环境管理_卡罗塞尔氧化沟工艺污水处理厂设计

目 录 1 设计概述.6 1.1设计依据及设计任务 6 1.1.1 设计题目6 1.1.2 设计原始资料 6 1.1.3 设计内容和要求 7 1.2 设计水量 8 1.2.1 污水来源及状况 8 1.2.2 污水量的计算 8 1.3 设计水质.9 1.3.1 生活污水水质：9 1.3.2 工业污水水质9 1.3.3 混合污水水质 9 1.3.4 排水水质 .10 1.4 当量人口的计算.11 1.4.1 SS 当量人口.11 1.4.2 BOD 当量人口.11 2 城市污水处理方案的确定.11 2.1 确定污水处理方案的原则： .11 2.2 污水处理方案的确定1,2,412 2.3 设计方案的确定.12 2.4工艺流程的确定 .12 2.5.污水处理构筑物的选择.13 2.6.污泥处理构筑物的选择.18 2.7 中水处理构筑物的选择.19 3 污水处理系统的设计.19 3.1 污水厂进水干管的设计 .19 3.2 格栅的设计 .20 3.2.1中格栅的设计20 3.2.2细格栅的设计23 3.2.3 格栅除污机的选择.25 3.3 污水提升泵房的设计25 3.3.1 选泵25 3.3.2集水池26 3.3.3 潜水泵的布置 .27 3.3.4泵房高度的确定27 3.3.5 泵房附属设施 .28 3.3.6起吊设备28 3.3.7 单管出水井的设计 .28 3.4 旋流式沉砂池的设计.28 3.4.2 设计计算.29 3.5 卡罗塞氧化沟.29 3.5.1 设计依据与要求.29 3.5.2 设计计算.29 3.6 配水井.36 3.6.1 配水井的计算.36 3.7 二沉池的设计.37 3.7.1 设计要求 .37 3.7.2 设计参数 .37 3.7.3 设计计算 .37 3.7.4 二沉池进水管路计算 .38 3.7.5 刮泥设备的选择.41 3.8 紫外线消毒.41 3.8.1 设计参数和依据.41 3.8.2 设计计算.42 3.9 计量设施.42 3.9.1 计量设备的选择 .42 3.9.2 设计依据:43 3.9.3 设计计算.43 4 污泥处理系统的设计44 4.1 浓缩池的设计.44 4.1.1 设计要求 .44 4.1.2 设计参数:44 4.1.3 设计计算.44 4.2 污泥泵房 .48 4.3 均质池 .48 4.3.1 设计计算： .48 4.4 脱水机房.48 4.4.1 设计计算 .49 4.4.2 压滤机的选用.49 5 污水回用系统的设计 .50 5.1 过滤池的设计.50 5.1.1 设计依据 .50 5.1.2 设计参数: 50 5.1.3 设计计算.51 5.2 消毒池的计算 .55 5.2.1 消毒方式的选择 .55 5.2.2 液氯消毒的设计计算 .55 5.2.3 接触消毒池计算.55 5.2.4 加氯机的选择:56 5.2.5 氯库及加氯间的设计.57 6 污水处理厂的总体布置57 6.1 平面布置及平面图.57 6.1.1 平面布置的一般原则.58 6.1.2 厂区平面布置形式.58 6.1.3 污水厂平面布置的具体内容 .58 6.2 污水厂的高程布置.59 6.2.1 污水处理厂高程布置应考虑事项.59 6.2.2 污水厂的高程布置.59 6.2.3 高程计算.59 参考文献：.63 北京市卡罗塞尔氧化沟工艺污水处理厂设计北京市卡罗塞尔氧化沟工艺污水处理厂设计 内容摘要：内容摘要：本设计内容为北京市卡罗塞氧化沟工艺污水处理厂工艺设计，其处 理对象主要为生活污水和工业废水，要求城市污水经处理后，70%就近排入水体。 达到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。城市污水经处理后，30%经处理工艺处理后的，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。本污水处理厂工艺主要流程为：污水先进水总格栅，后进泵房与细格栅， 经沉砂池后进入二级处理，即卡罗赛氧化沟池，然后由最终沉淀池沉淀出水； 然后是泥处理与中水回用。 关键词：关键词：污水处理；卡罗塞尔氧化沟；污泥浓缩；中水回用 1 1 设计概述设计概述 1.11.1设计依据及设计任务设计依据及设计任务 1.1.11.1.1 设计题目设计题目 北京市卡罗塞尔氧化沟工艺污水处理厂设计 1.1.21.1.2 设计原始资料设计原始资料 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 38 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 30计。 3.工业污水量为 28000m3d，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1.15，总变化系数 KZ1.35。 （三）水质： 1.当地环保局监测工业废水的水质为： BOD5290mg/L COD560mg/L SS230mg/L TN44mg/L NH3-N=28mg/L TP4.5mg/L PH78 2.城市生活污水水质： COD380mg/L NH3-N=35mg/L TN40mg/L TP3.6mg/L （四）出水水质 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 （GB18918-2002）中的一级 B 标准，因此确定本污水厂出水水质控制为： CODCr60mg/L SS20mg/L BOD520mg/L TN20mg/L NH3-N=8（15）mg/L TP1mg/L 城市污水经处理后，30%作为城市景观环境用水，用于湖泊水源水。出水 水质应执行景观环境用水的再生水水质指标(GB/T 18921-2002)要求。 （五）气象资料 l、气温：年平均气温 12.30，夏季平均气温 30，极端最高气温 30，冬 季最高气温-8，极端最低气温-18.3。 2、风向风速：主导风向夏季为南风，冬季为北风，最大风速 20m/s （六）水体资料 河流最高水位 55.0m（五十年一遇洪水位） 正常水位 53.9 m ，最低水位 53.00，河底高程 51.5m （七）厂区地面平坦，厂区设计地面标高为 59.5 m， （八）污水处理厂进水干管数据 污水管进厂管内底标高 52.6m，管径 1400mm 充满度 0.85m 1.1.31.1.3 设计内容和要求设计内容和要求 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， （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） ；厂区总平面布置说明；污 水处理运行分析等。设计说明书要求内容完整，计算正确文理通顺、书写工整。 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，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 张，即污1 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。 （4）污水、污泥处理工艺中单项构筑物施工平面图和剖面图 3 张。 1.21.2 设计水量设计水量 1.2.11.2.1 污水来源及状况污水来源及状况 城市设计人口 38 万人 城市公共建筑物污水量：1.55104 m3d 工业平均排水量： 2.8104 m3d 城市混合污水变化系数：日变化系数 K日1.15，总变化系数 KZ1.35。 1.2.2 污水量的计算 (1)生活平均日污水量（据人口数计算） 11 qNQ 式中: 居住区生活污水设计流量，m3d； 1 Q 设计人口数，人；N 居住区居民生活用水量定额，L/capd；本设计取 q1=160 1 q L/capd 污水排放系数；本设计取=0.85 则有： dmqNQq/10168 . 5 10160108 . 385 . 0 3455 11 (2)城市公共建筑水量： dmQQ qq /1055 . 1 %30 34 12 (3)工业污水量（包括厂区生活与淋浴用水） dmQq/108 . 2 34 3 (4)平均日混合污水量 dmQQQQ qqq /1052 . 9 34 321 (5)城市混合污水总变化系数： 日变化系数取：K日1.15， 总变化系数取：KZ1.35。 则本设计的设计水量如下表 1-1： 表 1-1 设计水量 设计用水量 项目 m3dm3hLs 平均日水量952003966.671101.85 最大日水量4561.671267.13 最大日最大时水量53551487.5 1.31.3 设计水质设计水质 1.3.11.3.1 生活污水水质：生活污水水质： 根据给排水设计手册第 5 册 城镇排水公式 （1）BOD5 的计算： 5 1000 s a BOD q 式中：每人每天排放的 BOD5 ，经查阅本设计取 30L/(人.d) 每人每天排放污水的升数，经查阅本设计取 160L/(人.d)q 则有: BOD5 =220.59 mg/L 85 . 0 160 /301000 dg人 （2）SS 的计算： SS=294.12 mg/L 85 . 0 160 401000 （3）COD380mg/L NH3-N=35mg/L TN40mg/L TP3.6mg/L 校核 BOD5 / COD=0.580.3,故可生化性强。 