有关城市排水工程规划及污水处理厂毕业设计.doc

摘要摘要 辽宁省 tzg 市排水工程规划及污水处理厂的设计内容为：污水管道的规划与设计、 雨水管道的规划与设计及污水处理厂的设计。 该市面积约为 1600 多公顷，被铁路划分为三个区，其中一区人口密度为 310 人/ 公顷，二区人口密度为 320 人/公顷，三区人口密度为 360 人/公顷，其中甲工厂（位 于一区）的排水量为 220 m3/h，乙工厂（位于三区）的排水量为 280 m3/h，丙工厂 （位于三区）的排水量为 330 m3/h.在该市的南面有一条自东向西的河流，河水的最高 水位为 64m,最低水位为 60m,常年主导风向为东南风，城市综合径流系数为 0.64，冰冻 线为-1.00m. 本工程设计采用分流制排水体制。污水处理厂设在河的下游，城市的西南部，远 离城区，占地约 23 公顷,采用二级处理,处理水量为 131401m/d，进水 bod 为 227.37 g/m3。 雨水直接排入河流中，为重力流。 平面布置在满足工艺流程的前提下，利用原有地形设置，布置大致分为四个区： 生活区、污水处理区、污泥处理区、预留地。要求布置紧凑、进出水流畅、节省用地。 关键词：污水管道;雨水管道;污水处理厂;分流制 1 abstract the design elements of tzg city, liaoning province drainage works planning and design of a sewage treatment plant: sewage pipelines planning and design, stormwater pipelines planning and design and the sewage treatment plant design. the area of the city is more than one thousand six hundred hectares, it is divided into three areas by the railway, the population density of the first area is 310 persons / ha, the population density of the second area is 320 persons / ha, the population density of the third area is 360 persons / ha.the displacement of a factory（located in the first area ）is 220 m3 / h, the displacement of b factory（located in the second area ） is 280 m3 / h, the displacement of c factory（located in the third area ）is 330 m3 / h. in the south of the city there is a river from east to west, the rivers highest level is 64m, the minimum water level is 60m, the perennial leading wind direction is south-east, the citys comprehensive runoff coefficient is 0.64, the frozen line is -1.00m. the engineering design uses the drainage adopted triage system. sewage treatment plant located in the lower reaches of the river, the south-west of the city, away from the city, covering about 23 hectares, uses secondary treatment to deal with 131401m / d water, the influent bod is 227.37 g/m3 rain water is discharged directly into rivers which is gravity flow. to meet the technological process the layout use the original terrain settings, arranged roughly divided into four areas: living area, sewage disposal areas, sludge treatment area, reserve. require compact layout, and out of the water flow, saving space. key words: sewage pipelines; stormwater pipelines; the sewage treatment plant; triage system 2 1 辽辽宁宁省省t tz zg g市市排排水水工工程程规规划划及及污污水水处处理理厂厂设设计计 第一章第一章 设计任务及原始资料设计任务及原始资料 我国一批城市兴建了污水处理厂，一大批工业企业建设了工业废水处理厂（站） ， 更多的城市和工业企业在规划、筹划和设计污水处理厂。