水質生物凈化工程設計說明書

設計者：肖永健時間：2012年6月28日PAGE第47頁共47頁《水質生物凈化工程》課程設計說明書第一部分前言一、設計目的該課程設計，是結合課程講授內容，設計一個城市污水處理廠，使我們得到一次綜合運用所學知識獨立完成某一城市污水處理廠工藝設計的初步訓練，從而達到鞏固課堂所學的理論知識，培養(yǎng)和提高解決生產(chǎn)實際問題的能力。通過課程設計，使我們在以下幾個方面得到訓練：1、工程設計的基本方法、步驟、技術資料的運用；2、基本計算方法及繪圖能力；3、綜合運用本課程及其他有關課程的理論知識，解決工程實際問題；4、熟悉、貫徹國家在環(huán)境保護和基本建設等方面的各項政策法規(guī)、標準、規(guī)范等。二、設計任務與內容1、設計任務完成某城鎮(zhèn)污水處理廠工藝設計。平面布置、高程布置達到初步設計要求；單體構筑物設計計算達到初步設計深度；書寫詳細的設計說明書和計算書。2、設計內容污水處理廠工藝按城市污水廠典型流程設計(1)確定污水處理規(guī)模，選擇污水處理廠的位置；(2)確定污水處理設計進出水水質及處理程度、處理流程；(3)一級處理構筑物（格柵、沉砂池、初沉池）型式的選擇及設計計算；(4)二級處理構筑物（曝氣池、二沉池等）型式的選擇及設計計算；(5)污泥處理構筑物（濃縮池、消化池、脫水設備）型式的選擇及設計計算；(6)污水處理廠平面布置及高程布置，高程計算，繪制污水處理廠總平面布置圖，污水、污泥處理高程圖。三、設計資料1、城市現(xiàn)狀及發(fā)展規(guī)劃某城市現(xiàn)有人口250000人，是一個以電機制造、鋼鐵、紡織為主的新興工業(yè)城市，位于中南地區(qū)，屬丘陵地帶，河流由南向北穿過城市，有一鐵路跨河而過，全城分東、西兩區(qū)，主要工業(yè)集中在東區(qū)，西區(qū)為商業(yè)區(qū)、生活區(qū)。根據(jù)該城市建設部門提供的設計資料，該城市以后在重工業(yè)、輕工業(yè)多方面都會得到大力發(fā)展，東西區(qū)人口都會大大增加，成為一個綜合性的中型城市。現(xiàn)在東區(qū)各工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)、生活污水由各單位自行處理后排放河流，西區(qū)尚沒有完整的污水處理系統(tǒng)，計劃在三至五年內完成西區(qū)污水截流工程和污水處理廠建設。本設計區(qū)域只考慮西區(qū)。設計人口為150000人，其中：設計污水量標準250升/人·日 （100000人）設計污水量標準300升/人·日 （50000人 ）生活污水中懸浮物濃度350毫克/升，BOD5為280毫克/升，區(qū)域內工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)和生活污水量為2000/日，BOD5為400毫克/升，懸浮物濃度為200毫克/升。污水處理廠自然地面標高為44.5～42.5米。2、自然資料氣溫：歷年最高溫度41℃，最低－8℃，平均19℃；雨量：年最高降雨量1880毫米，最低1123.4毫米，平均1427毫米；風向：常年主風向為南風，頻率37%；夏季主風向為西南風，頻率15%。最大風力：8級，年平均2.7~3.4級；最大風速：24米/秒，平均3.1米/秒。水文及水文地質資料：區(qū)域內河流最高水位：39.00米 最低水位：28.08米 平均水位：31.00河寬：50~800米不等年平均流量為250/秒；最大洪峰時平均流量1290/秒；最枯水日平均流量25/秒，流速0.8米/秒。污水岸邊排放，混合條件很差。年平均水溫19.4℃，夏季平均水溫26℃。年平均總硬度1.609毫克當量/升，年平均pH=7.0。年平均溶解氧8.3毫克/升，夏季溶解氧為5.2毫克/升（晝夜平均）。地下水位：地面以下10米。地質：砂質粘土，第四紀沉積性亞粘土，耐性強度1.2~3.5公斤/厘米2。地震等級：6級以下。