目錄第一章污水廠課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)與原始資料……………3一、設(shè)計(jì)任務(wù)…………3二、設(shè)計(jì)原始資料……………………4第二章污水處理廠設(shè)計(jì)規(guī)模的確定…………………5一、污水水量的確定…………………5二、污水廠設(shè)計(jì)規(guī)模的確定…………6第三章污水廠處理工藝選擇…………6一、污水處理廠工藝流程方案………6二、方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較……………8第四章污水處理構(gòu)筑物設(shè)計(jì)計(jì)算…………………11一、泵前中格柵……………………11二、污水提升泵房…………………13三、泵后細(xì)格柵……………………14四、平流沉砂池……………………16五、厭氧池…………19六、氧化溝…………20七、輻流式二沉池…………………26八、紫外消毒間……………………28第五章污泥處理構(gòu)筑物設(shè)計(jì)計(jì)算…………………30一、污泥濃縮池……………………31二、貯泥池…………34三、污泥脫水………34第六章平面布置與高程布置………35一、污水處理廠的平面布置………35二、污水處理廠的高程布置………38第七章污水廠工程概預(yù)算…………42參考文獻(xiàn)………………48第一章污水廠課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)與原始資料一、設(shè)計(jì)任務(wù)某市(區(qū))“污水廠課程設(shè)計(jì)”。1.設(shè)計(jì)題目：某污水廠課程設(shè)計(jì)2.設(shè)計(jì)地點(diǎn)：本院3.時(shí)間：一周(方案選擇、構(gòu)筑物計(jì)算在平時(shí)完成，說(shuō)明書(shū)和圖紙?jiān)谠O(shè)計(jì)周完成)4.完成任務(wù)：4.1確定污水廠建設(shè)規(guī)模、位置，并進(jìn)行方案論證；4.2污水廠工藝方案確定及可行性研究(進(jìn)行二種方案比較)；4.3污水廠工藝設(shè)計(jì)計(jì)算，完成水廠平面布置圖、高程圖，單體構(gòu)筑物工藝計(jì)算；4.4設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)1份；5.要求：5.1完成圖紙2張以上，單體構(gòu)筑物不作要求,可在平時(shí)選做；5.2設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)30頁(yè)以上，附計(jì)算圖表、可行性研究之方案論證；5.3污水廠工藝設(shè)計(jì)計(jì)算并附草圖。5.4水廠平面圖、高程圖選一張手工圖(白紙鉛筆圖)；5.5設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)采用統(tǒng)一封面；二、設(shè)計(jì)原始資料1.城市污水水量(根據(jù)用水量測(cè)算)人口數(shù)量生活用水量標(biāo)準(zhǔn)三產(chǎn)用水占生活用水比例工業(yè)用水占生活用水比例某工廠集中用水量(人)(l/d.r)(%)(%)(m3/d)4800022091200800021000200801503000工業(yè)用水排水符合城市污水管網(wǎng)接納要求，城市污水水質(zhì)見(jiàn)下表。2.城市污水原水水質(zhì)情況序號(hào)名稱(chēng)最高數(shù)平均數(shù)備注1SS2502202pH值3氨氮25204BOD52001755COD4103806TN38347TP出水水質(zhì)要求：根據(jù)一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)確定50101015第二章污水處理廠設(shè)計(jì)規(guī)模的確定一、污水水量的確定在人類(lèi)的生活和生產(chǎn)中，使用著大量的水。水在使用的過(guò)程中受到不同程度的污染，改變了原有的化學(xué)成分和物理性質(zhì)，這些水稱(chēng)為污水或廢水。污水也包括雨水及冰雪融化水。污水按來(lái)源的不同，分為生活污水、工業(yè)廢水和降水三類(lèi)。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的設(shè)計(jì)需要采用分流制，不考慮雨污合建的情況，污水廠的設(shè)計(jì)規(guī)模按污水量和工業(yè)廢水量來(lái)確定。1.生活污水量的確定根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)，設(shè)計(jì)地區(qū)城市人口數(shù)N=48000人，設(shè)計(jì)人均用水量q=220L/cap·d生活污水量的確定以城市人口數(shù)，污水量標(biāo)準(zhǔn)或用水標(biāo)準(zhǔn)乘系數(shù)一般取k=0.8左右，即生活污水量=k·N·×21000×200L/d=8448000L/d=84482.第三產(chǎn)業(yè)廢水量的確定=21000×200×80%=96093.工業(yè)廢水量的確定=21000×200×150%=211204.