给水排水毕业设计--污水处理厂工艺设计.doc

亳州市污水处理厂工艺设计亳州市污水处理厂工艺设计第一章 设计任务及资料一、设计任务亳州市污水处理厂工艺设计二、设计目的及意义（一）、设计目的亳州市市位于安徽省西北部，暖温带半湿润季风气候。随着人口的增加，工业的发展，水污染日趋严重，污水大量排入附近涡河。为防止水污染，根据城市规划，决定在该市东南大寺镇兴建一座污水厂，经处理后的水排入附近河流或工业回用。污水处理厂拟建在该市东南的崔家花园村附近，服务面积65平方公里，服务区居住建筑有较完善的给排水设施。污水由生活污水和工业废水组成。工业污水占55，生活污水占45，工业废水在排入城市管网前要求在厂内进行无害化处理。（二）、设计意义设计是实现高等工科院校培养目标所不可缺少的教学环节，是教学计划中的一个有机组成部分，是培养学生综合运用所学的基础理论、基础知识以及分析解决实际问题能力的重要一环。它与其他教学环节紧密配合，相辅相成，在某种程度上是前面各个环节的继续、深化和发展。我国城市污水处理相对于国外发达国家、起步较晚。近200年来，城市污水处理已从原始的自然处理、简单的一级处理发展到利用各种先进技术、深度处理污水，并回用。处理工艺也从传统活性污泥法、氧化沟工艺发展到A/O、A2/O、AB、SBR（包括CCAS工艺）等多种工艺，以达到不同的出水要求。虽然如此，我国的污水处理还是落后于许多国家。在我们大力引进国外先进技术、设备和经验的同时，必须结合我国发展，尤其是当地实际情况，探索适合我国实际的城市污水处理系统。其次，做本设计可以使我得到很大的提高，可在不同程度上提高调查研究，查阅文献，收集资料和正确熟练使用工具书的能力，提高理论分析、制定设计方案的能力以及设计、计算、绘图的能力；技术经济分析和组织工作的能力；提高总结，撰写设计说明书的能力等。 （三）、设计要求1、污水处理厂设计原则（1） 污水厂的设计和其他工程设计一样，应符合适用的要求，首先必须确保污水厂处理后污水达到排放要求。考虑现实的经济和技术条件，以及当地的具体情况（如施工条件）。在可能的基础上，选择的处理工艺流程、构（建）筑物形式、主要设备设计标准和数据等。（2） 污水处理厂采用的各项设计参数必须可靠。设计时必须充分掌握和认真研究各项自然条件，如水质水量资料、同类工程资料。按照工程的处理要求，全面地分析各种因素，选择好各项设计数据，在设计中一定要遵守现行的设计规范，保证必要的安全系数。对新工艺、新技术、新结构和新材料的采用积极慎重的态度。（3） 污水处理厂（站）设计必须符合经济的要求。污水处理工程方案设计完成后，总体布置、单体设计及药剂选用等尽可能采用合理措施降低工程造价和运行管理费用，（4） 污水厂设计应当力求技术合理。在经济合理的原则下，必须根据需要，尽可能采用先进的工艺、机械和自控技术，但要确保安全可靠。（5） 污水厂设计必须注意近远期的结合，不宜分期建设的部分，如配水井、泵房及加药间等，其土建部分应一次建成；在无远期规划的情况下，设计时应为今后发展留有挖潜和扩建的条件。（6） 污水厂设计必须考虑安全运行的条件，如适当设置分流设施、超越管线、甲烷气的安全储存等。（7） 污水厂的设计在经济条件允许情况下，场内布局、构（建）筑物外观、环境及卫生等可以适当注意美观和绿化。2、污水处理工程运行过程中应遵循的原则在保证污水处理效果同时，正确处理城市、工业、农业等各方面的用水关系，合理安排水资源的综合利用，节约用地，节约劳动力，考虑污水处理厂的发展前景，尽量采用处理效果好的先进工艺，同时合理设计、合理布局，做到技术可行、经济合理。（四）设计资料 1、项目概况 亳州市市位于安徽省西北部，暖温带半湿润季风气候。随着人口的增加，工业的发展，水污染日趋严重，污水大量排入附近涡河。为防止水污染，根据城市规划，决定在该市东南大寺镇兴建一座污水厂，经处理后的水排入附近河流或工业回用。污水处理厂拟建在该市东南的崔家花园村附近，服务面积65平方公里，服务区居住建筑有较完善的给排水设施。