北方某市30萬t/d污水處理廠工藝設計摘要隨著城市現代化進程的加快，城市內會產生大量的生活污水、工業(yè)廢水，而這些廢水在未經處理的前提下就被排入到江河湖水中，造成很多江河湖水出現嚴重的水質污染。江河水還有地下水被污染后無法使用，就會造成嚴重缺水，進而影響城市供水需求。但是污水也是水資源，并且可以長期利用，經過處理后的污水達到國家排放標準可以排放至江水中，也可應用于生活供水、農業(yè)、工礦、環(huán)衛(wèi)、綠化等方面。水污染的不達標處理阻礙了國家的經濟發(fā)展，影響了人民生活，況且我國污水處理能力和水處理廠覆蓋率還遠遠不如其他發(fā)達國家，研究污水處理對于我國現如今解決污水處理至關重要。A2/O污水處理工藝可以脫氮除磷，該工藝處理過程主要可分為兩部分，即脫氮除磷。除磷是在厭氧條件下污水中的磷釋放出聚磷菌，之后又通過好氧條件下吸收磷。脫氮是在溶解氧小于0.7mg/L的條件下，BOD作為氫供給體，在兼氧脫氮菌作用下，好氧池中的硝酸鹽和亞硝酸鹽被還原成氮氣。論文有污水處理系統(tǒng)的計算，流程設計，設備選型等。本研究通過采用此工藝出水水質可以達到出水達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB18918－2002）二級排放標準。關鍵詞：A2/O工藝；流程選擇；平面布置Abstract第2章污水處理工程設計概況2.1設計要求與設計資料2.1.1設計任務選擇合適的污水處理工藝；設計適合的工藝流程；為工程流程選擇相應的設備類型，并設計計算尺寸；為污水處理構筑物設計相應的附屬設備或者構筑物；對于主要凈化裝置的選擇和工藝設計，需要有詳細的計算過程，并為其選擇型號；繪制一整套工藝設計圖紙，平面、高程、單體、流程；對此工程設計做工程造價和工藝運行預算分析。2.1.2設計資料2.1.2.1進水流量本污水設計思想為：采用國內先進的和產廢水處理工藝路線，設計最大水量為30萬噸/天。，取總變化系數Kz=1.3設計最大流量為2.1.2.2進水水質表2-1進水水質指標項目COD（mg/L）BOD（mg/L）SS（mg/L）pH磷酸鹽（mg/L）設計進水濃度240-340140-200180-2506-92-32.1.2.3出水水質表2-2出水水質指標項目COD（mg/L）BOD（mg/L）SS（mg/L）NH3-N（mg/L）TP（mg/L）出水濃度<100<30<30<15<3出水達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB18918－2002）二級排放標準。東北電力大學學士學位論文2.2污水處理工藝選擇2.2.1污水處理工藝比較2.2.1.1傳統(tǒng)活性污泥法此工藝主要通過微生物進行吸附和氧化作用，此工藝在我國經驗豐富，去除有機物效率較高，但是出水水質只是一般水平，污泥量不僅大而且容易生污泥膨脹現像，處理水量若發(fā)生變化，則處理水不穩(wěn)定?？箾_擊負荷能力差，沒有脫氮除磷能力，建設此工藝所需要的基建費用高，土方量較大。圖2-1傳統(tǒng)活性污泥法流程2.2.1.2氧化溝法氧化溝工藝運作管理容易便捷，具有較強的抗沖擊負荷能力，污泥量小，除污效率高，可以除去氮磷，國內有豐富的處理經驗。缺點是建設費用高，空間構筑物可用率不高。圖2-2氧化溝法流程2.2.1.3A2/O工藝A2/O具有較好的脫氮除磷功能，基建費用相對不高，產生的污泥量低，國內工程實例多，污染物有機物去除率高。系統(tǒng)運行穩(wěn)定，有經驗，但是，此工藝管道多，相對復雜。圖2-3A2/O工藝流程2.2.2工藝流程確定綜上分析，污水處理廠的設計規(guī)模為30萬噸每天，屬于中低濃度污水，污水量很大。比較發(fā)現，A2/O工藝有明顯優(yōu)勢，非常適合本設計，而且此工藝在國內工程實施較多，出水水質好且穩(wěn)定，所以選擇方案三。污水首先通過粗格柵，通過提升泵流進細格柵，這一步驟可以去除漂浮物，然后污水再流入沉砂池，除去泥砂，然后廢水進入初沉池去除懸浮物再進入A2/O池，首先在厭氧池釋磷，缺氧池脫氮，最后在好氧池進行有機物去除、硝化和吸收磷。然后廢水通過消毒處理排放。判斷是否可以使用A2/O工藝：>8<0.06>0.3，符合條件。2.2.3污泥處理的選擇經過以上分析，污泥處理采用污泥濃縮池濃縮，濃縮后的污泥排入貯泥池，送去脫水，最后運出廠外。2.3主要構筑物的確定2.3.1粗、細格柵為保證后續(xù)污水處理構筑物和泵的正常運行需要設置格柵，它不僅可以減輕后續(xù)構筑物處理負荷，也可以截留漂浮物。在提升泵前后分別設置粗格柵和細格柵，由于污水量大，選用機械格柵。粗格柵設有三臺，兩用一備。