某城市污水处理厂工艺设计(日处理6万方)

某城市污水处理厂工艺设计1.设计任务书设计任务根据所给的其他原始资料,设计污水处理厂,具体内容包括:确定污水处理厂的工艺流程,选择处理构筑物并通过计算确定其尺寸;画出污水厂的工艺平面布置图,内容包括表示出处理厂的范围,全部处理构筑物及辅助构筑物、主要管线的布置、主干道及处理构筑物开展的可能性;按扩初设计要求,画出污水厂工艺流程高程布置图,表示原水、各处理构筑物的高程关系、水位高度以及处理出水的出厂方式;按扩初设计要求,画出主要构筑物单体的平面、剖面图;编写设计说明书、计算书.设计资料1.设计规模及水质原始资料该城市污水中包括居民生活污水和工业废水两大局部,工业废水占总量的40%,主要为化工、机械、纺织等工业排出的废水,大局部经厂里处理,到达GB8978-1996<<污水综合排放标准>>中三级标准后排入城市污水下水管道。考虑到城市的近期、远期规划,拟建规模为60000m3/d。设计进水水质CODcr=400mg/L;BOD5=180mg/L;SS=250mg/LT-P=35mg/L;T-P=4mg/L;PH=7-8;总碱度=280mg/L③设计出水水质根据GB18918-2002<<城市污水处理厂污染物排放标准>>的相关规定,要求出水水质到达一级标准(B标准)。水质情况如下：CODcr≤60mg/L;BOD5≤20mg/L;SS≤20mg/L;T-P≤20mg/L;T-P≤1.5mg/L;PH=7-82、城市自然状况气候:大陆行季风气候气温:最低温度:-10℃;最高气温:40℃夏季平均气温:20-26℃;冬季平均气温:6-10℃主导风向:西北风3、污水处理厂厂区概况该污水处理厂为新建污水厂,根据规划位于城市下游,城市海拔高度340.0m,规划用地长宽分别为:350mx200m,场地平整.污水厂进水口位于厂区西南角,进水污水管的标高为336.0m;出水靠重力排入厂区东侧500m处某河,该河符合<<地表水环境质量标准>>中的III类标准.河水最高水位336.0m.地下水位深度:3-4m.2.设计说明书2.1工程概况根本情况设计名称：某城镇6万m3/d污水处理厂设计设计规模：日处理城镇污水6万m3，包括生活污水和城市工业废水处理工艺：污水处理采用厌氧选择池加氧化沟工艺，污泥处理采用机械浓缩压滤处理工艺。设计内容：污水处理厂一座，及其他附属建筑物，包括综合楼、配电室、锅炉房、传达室、食堂、浴室、篮球厂等。设计结果：任务书一份、设计说明计算书一份、CAD设计图纸8张〔包括：①污水厂总工艺平面布置图；②污水厂工艺流程高程布置图；③奥贝尔氧化沟平面图；④奥贝尔氧化沟剖面图；⑤曝气沉淀池平面图、剖面图；⑥辐流式二沉池平面图、剖面图；⑦幅流式污泥浓缩池平面图、剖面图；⑧中格栅间与污水提升泵房平面图、剖面图。根据设计任务书提供的进出水水质指标情况，特别是对氮、磷的去除，在初步讨论阶段，通过对A2/O工艺、CASS工艺和氧化沟在实际运行条件下的运行状况进行了详细的比拟论证，最终确定选用厌氧池加奥贝尔氧化沟工艺作为污水处理主体工艺，用于脱氮除磷并去除CODCr、BOD5。对污水、污泥处理的其他阶段工艺，也都经过了详细的比拟论证，最终确定出了一套系统、完整、高效的处理工艺流程。主要包括粗细格栅、曝气沉淀池、厌氧池、奥贝尔氧化沟、辐流式二沉池、污泥浓缩池、污泥脱水间等。污水处理厂其他辅助构建筑物也在力求简单、方便、实用的原那么下，进行了细致的计算规划，做到主辅互不影响但又相互协调配合。本设计污水处理厂出水要求到达《城镇污水处理厂污染物排放标准》〔GB18918-2002〕中的一级标准(B标准)，排入厂区东侧500m处某河,该河符合<<地表水环境质量标准>>中的III类标准。2.2污水处理厂设计规模及污水水质设计规模某城市污水处理厂设计规模为6万m3/d。为城市生活污水和工业废水的混合污水。污水水质及污水处理程度进水水质：pH值7-8；BOD5=180mg/L；CODCr=400mg/L；SS=250mg/L；TN=35mg/L；TP=4.mg/L。出水水质：根据GB18918-2002<<城市污水处理厂污染物排放标准>>的相关规定,要求出水水质到达一级标准(B标准)。见表2-1：表2-1污水处理程度表水质标准/单位进水水质出水水质去除率/%备注CODCr(mg/L)40060≥85二级处理BOD5(mg/L)18020≥89二级处理SS(mg/L)25020≥92TN(mg/L)3520≥42.8生物脱NTP(mg/L)41.5≥62.5生物除PPH7-87-82.3污水处理厂工艺设计污水处理工艺设计要求污水处理工艺流程设计应按照以下要求进行。〔1〕污水处理后必须到达排放标准。〔2〕要尽量采用成熟的、先进的、可靠的、效率高的处理技术。城市污水处理成熟的处理路线一般为：预处理、一级处理、二级处理、三级处理和污泥处理，其中核心局部二级处理要求比拟高，不仅要求去除有机污染物，而且要求能够脱N除P，主要技术有A-B法，A2/0法，SBR法，氧化沟法等。〔3〕防止处理污染物过程中产生二次污染或污染转移。要防止和抑制污染物无组织排放，特别是剩余污泥的处理。设置溢流、事故排除口应慎重合理。〔4〕要充分利用和回收能源。污水处理高程安排应尽量考虑利用自然地势。〔5〕处理量较大时宜选择连续处理工艺。〔6〕处理量较小时宜选用间歇处理工艺。〔7〕尽可能回收利用有用物质。〔8〕考虑处理能力的配套性和一致性且要有一定操作的弹性。设计的处理能力一般要略大于实际所需的处理量。对于易损部件应采用双套切换，保证系统正常运行。〔9〕确定运行条件和控制方案。包括整个系统中各个单元设备运行时的温度、压力、电压、电流等，主要构筑物在线测定系统。〔10〕操作、检修方便，运行可靠。设计中应考虑到当地的实际情况和操作人员的技术素质。〔11〕设计中应考虑节能、节水。尽量选择能耗底的处理工艺和设备。设计中应尽量较少用水，并考虑经过处理后重复循环利用。〔12〕保温，防腐设计。应考虑到东、夏季气候差异对构筑物的影响，防止裂缝。〔13〕在满足处理要求的前提下，减化流程，节约资金。污水处理工艺选择〔1〕此废水具有如下特点：〔a〕BOD5/CODCr=180/400=0.45，说明废水可生化性很好；〔b〕废水N、P含量较高，出水N、P应符合要求。〔2〕针对以上特点，要求污水处理系统应该具有以下功能：〔a〕具有一定的BOD5去除能力；〔b〕具备一定的脱N除P功能，使出水N、P达标；〔c〕使污水处理过程中产生的剩余污泥根本到达稳定。〔3〕生化处理工艺选择目前处理城市污水应用较多的生化工艺有氧化沟，A2/O法，A-B法，SBR法等。为了使本工程选择最合理的处理工艺，有必要按使用条件，排除不适用的处理工艺后，再对可以采取的处理工艺方案进行比照和选择。氧化沟工艺，A2/O工艺和CASS工艺三种工艺均能到达处理要求。在设计可行性分析阶段，对氧化沟工艺，A2/O工艺和CASS工艺的比拟分析：〔a〕A2/O工艺一般在A2/O工艺中，为同时实现脱N除P的要求，必须满足如下条件：BOD5/TKN=5-8实际进水中：BOD5/TKN=170/60=2.8<5BOD5/TP≥15BOD5/TP=170/4.5=37≥15通过比拟,采用传统A2/O工艺，脱N所需碳源缺乏，影响脱N效果，为此采用倒置A2/O工艺。污水先进缺氧段再进厌氧段，或厌氧、缺氧段同时进水，这样既解决了缺氧段的碳源缺乏的问题，使脱N能够很好的进行，同时也有利于除P，聚磷菌在厌氧段释放P，同时聚集能量，利用厌氧段聚集的能量，在好氧段进行好氧吸P过程，厌氧段结束后立即进入好氧段，能够使聚磷菌在厌氧段聚集的能量，充分用来吸P，加强了除P过程。〔b〕CAST工艺该工艺是在SBR工艺根底上开展而来的，增加了厌氧段、缺氧段，可实现脱N除P。