UCT毕业设计--污水处理厂设计.doc

河北工程大学毕业设计目 录第1章 设计概论11.1设计依据和设计任务11.1.1设计题目11.1.2设计任务11.1.3设计（研究）内容和基本要求21.1.4设计原始资料21.2设计水量的计算41.2.1城市平均日生活污水量41.1.2城市平均日公共建筑污水量41.1.3工业废水量41.1.4混合污水量41.3设计水质51.3.1设计生活水质51.3.2工业废水水质61.3.3混合污水水质61.3.4排水水质81.4设计当量人口8第2章 工艺流程的确定102.1污水处理中生物方法的比较102.1.1适用于中小型污水处理处理厂脱氮除磷工艺102.1.2生物处理工艺的选择122.2工艺流程的确定132.3主要构筑物的选择13第3章 一级处理构筑物163.1进水闸井的设计163.1.1进水闸井163.1.2进水闸井工艺设计163.2粗格栅设计173.2.1设计参数173.2.2粗格栅设计计算183.2.3格栅除污机的选择203.3污水泵房的设计203.3.1泵房的布置形式及布置原则203.2.2污水提升泵房的设计213.3.3水泵的布置253.4细格栅253.4.1细格栅设计参数253.4.2细格栅的设计计算263.4.3格栅除污机的选择283.5曝气沉砂池283.5.1曝气沉砂池的设计要求及设计参数283.5.2曝气沉砂池的设计计算293.6初沉池集配水井计算313.6.1设计要求及设计参数313.6.2设计计算323.7初沉池的计算333.7.1设计数据333.7.2沉淀池沉淀部分计算333.7.3沉淀池进水管路部分设计计算363.7.4沉淀池出水堰的计算383.7.5拦浮渣设施的选择383.7.6刮泥设备的选择：39第4章 二级处理构筑物404.1 UCT生物池设计计算404.1.1设计参数404.1.2设计条件404.1.3设计计算414.2二沉池集配水井计算524.2.1设计要求524.2.2设计计算524.3二沉池的计算544.3.1设计数据544.3.2沉淀池沉淀部分计算544.3.3沉淀池进水管路部分设计计算574.3.4沉淀池出水堰的计算594.3.5拦浮渣设施的选择594.3.6刮泥设备的选择59第5章 深度处理615.1深度处理工艺流程615.2深度处理泵站615.2.1设计依据615.2.2.泵站的设计计算615.3溶液池和溶解池的设计计算625.3.1混凝剂的选择及投加量计算625.3.2溶液池体积635.3.3溶解池容积635.3.4溶解池搅拌设备635.3.5药剂的投加方式645.3.6计量设备645.3.7加药间645.3.8药库645.4混合设备的计算655.4.1基本要求655.4.2设计计算655.5机械絮凝池的设计计算665.5.1设计依据665.5.2设计参数665.5.3絮凝池平面尺寸计算665.5.4絮凝池搅拌设备计算675.6斜管沉淀池的设计计算695.6.1设计参数695.6.2平面尺寸计算695.6.3沉淀池进水设计计算705.6.4沉淀池集水系统设计计算715.6.5沉淀池排泥系统设计计算715.6.6沉淀池校核725.7 V型滤池725.7.1V型滤池的设计依据725.7.2设计参数735.7.3池体尺寸设计计算745.7.4 进水系统755.7.5反冲洗系统775.7.6过滤效果795.7.7排水系统795.7.8滤池高度的确定795.8消毒设施计算805.8.1消毒剂选择805.8.2消毒剂的投加805.8.3平流式接触消毒池815.9计量设备825.10出水管85第6章 污泥处理系统866.1污泥处理工艺流程866.2浓缩池866.2.1设计参数866.2.2设计计算866.3污泥脱水906.3.1脱水后污泥量906.3.2带式压滤机的选择906.3.3附属设备91第7章 污水厂总体布置937.1 平面布置937.1.1 平面布置的一般原则937.1.2 厂区平面布置形式937.1.3 污水厂平面布置的具体内容937.2 污水厂的高程布置947.2.1 污水厂高程布置注意事项：947.2.2 污水厂的高程布置947.2.3高程计算94第 8 章 供电仪表与供热系统设计988.1 变配电系统988.2 监测仪表的设计988.2.1 设计原则988.2.2 检测内容988.3 供热系统的设计98第 9 章 劳动定员999.1 定员原则999.2 污水厂定员99第 10 章 工程概算及其运行管理10010.1 工程概算10010.2 安全措施10110.3 污水厂运行管理10110.4 污水厂运行中注意事项101谢辞102参考资料103河北工程大学毕业设计第1章 设计概论1.1设计依据和设计任务1.1.1设计题目南阳市污水处理厂设计1.1.2设计任务根据南阳市城市总体规划和所给的设计资料进行城市污水处理厂设计。