畢業(yè)論文某污水處理廠設(shè)計(jì)

1、某污水處理廠設(shè)計(jì)內(nèi)容摘要 本設(shè)計(jì)為某污水處理廠工程工藝設(shè)計(jì)，污水處理廠規(guī)模為81040m3/d，污水主要來(lái)源為生活污水和工業(yè)廢水，主要污染物質(zhì)是bod、cod 、ss 、tn、nh3-n、tp，適宜采用生化處理方法。結(jié)合污水來(lái)源的水質(zhì)特征，確定采用倒置a2/o為主體反應(yīng)池的污水處理工藝流程和以重力濃縮池為主體的污泥處理工藝流程。本工藝具有良好的去除bod、cod及脫氮除磷的功能，對(duì)bod、cod、ss、tn、nh3-n、tp的去除率分別能達(dá)到96.23%、89.51%、96.68%、68.72%、83.33%、86.23%，污水處理廠處理后的出水達(dá)到城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（gb18918

2、-2002）中的一級(jí)a標(biāo)準(zhǔn)，其出水就近排入水體。關(guān)鍵詞 倒置a2/o工藝；脫氮除磷；曝氣沉砂池；輻流式沉淀池；重力濃縮池1 設(shè)計(jì)任務(wù)書1.1設(shè)計(jì)任務(wù)與內(nèi)容1.1.1設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介本設(shè)計(jì)為環(huán)境工程專業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)，是大學(xué)四年教學(xué)計(jì)劃規(guī)定的最后一個(gè)實(shí)踐性環(huán)節(jié)，本設(shè)計(jì)題目為：西安市某污水處理廠設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)任務(wù)是在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行城市污水處理廠的設(shè)計(jì)。1.1.2設(shè)計(jì)任務(wù)與內(nèi)容（1）污水處理程度計(jì)算根據(jù)水體要求的處理水質(zhì)以及當(dāng)?shù)氐木唧w條件、氣候與地形條件等來(lái)計(jì)算污水處理程度。（2）污水處理構(gòu)筑物計(jì)算確定污水處理工藝流程后選擇適宜的各處理單體構(gòu)筑物的類型。對(duì)所有單體處理構(gòu)筑物進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，包括

3、確定各有關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)、負(fù)荷、尺寸等。（3）污泥處理構(gòu)筑物計(jì)算根據(jù)原始資料、當(dāng)?shù)鼐唧w情況以及污水性質(zhì)與成分，選擇合適的污泥處理工藝流程，進(jìn)行各單體處理構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)計(jì)算。（4）平面布置及高程計(jì)算對(duì)污水、污泥及中水處理流程要作出較準(zhǔn)確的平面布置，進(jìn)行水力計(jì)算與高程計(jì)算。（5）污水泵站工藝計(jì)算對(duì)污水處理工程的污水泵站進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)，確定水泵的類型揚(yáng)程和流量，計(jì)算水泵管道系統(tǒng)和集水井容積，進(jìn)行泵站的平面尺寸計(jì)算和附屬構(gòu)筑物計(jì)算。1.2設(shè)計(jì)依據(jù)及原始資料1.2.1設(shè)計(jì)依據(jù)本設(shè)計(jì)依據(jù)環(huán)境工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書，給水排水工程快速設(shè)計(jì)手冊(cè)（2排水工程）、排水工程（第二版）下冊(cè)、水污染控制工程（第三版）下冊(cè)、給水排水

4、設(shè)計(jì)手冊(cè)（第二版）、城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（gb18918-2002）等進(jìn)行設(shè)計(jì)。1.2.2設(shè)計(jì)原始資料（1）排水體制排水體制采用完全分流制（2）污水量 城市設(shè)計(jì)人口 34萬(wàn) 人，居住建筑內(nèi)設(shè)有室內(nèi)給排水衛(wèi)生設(shè)備和淋浴設(shè)備。 城市公共建筑污水量按城市生活污水量的30計(jì)。 工業(yè)污水量為 28000 米3平均日，其中包括工業(yè)企業(yè)內(nèi)部生活淋浴污水。 城市混合污水變化系數(shù)：日變化系數(shù)k日 1.1 ，總變化系數(shù)kz 1.3 。（3）水質(zhì)： 當(dāng)?shù)丨h(huán)保局監(jiān)測(cè)工業(yè)廢水的水質(zhì)為： bod5 295 mg/l cod 584 mg/l ss 240 mg/l tn 46 mg/l nh3-n= 30 mg/

5、l tp 3.7 mg/l ph78 城市生活污水水質(zhì)： cod 420 mg/l nh3-n= 30 mg/l tn 49 mg/l tp 3.6 mg/l 混合污水： 重金屬及有毒物質(zhì)：微量，對(duì)生化處理無(wú)不良影響；大腸桿菌數(shù)：超標(biāo)；冬季污水平均溫度15，夏季污水平均溫度25。（4）出水水質(zhì)污水處理廠出水水質(zhì)參考城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（gb18918-2002）中的一級(jí)a標(biāo)準(zhǔn)，并盡量爭(zhēng)取提高出水水質(zhì)，因此確定本污水廠出水水質(zhì)控制為：codcr50mg/l ss10mg/l bod510mg/ltn15 mg/l nh3-n=5(8)mg/l tp0.5mg/l城市污水經(jīng)處理后，就近排入

6、水體，其出水也可作為雜用回用水。（5）氣象資料 氣溫：年平均13.6，最高45.2，最低20.6 風(fēng)向風(fēng)速：常風(fēng)向?yàn)闁|北與西南風(fēng)，最大風(fēng)速25m/s 降水量：年平均降雨量587.63mm，最高年817.8 mm，最低年285.2 mm。 冰凍期36d，土壤冰凍深度最大50cm，一般為10 cm。（6）水體、水文地質(zhì)資料 水體資料污水廠處理出水排入水體，水體河底標(biāo)高390.65 m，平均流量1.5 m3s，平均水深2.8 m，底坡8。 區(qū)域地下水為潛水，地下水位在5.010.0m，隨季節(jié)變化。水質(zhì)對(duì)混凝土無(wú)侵蝕性。（7）工程地質(zhì)資料 地基承載力特征值 130 kpa，設(shè)計(jì)地震烈度7度。 土層構(gòu)成

