污水課程設(shè)計(jì)

某城市日處理水量12萬m3污水處理工藝設(shè)計(jì)班級(jí)： 姓名： 學(xué)號(hào)： 目錄第一章 總論41.1設(shè)計(jì)題目41.2.基本資料41.2.1污水水量與水質(zhì)41.2.2處理要求51.2.3工藝流程51.2.4氣象和水文資料51.2.5廠區(qū)地形51.3設(shè)計(jì)內(nèi)容51.4設(shè)計(jì)成果5第二章 污水處理工藝流程說明62.2工作原理6第三章 污泥處理構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)與計(jì)算73.1格柵間與泵房73.1.1格柵的設(shè)計(jì)要求及參數(shù)確定73.1.2格柵計(jì)算73.2沉砂池計(jì)算103.3初沉池123.3.1初沉池的設(shè)計(jì)計(jì)算133.4曝氣池計(jì)算153.4.1曝氣池的運(yùn)行方式163.4.3曝氣系統(tǒng)的計(jì)算與設(shè)計(jì)（本設(shè)計(jì)采用鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)）183.4.5供氣量計(jì)算193.5二沉池213.5.1向心輻流式二沉池213.5.2沉淀池的有效水深223.5.4沉淀池高度23第四章 主要設(shè)備說明244.1格柵244.2提升泵站254.2.1泵站設(shè)計(jì)的原則254.3平流式沉砂池254.4輻流式初沉池264.5曝氣池274.6消毒池274.7污泥濃縮28第五章 污水廠總體布置295.1主要構(gòu)（建）筑物與附屬建筑物295.1.1處理構(gòu)筑物選擇295.2污水廠平面布置295.2.1總平面布置原則295.2.2總平面布置結(jié)果305.2.3 場區(qū)道路布置305.2.4 場區(qū)綠化布置315.2.5污水處理工程設(shè)施組成315.3 污水廠高程布置315.3.1高程布置原則315.3.2控制點(diǎn)高程的確定325.3.3各處理構(gòu)筑物及連接管渠的水頭損失計(jì)算325.3.4污水系統(tǒng)高程設(shè)計(jì)335.3.5污泥系統(tǒng)高程設(shè)計(jì)34附：設(shè)計(jì)圖紙第一章 總論1.1設(shè)計(jì)題目某城市日處理水量12萬m3污水處理廠工藝設(shè)計(jì)1.2.基本資料1.2.1污水水量與水質(zhì)污水處理水量：12萬m3/d；污水水質(zhì)：CODcr 500mg/L,BOD5 220mg/L,SS 280mg/L,氨氮15mg/L。1.2.2處理要求污水經(jīng)二級(jí)處理后應(yīng)符合以下具體要求：CODcr80mg/L,BOD525mg/L,SS30mg/L,氨氮5mg/L。1.2.3工藝流程污水?dāng)M采用傳統(tǒng)活性污泥工藝處理，具體流程如下：污水 分流閘井 格柵間 污水泵房 出水井 計(jì)量槽 沉砂池 初沉池 曝氣池 二沉池 消毒池 出水 回流泵1.2.4氣象和水文資料風(fēng)向：多年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)楸北睎|風(fēng)；氣溫：最冷月平均為3.5；最熱月平均為32.5；極端氣溫，最高為41.9，最低為-17.61.2.5廠區(qū)地形污水廠選址區(qū)域海拔標(biāo)高在6466m之間，平均地面標(biāo)高為64.5m。平均地面坡度為0.30.5，地勢為西北高，東南低。廠區(qū)征面積東西長 m,南北長m。1.3設(shè)計(jì)內(nèi)容（1）對(duì)工藝構(gòu)筑物選型作說明；（2）主要處理措施（格柵、沉砂池、初沉池、曝氣池、二沉池）的工藝計(jì)算；（3）污水處理廠平面和高超布置。1.4設(shè)計(jì)成果（1）設(shè)計(jì)計(jì)算說明書一份；（2）設(shè)計(jì)圖紙：污水平面圖和污水處理高程圖各一張。第二章 污水處理工藝流程說明2.1工藝根據(jù)該地區(qū)污水水質(zhì)特征，污水處理工程沒有脫氮除磷的特殊要求，主要的去除目的是BOD5，CODCr和SS，本設(shè)計(jì)采用傳統(tǒng)活性污泥工藝處理，具體流程如下：污水 分流閘井 格柵間 污水泵房 出水井 計(jì)量槽 沉砂池 初沉池 曝氣池 二沉池 消毒池 出水 回流泵2.2工作原理：1）流入工序：原污水從曝氣池首端進(jìn)入，由二沉池回流的回流污泥也同步注入， 2）曝氣反應(yīng)工序：壓縮機(jī)通過管道輸送到設(shè)在池底的空氣擴(kuò)散裝置，成為氣泡彌散逸出，在氣液界面把氧氣溶入水中，污水和回流污泥形成的混合溶液在池內(nèi)呈推流形式流動(dòng)至池的末端.3）沉淀工藝：處理后的污水和活性污泥在二沉池內(nèi)分離，4）排放工序：處理后的部分污泥作為剩余污泥排除系統(tǒng)進(jìn)行污泥處理，另一部份活性污泥則回流到進(jìn)水端。