沈陽某大學(xué)城市排水工程規(guī)劃及污水處理廠畢業(yè)設(shè)計(jì).doc,沈陽,某大學(xué),城市,排水,工程規(guī)劃,污水處理,畢業(yè)設(shè)計(jì),doc 沈陽某大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 題 目 遼 寧 省 TZG市 排 水 工 程 規(guī) 劃 及 污 水 處 理 廠 設(shè) 計(jì) 學(xué) 號(hào)： 學(xué)生姓名 院（系） 環(huán)境學(xué)院 專業(yè)班級(jí) 指導(dǎo)教師 職 稱 指導(dǎo)教師單位 設(shè)計(jì)地點(diǎn) 起止日期 月 日至 年 月 日 1 摘要 遼寧省 TZG 市排水工程規(guī)劃及污水處理廠的設(shè)計(jì)內(nèi)容為：污水管道的規(guī)劃與設(shè)計(jì)、 雨水管道的規(guī)劃與設(shè)計(jì)及污水處理廠的設(shè)計(jì)。 該市面積約為 1600 多公頃，被鐵路劃分為三個(gè)區(qū)，其中一區(qū)人口密度為 310 人/ 公頃，二區(qū)人口密度為 320 人/公頃，三區(qū)人口密度為 360 人/公頃，其中甲工廠（位 于一區(qū)）的排水量為 220 m3/h，乙工廠（位于三區(qū)）的排水量為 280 m3/h，丙工廠 （位于三區(qū)）的排水量為 330 m3/h.在該市的南面有一條自東向西的河流，河水的最高 水位為 64m,最低水位為 60m,常年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|南風(fēng)，城市綜合徑流系數(shù)為 0.64，冰凍 線為-1.00m. 本工程設(shè)計(jì)采用分流制排水體制。污水處理廠設(shè)在河的下游，城市的西南部，遠(yuǎn) 離城區(qū)，占地約 23 公頃,采用二級(jí)處理,處理水量為 131401m3/d，進(jìn)水 BOD 為 227.37 g/m3。 雨水直接排入河流中，為重力流。 平面布置在滿足工藝流程的前提下，利用原有地形設(shè)置，布置大致分為四個(gè)區(qū)： 生活區(qū)、污水處理區(qū)、污泥處理區(qū)、預(yù)留地。要求布置緊湊、進(jìn)出水流暢、節(jié)省用地。 關(guān)鍵詞：污水管道;雨水管道;污水處理廠;分流制 2 Abstract The design elements of TZG City, Liaoning Province drainage works planning and design of a sewage treatment plant: Sewage pipelines planning and design, stormwater pipelines planning and design and the sewage treatment plant design. The area of the city is more than one thousand six hundred hectares, it is divided into three areas By the railway, the population density of the first area is 310 persons / ha, the population density of the second area is 320 persons / ha, the population density of the third area is 360 persons / ha.The displacement of A factory（Located in the first area ）is 220 m3 / h, the displacement of B factory（Located in the second area ） is 280 m3 / h, the displacement of C factory（Located in the third area ）is 330 m3 / h. In the south of the city there is a river from east to west, the river's highest level is 64m, the minimum water level is 60m, the perennial leading wind direction is south-east, the city's comprehensive runoff coefficient is 0.64, the frozen line is -1.00m. The engineering design uses the drainage adopted triage system. Sewage treatment plant located in the lower reaches of the river, the south-west of the city, away from the city, covering about 23 hectares, uses secondary treatment to deal with 131401m 3 / d water, the influent BOD is 227.37 g/m3 Rain water is discharged directly into rivers which is gravity flow. To meet the technological process the layout use the original terrain settings, arranged roughly divided into four areas: living area, sewage disposal areas, sludge treatment area, Reserve. Require compact layout, and out of the water flow, saving space. Key words: Sewage pipelines; stormwater pipelines; the sewage treatment plant; Triage system 3 1 遼 寧 省 TZG 市 排 水 工 程 規(guī) 劃 及 污 水 處 理 廠 設(shè) 計(jì) 第一章 設(shè)計(jì)任務(wù)及原始資料 我國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，污水處理技術(shù)無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)域的熱門研究課題。