污水處理廠課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)說明書及方案及小學(xué)環(huán)保節(jié)能綜合實(shí)踐活動(dòng)方案

1概述1.1工程概況 依據(jù)城市總體規(guī)劃，華東某市在城西地區(qū)興建一座城市污水處理廠，以完善該地區(qū)的市政工程配套，控制日益加劇的河道水污染，改善環(huán)境質(zhì)量。該城市現(xiàn)狀敘述如下：1、2號(hào)居住區(qū)人口3萬，污水由化糞池排入河道；3、4號(hào)居住區(qū)人口5萬，正在建設(shè)1年內(nèi)完成；5號(hào)居住區(qū)人口4.5萬，待建，2年后動(dòng)工，建設(shè)周期2年。還有部分主要公共建筑，賓館5座，2000個(gè)標(biāo)準(zhǔn)客房；醫(yī)院2座，1500張床。以上排水系統(tǒng)均采用分流制系統(tǒng)。同時(shí)新區(qū)內(nèi)還有部分排污工廠：電子廠每天排水1500m3，BOD5污染負(fù)荷為3000人口當(dāng)量；食品廠每天排出污水量500m舊城區(qū)原僅有雨水排水系統(tǒng)，污水排水系統(tǒng)的改造和建設(shè)工程計(jì)劃在10年內(nèi)完成，屆時(shí)整個(gè)排水區(qū)域服務(wù)人口將達(dá)到18萬。依據(jù)上述情況，整個(gè)工程劃分為近期和遠(yuǎn)期兩個(gè)建設(shè)階段，現(xiàn)在實(shí)施的工程為近期建設(shè)。近期建設(shè)周期大概在3年左右，設(shè)計(jì)服務(wù)范圍應(yīng)該包括新區(qū)5個(gè)已建和待建的居住區(qū)、新區(qū)內(nèi)部分主要公共建筑以及2個(gè)工廠。依據(jù)環(huán)保部門以及排放水體的狀況，排放水要求達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)。1.2設(shè)計(jì)依據(jù)《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50101)《城市污水處理工程項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)》《給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)》，第5冊(cè)城鎮(zhèn)排水《給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)》，第10冊(cè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)城市污水處理以及污染物防治技術(shù)政策（2002）污水排入城市下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)CJ3082-1999地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)GB3838-2002城市排水工程規(guī)劃規(guī)范GB50381-20001.3設(shè)計(jì)任務(wù)和范圍（1）收集相關(guān)資料，確定廢水水量水質(zhì)及其變化特征和處理要求；（2）對(duì)廢水處理工藝方案進(jìn)行分析比較，提出適宜的處理工藝方案和工藝流程；（3）確定為滿足廢水排放要求而所需達(dá)到的處理程度；（4）結(jié)合水質(zhì)水量特征，通過經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析比較，確定各處理構(gòu)筑物的型式；（5）進(jìn)行全面的處理工藝設(shè)計(jì)計(jì)算，確定各構(gòu)筑物尺寸和設(shè)備選型；（6）進(jìn)行廢水處理站平面布置及主要管道的布置和高程計(jì)算；（7）進(jìn)行工程概預(yù)算，說明廢水處理站的啟動(dòng)運(yùn)行和運(yùn)行管理技術(shù)要求2原水水量與水質(zhì)和處理要求：2.1原水水量與水質(zhì)一期工程：Q=36000m3BOD5=230mg/lSS=280mg/lTN=40mg/lTP=4.5mg/lPH=6.5-8.0 二期工程：Q=47000m32.2處理要求污水排放的要求執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)BOD5≤20mg/lSS≤20mg/lTN≤20mg/lTP≤1mg/lPH=6.5-8.03.工藝流程選擇和評(píng)價(jià)3.1水質(zhì)分析該城市污水由市政廢水與工業(yè)廢水組成，其中工業(yè)廢水的量占的相當(dāng)小，污水中主要是可溶性有機(jī)物、氮、磷等，而且有機(jī)物的濃度不是特別高，可生化性較好，在處理時(shí)需要考慮常規(guī)的脫氮除磷。3.2流程的擬定3.2.1國(guó)內(nèi)外城市污水處理的流行工藝一、活性污泥法針對(duì)城市污水處理的要求，當(dāng)前流行的污水處理工藝有：AB法、SBR法、氧化溝法、普通曝氣法、A/A/O法、A/O法、UNITANK等，這幾種工藝都是從活性污泥法派生出來的，且各有其特點(diǎn)。①AB法(Adsorption—Biooxidation)該法由德國(guó)Bohuke教授首先開發(fā)。該工藝對(duì)曝氣池按高、低負(fù)荷分二級(jí)供氧，A級(jí)負(fù)荷高，曝氣時(shí)間短，產(chǎn)生污泥量大，污泥負(fù)荷2.5kgBOD/(kgMLSS?d)以上，池容積負(fù)荷6kgBOD/(m3?d)以上；B級(jí)負(fù)荷低，污泥齡較長(zhǎng)。A級(jí)與B級(jí)間設(shè)中間沉淀池。二級(jí)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(jí)和B級(jí)亦可分期建設(shè)。②SBR法(SequencingBatchReactor)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(gè)或三個(gè)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(jiǎn)單，由于只有一個(gè)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(shí)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(gè)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。③A/A/O法(Anaerobic—Anoxic—Oxic)由于對(duì)城市污水處理的出水有去除氮和磷的要求，故國(guó)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(jí)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(DO<0.3mg/L)，釋放出聚磷菌，在好氧狀況下又將其更多吸收，以剩余污泥的形式排出系統(tǒng)。二是脫氮，缺氧段要控制DO<0.7mg/L，由于兼氧脫氮菌的作用，利用水中BOD作為氫供給體(有機(jī)碳源)，將來自好氧池混合液中的硝酸鹽及亞硝酸鹽還原成氮?dú)庖萑氪髿猓_(dá)到脫氮的目的。為有效脫氮除磷，對(duì)一般的城市污水，COD/TKN為3.5～7.0(完全脫氮COD/TKN>12.5)，BOD/TKN為1.5～3.5，COD/TP為30～60，BOD/TP為16～40(一般應(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。有的城市污水處理的出水不排入湖泊，利用大水體深水排放或灌溉農(nóng)田，可將脫氮除磷放在下一步改擴(kuò)建時(shí)考慮，以節(jié)省近期投資。