入時，則應(yīng)按每期工作水泵的最大組合流量計 算； 3）合流制處理系統(tǒng)中，應(yīng)按降雨時的設(shè)計流量計算。 （3）沉砂池去除的砂粒雜質(zhì)是相對密度大于 2.65，粒徑大于 0.2mm 的顆粒 為主。 （4）城市污水的沉砂量可按每 106m3污水沉砂量為 30m3計算，其含水率為 60%，容量為 1500kg/m3。 （5）貯砂斗槔容積應(yīng)按 2 日沉砂量計算，斗璧傾角 55。60。 （6）沉砂池的超高不宜小于 0.3m 。 18 （7）除砂一般宜采用機械方法。當(dāng)采用人工排砂時，排砂管直徑應(yīng)不小于 200mm。 (8)采用重力排砂時，沉砂池和貯砂池應(yīng)盡量靠近，以縮短排砂管的長度，并 設(shè)排砂閘門管道的首端，使排砂管暢通和易于養(yǎng)護管理。 （9）設(shè)計流速的時水平流速：最大流速應(yīng)為 0.3m/s，最小流速為 0.15m/s； 最大設(shè)計流量時，污水在池內(nèi)的停留時間不應(yīng)少于 30 s，一般為 3060s; (10)設(shè)計有效水深不應(yīng)大于 1.2m,一般采用 0.251.0m，每格寬度不宜小 1.5t/m3。 說明：采用平流式沉砂池，具有處理效果好，結(jié)構(gòu)簡單的優(yōu)點。 運行參數(shù)： 設(shè)計座數(shù) 兩座 （每座兩格） 每座沉砂池設(shè)計流量： s mq 3 max 64 . 0 設(shè)計流速：v=0.3m/s 進水渠水流速度 水力停留時間：t=40ssmv/6 . 0 1 沉砂池長度 12m 池總寬 6m 有效水深 0.37m 貯泥區(qū)容積 1.28m3（每個沉砂斗） 沉砂斗底寬 0.5m 斗壁與水平面傾角 600 斗高為 0.7m 斗部上口寬 1.0m 水流斷面積 2.2m2 每格寬度 3.0m 池總寬度 6.0m 池底坡度 0.015 沉砂室高 0.77m 超高 0.3m 沉砂池總高度 1.44m 2.3.5 配水井配水井 在污水處理中，通常設(shè)置在沉砂池之后，生物處理系統(tǒng)之前。其作用是收集 污水，減少流量變化給處理系統(tǒng)帶來沖擊。污水經(jīng)過沉砂池后，首先流到配水井， 達到一定容量后，將污水均勻分配給下一級構(gòu)筑物進行處理。 19 設(shè)計要求： （1）水力配水設(shè)施基本原理是保持各個配水方向的水頭損失相等； （2）配水渠道中的水流速度應(yīng)不大于 1.0m/s，以利于配水均勻和減少水頭 損失。 （3）從一個方向和用其中的圓形入口通過內(nèi)部為圓筒形的管道向其引水的 環(huán)形配水池，當(dāng)從一個方向進水時，保證分配均勻的條件： 1）應(yīng)取中心管直徑等于引水管徑； 2）中心管徑的環(huán)形孔高應(yīng)取 0.250.5d1； 3）當(dāng)污水從中心管徑流出時，不應(yīng)當(dāng)有配水池直徑和中心管道直徑 （d/d1）大于 1.5 的突然擴張。 運行參數(shù) 設(shè)計流量 1.279m3/h 水斗個數(shù) 2 個 堰上水頭 0.40m 堰頂厚度 3.0m 堰高 0.5m 堰寬 3.0m 流量系數(shù) 0.33 配水漏斗上口口徑 3.0m 2.3.6 初沉池初沉池 初沉池可除去廢水中的可沉物和漂浮物。廢水經(jīng)初沉后，約可去除可沉物、 油脂和漂浮物的 50%、bod 的 20%，按去除單位質(zhì)量 bod 或固體物計算，初沉 池是經(jīng)濟上最為節(jié)省的凈化步驟，對于生活污水和懸浮物較高的工業(yè)污水均易采 用初沉池預(yù)處理。 