某市10萬噸天污水處理廠工藝畢業(yè)設(shè)計(jì)完整版（優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)）

目 錄 第一章 設(shè)計(jì)任務(wù)及資料 . 1 1.1 設(shè)計(jì)任務(wù) . 1 1.2 設(shè)計(jì)目的及意義 . 1 1.3 設(shè)計(jì)要求 . 1 1.4 設(shè)計(jì)資料 . 2 1.5 設(shè)計(jì)依據(jù) . 3 第二章 設(shè)計(jì) 方案論證 . 4 2.1 廠址選擇 . 4 2.2 污水廠處理流程的選擇 . 4 2.3 設(shè)計(jì)污水水量 . 9 2.4 污水處理程度計(jì)算 . 9 第三章 污水的一級處理構(gòu)筑物設(shè)計(jì)計(jì)算 . 12 3.1 格柵 .12 3.2 提升泵站 .17 3.3 沉砂池 .21 第四章 污水的二級處理設(shè)計(jì)計(jì)算 . 27 4.1 厭氧池 +DE 型氧化溝工藝計(jì)算 .27 4.2 輻流式沉淀池 .36 4.3 消毒設(shè)施計(jì)算 .45 4.4 計(jì)量設(shè)備 .48 第五章 污泥處理設(shè)計(jì)計(jì)算 . 52 5.1 污泥處理 (sludge treatment)的目的與處理方法 .52 5.2 污泥泵房設(shè)計(jì) .52 5.3 污泥濃縮池 .53 5.4 貯泥池 .58 5.5 污泥脫水 .59 第六章 污水處理廠的布置 . 65 6.1 污水處理廠平面布置 .65 6.2 污水處理廠高程布置 .68 第七章 供電儀表與供熱系統(tǒng)設(shè)計(jì) . 74 7.1 變配電系統(tǒng) .74 7.2 監(jiān)測儀表的設(shè)計(jì) .74 第八章 勞動定員 . 75 8.1 定員原則 .75 8.2 污水廠人數(shù)定員 .75 參考文獻(xiàn) . 76 附錄 . 77 外文資料 . 78 中文譯文 . 81 致謝 . 84 1 第 一 章 設(shè)計(jì) 任務(wù)及資料 1.1 設(shè)計(jì)任務(wù) 某市 10 萬噸污水處理廠工藝設(shè)計(jì)。 1.2 設(shè)計(jì)目的及意義 1.2.1 設(shè)計(jì)目的 該市為東北某市，面積 10301 平方公里，人口 300 萬，城市發(fā)展方向?yàn)橐岳铣菫橐劳?，以疏港公路為軸線，向南發(fā)展。并逐步向經(jīng)濟(jì)技術(shù)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 2007年城北排放未經(jīng)處理污水排放量已達(dá) 10 萬噸 /日左右。大量的工業(yè)廢水和 生活污水未經(jīng)處理直接排入 M 河，使 M 河受到嚴(yán)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(yán)重制約著該市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。為改善環(huán)境，治理河水污染問題，建設(shè)城市污水治理工程勢在必行。 1.2.2 設(shè)計(jì)意義 設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)高等工科院校培養(yǎng)目標(biāo)所不可缺少的教學(xué)環(huán)節(jié)，是教學(xué)計(jì)劃中的一個有機(jī)組成部分，是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論、基礎(chǔ)知識以及分析解決實(shí)際問題能力的重要一環(huán)。它與其他教學(xué)環(huán)節(jié)緊密配合，相輔相成，在某種程度上是前面各個環(huán)節(jié)的繼續(xù) 、 深化 和 發(fā)展。 我國城市污水處理相對于國外發(fā)達(dá)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(jìn)技術(shù)、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(dá)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(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)、設(shè)備和經(jīng)驗(yàn)的同時，必須結(jié)合我國發(fā)展，尤其是當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，探索適合我國實(shí)際的城市污水處理系 統(tǒng)。 其次，做本設(shè)計(jì)可以使我得到很大的提高， 可在不同程度上提高調(diào)查研究，查閱文獻(xiàn)，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(shè)計(jì)方案的能力以及設(shè)計(jì)、計(jì)算、繪圖的能力；技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析和組織工作的能力；提高總結(jié)，撰寫設(shè)計(jì)說明書的能力等。 