特點(diǎn)： 污水處理效果好，BOD5去除率可達(dá)到90%以上； 通過對(duì)運(yùn)行方式的調(diào)節(jié)，可進(jìn)行除磷脫氮反應(yīng)； 不易發(fā)生污泥膨脹； 曝氣池容積大，占地規(guī)模大，基建費(fèi)用高。第三章 污泥處理構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)與計(jì)算3.1格柵間與泵房3.1.1格柵的設(shè)計(jì)要求及參數(shù)確定(1)該市排水系統(tǒng)為合流制，基本資料里為平均流量，污水流量總變化系數(shù)KZ=1.2，截流雨季污水經(jīng)初沉可直接排入水體。(2)處理構(gòu)筑物流量按最大日最大時(shí)流量設(shè)計(jì),即Qmax=6000 m3/h=1.67 m3/s。(3)管渠設(shè)計(jì)流量：按最大日最大時(shí)流量設(shè)計(jì)。(4)不應(yīng)小于2組（個(gè)或格），且按并開設(shè)計(jì)。(5) 格柵型式：平面型，傾斜安裝機(jī)械格柵。（6）城市排水系統(tǒng)為暗管系統(tǒng)，且有中途泵站，僅在泵前格柵間設(shè)計(jì)中格柵，水泵前格柵柵條間隙應(yīng)根據(jù)水泵要求確定，本設(shè)計(jì)采用柵條間隙b=20mm=0.02m。（7）格柵過柵流速不宜小于0.6m/s，不宜大于1.5m/s，本設(shè)計(jì)采用v=1.0m/s。（8）柵前水深應(yīng)與入廠污水管規(guī)格（DN1800mm）相適應(yīng)，一般取管徑0.7倍，本設(shè)計(jì)采用h=1.26m。(9)格柵安裝傾角一般采用4575o，本設(shè)計(jì)采用=60o。(10)格柵間必須設(shè)置工作臺(tái)，臺(tái)面應(yīng)高出柵前最高設(shè)計(jì)水位0.51.0m，工作臺(tái)上應(yīng)有安全和沖洗設(shè)施。(11)格柵間工作臺(tái)兩側(cè)過道寬度部不應(yīng)小于0.7m，本設(shè)計(jì)取1.2m；機(jī)械清渣時(shí)，工作臺(tái)正面過道寬度不應(yīng)小于1.5m，本設(shè)計(jì)取2m。（12）格柵的柵條形狀為銳邊矩形，規(guī)格為10mm50mm。（13）格柵尺寸參見設(shè)備說明書，宜選中間值，本設(shè)計(jì)采用S=10m。3.1.2格柵計(jì)算（1）柵條的間隙數(shù)n式中 Qmax最大設(shè)計(jì)流量，1.39m3/s 格柵傾角，度,取=600 h柵前水深，m，取h=0.4m e柵條間隙，m，取e=0.02m n柵條間隙數(shù)，個(gè) v過柵流速，m/s，取v=1.0m/s格柵設(shè)兩組，按兩組同時(shí)工作設(shè)計(jì)，一格停用，一格工作校核。則: =150.5個(gè)（2）柵槽寬度B柵槽寬度一般比格柵寬0.2-0.3米，取0.2米。設(shè)柵條寬度S=10mm則柵槽寬度=0.01*(151-1)+0.02*151=4.52m （3）通過格柵的水頭損失h 式中 過柵水頭損失，m計(jì)算水頭損失，m g重力加速度，9.8 k系數(shù)，格柵受污物堵塞后，水頭損失增大的倍數(shù)，一般采用k=3 阻力系數(shù)，與柵條斷面形狀有關(guān)，當(dāng)為矩形斷面時(shí)，=2.42。 （4）柵后槽總高度H設(shè)柵前渠道超高 （5）柵槽總長度L進(jìn)水渠道漸寬部分的長度L1，設(shè)進(jìn)水渠寬B1=0.45m，其漸寬部分展開角度1=200，進(jìn)水渠道內(nèi)的流速為0.77m/s。柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度式中 為柵前渠道深， （6）每日柵渣量W式中 每日柵渣量 柵渣量（污水）取0.1-0.01，粗格柵用小值，細(xì)格柵用大值，中格柵用中值生活污水流量總變化系數(shù)W=86400*1.39*0.08/1000*1.5=6.40m3/d3.2沉砂池計(jì)算3.2.1平流式沉砂池設(shè)計(jì)（1）沉砂部分的長度 L L=vt式中：L沉砂池沉砂部分長度，m;v最大設(shè)計(jì)流量時(shí)的速度，m/s;t最大設(shè)計(jì)流量時(shí)的停留時(shí)間，s;L=0.3*60=18m(2)水流斷面面積AA=Qmaxv式中：A水流斷面面積，m;Qmax最大設(shè)計(jì)流量，ms。