污水廠課程設(shè)計

目錄8645第1章概述 133471.1城市水環(huán)境污染現(xiàn)狀 12791.2城市污水處理的必要性 211182第2章設(shè)計規(guī)模及處理程度 4242432.1設(shè)計水量 464552.1.1設(shè)計人口 4274292.1.2污水量計算 4154462.1.3設(shè)計規(guī)模確定 4208652.2原水水質(zhì)及處理要求 478652.2.1確定原水水質(zhì)指標(biāo) 4235732.2.2確定處理水水質(zhì)要求 549632.3處理程度 517412第3章工藝流程確定 61113.1處理流程確定 6108723.1.1確定原那么 6286553.1.2方案選擇 6288023.1.3處理流程圖8268373.2單元構(gòu)筑物選擇 927903.2.1格柵選擇 9225323.2.2沉砂池選擇 965033.2.3反響池選擇 9212393.3.4二沉池選擇 1013573.2.5污泥濃縮池 1122153.2.6污泥脫水設(shè)備 1118745第4章設(shè)計計算 1268024.1污水處理系統(tǒng)設(shè)計計算 12216404.1.1分流井 12100054.1.2粗格柵室 12201744.1.3污水提升泵房 14223904.1.4細(xì)格柵 15256524.1.5沉砂池 1659644.1.6生物反響池 17188774.1.7二沉池 2520944.1.8接觸消毒池 27247674.1.9計量設(shè)施 2971174.2污泥處理系統(tǒng)設(shè)計計算 29233144.2.1污泥量計算 29204514.2.2污泥濃縮池 2935214.2.3污泥貯池 3288654.3.4污泥消化池設(shè)計計算32200384.2.4脫水機(jī)及脫水機(jī)房 3319326第5章污水處理廠平面及豎向設(shè)計 35221605.1平面布置 35254985.1.1布置原那么 35200785.1.2平面布置說明 35169095.2高程布置 36197275.2.1布置原那么 36132755.2.2高程布置說明 3713416參考文獻(xiàn) 392758致謝 40第1章概述1.1城市水環(huán)境污染現(xiàn)狀水是人類賴以生存的資源。近年來,隨著全球工業(yè)經(jīng)濟(jì)的迅速開展,城市化進(jìn)程的加快和人口的不斷增加,水環(huán)境污染的問題日漸加劇,越來越多的國家已注意到水環(huán)境污染對人類生存的威脅。世界各國(特別是興旺國家)正投入大量的人力、物力積極治理水環(huán)境污染,改善人類的生存空間。水環(huán)境污染治理的研究已成為一個全球性的課題。中國作為一個開展中的國家,水環(huán)境污染問題尤為突出。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計,到上世紀(jì)末,中國城鎮(zhèn)生活污水年排放量達(dá)204億立方米,工業(yè)廢水年排放量到達(dá)198億立方米,分別比1980年增加了3.8倍和1.5倍,而這些污水又絕大局部未經(jīng)處理排入河流、湖泊、水庫,造成流經(jīng)城市的河流86%遭到比擬嚴(yán)重的污染。據(jù)有關(guān)部門的監(jiān)測說明,流經(jīng)城市的大局部河流的水質(zhì)達(dá)不到國家地面水Ⅲ類水體標(biāo)準(zhǔn)的要求,水體中許多對人體有害的指標(biāo)均嚴(yán)重超標(biāo)。可見中國的水環(huán)境污染已不是一個區(qū)域性的問題,而是一個全國性問題。如何在經(jīng)濟(jì)建設(shè)開展的同時,兼顧社會、環(huán)境的開展,到達(dá)可持續(xù)性開展的目的;如何對嚴(yán)重污染的水環(huán)境進(jìn)行治理,這是一個全國都需研究的課題，國家每年都會投入大量的資金去治理水環(huán)境污染，尤其國家“十二五”規(guī)劃中又著重加強(qiáng)了對環(huán)境污染尤其是對水污染的治理。以西安市為例，為了進(jìn)一步改善水環(huán)境質(zhì)量，完成省政府下達(dá)的“十二五”水環(huán)境質(zhì)量目標(biāo)任務(wù)和削減化學(xué)需氧量、氨氮約束性考核指標(biāo)，為西安市經(jīng)濟(jì)社會開展提供水環(huán)境保障，結(jié)合西安市水環(huán)境現(xiàn)狀，制定了水污染治理實施方案。當(dāng)前渭河西安段水質(zhì)仍未到達(dá)省上劃定的水環(huán)境功能區(qū)Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)和《關(guān)中-天水經(jīng)濟(jì)區(qū)開展規(guī)劃》確定的Ⅲ類水質(zhì)目標(biāo)，水污染形勢不容樂觀，治理任務(wù)仍然十分艱巨，其存在的主要問題，一是西安的排污量大，約占渭河陜西段納污量的50%左右。據(jù)測算，我市每年向渭河排放14萬噸左右的化學(xué)需氧量和1.3萬噸左右的氨氮〔不包括農(nóng)業(yè)源〕，是渭河的第一排污大市；二是污水處理率低。皂河〔含太平河〕、新河、漕運(yùn)明渠均有大量的污水未經(jīng)處理直排渭河，幸福渠沿岸至今未建成污水處理廠，離國家污水處理率必須到達(dá)95%以上的要求還有很大差距；三是結(jié)構(gòu)性污染嚴(yán)重，工業(yè)企業(yè)污染治理水平低。