④普通曝氣法及其變法本工藝出現(xiàn)最早，至今仍有較強(qiáng)的生命力。普曝法處理效果好，經(jīng)驗(yàn)多，可適應(yīng)大的污水量，對(duì)于大廠可集中建污泥消化池，所產(chǎn)生沼氣可作能源利用。傳統(tǒng)普曝法的不足之處是只能作為常規(guī)二級(jí)處理，不具備脫氮除磷功能。近幾年在工程實(shí)踐中，通過降低普通曝氣池容積負(fù)荷，可以達(dá)到脫氮的目的；在普曝池前設(shè)置厭氧區(qū)，可以除磷，亦可用化學(xué)法除磷。采用普通曝氣法去除BOD5，在池型上有多種形式(如下文所述的氧化溝)，工程上稱為普通曝氣法的變法，亦可統(tǒng)稱為普通曝氣法。⑤氧化溝法本工藝50年代初期發(fā)展形成，因其構(gòu)造簡(jiǎn)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(jìng)爭(zhēng)力，當(dāng)前可謂熱門工藝。氧化溝在應(yīng)用中發(fā)展為多種形式，比較有代表性的有：帕式(Passveer)簡(jiǎn)稱單溝式，表面曝氣采用轉(zhuǎn)刷曝氣，水深一般在2.5～3.5m，轉(zhuǎn)刷動(dòng)力效率1.6～1.8kgO2/(kW?h)。奧式(Orbal)簡(jiǎn)稱同心圓式，應(yīng)用上多為橢圓形的三環(huán)道組成，三個(gè)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，水深一般在4.0～4.5m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(duì)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(jiǎn)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)造簡(jiǎn)單，處理效果不錯(cuò)，但其采用轉(zhuǎn)刷曝氣，水深淺，占地面積大，復(fù)雜的控制儀表增加了運(yùn)行管理的難度。不設(shè)厭氧池，不具備除磷功能。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(dòng)力效率［達(dá)2.5～3.0kgO2/(kW?h)］。⑥UNITANK工藝它和類似的TCBS工藝、MSBR工藝一樣，都是SBR法新的變型和發(fā)展。它集“序批法”、“普通曝氣池法”及“三溝式氧化溝法”的優(yōu)點(diǎn)，克服了“序批法”間歇進(jìn)水、“三溝式氧化溝法”占地面積大、“普通曝氣池法”設(shè)備多的缺點(diǎn)。典型的UNITANK工藝是三個(gè)水池，三池之間水力連通，每池都設(shè)有曝氣系統(tǒng)，外側(cè)的兩池設(shè)有出水堰及污泥排放口，它們交替作為曝氣池和沉淀池。污水可以進(jìn)入三池中的任意一個(gè)，采用連續(xù)進(jìn)水、周期交替運(yùn)行。在自動(dòng)控制下使各池處在好氧、缺氧及厭氧狀態(tài)，以完成有機(jī)物和氮磷的去除。UNITANK工藝由比利時(shí)Seghers公司首先建在我國(guó)的澳門特區(qū)，處理水量14×104m3/d(不下雨時(shí)平均處理水量為7×104m3/d)，池型封閉，設(shè)計(jì)采用的容積負(fù)荷為0.58kgBOD/(m3這類一體化工藝是傳統(tǒng)活性污泥工藝的變形，可以采用活性污泥工藝的設(shè)計(jì)方法對(duì)不同的污染物加以去除，如考慮硝化，其負(fù)荷一般在0.05～0.10kgBOD5/(kgMLSS?d)，硝化率視污水溫度而異。而要求污泥穩(wěn)定化，其污泥負(fù)荷和污泥齡要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過硝化時(shí)的數(shù)值。容積利用率低是此類一體化工藝共同的主要問題，就是說在一個(gè)較長(zhǎng)停留時(shí)間的曝氣系統(tǒng)內(nèi)，有50%左右的池容用于沉淀。UNITANK工藝的成功與否有賴于系統(tǒng)采用穩(wěn)定可靠的儀表及設(shè)備，因此引進(jìn)技術(shù)，消化、吸收和開發(fā)先進(jìn)的自控系統(tǒng)是應(yīng)用此工藝的關(guān)鍵問題。一般認(rèn)為，UNITANK工藝不太適用于大型(>10×104二、生物膜法生物膜法主要是指曝氣生物濾池，它實(shí)質(zhì)上是常說的生物接觸氧化池，相當(dāng)于在曝氣池中添加供微生物棲附的填(濾)料，在填料下鼓氣，是具有活性污泥特點(diǎn)的生物膜法。曝氣生物濾池(BAF)70年代末起源于歐洲大陸，已發(fā)展為法、英等國(guó)設(shè)備制造公司的技術(shù)和設(shè)備產(chǎn)品。由于選用的填料不同，以及是否有脫氮要求，設(shè)計(jì)的工藝參數(shù)是不同的，如要求處理出水BOD5、SS＜20mg/L，去除BOD5達(dá)90%以上的工藝，其容積負(fù)荷為0.7～3.0kgBOD5/(m3?d)，水力停留時(shí)間1～2h；以硝化(90%以上)為主的工藝，其容積負(fù)荷為0.5～2.0kgBOD5/(m3?d)，水力停留時(shí)間2～3h。一般認(rèn)為，生物膜法處理城市污水，在國(guó)內(nèi)尚需積累經(jīng)驗(yàn)，處理規(guī)模不宜過大，約5×104m3/d左右為宜。國(guó)外(主要在歐洲)處理水量有達(dá)到363.2.2比較工藝的選擇以及敘述通過以上論述，初步確定運(yùn)用的工藝應(yīng)該為活性物泥法，在活性污泥法中，根據(jù)《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50101-2005）推薦對(duì)于設(shè)計(jì)流量小于10×104方案一：A/A/O工藝A/A/O工藝流程圖如圖3-1所示：圖3-1關(guān)于方案一的說明：第一階段為預(yù)處理部分，即粗格柵+細(xì)格柵+曝氣沉砂池+初沉池，中格柵去除城市污水中較大的漂浮物，細(xì)格柵去除城市污水中較細(xì)小的漂浮物，后續(xù)工藝以及設(shè)備的正常運(yùn)行提供保證。水經(jīng)過泵房提升后進(jìn)入曝氣沉砂池，去除砂粒，經(jīng)吸砂機(jī)將沉砂池中的砂吸走至砂水分離器，砂水分離器工作，截留下砂，而水則自重力流向前方泵房的格柵井。從曝氣沉砂池出來的水流向初沉池，去除SS以及部分有機(jī)物。水從初沉池出來以后進(jìn)入生物反應(yīng)池，該生物反應(yīng)池分為四個(gè)區(qū)，回流污泥反硝化區(qū)，厭氧區(qū)，反硝化區(qū)，硝化區(qū)。回流污泥反硝化區(qū)的設(shè)置可以減少傳統(tǒng)A/A/O工藝中厭氧池受回流污泥中硝態(tài)氧的影響。磷的去除依靠厭氧池中聚磷菌一類微生物的充分釋磷以及在好氧池的過量吸磷來去除水體中的磷。氮的去除主要依靠曝氣池中硝化菌的將氮轉(zhuǎn)化為硝態(tài)以及亞硝態(tài)氮，然后通過內(nèi)回流將曝氣池中的混合液回流至前方的反硝化區(qū)依靠反硝化菌將亞硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化為氮?dú)鈴亩コ?。有機(jī)碳主要依靠曝氣池中的微生物降解。該池的脫氮除磷效果較好。后處理階段，主要通過二沉池澄清出水，加氯混合池的作用是消毒以達(dá)到出水中對(duì)于微生物數(shù)量限制。污泥處理主要通過污泥連續(xù)重力濃縮和機(jī)械脫水來完成，從脫水機(jī)房出來的污泥主要是外運(yùn)填埋。對(duì)于脫氮除磷工藝的污泥來講，運(yùn)用重力濃縮會(huì)帶來一個(gè)問題：污泥中磷的釋放，上清液富含磷。由此該工藝將濃縮池中的上清液同脫水機(jī)房的濾液一起集中在反應(yīng)沉淀池中，通過投加鈣鹽形成沉淀去除磷。