污水處理廠工藝畢業(yè)設計及污水處理廠工藝設計(A2O MSBR工藝)

目錄TOC\o"1-2"\h\z\u第一章設計任務及資料 63236\h11.1設計任務 63237\h11.2設計目的及意義 63238\h11.3設計要求 63240\h11.4設計資料 63241\h21.5設計依據 63245\h3第二章設計方案論證 63246\h42.1廠址選擇 63247\h42.2污水廠處理流程的選擇 63248\h42.3設計污水水量 63252\h92.4污水處理程度計算 63252\h9第三章污水的一級處理構筑物設計計算 63254\h123.1格柵 63255\h123.2提升泵站 63261\h173.3沉砂池 63262\h21第四章污水的二級處理設計計算 63267\h274.1厭氧池+DE型氧化溝工藝計算 63268\h274.2輻流式沉淀池 63276\h364.3消毒設施計算 63290\h454.4計量設備 63292\h48第五章污泥處理設計計算 63295\h525.1污泥處理(sludgetreatment)的目的與處理方法 63296\h525.2污泥泵房設計 63299\h525.3污泥濃縮池 63300\h535.4貯泥池 63306\h585.5污泥脫水 63307\h59第六章污水處理廠的布置 63312\h656.1污水處理廠平面布置 63313\h656.2污水處理廠高程布置 68第七章勞動定員 747.1定員原則 747.2污水廠人數定員 74參考文獻 75附錄 76致謝 77第一章設計任務及資料1.1設計任務城市污水處理廠工藝設計。1.2設計目的及意義1.2.1設計目的該市為淮安市，面積10301平方公里，人口300萬，城市發(fā)展方向為以老城為依托，以205國道為軸線，向南發(fā)展。并逐步向經濟技術開發(fā)區(qū)發(fā)展。隨著城市及工業(yè)的發(fā)展，城市污水排放量也在逐年增加，至2021年城北排放未經處理污水排放量已達10萬噸/日左右。大量的工業(yè)廢水和生活污水未經處理直接排入M河，使M河受到嚴重污染，致使河水中生物、植物大部分絕跡，破壞了自然景觀、污染城區(qū)下游地下水源，嚴重制約著該市經濟的發(fā)展。為改善環(huán)境，治理河水污染問題，建設城市污水治理工程勢在必行。1.2.2設計意義做本設計可以使我得到很大的提高，可在不同程度上提高調查研究，查閱文獻，收集資料和正確熟練使用工具書的能力，提高理論分析、制定設計方案的能力以及設計、計算、繪圖的能力；技術經濟分析和組織工作的能力；提高總結，撰寫設計說明書的能力等。1.3設計要求1.3.1污水處理廠設計原則污水廠的設計和其他工程設計一樣，應符合適用的要求，首先必須確保污水廠處理后污水達到排放要求?？紤]現實的經濟和技術條件，以及當地的具體情況（如施工條件）。在可能的基礎上，選擇的處理工藝流程、構（建）筑物形式、主要設備設計標準和數據等。污水處理廠采用的各項設計參數必須可靠。設計時必須充分掌握和認真研究各項自然條件，如水質水量資料、同類工程資料。按照工程的處理要求，全面地分析各種因素，選擇好各項設計數據，在設計中一定要遵守現行的設計規(guī)范，保證必要的安全系數。對新工藝、新技術、新結構和新材料的采用積極慎重的態(tài)度。污水處理廠（站）設計必須符合經濟的要求。污水處理工程方案設計完成后，總體布置、單體設計及藥劑選用等盡可能采用合理措施降低工程造價和運行管理費用，污水廠設計應當力求技術合理。在經濟合理的原則下，必須根據需要，盡可能采用先進的工藝、機械和自控技術，但要確保安全可靠。污水廠設計必須注意近遠期的結合，不宜分期建設的部分，如配水井、泵房及加藥間等，其土建部分應一次建成；在無遠期規(guī)劃的情況下，設計時應為今后發(fā)展留有挖潛和擴建的條件。污水廠設計必須考慮安全運行的條件，如適當設置分流設施、超越管線、甲烷氣的安全儲存等。污水廠的設計在經濟條件允許情況下，場內布局、構（建）筑物外觀、環(huán)境及衛(wèi)生等可以適當注意美觀和綠化。1.3.2污水處理工程運行過程中應遵循的原則在保證污水處理效果同時，正確處理城市、工業(yè)、農業(yè)等各方面的用水關系，合理安排水資源的綜合利用，節(jié)約用地，節(jié)約勞動力，考慮污水處理廠的發(fā)展前景，盡量采用處理效果好的先進工藝，同時合理設計、合理布局，做到技術可行、經濟合理。1.4設計資料1.4.1項目概況淮安市，面積10301平方公里，人口300萬，城市發(fā)展方向為以老城為依托，以205國道為軸線，向南發(fā)展。并逐步向經濟技術開發(fā)區(qū)發(fā)展。隨著城市及工業(yè)的發(fā)展，城市污水排放量也在逐年增加，至2021年城北排放未經處理污水排放量已達10萬噸/日左右。大量的工業(yè)廢水和生活污水未經處理直接排入M河，使M河受到嚴重污染，致使河水中生物、植物大部分絕跡，破壞了自然景觀、污染城區(qū)下游地下水源。為改善環(huán)境，治理河水污染問題，建設城市污水治理工程勢在必行。1.4.2水質情況污水處理廠進水水質指標為：COD390mg/lBOD5180mg/lSS180mg/lNH3-N40mg/l P 6mg/l處理后的出廠污水水質標準為：COD≤100mg/lBOD5≤20mg/lSS≤20mg/lNH3—N≤15mg/lP≤1mg/l處理后的污水排入M河。1.4.3環(huán)境條件狀況該市區(qū)屬溫帶季風型大陸性氣候，春季多風干燥，夏季受北太平洋暖流影響，溫暖而潮濕，秋季溫潤涼爽，冬季受蒙古和西伯利亞高氣壓帶控制，寒冷干燥。年平均降水量約550毫米，年平均氣溫8℃。本地區(qū)氣候主要受季風影響，主導風向夏季為南風、西南風；冬季北風、西北風。地震裂度6度。1.4.4排水系統(tǒng)城市的排水系統(tǒng)采用分流制排水系統(tǒng)，城市污水主干管由西北方向流入污水處理廠廠區(qū)，主干管進入污水處理廠處的管徑為1250mm，管道水面標高為80.0m。1.5設計依據設計依據主要是國家有關法律法規(guī)：1、《中華人民共和國環(huán)境保護法》；2、GB3838－2021《地面水環(huán)境質量標準》；3、GB18918－2021《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》；4、GB50014－2021《室外排水設計規(guī)范》；5、GB50335－2021《污水再生利用工程設計規(guī)范》。