污水厂毕业设计开题报告.doc

辽宁工程技术大学毕业设计1 绪论随着工业进步和社会发展，水污染亦日趋严重，成了世界性的头号环境治理难题。日趋加剧的水污染，已对人类的生存安全构成重大威胁，成为人类健康、经济和社会可持续发展的重大障碍。据世界权威机构调查，在发展中国家，各类疾病有80%是因为饮用了不卫生的水而传播的，每年因饮用不卫生水至少造成全球2000万人死亡，因此，水污染被称作世界头号杀手。水体污染影响工业生产、增大设备腐蚀、影响产品质量，甚至使生产不能进行下去。水的污染，又影响人民生活，破坏生态，直接危害人的健康，损害很大。 在欧洲，大多城市采用的污水处理技术可持续生物除磷脱氮工艺1，以控制富营养化为目的的氮、磷脱除为主要的目标。无疑，应付日趋严格的排放标准，传统工艺会因上述弊端而雪上加霜。在此情形下，发展可持续污水处理工艺变得势在必行。所谓可持续污水处理工艺就是朝着最小的cod氧化、最低的co2释放、最少的剩余污泥产量以及实现磷回收和处理水回用等方向努力。这就需要以较综合的方式来解决污水处理问题，即污水处理不应仅仅是满足单一的水质改善，同时也需要一并考虑污水及所含污染物的资源化和能源化问题，且所采用的技术必须以低能量消耗（避免出现污染转移现象）、少资源损耗为前提。 发展新颖的污水生物处理工艺依赖于在微生物学及生物化学方面的新发现或新认识。荷兰研究人员mulder在10年前发现了厌氧氨（氮）氧化现象2。与此同时，南非、荷兰、日本等国科学家对生物摄/放磷代谢机理重新认识后确定了反硝化除磷新途径。这两种新技术的研发与应用对发展可持续污水生物处理工艺具有划时代意义的推动作用。我国污水处理技术，在吸收、消化国外技术的同时也发展了自己的技术。从国外引进的鼓曝法，a2/o 法、氧化沟法、ab 法，以及近几年出现的abc、sbr 法、生物膜法、高压膜法等，但这些技术在不同程度上存在着基建造价和运行成本较高、处理效率有待提高等问题3。 我国的污水设备存在着效率低、能耗高、维修率高、自动化程度低等缺点。目前我国现存污水处理的设备运行状况是1/3 运行正常、1/3 不正常、1/3 处于停止状态。这使污水处理厂的运转率只能达到50%，这是一个十分严重的问题。我国80 年代以前建设的城市污水处理厂大部分采用普通曝气法活性污泥处理工艺，由于该工艺主要以去除bod 和ss 为主要目标，对氮磷的去除率非常低。为了适应水环境及排放要求，一些污水处理厂正在进行改造，增加或强化脱氮和除磷功能。ab 法污水处理工艺于80 年代初开始在我国应用于工程实践。由于其具有抗冲击负荷能力强、对ph 值变化和有毒物质具有明显缓冲作用的特点，故主要应用于污水浓度高、水质水量变化较大，特别是工业污水所占比例较高的城市污水处理厂。目前氧化沟工艺是我国采用较多的污水处理工艺技术之一。应用较多的有奥贝尔氧化沟工艺，由我国自行设计、全套设备国产化，已有成功实例。de型氧化沟和三沟式氧化沟在中高浓度的中小型城市污水处理中也有应用。采用卡罗塞尔氧化沟工艺的城市污水处理厂大部分为外贷项目。随着我国对水环境质量要求的提高，修订后的国家污水综合排放标准(gb89781996)也越来越严，特别是对出水氮、磷的要求提高，使得新建城市污水处理厂必须考虑氮磷的去除问题。由此开发了a/a/o 工艺和回流污泥反硝化生物除磷工艺，并已开始在实际工程中应用。如泰安污水处理厂、青岛李村河污水处理厂、天津北仓污水处理厂、北京清河污水处理厂等4。从工程规模上看，一批大型污水处理厂的相继建成投产标志着我国污水处理事业发展到一个崭新的阶段。1.1 污水来源及危害1.1.1 污水来源 （1）生活污水生活污水是人类在日常生活中使用过的，并被生活废料所污染的水。其水质、水量随季节而变化，一般夏季用水相对较多，浓度低；冬季相应量少，浓度高。生活污水一般不含有毒物质，但是它有适合微生物繁殖的条件，含有大量的病原体，从卫生角度来看有一定的危害性。 （2）工业废水工业废水是在工矿生产活动中产生的废水。工业废水可分为生产污水与生产废水。