城市污水处理厂工程设计 毕业设计.docVIP

i 本科生毕业设计（论文）任务书 学生姓名： 毕业设计（论文）题目 中文：城市污水处理厂工程设计 英文：the design of municipal wastewater treatment plant 原始资料 废水水质水量指标 水质指标 bod5/(mg/l) cod/(mg/l) ss/(mg/l) ph 设计处理水量 (万 m3/d) nh3-n(mg/l) 总变化系数 进水 250 500 400 10 30 1.2 出水 20 100 30 10 3 1.2 毕业设计（论文）任务内容 1.污水处理方案的论证。包括污水处理基本工艺路线的确定、污 水处理工艺流程论证和主要处理构筑物的选型。 2.污水处理和污泥处理工艺设计计算。 3.污水处理站总平面布置图和某些构筑物构造图设计。 进行处理方案的技术比较（如处理效果、技术合理性和技术先 进性） ，也可适当进行经济比较（如构筑物容积、占地面积、药剂 消耗和运行管理复杂程度等） ii 指 导 教 师 （ 签 字 ） 教 研 室 主 任 （ 签 字 ） 批 准 日 期 接 受 任 务 书 日 期 完 成 日 期 接受任务书学生(签字） iii 摘 要 众所周知，城市污水是水污染大户。据不完全统计，2005 年全国城市废水年排放 总量已超过 500 亿 m3。由此可见，为了控制污染，保护环境，迫切需要解决城市污水 同环境保护协调发展的问题。 根据城市污水产生的特点和污水的性状，将废水处理同废水回用结合起来作为一 个完整的系统加以考虑，似更为合理，使废水处理更能适应环境保护和生产发展的要 求。 本设计内容主要包括：城市污水处理方法的综述、工艺流程图的确定、主要构筑 物尺寸设计与计算、主要设备选型、污水高程计算、投资经济分析、建筑与环保安全 等方面。同时附有工艺流程图、平面布置图、水解池、曝气池等主要构筑物的平面图 及剖面图。本设计的完成将有利于该市污水的达标排放，减少对环境的危害。 关键词：城市污水，设计，生物处理，水解池，曝气池 iv abstract known to all, the municipal wastewater is the most important part of water pollution. according to statistics incompletely, the total of the municipal wastewater in our country is above 50,000,000,000 m3 in 2005. be showed from this, pollute for the sake of the control, environmental protection, need urgently to resolve the problem about moderation and the development of the municipal wastewater and environmental protection. according to the characteristics that the municipal wastewater produce and the sex form of the creation waste water, take into the system that the liquid waste processing and wastewater to put together to be an integrity with the knot consideration, more reasonable, make liquid waste processing can adapt the requestment of the the environmental protection, producement and the development. this design contents mainly includes:the overview of the municipal wastewater, the craft flow chart of method to really settle, the size design and calculation of the mainly constructs, the main equipments chooses, the high distance calculation of waste water, the economical analysis of the investment, construction and environmental protections safety, etc. at the same time, there are the craft flow chart, flat surface arrange,the plane chart and the cross section of the hydrolytic