设计内容如下：1.工艺方案选择及处理构筑物的选型根据处理水的出路和原水水质以及当地的具体条件、气候与地形条件等，计算污水处理程度与确定污水处理工艺流程，并在此基础上选择适宜的各处理单体构筑物的类型。2.污水处理构筑物设计计算进行单体处理构筑物的设计计算，包括确定各有关设计参数、构筑物的尺寸及所需的材料、规格等。对需要绘制工艺施工图的构筑物还要进行详细的施工图所必需的设计计算，包括各部位构件的形式、构成与具体尺寸等。3.污泥处理构筑物设计计算根据原始资料、当地具体情况以及污水性质与成分，选择合适的污泥处理工艺流程，进行污泥处理单体构筑物的设计计算。4.污水回用工程设计计算根据污水处理厂出水水质和回用水水质标准，确定污水回用工艺流程，并进行处理构筑物的设计计算。5.平面布置及高程计算按照污水、污泥处理流程的要求，根据各处理构筑物的功能和性质，结合厂区地形、地质和气候等因素，合理确定生产性构筑物、各种管线和附属建筑物的平面位置，进行平面布置，在此基础上，进行水力计算与高程计算。6.污水泵站设计计算对污水处理工程的污水泵站进行工艺设计。计算水泵流量和扬程，确定水泵的类型、数量及型号，计算水泵管道系统和集水井容积，确定泵站的平面尺寸及高程布置，确定附属构筑物的尺寸。7.运行成本分析根据污水处理厂技术经济指标计算单位污水处理的运行成本。8.专题设计有条件的学生可以在教师的指导下选择一个专题进行深入研究或深入设计，培养学生的自学能力。1.1.3设计（研究）内容和基本要求1.通过阅读中外文文献，调查研究与收集有关的设计资料，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力计算，经过技术与经济分析，选择合理的设计方案。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，（包括设计流量计算、污水管道计算、参数选择、计算过程等，并配相应的单线计算草图）；设计方案对比论证；厂区总平面布置说明；污水厂环境保护方案；污水处理运行成本分析等。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10张以上（按一号图纸计），手工绘制23张图纸。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布置图1张，包括处理构筑物、附属构筑物、配水、集水构筑物、污水污泥管渠、回流管渠、放空管、超越管渠、空气管路、厂内给水、污水管线、中水管线、道路、绿化、图例、构筑物一览表、说明等。（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、地面标高、构筑物名称等。（3）污水总泵站或中途泵站工艺施工图l张。（4）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及部分大样图56张。（5）污水回用工程中主要单体构筑物工艺施工图23张。4.设计中建议对有能力的学生进行某一专题或某一部分进行深入的设计，培养学生的独立工作、善于思考的能力。5.完成相关的外文文献翻译1篇（不少于5000汉字）。外文资料的选择在教师指导下进行，严禁抄袭有中文译本的外文资料。6.按照学校要求完成毕业设计文件。1.1.4设计原始资料(一)排水体制：完全分流制(二)污水量1. 城市设计人口 35万 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20%计。3. 工业污水量为 1.3104 m3/d，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 1.1 ，总变化系数KZ 1.4 。(三)设计原水水质1. 当地环保局监测工业废水的水质BOD5 250 mg/L； COD 450 mg/L； SS 300 mg/LTN 35 mg/L； NH3-N= 25 mg/L； TP 4 mg/LpH782. 