電力供應情況：良好。第二部分污水處理程度的確定一、設計期限和建設分期按近期設計人口和城市規(guī)模進行設計,遠期留有余地，計劃在三至五年內完成西區(qū)污水截流工程和污水處理廠建設。二、污水處理廠位置選擇制定城市污水處理系統(tǒng)方案，污水處理廠廠址選擇是重要的環(huán)節(jié)，它與城市總體規(guī)劃、城市排水系統(tǒng)走向、布置、處理后污水出路等都密切相關。結合本污水處理廠特點，考慮管道系統(tǒng)、泵站、污水處理廠各處理單元構筑物，并進行技術、經(jīng)濟比較和最優(yōu)化分析，通過論證決定：1、廠址位于城鎮(zhèn)生活區(qū)集中給水水源的下游320m處和夏季主風向的下風向，與受納水體靠近。2、充分利用地形，選擇有自然坡度的地區(qū)，便于高程布置，以減少土方工程量，并設在地質條件較好的地方，便于施工。3、盡量少占用或不占用良田，有適當?shù)拈e置土地面積，并根據(jù)城市發(fā)展規(guī)劃，考慮遠期發(fā)展可能性，有擴建的余地。三、污水處理程度1、設計流量計算根據(jù)城市現(xiàn)狀及其發(fā)展規(guī)劃，設計人口數(shù)為150000人，設計污水量標準為：250（100000人），300（50000人）。生活污水中SS為350，BOD5為280，區(qū)域內工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)和生活污水量為2000，BOD5為400,SS為200L。因此，計算可得生活污水量為：工業(yè)污水量為：所以，平均日流量為：根據(jù)設計資料，取生活污水的日變化系數(shù)，時變化系數(shù)；工業(yè)廢水的日變化系數(shù)，時變化系數(shù)。據(jù)此可得總變化系數(shù)：生活污水，工業(yè)廢水。從而可求得最大日流量為：最大時流量為：2、去除率計算由設計資料得，對于進水水質有：根據(jù)城市二級污水處理廠要求，處理出水達到國家污水綜合排放一級標準，即要求：，。綜合技術、經(jīng)濟、環(huán)境等方面的因素，取處理后出水的污染物濃度，。從而SS的去除率為:BOD5的去除率為：3、工業(yè)污水設計當量人口計算對于生活污水，其SS和BOD5的設計值分別為～，～；計算時，取SS為，為。因此，工業(yè)區(qū)的SS值折合成人口當量數(shù)為：，工業(yè)區(qū)的BOD5值折合成人口當量數(shù)為：。所以，以SS值為標準得到總設計人口數(shù)為：四、污水處理工藝流程1、污水處理程度考慮到受納水體的自凈能力，按照城市二級污水處理廠處理要求達到一級標準，污水經(jīng)過處理后，各污染物濃度分別為，。之后排放水體，達到保護環(huán)境的目的。2、工程造價與運行費用工程造價和運行費用也是工藝流程選定的重要因素，在處理水水質、水量達到標準的前提下，以原污水水質、水量及其他自然狀況為已知條件，以處理水應達到的水質指標為制約條件，以處理系統(tǒng)的總造價和運行費用為目標函數(shù)，建立三者之間的相互關系，求解最優(yōu)值。這樣，減少占地面積，降低工程造價和運行費用。從而對污水處理廠的經(jīng)濟效益和社會效益產(chǎn)生重要影響。3、當?shù)氐钠渌黜棗l件考慮當?shù)氐匦巍夂?、風向風力、地下水位等因素，確定污水處理系統(tǒng)，選擇水質達標的處理工藝。此外，當?shù)氐脑牧?、電力供應等，也是選定處理工藝的考慮因素之一。綜上所述，污水處理工藝的選定，是一項比較復雜的系統(tǒng)工程，需綜合考慮各項因素，在多方案時進行技術經(jīng)濟比較，并深入調查研究，必要時進行試驗研究工作，最后確定技術上可行、經(jīng)濟上合理的污水處理工藝流程。針對本項目污水處理特點：①污水以有機污染物為主，可生化性較好，重金屬及其他難以生物降解的有毒有害污染物一般不超標；②污水中主要污染物指標BOD5、COD、SS值為典型城市污水值。