兰州某县污水处理厂初步设计说明书及计算书

文档目录第一章设计说明书1第一节概述1一、设计任务1二、设计依据1三、设计原如此1四、设计原始资料1五、城市概况2第二节污水处理工艺流程的选定2一、设计规模确实定3二、处理程度确实定3三、处理工艺的选择4四、主要构筑物的说明8五、消毒剂的选择10第三节污水厂平面与高程布置11一、污水处理厂的厂址选择12二、污水处理厂平面布置原如此12三、污水处理厂的高程布置13四、高程计算的根本原如此13第四节公用工程与其它14一、场给水排水14二、供电系统与供热系统14三、劳动定员15四、工程概算和运行管理15第二章设计计算书17第一节污水局部的计算17一、流量计算17二、泵前中格栅计算18三、细格栅计算18四、涡流沉砂池计算22五、CASS反响池24六、接触池28七、巴氏计量槽30第二节污水厂布置31一、污水厂平面布置31二、高程布置31第三节主要构筑物32一、处理构筑33结论37参考文献3849 / 51第一章 设计说明书第一节概述一、设计任务市某县污水处理厂初步设计。二、设计依据一室外排水设计规GB50101-2005，2010年版二城镇污水处理厂污染物排放标准GB18918-2002三地面水环境质量标准GB3838-2002四城市污水处理厂污水污泥排放标准CJ3025-93五城镇污水处理工程项目建设标准2001六污水综合排放标准GB8978-1996三、设计原如此一在城市总体规划的指导下,加强保护城市水资源和改善水环境，对城市污水进展统一规划、综合治理，充分发挥建设项目的社会效益、国民经济效益和环境效益。二积极采用高效节能、简便易行的污水处理新工艺、新技术、新材料、新设备以与污水和污泥的综合利用技术。三提高控制和生产管理的自动化、信息化水平，做到技术可靠、便于管理、出水达标、经济合理。四按照统一规划、分期建设的指导方针，以需要与可能相结合的原如此，合理分期、滚动开展。五采用国技术先进、质量稳定的设备，合理采用国外设备。四、设计原始资料一污水厂规模污水厂的处理水量按最高日最高时流量，污水厂的处理量为36000m3/d。二设计水质1进水水质由于县城仅设有少量的水泥厂、化肥厂等工业企业，工业废水排放量少，因此城市污水主要以生活污水为主，进厂水管底标高为817m。参照国类似城市污水水质，并结合县城经济开展水平，确定污水厂的进处水水质如表1-1所示。表1-1 主要设计水质资料项目BOD5COD SSTNNH3-NTP单位mg/lmg/lmg/lmg/lmg/lmg/l进水水质26045018035256出水水质205020208五、城市概况市处在中国的几何中心，即北纬34，东经 10340距西北其他四省自治区的省会平均距离最近。市区南北，群山环抱，东西黄河穿流而过，枕山带河，依山傍水，平均海拔1500米，具有盆地城市的特征。 地处陆，大陆性季风气候明显，特点是降水少，日照多，光能潜力大，气候枯燥，昼夜温差大，年日照时数为2600小时，无霜期为180天，年平均降水量在250350毫米，并集中分布在69月。年平均气温11。 1） 气温：年平均11C，夏季平均28C，极端最高气温37.9C，冬季平均15C，极端最低气温28.4C。2） 风向风速：全年主导风向为西风，年平均风速2.6m/s3） 降水量：年平均降雨量436.9mm。4） 最大冰冻深度125cm，无霜期180d。2.水体、水文资料1) 水体资料污水厂二级处理出水排入黄河，黄河河底标高1069.10m，旱季平均流量0.29m3/s,平均水深0.46m。2) 水体深度：3.106.70m。1） 地基承载力特征值90180KPa，设计地震烈度7度。2） 土层构成：厂区地区由上至下为素填土、粉土和砾砂。第二节 污水处理工艺流程的选定一、设计规模确实定污水处理厂设计规模由设计资料可知，污水处理厂的设计规模为。二、处理程度确实定一进水水质根据原始资料，污水处理厂进水水质见表1-2。表1-2 污水设计进水水质、出水水质标准水质指标设计进水水质(mg/L)出水水质标准(mg/L)BOD526020CODcr45050SS18020NH3-N258Tp61二设计出水水质出水水质要求符合：城镇污水处理厂污染物排放标准GB8978-2002。根据设计资料说明，本设计出水排入水体为类水体，要求执行一级B标准，出水水质标准如表1-3所示。根据出水水质要求，污水处理厂既要求有效地去除BOD5，又要求对污水的氮、磷进展适当处理。三处理程度计算1BOD5的去除率：2CODcr的去除率：3SS的去除率：4总氮的去除率：5P的去除率：表1-3各种污染物处理程度单位：mg/L 项目BOD5CODcrSSNH3-NP进水260450180256出水20502081去除率9%8889%8%68%8%三、处理工艺的选择一原污水生化处理可行性原污水能否采用生化处理,特别是是否适合用于生物除磷脱氮工艺,取决于原污水中各种营养成分的含量与其比例能否满足生物生长的需要,因此首先应判断相关的指标能否满足要求。污水处理厂进水营养比表见表1-4。