城市生活污水水质COD 400 mg/L； NH3-N= 30 mg/L； TN 45 mg/L；TP 3.4 mg/L3. 混合污水（1）重金属及有毒物质：微量，对生化处理无不良影响；（2）大肠杆菌数：超标；（3）冬季污水平均温度15，夏季污水平均温度25。(四)处理厂处理程度及污水回用要求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A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：CODCr50mg/L SS10mg/L BOD510mg/LTN15 mg/L NH3-N=5(8)mg/L TP0.5mg/L城市污水经处理后，就近排入水体汉江，其出水也可作为杂用回用水。(五)气象资料南阳地处河南省西南部，属北亚热带季风型大陆性气候，季风的进退与四季的替换较为明显，四季特点为：冬干冷，雨雪少；夏炎热，雨量充沛；春回暖快，降雨逐渐增多；秋季凉爽，降雨逐渐减少。常年气象参数统计如下：1. 气温：年平均气温14.4-15.7，夏季平均气温28，冬季平均气温-3。2. 风向风速：南阳市主导风向夏季为南风，冬季为北风，最大风速15m/s。3. 降水量：年降雨量703.6-1173.4mm，全年雨量集中在7、8两个月，占全年总降雨的59%。4. 冰冻深度53cm，无霜期218-242d。(六)水体、水文地质资料l、水体资料污水厂处理出水排入汉江，汉江南阳段水流量按90%保证率，月均流量为308.0m3/s，枯水期流量为125.4m3/s，流速为2.8m/s。河水平均水位高程是263.70m，河底标高为261.500m。2、区域地下水为潜水，地下水位在48m，随季节变化。水质对混凝土无侵蚀性。(七)工程地质资料1、地基状况良好，地基承载力特征值 130 KPa。2、设计地震烈度8度。(八)处理厂地形图该污水处理厂位于南阳市，地势平坦。厂区设计地面标高为270.30m，污水处理厂地形图见附图。(九)污水处理厂进水干管数据污水管进厂管内底标高265.80m，管径及充满度自查。(十)编制概算资料，并进行经济分析和工程效益分析。(十一)其它1.2设计水量的计算1.2.1城市平均日生活污水量南阳市位于河南省，属于第二区中、小城市，城市设计服务人口35万人，查室外给水设计规范GB 500132006，平均日居民生活用水定额为70120L/（人d），本次设计取120L/（人d）。城市平均日生活用水定额由下式计算：Q1=Nq (1-1)式中：Q1平均日居民生活污水设计流量(L/S) ；N 设计人口数（人）；q平均日居民生活用水定额（L/人d）；排放系数，一般为0.8-0.9。本设计取0.9。Q1 =0.9351041201000 =37800m3/d1.1.2城市平均日公共建筑污水量Q2 =20% Q1 =20%37800=7560 m3/d1.1.3工业废水量Q3=13000 m3/d1.1.4混合污水量1.平均日混合物水量Qz1Qz1=Q1+Q2+Q3=37800+7560+13000=58360m3/d2.最高日混合物水量Qz2Qz2=K日 Qz1 (1-2)式中：Qz2最高日混合物水量，m3/d； K日日变化系数； Qz1平均日混合物水量，m3/d。Qz2=1.158360=64196 m3/d3.最高时混合污水量Qz3Qz=Kz Qz1 (1-3)式中: Qz3最高时混合物水量，m3/d； KZ总变化系数； Qz1平均日混合物水量，m3/d。 Qz3=1.458360=81704m3/d4.设计水量表如下表1-1 设计水量表项目设计水量m/dm/hL/s平均日流量583602431.67675.46最大日流量641962674.83743.01最大时流量817043404.33945.651.3设计水质1.3.1设计生活水质查室外给水设计规范GB 500132006，居民综合用水定额为110-180L/（人d），本次设计取150L/（人d）。查室外给水排水设计规范（GB50014-2006）知，每人每天排放的SS的量as =40-65g/（人d），本次设计取50g/（人d）；每人每天排放的BOD5的量as=25-50g/（人d），本次设计取35g/（人d）。按SS计：C1 = (1-4)式中：C1生活污水悬浮物浓度（mg/L）；as每人每日所排悬浮物的克数g/(人d)，取50g/(人d)；qs居民综合用水定额（L/人d）;排放系数，取0.9。