初沉池的主要作用如下： （1）去除可沉物和漂浮物，減輕后續(xù)處理設(shè)施的負(fù)荷； （2）使細(xì)小的固體絮凝成較大的顆粒，強化了固液分離效果； （3）對膠體物質(zhì)具有一定的吸附去除作用； （4）一定程度上，初沉池可起到調(diào)節(jié)池的作用，對水質(zhì)起到一定程度的均質(zhì) 效果。減緩水質(zhì)變化對后續(xù)生化系統(tǒng)的沖擊； （5）有些廢水處理工藝系統(tǒng)將部分二沉池污泥回流至初沉池，發(fā)揮二沉池污 20 泥的生物絮凝作用，可吸附更多的溶解性和膠體態(tài)有機物，提高初沉池的去除效 率； 另外，還可在初沉池前投加含鐵混凝劑，強化除磷效果。含鐵的初沉池污泥 進入污泥消化系統(tǒng)后，還可提高產(chǎn)甲烷細(xì)菌的活性，降低沼氣中硫化的含量，從 而既可增加沼氣產(chǎn)量，又可節(jié)省沼氣脫硫成本。本設(shè)計初沉池采用非機械排泥法。 輻流式沉淀池的主要設(shè)計參數(shù)： 設(shè)計進水量：qmax=110.5103m3/d 座數(shù)： 2 座（中央進水輻流式沉淀池） 運行參數(shù)： 沉淀池直徑 d=38.29m 有效水深 h24m 池總高度 h=5.7m 貯泥斗容積 vw2652m3 設(shè)計流量 1.279m3/s 池子座數(shù) 2 座 表面負(fù)荷： qb范圍為 2-2.5 m3/ m2.h ，取 q=2.0 m3/ m2.h 沉淀時間 2h 有效水深 4m 池子直徑 38.29m 泥斗下底半徑 1m 泥斗上底半徑 19.5m 泥斗斜壁傾角 60 泥斗高 0.93m 泥斗底板坡度 0.05 超高 0.3m 緩沖層高度 0.5m 2.3.7 生化池生化池 生物池是 a2o 工藝的核心部分，由三座池組成，根據(jù)污水的流動方向，可將 生物池細(xì)分為厭氧池、缺氧池和好氧池。 （1）厭氧反應(yīng)器，原污水與從沉淀池排出的含磷回流污泥同步進入，本反應(yīng)器主 要功能是釋放磷，同時污水中有機物進行厭氧發(fā)酵，在酸化階段有機物轉(zhuǎn)化為揮 發(fā)性脂肪酸；聚磷菌利用揮發(fā)性脂肪酸合成體內(nèi)所需的聚-羥丁酸、聚-羥戊 酸。 21 運行參數(shù)： 設(shè)計進水量： s m d mq k q z 33 max 64. 055250 2 850003 . 1 2 建造兩組厭氧池，每組分為兩格，每格分為三廊道，采用推流式設(shè)計。 厭氧池尺寸: 長 36m，寬 15 米，則每廊道長度為 36 米，寬 2.5 米，高 h=5.0m 設(shè)計座數(shù)/格數(shù)：2 座（每座 2 格） ；水力停留時間：t=1h (12h) 厭氧池容積：m3； 厭氧池尺寸：水深取為 h=4.5m08.2302v 厭氧池面積：m2； 池長取 36m，池寬,15m57.511a 厭氧池分為兩格，設(shè)每格為三廊道式厭氧池，則每廊道長為 36 米，寬為 2.5 米。 考慮 0.5m 的超高，故池總高為 h=h+0.5=4.5+0.5=5.0m。 （2）缺氧反應(yīng)器，首要功能是脫氮，硝態(tài)氮是通過內(nèi)循環(huán)由好氧反應(yīng)器送 來的，循環(huán)的混合液量較大，一般為 2q（q 為原污水流量） ； 相對厭氧和好 氧來講，一般是指溶解氧控制在 0.2-0.5mg/l 之間的生化系統(tǒng)。 缺氧池運行參數(shù)： 設(shè)計流量：最大日最大時流量 設(shè) s m h m d mq k q z 333 max 64. 008.230255250 2 850003 . 1 2 計座數(shù)/格數(shù)：2 座(每座 2 格)； 水力停留時間：t=1h 缺氧池容積：v=2302.08m3 ； 缺氧池尺寸：水深取為 h=4.5m 缺氧池面積：m2； 池長為 36m，池寬為 15m。57.511a 缺氧池分為兩格，設(shè)每格為三廊道式缺氧池，則每廊道長為 36 米，寬為 2.5 米； 池總高為 h=5.0m 建造兩座缺氧池，每座分為兩格，每格分為三廊道，采用推流式設(shè)計。 