根據(jù)污水水質水量和污水處理程度，且對脫氮除磷要求不高，故采用城市污水處理典型工藝流程。傳統(tǒng)活性污泥工藝由完整的二級處理系統(tǒng)和污泥處理系統(tǒng)組成：一級處理系統(tǒng)由格柵、沉砂池和初沉池組成，作用是去除污水中的固體污染物質。污水的BOD5值通過一級處理能夠去除30％。二級處理系統(tǒng)是城市污水處理系統(tǒng)的核心，作用是去除城市污水中呈膠體和溶解狀態(tài)有機污染物。通過二級處理，污水的SS值達到20，BOD5值也降至20，達到排放標準。污泥是污水處理過程中的副產(chǎn)物，也是必然產(chǎn)物。從初沉池排除沉淀污泥，從二沉池排出剩余污泥，通過濃縮，一起進入貯泥室，再進行機械脫水處理。其中，污泥應加以妥善處置，避免造成二次污染。城市污水處理典型流程如下圖所示：五、處理構筑物的選擇1、格柵格柵的作用是去除廢水中較大的懸浮物、漂浮物、纖維物質和固體顆粒物質，以保證后續(xù)處理單元和水泵的正常運行，減輕后續(xù)處理單元的負荷，防止阻塞排泥管道。按形狀可分為平面格柵和曲面格柵兩種。按柵條間隙又可分為粗格柵，中格柵，洗格柵。新設計的污水廠一般采用粗、中兩道格柵，甚至粗、中、細三道。按清渣方式可分為人工清渣和機械清渣。人工清渣適用于小型污水廠。機械清渣適用于柵渣大于0.2的大中型污水廠。根據(jù)柵渣大小和污水廠規(guī)模，本設計采用兩組中格柵和機械清渣。2、沉砂池沉砂池的作用是保護機械部件和管道免受磨損，同時便于污泥的處理和利用。其形式有平流沉砂池、曝氣沉砂池、多爾沉砂池、鐘式沉砂池。本污水處理工藝采用鐘式沉砂池。3、沉淀池沉淀池的作用主要是去除依附于污水中可沉淀的固體懸浮物，按在污水處理流程中的位置，分為初次沉淀池和二次沉淀池。初次沉淀池是對污水中以無機物為主體、比重較大的固體懸浮物進行沉淀分離。二次沉淀池是對污水中以微生物為主體、比重較小、因水流作用易發(fā)生上浮的固體懸浮物進行分離。沉淀池按水流方向分為平流式沉淀池、豎流式沉淀池、輻流式沉淀池三種。在本污水處理廠設計中，初沉池選用平流式沉淀池，二沉池選用周進周出的輻流式沉淀池。4、曝氣池曝氣池有傳統(tǒng)活性污泥法、吸附-再生活性污泥法、完全混合活性污泥法、延時曝氣活性污泥法等10多種形式，在本設計中采用傳統(tǒng)活性污泥法（又稱普通活性污泥法），該法對BOD5的處理效果可達90%以上。在運行方式上，可按階段曝氣系統(tǒng)和再生-曝氣系統(tǒng)運行。本工藝采用鼓風曝氣，并選擇其中的網(wǎng)狀微孔空氣擴散器。5、濃縮池濃縮池的作用是降低污泥含水率，減小污泥體積，從而減小消化池容積、減小加溫污泥所需熱量、減少混凝劑投加量及機械脫水設備的數(shù)量。其形式有重力濃縮池、氣浮濃縮池和離心濃縮池等。重力濃縮池是污水處理工藝中常用的一種污泥濃縮方法，按運行方式分為連續(xù)式和間歇式，前者適用于大中型污水廠，后者適用于小型污水廠和工業(yè)企業(yè)的污水處理廠。從適用對象和經(jīng)濟上考慮，本設計采用連續(xù)式重力濃縮池。6、消化池消化池的作用是使污泥中的有機物得到分解，防止污泥發(fā)臭變質，且其產(chǎn)生的沼氣可作為能源，用于發(fā)電等。本設計采用二級中溫消化、圓柱形消化池，其優(yōu)點是減少耗熱量、減少攪拌所需能耗、降低熟污泥含水率。其中，一級消化池為污泥加熱與攪拌，產(chǎn)氣量約占全部產(chǎn)氣量的80%，設有集氣設備，將排出的污泥送入第二級消化池；二級消化池不加熱和攪拌，消化溫度保持在33~36℃，池子設集氣設備并撇除上清液，產(chǎn)氣量占總產(chǎn)氣量的%。7、污泥脫水污泥機械脫水與自然干化相比較，其優(yōu)點是脫水效率較高，效果好，不受氣候影響，占地面積小。常用設備有真空過濾脫水機、加壓過濾脫水機及帶式壓濾機等。本設計采用帶式壓濾機，其特點是：濾帶可以回旋，脫水效率高；噪音??