泌阳县城市污水厂工艺设计_毕业设计

泌阳县城市污水厂工艺 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 _毕业设计 河南城建学院本科毕业设计 摘要 摘 要 本次毕业设计的 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 目为泌阳县城市污水厂工艺设计，主要任务是完成该地区的污水厂设计。 3 该污水厂的设计规模:30000m/d，本工程设计进水水质为:BOD=200mg/L， 5COD=420mg/L，SS=300mg/L，NH-N=20mg/L，TN=40mg/L，TP=3.0mg/L。根据国家有3 关规定，二级城市污水处理厂出水应执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级B标准。则本处理厂出水水质标准为: BOD?20mg/L， COD5?60mg/L，SS?20mg/L，NH-N?8mg/L，PO-P?1mg/L。 34 本文根据其进水水质，水量及出水情况，分析比较了各种污水处理工艺，确定了该污水处理厂采用A/A/O工艺，产生的污泥经浓缩，脱水后外运。 主要设计内容为:污水处理工艺选择及各工艺单元的设计:污泥处理工艺设计:污水处理厂的平面及高程布置。 关键词:污水处理 A/A/O工艺 构筑物 工程 设计 I 河南城建学院本科毕业设计 Abstract 河南城建学院本科毕业设计 Abstract Abstract The graduation design topic for the Miyang sewage treatment plant process design. The main task is to complete a the region of the sewage processing design. Miyang sewage treatment plant the construction scale: 30000 m3/d; The original water: CODCr: 420mg/L, BOD5:200mg/L; SS: 300mg/L; NH3-N: 20mg/L; TN:40mg/L; TP:3.0mg/L for handling the water quality to achieve after the country "the urban sewage treatment plant emissions standards (GB18918-2002) level 1B standard requirements: CODCrthan60 mg/L, more than 20mg/L BOD5, SS than 20mg/L, NH3-N than 8mg/L, TP than 1.0 mg/L. In this paper, according to the feed water quality, water and water situation, analyses and compares the all kinds of wastewater treatment process, determine the sewage treatment plant using the A/A/O process, the sludge produced by the enrichment, sinotrans after dehydration. The main design content includes: choosing the wastewater treatment process and the process of design unit ; The sludge treatment process design, (including process flow and the determination of the monomer structures design); Sewage treatment plants the plane and elevation layout . KEY WORDS: wastewater Treatment, A/A/O process, construct building,design, engineering II 河南城建学院本科毕业设计 目录 目 录 1. 概 述 ................................................................. 1 1.1 项目基本情况 ...................................................... 1 1.2 设计依据与基础资料 ................................................ 1 1.3 设计采用的主要设计规范与标准 ...................................... 1 1.3.1 水质标准 ................................................... 1 1.3.2 勘察、设计规范 ............................................. 1 1.3.3 施工和验收规范 ............................................. 3 1.3.4 主要政策法律 ............................................... 4 1.4 设计原则 .......................................................... 4 1.5 设计范围 .......................................................... 5 2. 总体设计及厂址选择 ..................................................... 2 2.1项目名称 .......................................................... 2 2.2工程概述 .......................................................... 2 2.3基本设计参数 ...................................................... 2 2.3.1气象资料 .................................................... 2 2.3.2设计规模 .................................................... 2 2.3.3设计进出水水质 .............................................. 2 2.3.4去除率 ...................................................... 3 2.4厂址选择 .......................................................... 4 3. 污水处理厂工艺选择 ..................................................... 5 3.1 污水处理工艺选择原则 .............................................. 5 3.2 污水处理工艺比选 .................................................. 5 3.2.1 按空间分割的连续流活性污泥法................................ 5 3.2.2 按时间分割的间歇式活性污泥法................................ 9 3.2.3 生物膜法 .................................................. 10 3.2.4 脱氮除磷工艺比较与选择..................................... 12 4. 污水处理构筑物设计计算 ................................................ 14 4.1中格栅 ........................................................... 14 4.1.1设计参数 ................................................... 14 4.1.2中格栅设计计算 ............................................. 14 4.2污水提升泵房 ..................................................... 17 4.2.1 一般规定 .................................................. 17 4.2.2 选泵 ...................................................... 17 4.2.3 吸、压水管路实际水头损失的计算 ............................. 19 4.3细格栅 ........................................................... 20 4.3.1设计参数 ................................................... 20 4.3.2细格栅设计计算 ............................................. 20 4.4沉砂池 ........................................................... 21 4.4.1设计参数 ................................................... 21 4.4.2沉砂池设计计算 ............................................. 22 4.5.初沉池(辐流式) ................................................. 23 III 河南城建学院本科毕业设计 目录 4.5.1设计参数 ................................................... 23 4.5.2.初沉池(辐流式)设计计算................................... 24 4.5.3 刮泥设备的选择 ........................................... 26 4.5.4 进出水设计 ................................................ 27 4.6.生物反应池 ....................................................... 28 4.6.1 工艺特点 .................................................. 28 4.6.2 设计参数 .................................................. 29 4.6.3 A?A?O工艺设计计算 ....................................... 30 4.7.二次沉淀池 (辐流式) ............................................ 34 4.7.1设计参数 ................................................... 34 4.7.2二次沉淀池设计计算 ......................................... 34 4.8.消毒接触池 ....................................................... 38 4.8.1消毒剂的选择 ............................................... 38 4.8.2 消毒设施计算 .............................................. 38 1) 接触池主要尺寸 ............................................... 38 4.9计量设备 ......................................................... 40 4.9.1计量设备的选择 ............................................. 40 4.9.2设计参数 ................................................... 40 4.9.3 设计计算 .................................................. 41 4.10配水井 .......................................................... 42 4.10.1概述 ...................................................... 42 4.10.2设计要求 .................................................. 42 4.10.3设计计算 .................................................. 43 5. 污泥处理设施设计计算 .................................................. 44 5.1污泥处理(sludge treatment)的目的与处理方法 ........................ 44 5.1.1污泥处理的目的 ............................................. 44 5.1.2污泥处理的原则 ............................................. 