桂林市某中型污水处理厂及中水回用设计

目 录目 录11 概 述11.1 设计依据及设计任务11.2 设计水量31.3当量人口的计算41.4 设计水质52 城市污水处理方案的确定72.1 确定污水处理方案的原则72.2 污水处理方案的确定82.3 工艺流程的确定92.4 主要构筑物的选择103 污水处理系统的设计153.1 进水设计153.2 格栅的设计163.3 污水提升泵房的设计223.4 旋流沉砂池的设计263.5 氧化沟的设计263.6 二沉池的设计333.7 紫外线消毒383.8 计量设施394 污泥处理工艺的设计404.1 浓缩池的设计414.2 污泥泵房444.3 污泥脱水机房455 污水回用系统的设计475.1 机械搅拌澄清池的设计485.2 V 型滤池的设计555.3 中水池的设计636 污水厂总体布置656.1 平面布置及总平面图656.2 污水厂的高程布置66参考文献71致 谢73桂林市某中型污水处理厂及中水回用设计专业：环境工程 学号：200611200054 学生姓名：陈孔明 指导教师：何星存教授摘要：本次毕业设计的题目为桂林市某中型污水处理厂及中水回用设,主体构筑物为DE氧化沟。该污水处理厂工程，总规模达到4.9万m3/d，最高日最高时为6.86m3/d。该污水处理厂污水处理流程为：外面的污水从污水提升泵房到中细格栅间，而后污水进入沉砂池，接着进入氧化沟，二沉池，最后出水前要经过紫外线消毒池。本污水处理厂污水回用率为30%，中水处理选择澄清,过滤,消毒工艺。污泥的流程为：从二沉池排出的剩余污泥首先进入浓缩池，进行污泥浓缩，然后进入均质池，再送至带式压滤机，进一步脱水后，运至垃圾填埋场。关键词：DE氧化沟工艺；V型滤池；中水回用771 概 述1.1 设计依据及设计任务 1.1.1设计题目 桂林市某中型污水处理厂及中水回用设计1.1.2设计原始资料 环境工程专业毕业设计任务书 (一)排水体制：完全分流制 (二)污水量 1.城市设计人口 25 人，居住建筑内设有室内给排水卫生设备和淋浴设备。2.城市公共建筑污水量按城市生活污水量的30计。3.工业污水量为 10000 米3平均日，其中包括工业企业内部生活淋浴污水。4.城市混合污水变化系数：日变化系数K日 1.2 ，总变化系数Kz 1.4 。(三)混合污水水质： 1.当地环保局监测工业废水的水质： BOD5225mg/L COD480mg/L SS230mg/L TN45mg/L NH3-N=27mg/L TP3.9mg/L PH782.城市生活污水水质：COD405mg/L NH3-N=29mg/L TN42mg/L TP3.2mg/L(四)出水水质城市污水经处理后，70%就近排入水体。污水处理厂出水水质参考城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）中的一级B标准，并尽量争取提高出水水质，因此确定本污水厂出水水质控制为：CODCr60mg/L ，SS20mg/L， BOD520mg/L， TN20 mg/L ， NH3-N=8mg/L, TP1mg/L 。城市污水经处理后，30%作为城市景观环境用水。出水水质应执行再生水作为景观环境用水的水质标准要求。BOD56mg/L SS10mg/L NH3-N10mg/L TP0.5mg/L (五)气象资料l、气温：年平均19，冬季平均气温8，夏季平均气温29.8，最高38.5，最低-4.9。2、风向风速：桂林属中亚热带湿润季风气候，全年风向以偏北风为主，平均风速为2.22.7m/s。3、降水量：年平均降雨量1900mm，全年雨量集中在4、5、6、7月，占全年总降雨的40。(六)水体资料污水厂二级处理出水排入漓江，漓江河底标高158.2m，漓江多年平均流量为132.6m3/s，平均水深2.5 m。(七)污水处理厂厂区地坪设计标高为168.5m。(八)污水处理厂进水干管数据 管内底标高162.6m，管径1800mm 充满度0.75 。1.1.3 设计内容和要求 1.通过阅读中外文文献，调查研究并收集有关资料，确定合适的污水、污泥及中水处理工艺流程，进行各个构筑物的水利计算。 2.完成一套完整的设计计算说明书。说明书应包括：污水处理工程设计的主要原始资料；污水水量的计算、污泥处理程度计算；污水泵站设计；污水污泥及中水处理单元构筑物的详细设计计算；厂区总平面布置说明。设计说明书要求内容完整，计算正确文理通顺、书写工整，应有300 字左右的中英文说明书摘要。 3.毕业设计图纸应准确的表达设计意图，图面力求布置合理、正确清晰，符合工程制图要求，图纸不少于 5张。此外，其组成还应满足下列要求： （1）污水处理厂工艺及污水回用总平面图 1 张。 （2）污水处理厂污水、污泥及污水回用工程处理高程布置图1张，即污水、污泥及中水处理高程纵剖面图，包括构筑物标高、水面标高、构筑物名称等。 （3）污水处理及污泥处理工艺中两个单项构筑物施工平面图和剖面图2张。 （4）污水回用工程中主要单体构筑物平面图1 张。 1.2 设计水量 1.2.1 污水来源及状况 城市设计人口 25 万人； 工业平均排水量 10000m3/d； 城市混合污水变化系数：日变化系数 K日= 1.2 ，总变化系数 Kz= 1.4 。 1.2.2 污水量计算6 (1)生活污水量Qp1的计算Qp1=qN式中：q每人每日平均污水量定额L/(人.d)，该市位于陕西，由给水排水工程快速设计手册（2排水工程）第六页表2-4查知，桂林属于第一分区，居住建筑内设有室内给排水卫生设备和淋浴设备，所以q为100170L/(人.d)，取q=120 L/(人.d)N设计人口数，25万人 Qp1=qN=250000 120 L/d=30000m3/d公共建筑污水量Qp2的计算Qp2=30% Qp1=30%30000 m3/d=9000 m3/d工业污水量Qp3的计算由原始资料可知 Qp3=10000 m3/d平均污水量Qp的计算Qp= Qp1+ Qp2+ Qp3=40800+12240+28000=49000 m3/d设计最大日污水量Qmr的计算Qmr=K日 Qp=1.249000 m3/d=58800m3/d设计最大时污水量Qmax的计算Qmax= KZ Qp=1.449000 m3/d=68600m3/d各设计水量汇总入表1中。表1各设计水量汇总项目水量m3/dm3/hm3/sL/s平均污水量Qp490002041.670.567567.13最大日污水量Qmr5880024500.681680.56最大时污水量Qmax686002858.340.794793.981.3当量人口的计算N=N1+N2+N3式6中：N1人口数，25万人；N2工业污水按SS折算而得的人口数；N3工业废水按BOD5折算而得的人口数1.3.1 SS 当量人口6 N2= 6 式中： Css工业废水中SS的浓度，Css=230mg/L Qp3工业废水的平均日污水量，Qp3=10000人as每人每日排放的SS量，由给水排水设计手册（第五册）第246页查知，as =35-50g/（人.d），取as =45g/（人.d） N2=511111.3.2 BOD 当量人口6 N3= 式中： CBOD5工业废水中BOD5的浓度，CBOD5=225mg/L Qp工业废水的平均日污水量，Qp3=10000人as每人每日排放的SS量，由给水排水设计手册（第五册）第246页查知，as =20-35g/（人.d），取as =30g/（人.d） N3=75000设计当量人口数为N= N1+N2+N3 =25+5.1+7.5=37.6万人1.4 设计水质 1.4.1 混合污水水质6(1)混合污水中SS浓度的计算 Css =式中：s每人每日排放的污水量，s=120L/（人.d） as每人每日排放的SS的量，由给水排水设计手册（第五册） ，第246页查知，as =35-50g/（人.d），取as =40g/（人.d）生活污水中SS浓度的计算Cs1=mg/L=375 mg/L工业污水中SS浓度的计算由设计原始资料得知Cs2=230mg/L混合污水中SS浓度计算SS=345.41mg/L(2)混合污水中的BOD5浓度的计算 Css =式中： s每人每日排放的污水量，s=120L/（人.d） as每人每日排放的SS的量，由给水排水设计手册（第五册）第246页查知，as =20-35g/（人.d），取as =30g/（人.d）生活污水中BOD5浓度的计算Cs1=mg/L=250mg/L工业污水中BOD5浓度的计算由设计原始资料得知Cs2=225mg/L混合污水中BOD5浓度计算 BOD5=244.90mg/L(3)污水中的COD浓度的计算生活污水中COD浓度 COD=480mg/L工业污水的COD浓度 COD=405mg/L混合污水中COD浓度 COD=mg/L=464.69mg/L(4)水中的TN浓度的计算生活污水中TN浓度 TN=45mg/L工业污水的TN浓度 TN=42mg/L混合污水中COD浓度 TN=mg/L=44.39mg/L(5)污水中的NH3-N浓度的计算生活污水中NH3-N浓度 NH3-N=27mg/L工业污水的NH3-N浓度 NH3-N=29mg/L混合污水中NH3-N浓度 COD=mg/L=27.41mg/L(6)水中的TP浓度的计算生活污水中TP浓度 TP=3.9mg/L工业污水的TP浓度 NH3-N=3.2mg/L混合污水中TP浓度TP=mg/L=3.76mg/L1.4.2 去除率6处理水质达到城镇污水处理厂污染物排放标准 （GB18918-2002）中的一级 B标准，根据给排水手册 5，结合排放水要求和出水水质，计算去除率，如表 12所示： E=100%式中： Ci进水中某种污染物的平均浓度（mg/L） Ci出水中该种污染物的平均浓度（mg/L）表1-2 水质去除率计算序号基本控制项目一级排放标准进水水质去除率1COD60420.385.72%2BOD520205.190.25%3SS20285.793.00%4TN2044.3954.94%5TP13.7673.40%6NH3-N827.4170.81%7PH72 城市污水处理方案的确定2.1 确定污水处理方案的原则 确定污水处理方案的原则： 1采用先进的技术，经济，安全,出水水质好2处理构筑物布局合理，基建投资少，占地少；运行管理费用低3.