7、：由上至下包括黃土狀亞粘土、飽和黃土狀亞粘土、細(xì)粉砂與中粗砂、亞粘土等。（8）污水處理廠地形圖，廠區(qū)地坪設(shè)計(jì)標(biāo)高為398.88 m。（9）污水處理廠進(jìn)水干管數(shù)據(jù)管內(nèi)底標(biāo)高392.38m，管徑 1250 mm 充滿度 0.85 2 設(shè)計(jì)水量和水質(zhì)計(jì)算2.1設(shè)計(jì)水量計(jì)算本設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)水量的計(jì)算包括平均日污水量、最大日污水量、最大時(shí)污水量的計(jì)算，按照給水排水工程快速設(shè)計(jì)手冊(cè)（2排水工程）第7頁(yè)表2-6公式進(jìn)行計(jì)算。2.1.1平均污水量qp的計(jì)算（1）生活污水量qp1的計(jì)算式中：每人每日平均污水量定額l/(人d)，該市位于陜西，由給水排水工程快速設(shè)計(jì)手冊(cè)（2排水工程）第6頁(yè)表2-4查知，陜西屬于第二分區(qū)

8、，居住建筑內(nèi)設(shè)有室內(nèi)給排水衛(wèi)生設(shè)備和淋浴設(shè)備，所以為100140 l/(人d)，取=120 l/(人d)n設(shè)計(jì)人口數(shù)，34萬(wàn)人=340000 120 l/d=40800m3/d（2）公共建筑污水量qp2的計(jì)算=30% =30%40800 m3/d=12240 m3/d（3）工業(yè)污水量的計(jì)算 由原始資料可知：=28000 m3/d（4）平均污水量的計(jì)算40800+12240+28000=81040 m3/d2.1.2設(shè)計(jì)最大日污水量的計(jì)算 =1.181040 m3/d=89144m3/d2.1.3設(shè)計(jì)最大時(shí)污水量的計(jì)算 =1.381040 m3/d=105352m3/d2.1.4設(shè)計(jì)水量匯總各設(shè)

9、計(jì)水量匯總?cè)氡?中。表1.各設(shè)計(jì)水量匯總項(xiàng)目水量m3/dm3/hm3/sl/s平均日污水量810403376.670.938937.96最大日污水量891443714.331.0321031.76最大時(shí)污水量1053524389.671.2191219.352.2設(shè)計(jì)水質(zhì)2.2.1進(jìn)水的水質(zhì)計(jì)算本設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)計(jì)算包括ss、bod5、cod、tn、nh3-n、tp等的濃度的計(jì)算，其計(jì)算方法如下1：（1）混合污水中ss濃度的計(jì)算： 式中： s每人每日排放的污水量，s=120l/（人d） as每人每日排放的ss的量，由給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)（第五冊(cè)）第246頁(yè)查知，as =35-50g/（人d），取as

10、=40g/（人d）生活污水中ss濃度的計(jì)算mg/l=333.33 mg/l工業(yè)污水中ss濃度的計(jì)算由設(shè)計(jì)原始資料得知cs2=240mg/l混合污水中ss濃度計(jì)算 =301.08mg/l（2）混合污水中的bod5濃度的計(jì)算 式中： s每人每日排放的污水量，s=120l/（人d） as每人每日排放的bod5的量，由給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)（第五冊(cè)）第246頁(yè)查知，as =20-35g/（人d），取as =30g/（人d）生活污水中bod5濃度的計(jì)算=mg/l=250mg/l工業(yè)污水中bod5濃度的計(jì)算由設(shè)計(jì)原始資料得知=295mg/l混合污水中濃度計(jì)算 =265.55mg/l（3）混合污水中的cod濃度的

11、計(jì)算生活污水中cod濃度 cod=420mg/l工業(yè)污水的cod濃度 cod=584mg/l混合污水中cod濃度 cod=mg/l=476.66mg/l（4）混合污水中的tn濃度的計(jì)算生活污水中tn濃度 tn=49mg/l工業(yè)污水的tn濃度 tn=46mg/l混合污水中tn濃度 tn=mg/l=47.96mg/l（5）混合污水中的nh3-n濃度的計(jì)算生活污水中nh3-n濃度 nh3-n=30mg/l工業(yè)污水的nh3-n濃度 nh3-n=30mg/l混合污水中nh3-n濃度 nh3-n =mg/l=30mg/l（6）混合污水中的tp濃度的計(jì)算生活污水中tp濃度 tp=3.6mg/l工業(yè)污水的tp

12、濃度 tp=3.7mg/l混合污水中tp濃度tp=mg/l=3.63mg/l（7）混合污水其它水質(zhì)指標(biāo)重金屬及有毒物質(zhì)：微量，對(duì)升華處理無(wú)不良影響；大腸桿菌數(shù)：超標(biāo)；冬季污水平均溫度15，夏季污水平均溫度為25。2.2.2出水水質(zhì)設(shè)計(jì)（1）污水處理廠出水水質(zhì)參考城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（gb18918-2002）中的一級(jí)a標(biāo)準(zhǔn)，并盡量爭(zhēng)取提高出水水質(zhì)，因此確定本污水廠出水水質(zhì)控制為：codcr50mg/l ss10mg/l bod510mg/ltn15 mg/l nh3-n=8mg/l tp0.5mg/l（2）城市污水經(jīng)處理后，就近排入水體，其出水也可作為雜用回用水。（3）處理廠對(duì)污水各項(xiàng)