表1-4 污水处理厂进水营养比表项目比值生化处理可行性BOD5 CODcr BOD5CODcr可生化性较好BOD5TN C/N,可满足生物脱氮要求BOD5TP BOD5TP20,可采用生物除磷工艺二污水处理方案根据进水水质分析，以与出水要求，选择采用CASS，A2/O与卡塞罗氧化沟工艺三种方案，在三者之间进展优化比拟，选出最优方案。三个方案的污水处理工艺流程如下：1CASS法原污水中格栅提升泵站细格栅沉砂池CASS池接触池出水2A2/O法原污水中格栅提升泵站细格栅沉砂池厌氧池缺氧池好氧池二次沉淀池接触池出水3氧化沟原污水中格栅提升泵站细格栅沉砂池厌氧池氧化沟二次沉淀池接触池出水三污泥的处理考虑以下2种方案供选择1机械脱水生污泥污泥提升泵房浓缩池机械脱水外运2自然干化生污泥污泥提升泵房浓缩池自然干化外运四处理工艺的比拟选择1CASS法CASS为周期循环活性污泥法的英文Cyclic Activated Sludge System的缩写，是将好养的生物选择器与传统的连续进水SBR反响器相结合的产物。CASS工艺是以生物反响动力学原理与合理的水力条件为根底而开发的一种系统组成简单的污水处理新工艺。目前CASS工艺在欧美等国家已得到广泛的应用，从运行效果看，处理效果好，除磷脱氮效果也不错。其根本工艺流程如图1-1所示。沉池砂格栅细房泵升提栅格中污水CASS反响池江排接池触运外泥饼脱水机房浓缩池图1-1 CASS处理工艺流程CASS工艺尤其适合含有较多工业污水的城市污水与要求除磷脱氮的污水的处理。其优缺点如下：优点：1工艺流程简单、管理方便、造价低。CASS工艺只有一个反响器，不需要二沉池，不需要污泥汇流设备，一般情况下也不需要调节池，因此要比活性污泥工艺节省基建投资30%以上，而且布置紧凑，占地面积可减少35%。2处理效果好。反响器活性污泥处于一种交替的吸附、吸收与生物降解和活化的变化过程中，因此处理效果好。3有较好的脱氮除磷效果。CASS工艺可以很容易地交替实现好氧、缺氧、厌氧的环境，并可以通过改变曝气量、反响时间等方面来创造条件提高脱氮除磷效果。4污泥沉降性能好。CASS工艺具有的特殊运行环境抑制了污泥中丝状菌的生长，减少了污泥膨胀的可能。同时由于CASS工艺的沉淀阶段是在静止的状态下进展的，因此沉淀效果更好。5CASS工艺独特的运行工况决定了它能很好的适应进水水量、水质的波动。缺点：由于进水贯穿于整个运行周期，沉淀阶段进水在主流区底部，造成水力紊动，影响泥水别离时间，进水量受到一定限制，水力停留时间较长。2A2/O工艺A2/O脱氮除磷工艺即厌氧-缺氧-好氧活性污泥法，亦称A-A-O工艺，它是在A2/O除磷工艺上增设了一个缺氧池，并将好氧池出流的局部混合液回流至缺氧池，具有同步脱氮除磷功能。其根本工艺流程如图1-2所示。污泥回流污水提升泵房细格栅排江接触池二沉池好氧池缺氧池厌氧池沉砂池粗格栅混合液回流 硝化液回流污水剩余污泥泥饼外运脱水机房贮泥池浓缩池图1-2 A2/O工艺根本流程图污水经预处理和一级处理后首先进入厌氧池，在厌氧池中的反响过程与A2/O生物除磷工艺中的厌氧池反响过程一样；在缺氧池中的反响过程与A1/O生物脱氮工艺中的缺氧过程一样；在好氧池中的反响过程兼有A2/O生物除磷工艺和A1/O生物脱氮工艺中好氧池中的反响和作用。因此A2/O工艺可以达到同步去除有机物、硝化脱氮、除磷的功能。A2/O工艺适用与对氮、磷排放指标都有严格要求的城市污水处理，其优缺点如下：优点：1该工艺为最简单的同步脱氮除磷工艺，总的水力停留时间，总产占地面积少于其它的工艺。2在厌氧的好氧交替运行条件下，丝状菌得不到大量增殖，无污泥膨胀之虞，SVI值一般均小于100。3污泥中含磷浓度高，具有很高的肥效。4运行中勿需投药，两个A段只用轻缓搅拌，以不啬溶解氧浓度，运行费低。缺点：1除磷效果难于再行提高，污泥增长有一定的限度，不易提高，特别是当P/BOD值高时更是如此。2脱氮效果也难于进一步提高，循环量一般以2Q为限，不宜太高，否如此增加运行费用。3对沉淀池要保持一定的浓度的溶解氧，减少停留时间，防止产生厌氧状态和污泥释放磷的现象出现，但溶解浓度也不宜过高。以防止循环混合液对反响器的干扰。3氧化沟氧化沟又称循环曝气池，属活性污泥法的一种变形，其工艺流程如图1-3。图1-3 厌氧池+氧化沟处理工艺流程氧化沟又称循环曝气池，氧化沟是常规活性污泥法的一种改型和开展。污水和活性污泥混合液在环状曝气渠道中循环流动，属于活性污泥法的一种变形，氧化沟的水力停留时间可达10-30h，有机负荷很低，实质上相当于延时曝气活性污泥系统。由于它运行本钱低，构造简单，易于维护管理，出水水质好、耐冲击负荷、运行稳定、并可脱氮除磷，可用于大中型水厂。优点：1氧化沟具有独特的水力流动特点，有利于活性污泥的生物絮凝作用，而且可以将其工作区分为富氧区、缺氧区，用以进展消化和反消化作用，取得脱氮的效果。2不使用初沉池，有机性悬浮物在氧化沟能达到好氧稳定的程度。3氧化沟只有曝气器和池中的推进器维持沟的正常运行，电耗较小，运行费用低。