第二章設計方案論證城市污水處理廠的設計規(guī)模與進入處理廠的污水水質和水量有關，污水的水質和水量可以通過設計任務書的原始資料計算。2.1廠址選擇在污水處理廠設計中，選定廠址是一個重要的環(huán)節(jié)，處理廠的位置對周圍環(huán)境衛(wèi)生、基建投資及運行管理等都有很大的影響。因此，在廠址的選擇上應進行深入、詳盡的技術比較。廠址選擇的一般原則為：1、在城鎮(zhèn)水體的下游；2、便于處理后出水回用和安全排放；3、便于污泥集中處理和處置；4、在城鎮(zhèn)夏季主導風向的下風向；5、有良好的工程地質條件；6、少拆遷，少占地，根據環(huán)境評價要求，有一定的衛(wèi)生防護距離；7、有擴建的可能；8、廠區(qū)地形不應受洪澇災害影響，防洪標準不應低于城鎮(zhèn)防洪標準，有良好的排水條件；9、有方便的交通、運輸和水電條件。所以，本設計的污水處理廠應建在城區(qū)的東北方向較好，又由于城市污水主干管由西北方向流入污水處理廠廠區(qū)，則污水處理廠建在城區(qū)的西北方向。2.2污水廠處理流程的選擇2.2.1確定處理流程的原則城市污水處理的目的是使之達標排放或污水回用用于使環(huán)境不受污染，處理后出水回用于農田灌溉，城市景觀或工業(yè)生產等，以節(jié)約水資源。《城市污水處理及污染防治技術政策》對污水處理工藝的選擇給出以下幾項關于城鎮(zhèn)污水處理工藝選擇的準則：城市污水處理工藝應根據處理規(guī)模、水質特征、受納水體的環(huán)境功能及當地的實際情況和要求，經全面技術經濟比較后優(yōu)先確定；工藝選擇的主要技術經濟指標包括：處理單位水量投資，削減單位污染物投資，處理單位水量電耗和成本，削減單位污染物電耗和成本，占地面積，運行性能，可靠性，管理維護難易程度，總體環(huán)境效益；應切合實際地確定污水進水水質，優(yōu)先工藝設計參數必須對污水的現狀、水質特征、污染物構成進行詳細調查或測定，做出合理的分析預測；在水質組成復雜或特殊時，進行污水處理工藝的動態(tài)試驗，必要時應開展中試研究；⑤積極地采用高效經濟的新工藝，在國內首次應用的新工藝必須經過中試和生產性試驗，提供可靠性設計參數，然后進行運用。2.2.2污水處理流程的選擇我國城市污水處理相對于國外發(fā)達國家、起步較晚。近200年來，城市污水處理已從原始的自然處理、簡單的一級處理發(fā)展到利用各種先進技術、深度處理污水，并回用。處理工藝也從傳統(tǒng)活性污泥法、氧化溝工藝發(fā)展到A/O、A2/O、AB、SBR（包括CCAS工藝）等多種工藝，以達到不同的出水要求。雖然如此，我國的污水處理還是落后于許多國家。在我們大力引進國外先進技術、設備和經驗的同時，必須結合我國發(fā)展，尤其是當地實際情況，探索適合我國實際的城市污水處理系統(tǒng)。我國城市污水處理技術隨著水污染控制與環(huán)境治理的實踐，在吸取國外技術經驗的同時，結合我國國情的特點，逐步改進提高，初步形成了一些適用的技術路線，主要如下：1、對傳統(tǒng)活性污泥法進行改造或予以取代后的人工生物凈化技術路線；2、以自然生物凈化為主的人工生物凈化與自然生物凈化相結合的技術路線；3、以污水擴散排放為主，處理為輔的技術路線；4、以回用為目的的污水深度處理技術路線。結合該污水處理工程的具體情況分析進行選擇：首先，3和4這兩條技術路線對于自然環(huán)境條件因素要求較高，從而不可取，所以應選擇1和2這兩條路線，尤其以2這種路線應予以推廣。因為隨著環(huán)境的狀況日趨嚴峻，用水的問題越發(fā)突出，從而對雨水的合理使用必將使大家特別重視的課題，所以，下面著重分析以自然生物凈化為主與人工生物凈化相結合的技術路線和對傳統(tǒng)活性污泥法進行改造或予以取代活的人工生物凈化即使路線。人工生物凈化與自然生物凈化相結合的技術路線，對于大規(guī)模污水處理廠來說，主要指氧化塘處理和土地法處理，它們都具有運行費用低，外加能源消耗少和管理簡單的優(yōu)點，在我國一些城市也被因地制宜的采用。氧化塘一般分好氧氧化塘、厭氧氧化塘、兼性氧化塘，它們所需要的停留時間都很長，一般需要幾天到幾十天，占地面積很大，而且對周圍環(huán)境衛(wèi)生的影響較大，需要慎重考慮，所以，在沒有低洼地可利用的情況下，若購置占用大量的良田，平地筑塘是很不經濟的，本工程的情況不宜采用氧化塘處理。土地法處理，就是按照要求對污水達到處理的同時，達到對控制滲流污染的要求，有計劃的將污水排放到大面積的土地上下滲，利用土壤的過濾、吸附、分解以及土壤微生物的代謝能力等物理、化學、生物化學等作用，使污水達到凈化。這種仿有利于污水中水肥資源的利用和土壤微粒結構的改善，但是，這種處理需要廣闊的土地面積，而且要注意對地下水的污染問題。在我國人均土地面積不足的情況下，土地法處理必須與污水灌溉合理的結合，污水灌溉在農業(yè)增產方面取得了顯著的成績，但是，這只是對污水的灌溉利用，和污水的土地利用處理還有一定差距。主要表現在：1、污水灌溉按土地處理污水的要求控制水量、水質，但對有些地下水以及其它水源、水體仍會造成污染；2、由于灌溉季節(jié)性變化和灌溉面積的限制，不能做到終年晝夜對污水的處理；3、沒有經過嚴格水質控制的灌溉，往往會造成對糧食作物，特別是對蔬菜作物的使用質量的影響，這主要來自一些重金屬的污染；所以，污水灌溉作為對適當處理獲得城市污水的有效利用，無疑是非常有價值的，但作為對污水的完善土地處理，從而取代其它的污水處理措施，在本工藝的具體條件下，此方法也許不可行。因為：1、對地下水源有污染危險；2、做不到終年晝夜對污水的處理；3、沒有也不可能修建儲存幾個月污水量的大容量調節(jié)池，非灌溉季節(jié)的排放問題無法解決。綜上所述，以自然生物凈化為主的人工生物凈化與自然生物凈化相結合的路線，本工程不具備采用的條件，當然也就不宜采用。人工凈化就是人為的創(chuàng)造條件，使微生物大量繁殖，提高微生物凈化的效率，主要包括活性污泥法與生物膜法，其中以活性污泥法采用較為普遍，是目前國內外城市污水處理的主體工藝。傳統(tǒng)的活性污泥法有較豐富的實踐經驗和技術資料、運行可靠、處理效果好，但是也存在能活較多和費用高等特點，所以對其流程改革更新后，出現了AB工藝，氧化溝法，SBR間歇活性污泥法，A/O脫氮工藝，A2/O同步脫氮除磷工藝等常用工藝，它們各自具有相對不同的優(yōu)點。結合本工藝的具體情況，本污水廠還要求高效脫氮除磷，常用的方法有AB法，SBR，A2/O法，氧化溝工藝等。2.2.3污水處理流程方案的介紹與比較1、AB法(Adsorption—Biooxidation)