采用成熟工艺流程和处理构筑物 2.2 污水处理方案的确定 根据测量的水量、 水质和环境容量降低的结论确定污水及污泥处理应达到的标准，本节对其处理工艺流程进行方案筛选，并通过论证选择合理的污水及污泥处理工艺流程。2.2.1 氧化沟工艺4a.特点：氧化沟又名氧化渠或循环曝气池，是 1950 年由荷兰公共工程研究所研究成功的。其本特征是曝气池呈封闭的沟渠形。污水和活性污泥的混合液在其中不停地循环流动，其水力停留时间一般较长，为 1516h，泥龄长达 1530 天，属于延时曝气法。氧化沟处理系统的构造形式较多，有圆形或马蹄形的，有平行多渠道形式以侧渠作为二沉池的，有将二沉池建在渠上或单独分建的等等，其供氧和水流动力都是靠提升曝气设备，这种设备分为早期使用的水平中心轴旋转叶轮和后来出现的卡鲁塞尔氧化沟所用的垂直或带叶片的曝气器，由于氧化沟水深较浅（一般3 米左右），而流程较长，可以按照曝气器前作缺氧与曝气器后作富氧段的方式设计运行，提供兼氧菌与好氧菌交替作用的条件，在缺氧段脱硝，在好氧段除碳源需氧量及达到脱 N 的目的。 b.技术特性主要技术参数：负荷：N=2.04.0 kgBOD5/m3d N=0.050.15kgBOD5/kgMLSSd 水力停留时间：HRT=1030h 泥龄：SRT=1030d MLSS：X=20006000mg/l 出水 BOD5：1015mg/l 出水 SS：se=1020 mg/l 出水 NH3-N：Ne=13mg/l 沟内水流速度：V=0.30.5m/s 环流周期：T=1530min 沟内水深：H=2.54.5m 宽深比：B：H=2：1 c.优点(1)氧化沟内循环流量很大，进入沟内的原污水立即被大量的循环水所混合和稀释，因此具有很强的承受冲击负荷的能力，对不易降解的有机物也有较好的处理效果。 (2)处理效果稳定可靠，不仅可满足 BOD5、SS 的排放标准，还可以达到脱 N除 P 的效果。 (3)由于氧化沟的水力停留时间和泥龄都很长，悬浮物、有机物在沟内可获得较彻底的降解。 (4)活性污泥产量少且趋于稳定，一般可不设初沉池和污泥消化池，有的甚至取消二沉池和污泥回流系统，简化了处理流程，减少了处理构筑物，使其基建费用和运行费用都低于一般活性污泥法。 (5)承受水质、水量、水温能力强，出水水质好。 d.缺点氧化沟运行管理费用高；氧化沟沟体占地面积大。 在本次设计中采用在国内广泛使用，技术相对成熟的DE 型氧化沟工艺。污泥处理采用浓缩脱水工艺，中水处理选择澄清过滤消毒工艺。2.3 工艺流程的确定 本工艺设计的工艺流程图为：城市污水中格栅污水提升泵房细格栅紫外线消毒池二沉池DE氧化沟旋流沉砂池中水提升泵房污泥泵房浓缩池均质池脱水机房机械澄清池中水池V型滤池图2-1 桂林市某污水处理厂工艺2.4 主要构筑物的选择2.4.1 污水处理构筑物的选择61格栅格栅是一组平行的金属栅条或筛网组成，安装在污水管道、泵房、集水井的进口处或处理厂的端部，用以截留较大的悬浮物或漂浮物，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷。 截留污物的清除方法有两种，即人工清除和机械清除。大型污水处理厂截污量大，为减轻劳动强度，一般应用机械清除截留物。 本工程设计确定采用两道格栅，21mm 的中格栅和 10mm 的细格栅。2进水管管内底标高162.6m，管径1800mm 充满度0.75 。3污水泵房城市污水处理厂的运行费用大部分来自于电能，其中 40%的电能为水泵消耗，所以，确定合理的水泵及泵站具污水处理厂的关键所在。 污水泵站的特点及形式 泵站形式的选择取决于水力条件和工程造价，其它考虑因素还有：泵站规模大小、泵站的性质、水文地质条件、地形地物、挖渠及施工方案、管理水平、环境性质要求、选用水泵的形式及能否就地取材等。 污水泵站的主要形式： (1)合建式矩形泵站，装设立式泵，自灌式工作台，水泵数为 4 台或更多时，采用矩形，机器间、机组管道和附属设备布置方便，启动简单，占地面积大； (2)合建式圆形泵站，装设立式泵，自灌式工作台，水泵数不超过 4 台，圆形结构水力条件好，便于沉井施工法，可降低工程造价，水泵启动方便。 (3)对于自灌式泵房，采用自灌式水泵，叶轮（泵轴）低于集水池最低水位，在最高、中间和最低水位都能直接启动，其优点为启动及时可靠，不需引水辅助设备，操作简单。 (4)非自灌式泵房，泵轴高于集水池最高水位，不能直接启动，由于污水泵水管不得设低阀，故需设引水设备。但管理人员必须熟练掌握水泵的启动程序。 由以上可知，本设计因水量较大，并考虑到造价、自动化控制等因素，以及施工的方便与否，采用自灌式半地下式矩形泵房。 