水污染控制工程课程设计.doc

1.工程概述1.1项目基本情况1.2编制依据，主要设计规范及标准1.4编制原则1.5服务范围及建设规模2.污水处理厂工艺方案论证2.1污水处理厂工艺选择原则2.2污水水质特点及对策2.2.1污水水质特点2.2.2处理措施2.3污水处理工艺技术 比选2.3.1一级处理工艺技术简介与选择(生活污水)2.3.2二级处理工艺技术简介与选择(生活污水)2.3.3三级处理工艺技术简介与选择(生活污水)2.4污泥处理工艺技术简介与选择2.5恶臭气体处理工艺技术简介与选择3污水处理厂工艺设计3.1工程设计基础数据3.2厂区总平面图设计及公用工程3.2.1厂址概述3.2.2厂区布置原则3.2.3厂区总平面图设计3.3厂区高程设计3.4工艺流程3.5单体工艺设计3.5.1污水处理系统3.5.2污泥处理系统3.5.3恶臭处理系统3.5.4附属设施4附表和附图附表1:构(建)筑物尺寸一览表序号 构筑物名称 工程部位 单位 数量 规格尺寸 结构形式 备注附表2:主要工艺设备一览表序号 设备名称 规格及参数 材质 功率 单位 数量 备注附图1:平面布置图附图2:工艺流程图(带高程)，地面标高为0。附图3:管道图5经费预算表1 主要设备经费预算表 单位:万元序号 设备名称 规格型号 材质 数量 单位 金额 备注表2 主要构筑物经费预算表 单位:万元序号 构筑物名称 尺寸(长宽高) 有效体积 材料 单价 金额 备注6运行费用药剂费用电费水费人工费处理吨水运行费用7计算说明书各种参数选取的依据和计算过程1.工程概述1.1项目基本情况本项目为设计一有机废水处理方案，根据给出的一些数据和最终达标要求，在此设计一个污水处理厂，使污水经过一定方法处理后，达到设定的某些标准，排入水体、排入某一水体或再次使用等的采取的某些措施或者方法等，并减少排入自然系统中的有害物质。1.2编制依据，主要设计规范及标准依据 1. 本项目招标文件、图纸、工程量清单、补遗书、答疑书等资料； 2. 本项目招标文件要求的技术标准、规范，国家有关方针政策、法律、法规以及国家现行规范、规程、验标等各项技术标准； 3.现场踏勘、调查获得的相关资料；设计规范及标准 地面水环境质量标准GB3838-88 城市排水工程规划规范CJJ50-94 室外排水设计规范GBJ14-87 城市污水处理厂污水污泥排放标准CG3025-93 污水综合排放标准GB8979-1996 中华人民共和国环境保护法1989.12.26 中华人民共和国水污染防治法1996.5.15 中华人民共和国水污染防治法实施细则1989.7.12 中华人民共和国河道管理条例 给水排水设计手册第五册 给水排水设计手册第九册 给水排水设计手册第十册 给水排水设计手册第十一册1.3编制原则1. 符合性原则 严格遵守招标文件中安全、质量、工期、环保、文明施工等要求和规定，遵守合同协议条款内容， 满足建设工期和工程质量标准， 符合施工安全、环境保护、水土保持等要求。 2. 科学、先进、经济、合理与实用相结合的原则 结合地质特点，采用先进的施工技术，科学的组织方法，优化施工方案，合 理安排施工顺序、组织均衡、连续生产；以关键线路为主线，建立数学模型，进行工期、资源优化；明确管理目标，量化管理指标、细化具体措施、强化针对性。 3. 创新、发展的原则 积极采用、鼓励研发提高工程施工管理、组织、工艺、技术和装备水平，保证施工 安全、提供工程质量、加快施工进度、降低工程成本的新技术、新材料、新工艺、新设备。4. “安全第一、预防为主”的原则 在认真总结、吸取以往工程施工经验教训的基础上，坚决贯彻执行“安全第一、预 防为主”的方针，严格执行国家有关安全法律、法规和规章制度，结合本项目各专业工程的特点，抓住安全工作的重点、难点和关键环节，制定切实可行的施工安全措施和控制流程，责任、目标逐级分解，定期检查与考核，使安 全工作有序可控，全面实现安全管理目标。5. 质量第一的原则 坚持“百年大计，质量第一”的原则，编制质量计划，明确质量目标，严格执行质 量检验及验收标准，制定科学合理的施工方案，确保主体工程质量零缺陷，单位工程一 次验收合格率 100%，全部工程达到国家施工质量验收标准。 6. 确保工期的原则 科学安排施工工序，合理安排劳力、材料和机械设备，优化资源配置，最大限度采 用机械化、专业化施工，确保工期要求。 7. 