8萬污水處理構筑物的設計與計算

1、常州大學本科生畢業(yè)設計（論文）3污水處理構筑物的設計與計算3.1格柵3.1.1設計說明格柵由一組平行的金屬柵條或篩網(wǎng)制成，一般安裝在污水處理廠、污水泵站之前，用以攔截大塊的懸浮物，以保證后續(xù)構筑物或設備的正常工作。格柵柵條的斷面形式、柵條間距和柵渣清除方式，是選擇格柵應考慮的主要因素。格柵柵條常用的斷面形式有圓形、正方形、矩形、半圓形等。圓形斷面水力條件好，但剛度較差；矩形斷面剛度好，水力條件不如圓形；半圓形斷面水力條件和剛度都較好，但形狀相對復雜。一般多采用矩形斷面。當格柵攔截的柵渣大于0.2m3/d時，采用機械清渣方式；柵渣量小于0.2m3/d時，可采用人工清渣方式。3.1.2設計參數(shù)設計

2、流量：q設=8×104m3/d=926l/s；最大流量：q=q設×kz=926×1.3=1203.8l/s1204l/s；柵前流速：v1=0.7m/s，0.40.9m/s；過柵流速：v2=0.9m/s，0.61.0m/s7；柵條寬度：s=0.01m；格柵間隙：e=0.02m；進水渠展開角：=20°；安裝傾角：=70°，人工清除時，格柵傾角不應大于70°，機械清除時，宜為70°90°。3.1.3設計計算圖3.1 格柵計算草圖1柵前水深h根據(jù)最優(yōu)水力段面公式，計算得柵前槽寬b1 2柵條間系數(shù)n設計采用兩個并聯(lián)的格柵（一

3、個日常使用一個檢修時使用），取n=68（個）3柵槽寬度bm4進水渠道漸寬部分長度l1m5柵槽與出水渠道連接處漸窄部分長度l2m6過柵水頭損失h1m式中，h0計算水頭損失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，當為矩形斷面時=2.42。7柵后槽總高度h取柵前渠道超高h2=0.3mm8柵槽總長度lm9每日柵渣量w在格柵間隙20mm的情況下，設柵渣量為每日1000m3污水產(chǎn)渣0.05m3m3/d因為w大于0.2m3/d，宜采用機械清渣。10清渣設備選用選用gh型鏈條式回轉格柵除污機8。3.2污水泵房3.2.1設計說明設計考慮為城市污水處理廠，對外觀和噪音

4、要求較高，同時應盡量減少占地面積，適宜采用干式矩形半地下合建式泵房，它所具有的特點是布置緊湊，占地少，結構較省，噪音小等優(yōu)點。集水池和機器間由隔水墻分開，只有吸水管和葉輪淹沒在水中，機器間經(jīng)常保持干燥，以利于對泵房的檢修和保養(yǎng)，也可避免污水對軸承、管件、儀表的腐蝕。同時由于城市污水處理系統(tǒng)管理人員較少，應盡量采用自動化程度較高的泵站，另外城市生活污水水量變化較大，應采用自灌式泵房。自灌式泵房的優(yōu)點是啟動及時可靠，不需引水的輔助設備，操作簡便；缺點是泵房過深，造價太高，資金不足不宜。采用自灌式泵房時，水泵葉輪（或泵軸）低于集水池的最低水位，在高、中、低三種水位情況下都能直接啟動。3.2.2集水池

5、(1) 集水池設計說明全日制運行的污水泵站，集水池容積是根據(jù)工作水泵機組停車時啟動備用機組所需的時間來計算的，也就是由水泵開停次數(shù)決定的。污水泵站的集水池容積一般按不小于一臺泵的5min的出水量計算。集水池的容積在滿足安裝格柵、吸水管的要求，保證水泵工作時的水力條件及能夠及時將流入污水抽走的前提下，應盡量小些，以減低造價，減輕污染物的沉積和腐化。集水池一般設有污泥斗，池底作成不小于0.01的斜坡，坡向污泥斗。從平臺到池底，應設供上下用的扶梯。平臺上應有供吊泥用的梁勾、滑車。（2）集水池計算選擇水池與機器合建式的方形泵房，用6臺泵（2臺備用），每臺水泵的流量為：l/s，取310l/s集水池容積為

6、：m3有效水深采用h=2.4m，則集水池面積為m23.2.3選泵1選泵說明選泵應考慮以下因素： 設計水量、水泵全揚程的工況點應靠近水泵的最高效率點。 由于水泵在運行過程中，集水池中的水位是變化的，所選水泵在這個變化范圍內(nèi)處于高效區(qū)。 當泵站內(nèi)設有多臺水泵時，選擇水泵應當注意不但在聯(lián)合運行時，而且在單泵運行時都應在高效區(qū)。 盡量選用同型號水泵，方便維護管理；水泵臺數(shù)較多時采用大小水泵搭配較為合適。2選泵依據(jù)集水池最高水位為進水管水面標高，設地面的相對標高為0.0m，則h1=1.5m；集水池最低水位為-1.5-2.4=-3.9m；水泵出水水位h2=7.5m；m泵站內(nèi)的管線水頭損失假設為1.5m，考