尺寸（每臺）：3.78m×2.45m×1.64m數量：三用一備型號：機械清渣過柵流速：0.8m/s柵條間隙：50mm格柵傾角：α=60°柵前水深：1.3m細格柵設有四臺，三用一備，格柵傾角60°，過柵流速0.9m/s，柵前水深1.2m，柵條間隙為7mm。尺寸（每臺）：3.89m×2.9m×2.02m數量：三用一備型號：機械清渣柵條間隙：7mm2.3.2提升泵房提升泵可以提高污水的水位，從而使污水自由流下。為充分利用空間，提升泵房采用集水池與泵房合建的半地下式泵房，優(yōu)點是布置緊湊，節(jié)省空間位置，簡單方便，減少經濟預算，操作方便。提升泵選用四臺水泵，三臺使用，一臺備用，每臺泵容量為1540L/s，選擇700LZ-25型立式單級離心清水泵。布置集水池的長度取24m，寬10m，高3.5m。2.3.3沉砂池沉砂池可以去除污水中較大的顆粒泥砂，避免污水中的泥砂進入到后續(xù)構筑物中影響工藝進程、損害泵閥管路等。沉砂池主要有平流沉砂池、曝氣沉砂池、旋流沉砂池等。由于水量大，需要選擇平流式沉砂池，簡單高效，容易操作，并采用重力排砂的方式，池子設六格。尺寸：10m×18m×2.02m數量：6格型號：平流式沉砂池2.3.4初沉池初沉池主要去除污水中的可沉淀固體懸浮物，初沉池可以分離污水中以無機物為主體的比重大的固體懸浮物，使細小的固體絮凝成較大的顆粒，強化了固液分離效果。對膠體物質具有一定的吸附去除作用。輻流式沉淀池適合應用在大型污水處理廠，并且簡單高效，方便管理，污泥處理穩(wěn)定。所以型號采用輻流式沉淀池，并且從中央進水，周邊出水。刮泥機選擇周邊傳動刮泥機，設計初沉池六座，對于刮泥機，選用ZBG-45周邊傳動刮泥機。尺寸：?42m×7.28m數量：6格型號：輻流式沉淀池2.3.5A2/O池該工藝為最簡單的脫磷除氮工藝，占地相對少，無污泥膨脹。此工藝主要分為三個區(qū)域，為厭氧池、缺氧池和好氧池。厭氧池主要作用為釋放磷，缺氧池則負責脫氮，好氧池內需要曝氣處理，池內的微生物可以降解有機物和除磷。好氧池和厭氧池相互作用，將污水中的磷除去，好氧池和缺氧池相互作用，共同將污水中氮除去。厭氧、缺氧、好氧水力停留時間比值為：1:1:3，從好氧池到厭氧池的污泥回流比：R=50%，此工藝的水力停留時間為：t=8h。一共設有六座，采用五廊道式，每道廊寬10m。單組反應池長L=72.23m，寬B=50m，高H=5.6m。2.3.6二沉池二沉池可以將污水中的泥水分離，使經過生物處理的混合液澄清，流入到接觸池，二沉池還可以對混合液中的污泥進行濃縮。二沉池是污水生物處理的最后一個環(huán)節(jié)，起著保證出水水質懸浮物含量合格的決定性作用。采用輻流式二沉池，設六座。尺寸：?47m×7.41m數量：8格型號：輻流式沉淀池2.3.7接觸消毒池經過一系列處理，需要設置消毒池污水水質需要進行消毒才可以排放，需要在接觸池內投入消毒劑，除去病原微生物。采用液氯消毒，形式采用隔板式接觸消毒池。尺寸：30m×55m×3m數量：2組型號：隔板式接觸反應池加氯量：W=11.2t/d2.3.8濃縮池濃縮池用來將運送來的含水率較高的污泥進行濃縮，使其污泥含水率降低，方便運送處理。形式：輻流式間歇式重力濃縮池；濃縮后污泥含水率：97%；濃縮池數量：兩座；單池流量：Q'=60.2m3/h；直徑（每座）：D=20m；高：H=5.2m；刮泥機型號：ZBG-18周邊傳動刮泥機。2.3.9貯泥池貯泥池作用是對經過污水處理后得到的污泥進行消納處置，可用來貯存從濃縮池輸送來的污泥，污泥總量為Q=1637.28m3/d。貯泥池采用一座豎流式沉淀池構造。2.3.10脫水機房脫水機采用帶式壓濾機，其應用了機械擠壓的原理，可以將污泥進行連續(xù)脫水。使用帶式壓濾機有以下優(yōu)點：管理方便、操作容易、能耗低、設備少、脫水效率強。機器數量：選用三臺，兩用一備；型號：DY-3000型帶式壓濾機；脫水機房尺寸：長L=6.5m，寬B=10m，高H=4m。2.4污水處理程度的計算2.4.1污水中的COD處理C：進水COD濃度，mg/L；Ce：處理后污水排放的化學需氧量的濃度，mg/L2.4.2污水中的BOD5處理L：進水BOD5濃度，mg/L；L0：處理后污水排放的BOD5濃度，mg/L2.4.3污水中的SS處理M：進水SS濃度，mg/L；M0：處理后污水排放的懸浮物濃度，mg/L2.4.4污水中的氨氮處理M：進水氨氮濃度，mg/L；M0：處理后排入自然水體的氨氮濃度，mg/L2.4.5污水中的總磷處理P：進水總磷濃度，mg/L；P0：處理后污水排放的總磷濃度，mg/L。第3章設備設計計算第3章設備設計計算3.1格柵粗格柵共三臺，兩用一備，每臺格柵為總最大設計流量的一半，單組Q為2.257m3/s。