A=1.7/0.3=5.67m2（3）池總寬度B B=Ah2 式中：B池總寬度,m; h2設(shè)計(jì)有效水深，m。 B=5.67/1=5.67m （4）貯砂斗所需容積V V=86400QmaxTX(1000Kz) 式中：V沉砂斗容積，m； X城鎮(zhèn)污水的沉砂量，一般采用0.03Lm； T排砂時(shí)間的間隔，t; Kz污水流量總變化系數(shù)。 V=86400*1.7*2*0.03/(1000*1.22)=12.3 m3（5）貯砂斗各部分尺寸計(jì)算設(shè)貯砂斗底部寬b1=0.5m;斗壁與水平面的傾角為60；h3=tg60*(b-b1)/2=4.47m則貯砂斗的上口寬b2為：b2=2h3tg60+b1=2*4.47/tg60+0.5=5.66m 貯砂斗的容積V1：V1=h3S1+S2+(S1*S2) 3式中：V1貯砂斗容積，m; h3貯砂斗高度，m; S1,S2分別為貯砂斗下口和上口的面積，。V1=4.47*(5.67*5.67+0.5*0.5+(32.15*0.25) )/3=52.5m3按這種設(shè)計(jì)方法可能導(dǎo)致計(jì)算得到的貯砂斗上寬大于或小于沉砂池寬的情況，這與工程實(shí)際不符。實(shí)際工程中，貯砂斗上口寬與沉砂池的吃款是相同的，故設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)應(yīng)先確定貯砂斗的上口寬就是沉砂池的池寬，再去設(shè)計(jì)計(jì)算貯砂斗的高度、上口長度，同時(shí)根據(jù)所需容積進(jìn)行校核，而不是事先將貯砂斗的上口定為正方形。（6）貯砂室的高度h3 假設(shè)采用重力排砂，池底設(shè)6%的坡度坡向沙斗h3=h3+0.06L2=h3+0.06(L-2b2-b) 2=4.47+0.06*（18-2*5.67-0.3）/2=4.66m(7)池總高度HH=h1+h2+h3H=0.3+1+4.66=5.96m式中：H池總高度，m;h1超高，m。（8）核算最小流速Vmin=Qmin(n1Amin)Vmin=（2Q-Qmax）/(1*A min)=0.18m/s式中：Qmin設(shè)計(jì)最小流量，ms;n1最小流量時(shí)工作的沉砂池?cái)?shù)；Amin最小流量時(shí)沉砂池中的過水?dāng)嗝婷娣e，。3.3初沉池總變化系數(shù)： 式中 Kz總變化系數(shù) Q 污水流量已知：Q=120000 m3/d =1388.89L/sKz=2.7/(1388.890.11)=1.22最大時(shí)流量 Qmax =KzQ =1.22*12000=146400m3/d=1.694m3/s3.3.1初沉池的設(shè)計(jì)計(jì)算（1）沉淀區(qū)的表面積A 由表取q=2.0 ，=1.694*3600/2=3049.2m2式中：A沉淀區(qū)表面積，m2；QMAX最大設(shè)計(jì)流量，m3/h；q表面水力負(fù)荷，m3/（m2h）（2）沉淀區(qū)有效水深設(shè)污水在沉淀池內(nèi)的沉淀時(shí)間t為2h.則沉淀池的有效水深 h2=t=22=4.0m式中：h2沉淀區(qū)有效水深，m；t沉淀時(shí)間，初沉池一般取0.52.0h。（3）沉淀區(qū)有效容積V=Ah2=4.0=12196.8m3式中：V沉淀區(qū)有效容積，m3。 （4）沉淀區(qū)長度L=vt3.6=523.6=36m, L/ h2=36/4=98,滿足要求式中：L沉淀池長度，m；v最大設(shè)計(jì)流量時(shí)的水平流速，mm/s,一般不大于5mm/s。（5）沉淀區(qū)總寬度B=A/L=3049.2/36=84.7m（6）沉淀池的數(shù)量，分為12格，則每格b=84.7/12=7.1m取兩格為一座沉淀池，L/b=36/7.1=5.074, L/h=36/4=98 滿足要求。（7）污泥區(qū)容積取即每格175/12=14.6m3污泥斗，每格兩個(gè)，方斗取坡向泥斗得底板;取沉淀池超高h(yuǎn)1 0.3m,緩沖層高度h3 0.5m,則總高度污泥斗容積 式中 -污泥斗高度（）， -污泥斗傾角，60 -污泥斗上部半徑 -污泥斗下部半徑，1.0污泥斗以上梯形部分容積則，滿足要求（8）污泥區(qū)的計(jì)算：污泥量設(shè)污泥含水率98%，=1000kg/m3,采用重力排泥，T取1d,C0=164.5mg/L,初沉池的去除率按50%計(jì)算，則C1=164.5（1-50%）=82.25mg/L,代入上式有其中，h1=0.3m h2=4m h3=0.5m h4=1.6m h5=0.19m3.4曝氣池計(jì)算原污水的值（S）為220，經(jīng)初次沉淀池處理，按降低25%考慮，則進(jìn)入曝氣池的污水，其BOD值（S）為： 計(jì)算去除率，對(duì)此，首先按下式計(jì)算處理水中非溶解性BOD值： 式中 處理水中懸浮固體濃度，mg/L，取值為25mg/L； b微生物自身氧化率，一般介于0.050.1之間，取值0.08；活性微生物在處理水中所占比例，取值0.4。