某市郊區(qū)日均5萬(wàn)m3污水處理工程設(shè)計(jì)ii摘要水是人類(lèi)的生命之源，也是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展最重要的支持要素。近年來(lái)，隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展和城市化快速推進(jìn)，飲用水安全和水環(huán)境質(zhì)量要求不斷提高，與此同時(shí)，生活污水和生產(chǎn)廢水排放量明顯增加，各種污染物排放量不斷增長(zhǎng)，使我國(guó)水資源和水環(huán)境面臨嚴(yán)重挑戰(zhàn)。因此提高污水處理率，保護(hù)有限的水資源已經(jīng)成為我國(guó)環(huán)境保護(hù)工作的緊迫任務(wù)。本設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是某城市污水處理廠的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)規(guī)模為50000m3/d。根據(jù)進(jìn)、出水水質(zhì)指標(biāo)要求，綜合各方面因素考慮，最終選取了CAST工藝。污水處理流程為：原污水→中格柵→污水泵房→細(xì)格柵→沉砂池→CAST池→接觸消毒池→出水；污泥處理流程為：從CAST池排出的剩余污泥→污泥濃縮池→污泥脫水機(jī)房→泥餅外運(yùn)。根據(jù)處理流程，對(duì)各構(gòu)筑物進(jìn)行選型、設(shè)計(jì)并確定附屬設(shè)備的型號(hào)。完成了該城市污水處理廠的平面布置圖和高程布置圖，以及主要構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)圖。最后對(duì)本工程的投資和運(yùn)行成本進(jìn)行了簡(jiǎn)單的概預(yù)算。最終完成該城市污水處理工程的設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：城市污水，CAST工藝，設(shè)計(jì)ABSTRACTWaterisnotonlythesourceofhumanlife,butalsothemostimportantsupportingfactorofthesocialandeconomicdevelopment.Inrecentyears,asChina'srapideconomicdevelopmentandsocialrapidurbanization,drinkingwatersafetyandwaterqualityrequirementscontinuetoincrease,atthesametime,domesticsewageandwastewateremissionsincreasedsignificantly,risingemissionsofvariouspollutants,waterresourcesandwaterenvironmentisfacingseriouschallenges.Therefore,acceleratingthesewagetreatmentratetoprotectthelimitedwaterresourceshasbecomeanurgenttaskforChineseenvironmentalprotectionwork.Themaintaskofthisdesignisthesewagetreatmentplantinanurbansewagetreatment,designsize50000m3/d.TheCASTprocessisselectedandaneffectivefeasibleprocessofsewagetreatmentisdesignedforthewastewateraccordingtowaterqualityindexesofinflowanddrainage.Thesewagetreatmentplantprocess:fromthepumpingstationtothegritchamber,intotheCASTreactor,contactdisinfectiontank,thefinaleffluent;sludgeprocess:fromtheCASTreactorsludgedischargedfromintothesludgethickeningtankforpollutionsoilenrichment,andthensenttothebeltfilterpress,andfurtherdehydrated,transportedforburning.Theprocesshastheadvantagesofhighresistancetoshockloading,smallarea,lowcost,flexibleoperationandotheradvantages.Determinethevariousofselection,design,calculationofthestructuresizeandthetypeofauxiliaryequipmentaccordingtotheprocess,Onthisbasis,completethesewagetreatmentplantlayoutandverticallayout,anddrawtheplanelayoutandverticallayout,aswellasthemainstructuredesign.Finally,makeasimplebudgetoftheprojectinvestmentandoperatingcosts.Finalizethedesignofurbansewagetreatmentworks.KEYWORDS:urbansewage,CASTprocess,design某市郊區(qū)日均5萬(wàn)m3污水處理工程設(shè)計(jì)某市郊區(qū)日均5萬(wàn)m3污水處理工程設(shè)計(jì)TOC\o"1-3"\h\u31382摘要 i31220第一章處理工藝選擇與論證 4279421.1設(shè)計(jì)總論 4126701.1.1設(shè)計(jì)規(guī)模及進(jìn)出水水質(zhì) 423341.1.4設(shè)計(jì)依據(jù) 5227691.1.5處理程度計(jì)算 522349第二章城市污水處理工藝分析與選擇 6319792.1城市污水處理概述 6111172.2污水處理工藝方案分析 7321352.3污水處理工藝的確定 10315652.4總工藝流程及其說(shuō)明 11161082.1中格柵 12127122.1.1設(shè)計(jì)說(shuō)明 128572.1.2設(shè)計(jì)參數(shù) 12103762.1.3設(shè)計(jì)計(jì)算 13251922.2細(xì)格柵 1640772.2.2設(shè)計(jì)參數(shù) 16121972.2.3設(shè)計(jì)計(jì)算 17272832.3沉砂池 19230562.4巴士計(jì)量槽 21259782.4.1設(shè)計(jì)參數(shù) 21318962.4.2設(shè)計(jì)計(jì)算 21208282.5CAST反應(yīng)池 22292242.5.1設(shè)計(jì)說(shuō)明 22107902.5.2設(shè)計(jì)參數(shù) 2330642.5.3設(shè)計(jì)計(jì)算 23323372.6接觸消毒池 32782.6.1設(shè)計(jì)說(shuō)明 32199502.6.2設(shè)計(jì)參數(shù) 3236362.6.3設(shè)計(jì)計(jì)算 339758第三章污泥處理工藝設(shè)計(jì)計(jì)算 3660493.1排泥系統(tǒng) 3633313.1.1設(shè)計(jì)參數(shù) 36117893.1.2設(shè)計(jì)計(jì)算 36272813.2.集泥井 37114063.2.1設(shè)計(jì)參數(shù) 37155373.2.2設(shè)計(jì)計(jì)算 3750983.3污泥濃縮池 3865333.3.1設(shè)計(jì)說(shuō)明 38164623.3.2設(shè)計(jì)參數(shù) 38227443.3.3設(shè)計(jì)計(jì)算 3934513.4污泥脫水機(jī)房 41179163.4.2設(shè)計(jì)計(jì)算 4226031第四章平面及高程布置 4414404.1平面布置 44226844.2高程布置 45305744.2.1布置原則 457924.2.2污水處理構(gòu)筑物高程布置 47228894.2.3污泥處理構(gòu)筑物高程布置 505500第五章工程技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析 53254415.1工程總投資費(fèi)用估算 53301515.1.1土建投資費(fèi)用估 537695.1.2設(shè)備投資費(fèi)用估算 5492145.2運(yùn)行費(fèi)用估算 56259145.2.1動(dòng)力費(fèi)用 56313265.2.2工資福利開(kāi)支 5782185.2.3生產(chǎn)用水水費(fèi)開(kāi)支 57287675.2.4運(yùn)費(fèi) 57103235.2.5維護(hù)維修費(fèi) 57324145.2.6管理費(fèi)用 57225235.2.7運(yùn)行成本 5829466參考文獻(xiàn) 6014413附錄一 6216498文獻(xiàn)綜述 623701附錄二 7126632外文翻譯 7127560附錄三 12024111外文原文 12017177附錄四 120204設(shè)計(jì)圖紙 120

