大學(xué)污水處理廠課程設(shè)計(jì).doc

大學(xué)城污水處理廠課程設(shè)計(jì)姓名：劉同巖學(xué)號(hào)：201207130112專業(yè)：環(huán)境工程指導(dǎo)老師：王和平前 言在我國(guó)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的今天，污水處理事業(yè)取得了較大的發(fā)展，已有一批城市興建了污水處理廠，一大批工業(yè)企業(yè)建設(shè)了工業(yè)廢水處理廠（站），更多的城市和工業(yè)企業(yè)在規(guī)劃、籌劃和設(shè)計(jì)污水處理廠。水污染防治、保護(hù)水環(huán)境，造福子孫后代的思想已深入人心。近幾十年來(lái)，污水處理技術(shù)無(wú)論在理論研究方面還是在應(yīng)用發(fā)面，都取得了一定的進(jìn)步，新工藝、新技術(shù)大量涌現(xiàn)，氧化溝系統(tǒng)和高效低耗的污水處理技術(shù)，如各種類型的穩(wěn)定塘、土體處理系統(tǒng)、濕地系統(tǒng)都取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步和應(yīng)用。這些新工藝、新技術(shù)已成為水污染防治領(lǐng)域的熱門(mén)研究課題。在國(guó)家科委、建設(shè)部、國(guó)家環(huán)境保護(hù)局的組織和領(lǐng)導(dǎo)下，廣泛、深入地開(kāi)展了這些課題的科學(xué)研究工作，取得了一批令人矚目的研究成果。不應(yīng)回避，我國(guó)面臨水資源短缺的嚴(yán)重事實(shí)，北方一些城市人民生活水平的提高和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展已受到水資源不足的制約。城市污水和工業(yè)廢水回用，以城市污水作為第二水源的趨勢(shì)，不久將成為必然。這就是我國(guó)污水事業(yè)面臨的現(xiàn)實(shí)。作為給水排水工程專業(yè)的學(xué)生，就更應(yīng)該深刻地了解這種形勢(shì)，掌握并發(fā)展污水處理的新工藝、新技術(shù)，成為跨世紀(jì)的工程技術(shù)人才，將我國(guó)的污水處理事業(yè)提升到一個(gè)新的高度。本次設(shè)計(jì)的題目是污水處理廠設(shè)計(jì)。目的是讓學(xué)生了解排水工程的設(shè)計(jì)內(nèi)容與方法，其中包括了城市排水管網(wǎng)的規(guī)劃與設(shè)計(jì)和污水處理廠的建設(shè)以及工藝流程的選用，收獲甚多，為日后的學(xué)習(xí)與工作積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。設(shè)計(jì)成果包括設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)與工藝平面圖、高程圖。在此，還要對(duì)老師的悉心指導(dǎo)表示感謝。目 錄第一篇 設(shè)計(jì)任務(wù)及原始資料4第一章 設(shè)計(jì)任務(wù)4第二章 設(shè)計(jì)原始資料5第二篇 設(shè)計(jì)說(shuō)明6第一章 城市污水處理廠設(shè)計(jì)6第一節(jié) 污水廠選址6第二節(jié) 工藝流程6第二章 處理構(gòu)筑物工藝設(shè)計(jì)7第一節(jié) 設(shè)計(jì)流量的確定7第二節(jié) 泵前中格柵設(shè)計(jì)計(jì)算7第四節(jié) 泵后細(xì)格柵設(shè)計(jì)計(jì)算9第五節(jié) 沉砂池設(shè)計(jì)計(jì)算10第六節(jié) 輻流式初沉池設(shè)計(jì)計(jì)算13第七節(jié) 傳統(tǒng)活性污泥法鼓風(fēng)曝氣池設(shè)計(jì)計(jì)算15第八節(jié)向心輻流式二沉池設(shè)計(jì)計(jì)算18第九節(jié)計(jì)量槽設(shè)計(jì)計(jì)算21第三章 泥處理構(gòu)筑物設(shè)計(jì)與計(jì)算22第一節(jié)污泥量計(jì)算22第二節(jié)污泥泵房設(shè)計(jì)計(jì)算22第三節(jié)污泥重力濃縮池設(shè)計(jì)計(jì)算22第四節(jié)貯泥池設(shè)計(jì)計(jì)算24第五節(jié)污泥厭氧消化池設(shè)計(jì)計(jì)算24第六節(jié)機(jī)械脫水間設(shè)計(jì)計(jì)算26第四章 污水處理廠的平面布置26第五章 污水廠的高程布置27第一節(jié) 控制點(diǎn)高程的確定27第二節(jié) 各處理構(gòu)筑物及連接管渠的水頭損失計(jì)算27第三節(jié) 污水系統(tǒng)高程計(jì)算28第四節(jié) 污泥系統(tǒng)高程計(jì)算29設(shè) 計(jì) 體 會(huì)30參 考 文 獻(xiàn)31第一篇 設(shè)計(jì)任務(wù)及原始資料第一章 設(shè)計(jì)任務(wù)一.