4脱氮效果还能进一步提高。因为脱氮效果的好坏很大一局部决定于循环量，要提高脱氮效果势必要增加循环量。而氧化沟的循环量从理论上说可以是不受限制的，从而氧化沟具有较大的脱氮能力。缺点：1污泥膨胀问题。当废水中的碳水化合物较多，N、P量不平衡，pH值偏低，氧化沟中的污泥负荷过高，溶解氧浓度不足，排泥不畅等易引发丝状菌性污泥膨胀。2泡沫问题。3污泥上浮问题。4流速不均与污泥沉积问题。5氧化沟占地面积很大。总的说来，这三个方案都比拟好，都能达到要求处理的效果。考虑到该污水厂设计水量较小，且方案一工艺流程更为简单、管理更为方便、占地少、造价低、运行费用少等优势，所以，本设计采用方案一CASS工艺作为污水厂处理工艺。四、主要构筑物的说明与设计参数一格栅1. 说明格栅用以去除废水中较大的悬浮物、漂浮物、纤维物质和固体颗粒物质，以保证后续处理和水泵的正常运行，减轻后续处理单元的处理负荷，防止阻塞排泥管道。格栅有一组平行的金属栅条或筛网组成，安装在污水渠道、泵房集水井的进口处或污水处理厂的端部，用以截留较大的悬浮物或漂浮物，如纤维、碎皮、毛发、木鞋、果皮、蔬菜、塑料制品等，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷，并使之正常运行。被截留的物质称为栅渣。栅渣的含水率约为70%-80%，容重约为750。一般情况下，分粗细两道格栅，粗格栅的作用是拦截较大的悬浮物或漂浮物，以便保护水泵；细格栅的作用是拦截粗格栅未截留的悬浮物或漂浮物。本设计采用泵前中格栅，泵后细格栅。为改善劳动与卫生条件，均采用机械清渣。2. 设计参数(1) 中格栅 设计流量：设计两组中格栅，每组流量为298L/s栅前流速：v1=0.77m/s，过栅流速：v2=0.9m/s格栅倾角：60度；污水栅前超高：h2单位栅渣量：w1=0.07 m3栅渣/103污水(2) 细格栅设计流量：设计两组细格栅，每组流量为298L/s；栅前流速：v1=0.77m/s，过栅流速：v2=0.9m/s；栅条宽度：s=0.005m，格栅净间距：b=0.006m；格栅倾角：60度；污水栅前超高：h2=0.3m；单位栅渣量：w1=0.1 m3栅渣/103污水二沉砂池 1. 说明沉砂池的功能是去除比重较大的无机颗粒，如泥砂、煤渣等。沉砂池一般设于泵站、倒虹管前，以便减轻无机颗粒对管道的磨损，防止管道发生堵塞现象；也可设于出次沉淀池前，以便减轻负荷与改善污泥处理构筑物的处理条件，延长设备使用寿命。常用的沉砂池有平流沉砂池、曝气沉砂池、涡流沉砂池等。本设计采用涡流沉砂池。涡流沉砂池是利用水力涡流，使泥砂和有机物分开，以达到除砂的目的。污水从切线方向进入圆形的沉砂池，进水渠道末端设一跌水堰，使可能沉积在渠道底部的砂子向下滑入沉砂池;还设有一挡板，使水流与砂子进入沉砂池时向底部流行，并加强附壁效应。在沉砂池中间设有可调速的桨板，使池的水流保持环流。桨板，挡板和进水水流组合在一起，在沉砂池产生螺旋状环流，在重力作用下使砂子沉下，并向池中心移动，由于越靠近中心水流断面越小，水流速度逐渐加快，最后将沉砂落入砂斗；而较轻的有机物如此在中间局部与砂子别离。池环流在池壁处向下，到池中间如此向上，加上桨板作用，有机物在池中心部位向上升起，并随水流进入后续构筑物。2. 设计参数设计两组沉砂池，如此每组设计水量为298L/s最大流速为0.1m/s,最小流速为0.02 m/s最大流量时停留时间不小于20s,一般为3060s三CASS池CASS为周期循环活性污泥法的英文Cyclic Activated Sludge System的缩写，是将好养的生物选择器与传统的连续进水SBR反响器相结合的产物。CASS工艺是以生物反响动力学原理与合理的水力条件为根底而开发的一种系统组成简单的污水处理新工艺。目前CASS工艺在欧美等国家已得到广泛的应用，从运行效果看，处理效果好，除磷脱氮效果也不错。CASS工艺是结合研究成果与实际工作经验总结出来的成果，由预反响区和主反响区组成，预反响区控制在缺氧状态下，因此，提高了对难降解有机物的去除效果。与传统活性污泥法相比，由于省去了初沉池，二沉池与污泥回流设备，建设费用可以节省20%-30%。工艺流程简洁，污水厂主要构筑物为沉砂池、CASS池、污泥池，布局紧凑，占地面积可减少30%。CASS没有污泥回流，污泥负荷有时在延时曝气围，有时如此更高。研究和应用明确，在负荷为0.10.2kgBOD/(kgMLSSd)或者再高一些CASS工艺仍能到达ICEAS工艺相当的去除效果，而且有利于形成絮凝性能好的污泥；而负荷的提高使CASS工艺的工程投资比ICEAS节省25%以上。CASS反响池的每个工作周期可分为曝气阶段，沉淀阶段，滗水阶段和闲置阶段。反响池每个工序如下：1曝气阶段：由曝气系统向反响池供养，有机物被微生物氧化分解，同时NH3-N通过硝化菌转化成NO3-N。2沉淀阶段：停止曝气，进展泥水别离，同时微生物利用水中剩余溶解氧进展氧化反响，反响池逐渐有好氧转态变为缺氧状态，开始进展反硝化反响。