缺氧池尺寸: 長 36m，寬 15 米，則每廊道長度為 36 米，寬 2.5 米，高 h=5.0m （3）好氧反應(yīng)器曝氣池，這一反應(yīng)單元是多功能的，去除 bod，硝化 和吸收磷等均在此處進行。流量為 2q 的混合液從這里回流到缺氧反應(yīng)器。 22 曝氣是使空氣與水強烈接觸的一種手段，其目的在于將空氣中的氧溶解于 水中，或者將水中不需要的氣體和揮發(fā)性物質(zhì)放逐到空氣中。換言之，它是促進 氣體與液體之間物質(zhì)交換的一種手段。它還有其他一些重要作用，如混合和攪拌。 空氣中的氧通過曝氣傳遞到水中，氧由氣相向液相進行傳質(zhì)轉(zhuǎn)移。 s m h m d mq k q z 333 max 64. 008.230255250 2 850003 . 1 2 bod 污泥負(fù)荷率：0.32bod5/(kgmlssd) 混合液污泥濃度：3333mg/l 水力停留時間： 1.1h 工藝參數(shù)： 長：l=38.8m 寬：b=6.0m 有效水深：4.0m 實際停留時間 1.1h 校核：，滿足寬深比 12 的設(shè)計要求；，滿足長寬5 . 1 0 . 4 0 . 6 h b 47 . 6 0 . 6 8 . 38 b l 深比 612 的設(shè)計要求。 2.3.8 配水井配水井 在污水處理中，通常設(shè)置在沉砂池之后，生物處理系統(tǒng)之前。其作用是收集 污水，減少流量變化給處理系統(tǒng)帶來沖擊。污水經(jīng)過沉砂池后，首先流到配水井， 達到一定容量后，將污水均勻分配給下一級構(gòu)筑物進行處理。 設(shè)計要求： （4）水力配水設(shè)施基本原理是保持各個配水方向的水頭損失相等； （5）配水渠道中的水流速度應(yīng)不大于 1.0m/s，以利于配水均勻和減少水頭 損失。 （6）從一個方向和用其中的圓形入口通過內(nèi)部為圓筒形的管道向其引水的 環(huán)形配水池，當(dāng)從一個方向進水時，保證分配均勻的條件： 1）應(yīng)取中心管直徑等于引水管徑； 2）中心管徑的環(huán)形孔高應(yīng)取 0.250.5d1； 3）當(dāng)污水從中心管徑流出時，不應(yīng)當(dāng)有配水池直徑和中心管道直徑 （d/d1）大于 1.5 的突然擴張。 運行參數(shù) 23 設(shè)計流量 1.279m3/h 水斗個數(shù) 5 個 堰上水頭 0.276m 堰頂厚度 1.5m 堰高 0.5m 堰寬 1.5m 流量系數(shù) 0.33 配水漏斗上口口徑 3.0m 2.3.9 二沉池二沉池 二沉池是主要接納生物池即 a2o 反應(yīng)池的出水，是活性污泥系統(tǒng)的重要組成 部分。其作用主要是使污泥分離，使混合液澄清、濃縮和回流活性污泥。在 a2 /o 法中，從曝氣池流出的混合液在二沉池中進行泥水分離和污泥濃縮，其工作效果 能夠直接影響活性污泥系統(tǒng)的出水水質(zhì)和回流污泥濃度。 澄清后的出水溢流外排。 輻流式沉淀池一般采用對稱布置，有圓形和正方形。主要由進水管、出水管、 沉淀區(qū)、污泥區(qū)及排泥裝置組成。按進出水的形式可分為中心進水周邊出水、周 邊進水中心出水和周邊進水周邊出水三種類型，其中，中心進水周邊出水輻流式 沉淀池應(yīng)用最廣。周邊進水可以降低進水時的流速，避免進水沖擊池底沉泥，提 高池的容積利用系數(shù)。這類沉淀池多用于二次沉淀池。本設(shè)計中采用機械吸泥的 向心式圓形輻流沉淀池，進水采用中心進水周邊出水。 設(shè)計原則設(shè)計參數(shù) 1、沉淀池的設(shè)計數(shù)據(jù)宜按下表的規(guī)定取值 4-4 沉淀池的設(shè)計數(shù)據(jù) 沉淀池類型 沉淀 時間 h 表面水 力負(fù)荷 hmm 23 每人 每日 污泥量 dg人 污泥 含水率 % 固體負(fù)荷 dmkg 2 初次沉淀池0 . 