7、慮自由水頭為10m，則水泵總揚程為：m，h=14m。選用6臺20sh-28型臥式離心泵，每臺q0=460l/s，h=14m。3水泵校核9吸水管的水頭損失每根吸水管的流量q0=310l/s，選用管徑為600mm的鑄鐵管，查表得v=1.57m/s，1000i=5.04m，直管部分的長度1.60m，進口（=0.5）,dn600閘閥1個（=0.609）,dn600×350偏心管1個（=0.2）。沿程損失：m 局部損失：m式中：，得v=4.61m/s吸水管路的總損失為：0.008+0.36=0.368m出水管路的水頭損失設管路的總長度為25m，漸擴管1個（=0.3），閘閥1個（=0.609），

8、90°彎頭4個（=1.01）沿程損失：m局部損失：m出水管路的總水頭損失為：m水泵所需總揚程為：m20sh-28型雙吸臥式離心泵流量q=450646l/s，其揚程為h=15.210.6m，水泵所需揚程在該范圍內(nèi)，選用符合要求。3.3泵后細格柵3.3.1設計說明細格柵主要是進一步去除污水中的雜物，以免其對后續(xù)處理單元造成損害。其計算與泵前格柵相似。3.3.2設計參數(shù)最大流量：l/s1204l/s柵前流速：v1=0.7m/s 過柵流速：v2=0.9m/s柵條寬度：s=0.01m/s 格柵間隙：e=0.02 m安裝傾角：=70° 進水渠展開角：1=20°3.3.3設計計

9、算圖3.2 細格柵計算示意圖1柵前水深h根據(jù)最優(yōu)水力斷面公式，計算得柵前槽寬b1m，m 柵條間隙數(shù)n設計采用兩個并聯(lián)的格柵（一個日常使用一個檢修時使用），取n=68（個）設計兩組細格柵，每組格柵間隙數(shù)n=34 柵槽寬度bm所以柵寬總寬度為m，考慮中間隔墻厚0.2m。 進水渠道漸寬部分長度l1m 柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度l2m 過柵水頭損失h1m式中，h0計算水頭損失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，當為矩形斷面時=2.42。 柵后槽總高度h取柵前渠道超高h2=0.3mm 柵槽總長度lm 每日柵渣量w在格柵間隙10mm的情況下，設柵渣

10、量為每1000m3污水產(chǎn)渣0.10m3m3/d因為w大于0.2 m3/d，所以宜采用機械清渣。 清渣設備選用選用zd-b型垂直鏈條式除污機3.4沉砂池沉砂池的功能是從污水中分離密度較大的無機顆粒，如砂、煤渣等。城市生活污水中經(jīng)常含有大量泥砂，化工生產(chǎn)廢水中雖然一般不含泥砂，但在清洗地面或廢水輸送過程中由于泥砂跌落，也會形成廢水攜帶泥砂的現(xiàn)象。這些泥砂必將在污水處理裝置內(nèi)沉積或造成磨損，導致設備運行故障。因此，一般在泵站、倒虹管及沉淀池之前設置沉砂池。沉砂池既是一種預防性處理構筑物，又是一種預備性處理構筑物。一般沉砂池很少作為獨立性構筑物使用。沉砂池的工作原理是以重力分離作為基礎的，就是將沉砂池

11、內(nèi)的污水流速控制到只能使密度大的無機顆粒沉淀，而有機顆?？呻S水流流出的程度。3.4.1選型常用的沉砂池類型有平流式沉砂池、曝氣沉砂池、多爾沉砂池和鐘式沉砂池。平流式沉砂池構造簡單，處理效果好，工作穩(wěn)定，但沉砂中夾雜有一些有機物，易于腐化散發(fā)臭味，難于處置，并且對有機物包裹的砂粒去除效果不好。曝氣沉砂池，在曝氣的作用下，顆粒之間產(chǎn)生摩擦，將包裹在顆粒表面的有機物摩擦去除掉，產(chǎn)生潔凈的沉砂，同時提高顆粒的去除效率，但由于要曝氣，其運行費用較高。多爾沉砂池設置了一個洗砂槽，可產(chǎn)生潔凈的沉砂。鐘式沉砂池依靠電動機械轉盤和斜坡式葉片，利用離心力將砂粒甩向池壁去除，并將有機物脫除。這三種沉砂池在一定程度上

12、克服了平流式沉砂池的缺點，但構造比平流式沉砂池復雜。本設計采用平流式沉砂池10。3.4.2設計說明平流沉砂池的水流部分實際上是一個明渠，兩端設有閘板控制水量，池底設貯砂斗12個(如圖)。在平流式沉砂池上常設有浮渣擋板，擋板前浮渣應每天打撈。進水頭部應采取消能和整流措施。剛排出的沉渣含水率很高，因此一般在沉砂池下面或旁邊應設集砂池。集砂池的墻從上到下有箅水孔或縫，水分通過小孔或縫流走，沉渣的含水率可降到60%70%，沉渣用于填洼或放于空地11。3.4.3設計參數(shù) 池內(nèi)污水的水平流速一般應控制在0.150.3m/s；取v=0.30m/s； 最大流量時在池內(nèi)停留時間應不小于30s，一般采用3060s