在國家科委、建設(shè)部、國家環(huán)境保護(hù) 局的組織和領(lǐng)導(dǎo)下，廣泛、深入地開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)展已收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，不久將成為必然。這就是我國污水事業(yè)面臨的現(xiàn)實(shí)。 作為市政與環(huán)境工程學(xué)院給水排水工程專業(yè)的學(xué)生，我深刻的體會(huì)到污水處理在環(huán)境 保護(hù)事業(yè)當(dāng)中所占據(jù)的地位，所以更應(yīng)該深刻地了解這種形勢，掌握并發(fā)展污水處理 的新工藝、新技術(shù)，已成為跨世紀(jì)的工程技術(shù)人才，將我國的污水處理事業(yè)提升到一 個(gè)新的高度。 1.1 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)及要求 1.1.1 任務(wù) （1）排水管網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)，含兩個(gè)以上的方案比較； （2）污水泵站工藝設(shè)計(jì)，含部分工藝施工圖設(shè)計(jì)； （3） 污水處理工藝設(shè)計(jì)，含部分單體構(gòu)筑物的工藝施工圖設(shè)計(jì)； （4）污泥水處理工藝設(shè)計(jì)，含部分單體構(gòu)筑物的工藝施工圖設(shè)計(jì)； （5）排水管網(wǎng)與污泥處理廠的工程預(yù)算； 2 1.1.2 基本要求 （1）完成排水管網(wǎng)和雨水管道的定線，至少應(yīng)對(duì)兩個(gè)排水管網(wǎng)定線方案，進(jìn)行技術(shù)經(jīng) 濟(jì)比較，從中選優(yōu)。 （2）排水管網(wǎng)的主干管、區(qū)域干管、支干管應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)的水力計(jì)算與高程計(jì)算。水力 計(jì)算應(yīng)采用計(jì)算機(jī)編程計(jì)算。 （3）按給出的原始資料合理地選定設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度公式進(jìn)行雨水管道的水力計(jì)算。從街 道明渠開始只計(jì)算其中一、二條雨水管道即可。 （4）污水泵站工藝設(shè)計(jì)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)形式等。 （5）根據(jù)資料與城市規(guī)劃情況、考慮環(huán)境效益與社會(huì)效益，合理選擇污水處理廠位置。 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。 （6）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。 （7）對(duì)污水與污泥處理系統(tǒng)要做出較準(zhǔn)確的水力計(jì)算與高程計(jì)算。 （8）對(duì)排水管網(wǎng)與污水處理廠都要進(jìn)行經(jīng)濟(jì)概算與成本分析。 （9）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。 （10）對(duì)排水管網(wǎng)與污水處理廠都要進(jìn)行經(jīng)濟(jì)概算與成本分析。 1.2 設(shè)計(jì)的原始資料及依據(jù) 1.2.1 地形與城市規(guī)劃資料 （1）城市地形與總體規(guī)劃圖一張，比例為 1:10000 （2）城市各區(qū)人口密度與居住區(qū)生活污水量標(biāo)準(zhǔn)（平均日） 表 1-1 城市各區(qū)人口密度和污水量標(biāo)準(zhǔn) 區(qū)域 人口密度（人/公頃） 污水量標(biāo)準(zhǔn)（升/人.日） 一 區(qū) 310 160 二 區(qū) 320 140 三 區(qū) 360 150 （3）城市綜合徑流系數(shù) 3 城市綜合徑流系數(shù)為 0.64 （4）工業(yè)企業(yè)與公共建筑的排水量和水質(zhì)資料 表 1-2 城市工業(yè)企業(yè)與公共建筑的排水量和水質(zhì)資料 企業(yè)與公共建 筑名稱 平均排水量 (m3/h) 最大排水量 (m3/h) SS (mg/L) BOD5 (mg/L) pH 工廠甲 220 260 270 230 7.2 工廠乙 280 320 380 220 6.8 工廠丙 330 360 340 330 7.1 注：工業(yè)企業(yè)廢水的特殊水質(zhì)可以另行說明；如國有企業(yè)與公共建筑的廢水已經(jīng) 處理，按處理后的水質(zhì)填寫。 1.2.2 氣象資料 （1）氣溫資料 表 1-3 城市氣溫資料 年平均氣溫 10 月平均最高氣溫 30 年最低氣溫 -26 月平均最低氣溫 -8 年最高氣溫 35 月平均氣溫 23 溫度在-10 以下的天數(shù)（天） 75 溫度在 0 以下的天數(shù)（天） 105 降雨量（mm/天） 1150 年蒸發(fā)量（mm/天） 220 （2）常年主導(dǎo)風(fēng)向 常年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|南風(fēng)。 （3）設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度公式及其參數(shù): 自查手冊(cè) 1.2.3 地質(zhì)資料 表 1-4 城市地質(zhì)資料 土壤性質(zhì) 冰凍深度 （m） 地下水位（地表下） （m） 排水管網(wǎng)干管處一般性資料 粘土 1 7 4 污水中途泵站與污水處理廠處 粘土 1 7 1.2.4 受納水體水文與水質(zhì)資料 受納水體為河流，污水處理廠排放口處資料見下表。 表 1-5 城市污水受納水體水文水質(zhì)資料 流量 (m3/s) 流速 (m/s) 水位 （m） 水溫 (℃) Do (mg/L) BOD (mg/L) SS (mg/L) 最小流量時(shí) 2 1.0 60 9 8.0 3.0 10 最高水位時(shí) 3.4 1.5 64 16 8.4 2.1 13 常水位時(shí) 2.4 1.2 62 12 8.1 2.3 11 1.3 圖紙、程序、上機(jī)、實(shí)驗(yàn)、外文翻譯等具體要求： （1）圖紙要求：應(yīng)完成 1#圖紙至少 11 張。其中手工繪制 2 張。 （2）程序要求：應(yīng)能獨(dú)立使用程序進(jìn)行污水管路及雨水管路水力計(jì)算。 （3）上機(jī)要求：上機(jī) 40 機(jī)時(shí)以上，能夠熟練掌握建筑 CAD 繪圖 （4）外文翻譯要求：能夠較好的翻譯本專業(yè)外文資料，外文翻譯 3000～5000 字。 5 第二章 設(shè)計(jì)說明 2.1 城市管網(wǎng)設(shè)計(jì) 2.1.1 排水體制 排水體制一般分合流排水系統(tǒng)和分流排水系統(tǒng)兩種類型： （1）合流制排水系統(tǒng) 該系統(tǒng)是將生活污水、工業(yè)廢水和雨水混合在同一個(gè)管渠內(nèi)排除的系統(tǒng)。目前廣 泛采用的是截流式合流制排水系統(tǒng)。 （2）分流制排水系統(tǒng) 該系統(tǒng)是將生活污水、工業(yè)廢水和雨水分別在兩個(gè)或兩個(gè)以上各自獨(dú)立的管渠內(nèi) 排除的系統(tǒng)。由于排除雨水方式的不同，分流制排水系統(tǒng)又分為完全分流制（具有污 水排水系統(tǒng)和與水排水系統(tǒng)）和不完全分流制（只具有污水排水系統(tǒng)）排水系統(tǒng)。 （3）兩種排水體制比較選優(yōu) 從環(huán)境保護(hù)方面來看，采用截流式合流制的城市，水體仍然遭受污染，甚至達(dá)到 不能容忍的程度。采用分流制的城市，初雨徑流未加處理就直接排入水體，會(huì)對(duì)城市 水體造成污染。盡管如此，分流制較靈活，以適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需求，一般又能符合城 市衛(wèi)生的要求，所以在國內(nèi)外獲得了較廣泛的應(yīng)用。 從造價(jià)方面來看，分流制可保持管內(nèi)的流速，排水管道的造價(jià)較合流制高，但污 水廠及泵站造價(jià)較合流制低。 從維護(hù)管理方面來看，合流制排水系統(tǒng)污水廠的運(yùn)行管理較復(fù)雜，而分流制系統(tǒng) 可保持管內(nèi)流速，不致發(fā)生沉淀，且流入污水廠的水量和水質(zhì)變化小，污水廠的運(yùn)行 易于控制 基于上述各種因素，此次設(shè)計(jì)采用分流制排水系統(tǒng)。 2.1.2 排水系統(tǒng)布置方式的確定 城市排水系統(tǒng)在平面上的布置，隨著地形、豎向規(guī)劃、污水廠的位置、土壤條件、 河流情況、以及污水的種類和污染程度等因素而定。 6 該城市的地勢向水體有相當(dāng)傾斜，故采用截流式布置即各排水流域的干管以最短 距離沿與水體垂直的方向布置，再沿與水體平行的方向敷設(shè)主干管，保證大部分長管 段以垂直等高線方向設(shè)置。將各干管的污水截流送至污水廠進(jìn)行處理。該種布置對(duì)減 輕水體污染、改善的保護(hù)環(huán)境有重大作用。 2.1.3 污水管道系統(tǒng) 該城區(qū)地形坡度較大，自西南向東北遞增，干管的布置與等高線相交，從高向低。 主干管布置在城區(qū)南面，與等高線相交，可初步確定建一個(gè)污水處理廠，廠址位于河 流下游城區(qū)西南面。 （1）管道定線及平面布置 正確的定線是合理的、經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)污水管道系統(tǒng)的先決條件，是污水管道系統(tǒng)設(shè) 計(jì)的重要環(huán)節(jié)。定線按主干管、干管順序依次進(jìn)行，且遵循主要原則：盡可能在管線 較短和埋深較小的情況下讓最大區(qū)域的污水能自流排出。定線時(shí)應(yīng)充分利用地形，使 管道的走向符合地形趨勢，一般宜順坡排水。在整個(gè)排水區(qū)域較低的地方敷設(shè)主干管 及干管，以便于支管的污水自流流入。而橫支管的坡度盡可能與地面坡度一致。在地 形平坦的地區(qū)，應(yīng)避免小流量的橫支管長距離平行等高線敷設(shè)。當(dāng)?shù)匦涡毕蚝拥赖钠?度很大時(shí)，主干管與等高線平行敷設(shè)。干管與等高線平行。這種布置雖然主干管的坡 度較大，但可設(shè)置為數(shù)不多的跌水井，而使干管的水利條件得到改善。在管道定線時(shí)， 要使之既能盡量減小埋深，又可少建泵站。污水支管的平面布置取決于地形及街坊建 筑特征。并應(yīng)便于用戶接管排水。街道支管通常敷設(shè)在街坊較低一邊的街道下。污水 主干管的走向取決于污水廠和出水口的位置。管道應(yīng)布置在堅(jiān)硬密實(shí)的土壤中。盡量 減少穿越高地，基質(zhì)土壤不良地帶。盡量避免或減少與河道，鐵路的交叉。為了增大 上游干管的直徑，減小敷設(shè)坡度，以至能減小整個(gè)管道系統(tǒng)的埋深。將產(chǎn)生大流量污 水的工廠或公共建筑的污水排除口接入污水干管起端是有利的。 （2）.布置方案的選擇 根據(jù)管道定線原則及城區(qū)實(shí)際情況，設(shè)計(jì)初步考慮兩套方案。管道的布置方案應(yīng)在同 等條件和深度下進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，選擇一最佳方案。兩個(gè)方案的污水管道系統(tǒng)都采 用截流式布置。 方案一：由于城市地形東北高，西南低，考慮風(fēng)向?yàn)闁|南風(fēng)，河流方向自東向西。所 7 以污水廠及出水口設(shè)在城市西南側(cè)，使所有污水盡量靠重力排出。主干管平 行于河流布置，干管基本垂直于河流布置。有七處管線穿越鐵路。 方案二：相對(duì)方案一作了較大的改動(dòng)。有些管段延長，一些管段與河流平行，但總體 趨勢還是利用高差排水。主干管平行于河流布置，有三處穿越鐵路。 兩套方案的示意圖、電算數(shù)據(jù)及結(jié)果如下： 第一套總造價(jià)：2086.77 萬元 無泵站 第二套總造價(jià)：1566.44 萬元 無泵站 經(jīng)過比較，第二套方案造價(jià)更低，經(jīng)濟(jì)且較合理，故選擇第二套方案。 通過上機(jī)多次調(diào)試，各條干管和主干管的埋深都符合要求。 2.1.4 雨水管道系統(tǒng) 該城市的暴雨強(qiáng)度公式： 2-?q7.0)9(lg184?tP 1 其中 P—設(shè)計(jì)重現(xiàn)期(a) t—降雨歷時(shí)（min） 重現(xiàn)期：1 年 （1）.雨水管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本要求：能通暢及時(shí)地排走城鎮(zhèn)和工廠面積內(nèi)的雨水 （2）.雨水管道系統(tǒng)平面布置的特點(diǎn)： ①充分利用地形，就近排入水體 ②根據(jù)城市規(guī)劃布置雨水管道。通常，應(yīng)根據(jù)建筑物的分布，道路布置及街坊內(nèi)部 的地形，出水口位置等布置雨水管道，使雨水以最短距離排入街道低側(cè)的雨水管 道。 ③雨水口的布置應(yīng)使雨水不致浸過路口。 ④雨水管道采用明渠或暗渠應(yīng)結(jié)合具體條件確定。 ⑤設(shè)置排洪溝排除設(shè)計(jì)地區(qū)以外的雨洪水。 （3）.雨水管道水力計(jì)算的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù) ①設(shè)計(jì)充滿度 雨水中主要含有泥砂等無機(jī)物質(zhì)，不同于污水的性質(zhì)，加以暴雨徑流量大，而 相應(yīng)較高設(shè)計(jì)重現(xiàn)期的暴雨強(qiáng)度的降雨歷時(shí)一般不會(huì)很長，故管道設(shè)計(jì)充滿度按滿 8 流考慮.即h/d=1。 ②設(shè)計(jì)流速 為避免雨水所挾帶的泥砂等無機(jī)物質(zhì)在管道內(nèi)沉積而堵塞管道， 《室外排水 設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：滿流時(shí)管道內(nèi)最小流速應(yīng)等于或小于0.75m/s，明渠內(nèi)最小流速 應(yīng)等于或大于0.40m/s。 為防止管壁受到?jīng)_刷而損壞，影響及時(shí)排水， 《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：金 屬管最大流速為10 m/s，非金屬管最大流速為5 m/s。 ③最小管徑和最小設(shè)計(jì)坡度 雨水管道的最小管徑為300mm,相應(yīng)的最小坡度為0.003 ④最小埋深和最大埋深 污水管（雨水管相同）的最小覆土厚度，應(yīng)滿足下述三個(gè)因素： (a)必須防止管道內(nèi)的污水冰凍和因土壤冰凍膨脹而損壞管道。規(guī)范規(guī)定：無保溫 措施的生活污水管道或水溫和它接近的工業(yè)廢水管道，管低可埋設(shè)在冰凍線以上 0.15m，并應(yīng)保證管頂最小覆土厚度。 (b)必須防止管壁因地面荷載而受到破壞。 《規(guī)范》規(guī)定，在車行道下，管頂最小覆 土厚度一般不小于0.7 m 。 (c)必須滿足街道連接管在銜接上的要求。 以上三個(gè)數(shù)值中的最大一個(gè)值就是這一管道的允許最小覆土厚度或埋設(shè)深度。 一般在干燥的土壤中，最大埋深不超過 7～8 m， 雨水管道采用分散出水口式的布 置形式。 9 第三章 城市污水處理廠設(shè)計(jì) 3.1 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)展和生態(tài)環(huán)境，危及國計(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)周圍環(huán)境、基建投資及 運(yùn)行管理都有很大影響。 選擇廠址應(yīng)遵循如下原則： 1.為保證環(huán)境衛(wèi)生的要求，廠址應(yīng)與規(guī)劃居住區(qū)或公共建筑群保持一定的衛(wèi)生防 護(hù)距離。 2.廠址應(yīng)設(shè)在城市集中供水水源的下游地方。 3.廠址應(yīng)盡可能設(shè)在城市和工廠夏季主導(dǎo)風(fēng)向的下方。 4.要充分利用地形，把廠址設(shè)在地形有適當(dāng)坡度的城市下游地區(qū)，以滿足污水處 理構(gòu)筑物之間水頭損失的要求，使污水和污泥有自流的可能，以節(jié)約動(dòng)力。 5.廠址如果靠近水體，應(yīng)考慮汛期不受洪水的威脅。 6.廠址應(yīng)設(shè)在地質(zhì)條件較好、地下水位較低的地區(qū)。 7.廠址的選擇要考慮遠(yuǎn)期發(fā)展的可能性，有擴(kuò)建的余地。 根據(jù)以上原則，將污水處理廠建在該城的西南角，離城區(qū)約 100 米。水廠位于流 經(jīng)該城的河流下游。土質(zhì)粘土，冰凍深度 1.00 米，地下水位－7 米。水廠地質(zhì)條件較 好，地下水位也較低，有利于施工。水廠地面標(biāo)高 69 米，河流最高水位 64 米，水廠 不會(huì)受沖淹。該城常年主導(dǎo)風(fēng)向東南風(fēng)。水廠的設(shè)置所在地不會(huì)影響城區(qū)的環(huán)境衛(wèi)生。 廠內(nèi)的生活區(qū)位于主導(dǎo)風(fēng)向的上方。 3.2 污水廠處理規(guī)模、處理程度 1.排水面積1637.0公頃 2.服務(wù)人口： 55.2萬 10 3.服務(wù)工廠：三個(gè) 4.設(shè)計(jì)最大流量：1520.85L/s 平均流量：971.19 L/s 3.3 工藝流程 3.3.1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)過一級(jí)處理后，污水中的BOD只去除30 %左右，仍不 能排放，還必須進(jìn)行二級(jí)處理。二級(jí)處理的主要任務(wù)是大量去除污水中呈膠體和溶解 性的有機(jī)污染物質(zhì)（BOD） ，去除率可達(dá)97%以上，去除后的BOD含量可降低到20-30 mg/l.一般，經(jīng)過二級(jí)處理后，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)處理過的污水有特殊的要求時(shí)，才繼續(xù) 進(jìn)行三級(jí)處理。 具體的流程為：污水進(jìn)入水廠，經(jīng)過格柵至集水間，由水泵提升到平流沉砂池經(jīng) 初沉池沉淀后，大約可去初SS 45%,BOD 25%.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。 11 3.3.2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，再由污泥控室投泥泵提升入消化池，進(jìn)行中溫兩級(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。 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： 排 放 Ⅱ 級(jí)二 級(jí) 處 理去 除 碳 源 BOD可 達(dá) 95%有 的 過 程 可 產(chǎn) 生 消 化 作 用 消化 脫水剩 余 污 泥回 流 污 泥上 清 液沉 砂 初 沉 生 物 處 理活 性 污 泥 法 二 沉 沼氣利用原污水 格 刪 Ⅰ 級(jí)一 級(jí) 處 理去 除 可 沉 物 ， 油 脂 ， 浮 渣 約 50%S， 30%BOD 處 置 或 利 用 圖 3－1 污水處理工藝圖 12 3.4 工藝總平面布置 平面布置在滿足工藝流程的前提下，利用原有地形設(shè)置，布置大致分為四個(gè)區(qū)： 生活區(qū)、污水處理區(qū)、污泥處理區(qū)、預(yù)留地。