第一章處理工藝選擇與論證1.1設(shè)計(jì)總論1.1.1設(shè)計(jì)規(guī)模及進(jìn)出水水質(zhì)某市郊區(qū)地處A省的南部，全區(qū)總面積712平方公里，總?cè)丝?5萬(wàn)，現(xiàn)轄5鄉(xiāng)5鎮(zhèn)，200個(gè)行政村。郊區(qū)轄區(qū)內(nèi)水資源較為充裕，其主要河流是B河，B河承擔(dān)著區(qū)內(nèi)的生活污水、工業(yè)廢水的排放任務(wù)。郊區(qū)政府所在地為C鎮(zhèn)。隨著國(guó)家小城鎮(zhèn)建設(shè)步伐的加快，郊區(qū)政府實(shí)行了舊村改造及鎮(zhèn)區(qū)擴(kuò)建工程，鎮(zhèn)區(qū)面積和人口將大幅度增加，從而帶來(lái)污水排放量的增加，因此提出實(shí)施C鎮(zhèn)區(qū)污水處理項(xiàng)目?？紤]到遠(yuǎn)期發(fā)展需要，污水處理工程設(shè)計(jì)規(guī)模為日均5萬(wàn)m3，一次建設(shè)完成，污水流量變化系數(shù)：KZ=1.32。污水經(jīng)處理后的出水水質(zhì)要求到達(dá)國(guó)家污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB8978-1996）的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。具體進(jìn)出水水質(zhì)見(jiàn)表1-1。表1-1設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)（mg/L，pH除外）項(xiàng)目BOD5CODSSNH3-NTNTPpH進(jìn)水水質(zhì)23032020036452.56~9出水水質(zhì)≤20≤60≤20≤15≤15≤1.06~91.1.2設(shè)計(jì)原始資料（1）全年平均氣溫為19.5℃，最高氣溫為42.0℃，最低氣溫為-6.0℃；降雨量年平均1025.5mm，日最大273.3mm；最大積雪深度500mm，最大凍土深度60mm；主要風(fēng)向：冬季——西北風(fēng)，夏季——東南風(fēng)；風(fēng)速歷年平均為3.15m/s，最大為15.6m/s。（2）排水狀況：擴(kuò)建后的C鎮(zhèn)區(qū)主干道下均敷設(shè)排污管、雨水管，雨污分流。（3）排放水體：污水處理廠廠址位于郊區(qū)東南角，廠區(qū)地面標(biāo)高為25米，排放水體常年平均水位標(biāo)高為20米，最高洪水位標(biāo)高為24.5米。1.1.3設(shè)計(jì)原則（1）執(zhí)行國(guó)家關(guān)于環(huán)境保護(hù)的政策，符合國(guó)家的有關(guān)法規(guī)、規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)。（2）積極穩(wěn)妥地采用新技術(shù)，充分利用國(guó)內(nèi)外的先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備，以提高行業(yè)的裝備和技術(shù)水平。（3）功能分區(qū)明確，生產(chǎn)、生活、人、物、車(chē)流向合理。（4）規(guī)劃布置四優(yōu)先：工藝流程先進(jìn)，安全可靠?jī)?yōu)先；運(yùn)行管理便利，經(jīng)濟(jì)優(yōu)先；環(huán)境綠化、美化優(yōu)先；有利于排水事業(yè)可以持續(xù)發(fā)展優(yōu)先。1.1.4設(shè)計(jì)依據(jù)（1）《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50014-2006）（2）《地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）（3）《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-1996）（4）《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918—2002）1.1.5處理程度計(jì)算（1）BOD的去除效率（2）COD的去除效率（3）SS的去除效率（4）氨氮的去除效率（5）總氮的去除效率（6）總磷的去除效率(7)可生化性判斷BOD/COD比值小于25%,不宜生化；BOD/COD比值在30%與45%之間，可以生化；BOD/COD比值大于45%，可生化性良好。2城市污水處理工藝分析與選擇2.1城市污水處理概述城市目前江河湖泊水域污染的重要原因，是制約許多城市可持續(xù)發(fā)展的主要原因之一。目前，我國(guó)正處于城市污水處理事業(yè)的大發(fā)展時(shí)期[2]。城市生活污水處理自200年前工業(yè)革命以來(lái)，越來(lái)越受到人們的重視。城市污水處理率已成為一個(gè)地區(qū)文明與否的一個(gè)重要標(biāo)志。近200年來(lái)，城市污水處理已從原始的自然處理、簡(jiǎn)單的一級(jí)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、A2O、AB、SBR等多種工藝，以達(dá)到不同的出水要求。我國(guó)城市污水處理相對(duì)于國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家、起步較晚，目前城市污水處理率只有6.7%。在我們大力引起國(guó)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(guó)發(fā)展，尤其是當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，探索適合我國(guó)實(shí)際的城市污水處理系統(tǒng)。

結(jié)合我國(guó)實(shí)際情況，參考國(guó)外先進(jìn)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，建設(shè)城市污水處理廠應(yīng)符合以下幾個(gè)發(fā)展方向：

（1）總投資省。我國(guó)是一個(gè)發(fā)展中國(guó)家，經(jīng)濟(jì)發(fā)展所需資金非常龐大，因此嚴(yán)格控制總投資對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)大有益處。

（2）運(yùn)行費(fèi)用低。運(yùn)行費(fèi)用是污水處理廠能否正常運(yùn)行的重要因素，是評(píng)判一套工藝優(yōu)劣的主要指標(biāo)之一。

（3）占地省。我國(guó)人口眾多，人均土地資源極其緊缺。土地資源是我國(guó)許多城市發(fā)展和規(guī)劃的一個(gè)重要因素。