代入各值，得： 處理水中溶解性值為： 255.719.3 mg/L去除率 3.4.1曝氣池的運(yùn)行方式 在本設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮曝氣池運(yùn)行方式的靈活性和多樣化，即以傳統(tǒng)活性污泥法系統(tǒng)作為基礎(chǔ)，又可按階段曝氣系統(tǒng)和再生曝氣系統(tǒng)運(yùn)行。3.4.2曝氣池的計(jì)算與各部位尺寸的確定曝氣池按BOD污泥負(fù)荷法計(jì)算。1）BOD污泥負(fù)荷率的確定 擬定采用的BOD污泥負(fù)荷率為0.3kg/(kgMLSS*d)。但為穩(wěn)妥需加以校核。 值取0.0185 19.3mg/L 代入各值，得： 計(jì)算結(jié)果確定，值取0.3是適宜的。2）確定混合液污泥濃度（X）根據(jù)已確定的值，查相關(guān)資料得SVI值為100200，取120。計(jì)算確定混合液污泥濃度值X，對(duì)此r1.2，R50，代入各值，得： 3）確定曝氣池容積計(jì)算曝氣池容積按下式計(jì)算： 式中，165mg/L代入各值，得： 4）確定曝氣池各部位尺寸設(shè)置4個(gè)曝氣池，則曝氣池容積為5000池深取6m，則曝氣池的面積為 池子寬取6.8m，介于12之間，符合規(guī)定。池長： ，符合規(guī)定。設(shè)五廊道式曝氣池，廊道長： 取超高0.5m，則池總高度為 6+0.56.5m在曝氣池面對(duì)初沉池和二次沉淀池的一側(cè)各設(shè)橫向配水渠道，并在池中部設(shè)縱向中間配水渠道與橫向配水渠道相連接。在倆策橫向配水渠道上設(shè)進(jìn)水口，每組曝氣池共5個(gè)進(jìn)水口。3.4.3曝氣系統(tǒng)的計(jì)算與設(shè)計(jì)（本設(shè)計(jì)采用鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)） 1）平均時(shí)需氧量的計(jì)算由公式 取 ，代入各值，得： 2）最大時(shí)需氧量的計(jì)算代入各值，得：3）每日去除的值 4）去除每千克BOD的需氧量 5）最大時(shí)需氧量與平均時(shí)需氧量之比 3.4.5供氣量計(jì)算采用網(wǎng)狀模型中微孔空氣擴(kuò)散器，敷設(shè)于距池底0.2m處，淹沒水深3.0m，計(jì)算溫度設(shè)為30，查表得20。C和30。C水中溶解氧飽和度Cs(20)=9.17mg/L Cs(30)=7.63mg/L空氣擴(kuò)散器出口處的絕對(duì)壓力(Pb)計(jì)算得Pb=P+9.8H式中 P-大氣壓力 P=1.013Pa H- 空器擴(kuò)散裝置的安裝深度 m 取4.3m代入數(shù)值 Pb=1.013+9.8=1.434Pa（2）空氣離開曝氣池面時(shí)，氧的百分比計(jì)算Ot=100%式中 EA-空氣擴(kuò)散器的氧轉(zhuǎn)移效率，對(duì)網(wǎng)狀模型中微孔空器擴(kuò)散器,取12%，故：Ot=100%=18.96%(3)曝氣池混合液中平均氧飽和度（按最不利的溫度條件考慮）計(jì)算Csb(T)=Cs(+)式中Cs-在大氣壓力條件下氧的飽和度 mg/L , 最不利溫度條件按30考慮，代入各值得Csb(30)=7.63*()=8.84mg/L換算為在20條件下，脫氧清水的充氧量R0=式中 -修正系數(shù) = (0.8 0.85) 取=0.82-修正系數(shù) = （0.9 0.97）取=0.95C=2.0; r=1.0代入數(shù)值 ,得R0=589.23kg/h 相應(yīng)的最大時(shí)需氧量為： R0(max)=685.76kg/h曝氣池平均時(shí)供氧量Gs=16367.5m3/h曝氣池最大時(shí)供氧量Gs(max)=19048.9m3/h(7)去除每kgBOD5的供氣量=23.4m3空氣/kgBOD（8）每m2污水的供氣量=3.28m3空氣/m3污水（9）本系統(tǒng)的空氣總用量除采用鼓風(fēng)曝氣外，本系統(tǒng)還采用空氣在回流污泥井提升污泥，空氣量按回流污泥量的8倍考慮，污泥回流比R取值50%，這樣，提升回流污泥所需空氣量為：=20000m3/h總需氣量：19048.9+20000=39048.09m3/h3.5二沉池3.5.1向心輻流式二沉池為了使沉淀池內(nèi)水流更穩(wěn)、進(jìn)出水配水更均勻、存排泥更方便，常采用圓形輻流式二沉池。