1.3.21.3.2 工业污水水质工业污水水质 BOD5290mg/L COD560mg/L SS230mg/L TN44mg/L NH3-N=27mg/L TP4.5mg/L PH78 1.3.31.3.3 混合污水水质混合污水水质 LmgCOD/24.443 10280001051700 56010280003801051700 33 33 LmgBOD/97.244 10280001051700 290102800059.2201051700 33 33 5 LmgSS/59.271 10280001051700 230102800012.2941051700 33 33 LmgTN/41.41 10280001051700 441028000401051700 33 33 LmgTP/92 . 3 10280001051700 5 . 410280006 . 31051700 33 33 LmgNNH/19.32 10280001051700 271028000351051700 33 33 3 1.3.41.3.4 排水水质排水水质 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， 如下表 1-2 所示： 0 0 0 0 100 C CC E e 式中：进水物质浓度； 0 C 出水物质浓度 e C 表 1-2 水质去除率 序号基本控制项目一级 B 标准进水水质去除率 1 COD60443.2486.5 2 5 BOD 20244.9791.8 3 SS20271.5992.64 4 TN2041.4151.7 5TP 13.9274.5 6 NH3-N832.1975.15 7PH 787 8 1.41.4 当量人口的计算当量人口的计算 计算如下1 当量人口数： s a QC N 式中：当量人口数，人；N 混合污水中或浓度，mg/LC 5 BODSS 混合污水量，m3/d；Q 每人每天排放的或的克数，g/（人.d） s a 5 BODSS 根据规范规定： 按计时，=3550 g/（人.d）SS s a 按计时，=2035g/（人.d） 5 BOD s a 1.4.1 当量人口SS 取=50 g/（人.d） C=271.59 mg/L,则： s a 人 4 4 1052 50 1052 . 9 59.271 SS N 1.4.21.4.2 当量人口当量人口BOD 取=35g/（人.d） C=244.97 mg/L,则： s a 人 4 4 106 .66 35 1052. 997.244 BOD N 2 城市污水处理方案的确定城市污水处理方案的确定 2.12.1 确定污水处理方案的原则：确定污水处理方案的原则： 原则如下1,2,3： 1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；证良好的出水水质，效益高； 2污水厂的处理构筑物要求布局合理，建设投资少，占地少；自动化程度 高，便于科学管理，力求达到节能和污水资源化，进行回用水设计； 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；提高自动化 程度，为科学管理创造条件； 4.污水处理采用生物处理，污泥脱水采用机械脱水并设事故干化厂；污水采 用季节性毒； 5.提高管理水平，保证运转中最佳经济效果；充分利用沼气资源，把沼气作 为燃料； 6.查阅相关的资料确定其方案。最佳的处理方案要体现以下优点： 保证处理效果，运行稳定； 基建投资省，耗能低，运行费用低； 占地面积小，泥量少，管理方便。 2.22.2 污水处理方案的确定污水处理方案的确定1,2,4 我国城市污水处理在见过四十多年来取得是很大的成就，污水处理技术随 着水污染控制与环境治理的实践，在吸取国外技术经验的同时，结合我国国情 的特点，逐步改进提高，初步形成一些适用的技术路线，主要如下： 1）对传统活性污泥法进行改造或予以取代后的人工生物净化技术路线； 2）以自然生物净化为主并附以人工的生物净化技术路线； 3）以深水扩散排放为主，处理为辅的技术路线； 4）以回用为目标的污水深度处理技术路线，结合该污水处理工程的具体情 况分析进行选择。 2.32.3 设计方案的确定设计方案的确定 本设计采用 carrousel 氧化沟工艺，污泥处理采用浓缩脱水工艺，中水处 理选择过滤消毒工艺。 2.42.4工艺流程的确定工艺流程的确定 本设计的工艺流程为： 进水粗格栅泵房细格栅沉砂池 厌氧选择池氧化沟二沉池紫外消毒出水 泥饼 脱水车间浓缩池 剩余污泥 回流污泥 滤池 消毒池 运出 回用水 图 2-1 设计氧化沟工艺流程图 2.5.2.5.污水处理构筑物的选择污水处理构筑物的选择 2.5.12.5.1 格栅格栅 格栅由一组或数组平行的金属栅条、塑料齿钩或金属筛网、框架及相关装 置组成，倾斜安装再污水管道、泵房、集水井的进口处或污水处理厂的前端， 用来截留污水中较粗大漂浮物和悬浮物，防止堵塞和缠绕水泵机组、曝气器、 管道阀门、处理构筑物配水设施、进出水口，减少后续处理生产的浮渣，保证 污水处理设施的正常运行2。 