集中流量Q集中的確定根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)查得Q集中=80005.設(shè)計(jì)最高日污水量Qd的確定污水廠規(guī)模：Qd=(+++Q集中)=(8448+9609+21120+8000)=47717=設(shè)計(jì)秒流量：=×1.3=0.7Qh=2520m/h二、污水廠設(shè)計(jì)規(guī)模的確定應(yīng)滿足設(shè)計(jì)地區(qū)最高日污水量Qd和設(shè)計(jì)地區(qū)最高日最高時(shí)污水量Qh這樣才能真正達(dá)到設(shè)計(jì)污水處理廠的設(shè)計(jì)處理要求，才能保證污水廠的處理負(fù)荷在設(shè)計(jì)處理負(fù)荷之內(nèi)，保證污水廠的高效處理能力，保證污水廠的安全運(yùn)行能力，達(dá)到污水處理廠設(shè)計(jì)要求。所以，污水廠設(shè)計(jì)規(guī)模為Qmax=2520m/h=第三章污水處理廠工藝流程方案的選擇一、污水處理廠工藝流程方案選擇污水處理廠的工藝流程系指保證處理水達(dá)到所要求的處理程度的前提下，采用的污水處理技術(shù)各單元的有機(jī)組合。在選定處理工藝流程的同時(shí)，還需要考慮確定各技術(shù)單元構(gòu)筑物的型式，兩者互為制約，互為影響。污水處理工藝流程選定，主要以下列各項(xiàng)因素作為依據(jù)。1.污水的處理程度根據(jù)處理水的出路和污水的水質(zhì)，確定污水中各種污染物的處理程度。污水的處理程度如下表1表3-1污水各種污染物的處理程度項(xiàng)目BOD5(mg/l)COD(mg/l)SS(mg/l)TN(mg/l)TP(mg/l)進(jìn)水20041025038出水10501015去除率95%87.8%96%60.5%91.9%2.污水水質(zhì)和水量的變化情況除水質(zhì)外，原污水的水量也是選定處理工藝需要考慮的因素，水質(zhì)、水量變化較大的污水，應(yīng)選用承受沖擊負(fù)荷能力較強(qiáng)的處理工藝。3.工程造價(jià)和運(yùn)行費(fèi)用在處理水應(yīng)達(dá)到的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的前提條件，工程造價(jià)與運(yùn)行費(fèi)用越低越好。以處理系統(tǒng)最低的總造價(jià)和運(yùn)行費(fèi)用為目標(biāo)函數(shù)，建立二者之間的相互關(guān)系，達(dá)到最大經(jīng)濟(jì)比。4.當(dāng)?shù)氐母黜?xiàng)條件當(dāng)?shù)氐牡匦巍夂虻茸匀粭l件也對(duì)污水處理工藝流程的選定具有一定的影響。當(dāng)?shù)氐脑牧吓c電力供應(yīng)等具體問(wèn)題，也是選定處理工藝應(yīng)當(dāng)考慮的因素。5.運(yùn)行管理對(duì)于運(yùn)行管理水平有限的小型污水處理廠，宜采用操作簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠的處理工藝；對(duì)于運(yùn)行管理水平較高的大型污水處理廠，應(yīng)盡量采用處理效率高、凈化效果好的新工藝。為了達(dá)到上述處理要求，即要求處理工藝既能有效地去除BOD5、COD、SS等，又能達(dá)到脫氮除磷的效果?，F(xiàn)有兩種可供選擇的工藝流程：①A2/O法處理工藝；②厭氧池+氧化溝處理工藝。二、方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較兩個(gè)方案見(jiàn)下圖。圖1和圖2污泥回流中格柵污泥回流中格柵污水提升泵房細(xì)格柵脫水機(jī)房濃縮池貯泥池二沉池好氧池缺氧池厭氧池沉砂池接觸池排大運(yùn)河泥餅外運(yùn)污水混合液回流剩余污泥圖3-1A2/O法處理工藝中格柵中格柵污水提升泵房細(xì)格柵脫水機(jī)房濃縮池貯泥池二沉池氧化溝厭氧池沉砂池接觸池排大運(yùn)河泥餅外運(yùn)污水污泥回流剩余污泥圖3-2厭氧池+氧化溝處理工藝1.技術(shù)比較：兩方案的技術(shù)比較見(jiàn)下表2。總的來(lái)說(shuō)，這兩個(gè)方案都比較好，都能達(dá)到要求處理的效果，而且工藝簡(jiǎn)單，污泥處理的難度較小，在技術(shù)上都是可行的。表3-2城市污水處理廠工藝流程方案比較方案一(A2/O法處理工藝)方案二(厭氧池+氧化溝處理工藝)優(yōu)點(diǎn)：(1)工藝為最簡(jiǎn)單的同步脫氮除磷工藝，總的水力停留時(shí)間、總的占地面積少于其他同類(lèi)工藝。(2)在厭氧(缺氧)好氧交替運(yùn)行條件下，絲狀菌得不到大量繁殖，不會(huì)污泥膨脹，SVI值一般均小于100。(3)污泥中含磷濃度高，具有很高肥效。(4)運(yùn)行中勿需投藥，兩個(gè)A段只用輕緩攪拌，以不增加溶解氧濃度，運(yùn)行費(fèi)用低。缺點(diǎn)：(1)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。(2)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，否則增加運(yùn)行費(fèi)用。(3)對(duì)沉淀池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，以防止循環(huán)混合液對(duì)缺氧反應(yīng)器的干擾。