某市生活污水處理工藝初步設(shè)計(jì)（計(jì)算書+CAD圖）,某市,生活,污水處理,工藝,初步設(shè)計(jì),計(jì)算,CAD 城市污水處理 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 2014-2015學(xué)年第 2 學(xué)期 學(xué) 院： 建筑工程學(xué)院 專 業(yè)： 給水排水工程 學(xué) 生 姓 名： 胡文虎 學(xué) 號(hào)： 2012303030217 課程設(shè)計(jì)題目： 某市生活污水處理工藝初步設(shè)計(jì) 起 迄 日 期: 7月10 日 - 7月24 日 課程設(shè)計(jì)地點(diǎn): 三教建工學(xué)院繪圖室 指 導(dǎo) 教 師: 劉明偉 喬楠 系主任： 崔鳳國(guó) 下達(dá)任務(wù)書日期: 2015年7月10日 課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書 1．設(shè)計(jì)目的： 1）回顧和深化《水質(zhì)工程學(xué)》中“排水工程”部分的基本概念和基本理論； 2）熟悉城市污水廠設(shè)計(jì)的基本流程和污水廠總體布局的基本方法； 3）掌握污水構(gòu)筑物單體的選擇、設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇以及設(shè)計(jì)計(jì)算。 2．設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)參數(shù)、條件、設(shè)計(jì)要求等）： 原始資料 1）原水水質(zhì)及處理要求 本廠水源為典型城市污水，水質(zhì)情況見(jiàn)下表 參數(shù) 數(shù)值 CODCr（mg/L） 380 BOD5（mg/L） 299 SS（mg/L） 444 TS（mg/L） 466 NH4-N（mg/L） 77 TN（mg/L） 91 TP（mg/L） 63 處理要求：原污水經(jīng)過(guò)處理后達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB8978－2002）》。 2）水量 計(jì)算城市設(shè)計(jì)用水量為7.5×104m3/d 3）水廠地形與地質(zhì) 水廠地形較平坦，坡度為3‰。沉砂池處地面標(biāo)高為海拔125.20 m。地質(zhì)條件較好，供電、交通便利。 4）設(shè)計(jì)洪水水位標(biāo)高 設(shè)計(jì)洪水水位標(biāo)高為海拔121.80 m。 5）常年風(fēng)向 常年風(fēng)向?yàn)槲髂巷L(fēng)。 技術(shù)參數(shù)： 參照參考文獻(xiàn)1-6，選取合適的技術(shù)參數(shù) 3．設(shè)計(jì)工作任務(wù)及工作量的要求〔包括課程設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(論文)、圖紙、實(shí)物樣品等〕： 根據(jù)所給原始資料，完成一個(gè)城市污水處理廠水處理工藝的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)內(nèi)容包括： 1） 總體工藝流程的確定（根據(jù)下表選定）； 2） 單體構(gòu)筑物設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇（包括沉砂池、初沉池、生物曝氣池、二沉池、消毒接觸池）； 3） 單體構(gòu)筑的設(shè)計(jì)與計(jì)算； 4） 輔助生產(chǎn)建筑物的設(shè)計(jì)（鼓風(fēng)機(jī)房、加氯間） 5） 單體構(gòu)筑物的連接（管、渠）計(jì)算與布置、污水廠總體平面布置與高程布置。 主要工藝構(gòu)筑物的選擇： 設(shè)計(jì)人員分類 可選工藝 沉砂池 曝氣池 二沉池 1班01-10號(hào) ① ① ① 1班11-20號(hào) ①、② ② ① 1班21-40號(hào) ② ② ① 2班01-10號(hào) ② ③ ① 2班11-20號(hào) ② ①、④ ① 2班21-40號(hào) ① ④ ① 沉砂池：①平流沉砂池②曝氣沉砂池 曝氣池：①普通推流式②AO法③SBR法 ④氧化溝 二沉池：①輻流沉淀池 課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書 4．主要參考文獻(xiàn)： 1）室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50014－2006） 2）泵站設(shè)計(jì)規(guī)范（GB/T50265－97） 3）地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB3838－2002） 4）污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB8978－2002） 5）污水排入城市下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（CJ3082-1999） 6）張自杰主編. 排水工程（第四版）.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2000 7）中國(guó)市政工程西南設(shè)計(jì)研究院主編. 給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)（第1冊(cè)）常用資料（第二版）.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2000 8）北京市政工程設(shè)計(jì)研究院主編. 給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)（第5冊(cè)）城鎮(zhèn)排水（第二版）.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2004 9）李圭白, 張杰主編. 水質(zhì)工程學(xué). 北京: 中國(guó)建筑工業(yè)出版社, 2005 5．設(shè)計(jì)成果形式及要求： 1）設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書1份，詳細(xì)描述工藝及參數(shù)選擇、設(shè)計(jì)與計(jì)算過(guò)程。字?jǐn)?shù)不少于2萬(wàn)字； 2）圖紙5張（水廠平面與高程布置圖各1張，沉砂池，生物曝氣池，初（二）沉淀池各1張，）（以一號(hào)圖計(jì)，2張二號(hào)圖可以折算為1張一號(hào)圖）； 6．工作計(jì)劃及進(jìn)度： 2015年7月10日 下發(fā)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 2015年 7月10日 - 7月13日 熟悉任務(wù)書，查閱文獻(xiàn)，制定方案 2015年 7月14日 - 7月22日 編寫計(jì)算書、設(shè)計(jì)相關(guān)構(gòu)筑物并繪制圖紙 2015年 7月23日 - 7月24日 答辯或成績(jī)考核 7、成績(jī)組成及考核標(biāo)準(zhǔn)： 1）計(jì)算書（30%）：內(nèi)容20；格式10 2）圖紙（30%）：內(nèi)容25；形式5 3）答辯（40%）：回答準(zhǔn)確，完整（31-40）；回答部分正確（11-30）；問(wèn)題回答不正確（0-10） 系主任審查意見(jiàn)： 同意。 