傳統(tǒng)活性污泥工藝城市污水處理工程設(shè)計

1、15萬噸/日傳統(tǒng)活性污泥工藝城市污水處理工程設(shè)計摘要環(huán)境保護(hù)是我國的基本國策。世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的實(shí)踐證明，為實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)展，必須解決好發(fā)展與環(huán)境保護(hù)的矛盾。隨著我國社會和經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，城市環(huán)境污染特別是水污染的問題日趨嚴(yán)重。目前我國水污染控制的重點(diǎn)已從以工業(yè)點(diǎn)源為主，逐步轉(zhuǎn)變?yōu)橐猿鞘形鬯廴緸橹鞯目刂?。本文即為遼寧省沈陽市某污水處理工程的設(shè)計計算，在分析進(jìn)出水水質(zhì)之后，結(jié)合當(dāng)?shù)氐乃募皻夂驐l件，本設(shè)計選用傳統(tǒng)活性污泥工藝進(jìn)行處理。傳統(tǒng)活性污泥法是當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的污水處理技術(shù)之一。該方法自1914年在英國曼徹斯特市建成污水試驗(yàn)廠以來，已有80多年的歷史。它是以活性污泥為主體的污水生物處

2、理方法，構(gòu)成傳統(tǒng)活性污泥法有3個基本要素：是引起吸附和氧化作用的微生物，即活性污泥；二是廢水中的有機(jī)物，它是處理對象，也是微生物的食料；三是溶解氧，沒有充足的溶解氧，好氧微生物既不能生存也不能發(fā)揮氧化分解作用。本文詳細(xì)計算了傳統(tǒng)活性污泥工藝的各處理構(gòu)筑物，也進(jìn)行了污水及污泥高程布置及基本的成本概算。關(guān)鍵詞：城市污水處理廠 傳統(tǒng)活性污泥工藝 污水處理 污泥處理 目錄摘要I第一章 緒論11.1 水污染現(xiàn)狀11.2 傳統(tǒng)活性污泥工藝原理11.3 傳統(tǒng)活性污泥工藝流程21.4傳統(tǒng)活性污泥工藝的優(yōu)點(diǎn)31.5選擇傳統(tǒng)活性污泥工藝的理由3設(shè)計原始資料3工藝選擇3第二章 編制依據(jù)及設(shè)計內(nèi)容42.1 自然狀況4

3、地形地貌4水文狀況4地質(zhì)條件4氣象條件42.2 處理流程選擇5污水處理流程的選擇原則5應(yīng)考慮的其他一些重要因素5第三章 污水總泵站的設(shè)計計算63.1污水泵站的組成63.2選擇泵房的條件63.3選泵的條件63.4污水泵房的工藝流程73.5污水泵站設(shè)計計算7選泵前揚(yáng)程估算7水泵機(jī)組的選擇8泵前格柵計算8集水池設(shè)計計算13機(jī)器間設(shè)計計算15泵站儀表16其他附屬設(shè)施的設(shè)計16第四章 污水的一級處理184.1格柵及其設(shè)計18格柵間隙數(shù)18格柵槽寬度18通過格柵的水頭損失18格柵部分總長度19每日柵渣量計算19進(jìn)水與出水渠道194.2沉砂池及其設(shè)計20沉砂池有效容積20水流過水?dāng)嗝娣e20沉砂池寬度21沉砂

4、池長度21每小時所需空氣量計算21沉砂室所需容積21每個沉砂斗容積21沉砂斗上口寬度22沉砂斗有效容積22進(jìn)水渠道22出水裝置22排砂裝置234.3初沉池及其設(shè)計23沉淀池表面積24沉淀部分有效水深24沉淀部分有效容積24沉淀池長度24沉淀池寬度24沉淀池格數(shù)24校核長寬比及長深比25污泥部分所需容積25每格沉淀池污泥部分所需容積25污泥斗容積25沉淀池總高度26進(jìn)水配水井26進(jìn)水渠道26出水堰27出水渠道27進(jìn)水擋板、出水擋板27排泥管28刮泥裝置28第五章 污水的生物處理295.1曝氣池及其設(shè)計29曝氣池的計算與各部分尺寸的確定29曝氣系統(tǒng)的計算與設(shè)計31供氣量的計算32曝氣池進(jìn)出水系統(tǒng)3

5、3空氣管系統(tǒng)計算35空壓機(jī)的選定39第六章 污水的生物處理后處理406.1二沉池及其設(shè)計40沉淀池表面積40沉淀池直徑40沉淀池有效水深40徑深比41污泥部分所需容積41沉淀池總高度41進(jìn)水管的計算42進(jìn)水豎井計算43穩(wěn)流筒計算43出水槽計算43出水堰計算44出水管45排泥裝置45集配水井的設(shè)計計算456.2消毒接觸池及其設(shè)計46消毒劑的選擇46消毒劑的投加46消毒接觸池設(shè)計476.3計量設(shè)備48計量槽主要部分尺寸48計量槽總長度49計量槽的水位49渠道水力計算49出廠出水管50第七章 污泥處理工藝517.1污泥濃縮池及其設(shè)計51初沉池污泥量計算51剩余污泥量計算51污泥濃縮池設(shè)計計算527.