本工程设计确定采用与中格栅合建的潜水泵房。 4沉砂池沉砂池的功能的去除比重较大的无机颗粒。按水流方向的不同可分为平流式、竖流式、曝气沉砂池和旋流沉砂池四类。 a.平流沉砂池 优点：沉淀效果好，耐冲击负荷，适应温度变化。工作稳定，构造简单，易于施工，便于管理。 缺点：占地大，配水不均匀，易出现短流和偏流，排泥间距较多，池中约夹杂有 15%左右的有机物使沉砂池的后续处理增加难度。b.竖流沉砂池 优点：占地少，排泥方便，运行管理易行。 缺点：池深大，施工困难，造价较高，对耐冲击负荷和温度的适应性较差，池径受到限制，过大的池径会使布水不均匀。 c.曝气沉砂池 优点：克服了平流沉砂池的缺点，使砂粒与外裹的有机物较好的分离，通过调节布气量可控制污水的旋流速度，使除砂效率较稳定，受流量变化影响小，同时起预曝气作用，其沉砂量大，且其上含有机物少。 缺点：由于需要曝气，所以池内应考虑设消泡装置，其他型易产生偏流或死角，并且由于多了曝气装置而使费用增加，并对污水进行预曝气，提高水中溶解氧。 d.旋流沉砂池（钟式沉砂池） 优点：占地面积小，可以通过调节转速，使得沉砂效果最好，同时由于采用离心力沉砂，不会破坏水中的溶解氧水平（厌氧环境） 。 缺点：气提或泵提排砂，增加设备，水厂的电气容量，维护较复杂。 基于以上四种沉砂池的比较，本工程设计确定采用旋流沉砂池。 5沉淀池（二沉池） 由于本设计主要构筑物采用氧化沟，可不设初沉池。 二沉池设在生物处理构筑物的后面，用于沉淀去除活性污泥或腐殖污泥（指生物膜法脱落的生物膜） 。 a.平流沉淀池 优点： (1)沉淀效果好； (2)耐冲击负荷和温度的变化适应性强； (3)施工容易，造价低。 缺点： (1)池子配水不均匀； (2)采用多斗排泥时，每个泥斗需要单设排泥管各自排泥，操作量大。 适用条件:适用于大、中、小型污水处理厂； 适用于地下水位较高和地质条件较差的地区。 b.辐流沉淀池 优点： (1) 多为机械排泥，运行较好，管理较简单；(2) 排泥设备已趋定型。 缺点： (1)池内水速不稳定，沉淀效果较差； (2)机械排泥设备复杂，对施工质量要求高。 适用条件：适用于大、中型污水处理厂； 适用于地下水位较高的地区。 c.竖流沉淀池优点： (1)排泥方便，管理简单； (2)占地面积较小。 缺点： (1)池子深度大，施工困难； (2)对冲击负荷和温度变化的适应性能力较差； (3)造价较高； (4)池径不宜过大，否则布水不均匀。 适用条件：适用于处理水量不大的小型污水处理厂。 d.斜板（管）沉淀池 优点： (1)沉淀效率高，停留时间短； (2)占地面积小。 缺点：用于二沉池时，当固体负荷较大时其处理效果不太稳定，耐冲击负荷的能力较差。 综上所述，四种沉淀池的优缺点比较，并结合本设计的具体资料可知，本工程二沉池采用中心进水、周边出水的辐流式沉淀池。 6氧化沟6本设计采用两座A-氧化沟，从曝气沉砂池流出的混合液进入集配水井，经过集配水井分配流量后流进A-氧化沟。Pasveer型氧化沟出水水质好，一般情况下，BOD5去除率可达95%99%，脱氮率达90%左右，除磷率达50%左右。在该系统前设置的厌氧池，可以使回流污泥与原污水在厌氧池混合，则可达到进一步生物除磷的目的。A-氧化沟是在基本型氧化沟的基础上设置一个厌氧池，以提高氧化沟对 N、P 的有效去除，改进后的氧化沟处理能力大大提高。7消毒7污水处理厂常用的消毒方法有液氯消毒、漂白粉消毒、臭氧消毒和紫外线消毒等四种，他们的优缺点和使用条件如下。 a. 液氯消毒优点：价格便宜，效果可靠，投配设备简单。 缺点：对生生物有毒害作用，并且可能产生致癌物质适用于大、中型规模的污水处理厂。 b. 漂白粉消毒优点：投加设备简单，价格便宜。 缺点：除用液氯缺点外，尚有投配量不准确，溶解剂调制不便，劳动强度大。 适用于消毒要求不高或间断投加的小型污水处理厂。 c.臭氧消毒 优点：消毒效率高，能有效的降解水中残留有机物、色味等，污水温度、PH值对消毒效果影响小，不产生难处理或生物积累性残余物。 缺点：投资大，成本高，设备管理复杂。 d.紫外线消毒 优点：是紫外线照射和氯化共同作用的物理化学方法，消毒效率高，占地面积小。 缺点：紫外线照射灯具货源不足，电耗能量较多，没有持续消毒能力。 综上四种消毒方法的比较，本工程设计采用紫外线消毒。 2.4.2 污泥处理构筑物的选择21污泥浓缩 污泥浓缩池主要是降低污泥中的空隙水，来达到使污泥减容的目的。浓缩池可分为重力浓缩池和浮选浓缩池。重力浓缩池按其运行方式分为间歇式或连续式。 a.浮选浓缩池：适用于浓缩活性污泥以及生物滤池等较轻的污泥，并且运行费用较高贮泥能力小。 b.重力浓缩池：用于浓缩初沉池污泥和二沉池的剩余污泥，只用于活性污泥 的情况不多， c.运行费用低，动力消耗小。 综上所述，本设计采用连续式重力浓缩池。 2污泥脱水污泥脱水的方法有自然干化、机械脱水及污泥烧干、焚烧等方法。本设计采用机械脱水，采用带式压滤机。