1.3 設(shè)計(jì)要求 1.3.1 污水處理廠設(shè)計(jì)原則 （ 1） 污水廠的設(shè)計(jì)和其他工程設(shè)計(jì)一樣，應(yīng)符合適用的要求，首先必須 2 確保污水廠處理后 污水 達(dá)到排放要求?？紤]現(xiàn)實(shí)的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)條件，以及當(dāng)?shù)氐木唧w情況（如施工條件）。在可能的基礎(chǔ)上，選擇的處理工藝流程、構(gòu)（建）筑物形式、主要設(shè)備設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)據(jù)等。 （ 2） 污水處理廠采用的各項(xiàng)設(shè)計(jì)參數(shù)必須可靠。設(shè)計(jì)時必須充分掌握和認(rèn)真研究各項(xiàng)自然條件，如水質(zhì)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(xiàng)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，在設(shè)計(jì)中一定要遵守現(xiàn)行的設(shè)計(jì)規(guī)范，保證必要的安全系數(shù)。對新工藝、新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)和新材料的采用積極慎重的態(tài)度。 （ 3） 污水處理廠（站）設(shè)計(jì)必須符合經(jīng)濟(jì)的要求。污水處理工程方案設(shè)計(jì)完成后，總體布置、單體設(shè)計(jì)及藥劑選用等盡可能采用合理措施降低工程造價(jià)和運(yùn)行管理費(fèi)用， （ 4） 污水廠設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)力求技術(shù)合理。在經(jīng)濟(jì)合理的原則下，必須根據(jù)需要，盡可能采用先進(jìn)的工藝、機(jī)械和自控技術(shù)，但要確保安全可靠。 （ 5） 污水廠設(shè)計(jì)必須注意近遠(yuǎn)期的結(jié)合，不宜分期建設(shè)的部分，如配水井、泵房及加藥間等，其土建部分應(yīng)一次建成；在無遠(yuǎn)期規(guī)劃的情況下，設(shè)計(jì)時應(yīng)為今后發(fā)展留有挖潛和擴(kuò)建的條件。 （ 6） 污水廠設(shè)計(jì)必須考慮安全運(yùn)行的條件，如適當(dāng)設(shè)置分流設(shè)施、超越管線、甲烷氣的安全儲存等。 （ 7） 污水廠的設(shè)計(jì)在經(jīng)濟(jì)條件允許情況下，場內(nèi)布局、構(gòu)（建）筑物外觀、環(huán)境及衛(wèi)生等可以適當(dāng)注意美觀和綠化。 1.3.2 污水處理工程運(yùn)行過程中應(yīng)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(nóng)業(yè)等各方面的用水關(guān)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(jìn)工藝，同 時合理設(shè)計(jì)、合理布局， 做 到技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理 。 1.4 設(shè)計(jì)資料 1.4.1 項(xiàng)目概況 東北某市，面積 10301 平方公里，人口 300 萬，城市發(fā)展方向?yàn)橐岳铣菫橐劳?，以疏港公路為軸線，向南發(fā)展。并逐步向經(jīng)濟(jì)技術(shù)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 2007年城北排放未經(jīng)處理污水排放量已達(dá) 10 萬噸 /日左右。大量的工業(yè)廢水和生活污水未經(jīng)處理直接排入 M 河，使 M 河受到嚴(yán)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(shè)城市污水治理工程 勢在必行。 3 1.4.2 水質(zhì)情況 污水處理廠進(jìn)水水質(zhì)指標(biāo)為： COD 390mg/l BOD5 180mg/l SS 180mg/l NH3-N 40mg/l P 6mg/l 處理后的出廠污水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)為： COD 100mg/l BOD5 20mg/l SS 20mg/l NH3 N 15mg/l P 1 mg/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(fēng)型大陸性氣候，春季多風(fēng)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(fēng)影響，主導(dǎo)風(fēng)向夏季為南風(fēng)、西南風(fēng)；冬季北風(fēng)、西北風(fēng)。 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(jìn)入污水處理廠處的管徑為 1250mm，管道水面標(biāo)高為80.0m。 