污水處理廠設(shè)計(jì).doc

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目錄 第一章 設(shè)計(jì)任務(wù)及資料 3 1.1設(shè)計(jì)任務(wù) 3 1.2設(shè)計(jì)目的及意義 3 1.2.1設(shè)計(jì)目的 3 1.2.2設(shè)計(jì)意義 3 1.3設(shè)計(jì)要求 3 1.3.1污水處理廠設(shè)計(jì)原則 3 1.3.2污水處理工程運(yùn)行過程中應(yīng)遵循的原則 4 1.4設(shè)計(jì)資料 4 1.4.1項(xiàng)目概況 4 1.4.2 地理位置 5 1.4.3水質(zhì)情況 5 1.4.4環(huán)境條件狀況 5 1.5設(shè)計(jì)依據(jù) 6 第二章 污水處理廠工藝設(shè)計(jì)方案選擇 7 2.1廠址選擇 7 2.2污水廠處理流程的選擇 7 2.2.1確定處理流程的原則 7 2.2.2污水處理流程的選擇 8 2.2.3污水處理工藝的選擇和比較 8 2.3設(shè)計(jì)污水水量 10 2.4污水處理程度計(jì)算 10 2.4.1污水的COD處理程度計(jì)算 10 2.4.2污水的BOD5處理程度計(jì)算 10 2.4.3污水的SS處理程度計(jì)算 11 2.4.4污水的氨氮處理程度計(jì)算 11 2.4.5污水的磷酸鹽處理程度計(jì)算 11 第三章 污水的一級處理構(gòu)筑物設(shè)計(jì)計(jì)算 12 3.1格柵 12 3.1.1格柵的設(shè)計(jì) 12 3.1.2設(shè)計(jì)參數(shù) 12 3.1.3中格柵設(shè)計(jì)計(jì)算 13 3.1.4細(xì)格柵設(shè)計(jì)計(jì)算 15 3.2 沉砂池 16 3.2.1曝氣沉砂池 17 3.2.2設(shè)計(jì)參數(shù) 17 3.2.3曝氣沉砂池的設(shè)計(jì)計(jì)算 17 3.3沉淀池 22 3.3.1設(shè)計(jì)原則設(shè)計(jì)參數(shù) 22 3.3.2設(shè)計(jì)計(jì)算 23 第四章 污水的二級處理設(shè)計(jì)計(jì)算 28 4.1 生物反應(yīng)池 28 4.1.1 設(shè)計(jì)參數(shù) 29 4.1.2 設(shè)計(jì)計(jì)算 30 4.2 消毒接觸池 38 4.2.1消毒劑的選擇 38 4.2.2 消毒設(shè)施計(jì)算 39 4.3計(jì)量設(shè)備 40 4.3.1計(jì)量設(shè)備的選擇 40 4.3.2設(shè)計(jì)參數(shù) 40 4.3.3 設(shè)計(jì)計(jì)算 41 4.3.3出水口 42 第五章 污泥處理設(shè)計(jì)計(jì)算 43 5.1污泥處理(sludge treatment)的目的與處理方法 43 5.1.1污泥處理的目的 43 5.1.2污泥處理的原則 43 5.1.3 污泥處理方法的選擇 43 5.2污泥泵房設(shè)計(jì) 44 5.2.1 集泥池計(jì)算 44 5.2.2回流污泥泵的選擇 44 5.3污泥濃縮池 45 5.3.1設(shè)計(jì)參數(shù)及原則 45 5.3.2豎流濃縮池 45 5.3.3豎流濃縮池的設(shè)計(jì)計(jì)算 45 5.4貯泥池 47 5.4.1貯泥池的作用 47 5.4.2貯泥池的計(jì)算 47 5.5污泥脫水 48 5.5.1設(shè)計(jì)參數(shù)及原則 49 5.5.2污泥設(shè)計(jì)計(jì)算 50 第六章 污水總泵站 51 6.1 概述 51 6.2 泵站設(shè)計(jì) 51 6.2.1 設(shè)計(jì)資料 51 6.2.2 選泵及配套電機(jī) 52 6.2.4 泵站類型的確定 52 6.2.5 吸水管路 52 6.2.6 集水池 53 6.2.7 壓水管路 54 6.2.8 泵房平面布置 55 6.2.8 泵站水頭損失計(jì)算 55 6.2.9 泵站高程布置 56 6.2.10 其他 57 第七章 污水處理廠的布置 58 7.1污水處理廠平面布置 58 7.1.1平面布置原則 58 7.1.2平面布置 59 7.2污水處理廠高程布置 60 7.2.1主要任務(wù) 61 7.2.2高程布置原則 61 7.2.3污水處理廠構(gòu)筑物高程布置計(jì)算 61 7.2.4污泥處理構(gòu)筑物高程布置 63 第八章 供電儀表與供熱系統(tǒng)設(shè)計(jì) 65 8.1變配電系統(tǒng) 65 8.2監(jiān)測儀表的設(shè)計(jì) 65 8.2.1設(shè)計(jì)原則 65 8.2.2監(jiān)測內(nèi)容 65 8.2.3供熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 65 第九章 勞動(dòng)定員 66 9.1定員原則 66 9.2污水廠人數(shù)定員 66 第十章 工程概算和經(jīng)濟(jì)效益分析 67 10.1 土建工程 67 12.2 供電 67 10.3 投資估算 68 10.3.1 估算范圍 68 10.3.2 污水處理廠的直接費(fèi)用 68 10.3.3 總投資費(fèi)用 69 10.4 經(jīng)濟(jì)效益分析 69 致謝 71 第一章 設(shè)計(jì)任務(wù)及資料 1.1設(shè)計(jì)任務(wù) XX縣城8萬噸污水處理廠工藝設(shè)計(jì)。 1.2設(shè)計(jì)目的及意義 1.2.1設(shè)計(jì)目的 該縣為XX市XX縣，縣城約為人口53萬，城市發(fā)展方向?yàn)橐岳铣菫橐劳?，以XX縣大坪至某市江北區(qū)的公路沿線作為為軸線，向市區(qū)發(fā)展。并逐步向經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)發(fā)展。隨著城市及工業(yè)的發(fā)展，城市污水排放量也在逐年增加，至2009年城北排放未經(jīng)處理污水排放量已達(dá)8萬噸/日左右。大量的工業(yè)廢水和生活污水未經(jīng)處理直接排入資江河，使資江河受到嚴(yán)重污染，致使河水中生物、植物大部分絕跡，破壞了自然景觀、污染城區(qū)下游地下水源，嚴(yán)重制約著該市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。為改善環(huán)境，治理河水污染問題，建設(shè)城市污水治理工程勢在必行。 1.2.2設(shè)計(jì)意義 設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)高等工科院校培養(yǎng)目標(biāo)所不可缺少的教學(xué)環(huán)節(jié)，是教學(xué)計(jì)劃中的一個(gè)有機(jī)組成部分，是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論、基礎(chǔ)知識(shí)以及分析解決實(shí)際問題能力的重要一環(huán)。它與其他教學(xué)環(huán)節(jié)緊密配合，相輔相成，在某種程度上是前面各個(gè)環(huán)節(jié)的繼續(xù)、深化和發(fā)展。 我國城市污水處理相對于國外發(fā)達(dá)國家、起步較晚。