6、2貯泥池及其設(shè)計55貯泥池進(jìn)泥量計算56貯泥池的容積56貯泥池高度57管道部分577.3污泥消化池及其設(shè)計57容積計算58平面尺寸計算60消化池?zé)峁び嬎?0污泥加熱方式64混合攪拌設(shè)備65消化后的污泥量計算66沼氣產(chǎn)量67一級消化池的管道系統(tǒng)67二級消化池的管道設(shè)計69貯氣柜71沼氣壓縮機(jī)727.4污泥脫水72脫水污泥量計算72脫水機(jī)的選擇73附屬設(shè)施73第八章 污水處理廠高程布置768.1高程布置的原則768.2污水處理構(gòu)筑物高程布置76構(gòu)筑物水頭損失76管渠水力計算77污水處理高程布置778.3污泥處理構(gòu)筑物高程布置79污泥管道水頭損失79污泥處理構(gòu)筑物的水頭損失79污泥處理高程布置808

7、.4污泥泵房80第九章 污水處理廠概算及處理成本819.1計算原則819.2污水廠建設(shè)直接費(fèi)用81場區(qū)平面技術(shù)經(jīng)濟(jì)概算81污水泵房技術(shù)經(jīng)濟(jì)概算81沉砂池技術(shù)經(jīng)濟(jì)概算82初次沉淀池技術(shù)經(jīng)濟(jì)概算82二次沉淀池技術(shù)經(jīng)濟(jì)概算83曝氣池技術(shù)經(jīng)濟(jì)概算84消毒接觸池技術(shù)經(jīng)濟(jì)概算84污泥回流泵房技術(shù)經(jīng)濟(jì)概算85污泥濃縮池技術(shù)經(jīng)濟(jì)概算85污泥脫水機(jī)房技術(shù)經(jīng)濟(jì)概算86消化控制室技術(shù)經(jīng)濟(jì)概算87污泥消化池技術(shù)經(jīng)濟(jì)概算87機(jī)修間技術(shù)經(jīng)濟(jì)概算89鼓風(fēng)機(jī)房技術(shù)經(jīng)濟(jì)概算89綜合樓技術(shù)經(jīng)濟(jì)概算90貯泥池技術(shù)經(jīng)濟(jì)概算90貯氣柜技術(shù)經(jīng)濟(jì)概算90變配電間技術(shù)經(jīng)濟(jì)概算90加氯間技術(shù)經(jīng)濟(jì)概算91倉庫技術(shù)經(jīng)濟(jì)概算91鍋爐房技術(shù)經(jīng)濟(jì)概算9

8、1總直接費(fèi)用計算91間接費(fèi)91其它費(fèi)91工程總投資919.3污水處理成本91電費(fèi)91藥劑費(fèi)92工資福利費(fèi)92折舊提成費(fèi)92檢修維護(hù)費(fèi)92其它費(fèi)用92年經(jīng)營費(fèi)用93污水處理成本核算93第十章 結(jié)論94參考文獻(xiàn)96第一章 緒論1.1 水污染現(xiàn)狀：在維系人的生存、保障經(jīng)濟(jì)建設(shè)和維護(hù)社會發(fā)展的所有自然要素中，水的重要性毋庸贅述。然而隨著工業(yè)化、城市化加快，世界面臨著水資源短缺、污染嚴(yán)重的挑戰(zhàn)。 中國尤其嚴(yán)重，是世界13個缺水國家之一，全國600多個城市中目前大約一半的城市缺水，水污染的惡化更使水短缺雪上加霜：我國江河湖泊普遍遭受污染，全國75%的湖泊出現(xiàn)了不同程度的富營養(yǎng)化；90%的城市水域污染嚴(yán)重，

9、南方城市總?cè)彼康?0%-70%是由于水污染造成的；對我國118個大中城市的地下水調(diào)查顯示，有115個城市地下水受到污染，其中重度污染約占40%。水污染降低了水體的使用功能，加劇了水資源短缺，對我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施帶來了負(fù)面影響。我國水體污染主要來自兩方面；一是工業(yè)發(fā)展超標(biāo)排放工業(yè)廢水，二是城市化中由于城市污水排放和集中處理設(shè)施嚴(yán)重缺乏，大量生活污水未經(jīng)處理直接進(jìn)入水體造成環(huán)境污染。工業(yè)廢水近年來經(jīng)過治理雖有所減少，但城市生活污水有增無減，占水質(zhì)污染的51%以上。據(jù)環(huán)境部門監(jiān)測，1999年全國近80%的生活污水未經(jīng)處理直接進(jìn)入江河湖海，年排污量達(dá)400億立方米，造成全國三分之一以上水域受到

10、污染。1.2 傳統(tǒng)活性污泥工藝原理：1.3 傳統(tǒng)活性污泥工藝流程：廢水首先經(jīng)過機(jī)械格柵去除廢水中較大的懸浮物，經(jīng)提升泵將廢水提升到曝氣沉砂池，去除污水中砂子、煤渣等比重較大的顆粒。然后污水進(jìn)入平流式初沉池作預(yù)處理，去除較細(xì)小的懸浮有機(jī)物；然后進(jìn)入曝氣池，污泥中的微生物處理除去BOD5、COD等有機(jī)物，再進(jìn)入輻流式二沉池進(jìn)行泥水分離，部分活性污泥回流到曝氣池，以保證曝氣池有足夠的微生物分解有機(jī)物，出水經(jīng)加氯接觸池消毒后經(jīng)巴氏計量槽排入水體。初沉池 、曝氣池和二沉池的污泥混合后進(jìn)入污泥濃縮池濃縮后降低污泥中的含水率，濃縮池的上清液回流到初沉池進(jìn)行再處理，再經(jīng)污泥消化池處理含有機(jī)物的污泥，防治污泥腐