C1 = 370.37mg/L按BOD5计：C2= (1-5)式中：C2生活污水BOD5浓度（mg/L）；as每人每日所排BOD5的克数g/(人d),取35g/(人d)；qs居民综合用水定额（L/人d）;排放系数，取0.9。C2= =259.26mg/L1.3.2工业废水水质BOD5250 mg/L COD450 mg/L SS300 mg/L TN35 mg/L NH3-N=25 mg/L TP4 mg/L PH781.3.3混合污水水质SS： (1-6)式中：C混合物水中SS的浓度（mg/L）；Q4居民综合污水量（m3/d）；Q3工业废水量（m3/d）；C1生活污水SS浓度（mg/L）；C1工业废水SS浓度（mg/L）；设计中Q4=Q1+Q2=45360m3/d，Q3=13000 m3/d，C1 = 416.67 mg/L ，C1= 300mg/L，故C=错误！未找到引用源。 =354.69mg/LBOD5： (1-7)式中：C混合物水中BOD5的浓度（mg/L）；Q4居民综合污水量（m3/d）；Q3工业废水量（m3/d）；C2生活污水BOD5浓度（mg/L）；C2工业废水BOD5浓度（mg/L）；设计中Q4=45360m3/d，Q3=13000 m3/d，C2 =291.67 mg/L ，C2=250mg/L，故C=257.20mg/LCOD： (1-8)式中：C混合物水中COD的浓度（mg/L）；Q4居民综合污水量（m3/d）；Q3工业废水量（m3/d）；C3生活污水COD浓度（mg/L）；C3工业废水COD浓度（mg/L）；设计中Q4=45360 m3/d，Q3=13000 m3/d，C3 =400 mg/L ，C2=450mg/L，故=411.14mg/LNH3-N： (1-9)式中：C混合物水中NH3-N的浓度（mg/L）；Q4居民综合污水量（m3/d）；Q3工业废水量（m3/d）；C4生活污水NH3-N浓度（mg/L）；C4工业废水NH3-N浓度（mg/L）；设计中Q4=45360 m3/d，Q3=13000 m3/d，C4 =30 mg/L ，C2= 25mg/L，故C=28.89mg/LTN： (1-10)式中：C混合物水中TN的浓度（mg/L）；Q4居民综合污水量（m3/d）；Q3工业废水量（m3/d）；C5生活污水TN浓度（mg/L）；C5工业废水TN浓度（mg/L）；设计中Q4=45360 m3/d，Q3=13000 m3/d，C5 =45 mg/L ，C5= 35mg/L，故C=42.77 mg/LTP： (1-11)式中：C混合物水中TP的浓度（mg/L）；Q4居民综合污水量（m3/d）；Q3工业废水量（m3/d）；C6生活污水TP浓度（mg/L）；C6工业废水TP浓度（mg/L）；设计中Q4=45360 m3/d，Q3=13000 m3/d，C6 =3.4 mg/L ，C2= 4.0mg/L，故C=3.53mg/L校核BOD5/ COD=257.20/411.14=0.630.3,可生化性好。1.3.4排水水质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（GB189182002）中一级A标准，其出水水质控制为：CODcr50mg/L， SS10mg/L， BOD510mg/LTN=15mg/L， NH3-N=5（8）mg/L， TP0.5mg/L根据排水要求和排水水质，计算去除率如表1-2所示。表1-2 去除率序号基本控制项目进水水质（mg/L）一级A出水水质（mg/L）去除率（%）1BOD5257.201096.112COD411.145087.843SS354.691097.184TN42.771564.935NH3-N28.895（8）82.69(72.31)6TP3.530.585.841.4设计当量人口N=N1+ N2 (1-12)式中：N设计当量人口数（人）；N1居住区人口数（人）；N2工业废水折合成人口当量数（人）。N2= (1-13)式中：ci工业废水中SS或BOD5的浓度（mg/L）；Qi工业废水平均日的流量(m3/d)；as每人每日所排SS或BOD5的克数。按SS计按BOD5计设计人口当量：SS： N=N1+ N2=35+7.8=42.8万人BOD5： N=N1+ N2=35+9.3=44.3万人第2章 工艺流程的确定2.1污水处理中生物方法的比较2.1.1适用于中小型污水处理处理厂脱氮除磷工艺在确定用生化法对污水进行处理后，通过比较，我们选择出几个适用于中小型污水处理厂的脱氮除磷工艺：SBR工艺、氧化沟、A2/O和UCT工艺。