45 5.1.3 污泥处理方法的选择 ........................................ 45 5.2 浓缩池 ........................................................... 45 5.2.1 设计参数 .................................................. 45 5.2.2 污泥量的计算 .............................................. 46 5.2.3浓缩池的设计计算 ........................................... 46 5.3贮泥池及提升污泥泵................................................ 48 5.3.1 贮泥池的作用 .............................................. 48 5.3.2 贮泥池的计算 ............................................. 48 5.3.3 污泥泵的选择 .............................................. 49 5.4污泥脱水机房 ..................................................... 50 5.4.1 概述 ...................................................... 50 5.4.2 设计计算 .................................................. 50 6. 污水厂平面与高程布置 .................................................. 52 6.1 平面布置 ......................................................... 52 6.1.1 平面布置的一般原则 ........................................ 52 6.1.2 厂区平面布置形式 .......................................... 52 6.1.3 污水厂的平面布置具体内容................................... 53 IV 河南城建学院本科毕业设计 目录 6.2污水厂高程布置 ................................................... 53 6.2.1构筑物水头损失 ............................................. 53 6.2.2管渠水头损失 ............................................... 54 6.2.3污水处理构筑物高程确定 ..................................... 56 致 谢 .................................................................. 58 参考文献 ................................................................. 59 V 河南城建学院本科毕业设计 1.概述 1. 概 述 1.1 项目基本情况 泌阳县位于河南省南部，属驻马店市。因位于泌水之阳(山南水北为阳)而得名。总面积2265平方公里，随着经济的发展和人口的增加，该县城市规模不断扩大，污水排放量与日俱增，大量未经处理的污水排入河流。在作为沿河一带人畜饮用水源和农灌、渔业用水水源的同时，又接纳了全县城区的生产和生活污水，严重影响当地居民的身体健康。 污水厂规划年限:近期2015年，远期2025年。 1.2 设计依据与基础资料 (1)《河南省泌阳县污水处理工程可行性研究报告》 (2)《泌阳县污水处理厂工程可行性研究报告批复》 (2)《泌阳县政府采购中心招标文件》 (3)《泌阳县污水处理工程设计 合同 劳动合同范本免费下载装修合同范本免费下载租赁合同免费下载房屋买卖合同下载劳务合同范本下载 》(2009年12月) (4)《泌阳县城市污水处理厂可行性研究阶段岩土工程勘察报告》 (5)泌阳县城市总体规划(2005-2020)道路工程规划图 (6) 当地的地形图 (7) 现场勘查的基础资料 1.3 设计采用的主要设计规范与标准 1.3.1 水质标准 (1)《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002) (2)《污水排入城市下水道水质标准》(CJ3082-1999) 1.3.2 勘察、设计规范 (1)《室外排水设计规范》(GB50014-2006) (2)《城市污水处理工程项目建设标准》(修订)(2001年6月北京) (3)《建筑给水排水设计规范》(GB50015-2003) (4)《给水排水工程构筑物结构设计规范》(GB50069-2002) 1 河南城建学院本科毕业设计 1.概述 (5)《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001) (6)《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002) (7)《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002) (8)《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)(2008年局部修订版) 《水工混凝土结构设计规范》(SL/T191-91) (9) (10)《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2002) (11)《砌体结构设计规范》(GB50003-2001) (12)《采暖通风与空气调节设计规范》(GB50019-2003) (13)《建筑设计防火规范》(GB 50016-2006) (14)《工业企业总平面图设计规范》(GB50187-93) (15)《地下工程防水技术规范》(GB50108-2001) (16)《防洪标准》(GB50201-94) (17)《市政工程勘察规范》(GJj56-94) 《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001) (18) (19)《供配电系统设计规范》(GB50052-95) (20)《10 kV及以下变电所设计规范》(GB50053-94) (21)《低压配电设计规范》(GB50054-95) (22)《建筑物防雷设计规范》(GB50057-94)(2001版) (23)《爆炸和水灾危险环境电力装置设计规范》(GB50058-92) (24)《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》(GB50062-2008) (25)《通用用电设备配电设计规范》(GB50055-93) (26)《电力装置的电力测量仪表装置设计规范》(GB/T50063-2008) (27)《工业与民用电力装置的接地设计规范》(GBJ65-83) (28)《电力工程电缆设计规范》(GB50217-94) (29)《建筑照明设计标准》(GB50034-2004) (30)《仪表系统接地设计规范》(HG/T20513-2000) (31)《过程测量和控制仪表的功能标志和图形符号》(HG/T20505-2000) (32)《自动化仪表选型设计规定》(HG/T20507-2000) (33)《控制室设计规定》(HG/T20508-2000) (34)《仪表供电设计规定》(HG/T20509-2000) (35)《可编程控制器系统工程设计规定》(HG/T20700-2000) (36)《电子计算机机房设计规范》(GB50174-93) (37)《工业企业设计卫生标准》(GBZ1-2002) (38)《工业企业厂界噪声标准》(GB 12348-2008) 2 河南城建学院本科毕业设计 1.概述 (39)《泵站设计规范》(GB/T50265-97) (40)《城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准》(CJJ31-89) 1.3.3 施工和验收规范 (1) 《给水排水管道工程施工验收规范》(GB50268-2008) (2) 《给水排水构筑物施工和验收规范》(GB/T50265-97) (3) 《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》(GB50242-2002) (4) 《埋地钢质管道水泥砂浆村里技术标准》(CECSl0-89) (5) 《埋地钢质管道环氧煤沥青防腐技术标准》(SYJ28-87) (6) 《地基与基础工程施工及验收规范》(GB50202-2002) (7) 《砌体工程施工质量验收规范》(GB50203-2002) 《混凝土结构工程施工及验收规范》(GB50204-2002) (8) (9) 《屋面工程技术规范》(GB50207-94) (10) 《建筑地面技术规范》(GB50037-96) 《建筑地面工程施工质量验收规范》(GB50209-2002) (11) (12) 《地下水防水工程质量验收规范》(GB50208-2002) (13) 《建筑防腐蚀工程施工及验收规范》(GB50212-2002) (14) 《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》(GB50236-98) (15) 《混凝土外加剂应用技术规范》(GB50119-2003) (16) 《通风与空调工程施工质量验收规范》(GB50243-2002) (17) 《建筑工程施工质量验收统一标准》(GB50300-2001) (18) 《建筑电气工程施工质量验收规范》(GB50303-2002) (19) 《工业自动化仪表工程施工与验收规范》(GBJ93-86) (20) 《工业自动化仪表及验收规范》(GB50093-2002) (21) 《自动化仪表安装工程质量检验评定标准》(GBJl3l-90) (22) 《电气装置安装工程施工及验收规范》(GB50254~50259-96) (23) 《建筑工程施工现场供用电安全规范》(GB50194-93) (24) 《钢筋焊接及验收规程》(JGJ18-84) (25) 《机械设备安装工程施工及验收规范》(GB50231-98) (26) 《压缩机、风机、泵安装工程施工及验收规范》(GB50275-98) (27) 《水利工程钢闸门(包括拦污栅)制造安装及验收规范》(DL/T5018-94) (28) 《钢结构工程施工及验收规范》(GB50205) (29) 《平面格栅清污机标准》(CJ/T3048) 3 河南城建学院本科毕业设计 1.概述 (30) 《排水工程机电设备安装质量检验评定标准》(SZ-06-99) (31) 《连续输送设备安装工程施工及验收规范》(GB50270-98) (32) 《工业金属管道安装工程施工及验收规范》(GB50235-93) (33) 《泵安装工程施工及验收规范》(GB50275-98) 34) 《起重设备安装工程施工及验收规范》(GB50278-98) ( (35) 《主闸门制造、安装及验收规范》(D/T5018-94) (36) 《城市污水处理厂工程质量施工及验收规范》(GB50334-2002) 1.3.4 主要政策法律 (1)《城市污水处理及污染防治技术政策》建城[2000]124号 (2000年6月) (2)《中华人民共和国环境保护法》 (1989年12月) 《中华人民共和国水污染防治法》 (1984年5月，1996年5月修正) (3) (4)《中华人民共和国水污染防治法实施细则》 (2000年3月) (5)《国务院关于环境保护若干问题的决定》 (1996年8月) 《建设项目环境保护管理条例》 (1998年11月) (6) (7)《污水处理设施环境保护监督管理办法》 (1989年5月) (8)《饮用水源保护区污染防治管理规定》 (1989年7月) (9)《污染物排放许可证管理暂行办法》 (1989年3月) 1.4 设计原则 (1) 贯彻执行国家环境保护政策，符合国家有关法律、法规、标准、规范以及地方法规，充分体现业主对该项目的具体要求。 (2) 在该工程规划的指导下，充分利用现有场地，对污水处理工程平面布置进行全面规划，使工程建设与城市发展相协调，既保护环境，又最大程度地发挥工程效益。 (3) 根据污水进出水质要求，选用成熟可靠、高效节能、占地少、经济实用、管理方便的污水处理先进工艺及污泥处理先进技术，确保污水处理效果，减少工程投资及日常运行费用。 (4) 结合本工程实际情况，采用适合国情的自动化仪表、设备及监测仪器，提高自动化管理水平和供电安全程度，以减轻工人劳动强度，改善劳动条件。 (5) 通过技术经济论证优化 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 和设备选型，力求技术可靠、经济合理。 (6) 建构筑物造型简洁美观，厂区的环境设计实现园林化。 4 河南城建学院本科毕业设计 1.概述 1.5 设计范围 本工程设计范围为泌阳县城市污水处理厂一期工程项目的技术方案设计，在 43设计中充分考虑近远期扩建的衔接，总平面按总规模进行设计，近期3×10m/d 4343的污水处理规模，远期3×10m/d污水处理规模，总污水处理规模达到6×10m/d。近期工程污水处理厂内的所有工艺、设备、建筑、结构、防腐保温、电气、弱电、自控仪表、机械、消防、给排水、厂内室外总体工程、出水管线和厂外管网等专业设计(不含绿化部分)。 5 河南城建学院本科毕业设计 2.总体设计及厂址选择 2. 总体设计及厂址选择 2.1项目名称 泌阳县城市污水厂工艺设计 2.2工程概述 河南省泌阳县城市污水处理30000m3/d, 本着环境保护责任，根据相关法规，该厂拟建污水处理站，处理城市生活污水和工业废水。 2.3基本设计参数 2.3.1气象资料 年平均气温15 ?，年降水量800 mm，夏季计算气温30 ?，冬季计算气温5 ?;夏季主导风向为东南风，冬季主导风向为西北风。 