設(shè)計(jì)題目： 污水處理工藝設(shè)計(jì)二.設(shè)計(jì)任務(wù)與內(nèi)容： 1. 污水處理工藝選擇及各工藝單元的設(shè)計(jì)，包括工藝流程的確定,各單體構(gòu)筑物的工藝設(shè)計(jì)。 2.污泥處理方法選擇及污泥處理構(gòu)筑物的工藝設(shè)計(jì)計(jì)算。包括工藝流程的確定，單體構(gòu)筑物的工藝設(shè)計(jì)；3污水泵站的工藝設(shè)計(jì)?？梢允墙K點(diǎn)泵站，也可以是中途提升泵站。包括選泵、泵站工藝設(shè)計(jì)計(jì)算和泵站工藝圖的繪制；4. 污水處理廠的平面布置。包括污水處理廠處理構(gòu)筑物和輔助建筑物的平面布置圖及工藝平面圖繪制；5污水處理廠豎向布置及高程計(jì)算。三.基本要求1.污水處理廠設(shè)計(jì)要求（1）根據(jù)水體自凈能力以及要求的處理水質(zhì)并結(jié)合當(dāng)?shù)氐木唧w條件，如水資源情況、水體污染情況等來(lái)確定污水處理程度與處理工藝流程。無(wú)特殊要求時(shí)，污水級(jí)處理后其水質(zhì)應(yīng)達(dá)到國(guó)家污水綜合排放一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，即SS20mg/l，OD520mg/l。（2）污水泵站工藝要求要確定水泵機(jī)組的臺(tái)數(shù)、水泵型號(hào)、泵站的結(jié)構(gòu)形式以及集水池的容積，并應(yīng)進(jìn)行泵站水泵機(jī)組管道水力計(jì)算和電器設(shè)備等布置的設(shè)計(jì)，泵站的建筑與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可參照標(biāo)準(zhǔn)圖大致來(lái)確定。（3）根據(jù)原始資料、當(dāng)?shù)鼐唧w情況以及污水性質(zhì)與成分，選擇適合的污泥處理工藝方法，進(jìn)行各單位構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)計(jì)算。（4）污水處理廠平面布置要緊湊合理，節(jié)省占地面積，同時(shí)應(yīng)保證運(yùn)行管理方便。（5）在確定污水處理工藝流程時(shí)，同時(shí)選擇適宜的各處理單體構(gòu)筑物的類型。對(duì)所有構(gòu)筑物都進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，包括確定各有關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)、負(fù)荷、尺寸與所需的材料與規(guī)格等。（6）對(duì)需要繪制工藝施工圖的構(gòu)筑物還要進(jìn)行更詳細(xì)的施工圖所必須的設(shè)計(jì)與計(jì)算，包括各部位構(gòu)件的形式、構(gòu)成與具體尺寸等。（7）對(duì)污水與污泥處理系統(tǒng)要作出較準(zhǔn)確的水力計(jì)算與高程計(jì)算。2.圖紙的具體要求（1）污水處理廠總平面布置圖，A31張。（2）污水處理廠高程布置圖，A31張。3.設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)的具體要求 畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)要結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)、層次分明、語(yǔ)言流暢、書(shū)寫(xiě)工整、簡(jiǎn)圖合理、計(jì)算正確，符合學(xué)科、專業(yè)的有關(guān)要求。第二章 設(shè)計(jì)原始資料1.地形與城市規(guī)劃資料（1）廠區(qū)地形平坦，地面標(biāo)高50.00m，污水廠處理水排入附近水體，該河流靠近污水處理廠處河面的最高水位為50.00 m。城市排水系統(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)廠處的管道水面標(biāo)高為45.00 m。（2）城市各區(qū)人口密度與居住區(qū)生活污水量標(biāo)準(zhǔn)：城市各區(qū)人口密度和污水量標(biāo)準(zhǔn)區(qū)域服務(wù)人口（萬(wàn)人） 污水量標(biāo)準(zhǔn) （升/人.