1.SBR工艺（1）工艺流程SBR工艺流程图如图所示：图2-1 SBR工艺流程图分为五个工序：进水、反应（曝气）、沉淀、排放和闲置，从某个进水期开始到下一个进水期开始之前的一段时间成为一个工作周期。通过工作周期周而复始地反复进行来处理污水。（2）工艺特点1）工艺里程简单，造价低，布置紧凑，节省土地；2）反应效率高，处理效果好；3）生物环境多样，脱氮除磷效果较好；4）沉淀效果好，污泥沉降性能好；5）对出水水质、水量波动适应性好。6）SBR工艺对自控系统要求高，工序复杂，对操作人员要求高；7）SBR工艺是间歇性进水，对单池系统，在非进水工序无法处置连续来水。若采用多池系统，进水得在各个池子之间循环切换，更增加了SBR工艺操作的复杂性，在工程应用上有一定的局限性；2.氧化沟(1)工艺流程氧化沟工艺流程图如图所示：图2-2 氧化沟工艺流程图随着离曝气器距离的增加，溶解氧浓度降低，故整个氧化沟出现好氧区缺氧区好氧区缺氧区的交替变化，以此来降解污染物和达到脱氮的目的。(2)工艺特点1）处理流程比较简单，操作管理方面，对操作人员要求不高；2）构造形式多样，运行较为灵活；3）出水水质良好，可以实现脱氮；4）对于小型污水处理厂，基建投资和运行费用低。5）无法实现除磷的目的；6）对于中、大型污水厂，基建费用和运行费用较高；7）氧化沟占地面积大。3. A2/O(1)工艺流程A2/O工艺流程图如图所示：图2-3 A2/O工艺流程图污水在厌氧池内，可以将大分子有机物转化成挥发性脂肪酸等低分子物质，且聚磷菌释放磷；在缺氧区，反硝化细菌利用经硝化液回流而带来的硝态氮作底物，同时利用污水中的有机碳源进行反硝化，达到同时降低有机物和脱氮的目的；在好氧区，将有机氮和氨氮硝化为硝态氮，聚磷菌不仅吸收之前释放的磷，还吸收污水中的磷，转化成高磷污泥，以此达到除磷的目的，有机物的降解主要在此进行。(2)工艺特点1）厌氧、缺氧 、好氧交替运行，具有同步脱氮除磷的功能；2）在A2/O工艺中，丝状菌不宜生长繁殖，基本不存在污泥膨胀的问题；3）流程简单，总水力停留时间少于其他同类工艺；4）不需要外加碳源，且厌氧段和缺氧段只进行缓速搅拌，运行费用低。5）因受到污泥龄的影响，回流污泥中携带的溶解氧和硝态氮的限制，除磷效果不可能十分理想。6）由于脱氮效果取决于硝化液的回流比，而A2/O工艺的硝化液回流比不宜太高（200%），所以脱氮效果不能满足较高要求。4.UCT工艺(1)工艺流程UCT工艺流程图如图所示：图2-4 UCT工艺流程图UCT 工艺与A2/ O 工艺类似,不同之处在于沉淀池污泥是回流到缺氧池而不是回流到厌氧池,增加了从缺氧池到厌氧池的缺氧池混合液回流,由缺氧池向厌氧池回流的混合液中含有较多的溶解性BOD ,而硝酸盐很少,为厌氧段内所进行的发酵等提供了最优的条件。(2)工艺特点1）UCT工艺和A2/O工艺的不同之处在于沉淀池污泥回流至缺氧池前边。2）增加了从缺氧池到厌氧池的混合液回流。3）在实际运行中，当进水中的总凯氏氮与COD的比值较高时，需要降低混合液回流比，以防止NOX-进入厌氧池，但回流比不能太小，会增加缺氧池的实际停留时间，根据实际观测如果缺氧池停留时间超过一小时，某些单元污泥会恶化。2.1.2生物处理工艺的选择SBR工艺更适合小水量的污水处理厂，而UCT工艺在水量上没有过多的限制。本次设计需要一个中型水厂，故SBR工艺不合适。氧化沟工艺的除磷效果不好，但UCT工艺具有良好的脱氮除磷效果。本次设计中除磷率要达到85.92%，故氧化沟工艺不合适。UCT工艺将二沉池的污泥回流到缺氧池，而不是像A2/O工艺一样回流到厌氧池，因为这样可以保持厌氧池完全厌氧的环境。由此可知，UCT工艺更适合于本次设计，故本次设计采用UCT工艺。2.2工艺流程的确定污水处理厂工艺流程图如下所示：图2-5 工艺流程图2.3主要构筑物的选择1.格栅的选择格栅栅条的断面形状有圆形，正方形，矩形，半圆形等，圆形断面水利条件好，但刚性较差，矩形断面刚性好，但水利条件不好，圆形和半圆形断面水利条件和刚性都较好，但形状相对复杂。因此，在本设计中选用矩形断面。格栅可按形状不同分为平面格栅和曲面格栅，而平面格栅在实际工程中应用较多，在本设计中选用平面格栅。为改善劳动条件和提高自动化水平，我们在此设计中选择机械清渣。