天水市污水处理厂工程工艺设计——给水排水工程专业毕业设计

摘要本设计为天水市污水处理厂工程工艺设计，污水处理厂处理规模为一期40000M3/D。污水主要来源为生活污水和工业废水，主要污染物质为NH3N、BOD、COD，适宜采用生化处理方法。经过方案比较，确定采用三沟式氧化沟工艺。NH3N、BOD、COD的去除率分别达到92、93、89，污水处理厂处理后的出水达到污水综合排放标准（GB89781996）中的二级标准。污水和活性污泥的混合液在氧化沟中进行不断的循环运动，具有良好的去除BOD、COD及脱氮除磷的功能。另外，工艺流程简单，构筑物少，构造形式多样，运行较为灵活，运行稳定性好，基建投资省，运行费用低，操作管理方便，出水水质好也是氧化沟优于其他处理工艺的地方。关键词三沟式氧化沟、脱氮除磷ABSTRACTTHISDESIGNISABOUTTHESEWAGETREATMENTPLANTINTIANSHUICITYTHECONSTRUCTIONOFTHISPLANTIS40000M3/DTHEMAINORIGINOFTHESEWAGEISTHESANITARYSEWAGEANDTHEINDUSTRIALWASTETHEMAINPOLLUTINGISTHENH3N,BOD,CODITISSUITABLETOUSETHEBIOCHEMISTRYPROCESSINGMETHODAFTERTHECOMPARISONOFTHEPLAN,THETHREETYPEOXIDATIONDITCHCRAFTWASCHOSENASTHEPROCESSTHEELIMINATIONRATEOFTHENH3N,BOD,CODRESPECTIVELYACHIEVED92,93,89THEOUTLETWATEROFTHETREATMENTMEETSTHELEVELTWOOFTHENATIONALSEWAGEDISCHARGESTANDARDGB89781996THEMIXEDLIQUOROFTHESEWAGEANDTHEACTIVATEDSLUDGEARESPORTINGUNCEASINGLYINTHEOXIDATIONDITCHITISGOODTOEXCLUDEBOD、CODANDTAKEOFFTHENITROGENANDTHEPHOSPHORUSADDITIONALLY,THESIMPLEPROCESSING,THEFEWBUILDINGS,THEVARIEDSTRUCTURE,THENIMBLEMOVEMENT,ANDTHEGOODSTABILITYOFTHEMOVEMENT,THEPROVINCEINITIALCOST,THELOWOPERATINGCOST,THECONVENIENTOPERATIONANDMANAGEMENT,THEGOODQUALITYOFTHELETOUTWATERAREALSOTHEPLACESWHICHTHEOXIDIZEDITCHISBETTERTHANTHEOTHERTECHNOLOGYKEYWORDSTHREEOXIDATIONNITROGENANDPHOSPHORUSREMOVAL目录第一章概述511城市污水的特征及建造城市污水处理厂的必要性512我国水处理技术的发展513设计任务及内容6第二章污水厂设计方案的确定921方案初选9211活性污泥法的特征9212生物膜法的特征1022方案比选1123方案确定12第三章污水厂构筑物设计计算1631粗格栅计算1632污水提升泵房20321设计参数20322泵房设计计算2033细格栅计算2234平流沉砂池计算2535配水井2936三沟式氧化沟计算3037接触池计算3738污泥泵房计算4039污泥浓缩池41310贮泥池计算44311脱水机房计算45第四章污水处理厂高程及平面设计4541高程布置46411污水高程计算46412中水、污泥高程4842平面布置49421平面布置的一般原则49422污水厂布置形式50423污水长布置的具体内容50第五章中水处理构筑物设计计算5051中水处理工艺流程5052隔板式絮凝池5053沉淀池5354V型滤池5755清水池64551平面尺寸计算64552管道系统65553清水池布置67第六章供电仪表与供热系统设计6761变配电系统6762监测仪表的设计68621设计原则68622检测内容6863供热系统的设计68第七章污水厂的定员6871定员原则6872污水厂定员69第八章工程概算及其运行管理6981工程概算6982安全措施69参考资料72第一章概述以前人们认为水是一种“取之不尽，用之不竭”的自然资源，但随着工业化进程人们越来越多地认识到这是一个错误的观点。我国淡水资源总量为28亿立方米，居世界第六位，但人均水量只相当世界人均占有量的1/4，居世界第88位。目前，我国有200多个城市缺水。近几年来，随着我国经济发展，可持续发展观更广泛的普及，环境保护意识的加强，加大了对水资源的治理。当今环境污染的治理不能停留在各级政府的重视，而要深化到全民族每位公民环保意识的提高。我们不仅要达到经济发展了，生活水平提高了，还要做到经济与环境保护协调发展，生活的质量不断提高。11城市污水的特征及建造城市污水处理厂的必要性2008年，全国废水排放总量为620亿吨，比上年增长47。