13、，取t=60s； 有效水深不應大于1.2m，一般采用0.25m1.0m，每格寬度不宜小于0.6m； 池底坡度一般為0.010.02。3.4.4設計計算 沉砂池長度m 水流斷面積m2 池總寬度設計n=2格，每格寬取b=3.2m>0.6m，池總寬b=2b=6.4m（未計隔離墻厚度，可取0.2m） 有效水深m（介于0.251m之間） 貯泥區(qū)所需容積設計t=2d，即考慮排泥間隔天數(shù)為2天，每格沉砂池設兩個沉砂斗，兩格共有四個沉砂斗，則每個沉砂斗容積：m3式中：x1城市污水沉砂量3m3/105m3，k污水流量總變化系數(shù)1.3。 沉砂斗各部分尺寸及容積設計斗底寬a1=0.8m，斗壁與水平面的傾角為6

14、0°，斗高hd=0.5m，則沉砂斗上口寬：m沉砂斗容積：m3，（略大于v=1.8 m3，符合要求） 沉砂池高度采用重力排砂，設計池底坡度為0.06，坡向沉砂斗長度為：m則沉泥區(qū)高度為：m池總高度h ：設超高h1=0.3m， 進水漸寬部分長度m 校核最小流量時的流速最小流量即平均日流量m3/d則m/s>0.15m/s，符合要求。 計算草圖如下圖3.3 平流式沉砂池計算草圖3.5厭氧池3.5.1設計說明厭氧池主要是用于厭氧消化，對于進水cod濃度高的污水通常會先進行厭氧反應，提高cod的去除率，將高分子難降解的有機物轉變?yōu)榈头肿右妆唤到獾挠袡C物。在脫氮處理中，反硝化過程需要在缺氧條

15、件下才能起作用12。3.5.2設計參數(shù)設計水量按最大日平均時考慮，m3/s=621l/s，分兩座設計，每座設計q1=310.5l/s；水力停留時間：t=3h；污泥濃度：x=3000mg/l。3.5.3設計計算 厭氧池容積： m3 厭氧池尺寸：水深取h= 6 m，則厭氧池面積： m2厭氧池池寬b取為12m，則厭氧池的長度為m，本設計取47m考慮0.3m的超高，故池高度為m 污泥回流計算回流比：污泥回流量：l/s=11536.128 m3/d3.6氧化溝氧化溝工藝的曝氣池呈封閉的溝渠形，池體狹長，可達數(shù)十至百米以上，曝氣裝置多采用表面曝氣器，污水和活性污泥的混合液在其中做不停地循環(huán)流動的過程，有機

16、物質(zhì)被混合液中的微生物分解。該工藝對水溫、水質(zhì)和水量的變動有較強的適應性，bod負荷低，污泥齡長，反應器內(nèi)可存活硝化細菌，發(fā)生硝化反應。在流態(tài)上，氧化溝介于完全混合與推流之間，氧化溝內(nèi)流態(tài)是完全混合式的，但又具有某些推流式的特性，如在曝氣裝置的下游，溶解氧濃度從高向低變動，甚至可能出現(xiàn)缺氧段。氧化溝這種獨特的水流狀態(tài)，有利于活性污泥的生物凝聚作用，而且可以將其區(qū)分為富氧區(qū)、缺氧區(qū)，用以進行硝化和反硝化，取得脫氮的效應。3.6.1設計說明carrousel(卡羅塞爾)氧化溝系統(tǒng)是由多溝串聯(lián)而成的氧化溝及二沉池污泥回流系統(tǒng)所組成。在每組溝渠的轉彎處安裝一臺表面曝氣器，靠近曝氣器的下游區(qū)為富氧區(qū)，其

17、上游則為低氧區(qū)，外環(huán)還可能形成缺氧區(qū)，這樣氧化溝就能形成生物脫氮的環(huán)境條件。carrousel氧化溝系統(tǒng)bod5去除率可達95%99%，脫氮率可達90%，磷的去除率約50%。設計有效深度一般為44.5 m 13。3.6.2氧化溝工藝的設計參數(shù)泥齡：氧化溝的設計泥齡范圍為448d，本設計取25d； 污泥濃度：x=20006000，選x=4500mg/l；設計最低水溫為：10；設計最高水溫為：25。3.6.3設計計算 設計原始數(shù)據(jù)的確定,氧化溝的計算草圖如圖3.4所示圖3.4 氧化溝計算草圖 設計流量q=8×104m3/d=3333 m3/h。 確定污泥齡本設計為了達到污泥的好氧穩(wěn)定，取

18、污泥齡srt=25d。反硝化速率為：式中：n0-反硝化消耗的氮量，mg/l；tn0-進水的tn 值，mg/l，設計值為35mg/l；tne-出水的tn 值，mg/l，設計值為15mg/l；s0-進水的bod 值，mg/l，設計值為200mg/l；se-出水的bod 值，mg/l，設計值為10mg/l；則反硝化速率為：由于反硝化速率 kde=0.074，且本設計為設缺氧區(qū)的反硝化，則：式中：vd缺氧區(qū)容積，m3；v氧化溝的總容積，m3；cd缺氧區(qū)的污泥齡，d；c氧化溝的總泥齡，d，hrt=25d。 計算產(chǎn)泥系數(shù)式中：k 系數(shù)，取 0.9；x0進水的ss 值，mg/l，設計值為250mg/l；kg

