混凝深度處理城市污水廠初步設(shè)計(jì)

1、混凝深度處理城市污水廠初步設(shè)計(jì)摘 要當(dāng)今，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人民生活水平的不斷提高，環(huán)境污染日趨嚴(yán)重，加大城市生活污水治理力度勢(shì)在必行，并且城市用水日益緊縮，需要對(duì)出水進(jìn)行回用。現(xiàn)擬建一座城市生活污水處理廠，處理規(guī)模為200000m3/d。進(jìn)水水質(zhì)為codcr ：250mg/l，bod5 ：150mg/l，ss：200mg/l，ph=7.08.5,出水水質(zhì)為codcr 50mg/l，bod510mg/l，ss10mg/l，ph=6.59。根據(jù)進(jìn)出水水質(zhì)，本設(shè)計(jì)擬采用完全混合液態(tài)的生物工藝和深度混凝法工藝，經(jīng)比選，確定在生物處理階段采用周期循環(huán)曝氣活性污泥（cass）工藝。cass工藝污水呈完

2、全混合液態(tài)，對(duì)進(jìn)水水質(zhì)、水量、ph和有毒有害物質(zhì)起到較好的緩沖作用，具有較強(qiáng)的耐沖擊負(fù)荷能力，同時(shí)對(duì)絲狀菌的生長起到抑制作用，可有效防止污泥膨脹。此工藝具有投資省，處理效果好，運(yùn)行管理方便等優(yōu)點(diǎn)，適用于大中型污水處理廠使用。本設(shè)計(jì)包含污水處理工藝流程的確定，工藝流程中各單元的計(jì)算，圖紙的繪制等。本工程的實(shí)施將顯著改善受納水體水質(zhì)，同時(shí)間接產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展。關(guān)鍵詞 ：污水處理廠；cass工藝；深度混凝 abstract nowadays, with the rapid development of economy, peoples living standards are ris

3、ing, environmental pollution is worsening, and increasing the intensity of urban sewage treatment is imperative. whats more, city water is decreasing and it is necessary to recycle water. now it is proposed that a plant of city sewage treatment is built and its treating scale is 200000m3 / d. the ra

4、m water quality is codcr, bod5, ss, and ph keep at 250mg / l,150mg / l,200mg / l, and 7.0 8.5, respectively.the treated water quality is codcr, bod5, ss, and ph keep at 100mg / l, 30mg / l, 30mg / l and 6 9, respectively. according to the treated water quality, the design plans to use the completely

5、 mixed biotechnology and depth coagulation process. by comparison, it determines to use cyclic activated sludge system (cass) process at the stage of biological treatment . sawage of cass process is completely mixed, which has a good buffer effect on water quality, water quantity, ph, toxic and haza

6、rdous substances. with a strong resistance to shock loading capacity, meanwhile it has an inhibitory effect on the growth of filamentous bacteria, which can effectively prevent sludge bulking . this process has the advantage of less investment, good effect, easy operation and management and it is ap

7、plicable to large or medium sized plants of sewage treatment. the design includes the determination of sewage treatment process, the calculation of each unit of process and the construction drawings. the implementation of this project will significantly improve the water quality of receiving water,

8、and indirectly produce economic benefits and promote sustainable economic development.key word: sewage treatment plants; cass process; depth coagulation目 錄摘 要iabstractii第一章 緒 論11.1 設(shè)計(jì)的目的及意義11.2 設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想11.3設(shè)計(jì)的內(nèi)容及要求11.3.1主要內(nèi)容11.3.2要求21.4 國內(nèi)外發(fā)展概況21.5 設(shè)計(jì)依據(jù)及原則21.5.1 設(shè)計(jì)依據(jù)21.5.2 設(shè)計(jì)原則21.6設(shè)計(jì)原始資料31.6.1 設(shè)計(jì)規(guī)模31.

9、6.2 水質(zhì)指標(biāo)31.6.3氣象資料31.6.4污水排水接納河流資料31.6.5廠址及場(chǎng)地現(xiàn)狀3第二章 污水處理廠二級(jí)處理工藝方案的選擇42.1設(shè)計(jì)方案論證42.1.1活性污泥法處理系統(tǒng)有效運(yùn)行的基本條件是：42.1.2環(huán)境因素對(duì)微生物生長的影響42.2 原污水可生化性分析52.3 污水處理程度的確定52.3.1 水質(zhì)情況52.3.2處理程度計(jì)算62.4污水處理廠工藝方案比選72.4.1推流式活性污泥法工藝72.4.2 傳統(tǒng)氧化溝工藝72.4.3 cass工藝82.4.4 工藝方案選擇10第三章 二級(jí)處理單元構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)計(jì)算113.1粗格柵設(shè)計(jì)計(jì)算113.1.1 設(shè)計(jì)說明113.1.2 柵前明

10、渠寬度113.1.3 柵條的間隙數(shù)113.1.4 柵槽寬度123.1.5 進(jìn)水渠道漸寬部分的長度123.1.6 柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度123.1.7 過柵水頭損失123.1.8 柵后槽總高度133.1.9 柵槽總長度133.1.10 每日柵渣量計(jì)算w133.2 泵站的設(shè)計(jì)計(jì)算133.2.1 泵房規(guī)范要求133.2.2 污水泵計(jì)算143.2.3 集水池143.3細(xì)格柵設(shè)計(jì)計(jì)算153.3.1 設(shè)計(jì)說明153.3.2 柵前明渠寬度153.3.3 柵條的間隙數(shù)153.3.4 柵槽寬度163.3.5 進(jìn)水渠道漸寬部分的長度163.3.6 柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度163.3.7 過柵

