某城市污水處理廠二級處理工藝設(shè)計(jì)

1、 本科課程設(shè)計(jì)（論文）題目某城市污水處理廠二級處理工藝設(shè)計(jì)學(xué)生姓名宋瑞辰學(xué)號140303227院（系）環(huán)境與市政工程學(xué)院專業(yè)環(huán)境工程指導(dǎo)教師彭黨聰、王磊、楊永哲、王旭東郭新超、韓蕓、呂永濤、劉嘉棟時(shí)間2017年7月16日目錄摘要11 編制依據(jù)及主要資料81.1編制依據(jù)81.2主要資料81.3相關(guān)法律法規(guī)82 工程規(guī)模及設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)確定102.1設(shè)計(jì)原則102.2工程規(guī)模112.2.1設(shè)計(jì)任務(wù)112.2.2設(shè)計(jì)水量112.3廢水處理站設(shè)計(jì)水質(zhì)及處理目標(biāo)122.3.1廢水水質(zhì)122.3.2處理目標(biāo)122.3.3廢水處理站概況123 處理工藝比選133.1 生物處理工藝133.1.1原水水質(zhì)特征分析

2、及可生化性133.1.2生物處理工藝比選133.1.2生物處理工藝比選結(jié)果173.3消毒工藝173.3.1消毒工藝比選173.3.2 消毒工藝比選結(jié)果183.4污泥處理工藝183.4.1污泥處理目的183.4.2污泥濃縮脫水工藝183.5處理工藝比選結(jié)果194工藝設(shè)計(jì)計(jì)算204.1進(jìn)水井204.1.1功能204.1.2設(shè)計(jì)參數(shù)204.2粗格柵204.2.1功能204.2.2設(shè)計(jì)參數(shù)204.2.3工藝尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算214.2.4構(gòu)（建）筑物結(jié)構(gòu)形式及工藝尺寸234.2.5工藝裝備244.3提升泵房244.3.1功能244.3.2設(shè)計(jì)參數(shù)254.3.3工藝尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算254.3.4構(gòu)（建）筑物結(jié)構(gòu)形

3、式及工藝尺寸254.3.5工藝裝備264.4細(xì)格柵264.4.1功能264.4.2設(shè)計(jì)參數(shù)264.4.3工藝尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算274.4.4構(gòu)（建）筑物結(jié)構(gòu)形式及工藝尺寸284.4.5工藝裝備294.5沉砂池294.5.1功能294.5.2設(shè)計(jì)參數(shù)304.5.3工藝尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算304.5.4構(gòu)（建）筑物結(jié)構(gòu)形式及工藝尺寸354.5.5工藝裝備364.6初沉池374.6.1功能374.6.2設(shè)計(jì)參數(shù)374.6.3工藝尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算374.6.4構(gòu)（建）筑物結(jié)構(gòu)形式及工藝尺寸434.6.5工藝裝備444.7初沉池污泥泵房444.8A2/O生化池444.8.1功能444.8.2設(shè)計(jì)參數(shù)454.8.3工藝尺寸

4、設(shè)計(jì)計(jì)算464.8.4構(gòu)（建）筑物結(jié)構(gòu)形式及工藝尺寸504.8.5工藝裝備524.9鼓風(fēng)機(jī)房524.10二沉池534.10.1功能534.10.2設(shè)計(jì)參數(shù)534.10.3工藝尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算544.10.4構(gòu)（建）筑物結(jié)構(gòu)形式及工藝尺寸594.10.5工藝裝備604.11剩余及回流污泥泵房604.12化學(xué)強(qiáng)制除磷614.13接觸池614.13.1功能614.13.2設(shè)計(jì)參數(shù)614.13.3工藝尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算624.13.4構(gòu)（建）筑物結(jié)構(gòu)形式及工藝尺寸634.14污泥濃縮池634.14.1功能634.14.2設(shè)計(jì)參數(shù)644.14.3工藝尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算644.14.4構(gòu)（建）筑物結(jié)構(gòu)形式及工藝尺寸664

5、.14.5工藝裝備674.15消化池674.15.1功能674.15.2設(shè)計(jì)參數(shù)674.15.3工藝尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算674.15.4構(gòu)（建）筑物結(jié)構(gòu)形式及工藝尺寸694.16儲泥間704.16.1功能704.16.2設(shè)計(jì)參數(shù)704.16.3工藝尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算704.17污泥脫水714.17.1功能714.17.2設(shè)計(jì)參數(shù)714.17.3工藝尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算71參考文獻(xiàn)735實(shí)習(xí)報(bào)告745.1西安第五污水處理廠概述745.2工藝流程745.3構(gòu)筑物功能及主要技術(shù)參數(shù)755.3.1粗格柵間755.3.2細(xì)格柵間765.3.3曝氣沉砂池775.3.4初沉池775.3.5生物反應(yīng)池785.3.6二沉池795.3

