PAGEPAGEI題目5萬噸污水處理廠設計目錄TOC\o"1-3"\h\u第一章設計任務書 11.1設計規(guī)模 11.2設計任務的提出及目的、要求 11.2.1設計目的 11.2.2設計要求 11.3設計依據 21.4水質狀況 21.4.1污水水量 21.4.2水質指標 31.4.3去除率 3第二章設計說明書 42.1.工程概況 42.2城市污水處理方案的確定 42.2.1廠址的選擇 52.2.2確定污水處理流程的原則 52.2.3污水處理方案的選擇 62.3污水處理工藝流程方案介紹 72.3.1傳統(tǒng)活性污泥法 72.3.2A2/O工藝 82.3.3氧化溝工藝 92.4工藝流程的確定 102.5主要構筑物的選擇 112.5.1事故溢流閘井 112.5.2格柵 112.5.3污水泵房 122.5.4沉砂池的選擇 132.5.5氧化溝的選擇 132.5.6沉淀池的選擇 142.5.7消毒劑的選擇 162.5.8濃縮池的選擇 16第三章設計計算書 173.1粗格柵的設計 173.1.1設計說明 173.1.2設計原則 173.1.3設計參數(shù) 173.1.4設計流量 183.1.5粗格柵的設計計算 183.1.6格柵的選擇 203.2污水泵房的設計 203.2.1污水泵站的設計原則 203.2.2水泵設計計算 213.2.3集水池 213.3細格柵的設計 223.3.1設計參數(shù) 223.3.2設計計算 223.4曝氣沉砂池的設計 233.4.1設計要求 233.4.2設計參數(shù) 243.4.2設計計算 243.5厭氧選擇池的設計 253.5.1設計參數(shù) 253.5.2污泥回流量的計算 263.5.3厭氧選擇池設計計算 263.6卡魯塞爾氧化溝的設計 263.6.1設計依據 263.6.2設計參數(shù) 273.6.3氧化溝的設計計算 273.7堰氏配水井 323.7.1設計參數(shù) 323.7.2設計計算 323.8二沉池的設計 333.8.1設計要求 333.8.2設計參數(shù) 343.8.3設計計算 343.9消毒池的設計 383.9.1設計依據 383.9.2設計計算 383.9.3加氯間的選擇 393.9.4氯庫及加氯間的設計 393.10計量設施的設計 403.10.1計量設備的選擇 403.10.2設計依據 403.10.3計量槽設計計算 413.11污泥處理系統(tǒng)的設計計算 423.11.1污泥泵站的設計 423.11.2濃縮池的設計 433.11.3均質池的設計 463.11.4污泥脫水機房的設計 46第四章污水處理廠總體布置 474.1污水處理廠平面布置 474.1.1平面布置的一般原則 474.1.2管道及渠道的平面布置 474.1.3附屬構筑物 484.1.4廠區(qū)平面布置形式 484.2污水處理廠高程布置 484.2.1高程布置原則 484.2.2高程計算 49第五章勞動定員 535.1定員原則 535.2污水處理廠人數(shù)定員 535.3人員培訓 53第六章工程技術經濟分析 546.1單項構筑物工程造價估算 546.1.1第一部分費用 546.1.2第二部分費用 556.1.3第三部分費用 556.1.4工程項目總投資 566.2污水處理廠處理成本估算 566.2.1動力費 566.2.2工資福利費 566.2.3折舊費 576.2.4大修理維護基金提成 576.2.5日程檢修維護費 576.2.6其他費用 576.2.7工程項目年總成本 576.2.8污水處理廠綜合成本 57參考文獻（References） 58致謝 59附錄 60圖1：污水處理廠總平面圖圖2：污水處理廠管線平面布置圖圖3：污水處理廠高程布置圖圖4：粗格柵及泵房工藝圖圖5：細格柵及曝氣沉砂池工藝圖圖6：卡魯賽爾氧化溝工藝圖圖7：輻流式二沉池工藝圖圖8：間歇式重力濃縮池工藝圖第一章設計任務書1.1設計規(guī)模工程設計規(guī)模為50000m1.2設計任務的提出及目的、要求1.2.1設計目的目前，我國城鄉(xiāng)經濟正快速發(fā)展，隨之不可避免的帶來了各種各樣的環(huán)境問題，環(huán)境污染，生態(tài)破壞。在“三廢”污染治理中，水污染治理成為重中之重。水是生命之源，而我國又是一個嚴重缺水的國家，水資源分布不平衡，南多北少，東多西少，人均水資源占有量不到世界的平均水平。面對我國水資源緊缺的現(xiàn)狀，面對我國各大河流、湖泊均不同程度的受到了污染的現(xiàn)狀，我國推行了一系列旨在節(jié)約用水，保護現(xiàn)有水資源的政策。大規(guī)模建設污水處理廠，從源頭治理，無疑是保護河流、湖泊不被污染的最好的辦法。同時，經過污水處理廠處理的污水，其中BOD5、COD等主要污染物指標都得到了大幅下降，排水符合國家規(guī)定，不會對生態(tài)環(huán)境造成污染，經過進一步處理的污水，還可作為中水，可用于灌溉、澆花等市政用水，也可用于洗車、沖廁所，可有效的緩解我國水資源緊缺的現(xiàn)狀，也保護了環(huán)境。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，大量的工業(yè)廢水和生活污水未經處理直接排入河流，使河流受到嚴重污染，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，嚴重制約著經濟的發(fā)展。為改善環(huán)境，治理河水污染問題，建設城市污水治理工程勢在必行。

1.2.2設計要求(1)污水廠的設計和其他工程設計一樣，應符合適用的要求，首先必須確保污水廠處理后達到排放要求?？紤]現(xiàn)實的經濟和技術條件，以及當?shù)氐木唧w情況（如施工條件）。在可能的基礎上，選擇的處理工藝流程、構（建）筑物形式、主要設備設計標準和數(shù)據等。(2)污水處理廠采用的各項設計參數(shù)必須可靠。設計時必須充分掌握和認真研究各項自然條件，如水質水量資料、同類工程資料。按照工程的處理要求，全面地分析各種因素，選擇好各項設計數(shù)據，在設計中一定要遵守現(xiàn)行的設計規(guī)范，保證必要的安全系數(shù)。對新工藝、新技術、新結構和新材料的采用積極慎重的態(tài)度。(3)污水處理廠設計必須符合經濟的要求。污水處理工程方案設計完成后，總體布置、單體設計及藥劑選用等盡可能采用合理措施降低工程造價和運行管理費用。(4)污水廠設計應當力求技術合理。在經濟合理的原則下，必須根據需要，盡可能采用先進的工藝、機械和自控技術，但要確保安全可靠。(5)污水廠設計必須注意近遠期的結合，不宜分期建設的部分，如配水井、泵房及加藥間等，其土建部分應一次建成；在無遠期規(guī)劃的情況下，設計時應為今后發(fā)展留有挖潛和擴建的條件。(6)污水廠設計必須考慮安全運行的條件，如適當設置分流設施、超越管線、甲烷氣的安全儲存等。污水廠的設計在經濟條件允許情況下，場內布局、構筑物外觀、環(huán)境及衛(wèi)生等可以適當注意美觀和綠化。1.2.2設計要求(1)污水廠的設計和其他工程設計一樣，應符合適用的要求，首先必須確保污水廠處理后達到排放要求?？紤]現(xiàn)實的經濟和技術條件，以及當?shù)氐木唧w情況（如施工條件）。在可能的基礎上，選擇的處理工藝流程、構（建）筑物形式、主要設備設計標準和數(shù)據等。(2)污水處理廠采用的各項設計參數(shù)必須可靠。設計時必須充分掌握和認真研究各項自然條件，如水質水量資料、同類工程資料。按照工程的處理要求，全面地分析各種因素，選擇好各項設計數(shù)據，在設計中一定要遵守現(xiàn)行的設計規(guī)范，保證必要的安全系數(shù)。對新工藝、新技術、新結構和新材料的采用積極慎重的態(tài)度。(3)污水處理廠設計必須符合經濟的要求。