（4）脫氮除磷效果好。隨著我國(guó)大面積水體環(huán)境的富營(yíng)養(yǎng)化，污水的脫氮除磷已經(jīng)成為一個(gè)迫切的問(wèn)題。我國(guó)最新實(shí)施的國(guó)家《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》也明確規(guī)定了適用于所有排污單位，非常嚴(yán)格地規(guī)定了磷酸鹽排放標(biāo)準(zhǔn)和氨氮排放標(biāo)準(zhǔn)。這就意味著今后絕大多數(shù)城市污水處理廠都要考慮脫氮除磷的問(wèn)題。2.2污水處理工藝方案分析根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)分析，以及出水要求，選擇采用A2/O、CAST和氧化溝工藝三種方案，在三者之間進(jìn)行優(yōu)化比較，選出最優(yōu)方案。2.2.1CAST工藝方案CAST工藝是循環(huán)式活性污泥法的簡(jiǎn)稱(chēng)，又稱(chēng)為周期循環(huán)活性污泥工藝。整個(gè)工藝在一個(gè)反應(yīng)器中完成，屬于序批式活性污泥工藝，是SBR工藝的一種改進(jìn)型。它在SBR工藝基礎(chǔ)上增加了生物選擇器和污泥回流裝置，并對(duì)時(shí)序做了調(diào)整，從而大大提高了SBR工藝的可靠性及處理效率。CAST整個(gè)工藝在一個(gè)反應(yīng)器中完成有機(jī)污染物的生物降解和泥水分離過(guò)程。反應(yīng)器分為三個(gè)區(qū)，即生物選擇區(qū)、兼氧區(qū)和主反應(yīng)區(qū)。生物選擇區(qū)在厭氧和兼氧條件下運(yùn)行，是污水與回流污泥接觸區(qū)，充分利用活性污泥的快速吸附作用而加速對(duì)溶解性底物的去除，并對(duì)難降解有機(jī)物起到酸化水解作用，同時(shí)可使污泥中過(guò)量吸收的磷在厭氧條件下得到有效釋放。兼氧區(qū)主要是通過(guò)再生污泥的吸附作用去除有機(jī)物，同時(shí)促進(jìn)磷的進(jìn)一步釋放和強(qiáng)化氮的硝化/反硝化，并通過(guò)曝氣和閑置還可以恢復(fù)污泥活性。工藝特點(diǎn)：（1）處理效果好，出水水質(zhì)穩(wěn)定；（2）通過(guò)程序控制可達(dá)到良好的脫氮除磷的目的；（3）污泥沉降性能好，穩(wěn)定化程度高；（4）能很好緩沖進(jìn)水水質(zhì)、水量的波動(dòng)；（5）工藝簡(jiǎn)單，基建投資較低；（6）采用組合式模塊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，方便分期建設(shè)和擴(kuò)建工程；（7）運(yùn)行管理較復(fù)雜，要求較高的設(shè)備維護(hù)水平；（8）設(shè)備閑置率高，維修工作量大。2.2.2A2/O工藝方案A2/O工藝亦稱(chēng)A-A-O工藝。按實(shí)質(zhì)意義來(lái)說(shuō)，本工藝稱(chēng)為厭氧-缺氧-好氧法，生物脫氮除磷工藝的簡(jiǎn)稱(chēng)。A2/O工藝是流程最簡(jiǎn)單，應(yīng)用最廣泛的脫氮除磷工藝。該工藝處理效率一般能達(dá)到：BOD5和SS為90%—95%，總氮為70%以上，磷為90%左右，一般適用于要求脫氮除磷的大中型城市污水廠。但A2/O工藝的基建費(fèi)和運(yùn)行費(fèi)均高于普通活性污泥法，運(yùn)行管理要求高，所以對(duì)目前我國(guó)國(guó)情來(lái)說(shuō)，當(dāng)處理后的污水排入封閉性水體或緩流水體引起富營(yíng)養(yǎng)化，從而影響給水水源時(shí)，才采用該工藝。工藝特點(diǎn)：（1）工藝簡(jiǎn)單，總的水力停留時(shí)間少于其他同類(lèi)工藝（2）污泥中含磷濃度高，具有很高的肥效（3）運(yùn)行費(fèi)用低。（4）除磷效果難于再行提高，污泥增長(zhǎng)有一定的限度，不易提高，特別是當(dāng)P/BOD值高時(shí)更是如此（5）脫氮效果也難于進(jìn)一步提高，內(nèi)循環(huán)量一般以2Q為限，不宜太高（6）進(jìn)入沉淀池的處理水要保持一定濃度的溶解氧，減少停留時(shí)間，防止產(chǎn)生厭氧狀態(tài)和污泥釋放磷的現(xiàn)象出現(xiàn)、但溶解氧濃度也不宜過(guò)高，以防循環(huán)混合液對(duì)缺氧反應(yīng)器的干擾。2.2.3氧化溝工藝方案氧化溝（oxidationditch）又名連續(xù)循環(huán)曝氣池，是活性污泥法的一種變形。由于其出水水質(zhì)好、運(yùn)行穩(wěn)定、管理方便等技術(shù)特點(diǎn)，已經(jīng)在國(guó)內(nèi)外廣泛的應(yīng)用于生活污水和工業(yè)污水的治理。目前應(yīng)用較為廣泛的氧化溝類(lèi)型包括：帕斯韋爾（Pasveer）氧化溝、卡魯塞爾（Carrousel）氧化溝、奧爾伯（Orbal）氧化溝、T型氧化溝（三溝式氧化溝）、DE型氧化溝和一體化氧化溝。氧化溝的工藝流程比一般生物處理流程簡(jiǎn)化，這是由于氧化溝水力停留時(shí)間和污泥齡長(zhǎng)，懸浮物和可溶有機(jī)物可同時(shí)得到徹底的去除，排除的剩余污泥已得到高度穩(wěn)定，因此，氧化溝不設(shè)初沉池，污泥不要進(jìn)行厭氧消化。工藝特點(diǎn)：（1）有效去除COD、BOD、SS，出水水質(zhì)好；（2）運(yùn)行管理方便，操作維護(hù)簡(jiǎn)單；（3）耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)；（4）運(yùn)行方式靈活。（5）占地較大，氧利用率相對(duì)低，耗能稍大；（6）泥水分離負(fù)荷要求低。2.3污水處理工藝的確定CAST工藝是近年來(lái)在傳統(tǒng)SBR工藝上發(fā)起來(lái)的一種新型工藝，它是利用不同微生物在不同負(fù)荷條件下生長(zhǎng)速率差異和污水生物除磷脫氮機(jī)理，將生物選擇器與傳統(tǒng)SBR反應(yīng)器相結(jié)合的產(chǎn)物。這種工藝綜合了推流式活性污泥法的初始反應(yīng)條件（具有基質(zhì)濃度梯度和較高的絮體負(fù)荷）和完全活性污泥法的優(yōu)點(diǎn)（較強(qiáng)的耐沖擊負(fù)荷能力），無(wú)論對(duì)城市污水還是工業(yè)廢水都是一種有效的方法，有效地防止污泥膨脹。該設(shè)計(jì)的BOD、COD去除率較高，分別為91.3%和81.25%，而氨氮、總磷的去除效率基本上都在66.5%左右，根據(jù)當(dāng)?shù)卦假Y料，通過(guò)綜合分析比較上述常用城市污水生物脫氮除磷處理工藝的優(yōu)缺點(diǎn)，選擇方案一，即CAST工藝。該工藝處理效果好，出水水質(zhì)穩(wěn)定；通過(guò)程序控制可達(dá)到良好的脫氮除磷的目的；污泥沉降性能好，穩(wěn)定化程度高；能很好緩沖進(jìn)水水質(zhì)、水量的波動(dòng)；工藝簡(jiǎn)單，基建投資較低；采用組合式模塊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，方便分期建設(shè)和擴(kuò)建工程；而這也正好滿(mǎn)足該城鎮(zhèn)未來(lái)的發(fā)展需要，因此宜選采用此方案來(lái)處理本次設(shè)計(jì)的污水。具體工藝流程見(jiàn)圖1-1。圖1-1某城市污水處理廠污水處理工藝流程圖2.3污泥處理工藝的選擇污泥生物處理過(guò)程中將產(chǎn)生大量的生物污泥，有機(jī)物含量較高且不穩(wěn)定，易腐化，并含有寄生蟲(chóng)卵，若不妥善處理和處置，將造成二次污染。因此污泥要需要及時(shí)的處理與處置，以便達(dá)到如下目的：使污水處理廠能夠正常運(yùn)行，確保污水處理效果；使有害有毒物質(zhì)得到妥善處理或利用；使容易腐化發(fā)臭的有機(jī)物得到穩(wěn)定的處理?？傊?，污泥處理的目的是使污泥減量、穩(wěn)定、無(wú)害化及綜合利用。本設(shè)計(jì)的污泥處理流程為生污泥先經(jīng)過(guò)集泥井后通過(guò)污泥濃縮池后脫水，泥餅外用，最終送入固廢處理廠，進(jìn)行填埋或焚燒處理。2.4總工藝流程及其說(shuō)明通過(guò)以上工藝方案的分析與選擇所確定的本設(shè)計(jì)的總工藝流程圖見(jiàn)圖1-2。圖2-1某城市污水處理廠總工藝流程圖污水首先通過(guò)中格柵去除較大固體懸浮物，經(jīng)污水泵房提升一定高度，再通過(guò)細(xì)格柵去除粗格柵未除去的固體懸浮物，然后進(jìn)入沉砂池去除污水中密度較大的無(wú)機(jī)顆粒污染物（如泥砂，煤渣等），然后進(jìn)入CAST反應(yīng)池,在不同微生物的協(xié)調(diào)作用下常規(guī)有機(jī)物被去除的同時(shí)進(jìn)行脫氮除磷，經(jīng)過(guò)生物降解之后的污水經(jīng)接觸消毒池消毒，出水達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB8978-1996》的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，即可排放。CAST反應(yīng)池的剩余活性污泥經(jīng)濃縮脫水后外運(yùn)處理。第二章污水處理工藝構(gòu)筑物設(shè)計(jì)計(jì)算1中格柵2.1.1設(shè)計(jì)說(shuō)明格柵是由一組平行的金屬柵條或篩網(wǎng)制成，安裝在污水渠道上，泵房集水井的進(jìn)口處或污水處理廠的端部，用以截流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，并使之正常運(yùn)行。