运行简单，可实现自动化控制。〔c〕氧化沟工艺氧化沟工艺目前在城市污水处理方面应用最为广泛，处理工艺成熟，结构、设备简单，管理运行费用低。CAST工艺与氧化沟工艺比拟如表2-2：表2-2CAST工艺与氧化沟工艺比拟方案一〔CAST工艺〕方案二〔奥贝尔氧化沟〕单池间歇多池连续。多座反响池交替运行保持进、出水连续连续进水，连续出水。有机物降解与沉淀在一个池子完成，无需设独立的沉淀池及其刮泥系统。在氧化沟中完成有机物降解，在沉淀池中进行泥水别离，需设独立的沉淀池和刮泥系统。通过每一个周期的循环，造成有氧和无氧的环境，对氮和磷有很好的去除效果。氧化沟系统三个沟道的DO值呈0-1-2的梯次变化，脱氮效果好，除磷效果一般。固体停留时间较长，可抵抗较强的冲击负荷。较长的固体停留时间，可抵抗冲击负荷。污泥有一定的稳定性污泥有一定的稳定性采用鼓风曝气，曝气器均布池底，动力效率高；能耗较低；间歇运转须采用高质量的膜式曝气器，设备的闲置率较高，曝气器寿命较短，维修及维护量大。采用外表曝气，设有转碟曝气设备，转碟分点布置；设备少，管理简单，维护量小，但能耗较高。自动化水平高，对电动阀门等设备的可靠性需求较高，控制管理较复杂。设备少且经久耐用，控制管理简单。耗电量较小，运行费用低。耗电量较大，运行费用较高。自控系统编程工作量较大，PLC硬件费用高，自动化水平较高，劳动强度较低，对操作人员的素质要求较高，总设备费用较高。自控系统编程工作量较小，PLC硬件费用低，自动化水平较低，劳动强度较高，对操作人员的素质要求较低，总设备费用较低。〔4〕氧化沟工艺与A2/O工艺相比，具有如下优势：〔a〕工艺流程简单，处理构筑物少，机械设备少，运行管理方便。与A2/O法比拟，可不设初沉池，没有混合液内回流系统，由于污泥相对好氧稳定，一般不设污泥的厌氧消化系统。〔b〕A2/O工艺由于停留时间较短，剩余污泥的稳定性较差，一般需要污泥消化和浓缩过程，这不利于除P，生物除P是通过聚磷菌在好氧条件下，过量吸P而使废水中的P得到去除的，最终P随聚磷菌进入剩余污泥中除去，剩余污泥长时间处于厌氧状态，将导致聚磷菌吸收的P重新释放出来，影响除P效果。氧化沟的水力停留时间较长，污泥泥龄较长，具有延时曝气的特点，悬浮有机物在沟内可获得较彻底的降解，污泥在沟内到达相对好氧稳定，剩余污泥量少，根据国内外经验，氧化沟不再设污泥厌氧消化处理系统，剩余活性污泥只须经机械浓缩、脱水即可利用或污泥后处置，简化了污泥后序处理程序。污泥在进行机械浓缩、脱水过程中，停留时间很短，根本没有污泥中磷的释放问题。〔c〕转碟曝气，混合效率较高，水流在沟内的速度最高可达0.6—0.7m/s，在沟道使水流能快速进行有氧、无氧交换，交换次数可达500—1000次，可同时进行有机物的降解和氮的硝化、反硝化，并可有效的去除污水中的磷。沟道的这种脉冲曝气和大区域的缺氧环境，可以较高程度地实现“同时硝化反硝化”的效果。〔d〕污水进入氧化沟，可以得到快速的有效的混合，由于池容较大，缓冲稀释能力强，耐高流量，高浓度的冲击负荷能力强，具有完全混合式和推流式曝气池的双重优势，对难降解有机物去除率高，出水水质稳定。〔e〕供氧量的调节，可以通过改变转碟的转速、浸水深度和转碟安装个数等多种手段来调节整体供氧能力，使池内溶解氧值经常控制在最正确值，保证系统稳定、经济、可靠的运行。〔f〕曝气转碟由高强度玻璃钢制成，使用寿命可达20年以上，独特的结构设计使其具有较高的混合和充氧能力，新型转碟曝气机可以使氧化沟的工作水深到达5.0米以上。氧化沟转碟曝气机工作在水面上，而且安装的数量少，安装、巡检、维修方便，可以即时发现了解设备运行情况，随时解除存在隐患。而A2/O法所用的鼓风曝气设备使用寿命短，目前市场上的曝气器一般正常使用2~3年左右，而且会随着使用时间的增长效率降低。曝气器位于池底，日常无法了解水下设备运行状况，检修或者更换都需要放空，这会给污水厂的运行带来很大的不便。通过对以上三种工艺的比拟，可以看出，这三种工艺都能到达要求，各具优势，但考虑到城市现状和对工作人员的要求，最终选择工艺成熟、应用广泛的氧化沟工艺作为此污水处理厂污水生化处理主体工艺。〔5〕氧化沟工艺的选择目前用于处理城市污水的氧化沟主要有以下几种：〔a〕卡鲁塞尔氧化沟卡鲁塞尔氧化沟是一种单沟环形氧化沟，主要采用外表曝气机，兼有供氧和推流的作用。污水在沟内转折巡回流动，处于完全混合状态，有机物不断得以去除。表曝机少，灵活性差，设备维修期间沟不能工作，沟内混合液自由流程长，由于紊流导致的流速不均，很容易引起污泥沉淀，影响运行效果。单沟氧化沟的平均溶解氧维持在2mg/L左右，加之单点供氧强度过大，耗氧较高。在一般情况下，单沟很难形成稳定的缺氧段，不利于脱N。〔b〕三沟式氧化沟三沟式氧化沟工艺有两个边沟，一个中沟，当一个曝气时，另外两个作为沉淀池使用。一定时间后改变水流方向，使两沟作用相互轮换，中沟那么连续曝气，三沟式氧化沟无需污泥回流装置，如果条件适宜，还可以进行反消化。缺点：进、出水方向，溢流堰的起闭及转刷的开动于停止必须设自动控制系统；自控系统要求管理水平高，稍有故障就会严重影响氧化沟正常工作。由于侧沟交替运行，设备利用率较低。〔c〕一体化氧化沟一体化氧化沟就是将沉淀池建在氧化沟内，即氧化沟的一个沟内设沉淀槽，在沉淀池两侧设隔板，底部设一导流板。在水面上设集水装置以收集出水，混合液从沉淀池底部流走，局部污泥那么从间隙回流至氧化沟。一体化氧化沟将曝气、沉淀功能集于一体，免除了污泥回流系统，但其结构有待进一步完善。〔d〕奥贝尔氧化沟奥贝尔氧化沟由三个同心椭园形沟道组成，污水由外沟道进入沟内，然后依次进入中间沟道和内沟道，最后经中心岛流出，至二次沉淀池。在各沟道横跨安装有不同数量转碟气机，进行供氧兼有较强的推流搅拌作用。外沟道体积占整个氧化沟体积的50—55%，溶解氧控制趋于0.0mg/L,高效地完成主要氧化作用：中间沟道容积一般为25%—30%，溶解氧控制在1.0mg/L，作为“摆动沟道”，可发挥外沟道或内沟道的强化作用；内沟道的容积约为总容积的15%—20%，需要较高的溶解氧值〔2.0mg/L左右〕，以保证有机物和氨氮有较高的去除率。外沟道的供氧量通常为总供氧量的50%左右，但80%以上的BOD5可以在外沟道中去除。由于外沟道溶解氧平均值很低，绝大局部区域DO为0mg/L，所以，氧传递作用是在亏氧条件下进行的，大大提高了氧传递效率，到达了节约能耗的目的。一般情况下，可以节省电耗20%左右。内沟道作为最终出水的把关，一般应保持较高的溶解氧，但内沟道容积最小，能耗是较低的。中沟道起到互补调节作用，提高了运行的可靠性和可控性。因此，奥贝尔氧化沟可以在确保处理效果的前提下，可以获得较大的节能效益。对于每个沟道内来讲，混合液的流态为完全混合式，对进水水质、水量的变化具有较强的抗冲击负荷能力；对于三个沟道来讲，沟道与沟道之间的流态为推流式，且具有完全不同溶解氧浓度和污泥负荷。奥贝尔氧化沟实际上是多沟道串联的沟型，同时具有推流式和完全混合式两种流态的优点，这种特殊设计兼有氧化沟和A2/O工艺的特点，耐冲击负荷，可防止普通完全混合式氧化沟易发生的污泥膨胀现象，可以获得较好的出水水质和稳定的处理效果。不同工艺的处理效果与其所配套的附属设备是分不开的，往往是新设备的产生、开展带动了工艺的改革，使其处理优越性得以突现。奥贝尔氧化沟采用的曝气转碟，其外表有符合水力特性的一系列凹孔和三角形突起，使其在与水体接触时将污水打碎成细密水花，具有较高的充氧能力和混合效率。通过改变曝气机的旋转方向、浸水深度、转速和开停数量，可以调整其供氧能力和电耗水平。尤其是蝶片可以方便拆装，更为优化运行提供了简便手段。