acidification pond, the oxidizes pond in the design.the completement of this design will be advantageous to the wastewater that the city exhausts to reach the mark, reducing the bane toward the environment. keywords：municipal wastewater, design, biological processing, the hydrolytic acidification pond, the oxidizes pond v 目 录 摘要 iv abstract.v 目 录 vi 表格清单 ix 插图清单 ix 引 言 - 1 - 第 1 章 工程概况 .- 2 - 1.1 项目名称 .- 2 - 1.2 设计依据 .- 2 - 1.3 设计原则 .- 2 - 1.4 工程概述 .- 2 - 1.4.1 进水水质水量 .- 2 - 1.4.2 气象条件 .- 3 - 1.4.3 设计内容 .- 3 - 第 2 章 方案论证 .- 4 - 2.1 水解- 好氧生物处理工艺特点 - 4 - 2.2 普通活性污泥曝气池特点 - 4 - 2.2 工艺流程 图 .- 5 - 2.3 工艺流程说明 .- 5 - 第 3 章 工程设计说明书与计算书 .- 6 - 3.1 格栅 .- 6 - 3.1.1 粗格栅 .- 6 - 3.1.2 细格栅 .- 8 - 3.2 污水泵房的设计 .- 10 - 3.2.1 一般规定 .- 10 - 3.2.2 选泵 .- 10 - 3.2.3 泵房值班室、控制室及配电间 .- 11 - 3.3 沉砂池 .- 11 - 3.3.1 设计参数 .- 12 - 3.3.2 设计计算 .- 12 - 3.4 水解池 .- 13 - 3.4.1 设计参数 - 14 - 3.4.2 设计计算 - 14 - vi 3.4.3 排泥系统的设计计算 - 15 - 3.5 曝气池 - 16 - 3.5.1 曝气池设计参数 - 16 - 3.5.2 设计计算 - 16 - 3.6 沉淀池（二沉池） - 17 - 3.6.1 设计参数 .- 18 - 3.6.2 设计计算 .- 18 - 3.6.3 刮泥设备的选择 .- 20 - 3.7 污泥浓缩池 - 20 - 3.7.1 设计参数 .- 20 - 3.7.2 设计计算 .- 21 - 3.7.3 压滤机选型 .- 22 - 第 4 章 工程项目经费概预算 .- 23 - 4.1 编制依据 .- 23 - 4.2 总投资概算表 .- 23 - 第 5 章 污水处理厂总体布置 .- 25 - 5.1 建设场地选择原则 .- 25 - 5.2 平面布置与高程布置原则 .- 25 - 5.2.1 平面布置 .- 25 - 5.2.2 高程布置 .- 25 - 5.3 高程计算 .- 26 - 5.3.1 水头损失计算 .- 26 - 5.3.2 高程确定 .- 26 - 第 6 章 构（建）筑物相关专业设计要求 .- 27 - 6.1.1 建筑设计要求 .- 27 - 6.1.2 结构设计要求 .- 27 - 6.1.3 给排水设计要求 .- 27 - 6.1.4 供配电设计要求 .- 27 - 6.1.5 化验室监测及化验室设计 .- 28 - 第 7 章 供电系统和监测仪表设计 .- 30 - 7.1 变配电系统 .- 30 - 7.2 监测仪表的设计 .- 30 - 7.2.1 设计原则 .- 30 - 7.2.2 检测内容 .- 30 - 7.3 安全措施 .- 30 - vii 7.3.1 安全措施 .- 30 - 7.3.2 污水厂运行中注意事项 .- 31 - 第 8 章 劳动定员及成本分析 .- 32 - 8.1 劳动定员 .- 32 - 8.2 运行费用 .- 32 - 参考文献 - 34 - 综 述 - 35 - 参考文献 - 44 - 致 谢 - 46 - 附 录 - 47 - viii 表格清单 表 1-1 设计水质水量指标 .- 3 - 表 3-1 生活污水流量总变化系数 .- 8 - 表 3-2 格栅除渣机选型 .- 8 - 表 3-3 生活污水流量总变化系数 .- 10 - 表 3-4 格栅除渣机的选型 .- 10 - 表 3-5 泵的选型 .- 11 - 表 3-6 沉淀池的类型及特点 .- 18 - 表 3-7 zbg-38 周边传动刮泥机 - 20 - 表 3-8 dy1000 污泥处理的成套设备配套 - 22 - 表 4-1 土建工程费用 .- 23 - 表 4-2 设备及安装直接费用 .- 24 - 表 5-1 污水厂水头损失计算表 .- 26 - 表 5-2 高程的计算 .- 26 - 表 8-1 劳动定员 .- 32 - 插图清单 图 2-1 工艺流程图 .- 5 - 图 3-1 格栅 .- 6 - 图 3-2 沉沙池 .- 12 - 图 3-3 水解反应池 .- 14 - 图 3-4 浓缩池结构示意图 .