1.5 設(shè)計(jì)依據(jù) 設(shè)計(jì)依據(jù)主要是國家有關(guān)法律法規(guī)： 1、中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法 ； 2、 GB3838 2002地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) ； 3、 GB18918 2002城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn) ； 4、 GB50014 2006室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范 ； 5、 GB50335 2002污水再生利用工程設(shè)計(jì)規(guī)范 。 4 第 二 章 設(shè)計(jì)方案論證 城市污水處理廠的設(shè)計(jì)規(guī)模與進(jìn)入處理廠的污水水質(zhì)和水量有關(guān)，污水的水質(zhì)和水量可以通過設(shè)計(jì)任務(wù)書的原始資料計(jì)算。 2.1 廠址選擇 在污水處理廠設(shè)計(jì)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(yùn)行管理 等都有很大的影響。因此，在廠址的選擇上應(yīng)進(jìn)行深入 、 詳盡的技術(shù)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(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng) 向 ； 5、 有良好的工程地質(zhì)條件 ； 6、 少拆遷，少占地，根據(jù)環(huán)境評價(jià)要求，有一定的衛(wèi)生防護(hù)距離 ； 7、 有擴(kuò)建的可能 ； 8、 廠區(qū)地形不應(yīng)受洪澇災(zāi)害影響，防洪標(biāo)準(zhǔn)不應(yīng)低于城鎮(zhèn)防洪標(biāo)準(zhǔn)，有良好的排水條件 ； 9、 有方便的交通、運(yùn)輸和水電條件。 所以，本設(shè)計(jì)的污水處理廠應(yīng)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(dá)標(biāo)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(nóng)田灌溉，城市景觀或工業(yè)生產(chǎn)等，以節(jié)約水資源。 城市污水處理及污染防治技術(shù)政策對污水處理工藝的選擇給出以下幾項(xiàng)關(guān)于城鎮(zhèn)污水處理工藝選擇的準(zhǔn)則： 城市污水處理工藝應(yīng)根據(jù)處理規(guī)模、水質(zhì)特征、受納水體的環(huán)境功能及當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況和要求，經(jīng)全面技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后優(yōu)先確定 ； 工藝選擇的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 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(yùn)行性能，可靠性，管理維護(hù)難易程度，總體環(huán)境效益 ； 應(yīng)切合實(shí)際地確定污水進(jìn)水水質(zhì)，優(yōu)先工藝設(shè)計(jì)參數(shù)必須對污水的現(xiàn)狀 、 水質(zhì)特征 、 污染物構(gòu)成進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查或測定，做出合理的分析預(yù)測 ； 5 在水質(zhì)組成復(fù)雜或特殊時，進(jìn)行污水處理工藝的動態(tài)試驗(yàn)，必要時應(yīng)開展中試研究 ； 積極地采用高效經(jīng)濟(jì)的新工藝，在國內(nèi)首次應(yīng)用的新工藝必須經(jīng)過中試和生產(chǎn)性試驗(yàn)，提供可靠性設(shè)計(jì)參數(shù)，然后進(jìn)行運(yùn)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(dá)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(jìn)技術(shù)、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(dá)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(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)、設(shè)備和經(jīng)驗(yàn)的同時，必須結(jié)合我國發(fā)展，尤其是當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，探索適合我國實(shí)際的城市污水處理系 統(tǒng)。 