13、指標(biāo)的處理程度式中： 進(jìn)水中某種污染物的平均濃度（mg/l） 出水中該種污染物的平均濃度（mg/l）將各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)帶入上式中，計(jì)算出對(duì)污水的處理程度如下：ss96.68% cod89.51% bod596.23%tn68.72% nh3-n83.33% tp86.23%2.3計(jì)算當(dāng)量人口數(shù)n 式中：城市人口數(shù)，34萬(wàn)人；公共建筑用水折算而得的人口數(shù)，工業(yè)廢水折算而得的人口數(shù)。2.3.1公共建筑用水折算而得的人口數(shù) 2.3.2工業(yè)廢水折算而得的人口數(shù)工業(yè)廢水按ss、bod濃度折合為人口數(shù)是按照給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)（第五冊(cè)）第246頁(yè)公式4-1轉(zhuǎn)化進(jìn)行計(jì)算的，折合成人口數(shù)的計(jì)算公式為： （1）工業(yè)廢水

14、按ss計(jì)算式中： 工業(yè)廢水中ss的濃度，css=240mg/l； 工業(yè)廢水的平均日污水量，qp2=28000人；as每人每日排放的ss量，由給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)（第五冊(cè)）第246頁(yè)查知，as =35-50g/（人d），取as =40g/（人d）。 =168000=16.8萬(wàn)人（2）按bod5計(jì)算 式中： 工業(yè)廢水中bod5的濃度，cbod5=295mg/l 工業(yè)廢水的平均日污水量，qp2=28000人as每人每日排放的bod5量，由給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)（第五冊(cè)）第246頁(yè)查知，as =20-35g/（人d），取as =30g/（人d） =275333人=27.53萬(wàn)人3 確定工藝流程3.1工藝流程選擇

15、的原則污水處理的目的主要有兩個(gè)，其一是保護(hù)水資源不受污染，因此處理后出水要達(dá)到水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)；其二是污水回用，處理后出水用于農(nóng)田灌溉、城市中水和工業(yè)生產(chǎn)等，為此處理水要滿足相應(yīng)的用水要求，水處理工程師手冊(cè)對(duì)工藝流程的選擇給出了以下的原則和要求，所以污水處理工藝的選擇也要按照下面的原則和要求進(jìn)行2。 （1）工藝流程應(yīng)根據(jù)原水性質(zhì)和用水要求選擇，其處理程度和方法應(yīng)符合現(xiàn)行的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和地方的有關(guān)規(guī)定，處理后水質(zhì)應(yīng)符合有關(guān)用水和排放的標(biāo)準(zhǔn)要求；（2）應(yīng)充分利用當(dāng)?shù)氐牡匦?、地址、水文、氣象等自然條件及自然資源；（3）污水處理應(yīng)充分考慮排放水體的稀釋、自凈能力，根據(jù)污水處理程度來(lái)選擇流程；（4）流程選擇應(yīng)妥善處

16、理技術(shù)先進(jìn)和合理可行的關(guān)系，并考慮遠(yuǎn)期發(fā)展對(duì)水質(zhì)水量的要求，考慮分期建設(shè)的可能性；（5）流程組合的原則應(yīng)當(dāng)是先易后難，先粗后細(xì)，先成本低的方法，后成本高的方法。3.2工藝流程的確定按照污水處理工藝流程選擇的原則和要求，可得比較合適于西安市某污水處理廠的工藝是倒置a2/o法工藝。該工藝采用較短時(shí)間的初沉池或者不設(shè)初沉池，使進(jìn)水中的細(xì)小有機(jī)懸浮固體有相當(dāng)?shù)囊徊糠诌M(jìn)入生物反應(yīng)器，以滿足反硝化菌和聚磷菌對(duì)碳源的需求，并使生物反應(yīng)器中的污泥能達(dá)到較高的濃度；整個(gè)系統(tǒng)中的活性污泥都完整地經(jīng)歷過(guò)厭氧和好氧的過(guò)程，因此排放的剩余污泥中都能充分地吸收磷；避免了回流污泥中的硝酸鹽對(duì)厭氧釋磷的影響；由于反映其中活性

17、污泥濃度較高，從而促進(jìn)了好氧反應(yīng)器中的同步硝化、反消化，提高了處理系統(tǒng)的脫氮除磷的效率3。本法的具體工藝流程如圖1所示。出水厭氧反應(yīng)池缺氧反應(yīng)池好氧反應(yīng)池回流污泥（25%-100%）q回流混合液（0-200%）q鼓風(fēng)機(jī)房細(xì)格柵粗及格泵柵站沉砂池砂水分離器柵渣砂渣剩余污泥污泥濃縮池脫水車間干泥外運(yùn)上清液流至廠內(nèi)污水管二沉池消毒池外運(yùn)處置污水超越管圖1 倒置a2/o法工藝流程圖污水4 水處理各構(gòu)筑物的選擇及設(shè)計(jì)計(jì)算4.1進(jìn)水閘井的設(shè)計(jì)4.1.1 污水廠進(jìn)水管1.設(shè)計(jì)依據(jù)1：（1）進(jìn)水流速在0.91.1m/s；（2）進(jìn)水管管材為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；（3）進(jìn)水管按非滿流設(shè)計(jì)，；2.設(shè)計(jì)計(jì)算（1）取進(jìn)水管流