3.1.1粗格柵設計參數選用格柵傾角：60°；柵條間隙：b=50mm；柵條寬度：S=10mm；污水過柵流速：v=0.8m/s；污水柵前流速：v1=0.6m/s；柵前部分長度：0.5m；柵后部分長度：1m；柵前水深：h=1.3m；進水渠漸寬處角度：α1=20°；進水渠道漸寬：B1=0.6m；柵前渠道超高：h2=0.3m；格柵條的阻力系數：β=2.42；格柵受污染物阻礙時的水頭損失增大系數：k=3；單位柵渣量：W1=0.02m3柵渣/103m3污水；粗格柵數量：共三臺，兩臺工作，一臺存放，采用機械清渣。3.1.2粗格柵的計算（1）柵條間隙數n東北電力大學學士學位論文則取21（2）柵槽寬度B則m（3）通過格柵的水頭損失h1則m（4）進水渠道逐漸加寬處的長度計算l1則m，取0.9m（5）進水渠道逐漸變窄部分的長度計算l2m（6）柵后槽總高度H則m（7）柵槽總長度L則mm（8）每日柵渣量W則m3/d，大于0.2m3/d，適合用機械清渣。（9）計算示意圖圖3-1粗格柵計算示意圖3.1.3粗格柵選型根據以上計算數據分析后，決定選用GH型鏈條式回轉格柵除污機，三臺，每臺水流量為2.257m3/s，其主要性能規(guī)格見表3-1。表3-1GH型鏈條式回轉格柵除污機性能尺寸型號安裝角度（度）電機功率（kW）過柵流速（m/s）柵條間隙（mm）柵槽寬度（mm）GH型鏈條式600.72~2.20.815~8013003.2提升泵房將進廠污水提升到細格柵，選擇集水池與機械間合建的半地下矩形自灌式泵房。3.2.1泵的選擇及集水池的計算選用四臺水泵，三臺使用，一臺備用，每臺泵容量為1540L/s（1）集水池容積Wm3取集水池的有效水深取2m（2）集水池的面積F為m2集水池長度：L=24m；寬：B=10m；保護水深：a=1m，實際水深：H=3m；泵房的安全水頭取1.5m。（3）泵的選型查《給排水設計手冊》第11冊常用設備，選用700LZ-25型立式單級離心清水泵，其主要性能參數見表3-2。表3-2700LZ-25型立式單級離心清水泵型號流量（m3/h）揚程（m）轉數（r/min）電動機功率（kW）效率（%）700LZ-25型56652559048089.5（4）出水管的選擇每一臺泵與一根出水管相連，每臺泵的設計流量為1540L/s，選用DN1000的鑄鐵管，根據《給排水設計手冊》第一冊常用資料，查得流速=1.96m/s，1000=4.12。3.3細格柵選用四臺機械格柵，三用一備，每臺細格柵設計流量為1.505m3/s。3.3.1細格柵設計參數細格柵傾角為60°；柵條間隙取7mm；柵前流速v1=0.7m/s；過柵流速v=0.9m/s；柵前部分長度0.5m；柵后部分長度1m；柵前水深取h=1.3m；柵前渠道超高：h2=0.3m；柵條寬度S=0.01m；進水渠寬B1取0.3m；單位柵渣量：W'=0.1m3柵渣/103m3污水；設柵條斷面為銳邊矩形斷面；3.3.2細格柵的計算（1）柵條間隙數n則個（2）柵槽寬度B則m，取1m（3）通過格柵的水頭損失h1則m（4）進水渠道逐漸變寬部分計算l1則m（5）進水渠道逐漸變窄長度計算l2m（6）柵后槽總高度H則（7）柵槽總長度L則mm（8）每日柵渣量W則m3/d大于2m3/d，適合用機械清渣。3.3.3細格柵選型根據以上計算數據，分析后，決定選用四臺XGS旋轉式格柵除污機，單臺過水流量為1.505m3/s，其主要性能規(guī)格見表3-3。表3-3XGS-1000旋轉式格柵除污機性能尺寸型號安裝角度（度）電機功率（kW）篩網運行速度（m/min）柵條間隙（mm）柵槽寬度（mm）XGS-1000751.12710003.4沉砂池的計算設六格沉砂池，池子分為六格，形式選用平流式沉砂池，總設計流量為4.514m3/s。3.4.1沉砂池的設計參數選用平流式沉砂池；最大設計流量：Q=4.514m3/s；沉砂池最大設計流量停留時間：t=40秒；沉砂池最大設計流量時的水平流速：v=0.25米/秒；池子分格數：n=6個；每格寬：b=3米；清砂的時間間隔：T=2d；城市污水沉砂量：X=30m3/106m3污水；沉砂斗斗底寬：a1=0.5m；斗壁與水平面的傾角：α=55°；斗高：h3'=0.5m；池底坡度：0.06；進水口池寬：B1=16m；兩砂斗間隔壁厚：0.2m；超高：h1=0.3m。3.4.2沉砂池的計算（1）長度L則m（2）水流斷面面積A則m2（3）池總寬度B設六格，每格寬b為3米，則m（4）有效水深h2m（5）沉砂室所需容積V則m3（6）沉砂斗容積V0設每一分格有兩個沉砂斗m3（7）沉砂斗上寬a則m（8）沉砂斗容積V0（9）沉砂室高度h3沉砂池形式：重力排砂；池底坡度為：0.06；沉砂室的寬度為：則則m（10）池總高度H則m（11）校核最小流量時流速最小流量m3/s則m/s>0.15m/s，符合要求。平流式沉砂池示意圖圖3-2沉砂池計算示意圖3.4.3排砂設計在沉砂池旁設貯砂池，采用重力排砂的方式。（1）貯砂池容積Vz則（2）貯砂池平面面積Ah：貯砂池有效水深，取2.5m；則3.5初沉池設六座初沉池，形式采用輻流式沉淀池。污水從中間流入初沉池，經過沉淀，再從周邊流出。