優(yōu)點(diǎn)：(1)氧化溝具有獨(dú)特的水力流動(dòng)特點(diǎn)，有利于活性污泥的生物凝聚作用，而且可以將其工作區(qū)分為富氧區(qū)、缺氧區(qū)，用以進(jìn)行硝化和反硝化作用，取得脫氮的效果。(2)不使用初沉池，有機(jī)性懸浮物在氧化溝內(nèi)能達(dá)到好氧穩(wěn)定的程度。(3)BOD負(fù)荷低，類(lèi)同于活性污泥法的延時(shí)曝氣系統(tǒng)。使氧化溝具有：對(duì)水溫、水質(zhì)、水量的變動(dòng)有較強(qiáng)的適應(yīng)性；污泥齡一般在18-20d左右，為傳統(tǒng)活性污泥系統(tǒng)的3-6倍，可以存活，繁殖世代時(shí)間長(zhǎng)、增殖速度慢的微生物。硝化菌在氧化溝中能產(chǎn)生硝化反應(yīng)，如運(yùn)行得當(dāng)，氧化溝能夠具有較高的脫氮效果；污泥產(chǎn)率低，且多已達(dá)到穩(wěn)定的程度，勿需再進(jìn)行消化處理。(4)脫氮效果還能進(jìn)一步提高。(5)氧化溝只有曝氣器和池中的推進(jìn)器維持溝內(nèi)的正常運(yùn)行，電耗較小，運(yùn)行費(fèi)用更低。缺點(diǎn)：氧化溝的占地面積很大。2.經(jīng)濟(jì)比較：經(jīng)比較，第二套方案費(fèi)用較少。3.比較結(jié)果：選擇方案二，即“厭氧池+氧化溝”處理工藝該流程包括完整的二級(jí)處理系統(tǒng)和污泥處理系統(tǒng)。污水經(jīng)過(guò)一級(jí)處理的隔柵、沉砂池和初沉池進(jìn)入二級(jí)處理的構(gòu)筑物厭氧池和氧化溝，然后在二次沉淀池中進(jìn)行泥水分離，二沉池出水消毒后直接排放。二沉池的污泥部分回流到厭氧池中，剩下的進(jìn)入濃縮池進(jìn)行濃縮，濃縮后進(jìn)入貯泥池，最后送入到脫水機(jī)房脫水后外運(yùn)泥餅。第四章污水處理工藝構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)計(jì)算一、泵前中格柵1.設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)流量Q=0.7m3/s柵條寬度s=0.01m，格柵間隙b=21mm(中格柵)柵前部分長(zhǎng)度0.5m，格柵傾角α=60°單位柵渣量ωm3柵渣/103m3污水2.設(shè)計(jì)計(jì)算取用2組格柵，Q1=Q3/s(1)柵前水深h=Q1/(B1×v1)=0.35/(1×0.7)=(2)柵條間隙數(shù)(取n=35)(3)柵槽有效寬度B=s×(n-1)+b×××35+0.2=(4)進(jìn)水渠道漸寬部分長(zhǎng)度(其中α1為進(jìn)水渠展開(kāi)角)(5)柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長(zhǎng)度(6)過(guò)柵水頭損失(h1)因柵條邊為矩形截面，取k=3，則其中，ε=β(s/b)4/3ε：阻力系數(shù)，與柵條斷面形狀有關(guān)，當(dāng)為矩形斷面時(shí)βh0：計(jì)算水頭損失k：格柵受污物堵塞后，水頭損失增加倍數(shù)，取k=3(7)柵后槽總高度(H)取柵前渠道超高h(yuǎn)2=0.3m，則柵前槽總高度H1=h+h2=0.4+0.3=柵后槽總高度H=h+h1+h2=0.4+0.097+0.3=(取)(8)格柵總長(zhǎng)度α°=(9)每日柵渣量在21格柵間距的情況下，取，每日柵渣量：××86400/1000kz=3/d宜采用機(jī)械格柵清渣二、污水提升泵房本設(shè)計(jì)采用半地下合建式泵房，它具有布置緊湊、占地少、結(jié)構(gòu)節(jié)省的特點(diǎn)。泵站地下埋深為4.8m，水泵采用潛污泵。1.設(shè)計(jì)流量根據(jù)規(guī)定排水泵站的設(shè)計(jì)流量一般均按最高日最高時(shí)污水流量決定,3/s2.集水間計(jì)算選擇下面水池和上面機(jī)器間式合建式的方形泵站(1)集水間的容積：采用相當(dāng)于1臺(tái)泵5分鐘的容量。W=504/60×5=42m(2)集水池面積有效水深采用H=3.0m，則集水池面積為F=42/3=14m2泵房尺寸為5×10m3.水泵揚(yáng)程(1)提升凈揚(yáng)程Z=提升后最高水位-泵站吸水池最低水位：Z=2.83-(-4.8)=(2)出水管線的水頭損失約(3)泵站內(nèi)的管線水頭損失假設(shè)為，考慮自由水頭為。(4)水泵總揚(yáng)程為：H=7.63+0.2+1.5+0.5=取10m。4.選泵由Q=700L/s，H=10m，可查手冊(cè)得：選用20sh-28型潛水排污泵，其各項(xiàng)性能如下：表4-1選泵各項(xiàng)性能參數(shù)型號(hào)流量(m3/h)揚(yáng)程(m)轉(zhuǎn)速(r/min)電動(dòng)機(jī)功率(kW)效率(%)出口管徑(mm)重量(kg)20sh-28127451605003214三、泵后細(xì)格柵1.設(shè)計(jì)參數(shù)：設(shè)計(jì)流量Q=0.7m3/s柵條寬度s=0.01m，格柵間隙b=11mm柵前部分長(zhǎng)度0.5m，格柵傾角α=60°單位柵渣量ω3柵渣/103m3污水2.