該沉淀池采用周邊出水，中心進(jìn)水的幅流式沉淀池，采用吸泥機(jī)排泥。共4座，沉淀池表面負(fù)荷q一般為1.0-1.5m3/(m2.h) ，取1 m3/(m2.h)，計(jì)算圖如下：r1Ri=0.05r2h1h2h3h4h5 輻流式沉淀池計(jì)算草圖單池表面面積A,n=4個(gè)A=池子直徑D=39.90m 池子半徑R19.95m。3.5.2沉淀池的有效水深設(shè)污水在沉淀池內(nèi)的沉淀時(shí)間t為3則沉淀池的有效水深 =qt=31.5=4.5m D/=39.90/4.5=8.87(612) 符合規(guī)范要求3.5.3沉淀池每天污泥量設(shè)S=0.5L/(人.d)，T=4h，N=15萬人 式中 S取0.5L/(p.d), 由于用機(jī)械刮泥，所以污泥在斗內(nèi)貯存時(shí)間用4h.污泥斗的容積 式中 -污泥斗高度（）， -污泥斗傾角，60 -污泥斗上部半徑，3-污泥斗下部半徑，1.0設(shè)池底坡向污泥斗的坡度為0.05，則坡底落差池底可貯存污泥體積為：式中 -沉淀池半徑，19.95所以，可貯存污泥的總體積 461.212.5,滿足要求3.5.4沉淀池高度式中 -保護(hù)高取0.3-有效水深4.5-緩沖層高 ，取0.3-沉淀池底坡落差m 由0.05坡度計(jì)算為0.8475m-污泥斗高度 3.46m代入數(shù)值=0.3+4.5+0.3+0.8475+3.46=9.4m3.5.5沉淀池周邊處的高度5.6 集水槽堰負(fù)荷校核設(shè)集水槽雙面出水，則集水槽出水堰的堰負(fù)荷為：沉淀池的出水采用鋸齒堰，堰前設(shè)擋板，攔截浮渣。沉在底部的沉泥通過刮泥機(jī)刮至污泥斗。采用重力排泥，排泥管管徑DN500排泥管伸入污泥斗底部，排泥靜壓頭采用2m，連續(xù)將污泥排出池外貯泥池內(nèi)。第四章 主要設(shè)備說明4.1格柵格柵是由一組平行的金屬柵條或篩網(wǎng)制成，安裝在污水渠道、泵房集水井的進(jìn)口處或污水處理廠的端部，用以截留較大的懸浮物或漂浮物，如纖維、碎皮、毛發(fā)、果皮、蔬菜、塑料制品等，以便減輕后續(xù)處理構(gòu)筑物的處理負(fù)荷，并使之正常進(jìn)行。被截留的物質(zhì)稱為柵渣。設(shè)計(jì)中格柵的選擇主要是決定柵條斷面、柵條間隙、柵渣清除方式等。格柵斷面有圓形、矩形、正方形、半圓形等。圓形水力條件好，但剛度差，故一般多采用矩形斷面。格柵按照柵條形式分為直棒式格柵、弧形格柵、輻流式格柵、轉(zhuǎn)筒式格柵、活動(dòng)格柵等；按照格柵柵條間距分為粗格柵和細(xì)格柵（1.510mm）；按照格柵除渣方式分為人工除渣格柵和機(jī)械除渣格柵，目前，污水處理廠大多都采用機(jī)械格柵。a.格柵的設(shè)計(jì)，應(yīng)符合下列要求：經(jīng)初步核算每日柵渣量0.2 m3/d。所以采用機(jī)械除渣。我國過柵流速一般采用0.6-1.0m/s。此次設(shè)計(jì)采用0.9m/s。格柵傾角一般采用45-75。機(jī)械清除國內(nèi)一般采用60-70本設(shè)計(jì)采用60。格柵前渠道內(nèi)水流速度一般取0.4-0.9 m/s。本設(shè)計(jì)取0.9 m/s。b.設(shè)計(jì)參數(shù)：設(shè)計(jì)流量：Qmax=50000m3/d粗格柵：過柵流速:v1=0.90m/s;柵條寬度:s=0.01m;格柵間隙:e=60mm;柵前部分長度0.5m；格柵傾角:=60單位柵渣量W1=0.03m3柵渣/103m3污水細(xì)格柵：過柵流速:v1=0.80m/s;柵條寬度:s=0.01m;格柵間隙:e=10mm;柵前部分長度0.5m格柵傾角:=60;單位柵渣量W1=0.1m3柵渣/103m3污水4.2提升泵站污水總泵站接納來自整個(gè)城市排水管網(wǎng)來的所有污水，其任務(wù)是將這些污水抽送到污水處理廠，以利于處理廠各構(gòu)筑物的設(shè)置。因采用城市污水與雨水分流制，故本設(shè)計(jì)僅對(duì)城市污水排水系統(tǒng)的泵站進(jìn)行設(shè)計(jì)。排水泵站的基本組成包括：機(jī)器間、集水池、格柵和輔助間。4.2.1泵站設(shè)計(jì)的原則 1)、污水泵站集水池的容積，不應(yīng)小于最大一臺(tái)水泵5min的出水量；如水泵機(jī)組為自動(dòng)控制時(shí)，每小時(shí)開動(dòng)水泵不得超過6次。2)、集水池池底應(yīng)設(shè)集水坑，傾向坑的坡度不宜小于10%。