該法由德國Bohuke教授開發(fā)。該工藝對曝氣池按高、低負荷分二級供氧，A級負荷高，曝氣時間短，產生污泥量大，污泥負荷在2.5kgBOD/(kgMLSS·d)以上，池容積負荷在6kgBOD/(m3·d)以上；B級負荷低，污泥齡較長。A級與B級間設中間沉淀池。二級池子F/M(污染物量與微生物量之比)不同，形成不同的微生物群體。AB法盡管有節(jié)能的優(yōu)點，但不適合低濃度水質，A級和B級亦可分期建設。2、SBR法(SequencingBatchReactor)

SBR法早在20世紀初已開發(fā)，由于人工管理繁瑣未予推廣。此法集進水、曝氣、沉淀、出水在一座池子中完成，常由四個或三個池子構成一組，輪流運轉，一池一池地間歇運行，故稱序批式活性污泥法?，F在又開發(fā)出一些連續(xù)進水連續(xù)出水的改良性SBR工藝，如ICEAS法、CASS法、IDEA法等。這種一體化工藝的特點是工藝簡單，由于只有一個反應池，不需二沉池、回流污泥及設備，一般情況下不設調節(jié)池，多數情況下可省去初沉池，故節(jié)省占地和投資，耐沖擊負荷且運行方式靈活，可以從時間上安排曝氣、缺氧和厭氧的不同狀態(tài)，實現除磷脫氮的目的。但因每個池子都需要設曝氣和輸配水系統(tǒng)，采用潷水器及控制系統(tǒng)，間歇排水水頭損失大，池容的利用率不理想，因此，一般來說并不太適用于大規(guī)模的城市污水處理廠。3、A2/O法（Anaerobic－Anoxic－oxic）由于對城市污水處理的出水有去除氮和磷的要求，故國內10年前開發(fā)此厭氧—缺氧—好氧組成的工藝。利用生物處理法脫氮除磷，可獲得優(yōu)質出水，是一種深度二級處理工藝。A/A/O法的可同步除磷脫氮機制由兩部分組成：一是除磷，污水中的磷在厭氧狀態(tài)下(DO<0.3mg/L)，釋放出聚磷菌，在好氧狀況下又將其更多吸收，以剩余污泥的形式排出系統(tǒng)。二是脫氮，缺氧段要控制DO<0.7mg/L，由于兼氧脫氮菌的作用，利用水中BOD作為氫供給體(有機碳源)，將來自好氧池混合液中的硝酸鹽及亞硝酸鹽還原成氮氣逸入大氣，達到脫氮的目的。為有效脫氮除磷，對一般的城市污水，COD/TKN為3.5～7.0(完全脫氮COD/TKN>12.5)，BOD/TKN為1.5～3.5，COD/TP為30～60，BOD/TP為16～40(一般應＞20)。若降低污泥濃度、壓縮污泥齡、控制硝化，以去除磷、BOD5和COD為主，則可用A/O工藝。4、氧化溝工藝本工藝50年代初期發(fā)展形成，因其構造簡單，易于管理，很快得到推廣，且不斷創(chuàng)新，有發(fā)展前景和競爭力，當前可謂熱門工藝。氧化溝具有脫氮的效果且在應用中發(fā)展為多種形式，比較有代表性的有：帕式(Passveer)簡稱單溝式，表面曝氣采用轉刷曝氣，水深一般在2.5～3.5m，轉刷動力效率1.6～1.8kgO2/(kW·h)。奧式(Orbal)簡稱同心圓式，應用上多為橢圓形的三環(huán)道組成，三個環(huán)道用不同的DO(如外環(huán)為0，中環(huán)為1，內環(huán)為2)，有利于脫氮除磷。采用轉碟曝氣，水深一般在4.0～4.5m，動力效率與轉刷接近，現已在山東濰坊、北京黃村和合肥的污水處理廠應用。若能將氧化溝進水設計成多種方式，能有效地抵抗暴雨流量的沖擊，對一些合流制排水系統(tǒng)的城市污水處理尤為適用?？ㄊ?Carrousel)簡稱循環(huán)折流式，采用倒傘形葉輪曝氣，從工藝運行來看，水深一般在3.0m左右，但污泥易于沉積，其原因是供氧與流速有矛盾。

三溝式氧化溝(T型氧化溝)，此種型式由簡單，處理效果不錯，但其采用轉刷曝氣，水深淺，占地面積大，復雜的三池組成，中間作曝氣池，左右兩池兼作沉淀池和曝氣池。T型氧化溝構造控制儀表增加了運行管理的難度。不設厭氧池，不具備除磷功能。交替式氧化溝是SBR工藝與傳統(tǒng)氧化溝工藝組合的結果，目前應用的主要有3種氧化溝，分別為VR型、DE型、T型。交替式氧化溝具有良好的脫氮效果，若在起前面設一厭氧池，則起也具有良好的除磷效果。氧化溝一般不設初沉池，負荷低，耐沖擊，污泥少。建設費用及電耗視采用的溝型而變，如在轉碟和轉刷曝氣形式中，再引進微孔曝氣，加大水深，能有效地提高氧的利用率(提高20%)和動力效率［達2.5～3.0kgO2/(kW·h)］。2.2.4污水處理流程方案的確定經過分析本設計可選擇的工藝流程，有兩種：普通A/A/O法處理工藝。厭氧池+氧化溝處理工藝。兩種工藝經過比較：氧化溝除了具有A/A/O的效果外，還具有如下特點：具有獨特的水力流動特點，有利于活性污泥的生物凝聚作用，而且可以將其工作區(qū)分為富氧區(qū)，缺氧區(qū)，用以進行硝化和反硝化作用，取得脫氮效果；不設初沉池，有機性懸浮物在氧化溝內能達到好氧穩(wěn)定的程度；BOD負荷低，使氧化溝具有對水溫、水質、水量的變動有較強的適應性，污泥產率低，勿需進行硝化處理；脫氮效果還能進一步提高；電耗較小，運行費用低。所以本設計選用厭氧池+氧化溝處理工藝。本設計的工藝流程為：2.3設計污水水量由設計資料知，該市每天的平均污水量為：萬噸/天查GB50014－2021《室外排水設計規(guī)范》知：則取總變化系數從而可計算得：設計秒流量為式中 城市每天的平均污水量，； 總變化系數； 設計秒流量，。2.4污水處理程度計算城市污水排入受納水體后，經過物理的、化學的和生物的作用，使污水中的污染物濃度降低，受污染的受納水體部分地或全部地恢復原狀，這種現象稱為水體自凈或水體凈化，水體所具有的這種能力稱為水體自凈能力。在選擇污水處理程度時，既要充分利用水體的自凈能力，又要防止水體受到污染，避免污水排入水體后污染下游取水口和影響水體中的水生動植物。2.4.1污水的處理程度計算式中 的處理程度，%；C 進水的濃度,； 處理后污水排放的濃度，。