太平河、新河由于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)原因污染嚴(yán)重，造紙、果汁、化工等高污染、高排放企業(yè)還需進(jìn)一步進(jìn)行產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，工業(yè)企業(yè)廢水排放標(biāo)準(zhǔn)遠(yuǎn)高于水體環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)且不能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。究其原因，一是西安市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理，高污染、高排放的企業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整不到位；二是污水處理廠建設(shè)和配套市政管網(wǎng)建設(shè)滯后，未實現(xiàn)污水全收集全處理；三是農(nóng)村污水治理嚴(yán)重滯后，再生水利用率低，生態(tài)補(bǔ)給水缺乏，河流自凈能力差。因此我國當(dāng)前城市水環(huán)境污染現(xiàn)狀不容樂觀，污染態(tài)勢非常嚴(yán)峻亟待解決。1.2城市污水處理的必要性隨著的開展，城市水資源短缺的壓力越來越大，追究城市水危機(jī)的根本原因，人們越來越認(rèn)識到，是水的社會循環(huán)超出了水的自然循環(huán)可承載的范圍。因此，只有充分尊重水的自然運(yùn)動規(guī)律，合理地使用水資源，使上游地區(qū)的用水循環(huán)不影響下游水域的水體功能、社會循環(huán)不損害自然循環(huán)的客觀規(guī)律，從而維系或恢復(fù)城市乃至流域的良好水環(huán)境，才是水資源可持續(xù)利用的有效途徑。這就要求我們從“取水－輸水－用戶－排放”的單向開放型的用水模式轉(zhuǎn)變?yōu)椤肮?jié)制地取水－輸水－用戶－再生水”的反響式循環(huán)流程，提高水的利用效率。實現(xiàn)這一重大用水模式的轉(zhuǎn)變，加強(qiáng)污水再生利用是關(guān)鍵。我國約三分之二的城市以地下水為主要水源，而現(xiàn)在地下水開發(fā)和保護(hù)方面存在很多問題，其中管理不善，超量開采，造成地下水位連續(xù)下降，城市地下水資源普遍遭到污染，這些問題直接影響了地下水資源的可持續(xù)利用。因此很多城市別無選擇，只得采取遠(yuǎn)距離取水，這樣，長距離引水工程工程的建設(shè)與日俱增，在此情況下，水資源的緊缺和污染已成為我國國民經(jīng)濟(jì)開展的一個制約因素。面對這一嚴(yán)峻形勢，必須實行水資源的統(tǒng)一規(guī)劃與管理，把用水問題，特別是將節(jié)水工作納入社會經(jīng)濟(jì)開展規(guī)劃，建立與健全相應(yīng)的規(guī)章制度，認(rèn)真貫徹開源節(jié)流并重方針，加強(qiáng)節(jié)水的科學(xué)管理，全面開展節(jié)水工作，通過多種途徑開辟新水源，加強(qiáng)污水處理，搞好污水回用，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。因此，根據(jù)我國經(jīng)濟(jì)開展和環(huán)境保護(hù)需求，結(jié)合我國環(huán)境保護(hù)最新研究成果和國際環(huán)境保護(hù)技術(shù)水平和開展趨勢，提出一套合理、經(jīng)濟(jì)、運(yùn)轉(zhuǎn)效率高的工藝流程對污水進(jìn)行處理，以到達(dá)標(biāo)準(zhǔn)排放。對于保護(hù)環(huán)境，減輕環(huán)境污染，遏制生態(tài)惡化趨勢，有著重要的意義。第2章設(shè)計規(guī)模及處理程度2.1設(shè)計水量2.1.1設(shè)計人口近期人口：遠(yuǎn)期人口：2.1.2污水量計算近期污水量〔近期人口161000人〕遠(yuǎn)期污水量〔遠(yuǎn)期人口168000人〕2.1.3設(shè)計規(guī)模確定，取近期水量為4.0；，取遠(yuǎn)期水量為5.0；2.2原水水質(zhì)及處理要求2.2.1確定原水水質(zhì)指標(biāo)根據(jù)地區(qū)狀況和當(dāng)?shù)鼐用竦纳盍?xí)慣，通過連續(xù)不間斷的進(jìn)行取樣調(diào)查，并且參照相近已建成的污水處理廠的資料，綜合分析后確定原水水質(zhì)指標(biāo)如表2.1所示。其中，進(jìn)出水廠的水溫：夏季水溫22℃~25℃，冬季水溫10℃~15℃，常年平均水溫約為20℃。表2.1污水處理廠進(jìn)水主要水質(zhì)指標(biāo)COD(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)TN(mg/L)NH3-N(mg/L)TP(mg/L)pH45020020040305.06~92.2.2確定處理水水質(zhì)要求針對污水廠處理后水排放的河流水質(zhì)要求，該污水處理廠的處理水應(yīng)該到達(dá)《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB18918-2002中一級B類排放標(biāo)準(zhǔn)，確定處理后的出水水質(zhì)指標(biāo)如表2.2所示。