；省能源；附屬設備少，操作管理維修方便，但需正確選用有機高分子混凝劑。第三部分污水處理構筑物的設計計算一、格柵根據(jù)資料，并列設置兩組中格柵，其格柵計算草圖如圖2所示所示。其計算過程為：1、設柵前水深，過柵流速取，柵條間隙取，格柵安裝傾角，則柵條間隙數(shù)n為：取間隙數(shù)為。2、取柵條寬度，則柵槽寬度B為：3、進水渠寬取，漸寬部分展開角，則進水渠道漸寬部分長度為：4、柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度為：5、柵條設置為矩形斷面，此時，取系數(shù)，求得過柵水頭損失為：取柵前超高，則柵前槽高為：，柵槽總高度為：6、柵槽總長度為：7、取，，則每組格柵每日的柵渣量為：∵∴為改善勞動與衛(wèi)生生條件，采用用機械清渣方方式。8、最小流量下的校校核當時，若仍采用2組組格柵，則通通過的流速為為：因滿足渠道流速～要要求，故最小小流量時采用用2組格柵仍滿滿足要求。二、沉砂池本污水處理廠采用用鐘式沉砂池，其計算草圖如圖33所示，型號及及尺寸選擇如下所示：：因，沉砂池采用2座，則每座的流量量，接近于，故選用型型號為550的2座鐘式沉砂池。根據(jù)據(jù)計算草圖，查表得出各部分對對應的尺寸如如下所示：,,,，，，，，，，。三、初次沉淀池初次沉淀池采用平平流式沉淀池池，其設計計計算草圖如圖圖4所示，設計計計算過程如如下所示：1、取表面水力負荷荷，則沉淀區(qū)區(qū)總表面積為為：2、取沉淀時間為，則沉淀區(qū)高度度為：3、沉淀區(qū)有效容積積為：4、取最大設計流量量時的水平流流速，則沉淀區(qū)長度為：，取31m。長度介于30～之之間，符合要要求。5、沉淀區(qū)寬度為：：6、取沉淀池座數(shù)，則則每座池寬度為為：，取6m。介于5～之間，符合要求。7、校核長寬比和長長深比：長寬比為：，符合合要求。長深比為：，即介介于8～12之間，符合合要求。8、取每人每日產(chǎn)生生的污泥量，以SS為標準得到到總的設計人人口數(shù)為，兩兩次排泥時間間間隔，因此每每日產(chǎn)生的污污泥量為：每座沉淀池的污泥泥量：。9、采用圓形污泥斗，其其上口邊長為6m，下口邊長長為0.6m，傾角取，則：污泥斗上口面積為為：污泥斗下口面積為為：污泥斗高度因此，每座平流式式沉淀池的污污泥斗容積為為：故可貯存2的污泥泥量，滿足要要求。10、取沉淀池超高，采用機械刮泥泥，其緩沖層層高度（含刮刮泥板），取取池底縱坡，則則。因此，污泥區(qū)高度度為：從而，沉淀池總高高度為：11、出水堰長度為，其其負荷為：，滿足要求。四、曝氣池1、BOD5處理程度度計算原污水的BOD55值，經(jīng)初沉池池處理后BOD5降低30%，進入曝氣氣池的污水，其BOD5值，污水經(jīng)過處理后，BOD5值，從而可得：。所以BOD5值的去除除率為：2、BOD-污泥負荷荷的確定擬定采用的BODD-污泥負荷率率為，但為穩(wěn)穩(wěn)妥計算，須須加以校核，校校核公式為：：取，，，，則為：計算結果剛好與所所擬定的相同同，故取值是是適宜的。3、混合液污泥濃度度的確定根據(jù)已確定的值，查查圖得到相應應的為100～120，取。取，回流污泥比，則則混合液污泥泥濃度為：，取。4、曝氣池容積的確確定根據(jù)公式，可求得得曝氣池的容容積為：，取。5、曝氣池各部位尺尺寸的確定(1)設2組曝氣氣池，每組容容積為：(2)池深取，則則每組曝氣池池面積為：(3)池寬取，此時時，介于1～2之間，符合合要求。則池長為：。此時長寬比為：，符合要求。(4)設五廊道式式曝氣池，其平面圖如圖圖5所示，則廊道長為：取。(5)取池超高為為0.5m，則池總高度為：在曝氣池面對初次次沉淀池和二次沉沉淀池的一側側，各設橫向向配水渠道，并并在池中部設設縱向中間配配水渠道與橫橫向配水渠道道相連接。在兩側橫向向配水渠道上上設進水口，每每組曝氣池共共有5個進水口。