- 22 - 论文） - 1 - 引 言 自改革开放以来，我国政府高度重视环境保护与建设工作，采取了一系列战略措 施，不断加大生态环境保护与建设力度，一些重点地区的生态环境得到了有效的保护 和改善。但由于中国人均资源相对不足，地区差异较大，生态环境脆弱，生态环境恶 化趋势仍未得到有效遏制。 目前国家治理污染的重点是“33211工程” ，即以“三河”(淮河、海河、辽河流域)、 “三湖”( 太湖、巢湖、滇池)、 “两区”(酸雨控制区和二氧化硫控制区)、 “一市”(北京市)、 “一 海”( 渤海海域) 为环境保护重点区域，其中“三河三湖 ”和环渤海的行动计划都是针对水 污染控制。另外，国家正在制定海河、辽河、长江流域和黄河流域的污染控制规划， 这些行动计划都是围绕一个流域和一个区域的污染问题进行的。我国水污染控制的重 点已经从工业点源为主的控制，逐步转变为以城市污水污染为主的控制。1999年我国 城市污水污染负荷首次超过了工业废水污染负荷。我国对城市污水治理十分重视，将 其作为当前和今后一段时期基本建设领域中重点支持的产业之一。因此，无论从发展 水污染控制产业技术，还是从水污染控制技术和设备的需求来看，我国水处理产业面 临巨大的市场需求，并将形成我国经济发展新的增长点。 自1985年以来，我国废水年排放总量一直维持在350亿400亿m 3左右。1997年废 水排放量达到最高值416亿m3，其中工业废水排放量 227亿m 3，市政污水排放量189亿 m3。到2000废水排放量为480亿m 3。 考虑现状污水量、污水增量和建制镇污水量，到2010年我市城市污水排放总量为 1050亿m 3,根据国民经济和社会发展“九五”计划和 2010年远景目标纲要的要求，到 2010年城市污水处理率要达到50%，估算投资为5000亿元。我国“十五”期间在水污 基础设施上的投资将超过几千亿元，这对我国水工业的发展既是机遇又是挑战。 目前我国城市污水处理厂普遍采用的工艺为普通活性污泥法、氧化沟法、sbr(间 歇式活性污泥) 法、ab法等，这与美国、德国等发达国家所采用的技术与工艺几乎处在 同一水平，而我国的国民生产总值远远低于上述国家，投资费用十分高昂。 因此，国家环保总局提出需要建立与我国现阶段国情相适应的、经济实用的先进 工艺技术的污水处理示范工程，示范工程应该满足：吨水投资低；运行费用低，吨水 运行费应该控制在03元以下；在工程中采用国产化设备，并且采用总承包和实施运 营的机制。 本设计采用具有我国自主知识产权的城市污水处理新工艺水解-好氧生物处理 工艺。该工艺已成功地应用于上百个工业废水处理厂和十余个城市污水处理厂。并分 析了水解- 好氧工艺的研究、应用和设计问题，提出了工艺应用和设计计算。 论文） - 2 - 第 1 章 工程概况 1.1 项目名称 城市污水处理厂工程设计 1.2 设计依据 中华人民共和国环境保护法 中华人民共和国水污染防治法 制浆造纸工业环境保护行业政策、技术政策和污染防治对策 地面水环境质量标准(gb3838-88) 污水综合排放标准(gb8978-1996) 给排水设计手册 （gbj14-1996） 中华人民共和国造纸行业废水排放标准 （gb3544-92 ） 1.3 设计原则 1. 要求处理工艺先进合理，基建投资少，处理效果好，便于运行管理。 2. 通过多方案的技术经济比较选择满足出水水质要求并且能适合当地的条件、节 约能耗、降低成本的处理工艺，充分发挥项目的社会、经济和环境效益。 3. 采用先进的自动控制技术和先进的设备，充分利用外资。 4. 污水处理厂的位置，应符合城市规划，位于流域下游，与周边有一定的卫生防 护带，靠近受纳水体，少占农田。 5. 所采用设计工艺确保排放废水水质 codcr、bod 5、ss 等指标达到国家及地方 排放标准。 6. 能对废水水质、水量作出及时调节，避免人操作的随意性；所选工艺应能耐受 短时间内冲击负荷，并适应季节的变化。 1.4 工程概述 某城市新建一污水处理厂，为使本厂排放的废水能够达到国家排放标准，要求设 计这一污水处理厂。 1.4.1 进水水质水量 城市污水中含有耗氧有机物、难降解有机物、植物性营养物、重金属、无机悬浮 物，病原体。本课题设计城市污水处理工艺，使出水水质达标排放。有关设计参数见 表11。 论文） - 3 - 表 1-1 设计水质水量指标 水质指标 bod5/(mg/l) cod/(mg/l) ss/(mg/l) ph 设计处理水量 (万 m3/d) nh3-n(mg/l) 总变化系数 进水 250 500 400 10 30 1.2 出水 20 100 30 10 3 1.2 1.4.2 气象条件 1.4.2.1 气候 位长江中下游，属亚热带湿润季风气候，气候温和，雨量丰沛，四季分明。年均 气温15-16 ，年较差25.3，极端最高气温39.3，极端最低气温-13.1；年平均 相对湿度78%，最大年相对湿度89%；无霜期219-240天，年日照时数为2016小时，年 平均降雨量1195.5毫米，日最大值233.2毫米，时最大值81.1毫米，最大积雪350毫米。 1.4.2.2 地形 地处长江中下游平原，地势平坦。 