3滗水阶段：沉淀完毕后进展滗水，排出上清液，池中水位下降，此时反响池逐步进入厌氧状态，继续进展反硝化反响。4闲置阶段：闲置阶段池中水位由最低水位上升到最高水位。 2. 设计参数BOD负荷为0.10.4kgO2/(kgMLSS.d)混合液中挥发性悬浮物固体浓度与总悬浮物固体浓度的比值，一般为0.75。3围。污泥回流比为0.15，选择器的容积取主反响区容积的6%。运行周期 5h (曝气3h，沉淀1h，滞水1h)四接触池接触池的作用是保证消毒剂与水有充分的接触时间，使消毒剂发挥作用，达到预期的杀菌效果。设计合理的接触池应使污水的每个分子都有一样的停留时间，也就是说水流属于100%的推流。采用的消毒方法不同，接触池停留时间、方式也不同。 2设计参数 设一座接触池，如此设计流量为Qmax=596 m3/s 隔板数 n=4 水力停留时间 t=30min本设计采用隔板接触池，同时采用液氯消毒。加药量7mg/L。选3台ZJ-1型转子加氯机2用1备。五计量堰为了提高污水厂的工作效率和运转管理水平，积累技术资料，以总结运转经验，为给处理厂的运行提供可靠的数据，必须设置计量设备。污水厂中常用的计量设备有巴氏计量槽、薄壁堰、电磁流量计、超声波流量计、涡轮流量计算。污水测量装置的选择原如此是精度高，操作简单，水头损失小，不易沉积杂物。各种计量设备的比拟见表1-5。表1-5 常用计量设备比拟名称优点缺点适用围巴氏计量槽水头损失小，不易发生沉淀，操作简单施工技术要求高，不能自动记录数据大、中、小型污水厂薄壁堰稳定可靠，操作简单水头损失较大，堰前易沉淀污泥，不能自动记录数据小型污水厂电磁流量计水头损失小，不易堵塞，精度高，能自动记录数据价格较贵，维修困难大、中型污水厂超声波流量计水头损失小，不易堵塞，精度高，能自动记录数据价格较贵，维修困难大、中型污水厂涡轮流量计精度高，能自动记录数据维修困难中、小型污水厂本设计采用巴氏计量槽，其优点是水头损失小，不易发生沉淀，准确度高达9598。五、消毒剂的选择城市污水经二级处理后，水质已经改善，细菌含量也大幅减少，但细菌的绝对值仍很可观，并存在有病原菌的可能。因此在排放水体前或农田灌溉前，应进展消毒处理。污水消毒应连续运行，特别是在城市水源地的上游，旅游区，夏季或流行病流行季节，应严格连续消毒。污水消毒的主要方法是向污水投加消毒剂。目前用于污水消毒的消毒剂有液氯、臭氧、次氯酸钠、紫外线等。消毒剂的选择见下表1-6：消 毒 剂优 点缺 点适 用 条 件液 氯效果可靠、投配简单、投量准确，价格廉价氯化形成的余氯与某些含氯化合物低浓度时对水生物有毒害，当污水含工业污水比例大时，氯化可能生成致癌化合物 。适用于，中规模的污水处理厂漂 白 粉投加设备简单，价格廉价。同液氯缺点外，沿尚有投量不准确，溶解调制不便，劳动强度大适用于出水水质较好，排入水体卫生条件要求高的污水处理厂臭 氧消毒效率高，并能有效地降解污水中残留的有机物，色，味，等，污水中PH，温度对消毒效果影响小，不产生难处理的或生物积累性剩余物投资大本钱高，设备管理复杂适用于出水水质较好，排入水体卫生条件要求高的污水处理厂次氯酸钠用海水或一定浓度的盐水，由处理厂就地自制电解产生，消毒需要特制氯片与专用的消毒器，消毒水量小适用于医院、生物制品所等小型污水处理站表1-6 常用消毒剂优缺点比拟经过以上的比拟，并根据现在污水处理厂现在常用的消毒方法，决定使用液氯消毒。第三节 污水厂平面与高程布置一、污水处理厂的厂址选择一污水处理厂的厂址选择，应遵循如下各项原如此1应于选定的污水处理工艺相适应，如选稳定塘或土地处理系统为处理工艺时，必须有适当的闲置土地面积。2无论采用什么处理工艺，都应做到少占农田和不占良田。3厂址必须位于集中给水水源下游，并应设在城镇、工厂厂区与生活区的下游和夏季主导风向的下风向。为保证卫生要求，厂址应于城镇、工厂厂区、生活区与农村居民点保持300m以上的距离，但也不易太远，以免增加管道长度，提高造价。4当处理后的污水或污泥用于农业、工业或市政设施时，厂址应考虑与用户靠近，或者便于运输。但处理水排放时，如此应于收纳水体靠近。5厂址不易设在雨季易受水淹的低洼处。靠近水体的处理厂，要考虑不受洪水威胁。厂址尽量设在地质条件较好的地方，以方便施工，降低造价。6要充分利用地形，应选择有适当坡度的地区，以满足污水处理构筑物高程布置的要求，减少土方工程量。假如有可能，宜采用污水不经水泵提升而自流流入构筑物的方案，以节省动力费用，降低处理本钱。7根据城市总体发规划，污水处理厂厂址的选择应考虑远期开展的可能性，有扩建的余地。二、污水处理厂平面布置原如此一贯穿、连接各处理构筑物之间的管、渠便捷、直通，防止迂回曲折。二污水厂的工艺流程、竖向设计宜充分利用地形，符合排水通畅、降低能耗、平衡土方的要求。三在处理构筑物之间，应保持一定的距离，以保证敷设连接收、渠的要求，一般的间距可取值510m，某些有特殊要求的建筑物，如污泥消化池、消化气储罐等，其间距应按有关规定确定。四污水和污泥的处理构筑物宜根据情况尽可能分别集中布置。