表2.2污水處理廠出水主要水質(zhì)指標(biāo)COD(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)TN(mg/L)NH3-N(mg/L)TP(mg/L)pH602020208〔15〕1.06~9同時，污水處理廠的污泥應(yīng)該到達(dá)穩(wěn)定化及脫水處理〔含水率80%以下〕。2.3處理程度根據(jù)表2.1和表2.2中進(jìn)水水質(zhì)指標(biāo)和出水水質(zhì)指標(biāo)，計算確定各項污染物的處理程度如表2.3所示。表2.3污水處理廠各污染物處理程度水質(zhì)指標(biāo)COD〔mg/L〕BOD5〔mg/L〕SS〔mg/L〕TN〔mg/L〕NH3-N〔mg/L〕TP〔mg/L〕pH原水45020020040305.06~9出水602020208〔15〕1.06~9處理程度87%90%90%50%74%〔50%〕90%--第3章工藝流程確定3.1處理流程確定3.1.1確定原那么1、新建的城鎮(zhèn)污水處理廠所采用的污水處理流程不但要有很高的SS、BOD5，CODcr去除能力，而且要具有很高的脫氮除磷功能；2、處理工藝技術(shù)合理、成熟可靠；3、工程造價低，節(jié)省能耗，節(jié)省運(yùn)行費及占地少；4、運(yùn)行管理簡單，控制環(huán)節(jié)少，易于操作；5、因地制宜，污水處理廠應(yīng)分期，分達(dá)標(biāo)實施；6、污水、污泥要資源化。3.1.2方案選擇污水處理廠的處理流程分為一級物理處理，二級生化處理，三級深度處理和污泥處理。以下對四種處理方案做一選擇。1、一級物理處理一級處理工藝主要去除原水中的漂浮物、垃圾和沙粒等固體不溶性物質(zhì)，一般可采用粗格柵、細(xì)格柵、沉砂池以及沉淀池等工藝來去除。污水經(jīng)一級處理后，懸浮固體物的去除率可以到達(dá)70%~80%，BOD5的去除率只有30%左右，尚達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)，但一級處理對后續(xù)污水處理工序起著重要的保障作用，因此往往是污水處理工藝中不可缺少的首段處理。二級生化處理污水經(jīng)二級處理后，BOD5去除率可達(dá)90%以上，一般可降至20~30mg/L。一般情況下，城鎮(zhèn)污水經(jīng)二級處理后，水質(zhì)即可到達(dá)排放的標(biāo)準(zhǔn)。按《城市污水處理和污染防治技術(shù)政策》要求推薦，20萬t/d規(guī)模大型污水廠一般采用常規(guī)活性污泥法工藝，10-20萬t/d污水廠可以采用常規(guī)活性污泥法、氧化溝、SBR、AB法等工藝，小型污水廠還可以采用生物濾池、水解好氧法工藝等。對脫磷脫氮有要求的城市，應(yīng)采用二級強(qiáng)化處理，如A2/O工藝，A/O工藝，SBR及其改進(jìn)工藝，氧化溝工藝，以及水解好氧工藝，生物濾池工藝等。這些從活性污泥法派生出來的工藝都可以實現(xiàn)除碳、除氮、除磷三種流程的組合，都是比擬實用的除磷脫氮工藝。表3.1幾種常見污水處理工藝特點及使用條件工藝特點使用條件傳統(tǒng)活性污泥法分段進(jìn)水法吸附再生法中等復(fù)核處理工藝，出水水質(zhì)好且穩(wěn)定，運(yùn)行管理簡單；需要增加污泥穩(wěn)定處理環(huán)節(jié)，加大了投資；污泥沼氣可發(fā)電或直接驅(qū)動鼓風(fēng)機(jī)，可降低運(yùn)行本錢。規(guī)模大于20萬t/d的大型城鎮(zhèn)污水處理廠氧化溝SBRUNIANK低負(fù)荷處理工藝，出水水質(zhì)好，耐沖擊負(fù)荷，泥齡長，污泥較穩(wěn)定。一般不設(shè)初沉池，投資和運(yùn)行電耗較高。適合規(guī)模較小，20萬t/d以下，技術(shù)力量較薄弱的中小城鎮(zhèn)污水處理廠。A/O法A2/O法主流生物脫單除磷技術(shù)，出水水質(zhì)較好，耐沖擊負(fù)荷，污泥較穩(wěn)定。既可在傳統(tǒng)活性污泥法、分段進(jìn)料法上用，也可在氧化溝、SBR和一體化池中使用AB法工藝流程長，產(chǎn)泥量大，污泥不穩(wěn)定，運(yùn)行管理復(fù)雜。適用于高濃度城鎮(zhèn)污水處理的特殊場合在上述各種脫磷除氮工藝中，對中小污水廠來講，比擬有開展前途的工藝是SBR工藝、氧化溝工藝。因為這兩種工藝一般都不設(shè)初沉池，SBR工藝和合建式氧化溝工藝也不需要二沉地、污泥回流設(shè)施，因此，水、泥處理流程大為簡化，可以到達(dá)占地少、能耗低、投資省，運(yùn)行管理方便的目的，符合當(dāng)前污水處理工藝合建、簡化開展的總趨勢。采用延時曝氣的SBR工藝和氧化溝工藝產(chǎn)生的剩余污泥已經(jīng)根本到達(dá)好氧穩(wěn)定，剩余污泥經(jīng)過濃縮脫水后就可以直接應(yīng)用于農(nóng)田、填埋或者燃燒，不需要搞污泥消化，因此建設(shè)、運(yùn)轉(zhuǎn)的費用大為減少，這一點對中小城鎮(zhèn)污水廠來說，是非常有吸引力的。本城市中的污水處理廠處理規(guī)模較小，二期只能到達(dá)5.0，屬于中小規(guī)模污水處理廠。