被截留的物質(zhì)稱(chēng)為柵渣。柵渣的含水率約為70%-80%，容重約為750kg/m3。按格柵柵條的凈間隙，可分為粗格柵（50~100mm），中格柵（10~40mm），細(xì)格柵（3~10mm）3種。由于格柵是物理處理的重要構(gòu)筑物，故新設(shè)計(jì)的污水處理廠一般采用粗、中兩道格柵，甚至采用粗、中、細(xì)3道格柵。按清渣方式，可分為人工清渣和機(jī)械清渣兩種。當(dāng)柵渣量大于0.2m3/d時(shí)，為改善勞動(dòng)與衛(wèi)生條件，都應(yīng)采用機(jī)械清渣格柵。本設(shè)計(jì)先設(shè)中格柵攔截較大的污染物，再設(shè)細(xì)格柵去除較小的污染物質(zhì)。中格柵斜置于泵站集水池進(jìn)水處，采用柵條型格柵，設(shè)一組中格柵。2.1.2設(shè)計(jì)參數(shù)（1）最大日流量Qmax=0.61m3/s；（2）柵前流速[7]v1=0.85m/s(格柵前渠道內(nèi)水流速度一般采用0.4～0.9m/s)；（3）過(guò)柵流速v=1.0m/s(采用最大設(shè)計(jì)流量時(shí)過(guò)柵流速一般采用0.8～1.0m/s)；（4）柵條寬度s=10mm,格柵間隙為e=25mm，格柵安裝傾角為60°（格柵傾角一般采用45°～75°）；（5）通過(guò)格柵的水頭損失取0.2m（格柵一般為0.10～0.25m）；（6）柵前渠寬取柵前水深的2倍。2.1.3設(shè)計(jì)計(jì)算⑴柵前水深h最大設(shè)計(jì)流量為：(2-1)將數(shù)值代入上式得：⑵柵條間隙數(shù)n(2-2)式中：n——柵條間隙數(shù)，個(gè)；Qmax——最大設(shè)計(jì)流量，m3/s；a——格柵傾角度；e——柵條凈間隙，粗格柵e＝50～100mm，中格柵e＝10～40mm，細(xì)格柵e＝3～10mm；v——過(guò)柵流速，m/s。將數(shù)值代入上式： ⑶柵槽寬度BB=S（n-1）+en(2-3)式中：B——柵槽寬度，m；S——柵條寬度，m,取0.01m；N——柵條間隙數(shù)，個(gè)；e——柵條凈間隙，粗格柵e＝50～100mm，中格柵e＝10～40mm，細(xì)格柵e＝3～10mm。將數(shù)值代入上式：B=S（n-1）+en＝0.01×(41-1)+0.025×41=1.43m⑷進(jìn)水渠道漸寬部分的長(zhǎng)度L1則進(jìn)水渠道寬B1=1.38m，漸寬部分展開(kāi)角[7]α1=20°，則進(jìn)水渠道漸寬部分長(zhǎng)度：⑸柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長(zhǎng)度:⑹過(guò)柵水頭損失h1(2-4)式中：h1——過(guò)柵水頭損失，m；h0——計(jì)算水頭損失，m；g——重力加速度，9.81m/s2；k——系數(shù)，格柵受污物堵塞后，水頭損失增大的倍數(shù)，一般k=3；ξ——阻力系數(shù)，與柵條斷面形狀有關(guān)，ξ，當(dāng)為矩形斷面時(shí)，β=2.42。本設(shè)計(jì)采用矩形斷面β=2.42，ξ=2.42×=0.96∴h1=kh0=k=3×0.96××sin60°=0.11m⑺柵后槽總高度H設(shè)柵前渠道超高h(yuǎn)2=0.3m，柵前槽高：H1=h+h2=0.67+0.3=0.97mH=h+h1+h2=0.67+0.11+0.3=1.08m⑻?hào)挪劭傞L(zhǎng)度LL=L1+L2+0.5+1.0+＝0.12+0.06+0.5+1.0+=2.24m(9)每日柵渣量W(2-5)式中：W——每日柵渣量，m3/d；W1——柵渣量，（m3/103m3污水）取0.1～0.01；W1=0.05m3/103m3，代入各值：=2.5m3/d＞2m3/d，故采用機(jī)械清渣。(10)格柵除污機(jī)選型HG型回轉(zhuǎn)式格柵除污機(jī)整機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，維修方便，操作簡(jiǎn)單，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)運(yùn)行或點(diǎn)動(dòng)間斷運(yùn)行。設(shè)有氣動(dòng)緩沖卸料機(jī)構(gòu)，卸料自動(dòng)干凈。水下部分選用優(yōu)質(zhì)不銹鋼材料制作，耐腐蝕性好，使用壽命長(zhǎng)[8]。設(shè)有過(guò)載保護(hù)裝置，保護(hù)設(shè)備安全運(yùn)行。本設(shè)計(jì)選用HG16型回轉(zhuǎn)式除污機(jī)兩臺(tái)，一臺(tái)工作，一臺(tái)備用。設(shè)備總寬度1890mm，有效柵寬1300mm，有效柵隙25mm，水槽長(zhǎng)度1784mm，水槽寬度為1650mm，安裝角度60°，運(yùn)動(dòng)速度5.76m/min，電機(jī)功率1.1～1.5KW[9]。中格柵計(jì)算草圖見(jiàn)圖2-1。圖2-1中格柵計(jì)算草圖2.2細(xì)格柵2.2.1設(shè)計(jì)說(shuō)明細(xì)格柵斜置于泵站出水處，沉砂池進(jìn)水處，采用柵條型格柵，設(shè)兩組相同型號(hào)的格柵。2.2.2設(shè)計(jì)參數(shù)（1）最大日流量Qmax=0.76m3/s；（2）柵前流速v1=0.6m/s(格柵前道內(nèi)的水流速度一般采用0.4～0.9m/s)；（3）過(guò)柵流速v=0.90m/s(采用最大設(shè)計(jì)流量時(shí)過(guò)柵流速一般采用0.8～1.0m/s)；（4）柵條寬度s=10mm,格柵間隙為e=10mm，格柵安裝傾角為60°（格柵傾角一般采用45°～75°）；（5）通過(guò)格柵的水頭損失取0.2m(格柵一般為0.10～0.25m)；（6）柵前渠寬取柵前水深的2倍。2.2.3設(shè)計(jì)計(jì)算⑴柵前水深h設(shè)計(jì)流量為：將數(shù)據(jù)帶入公式（2-1），得h=0.56m⑵柵條間隙數(shù)n⑶柵槽寬度B將數(shù)值代入公式（2-3），得：B=S（n-1）+en＝0.01×(70-1)+0.01×69=1.39m⑷進(jìn)水渠道漸寬部分的長(zhǎng)度L1則進(jìn)水渠道寬B1=2h=1.12m,漸寬部分展開(kāi)角[7]α1=20°，則進(jìn)水渠道漸寬部分長(zhǎng)度：⑸柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長(zhǎng)度⑹過(guò)柵水頭損失h1h1=kh0=k=3×2.42××sin60°=0.26m⑺柵后槽總高度H設(shè)柵前渠道超高h(yuǎn)2=0.3m，柵前槽高H1=h+h2=0.52+0.3=0.82mH=h+h1+h2=0.52+0.26+0.3=1.08m⑻?hào)挪劭傞L(zhǎng)度LL=L1+L2+0.5+1.0+＝0.37+0.19+0.5+1.0+=2.53m⑼每日柵渣量WW1取0.08m3/103m3，將數(shù)值代入公式（2-5），得：=1.99m3/d，采用機(jī)械清渣。(10)格柵除污機(jī)選型HG型回轉(zhuǎn)式格柵除污機(jī)整機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，維修方便，操作簡(jiǎn)單，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)運(yùn)行或點(diǎn)動(dòng)間斷運(yùn)行。設(shè)有氣動(dòng)緩沖卸料機(jī)構(gòu)，卸料自動(dòng)干凈。水下部分選用優(yōu)質(zhì)不銹鋼材料制作，耐腐蝕性好，使用壽命長(zhǎng)[8]。設(shè)有過(guò)載保護(hù)裝置，保護(hù)設(shè)備安全運(yùn)行。本設(shè)計(jì)選用HG-1200型回轉(zhuǎn)式除污機(jī)三臺(tái)，兩臺(tái)工作，一臺(tái)備用。設(shè)備總寬1400mm，有效柵寬1200mm，有效柵隙10mm，安裝角度60°（60°～80°），運(yùn)動(dòng)速度2m/min，電機(jī)功率1.5KW[9]。細(xì)格柵計(jì)算草圖見(jiàn)圖2-2。圖2-2細(xì)格柵計(jì)算草圖2.3沉砂池沉砂池的功能是去除比重較大的無(wú)機(jī)顆粒（如：泥砂，煤渣等，它們的相對(duì)密度約為2.65）沉砂池一般設(shè)于泵站、倒虹管前，以便減輕無(wú)機(jī)顆粒對(duì)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。