6、.7紫外消毒車間805.3.8鼓風(fēng)機(jī)房815.3.9污泥脫水車間82摘要某城市污水處理廠二級處理工藝。處理后出水要求達(dá)到污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB8978-1996）一級標(biāo)準(zhǔn)。本次設(shè)計(jì)采用A2/O工藝。處理工藝方案比選、廢水處理系統(tǒng)構(gòu)（建）筑物工藝設(shè)計(jì)計(jì)算、泥渣處理系統(tǒng)構(gòu)（建）筑物工藝設(shè)計(jì)計(jì)算、投藥系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)計(jì)算、廢水處理站平面布置及高程計(jì)算，以上內(nèi)容將在下文闡述。1 編制依據(jù)及主要資料1.1編制依據(jù)1.地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB3838-2002）；2.黃河流域(陜西段)污水綜合排放標(biāo)（DB61/224-2011）；3.城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB18918-2001）；4.污水綜合排放標(biāo)

7、準(zhǔn)（GB8978-1996）；5.室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50014-2006）（2014年版）；6.室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50013-2006）；7.工業(yè)企業(yè)總平面設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50187-2012）；8.廠礦道路設(shè)計(jì)規(guī)范（GBJ22-87）。1.2主要資料1. 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書（2017）；2. 彭黨聰主編，水污染控制工程實(shí)踐教程，化學(xué)工業(yè)出版社；3. 彭黨聰，水污染控制工程（第三版），冶金工業(yè)出版社（2010）；4. 給水排水設(shè)計(jì)手冊（第1、5、9、11分冊），中國建筑工業(yè)出版社（2004）；5. 簡明給排水設(shè)計(jì)手冊，中國建筑工業(yè)出版社。1.3相關(guān)法律法規(guī)1.中華人民共和國環(huán)境保

8、護(hù)法 （2015年1月）2.中華人民共和國水污染防治法 （2008年6月）3.中華人民共和國大氣污染防治法 （2000年9月）4.建設(shè)工程勘察設(shè)計(jì)管理?xiàng)l例 （2015年6月）5.排污許可證管理暫行辦法 （2015年1月）6. 其他相關(guān)的法律法規(guī)2 工程規(guī)模及設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)確定2.1設(shè)計(jì)原則（1）貫徹執(zhí)行國家關(guān)于環(huán)境保護(hù)的政策，符合國家的有關(guān)法規(guī)、規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)。（2）從城市的實(shí)際情況出發(fā)，在城市總體規(guī)劃的指導(dǎo)下，使工程建設(shè)與城市的發(fā)展想?yún)f(xié)調(diào)，既保護(hù)環(huán)境，又最大程度地發(fā)揮工程效益。（3）根據(jù)設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)和出場水質(zhì)要求，所選的污水處理工藝力求技術(shù)先進(jìn)、成熟、處理效果好、運(yùn)行穩(wěn)妥可靠、高效節(jié)能、經(jīng)濟(jì)合理、

9、確保污水處理效果，減少工程投資及日常運(yùn)行費(fèi)用。（4）妥善處理和處置污水處理過程中產(chǎn)生的柵渣、沉砂和污泥，避免造成二次污染。（5）確保工程的可靠性及有效性，提高自動(dòng)化水平，降低運(yùn)行費(fèi)用，減少日常維護(hù)檢修工作量，改善工人操作條件。（6）采用現(xiàn)代化技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制和管理，做到技術(shù)可靠、經(jīng)濟(jì)合理。（7）保證污水處理系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，供電系統(tǒng)需有較高的可靠性。（8）在污水廠征地范圍內(nèi)，廠區(qū)總平面布置力求在便于施工、便于安裝和便于維修的前提下，使各處理構(gòu)筑物盡量集中，節(jié)約用地，擴(kuò)大綠化面積，并留有發(fā)展余地，使廠區(qū)環(huán)境和周圍環(huán)境協(xié)調(diào)一致。（9）豎向設(shè)計(jì)力求減少廠區(qū)挖、填土方量和節(jié)省污水提升費(fèi)用。（10）

10、廠區(qū)建筑風(fēng)格力求同意，簡潔明快、美觀大方，并與廠區(qū)周圍景致相協(xié)調(diào)。（11）積極創(chuàng)造一個(gè)良好的生產(chǎn)和生活環(huán)境，將污水處理廠設(shè)計(jì)成為現(xiàn)代化的園林式工廠。2.2工程規(guī)模2.2.1設(shè)計(jì)任務(wù)（1）根據(jù)水質(zhì)特征及處理要求，確定工藝流程；（2）構(gòu)筑物的工藝設(shè)計(jì)計(jì)算；（3）水力計(jì)算；（4）平面布置及高程布置；（5）附屬構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)說明。2.2.2設(shè)計(jì)水量設(shè)計(jì)水量：100000m3/d變化系數(shù)Kz=1.27給排水設(shè)計(jì)手冊，第05期.城鎮(zhèn)排水：P4最高日最高時(shí)流量Qmax=QKz=1000001.27=127000m3/d平均流量及最大日最大時(shí)流量見表2-1。表2-1 污水流量表流量單位平均流量最大流量m3/d1