設(shè)計(jì)計(jì)算0.35m3(1)柵前水深h=Q1/(B1×v1)=0.35/(1×0.7)=(2)柵條間隙數(shù)(取n=66)(3)柵槽有效寬度B=s×(n-1)+b×××66+0.2=(4)進(jìn)水渠道漸寬部分長(zhǎng)度(其中α1為進(jìn)水渠展開(kāi)角)(5)柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長(zhǎng)度(6)過(guò)柵水頭損失(h1)因柵條邊為矩形截面，取k=3，則其中，ε=β(s/b)4/3ε：阻力系數(shù)，與柵條斷面形狀有關(guān)，當(dāng)為矩形斷面時(shí)βh0：計(jì)算水頭損失k：格柵受污物堵塞后，水頭損失增加倍數(shù)，取k=3(7)柵后槽總高度(H)取柵前渠道超高h(yuǎn)2=0.3m，柵后槽總高度H=h+h1+h2=0.5+0.23+0.3=α°=×86400×=3/d所以宜采用機(jī)械格柵清渣四、平流式沉砂池沉砂池的原理是利用物理原理去除污水中密度較大的污跡顆粒污染物，如泥砂，煤渣等。本設(shè)計(jì)采用平流式沉砂池，具有處理效果好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。沉砂池按去除相對(duì)密度大于2.65、粒徑大于的砂粒設(shè)計(jì)。污水自流進(jìn)入，因此按最大設(shè)計(jì)流量計(jì)算。1.設(shè)計(jì)參數(shù)3/s(設(shè)計(jì)1組，分為2格)水力停留時(shí)間：t=30s2.設(shè)計(jì)計(jì)算(1)沉砂池長(zhǎng)度：×30=(2)水流斷面積：2圖4-1沉砂池計(jì)算草圖(3)池總寬度：(4)有效水深：-1m之間)(5)貯泥區(qū)所需容積：設(shè)計(jì)T=2d，即考慮排泥間隔天數(shù)為2天，則沉砂斗容積：其中X1：城市污水沉砂量30m3/106m3每格沉砂池設(shè)兩個(gè)沉砂斗，兩格共有四個(gè)沉砂斗,則每個(gè)沉砂斗容積0.36m(6)沉砂斗各部分尺寸及容積：設(shè)計(jì)斗底寬a1=0.5m，斗壁與水平面的傾角為55°，斗高h(yuǎn)3’=0.6m，則沉砂斗上口寬：沉砂斗容積：(略大于V1=，符合要求)(7)沉砂池高度：采用重力排砂，設(shè)計(jì)池底坡度為0.06，坡向沉砂斗長(zhǎng)度為則沉泥區(qū)高度為h3=h3’+×2.45=池總高度H：設(shè)超高h(yuǎn)1=，H=h1+h2+h3=0.3+0.875+0.747=(8)進(jìn)水漸寬部分長(zhǎng)度:(9)出水漸窄部分長(zhǎng)度:L3=L1=0.55m(10)校核最小流量時(shí)的流速：(最小流量即平均日流量)Q平均日=Qmax/Kz0.51m3則Vmin=Q平均日/A=0.51/2.8=0.181>0.15m/s，符合要求(11)砂水分離器的選擇沉砂池的沉砂經(jīng)排砂裝置排除的同時(shí)，往往是砂水混合體，為了進(jìn)一步分離出砂和水，需配套砂水分離器。清除沉砂的時(shí)間間隔為2d，根據(jù)該工程的排砂量，選用一臺(tái)螺旋砂水分離器。設(shè)備的主要性能參數(shù)為：進(jìn)入砂水分離器的流量為1-3L/s；容積為0.6m；進(jìn)水管直徑為100mm;出水管直徑為100mm;配套功率為0.25KW。五、厭氧池1.設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)流量：Q=47717m3/d分2座,每座設(shè)計(jì)流量為Q1=23858m3/d污泥濃度：X=3000mg/L污泥回流液濃度：Xr=10000mg/L(1)厭氧池容積：V=Q1*T=23858×3(2)厭氧池尺寸：水深取為h=。則厭氧池面積：A=V/h621m厭氧池直徑：m(取D=)考慮的超高，故池總高為H=h+0.3=4+0.3=。(3)污泥回流量計(jì)算：回流比計(jì)算污泥回流量×23858×2=20040m3/d=3六、氧化溝采用卡羅塞爾氧化溝，該工藝就有投資省、處理效率高、可靠性好、管理方便和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。其BOD去除率可達(dá)95%以上，脫氮效果可達(dá)90%以上，除磷率在50%左右?？_塞爾氧化溝是一個(gè)多溝串聯(lián)的系統(tǒng)，進(jìn)水與活性污泥混合后再溝內(nèi)做不停的循環(huán)運(yùn)動(dòng)。卡羅塞爾氧化溝采用垂直安裝的低速表面曝氣器，每組溝渠安裝二個(gè)，均安裝在同一端，因此形成了靠近曝氣器下游的富氧區(qū)和曝氣器上游以及外環(huán)的缺氧區(qū)。1.設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)水BOD5：S0=200mg/l出水BOD5：Se=10mg/l進(jìn)水NH3-N：25mg/l出水NH3-N：5mg/l氧化溝設(shè)計(jì)為兩組，氧化溝按最大日平均時(shí)流量設(shè)計(jì)，每個(gè)氧化溝設(shè)計(jì)流量為Q=23858m3/d。選擇混合液污泥濃度MLSS=4000mg/l，f=MLVSS/MLSS=0.7,溶解氧濃度C=2mg/l?？