則2.4.2污水的處理程度計算式中 的處理程度，%； 進水的濃度，； 處理后污水排放的濃度，。則2.4.3污水的SS處理程度計算式中 SS的處理程度，%； 進水的SS濃度，； 處理后污水排放的SS濃度，。則2.4.4污水的氨氮處理程度計算式中 氨氮的處理程度，%； 進水的氨氮濃度，； 處理后污水排放的氨氮濃度，。則2.4.5污水的磷酸鹽處理程度計算式中 磷酸鹽的處理程度，%； 進水的磷酸鹽濃度，； 處理后污水排放的磷酸鹽濃度，。則第三章污水的一級處理構筑物設計計算3.1格柵格柵是由一組平行的金屬柵條或篩網制成，安裝在污水渠道、泵房集水井的進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)處理構筑物的處理負荷，并使之正常進行。被截留的物質稱為柵渣。設計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、轉筒式格柵、活動格柵等；按照格柵柵條間距分為粗格柵和細格柵（1.5～10mm）；按照格柵除渣方式分為人工除渣格柵和機械除渣格柵，目前，污水處理廠大多都采用機械格柵；按照安裝方式分為單獨設置的格柵和與水泵池合建一處的格柵。3.1.1格柵的設計城市的排水系統(tǒng)采用分流制排水系統(tǒng)，城市污水主干管由西北方向流入污水處理廠廠區(qū)，主干管進水水量為，污水進入污水處理廠處的管徑為1250，管道水面標高為80.0。本設計中采用矩形斷面并設置兩道格柵（中格柵一道和細格柵一道），采用機械清渣。其中，中格柵設在污水泵站前，細格柵設在污水泵站后。中細兩道格柵都設置三組即N=3組，每組的設計流量為0.502。3.1.2設計參數1、格柵柵條間隙寬度，應符合下列要求：粗格柵：機械清除時宜為16～25mm；人工清除時宜為25～40mm。特殊情況下，最大間隙可為100mm。細格柵：宜為1.5～10mm。水泵前，應根據水泵要求確定。2、污水過柵流速宜采用0.6～1.Om／s。除轉鼓式格柵除污機外，機械清除格柵的安裝角度宜為60～90°。人工清除格柵的安裝角度宜為30°～60°。3、當格柵間隙為16～25mm時，柵渣量取0.10～0.05污水；當格柵間隙為30～50mm時，柵渣量取0.03～0.01污水。4、格柵除污機，底部前端距井壁尺寸，鋼絲繩牽引除污機或移動懸吊葫蘆抓斗式除污機應大于1.5m；鏈動刮板除污機或回轉式固液分離機應大于1.Om。5、格柵上部必須設置工作平臺，其高度應高出格柵前最高設計水位0.5m，工作平臺上應有安全和沖洗設施。6、格柵工作平臺兩側邊道寬度宜采用0.7～1.Om。工作平臺正面過道寬度，采用機械清除時不應小于1.5m，采用人工清除時不應小于1.2m。7、粗格柵柵渣宜采用帶式輸送機輸送；細格柵柵渣宜采用螺旋輸送機輸送。8、格柵除污機、輸送機和壓榨脫水機的進出料口宜采用密封形式，根據周圍環(huán)境情況，可設置除臭處理裝置。9、格柵間應設置通風設施和有毒有害氣體的檢測與報警裝置。10、沉砂池的超高不應小于0.3m。3.1.3中格柵設計計算1、進水渠道寬度計算根據最優(yōu)水力斷面公式計算設計中取污水過柵流速=0.8則柵前水深：2、格柵的間隙數式中格柵柵條間隙數，個；設計流量，；格柵傾角，o；設計的格柵組數，組；格柵柵條間隙數，。設計中取=0.02個3、格柵柵槽寬度式中格柵柵槽寬度，； 每根格柵條寬度，。設計中取=0.015進水渠道漸寬部分的長度計算式中 進水渠道漸寬部分長度，； 漸寬處角度，o。設計中取=進水渠道漸窄部分的長度計算通過格柵的水頭損失式中 水頭損失，； 格柵條的阻力系數，查表知=2.42； 格柵受污物堵塞時的水頭損失增大系數，一般取=3。則7、柵后槽總高度設柵前渠道超高則柵后槽總高度：8、柵槽總長度中格柵示意圖如圖3—1圖3—1中格柵示意草圖9、每日柵渣量式中 每日柵渣量，； 每日每1000污水的柵渣量，污水。設計中取=0.05污水應采用機械除渣及皮帶輸送機或無軸輸送機輸送柵渣，采用機械柵渣打包機將柵渣打包，汽車運走。10、進水與出水渠道城市污水通過的管道送入進水渠道，然后，就由提升泵將污水提升至細格柵。3.1.4細格柵設計計算設計中取格柵柵條間隙數=0.01，格柵柵前水深=0.9，污水過柵流速=1.0，每根格柵條寬度=0.01，進水渠道寬度=0.8，柵前渠道超高，每日每1000污水的柵渣量=0.04則格柵的間隙數：個格柵柵槽寬度：進水渠道漸寬部分的長度：進水渠道漸窄部分的長度計算：通過格柵的水頭損失：柵后槽總高度：柵槽總長度：每日柵渣量：應采用機械除渣及皮帶輸送機或無軸輸送機輸送柵渣，采用機械柵渣打包機將柵渣打包，汽車運走。細格柵示意圖見圖3—2圖3—2細格柵示意圖3.2提升泵站污水總泵站接納來自整個城市排水管網來的所有污水，其任務是將這些污水抽送到污水處理廠，以利于處理廠各構筑物的設置。因采用城市污水與雨水分流制，故本設計僅對城市污水排水系統(tǒng)的泵站進行設計。排水泵站的基本組成包括：機器間、集水池、格柵和輔助間。3.2.1泵站設計的原則1、污水泵站集水池的容積，不應小于最大一臺水泵5min的出水量；如水泵機組為自動控制時，每小時開動水泵不得超過6次。2、集水池池底應設集水坑，傾向坑的坡度不宜小于10%。3、水泵吸水管設計流速宜為0.7～1.5m/s。出水管流速宜為0.8～2.5m/s。其他規(guī)定見GB50014—2021《室外排水規(guī)范》。3.2.2泵房形式及工藝布置本設計采用地下濕式矩形合建式泵房，設計流量選用最高日最高時流量。1、泵房形式為運行方便，采用自灌式泵房。自灌式水泵多用于常年運轉的污水泵站，它的優(yōu)點是：啟動及時可靠，管理方便。該泵站流量小于2m3/s，且鑒于其設計和施工均有一定經驗可供利用，故選用矩形泵房。由于自灌式啟動，故采用集水池與機器間合建，前后設置。大開槽施工。2、工藝布置本設計采用來水為一根污水干管，無滯留、渦流等不利現象，故不設進水井，來水管直接經進水閘門、格柵流入集水池，經機器間的泵提升污水進入出水井，然后依靠重力自流輸送至各處理構筑物。3.2.3泵房設計計算1、設計參數設計流量為，集水池最高水位為79.93m，出水管提升至細格柵，出水管長度為5m，細格柵水面標高為85.001m。泵站設在處理廠內，泵站的地面高程為81.50m。2、泵房的設計計算（1）集水池的設計計算設計中選用5臺污水泵（4用1備），則每臺污水泵的設計流量為：，按一臺泵最大流量時5min的出水量設計，則集水池的容積為：取集水池的有效水深為集水池的面積為：集水池保護水深0.71m，實際水深為2.0+0.71=2.71m。