2.3.2设计规模 3日处理污水量为Q=30000m/d=347 l/s 2.3.3设计进出水水质 1)设计进水水质 根据《泌阳县污水处理厂工程可行性研究报告》及《泌阳县污水处理工程项目设计招标文件》编号:城采CCZ[2009]03号及周边地区同类污水处理厂水质，确定进水水质指标: 表2.1 污水厂进水水质 序号 项目 浓度/指标 1 pH值 7.5 2 悬浮物(SS) 300 mg/L 3 五日生化需氧量(BOD) 200 mg/L 5 4 化学需氧量(COD) 420 mg/L 2 河南城建学院本科毕业设计 2.总体设计及厂址选择 5 总磷(TP) 3 mg/L 6 总氮(TN) 40 mg/L 7 氨氮(NH-N) 25mg/L 3 2)设计出水水质 根据《泌阳县污水处理厂工程环境影响评价报告》及可行性研究报告批复，二级处理排放的水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918--2002)中的一级B标准。 出水水质指标见下表: 表2.2污水厂出水水质 序号 项 目 设计出水水质 1 化学需氧量(COD) ?60mg/L 2 生化需氧量(BOD) ?20mg/L 5 3 悬浮物(SS) ?20mg/L 4 氨氮(NH-N) ?8(15)mg/L 3 5 总氮(TN) 20 mg/L 6 总磷(以P计) ?1.0mg/L 7 pH 6~9 8 粪大肠菌群数(个/L) 10000 2.3.4去除率: CC,0e E=×100% 式(2.1) C0 式中:C—进水物质浓度，mg/l 0 C—出水物质浓度，mg/l e 300,20(1)SS去除率:E=×100%=93.3% 300 200,20(2) BOD5去除率:E=×100%=90% 200 420,60(3) COD去除率:E=×100%=86% 420 20,8(4) NH-N去除率:E=×100%=60% 320 3 河南城建学院本科毕业设计 2.总体设计及厂址选择 40,20(5) TN去除率:E=×100%=50% 40 3,1(6) TP去除率:E=×100%=67% 3 2.4厂址选择 未经处理的城市污水任意排放，不仅会对水体产生严重污染，而且直接影响城市发展和生态环境，危及国计民生。所以，在污水排入水体前，必须对城市污水进行处理。而且工业废水排入城市批水管网时，必须符合一定的排放标准。最后流入管网的城市污水统一送至污水处理厂处理后排入水体。 城市的排水系统与城市的总体规划有密切的关系，而城市污水处理厂数目及位置又受到城市排水管系的支配。因此，在城市总体规划中，污水厂的位置范围已有所规定，但是，在污水厂的总体设计时，对具体厂址选择，仍须进行深入的调查研究和详细的技术经济比较。其一般原则如下: (1)为保证环境卫生的要求，厂址应与规划居住区或公共建筑群保持一定的卫生防护距离，一般不小于300米。 (2)厂址应设在城市集中供水水源的下游。 (3)要充分利用地形，把厂址设在地形有适当坡度的城市下游地区，以满足污水处理构筑物之间水头损失的要求，使污水和污泥有自流的可能，以节约动力。 (4)厂址如果靠近水体，应考虑汛期不受洪水的威胁。 (5)厂址应设在地质条件较好、地下水位较低的地区。 (6)厂址的选择要考虑远期发展的可能性，有扩建的余地。 4 河南城建学院本科毕业设计 3. 污水处理厂工艺选择 3. 污水处理厂工艺选择 3.1 污水处理工艺选择原则 污水处理工艺的选择是根据污水进水水质、出水标准、污水处理厂规模、排放水体的环境容量，以及当前的经济条件、管理水平、自然条件、环境特点等因素综合分析研究后确定的。各种工艺有其各自的特点及适用条件，应结合当地的实际情况、项目的具体特点而定。 依据《河南省泌阳县污水处理工程可行性研究报告》和《泌阳县政府采购中心招标文件》中的工艺要求并做优化设计，技术方案中污水处理厂工艺选择的原则如下: (1)工艺性能先进性:工艺先进而且成熟，流程简单，对水质适应性强，出水达标率高，污泥易于处理、处置; (2)高效节能经济性:耗电量小，运行费用低，投资省，占地少; (3)运行管理适用性:运行管理方便，设备可靠，易于维护; 近、远期结合，且便于分期建设; (4) (5)文明生产安全性:重视环境，控制噪声，防治臭气，创造文明生产条件。 3.2 污水处理工艺比选 目前，用于城市污水处理具有一定脱氮除磷效果的污水处理工艺大致分为两大类:第一类为按空间进行分割的连续流活性污泥法;第二类为按时间进行分割的间歇性活性污泥法。另外还有一类就是以BAF工艺为代表的生物膜法。 3.2.1 按空间分割的连续流活性污泥法 按空间分割的连续流活性污泥法是指各种处理功能(如进水、曝气、沉淀、 2出水)在不同的空间(不同的池子)内完成。目前，较成熟的工艺有:传统A/O工 2艺、A/O氧化沟工艺等。 221)、传统A/O工艺及UCT、倒置A/O工艺 2传统A/O工艺于70年代由美国专家在厌氧—好氧除磷工艺(A/O工艺)的基础上开发出来的。该工艺是在A/O工艺中增加一个缺氧段，将好氧池流出的一部分混合液回流至缺氧段，以达到脱氮的目的。 2摄取而被去除等功能。其传统A/O工艺可以完成有机污染物的去除、硝化反硝化脱氮、磷的过量流程简图如图3.1: 5 河南城建学院本科毕业设计 3. 污水处理厂工艺选择 混合液回 流 进水 厌氧 缺氧 好氧 二沉池 出水 剩余 污泥 污泥 回流 2图3.1传统A/O工艺流程简图 2传统A/O工艺的特点: 在去除有机污染物的同时可达到除磷脱氮目的; 工艺简单、水力停留时间较短; 在厌氧—缺氧—好氧条件下交替运行，丝状菌不会过度繁殖，从而不会引发污泥膨胀。 2传统A/O工艺的缺点是回流污泥中过多的硝酸盐破坏厌氧环境，影响厌氧放磷 2效果，为此产生了UCT工艺。与传统A/O工艺比较，UCT工艺不同之处在于污泥先回流至缺氧池，再将缺氧池部分混合液回流至厌氧池，从而减少了回流污泥中硝酸盐对厌氧放磷的影响。但UCT工艺增加了一次回流，即多一次提升，相应的运行费用将增加。 为了避免回流硝酸盐对生物除磷的影响，克服UCT工艺的缺点，又产生了倒 2置A/O工艺。该工艺是将缺氧池置于厌氧池前面，来自二沉池的回流污泥和30~50%的进水，50~150%的混合液回流均进入缺氧段，停留时间为1~3h，回流污泥和混合液在缺氧池内进行反硝化，去除硝态氮，再进入厌氧段，保证了厌氧池的厌氧状态，强化除磷效果。 2 倒置A/O工艺流程简图如图3.2: 2图3.2 倒置A/O工艺流程简图 2)、传统氧化沟工艺及DE、TE、Carrousel-2000、微曝氧化沟工艺 6 河南城建学院本科毕业设计 3. 污水处理厂工艺选择 氧化沟是活性污泥法的一种类型。它把连续循环式反应池作为生化反应器，混合液在其中连续循环流动。 ?传统氧化沟 传统氧化沟使用一种带方向控制的曝气和搅动装置，向反应器的混合液传递水平流速，从而使搅动的混合液在氧化沟内循环流动。 传统氧化沟工艺供氧量的调节一般通过改变转刷或曝气机的转速、浸水深度和设备数量等，以调节整个工艺的供氧能力和电耗水平。 用氧化沟工艺一般不设初沉池，由于该工艺选择的泥龄较长，剩余污泥量少于一般的活性污泥法，并且得到了一定程度的好氧稳定，污泥可不需要进行厌氧消化处理，从而简化了污泥处理的流程。 从水力特性来看，传统氧化沟既具备完全混合式反应器的特点，也具备推流式反应器的特点。污水通常在沟渠中循环流动多次，并且曝气装置在沟中布置的特点使沟中溶解氧呈现分区变化。即远离曝气装置的某点DO浓度降低而呈现缺氧区，有利于活性污泥的生物絮凝和生物脱氮。 氧化沟工艺一般也适合于进水水质浓度较低的生活污水处理厂。 传统氧化沟工艺流程简图如图3.3: 进水 氧化沟 二沉池 出水 回流污泥 剩余污泥 图3.3 传统氧化沟工艺流程简图 传统氧化沟具有负荷低耐冲击、污泥量少、易于管理、方便维护、出水优质等特点。但由于该工艺采取表面曝气的方式，因此沟内有效水深一般控制在3,4.5m左右，在深度上不如使用鼓风机进行水下曝气的方式，即相同设计参数的情 ,1.8kgO/kWh。 况下，占地面积较大，且动力效率偏低，一般仅为1.62 针对上述缺点和现代污水处理厂对出水水质N、P的要求而开发出来的DE及TE型双沟式氧化沟工艺、Carrouse-2000氧化沟工艺、微孔曝气氧化沟工艺均得到了成功的运用，取得了良好效果。现分别简述比较如下: 3)DE和TE型生物除磷脱氮氧化沟工艺 DE型和TE型氧化沟工艺首先由丹麦克鲁格公司开发，它是交替式氧化沟的一 7 河南城建学院本科毕业设计 3. 污水处理厂工艺选择 种， DE生物除磷脱氮双沟式氧化沟工艺包括了厌氧池，一对同等容量的曝气池和一个二沉池。而TE型生物除磷脱氮三沟式氧化沟工艺包括了厌氧池，三个同等容量的曝气池和一个二沉池，与DE型生物除磷脱氮双沟式氧化沟工艺的区别是多了一个曝气池。其中曝气池的运作模式为不断切换作业，而厌氧池则设有搅拌器。 曝气池附有数台转刷曝气机，进水分布槽及出水井。除了有机物、悬浮物及氨氮去除外，废水内的总氮和磷质浓度也根据生物除磷脱氮生物化方法而相对地减少。整个生物除磷脱氮系统采用全自动控制和监测。由于废水成份和有机负荷的变化，生物除磷脱氮系统需要一个连续不断的微调控程序来达到最高的处理效果;而调控的方法则包括改变曝气时间和变更曝气机所提供的氧气量。至于控制曝气池内供氧的方法，则是利用溶氧仪计。 厌氧池设计为确保其厌氧条件，这对于存在于污水中的脱磷菌的生长是至关重要的。厌氧池中，聚集于污泥中的磷会放出，但在后边的曝气池中又吸收，这是由于“大量磷摄取”的生物过程。经厌氧池后，污水由自动分布器，按生物除 )。 磷脱氮的程序要求，程序逻辑控制器控制污水进入两个氧化沟中的一条(DE型 DE型和TE型氧化沟工艺仍然采取了传统氧化沟工艺的表面曝气方式(转刷曝气机)，因此能耗及占地均偏大。同时由于必须不断转换运转方式达到脱氮效果，所以该工艺必须具有很高的自动化程度。 4)卡鲁塞尔2000(Carrousel-2000)除磷脱氮氧化沟工艺 该工艺源于荷兰的DHV公司及其在美国的专利特许公司EIMCO。 卡鲁塞尔2000系统，是在原卡鲁塞尔系统上增加一个缺氧池和预脱氮池，这个预脱氮池通过两条窄沟与原卡鲁塞尔系统连接在一起。当缺氧且富含硝酸盐的混合液流向曝气机时，部分液体被导入缺氧池，与未处理的污水接触，从而省去了内回流泵。未处理的污水BOD浓度高，可作为碳源满足并促进反硝化过程，分解出的氮气释放到空气中，硝酸盐中结合的氧用于BOD氧化。 水流分配通过沟道进口宽度和水力局部调节，沟道入口安装的简单的隔板“门”可以进行流量微调。 卡鲁塞尔2000系统特有的水力设计，代替了常规系统中所必需的内回流泵和管道，仅需在缺氧区安装一套低能耗的搅拌机。 该工艺对NH3-N的降解率可达到95%，P的去除率达到75%以上。该工艺程式上属A2/O工艺。由于采用了新型倒伞型表面曝气机供氧，因此，其有效水深达到4.8米，减少了占地面积，但设备利用率高，能耗仍然偏高。 5)A/A/O微曝氧化沟除磷脱氮工艺 A/A/O微曝氧化沟工艺是通过改变氧化沟的曝气方式而产生的，该工艺首次在肇庆市污水处理厂运用即取得巨大成功，该厂运转至今在出水水质、能耗、占地、 8 河南城建学院本科毕业设计 3. 污水处理厂工艺选择 运行费、污泥处理、臭气控制、噪声控制等方面都取得了满意的效果。 A/A/O微曝氧化沟工艺流程简图如图3.4: 鼓风机 进水 厌氧池 二沉池 内 回流 图3.4 微曝氧化沟工艺流程简图 微曝氧化沟工艺是在氧化沟基础上，引入了微孔曝气，同时曝气设施在布置方式上做了改进，从而使总氧转移量增大，有效地解决了提高氧利用率并降低能耗问题。 此外，在氧化沟的推流方式上，由于采用潜水搅拌器，由叶轮产生的水流推动直接作用到水中，被推动的水流由下层向上层传递，而不象表曝用转刷或倒伞型曝气机将水流从上向下层传递，而大部分的动能变成热能散失入空中。因而采用潜水搅拌器减少了能量消耗，从一般的表曝形式推流所需的能耗5,8w/吨水降至1,2w/吨水。 3.2.2 按时间分割的间歇式活性污泥法 序批式活性污泥法，又称间歇式活性污泥法，近几年来已发展成多种改良型，主要有:传统SBR、ICEAS、CAST、Unitank、MSBR工艺等。 1)、传统SBR工艺 其反应是在同一容器中进行。在同一容器中进水时形成厌氧(此时不曝气)、缺氧，而后停止进水，开始曝气充氧，完成脱氮除磷过程，并在同一容器中沉淀，再通过滗水器出水，完成一个程序。这种方法与以空间进行分割的连续流系统有所不同，它不需要回流污泥，也无专门的厌氧区、缺氧区、好氧区，而是在同一容器中，分时段进行搅拌、曝气、沉淀，形成厌氧、缺氧、好氧、沉淀过程。传统SBR工艺，总容积利用率低，一般小于50,，因此适用于较小污水量场合。 9 河南城建学院本科毕业设计 3. 污水处理厂工艺选择 2)、ICEAS及CAST工艺 ICEAS、CAST工艺即连续进水、间歇操作运转的活性污泥法。与传统SBR法不同之处在于通过设置多座池子，尽管单座池子为间歇操作运行，但使整个过程达到连续进水、连续出水。其进水、反应、沉淀、出水和待机在一座池子中完成，常用四座池子组成一组，轮流运转，一池一池的间歇处理。ICEAS及CAST工艺虽有它的优点，可在一组池中完成脱氮、去除BOD5全过程，但每座池子都需安装曝气设备、用于沉淀的滗水器及控制系统，间歇排水，水头损失大，设备的闲置率较高、利用率低，投资大，要求自动化程度高。 3)、Unitank工艺 交替式生物处理池工艺是结合传统活性污泥法和SBR法的特点形成的一种活性污泥处理工艺，其池型为矩形，运行方式类似于三沟式氧化沟。与传统活性污泥法相比，省去了回流污泥系统及沉淀设备，从而降低了投资;同时运行周期和运行时序可根据进水水质情况和出水要求进行调整，运转比较灵活，在一定范围内具有较强的竞争力。下面对该工艺进行简要介绍。 ?基本构造 交替式生物处理池的外形是一矩形池，里面被分隔成三个相等的矩形单元池(A、B、C池)，相邻的单元池之间以开孔的公共墙连通，如下图所示。在三个单元池内均配有曝气扩散装置。其中外侧的两池具有曝气和沉淀双重功能，两池上还设有固定出水堰及剩余污泥排放口。中间池始终作为曝气池使用。进入系统的污水，通过进水闸的控制可分时序分别进入三个池子中的任意一池，采用连续进水，周期交替运行方式。 ?运行方式 交替式生物处理池工艺主要有两种运行方式，即单级好氧与脱氮除磷系统。单级好氧工艺的每个运行周期包括两个主体运行阶段，这两个阶段的运行过程完全相同，相互对称，它们之间通过过渡段进行衔接，因而不需要设单独的沉淀池及污泥回流系统。 3.2.3 生物膜法 1)生物膜法主要是以曝气生物滤池(BAF)为代表的一类污水处理技术。 此工艺中一般包括有絮凝沉淀池及生物曝气滤池两部分主要构筑物。 生物曝气滤池(BAF)是80年代开发研究的新型微生物附着型污水处理工艺。生物曝气滤池的构造及运行方式与给水的普通快滤池相似，它是一种具有活性污泥法特点的生物膜法处理构筑物，池内放置直径为几个毫米的蓬松滤料作为生物 10 河南城建学院本科毕业设计 3. 污水处理厂工艺选择 群支撑介质，通过设在池底的配气系统曝气，微生物在支撑介质上生长。