生产污水是指在生产过程中形成、并被生产原料、半成品或成品等原料所污染，也包括热污染（指生产过程中产生的、水温超过60的水）；生产废水是指在生产过程中形成，但未直接参与生产工艺、未被生产原料、半成品或成品等原料所污染或只是温度少有上升的水。生产污水需要进行净化处理；生产废水不需要净化处理或仅需做简单的处理，如冷却处理。生活污水与生产污水的混合污水称为城市污水。 1.1.2 污水危害 水体污染的危害是多方面的，这里简单介绍一下水体污染对人体健康的影响。 （1）引起急性和慢性中毒。水体受有毒有害化学物质污染后，通过饮水或食物链便可能造成中毒。著名的水俣病、痛痛病是由水体污染引起的5。 （2）致癌作用。某些有致癌作用的化学物质如砷、铬、镍、铍、苯胺、苯并(a)芘和其他多环芳烃、卤代烃污染水体后，可被悬浮物、底泥吸附，也可在水生生物体内积累，长期饮用含有这类物质的水，或食用体内蓄积这类物质的生物(如鱼类)就可能诱发癌症6。 （3）发生以水为媒介的传染病。人畜粪便等生物污染物污染水体，可能引起细菌性肠道传染病如伤寒、痢疾、肠炎、霍乱等；肠道内常见病毒如脊髓灰质类病毒、柯萨奇病毒、传染性肝炎病毒等，皆可通过水体污染引起相应的传染病。1989年上海的甲肝事件，就是由水体污染引起的7。在发展中国家，每年约有6000万人死于腹泻，其中大部分是儿童。 （4）间接影响。水体污染后，常可引起水的感官性状恶化，如某些污染物在一定浓度下，对人的健康虽无直接危害，但可使水发生异臭、异色，呈现泡沫和油膜等，妨碍水体的正常利用。铜、锌、镍等物质在一定浓度下能抑制微生物的生长和繁殖，从而影响水中有机物的分解和生物氧化，使水体自净能力下降，影响水体的卫生状况。水体污染既可严重危害生态系统，还可造成严重的经济损失。 1.2 污水处理国内外现状19世纪以来，经济发达的国家相继出现了环境污染和社会公害问题，许多国家的河湖水域解氧降低，水生物减少，甚至绝迹。由于水环境污染，人们发病率增加，政府开始认识到加强污水处理的必要性，并投以大量资金兴建污水处理工程。经过30多年的大力整治，付出巨大代价，才基本控制了形势，使水生物恢复生长，水环境得到改善。这种污染所造成的损失是极大的，教训是深刻的。为此，各国政府对于污水处理工作极为重视，从法律和建设资金上给予保证，并不断开拓新技术，使城市污水处理事业得以迅速发展。美国是目前世界上污水处理厂最多的国家，平均5000人就有1座，其中78为二级生物处理厂；英国共有处理厂约8000座，平均7000人1座，几乎全部是二级生物处理厂；日本城市废水处理厂约630座，平均20万人l座，但其中二级处理厂及高级处理厂占986；瑞典是目前污水处理设施最普及的国家，下水道普及率99以上，平均5000人1座污水处理厂，其中91为二级生物处理厂8。这些国家的经验表明，大力兴建有了明显改善；日本不符合环境标准水域，已从1971年的0.6下降到1980年的0.05；欧洲莱茵河的有机污染已基本控制，部分河段水质明显改善，鱼类复生；英国泰晤士河绝迹了100多年的鱼群又重新出现，目前已达119种。截至上世纪70年代，发达国家基本上普及二级处理但是二级处理耗能多，运行费用高，基建投资也不低。发展中国家普遍“建不起”，或是“养不起”，因此纷纷寻求适用于本国国情的技术。经费的高昂引起了众多的非议，据悉，美超过10亿美元，因此他们也在大力研究新技术，或改革传统的流程。我国城市污水处理事业开始于1921年。上海首先建立了北区污水处理厂，1926年又建了西区和东区污水厂，总处理能力为4万吨日。近几年来随着经济的发展，水污染控制所面临的问题也愈加严重，目前不仅大、中、小城市建设污水厂，还有些郊区县也建设污水厂，几年了，上海市青浦徐泾镇、重庆市渝据2000年统计，全国城镇的污水处理率达到25，2010年达到509。然而，同先进国家相比，我国城市及机械化、自动化程度上，还都存在着问题，根据要求，城区人口达50万以上的城市，必须建立污水处理设施；在重点流域和水资源保护区，城区人口在50万以下的中小城市及村镇，应依据当地水污染控制要求，建设污水处理设施。在宪法中也有明文规定，并组建了许多工厂，许多产品已系列化了，但自动化仪表，检测仪与国外差距还很大，资金不足仍是根本性问题。