簽字： 2015年 7 月10 日 東北電力大學(xué)課程設(shè)計(jì)（計(jì)算書） 目　　錄 第1章 編制依據(jù)和設(shè)計(jì)內(nèi)容 2 1.1 設(shè)計(jì)題目 2 1.2 原始資料 3 第2章 城市污水處理方案的確定 3 2.1 確定污水處理方案的原則 3 2.2 污水方案的確定 3 2.3 污水處理構(gòu)筑物的選擇 4 2.4 污泥處理構(gòu)筑物的選擇 4 2.5 工藝流程的確定 4 第3章 處理構(gòu)筑物的工藝設(shè)計(jì) 4 3.1設(shè)計(jì)流量的確定 4 3.1.1 最高日流量 4 3.2泵前格柵的設(shè)計(jì)計(jì)算 5 3.2.1格柵的設(shè)計(jì)參數(shù) 5 3.2.2格柵尺寸的計(jì)算 6 3.3 曝氣沉砂池設(shè)計(jì)計(jì)算 7 3.3.1 設(shè)計(jì)參數(shù) 7 3.3.2 設(shè)計(jì)計(jì)算 8 3.4 推流式曝氣池設(shè)計(jì)計(jì)算 9 3.4.1 設(shè)計(jì)參數(shù)及設(shè)備 9 3.4.2 設(shè)計(jì)計(jì)算 9 3.5 輻流式沉砂池的實(shí)際計(jì)算 14 3.5.1設(shè)計(jì)概述 14 3.5.2 設(shè)計(jì)計(jì)算 15 3.6 消毒接氯池 19 3.6.1設(shè)計(jì)概述 19 3.6.2設(shè)計(jì)計(jì)算 20 3.7 輻流式污泥濃縮池設(shè)計(jì)計(jì)算 21 3.7.1 設(shè)計(jì)概述 21 3.7.2 設(shè)計(jì)計(jì)算 22 3.8 貯泥池 24 3.8.1設(shè)計(jì)計(jì)算 24 3.9 污泥脫水間 25 3.9.1設(shè)計(jì)計(jì)算 25 3.10 污水廠平面及高程布置 25 3.10.1污水廠平面布置圖 25 第4章 污水廠高程設(shè)計(jì) 25 4.1 設(shè)計(jì)概述 26 4.1.1 注意事項(xiàng)的考慮 26 4.2 設(shè)計(jì)計(jì)算 26 4.3 格柵設(shè)計(jì)的一般要求及部分參數(shù)的確定 29 4.3.1格柵設(shè)計(jì)尺寸的計(jì)算 29 4.4集水池設(shè)計(jì)計(jì)算 30 附表 31 前　　言　　 　　隨著工業(yè)的日益發(fā)展，人民的經(jīng)濟(jì)水平逐漸提高，環(huán)境污染問(wèn)題也越發(fā)嚴(yán)重了，給人們的生活帶來(lái)了諸多不便。而且水體污染極其突出，工業(yè)發(fā)展迅速，人民生活水平提高，對(duì)生態(tài)環(huán)境的要求日益提高，要求越來(lái)越多的污水處理達(dá)標(biāo)后排放。 城市污水處理程序包括一級(jí)處理、二級(jí)處理、深度處理及污泥處理，其中的核心部分是二級(jí)生化處理。一級(jí)處理構(gòu)筑物主要包括格柵、沉砂池和初次沉淀池，二級(jí)處理構(gòu)筑物主要包括曝氣池、深度處理構(gòu)筑物和二沉池。二級(jí)處理主要是通過(guò)微生物的新陳代謝作用將污水中的大部分有機(jī)物轉(zhuǎn)化成CO2和水。污泥處理主要包括濃縮、消化、脫水等。 活性污泥法一直是城市污水處理的主導(dǎo)工藝，為滿足日益嚴(yán)格的環(huán)境要求，并降低運(yùn)行成本，簡(jiǎn)化管理，許多新技術(shù)新工藝被開發(fā)應(yīng)用。如A2/O 工藝，A/O 工藝，SBR 及其改良工藝，氧化溝工藝，以及水解好氧工藝，生物濾池工藝等。新工藝的應(yīng)運(yùn)大大提高了我國(guó)污水處理的總體水平，降低了投資和運(yùn)行費(fèi)用。 污水處理廠的工藝設(shè)計(jì)針對(duì)水質(zhì)水量特點(diǎn)，從實(shí)際出發(fā)，因地制宜力求做到經(jīng)濟(jì)、合理、高效。采用奧貝爾（Orbal）氧化溝工藝對(duì)該污水進(jìn)行有效處理以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。該設(shè)計(jì)說(shuō)明書詳細(xì)的敘述了主要處理構(gòu)筑物設(shè)計(jì)和計(jì)算污水處理廠平面和高程布置。 通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，污水處理廠的設(shè)計(jì)過(guò)程，了解現(xiàn)代污水處理的工藝流程，還培養(yǎng)了分析解決問(wèn)題的能力以及對(duì)規(guī)范認(rèn)識(shí)和做事嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度。 第1章 編制依據(jù)和設(shè)計(jì)內(nèi)容 1.1 設(shè)計(jì)題目 某城市污水處理廠工藝設(shè)計(jì) 1.1.1 原始資料 1）原水水質(zhì)及處理要求 本廠水源為典型城市污水，水質(zhì)情況見(jiàn)下表 參數(shù) 數(shù)值 CODCr（mg/L） 380 BOD5（mg/L） 299 SS（mg/L） 444 TS（mg/L） 466 NH4-N（mg/L） 77 TN（mg/L） 91 TP（mg/L） 63 表1-1　進(jìn)水水質(zhì)表 處理要求：原污水經(jīng)過(guò)處理后達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB8978－2002）》。 2）水量 計(jì)算城市設(shè)計(jì)用水量為7×104 m3/d 3）水廠地形與地質(zhì) 水廠地形較平坦，坡度為3‰。沉砂池處地面標(biāo)高為海拔106.4 m。地質(zhì)條件較好，供電、交通便利。 4）設(shè)計(jì)洪水水位標(biāo)高 設(shè)計(jì)洪水水位標(biāo)高為海拔102.1 m。 5）常年風(fēng)向 常年風(fēng)向?yàn)槲髂巷L(fēng)。 第2章 城市污水處理方案的確定 2.1 確定污水處理方案的原則 根據(jù)設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)和出廠水質(zhì)要求，所選污水處理工藝力求技術(shù)先進(jìn)、成熟、處理效果好、運(yùn)行穩(wěn)妥可靠、高效節(jié)能、經(jīng)濟(jì)合理、確保污水處理效果，減少工程投資及日常運(yùn)行費(fèi)用。妥善處理和處置污水處理過(guò)程中產(chǎn)生的柵渣、沉砂和污泥，避免造成二次污染。 2.2 污水方案的確定 現(xiàn)代污水處理技術(shù)大致可分為活性污泥法、生物膜法及UNTTANK法。 活性污泥法：國(guó)內(nèi)外城市污水處理廠目前普遍采用的工藝有SBR間歇式活性污泥法、循環(huán)式活性污泥法（CAST或CASS）、AB法、A/O生物脫氮活性污泥法、A2/O生物脫氮除磷工藝、氧化溝法（循環(huán)混合式活性污泥法）等工藝。 活性污泥法則是以活性污泥為主體的生物處理法。它主要構(gòu)筑物是曝氣池和二沉池。需處理的污水與活性污泥同時(shí)進(jìn)入曝氣池成為混合液，沿著曝氣池注入壓縮空氣進(jìn)行曝氣，使污水與活性污泥充分混合接觸，并供給混合液以足夠的溶解氧，在好氧狀態(tài)下，污水中的有機(jī)物被活性污泥中的微生物群體分解而得到穩(wěn)定，然后混合液流入二次沉淀池，在其中，活性污泥與澄清液分離后一部分不斷回流到曝氣池，與進(jìn)入的污水混合，澄清水則溢流排放。 2.3 污水處理構(gòu)筑物的選擇 1） 沉砂池：采用曝氣沉砂池，具有截留無(wú)機(jī)顆粒效果好、工作穩(wěn)定、構(gòu)造簡(jiǎn)單排沉砂較方便的特點(diǎn)。 2） 沉淀池：采用普通輻流沉淀池，采用機(jī)械排泥，運(yùn)行較好，設(shè)備較簡(jiǎn)單，排泥設(shè)備已有定型產(chǎn)品，沉淀性效果好，日處理量大，對(duì)水體攪動(dòng)小，有利于懸浮物的去除。