11、爛發(fā)臭，消化后的污泥再經(jīng)帶式壓濾機(jī)進(jìn)行脫水，污泥晾曬后外運(yùn)。工藝流程圖如下：1.4傳統(tǒng)活性污泥工藝的優(yōu)點(diǎn)：（1）有機(jī)物經(jīng)歷了第一階段的吸附和第二階段的代謝的完整過程,活性污泥也歷了一個從池道端的對數(shù)增長,經(jīng)減速增長到池末端的內(nèi)源呼吸的完全生長周期。（2）在池首端和前段混合液中的溶解氧濃度較低。（3）微生物生長一般處于生長曲線的對數(shù)生長期后期或穩(wěn)定期。由于傳統(tǒng)活性污泥法曝氣時間比較長，當(dāng)活性污泥繼續(xù)向前推進(jìn)到曝氣池末端時，廢水中有機(jī)物已幾乎被耗盡，污泥微生物進(jìn)入內(nèi)源代謝期，它的活動能力也相應(yīng)減弱，因此在沉淀池中容易沉淀，出水中殘剩的有機(jī)物數(shù)量少。處于饑餓狀態(tài)的污泥回流入曝氣池后又能夠強(qiáng)烈吸附和氧

12、化有機(jī)物，所以普通活性污泥法的BOD和懸浮物去除率都很高，達(dá)到9095%左右。1.5選擇傳統(tǒng)活性污泥工藝的理由：1.5.1設(shè)計原始資料：平均流量：15萬噸/天,即1.736 m3/s，變化系數(shù)1.15；Q設(shè)計水量=平均流量變化系數(shù)=1.996m3/s，進(jìn)水：COD：350 mg/L，BOD5：270 mg/L，SS：225 mg/L，PH：7.0；出水：COD：60 mg/L，BOD5：20 mg/L，SS：20 mg/L，PH：；處理程度計算：COD：82.8%，BOD5：92.6%，SS：91.1%。1.5.2工藝選擇：本設(shè)計對BOD5去除率要求較高，對氮磷的去除沒有特殊要求，選用傳統(tǒng)活性

13、污泥工藝，因?yàn)樵摴に噷OD5去除率高，可達(dá)90%95%，穩(wěn)定性較強(qiáng)，系統(tǒng)啟動時間短，一般為24周，很少產(chǎn)生臭氣，不產(chǎn)生沼氣，對污水的堿度要求低。第二章 編制依據(jù)及設(shè)計內(nèi)容2.1 自然狀況：地形地貌： 沈陽市位于遼河平原中部，東部為遼東丘陵山地，北部為遼北丘陵，地勢向西、南逐漸開闊平展，由山前沖洪積過渡為大片沖積平原。地形由北東向南西，兩側(cè)向中部傾斜。最高處是新城子區(qū)馬剛鄉(xiāng)老石溝的石人山，海拔441米；最低處為遼中縣于家房的前左家村，海拔5米。市內(nèi)最高處在大東區(qū)，海拔65米；最低處在鐵西區(qū)，海拔36米。皇姑區(qū)、和平區(qū)和沈河區(qū)的地勢，略有起伏，高度在41.45米之間。東陵區(qū)多為丘陵山地；新城于區(qū)

14、北部有些丘陵山地，往南逐漸平坦；蘇家屯區(qū)除南部有些丘陵山地外，大部份地區(qū)同于洪區(qū)一樣，都是沖積平原。新民、遼中兩縣的大部分地區(qū)為遼河、渾河沖積平原，有少許沼澤地和沙丘，新民縣北部散存一些丘陵。全市低山丘陵的面積為1020平方公里，占全市總面積的12。山前沖洪積傾斜平原分布于東部山區(qū)的西坡，向西南漸拓。沈陽山地丘陵集中在東北、東南部，屬遼東丘陵的延伸部分。西部是遼河、渾河沖積平原，地勢由東向西緩緩傾斜。全市最高海拔高度為447.2米，在法庫縣境內(nèi)；最低海拔高度為5.3米，在遼中縣于家房鎮(zhèn)。 沈陽東部為低山丘陵，中西部是遼闊平原。由東北向西南傾斜，平均海拔3050米。2.1.2水文狀況：全市境內(nèi)主

15、要有遼河、渾河、繞陽河、柳河、蒲河、養(yǎng)息牧河、北沙河、秀水河等大小河流27條，屬遼河、渾河兩大水系，水資源總量為32.6億立方米，其中地表水11.4億立方米，地下水21.2億立方米。地質(zhì)條件：污水處理廠所處位置地面標(biāo)高85.00m，污水處理廠出水排入附近河流，河流位于污水處理廠的正南方，河流的最高水位為81.50m，常水位為80.00m；污水處理廠所在地的地下水位在地表以下7.0m，土壤為粘土；氣象條件： 室外大氣平均溫度8.0，冬季室外計算溫度-11.7，土壤全年平均溫度為10，冬季土壤溫度為3.5。常年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槲髂巷L(fēng)。2.2 處理流程選擇：污水處理廠的工藝流程是指在達(dá)到所要求的處理程度的