11、00000127000m3/h4166.75291.7m3/s1.161.47L/s1157.41469.92.3廢水處理站設(shè)計(jì)水質(zhì)及處理目標(biāo)2.3.1廢水水質(zhì)根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書，確定原水水質(zhì)見表2-2。表2-2 擬建項(xiàng)目原水水質(zhì)項(xiàng)目BOD5TNTPpHCOD氨氮SS水溫進(jìn)水水質(zhì)2205586.594804020012表中除pH外其余指標(biāo)單位均為mg/L。2.3.2處理目標(biāo)根據(jù)當(dāng)?shù)丨h(huán)保局的批復(fù)，該污水處理站處理出水水質(zhì)執(zhí)行污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB8978-1996）一級標(biāo)準(zhǔn)，處理后出水水質(zhì)要求見表2-3。表2-3 擬建項(xiàng)目出水水質(zhì)要求項(xiàng)目BOD5TNTPpHCOD氨氮SS出水水質(zhì)10150.5695

12、05（8）10表中除pH外其余指標(biāo)單位均為mg/L。2.3.3廢水處理站概況（1）廠址：污水處理廠建設(shè)用地面積150畝（長：400m，寬：250m）。（2）氣象及工程地質(zhì)條件：廠區(qū)地勢平坦，適合于污水廠建設(shè)。場地平均標(biāo)高為411.50m。凍土層深度：60cm；距離廠界外東側(cè)200m為受納水體，該河流50年一遇洪水水位標(biāo)高406.50m。主導(dǎo)風(fēng)向東北風(fēng)，次主導(dǎo)風(fēng)向西南風(fēng)，底下最高水位405.50m。（3）進(jìn)水及排水條件：市政污水管網(wǎng)入口位于場地西北角，共3根D200mm污水管（分別從西（2根）、北（1根）兩個(gè)方向匯入污水廠進(jìn)水井），管中心設(shè)計(jì)標(biāo)高402.45m。距離廠界外東側(cè)200m為受納水體，

13、該河流50年一遇洪水水位標(biāo)高406.50m。3 處理工藝比選3.1 生物處理工藝3.1.1原水水質(zhì)特征分析及可生化性原水是否能進(jìn)行生化處理，特別是能否進(jìn)行脫氮除磷處理，取決于原水中各營養(yǎng)成分的含量及其比例是否能滿足生物的生長需要，因此需確定原水的相關(guān)指標(biāo)是否滿足要求。根據(jù)設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)，計(jì)算出原水中各營養(yǎng)物質(zhì)比值，見表3-1。表3-1 污水處理廠原水營養(yǎng)物比值項(xiàng)目比值BOD5/CODcr0.458BOD5/NH4+-N5.5BOD5/TN4BOD5/TP27.53.1.2生物處理工藝比選二級處理的核心為生物處理（以除碳、脫氮及除磷為目標(biāo)），可采用活性污泥法或生物膜法。生物膜法目前主要應(yīng)用于中、小

14、型污水處理廠，由于其存在生物除磷功能較弱（難以誘導(dǎo)出聚磷菌）及衛(wèi)生學(xué)方面的問題，在國內(nèi)應(yīng)用較少。而活性污泥法則應(yīng)用較為廣泛。城市污水處理廠以除碳（COD）、脫氮及除磷為處理目標(biāo)時(shí)，其典型的活性污泥處理工藝有A2/O工藝、UCT工藝、厭氧選擇池+氧化溝工藝（改進(jìn)型氧化溝）、SBR工藝及CASS工藝等。本次課程設(shè)計(jì)的處理水量為100000m3/d，屬于中大型處理水量，在上述城市污水脫氮除磷的典型處理工藝中，SBR工藝及CASS工藝集氧化分解、硝化、反硝化、釋磷、吸磷多個(gè)生化過程于一體。曝氣、沉淀、潷水、攪拌混合、回流、排泥多項(xiàng)操作相互交替。難于實(shí)現(xiàn)脫氮、除磷、除碳所需工藝條件最優(yōu)化，總體脫氮處理效

15、果難以穩(wěn)定達(dá)到處理目標(biāo)。可選工藝為A2/O工藝、UCT工藝、厭氧選擇池+氧化溝工藝（改進(jìn)型氧化溝）。根據(jù)陜西及西安地區(qū)城市污水進(jìn)出水水質(zhì)和現(xiàn)有污水處理廠運(yùn)行穩(wěn)定，選擇A2/O工藝和UCT工藝進(jìn)行對比。（1）A2/O工藝A2/O工藝是將厭氧/好氧除磷系統(tǒng)和缺氧/好氧脫氮系統(tǒng)相結(jié)合而形成，是生物脫氮除磷的基本工藝之一，可同時(shí)去除廢水中的BOD、氮和磷。A2/O工藝流程圖見圖3-1。圖3-1 A2/O工藝流程圖污水（初沉池出水）與從二沉池回流的污泥首先進(jìn)入?yún)捬醭亍Ｔ趨捬醭?，活性污泥中的聚磷菌攝取污水中的生物快速降解有機(jī)物，以合成聚-羥基丁酸（PHB）；這一過程所需能量來自聚磷菌細(xì)胞內(nèi)聚合磷酸鹽（Po