25 . 01.5 4.516 3695 97 生膜 法后 1.5 4.01.0 2.010 2696 98150二次 沉淀 池 活性污 泥法后 1.5 4.00.6 1.512 32 99.2 99.6 150 2、沉淀池的超高不應(yīng)小于 0.3m。 24 3、沉淀池的有效水深宜采用 2.04.om。 4、當(dāng)采用污泥斗排泥時，每個污泥斗均應(yīng)設(shè)單獨的閘閥和排泥管。污泥斗的 斜壁與水平面的傾角，方斗宜為 60，圓斗宜為 55。 5、活性污泥法處理后的二次沉淀池污泥區(qū)容積，宜按不大于 2h 的污泥量計 算，并應(yīng)有連續(xù)排泥措施；生物膜法處理后的二次沉淀池污泥區(qū)容積，宜按 4h 的 污泥量計算。 6、排泥管的直徑不應(yīng)小于 200mm。 7、當(dāng)采用靜水壓力排泥時，二次沉淀池的靜水頭，生物膜法處理后不應(yīng)小于 1.2m，活性污泥法處理池后不應(yīng)小于 0.9m。 8、二次沉淀池的出水堰最大負(fù)荷不宜大于 1.7l(sm)。 9、沉淀池應(yīng)設(shè)置浮渣的撇除、輸送和處置設(shè)施。 10、水池直徑(或正方形的一邊)與有效水深之比宜為 612，水池直徑不宜大 于 50m。 11、宜采用機械排泥，排泥機械旋轉(zhuǎn)速度宜為 13rh，刮泥板的外緣線速 度不宜大于 3mmin。當(dāng)水池直徑(或正方形的一邊)較小時也可采用多斗排泥。 12、緩沖層高度，非機械排泥時宜為 0.5m；機械排泥時，應(yīng)根據(jù)刮泥板高度 確定，且緩沖層上緣宜高出刮泥板 0.3m。 13、坡向泥斗的底坡不宜小于 0.05。排泥系統(tǒng)：采用周邊傳動軌道式吸泥機。 設(shè)計進水量： s m h m d m q k q z 33 3 max 279. 117.4604110500850003 . 1 座數(shù)： 5 座（中央進水輻流式沉淀池） 表面負(fù)荷： qb范圍為 0.51.5 m3/ m2.h ，取 q=1.5 m3/ m2.h 水力停留時間（沉淀時間）：t=2.0 h 沉淀池直徑 d=27.96m 有效水深 h3.0m 池體總高度 h=9m 貯泥斗容積 vw2040m3 池底坡度 0.05 超高 0.3m 緩沖層 0.3m 池邊體總高度 3.07m 底坡落差 1.73m 25 2.3.10 接觸消毒池接觸消毒池 水消毒處理的目的是解決水中的生物污染問題。城市污水經(jīng)過二級處理后， 水質(zhì)改善，細(xì)菌含量大幅度減少，但細(xì)菌的絕對值可觀，并存在病原可能，為防 止對人類健康產(chǎn)生危害和對生態(tài)造成污染，在污水排入水體前應(yīng)進行消毒。 接觸消毒池（disinfecting tank）指的是使消毒劑與污水混合，進行消毒的構(gòu)筑 物。主要功能：殺死處理后污水中的病原性微生物。經(jīng)過處理后，污水出水水質(zhì) 已經(jīng)達標(biāo)，但是處理水中含有細(xì)菌、病毒和、病卵蟲等致病微生物，因此采用液 氯、臭氧或紫外線消毒將其殺滅，防止其對人類及牲畜的健康產(chǎn)生危害和對環(huán)境 造成污染，使排水達到國家規(guī)定的細(xì)菌學(xué)指標(biāo)。 運行參數(shù)： 設(shè)計流量 4604.17m3/h 池子組數(shù) 1 座 2 格 每格廊道數(shù) 3 廊道 池子容積 5145.36m3 消毒時間 30min 平均水深 2m 消毒池長 38.98m 每廊道寬 5.5m 消毒池寬 33m 3.