污水由生活污水和工业废水组成。工业污水占55，生活污水占45，工业废水在排入城市管网前要求在厂内进行无害化处理。2、水质情况设计进水水质：BOD5为255mg/L，COD为490mg/L，SS质量浓度为255mg/L， NH3-N质量浓度为32mg/L，磷酸盐(以P计)4.0 mg/ L。处理后的水质要求：BOD520mg/L SS20mg/L COD60 mg/L NH3-N 15mg/LP 1mg/L3、环境条件状况安徽属于大陆性气候。亳州在安徽西北部，在其中被包裹；气候偏干燥，属平原性气候。雨量较充沛，冬天偏冷，夏天偏热，温差大，夏季极端最高温度41.60C冬季极端最低温度-19.20C冬季最低水温70C，年平均降水量约822毫米，年平均气温14.7。本地主导风向为北风。4、排水系统城市的排水系统采用分流制排水系统，城市污水主干管由西北方向流入污水处理厂厂区，主干管进入污水处理厂处的管径为1000mm，污水提升泵房进水间污水管引入标高为36.5米5、设计依据设计依据主要是国家有关法律法规：1、中华人民共和国环境保护法；2、GB38382002地面水环境质量标准；3、GB189182002城镇污水处理厂污染物排放标准；4、GB500142006室外排水设计规范；5、GB503352002污水再生利用工程设计规范。第二章 设计方案论证城市污水处理厂的设计规模与进入处理厂的污水水质和水量有关，污水的水质和水量可以通过设计任务书的原始资料计算。一、厂址选择在污水处理厂设计中，选定厂址是一个重要的环节，处理厂的位置对周围环境卫生、基建投资及运行管理等都有很大的影响。因此，在厂址的选择上应进行深入、详尽的技术比较。厂址选择的一般原则为：1、 在城镇水体的下游；2、 便于处理后出水回用和安全排放；3、 便于污泥集中处理和处置；4、 在城镇夏季主导风向的下风向；5、 有良好的工程地质条件；6、 少拆迁，少占地，根据环境评价要求，有一定的卫生防护距离；7、 有扩建的可能；8、 厂区地形不应受洪涝灾害影响，防洪标准不应低于城镇防洪标准，有良好的排水条件；9、 有方便的交通、运输和水电条件。所以，本设计的污水处理厂应建在城区的东北方向较好，又由于城市污水主干管由西北方向流入污水处理厂厂区，则污水处理厂建在城区的西北方向。二、污水厂处理流程的选择（一）、确定处理流程的原则城市污水处理的目的是使之达标排放或污水回用用于使环境不受污染，处理后出水回用于农田灌溉，城市景观或工业生产等，以节约水资源。城市污水处理及污染防治技术政策对污水处理工艺的选择给出以下几项关于城镇污水处理工艺选择的准则： 城市污水处理工艺应根据处理规模、水质特征、受纳水体的环境功能及当地的实际情况和要求，经全面技术经济比较后优先确定； 工艺选择的主要技术经济指标包括：处理单位水量投资，削减单位污染物投资，处理单位水量电耗和成本，削减单位污染物电耗和成本，占地面积，运行性能，可靠性，管理维护难易程度，总体环境效益； 应切合实际地确定污水进水水质，优先工艺设计参数必须对污水的现状、水质特征、污染物构成进行详细调查或测定，做出合理的分析预测； 在水质组成复杂或特殊时，进行污水处理工艺的动态试验，必要时应开展中试研究； 积极地采用高效经济的新工艺，在国内首次应用的新工艺必须经过中试和生产性试验，提供可靠性设计参数，然后进行运用。（二）、污水处理流程的选择我国城市污水处理相对于国外发达国家、起步较晚。近200年来，城市污水处理已从原始的自然处理、简单的一级处理发展到利用各种先进技术、深度处理污水，并回用。处理工艺也从传统活性污泥法、氧化沟工艺发展到A/O、A2/O、AB、SBR（包括CCAS工艺）等多种工艺，以达到不同的出水要求。虽然如此，我国的污水处理还是落后于许多国家。在我们大力引进国外先进技术、设备和经验的同时，必须结合我国发展，尤其是当地实际情况，探索适合我国实际的城市污水处理系统。