日）I區(qū)20120II區(qū)20105III區(qū)10135（3）工業(yè)企業(yè)與公共建筑的排水量和水質(zhì)資料：工業(yè)企業(yè)與公共建筑的排水量和水質(zhì)資料企業(yè)或公共建筑名稱日排水量m3/d最大排水量m3/hSSMg/lBOD5Mg/l甲廠3100180520510乙廠1800105600430丙廠1310737007202氣象資料（1） 氣溫資料：年平均20攝氏度，夏季平均30攝氏度，冬季平均12攝氏度。（2）常年主導(dǎo)風(fēng)向：非采暖季節(jié)主導(dǎo)風(fēng)向西北風(fēng)；（3）冰凍期15日；（4）年平均降雨量200mm3.地質(zhì)資料: 城市地質(zhì)資料土壤性質(zhì)冰凍深度（m）地下水位（m）污水處理廠處粉質(zhì)粘土0.36.57.2第二篇 設(shè)計(jì)說(shuō)明第一章 城市污水處理廠設(shè)計(jì)第一節(jié) 污水廠選址 未經(jīng)處理的城市污水任意排放，不僅會(huì)對(duì)水體產(chǎn)生嚴(yán)重污染，而且直接影響城市發(fā)展發(fā)展和生態(tài)環(huán)境，危及國(guó)計(jì)民生。所以，在污水排入水體前，必須對(duì)城市污水進(jìn)行處理。而且工業(yè)廢水排入城市批水管網(wǎng)時(shí)，必須符合一定的排放標(biāo)準(zhǔn)。最后流入管網(wǎng)的城市污水統(tǒng)一送至污水處理廠處理后排入水體。 在設(shè)計(jì)污水處理廠時(shí)，選擇廠址是一個(gè)重要環(huán)節(jié)。廠址對(duì)周?chē)h(huán)境、基建投資及運(yùn)行管理都有很大影響。第二節(jié) 工藝流程 1.污水處理工藝流程 處理廠的工藝流程是指在到達(dá)所要求的處理程度的前提下，污水處理個(gè)單元的有機(jī)結(jié)合，構(gòu)筑物的選型則是指處理構(gòu)筑物形式的選擇，兩者是互有聯(lián)系，互為影響的。水體有一定的自凈能力，可根據(jù)水體自凈能力來(lái)確定污水處理程度。設(shè)計(jì)中既要充分利用水體的自凈能力，又要防止水體遭到污染，破壞水體的正常使用價(jià)值，采用何種處理流程還要根據(jù)污水的水質(zhì)和水量，回收其中有用物質(zhì)的可能性和經(jīng)濟(jì)性，排放水體的具體規(guī)定，并通過(guò)調(diào)查研究和經(jīng)濟(jì)比較后決定，必要時(shí)還應(yīng)當(dāng)進(jìn)行科學(xué)論證。城市生活污水一般以BOD物質(zhì)為其主要去除對(duì)象，因此，處理流程的核心是二級(jí)生物處理法活性污泥法為主。生活污水和工業(yè)廢水中的污染物質(zhì)是多種多樣的，不能預(yù)期只用一種方法就能把所有的污染物質(zhì)去除干凈，一種污水往往需要通過(guò)由幾種方法組成的處理系統(tǒng)，才能達(dá)到處理要求的程度。按處理程度分，污水處理可分為一級(jí)、二級(jí)和三級(jí)。一級(jí)處理的內(nèi)容是去除污水中呈懸浮狀態(tài)的固體污染物質(zhì)，經(jīng)過(guò)一級(jí)處理后，污水中的BOD只去除30 %左右，仍不能排放，污水已具備排放水體的標(biāo)準(zhǔn)了。一級(jí)和二級(jí)處理法是城市污水經(jīng)常采用的，屬于常規(guī)處理方法。當(dāng)對(duì)處理過(guò)的污水有特殊的要求時(shí)，才繼續(xù)進(jìn)行三級(jí)處理。 .污水進(jìn)入曝氣池中曝氣，可從一點(diǎn)進(jìn)水，采用傳統(tǒng)活性污泥法，也可采用多點(diǎn)進(jìn)水的階段曝氣法。在二次沉淀池中，活性污泥沉淀后，回流至污泥泵房。二沉池出水經(jīng)加氯處理后，排入水體。 2.污泥處理工藝流程 污泥是污水處理的副產(chǎn)品，也是必然的產(chǎn)物，如從沉淀池排出的沉淀污泥，從生物處理排出的剩余活性污泥等。這些污泥如果不加以妥善處理，就會(huì)造成二次污染。污泥處理的方法是厭氧消化，在厭氧消化過(guò)程中產(chǎn)生大量的消化氣（即沼氣）是寶貴的能源，消化后的污泥含水率仍然很高，不宜長(zhǎng)途輸送和使用，因此，還需要進(jìn)行脫水和干化等處理。具體過(guò)程為：二沉池的剩余污泥由螺旋泵提升至濃縮池，濃縮后的污泥進(jìn)入貯泥池，再由泥控室投泥泵提升入消化池，進(jìn)行中溫二級(jí)消化。一級(jí)消化池的循環(huán)污泥進(jìn)行套管加熱，并用攪拌。二級(jí)消化池不加熱，利用余熱進(jìn)行消化，消化后污泥送至脫水機(jī)房脫水，壓成泥餅，泥餅運(yùn)至廠外，可用做農(nóng)業(yè)肥料。消化池產(chǎn)生沼氣，一部分用于一級(jí)消化池的沼氣攪拌，一部分用于沼氣發(fā)電。本設(shè)計(jì)采用的工藝流程如下圖所示。第二章 處理構(gòu)筑物工藝設(shè)計(jì)第一節(jié) 設(shè)計(jì)流量的確定1. 平均日流量平均日流量為 2. 