常用的沉砂池有平流式沉砂池、爆氣沉砂池、多爾沉砂池和鐘式沉砂池等。本工藝采用的是鐘式沉砂池，鐘式沉砂池效果較好，廣泛應(yīng)用于城市大、中、小型污水處理廠工程中前置預(yù)處理工序及廠礦企業(yè)單位，它有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，設(shè)備投資少；結(jié)構(gòu)合理，維修率低，能耗小，運(yùn)行管理和維護(hù)方便；設(shè)備耐腐蝕性強(qiáng)，使用壽命長(zhǎng)；工藝布置靈活方便，易于配套組合，適應(yīng)工程不同時(shí)期分段建設(shè)需要。通過(guò)轉(zhuǎn)速調(diào)整可以達(dá)到最佳沉砂效果，沉砂用壓縮空氣經(jīng)砂提升管，排砂管清洗后排除，清洗水回流到沉砂區(qū)，排砂達(dá)到清潔砂標(biāo)準(zhǔn)。工藝圖見(jiàn)圖2-3-1。圖2-3-1鐘式沉砂池工藝圖根據(jù)最大日流量Qmax=0.76m3/s查相關(guān)手冊(cè)，本設(shè)計(jì)采用兩座900型鐘式沉砂池[7]，一備一用。配備QTS空氣提砂機(jī)，有空壓機(jī)來(lái)的壓縮空氣驅(qū)動(dòng)提升泵動(dòng)作和空氣沖洗裝置運(yùn)行，空氣沖洗裝置和提升泵將底部的砂子疏松開(kāi)并提升上來(lái)，從而達(dá)到提砂的目的。900型鐘式沉砂池尺寸見(jiàn)表2-1，各部尺寸圖見(jiàn)圖2-3-2。表2-1900型鐘式沉砂池尺寸表型號(hào)流量（L/s）ABCDEFGHJKL9008804.871.51.002.000.402.201.000.510.600.801.85圖2-3-2鐘式沉砂池各部尺寸圖2.4巴士計(jì)量槽2.4.1設(shè)計(jì)參數(shù)（1）最大日流量Qmax=0.76m3/s；（2）沉砂池末端設(shè)咽喉式巴氏計(jì)量槽一座，以便對(duì)污水處理廠的流量進(jìn)行監(jiān)控[10]；依據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)，當(dāng)測(cè)量范圍為時(shí)，喉寬取。2.4.2設(shè)計(jì)計(jì)算喉寬取，則喉管長(zhǎng)計(jì)量槽尺寸：依據(jù)上游水位，按以下公式求出流量(2-6)上游水位通過(guò)超聲波液位計(jì)自動(dòng)計(jì)量，并轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的流量。2.5CAST反應(yīng)池2.5.1設(shè)計(jì)說(shuō)明CAST整個(gè)工藝在一個(gè)反應(yīng)器中完成有機(jī)污染物的生物降解和泥水分離過(guò)程。反應(yīng)器分為三個(gè)區(qū)，即生物選擇區(qū)、兼氧區(qū)和主反應(yīng)區(qū)。生物選擇區(qū)在厭氧和兼氧條件下運(yùn)行，是污水與回流污泥接觸區(qū)，充分利用活性污泥的快速吸附作用而加速對(duì)溶解性底物的去除，并對(duì)難降解有機(jī)物起到酸化水解作用，同時(shí)可使污泥中過(guò)量吸收的磷在厭氧條件下得到有效釋放。兼氧區(qū)主要是通過(guò)再生污泥的吸附作用去除有機(jī)物，同時(shí)促進(jìn)磷的進(jìn)一步釋放和強(qiáng)化氮的硝化/反硝化，并通過(guò)曝氣和閑置還可以恢復(fù)污泥活性。每個(gè)反應(yīng)池池尾部設(shè)置潷水器一臺(tái)；每個(gè)反應(yīng)池設(shè)置回流污泥泵用于污泥回流；剩余污泥通過(guò)重力作用排到集泥井。進(jìn)水曝氣階段CAST主反應(yīng)區(qū)內(nèi)邊充水邊曝氣，同時(shí)池內(nèi)的回流污泥泵連續(xù)不斷的向預(yù)反應(yīng)區(qū)回流污泥。此時(shí)有機(jī)污染物被微生物氧化分解，同時(shí)污水中的氨氮通過(guò)微生物的硝化作用轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮；靜止沉淀階段CAST主反應(yīng)區(qū)不充水也不曝氣，此時(shí)微生物利用水中剩余的DO進(jìn)行氧化分解，生物池逐漸由好氧狀態(tài)向缺氧狀態(tài)轉(zhuǎn)變，開(kāi)始進(jìn)行反硝化反應(yīng)，活性污泥逐漸沉到池底，上層水逐漸變清；排水排泥階段CAST主反應(yīng)區(qū)的潷水器開(kāi)始工作，自上而下逐漸排出上清液，同時(shí)池內(nèi)的剩余污泥泵向污泥調(diào)節(jié)池輸送剩余污泥。此時(shí)，生物池逐漸由缺氧狀態(tài)過(guò)渡到厭氧狀態(tài)，繼續(xù)進(jìn)行反硝化反應(yīng)。2.5.2設(shè)計(jì)參數(shù)（1）最大日流量Qmax=66000m3/d=0.76m3/s；（2）Sa=200mg/L，Se=20mg/L；（3）B0D污泥負(fù)荷Ns控制在0.05～0.5，混合液污泥(MLSS)濃度Nw為3g/L～4g/L；（4）生活污水及城市污水的污泥容積指數(shù)SVI介于70～100；（5）污泥回流比R取0.27；2.5.3設(shè)計(jì)計(jì)算（1）B0D污泥負(fù)荷[9]（或稱(chēng)BOD-SS負(fù)荷率）N：=(2-7)式中：N——BOD-SS負(fù)荷率，kgBOD/(kgMLSS·d)；K——有機(jī)基質(zhì)降解速率常數(shù)，一般為0.0168～0.0281，取K=0.018；S——CASS排放BOD濃度，mg/s，由設(shè)計(jì)條件得S；——有機(jī)物去除率，%；(2-8)S——進(jìn)入CASS池BOD濃度，mg/s，由設(shè)計(jì)條件得S；故=——混合液中揮發(fā)性懸浮物固體濃度與總懸浮物固體濃度的比值，一般為0.7～0.8，??；代入數(shù)據(jù)得，N，查BOD污泥負(fù)荷與污泥指數(shù)（SVI）的關(guān)系圖可得：SVI=95。（2）混合液污泥(MLSS)濃度Nw（X）：(2-9)式中:Nw（X）——混合液污泥(MLSS)濃度；R——污泥回流比；r——考慮污泥在二次沉淀池中停留時(shí)間、池深、污泥厚度等因素的有關(guān)系數(shù)，一般取值1.2左右。(3)CAST池容積CAST池容積采用容積負(fù)荷計(jì)算法確定，并用排水體積進(jìn)行復(fù)核。①負(fù)荷計(jì)算法V=Q×(Sa－Se)/(Ne×Nw×f) (2-10)式中：V——CAST池容積，m3；Q——污水日流量，m3/d；·Nw——混合液污泥(MLSS)濃度，3g/L～4g/L；Ne——B0D污泥負(fù)荷率，其中Ne=K2×Se×f/η，K2取值見(jiàn)表1；f——混合液中揮發(fā)性懸浮固體濃度與總懸浮固體濃度的比值，即f=MLSS/MLVSS，0.7～0.8.將數(shù)值代入上式：V=66000×(200－20)/(0.3×2.685×0.75)=1.97×104m3 ②容積負(fù)荷CAST工藝是連續(xù)進(jìn)水，間斷排水，池內(nèi)有效容積由變動(dòng)容積(V1)和固定容積組成，變動(dòng)容積是指池內(nèi)設(shè)計(jì)最高水位至潷水機(jī)排放最低水位的容積。固定容積由兩部分組成：一部分是活性污泥，最高泥面至池底之間的容積(V3)；另一部分為撇水水位和泥面之間的容積，它是由防止撇水和污泥流失的最小安全距離決定的容積(V2)。V=nl×(Vl+V2+V3) (2-11)式中：V——CAST池總有效容積，m3；n1——CAST池子個(gè)數(shù),取5座，每座2個(gè)池子；V1——變動(dòng)容積，m3；V2——安全容積，m3；V3——污泥沉淀濃縮容積，m3。將數(shù)值代入上式：(Vl+V2+V3)=1.97×104/10=1970m3一般地，池內(nèi)最高液位H按下式計(jì)算：H=Hl+H2+H3=(3～5)m，取4.5m 。H1=Q/(n1×n2×A) (2-12)式中：H1——池內(nèi)設(shè)計(jì)最高水位至潷水機(jī)排放最低水位之間的高度，m；A——單個(gè)CAST池平面面積，m2；n2——日內(nèi)循環(huán)周期數(shù),周期數(shù)為6，每個(gè)周期4小時(shí)；將數(shù)值代入上式：H1=66000/(6×10×1970/4.5)=2.51mH3=H×Nw×SVI×10-3 (2-13)式中：H3——潷水結(jié)束時(shí)泥面高度，m；Nw——最高液位時(shí)混合液污泥濃度，kg/m3；將數(shù)值代入上式：H3=4.5×2.685×80×10-3=1.15m H2=H-(Hl+H3) (2-14)式中：H2——撇水水位和泥面之間的安全距離，m。