偽勰帻g：θc=30d；℃2/mgNH32/NO3-N還原α=0.9β脫氮速率：qdn=0.0312kgNO-3-N/(kgMLVSS*d)k1=0.23l/dk02剩余堿度100mg/L(保持PH≥7.2):所需堿度7.1mg堿度/mgNH3-N氧化；硝化安全系數(shù)：2.5脫硝溫度修正系數(shù)：12.設(shè)計(jì)計(jì)算(1)堿度平衡計(jì)算：1)設(shè)計(jì)的出水BOD5為10mg/L，則出水中溶解性BOD5×10××(1-ｅ-0.23*52)采用污泥齡30d，則日產(chǎn)泥量為：kg/d式中Q—每座氧化溝設(shè)計(jì)流量m3/d；a—污泥增長(zhǎng)系數(shù),一般為0.5-0.7,這里取0.6kg/kg;b—污泥自身氧化率,一般為0.04-0.1,這里取0.051/d;Lr—(L0-Le)去除的BOD5濃度mg/L;tm—污泥齡d;Lo—進(jìn)水BOD5濃度mg/L;Le—出水溶解性BOD5濃度mg/L設(shè)其中有12.5％為氮，近似等于TKN中用于合成部分為：×1127=/d即：TKN中有mg/L用于合成。需用于氧化的NH3需用于還原的NO3-N=17.09-5=12.09mg/L(2)硝化區(qū)容積計(jì)算：硝化速率為=0.282d-1故泥齡：×原假定污泥齡為30d，則硝化速率為：?jiǎn)挝换|(zhì)利用率：MLVSS=f×4000=2800mg/L所需的MLVSS總量=硝化容積：水力停留時(shí)間：(3)反硝化區(qū)容積：12℃qdn=qdn(20)×1.08(t-20)×1.08(13.9-20)還原NO3-N的總量=kg/d脫氮所需kg脫氮所需池容：m3水力停留時(shí)間：h(4)氧化溝的總?cè)莘e：m3總水力停留時(shí)間：(5)氧化溝的尺寸：氧化溝采用改良式的carrousel4廊道式單溝寬度b=9m氧化溝面積為：A=V/h=14358/5.5=2610m2溝總的長(zhǎng)度為：12179/(5.5*9)=246m，其中好氧段的長(zhǎng)度為172.2m，缺氧段的長(zhǎng)度為73.8m，彎道長(zhǎng)度為：3×π×＋π×18=m(6)需氧量計(jì)算：采用如下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算:其中：第一項(xiàng)為活性污泥消化需氧量，第二項(xiàng)為活性污泥內(nèi)源呼吸需氧量，第三項(xiàng)為硝化污泥需氧量,第四項(xiàng)為反硝化污泥需氧量。需要硝化的氧量：2385810-3=/d238589163=/d=272kg/h取T=30℃，查表得α=0.8,β氧的飽和度=7.63mg/L，采用表面機(jī)械曝氣時(shí)，℃時(shí)脫氧清水的充氧量為：查手冊(cè)，選用DY335型倒傘型葉輪表面曝氣機(jī)，直徑Ф＝3.7m，電機(jī)功率N=55kW,單臺(tái)每小時(shí)最大充氧能力為200kgO2/h，每座氧化溝所需數(shù)量為n,則n=494.8/200=2.47，取n=3臺(tái)(7)回流污泥量：式中：X=MLSS=4g/L，回流污泥濃度Xr取10g/L。則：(50％～100％，實(shí)際取70％)考慮到回流至厭氧池的污泥為15%，則回流到氧化溝的污泥總量為55%Q。(8)剩余污泥量：Q=1127×2/0.7+(200-10)××23858/1000=/d如果污泥由底部排除，且二沉池的排泥濃度為10g/l，則3/d(9)設(shè)計(jì)采用的曝氣機(jī)選用型號(hào)為DS325的可調(diào)速的倒傘型葉輪曝氣機(jī)五臺(tái)，該種機(jī)子的技術(shù)參數(shù)如下所示：葉輪的直徑為3250mm，電動(dòng)機(jī)額定功率為55kw，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速：33r/min，充氣量：21-107kg/h，設(shè)備重量：4400kg七、輻流式二沉池該沉淀池采用中心進(jìn)水，周邊出水的幅流式沉淀池二座，采用刮泥機(jī)。圖4-2輻流式沉淀池圖4-3幅流式沉淀池計(jì)算草圖1.設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)進(jìn)水量：Q=47716/24=1988m3/h沉淀池二座，每組q=994m3/h表面負(fù)荷：qb范圍為1.0-1.5m3/m2.h，取1m3/m2固體負(fù)荷：qs=140kg/m2.d水力停留時(shí)間(沉淀時(shí)間)：T=2.5h堰負(fù)荷：取值范圍為1.5-2.9L/s.m，取2.0L/(s.m)2.設(shè)計(jì)計(jì)算(1)沉淀池面積:按表面負(fù)荷算：(2)沉淀池直徑：,取36m沉淀時(shí)間取t=有效水深為h2=qb(3)貯泥斗容積：為了防止磷在池中發(fā)生厭氧釋放，故貯泥時(shí)間采用Tw=2.5h，二沉池污泥區(qū)所需存泥容積：則污泥區(qū)高度為,取(4)二沉池總高度：則池邊總高度為h=h1+h2+h3+h4=0.3+2.5+2.4+0.4=設(shè)池底度為i=0.05，則池底坡度降為泥斗的高度設(shè)為h6=則池中心總深度為H=h+h5+h6=5.6+0.85+0.5=八、紫外線消毒間城市污水經(jīng)處理后，水質(zhì)已經(jīng)改善細(xì)菌含量也大幅度減少，但其絕對(duì)值仍很客觀，并有存在病原菌的可能。因此，污水排放水體前應(yīng)進(jìn)行消毒。本設(shè)計(jì)采用紫外線消毒，消毒效率高，占地面積小。1.