污水處理工程方案設計完成后，總體布置、單體設計及藥劑選用等盡可能采用合理措施降低工程造價和運行管理費用。(4)污水廠設計應當力求技術合理。在經濟合理的原則下，必須根據需要，盡可能采用先進的工藝、機械和自控技術，但要確保安全可靠。(5)污水廠設計必須注意近遠期的結合，不宜分期建設的部分，如配水井、泵房及加藥間等，其土建部分應一次建成；在無遠期規(guī)劃的情況下，設計時應為今后發(fā)展留有挖潛和擴建的條件。(6)污水廠設計必須考慮安全運行的條件，如適當設置分流設施、超越管線、甲烷氣的安全儲存等。污水廠的設計在經濟條件允許情況下，場內布局、構筑物外觀、環(huán)境及衛(wèi)生等可以適當注意美觀和綠化。1.3設計依據設計依據主要是國家有關法律法規(guī)：(1)《中華人民共和國環(huán)境保護法》(2)GB3838－2002《地面水環(huán)境質量標準》(3)GB18918－2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》(4)GB50014－2006《室外排水設計規(guī)范》(5)GB50335－2002《污水再生利用工程設計規(guī)范》1.4水質狀況1.4.1污水水量(1)擬建污水處理規(guī)模為5×104m3/d；(2)城市污水主要包括居民生活污水和工業(yè)廢水；(3)城市生活污水占總量的60%；(4)工業(yè)廢水占總量的40%，主要是化工、機械、紡織、造紙等行業(yè)排出的廢水，大部分經過廠里處理，達到GB8978－1996《污水綜合排放標準》中的三級標準后排入城市污水下水管道；(5)城市混合污水變化系數(shù)：總變化系數(shù)Kz=1.30。1.4.2水質指標污水處理廠的進水水質根據污水處理廠的環(huán)評報告書確定，處理水質達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）一級B標準，處理后的出水直接排入附近的河流，主要水質指標如下表。表1各水質指標水質指標CODcrBOD5TNSSTP進水水質(mg/L）350180352504設計出水(mg/L）≤60≤20≤20≤20≤11.4.3去除率E=式中：C0——進水物質濃度；Ce——出水物質濃度。BOD5去除率：CODcr去除率：SS去除率：TN去除率：TP去除率：設計說明書2.1工程概況工程設計規(guī)模為50000m32.2城市污水處理方案的確定2.2.1廠址的選擇在污水處理廠設計中，選定廠址是一個重要的環(huán)節(jié)，處理廠的位置對周圍環(huán)境衛(wèi)生、基建投資及運行管理等都有很大的影響。因此，在廠址的選擇上應進行深入的詳盡的技術比較。廠址選擇的一般原則為：在城鎮(zhèn)水體的下游；便于處理后出水回用和安全排放；便于污泥集中處理和處置；在城鎮(zhèn)夏季主導風向的下風側；有良好的工程地質條件；少拆遷，少占地，根據環(huán)境評價要求，有一定的衛(wèi)生防護距離；有擴建的可能；廠區(qū)地形不應受洪澇災害影響，防洪標準不應低于城鎮(zhèn)防洪標準，有良好的排水條件；有方便的交通、運輸和水電條件。2.2.2確定污水處理流程的原則城市污水處理的目的是使之達標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田灌溉，城市景觀或工業(yè)生產等，以節(jié)約水資源。《城市污水處理及污染防治技術政策》對污水處理工藝的選擇給出以下幾項關于城鎮(zhèn)污水處理工藝選擇的原則：城市污水處理工藝應根據處理規(guī)模、水質特征、受納水體的環(huán)境功能及當?shù)氐膶嶋H情況和要求，經全面技術經濟比較后優(yōu)先確定。工藝選擇的主要技術經濟指標包括：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，運行性能，可靠性，管理維護難易程度，總體環(huán)境效益。應切合實際地確定污水進水水質，優(yōu)先工藝設計參數(shù)必須對污水的現(xiàn)狀，水質特征，污染物構成進行詳細調查或測定，做出合理的分析預測。在水質組成、復雜或特殊時，進行污水處理工藝的動態(tài)試驗，必要時應開展中試研究。積極審慎地采用高效經濟的新工藝，在國內首次應用的新工藝必須經過中試和生產性試驗，提供可靠性設計參數(shù)，然后進行運用。2.2.3污水處理方案的選擇我國城市污水處理相對于國外發(fā)達國家、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)展到利用各種先進技術、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。在我們大力引進國外先進技術、設備和經驗的同時，必須結合我國發(fā)展，尤其是當?shù)貙嶋H情況，探索適合我國實際的城市污水處理系統(tǒng)。我國城市污水處理技術隨著水污染控制與環(huán)境治理的實踐，在吸取國外技術經驗的同時，結合我國國情的特點，逐步改進提高，初步形成了一些適用的技術路線，主要如下：對傳統(tǒng)活性污泥法進行改造或予以取代后的人工生物凈化技術路線以自然生物凈化為主的人工生物凈化與自然生物凈化相結合的技術路線以深水擴散排放為主，處理為輔的技術路線以回用為目的的污水深度處理技術路線結合該污水處理工程的具體情況分析進行選擇：首先，（3）和（4）這兩條技術路線對于自然環(huán)境條件因素要求較高，從而不可取，所以應選擇（1）和（2）這兩條路線，尤其以（2）這種路線應予以推廣。因為隨著環(huán)境的狀況日趨嚴峻，用水的問題越發(fā)突出，從而對雨水的合理使用必將使大家特別重視的課題，所以，下面著重分析以自然生物凈化為主與人工生物凈化相結合的技術路線和對傳統(tǒng)活性污泥法進行改造或予以取代后的人工生物凈化技術路線。對于大規(guī)模污水處理廠來說，以自然生物凈化為主并附以人工的生物處理主要指氧化塘處理，其具有運行費用低，能源消耗少及管理簡單的優(yōu)點，在我國一些城市也被因地制宜的采用。氧化塘一般分好氧氧化塘、厭氧氧化塘、兼性氧化塘，它們所需要的停留時間都很長，一般需要幾天到幾十天，占地面積很大，而且對周圍環(huán)境衛(wèi)生的影響較大，需要慎重考慮，所以，在沒有低洼地可利用的情況下，若購置占用大量的良田，平地筑塘是很不經濟的，據本工程用地少、且地勢平坦的情況不宜采用氧化塘處理。人工凈化就是人為的創(chuàng)造條件，使微生物大量繁殖，提高污水中微生物對水的凈化效率，主要包括活性污泥法與生物膜法，其中以活性污泥法采用較為普遍，是目前國內外城市污水處理的主體工藝。傳統(tǒng)活性污泥法凈化已有較豐富的實踐經驗和技術資料，運行可靠，處理效果好，但是也存在能耗較多和費用高等特點，所以，許多國家都在為節(jié)省污水處理的能耗費用尋求新技術、新設備或對傳統(tǒng)流程改革更新，在我國也有許多正在進行實驗和已經開始采用，改革更新的活性污泥法流程和技術，如A-B兩段曝氣法、氧化溝、A/O脫氮工藝、A2/O同步脫氮除磷工藝、微孔曝氣、純氧曝氣、深井曝氣、分段曝氣等，各自具有不同的優(yōu)點。結合本工程的具體情況，在已排除了前述三個技術路線后，我們認為采用傳統(tǒng)活性污泥法或對傳統(tǒng)活性污泥法進行改造的人工生物凈化的技術路線是比較合適的、可行的。主要有以下特點：(a)能可靠的運行并保證水質凈化的要求；(b)不需要占用大面積的土地；(c)處理后污水即可用于灌溉、非灌溉季節(jié)排放，又不會造成污染；(d)為以后在經濟條件可以的情況下，進行三級深度處理從而回用打下基礎。2.3污水處理工藝流程方案介紹現(xiàn)階段城市污水處理應用的多是生物處理系統(tǒng)，應用較多的工藝有A2/O、氧化溝，及傳統(tǒng)活性污泥法，現(xiàn)對這三個工藝進行比較，選出最合適的工藝。