本工程设计采用两道格栅，20mm 的中格栅和 10mm 的细格栅，为减轻劳动 强度，采用机械清除截留物。 2.5.22.5.2 进水闸井进水闸井 进水闸井位于厂区进水管和中格栅间之间。 2.5.32.5.3 污水泵房污水泵房 污水泵站的特点及形式1： 泵站行驶的选择取决于水里条件和工程造价，其他考虑因素还有：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： （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，水泵自动方便。 （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。但管理人员必须能熟练的掌握水泵的启 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。 2.5.42.5.4 沉砂池沉砂池 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。比较如下1,2： a.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 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.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（钟式沉淀池） 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。 2.5.52.5.5 氧化沟氧化沟 氧化沟技术发展加快，类型多样，氧化沟技术发展较快，类型多样，根据 其构造和特征，主要分为帕斯维尔氧化沟（Pasveer） ；卡罗塞尔氧化沟 （Carrousel） ；交替工作式氧化沟；奥贝尔氧化沟（Orbal） ；一体化氧化沟 （合建式氧化沟） 。各种氧化沟的类型及技术特点如下1,2： （1）帕斯维尔氧化沟 a.性能特点：出水水质好，脱氮效果较明显；构筑物简单，运行管理方便； 结构形式多样，可根据地形选择合适的构筑物形状；单座构筑物处理能力有限， 流量较大时，分组太多占地面积，增加了管理的难度。 b.结构形式：单环路，有同心圆型，折流型和 U 型等形式，多为钢筋混凝 土结构。 c.曝气设备：转刷式转盘，水深较深时，配置潜水推进器。 d.适用条件：出水水质要求高的小型污水处理厂。 （2）卡罗塞尔氧化沟 a.性能特点：出水水质好，由于存在明显的富氧区和缺氧区，脱氮效率高； 曝气设施单机功率大，调节性能好，并且曝气设备数量少，既可以节省投资， 又可以使运行管理简化；有极强的混合搅拌和耐冲击负荷能力；氧化沟沟深加 大，使占地面积减少，土建费用降低；用电量较大，设备效率一般；设备安装 较为复杂，维修和更换繁琐。 b.结构形式：多沟串联。 c.曝气设备：立式低速表曝机，每组沟渠只在一端安设一个表面曝气机。 d.适用条件：大中型污水处理厂，特别是用地紧张的大型污水处理厂。 （3）交替工作式氧化沟 a.性能特点：出水水质好；可以不单独设置二沉池，处理流程短，节省占 地；不需要单独设置反硝化区，通过运行过程中设置停曝期，进行反硝化，具 有较高的氮去除率；设备闲置率高；自动化程度要求高。增加了运行管理难度。 b.结构形式：单沟（A 型）双沟（B 型）和三沟（T 型） ，沟之间相互连通。 c.曝气设备：水平轴曝气转盘。 d.适用条件：出水要求高的大中型污水处理厂 （4）奥贝尔氧化沟 a.性能特点：出水水质好，脱氮率高，同时硝化反硝化；可以在未来负荷 增加的情况下加以扩展，易于适应多种进水情况和出水要求的变化；容易维护； 节能，比其他任何氧化沟系统在运行时需要的动力都小；受结构形式的限制， 总图布置困难。 b.结构形式：三个或多个沟道，相互连通。 c.曝气设备：水平轴曝气转盘（转碟） ，可以进行多个组合。 d.适用条件：出水要求高的大中型污水处理厂。 （5）一体化氧化沟 a.性能特点：工艺流程短，构筑物和设备少；不设置单独的二沉池，氧化 沟系统占地面积较小；沟内设置沉淀区，污泥自动回流，节省基建投资和运行 费用；造价低，建造快，设备事故率低，运行管理工作量少；固液分离比一般 二沉池高；运行和启动存在一定问题；技术尚处于研究开发阶段。 b.结构形式：单沟环形沟道，分为内置式固液分离和外置式分离式 c.曝气设备：水平轴曝气转盘 d.适用条件：中小型污水处理厂 综上所述，各种氧化沟各有优缺点，设计采用卡罗塞尔氧化沟，现将卡罗 塞尔氧化沟再做以下较为全面的介绍。 