在在面對初沉池池的一側，在在每組曝氣池池的一端，廊廊道Ⅰ進水口處設設回流污泥井井，井內設污污泥空氣提升升器，回流污污泥由污泥泵泵站送入井內內，由此通過過空氣提升器器回流曝氣池池。6、本污水廠設計采采用鼓風曝氣氣系統(tǒng)。曝氣氣系統(tǒng)的計算算與設計如下下所示：(1)查表得：，。又根據(jù)，可得平均時需氧氧量為：最大時需氧量為：：則最大時需氧量與與平均時需氧氧量之比為：：(2)每日去除的BBOD5值為：(3)去除每的需需氧量為：7、供氣量的計算：：采用將更網(wǎng)網(wǎng)狀模型中微微孔空氣擴散散器，輻射與與距池底0.2m處，淹沒水水深4.0m，計算溫度度為。查表得得，水中飽和和溶解氧為：：，。(1)根據(jù)可計算算出空氣擴散散出口處的絕絕對壓力（）為為：(2)取空氣擴散散裝置的氧轉轉移效率為，則則空氣離開曝曝氣地面時，氧氧的百分比為為：(3)條件下，曝氣氣池混合液中中平均氧飽和和度為：(4)取污水水質質修正系數(shù)，，壓力修正正系數(shù)，物質質濃度，則換換算成條件下下的脫氧清水水平均充氧量量為：相應的最大時需氧氧量為：(5)曝氣池平均均供氣量為：：曝氣池最大時供氣氣量為：(6)去除每的供供氣量為：(7)每污水的供供氣量為：(8)本系統(tǒng)的空氣總用用量：除采用鼓風曝氣外外，本系統(tǒng)還還采用空氣在在回流污泥井井提升污泥，空空氣量按回流流污泥量的8倍考慮，污泥回回流比R取值60%。這樣，提升回回流污泥所需需空氣量為：：綜上可得，總需氧氧量為：8、空氣管系統(tǒng)計算算按圖5所示的曝氣池平面面計算草圖，布布置空氣管道道，在相鄰的的兩個廊道隔隔墻上設一根根干管，共5根干管。在在每根干管上上設8對配氣豎管管，共16條配氣干干管。全曝氣氣池共設80條配氣豎管管。每根豎管管的供氣量為為：曝氣池平面面積為為：每個空氣擴散器的的服務面積取取0.49，則則所需空氣擴擴散器的總數(shù)數(shù)為：考慮到空氣擴散器器的安全性，本本設計采用4000個空氣擴散散器，每根豎豎管上安設空空氣擴散器的的數(shù)目為：每個空氣擴散器的的配氣量為：：根據(jù)經(jīng)驗，鼓風曝曝氣的空氣管管各種風壓損損失取計算。9、空壓機的選定空氣擴散裝置安裝裝在距曝氣池池池底0.2m處，因此空空壓機所需壓壓力為：又空壓機供氣量為為：最大時：；平均時：。因此，根據(jù)所需壓壓力機空氣量量，決定選用用型號的風壓壓機7臺。該型空空壓機風壓為為34.3～49.0～68.6，風風量為。正常常條件下，5臺工作，2臺備用；高高負荷條件下下，6臺工作，1臺備用。五、二次沉淀池二次沉淀池采用周周進周出的輻輻流式沉淀池池，座數(shù)。其設計計算算草圖如圖66所示，設計計計算過程如如下：1、二沉池設在活性污污泥法后，其表面負荷取，則沉淀區(qū)面積為：：2、沉淀池半徑為：：取其直徑為：，取取。3、實際沉淀區(qū)面積為為：4、實際表面負荷為：：5、單池設計流量為為：6、校核堰口負荷：：滿足要求。校核固體負荷：滿足要求。7、取沉淀時間，則則澄清區(qū)高度度為：8、由得：從而有：，取。取，污泥區(qū)高度為：：因此，池邊深度為為：，取9、取池底坡度，污泥斗斗直徑，則池池中心與池邊邊落差為：再取超高污泥斗高高度，則沉淀淀池高度為：：10、校核徑深比：，介于6～12之之間，滿足要要求。11、流入槽的設計流流量應加上污污泥回流量，即即其流量為：：設流入槽槽寬，水水深，則流入槽流流速為：12、取導流絮凝區(qū)停留留時間，平均速度梯梯度。在水溫為條件下，，則則配水孔平均均流速為：介于0.3～0.8之之間，滿足要要求。在設有短管情況下下，，故配水水孔水流收縮縮斷面流速為為：。13、布水孔孔徑采用用，每座池流流入槽內的孔孔數(shù)為：孔距為：導流絮凝區(qū)平均流流速為：14、校核平均速度梯度度：介于10～30之間，滿足要要求。六、接觸消毒池本污水處理廠采用用液氯對處理理后的污水進進行消毒。根據(jù)設計規(guī)規(guī)范，其加氯氯量為6～，取。