全面创优的原则 从源头把关，抓过程控制，精细化管理，充分发挥样板引领的示范作用，确保项目 安全、优质、高效建设，一次成优。 8. 文明施工、保护环境的原则 坚持文明施工，重视环境保护，珍惜土地，合理利用。1.4服务范围及建设规模对污水处理厂内的主要污水处理构筑物的工艺进行设计，包括格栅、隔油池、沉砂池、SBR工艺曝气池、污泥浓缩池、污泥贮泥池等。因为日均污水量为100吨，所以规模较小。2.污水处理厂工艺方案论证2.1污水处理厂工艺选择原则:(1) 污水厂的处理布局合理，建设投资少，占地少； (2) 城市污水处理应采用先进的技术设备，要求经济合理，安全可靠，出水水质好；(3) 为确保处理效果，采用成熟可靠的工艺流程和处理构筑物； (4)提高自动化的程度，为科学管理创造条件；(5) 要求节能和污水资源化，并且最大限度的处理水能回用；(6)污水采用季节性消毒；(7)提高管理水平和保证运转中最佳经济效果；(8)查阅相关的资料确定其方案。2.2污水水质特点及对策2.2.1污水水质特点 该污水是含有酒精、松香的清洗废水，含有大量CODCr 和BOD5 以及一些动植物油，pH偏碱性。没有太多危害人体健康的物质。2.2.2处理措施用格栅、隔油池、沉砂池、SBR工艺曝气池、污泥浓缩池、污泥贮泥池等对该污水进行一系列处理，让其中的CODCr 和BOD5 以及一些动植物油浓度减小至达标状态。2.3污水处理工艺技术 比选2.3.1一级处理工艺技术简介与选择(生活污水)格栅先用格栅污水中较大的悬浮或漂浮物去除，以减轻后续水处理工艺的处理负荷，并起到保护水泵、管道、仪表等作用。当拦截的栅渣量大于0.2m3/d时，一般采用机械清渣方式；栅渣量小于0.2m3/d时，可采用人工清渣方式，也可采用机械清渣方式。沉砂池沉砂池的功能的去除率比重较大的无机颗粒。沉砂池一般设于泵站倒虹吸管前，以前减轻无机颗粒对于水泵、管道的磨损；也可设于初沉池前，减轻沉淀池负荷及改善污泥处理构筑物的处理条件，沉砂池的形式，按水流方向的不同可分为平流式、竖流式、曝气沉砂池三类。(1)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。 (2)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。(3)曝气沉砂池优点：克服了平流沉砂池的缺点，使砂砾与外裹的有机物较好的分离，通过调节曝气量可控制污水的旋流速度，使除砂效率稳定，受流量变化影响小，同时起调节曝气作用，其沉砂量大，且其含有机物少。缺点：由于需要曝气，所以池内应考虑设有消泡装置，其他型易产生偏流或死角，。并且由于多了曝气装置从而使费用增加。基于以上三种沉砂池的比较，本工程设计确定采用平流式沉砂池。再用隔油池，利用废水中悬浮物和水的比重不同而达到分离的目的。隔油池的构造多采用平流式，含油废水通过配水槽进入平面为矩形的隔油池，沿水平方向缓慢流动，在流动中油品上浮水面，由集油管或设置在池面的刮油机推送到集油管中流入脱水罐。在隔油池中沉淀隔油池下来的重油及其他杂质，积聚到池底污泥斗中，通过排泥管进入污泥管中。经过隔油处理的废水则溢流入排水渠排出池外，进行后续处理，以去除乳化油及其他污染物。若在隔油池内加设若干斜板，也可以提高除油效率，但建设投资较高。在寒冷地区，为防止冬季油品凝固，可在集油管底部设蒸汽管加热。隔油池一般都要加盖，并在盖板下设蒸汽管，以便保温，防止隔油池起火和油品挥发，并可防止灰沙进入。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，确定合理的水泵及水泵站是污水处理厂的关键所在。(1)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、地形条件、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，水泵台数不超过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。对于自灌式泵房，采用自灌式水泵，叶轮（泵轴0）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。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蝶阀，故需设计水设备，但管理人员必须能熟练的掌握水泵的启动程序。