刮泥機型號：采用周邊傳動刮泥機。3.5.1初沉池設計參數表面負荷：q'=2m3/(m2·h)；沉淀時間：t=2h；初沉池數：n=6；每人每日污泥量：S'=0.6L/（人·d）；設計人口數：N=100萬人；兩次清除污泥間隔：T=4小時；污泥斗上口半徑：r1=2m；污泥斗下口半徑：r2=1m；斗壁與水平面傾角：α=60°；坡度：i=0.05；超高：h1=0.3m；緩沖層高度：h3=0.3m；圓錐體高度：h4=0.95m；污泥斗高度：h5=1.73m；3.5.2初沉池設計計算（1）沉淀部分水面面積F（2）池子直徑D（3）沉淀部分有效水深h2（4）校核徑深比，在6~12內，符合要求。（5）沉淀部分有效容積V'（6）污泥部分所需容積V（7）污泥斗容積V1污泥斗高度mm3（8）污泥斗以上的部分污泥容積V2（9）污泥總容積V總m3>16.67m3，符合要求。（10）沉淀池總高度H（11）沉淀池池邊高度H'（12）初沉池計算草圖圖3-3初沉池計算示意圖3.5.3刮泥機選型由于單個池徑較大，經過分析查閱，最終確定刮泥機選用ZBG-45周邊傳動刮泥機，其性能參數見表3-4。表3-4ZBG-45周邊傳動刮泥機池徑（m）功率（kW）周邊線速（m/min）推薦池深（mm）周邊輪壓（kN）周邊輪中心（m）453.043000~50008645.53.6A2/O工藝設反應池六組，采用五廊道式推流式反應池。第一廊道為厭氧段，第二廊道為缺氧段，第三四五廊道為好氧段。曝氣系統(tǒng)采用鼓風微孔曝氣器，空氣擴散裝置安裝在每個好氧段板上。3.6.1A2/O工藝設計參數表3-5A2/O工藝進出水水質CODBODSSNH3-N進水水質3001508630出水水質100303015BOD污泥負荷：0.15；回流污泥濃度：Xr=8500mg/L；污泥回流比：R=50%；水力停留時間：t=8h；反應池有效水深：h=6m；池子超高：h'=0.6m；3.6.2A2/O工藝設計計算（1）混合液懸浮固體濃度X（2）TN去除率（3）內回流比R內（4）反應池總容積V（5）各段水力停留時間和容積厭氧、缺氧和好氧各段內水力停留時間之比：A1:A2:A3=1:1:3厭氧池內水流?？繒r間：t1=1.6h，V1=26000m3；缺氧池內水流停靠時間：t2=1.6h，V2=26000m3；好氧池內水流?？繒r間：t3=4.8h，V3=78000m3。（6）單組反應池廊道長度設反應池6組，并采用五廊道式推流式反應池，設廊道寬b=10m，則m3單組反應池長度：m（7）校核長寬比和寬深比（滿足）（滿足）（8）反應池總高H（9）A2/O示意圖圖3-4A2/O池計算示意圖3.6.3進出水設計（1）進水管單組進水管設計流量為：Q=0.752m3/s；管內水體流速：v=0.8m/s；進水管理論管徑，取進水管管徑D為1100mm。校核管道流速，取0.8m/s。（2）進水渠道來水進入A2/O池內，通過厭氧、缺氧和好氧，進水渠道寬b=1.5m，深h=0.8m，則渠道內最大水流速度為反應池采用潛孔進水，進水孔口的面積為F'v1：孔口流速，取0.7m/s；則設每個孔口大小為，則每座反應池所需孔口數為n則，取7個（3）出水堰上水頭采用矩形薄壁堰，則堰上水頭HQ1：反應池出水量；污水最大流量：4.514m3/s；回流污泥量、回流量之和：4.514×155%m3/s；m：流量系數，取0.4；b：堰寬，10m；（4）總出水管A2/O反應池最大出水量為11.51m3/s，管內流速為3.692m/s，出水管理論管徑，取DN2000mm，送往二沉池集配水井。3.6.4曝氣系統(tǒng)活性污泥微生物每代謝1kg生化需氧量所需的氧氣量：a'=0.5kg；被降解的BOD濃度：150-30=120mg/L；每1kg活性污泥每天自身氧化所需氧氣數：c'=0.16；揮發(fā)性總懸浮固體濃度：=0.75×2833.3=2124.975mg/L；3.6.4.1曝氣系統(tǒng)（1）最大時需氧量Rmax（2）平均需氧量R平（3）每日去除BOD量（4）去除每千克BOD的需氧量R1（5）最大需氧量與平均需氧量之比N3.6.4.2供氣量本設計采用微孔空氣擴散器，將其置于空氣柱上，設計算溫度設為30℃，查水中溶解氧飽和度為Cs(20)=9.17mg/L，Cs(30)=7.63mg/L。（1）空氣擴散器出口處的絕壓PbP0：大氣壓，取1.013×105Pa；P'：水下曝氣頭造成的壓損，Pa；Pb：曝氣裝置處絕對壓力，Pa。則（2）空氣離開水面時氧的百分比ObOb：曝氣池溢出氣體中含氧量，%；EA：氧利用率，取12%；（3）曝氣池混合液氧飽和度CsmCs：標準條件下水體表面位置所含有的飽和溶解氧，mg/L；則（4）換算成20℃時，脫氧清水所含有的的氧量Roα：混合液中KLa值與水中KLa值之比，取0.83；β：混合液與清水中的飽和溶解氧的比值，取0.96；C0：混合液剩余DO值，取2mg/L。