形成的沉淀單獨(dú)外運(yùn)填埋或另作他用。從沉淀池出來的上清液再回流至前方泵站內(nèi)的格柵井。方案二：CASS工藝CASS工藝如圖3-2所示：圖3-2關(guān)于方案一的說明：第一階段為預(yù)處理部分，即粗格柵+細(xì)格柵+曝氣沉砂池+初沉池，中格柵去除城市污水中較大的漂浮物，細(xì)格柵去除城市污水中較細(xì)小的漂浮物，后續(xù)工藝以及設(shè)備的正常運(yùn)行提供保證。水經(jīng)過泵房提升后進(jìn)入曝氣沉砂池，去除砂粒，經(jīng)吸砂機(jī)將沉砂池中的砂吸走至砂水分離器，砂水分離器工作，截留下砂，而水則自重力流向前方泵房的格柵井。從曝氣沉砂池出來的水直接進(jìn)入CASS反應(yīng)池，CASS反應(yīng)池最大的特點(diǎn)是在CASS反應(yīng)池的前端存在一個(gè)生物選擇區(qū)，通常在厭氧或兼氧條件下運(yùn)行。生物選擇器是根據(jù)活性污泥反應(yīng)動(dòng)力學(xué)原理而設(shè)置的。通過主反應(yīng)區(qū)污泥的回流并與進(jìn)水混合,不僅充分利用了活性污泥的快速吸附作用而加速對(duì)溶解性底物的去除并對(duì)難降解有機(jī)物起到良好的水解作用,同時(shí)可使污泥中的磷在厭氧條件下得到有效的釋放,而且在完全混合反應(yīng)區(qū)之前設(shè)置選擇器,還有利于改善污泥的沉降性能,防止污泥膨脹問題的發(fā)生。此外,選擇器中還可發(fā)生比較顯著的反硝化作用(回流污泥混合液中通常含2mg/L左右的硝態(tài)氮),其所去除的氮可占總?cè)コ实?0%左右。選擇器可定容運(yùn)行,亦可變?nèi)葸\(yùn)行,多池系統(tǒng)中的進(jìn)水配水池也可用作選擇器。而主反應(yīng)區(qū)的曝氣階段則是去除有機(jī)物、進(jìn)行磷的釋放、硝化作用。沉淀和閑置階段整個(gè)池可以保持缺氧或是厭氧狀態(tài)，有釋磷和反硝化作用。CASS池運(yùn)行經(jīng)過進(jìn)水曝氣階段、曝氣階段、沉淀階段、潷水階段、進(jìn)水閑置階段。出水進(jìn)入加氯混合池，加氯混合池的作用是消毒以達(dá)到出水中對(duì)于微生物數(shù)量限制。污泥處理主要通過污泥連續(xù)重力濃縮和機(jī)械脫水來完成，從脫水機(jī)房出來的污泥主要是外運(yùn)填埋。對(duì)于脫氮除磷工藝的污泥來講，運(yùn)用重力濃縮會(huì)帶來一個(gè)問題：污泥中磷的釋放，上清液富含磷。由此該工藝將濃縮池中的上清液同脫水機(jī)房的濾液一起集中在反應(yīng)沉淀池中，通過投加鈣鹽形成沉淀去除磷。形成的沉淀單獨(dú)外運(yùn)填埋或另作他用。從沉淀池出來的上清液再回流至前方泵站內(nèi)的格柵井。3.2.3污水處理方案比較兩個(gè)方案的主要構(gòu)筑物設(shè)計(jì)參數(shù)方案一：A/A/O工藝方案二：CASS工藝曝氣沉砂池停留時(shí)間150s150s初次沉淀池表面負(fù)荷沉淀時(shí)間1.6m3/m22h無生物池負(fù)荷停留時(shí)間0.12kgBOD5/kgMLSS厭氧池、缺氧池、好氧池的水力停留時(shí)間比：1：1：30.1kgBOD5/kgMLSS充水比λ=0.24二次沉淀池表面負(fù)荷沉淀時(shí)間0.8m3/m22h無加氯混合池停留時(shí)間30min30min污泥濃縮池濃縮固體通量45kg40構(gòu)筑物設(shè)計(jì)參數(shù)選擇說明：曝氣沉砂池：依據(jù)《給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)》第5冊(cè)關(guān)于城市污水處理廠曝氣沉砂池水力停留時(shí)間的規(guī)定：1-3min,取2.5min。曝氣沉砂池的大小按照二期流量設(shè)計(jì)。初次沉淀池：依據(jù)《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50101關(guān)于城市污水處理廠初次沉淀池表面負(fù)荷的規(guī)定：二級(jí)處理前1.5-3.0m3/m2.h，取1.6m3/m生物池：依據(jù)《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50101關(guān)于城市污水處理廠A/A/O脫氮除磷工藝污泥負(fù)荷的規(guī)定：0.1-0.2kgBOD5/kgMLSS，取0.12kgBOD5/kgMLSS。厭氧池、缺氧池、好氧池的水力停留時(shí)間比為1：1：3-1：1：4，取1：1：3。CASS池的負(fù)荷《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50101關(guān)于城市污水處理廠關(guān)于SBR法污泥負(fù)荷規(guī)定：當(dāng)有脫氮除磷要求時(shí)，負(fù)荷同A/A/O法。取0.1kgBOD5/kgMLSS。充水比按照經(jīng)驗(yàn)取0.24。二次沉淀池：依據(jù)《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50101關(guān)于城市污水處理廠關(guān)于活性污泥法以后二次沉淀池負(fù)荷的規(guī)定：0.6-1.5m3/m2.h，取0.8m3/m加氯混合池：依據(jù)《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50101關(guān)于城市污水處理廠出水消毒池水力停留時(shí)間的規(guī)定：不小于30min，取30min。解觸池大小設(shè)計(jì)按照二期流量設(shè)計(jì)。污泥濃縮池：按照連續(xù)重力濃縮池設(shè)計(jì)，兩個(gè)方案主要構(gòu)筑物的比較表：序號(hào)構(gòu)筑物名稱方案一：A/A/O工藝方案二：CASS工藝1粗格柵泵房機(jī)械格柵，格柵間距0.02m提升泵流量Q=36000m3/d,提升揚(yáng)程h=12m同左方案2細(xì)格柵曝氣沉砂池機(jī)械格柵，柵條間距0.01m土建以47000m3體積V=108m同左方案3初沉池直徑D=25m，有效水深H=3.2體積V=4128m無4生物池負(fù)荷0.12kgBOD5/kgMLSS停留時(shí)間H=10h體積V=15000m負(fù)荷0.1kgBOD5/kgMLSS充水比λ=0.24體積V=42500m5二沉池直徑D=35.0m，有效水深H=2.0m，V=5945m無6加氯混合池土建以Q=47000m3停留時(shí)間H=30min體積V=980m同左方案7鼓風(fēng)機(jī)房供風(fēng)量Q=13067m3氣水比8.7:1占地面積450m供風(fēng)量Q=15230m3氣水比10：1占地面積520m8污泥泵房污泥回流比100%，回流量Q=36000m3面積6*6m，V=36m無9污泥濃縮池Q=564m3重力連續(xù)濃縮D=7.0m，有效工作水深H=4.0m，兩座，每座的有效體積V=308mQ=2700m3/d