池水水流速度不穩(wěn)定，受進(jìn)水影響較大；底部刮泥、排泥設(shè)備復(fù)雜，對(duì)施工單位的要求高，占地面積較其他沉淀池大，一般適用于大、中型污水處理廠。 3） 曝氣池：采用推流式曝氣池，需處理的污水與活性污泥同時(shí)進(jìn)入曝氣池成為混合液，沿著曝氣池注入壓縮空氣進(jìn)行曝氣，使污水與活性污泥充分混合接觸，并供給混合液以足夠的溶解氧，在好氧狀態(tài)下，污水中的有機(jī)物被活性污泥中的微生物群體分解而得到穩(wěn)定，然后混合液流入二次沉淀池，在其中，活性污泥與澄清液分離后一部分不斷回流到曝氣池，與進(jìn)入的污水混合，澄清水則溢流排放。 2.4 污泥處理構(gòu)筑物的選擇 　　污泥濃縮選用重力濃縮，采用輻流式濃縮池。 2.5 工藝流程的確定 進(jìn)水→格柵→提升泵→曝氣沉砂池→初沉池→推流式沉砂池→輻流式沉砂池→消毒接觸池 圖2-1 污水處理工藝流程 第3章 處理構(gòu)筑物工藝設(shè)計(jì) 3.1 設(shè)計(jì)流量的確定 3.1.1 最高日日流量 　　最高日設(shè)計(jì)污水處理量為7.5 3.2 泵前格柵設(shè)計(jì)計(jì)算 格柵的主要作用是將污水中的大塊污物攔截，以免其對(duì)后續(xù)處理單元的機(jī)泵和工藝管線造成損壞。它是由一組平行的金屬柵條或篩網(wǎng)制成，被安裝在污水渠道、泵房集水井的進(jìn)口處或污水處理廠的端部，用以截留較大懸浮物，以便減輕后續(xù)處理構(gòu)筑物的處理負(fù)荷，并使之正常運(yùn)行。 3.2.1 格柵的設(shè)計(jì)參數(shù) 　?。?）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 25～40 mm 　　2）機(jī)械清除 16～25 mm 　　3）最大間隙 40 mm 　　(2)過(guò)柵流速一般采用0.6～1.0 m/s. 　　(3)格柵傾角一般用450～750。機(jī)械格柵傾角一般為600～700. 　　(4)格柵前渠道內(nèi)的水流速度一般采用0.4～0.9 m/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16～25 mm適用于0.10～0.05 柵渣/ 污水； 　　2）格柵間隙30～50 mm適用于0.03～0.01 柵渣/10污水. (6)大型污水處理廠或泵站前的格柵（每日柵渣量大于0.2m3），一般應(yīng)采用機(jī)械清渣。 　　(7)通過(guò)格柵的水頭損失，粗格柵一般為0.2 m，細(xì)格柵一般為0.3～0.4 m 　　(8)格柵間必須設(shè)置工作臺(tái)，臺(tái)面應(yīng)高出柵前最高設(shè)計(jì)水位0.5 m。工作臺(tái)上應(yīng)有安全和沖洗設(shè)施。 　　(9)格柵間工作臺(tái)兩側(cè)過(guò)道寬度不應(yīng)小于0.7 m。工作臺(tái)正面過(guò)道寬度，采用人工清除是不應(yīng)小于1.2 m，采用機(jī)械清除時(shí)不應(yīng)小于1.5 m。 3.2.2 格柵尺寸計(jì)算 格柵設(shè)在處理構(gòu)筑物之前，用于攔截水中較大的懸浮物和漂浮物，保證后續(xù)處理設(shè)施的正常運(yùn)行 1) 柵條的間隙數(shù) 設(shè)柵前水深為h＝0.5m , 過(guò)柵流速V=0.8m/s , 柵條間隙寬度b=0.02m，格柵傾角α＝60° 2) 柵槽寬度 設(shè)柵條寬度s＝0.01m {B}=s（n－1）+bn＝0.01×（101-1）+0.02×101＝3.02m 3) 進(jìn)水渠道漸寬部分的長(zhǎng)度 設(shè)進(jìn)水渠寬B1＝1.0m，其漸寬部分展開角為α1＝20° L1＝（B-B1）/2tgα1＝（3.02-1.0）/2tg20°＝2.22m 4) 出水槽與出水渠道連處的漸窄部分長(zhǎng)度 L2＝L1/2=2.22/2＝1.11m 5) 通過(guò)格柵的水頭損失 式中 β——形狀系數(shù)，其值與柵條斷面形狀有關(guān)，取2.42 k——系數(shù)，格柵受物物堵塞時(shí)水頭損失增大倍數(shù)，一般取3 6) 柵槽總高度 H＝h+h2+＝0.6+0.1+0.3＝1.0m 式中 h2——柵前渠道超高，一般取0.3m 7) 柵槽總長(zhǎng)度 L＝L1+L2+0.5+1+H1/tg60°＝3.0m 式中 H1——柵前槽高，H1＝h+ h2＝0.6+0.3＝0.9m 8) 每日柵渣量 式中 W1——柵渣量，本設(shè)計(jì)取為0.1m3柵渣/103m3污水 K總——生活污水流量總變化系數(shù)，為1.62 3.3 曝氣沉砂池設(shè)計(jì)計(jì)算 3.3.1 設(shè)計(jì)參數(shù) 　 （1）沉砂池的格數(shù)不應(yīng)少于2個(gè)，并應(yīng)按并聯(lián)系列設(shè)計(jì)，當(dāng)污水量較小時(shí)，可考慮一格工作，一個(gè)備用。 （2）沉砂池按去除相對(duì)密度大于2.65、粒徑大于0.2 mm的沙粒設(shè)計(jì)。 （3）設(shè)計(jì)流速的確定。設(shè)計(jì)流量時(shí)水平流速：最大流速應(yīng)為0.3 m/s，最小流速應(yīng)為0.15 m/s；最大設(shè)計(jì)流量時(shí)，污水在池內(nèi)的停留時(shí)間不應(yīng)小于30s，一般為30—60 s。 （4）設(shè)計(jì)水深的確定。設(shè)計(jì)有效水深不應(yīng)大于1.2 m，一般采用0.25—1.0 m，每格寬度不宜小于0.6 m。 （5）沉砂量的確定。城市污水的沉沙量可按3/105污水計(jì)算，沉砂含水率約為60%，容重約為1.5 t/。 （6）砂斗容積按2d的沉沙量計(jì)算，斗壁傾角55-60。 （7）池底坡度一般為0.01—0.02；當(dāng)設(shè)置除砂設(shè)備時(shí)，應(yīng)根據(jù)設(shè)備要求考慮池底形狀。 （8）除砂一般以采用機(jī)械方法。采用人工排砂時(shí)，排砂管直徑不應(yīng)小于200 mm。 （9）當(dāng)采用重力排砂時(shí)，沉砂池和貯砂池應(yīng)盡量靠近以縮短排砂管的長(zhǎng)度，并設(shè)排砂閘門于管的首端，使排砂管暢通和易于養(yǎng)護(hù)管理。 （10）沉砂池的超高不宜小于0.3 m。 3.3.2 設(shè)計(jì)計(jì)算 目前應(yīng)用廣泛的沉砂池有多種，并各自有其各自的特點(diǎn)，結(jié)合本設(shè)計(jì)實(shí)際情況綜合考慮，決定選用曝氣沉砂池。采用曝氣沉砂池其優(yōu)點(diǎn)是：通過(guò)調(diào)節(jié)曝氣量可控制污水的旋流速度，使除砂效率穩(wěn)定；受流量變化的影響較小，同時(shí)，對(duì)污水起預(yù)曝氣作用；曝氣沉砂池還可以克服沉砂中夾雜的約15％的有機(jī)物。而且可以有效利用鼓風(fēng)機(jī)的空氣。 曝氣裝置設(shè)在一側(cè)，使池內(nèi)水流作旋流運(yùn)動(dòng)，無(wú)機(jī)顆粒之間的互相碰撞與摩擦機(jī)會(huì)增加，把表面附著的有機(jī)物除去。此外，由于旋流產(chǎn)生的離心力，把比重較大的無(wú)機(jī)物顆粒甩向外層而下沉，比重較輕的有機(jī)物旋至水流的中心部隨水帶走?？墒钩辽爸械挠袡C(jī)物含量低于10％。 (1) 池子總有效容積 V＝Q設(shè)計(jì)t×60 式中 Q設(shè)計(jì)——最大設(shè)計(jì)流量，Q設(shè)計(jì)＝0.868 m3/s t——污水在沉砂池中的水力停留時(shí)間（1～3分）取t＝2min V＝0.868×2×60=110m3 (2) 水流斷面積 A＝Q設(shè)計(jì)/V 式中 V—水平流速，V＝0.06～0.12，取V1＝0.06m/s A＝0.868/0.06＝14.47m2，取為14.5m (3) 池總寬 B＝A/h2 式中 h2——設(shè)計(jì)有效水深（2～3m），取h2＝2.5m B＝14.5/2.0＝5.8m (4) 每座池子寬度 b＝B/n n——池子座數(shù)，n＝2 b＝5.8/2＝2.9m 取b=2.9m 寬深比: b/h2＝2.9/2＝1.45，在1～1.5之間，符合要求。 (5) 池長(zhǎng) L＝V/A＝110/14.5＝7.6m 長(zhǎng)寬比L÷b=7.6/2.5=3.04＜5 符合要求 (6) 每小時(shí)所需空氣量 q＝D·Q設(shè)計(jì)×3600 式中 D——單位耗氣量，取0.2 m3/ m3污水 q＝0.2×0.868×3600＝624.96 m3/h 在每格池設(shè)穿孔曝氣管，距池底0.6m，淹沒(méi)深度為2.5-0.6＝1.9m，計(jì)算溫度為30℃，穿孔管出口處絕對(duì)水壓為p＝（2.5-0.6+1）×9.8＝28.42kpa (7) 沉砂室所需容積 式中 X——城市污水沉砂量，X=30m3/106m3污水 T——清除沉砂的間隔時(shí)間，T=2d 每個(gè)沉砂斗容積 設(shè)每格有個(gè)沉砂斗，則V0=V/2=3.28/2=1.64m3 (8) 沉砂斗 設(shè)砂斗底寬a1=0.7 m，斗壁與水平面成55°，砂斗高h(yuǎn)3’=1.0m，則砂斗上口寬: 沉砂斗容積 設(shè)池底坡度0.05坡向砂斗，h3=h3'+0.05L2 其中L2=(L-2a)/2＝（7.6-2×2）/2＝1.8m 所以h3=1.0+0.05×1.8＝1.09m (9) 池總高度： 設(shè)超高h(yuǎn)1＝0.3m H = h1 + h + h3 = 0.3+2.0+1.09＝3.4m (10) 空氣管設(shè)計(jì) 總干管設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)空氣量q＝624.96m3/h，DN200，v＝14.1m/s 支管設(shè)計(jì) 每格池設(shè)4根豎管，每根豎管空氣量為624.96/4/2＝78.12m3/h，取DN100，v＝4.5 m/s，滿足4～5m/s流速要求 穿孔管出口處的流速v取10m/s,孔徑φ=5㎜，則應(yīng)開小孔面積為 78.12/3600/10＝0.00217m2 每個(gè)小孔總面積為 則應(yīng)開孔個(gè)數(shù)為 0.00217/＝110個(gè) 沿與垂直面成45°角開一排小孔，間距為25㎜，則穿孔管長(zhǎng)為 0.025×110＝2.75m 設(shè)每個(gè)穿孔管間距0.15m，穿孔管與墻間距為0.30m,豎管間距為1.75m (11) 配水槽 取B＝1.0m，h＝1.4m， 在考慮到異重流的情況下，采用潛孔布水，潛孔流速v＝0.4m/s，則孔口總面積F＝0.868/2/0.4＝1.09m2 孔口尺寸采用1.1×1.1m2 (12) 出水槽 選用薄壁堰出流，集水槽系平底，且為均勻集水，自由跌水出流，故按下式計(jì)算 B＝0.9Q0.4 h0＝1.25B Q＝m0bH 式中 Q—集水槽設(shè)計(jì)流量，常對(duì)設(shè)計(jì)流量再乘以1.2～1.5的安全系數(shù) B—集水槽寬 h0—集水槽起端水深 H—堰上水頭 Q＝1.2×0.868/2＝0.52 m3/s B＝0.9×0.520.4＝0.69m 取1.0m h0＝1.25B＝1.25×1.0＝1.25m 取b＝2.1m同沉砂池寬，則出水槽尺寸為 b×B×h＝2.1×1.0×1.25m3 取m0＝0.42，由公式Q＝m0bH，得H＝0.18m 取自由跌落0.10m，則過(guò)堰水頭損失 0.10+0.18＝0.28m 沉砂池示意圖如下： 3.4 初沉池 3.4.1 設(shè)計(jì)特點(diǎn) 采用輻流式沉淀池，中心進(jìn)水，周邊出水，其特點(diǎn)是： 多為機(jī)械排泥，運(yùn)行較好，管理較簡(jiǎn)單；排泥方法完善，設(shè)備已趨定型；池內(nèi)水速不穩(wěn)定，沉淀效果較差；機(jī)械排泥設(shè)備復(fù)雜，對(duì)施工要求較高。適用于地下水位較高的地區(qū)，適用于大、中型污水處理廠 3.4.2 設(shè)計(jì)計(jì)算 1． 初沉池主體設(shè)計(jì) (1) 沉淀部分水面面積 式中 Q設(shè)計(jì)——污水廠設(shè)計(jì)流量 n——池?cái)?shù)，n＝2個(gè) q——表面負(fù)荷（2～3m3/m2h），取q＝2.0 m3/m2h (2) 池子直徑 取D＝32m (3) 沉淀部分有效水深 式中 t——沉淀時(shí)間，t＝1.5h h2＝2.0×1.5＝3.0m (4) 沉淀部分有效容積 (5) 沉淀部分所需容積： ① 式中 S——每人每日污泥量（0.3～0.8L/人d），取S＝0.5L/人d N——設(shè)計(jì)人口數(shù)，取N=286771人 T——污泥在污泥斗內(nèi)貯存時(shí)間（日），t＝4h＝1/6d ② ＝17.9m3 (6) 污泥斗容積 (7) 污泥斗以上圓錐體部分污泥容積 設(shè)池底徑向坡度為0.05，則坡底落差： 池底可貯存污泥體積V2為 式中 R——沉淀池半徑，此處為12m 經(jīng)計(jì)算得到V2＝90.01m3 (8) 所以可貯存污泥總?cè)莘e (9) 沉淀池總高度 設(shè) h1=0.5m，h3=0.3m H=h1+h2+h3+h4+h5=0.5+3.0+0.3+0.5+1.73 =5.83m (10) 沉淀池池邊高度 H= h1+h2+h3=0.5+3.0+0.3=3.8m (11) 徑深比 (12) 刮泥選擇 由于池徑較大，故采用周邊傳動(dòng)的刮泥機(jī)，其驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)在桁架外緣，取外周刮泥板線速度為1.5m/min，則刮泥機(jī)轉(zhuǎn)速 刮泥機(jī)制作采用鋼制桁架，驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)在衍架的最外沿，刮泥板制作成直板，按與衍架底端成一定角度排列，池底接DN400排泥管，放空管DN600。 (13) 浮渣收集： 浮渣用浮渣刮板收集，定期清渣，刮渣板裝在刮泥機(jī)桁架的一側(cè)，高出水面0.15m，在出水堰前設(shè)置浮渣擋板，排渣管DN200，渣井設(shè)有格柵截留。 2． 進(jìn)出水設(shè)計(jì) 輻流式沉淀池采用中心進(jìn)水周邊出水的方式，進(jìn)水管出口處設(shè)穿孔擋板整流，出水 采用雙邊溢流堰出水槽，堰口采用三角堰，排泥管設(shè)在池子最低部，靠水的壓力排泥。 初沉池集配水采用集配水井，內(nèi)側(cè)配水，外側(cè)排水。尺寸為配水井直徑1.8m，集水井直徑3.3m。 (1) 進(jìn)水部分設(shè)計(jì) 進(jìn)水管流速 污水自沉砂池出水井接DN800鑄鐵管進(jìn)入配水井， 1000i＝3.16，管內(nèi)流速 (2) 出水部分設(shè)計(jì) ① 堰上負(fù)荷 初沉池出水堰最大堰上負(fù)荷不宜大于2.9L/sm,則每池所需堰長(zhǎng) L=499/(2×2.9)=86.03m，D=L/π=86.03/3.14=27.39m，遠(yuǎn)大于池徑，故采用雙側(cè)集水。 ② 出水槽尺寸 采用薄壁三角堰雙側(cè)集水，出水槽為雙邊進(jìn)水，取出水槽外壁到池壁距離為0.4m,堰每側(cè)集水量為： 設(shè)過(guò)水?dāng)嗝婷娣e 濕周 水力半徑 流速 水力坡度 取出水槽外壁到池壁距離為0.4m(過(guò)小會(huì)增加流速，帶走沉泥) 出水堰長(zhǎng) L=(24-0.8)π+(24-1.6)π=143.18m ③ 三角堰尺寸 堰為等腰直角三角形，堰高為0.06m，堰寬為0.12m。 