其中城镇污水排放量2467亿吨，占废水排放总量的538。可是，2008年我国污水的处理率仅为32。远低于我国环保规划纲要规定的要求，所以以后重点是解决水污染问题，而水污染中的重点是建设城市污水处理厂。城市污水的性质特征主要与下列因素有关人们的生活习惯；气候环境条件；生活污水与生产废水所占的比例；所采用的排水体制以及国家、地方部门对水质的要求等。为了经济有效的解决水污染问题，必须深入了解城市污水的各项特性。我国城市基础设施相对国外先进国家较为落后，城市污水处理厂不能很好的满足社会的进步以及人民生活水平日益提高所带来的污水排放问题。污水处理技术没有得到普遍应用，污水处理率低，结果造成大量未经处理的污水排入江河湖海，造成严重污染。因此，应加强对城市污水治理的政策措施，将城市污水处理列为环保工作重点，保证我国水环境和水资源的可持续发展。12我国水处理技术的发展解放初期由于工农业生产刚刚起步，当时的污水污染程度很低，且提倡利用污水进行农业灌溉，特别是北方缺水地区将污水灌溉利用作为经验进行推广，如著名的沈抚灌渠等，所以全国仅有几个城市建设了近十座污水处理厂（还包括19211926年间外国人兴建的3座污水处理厂），在处理工艺上有的还是一级处理，处理的规模也很小，每天只有几千立方米，最大的也只有每天5万立方米左右，致使污水处理技术和管理水平处于较落后的状态。由于工农业生产的不断发展，人民生活水平的逐步提高，城市污水的成分也随之而变化，污染程度由低向高逐渐演变，一些发达的资本主义国家由于污水的污染，使人民身体健康受到威胁的沉痛教训（如，日本国骨疼病、水俣病的出现），引起人们的关注和我国政府的高度重视，建立了国家级环保组织（国务院环境保护办公室），大学也陆续设置环境工程系或环境工程专业，国务院环保办投资在天津兴建污水处理试验厂（天津市纪庄子污水处理试验厂），70年代末开始兴建，处理规模一级处理01M3/S，二级处理0025M3/S，北京高碑店污水处理试验厂也先后运行。国家和地方都为筹备建设国内大型污水处理厂做前期工作，此刻天津市政府与建设部及有关部委率先决定建设天津市纪庄子污水处理厂，并于1982年破土动工，1984年4月28日竣工投产运行，处理规模26万M3/D。随着改革开放不断深入，我国的污水处理事业也得到了快速的发展。国外污水处理新技术、新工艺、新设备被引进到我国，在活性污泥工艺应用的同时，AB法、A/O法、A/A/O法、CASS法、SBR法、氧化沟法、稳定塘法、土地处理法等也在污水处理厂的建设中得到应用。13设计任务及内容一、设计题目天水市污水处理厂的设计二、设计依据一排水体制完全分流制二污水量1、污水处理厂服务区到2020年设计人口为32万人，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为23万米3/日。3、服务区工业平均污水量为30万米3日，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KD12，总变化系数KZ13。三混合污水水质（预测）CODCR320MG/LSS200MG/LBOD5160MG/LNH3N30MG/LTN40MG/LTP30MG/LPH6580重金属及有毒物质微量四出水水质城市污水处理后，处理后的水50排入渭河。排水水质执行城镇污水处理厂污染物排放标准（GB189182002）中二级标准CODCR100MG/L，SS30MG/L，BOD530MG/L，NH3N20MG/L，TP3MG/L。其余50回用于电厂锅炉冷却用水，排水水质执行城市污水再生利用工业用水水质CODCR50MG/L，SS10MG/L，BOD510MG/L，NH3N10MG/L，TP1MG/L，大肠菌群1个/升。五气象资料L、气温年平均115，最高334，最低1082、风向风速平均风速30M/S，最大风速12M/S主导风向及风频率夏季西南风15冬季西北风183、降水量年平均降雨量574MM4、冰冻期120D，土壤冰冻深度最大80CM（六）水体、水文地质资料L、水体资料污水厂二级处理出水排入渭河，河底标高为1134M，平均水深31M，平均流量为65M3/S。七工程地质资料1、地基承载力250KPA，设计地震烈度8度。2、土层构成由上至下包括黄土状亚粘土、饱和黄土状亚粘土、细粉砂与中粗砂、亚粘土等。八污水处理厂地形图见附图，厂区地坪设计标高为11425M。九污水处理厂进水干管数据管内底标高11358M，管径1400MM充满度075。三、设计内容及要求1、设计计算说明书污水及污泥处理工艺方案比较和处理构筑物的选型；污水处理工程水处理构筑物的设计计算；污水处理工程污泥处理构筑物的设计计算；中水回用处理构筑物的设计计算；污水处理和污泥处理高程的计算；污水处理厂的工程概算。2、翻译一份6000字以上的与设计有关外文文献3、水处理工艺施工图一套要求至少8张1图（35张手工绘图和35张计算机绘图），其组成应满足下列要求（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）污水处理厂污水和污泥及污水回用工程高程布置图1张，即污水、污泥、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45张。