净化污水除主要依靠填料上的生物膜外，滤池中尚存在一定浓度类似活性污泥的悬浮生物量，对污水也有一定降解作用。水流采用水气复合上升流程，定期进行反冲洗。作为附着生物载体的滤池填料本身粒径小、比表面积大，因此容积负荷可以很高， ，因此生物曝气滤池可同时完成反应器容积可大大缩小。同时填料本身可截留SS 生物处理与固液分离。如选择较小的填料粒径和相对较低的滤速，固液分离效果要优于沉淀法，可接近普通快滤池的过滤效果。当有脱氮要求时，一般需采用两段生物曝气滤池，通过控制供氧使生物膜上的优势菌种分别为好氧菌和硝化菌，从而达到除碳及脱氮目的。污水通过这两段生物滤池的处理，可达深度处理(中水)水质要求(大肠菌指标除外)。污水中磷的去除主要是通过SS的沉淀及拦截、分解，因此在生物曝气滤池前一般需投加化学絮凝剂，在去除绝大部分悬浮物及有机污染物的同时，达到对磷的去除。 絮凝沉淀池是带有污泥循环的高效沉淀池，设置目的主要在于防止污水中过高浓度的悬浮物堵塞后续的滤池。沉淀池前部是污水与混凝剂(如三氯化铁)反应区，其后是污水与絮凝剂(阴离子高分子聚合物)的反应絮凝区，再后是斜板沉淀区。斜板沉淀区下部为污泥浓缩区，絮凝沉淀后的污泥在此浓缩后含水率可降至96,以下。一小部分絮凝沉淀后的污泥返回到前部的絮凝区以改善絮凝和沉淀效果。投加化学絮凝剂后进水中大部分SS获得沉淀、浓缩。生物曝气滤池反冲洗废水亦送入沉淀池中进行处理。 ?生物滤池的主要优点及缺点 a主要优点: 占地面积小，基建投资省。曝气生物滤池之后不设二次沉淀池，可省去二次沉淀池的占地和投资。此外，由于采用的滤料粒径较小，比表面积大，生物量高，再加上反冲洗可有效更新生物膜，保持生物膜的高活性，这样就可在短的时间内对污水进行快速净化。曝气生物滤池水力负荷、容积负荷大大高于传统污水处理工艺，停留时间短(每级0.5,0.66h)，因此所需生物处理面积和体积都很小，节约了占地和投资。 出水水质高。在BAF中，由于填料本身截留及表面生物膜的生物絮凝作用，使得出水SS很低，一般不超过10mg/L; b主要缺点: 曝气生物滤池对进水的SS要求较高。为使之在较短的水力停留时间内处理较高的有机负荷并具有截留SS的功能，曝气生物滤池采用的填料粒径一般都比较小。如果进水的SS较高，会使滤池在很短的时间内达到设计的水头损失发生堵塞，这 11 河南城建学院本科毕业设计 3. 污水处理厂工艺选择 样就必然导致频繁的反冲洗，增加了运行费用与管理的不便。根据国外的运行经验，进水的SS一般不超过100mg/L，最好控制在60mg/L以下。这样就对曝气生物滤池前的处理工艺提出了较高的要求。 由于滤池单池尺寸的限制，池数又不可能太多，因此该工艺尤适合于中小水量的污水处理厂。当用于大型污水处理厂时，由于化学絮凝剂的投加量较大，运转费用会比较高。污泥产量增多，而且由于含有大量化学污泥，增加了污泥处理系统的难度和负担。 3.2.4 脱氮除磷工艺比较与选择 通过对上述各种工艺的分析，并结合本工程规模中等，出水水质(特别是除磷脱氮)要求高，污泥必须稳定的特点，如果采用按时间分割的间歇式活性污泥法中的SBR法、ICEAS法、CAST法,利用其集进水、曝气、沉淀、出水多种功能于一体的特点，可以使平面布置紧凑，在用地方面具有一定优势。 近几年来，结合传统活性污泥法和SBR法的特点又开发了MSBR、Unitank等工艺，其中MSBR即是A2/O法后加SBR法，虽然具有了很好除磷脱氮功能，但同样克服不了SBR的其它缺点。 Unitank工艺，其池型为矩形，运行方式类似于三沟式氧化沟。在用地方面有一定优势，但从前述分析来看，Unitank工艺存在除磷效果不稳定等缺陷，难以保障污水处理厂除磷达标的要求。本工程工艺可靠性要求非常高，从而使该工艺的复杂程度大幅度增加，其控制量将成倍增加。 采用BAF工艺虽然在用地方面优势较大，但从前面章节的分析来看，同样存在如下突出缺点: 由于本工程除磷要求高，而BAF工艺生物除磷效果差，化学絮凝剂的投加量就显得尤为突出，不但导致运转费用升高，而且导致污泥产量增多，并且含有大量化学污泥，不利于污泥的后续处置。这样一来，采用BAF工艺虽然能节省用地，但增加了污泥处理系统的难度和负担。 BAF工艺中设备种类、数量较多，管线布置比较复杂，投资比较高，对设备及自控系统可靠性、技术水平、维护管理水平的要求都比较高。在运转过程中若管理不善，容易发生滤池堵塞情况，从而影响出水水质。 因此，单纯从污水处理厂用地情况来说，BAF工艺具有一定优势，但其运行费用高，操作管理相对繁杂，不利于污泥的后续处置。显然BAF工艺不适合本工程。上述任何缺点都会给管理者带来不便。 按空间分割的连续流活性污泥法，虽然较BAF，Unitank工艺占地稍大，但运 12 河南城建学院本科毕业设计 3. 污水处理厂工艺选择 行管理经验成熟，出水稳定可靠，运行费用低。适用于本项工程。根据本工程进出水水质要求及用地情况，选传统A/A/O工艺和DE型氧化沟工艺进行比较，从而推荐一个适合本工程的最佳方案。 以上两种工艺都能很好的除磷脱氮。DE型氧化沟为双沟系统，通过配水井对水流流向的切换，堰门的起闭以及曝气转刷的调速，在沟中创造交替的硝化，反硝化条件，以达到脱氮的目的。 传统A/A/O为推流式的流态，耐冲击负荷并充分利用了微孔曝气充氧机理，具有效率高、池深大、占地面积小的优点。缺氧区和好氧区在一个构筑物内，无须专用的混合液内回流设备，运行和管理控制方便灵活，除磷脱氮效率也很高，完全能满足本工程要求。 两个方案都具有良好的脱氮除磷效果，都能达到工程的出水水质要求，在技术上均可行。在用地上，DE型氧化沟占地远大于微曝氧化沟。在经济方面，传统A/A/O具有优势，且微曝气更具节能优势，国内也具有较多工程实例，运转可靠，容易获得成功的运行管理经验。因此，本工程采用A/A/O工艺作为污水处理工艺。 13 河南城建学院本科毕业设计 4.污水处理构筑物设计计算 4. 污水处理构筑物设计计算 4.1中格栅 4.1.1设计参数 1)、格栅栅条间隙宽度，应符合下列要求: ?粗格栅:机械清除时宜为10,25mm;人工清除时宜为25,40mm。特殊情况 下，最大间隙可为100mm。 a细格栅:宜为3,10mm。 b水泵前，应根据水泵要求确定。 2)、 污水过栅流速宜采用0.6,1.0m,s。除转鼓式格栅除污机外，机械清除格栅的安装角度宜为60,90?。人工清除格栅的安装角度宜为30?,60?。 3333)、当格栅间隙为16,25mm时，栅渣量取0.10,0.05m/10m污水;当格栅 333间隙为30,50mm时，栅渣量取0.03,0.01 m/10m污水。 4)、格栅除污机，底部前端距井壁尺寸，钢丝绳牵引除污机或移动悬吊葫芦抓斗式除污机应大于1.5m;链动刮板除污机或回转式固液分离机应大于1.0m。 5)、格栅上部必须设置工作平台，其高度应高出格栅前最高设计水位0.5m，工作平台上应有安全和冲洗设施。 6)、 格栅工作平台两侧边道宽度宜采用0.7,1.0m。工作平台正面过道宽度，采用机械清除时不应小于1.5m，采用人工清除时不应小于1.2m。 7)、 粗格栅栅渣宜采用带式输送机输送;细格栅栅渣宜采用螺旋输送机输送。 8)、格栅除污机、输送机和压榨脱水机的进出料口宜采用密封形式，根据周围环境情况，可设置除臭处理装置。 9)、格栅间应设置通风设施和有毒有害气体的检测与报警装置。 10)、沉砂池的超高不应小于0.3m。 4.1.2中格栅设计计算 3000033本设计中Q=3.0万m/d==0.35m/s 24，3600 Kz——总变化系数。我国经实测取得 2.7K,,1.42 式(4.1) z0.11Q 14 河南城建学院本科毕业设计 4.污水处理构筑物设计计算 1)进水渠道宽度计算: 2BB,11 根据最优水力断面公式Q,Bhv,Bv,计算 式(4.2) 1122 设计中取污水过栅流速=0.8m/s v 2Qmax2，0.49 B,,,1.0m1,0.9 B1h,,0.5m 则 栅前水深: 式(4.3) 2 2)格栅的间隙数: Qmaxsin,,n 式(4.4) Nbhv 式中 n——格栅栅条间隙数，个; 3 Q——设计流量，m/s; ——格栅倾角，60º; , N ——设计的格栅组数，组，此取1组; b——格栅栅条间隙数，m。 ,,,60 设计中取 =0.025m b 0.49sin60: 个?41个 n,,40.51，0.025，0.5，0.9 3) 格栅栅槽宽: ，，+0.2 式(4.5) B,Sn,1，bn m 式中 ——格栅栅槽宽度，; B m ——每根格栅条宽度，。 S 设计中取=0.01 Sm ，，B,0.01，41,1，0.025，41，0.2,1.62m 4) 进水渠道渐宽部分的长度: B,B1 式(4.6) l,12tan,1 15 河南城建学院本科毕业设计 4.污水处理构筑物设计计算 式中 ——进水渠道渐宽部分长度，m; l1 ——渐宽处角度，º。 ,1 设计中取 = ,20:1 1.62,1.0l,,0.85m 12tan20: 5)进水渠道渐窄部分的长度: l0.851l,,,0.43m 式(4.7) 2226)通过格栅的水头损失: 42Sv3h,k,()sin, 式(4.8) 1b2g m 式中 ——水头损失，; h1 ——格栅条的阻力系数，查表知 =2.42; ,, ——格栅受污物堵塞时的水头损失增大系数，一般取 =3。 kk 420.010.93h,3，2.42，()sin60:,0.075m 则 10.0252g7) 栅后槽总高度: 设栅前渠道超高 h,0.3m2 H,h，h，h,0.5，0.075，0.3,0.875m 则栅后槽总高度: 式(4.9) 128)栅槽总长度: hh0.50.32L,l，l，0.5，1.0，，,0.85，0.43，0.5，1.0，，12 tantantan60:tan60:,, ,3.24m 式(4.10) 9) 每日栅渣量: 86400，QWQWmax11 式(4.11) ,,W10001000，KZ 16 河南城建学院本科毕业设计 4.污水处理构筑物设计计算 3 式中 W——每日栅渣量，m/d; 3333 W——每日每1000m污水的栅渣量，m/10m污水。 1 333=0.07污水 设计中取 m10mW1 43，10，0.0733 W,,2.1m/d,0.2m/d 1000 应采用机械除渣及皮带输送机或无轴输送机输送栅渣，采用机械栅渣打包机将栅渣打包，汽车运走。 10)进水与出水渠道: 城市污水通过DN700mm的管道送入进水渠道，然后，就由提升泵将污水提升至细格栅。 4.2污水提升泵房 4.2.1 一般规定 (1)应根据远近期污水量，确定污水泵站的规模，泵站设计流量一般与进水管设计流量相同; (2)应明确泵站是一次建成还是分期建设，是永久性还是半永久性，以决定其标准和设施。并根据污水经泵站抽升后，出口入河道、灌渠还是进处理厂处理来选择合适的泵站位置; (3)污水泵站的集水池与机器间在同一构筑物内时，集水池和机器间须用防水隔墙隔开，不允许渗漏，做法按结构设计规范要求;分建时，集水井和机器间要保持的施工距离，其中集水池多为圆形，机器间多为方型; (4)泵站构筑物不允许地下水渗入，应设有高出地下水位0.5米的防水措施。 4.2.2 选泵 1)污水泵站选泵应考虑因素: ? 选泵机组泵的总抽升能力，应按进水管的最大时污水量计，并应满足最大充满度时的流量要求; ? 尽量选择类型相同和相同口径的水泵，以便维修，但还须满足低流量时的需求; ? 由于生活污水，对水泵有腐蚀作用，故污水泵站尽量采用污水泵，在大的 17 河南城建学院本科毕业设计 4.污水处理构筑物设计计算 污水泵站中，无大型污水泵时才选用清水泵。 2)选泵具体计算 泵站选用集水池与机器间合建式的矩形泵站。 ? 流量的确定Q: 3 Q=1764m/h，取设计秒流量为490L/s. max 选择集水池与机器间合建式矩形泵房，本设计拟订选用3台泵(2用1备)， 则每台泵的设计流量为: Q= Q /2=490/2=245L/s 式(4.12) max ?集水池容积V : a泵站集水池容积一般取最大一台泵5,6分钟的流量设计 3 V=245，60，6/1000=88.2m式(4.13) 2 b有效水深h为2.0米，则水池面积F为: F=V/h=88.2/2.0=44.1m ? 扬程的估算H H=H+2.0+1.0 式(4.14) ST 式中:2.0——水泵吸水喇叭口到细格栅的水头损失; 1.0——自由水头; H——水泵集水池的最低水位H与水泵出水管提升后的水位H之差; 12ST 则: H=进水管底标高+ h –集水池效水深,过栅水头损失 1 =6.7，2.0,4.0—0.08 =4.62m H=厂区地面标高+(4m-5m自由水头) 2 =9.0+5 =14m H= H - H=14—4.62=9.38m 21ST 则:水泵扬程为:H= H+2.0+1.0=9.38+2+1.0=12.38 m 取13m ST ? 选泵 3由Q=1250m/h ，H=13 m，可查 手册 华为质量管理手册 下载焊接手册下载团建手册下载团建手册下载ld手册下载 得:选用350QW1200-18-90型潜水排污泵， 其各项性能见下表4.1所示。 表4.1 350QW1200-18-90型潜水排污泵性能参数 流量 扬程 转速 轴功率 效率 出口直径重量 型号 3(mm) (kg) m/h m r/min kw % 18 河南城建学院本科毕业设计 4.污水处理构筑物设计计算 350QW1200-18-90 1200 18 990 90 82.5 350 2000 4.2.3 吸、压水管路实际水头损失的计算 1)设计依据 ?吸水管流速0.8—2.0m/s，安装要求有向水泵不断向上的坡度; ?压水管流速一般为1.2—2.5 m/s; ?吸压水管实际水头损失不大于2.5m 2)具体计算 ?Q=245L/S，吸水管选用DN=500mm的铸铁管，压水管为DN=400 mm的铸铁管。 4，Q4，0.245V,,,1.25m/s 查手册1知:1000i=4.10 式(4.15) 吸22,，D3.14，0.5 4，Q4，0.245V,,,1.95m/s 查手册1知:1000i=13.4 式(4.16) 压22,，D3.14，0.4 水泵进出口径均为400mm 4，Q4，0.4167V,V,,,1.95m/s 式(4.17) 吸水口压水口22,，D3.14，0.4 ?吸水管路损失 吸水管上有:一个喇叭口D=600mm, ξ=0.1; D600 的闸阀一个，ξ=0.06，g1g2 ，D500的90?弯头一个，ξ=0.52;D500400的偏心渐缩管一个，ξ=0.20，直g3g4 管部分长度为1.5m 222,,v(0.06，0.1)，1.25，(0.2，0.52)，1.95,1, h==0.152 m 式(4.18) 局部2，g2，9.8 设吸水管直管部分长度为1.5m，则， ，， h=iL=1.54.10/1000=0.006 m 式(4.19) 沿程 吸水管总损失h=0.152+0.006=0.158m; ?