19、ss/kgbod校核氧化溝的污泥負荷：kgbod/(kgmlss·d)在0.030.10bodkg/(kgmlss·d)之間，符合要求 確定污泥濃度由于采用設缺氧區(qū)的氧化溝工藝，同時污泥達到好氧穩(wěn)定，因此本設計的污泥濃度?。簒=4.5gmlss/l。經(jīng)過好氧穩(wěn)定后，污泥的沉降性能得到很大改觀，取污泥的容積指數(shù)為：svi=120ml/g。污泥在二沉池的濃縮時間?。簍e=2h。故回流污泥濃度 xr 為：g/l則相應的回流比為：%，符合要求 卡魯塞爾2000型氧化溝容積的計算m3由得：氧化溝缺氧區(qū)的容積為：m3氧化溝好氧區(qū)的容積為： m3校核氧化溝的水力停留時間：h在630h之間

20、，符合要求 卡魯塞爾2000型氧化溝溝型的設計 氧化溝尺寸的基本數(shù)據(jù)本設計的氧化溝數(shù)量為：m=4 座；有效水深?。篽=4.5m；每座氧化溝的廊道數(shù)為：m=4；氧化溝廊道寬?。篵=9m； 氧化溝溝型的設計單座氧化溝的容積為：m3單座氧化溝的面積為：m2故每座氧化溝的廊道總長為（按中線計算）：m氧化溝好氧區(qū)和缺氧區(qū)的分隔處占用了池容，這個池容折算為直線長，取這個長度為3m。則氧化溝廊道的總長為：m其中氧化溝彎道的長度為：m因此氧化溝廊道直線段的長度為：m故氧化溝單個廊道直線段的長度為：m氧化溝缺氧區(qū)廊道的總長度為：m其中缺氧區(qū)彎道的長度為：m因此缺氧區(qū)廊道直線段的長度為：m故缺氧區(qū)單個廊道直線段的

21、長度為：m 需氧量的計算 設計的基本數(shù)據(jù)需氧量按最不利工況設計，設計流量按高日流量設計。最不利工況為：t=25 ， c=25d，查手冊的單位bod 的耗氧量為：oc=1.35kgo2/kgbod。單位時間消耗的bod 量為：kgbod/h式中：fc系數(shù)，0.81.5，本設計取1.1。單位時間硝化的氮量為：kgn/h式中：qa高日流量，m3/h，本設計為6500m3 /h；單位時間反硝化的脫氮量為：kgn/h 需氧量的設計計算氧化溝單位時間的需氧量為： kgo2/h近似為標準大氣壓，在水溫為25時，實際需氧量轉化為標準需氧量的系數(shù)k=1.59。則本設計氧化溝的實際需氧量為：kgo2/h降解單位b

22、od 的耗氧量為：kgo2/kgbod，符合要求 氧化溝剩余污泥量的計算氧化溝剩余污泥量為：kgss/kgbodm3/d=122.14m3/h 氧化溝設備的選定14 卡魯塞爾2000氧化溝的曝氣設備總需氧量為：3042.66kgo2/h，4 個氧化溝設置8臺表面曝氣機；則單臺曝氣機的供氣量為：kgo2/h選擇倒傘型葉輪表面曝氣機 氧化溝及厭氧池的攪拌設備攪 拌 功 率 按58w/m3計算， 單座氧化溝所需的最小攪拌功率為：，需要20臺dqt75 潛水攪拌器。設備參數(shù)如下表：表 3.1 dqt 潛水攪拌設備參數(shù)表型號單機功率(kw)輸出總功率(kw)所需功率(kw)dqt757.5150149.

23、625 氧化溝管渠的設計 氧化溝的管渠都按高日高時流量設計，管道如下表所示：高日高時流量：q=1204l/s回流污泥量為：l/s表 3.2 氧化溝管渠計算表名稱計算公式流量 q（l/s）管徑dn（mm）流速 v（m/s）坡降 i（）一個系列氧化溝進水總管q/260211001.271.4單個氧化溝超越管q/43018001.21.9單個氧化溝進水管(q+qr)/4776.5812001.381.5單個氧化溝出水水管(q+qr)/4776.5812001.381.5一個系列氧化溝出水總管(q+qr)/21153.1615001.761.8一個系列氧化溝回流污管qr/2951.1612501.56

24、1.8 氧化溝的可調(diào)節(jié)堰的設計本工程的氧化溝采用可調(diào)節(jié)堰控制出水，堰上水頭按薄壁堰設計，設計計算如下：薄壁堰的流量公式為：式中：m0薄壁堰的流量系數(shù)，取0.42；b可調(diào)節(jié)堰的堰長，m，本設計取6m；h堰上水頭，m；qi單個氧化溝出水流量，m3/s，本設計為1.165 m3/s；則將上式轉換得，堰上水頭為：m 氧化溝出水槽的設計出水槽的高度為：m式中：b出水槽的設計寬度，為便于設計取1.2m；0.50出水槽的超高，設計計算時取0.5m，但以施工圖為準。氧化溝設計為兩組。氧化溝按照最大日平均時間流量設計，每個氧化溝的流量為m3/d=694.4l/s3.7沉淀池該池設在生物處理構筑物之后，用以沉淀生