18、速為，由給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)（第二版）第1冊(cè)查知，取管徑為，設(shè)計(jì)坡度；（2）已知最大日污水量；（3）初定充滿度 h/d=0.85，則有效水深；（4）已知管內(nèi)底標(biāo)高為392.38m，則水面標(biāo)高為：393.44 （5）管頂標(biāo)高為：；（6）進(jìn)水管水面距地面距離。4.1.2 進(jìn)水閘井工藝設(shè)計(jì)進(jìn)水閘井的作用是匯集各種來(lái)水以改變進(jìn)水方向，保證進(jìn)水穩(wěn)定性。進(jìn)水閘井前設(shè)跨越管，跨越管的作用是當(dāng)污水廠發(fā)生故障或維修時(shí)，可使污水直接排入水體，跨越管的管徑比進(jìn)水管略大，取為1400mm，進(jìn)水閘井的設(shè)計(jì)要求如下2：（1）設(shè)在進(jìn)水閘、格柵、集水池前；（2）形式為圓形、矩形或梯形；（3）井底高程不得高于最低來(lái)水管管底，水面不

19、得淹沒來(lái)水管管頂?？紤]施工方便以及水力條件，進(jìn)水閘井尺寸取64.5m，井深 6.5m，井內(nèi)水深1.2m，閘井井底標(biāo)高為392.19m，進(jìn)水閘井水面標(biāo)高為 393.39m，超越管位于進(jìn)水管頂1.0m處，即超越管管底標(biāo)高為 394.63m。由水處理工程師手冊(cè)第566頁(yè)表6.1.3選用hzj5i型閘門，其安裝尺寸參數(shù)如下表2所示：表2 hzj5i型閘門安裝參數(shù)qef(f1)g(g1)hh1d2ps25002000278012501125285（265）390（370）3320118018012（4）啟閉機(jī)的選擇由水處理工程師手冊(cè)第566頁(yè)表6.1.3查得選用 lod型電手動(dòng)兩用啟閉機(jī)。4.2格柵4.

20、2.1格柵的作用及種類格柵由一組或數(shù)組平行的金屬柵條、塑料齒鉤或金屬網(wǎng)、框架及相關(guān)裝置組成，傾斜安裝在污水渠道、泵房集水井的進(jìn)口處或污水處理廠的前端，用來(lái)截留污水中較粗大漂浮物和懸浮物，如纖維、碎皮、毛發(fā)、果皮、蔬菜、木片、布條、塑料制品等，防止堵塞和纏繞水泵機(jī)組、曝氣器、管道閥門、處理構(gòu)筑物配水設(shè)施、進(jìn)出水口，減少后續(xù)處理產(chǎn)生的浮渣，保證污水處理設(shè)施的正常運(yùn)行3。按照格柵形狀，可分為平面格柵和曲面格柵；按照格柵凈間距，可分為粗格柵（50-100mm）、中格柵（10-40mm）、細(xì)格柵（1.5-10mm）三種，平面格柵和曲面格柵都可以做成粗、中、細(xì)三種3。本工藝采用矩形斷面中格柵和細(xì)格柵各一道

21、，采用機(jī)械清渣，中格柵設(shè)在污水提升泵房之前，細(xì)格柵設(shè)在提升泵房之后。4.2.2格柵的設(shè)計(jì)原則 本設(shè)計(jì)中格柵的設(shè)計(jì)原則主要有1：（1）格柵的清渣方式有人工清渣和機(jī)械清渣，一般采用機(jī)械清渣；（2）機(jī)械格柵一般不宜少于兩臺(tái)；（3）過(guò)柵流速一般采用0.6-1.0m/s；（4）格柵前渠道內(nèi)的水流速度一般采用0.4-0.9m/s；（5）格柵傾角一般采用；（6）通過(guò)格柵的水頭損失一般采用0.08-0.15m；（7）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0.5m，工作臺(tái)上應(yīng)有安全和沖洗設(shè)施；（8）格柵間工作臺(tái)兩側(cè)過(guò)道寬度不應(yīng)小于0.7m，工作臺(tái)正面過(guò)道寬度：人工清除不應(yīng)小于1.2m，機(jī)械清除不應(yīng)小于

22、1.5m；（9）機(jī)械格柵的動(dòng)力裝置一般宜設(shè)在室內(nèi)，或采取其他保護(hù)設(shè)施；（10）格柵間內(nèi)應(yīng)安裝吊運(yùn)設(shè)備，以利于進(jìn)行格柵及其他設(shè)備的檢修、柵渣的日常清理。4.2.3格柵的設(shè)計(jì)計(jì)算1中格柵的計(jì)算本設(shè)計(jì)中格柵的設(shè)計(jì)計(jì)算如下1：前面計(jì)算可知：max=1.219m3/s，計(jì)算草圖8圖2 格柵示意圖（1）格柵間隙數(shù) 式中： 柵條間隙qmax最大設(shè)計(jì)流量，m3/s； 柵條間隙，m； 柵前水深，m； 污水流經(jīng)格柵的速度，一般取0.61.0m/s； a格柵安裝傾角，（）取中格柵柵前水深為=1，格柵柵條間隙=20mm，過(guò)柵流速=0.9m/s，格柵安裝傾角a=60，設(shè)置兩臺(tái)機(jī)械格柵，則每臺(tái)格柵間隙數(shù)為：；則=32（2

23、）柵槽寬度 式中：柵槽寬度，m；柵條寬度，取s=0.01m；柵條間隙，取=0.02m柵條間隙數(shù)，=32個(gè)；=m（3）進(jìn)水渠道漸部分長(zhǎng)度式中：進(jìn)水渠道漸寬部分長(zhǎng)度，m；b1進(jìn)水渠道寬度，取b1=0.60m a1漸寬部分展開角度，??； （4）出水渠道漸窄部分長(zhǎng)度（5）過(guò)柵水頭損失通過(guò)格柵的水頭損失可以按下式計(jì)算： 式中：設(shè)計(jì)水頭損失，m；計(jì)算水頭損失，m；重力加速度，m/s2；系數(shù)，格柵受污堵塞時(shí)水頭損失增大倍數(shù)，一般采用3；阻力系數(shù)，其值與柵條鍛煉形狀有關(guān)。設(shè)格柵斷面形狀為銳邊矩形，則 （6）柵后槽總高度 設(shè)柵前渠道超高，柵前水深，則 ，取1.4m（7）柵前槽高度 （8）柵槽總長(zhǎng)度l （9）每日