11、水頭損失163.3.8 柵后槽總高度173.3.9 柵槽總長度173.3.10 每日柵渣量計(jì)算w173.4 沉砂池的設(shè)計(jì)計(jì)算173.4.1 沉砂池的選擇173.4.2 沉砂池設(shè)計(jì)計(jì)算一般規(guī)定183.4.3 設(shè)計(jì)參數(shù)183.4.4 設(shè)計(jì)計(jì)算183.5 cass池設(shè)計(jì)計(jì)算193.5.1 基本設(shè)計(jì)參數(shù)203.5.2 污泥負(fù)荷率203.5.3 曝氣時(shí)間203.5.4 沉淀時(shí)間ts203.5.5 排水時(shí)間td213.5.6 周期數(shù)的確定213.5.7 進(jìn)水時(shí)間tf213.5.8 cass池運(yùn)行模式213.5.9 cass池容積及構(gòu)造尺寸223.5.10 復(fù)核出水溶解性bod5233.5.11 潛水?dāng)嚢杵?/p>

12、243.5.12 曝氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算243.5.13供氣量的計(jì)算253.5.14 進(jìn)出水管路計(jì)算27第四章 污水處理廠三級(jí)處理工藝方案的選擇284.1工藝技術(shù)路線方案：284.2關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)及解決方案：284.3混凝劑的配制與投加：284.4機(jī)械攪拌澄清池的設(shè)計(jì)說明：294.5清水池的設(shè)計(jì)說明：294.6紫外消毒渠道294.6.1 紫外消毒渠道的功能294.6.2紫外消毒渠道設(shè)計(jì)計(jì)算30第五章 三級(jí)處理單元構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)計(jì)算325.1 混凝劑的配制與投加：325.2 機(jī)械攪拌澄清池的設(shè)計(jì)計(jì)算：335.3污水計(jì)量設(shè)備36第六章 產(chǎn)泥量及排泥系統(tǒng)376.1產(chǎn)泥量376.2排泥系統(tǒng)376.3 污泥回流3

13、86.3.1設(shè)計(jì)說明386.3.2回流污泥泵設(shè)計(jì)選型386.4 重力濃縮池設(shè)計(jì)計(jì)算386.4.1設(shè)計(jì)參數(shù)396.4.2設(shè)計(jì)與計(jì)算396.5 貯泥池416.6消化池416.6.1消化池容積計(jì)算416.6.2消化池各部分表面積計(jì)算426.6.3消化池?zé)峁び?jì)算426.7污泥脫水設(shè)備436.8附屬構(gòu)筑物446.9主要構(gòu)筑物45第七章 污水處理廠配套工程設(shè)計(jì)467.1 廠區(qū)平面設(shè)計(jì)467.1.1 平面布置原則467.1.2 平面布置467.2 廠區(qū)高程設(shè)計(jì)477.2.1 高程布置注意事項(xiàng)477.2.2 高程計(jì)算47第八章 環(huán)境保護(hù)及勞動(dòng)衛(wèi)生518.1 項(xiàng)目施工期對(duì)環(huán)境影響及對(duì)策518.1.1 項(xiàng)目施工期

14、對(duì)環(huán)境的影響518.1.2 施工期對(duì)環(huán)境影響的對(duì)策528.2 項(xiàng)目運(yùn)營期對(duì)環(huán)境影響及對(duì)策538.2.1 項(xiàng)目運(yùn)營期對(duì)環(huán)境的影響538.2.2 運(yùn)營期環(huán)境影響的對(duì)策538.3 勞動(dòng)保護(hù)與安全生產(chǎn)54第九章 工程投資估算及效益分析559.1投資估算559.1.1估算范圍559.1.2.編制依據(jù)559.1.3投資估算559.2 運(yùn)行成本估算579.2.1 成本估算的有關(guān)單價(jià)579.2.2運(yùn)行成本估算579.2.3 運(yùn)行成本核算58結(jié) 論59致 謝60參考文獻(xiàn)61第一章 緒 論1.1 設(shè)計(jì)的目的及意義根據(jù)“十二五”計(jì)劃，城鎮(zhèn)污水處理率由72%提高到85%，新增污水處理能力4200萬/日，重點(diǎn)流域所有城

15、市污水處理廠要求達(dá)到一級(jí)b標(biāo)準(zhǔn)，省會(huì)城市和重點(diǎn)地級(jí)市要求達(dá)到一級(jí)a；增建和擴(kuò)建城市污水廠成為當(dāng)務(wù)之急。工程設(shè)計(jì)是污水廠建設(shè)過程的一個(gè)決定性環(huán)節(jié)，它不但關(guān)系著工程的質(zhì)量和將來的使用效果，還決定著工程投資和工程經(jīng)濟(jì)條件。國外學(xué)者的研究表明，在初步設(shè)計(jì)階段，影響項(xiàng)目投資的可能性為57%95%，由此可見，初步設(shè)計(jì)對(duì)于整個(gè)工程的建設(shè)效益的影響是十分重要的。本初步設(shè)計(jì)根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的要求，通過學(xué)生對(duì)某重點(diǎn)城市20萬m3/d污水處理廠進(jìn)行獨(dú)立設(shè)計(jì)，強(qiáng)化專業(yè)理論知識(shí)，保證學(xué)生得到基本工程訓(xùn)練，掌握工程設(shè)計(jì)的基本方法和技術(shù)，并培養(yǎng)學(xué)生綜合解決問題的能力，為今后的專業(yè)工作奠定良好的基礎(chǔ)。1.2 設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想決定

16、城市污水處理廠投資和運(yùn)行成本的很重要因素是污水處理工藝的選擇。目前，在城市污水處理領(lǐng)域，很多城市普遍存在著追求“新工藝”的傾向。一座城市污水廠處理工藝的選擇，雖然應(yīng)由污水水質(zhì)、水量、排放標(biāo)準(zhǔn)及受納水體性質(zhì)等因素來確定，但是，忽略污水處理廠投資和運(yùn)行成本，過分強(qiáng)調(diào)污水處理工藝的先進(jìn)是不足取的。實(shí)際上，有些城市采取的高投資、高運(yùn)行費(fèi)的“新工藝”，由于水質(zhì)不穩(wěn)定，水量波動(dòng)大等緣故，并未收到理想的處理效果。cass（cyclic activated sludge system）工藝污水在流態(tài)上屬于完全混合型，是在sbr工藝的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，是與活性污泥法并列的一種污水生物處理技術(shù)，發(fā)展起步早，技術(shù)比