25、物處理構筑物出水的微生物固體。3.7.1選型表3.1 沉淀池的特點和適用條件15類型優(yōu)點缺點適用條件平流式 沉淀效果好； 對沖擊負荷和溫度變化適應性強； 施工方便； 平面布置緊湊，占地少 配水不易均勻； 采用機械排泥時設備易腐蝕； 采用多斗排泥時，排泥不易均勻，操作工作量大適用于大中小型污水廠輻流式 沉淀池個數(shù)較少，比較經(jīng)濟，便于管理； 機械排泥設備已定形，排泥較方便 排泥設備比較復雜，對運行管理要求較高； 池體較大，對施工質(zhì)量要求較高適用于大、中型污水處理廠豎流式 占地面積??； 排泥方便，運行管理簡單 池體深度較大，施工困難； 對沖擊負荷和溫度的變化適應差； 造價相對較高適用于小型污水處理廠

26、或工業(yè)廢水處理站本設計采用普通輻流式沉淀池。圖3.5 輻流式沉淀池3.7.2設計說明輻流沉淀池由進水管、出水管、沉淀區(qū)、污泥區(qū)及排泥裝置組成。沉淀池表面呈圓形，污水從池中心進入，呈水平方向向四周輻射流動，流速從大到小變化，污水中懸浮物在重力作用下沉淀，澄清水從池四周溢出。輻流沉淀池是直徑較大的圓形水池，直徑一般介于2030m，但變化幅度可為660m，最大甚至可達100m。池子直徑與有效水深的比值一般采用612。池中心深度約為2.55.0m，池周深度約為1.53.0m。污水由中心處理流進，按半徑的方向向池周流動，因此，其水力特征是污水的流速由大向小變化。輻流沉淀池中心處設中心管，污水從池底的進水

27、管進入中心管壁的開孔流入池中央，在中心管的周圍常用穿孔障板圍成流入?yún)^(qū)，使污水在沉淀池內(nèi)得以均勻流動。出水區(qū)設于池四周，由于平口堰不易做到嚴格水平，所以常用三角堰式或淹沒式溢流口。為了攔截表面上的漂浮物質(zhì)，在出流堰前設擋板和浮渣的收集、排出設備。輻流沉淀池的刮泥板固定在椼架上，椼架繞池中心緩慢旋轉，把沉淀污泥推入池中心處的污泥斗中，然后借靜水壓力排出池外，也可以用污泥泵排泥，池底應具有0.05左右的坡度，中央污泥斗的坡度為0.120.16。3.7.3設計參數(shù)表面負荷：范圍為0.82 m3/ (m2·h) ，取=2 m3/ (m2·h)；水力停留時間（沉淀時間）：t =1.75

28、 h；每人每日污泥量：s一般采用0.30.8l/(人·d)，取s=0.5 l/(人·d)；兩次清除污泥間隔時間：t=4h；3.7.4設計計算 沉淀池表面面積設計4個沉淀池，即n=4個，則：m2 池子直徑m,取d=27m 實際水面面積m2 實際負荷 m3/(m2·h)，符合要求 沉淀池有效水深m，徑深比是：，介于612之間，符合要求 沉淀部分有效容積m3 污泥部分所需容積設城市人口數(shù)為：n=300,000人，m3 污泥斗容積設污泥斗上部半徑r1=2.00m，污泥斗下部半徑r2=1.00m，=60°，則污泥斗高度：m污泥斗容積：m3 污泥斗以上圓錐體部分污泥

29、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。圓錐體高度：m污泥斗以上圓錐體部分體積：m3 污泥總容積m3 沉淀池總高度設超高h1=0.30m，緩沖層h3=0.50m，則：m 排泥裝置由于池徑大于20m，所以本設計采用周邊傳動的刮泥機將泥刮至污泥斗。刮泥機旋轉速度一般為13 r/h，外圍刮泥板的線速度不超過3m/min，一般采用1.5 m/min。 吸泥管二沉池排出的污泥量按80%的回流比計，則回流量為：m3/s本設計中擬用6個吸泥管，每個吸泥管流量為：m3/s規(guī)范規(guī)定，吸泥管管徑一般在150600mm之間，擬選用d=500mm，m/s 排泥管計算如吸泥管，選擇dn500 二沉池進水

30、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。 進水管計算當回流比r=80%時，單池進水管設計流量為：m3/s進水管管徑取為d1=500mm，則流速為：m/s 進水豎井計算進水豎井直徑d2為2000mm，進水豎井采用多孔配水，配水口尺寸為0.5m×1.5m，共設8個沿井壁均勻分布。流速為：m/s，介于0.120.2之間，符合要求?？拙酁椋簃設管壁厚為0.15m，則m 二沉池出水部分計算 集水槽的設計本設計考慮集水槽為矩形斷面，取底寬b=0.8m，集水槽距池邊0.5m，集水槽壁厚采用0.15m，則集水槽寬度為：m。設計中取安全系數(shù)=1.5，則m3/s集水槽內(nèi)水流

31、速度為：m/s>0.4m/s，符合要求采用雙側集水環(huán)形集水槽計算，槽內(nèi)終點水深為：mmm，取槽內(nèi)水深為0.65m，取超高0.30m，則集水槽總高為0.65+0.30=0.95m。 二沉池環(huán)形出水槽的設計為了便于施工，環(huán)形出水槽不設坡度。環(huán)形出水槽的高度為：m式中：qa環(huán)形出水槽一側的流量，m3/s，本設計為b環(huán)形出水槽的設計寬度，為便于設計取0.3m；0.20出水槽的超高，設計計算時取0.20m，但以施工圖為準。 出水堰的計算本工程二沉池的出水堰采用 90°三角鋸齒堰雙邊出流，處理水經(jīng)過出水堰進入出水槽，然后匯入出水管排出。單個二沉池處理水的流量為：m3/s出水堰周長：m式中：