2.4.3 中水处理构筑物的选择71澄清澄清池可以分为两类：泥渣悬浮型澄清池和泥渣循环型澄清池，由于泥渣循环型澄清池充分发挥了泥渣接触絮凝作用，因而选择泥渣循环型澄清池，泥渣循环型澄清池又分为机械循环和水力循环两种， 水力循环澄清池处理效果较机械澄清池差，耗药量较大，对原水水量、水质和水温的变化适应性较差。 本中水处理系统的澄清池选择机械澄清池。 2过滤过滤由滤池完成，水厂常用的滤池有：普通快滤池，V型滤池，虹吸滤池等。各自的特点如下。 a.普通快滤池优点：运转效果良好，适用于任何规模的水厂。 缺点：管配件和阀门较多，操作较其他滤池稍复杂。 b.V 型滤池 优点：过滤周期较长，气水反冲洗效果好，冲洗水量大大减少，使用于大、中型水厂。 缺点：增加了气洗的设备，增加了运行维护的力度。 c.虹吸滤池 优点：无需大型阀门和相应的开闭控制设备，无需冲洗水塔或冲洗水泵，过滤时不会出现负水头现象。适用于大水量的水厂。 缺点：池深比普通快滤池大，冲洗效果不像普通快滤池稳定。 通过比较，本次设计的中水系统的滤池选择V 型滤池。 3消毒本工程的中水消毒系统选择液氯消毒。 3 污水处理系统的设计3.1 进水设计 3.1.1 污水厂进水管11.设计依据： (1)进水流速在 0.91.1m/s； (2)进水管管材为钢筋混凝土管； (3)进水管按非满流设计，n=0.014。 2.设计计算(1)取进水管流速为，径为 ，设计坡度；(2)已知最大日污水量；(3)初定充满度 h/D=0.75，则有效水深；(4)已知管内底标高为163.6m，则水面标高为：163.95(5)管顶标高为：162.6+1.8=164.4；(6)进水管水面距地面距离168.5-163.95=4.55m。3.2 格栅的设计 本设计采用中细两种格栅，两道中格栅、两道细格栅。中格栅与泵站合建，细格栅与旋流沉砂池合建。中格栅和细格栅计算图如图3-1。 图3-1格栅设计要求6 (1)中格栅间隙一般采用 1040mm，细格栅采用 310mm； (2)格栅不宜少于两台，如为一台时，应设人工清除格栅备用；(3)过栅流速一般采用 0.40.9m/s； (4)格栅倾角一般采用 45oC80oC；(5)通过格栅的水头损失一般采用 0.080.17m/s； (6)格栅间必须设置工作台，台面应高出栅前最高设计水位 0.5m，工作台有安全和冲洗设施； (7)格栅间工作台两侧过道宽度不应小于0.7m，工作台正面过道宽度： 1)人工清除，不小于 1.2m； 2)机械清除，不小于 1.5m； (8)机械格栅的动力装置一般宜设在室内或采取其它保护设备的措施； (9)设置格栅装置的构筑物必须考虑设有良好的检修、栅渣的日常清除。 3.2.1 中格栅的工艺设计61.中格栅设计参数(1)栅前水深 h=1m； (2)过栅流速 v=0.9m/s； (3)格栅间隙 b 中=20mm； (4)栅条宽度 s=21mm； (5)格栅安装倾角=60o。 2.中格栅的设计计算6本设计选用1道中格栅，为了减少格栅磨损，格栅全部使用。 （1）格栅间隙数 式中： 栅条间隙数Qmax最大设计流量，m3/s； 栅条间隙，m； 栅前水深，m； 污水流经格栅的速度，一般取0.61.0m/s； a格栅安装倾角，（）取中格栅栅前水深为=1，格栅栅条间隙=21mm，过栅流速=0.9m/s，格栅安装倾角a=60，设置一台机械格栅，则格栅间隙数为： 则=40（2）栅槽宽度 式中：栅槽宽度，m；栅条宽度，取S=0.01m；栅条间隙，取=0.02m栅条间隙数，=32个；=m（3）进水渠道渐部分长度式中：进水渠道渐宽部分长度，m；B1进水渠道宽度，取B1=0.6m a1渐宽部分展开角度，取； （4）出水渠道渐窄部分长度（5）过栅水头损失通过格栅的水头损失可以按下式计算： 式中：设计水头损失，m；计算水头损失，m；重力加速度，m/s2；系数，格栅受污堵塞时水头损失增大倍数，一般采用3；阻力系数，其值与栅条锻炼形状有关。设格栅断面形状为锐边矩形 （6）栅后槽总高度 设栅前渠道超高，栅前水深，则 ，取1.4m（7）栅前槽高度 （8）栅槽总长度L （9）每日产生的栅渣量 式中： 每日栅渣量，单位体积污水栅渣量，中格栅间隙为21，取=0.05 生活污水总变化系数，=1.40.02，宜采用机械清渣格栅每日栅渣量3.2.2 细格栅的设计6（1）格栅间隙数 式中各项字母代表的意义同前， 取细格栅栅前水深为1m，格栅栅条间隙b=10mm，过栅流速0.9m/s，格栅安装倾角a=60，设置两台机械格栅，则每台格栅间隙数为：（2）栅槽宽度6 式中：栅槽宽度，m；栅条宽度，取=0.01m；栅条间隙，取=0.01m；栅条间隙数，=42个；=m（3）进水渠道渐部分长度6式中：进水渠道渐宽部分长度，m；1进水渠道宽度，取1=0.6m； a1渐宽部分展开角度，取； （4）出水渠道渐窄部分长度6（5）过栅水头损失6通过格栅的水头损失可以按下式计算： 式中：设计水头损失，计算水头损失，重力加速度，/s2系数，格栅受污堵塞时水头损失增大倍数，一般采用3阻力系数，其值与栅条锻炼形状有关设格栅断面形状为锐边矩形 （6）栅后槽总高度6 设栅前渠道超高，栅前水深，则 ，取1.6m（7）栅前槽高度6 （8）栅槽总长度L 6 （9）每日产生的栅渣量6 式中： 每日栅渣量，单位体积污水栅渣量，细格栅间隙为10，取=0.1生活污水总变化系数，=1.40.02，宜采用机械清渣每台格栅每日栅渣量3.2.3 格栅除污机的选择 经计算本工程均采用机械清渣，格栅的相关数据如下表3： 表3-2格栅除污机的性能参数表型号格栅宽度（mm）提升速度(m/min)安装倾角()格栅间距(mm)电机功率(KW)提升质量(kg)GH型中格栅1300360212.04500HF-1000细格栅1000360102.23.3 污水提升泵房的设计 3.3.1 选泵2泵站选用集水池与机器间合建的矩形泵站。 1.流量的确定 Qmax=793.98L/s 本设计拟定选用 3台泵（2用 1 备） ，则每台泵的设计流量为： Q=Qmax/6=1620.4/2=396.99L/s=1429.2m3/h 2.扬程的估算 H=H 静 +2.0+（1.52.0）式中：2.0污水泵及泵站管道的水头损失，m； 1.52.0自由水头的估算值，m，取2m； H 静水泵集水池的最低水位 H1 与水泵出水水位 H2 之差； 单管出水井的最高水位与地面的高差估计为5.0m； H 静=(168.5+5.0)-(162.6+1.80.75-0.1-1)=8.45m 则水泵扬程为：H=H 静+2.0+1.5=8.45+2.0+2+1=13.45m ,取 14m 3.选泵 由 Q=1458.3m3/h，H=15m，可查手册 11 得：选用 350QW1500-15-90 型潜水污水泵，其各项性能如下3： 表3-3 350QW1500-15-90 型潜水污水泵性能型号流量（m3/h）扬程（m）转速（r/min）轴功率（kW）效率（%）重量（kg）350QW1500-15-901500159909082.120003.3.2 集水池2 1.集水池形式 污水泵站的集水池宜采用敞开式，本工程设计的集水池与泵房和共建，属封闭式。 2.集水池的通气设备 集水池内设通气管，并配备风机将臭气排出泵房。 3.集水池清洁及排空措施 集水池设有污泥斗，池底作成不小于 0.01 的坡度，坡向污泥井。从平台到池底应设下的扶梯，台上应有吊泥用的梁钩滑车。 4.集水池容积计算 泵站集水池容积一般按不小于最大一台泵5 分钟的出水量计算， 有效水深取1.52.0 米。 本次设计集水池容积按最大一台泵 6 分钟的出水量计算，有效水深取 2.0米。 则集水池的最小面积 F 为结合 QW 潜水泵的安装尺寸，集水池的尺寸为：10000mm8200mm2000mm 则集水池的有效容积为 108.22=164m3145.84m3（合格） 5.集水池的排砂 污水杂质往往发表沉积在集水池内，时间长了腐化变臭，甚至堵塞集水坑，影响水泵正常吸水，因此，在压水管路上设压力冲洗管 DN150mm 伸入集水坑，定期将沉渣冲起，由水泵抽走。 3.3.3 潜水泵的布置 本设计中共有 3 台潜水泵，并排布置，具体的尺寸为： 泵轴间的间距为：2000mm； 泵轴与侧面墙的间距为：1000mm； 泵轴与进水侧墙的间距为：5200mm； 泵轴与出水侧墙的间距为：3000mm。 其它的数据参考设备厂家提供的安装数据。 3.3.4 泵房高度的确定21.地下部分集水池最高水位为中格栅出水水位标高即：H1=163.853m 集水池最低水位为：163.853-2.0=161.853m 集水池最低水位至池底的高差按水泵安装要求去：1.20m 则泵房地下埋深 H1=（168.5+5.0）-163.85+1.2=10.85m 2.地上部分H2=n+a+c+d+e+h 式中：n一般采用不小于 0.1，取为 0.1m； a行车梁高度，查手册 11 为 0.7m； c行车梁底至起吊钩中心距离，查手册11 为 1.06m； d起重绳的垂直长度；取 0.5m； e最大一台水泵或电动机的高度；为2.14m。 h吊起物低部与泵房进口处室内地坪的距离，0.2m H2=0.1+0.7+1.06+0.5+2.14+0.2=4.7m，本设计取 6.4m。 则泵房高度 H=H1+H2=7.415+6.4=13.815m3.3.5 泵房附属设施 门：泵房与中格栅合建，至少应有满足设备的最大部件搬迁出入的门. 窗：泵房于阴阳两侧开窗，开窗面积不小于泵房的1/5. 卫生:就近设洗手池，接 25mm 的给水管，并备有供冲洗的橡胶管。 3.3.6 起吊设备 泵房起重设备根据起吊最大一台设备的重量选择，单台潜水泵的重量为2000kg，单台 GH 中格栅的重量为 4500kg，可选用 LD-A 型电动单梁桥式起重机，其性能如下表3。 表3-4 LD-A型电动单梁桥式起重机性能表3.3.7 泵房值班室、控制室及配电间 值班室设在机器间一侧有门相通，并设置观察窗，根据运行控制要求设置控制（或控制台）和配电柜，本设计泵房值班室及控制室合建。