我国城市污水处理技术随着水污染控制与环境治理的实践，在吸取国外技术经验的同时，结合我国国情的特点，逐步改进提高，初步形成了一些适用的技术路线，主要如下：1、对传统活性污泥法进行改造或予以取代后的人工生物净化技术路线；2、以自然生物净化为主的人工生物净化与自然生物净化相结合的技术路线；3、以污水扩散排放为主，处理为辅的技术路线；4、以回用为目的的污水深度处理技术路线。结合该污水处理工程的具体情况分析进行选择：首先，3和4这两条技术路线对于自然环境条件因素要求较高，从而不可取，所以应选择1和2这两条路线，尤其以2这种路线应予以推广。因为随着环境的状况日趋严峻，用水的问题越发突出，从而对雨水的合理使用必将使大家特别重视的课题，所以，下面着重分析以自然生物净化为主与人工生物净化相结合的技术路线和对传统活性污泥法进行改造或予以取代活的人工生物净化即使路线。人工生物净化与自然生物净化相结合的技术路线，对于大规模污水处理厂来说，主要指氧化塘处理和土地法处理，它们都具有运行费用低，外加能源消耗少和管理简单的优点，在我国一些城市也被因地制宜的采用。氧化塘一般分好氧氧化塘、厌氧氧化塘、兼性氧化塘，它们所需要的停留时间都很长，一般需要几天到几十天，占地面积很大，而且对周围环境卫生的影响较大，需要慎重考虑，所以，在没有低洼地可利用的情况下，若购置占用大量的良田，平地筑塘是很不经济的，本工程的情况不宜采用氧化塘处理。土地法处理，就是按照要求对污水达到处理的同时，达到对控制渗流污染的要求，有计划的将污水排放到大面积的土地上下渗，利用土壤的过滤、吸附、分解以及土壤微生物的代谢能力等物理、化学、生物化学等作用，使污水达到净化。这种仿有利于污水中水肥资源的利用和土壤微粒结构的改善，但是，这种处理需要广阔的土地面积，而且要注意对地下水的污染问题。在我国人均土地面积不足的情况下，土地法处理必须与污水灌溉合理的结合，污水灌溉在农业增产方面取得了显著的成绩，但是，这只是对污水的灌溉利用，和污水的土地利用处理还有一定差距。主要表现在： 1、污水灌溉按土地处理污水的要求控制水量、水质，但对有些地下水以及其它水源、水体仍会造成污染；2、由于灌溉季节性变化和灌溉面积的限制，不能做到终年昼夜对污水的处理；3、没有经过严格水质控制的灌溉，往往会造成对粮食作物，特别是对蔬菜作物的使用质量的影响，这主要来自一些重金属的污染；所以，污水灌溉作为对适当处理获得城市污水的有效利用，无疑是非常有价值的，但作为对污水的完善土地处理，从而取代其它的污水处理措施，在本工艺的具体条件下，此方法也许不可行。因为：1、 对地下水源有污染危险；2、 做不到终年昼夜对污水的处理；3、 没有也不可能修建储存几个月污水量的大容量调节池，非灌溉季节的排放问题无法解决。综上所述，以自然生物净化为主的人工生物净化与自然生物净化相结合的路线，本工程不具备采用的条件，当然也就不宜采用。人工净化就是人为的创造条件，使微生物大量繁殖，提高微生物净化的效率，主要包括活性污泥法与生物膜法，其中以活性污泥法采用较为普遍，是目前国内外城市污水处理的主体工艺。传统的活性污泥法有较丰富的实践经验和技术资料、运行可靠、处理效果好，但是也存在能活较多和费用高等特点，所以对其流程改革更新后，出现了AB工艺，氧化沟法，SBR间歇活性污泥法，A/O脱氮工艺，A2/O同步脱氮除磷工艺等常用工艺，它们各自具有相对不同的优点。结合本工艺的具体情况，本污水厂还要求高效脱氮除磷，常用的方法有AB法，SBR，A2/O法，氧化沟工艺等。（三）、污水处理流程方案的介绍与比较1、AB法(AdsorptionBiooxidation)该法由德国Bohuke教授开发。该工艺对曝气池按高、低负荷分二级供氧，A级负荷高，曝气时间短，产生污泥量大，污泥负荷在2.5kgBOD/(kgMLSSd)以上，池容积负荷在6kgBOD/(m3d)以上；B级负荷低，污泥龄较长。A级与B级间设中间沉淀池。二级池子F/M(污染物量与微生物量之比)不同，形成不同的微生物群体。AB法尽管有节能的优点，但不适合低浓度水质，A级和B级亦可分期建设。