16、前提下，污水處理各單元的有機(jī)組合，以滿足污水處理的要求。污水處理流程的選擇原則：經(jīng)濟(jì)節(jié)省性原則；運(yùn)行可靠性原則； 技術(shù)先進(jìn)性原則。應(yīng)考慮的其他一些重要因素： 充分考慮業(yè)主的需求； 考慮實(shí)際操作管理人員的水平。第三章 污水總泵站的設(shè)計計算3.1污水泵站的組成：污水泵站的基本組成包括機(jī)器間、集水池、格柵、輔助間、變電所等。機(jī)器間內(nèi)設(shè)置水泵機(jī)組和相關(guān)附屬設(shè)施。集水池可收集來水，還可以在一定程度上調(diào)節(jié)來水的不均勻性，起到調(diào)節(jié)水量的作用，保證水泵能較均勻地工作。格柵安裝在集水池內(nèi)，其作用主要是攔截水中較粗大的漂浮物和固體雜質(zhì)，防止雜物堵塞和損壞水泵和管道等設(shè)施。輔助間一般包括貯藏室、維修間、休息室和衛(wèi)生

17、間等。變電所可獨(dú)立于泵房外單獨(dú)設(shè)置，也可設(shè)置于泵房外與泵房相連，或直接設(shè)于泵房的一側(cè)。3.2選擇泵房的條件：（1）由于污水泵站一般為常年運(yùn)行，選用自灌式泵房比較方便，只有在特殊情況下才選用非自灌式泵房；（2）流量小于2m3/s時，常選用下圓上方形泵房，當(dāng)直徑D=7-15m時，工程造價比矩形低；（3）大流量的永久性污水泵站，選用矩形泵房。（4）分建式與合建式泵房的選用可根據(jù)水泵的啟動方式來確定，一般自灌式啟動應(yīng)采用合建式泵房，非自灌式啟動或因地形條件受到限制，可采用分建式泵房。（5）全地下式泵站，地面以上占地少，工程造價低，地下泵房潮濕，對一般電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)會產(chǎn)生影響，采用潛水泵可解決這一問題。3.

18、3選泵的條件：選泵的原則要求：在滿足最不利工況的條件下，考慮各種工況，盡可能節(jié)約投資，減少能耗。從技術(shù)上對流量Q、揚(yáng)程H進(jìn)行合理計算，對水泵臺數(shù)和型號進(jìn)行選定，滿足用戶對水量和水壓的要求。從經(jīng)濟(jì)和管理上對水泵臺數(shù)和工作方式進(jìn)行確定，做到投資、維修費(fèi)最低，正常工作能耗最低。選泵時應(yīng)注意以下幾個問題：（1）首先要滿足最高時供水工況的流量和揚(yáng)程要求，并保證水泵在高效段運(yùn)行。水源水位變幅大的取水泵站，宜選用特性曲線陡峭型的水泵；流量變幅大的出水泵站，宜選用特性曲線平緩的泵。（2）選泵應(yīng)盡量大小搭配，調(diào)配靈活，同時盡可能選擇同型號水泵，互為備用。（3）一般應(yīng)盡量減少水泵臺數(shù)，選用效率較高的大泵。（4）考

19、慮遠(yuǎn)期發(fā)展，遠(yuǎn)近結(jié)合，因一級泵站施工費(fèi)高，更要考慮遠(yuǎn)近期結(jié)合。一般方法有：預(yù)留位置，當(dāng)水量增加時，增加新泵；近期用小泵工作，遠(yuǎn)期更換大泵工作；更換葉輪，近期安裝小葉輪，遠(yuǎn)期安裝大葉輪工作。（5）最好泵在遠(yuǎn)期供水量低時仍能使用。（6）根據(jù)供水對象供水可靠性的不同要求，選用一定數(shù)量的備用泵。備用泵的數(shù)量，要根據(jù)用戶的用水性質(zhì)和用戶對供水可靠性的要求確定，比如，工業(yè)用水比居民用水可靠性要求高斷水危害和損失程度大，一般不容許斷水。3.4污水泵房的工藝流程：3.5污水泵站設(shè)計計算：本設(shè)計采用自灌式水泵，自灌式水泵多用于常年運(yùn)轉(zhuǎn)的污水泵站，其優(yōu)點(diǎn)是：啟動及時可靠，管理方便。由于自灌式啟動，故采用集水池與機(jī)

20、器間合建。城市污水進(jìn)水管管徑取1600mm，充滿度0.7，埋深3.5m，即進(jìn)水管液面標(biāo)高為地面標(biāo)高-3.500=85.000-3.500=81.500m，則進(jìn)水管管底標(biāo)高=81.500-1.6000.7=80.380m。選泵前揚(yáng)程估算：格柵前水面標(biāo)高=進(jìn)水管液面標(biāo)高=81.500m；格柵后水面標(biāo)高=集水池最高水位標(biāo)高=格柵前水面標(biāo)高-格柵壓力損失；污水流經(jīng)格柵的壓力損失按0.1mH2O估算，則：格柵后水面標(biāo)高=81.500-0.100=81.400m；集水池有效水深取2.0m，則：集水池最低水位標(biāo)高=81.400-2.000=79.400m；水泵凈揚(yáng)程HST=出水井水面標(biāo)高-集水池最低水位標(biāo)高