近200年來，城市污水處理已從原始的自然處理、簡單的一級處理發(fā)展到利用各種先進(jìn)技術(shù)、深度處理污水，并回用。處理工藝也從傳統(tǒng)活性污泥法、氧化溝工藝發(fā)展到A/O、A2/O、AB、SBR（包括CCAS工藝）等多種工藝，以達(dá)到不同的出水要求。雖然如此，我國的污水處理還是落后于許多國家。在我們大力引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)、設(shè)備和經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)，必須結(jié)合我國發(fā)展，尤其是當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，探索適合我國實(shí)際的城市污水處理系統(tǒng)。 其次，做本設(shè)計(jì)可以使我得到很大的提高，可在不同程度上提高調(diào)查研究，查閱文獻(xiàn)，收集資料和正確熟練使用工具書的能力，提高理論分析、制定設(shè)計(jì)方案的能力以及設(shè)計(jì)、計(jì)算、繪圖的能力；技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析和組織工作的能力；提高總結(jié)，撰寫設(shè)計(jì)說明書的能力等。 1.3設(shè)計(jì)要求 1.3.1污水處理廠設(shè)計(jì)原則 ①污水廠的設(shè)計(jì)和其他工程設(shè)計(jì)一樣，應(yīng)符合適用的要求，首先必須確保污水廠處理后污水達(dá)到排放要求?？紤]現(xiàn)實(shí)的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)條件，以及當(dāng)?shù)氐木唧w情況（如施工條件）。在可能的基礎(chǔ)上，選擇的處理工藝流程、構(gòu)（建）筑物形式、主要設(shè)備設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)據(jù)等。 ②污水處理廠采用的各項(xiàng)設(shè)計(jì)參數(shù)必須可靠。設(shè)計(jì)時(shí)必須充分掌握和認(rèn)真研究各項(xiàng)自然條件，如水質(zhì)水量資料、同類工程資料。按照工程的處理要求，全面地分析各種因素，選擇好各項(xiàng)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，在設(shè)計(jì)中一定要遵守現(xiàn)行的設(shè)計(jì)規(guī)范，保證必要的安全系數(shù)。對新工藝、新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)和新材料的采用積極慎重的態(tài)度。 ③污水處理廠（站）設(shè)計(jì)必須符合經(jīng)濟(jì)的要求。污水處理工程方案設(shè)計(jì)完成后，總體布置、單體設(shè)計(jì)及藥劑選用等盡可能采用合理措施降低工程造價(jià)和運(yùn)行管理費(fèi)用， ④污水廠設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)力求技術(shù)合理。在經(jīng)濟(jì)合理的原則下，必須根據(jù)需要，盡可能采用先進(jìn)的工藝、機(jī)械和自控技術(shù)，但要確保安全可靠。 ⑤污水廠設(shè)計(jì)必須注意近遠(yuǎn)期的結(jié)合，不宜分期建設(shè)的部分，如配水井、泵房及加藥間等，其土建部分應(yīng)一次建成；在無遠(yuǎn)期規(guī)劃的情況下，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)為今后發(fā)展留有挖潛和擴(kuò)建的條件。 ⑥污水廠設(shè)計(jì)必須考慮安全運(yùn)行的條件，如適當(dāng)設(shè)置分流設(shè)施、超越管線、甲烷氣的安全儲(chǔ)存等。 ⑦污水廠的設(shè)計(jì)在經(jīng)濟(jì)條件允許情況下，場內(nèi)布局、構(gòu)（建）筑物外觀、環(huán)境及衛(wèi)生等可以適當(dāng)注意美觀和綠化。 1.3.2污水處理工程運(yùn)行過程中應(yīng)遵循的原則 在保證污水處理效果同時(shí)，正確處理城市、工業(yè)、農(nóng)業(yè)等各方面的用水關(guān)系，合理安排水資源的綜合利用，節(jié)約用地，節(jié)約勞動(dòng)力，考慮污水處理廠的發(fā)展前景，盡量采用處理效果好的先進(jìn)工藝，同時(shí)合理設(shè)計(jì)、合理布局，做到技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理。 1.4設(shè)計(jì)資料 1.4.1項(xiàng)目概況 水是生命之源，也是人類活動(dòng)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支持要素。當(dāng)今世界，水在某種程度上限制和決定地區(qū)的性質(zhì)、規(guī)模、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、布局與發(fā)展方向，自然界及社會(huì)對水的依存度越來越高。 進(jìn)入21世紀(jì)以后，XX縣以前所未有的速度推進(jìn)城市化，與所有發(fā)展城市同步，近幾年明顯加大了土地開發(fā)的力度，頻頻引進(jìn)各種建設(shè)項(xiàng)目，隨之人口的增加，大量未經(jīng)處理的污水直接排入河流，致使資江河水系的水質(zhì)遭受嚴(yán)重的污染，這種狀況必需要改變。 隨著未來XX縣的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境、人口、生活需求的不斷發(fā)展，城市排水系統(tǒng)和污水治理將承受更大的壓力，主要表現(xiàn)有： ①城市生活污水處理率低，而污水總量卻在不斷增加； ②地區(qū)飲用水水質(zhì)下降，對人的健康造成潛在危險(xiǎn)； ③城市排水系統(tǒng)工程和污水處理工程建設(shè)遠(yuǎn)落后于城市的發(fā)展； ④城市化水平的提高，使城市自然滯洪能力和保水功能降低，洪澇災(zāi)害、水污染日趨嚴(yán)重。 在我國，包括水環(huán)境的環(huán)境保護(hù)已經(jīng)為一項(xiàng)基本國策加以貫徹，得到了全社會(huì)和各級人民政府的高度重視，保護(hù)環(huán)境和控制污染對城市的經(jīng)濟(jì)繁榮、社會(huì)穩(wěn)定具有重要意義。為此，國務(wù)院有關(guān)部委頒布了有關(guān)的法律和法規(guī)，以保證這項(xiàng)基本國策的貫徹和執(zhí)行。 我國早在1989年頒布的《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法》，是各項(xiàng)有關(guān)環(huán)境保護(hù)法規(guī)的基礎(chǔ)和依據(jù)，其要點(diǎn)如下：環(huán)境監(jiān)督和管理規(guī)定了各級政府在制定環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和環(huán)境監(jiān)督大綱方面的職責(zé)，由中央政府制定國家環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)，各省、市級政府可根據(jù)地方條件補(bǔ)充項(xiàng)目和指標(biāo)。