平面尺寸为：9 9（m2） 。泵房值班室，控制室及配电间与细格栅间合建。 3.3.8 单管出水井的设计 单个 350QW1500-15-90 潜水泵的出口直径为：350mm。 每个潜水泵都采用出水方井，尺寸为 1.5m1.5m，并在与细格栅相连一侧设置宽 1.5m 的出水堰。出水堰的堰上水头为3.4 旋流沉砂池的设计 3.4.1 设计要求6a.城市污水处理厂一般均应设置沉砂池； b.沉砂池按去除比重 2.65，粒径 0.2mm 以上的沙粒设计6； c.设计流量的确定6： (1)当污水为自流进入时，应按每期的最大设计流量计算； (2)当污水为提升进入时，应按每期工作水泵的最大组合流量计算； (3)在合流制处理系统中，应按降雨时的设计流量计算。 d.沉砂池的超高一般不小于 0.3m6。 3.4.2 设计参数6a.本设计采用两座旋流沉砂池2； b.最大设计流速为 0.25m/s，最小设计流速为 0.15m/s6； c.沉砂池的超高取 0.3m6。 3.4.3 设计计算6 由于旋流沉砂池是定型设备，故本设计不进行计算，而直接选择设备。本设计选用的设备为：两座 20 型旋流沉砂池，单台设备参数如下3 表3-5 20型旋流沉砂池单台设备性能表处理能力（m3/d）池 径D(mm)有效水深（mm）沉砂斗高度（mm）7.5万4880168020803.5 氧化沟的设计 3.5.1 设计依据与要求 设计参考书：活性污泥工艺简明原理与设计计算 污泥负荷为：0.050.15kgBOD/(kgMLSSd) 水力停留时间：HRT=1236h3.5.2 设计参数4本设计的DE型氧化沟采用泥龄法设计，设计参数如下： a.为了达到污泥的好氧稳定，污泥龄 SRT=25d； b.设计流量采用平均流量：Q=49000m3/d=2041.67 m3/h； c.设计最低水温为：10； d.设计最高水温为：30； 3.5.3 设计计算4 图3-2 DE氧化沟设计计算草图1.设计原始数据的确定4, 1).设计流量为： Q=49000m3/d=2041.67 m3/h 2).确定污泥龄： 本设计为了达到污泥的好氧稳定，取污泥龄SRT=25d。 反硝化速率为：式中：N0-反硝化消耗的氮量，mg/l； TN0-进水的 TN 值，mg/l，设计值为 45mg/l； TNe-出水的 TN 值，mg/l，设计值为 20mg/l； S0-进水的 BOD 值，mg/l，设计值为210mg/l； Se-出水的 BOD 值，mg/l，设计值为 20mg/l； 则反硝化速率为：由于反硝化速率 Kde=0.074，且本设计为设缺氧区的反硝化，则： 式中：VD缺氧区容积，m3； V氧化沟的总容积，m3； cd缺氧区的污泥龄，d； c氧化沟的总泥龄，d，HRT=25d。 3).计算产泥系数 Y=0.974).确定污泥浓度 由于采用设缺氧区的氧化沟工艺，同时污泥达到好氧稳定，因此本设计的污泥浓度取：X=3.5gMLSS/L。 经过好氧稳定后，污泥的沉降性能得到很大改观，取污泥的容积指数为：SVI=120mL/g。 污泥在二沉池的浓缩时间取：tE=2h。 故回流污泥浓度 XR为： 则相应的回流比为： (符合要求)2.DE氧化沟容积的计算41).氧化沟容积的计算 S氧化沟缺氧区的容积为：VD=0.2V=0.225333.3=5067m3氧化沟好氧区的容积为：V0=(1-0.20)V=0.825333.3=20267 m3校核氧化沟的水力停留时间： 2).厌氧池容积的计算 取厌氧池的水力停留时间为 T1=0.9h； 则厌氧池的容积为： VA=Q(1+R)T1=2041.67(1+0.91) 0.9=3510m3校核厌氧污泥量比值： 3.DE氧化沟沟型的设计41).氧化沟尺寸的基本数据 本设计的氧化沟数量为：M=2 座； 有效水深取：H=3.5m； 每座氧化沟的廊道数为：m=4； 氧化沟廊道宽取：B=11m； 2).氧化沟沟型的设计 全厂设计2座双沟式氧化沟，每座氧化沟尺寸计算如下：设计单沟道B=11m,水深H=3.5m,单沟沟长（中线）为：弯道（4个半圆弯道）长：L1=411=69m直道总长：L2=L-L1=329-69=260m单沟道直线段长：Li=65m 取66m单座氧化沟平面总长度88m,总宽度44m3).厌氧池的设计 两个氧化沟组成一个系列，一个系列对应一个厌氧池，则本工程共有两个厌氧池。 单池的容积为：厌氧池的池宽取为：B=11m，有效水深取为：H=3.5m； 则厌氧池的长度为：，本设计区46m4.需氧量的计算41).设计的基本数据 需氧量按最不利工况设计，设计流量按高日流量设计。 最不利工况为：T=30，c=25d，查手册的单位 BOD 的耗氧量为OC=1.35kgO2/kgBOD。单位时间消耗的 BOD 量为：式中：fc系数，本设计取 1.1； 单位时间硝化的氮量为：式中：Qa高日流量，m3/h，本设计取 5000m3/h；单位时间反硝化的脱氮量为：则单位时间反硝化的脱氮量为：2).