32、d1環(huán)形出水槽外圈直徑，m，34.6m；d2環(huán)形出水槽內(nèi)圈直徑，m，34.3m；出水堰采用雙側 90°三角形出水堰，三角形頂寬0.20m，堰頂之間的間距為0.05m，每個二沉池有三角堰：,取816個每個三角堰的流量為：m3/s三角出水堰的堰上水頭為：m圖3.6 輻流式沉淀池計算草圖3.8污水的消毒城市污水經(jīng)一級或二級處理后，水質(zhì)得到改善，細菌含量也大幅度減少，但其絕對值仍很可觀，并有存在病原菌的可能，因此，污水排放水體或在農(nóng)田灌溉之前應進行消毒。3.8.1設計說明污水消毒的主要方法有液氯、臭氧、次氯酸鈉、二氧化氯、漂白粉消毒等。臭氧消毒效果好，但成本較高；次氯酸鈉和二氧化氯消毒效果好

33、，適用于小型污水處理廠；漂白粉消毒只適用于局部污水處理站；液氯消毒效果好，投加量大時有可能產(chǎn)生二次污染，但在技術和經(jīng)濟上仍是目前最為可行的方法。所以本設計采用液氯消毒。消毒工藝主要采用的構筑物有：混合池和接觸池。水力混合池的混合時間為1.5 min，接觸池反應時間為30 min。3.8.2設計計算本設計采用兩組三廊道平流式消毒接觸池。 加氯量計算設計最大加氯量為max=4.0mg/l，每日投氯量為：kg/d 加氯消毒設備液氯由真空加氯機加入，加氯機設計三臺，采用二用一備。每小時的加氯量為：kg/h本設計選用zj-1型加氯機。 平流式消毒接觸池計算 設接觸時間t=30min，則每座接觸池的容積v

34、為：m3 設有效水深h1=3.0m，則每座接觸池的表面積a為：m2 設接觸池每廊道寬b=6m，則廊道總長為：m每廊道長為：m長寬比為：10，符合要求。 池高設接觸池的超高h2為0.3m，則接觸池的總高為：m3.9污水計量設備3.9.1計量設備的選擇本設計采用巴氏計量槽設在總出口處，其特點是： 精確度可達9598%； 水頭損失小，底部沖刷力大，不易沉積雜污； 操作簡單； 施工技術要求高，尺寸不準確測量精度將會受到影響。3.9.2設計依據(jù) 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810倍；在計量槽的上游，直線段不小于渠寬的23 倍；下游不小于45 倍。當下游有跌水而無回水影響時可適

35、當縮短； 計量槽中心線應與渠道中心線重合，上下游渠道的坡度應保持均勻，但坡度可以不同； 計量槽喉寬一般采用上游渠道寬度的1/31/2； 當喉寬w 為0.25m 時，h2/h10.64 為自由流，大于此數(shù)為潛沒流；當喉寬w=0.32.5m 時，h2/h10.7 為自由流，大于此數(shù)為潛沒流； 當計量槽為自由流時，只需記上游水位，而當其為潛沒流時，則需同時記下游水位。設計計量槽時，應盡可能做到自由流，但無論在自由流還是在潛沒流的情況下，均宜在上下游設置觀察井； 設計計量槽時，除計算其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。3.9.3設計計算 根據(jù)最大出水量為：q=1.6204 m3/s

36、和 cj/t3008.5-92 巴式計量槽的設計規(guī)程，選擇吼寬為b= 1.20m 的巴式計量槽，各部分尺寸查手冊5，表10-3，得：該計量槽的測量范圍為：35.02000l/s，則巴式計量槽的各部分尺寸如圖3.7 所示。 選擇鋼筋混凝土管作為二級出水管，管徑為d=1600mm，流速v=1.00 m/s，設計坡度 i=0.5。圖3.7 巴氏計量槽各部分尺寸(m)4污泥處理設計計算污泥處置就是通過適當?shù)姆椒▽ξ勰噙M行處理，防止污泥腐化發(fā)臭，使其中的有毒有害物質(zhì)得到妥善處理和綜合利用，變害為利，確保污水處理廠正常運行，為污泥找到最終出路。污泥最終處置的主要方法是作農(nóng)業(yè)肥料、作建筑材料、填地、填海造地

37、和排海。在污水處理過程中，分離和產(chǎn)生出大量的污泥，其中含有大量的有毒有害物質(zhì)有機物易分解，對環(huán)境有潛在的污染能力，同時污泥含水率高，體積龐大，處理和運送很困難，因此污泥必須經(jīng)過及時處理與處置，以便達到污泥減量、穩(wěn)定、無害化及綜合利用。4.1剩余污泥泵房4.1.1設計說明二沉池產(chǎn)生剩余活性污泥及其他處理構筑物排出污泥由地下管道自流入集泥井，剩余污泥泵（采用地下式）將其提升至污泥處理系統(tǒng)。每兩座二沉池設置剩余污泥泵房一座。4.1.2設計選型 污泥泵揚程 輻流式濃縮池最高泥位（相對標高）為+3.5m，剩余污泥集泥池最低泥位為-2.0m，則污泥泵靜揚程為h0=5.5 mh2o。污泥輸送管道壓力損失為6