1.4.2.3 地质 主要持力层为洪积亚黏土，部分地区基岩埋藏很浅，地基耐压力高，工程质量良 好，工程建设成本相对较低。 1.4.3 设计内容 1. 废水进入格栅井至处理出水口之间构筑物及配套设施设计及安装设计。 2. 总平面布置及高程布置。 3. 主要构筑物外形尺寸工程样图。 4. 工程投资概预算及经济分析。 论文） - 4 - 第 2 章 方案论证 根据进水水质和水量特点及处理要求，本设计选用水解-好氧处理工艺。好氧生物 处理构筑物选用曝气池。水解好氧工艺首先是利用水解和产酸微生物将污水中的固 体、大分子和不易生物降解的有机物降解为易于生物降解的小分子有机物，使得污水 在后续的好氧单元中以较少的能耗和较短的停留时间得到处理。采用水解-好氧处理工 艺与传统的好氧处理工艺相比，其基建投资、能耗和运行费用可分别节省30%左右。 2.1 水解-好氧生物处理工艺特点 （1）水解池可取代初沉池。在停留时间相当的情况下，水解池对悬浮物的去除率 显著高于初沉池，平均出水ss 只有50mg/l ，其中cod、bod 5、蛔虫卵的去除率明显 高于初沉池。并且初沉池的去除率受水质影响大，出水水质波动范围大，而水解池出 水水质比较稳定。在拿不出大量投资修建二级污水处理厂的地方，先采用水解池进行 一级处理，出水水质将比初沉池有很大程度的改善。 （2）较好的抗有机负荷冲击能力。实验表明：进水浓度越高，cod去除率越高。 进水平均浓度在500mg/l时，cod去除率为45%左右。水解池对于进水浓度变化而引起 的冲击负荷有很大的抵抗能力，有实验表明cod负荷从1.95kg/(m 3 d)变化到8.8 kg/(m3d)，出水cod从207mg/l 变化到316 mg/l 。 （3）水解过程可改造污水中有机物形态及性质，有利于后续好氧处理。一般城市 污水可沉cod占总cod的50%左右，经水解处理后基本上去除了可沉性cod，所以水 解工艺适用于污水中含悬浮状cod比例较高的废水。对于城市污水，实验表明经水解 反应后溶解性cod、bod比例分别从进水的50%、65%提高到出水的78%、77%，不溶 性cod 、bod的去除率分别是74.5%、55.3%。在运转中经常出现水解池出水溶解性 cod、 bod高于进水的情况，这说明反应中有相当数量的不溶性有机物溶解于水中， 在1020 条件下去处悬浮物有48%发生水解。通过对水解池进、出水有机分析结果 表明，出水的溶解性cod已不是原来的溶解性cod，其中挥发性有机酸浓度大幅度上 升，从占进水溶解性组分9%上升到25%。 （4）有利于好氧后续处理，水解-好氧工艺的bod 5和cod去除率均明显高于传统 工艺，且出水cod低于100mg/l，传统工艺停留时间 8小时左右仍达不到与本工艺相接 近的出水水质 ，因此，从曝气池容积上新工艺要少50%左右。若采用穿孔管曝气设备， 曝气可节省气量50%，同样采用中微孔曝气器节省气量为40%左右。 （5）可以同时达到对剩余污泥的稳定。水解-好氧工艺的一个最显著特点是污水 和污泥一次得到处理，水解池中污泥的水解率可高达50%左右，排水系统污泥量比初 沉池- 消化池联合系统低30%。 2.2 普通活性污泥曝气池特点 （1（ 在曝气池任何两个断面都存在有机物的浓度梯度，因此存在着有机基质降 论文） - 5 - 解动力，bod 降解菌为优势菌种，可避免产生污泥膨胀现象。 （2（ 运行灵活，可采用多种运行方式。 （3（ 运行适当时能够增加净化功能，如脱氮、除磷等。 （4（ 处理效果好，bod 5 去除率可达 90%95%，特别适于处理净化程度和稳定程度 要求较高的污水。 （5（ 对污水的处理程度比较灵活。 综上所述，根据该城市污水水质特征以及处理后出水的水质要求，最终决定选用 水解- 曝气池处理工艺。 2.2 工艺流程图 污水管路 粗 格 栅 沉 砂 池 细 格 栅 水 解 池 曝 气 池 二 沉 池 污泥浓缩池 污泥脱水机 房 鼓风 机空气管路 污泥管路 上清夜、滤出液管 路 出水 图 2-1 工艺流程图 2.3 工艺流程说明 城市污水进入污水处理厂后首先经过粗格栅的过滤，将较大的颗粒物去处。接着 流经沉砂池，进一步沉淀去处可沉淀物。再经过细格栅将污水中的易去处物被去处。 当污水注入水解池，通过水解池的水解酸化作用，降低污水中bod、cod、ss的含量， 并且使有机物降解为小分子以利于后续处理。污水再流入曝气池，通过好氧活性污泥 的作用使污水得到净化，bod、cod、ss 被进一步去处，有机物含量下降，污水基本 达到排放标准。污水继续流动到达二沉池，经过微生物和沉淀的作用，让污水再一次 得到处理，水质完全达到排放要求。 曝气池产生的剩余污泥回流至水解池，二沉池和水解池的剩余污泥则流入污泥浓 缩池，再经过污泥脱水机房使污泥脱水变为泥饼，最后外运出去进行处理。 污泥外 运 论文） - 6 - 第 3 章 工程设计说明书与计算书 3.1 格栅 格栅是一种最简单的过滤设备，由一组平行的金属栅条制成框架，斜置于废水流 经的渠道上。格栅设于污水处理厂所有处理构筑物之前，或设在泵站之前，用于截留 废水中粗大的悬浮物或漂浮物，防止后续处理构筑物的管道阀门或水泵堵塞。 图 3-1 格栅 此设计中的粗格栅以及细格栅均采用链条式格栅除渣机。