水污染防治、保护水环境， 造福子孙后代的思想已深入人心。 近几十年来，污水处理技术无论在理论研究方面还是在应用发面，都取得了一定 的进步，新工艺、新技术大量涌现，氧化沟系统和高效低耗的污水处理技术，如各种 类型的稳定塘、土体处理系统、湿地系统都取得了长足的进步和应用。这些新工艺、 新技术已成为水污染防治领域的热门研究课题。在国家科委、建设部、国家环境保护 局的组织和领导下，广泛、深入地开展了这些课题的科学研究工作，取得了一批令人 瞩目的研究成果。 不应回避，我国面临水资源短缺的严重事实，北方一些城市人民生活水平的提高 和工农业生产的发展已收到水资源不足的制约。城市污水和工业废水回用，以城市污 水作为第二水源的趋势，不久将成为必然。这就是我国污水事业面临的现实。 作为市政与环境工程学院给水排水工程专业的学生，我深刻的体会到污水处理在环境 保护事业当中所占据的地位，所以更应该深刻地了解这种形势，掌握并发展污水处理 的新工艺、新技术，已成为跨世纪的工程技术人才，将我国的污水处理事业提升到一 个新的高度。 1.11.1 毕业设计任务及要求毕业设计任务及要求 1.1.11.1.1 任务任务 （1）排水管网规划设计，含两个以上的方案比较； （2）污水泵站工艺设计，含部分工艺施工图设计； （3） 污水处理工艺设计，含部分单体构筑物的工艺施工图设计； （4）污泥水处理工艺设计，含部分单体构筑物的工艺施工图设计； （5）排水管网与污泥处理厂的工程预算； 2 1.1.21.1.2 基本要求基本要求 （1）完成排水管网和雨水管道的定线，至少应对两个排水管网定线方案，进行技术经 济比较，从中选优。 （2）排水管网的主干管、区域干管、支干管应进行详细的水力计算与高程计算。水力 计算应采用计算机编程计算。 （3）按给出的原始资料合理地选定设计暴雨强度公式进行雨水管道的水力计算。从街 道明渠开始只计算其中一、二条雨水管道即可。 （4）污水泵站工艺设计要确定水泵机组的台数、水泵型号、泵站的结构形式等。 （5）根据资料与城市规划情况、考虑环境效益与社会效益，合理选择污水处理厂位置。 污水处理厂平面布置要紧凑合理，节省占地面积，同时应保证运行管理方便。 （6）在确定污水处理工艺流程时，同时选择适宜的各处理单体构筑物的类型。对所有 构筑物都进行设计计算，包括确定各有关设计参数、负荷、尺寸与所需的材料与规格 等。 （7）对污水与污泥处理系统要做出较准确的水力计算与高程计算。 （8）对排水管网与污水处理厂都要进行经济概算与成本分析。 （9）对需要绘制工艺施工图的构筑物还要进行更详细的施工图所必须的设计与计算， 包括各部位构件的形式、构成与具体尺寸等。 （10）对排水管网与污水处理厂都要进行经济概算与成本分析。 1.21.2 设计的原始资料及依据设计的原始资料及依据 1.2.11.2.1 地形与城市规划资料地形与城市规划资料 （1）城市地形与总体规划图一张，比例为 1:10000 （2）城市各区人口密度与居住区生活污水量标准（平均日） 表 1-1 城市各区人口密度和污水量标准 区域人口密度（人/公顷）污水量标准（升/人.日） 一 区 310160 二 区 320140 三 区 360150 （3）城市综合径流系数 3 城市综合径流系数为 0.64 （4）工业企业与公共建筑的排水量和水质资料 表 1-2 城市工业企业与公共建筑的排水量和水质资料 企业与公共建 筑名称 平均排水量 (m3/h) 最大排水量 (m3/h) ss (mg/l) bod5 (mg/l) ph 工厂甲 2202602702307.2 工厂乙 2803203802206.8 工厂丙 3303603403307.1 注：工业企业废水的特殊水质可以另行说明；如国有企业与公共建筑的废水已经 处理，按处理后的水质填写。 1.2.21.2.2 气象资料气象资料 （1）气温资料 表 1-3 城市气温资料 年平均气温 10 月平均最高气温 30 年最低气温 -26 月平均最低气温 -8 年最高气温 35 月平均气温 23 温度在-10 以下的天数（天） 75 温度在 0 以下的天数（天） 105 降雨量（mm/天） 1150 年蒸发量（mm/天） 220 （2）常年主导风向 常年主导风向为东南风。 （3）设计暴雨强度公式及其参数: 自查手册 1.2.31.2.3 地质资料地质资料 表 1-4 城市地质资料 土壤性质 冰冻深度 （m） 地下水位（地表下） （m） 排水管网干管处一般性资料粘土 17 4 污水中途泵站与污水处理厂处粘土 17 1.2.41.2.4 受纳水体水文与水质资料受纳水体水文与水质资料 受纳水体为河流，污水处理厂排放口处资料见下表。 