处理构筑物的间距应紧凑、合理，符合现行的防火规的要求，并应满足各构筑物的施工、设备安装和埋设各种管道以与养护维修管理的要求。五在各处理构筑物之间，设有贯穿、连接的管、渠。此外，还应设有能够使各处理构筑物独立运行的管、渠，当某一处理构筑物停止工作时，使其后续处理构筑物，仍能够保持正常运行。六应设超越全部处理构筑物，直接排放水体的超越管。七污水厂应合理布置处理构筑物的超越管渠。在厂区还应设有：给水管、空气管、消化气管、蒸汽管以与输配电线路。八在污水处理厂区还应设有完善的排雨水管道系统，必要时应考虑设防洪沟渠。九污水厂的绿化面积不宜小于全厂总面积的30%。十污水厂应设置通向各构筑物和附属建筑物的必要通道，通道的设计应符合如下要求：1主要车行道的宽度：单车道为，双车道为，并应有回车道。2车行道的转弯半径宜为。3人行道的宽度为。4通向高架构筑物的扶梯倾角一般宜采用30，不宜大于45。5天桥宽度不宜小于。三、污水处理厂的高程布置污水处理厂污水处理流程高程布置的主要任务是：确定个处理构筑物和泵房的标高，确定处理构筑物之间连接收渠的尺寸与标高，通过计算确定各部位的水面标高，从而能够使污水沿处理流程在处理构筑物之间通畅的流动，保证污水处理厂的正常运行。为了降低运行费用和便于维护管理，污水在处理构筑物之间的流动，以按重力流考虑为宜。为此必须准确的计算污水流动中的水头损失，水头损失包括：一污水流经各处理构筑物的水头损失。二污水流经连接前后两个处理构筑物管渠包括配水设备的水头损失。包括扬程与局部损失。三污水流经量水设备的损失。四、高程计算的根本原如此一选择一条距离最长、水头损失最大的流程进展水利计算。并应适当留有余地，以保证在任何情况下，处理系统都能够运行正常。二计算水头损失时，一般应以近期最大流量或泵的最大出水量作为构筑物和管渠的设计流量；计算设计远期流量的管渠和设备时，应以远期最大流量为设计流量，并酌加扩建时的备用水头。三设置终点泵站的污水处理厂，水力计算常以接纳处理后污水水体的最高水位作为起点，逆污水处理流程向上倒推计算，以使处理后污水在洪水季节也能自流排出，而水泵需要的扬程较小，运行费用也较低。但同时应考虑到构筑物的挖土深度不易过大，以免土建投资过大和增加工程上的难度。还应考虑到应维修等原因需将池水放空而在高程上提出的要求。四在作高程布置时还应注意污水流程与污泥流程的配合，尽量减少抽升的污泥量。在决定污泥干化厂、污泥浓缩池、消化池等构筑物的高程时，应注意他们的污泥水能自动排入污水入流干管或其它构筑物的可能。第四节 公用工程一、场给水排水1.给水工程污水处理厂给水用镀锌钢管与厂区给水干管连接，污水处理厂给水主要用于消防、洗涤、化验、地面冲洗、卫生间、脱水间反冲洗与办公用水。2.排水工程污水处理厂排水主要由生活污水、冲洗水和雨水。排水系统采用合流制。生活污水、冲洗水和雨水都通过管道收集到泵站集水池，集中处理。二、 供电仪表与供热系统设计1. 变配电系统全厂变配电采用10千伏双电源供电，380伏变配电系统；污水泵，回流污泥泵房就地控制；变配电间，低压电瓶设有紧急按钮，污水泵可按水位自动停车；变配电间从邻近接触220伏照明电源。 1污水和污泥两局部分别集中设置显示记录仪，污水局部设置单独的仪表间，污泥记录仪设在污泥泵房； 2根据目前国监测仪表情况，选定物力参量和化学参量均采用DDZ型监测仪表； 3仪表自动控制设计，要掌握适当的设计标准，在工程实效的前提下，考虑技术的先进性。 1污水泵房：集水池液位应集中显示，并设上下限报警； 2沉砂池：水温指示记录，PH值指示记录； 3CASS反响池：水温指示记录，PH，COD监测； 4接触池：水温指示记录，PH指示记录，DO指示记录； 5浓缩池：泥温，泥位指示记录，并设上下限报警，PH指示记录； 6污泥脱水机房：污泥流量指示记录，加药量指示记录。本设计污水厂处于西北地区，冬季应考虑采暖问题，供热围有：综合楼，职工娱乐室，食堂、中控室、加氯间、加药间等供热方式选用暖气，各室装有散热片。三、劳动定员 按劳动定员试行规规定：日处理量510万吨的城市二级污水处理厂职工定员不小于50人，日处理量在5吨以下的职工人数位2030人不包括管理人员和干部占全厂人数的70%；本设计污水厂污水量为36000吨，采用职工人数为25人。管理人员与干部6人站24%，工人17人占68%，其它2人占8%。四、工程概预算与运行管理水量造价： 污水建成初期，每吨水处理平均造价700800元，取800元/立方米如此水量造价为L：总投资=Q800=36000800=2880万元/d(2) 单位水量用地 按平均日水量来计算：L2/ m3(3) m236000=3600元考虑到全厂发生事故时，构筑物检查停用时可将进入污水厂的污水通过超越管排入河流，故在进水闸前，厌氧混合池前和接触池前分别设置超越管，管径1500mm.为了能够随时掌握厂各构筑物的运行情况，设中央控制系统进展全方位监测，并在厂与各高位处设置监视器。