由以上可知，本设计因水量大，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。(2) 泵站的布置该污水泵站设在污水处理厂内，与其它构筑物统一布置，为防止噪声污染，应用绿化带和公共建筑隔离，隔离宽度一般不小于30米。泵站进出口比室外地面高0.2米以上。每台泵应设置单独的吸水管，这不仅改善水力条件，而且可以减少杂质堵塞管道的可能性。(3)泵房内部的排水由于泵房较深，采用电动排水。(4)泵房的通风设施自然通风、机械通风。自然通风：采用全部自然通风布置特点，要有足够自然通风要求，适用于地面泵房或埋深较浅的低下式或半地下式泵房。机械通风：采用全部机械通风和部分机械通风。 部分机械通风机械将电机排出的热风抽出，冷空气自然补充。机械排风可以分别是为电机分别排风。也可以多台电机组成排风系统。使用较广泛，一般用于半地下式泵站。2.3.2二级处理工艺技术简介与选择(生活污水)在选定了污水处理技术路线后，我们对活性污泥法和人工生物净化的几个方案进行筛选，初步筛选到下列几个方案，在进行比较：传统活性污泥法，A-B两段曝气法，氧化沟。A-B两段曝气法AB法是吸附生物降解法的简称，是原联邦德国亚琛工业大学Bohnke教授于70年代中期所开发的一种新工艺。该工艺不设初沉池，有机污泥负荷率很高的A段和污泥负荷率较低的B段两极污泥系统串联组成，并分别有独立的污泥回流系统。A 工艺特点：A-B工艺由A，B两端串联的活性污泥法组成，A段在厌氧和兼氧的条件下，进行高负荷曝气，一般曝气时间为0.5h，去除BOD5。B段在好氧条件下，进行低负荷曝气，曝气时间一般为26h。AB工艺对BOD5和SS的去处率均为90%95%，对N，P的去除率取决于B段采用的工艺。a 优点：该工艺对污水的BOD和SS总处理效率均为90%95%，处理效果好；基建费和运行费用较活性污泥法低15%左右；运行稳定，出水水质好。b 缺点：与传统法相比，A-B法多了污泥回流系统，而且产泥量较大；由于泥量大，故增加了污泥处理处置费用，同时运行管理较复杂；脱氮效果虽然有所提高，但由于污泥龄太短，仅靠吸附作用远不能达到脱氮除磷的要求。B 适用条件：适用于原水有机物浓度高并且不要求脱氮除磷的，或者需要逐步提高处理标准的大型和较大型污水处理厂。C 工艺流程见下图：A段进水格栅沉沙池吸附池中沉池曝气池二沉池回流污泥出水B段回流污泥 A-B两段曝气法工艺流程图传统活性污泥法这是以传统活性污泥法处理城市污水的典型工艺。其特点是好氧微生物在曝气池中以活性污泥的形态出现，并通过鼓风机曝气供给微生物所需的足够氧量，促使微生物存在和繁殖，以分解污水中的有机物。A 工艺特点利用曝气池中的好氧微生物，来分解污水中的有机物质。混合液沉淀分离，活性污泥回流到曝气池中去，原污水从池口进入池内，回流污泥也同步注入，废水在池内呈推流形势流动至池的末端，流出池外至二沉池。 a 优点：该工艺对污水的BOD和SS总处理效率均为90%95%，处理效果好；运行可靠，出水水质稳定；适宜处理大量污水，所以多用于大中型污水处理厂。b 缺点：运行费用高，在曝气池的末端造成供氧的浪费，故提高了运行成本；基建费用高，占地面积大，对水质、水量变化适应能力低；由于沉淀时间短和沉淀后碳源不足等情况，对于N、P的去处率低。B 适用条件：不要求脱氮除磷的大型和较大型污水处理厂。C 工艺流程见下图：进水格栅沉沙池初沉池曝气池二沉池出水剩余污泥回流污泥传统活性污泥法工艺流程图氧化沟 氧化沟又称“循环曝气池”，是50年代由荷兰的Pasveer开发，属于活性污泥法的一种变形。其基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环状渠道中不停的循环流动。A 工艺特点： 氧化沟一般采用延时曝气，并增加了脱氮功能，它采用机械曝气，一般不设初沉池和污泥消化池。由于氧化沟水深较浅（一般3m左右），流程较长，可以按照曝气器前作为缺氧段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，达到脱氮的目的。 