2.3.1傳統(tǒng)活性污泥法進水剩余污泥出水格柵沉砂池進水剩余污泥出水格柵沉砂池初沉池曝氣池回流污泥二沉池 圖2-圖2-1傳統(tǒng)活性污泥法活性污泥法處理城市污水的典型工藝，其特點是好氧微生物在曝氣池中以活性污泥的形態(tài)出現(xiàn)，并通過鼓風機曝氣供給微生物所必需的足夠氧量，促使微生物生存和繁殖以分解污水中的有機物。混合液經沉淀分離后，其活性污泥大量被回流到曝氣池中。生物氧化作用主要在這一級曝氣程序中完成。該法一般BOD5污泥負荷率為0.2～0.4kgBOD5/kgMLSS·d，曝氣池停留時間約為4～6h，水氣比1：8。(1)主要特點：利用曝氣池中的好氧微生物，依靠鼓風機曝氣供給的氧來分解污水中的有機物?；旌弦哼M行沉淀分離，活性污泥回流到曝氣池中去，原污水從池首端進入池內，回流污泥也同步注入，廢水在池內呈推流形式流動至池的末端，流出池外至二沉池。(2)優(yōu)點：(a)處理污水效果好，BOD5的去除率可達90%；(b)有豐富的技術資料和成熟的管理經驗；(c)適宜處理大量污水，運行可靠，水質穩(wěn)定。(3)缺點：(a)運行費用高，由于在曝氣池的末端造成的浪費，故提高了運行成本；(b)基建費用高，占地面積大；(c)對外界條件的適應性差；(d)由于沉淀時間短和沉淀后碳源不足等情況，對于N、P去除率非常低，TN的去除率僅有20%的效果，NH3-N用于細胞合成只能除12—18%，P的去除率也很低。2.3.2A2/O工藝其工藝流程見圖2-2：圖2-2圖2-2A2/O工藝流程圖(1)主要特點：(a)本工藝在系統(tǒng)上可以稱為最簡單的同步脫N除P工藝，總的水力停留時間少于其他同類工藝；(b)在厭氧（缺氧）、好氧交替運行條件下，絲狀菌不能大量增殖，無污泥膨脹之慮，SVI值一般均小于100；(c)污泥中含P濃度高，一般為2.5%以上，具有很高的肥效；(d)運行中無需投藥，兩個A段只用輕緩攪拌，以不增加溶解氧為度，運行費用低；(e)厭氧、缺氧、好氧三種不同的環(huán)境條件和不同種類微生物菌群的有機配合，能同時具有去除有機物、脫N除P的功能；(f)脫N效果受混合液回流比大小的影響，除P效果則受回流污泥中夾帶DO和硝酸態(tài)氮的影響，因而脫N除P效率不可能很高。(2)存在的問題：(a)除P效果難于再行提高，污泥增長有一定的限度，不易提高，特別是當P/BOD值高時更是如此；(b)脫N效果也難于進一步提高，內循環(huán)量一般以2Q為限，不宜太高；(c)進入沉淀池的處理水要保持一定濃度的DO，減少停留時間，防止生產厭氧狀態(tài)和污泥釋放P現(xiàn)象出現(xiàn)，但DO濃度也不宜過高，以防循環(huán)混合液對缺氧反應器的干擾。2.3.3氧化溝工藝其工藝流程圖見圖2-3：圖2-3氧化溝工藝流程圖圖2-3氧化溝工藝流程圖氧化溝污水處理技術，是20世紀50年代由荷蘭人首創(chuàng)。60年代以來，這項技術在歐洲、北美、南非、澳大利亞等國已被廣泛采用，工藝及構造有了很大的發(fā)展和進步。隨著對該技術缺點（占地面積大）的克服和對其優(yōu)點（基建投資及運行費用相對較低，運行效果高且穩(wěn)定，維護管理簡單等）的逐步深入認識，目前已成為普遍采用的一項污水處理技術。據報道，1963～1974年英國共興建了300多座氧化溝，美國已有500多座，丹麥已建成300多座。目前世界上最大的氧化溝污水廠是德國路德維希港的BASF污水處理廠，設計最大流量為76.9萬m3/d，1974年建成。氧化溝工藝一般可不設初沉池，在不增加構筑物及設備的情況下，氧化溝內不僅可完成碳源的氧化，還可實現(xiàn)硝化和脫硝，成為A/O工藝；氧化溝前增加厭氧池可成為A2/O（A-A-O）工藝，實現(xiàn)除磷。由于氧化溝內活性污泥已經好氧穩(wěn)定，可直接濃縮脫水，不必厭氧消化。氧化溝處理系統(tǒng)的構造形式較多，有圓形或馬蹄形的，有平行多渠道形式以側渠作為二沉池的，有將二沉池建在渠上或單獨分建的等等，其供氧和水流動力都是靠提升曝氣設備，這種設備分為早期使用的水平中心軸旋轉葉輪和后來出現(xiàn)的卡魯塞爾氧化溝所用的垂直或帶葉片的曝氣器，由于氧化溝水深較淺（一般3米左右），而流程較長，可以按照曝氣器前作缺氧與曝氣器后作富氧段的方式設計運行，提供兼氧菌與好氧菌交替作用的條件，在缺氧段脫硝，在好氧段除碳源需氧量及達到脫N的目的。氧化溝污水處理技術已被公認為一種較成功的革新的活性污泥法工藝，與傳統(tǒng)活性污泥系統(tǒng)相比，它在技術、經濟等方面具有一系列獨特的優(yōu)點。工藝流程簡單、構筑物少，運行管理方便。一般情況下，氧化溝工藝可比傳統(tǒng)活性污泥法少建初沉池和污泥厭氧消化系統(tǒng)，基建投資少。另外，由于不采用鼓風曝氣的空氣擴散器，不建厭氧消化系統(tǒng)，運行管理要方便。處理效果穩(wěn)定，出水水質好。實際運行效果表明，氧化溝在去除BOD5和SS方面均可取得比傳統(tǒng)活性污泥法更高質量的出水，運行也更穩(wěn)定可靠。同時，在不增加曝氣池容積時，能方便地實現(xiàn)硝化和一定的反硝化處理，且只要適當擴大曝氣池容積，能更方便地實現(xiàn)完全脫氮的深度處理?；ㄍ顿Y省，運行費用低。實際運行證明，由于氧化溝工藝省去初沉池和污泥厭氧消化系統(tǒng)，且比較容易實現(xiàn)硝化和反硝化，當處理要求脫氮時，氧化溝工藝在基建投資方面比傳統(tǒng)活性污泥法節(jié)省很多（當只需去除BOD5時，可能節(jié)省不多）。同樣，當僅要求去除BOD5時，對于大規(guī)模污水廠采用氧化溝工藝運行費用比傳統(tǒng)活性污泥法略低或相當，而要求去除BOD5且去除NH3-N時，氧化溝工藝運行費用就比傳統(tǒng)活性污泥法節(jié)省較多。污泥量少，污泥性質穩(wěn)定。由于氧化溝所采用的污泥齡一般長達20～30d，污泥在溝內得到了好氧穩(wěn)定，污泥生成量就少，因此使污泥后處理大大簡化，節(jié)省處理廠運行費用，且便于管理。具有一定承受水量、水質沖擊負荷的能力。水流在氧化溝中流速為0.3～0.4m/s，氧化溝的總長為L，則水流完成一個循環(huán)所需時間t=L/S，當L=90～600m時，t=5～20min。由于廢水在氧化溝中設計水力停留時間T為10～24h，因此可計算出廢水在整個停留時間內要完成的循環(huán)次數(shù)為30～280次不等?？梢娫鬯贿M入氧化溝，就會被幾十倍甚至上百倍的循環(huán)量所稀釋，因此具有一定承受沖擊負荷的能力。（6）占地面積少。由于氧化溝工藝所采用的污泥負荷較小、水力停留時間較長，使氧化溝容積會大于傳統(tǒng)活性污泥法曝氣池容積，占地面積可能會大些，但因為省去了初沉池和污泥厭氧消化池，占地面積總的來說會少于傳統(tǒng)活性污泥法。2.4工藝流程的確定本設計的工藝流程圖見圖2-4：圖2-4污水處理廠工藝流程圖 圖2-4污水處理廠工藝流程圖2.5主要構筑物的選擇2.5.1事故溢流閘井進水閘井與第一道格柵共建在一起。2.5.2格柵格柵是由一組平行的金屬柵條或篩網制成，安裝在污水渠道、泵房集水井的進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)處理構筑物的處理負荷，并使之正常進行。被截留的物質稱為柵渣。設計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、轉筒式格柵、活動格柵等；按照格柵柵條間距分為粗格柵和細格柵（1.5～10mm）；按照格柵除渣方式分為人工除渣格柵和機械除渣格柵，目前，污水處理廠大多都采用機械格柵。由于城市污水的懸浮物較多，所以本設計采用粗、細兩道格柵，粗格柵設于進水口，提升泵站前，攔截可能堵塞水泵機組及管道閥門的較粗粒懸浮雜質。