（5）污水回用工程中主要单体构筑物工艺施工图12张。4、按照学校要求完成毕业设计文件。四、设计时间安排设计任务安排与资料查阅1周毕业实习3周设计计算45周绘图56周计算说明书整理1周五、参考资料1、执行的主要设计规范和标准1中华人民共和国国家标准，地表水环境质量标准GB383820022中华人民共和国国家标准，城镇污水处理厂污染物排放标准GB1891820023中华人民共和国国家标准，污水综合排放标准GB897819964中华人民共和国城镇建设行业标准，污水排入城市下水道水质标准CJ308219995中华人民共和国城镇建设行业标准，城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准CJJ31896中华人民共和国城镇建设行业标准，城市污水处理厂污水污泥排放标准CJ3025937中华人民共和国国家标准，给水排水制图标准GB/T5010620018中华人民共和国国家标准，给水排水设计基本术语标准GBJ125899中华人民共和国国家标准,室外排水设计规范GB/T1892020022、主要参考书目1排水工程上、下册，中国建筑工业出版社；2给水排水设计手册，第1册，第5册，第9册，第10册，第11册和第12册，中国建筑工业出版社；3给水排水工程快速设计手册第1、2册，中国建筑工业出版社；4水污染治理新工艺与设计，海洋出版社；5污水处理新工艺与设计计算实例，科学出版社；6污水处理构筑物设计与计算，哈尔滨工业大学出版社；7环境工程手册水污染防治卷，高等教育出版社；8污水除磷脱氮技术，中国建筑工业出版社；9给水排水工程专业毕业设计指南，中国水利水电出版社；（10）水处理工程师手册，化学工业出版社；（11）污水生物处理与化学处理技术，中国建筑工业出版社；（12）废水处理及再用，中国建筑工业出版社；（13）近年来发表在给水排水与中国给水排水近年来的。第二章污水厂设计方案的确定污水处理厂设计应进行近期及远期规模的研究，以合理确定工程分期。以远期规模做为污水处理厂选址的依据，其选址用地条件应满足远期处理用地的需要，以利于工程的扩建。对中小城市污水处理厂，近期建设规模不宜过大。原因如下中小城市污水管网普及率较低，污水管网的改造耗时较长，至少35年。中小城市基础资料缺乏，存在诸多不确定因素，如产业结构调整、某些重点污染企业的周期性运行等，其水质水量较难准确预测。如果近期建设规模过大，污水处理厂长期达不到设计规模，造成大量设备闲置，投资效益降低。目前城市污水生化处理技术发展很快，工艺类型较多。除广泛采用的传统活性污泥法外，近年来国内外应用较多的有氧化沟法、A/A/O法、A/O法、AB法、SBR法等。城市污水处理方案有好几种，在这一节中所进行的处理工艺大方案的比选。21方案初选根据本地区的污水特点一有机物浓度比较低，COD浓度在320MG/L左右,属于普通的城市污水；二BOD/COD0503，废水的可生化性能比较好，宜于进行生物处理；三悬浮物的浓度比较低；四废水是城市污水，含有较丰富的碳水化合物和氮、磷等营养物质；五废水呈中性，PH6580，这一项指标符合污水排放标准；由上可见，对这样的城市污水，其各项控制指标的属于普通城市污水的范围之内，用生物处理法方进行处理比较合适。目前比较流行的生物处理方法有活性污泥法和生物膜法。这两种处理方法各有自己的优缺点。211活性污泥法的特征1曝气池内是混合液，在曝气系统的搅动下，混合液中的有机物、活性微生物、氧气充分混合。达到较好的接触效果。2曝气池内的混合也必须不断充氧，维持微生物氧化有机物所需要的氧量。使有机物更好地被分解。3二次沉淀池的作用是泥水分离、使混合液澄清、污泥浓缩，是经过处理的污水达标排放。需要设置污泥回流系统，是需要回流的污泥得到浓缩，从而减少污泥回流系统的体积和运行费用。4污泥回流系统包括污泥提升泵、剩余污泥排出系统、污泥回流管道。其微生物接种的作用。212生物膜法的特征优点1固体停留时间长、微生物浓度高；2微生物多样化、微生物分层各个层可以配有有力的微生物；3微生物食物链长、世代长和微生物存活率高；4对水质、水量变化的适应性强、对温度适应性强、可以处理低浓度废水；5产生污泥少、容易固液分离、动力费用较低、有较好的脱氮除磷效果；缺点1生物膜法的微生物膜不以刮起、用的时间比较长；2生物膜法适合处理的水量比较小；3生物膜法的布水不太均匀、容易产生池蝇和散发臭味；4生物膜法采用滤料作为生物膜的载体，这样滤料容易堵塞；5处理构筑物出现问题，维修不便；由上面的比较可以知道，对于设计中这样的水质采用活性污泥法比较适合。城市污水中的BOD5、COD、SS的含量均属于中低浓度，国内外对城市污水的处理工艺多采用活性污泥法，可以将污水处理到排放标准，保护环境从而达到可持续发展的目的，有较好的效果。以前建设的好多水处理项目都属于活性污泥法，不过是普通的活性污泥法，随着经济的发展和时间的推移。活性污泥法出现了一系列新的工艺，达到了处理效果更好，投资费用更低的目的。活性污泥法新工艺主要有氧化沟工艺、SBR工艺、AO工艺、A2/O工艺等一系列先进的处理工艺。有着较好的发展前景，目前比较流行的是氧化沟工艺。