將數(shù)值代入上式：H2=4.5-(2.51+1.15)=0.84m ③CAST池外形尺寸A=1970/4.5=437.8m2式中：B——池寬，B;H=1～2;L——池長(zhǎng)，L;B=4～6.B取8.8m,校核：CAST池總高H0=H+0.5m，0.5m為超高。將數(shù)值代入上式：H0=4.5+0.5=5.0mCAST池中間設(shè)一道隔墻，將池體分隔微生物選擇區(qū)和主反應(yīng)區(qū)兩部分。靠進(jìn)水端為全物選擇區(qū)，其容積為CAST池總?cè)莘e的20%左右，另一部分為主反應(yīng)區(qū),與反應(yīng)區(qū)長(zhǎng)度L1按下式計(jì)算。L1=（0.16～0.25）L（m），L1取8m。④連通孔尺寸隔墻底部設(shè)連通孔，連通兩區(qū)水流。連同孔孔口面積A1按下式計(jì)算：(2-15)式中：n3：連通孔個(gè)數(shù)，n3取3個(gè)；U——孔口流速m/h，U一般取值20～50m/h,取50m/h。將數(shù)值代入上式：孔口間距單孔時(shí)設(shè)在隔墻中央，多孔時(shí)沿隔墻均布，孔口寬度0.4～0.6m，孔口高度不宜大于1.0m。(4)上清液排出裝置上清液排出裝置應(yīng)能在設(shè)定的排出時(shí)間內(nèi)以及活性污泥不發(fā)生上浮的情況下排出上清液。CAST工藝一般都采用潷水器排水，潷水器排水過(guò)程中能隨水位的下降而下降，使排出的上清液始終是上層清液。為防止水面浮渣進(jìn)入潷水器被排走，潷水器排水口一般都淹沒(méi)在水下一定深度。污水進(jìn)水量Q=66000m/d，池?cái)?shù)n=10，周期n=6，排出時(shí)間T=1.0h，則每池的排出負(fù)荷：m/min考慮安全系數(shù)為1.3，QD’=18.3×1.3=23.8m/min=1430m3/h本設(shè)計(jì)中選用BSL型旋轉(zhuǎn)式潷水器，型號(hào)BSL1500，潷水能力1500m3/h，出水管直徑800mm，潷水深度2～5m[12]。該潷水器在特定的時(shí)間內(nèi)上清液經(jīng)堰口，均勻排出池外；隨著水面下降，堰口的負(fù)荷均衡，并保證排水流量和水質(zhì)；可采用手動(dòng)，自動(dòng)變頻調(diào)速和PLC控制；水下部分為不銹鋼材質(zhì)。（5）污泥回流量計(jì)算污泥回流比為R=27%，則污泥回流量為：Q=QR=采用污泥泵使污泥回流入生物選擇器,再根據(jù)設(shè)計(jì)流量742.5/10=74.25m3/h，采用2臺(tái)（1用1備）100QW100-7型潛水排污水泵，單臺(tái)提升流量，揚(yáng)程7m，轉(zhuǎn)速1440r/min，軸功率2.39kw，配用功率4kw[8]。（6）需氧量及曝氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算[7]①需氧量：(2-16)取0.50kg/kg，0.150(1/d)。平均時(shí)需氧量：最大時(shí)需氧量：②供氣量計(jì)算：設(shè)計(jì)采用HYW-Ⅰ型微孔曝氣器，敷設(shè)在CAST反應(yīng)池池底，距池底距離200mm，且水深為4.5m，因此淹沒(méi)深度H=4.5-0.2=4.3m。氧轉(zhuǎn)移效率為20～25%；服務(wù)面積為；曝氣量為0.8～3m3/(只.h)；動(dòng)力效率4～5.6kgO2(kw.h)；阻力2924.1Pa。查表知，20時(shí)溶解氧飽和度為。已知數(shù)據(jù)中，當(dāng)?shù)仄骄鶜鈮簽镻a，所以曝氣器出口處的絕對(duì)壓為：空氣離開(kāi)曝氣池時(shí)，氧的百分比為：曝氣池中溶解氧平均飽和度為：（水溫20）25是脫氧清水平均時(shí)充氧量為：=12512.5kg/d=521kg/h25是脫氧清水最大時(shí)充氧量為：=689kg/h式中：——污水中雜志影響修正系數(shù)，取0.7；——污水含鹽量影響修正系數(shù)，取0.95；C——混合液溶解氧濃度，取2.0；——?dú)鈮盒拚禂?shù)，取1。CAST反應(yīng)池的平均時(shí)供氣量為CAST反應(yīng)池的最大時(shí)供氣量為③空氣管系統(tǒng)計(jì)算：在曝氣池平面圖上布置空氣管道，在相鄰的兩個(gè)廊道的隔墻上設(shè)一根干管，共4根干管。在每根干管上設(shè)8對(duì)配氣豎管，共16條。全曝氣池共64條配氣豎管。每根豎管供氣量為：9187/64=143m3/h曝氣池平面面積為：50×8.8×10=4400m2每個(gè)微孔曝氣裝置服務(wù)面積按0.60m2計(jì)，則所需微孔曝氣裝置總數(shù)為：4400/0.60=7333(個(gè))為安全計(jì)，本設(shè)計(jì)采用7400個(gè)微孔曝氣裝置，每個(gè)豎管上安設(shè)的微孔曝氣裝置數(shù)目為：7400/64=116(個(gè))每個(gè)微孔曝氣裝置的配氣量為：9187/7400=1.2m3/h將已布置的空氣管路及布置的微孔曝氣裝置繪制成空氣管路計(jì)算圖用以計(jì)算，空氣管路計(jì)算圖見(jiàn)圖2-4。圖2-4空氣管路計(jì)算圖空氣管道系統(tǒng)總壓力損失為：95.31×9.8=0.934kPa微孔曝氣裝置的壓力損失為2.924kPa，總壓力損失為：0.934+2.924=3.858kPa為安全計(jì)，設(shè)計(jì)取值6.0kPa.④空壓機(jī)的選定微孔曝氣裝置安裝在距池底0.2m處，因此，空壓機(jī)所需壓力為：P=(4.5-0.2)×9.8+6.0=48.14kPa空壓機(jī)供氣量：最大時(shí)：9187m3/h=153.12m3/min平均時(shí)：6947m3/h=115.78m3/min鼓風(fēng)機(jī)房要給CAST池供氣，根據(jù)所需壓力及空氣量，選用TSE-200型羅茨風(fēng)機(jī)6臺(tái)（4用2備），該型號(hào)羅茨風(fēng)機(jī)風(fēng)量28.4m3/h，升壓49.0KPa，配套電機(jī)型號(hào)Y250M-6；功率37KW，轉(zhuǎn)速970r/min，機(jī)組最大重量1060kg。 2.6接觸消毒池2.6.1設(shè)計(jì)說(shuō)明水消毒的目的是解決水中生物污染的問(wèn)題。生活污水經(jīng)過(guò)二級(jí)處理后，水質(zhì)改善，細(xì)菌含量大幅度減少，但細(xì)菌的絕對(duì)值仍很客觀，并存在病原菌的可能，為防止對(duì)人類(lèi)健康產(chǎn)生危害和對(duì)生態(tài)造成污染，在污水排入水體前應(yīng)進(jìn)行消毒。目前常用的污水消毒劑是液氯，其次是漂白粉、臭氧、次氯酸鈉、氯片、氯氨、二氧化氯和紫外線等。其中液氯效果可靠、投資設(shè)備簡(jiǎn)單、投量準(zhǔn)確、價(jià)格便宜。漂白粉投量不準(zhǔn)確，溶解調(diào)制不便。臭氧投資大，成本高，設(shè)備管理復(fù)雜，其他幾種消毒劑也有明顯的缺點(diǎn)，所以目前液氯仍然是消毒劑首選。本設(shè)計(jì)采用液氯消毒,并使用真空轉(zhuǎn)子加氯機(jī)加氯，使得處理污水與消毒液充分接觸混合以處理水中的微生物，盡量避免造成二次污染。本設(shè)計(jì)采用隔板式接觸反應(yīng)池。2.6.2設(shè)計(jì)參數(shù)（1）設(shè)計(jì)流量：Qmax=0.76m3/s；（2）水力停留時(shí)間：T=0.5h=30min；（3）投氯量為：＝5-10mg/L；（4）平均水深：h=2.5m；（5）隔板間隔：b=2.0m。 設(shè)計(jì)采用2個(gè)3廊道平流式接觸消毒池。2.6.3設(shè)計(jì)計(jì)算（1）接觸消毒池的尺寸計(jì)算①接觸池容積②接觸池表面積接觸池平均水深設(shè)計(jì)為，則接觸池面積③接觸池長(zhǎng)度式中：L1——廊道總長(zhǎng)，m;B——廊道單寬，m,取5m。采用3廊道，接觸消毒池長(zhǎng)：，校核長(zhǎng)寬比：④池高：（）⑤進(jìn)水部分：每個(gè)接觸消毒池的進(jìn)水管徑D=600mm，V=1.1m/s。⑥混合：采用管道混合的方式，加氯管線直接接入接觸消毒池進(jìn)水管，為增強(qiáng)混合效果，加氯點(diǎn)后接D=600mm的靜態(tài)混合器。⑦進(jìn)水部分：（2-18）式中：H：堰上水頭，m；n——接觸消毒池個(gè)數(shù)；m——流量系數(shù)，一般采用0.42；b——堰寬，數(shù)值等于池寬，m。設(shè)計(jì)中n=2,b=4m接觸消毒池計(jì)算草圖見(jiàn)圖2-5。