環(huán)境保護(hù)與污染防治各級政府必需制定工業(yè)排污的程序和制度，并提供各種環(huán)境保護(hù)措施。法律責(zé)任授權(quán)給各級政府環(huán)保部門采取適當(dāng)?shù)姆沙绦騺砭婧蛻土P污染者。 1.4.2 地理位置 XX縣地處東經(jīng)1118′～11250′，北緯2715′～2738′。位于XX省于中部，東北界A市。東南鄰B縣。南抵某市、某縣。西接C縣、北連D縣、E市?？h城距某市12公里。 XX縣位于雪峰山脈東側(cè)，某市盆地和新（化）漣（源）盆地之間。地貌類型多樣，平、崗、丘、山兼具，山地占46.97％，丘陵占22.47％，崗地占12％，平原占14.77％，水面占22.4％。崗地占12％，平巖山、金龍山、朗概山和龍山等系列山脈由西向東、橫亙中部，地勢中部南高北低。海拔1000米以上的山峰131座，最高的岳坪峰，海拔1513.5米，最低的淘金橋，海拔176米。 1.4.3水質(zhì)情況 污水處理廠進(jìn)水水質(zhì)指標(biāo)為： BOD＝150mg/l，COD=350mg/l，SS=240mg/l，NH4-N=20mg/l，T-P=2mg/l，溫度 10～20℃ 處理后的出廠污水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)為： BOD≤20mg/l，COD≤60mg/l，SS≤20mg/l，NH4-N≤15mg/l， T-P≤1mg/l 處理后的水排入資江河里 1.4.4環(huán)境條件狀況 1、氣候 某縣屬亞熱帶季風(fēng)濕潤氣候，四季分明，氣候溫和，熱量豐富，光照充足，雨量充沛，無霜期長，年平均氣溫17.2℃，無霜期276天，年降雨量1115.5毫米，年日照1688.3小時(shí)。適宜水稻、油菜、煙葉等多種農(nóng)作物和竹木生長。 2、水文資料 某縣縣境內(nèi)大小河流69條，分屬資水與湘江兩大水系，資江自南向北縱貫全境。其中資水干流1條，1級支流18條，2級支流29條，3級支流17條，4級支流4條。水能資源多年平均理論蘊(yùn)藏量達(dá)17.08萬kw，可開發(fā)理達(dá)11.45萬kw。資水在縣境內(nèi)流程達(dá)成54公里，落差23米，坡降0.43‰，流經(jīng)某縣縣的多年平均徑流總量達(dá)121億立方米，多年平均流量383.6立方米/秒。生產(chǎn)生活用水中富，水電開發(fā)潛力大。 3、工業(yè) 工業(yè)生產(chǎn)穩(wěn)步發(fā)展。某縣工業(yè)起步早、底子厚，早在70年代，縣內(nèi)“五小”(小機(jī)械、小化肥、小鋼鐵、小水泥、小五金)企業(yè)發(fā)展迅速。80年代全縣工業(yè)已形成“十大拳頭”產(chǎn)品，即黃金、精銻、卷煙、碳銨、水泥、水泵、印刷機(jī)械、葡萄糖、井崗霉素，90年代，利用有色金屬和黃金儲(chǔ)量豐富的資源優(yōu)勢，大力發(fā)展冶煉工業(yè)，扶持縣治煉廠，組建高家坳金礦。1997年全縣實(shí)現(xiàn)“萬兩黃金縣”目標(biāo)。采掘業(yè)發(fā)展迅速，全縣有煤礦51家，年產(chǎn)煤28萬噸以上；有銻礦16家，年產(chǎn)銻金屬700噸以上。有建材企業(yè)80家，其中水泥廠10家，年設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力45萬噸。某縣水泥膨脹劑有限公司生產(chǎn)的水泥膨脹劑填補(bǔ)了省內(nèi)空白。 1.5設(shè)計(jì)依據(jù) 設(shè)計(jì)依據(jù)主要是國家有關(guān)法律法規(guī)以及如下文獻(xiàn)： 1、《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法》； 2、GB3838－2002《地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》； 3、GB18918－2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》； 4、GB50014－2006《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》； 5、GB50335－2002《污水再生利用工程設(shè)計(jì)規(guī)范》； 7、GB/T50265-97《泵站設(shè)計(jì)規(guī)范》； 8、GB50015-2003 《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》； 9、GB3838-2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》； 10、2001北京 城市污水處理工程項(xiàng)目建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)（修訂）； 11、CJ3025-93《城市污水處理廠污水、污泥排放標(biāo)準(zhǔn)》； 12、CJJ31-89《城市污水處理廠附屬建筑和附屬設(shè)備設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》； 13、CJJ60-94《城市污水處理廠運(yùn)行、維護(hù)及其安全技術(shù)規(guī)程》。 14、《排水工程》上下冊 中國建筑工業(yè)出版社 15、《給排水設(shè)計(jì)手冊》 16、《給排水經(jīng)濟(jì)指標(biāo)》 第二章 污水處理廠工藝設(shè)計(jì)方案選擇 城市污水處理廠的設(shè)計(jì)規(guī)模與進(jìn)入處理廠的污水水質(zhì)和水量有關(guān)，污水的水質(zhì)和水量可以通過設(shè)計(jì)任務(wù)書的原始資料計(jì)算。 2.1廠址選擇 在污水處理廠設(shè)計(jì)中，選定廠址是一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，處理廠的位置對周圍環(huán)境衛(wèi)生、基建投資及運(yùn)行管理等都有很大的影響。因此，在廠址的選擇上應(yīng)進(jìn)行深入、詳盡的技術(shù)比較。 廠址選擇的一般原則為： ①在城鎮(zhèn)水體的下游； ②便于處理后出水回用和安全排放； ③便于污泥集中處理和處置； ④在城鎮(zhèn)夏季主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)向； ⑤有良好的工程地質(zhì)條件； ⑥少拆遷，少占地，根據(jù)環(huán)境評價(jià)要求，有一定的衛(wèi)生防護(hù)距離； ⑦根據(jù)城市中體發(fā)展規(guī)劃，污水處理廠廠址的選擇應(yīng)考慮遠(yuǎn)期發(fā)展的可能性，有擴(kuò)建的余地； ⑧廠區(qū)地形不應(yīng)受洪澇災(zāi)害影響，防洪標(biāo)準(zhǔn)不應(yīng)低于城鎮(zhèn)防洪標(biāo)準(zhǔn)，有良好的排水條件； ⑨有方便的交通、運(yùn)輸和水電條件。 所以，本設(shè)計(jì)的污水處理廠應(yīng)建在城區(qū)的東北方向較好，又由于城市污水主干管由西北方向流入污水處理廠廠區(qū)，則污水處理廠建在城區(qū)的西北方向。 