表 1-5 城市污水受纳水体水文水质资料 流量 (m3/s) 流速 (m/s) 水位 （m） 水温 () do (mg/l) bod (mg/l) ssss (mg/l) 最小流量时 21.06098.03.010 最高水位时 3.41.564168.42.113 常水位时 2.41.262128.12.311 1.31.3 图纸、程序、上机、实验、外文翻译等具体要求：图纸、程序、上机、实验、外文翻译等具体要求： （1）图纸要求：应完成 1#图纸至少 11 张。其中手工绘制 2 张。 （2）程序要求：应能独立使用程序进行污水管路及雨水管路水力计算。 （3）上机要求：上机 40 机时以上，能够熟练掌握建筑 cad 绘图 （4）外文翻译要求：能够较好的翻译本专业外文资料，外文翻译 30005000 字。 5 第二章第二章 设计说明设计说明 2.12.1 城市管网设计城市管网设计 2.1.12.1.1 排水体制排水体制 排水体制一般分合流排水系统和分流排水系统两种类型： （1）合流制排水系统 该系统是将生活污水、工业废水和雨水混合在同一个管渠内排除的系统。目前广 泛采用的是截流式合流制排水系统。 （2）分流制排水系统 该系统是将生活污水、工业废水和雨水分别在两个或两个以上各自独立的管渠内 排除的系统。由于排除雨水方式的不同，分流制排水系统又分为完全分流制（具有污 水排水系统和与水排水系统）和不完全分流制（只具有污水排水系统）排水系统。 （3）两种排水体制比较选优 从环境保护方面来看，采用截流式合流制的城市，水体仍然遭受污染，甚至达到 不能容忍的程度。采用分流制的城市，初雨径流未加处理就直接排入水体，会对城市 水体造成污染。尽管如此，分流制较灵活，以适应社会发展的需求，一般又能符合城 市卫生的要求，所以在国内外获得了较广泛的应用。 从造价方面来看，分流制可保持管内的流速，排水管道的造价较合流制高，但污 水厂及泵站造价较合流制低。 从维护管理方面来看，合流制排水系统污水厂的运行管理较复杂，而分流制系统 可保持管内流速，不致发生沉淀，且流入污水厂的水量和水质变化小，污水厂的运行 易于控制 基于上述各种因素，此次设计采用分流制排水系统。 2.1.22.1.2 排水系统布置方式的确定排水系统布置方式的确定 城市排水系统在平面上的布置，随着地形、竖向规划、污水厂的位置、土壤条件、 河流情况、以及污水的种类和污染程度等因素而定。 6 该城市的地势向水体有相当倾斜，故采用截流式布置即各排水流域的干管以最短 距离沿与水体垂直的方向布置，再沿与水体平行的方向敷设主干管，保证大部分长管 段以垂直等高线方向设置。将各干管的污水截流送至污水厂进行处理。该种布置对减 轻水体污染、改善的保护环境有重大作用。 2.1.32.1.3 污水管道系统污水管道系统 该城区地形坡度较大，自西南向东北递增，干管的布置与等高线相交，从高向低。 主干管布置在城区南面，与等高线相交，可初步确定建一个污水处理厂，厂址位于河 流下游城区西南面。 （1）管道定线及平面布置 正确的定线是合理的、经济的设计污水管道系统的先决条件，是污水管道系统设 计的重要环节。定线按主干管、干管顺序依次进行，且遵循主要原则：尽可能在管线 较短和埋深较小的情况下让最大区域的污水能自流排出。定线时应充分利用地形，使 管道的走向符合地形趋势，一般宜顺坡排水。在整个排水区域较低的地方敷设主干管 及干管，以便于支管的污水自流流入。而横支管的坡度尽可能与地面坡度一致。在地 形平坦的地区，应避免小流量的横支管长距离平行等高线敷设。当地形斜向河道的坡 度很大时，主干管与等高线平行敷设。干管与等高线平行。这种布置虽然主干管的坡 度较大，但可设置为数不多的跌水井，而使干管的水利条件得到改善。在管道定线时， 要使之既能尽量减小埋深，又可少建泵站。污水支管的平面布置取决于地形及街坊建 筑特征。并应便于用户接管排水。街道支管通常敷设在街坊较低一边的街道下。污水 主干管的走向取决于污水厂和出水口的位置。管道应布置在坚硬密实的土壤中。尽量 减少穿越高地，基质土壤不良地带。尽量避免或减少与河道，铁路的交叉。为了增大 上游干管的直径，减小敷设坡度，以至能减小整个管道系统的埋深。将产生大流量污 水的工厂或公共建筑的污水排除口接入污水干管起端是有利的。 （2）.布置方案的选择 根据管道定线原则及城区实际情况，设计初步考虑两套方案。管道的布置方案应在同 等条件和深度下进行技术经济比较，选择一最佳方案。两个方案的污水管道系统都采 用截流式布置。 方案一：由于城市地形东北高，西南低，考虑风向为东南风，河流方向自东向西。所 7 以污水厂及出水口设在城市西南侧，使所有污水尽量靠重力排出。主干管平 行于河流布置，干管基本垂直于河流布置。有七处管线穿越铁路。 方案二：相对方案一作了较大的改动。有些管段延长，一些管段与河流平行，但总体 趋势还是利用高差排水。主干管平行于河流布置，有三处穿越铁路。 两套方案的示意图、电算数据及结果如下： 第一套总造价：2086.77 万元 无泵站 第二套总造价：1566.44 万元 无泵站 经过比较，第二套方案造价更低，经济且较合理，故选择第二套方案。 通过上机多次调试，各条干管和主干管的埋深都符合要求。 