目前，有关我国城市废水处理方针是分别处理，世界各国都存在，我国更系能否合理的解决，关系到如何发挥投资效益，应优先考虑工业废水与城市废水的合并处理，规定工业废水进入城市下水道的水质标准，并在厂内进行必要的预处理，以控制并处理容易造成的问题，运行费用共同负责，可按水量、水质合理分摊。随着国家建设的发展和经济实力的增加，不断扩大提高城市污水处理能力。城市污水厂的建设可以以少到多，从低级到高级。结合我国实际，尽量开发高效、低耗的处理技术，以便在财力、物力不充足的条件下，经济有效地解决水污染治理的问题。1.3 选题意义我国大小河川总长42万公里，湖泊7.56万平方公里，占国土总面积的0.8%，水资源总量28000亿立方米，人均2300立方米，只占世界人均拥有量的1/4，居121位，为13个贫水国之一。目前中国640个城市有300多个缺水，2.32亿人年均用水量严重不足。人口数量的几何增长、现代工业废水的乱排乱放、城市垃圾、农村农药喷洒等等，造成本来已是极少的淡水资源加剧短缺，无法为生产生活所用。污染水的70%-80%直接排放，我国污水的处理能力只占20%左右。全国每年排污量约300亿吨。全国各大城市地下水不同程度受到污染。全国78条主要河流有54条遭污染.我国七大水系:长江，珠江，松花江，黄河，淮河，海河，辽河。七大水系中有一半河段受到污染，86%城市河段污染超标，比较严重的有：黄河，淮河，辽河，太湖，巢湖，滇池等河流湖泊10。中国水资源人均占有量少，空间分布不平衡。随着中国城市化、工业化的加速，水资源的需求缺口也日益增大。在这样的背景下，污水处理行业成为新兴产业，目前与自来水生产、供水、排水、中水回用行业处于同等重要地位。虽然由于国家和各级政府对环境保护重视程度的不断提高，中国污水处理行业正在快速增长，污水处理总量逐年增加，城镇污水处理率不断提高。但目前中国污水处理行业仍处于发展的初级阶段。辽宁省营口市位于辽东半岛西北部，大辽河入海口左岸。中国八大水系之一的大辽河从这里注入渤海。营口一市两港，为中国东北第二大港、中国第十大港。随着城市工业生产的发展，城市人口的递增，城市规模的扩大，工业废水和生活污水排出量日益增多，大量未经处理的污水直接排入周围河流，致使城市周围环境污染十分严重，不但直接污染了市区的地下饮用水，而且对河流下游地区的农业生产和人民生活造成了危害，人类和生物赖以生存的生态环境受到了日益严重的威胁。同时，水生态系统体现了人与水的和谐共存与协调发展，是城市生态系统的主要组成部分和关键因素，与一个城市的可持续发展密切相关。因而，城市污水治理已成当前迫切需要解决的问题之一。1.4 设计原始资料1.4.1 污水厂设计水量及水质 （1）营口市区平面图；（2）营口市人口密度：105 人/公顷，供水人口数：60万； （3）主要工业企业排水量见表1-1。 （4）暴雨强度公式： 设计重现期采用p=1；径流系数按当地规划情况采用=0.50.7； （5）进入污水厂混合污水水质、水量时变化系数kh=1.1，总变化系数kz=1.2。重金属及有毒物质：微量；冬季平均污水温度为10，夏季平均污水温度24.5； （6）处理厂处理程度达到城市污水处理一级排放标准。表1-1 主要工业企业排水量table.1-1 major industrial enterprises displacement工业企业名称排水量（m/d）水质(经厂内处理允许排入城市下水道)bod(mg/l)cod(mg/l)ss(mg/l)a629350450400b538300470300c382100120180d321110180400e1000300480280f1500400550410火车站105200270290（包括企业内部生活及淋浴污水） 1.4.2 气象资料（1）气温：年平均8.9，夏季平均28.5，冬季平均-14.5；（2）非采暖季节主导风向为南、西南风；（3）冰冻期为129d；（4）年平均降雨量为688mm。