压水管路损失 ，压水管上有:D400500的渐放管一个， ξ=0.29; g1 D400 的逆止阀一个，ξ=1.8; g2 D400 的闸阀一个，ξ=0.08; g3 D400的90?标准弯头两个，ξ=0.64; g4 压水管到细格栅前单管出水井处ξ=1.0 5 19 河南城建学院本科毕业设计 4.污水处理构筑物设计计算 222,,v0.29，1.95，(0.64，2，0.08，1.8，1.0)，1.25,1H= ,,0.388 m局部2，g2，9.8 式(4.20) 设压水管管长20m， 13.42，20，0.245,0.016m则h= 沿程1000 压水管总损失h=0.388+0.016=0.404m ?水泵扬程校核 整个管道总损失 H=H+?h+2.0+1.0=9.38+0.158+0.404+2.0+1.0=12.9m 静 所选水泵扬程为26m，能够满足需求，故选泵合适。 4.3细格栅 4.3.1设计参数 设计取格栅栅条间隙数b=0.01m，格栅栅前水深h=0.9m，污水过栅流速 mv=1.0m/s，每根格栅条宽度S=0.01m，进水渠道宽度B=0.5，栅前渠道超高1 2333h=0.3m，每日每1000m污水的栅渣量W=0.04 m/10m，此设计格栅设两组。 21 4.3.2细格栅设计计算 1) 格栅的间隙数: 0.49sin60:Qmaxsin,,n 个? 25个 式(4.21) ,,25.3Nbhv2，0.01，0.9，1.0 2) 格栅栅槽宽度: ，，，，B,Sn,1，bn，0.2,0.01，25,1，0.01，25，0.2,0.69m 式(4.22) B,B0.69,0.51l,,,0.26m3)进水渠道渐宽部分的长度: 式(4.23) 1,2tan2tan20:1 l0.261l,,,0.13m4) 进水渠道渐窄部分的长度计算: 式(4.24) 222 5)通过格栅的水头损失: 20 河南城建学院本科毕业设计 4.污水处理构筑物设计计算 44223Sv0.011.0,,3 h,k,()sin,,3，2.42，，，sin60:,0.32m ,,1b2g0.012g,, 式(4.25) H,h，h，h,0.9，0.32，0.3,1.52m6)栅后槽总高度: 式(4.26) 12 7)栅槽总长度: hh0.90.32L,l，l，0.5，1.0，，,0.26，0.13，0.5，1.0，，12 tantantan60:tan60:,, ,2.58m 式(4.27) 4QW，864003，10，0.0533max1 8)每日栅渣量: W,,,1.2m/d,0.2m/dK，10001000Z 式(4.28) 应采用机械除渣及皮带输送机或无轴输送机输送栅渣，采用机械栅渣打包机将栅渣打包，汽车运走。 4.4沉砂池 4.4.1设计参数 沉砂池的功能是去除比重较大的无机颗粒，沉砂池一般设于泵站倒虹管前，以便减轻无机颗粒对水泵、管道的磨损，也可设于初次沉淀池前，以减轻沉淀池负荷及改善污泥处理构筑物的处理条件。目前应用较多的有平流沉砂池、曝气沉砂池、多尔沉砂池和旋流沉砂池等。 平流沉砂池具有截留无机颗粒效果较好，工作稳定，构造简单，排沉砂方便等优点。 1)沉砂池的格数不应少于2个，并应按并联系列设计，当污水量较小时可考虑1个工作，1个备用。 2)设计流量应按最大设计流量，在合流制处理系统中。应按合流流量计算。 3)设计流量时水平流速:最大流速应为0.3m/s，最小流速应为0.15m/s。 4)最大设计流量时，污水在池内的停留时间不应少于30s，一般为30~60s。 5)设计水深的确定，有效水深不应大于1.2m，一般采用0.25~1.0m，每格宽度不宜小于0.6m。 6)砂斗容积按2d的沉砂量计算，斗壁倾角为55?~60?。 21 河南城建学院本科毕业设计 4.污水处理构筑物设计计算 7)沉砂池的超高不宜小于0.3m。 4.4.2沉砂池设计计算 1)沉砂池长度L: 取最大设计流量时速度v,0.3m/s，最大设计流量时停留时间t,30s，则 L,0.3×30,9m 式(4.29) 2)水流断面面积A: 3 设1座，则Q,0.49m/s Q0.492 max A,,,1.63m式(4.30) 0.3v 3)池总宽度B:设n,2格 每格宽b,0.6m B,nb,2×0.6,1.2m 式(4.31) 4)有效水深h : 2 A1.63, h,,1.36m 式(4.32) 2B1.2 5)沉砂室所需容积V:设T,2d QXT864000.49，30，2，864003 max V,,,1.79m 式(4.33) 661.42，10k10z 6)每个沉沙斗容积V: 0 设每个分格有2 个沉沙斗，共4个沉沙斗 1.7933 V,m,0.45m 式(4.34) 0=4 7)贮砂斗各部分尺寸计算: ‘设斗底宽 a,0.5m，斗壁与水平面的倾角为55度，斗高h,0.35m， 13 则贮砂斗的上口宽: ,2，0.352h3a,，a,，0.5,1.0m 式(4.35) 1:tg55tg55: 沉砂容积: ,h0.35222233V,(2a，2aa，2a),(2，1.0，2，1，0.5，2，0.5),0.20m01166 式(4.36) 22 河南城建学院本科毕业设计 4.污水处理构筑物设计计算 8)沉砂室高度h: 采用重力排砂，设池底坡度为0.06，坡向砂斗 L,2a9,2，1,L==3.5m 式(4.37) 222 ，h,h，0.06×L,0.35，0.06×3.5,0.56m 式(4.38) 332 9)沉砂池总高度: 设超高h,0.3m H,h，h，h,0.3，1.36，0.56,2.22m 式(4.39) 1123 10)验算最小流速: 在最小流量时，只用一格工作(n,1)即 Q0.245ainV,,,0.61m/s>0.15m/s 式(4.40) min1，0.6，0.67nwmin 示意图如图4.1所示: 1200 3003500.06150560DN200DN200600600 20? 150 200 200 3500350010001000 9000 图4.1 沉砂池示意图 4.5.初沉池(辐流式) 4.5.1设计参数 1)、沉淀池的设计数据宜按下表的规定取值 23 河南城建学院本科毕业设计 4.污水处理构筑物设计计算 表4.2 沉淀池的设计数据 表面每人每 沉淀沉淀污泥固体 水力负荷日污泥量2池类型 时间 ?d 含水率, 负Kg/mh32m/(m?h) g/(人?d) 初次1.5,1.5,95, 16,36 — 沉淀池 2.0 4.5 97 2)、沉淀池的超高不应小于0.3m 3)、沉淀池的有效水深宜采用2.0,4.Om。 4)、当采用污泥斗排泥时，每个污泥斗均应设单独的闸阀和排泥管。污泥斗的斜壁与水平面的倾角，方斗宜为60?，圆斗宜为55?。 5)、排泥管的直径不应小于200mm。 6)、沉淀池应设置浮渣的撇除、输送和处置设施。 7)、水池直径(或正方形的一边)与有效水深之比宜为6,12，水池直径不宜大于50m。 8)、宜采用机械排泥，排泥机械旋转速度宜为1,3r,h，刮泥板的外缘线速度不宜大于3m,min。当水池直径(或正方形的一边)较小时也可采用多斗排泥。 9)、缓冲层高度，非机械排泥时宜为0.5m;机械排泥时，应根据刮泥板高度确定，且缓冲层上缘宜高出刮泥板0.3m，坡向泥斗的底坡不宜小于0.05。 4.5.2.初沉池(辐流式)设计计算 3设计中选择两组辐流沉淀池，n=2，每组设计流量为0.245m/s。 1)沉淀池表面积: Qmax0.49，36002A,,,441m 式(4.41) ,nq2，2 3 式中 Q——污水最大时流量，m/s; 'q ——表面负荷，取2.0m?/??h; n——沉淀池个数，取2组。 2)池子直径: 44，441A,,,23.7m 取24m。 式(4.42) D,, 24 河南城建学院本科毕业设计 4.污水处理构筑物设计计算 3)实际水面面积: 22D，24,,2 A,,,452.16m 式(4.43) 44 4Qmax4，0.49，360032q,,,1.95m/m,h实际负荷，符合要求。 22,,nD2，24 4)沉淀池有效水深: , 式(4.44) h,qt1 式中 ——沉淀时间，取1.5h。 t , h,qt,2，1.5,3m1 D24,,8 径深比为:?(6,12)合格。 h31 5)每座沉淀池每天污泥量 : SNtV, 式(4.45) 11000n，24 式中 S——每天产生的污泥量; N——设计人口数(人);此处取230000人; t——污泥在污泥斗内贮存时间，取 4h; n——沉淀池个数(个)。 设 T,2d，污泥量25g/d，污泥含水率95?，则每人每日污泥量 25，100s,,0.5L/(人,d) 式(4.46) (100,95)，1000 SNt0.5，230000，43V,,,9.6m/d 式(4.47) 11000n，241000，2，24 6) 沉淀池可贮存污泥的体积: h,225 式(4.48) V,(r，rr，r)111223 h,(r-r)tg, 式中 h——污泥斗高度， ; 5512 α——污泥斗倾角(60º); r——污泥斗上部半径(m)，1.5m; 1 r——污泥斗下部半径(m)，0.7m。 2 25 河南城建学院本科毕业设计 4.污水处理构筑物设计计算 3经计算得到V为 5.55m。 1 式(4.49) h,(r-r)tg60:,(1.5,0.7)tg60:,1.4m512 底坡落差 h,(R-r) ，0.05,(10-1.5) ，0.05,0.43m 式(4.50) 41 因此池低可储存污泥的体积为 h,224V2,(R，Rr，r) 式(4.51) 113 式中 R——沉淀池半径(m)，此处为 10m; h——池底落差，设池底坡向污泥斗的坡度为0.05， 4 3则代入经计算得到 V为 52.77m。 2 33足够 所以，可贮存污泥的总体积V,V，V,5.55，52.77,58.32m,7.5m12 7) 沉淀池总高度 ?总高度 式(4.52) H,h，h，h，h，h12345 式中 h——保护高度(m)，取 0.3m; 1 h——有效水深(m)，取 3m; 2 h——缓冲层高(m)，取 0.5m; 3 h——沉淀池底坡落差(m)，0.43m; 4 h——污泥斗高度(m)，1.4m。 5 因此，H=0.3+3.0+0.5+0.43+1.4=5.63m ?沉淀池周边处底高度 H= h+h+h=0.3+3+0.5=3.8m 123 4.5.3 刮泥设备的选择 采用系列周边传动吸泥机,技术参数如下表4.3: 表4.3 系列周边传动吸泥机主要参数 26 河南城建学院本科毕业设计 4.污水处理构筑物设计计算 电动机功 车轮行驶度 推荐池深 池径(m) 率 质量(吨) (m/min) H(mm) (KW) 45 1.5*2 2.2 2500,5000 30 4.5.4 进出水设计 在两沉淀池中间设一座集配水井，由沉砂池过来的输水管道直接进入内层套筒，进行流量分配，通过两根管径600mm的管道送往两个沉淀池，管道内最大流速1.25m/s。 1)集配水井 集配水井内径 D 采用 4m。来水由底部进入，上部出水经溢流堰至配水井，溢流堰筒直径采用 1.5m，井内流速为 0.01m/s。外径取为6m，中间墙壁厚 300mm，上设闸门以便超越。 2) 沉淀池进水 水管由池底中心进入，至上端管径扩至1m，周围有孔洞，使水流由四周辐射流动，在该管周围设一直径为3m 的穿孔挡板，来使水流流动均匀平稳，中心管出水孔对称设置 8 个，每个0.25m×1m。渐扩管长度h=(1.0-0.7)/2tg20º =0.42(m) 3) 排泥 采用机械法排泥，刮泥机由桁架及传动装置组成。本设计因池径大，所以采用周边传动，转速1.5m/min。将污泥推入污泥斗，然后用静水压力排除。 4)出水 ?挡渣板 在出水堰前设一高出水面0.2m，水面下0.3m 的挡板，拦截浮渣，在刮泥机上设有刮渣板来收集浮渣。 ?出水堰 出水堰为保证出水均匀，克服施工时薄壁堰不能做到很平整，采用倒等腰三角形薄壁堰，出水堰采用双侧集水，出水槽距池壁0.4m. ?初沉池出水 初沉池的出水设管道 DN500mm。 5) 排泥 27 河南城建学院本科毕业设计 4.污水处理构筑物设计计算 利用静水压力排泥，排泥管管径取为 200mm。 6)放空管 污泥斗中设放空管，管径300mm。 4.6.生物反应池 4.6.1 工艺特点 本工艺采用A?A?O工艺，A?A?O脱氮除磷工艺是在A?O除磷工艺的基础上增设了一个缺氧池，并将好氧池出流的部分混合液回流至缺氧池，具有同步脱氮除硫功能。 A2/O工艺亦称A-A-O工艺，是英文Anaerobic-Anoxic-Oxic第一个字母的简称(生物脱氮除磷)。按实质意义来说，本工艺称为厌氧-缺氧-好氧法，生物脱氮除磷工艺的简称。 A2/O工艺是流程最简单，应用最广泛的脱氮除磷工艺。 该工艺各反应器单元功能及工艺特征如下: 1)厌氧反应器:原污水及从沉淀池排出的含磷回流污泥同步进入该反应器，其主要功能是释放磷，同时对部分有机物进行氨化; 2)缺氧反应器:污水经厌氧反应器进入该反应器，其首要功能是脱氮，硝态氮是通过内循环由好氧反应器送来的，循环的混合液量较大，一般为2Q(Q——原污水量); 3)好氧反应器——曝气池:混合液由缺氧反应器进入该反应器，其功能是多重的，去除BOD、硝化和吸收磷都是在该反应器内进行的，这三项反映都是重要的，混合液中含有NO3-N，污泥中含有过剩的磷，而污水中的BOD(或COD)则得到去除，流量为2Q的混合液从这里回流到缺氧反应器; 4)沉淀池:其功能是泥水分离，污泥的一部分回流厌氧反应器，上清液作为处理水排放。 A2/O工艺流程图如图4.2 28 河南城建学院本科毕业设计 4.污水处理构筑物设计计算 2 图4.2 A/O工艺流程图 该工艺处理效率一般能达到:BOD5和SS为90%~95%，总氮为70%以上，磷为90%左右，一般适用于要求脱氮除磷的大中型城市污水厂。但A2/O工艺的基建费和运行费均高于普通活性污泥法，运行管理要求高，所以对目前我国国情来说，当处理后的污水排入封闭性水体或缓流水体引起富营养化，从而影响给水水源时，才采用该工艺。 本工艺具有如下特点: (1)本工艺在系统上可以称为最简单的同步脱氮除磷工艺，总的水力停留时间少于其他同类工艺; (2)在厌氧(缺氧)、好氧交替运行条件下，丝状菌不能大量增殖，无污泥膨胀之虞，SVI值一般均小于100; (3)污泥中含磷浓度高，具有很高的肥效; (4)运行中勿需投药，两个A段只用轻缓搅拌，以不增加溶解氧为度，运行费用低。 4.6.2 设计参数 表 4.4 A?A?O脱氮除磷工艺主要设计参数 项 目 数 值 0.13~0.2 BOD5污泥负荷N?[kgBOD5? (kgMLSS•d)] TN负荷?[kgTN?(kgMLSS•d)] ，0.05(好氧段) TP负荷?[kgTP?