鑒于氧化溝有著比擬好的優(yōu)勢，所以通過綜合比擬，最終確定二級生化處理工藝采用改進(jìn)A20工藝。3、三級深度處理污水三級處理的目的是進(jìn)一步除去二級處理中所未能除去的污染物質(zhì)，包括微生物未能降解的有機(jī)物，以及可導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化的的植物營養(yǎng)性無機(jī)物等。通過三級處理，BOD5可從20~30mg/L降至5mg/L以下，同時能去除大量氮、磷等剩余污染物質(zhì)。本次設(shè)計中，處理程度要求較低，因此不設(shè)三級處理系統(tǒng)。4、污泥處理工藝污泥處理工藝流程包括四個階段。第一階段為污泥濃縮，主要目的是使污泥初步減容，縮小后續(xù)處理構(gòu)筑物的容積或設(shè)備容量；第二階段為污泥消化，使污泥中的有機(jī)物分解，使污泥趨于穩(wěn)定；第三階段為污泥脫水，使污泥進(jìn)一步減容，便于運(yùn)輸；第四階段為污泥處置，采用某種適宜的途徑，將最終的污泥予以消納和處置。以上各階段產(chǎn)生上清液或濾液其中含有大量的污泥物質(zhì)，因而應(yīng)送回污水處理系統(tǒng)中繼續(xù)處理。根據(jù)要求，設(shè)計污水處理廠的污泥含水率要到達(dá)80%以下。3.1.3處理流程圖最終確定污水處理廠的工藝流程如圖3.1所示。圖3.1污水處理廠工藝流程圖3.2單元構(gòu)筑物選擇3.2.1格柵選擇該工藝流程中采用機(jī)械去除的粗格柵〔50～100mm〕和細(xì)格柵〔3～10mm〕。3.2.2沉砂池選擇常用沉砂池有平流式沉砂池、豎流式沉砂池、旋流式沉砂池和曝氣沉砂池四種形式。其各自特點如下：平流式沉砂池為常用形式，污水在池中沿水平方向流動，具有結(jié)構(gòu)簡單，截留無機(jī)顆粒效果好的優(yōu)點；豎流式沉砂池是污水自下而上從中心管進(jìn)入池內(nèi)，無機(jī)顆粒借重力沉淀于池底，處理效果一般較差；旋流式沉砂池是近來日益廣泛使用的池型，它利用機(jī)械控制流態(tài)與流速，加速砂礫的沉淀，有機(jī)物那么被留在污水中，具有沉砂效果好、占地省的優(yōu)點；曝氣沉砂池是在池的一側(cè)通入空氣，使污水沿池旋轉(zhuǎn)前進(jìn)，它可以通過調(diào)節(jié)曝氣量，控制污水旋流速度，使除沙效率穩(wěn)定，受流量變化小，同時還對污水起預(yù)曝氣作用。鑒于該工藝流程中后續(xù)是采用氧化溝進(jìn)行生化處理，曝氣沉砂池可以對污水起到預(yù)曝氣作用，有利于后續(xù)工藝進(jìn)行，而且除砂效果穩(wěn)定，所以該工藝選擇曝氣沉砂池。3.2.3反響池選擇AAO工藝適用于對氮、磷排放均有嚴(yán)格要求的城鎮(zhèn)污水處理，其厭氧、缺氧、好氧三區(qū)分區(qū)明確，便于控制；微生物在厭氧缺氧、厭氧、好氧條件下交替運(yùn)行，有利于抑制絲狀菌膨脹，改善污泥的沉降性能。研究說明，反硝化細(xì)菌利用有機(jī)物的能力比聚磷菌強(qiáng)，當(dāng)易降解的有機(jī)物缺乏時還可以利用難降解有機(jī)物進(jìn)行反硝化。傳統(tǒng)的AAO工藝，回流污泥攜帶硝態(tài)氮進(jìn)入?yún)捬醭兀聪趸?xì)菌將優(yōu)先奪取污水中易降解有機(jī)物，使聚磷菌處于競爭劣勢，進(jìn)而影響了生物除磷的效果。改進(jìn)AAO工藝是在原先傳統(tǒng)的AAO工藝的根底上，在厭氧區(qū)前面參加一個缺氧選擇區(qū)，同時兼具一局部的脫氮功能，消除了硝態(tài)氮對厭氧區(qū)聚磷菌的不利影響，提高了系統(tǒng)生物除磷的功能。配套主要設(shè)備為推進(jìn)器或攪拌器。圖3.2改進(jìn)A2O系統(tǒng)平面結(jié)構(gòu)圖3.3.4二沉池選擇沉淀池一般分為平流式、豎流式和輻流式沉淀池三種類型。三種沉淀池優(yōu)缺點及其適用條件見表3.1.表3.1各沉淀池優(yōu)缺點及適用條件池型優(yōu)點缺點適用條件平流式沉淀效果好，抗沖擊能力強(qiáng)，施工簡易，布置緊湊配水不均，排泥量大，排泥設(shè)備復(fù)雜，施工質(zhì)量高適用大、中、小型污水廠豎流式排泥方便，簡單易行池深大，施工困難，抗沖擊能力差適用小型污水廠輻流式多為機(jī)械排泥，運(yùn)行可靠，管理簡單，排泥設(shè)備已定型化排泥設(shè)備復(fù)雜，施工質(zhì)量要求高適用大、中型污水廠通過比照分析，我們在該工藝中選擇機(jī)械化程度較高，而且占地面積較小的輻流式沉淀池。3.2.5污泥濃縮池重力式污泥濃縮池是目前常用的污泥濃縮池型，其具有結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)行控制方便，造價低，占地少等優(yōu)點。因此我們在該工藝中選擇重力式污泥濃縮池。3.2.6污泥脫水設(shè)備由于壓濾脫水具有良好的脫水效果，所以在該工藝中我們采用板框壓濾機(jī)脫水。第4章設(shè)計計算4.1污水處理系統(tǒng)設(shè)計計算4.1.1分流井如圖4.1為分流井示意圖，該分流井設(shè)計為矩形豎井，井內(nèi)設(shè)置3支水管，1支為進(jìn)水管，1支為出水管，1支為超越管，安裝有兩個手自一體閘板，一個控制進(jìn)水，一個控制出水，一個控制超越。具體設(shè)計數(shù)據(jù)：進(jìn)水管：,D進(jìn)水=1000mm；管內(nèi)底標(biāo)高：411.00m，i=0.005,v=1.0~1.15m/sh/D=0.5~0.56.