3)、水泵吸水管設(shè)計(jì)流速宜為0.71.5 m/s。出水管流速宜為0.82.5 m/s。其他規(guī)定見GB500142006室外排水規(guī)范。4.3平流式沉砂池沉砂池是城市污水處理廠必不可少的處理設(shè)施，主要去除污水中粒徑大于0.2mm的砂粒，除砂的目的是為了避免砂粒對(duì)后續(xù)處理工藝和設(shè)備帶來的不利影響。砂粒進(jìn)入初沉池內(nèi)會(huì)使污泥刮板過度磨損，縮短更換周期；砂粒進(jìn)入泥斗后，將會(huì)干擾正常排泥或堵塞排泥管路；進(jìn)入泥泵后將使污泥泵過度磨損，使其降低使用壽命；砂進(jìn)入帶式壓濾脫水機(jī)將大大降低污泥成餅率，并使濾布過度磨損。以上情況，足以說明除砂對(duì)污水處理廠的重要性。常用的沉砂池有平流式、豎流式、曝氣式和渦流式四種形式。平流式沉砂池具有結(jié)構(gòu)簡單，處理效果較好的優(yōu)點(diǎn)；豎式沉砂池處理效果一般較差；曝氣沉砂池的最大優(yōu)點(diǎn)是能夠在一定程度上使砂粒在曝氣的作用下互相磨擦，可以去除砂粒上附著的有機(jī)污染物，同時(shí)，由于曝氣的氣浮作用，污水中的油脂類物質(zhì)會(huì)升到水面形成浮渣而被除去；渦流式沉砂池利用水力渦流，使沉砂和有機(jī)物分開，以達(dá)到除砂目的。四種形式沉砂池有各自不同的適用條件，其選型應(yīng)視具體情況而定。本設(shè)計(jì)中選用平流沉砂池，它具有顆粒效果較好、工作穩(wěn)定、構(gòu)造簡單、排沙較方便等優(yōu)點(diǎn)。a.平流沉砂池的設(shè)計(jì)，應(yīng)符合下列要求：(1)最大流速應(yīng)為0.3m/s，最小流速應(yīng)為0.15m/s；(2) 最高時(shí)流量的停留時(shí)間不應(yīng)小于30s；(3) 有效水深不應(yīng)大于1.2m，每格寬度不宜小于0.6m。b.設(shè)計(jì)參數(shù)：設(shè)計(jì)流量：Qmax=50000m3/d水力停留時(shí)間：45S4.4輻流式初沉池初沉池為一級(jí)處理的主要構(gòu)筑物。初沉池池型有平流式、輻流式、豎流式多種，主要設(shè)備為不同池型的刮泥機(jī)。平流式初沉池為矩形，其優(yōu)點(diǎn)是占地面積較小，去除效果較好，抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)。輻流式初沉池為圓形，適用于規(guī)模較大的污水處理廠，它又分為中心進(jìn)水、周邊出水和周邊進(jìn)水、周邊出水型兩種，雖然輻流式沉淀池占地面積、去除效果及抗沖擊負(fù)荷能力均不如平流式沉淀池，但由于相配套刮泥機(jī)故障率較小，在我國廣為采用，特別是大型污水廠采用更多。豎流式沉淀池池徑在10米以內(nèi)，它僅適用于小型污水廠。本設(shè)計(jì)采用普通輻流式沉淀池，中心進(jìn)水，周邊出水，a.輻流沉淀池的設(shè)計(jì)，應(yīng)符合下列要求：1 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；2 宜采用機(jī)械排泥，排泥機(jī)械旋轉(zhuǎn)速度宜為13r/h，刮泥板的外緣線速度不宜大于3m/min。當(dāng)水池直徑(或正方形的一邊)較小時(shí)也可采用多斗排泥；3 緩沖層高度，非機(jī)械排泥時(shí)宜為0.5m；機(jī)械排泥時(shí)，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；4 坡向泥斗的底坡不宜小于0.05。，b.設(shè)計(jì)參數(shù)：設(shè)計(jì)流量：Qmax=50000m3/d停留時(shí)間：t=90min水力負(fù)荷：q=2.0m3/m2h初次污泥總量：25m3/d4.5曝氣池 曝氣池是本工藝的主體部分，已知參數(shù) Qmax=0. 578m3/s ， 原污水BOD5值100-130mg/L,， 要求處理水BOD5值20mg/L， SS值20mg/L。污泥回流比50%。 4.6消毒池城市污水經(jīng)過一級(jí)或二級(jí)處理(包活性污泥法和膜法)后，水質(zhì)改善，細(xì)菌含量也大幅度減少，但其絕對(duì)值仍很可觀，并有存在病源菌的可能。因此，污水排入水體前應(yīng)進(jìn)行消毒。消毒劑的選擇見下表；消 毒 劑優(yōu) 點(diǎn)缺點(diǎn)適 用 條 件液 氯效果可靠、投配簡單、投量準(zhǔn)確，價(jià)格便宜氯化形成的余氯及某些含氯化合物低濃度時(shí)對(duì)水生物有毒害，當(dāng)污水含工業(yè)污水比例大時(shí)，氯化可能生成致癌化合物 。