設(shè)計(jì)參數(shù)(1)依據(jù)加拿大TROJAN公司生產(chǎn)的紫外線消毒系統(tǒng)的主要參數(shù)，用設(shè)備型號(hào)UV4000PLUS(2)輻射時(shí)間：10-100s2.設(shè)計(jì)計(jì)算:(1)燈管數(shù)：UV4000PLUS紫外線消毒設(shè)備每3800m3/d需要2.5根燈管，每根燈管的功率為2800w。(2)平均日流量時(shí)：n=47716/3800×2.5=23選用6根燈管為一個(gè)模塊，則模塊數(shù)N=4，則共有燈管24根。(3)消毒渠設(shè)計(jì)按設(shè)備要求渠道深度為129cm，設(shè)渠中水流速度為0.3m/s。渠道過(guò)水?dāng)嗝娣e：×24×3600=1.34 渠道寬度： ，取若燈管間距為8.89cm，沿渠道寬度可安裝12根燈管，故選用UVP4000PLUS系統(tǒng)，兩個(gè)燈組，一個(gè)UV燈組2個(gè)模塊。渠道長(zhǎng)度：每個(gè)模塊長(zhǎng)度2.46m，本設(shè)計(jì)為便于施工取2.5m。渠道出水堰板調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)堰到燈組間距1.5m，進(jìn)水口到燈組間距1.5m，兩燈組間距1.0m，×2+1.5+1.5+1.0=9m校核輻射時(shí)間：(符合要求)污水經(jīng)上述工藝構(gòu)筑物處理后，所有指標(biāo)達(dá)到一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)后可以排入大運(yùn)河。到此污水廠污水處理結(jié)束。第五章污泥處理工藝構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)計(jì)算污水處理構(gòu)成中產(chǎn)生的污泥，除無(wú)機(jī)惰性物質(zhì)外，還還有較多的有機(jī)物，有機(jī)物顆粒較細(xì)，含有病原菌和寄生蟲(chóng)卵，易腐化發(fā)臭，若不處理，直接排入自然環(huán)境中，將造成二次污染，故必須進(jìn)行污泥處理。污泥處理的主要目的有：(1)減少有機(jī)物，使污泥穩(wěn)定化(2)減少污泥體積，降低污泥后續(xù)處置費(fèi)用(3)減少污泥中有毒物質(zhì)(4)利用污泥中可用物質(zhì)，化害為利(5)選用可以除磷的工藝，盡量避免磷的二次污染本設(shè)計(jì)主要進(jìn)行污泥的減量處理。污泥處理方案的工藝流程如下：圖5-1污泥處理工藝流程剩余污泥量的計(jì)算(單座計(jì)算)由前面的計(jì)算可得，則，氧化溝每天排出的實(shí)際剩余污泥量為其中，Xr為回流污泥濃度，取10000mg/L。一、污泥濃縮池采用兩座幅流式圓形重力連續(xù)式污泥濃縮池，用帶柵條的刮泥機(jī)刮泥，采用靜壓排泥。1.設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)泥濃度：10g/L污泥含水率P1=99.4％設(shè)計(jì)濃縮后含水率P2=97.0％污泥固體負(fù)荷：qs=45kgSS/(m2.d)污泥濃縮時(shí)間：T=13h貯泥時(shí)間：t=4h2.設(shè)計(jì)計(jì)算圖5-2重力連續(xù)式污泥濃縮池計(jì)算草圖(1)濃縮池池體計(jì)算：每座濃縮池所需表面積濃縮池直徑(2)濃縮池工作部分高度h1取污泥濃縮時(shí)間T=13h，則(3)濃縮池有效容積V1=A××3.92=3(4)排泥量與存泥容積:濃縮后排出含水率P2=97.0％的污泥,則按4h貯泥時(shí)間計(jì)泥量，則貯泥區(qū)所需容積V2=4*Qw′=42.15=3式中：h3--泥斗的垂直高度，取r1--泥斗的上口半徑，取r2--泥斗的下口半徑，取設(shè)池底坡度為0.08，池底坡降為：h4=故池底可貯泥容積：因此，總貯泥容積為(滿足要求)(5)濃縮池總高度：濃縮池的超高h(yuǎn)1取，緩沖層高度h5取，則濃縮池的總高度H為=0.30+2.71+1.5+0.228+0.3=(6)濃縮池排水量：Q=Q2-Qw′=258.2-51.64=3二．貯泥池1.設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)泥量：經(jīng)濃縮排出含水率P2＝97%的污泥有：2Qw′=251.64=3/d，設(shè)貯泥池1座，貯泥時(shí)間T=12h2.設(shè)計(jì)計(jì)算池容為V=2Qw′0.5=3貯泥池尺寸(將貯泥池設(shè)計(jì)為長(zhǎng)方形)LBH=43有效容積V=54m3三．污泥脫水機(jī)房(1)污泥脫水間的布置污泥脫水機(jī)房包括機(jī)械間、藥劑貯存間、值班控制室。機(jī)械間包括脫水機(jī)、皮帶輸送機(jī)、泥漿泵、污泥攪拌機(jī)、儲(chǔ)泥罐等。藥劑貯存間存污泥脫水前預(yù)處理所需要的藥劑。該污泥脫水設(shè)備采用帶式壓濾機(jī)。(2)壓濾機(jī)臺(tái)數(shù)采用2臺(tái)帶式壓濾機(jī)，每臺(tái)處理污泥量為：3/d=3/h設(shè)計(jì)選用帶寬為800mm的滾壓帶式壓濾機(jī)2臺(tái)，二臺(tái)輪流使用。(3)附屬設(shè)備1)污泥投配設(shè)備選用2臺(tái)單螺桿污泥投配泵，與2臺(tái)滾壓帶式壓濾機(jī)一一對(duì)應(yīng)。