21、=89.803-79.400=10.403m；水泵吸、壓水管路（含至出水井管路）的總壓力損失估算為2.0mH2O；則水泵揚(yáng)程H=10.403+2.000=12.403m。水泵機(jī)組的選擇：選擇四臺水泵，三用一備，則： 。 選用500WL3000-13立式污水泵四臺，其中三臺工作，一臺備用。單泵的工作參數(shù)為H=13mH2O時，流量Q=3000m3/h，轉(zhuǎn)速為n=590r/min，電動機(jī)功率N=160KW，水泵效率=80%；選用與之配套的電機(jī)。泵前格柵計算：設(shè)計中取四組格柵，N=4組，每組格柵單獨(dú)設(shè)置，安裝角度=60，每組格柵的設(shè)計流量為0.499m3/s。（1）格柵間隙數(shù)： （3-1）n格柵柵條間

22、隙數(shù)（個）；Q設(shè)計流量（m3/s）；格柵傾角（）；N設(shè)計的格柵組數(shù)（組）； b格柵柵條間隙（m）； h格柵柵前水深（m）；v格柵過柵流速（m/s）。 集水池進(jìn)水管管底與格柵底部落差不小于0.5m，設(shè)計中取h=0.5+0.71.6=1.62m，v=0.9m/s，b=0.03m，=60，N=4，Q=0.499 m3/s，則計算得到n=10.62個，取n=11個。（2）格柵槽寬度：B=S(n1)+bn （3-2）B格柵槽寬度（m）；S每根格柵條的寬度（m）。設(shè)計中取S=0.015m，則計算得B=0.48m。（3）進(jìn)水渠道漸寬部分長度： （3-3） l1進(jìn)水渠道漸寬部分的長度（m）； B1進(jìn)水明渠寬度

23、（m）； 1漸寬處角度（），一般采用10-30設(shè)計中取B1=0.4m，1=20，計算得l1=0.11m。（4）出水渠道漸窄部分的長度： （3-4）得l2 =0.055m。（5）通過格柵的水頭損失： （3-5） h1水頭損失（m）；格柵條的阻力系數(shù)，查表=1.672.42；k格柵受污物堵塞時的水頭損失增大系數(shù)，一般采用k=3。 設(shè)計中取=2.42，k=3，得到h1=0.10m。（6）柵后明渠的總高度：H=h+h1+h2 （3-6） H柵后明渠的總高度(m)； h2明渠超高（m），一般采用0.3-0.5m設(shè)計中取h2=0.30m，得到H=2.02m。（7）柵槽總長度： （3-7）L格柵槽總長度（m

24、）； H1柵前明渠的深度（m）。 設(shè)計中H1=0.8+0.3=1.10m，得到L=2.30m。（8）每日柵渣量計算： （3-8）W每日柵渣量（m3/d）；W1每日每103m3污水的柵渣量（m3/103m3污水），一般采用0.04-0.06m3/103m3污水。設(shè)計中取W1=0.05，得到W=7.5 m3/d 0.2m3/d。采用機(jī)械除渣及皮帶輸送機(jī)或無軸輸送機(jī)輸送柵渣，采用機(jī)械柵渣打包機(jī)將柵渣打包，汽車運(yùn)走。泵站的平面布置：（1）吸水管路布置：為了保證良好的吸水條件，每臺水泵設(shè)單獨(dú)的吸水管，每條吸水管的設(shè)計流量均為2396m3/h，采用DN1000鋼管，流速v1=0.85m/s；在吸水管起端設(shè)

25、一進(jìn)水喇叭口，其直徑為DN1400，吸水管路上設(shè)90彎頭2個，電動閘閥1個，偏心漸縮管1個，揚(yáng)程計算如下：喇叭口： （3-9） （3-10）查得1=0.1；90彎頭：DN1000彎頭一個, 查得2=1.08；閘閥：選用Z945TW型電動暗桿楔式閘閥，DN=1000mm，L=811mm，查得3=0.05；偏心漸縮管：選用DN1000550，查得4=0.21； （3-11） ，得 ；90彎頭：DN550彎頭一個，查得5=0.64；由上可得：直管長為1.6m，管道總長為4.7m，則:沿程損失為：局部水頭損失為： （3-12） 吸水管路水頭損失為：h=h1+h2=0.393m。（2）壓水管路布置：每條

26、壓水管的設(shè)計流量均為2396m3/h，采用DN1000鋼管，流速v1=0.85m/s，壓水管路上設(shè)同心漸擴(kuò)管兩個，單向止回閥一個，閘閥一個。出水管路水頭損失計算，選擇一條阻力損失最大的管路作為核算對象，計算泵站內(nèi)壓水管路水頭損失，按A,B,C,D線順序計算水頭損失：A-B段：同心減擴(kuò)管：選用DN5001000，查得6=0.33， （3-13） ，得 ；單向止回閥：選用H76對夾雙瓣旋啟式止回閥，DN=1000mm，L=432mm，查得7=1.7；閘閥：選用Z945TW型電動暗桿楔式閘閥，DN=1000mm，L=811mm，查得3=0.05；同心減擴(kuò)管：選用DN10001600，查得8=0.37

27、； （3-14），得 90彎頭：DN1600彎頭一個, 查得9=1.08；直管長為1m，管段總長為5.2m，則：沿程損失為：局部水頭損失為： （3-15） A-B段水頭損失為：hAB=h1+h2=0.286m。B-C段：丁字管兩個，DN1600，v4=1m/s，查得10=1.5，11=3.0；沿程損失為：局部損失為： （3-16）B-C段水頭損失為：hBC=h3+h4=0.244m。C-D段：直管：DN1600，v4=1m/s，L=3.6m；沿程損失為：吸、壓水管路總水頭損失為：h=h+hAB+hBC+h5=0.927m2.0m； （3-17）則水泵所需揚(yáng)程為：H=0.927+10.403=1