1.4.3 水文资料（1）水体资料：1 河流最小流量5800m3/s，最小流速0.5m/s；河流最大流量10100m3/s，最大流速2.0m/s；河流最高水位3.5m，正常水位1.35m，最低水位0.92m；2 河流宽度见图，河底高程117m；3 河底水质：a、平均溶解氧3mg/l,平均ss为48mg/l；b、地下水深度-4.6m；c、土壤冰冻厚度1.11m；d 、污水厂进口水位为120.4m，地面标高为122.5m。1.4.4 工程地质资料 （1）土壤承载力16t/m2； （2）设计地震裂度7度；1.5 设计内容 （1）通过调研收集资料，确定污水处理厂的设计水量、水质； （2）进行污水处理厂方案的总体设计，确定污水处理工艺方案、污泥处理工艺方案；进行污水厂总体布局、竖向设计、厂区管道布置、厂区道路及绿化设计；完成污水处理厂总平面及高程设计； （3）污水处理厂各处理构筑物设计计算； （4）污泥处理系统设计计算； （5）辅助构建筑物（包括鼓风机房、泵房、加药间、脱水机房等）的初步设计：包括尺寸、面积、层数的确定；完成设备选型和设备管道安装图，包括有关各种机修设备、计量仪表的选型等。2 污水水质水量分析及工艺方案比选城市污水中90以上是水，其余是固体物质。水中普遍含有以下各种污染物：a、悬浮物。悬浮物可经过混凝、沉淀、过滤等方法与水分离，形成污泥而去除。b、病原体：包括病菌、寄生虫、病毒三类。c、需氧有机物：其浓度常用五日生化需氧量(bod5)来表示。也可用总需氧量(tod)、总有机碳(toc)、化学需氧量(cod)等指标结合起来评价。d、植物营养素：生活污水、食品工业废水、城市地面径流污水中都含有植物的营养物质氮和磷。城市污水中除含以上四类普遍存在的污染物外，随污染源的不同还可能含有多种无机污染物和有机污染物，如氟、砷、重金属、酚、氰、有机氯农药、多氯联苯、多环芳烃等。 如果城市污水不经处理就排入地面水体，会使河流、湖泊受到污染。2.1 污水水量计算 （1）生活污水量qp1 （2-1）式中：a排供比，根据室外排水设计规范(gbjl4-87)的规定，污水定额按居民生活用水定额确定。对给水排水系统完善的地区可按用水定额的90%计，一般地区可按用水定额的80%计。在此取80%；每人每日平均用水量定额l/(人d)，该市位于营口，属于二区大城市，为170260 l/(人d)，取=200l/(人d)；n设计人口数，60万人。=80%600000200 l/d=96000m3/d （2）工业污水量由原始资料可知： =629+538+382+321+1000+1500+105=4475 m3/d （3）平均日污水量96000+4475=100475 m3/d （4）最高日平均时污水量qmr= m3/d=109609 m3/d （5）最高日最高时污水量qmax =1.2100475m3/d=120570m3/d=5023.75m3/h 2.2 污水水质分析本设计进水水质计算包括ss、bod5、cod、tn、tp等的浓度的计算，其计算方法如下： （1）混合污水中ss浓度的计算： （2-2）式中： s每人每日排放的污水量，s=160l/（人d）； as每人每日排放的ss的量，由给水排水设计手册（第五册）第246页查知，as =35-50g/（人d），取as =40g/（人d）。 a、生活污水中ss浓度的计算mg/l=250 mg/l b、工业污水中ss浓度的计算由设计原始资料得知cs2=(400629+300538+180382+400321+2801000+4101500+290105)4475=343mg/l c、混合污水中ss浓度计算 =254.1mg/l （2）混合污水中的bod5浓度的计算 （2-3）式中： s每人每日排放的污水量，s=160l/（人d）； as每人每日排放的bod5的量，由给水排水设计手册（第五册）第246页查知，as =20-35g/（人d），取as =30g/（人d）。 a、生活污水中bod5浓度的计算=mg/l=187.5mg/l b、工业污水中bod5浓度的计算由设计原始资料得知=(350629+300538+100382+110321+3001000+4001500+200105)4475=308mg/l c、混合污水中浓度计算 =192.9mg/l （3）混合污水中的cod浓度的计算 （2-4）式中： s每人每日排放的污水量，s=160l/（人d）； as每人每日排放的cod的量，由给水排水设计手册（第五册）第246页查知，as =60g/（人d）。 