則（5）相應的最大時需氧量Romaxkg/h（6）曝氣池最大時供氣量Gmaxm3/h（7）曝氣池平均時供氣量G平m3/h（8）每除1千克BOD的供氣量m3（9）每立方米污水的供氣量m33.6.4.3曝氣系統(tǒng)（1）曝氣器數量計算在每個好氧池廊道的靠近厭氧池的那一面隔墻上布置一個空氣干管，每組三根干管，此管與廊道同長度，并在每根干管上裝配20條配氣豎管。經計算，曝氣池共設360條豎管。每根豎管的配氣量為：好氧段總平面面積為：每個空氣擴散器服務面積取0.5m2，則需要空氣擴散器的總數為：，取8668個。每根豎管上安裝的空氣擴散器個數：，取25個每個空氣擴散器的配氣量：（2）供風管道計算供風管道采用環(huán)狀布置。供氣主干管流量Qg空氣流速取8m/s，則取干管管徑為DN2000mm。每支供氣支管的流量Qz空氣流速為8m/s，則取干管管徑為DN500mm。3.6.5回流管道（1）單組池污泥回流量QhR：污泥回流比，50%；Q：設計污水流量，m3/s（2）污泥回流管污泥回流管內流速設為0.8m/s，則，取DN800mm，校核流速v=0.75m/s。（3）混合液回流管混合液回流比：100%；回流量：0.752m3/s；管內流速：0.8m/s；管徑：DN1100mm；3.6.6設備選型（1）鼓風機鼓風機最大時總供氣量為89995.28m3/h。根據以上數據，確定選擇RG-450型羅茨鼓風機，其性能參數見表3-6。表3-6RG-450型羅茨鼓風機性能型號口徑（mm）轉速（r/min）進口流量（m3/min）排氣壓力（KPa）RG-450450A630313.698（2）微孔曝氣器通過相關計算所得數據，確定選用BZ·GJ69×2型微孔管式曝氣器。其性能參數見表3-7。表3-7BZ·GJ69×2型微孔管式曝氣器性能型號規(guī)格（mm）有效長度（mm）服務面積（m2/m）通氣量（m3/m）氧利用率（%）BZ·GJ69×2Φ69350~10001.1~2.0829.963.7輻流式二沉池為了使沉淀池內水流更穩(wěn)、進出水配水更均勻、存泥方便，采用圓形輻流式沉淀池，設8座，則單池進水流量為0.564m3/s。3.7.1二沉池設計參數表面負荷：q'=1.2；二沉池數：n=6；沉淀時間：t=3.3h；每人每日污泥量：S=0.6L/（人·d）；設計人口數：N=100萬人；兩次清除污泥相隔時間：T=4h；污泥斗上部半徑：r1=2m；污泥斗下部半徑：r2=1m；斗壁與水平面傾角：α=60°；坡度：i=0.05；超高：h1=0.3m；緩沖層高度：h3=0.3m；圓錐體高度：h4=1.075m；污泥斗高度：h5=1.73m；3.7.2二沉池設計計算（1）沉淀部分水面面積Fm2（2）池子直徑D（3）沉淀部分有效水深h2m（4）校核徑深比，在6~12內，符合要求。（5）沉淀部分有效容積V'm3（6）污泥部分所需容積Vm3（7）污泥斗容積V1污泥斗高度h5則mm3（8）污泥斗以上圓錐體部分污泥容積V2（9）污泥總容積V總m3>12.5m3，符合要求。（10）沉淀池總高度H則H=7.41m（11）沉淀池池邊高度H'則H'=4.6m（12）二沉池示意圖圖3-5二沉池計算示意圖3.7.3進出水系統(tǒng)（1）進水管的計算R：總回流比，取150%；Qj：單池進水設計流量，0.564m3/s；則流速v=0.804m/s，管徑取DN1500mm。（2）出水槽計算采用單邊90°三角堰出水槽集水，出水槽沿池壁環(huán)形布置，環(huán)形槽中出水由左右兩側匯入出水口。每側流量：Qj=0.564m3/s；集水槽寬：b=0.5m；集水槽起點水深：h1=0.75b=0.375m；集水槽終點水深：h2=1.25b=0.625m；槽深0.7m，采用雙側集水環(huán)形集水槽計算，取集水槽超高0.3m，總高為1m。（3）出水管v=0.73m/s，取DN=1000mm。3.7.4設備選型二沉池采用周邊傳動刮泥機，排泥管管徑為DN1000mm，流速為0.73m/s。經數據分析，選用ZBG-45周邊傳動刮泥機，其性能參數見表3-8。表3-8ZBG-45周邊傳動刮泥機池徑（m）功率（kW）周邊線速（m/min）推薦池深（mm）周邊輪壓（kN）周邊輪中心（m）453.043000~50008645.53.7.5集配水井（1）配水井中心管直徑D1：配水井中心管直徑，m；v1：中心管內污水流速，取0.8m/s；Q：進水流量，m3/s；則m（2）配水井直徑D2：配水井直徑，m；v2：配水井內污水流速，取0.3m/s；則（3）集水井直徑D3:集水井直徑，m；v3：集水井內污水流速，取0.3m/s；則（4）總出水管根據出水流量取流速為v=2.603m/s，DN=1500mm。3.8接觸消毒池采用隔板式接觸反應池，設兩座。