每臺(tái)投配泵的流量為：Q=3/d=3/h2)加藥系統(tǒng)用滾壓帶式壓濾機(jī)脫水的污泥，化學(xué)調(diào)劑為有機(jī)合成的高分子混凝劑。設(shè)計(jì)選用聚丙烯酰胺。3)反沖洗水泵根據(jù)滾壓帶式壓濾機(jī)帶寬和運(yùn)行速度，每臺(tái)脫水機(jī)反沖洗耗水量為10-12m3污泥經(jīng)脫水干化后，變?yōu)槟囡炗煽ㄜ?chē)運(yùn)送至垃圾填埋廠進(jìn)行填埋。到此污水廠污泥處理結(jié)束。第六章污水處理廠平面布置與高程布置一、污水處理廠的平面布置在污水處理廠廠區(qū)內(nèi)有：各種處理單元構(gòu)筑物；連通各處處理構(gòu)筑物之間的管、渠及其他管線；輔助性建筑物；道路及綠地等?，F(xiàn)就在進(jìn)行處理廠廠區(qū)平面規(guī)劃，布置時(shí)，應(yīng)考慮的一般原則闡述于下：1.各種單元構(gòu)筑物的平面布置處理構(gòu)筑物是污水廠的主體建筑物，在作平面布置時(shí)，應(yīng)根據(jù)各構(gòu)筑物的功能要求和水力要求，結(jié)合地形和地質(zhì)條件，確定它們?cè)趶S區(qū)內(nèi)平面的位置，對(duì)此，應(yīng)考慮：(1)污水廠的總平面圖一般都分區(qū)布置，主要有生活區(qū)、污水處理區(qū)、污泥處理區(qū)和遠(yuǎn)期預(yù)留地等。各區(qū)之間以道路相隔，生活區(qū)一般布置夏季主風(fēng)向的上風(fēng)向。污泥區(qū)一般布置在夏季主風(fēng)的下風(fēng)向。(2)處理構(gòu)筑物的布置應(yīng)緊湊，節(jié)約用地并便于管理。(3)在處理構(gòu)筑物之間，應(yīng)保持一定的距離，以保證敷設(shè)連接管、渠的要求，一般的間距可取5－10m，某些有特殊要求的構(gòu)筑物，其間距應(yīng)按有關(guān)規(guī)定確定。2.管(渠)道的平面布置(1)連接各處理構(gòu)筑物的管線(渠)要通暢，盡可能地按流程順序布置，以避免管線迂回，同時(shí)應(yīng)充分利用地形，以減少土方量。(2)污水廠內(nèi)管線種類(lèi)很多，應(yīng)綜合考慮才布置，以免發(fā)生矛盾。管(渠)道布置應(yīng)該緊湊、整齊，也應(yīng)該考慮才施工、安裝及維護(hù)的要求，保持適當(dāng)?shù)木嚯x。(3)在廠區(qū)內(nèi)還設(shè)有承壓管如給水管、以及輸配電線路(本設(shè)計(jì)中未畫(huà)出)。這些管線可考慮平行架空布置，以節(jié)省用地和便于維護(hù)，地下埋設(shè)的管道可盡量集中并設(shè)管廊或管溝。(4)污水和污泥管道應(yīng)盡可能考慮重力自流。各種管道的敷設(shè)應(yīng)按工業(yè)管道安裝要求規(guī)定進(jìn)行。(5)在污水處理廠區(qū)內(nèi)，應(yīng)有完善的排雨水管道系統(tǒng)，必要時(shí)應(yīng)考慮設(shè)防洪溝渠。3.輔助構(gòu)筑物污水處理廠內(nèi)的輔助處理構(gòu)筑物有：泵房、辦公室、水質(zhì)分析化驗(yàn)室、機(jī)修、倉(cāng)庫(kù)、食堂等。它們是污水處理廠不可缺少的組成部分。其建設(shè)面積大小應(yīng)按具體情況和條件而定。本設(shè)計(jì)中輔助構(gòu)筑物的具體尺寸見(jiàn)下表6。表6-1輔助構(gòu)筑物輔助構(gòu)筑物名稱(chēng)尺寸(m)綜合樓×化驗(yàn)室×食堂×傳達(dá)室×車(chē)棚×倉(cāng)庫(kù)×機(jī)修間×4.道路及綠地(1)在布置總圖時(shí)，應(yīng)考慮有充分得綠化地帶，一般規(guī)定污水處理廠廠區(qū)的綠化面積不得少于30%。本設(shè)計(jì)中，構(gòu)筑物之間的空地全部種植草木，總體的綠化面積可達(dá)50%以上。(2)污水處理廠內(nèi)應(yīng)設(shè)有管道，管道宜布置成環(huán)形管道，以方便材料與設(shè)備的運(yùn)輸。(3)污水處理廠內(nèi)道路完全成環(huán)狀，以方便運(yùn)輸。二、污水處理廠的高程布置污水處理廠污水處理流程高程布置的主要任務(wù)是：確定各處理構(gòu)筑物和泵房的標(biāo)高，確定處理構(gòu)筑物之間連接管渠的尺寸及其標(biāo)高，通過(guò)計(jì)算確定各部位的水面標(biāo)高，從而能夠使污水沿處理流程在處理構(gòu)筑之間通暢地流動(dòng)，保證污水處理廠的正常運(yùn)行。為了降低運(yùn)行費(fèi)用和便于維護(hù)管理，在整個(gè)污水處理過(guò)程中，應(yīng)盡可能使污水和污泥為重力流，但在多數(shù)情況下，污泥往往需要提升。高程布置的一般規(guī)定如下。(1)為了保證污水在各構(gòu)筑物之間能順利自流，必須精確計(jì)算各構(gòu)筑物之間的水頭損失，包括污水流經(jīng)各處理構(gòu)筑物的水頭損失，污水流經(jīng)連接前后兩處理構(gòu)筑物管渠(包括配水設(shè)備)的沿程水頭損失，局部損失以及污水流經(jīng)量水設(shè)備的水頭損失(包括進(jìn)出水渠的水頭損失)。(2)進(jìn)行水利計(jì)算時(shí)，應(yīng)選擇一條距離最長(zhǎng)，水頭損失最大的流程，并按最大設(shè)計(jì)流量進(jìn)行水力計(jì)算。