要求布置緊湊、進(jìn)出水流暢、節(jié)省用地。 其中，綜合樓、車庫、招待所、化驗(yàn)室等在入廠正門附近。把消化池、沼氣罐和壓縮 機(jī)房組合在一起，遠(yuǎn)離其他構(gòu)筑物，采取隔離措施，防火防爆以確保安全。 13 第四章 處理構(gòu)筑物工藝設(shè)計(jì) 已知該城市污水處理廠的最大設(shè)計(jì)污水量為1520.85L/s。 4.1 污水處理構(gòu)筑物 4.1.1 格柵 污水廠的污水是由一根￠1400 的管子從進(jìn)水閘閥引入格柵間的。 柵前水深：h = 0.92 m 過柵流速：v =0.9 m/s 柵條間隙寬度：e =20 mm 格柵傾角 α＝60 0 柵槽寬 2.4 m，共設(shè)兩組，便于維修和清洗 柵渣量為 5.05m3 /d，宜采用機(jī)械格柵清渣。 4.1.2 污水泵房 由于該泵站為常年運(yùn)轉(zhuǎn)且連續(xù)開泵，故選用自灌式泵房。又由于該泵站流量較 大，故選用矩形泵房。矩形泵房工藝布置合理，運(yùn)行管理較方便，現(xiàn)已普遍采用。 集水間計(jì)算 選擇水池與機(jī)器間合建式的方形泵站，用 5 臺(tái)泵（1 臺(tái)備用） 每臺(tái)水泵的流量為：Q0=1520.85/4=380.21L/s，取 390L/s 集水池的容積，采用相當(dāng)于 1 臺(tái)泵 5min 的容量。W=117m3 泵型：KWP k350-500 型污水泵 每臺(tái)： 有效水mHhQo 3.16,/16023???? 深：H=2m，則集水池面積為：F=114/2=57 m 3 池底做成斜坡 泵房地面有一定坡度，坡向排水溝。 4.1.3 平流沉砂池 共設(shè)兩座，每座平流沉砂池分兩格，每格平面尺寸為 12 m×1.27m 14 有效水深為 1.00 m，設(shè)池內(nèi)流速 v =0.3 m/s，停留時(shí)間為 40s 沉砂室所需容積 設(shè) T=2d V=6.06 m3 每個(gè)分格有 1 個(gè)沉沙斗 V0=6.06/4=1.52m 3 沉沙斗各部分尺寸 設(shè)斗底寬 a1=0.5m，斗壁與水平面的傾角為：55 度 斗高 h3=1m，沉沙斗上口寬 a=2.2m 沉沙斗容積：V1=1.88 m 3 沉沙室高度 采用重力排沙，設(shè)池底坡度為：0.06 坡向沙斗 h3= h3′+0.06l2=1.588m 池總高度，設(shè)超高 h1=0.3m H=h1+h2+h3=2.88m 驗(yàn)算最小流速 在最小流量時(shí)，只用一格工作（n1=1） vmin=Qmin/n1Wmin=0.69m/s＞0.15m/s 污水經(jīng)泵房提升后，經(jīng)過進(jìn)水管道、集水井、配水渠道、均勻的進(jìn)入沉砂池。 4.1.4 初次沉淀池 初沉池采用輻流式沉淀池，它具有運(yùn)行穩(wěn)定、管理簡單、排砂設(shè)備已趨定型的優(yōu) 點(diǎn)。本設(shè)計(jì)共設(shè)四座初沉池，采用中間進(jìn)水、周邊出水的方式。每座池直徑 30m，池邊 高度 3.8m，有效水深 3 m，表面負(fù)荷 q =2m3/m2 ?h[8]，停留時(shí)間 T =1.5h. 池直徑與有效水深之比 10，池徑不小于 16m，坡度為 0.05，取池子半徑 1/2 處的水流斷面作為計(jì)算斷面 沉淀部分有效容積 V’=Qmax t/n=1688.65m 3 W1=SNT/1000n=11.5 m3 N=551706 沉沙斗容積 設(shè) r1=2m r2=1m α=60° 則 h5=（r1-r2）tgα=1.73m V1=πh5（r1 2+r1r1+r22）/3=12.7m 3 沉沙斗以上圓錐體部分污泥容積，設(shè)池底徑向坡度為 0.05 則 h4=（R-r1）×0.05=0.65m V2=πh4/3（R 2+Rr+r2）=176.21m 3 污泥總?cè)莘e V1+V2=188.91 m 3＞11.5 m 3 沉淀池總高度 設(shè) h1=0.3m，h3=0.5m H=h1+h2+h3+h4+h5=6.18m 每座沉淀池配有周邊趨動(dòng)的刮泥機(jī)一臺(tái)，池底污泥由刮泥機(jī)刮至集泥坑，通過排 泥管排至集泥井。刮泥機(jī)外周刮泥板的線速度為 1.5 m/min,刮一周要用 75 min.中心 管設(shè)于池中心處，污水從池底的進(jìn)水處進(jìn)入中心管，中心管周圍為入流區(qū)，外部設(shè)整 流板，使污水在池內(nèi)得以均勻流動(dòng)。 15 出流區(qū)位于池周，采用三角堰板，且在出流堰前設(shè)擋流板和浮渣擋板及排渣斗， 以截流池水表面上的漂浮物質(zhì)。用排渣管將浮渣斗內(nèi)的浮渣排至設(shè)在外面的浮渣井。 浮渣井內(nèi)設(shè)格柵，進(jìn)入井內(nèi)的污水經(jīng)格柵排走，截流的浮渣由人工定期清除，同時(shí)還 要人工定期清除三角堰上的沉泥渣、生物膜等。 4.1.5 曝氣池 采用傳統(tǒng)活性污泥曝氣池，共設(shè)四組曝氣池，每組有五個(gè)廊道，在池中部兩廊道 間設(shè)水渠，使處理水到達(dá)池尾，以便對(duì)池尾進(jìn)水口進(jìn)行配水。設(shè) 4 組曝氣池,每組曝氣 池面積 1000 m2, 有效水深 h=4m,每個(gè)廊道單寬 B1=5m. 采用鼓風(fēng)曝氣，擴(kuò)散裝置采用膜片式微孔曝氣器，其具有孔小、氧利用率高的優(yōu) 點(diǎn)。且其采用橡膠材料，不宜堵塞。為節(jié)約空氣管道，相臨廊道的擴(kuò)散裝置沿公共隔 墻布置。 曝氣池的曝氣量靠空氣干管上的閘門控制，設(shè)置消泡水管進(jìn)行消泡，設(shè)放水管用 于培養(yǎng)活性污泥時(shí)排出上清液用。放空管設(shè)于池底，以便維護(hù)清理時(shí)放空池中水。 回流污泥設(shè)置螺旋泵提升，曝氣方法采用鼓風(fēng)曝氣，它由加壓設(shè)備，擴(kuò)散裝置和 連接兩者的管道系統(tǒng)三部分組成。擴(kuò)散裝置均勻布置在池底，這樣布置可以使水流在 池中流行時(shí)得到均勻曝氣.同時(shí)這樣布置方式有利于管道的安裝,及供氣均勻.為了節(jié)約 空氣管道，相鄰廊道的擴(kuò)散裝置沿公共墻布置。 擴(kuò)散裝置采用膜片式微孔空氣擴(kuò)散器，共設(shè) 5 條干管，每條干管設(shè) 8 對(duì)豎管，共 有 80 根豎管。曝氣頭距池底 0.2m。 曝氣池的曝氣量依靠空氣干管上的閥門控制，排除上清液管在培養(yǎng)活性污泥時(shí)排 除上清液用；放空管安裝于曝氣池底部，以便維修清理時(shí)放空用?；亓魑勰嗖捎梦勰?泵從污泥泵房打入，剩余污泥由污泥泵房提升后排入貯泥池。 4.1.6 二次沉淀池 采用輻流式沉淀池，共設(shè)八座，且設(shè)集配水井兩座。