活性污泥法还有以下的特点1活性污泥法适合处理城市污水，并且其适合处理的水量比较大，处理效果比较好，可以除去污水中大部分的有毒有害的物质；2活性污泥法利用活性微生物去氧化、分解、去除污水中的有机物，保持活性污泥的活性，就可以达到好的处理效果；3活性污泥法不需要滤料等微生物的载体，可避免滤料堵塞等一系列不良问题的出现；4活性污泥法的微生物繁殖较快，微生物的种类较多、世代时间短，可以保证活性污泥的活性；5活性污泥法对环境的适应性较强；6活性污泥法工艺中的污泥接种和驯化的操作比较简单、用时比较短，可以较快的投入运行；7活性污泥法对营养的要求比较低，一般CNP10051即可满足要求，而城市污水中的营养物质可以满足活性微生物的营养要求，故不需要另外投加营养物质，可以降低运行费用；8活性污泥法运行管理较方便，便于维修；根据上述的特点和比较可知，对于本市区的污水易用活性污泥法进行处理，故可以确定大的方案是活性污泥法。22方案比选在方案比选中，已经确定用活性污泥法进行处理。活性污泥法的工艺有一普通A2/O工艺；221普通A2/O工艺222氧化沟工艺；221普通A2/O工艺其工艺流程见下图21出水接触池二沉池A/O反应池细格栅平流沉砂池提升泵房中格栅进水图21A/A/O处理工艺流程图优点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。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。污泥中含磷浓度高，具有很高的肥效。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。脱氮效果也难于进一步提高，内循环量一般以2Q为限，不宜太高，否则增加运行费用。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缺反应器的干扰。222氧化沟工艺又称循环混合式活性污泥法。一般采用延时曝气，同时具有去除BOD5和脱氮的功能，它采用机械曝气，一般不设初沉池和污泥消化池。氧化沟处理效率为BOD5和SS均为95以上，总氮为7080。氧化沟具有工艺流程短，处理效率高。出水水质稳定，运行管理简单等优点。但占地面积过大。在流态上，氧化沟介于完全混合与推流之间。污水在沟内的流速V平均为04M/S,氧化沟总长为L，当L为100500M时，污水完成一个循环所需时间约为420MIN，如水力停留时间定为24H,则在整个停留时间要做72360次循环。可以认为在氧化沟内混合液的水只是几近一致的，从这个意义来说，氧化沟内的流态是完全混合式的。但是又具有某些推流式的特征，如在曝气装置的下游，溶解氧浓度从高向低变动，甚至可能出现缺氧段。氧化沟的这种独特的水流状态，有利于活性污泥的生物凝聚作用，而且可以将其区分为富氧区、缺氧区，用以进行硝化和反硝化，取得脱氮的效应。常用的氧化沟系统由卡罗塞氧化沟、交替工作氧化沟及二沉池交替工作氧化沟。1优点1氧化沟特殊的水流状态，有利于活性污泥的生物凝聚作用。可以将其分为好氧区和缺氧区，用以进行硝化和反硝化，取得脱氮效果；2可以考虑不设初沉池。也可以考虑不单独设二沉池，从而省去污泥回流系统；3BOD负荷低，对水温、水质、水量变化的适应性强；4污泥龄较长，有较好的反硝化脱氮效果；5污泥的产率低，且多已达到稳定状态，故不需设置消化池；23方案确定通过上面的方案比较，本设计决定采用的处理方案是氧化沟工艺。氧化沟工艺又称为“循环曝气法工艺”，属于活性污泥法的一种变法。污水和活性污泥在环形曝气渠道中循环流动。氧化沟是20世纪50年代由荷兰的巴斯维尔开发。近几年新建的大部分污水处理厂均采用氧化沟工艺，传统的活性污泥法脱氮除磷效果不太好，而这些营养物质进入水体之后，会对水体产生污染，是水体富营养化。氧化沟工艺的脱氮除磷效果比较好。至20世纪90年代中期，我国已经兴建了30多座氧化沟工艺的污水处理厂。故本设计采用这种工艺。常见的氧化沟系统1卡鲁塞尔氧化沟工艺2三沟式氧化沟工艺3奥巴勒型氧化沟工艺常见氧化沟工艺优缺点231卡鲁塞尔氧化沟工艺1工艺特点卡鲁塞尔氧化沟是一个多沟串连的系统，进水和活性污泥混合后在沟内做不停的循环运动。污水和回流污泥在第一个曝气区中混合。由于曝气器的泵送作用，沟中的流速保持03M/S。水流在连续经过几个曝气区后，便流入外边最后一个环路，出水从这里通过出水堰排出，出水位于第一曝气区的前面。卡鲁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外环的缺氧区。这不仅有利于生物凝聚，还使活性污泥易于沉淀。BOD去除率可达到9599，脱氮效率约为90，除磷率约为50。在正常的设计流速下，卡鲁塞尔氧化沟渠道中混合液的流量时进水流量的50100倍，曝气池中混合液平均每520MIN完成一个循环。具体循环时间取决于渠道长度、渠道流速、设计负荷等。这种状态可以防止短流，还通过完全混合作用产生很强的耐冲击负荷能力。卡鲁塞尔氧化沟的表面曝气机单机功率大（可达150KW）,其水深可达5M以上，使氧化沟占地面积减小，土建费用降低。同时具有很强的混合搅拌和耐冲击负荷能力。当有机负荷较低时，可以停止某些曝气机的运行，或者切换较低的转速，在保证水流搅拌混合循环流动的前提下，节约能量消耗。