另一方面，由于转碟直径达1.5m，并在碟片最大切线区设置T形推流和切割叶片，增强切割气泡，推动混合液的能力。平行切入在水中旋转运行，具有极强的整流和推流能力。实践证明，在水深为5m，在不需要水下推进器时，氧化沟池底流速仍可达奥贝尔氧化沟的沟道布置，便于采用不同种类的工艺模式。在使用普通活性污泥法时，内沟道用于曝气，外沟道用于需氧消化；使用接触稳定和分段曝气时，是把进水和回流污泥引入相应的沟道中；为了保证高质量而稳定的处理效果和减少污泥量，需要进行硝化时采延时曝气模式。综合比拟，选用奥贝尔氧化沟，其兼具氧化沟和A2/O工艺的双重优势。污泥处理工艺选择污水处理所产生的剩余污泥必须按照减量化，无害化的原那么进行妥善平安的处理、处置。本工程污水处理工艺，采用生物脱氮除磷的奥贝尔氧化沟工艺，污泥龄达20天以上，污泥已根本稳定，无需厌氧消化，可以直接进行机械浓缩脱水，同时可以防止P的厌氧释放，保证了除P效果。选择带式浓缩压滤一体机，泥饼含固率高，能耗底，可连续运行，生产效率高。砂水别离器出砂外运二沉池污泥经贮泥池，直接进入机械脱水阶段，同时投加PAM等药剂，以强化污泥脱水性能。经压滤机压滤后的泥饼含水率一般小于85%，可以直接外运处理。砂水别离器出砂外运曝气沉砂池配水井厌氧选择池配水井氧化沟污水、污泥处理工艺流程图曝气沉砂池配水井厌氧选择池配水井氧化沟细格栅粗格栅溢流井进水泵房集水井细格栅粗格栅溢流井进水泵房集水井二沉池二沉池栅渣收集装置栅渣收集装置栅渣外运回流污泥泵房栅渣外运回流污泥泵房剩余污泥剩余污泥泥饼外运污泥脱水机接触池污泥浓缩池泥饼外运污泥脱水机接触池污泥浓缩池出水图2-1污水厂处理工艺流程图2.4污水处理厂工程设计污水处理厂总平面设计总平面布置直接影响到处理或生产装置的建设费用和运转费用。总平面布置应该具有布置紧凑、用地节省、工艺流程合理、功能明确、运输通畅、动力区接近负荷中心、工程管线短捷、管理方便等特点。总平面布置必须适合工艺、土建、防火平安、卫生绿化及生产与处理规模开展等方面的要求，要特别注意污水处理区、办公生活区与辅助车间的总体规划布置。污水处理厂平面布置主要包括以下几方面内容：〔1〕处理构筑物、处理设备的布置构筑物包括粗、细格栅井、沉砂池、厌氧池、氧化沟、二沉池、接触池及附属的泵房、污泥脱水间、加药间等。〔a〕按工艺过程的顺序布置紧凑，但也要留有必要间距。〔b〕使连接构筑物的管渠简单，便捷，成直线而无返回流动。〔c〕利用地形流动，“高程布置”，确定标高，重力流动，减少运行费用。〔2〕厂内管线布置〔a〕应能使各个处理构筑物独立运行。即任一处理单元因故停止运行，其他仍可正常运行。〔b〕满足紧急排放要求。〔c〕平行布置，不穿越空地，易于检查、维修。〔3〕附助建筑物布置辅助建筑物包括泵房、办公大楼、化验室、变电所、机修车间、仓库、食堂等。〔a〕方便。变电所应设于用电大户附近。〔b〕平安。锅炉房、煤气站、变电站附近不能有易燃、易爆车间。〔c〕有特殊要求的中心实验室、化验室应设于清洁卫生、无振动区。〔4〕道路、绿化布置道路以方便运输为原那么布置。通向一般构筑物铺设人行道，宽度为1.5-2.0m，采用碎石、炉渣、灰土等路面；通向仓库、检修车间、堆砂场、堆煤场、管件堆置场、泵房、变电所等主要建筑物处铺设行车道，路面宽度为3-4m，转弯半径为7m，纵向坡度不大于3%，应有回车的可能，采用沥青、混凝土、碎石、炉渣、灰土等路面；厂区主干道宽度不应小于6m，转弯半径为10m污水处理厂应该充分考虑绿化。绿化面积不应少于污水厂总面积的30%。各个功能区之间应有绿化带隔开，是功能区划清楚显，减少相互之间的影响。建筑物、构筑物四周一般为绿化包围，各主要建筑物、构筑物应有出口和空地。〔5〕建筑物之间的距离处理构筑物之间应保持一定的距离，以保证铺设连接管道的要求，一般构筑物间隔距离为5-10m。相似构筑物可以考虑合建以减少占地和土方量。根据以上设计原那么和要求，污水处理厂总体分为三个区，厂前区，污水、污泥处理区，辅助建筑区。厂前区建筑主要包括综合办公大楼、住宿楼、食堂、车库及娱乐锻炼场所，应布置在当地主风向上游，并尽量接近厂区大门，保证道路畅通，与污水处理区之间留有一定的绿化带。污水、污泥处理区分污水处理区和污泥处理区，是污水处理厂的核心构件，处于污水处理厂中间位置，应尽量按处理流程布置，布置应合理紧凑，减少施工量及管道铺设量。辅助建筑区包括变电所、机修车间、仓库等，应远离明火，与其他建筑物保持一定距离，道路通畅。三个区域之间设主干道，宽7m，各区域内设单车道，宽3.5m，人行道，宽1.5m。〔6〕污水处理厂主要建、构筑物汇总表2-3主要建、构筑物一览表序号名称设计尺寸个数结构1溢流井L×B×H=10m×8m×10m2座方形，现浇钢筋混凝土结构2粗格栅间L×B=12m×10m1座方形，现浇钢筋混凝土结构3提升泵房L×B=12m×15m1座方形，现浇钢筋混凝土结构4细格栅间L×B=12m×10m1座方形，现浇钢筋混凝土结构5曝气沉砂池L×B×H=12m×4.5m×4.01座方形，现浇钢筋混凝土结构6厌氧池配水井D×H=3000mm×6.5m1座圆形，现浇钢筋混凝土结构7厌氧池L×B×H=30m×16m×2座方形，现浇钢筋混凝土结构8氧化沟L×B×H=92.5m×67.5m×42座奥贝尔，现浇钢筋混凝土结构9二沉池配水井D×H=3000mm×71座圆形，现浇钢筋混凝土结构10二沉池D×H=28m×7.66m4座辐流式，现浇钢筋混凝土结构11污泥回流泵房L×B×H=18m×12m×8.0m12接触池L×B×H=36m×11座折板形，现浇钢筋混凝土结构13污泥浓缩池D×H=12m×61座圆形，现浇钢筋混凝土结构14污泥脱水机房L×B×H=30m×15m×1座单层框架结构15综合楼L×B=50m×20m1栋合建，三层框架结构，包括化验室、中控室16检测中心L×B=20m×10117配电所L×B=20m×10m1间单层框架结构18维修车间L×B=20m×101间合建，单层框架结构，包括机修间，电修间，泥木工间19仓库L×B=20m×10m1间20住宿楼L×B=25m×20m1栋合建，四层框架结构，一层设食堂、浴室21食堂、浴室L×B=20m×(12+8)m22运动场L×B=40m×20m1座露天23车库L×B=20m×101座单层框架结构，包括共用车辆24传达室L×B=10m×82间砖混结构〔7〕总图布置方案总图布置应力求整体协调、美观。该污水处理厂为新建污水厂,根据规划位于城市下游,城市海拔高度340.0m,规划用地长宽分别为:350mx200m,场地平整.污水厂进水口位于厂区西南角,进水污水管的标高为336.0m;出水靠重力排入厂区东侧500m处某河厂区主干道宽7m，单行道宽4.5m，人行道宽1.5m。污水厂总占地面积70000m2。污水处理厂总高程设计1.污水厂的高程布置原那么污水处理工程的污水流程高程布置的只要任务是确定各处理构筑物和泵房的标高,确定处理构筑物之间连接灌渠的尺寸及其标高;通过计算确定各部位的水面标高,从而使污水能够处理构筑物之间畅通地流动,保证污水处理工程的正常运行.污水处理工程的高程布置一般应遵守如下原那么：认真计算管道沿程损失，局部损失，各处理构筑物，计量设备及联络管渠的水头损失；考虑最大时流量，雨天流量和事故时流量的增加，并留有一定的余地；还应考虑当某座构筑物停止运行时，与其并联运行的其余构筑物及有关的连接管渠能通过全部流量。考虑远期开展，水量增加的预留水头。防止处理构筑物之间跌水等浪费水头的现象，充分利用地形高差，实现自流。在认真计算并留有余量的前提下，力求缩小全程水头损失及提升泵站的扬程，以降低运行费用。需要排放的处理水，在常年大多数时间里能够自流排放水体。