采用雙層集配水井形式。來 水經(jīng)中心管進(jìn)入內(nèi)層配水井，均勻的分配給八座二沉池。二沉池中間進(jìn)水，周邊出水， 設(shè)置帶有三角堰板的集水槽集水，通過出水渠流入外層集水井，再由集水井流入下層 構(gòu)筑物。 16 二沉池設(shè)出泥井，且出泥管上設(shè)閘閥控制出泥量。池底部設(shè)放空管。 每座沉淀池設(shè)刮吸泥機(jī)一座。各吸泥管中分別通入空氣以利排泥。 4.1.7 鼓風(fēng)機(jī)房、加氯間 （1）鼓風(fēng)機(jī)房主要提供曝氣池、二沉池所需空氣，鼓風(fēng)機(jī)選用 LG型羅茨鼓風(fēng)機(jī) L84WD 共 4 臺(tái)，空氣量為 ，配電機(jī) JS-115-6，功率為 75KW,其中 1 臺(tái)備用。鼓風(fēng)min/2673 機(jī)和電機(jī)運(yùn)行時(shí)需要冷卻，設(shè)冷卻水泵 2 臺(tái)（一臺(tái)備用） ，冷卻塔一座（冷卻循環(huán)水使 用） 。 （2） 污水的二級(jí)處理加氯消毒一般采用季節(jié)性加氯，在夏季污水污染嚴(yán)重時(shí)加氯消 毒。加氯機(jī) ZJ-1 型 2 臺(tái)，氯庫共存氯量 15 天，30 個(gè)氯瓶。 另外，設(shè)一專用水池為氯瓶降溫和安全之用。 4.1.8 計(jì)量堰設(shè)計(jì)計(jì)算 本工程計(jì)量堰采用巴式計(jì)量槽裝置。測量形式為自由流，通過井中水位反映 流量變化，由儀表顯示。這種裝置工作比較穩(wěn)定，精度較高，但是為了防止在堰前積 污，一般僅用于處理構(gòu)筑物之后。 取 b=0.75 計(jì)量堰的主要部位尺寸為： L1=0.5b+1.2=1.575(m) L2=0.6(m) L3=0.9(m) B1=1.2b+0.48=1.38(m) B2=b+0.3=1.05(m) 4.2 污泥處理構(gòu)筑物 4.2.1 濃縮池 采用重力濃縮。由于剩余污泥含水率極高，單純濃縮效果較差，故將初沉池污泥 17 與剩余污泥混合后共同濃縮。在濃縮池前設(shè)一配泥井，將二者混合并均勻分配進(jìn)入兩 個(gè)濃縮池。濃縮池設(shè)兩座，為圓形輻流式。直徑 19 m，池總高 2.68 m，取濃縮時(shí)間 20 h.濃縮池設(shè)刮泥設(shè)備，刮泥機(jī)為周邊轉(zhuǎn)動(dòng)。 4.2.2 污泥貯存池 污泥經(jīng)濃縮后進(jìn)入貯泥池，由消化污泥控制室內(nèi)的污泥泵將其內(nèi)的污泥抽升后打 入消化池。 貯泥池尺寸為 9000 mm×9000mm×4500mm 4.2.3 消化污泥控制室 消化污泥控制室是消化池的控制中心，主要作用有： （1）新鮮污泥的投配 （2）消化池內(nèi)的污泥循環(huán)攪拌 （3）消化污泥的加熱 （4）消化池運(yùn)行情況的監(jiān)測和控制 控制室是半地下式框架結(jié)構(gòu)，分為三層，地下部分為泵工作間，設(shè)有污泥加熱循 環(huán)泵、新鮮污泥投配泵。地面二層為電器設(shè)備及儀表控制室，地面三層為熱交換間。 新鮮污泥可采用預(yù)熱后投配，即新鮮污泥由污泥貯存池抽出后由旁通管與循環(huán)污泥混 合，進(jìn)入熱交換器，經(jīng)換熱器預(yù)熱后再投入消化池也可直接投配，即新鮮污泥由污泥 貯存池抽出后，不經(jīng)預(yù)熱，經(jīng)泵提升后直接進(jìn)入消化池。 消化池的耗熱量可根據(jù)冬季最大負(fù)荷量計(jì)算，耗熱量包括三部分： （1）每天投配新鮮污泥從原始溫度加熱到所需的溫度的耗熱量 （2）消化池體本身的熱損耗量，是由池體內(nèi)污泥的消化溫度與池體外大氣的最低 溫度的溫差所引起的耗熱量 （3）輸泥管道的耗熱量。消化池每天所需的耗熱量是由污泥加熱循環(huán)泵將污泥通 過熱交換器加熱提供的，采用套管式換熱器。套管中心走泥，套管間走熱水，熱水從 上部向下部流動(dòng)。 18 4.2.4 消化池 選用傳統(tǒng)的固定式消化池，分為一級(jí)消化池和二級(jí)消化池，二者的單池容積結(jié)構(gòu) 相同，而停留時(shí)間不同。共設(shè)四座一級(jí)消化池和兩座二級(jí)消化池。污泥投配按連續(xù)投 配方式，污泥加熱亦按連續(xù)加熱方式設(shè)計(jì)。 設(shè)計(jì)參數(shù)如下：總消化污泥量 535m3 /d;消化周期一級(jí)為 10 天，二級(jí)周期為 20 天， 總停留天數(shù)為 30 天。一級(jí)消化池采用沼氣攪拌，有利于消化池中的消化氣的釋放，對(duì) 消化污泥的濃縮脫水有促進(jìn)作用。用空壓機(jī)將貯氣罐中部分消化氣抽出，經(jīng)穩(wěn)壓罐送 入消化池。攪拌系統(tǒng)采用防爆電動(dòng)機(jī)，以保證運(yùn)行安全。 污泥投配按連續(xù)投配，加熱也按連續(xù)加熱方式設(shè)計(jì)。消化池直徑為 20m,柱體高度 取 12m。 4.2.5 脫水機(jī)房 設(shè)置自動(dòng)板柜壓濾機(jī)，其構(gòu)造簡單，過濾推動(dòng)力大，適合于各種性質(zhì)的污泥，且自 動(dòng)化程度高，效率高，勞動(dòng)強(qiáng)度低。 設(shè)兩臺(tái)板堰壓濾機(jī)，配備兩臺(tái)污泥泵，將污泥壓入過濾機(jī)，濾布用清水清洗。 污泥經(jīng)脫水后形成的泥餅，暫存于泥場，以便再利用。 4.2.6 沼氣罐 采用單級(jí)濕式沼氣罐，為防止腐蝕，其內(nèi)部需進(jìn)行防腐處理，一般涂以防腐涂料。 為減少太陽輻射、氣體受熱引起容積的增加，沼氣罐外應(yīng)涂反射性色彩。 沼氣罐采用單極溫式沼氣罐一座，直徑取 11m，高度為 8m. 4.3 廠內(nèi)給水排水及道路 廠內(nèi)生產(chǎn)及生活用水由市區(qū)給水管網(wǎng)引入給水管，分別接入各構(gòu)筑物內(nèi)，進(jìn)水總 管上設(shè)水表。 廠內(nèi)采用雨水、污水完全分流，雨水不經(jīng)處理直接排至廠外，超越管與處理后的 水管相連，而不與雨水管相連，可節(jié)約輸水管道。廠內(nèi)污水由污水總管輸送至格柵前 19 的進(jìn)水閘井內(nèi)，與廠外污水一起處理。 廠內(nèi)道路完全成環(huán)狀，道路寬 6 米，采用瀝青混凝土。 4.4 輔助建筑物 污水處理廠的輔助建筑物有綜合樓、試驗(yàn)綜合樓、食堂、倉庫、車庫、職工宿舍、 招待所、機(jī)修間、總控制室、配電室、鍋爐房、值班室、預(yù)留地等。 主要集中于入廠門口的生活區(qū)內(nèi)，便于設(shè)備儀表的運(yùn)輸和維護(hù)管理。