(kgMLSS•d)] ，0.06(厌氧段) 3000~4000 污泥浓度MLSS?(mg?L) 15~20 污泥龄θc?d 8~11 水力停留时间t?h 各段停留时间比例A:A:O (1:1:3)~(1:1:4) 50~100 污泥回流比R?, 100~300 混合液回流比R内?, 溶解氧浓度DO?(mg?l) 厌氧池，0.2缺氧池?0.5好氧 池,2 29 河南城建学院本科毕业设计 4.污水处理构筑物设计计算 COD?TN ,8(厌氧池) TP?BOD5 ，0.06(厌氧池) 4.6.3 A?A?O工艺设计计算 原污水经过初次沉淀池的处理，SS按降低 40%，BOD按去除20%考虑，由原污5 水中的SS为300mg/L， BOD为200mg/L。则进入曝气池污水的BOD值(Sa)为: 55 Sa,200，(1-20%),160mg/L SS值为: SS,300，(1-40%),180mg/L 1)判断是否可采用A?A?O法: COD?TN,420?40,10.5，8，TP?BOD5,3?160,0.02，0.06，符合要求。 2)有关设计参数 : BOD5污泥负荷N,0.13kgBOD5?(kgMLSS•d)，回流污 泥浓度Xr,10000mg?L，污泥回流比R,50, R0.5Xr，10000 混合液悬浮固体浓度:X,,=3300,mg?L) 1，R1，0.5 式(4.53) 40,15TNo,TNe，100,，100, TN去除率: ηTN,,,62.5, TNo40 式(4.54) 混合液回流比:R,ηTN?(1-ηTN),0.625?(1-0.625),167, 内 式(4.55) 取R,200, 内 3)反应池容积V(m?,: 30000，1600QS V,,=11188.81m? 式(4.56) 0.13，3300NX 反应池总水力停留时间: t=V/Q=11188.81/30000=0.37(d)=8.88(h) 式(4.57) 各段水力停留时间和容积计算如下: 厌氧:缺氧:好氧=1:1:3，于是有 厌氧池水力停留时间:t=1?5×8.88=1.78(h),池容V=1/5× 厌厌 30 河南城建学院本科毕业设计 4.污水处理构筑物设计计算 11188.81=2237.8(m?, 缺氧池水力停留时间:t=1?5×8.88=1.78(h),池容V=1/5× 缺缺 11188.81=2237.8(m?, 好氧池水力停留时间:t=3?5×8.88=1.78(h),池容V=3/5× 好好 11188.81=6713.3(m?, 4)校核氮磷负荷 QTN30000，400 好氧段总氮负荷===0.05kgTN?(kgMLSS•d)(符合要求) 3300，6713.3XV QTP30000，30 厌氧段总磷负荷===0.012kgTP?(kgMLSS•d)(符合要3300，2237.8XV 求) 5) 剩余污泥量ΔX(kg?d) ΔX=Px，Ps 式(4.58) Px=YQ(So,Se,,kdVXv 式(4.59) Ps=Q,TSS,TSSe,×50, 式(4.60) -1 取污泥增值系数Y=0.6，污泥自身氧化率kd=0.05d，将各值带入得 Px=0.6×30000×,0.16-0.02,,0.05×11188.81×3.3×0.7=1228 ,kg?d) Ps=(0.18,0.02)×50,×30000=2400,kg?d) ΔX=1228，2400=3628,kg?d) 6) 反应池主要尺寸 反应池总容积V=11188.81m?，设反应池2组，单组池容V=11188.81? 单 2=5594.4m?。有效水深h=4.0m，则 单组有效面积 S单=V单?h=5594.4?4=1398.6? 采用5 廊道式推流反应池廊道宽b=6.0m，则 单组反应池长度 L =S单?B=1398.6?(5×6.0)=46.62(m) 校核:b?h=6.0?4.0=1.5(满足b?h,1~2) L?b=46.62?6.0=7.77(满足L?b=5~10) 取超高为1.0m，则 31 河南城建学院本科毕业设计 4.污水处理构筑物设计计算 反应池总高: H=4.0，1.0=5.0m 7)需氧量: 平时需氧量O2 ,,O,aQS，bVXrv2 ,3,3 ,0.48，30000，(160,20)，10，0.15，6713.3，3300，0.8，10 ,4674kg/d 式 (4.61) 式中:aˊ——活性污泥微生物氧化分解有机物过程的需氧率，即活性污泥微 生 物每代谢1kgBOD5所需的氧量，kgO/kg;取为0.5kgO/kg 22 bˊ——活性污泥微生物内源代谢的自身氧化过程的需氧率kgO/kg，取 2 为0.15kgO/kg 2 3 Xv——曝气池内挥发性悬浮固体(MLVSS)浓度，kg/m 最大时需氧量O 2max 根据原始数据，Kz=1.42 代入各值:O=6638kg/d=276.6kg/h 2(max) 最大时需氧量与平均时需氧量之比 O/O=6638/4674=1.42 式(4.62) 2(max)2 每日去除的BOD值 5 BOD==30000×(160-20)/1000=4200kg/d 式(4.63) 5 去除每kgBOD的需氧量 5 ?O=4674/4200=1.11kgO/kgBOD 式(4.64) 22 8)空气量: 采用鼓风曝气，设曝气池有效水深4.0m，曝气扩散装置距池底0.2m，则扩散器上静水压3.8m，取α=0.7，β=0.95，ρ=1，曝气设备堵塞系数F=0.8，采用管式微孔扩散设备，E=18%，扩散器压力损失4kPa，20?水中溶解氧饱和度为A 9.17mg/L。 扩散器出品处绝对压力: 3535 Pd=p+9.8×10H=(1.013×10+9.8×10×3.8)Pa=1.39×10Pa 式(4.65) 空气离开曝气池面时，气泡含氧体积分数: 32 河南城建学院本科毕业设计 4.污水处理构筑物设计计算 E21(1,)21(1,0.18)A,，100%,，100%,17.9%,0E79，21(1,)79，21(1,0.18)A 式(4.66) p,d0c,c(，),10.20mg/Lss05422.026，10 式(4.67) 将需氧量换成标准条件下(20?，脱氧清水)的充氧量: O,c2(20)sO,S(,20)T[,,c,c],1.024,F,,,()sT 1425，9.17,kg/d(20,20)0.7，(0.95，1，10.2,2.0)，1.024，0.8 ,3034g/d,126kg/h 式(4.68) 曝气池平时供气量为: O12633SG,,m/h,2500m/hS0.28E0.28，18%A 式(4.69) 曝气池最大时供气量 3 Gs(max)=3375m/h 去除每kgBOD5的供气量 3 2500×24/4200=14.3m空气/kgBOD 3 每m污水的供气量为 33 2500×24/30000=2.0m空气/m污水 2 一个廊道的面积181.8m，采用固定式微孔空气扩散器，一个曝气池的服务面积为0.5,0.75，通过尝试计算得:布空气管道在相邻两池间，设1根曝气干管，每根干管8根支干管，每根支干管设有7根支管，每根支管设有10个曝气头，则1个廊道共有曝气头:4×7×10=280个 每个曝气头的服务面积为: 181.8/280=0.65，符合要求 33 如果选五台风机，四用一备，则每台风机风量:2500m/h(42m/min)。 9)鼓风机出口风压计算: 选择一条最不利空气管路计算空气管的沿程和局部压力损失，如果管路压力 33 河南城建学院本科毕业设计 4.污水处理构筑物设计计算 损失4.5kPa，扩散器压力损失4kPa，则出口风压p: p,H，h，h,(3.8，9.8，4，4.5，3),49kPadf 式(4.70) 33 取出口风压50kPa，最大时供气量:3375m/h，平时供气量:2500m/h 根据以上的压力和空气量，选择合适的鼓风机。 4.7.二次沉淀池 (辐流式) 4.7.1设计参数 3m最大设计流量Qmax=1775?h，变化系数K=1.42，A?A?O池中悬浮固体浓度X=3300mg?L;二沉池底流生物固体浓度Xr=10 000mg?L;污泥回流比R=50,。 4.7.2二次沉淀池设计计算 1) 沉淀部分水面面积F : 根据生物处理段的特性，选取二沉池表面负荷q=0.9m??(?•h)，设两座沉淀池即n=2。 Q17752maxF,,,986.11m，，nq20.9， 式(4.71) 2) 池子直径D : 44986.11F，D,,,35.43m，，,3.14 式(4.72) 此处取35m。 3) 校核固体负荷G : 2412410.5887.53.3，，，，，RQX2，，，，0，，mG,,,106.9kg，，d,,，，F986.11 式(4.73) 符合要求。 4) 沉淀部分的有效水深h: 设沉淀时间t=2.5h。 2 h,qt,0.9×2.5,2.25,m, 式(4.74) 2 5)污泥区的容积V : 设计采用周边传动的刮吸泥机排泥，污泥区容积按2h 贮泥时间确定。 34 河南城建学院本科毕业设计 4.污水处理构筑物设计计算 21221+0.5300003300TRQX，，，，，，，，，3V,==1860.9m，，24243300+10000，，，XX，，，，r 式(4.75) '3V,,1860.9/2930.5 每个沉淀池污泥区的容积 (m) 6)污泥区高度h: 4 ?污泥斗高度 : 设池底的径向坡度为0.05，污泥斗底部直径D=1.5m， 2 上 部直径D=3.0m，倾角60?，则 1 DD,3.0-1.5’??12h=tan60=tan60=1.3m，，，，422 式(4.76) ‘,h224，，，VDDDD=，，1112212 式(4.77) 3.141.3，223,，，，，3.03.01.51.5=5.36m，，，，12 ?圆锥体高度 : DD,,353’’1h=0.050.050.8m，,，,，，422 式(4.78) ’’,h224,，，，VDDDD，，21112 式(4.79) 3.140.8，223,，，，，,353533280.44m，，，，12 ?竖直段污泥部分的高度 : VVV,,,,930.55.36280.44’’’12h=0.7m,,4F986.11 式(4.80) 污泥区的高度 : ''''''h=h+h+h1.300.800.702.80,，，,m，，4444 式(4.81) 7) 沉淀池的总高度H : 设超高h=0.3m，缓冲层高度h=0.5m，则 13 Hhhhhm,，，，,，，，,0.32.250.52.805.85，，1234 式(4.82) 8)中心进水导流筒及稳流筒 ?中心进水导流筒: 进水D=700mm,进水管流速v00 35 河南城建学院本科毕业设计 4.污水处理构筑物设计计算 41410.50.493，，，，RQ，，，，maxmv,,,0.96，，022s,nD23.140.7，，0 式(4.83) 中心进水导流筒内流速v取0.6m?s，导流筒直径D3为 1 41max410.50.493，，，，RQ，，，，Dm,,,,0.890.9，，3,nv23.140.6，，1 式(4.84) 中心进水导流筒设4个出水孔，出水孔尺寸B×H,0.35m×1.35m，出水孔流速v为 2 110.50.493，，，RQ，，，，maxvms,,,,0.1960.2，，24420.351.35nBH，，， 式(4.85) ?稳流筒 :稳流筒用于稳定由中心筒流出的水流，防止对沉淀产生不利影响。稳流筒下缘淹没深度为水深的30,~70,，且低于中心导流筒出水孔下缘0.3m以上。稳流筒内下降流速v按最高时流量设计时一般控制在0.02~0.03m?s之间，3 此处v取0.03，稳流筒内水流面积f为 : 3 1max10.50.493，，，RQ，，，，2fm,,,12.33，，nv20.03，3 式(4.86) 稳流筒直径D为 : 4 4412.33f，22DDm,，,，,,0.94.064.0，，43,3.14 式(4.87) ?验算二沉池表面负荷 : 二沉池有效沉淀区面积A为 : 2222,DD,，,3.14354，，，，42Am,,,949.55，，44 式(4.88) ‘二沉池实际表面负荷q为 : 3600Q36000.493，'32max，，qmmh,,,0.935，，，，nA2949.55， 式(4.89) ‘ ?验算二沉池固体负荷G : 36 河南城建学院本科毕业设计 4.污水处理构筑物设计计算 ，，8640018640010.533000.493，，，，，，RXQ，，，，kgmax'G,,,111.02,,2md100010002949.55nA，，，，,,，， 式(4.90) 9)进、出水系统计算 : ?进水管 : 4Q3，103Q,,,0.174(m/s) 单组反应池进水管设计流量 122，86400 管道流速设 V=1.0m/s Q0.17421A,,,0.174m管道过水断面 V1.0 4，A4，0.174管径d,,,0.47m ,, 取进水管径DN500mm ?回流污泥渠道 : 回流污泥量 : 3 Q,R，Q,30000，0.5,0.17(m/s) R总 回流污泥选用渠道进行回流，渠道断面面积0.6×0.4m，则渠道中流速为 0.173,0.71(m/s) 0.6，0.4 回流污泥泵房与回流污泥井之间用管道进行连接，回流污泥井起到相当于一个单管出水井的作用。设计流速定为0.9 m/s，则管径: 4，0.17,=0.49m，取500mm D,，0.9 Q300003Q,R，,0.5，,0.087m/s 反应池回流污泥渠道设计流量 R22，86400 渠道断面尺寸定为1×0.6m，流速V=0.833m/s，超高取0.3m，则渠道总深采用0.9m。 ?出水管 37 河南城建学院本科毕业设计 4.污水处理构筑物设计计算 330000m/s(1，0.5)，反应池出水管设计流量Q==0.26 586400 管径采用600mm 4Q0.26，4则流速= ,,0.58m/s22,,D，1 (10)缺氧设备的选择(以单组池计算) 3每格内设潜水搅拌机1台，所需功率按5W/ m池容计。 缺氧池混合污水所需功率 5×9680=48400W 4.8.消毒接触池 4.8.1消毒剂的选择 污水经过以上构筑物处理后，虽然水质得到了改善，细菌数量也大幅度的减少，但是细菌的绝对值还十分可观，并有存在病原菌的可能。因此，污水再排入水体前，应进行消毒处理。 目前，用消毒剂消毒能产生有害物质，影响人们的身体健康已广为人知，氯化是当今消毒采用的普遍方法。氯与水中有机物作用，同时有氧化和取代作用，前者促使去除有机物或称降解有机物，而后者则是氯与有机物结合，氯取代后形成的卤化物是有致突变或致癌活性的。 所以，目前污水消毒一是要控制恰当的投剂量，二是采用其他消毒剂代替液氯或游离氯，以减少有害物的生成。消毒设备应按连续工作设置。