28、1.33m。所選水泵揚(yáng)程為13m，滿足要求。吸、壓水管路布置如下圖：圖3.1 機(jī)組布置及吸、壓水管路布置圖Fig.3.1 The general arrangement of conduit（3）泵座基礎(chǔ)設(shè)計：泵基礎(chǔ)長度 （3-18）泵基礎(chǔ)的寬度 （3-19）水泵外形及安裝尺寸如下圖：圖3.2 泵座基礎(chǔ)圖Fig.3.2 The foundation of pump集水池設(shè)計計算：（1）集水池容積計算：集水池的容積按三臺泵5min的流量計算，則： （3-20）則集水池的面積： （3-21） 根據(jù)集水池的面積和水泵間的平面布置要求確定泵站長為24m，集水池寬為16m，則集水池實(shí)際面積為： （3-2

29、2）滿足要求。集水池內(nèi)設(shè)有人工清除污物格柵四座，格柵間距30mm，安裝角度60。按照滿足水泵間布置要求計算容積：水泵間長度：水泵間長度是指水泵間兩墻軸間的距離。根據(jù)主機(jī)組臺數(shù)、布置形式、機(jī)組間距、邊機(jī)組段長度等因素確定，應(yīng)滿足機(jī)組吊運(yùn)和泵房內(nèi)交通的要求，用下式表述： （3-23）L 泵房長度（mm）；l0 主機(jī)組基礎(chǔ)的長度（mm）；l1 主機(jī)組基礎(chǔ)間距（mm）；L1主機(jī)組基礎(chǔ)到墻壁之間的距離（mm）n 主機(jī)組臺數(shù)。計算中取L1=5m，l0=1.66m，l1=2m，n=4，則L=22.64m。 水泵間跨度：水泵間的跨度是水泵間進(jìn)出水側(cè)（或柱）軸線之間的距離，應(yīng)根據(jù)水泵、閥門、所配的其他管件尺寸，

30、并滿足安裝、檢修及運(yùn)行維護(hù)通道或交通道布置的要求而定。即： （3-24）B 水泵間跨度（mm）；b1、b8 軸線之間的墻壁厚度（mm）；b2 水平管長，根據(jù)管道檢修空間而定，一般不小于300mm；b3 偏心漸縮管長度（mm）；b0 水泵長度（mm）；b4 同心漸擴(kuò)管長度（mm）；b5 水平接管長度，根據(jù)閘閥的長度及閘閥、管道檢修需要而定（mm）；b6 閘閥長度（mm）；b7 交通道寬度（mm）。計算中取b0=1710mm，b1=400mm，b2=1000mm，b3=1050mm，b4=2500mm，b5=1000mm， b6=2054mm，b7=2000mm，b8=400mm，則B=12.11

31、4m。 根據(jù)水泵間長度L=22.64m及水泵間的跨度B=12.114m確定泵站長為24m，水泵間寬為13m。根據(jù)水量可以確定集水池寬為b=375/24=15.625m，設(shè)計中取b=16m。則集水池實(shí)際面積為： （3-25）由兩種方法得到集水池面積為384m2。（2）集水池最高水位=進(jìn)水管內(nèi)水面標(biāo)高-格柵水頭損失=81.500-0.100=81.400m；（3）集水池最低水位=集水池最高水位-有效水深=81.400-2.000=79.400m；（4）集水池池底坡度為0.05，坡向吸水坑，吸水坑深度1.00m，上底寬2.5m，下底寬1.5m。（5）泵房形式采用矩形，長24m，寬29m。機(jī)器間設(shè)計計

32、算：機(jī)器間布置應(yīng)滿足設(shè)備安裝、運(yùn)行、檢修的要求。要有良好的運(yùn)輸、巡視和工作的條件，符合防火、防噪聲及采光技術(shù)規(guī)定，做到管理方便，安全可靠，整齊美觀。（1）機(jī)器間尺寸、平面布置：泵座與集水池墻壁距離取決于水泵吸水管、閘門、零件的尺寸和裝卸的寬裕度。樓梯寬度不宜小于1.8m，平臺寬不小于1.0m。（2）高程布置：無吊車起重設(shè)備者，泵房高度以滿足臨時架設(shè)起吊設(shè)備和采光通風(fēng)的要求，地面以上有效高度不小于3.0m；有吊車起重設(shè)備者，應(yīng)保持吊起物底部與所跨越固定物體頂部留有不小于0.5m的凈空；在半地下室泵房，如考慮汽車運(yùn)進(jìn)設(shè)備，則機(jī)器間高度尺寸按車箱底盤的高度計算。（3）泵房高度計算：泵房分為兩層，地下

33、部分為設(shè)備間，地上部分安裝吊車及設(shè)配電室、值班室和控制室。地面以上的泵房高度：H1=a+b+c+d+e+h （3-26）a單軌吊車梁高度；b滑車架高度；c起重葫蘆在鋼絲繩繞緊狀態(tài)下長度；d起重繩的垂直高度；e最大一臺泵或電機(jī)的高度；h吊起物底部與泵房進(jìn)口地坪或平臺的距離，用汽車運(yùn)輸。設(shè)計中取a=0.4m，b+c=0.55m，d=1.3m，e=2.22m，h=1.6m，計算得H1=6.07m，設(shè)計中取7m。泵站儀表：泵站內(nèi)應(yīng)設(shè)置的控制儀表有以下幾種：（1）自灌式水泵吸水管上安裝真空表。（2）出水壓力管上設(shè)置壓力表。（3）配電設(shè)備儀表有電流表、電壓表、計量表。（4）軸承潤滑儀表：泵采用液體潤滑軸承