24、產(chǎn)生的柵渣量 式中： 每日柵渣量，單位體積污水柵渣量，中格柵間隙為20，取=0.05 生活污水總變化系數(shù)，=1.30.02，宜采用機(jī)械清渣每臺(tái)格柵每日柵渣量(10)中格柵及格柵除污機(jī)選型由給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)（第二版）第11冊(cè)第521頁(yè)查知，選用兩臺(tái)gh-1000鏈條回轉(zhuǎn)式多耙格柵除污機(jī)，其規(guī)格及性能如下表3：表3 gh-1000鏈條回轉(zhuǎn)式多耙格柵除污機(jī)的規(guī)格和性能參數(shù)型號(hào)格柵寬度（）格柵凈距（mm）安 裝 角 a（）過(guò)柵流速（）電動(dòng)機(jī)功率（）gh-1000100020600.91.11.52細(xì)格柵的計(jì)算本設(shè)計(jì)中格柵的設(shè)計(jì)計(jì)算如下1：（1）格柵間隙數(shù) 式中各項(xiàng)字母代表的意義同前， 取細(xì)格柵柵前水深

25、為1.5m，格柵柵條間隙b=10mm，過(guò)柵流速0.9m/s，格柵安裝傾角a=60，設(shè)置兩臺(tái)機(jī)械格柵，則每臺(tái)格柵間隙數(shù)為：（2）柵槽寬度 式中：柵槽寬度，m；柵條寬度，取=0.01m；柵條間隙，取=0.01m；柵條間隙數(shù)，=42個(gè)；=0m（3）進(jìn)水渠道漸部分長(zhǎng)度式中：進(jìn)水渠道漸寬部分長(zhǎng)度，m；1進(jìn)水渠道寬度，取1=0.60m； a1漸寬部分展開角度，??； （4）出水渠道漸窄部分長(zhǎng)度（5）過(guò)柵水頭損失通過(guò)格柵的水頭損失可以按下式計(jì)算： 式中：設(shè)計(jì)水頭損失，計(jì)算水頭損失，重力加速度，/s2系數(shù)，格柵受污堵塞時(shí)水頭損失增大倍數(shù)，一般采用3阻力系數(shù)，其值與柵條鍛煉形狀有關(guān)設(shè)格柵斷面形狀為銳邊矩形 （6）

26、柵后槽總高度設(shè)柵前渠道超高，柵前水深，則 ，取2.1m（7）柵前槽高度 （8）柵槽總長(zhǎng)度l （9）每日產(chǎn)生的柵渣量 式中： 每日柵渣量，單位體積污水柵渣量，中格柵間隙為20，取=0.05 生活污水總變化系數(shù)，=1.30.02，宜采用機(jī)械清渣每臺(tái)格柵每日柵渣量（10）細(xì)格柵及格柵除污機(jī)的選擇 由給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)（第二版）第11冊(cè)第533頁(yè)查知，選用兩臺(tái)xwb-08-15背耙式格柵除污機(jī)，其性能如下表4所示：表4 xwb-08-15背耙式格柵除污機(jī)型號(hào)格柵寬度（mm）耙齒有效長(zhǎng)度(mm)安裝傾角()提升質(zhì)量(kg)格柵間距(mm)提升速度(m/min)電機(jī)功率(kw)xwb-08-15800100

27、602001030.54.3沉砂池4.3.1沉砂池的作用及類型 污水中的無(wú)機(jī)顆粒不僅會(huì)磨損設(shè)備和管道，降低活性污泥活性，而且會(huì)板積在反應(yīng)池底部減小反應(yīng)池有效容積，甚至在脫水時(shí)扎破率帶損壞脫水設(shè)備。沉砂池的設(shè)置目的就是去除污水中泥砂、煤渣等相對(duì)密度較大的無(wú)機(jī)顆粒，以免影響后續(xù)處理的構(gòu)筑物的正常運(yùn)行3。常用的沉砂池的形式主要有平流式沉砂池、曝氣沉砂池、旋流式沉砂池。平流式沉砂池是早期污水處理系統(tǒng)常用的一種形式，它具有截留無(wú)機(jī)顆粒效果較好、構(gòu)造簡(jiǎn)單等有點(diǎn)，但也存在流速不易控制、沉砂中有機(jī)性顆粒含量較高、排砂常需要洗砂處理等缺點(diǎn)。旋流式沉砂池是利用機(jī)械力控制水流流態(tài)與流速、加速砂粒的沉淀并使有機(jī)物隨流

28、水帶走的沉砂裝置。曝氣沉砂池在池的一側(cè)通入空氣，使污水沿池旋轉(zhuǎn)前進(jìn)，從而產(chǎn)生與主流垂直的橫向恒速環(huán)流；曝氣沉砂池還具有以下特點(diǎn)，通過(guò)調(diào)節(jié)曝氣量，可以控制污水的旋流速度，使除砂效率較穩(wěn)定，受流量的影響較??；沉砂中含有有機(jī)物量低于5%；由于池中設(shè)有曝氣設(shè)備，它還具有預(yù)曝氣、脫臭、除泡作用以及加速污水中油類和浮渣的分離等作用，這些特點(diǎn)對(duì)后續(xù)的沉淀池、曝氣池、污泥消化池的正成運(yùn)行以及對(duì)沉砂的最終處置提供了有利的條件3。本設(shè)計(jì)中選用曝氣沉砂池，其截面圖如圖9示。圖3曝氣沉砂池示意圖1空氣干管 2支管 3擴(kuò)散設(shè)備 4頭部支座 曝氣沉砂池與細(xì)格柵合建，為地上式矩形混凝土結(jié)構(gòu)，設(shè)為兩格池子。4.3.2曝氣沉砂