設(shè)計計算書設(shè)計計算書 3.1 粗格柵間粗格柵間 s m h m d m q k q z 33 3 max 279. 117.4604110500850003 . 1 3.1.1 設(shè)計參數(shù)設(shè)計參數(shù) 設(shè)計流量 4604.17m3/h 格柵臺數(shù) 2 臺 單臺設(shè)計流量 639.5l/s 格柵傾角 a=60o 過柵流速 v2=0.8m/s 柵前流速 v1=0.8m/s 26 格柵間隙 b=50 柵條寬度 s=0.01m 進水渠展開角 a1=20o 柵前渠道超高 h2=0.3m 單位柵渣量 w1=0.03m3/103m3 3.1.2 設(shè)計計算設(shè)計計算 設(shè)柵前流速 v1=0.8m/s，過柵流速 v2=0.8m/s，格柵安裝傾角為 60 度則: （1）柵條間隙數(shù)(取 n=23)21 . 2 2 8 . 063. 005 . 0 60sin6395 . 0 sinmax 2 bhv q n （2）柵槽有效寬度mbnnsb37. 12305 . 0 ) 123(01. 0) 1( （3）進水渠寬 m q b v 26. 1 0.8 6395 . 0 22 1 max 1 柵前水深m b h63. 0 2 26 . 1 2 1 （4）進水渠道漸寬部分長（1為進水漸寬部m bb l14 . 0 20tan2 26 . 1 37 . 1 tan2 1 1 1 分 渠展開角度） （5）柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度m l l07 . 0 2 14 . 0 2 1 2 （6）過柵水頭損失（h1） 因柵條邊為矩形截面，取 k=3，則 m g v kkhh010 . 0 60sin 81 . 9 2 8 . 0 ) 05. 0 01 . 0 (42 . 2 3sin 2 2 3 4 2 01 通過格柵的水頭損失一般為 0.080.15m 其 )( 3 4 b s h0：計算水頭損失,m; k：系數(shù)，格柵受污物堵塞時水頭損失增加倍數(shù)，一般采用 k=3; ：阻力系數(shù)，與柵條斷面形狀有關(guān)，可按手冊提供計算公式和系數(shù)計算； 27 設(shè)柵條斷面為銳角邊矩形斷面時 =2.42; g：重力加速度，取 9.81m/s2。 （7）柵后槽總高度 h，m 取柵前渠道超高 h2=0.3m，則柵前槽總高度 h1=h+h2=0.63+0.3=0.93m 柵后槽總高度 h=h+h1+h2=0.63+0.010+0.3=0.94m （8）格柵總長度 l，m m h lll52 . 2 60tan 93. 0 0 . 150.07 . 0 14 . 0 60tan 0 . 15 . 0 1 21 （9）每日柵渣量 dmdm k wq w/2 . 0/5 . 2 3 . 11000 03 . 0 279 . 1 86400 1000 86400 33 1max 所以宜采用機械格柵清渣 (10)粗格柵的計算見草圖 2 l 圖圖 31 粗格柵粗格柵 3.2 集水池和泵房集水池和泵房 3.2.1 設(shè)計參數(shù)設(shè)計參數(shù) 泵的數(shù)量 4 臺（2 用 2 備） 泵的最大流量 s m q 3 64 . 0 集水池容積 v=192m3 集水池有效水深 2m 28 最高水位（相對地面標(biāo)高） 2.64m 最低水位（相對地面標(biāo)高） 4.64m 集水池面積 s=96m2 集水池長度 l= 16m 水頭總揚程 12.049m 3.2.2 集水池設(shè)計計算集水池設(shè)計計算 （1）選擇集水池與機器間合建的半地下式圓形泵站，用 4 臺泵（2 用 2 備） 。 （2）每臺泵最大流量m3/s64 . 0 2 279 . 1 max n q q （3）集水池容積 v 集水池容積不小于最大一臺泵的 5min 出水量 m319260564. 