16、ly-P）的水解，并釋放磷至液相主體。隨后，活性污泥+原水進(jìn)入缺氧池。在缺氧池，活性污泥+原水與好氧池末端回流的混合液進(jìn)行混合、接觸、反應(yīng)，反硝化菌以原水中剩余的有機(jī)物（聚磷菌利用其細(xì)胞內(nèi)貯存的碳源）作為電子供體，以回流混合液中硝酸鹽為電子受體進(jìn)行反硝化脫氮。再次，反硝化脫氮完成后的混合液（活性污泥+污水），進(jìn)入好氧池，在好氧池中，活性污泥中的硝化菌進(jìn)行硝化反應(yīng)，將廢水中的氨氮氧化為硝酸鹽；同時(shí)，聚磷菌進(jìn)行好氧吸磷，剩余的有機(jī)物也在此被進(jìn)一步好氧分解、轉(zhuǎn)化。最后，混合液經(jīng)二沉池進(jìn)行泥水分離，出水排放；沉淀的污泥部分回流厭氧池，部分作為剩余污泥排出，并進(jìn)行污泥處理（濃縮、厭氧消化、脫水、外運(yùn)處置

17、）。（2）UCT工藝UCT工藝因南非開普敦大學(xué)開發(fā)而得名。與A2/O工藝相比，UCT工藝僅污泥回流的位置和方式不同，工藝流程圖見圖3-2。圖3-2 UCT工藝流程圖在A2/O工藝中，來自二沉池的污泥直接回流至厭氧池，會因回流污泥中含有一定量硝酸鹽氮，而影響厭氧池的厭氧環(huán)境，并存在反硝化菌與聚磷菌競爭碳源的問題；為解決這一問題，UCT工藝中，回流污泥首先回流至缺氧池的首端，然后再由該缺氧池的末端回流至厭氧池，由于此時(shí)的回流污泥（混合液）中的硝酸鹽已經(jīng)在缺氧池中被反硝化。因此，回流至厭氧池的污泥中幾乎不含硝酸鹽，從而可保證厭氧池的釋磷效果，提高系統(tǒng)的除磷能力。A2/O工藝與UCT工藝的對比見表3-

18、2。表3-2 A2/O工藝與UCT工藝的對比類別對比項(xiàng)目方案1：A2/O工藝方案2：UCT工藝比對結(jié)果技術(shù)可行性技術(shù)使用情況工藝相對簡單，運(yùn)行效果穩(wěn)定，工程廣泛應(yīng)用工藝相對復(fù)雜，在我國應(yīng)用實(shí)例少方案1較優(yōu)水質(zhì)指標(biāo)出水水質(zhì)脫氮除磷效果較好，可達(dá)到處理要求脫氮除磷效果較好，可達(dá)到處理要求兩者接近對水量、水質(zhì)、環(huán)境等變化的適應(yīng)性對于中大型的處理水量有較好的處理效果，水質(zhì)可控范圍大需要較高的BOD/P比，溫度對處理效率的影響不明顯費(fèi)用指標(biāo)建設(shè)投資基建費(fèi)用較低基建費(fèi)用較高方案1較優(yōu)運(yùn)營費(fèi)用管理維護(hù)簡單，運(yùn)行費(fèi)用低管理維護(hù)較復(fù)雜，運(yùn)行費(fèi)用較高工程實(shí)施分步實(shí)施可分步實(shí)施可分步實(shí)施兩者接近施工難易程度施工較復(fù)

19、雜施工較復(fù)雜環(huán)境影響對周圍環(huán)境的影響噪聲小，污泥臭味可控噪聲小，污泥臭味可控兩者相近剩余活性污泥特征剩余污泥含磷3%5%，應(yīng)進(jìn)行厭氧消化剩余污泥含磷4%6%，應(yīng)進(jìn)行厭氧消化物能電耗內(nèi)循環(huán)泵較少，電量少內(nèi)循環(huán)量大，耗電多方案1較優(yōu)消耗占地構(gòu)筑物相對少，占地相對少構(gòu)筑物相對多，占地相對大方案1較優(yōu)藥劑一般需要化學(xué)輔助除磷一般不需要化學(xué)輔助除磷方案2較優(yōu)運(yùn)行管理運(yùn)轉(zhuǎn)操作技術(shù)先進(jìn)成熟，運(yùn)行穩(wěn)妥可靠操作復(fù)雜方案1較優(yōu)維修維護(hù)管理簡單維護(hù)管理復(fù)雜方案1較優(yōu)3.1.2生物處理工藝比選結(jié)果通過以上對比，兩種工藝均能達(dá)到水質(zhì)處理的要求，由于UCT工藝較為復(fù)雜，工程應(yīng)用實(shí)例較少，且耗能較大。因此，本次課程設(shè)計(jì)采用

20、A2/O工藝為核心的處理工藝。生物處理工藝流程圖見圖3-3。圖3-3 A2/O工藝流程圖3.3消毒工藝3.3.1消毒工藝比選污水經(jīng)二級處理后，水質(zhì)已經(jīng)改善，細(xì)菌含量也大幅度減少，但細(xì)菌的絕對值仍很可觀，并存在有病原菌的可能。因此，在排放水體前應(yīng)進(jìn)行消毒處理。特別是在夏季或流行病流行季節(jié)，應(yīng)嚴(yán)格連續(xù)消毒。其余時(shí)段經(jīng)過衛(wèi)生防疫部門的同意后，也可考慮采用間歇消毒或酌減消毒劑的投加量。常用的消毒方法有液氮（ClO2、次氯酸鈉）消毒、紫外線消毒及臭氧消毒等。3.3.2 消毒工藝比選結(jié)果參照同類污水處理廠消毒工藝，本次課程設(shè)計(jì)消毒采用ClO2消毒。3.4污泥處理工藝3.4.1污泥處理目的污泥處理的目的是：