29、池的設(shè)計(jì)參數(shù) 本設(shè)計(jì)中曝氣沉砂池的設(shè)計(jì)參數(shù)有1：（1）旋流速度應(yīng)保持0.250.3m/s；（2）水平流速為0.060.12m/s；（3）最大流量時(shí)停留時(shí)間為13min；（4）有效水深為23m，寬深比一般采用12；（5）長(zhǎng)寬比可達(dá)5，當(dāng)池長(zhǎng)比池寬大得多時(shí)，應(yīng)考慮設(shè)計(jì)橫向擋板；（6）每立方米污水的曝氣量為0.10.2m3空氣，或35 m3/（m2h）；（7）空氣擴(kuò)散裝置設(shè)在池的一側(cè)，距池底約0.60.9m，送氣管應(yīng)設(shè)置調(diào)節(jié)氣量的閥門；（8）池子的形狀應(yīng)盡可能不產(chǎn)生偏流或死角，在集砂槽附近可安裝縱向擋板。4.3.3曝氣沉砂池的設(shè)計(jì)計(jì)算1池體的計(jì)算本設(shè)計(jì)中曝氣沉砂池的設(shè)計(jì)計(jì)算如下1：（1）池子總有效容

30、積v 式中：污水廠最大設(shè)計(jì)流量，=1.219m3/s；最大設(shè)計(jì)流量時(shí)的流行時(shí)間，取t=2min； （2）水流斷面的面積a 式中：污水廠最大設(shè)計(jì)流量，=1.219m3/s；最大設(shè)計(jì)流量時(shí)的水平流速，取0.1 m/s；（3）池總寬度 式中： ，取 （4）校核寬深比 寬深比在12之間，符合要求（5）池體長(zhǎng)l （6）校核長(zhǎng)寬比 ，符合要求2曝氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算 本設(shè)計(jì)的曝氣沉砂池的曝氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算1 3：本設(shè)計(jì)的曝氣沉砂池運(yùn)用鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)，鼓風(fēng)設(shè)備和倒置a2/o反應(yīng)池空氣系統(tǒng)設(shè)在同一機(jī)房，采用穿孔管曝氣，穿孔曝氣管設(shè)置在集砂槽一側(cè)，距池底0.8,距池壁0.5m，則穿孔管的淹沒深度為。（1）最大時(shí)所需空氣量

31、 式中： 每立方米污水所需空氣量，0.10.2m3空氣/ m3污水，取0.2m3空氣/ m3污水/h=877.68 m3 / h（2）平均時(shí)所需空氣量（3）鼓風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓計(jì)算 式中：鼓風(fēng)機(jī)出口風(fēng)壓，kpa；擴(kuò)散設(shè)備的淹沒深度，換算成壓力單位kpa，1mh20壓力相當(dāng)于9.8kpa，； 擴(kuò)散設(shè)備的風(fēng)壓損失，kpa，與充氧形式有關(guān)，一般取35kpa，取4kpa； 輸氣管道的總風(fēng)壓損失，kpa，包括沿程風(fēng)壓損失和局部風(fēng)壓損失，可以通過(guò)計(jì)算確定，設(shè)管路壓力損失為5.5kpa。 （4）鼓風(fēng)機(jī)的選擇 由給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)（第二版）第11冊(cè)p470查知，選擇rd125型號(hào)羅茨鼓風(fēng)機(jī)兩臺(tái)，其性能如下表6所示：表5

32、 羅茨鼓風(fēng)機(jī)的性能型 號(hào)口徑（mm）轉(zhuǎn)速（r/min）出口風(fēng)壓（kpa）氣量q（m3/min）軸功率la（kw）電動(dòng)機(jī)功率（kw）rd125125175029.616.811.715 3沉砂室的計(jì)算 沉砂室的計(jì)算過(guò)程如下1：（1）沉砂部分所需容積 式中：城市污水沉砂量，m3/106m3，可按照106m3污水沉砂1530m3計(jì)算，取/106m3污水清除沉砂的間隔時(shí)間，d，取 生活污水總變化系數(shù)，=1.3 （2）每個(gè)污泥斗的容積 式中： 每格沉砂斗容積； 沉砂斗個(gè)數(shù)，本設(shè)計(jì)中設(shè)每格池子有兩個(gè)沉砂斗，則； （3）沉砂斗各部分尺寸設(shè)斗底寬1=0.6,斗壁與水平面的傾角為60，斗高=1.1m，則沉砂斗傷

33、口寬度為： 沉砂斗容積為： （m3）（8）沉砂室的高度采用重力排砂，設(shè)池底坡度，坡向砂斗， (9)池總高度式中：沉砂池超高，m，設(shè)=0.3m(10)驗(yàn)證最小流速 式中： 最小流量，m3/s，最小流量時(shí)沉砂池的水流斷面面積（m2）， 最小流量時(shí)工作的沉砂池?cái)?shù)目，最小流量時(shí)，只有一格工作=1（11）砂水分離器的選擇 選用螺旋式砂水分離器兩臺(tái)，一備一用，螺旋式砂水分離器由砂斗、溢流堰、出水管、無(wú)軸螺旋帶及驅(qū)動(dòng)裝置等組成。4曝氣沉砂池進(jìn)出水設(shè)計(jì)的計(jì)算曝氣沉砂池的進(jìn)出水設(shè)計(jì)的計(jì)算過(guò)程如下4：（1）曝氣沉砂池進(jìn)水設(shè)計(jì)曝氣沉砂池進(jìn)水采用配水槽，來(lái)水由提升泵房和細(xì)格柵后水渠直接進(jìn)入沉砂池配水槽，配水槽尺寸為：