定期进展培训考核，提高污水厂操作工人的污水处理根本知识和根本技能；定期对处理系统进展巡视和做好处理构筑物的清洁保养工作；切实做好控制，观察、记录分析试验工作对于检验数据设立技术档案并妥善保管；对污水处理厂的运行采用自动监测，自动记录，自动化设备与人工操作相结合，并设中控室实行集中管理。加强厂区环境保护和绿化工作，确保工作人员有一个良好的工作环境。防止污水处理过程中出现污泥膨胀，污泥腐化等现象，切实做好预防和整理工作，严格控制并且与时排泥；督促环保部门加强对污水排放企业的监视，使其排放水达到污水排放标准，以确保污水厂正常运行。有关部门应加强污水排放费的征收，同时专款专用，确保污水厂的运行管理费用。第二章 设计计算书第一节 污水局部的计算一、流量计算平均时流量Q=36000 m3/d=0.417 m3/s=417 L/s根据室外排水设计规，由差法求得变化系数 Kz=1.43最大时流量Qmax= KzQ =1.4336000=51480 m3/d=L/s=0.5958 m3/s ,取596 L/s。二、泵前中格栅计算格栅由一组平行的金属栅条或筛网制成，安装在污水渠道、泵房集水井的进口处或污水处理厂的端部，用以截留较大的悬浮物或漂浮物，如纤维、碎皮、毛发、木鞋、果皮、蔬菜、塑料制品等，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷，并使之正常运行。（一） 设计参数设计流量：设计两组中格栅，每组流量为298L/s栅前流速：v1=0.77m/s，过栅流速：v2=0.9m/sm格栅倾角：60度；污水栅前超高：h2单位栅渣量：w1=0.07 m3栅渣/103污水（二） 设计计算 计算图见图2-1。图2-1 中格栅计算图1栅条间隙数n：式中格栅安装倾角；=60e栅条间隙，mm；20mmv过栅流速，m/s；Qmax最大流量代入数据得2栅槽宽度B：式中 S栅条宽度，m；10mme栅条间隙，mm；20mm代入数据得3进水渠道渐宽局部长度：式中B1B栅槽宽度，m1渐宽局部展开角。1=20代入数据得4栅槽与出水渠道连接处的渐窄局部长度：5过栅水头损失：式中 k系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增大的倍数，一般k取3，h1计算水头损失，mg重力加速度，9.8m/s，代入数据得6栅后槽总高度H：栅前槽高H1=h+h2=式中 h2栅前渠道超高，0.3m。H=h+h1+h27栅槽总长度L：式中 H1栅前槽高，ml1进水渠道渐宽局部长度，ml2栅槽与出水渠道连接渠的渐缩长度，m格栅安装倾角，60代入数据得L=l1+l2+0.5+1.0+H1/tg=0.58+0.29+0.5+1.0+(0.4+0.3)/tan60=m8每日栅渣量W： 式中W1栅渣量，m/10m污水，取0.1-0.01，粗格栅用小值，细格栅用大值，间格栅用中值，设计W1取0.07。Kz生活污水流量变化系数。代入数据得W =1.26m33/d，采用机械除渣。三除渣机的选择选择FH-900旋转格栅除污机，共2台。其技术参数见表2-1。 表2-1FH-900旋转格栅除污机技术参数型号电机功率/kw设备宽度/mm有效栅宽/mm栅条间隙/mm安装角度FH-9009007402060四螺旋输送机的选择选择LS-260螺旋输送机，共1台。其技术参数见表2-2。表2-2FH-900旋转格栅除污机技术参数型号无轴螺旋槽直径/ mm输送量m3/h推荐传输长度/m安装角度转速/r/minLS-260260103020三、细格栅计算一设计参数设计流量：设计两组细格栅，每组流量为298L/s；栅前流速：v1=0.77m/s，过栅流速：v2=0.9m/s；栅条宽度：s=0.005m，格栅净间距：b=0.006m；m，栅后局部长度：1.0m；格栅倾角：60度；污水栅前超高：h2=0.3m；单位栅渣量：w1=0.1 m3栅渣/103污水。二设计计算计算图见图2-2。图2-2 细格栅计算图1栅条间隙数n：式中格栅安装倾角；=60e栅条间隙，mm；6mmv过栅流速，m/s； Qmax最大流量代入数据得2栅槽宽度B：式中 S栅条宽度，m；5mme栅条间隙，mm；6mm代入数据得3进水渠道渐宽局部长度：式中B1B栅槽宽度，m1渐宽局部展开角。1=20代入数据得4栅槽与出水渠道连接处的渐宽局部长度：5过栅水头损失：式中k系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增大的倍数，一般k取3，h1计算水头损失，m代入数据得6栅后槽总高度H：栅前槽高H=h+h2式中 h2栅前渠道超高，0.3m。H=h+h1+h2=7栅槽总长度L：式中H1栅前槽高，ml1进水渠道渐宽局部长度，ml2栅槽与出水渠道连接渠的渐缩长度，m格栅安装倾角，60代入数据得L=l1+l2+0.5+1.0+H1/tg =+0.88+0.5+1.0+(0.3+0.3)/tan60 =m8每日栅渣量W： 式中W1栅渣量，m/10m污水，取0.1-0.01，粗格栅用小值，细格栅用大值，间格栅用中值，设计W1取0.1。