我國城市污水處理技術(shù)隨著水污染控制與環(huán)境治理的實(shí)踐，在吸取國外技術(shù)經(jīng) 驗(yàn)的同時，結(jié)合我國國情的特點(diǎn)，逐步改進(jìn)提高，初步形成了一些適用的技術(shù) 路線，主要如下： 1、對傳統(tǒng)活性污泥法進(jìn)行改造或予以取代后的人工生物凈化技術(shù)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(jié)合的技術(shù)路線 ； 3、 以污 水?dāng)U散排放為主，處理為輔的技術(shù)路線 ； 4、以回用為目的的污水深度處理技術(shù)路線 。 結(jié)合該污水處理工程的具體情況分析進(jìn)行選擇： 首先， 3 和 4 這兩條技術(shù)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(yīng)選擇 1 和 2 這兩條路線，尤其以 2 這種路線應(yīng)予以推廣。因?yàn)殡S著環(huán)境的狀況日趨嚴(yán) 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(jié)合的技術(shù)路線和對傳統(tǒng)活性污泥法進(jìn)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(jié)合的技術(shù)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(yùn)行費(fèi)用低，外加能源消耗少和管理簡單的優(yōu)點(diǎn)，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(jīng)濟(jì)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(dá)到處理的同時，達(dá)到對控制滲流污染 6 的要求，有計(jì)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(xué)、生物化學(xué)等作用，使污水達(dá)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(jié)構(gòu)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(jié)合，污水灌溉在農(nóng)業(yè)增產(chǎn)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(xiàn)在： 1、污水灌溉按土地處理污水的要求控制水量、水質(zhì)， 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(jīng)過嚴(yán)格水質(zhì)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(zhì)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(dāng)處理獲得城市污水的有效利用，無疑是非常有價(jià)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?yàn)椋?1、 對地下水源有污染危險(xiǎn) ； 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(diào)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(jié)合的路線，本工程不具備采用的條件，當(dāng)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(nèi)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(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)資料 、 運(yùn)行可靠 、 處理效果好，但是也存在能活較多和費(fèi)用高等特點(diǎn)，所以對其流程改革更新后，出現(xiàn)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(diǎn)。結(jié)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(fù)荷分二級供氧，A 級負(fù)荷高，曝氣時間短，產(chǎn)生污泥量大，污泥負(fù)荷 在 2.5kgBOD/(kgMLSSd) 7 以上，池容積負(fù)荷 在 6kgBOD/(m3d) 以上； B級負(fù)荷低，污泥齡較長。 A級與 B級間設(shè)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(diǎn)，但不適合低濃度水質(zhì)， A 級和 B 級亦可分期建設(shè)。 2、 SBR法 (Sequencing Batch Reactor) SBR法早在 20 世紀(jì)初已開發(fā)，由于人工管理繁瑣未予推廣。此法集進(jìn)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(gòu)成一組，輪流運(yùn)轉(zhuǎn)，一池一池地間歇運(yùn)行，故稱序批式活性污泥法?，F(xiàn)在又開發(fā)出一些連續(xù)進(jìn)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(diǎn)是 工藝 簡單，由于只有一個反應(yīng)池，不需二沉池、回流污泥及 設(shè)備 ，一般情況下不設(shè)調(diào)節(jié)池，多數(shù)情況下可省去初沉池，故節(jié)省占地和投資，耐沖擊負(fù)荷且運(yùn)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(shí)現(xiàn)除磷脫氮的目的。