（2）水泵總揚程估算1）集水池最低工作水位與所需提升最高水位之間的高差為：85.001-（79.93-2）=7.071m2）出水管管線水頭損失每一臺泵單用一根出水管，其流量為，選用的管徑為的鑄鐵管，查《給水排水設計手冊》第一冊常用資料得流速（介于0.8~2.5之間），。出水管出水進入一進水渠，然后再均勻流入細格柵。設局部損失為沿程損失的30%，則總水頭損失為：泵站內的管線水頭損失假設為1.5m，考慮自由水頭為1.0，則水泵總揚程為：（3）選泵本設計單泵流量為，揚程。查《給水排水設計手冊》第11冊常用設備，選用300TLW-540IB型的立式污水泵。該泵的規(guī)格性能見表3-1。表3-1300TLW-540IB型的立式污水泵的規(guī)格性能流量Q揚程H轉度n電動機功率N效率污物通過能力氣蝕余量r重量固體纖維1414392.816.69701107725015008.031503、泵站總揚程的校核水泵的平面布置形式可直接影響機器間的面積大小，同時，也關系到養(yǎng)護管理的方便與否。機組間距以不妨礙操作和維修的需要為原則。機組的布置應保持運行安全、裝卸、維修和管理方便，管道總長度最短，接頭配件最少，水頭損失最小，并應考慮泵站有擴建的余地。（1）吸水管路的水頭損失每根吸水管的流量為，選用的管徑為，流速為，，坡度為。吸水管路的直管部分的長度為1.0m，設有喇叭口（），的彎頭1個（0.67），的閘閥1個（0.06），漸縮管1個（0.20）。①喇叭口喇叭口一般取吸水管的1.3~1.5倍，設計中取1.3則喇叭口直徑為：，取800②閘閥，mm。③漸縮管選用mm其中，得。④直管部分為1.0m，管道總長為：m‰則沿程損失為：局部損失為：吸水管路水頭損失為：（2）出水管路水頭損失出水管直管部分長為5m，設有漸擴管1個（0.20），閘閥1個（0.06），單向止回閥（1.7，）。沿程水頭損失：局部水頭損失：總出水水頭損失：（3）水泵總揚程水泵總揚程用下式計算：式中——吸水管水頭損失，m；——出水管水頭損失，m；——集水池最低工作水位與所提升最高水位之差，m；——自由水頭，一般取=1.0m。故選用5臺300TLW-540IB型的立式污水泵是合適的。3.3沉砂池沉砂池是借助污水中的顆粒與水的比重不同，使大顆粒的砂粒、石子、煤渣等無機顆粒沉降，以去除相對密度較大的無機顆粒。常用的沉砂池有平流沉砂池、曝氣沉砂池、豎流式沉砂池、渦流式沉砂池和多爾沉砂池。這幾種沉砂池各有其優(yōu)點，但是在實際工程中一般多采用曝氣沉砂池。本設計中采用曝氣(aeration)沉砂池，其優(yōu)點是：通過調節(jié)曝氣量可控制污水旋轉流速，使之作旋流運動，產生離心力，去除泥砂，排除的泥砂較為清潔，處理起來比較方便；且它受流量變化影響小，除砂率穩(wěn)定。同時，對污水也起到預曝氣作用。3.3.1曝氣沉砂池本設計中選擇三組曝氣沉砂池，N=3組。每組沉砂池的設計流量為0.502。3.3.2設計參數1、水平流速宜為0.1m／s。2、最高時流量的停留時間應大于2min。3、有效水深宜為2.0～3.Om，寬深比宜為1～1.5。4、處理每立方米污水的曝氣量宜為0.1～0.2m3空氣。5、進水方向應與池中旋流方向一致，出水方向應與進水方向垂直，并宜設置擋板。6、污水的沉砂量，可按每立方米污水0.03L計算；合流制污水的沉砂量應根據實際情況確定。7、砂斗容積不應大于2d的沉砂量，采用重力排砂時，砂斗斗壁與水平面的傾角不應小于55°。8、池底坡度一般取為0.1～0.5。9、沉砂池除砂宜采用機械方法，并經砂水分離后貯存或外運。采用人工排砂時，排砂管直徑不應小于200mm。排砂管應考慮防堵塞措施。3.3.3曝氣沉砂池的設計計算1、沉砂池有效容積式中 沉砂池有效容積，； 停留時間，。本設計中取=32、水流斷面面積式中 水流斷面面積，； 水平流速，。設計中取=0.13、池總寬度式中 沉砂池寬度，； 沉砂池有效水深，。設計中取=2在1.0~1.5之間。4、池長5、每小時所需的空氣量式中 每小時所需的空氣量，； 1的污水所需要的空氣量，。設計中=0.2污水6、沉砂室所需容積式中 城市污水沉砂量，設計中取=30污水 清除沉砂的間隔時間，設計中取=2。從而可計算得每個沉砂斗的容積為：7、沉砂斗幾何尺寸計算設計中取沉砂斗底寬為0.5，沉砂斗壁與水平面的傾角為，沉砂斗高度則沉砂斗的上口寬度為：沉砂斗的有效容積：8、池子總高設池底坡度為0.4，破向沉砂斗，池子超高則池底斜坡部分的高度：池子總高：9、驗算流速當有一格池子出故障，僅有兩格池子工作時：當有兩格池子出故障，僅有一格池子工作時：10、進水渠道格柵的出水通過的管道送入沉砂池的進水渠道，然后進入沉砂池，進水渠道的水流流速式中 進水渠道水流流速，； 進水渠道寬度，； 進水渠道水深，。設計中取=1.2，=0.8。水流經過進水渠道再分別由進水口進入沉砂池，進水口尺寸900×900，流速校核：進水口水頭損失代入數值得：進水口采用方形閘板，SFZ型明桿或鑲鋼鑄鐵方形閘門SFZ—900，沉砂斗采用H46Z—2.5旋啟式底閥，公稱直徑200mm。11、出水堰計算出水采用沉砂池末端薄壁出水堰跌落出水，出水堰可保證沉砂池內水位標高恒定，堰上水頭為式中 堰上水頭，； 流量系數，一般取0.4~0.5，設計中取=0.4； 堰寬，，等于沉砂池的寬度。出水堰后自由跌落高度0.12，出水流入出水槽，出水槽寬度1.0，出水槽水深0.6，水流流速。采用出水管道在出水槽中部與出水槽連接，出水槽用鋼混管，管徑，管內流速，水利坡度‰，水流經出水槽流入集配水井。12、排砂裝置采用吸砂泵排砂，吸砂泵設置在沉砂斗內，借助空氣提升將沉砂排出沉砂池，吸砂泵管徑200。曝氣沉砂池示意圖見下圖3-3圖3-3曝氣沉砂池剖面圖示意圖1—壓縮空氣管2—空氣擴散管3—集砂槽3.3.4曝氣沉砂池曝氣計算1、空氣干管設計干管中空氣流速一般為10～15m/s,取空氣流速12m/s,則2、支管設計干管上設10根配氣管，則每根豎管上的供氣量為：根沉砂池總平面面積為：L×B=，取選用YBM-2型號的膜式擴散器，每個擴散器的服務面積為1.5m2，直徑為500mm，則需空氣擴散器總數為：個。則每根配氣管有1個空氣擴散器，每個擴散器的配氣量為：。