Kz生活污水流量变化系数。代入数据得W =/d，采用机械除渣。三除渣机的选择选择FH-700旋转格栅除污机，共2台。其技术参数见表2-3。表2-3FH-700旋转格栅除污机技术参数型号电机功率/kw设备宽度/mm有效栅宽/mm栅条间隙/mm安装角度FH-700700540660四螺旋输送机的选择选择LS-260螺旋输送机，共1台。其技术参数见表2-4。 表2-4FH-900旋转格栅除污机技术参数型号无轴螺旋槽直径/ mm输送量m3/h推荐传输长度/m安装角度转速/r/minLS-260260103020四、涡流沉砂池计算沉砂池的功能是去除比重较大的无机颗粒，如泥砂、煤渣等。沉砂池一般设于泵站、倒虹管前，以便减轻无机颗粒对管道的磨损，防止管道发生堵塞现象；也可设于出次沉淀池前，以便减轻负荷与改善污泥处理构筑物的处理条件，延长设备使用寿命。常用的沉砂池有平流沉砂池、曝气沉砂池、涡流沉砂池等。本设计采用涡流沉砂池。一设计参数1最大流速为0.1m/s,最小流速为0.02 m/s2最大流量时停留时间不小于20s,一般为3060s3二设计计算设计两组沉砂池，如此每组设计水量为0.298/s，计算图见图2-3。图2-3 涡流沉砂池计算图 1进水管直径：污水在中心管流速，m/s,设计取0.3 m/s2沉砂池直径：池水流上升流速，m/s,设计取0.1 m/s3水流局部高度：h2=tt 最大流速时的流行时间，一般为3060s，设计取40s。h2=0.140=4m4沉砂局部所需容积：X城市污水沉砂量，城市污水每方含砂3T两次去除沉砂间隔的时间，d,设计取2天V=5圆截锥局部实际容积：沉砂池锥底局部高度，m,设计取0.6mR圆截锥锥顶截面圆半径，m,设计取mr圆截锥锥底截面圆半径，m,设计取0.6mm6池总高度：H=h1+h2+h3+h4h1h3中心管至沉砂面的距离，m，一般去0.3 m（三） 砂水别离器设计采用LSF型砂水别离器，该型设备主要用于对污水处理厂沉砂池排出的砂水混合液进展砂水别离，主要由无轴螺旋、U型槽、水箱、附壁效应器与驱动装置等部件组成。设计采用一台LSF-260型砂水别离器，主要技术参数见下表2-5。表2-5 LSF-260型砂水别离器技术参数型号电机功率/kw处理量L/s设备长度/mm机体最大宽度/mm机体最大高度/mmLSF-26012384011702100五、CASS反响池一设计参数混合液中挥发性悬浮物固体浓度与总悬浮物固体浓度的比值，一般为0.75。3围。由污水厂的施行实例得出该污水厂的运行周期为5h。污泥回流比为0.15，选择器的容积取主反响区容积的6%。二设计计算1CASS 池SS 负荷率Ns确实定取f=0.75，K2=0.020，如此：式中：NsBOD-SS 负荷率，kgBOD5/(kgMLSS . d)；K2有机基质降解速率常数，一般为0.01680.0281；Se混合液残存的有机基质BOD浓度，mg/L，在这里为7.73mg/L，有机物去除率，%，这里为0.952；f活性污泥中挥发性有机物的含量，取值150mg/L。2CSS 池容积负荷计算法污水设计日流量Q = 36000m3/d，取X=kg/m3 =3500mg/L，如此CASS 池容积为：式中：Q设计流量，m3/d；So进入CASS 池有机物浓度，mg/L；SeCASS 池排放有机物浓度，mg/L；X3围。3CASS 池各局部容积组成与最高水位设CASS 池个数n1 = 4，池最高水位H=5m，一个运行周期Tc = 5h，如此一日循环周期单池面积：CASS池采用圆柱形，如此圆柱的半径为：如此池最高设计水位至滗水器排放最低水位之间的高度为：查生活污水BOD污泥负荷率与污泥指数SVI值的关系图得知当NS=0.24 kgBOD5/(kgMLSS . d)，SVI=110，如此滗水完毕时泥面高度为：滗水水位和泥面之间的安全距离为：CASS 池总高为：(0.5m 是池超高)变动容积为：；安全容积为：；污泥沉淀浓缩容积：。满足式中：VCASS 总有效容积，m3；V1变动容积，即池最高设计水位至滗水后最低水位之间的容积，m3；V2安全容积，即滗水水位和泥面之间的容积，m3；V3污泥沉淀浓缩容积，即活性污泥最高泥面至池底的容积，m3；H池最高液位，m，一般为3-5m；H0CASS 总高，m；H1池最高设计水位至滗水器排放最低水位之间的高度，m;H2滗水水位和泥面之间的高度，m；H3滗水完毕时泥面高度，m；n1CASS 池子的个数，这里为4 个；n2一日循环周期数，这里为4.8次；Tc一个运行周期，h；A单个CASS 池主反响区的面积，m2；R单个CASS池主反响区的半径，m；SVI污泥指数。4预反响区计算预反响区半径为：5选择器容积计算污泥回流比为0.2，选择器的容积取主反响区容积的6%，如此选择器的半径为：6隔墙底部连通孔口尺寸取孔口数n3=4，孔口流速为u=40m/h，如此隔墙底部连通孔口尺寸为：式中：n3连通孔个数，个；u孔口流速，m/h，一般取值2050m/h。孔口高度取1.5m，如此宽度为2.9m。