主要技术参数出如表2-1所示： 氧化沟工艺主要技术参数表污泥负荷 NS/kgBOD5/(kgMLSS.d)0.050.15水力停留时间 T/h1024污泥龄/d去除BOD558去除BOD5，并硝化1020去除BOD5，并反硝化30污泥回流比 R %5060污泥浓度X mg/L20006000容积负荷 kgBOD5/( m3d)0.20.4出水水质 mg/LBOD51015SS1020NH3-N13TP1 氧化沟内的循环流量很大，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能力，对不易降解的有机物也具有较好的处理效果； 处理效果稳定可靠，不仅可满足BOD5、SS的排放标准，还可以达到脱氮除磷的效果。由于氧化沟的水力停留时间和污泥龄都很长，悬浮物、有机物在沟内可获得彻底的降解，活性污泥产量少且趋于稳定，一般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，减小了处理构筑物，使其基建费用低于一般活性污泥法。 承受水质、水温、水量能力强，出水质好。B 缺点：一般除磷需另设厌氧池；机械曝气，设备数目多；氧化沟沟体占地面积较大；对于中、大型污水厂，基建费和运行费比普通活性污泥法高，同时无法得到生物能源。C 工艺流程：格栅沉沙池二沉池出水剩余污泥回流污泥氧化沟进水氧化沟工艺流程图D 适用条件：适用于中小型污水处理厂。2.3.3三级处理工艺技术简介与选择(生活污水)消毒(1)接触池：采用折板往复式池子。(2)消毒剂的选择；1）液氯优点：价格便宜，效果可靠，投配设备简单。缺点：对生物有毒害作用，并且可产生致癌物质。适用于大、中型规模的污水处理厂。2）漂白粉优点：投加设备简单，价格便宜缺点：除与液氯相同的缺点外，尚有投配量不准确，溶解剂调制不便，劳动强大。适用于消毒要求不高或间断投加的小型污水处理厂。3）臭氧优点：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，不产生难处理或积累性残余物。缺点：投资大，成本高，设备管理复杂。综上三种消毒剂的比较，本工程采用液氯做消毒剂。浓缩池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可分为间歇式和连续式。(1)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。(2)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，运行费用低，动力消耗小。综上所述，本设计采用间歇式重力浓缩池。计量设施在沉砂池和分配井之间建设计量设施电磁流量计，接触池后的二级出水采用巴氏计量槽计量出水水量。2.4污泥处理工艺技术简介与选择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，采用板框式压滤机，并设自然干化厂。 2.5恶臭气体处理工艺技术简介与选择生物滤池由碎石或塑料制品填料构成的生物处理构筑物。污水与填料表面上生长的微生物膜间隙接触，使污水得到净化。是以土壤自净原理为依据，在污水灌溉的实践基础上，经较原始的间歇砂滤池和接触滤池而发展起来的人工生物处理技术。性能特点：1）生物滤池的处理效果非常好，在任何季节都能满足各地最严格的环保要求。2）不产生二次污染。3）微生物能够依靠填料中的有机质生长，无须另外投加营养剂。因此停工后再使用启动速度快，周末停机或停工1至2周后再启动能立即达到很好的处理效果，几小时后就能达到最佳处理效果。停止运行3至4周再启动立即有很好的处理效果，几天内恢复最佳的处理效果。4）生物滤池缓冲容量大，能自动调节浓度高峰使微生物始终正常工作，耐冲击负荷的能力强。5）运行采用全自动控制，非常稳定，无须人工操作。易损部件少，维护管理非常简单，基本可以实现无人管理，工人只需巡视是否有机器发生故障。6）生物滤池的池体采用组装式，便于运输和安装；在增加处理容量时只需添加组件，易于实施；也便于气 源分散条件下的分别处理。7）此类过滤形式的生物滤池能耗非常低，在运行半年之后滤池的压力损失也只有500Pa左右。