但因每個池子都需要設(shè)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(nèi) 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(zhì)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(jī)制由兩部分組成：一是除磷， 污水 中的磷在厭氧狀態(tài)下 (DO12.5)， BOD/TKN 為 1.5 3.5， COD/TP 為 30 60， BOD/TP為 16 40(一般應(yīng) 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(gòu)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(dāng)前可謂熱門 工藝 。氧化溝 具有脫氮的效果且 在應(yīng)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(zhuǎn)刷曝氣，水深一般在 2.53.5m，轉(zhuǎn)刷動力效率 1.6 1.8kgO2/(kWh) 。 奧式 (Orbal)簡稱同心圓式，應(yīng)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(nèi)環(huán)為 2)，有利于脫氮除磷。采用轉(zhuǎn)碟曝氣， 8 水深一般在 4.0 4.5m，動力效率與轉(zhuǎn)刷接近，現(xiàn) 已在山東濰坊、北京黃村和合肥的污水處理廠應(yīng)用。 若能將氧化溝進(jìn)水設(shè)計(jì)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。 卡式 (Carrousel)簡稱循環(huán)折流式，采用倒傘形葉輪曝氣，從 工藝 運(yùn)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(zhuǎn)刷曝氣，水深淺，占地面積大，復(fù)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(gòu)造 控制儀表增加了運(yùn)行管理的難度。不設(shè)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(jié)果，目前應(yīng)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(shè)一厭氧池，則起也具有良好的除 磷效果。 氧化溝一般不設(shè)初沉池，負(fù)荷低，耐沖擊，污泥少。建設(shè)費(fèi)用及電耗視采用的溝型而變，如在轉(zhuǎn)碟和轉(zhuǎn)刷曝氣形式中，再引進(jìn)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(dá) 2.5 3.0 kgO2/(kWh) 。 2.2.4 污水處理流程方案的 確定 經(jīng)過分析本設(shè)計(jì)可 選擇的 工藝 流程，有兩種： 1、 普通 A/A/O 法處理 工藝 。 2、 厭氧池 +氧化溝處理 工藝 。 兩種 工藝 經(jīng)過比較 ： 氧化溝除了具有 A/A/O 的效果外，還具有如下特點(diǎn)： 1) 具有獨(dú)特的水力流動特點(diǎn)，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(jìn)行硝化和反硝化作用，取得脫氮效果 ； 2) 不 設(shè)初沉池 ， 有機(jī)性懸浮物在氧化溝內(nèi)能達(dá)到好氧穩(wěn)定的程度 ； 3) BOD負(fù)荷低，使氧化溝具有對水溫、水質(zhì)、水量的變動有較強(qiáng)的適應(yīng)性，污泥產(chǎn)率低，勿 需進(jìn)行硝化處理 ； 4) 脫氮效果還能進(jìn)一步提高 ； 5) 電耗較小， 運(yùn)行費(fèi)用低。 所以本設(shè)計(jì)選用 厭氧池 +氧化溝處理 工藝 。 本設(shè)計(jì)的工藝流程為： 9 2.3 設(shè)計(jì)污水水量 由設(shè)計(jì)資料知，該市每天的平均污水量為： 10Q 萬噸 /天 4 7 4 3431 0 1 0 / 1 0 1 0 / 1 0 1 0 /1 0 1 0 1 0 1 1 5 7 . 4 12 4 3 6 0 0t d k g d m dL s L s 查 GB50014 2006室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范知： sLsL 100041.1157 則 取總變化系數(shù) 3.1K 從而可計(jì)算得： 設(shè)計(jì)秒流量為 Q K Q式中 Q 城市每天的平均污水量 ， sL ； K 總變化系數(shù) ； Q 設(shè)計(jì)秒流量 ， sL 。 1 . 3 1 1 5 7 . 4 1 1 5 0 4 . 