2、SBR法(Sequencing Batch Reactor) SBR法早在20世纪初已开发，由于人工管理繁琐未予推广。此法集进水、曝气、沉淀、出水在一座池子中完成，常由四个或三个池子构成一组，轮流运转，一池一池地间歇运行，故称序批式活性污泥法。现在又开发出一些连续进水连续出水的改良性SBR工艺，如ICEAS法、CASS法、IDEA法等。这种一体化工艺的特点是工艺简单，由于只有一个反应池，不需二沉池、回流污泥及设备，一般情况下不设调节池，多数情况下可省去初沉池，故节省占地和投资，耐冲击负荷且运行方式灵活，可以从时间上安排曝气、缺氧和厌氧的不同状态，实现除磷脱氮的目的。但因每个池子都需要设曝气和输配水系统，采用滗水器及控制系统，间歇排水水头损失大，池容的利用率不理想，因此，一般来说并不太适用于大规模的城市污水处理厂 。3、A2/O法（AnaerobicAnoxicoxic）由于对城市污水处理的出水有去除氮和磷的要求，故国内10年前开发此厌氧缺氧好氧组成的工艺。利用生物处理法脱氮除磷，可获得优质出水，是一种深度二级处理工艺。A/A/O法的可同步除磷脱氮机制由两部分组成：一是除磷，污水中的磷在厌氧状态下(DO0.3mg/L)，释放出聚磷菌，在好氧状况下又将其更多吸收，以剩余污泥的形式排出系统。二是脱氮，缺氧段要控制DO12.5)，BOD/TKN为1.53.5，COD/TP为3060，BOD/TP为1640(一般应20)。若降低污泥浓度、压缩污泥龄、控制硝化，以去除磷、BOD5和COD为主，则可用A/O工艺。4、氧化沟工艺本工艺50年代初期发展形成，因其构造简单，易于管理，很快得到推广，且不断创新，有发展前景和竞争力，当前可谓热门工艺。氧化沟具有脱氮的效果且在应用中发展为多种形式，比较有代表性的有： 帕式(Passveer)简称单沟式，表面曝气采用转刷曝气，水深一般在2.53.5m，转刷动力效率1.61.8kgO2/(kWh)。奥式(Orbal)简称同心圆式，应用上多为椭圆形的三环道组成，三个环道用不同的DO(如外环为0，中环为1，内环为2)，有利于脱氮除磷。采用转碟曝气，水深一般在4.04.5m，动力效率与转刷接近，现已在山东潍坊、北京黄村和合肥的污水处理厂应用。若能将氧化沟进水设计成多种方式，能有效地抵抗暴雨流量的冲击，对一些合流制排水系统的城市污水处理尤为适用。卡式(Carrousel)简称循环折流式，采用倒伞形叶轮曝气，从工艺运行来看，水深一般在3.0m左右，但污泥易于沉积，其原因是供氧与流速有矛盾。 三沟式氧化沟(T型氧化沟)，此种型式由简单，处理效果不错，但其采用转刷曝气，水深浅，占地面积大，复杂的三池组成，中间作曝气池，左右两池兼作沉淀池和曝气池。T型氧化沟构造控制仪表增加了运行管理的难度。不设厌氧池，不具备除磷功能。交替式氧化沟是SBR工艺与传统氧化沟工艺组合的结果，目前应用的主要有3种氧化沟，分别为VR型、DE型、T型。交替式氧化沟具有良好的脱氮效果，若在起前面设一厌氧池，则起也具有良好的除磷效果。氧化沟一般不设初沉池，负荷低，耐冲击，污泥少。建设费用及电耗视采用的沟型而变，如在转碟和转刷曝气形式中，再引进微孔曝气，加大水深，能有效地提高氧的利用率(提高20%)和动力效率达2.53.0 kgO2/(kWh)。（四）、污水处理流程方案的确定经过分析本设计可选择的工艺流程，有两种：1、普通A/A/O法处理工艺。2、厌氧池+氧化沟处理工艺。两种工艺经过比较：氧化沟除了具有A/A/O的效果外，还具有如下特点：1) 具有独特的水力流动特点，有利于活性污泥的生物凝聚作用，而且可以将其工作区分为富氧区，缺氧区，用以进行硝化和反硝化作用，取得脱氮效果； 2) 不设初沉池，有机性悬浮物在氧化沟内能达到好氧稳定的程度；3) BOD负荷低，使氧化沟具有对水温、水质、水量的变动有较强的适应性，污泥产率低，勿需进行硝化处理；4) 脱氮效果还能进一步提高；5) 电耗较小，运行费用低。所以本设计选用厌氧池+氧化沟处理工艺。