消毒设备的工作时间、消毒剂代替液氯或游离氯，以减少有害物的生成。 消毒设备应按连续工作设置，消毒设备的工作时间、消毒剂投加量，可根据所排放水体的卫生要求及季节条件掌握。一般在水源的上游、旅游日、夏季应严格连续消毒，其他情况时可视排出水质及环境要求，经有关单位同意，采用间断消毒或酌减消毒剂投量。 目前常用的污水消毒剂是液氯，其次是漂白粉、臭氧、次氯酸钠、氯片、氯氨、二氧化氯和紫外线等。其中液氯效果可靠、投配设备简单、投量准确、价格便宜。其他消毒剂如漂白粉投量不准确，溶解调制不便。 4.8.2 消毒设施计算 1) 接触池主要尺寸 ? 接触池容积 : 38 河南城建学院本科毕业设计 4.污水处理构筑物设计计算 设氯与污水的接触时间为30min，则接触池的总容积为: 3 V =Q ?T=0.49×1800=882 m 总设 设两个平流式廊道接触池，单池容积为: 3 V= V /2=441m 总 ? 接触池表面积 : 设有效水深h=2.0m，则接触池表面积: 2 2 F=V/ h=441/2.0,221m式(4.91) 2 ? 接触池长度 : 设每廊道宽B为4m，则每池廊道总长 L=221/4=55.3m 总 每一廊道长 L= L/3=18.4m 总 长宽比 L总/B=18.4/4=4.6?(4,5) 符合要求。 ? 接触池高 : 设接触池保护高h为0.3m，则池高: 1 H=h+h=0.3，2，,2.3m 12 ? 每日加氯量 : 查手册可知完全人工二级处理后的污水加氯量为5,10mg/L(取 5mg/L)。 则每日加氯量为: -3 5.0×30000×10=150(kg/d) 选用贮氯量为500kg 的液氯钢瓶，每日加氯量1/3 瓶， 共贮用8瓶，设加 氯机两台，单台投氯量为8,18kg/h，配置注水泵两台，一用一备，要求注水量 3Q约等于6m/h，扬程不小于15mHO。 32 2) 进出水设计 ? 进水计算 : 池到接触池途中设闸门井，接出超越管接入投氯管进水及超越管采用 DN500mm 3 Q,0.49/2,0.25m/s 3 V=1.25m/s 1000i=3.122 39 河南城建学院本科毕业设计 4.污水处理构筑物设计计算 加氯管接于池体首端 ? 出水设计 : a 出水堰 采用非淹没式矩形薄壁堰出流，取堰宽等于接触池廊道宽b=4.0m，则堰上水头: 2Q3H,(),0.15m 式 mb2g0 (4.92) 取堰后跌落 0.1m，水头损失为 0.15+0.1=0.25m b 集水槽 设于消毒池末端，宽为0.9m，在溢流堰下设管道和阀门与消毒池相连，在槽低末端设放空管，管径300mm，同时可作为消毒池的放空管使用。 c 出水管 出水槽下部接出水管，出水管接入计量堰，水深0.7m，保护高0.3m，上设盖板，出水渠流入集配水井外层套筒，出水管DN,450mm，v=1.09m/s，1000i=3.67。 4.9计量设备 4.9.1计量设备的选择 准确的掌握污水处理厂的污水量并对水量资料和其他运行资料进行综合分析，对提高污水处理厂的运行管理水平是十分必要的，为此，应在污水处理系统上设置计量设备。污水处理中常用的计量设备有巴氏计量槽、薄壁堰、电磁流量计、超声波流量计、涡轮流量计等。 污水测量装置的选择原则是精度高、操作简单，水头损失小，不宜沉积杂物，其中以巴氏计量槽应用最为广泛。本设计采用巴氏计量槽，这种计量设备的精确程度达95%,98%，其优点是水头损失小，底部冲刷力大，不易沉积杂物。 30.17~1.30ms本设计中选用巴氏计量槽，测量范围为:。 4.9.2设计参数 1)、计量槽应设在渠道的直线上，直线段长度不宜小于渠道宽度的8,10倍， 40 河南城建学院本科毕业设计 4.污水处理构筑物设计计算 在计量槽的上游，直线段不小于渠宽的2,3倍，下游不小于4,5倍。当下游有跌水而无回水影响时，可适当缩短; 2)、计量槽中心线应与中心重合，上下游渠道的坡度应保持均匀，但坡度可以不同; 、当喉宽W=0.3,2.5m时，为自由流，大于此数时为潜没流; 3)H/H,0.721 4)、当计量槽为自由流时，只需计上游水位，而当其为潜没流时，则需要同时记录下游水位，涉及计量槽时，应可能做到自由流; 5)、设计计量槽时，除计算通过最大流量时的条件外尚需计算通过最小流量时的条件; 336)、Q=0.49m/s，Q =0.35 m/s。 max平 4.9.3 设计计算 1) 上游渠道 上游渠道流速v取0.8m,s，水深H取0.6m，则上游渠道宽度 11 Qmax0.49B,,,1.02m1v0.80.6H，11 式(4.93) LB,,，,2.52.51.022.6m11 上游渠道长度 2)计量槽基本尺寸 ?咽喉宽度W : 计量槽咽喉宽度取渠道宽度的0.35倍，则 WB,,，,0.350.351.020.36m ?校核上游渠道宽度B : 1 BW,，,，，,1.20.481.20.360.480.91m1 ?渐扩段出口宽度B :2 BW,，,，,0.30.360.30.66m2 ?下游渠道水深 : 下游与上游的水深比取0.6，则下游渠道水深 HHm,,，,0.60.60.60.3621 ?上游渐缩段长度C : CWm,，,，，,0.51.20.50.361.21.38 ?上游水位观测孔位置 : 上游渐缩段渠道壁长度为 41 河南城建学院本科毕业设计 4.污水处理构筑物设计计算 22BW,,1.020.36,,,,221ACm,，,，,1.381.42,,,,22,,,, 式(4.94) 水位观测孔位置: 22DAm,,，,1.420.9533 ?巴氏槽长度 : 咽喉段长度0.6m，下游渐扩段长度0.9m，巴氏槽总长度 L2为 LCm,，，,，，,0.60.91.380.60.92.882 3) 下游渠道长度 : LBm,,，,551.025.131 4)上下游渠道及巴氏槽总长度 : LLLL,，，,，，,2.62.885.110.6m123 LB,,,10.61.0210.410，符合要求。1 4.10配水井 4.10.1概述 在污水处理厂中，同一构筑物的个数不应少于2个，并应考虑均匀配水。污水处理厂的配水设施虽不是主要的处理装置，但因其有均衡地发挥各个处理构筑物运行能力的作用，能保证各处理构筑物经济有效的运行，所以均匀配水是污水处理厂工艺设计的重要内容之一。 堰式配水是污水处理厂常用的配水设施。进水从配水井底中心进入，经等宽度溢流堰流入各个水斗再流向各个构筑物。这种配水机是利用等宽度溢流堰上的堰上水头相等，过水流量就相等的原理来进行配水。 4.10.2设计要求 1)水力配水设施基本的原理是保持各个配水方向的水头损失相等。 2)配水渠道中的水流速度应不大于1.0m,s。 3)从一个方向和用其中的圆形入口通过内部为圆筒形的管道向其引水的环形 42 河南城建学院本科毕业设计 4.污水处理构筑物设计计算 配水池，当从一个方向进水时，保证分配均匀的条件是: ?:应取中心管直径等于引水管直径; ?:中心管下的环形孔高应取(0.25~0.5)D (D 为中心管直径): 11 33本设计中近期设计流量30000m?d，远期设计流量60000m?d，沉淀池出水经配水井至A?A?O池，A?A?O池近期先建2座，远期扩至4座。 4.10.3设计计算 1) 进水管管径D :配水井进水管的设计流量为Q =1.42×30000,24,1 31775m?h，当进水管管径D,800mm时，查水力计算表，得知v,0.98m,s，满1 足设计要求。 2) 矩形宽顶堰 : 进水从配水井底中心进入，经等宽度溢流堰流入4个水斗再由管道接入2座后续构筑物，每个后续构筑物的分配水量应为q,1775,2, 3887.5m?h。配水采用矩形宽顶溢流堰至配水管。 ?堰上水头H : 本设计采用矩形堰,堰高h取0.5m, 矩形堰的流量 q=mb2gHH0 式(4.95) 3 式中 :q ———矩形堰的流量 ，m?s; H———堰上水头，m; b———堰宽，m，取b,1.0m; m———流量系数，通常采用0.327~0.332，取0.33; 0 22q0.246533H,==0.31m2222mb2g0.331.029.8，，，0 则 式(4.96) ?堰顶厚度B : 根据有关资料，当2.5,B,H,10时，属于矩形宽顶堰。取B,0.8m，这时B,H,2.58,在2.5~10范围内,。 33)配水管管径D :设配水管管径D,500mm，流量q,887.5m?h，查水力计22 算表得知v,0.90m,s. 4)配水漏斗上口口径D : 按配水井内经的1.5倍设计，D ,1.5D,1.5×8001 ,1200mm。 43 河南城建学院本科毕业设计 5.污泥处理设施设计计算 5. 污泥处理设施设计计算 5.1污泥处理(sludge treatment)的目的与处理方法 5.1.1污泥处理的目的 污水厂在处理污水的同时，每日要产生产生大量的污泥，其数量约占处理水量的0.3,,0.5,左右(以含水率97,计)。污泥中含有大量的有毒有害物质，如寄生虫卵、病原微生物、细菌、合成有机物及重金属离子等;有用物质如植物营养素(但、磷、钾)、有机物及水分等。这些污泥对环境具有潜在的污染能力，若不进行有效处理，必然要对环境造成二次污染。同时，污泥含水率高，体积庞大，处理和运输均很困难。因此，在最终处置前必须处理，以降低污泥中的有机物含量，并减少其水分。使之在最终处置时对环境的危害减少之限度。 1)、减量:降低污泥含水率，减小污泥体积; 2)、稳定(satabilization):去除污泥中的有机物，使之稳定; 3)、害化:杀灭寄生虫卵和病原菌; 4)、污泥综合利用。 剩余污泥来SBR池，活性污泥微生物在降解有机物的同时，自身污泥量也在不断增长，为保持曝气池内污泥量的平衡，每日增加的污泥量必须排除处理系统，这一部分污泥被称作剩余污泥。剩余污泥含水率较高，需要进行浓缩处理，然后进行脱水处理。 44 河南城建学院本科毕业设计 5.污泥处理设施设计计算5.1.2污泥处理的原则 1)、城镇污水污泥，应根据地区经济条件和环境条件进行减量化、稳定化和无害化处理，并逐步提高资源化程度。 2)、污泥的处置方式包括用作肥料、作建材、作燃料和填埋等，污泥的处理流程应根据污泥的最终处置方式选定。 3)、污泥作肥料时，其有害物质含量应符合国家现行标准的规定。 4)、污泥处理构筑物个数不宜少于2个，按同时工作设计。污泥脱水机械可考虑一台备用。 5)、污泥处理过程中产生的污泥水应返回污水处理构筑物进行处理。污泥处理过程中产生的臭气，宜收集后进行处理。 5.1.3 污泥处理方法的选择 污泥处理的一般方法与流程的选择、当地条件、环境保护要求、投资情况、运行费用及维护管理等多种因素有关。污泥处理可供选择的方案大致有: (1)生污泥,浓缩,消化,自然干化,最终处置 (2)生污泥,浓缩,自然干化,堆肥,最终处置 (3)生污泥,浓缩,消化,机械脱水,最终处置 (4)生污泥,浓缩,机械脱水,最终处置 (5)生污泥,湿污泥地,最终处置 (6)生污泥,浓缩,消化,最终处置 综合多种因素本设计优先选用第(4)种方案，即: 生污泥,浓缩,机械脱水,最终处置 5.2 浓缩池 5.2.1 设计参数 1)、污泥浓缩时间采用12,16h; 2)、浓缩前含水率:初沉池污泥含水率为97%， 二沉池污泥含水率为99.2,99.6%;此处取99.5%。 3)、浓缩后初沉池污泥含水率92%;二沉池污泥含水率为97%。 45 河南城建学院本科毕业设计 5.污泥处理设施设计计算 5.2.2 污泥量的计算 1) 初沉池污泥量Q:1 SN1式(5.1) Q,11000，24 L/cap,dL/cap,d 式中: S—每人每日污泥量，0.36,0.83，取0.5; 4N—按SS计算的当量人口数,23人. ，101 0.5，23000033Q, =4.79m/h=115m/d 式(5.2) 11000，24 2) 二沉池剩余污泥量Q: 2 33628mQ,=72223d199.5%1.00510,，，，， 式(5.3) 5.2.3浓缩池的设计计算 设两座浓缩池， 初沉池的污泥不浓缩，直接重力自流到贮泥池，只将二沉池的污泥投配到浓缩池进行浓缩，单个浓缩池计算泥量为: 3722Q32m361Q,,, = 15.0m/h 式(5.4) d22 1) 浓缩池的体积 : 取浓缩池停留时间T=12h 3 V=QT=15.0×12=180m 2) 浓缩池的直径D :取有效泥深h为3m 1 44，180V,,8.7m由D= 取D=9m 式(5.5) ,h3.14，31 1oo,取=10 ,则h==0.8m Dtg1022 3) 污泥斗容积: 1D19223V,,h(),，3.14，0.8，(),17.0m 式(5.6) 123232 D9223V,,h(),3.14，3，(),190.8m 式(5.7) 2122 3 V，V,207.8,180.0m12 46 河南城建学院本科毕业设计 5.污泥处理设施设计计算 4) 泥的有效高度: Q，12,V15，12,171h,,,2.6m 式(5.8) 11122,D，3.14，944 取超高 h,0.3m3 则浓缩池总高 H,h，h，h,2.6，0.8，0.3,3.7m123 5) 分离污水量: P,P99.5,97312q,Q，,15，,12.5m/h 式(5.9) 100,P100,972 式中: Q——进入单个浓缩池的泥量 ——浓缩前污泥浓度，99.5% P1 ——浓缩后污泥浓度，97% P2 则12小时后分离污水量: 3 q,12.5，12,150m 6) 浓缩后剩余污泥量: 100,P100,99.5/31q,Q，,15，,2.5m/h 式(5.10) 100,P100,972 每天浓缩池剩余污泥量: 3 V=2.5×24,60m,d 2 7) 中心筒直径: 取中心筒流速V=0.25 m/s 4Q4，15 则直径为D,,,0.15m 式(5.11) ,V3.14，0.25，3600 故浓缩池进泥管径取150mm，出泥管径取200mm。 47 河南城建学院本科毕业设计 5.污泥处理设施设计计算 5.3贮泥池及提升污泥泵 5.3.1 贮泥池的作用 污泥从浓缩池被排除后，没有压力进入污泥脱水机房，因此应设贮泥池， 使污泥由浓缩池排入贮泥池，以便顺利进入脱水机房。 剩余污泥经浓缩后进入贮泥池，主要作用为: 1)调节污泥量; 2)药剂投加池; 3)预加热池。 5.3.2 贮泥池的计算 贮泥池可以调节来自初沉池及浓缩池的污泥量，在浓缩池后设个贮泥池，采 用矩形贮泥池。 1) 贮泥量 ?初沉池污泥量Q1 SNtV, 式(5.12) 11000n，24 式中 S——每人每天产生的污泥量; N——设计人口数(人);此处取230000人; t——污泥在污泥斗内贮存时间，取 4h; n——沉淀池个数(个)。 设 T,2d，污泥量25g/d，污泥含水率95?，则每人每日污泥量 25，100s,,0.5L/(人,d) (100,95)，1000 SNt0.5，230000，43Q,,,9.6m/d 式(5.13) 1000n，241000，2，24 3×2,19.2 m/d 初沉池总的污泥量为:9.6 ?