2.2污水廠處理流程的選擇 2.2.1確定處理流程的原則 城市污水處理的目的是使之達(dá)標(biāo)排放或污水回用用于使環(huán)境不受污染，處理后出水回用于農(nóng)田灌溉，城市景觀或工業(yè)生產(chǎn)等，以節(jié)約水資源。 《城市污水處理及污染防治技術(shù)政策》對污水處理工藝的選擇給出以下幾項(xiàng)關(guān)于城鎮(zhèn)污水處理工藝選擇的準(zhǔn)則： ① 城市污水處理工藝應(yīng)根據(jù)處理規(guī)模、水質(zhì)特征、受納水體的環(huán)境功能及當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況和要求，經(jīng)全面技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后優(yōu)先確定； ② 工藝選擇的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)包括：處理單位水量投資，削減單位污染物投資，處理單位水量電耗和成本，削減單位污染物電耗和成本，占地面積，運(yùn)行性能，可靠性，管理維護(hù)難易程度，總體環(huán)境效益； ③ 應(yīng)切合實(shí)際地確定污水進(jìn)水水質(zhì)，優(yōu)先工藝設(shè)計(jì)參數(shù)必須對污水的現(xiàn)狀、水質(zhì)特征、污染物構(gòu)成進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查或測定，做出合理的分析預(yù)測； ④ 在水質(zhì)組成復(fù)雜或特殊時(shí)，進(jìn)行污水處理工藝的動(dòng)態(tài)試驗(yàn)，必要時(shí)應(yīng)開展中試研究； ⑤ 積極地采用高效經(jīng)濟(jì)的新工藝，在國內(nèi)首次應(yīng)用的新工藝必須經(jīng)過中試和生產(chǎn)性試驗(yàn)，提供可靠性設(shè)計(jì)參數(shù)，然后進(jìn)行運(yùn)用。 2.2.2污水處理流程的選擇 根據(jù)設(shè)計(jì)的排水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，且BOD5/COD>0.3，該城市污水可進(jìn)行生化處理。處理污水在去除BOD5、COD、SS的同時(shí)要達(dá)到脫氮除磷的效果，所以污水處理工藝采用二級生化處理，以生物脫氮除磷以達(dá)到處理效果。而目前處理該工藝的種類主要有以下幾種“ 方案1：污水→格柵間→提升泵→沉砂池→生化池→消毒池→排放 方案2：污水→格柵間→提升泵→沉砂池→初沉池→生化池→消毒池→排放 方案3：污水→格柵間→提升泵→沉砂池→初沉池→生化池→二沉池→消毒池→排放 由于某縣縣的污水主要是生活污水，只需要采用二級生化處理達(dá)到國家一級排放標(biāo)準(zhǔn)即可排放。方案1雖然可以將污水處理到達(dá)標(biāo)排放，但是污水沒有預(yù)處理，生化池的負(fù)荷很大，能耗很大不經(jīng)濟(jì)，而且一旦生化池出現(xiàn)問題，污水得不到初步處理就集中排放，環(huán)境受污染度比散點(diǎn)排放更大，考慮運(yùn)行安全本廠不采用方案1。方案3對污水的處理程度很高，而且運(yùn)行安全可靠，但是污水處理廠的占地面積很大，運(yùn)行管理困難，污泥量大增加了污泥處理難度，在目前能脫氮除磷的工藝中大部分工藝將二沉池溶入生化池工藝中，既能減少工程投資和運(yùn)行成本又能達(dá)到預(yù)期的處理效果。綜合考慮污水處理廠采用方案2。 2.2.3污水處理工藝的選擇和比較 各種類型的生化法的優(yōu)缺點(diǎn)和使用范圍如表2-1所示 表2-1 生化法的比較 工藝類型 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 適用范圍 氧化溝法 1、設(shè)計(jì)靈活，結(jié)構(gòu)形式多樣， 2、對水溫、水質(zhì)、水量的變動(dòng)有較強(qiáng)的適應(yīng)性 3、污泥產(chǎn)率低，且已達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，勿須進(jìn)行污泥消化。 4、運(yùn)行得當(dāng)可達(dá)到脫磷除氮的效果。 1、占地面積大 2、電耗高，污水處理費(fèi)用高。 各種處理規(guī)模 普通曝氣池 污水處理效果好 不能達(dá)到脫氮除磷 各種處理規(guī)模 AB法 1、出水水質(zhì)穩(wěn)定； 2、能很好地適應(yīng)水質(zhì)變化； 3、可達(dá)到脫磷除氮的效果。 若不能保證A段正常運(yùn)行，B段不能發(fā)揮效應(yīng)，處理效果易受影響。 中小處理規(guī)模 AAO法 1、出水水質(zhì)穩(wěn)定； 2、沖擊負(fù)荷強(qiáng)； 3、脫氮除磷效果較好。 1、占地面積大 2、運(yùn)行管理較復(fù)雜 各種處理規(guī)模 SBR法 1、出水水質(zhì)好； 2、運(yùn)行方式靈活； 3、具有很強(qiáng)的脫氮除磷功能； 4、運(yùn)行管理簡單，全自化控制。 1、部分關(guān)鍵設(shè)備和自控系統(tǒng)要求嚴(yán)格； 2、設(shè)備閑置率較高 中小處理規(guī)模 與其他活性污泥處理技術(shù)相比較，SBR法具有以下優(yōu)點(diǎn)： 1、SBR系統(tǒng)以一組反應(yīng)池取代了傳統(tǒng)方法中的調(diào)節(jié)池、初次沉淀池、曝氣池、二次沉淀池，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，沒有復(fù)雜的管線，系統(tǒng)操作簡單靈活，建設(shè)費(fèi)用和運(yùn)行管理費(fèi)用都比較低； 2、對水質(zhì)水量的變化適應(yīng)能力強(qiáng)，具有較高的抗沖擊負(fù)荷； 3、水力條件良好。沉淀性能好，有機(jī)物去除效率高； 4、通過對運(yùn)行方式的調(diào)節(jié)，同時(shí)脫磷除氮，不需要新增反應(yīng)器。 應(yīng)用電動(dòng)閥、液位計(jì)、自動(dòng)計(jì)時(shí)器及可編程序控制器等自控儀表，可實(shí)現(xiàn)過程全部自動(dòng)化，而由中心控制室控制。 從系統(tǒng)的可靠性、土建工程量、節(jié)能、低運(yùn)行成本和節(jié)約用地等多方面比較，SBR具有明顯的優(yōu)勢。SBR工藝運(yùn)行費(fèi)用低，出水水質(zhì)穩(wěn)定高效，具有較大凈化潛力，適合某縣縣污水處理的要求。 從處理效果好、可同時(shí)脫磷除氮、流程簡單、占地面積小、運(yùn)行管理靈活和易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制等方面考慮，推薦采用SBR做為某縣縣污水處理廠的處理工藝。 本設(shè)計(jì)采用SBR工藝，采用時(shí)間和空間的相互轉(zhuǎn)換的進(jìn)水方式可以達(dá)到連續(xù)進(jìn)水和高度的脫氮除磷。 本設(shè)計(jì)的工藝流程圖如圖2-1所示。 