重力連續(xù)濃縮D=15.0m，有效工作水深H=4.0m，兩座，每座的有效體積V=10污泥脫水機(jī)房濃縮后污泥流量224.6m3選用脫水機(jī)DY-1000型帶式壓濾機(jī)，2用1備。占地面積305m濃縮后污泥流量270m3占地面積305m11沉淀反應(yīng)池上清液流量Q=653m3池體積36m上清液流量Q=2430m3池體積V=115m兩個(gè)方案的主要優(yōu)缺點(diǎn)：方案一：A/A/O工藝方案二：CASS工藝主要優(yōu)點(diǎn)本法采用的A/A/O工藝解決了傳統(tǒng)A/A/O工藝厭氧段釋磷效果比較差的問題，而且多點(diǎn)內(nèi)回流可調(diào)控性比較大。能夠很好的進(jìn)行脫氮除磷，操作簡(jiǎn)單，設(shè)備的要求不高。工程改擴(kuò)建比較方便。工藝流程相對(duì)比較簡(jiǎn)單，沒有沉淀池，擴(kuò)建方便。對(duì)于進(jìn)水水質(zhì)發(fā)生變化時(shí)可通過改變曝氣的時(shí)間來予以緩沖。主要缺點(diǎn)由于有沉淀池，占地比較大，所用到的一些機(jī)械比較貴，在曝氣段操作的靈活性不高。脫氮除磷的效率不夠高，需要比較麻煩的控制才能實(shí)現(xiàn)理想的效果。設(shè)備的閑置率較高，因用降堰排水所以水頭損失較大。由于自動(dòng)化程度較高，對(duì)于操作人員的素質(zhì)要求也相當(dāng)高。討論：通過以上兩個(gè)方案的比較，可以看出方案一可調(diào)控性靈活，操作方便，設(shè)備利用率較高，造價(jià)相對(duì)于方案二比較便宜，只是操作運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用較方案二稍大，但是考慮到造價(jià)高出的部分比運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用要高，所以認(rèn)為總體上是在處理上方案一比較占有優(yōu)勢(shì)。同時(shí)考慮到脫氮除磷的要求，CASS的脫氮除磷的條件比較復(fù)雜，生物選擇區(qū)的生長(zhǎng)條件不像A/A/O容易創(chuàng)造，運(yùn)行出來的實(shí)際結(jié)果可能會(huì)有很大的波動(dòng)，再加上CASS的操作對(duì)于人員要求事非常高的，技術(shù)含量很大，設(shè)備有些要從國(guó)外進(jìn)口，維修也不方便，故采用方案一A/A/O。4.工藝參數(shù)和設(shè)計(jì)計(jì)算4.1水質(zhì)水量的確定4.1.1水量的確定居民每人每天的排水量值取160L/cap.d賓館每個(gè)床位每天的排水量值取400L/cap.d醫(yī)院每張床位每天的排水量值取200L/cap.d一期工程:服務(wù)居民人口數(shù)12.5萬，則平均流量Q平均1=0.16×12.5×104=2×104時(shí)變化系數(shù)KZ1=1.48，設(shè)計(jì)流量Q設(shè)計(jì)1=Q平均1×KZ1=2.96×104賓館有2000個(gè)標(biāo)準(zhǔn)客房，共4000個(gè)床位，則平均流量Q平均2=0.4×0.4×104=0.16×104m3設(shè)計(jì)流量Q設(shè)計(jì)2=Q平均2×KZ2=0.32×104醫(yī)院共共有1500個(gè)床位，則平均平均流量Q平均3=0.2×0.15×104=0.03×104時(shí)變化系數(shù)KZ2=2.0，設(shè)計(jì)流量Q設(shè)計(jì)2=Q平均2×KZ2=0.06×104新區(qū)內(nèi)還有若干機(jī)關(guān)與事業(yè)單位，主要排出的廢水是生活污水，這一部分的流量可以計(jì)在總的居民生活污水中，不再單獨(dú)作為一塊流量計(jì)算。工業(yè)廢水流量為Q設(shè)計(jì)4=0.2×104綜上所述一期工程的設(shè)計(jì)流量為Q=Q設(shè)計(jì)1+Q設(shè)計(jì)2+Q設(shè)計(jì)3+Q設(shè)計(jì)4=（2.96+0.32+0.06+0.2）×104=3.54×104取設(shè)計(jì)流量為3.6×104二期工程：同一期工程相比二期工程的不同只是服務(wù)的居民數(shù)量上發(fā)生了變化二期工程服務(wù)居民數(shù)量為18萬，則平均流量Q平均1’=0.16×18×104=2.88×10時(shí)變化系數(shù)KZ1’=1.43，設(shè)計(jì)流量Q設(shè)計(jì)1’=Q平均1’×KZ1’二期工程設(shè)計(jì)流量為：Q=Q設(shè)計(jì)1’+Q設(shè)計(jì)2+Q設(shè)計(jì)3+Q設(shè)計(jì)4=（4.12+0.32+0.06+0.2）×104=4.7×104.1.2水質(zhì)的確定說明：新區(qū)工業(yè)主要是兩個(gè)工廠：電子廠、食品廠。電子廠的廢水中含有一些重金屬，經(jīng)調(diào)查電子廠預(yù)先將生產(chǎn)廢水進(jìn)行了處理，使得其重金屬的含輛達(dá)到了接入市政管網(wǎng)的要求，所以設(shè)計(jì)不用再考慮對(duì)重金屬物質(zhì)進(jìn)行預(yù)處理。設(shè)計(jì)資料中已給出電子廠的廢水中污染物質(zhì)主要是BOD5。電子廠和食品廠的污染負(fù)荷人口當(dāng)量分別為3000，1500。賓館和醫(yī)院的廢水水質(zhì)缺乏實(shí)質(zhì)資料，可以根據(jù)服務(wù)的人口取與生活污水相似的人口當(dāng)量值。⑴設(shè)計(jì)BOD5濃度的確定依據(jù)《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》BOD5人口當(dāng)量值取40g/cap.d居民生活污水中含BOD5值m1=12.5×104×40=5×10工業(yè)廢水中含BOD5值m2=0.45×104×40=0.18×10賓館污水和醫(yī)院污水中含BOD5值m3=0.55×104×40=0.22×10總流量為：Q平均=Q平均1+Q平均2+Q平均3+Q設(shè)計(jì)4=（2+0.16+0.03+0.2）×104=2.39×104BOD5濃度為（m1+m2+m3）/Q平均=225.9mg/L取設(shè)計(jì)BOD5濃度為230mg/L⑵設(shè)計(jì)SS濃度的確定依據(jù)《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》SS人口當(dāng)量值取50g/cap.d居民生活污水中含SS值n1=12.5×104×50=6.25×10食品廠廢水中含SS值n2=0.15×104×50=0.075×10賓館污水和醫(yī)院污水中含SS值n3=0.55×104×50=0.275×10總流量為：Q平均=Q平均1+Q平均2+Q平均3+Q設(shè)計(jì)4=（2+0.16+0.03+0.2）×104=2.39×104SS濃度為（n1+n2+n3）/Q平均=276.2mg/L取設(shè)計(jì)SS濃度為280mg/L⑶設(shè)計(jì)TN濃度的確定依據(jù)《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》TN人口當(dāng)量值取7g/cap.d居民生活污水中含TN值k1=12.5×104×7=0.875×10食品廠廢水中含TN值k2=0.15×104×7=0.0105×10賓館污水和醫(yī)院污水中含TN值k3=0.55×104×7=0.0385×10總流量為：Q平均=Q平均1+Q平均2+Q平均3+Q設(shè)計(jì)4=（2+0.16+0.03+0.2）×104=2.39×104TN濃度為（k1+k2+k3）/Q平均=38.7mg/L取設(shè)計(jì)TN濃度為40mg/L⑷設(shè)計(jì)TP濃度的確定依據(jù)《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》TP人口當(dāng)量值取0.8g/cap.d居民生活污水中含TP值s1=12.5×104×0.8=0.1×10食品廠廢水中含TP值s2=0.15×104×0.8=0.0012×10賓館污水和醫(yī)院污水中含TP值s3=0.55×104×0.8=0.0044×10總流量為：Q平均=Q平均1+Q平均2+Q平均3+Q設(shè)計(jì)4=（2+0.16+0.03+0.2）×104=2.39×104TP濃度為（s1+s2+s3）/Q平均=4.41mg/L取設(shè)計(jì)TP濃度為4.5mg/L綜上所述：設(shè)計(jì)進(jìn)水的水量：Q1=3.6×104水質(zhì)狀況：BOD5=230mg/LSS=275mg/LTN=45mg/LTP=4.5mg/L二期工程設(shè)計(jì)進(jìn)水水量：Q2=4.7×1044.2構(gòu)筑物尺寸確定4.2.1粗格柵(按照二期流量設(shè)計(jì))設(shè)計(jì)參數(shù)：設(shè)計(jì)流量：Q=47000m3柵前流速：v1=0.7m/s過柵水速v2=0.9m/s柵條寬度s=0.01m，格柵間隙e=0.02m柵條前部分長(zhǎng)度L1=0.5m，柵條后部分長(zhǎng)度L2=1.0m格柵傾角α=75°4-1粗格柵草圖計(jì)算過程：假設(shè)水流由兩條渠道經(jīng)過格柵，柵前斷面面積S===0.389m2則柵前渠道寬B1=400mm,最大有效水深he=950mm柵條間隙數(shù)n===33.75，取n=34柵槽寬度B=S(n-1)+ne=m,取B=1.00m選用FH-900型旋轉(zhuǎn)式格柵除污機(jī)，共兩臺(tái)。