細格柵設于提升泵站后，沉砂池前，攔截較小的懸浮雜質，減輕后續(xù)構筑物的處理負荷。截留污物的清除方法有兩種，即人工清除和機械清除。大中型污水處理廠截污量大，為減輕勞動強度，一般應用機械清除截留物。2.5.3污水泵房污水總泵站接納來自整個城市排水管網來的所有污水，其任務是將這些污水抽送到污水處理廠，以利于處理廠各構筑物的設置。因采用城市污水與雨水分流制，故本設計僅對城市污水排水系統(tǒng)的泵站進行設計。城市污水處理廠的運行費用大部分來自于電能，其中40%的電能為水泵消耗，所以，確定合理的水泵及泵站具污水處理廠的關鍵所在。泵站形式的選擇取決于水力條件和工程造價，其它考慮因素還有：泵站規(guī)模大小、泵站的性質、水文地質條件、地形地物、挖渠及施工方案、管理水平、環(huán)境性質要求、選用水泵的形式及能否就地取材等。目前污水泵站主要有以下幾種形式：(1)合建式矩形泵站，裝設立式泵，自灌式工作臺，水泵數(shù)為4臺或更多時，采用矩形，機器間、機組管道和附屬設備布置方便，啟動簡單，占地面積大；(2)合建式圓形泵站，裝設立式泵，自灌式工作臺，水泵數(shù)不超過4臺，圓形結構水力條件好，便于沉井施工法，可降低工程造價，水泵啟動方便。(3)對于自灌式泵房，采用自灌式水泵，葉輪（泵軸）低于集水池最低水位，在最高、中間和最低水位都能直接啟動，其優(yōu)點為啟動及時可靠，不需引水輔助設備，操作簡單。(4)非自灌式泵房，泵軸高于集水池最高水位，不能直接啟動，由于污水泵水管不得設低閥，故需設引水設備。但管理人員必須能熟練的掌握水泵的啟動程序。(5)潛水泵站，潛水泵的電機防水密封，可以長期侵入污水中，不存在受潮問題，潛水泵電機機組整體安裝，結構緊湊，運行穩(wěn)定，便于就位和更換，所以潛水泵站無需上部廠房，也簡化了地下結構，降低了工程造價。但是潛水泵在水下運行，所以要有可靠的產品質量、自動化控制和保護功能作技術依托，潛水泵價格較高。本設計因水量較小，并考慮到占地、造價、自動化控制等因素，以及施工的方便與否，采用潛污式矩形泵房。2.5.4沉砂池的選擇沉砂池的功能是去除比重較大的無機顆粒。沉砂池一般設于泵站倒虹吸管前，以便減輕無機顆粒對水泵、管道的磨損；也可設于初沉池前，以減輕沉淀池負荷及改善污泥處理構筑物的處理條件。沉砂池的形式，按水流方向的不同可分為平流式、豎流式、曝氣沉砂池三類。(1)平流沉砂池優(yōu)點：沉淀效果好，耐沖擊負荷，適應溫度變化。工作穩(wěn)定，構造簡單，易于施工，便于管理。缺點：占地大，配水不均勻，易出現(xiàn)短流和偏流，排泥間距較多，池中約夾雜有15%左右的有機物使沉砂池的后續(xù)處理增加難度。(2)豎流沉砂池優(yōu)點：占地少，排泥方便，運行管理易行。缺點：池深大，施工困難，造價較高，對耐沖擊負荷和溫度的適應性較差，池徑受到限制，過大的池徑會使布水不均勻。(3)曝氣沉砂池優(yōu)點：克服了平流沉砂池的缺點，使砂粒與外裹的有機物較好的分離，通過調節(jié)布氣量可控制污水的旋流速度，使除砂效率較穩(wěn)定，受流量變化影響小，同時起預曝氣作用，其沉砂量大，且其上含有機物少。缺點：由于需要曝氣，所以池內應考慮設消泡裝置，其他型易產生偏流或死角，并且由于多了曝氣裝置而使費用增加?；谝陨先N沉砂池的比較，曝氣沉砂池除砂效果較好，適合本工藝設計的進水SS較高，要求去除率高的特點；加之曝氣沉砂池有很強的除油能力，將有利于以后的氧化溝的表面曝氣和運行穩(wěn)定，本工程設計確定采用曝氣沉砂池。2.5.5氧化溝的選擇目前應用較為廣泛的氧化溝類型包括：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。這些氧化溝由于在結構和運行上存在差異，因此各具特點。在污水脫氮除磷的工藝設計中必須具備厭氧、缺氧、好氧3個基本條件，但是在實施過程中由于所需的處理構筑物多、污泥回流量大，從而造成投資大、能耗多、運行管理復雜。而卡魯塞爾氧化溝將厭氧、缺氧、好氧過程集中在一個池內完成，各部分用隔墻分開自成體系，但彼此又有聯(lián)系。該工藝充分利用污水在氧化溝內循環(huán)流動的特性，把好氧區(qū)和缺氧區(qū)有機結合起來，實現(xiàn)無動力回流，節(jié)省了去除硝酸鹽氮所需混合液回流的能量消耗。Carrousel氧化溝由于具有良好的除磷脫氮能力、抗沖擊負荷能力和運行管理方便等優(yōu)點，已經得到了廣泛的應用。所以這里我們也將選擇卡魯塞爾氧化溝作為生物處理工藝。最初的普通Carrousel氧化溝的工藝中污水直接與回流污泥一起進入氧化溝系統(tǒng)。表面曝氣機使混合液中溶解氧DO的濃度增加到大約2～3mg/L。在這種充分摻氧的條件下，微生物得到足夠的溶解氧來去除BOD；同時，氨也被氧化成硝酸鹽和亞硝酸鹽，此時，混合液處于有氧狀態(tài)。在曝氣機下游，水流由曝氣區(qū)的湍流狀態(tài)變成之后的平流狀態(tài)，水流維持在最小流速，保證活性污泥處于懸浮狀態(tài)（平均流速>0.3m/s）。微生物的氧化過程消耗了水中溶解氧，直到DO值降為零，混合液呈缺氧狀態(tài)。經過缺氧區(qū)的反硝化作用，混合液進入有氧區(qū)，完成一次循環(huán)。該系統(tǒng)中，BOD降解是一個連續(xù)過程，硝化作用和反硝化作用發(fā)生在同一池中。由于結構的限制，這種氧化溝雖然可以有效的去除BOD，但除磷脫氮的能力有限?？斎麪栄趸瘻喜捎么怪卑惭b的低速表面曝氣器，每組溝渠安裝一個，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)。這不僅有利于生物凝聚，還是活性污泥易于沉降。BOD5的去除率可達到95%～99%，脫氮效率約為90%，除磷率約為60%?？斎麪栄趸瘻系谋砻嫫貧鈾C單機功率大（可以達到150kw），其水深可達5m以上，使氧化溝占地面積減小，土建費用降低。同時具有極強的混合攪拌和耐沖擊負荷能力。當有機負荷較低時，可以停止某些曝氣器的運行，或者切換較低的轉速，在保證水流攪拌混合循環(huán)流動的前提下，節(jié)約能量消耗。由于曝氣機周圍的局部地區(qū)能量強度比傳統(tǒng)活性污泥曝氣池中的強度高得多，使得氧的轉移效率大大提高。2.5.6沉淀池的選擇表2沉淀池的比較池型優(yōu)點缺點適用條件平流式（1）沉淀效果好（2）對沖擊負荷和溫度變化的適應能力強（3）施工簡易（4）平面布置緊湊（5）排泥設備已趨定型（1）配水不易均勻（2）采用多斗排泥時每個泥斗需單獨設排泥管，操作量大（3）采用機械排泥時，設備復雜，對施工質量要求高適用于大、中、小型污水處理廠豎流式（1）排泥方便，管理簡單（2）占地面積?。?）池子深度大，施工困難（2）對沖擊負荷和溫度變化的適應能力較差（3）池徑不宜過大，否則布水不勻適用于小型污水處理廠輻流式（1）多為機械排泥，運行可靠，管理較簡單（2）排泥設備已定型化機械排泥設備復雜，對施工質量要求高適用于大、中型污水處理廠斜板式沉淀效率高，停留時間短；占地面積小。用于二沉池時，當固體負荷較大時其處理效果不太穩(wěn)定，耐沖擊負荷的能力較差運行管理成本高。適用于小型污水處理廠綜上所述，四種沉淀池的優(yōu)缺點比較，并結合本設計的具體情況：設計水量較大，不宜采用豎流式沉淀池；由于斜板式沉淀池運行成本較高，也不做采用；由于平流沉淀池管理運行較為繁瑣，運行成本高，也不做采用；對于輻流式沉淀池現(xiàn)在的技術也已經成熟，且刮泥機械的技術也已經基本完善，可以保證良好的出水效果，并且運行管理簡單。本工程二沉池采用中心進水、周邊出水的輻流式沉淀池。2.5.7消毒劑的選擇(1)液氯：適用于大、中型規(guī)模的污水處理廠優(yōu)點：價格便宜，效果可靠，投配設備簡單；缺點：對生物有毒害作用，并且可能產生致癌物質。(2)漂白粉：適用于消毒要求不高或間斷投加的小型污水處理廠優(yōu)點：投加設備簡單，價格便宜；缺點：除用液氯缺點外，尚有投配量不準確，溶解劑調制不便，勞動強度大。