处理方法特点优点缺点适用范围生物滤池单一反应器，微生物和液相固定气/液表面积比值高，设备简单，运行费用低反应条件不易控制，进气浓度发生变化适应慢，占地面积大适用于处理化肥厂、污水处理厂及恶臭物质量浓度介于0.51.0g/m的工农业废气生物滴滤池单一反应器，微生物固定，液相流动与生物洗涤塔相比设备简单传质表面积小，需处理剩余污泥，运行费用高适用于处理化肥厂、污水处理厂及农业产生的污染物质量浓度低于0.5g/m的恶臭气体3污水处理厂工艺设计3.1工程设计基础数据100吨/天处理前废水的各种污染物浓度序号 污染物 废水水质检测结果 废水进水设计取值1 含酒精、松香的 CODCr 10300mg/L 11000mg/L清洗废水 BOD5 3260mg/L 3500mg/L 动植物油 44.2mg/L 50mg/L pH 69 69 处理后废水的各种污染物浓度序号 污染物 处理后水质 排放限值1 CODCr 70mg/L 90mg/L2 BOD5 15mg/L 20mg/L3 色度 30mg/L 40mg/L4 动植物油 8mg/L 10mg/L5 SS 40mg/L 60mg/L6 pH 69 693.2厂区总平面图设计及公用工程3.2.1厂址概述 该污水厂位于东莞，东莞位于中国华南地区，广东省南部，珠江口东岸，东江下游的珠江三角洲。地质构造上，位于罗浮山断缘的北东向博罗大断裂南西部、东莞断凹盆地中。地势东南高、西北低。地貌以丘陵台地、冲积平原为主。属亚热带季风气候，长夏无冬，日照充足，雨量充沛，温差振幅小，季风明显。雨量集中在4-9月份，常受台风、暴雨、春秋干旱、寒露风及冻害的侵袭。厂址选择原则1）为了保护环境卫生的要求，厂址应与规划居住区或 公共建筑群保持一定的卫生防护距离，这个防护距离根据当地具体情况而定，一般不小于300m。 2）厂址应设在流经城市水源的下游，离城市集中供水水源处不小于 500m。 3）在选择厂址时尽可能少占农田或不占农田，而处理厂的位置又应便于农田灌溉和消纳污泥。 4）厂址应尽可能在城市和工厂夏季主导风向的下风向。 5）要充分利用地形，把厂址设在地形有适当坡度的城市下游地区，以满足污水处理构筑物之间的水头损失，使污水和污泥有自流的可能，以节约动力消耗。 6）厂址如果靠近水体，应考虑汛期不受或水淹没的威胁。 7）厂址应设在地质条件较好、地下水位较低的地区，以利施工，并降低造价。 8）厂址的选择应考虑交通运输及水电供应等条件。 9）厂址的选择应结合城市总体规划，考虑远期发展，留有充分的扩建 余地。3.2.2厂区布置原则1.各处理单元构筑物的平面布置 处理构筑物是污水处理厂的主体建筑物，在做平面布置时应根据各构筑物的功能要求和水力要求，结合地形和地质条件，确定它们在厂区内的平面位置。对此，应考虑：（1） 贯通、连接各处构筑物之间的管、渠，使之便捷、直通，避免迂回曲折。（2） 土方量做到基本平衡，并避开劣质土壤地段。（3） 在处理构筑物之间，应保持一定距离，以保证敷设连接管、渠的要求，一般的间距可取值510m，某些有特殊要求的构筑物，如污泥消化池、沼气贮罐等，其间距应按有关规定确定。（4） 各处理构筑物在平面上布置，应考虑尽量紧凑。（5） 污泥处理构筑物应考虑尽可能单独布置，以方便管理，应布置在厂区夏季主导风向的下风向。2.管、渠的平面布置（1） 在各处理构筑物之间，设有贯通、连接的管、渠。此外，还应设有能够使各处理构筑物能够独立运行的管、渠，当某一处构筑物因故停止工作时，其后接处理构筑物仍能够保持正常的运行。（2） 应设超越全部处理构筑物，直接排放水体的超越管。（3） 在厂区内还应设有空气管路、沼气管路、给水管路及输配电线路。这些管线有的敷设在地下，但大都在地上，对它们的安装既要便于施工和维护管理，又要紧凑，少占用地。3.辅助建筑物的平面布置污水厂内的辅助建筑物有中央控制室、配电间、机修间、仓库、食堂、宿舍、综合楼等。它们是污水处理厂不可缺少的组成部分。（1） 辅助建筑物建筑面积的大小应按具体情况条件而定。辅助建筑物的设置应根据方便、安全等原则确定。（2） 生活居住区、综合楼等建筑物应与处理构筑物保持一定距离，应位于厂区夏季主风向的上风向。（3） 操作工人的值班室应尽量布置在使工人能够便于观察各处理构筑物和运行情况的位置。4.厂区绿化 平面布置时应安排充分的绿化地带，改善卫生条件，为污水厂工作人员提供优美的环境。5.道路布置 在污水厂内应合理的修建道路，方便运输，要设置通向各处理构筑物和辅助建筑物的必要通道，道路的设计应符合如下要求：（1） 主要车行道的宽度：单车道为34m，双车道为67m，并应有回车道。（2） 车行道的转弯半径不宜小于6m。（3） 人行道的宽度为1.52.0m。