最大日流量 污水日變化系數(shù)取 ，而 ，則有： 最大日流量 3. 最大日最大時(shí)流量（設(shè)計(jì)最大流量） 時(shí)變化系數(shù)取 ，而，則有：最大日最大時(shí)流量 第二節(jié) 泵前中格柵設(shè)計(jì)計(jì)算中格柵用以截留水中的較大懸浮物或漂浮物，以減輕后續(xù)處理構(gòu)筑物的負(fù)荷，用來(lái)去除那些可能堵塞水泵機(jī)組駐管道閥門(mén)的較粗大的懸浮物，并保證后續(xù)處理設(shè)施能正常運(yùn)行的裝置。1.格柵的設(shè)計(jì)要求（1）水泵處理系統(tǒng)前格柵柵條間隙，應(yīng)符合下列要求：1) 人工清除 2540mm2) 機(jī)械清除 1625mm3) 最大間隙 40mm（2）過(guò)柵流速一般采用0.61.0m/s.（3）格柵傾角一般用450750。機(jī)械格柵傾角一般為600700.（4）格柵前渠道內(nèi)的水流速度一般采用0.40.9m/s.（5）柵渣量與地區(qū)的特點(diǎn)、格柵間隙的大小、污水量以及下水道系統(tǒng)的類型等因素有關(guān)。在無(wú)當(dāng)?shù)剡\(yùn)行資料時(shí)，可采用： 1）格柵間隙1625mm適用于0.100.05m3 柵渣/103m3污水；2）格柵間隙3050mm適用于0.030.01m3 柵渣/103m3污水.（6）通過(guò)格柵的水頭損失一般采用0.080.15m。2. 格柵尺寸計(jì)算設(shè)計(jì)參數(shù)確定：設(shè)計(jì)流量Q1=0.938m3/s（設(shè)計(jì)2組格柵），以最高日最高時(shí)流量計(jì)算；柵前流速：v1=0.7m/s， 過(guò)柵流速：v2=0.9m/s；渣條寬度：s=0.01m， 格柵間隙：e=0.02m；柵前部分長(zhǎng)度：0.5m， 格柵傾角：=60；單位柵渣量：w1=0.05m3柵渣/103m3污水。設(shè)計(jì)中的各參數(shù)均按照規(guī)范規(guī)定的數(shù)值來(lái)取的。（1）確定格柵前水深，根據(jù)最優(yōu)水力斷面公式計(jì)算得:柵前槽寬= =1.64m，則柵前水深（2）柵條間隙數(shù)： (取n=76)（3）柵槽有效寬度：B0=s（n-1）+en=0.01（76-1）+0.0276=2.27m 考慮0.4m隔墻：B=2B0+0.4=4.94m（4）進(jìn)水渠道漸寬部分長(zhǎng)度：進(jìn)水渠寬：（其中1為進(jìn)水渠展開(kāi)角，取1=）（5）柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長(zhǎng)度（6）過(guò)柵水頭損失（h1）設(shè)柵條斷面為銳邊矩形截面，取k=3，則通過(guò)格柵的水頭損失： 其中： h0：水頭損失； k：系數(shù)，格柵受污物堵塞后，水頭損失增加倍數(shù)，取k=3； ：阻力系數(shù)，與柵條斷面形狀有關(guān)，當(dāng)為矩形斷面時(shí)=2.42。（7）柵后槽總高度（H）本設(shè)計(jì)取柵前渠道超高h(yuǎn)2=0.3m，則柵前槽總高度H1=h+h2=0.64+0.3=0.94mH=h+h1+h2=0.64+0.103+0.3=1.04m（8）柵槽總長(zhǎng)度 L=L1+L2+0.5+1.0+（0.64+0.300）/tan=1.06 +0.53+0.5+01.0+0(0.64+0.30)/tan60=4.7m（9）每日柵渣量在格柵間隙在20mm的情況下，每日柵渣量為： 所以宜采用機(jī)械清渣。第四節(jié) 泵后細(xì)格柵設(shè)計(jì)計(jì)算1.細(xì)格柵設(shè)計(jì)說(shuō)明污水由進(jìn)水泵房提升至細(xì)格柵沉砂池，細(xì)格柵用于進(jìn)一步去除污水中較小的顆粒懸浮、漂浮物。細(xì)格柵的設(shè)計(jì)和中格柵相似。2.設(shè)計(jì)參數(shù)確定：已知參數(shù)：Q=125000m3/d，Kp=1=.3，Qmax=6750m3/h=1.875 m3/s。柵條凈間隙為3-10mm，取e=10mm，格柵安裝傾角600 過(guò)柵流速一般為0.6-1.0m/s ,取V=0.9m/s,柵條斷面為矩形，選用平面A型格柵,柵條寬度S=0.01m，其漸寬部分展開(kāi)角度為200單位柵渣量1=0.10m3柵渣/103m3污水。計(jì)算草圖如圖23. 設(shè)計(jì)計(jì)算 污水由兩根污水總管引入廠區(qū)，故細(xì)格柵設(shè)計(jì)兩組，每組的設(shè)計(jì)流量為：Q=937.5 L/s=0.938m3/s。