21、減少污泥的體積，便于污泥的運(yùn)輸和最終處置；去除其中的有機(jī)物，使污泥穩(wěn)定；殺滅其中的致病微生物，保證污泥的衛(wèi)生安全。因此污泥處理工藝主要由污泥的性質(zhì)以及污泥最終處置的要求所決定。3.4.2污泥濃縮脫水工藝污泥濃縮有重力濃縮與機(jī)械濃縮兩種方法。重力濃縮池中污泥停留時(shí)間長，一般在12h以上。濃縮池呈厭氧狀態(tài)，在污泥中的聚磷菌放磷，使磷回到濃縮池上清液中，上清液如果直接回流到污水處理站進(jìn)水中，則增加進(jìn)水磷濃度，影響除磷效率。磷的如此密閉循環(huán)，最終將使污水處理出水磷難以達(dá)標(biāo)。如要使磷不回到進(jìn)水中，則需另外進(jìn)行化學(xué)處理，使運(yùn)行管理復(fù)雜化。而機(jī)械濃縮利用機(jī)械作用，在短時(shí)間內(nèi)使污泥含水率降低，占地小，可連續(xù)運(yùn)

22、轉(zhuǎn)，本工程推薦采用機(jī)械濃縮。這里僅對帶式機(jī)械濃縮 脫水方案和離心濃縮脫水方案進(jìn)行比較，見表3-3。表3-3 相同生產(chǎn)能力污泥濃縮、脫水對比表項(xiàng)目離心濃縮、脫水方案帶式濃縮、脫水方案主要設(shè)備污泥濃縮脫水機(jī)，投藥裝置，污泥加壓泵，污輸送機(jī)等污泥帶式濃縮脫水機(jī)，投藥裝置，污泥加壓泵，污輸送機(jī)，反沖洗水泵，空壓機(jī)等加 藥 量基本相當(dāng)基本相當(dāng)電耗偏大較小工作環(huán)境噪聲大、臭味小噪聲小、臭味大設(shè)備費(fèi)用較高較低運(yùn)行管理管理技術(shù)要求高管理技術(shù)要求低占地面積小大輔助設(shè)備 無多功率消耗大小基建投資小大3.5處理工藝比選結(jié)果綜合以上污水處理相關(guān)生物處理工藝、污泥處理工藝及消毒處理工藝的比對結(jié)果，考慮必要的預(yù)處理單元、

23、鼓風(fēng)曝氣單元、化學(xué)輔助除磷單元及降低二沉池出水SS的措施后，本次課程設(shè)計(jì)所確定的處理工藝流程圖見圖3-4。圖3-4 處理工藝流程圖4工藝設(shè)計(jì)計(jì)算4.1進(jìn)水井4.1.1功能收集不同來向的廢水，控制水量流入后續(xù)處理系統(tǒng)，兼有下一個(gè)反應(yīng)池的配水功能。4.1.2設(shè)計(jì)參數(shù)寬4m。長10m，分為兩格，每格2m。池深55m，含超高。4.2粗格柵4.2.1功能粗格柵設(shè)置在泵站集水池進(jìn)口處的渠道中，以防漂浮物阻塞構(gòu)筑物的孔道、閘門和管道或損壞水泵等機(jī)械設(shè)備，格柵起著凈化水質(zhì)和保護(hù)設(shè)備的雙重作用。4.2.2設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)流量：Qmax=1.470m3/s（按照最大流量考慮）水污染控制工程第三版，P80；給排水設(shè)計(jì)手

24、冊第05期.城鎮(zhèn)排水，P282過柵流速：v=0.61.0m/s，本設(shè)計(jì)取值為0.8m/s柵前渠道流速：0.40.9m/s，本設(shè)計(jì)取值0.6m/s柵條寬度：S=10mm柵條間隙寬度：b=40mm格柵傾角：=60柵前水深：h=1m柵前超高：h2=1m柵渣量：格柵間隙3050mm：0.010.03m3/103m3污水，本次設(shè)計(jì)取值0.03 m3/103m3污水 格柵間隙1625mm：0.050.1m3/103m3污水 柵渣含水率一般為80%，容重約為960kg/m34.2.3工藝尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算本次設(shè)計(jì)，粗格柵2用1備，則單個(gè)格柵處理水量：Q=0.735m3/s（1）格柵間隙數(shù)n給排水設(shè)計(jì)手冊第05期.