格栅除污机的传动系统有电力传动，液压传动和液压传动三种，在工程应用上，电力传动格栅最为普遍，在本设计中选用电力传动。2.泵房的选择由于污水泵站一般为常年运转，大型泵房多为连续开泵，小型泵站除连续开泵运转外，亦有定期开泵间断性运转，故选用自灌式泵房较方便。本设计采用潜水泵，将潜水泵放进集水池中。进水泵房设有顶棚，以便管理方便。综合以上：本设计选用自灌式潜水泵房。3.沉砂池的选择本设计采用曝气沉砂池，曝气沉砂池的作用是去除污水中的无机颗粒，通过水的旋流流动，增加了无机颗粒之间的相互碰撞与摩擦的机会，使黏附在砂粒上的有机污染物得以去除，沉砂中的有机物含量低于10%，克服了普通平流沉砂池的缺点（沉砂中含有15%的有机物，使沉砂的后续处理难度增加）。通过调节曝气量，可以控制污水的旋流速度，使除砂效率较稳定，同时曝气沉砂池还具有预曝气，脱臭，消泡，防止污水厌氧分解等作用。这些作用为沉淀池，曝气池，消化池等构筑物的正常运行和沉砂的干燥脱水提供了有利条件。另外，在安装曝气管的对侧设置穿孔隔墙，还可起到除浮渣和油脂的作用。 4.沉淀池的选择本设计初沉池，二沉池均采用辐流式沉淀池。优点：1）用于大型污水处理厂，沉淀池个数较少，比较经济，便于管理；2）机械排泥设备已定型，排泥较方便。缺点：1）池内水流不稳定，沉淀效果相对较差；2）设备较复杂，对运行管理要求较高；3）池体较大，对施工质量要求较高。适用条件：1）适用于地下水位较高的地区；2）适用于大中型污水处理厂。5.生物池的选择详见之前的2.2污水处理中生物池的比较。6.消毒本设计选用氯消毒进行消毒。优点：1）对细菌有很强的灭活能力；2）在水中能长时间的保持一定数量的余氯，具有持续的消毒能力；3）使用方便，宜储存，运输。 缺点：1）产生有害消毒副产物；2）对病毒灭活能力差一些；3）氯气易泄漏。适用条件：应用广泛。7.污泥处置（1）污泥处理要求：污泥需要及时处理与处置：1）使污水处理厂能够正常运行，确保污水处理效果；2）使有害有毒物质得到妥善处理或利用；3）使容易腐化或发臭的有机物得到稳定处理；4）使有用物质能够得到综合利用，变害为利。总之，污泥处理的要求是达到使污泥减量，稳定，无害化及综合利用。（2）选择的构筑物1）污泥浓缩池污泥浓缩池主要是降低污泥中的孔隙水，来达到使污泥减容的目的。浓缩池可分为重力浓缩池和气浮浓缩池。重力浓缩池按运行方式可分为间歇式和连续式。气浮浓缩池：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。重力浓缩池：用于浓缩初沉池和和二沉池的剩余污泥，只用于活性污泥的情况不多，运行费用低，动力消耗小。综上所述，本次设计采用重力浓缩池。3）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，选用离心脱水机。第3章 一级处理构筑物3.1进水闸井的设计3.1.1进水闸井污水处理厂进水要求：1.进水流速在0.8-1.1m/s（如明渠，v=0.6-0.8m/s）；2.管材为钢筋混凝土管；3.非满流设计，n=0.014，由前面计算和Qmax=945.65L/s，查设计手册第1册得：D=1400mm h/D=0.62 1000i=0.6 管内v=0.94m3/d所以，管内水面标高为265.80+0.621.4=266.668m。3.1.2进水闸井工艺设计进水闸井的作用是汇集各种雨水以改变进水方向，保证进水稳定性。由于进水管内底标高为265.80m263.70m（河流平均水位），考虑埋深太深，所以在提升泵站后设置跨越管。跨越管的作用是污水厂产生故障或维修时，可以使污水直接进入水体，跨越管的管径比进水管大，取1600mm。考虑施工方便以及水力条件，进水闸井采用与格栅间同值等边长的正方形截面，污水来水管标高为265.80m，闸井井底标高为265.90m。进水闸井采用正方形构造，面积为6000mm6000mm。采用QYZh94w-0.5轻型电动圆阀门，D=1400mm，重量=2043kg。表3-1 QYZh94W-0.5轻型电动圆闸门外形尺寸公称直径(mm)外形尺寸（mm）LL1L2L3L4L5L6bb114001580140020517015521703053035外形尺寸（mm）重量（kg）D1D2h1h2D3D4n1-d1n2-d2D515201575800220020032036-304-304002065图3-1 QYZh94W轻型电动圆闸门外形尺寸1-闸框 2-闸板 3-导轨 4-螺纹销 5-闸杆 6-启闭机3.2粗格栅设计格栅是由一组平行金属栅条制成，斜置在污水流经的渠道上或水泵前集水井处，用以截留污水中的大块悬浮杂质，以免后续处理单元的水泵或构筑物造成损害。