38、.0mh2o，自由水頭為1.5mh2o，則污泥泵所需揚h為m 污泥泵選型 污泥泵選用四臺，兩用兩備單泵流量qqw=35.0 m3/h選用2pn污泥泵，q=40m3/h；h=21mh2o；n=11kw。4.1.3剩余污泥泵房占地面積l×b=（6.0×5.0）m24.2污泥濃縮4.2.1污泥濃縮方法的選擇污泥濃縮的主要目的就是減少污泥體積，從而降低后續(xù)處理構筑物和設備的負荷，減少處理費用。表4.1 各種濃縮方法的特點及應用條件16濃縮方法優(yōu)點缺點適用條件和應用情況重力濃縮法濃縮池構造簡單，操作方便；動力消耗小，運行費用低；貯存污泥能力強占地面積大；濃縮效果不理想；污泥易腐化，散

39、發(fā)臭氣初沉污泥+剩余污泥廣泛采用氣浮濃縮法濃縮效果好，出泥含水率低；占地面積??；運行效果穩(wěn)定；產(chǎn)生臭氣少；運行費用高于重力法；操作管理要求較高；電耗大；污泥貯存能力小初沉污泥+剩余污泥發(fā)達國家開始推廣使用離心濃縮法濃縮效果好，工作效率高；占地面積極小；幾乎不散發(fā)臭氣，工作環(huán)境好耗電量大；對操作人員技術要求較高管理復雜剩余污泥很少使用本設計采用重力濃縮法。4.2.2污泥濃縮池本設計選用2座圓形輻流式重力濃縮池。 設計要求及參數(shù) 污泥固體負荷：宜采用3060kg/(m2·d)，取m=45 kg/(m2·d)； 污泥的含水率：由曝氣池后的二沉池進入污泥濃縮池的污泥含水率，當采用9

40、9.2%99.6%時，濃縮后污泥含水率為97%98%；當為初次沉淀污泥時，其含水率一般為95%97%，濃縮后的污泥含水率可到90%92%，取濃縮前含水率p1為99.3%，濃縮后含水率p2為97%； 濃縮時間：不宜小于10 h，但也不要超過24h，取t=16 h； 濃縮池有效水深：一般宜為4 m，最低不小于3 m。 濃縮池的上清夜應重新回流到初沉池前進行處理； 浮渣擋板高出水面0.10.15m，淹沒深度為0.30.4m 污泥濃縮池的計算17 濃縮池的直徑濃縮池污泥固體濃度為7g/l，濃縮池的面積：m2每個濃縮池的面積：m2濃縮池的直徑：m，取8m。 濃縮池的高度計算濃縮池工作部分高度：m濃縮池的

41、超高h2取0.30m，緩沖層高度h3取0.30m，則濃縮池的高度為：m 濃縮后污泥容積的計算m3 排泥斗體積的計算按2h貯泥時間計泥量，則貯泥區(qū)所需容積m3取污泥斗上底直徑d2=3.6m，下底直徑d1=2.0m，池底坡度0.05，斗傾角60°，池底坡度造成的深度h4：mm3斗傾角造成的深度h5m m3m3>vt，所以符合要求。 機械選型選擇nzs1-8 型濃縮機，設備參數(shù)如下表：表 4.2 nzs1-8 型濃縮機參數(shù)表型號池徑(m)單機功率(kw)nzs1-880.55 污泥濃縮池計算草圖圖4.1 污泥濃縮池計算草圖4.3污泥脫水設備4.3.1設計參數(shù)進泥量q=120.63=5

42、.03污泥含水率p2=0.974.3.2機械選型選用np-1000型重載帶式壓濾機。其主要技術參數(shù)如下： 表4.3 帶式壓濾機技術參數(shù)18功率處理量安裝質(zhì)量帶寬外形尺寸0.75kw36.5m3/h3200kg1000mm長×寬×高=4620mm×1580mm×2380mm第 32 頁 共 54 頁5輔助建筑及公用設施5.1 變電間與維修間變電間主要供廠區(qū)高低壓配電使用，主要設備詳見供電設計說明部分。維修間主要由電修、儀修及機修構成。機修間主要以全廠設備小型檢修為主配置設備能力。主要設備有車床、機床及其它日常維修設備。5.2 車庫與倉庫車庫內(nèi)主要有2 輛貨

43、車、3輛客貨車、1輛面包車及1輛轎車。倉庫考慮堆放設備及其它材料。5.3 綜合樓綜合樓化驗、辦公、會議、生產(chǎn)、值班、浴室、餐廳等多功能組成、建筑面積1400m2 。5.4 公用設施 道路采用混凝土路面，干道6.0米，次道3.5米。 給水及回用水，給水采用自來水由廠外接入，供污水廠生活使用；回用水采用尾水直接加壓供給，供污水廠內(nèi)雜用水（諸如綠化、沖洗等），每日回用用水量320m3/d，最大供回用水量40m3/h。 雨水 鋪設混凝土管就近排入尾水排放渠。 污水 廠區(qū)內(nèi)污水收集進入污水泵房。 綠化 廠區(qū)綠化面積達廠區(qū)45%，以草坪為主，廠區(qū)周圍以高大喬木隔離。6 污水處理廠的平面布置和高程布置6.1