（4） 通向高架构筑物的扶梯倾角不宜大于45。（5） 天桥宽度不宜小于1m。3.2.3厂区总平面图设计 按照污水处理顺序可知，依次为格栅、沉砂池、隔油池，再加上氧化沟、二沉池，消毒用接触池、浓缩池、生物滤池等。需要计算才能得到其尺寸信息，在之后的3.3会做出具体计算和图示。3.3厂区高程设计 高程设计的任务本设计确定的各水处理单元构筑物和泵房的标高，包括：地面标高、构筑物顶端标高、构筑物底端标高、构筑物内液位标高。还确定了水处理构筑物之间连接管道的尺寸及其标高，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水处理构筑物之间顺畅流动，保证水厂的正常稳定运行。 高程布置原则1）为了保证污水在各构筑物之间能顺利自流，计算各构筑物之间的水头损失包括沿程损失、局部损失及构筑物本身的水头损失和污水流过量水设备的水头损失。此外，还应考虑污水厂扩建时预留的贮备水头。本设计中，由于此点未做具体要求，故不做出具体计算过程，而采用较大的空间余地，以保证构筑物的正常运行。2）污水厂的出水管渠高程，须不受水体洪水顶托，并能进行自流。3）污水厂的场地竖向布置，应考虑土方平衡，并考虑有利排水。4）在计算留有余量的前提下，力求缩小全程水头损失及提升泵站的流程，以降低运行费用。3.4工艺流程格栅沉砂池池二沉池出水剩余污泥回流污泥氧化沟进水出水前还要经过消毒接触池、浓缩池和生物滤池，因长度问题在此仅以文字显示。3.5单体工艺设计3.5.1污水处理系统格栅（1）设计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，以保证后续处理单元和水泵的正常运行，减轻后续处理单元的处理负荷，防止阻塞排泥管道。格栅简图（2）设计参数格栅栅条净间隙选b50mm；格栅的总宽度不宜小于进水管渠宽度的2倍，格栅空隙总有效面积应大于进水管渠有效断面积的1.2倍；过栅流速v0=0.9m/s；（一般采用0.61.0m/s），则进水渠道内水流速度（栅前流速）v=0.5m/s；（一般采用0.40.9m/s）格栅倾角=60；（一般采用6070）格栅间工作台高出栅前最高水位0.5m，栅间工作台两侧过道宽度为0.7m。工作台正面过道宽度为1.2m；格栅井内可能存在有害气体，应采用可移动的机械通风系统，室内通风换气次数为8次/h，格栅井内为12次/h。通风管应采用防腐阻燃材料制成。（3）设计计算最大设计流量：Qmax=1.210024m3/h=5m2/h=0.001389m3/s栅条间隙数（n）根据最优水力断面公式计算得： 所以栅前槽宽约为B1=0.005556m，由于设计要求此处B1取0.0056m。栅前水深为h=0.002778m，取0.003m。栅条间隙数（n）为： Qmax最大设计流量，m3/s；格栅倾角，度（）；h栅前水深，m；v0污水的过栅流速，m/s。栅槽有效宽度（B）栅条宽度S=0.05m。B=S(n-1)+bn=0.01(9-1)+0.059=0.53m通过格栅的水头损失（h1）h1=kh0； h0= v02 sin /(2g)式中：h0计算水头损失，m； g重力加速度，m/s2； k格栅受污堵塞使水头损失增大的倍数，一般取3； 阻力系数，其数值与格栅栅条的断面几何形状有关 对于本设计取方形断面，查表得 栅后槽总高度（H） h2为栅前渠超高，一般取0.3m。 H=h+h1+h2=0.003+0.3+0.082=0.385m栅槽总长度（L）进水渠宽B1=4.5m，其渐宽部分展开角度20（进水渠道内水流速度v=0.77m/s。） 进水渠道渐宽部分的长度 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度栅前渠道深度H1=h+h2=0.003+0.3=0.303m栅槽总长度L=l1+l2+1.0+0.5+H1/ tan 每日栅渣量计算（W）对于生活污水，栅条间距b=50.0mm的中格栅每单位体积污水拦截污物为W1=0.03m3栅渣/103m3污水。每日栅渣量为拦截污物量大于0.3m3/d，采用机械清渣。平流沉砂池（1）设计说明及选型 沉砂池的作用是从废水中分离密度较大的无机颗粒。它一般设在污水处理厂前端，保护水泵和管道免受磨损，缩小污泥处理构筑物容积，提高污泥有机组分的含率，提高污泥作为肥料的价值。 