6 3Q L s 2.4 污水處理程度計(jì)算 城市污水排入受納水體后，經(jīng)過物理的、化學(xué)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(fù)原狀，這種現(xiàn)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。 10 2.4.1 污水的 COD 處理程度計(jì)算 1 eCCE C式中 1ECOD 的處理程度 ， %； C 進(jìn)水的 COD 濃度 ,mg L ； eC處理后污水排放的 COD 濃度 ， mg L 。 則 1 3 9 0 1 0 0 7 4 . 3 6 %390E 2.4.2 污水的5BOD處理程度計(jì)算 2 eLLE L 式中 2E5BOD的處理程度 ， %； L 進(jìn)水的5BOD濃度 ， mg L ； eL處理后污水排放的5BOD濃度 ， mg L 。 則 2 1 8 0 2 0 8 8 . 8 9 %180E 2.4.3 污水的 SS 處理程度計(jì)算 3 eCCE C 式中 3ESS的處理程度 ， %； C 進(jìn)水的 SS濃度 ， mg L ； eC處理后污水排放的 SS濃度 ， mg L 。 則 3 1 8 0 2 0 8 8 . 8 9 %180E 2.4.4 污水的氨氮處理程度計(jì)算 11 4 eCCE C 式中 4E氨氮的處理程度 ， %； C 進(jìn)水的氨氮濃度 ， mg L ； eC處理后污水排放的氨氮濃度 ， mg L 。 則 4 4 0 1 5 6 2 . 5 %40E 2.4.5 污水的磷酸鹽處理程度計(jì)算 5 eCCE C 式中 5E磷酸鹽的處理程度 ， %； C 進(jìn)水的磷酸鹽濃度 ， mg L ； eC處理后污水排放的磷酸鹽濃度 ， mg L 。 則 5 61 8 3 . 3 3 %6E 12 第 三 章 污水的一級處理構(gòu)筑物 設(shè)計(jì)計(jì)算 3.1 格柵 格柵 是由一組平行的金屬柵條或篩網(wǎng)制成，安裝在污水渠道、泵房集水井的進(jìn)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(gòu)筑物的處理負(fù)荷，并使之正常進(jìn)行。被截留的物質(zhì)稱為柵渣。 設(shè)計(jì)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(zhuǎn)筒式格柵、活動格柵等；按照格柵柵條間距分為粗格柵和細(xì)格柵（ 1.5 10mm）；按照格柵除渣方式分為人工除渣格柵和機(jī)械除渣格柵，目前，污水處理廠大多都采用機(jī)械格柵；按照安裝方式分為單獨(dú)設(shè)置的格柵和與水泵池合建一處的格柵。 3.1.1 格柵的設(shè)計(jì) 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(jìn)水水量為 sLQ 63.1504 ，污水進(jìn)入污水處理廠處的管徑為 1250mm ，管道水面標(biāo)高為 80.0m 。 本設(shè)計(jì)中采用矩形斷面并設(shè)置兩道格柵（ 中 格 柵一道和細(xì)格柵一道），采用機(jī)械清渣。其中，中格柵設(shè)在污水泵站前，細(xì)格柵設(shè)在污水泵站后。中細(xì)兩道格柵都設(shè)置三組即 N=3組，每組的設(shè)計(jì)流量為 0.502 sm3 。 3.1.2 設(shè)計(jì)參數(shù) 1、 格柵柵條間隙寬度，應(yīng)符合下列要求： 1) 粗格柵：機(jī)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。 2) 細(xì)格柵：宜為 1.5 10mm。 3) 水泵前，應(yīng)根據(jù)水泵要求確定。 2、 污水過柵流速宜采用 0.6 1.Om s。除轉(zhuǎn)鼓式格柵除污機(jī)外，機(jī)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(dāng)格柵間隙為 16 25mm時，柵渣量取 0.10 0.05 333 10 mm 污水； 當(dāng)格柵間隙為 30 50mm 時，柵渣量取 0.03 0.01 333 10 mm 污水。 4、 格柵除污機(jī)，底部前端距井壁尺寸，鋼絲繩牽引除污機(jī)或移動懸吊葫蘆 13 抓斗式除污機(jī)應(yīng)大于 1.5m；鏈動刮板除污機(jī)或回轉(zhuǎn)式固液分離機(jī)應(yīng)大于 1.Om。 5、 格柵上部必須設(shè)置工作平臺，其高度應(yīng)高出格柵前最高設(shè)計(jì)水位 0.5m，工作平臺上應(yīng)有安全和沖洗設(shè)施。 6、 格柵工作平臺兩側(cè)邊道寬度宜采用 0.7 1.Om。工作平臺正面過道寬度，采用機(jī)械清除時不應(yīng)小于 1.5m，采用人工清除時不應(yīng)小于 1.2m。 7、 粗格柵柵渣宜采用帶式輸送機(jī)輸送；細(xì)格柵柵渣宜采用螺旋輸送機(jī)輸送。 8、 格柵除污機(jī)、輸送機(jī)和壓榨脫水機(jī)的進(jìn)出料口宜采用密封形式，根據(jù)周圍環(huán)境情況，可設(shè)置除臭處理裝置。 9、 格柵間應(yīng)設(shè)置通風(fēng)設(shè)施和有毒有害氣體的檢測與報(bào)警裝置。 10、沉砂池的超高不應(yīng)小于 0.3m。 