25、城鎮(zhèn)排水，P280n=Qsinbvh （4-1）n=0.735sin600.040.81=21.4=22（2）柵渠尺寸B=S(n-1)+nb （4-2）B=0.0122-1+220.04=1.06m，取B=1.2m校核實(shí)際過柵流速：過柵流速：v=0.71m/s，滿足要求校核柵前流速：過流斷面積：F=1.21=1.2m2柵前流速：v=QF=0.7351.2=0.61m/s，滿足要求（3）水力計(jì)算（確定柵后跌水高度）格柵水頭損失h1：h1=kh0 （4-3） h0=v22gsin （4-4）式中，h0計(jì)算水頭損失，m； g重力加速度，m2/s； k格柵受到堵塞時(shí)水頭損失增大倍數(shù)，一般取3； 阻力系

26、數(shù)，其值與柵條斷面形狀有關(guān)，可按表4-1計(jì)算表4-1 阻力系數(shù)計(jì)算公式柵條斷面形狀公式說明銳邊矩形迎水面為半圓形的矩形圓形迎水、背水面均為半圓形的矩形=(Sb)43形狀系數(shù)=2.42=1.83=1.79=1.67正方形=(b+Sb-1)2收縮系數(shù)，一般采用0.64選擇柵條斷面形狀為迎水、背水面均為半圓形的矩形，則形狀系數(shù)=1.67則，h1=31.67(0.010.04)430.71229.81sin60=0.02m（4）柵渠總長度柵前超高h(yuǎn)2=1m給排水設(shè)計(jì)手冊第05期.城鎮(zhèn)排水，P280柵前柵渠總高度H1=h+h2=1+1=2m柵后柵渠總高度H2= h+h2+h1=1+1+0.02=2.02

27、m除污機(jī)高出地面部分：h3=1.5m格柵長度：(2+1.5)/tan60=2m柵前長：L1=3m柵后長：L2=6m柵渠總長：L=3+6+2=11，取12m（5）每日柵渣量每日柵渣量給排水設(shè)計(jì)手冊第05期.城鎮(zhèn)排水，P282W=QmaxW186400Kz1000 (m3/d) （4-5）式中， W1柵渣量，m3/103m3污水 Kz生活污水流量總變化系數(shù)則，W=0.7350.03864001.271000=1.5m3/d4.2.4構(gòu)（建）筑物結(jié)構(gòu)形式及工藝尺寸粗格柵結(jié)構(gòu)形式及工藝尺寸見表4-2表4-2 粗格柵結(jié)構(gòu)形式及工藝尺寸結(jié)構(gòu)形式工藝尺寸(m)數(shù)量柵渠鋼筋混凝土，格柵間磚混柵渠：111.5柵

28、渠3條（2用1備）格柵間：1510池子建設(shè)要復(fù)合防腐、防滲的要求。工藝尺寸圖見圖4-1。圖4-1 粗格柵渠平面布置示意圖4.3提升泵房4.3.1功能污水處理廠在運(yùn)行工藝流程中一般采用重力流的方法通過各個(gè)構(gòu)筑物和設(shè)備。但由于廠區(qū)地形和地址的限制，必須在前處理處加提升泵站將污水提到某一高度后才能按重力流方法運(yùn)行。污水提升泵站的作用就是將上游來的污水提升至后續(xù)處理單元所要求的高度，使其實(shí)現(xiàn)重力流。4.3.2設(shè)計(jì)參數(shù)平均流量：100000m3/d水污染控制工程（I）課程設(shè)計(jì)任務(wù)書最大流量：127000 m3/d進(jìn)水管管徑：2000mm管中心標(biāo)高402.45m4.3.3工藝尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算采用5臺水泵（4用

29、1備），每臺水泵的容量為：1.47/4=0.3675m3/s給排水設(shè)計(jì)手冊第11冊.常用設(shè)備，P297采用潛水泵形式，集水池容積為1臺水泵10min的容量：V=0.3675605=220.5m3有效水深H為2.5m，集水池面積為：220.5/2.5=88.2m2，取為90m2格柵前水面標(biāo)高：400.45m格柵后水面標(biāo)高：400.45-0.02=400.43m集水池最低水面標(biāo)高：400.235m出水管水面標(biāo)高：415m水泵的凈揚(yáng)程：415-400.235=13.765m，取1m泵房壓力損失：估算為1m安全水頭：0.5m水泵的揚(yáng)程：H=14+1+0.5=15.5m單泵的工作參數(shù)為：流量1323m3

30、/h，揚(yáng)程H為16m4.3.4構(gòu)（建）筑物結(jié)構(gòu)形式及工藝尺寸形式：與格柵間合建自灌式潛水泵房結(jié)構(gòu)：地下鋼筋混凝土，地上磚混數(shù)量：1座尺寸：LBH=12104.5m4.4細(xì)格柵4.4.1功能細(xì)格柵設(shè)置在泵站之后的渠道中，以防漂浮物阻塞構(gòu)筑物的孔道、閘門和管道，格柵起著凈化水質(zhì)和保護(hù)設(shè)備的雙重作用。4.4.2設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)流量：Qmax=1.47m3/s給排水設(shè)計(jì)手冊第05期.城鎮(zhèn)排水，P280過柵流速：0.61.0m/s，本設(shè)計(jì)取值0.8m/s柵前渠道流速：不小于0.40.9m/s，本設(shè)計(jì)取值0.6m/s柵條寬度：S=10mm柵條間隙寬度：b=10mm格柵傾角：=60柵前水深：h=1m柵前超高：h