(3)臭氧優(yōu)點：消毒效率高，能有效的降解水中殘留有機物、色味等，污水溫度、PH值對消毒效果影響小，不產生難處理或生物積累性殘余物；缺點：投資大，成本高，設備管理復雜。綜上三種消毒劑的比較，本工程設計采用最常用且技術成熟的液氯作消毒劑，為減少其危害，在設計中采用余氯自動監(jiān)測系統(tǒng)，嚴格控制出水氯含量。2.5.8濃縮池的選擇污泥濃縮池主要是降低污泥中的間隙水，來達到使污泥減容的目的。經濃縮后的污泥近似糊狀，仍保持流動性。污泥濃縮的方法有沉降法、氣浮法、離心法。濃縮池可分為氣浮濃縮池、重力濃縮池和離心濃縮池。重力濃縮池按其運行方式分為間歇式或連續(xù)式。(1)氣浮濃縮池：依靠微小氣泡與污泥顆粒產生粘附作用，使污泥顆粒的密度小于水而上浮，并得到濃縮。適用于濃縮活性污泥以及生物濾池等較輕的污泥，并且運行費用較高，貯泥能力小；(2)連續(xù)式重力濃縮池：用于濃縮初沉池污泥和二沉池的剩余污泥，只用于活性污泥的情況不多；(3)間歇式重力濃縮池：主要靠閥門控制污泥的進出和上清液的排出，無刮泥系統(tǒng)，管理簡單，運行費用低，動力消耗??；(4)離心濃縮池：利用污泥中的固、液相的密度不同，在高速旋轉的離心機中受到不同的離心力二是兩者分離，達到濃縮目的。離心分離一般要加入助凝劑，且耗電量大，在達到相同的濃縮效果時，其電耗約為氣浮法的10倍。綜上所述，由于本工藝設計水量較少，結合氧化溝工藝污泥穩(wěn)定，且污泥量較少，本設計采用間歇式重力濃縮池。設計計算書3.1粗格柵的設計3.1.1設計說明本設計采用粗細兩種格柵，兩道粗格柵、兩道細格柵，粗格柵建于泵站前,細格柵建于泵站后，曝氣沉砂池前。柵條的斷面主要根據過柵流速確定，過柵流速一般為0.6～1.0m/s，槽內流速0.5m/s左右。如果流速過大，不僅過柵水頭損失增加，還可能將已截留在柵上的柵渣沖過格柵，如果流速過小，柵槽內將發(fā)生沉淀。此外，在選擇格柵斷面尺寸時，應注意設計過流能力只為格柵生產廠商提供的最大過流能力的80%，以留有余地。3.1.2設計原則(1)中格柵間隙一般采用10～40mm；(2)格柵不宜少于兩臺，如為一臺時，應設人工清除格柵備用；(3)過柵流速一般采用0.4～0.9m/s；(4)格柵傾角一般采用45o～75o；(5)通過格柵的水頭損失一般采用0.08m/s～0.17m/s；(6)格柵間必須設置工作臺，臺面應高出柵前最高設計水位0.5m，工作臺有安全和沖洗設施；(7)格柵間工作臺兩側過道寬度不應小于0.7m，工作臺正面過道寬度：人工清除，不小于1.2m；機械清除，不小于1.5m；(8)機械格柵的動力裝置一般宜設在室內或采取其它保護設備的措施；(9)設置格柵裝置的構筑物必須考慮設有良好的檢修、柵渣的日常清除。3.1.3設計參數(shù)(1)柵前水深h=1m；(2)過柵流速v=0.6(3)格柵間隙b=20mm；(4)格柵安裝傾角θ=60o；(5)格柵超高h1=0.3m；(6)城市混合污水變化系數(shù)：總變化系數(shù)Kz=1.30。3.1.4設計流量設計平均流量Q=50000m3/d=0.578m3/s最大設計流量3.1.5中格柵的設計計算（1）柵條的間隙數(shù)量n：格柵設兩道，按兩道同時工作設計式中：n—粗格柵間隙數(shù)；Qmax—最大設計流量，m3/s；b—柵條間隙，取20mm；h—柵前水深，取1.0m；v—過柵流速，取0.6α—格柵傾角，設計60°。柵槽寬度B式中：B—柵槽寬度，m；S—格條寬度，取0.01m。（3）進水渠道漸寬部分的長度L1設進水渠寬B1=1.0m，漸寬部分展開角α1=20o，進水渠道內的流速為0.45m/s。（4）柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度L2 （5）通過格柵的水頭損失 式中：h2—過柵水頭損失，m； h0—計算水頭損失，m； ξ—阻力系數(shù)，其數(shù)值與格柵柵條的斷面幾何形狀有關；g—重力加速度；k—格柵受污物堵塞使水頭損失增大的倍數(shù)，一般取3；設柵條斷面為銳邊矩形，β=2.42 柵后槽總高度H式中：H—柵后槽總高度，m； h—柵前水深，m； h1——格柵前渠道超高，一般取h1=0.3m； h2—格柵的水頭損失，m。 格柵的總長度L 每日柵渣量W 宜采用機械清渣。式中：W—每日柵渣量，m3/d； W1—單位體積污水柵渣量，m3/（103m3污水），設每1000m3污水產0.07m3柵渣。3.1.6格柵的選擇格柵采用鏈條回轉式格柵，它由驅動機構、主傳動鏈輪軸、從動鏈輪軸、牽引鏈、齒耙、過力矩保護裝置和機架等組成。驅動機構布置在柵體上部的左側或右側，通過安全保護裝置將扭矩傳給主傳動鏈輪軸，主傳動鏈輪軸兩側主動鏈輪使兩條環(huán)形鏈條作回轉運動，在環(huán)形鏈條上均布6～8塊齒耙，齒耙間距與格柵柵距配合并插入柵片間隙一定深度，運行時齒耙柵片上的污物隨齒耙上行，當齒耙轉到格柵體頂部牽引鏈條換向時齒耙也隨之翻轉，格柵截留的柵渣脫落到工作平臺上端的卸料處，由卸料裝置將污物卸至輸送機或集污容器中。格柵清渣裝置起動由水位差控制開關控制，當格柵前后水位差大于0.1m時，開始工作。格柵的計算示意圖見圖3-1：格柵的計算示意圖見圖3-1：3.2污水泵房的設計3.2.1污水泵站的設計原則污水泵站集水池的容積，不應小于最大一臺水泵5min的出水量；如水泵機組為自動控制時，每小時開動水泵不得超過6次。集水池池底應設集水坑，傾向坑的坡度不宜小于10%。水泵吸水管設計流速宜為0.7～1.5m/s。出水管流速宜為0.8～2.5m/s。其他規(guī)定見GB50014—2006《室外排水規(guī)范》。3.2.2水泵設計計算(1)污水泵站選泵應考慮因素(a)選泵機組泵站泵的總抽生能力，應按進水管的最大時污水量計，并應滿足最大充滿度時的流量要求；(b)盡量選擇類型相同（最多不超過兩種型號）和口徑的水泵，以便維修，但還須滿足低流量時的需求；(c)由于生活污水，對水泵有腐蝕作用，故污水泵站盡量采用污水泵，在大的污水泵站中，無大型污水泵時才選用清水泵。(2)設計計算泵站選用集水池與污水泵房合建式的。(a)流量的確定流量選用最大設計流量Qmax=0.752m3本設計擬定選用4臺潛污泵（3用1備），則每臺泵的設計流量為：Q=Qmax/3=2707.2/3=902(b)揚程的計算H=H靜+2.0+（0.5～1.0）式中：2.0—水泵喇叭口到沉砂池的水頭損失；0.5～1.0—自由水頭的估算值，取為1.0；H靜—水泵集水池的最低水位H1與水泵出水水位H2之差；H1=進水管底標高+D×h/D-1.8=0.00+1.5×0.65-1.8=0H2=接觸池水面標高+沉砂池至接觸池間水頭損失，經過高程計算：H2=5.264m則：H靜=H2-H1=5.264+0.825=6.089m則：水泵揚程H=H靜+2.0+1.0=6.089+2.0+1.0=9.089m取10m(c)水泵的選擇根據水泵Q=10集水池(1)集水池形式污水泵站的集水池宜采用敞開式，本工程設計的集水池與泵房和共建，屬封閉式。(2)集水池容積計算泵站集水池容積一般按不小于最大一臺泵5分鐘的出水量計算，有效水深取1.5—2.0米。本次設計集水池容積按最大一臺泵6分鐘的出水量計算，有效水深取3.4m。V=6×60×300.9=10833L=108.33m3取V=120m3則集水池面積A為：A=V/h=120/3.4=35.29m2設計寬度8.2m，則集水池長度為4.3m，取寬度為4.5m則：集水池有效容積尺寸為8.2×4.5×4.3m。3.3細格柵的設計3.3.1設計參數(shù)(1)柵前水深h=0.65m；(2)過柵流速v=0.7(3)格柵間隙b=8mm；(4)格柵安裝傾角θ=60o；(5)格柵超高h1=0.3m。