則每天需要要液氯量為：：接觸消毒池采用22組，則接觸消消毒池各部分分尺寸為：1、取接觸消毒時間間，則接觸池池容積為：2、取接觸池有效水水深，則接觸觸池表面積為為：3、取接觸池寬，則則接觸池長為為：七、小結污水經(jīng)過格柵沉砂砂池初沉池曝氣池池二沉池接觸消消毒池等二級處理達達標后，最終終排放水體中中，經(jīng)水體自自凈作用，以以完全分解污污染物質，達達到保護環(huán)境境的目的。第四部分污泥處理構構筑物設計計計算一、污泥濃縮池本污水廠采用連續(xù)續(xù)式重力濃縮縮池，采用矩矩形形式。其其設計計算草草圖如圖7所示，設計計計算過程如如下：1、設計參數(shù)(1)進泥含水率率：對于初次次沉淀池污泥泥，其含水率率一般為95～97%，取97%；對于剩余余污泥，其含含水率一般為為99.2～99.6%，取99.3%。(2)污泥固體負負荷：對于初初次沉淀池污污泥，污泥固固體負荷宜采采用80～120，本設設計取100；對于于剩余污泥，污污泥固體負荷荷宜采用30～60，本設計計取45。(3)濃縮后污泥含含水率：對于于初次沉淀池池，不需要濃濃縮；對于二二次沉淀池，濃濃縮后污泥含含水率為97～98%，取97%。(4)濃縮時間不不宜小于12h，但不要超超過24h，因此取18h。(5)有效水深一一般為4m，取4m計算。(6)定期排泥時時，兩次排泥泥間隔一般可可采用8h，取8h。2、取，，則活性污泥微生生物每日在曝曝氣池內的凈凈增值量為：：所以，有折算成濕污泥量為為：濃縮后污泥量為：：3、污泥濃縮池容積積為：4、污泥濃縮池面積積為：取濃縮池的長為110.0m，則寬為：：，取則濃縮池的實際面面積為：5、校核固體通量值值：介于30～60之間，滿足要要求。6、采用吸泥機排泥泥，其池底坡坡向泥斗的坡坡度取，則其其高度為：7、取超高，則濃縮池池總高度為：：二、消化池初沉池污泥量為，其每日產(chǎn)生生的污泥量為為，含水率為97%；二沉池濃縮后后的污泥量為，含含水率為97%，采用中溫二二級消化。消化池池停留時間為為30d，其中一級消消化池為20d，二級消化池為10d，容積比為一一級:二級=1:2。消化池池控制溫度為為33～36，計算溫度為35，新新鮮污泥年平平均溫度為19.4，日日平均最低溫溫度為15。池外介質為為空氣時，全全年平均氣溫為19，冬冬季室外計算算溫度為-8。池外介質為為土壤時，全全年平均氣溫為19..4，冬季室室外計算溫度為5，一級消消化加溫攪拌拌，二級消化不加溫，不不攪拌。一級級消化、二級消化均為固定定蓋式。1、一級消化池容積計計算因一級消化池消化化時間，則投配率，由此可可得一級消化化池總容積為：采用2座一級消化池，則則每座尺子的的有效容積為為：，取。一級消化池尺寸如如下所示：池子直徑取，集氣氣罩直徑，高高，池底錐底直直徑；錐角均均為15，則有：：，。消化池柱柱體高度，采采用，其中地地上部分，地地下部分。因此，消化池總高高度為：。消化池各部分容積積為：集氣罩容積：上錐體容積：柱體容積：下錐體容積消化池有效容積為為：滿足要求。2、二級消化池容積積計算因二級消化池消化化時間，則投投配率，由此此可得二級消消化池總容積積為：，取。采用1座二級消化化池，與2座一級消化池池串聯(lián)使用。二級消化池的有效效容積，其各各部分尺寸設設計同一級消消化池。校核后也滿足要求求。3、消化池各部分表表面積計算集氣罩表面積為：：池上蓋表面積等于于池底表面積積，即：所以，有池柱體表面積為：：地面以上部分：地面以下部分：（地地下水位10m）4、消化池熱工計算算(1)提高生污泥泥溫度耗熱量量中溫消化溫度，生生污泥年平均均溫度，日平均最低低溫度。每座一級消化池投投配的最大生生污泥量為：：。則全年平均耗熱量量為：最大耗熱量為：(2)消化池池體體耗熱量消化池各部傳熱系系數(shù)采用：。池池壁：地面以以上，地面以以下及池底。池外介質為大氣時時，全年平均均氣溫，冬季季室外計算溫溫度。池外介質為土壤時時，全年平均均氣溫，冬季季室外計算溫溫度。