a、生活污水中cod浓度的计算mg/l=375mg/l b、工业污水中cod浓度的计算 由设计原始资料得知cs2=（450629+470538+120382+180321+4801000+5501500+270105）4475=441mg/l c、混合污水中cod浓度计算 =378.0mg/l （4）混合污水中的总氮量的计算 （2-5）式中： s每人每日排放的污水量，s=160l/（人d）； as生活污水的总氮量可按每人每天511g计算，设计中取8g/(人d）。 a、生活污水中总氮量的计算mg/l=50mg/l b、工业污水中总氮量的计算 c、混合污水中总氮量计算 =48.46mg/l （5）混合污水中的总磷量的计算 式中： s每人每日排放的污水量，s=160l/（人d）； as生活污水的总磷量可按每人每天0.71.4g计算，设计中取0.8g/(人d）。 a、生活污水中总磷量的计算mg/l=5mg/l b、工业污水中总磷量的计算 c、混合污水中tp浓度计算 =4.95mg/l （6）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a标准，并尽量争取提高出水水质，因此确定本污水厂出水水质控制为： codcr50mg/l，ss10mg/l，bod510mg/l，tn15 mg/l，tp0.5mg/l。 城市污水经处理后，就近排入水体，其出水也可作为杂用回用水。 处理厂对污水各项指标的处理程度 （2-6）式中： 进水中某种污染物的平均浓度，mg/l； 出水中该种污染物的平均浓度，mg/l。将各项水质指标带入上式中，计算出对污水的处理程度如下： ss96.06% ，cod86.77%，bod594.82%，tn69.05%，tp89.90%。2.3 当量人口数 （2-7）式中：城市人口数，60万人；公共建筑用水折算而得的人口数；工业废水折算而得的人口数。 （1）公共建筑用水折算所得人口数 （2）工业废水折算所得人口数工业废水按ss、bod浓度折合为人口数是按照给水排水设计手册（第五册）第246页公式4-1转化进行计算的，折合成人口数的计算公式为： a、工业废水按ss计算 （2-8）式中： 工业废水中ss的浓度，css=254.1mg/l； 工业废水的平均日污水量，qp2=4475000l； as每人每日排放的ss量，由给水排水设计手册（第五册）第246页查知，as =35-50g/（人d），取as =40g/（人d）。 =28427=2.8万人 b、按bod5计算 （2-9）式中： 工业废水中bod5的浓度，cbod5=192.9mg/l； 工业废水的平均日污水量，qp2=4475000l； as每人每日排放的bod5量，由给水排水设计手册（第五册）第246页查知，as =20-35g/（人d），取as =30g/（人d）。 =28774人=2.9万人2.4 污水处理方案比选现代污水处理技术，按处理程度划分，可分为一级、二级和三级处理。 一级处理，主要去除污水中呈悬浮状态的固体污染物质，物理处理法大部分只能完成一级处理的要求。经过一级处理的污水，bod一般可去除30%左右，达不到排放标准。一级处理属于二级处理的预处理。整个过程为通过粗格栅的原污水经过污水提升泵提升后，经过格栅或者砂滤器，之后进入沉砂池，经过砂水分离的污水进入初次沉淀池，以上为一级处理(即物理处理)。二级处理，主要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质(bod，cod物质)，去除率可达90%以上，使有机污染物达到排放标准。初沉池的出水进入生物处理设备，有活性污泥法和生物膜法，(其中活性污泥法的反应器有曝气池，氧化沟等，生物膜法包括生物滤池、生物转盘、生物接触氧化法和生物流化床)，生物处理设备的出水进入二次沉淀池，二沉池的出水经过消毒排放或者进入三级处理，一级处理结束到此为二级处理。