適用于，中規(guī)模的污水處理廠漂白粉投加設(shè)備簡單，價(jià)格便宜。同液氯缺點(diǎn)外，沿尚有投量不準(zhǔn)確，溶解調(diào)制不便，勞動(dòng)強(qiáng)度大適用于出水水質(zhì)較好，排入水體衛(wèi)生條件要求高的污水處理廠臭 氧消毒效率高，并能有效地降解污水中殘留的有機(jī)物，色，味，等，污水中PH，溫度對(duì)消毒效果影響小，不產(chǎn)生難處理的或生物積累性殘余物投資大成本高，設(shè)備管理復(fù)雜適用于出水水質(zhì)較好，排入水體衛(wèi)生條件要求高的污水處理廠次氯酸鈉用海水或一定濃度的鹽水，由處理廠就地自制電解產(chǎn)生，消毒需要特制氯片及專用的消毒器，消毒水量小適用于醫(yī)院、生物制品所等小型污水處理站經(jīng)過以上的比較，并根據(jù)現(xiàn)在污水處理廠現(xiàn)在常用的消毒方法，決定使用液氯消毒。進(jìn)一步的去除水中有害物質(zhì)。二氧化氯和液氯按2：1的比例聯(lián)合用于城市污水消毒時(shí)，效果良好，二氧化氯投加量 3 mg/L，液氯投加量 1.5 mgL，經(jīng) 30 min接觸時(shí)間，大腸菌滅活率達(dá)99.9。4.7污泥濃縮 初次沉淀污泥含水率介于95%-97%，剩余活性污泥達(dá)99%以上。因此污泥的體積非常大，對(duì)污泥的后續(xù)處理造成困難。污泥濃縮的目的在于減容。污泥中所含水大致分為四類：顆粒間的孔隙水，約占總水分的70%;毛細(xì)水，約占20%；污泥顆粒吸附水和顆粒內(nèi)部水約占10%。濃縮法主要降低的是污泥的孔隙水。本設(shè)計(jì)中采用輻流式濃縮池。設(shè)計(jì)參數(shù)；室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范GB(50014-2006) 7.2污泥濃縮規(guī)定濃縮活性污泥時(shí)，重力式污泥濃縮池的設(shè)計(jì)，應(yīng)符合下列要求：1 污泥固體負(fù)荷宜采用3060 kg/(m2d)；2 濃縮時(shí)間不宜小于12 h；3 由生物反應(yīng)池后二次沉淀池進(jìn)入污泥濃縮池的污泥含水率， 為99.2%99.6%時(shí)，濃縮后污泥含水率可為97%98%；4 有效水深宜為4 m；5 采用柵條濃縮機(jī)時(shí)，其外緣線速度一般宜為12 m/min，池底坡向泥斗的坡度不宜小于0.05。第五章 污水廠總體布置5.1主要構(gòu)（建）筑物與附屬建筑物5.1.1處理構(gòu)筑物選擇污水處理構(gòu)筑物形式多樣，在選擇時(shí)，應(yīng)根據(jù)其適應(yīng)條件和所在城市應(yīng)用情況選擇。選用平流沉砂池，普通輻流式沉淀池，傳統(tǒng)的推流式曝氣池，平流式消毒接觸池，巴士計(jì)量槽，豎流式污泥濃縮池，矩形貯泥池，固定蓋式消化池，采用帶式壓濾機(jī)進(jìn)行污泥脫水。5.2污水廠平面布置 5.2.1總平面布置原則 該污水處理廠為新建工程，總平面布置包括：污水與污泥處理工藝構(gòu)筑物及設(shè)施的總平面布置，各種管線、管道及渠道的平面布置，各種輔助建筑物與設(shè)施的平面布置?？倛D平面布置時(shí)應(yīng)遵從以下幾條原則。 處理構(gòu)筑物與設(shè)施的布置應(yīng)順應(yīng)流程、集中緊湊，以便于節(jié)約用地和運(yùn)行管理 工藝構(gòu)筑物（或設(shè)施）與不同功能的輔助建筑物應(yīng)按功能的差異，分別相對(duì)獨(dú)立布置，并協(xié)調(diào)好與環(huán)境條件的關(guān)系（如地形走勢、污水出口方向、風(fēng)向、周圍的重要或敏感建筑物等）。 構(gòu)（建）之間的間距應(yīng)滿足交通、管道（渠）敷設(shè)、施工和運(yùn)行管理等方面的要求。 管道（線）與渠道的平面布置，應(yīng)與其高程布置相協(xié)調(diào)，應(yīng)順應(yīng)污水處理廠各種介質(zhì)輸送的要求，盡量避免多次提升和迂回曲折，便于節(jié)能降耗和運(yùn)行維護(hù)。協(xié)調(diào)好輔建筑物，道路，綠化與處理構(gòu)（建）筑物的關(guān)系，做到方便生產(chǎn)運(yùn)行，保證安全暢道，美化廠區(qū)環(huán)境。5.2.2總平面布置結(jié)果（1.工藝流程：根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書提供的廠區(qū)面積和地形，采用直線型，這樣布置生產(chǎn)聯(lián)路管線短，管理方便，且有利于日后擴(kuò)建。