沉砂池按去除相对密度2.65、直径0.2mm以上的沙粒设计，设计流量应按分期建设考虑：（a）当污水为自流进入时，应按每期的最大设计流量计算；（b）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；（c）在合流制处理系统中，应按降雨时的设计流量计算。沉砂池个数或分格数不应少于2，并宜按并联系列设计。当污水量较小时，可考虑1格工作，1格备用。城市污水的沉砂量可按106m3污水沉砂30m3计算，其含水率为60，容量为1500kg/m3；合流制污水的沉砂量应根据实际情况确定。砂斗容积应按不大于2d的沉砂量计算，斗壁与不平面的倾角不应小于55。除砂一般宜采用机械方法，并设置贮砂池或晒砂场。采用人工排砂时，排沙管直径不应小于200mm。当采用重力排砂时，沉砂池和贮砂池应尽量靠近，以缩短排砂管长度，并设排砂闸门于管的首端，使排砂管畅通和易于养护管理。沉砂池的超高不宜小于0.3m。 本设计中选用平流沉砂池，它具有截留无机颗粒效果较好、工作稳定、构造简单、排沙较方便等优点。（2）设计参数最大流速为0.3m/s，最小流速为0.15m/s。最大流量时停留时间t=50s，（t不小于30s，一般采用3060s。）有效水深应不大于1.20m，一般采用0.251.00m，每格宽度不宜小于0.60m；进水部位应采取消能和整流措施，应设置进水闸门控制流量，出水应采取堰跌落出水，保持池内水位不变化。池底坡度一般为0.010.02，当设置除砂设备时，可根据设备要求考虑池底形状。最大设计流量Qmax=0.m3/s 停留时间t取50s。 （3）设计计算长度（L） 设水平流速v=0.25m/s，停留时间t=50s，则 水流断面积（A）池总宽度（B） 设n=1格，每格宽b=0.6m；（每格宽度不宜小于0.6m），则有效水深（h2）（有效水深应不大于1.2m，一般采用0.251m）符合。沉砂斗所需容积（V）设沉砂时间T=2d，则式中：X城市污水沉砂量，m3/106m3，一般采用30； T清除沉砂的间隔时间，d； Kz生活污水流量总变化系数 每个沉砂斗所需容积（V0），设每一分格有2个沉砂斗，则 沉砂斗各部分尺寸 设斗底宽b1= 0.6m,斗壁与水平面的倾角为60，斗高h3=0.45m 沉砂斗上口宽（b）： 沉砂斗容积（V0）： V0V0，故符合要求。 池总高度（H） 沉砂室高度 （h3）采用重力排砂，设池底坡度为0.06，坡向砂斗，则式中，b两沉砂斗之间的平台长度，m，取b=0.2m；设超高h1=0.3m 核算最小流速（vmin） 在最小流量时，只用一格工作（n1=1） （符合要求）式中，n1最小流量时工作的沉砂池数目，个； min最小流量时沉砂池中的水流断面面积，m2隔油池该污水中有动植物油少许，需要用平流隔油池加以去除。100吨/天即4.167m3/h，取停留时间为2小时，则池子大小为8.34m3。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，确定合理的水泵及水泵站是污水处理厂的关键所在。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、地形条件、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。 由以上可知，水量较小，所以采用合建式圆形泵站，装设立式泵，自灌式工作台，水泵台数不超过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。该污水泵站设在污水处理厂内，与其它构筑物统一布置，为防止噪声污染，应用绿化带和公共建筑隔离，隔离宽度一般不小于30米。泵站进出口比室外地面高0.2米以上。每台泵应设置单独的吸水管，这不仅改善水力条件，而且可以减少杂质堵塞管道的可能性。通风方式采用自然通风，采用全部自然通风布置特点，要有足够自然通风要求，适用于地面泵房或埋深较浅的低下式或半地下式泵房。3.5.2污泥处理系统氧化沟 氧化沟又称“循环曝气池”，是50年代由荷兰的Pasveer开发，属于活性污泥法的一种变形。其基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环状渠道中不停的循环流动。氧化沟一般采用延时曝气，并增加了脱氮功能，它采用机械曝气，一般不设初沉池和污泥消化池。