卡罗塞尔氧化沟采用垂直安装的低速表面曝气器，每组沟渠安装一个，均 安装在同一端，因此形成了靠近曝气器下游的富氧区和曝气器上游以及为外环 的缺氧区。这不仅有利于生物凝聚，还是活性污泥易于沉降。BOD5的去除率可 达到 95%99%，脱氮效率约为 90%，除磷率约为 60%。 2.5.6 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膜） 。沉 淀池主要有以下几种形式。比较如下1,2： a.a.平流沉淀池优点包括：沉淀效果好；耐冲击负荷和温度的变化适应性强； 施工容易，造价低。它的主要缺点为：池子配水不均匀；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.b.辐流式沉淀池优点包括：多为机械排泥，运行较好，管理较简单；排泥 设备已趋定型。它的主要缺点为：池内水速不稳定，沉淀效果较差；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.c.竖流式沉淀池优点包括：排泥方便，管理简单；占地面积较小。它的主 要缺点为：池子深度大，施工困难；对冲击负荷和温度变化的适应性能力较差； 造价较高；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.d.斜板（管）沉淀池优点包括：沉淀效率高，停留时间短；占地面积小。 它的主要缺点为：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；运行管理成本高。 综上所述，四种沉淀池的优缺点比较，并结合本设计的具体情况；设计水 量较大，本工程二沉池采用中心进水、周边出水的辐流式沉淀池。 2.5.72.5.7 消毒消毒 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1,2,4： 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，设备管理负责。 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，本工程采用紫外线消毒。 2.6.2.6.污泥处理构筑物的选择污泥处理构筑物的选择 2.6.12.6.1 污泥池污泥池 污泥浓缩池主要是降低污泥中的间隙水，来达到使污泥减容得目的。经浓 缩后的污泥近似糊状，仍保持流动性。浓缩池可分为气浮浓缩池、重力浓缩池 和离心浓缩池。重力浓缩池按其运行方式分为间歇式或连续式1,2。 比较如下1,2： （a）气浮浓缩池：依靠微小气泡与污泥颗粒产生粘附作用，使污泥颗粒的 密度小于水而上浮，并得到浓缩。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）连续式重力浓缩池：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）间歇式重力浓缩池：主要靠阀门控制污泥的进出和上清液的排出，无 刮泥系统，管理简单。 （d）离心浓缩池：利用污泥中的固、液相得密度不同，在高速旋转地离心 机中受到不同的离心力二是两者分离，达到浓缩目的。离心分离一般要加入助 凝剂，且耗电量大，在达到相同的浓缩效果时，其电耗约为气浮法的 10 倍。 综上所述，本设计采用重力浓缩池 2.6.22.6.2 污泥脱水污泥脱水 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。比较如下1.2,5： （1）自然干化优点：简单易行、污泥含水率低、缺点：占地面积大、卫生条件 差、铲运干污泥的劳动强度大。 （2）机械脱水 a.a.真空过滤机 优点：适应性强、连续运行、操作平稳、全过程自动化。缺 点：多数污泥须经调理才能过滤，且工序多、费用高。过滤介质紧抱在转筒上， 再生与清洗不充分，容易堵塞。 b.b.带式压滤机 优点：工艺简单、消耗动力少 连续运行缺点：所需药剂费 用较高。 c.c.离心机优点：设备小、效率高、分离能力强、操作条件好。缺点：制造 工艺要求高、设备易磨损、对污泥的预处理要求高，而且必须使用高分子聚合 电解质最为调理剂。 综上所述，本设计采用机械脱水，采用带式压滤机。 2.72.7 中水处理构筑物的选择中水处理构筑物的选择 2.7.12.7.1 过滤过滤 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6： 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，操作较其他过滤池稍复杂。 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普通快滤池。 