17、較成熟，是近年來國際公認(rèn)的生活污水及工業(yè)廢水先進(jìn)處理工藝并且用深度混凝法回用水效果也很好。1.3設(shè)計(jì)的內(nèi)容及要求1.3.1主要內(nèi)容根據(jù)所給的原始資料完成20萬m3/d混凝深度處理城市污水廠初步設(shè)計(jì)，內(nèi)容包括：（1）前言：包括設(shè)計(jì)依據(jù)、原始資料、設(shè)計(jì)采用的指標(biāo)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)原則等；（2）工藝流程的選擇確定：含城市污水處理的國內(nèi)外現(xiàn)狀，工藝流程的選擇，方案比較及各單元構(gòu)筑物選型的分析說明，本設(shè)計(jì)的先進(jìn)性及特點(diǎn)等；（3）污水處理廠各單元構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)計(jì)算：包括污水和污泥處理的主要構(gòu)筑物設(shè)計(jì)計(jì)算（附必要的草圖），說明書中應(yīng)有計(jì)算所得的設(shè)備工藝參數(shù)一覽表。（4）污水處理廠平面布置及高程布置：進(jìn)行污水處理

18、廠方案的總體設(shè)計(jì)：按照所給資料和選定污水處理工藝方案；進(jìn)行總體布局、豎向設(shè)計(jì)、廠區(qū)管道布置、廠區(qū)道路及綠化設(shè)計(jì)；繪制污水處理廠總平面布置圖、工藝流程圖及高程圖(共三張)；（5）進(jìn)行輔助建筑物(包括鼓風(fēng)機(jī)房、泵房、配水井、脫水機(jī)房等)的簡單設(shè)計(jì)：包括尺寸、面積、層數(shù)的確定；完成設(shè)備選型。（6）工程概算與處理成本；（7）編寫設(shè)計(jì)說明書、計(jì)算書和繪制污水處理廠主要構(gòu)筑物工藝圖(三張)。1.3.2要求1、了解城市建設(shè)污水處理廠的意義；2、掌握城市污水處理的常用流程及相關(guān)的單元構(gòu)筑物的相關(guān)專業(yè)知識(shí)；3、掌握所選構(gòu)筑物設(shè)計(jì)的正確計(jì)算方法和繪圖方法，確保圖紙繪制的準(zhǔn)確性。1.4 國內(nèi)外發(fā)展概況隨著人類社會(huì)的

19、不斷發(fā)展，城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，城市的用水量和排水量都在不斷增加，加劇了用水緊張和水質(zhì)污染，環(huán)境問題日益突出，由此造成的水危機(jī)已經(jīng)成為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要制約因素。我國污水處理事業(yè)的歷史始于1921年，但是真正是在80年代才得以發(fā)展，改革開放三十年來取得了迅速的發(fā)展，但仍然滯后于城市發(fā)展的需要，處理量的增加仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)滯后于污水排放量的增長，兩者之間的差距還有進(jìn)一步拉大的趨勢(shì)。我國城市污水處理相對(duì)于國外發(fā)達(dá)國家，起步較晚，到現(xiàn)在為止，全國還有60%的城市污水得不到妥善的處理，城市污水處理率較低，很多老城區(qū)的排水管網(wǎng)甚至不成系統(tǒng)。在我們大力引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)、設(shè)備和經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)，必須結(jié)合我國發(fā)展規(guī)劃，尤其是當(dāng)?shù)?/p>

20、的實(shí)際情況，探索適合我國實(shí)際的污水處理系統(tǒng)。1.5 設(shè)計(jì)依據(jù)及原則1.5.1 設(shè)計(jì)依據(jù)1、室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范 gbj14-872、地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) gb3838-20023、工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標(biāo)準(zhǔn) gb12348-904、泵站設(shè)計(jì)規(guī)范 gb/t 50265-975、城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn) gb18918-20026、給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范 gbj15-881.5.2 設(shè)計(jì)原則污水處理工程設(shè)計(jì)過程當(dāng)中應(yīng)遵循下列原則：1、污水處理工藝技術(shù)方案，達(dá)到治理要求的前提下應(yīng)優(yōu)先選擇投資和運(yùn)行費(fèi)用少、運(yùn)行管理簡便的工藝；2、所用污水、污泥處理技術(shù)和其他技術(shù)不僅要求先進(jìn)，更要求成熟可靠；3、和污水處理廠配套的廠

21、外工程應(yīng)同時(shí)建設(shè)，使污水處理廠盡快發(fā)揮效益；4、污水處理廠出水應(yīng)盡可能回用，以緩解城市嚴(yán)重缺水問題；5、污泥及浮渣處理應(yīng)盡量完善，消除二次污染。1.6設(shè)計(jì)原始資料1.6.1 設(shè)計(jì)規(guī)模正常日處理量：200000噸/日1.6.2 水質(zhì)指標(biāo)1、污水水量、水質(zhì)1）設(shè)計(jì)規(guī)模設(shè)計(jì)日平均污水流量q=200000m/d；設(shè)計(jì)最大時(shí)流量q =9000m/h。2）進(jìn)水水質(zhì)codcr ：250mg/l，bod5 ：150mg/l，ss：200mg/l， ph=7.08.52、污水處理要求污水?dāng)M經(jīng)過二級(jí)處理后應(yīng)符合以下具體要求：codcr 100mg/l，bod530mg/l，ss30mg/l， ph=6.59污水經(jīng)

22、過三級(jí)處理后應(yīng)符合以下具體要求：codcr 50mg/l，bod510mg/l，ss10mg/l， ph=6.591.6.3氣象資料該市地處內(nèi)陸中緯度地帶，屬暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候。年平均氣溫913.2，最熱月平均氣溫21.226.5，最冷月-5.0-0.9。年日照時(shí)數(shù)2045小時(shí)。多年平均降雨量577毫米，集中于7、8、9月，占總量的5060%，受季風(fēng)環(huán)流影響，冬季多北風(fēng)和西北風(fēng)，夏季多南風(fēng)或東南風(fēng)，市區(qū)全年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|南風(fēng)，頻率為18%，年平均風(fēng)速2.55米/秒。1.6.4污水排水接納河流資料該污水廠的出水進(jìn)行深度處理回用，暴雨期部分直接排入廠區(qū)外部的河流，其最高洪水位為380.0m，常水位