2.1.42.1.4 雨水管道系统雨水管道系统 该城市的暴雨强度公式： 2-q 77 . 0 )9( )lg77 . 0 1 (1984 t p 1 其中 p设计重现期(a) t降雨历时（min） 重现期：1 年 （1）.雨水管道系统设计的基本要求：能通畅及时地排走城镇和工厂面积内的雨水 （2）.雨水管道系统平面布置的特点： 充分利用地形，就近排入水体 根据城市规划布置雨水管道。通常，应根据建筑物的分布，道路布置及街坊内部 的地形，出水口位置等布置雨水管道，使雨水以最短距离排入街道低侧的雨水管 道。 雨水口的布置应使雨水不致浸过路口。 雨水管道采用明渠或暗渠应结合具体条件确定。 设置排洪沟排除设计地区以外的雨洪水。 （3）.雨水管道水力计算的设计数据 设计充满度 雨水中主要含有泥砂等无机物质，不同于污水的性质，加以暴雨径流量大，而 相应较高设计重现期的暴雨强度的降雨历时一般不会很长，故管道设计充满度按满 8 流考虑.即h/d=1。 设计流速 为避免雨水所挟带的泥砂等无机物质在管道内沉积而堵塞管道， 室外排水 设计规范规定：满流时管道内最小流速应等于或小于0.75m/s，明渠内最小流速 应等于或大于0.40m/s。 为防止管壁受到冲刷而损坏，影响及时排水， 室外排水设计规范规定：金 属管最大流速为10 m/s，非金属管最大流速为5 m/s。 最小管径和最小设计坡度 雨水管道的最小管径为300mm,相应的最小坡度为0.003 最小埋深和最大埋深 污水管（雨水管相同）的最小覆土厚度，应满足下述三个因素： (a)必须防止管道内的污水冰冻和因土壤冰冻膨胀而损坏管道。规范规定：无保温 措施的生活污水管道或水温和它接近的工业废水管道，管低可埋设在冰冻线以上 0.15m，并应保证管顶最小覆土厚度。 (b)必须防止管壁因地面荷载而受到破坏。 规范规定，在车行道下，管顶最小覆 土厚度一般不小于0.7 m 。 (c)必须满足街道连接管在衔接上的要求。 以上三个数值中的最大一个值就是这一管道的允许最小覆土厚度或埋设深度。 一般在干燥的土壤中，最大埋深不超过 78 m， 雨水管道采用分散出水口式的布 置形式。 9 第三章第三章 城市污水处理厂设计城市污水处理厂设计 3.13.1 污水厂选址污水厂选址 未经处理的城市污水任意排放，不仅会对水体产生严重污染，而且直接影响城市 发展和生态环境，危及国计民生。所以，在污水排入水体前，必须对城市污水进行处 理。而且工业废水排入城市批水管网时，必须符合一定的排放标准。最后流入管网的 城市污水统一送至污水处理厂处理后排入水体。 在设计污水处理厂时，选择厂址是一个重要环节。厂址对周围环境、基建投资及 运行管理都有很大影响。 选择厂址应遵循如下原则： 1.为保证环境卫生的要求，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。 2.厂址应设在城市集中供水水源的下游地方。 3.厂址应尽可能设在城市和工厂夏季主导风向的下方。 4.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 理构筑物之间水头损失的要求，使污水和污泥有自流的可能，以节约动力。 5.厂址如果靠近水体，应考虑汛期不受洪水的威胁。 6.厂址应设在地质条件较好、地下水位较低的地区。 7.厂址的选择要考虑远期发展的可能性，有扩建的余地。 根据以上原则，将污水处理厂建在该城的西南角，离城区约 100 米。水厂位于流 经该城的河流下游。土质粘土，冰冻深度 1.00 米，地下水位7 米。水厂地质条件较 好，地下水位也较低，有利于施工。水厂地面标高 69 米，河流最高水位 64 米，水厂 不会受冲淹。该城常年主导风向东南风。水厂的设置所在地不会影响城区的环境卫生。 厂内的生活区位于主导风向的上方。 3.23.2 污水厂处理规模、处理程度污水厂处理规模、处理程度 1.排水面积1637.0公顷 2.服务人口： 55.2万 10 3.服务工厂：三个 4.设计最大流量：1520.85l/s 平均流量：971.19 l/s 3.33.3 工艺流程工艺流程 3.3.1污水处理工艺流程 处理厂的工艺流程是指在到达所要求的处理程度的前提下，污水处理个单元的有 机结合，构筑物的选型则是指处理构筑物形式的选择，两者是互有联系，互为影响的。 水体有一定的自净能力，可根据水体自净能力来确定污水处理程度。设计中既要 充分利用水体的自净能力，又要防止水体遭到污染，破坏水体的正常使用价值，采用 何种处理流程还要根据污水的水质和水量，回收其中有用物质的可能性和经济性，排 放水体的具体规定，并通过调查研究和经济比较后决定，必要时还应当进行科学论证。 城市生活污水一般以bod物质为其主要去除对象，因此，处理流程的核心是二级生物处 理法活性污泥法为主。 生活污水和工业废水中的污染物质是多种多样的，不能预期只用一种方法就能把 所有的污染物质去除干净，一种污水往往需要通过由几种方法组成的处理系统，才能 达到处理要求的程度。 按处理程度分，污水处理可分为一级、二级和三级。一级处理的内容是去除污水 中呈悬浮状态的固体污染物质，经过一级处理后，污水中的bod只去除30 %左右，仍不 能排放，还必须进行二级处理。