注意排放水位不一定选取水体多年最高水位，因为其出现时间较短，易造成常年水头浪费，而应选取经常出现的高水位作为排放水位，当水体水位高于设计排放水位时，可进行短时间的提升排放。应尽可能使污水处理工程的出水管渠高程不受水体洪水顶托，并能自流。2.各处理构筑物的高程确定根据式设计资料，出水排入位于厂区东侧500m处的河流，河水最高水位336.0m。而污水厂厂址海拔为340.0m〔并作为相对标高±0.00〕,大于该河最高水位4.0m〔河水最高水位标高-4.00m〕。由于不设污水厂终点泵站，从而布置高程时，确保接触池的水面标高大于-4.00m,同时考虑挖土埋深。=2.0m，然后根据各处理构筑物的之间的水头损失，推求其它构筑物的设计水面标高。经过计算各污水处理构筑物的设计水面标高见下表。再根据各处理构筑物的水面标高、结构稳定的原理推求各构筑物地面标高及池底标高。各污水处理构筑物的设计水面标高及池底标高构筑物名称水面标高(m)池底标高(m)构筑物名称水面标高(m)池底标高(m)进水管-3.93/细格栅后3.392.29溢流井-3.98-10.00沉砂池3.260.36中格栅-4.18-5.18厌氧池2.02-2.98集水井-4.30-7.30氧化沟2.00-2.00泵房吸水井-5.18-7.00二沉池0.90-6.46细格栅前3.822.62接触池-0.37-3.372.5各主要构筑物及设备说明溢流井城市污水在进入污水处理系统前，首先进入溢流井，起均质均量作用，调节处理水量。在设计流量下，污水全部被闸门阻挡，经污水处理厂进水管流入污水处理系统。遇有暴雨情况，过量污水那么越过溢流闸门从超越管直接排出，经下游管道排入受纳河流。当污水处理厂出现故障不能运行时，可将粗格栅进水阀门井内进水阀门关闭，污水将在分水溢流井内通过溢流闸门从超越管流向下游，从而缓解了污水处理厂污水处理系统的压力。溢流井共设两座，其中一座为备用。单座设计如下：厂区总进水管管径1500mm，进水闸阀1650mm×1650mm一座，并设溢流闸阀950mm×950mm一座，溢流闸阀外设超越管道，管径800mm，与厂外排水管道相连接。污水处理系统总进水管管径1200mm,进水控制闸阀1450mm×1450mm一座，闸阀均为电动铸铁闸门。溢流井尺寸：L×B×H=10m×8m×10m粗格栅间格栅由一组平行的金属栅条或筛网组成，安装在污水管道、泵房、集水井的进口处或处理厂的端部，用以截留较大的悬浮物或漂浮物，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷。截留污物的去除方法有两种，即人工去除和机械去除。大型污水处理厂截污量大，为减轻劳动强度，一般应用机械去除截留物。粗格栅间与污水提升泵房合建。粗格栅间内设回转式格栅除污机两道。格栅间安装距离1000mm。每道格栅前后各设手电两用铸铁闸门一道，用于调节进出水水量，其宽度根据进水渠道宽设计。机械粗格栅栅间隙30mm，设备宽1400mm，两台1000mm单机并联安装在同一渠道中组成，共用一台电机，配用电机功率为3.0kw，渠道宽1500mm，安装倾角600。回转式格栅除污机采用时间控制和液位控制双重控制系统，以保护格栅平安平稳运行。通常情况下采用时间控制，两台格栅机定时开启、运行、停止。当时间控制系统出现问题时，如时间控制处于停止阶段，而进水中含渣量较多，导致栅渣淤积，进水渠道堵塞，格栅前后液位差增大到一定值时，液位控制自动开启，依靠格栅前后液位差控制开停。格栅间另设无轴螺旋输送机两台，与两台机械格栅相配套，收集、运输栅渣的同时进行压榨脱水。输送机末段停放栅渣车。格栅机运行时，输送机同步运行。粗格栅间设计建筑面积：L×B=12m×10m污水提升泵房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。目前污水泵站主要有以下几种形式：〔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。〔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。〔5〕潜水泵站，潜水泵的电机防水密封，可以长期侵入污水中，不存在受潮问题，潜水泵电机机组整体安装，结构紧凑，运行稳定，便于就位和更换，所以潜水泵站无需上部厂房，也简化了地下结构，降低了工程造价。但是潜水泵在水下运行，所以要有可靠的产品质量、自动化控制和保护功能作技术依托，潜水泵价格较高。设计中采用合建式矩形泵站。安装WL型污水泵6台。其中400WL型3台，300wL型3台。用于提升污水到一定高度，以保证污水在后续处理过程中能够自流进入下一处理构筑物。泵性能参数如下：400WL型，共3台，2用1备，单台流量2100m3/h，最大提升高度16.5m轴功率119.3kw，效率为79%，气蚀余量6.2m，重量1900kg300WL型，共3台，2用1备，单台流量938m3/h，最大提升高度15.8m轴功率52.8kw，效率为77%，气蚀余量4.1m，重量1500kg污水提升泵房内设控制室，工作人员休息室。泵房总设计建筑面积：L×B=12m×15m集水井在污水从粗格栅间进入提升泵房的渠道上设置集水井，来调节进水量，通过对集水井中水位的测定，选择泵的开停数量，使泵运行平稳。集水井中安装液位测定装置，设超越闸阀，超越管直通溢流管道。集水井容积V=270m3，设计有效水深3.0m，集水井设计已包含在污水提升泵房平面设计内。集水井内设超越管阀950mm×950mm一座，闸阀外设超越管道，管径800mm，集水井在水流方向上设计0.005的坡度。细格栅间细格栅间内设回转式格栅除污机三道。格栅间安装距离1000mm。每道格栅前后各设手电两用铸铁闸门一道，用于调节进出水水量，其宽度根据进水渠道宽设计。机械细格栅栅间隙8mm，设备宽1600mm，两台1000mm单机并联安装在同一渠道中组成，共用一台电机，配用电机功率为3.0kw，渠道宽1800mm，安装倾角600。回转式格栅除污机采用时间控制和液位控制双重控制系统，以保护格栅平安平稳运行。通常情况下采用时间控制，两台格栅机定时开启、运行、停止。当时间控制系统出现问题时，如时间控制处于停止阶段，而进水中含渣量较多，导致栅渣淤积，进水渠道堵塞，格栅前后液位差增大到一定值时，液位控制自动开启，依靠格栅前后液位差控制开停。格栅间另设无轴螺旋输送机两台，与两台机械格栅相配套，收集、运输栅渣的同时进行压榨脱水。输送机末段停放栅渣车。格栅机运行时，输送机同步运行。细格栅间设计建筑面积：L×B=12m×10m曝气沉砂池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；也可设于初沉池前，以减轻沉淀池负荷及改善污泥处理构筑物的处理条件。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。本设计选用曝气沉砂池，设两座，相对而建。城市污水中含有大量砂粒物质，如果不加去除，对泵及后续管道的磨损很大，影响其运行时间，同时影响污水处理效果。曝气沉砂池通过向水底充氧，形成纵向水平流动和横向水力旋流，产生剪切力，使砂粒外表附着有机物与砂粒别离，砂粒沉降性能提高，依靠自重落入池底集砂槽。曝气沉砂池上设行车双沟式吸砂刮渣机，间歇运行。砂水别离间设在细格栅间下边，设无轴螺旋输砂水别离器两台，两台轮换间歇运行，排砂管管径300mm。砂水别离器在运输砂水的同时，进行挤压脱水，出水回流进入粗格栅间。砂水别离器一端放置装砂车，出砂外运。曝气沉砂池单池设计尺寸：L×B×H=12.0m×4.5m×3.5m厌氧选择池配水井设厌氧选择池配水井一座，分别向两座厌氧池配水，采用圆形堰式配水井。