2.3設(shè)計(jì)污水水量 由設(shè)計(jì)資料知，該市每天的平均污水量為： 查GB50014－2006《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》知其總變化系數(shù)KZ=1.275 從而可計(jì)算得： 設(shè)計(jì)秒流量為 (2-1) 式中 城市每天的平均污水量，； 總變化系數(shù)； 設(shè)計(jì)秒流量，。 2.4污水處理程度計(jì)算 城市污水排入受納水體后，經(jīng)過物理的、化學(xué)的和生物的作用，使污水中的污染物濃度降低，受污染的受納水體部分地或全部地恢復(fù)原狀，這種現(xiàn)象稱為水體自凈或水體凈化，水體所具有的這種能力稱為水體自凈能力。 在選擇污水處理程度時(shí)，既要充分利用水體的自凈能力，又要防止水體受到污染，避免污水排入水體后污染下游取水口和影響水體中的水生動(dòng)植物。 2.4.1污水的處理程度計(jì)算 （2-2） 式中 E1——COD的處理程度，%； C——進(jìn)水的COD濃度，mg/L； Ce——處理后污水排放的COD濃度，mg/L。 則 ％ 2.4.2污水的處理程度計(jì)算 （2-3） 式中 E2——BOD5的處理程度，%； L——進(jìn)水的BOD5濃度，mg/L； Le——處理后污水排放的BOD5濃度，mg/L。 則 % 2.4.3污水的SS處理程度計(jì)算 （2-4） 式中 E3——SS的處理程度，%； C——進(jìn)水的SS濃度，； Ce——處理后污水排放的SS濃度，mg/L。 則 % 2.4.4污水的氨氮處理程度計(jì)算 （2-5） 式中 E4——氨氮的處理程度，%； C——進(jìn)水的氨氮濃度，mg/L； Ce——處理后污水排放的氨氮濃度，mg/L。 則 % 2.4.5污水的磷酸鹽處理程度計(jì)算 （2-6） 式中 E5 ——磷酸鹽的處理程度，%； C——進(jìn)水的磷酸鹽濃度，mg/L； Ce——處理后污水排放的磷酸鹽濃度，mg/L。 則 % 第三章 污水的一級處理構(gòu)筑物設(shè)計(jì)計(jì)算 3.1格柵 格柵是由一組平行的金屬柵條或篩網(wǎng)制成，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，用以截留較大的懸浮物或漂浮物，如纖維、碎皮、毛發(fā)、果皮、蔬菜、塑料制品等，以便減輕后續(xù)處理構(gòu)筑物的處理負(fù)荷，并使之正常進(jìn)行。被截留的物質(zhì)稱為柵渣。 設(shè)計(jì)中格柵的選擇主要是決定柵條斷面、柵條間隙、柵渣清除方式等。 格柵斷面有圓形、矩形、正方形、半圓形等。圓形水力條件好，但剛度差，故一般多采用矩形斷面。格柵按照柵條形式分為直棒式格柵、弧形格柵、輻流式格柵、轉(zhuǎn)筒式格柵、活動(dòng)格柵等；按照格柵柵條間距分為粗格柵和細(xì)格柵（1.5～10mm）；按照格柵除渣方式分為人工除渣格柵和機(jī)械除渣格柵，目前，污水處理廠大多都采用機(jī)械格柵；按照安裝方式分為單獨(dú)設(shè)置的格柵和與水泵池合建一處的格柵。 3.1.1格柵的設(shè)計(jì) 城市的排水系統(tǒng)采用分流制排水系統(tǒng)，城市污水主干管由西北方向流入污水處理廠廠區(qū)，主干管進(jìn)水水量為Q=1180.56L/s，污水進(jìn)入污水處理廠處的管徑為1250。 本設(shè)計(jì)中采用矩形斷面并設(shè)置兩道格柵（中格柵一道和細(xì)格柵一道），采用機(jī)械清渣。其中，中格柵設(shè)在污水泵站前，細(xì)格柵設(shè)在污水泵站后。中細(xì)兩道格柵都設(shè)置三組即N=2組，每組的設(shè)計(jì)流量為0.590m3/s。 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。本設(shè)計(jì)中，格柵與明渠連接，提升泵站的來水首先進(jìn)入穩(wěn)壓井后，進(jìn)入格柵渠道。 3.1.2設(shè)計(jì)參數(shù) 1、格柵柵條間隙寬度，應(yīng)符合下列要求： 1) 粗格柵：機(jī)械清除時(shí)宜為10～25mm；人工清除時(shí)宜為25～40mm。特殊情況下，最大間隙可為100mm。 2) 細(xì)格柵：宜為3～10mm。 3) 水泵前，應(yīng)根據(jù)水泵要求確定。 2、 污水過柵流速宜采用0.6～1.0m／s。除轉(zhuǎn)鼓式格柵除污機(jī)外，機(jī)械清除格柵的安裝角度宜為60～90。人工清除格柵的安裝角度宜為30～60。 3、當(dāng)格柵間隙為16～25mm時(shí)，柵渣量取0.10～0.05m3/103m3污水；當(dāng)格柵間隙為30～50mm時(shí)，柵渣量取0.03～0.01 m3/103m3污水。 4、格柵除污機(jī)，底部前端距井壁尺寸，鋼絲繩牽引除污機(jī)或移動(dòng)懸吊葫蘆抓斗式除污機(jī)應(yīng)大于1.5m；鏈動(dòng)刮板除污機(jī)或回轉(zhuǎn)式固液分離機(jī)應(yīng)大于1.0m。 5、格柵上部必須設(shè)置工作平臺(tái)，其高度應(yīng)高出格柵前最高設(shè)計(jì)水位0.5m，工作平臺(tái)上應(yīng)有安全和沖洗設(shè)施。 6、 格柵工作平臺(tái)兩側(cè)邊道寬度宜采用0.7～1.0m。工作平臺(tái)正面過道寬度，采用機(jī)械清除時(shí)不應(yīng)小于1.5m，采用人工清除時(shí)不應(yīng)小于1.2m。 7、 粗格柵柵渣宜采用帶式輸送機(jī)輸送；細(xì)格柵柵渣宜采用螺旋輸送機(jī)輸送。 8、格柵除污機(jī)、輸送機(jī)和壓榨脫水機(jī)的進(jìn)出料口宜采用密封形式，根據(jù)周圍環(huán)境情況，可設(shè)置除臭處理裝置。 9、格柵間應(yīng)設(shè)置通風(fēng)設(shè)施和有毒有害氣體的檢測與報(bào)警裝置。 10、沉砂池的超高不應(yīng)小于0.3m。 3.1.3中格柵設(shè)計(jì)計(jì)算 1、進(jìn)水渠道寬度計(jì)算 根據(jù)最優(yōu)水力斷面公式計(jì)算 設(shè)計(jì)中取污水過柵流速=0.8m/s 則 柵前水深： 2、格柵的間隙數(shù) （3-1） 式中 n——格柵柵條間隙數(shù)，個(gè)； Q——設(shè)計(jì)流量，m3/s； ——格柵傾角，60； N ——設(shè)計(jì)的格柵組數(shù)，組； b——格柵柵條間隙數(shù)，m。 設(shè)計(jì)中取 =0.02 個(gè) 3、格柵柵槽寬 (3-2) 式中 ——格柵柵槽寬度，； ——每根格柵條寬度，。 設(shè)計(jì)中取=0.015 4、 進(jìn)水渠道漸寬部分的長度計(jì)算 （3-3） 式中 ——進(jìn)水渠道漸寬部分長度，； ——漸寬處角度，。 設(shè)計(jì)中取 = 5、 進(jìn)水渠道漸窄部分的長度計(jì)算 6、 通過格柵的水頭損失 （3-4） 式中 ——水頭損失，； ——格柵條的阻力系數(shù)，查表知 =2.42； ——格柵受污物堵塞時(shí)的水頭損失增大系數(shù)，一般取 =3。 則 7、柵后槽總高度 設(shè)柵前渠道超高 則 柵后槽總高度： 8、柵槽總長度 中格柵示意圖如圖3—1 9、每日柵渣量 （3-5） 式中 W——每日柵渣量，m3/d； W1——每日每1000m3污水的柵渣量，m3/103m3污水。 設(shè)計(jì)中取 =0.05污水 應(yīng)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。 