出水管：D出水=D進(jìn)水=1000mm；高程為：410.9m,低于進(jìn)水管100mm；超越管：D超越=1200mm，高程為：410.8m,低于出水管100mm;閘板：出水管閘板采用：1100mm×1100mm；超越管閘板采用：1300mm×1300mm；分流井尺寸：L×B×H=2100mm×2300mm×5200mm圖4.1分流井示意圖4.1.2粗格柵室設(shè)計數(shù)據(jù)：Kh=1.3；Q最大時=Q平均×Kh=50000×1.3=6.5×104m3/d=0.76m3/s；柵條間隙：50mm~100mm，取50mm；過柵流速：0.6m/s~1.0m/s，取0.8m/s；柵前流速：0.4m/s~0.9m/s；取0.7m/s；傾斜角度：45°C~75°C，取75°C；過柵水頭損失：0.08m~0.15m，取0.2m；柵條斷面采用正方形20mm×20mm；近期采用二組格柵，遠(yuǎn)期采用三組格柵；采用機(jī)械清渣方式。圖4.2格柵示意圖柵槽寬度：設(shè)柵前水深h=0.5m〔取1.10m〕〔2〕進(jìn)水渠道漸寬長度：設(shè)進(jìn)水渠道寬0.85m；漸寬展開角度〔3〕柵槽與出水渠道連接處的漸寬局部長度：〔4〕通過格柵的水頭損失：〔5〕柵后槽總高度：設(shè)柵前渠道超高=0.3m〔6〕柵槽總長度：〔7〕每日柵渣量：在格柵間隙50mm情況下，設(shè)柵渣量為每1000m3污水產(chǎn)0.05m3，4.1.3污水提升泵房本設(shè)計采用A2O工藝系統(tǒng)，污水處理系統(tǒng)簡單，只考慮一次提升。污水經(jīng)提升后再過細(xì)格柵，然后經(jīng)沉砂池，自流通過曝氣池、二沉池及接觸池等，最后由出水管道排入納污河流。設(shè)計參數(shù)：Q=0.70m3/s，泵房工程結(jié)構(gòu)按遠(yuǎn)期最大流量設(shè)計設(shè)計要求：1〕泵房進(jìn)水角度不大于45度。2〕相鄰兩機(jī)組突出局部得間距，以及機(jī)組突出局部與墻壁的間距，應(yīng)保證水泵軸或電動機(jī)轉(zhuǎn)子再檢修時能夠拆卸，并不得小于0.8。如電動機(jī)容量大于55KW時，那么不得小于1.0m，作為主要通道寬度不得小于1.2m。3〕泵站采用矩形平面鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)半地下式，尺寸為12m×9m，高12m，地下埋深7m。4〕水泵為自灌式。泵房設(shè)計計算水泵揚(yáng)程=細(xì)格柵最高水位+水泵損失+吸壓水管路損失+集水池最低水位到地面的高程差+富裕水頭〔1m〕即：H=1.6+2+2+5.7+1=12.3m根據(jù)設(shè)計流量0.70m3/s，屬于大流量低揚(yáng)程的情形，考慮選用選用5臺350QW1200-18-90型潛污泵〔流量1200m3/h，揚(yáng)程18m，轉(zhuǎn)速990r/min，功率90kw〕，4用1備，流量：集水池容積：考慮不小于一臺泵5min的流量：取有效水深h=1.5m，那么集水池面積為:泵房采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),尺寸為12m×9m,泵房為半地下式，水泵為自灌式。4.1.4細(xì)格柵設(shè)計數(shù)據(jù)：Kh=1.3；Q最大時=Q平均×Kh=50000×1.3=6.5×104m3/d=0.76m3/s；柵條間隙：3mm~10mm，取5mm；過柵流速：0.6m/s~1.0m/s，取0.8m/s；柵前流速：0.4m/s~0.9m/s；取0.7m/s；傾斜角度：45°C~75°C，取75°；過柵水頭損失：0.08m~0.15m，取0.1m；柵條斷面采用正方形20mm×20mm；近期采用二組細(xì)格柵，遠(yuǎn)期采用三組細(xì)格柵；采用機(jī)械清渣方式。柵槽寬度：設(shè)柵前水深h=0.5m〔2〕進(jìn)水渠道漸寬長度：設(shè)進(jìn)水渠道寬1.50m；漸寬展開角度〔3〕柵槽與出水渠道連接處的漸寬局部長度：〔4〕通過格柵的水頭損失：〔5〕柵后槽總高度：設(shè)柵前渠道超高=0.3m〔6〕柵槽總長度：〔7〕每日柵渣量：在格柵間隙5mm情況下，設(shè)柵渣量為每1000m3污水產(chǎn)0.1m3，4.1.5沉砂池經(jīng)過細(xì)格柵的污水中仍然含有較多的泥沙、懸浮油類，本設(shè)計中根據(jù)原水水質(zhì)選擇曝氣沉砂池，池子總有效容積：設(shè)水流斷面積：設(shè)〔3〕沉砂池設(shè)兩格〔一用一備〕，每格斷面形狀見圖4.3。池寬2400mm，矩形有效深度2000mm，池底坡度0.6，超高0.6m，全池總高3900mm。圖4.3曝氣沉砂池斷面形狀圖每格沉砂池實際進(jìn)水?dāng)嗝婷娣e〔5〕池長：〔6〕每格沉砂池沉砂斗容量：〔7〕每格沉砂池實際沉沙量：設(shè)含沙量為，每兩天排一次砂，〔8〕每小時所需空氣量：設(shè)曝氣管浸水深度為2.5m，查《給排水設(shè)計手冊》可知單位池長所需空氣4.1.6生物反響池1、進(jìn)出水水質(zhì)要求見表2.3.2、由進(jìn)出水水質(zhì)可得：BOD5/COD≥0.4，所以可以進(jìn)行生物處理；COD/TN=450/40=11.25>8，BOD5/TP=200/5=40>20，故可估算具有較好的生物脫氮除磷效果.3、A2O脫氮除磷參數(shù)計算該工藝是將厭氧、好氧除磷系統(tǒng)和缺氧、好氧脫氮除磷的根底工藝，可同時去除水中的BOD、氮和磷。