配水井进水管管径D1=1000mm，回流污泥管管径D3=800mm，配水管管径D2=80配水井设计尺寸：D×H=3000mm×6.5m厌氧选择池设厌氧选择池两座，分别与两座氧化沟相连。厌氧池作为氧化沟处理的厌氧阶段，主要用以除磷。同时兼有混合回流污泥和进水的作用。池中间设有导流墙，单座厌氧池安装潜水搅拌器两台，安装位置在导流墙的两侧。厌氧池单池设计尺寸：直线段长度:L=30m，两边半圆半径：r=8.0m，设计有效水深5.0m，有效容积6809.6m3。氧化沟设氧化沟两座，氧化沟为奥贝尔氧化沟。氧化沟作为污水处理系统的核心构筑物，主要完成去除BOD5，CODCr，脱N功能。奥贝尔氧化沟设计成外、中、内三沟，三沟溶解氧浓度呈梯度递增，外沟为0.2mg/L，中沟为1.0mg/L，内沟为2.0mg/L，这种设计综合了A2/O工艺和传统氧化沟工艺的综合优势，提高了系统脱N性能，防止了氧化沟发生污泥膨胀的可能。氧化沟水力停留时间为12h。出水采用出水调节堰，设在中心岛上游一侧。氧化沟采用YBP1500-T型砖碟曝气机进行充氧，单碟充氧能力2.36kgO2/h，单碟推流能力93m3单座氧化沟共设转碟曝气机8组。其中设A型转蝶4组，轴长12m，安装碟片数45片，配用电机功率45kw。安装在外沟道内。设B型转蝶4组，轴长10m+10m。安装碟片数35+15=50片，配用电机功率45kw。安装在中沟和内沟。单座奥贝尔氧化沟设计尺寸：外沟宽12m，中沟、内沟宽均为10m，中心岛半径：r=2.5m，直线段长度：L=25m，设计有效水深4.0m，超高0.8m。设计有效容积19589.92m3。二沉池配水井设一座二沉池配水井，分别向四座二沉淀池配水，采用圆形堰式配水井。配水井进水管管径D1=800mm，配水管管径D2=配水井外围设出水渠道，与二沉池出水堰通过渠道连接。二沉池出水先流入配水井出水渠道，再通过出水堰流出。出水渠道宽1000mm配水井设计尺寸：D×H=3000mm×7.5二沉池二沉池设在生物处理构筑物的后面，用于沉淀去除活性污泥。沉淀池主要有平流沉淀池，辐流式沉淀池，竖流式沉淀池，斜板〔管〕沉淀池。通过对以上四种沉淀池进行比拟，设计中选用辐流式沉淀池。设二沉池四座，二沉池为中心进水、周边出水辐流式沉淀池。二沉池上设双周边传动式刮渣吸泥机，周边线速度2m/min，驱动功率1.5×2kw。二沉池进水管管径800mm，排泥管管径400mm单座二沉池尺寸：D×H=28m×7.66m接触池〔1〕采用矩形折板往复式接触池1座。接触室水深：h＝3.0m单格宽：b＝2.0m池长：L=36m每座接触池的分8格接触池出水设溢流堰。进水管管径1000mm，出水管管径10〔2〕消毒剂的选择：〔a〕液氯：适用于大、中型规模的污水处理厂。优点：效果可靠，投配设备简单，投配准确，价格廉价。缺点：氯化形成的余氯及某些含氯化合物对水生物有毒害作用，比率大时氯化可能产生致癌物质。〔b〕漂白粉：适用于消毒要求不高或间断投加的小型污水处理厂。优点：投加设备简单，价格廉价。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。〔c〕臭氧：适用于出水水质较好，排入水体卫生条件较高的污水处理厂。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剩余物。缺点：投资大，本钱高，设备管理复杂。〔d〕紫外线：适用于小型污水处理厂。优点：消毒效率高缺点：紫外线照射灯货源缺乏，技术数据较少。综上四种消毒剂的比拟，本工程设计采用最常用且技术成熟的液氯作消毒剂，为减少其危害，在设计中采用余氯自动监测系统，严格控制出水余氯量。3加氯间加氯间与氯库合建。加氯间总容积：V1=200m3氯库容积：V2=400m3为保证平安每小时换气8-12次，并安装一台漏氯探测仪。4污泥回流泵房内设污泥回流泵两台，剩余污泥泵两台。回流污泥提升泵：型号：LRB型污泥泵，台数：5台〔四用一备〕，流量：860.5m3扬程：22m，功率：15kW，回流污泥管管径800mm。剩余污泥提升泵：型号：50QW18-15型潜水排污泵，台数：3台〔二用一备〕，流量：7.11m3/h扬程：25m，功率：15kW，剩余污泥管管径4污泥泵房尺寸：L×B×H=18m×12m×8m，半地下式钢筋混凝土结构。5污泥浓缩池采用幅流式圆形重力连续式污泥浓缩池，用带栅条的刮泥机刮泥，采用静压排泥，剩余污泥泵房将污泥送至浓缩池，进行暂时贮存。污泥停留时间取15h单座设计尺寸如下：直径D=12m有效水深h2=3.5m，超高0.3m总高H=6.0m。6污泥脱水间贮泥池污泥直接进行机械浓缩脱水，以减小污泥停留时间，防止磷的重新释放。污泥机械脱水采用带式浓缩压滤一体机。带式浓缩压滤一体机是连续运转的污泥浓缩脱水设备，分为污泥重力浓缩段和压滤脱水段。日处理污泥量为3074.27m3/d，进机污泥含固率0.8%。带式浓缩脱水一体机设计参数如下：配置脱水机两台。带宽2m，滤饼含水率为80%，滤布移动速度0.85m/min，过滤产率31kg/h。附属设备包括污泥投配设备，加药系统，反冲洗泵。7其他建筑物〔1〕综合办公楼一栋〔包括化验室、中控制室等〕：三层框架结构，设计面积L×B=50m×20m〔2〕住宿楼〔包括食堂、浴室〕：四层框架结构，一层设食堂、浴室，面积为L×B=25m×(12+8)m。总建筑面积L×B=25m×20m〔3〕配电室〔包括高压配电室，低压配电室〕单层框架结构，建筑面积L×B=20m×10m〔4〕车库机修车间：合建，单层框架结构，建筑面积L×B=〔20m+20m〕×10m〔5〕仓库传达室运动场等。3.设计计算书3.1设计依据某城市要求设计城市污水处理厂一座，设计污水处理规模6万m3/d，为城市生活污水和工业废水的混合污水，设计进出水水质要求如下表：表3-1设计进出水水质表水质标准/单位进水水质出水水质去除率/%备注CODCr(mg/L)40060≥85二级处理BOD5(mg/L)18020≥89二级处理SS(mg/L)25020≥92TN(mg/L)3520≥42.8生物脱NTP(mg/L)41.5≥62.5生物除PPH7-87-83.2各处理构筑物处理效率估算根据经验数，估算各构筑物出水效率，如表3-2。表3-2工艺处理构筑物处理情况一览表处理单元水质参数CODcrmg/LBOD5mg/LSSmg/LNH3-Nmg/LTPmg/L格栅进水400180250354出水380180230去除率％58沉砂池进水380180230出水360160200去除率％51113厌氧选择池进水360160200354出水330140180去除率％8.312.510氧化沟进水330140180出水50145141去除率％8590906075出水要求602020201.5根据上述计算，本工艺设计出水完全达标。3.3设计流量设计流量：平均日流量=6.0万m3/d=2500m3/h=0.694m3那么变化系数最大日流量m3/h=0.903m33.4溢流井污水设计流量Q=2500m3/h为使污水处理系统在出现故障或处理水量过大而超过污水厂处理能力时，能够跳过所有构筑物直接排入附近纳污河，在进入粗格栅井前设置溢流井。厂区总进水管管径1500mm，进水闸阀1650mm×1650mm一座，并设溢流闸阀950mm×950mm一座，溢流闸阀外设超越管道，管径800mm，与厂外排水管道相连接。污水处理系统总进水管管径1000mm,进水控制闸阀1450mm×1450mm尺寸：L×B×H=10m×8m×10m数量：两座3.5格栅设计3.5.1设计参数b.设计参数(1)栅前水深h中=1.0m；h细=(2)过栅流速v中=0.8m/s；v细=1.0(3)格栅间隙e中=30mm，e细=8(4)格栅安装倾角θ=60。。