3.2.1设计参数1.粗格栅采用机械淸渣时，间隙宜为16-25mm，人工清除时宜为25-40mm，特殊情况下，最大间隙可达100mm；2.格栅不宜少两台，如为一台时，应设人工清除格栅备用；3.过栅流速一般采用0.6-1.0m/s；4.格栅前渠道内水流速度一般采用0.4-0.9m/s；5.除转鼓式除污机外，机械清除格栅的安装角度宜为60-90，人工清除格栅的安装角度宜为30-60；6.格栅间必须设工作台，工作台面应高出栅前最高设计水位0.5m，工作台设有安全和冲洗设施；7.格栅间工作台两侧过道宽度宜采用0.7m-1.0m。工作台正面过道宽度，人工清除，不小于1.2m；机械清渣，不小于1.5m；8.机械格栅的动力装置一般宜设在室内，或采取其他保护措施；9.设计格栅装置的构筑物，必须考虑设有良好的通风措施；10.格栅间内应安设吊运设备，已进行格栅及其他设备的检修、栅渣的日常清除；11格栅处无机、输送机和压榨脱水机的进出料口宜采用密封形式，根据周围的环境情况，可设置除臭处理装置； 12.格栅间应设置通风设施和有毒有害气体的检测与报警装置。3.2.2粗格栅设计计算格栅计算草图见图3-2：图3-2 粗格栅计算草图设计流量Q=0.47m3/s设过栅流速v=0.70m/s，栅条间隙e=20mm，格栅安装角度=70 ，栅前水深h=1.40.62+0.2=1.07m，设计渠道内流速v=0.6m/s（0.4-0.9m/s）。进水渠道宽度：B1=1.栅条间隙数nn= (3-1)B=s(n-1)+en (3-2)式中：B栅槽宽度，m；S栅条宽度，m，取S=0.01e栅条间隙，mm，取20mm；n栅间隙数；Q设计流量，m3/s；倾角，70；h栅前水深，m；v过栅流速，m/s，取0.7m/s；n=每台格栅的间隙数 n=31个，则：B=s（n-1）+en=0.01（31-1）+0.0231=0.92m 取1.0m2.进水渠渐宽部分的长度L1 (3-3)式中：L1进水渠道渐宽部分的长度，m；B1进水渠道宽度；渐宽部分展开角度，取20。则 3.栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度L2 (3-4)式中：L2栅槽与出水渠道连接处的渐缩部分长度，m；4.通过格栅的水头损失h1 h1=kh0 (3-5) (3-6)式中： h1过栅水头损失，m；h0计算水头损失，m；g重力加速度，9.81；k系数，一般取3；阻力系数，与栅条断面形状有关，=（s/e）4/3,当为矩形断面时，=2.42；为避免造成栅前涌水，故将栅后槽底下降h作为补偿。 取h1=0.11m5.栅前槽总高度H1取栅前渠道超高 h2=270.3-(265.80+1.40.62+0.2)=3.43mH1=h+h2=1.07+3.43=4.5m6.栅后槽总高度H2H2=H1+h1=4.5+0.11=4.61m7.栅槽总长度LL = L1+L2+0.5+1.0+H1/tan=0.4+0.2+0.5+1.0+4.5/tan70=3.74m8.每日栅渣量W (3-7)式中：W每日栅渣量，m3；W1栅渣量（m3/103 m3污水），取0.1-0.001，粗格栅取用小值，细格栅取用大值，中格栅取用中值。当16-25mm时，W1=0.05-0.1,本设计取0.07。K生活污水流量总变化系数。 m3/d0.2 m3/d宜采用机械清渣。3.2.3格栅除污机的选择本设计采用2台粗格栅，根据给水排水设计手册第9册，选择GH800型链条回转式多耙平面格栅除污机3台，两用一备，格栅上部设工作台。GH800型链条回转式多耙平面格栅除污机性能参数见下表3-2。表3-2 GH800型链条回转式多耙平面格栅除污机性能参数型号规格格栅宽度（mm）安装倾角（）格栅间距（mm）电动机功率（kW）过栅流速（m/s）GH-80080060-8016、20、25、40、800.7513.3污水泵房的设计3.3.1泵房的布置形式及布置原则1.污水泵房的特点及形式(1）合建式矩形泵房合建式矩形泵房使得布置更加紧凑，具有占地少，水头损失小，管理方便的特点，而且具有良好的水利条件。(2）合建式圆形泵房除具有上述矩形泵房的特点外，还具有便于施工的特点，但是水泵个数一般不宜超过5台2.