由于曝气机周围的局部地区能量强度比传统活性污泥曝气池中强度高得多，使得氧的转移效率大大提高，平均传氧效率达到21/（KWH）。为满足越来越严格的水质排放标准，卡里塞尔氧化沟在原来的基础上开发了许多新的设计，实现了新的功能。提高了处理效果，降低了运行能耗，改进了活性污泥性能，提高了生物除磷脱氮功能。主要有单级标准卡鲁塞尔氧化沟工艺和变形；CARROUSELDENITLR/CARRROUSEL2000工艺；CARROUSEL3000工艺；以及四阶段和五阶段CARROUSELBARDENPHO工艺系统。2优点1）出水水质好，由于存在明显的富氧区和缺氧区，脱氮效率比较高；2）曝气设施的单机功率大、调节性能好，并且曝气设备数量少。既节省投资又可使运行管理简化；3）有极强的混合搅拌和耐冲击能力；4）氧化沟沟深加大，使占地面积减少、土建费用降低；3缺点1）曝气设备用电量比较多，能耗较高；2）设备安装比较复杂、繁琐；3）设备的运行管理和维护的工作量比较大；232三沟式氧化沟工艺优点1占地面积少，集曝气、二沉、污泥消化为一体；2设备先进，自动化程度高；3管理人员少，工程造价及运行费用比较低；4具有脱氮除磷功能，出水水质比较稳定；5污泥龄较长，污泥性质比较稳定；6三沟式氧化沟因单池体积大，对冲击符合的适应能力较强；缺点三沟式氧化沟自动化控制要求较高，自动控制水流方向和出水堰升降要求比较高；233奥巴勒型氧化沟工艺优点1出水水质好，脱氮率高，同时进行硝化和反硝化；2可以在将来负荷增加的情况下，加以扩建；3易于适应多种进水情况和出水要求的变化；4容易维护5节能，比其他任何氧化沟系统运行时所需要的动力都小；缺点受结构形式的限制，总图布置困难；氧化沟工艺的确定在上面各个氧化沟系统中，交替工作氧化沟工艺中有一种工艺叫做三沟式氧化沟工艺，由丹麦KRUGER公司创建的。根据运行方式和沟的数量分为单沟（A型）、双沟（B型）、和三沟（T型）三种形式。其中双沟在原D型的基础上开发出了VR型氧化沟。这一类型氧化沟主要是为了去除BOD,如果要同时脱氮除磷，多于单沟和双沟就要在氧化沟前后分别设置厌氧池和沉淀池，即成为AE型或DE型氧化沟。而三沟式氧化沟除磷脱氮可在同一反映器中完成。交替式工作氧化沟系统没有单独设置反硝化区，通过在运行过程中设置停曝期来进行反硝化，从而获得较高的氮去除率。交替式工作氧化沟VR型是将曝气沟渠分为A、B两部分，其间有单向活板门相连。利用定时改变曝气转刷的旋转方向，以改变沟渠中的水流方向，使A、B两部分交替的作为曝气区和沉淀区。D型氧化沟有容积相同的A、B两部分组成，串联运行，交替的作为曝气区和沉淀区，一般以8小时为一个运行周期。该系统出水水质好，污泥稳定，不需设污泥稳定装置，但是最大的缺点是曝气设施利用率仅为375。三沟式氧化沟（T型）是有三个相同的氧化沟组建在一起作为一个单元运行，中间氧化沟一直为曝气池，原污水交替的进入两侧氧化沟，处理水则相应的从作为沉淀池的两侧氧化沟中流出，这样提高了曝气设备的利用率（可达58），另外也有利于生物脱氮。三沟式氧化沟基本运行方式大体分为6个阶段，工作周期为8小时。通过控制系统自动控制进、出水方向，溢流堰的升降以及曝气设备的开动和停止。三沟式氧化沟运行方式可根据不同的入流水质及出水要求而改变，所以系统运行灵活，操作较方便，但要求自动控制程度高。三沟式氧化沟又称三沟轮换式氧化沟，将曝气与沉淀工作置于同一构筑物内。如果要将三沟式氧化沟工艺的污水厂进行扩展，在其后再增建二沉池和回流设备。可将原污水厂的处理能力提高一倍。三沟式氧化沟是一个AO（兼氧好氧）活性污泥系统，可以完成有机物的沉降和硝化反硝化过程，能取得较好的BOD5去除效果和脱氮效果，依靠三池工作状态的转换，可以免除污泥回流和混合液回流，运行费用大大降低。处理流程简单，省去二沉池，管理方便，基建费用低，占地少。其缺点是设备利用率低。我国邯郸市污水处理厂是我国利用丹麦政府赠款，首次采用三沟式氧化沟处理新工艺的城市二级污水处理厂。此工艺是由三条相同容积的沟槽串联组成的。其中两侧的A、C池交替作为曝气池和沉淀池，中间的B池一直作为曝气池。原污水交替的进入A池、B池和C池，处理后得出水则相应的从作为沉淀池的A池或者C池流出，这样提高了曝气转刷的利用率可达到59左右，另外也有利于生物的脱氮。由此可见，三沟式氧化沟有一系列的优点，其发展的前景也比较好。随着第一座三沟式氧化沟在我国邯郸城市污水处理厂的成功运行，许多城市陆续修建了各种类型氧化沟处理工艺的城市污水处理厂。1998年9月，第三批日元贷款修建的又一座三沟式氧化沟工艺的城市污水处理厂青岛经济技术开发区泥布湾污水处理厂投入运行。三沟式氧化沟运行灵活、稳定、管理方便，在我国投入使用后很快得到了重视。采用此工艺的单位数量也在逐渐的增多。因此在这次设计氧化沟系统的比选中，考虑采用三沟式氧化沟工艺对定西市城市污水进行处理。三沟式氧化沟流程简单，无需设置初沉池和二沉池及污泥回流设备，处理效果稳定，管理方便，基建费用低。占地面积少，并且又脱氮除磷的效果由此可见，这种工艺不论在经济上，还是在技术上，均是可行的。当前为了满足日益提高的污水排放标准，使污水达到较好的处理效果，达到可持续发展，减少投资和节省运行、管理费用。