二沉池的污泥一部分回流至初次沉淀池或者生物处理设备，一部分进入污泥浓缩池，之后进入污泥消化池，经过脱水和干燥设备后，污泥被最后利用。 三级处理，进一步处理难降解的有机物、氮和磷等能够导致水体富营养化的可溶性无机物等。主要方法有生物脱氮除磷法，混凝沉淀法，砂滤法，活性炭吸附法，离子交换法和电渗分析法等，出水水质较好，甚至能达到饮用水质标准，但处理费用高，除在一些极度缺水的国家和地区外，应用较少。根据比选，拟定方案如下：细格栅污水提升泵房 方案一：粗格栅 进水接触池 出水出水sbr反应器旋流沉砂池污泥浓缩脱水 出水泥饼外运 方案二：细格栅污水提升泵房粗格栅进水 平流式沉砂池竖流式沉淀池氧化沟污泥回流泵房污泥浓缩脱水 出水 接触池 出水 出水 外运 方案三：细格栅污水提升泵房粗格栅 进水厌氧好氧生化池厌氧 缺氧 好氧厌氧 缺氧 好氧 辐流式初沉池曝气式沉砂池 回流污泥 浓缩脱水 k 外运污泥回流泵房辐流式二沉池 外运接触池 出水 出水 方案一采用旋流式沉砂池(钟氏及比氏)，具有占地省、除砂效率高、操作环境好、设备运行可靠等特点，但对水量的变化有较严格的适用范围，对细格栅的运行效果要求较高。其关键设备为国外产品，价格很高，故该池型在国内普及为时尚早。 活性污泥部分采用sbr工艺，处理设备少，构造简单，便于操作和维护管理，理想的推流过程使生化反应推动力增大，效率提高，池内厌氧、好氧处于交替状态，净化效果好。除此之外sbr工艺流程简单、造价低。主体设备只有一个序批式间歇反应器，无二沉池、污泥回流系统，调节池、初沉池也可省略，布置紧凑、占地面积省。但后处理设备要求大，处理水量较小，适合处理小水量，间歇排放的工业废水与分散点源污染的治理及中小城镇生活污水和厂矿企业的工业废水，尤其是间歇排放和流量变化较大的地方。 方案二采用平流式沉砂池，截留无机颗粒较好，工作稳定，构造简单 排砂方便。缺点是表面附着15%有机物的沉砂容易发生腐败，增加后续处理难度，还需进行洗砂处理。活性污泥处理工艺采用氧化沟法。流程简化，一般不需设初沉池。氧化沟水力停留时间和污泥龄较长，有机物去除较为彻底，剩余污泥高度稳定，污泥一般不需厌氧消化。但氧化沟占地面积大，受温度影响较大，在低于7时脱氮效果不好。除此之外存在流速不均及污泥沉积问题。二沉池采用竖流式沉淀池，竖流式沉淀池效果较好,占地面积小，排泥容易，但是水池深度大，施工困难，造价高。处理水量小，常用于处理水量小于2万m3/d的小型污水处理厂。 方案三采用曝气式沉砂池，沉淀下来的砂粒清洁，含有有机污染物的量低于5%，具有预曝气、脱臭、防止污水厌氧分解、除泡作用，加速污水中油类的分解。初沉池和二沉池在此均采用辐流式沉淀池，优点是采用机械排泥，运行较好，设备较简单，排泥设备已有定型产品，沉淀性效果好，日处理量大，对水体搅动小，有利于悬浮物的去除。活性污泥工艺采用传统a2/o法，其具有良好的除磷脱氮功能，并能改善污泥沉降性能，减少污泥排放量，运行效果稳定。技术先进成熟，运行稳妥可靠，且运行费用较低。温度对脱氮除磷影响较小，水质稳定，适用于北方地区。 综上所述，本次设计采用方案三。3 污水处理构筑物3.1 格栅3.1.1 格栅作用及分类 在排水工程中，格栅是由一组（或多组）相平行的金属栅条与框架组成。倾斜安装在进水的渠道，或进水泵站集水井的进口处，以拦截污水中粗大的悬浮物及杂质。（1）格栅的作用格栅的主要作用是将污水中的大块污物拦截，以免其对后续处理单元的机泵或工艺管线造成损害。 格栅的拦截物成为栅渣，其中包括数十种杂物，大至腐木，小到树杈、木塞、塑料袋、破布条、石块、瓶盖等。（2）格栅的分类 格栅一般由相互平行的格栅条、格栅框和清渣耙3部分组成。格栅按不同的方法可分为不同的类型。按格栅条间距的大小不同，格栅分为粗格栅、中格栅、和细格栅三类，其栅条间距分别为410mm、1525mm和大于40mm。按清渣方式不同，格栅分为人工清渣格栅和机械清渣格栅两种。人工清渣格栅主要是粗格栅。按栅耙的位置不同格栅分为前清渣式格栅和后清渣式格栅。前清渣式格栅要顺水流清渣，后清渣式格栅要逆水流清渣。按形状不同，格栅分为平面格栅和曲面格栅。