需氧量的设计计算氧化沟单位时间的需氧量为： AOR =1.35426.7+4.5782-2.8638=842kgO2/h由于厂区的设计地面标高为168.5m ,近似为标准大气压， 在水温为30时，实际需氧量转化为标准需氧量的系数k=1.80。 则本设计氧化沟的实际需氧量为：SOR=kAOR=1.80842=1515.6kgO2/h 降解单位 BOD 的耗氧量SS5.氧化沟剩余污泥量的计算 氧化沟剩余污泥量为： 6.氧化沟设备的选定3 1)DE氧化沟的曝气设备 总需氧量为：1515.6kgO2/h，2 个氧化沟设置 8 台表面曝气机；则单台曝气机的供气量为：选择 DS400 型倒伞型表面曝气机，设备参数如下3： 表3-6 DS400型号倒伞型表面曝气机设备参数表型号供气量（kgO2/h）曝气叶轮直径（mm）单机功率（KW）重量（kg）DS400292.87400013526402).氧化沟及厌氧池的搅拌设备搅拌功率按 58W/m3计算，单座氧化沟所需的最小搅拌功率为：126675=63.34kW 需要 9 台 DQT75 潜水搅拌器；单座厌氧池所需的最小搅拌功率为：1755 5=8.78kW,需要 2 台 DQT55 潜水搅拌器。设备参数如下表3： 表3-7 DQT潜水搅拌设备参数表安装位置型号数量单机功率（KW）输出总功率（KW）所需功率（KW）氧化沟DQT7597.567.563.34厌氧池DQT5525.5118.787.氧化沟管渠的设计 1).氧化沟的管渠都按高日高时流量设计，管道如下表所示： 高日高时流量：Q=10104m3/d=4166.7 m3/h；回流污泥量为： QR=RQ=0.91793.98=722.522L/s表3-8 氧化沟管渠计算表名称计算公式流量Q(L/s)管径（mm）流速v（m/s）坡降i一个氧化沟进水总管Q/2396.9910001.031.16单个氧化沟超越管Q/2396.997001.051.92单个氧化沟进水管（Q+QR）/2758.210001.281.76一个氧化沟出水水管（Q+QR）/2758.210001.281.76一个氧化沟回流污泥管QR/2361.310001.412.532).氧化沟的可调节堰的设计 单座氧化沟的可调节堰的设计2本工程的氧化沟，堰上水头按薄壁堰设计，公式如下：式中： 薄壁堰的流量系数，取 ； 可调节堰的堰长（），本设计取； 堰上水头（）； 单个氧化沟出水流量（）则：3).氧化沟出水槽的设计 出水槽的高度为： 式中：B出水槽的设计宽度，为便于设计取 1.2m； 0.50出水槽的超高，设计计算时取 0.5m。 则出水槽的高度为： 3.6 二沉池的设计 本设计中二沉池采用中心进水周边出水的辐流式沉淀池，如图 3-3 所示。 3.6.1 设计要求6 a.沉淀池的直径一般不小于 10m，当直径小于20m 时，可采用多斗排泥；当直径大于 20m 时，应采用机械排泥； b.沉淀池有效水深大于 3m，池子直径与有效水深比值不小于 62；. c.池子超高至少应采用 0.3m2； d.池底坡度不小于 0.052； e.用机械刮泥机时，生活污水沉淀池的缓冲层上缘高出刮板 0.3m，工业废水沉淀池的缓冲层高度可参照选用，或根据产泥情况适当改变其高度2。 3.6.2 设计参数6a.表面负荷取 0.51.5m3/m2.h，沉淀效率 40%60%2； b.池子直径一般大于 10m，有效水深大于 3m2； c.池底坡度一般采用 0.050.082； d.排泥管设于池底，管径大于 200mm，管内流速大于0.4m/s，排泥静水压力1.22.0m，排泥时间大于 10min2。 图3-3二沉池计算草图3.6.3 设计计算6 设计选用，分为两个系列，每个系列有 2个沉淀池。 1.二沉池主要尺寸的计算6 1).单池的流量为: Q=Qmax/4=17150m3/d2).单个二沉池的表面积为： 式中：设计日平均流量m3/h；，本设计设置2座沉淀池；表面负荷，m3/(m2h)，本设计取1.5m3/(m2h)3).二沉池直径为： 4).二沉池池边水深的计算 式中： 沉淀区有效水深，m；沉淀时间，1.54.0h；取3.0h污泥斗部分设，则 污泥斗以上圆锥体部分：设坡度 5).刮泥设备的选择 刮泥设备选择 ZBG-35 周边传动刮泥机，设备参数如下3： 采用周边传动吸泥机，为了符合型号规格，取直径为D=35，由给水排水设计手册（第2版）第11册P592查知，选取周边传动吸泥机ZBG-35，其性能参数如下表8示：表3-9 性能参数规格型号池 径D(m)周边线速（m/min）电机功率（kW）积泥斗高度（mm）生产厂家ZBG-35351.252.2700扬州天雨给水排水有限公司6).二沉池总水深及径深比校核 沉淀池总高度 式中： 沉淀池超高，m，为0.3m； 池中心与池边落差，m，为沉淀池泥斗高度，m，为0.83m 径深比 /=30/4.32=6.94 符合要求2.二沉池管渠的设计计算6 1)