污水廠所設(shè)總 控制室，便于對(duì)廠區(qū)內(nèi)儀器，儀表的運(yùn)行進(jìn)行自動(dòng)控制 20 第五章 設(shè)計(jì)計(jì)算 5.1 一級(jí)處理 5.1.1 格柵 污水廠的污水由一根￠1200 的管從城區(qū)直接接入格柵間。設(shè)兩個(gè)中格柵，可以在水 量小的時(shí)候，開啟一個(gè)；水量大的時(shí)候，2 個(gè)都開啟。格柵計(jì)算簡圖如圖所示。 圖 5-1 隔柵簡圖 根據(jù)公式最優(yōu)水力斷面公式 Qmax=B2v/2 5-1 計(jì)算得： Qmax—設(shè)計(jì)流量 , m3/s v—柵前流速取, v B—柵前槽寬, m B1= 1.84m 因此柵前水深 h=B/2=0.92m,設(shè)過柵流速 v=0.9m/s[1] （1） ．柵條的間隙數(shù) Qmax=1.52m3/S n= 5-2??evhQ?sinmax? e—柵條間隙寬度取 0.02m α—格柵傾角 60°[1] 21 h—柵前水深, m v—過柵流速, m/s n= ≈80( 個(gè) )??92.0*.6sin51 （2） ．柵槽寬度 設(shè)柵條寬度 S=0.01m B=S(n-1)+bn B=S(n-1)+en=0.01×(80-1)+0.02×80=2.39m 取 2.4m （3） ．進(jìn)水渠道漸寬部分的長度 設(shè)進(jìn)水渠寬 B1=1.8m,其漸寬部分展開角度 α 1=20° L1=(B-B1)/(2tg20°)=(2.4-1.8)/(2×tg20°) =0.82m （4） ．柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度 L 2=L1/2=0.41m （5） ．通過格柵的水頭損失 設(shè)柵條斷面為銳邊矩形斷面 β=2.42,k=3,則：3-3 h1= k h0 5-3 h0=β (s/e)4/3 v2/2g sinα 5-4 =2.42(0.01/0.02)4/3 0.92/2×9.8× sin60° =0.046m h1=3×0.046=0.138m 取 0.14m β—形狀系數(shù) h1—過柵水頭損失 s —格條寬度, m e—柵條凈間隙, m （6） ．柵后槽中高度 22 設(shè)柵前渠道超高 h2=0.3m,則： H=h+h 1+h2=0.92+0.14+0.3=1.36m 柵槽總長度為： L=L1+L2+0.5+1.0+H1/tgα =0.82+0.41+0.5+1.0+1.22/tg60°=3.43m （7） ．每日柵渣量 5-54.861max??zKWQ W1—柵渣量 , m3/103m3中格柵，W 1取 0.05 kZ—流量總變化系數(shù)，取 1.3 W =1.52×0.05×86400/(1.3×1000) =5.05m3/d>0.2m3/d 因此宜采用機(jī)械清渣。 5.1.2 沉砂池 本設(shè)計(jì)采用采用平流沉砂池 （1）.長度公式 L=vt 5-6 V—最大設(shè)計(jì)流量時(shí)的流速, m/s t—最大設(shè)計(jì)流量時(shí)的流行時(shí)間, s 設(shè) v=0.3m/s, t=40s(30～60) L=vt=0.3×40=12m （2）.水流斷面面積 A=Qmax/v =1.52/0.3=5.07m2 （3）. 有效水深 h2= 1m (0.25～1) （4）. 池子總寬度 23 B=A/h2 5-7 A—水流斷面積，㎡ h2—設(shè)計(jì)有效水深， B=5.07/1=5.07m 分 4 格，每格寬度： b=1.27m （5）.沉砂斗容積 V= ×10-5 KztxQma8640 5-8 x—城市污水沉砂量，取 3m3 t—清除沉砂的間隔時(shí)間，d kZ—流量總變化系數(shù) 設(shè) T=2d V=6.06m3 （6）.每個(gè)沉砂斗容積 設(shè)每一份格有一個(gè)沉砂斗 V0=6.06/4=1.52m3 （7）.沉砂斗各部分尺寸 設(shè)斗底寬 a1=0.5m 斗壁與水平面的傾角為：55° 斗高 h3′=1m，沉沙斗上口寬：a=2.2m 沉砂斗容積 V1= h3′（2a 2+aa1+2a12）/6=1.88m 3 （8）.沉沙室高度 采用重力排沙，設(shè)池底坡度為 0.06，坡向沙斗 l2=L-2a/2=9.8m h3= h3′+0.06l2=1.58m （9）.池總高度，設(shè)超高 h1=0.3m H= h1+ h2+ h3=2.88m （10）.驗(yàn)算最小流速 在最小流量時(shí)，只用一格工作（n1=1） Vmin=Qmin/nWmin 5-9 24 Qmin—最小流量， m3/s n—最小流量時(shí)沉砂池工作數(shù)目， 個(gè) Wmin—最小流量時(shí)沉砂池中的水流斷面面積 m2 Vmin =0.69m/s＞0.15m/s 圖 5－2 沉砂池計(jì)算圖 5.1.3 初沉池（幅流式） 設(shè)計(jì)表面負(fù)荷 q′=2m3/（㎡h） ，n=4 個(gè) （1）.沉淀池表面積 F=Q/nq=5475.06/4×2=684.38㎡ 池子直徑 D= =29.5m 取 D=30m?/4F （2）.沉淀部分有效水深 取沉淀時(shí)間 t=1.5h h2= q′t=2×1.5=3m （3）.沉淀池高度 每池每天污泥量 25 W1=SNt/1000n=0.5×551706×4/1000×4×24=11.5m3 式中 S 取 0.5L/（p·d） ，由于用機(jī)械刮泥，所以污泥在斗內(nèi)貯存時(shí)間用 4h。 污泥斗容積用幾何公式計(jì)算 設(shè) r1=2m, r2=1m, =60°? 則 h5=(r1- r2)tg =1.73m V1= h5(r12+r1r2+ r22)/3=3.14×1.73(22+2×1+12)/3=12.7m3? 設(shè)池底徑向坡度為 0.05，則 底坡落差 h4=（R —r1)×0.05=（15-2）×0.05=0.65m 因此，池底可貯存污泥的體積為 V2= h4(R2+Rr1+ r12)/3=3.14×0.65(152+15×2+22)/3=176.21 m3? 共可貯存污泥體積為 V1+V2=12.7+176.21=188.91 m3>11.5 m3,足夠。 沉淀池總高度 設(shè) h1=0.3m ,h3=0.5m H= h1+ h2+ h3+ h4 +h5=0.3+3+0.5+0.65+1.73=6.18m （4）.沉淀池周邊處的高度為 h1+ h2+ h3=0.3+3+0.5=3.8m （5）.徑深比校核 D/ h2=10 合格（要求 6—12） 每座沉淀池配有周邊轉(zhuǎn)動(dòng)的刮泥機(jī)一座，池底污泥由刮泥機(jī)刮至集泥坑，通過排 泥管排至集泥井。刮泥機(jī)外周刮泥板的線速度為 1.5 m/min,刮一周要用 63min.中心管 設(shè)于池中心處，污水從池邊的進(jìn)水管進(jìn)入進(jìn)水渠，利用進(jìn)水渠均勻進(jìn)水，使污水在池 內(nèi)得以均勻流動(dòng)。 