二级处理的主要任务是大量去除污水中呈胶体和溶解 性的有机污染物质（bod） ，去除率可达97%以上，去除后的bod含量可降低到20-30 mg/l.一般，经过二级处理后，污水已具备排放水体的标准了。一级和二级处理法是城 市污水经常采用的，属于常规处理方法。当对处理过的污水有特殊的要求时，才继续 进行三级处理。 具体的流程为：污水进入水厂，经过格栅至集水间，由水泵提升到平流沉砂池经 初沉池沉淀后，大约可去初ss 45%,bod 25%.污水进入曝气池中曝气，可从一点进水， 采用传统活性污泥法，也可采用多点进水的阶段曝气法。在二次沉淀池中，活性污泥 沉淀后，回流至污泥泵房。二沉池出水经加氯处理后，排入水体。 11 3.3.2污泥处理工艺流程 污泥是污水处理的副产品，也是必然的产物，如从沉淀池排出的沉淀污泥，从生 物处理排出的剩余活性污泥等。这些污泥如果不加以妥善处理，就会造成二次污染。 污泥处理的方法是厌氧消化，在厌氧消化过程中产生大量的消化气（即沼气）是宝贵 的能源，消化后的污泥含水率仍然很高，不宜长途输送和使用，因此，还需要进行脱 水和干化等处理。 具体过程为：二沉池的剩余污泥由螺旋泵提升至浓缩池，浓缩后的污泥进入贮泥 池，再由污泥控室投泥泵提升入消化池，进行中温两级消化。一级消化池的循环污泥 进行套管加热，并用搅拌。二级消化池不加热，利用余热进行消化，消化后污泥送至 脱水机房脱水，压成泥饼，泥饼运至厂外。 消化池产生沼气，一部分用于一级消化池的沼气搅拌，一部分用于沼气发电。 本设计采用的工艺流程如下图所示： 排放 级 二级处理 去除碳源bod可达95% 有的过程可产生消化作用 消 化 脱 水 剩余污泥回流污泥 上清液 沉砂初沉 生物处理 活性污泥法 二沉 沼 气 利 用 原 污 水 格删 级 一级处理 去除可沉物，油脂， 浮渣约50%ss，30%bod 处置或利用 图 31 污水处理工艺图 12 3.43.4 工艺总平面布置工艺总平面布置 平面布置在满足工艺流程的前提下，利用原有地形设置，布置大致分为四个区： 生活区、污水处理区、污泥处理区、预留地。要求布置紧凑、进出水流畅、节省用地。 其中，综合楼、车库、招待所、化验室等在入厂正门附近。把消化池、沼气罐和压缩 机房组合在一起，远离其他构筑物，采取隔离措施，防火防爆以确保安全。 13 第四章第四章 处理构筑物工艺设计处理构筑物工艺设计 已知该城市污水处理厂的最大设计污水量为1520.85l/s。 4.1 污水处理构筑物污水处理构筑物 4.1.1 格栅格栅 污水厂的污水是由一根1400 的管子从进水闸阀引入格栅间的。 栅前水深：h = 0.92 m 过栅流速：v =0.9 m/s 栅条间隙宽度：e =20 mm 格栅倾角 600 栅槽宽 2.4 m，共设两组，便于维修和清洗 栅渣量为 5.05m3 /d，宜采用机械格栅清渣。 4.1.24.1.2 污水泵房污水泵房 由于该泵站为常年运转且连续开泵，故选用自灌式泵房。又由于该泵站流量较 大，故选用矩形泵房。矩形泵房工艺布置合理，运行管理较方便，现已普遍采用。 集水间计算 选择水池与机器间合建式的方形泵站，用 5 台泵（1 台备用） 每台水泵的流量为：q0=1520.85/4=380.21l/s，取 390l/s 集水池的容积，采用相当于 1 台泵 5min 的容量。w=117m 泵型：kwpk350-500 型污水泵 每台： 有效水mhhmqo 3 . 166,/1600620 3 深：h=2m，则集水池面积为：f=114/2=57 m3 池底做成斜坡 泵房地面有一定坡度，坡向排水沟。 4.1.34.1.3 平流沉砂池平流沉砂池 共设两座，每座平流沉砂池分两格，每格平面尺寸为 12 m1.27m 14 有效水深为 1.00 m，设池内流速 v =0.3 m/s，停留时间为 40s 沉砂室所需容积 设 t=2d v=6.06 m3 每个分格有 1 个沉沙斗 v0=6.06/4=1.52m3 沉沙斗各部分尺寸 设斗底宽 a1=0.5m，斗壁与水平面的倾角为：55 度 斗高 h3=1m，沉沙斗上口宽 a=2.2m 沉沙斗容积：v1=1.88 m3 沉沙室高度 采用重力排沙，设池底坡度为：0.06 坡向沙斗 h3= h3+0.06l2=1.588m 池总高度，设超高 h1=0.3m h=h1+h2+h3=2.88m 验算最小流速 在最小流量时，只用一格工作（n1=1） vmin=qmin/n1wmin=0.69m/s0.15m/s 污水经泵房提升后，经过进水管道、集水井、配水渠道、均匀的进入沉砂池。 4.1.44.1.4 初次沉淀池初次沉淀池 初沉池采用辐流式沉淀池，它具有运行稳定、管理简单、排砂设备已趋定型的优 点。本设计共设四座初沉池，采用中间进水、周边出水的方式。每座池直径 30m，池边 高度 3.8m，有效水深 3 m，表面负荷 q =2m3/m2 h8，停留时间 t =1.5h. 