泵站的布置原则(1）应根据近远期污水量，确定泵站的规模，泵站设计流量一般与进水管的设计流量相同；(2）应明确泵站是一次建成还是分期建设，是永久性还是非永久性，以决定其标准和设施；(3）污水泵站的集水池与机器间在同一构筑物内时，集水池和机器间须有隔水墙隔开，不允许渗漏，做法按结构设计规范要求；(4）泵站构筑物不允许地下水渗入，应设有高出地下水位0.5米的防水措施。3.3.2污水提升泵房的设计1.设计依据(1）泵房的总提升能力，应按进水管的最大时流量设计，并满足最大充满度时流量要求；(2）尽量选择相同类型和口径的水泵，以便维修，但还需满足低流量时的要求；(3）由于生活污水对水泵有腐蚀作用，故污水泵站应尽量采用污水泵。2.泵站的设计及计算(1）流量Q的确定设计流量按高日高时流量确定，所以Qmax=3404.33m3/h(2）选泵拟选用4 台水泵，三用一备，则每台泵的设计流量Q=Qmax/3=3404.33/3= 1134.78m3/h 取1200m3/h选择350QW1200-18-90型潜污泵4台，3用1备，其扬程为H=15m。350QW1200-18-90型潜水排污泵，其各项性能参数如下表3-3所示表3-3 350QW1200-18-90型潜水排污泵性能参数型号流量m3/h扬程m转速r/min轴功率kW效率%出口直径mm重量生产厂350QW-1200-18-9012001899019082.53502000亚太泵业集团公司（3）集水池容积V计算1）泵站集水池容积按最大一台泵5-6min的流量计算，本次设计按6min设计，则V=1200660=120m32）有效水深h为2米，则水池面积为F=Vh=1202=60m23）集水井的尺寸为（4）扬程H的校核各构筑物之间的水头损失二沉池出水设计水位269.50m细格栅水头损失取0.25m沉砂池水头损失取0.4m初沉池集配水井水头损失取0.2m辐流式初次沉淀池水头损失0.60mUCT反应池水头损失0.8m二沉池集配水井水头损失取0.2m辐流式二沉池水头损失0.60m则构筑物总水头损失为h=0.25+0.4+0.2+0.6+0.8+0.2+0.6=3.05m各构筑物之间的水头损失估算为H=4m则泵站出水井最高水位为H2=269.50+3.05+4=276.55m污水管进厂管内底标高265.80m,管径1400mm,充满度0.62，集水井的最高水位和最低水位之差取2.0m，粗格栅的水头损失取0.11m。最低水位H1H1=设计管内底标高+h-集水井最高水位和最低水位之差-过栅水头损失=265.80+1.40.62-2.0-0.11=264.558m则静扬程估算为Hst=276.55-264.558=11.992m则泵站的扬程H为H=Hst+2.0+1.0 (3-8)式中：2.0水泵吸水喇叭口至细格栅的水头损失，m； 1.0自由水头，m； Hst水泵集水池的最低水位H1与水泵出水管提升后的水位H2之差则水泵扬程：H=Hst+2.0+1.0=11.992+2.0+1.0=14.992m18m故水泵选择合适。4.水泵机组基础的确定和污水泵站的布置由于选用QW型潜水排污泵，其安装分为移动式或固定式安装，本设计采用固定式安装，安装如图3-3所示图3-3 QW型潜水排污泵的外形和固定式自动安装尺寸安装尺寸如表3-4所示表3-4 350QW1200-18-90型潜水排污泵安装尺寸泵型号DNBCefgH1hh1h2n1-d1LM350QW1200-18-9035044549077087078071588045304-40888880mnPKHlT1T2F2HminH2JEn2-d21509027179722713835083864565005936331450120012-225.泵房高度的确定（1）起吊设备最大起升重量为2000kg，即2t。选择CD12-18D型电动葫芦，其规格如下表3-5所示。（2）高度的确定H1）.地下部分集水池最高水位为H1=266.558m，集水池最低水位为H2=264.558m，设水泵吸水管中心标高在最低水位以下0.3m,则吸水管中心线标高为：（264.588-0.3）m=264.288m。集水池的有效水深为2m，则集水池底标高为262.288m，泵房与集水池底在同一平面上,则泵房地下部分高度为：H1=270.30-262.288=7.712m机组基础部分埋于地下，露出地面0.15m,则基础顶标高为262.588+0.15=262.738m。表3-5 CD12-18D型电动葫芦规