平面格栅在实际工程中使用较多。按构造特点不同，格栅分为抓扒式格栅、循环式格栅、弧形格栅、回转式格栅、转鼓式格栅和阶梯式格栅。3.1.2 格栅设计参数（1）清渣方式：在栅渣量不大于0.2m/d时采用人工清渣，当栅渣量大于0.2m/d时采用机械清渣。（2）栅条间隙要求：当人工清渣时格栅间隙以2540mm为宜，当机械清渣时格栅间隙以1025mm为宜。（3）当泵前的格栅间隙不大于25mm时，水泵后可不再设置格栅。（4）栅渣量：栅渣量以每单位水量产渣量计。 格栅间隙：1625mm时，0.10.05m/10m污水； 格栅间隙：3050mm时，0.03.0.01 m/10m污水。（5） 栅前流速：污水在栅前渠道内的流速一般控制在0.40.8m/s，可保证污水粒径较大的颗粒不会在栅前渠道内沉积。（6） 过栅流速：即污水通过格栅的流速，一般控制在0.61.0m/s，过大则会使拦截在格栅上的软性栅渣冲走，若小于0.6m/s会造成栅前渠道的流速小于0.4m/s，使栅前渠道发生淤积。（7） 过栅水头损失：污水的过栅水头损失与污水的过栅流速有关，一般在0.20.5m之间。（8） 格栅的倾角宜采用6070，有时为90。（9） 栅渣的容重：一般为960kg/m，含水率一般为80%。格栅断面形状参数可按表3-1选用表3-1 栅条断面形状及一般尺寸和局部阻力系数table.3-1 the gate of this form and the usual size and partial resistance coefficients栅条断面形状一般采用尺寸（mm）公式说明正方形边长20取0.64圆形直径20=1.79锐边矩形宽10 厚50=2.42迎水面为半圆形的矩形迎水面、背水面均匀宽10 厚50宽10 厚50=1.83=1.67本设计中采用矩形断面并设置两道格栅（粗格栅一道和细格栅一道）。其中，粗格栅设在污水泵站前，细格栅设在污水泵站后。粗细两道格栅都设置三组即n=3组，每组的设计流量为0.47。3.1.3 粗格栅格栅计算简图如图3-1所示。图3-1粗格栅计算简图fig.3-1 grid computing （1）设计说明 格栅安装在废水渠道，集水井的进口处，用于拦截较大的悬浮物或漂浮物，防止堵塞水泵机组及管道阀门。同时，还可以减轻后续构筑物的处理负荷。采用机械清渣，结构为地下钢混结构。 （2） 设计参数选择设计流量=1205703=0.47m/s；截流系数；格栅间隙d=10mm；过栅流速v =0.8m/s；安装倾角=60；栅前渠道超高=0.3m。栅前水深h=，根据最优水力断面公式： （3-1）式中： q设计流量，m/s； 进水渠宽，m； 过栅流速，m/s，取v =0.8m/s。则=1.08m，则栅前水深h=0.54m（3）设计计算a、格栅的间隙数n： (3-2)式中： n格栅间隙数； q设计流量，m/s； 过栅流速，m/s； h栅前水深，m； d格栅间隙，mm； 格栅倾角，取=60。则 =101.2，取 n=102个b、栅槽的有效深度b： 设计采用20圆钢为栅条；即s=0.02m (3-3) 式中： b栅条有效宽度，m； s栅条宽度，m； n格栅间隙数； d格栅间隙，mm。则 =0.02（1021）+0.01102=3.04m c、进水渠道渐宽部分长度，取渐宽部分展开角=20 (3-4)式中： 进水渠道渐宽部分长度，m； b栅条有效宽度，m； b1进水渠宽，m； 渐宽部分展开角，取=20。则 d、栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度 = (3-5)式中： 进水渠道渐宽部分长度，m； 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度，m。则 =1.35me、通过格栅的水头损失 格栅条断面为矩形断面 k=3，=2.42， =0.8m/s (3-6) (3-7)式中： 格栅水头损失，m； 计算水头损失，m； g重力加速度，m/s； k系数，格栅受污物堵塞时水头损失增大系数，一般采用3； 阻力系数，与栅条断面形状有关，可按手册提供的计算公式和相关系数计算。