池直径与有效水深之比 10，池径不小于 16m，坡度为 0.05，取池子半径 1/2 处的水流断面作为计算断面 沉淀部分有效容积 v=qmax t/n=1688.65m3 w1=snt/1000n=11.5 m3 n=551706 沉沙斗容积 设 r1=2m r2=1m =60 则 h5=（r1-r2）tg=1.73m v1=h5（r12+r1r1+r22）/3=12.7m3 沉沙斗以上圆锥体部分污泥容积，设池底径向坡度为 0.05 则 h4=（r-r1）0.05=0.65m v2=h4/3（r2+rr+r2）=176.21m3 污泥总容积 v1+v2=188.91 m311.5 m3 沉淀池总高度 设 h1=0.3m，h3=0.5m h=h1+h2+h3+h4+h5=6.18m 每座沉淀池配有周边趋动的刮泥机一台，池底污泥由刮泥机刮至集泥坑，通过排 泥管排至集泥井。刮泥机外周刮泥板的线速度为 1.5 m/min,刮一周要用 75 min.中心 管设于池中心处，污水从池底的进水处进入中心管，中心管周围为入流区，外部设整 流板，使污水在池内得以均匀流动。 15 出流区位于池周，采用三角堰板，且在出流堰前设挡流板和浮渣挡板及排渣斗， 以截流池水表面上的漂浮物质。用排渣管将浮渣斗内的浮渣排至设在外面的浮渣井。 浮渣井内设格栅，进入井内的污水经格栅排走，截流的浮渣由人工定期清除，同时还 要人工定期清除三角堰上的沉泥渣、生物膜等。 4.1.54.1.5 曝气池曝气池 采用传统活性污泥曝气池，共设四组曝气池，每组有五个廊道，在池中部两廊道 间设水渠，使处理水到达池尾，以便对池尾进水口进行配水。设 4 组曝气池,每组曝气 池面积 1000 m2, 有效水深 h=4m,每个廊道单宽 b1=5m. 采用鼓风曝气，扩散装置采用膜片式微孔曝气器，其具有孔小、氧利用率高的优 点。且其采用橡胶材料，不宜堵塞。为节约空气管道，相临廊道的扩散装置沿公共隔 墙布置。 曝气池的曝气量靠空气干管上的闸门控制，设置消泡水管进行消泡，设放水管用 于培养活性污泥时排出上清液用。放空管设于池底，以便维护清理时放空池中水。 回流污泥设置螺旋泵提升，曝气方法采用鼓风曝气，它由加压设备，扩散装置和 连接两者的管道系统三部分组成。扩散装置均匀布置在池底，这样布置可以使水流在 池中流行时得到均匀曝气.同时这样布置方式有利于管道的安装,及供气均匀.为了节约 空气管道，相邻廊道的扩散装置沿公共墙布置。 扩散装置采用膜片式微孔空气扩散器，共设 5 条干管，每条干管设 8 对竖管，共 有 80 根竖管。曝气头距池底 0.2m。 曝气池的曝气量依靠空气干管上的阀门控制，排除上清液管在培养活性污泥时排 除上清液用；放空管安装于曝气池底部，以便维修清理时放空用。回流污泥采用污泥 泵从污泥泵房打入，剩余污泥由污泥泵房提升后排入贮泥池。 4.1.64.1.6 二次沉淀池二次沉淀池 采用辐流式沉淀池，共设八座，且设集配水井两座。采用双层集配水井形式。来 水经中心管进入内层配水井，均匀的分配给八座二沉池。二沉池中间进水，周边出水， 设置带有三角堰板的集水槽集水，通过出水渠流入外层集水井，再由集水井流入下层 构筑物。 16 二沉池设出泥井，且出泥管上设闸阀控制出泥量。池底部设放空管。 每座沉淀池设刮吸泥机一座。各吸泥管中分别通入空气以利排泥。 4.1.74.1.7 鼓风机房、加氯间鼓风机房、加氯间 （1）鼓风机房主要提供曝气池、二沉池所需空气，鼓风机选用 lg型罗茨鼓风机 l84wd 共 4 台，空气量为，配电机 js-115-6，功率为 75kw,其中 1 台备用。鼓风min/267 3 m 机和电机运行时需要冷却，设冷却水泵 2 台（一台备用） ，冷却塔一座（冷却循环水使 用） 。 （2） 污水的二级处理加氯消毒一般采用季节性加氯，在夏季污水污染严重时加氯消 毒。加氯机 zj-1 型 2 台，氯库共存氯量 15 天，30 个氯瓶。 另外，设一专用水池为氯瓶降温和安全之用。 4.1.84.1.8 计量堰设计计算计量堰设计计算 本工程计量堰采用巴式计量槽装置。测量形式为自由流，通过井中水位反映 流量变化，由仪表显示。这种装置工作比较稳定，精度较高，但是为了防止在堰前积 污，一般仅用于处理构筑物之后。 取 b=0.75 计量堰的主要部位尺寸为： l1=0.5b+1.2=1.575(m) l2=0.6(m) l3=0.9(m) b1=1.2b+0.48=1.38(m) b2=b+0.3=1.05(m) 4.24.2 污泥处理构筑物污泥处理构筑物 4.2.14.2.1 浓缩池浓缩池 采用重力浓缩。由于剩余污泥含水率极高，单纯浓缩效果较差，故将初沉池污泥 17 与剩余污泥混合后共同浓缩。在浓缩池前设一配泥井，将二者混合并均匀分配进入两 个浓缩池。浓缩池设两座，为圆形辐流式。直径 19 m，池总高 2.68 m，取浓缩时间 20 h.浓缩池设刮泥设备，刮泥机为周边转动。 4.2.24.2.2 污泥贮存池污泥贮存池 污泥经浓缩后进入贮泥池，由消化污泥控制室内的污泥泵将其内的污泥抽升后打 入消化池。 贮泥池尺寸为 9000 mm9000mm4500mm 4.2.34.2.3 消化污泥控制室消化污泥控制室 消化污泥控制室是消化池的控制中心，主要作用有： （1）新鲜污泥的投配 （2）消化池内的污泥循环搅拌 （3）消化污泥的加热 （4）消化池运行情况的监测和控制 控制室是半地下式框架结构，分为三层，地下部分为泵工作间，设有污泥加热循 环泵、新鲜污泥投配泵。