第四章污水的二級處理設計計算污水經過一級處理后會處理掉一部分的懸浮物（）和，處理程度按表4-1取值，而氮磷按不變計算表4-1處理廠的處理效果處理級別處理方法主要工藝處理效果一級沉淀法沉淀（自然沉淀）二級生物膜法初次沉淀、生物膜反應、二次沉淀活性污泥法初次沉淀、活性污泥反應、二次沉淀設計中取處理效果為：=，=則進入曝氣池中污水的濃度：進入曝氣池中污水的濃度：4.1厭氧池+DE型氧化溝工藝計算氧化溝是活性污泥法的改良和發(fā)展，曝氣池呈封閉渠道形，污水和活性污泥在循環(huán)水流的作用下混合接觸，完成有機物的凈化過程，又稱循環(huán)曝氣池。氧化溝在流態(tài)上介于推流式和完全混合式之間，局部流態(tài)為推流式，整體為完全混合狀態(tài)，同時具有這兩種混合方式的某些特點。在氧化溝中，污水和活性污泥的混合液在外加動力的作用下，不停的循環(huán)流動，有機物在微生物的作用下得到降解。該工藝對水溫、水質和水量的變化有較強的適應性，污泥齡長、剩余污泥少、而且具有脫氮的功能。氧化溝有多種不同的類型，如Carrousel式、Orbal式、一體化氧化溝、交替式氧化溝等。若在氧化溝前加一厭氧池，也具有良好的除磷效果。本設計中選用厭氧池+DE型氧化溝工藝。取三組厭氧池+DE型氧化溝，則每組的設計流量為0.502。4.1.1設計參數1、厭氧池的水力停留時間為；2、氧化溝的處理能力取決于污水溫度和溝內活性生物固體（MLVSS）的濃度。工藝設計通常是依據進水中污染物負荷、污泥齡、污泥負荷F/M和污水溫度等。設計污泥齡、F/M和水溫者之間有一定的函數關系：表4-2污泥齡、F/M和水溫者之間有一定的函數關系溫度（）5101520污泥齡（）2012840.00DE型氧化溝設計，相應的污泥齡為，而濃度通常設計為，其取值是依據污泥的沉淀性能和污泥在溝中的貯存量。3、延時曝氣氧化溝的主要設計參數，宜根據試驗資料確定，無試驗資料時可按下表4-3的規(guī)定取值。表4-3延時曝氣氧化溝的主要設計參數項目單位參數值污泥濃度污泥負荷容積負荷污泥齡污泥產率需氧量水力停留時間污泥回流比總處理效率4、進水和回流污泥點宜設在缺氧區(qū)首端，出水點宜設在充氧器后的好氧區(qū)。氧化溝的超高與選用的曝氣設備類型有關，當采用轉刷、轉碟時，宜為0.5m；當采用豎軸表曝機時，宜為0.6～0.8m，其設備平臺宜高出設計水面0.8～1.2m。5、氧化溝的有效水深與曝氣、混合和推流設備的性能有關，宜采用3.5～4.5m。6、根據氧化溝渠寬度，彎道處可設置一道或多道導流墻；氧化溝的隔流墻和導流墻宜高出設計水位0.2～0.3m。7、氧化溝內的平均流速宜大于0.25，混合液在渠內流4.1.2厭氧池計算1、厭氧池容積式中 厭氧池容積，； 厭氧池水力停留時間。設計中取=0.75=45min2、厭氧池尺寸計算厭氧池面積：設計中取厭氧池有效水深為厭氧池尺寸為：長寬=22.620厭氧池實際面積為：設計中取厭氧池的超高為0.3則池總高為3、污泥回流量計算：設計中取污泥回流比為則4、攪拌機的選擇查《給水排水設計手冊》第11冊常用設備知選用BQT075型低速潛水推流器。4.1.3DE型氧化溝計算1、內源呼吸系數式中 內源呼吸系數，； 時，內源呼吸系數，，一般取0.04~0.075； 溫度系數，一般取1.02~1.06。設計中取=0.06，=1.04當時2、出水計算設計中取的去除率為，氨氮的去除率為，磷的去除率為則去除的的濃度為：去除的氨氮的濃度為：去除的磷的濃度為：3、污泥齡計算設計中取，取34天好氧區(qū)有效容積5、缺氧區(qū)有效容積反消化區(qū)脫氮量：缺氧區(qū)有效容積：式中——反消化速率，設計中取=。。6、氧化溝總有效容積式中——具有活性作用的污泥占總污泥量的比例，一般采用0.55左右。設計中取=0.587、氧化溝平面尺寸設計中取氧化溝的有效水深為氧化溝的面積為：有可解得。4.1.4設計參數的較核1、水力停留時間較核大于16，符合要求。2、—污泥負荷率介于0.03～0.08之間，符合要求。4.1.5進出水系統(tǒng)計算1、厭氧池+DE型氧化溝的進水設計沉砂池的出水通過3根的管道進入集配水井，然后，用3條管道送入每組的厭氧池+DE型氧化溝，送水的管徑為，管內的流速為?；亓魑勰嘁餐搅魅?。2、氧化溝的出水設計氧化溝的出水采用矩形堰跌落出水，則堰上水頭式中 堰上水頭，； 每組氧化溝的出水量，指污水的最大流量與回流污泥量之和，； 流量系數，一般取0.4～0.5； 堰寬，。設計中取=0.4=5.0出水總管管徑采用3根管道把水送入配水井，管內的污水流速為?；亓魑勰喙芄軓綖?，管內的污泥流速為。厭氧池+DE型氧化溝示意圖如圖4-1圖4-1厭氧池+DE型氧化溝平面圖草圖4.1.6剩余污泥量計算濕污泥量：設污泥含水率為4.1.7需氧量計算設生物污泥中大約有的氮，用于細胞的合成，則每天用于合成的總氮為：即中有用于合成細胞。按最不利情況，設出水中量和量各為，則需要氧化的量為：需要還原的量為：需氧量（同時去除和脫氮）計算：設計中取=0.23則平均需氧量為：最大需氧量為：最大需氧量與平均需氧量之比為：。4.1.8供氣量1、供氣量計算采用鼓風曝氣，微孔曝氣器。曝氣器敷設于池底0.2m處，淹沒深度為，氧轉移效率，計算溫度為?？諝鈹U散器出口處的絕對壓力計算：空氣離開好氧反應池池面時，氧的百分數為：好氧反應池中平均溶解氧飽和度計算（按最不利的溫度考慮）：式中 標準大氣壓下，時清水中的飽和溶解氧濃度，查表得。標準需氧量（換算為時的脫氧清水的充氧量）：式中標準大氣壓下，時清水中的飽和溶解氧濃度，查表得；標準大氣壓下，時清水中的飽和溶解氧濃度，；曝氣池內溶解氧濃度，；污水傳氧速率與清水傳速率之比，一般采用0.5～0.95；污水中飽和溶解氧與清水中飽和溶解氧濃度值比，一般采用0.90～0.97 壓力修正系數。設計中取=0.9，=0.95，=2，=1.0最大標準需氧量：最大標準需氧量與標準需氧量之比：好氧反應池供氣量計算：平均時供氣量為：最大時供氣量為：2、曝氣機數量計算（以單組反應池計算）設計中計算兩種曝氣機，分別為：鼓風微孔曝氣器和垂直軸表面曝氣機第一種：鼓風微孔曝氣器計算按供氧能力計算所需要的曝氣機數量，計算公式為：式中——曝氣器標準狀態(tài)下，與好氧反應池工作條件接近時的供氧能力。設計中采用鼓風曝氣，微孔曝氣器，參照《給水排水設計手冊》常用設備知：每個曝氣頭通氣量按時，服務面積為，曝氣器氧利用率為，充氧能力為則個以微孔曝氣器服務面積進行較核：在之間，符合要求。