易于操作，便于管理的目的。确定该市区污水处理厂的处理方案选用三沟式氧化沟。第三章污水厂构筑物设计计算31粗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、木屑、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。格栅设计注意事项（1）一般采用机械清渣；（2）机械格栅一般不宜少于两台；（3）过栅流速一般采用0610M/S；（4）格栅前渠道内的水流速度一般采用0409M/S；（5）格栅倾角一般采用；754（6）通过格栅的水头损失一般采用008015M；（7）格栅间必须设置工作台，台面应高出栅前最高设计水位05M，工作台上应有安全和冲洗设施；（8）格栅间工作台两侧过道宽度不应小于07M，工作台正面过道宽度人工清除不应小于12M；机械清除不应小于15M；（9）机械格栅的动力装置一般宜设在室内；（10）格栅间内应安装吊运设备。该污水处理工程的处理规模为，即平均日流量DM/8023，最大设计流量为，设计SMHQP/9280/734133SMHQ/2071/43AX3中取水量变化系数。1KP栅条工作平台进水1泵房平面图此水厂属于中型污水处理厂，设置两道中格栅311栅槽宽度设栅前水深，过栅流速（最大设计流量时为），采MH10SMV/60SM/018用中格栅。格栅间隙，格栅安装倾角。E27根据格栅的计算公式，ENSB1EHVQSINAX式中B栅槽宽度，MS栅条宽度，ME栅条净间距，粗格栅E50100，中格栅E1040，细格栅E310（注栅条间距一般应符合下列要求最大间距50100；机械清栅525；人工清栅550；筛网012）N格栅间隙数；QMAX最大设计流量，；SM/3格栅倾角，度；H栅前水深，MV过栅流速，,最大设计流量时为0810M/S，平均设计流量S/2为03M/S；经验系数。SIN则栅条间隙数（个）N取50。5061027SIN4SINMAXEHVQ312栅槽宽度取栅条宽度，则S01（M）501205ENSB313进水渐宽部分长度根据公式112TGBL式中进水渠道渐宽部分长度，M；1L进水渠道宽度，取进水渠宽；BMB51进水渠展开角，渐宽部分展开角度取；120则（M）810295211TGTL314栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分根据公式21L式中栅槽与出水渠连接渠的渐缩长度，M2L则（M）4102612L315通过格栅的水头损失根据公式，01KHSIN2GV式中过栅水头损失，M；1计算水头损失，M；0HG重力加速度，981；2/SK系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增大的倍数，一般K3；阻力系数，与格栅断面形状有关，当为矩形断面时，242。34ES（M）057SIN81926042SIN2SIN234341GVEKGVKH316栅后槽总高度取栅前渠道超高MH402很据公式21H则（M）514021H根据公式H21式中H栅槽总高度,MH栅前水深，M；避免造成栅前漏水，将栅后槽底下降作为补偿；1则（M）514012根据公式LTGHL12150式中L栅槽总长度，M；栅前槽高，M；1栅槽与出水渠连接渠的渐缩长度，M。2L则（M）2736051041850112TGTGHLL317每日栅渣量根据公式10864MAX总KWQ式中每日栅渣量，；D/3栅渣量（），取01001，粗格栅用小植，细格栅用大植，1污水10中格栅用中植；取值005。则01410865920864MAX1总KWQDM/3采用机械清渣。选用GLGS1500型高链式格栅除污机，管道1400MM进水水深H11M；出水渠道B18；出水水深；沟渠宽度1800MM；栅条高度1H1B1H27002000MM栅条间隙2050MM；除污耙速度442M/MIN；电机功率11KW32污水提升泵房321设计参数设计流量，泵房工程结构按远期流量设计SMQ/2073AX322泵房设计计算采用氧化沟工艺方案，污水处理系统简单，对于新建污水处理厂，工艺管线可以充分优化，故污水只考虑一次提升。污水经提升后入平流沉砂池，然后自流通过氧化沟及接触池，最后由出水管道排入河流。各构筑物的水面标高和池底埋深见高程计算。污水提升前水位113418M（既泵站吸水池最底水位）,提升后水位11395M（即细格栅前水面标高）。所以，提升净扬程Z11395113418532M水泵水头损失取2M从而需水泵扬程HZH732M再根据设计流量43442M3/H，采用4台（3用1备）可提式不堵塞潜水污水泵及提升设备（KWPA350500型）。根据泵前水位由PLC自动控制，进行水泵顺序轮换运行，同时设手动控制。占地面积为1010100M2，即为方形泵房边长为10M,高14M,泵房为半地下式，地下埋深9M，水泵为自灌式。计算草图见下图33细格栅计算331栅槽宽度设栅前水深，过栅流速（最大设计流量时为），采用MH80SMV/90SM/018中格栅。格栅间隙，格栅安装倾角，采用两组细格栅。