3.1.3 中格柵設(shè)計(jì)計(jì)算 1、進(jìn)水渠道寬度計(jì)算 根據(jù)最優(yōu) 水力斷面公式2221111BvBBhvBQ 計(jì)算 設(shè)計(jì)中取污水過柵流速 v =0.8 sm mQB 12.18.0 5 0 2.0221 則 柵前水深： mBh 56.021 2、格柵的間隙數(shù) NbhvQn sin式中 n 格柵柵條間隙數(shù) ， 個 ； Q 設(shè)計(jì)流量 ， sm3 ； 格柵傾角 ， ； N 設(shè)計(jì)的格柵組數(shù) ， 組 ； b 格柵柵條間隙數(shù) ， m 。 設(shè)計(jì)中取 60 b =0.02m 528.056.002.0 60s in502.0 n 個 14 3、格柵柵槽寬度 bnnSB 1 式中 B 格柵柵槽寬度 ， m ； S 每根格柵條寬度 ， m 。 設(shè)計(jì)中取 S =0.015m mB 80.104.176.05202.0152015.0 4、 進(jìn)水渠道漸寬部分的長度計(jì)算 111 tan2 BBl 式中 1l 進(jìn)水渠道漸寬部分長度 ， m ； 1 漸寬處角度 ， 。 設(shè)計(jì)中取 1 = 20 ml 93.020ta n2 12.180.11 5、 進(jìn)水渠道漸窄部分的長度計(jì)算 mll 46.0293.0212 6、 通過格柵的水頭損失 s in2)(2341 gvbSkh 式中 1h 水頭損失 ， m ； 格柵條的阻力系數(shù)，查表 知 =2.42； k 格柵受污物堵塞時的水頭損失增大系數(shù)，一般取 k =3。 則 mgh 14.060s in28.0)02.0015.0(42.23 2341 7、柵后槽總高度 設(shè)柵前渠道超高 mh 3.02 則 柵后槽總高度： mhhhH 00.13.014.056.021 8、柵槽總長度 15 mhhllL38.360t a n3.060t a n56.00.15.046.093.0t a nt a n0.15.0 221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 1000100086400 11m a x WQKWQWZ 式中 W 每日柵渣量 ， dm3 ； 1W 每日每 1000 3m 污水的柵渣量 ， 333 10 mm 污水。 設(shè)計(jì)中取 1W =0.05 333 10 mm 污水 4 331 0 1 0 0 . 0 5 5 0 . 21000W m d m d 應(yīng)采用機(jī)械除渣及皮帶輸送機(jī)或無軸輸送機(jī)輸送柵渣，采用機(jī)械柵渣打包 16 機(jī)將柵渣打包，汽車運(yùn)走。 10、進(jìn)水與出水渠道 城市污水通過 1250DN mm 的管道送入進(jìn)水渠道，然后，就由提升泵將污水提升至細(xì)格柵。 3.1.4 細(xì)格柵設(shè)計(jì)計(jì)算 設(shè)計(jì)中取格柵柵條間隙數(shù) b =0.01m ，格柵柵前水深 h =0.9m ，污水過柵流速 v =1.0 sm ，每根格柵條寬度 S =0.01m ，進(jìn)水渠道寬度 1B =0.8m ，柵前渠道超高 mh 3.02 ，每日每 1000 3m 污水的柵渣量 1W =0.04 333 10 mm 則 格柵的間隙數(shù)：NbhvQn sin 520.19.001.0 60s in502.0 個 格柵柵槽寬度： mbnnSB 03.15201.015201.01 進(jìn)水渠道漸寬部分的長度： mBBl 32.020t an28.003.1t an2 111 進(jìn)水渠道漸窄部分的長度計(jì)算： mll 16.0232.0212 通過格柵的水頭損失： mggvbSkh 32.060s i n2 0.101.0 01.042.23s i n2)( 2342341 柵后槽總高度： mhhhH 52.13.032.09.021 柵槽總長度： t a nt a n0.15.0 221 hhllL m67.260t a n3.060t a n9.00.15.016.032.0每日柵渣量： 4 33m a x 1 186400 1 0 1 0 0 . 0 5 5 0 . 21 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0ZQW QWW m s m sK 應(yīng)采用機(jī)械除渣及皮帶輸送機(jī)或無軸輸送機(jī)輸送柵渣，采用機(jī)械柵渣打包機(jī)將 柵渣打包，汽車運(yùn)走。 細(xì)格柵示意圖見圖 3 2 17 圖 3 2 細(xì)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(wǎng) 來的所有污水，其任務(wù)是將這些污水抽送到污水處理廠，以利于處理廠各構(gòu)筑物的設(shè)置。因采用城市污水與雨水分流制，故本設(shè)計(jì)僅對城市污水排水系統(tǒng) 的 泵站進(jìn)行設(shè)計(jì)。 排水泵站的基本組成包括：機(jī)器間、集水池、格柵和輔助間。 3.2.1 泵站設(shè)計(jì)的原則 1、污水泵站集水池的容積，不應(yīng)小于最大一臺水泵 5min 的出水量；如水泵機(jī)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(yīng)設(shè)集水坑，傾向坑的坡度不宜小于 10%。 3、水泵吸水管設(shè)計(jì)流速宜為 0.7 1.5 m/s。出水管流速宜為 0.8 2.5 m/s。 其他規(guī)定見 GB50014 2006室外排水規(guī)范。 