第二種：垂直軸表面曝氣機——曝氣轉碟采用垂直軸表面曝氣機，每組氧化溝設4臺，共12臺。曝氣機的動力效率為，則單臺曝氣機的功率為76。4.1.9鼓風微孔曝氣器空氣管路計算按照圖4-1所示的平面圖布置空氣管道，供風干管采用環(huán)狀布置。每根干管的供氣量為；流速為：。管徑：，取干管管徑為。4.2輻流式沉淀池輻流式沉淀池一般采用對稱布置，有圓形和正方形。主要由進水管、出水管、沉淀區(qū)、污泥區(qū)及排泥裝置組成。按進出水的形式可分為中心進水周邊出水、周邊進水中心出水和周邊進水周邊出水三種類型，其中，中心進水周邊出水輻流式沉淀池應用最廣。周邊進水可以降低進水時的流速，避免進水沖擊池底沉泥，提高池的容積利用系數。這類沉淀池多用于二次沉淀池。本設計中采用機械吸泥的向心式圓形輻流沉淀池，進水采用中心進水周邊出水。4.2.1設計原則設計參數沉淀池的設計數據宜按下表的規(guī)定取值4-4沉淀池的設計數據沉淀池類型沉淀時間表面水力負荷每人每日污泥量污泥含水率固體負荷初次沉淀池—二次沉淀池生膜法后活性污泥法后2、沉淀池的超高不應小于0.3m。3、沉淀池的有效水深宜采用2.0～4.Om。4、當采用污泥斗排泥時，每個污泥斗均應設單獨的閘閥和排泥管。污泥斗的斜壁與水平面的傾角，方斗宜為60°，圓斗宜為55°。5、活性污泥法處理后的二次沉淀池污泥區(qū)容積，宜按不大于2h的污泥量計算，并應有連續(xù)排泥措施；生物膜法處理后的二次沉淀池污泥區(qū)容積，宜按4h的污泥量計算。6、排泥管的直徑不應小于200mm。7、當采用靜水壓力排泥時，二次沉淀池的靜水頭，生物膜法處理后不應小于1.2m，活性污泥法處理池后不應小于0.9m。8、二次沉淀池的出水堰最大負荷不宜大于1.7L／(s·m)。9、沉淀池應設置浮渣的撇除、輸送和處置設施。10、水池直徑(或正方形的一邊)與有效水深之比宜為6～12，水池直徑不宜大于50m。11、宜采用機械排泥，排泥機械旋轉速度宜為1～3r／h，刮泥板的外緣線速度不宜大于3m／min。當水池直徑(或正方形的一邊)較小時也可采用多斗排泥。12、緩沖層高度，非機械排泥時宜為0.5m；機械排泥時，應根據刮泥板高度確定，且緩沖層上緣宜高出刮泥板0.3m。13、坡向泥斗的底坡不宜小于0.05。4.2.2設計計算設計中選擇四組輻流沉淀池，，每組設計流量為0.376。1、沉淀池表面積式中——污水最大時流量，；——表面負荷，??；——沉淀池個數，取4組。池子直徑：取34。2、實際水面面積實際負荷，符合要求。3、沉淀池有效水深式中——沉淀時間，取。徑深比為：在6至12之間。4、污泥部分所需容積則采用間歇排泥，設計中取兩次排泥的時間間隔為5、污泥斗計算式中——污泥斗上部半徑，；——污泥斗下部半徑，；——傾角，一般為。設計中取=，=。污泥斗體積計算：6、污泥斗以上圓錐體部分污泥容積設計中采用機械刮吸泥機連續(xù)排泥，池底坡度為0.05污泥斗以上圓錐體部分體積：則還需要的圓柱部分的體積：高度為：7、沉淀池總高度設計中取超高，緩沖層高度輻流沉淀池示意圖見圖4-2圖4-2二沉池高度示意圖8、排泥裝置二沉池連續(xù)刮泥吸泥。本設計采用周邊傳動的刮泥機將泥刮至污泥斗。在二沉池的絎架上設有‰的污泥流動槽，經漸縮后流出二沉池，采用漸縮是為保證中心管內污泥流速不宜過大，以利于氣水分離。因為池徑大于20m,采用周邊傳動的刮泥機，其傳動裝置在絎架的緣外，刮泥機旋轉速度一般為1～3rad/h。外圍刮泥板的線速度不超過3m/min，一般采用1.5m/min，則刮泥機為1.5rad/min。①吸泥管流量二沉池排出的污泥流量按80%的回流比計，則其回流量為：本設計中擬用6個吸泥管，每個吸泥管流量為：規(guī)范規(guī)定，吸泥管管徑一般在150～600mm之間，擬選用，，。②水力損失計算以最遠一根虹吸管為最不利點考慮，這條管路長4m，，，局部水頭損失為沿程水頭損失為中心排泥管故中心管選擇DN500，，1000泥槽內損失m泥由槽底跌落至泥面（中心筒內）m，槽內泥高m。則吸泥管路上總水頭損失為③吸泥管布置6根吸泥管延遲經均勻布置。9、二沉池進水部分計算二沉池進水部分采用中心進水，中心管采用鑄鐵管，出水端用漸擴管。為了配水均勻，巖套管周圍設一系列潛孔，并在套管外設穩(wěn)流罩。（1）進水管計算當回流比時，單池進水管設計流量為進水管管徑取為則流速：當為非滿流時，查《給水排水設計手冊》常用資料知：流速為。（2）進水豎井計算進水豎孔直徑為進水豎井采用多孔配水，配水口尺寸為，共設8個沿井壁均勻分布；流速為：，符合要求孔距為：設管壁厚為0.15m，則穩(wěn)流罩計算穩(wěn)流筒過流面積式中——穩(wěn)流筒筒中流速，一般采用。設計中取穩(wěn)流筒直徑（4）集配水井的設計計算①配水井中心管直徑式中——配水井中心直徑，；——中心管內污水流速，一般采用；設計中取設計中取配水井直徑：式中——配水井直徑，；——配水井內污水流速，一般采用。設計中?、诩睆绞街小睆?，；——集水井內污水流速，一般采用。設計中取10、二沉池出水部分設計①集水槽的設計本設計考慮集水槽為矩形斷面，取底寬0.8m，集水槽距外緣距池邊0.5m，集水槽壁厚采用0.15m，則集水槽寬度為：m。設計中采用，其中——安全系數，取1.5，得集水槽內水流速度為：符合要求。采用雙側集水環(huán)形集水槽計算，槽內終點水深為槽內起點水深為式中——槽內臨界水深，；——系數，一般采用1.0。校核如下：因此，設計取槽內水深為0.7m，取超高0.3m，則集水槽總高為m。集水槽水力計算濕周：水力半徑：水流坡度：則沿程水頭損失為：局部按沿程水頭損失的30%計，則集水槽內水頭損失為：②出水堰的計算二沉池是污水處理系統(tǒng)中的主要構筑物，污水在二沉池中得到凈化后，出水的水質指標大多已定，故二沉池的設計相當重要。本設計考慮到薄壁堰不能滿足堰上負荷，故采用三角堰出水。如圖5-3所示。圖5-3三角堰示意圖 式中——三角堰單堰流量，；——進水流量，；——集水堰總長度，；——集水堰外側堰長，；——集水堰內側堰長，；——三角堰數量，個；——三角堰單寬，；——堰上水頭，；——堰上負荷，。設計中取取1264個介于之間，符合要求?？紤]自由跌水水頭損失0.15m，則出水堰總水頭損失為：出水槽的接管與消毒接觸池的進水渠道相連，出水管管徑為，流速為：當為非滿流時，查《給水排水設計手冊》常用資料知：流速為。出水直接流入消毒接觸池的進水渠道；集配水井內設有超越閘門，以便超越。