池上蓋部分全年平平均耗熱量為為：最大耗熱量為：池壁：地上部分全全年平均耗熱熱量為：最大耗熱量為：地下部分全年平均均耗熱量為：：最大耗熱量為：池底部分全年平均均耗熱量為：：最大耗熱量為：所以，每座消化池池池體全年平平均耗熱量及及最大耗熱量量為：(3)每座消化池池的總耗熱量量全年平均耗熱量為為：最大耗熱量為：三、污泥的機械脫水1、需要脫水的污泥泥量總體積。中溫消化時，取揮揮發(fā)性有機物物負荷，則新新鮮污泥中揮揮發(fā)性有機物物重量為：2、消化后需要脫水水的污泥質量量流量為：3、取處理能力為，則帶帶式壓濾機帶帶寬為：，取選型號的帶式壓濾機機，其主要參參數(shù)為：濾帶帶有效寬度，速度～；電動機型號號-，功率；控制制器型號-；最大沖洗洗耗水量，沖沖洗水壓力，處理能力～，泥餅含水水率65～75%，外形尺寸寸（長×寬×高）5050××1890××2365mmm，重量4500。其基礎安裝尺寸圖圖如圖9所示，其各各部分尺寸為為：,,,,,,,,,，，，，，，，。三、小結污泥經(jīng)濃縮、消化化后，污泥中中仍可能含有毒有害物質，如如寄生蟲卵、重重金屬離子等，因此污泥也也需要即時處處置，使污水水處理廠能夠正常運運行，確保處處理效果。在本污水廠設計中中，污泥采取取二級厭氧消化，經(jīng)帶式壓壓濾機處置后后外運至其他他廠作為沼氣等提供供能源。第五部分污水處理廠廠總體布置和和處理效果分分析一、平面布置1、本污水處理廠平平面圖按一般般布置原則進進行布置，其其要求如下：：(1)污水處理廠廠址位于城市市河流下游岸岸邊較平直的的320m處；(2)充分利用地地形，按污水水處理流程進進行布置；(3)廠址少占或或不占農田，污污水處理后直直接排放河流流；(4)考慮風向、朝朝向、地下水水位、水電供供應等情況；；(5)污水處理廠內內綠化總面積積達30%以上（不含含遠期建設用用地）；(6)其他諸如化驗驗室、集中控控制室、辦公公室等均集中中設在綜合辦辦公樓內；(7)結合城鎮(zhèn)總體規(guī)劃劃，考慮遠期期發(fā)展的可能能，留有充分分發(fā)展的余地地。2、在各處理流程的的構筑物等進進行設計計算算之后，根據(jù)據(jù)城市污水處處理典型工藝藝流程、單體體構筑物的功功能要求等進進行平面圖布布置。(1)污水區(qū)位置置：按污水處處理流程布置置，各建（構構）筑物之間間布局緊湊，各各管道之間距距離符合要求求；(2)污泥區(qū)的布布置：污泥處處理區(qū)位于廠廠區(qū)后部（東東北角），處處于主導風向向的下風向；；(3)生活區(qū)的布布置：宿舍、食食堂、辦公樓樓等生活區(qū)處處于主導風向向的上風向，衛(wèi)衛(wèi)生條件較好好。二、高程布置污水處理廠污水處處理流程高程程布置的主要要任務是：確確定各處理構構筑物和泵房房的標高，確確定各構筑物物之間連接管管的尺寸及其其標高，通過過計算確定各各部位的水面面標高，從而而能夠使污水水沿處理流程程在處理構筑筑物之間通暢暢的流動，保保證污水處理理廠的正常運運行。污水處理廠自然地地面標高為44.5～42.5，河河流洪水位標標高為39.000，其地面標標高高于河流流洪水位標高高，故污水處處理后可自由由排出，其污污水處理全過過程均按重力力流設計。為為此，需要精精確計算其水水頭損失。水頭損失計算如下下所示：1、污水通過各處理理構筑物之間間的水頭損失失值污水處理流程為：：各構筑物水頭損失取取值如下表所所示：構筑物水頭損失表表構筑物名稱水頭損失（cm）構筑物名稱水頭損失（cm）配水井10～30曝氣池25～50格柵10～25輻流式沉淀池50～60沉砂池10～25接觸消毒池10～20平流式沉淀池20～402、污水流經(jīng)連接前前后兩處理構構筑物管渠（含含配水設備）的的水頭損失，包包括沿程水頭頭損失和局部部水頭損失。3、污水流經(jīng)量水設設備的水頭損損失應考慮以以下事項：(1)選擇一條距距離最長、水頭損失最最大的流程進進行水力計算算。并應適當留留有余地，以以保證在任何何情況下，處處理系統(tǒng)都能能夠運行正常常；(2)計算水頭損損失時，以最最大流量(或泵最大出水水量)作為構筑物物和管渠的設設計流量。