進(jìn)水渠漸擴(kuò)段長(zhǎng)L3===0.275m，取L3=0.3m出水漸縮段長(zhǎng)L4==0.15m過柵水頭損失(按照一期流量計(jì)算)H1===0.12m總高度H=4.76m格柵總長(zhǎng)度L=L1+L2+L3+L4+=0.5+1.0+0.3+0.15+1.275=3.225m4.2.2泵房通過高程計(jì)算，從吸水面到泵后細(xì)格柵柵柵前水深之間距離為10.44m，壓水管路上水力損失為0.5m，水過泵的損失估計(jì)在1.0m，所以提升揚(yáng)程在13m左右，參照選泵的依據(jù)，選擇潛水泵型號(hào)為S2508H型芬蘭沙林泵，電動(dòng)機(jī)功率50.0kw，1482r/min，兩用一備。泵房建設(shè)按照二期流量建設(shè)，泵前集水井的體積V==50m34-2圖泵房布置圖4.2.3細(xì)格柵(按照二期流量設(shè)計(jì))設(shè)計(jì)參數(shù)：設(shè)計(jì)流量：Q=47000m3柵前流速：v1=0.7m/s過柵水速v2=0.9m柵條寬度s=0.01m，格柵間隙e=0.01m柵條前部分長(zhǎng)度L1=0.5m，柵條后部分長(zhǎng)度L2=1.0m格柵傾角α=75°計(jì)算過程：假設(shè)水流由兩條渠道經(jīng)過格柵，柵前斷面面積S===0.389m2則柵前渠道寬B1=500mm,最大有效水深he=0.95mm柵條間隙數(shù)n===38.1，取n=40柵槽寬度B=S(n-1)+ne=m,取B=0.8m選用WXB-Ⅱ-0.8-1.5型旋背耙式格柵除污機(jī)電動(dòng)機(jī)功率0.8kw，共2臺(tái)進(jìn)水渠漸擴(kuò)段長(zhǎng)L3===0.84m出水漸縮段長(zhǎng)L4==0.42m過柵水頭損失(按照一期流量計(jì)算)H1===0.17m總高度H=1.105m總長(zhǎng)度L=L1+L2+L3+L4+=0.5+0.9+0.84+0.42+0.4=3.06m4-3圖細(xì)格柵草圖4.2.4曝氣沉砂池(按照二期流量設(shè)計(jì))設(shè)計(jì)參數(shù)：設(shè)計(jì)流量：Q=47000m3水力停留時(shí)間：T=150s水平流速v=0.06m/s，旋流速度0.3m/s計(jì)算過程：曝氣沉砂池體積V===81.6m3過水?dāng)嗝婷娣eA===9.07m3，取過水?dāng)嗝婷娣eA=9.0m2斷面尺寸：取有效水深h=2.0m尺寬B===4.5m，分兩格每格寬b=2.25m校核尺寸：=1.125，合格尺長(zhǎng)：L===9.07m，取L=9.1m實(shí)際體積V實(shí)際=81.9m按照一期流量運(yùn)行時(shí)，開一格，校核其是否符合要求：一期設(shè)計(jì)流量q=36000m3校核水平流速：v==0.093m/s，符和要求。停留時(shí)間：T==98.2s=1.673min，符合要求。曝氣量的求算：為達(dá)到良好的除砂效果，將曝氣頭淹沒在水下2.0m左右，則相應(yīng)的每單位池長(zhǎng)所需的空氣量為29(m3/m2h)則單池的空氣需求量為q空氣==263.9m3/h4-4圖曝氣沉砂池（單格）草圖機(jī)械選型：選擇BX-5000型泵吸砂機(jī)1臺(tái)功率泵功率3kw，行走功率1.1kwLSF-355型螺旋砂水分離器1臺(tái)，功率3kw。4.2.5初沉池采用兩座幅流式沉淀池，每座分擔(dān)流量Q=750m3設(shè)計(jì)參數(shù)：表面負(fù)荷q=1.6m3/m2.沉淀時(shí)間T=2h計(jì)算過程：?jiǎn)纬乇砻娣eF===468.75m2單池直徑D==24.4m，取D=25m有效水深h2=qT=3.2m校核徑深比D/h2=7.8(符合6-12的要求)查閱資料初沉池對(duì)于SS的去除率約在50%左右，初沉污泥的含水率在97%由此可以計(jì)算出初沉污體積V=式中日平均流量Q平均=23900m3設(shè)計(jì)進(jìn)水SS濃度C1=280mg/L設(shè)計(jì)出水SS濃度C2=140mg/L排泥時(shí)間t=24hγ取103含水率Po=97V==56m3/d泥斗以及貯泥區(qū)小泥斗底部下半徑r2=1.0m，上半徑r1=2.0m泥斗傾角α=75°泥斗區(qū)高度h5===1.73m泥斗的體積V1===12.7m泥斗上方錐體坡度i=0.05錐體區(qū)高度h4=（）i==0.525錐體體積V2===101.8m3泥區(qū)總體積V=V1+V2=101.8+12.7=114.5m3/d＞56m沉淀池的總高度取沉淀池的超高h(yuǎn)1=0.3m緩沖層的高度h3H=h1+h2+h3+h4+h5=0.3+3.2+0.5+0.525+1.73=6.255m確定出水堰的尺寸構(gòu)造、校核堰上水力負(fù)荷：初沉池采用單側(cè)環(huán)形集水槽，槽寬度取b=0.5m槽寬度b===0.516m，取b=0.55m槽內(nèi)起點(diǎn)水深ha=0.75b=0.4125m，槽內(nèi)終點(diǎn)水深hb=1.25b=0.6875m設(shè)計(jì)取環(huán)形槽內(nèi)水深為0.8m。按照要出水點(diǎn)低于終點(diǎn)水深的要求，初沉池出水跌水為0.2m。校核堰上水頭負(fù)荷出水堰的長(zhǎng)度L==75.046m堰上水力負(fù)荷q′==2.77L/sm<2.9L/sm，符合初沉池要求。圖4-5初沉池草圖出水堰的設(shè)計(jì)：出水采用三角堰，堰上水頭hc=0.05m依據(jù)公式Q′==0.000264m內(nèi)、外側(cè)三角個(gè)數(shù)：n===787.8，取n=790個(gè)則三角的尺寸為：邊長(zhǎng)a=95mm的正三角形。初沉池總水頭損失H=0.45m選用DZG-25型周邊轉(zhuǎn)動(dòng)刮泥機(jī)4.2.6A/A/O生物池初沉池去除BOD5約20%，則進(jìn)入生物池的BOD5值約在230×0.8=184mg/L核算是否可以用A/A/O工藝，=184/40=4.6>4=184/4.5=40.89>17進(jìn)水堿度約為280mg/L設(shè)計(jì)參數(shù)：BOD5去除負(fù)荷N=0.12kgBOD5/kgMLVSS回流污泥濃度Xr=6600mg/L污泥回流比R=100%池體懸浮固體濃度X==3300mg/LTN去除率η=50%，內(nèi)回流比R內(nèi)==100%計(jì)算過程：反應(yīng)池的體積V===14910m3反應(yīng)池停留時(shí)間T===9.94h，取T=10h反應(yīng)池各段水力停留時(shí)間：T厭氧:T缺氧:T好氧=1：1：3則T厭氧=2h;T缺氧=2h;T好氧=6h相應(yīng)的各段池子的體積為厭氧池V厭氧=3000m缺氧池V缺氧=3000m好氧池V好氧=9000m校核氮磷負(fù)荷：好氧段總氮負(fù)荷==0.0485<0.05厭氧段總磷負(fù)荷==0.016<0.06由于本法中采用改進(jìn)的A/A/O，厭氧段的1/3用作回流污泥反硝化、混合液回流控制點(diǎn)遷移，故重新校核總磷負(fù)荷，依據(jù)室外排水規(guī)范，考慮厭氧池內(nèi)最短停留時(shí)間為1h,則：厭氧段總磷負(fù)荷==0.032<0.06綜上所述，負(fù)荷滿足要求。