3.3.2設計計算(1)柵條的間隙數(shù)量n：格柵設兩道，按兩道同時工作設計(2)柵槽寬度B：設柵條寬S=0.01m(3)進水渠道漸寬部分的長度L1設進水渠寬B1=1.0m，漸寬部分展開角α1=20o，進水渠道內的流速為0.45m/s。(4)柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度L2(5)通過格柵的水頭損失 設柵條斷面為銳邊矩形斷面，取k=3(6)柵后槽總高度H(7)格柵的總長度L(8)每日柵渣量W，取W1=0.08m3/103m3 宜采用機械清渣。(10)細格柵選用根據格柵間距、寬度在《給水排水設計手冊》第11冊上查得采用液壓傳動伸縮耙式弧形格柵除污機。3.4曝氣沉砂池的設計3.4.1設計要求(1)城市污水處理廠一般均應設置沉砂池；(2)沉砂池按去除比重2.65，粒徑0.2mm以上的沙粒設計；(3)設計流量的確定：(a)當污水為自流進入時，應按每期的最大設計流量計算；(b)當污水為提升進入時，應按每期工作水泵的最大組合流量計算；(c)在合流制處理系統(tǒng)中，應按降雨時的設計流量計算。(4)沉砂池個數(shù)或分格數(shù)不應少于兩個，并宜按并聯(lián)系列設計；(5)設計水平流速一般為0.08～0.12m/s；(6)設計停留時間一般為4~6min；(7)有效水深為2～3m，池寬與池深比為1～1.5，池的長寬比可達5，當池長寬比大于5時，應設置橫向擋板；(8)曝氣沉砂池多采用穿孔管曝氣，孔徑為2.5～6.0mm,距池底約0.6～0.9m，并應有調節(jié)閥門；(9)沉砂池的超高一般不小于0.3m。3.4.2設計參數(shù)(1)本設計沉砂池采用一座，分兩格；(2)水力停留時間t=3min；(3)水平流速v=0.08m/s；(4)池底的坡度為0.5；(5)設計有效水深h2=2m；(6)沉砂池的超高取h1=0.3m。3.4.2設計計算池子總有效容積V：設t=3min(2)池斷面面積A：設v=0.08m/s池總寬度B：設有效水深H=2m 每格池子寬度b：設n=2 池長L每小時所需空氣量q，m3/h：設單位體積污水需要曝氣量為0.2m3則單個池子需要鼓入的空氣量為：(7)沉砂室沉砂斗體積V0設沉砂斗為沿池長方向的梯形斷面渠道。沉砂斗體積為：其中：a為沉砂斗上頂寬，a1為沉砂斗下頂寬(a)沉砂斗上口寬a取斗高h4=0.35m，斗底寬a1=0.35m，斗壁于水平面的傾角70°。(b)沉砂斗體積(8)沉砂室高度h3設沉砂室坡向沉砂斗的坡度為i=0.3(9)沉砂池總高度取超高h1=0.3m3.5厭氧選擇池的設計為使氧化溝具有除磷脫氮的功能，在氧化溝之前設生物選擇器及厭氧池，這樣，污水可以在這里進行厭氧中重要的釋磷作用以及部分反硝化作用。3.5.1設計參數(shù)(1)設計進水流量6.5×104m3；(2)設計沉砂池4格；(3)水力停留時間：t=0.5h；(4)污泥濃度:X=2200mg/L；(5)污泥回流液濃度：Xr=8000mg/L。3.5.2污泥回流量的計算回流比計算污泥回流量計算3.5.3厭氧選擇池設計計算厭氧池容積V厭氧池表面積A：設計有效水深4m設計長為18m，則寬6.2m設計有效容積尺寸為：18m×6.2m×4m×4格設計超高0.5m，則工藝尺寸為18m×6.7m×4m×4格實際單池容積為：18m×6.7m×4.5m=482.4m3(3)污泥負荷生物選擇池采用高負荷完全混合式，其污泥負荷（F/M）為：式中：La—進水BOD5濃度，mg/L，取180mg/L；X—污泥濃度，mg/L，取2200mg/L。則3.6卡魯塞爾氧化溝的設計3.6.1設計依據(1)水量Q=50000m3/d；(2)BOD5濃度S0=180mg/L，Se=20mg/L；(3)TSS濃度X0=250mg/L，VSS=175mg/L(VSS/TSS=0.7)；(4)TSS濃度Xe=20mg/L；(5)進水TKN=25mg/L，NH3－N=10mg/L；(6)出水TN=20mg/L，NH3－N=8mg/L；(7)堿度KSAL=280mg/L(以CaCO3計一般城市污水多采用此法)；(8)最低水溫T＝50C。3.6.2設計參數(shù)(1)有效水深h≥5m；(2)污泥負荷N=0.05～0.1kgBOD5/(kgMLVSS·d)；(3)污泥泥齡θC=25~30d；(4)水力停留時間18～28h；(5)污泥產率系數(shù)Y＝0.55；(6)混合液懸浮固體濃度（MLSS）X=2200mg/L；(7)混合揮發(fā)性懸浮固體濃度（MLVSS）XV=1540mg/L(MLVSS/MLSS=0.7)；(8)污泥齡θC=30d；(9)內源呼吸系數(shù)Kd=0.055；(10)200C時脫氮率qdn=0.035kg。3.6.3氧化溝的設計計算(1)去除BOD計算(a)氧化溝進水BOD5濃度S0為了保證二級出水BOD5濃度Se≤20mg/L，必須控制氧化溝出水所含溶解性BOD5濃度(b)好氧區(qū)容積V1(c)好氧區(qū)水力停留時間t1(d)剩余污泥量ΔX，kg/d式中：X1—進水懸浮固體可溶性部分（進水TSS-進水VSS）的濃度；Xe—出水TSS濃度。故 去除每kgBOD5產生的干污泥量：(2)脫氮量計算(a)氧化溝的氨氮量氧化溝產生的剩余污泥中含氮率為12.4%,則用于生物合成的總氮量為需要氧化的氨氮量N1=進水TKN—出水NH3-N—生物合成所需氮量N0(b)脫氮量Nr=進水總氮量—出水總氮量—生物合成所需的氮量 (c)堿度平衡每氧化1mgNH3-N需消耗7.14mg/L堿度；每氧化1mg/LBOD5產生0.1mg/L堿度；每還原1mgNO3—N產生3.75mg/L堿度。剩余堿度SALK1=原水堿度－硝化消耗堿度+反硝化產生堿度+氧化BOD5產生堿度=280-7.14×12.53+3.57×10.53+0.1×（180-6.41）=245.5mg/L(d)計算脫氮所需池容V2及停留時間T2考慮最不利的條件水溫，最低水溫為5℃脫氮所需容積停留時間氧化溝總容積及停留時間t需氧量計算氧化溝設計需氧量AOR=去除BOD5需氧量－剩余污泥中BOD5的需氧量+去除NH3-N耗氧量－剩余污泥中NH3-N的耗氧量－脫氮產氧量①去除BOD5需氧量D1式中：a'—微生物對有機底物氧化分解的需氧率，取0.52；b'—活性污泥自身氧化需氧率，取0.15；②剩余污泥量BOD需氧量D2D=1.42×ΔX=1.42×3952.8=5613kg/d③去除氨氮的需氧量D3每1kgNH3-N硝化需要消耗4.6kgO2④剩余污泥中NH3-N耗氧量D4 ⑤脫氮產氧量D5每還原1kgNO3-產生2.86kgO2考慮安全系數(shù)1.4，則校核去除每1kgBOD5的需氧量＝17210÷[5×104×（0.180-0.00641）]＝1.98kgO2/kgBOD5⑥標準狀態(tài)下需氧量SOR 式中：Cs（20）—20℃氧的飽和度，取Cs（20）＝9.17mg/lCs（25）—25℃氧的飽和度，取Cs（25）＝8.38mg/lC—溶解氧濃度α—修正系數(shù)，取0.85β—修正系數(shù)，取0.95T—進水最高溫度，℃氧化溝尺寸計算設計四座氧化溝單座氧化溝有效容積容積V單=V/4=40519.2/4＝10129.8m3設計氧化溝有效水深H=5m，超高設計1m，氧化溝深度h=5+1=6m，中間分隔墻厚度為0.25m。氧化溝面積A=V/5=10129.8/5=2025.96m2設計單溝道寬度b=8m；彎道部分面積 直線部分的面積單溝道直線段長度L進水管和出水管計算污泥回流比：R=37.9%；進出水管流量： 進水水管控制流速：V≤1m/s；進出水管直徑：(7)出水堰及出水豎井計算為了能夠調節(jié)氧化溝的運行及出水，氧化溝出水處設置出水豎井，豎井內安裝電動可調節(jié)堰。