（1） 確定格柵前水深，根據(jù)最優(yōu)水力斷面公式計(jì)算得柵前槽寬，則柵前水深（2）柵條間隙數(shù)151.5(取n=152）（3）柵槽有效寬度B=s（n-1）+en=0.01（152-1）+0.01152=3.03m（4）進(jìn)水渠道漸寬部分長(zhǎng)度（其中1為進(jìn)水渠展開(kāi)角，取1=）（5）柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長(zhǎng)度（6）過(guò)柵水頭損失（h1） 因柵條邊為矩形截面，取k=3，則 其中： h0：計(jì)算水頭損失 k：系數(shù)，格柵受污物堵塞后，水頭損失增加倍數(shù)，取k=3 ：阻力系數(shù)，與柵條斷面形狀有關(guān)，當(dāng)為矩形斷面時(shí)=2.42（7）柵后槽總高度（H） 取柵前渠道超高h(yuǎn)2=0.3m，則柵前槽總高度H1=h+h2=0.64+0.3=0.94m 柵后槽總高度H=h+h1+h2=0.64+0.26+0.3=1.20m（8）格柵總長(zhǎng)度 L=L1+L2+0.5+1.0+ H1/tan=1.91+0.95+0.5+1.0+（0.64+0.30）/tan60=4.9m（9）每日柵渣量m3/d0.2m3/d 所以宜采用機(jī)械格柵清渣。第五節(jié) 沉砂池設(shè)計(jì)計(jì)算1. 沉砂池的選型：沉砂池主要用于去除污水中粒徑大于0.2mm，密度2.65t/m3的砂粒，以保護(hù)管道、閥門(mén)等設(shè)施免受磨損和阻塞。沉砂池有平流式、豎流式、曝氣式和旋流式四種形式。由于旋流式沉砂池有占地小，能耗低，土建費(fèi)用低的優(yōu)點(diǎn)；豎流式沉砂池污水由中心管進(jìn)入池后自下而上流動(dòng)，無(wú)機(jī)物顆粒借重力沉于池底，處理效果一般較差；區(qū)旗沉砂池則是在池的一側(cè)通入空氣，使污水沿池旋轉(zhuǎn)前進(jìn)，從而產(chǎn)生與主流方向垂直的橫向恒速環(huán)流。砂粒之間產(chǎn)生摩擦作用，可使沙粒上懸浮性有機(jī)物得以有效分離，且不使細(xì)小懸浮物沉淀，便于沉砂和有機(jī)物的分別處理和處置。平流式沉砂池具有構(gòu)造簡(jiǎn)單、處理效果好的優(yōu)點(diǎn)。本設(shè)計(jì)采用平流式沉砂池。2 設(shè)計(jì)資料1）沉砂池表面負(fù)荷200m3/(m2h),水力停留時(shí)間40s；2）進(jìn)水渠道直段長(zhǎng)度為渠道寬度的7倍，并不小于4.5 米，以創(chuàng)造平穩(wěn)的進(jìn)水條件；3）進(jìn)水渠道流速，在最大流量的40%-80%的情況下為0.6-0.9m/s，在最小流量時(shí)大于0.15m/s；但最大流量時(shí)不大于1.2m/s；4）出水渠道與進(jìn)水渠道的夾角大于270 度，以最大限度的延長(zhǎng)水流在沉砂池中的停留時(shí)間，達(dá)到有效除砂的目的。兩種渠道均設(shè)在沉砂池的上部以防止擾動(dòng)砂子。5）出水渠道寬度為進(jìn)水渠道的兩倍。出水渠道的直線段要相當(dāng)于出水渠道的寬度。6）沉砂池前應(yīng)設(shè)格柵。沉砂池下游設(shè)堰板，以便保持沉砂池內(nèi)需要的水位。計(jì)算草圖如下頁(yè)圖4所示：2.1 設(shè)計(jì)參數(shù)確定設(shè)計(jì)流量：=1875L/s（設(shè)計(jì)2組池子，每組分為2格，每組設(shè)計(jì)流量為Q=9936L/s=0.9360m3/L） 設(shè)計(jì)流速：v=0.925m/s 水力停留時(shí)間：t=40s2.2 池體設(shè)計(jì)計(jì)算（1）沉砂池長(zhǎng)度：L=vt=0.2540=10m（2）水流斷面面積：（3）沉砂池總寬度：設(shè)計(jì)n=4格，每格寬取b=-2m0.6m，每組池總寬B=2b=4.0m（4）有效水深：h2=A/B=3.13/4=0.39m （介于0.251m之間）（5）貯泥區(qū)所需容積：設(shè)計(jì)T=2d，即考慮排泥間隔天數(shù)為2天，則每個(gè)沉砂斗容積（每格沉砂池設(shè)兩個(gè)沉砂斗，四格共有八個(gè)沉砂斗）其中城市污水沉砂量：X=3m3/105m3.（6）沉砂斗各部分尺寸及容積： 設(shè)計(jì)斗底寬a1=0.50m，斗壁與水平面的傾角為60，斗高h(yuǎn)d=1.0m，則沉砂斗上口寬：沉砂斗容積： = 1.27m3 （大于V1=0.56m3，符合要求）（7）沉砂池高度：采用重力排砂，設(shè)計(jì)池底坡度為0.06，坡向沉砂斗長(zhǎng)度： 則沉泥區(qū)高度為h3=hd+0.06L2 =1.0+0.063.35=1.20m 池總高度H ：設(shè)超高h(yuǎn)1=0.3m，H=h1+h2+h3=0.3+0.63+1.20=2.13m（8）進(jìn)水漸寬部分長(zhǎng)度:（9）出水漸窄部分長(zhǎng)度:L3=L1=2.398m（10）校核最小流量時(shí)的流速：最小流量一般采用即為0.75Qa，則，符合要求.