23、為378.0m，枯水位為375.0m。1.6.5廠址及場(chǎng)地現(xiàn)狀該污水處理廠場(chǎng)地地勢(shì)平坦，由西北坡向東南，場(chǎng)地標(biāo)高384.5383.5米之間，位于城市中心區(qū)排水管渠未端 ，廠址面積為150000m2。第二章 污水處理廠二級(jí)處理工藝方案的選擇2.1設(shè)計(jì)方案論證 污水生物處理技術(shù)主要是利用自然界中廣泛分布的個(gè)體微小、代謝營養(yǎng)類型多、適應(yīng)能力強(qiáng)的微生物的新陳代謝作用，將污水中的污染物質(zhì)轉(zhuǎn)化為微生物細(xì)胞及co2、h2o、h2s、n2、ch4等多種物質(zhì)，從而使污水得到凈化的過程。污水生物處理技術(shù)分為好氧生物處理、缺氧生物處理和厭氧生物處理。好氧生物處理又分為活性污泥法，生物膜法等。目前對(duì)于城市生活污水的處

24、理多為好氧處理。2.1.1活性污泥法處理系統(tǒng)有效運(yùn)行的基本條件是：1、有大量起吸附和分解作用的微生物。2、污水中含有足夠的可溶解性易降解有機(jī)物，作為微生物生理活動(dòng)所必需的營養(yǎng)物質(zhì)。3、混合液中含有足夠的溶解氧。4、活性污泥連續(xù)回流，同時(shí)，還要及時(shí)地排出剩余污泥，使曝氣池中保持恒定的活性污泥濃度。5、活性污泥在曝氣池中呈懸浮狀態(tài)，能夠與污水充分接觸。6、沒有對(duì)微生物有毒害作用物質(zhì)進(jìn)入。2.1.2環(huán)境因素對(duì)微生物生長的影響1、營養(yǎng)物質(zhì)微生物為合成自生的細(xì)胞物質(zhì)，必須不斷地從其周圍環(huán)境中攝取自身生存所必需的營養(yǎng)物質(zhì)，主要的營養(yǎng)物質(zhì)是碳、氮、磷等，微生物還需要硫、鈉、鉀、鈣、鎂、鐵等元素作為營養(yǎng)，但需

25、要量甚微。對(duì)微生物來講，碳、氮、磷營養(yǎng)有一定的比例，一般為 bod5：n：p=100：5：1。生活污水中大多含有微生物能利用的碳源，氮和磷的含量也高，可以滿足生物法處理時(shí)微生物的營養(yǎng)需求。如果某種營養(yǎng)元素低于需求可以加淀粉漿料補(bǔ)充碳源，投加尿素、硫酸銨等補(bǔ)充氮源，投加磷酸鉀、磷酸鈉等補(bǔ)充磷源。2、溫度溫度是影響微生物正常生理活動(dòng)的重要因素之一。溫度適宜，能夠促進(jìn)、強(qiáng)化微生物的生理活動(dòng)，溫度不適宜，能夠減弱甚至破壞微生物的生理活動(dòng)。可能使微生物死亡。一般好氧生物處理中的微生物多屬于中溫微生物，其生長繁殖的最適溫度范圍為2037。3、ph值微生物的生理活動(dòng)與環(huán)境的酸堿度密切相關(guān)，只有在適宜的酸堿度

26、條件下，微生物才能進(jìn)行正常的生理活動(dòng)。ph值對(duì)微生物的影響主要作用于：引起細(xì)胞膜電荷的變化，從而影響了微生物對(duì)營養(yǎng)物質(zhì)的吸收，改變生長環(huán)境中營養(yǎng)物質(zhì)的可給性。ph值的變化還能改變有害物質(zhì)的毒性。高濃度的氫離子還可導(dǎo)致菌體表面蛋白質(zhì)和核酸水解而變性。4、溶解氧溶解氧是影響生物處理效果的重要因素。在好氧生物處理中，如果溶解氧不足，其活性將受到影響，新陳代謝能力降低，同時(shí)對(duì)溶解氧要求較低的微生物將逐步成為優(yōu)勢(shì)種屬，影響正常的生化反應(yīng)過程，造成處理效果下降。5、有毒物質(zhì)（抑制物質(zhì)）有毒物質(zhì)對(duì)微生物生理功能毒害作用的原因，效果都比較復(fù)雜，取決于較多的因素。2.2 原污水可生化性分析 污水處理廠進(jìn)水營養(yǎng)物

27、比值見下表2.2。表2.2 進(jìn)水營養(yǎng)物比表項(xiàng)目比值bod5/ codcr0.6污水生物處理是以污水中所含污染物質(zhì)作為營養(yǎng)物質(zhì)，利用微生物代謝作用使污染物被降解，污水得到凈化。因此，對(duì)污水營養(yǎng)成分的分析以及判斷污水能否采用生物處理是設(shè)計(jì)污水生物處理工程的前提。bod5和cod是污水處理過程中常見的兩個(gè)水質(zhì)指標(biāo)，一般情況下，bod5/ codcr的比值越大，說明污水可生物處理性越好。綜合國內(nèi)外的研究成果，一般認(rèn)為bod5/ codcr的比值0.45可生化性較好，bod5/ codcr的比值0.3較難生化，bod5/ codcr的比值0.25不易生化。 綜上所述，該城市污水處理廠進(jìn)水水質(zhì)不僅適宜于采

28、用二級(jí)生物工藝，而且還適宜于采用cass工藝。2.3 污水處理程度的確定2.3.1 水質(zhì)情況本設(shè)計(jì)的污水進(jìn)水及出水水質(zhì)如下表2.3所示表2.3 污水進(jìn)水及出水水質(zhì)項(xiàng) 目 ph進(jìn)水（）250150 200 7.08.5 出水（）10030 30 6.59.0回用水（） 50 10 10 6.59.0處理水量:200000/d ；最大小時(shí)流量q max=9000m3/h總變化系數(shù): =1.2 2.3.2處理程度計(jì)算1、的去除率:二級(jí)處理：=60%三級(jí)處理：=80%2、的去除率:活性污泥處理系統(tǒng)中的值是由殘存的溶解性(se)和非溶解性的組的, 非溶解性主要以生物污泥的殘屑為主體,活性污泥的凈化功能是