10、進(jìn)水與出水渠道 城市污水通過的管道送入進(jìn)水渠道，然后，就由提升泵將污水提升至細(xì)格柵。 3.1.4細(xì)格柵設(shè)計(jì)計(jì)算 設(shè)計(jì)中取格柵柵條間隙數(shù)b=0.01m，格柵柵前水深h=0.9m，污水過柵流速v=1.0m/s，每根格柵條寬度S=0.01m，進(jìn)水渠道寬度B1=1.08，柵前渠道超高h(yuǎn)2=0.3m，每日每1000m2污水的柵渣量W1=0.04 m3/103m3 則 格柵的間隙數(shù)： 個(gè) 格柵柵槽寬度： 進(jìn)水渠道漸寬部分的長度： 進(jìn)水渠道漸窄部分的長度計(jì)算： 通過格柵的水頭損失： 柵后槽總高度： 柵槽總長度： 每日柵渣量： 應(yīng)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。 細(xì)格柵示意圖見圖3—2 3.2 沉砂池 沉砂池的功能是去除比重較大的無機(jī)顆粒，沉砂池一般設(shè)于泵站倒虹管前，以便減輕無機(jī)顆粒對水泵、管道的磨損，也可設(shè)于初次沉淀池前，以減輕沉淀池負(fù)荷及改善污泥處理構(gòu)筑物的處理?xiàng)l件。目前應(yīng)用較多的有平流沉砂池、曝氣沉砂池、多爾沉砂池和旋流沉砂池等。 平流沉砂池具有截留無機(jī)顆粒效果較好，工作穩(wěn)定，構(gòu)造簡單，排沉砂方便等優(yōu)點(diǎn)，但其沉砂中約夾雜有15%的有機(jī)物使沉砂池的后續(xù)處理增加難度，故常需配洗砂機(jī)，排砂經(jīng)清洗之后，有機(jī)物含量低于10%，稱為清洗砂，再外運(yùn)。 曝氣沉砂池克服了平流沉砂池的缺點(diǎn)，其池內(nèi)水流因曝氣池單側(cè)曝氣而作旋流運(yùn)動(dòng)，無機(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)物磨去，此外，由于旋流產(chǎn)生的離心力，把相對密度較大的無機(jī)顆粒甩向外層并下沉，相對密度較輕的有機(jī)物旋至水流的中心部位隨水帶走，可使沉砂的有機(jī)物含量低于10%，同時(shí)，曝氣沉砂池還有受流量變化的影響較小，對污水有預(yù)曝氣作用。本設(shè)計(jì)采用曝氣沉砂池。 3.2.1曝氣沉砂池 本設(shè)計(jì)中選擇二組曝氣沉砂池，N=2組。每組沉砂池的設(shè)計(jì)流量為0.590。 3.2.2設(shè)計(jì)參數(shù) 1、水平流速宜為0.1m／s。 2、最高時(shí)流量的停留時(shí)間應(yīng)大于2min。 3、有效水深宜為2.0～3.Om，寬深比宜為1～1.5。 4、處理每立方米污水的曝氣量宜為0.1～0.2m3空氣。 5、進(jìn)水方向應(yīng)與池中旋流方向一致，出水方向應(yīng)與進(jìn)水方向垂直，并宜設(shè)置擋板。 6、污水的沉砂量，可按每立方米污水0.03L計(jì)算；合流制污水的沉砂量應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況確定。 7、 砂斗容積不應(yīng)大于2d的沉砂量，采用重力排砂時(shí)，砂斗斗壁與水平面的傾角不應(yīng)小于55。 8、池底坡度一般取為0.1～0.5。 9、沉砂池除砂宜采用機(jī)械方法，并經(jīng)砂水分離后貯存或外運(yùn)。采用人工排砂時(shí)，排砂管直徑不應(yīng)小于200mm。排砂管應(yīng)考慮防堵塞措施。 3.2.3曝氣沉砂池的設(shè)計(jì)計(jì)算 1、池體設(shè)計(jì)計(jì)算 ⑴ 池的總有效容積V （3-6） 式中 V——總有效容積(m3)； t——最大流量時(shí)的停留時(shí)間(min，取為2) 則： ⑵ 池?cái)嗝娣e 設(shè)污水在池中的水平流速v為 0.1m/s，則水流斷面面積為： ⑶ 池寬度 設(shè)有效深度 2m，則沉砂池總寬度 B 為： 設(shè)沉砂池兩座，則每座池寬 b 為： 寬深比，符合要求(1～1.5 之間)。 ⑷ 池長 長寬比符合要求。 由以上計(jì)算得：共一組曝氣池分2格，每格寬2.95m，水深2m，池長12m。 2、沉砂室設(shè)計(jì) ⑴ 排砂量計(jì)算 對于城市污水，采用曝氣沉砂工藝，產(chǎn)生砂量約為X1=2.0～3.0m3/105m3，則每日沉砂量Q設(shè)計(jì)為 (含水率 60﹪) 設(shè)貯砂時(shí)間 t=1d 則砂槽所需容積為 V= Q設(shè)計(jì)t=3.061=3.06 m3 折算為含水率 85﹪的沉砂體積為 ⑵ 砂室個(gè)部分尺寸 設(shè)砂坡向沉砂槽，沉砂槽為延池長方向的梯形斷面渠道，每池設(shè)一個(gè)共兩個(gè)，每個(gè)沉砂槽所需容積為 砂槽容積取值為：a1=0.5m h3’=0.5m =60 則沉砂槽體積 符合要求 3、提砂泵房與砂水分離器 選用直徑0.2m的鋼制壓力試旋流砂水分離器1臺(tái)，砂水分離器的外形高度H1=11.4m，入水口離地面相對高度11.0m，則抽砂泵靜揚(yáng)程為H=14.5m，砂水分離器入口壓力為H2=0.1mpa=10.0mH2O 則抽砂泵所需揚(yáng)程為 選用螺旋離心泵Q=40.0 m3/h H=25.0mH2O 電動(dòng)機(jī)功率為 N=11.0kw 4、曝氣沉砂池總體尺寸 沉砂槽尺寸：a1＝0.5m a2=1m h3’=0.5m 沉砂池尺寸：b1=1.75m I=0.1～0.5 取 0.2 取3.2m 式中 h1——超高取 0.3m h2——有效水深 2m h3——沉砂室高度 0.85m 5、曝氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算 采用鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)，穿孔管曝氣 空氣用量 （3-7） 式中 q——所需曝氣量， m3/h； D——每 m3污水所需曝氣量，m3/m3 設(shè) D 為 0.2，代入得： ⑴ 空氣干管設(shè)計(jì) v 干管＝10～15m/s ⑵ 支管設(shè)計(jì) 因?yàn)閝=850 m3/h，每池 6 根支管帶一根穿孔管，每一根穿孔管通過140 m3/h 空氣量 ⑶ 穿孔管設(shè)計(jì) 每根穿孔管長1.8m，孔徑3mm，孔距15mm，兩穿孔管軸間距200mm。 圖3-3所示為根據(jù)已布置的空氣擴(kuò)散器繪制成的空氣管路計(jì)算圖，以此進(jìn)行計(jì)算。 選擇一條從鼓風(fēng)機(jī)房開始最長的管路作為計(jì)算管路，在空氣 流量變化處設(shè)計(jì)計(jì)算節(jié)點(diǎn)，統(tǒng)一編號(hào)后列表進(jìn)行空氣管路計(jì)算， 計(jì)算結(jié)果見表3-1。 