则 =32.42=0.52m f、栅槽总高度h ：栅前槽高 = （3-8）式中： 栅前渠道超高，=0.3m； h栅前水深，m； 栅前槽高，m。则 =0.54+0.3=0.84m 栅后槽高 =+ (3-9)式中： 栅前渠道超高，=0.3m； h栅前水深，m； 栅后槽高，m； 格栅水头损失，m 。则 =+=0.84+0.52=1.36mg、栅槽总长度l： (8)每日栅渣量w，在格栅间隙0.01的情况下，设栅渣量每1000m污水产渣0.07m。 (3-10)式中： w每日栅渣量，； 栅渣量，。则 0.2所以采用机械清渣。城市污水通过dn700mm的管道送入进水渠道，然后，就由提升泵将污水提升至细格栅。3.1.4 细格栅 设计中取格栅栅条间隙数=0.006，污水过栅流速=1.0，每根格栅条宽度=0.01，进水渠道宽度=0.97m ，则栅前水深h=0.48m，栅前渠道超高，每日每1000污水的栅渣量=0.04。则 格栅的间隙数： 个 ，取92 格栅栅槽宽度： 进水渠道渐宽部分的长度： 进水渠道渐窄部分的长度计算： 通过格栅的水头损失： 栅后槽总高度：栅槽总长度： 每日栅渣量：0.2应采用机械除渣及皮带输送机或无轴输送机输送栅渣，采用机械栅渣打包机将栅渣打包，汽车运走。细格栅示意图见图3-2。图3-2 细格栅计算简图fig.3-2 grid computing 3.2 提升泵站污水总泵站接纳来自整个城市排水管网来的所有污水，其任务是将这些污水抽送到污水处理厂，以利于处理厂各构筑物的设置。因采用城市污水与雨水分流制，故本设计仅对城市污水排水系统的泵站进行设计。排水泵站的基本组成包括：机器间、集水池、格栅和辅助间。3.2.1 泵站设计原则 （1）污水泵站集水池的容积，不应小于最大一台水泵5min的出水量；如水泵机组为自动控制时，每小时开动水泵不得超过6次。（2）集水池池底应设集水坑，倾向坑的坡度不宜小于10%。（3）水泵吸水管设计流速宜为0.71.5 m/s。出水管流速宜为0.82.5 m/s。 其他规定见gb500142006室外排水规范。3.2.2泵房形式及工艺布置本设计采用地下式矩形合建式泵房，设计流量选用最高日最高时流量。（1）泵房形式为运行方便，采用自灌式泵房。自灌式水泵多用于常年运转的污水泵站，它的优点是：启动及时可靠，管理方便。该泵站流量小于2m3/s，且鉴于其设计和施工均有一定经验可供利用，故选用矩形泵房。由于自灌式启动，故采用集水池与机器间合建，前后设置。大开槽施工。 （2）工艺布置本设计采用来水为2根污水干管，无滞留、涡流等不利现象，故不设进水井，来水管直接经进水闸门、格栅流入集水池，经机器间的泵提升污水进入出水井，然后依靠重力自流输送至各处理构筑物。3.2.3 泵房设计计算 （1）设计参数 设计流量为q=1.4m3/s=1400l/s，集水池最低水位为119.55m，出水管提升至细格栅，出水管长度为8.15m，细格栅水面标高为125.65m。泵站设在处理厂内，泵站的地面高程为117.55m。（2）泵房的设计计算 a、集水池的设计计算设计中选用4台污水泵（3用1备），则每台污水泵的设计流量为：，按一台泵最大流量时5min的出水量设计，则集水池的容积为： 取集水池的有效水深为h=2m集水池的面积为：集水池保护水深0.71m，实际水深为2.0+0.71=2.71m。 b、水泵总扬程估算（1）集水池最低工作水位与所需提升最高水位之间的高差为： 125.95-119.85=6.1m c、选泵本设计单泵流量为，扬程。查给水排水设计手册第11册常用设备，选用300tlw-625i型的立式污水泵。该泵的规格性能见表3-2。表3-2 300tlw-625i型的立式污水泵的规格性能table.3-2 specifications for performance of vertical sewage pump 300tlw-625i流量q扬程h转度n电动机功率n效率污物通过能力气蚀余量r重量固体纤维1691471.411.8580908330020004.04050（3）泵站总扬程的校核水泵的平面布置形式可直接影响机器