〔1〕條件設(shè)計流量〔不考慮變化系數(shù)〕設(shè)計進(jìn)水水質(zhì)COD=450mg/L，=200mg/L，SS=200mg/L，TN=40mg/L，NH-N=30mg/L，TP=5.0mg/L，pH為6~9設(shè)計出水水質(zhì)COD=60mg/L，=20mg/L，SS=20mg/L，TN=20mg/L，NH-N=8mg/L，TP=1.0mg/L，pH為6~9〔2〕設(shè)計計算〔用污泥負(fù)荷法〕有關(guān)設(shè)計參數(shù)污泥負(fù)荷N=0.18kg/(kgMLSS.d)水力停留時間HRT為t=8h污泥回流濃度為=10000mg/L污泥回流比R=100%混合液懸浮固體濃度TN去除率混合液回流比，取200%設(shè)計數(shù)據(jù)：好氧區(qū)，溶解氧半速度常數(shù)。那么硝化細(xì)菌生長速率：平安系數(shù),那么硝化細(xì)菌污泥齡：，取12d設(shè)產(chǎn)泥系：，自身氧化速率：，進(jìn)水，出水。好氧區(qū)容積：好氧區(qū)水力停留時間：缺氧區(qū)容積計算，采用容積動力學(xué)方法計算：生物同化作用消耗的氨態(tài)氮：在13℃下，反硝化速率為那么反硝化區(qū)容積為：反硝化區(qū)水力停留時間：厭氧區(qū)容積：根據(jù)GB50014-2006〔2011版〕，厭氧區(qū)水力停留時間取1~2h，設(shè)計取1.5h，那么厭氧區(qū)容積：預(yù)反硝化區(qū)容積：設(shè)計預(yù)反硝化區(qū)水力停留時間為0.5h。生物反響池總?cè)莘e及總停留時間：生物池有效水深取5米，那么生物池的占地面積為：生物池超高取1米，那么生物池的總高度為6米?！?〕單組生物池具體布置形式計算：預(yù)反硝化區(qū)采用雙廊道式，每格廊道寬度為6.5米?？?cè)莘e為208m3，設(shè)計有效水深為5米，那么每條廊道的長度為6.4米。厭氧區(qū)采用雙廊道，長度與反硝化區(qū)的廊道長度相等，為19.5米，寬6.4米。厭氧區(qū)的總?cè)莘e為124.8m3。缺氧區(qū)的長度為25.9米，容積為1295m3，設(shè)計水深5米，那么缺氧區(qū)的有效寬度為10米。好氧區(qū)采用五廊道，單個廊道寬度為5米，有效長度為16.7，好氧區(qū)容積為2087.5m3，設(shè)計水深5米。上下兩座生物池共用一個進(jìn)出水系統(tǒng)，其中20%的水進(jìn)入預(yù)反硝化取，其余80%的水進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū)。管路系統(tǒng)輕快簡潔。其余管道〔如回流污泥管，曝氣管等〕敷設(shè)在管廊中?！?〕反響池進(jìn)出水系統(tǒng)計算進(jìn)水管：單組反響池進(jìn)水管設(shè)計流量管道流速v=0.9m/s管徑取進(jìn)水管管徑DN1000mm回流污泥管單組反響池回流污泥設(shè)計流量管道流速v=0.7m/s有效水深取0.5米，那么污泥回流渠寬度為進(jìn)水井反響池進(jìn)水孔尺寸：進(jìn)水孔過流量孔口流速v=0.6m/s孔口過水?dāng)嗝娣e孔口尺寸取為進(jìn)水井平面尺寸取為出水堰及出水井按矩形堰流量公式計算式中b堰寬，b=5mH堰上水頭，m出水孔口流速v=0.6m/s孔口過水?dāng)嗝娣e孔口尺寸取為出水管反響池出水管設(shè)計流量管道流速v=0.9m/s管徑取出水管管徑DN700mm剩余污泥量。剩余污泥由生物污泥和非生物污泥組成。生物污泥產(chǎn)量為非生物污泥產(chǎn)量為剩余污泥為單位BOD5去除量的污泥產(chǎn)量曝氣系統(tǒng)設(shè)計計算碳化需氧量AOR1硝化需氧量AOR2反硝化脫氮產(chǎn)生的氧量AOR3總需氧量AOR最大需氧量與平均需氧量之比為1.4，那么去除每1kg的需氧量標(biāo)準(zhǔn)需氧量采用鼓風(fēng)曝氣，微孔曝氣器。曝氣器敷設(shè)于池底，距池底0.2m，淹沒深度4.0m，氧轉(zhuǎn)移效率,計算溫度T=℃。將實際需氧量AOR換算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的需氧量SOR。式中氣壓調(diào)整系數(shù)，，工程所在地區(qū)實際大氣壓為，故=1曝氣池內(nèi)平均溶解氧，取查表得水中的溶解氧飽和度：空氣擴(kuò)散氣出口絕對壓為：空氣離開好氧池時氧的百分比：好氧反響池中平均溶解氧飽和度：標(biāo)準(zhǔn)需氧量為：相應(yīng)最大時標(biāo)準(zhǔn)需氧量：好氧反響池平均時供氣量：最大時供氣量：所需空氣壓力p(相對壓力〕式中供風(fēng)管道沿程與局部阻力之和，取0.2m曝氣器淹沒水頭，曝氣器阻力，取充裕水頭，取為0.5m。曝氣器數(shù)量計算〔以單組反響池計算〕按供氧能力計算所需曝氣器數(shù)量：式中按供氧能力所需曝氣器個數(shù)曝氣器標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，與好氧反響池工作條件相近時的供氧能力，采用微孔曝氣器，參照有關(guān)手冊，工作水深4.3m，在供風(fēng)量時，曝氣氧利用率,效勞面積0.3~0.75，充氧能力。