29、去除溶解性的,非溶解性將污泥一起經(jīng)沉淀而去除。進(jìn)入cass應(yīng)池的濃度=150。出水中非溶解性的bod值為：bod=7.1bxc式中：c- 水中懸浮固體（ss）濃度，取30mg/l b-微生物自身氧化率，一般介于0.05-0.1之間，取0.08 x-活性微生物在水中所占的比率，取0.4代入各值，得 bod=7.10.080.430=6.82因此，出水中溶解性bod為 二級(jí)出水：30-6.82=23.12 三級(jí)出水：10-6.82=3.12則bod的去除率為：二級(jí)處理：（150-23.12）150100%=84.6% 三級(jí)處理：（150-3.12）150100%=97.9%3、ss的去除率二級(jí)處理

30、：三級(jí)處理：2.4污水處理廠工藝方案比選城市污水處理廠設(shè)計(jì)處理方案時(shí)，要考慮的因素很多。從表2.1原污水可生化性分析結(jié)果可以知道可采用的工藝有很多，而相對(duì)來說此設(shè)計(jì)要求較低，因此選擇工藝有以下幾種。1、推流式活性污泥法工藝2、傳統(tǒng)氧化溝工藝3、周期循環(huán)曝氣活性污泥法（cass）工藝2.4.1推流式活性污泥法工藝推流式活性污泥法工藝其核心是推流式曝氣池，于1920年出現(xiàn)，運(yùn)用至今。其理論上在曝氣池推流橫斷面上各點(diǎn)濃度均勻一致，縱向不存在摻混，底物濃度在進(jìn)口端最高，沿池長逐漸降低，至池口端最低。長寬比一般為510，池寬和有效水深比一般為12。推流式活性污泥法工藝流程圖如圖2.1所示。二沉池池池曝氣

31、池池初沉池進(jìn)水出水 初沉污泥 回流污泥 剩余污泥1、推流式活性污泥法工藝優(yōu)點(diǎn)：1）處理效果好：bod5的去除率可達(dá)90%95%。2）對(duì)廢水的處理程度比較靈活，可根據(jù)要求進(jìn)行調(diào)節(jié)。2、推流式活性污泥法工藝缺點(diǎn)：1）不易采用過高的有機(jī)負(fù)荷，因而池體較大，占地面積也較大。2）在池的末端可能出現(xiàn)供氧速率高于需氧速率的現(xiàn)象，會(huì)浪費(fèi)了動(dòng)力費(fèi)用。3）對(duì)沖擊負(fù)荷的適應(yīng)力較弱。 2.4.2 傳統(tǒng)氧化溝工藝傳統(tǒng)氧化溝于20世紀(jì)50年代開發(fā)，是延時(shí)曝氣的一種特殊形式，一般采用圓形或橢圓形廊道，池體狹長，池深較淺，在溝槽中設(shè)有機(jī)械曝氣和推進(jìn)裝置。通過曝氣或攪拌作用在廊道中形成0.250.30的流速，使活性污泥呈懸浮狀

32、態(tài)，在這樣的廊道流速下，混合液在515min內(nèi)完成一次循環(huán)。傳統(tǒng)氧化溝工藝流程圖如圖2.2所示。進(jìn)水沉砂池傳統(tǒng)氧化溝沉淀池回流污泥排放剩余污泥圖2.2 傳統(tǒng)氧化溝工藝流程圖1、傳統(tǒng)氧化溝的工藝的優(yōu)點(diǎn)： 1）無須設(shè)置初沉池。2）工藝運(yùn)行更為穩(wěn)定可靠。3）工藝控制簡便。4）污泥相對(duì)穩(wěn)定可不經(jīng)厭氧消化直接脫水干化。2、傳統(tǒng)氧化溝的工藝的缺點(diǎn)： 1）因溝深限制，使得占地面積很大。2）當(dāng)污水離開曝氣區(qū)后，有可能發(fā)生反硝化反應(yīng)。2.4.3 cass工藝1、cass工藝工作原理cass（cyclic activated sludge system）是在sbr是基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，即在sbr池前端加了一個(gè)生物選

33、擇器，實(shí)現(xiàn)連續(xù)進(jìn)水，間歇排水的周期循環(huán)運(yùn)行。設(shè)置周期選擇器的主要目的是使系統(tǒng)選擇出絮凝性能好，抗沖擊性強(qiáng)的優(yōu)質(zhì)細(xì)菌，其容積約占整個(gè)池子的10%。生物選擇器的工藝過程遵循活性污泥的基質(zhì)積累再生理論，使活性污泥在選擇器中經(jīng)歷一個(gè)高負(fù)荷的吸附階段，隨后在主反應(yīng)區(qū)經(jīng)歷一個(gè)較低負(fù)荷的基質(zhì)降解階段，以完成整個(gè)基質(zhì)降解的全過程和污泥再生。cass工藝對(duì)污染物質(zhì)的降解是一個(gè)時(shí)間上的推流過程，其構(gòu)筑物集反應(yīng)、沉淀、排水于一體，是一個(gè)好氧/缺氧/厭氧交替運(yùn)行的過程，因此具有一定的脫氮除磷效果。2、cass工藝主要技術(shù)特征1）連續(xù)進(jìn)水，間歇排水傳統(tǒng)sbr工藝為間斷進(jìn)水，間歇排水，而實(shí)際污水排放大都是聯(lián)系或半連續(xù)的，