2.7.22.7.2 消毒消毒 本工程的中水消毒系统选择液氯消毒，最后出水为了更好的达到除去大肠 杆菌的效果，在出水前设紫外线消毒装置。 3 3 污水处理系统的设计污水处理系统的设计 3.13.1 污水厂进水干管的设计污水厂进水干管的设计 1.设计依据1,7： (1)进水流速在 0.9 1.1/m s (2)进水管管材为钢筋混凝土管； (3)进水管按非满流设计，0.014n 2.设计计算1,7 (1)取进水管径为，流速，设计坡度。mmD1400smV/07 . 1 0 0 7 . 0i (2)已知最大日污水量；smQ/3031. 1 3 max (3)初定充满度 h/D=0.85，则有效水深；mmh119085 . 0 1400 (4)已知管内底标高为，则水面标高为： m 6 . 52m79.5319. 1 6 . 52 (5)管顶标高为：；m 0 . 544 . 1 6 . 52 (6)进水管水面距地面距离m71 . 5 79.53 5 . 59 3.23.2 格栅的设计格栅的设计 本设计采用中细两种格栅1,2： (1)中格栅间隙一般采用 ，细格栅采用 ；1040mm310mm (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；6 . 0sm/0 . 1 (4)格栅倾角一般采用 0 4575 (5)通过格栅的水头损失一般采用；08 . 0 m15 . 0 (6)格栅间必须设置工作台，台面应高出栅前最高设计水位 ，工作台0.5m 应有安全和冲洗设施； (7)格栅间工作台两侧过道宽度不应小于，工作台正面过道宽度：0.7m a 人工清除：应不小于 ；b 机械清除：应不小于 ；1.2m1.5m (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)设计格栅装置的构筑物，必须考虑设有良好的通风设施； (10)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 3.2.13.2.1 中格栅的设计中格栅的设计 3.2.13.2.1 格栅的设计参数格栅的设计参数 1.中格栅设计参数1 (1)栅前水深：mh0 . 1 (2)过栅流速：smv/8 . 0 (3)格栅间隙：mmb20 中 (4)栅条宽度：mms10 (5)格栅安装倾角： 65 2.中格栅的设计计算1,2 1)栅条间隙数： hvmb Q n 中 中 sin max 式中：中格栅间隙数 中 n 最大设计流量， max Qsm /4875 . 1 3 栅条间隙，取 20mm，即 0.02m；b中 栅前水深，取 0.9mh 过栅流速，取 0.8m/s；v 格栅倾角，取；65 设计使用的格栅数量，本设计中格栅取使用 2 道m ，设计取 50 2 . 49 28 . 09 . 002 . 0 65sin4875 . 1 中 n 2)栅槽宽度 1 1Bs nbn 式中：栅槽宽度，；Bm 格条宽度，取。s0.01m mB49 . 1 5002 . 0 15001 . 0 3)中格栅的栅前进水渠道渐宽部分长度 L1 若进水渠宽，渐宽部分展开角，则此进水渠道内的流速mB0 . 1 20 1 ，则sm hmB Q v/826 . 0 9 . 00 . 12 4875 . 1 1 max m BB L67 . 0 20tan2 0 . 149 . 1 20tan2 1 1 4)中格栅与提升泵房连接处渐窄部分长度 L2 m L L335 . 0 2 1 2 5）中格栅的过栅水头损失 sin 2 / 2 3 4 g v bskh中 式中：中格栅水头损失，m； 中 h 系数，当栅条断面为矩形时候为 2.42； 系数，一般取 k=3。k mh085 . 0 65sin 81 . 9 2 8 . 0 02 . 0 /01 . 0 42 . 2 3 2 3 4 中 6)栅后槽总高度 设栅前渠道超高=0.3m，有，为 2 hmhhhH385 . 1 3 . 0085 . 0 1 2 中 避免造成栅前涌水，故将栅后槽底下降作为补偿。 中 h 7)栅槽总长度 65tan 3 . 01 0 . 15 . 0 21 LLL 式中：栅槽总长度，m；L 中格栅的栅前进水渠道渐宽部分长度，m； 1 L 中格栅与提升泵房连接处渐窄部分长度，m。 2 L mL11 . 3 65tan 3 . 1 0 . 15 . 0335 . 0 67 . 0 8)每日栅渣量 max0 86400 1000 Qw w k 总 式中：每日栅渣量 , w 3 /md 栅渣量 污水，一般为 中格栅取 0 w 333 /10mm 333 0.1 0.7/10mm 。 333 0.07/10mm ，故采用机械清dmw/74 . 6 100035 . 1 8640007 . 0 4875 . 1 3 dm /2 . 0 3 渣。 3.2.23.2.2 细格栅的设计细格栅的设计 1.