3.8.1接觸池設計參數水力停留時間：T=0.5h；設計投氯量：;有效水深：h2=2.5m；接觸池個數：n=2；接觸池池寬：B=5m；廊道數：m=11。3.8.2接觸池設計計算（1）接觸池容積V則m3（2）接觸池平面面積A（3）接觸池池長Lm2m（4）單廊道長L03.8.3加氯間（1）加氯量W則選用5臺J-1型加氯機，4用1備，單臺加氯量。加氯機主要性能參數見表3-9。表3-9J-1型加氯機性能規(guī)格及安裝尺寸型號加氯量（kg/h）進水壓力（MPa）H（mm）A（mm）B（mm）B1（mm）J-140>0.2·0.3800780400375（2）儲氯鋼瓶貯存15天的氯量為W15考慮實際情況，采用容量為1000kg的液氯瓶17個，16個使用，1個備用。3.9計量設備設計3.9.1計量設備類型及尺寸（1）類型采用標準巴氏計量槽。（2）結構計算示意圖圖3-6巴氏計量槽計算示意圖（3）尺寸大小查《給排水設計手冊.第二版第01冊.常用資料》得：喉道寬：b=2.1m；喉道長度：L=0.6m；槽脊高度：P1=0.23m；下游觀測孔與槽底的高差：x=0.05m；下游觀測孔與槽底的水平距離：y=0.075m；進口段上游底寬：B1=3m；進口段軸線長度：L1=2.25m；上游水頭觀測點到槽脊的距離：La=1.534m；出口段下游底寬：B2=2.4m；出口段軸線長度：L2=0.92m；出口段末端至脊頂的高度：P2=0.08m；墻高D=1m；水頭損失：0.08~0.8m；淹沒系數：。（4）污水廠出水管采用重力鑄鐵管，流量為Q=16250.4m3/h，流速v=1.464m/s，DN=2000mm。第4章污泥處理系統(tǒng)的設計第4章污泥處理系統(tǒng)的設計4.1污泥量計算4.1.1初沉池污泥量計算Q：平均污水量，m3/s；C1：進水懸浮物濃度，mg/L；C2：出水懸浮物濃度，mg/L；Kz：總變化系數；γ：污泥容量，t/m3,取1；P0：污泥含水率，%，取96%；T：兩次清除污泥間隔時間，取4h；則初沉池的污泥量為。4.1.2剩余污泥量的計算ΔX：每日增長（排放）的揮發(fā)性污泥量，kg/d；Sa-Se：每日有機物降解量，kg/d；Y：污泥產率，取0.5；Xv：揮發(fā)性懸浮物固體量，kg；Kd：衰減系數，取0.07；Xr：回流污泥濃度，8500mg/L；東北電力大學學士學位論文則則剩余污泥量：4.1.3回流污泥量計算（1）回流污泥量QhR：污泥回流比，取50%；則（2）回流污泥泵選型根據高程計算可知揚程為，選用五臺泵，四用一備。選擇500LZ-24型立式單級離心清水泵，其性能見表4-1。表4-1500LZ-24型立式單級離心清水泵型號流量（m3/h）揚程（m）轉數（r/min）電動機功率（kW）效率（%）500LZ-24型212424.1970185884.2污泥濃縮池設計計算采用輻流式重力濃縮池，并采用間歇式，濃縮前污泥含水率為99%，濃縮后污泥含水率為97%。進入濃縮池的剩余污泥量為120.4m3/h，采用兩座濃縮池，則單池流量：Q'=60.2m3/h。（1）沉淀部分有效面積FF：沉淀部分有效面積，m2；C:流入濃縮池的剩余污泥濃度，取6kg/m3；G：固體通量，取1.2kg/(m2·h)；Q'：單池流量，m3/h；則（2）沉淀池直徑DD：沉淀池直徑，m；則，,取20m（3）濃縮池的容積V'T：濃縮池濃縮時間，取15h；則（4）沉淀池有效水深h'則（5）濃縮后剩余污泥量Q1=0.0056m3/s（6）池底高度h1采用中心驅動刮泥機，池底需要做成1%的坡度，刮泥機連續(xù)轉動，將污泥推入污泥斗。i：池底坡度，0.01；則（7）污泥斗高度h2α：污泥斗傾角，55°（為保證排泥順暢，圓形污泥斗傾角一般為55°）；：污泥斗上口半徑，取1.3m；：污泥斗底部半徑，取0.4m；則，取1.3m（8）污泥斗容積V1則（9）濃縮池總高度Hh3：超高，取0.5m；h4：緩沖層高，取0.3m；則（10）濃縮后分離出的污水量Q2（11）溢流堰濃縮池溢流出水經過溢流堰進入出水槽，再從出水管排出。出水槽流量為0.012m3/s，設出水槽寬0.5m，水深0.05m，則水流速為0.48m/s。溢流堰周長CD：濃縮池直徑，m；b：出水槽寬，m；則，取60m溢流堰采用單側90°三角形出水堰，三角堰寬0.16m，深0.08m，每格沉淀池有三角堰個。每個三角堰流量為三角堰水深為則三角堰后自由跌落0.1m，則出水堰水頭損失為0.1+0.011=0.111m。（12）溢流管溢流水量0.012m3/s，設溢流管管徑為DN100mm，流速為v=1.39m/s（13）排泥管剩余污泥量為0.0056m3/s，污泥管道管徑采用DN200mm。濃縮池采用ZBG-18周邊傳動刮泥機，將污泥推入污泥斗，其性能見表4-2。