链条式格栅除渣机可以 清除生活污水中长纤维和带状物，并且构造简单，占地面积小。 3.1.1 粗格栅 （1）格栅的间隙数（n） qmax=1000001.2/(246060) =1.39m3/s n= maxsinbhv =1.9i604 =4 式中：q max最大设计流量，m 3/s； 格栅安置的倾角，度，一般为 5070，机械格栅倾角较人工格栅大，普 遍 为 6070； 论文） - 7 - h栅前水深，m，取 4m； v过栅流速， m/s，最大设计流量时为 0.81.0m/s，平均设计流量时为 0.3m/s； b栅条净间隙，m，粗格栅 b=50100mm中格栅 1040mm细格栅 310mm。 （2）格栅的建筑宽度（b） b=s(n-1)+bn (m) =0.5(4-1)+0.14 =1.9 式中：s 栅条宽度，m，取 0.5m。 (3)通过格栅的水头损失(h 1) h1=k(v2/2g)sin (m) =321.02/（29.8)sin60 =0.26 式中：g重力加速度，m/s 2； k考虑到由于格栅受筛余物堵塞后，格栅阻力增大的系数，可用经验式 k3.36v -1.32，一般采用 k3； 阻力系数，其值与格栅断面形状有关，一般采用 13。 （4）栅后槽的总高度（h）： h=h+h1+h2（m） 4+0.26+0.3 4.56 式中：h 2栅前渠道起高，m，一般取 0.3m。 （5）栅槽总长度（l ）： ll 1+l2+1.0+0.5+h1/tg（m） l1（b-b 1）/2tg 1（m） （1.9-1 ）/（2tg20） 1.24 l2l 1/20.62m h1h+h 24+0.3 4.3m l1.24+0.62+1.0+0.5+4.3/tg60 5.84m 式中：h 1栅前槽高,m,h 1=h+h2； l1进水渠道渐宽部分长度，m，l 1（b-b 1）/2tg 1； 1进水渠道渐宽部分展开角度，一般可采用 20； 论文） - 8 - b1进水渠道宽度，m，取 1m； l2栅槽与出水渠道连接渠的渐缩长度，m，l 2l 1/2。 （6）每日栅渣量计算（w）： wq maxw186400/（ 总 1000） （m 3/d） 1.390.0186400/（2.01000 ） 0.6 式中：w 1栅渣量（m 3/103m3 污水） ，取 0.10.01，粗格栅用小值，细格栅用大值， 中格栅用中值； k 总 废水流量总变化系数，对生活污水参照下表。 表 3-1 生活污水流量总变化系数 平均流量 /(l/s) 4 6 10 15 25 40 70 120 200 400 750 1600 k 总 2.3 2.2 2.1 2.0 1.89 1.80 1.69 1.59 1.51 1.40 1.30 1.20 （7）格栅除渣机的选择 经计算本工程采用机械清渣，格栅清污采用 gh 链条式回转除渣机，其功能如下： 表 3-2 格栅除渣机选型 型号 格栅宽度 （mm） 格栅净距 （mm） 安装角 电动机功率（kw） 整机重量 （kg） 生产厂家 gh-1000 1000 25 6080 0.752.2 3500-5500 无锡通用设 备机械厂 （8）格栅间尺寸的确定 工作平台设在格栅上部，高出格栅前最高设计水位0.5m ，工作台上设有安全和冲 洗措施，工作台正面过道宽度与栅槽宽度相同 3.1.2 细格栅 （1）格栅的间隙数（n） n maxsiqbhv 1.39（sin60） -/（0.01 41） 33 式中：q max最大设计流量，m 3/s； 格栅安置的倾角，度，一般为 5070，机械格栅倾角较人工格栅大，普 论文） - 9 - 遍 为 6070； h栅前水深，m，取 4m； v过栅流速，m/s，取 1m/s； b栅条净间隙，m，粗格栅 b=50100mm中格栅 1040mm细格栅 310mm。 （2）格栅的建筑宽度（b）： b=s(n-1)+bn(m) 0.1(33-1)+0.0133 3.53 式中：s栅条宽度， m取 0.1m （3）通过格栅的水头损失(h 1)： h1=k(v2/2g)sin (m) =3312/（29.8)sin60 =0.40 式中：g重力加速度，m/s 2； k考虑到由于格栅受筛余物堵塞后，格栅阻力增大的系数，可用经验式 k3.36v-1.32，一般采用 k3； 阻力系数，其值与格栅断面形状有关，一般采用 13。 （4）栅后槽的总高度（h）： h=h+h1+h2(m) 4+0.40+0.3 4.7 式中：h 2栅前渠道起高，m，一般取 0.3m （5）栅槽总长度（l ）： ll 1+l2+1.0+0.5+h1/tg（m） l1(b-b 1)/2tg1（m） (3.53-1)/（2tg20） 2.10 l2l 1/21.05m h1=h+h2=4+0.3=4.3m l2.10+1.05+1.0+0.5+4.3/tg60 7.13m 式中：h 1栅前槽高，m，h 1h+h 2； l1进水渠道渐宽部分长度，m，l 1（b-b 1）/2tg 1； 论文） - 10 - 1进水渠道渐宽部分展开角度，一般可采用 20； b1进水渠道宽度，m，取 2m； l2栅槽与出水渠道连接渠的渐缩长度，m，l 2l 1/2。 （6）每日栅渣量计算（w）： wq maxw186400/（k 总 1000） （m 3/d） 1.390.186400/（2.01000） 6 式中：w 1栅渣量（m 3/103m3 污水） ，取 0.10.01，粗格栅用小值，细格栅用大值， 中格栅用中值； k 总 废水流量总变化系数，对生活污水参照下表。 表 3-3 生活污水流量总变化系数 平均流量/(l/s) 4 6 10 15 25 40 70 120 200 400 750 1600 k 总 2.3 2.2 2.1 2.0 1.89 1.80 1.69 1.59 1.51 1.40 1.30 1.20 （7）格栅除渣机的选择 经计算本工程采用机械清渣，格栅清污采用gh链条式回转除渣机，其功能如下表： 表 3-4 格栅除渣机的选型 型号 格栅宽度 （ m m ） 格栅净距 （ m m ） 安装角 电动机功 率 （ k w ） 整机重量 （k g） 生产厂家 gh-1000 1000 25 6080 0.752.2 3500-5500 无锡通用 设备机 械厂 （8）格栅间尺寸的确定 工作平台设在格栅上部，高出格栅前最高设计水位0.5m ，工作台上设有安全和冲 洗措施，工作台正面过道宽度与栅槽宽度相同。 论文） - 11 - 3.2 污水泵房的设计 3.2.1 一般规定 （1）应根据远近期污水量，确定污水泵站的规模，泵站设计流量一般与进水管设 计流量相同； （2）应明确泵站是一次建成还是分期建设，是永久性还是半永久性，以决定其标 准和设施。 （3）根据污水经泵站抽升后，出口入河道、灌渠还是进处理厂处理来选择合适的 泵站位置； （4）污水泵站的集水池与机器间在同一构筑物内时，集水池和机器间须用防水隔 墙隔开，允许渗漏，做法按结构设计规范要求；分建式，集水井和机器间要保持的施 工距离，其中集水池多为圆形，机器间多为方形； （5）泵站构筑物不允许地下水渗入，应设有高出地下水位 0.5 米的防水措施。 3.2.2 选泵 1. 污水泵站选泵应考虑因素 (1)选泵机组泵站泵的总抽升能力，应按进水管的最大时污水量计，并应满足最大 充满度时的流量要求； (2)尽量选择类型相同（最多不超过两种型号）和口径相同的水泵，以便维修，但 还须满足低流量时的需求； (3)由于生活污水，对水泵有腐蚀作用，故污水泵站尽量采用污水泵，在大的污水 泵站中，无大型污水泵时才选用清水泵。 2. 具体计算 泵站选用集水池与机器间合建式的圆形泵站。 (1)流量的确定 qmax=1390l/s 本设计拟定选用 4 台泵（3 用 1 备） ，则每台泵的设计流量为： q=qmax/3=1390/3=463.33l/s (2)扬程的估算 h=h 静 +2.0+（ 0.51.0） 式中：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； h 静 水泵集水池的最低水位 h1 与水泵出水水位 h2 之差 h 静 =h2-h1=13.38-2.63=10.75m 则水泵扬程为： h=h 静 +2.0+1.0=10.75+2.0+1.0=13.75m 取 14m 论文） - 12 - (3)选泵 由 q=463.33l/s=，h =14m，可查手册得：选用 20pwl 型立式污水泵，其各 项性能如下： 表 3-5 泵的选型 型号 流量 q/(l/s) 扬程 h/(m) 转速 n/(r/min) 轴功率 w/kw 气蚀余量 /m 重量 /kg 20pwl 397.2480.5 16.510.5 960 4050 5.1 750 3.2.3 泵房值班室、控制室及配电间 值班室设在机器间一侧，并有门相通，并设置观察窗，根据运行控制要求设置控 制柜（或控制台）和配电柜，其面积约为1218m 2，能满足12 个人值班，因长年运行， 因此安装电话。本设计泵房值班室及控制室合建，面积取为39m，配电间尺寸为 39m。 3.3 沉砂池 沉砂池的作用是通过重力沉淀的方法去除废水中所携带的泥砂。一般设在泵站、 沉淀池前，保护水泵和管道免受磨损，防止管道发生堵塞现象，提高后续工序产出的 污泥中有机物质的含量，以利于进一步对污泥加以利用，增大后续构筑物的有效容积， 延长设备使用寿命。 综合考虑，采用平流式沉砂池。平流式沉砂池是最常用的一种沉砂池，其构造简 单，处理效果好，易于排除泥砂。从结构上看类似一个加深加宽的明渠，污水在沉砂 池内水平方向流动，在池的两段，设有闸板以控制水流。沉砂池下部聚集沉砂，池底 设12个贮砂斗，下接带闸阀的排砂管，沉砂池可分为两格设计，当污水流量较小时， 可单格进行工作，一用一备；当污水流量较大时，可两格同时进行工作。 论文） - 13 - 图 3-2 沉沙池 3.3.1 设计参数 最大流速为0.3m 3/s，最小流速为0.15m 3/s 最大流量时，停留时间不小于30s，一般采用3060s 有效水深应大于1.20m，一般采用0.251.00m，每格宽度不宜小于0.60m 进水部应采用消能和整流措施，应设置进水闸门控制流量。 3.3.2 设计计算 （1）沉砂池池长（l ）和过水断面面积（ a）： lvt（m） 0.286016.8 式中：v最大设计流量时的流速，m/s，取 0.28m/s； t最大设计流量时的流过时间，s，取 60s。 