细格栅设计参数1 (1)栅前水深：mh9 . 0 (2)过栅流速：smv/1 (3)格栅间隙：mmb10 中 (4)栅条宽度：mms5 (5)格栅安装倾角： 75 2.细格栅的设计计算1,2 1)栅条间隙数： hvmb Q n 细 细 sin max 式中：细格栅间隙数 细 n 最大设计流量， max Qsm /4875 . 1 3 栅条间隙，取 10mm，即 0.01m； 细 b 栅前水深，取 0.9mh 过栅流速，取 1m/s；v 格栅倾角，取；75 设计使用的格栅数量，本设计中格栅取使用 2 道m 取 82 个 2 . 81 219 . 001 . 0 75sin4875 . 1 中 n 2)栅槽宽度 1 1Bs nbn 式中：栅槽宽度，；Bm 格条宽度，取。sm005 . 0 mB23 . 1 8201 . 0 182005 . 0 3)细格栅的栅前进水渠道渐宽部分长度 L1 若进水渠宽，渐宽部分展开角，则此进水渠道内的流速mB0 . 1 20 1 ，则sm hmB Q v/83 . 0 9 . 00 . 12 4875 . 1 1 max m BB L32 . 0 20tan2 0 . 123 . 1 20tan2 1 1 4)细格栅与出水渠道连接处渐窄部分长度 L2 m L L16 . 0 2 1 2 5）细格栅的过栅水头损失 sin 2 / 2 3 4 g v bskh细 式中：细格栅水头损失，m； 细 h 系数，当栅条断面为矩形时候为 2.42； 系数，一般取 k=3。k mh142 . 0 75sin 81 . 9 2 1 01 . 0 /005 . 0 42 . 2 3 2 3 4 细 6)栅后槽总高度 设栅前渠道超高=0.3m，有： 2 h mhhhH342 . 1 3 . 0142 . 0 9 . 0 2 细 为避免造成栅前涌水，故将栅后槽底下降作为补偿。 细 h 7)栅槽总长度 75tan 3 . 09 . 0 0 . 15 . 0 21 LLL 式中：栅槽总长度，m；L : mL30 . 2 75tan 2 . 1 0 . 15 . 016 . 0 32 . 0 8)每日栅渣量 max0 86400 1000 Qw w k 总 式中：每日栅渣量 , w 3 /md 栅渣量污水，一般为 细格栅取 0 w 333 /10mm 333 0.1 0.7/10mm 。 333 10/2 . 0mm ，故采用机械清渣。dmw/52 . 9 100035 . 1 864001 . 04875 . 1 3 dm /2 . 0 3 3.2.33.2.3 格栅除污机的选择格栅除污机的选择5,12 表 3-1 格栅机的选择 型号格栅宽度 （mm） 提升速度 （m/min ） 安 装 角 度 电动机功率 （kw） 格栅间距 （mm） 提升质量 （kg） XWB-III-1.5-215003650.820200 XWB-III-1.5-2.515003750.810200 3.33.3 污水提升泵房的设计污水提升泵房的设计 3.3.13.3.1 选泵选泵 泵站选用集水池与机器间合建的矩形泵站。 1.流量的确定 sLQ/ 5 . 1487 max 本设计拟定选用 5 台泵（4 用 1 备） ，则每台泵的设计流量为： hmsLnQQ/70.1338/86.3714/ 5 . 1487/ 3 max 2.扬程的估算1 泵扬程的估算 H=H静+2.0+（0.51.0） 式中：H 静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； 2.0水泵吸水喇叭口到沉砂池的水头损失； 0.51.0自由水头的估算值，取为 1.0； H1=进水管底标高+Dh /D-过栅水头损失-1.5 =52.6+1.40.85-0.085-0.14-1.5=52.075m H2=接触池水面标高+沉砂池至接触池间水头损失 接触池水面标高与厂区地面大致相平，取为 59.5m； 沉砂池至接触池间水头损失为 3.54.5m，取 4.5m； 则： H2=59.5+4.5=64m H静= H2- H1=64-52.075=11.925m 则水泵扬程为： H=H静+2.0+1.0=10.101+2.0+1.0=14.925m ，取 15m。 3.选泵 由，可查手册 11 得：选用 400QW1700-22-160hmQ/ 7 . 1338 3 mH14 潜污泵 3.3.23.3.2 集水池集水池 1.集水池形式1 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1 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1 集水池设有污泥斗，池底作成不小于的坡度，坡向污泥井。从平台到01 . 