(11) 進(jìn)水渠道格柵的出水通過(guò)DN1200mm的管道送入沉砂池的進(jìn)水渠道，然后向兩側(cè)配水進(jìn)入進(jìn)水渠道,污水在渠道內(nèi)的流速為: 式中： B1進(jìn)水渠道寬度（m），本設(shè)計(jì)取1.5m； H1進(jìn)水渠道水深（m），本設(shè)計(jì)取0.5m。(12) 出水管道出水采用薄壁出水堰跌落出水，出水堰可保證沉砂池內(nèi)水位標(biāo)高恒定，堰上水頭為：式中： m流量系數(shù)，一般采用0.4-0.5；本設(shè)計(jì)取0.4；（13） 排砂管道本設(shè)計(jì)采用沉砂池底部管道排砂，排砂管道管徑DN=200mm。第六節(jié) 輻流式初沉池設(shè)計(jì)計(jì)算輻流式初沉池?cái)M采用中心進(jìn)水，沿中心管四周花墻出水，污水由池中心向池四周輻射流動(dòng)，流速由大變小，水中懸浮物流動(dòng)中在重力作用下沉降至沉淀池底部，然后用刮泥機(jī)將污泥推至污泥斗排走，澄清水從池周溢流入出水渠。輻流沉淀池由進(jìn)水裝置、中心管、穿孔花墻、沉淀區(qū)、出水裝置、污泥斗及排泥裝置組成。本設(shè)計(jì)選擇四組輻流式沉淀池，每組設(shè)計(jì)流量為0.28m3/s，從沉砂池流出來(lái)的污水進(jìn)入集配水井，經(jīng)過(guò)集配水井分配流量后流入輻流沉淀池。計(jì)算草圖如圖5：1. 沉淀部分水面面積 表面負(fù)荷一般采用1.5-3.0，本設(shè)計(jì)取=2.0，沉淀池座數(shù)n=4。2. 池子直徑 D = = 3. 沉淀部分有效水深 設(shè)沉淀時(shí)間t = 2h4. 沉淀部分有效容積 5. 污泥部分所需的容積 設(shè)進(jìn)水懸浮物濃度C0為0.24kg/m3，出水懸浮物濃度C1以進(jìn)水的50%計(jì)，初沉池污泥含水率p0=97%，污泥容重取r=1000kg/m3，取貯泥時(shí)間T=4h，污泥部分所需的容積： V= =則每個(gè)沉淀池污泥所需的容積為27m3 6. 污泥斗容積 設(shè)污泥斗上部半徑r12m，污泥斗下部半徑r2=1m，傾角取=60，則 污泥斗高度： h5 = （r2- r1）tg=（2-1）tg60=1.73m 污泥斗容積： V1 = （r12+r2r1+r22）= （22+21 +12）=12.68m3 7. 污泥斗以上圓錐體部分污泥容積 池底坡度采用0.05-0.10，本設(shè)計(jì)徑向坡度i=0.05，則圓錐體的高度為：h4 = （R- r1）i=（13-2）0.05 = 0.55m 圓錐體部分污泥容積：V2 = （R2+Rr1+r12）=污泥總體積：8. 沉淀池總高度 設(shè)沉淀池超高h(yuǎn)1=0.3m，緩沖層高h(yuǎn)3 =0.5m，沉淀池總高度： 9. 沉淀池池邊高度 H= h1+h2 + h3 = 0.3+4+0.5 = 4.8 m10. 徑深比 D/ h2 = 26/4 = 6.5 (符合要求)11. 進(jìn)水集配水井 輻流沉淀池分為二組，在沉淀池進(jìn)水端設(shè)集配水井，污水在集配水井中部的配水井平均分配，然后流進(jìn)每組沉淀池。 配水井中心管徑： 式中： v2 配水井內(nèi)中心管上升流速（m/s），一般采用v20.6m/s；取0.7m/s配水井直徑： 式中：v3 配水井內(nèi)污水流速（m/s）,一般采用v3=0.2-0.4m/s；取0.3m/s.12. 進(jìn)水管及配水花墻沉淀池分為四組，每組沉淀池采用池中心進(jìn)水，通過(guò)配水花墻和穩(wěn)流罩向池四周流動(dòng)。進(jìn)水管道采用鋼管，管徑DN=600mm，進(jìn)水管道頂部設(shè)穿孔花墻處的管徑為800mm。沉淀池中心管配水采用穿孔花墻配水，穿孔花墻位于沉淀池中心管上部，布置6個(gè)穿孔花墻，過(guò)孔流速： 式中： 孔洞的寬度（m）； 孔洞的高度（m）； 孔洞個(gè)數(shù)(個(gè))。v4 穿孔花墻過(guò)孔流速（m/s），一般采用0.2-0.4m/s；13. 集水槽堰負(fù)荷校核設(shè)集水槽雙面出水，則集水槽出水堰的堰負(fù)荷為：q0 = = m3/(ms) = 2.8L/(mS)10 （符合設(shè)計(jì)要求）本設(shè)計(jì)設(shè)五廊道式曝氣池，廊道長(zhǎng)度為： L1 = L/5=177.1/5 = 35.42m本設(shè)計(jì)取超高為0.5 m，則曝氣池總高為： H = 4.20.5 = 4.7m （3） 確定曝氣池構(gòu)造形式 本設(shè)計(jì)設(shè)四組5廊道曝氣池，在曝氣池進(jìn)水端和出水端設(shè)橫向配水渠道，在兩池中間設(shè)配水渠道與橫向配水渠相連，污水與二沉池回流污泥從第一廊道進(jìn)入曝氣池。曝氣池平面圖如圖6所示：5. 需氧量計(jì)算本工程設(shè)計(jì)中采用鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)。