aq max/v（m 2） 1.39/0.28 4.96 式中：q max最大设计流量，m 3/s。 （2）池宽（b）： ba/h 2(m) 4.96/1.00 4.96 式中：h 2设计有效水深，一般采用 0.251.00m 。 论文） - 14 - （3）沉砂池容积（v） vq maxxt86400/（ 总 104） （m 3） 1.3930286400/（2.010 4） 360 式中：x城市污水沉砂量（m 3/106m3 污水） ，取 30m3/106m3 污水； t清除沉砂池的间隔时间，d，取 2d； k 总 生活污水流量总变化系数，取 2.0 （4）沉砂斗各部分尺寸计算： 设斗底宽 a1 0.65m，斗壁与水平面倾角 55，斗高 h30.45m 沉砂斗上口宽 a= +a1= +0.65=1.28m32tg5h0.45t 沉砂斗容积 v0= 212 ,36aa = 265.0.8.45. =0.44m3 沉砂池高度（h）： hh 1+h2+h3（m） 1.0+1.0+2.5 4.5 式中：h 1超高高度，m，取 1.0m； h3贮砂斗高度，m，取 2.5m。 沉砂池尺寸：1754.5 m 3.4 水解池 水解酸化反应池放弃了厌氧反应中甲烷发酵阶段，利用厌氧反应中水解和产酸 作用，使得污水、污泥一次处理。在整个过程中，80%以上的进水悬浮物水解成可溶 性物质，将大分子降解为小分子，不仅使难降解的大分子物质得到降解，而且出水 bod5/cod比值提高，降低了生物处理的需氧量和曝气时间。 水解反应池对水质水温变化适应能力较强。水解好氧生物处理工艺效率高， 投资少，运行费用低，简单易行。 水解反应池是以水力负荷为控制参数，有机负荷只作为参考指标。水解反应池为 厌氧反应池，型式可采用廊道型推流式水解池，水力停留时间28h。 论文） - 15 - 图 3-3 水解反应池 3.4.1 设计参数 水力负荷为 0.52.5m 3/（m 2h） ，表面负荷取 0.81.5m 3/（m 2h） 有机负荷为 1.958.8kg/（m 3d） 停留时间为 24h 水温13 3.4.2 设计计算 （1）池表面积（a） aq max/q（m 2） 1.393600/0.8 6255 式中：q max最大设计流量，m 3/h； q表面负荷，m 3/（m 2） ，取 0.8。 （2）总容积（v） vq maxt（m 3） 1.3936002.5 12510 式中：t水力停留时间，h，取 2.5h. （3）有效水深（h） hqt（m ） 0.82.5 2 设计水解池 4 座，则单池容积 vv/43127.5m 3 论文） - 16 - 单池表面积 aa/41563.75m 2 单池尺寸：50302.5 m 配水方式：采用分枝式配水方式，以确保各单位面积的进水量基本相同，防止短 路等现象发生，尽可能满足水力搅拌的需要，保证进水有机物与污泥迅速混合。 为了配水均匀一般采用对称布管，各支管出水口向下距池底约20，位于所服务 面积的中心。管口对准池底所设的反射锥体，使射流向四周散开，均布于池底。 布水器设置 500 个布水点，每点负荷为 si=3.12m2， 布水器设主管2根，支管48根，主管上设10个布水点，支管上设10个布水点，共 500个布水点。 管道设计：采用穿孔管布水器（分枝状）时，不宜采用大阻力配水系统，需考虑 设反冲洗装置，采用停水分池分段反冲。 进水采用重力流，出水孔15mm，一般在1525mm之间，出水孔处需设置45导 流板，管径的上部应大于下部，可适当避免大的空气泡进入反应器，反应器底部采用 较小直径的管道以产生较高流速，使进水与污泥之间密切接触。 出水收集设备：水解池出水装置设在水解池顶部，尽可能均匀地收集处理过的废 水，出水堰为三角堰加设在汇水槽上，并采用几组平行出水堰的多槽出水方式，堰上 水头25mm，水面位于齿1/2处。 3.4.3 排泥系统的设计计算 （1）设计参数： 产泥系数：r=0.15kg 干泥/（kgcod cr） 设计流量：q=100000m 3/d 进水 codcr 浓度 s0=450mg/l codcr 去除率 60% （2）水解池总产泥量为： x=rqsr=rqs0e =0.151000000.450.60 =4050kg 干泥 /d 每池产泥 xi=x/4=1012.5kg干泥/d 设污泥含水量为 98%，因含水率 p95%，取 =1000kg/m3 则污泥产量为：q s=1012.5/10001/0.02 =50.625(m3/d) 每池排泥量 qsi=12.625(m3/d) 为安全起见，每池每天排泥 13m3 （3）排泥系统设计： 因水解池产生的外排污泥主要是有机污泥故水解池只设底部排泥管，采用定时排 泥方式，日排泥一般为12次，各池污泥同时排入污泥浓缩池。各池排泥管选钢管， 论文） - 17 - dn200。 3.5 曝气池 曝气池为推推流式，采用空气曝气且沿池长均匀曝气，有机负荷f/m在 0.20.5kgbod/（kgmlvss d）之间。 