0 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1 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.1.52.0m 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 2.5 米。 3 870.133 1000 66086.371 1000 m Qt V 则集水池的最小面积 F 为 2 94.66 2 870.133 m h V F 结合 QW 潜水泵的安装尺寸，集水池的尺寸为： 则集水池的有效容积为mmmmmm1700820010000 3 4 . 1397 . 12 . 810m 3 87.133m 3.3.33.3.3 潜水泵的布置潜水泵的布置 本设计中共有 5 台潜水泵，五台泵并排布置，具体的尺寸为1,9： 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。 3.3.43.3.4 泵房高度的确定泵房高度的确定 1.地下部分1 集水池最高水位为中格栅出水水位标高即： mH075.52 1 集水池最低水位为： m475.506 . 1075.52 集水池最低水位至池底的高差按水泵安装要求去：m2 . 1 则泵房地下埋深mH025 . 9 2 . 1475.50 5 . 59 1 2.地上部分1,12 hedcanH 2 式中：一般采用不小于 ，取为 ；n0.10.1m 行车梁高度，查手册 为 ；a110.7m 行车梁底至起吊钩中心距离，查手册 为 ；c111.06m 起重绳的垂直长度；取 d0.5m 最大一台水泵或电动机的高度；为 。e2.14m 吊起物低部与泵房进口处室内地坪的距离， hm3 . 0 ，本设计取 6.0 米。mH66 . 4 3 . 025 . 006 . 1 7 . 01 . 0 1 则泵房高度mHHH025.150 . 6025 . 9 21 3.3.53.3.5 泵房附属设施泵房附属设施 设施如下1,10： 水位控制：为适应污水泵房开停频率的特点，采用自动控制机组运行，自 动控制机组启动停车的信号，通常是由水位继电器发出的。 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，取 宽、。3.5m3.0m 窗：泵房于阴阳两侧开窗，便于通风采光，开窗面积不小于泵房的 1/5， 于两侧各设 5 扇窗，其尺寸为 1000 1500mm 卫生设备：为了管理人员清刷地面和个人卫生，应就近设洗手池，接 25mm 的给水管，并备有共冲洗的橡胶管。 3.3.63.3.6 起吊设备起吊设备 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 ，单台 GH 中格栅的重量为 ，可选用 LD-A 型电动单梁桥式起2000kg4500kg 重机5,12。 3.3.73.3.7 单管出水井的设计单管出水井的设计 单个 400QW1700-22-160 潜水泵的出口直径为： 12。350mm 每个潜水泵都采用出水方井，尺寸为 1.5m 1.5m，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 mbQH261 . 0 5 . 186 . 1 37186 . 0 86. 1 / 3 2 3 2 3.43.4 旋流式沉砂池的设计旋流式沉砂池的设计 3.4.13.4.1 设计依据与设计参数：设计依据与设计参数： （1）设计依据11： a.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； c.设计流量的确定： 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。 （2）设计参数11： a.旋流沉砂池最高时设计流量时，停留时间不应小于 30s，设计水力表面 负荷宜为 150-200，有效水深宜为 1.0-2.0m，池径与池深比宜为hmm 23 / 2.0-2.5 b.最大设计流速为 0.25m/s,最小设计流速为 0.15m/s； c.沉砂池的超高取 0.3m。 3.4.23.4.2 设计计算设计计算 由于本设计沉砂池是旋流式的，而且本设计的沉砂池是定型设备，故不需 要进行计算。本设计采用的设备为两座 20 型旋流式沉砂池5,8,12。 表 3-2 旋流式沉砂池的部分尺寸 型 号 流量(万 )dm / 3 ABCDEFJLPA 207.504880152010702130460208010701680183060 3.53.5 卡罗塞氧化沟卡罗塞氧化沟 3.5.13.5.1 设计依据与要求设计依据与要求 本设计的卡罗塞尔 2000 型