地面二层为电器设备及仪表控制室，地面三层为热交换间。 新鲜污泥可采用预热后投配，即新鲜污泥由污泥贮存池抽出后由旁通管与循环污泥混 合，进入热交换器，经换热器预热后再投入消化池也可直接投配，即新鲜污泥由污泥 贮存池抽出后，不经预热，经泵提升后直接进入消化池。 消化池的耗热量可根据冬季最大负荷量计算，耗热量包括三部分： （1）每天投配新鲜污泥从原始温度加热到所需的温度的耗热量 （2）消化池体本身的热损耗量，是由池体内污泥的消化温度与池体外大气的最低 温度的温差所引起的耗热量 （3）输泥管道的耗热量。消化池每天所需的耗热量是由污泥加热循环泵将污泥通 过热交换器加热提供的，采用套管式换热器。套管中心走泥，套管间走热水，热水从 上部向下部流动。 18 4.2.44.2.4 消化池消化池 选用传统的固定式消化池，分为一级消化池和二级消化池，二者的单池容积结构 相同，而停留时间不同。共设四座一级消化池和两座二级消化池。污泥投配按连续投 配方式，污泥加热亦按连续加热方式设计。 设计参数如下：总消化污泥量 535m3 /d;消化周期一级为 10 天，二级周期为 20 天， 总停留天数为 30 天。一级消化池采用沼气搅拌，有利于消化池中的消化气的释放，对 消化污泥的浓缩脱水有促进作用。用空压机将贮气罐中部分消化气抽出，经稳压罐送 入消化池。搅拌系统采用防爆电动机，以保证运行安全。 污泥投配按连续投配，加热也按连续加热方式设计。消化池直径为 20m,柱体高度 取 12m。 4.2.54.2.5 脱水机房脱水机房 设置自动板柜压滤机，其构造简单，过滤推动力大，适合于各种性质的污泥，且自 动化程度高，效率高，劳动强度低。 设两台板堰压滤机，配备两台污泥泵，将污泥压入过滤机，滤布用清水清洗。 污泥经脱水后形成的泥饼，暂存于泥场，以便再利用。 4.2.64.2.6 沼气罐沼气罐 采用单级湿式沼气罐，为防止腐蚀，其内部需进行防腐处理，一般涂以防腐涂料。 为减少太阳辐射、气体受热引起容积的增加，沼气罐外应涂反射性色彩。 沼气罐采用单极温式沼气罐一座，直径取 11m，高度为 8m. 4.34.3 厂内给水排水及道路厂内给水排水及道路 厂内生产及生活用水由市区给水管网引入给水管，分别接入各构筑物内，进水总 管上设水表。 厂内采用雨水、污水完全分流，雨水不经处理直接排至厂外，超越管与处理后的 水管相连，而不与雨水管相连，可节约输水管道。厂内污水由污水总管输送至格栅前 19 的进水闸井内，与厂外污水一起处理。 厂内道路完全成环状，道路宽 6 米，采用沥青混凝土。 4.44.4 辅助建筑物辅助建筑物 污水处理厂的辅助建筑物有综合楼、试验综合楼、食堂、仓库、车库、职工宿舍、 招待所、机修间、总控制室、配电室、锅炉房、值班室、预留地等。 主要集中于入厂门口的生活区内，便于设备仪表的运输和维护管理。污水厂所设总 控制室，便于对厂区内仪器，仪表的运行进行自动控制 20 第五章第五章 设计计算设计计算 5.15.1 一级处理一级处理 5.1.15.1.1 格栅格栅 污水厂的污水由一根1200 的管从城区直接接入格栅间。设两个中格栅，可以在水 量小的时候，开启一个；水量大的时候，2 个都开启。格栅计算简图如图所示。 图 5-1 隔栅简图 根据公式最优水力断面公式 qmax=b2v/2 5-1 计算得： qmax设计流量, m3/s v栅前流速取, v b栅前槽宽, m b1= 1.84m 因此栅前水深 h=b/2=0.92m,设过栅流速 v=0.9m/s1 （1） 栅条的间隙数 qmax=1.52m3/s n= 5-2 evh qsin max e栅条间隙宽度取 0.02m 格栅倾角 601 21 h栅前水深, m v过栅流速, m/s n= 80(个) 92 . 0 *9 . 0*02. 0 60sin*52. 1 （2） 栅槽宽度 设栅条宽度 s=0.01m b=s(n-1)+bn b=s(n-1)+en=0.01(80-1)+0.0280=2.39m 取 2.4m （3） 进水渠道渐宽部分的长度 设进水渠宽 b1=1.8m,其渐宽部分展开角度 1=20 l1=(b-b1)/(2tg20)=(2.4-1.8)/(2tg20) =0.82m （4） 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度 l2=l1/2=0.41m （5） 通过格栅的水头损失 设栅条断面为锐边矩形断面 =2.42,k=3,则：3-3 h1= k h0 5-3 h0=(s/e)4/3 v/2g sin 5-4 =2.42(0.01/0.02)4/3 0.9/29.8 sin60 =0.046m h1=30.046=0.138m 取 0.14m 形状系数 h1过栅水头损失 s 格条宽度, m e栅条净间隙, m （6） 栅后槽中高度 22 设栅前渠道超高 h2=0.3m,则： h=h+h1+h2=0.92+0.14+0.3=1.36m 栅槽总长度为： l=l1+l2+0.5+1.0+h1/tg =0.82+0.41+0.5+1.0+1.22/tg60=3.43m （7） 每日栅渣量 5-5 4 . 