34、。為避免異重流的影響，污水經(jīng)潛孔進(jìn)入沉砂池，過(guò)水流速不宜過(guò)大，流速控制在0.20.4m/s，本設(shè)計(jì)取。單格池子配水孔面積為：設(shè)計(jì)孔口尺寸為1.8m1.8m，則孔口實(shí)際流速為： 查給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)（第二版）第一冊(cè)p678，可得水流經(jīng)過(guò)孔口的局部水頭損失為，則水頭損失為： （2）曝氣沉砂池出水設(shè)計(jì)出水采用矩形薄壁跌水堰，假設(shè)堰為無(wú)側(cè)收縮堰，堰寬同沉砂池每格池子的寬度，即，則通過(guò)堰流量為： 式中： 堰流量， 流量系數(shù)，通常采用0.45； 堰寬，m，；溢流堰上水深，m；通過(guò)計(jì)算得出，設(shè)跌水高度為0.15m，則沉砂池出水的水頭損失為0.25+0.15=0.40m4.4倒置a2/o反應(yīng)池4.4.1工藝設(shè)計(jì)

35、參數(shù)倒置a2/o工藝的設(shè)計(jì)參數(shù)包括3：（1）污泥泥齡srt=1020d，取為16d；（2）水力停留時(shí)間：缺氧區(qū)12h，取1.5h；厭氧區(qū)12h，取1.5h，好氧區(qū)510h，取6.5h；（3）池內(nèi)混合液污泥濃度（mlss）為30004000mg/l,??；（4）污泥負(fù)荷0.15kgbod5/(kgmlssd-1)，取0.15kgbod5/(kgmlssd-1)。4.4.2反應(yīng)池池體設(shè)計(jì)計(jì)算倒置a2/o工藝的反應(yīng)池池體設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程如下5：（1）混合液回流比r內(nèi) 總氮的去除率：式中：混合液回流比r內(nèi),取220%（2）反應(yīng)池容積設(shè)兩座鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的倒置a2/o反應(yīng)池，；缺氧區(qū)容積： 厭氧區(qū)容積： 好氧

36、區(qū)容積： （3）校核氮磷負(fù)荷好氧區(qū)總氮負(fù)荷：符合要求； 厭氧區(qū)總磷負(fù)荷：,符合要求。（4）系統(tǒng)每座反應(yīng)池每日活性污泥凈增值 式中：為好氧池中進(jìn)水平均bod5的值，為好氧池中出水平均bod5的值，kg/m3， ；產(chǎn)率系數(shù)，即微生物每代謝1kgbod5所合成的mlvss，kg，??；每座好氧池處理污水流量，m3/d，為40520m3/d；反應(yīng)池內(nèi)揮發(fā)性懸浮固體總量，kg （5）反應(yīng)池尺寸反應(yīng)池設(shè)置為缺氧區(qū)和厭氧區(qū)各為一個(gè)廊道，中間設(shè)置導(dǎo)流墻；好氧區(qū)設(shè)置為四個(gè)廊道；設(shè)反應(yīng)池有效水深通常在46m，??；設(shè)缺氧區(qū)和厭氧區(qū)寬度都為m，則缺氧池和厭氧池的長(zhǎng)度為：。好氧區(qū)每個(gè)廊道寬度也為m，則反應(yīng)池總寬度，則好氧

37、區(qū)長(zhǎng)度為；，取為64.8m； 反應(yīng)池總長(zhǎng)為校核長(zhǎng)寬比及寬深比： ， ，符合規(guī)定 ； ，符合規(guī)定； ，都介于12之間，符合規(guī)定；（6）反應(yīng)池高度取反應(yīng)池的超高為0.5m，則 4.4.3反應(yīng)池進(jìn)出水設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)中反應(yīng)池進(jìn)出水設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程如下4：（1）進(jìn)水設(shè)計(jì)計(jì)算 進(jìn)水采用矩形配水槽，來(lái)水由沉砂池出水管到配水槽，配水槽尺寸為：。為避免異重流的影響，污水經(jīng)潛孔進(jìn)入反應(yīng)池池，過(guò)水流速不宜過(guò)大，流速控制在0.20.4m/s，本設(shè)計(jì)取。單格池子進(jìn)水孔直徑為：,取進(jìn)水管為1500mm； 校核進(jìn)水流速： 查給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)（第二版）第一冊(cè)p678，可得水流經(jīng)過(guò)孔口的局部水頭損失為，則水頭損失為： （2）出水設(shè)計(jì)計(jì)

38、算本設(shè)計(jì)反應(yīng)池出水用矩形薄壁跌水堰，假設(shè)堰為無(wú)側(cè)收縮堰，堰寬，則通過(guò)堰流量為： 式中： 堰流量， 流量系數(shù)，通常采用0.45； 堰寬，m，；溢流堰上水深，m；通過(guò)計(jì)算得出，設(shè)跌水高度為0.15m，則反應(yīng)池出水的水頭損失為0.16+0.15=0.31m出水集水槽尺寸為4.4.4曝氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)中采用鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)，曝氣裝置采用byw-1.2型微孔曝氣器，本設(shè)計(jì)中將微孔曝氣器設(shè)在距池底0.2m處，淹沒水深為5.8m，計(jì)算溫度定為30。本設(shè)計(jì)的曝氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程如下5：1需氧量設(shè)計(jì)計(jì)算（1)平均時(shí)需氧量的計(jì)算 式中：混合液有機(jī)物降和氨氮消化需氧量，kg；好氧池處理污水流量，m3/d，為81040