計(jì)算剩余污泥量：⊿X=PX+PSPX=污泥產(chǎn)率系數(shù)Y=0.5，f=0.7，衰減系數(shù)Kd=0.05PX==1219.5kg/dPS=0.5Q(SSo-SSe)=PX==2160kg/d則⊿X=3379.5kg/d生物池剩余污泥的含水率為99.4%堿度校核：每氧化1gNH4-N需要消耗堿度7.14g，每還原1gNO3—N產(chǎn)生堿度3.57g去除1gBOD5產(chǎn)生堿度0.1g剩余堿度=進(jìn)水堿度-硝化消耗堿度+反硝化產(chǎn)生堿度+去除BOD5產(chǎn)生堿度生物污泥中含氮量以12.4%計(jì)，則每日用于合成的總氮量=0.124×1219.5=151.2kg即，進(jìn)水總氮中有=4.2mg/L用于合成被氧化的NH3-N=進(jìn)水總氮-出水氨氮量-用于合成的總氮量=40-8-4.2=27.8mg/L所需脫硝量=40-20-4.2=15.8mg/L需要還原的硝酸鹽量NT=36000×15.8÷1000=568.8kg/d將上述各值代入堿度校核公式剩余堿度SALK1=280-7.14×27.8+3.57×15.8+0.1×(184-20)=154mg/L>100mg/L符合堿度要求反應(yīng)池的布置:反應(yīng)池分為2組4座，每座的容積V單池==3750m3有效水深he=4.0m單座面積S==973.5m2設(shè)置為5廊道，單條廊道的面積為187.5m2，廊道寬b=5.0m廊道長(zhǎng)L==37.5m校核池型：寬高比==1.25（滿足=1~2）長(zhǎng)寬比==7.5（滿足=5~10）取超高為1.0m，則反應(yīng)池總高H=4.0+1.0=5.0m單池進(jìn)、出水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)水管進(jìn)水設(shè)計(jì)流量Q單池=0.104m3設(shè)計(jì)流速v=0.8m/s管道直徑Dn===0.407m取管道直徑Dn=400mm回流污泥管設(shè)計(jì)流量Qr==0.104m3/s管道內(nèi)流速v=0.8m/s管道直徑Dn===0.407m取管道直徑Dn=400mm進(jìn)水井（由于回流污泥進(jìn)入反硝化區(qū)，故不進(jìn)入進(jìn)水井）窗口尺寸窗口跌水h為0.1m出水堰以及出水井按照矩形堰流量公式計(jì)算Q堰==1.86bH1.5堰寬b=5.0m，流量Q堰=Q單池（1+R+R內(nèi)）=0.312m3堰上水頭H=0.12m跌水高度設(shè)為出水管出水設(shè)計(jì)流量Q出水=（1+R）Q單池=0.208m3管道流速0.8m/s管徑Dn==0.58m，取Dn=600mm校核管道流速v==0.74m/s核算A/A/O生物池的內(nèi)部水頭損失：=0.1+0.12+0.2=0.32m曝氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)需氧量AORAOR=D1-D2+D3碳化需氧量D1===6951(kgO2/d)硝化需氧量D2=4.6Q(TNo-TNe)-4.6×12.4%×Px=4.6×36000×(0.04-0.02)-4.6×12.4%×1219.5=2616(kgO2/d)脫硝產(chǎn)生的氧量D3=2.86NT=568.8×2.86=1627(kgO2/d)AOR=6951+2616-1627=7940(kgO2/d)=331(kgO2/h)AORmax=1.4AOR=11116(kgO2/d)=463.4(kgO2/h)去除1kgBOD5所需氧量===1.35(kgO2/kgBOD5)標(biāo)準(zhǔn)需氧量SOR采用鼓風(fēng)曝氣機(jī)，微空曝氣器。曝氣器設(shè)于池底，距池底0.2m，淹沒深度3.8m氧轉(zhuǎn)移效率EA=20%，計(jì)算溫度T=25℃SOR=氣壓調(diào)整系數(shù)ρ=，工程所在地實(shí)際大氣壓為0.912×105pa標(biāo)準(zhǔn)大氣壓為1.013×105pa。ρ=0.909曝氣池內(nèi)平均溶解氧CL=2mg/L污水氧傳遞效率與清水氧傳遞效率之比α=0.82污水中飽和溶解氧與清水中飽和溶解氧之比β=0.95查表水中溶解氧飽和度CS（20）=9.17mg/L，CS（25）=8.38mg/L空氣擴(kuò)散口絕對(duì)壓力Pb=1.013×105+9.8×103H=1.013×105+9.8×103×3.8=1.385×105Pa空氣離開好氧池時(shí)氧的百分比Ot==17.54%好氧池中平均溶解氧濃度Csm(25)=Cs(25)()=9.12mg/L標(biāo)準(zhǔn)需氧量為SOR==13422.3(kgO2/d)=560(kgO2/h)SORmax=1.4SOR=18791.22(kgO2/d)=784(kgO2/h)好氧池最大時(shí)供氣量Gmax===13066.7(m3/h)氣水比8.7：1曝氣器數(shù)量的計(jì)算(以單池計(jì)算)單池最大需氧量SOR單池max=SORmax/4=196(kgO2/h)曝氣器個(gè)數(shù)的求算N=采用微孔曝氣器，參照《給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)》，KBB曝氣器在工作水深4-5m，在供風(fēng)量為1~3m3/(h個(gè))時(shí)，曝氣器的氧利用率EA=20.9%~30.1%，服務(wù)面積為0.5m2，充氧能力q(kgO2/h個(gè))N==1125(個(gè))以微孔曝氣器充氧能力進(jìn)行核算：qc==0.175(kg/h)，在充氧能力范圍內(nèi)，符合要求供風(fēng)管道的布置總干管內(nèi)風(fēng)量QZG=Gmax=13066.7(m3/h)=3.63(m3/s)總干管內(nèi)風(fēng)速vZG=10.0m/s總干管直徑Dn==0.68mm，取總干管直徑Dn=650mm校核流速vZG=10.95m/s單池干管內(nèi)風(fēng)量QDG=Gmax/4=3266.7(m3/h)=0.9075(m3/s)單池干管內(nèi)風(fēng)速vDG=10.0m/s單池干管直徑Dn==0.34m，取單池干管直徑Dn=300mm校核單池干管內(nèi)流速vDG=12.85m/s單側(cè)廊道供氣管內(nèi)風(fēng)量Q1=QDG/3=0.3025(m3/s)單側(cè)廊道供氣管風(fēng)速v1=10.0m/s單側(cè)廊道供氣管直徑Dn==0.196m，取單側(cè)廊道供氣管直徑Dn=200mm校核單側(cè)廊道供氣管內(nèi)流速v1=9.63m/s雙側(cè)廊道供氣管內(nèi)風(fēng)量Q2=2QDG/3=0.605(m3/s)雙側(cè)廊道供氣管風(fēng)速v1=10.0m/s雙側(cè)廊道供氣管直徑Dn==0.278m，取單側(cè)廊道供氣管直徑Dn=250mm校核雙側(cè)側(cè)廊道供氣管內(nèi)流速v1=12.3m/s所需要的空氣壓力p=49.0Mpa選用RMF-300型羅茨鼓風(fēng)機(jī)，3用1備，給二期預(yù)留一個(gè)機(jī)位曝氣沉砂池所需要的風(fēng)壓為39.2Mpa選用RC-100型羅茨鼓風(fēng)機(jī)，1用1備，鼓風(fēng)機(jī)參數(shù)如下：型號(hào)口徑(mm)轉(zhuǎn)速(r/min)排氣口壓力(Mpa)進(jìn)口流量(m3/h)所需軸功率(kw)所配電動(dòng)機(jī)功率(kw)RT-300300A117049.082.5110120RC100100A250039.211.310.615攪拌設(shè)備采用環(huán)流攪拌機(jī)JBG-2.2，功率7kw浙江宏宇環(huán)保集團(tuán)生產(chǎn)。單池一共12個(gè)，共48臺(tái)。混合液回流設(shè)備：SS066型芬蘭沙林泵功率6kW，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速980r/min，單池一用一備。