實(shí)際堰數(shù) n=143.18/0.12=1193個(gè) 取堰上水頭0.045m，堰上寬度0.09m ④ 校核堰上負(fù)荷 為了偏于安全，設(shè)三角堰水面寬為堰長(zhǎng)，取安全堰上寬為0.09m，則實(shí)際堰長(zhǎng)為： L'＝n×0.09＝1193×0.09＝107.37m＞86.03m 滿足 設(shè)堰后自由跌落為0.10m ⑤ 水頭損失： h＝i×3.14×（D-0.8+D-1.6）/2+0.10+0.045=0.085 ⑥ 總水頭損失： ∑h＝0.13+0.10＝0.275m (3) 初沉池集配水井設(shè)計(jì) ① 集水井直徑設(shè)D＝3.3m，沉砂池總出水管徑為800㎜ V=Q/W=0.868×4/π×0.82=1.73m/s ② 配水井直徑： 設(shè)D＝1.1m ，則： 上升流速為 V1=Q/W=0.868×4/π×1.12=0.91mm ③ 進(jìn)出入初沉池管徑： DN=800㎜ v＝0.97m/s I=1.64‰ DN=800㎜ v＝0.97m/s I=1.64‰ 3.5 推流式曝氣池的設(shè)計(jì)計(jì)算 在自然界中存在著大量依靠有機(jī)物生存的微生物，它們有氧化分解有機(jī)物并將其轉(zhuǎn)化成無(wú)機(jī)物的功能，生物處理法就是利用這一功能，采取一定的人工措施，創(chuàng)造有利于微生物生長(zhǎng)和繁殖的環(huán)境，使微生物大量繁殖，以提高微生物氧化分解有機(jī)物的效率的一種污水處理方法，生物處理法分為好氧和厭氧兩大類，由于好氧性生物處理效率高，因此生物處理法均采用好氧法，好氧性生物處理法有分為活性污泥法和生物膜法兩種，活性污泥法是水體自凈的人工強(qiáng)化，是使微生物群體在曝氣池內(nèi)呈懸浮狀，并和污水接觸而使之凈化的方法，本設(shè)計(jì)即采用傳統(tǒng)活性污泥法。其工作機(jī)理如下，向生活污水中注入空氣進(jìn)行曝氣，持續(xù)一段時(shí)間后污水中即形成絮凝體，這種絮凝體主要是由大量繁殖的微生物群體所構(gòu)成，它易于沉淀分離，并使污水得到澄清，這就是活性污泥，活性污泥法則是以活性污泥為主體的生物處理法。它主要構(gòu)筑物是曝氣池和二沉池。需處理的污水與活性污泥同時(shí)進(jìn)入曝氣池成為混合液，沿著曝氣池注入壓縮空氣進(jìn)行曝氣，使污水與活性污泥充分混合接觸，并供給混合液以足夠的溶解氧，在好氧狀態(tài)下，污水中的有機(jī)物被活性污泥中的微生物群體分解而得到穩(wěn)定，然后混合液流入二次沉淀池，在其中，活性污泥與澄清液分離后一部分不斷回流到曝氣池，與進(jìn)入的污水混合，澄清水則溢流排放。在處理過(guò)程中，活性污泥不斷增長(zhǎng)，有一部分活性污泥需從系統(tǒng)中排除。 3.5.1 設(shè)計(jì)概述 原污水的BOD5值為299mg/L，經(jīng)初沉池處理,按降低25％考慮 3.5.2 設(shè)計(jì)計(jì)算 (1) 污水處理程度的計(jì)算 消毒接Sa＝299×（1－25％）＝224.25mg/L (2) 處理效率 計(jì)算去處率對(duì)此按下式計(jì)算處理水中非溶解性BOD5的值 式中 Ce——處理水中懸浮物的濃度，取值為30mg/L b——微生物自身氧化率，一般介于0.05～0.1之間，取0.08 xa——活性微生物在處理水中所占比例，取0.4 代入各值 BOD5=7.1×0.08×0.4×30=6.82mg/L 處理水中溶解性BOD5值為： 20-6.82=13.18mg/L 去處率： η＝（224.25-13.18）/224.93＝94.14% 3） 曝氣池的主體設(shè)計(jì) 按BOD－污泥負(fù)荷法進(jìn)行計(jì)算 (1) BOD—污泥負(fù)荷率Ns的確定： 擬采用BOD—污泥負(fù)荷率為0.3 kgBOD5/（kgMLSS·d） 為穩(wěn)妥計(jì)，應(yīng)加以校核，公式為： 式中 Se—— 處理水BOD5值，Se＝13.18mg/L K2——取為K2 = 0.02 f——MLVSS/MLSS，取f = 0.75 故取值較為合理。 (2) 確定混合液污泥濃度 X 據(jù)Ns＝0.30 kgBOD5/（kgMLSS·d），取SVI＝120 混合液污泥濃度： 式中 R——污泥回流比，取R = 0.50 r——考慮污泥在二沉池中的停留時(shí)間、池深、污泥厚度等因素的有關(guān)系數(shù)，取r = 1.2 SVI——污泥指數(shù) (3) 確定曝氣池的容積 式中 Q——設(shè)計(jì)平均流量，Q ＝0.367 m3/s (4) 確定曝氣池各部位尺寸 設(shè)2組曝氣池,則每組容積為: V0 = V/2 = 10188.96/2 =5094.48 m 池深取H= 4m，則每組曝氣池面積為: F = V0/H =5094.48/4=1273.62 m 池寬取B =6.0 m,則B/H＝6.0/4＝1.5, 在1～2之間，符合要求。 池長(zhǎng)L = F/B = 1273.62/6.0= 212.27 m 則L/B＝212.27/6.0＝35.38>10, 符合規(guī)定。 設(shè)為七廊道式曝氣池，則廊道長(zhǎng) L1 = L/7 = 212.27/7 = 30.32 m≈31m 每組池寬B'＝7×B＝42m，總寬為42×2＝84m 設(shè)超高為h= 0.5m，則池總高度為： H'＝H＋h＝4.0＋0.5＝4.5m (5) 進(jìn)水方式 在曝氣池面對(duì)初沉池和二沉池的一側(cè)，各設(shè)一配水渠道，以縱向中間渠道相連接，在兩側(cè)的配水渠上設(shè)進(jìn)水口，每組曝氣池共有7個(gè)進(jìn)水口。 為使曝氣池在運(yùn)行中具有靈活性，在進(jìn)水方式上設(shè)計(jì)成既可集中在池首進(jìn)水，按傳統(tǒng)活性污泥法運(yùn)行，又可沿配水槽分散多點(diǎn)進(jìn)水，按階段曝氣法運(yùn)行，又可沿配水槽從池中部集中進(jìn)水按生物吸附法運(yùn)行。 ① 傳統(tǒng)活性污泥法： 污水和污泥在池首端流入，呈推流式從池末端出水，污水凈化過(guò)程的第一介段（初期去處與吸附作用）和第二階段（微生物代謝）是在一個(gè)統(tǒng)一的曝氣池中連續(xù)進(jìn)行的，進(jìn)口處有機(jī)物濃度高，沿池長(zhǎng)逐漸降低，需氧量也沿池長(zhǎng)降低，這種方法特別適用于處理方法高而又水質(zhì)較穩(wěn)定的污水，其缺點(diǎn)是進(jìn)水濃度不能高，不適應(yīng)沖擊負(fù)荷。運(yùn)行時(shí)開第一廊道的閘門，其余全關(guān)。 ② 階段曝氣法： 污泥從池首入池，污水沿曝氣池長(zhǎng)分段多點(diǎn)進(jìn)水，使有機(jī)物負(fù)荷分布較均勻，均化了需氧量，避免了前段供氧不足，后段供氧過(guò)剩的缺點(diǎn)，同時(shí)微生物在食物比較均勻的條件下能充分發(fā)揮分解有機(jī)物的能力。另外污泥濃度沿池長(zhǎng)逐步降低，前段高于平均濃度后段低于平均濃度，曝氣池出水混合液的濃度低，有利于二沉池的運(yùn)行。階段曝氣的進(jìn)水點(diǎn)位于池的首端，約占池總長(zhǎng)的1/2～1/3，運(yùn)行時(shí)打開前三個(gè)廊道的閥門。 ③ 吸附再生法： 污泥從池首流入，污水從池中間渠處流入。從沉淀池分離出的活性污泥，先在再生池進(jìn)行生物代謝充分恢復(fù)活性，在進(jìn)入吸附池，充分利用活性污泥的初期高速去處率階段，由于污水的吸附時(shí)間短容積負(fù)荷大，需氧率均勻，空氣用量節(jié)省。由于回流污泥量大，一旦吸附池內(nèi)污泥遭受破壞，可迅速由再生池補(bǔ)充。因此有一定的承受沖擊負(fù)荷能力。對(duì)于城市污水再生池與吸附池長(zhǎng)比一般1：1，運(yùn)行時(shí)將中間渠的閥門打開，其余關(guān)即可。 (6) 名義停留時(shí)間和實(shí)際停留時(shí)間： ① 名義停留時(shí)間 ② 實(shí)際停留時(shí)間 (7) 污泥產(chǎn)量： Y=AqLR+bXv 式中 a——污泥增長(zhǎng)系數(shù)一般為0.5～0.7，取0.6 b——污泥自身氧化率一般為0.04～0.1，取0.08 XV——混合液揮發(fā)性懸浮物濃度，mLVss Y——系統(tǒng)每日排出剩余污泥量 XV=f×x ＝0.75×3333.33=2500mg/l 每千克污泥每日產(chǎn)泥量y及去除每千克BOD產(chǎn)泥量x y=aNs-b=0.6×0.3-0.08=0.1kg/kgMLVSS.日 x=a-b/Ns=0.6-0.08/0.3=0.33kg (8) 污泥齡 (9) 每日排放剩余污泥量 曝氣池示意圖如下： 4）曝氣系統(tǒng)的計(jì)算與設(shè)計(jì) (1) 平均需氧量 Q2＝a'QSr＋ b'VXv 式中 a'——微生物對(duì)有機(jī)底物氧化分解過(guò)程的需氧率，a′＝0.5 b'——活性污泥微生物自身氧化的需氧率，b′＝0.15 Xv——MLVSS值 Xv ＝0.75X＝0.75×3333.33≈2500mg/L Q2＝0.5×0.367×86400×204.93/1000+0.15×10188.96×2500/1000 ＝7069.9kg/d ＝294.6kg/h (2) 最大時(shí)需氧量 每日去除的BOD5值 BOD5＝ 0.868×86400×204.93/1000=6498.1kg/d 去除每千克BOD5的需氧量 ΔO2＝7069.9/6498.1=1.09kgO2/kgBOD5 最大時(shí)需氧量與平均時(shí)需氧量之比 O2(max)/O2 ＝343.3/294.6 = 1.17 (3) 供氣量 采用網(wǎng)狀膜型中微孔空氣擴(kuò)散器,敷設(shè)于池底,距池底0.2m，淹沒(méi)深度3.8m,計(jì)算溫度定為30℃。 空氣擴(kuò)散器出口處的絕對(duì)壓力Pb為： Pb＝1.013×10 +9.8×10 ×3.8＝1.385×10 Pa 空氣離開曝氣池時(shí)，氧的百分比為： 式中 EA——空氣擴(kuò)散器的氧轉(zhuǎn)移效率，對(duì)網(wǎng)狀膜型中微孔空氣擴(kuò)散器EA＝12％ 曝氣池中平均氧飽和度（按最不利的溫度條件考慮）為： 式中 Cs(30)——30℃時(shí)的水中溶解氧飽和度，Cs(30)＝7.63mg/L 水溫為30℃時(shí)，曝氣池中溶解氧飽和度為： 20℃時(shí)脫氧清水的充氧量為: 式中 R——平均時(shí)需氧量，R＝294.6kg/h α——污水中含有的各種雜質(zhì)對(duì)氧轉(zhuǎn)移的影響系數(shù)， 取α＝0.82； β——污水中含有的鹽類對(duì)氧在水中飽和度的影響系數(shù)， 取β＝0.95； ρ——氧在水中飽和度受壓力的影響系數(shù)，取ρ＝1.0 C——液相主體的物質(zhì)濃度，取 C＝2.0； 1.024— 溫度系數(shù)； T— 設(shè)計(jì)溫度，T＝20℃ 相應(yīng)的最大時(shí)需氧量為： 曝氣池平均時(shí)供氣量為： 最大時(shí)供氣量為： 去除每千克BOD5的供氣量為： 每立方米污水的供氣量為： 曝氣沉砂池需氣量 q=359.28m3/h 總需氣量為： 最大時(shí) GsTmax ＝13719.2+359.28＝14078.48 m /h 平均時(shí) GsT＝11772.8+359.28＝12132.08 m /h (4) 空氣管計(jì)算 按照曝氣池平面圖布置空氣管道，在相鄰兩個(gè)廊道的隔墻上設(shè)一根干管，共7根干管。在每根干管上設(shè)7對(duì)配氣豎管，共14條配氣豎管，全曝氣池共設(shè)98條配氣豎管，每根豎管的供氣量為： 13719.2/98 = 140.00 m /h 曝氣池平面面積為： 31×6×7×2＝2604 m 每個(gè)空氣擴(kuò)散器的服務(wù)面積按0.49 m 計(jì)算，則所需空氣擴(kuò)散器的總數(shù)為： 2604/0.49 = 5314個(gè) 本設(shè)計(jì)采用5000個(gè)空氣擴(kuò)散器，每個(gè)豎管上安裝擴(kuò)散器的數(shù)目為： 5314/98= 56個(gè) 每個(gè)擴(kuò)散器的配氣量為： 13719.2/5314 = 2.58m /h 列表計(jì)算的空氣管的壓力損失為： h1=215.36×9.8=2.11kPa 則總壓力損失為h2=5.88kPa h總=h1+h2=2.11+5.88=7.99 kPa 鼓風(fēng)機(jī)所選供氣量 最大時(shí)Gs（max）=20795.36m3/h=346.59 m3/min 平均時(shí)GS=18603.44 m3/h=310.06 m3/min 最小時(shí)G s（min）=1/2GS=155.03 m3/min 根據(jù)所需壓力和空氣量選鼓風(fēng)機(jī)： LG80型風(fēng)機(jī)六臺(tái)，風(fēng)量80 m3/min，風(fēng)壓49kPa 配套電機(jī)型號(hào) LG80型，功率130kw，配套電機(jī)型號(hào)JS-114-4三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī) 5） 進(jìn)出水設(shè)計(jì) (1) 進(jìn)水部分設(shè)計(jì) 兩側(cè)配水渠取B＝0.6m，h＝1.0m，中間配水渠取寬B＝1.0m， h＝1.0m 則 V＝Qmax/A＝0.868/（1.0×0.6×2+1.0×1.0）＝0.42＞0.4m/s (2) 進(jìn)水潛孔 為使曝氣池在運(yùn)行中具有靈活性，在運(yùn)行方式中作多方的考慮，既可集中從池首端進(jìn)水，按傳統(tǒng)法運(yùn)行，也可沿配水槽多點(diǎn)分散進(jìn)水，按階段法運(yùn)行，又可在配水槽某點(diǎn)集中進(jìn)水，按生物吸附法運(yùn)行 首端潛孔取0.8×0.6m2 V＝Qmax/w＝0.868（2×0.8×0.6）＝0.29m/s（滿足0.2～0.4m/s要求） 其余各潛孔尺寸取0.6×0.6m2， V＝0.868/0.62×12+0.8×0.6×2＝0.21m/s（滿足0.2～0.4m/s要求） 曝氣池各廊道之間用潛孔連通，取潛孔尺寸0.1×6.0m2 進(jìn)水水頭損失 (3) 出水部分設(shè)計(jì)： ① 出水采用矩形非淹沒(méi)薄壁溢流堰，堰寬等于廊道寬B＝6.0m。，薄壁堰過(guò)堰流量 式中：m——流量系數(shù)，通常采用0.42 H——堰頂水深 當(dāng)25％回流時(shí)： 當(dāng)100％回流時(shí)： 取堰后自由跌水0.10m ② 消泡管DN＝32㎜, 放空管DN＝500㎜ 3.6 二沉池 3.6.1 設(shè)計(jì)概述 二次沉淀池是活性污泥處理系統(tǒng)的重要組成部分，其作用是泥水分離，使混合液澄清，濃縮和回流活性污泥。其運(yùn)行效果將直接影響活性污泥系統(tǒng)的出水水質(zhì)和回流污泥濃度。本設(shè)計(jì)采用機(jī)械吸泥的向心式幅流沉淀池，進(jìn)出水采用中心進(jìn)水周邊出水。 3.6.2 設(shè)計(jì)計(jì)算 (1) 沉淀池（澄清區(qū)）面積： 式中 Q——污水最大時(shí)流量，Q＝3125 m3/h q'——表面負(fù)荷，q'＝1.5m3/m2h n——沉淀池個(gè)數(shù)，n=2 (2) 池子直徑： (3) 二沉池有效水深： H＝q't 式中 t——沉淀時(shí)間，取t＝2.0h H＝1.5×2.0＝3.0 m (4) 沉淀部分有效容積： (5) 排泥設(shè)計(jì)： 二沉池污泥區(qū)按不小于2小時(shí)貯泥量考慮，則二沉池污泥區(qū)容積為： 每池污泥體積： V`=V/2=4687.5/2=2343.75m3 由于污泥容積較大，無(wú)法設(shè)計(jì)污泥斗去容納污泥，所以設(shè)計(jì)中采用機(jī)械吸泥機(jī)連續(xù)排泥，而不設(shè)污泥斗存泥，只按結(jié)構(gòu)要求設(shè)計(jì)池底坡度為0.05及一個(gè)放空時(shí)用的泥斗。 