34、cass工藝可連續(xù)進(jìn)水，克服了sbr工藝的不足，比較適合實(shí)際排水的特點(diǎn)，拓寬了sbr工藝的應(yīng)用領(lǐng)域。雖然cass工藝設(shè)計(jì)時(shí)均考慮為連續(xù)進(jìn)水，但在設(shè)計(jì)運(yùn)行中即使有間斷進(jìn)水，也不影響處理系統(tǒng)的運(yùn)行。2）運(yùn)行上的時(shí)序性cass反應(yīng)池通常按曝氣、沉淀、排水和閑置四個(gè)階段根據(jù)時(shí)間依次進(jìn)行。3）運(yùn)行過程的非穩(wěn)態(tài)性每個(gè)工作周期內(nèi)排水開始時(shí)cass池內(nèi)液位最高，排水結(jié)束時(shí)，液位最低，液位的變化幅度取決于排水比，而排水比與處理廢水的濃度、排水標(biāo)準(zhǔn)及生物降解的難易程度有關(guān)。反應(yīng)池內(nèi)混合液體積和基質(zhì)濃度均是變化的，基質(zhì)降解是非穩(wěn)態(tài)的。4）溶解氧周期性變化，濃度梯度高cass在反應(yīng)階段是曝氣的，微生物處于好氧狀態(tài)，在

35、沉淀和排水階段不曝氣，微生物處于缺氧甚至厭氧狀態(tài)。因此，反應(yīng)池中溶解氧是周期性變化的，氧濃度梯度大、轉(zhuǎn)移效率高，這對(duì)提高脫氮除磷效率、防止污泥膨脹及節(jié)約能耗是有利的。實(shí)踐證實(shí)對(duì)同樣的曝氣設(shè)備而言，cass工藝與傳統(tǒng)活性污泥法相比有較高的氧利用率。3、cass工藝流程cass工藝流程圖如圖2.3所示。三級(jí)處理圖2.3 cass工藝流程圖 進(jìn)水沉砂池cass池回流污泥剩余污泥格柵4、cass工藝主要優(yōu)點(diǎn)1）工藝流程簡單，占地面積小，投資較低。cass工藝的核心構(gòu)筑物為cass池，沒有二沉池，一般情況不設(shè)調(diào)節(jié)池及初沉池。2）生化反應(yīng)推動(dòng)力大。在完全混合式連續(xù)流曝氣池中的底物濃度等于二沉池底物濃度，底

36、物流入曝氣池的速率即為底物降解速率。3）沉淀效果好。cass工藝在沉淀階段幾乎整個(gè)反應(yīng)池均起沉淀作用，沉淀階段的表面負(fù)荷比普通二次沉淀池小得多，雖然有進(jìn)水的干擾，但其影響很小，沉淀效果較好。4）運(yùn)行靈活，抗沖擊能力強(qiáng)，可實(shí)現(xiàn)不同的處理目標(biāo)。cass工藝在設(shè)計(jì)時(shí)已考慮流量變化的因素，能確保污水系統(tǒng)內(nèi)停留預(yù)定的時(shí)間后經(jīng)沉淀排放，特別是cass工藝可以通過調(diào)節(jié)運(yùn)行周期來適應(yīng)進(jìn)水量和水質(zhì)的變化。5）不易發(fā)生污泥膨。6）適用范圍廣，適合分期建設(shè)。cass工藝可以應(yīng)用于大型、中型及小型污水處理工程，比sbr工藝適用范圍更廣泛。7）剩余污泥量小，性質(zhì)穩(wěn)定。傳統(tǒng)活性污泥法的泥齡僅27天，而cass法泥齡為25

37、30天，所以污泥穩(wěn)定性好，脫水性能佳，產(chǎn)生的剩余污泥少。去除1bod產(chǎn)生0.20.3剩余污泥，僅為傳統(tǒng)法的60%左右。8）生化池分為生物選擇器、厭氧區(qū)和主曝氣區(qū)，利用生物選擇器及厭氧區(qū)對(duì)磷的釋放、反硝化作用以及對(duì)進(jìn)水中有機(jī)底物的快速吸附及吸收作用，增強(qiáng)了系統(tǒng)的穩(wěn)定性；同時(shí)，曝氣區(qū)和靜止沉淀的過程中都同時(shí)進(jìn)行著消化和反硝化反應(yīng)，因而具有脫氮除磷的作用。9）自動(dòng)化程度高，保證出水水質(zhì)。cass工藝主要缺點(diǎn)為：設(shè)備閑置率高，因采用降堰排水，水頭損失大；由于自動(dòng)化程度高，故對(duì)操作人員的素質(zhì)要求也高。2.4.4 工藝方案選擇綜上所述， 此三種方法都能達(dá)到處理的效果，且出水水質(zhì)良好，但相對(duì)而言，cass工

38、藝一次性投資較少，占地面積較小，運(yùn)行靈活，抗沖擊能力強(qiáng)，可實(shí)現(xiàn)不同的處理目標(biāo)，不易發(fā)生污泥膨，剩余污泥量小，性質(zhì)穩(wěn)定。從處理效果及運(yùn)行管理方面考慮，結(jié)合項(xiàng)目時(shí)間情況，本次設(shè)采用周期循環(huán)曝氣活性污泥法（cass）工藝。第三章 二級(jí)處理單元構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)計(jì)算3.1粗格柵設(shè)計(jì)計(jì)算3.1.1 設(shè)計(jì)說明粗格柵設(shè)在泵站之前，去除廢水中較大的懸浮物、漂浮物、纖維物質(zhì)和固體顆粒物質(zhì)，以保證后續(xù)處理單元和水泵的正常運(yùn)行，減輕后續(xù)處理單元的處理負(fù)荷，防止堵塞排泥管道。處理規(guī)模：200000 m3/d，最大時(shí)流量（最大設(shè)計(jì)流量）： 3.1.2 柵前明渠寬度b= 式中 qmax最大設(shè)計(jì)流量，qmax = 2.5 m3/

39、s v1 柵前明渠內(nèi)污水流速 m/s，取v=1.0 m/s h1 明渠內(nèi)有效水深 m， 取0.6 m n 格柵渠道數(shù)，本設(shè)計(jì)取n=3b= = =1.40 m 3.1.3 柵條的間隙數(shù) 式中 qmax最大設(shè)計(jì)流量，qmax =2.5 m3/s 格柵傾角，取b 柵條間隙，m，取b40 mmn 柵條間隙數(shù)，個(gè)h 柵前水深，m，取h0.6 m v 過柵流速，m/s，取v8.0 m/s。則 121個(gè)3.1.4 柵槽寬度設(shè)柵條寬度s10 mm（0.01m）則柵槽寬度bs(n-1)+bn 0.01(121-1)+0.0401216.04 m,實(shí)際設(shè)計(jì)中可取6m由柵槽寬度b可以知道，柵槽寬度較寬，為了便于檢修