31、2=1m4.4.3工藝尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算本次設(shè)計(jì)，粗格柵4用1備，則單個(gè)格柵處理水量：Q=0.368m3/s（1）格柵間隙數(shù)n給排水設(shè)計(jì)手冊第05期.城鎮(zhèn)排水，P280n=Qsinbvh （4-6）n=0.368sin600.010.81=42.8，取為43（2）柵渠尺寸B=S(n-1)+nb （4-7）B=0.0143-1+430.01=0.85m，取B=0.9m校核實(shí)際過柵流速：過柵流速：v=0.75m/s，滿足要求校核柵前流速：過流斷面積：F=0.91=0.9m2柵前流速：v=QF=0.3680.9=0.41m/s，滿足要求（3）水力計(jì)算（確定柵后跌水高度）格柵水頭損失h1：h1=kh0 （4

32、-8）h0=v22gsin （4-9）式中，h0計(jì)算水頭損失，m； g重力加速度，m2/s； k格柵受到堵塞時(shí)水頭損失增大倍數(shù)，一般取3； 阻力系數(shù)，其值與柵條斷面形狀有關(guān)，可按表4-1計(jì)算選擇柵條斷面形狀為迎水、背水面均為半圓形的矩形，則形狀系數(shù)=1.67則，h1=31.67(0.010.01)430.75229.81sin60=0.12m（4）柵渠總長度柵前超高h(yuǎn)2=1m給排水設(shè)計(jì)手冊第05期.城鎮(zhèn)排水，P280柵前柵渠總高度H1=h+h2=1+1=2m柵后柵渠總高度H2= h+h2+h1=1+1+0.12=2.12m除污機(jī)高出地面部分：h3=1.5m格柵長度：(2+1.5)/tan60=

33、2m柵前長：L1=3m柵后長：L2=6m柵渠總長：L=3+6+2=11m，取12m（5）每日柵渣量細(xì)格柵每日柵渣量可取粗格柵的20%30%。則，W=25%1.5m3/d=0.375m3/d4.4.4構(gòu)（建）筑物結(jié)構(gòu)形式及工藝尺寸細(xì)格柵結(jié)構(gòu)形式及工藝尺寸見表4-3表4-3 細(xì)格柵結(jié)構(gòu)形式及工藝尺寸結(jié)構(gòu)形式工藝尺寸(m)數(shù)量柵渠鋼筋混凝土，格柵間磚混柵渠：121.1柵渠5條（4用1備）格柵間：1415池子建設(shè)要復(fù)合防腐、防滲的要求。工藝尺寸圖見圖4-2。圖4-2 細(xì)格柵渠平面布置示意圖4.4.5工藝裝備柵條：迎水、背水均為半圓形的矩形鋼條（5mm50mm)給排水設(shè)計(jì)手冊第11期.常用設(shè)備，P521

34、細(xì)格柵除污機(jī)：XWB-1.5-3.7型背爬式格柵除污機(jī)5臺（4用1備），功率0.75KW螺旋輸送機(jī)：300，L=9000m（1用1備）電動(dòng)渠道閘門：1000m2000m，功率3KW（4臺）4.5沉砂池4.5.1功能沉砂池的作用是從污水中將比重較大的顆粒去除，其工作原理是以重力分離為基礎(chǔ)，故應(yīng)將沉砂池的進(jìn)水流速控制在只能使比重大的無機(jī)顆粒下沉，而有機(jī)懸浮顆粒則隨水流帶起。4.5.2設(shè)計(jì)參數(shù)沉砂池的超高不宜小于0.3m給排水設(shè)計(jì)手冊第05期.城鎮(zhèn)排水，P284設(shè)計(jì)流量：Qmax=1.47m3/s給排水設(shè)計(jì)手冊第05期.城鎮(zhèn)排水，P289旋流速度應(yīng)保持0.250.3m/s水平流速v1為0.060.1

35、2m/s，本設(shè)計(jì)取值0.1m/s水力停留時(shí)間為68min，本設(shè)計(jì)取值6min有效水深一般為23m，本設(shè)計(jì)取值2.5m寬深比一般為11.5長寬比一般應(yīng)大于5曝氣量一般為0.2m3/m3廢水池內(nèi)應(yīng)考慮消泡與隔油裝置（或設(shè)備）4.5.3工藝尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算（1）池子總有效容積給排水設(shè)計(jì)手冊第05期.城鎮(zhèn)排水，P289V=Qmaxt60 （m3） （4-10）式中， Qmax最大設(shè)計(jì)流量，m3/st最大設(shè)計(jì)流量時(shí)的流行時(shí)間，minV=1.47660=529.2m3（2）水流斷面積 A=Qmaxv1 （m2） （4-11）式中， v1最大設(shè)計(jì)流量時(shí)的水平流速，m/sA=1.470.1=14.7m2（3）池長

36、 L=VA （m） （4-12）L=529.214.7=36m（4）池總寬度B=Ah2 （m2） （4-13）式中， h2設(shè)計(jì)有效水深，m。B=14.72.5=5.88m共設(shè)兩座曝氣沉砂池，單座池寬b=2.94m（其中曝氣區(qū)與沉砂區(qū)寬各為1.47m）校核寬深比：b/h2=2.94/2.5=1.176，滿足要求（5）集砂斗、槽設(shè)計(jì)集砂槽：集砂槽為梯形槽，上部長1000mm，下部長800mm，高500mm。集砂斗：集砂斗壁水平傾角60。尺寸示意圖見圖4-3圖4-3 集砂斗尺寸示意圖集砂槽容積：V=36(0.8+1)0.52=16.2m3城市污水的產(chǎn)砂量一般為0.03L/m3污水室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范，P