圖2-5接觸消毒池計(jì)算草圖（3）加氯間①加氯量氯量按每立方米污水投加8g計(jì)，則每天需要氯量:q=q0×Q×86400/1000式中：q——每日加氯量（kg/d）；q0——液氯投量（mg/L）；Q——污水設(shè)計(jì)流量（m3/s）。q=80×0.76×86400/1000=525.312kg/d②加氯設(shè)備選用3臺(tái)ZJ-2型轉(zhuǎn)子加氯機(jī)，兩用一備，單臺(tái)加氯量為10kg/h，加氯機(jī)外型尺寸為550mm×310mm×710mm。第三章污泥處理工藝設(shè)計(jì)計(jì)算3.1排泥系統(tǒng)3.1.1設(shè)計(jì)參數(shù)（1）最大日流量Qmax=66000m3/d；(2)污泥回流比R=27%；(3)濃縮前含水率為99.4%（即固體濃度C1=6kg/m3）。3.1.2設(shè)計(jì)計(jì)算（1）剩余污泥量：（3-1）（3-2）（3-3）式中：Px——每日生成的活性污泥量，kg/d；Ps——不可生物降解和惰性懸浮物量（NVSS），該部分占總TSS的50%；Y——污泥產(chǎn)泥系數(shù)，取Y=0.6；K——衰減系數(shù)，取0.075。將各值帶入：日產(chǎn)剩余污泥量為：（2）排泥管徑設(shè)計(jì)剩余污泥在重力作用下通過(guò)污泥管路排入集泥井。由于污泥含水率高，屬假塑性流體，層流狀態(tài)下阻力較大，紊流狀態(tài)下阻力較小。所以設(shè)計(jì)輸泥管道時(shí)，通常采用較大流速。取設(shè)計(jì)流速v=1.5m/s，設(shè)計(jì)流量Q=1424m3/d=0.02m3/s，則輸泥管直徑為：m管徑取1.5安全系數(shù)，則污泥管直徑為200mm3.2.集泥井3.2.1設(shè)計(jì)參數(shù)（1）日產(chǎn)剩余污泥量為1895m3/d；（2）CAST反應(yīng)池日產(chǎn)泥量考慮在2h內(nèi)抽完；(3)集泥井容積定為污泥泵15min提升流量的體積。3.2.2設(shè)計(jì)計(jì)算集泥井容積：設(shè)有效井深為5m，平面面積為35.6m2,設(shè)計(jì)尺寸L×B=6m×6m，集泥井為地下式，池頂加蓋，有潛污泵抽送污泥。根據(jù)設(shè)計(jì)流量1895m3/d=78.9m3/h，采用1臺(tái)100QW90-9型潛水排污水泵將污泥抽送至重力濃縮池，單臺(tái)提升流量，揚(yáng)程9m，轉(zhuǎn)速1430r/min，軸功率1.8kw，配用功率3kw。3.3污泥濃縮池3.3.1設(shè)計(jì)說(shuō)明在污水處理過(guò)程中產(chǎn)生的沉淀物按其主要成分的不同分為污泥和沉渣。污泥以有機(jī)物為主要成分，其特點(diǎn)是：有機(jī)物含量高、易腐化發(fā)臭；顆粒密度?。ń咏拿芏龋?，含水率高且不易脫水，便于管道輸送。污泥的含水率很高，污泥中所含水分有4類(lèi)：顆粒間的孔隙水約占70%，毛細(xì)管水約占20%，顆粒表面的吸附水與微生物內(nèi)部水兩者約占10%。降低污泥中的含水率，可以采用污泥濃縮的方法來(lái)降低污泥中的孔隙水，通過(guò)降低污泥的含水率，減少污泥的體積，能減少池容積和處理所需的投藥量，縮小用于輸送污泥的管道和泵類(lèi)的尺寸。具有一定規(guī)模的污水處理工程中常用的污泥濃縮方法主要有重力濃縮、溶氣氣浮濃縮和離心濃縮[13]。本設(shè)計(jì)采用一座連續(xù)式重力濃縮池，由中心進(jìn)泥管進(jìn)泥，上清液由溢流堰出水，濃縮污泥用帶柵條的刮泥機(jī)刮至池中心的污泥斗并從排泥管靜壓排泥。3.3.2設(shè)計(jì)參數(shù)（1）日產(chǎn)剩余污泥量為1424m3/d；（2）濃縮后含水率：97.5%（即固體濃度C2=25kg/m3，當(dāng)為初次污泥時(shí)，其含水率一般為95%～97%；當(dāng)為剩余活性污泥時(shí)，其含水率一般為99.2%～99.6%）；（3）濃縮時(shí)間：（濃縮時(shí)間不宜小于12h，但也不要超過(guò)24h）；（4）濃縮池固體通量：M=30kg/(m2（負(fù)荷當(dāng)為初次污泥時(shí)，污泥固體負(fù)荷宜采用80～120kg/(m2.d)；當(dāng)為剩余污泥時(shí)，污泥固體負(fù)荷宜采用30～60kg/(m2.d)）；（5）有效水深一般宜為4m,最低不小于3m；（6）重力濃縮池?cái)?shù)量：1座（圓形輻流式）。3.3.3設(shè)計(jì)計(jì)算（1）重力濃縮池尺寸：①濃縮池面積A根據(jù)查固體通量經(jīng)驗(yàn)值，污泥固體通量選用30kg/(m2.d)。濃縮池面積（3-4）式中：Q——污泥量，m3/d；Co——污泥固體濃度，kg/m3；G——污泥固體通量，kg/(m2.d)。②濃縮池直徑D設(shè)計(jì)采用n=1個(gè)圓形輻流池。單池面積濃縮池直徑③濃縮池深度H濃縮池工作部分的有效水深，式中，T為濃縮時(shí)間，h，取T=15h。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=1/20,污泥斗下底直徑D1=3.3m，上底直徑D2=4.0m。池底坡度造成的深度污泥斗高度 濃縮池深度H=h1+h2+h3+h4+h5=4.775m④濃縮后污泥體積污泥濃縮前含水率P1為99.4%，濃縮后含水率P2為97.5%，則濃縮后每天產(chǎn)生污泥體積⑤濃縮設(shè)備采用型單周邊傳動(dòng)刮泥機(jī)，并且配置柵條以利于污泥的濃縮[8]。其性能參數(shù)見(jiàn)表3-1。表3-1DZG-22型濃縮池刮泥機(jī)池徑/m池深/m周邊線速度/m·min-1驅(qū)動(dòng)功率/kW22⑥排水與排泥系統(tǒng)：污泥濃縮后的上清液由溢流堰出水進(jìn)入儲(chǔ)水槽，然后匯入出水管排出。剩余污泥量341.76/d=0.004/s，濃縮后污泥由管徑DN220mm的重力輸泥管送至污泥脫水機(jī)房。（2）重力濃縮池計(jì)算草圖見(jiàn)圖3-1。圖3-1重力濃縮池計(jì)算草圖3.4污泥脫水機(jī)房污泥脫水的主要目的在于實(shí)現(xiàn)有效減容。主要方法有自然干化和機(jī)械脫水。影響污泥脫水性能的自身因素主要有含水率與水的存在形式、比阻或毛細(xì)吸水時(shí)間。污泥機(jī)械脫水的原理是以過(guò)濾介質(zhì)兩面的壓力差為推動(dòng)力，使污泥水分被強(qiáng)行排出并形成濾液，固體顆粒形成濾餅。常用的污泥機(jī)械脫水方法有壓濾法、離心法、真空法等。本設(shè)計(jì)采用壓濾法，選用帶式壓濾機(jī)，該設(shè)備構(gòu)造簡(jiǎn)單，推動(dòng)力大，適用于各種性質(zhì)的污泥，且形成的濾餅含水率低。3.4.1設(shè)計(jì)參數(shù)（1）剩余污泥量：454.8/d；（2）濃縮后含水率：97.5%（即固體濃度C2=25kg/m3）；（3）泥餅含水率為：75%。3.4.2設(shè)計(jì)計(jì)算（1）污泥脫水機(jī)：過(guò)濾流量430.1設(shè)置3臺(tái)壓濾機(jī)（2用1備），每臺(tái)每天工作19h，則每臺(tái)壓濾機(jī)處理量：選擇DY-2000型帶式壓濾脫水機(jī)，其主要技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表3-2。表3-2DY2000型帶式壓濾脫水機(jī)主要技術(shù)參數(shù)處理能力/濾帶清洗用水氣壓/MPa泥餅含水率/%寬度mm速度/m·min-1水量/水壓/MPa8～1220000.5～5 ≥8>0.40.3～0.565～75（2）加藥量計(jì)算：①設(shè)計(jì)流量430.1；絮凝劑PAM；投加量以干固體的0.4%計(jì)，即②設(shè)備選擇由污泥混合池、脫水機(jī)房合建而成。污泥混合池平面尺寸為4.0m×3.0m，有效水深2.0m。為了避免剩余污泥在混合池內(nèi)沉淀，每個(gè)池中設(shè)置JB-Ⅱ-1.8-0.75型攪拌機(jī)各1臺(tái)。JB-Ⅱ-1.8-0.75型攪拌機(jī)的技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表3-3。表3-3JB-Ⅱ-1.8-0.75型攪拌機(jī)的技術(shù)參數(shù)規(guī)格電機(jī)功率/kW葉輪轉(zhuǎn)速/r·min-1葉輪直徑/mmФ1800×20000.75160500脫水間平面尺寸為25m×15m，安裝有制藥液裝置2套，最大制備能力10kg/hr聚合物粉末，采用PLC作為混凝劑，藥液濃度0.5%，投藥泵3臺(tái)(2用1備)，選用計(jì)量泵，Q=0.5～1.5m3/hr，H=20m。另外設(shè)螺桿泵3臺(tái)（2用1備），從混合池抽吸污泥到脫水機(jī)。