共8臺(tái)污泥回流泵：S3508M型芬蘭沙林泵功率50kW，一用一備，置于污泥泵房?jī)?nèi)，轉(zhuǎn)速726r/min。4-5圖A/A/O生物池草圖4.2.6二沉池采用兩座幅流式沉淀池，每座分擔(dān)流量Q=750m3設(shè)計(jì)參數(shù)：表面負(fù)荷q=0.8m3/m2.沉淀時(shí)間T=2h計(jì)算過程：?jiǎn)纬乇砻娣eF===937.5m2單池直徑D==34.5m，取D=35m校核固體負(fù)荷G==126.72<150有效水深h2=qT=1.6m污泥區(qū)的容積(按照2h貯泥時(shí)間計(jì)算)V===1328m3單池的污泥區(qū)所需的容積V單池=V/2=664m污泥區(qū)的高度h4泥斗下部直徑D2=2.0m，D1=4.0m，斗傾角60°，泥斗上方錐體坡度i=0.05,泥斗區(qū)高度===1.73m泥斗的容積V1==12.7m3錐體區(qū)高度=（）i==0.775m錐體體積V2==280.1m3豎直部分的高度===0.4m泥區(qū)的總高度h4=++=0.4+0.775+1.73=2.905m沉淀池的總高度取沉淀池的超高h(yuǎn)1=0.3m緩沖層的高度h3=0.5H=h1+h2+h3+h4+h5=0.3+1.6+0.5+2.905=5.305m確定出水堰的尺寸構(gòu)造、校核堰上水力負(fù)荷：初沉池采用雙側(cè)環(huán)形集水槽，槽寬度取b=0.6m槽內(nèi)水速為v=0.6m/s槽內(nèi)起點(diǎn)水深ha===0.57m，槽內(nèi)終點(diǎn)水深hb=,m=0.75m校核，當(dāng)流量增加1倍時(shí)，q=0.416m3/s，v=0.8m0.86m0.96m設(shè)計(jì)取環(huán)形槽內(nèi)水深為0.9m，超高0.1m則總高度h=0.9+0.2=0.1m堰上水頭hc=0.05m，跌水h′=0.25m槽內(nèi)水頭損失hf=+h′+hc=0.25+0.05=0.3m校核堰上水頭負(fù)荷出水堰的長(zhǎng)度L=式中s=0.5mL=106.76+100.48=207.24m堰上水力負(fù)荷q′==1.0L/sm<1.7L/sm，符合規(guī)范要求出水堰的設(shè)計(jì)：出水采用三角堰60°，堰上水頭hc=0.05m依據(jù)公式Q′==0.00046m內(nèi)側(cè)三角個(gè)數(shù)：n===453選用DZG-35型周邊轉(zhuǎn)動(dòng)刮泥機(jī)4-6圖二沉池草圖（由于圖太大，上述圖只是一半）4.2.7.污泥濃縮池二沉池剩余污泥m=3380kg/d，含水率99.4%(污泥濃度6kg/m3)污泥體積V===564m3/d設(shè)計(jì)固體通量M=45kg/m3池表面積A===75.1取兩座，每座的面積=A/2=37.55m2每座的直徑D==6.91m，取D=7.0m工作高度h2=4.0m核算工作時(shí)間：T==13.4h>12h，符合設(shè)計(jì)規(guī)范要求。濃縮池的超高h(yuǎn)1取0.5m，緩沖層的高度h3取0.3m。泥斗下部直徑D2=1.0m，泥斗上部直徑D1=2.0m。泥斗上方錐體的坡度i=0.05，泥斗高度h5=0.87m錐體高度h4==0.125m濃縮池總高度H=h1+h2+h3+h4+h5=0.5+0.3+4.0+0.125+0.87=5.975m4-7圖污泥濃縮池草圖濃縮后的污泥含水率97%，濃縮后污泥的體積V濃縮===112.8m3/d每日排出上清液V上清液1=V-V濃縮=451.2m34.2.8加氯接觸池按照二期流量Q=47000m3設(shè)計(jì)參數(shù)：水力停留時(shí)間：T=30min則接觸池體積V==980m3/d一期設(shè)計(jì)流量為36000m34-8圖加氯池草圖池形狀的設(shè)計(jì)：平均水深ho=3.0m池表面積A===327m2采用3個(gè)隔板，隔板間距b=3.5m，池總寬度B=(3+1)b=14m池長(zhǎng)L===23.35m，取L=24m長(zhǎng)寬比==6.86，符合池形的要求。實(shí)際消毒池的容積：V實(shí)際=BLh=1008m消毒池超高h(yuǎn)′=0.3m,消毒池總高H=ho+h′=3.3m設(shè)計(jì)投氯量ρ為4mg/L按照一期流量投加氯W=ρQ=144kg/d=6kg/h選用12瓶貯氯量為200kg/瓶的氯瓶，每日的投加量為3/4瓶。4.2.9貯泥池總泥量V初沉+V剩余=112+112.8=224.8m3貯泥周期T為1d則貯泥池的容積V=T(V初沉+V剩余)=224.8m取貯泥池尺深4.0m面積S==56.2m2，直徑Dn=8.46m，取Dn=8.5m。為防止污泥在池內(nèi)沉降，采用均勻攪拌機(jī)。4.2.10脫水機(jī)房過濾流量Q=224.8m3/d=9.37m3/h，污泥含水率97%，Q=型號(hào)為DY-1000型帶式壓濾機(jī)性能尺寸如下表：型號(hào)濾帶有效寬度(mm)濾帶運(yùn)行速度(m/min)進(jìn)料污泥含水率(%)產(chǎn)泥量(kg/hm)電動(dòng)機(jī)功率(kw)重量(kg)外形尺寸濾餅含水率(%)DY-100010000.4~4.095~9850~5002.240004520×1890×175070~80選用的機(jī)器設(shè)計(jì)污泥脫水負(fù)荷即產(chǎn)泥量為的140kg/hm選用壓濾機(jī)的數(shù)量為：n=281/140=2.007，選用3臺(tái)，2用1備，每日2班工作，24小時(shí)連續(xù)工作?？紤]到二期流量，污泥壓濾機(jī)選用4臺(tái)，二期運(yùn)行時(shí)按照3班運(yùn)行，24小時(shí)連續(xù)工作。每日加藥量的計(jì)算，按照污泥量的0.3%計(jì)算，故每日的加藥量為6744×0.3%=20.232kg，配制成溶液為1%的溶液，體積為20.232÷0.01=2023.2L/d脫水機(jī)房每日兩班工作，每班配藥1次，則每次的配藥的體積為2.03÷2≈1.015m考慮一定的安全系數(shù)和攪拌時(shí)的安全超高，故設(shè)計(jì)選用2個(gè)容積為1.5的藥箱。配置2臺(tái)JBK型反應(yīng)攪拌機(jī)，槳葉的直徑為d=1000mm，功率0.75kw，槳板外緣線速度4~5m/s。聚丙烯酰胺投加濃度為0.1%，選用3套在線稀釋裝備，包括3臺(tái)水射器和3臺(tái)流量計(jì)量?jī)x，以及配套的調(diào)節(jié)控制閥件。聚丙烯酰胺藥劑的投加采用單螺桿泵3臺(tái)，2用1備。每臺(tái)的投加量：Q==42.15L/s反沖洗泵根據(jù)滾壓帶式壓濾機(jī)帶寬和運(yùn)行速度，每臺(tái)脫水機(jī)反沖洗的耗水量為5.5~11.0m/h，壓力為0.4~0.6MPa。選用3臺(tái)離心清水泵2用1備，型號(hào)為：IS65-50-160。脫水后泥餅的含水率在70%左右，則外運(yùn)的泥餅的體積為22.48m3排出的上清液V上清液2=202.32m34-10圖脫水機(jī)房示意圖4.2.11反應(yīng)沉淀池上清液中的磷通過投加石灰來去除，每日上清液的流量Q上清液=V上清液1+V上清液2=202.32+451.2=653.52m3反應(yīng)池設(shè)計(jì)參數(shù)：水力停留時(shí)間：T=20min反應(yīng)池體積V=TQ上清液=9.08m取有效水深：he=2.50m，池體表面積為1.9×1.9m超高h(yuǎn)′=0.3m內(nèi)設(shè)一攪拌機(jī)，沉淀池采用斜板式沉淀池表面負(fù)荷：q=4.0m3/m2池子表面積，F(xiàn)==7.48m2，取表面積F=7.5m沉淀時(shí)間T===23.5min泥斗的設(shè)計(jì)按照構(gòu)造要求設(shè)計(jì)，泥斗傾角為60°，上邊為2.8×2.8m，下邊為0.5×0.5m泥斗高h(yuǎn)5==1.125m，取h5=1.2m沉淀池超高h(yuǎn)1=0.3m緩沖層高h(yuǎn)4=1.0m斜管區(qū)上部水深h2=0.7m斜管高度h3=0.9m沉淀池總高H=h1+h2+h3+h4+h5=4.1m每日投加Ca(OH)2的量為351kg，溶液池的有效容積V=藥劑的濃度C=15%藥劑配置次數(shù)n=2藥劑的投加量m=351kg體積V=1.17m3，取池體積V=1.5m5.