出流區(qū)位于池周，采用三角堰板，且在出流堰前設(shè)擋流板和浮渣擋板及排渣斗， 以截流池水表面上的漂浮物質(zhì)。用排渣管將浮渣斗內(nèi)的浮渣排至設(shè)在池外的浮渣井。 浮渣井內(nèi)設(shè)格柵，進(jìn)入井內(nèi)的污水經(jīng)格柵排走，截流的浮渣由人工定期清除，同時(shí)還 要人工定期清除三角堰上的沉泥渣、生物膜等。 26 5.2 二級(jí)處理——活性污泥法 5.2.1 曝氣池 （1）.傳統(tǒng)推流式曝氣池設(shè)計(jì)計(jì)算 本設(shè)計(jì)采用傳統(tǒng)推流式曝氣池 污泥負(fù)荷率為 0.3kgBOD5/(kg.MLSS.d),污泥濃度為 2000mg/l,污泥回流比為 R=0.25。 曝氣池采用鼓風(fēng)曝氣，曝氣裝置排放在池子的一側(cè)布置，可以使水流在池內(nèi)呈螺 旋裝前進(jìn)，可以增加氣泡與水流的接觸時(shí)間。為了節(jié)約空氣管道的用量在相鄰的擴(kuò)散 裝置沿公共墻布置，曝氣裝置的曝氣量由空氣干管上的閥門來控制。 ① 污水處理程度的計(jì)算及曝氣池的運(yùn)行方式 a﹚污水處理程度的計(jì)算: 根據(jù)原始資料，BOD 等于三個(gè)服務(wù)區(qū)的生活污泥加上工廠污泥量除于平均總 水量． 設(shè)每人每天排放的 BOD5 為 25g,則： S0=[551706×25+（220×230+280×220+330×330）×24]/8.4 ×104 =227.37g/m3 原污水的值 BOD5值（So）為 227.37 g/m3 經(jīng)初沉池處理，BOD 5按降低 25％ 考 慮 則 Sa=227.37×（1-0.25）=170.53g/ m 3 計(jì)算去除率 首先計(jì)算處理水中非溶解性 BOD5值 BOD5=7.1bXaCe 5-10 Ce—處理水中懸浮固體濃度，mg/L B—微生物自身氧化率 Xa—活性微生物在處理水中所占比例 取 b=0.09 XA=0.4mg/l Ce=25mg/l 則 BOD 5=6.39mg/l 處理水中的溶解性 BOD5值為：25-6.39=18.61mg/l 27 去除率為：η=（170.53-18.61）/170.53=89.1﹪ b﹚曝氣池的運(yùn)行方式 在本設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮曝氣池運(yùn)行的靈活性和多樣化。即：以傳統(tǒng)系統(tǒng)活性污泥 法系統(tǒng)作為基礎(chǔ)，又可按階段曝氣系統(tǒng)和再生曝氣系統(tǒng)運(yùn)行。 ② 曝氣池的計(jì)算與各部分尺寸的確定 a﹚曝氣池的體積 按污泥負(fù)荷計(jì)算： 曝氣池的體積計(jì)算公式為： V= 5-11XNsQSa Q—污水設(shè)計(jì)流量 m3/d Sa—原污水的 BOD5值 kg/m3 X—曝氣池內(nèi)混合液懸浮固體濃度 Ns—BOD－污泥負(fù)荷率 取 Ns=0.3kgBOD5/kgMLSS·d Q=8.4×104m3/d，X=3300mg/l， 則 V =14469.21m 3 設(shè) 4 組曝氣池，則其面積為： V0=14469.21/4=3617.3 m2取 4000 m2 名義停留時(shí)間：t=0.21d=5004h b﹚確定池體 有效水深 h=4m 每組曝氣池面積 F=4000/4=1000 m2 每個(gè)廊道單寬 B1=5m B1/h=5/4=1.25 在 1～2 間 符合要求 總長 LZ=F/B1=200m 設(shè) 5 個(gè)廊道 28 則每個(gè)廊道長 L=LZ /B 1=200/5=40>10,符合規(guī)定。 池寬 B=B1×5=25m 且 LZ/B=200/25=8 在 5～10 間符合要求 取超高 1m， 則池總高度為：H=4+1=5m ③曝氣系統(tǒng)的計(jì)算 曝氣池采用鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng) a﹚平均時(shí)需氧量的計(jì)算 由公式 O2=a′QS r+b′VX v Xv＝Xf=3300×0.75=2475 查表得 a′=0.5, b′=0.15 代入各值 O2=0.5×8.4×104×（170.53-25）/1000+0.15×14469.21×2475/1000 =11483.95 kg/d=478.5kg/h b﹚最大時(shí)需氧量的計(jì)算 O2（max） =0.5×1.31×105×（170.53-25） /1000+0.15×14469.21×2475/1000 =14903.9 kg/d=621 kg/h c﹚每日去除的 BOD5值 BOD5=8.4×104×(170.53-25)/1000=12224.52kg/d d﹚去除每 kgBOD5的需氧量 ⊿O 2=11483.95/12224.52=0.94kgO2/kgBOD e﹚最大時(shí)需氧量與平均時(shí)需氧量之比 O2（max） /O2=621/478.5=1.3 ④供氣量的計(jì)算 采用固定式網(wǎng)狀微孔空氣擴(kuò)散器，敷設(shè)距池底 0.2m 處，淹沒水深 4.3m,計(jì)算 溫度為 30℃，氧的轉(zhuǎn)移效率為 EA=10﹪ 查《排水工程》下冊(cè)附錄 1，得水中溶解氧飽和度 Cs(20)=9.17mg/L,Cs(30)=7.63mg/L a﹚空氣擴(kuò)散器出口處的絕對(duì)壓力（P b）按公式計(jì)算，即： 29 Pb=P+9.8×103H 5-12 P—大氣壓力，取 1.013×105 H—空氣擴(kuò)散裝置的安裝深度，m 代入各值，得 Pb=1.013×105+9.8×103×4.3=1.4344×105Pa b﹚空氣離開曝氣池面時(shí)，氧的百分比，按公式計(jì)算，即： Qt= ×100% )1(279AE?? EA—空氣擴(kuò)散裝置的氧的轉(zhuǎn)移效率 其中 EA取值 10%(6%-12%)，代入上式，得 Qt=19.3％ c﹚曝氣池混合液中平均氧飽和度（按最不利的溫度條件考慮）按公式C sb(T)=Cs( + ) 5-1351026.?bP4tO Csb—鼓風(fēng)曝氣池內(nèi)混合液溶解氧飽和度的平均值,mg/L Cs—在大氣壓力條件下，氧的飽和度，mg/L Qt—氧的百分比 最不利溫度條件，按 30℃考慮，代入各值，得 Csb(30)=7.63（1.4344/2.026+19.3/42） =8.91mg/L d﹚換算為在 20℃條件下，脫氧清水的充氧量，按式計(jì)算，即： R0= 5-14??20)()20( 4.1???TTsbC??? 取系數(shù) α=0.82；β=0.95；C=2.0；ρ=1.0 T—水溫，30°C 代入各值