由于氧化沟水深较浅（一般3m左右），流程较长，可以按照曝气器前作为缺氧段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，达到脱氮的目的。氧化沟一般用于小型污水处理厂。工艺流程：格栅沉沙池二沉池出水剩余污泥回流污泥氧化沟进水氧化沟工艺流程图设计参数（1）污泥龄一般取c=25d（去除BOD5时6d；去除BOD5并硝化时15d，去除BOD5并反硝化时30d）；（2）污泥负荷一般取N=0.1kgBOD5/(kgMLVSSd)；（3）污泥浓度：X=4000mg/l；（4）污泥产率系数：Y0.55kgSS/kgBOD；（5）内源代谢系数：Kd=0.055。计算（1）去除BOD5好氧区容积 m3 好氧区容积计算采用动力学计算方法式中：污水设计流量，m3/d；混合液挥发悬浮固体浓度，取2800；、进出水浓度，；内源代谢系数，取0.055；污泥产率系数，取0.55.V1=YcQ(S0-S)Xv(1+Kdc)=0.552524000(180-20)2800（1+0.05525）79400（m3）好氧区水力停留时间t1(h)t1=V1Q=794024000=0.331d=7.94h(3)氧化沟总容积V及停留时间tV=V1+V2=7940+9896.117836（m3）t=VQ=1783624000=0.743d=17.8h校核污泥负荷N=QS0XvV=240000.182.817836=0.08650.1故需调整氧化沟容积取V=17836m则N=0.0865 符合要求。（4）需氧量计算设计需氧量AORAOR=去除需氧量-剩余污泥中的需氧量+去除NH3-N耗氧量-剩余污泥中NH3-N的耗氧量-脱氮需氧量a. BOD需氧量D1D1=aQ(S0-S)+bVXv=0.5224000(0.18-0.02)+0.12178362.8=7989.7(kg/d)式中，a活性污泥微生物对有机污染物分解过程的需氧量率，即活性污泥微生物每代谢1kgBOD所需要的氧量，以千克计；Q污水流量，；经活性污泥微生物代谢活动被降解的有机污染物量，以BOD值计；b活性污泥微生物同国内原代谢的自身氧化过程的需氧率，即每kg活性污泥每天自身氧化所需要的氧量，以kg计；V氧化沟容积，；Xv单位氧化沟容积内的挥发性悬浮固体（MLVSS）量。b. 剩余污泥中BOD的需氧量D2（用于生物合成的那部分BOD需氧量）X1=QSY1+Kdc=240000.18-0.020.551+0.05525=889.26D2=1.42X11=1.42889.26=1262.75(kg/d)c. 去除NH3-N的需氧量D3。每1kgNH3-N硝化需要消耗4.6kg O2。D3=4.6(进水NH3-N出水NH3-N)Q/1000=4.6(40-10)24000/1000=3312(kg/d)d. 剩余污泥中NH3-N的耗氧量D4D4=4.6污泥含氮率氧化沟剩余污泥=4.60.124889.26=507.23（kg/d）e. 脱氮产氧量D5。每还原1kgN2产生2.86kg O2。D5=2.86脱氮量=2.862.9824000/1000=204.55（kg/d）总需氧量AOR=D1-D2+D3-D4-D5=7989.7-1262.75+3312-507.23-204.55=9327.17(kg/d)考虑安全系数1.4，则AOR=1.49327.17=13058.038(kg/d) =13058.03824000(0.18-0.02)=3.40kgO2/kgBOD5标准状态下需氧量SOR式中， 20时氧的饱和度，取=9.17mg/L; 25时氧的饱和度，取=8.38mg/L;溶解氧浓度；修正系数，取0.85；修正系数，取0.95；T进水最高温度，；SOR=13058.0389.170.85(0.9518.38-2)1.024(24-20)=21493.6kg/d=21493.6240000.18-0.02=5.60(kgO3/kgBOD5)(5)氧化沟尺寸。设氧化沟三座，工艺反应的有效系数=0.58，单座氧化沟有效容积V单=V3f=1783630.58=10250.6m三组沟道采用相同的容积，则每组沟道容积V单沟=10250.63=3416.9m每组沟道单沟宽度B=12m，有效水深h=3.5m，超高为0.5m，中间分隔墙厚度b=0.2