34、時，軸承內(nèi)裝置油位指示器。采用軸承循環(huán)潤滑時，裝置壓力表及溫度計。其他附屬設(shè)施的設(shè)計：（1）門、窗、走廊：門：機(jī)器間至少應(yīng)有一個能滿足設(shè)備的最大部件搬運(yùn)出入的門。門高：H=c+d+e+f （3-27）c所吊部件吊鉤與門框頂部之距離（0.5m）d起重繩垂直長度，e最大一臺泵或電機(jī)高度：電機(jī)高h(yuǎn)=1855mm，泵高h(yuǎn)=2220mm。f吊車部件底與泵房進(jìn)口處室內(nèi)地面或平臺之間的距離，f取0.6mH=0.5+1.00+2.22+0.6=4.32m，取4.5m。門寬： B=2a+b （3-28）b部件寬度（m），水泵寬度b=1455mm，電機(jī)寬度b=970mm。采用汽車運(yùn)輸，汽車車廂寬取2.5m；a部件

35、兩側(cè)距門框長度（0.15m，取0.25m）。B=20.25+2.5=3.0m窗：在炎熱地區(qū)，窗應(yīng)盡量面向夏季主導(dǎo)風(fēng)向，易造成對流；在寒冷地區(qū)，窗應(yīng)向陽，為使空氣對流，背面也可適當(dāng)開窗。窗的總面積不少于泵房面積的1/6。寒冷地區(qū)應(yīng)設(shè)雙層玻璃保暖。為了便于開關(guān)和清擦玻璃，在室內(nèi)無走廊的情況下，應(yīng)考慮可在室外進(jìn)行工作的條件。窗戶尺寸：寬1.6米，高2米，共16個；走廊：在較大的泵站內(nèi)，為了便于管理和使用，靠窗或墻的一邊宜設(shè)有走廊，其寬度可采用1.01.2m，取1m，走廊的欄桿高度為0.91.0m，取1m。樓梯：機(jī)器間集水池設(shè)1.2m寬的扶梯（2）起重設(shè)備的選擇：為方便安裝水泵、電機(jī)、管道、閘閥，泵站

36、內(nèi)應(yīng)設(shè)置起重機(jī)械。重量超過1噸的立式泵跨越相鄰水泵起吊時，應(yīng)設(shè)雙軌起重機(jī)吊車梁，以免因擺動幅度過大而出軌。為使吊車能正常運(yùn)行，必須避開出水管、閘閥、支架、平臺、走廊等矛盾，為減輕工作人員的勞動強(qiáng)度，凡起吊高度大，吊動距離長，起吊次數(shù)較多的泵站，應(yīng)盡量采用電動操作。本設(shè)計最大的起重量為3噸，采用LX型電動單梁懸掛橋式起重機(jī)，起升高度為12m，跨度為9m。（3）地面排水：室內(nèi)地面坡度為0.01，傾向排水溝或集水坑，集水坑尺寸為D=0.5m,H=0.7m。水泵水封滴水通過DN32mm的排水管接入集水坑，為保持室內(nèi)清潔，應(yīng)備有供沖洗用的橡膠軟管，排除積水坑之污水，可利用污水泵在吸水管外加DN50軟管，

37、伸入集水坑將污水抽除。（4）采光通風(fēng)：室內(nèi)應(yīng)有充足的自然光，檢修和操作點(diǎn)處燈光要能集中，照明器件迎來蒸汽腐蝕并防曝。自然通風(fēng)在開窗方向上，注意使空氣對流。地下部分在相對應(yīng)的位置設(shè)拔風(fēng)筒2個，通向室外。風(fēng)筒進(jìn)出風(fēng)口應(yīng)一高一低，使空氣流通，通風(fēng)機(jī)設(shè)在室內(nèi)，有通風(fēng)管道將熱空氣排出并引進(jìn)新鮮空氣。第四章 污水的一級處理4.1格柵及其設(shè)計：格柵是由一組平行的金屬柵條制成，斜置在污水流經(jīng)的渠道上或水泵前集水井處，用以截留污水中的大塊懸浮雜質(zhì)，以免后續(xù)處理單元的水泵或構(gòu)筑物造成損害。設(shè)計中取四組格柵，N=4組，每組格柵與沉砂池合建，安裝角度=60，每組格柵的設(shè)計流量為0.499m3/s。4.1.1格柵間隙數(shù)

38、： （4-1）n格柵柵條間隙數(shù)（個）；Q設(shè)計流量（m3/s）；格柵傾角（）；N設(shè)計的格柵組數(shù)（組）； b格柵柵條間隙（m）； h格柵柵前水深（m）；v格柵過柵流速（m/s）。 設(shè)計中取h=0.8m，v=0.9 m/s，b=0.02m ，=60，N=4，Q=0.499 m3/s，則計算得到n=32.2個，取n=33個。4.1.2格柵槽寬度： B=S(n1)+bn （4-2）B格柵槽寬度（m）；S每根格柵條的寬度（m）。設(shè)計中取S=0.015m，則計算得B=1.14m。4.1.3通過格柵的水頭損失： （4-3）h1水頭損失（m）； 格柵條的阻力系數(shù)，查表=1.672.42； k格柵受污物堵塞時的水