活性污泥在曝气池内经历从对数增长到减衰增长以至于到内源代谢期，需氧速率 沿池长逐渐降低，混合液中溶解氧含量沿池长逐渐增高。 传统活性污泥处理效果较好，bod 5去除率可达90%95%，适用于处理净化程度和 稳定程度要求较高的废水；对废水的处理程度比较灵活。 3.5.1 曝气池设计参数 （1）曝气池混合液 mlvss/mlss=0.8。 （2）回流污泥浓度 xr=10000mgss/l。 （3）曝气池浓度 x=3500mgmlvss/l。 （4）设计的细胞平均停留时间 c=10d。 （5）出水中含有 22mg/l 生物固体，其中 65%可生物降解。 （6）bod 5=0.68bod （7）动力学参数 y=0.3mgmlvss/mgbod5，k d=0.10 3.5.2 设计计算 （1）估计出水中溶解性 bod5 浓度： 出水 bod5=未降解的溶解性 bod5+未沉淀的悬浮固体 bod5 式中：出水 bod5 为 20 mg/l 未沉淀的悬浮固体 bod5=220.651.420.68=13.8mg/l 未降解的溶解 bod5=20-13.8=6.2mg/l （2）处理效率： =(so se)/ so =（250-20）/250 =92% 式中：so 进水 bod5 含量，250 mg/l； se出水 bod5 含量，20 mg/l （3）曝气池体积 v=cyq（so -se）/ x（ 1+kdc） （m 3） =100.3100000（250-6.2 ）/3500（1+0.10 10） = 10448 式中：c 细胞平均停留时间， d，取 10； 论文） - 18 - q进水量，m 3/ d，取 100000； x曝气池浓度，取 3500mgmlvss/l； y动力学参数，取 0.3mgmlvss/mgbod5 kd动力学参数，取 0.10 设计曝气池 4 座，每座体积 v=v/4=2612m3 曝气池尺寸：40106.6 m （4）每天排除的剩余活性污泥量： yobs=y/1+ kdc =0.3/1+0.1010 =0.15 x=yobsq（so -se）10 -3/0.8 （kgss/d） =0.15100000（250-6.2 ）10 -3/0.8 =4571.05 （5）剩余污泥流量（忽略出水挟带的固体量）： 从曝气池排泥时 qw=v/c （m 3/d） =10448/10 =1044.8 从污泥回流管排泥时 qw =vx/ cxr （m 3/d） =104483500/10100000.8 =457.1 （6）污泥回流比： 3500（1+r） =10000.8r r=0.78 （7）需氧量 o2=q（so -se）10 -3/0.68-1.42 yobsq（so -se）10 -3 （m 3） =100000（ 250-20）10 -3/0.68-1.420.15100000(250-20) 10-3 =28924.5 3.6 沉淀池（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或腐殖污泥（指生物 膜法脱落的生物膜） 。 表 3-6 沉淀池的类型及特点 论文） - 19 - 类 型平流沉淀池 辐流沉淀池 竖流沉淀池 斜板（管）沉 淀池 优 点 (1)沉淀效果好； (2)耐冲击负荷和 温度的变化 适应性强； (3)施工容易，造 价低。 (1)多为机械排泥， 运行较好， 管理较简单； (2)排泥设备已趋定 型。 (1)排泥方便，管理简 单； (2)占地面积较小。 (1)沉淀效率高， 停留时 间短； (2)占地面积小。 缺 点 (1)池子配水不均 匀； (2)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。 (1)池内水速不稳定， 沉淀效果一 般； (2)机械排泥设备复 杂，对施工 质量要求高。 (1)池子深度大，施工 困难； (2)对冲击负荷和温度 变化的适应性 能力较差； (3)造价较高； (4)池径不宜过大，否 则布水不均匀。 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。 适 用 场 合 适用于大、中、小 型污水处理 厂；地下水 位较高和地 质条件较差 的地区。 适用于大、中型污 水处理厂； 适用于地下 水位较高的 地区。 适用于处理水量不大 的小型污水处 理厂 综上所述，四种沉淀池的优缺点比较，并结合本设计的具体资料可知，本工程二 沉池采用中心进水、周边出水的辐流式沉淀池。 3.6.1 设计参数 （1）表面负荷取 0.82m3/m2.h，沉淀效率 40%60%； （2）池子直径一般大于 10m，有效水深大于 3m； （3）池底坡度一般采用 0.05； 论文） - 20 - （4）进水处设闸门调解流量，进水中心管流速大于 0.4m/s，进水采用中心管淹没 或潜孔进水，过孔流速为 0.10.4m/s，潜孔外侧设穿孔挡板或稳流罩，保证水流平稳； 出水处应设置浮渣挡板，挡渣板高出池水面 0.150.2m ，排渣管直径大于 0.2m，出水 周边采用锯齿三角堰，汇入集水渠，渠内流速为 0.20.4m/s； （5）排泥管设于池底，管径大于 200mm，管内流速大于 0.4m/s，排泥