設(shè) r1=0.8m，r2=0.4m，h5=1.0m 容積 V5=1/3×π×h5×(r12+r1r2+r22) =1/3×3.14×1.0×(0.64+0.32+0.16)=1.17m3 (6) 二沉池高度 h4=(Ro－r1)×i=(14－0.8)×0.05=0.69m 取超高h(yuǎn)1＝0.5m，緩沖層高度h3＝0.3m,則 沉淀池總高度H＝h1＋h2＋h3＋h4＋h5 ＝0.5＋4.0＋0.3＋0.69＋1＝6.49m (7) 池邊高度H'＝h1＋h2＋h3＝0.5＋4.0＋0.3＝4.8m (8) 徑深比D/H＝28/4＝7，在6～12之間，符合要求。 (9) 池底接DN600排泥管，連續(xù)排泥。 (10) 二沉池進(jìn)水部分設(shè)計(jì) ① 二沉池進(jìn)水部分采用中心進(jìn)水，中心管采用的鑄鐵管。為了配水均勻，沿套筒周圍設(shè)一系列潛孔，并在套筒外設(shè)穩(wěn)流罩。 中心筒內(nèi)徑D=1100mm 　　設(shè)中心筒潛孔尺寸為400×800㎜2 　　孔距為（1.6π－0.4×8）/8＝0.228ｍ 設(shè)潛孔薄壁厚ｓ＝0.1ｍ 則外徑為D'＝D+0.2＝1.3ｍ 平均直徑為D"＝1/2(D+D’)=1.2ｍ 穩(wěn)流量直徑d＝3D"＝3.6ｍ　　　　取h＝2.0ｍ ② 出水部分設(shè)計(jì) a． 出水槽 B＝0.9Q0.4 Q＝1.2×0.868/2＝0.434 m3/s （1.2為安全系數(shù)） B＝0.9×0.2990.4＝0.56m 取0.6m 起端水深h0＝1.25B＝1.25×0.6＝0.75m b．出水堰 選用等腰直角三角堰 過(guò)堰負(fù)荷 q＝Q/πD＝ 采用雙側(cè)溢流式，設(shè)三角堰高h(yuǎn)＝0.04m，則每齒寬0.08m 出水堰長(zhǎng)L＝ 堰個(gè)數(shù)n＝221.06/0.08＝2763個(gè) 每個(gè)堰齒的出流量Q1＝0.434/2763＝1.57×10-4 m3/s 代入Q＝1.43H5/2 得H＝ 堰負(fù)荷 q＝ 滿足1.5～2.9L/s m要求 3）刮吸泥機(jī)的計(jì)算： 本設(shè)計(jì)采用周邊驅(qū)動(dòng)的半跨邊刮吸泥機(jī) 設(shè)計(jì)參數(shù)Q=23.5m3/h 吸泥機(jī)外緣線速度為1.68m/min，吸出污泥含水率99.2％采用靜水壓力排泥，在二沉池衍架上設(shè)有I=0.01的污泥流動(dòng)槽，污泥通過(guò)虹吸管排入槽內(nèi)，沿槽流至中心排泥管，然后流出二沉池。 3.7 消毒接觸池 3.7.1 設(shè)計(jì)概述 城市污水經(jīng)一級(jí)、二級(jí)處理后，水質(zhì)有所改善，細(xì)菌含量大幅度減小，但其絕對(duì)值仍相當(dāng)可觀，并有存在病原菌的可能。因此，污水排放前應(yīng)進(jìn)行消毒。本設(shè)計(jì)采用液氯作消毒劑。其特點(diǎn)是：效果可靠、投配設(shè)備簡(jiǎn)單、投量準(zhǔn)確、價(jià)格便宜，適用于大、中規(guī)模的污水處理廠。 3.7.2 設(shè)計(jì)計(jì)算 (1) 污水接觸消毒池采用2組3廊道推流式，接觸時(shí)間采用t=30min 接觸容積 V = Qmax×t/n m 式中 n——池子的組數(shù)，n=2組。 V = 0.868×30×60/2＝781.2 m (2) 池體表面積 設(shè)有效水深h2＝4.0m,則有： F＝V/h2＝781.2/4.0 = 195.3m (3) 池長(zhǎng)、池寬 設(shè)廊道寬度B'=3.5 m,則池長(zhǎng)為： L＝F/ B'＝195.3/3.5＝55.8 m 廊道長(zhǎng)L'＝L/3＝55.8/3=18.6m 池寬為B＝3×B'＝3×3.5=10.5m 長(zhǎng)寬比為L(zhǎng)/B=55.8/3.5 = 9.17 滿足8～12之間要求 (4) 排泥設(shè)施 設(shè)經(jīng)二級(jí)處理后的污泥量為0.03/人d，含水率96％。則污泥容積V＝0.03×316638/1000＝9.5 m3/d. 在池底設(shè)i＝0.05的底坡，并在池子的進(jìn)水端設(shè)排泥斗及排泥管，用刮泥板把泥刮至進(jìn)水端，由管道排出。 池體總高度： 取超高h(yuǎn)1＝0.3m，則池體總高為： H＝h1＋h2＋h3＝0.3＋4.0＋0.05×10.7+0.5＝5.34 m (5) 取城市污水經(jīng)二級(jí)處理后加氯量為20mg/l,因此最大日需要氯量為 0.868×86400×20×10-3＝862.27kg 選用三臺(tái)ZJ型轉(zhuǎn)子加氯機(jī)，加氯量5～45kg/h 選用三個(gè)YL—500液鋼瓶 3）進(jìn)出水設(shè)計(jì) (1) 進(jìn)水部分設(shè)計(jì) 采用潛孔進(jìn)水，并控制潛孔流速0.2～0.4m/s，取孔口尺寸為1.1×1.1m2 過(guò)孔流速v＝0.868/2×1.1×1.1＝0.35m/s 過(guò)孔水頭損失m (2) 出水部分設(shè)計(jì) 出水采用矩形非淹沒(méi)薄壁溢流堰。據(jù)《手冊(cè)》第五冊(cè)第415頁(yè)，薄壁堰過(guò)堰流量 式中 m0——流量系數(shù)，通常采用0.45 H——堰頂水深 代入單池流量Q0＝0.3m3/s，計(jì)算得，H＝0.20m,考慮自由跌水水頭0.10m，則出水堰水頭損失0.3m。 3.8 計(jì)量設(shè)施 3.8.1 設(shè)計(jì)計(jì)算 為提高污水廠的工作效率和運(yùn)轉(zhuǎn)管理水平，并積累技術(shù)資料，以總結(jié)運(yùn)轉(zhuǎn)經(jīng)驗(yàn)，為處理廠的改、擴(kuò)建提供可靠的數(shù)據(jù)，必須設(shè)計(jì)量設(shè)備，正確掌握污水量、污泥量、空氣量，以及動(dòng)力消耗等。 污水計(jì)量設(shè)備的選擇和布置，應(yīng)遵循以下一般原則： 計(jì)量設(shè)備應(yīng)水頭損失小、精度高、操作簡(jiǎn)便，且不易沉積雜物。 分流制污水處理廠計(jì)量設(shè)備一般設(shè)在沉砂池后，初次沉淀池前的渠道上，或設(shè)在污水廠的總出水管上。如有條件，應(yīng)對(duì)各主要構(gòu)筑物的進(jìn)水分別計(jì)量。 二級(jí)處理出水的計(jì)量設(shè)備，可采用咽喉式計(jì)量槽、電磁流量計(jì)、文氏管、超聲流量計(jì)等，也可采用各種形式的流量堰進(jìn)行測(cè)量。 本設(shè)計(jì)中為節(jié)約投資，僅在污水廠的總出水管上設(shè)置計(jì)量設(shè)備，對(duì)二級(jí)處理水進(jìn)行計(jì)量。計(jì)量設(shè)備采用咽喉式計(jì)量槽中最常用的巴氏計(jì)量堰。其優(yōu)點(diǎn)是：水頭損失小、不易發(fā)生沉淀，精確度可達(dá)95％～98％。缺點(diǎn)是：施工技術(shù)要求較高，尺寸如不準(zhǔn)確，即影響測(cè)量精度。因此，施工時(shí)應(yīng)注意保證質(zhì)量。 計(jì)量堰尺寸設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)最大流量Qmax＝0.868m3/s，據(jù)《手冊(cè)》第五冊(cè)412頁(yè)表10－3，選擇測(cè)量范圍為0.055～0.650 m3/s的巴氏計(jì)量槽，其各部分尺寸為： W＝0.60m，B＝1.4m，A=1.428m，2/3A＝0.952m，C＝0.70m，D＝0.96m, 計(jì)量堰水頭損失計(jì)算 計(jì)量堰內(nèi)水流按自由流計(jì)，據(jù)公式，當(dāng)W＝0.60時(shí)，Q＝1.406H11.549，計(jì)算得應(yīng)采用的計(jì)量堰尺寸為： W＝0.60m，Q＝0.868 m3/s時(shí)，H1＝0.70 m 自由流取H2/H1＝0.70，則H2＝0.7×0.7=0.49 m 故計(jì)量堰水頭損失H1－H2＝0.21 m 計(jì)量槽應(yīng)設(shè)在渠道的直線段上，直線段的長(zhǎng)度不應(yīng)小于渠道寬度的8～10倍，上游渠道長(zhǎng)度應(yīng)不小于渠寬的2～3倍，設(shè)渠道寬為1.2m，故取上游L＝3.6m，下游渠道長(zhǎng)度應(yīng)不小于渠寬的4～5倍，故取上游L＝6m。 