表4-2ZBG-18周邊傳動刮泥機池徑（m）功率（kW）周邊線速（m/min）推薦池深（mm）周邊輪壓（kN）周邊輪中心（m）181.12.23000~50002018.364.3貯泥池設計4.3.1貯泥池設計說明貯泥池用來貯存從濃縮池輸送來的污泥，污泥總量為Q=2Q1+V1=0.0112m3/s+0.00775m3/s=0.019m3/s=1637.28m3/d。貯泥池采用一座豎流式沉淀池構造。4.3.2貯泥池設計計算（1）貯泥池容積VT：貯泥時間，取8h；則貯泥池設計容積V：a：貯泥池邊長，取7m；b：貯泥池污泥斗底邊長，取4m；h2：貯泥池有效水深，取6m；h3：污泥斗高度，m；α：污泥斗傾角，取60°；則>545.76m3（2）貯泥池高度計算Hh1：貯泥池超高，取0.5m；則（3）貯泥池設計示意圖圖4-1貯泥池計算示意圖（4）管道部分設計貯泥池設吸泥管，取DN200mm吸泥管12根。4.4污泥脫水設計4.4.1脫水機房設計參數及原則4.4.2脫水污泥設計計算（1）脫水后污泥量QtQ：脫水前污泥量，1637.28m3/d；P1：脫水前污泥含水率，97%；P2：脫水后污泥含水率，75%；M：脫水后干污泥重量，kg/d；則（2）脫水機的選擇選用帶式壓濾機將污泥進行脫水，選用三臺，兩用一備，型號為DY-3000型帶式壓濾機。其性能如表4-3所示：表4-3DY-3000型帶式壓濾機性能及尺寸濾帶寬度B（mm）電動機功率（kW）進泥含水率（%）濾餅含水率（%）產泥量（kg/m2）尺寸（mm）30007.595~9860~8050~5004500×3660×2450脫水機房尺寸取：長6.5m，寬10m，高4m。4.4.3溶藥系統(tǒng)溶液罐：Vr：溶液罐體積，m3；M：脫水后干污泥重量，kg/d；a：聚丙烯酰胺投量，取0.2%；b：溶液池藥劑濃度，取2%；n：溶液罐個數，取4個；則第5章污水處理廠的布置第5章污水處理廠的布置5.1污水處理廠平面布置5.1.1水廠平面布置原則（1）構筑物在在廠區(qū)內的平面位置需要結合形和地質條件，為了避免構筑物布置線彎曲迂回產生較多水頭損失，構筑物布置盡可能按照流程呈直線型進行布置。（2）所有污水處理構筑物的布置呈直線型排列，從第一個構筑物到最后一個構筑物都是直線型的，這樣設置管線順暢便捷，施工方便，可以在構筑物邊布置擴建場地。（3）水廠構筑物布置需緊湊，節(jié)約用地，為不影響水處理設備的安裝使用，在施工時要避開劣質土地。（4）為了保證管渠的合理連接敷設，方便施工管理，構筑物與構筑物之間需要有一定間距五到十米的間距是很合適的。不過通常部分設施需要符合國家相關規(guī)定布置距離大小.（5）有人工作的地方，比如辦公房、化驗室，這類地方多是人們聚集的區(qū)域，為塑造較好的環(huán)境，應該布置在夏季主風向的上風向。（6）污水廠需要足夠的綠化處理，要布置緊湊充分合理。（7）構筑物的布置需要合理的適應周圍環(huán)境地形，減少空間浪費，結合工程地質情況布置。（8）在一些耗電量較大的構筑物周圍，需要布置距離較近的變電站。為了方便維護和檢修，污水廠內壓力管線和電纜可以合并敷設。（9）水廠各構筑物造型簡單干凈，有較大的綠化帶，布置需要與周圍環(huán)境相匹配適應，建造各構筑物時不浪費材料。（10）管理生活區(qū)域需要與污水處理構筑物保持一定安全距離。（11）在廠區(qū)內需要布置給水管道、空氣管道、污泥管道及輸配電線壓力管線等，并且符合國家防火規(guī)范要求。（12）輔助建筑物需要布置工人宿舍、工人浴室、污水處理廠配電間、污水處理廠水體控制、水廠維修間、工人倉庫、工人食堂、辦公樓、化驗樓等。（13）道路布置應合理，方便各種材料的運輸。道路的設計需符合如下要求：東北電力大學學士學位論文主要車行道的寬度：單車道為3~4m，雙車道為6~7m，并應有回車道；車行道的轉彎半徑至少大于6m；人行道的寬度為1.5~2.0m；通向高架構筑物的扶梯傾角應該小于45°，一般采用30°；天橋寬度不應小于1m；車道、通道布置應符合國家防火規(guī)范要求。（14）污水廠設置的圍墻高度不小于2m。（15）處理構筑物需要有相應的欄桿，防滑設施以保證人身安全，高架構筑物布置防雷設施。（16）污水廠的大門應設置符合最大量車或設備進出的尺寸，為了方便排渣需要設置側門或后門。（17）位于寒冷地帶的構筑物需要有保溫防凍措施。（18）污水廠需布置構筑物的超越管渠。（19）污水廠可以根據需要布置可以堆放材料或者廢物的位置，需要留出較大的場地可作為日后建造其他設施的場地。5.1.2水廠平面布置（1）筑物平面布置污水處理工藝流程按照工藝流程圖的順序做直線型布置，這種布置方式便于管理，水頭損失小，不占用較多的空間。廠區(qū)主要將污水廠分成四個區(qū)域，居住工作區(qū)、污水處理區(qū)、污泥處理區(qū)和廠區(qū)綠化區(qū)。