3.5.2设计计算(1)中格栅的设计计算1)栅条间隙数：n中=式中：n中——中格栅间隙数；Qmax——最大设计流量，m3//s；——栅条间隙，取30mm；——栅前水深，取1.0m；v——过栅流速，取0.8m/s；α——2)栅槽宽度：B=S(n1－1)＋e1n式中：B——栅槽宽度，m；S——格条宽度，取0.01mB=0.01×(35－1)＋0.03×35=1.39m，取3)中格栅栅前进水渠道减宽局部长度：假设进水渠宽B1=1.0m，减宽局部展开角α1=20。，那么此进水渠道内的流速v1===0.903m/sL1===0.6m4)格栅栅槽后与出水渠道连接处渐窄局部长度：L2===0.3m5)过栅水头损失：h中=k·式中：h中——中格栅水头损失，m；——系数，当栅条断面为矩形时取2.42；k——系数，一般取k=3。h中==0.05m6)栅前槽总高度：取栅前渠道超高h0=0.3m栅前槽高H1=h0+h1=0.3＋1.0=1.37)栅后槽总高度：H2=h0+h1+h中=0.3+1.0+0.05=1.35m，取H2=1.4m8)栅槽总长度：L=L1+0.5++1.0+L2式中：L——栅槽总长度，0.5——中格栅距格栅前进水渠减宽局部长度；1.0——中格栅距格栅后出水渠减窄局部长度；L1——格栅距出水渠连接处减宽局部长度；L2——格栅距出水渠连接处减窄局部长度。L=0.6+0.50++1.0+0.3=3.20m9)每日栅渣量：w=式中：w——每日栅渣量，m3/d；w0——栅渣量m3/103m3污水，一般为0.1—0.01m3/10w中==1.8m3/d>0.2故采用机械清渣。(2)细格栅的设计计算：1)栅条间隙数的计算n细=式中：n细——格栅间隙数；Qmax——最大设计流量，m3//s；——栅条间隙，取8mm；——栅前水深，取1.2m；v——过栅流速，取1.0m/s；α——87.5,取n=88。2)栅槽宽度：B=S(n细－1)＋en式中：B——栅槽宽度，m；S——格条宽度，取0.01mB=0.01×(88－1)＋0.008×88=1.574m。取B=1.6m3)细格栅栅前进水渠道减宽局部长度：假设进水渠宽B1=1.2m，减宽局部展开角α1=20。，那么此进水渠道内的流速v1===0.627m/sL1===0.55m4)细格栅栅槽后与出水渠道连接处渐窄局部长度：L2===0.275m5)过栅水头损失：h细=k·式中：h细——细格栅水头损失，m；——系数，当栅条断面为矩形时取2.42；k——系数，一般取k=3。h细==0.43m6)栅前槽总高度：取栅前渠道超高h0=0.3m栅前槽高H1=h0+h1=0.3＋1.2=1.5m7)栅后槽总高度：H2=h0+h1+h细=0.3+1.2+0.43=1.93m，取H2=2.0m8)栅槽总长度：L=L1+0.5++1.0+L2式中：L——栅槽总长度，0.5——细格栅距格栅前进水渠减宽局部长度；1.0——细格栅距格栅后出水渠减窄局部长度；L1——格栅距出水渠连接处减宽局部长度；L2——细格栅距出水渠连接处减窄局部长度。L=0.55+0.50++1.0+0.275=3.48m取3.5m9)每日栅渣量：w=式中：w——每日栅渣量，m3/d；w0——栅渣量m3/103m3污水，一般为0.1—0.01m3/10w细==4.8m3/d>0.2m故采用机械清渣。(3).格栅间尺寸确实定工作平台设在格栅上部，高出格栅前最高设计水位0.5m，工作台上设有平安和冲洗措施，工作台正面过道宽度与栅槽宽度相同。中格栅间的尺寸为：12000×10000mm；细格栅间的尺寸为：12000×10000mm3.6集水井集水井容积，一般采用最大一台水泵不小于5min出水量。Vmax=3250m3/h×5min/60=270m3集水井平面设计尺寸为：S=270m3/3.0m=90m2，集水井设计已包含在污水提升泵房平面设计内。集水井内设超越管阀950mm×950mm一座，闸阀外设超越管道，管径800mm，集水井在水流方向上设计0.005的坡度。3.7污水提升泵房用于提升污水到要求的高度，以保证污水在以后的流程中能自流进入下一级污水处理单元。污水设计流量Qmax=60000×1.3m3/d=3250m3/h污水提升泵房安装WL型螺旋离心泵共6台，其中400WL型3台，300wL型3台，泵性能参数如下：400WL型，共3台，2用1备，单台流量2100m3/h，最大提升高度16.5m轴功率119.3kw，效率为79%，气蚀余量6.2m，重量1900kg300WL型，共3台，2用1备，单台流量938m3/h，最大提升高度15.8m轴功率52.8kw，效率为77%，气蚀余量4.1m，重量1500kg设计总流量为2100×2+938×2=6076m3/h>3250m3/h，可以满足要求。3.8曝气沉砂池设计参数污水设计流量Q=0.903m3/s设计计算〔1〕池子总有效容积V设计污水停留时间t=2min,那么V=Qt×60=0.903×2×60=108〔2〕水流断面积A设v1=0.1m/s,那么A=Q/v1=0.903/0.1=9.0〔3〕池总宽度B设有效水深h2=2.0mB=A/h2=9.0/2.0=4.5m〔4〕每格池子宽度b设每组池子为两格，那么b=B/n=4.5/2=2.25mb/h2=2.25/2.0=1.125介于1.0～1.5之间(符合规定)〔5〕池长L=V/A=108/9=12m〔6〕每小时所需空气量q设每立方污水所需空气量d=0.2m3/m3污水,q=d×Q×3600=0.2×0.903×3600=650.16m图3-1曝气沉沙池计算图〔7〕沉砂室沉砂斗体积Vo设沉砂斗为沿池长方向的梯形断面渠道，那么沉砂斗体积其中：a为沉砂斗上顶宽，a1为沉砂斗下顶宽〔a〕沉砂斗上口宽a取斗高h4=0.42m，斗底宽a1=0.55m，斗壁于水平面的倾角a=60°〔b〕沉砂斗体积VoVo=〔1.18＋0.55〕/2×0.42×12≈4.36m〔8〕沉砂室高度h3设沉砂室颇向沉砂斗的坡度为i=0.2有计算得h3=0.48m〔9〕沉砂池总高度取超高h1=0.6mH=h1＋h2＋h3＋h4=0.6＋2.0＋0.48＋0.42=3.5m〔10〕排砂量计算城市污水沉砂量按照3m3/10×104m3污水计算，沉砂含水率为60%，容重1.5t/m3，那么总沉砂量为3×6×2/10=3.6m3/(6×10〔11〕砂水别离器的选择沉砂池的沉砂经排砂泵装置排除的同时，往往是砂水混合体，为进一步别离砂和水，需配套砂水别离器。去除沉沙时间间隔为2d，根据该工程排砂量3.6m3/次，选用无轴螺旋砂水别离器3.9厌氧池配水井设一座厌氧池配水井用于向两个厌氧池中配水，承接来自沉砂池的污水与回流污泥，进行混合。采用配水堰配水。厌氧池配水井设计参数如下：来自沉砂池进水管径：D1=1500mm回流污泥管管径：D3=800mm配水管管径：D2=8配水漏斗上口口径：D=2.0D1=2.0×1500=3000mm堰顶宽：B=1000mm堰上水头：h=0.3m3.10厌氧选择池设计参数厌氧选择池设两座，分别与两座氧化沟相连。设计有效水深：h=5.0m设计水力停留时间：t=2.0h那么厌氧池总容积：V=Qt=60000×1.3×2/24=6500单座厌氧池面积：S1=V/2h=6500/(2×5)=650实际参数厌氧池直线段长度:L=30m两边半圆半径：r=8.0m单座池实际面积：厌氧池总容积：V=2hs1=2×5.0×680.96=6809.6水力停留时间：t=V/Q=6809.6×24/60000=2.724h厌氧池中间设导流墙，导流墙宽200mm。