40、，可以設(shè)置三套粗格柵，則每套粗格柵柵槽寬度為6 /3=2.0 m。選用fh1500型旋轉(zhuǎn)式機(jī)械格柵除污機(jī)，具體參數(shù)見表3.1。 表3.1 fh1300型型旋轉(zhuǎn)式格柵除污機(jī)參數(shù)型號(hào)格柵寬度/mm柵條間距/mm耙齒柵度/mm電機(jī)功率/kw格柵傾角耙行速度/（m/min）fh130020004013361.5602.5數(shù)量：三臺(tái)3.1.5 進(jìn)水渠道漸寬部分的長度進(jìn)水渠寬b1=1.40 m，其漸寬部分開角度a1=20。= = 0.550m 3.1.6 柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度=0.275m 3.1.7 過柵水頭損失 式中h1過柵水頭損失，m； h0計(jì)算水頭損失，m； g 重力加速度，9.81

41、m/s2； k 系數(shù)，格柵受污物堵塞后，水頭損失增大的倍數(shù)，一般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。為了避免造成柵前涌水，故將柵后槽底下降h1作為補(bǔ)償見圖4。 0.032 m設(shè)計(jì)中取0.10m3.1.8 柵后槽總高度設(shè)柵前渠道超高h(yuǎn)2 =0.3m h = h + h1 + h2 = 0.6+ 0.10 + 0.30 =1.00 m 式中 h柵后槽總高度，m h柵前水深，mh2柵前渠道超高，一般采用0.3m3.1.9 柵槽總長度 =3.3 m3.1.10 每日柵渣量計(jì)算w在格柵間隙40mm的情況下，設(shè)柵渣量為每1m3污水每天產(chǎn)0.02 m3。 w = = = =3.

42、6m3/dw0.2 m3/d，所以宜采用機(jī)械清渣。3.2 泵站的設(shè)計(jì)計(jì)算3.2.1 泵房規(guī)范要求1、污水泵站的設(shè)計(jì)流量，應(yīng)按泵站進(jìn)水總管的最高日最高時(shí)流量計(jì)算確定。2、單獨(dú)設(shè)置的泵站與居住房屋和公共建筑物的距離，應(yīng)滿足規(guī)劃、消防和環(huán)保部門的要求。泵站的地面建筑物造型應(yīng)與周圍環(huán)境協(xié)調(diào)，做到適用、經(jīng)濟(jì)、美觀，泵站內(nèi)應(yīng)綠化。3、泵站室外地坪標(biāo)高應(yīng)按城鎮(zhèn)防洪標(biāo)準(zhǔn)確定，并符合規(guī)劃部門要求；泵房室內(nèi)地坪應(yīng)比室外地坪高0.20.3m；易受洪水淹沒地區(qū)的泵站，其入口處設(shè)計(jì)地面標(biāo)高應(yīng)比設(shè)計(jì)洪水位高0.5m以上；當(dāng)不能滿足上述要求時(shí)，可在入口處設(shè)置閘槽等臨時(shí)防洪措施。4、排水泵站的建筑物和附屬設(shè)施宜采取防腐蝕措施

43、。5、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。6、雨水泵站和合流污水泵站集水池的設(shè)計(jì)最高水位，應(yīng)與進(jìn)水管管頂相平。當(dāng)設(shè)計(jì)進(jìn)水管道為壓力管時(shí)，集水池的設(shè)計(jì)最高水位可高于進(jìn)水管管頂，但不得使管道上游地面冒水。7、集水池的設(shè)計(jì)最低水位，應(yīng)滿足所選水泵吸水頭的要求。自灌式泵房尚應(yīng)滿足水泵葉輪浸沒深度的要求。8、集水池池底應(yīng)設(shè)集水坑，傾向坑的坡度不宜小于10。9、集水池應(yīng)設(shè)沖洗裝置，宜設(shè)清泥設(shè)施。10、泵房應(yīng)采用正向進(jìn)水，應(yīng)考慮改善水泵吸水管的水力條件，減少滯流或渦流。3.2.2 污水泵計(jì)算污水泵流量： 2250 m3/h根據(jù)污水高程計(jì)算結(jié)果，設(shè)泵站內(nèi)總損失為2m，吸壓水管路的總損失

44、為2m,則可確定水泵的揚(yáng)程為：h=h+=（385.318-379.895）+2+2=9.43m 取10m根據(jù)流量和揚(yáng)程，選用500qw2500-10-110潛水排污泵具體參數(shù)見表3.2.2。 表3.2.2 250qw520-15潛水排污泵參數(shù)型號(hào)排出口徑/mm流量/（m3/h）揚(yáng)程/m轉(zhuǎn)速/（r/min）電機(jī)功率/kw500qw2600-15-160500250010740110數(shù)量：6臺(tái)，4用2備 3.2.3 集水池 污水泵總提升能力按q考慮，及q=9000m3/h，選四臺(tái)泵，則每臺(tái)流量為2250m3/h。選用500qw潛水排污泵六臺(tái)，另備用兩臺(tái)（兩備兩用），單泵提升能力為2500 m3/h

45、。集水井容積按最大一臺(tái)泵5min出流量計(jì)算，則其容積為208.33（m3）設(shè)有效水深h為4.0米，則水池面積f為: f=v/h=208.33/4=52.08 m ，取9m保護(hù)水深為1.2m,實(shí)際水深為5.2m池底坡度就小于0.5%集水井最高水位與格柵連接，最低水位378.3m。3.3細(xì)格柵設(shè)計(jì)計(jì)算3.3.1 設(shè)計(jì)說明功能：去除廢水中較大的懸浮物、漂浮物、纖維物質(zhì)和固體顆粒物質(zhì)，以保證后續(xù)處理單元和水泵的正常運(yùn)行，減輕后續(xù)處理單元的處理負(fù)荷，防止堵塞排泥管道。 處理規(guī)模：200000 m3/d，最大時(shí)流量（最大設(shè)計(jì)流量）： 3.3.2 柵前明渠寬度b= 式中 qmax最大設(shè)計(jì)流量，qmax =