那么：以微孔曝氣器效勞面積進(jìn)行校核：符合要求4.1.7二沉池二次沉淀池分期建設(shè)，并且與氧化溝對應(yīng)，近期建設(shè)4組，遠(yuǎn)期采用5組〔增加1組〕；二沉池污水自流進(jìn)入，設(shè)計流量按每期最大流量計算；沉淀池選輻流式沉淀池，采用沉淀效率比擬高的周進(jìn)周出的進(jìn)出水形式，具體設(shè)計參數(shù)選擇如下〔如非特殊說明，以下均按照單組設(shè)計〕：設(shè)計流量Q=1.3*50000/5m3/d=542m3/h，氧化溝出水混合液懸浮濃度Nw=5kg/m3回流污泥濃度10000mg/L，污泥回流比R=100%，外表負(fù)荷采用標(biāo)準(zhǔn)建議數(shù)據(jù)〔如表4.1〕1.0，停留時間t=1.5h，超高0.3m。表4.1二次沉淀池設(shè)計數(shù)據(jù)沉淀池類型沉淀時間〔h〕外表負(fù)荷〔日平均量〕[]污泥含水率〔%〕固體負(fù)荷[]堰口負(fù)荷[]活性污泥法后2.0~5.00.6~1.099.2~99.6≤1501.5~2.9具體沉淀池尺寸計算如下〔計算示意圖見圖4.4〕。圖4.4輻流式沉淀池計算示意圖沉淀局部水面面積：池子直徑：T取2.0h，污泥停留時間取2.0h，那么澄清區(qū)高度，污泥區(qū)高度池邊深度：設(shè)池底坡度為0.02，池中心與池邊落差，污泥斗高度：污泥斗上底直徑2米，下底直徑1米，傾角60°，那么污泥回流設(shè)備鑒于采用鼓風(fēng)曝氣，所以污泥回流設(shè)備采用氣力提升，如圖4.5.圖4.5氣力提升污泥回流示意圖4.1.8接觸消毒池接觸池的作用是保證消毒劑與水有充分的接觸時間，使消毒劑發(fā)揮作用，到達(dá)預(yù)期的消毒效果。1、設(shè)計要求〔1〕氯與污水的混合接觸時間，，一般采用30-60min〔2〕接觸池容積按照平均時流量設(shè)計計算〔3〕接觸池池型可采用矩形隔板式、豎流式和輻流式〔4〕矩形隔板式接觸池的隔板應(yīng)沿縱向分隔，當(dāng)水流長度：寬度=72:1，池長：單個寬=18：1，水深：寬度≤1.0時，接觸效果最好。設(shè)計參數(shù)：采用氯消毒工藝，接觸時間取t=30min處理水量按照近期平均流量設(shè)計Q=40000/24=1667m3/h2、設(shè)計計算(1)接觸池容積V：(2)采用矩形隔板式接觸池2座，n=2，每座池容積(3)取接觸池水深h=1.8m單格寬b=2m那么池長水流長度(4)每座接觸池的分隔數(shù)(5)復(fù)核池容：由以上計算接觸池寬B=2×4=8m，池長，水深h=1.8m所以接觸池出水設(shè)溢流堰(6)消毒采用液氯，消毒可靠，投配設(shè)備簡單，投量準(zhǔn)確，價格廉價。加氯量確定：經(jīng)過二級處理后的污水加氯量為5~10mg/L。本設(shè)計采用8mg/L。儲氯量，儲藏15d的用量(7)設(shè)計草圖如下：圖4.6隔板接觸池計算圖4.1.9計量設(shè)施計量設(shè)施采用巴氏計量槽來計量，具體尺寸及規(guī)格采用標(biāo)準(zhǔn)巴氏計量槽尺寸。4.2污泥處理系統(tǒng)設(shè)計計算4.2.1污泥量計算每組每日溝剩余污泥重量〔濕污泥〕：設(shè)TSS=200mg/L，VSS=140mg/L每組溝每日排出剩余污泥體積：4.2.2污泥濃縮池1、設(shè)計要求：〔1〕連續(xù)流污泥濃縮池可采用沉淀池形式，一般為豎流式或輻流式?！?〕污泥濃縮池面積應(yīng)按污泥沉淀曲線實驗數(shù)據(jù)決定的污泥固體負(fù)荷來進(jìn)行計算。當(dāng)為活性污泥時，其含水率一般為99.2%-99.6%，污泥固體負(fù)荷采用20-30，濃縮后的污泥含水率可到達(dá)97.5%左右?！?〕濃縮池的有效水深一般采用4米，當(dāng)為豎流式污泥濃縮池時，其水深按照沉淀局部的上升流速一般不大于0.1mm/s進(jìn)行核算?！?〕濃縮池的容積應(yīng)按濃縮10-16h進(jìn)行核算，不宜過長，否那么將發(fā)生厭氧分解或反硝化，產(chǎn)生CO2和H2S?！?〕連續(xù)流污泥濃縮池，一般采用圓形豎流或輻流沉淀池的形式。污泥室的容積應(yīng)根據(jù)排泥方法和兩次排泥間隔時間而定，當(dāng)采用定期排泥時，兩次排泥間隔一般可采用8h。輻流式污泥濃縮池的池底坡度，當(dāng)采用吸泥機(jī)時，可采用0.003。2、設(shè)計參數(shù)選擇連續(xù)式重力濃縮池；污泥固體負(fù)荷G為活性污泥時取20-30G=25。經(jīng)曝氣池后污泥的含水率為濃縮后為97%3、設(shè)計計算〔1〕濃縮池平面面積F〔2〕單個濃縮池的直徑D：本設(shè)計采用2座濃縮池?！?〕單個濃縮池的容積：式中T——濃縮池濃縮時間〔h〕，一般采用10-16h，本設(shè)計取15h?！?〕沉淀池有效水深超高h(yuǎn)1=0.3m，緩沖層高度h3=0.3m，濃縮池設(shè)機(jī)械刮泥，池底坡度i=0.05污泥斗下底直徑D1=1.0m，上底直徑D2=2.0m。池底坡度造成的深度污泥斗高度濃縮池深度〔5〕濃縮后的污泥體積剩余含水率P1為99%，濃縮后的污泥含水率P2為97%，濃縮后的污泥體積為：〔6〕排泥管設(shè)計濃縮后單池剩余泥量V=86m3/d=0.0010m3/s，泥量很小，采用污泥管道最小管徑DN150mm，間歇將污泥排出貯泥池。