7曝气时间确定CASS 池运行周期为5h，其中曝气3.0h，沉淀1.0h，滗水1.0h。8需氧量计算取a=0.45，b = 0.15，单位换算：1000kg/m3=1mg/L，如此需氧量为：式中：O2混合液需氧量，kgO2/d；a微生物对有机物氧化分解过程的需氧量，即微生物每代1kgBOD 所需样的氧气，kg，生活污水为0.420.53；b活性污泥微生物自身氧化的需氧量，即每千克活性污泥每天自身氧化的需氧量，kg，生活污水为0.110.188。9标准条件下脱氧清水充氧量计算当地气压为730.2mm 汞柱，即为P=0.9732 105Pa 如此气压修正系数为：微孔曝气头装在距池底0.3m 处，淹没水深H=4.7m，其绝对压力为：微孔曝气头的氧转移效率EA为20%，气泡离开水面时含氧量为：夏季水温为19，清水氧饱和度查表得CS(17) = 9.74mg/L，如此CASS 池时溶解氧饱和度的平均值为：取 = 0.85， = 0.95，混合液溶解氧浓度C=2mg/L，查表得CS(20) = 9.17mg/L，如此标准条件下，转移到曝气池混合液的总氧量为：式中：R0水温20，气压1.013 105 Pa时，转移到曝气池混合液的总氧量，kg/h；R在实际条件下，转移到曝气池混合液的总氧量，kg/h；Cs(20)20时在氧在清水中饱和溶解度，查表得为9.17mg/L；污水中杂质影响修正系数，取 = 0.85；污水含盐量影响修正系数，取 = 0.95；气压修正系数；C混合液溶解氧浓度，取C=2mg/L；T 设计水温，本设计水温T=17；CsbT)设计水温条件下CASS 池曝气时溶解氧饱和度的平均值，mg/L；Cs T 设计水温条件下氧在清水中的饱和溶解度，mg/L；Pb空气扩散装置出口处的决定压力，Pa；H空气扩散装置的安装深度，m；Ot气泡离开水面时的含氧率，%；EA空气扩散装置的氧转移效率，%，可由设备本身查得。10供气量计算：最大气水比=2645 24/36000 = 式中：G供气量，m3/h。11鼓风机与鼓风机室的设置。12曝气器布置曝气器均匀布置在主反响区，布置12个环，每个环219个，如此4 座池子共布置10512 个。每个曝气器的服务面积：2/个13污泥产量计算污泥的产量计算由给排水设计手册第五册得：系统每日产泥量为：去除每千克BOD5的产泥量为：污泥龄为：剩余污泥排放量：14污泥回流量的计算污泥回流比为R=15%，如此污泥回流量为：QR = QR = 36000 15% = 5400m3/d = 225m3/h采用污泥泵使污泥回流到选择器。单座CASS反响池布置如图2-4所示。图2-4 CASS反响池布置图六、接触池污水经二级处理后，水质已经改善，细菌含量也大幅度减少，但细菌的绝对值仍很可观，并存在有病原菌的可能。因此，在排放水体或农田灌溉前，应对污水进展消毒处理。污水消毒方法主要有液氯消毒、二氧化氯消毒、次氯酸钠消毒、臭氧消毒和紫外线消毒等。本设计采用液氯消毒，并采用矩形隔板式接触反响池。 一设计参数 设计流量 Qmax=596 m3/s隔板数 n=4 水力停留时间 t=30min二接触池：设1座接触池，如此设计流量596 m3/s 。接触池计算图见图2-5。 图2-5 接触池计算图1容积：式中t水力停留时间，min。代入数据得2采用矩形隔板式接触池，接触池水深2.0m，单池宽2.0m,如此池长L=182.0=36m，水流长度为L1=722=144m，接触池的分隔数为=144/36=4(格)3复核容积：由以上计算知，接触池宽B=24=8m，长L=36m,水深h=2.0m,所以V=3682.0=576 m3 298m3接触池采用溢流堰出水 4池总高度：取超高0.3m，如此池总高度三加氯间的计算：1储氯量W采用液氯消毒，投氯量按7mg/L计，仓库储量按15天计，如此加氯量为G=0.001736000/24= kg/h储氯量为W=1524G=1524=3780kg2加氯机和氯瓶 选2台REGAL210型转子加氯机1用1备，加氯量0-5kg/h。液氯的储藏选用40kg的氯瓶共4个。 3加氯间和氯库加氯间与氯库合建，加氯间布置2台加氯机与其配套投加设备。氯库4只氯瓶两排布置，设1台称量氯瓶质量的液压磅称，为搬运方便，氯库设WA3型单轨起重设备一个，轨道在氯瓶上方，并通到氯库大门外。4通风设备根据加氯间、氯库工艺设计，加氯间总容积为：加氯间容积： V1=4.56.03.6=97.2 m3氯库容积： V2=4.56.03.6=97.2 m3为保证安全，每小时换气812次,按12次计加氯间每小时换期量：G1=V112=1166.4 m3氯库每小时换气量：G2=V212=1166.4 m3加氯间和氯库各采用两台T35-轴流通风机进展通风换气，具体参数见下表2-6。表2-6T35-轴流通风机技术参数型号直径/mm流量m3/h转速r/min配套电机型号配套电机功率/kwT35-2806131450YSF-5014七、巴氏计量槽本设计设计流量0.596，的。巴氏计量槽计算图如如下图2-6。图2-6