0tqv （4）集水池面積 s 集水池有效水深一般為 1.52.0m，設(shè)計中取 2.0m m296 0 . 2 192 h v s 集水池底部保護水深為 1.2m，則實際水深為 3.2m （5）集水池長度 l 取集水池寬 b=6m m16 0 . 6 96 b s l （6）泵位及安裝 排污泵直接置于集水池內(nèi)，排污泵檢修采用移動吊架。 3.2.3 水泵揚程計算水泵揚程計算 根據(jù)污水高程計算的結(jié)果，泵站到細(xì)格柵之間的高程差為 8m， 設(shè)泵站內(nèi)的總損失為 2m，吸壓水路管路的總損失為 2m，則可確定水 29 泵的揚程 h 為 h=hst+h=8+2+2=12m 水泵提升的流量按最大時流量考慮，q=4604.17m3/h,按此流量和 揚程來選擇水泵。 選擇 600qw3500-12 型潛水排污泵，共四臺，2 用 2 備，單泵性能參數(shù)為：流量為 2302.08m3/h，揚程為 12m,，轉(zhuǎn)速為 740r/min，功率 185kw。 泵房形式及其布置，采用半地下式矩形結(jié)構(gòu)、占地少、結(jié)構(gòu)較省 的特點。水泵為單排并列式布置 3.3 細(xì)格柵細(xì)格柵 s m h m d m q k q z 33 3 _ max 279. 117.4604110500850003 . 1 3.3.1 設(shè)計參數(shù)設(shè)計參數(shù) 設(shè)計流量 4604.17m3/h 格柵臺數(shù) 2 臺 單臺設(shè)計流量 639.5l/s 柵前水深 h=0.63m 格柵傾角 a=60o 最大過柵流速 v2=0.8m/s 柵前流速 v1=0.8m/s 格柵間隙 b=10mm 柵條寬度 s=0.01m 進水渠展 a1=20o 柵前渠道超高 h2=0.3m 單位柵渣量 w1=0.13m3/103m3 30 3.3. 2 設(shè)計計算設(shè)計計算 （1）設(shè)柵前流速，格柵安裝傾角為 60 度則:柵前槽寬0.8m/s 1 v 柵前水深m q b v 1.26 0.8 0.639522 1 max 1 m b h63. 0 2 26. 1 2 1 （2）柵條間隙數(shù)(取 n=112)05.111 8 . 063 . 0 10 . 0 60sin0.6395sinmax 2 bhv q n 設(shè)計四組格柵，每組格柵間隙數(shù) n=112 條 （3）柵槽有效寬度 b=s（n-1）+ bn=0.01（112-1）+0.01112=2.23m （4）進水渠道漸寬部分長（1為進水漸寬 m bb l34 . 1 20tan2 46 . 1 23 . 2 tan2 1 1 1 部分渠展開角度） （5）柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度mm l l67 . 0 2 1.34 2 1 2 （6）過柵水頭損失（h1） 因柵條邊為矩形截面，取 k=3，則 m g v kkhh12 . 060sin 81 . 9 2 8 . 0 ) 10 . 0 01. 0 (42. 23sin 2 2 3 4 2 01 其 )( 3 4 b s h0：計算水頭損失,m; k：系數(shù)，格柵受污物堵塞時水頭損失增加倍數(shù)，一般采用 k=3; ：阻力系數(shù)，與柵條斷面形狀有關(guān)，可按手冊提供計算公式和系數(shù)計算； 設(shè)柵條斷面為銳角邊矩形斷面時 =2.42; g：重力加速度，取 9.81m/s2。 （7）柵后槽總高度 h，m 取柵前渠道超高 h2=0.3m，則柵前槽總高度 h1=h+h2=0.63+0.3=0.93m 柵后槽總高度 h=h+h1+h2=0.63+0.21+0.3=0.87m （8）格柵總長度 l，m m h lll04. 4 60tan