表3-1空氣管道計(jì)算表 管道編號(hào) 管道長度 空氣流量 空氣流速 管徑 配件 管段當(dāng)量 管段計(jì)算 壓力損失（Pa/m） m3/h m3/min 9.8KPa 9.8Pa 1-2 2 141.66 1.852 7.00 75 彎頭一個(gè) 5.29 7.29 1.107 8.07 2-3 2 283.32 3.704 7.85 100 三通一個(gè) 2.80 4.8 0.956 4.63 3-4 2 424.98 5.556 11.85 100 三通一個(gè) 2.80 4.8 2.070 9.94 4-5 2 566.64 7.408 6.99 150 三通一個(gè) 3.42 5.42 0.455 2.47 5-6 2 708.3 9.260 8.74 150 三通一個(gè) 3.42 5.42 0.695 3.77 6-7 50 850 11.112 10.9 150 三通一個(gè) 7.97 9.97 0.987 9.84 所需氣壓和氣量 沿程損失h1+h2=72.72mH2O/m 曝氣裝置以上水深h3=h－0.5=1.5m 充氧裝置阻力 h4=250mmH2O 剩余壓力取值 h5=200mmH2O 支管與穿孔管水力損失不計(jì) H＝h1+h2＋h3＋h4＋h5 ＝72.72＋1500＋250＋200 ＝2022.72mH2O/m 氣量 Qmax=850m3/h 砂水分離后，通入氣水混合液洗砂，氣和水分別沖洗，氣和水的沖洗強(qiáng)度均為8l/m3s，則用氣量0.88m3/min 洗砂用壓縮空氣與曝氣沉砂池曝氣，均來自鼓風(fēng)機(jī)房，鼓風(fēng)機(jī)總供氣量為15.05m/min。 6、管路設(shè)計(jì) ⑴ 泵房出水井 設(shè)出水井尺寸為1.06m2，出水采用堰跌落，堰寬為1000mm，堰上水頭查手冊第一冊： 矩形堰 （3-8） 式中 Q——流量，為 1.18m3/s； m0——流量系數(shù)； H——溢流堰上水頭高，（m）； P——堰高，（m）； b——堰寬 根據(jù)上式可算出 H＝0.1 （3-9） 式中 a——安全系數(shù)取 1.2 出水堰尺寸 取1.3m ⑵ 沉砂池的進(jìn)水 水經(jīng)潛孔進(jìn)入沉砂池，過孔流速不宜過大，取 V≥0.4m/s。 每個(gè)孔的流量為： 取孔口尺寸800mm1000mm，則流速： 符合要求 進(jìn)水損失： （3-10） 式中 ζ——局部損失系數(shù)，查手冊可知為 0.92 代入得： ⑶ 沉砂池出水 采用非淹沒式矩形薄壁堰，取堰寬 2.0m，則可列方程： （3-11） 式中 Q——流量，為 0.62476m3/s； m0——流量系數(shù)； H——溢流堰上水頭高，（m）； P——堰高，（m）； b——堰寬，為 2m。 可求得 H=0.15m 堰后跌落0.15m，a——安全系數(shù)取 1.2 出水槽尺寸 式中 Q——集水槽設(shè)計(jì)流量 B——集水槽寬度 H1——集水槽起端水深 ⑷ 進(jìn)出水損失 7、放空管 各設(shè)管徑300mm 的放空管于沉砂池末端。 3.3沉淀池 初沉池的處理對象是懸浮物質(zhì)（英文縮寫SS，約可去除40%～55%以上）。同時(shí)可去除部分BOD5（約占總BOD5的20%～30%，主要為懸浮性BOD5），可改善生物處理構(gòu)筑物的運(yùn)行條件并降低其BOD5負(fù)荷。沉淀池按池內(nèi)水流方向的不同可分為平流式沉淀池，輻流式沉淀和豎流式沉淀池。這四種沉淀池的工藝優(yōu)缺點(diǎn)如表3-2所示 表3-2 沉淀池的工藝優(yōu)缺點(diǎn) 名稱 工藝優(yōu)點(diǎn) 工藝缺點(diǎn) 平流沉淀池 結(jié)構(gòu)簡單 沉淀效果好 動(dòng)力消耗低 不宜做二沉池/占地面積較大 普通輻流沉淀池 沉淀效果好 結(jié)構(gòu)復(fù)雜/易沖擊池底污泥，容積利用系數(shù)小 向心輻流沉淀池 沉淀效果好/負(fù)荷較高 結(jié)構(gòu)復(fù)雜/布水不均勻 豎流沉淀池 沉淀效果好 布水不均勻/池徑小，池?cái)?shù)多 綜上考慮采用本設(shè)計(jì)采用輻流式沉淀池，而輻流式沉淀池一般采用對稱布置，有圓形和正方形。主要由進(jìn)水管、出水管、沉淀區(qū)、污泥區(qū)及排泥裝置組成。按進(jìn)出水的形式可分為中心進(jìn)水周邊出水、周邊進(jìn)水中心出水和周邊進(jìn)水周邊出水三種類型，其中，中心進(jìn)水周邊出水輻流式沉淀池應(yīng)用最廣。周邊進(jìn)水可以降低進(jìn)水時(shí)的流速，避免進(jìn)水沖擊池底沉泥，提高池的容積利用系數(shù)。本設(shè)計(jì)中采用機(jī)械吸泥的向心式圓形輻流沉淀池，進(jìn)水采用中心進(jìn)水周邊出水。 3.3.1設(shè)計(jì)原則設(shè)計(jì)參數(shù) 1、沉淀池的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)宜按下表的規(guī)定取值 3-3 沉淀池的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù) 沉淀池類型 沉淀時(shí)間 表面水力負(fù)荷m3/(m2h) 每人每日污泥量g/(人d) 污泥含水率％ 固體負(fù)Kg/m2d 初次沉淀池 1.5～2.0 1.5～4.5 16～36 95～97 — 2、沉淀池的超高不應(yīng)小于0.3m。 3、沉淀池的有效水深宜采用2.0～4.Om。 4、當(dāng)采用污泥斗排泥時(shí)，每個(gè)污泥斗均應(yīng)設(shè)單獨(dú)的閘閥和排泥管。污泥斗的斜壁與水平面的傾角，方斗宜為60，圓斗宜為55。 5、排泥管的直徑不應(yīng)小于200mm。 6、沉淀池應(yīng)設(shè)置浮渣的撇除、輸送和處置設(shè)施。 7、水池直徑(或正方形的一邊)與有效水深之比宜為6～12，水池直徑不宜大于50m。 8、宜采用機(jī)械排泥，排泥機(jī)械旋轉(zhuǎn)速度宜為1～3r／h，刮泥板的外緣線速度不宜大于3m／min。當(dāng)水池直徑(或正方形的一邊)較小時(shí)也可采用多斗排泥。 9、緩沖層高度，非機(jī)械排泥時(shí)宜為0.5m；機(jī)械排泥時(shí)，應(yīng)根據(jù)刮泥板高度確定，且緩沖層上緣宜高出刮泥板0.3m，坡向泥斗的底坡不宜小于0.05。 3.3.2設(shè)計(jì)計(jì)算 設(shè)計(jì)中選擇四組輻流沉淀池，，每組設(shè)計(jì)流量為0.295m3/s，設(shè)計(jì)計(jì)算草圖如圖3-4所示 1、沉淀池表面積 式中 Q——污水最大時(shí)流量，m3/s； ——表面負(fù)荷，取； n——沉淀池個(gè)數(shù)，取4組。 池子直徑： 取26。 2、實(shí)際水面面積 實(shí)際負(fù)荷，符合要求。 3、沉淀池有效水深 （3-11） 式中 ——沉淀時(shí)間，取1.5h。 徑深比為：∈(6～12)合格。 4、每座沉淀池每天污泥量 ①由式（3-12）計(jì)算。 (3–12) 式中 S——每人每天產(chǎn)生的污泥量； N——設(shè)計(jì)人口數(shù)（人）； t——污泥在污泥斗內(nèi)貯存時(shí)間，去 4h； n——沉淀池個(gè)數(shù)（個(gè)）。 設(shè) T＝2d，污泥量25g/d，污泥含水率95℅，則每人每日污泥量 ②按懸浮物去處50℅計(jì) 式中 C1——進(jìn)水懸浮物濃度（t/m3） C2——出水懸浮物濃度（t/m3） Kz——生活污水量總變化系數(shù) R——污泥容重（t/m3）取 1.0 P0——污泥含水率（℅） 比較①和②，取 V＝13.39 m3/d 5、沉淀池可貯存污泥的體積 可由式（3-13）計(jì)算 (3–13) 式中 h5——污泥斗高度， α——污泥斗傾角（60）； r1——污泥斗上部半徑（m），2.0m； r2——污泥斗下部半徑（m），1.0m。 經(jīng)計(jì)算得到V1為 12.7m3。 