计算图见图31E16根据格栅的计算公式，NSBEHVQSINAX式中B栅槽宽度，MS栅条宽度，ME栅条净间距，粗格栅E50100MM，中格栅E1040MM，细格栅E310MM（注栅条间距一般应符合下列要求最大间距50100MM；机械清栅525MM；人工清栅550MM；筛网012MM）N格栅间隙数；QMAX最大设计流量，；SM/3格栅倾角，度；H栅前水深，MV过栅流速，,最大设计流量时为0810M/S，平均设计流量时为03S/2M/S；经验系数。SIN则栅条间隙数（个），N取78。789016SIN4SINMAXEHVQN设计两组格栅，每组格栅间隙数N36条332栅槽宽度取栅条宽度，则MS015（M）941780178ENSB333进水渐宽部分长度根据公式,211TGBL式中进水渠道渐宽部分长度，M；1L进水渠道宽度，取进水渠宽；BMB601进水渠展开角，渐宽部分展开角度取；12则（M）4702619211TGTL334栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度根据公式21L式中栅槽与出水渠连接渠的渐缩长度，M2L则（M）240712L335通过格栅的水头损失根据公式，01KHSIN2GV式中过栅水头损失，M；1计算水头损失，M；0HG重力加速度，981；2/SK系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增大的倍数，一般K3；阻力系数，与格栅断面形状有关，当为矩形断面时，242。34ES（M）1806SIN819201542SIN2SIN234341GVEKGVKH336栅后槽总高度取栅前渠道超高MH402根据公式1H则（M）182根据公式H21H式中H栅槽总高度,MH栅前水深，M；避免造成栅前漏水，将栅后槽底下降作为补偿；1则（M）3814082根据公式LTGHL215式中L栅槽总长度，M；栅前槽高，M；1H栅槽与出水渠连接渠的渐缩长度，M。2L则（M）9260150247050112TGTGHLL337每日栅渣量根据公式10864MAX总KWQ式中每日栅渣量，；D/3栅渣量（），取01001，粗格栅用小植，细格栅用大植，1污水中格栅用中植；取值01。则028106492810864MAXWQDM/3采用机械清渣。采用XGS2000型旋转式格栅除污机。有效栅宽2200MM；设备宽度2490MM；沟渠宽度2610MM；栅齿间隙320MM；栅网速度22M/MIN；电机功率30KW。34平流沉砂池计算沉砂池的功能是去除比重较大的无机颗粒。沉砂池一般设于泵站、倒虹吸管前，以便减轻无机颗粒对水泵、管道的磨损；也可设于初次沉淀池前，以减轻沉淀池负荷及改善污泥处理构筑物的处理条件。平流沉砂池由入流渠、出流渠、闸板、水流部分及沉砂斗组成，它具有截留无机颗粒效果好、工作稳定、构造简单、排沉砂较方便等优点。沉砂池设计注意事项（1）沉砂池水力表面负荷约，水力停留时间约2030S；/2023HM（2）进水渠道直段长度应为渠宽的7倍，并且不小于45M，以创建平稳的进水条件；（3）进水渠道流速，在最大流量的4080情况下为0609M/S；在最小流量时大于015M/S，但最大流量时不大于12M/S；（4）出水渠道与进水渠道的夹角大于，以最大限度的延长水流在沉砂池内的停270留时间，达到有效除砂的目的。两种渠道均设在沉砂池上部以防扰动砂粒；（5）出水渠宽度为进水渠道的2倍，出水渠道的直线段长度要想当于出水渠的宽度；（6）沉砂池前应设格栅，沉砂池下游设堰板或巴氏计量槽，以保持沉砂池内所需水位。平流沉砂池的主要设计参数（1）设计流量的确定当污水自流入池时，应按最大设计流量计算；当污水用水泵抽升入池时，按工作水泵的最大组合流量计算；合流制处理系统，按降雨时的设计流量计算；（2）设计流量时的水平流速最大流速为03M/S，最小流速为015M/S。这样的流速范围，可基本保证无机颗粒能沉掉，而有机物不能下沉；（3）最大设计流量时，污水在池内的停留时间不少于30S，一般为3060S；（4）设计有效水深不应大于12M，一般采用02510M，每格池宽不宜小于06M；（5）沉砂量的确定生活污水按每人每天001002L计，城市污水按每10万M3污水的砂量为3M3计，沉砂含水率约为60，容量为15T/M3，贮砂斗的容积按2D的沉砂量计，斗壁倾角；60（6）沉砂池超高不宜小于03M。图32平流沉砂池计算图341沉砂池长度根据公式VTL式中最大设计流量时的流速，。取SM/SMV/250最大设计流量时的流行时间，。取TT4则（M）10425VL342水流断面面积（）A2根据公式VQMAX式中最大设计流量，MAXSM3则（）42506VA343池总宽度B根据公式NB取2格，每格宽18M则（M）63812B344有效水深（M）H（M）7042AH345沉砂斗容积（）V3根据公式61084AXZKXTQ式中城市污水沉砂量，污水，取30污水3610MX3610M清除沉砂的间隔时间，取TDT2则（）841092810864MAX6ZKXQV3346每个沉砂斗容积设每个分格有2个沉砂斗，共有8个沉砂斗，则每个沉砂斗容积（）60240V3M347沉砂斗各部分尺寸设沉砂斗底宽，斗壁与水平面的倾角为，斗高A815MH503则砂斗上口宽（）18052513TGTGHM沉砂斗容积621230AAV6805805223348沉砂室高度采用重力排砂，设池底坡为002，坡向砂斗，沉砂室含两部分；一部分为沉砂斗，另一部分为沉砂池坡向沉砂斗的过度部分。