39、頭損失增大系數(shù)，一般采用k=3。 設(shè)計中取=2.42，k=3，得到h1 =0.18m。4.1.4格柵部分總長度： （4-4） L格柵部分總長度（m）； H1格柵明渠的深度（m）。 設(shè)計中H1 =0.8+0.3=1.1m，得到L=2.14m。4.1.5每日柵渣量計算： （4-5） W每日柵渣量（m3/d）；W1每日每103m3污水的柵渣量（m3/103m3污水），一般采用0.04-0.06m3/103m污水。設(shè)計中取W1 =0.05m3/103m3污水，計算得W=7.5m3/d0.2m3/d。采用機(jī)械除渣及皮帶輸送機(jī)或無軸輸送機(jī)輸送柵渣，采用機(jī)械柵渣打包機(jī)將柵渣打包，汽車運(yùn)走。4.1.6進(jìn)水與出

40、水渠道：城市污水通過DN1600mm的管道送入進(jìn)水渠道，格柵的進(jìn)水渠道與格柵槽相連，格柵與沉砂池合建一起，格柵出水直接進(jìn)入沉砂池，進(jìn)水渠道寬度B1 =B=1.5m，渠道水深h1=h=0.8m。格柵與沉砂池合建的格柵平面布置如下圖：圖4.1 格柵與沉砂池合建的格柵平面圖Fig. 4.1 The horizontal plan of the build of the grill and the sand collector4.2沉砂池及其設(shè)計：沉砂池是借助于污水中的顆粒與水的比重不同，使大顆粒的沙粒、石子、煤渣等無機(jī)顆粒沉降，減少大顆粒物質(zhì)在輸水管內(nèi)沉積和消化池內(nèi)沉積。沉砂池按照運(yùn)行方式不同可分為

41、平流式沉砂池，豎流式沉砂池，曝氣式沉砂池，渦流式沉砂池。設(shè)計中采用曝氣沉砂池，沉砂池設(shè)4組，N=4組，每組設(shè)計流量0.499m3/s4.2.1沉砂池有效容積： （4-6）V沉砂池有效容積（m3）； Q設(shè)計流量（m3/s）； t停留時間（min），一般采用1-3min。設(shè)計中取t=2min，Q=0.499m3/s，得到V=59.88m3。4.2.2水流過水?dāng)嗝娣e： （4-7） v1水平流速（m/s），一般采用0.06-0.12m/s。設(shè)計中取水平流速v1=0.1m/s,得到A=4.99m2。4.2.3沉砂池寬度： （4-8）h2沉砂池有效水深（m），一般采用2-3m。設(shè)計中取h2=2.0m，得到

42、B=2.50m。B/h2=1.251.86m3。4.2.10進(jìn)水渠道：格柵出水送入沉砂池的進(jìn)水渠道，然后向兩側(cè)配水進(jìn)入沉砂池，進(jìn)水渠道水流流速：（4-15） B1進(jìn)水渠道寬度（m）； H1進(jìn)水渠道水深（m）。 設(shè)計中取B1=1.8m，H1=0.5m，得到V1=0.55m/s。4.2.11出水裝置：出水采用沉砂池末端薄壁出水堰跌落出水，出水堰可保證沉砂池內(nèi)水位標(biāo)高恒定，堰上水頭： （4-16） Q1沉砂池內(nèi)設(shè)計流量（m3/s）； m 流量系數(shù)，一般采用； b2堰寬（m），等于沉砂池的寬度。設(shè)計中取m=0.4，b2=2.49m，得到H1=0.234m。出水堰后自由跌落0.15m，出水流入出水槽，出

43、水槽寬度B2=0.8m，出水槽水深h2=0.35m，水流流速v2=0.89m/s。采用出水管道在出水槽中部與出水槽連接，出水管道采用鋼管。管徑DN2=800mm，管內(nèi)流速v2=0.99m/s，水力坡度i=1.46。4.2.12排砂裝置：采用吸砂泵排砂，吸砂泵設(shè)置在沉砂斗內(nèi)，借助空氣提升將沉砂排出沉砂池，吸砂泵管徑DN=300mm。曝氣沉砂池剖面如下圖：圖4.2 曝氣沉砂池剖面圖Fig.4.2 The section plane of aeration sand collector4.3初沉池及其設(shè)計：初次沉淀池是借助于污水中的懸浮物質(zhì)在重力的作用下可以下沉，從而與污水分離，初次沉淀池去除懸浮物

44、40%60%，去除BOD20%30%。初次沉淀池按照運(yùn)行方式不同可分為平流沉淀池、豎流沉淀池、輻流沉淀池、斜板沉淀池。設(shè)計中采用平流沉淀池，平流沉淀池是利用污水從沉淀池一端流入，按水平方向沿沉淀池長度從另一端流出，污水在沉淀池內(nèi)水平流動時，污水中的懸浮物在重力作用下沉淀，與污水分離。平流沉淀池由進(jìn)水裝置、出水裝置、沉淀區(qū)、緩沖層、污泥區(qū)及排泥裝置組成。沉淀池設(shè)四組，N=4組，每組設(shè)計流量Q=0.499m3/s。4.3.1沉淀池表面積： （4-17）F沉淀池表面積（m2）；q表面負(fù)荷（m3/m2h），一般采用1.5-3.0m3/m2h。設(shè)計中取q=2，得到 F=898.2m2。沉淀部分有效水深：h2=qt （4