39、m3/d；為好氧池中進(jìn)出水平均bod5的值，為好氧池中出水平均bod5的值，g/m3， ；氨氮去除濃度，kg/m3，；好氧池容積，m3，22285.98m3；每座好氧池日凈產(chǎn)生的活性污泥，；（2）最大時(shí)需氧量的計(jì)算 （3）每日去除的bod5及nh3-n值 （3）最大時(shí)需氧量與平均時(shí)需氧量之比 2供氣量的計(jì)算由排水工程（第四版）（下冊(cè)）附錄1查知：水中溶解氧濃度： ；（1）空氣擴(kuò)散器出口處絕對(duì)壓力（）式中：大氣壓力，1.03105pa空氣擴(kuò)散裝置的安裝深度，m，；（2）空氣離開曝氣池面時(shí)，氧的百分比 式中：空氣擴(kuò)散器的氧轉(zhuǎn)移效率，對(duì)byw-1.2型微孔曝氣器，； (3)好氧池混合液中平均氧飽和度

40、 按最不利的溫度條件考慮，最不利的條件為30，帶入各個(gè)值得： mg/l（4）換算為20條件下脫氧清水的充氧量 式中： 相應(yīng)的最大需氧量：（5）好氧池平均時(shí)供氣量 （6）好氧池最大時(shí)供氣量 3空氣管系統(tǒng)計(jì)算（1）曝氣器數(shù)量計(jì)算 式中：好氧池表面積，m2；曝氣器標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，曝氣器的服務(wù)面積，m2/個(gè)；采用byw-1.2微孔曝氣器，在相鄰兩個(gè)廊道的隔墻上布置一根曝氣干管，共4根干管，在每根干管上設(shè)5對(duì)配氣豎管，共10條配氣豎管，全曝氣池總設(shè)40條配氣豎管。微孔曝氣器工作水深為5.8m，在供氣量13m3/(h個(gè))時(shí)，曝氣器氧利用率ea=26%,服務(wù)面積0.30.75m2/個(gè)，取服務(wù)面積為0.5 m2/

41、個(gè),則： ,取為安全計(jì)，本設(shè)計(jì)采用曝氣器；（2）每根豎管的曝氣量為： ；（3）每個(gè)曝氣器的曝氣量為： （4）供氣管道計(jì)算 空氣干管供風(fēng)管道采用樹狀結(jié)構(gòu)布置，其主干管流量為：空氣主干管管徑為 式中：主干管中空氣流速，1015m/s，??；，取干管管徑為 dn800mm空氣支管空氣系統(tǒng)采用雙側(cè)供氣，雙側(cè)供氣(向兩側(cè)廊道供氣) 橫向支管流量： 雙側(cè)供氣(向兩側(cè)廊道供氣) 橫向支管管徑： ，取支管管徑為 dn450mm（5）空氣管路設(shè)計(jì)計(jì)算將已布置的空氣管路及布設(shè)的空氣擴(kuò)散器繪制成空氣管路計(jì)算圖（如圖10、圖11所示），用以進(jìn)行計(jì)算。 圖10 空氣管路計(jì)算圖（1） 圖11 空氣管路計(jì)算圖（2）選擇一條從

42、鼓風(fēng)機(jī)房開始的最遠(yuǎn)最長(zhǎng)的管路為計(jì)算管路，在空氣流量變化處設(shè)計(jì)計(jì)算節(jié)點(diǎn)，同一編號(hào)后列于表6進(jìn)行空氣管道計(jì)算?？諝飧晒芎椭Ч芤约芭錃庳Q管的管徑，根據(jù)通過(guò)的空氣量和相應(yīng)的流速按照給水排水（第四版）（下冊(cè)）附錄2的空氣管路計(jì)算圖加以確定。計(jì)算結(jié)果列入計(jì)算表6中第6項(xiàng)?？諝夤苈返木植孔枇p失，根據(jù)配件的類型按照式（其中d為管徑，m；k為長(zhǎng)度換算系數(shù)，按給水排水（第四版）（下冊(cè)）表4-23所列數(shù)據(jù)采用）折算成當(dāng)了長(zhǎng)度損失，并計(jì)算出管道的長(zhǎng)度（m），（為管段長(zhǎng)度）計(jì)算結(jié)果列入計(jì)算表6中的第8、9兩項(xiàng)?？諝夤芏蔚难爻套枇p失，根據(jù)空氣管的管徑（d）mm、空氣量m3/min、計(jì)算溫度30和曝氣池水深，查給水排水

43、（第四版）（下冊(cè)）附錄3求得，結(jié)果列入計(jì)算表的第10項(xiàng)。第9項(xiàng)和第10項(xiàng)相乘，得壓力損失，結(jié)果列入表第11項(xiàng)，將表6中的第11項(xiàng)各值累加，得空氣管道系統(tǒng)的總壓力損失為：微孔空氣擴(kuò)散器的壓力損失為5.88kpa，則總壓力損為5.88+15.35=21.23kpa為安全運(yùn)行，設(shè)計(jì)取值為22kpa。表6 空氣管路計(jì)算表管段編號(hào)管段長(zhǎng)度l(m)空氣流量管徑空氣流速配 件管段當(dāng)量長(zhǎng)度lo（m）管段計(jì)算長(zhǎng)度l+l0(m)壓力損失h1+h2m3/minm3/h9.8(pa/m)9.8(pa/m)123456789101125240.43.160.050.3845三通1個(gè)1.792.190.110.40242

44、30.46.320.110.6060三通1個(gè)，異形管1個(gè)3.473.870.150.6323220.49.480.160.7565三通1個(gè)，異形管1個(gè)3.864.260.200.8522210.412.640.210.9065三通1個(gè)2.783.180.210.9521200.415.800.260.9075三通1個(gè)，異形管1個(gè)4.594.990.110.5020190.418.960.320.9585三通1個(gè)，異形管1個(gè)5.335.730.14.0.6319180.422.120.37 1.1085三通1個(gè)3.834.230.150.6818170.425.280.421.1085三通1個(gè)3.834.230.160.7717160.428.440.471.2085三通1個(gè)3.834.230.150.7216150.231.600.531.4090三通1個(gè)，異形管1個(gè)5.715.910.160.7915140.863.201.051.90105三通1個(gè)，異形管1個(gè)6