初步估計δ/H<0.67，因此按照薄壁堰來計算取堰上水頭高H=0.2m考慮可調節(jié)堰的安裝要求（每邊留0.3m）則出水豎井長度L=0.3×2＋b=0.6＋1.45=2.05m出水豎井寬度B取1.4m(考慮安裝需要)則出水豎井平面尺寸為L×B=2.05m×1.4m氧化溝出水井出水孔尺寸b×h=1.45m×0.5m。氧化溝的設計草圖如下： 圖3—2氧化溝示意圖3.7堰氏配水井3.7.1設計參數(shù)(1)污水量Q=5×104m3/d；(2)Kz=1.30；(3)回流污泥量QR=18950m3/d；(4)氧化溝出水經配水井至四座二沉池。3.7.2設計計算進水管管徑配水井進水管的設計流量為 當進水管管徑D1=1000mm時， 滿足設計要求。(2)頂堰設計計算混合液從配水井底中心進入，經相等寬度的4個堰口流入4個水斗，再由管道接入4座輻流式沉淀池。每個沉淀池的分配水量為，采用矩形寬頂溢流堰。(a)堰上水頭H設計擬采用堰高H=1m 式中：q－矩形堰的流量，m3/sH－堰上水頭，mb－堰寬，m，取0.6mm－流量系數(shù)，通常采用0.327－0.332，在此取0.33 符合要求(b)堰頂厚度B根據有關試驗資料，當2.5<B/H<10時，屬于矩形寬頂堰，取B=2.5m。這時B/H=2.77(在2.5－10之間)所以該堰屬于矩形寬頂堰。(c)配水管管徑D2 二沉池設計進水管徑為650mm符合流速0.6-0.9m/s要求(d)配水漏斗上口口徑D按配水井內徑的1.5倍設計則D=1.5D1=1.5×1000=1500mm3.8二沉池的設計3.8.1設計要求本設計中二沉池采用輻流式沉淀池。(1)沉淀池個數(shù)或分格數(shù)不應少于兩個，并宜按并聯(lián)系列設計；(2)沉淀池的直徑一般不小于10mm，當直徑小于20mm時，可采用多斗排泥；當直徑大于20mm時，應采用機械排泥；(3)沉淀池有效水深不大于4m，池子直徑與有效水深比值不小于6；.(4)池子超高至少應采用0.3m；(5)為了使布水均勻，進水管四周設穿孔擋板，穿孔率為10%—20%。出水堰應用鋸齒三角堰，堰前設擋板，攔截浮渣；(6)池底坡度不小于0.05；(7)用機械刮泥機時，生活污水沉淀池的緩沖層上緣高出刮板0.3m，工業(yè)廢水沉淀池的緩沖層高度可參照選用，或根據產泥情況適當改變其高度；(8)當采用機械排泥時，刮泥機由絎架及傳動裝置組成。當池徑小于20m時用中心傳動，當池徑大于20m時用周邊傳動，轉速為1.0—1.5m/min（周邊線速），將污泥推入污泥斗，然后用靜水壓力或污泥泵排除；作為二沉池時，沉淀的活性污泥含水率高達99%以上，不可能被刮板刮除，可選用靜水壓力排泥；(9)進水管有壓力時應設置配水井，進水管應由井壁接入不宜由井底接入，且應將進水管的進口彎頭朝向井底。3.8.2設計參數(shù)(1)表面負荷取0.8—2m3/m2.h，沉淀效率40%—60%；(2)池子直徑一般大于10m，有效水深大于3m；(3)池底坡度一般采用0.05；(4)進水中心管流速大于0.4m/s，進水采用中心管淹沒或潛孔進水，過孔流速為0.1—0.4m/s，潛孔外側設穿孔擋板或穩(wěn)流罩，保證水流平穩(wěn)；出水處應設置浮渣擋板，擋渣板高出池水面0.15—0.2m，排渣管直徑大于0.2m，出水周邊采用鋸齒三角堰，匯入集水渠，渠內流速為0.2—0.4m/s；(5)排泥管設于池底，管徑大于200mm，管內流速大于0.4m/s，排泥靜水壓力1.2—2.0m，排泥時間大于10min。3.8.3設計計算主要尺寸計算池表面積：式中：A—池表面積，m2；Qmax—最大設計流量，m3/h；q—水力表面負荷，本設計0.9m3/m2·h。則(b)單池面積：本次設計設四座輻流式沉淀池(c)池直徑： 結合刮泥機考慮本次設計D取35m。(d)沉淀部分有效水深：h2=q.t式中：t—沉淀時間，本設計取t=2.5hh2=0.9×2.5=2.25m(e)污泥區(qū)的容積V設計采用周邊傳動的刮吸泥機排泥，污泥區(qū)容積按2h貯泥時間確定。設計4個二沉池每個沉淀池污泥區(qū)的容積(f)污泥區(qū)高度h4①污泥斗高度設池底的徑向坡度為0.05，污泥斗底部直徑D2=2.0m,上部直徑D1=4.0m，傾角60o則②圓錐體高度③豎直段污泥部分的高度污泥區(qū)的高度(2)二沉池進水管路計算(a)設計參數(shù)：進水管流速V1=0.6～0.8m/s中心管流速V2=0.2～0.4m/s中心管出水流速V3=0.1～0.2m/s中心管外的流速V4=0.05m/s中心管開孔高度h=0.5m中心管開孔寬度 (b)池內管路的計算及校核單池流量為： ①進水管：取D1=600mm在0.6—0.8之間,滿足要求②進水豎井：取D2=900mm在0.2—0.4之間，滿足要求設V3=0.20m/s，可算出中心管開孔數(shù)： 取8個則： ③擋板的設計擋板高度h′：穿孔擋板的高度為有效水深的1/2—1/3，穿孔面積：擋板上開孔面積總面積的10—20%，取15%，則：F′=15%·F=0.15×π×D4×h′=0.15×3.14×1.79×1.125=0.95m2開孔個數(shù)n：孔徑為100mm，則： ④攔浮渣設施及出水堰計算攔浮渣設施，浮渣用刮板收集，刮渣板裝在刮泥機行架的一側，在出水堰前設置浮渣擋板，以降低后續(xù)構筑物的負荷。單池設計流量：⑤環(huán)行集水槽的設計環(huán)行集水槽內流量：本設計采用周邊集水槽，單側集水，每側只有一個總出水口。集水槽寬度為：式中：b——集水槽寬度k——安全系數(shù)，采用1.5—1.2，本次設計取k=1.3。 取b=0.4m集水槽起點水深為：集水槽終點水深為：⑥出水溢流堰的設計：采用出水三角堰（90。）設計堰上水頭（即三角口底部至上游水面的高度）H1=0.5m每個三角堰的流量q1： 三角堰個數(shù)n1： 本設計取229個三角堰中心距： 二沉池的設計草圖如下：圖3—3二沉池示意圖3.9消毒池的設計城市污水經處理后，水質已經改善，細菌含量也大幅度減少，但其絕對值仍很可觀，并有存在病原菌的可能。因此，污水排放水體前應進行消毒。本設計采用液氯消毒，其效果可靠，投配設備簡單，投量準確，價格便宜，適用于各種規(guī)模的污水處理廠。3.9.1設計依據(1)接觸時間：T=30min,并保證余氯不少于0.5mg/L；(2)設一組接觸池，池型選廊道式矩形接觸池；(3)平均水深：h=2.5m；(4)格板間距：b=4m；(5)池底坡度：I=2‰—3‰；(6)排泥管：D=150mm；(7)加氯量為5-10mg/L污水，污水在池中的流速大于0.06m/s；(8)貯備氯量按20d計算。3.9.2設計計算接觸池容積： 式中:V—接觸池容積，m3；Q—設計流量，0.752m3/s；T—水力停留時間，s；所以水流速度： 式中：v—水流速度，m/s；h—平均水深，m；b—格板間距，m。 滿足流速要求表面積：(4)廊道總寬：隔板采用8個，則廊道總寬為：B=8b=8×4=32m接觸池長度：水頭損失：取h1=0.3m池總高：3.9.3加氯間的選擇二級污水處理廠處理后的污水量為5—10mg/L，本設計取8mg/L，則總的加氯量為：5×104×8×10?3=400kg/d=16.66kg/h加氯機選用ZJ-1型轉子加濾機2臺，其中一用一備。3.9.4氯庫及加氯間的設計(1)液氯的儲備量：按運輸及保存條件以15—30d計，取20d。則20d的需氯量為：20×24×16.66=8000kg(2)氯瓶的選擇：選用焊接液氯鋼瓶Lp800-1，容重1000kg，其閥門型號為QF-10ZG，需氯瓶的個數(shù)： 本設計選用10個氯瓶，其中2個備用。(3)加氯間：加氯間采用與氯庫合建，尺寸定為：L×B=15000×9000mm。(4)加氯間應采取下列安全措施：(a)設有直接通向室外且向室外開的門，以及可以觀察室內情況的觀察孔；(b)在加氯間出入處應設有工具箱，檢修用品箱以及防毒面具等，照明和通風設備的開關設在室外；(c)加氯管材的要求：氯氣管是用紫銅管，配制成一定濃度的加氯管是用橡膠管或塑料管；(d)給水鋼管使用鍍鋅鋼管。