（1）平均時(shí)需氧量計(jì)算 =20842.66（kg/d）=868.44（kg/h）式中：每代謝1kgBOD所需氧量（kg），本設(shè)計(jì)取0.5； 1kg活性污泥(MLVSS)每天自身氧化所需氧量（kg），取0.15.(2) 最大時(shí)需氧量： =22829.16（kg/d）=951.22（kg/h）最大時(shí)需氧量與平均時(shí)需氧量的比值為： (3) 每日去除的BOD5 值 =755.21 (kg/h)（4）去除1 kg BOD5 需養(yǎng)量 6. 供氣量計(jì)算本設(shè)計(jì)中采用YHW-型微孔曝氣器，氧轉(zhuǎn)移效率（EA）為20%。敷設(shè)在距池底0.20m處，淹沒(méi)水深為4m，計(jì)算溫度定為30。 相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)的選用：溫度為20時(shí)，=0.82，=0.95，=1.0，CL=2.0mg/L，CS（20）=9.17 mg/L。溫度為30時(shí)，CS（30） =7.63 mg/L。（1）空氣擴(kuò)散器出口處絕對(duì)壓力： Pb =1.0131059.8103H=1.0131059.81034= 1.405105 （ Pa）（2）空氣離開(kāi)曝氣池水面時(shí)氧的百分比：Qt = 100% = 100% = 17.54%（3） 氣池混合液平均氧飽和度：CSb = CS()= 7.63()= 8.48 mg/L換算成20條件下脫氧清水的充氧量：（R 為平均時(shí)需氧量）（4） 相應(yīng)的最大時(shí)需氧量： （5） 曝氣池平均時(shí)供氣量： （6） 曝氣池最大時(shí)供氣量： （7）去除1kg BOD5 的供氣量： （8）1m3污水的供氣量： 第八節(jié) 向心輻流式二沉池設(shè)計(jì)計(jì)算為了使沉淀池內(nèi)水流更穩(wěn)、進(jìn)出水配水更均勻、存排泥更方便，常采用圓形輻流式二沉池。該沉淀池采用周邊進(jìn)水，中心出水的幅流式沉淀池，采用吸泥機(jī)排泥。計(jì)算草圖如圖81.設(shè)計(jì)參數(shù)的選取 表面負(fù)荷：qb范圍為1.01.5 m3/ m2.h ，取q=1.5 m3/ m2.h，出水堰負(fù)荷設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定取值范圍為1.52.9L/s.m，取2.0 L/(s.m)；沉淀池個(gè)數(shù)n=4；沉淀時(shí)間T=2h2.沉淀池尺寸設(shè)計(jì)（1）每組池子表面積為： （2）池子直徑 （取40 m）（3） 池子實(shí)際表面積 實(shí)際的表面負(fù)荷 (4) 單池設(shè)計(jì)流量 （5） 校核堰口負(fù)荷 3211.25m3符合設(shè)計(jì)要求.2. 二級(jí)消化池設(shè)計(jì)計(jì)算(1) 二級(jí)消化池容積 式中： Q污泥量（m3/d）； P投配率（%），本設(shè)計(jì)取16%； n消化池個(gè)數(shù)，本設(shè)計(jì)設(shè)置1座。由于二級(jí)消化池單池容積與一級(jí)消化池相同，因此二級(jí)消化池各部份尺寸同一級(jí)消化池。第六節(jié) 機(jī)械脫水間設(shè)計(jì)計(jì)算1. 污泥機(jī)械脫水設(shè)計(jì)說(shuō)明： 污水處理廠污泥二級(jí)消化后從二級(jí)消化池排出污泥的含水率約95%左右，體積很大。因此為了便于綜合利用和最終處置，需對(duì)污泥做脫水處理，使其含水率降至60%-80%，從而大大縮小污泥的體積。（1） 污泥脫水機(jī)械的類型，應(yīng)按污泥的脫水性質(zhì)和脫水要求，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后選用。 （2） 污泥進(jìn)入脫水機(jī)前的含水率一般不應(yīng)大于98。（3） 經(jīng)消化后的污泥，可根據(jù)污水性質(zhì)和經(jīng)濟(jì)效益，考慮在脫水前淘洗。 （4） 機(jī)械脫水間的布置，應(yīng)按規(guī)范有關(guān)規(guī)定執(zhí)行，并應(yīng)考慮泥餅運(yùn)輸設(shè)施和通道。 （5 ）脫水后的污泥應(yīng)設(shè)置污泥堆場(chǎng)或污泥料倉(cāng)貯存，污泥堆場(chǎng)或污泥料倉(cāng)的容量應(yīng)根據(jù)污泥出路和運(yùn)輸條件等確定。 (6) 污泥機(jī)械脫水間應(yīng)設(shè)置通風(fēng)設(shè)施。每小時(shí)換氣次數(shù)不應(yīng)小于6次。2.