图3-2厌氧池计算图3.11氧化沟设计参数设计水量Q=60000×1.3=78000m3/d〔2〕设计进水水质BOD5浓度=180mg/L；TSS浓度=250mg/L；VSS=175mg/L(VSS/TSS=0.7)；TN=35mg/L；SALK=280mg/L〔3〕出水水质BOD5浓度Se=20mg/L；TSS浓度Xe=20mg/L；TN=20mg/L设计计算〔1〕根本设计参数污泥产率系数Y＝0.55混合液悬浮固体浓度〔MLSS〕X=4000mg/L混合挥发性悬浮固体浓度〔MLVSS〕Xv=3000mg/L(MLVSS/MLSS=0.75)污泥龄Qc=25d，内源呼吸系数Kd=0.055，200C时脱氮率qdn=0.035kg(复原的NO3—N)/(kgMLVSS〔2〕去除BOD计算〔a〕氧化沟出水BOD5浓度为了保证一级出水BOD5浓度Se＝20mg/L，必须控制氧化沟出水所含溶解性BOD5浓度:〔b〕好氧区容积V1〔c〕好氧区水力停留时间t1〔d〕剩余污泥量ΔX去除1kgBOD5产生的干污泥量为：剩余污泥量为：·〔3〕脱氮量计算〔a〕氧化沟的氨氮量氧化沟产生的剩余污泥中含氮率为12.4%，那么用于生物合成的总氮量为：〔b〕脱氮量Nr=进水总氮量TN-出水总氮量TN-生物合成所需的氮量No=35-20-5.0=10mg/L〔c〕碱度平衡。每氧化1mg/LBOD5产生0.1mg/L碱度；每复原1mgNO3－N产生3.75mg/L碱度。剩余碱度SALK1=原水碱度+硝化消耗碱度+反硝化产生碱度+氧化BOD5产生碱度＝280+3.75×10+0.1×〔180-6.4〕＝334.86mg/L〔d〕计算脱氮所需池容V2及停留时间t2脱消率qdn(t)=qdn(20)×1.08(T-20)qdn(20)=0.035T=15oC时，qdn(15)=qdn(20)×1.08(14-20)=0.020脱氮所需容积：停留时间:t2=V2/Q=13000/78000=0.167d=4.0h〔e〕氧化沟总容积及停留时间V总＝V1+V2=26131+13000=39131t=t1+t2=8.0+4.0=12.0h校核污泥负荷设计规程规定氧化沟污泥负荷应为0.05～0.15kgBOD5/(kgVSS.d)，设计符合要求〔4〕需氧量计算〔a〕设计需氧量AOR。氧化沟设计需氧量AOR=去除BOD5需氧量－剩余污泥中BOD5的需氧量－脱氮产氧量〔b〕去除BOD5需氧量D1D1=a/Q(S0-S)+b/VX其中a——微生物对有机底物氧化分解的需氧率，取0.50；b——活性污泥自身氧化需氧率，取0.10；D1=0.50×78000〔〕+0.10×39131×3＝18509.7kg〔c〕剩余污泥量BOD需氧量D2〔用于合成的那一局部〕D2=1.42×YQΔX/(1+Kdθ)=1.42×0.55×78000×0.16/(2.375)=4103.9kg〔d〕脱N产氧量D3D3==2.86×10×78000/1000=2230.8kg总需氧量＝＝12175kg/d考虑平安系数1.4，那么AOR＝1.4×12175＝17045kg校核去除每1kgBOD5的需氧量＝17045/[78000×〔〕]＝1.26kgO2/kgBOD5氧化沟设计值在1.2-2.5kgO2/kgBOD5之间，设计合格。〔e〕标准状态下需氧量SOR式中Cs〔20〕－20℃氧的饱和度，取CsCs〔25〕－25℃氧的饱和度，取CC-溶解氧浓度α－修正系数，取0.85β－修正系数，取0.95ρ=0.900T-进水最高温度，℃奥贝尔氧化沟采用三沟通道系统，计算溶解氧浓度C按照外沟：中沟：内沟＝0.2：1：2。充氧量分配按照外沟：中沟：内沟＝65:25:10来考虑，那么供氧量分别为：外沟道AOR1=0.65AOR=0.65×17045=11079.25kg/d中构道AOR2＝0.25AOR＝0.25×17045＝4261.25kg/d内沟道AOR3＝0.1AOR＝0.1×17045＝1704.50kg/d各构道标准需氧量分别为：SOR=SOR1+SOR2+SOR3=20554+7905+3162=31621kgO2/d=1317.54kgO2/h校核去除每kgBOD5的标准需氧量1317.54/[78000×(0.18-0.0064)]=0.097kgO2/kgBOD5〔5〕氧化沟尺寸计算：氧化沟设二座单座氧化沟容积：V1=V/2＝39131/2=19565.5m3设计有效水深：h=4.0m，超高0.8m设外沟，中沟，内沟宽分别为12m，10m，8m。中心岛半径：r=2.5m直线段长度：L=25m那么外沟，中沟，内沟面积分别为：那么氧化沟总面积：A=A外+A中+A内=2653.56+1504.80+739.12=4897.48m2实际氧化沟总容积：V=A×h=4897.48×4.0=19589.92m3>19565.5m3外沟，中沟，内沟面积分配比例分别为：54.18%，30.73%，15.09%。根本符合奥贝尔氧化沟各沟道容积比〔一般为60-70：20-30：10左右〕〔6〕进出水管及调节堰计算〔a〕进出水管污泥回流比R=100%，进出水管流量Q=39000m3/d×2=0.45m3/s×2。进水水管控制流速v≤1m/s。进出水管直径取800mm校核进出水管流速v=Q/A=0.45/3.14×0.42=0.9m/s<1m/s，满足要求〔b〕出水堰计算为了能够调节曝气转蝶的淹没深度，氧化沟出水处设置出水竖井，竖井内安装电动可调节堰。初步估计δ/H<0.67，因此按照薄壁堰来计算：Q=1.86bH3/2取堰上水头高H=0.2m那么堰b=Q/1.86H3/2=0.45/1.86×0.23/2=2.7m取3.0m考虑可调节堰的安装要求〔每边留0.3m〕。那么出水管径长度L=0.3×2＋b=0.6＋3.0=3.6出水竖井宽度B取1.2m(考虑安装高度)。那么出水竖井平面尺寸为L×B=3.6m×1.2m；出水井出水口尺寸b×h=3.0m×0.5m。正常运行时，堰定高出孔口底边0.1m，调节堰上下调节范围为0.3m。出水竖井位于中心岛曝气转蝶上游。〔7〕曝气设备选择曝气设备选用氧化沟转蝶曝气机，选择YBP1500-T型转碟曝气机，转蝶直径D=1500mm，单蝶〔ds〕充氧能力为2.36kgO2/(h·ds)，单碟配用轴功率为1.3kw/ds，平均底部流速0.32m单沟设计计算外沟道外沟道标准需氧量SOR1=20554/〔24×2〕=428.2kgO2/h所需蝶片数量n=SOR1/2.36=428.2/2.36=181片，取180片。外沟道安装4组，每组转蝶安装的蝶片数=180/4=45片。校核每米轴安转蝶片数=45/12=3.75片<4片，满足要求。故外沟道共安装4组曝气转蝶，每组安装蝶片数45片，配用电机功率为45kw。校核单蝶充氧能力=428.2/45×4=2.38kgO2/(h·ds)=2.38kgO2/(h·ds)，根本满足要求。〔b〕中沟道中沟道标准需氧量SOR2=7905/〔24×2〕=164.7kgO2/h所需蝶片数量n=SOR2/2.36=164.7/2.36=69.8片，取70片。中沟道安装两组，每组转蝶安装的蝶片数=70/2=35片校核每米轴安转蝶片数=35/10=3.5片<4片，满足要求。故中沟道共安装两组曝气转蝶，每组安装蝶片数35片。校核单蝶充氧能力=164.7/35×2=2.35kgO2/(h·ds)<2.36kgO2/(h·ds)，满足要求。〔c〕内沟道内沟道标准需氧量SOR3=3162/〔24×2〕=65.9kgO2/h所需蝶片数量n=SOR3/2.36=65.9/2.36=27.9片，取30片。内沟道安装两组，每组转蝶安装的蝶片数=30/2=15片。校核每米轴安转蝶片数=15/10=1.5片<4片，满足要求。