浓缩池污泥量Q 2 3 Q ,60×2,120m,d 2 2) 贮泥池尺寸 48 河南城建学院本科毕业设计 5.污泥处理设施设计计算设贮泥池的贮存时间t=8h，则贮泥池体积为: (19.2，120)，83Q,,46.4m 总24 Q46.42取池高h=3m，贮泥池表面积 A,,,15.5mh3 设贮泥池池宽B=3m，池长为: A L,,5.2mB 设超高0.5m 则贮泥池的总高为: H,h，h,0.5，3,3.5m 2 3) 其他 在贮泥池无顶盖，设上清液管。 5.3.3 污泥泵的选择 泵的流量按脱水机房处理污泥量计算，则 33 Q=19.2+120=139.2m/d=5.8m/h 选用50WZB30-25型泥浆泵2台，1用1备，其技术参数如下表5.1。 表5.1 50WZB30-25型泥浆泵技术参数 流量 扬程 转速 轴功率 汽蚀型号 电机功效率生 余量 3率(KW) (%) () (m) (m/min) (KW) 产m/h (m) 厂 家 5.5 50 3.7 50WZB30-230 25 2900 4.08 赣 5 州 水 泵 厂 49 河南城建学院本科毕业设计 5.污泥处理设施设计计算5.4污泥脱水机房 5.4.1 概述 1) 污泥由泥泵打到压滤机，加药时药剂在溶解池内搅拌加入清水溶解，经加药泵打入压滤机与污泥反应脱水，泥饼经皮带输送外运。 2) 压滤机的选择 本工艺采用带式压滤机，其优点有: ?运行可连续运转，生产效率高，噪音小; ?耗电少，仅为真空过滤机的十分之一; ?低速运转时，维护管理简单，运行稳定可靠; ?运行费用低，附件设备较少。 5.4.2 设计计算 1) 脱水污泥量 3 120+19.2=139.2 m/d 2) 脱水工艺采用带式压滤机 脱水机房内设有加药和溶药设备，投加药剂为聚丙烯酰胺，投加量为污泥量的3%，则脱水剂的用量为: ， M=139.2(1-97%)=4.2kg/d 3)压滤机的选择: ，，带式压滤机的带宽:B=KPQ=0.140.97231.8/24=1.31m 取2.0m 压滤机型号:采用DY—2000带式压滤机3台，2用1备，其规格如下表5.2。 表5.2 DY—2000带式压滤机规格 型号 过滤带 产泥量 泥饼电动机 重量 含水 Kg/h (kg) 宽度速度 型号 功率 转速 率(%) (mm) (m/s) (Kw) (r/min) DY— 2000 0.4-4.50-500 70-80 YCT-32-4 2.21 1000-1255500 2000 50 河南城建学院本科毕业设计 5.污泥处理设施设计计算 0 0 脱水机安装尺寸 4970mm×2725mm×1875(高)mm 4) 脱水机房内设2台计量泵(用于加药)，2台反冲洗水泵，它们各自对应一 ，台压滤机，加药间同脱水机房合建。反冲洗水泵型号:DA-50 9,参数流量:18 3，扬程:85.5m，电动机功率7.5 Kw，转速:2950r/min. mh/ 5) 计量泵的选择 选用J-Z16/25.0型柱塞计量泵,性能参数如下表5.3。 表5.3 J-Z16/25.0型柱塞计量泵性能参数 型号 流量 排出压力 泵速 电动机功率 进出水直径 重量 (L/s) (MPa) (次/min) (Kw) (mm) (Kg) J-Z16/25.0 16 10—25 126 0.75 8 230 计量泵的外型尺寸如下:790×715×575mm 51 河南城建学院本科毕业设计 6污水厂平面与高程布置 6. 污水厂平面与高程布置 6.1 平面布置 污水处理厂平面设计的任务是对各个单元处理构筑物与辅助设施等的相对位置进行平面布置，包括处理构筑物与辅助构筑物(如泵站，配水井等)，各种管线，辅助构筑物(如鼓风机房，办公楼，变电站等)，以及道路，绿化等。 6.1.1 平面布置的一般原则 1)、处理构筑物的布置应紧凑，节约土地便于管理; 2)、处理构筑物的布置应尽可能按流程顺序布置，以避免管线迂回，同时应充分利用地形以减少土方量; 3)、经常有人工作的地方如办公、化验等应布置在夏季主导风向上，在北方地区应考虑朝阳，设绿化带与工作区隔开; 4)、构筑物之间的距离敷设管道的位置，运转管理的需要和施工的要求，一般采用5,10m; 5)、污泥处理构筑物应尽可能布置成单独的组合，以备安全和方便运行管理; 6)、变电所的位置应设在耗电量大的构筑物旁边，高压线应避免在厂区内架空敷设; 7)、污水厂应该敷设超越管以便在发生事故时，使污水能超越一部分或完全排走; 8)、污水和污泥管道应尽可能考虑重力自流; 9)、在布置总图时应充分考虑绿化带，为污水处理厂的工作人员提供一个优美舒适的工作环境; 10)、总图布置时，应考虑近远期结合，由条件时可按远景规划水量布置，将构筑物分为若干系列分期建设。 6.1.2 厂区平面布置形式 1)、“一”字形布置:该种布置流程管线短，水头损失小; 2)、“L”型布置“:该种布置适宜出水方向发生转弯的地形，水流转弯一般不在曝气池处; 52 河南城建学院本科毕业设计 6污水厂平面与高程布置6.1.3 污水厂的平面布置具体内容 1)平面布置的内容 ?处理构筑物的平面布置 ?附属构筑物的平面布置 ?管道，管路及绿化带的布置 2)、平面图见大图: 6.2污水厂高程布置 污水处理厂污水处理高程布置的任务是:确定各构筑物和泵房的标高;确定污水处理筑物之间连接管渠的尺寸及其标高;通过计算确定各部位的水面标高，从而能够使污水沿处理流程在构筑物之间畅通的流动，保证污水处理厂的正常运行。 6.2.1构筑物水头损失 由于各构筑物的水头损失比较多，计算起来比较烦琐，本设计中若在设计计算过程中计算了的就用计算的结果，若在设计计算过程中没计算的就用经验数值。 构筑物水头损失见表6.1: 表6.1 构筑物水头损失表 水头损失 构筑物名称 构筑物名称 水头损失(m) (m) 中格栅 0.15 A/A/O池 0.45 细格栅 0.10 辐流二沉池 0.50 平流沉砂池 0.25 接触池 0.30 辐流沉淀池 0.50 污水提升泵房 0.2 配水井 0.20 计量槽 0.2 53 河南城建学院本科毕业设计 6污水厂平面与高程布置6.2.2管渠水头损失 在污水处理工程中，便于计算一般认为水流是均匀流。管渠水头损失主要有沿程水头损失和局部水头损失。 1)沿程水头损失按下式计算: 2,hLiL,,f2CR 式(6.1) 式中 : H——为沿程水头损失，m; f L——为管段长度，m; R——为水力半径，m; v——为管内流速，m/s; C——为谢才系数。 i—— 为管渠的坡度 2) 局部水头损失为: 2v,,hm2g 式(6.2) 式中: , ——局部阻力系数。 表6.2 污水管渠水力计算表(铸铁管) 管渠设计参数 水头损失(m) 流量 管渠及构筑物 D IV L ，，Ls名称 沿程 局部 合计 (mm) (‰) (m/s) (m) 出水口至巴氏 490 700 2.76 1.27 100 0.28 0.10 0.38 计量槽 巴氏计量槽 490 0.20 0.20 巴氏计量槽至 245 500 4.10 1.25 20 0.08 0.06 0.14 接触池 54 河南城建学院本科毕业设计 6污水厂平面与高程布置 接触池 490 0.30 0.30 接触池至 245 600 1.46 0.87 30 0.04 0.33 0.37 配水井 配水井 490 0.20 0.20 配水井至二沉 245 600 1.46 0.87 20 0.03 0.20 0.23 池 二沉池 245 0.50 0.50 二沉池至配水 245 600 1.46 1.25 15 0.06 0.04 0.10 井 配水井 490 0.20 0.20 配水井至 245 600 4.10 0.97 25 0.10 0.25 0.35 A/A/O池 A/A/O池 245 0.45 0.45 A/A/O池至配 245 500 4.10 1.25 35 0.14 0.15 0.29 水井 配水井 490 0.20 0.20 配水井至初沉 245 600 4.10 0.97 10 0.04 0.17 0.21 池 初沉池 245 0.50 0.50 初沉池至配水 245 500 4.10 1.25 30 0.12 0.13 0.25 井 配水井 490 0.20 0.20 配水机至沉砂 490 800 2.76 0.96 35 0.10 0.25 0.35 池 沉砂池 490 0.25 0.25 沉砂池至细格245 600 1.46 0.97 0 0 0 0 55 河南城建学院本科毕业设计 6污水厂平面与高程布置 栅 细格栅 245 0.10 0.10 细格栅至污 245 500 4.10 1.25 10 0.04 0.12 0.16 水提升泵房 污水提升泵房 490 0.20 0.20 污水提升泵房 245 500 4.10 1.25 0 0 0 0 至中格栅 中格栅 490 0.15 0.15 进水管 490 700 2.76 1.27 0 0 0.20 0.20 管渠局部阻力系数计算 : 1)细格栅至污水提升泵房有一个闸阀，一个止回阀，局部阻力系数为0.06+1.6=1.66; 2)配水井至沉砂池有一个闸阀，一个止回阀，局部阻力系数为0.06+1.7=1.76，一个突然扩大和突然缩小，局部阻力系数为:0.1+0.44=0.54; 3)A/A/O反应池配水井，一个闸阀，局部阻力系数为0.06; 4)二沉池至A/A/O反应池，一个闸阀，局部阻力系数为0.06; 5)紫外消毒间至二沉池有一个突然的缩小，局部阻力系数为0.5，另有两个90?弯头，局部阻力系数为:1.02，两个闸阀0.12。 6.2.3污水处理构筑物高程确定 1)计算污水厂处的设计水面标高 根据设计资料，泌阳县污水处理厂外河底标高为5.80m，河床水位控制在7.00,7.50m。 而污水厂厂址处的地坪标高基本上在9.00m左右，厂外河流最高水位7.50m(相对污水厂地面标高为-1.50m)。 2)各处理构筑物的高程确定 首先根据污水厂外河流的水位和排水管道的一般埋深确定出水管的高程，然后根据各构筑物的水头损失和管道的沿程和局部水头损失并结合设计计算依次倒推出各构筑物的水面高程，池顶标高和池底标高，具体结果见污水、污泥 56 河南城建学院本科毕业设计 6污水厂平面与高程布置 处理流程图。 表6.3 各污水处理构筑物的设计水面标高及池底标高 构筑物名称 水面标高(m) 池顶标高(m) 池底标高(m) 进水管 7.20 7.50 6.70 中格栅前 7.08 — 6.58 中格栅后 7.00 — 5.00 泵房集水井 6.80 8.00 4.80 细格栅前 14.69 -- 13.79 细格栅后 14.37 14.67 12.45 沉砂池 14.37 14.67 12.45 配水井 13.77 14.10 10.77 初沉池 13.32 13.62 7.99 配水井 12.61 12.91 9.91 A/A/O反应池 12.12 13.12 8.12 配水井 11.32 11.62 8.62 二沉池 11.02 11.32 5.47 配水井 10.29 10.59 7.59 接触池 9.28 9.58 6.80 57 河南城建学院本科毕业设计 6污水厂平面与高程布置 致 谢 在这四年大学生活中，我得到各位老师的悉心帮助和教导，尤其感谢指导老师，无论是在选题，还是在构思上都给与我精心的指导和教诲，在这里我向敬爱的老师深表敬意与感谢之心。还有他们的严谨治学态度，求实的作风，丰富的科研经验，科学的思考方法，使我受益匪浅，在此我深表感谢。 另外，我还要感谢我的同学，我们共同努力，在这良好的学习环境中，我们共同奋斗，合作，一起度过了四年美好的时光。最后，我要感谢我的父母和一直关心和支持我的朋友，使他们的鼓励、理解和帮助是我克服困难，不断进步!本次设计经历了2个月时间，在不断的学习和修正中最终完成。本次设计虽然有些地方仍有欠缺，但在设计过程中，我将自己所学的理论知识和实际应用紧密结合起来了，深化了理论知识，同时为以后工作提供了宝贵的设计经验，提高了自己独立思考解决问题的能力。本设计全面强化了自己各项技能，包括设计能力，运算能力和制图能力。总之，通过本设计使我对专业知识有了更深刻的认识，同时得到了更好的掌握，使我更有信心接受未来工作的挑战。 本次设计是在朱新锋老师的悉心指导及严格要求下完成的，指导老师的细致认真和尽职尽责为我们做出了榜样，在此，我衷心感谢城建学院环境教研室全体老师们几年来的指导和言传身教。我会把这优良的作风带入即将面临的工作当中，继续努力，争取同样出色的完成各项工作，为老师争光，为母校争光。 58 河南城建学院本科毕业设计 参考文献 参考文献 [1]《水污染控制工程实践教程》，彭党聪主编，化学工业出版社，2004年. [2]《排水工程》(下)，第四版，张自杰主编，中国建筑工业出版社，2000年3月. [3]《室外排水设计规范》(GBJ14-87)，1997年版，上海市建设委员会主编，中国计划出版社出版，1998年7月. [4]《给水排水常用数据手册》，第二版，建筑工程常用数据系列手册编写组主编，中国建筑工业出版社，2002年4月. [5]《污水综合排放标准》(GB8978-1996) [6]《给水排水设计手册》(第1、5、9、10、11册)，中国市政工程西南设计研究院主编，中国建筑工业出版社，2000年10月. [7]《给水排水工程专业毕业设计指南》，张智等主编，中国水利水电出版社，1999年12月. [8]《给水排水工程专业毕业设计指南》，李亚峰等主编，中国化学工业出版社，2003年10月. [9]《污水处理厂工艺设计手册》，高俊发，王社平主编，化学工业出版社，2003年10月. [10]《污水处理工艺及工程方案设计》，张统等主编，中国建筑工业出版社，2000年. [11]《高浓度有机废水处理技术与工程应用》，王绍文等主编，冶金工业出版社，2003年. [12] Henze,M.,and Harremoes,P.(1983). “ Anaerobic treatment.of wastewater in fixed film. Reactors-a lieratwre review.”Water Sci Technol.,15,1-30. [13] Brown,D.,and Hamburger,B.(1987). “ The degradation of dye stuffs.PartIII:Invetigations of their ultimate degradability,” Chemosphere,16,1539-1551. [14] Metcalf and Eddy Inc. Wastewater engineering treatement and resue.4thed. Boston : McGraw -Hill,2003. 59