〔7〕溢流管設(shè)計濃縮池別離后的污水量所以溢流管流量設(shè)計為，直徑采用DN=150mm，管內(nèi)流速0.2m/s〔8〕設(shè)計草圖圖4.7濃縮池設(shè)計圖4.2.3污泥貯池1、設(shè)計要求濃縮后的剩余污泥和初沉池污泥進(jìn)入污泥貯池，然后經(jīng)污泥泵進(jìn)入消化池處理系統(tǒng)。污泥貯池的有效容積要保證濃縮池一次排泥的量能夠儲存。2、設(shè)計參數(shù)：本設(shè)計采用1座貯泥池。3、設(shè)計計算〔1〕污泥量的計算：濃縮后的二沉池總污泥為249m3/d，貯泥時間為4h。〔2〕貯泥池容積：〔3〕貯泥池面積：設(shè)池子有效深度，〔4〕池子總高：設(shè)池子超高，〔5〕貯泥池直徑：〔6〕管道局部：貯泥池中設(shè)DN=200mm的吸泥管一根，共設(shè)有1根來自污泥濃縮池的進(jìn)泥管，管徑為DN200mm。4.3.4污泥消化池設(shè)計計算本次設(shè)計采用2座一級消化池，1座二級消化池的方法。設(shè)一級消化池的設(shè)計投配率那么每座一級消化池的容積為：一級消化池設(shè)計尺寸如右圖：經(jīng)計算：那么上圓柱體的體積為：14.13m3；中間圓臺的體積為：259m3；中間圓柱體的體積為：1230m3；下部圓臺的體積為：170m3；總體積約為1673m3，大于1150m3。4.2.4脫水機(jī)及脫水機(jī)房1、設(shè)計要求〔1〕污泥脫水機(jī)械的類型，應(yīng)按污泥的脫水性質(zhì)和脫水要求，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比擬后選用?！?〕污泥進(jìn)入脫水機(jī)前的含水率一般不應(yīng)大于98％。〔3〕經(jīng)消化后的污泥，可根據(jù)污水性質(zhì)和經(jīng)濟(jì)效益，考慮在脫水前淘洗?！?〕機(jī)械脫水間的布置，應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)規(guī)定執(zhí)行，并應(yīng)考慮泥餅運(yùn)輸設(shè)施和通道?！?〕脫水后的污泥應(yīng)設(shè)置污泥堆場或污泥料倉貯存，污泥堆場或污泥料倉的容量應(yīng)根據(jù)污泥出路和運(yùn)輸條件等確定?！?〕污泥機(jī)械脫水間應(yīng)設(shè)通風(fēng)設(shè)施。每小時換氣次數(shù)不應(yīng)小于6次。2、脫水污泥量計算〔1〕脫水污泥量計算〔2〕脫水后干污泥重量3、脫水機(jī)選型擬選用CPF2000SS帶式壓濾機(jī)，濾餅含水率為58%~87%，生產(chǎn)能力150kg/h~1000kg/h，工作周期為12h，采用2臺，1用1備。具體尺寸為4700mm×2500mm×2660mm4、脫水車間尺寸脫水車間除放置2臺帶式壓濾機(jī)之外，還要有必要的行人和檢修空間。故訂污泥脫水車間尺寸：15m×10m×3m。第5章污水處理廠平面及豎向設(shè)計5.1平面布置5.1.1布置原那么該污水處理廠主要處理構(gòu)筑物有：機(jī)械除渣粗格柵、污水提升泵房、曝氣沉砂池、A20生物反響池、二次沉淀池、污泥回流泵房、濃縮池、計量設(shè)施等及假設(shè)干輔助建筑物?？倛D平面布置時應(yīng)遵從以下幾條原那么：〔1〕處理構(gòu)筑物與設(shè)施的布置應(yīng)順應(yīng)流程、集中緊湊，以便于節(jié)約用地和運(yùn)行管理?！?〕工藝構(gòu)筑物〔或設(shè)施〕與不同功能的輔助建筑物應(yīng)按功能的差異，分別相對獨立布置，并協(xié)調(diào)好與環(huán)境條件的關(guān)系〔如地形走勢、污水出口方向、風(fēng)向、周圍的重要或敏感建筑物等〕?！?〕構(gòu)〔建〕之間的間距應(yīng)滿足交通、管道〔渠〕敷設(shè)、施工和運(yùn)行管理等方面的要求。〔4〕管道〔線〕與渠道的平面布置，應(yīng)與其高程布置相協(xié)調(diào)，應(yīng)順應(yīng)污水處理廠各種介質(zhì)輸送的要求，盡量防止屢次提升和迂回曲折，便于節(jié)能降耗和運(yùn)行維護(hù)?！?〕協(xié)調(diào)好輔建筑物，道路，綠化與處理構(gòu)〔建〕筑物的關(guān)系，做到方便生產(chǎn)運(yùn)行，保證平安暢道，美化廠區(qū)環(huán)境。5.1.2平面布置說明根據(jù)該地區(qū)地形，河流位于城市西邊，自北向南流動，城市主導(dǎo)風(fēng)向為東南風(fēng)，所以把該污水廠布置在城市南邊、河流下游。這樣既不會污染城市河流用水，又把城市和污水廠分在兩個方向上，不會將污水廠產(chǎn)生的臭氣吹向城市，不會影響到城市居民的正常生活。污水由水廠北邊排水總干管進(jìn)入，經(jīng)處理后由排水總干管排入河流。污水處理廠呈長方形。綜合樓、職工宿舍及其他主要輔助建筑位于廠區(qū)東南部，位于城市主導(dǎo)風(fēng)向的上風(fēng)向。占地較大的污水處理構(gòu)筑物在廠區(qū)北部和西部，沿流程自北向南排開，污泥處理系統(tǒng)在污水處理廠的西南部。廠區(qū)主干道寬9米，次干道寬4米。該廠平面布置特點為：流線清楚，布置緊湊。鼓風(fēng)機(jī)房和回流污泥泵房位于氧化溝和二次沉淀池一側(cè)，節(jié)約了管道與動力費用，便于操作管理。辦公室、生活區(qū)與處理構(gòu)筑物、鼓風(fēng)機(jī)房、泵房等保持