故内沟道共安装2组曝气转蝶，每组上共有蝶片数15片。校核单蝶充氧能力=65.9/15×2=2.20kgO2/(h·ds)<2.36kgO2/(h·ds)，满足要求。中沟与内沟转碟合建，每组共用一台减速机，安装碟片数：中沟35+内沟15=50片，配用电机功率为45kw。每座氧化沟共设A型转蝶4组，轴长12m，安装碟片数45片，配用电机功率45kw。B型转蝶2组，轴长10m+10m。安装碟片数70+30=1003.12二沉池配水井设计参数Qmax=78000m3/d。氧化沟出水经配水井至二沉池，建一座配水井，分别向四座二沉池配水，采用配水堰。设计计算〔1〕进水管管径配水井进水管的设计流量为Q=78000/24=3250m3/h当进水管管径D1=1500㎜时，查水力计算表得知v=0.8m/s，满足设计要求。〔2〕矩形宽顶堰进水从配水井底中心进入，经等宽度堰流入4个水斗，再由管道接入4座后续构筑物。每个后续构筑物分配水量为q=3250/4=812.5m3/h，配水采用矩形宽顶溢流堰至配水管。〔a〕堰上水头因单个出水溢流堰的流量为q＝812.5m3/h=225.7L/s，故采用矩形堰〔堰高H取0.5m〕。矩形堰的流量式中q－矩形堰的流量H－堰上水头，m；b－堰宽，m，取0.6mm－流量系数，通常采用0.327－0.332，在此取0.33那么:H=[q2/(2gm2b2)]1/3=[0.22572/(2g×0.332×0.62)]1/3=0.4m〔b〕顶厚度根据有关试验资料，当2.5<B/H<10时，属于矩形宽顶堰，取B=2.0m。这时B/H=5(在2.5－10之间)所以该堰属于矩形宽顶。〔3〕配水管管径D2设配水管管径D2＝800㎜，流量q＝812.5m3/h。查水力计算表，得知v＝0.45m/s〔4〕配水漏斗上口口径D按配水井内径的2.0倍设计D=2.0D1=2.0×1500=3000㎜二沉池出水经过出水槽流至二沉池配水井外围的出水堰，后排入接触池。出水管管径1000mm3.13辐流式二沉池设计参数设计流量Q=3250m3/h，氧化沟中悬浮固体浓度X=4000mg/L，二沉池底流生物固体浓度Xr=10000mg/L，污泥回流比设计计算〔1〕沉淀局部水面面积F根据生物处理段的特性，选取二沉池外表负荷q=1.0m3/(m2·h)，设4座沉淀池n=4。〔2〕池子直径D，取D=33m。〔3〕校核固体负荷G〔4〕沉淀局部的有效水深h2设沉淀时间t=3.0h，h2＝qt＝1.0×3.0＝3.0〔5〕污泥区的容积V设计采用周边传动的刮吸泥机排泥，污泥区容积按t=3h贮泥时间确定每个沉淀池污泥区的容积Vˊ=8357.14/4=2089.3m3〔6〕污泥区高度h4〔a〕污泥斗高度设池底的径向坡度为0.05，污泥斗底部直径D2=1.5m，上部直径D1=3.0m，倾角60°那么竖直段污泥局部高度h4//那么污泥区的高度〔7〕沉淀池的总高度H设超高h1=0.3m，缓冲层高度h3=0.5m。H=h1+h2+h3+h4=0.3+3.0+0.5+3.86=7.66〔8〕选用双周边传动式刮板刮吸泥机此刮吸泥机为双周边转动，中心支墩式，上部设有浮渣收集装置。周边线速度2m/min，驱动功率1.5×2kw。进水管管径800mm，排泥管管径400mm3.14消毒池设计参数最大设计流量Q=3250m3/h，采用液氯消毒工艺，接触时间t=30min。采用矩形隔板式接触池。水流长度：宽=72：1，池长：单宽=18：1，有效水深：单宽〔h/b〕≤1时效果最正确。设计计算〔1〕接触池容积VV=Q×t=3250×0.5=1625〔2〕采用矩形隔板式接触室一座n＝1，每座池容积V1=1625m3〔3〕取接触室水深h＝3.0m，单格宽b＝2.0m，池长取L=36m，水流长度L1=72×2.0=144接触池面积F=V1/h=1625/3.0=542m每座接触池的分格数＝542/〔36×2〕=7.5格，取8格。〔4〕复核池容由以上计算，接触池宽B=2.0×8=16m，长L=36m，水深h＝所以V1=36×16×3.0=1728m3>进水管管径1000mm，出水管管径103.15液氯投配系统设计参数二级处理后出水液氯投加量为5-10mg/L，设计按8mg/L，仓库储氯量按15d设计。混合池混合时间5-15min，处理水量78000m3/d。设计参数〔1〕投加量加氯量：G=8×10-3×78000/24=26.0kg/h储氯量：W=15×24×G=15×24×26.0=9360kg。〔2〕加氯机，氯瓶采用加氯量为0-20kg/h的加氯机四台，三用一备，并轮换使用。液氯储存选用容积为1000kg的钢瓶，共10只。〔3〕加氯间与氯库合建，加氯间内布置四台加氯机及其配套投加设备，三台水加压泵。氯库外设事故池，池中长期储水，水深1.5m。〔4〕加氯间，氯库通风设计根据工艺设计，加氯间总容积V1=5.0×8.0×5.0=200m3氯库容积V2=5.0×8.0×10.0=400m3为保证平安每小时换气8-12次，并安装一台漏氯探测仪，位置在室内地面上20cm。3.16计量堰梯形堰：取堰口宽为：B=1.5m那么堰内水深：,取50cm其余尺寸如图：图3-3计量堰计量堰水头损失堰上水头：0.1m自由跌落：0.1m合计：0.2m3.17污泥回流泵房回流和剩余污泥泵房主要设计参数如下：〔1〕设计流量：Q=3250m3/h=902.8L/s〔2〕污泥回流提升泵：型号：LRB型污泥泵，台数：5台〔四用一备〕，流量：860.5m3扬程：22m，功率：15kW，回流污泥管管径800mm。〔3〕剩余污泥提升泵：型号：50QW18-15型潜水排污泵，台数：3台〔二用一备〕，流量：7.11m3/h扬程：25m，功率：15kW，剩余污泥管管径300mm〔4〕污泥泵房尺寸：L×B×H=18m×12m×8m半地下式钢筋混凝土结构。〔5〕起重机选用DX型电动单梁起重机，起重量3t，跨度9m。3.18污泥浓缩池采用幅流式圆形重力连续式污泥浓缩池，用带栅条的刮泥机刮泥，采用静压排泥，剩余污泥泵房将污泥送至浓缩池。1.设计参数进泥浓度：c=10g/L污泥含水率:P1＝99.0％污泥固体负荷：qs=30kgSS/(m2.d)污泥总流量:Qω＝3135.76kg/d设计浓缩后含水率P2=96.0％污泥浓缩时间：T=12h贮泥时间：t=2h2.设计计算〔1〕浓缩池池体计算：每座浓缩池所需外表积m2浓缩池直径取D=12.0m水力负荷有效水深h1=uT=0.28912=3.47m取h1=3.5m浓缩池有效容积V1=Ah1=104.53.5=365.75m3〔2〕排泥量与存泥容积:浓缩后排出含水率P2＝96.0％的污泥,那么Qw′=按3h贮泥时间计泥量，那么贮泥区所需容积V2＝2Qw′＝232＝64m3泥斗容积=m3式中：h4——泥斗的垂直高度，取3.0mr1——泥斗的上口半径，取2.0mr2——泥斗的下口半径，取1.5m设池底坡度为0.1，池底坡降为：h5=故池底可贮泥容积：=因此，总贮泥容积为〔满足要求〕〔3〕浓缩池总高度：浓缩池的超高h2取0.30m，缓冲层高度h3取0.30m，那么浓缩池的总高度H为=3.5+0.30+0.30+1.5+0.4=6.0〔4〕浓缩池排水量：Q=Qw-Qw′=2351.82kg/d=96m3.19污泥脱水间贮泥池污泥直接进行机械浓缩脱水以减小污泥停留时间，防止磷的重新释放。污泥机械脱水采用带式浓缩压滤一体机。带式浓缩压滤一体机是连续运转的污泥浓缩脱水设备，分为污泥重力浓缩段和压滤脱水段。日处理污泥量为783.94×1.02=800m3/d，进机污泥含固率0.8%。带式浓缩脱水一体机设计参数如下：〔1〕带宽2m，滤饼含水率为80%，滤布移动速度0.85m/min，过滤产率31kg/h，那么过滤率为3