37、56因此每日的產(chǎn)砂量：W=1270000.0310-3=3.81m3/d4，符合要求長深比：Lh2=37.83.2=11.8，符合要求（8）污泥部分所需的總?cè)莘eV=QmaxC186400100T(100-0) （m3） （4-22）式中， C1進(jìn)水懸浮物濃度，t/m3 處理效率，% T兩次清除污泥間隔時(shí)間，d，本設(shè)計(jì)取為6h 污泥濃度，t/m3，其值約為1 0污泥含水率，%V=181.4720010-650%864001000.251(100-95)=7.94m3總排泥量=7.94824699%95%=264.7m3/d（9）污泥斗容積本設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)泥斗16個(gè)，單個(gè)泥斗上部寬4.15m，長4.5m

38、，下部邊長2m，泥斗傾角為60。圖4-6 初沉池泥斗尺寸示意圖斗上口面積f1f1=4.154.5=18.675m2斗下口面積f2f2=22=4m2泥斗高度h4h4=(4.5-2)tan602=2.16m污泥斗容積V1=13h4(f1+f2+f1f2) （m3） （4-23）式中， f1斗上口面積，m2 f2斗下口面積，m2 h4泥斗高度，mV1=132.1618.675+4+18.6754=22.6m3（10）污泥斗以上梯形部分污泥容積梯形上底邊長l1=37.8+0.3+0.6=38.7m梯形下地邊長l2=4.5m梯形的高度h4=37.8+0.3-4.50.002=0.0672m污泥斗以上梯形

39、部分污泥容積V2=(l1+l22)h4b （m3） （4-24）式中， l1、l2梯形上、下底邊長，m h4梯形的高度，mV2=38.7+4.520.06728.3=12.1m3（11）污泥斗和梯形部分容積V1+V2=222.6+12.1=57.2m37.94m3（12）初沉池總高度初沉池總高度由四部分組成：泥斗高度h4=h4+h4、緩沖區(qū)高度h3、沉降區(qū)高度h2和超高h(yuǎn)1H=h1+h2+h3+h4=0.6+3.2+0.3+0.0672+2.16=6.3m （m）（13）沉淀池進(jìn)水系統(tǒng)進(jìn)水渠流量：Q=0.18375m3/s流速：0.8m/s給排水設(shè)計(jì)手冊第03期.城鎮(zhèn)給水，P535井寬：B=1

40、.5m，長L=12.5m渠內(nèi)水深：h=QBL=0.183751.512.5=0.0098m自由水頭h0=0.1m進(jìn)水井深度為H=0.0098+0.1=0.1098m，取為0.12m穿孔墻進(jìn)水采用多空整流墻進(jìn)水，每格流量為：Q1=1.478=0.18375m3/s孔眼為半磚空洞，尺寸200mm100mm，過孔流速取為0.1m/s，則孔眼總面積為：A=Q1v=0.183750.1=1.8375m2孔眼數(shù)n=1.83750.10.2=9.1875，取為10個(gè)分排，每排5孔（14）出水系統(tǒng)采用三角堰出水，堰負(fù)荷取q=0.5L/(ms)堰長為：L=0.1837510002.5=73.5m分5條槽，每條長

41、7.35m校核堰負(fù)荷：q=0.183751000257.35=2.5L/(ms)，負(fù)荷規(guī)范每米堰板取6個(gè)堰口，每個(gè)堰口流量為：Q=2.510006=4.210-4m3/s三角堰流量公式q=1.343H12.47 （4-25）式中， H1堰上水頭，m解得堰上水頭：H1=2.474.210-41.343=0.038m集水槽寬度：B=0.9Q0.4=0.9(0.183752)0.4=0.35m集水槽臨界水深度：hk=3Q2gB2=3(0.183752)29.810.352=0.19m集水槽起端水深：h0=1.73hk=1.730.19=0.33m跌落水頭為0.5m則槽總深為：H=0.33+0.5+0.038=0.868m，取為0.9m4.6.4構(gòu)（建）筑物結(jié)構(gòu)形式及工藝尺寸形式：平流式沉淀池結(jié)構(gòu)：鋼筋砼結(jié)構(gòu)數(shù)量：8座（4+4）尺寸：LBH(m)=37.88.36.34.6.5工藝裝備刮泥機(jī)：HJG-12型桁架式刮泥機(jī)（4臺），具體參數(shù)見表4-5給排水設(shè)計(jì)手冊第11期.常用設(shè)備，P579表4-5 HJG-12型桁架式刮泥機(jī)性能參數(shù)跨距/mm軌距/mm行走功率/kw卷揚(yáng)功率/kw推薦池深/mm1200123001.51.53500集油管：JYG400700（4臺）4.7初沉池污泥泵房初沉池污泥泵房共設(shè)2座，為半地下式鋼筋砼結(jié)構(gòu)，平面尺寸為83m，H=4m。給排水設(shè)計(jì)手冊第11期.常用設(shè)備，