3.9 污泥脫水間 3.9.1 設(shè)計(jì)計(jì)算 （1）脫水污泥量（Q）的設(shè)計(jì)計(jì)算： 　　設(shè)經(jīng)濃縮后，含水率為97%，則濃縮后的污泥量為117.04 m3/d （2）脫水機(jī)的選擇： 　 選擇滾壓帶式壓濾機(jī)進(jìn)行脫水，共3臺(tái)，每臺(tái)處理能力為4 m3/h，其中2用1備。工作周期定為15小時(shí)。所以每臺(tái)處理的泥量為： 。污泥經(jīng)過(guò)脫水后，設(shè)其含水率降至75%，則污泥量為： 污泥制成泥餅后用小車運(yùn)走，分離液返回氧化溝再處理。 3.10 污水處理廠平面及高程布置 3.10.1 污水處理廠平面布置 水場(chǎng)平面布置包括：處理構(gòu)筑物的布置，辦公、化驗(yàn)及其它輔助建筑物的布置，以及各種管道、道路、綠化等的布置。根據(jù)處理廠的規(guī)模大小，采用1：200～1：500的比例尺的地形圖繪制總平面圖。管道布置可單獨(dú)繪制。 平面布置的一般原則如下： ⑴ 處理構(gòu)筑物的布置應(yīng)緊湊，節(jié)約用地，便于管理。 ⑵ 處理構(gòu)筑物應(yīng)盡可能地按流程順序布置，以避免管線迂回，同時(shí)應(yīng)充分利用地形，減少土方量。 ⑶ 經(jīng)常有人工作的辦公、化驗(yàn)等建筑物應(yīng)布置在夏季主導(dǎo)風(fēng)向的上風(fēng)向，北方地區(qū)應(yīng)考慮朝陽(yáng)。 ⑷ 在布置總圖應(yīng)考慮安排充分的綠化帶，為污水處理廠的工作人員提供一個(gè)優(yōu)美舒適的環(huán)境。 ⑸ 考慮遠(yuǎn)近期結(jié)合，有條件時(shí)可按遠(yuǎn)景規(guī)劃水量布置，將處理構(gòu)筑物分為若干系列，分期建設(shè)。 ⑹ 構(gòu)筑物之間距離應(yīng)考慮敷設(shè)灌區(qū)的位置，遠(yuǎn)轉(zhuǎn)管理的需要和施工要求，一般采用5～10米。 ⑺ 污泥消化池應(yīng)距初沉池較近，以縮短污泥管線，且與其它處理構(gòu)筑物間距不小于20米。 ⑻ 變電所設(shè)在耗電大的構(gòu)筑物附近，高壓線應(yīng)避免在廠內(nèi)架空敷設(shè)，以策安全。 ⑼ 污水廠內(nèi)管線種類分多，應(yīng)綜合考慮布置，以免發(fā)生矛盾。污水、污泥管道應(yīng)盡可能考慮自流。 ⑽ 如有條件，污水廠內(nèi)的壓力管線和電纜可合并敷設(shè)在同一管廊或管溝內(nèi)，以利于維護(hù)和檢修。 ⑾ 污水廠內(nèi)應(yīng)設(shè)超越管，以便在發(fā)生事故時(shí)，使污水能超越該構(gòu)筑物，進(jìn)入下構(gòu)筑物或事故溢流。 具體平面布置見(jiàn)城市污水總平面圖。 第4章 污水廠高程設(shè)計(jì) 4.1 設(shè)計(jì)概述 為使污水能在各處理構(gòu)筑物之間通暢流動(dòng)，以保證處理廠的正常運(yùn)行，需進(jìn)行高程布置，以確定各構(gòu)筑物及連接管高程。 為降低運(yùn)行費(fèi)用和便于維護(hù)管理，污水在處理構(gòu)筑物之間的流動(dòng)已按重力流考慮為宜；污泥也最好利用重力流動(dòng)，若需提升時(shí)，應(yīng)盡量減少抽升次數(shù)。為保證污泥的順利自流，應(yīng)精確計(jì)算處理構(gòu)筑物之間的水頭損失，并考慮擴(kuò)建時(shí)預(yù)留的儲(chǔ)備水頭。 4.1.1 注意事項(xiàng)的考慮 在對(duì)污水處理廠污水處理流程的高程布置時(shí)，應(yīng)考慮下列事項(xiàng)： ① 選擇一條距離最長(zhǎng)，水頭損失最大的流程進(jìn)行水力計(jì)算。并適當(dāng)留有余地，以保證在任何情況下，處理系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行。 ② 計(jì)算水頭損失時(shí)，一般以盡其最大流量作為構(gòu)筑物和管渠的設(shè)計(jì)流量。 ③ 設(shè)置重點(diǎn)泵站的污水處理廠，水力計(jì)算從接受處理后污水水體的最高水位作為起點(diǎn)，逆污水處理流程向上倒推計(jì)算，以使處理水在洪水季節(jié)也能自流排放，二泵站需要的揚(yáng)程較小，運(yùn)行費(fèi)用較低。但同時(shí)應(yīng)考慮挖土深度不宜過(guò)大，以免土建投資過(guò)大和增加施工上的困難。 ④ 在作高程布置時(shí)，還應(yīng)注意污水流程與污泥流程的配合，盡量減少需抽升的污泥量。 本設(shè)計(jì)最高洪水位為121.80米，由于曝氣池的體積大，考慮土方平衡，設(shè)計(jì)曝氣池為半地下式。高程計(jì)算取曝氣池高～位于地面以上。并以此為起點(diǎn)分別向格柵和巴氏計(jì)量槽出水口進(jìn)行污水高程計(jì)算。 4.2 設(shè)計(jì)計(jì)算 （1）各處理構(gòu)筑物的水頭損失 ?、?格柵水頭損失 式中 ——為局部阻力系數(shù)； ——為格柵形狀系數(shù)； ——為格柵厚度； ——為格柵凈間距； ——為格柵傾角； ——為柵格上流側(cè)的平均流速。 　② 集水槽水頭損失 集水槽系平底，且均勻集水，自由跌落水流，故按下列公式計(jì)算： 式中 ——為集水槽設(shè)計(jì)流量，為確保安全場(chǎng)對(duì)設(shè)計(jì)流量乘以1.2至1.5倍的安全系數(shù)； ——為集水槽寬度； ——為集水槽起端深度。 則集水槽水頭損失為： 式中 ——為集水槽水頭損失； ——為堰上水頭： ——為自由跌落水頭。 ③ 進(jìn)口損失 ④ 出口損失 ⑤ 消毒池水頭損失 消毒池內(nèi)水頭損失包括嚴(yán)懲水頭損失及彎管水頭損失，其計(jì)算水頭公式可采用： 式中 ——總水頭損失； ——隔板轉(zhuǎn)彎處局部阻力系數(shù)； ——水流轉(zhuǎn)彎次數(shù)； ——該段廊道總長(zhǎng)度； ——謝才系數(shù)； ——廊道中水流速度； ——轉(zhuǎn)彎處水流速度。 （3）連接管渠水頭損失 在污水處理工程中，為簡(jiǎn)化計(jì)算一般認(rèn)為水流是均勻流。管渠水頭損失主要有沿程水頭損失和局部水頭損失。 沿程水頭損失 式中 ——為沿程水頭損失； ——為管段長(zhǎng)度； ——為水力半徑； ——為管內(nèi)流速； ——為謝才系數(shù)。 　　局部水頭損失 　計(jì)量設(shè)備水頭損失： 在污水處理廠中，兩側(cè)總量的設(shè)備是必不可少的。巴氏計(jì)量槽在自由流的條件下按下列公式計(jì)算。 式中 ——為流量； ——為喉寬； ——為上游水深。 （4）污泥的高程計(jì)算 在污水處理廠中，經(jīng)沉淀或處后的污泥經(jīng)管道流動(dòng)，所以應(yīng)計(jì)算忤逆流動(dòng)中水頭損失，進(jìn)而計(jì)算污泥處理流程高程。污泥高程計(jì)算順序與污水相同，即從控制性標(biāo)高點(diǎn)開始。 污泥在管道中水頭損失包括沿程水頭損失和局部水頭損失。由于目前有關(guān)污泥水力特征的研究還不夠，因此，污泥管道水力計(jì)算主要是按污泥局部為沿程水頭損失的30%計(jì)算。 （5）污泥泵房 貯泥池污泥來(lái)自初沉池和濃縮池，污泥粘度較大，不易流入泵內(nèi)，要求提升用泵的抽吸能力高，故選用柱塞泵。其特點(diǎn)是： 1） 輸送可靠