坡向沉砂斗长度为，且（式中02为两沉砂斗之间壁厚）2L202AL则（）1557022ALM则沉砂室高度（）423H349沉砂池总高度H设超高则（）M0151067321HM3410验算最小速度MIN1INAQV式中最小流速（M/S）,一般采用V015M/SI最小流量（/S）,一般采用075QMIN3沉砂池格数（个），最小流速时取1；1最小流量时的过水断面面积（）；MINA2MSV/50/84250197I3411进水渠道格栅的出水通过DN400MM的管道送入沉砂池的进水渠道，然后向两侧配水进入进水渠道，污水在渠道内的流速为11HBQV式中进水渠道水流流速（M/S）1V进水渠道宽度（M）B进水渠道水深（M）1H设计中取1M,08M1SMV/7608143412出水渠道出水采用薄壁出水堰跌出水，出水堰可保证沉砂池内水位标高恒定，堰上水头为3211GMBQH式中堰上水头（M）1H沉砂池内设计流量（/S）；2B3流量系数，一般采用405；堰宽（M），等于沉砂池宽度；2设计中取M04M,36M2B1H水堰自由跌落01015后进入出水槽，出水槽宽10M，有效水深08M,水流速度076M，出水流入管道。出水管道采用钢管，管径800MM，管内流速/92SV3413砂水分离器的选择沉砂池的沉砂经排砂装置排除的同时，往往是砂水混合体，为了进一步分离出砂和水，需配套砂水分离器。清除沉砂的间隔时间为，根据该工程的排砂量，选用螺旋砂水分离器。D2该设备的主要技术性能参数为进入砂水分离器的流量为；容积为；进水SL/31360M管直径为；出水管直径为；配套功率为。M10M10KW25035配水井功能分配污水进氧化沟的各条沟构筑物三角形钢筋混凝土池体3016420M池数2座最大调节范围500MM堰宽6000MM电机功率055KW36三沟式氧化沟计算氧化沟也称氧化渠，又称循环曝气池，是活性污泥法的一种变形，是50年代荷兰PASVEER首先设计的。最初一般用于处理在以下的城市污水。350M三沟式氧化沟是氧化沟的一种典型构造型式，目前采用的三沟式氧化沟工艺，是丹麦在间歇式运行的氧化沟基础上开创的，它实际上仍是一种连续流活性污泥法，只是将曝气、沉淀工序集于一体，并具有按时间顺序交替轮换运行的特点，其运转周期可根据处理水质的不同进行调整，从而使其运行操作更趋于灵活方便。这种工艺流程简单，无需另设一次、二次沉淀池和污泥回流装置，使氧化沟工艺的基建投资和运行费用大为降低，并在一定程度上解决了以往氧化沟占地面积大的缺点，我国邯郸市东污水处理厂采用的就是这种工艺。三沟式氧化沟工艺主要按下面六个阶段轮换运行阶段A污水经配水井进入沟，沟内转刷以低速运转，转速控制在仅能维持水和污泥混合，并推动水流循环流动，但不足以供给徽生物降解有机物所需的氧。此时，沟处于缺氧状态，沟内活性污泥利用水中的有机物作为碳源，活性污泥中的反硝化菌则利用前一段产生的硝酸盐中的氧来降解有机物，释放出氮气，完成反硝化过程。同时沟I的出水堰自动升起，污水和污泥混合液进人沟沟内的转刷以高速运行，保证沟内有足够的溶解氧来降解有机物，并使氨氮转化为硝酸盐，完成硝化过程处理后的污水流入沟，沟中的转刷停止运转，起沉淀池的作用，进行泥水分离，由沟处理后的水经自动降低的出水堰排出。阶段B进水改从处于好氧状态的沟流入，并经沟互沉淀后排出。同时沟中的转刷开始高速运转，使其从缺氧状态变为好氧状态，并使阶段A进入沟的有机物和氨氮得到好氧处理，待沟内的溶解氧上升到一定值后，该阶段结束。阶段C迸水仍然从沟注入，经沟排出但沟中的转刷停止运转，开始进行泥水分离，待分离完成，该阶段结束。阶段A、B、C组成了上半个工作循环阶段D进水改从沟流入，沟出水堰升高，沟出水堰降低，并开始出水。同时，沟中转刷开始低速运转，使其处于缺氧状态沟则仍然处于好氧状态，沟起沉淀池作用。阶段D与阶段A的水淹方向恰好相反，沟起反硝化作用，出水由沟排出。阶段E类似于阶段B，进水又从沟流入，沟仍然起沉淀他作用，沟中的转刷开始高速运转，并从缺氧状态变为好氧状态。阶段F类似于阶段C，沟进水，沟沉淀出水。沟中的转刷停止运转，开始泥水分离。至此完成整个循环过程。通常一个工作循环需48小时，在整个循环过程中，中间的沟始终处于好氧状态，而外侧两沟中的转刷则处于交替运行状态，当转刷低速运转时，进行反稍化过程，转刷高速运转时，进行硝化过程，而转刷停止运转时，氧化沟起沉淀池作用。不难看出，若调整各阶段的运行时间，就可达到不同的处理效果，以适应水质、水量的变化。目前运行的这种工艺，大部分是预先将各阶段的运行时间，根据具体的水质、水量，编入运行管理的计算机程序中，从而使整个管理过程运行灵活、操作方便。美国EPA对不同类型生物处理法的运行情况的调查结果表明，不同工艺出水小于5BOD20MGL的时间占总运行时间百分数分别是氧化沟90，鼓风曝气70，生物滤池60。由此可见，氧化沟的处理效果比其它生物处理方法稳定。氧化沟的特点是低负荷运行，因此有机物可以有效去除，COD去除率在90以上。而且对氨氮完成硝化。氧化沟运行操作简便，基建和运行费均低于活性污泥法。当要求污水脱氮时