3.2.2 泵房形式及 工藝布置 本設(shè)計(jì)采用地下濕式矩形合建式泵房，設(shè)計(jì)流量選用最高日最高時流量dmsmQ 33 1 3 0 0 0 05 0 4 6 3.1 。 1、泵房形式 為運(yùn)行方便，采用自灌式泵房。自灌式水泵多用于常年運(yùn)轉(zhuǎn)的污水泵站，它的優(yōu)點(diǎn)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(shè)計(jì) 18 和施工均有一定經(jīng)驗(yàn)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(jī)器間合建，前后設(shè)置。大開槽施工。 2、工藝布置 本設(shè)計(jì)采用來水為一根污水干管，無滯留、渦流等不利現(xiàn)象，故不設(shè)進(jìn)水井，來水管直接經(jīng)進(jìn)水閘門、格柵流入集水池，經(jīng)機(jī)器間的泵提升 污 水進(jìn)入出水井，然后依靠重力自流輸送至各處理構(gòu)筑物。 3.2.3 泵房設(shè)計(jì)計(jì)算 1、設(shè)計(jì)參數(shù) 設(shè)計(jì)流量為 31 . 5 0 4 6 3 1 5 0 4 . 6 3Q m s L s，集水池最高水位為 79.93m，出水管提升至細(xì)格柵，出水管長度為 5m，細(xì) 格柵水面標(biāo)高為 85.001m。泵站設(shè)在處理廠內(nèi)，泵站的地面高程為 81.50m。 2、泵房的設(shè)計(jì)計(jì)算 （ 1）集水池的設(shè)計(jì)計(jì)算 設(shè)計(jì)中選用 5 臺污水泵（ 4 用 1 備），則每臺污水泵的設(shè)計(jì)流量為：1 1 5 0 4 . 6 3 3 7 6 . 244QQ L s ，按一臺泵最大流量時 5min 的出水量設(shè)計(jì)，則集水池的容積為： 31 3 7 6 . 2 5 6 0 1 1 2 8 6 0 1 1 2 . 8 6V Q t L m 取集水池的有效水深為 2.0hm 集水池的面積為： 21 1 2 . 8 6 5 6 . 4 32VFmh 集水池保護(hù)水深 0.71m，實(shí)際水深為 2.0+0.71=2.71m。 （ 2）水泵總揚(yáng)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） =7.071m 2）出水管管線水頭損失 每一臺泵單用一根出水管，其流量為1 3 7 6 .2Q L s，選用的管徑為mmDN 600 的鑄鐵管， 查給水排水設(shè)計(jì)手冊第一冊常用資料得流速smv 33.1 （介于 0.82.5 sm 之間）， 68.31000 i 。出水管出水進(jìn)入一進(jìn)水渠，然后再均勻流入細(xì)格柵。 設(shè)局部損失為沿程損失的 30%，則總水頭損失為： 19 mh 024.03.1100068.35 泵站內(nèi)的管線水頭損失假設(shè)為 1.5m，考慮自由水頭為 1.0，則水泵總揚(yáng)程為： mH 595.90.1071.7024.05.1 （ 3）選泵 本設(shè)計(jì)單泵流量為1 3 7 6 .2Q L s，揚(yáng)程 m595.9 。查給水排水設(shè)計(jì)手冊第 11 冊常用設(shè)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 3-1 300TLW-540IB 型的立式污水泵的規(guī)格性能 流量 Q 揚(yáng)程 H m 轉(zhuǎn)度 n minr 電動 機(jī)功 率 N kW 效率 % 污物通過能力 氣蝕余量 NPSH r m 重量 kg hm3 sL 固體 mm 纖維 mm 1414 392.8 16.6 970 110 77 250 1500 8.0 3150 3、泵站 總揚(yáng)程的校核 水泵的平面布置形式可直接影響機(jī)器間的面積大小，同時，也關(guān)系到養(yǎng)護(hù)管理的方便與否。機(jī)組間距以不妨礙操作和維修的需要為原則。機(jī)組的布置應(yīng)保持運(yùn)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(yīng)考慮泵站有擴(kuò)建的余地。 （ 1）吸水管路的水頭損失 每根吸水管的流量為1 3 7 6 .2Q L s，選用的管徑為 mmDN 600 ，流速為smv 33.1 ， ，坡度為 68.31000 i 。 吸水管路的直管部分的長度為 1.0m，設(shè)有喇叭口（ 1.0 ）， mmDN 600 的 90 彎頭 1 個（ 0.67）， mmDN 600 的閘閥 1個（ 0.06）， 350600 DNDN 漸縮管 1 個（ 0.20）。 喇叭口 喇叭口一般取吸水管的 1.31.5 倍，設(shè)計(jì)中取 1.3 則 喇叭口直徑為： mmD 7806003.1 ，取 800mm mmmmDL 7106408008.08.0 閘閥 20 600Dnmm ， 600L mm。 漸縮管 選用 350600 DNDN 6 5 01 5 03 5 06 0 021 5 02 dDL mm 其中22350600 vv， 得 smv 91.3 。 直管部分為 1.0m，管道總長為： 89.265.06.064.00.1 L m 68.3i 則 沿程損失為： mLih 0 1 1.00 0 3 6 8.089.21 局部損失為： gvh22111 m231.081.92 91.32.081.92 33.167.006.01.022