底坡落差 因此池低可儲(chǔ)存污泥的體積為 (3–14) 式中 R——沉淀池半徑（m），此處為 13m； h4——池底落差，設(shè)池底坡向污泥斗的坡度為0.05， 則代入式（4-13）經(jīng)計(jì)算得到 V2為 114.56m3。 所以，可貯存污泥的總體積足夠 6、沉淀池總高度 ① (3–15) 式中 h1——保護(hù)高度（m），取 0.3m； h2——有效水深（m），取 3m； h3——緩沖層高（m），取 0.5m； h4——沉淀池底坡落差（m），0.55m； h5——污泥斗高度（m），1.73m。 因此，H=0.3+3.0+0.5+0.55+1.73=6.08 m ②沉淀池周邊處底高度 H= h1+h2+h3=0.3+3+0.5=3.8m 7、進(jìn)出水設(shè)計(jì) 在四沉淀池中間各設(shè)一座集配水井，由沉砂池過來的輸水管道直接進(jìn)入內(nèi)層套筒，進(jìn)行流量分配，通過兩根管徑 600mm的管道送往兩個(gè)沉淀池，管道內(nèi)最大流速 0.81m/s。 a 集配水井 如圖 4-5，集配水井內(nèi)徑 D 采用 3m。來水由底部進(jìn)入，上部出水經(jīng)溢流堰至配水井，溢流堰筒直徑采用 2m，井內(nèi)流速為 0.01m/s。外徑取為 5m，中間墻壁厚 300mm，上設(shè)閘門以便超越。 b 沉淀池進(jìn)水 水管由池底中心進(jìn)入，至上端管徑擴(kuò)至1m，周圍有孔洞，使水流由四周輻射流動(dòng)，在該管周圍設(shè)一直徑為4m 的穿孔擋板，來使水流流動(dòng)均勻平穩(wěn)，中心管出水孔對稱設(shè)置 8 個(gè)，每個(gè)0.25m1m。漸擴(kuò)管長度h=（1.0-0.7）/2tg20 =0.42（m） c 排泥 采用機(jī)械法排泥，刮泥機(jī)由桁架及傳動(dòng)裝置組成。本設(shè)計(jì)因池徑大，所以采用周邊傳動(dòng)，轉(zhuǎn)速1.5m/min。將污泥推入污泥斗，然后用靜水壓力排除。 d 出水 ①擋渣板 在出水堰前設(shè)一高出水面0.2m，水面下0.3m 的擋板，攔截浮渣，在刮泥機(jī)上設(shè)有刮渣板來收集浮渣。 ②出水堰 出水堰為保證出水均勻，克服施工時(shí)薄壁堰不能做到很平整，采用倒等腰三角形薄壁堰，出水堰采用雙側(cè)集水，出水槽距池壁0.4m. 此時(shí)堰上負(fù)荷為： 符合要求。 ③出水堰 在距池壁內(nèi)側(cè) 0.5m 處設(shè)一道集水槽，流量為： 21.24952/16=0.156m3/s 設(shè)其寬為 0.4m，深 0.7m，則水： 流速 v=0.156/0.35=0.445m/s； 濕周 f=B+2h=1.9m； 水力半徑 R=A/F=0.35/1.9=0.184m； 水力坡度 水頭損失 ④總水頭損失 設(shè)堰后自由落水0.2m，又由堰上水頭為0.04m。則： Σh=0.2+0.02+0.04=0.24m 取為 0.4m ⑤初沉池出水 初沉池的出水設(shè)管道 DN800mm。 e 排泥 利用靜水壓力排泥，排泥管管徑取為 200mm。 f 放空管 污泥斗中設(shè)放空管，管徑300mm。 第四章 污水的二級處理設(shè)計(jì)計(jì)算 4.1 生物反應(yīng)池 本次設(shè)計(jì)采用序批式活性污泥法（SBR—Sequencing Batch Reactor），是早在1914 年就由英國學(xué)者Ardern 和Locket發(fā)明了的水處理工藝。70 年代初，美國Natre Dame大學(xué)的 R.Irvine 教授采用實(shí)驗(yàn)室規(guī)模對SBR工藝進(jìn)行了系統(tǒng)深入的研究，并于1980 年在美國環(huán)保局（EPA）的資助下，在印第安那州的CuLwer城改建并投產(chǎn)了世界上第一個(gè)SBR法污水處理廠。SBR 工藝的過程是按時(shí)序來運(yùn)行的，一個(gè)操作過程分五個(gè)階段：進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、潷水、閑置。 SBR是一種間歇式的活性泥泥系統(tǒng)，其基本特征是在一個(gè)反應(yīng)池內(nèi)完成污水的生化反應(yīng)、固液分離、排水、排泥?？赏ㄟ^雙池或多池組合運(yùn)行實(shí)現(xiàn)連續(xù)進(jìn)出水。SBR通過對反應(yīng)池曝氣量和溶解氧的控制而實(shí)現(xiàn)不同的處理目標(biāo)，具有很大的靈活性。經(jīng)典SBR工藝形成ICEAS、CASS、UNITANK等幾種新型的SBR工藝，大部分新型SBR仍然擁有經(jīng)典SBR的主要特點(diǎn)，并且還形成了一些獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。經(jīng)典SBR反應(yīng)器的運(yùn)行過程為：進(jìn)水→曝氣→沉淀→潷水→待機(jī)。SBR工藝的特點(diǎn)和四種類型的SBR工藝特點(diǎn)分別見表4-1和表4-2 表4-1 SBR工藝的優(yōu)點(diǎn) 優(yōu) 點(diǎn) 機(jī) 理 沉淀性能好 理想沉淀理論 有機(jī)物去除效率高 理想推流狀態(tài) 提高難降解廢水的處理效率 生態(tài)環(huán)境多樣性 抑制絲狀菌膨脹 選擇性準(zhǔn)則 可以除磷脫氮，不需要新增反應(yīng)器 生態(tài)環(huán)境多樣性 不需二沉池和污泥回流，工藝簡單 結(jié)構(gòu)本身特點(diǎn) 表 4-2 不同類型 SBR 工藝的特點(diǎn) 特 點(diǎn) 經(jīng)典SBR ICEAS CASS UNITANK 沉淀性能好，處于理想沉淀狀態(tài) 是 不 不 不 抑制污泥膨脹(選擇性準(zhǔn)則) 強(qiáng) 弱(設(shè)選擇池改善) 弱(設(shè)預(yù)反應(yīng)段改善) 弱 處理難降解廢水效率高(生態(tài)多樣性) 強(qiáng) 弱 弱(設(shè)預(yù)反應(yīng)段改善) 非常弱 除磷脫氮性能(厭氧、缺氧和好氧等多種狀態(tài)) 除N、P 除N 除N、P 理想推流狀態(tài)，有機(jī)物去除率高 是 不 不 不 不需二沉池和污泥回流，工藝簡單 是 是 僅需回流 是 連續(xù)進(jìn)水 不 是 是 是 連續(xù)出水 不 不 不 是 注： UNITANK 的布置比較緊湊，但是流程比其他的 SBR 要復(fù)雜。 通過以上比較，本設(shè)計(jì)采用經(jīng)典的SBR工藝，以高負(fù)荷間歇方式進(jìn)水，周期大，排出比大，脫磷，反應(yīng)工序如圖4-1所示。 4.1.1 設(shè)計(jì)參數(shù) 1、進(jìn)水參數(shù)：污水進(jìn)水量為Qmax=80000m3/d，進(jìn)水BOD5=150mg/L，水溫為10～20℃，處理水質(zhì)為BOD5≤20mg/L； 2、直徑（D）不宜超過20m，國內(nèi)較普遍采用的數(shù)值是15m，最大為17m，直徑過大，充氧和攪拌能力都受到影響； 3、水深不宜超過5m，水深過大，攪拌不良池底易于沉泥，影響運(yùn)行效果； 4、沉淀區(qū)水深（h3），一般在1～2之間，不宜小于1m，過小會(huì)影響上升水流穩(wěn)定； 5、曝氣區(qū)直壁段高度（h2）應(yīng)大于導(dǎo)流區(qū)的高度（h1），一般h2-h1≥0.414B（B為導(dǎo)流區(qū)寬度）； 6、曝氣區(qū)應(yīng)有0.8～1.2m的保護(hù)高； 7、池底