（2.平面布置：按照功能將廠區(qū)分成以下三區(qū)：生產(chǎn)區(qū)：有各項(xiàng)水處理設(shè)施組成，一般呈直線型布置。生活區(qū)：將辦公樓、食堂、浴室、鍋爐房、宿舍等建筑物組合在一個(gè)區(qū)內(nèi)。為不使這些建筑物過于分散，將食堂與宿舍，浴室與鍋爐房合建，使這些建筑物相對(duì)集中。布置在水廠門附近，便于外來人員聯(lián)系。維修區(qū)：將機(jī)修間、水表修理間、電修間合建，倉庫與車庫合建，靠近生產(chǎn)區(qū)，以便設(shè)備的檢修，為不使維修區(qū)與生產(chǎn)區(qū)混為一體，用道路將兩區(qū)隔開，考慮擴(kuò)建后生產(chǎn)工藝系統(tǒng)的使用，維修區(qū)位置兼顧今后的發(fā)展。加藥區(qū)：加藥間設(shè)于消毒接觸池附近。5.2.3 場區(qū)道路布置1）.主廠道布置：由廠外道路與廠內(nèi)辦公樓連接的道路采用主廠道，道寬6.0m,設(shè)雙側(cè)1.5m人行道，并植樹綠化。2）.車行道布置：主要構(gòu)筑物間，道寬4.0m，呈環(huán)狀布置，以便車輛回程。3）.步行道布置：加藥間、加氯間、藥庫與絮凝沉淀池間，設(shè)步行道。5.2.4 場區(qū)綠化布置1）.綠地：在廠門附近，辦公樓、宿舍食堂、泵房的門前空地預(yù)留擴(kuò)建場地，修建草坪。2）.花壇：在正對(duì)廠門內(nèi)布置花壇。3）.綠帶：利用沉淀池與建筑物間的帶狀空地進(jìn)行綠化。4）.行道樹和綠籬：步行到兩側(cè)，草坪周圍栽種，高度0.6-0.8m，圍墻采用1.8m。 總平面布置參見附圖平面布置圖。5.2.5污水處理工程設(shè)施組成 根據(jù)選定的處理方案和處理工藝流程，污水處理工程設(shè)施包括生產(chǎn)性構(gòu)筑物、輔助建筑物、各類管道和其他設(shè)施。 各類管道包括廠區(qū)管道包括污泥管道、污水管道、空氣管道、加藥管道、沼氣管道、上清液管道。其他設(shè)施包括道路、綠化、照明、圍墻、大門。5.3 污水廠高程布置污水處理廠高程布置的任務(wù)是：確定各處理構(gòu)筑物和泵房等的標(biāo)高，選定各連接管渠的尺寸并決定其標(biāo)高。計(jì)算決定各部分的水面標(biāo)高，以使污水能按處理流程在處理構(gòu)筑物之間通暢地流動(dòng)，保證污水處理廠的正常運(yùn)行。5.3.1高程布置原則 充分利用地形地勢及城市排水系統(tǒng)，使污水經(jīng)一次提升便能順利自流通過污水處理構(gòu)筑物，排出廠外。 協(xié)調(diào)好高程布置與平面布置的關(guān)系，做到既減少占地，又利于污水、污泥輸送，并有利于減少工程投資和運(yùn)行成本。 做好污水高程布置與污泥高程布置的配合，盡量同時(shí)減少兩者的提升次數(shù)和高度。 協(xié)調(diào)好污水處理廠總體高程布置與單體豎向設(shè)計(jì)，既便于正常排放，又有利于修排空。高程布置參見附圖高程布置圖。 5.3.2控制點(diǎn)高程的確定 1.進(jìn)廠管有一根，流量為0.551m3/S，選用800mm的鋼筋混凝土圓管，進(jìn)廠端設(shè)計(jì)管內(nèi)底標(biāo)高為321.00m。 2.考慮將出廠水水通過重力自流排入附近的涪江。河流20年一遇的洪水位為322.5m。因而可以確定出廠管的管內(nèi)底標(biāo)高，出廠管選用1200mm的鋼筋混凝土圓管一根，出廠水排放點(diǎn)河流3km，總水頭損失為3.38m，出廠水排放點(diǎn)的水位標(biāo)高應(yīng)不低于322.5m+4.38m=326.88 m，擬取326.9m。5.3.3各處理構(gòu)筑物及連接管渠的水頭損失計(jì)算 污水處理廠的水流常依靠重力流動(dòng)，以減少運(yùn)行費(fèi)用。為此，必須精確計(jì)算其水頭損失（初步設(shè)計(jì)或擴(kuò)初設(shè)計(jì)時(shí)，精度要求可較低）。水頭損失包括： （1）水流流過各處理構(gòu)筑物的水頭損失，包括從進(jìn)池到出池的所有水頭損失在內(nèi)；在作初步設(shè)計(jì)時(shí)可按下表估算。 (2)水流流過連接前后兩構(gòu)筑物的管道(包括配水設(shè)備)的水頭損失，包括沿程與局部水頭損失。 (3)水流流過量水設(shè)備的水頭損失。表1 構(gòu)筑物水頭損失表 表2 污水管渠水力計(jì)算表名稱設(shè)計(jì)流量（L/s)管段設(shè)計(jì)參數(shù)水頭損失管徑(mm)I()V(m/s)管長（m）沿程局部合計(jì)出水口至計(jì)量堰551 10001.00 0.830003.00 0.1763.1