且各管不宜露出地面，應敷設在溝槽內；(e)氯庫應設用檢查漏氣的觀察孔，氯庫位置應設在水廠主導風向的下風向，并設有強制通風設備。3.10計量設施的設計3.10.1計量設備的選擇本設計采用巴氏計量槽設在總出口處，其特點是：(1)精確度可達95%—98%；(2)水頭損失小，底部沖刷力大，不易沉積雜污；(3)操作簡單；(4)施工技術要求高，尺寸不準確測量精度將會受到影響。3.10.2設計依據(1)計量槽應設在渠道的直線段上，直線段的長度不應小于渠道寬度8-10倍；在計量槽的上游，直線段不小于渠寬的2-3倍；下游不小于4-5倍。當下游有跌水而無回水影響時可適當縮短；(2)計量槽中心線應與渠道中心線重合，上下游渠道的坡度應保持均勻，但坡度可以不同；(3)計量槽喉寬一般采用上游渠道寬度的1/3—1/2；(4)當喉寬b為0.25m時，H2/H1≤0.64為自由流，大于此數(shù)為潛沒流；當喉寬b=0.3—2.5m時，H2/H1≤0.7為自由流，大于此數(shù)為潛沒流；(5)當計量槽為自由流時，只需記上游水位，而當其為潛沒流時，則需同時記下游水位。設計計量槽時，應盡可能做到自由流，但無論在自由流還是在潛沒流的情況下，均宜在上下游設置觀察井；(6)設計計量槽時，除計算其通過最大流量時的條件外尚需計算通過最小流量時的條件。3.10.3計量槽設計計算(1)主要尺寸計算設計中取計量槽喉部寬度為：b=0.75m則計量槽的漸縮部分的長度：計量槽的喉部長度：A2=0.6m計量槽的漸擴部分的長度：A3=0.9m計量槽的上游渠道長度：計量槽的下游渠道長度：計量槽總長度計量槽上游直線段長度為：計量槽下游直線段長度為：計量槽總長度為：計量槽水位當b=0.75m時：式中：H1—上游水深，m；Q—設計最大污水量，m3/s 則當喉寬b=0.3—2.5m時，H2/H1≤0.7為自由流； 計量槽的水頭損失計算上游水頭損失為：下游水頭損失為：3.11污泥處理系統(tǒng)的設計計算在污水處理過程中，分離和產生出大量的污泥，其中含有大量的有毒有害物質有機物易分解，對環(huán)境有潛在的污染能力，同時污泥含水率高，體積龐大，處理和運送很困難，因此污泥必須經過及時處理與處置，以便達到污泥減量、穩(wěn)定、無害化及綜合利用。3.11.1污泥泵站的設計二沉池的污泥流入污泥泵房，一部分回流至厭氧選擇池，其余的剩余污泥進入污泥濃縮池進一步處理。在污泥泵房里設計污泥回流泵和剩余污泥泵?；亓魑勰啾迷O計回流污泥量的確定 本設計擬定選用3臺潛污泵（2用1備），則每臺泵的設計流量為： (b)揚程的計算 式中：2.0—水泵喇叭口到沉砂池的水頭損失；0.5～1.0—自由水頭的估算值，取為1.0；H靜—水泵污泥泵站的最低水位H1與厭氧選擇池最高水位H2之差；經過高程計算：H1=0.467mH2=4.261m則：H靜=H2-H1=4.261－0.467=3.794m則：水泵揚程H=H靜+2.0+1.0=6.794m，設計揚程7m(c)回流污泥泵的選用根據水泵，H=7m在《給水排水設計手冊》第11冊上查得采用250QW500-10-30型潛水排污泵，2用1備。剩余污泥泵設計剩余污泥量的確定設污泥初始含水率P0為99.4%則 本設計擬定選用2臺潛污泵（1用1備），則每臺泵的設計流量為： (b)揚程的計算 式中：2.0—水泵喇叭口到沉砂池的水頭損失；0.5～1.0—自由水頭的估算值，取為1.0；H靜—水泵污泥泵站的最低水位H1與厭氧選擇池最高水位H2之差；經過高程計算：H1=0.467mH2=10.275m則：H靜=H2-H1=0.275－10.467=9.808m則：水泵揚程H=H靜+2.0+1.0=9.808+2.0+1.0=12.808m，設計揚程13m(c)剩余污泥泵的選用根據水泵，H=13m在《給水排水設計手冊》第11冊上查得采用80QW40-13-4型潛水排污泵，1用1備。3.11.2濃縮池的設計設計要求①連續(xù)流重力濃縮池可采用沉淀池形式，一般為豎流式或輻流式；②濃縮時間一般采用10—16h進行核算，不宜過長，活性污泥含水率一般為99.2%～99.6%；③污泥固體負荷采用20—30kg/m2·d，濃縮后污泥含水率可達97%左右；④濃縮池的有效水深一般采用4m；⑤濃縮池的上清夜應重新回流到初沉池前進行處理；⑥池子直徑與有效水深之比不大于3，池子直徑不宜大于8m，一般為4—7m；⑦浮渣擋板高出水面0.1—0.15m，淹沒深度為0.3—0.4m。設計參數(shù)①污泥初始含水率P0為99.4%；②濃縮時間采用16h；③濃縮池的有效水深采用5m；④濃縮后污泥含水率按98%計。設計計算(a)剩余污泥量的確定則 由于污泥量較小，本設計采用兩座間歇式重力濃縮池。(b)每池容積為： (c)濃縮池各部分尺寸的確定①濃縮池有效容積： 式中：Q——設計污泥量，m3/h；T——濃縮時間，本設計取16h。 ②池斷面面積：擬采用有效水深③底部錐體體積的確定：設，則：3 ④所需柱體體積： ⑤所需柱體高度： ⑥濃縮池總高度：設計超高h1=0.3m ⑦濃縮后污泥量： 式中：q——濃縮后污泥量，m3；P1——濃縮前污泥的含水率；P2——濃縮前污泥的含水率。則：⑧濃縮后泥位：濃縮后污泥占柱體體積 則泥在柱體中的高度h5為： ⑨水區(qū)高度： ((4)濃縮池的設計草圖如下：圖3—4污泥濃縮池的示意圖圖3—4污泥濃縮池的示意圖3.11.3均質池的設計濃縮后的污泥經污泥泵送至設有攪拌器的均質池，以獲得均勻的污泥濃度，確保污泥脫水正常運行。一個濃縮周期濃縮的污泥量設一座圓形均質池，設計池深h2=4.0m，則池徑：取均質池超高h1=0.5m，則均質池總高：3.11.4污泥脫水機房的設計本設計采用帶式壓濾機機械脫水。機械加壓過濾的特點是整個壓濾機是密封的，過濾壓力一般為45—Kg/cm2，城市消化污泥在加壓過濾脫水前一般應進行淘洗并投加混凝劑。帶式壓濾機的優(yōu)點是：濾帶可以回旋，脫水效率高，噪音小，能源消耗省，附屬設備少，操作管理方便。設計計算每天濃縮后的污泥量： (b)脫水工藝①污泥脫水主要采用機械壓縮方法，采用聚炳烯酰胺作為脫水劑，投加量為3%，脫水劑用量為：②以壓濾脫水后產生的污泥含水率為70％計，則每天壓濾脫水產生的污泥量為： 每小時壓濾脫水產生的污泥量： (c)設計3臺帶式壓濾機，2用1備則單臺壓濾機的生產能力為污水處理廠總體布置4.1污水處理廠平面布置污水處理廠的平面布置包括處理構筑物、辦公樓、化驗室及其他輔助建筑物以及各種管道渠道、道路、綠化帶等的布置。在進行污水處理處理廠廠區(qū)平面規(guī)劃、布置時，應考慮的一般原則闡述如下。本設計污水處理廠的具體平面布置見城市污水廠總平面圖。4.1.1平面布置的一般原則(1)處理構筑物的布置應緊湊，節(jié)約土地并便于管理；(2)處理構筑物的布置應盡可能按流程順序布置，以避免管線迂回，同時應充分利用地形以減少土方量；(3)經常有人工作的地方如辦公、化驗等用房應布置在夏季主導風的上風向，在北方地區(qū)也應考慮朝陽，設綠化帶與工作區(qū)隔開；(4)構筑物之間的距離應考慮敷設管渠的位置，運轉管理的需要和施工的要求，一般采用5—10m；(5)污泥處理構筑物應盡可能布置成單獨的組合，以備安全，并方便管理；(6)變電所的位置應設在耗電量大的構筑物附近，高壓線應避免在廠內架空敷設；(7)污水廠應設置超越管以便在發(fā)生事故時，使污水能超越一部分或全部構筑物，進入下一級構筑物或事故溢流管；(8)污水和污泥管道應盡可能考慮重力自流；(9)在布置總圖時，應考慮安排充分的綠化地帶，為污水處理廠的工作人員提供一個優(yōu)美舒適的環(huán)境；(10)總圖布置應考慮遠近期結合，有條件時可按遠景規(guī)劃水量布置，將處理構筑物分為若干系列分期建設。4.1.2管道及渠道的平面布置(1)在各處理構筑物之間，設有貫通、連接的管、渠。此外，還應設有能使各處理構筑物獨立運行的管、渠，當某一處理構筑物因故停止工作時，使其后接處理構筑物，仍能