平面與高程布置5.1.廠區(qū)的平面布置根據(jù)《城市污水處理工程項(xiàng)目建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》內(nèi)的規(guī)定，該廠屬于第Ⅳ類水廠，污水廠征地面積為日處理流量的1.2-1.5倍。廠內(nèi)雨水管沿道路兩邊走，下水道最低水位不低于進(jìn)水潛污泵房前的集水井水位，故上清液以及放空液均可回至泵房前集水井。綜合樓內(nèi)以及職工生活用水均可以排放至泵前集水井。廠內(nèi)設(shè)有兩個(gè)大門，正門主要是給工作人員，小車進(jìn)出，廠內(nèi)如有些設(shè)備需要更換或修理也可以由此門進(jìn)出。后門主要是用于方便廠內(nèi)泥餅的外運(yùn)。另一方面污泥處理區(qū)與工作人員的活動(dòng)區(qū)分開來，給工人一個(gè)優(yōu)良的環(huán)境。同時(shí)設(shè)置相對(duì)的條件，例如澡堂以及職工宿舍、食堂等方便員工的日常生活。構(gòu)筑物之間的距離一般在5米以上，廠內(nèi)每隔一定的距離設(shè)檢查井，以檢修管道。構(gòu)筑物盡量做到對(duì)稱布置，由于本案的構(gòu)筑物個(gè)數(shù)為奇數(shù)，為均勻配水，在曝氣沉砂池、沉淀池、生物池出水處設(shè)置配水井以求均勻配水，管道布置合理，能夠在短距離內(nèi)到達(dá)下一個(gè)構(gòu)筑物。由于高壓線從廠區(qū)的東南處輸入，故配電間應(yīng)設(shè)置在靠經(jīng)廠區(qū)的東南角。廠內(nèi)的道路用于開大卡車的均為6米寬，用于走人路的為3米寬，轉(zhuǎn)彎半徑達(dá)到了3.0m。主干道四周以及構(gòu)筑物周圍均圍植綠色植物花草，使廠區(qū)的綠化面積能達(dá)到30%以上。同時(shí)考慮到二期流量，應(yīng)該空出一定的空地以備擴(kuò)建，這部分空地應(yīng)該考慮留置地合理以方便擴(kuò)建時(shí)的施工。出水地方靠近廠區(qū)南邊河體，能夠使出水較近的排放。平面布置參看圖5-1圖5-1平面布置圖5.2.高程布置高程布置應(yīng)確定控制點(diǎn)的標(biāo)高，在本設(shè)計(jì)中，廠區(qū)控制點(diǎn)的標(biāo)高是排放水體的最高洪水位標(biāo)高，只要使得消毒池出水井的高度能夠保證水能自流過去，并且有一定的富裕水頭即可。整個(gè)污水處理部分的高程主要圍繞兩部分損失來進(jìn)行：構(gòu)筑物內(nèi)水頭損失，管路損失。其中構(gòu)筑物損失主要是進(jìn)水配水以及出水集水時(shí)會(huì)帶來水頭損失，管道主要是沿程阻力損失，以及管道彎頭、三通具有阻力。本設(shè)計(jì)中配水井也有跌水的水頭損失，需要說明的是，配水井的跌水需要通過二倍流量校合是否井內(nèi)會(huì)有壅水的可能性。由此可以算出每一段管路上的損失，并且依次推算前一個(gè)構(gòu)筑物的水面標(biāo)高，從而定出每一個(gè)構(gòu)筑物相對(duì)于地面的位置。所有在主干道以下的管道均需0.7m或0.7m以上的覆土厚度，在平面上相互重疊的管道在高程圖上外壁必須有0.2-0.3m的高程差。經(jīng)行高程計(jì)算時(shí)考慮管道內(nèi)的經(jīng)濟(jì)流速，選擇合適的管道。出水處有一點(diǎn)需要說明，即最高洪水位的情況不是很多，所以考慮最不利情況（流量增大，而且遇到最高洪水位）時(shí)需要考慮設(shè)泵將水打出。尤其是通二期流量時(shí)，在擴(kuò)建時(shí)應(yīng)該注意這個(gè)問題。各個(gè)設(shè)計(jì)點(diǎn)的管渠設(shè)計(jì)參數(shù)表名稱流量m3/s管徑mmi流速（m/s）長(zhǎng)度（m）消毒池出水管0.4168000.0020.8345二沉池出水管0.4166000.00451.47120.2086000.00120.7455生物池出水管0.4168000.0020.83370.2086000.00120.74700.4166000.00451.4750初沉池出水管0.2086000.00120.74800.2086000.00120.7440曝氣沉砂池出水管0.2086000.00120.7460構(gòu)筑物高程計(jì)算：查表90°彎頭的阻力系數(shù)如下：DN600：ξ=0.67；DN800：ξ=0.7查表標(biāo)準(zhǔn)三通的阻力系數(shù)如下：DN600同徑三通：ξ=1.5污水部分：出水點(diǎn)的標(biāo)高：+2.50m出水管DN600，2個(gè)90°彎頭，管道長(zhǎng)45.0m管路損失h=2*0.67*0.832/19.6+45*0.002=0.11m假設(shè)出水管路上的富余水頭為0.15m則消毒池出水井內(nèi)的液面高度為：+2.76m消毒池出水處設(shè)置窗口跌水0.15m，則消毒池內(nèi)液面高度：+2.91m消毒池進(jìn)水采用淹沒窗口，水頭損失0.04m，則消毒池進(jìn)水井液面高度+2.95m二沉池出水有2個(gè)DN600的彎頭，1個(gè)DN600的同徑三通,管長(zhǎng)分別為12m，55m管路損失h=0.67*(1.472+0.742)/19.6+0.0045*12+0.0012*55=0.32m考慮富余水頭0.2m則二沉池出水井內(nèi)液面標(biāo)高：+3.47m二沉池跌水0.25m，堰上水頭0.05m，則二沉池內(nèi)水面標(biāo)高：+3.77m生物池出水先經(jīng)配水井然后再通過管道流至下一個(gè)構(gòu)筑物二沉池至配水井2個(gè)DN800的90°彎頭，管道長(zhǎng)70m管道損失h=2*0.7*0.832/19.6+37*0.002=0.19考慮富余水頭0.3m配水井出水處的液面高度為：+4.26m配水井內(nèi)堰上水頭h=0.12m，跌水0.2m配水井內(nèi)液面高度：+4.58m生物池出水至配水井2個(gè)DN60090°彎頭，管長(zhǎng)120m，1個(gè)DN600同徑三通水頭損失h=0.67*0.742/19.6+0.0012*70+(1.5+0.67)*1.742/19.6+0.0045*50=0.4m考慮0.1m的富余水頭生物池出水井的液面高度：+5.08m生物池出水堰上水頭0.12m，跌水0.2m，生物池內(nèi)液面高度：+5.40m生物池進(jìn)水處跌水0.2m，則生物池配水渠內(nèi)液面高度+5.60m初沉池管道DN600的90°彎頭2個(gè)，管長(zhǎng)80m，水頭損失h=2*0.67*0.742/19.6+80*0.0012=0.13m，考慮富余水頭0.2m配水井出水處液面高度：+5.93m配水井堰上水頭0.12m，跌水0.2m配水井內(nèi)水頭+6.25m初沉池至配水井2個(gè)DN600的90°彎頭，管長(zhǎng)40m,管路損失h=2*0.67*0.742/19.6+40*0.0012=0.09m考慮富余水頭0.1m，初沉池出水井的液面高度：+6.44m初沉池的堰上水頭0.12m，跌水0.2m初沉池內(nèi)水面高度：+6.74m配水井至初沉池管道2個(gè)DN600的90°彎頭，管長(zhǎng)60m管路損失h=2*0.67*0.742/19.6+60*0.0012=0.1m考慮0.15m的富余水頭，沉砂池后配水井出水的液面高度+6.99m配水井堰上水0.12m，跌水0.2m，總水頭損失0.32m配水井內(nèi)的液面高度+7.31m沉砂池至配水井用窗口出流，水頭損失0.05m沉砂池的液面高度+7.36m過格柵的水頭損失0.17m則柵前水深為+7.54m廠區(qū)進(jìn)水點(diǎn)的管內(nèi)底