脫水機(jī)選擇本設(shè)計(jì)采用滾壓脫水方式使污泥脫水 ，脫水設(shè)備選用我國(guó)研制的DY-3000型帶式壓濾機(jī)，其主要技術(shù)指標(biāo)為：干污泥產(chǎn)量600kg/L，泥餅含水率可以達(dá)到75%78%，單臺(tái)過(guò)濾機(jī)的產(chǎn)率為24.629.4kg / ( m2 h),選用3臺(tái)，2用1備。工作周期定為12小時(shí)。機(jī)械脫水間平面尺寸設(shè)計(jì)為 LB= 40m12m .第四章 污水處理廠的平面布置1. 總平面布置原則該污水處理廠為臨沂大學(xué)城污水處理廠新建工程，主要處理構(gòu)筑物有：機(jī)械除渣格柵井、污水提升泵房、平流沉砂池、輻流初次沉淀池、鼓風(fēng)曝氣池與二次沉淀池、污泥回流泵房、濃縮池、消化池、計(jì)量設(shè)施等及若干輔助建筑物?？倛D平面布置時(shí)應(yīng)遵從以下幾條原則。 處理構(gòu)筑物與設(shè)施的布置應(yīng)順應(yīng)流程、集中緊湊，以便于節(jié)約用地和運(yùn)行管理。 工藝構(gòu)筑物（或設(shè)施）與不同功能的輔助建筑物應(yīng)按功能的差異，分別相對(duì)獨(dú)立布置，并協(xié)調(diào)好與環(huán)境條件的關(guān)系（如地形走勢(shì)、污水出口方向、風(fēng)向、周?chē)闹匾蛎舾薪ㄖ锏龋?構(gòu)（建）之間的間距應(yīng)滿足交通、管道（渠）敷設(shè)、施工和運(yùn)行管理等方面的要求。 管道（線）與渠道的平面布置，應(yīng)與其高程布置相協(xié)調(diào)，應(yīng)順應(yīng)污水處理廠各種介質(zhì)輸送的要求，盡量避免多次提升和迂回曲折，便于節(jié)能降耗和運(yùn)行維護(hù)。 協(xié)調(diào)好輔建筑物，道路，綠化與處理構(gòu)（建）筑物的關(guān)系，做到方便生產(chǎn)運(yùn)行，保證安全暢道，美化廠區(qū)環(huán)境。（2）總平面布置結(jié)果污水由南邊排水總干管截流進(jìn)入，經(jīng)處理后由該排水總干管排入河流。污水處理廠呈長(zhǎng)方形。綜合樓、職工宿舍及其他主要輔助建筑位于廠區(qū)東北部，占地較大的污水處理構(gòu)筑物在廠區(qū)西部，沿流程自南向北排開(kāi)，污泥處理系統(tǒng)在污水處理構(gòu)筑物的西部。廠區(qū)主干道寬7米，兩側(cè)構(gòu)（建）筑物間距不小于15米，次干道寬4米，兩側(cè)構(gòu)（建）筑物間距不小于10米該廠平面布置特點(diǎn)為：流線清楚，布置緊湊。鼓風(fēng)機(jī)房和回流污泥泵房位于曝氣池和二次沉淀池一側(cè)，節(jié)約了管道與動(dòng)力費(fèi)用，便于操作管理。污泥消化系統(tǒng)構(gòu)筑物靠近四氯化碳制造廠（即在處理廠西側(cè)），使消化氣、蒸氣輸送管較短。節(jié)約了基建投資。辦公室。生活住房與處理構(gòu)筑物、鼓風(fēng)機(jī)房、泵房、消化池等保持一定距離，位于常年主風(fēng)向的上風(fēng)向，衛(wèi)生條件與工作條件均較好。在管線布置上，盡量一管多用，如超越管、處理水出廠管都借道雨水管泄入附近水體，而剩余污泥、污泥水、各構(gòu)筑物放空管等，又都與廠內(nèi)污水管合并流人泵房集水井。第二期工程預(yù)留地設(shè)在一期工程右側(cè)。 具體布置見(jiàn)附圖1第五章 污水廠的高程布置污水處理廠高程布置的任務(wù)是：確定各處理構(gòu)筑物和泵房等的標(biāo)高，選定各連接管渠的尺寸并決定其標(biāo)高。計(jì)算決定各部分的水面標(biāo)高，以使污水能按處理流程在處理構(gòu)筑物之間通暢地流動(dòng)，保證污水處理廠的正常運(yùn)行。第一節(jié) 控制點(diǎn)高程的確定1.進(jìn)廠管有兩根，每根流量為0.565m3/S，選用800mm的鋼筋混凝土圓管，進(jìn)廠端設(shè)計(jì)管內(nèi)底標(biāo)高為61.2m。2.考慮將出廠水水通過(guò)重力自流排入附近的涪江。涪江20年一遇的洪水位為64.4m。因而可以確定出廠管的管內(nèi)底標(biāo)高，出廠管選用1200mm的鋼筋混凝土圓管一根，出廠水排放點(diǎn)距涪江3km，總水頭損失為3.38m，出廠水排放點(diǎn)的水位標(biāo)高應(yīng)不低于64.40m+4.38m=67.78 m，擬取67.9m。第二節(jié) 各處理構(gòu)筑物及連接管渠的水頭損失計(jì)算 污水處理廠的水流常依靠重力流動(dòng)，以減少運(yùn)行費(fèi)用。為此，必須精確計(jì)算其水頭損失（初步設(shè)計(jì)或擴(kuò)初設(shè)計(jì)時(shí)，精度要求可較低）。水頭損失包括： （1）水流流過(guò)各處理構(gòu)筑物的水頭損失，包括從進(jìn)池到出池的所有水頭損失在內(nèi)；在作初步設(shè)計(jì)時(shí)可按下表估算。 (2)水