(3)注意污水流流程與污泥流流程的配合，盡盡量減少需抽抽升的污泥量量。在決定污污泥干化場、污泥泥濃縮池(濕污泥池)、消化池等等構筑物的高高程時，應注注意其污泥水能自自動排入污水水入流干管或或其他構筑物物的可能。各污水處理構筑物之之間連接管水水力計算表設計管段編號管渠名稱設計流量(L/ss)管渠設計參數(shù)尺寸D(mm)或B××H(m)h/D水深h(m)i(‰)流速v(m/s)長度l(m)沿程損失/m12345678910A-B消毒池出水管87510000.750.751.341.1150.00.067B-C消毒池出水管437.58000.700.561.130.876.40.007C-D消毒池D-E消毒池進水管437.58000.700.561.130.876.30.007E-F二沉池出水管437.58000.700.561.130.8736.00.041F-G二沉池G-H二沉池進水管437.58000.700.561.130.8710.00.011H-I曝氣池出水管437.58000.700.561.130.8734.60.039I-J曝氣池J-K曝氣池進水管437.58000.700.561.130.8731.30.035K-L曝氣池進水管87510000.750.751.341.1122.00.029L-M初沉池出水管656.39000.700.631.331.0317.00.023M-N初沉池出水管437.58000.700.561.130.8717.00.019N-O初沉池出水管218.86000.700.421.230.7517.00.021O-P初沉池P-Q初沉池進水管218.86000.700.421.230.7520.50.025Q-R初沉池進水管437.58000.700.561.130.876.50.007R-S沉砂池出水管437.58000.700.561.130.875.20.006S-T沉砂池T-U沉砂池進水管437.58000.700.561.130.872.80.003U-V格柵V-W格柵進水管437.58000.700.561.130.872.10.002（一）污水處理部部分高程計算算污水流經(jīng)各處理構構筑物的水頭頭損失取經(jīng)驗驗值，因此只只需要計算確確定管渠的沿沿程和局部水水頭損失以及及污水流經(jīng)量量水設備的水水頭損失。其其計算過程如如下：選用管材，確定管管徑。本污水水處理廠選用用鋼管，其污污水最大時流流量為：平均日流量為：根據(jù)最大時流量,,結合流速控控制在～范圍內，查表表確定總干管管管徑為，流速，坡度度。再校核事故時的情情況：事故時時流量按計算，此時在管徑下，流流速，滿足要要求。據(jù)此確定各管道和和處理構筑物物的高程，其其計算過程如如下：設計位置代號水位標高/m排水口A39.000排河口跌水3.778m42.788A-C沿程水頭損損失：局部水頭損失：11個異徑三通管，1個彎頭合計：43.009C-D消毒池損失失取0.12mm43..21D-F沿程水頭損損失：局部水頭損失：11個彎頭，1個配水井（取0.15m）合計：43..45二沉池出水堰跌水水0.10m443.55F-G二沉池損失失取0.52mm44..07G-I沿程水頭損損失：局部水頭損失：11個配水井，取取0.15mm合計：44..27曝氣池出水堰跌水水0.10mm44.337曝氣池集水槽跌水水0.10mm44..47I-J曝氣池損失失取0.3544.882J-O沿程水頭損損失：局部水頭損失：33個彎頭，3個三通管，1個配水井（取取0.15m）彎頭損失三通損失合計：45.177初沉池出水井跌水水0.10mm45..27O-P初沉池損失失取0.25mm455.52P-R沿程水頭損損失：局部水頭損失：11個彎頭，1個三通合計：455.59計量堰損失取0..40m445.63R-T沿程水頭損損失：0.0066m局部水頭頭損失：0m合計：00.006mm455.64沉砂池損失取0..18m445.82T-U沿