86 1max zk wq w w1栅渣量, m3/103m3中格栅，w1取 0.05 kz流量总变化系数，取 1.3 w =1.520.0586400/(1.31000) =5.05m3/d0.2m3/d 因此宜采用机械清渣。 5.1.25.1.2 沉砂池沉砂池 本设计采用采用平流沉砂池 （1）.长度公式 l=vt 5-6 v最大设计流量时的流速, m/s t最大设计流量时的流行时间, s 设 v=0.3m/s, t=40s(3060) l=vt=0.340=12m （2）.水流断面面积 a=qmax/v =1.52/0.3=5.07m2 （3）. 有效水深 h2= 1m (0.251) （4）. 池子总宽度 23 b=a/h2 5-7 a水流断面积， h2设计有效水深， b=5.07/1=5.07m 分 4 格，每格宽度： b=1.27m （5）.沉砂斗容积 v=10-5 kz txqmax86400 5-8 x城市污水沉砂量，取 3m t清除沉砂的间隔时间，d kz流量总变化系数 设 t=2d v=6.06m3 （6）.每个沉砂斗容积 设每一份格有一个沉砂斗 v0=6.06/4=1.52m3 （7）.沉砂斗各部分尺寸 设斗底宽 a1=0.5m 斗壁与水平面的倾角为：55 斗高 h3=1m，沉沙斗上口宽：a=2.2m 沉砂斗容积 v1= h3（2a2+aa1+2a12）/6=1.88m3 （8）.沉沙室高度 采用重力排沙，设池底坡度为 0.06，坡向沙斗 l2=l-2a/2=9.8m h3= h3+0.06l2=1.58m （9）.池总高度，设超高 h1=0.3m h= h1+ h2+ h3=2.88m （10）.验算最小流速 在最小流量时，只用一格工作（n1=1） vmin=qmin/nwmin 5-9 24 qmin最小流量， m3/s n最小流量时沉砂池工作数目， 个 wmin最小流量时沉砂池中的水流断面面积 m2 vmin =0.69m/s0.15m/s 图 52 沉砂池计算图 5.1.35.1.3 初沉池初沉池（幅流式）（幅流式） 设计表面负荷q=2m/（h） ，n=4 个 （1）.沉淀池表面积 f=q/nq=5475.06/42=684.38 池子直径 d=29.5m 取 d=30m/4f （2）.沉淀部分有效水深 取沉淀时间 t=1.5h h2= qt=21.5=3m （3）.沉淀池高度 每池每天污泥量 25 w1=snt/1000n=0.55517064/1000424=11.5m 式中 s 取 0.5l/（pd） ，由于用机械刮泥，所以污泥在斗内贮存时间用 4h。 污泥斗容积用几何公式计算 设 r1=2m, r2=1m, =60 则h5=(r1- r2)tg=1.73m v1=h5(r12+r1r2+ r22)/3=3.141.73(22+21+12)/3=12.7m 设池底径向坡度为 0.05，则 底坡落差h4=（rr1)0.05=（15-2）0.05=0.65m 因此，池底可贮存污泥的体积为 v2=h4(r2+rr1+ r12)/3=3.140.65(152+152+22)/3=176.21 m 共可贮存污泥体积为v1+v2=12.7+176.21=188.91 m11.5 m,足够。 沉淀池总高度 设h1=0.3m ,h3=0.5m h= h1+ h2+ h3+ h4 +h5=0.3+3+0.5+0.65+1.73=6.18m （4）.沉淀池周边处的高度为 h1+ h2+ h3=0.3+3+0.5=3.8m （5）.径深比校核 d/ h2=10 合格（要求 612） 每座沉淀池配有周边转动的刮泥机一座，池底污泥由刮泥机刮至集泥坑，通过排 泥管排至集泥井。刮泥机外周刮泥板的线速度为 1.5 m/min,刮一周要用 63min.中心管 设于池中心处，污水从池边的进水管进入进水渠，利用进水渠均匀进水，使污水在池 内得以均匀流动。 出流区位于池周，采用三角堰板，且在出流堰前设挡流板和浮渣挡板及排渣斗， 以截流池水表面上的漂浮物质。用排渣管将浮渣斗内的浮渣排至设在池外的浮渣井。 浮渣井内设格栅，进入井内的污水经格栅排走，截流的浮渣由人工定期清除，同时还 要人工定期清除三角堰上的沉泥渣、生物膜等。 26 5.25.2 二级处理二级处理活性污泥法活性污泥法 5.2.15.2.1 曝气池曝气池 （1）.传统推流式曝气池设计计算 本设计采用传统推流式曝气池 污泥负荷率为 0.3kgbod5/(kg.mlss.d),污泥浓度为 2000mg/l,污泥回流比为 r=0.25。 曝气池采用鼓风曝气，曝气装置排放在池子的一侧布置，可以使水流在池内呈螺 旋装前进，可以增加气泡与水流的接触时间。为了节约空气管道的用量在相邻的扩散 装置沿公共墙布置，曝气装置的曝气量由空气干管上的阀门来控制。 污水处理程度的计算及曝气池的运行方式 a污水处理程度的计算: 根据原始资料，bod 等于三个服务区的生活污泥加上工厂污泥量除于平均总 水量 设每人每天排放的 bod5为 25g,则： s0=55170625+（220230+280220+330330）24