4.3消毒設施計算污水經過以上構筑物處理后，雖然水質得到了改善，細菌數量也大幅度的減少，但是細菌的絕對值還十分可觀，并有存在病原菌的可能。因此，污水再排入水體前，應進行消毒處理。4.3.1消毒劑的選擇目前，用消毒劑消毒能產生有害物質，影響人們的身體健康已廣為人知，氯化是當今消毒采用的普遍方法。氯與水中有機物作用，同時有氧化和取代作用，前者促使去除有機物或稱降解有機物，而后者則是氯與有機物結合，氯取代后形成的鹵化物是有致突變或致癌活性的。所以，目前污水消毒一是要控制恰當的投劑量，二是采用其他消毒劑代替液氯或游離氯，以減少有害物的生成。消毒設備應按連續(xù)工作設置。消毒設備的工作時間、消毒劑代替液氯或游離氯，以減少有害物的生成。消毒設備應按連續(xù)工作設置，消毒設備的工作時間、消毒劑投加量，可根據所排放水體的衛(wèi)生要求及季節(jié)條件掌握。一般在水源的上游、旅游日、夏季應嚴格連續(xù)消毒，其他情況時可視排出水質及環(huán)境要求，經有關單位同意，采用間斷消毒或酌減消毒劑投量。目前常用的污水消毒劑是液氯，其次是漂白粉、臭氧、次氯酸鈉、氯片、氯氨、二氧化氯和紫外線等。其中液氯效果可靠、投配設備簡單、投量準確、價格便宜。其他消毒劑如漂白粉投量不準確，溶解調制不便。臭氧投資大，成本高，設備管理復雜。其他幾種消毒劑也有很明顯的缺點，他們的比較見下表4-5。所以目前液氯仍然是消毒劑首選。本設計中選用液氯作為消毒劑。表4-5各種消毒方法比較消毒劑優(yōu)點缺點適用條件液氯效果可靠、投配簡單、投量準確，價格便宜氯化形成的余氯及某些含氯化合物低濃度時對水生物有毒害，當污水含工業(yè)污水比例大時，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備簡單，價格便宜同液氯缺點外，沿尚有投量不準確，溶解調制不便，勞動強度大適用于出水水質較好，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物，色，味，等，污水中PH，溫度對消毒效果影響小，不產生難處理的或生物積累性殘余物投資大成本高，設備管理復雜適用于出水水質較好，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4.3.2消毒劑的投加1、加氯量計算二級處理出水采用液氯消毒，液氯的投加量為則每日的加氯量為：2、加氯設備液氯由真空轉自加氯機加入，加氯機設計三臺，采用二用一備。每小時的加氯量為：設計中采用型轉子加氯機。4.3.3平流式消毒接觸池本設計采用2個3廊式平流式消毒接觸池，計算如下：消毒接觸池容積式中——接觸池單池容積，；——消毒接觸時間，一般取。設計中取消毒接觸池表面積式中——消毒接觸池有效水深，。設計中取消毒接觸池池長式中——消毒接觸池廊道總長，；——消毒接觸池廊道單寬，。設計中取消毒接觸池采用3廊道，消毒接觸池長為：校核長寬比：，合乎要求4、池高設計中取超高為：進水部分每個消毒接觸池的進水管管徑，。6、混合采用管道混合的方式，加氯管線直接接入消毒接觸池進水管，為增強混合效果，加氯點后接的靜態(tài)混合器。出水計算采用非淹沒式矩形薄壁堰出流，設計堰寬為，計算為：出水管采用的管道將水送入巴氏計量槽，流速為。平流式消毒接觸池示意圖見圖4-4圖4-4平流式消毒接觸池示意草圖4.4計量設備4.4.1計量設備的選擇污水處理中常用的計量設備有巴氏計量槽、薄壁堰、電磁流量計、超聲波流量計、渦輪流量計等。污水測量裝置的選擇原則是精度高、操作簡單，水頭損失小，不宜沉積雜物，其中以巴氏計量槽應用最為廣泛。其優(yōu)點是水頭損失小，不易發(fā)生沉淀。本設計中選用巴氏計量槽，測量范圍為：。4.4.2設計參數1、計量槽應設在渠道的直線上，直線段長度不宜小于渠道寬度的8—10倍，在計量槽的上游，直線段不小于渠寬的2—3倍，下游不小于4—5倍。當下游有跌水而無回水影響時，可適當縮短；2、計量槽中心線應與中心重合，上下游渠道的坡度應保持均勻，但坡度可以不同；3、當喉寬W=0.3—2.5m時，為自由流，大于此數時為潛沒流；4、當計量槽為自由流時，只需計上游水位，而當其為潛沒流時，則需要同時記錄下游水位，涉及計量槽時，應可能做到自由流；5、設計計量槽時，除計算通過最大流量時的條件外尚需計算通過最小流量時的條件。4.4.3巴氏計量槽1、計量槽主要尺寸計算設計中取計量槽喉部寬度為：則計量槽的漸縮部分的長度：計量槽的喉部長度：計量槽的漸擴部分的長度：計量槽的上游渠道長度：計量槽的下游渠道長度：2、計量槽總長度計量槽應設在渠道的直線段上，直線段的長度不應小于渠道寬度的8—10倍，在計算量槽上游，直線段不小于渠道寬度的2—3倍，下游不小于4—5倍。則計量槽上游直線段長度為：計量槽下游直線段長度為：計量槽總長度為：3、計量槽的水位當時：式中——上游水深，。當時，時為自由流；取4、渠道水力計算設計中取粗糙度為0.013。上游渠道計算：過水斷面面積：濕周：水利半徑：流速：水利坡度：下游渠道計算：過水斷面面積：濕周：水利半徑：流速：水利坡度：5、計量堰水頭損失計算上游水頭損失為：下游水頭損失為：巴氏計量槽示意圖如圖4-5圖4-5巴氏計量槽示意草圖6、水廠出水管采用重力鑄鐵管，流量為，管徑為，流速為，坡度為‰。第五章污泥處理設計計算5.1污泥處理(sludgetreatment)的目的與處理方法5.1.1污泥處理的目的污水廠在處理污水的同時，每日要產生產生大量的污泥，這些污泥含有大量的易分解的有機物質，對環(huán)境具有潛在的污染能力，若不進行有效處理，必然要對環(huán)境造成二次污染。同時，污泥含水率高，體積龐大，處理和運輸均很困難。因此，在最終處置前必須處理，以降低污泥中的有機物含量，并減少其水分。使之在最終處置時對環(huán)境的危害減少之限度。1、減量：降低污泥含水率，減小污泥體積；2、穩(wěn)定(satabilization)：去除污泥中的有機物，使之穩(wěn)定；3、害化：殺滅寄生蟲卵和病原菌；4、污泥綜合利用。剩余污泥來自氧化溝，活性污泥微生物在降解有機物的同時，自身污泥量也在不斷增長，為保持曝氣池內污泥量的平衡，每日增加的污泥量必須排除處理系統(tǒng)，這一部分污泥被稱作剩余污泥。剩余污泥含水率較高，需要進行濃縮處理，然后進行脫水處理。5.1.2污泥處理的原則1、城鎮(zhèn)污水污泥，應