計(jì)算時(shí)還須考慮管內(nèi)淤積，阻力增大的可能。因此，必須留有充分的余地，以防止水頭不夠而發(fā)生涌水現(xiàn)象，影響構(gòu)筑物的正常運(yùn)行。(3)計(jì)算水頭損失時(shí)，一般應(yīng)以最大水量作為構(gòu)筑物和管渠的設(shè)計(jì)流量；計(jì)算涉及遠(yuǎn)期流量的管渠和設(shè)備時(shí)，酌加擴(kuò)建時(shí)的備用水量。(4)污水廠的出水管渠高程，須不受水體洪水頂托，應(yīng)能自流到大運(yùn)河中。水力計(jì)算常以接納處理后污水水體的最高水位作為起點(diǎn)，逆污水處理流程向上倒推計(jì)算，以使處理后污水在洪水季節(jié)也能自流排出，而水泵需要的揚(yáng)程則較小，運(yùn)行費(fèi)用也較低。但同時(shí)應(yīng)考慮到建筑物的挖土深度不宜過(guò)大也不宜太小，埋深太大會(huì)增加施工難度，加大土建投資和維修費(fèi)用；埋深太淺會(huì)造成有些構(gòu)筑物架空并增加水泵的提升高度。另外，高程的布置還應(yīng)考慮全廠土方量的開(kāi)挖平衡，綜合考慮各種因素做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。(5)高程布置時(shí)，還應(yīng)注意污水流程與污泥流程的配合，盡量減少需抽升的污泥量。1.水頭損失計(jì)算計(jì)算廠區(qū)內(nèi)污水在處理流程中的水頭損失，選最長(zhǎng)的流程計(jì)算，結(jié)果見(jiàn)下表。表6-2水頭損失計(jì)算名稱(chēng)設(shè)計(jì)流量(L/s)管徑(mm)I(‰)V(m/s)管長(zhǎng)L(m)IL(m)ΣξΣξ=水頭損失出廠管700900紫外消毒池消毒池至二沉池3507003二沉池二沉池至氧化溝3507003氧化溝氧化溝至厭氧池3507003厭氧池厭氧池至沉沙池350700沉砂池沉砂池至細(xì)格柵35070000細(xì)格柵細(xì)格柵至提升泵房700900提升泵房中格柵表6-3水頭損失匯總名稱(chēng)水頭損失值(m)名稱(chēng)水頭損失值(m)細(xì)格柵至提升泵房氧化溝細(xì)格柵氧化溝至二沉池細(xì)格柵至沉砂池二沉池沉砂池二沉池至紫外消毒池沉砂池至厭氧池紫外消毒池厭氧池紫外消毒至計(jì)量槽厭氧池至氧化溝計(jì)量槽2.高程的確定設(shè)計(jì)氧化溝處的地坪標(biāo)高為3.35m(并作為相對(duì)標(biāo)高±0.00)，按結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的原則確定池底埋深-2.5m，再計(jì)算出設(shè)計(jì)水面標(biāo)高為4.5-2.5＝2.0m，然后根據(jù)各處理構(gòu)筑物的之間的水頭損失，推求其它構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)水面標(biāo)高。經(jīng)過(guò)計(jì)算各污水處理構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)水面標(biāo)高見(jiàn)下表。再根據(jù)各處理構(gòu)筑物的水面標(biāo)高、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的原理推求各構(gòu)筑物地面標(biāo)高及池底標(biāo)高。表6-4各污水處理構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)水面標(biāo)高及池底標(biāo)高構(gòu)筑物名稱(chēng)水面標(biāo)高(m)池底標(biāo)高(m)構(gòu)筑物名稱(chēng)水面標(biāo)高(m)池底標(biāo)高(m)進(jìn)水管沉砂池中格柵厭氧池泵房吸水井氧化溝細(xì)格柵前二沉池細(xì)格柵后再根據(jù)各處理構(gòu)筑物的水面標(biāo)高，根據(jù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的原則推求地面標(biāo)高及池底標(biāo)高。設(shè)計(jì)污水處理廠高程流程布置圖見(jiàn)“污水廠高程圖”。至此，本設(shè)計(jì)污水處理廠所有規(guī)模、方案、構(gòu)筑物計(jì)算、平面和高程布置完畢。第七章污水廠工程概預(yù)算根據(jù)城鎮(zhèn)水質(zhì)及處理要求情況，選取卡羅塞爾氧化溝工藝作為污水廠的處理工藝。一、計(jì)算依據(jù)估算指標(biāo)采用1989年1月1日試行的建設(shè)部文件(88)建標(biāo)字第182號(hào)關(guān)于發(fā)布施行《城市基礎(chǔ)設(shè)施工程投資概算指標(biāo)》的通知中審查批準(zhǔn)的由原城鄉(xiāng)建設(shè)環(huán)境部、城市建設(shè)管理局組織制定的《城市基礎(chǔ)設(shè)施工程投資估算指標(biāo)》(排水工程)。二、單項(xiàng)構(gòu)筑物工程造價(jià)計(jì)算工程項(xiàng)目總投資=第一部分費(fèi)用+第二部分費(fèi)用+第三部分費(fèi)用其中：第一部分費(fèi)用包括建筑工程費(fèi)、設(shè)備及器具購(gòu)置費(fèi)、安裝工程費(fèi)；第二部分費(fèi)