居住工作區(qū)是廠區(qū)內多數人聚集的地方，需要建造辦公樓用來辦公、開會、做實驗等，還有中央配水室，工人食堂、工人宿舍、維修間、工人倉庫、配電室等，位于廠區(qū)主導風向的上風向；污水處理區(qū)是主要構筑物所在位置，采用直線型布置，建造緊湊，簡單清晰，主要構筑物有格柵、泵房、沉砂池、初沉池、二沉池、A2/O池、接觸消毒池；污泥區(qū)有濃縮池，脫水機房，貯泥池等。廠區(qū)綠化帶需要布置較大面積，有利于空氣清新等作用。（2）廠區(qū)通道平面布置1）車行道寬6m，路面材質采用混凝土路面；2）主要道路寬8m，混凝土路面；3）道路轉彎半徑在6或8m，路面材質為混凝土路面；4）人行道寬2m，水泥路面。（3）綠化布置在廠區(qū)的部分位置做綠化，詳見附圖污水處理廠平面圖。5.1.3主要附屬構筑物設計一覽表表5-1主要附屬構筑物一覽表附屬構筑物面積（m2）尺寸（m）辦公樓40020×20×2化驗室30030×10×2維修間707×10×2倉庫30030×10×2宿舍10010×10×2食堂20020×10×2浴室20020×10×2停車庫20020×10×25.2污水處理廠高程布置5.2.1污水處理廠高程布置的原則（1）選擇距離最長，水頭損失最大的流程進行水力計。這樣可以在任何情況下都可以正常運行。（2）為了保證污水能在各構筑物之間順利運行，污水確保經過提升泵一次提升就可以達到依靠重力自流，后期不再施壓，這樣簡單方便，經濟合算。（3）計算各個構筑物水頭損失應該使用最大流量，還有管道之間的局部損失和計算沿程損失的時候也是一樣，在計算管渠時應該使用最大流量作為計算流量，而且留有一定的余地。（4）為了讓污水自由流出，在計算時，從接受污水排放的最高水位開始，從后往前逆流倒推計算高程。（5）構筑物挖土深度不可以太大，以防止土建施工困難，并減少土建投資。（6）污水廠構筑物的布置要適應周圍環(huán)境與地形，緊湊布置，不可以影響污水的自然流動。5.2.2污水處理廠的高程布置計算5.2.2.1水頭損失的計算公式（1）沿程水頭損失i：每米管道的水頭損失，m/m；L：沿程管道長，m。（2）局部水頭損失：局部阻力系數。（3）構筑物水頭損失表5-2構筑物水頭損失構筑物水頭損失（m）構筑物水頭損失（m）粗格柵0.15提升泵房0.2細格柵0.3A2/O反應池1.5沉砂池0.35接觸消毒池0.3初沉池0.25集配水井0.3二沉池0.2巴氏計量槽0.255.2.2.2水頭損失的計算表5-3高程和水頭損失的計算構筑物D（m）i（1000i）v（m/s）L（m）沿程水頭損失（m）局部水頭損失（m）總水頭損失（m）構筑物水面標高（m）進水口20000.9321.46480///-5集水池與提升泵間///////-5.1提升泵至細格柵14001.4891.468120.0350.240.275細格柵5.073細格柵至沉砂池14001.4891.46813.40.020.110.13沉砂池4.593沉砂池至初沉池11000.630.8142.060.090.070.16初沉池4.183初沉池至A2/O池11000.630.880.860.050.070.12A2/O池2.563A2/O池至二沉池11000.630.8164.20.1030.140.243二沉池2.12二沉池至接觸池113000.5900.8591850.1090.080.189接觸池1.188接觸池至出水口20000.9321.464600.060.3280.388出水口0東北電力大學學士學位論文5.2.2.3污泥高程的布置（1）污泥管道水頭損失計算沿程損失：局部損失：CH：污泥濃度系數；D：污泥管直徑；v：管內流速；L：長度；ζ：局部阻力系數表5-4污泥管道水頭損失構筑物名稱流量（m3/s）直徑（mm）速度（m/s）i（1000i）長度（m）沿程損失（m）局部損失（m）總水頭損失（m）濃縮池至貯泥池0.00562000.341.86250.0210.0060.027貯泥池至脫水機房0.00562000.341.8650.0070.0060.013污泥高程布置表5-5污泥構筑物高程構筑物污泥面高（m）濃縮池6.84貯泥池5.313脫水機房5.3第6章工程預算6.1成本預算設計流量為30萬t/d，單位投資1000元/m3，鋼材20kg，水泥100kg，木材0.014m3，金屬管10kg，非金屬管5kg。6.1.1水量處理價污水處理價：0.88元/m3，則污水處理價為26.4萬元/天。6.1.2工程造價表6-1各構筑物工程造價構筑物造價（萬元）構筑物造價（萬元）粗格柵200提升泵房400細格柵240A2/O反應池800沉砂池400接觸消毒池500初沉池450集配水井300二沉池450巴氏計量槽240污泥泵房400污泥濃縮池300脫水機房100貯泥池100宿舍100辦公樓200倉庫70車庫80化驗樓150食堂200綠化建筑300其他50以上費用合計6030萬。6.1.3污水處理成本6-2成本估算費用