（3）污泥餅體積：設(shè)泥餅含水率為75%V=(/C)=430.1×(1-97.5%)/(1-75%)=43.0泥通過(guò)泥餅運(yùn)輸采用TD—75型皮帶運(yùn)輸機(jī)輸送至污泥堆放處，運(yùn)到污水廠附近的垃圾焚燒場(chǎng)進(jìn)行處理。第四章平面及高程布置4.1平面布置平面更經(jīng)濟(jì)合理，污水廠平面布置應(yīng)遵循下列原則：⑴按功能分區(qū)，配置得當(dāng)主要是指對(duì)生產(chǎn)、輔助生產(chǎn)、生產(chǎn)福利等各部分布置，要做到分區(qū)明確、配置得當(dāng)而又不過(guò)分獨(dú)立分散。既有利于生產(chǎn)，又避免非生產(chǎn)人員在生產(chǎn)區(qū)通行或逗留，確保安全生產(chǎn)。在有條件時(shí)（尤其建新廠時(shí)），最好把生產(chǎn)區(qū)和生活區(qū)分開(kāi)，但兩者之間不必設(shè)置圍墻。⑵功能明確，布置緊湊首先應(yīng)保證生產(chǎn)的需要，結(jié)合地形、地質(zhì)、土方、結(jié)構(gòu)和施工等因素全面考慮。布置時(shí)力求減少占地面積，減少連接管(渠)的長(zhǎng)度，便于操作管理。⑶順流排列，流程簡(jiǎn)捷指處理構(gòu)（建）筑物盡量按流程方向布置，避免與進(jìn)（出）水方向相反安排；各構(gòu)筑物之間的連接管（渠）應(yīng)以最短路線布置，盡量避免不必要的轉(zhuǎn)彎和用水泵提升，嚴(yán)禁將管線埋在構(gòu)（建）筑物下面。目的在于減少能量（水頭）損失、節(jié)省管材、便于施工和檢修。⑷充分利用地形，平衡方土，降低工程費(fèi)用某些構(gòu)筑物放在較高處，便于減少土方，便于空放、排泥，又減少了工程量，而另外一些構(gòu)筑物放在較低處，使水按流程按重力順暢輸送。⑸必要時(shí)應(yīng)預(yù)留適當(dāng)余地，考慮擴(kuò)建和施工可能（尤其是對(duì)大中型污水處理廠）。⑹構(gòu)（建）筑物布置應(yīng)注意風(fēng)向和朝向?qū)⑴欧女愇?、有害氣體的構(gòu)（建）筑物布置在居住與辦公場(chǎng)所的下風(fēng)向；為保證良好的自然通風(fēng)條件，建筑物布置應(yīng)考慮主導(dǎo)風(fēng)向。道路布置在污水廠內(nèi)應(yīng)合理的修建道路，方便運(yùn)輸，要設(shè)置通向各處理構(gòu)筑物和輔助建筑物的必要通道，道路的設(shè)計(jì)應(yīng)符合如下要求：主要車(chē)行道的寬度：?jiǎn)诬?chē)道為3~4m，雙車(chē)道為6~7m，并應(yīng)有回車(chē)道。車(chē)行道的轉(zhuǎn)彎半徑不宜小于6m。人行道的寬度為1.5~2.0m。4.2高程布置4.2.1布置原則為了使工程更經(jīng)濟(jì)合理，污水廠高程布置應(yīng)遵循下列原則：(1)盡可能利用地形坡度，使污水按處理流程在構(gòu)筑物之間能自流，盡量減少提升次數(shù)和水泵所需揚(yáng)程。(2)協(xié)調(diào)好站區(qū)平面布置與各單體埋深，以免工程投資增大、施工困難和污水多次提升。(3)水流程和污泥流程的配合，盡量減少提升次數(shù)。(4)好單體構(gòu)造設(shè)計(jì)與各構(gòu)筑物埋深，便于正常排放，又利檢修排空。4.2.2污水處理構(gòu)筑物高程布置(1)構(gòu)筑物水頭損失表4-1構(gòu)筑物水頭損失表構(gòu)筑物名稱(chēng)水頭損失（m）構(gòu)筑物名稱(chēng)水頭損失（m）中、細(xì)格柵0.2CAST池潷水深度2.51沉砂池0.2接觸消毒池0.2巴氏計(jì)量槽0.3(2)管渠水力計(jì)表4-2污水管渠水力計(jì)算表構(gòu)筑物名稱(chēng)流量（L/s）管渠設(shè)計(jì)參數(shù)水頭損失管徑D（mm）坡度I（‰）流速V（m/s）構(gòu)筑物間距L（m）沿程損失（m）局部損失（m）構(gòu)筑物水頭損失（m）總損失(m)出水口至接觸消毒池7609002.01.32200.00.400.000.000.723807003.01.3012．80.040.28接觸消毒池至CAST池7609001.81.2833.20.060.020.200.573807002.020.191907003.11.1519.40.060.02CAST池至計(jì)量槽7609001.81.2810.00.020.102.522．753807002.01.158.00.020.011907003.11.1519.40.060.02計(jì)量槽至沉砂池7609000.0090.000.300.313807002.0050.00沉砂池至細(xì)格柵7609001.81.284.00.0070.000.200.323807002.010.10細(xì)格柵至泵房7609001.81.2810.00.053807002.01.153.00.0060.02(3)構(gòu)筑物及管渠水面標(biāo)高計(jì)算本設(shè)計(jì)中，地面標(biāo)高為25m（并作為相對(duì)標(biāo)高25m），其他標(biāo)高均以此為基準(zhǔn)。設(shè)計(jì)進(jìn)水管處的水面標(biāo)高為22.00m，附近河流的最高水位為23.00m，但考慮到土方平衡，建筑成本，管線埋深等因素，出水口標(biāo)高設(shè)定為24.00m。由出水口標(biāo)高和接觸消毒池至出水口的水頭損失可推算出接觸消毒池標(biāo)高，由接觸消毒池標(biāo)高和CAST池至接觸消毒池的水頭損失可推算出CAST池標(biāo)高，由CAST池標(biāo)高和計(jì)量槽至CAST池的水頭損失可推算出可推算出計(jì)量槽標(biāo)高，由計(jì)量槽標(biāo)高和沉砂池至計(jì)量槽水頭損失可推算出沉砂池標(biāo)高，由沉砂池標(biāo)高和細(xì)格柵至沉砂池水頭損失可推算出細(xì)格柵標(biāo)高，具體標(biāo)高見(jiàn)表4-3。表4-3構(gòu)筑物及管渠水面標(biāo)高計(jì)算表序號(hào)管渠與構(gòu)筑物名稱(chēng)水面上游標(biāo)高（m）水面下游標(biāo)高（m）構(gòu)筑物水面標(biāo)高（m）地面標(biāo)高（m）1出水口至接觸消毒池24.7224.00252接觸消毒池24.9224.7224.82253接觸消毒池至CAST池25.2924.92254CAST池27.8125.29最高液位27.81m,最低液位25.29m255CAST池至計(jì)量槽28.0427.81256計(jì)量槽28.3428.0428.19 257計(jì)量槽至沉砂池28.3528.34258沉砂池28.5528.3528.45 259沉砂池至細(xì)格柵28.6728.552510細(xì)格柵28.8728.67柵前液位28.87m,柵后液位28.67m2511細(xì)格柵至泵房29.0228.8725(4)污水提升泵房污水提升泵房用以提高污水的水位，保證污水能在整個(gè)污水處理流程過(guò)程中流過(guò)，污水從而得以?xún)艋?，本設(shè)計(jì)污水提升泵房與中格柵合建在一起。泵房進(jìn)水角度不大于45度,《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定污水泵房的集水池容積不應(yīng)小于最大一臺(tái)水泵5min的出水量。相鄰兩機(jī)組突出部分得間距，以及機(jī)組突出部分與墻壁的間距，應(yīng)保證水泵軸或電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子再檢修時(shí)能夠拆卸，并不得小于0.8。如電動(dòng)機(jī)容量大于55KW時(shí)，則不得小于1.0m，作為主要通道寬度不得小于1.2m。本設(shè)計(jì)中，地面標(biāo)高為25m（并作為相對(duì)標(biāo)高25m），其他標(biāo)高均以此為基準(zhǔn)，設(shè)計(jì)進(jìn)水管處的水面標(biāo)高為22.00m。污水提升前水位19.8m（既泵站吸水池最底水位，設(shè)有效水位為2m），提升后水位28.87m（即細(xì)格柵前水面標(biāo)高），所以，提升凈揚(yáng)程Z=28.87-19.8=9.07m。水泵水頭損失取2m，從而需水泵揚(yáng)程H=Z+h=11.07m。再根據(jù)設(shè)計(jì)流量760L/s=2720m3/h，采用4臺(tái)300QW800-15型潛水排污水泵（3用1備），單臺(tái)提升流量，揚(yáng)程15m，轉(zhuǎn)速980r/min，軸功率38.57kw，配用功率55kw[15]。占地面積為π52＝78.54m2，即為圓形泵房D＝10m,高12m,泵房為半地下式，地下埋深7m，水泵為自灌式，污水提升泵房計(jì)算草圖見(jiàn)圖4-2。