44、 平面布置污水處理廠的平面布置包括主體處理構筑物以及各種管道、附屬構筑物、道路、綠化等的布置。6.1.1 平面布置原則(1) 處理構筑物的布置應緊湊，節(jié)約用地并便于管理。(2) 處理構筑物應盡可能的按流程順序布置，以避免管線迂回，同時應充分利用地形，以減少土方量。遠景設施的安排應在原始設計中仔細考慮，除了滿足遠景處理能力的需要而增加的處理池外，還應為改進出水水質(zhì)的設施預留場地。(3) 經(jīng)常有人工作的建筑物如辦公、化驗等用房應布置在夏季主風向的上風一方，在北方地區(qū)應考慮朝陽。(4) 在布置總圖時，應考慮安排充分的綠化地帶，為污水處理廠的工作人員提供一個優(yōu)美舒適的環(huán)境。(5) 總圖布置應考慮遠近期

45、結合，有條件時，可按遠景規(guī)劃水量布置，將處理構筑物分為若干系列，分期建設。(6) 構筑物之間的距離應考慮敷設管渠的位置，運轉管理的需要和施工的要求。(7) 配電室應盡可能布置成單獨的組合，不僅安全，并方便管理。脫附設備應離吸附柱較近，以縮短管線。(8) 廠內(nèi)管線種類很多，應綜合考慮布置，以免發(fā)生矛盾。吸附和脫附管道應盡可能考慮不重復交叉。(9) 如有條件，污水廠內(nèi)的壓力管線和電纜可合并鋪設在一條管廊或管道溝內(nèi)，以利于維護和檢修。(10) 污水廠內(nèi)設備應設計超高，以便在發(fā)生事故時，使污水能超越部分或全部構筑物，進入下一級構筑物或事故溢流。(11) 污水廠的占地面積，隨處理方法和構筑物選型的不同，

46、而有很大的差異。總之，要合理布局、功能分區(qū)、流程有序、預留發(fā)展、減少土地征用。按此原則，根據(jù)廠址的地形、地貌、道路等自然條件考慮進、出水走向，風向等因素19。6.1.2 布置要求將各項生產(chǎn)和輔助設施進行組合布置，布置時應注意下列要求： 處理單元構筑物的平面布置處理構筑物是污水處理廠的主體構筑物，在做平面布置時，應該根據(jù)各構筑物的功能要求和水力要求，結合地形和地質(zhì)條件，確定它們在廠區(qū)內(nèi)的的位置。 管、渠的平面設置 在各處理構筑物之間，設有貫通、連接的管、渠； 廠區(qū)內(nèi)應包括給水管和雨水管； 輔助建筑物：污水廠的附屬建筑一般包括：辦公用房、化驗室、維修車間、車庫、倉庫、食堂、傳達室、宿舍和鼓風機房等

47、。6.1.3 污水廠構筑物污水處理廠的主要構筑物見下表：表6.1 污水廠主要構筑物一覽表構筑物名稱尺寸規(guī)格/m單位數(shù)量提升泵房d×h=10×12座1沉砂池l×b×h=12×3.612×4.54座2氧化溝l×b×h=215×40×5.0組2厭氧池d×h=33.0×6.3個2二次沉淀池d×h=33.0×6.755座4消毒接觸池l×b×h=30.1×6×3.3座2污泥濃縮池d×h=7.2×4.89座2值

48、班室l×b×h=6.0×4.0×3.5座1倉庫l×b×h=12.0×8.0×4.5座1維修間l×b×h=16.0×8.0×4.5座1鍋爐房、廚房l×b×h=18.0×12.0×5.0座1住宅l×b×h=21.0×15.0×7.0座1控制樓l×b×h=18.0×16.0×8.0座1車庫l×b×h=18.0×12.0×5.

49、0座1綜合樓l×b×h=24.0×15.0×6座16.2 高程布置6.2.1 高程布置的主要任務污水處理廠處理高程布置的主要任務是： 確定各處理構筑物和泵房的標高， 確定處理構筑物之間的連接管渠的尺寸及標高， 計算各部分的水面標高，確保污水能夠在處理構筑物之間通暢的流動，保證污水廠的正常運行。6.2.2 高程布置原則 選擇一條距離最長，水頭損失最大的流程進行水力計算，并應適當留有余地，以保證在任何情況下，處理系統(tǒng)能夠運行正常。 計算水頭損失時，一般應以近期最大流量（或泵的最大出水量）作為構筑物和管渠的設計流量；計算涉及遠期流量的管渠和設備時，應以遠期最大流量為設計流量，并應考慮設計時的備用水頭。 污水處理后應能自流排入下水道或水體，包括洪水季節(jié)。 布置高程時要考慮某些處理構筑物（沉淀池、調(diào)節(jié)池、沉砂池等）的排空，但構筑物的挖土深度又不宜過大，以免土建投資過大和增加施工的困難。 在作高程布置時還應注意污水流程與污泥流程的配合，盡量減少需提升的污泥量。污泥干化廠、污泥濃縮池、消化池等構筑物的高程的確定，應注意它