46、2.5 m3/s v 柵前明渠內(nèi)污水流速 m/s 取v=1.0m/s h 明渠內(nèi)有效水深，取0.6m n 格柵渠道數(shù) 本設(shè)計(jì)取n=3b= = =1.40 m 3.3.3 柵條的間隙數(shù) 式中 qmax最大設(shè)計(jì)流量，qmax = 2.5 m3/s 格柵傾角，取b 柵條間隙，m，取b10 mmn 柵條間隙數(shù)，個(gè)h 柵前水深，m，取h0.6m v 過柵流速，m/s，取v1.0m/s。則 480個(gè)3.3.4 柵槽寬度設(shè)柵條寬度s10（0.01m）則柵槽寬度bs(n-1)+bn0.01(480-1)+0.0104809.59 m 取9.6 m由柵槽寬度b可以知道，柵槽寬度較寬，為了便于檢修，可以設(shè)置四套粗

47、格柵，則每套粗格柵柵槽寬度為9.6 /4=2.4 m。選用fh1500型旋轉(zhuǎn)式機(jī)械格柵除污機(jī)，具體參數(shù)見表3.3。 表3.3 fh1500型旋轉(zhuǎn)式格柵除污機(jī)參數(shù)型號(hào)格柵寬度/mm柵條間距/mm耙齒柵度/mm電機(jī)功率/kw格柵傾角耙行速度/（m/min）fh150024001010861.5602.5數(shù)量：四臺(tái)3.3.5 進(jìn)水渠道漸寬部分的長度進(jìn)水渠寬b1=1.40 m，其漸寬部分開角度a1=20。= = 1.37 m 3.3.6 柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度=0.68 m 3.3.7 過柵水頭損失 式中h1過柵水頭損失，m； h0計(jì)算水頭損失，m； g 重力加速度，9.81m/s2； k

48、 系數(shù)，格柵受污物堵塞后，水頭損失增大的倍數(shù)，一般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。為了避免造成柵前涌水，故將柵后槽底下降h1作為補(bǔ)償。 0.21m3.3.8 柵后槽總高度設(shè)柵前渠道超高h(yuǎn)2 =0.3m h = h + h1 + h2 = 0.6+ 0.21 + 0.30 =1.11 m 式中 h柵后槽總高度，m h柵前水深，mh2柵前渠道超高，一般采用0.3m3.3.9 柵槽總長度 =4.07 m3.3.10 每日柵渣量計(jì)算w在格柵間隙10mm的情況下，設(shè)柵渣量為每1m3污水每天產(chǎn)0.05 m3。 w = = = =9.0m3/dw0.2 m3/d，所以宜采用

49、機(jī)械清渣3.4 沉砂池的設(shè)計(jì)計(jì)算3.4.1 沉砂池的選擇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)。我國城市污水處理中，常用的沉砂池類型主要有平流式沉砂池、曝氣沉砂池、旋流沉砂池。平流式沉砂池靠重力自然沉降而達(dá)到砂水分離的目的，其特點(diǎn)是占地面積較大，排泥難度高；曝氣沉砂池應(yīng)用比較廣泛，通過池中一側(cè)的空氣管控制曝氣，使污水形成具有一定速度的螺旋形滾動(dòng)，具有穩(wěn)定的除砂效果；旋流沉砂池利用水力渦流除砂，粒徑在0.20mm以上的顆粒沉砂去除率達(dá)85%，砂粒含水率低于60%。目前，國際上廣泛應(yīng)用的旋流沉砂池主要為鐘式和比式兩大類，鐘式優(yōu)于比式，應(yīng)用較多，該池形有基建、運(yùn)行費(fèi)

50、用低和處理效果好，占地少的優(yōu)點(diǎn)。鐘式沉砂池采用270的進(jìn)出水方式，池體主要由分選取、集砂區(qū)兩部分構(gòu)成，起構(gòu)成特點(diǎn)是在兩個(gè)分區(qū)之間采用斜坡連接。鐘式沉砂池的斜坡式設(shè)計(jì)，使砂粒主要依靠重力沉降。其排砂方式有兩種：一種是靠砂泵排砂，其優(yōu)勢(shì)在于設(shè)備少、操作簡便，但是砂泵磨損嚴(yán)重。另一種是氣提排砂，其優(yōu)勢(shì)在于系統(tǒng)可靠、耐用，氣提之前可以進(jìn)行氣洗，將砂粒上的有機(jī)物分離出來，但設(shè)備相對(duì)較多。綜上所述，本工程預(yù)處理階段擬采用鐘式沉砂池除砂，氣提排砂。3.4.2 沉砂池設(shè)計(jì)計(jì)算一般規(guī)定1、 沉砂池按去除相對(duì)密度2.65、粒徑0.2mm以上的砂粒設(shè)計(jì)。 2、當(dāng)污水為提升進(jìn)入時(shí)，應(yīng)按每期工作水泵的最大組合流量計(jì)算，在合流制處理系統(tǒng)中，應(yīng)按降雨時(shí)的設(shè)計(jì)流量計(jì)算。3、沉砂池個(gè)數(shù)或分格數(shù)不應(yīng)少于2，并宜按并聯(lián)系列設(shè)計(jì)。當(dāng)污水量較小時(shí)，可考慮一格工作，一格備用。4、城市污水的沉砂量可按106 m3污水沉砂30 m3計(jì)算，其中含水率為60%，容重為1500kg/ m3，合流制污水的沉砂量應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況確定。 5、砂斗容積應(yīng)按不大于2d的沉砂量計(jì)算，砂斗斗壁與水平面的傾角不應(yīng)小于55。6、沉砂池除砂宜采用機(jī)械方法，并經(jīng)砂水分離后貯存或外運(yùn)。采用人工排砂時(shí)，排砂管直徑不應(yīng)小于200mm。7、 沉砂池的超高不宜小于0.3m。3.4.3 設(shè)計(jì)