本设计的工艺流程为：三、设计污水水量由设计资料知，该市每天的平均污水量为：万吨/天查GB500142006室外排水设计规范知： 则 取总变化系数 从而可计算得： 设计秒流量为 （2-1） 式中 城市每天的平均污水量，； 总变化系数； 设计秒流量，。 四、污水处理程度计算城市污水排入受纳水体后，经过物理的、化学的和生物的作用，使污水中的污染物浓度降低，受污染的受纳水体部分地或全部地恢复原状，这种现象称为水体自净或水体净化，水体所具有的这种能力称为水体自净能力。在选择污水处理程度时，既要充分利用水体的自净能力，又要防止水体受污染，避免污水排入水体后污染下游取水口和影响水体中的水生动植物。（一）污水的处理程度计算 （2-2）式中 的处理程度，%； C进水的浓度,； 处理后污水排放的浓度，。则=87.76%（二）污水的处理程度计算 （2-3）式中 的处理程度，%； 进水的浓度，； 处理后污水排放的浓度，。则（三）污水的SS处理程度计算 (2-4)式中 SS的处理程度，%； 进水的SS浓度，； 处理后污水排放的SS浓度，。则（四）、污水的氨氮处理程度计算 (2-5)式中 氨氮的处理程度，%； 进水的氨氮浓度，； 处理后污水排放的氨氮浓度，。则（五）、污水的磷酸盐处理程度计算 (2-6)式中 磷酸盐的处理程度，%； 进水的磷酸盐浓度，； 处理后污水排放的磷酸盐浓度，。则第三章 污水的一级处理构筑物设计计算一、格栅格栅是由一组平行的金属栅条或筛网制成，安装在污水渠道、泵房集水井的进口处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、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，并使之正常进行。被截留的物质称为栅渣。设计中格栅的选择主要是决定栅条断面、栅条间隙、栅渣清除方式等。格栅断面有圆形、矩形、正方形、半圆形等。圆形水力条件好，但刚度差，故一般多采用矩形断面。格栅按照栅条形式分为直棒式格栅、弧形格栅、辐流式格栅、转筒式格栅、活动格栅等；按照格栅栅条间距分为粗格栅和细格栅（1.510mm）；按照格栅除渣方式分为人工除渣格栅和机械除渣格栅，目前，污水处理厂大多都采用机械格栅；按照安装方式分为单独设置的格栅和与水泵池合建一处的格栅。（一）格栅的设计城市的排水系统采用分流制排水系统，城市污水主干管由西北方向流入污水处理厂厂区，主干管进水水量为，污水进入污水处理厂处的管径为1500，管底标高为36.5。本设计中采用矩形断面并设置两道格栅（中格栅一道和细格栅一道），采用机械清渣。其中，中格栅设在污水泵站前，细格栅设在污水泵站后。中细两道格栅都设置三组即N=3组，每组的设计流量为0.438。（二）设计参数1、格栅栅条间隙宽度，应符合下列要求： （1）粗格栅：机械清除时宜为1625mm；人工清除时宜为2540mm。特殊情况下，最大间隙可为100mm。 （2）细格栅：宜为1.510mm。 （3）水泵前，应根据水泵要求确定。 2、 污水过栅流速宜采用0.61.Oms。除转鼓式格栅除污机外，机械清除格栅的安装角度宜为6090。人工清除格栅的安装角度宜为3060。 3、当格栅间隙为1625mm时，栅渣量取0.100.05污水；当格栅间隙为3050mm时，栅渣量取0.030.01污水。4、格栅除污机，底部前端距井壁尺寸，钢丝绳牵引除污机或移动悬吊葫芦抓斗式除污机应大于1.5m；链动刮板除污机或回转式固液分离机应大于1.Om。 5、格栅上部必须设置工作平台，其高度应高出格栅前最高设计水位0.5m，工作平台上应有安全和冲洗设施。 6、格栅工作平台两侧边道宽度宜采用0.71.Om。工作平台正面过道宽度，采用机械清除时不应小于1.5m，采用人工清除时不应小于1.2m。 7、 粗格栅栅渣宜采用带式输送机输送；细格栅栅渣宜采用螺旋输送机输送。 8、格栅除污机、输送机和压榨脱水机的进出料口宜采用密封形式，根据周围环境情况，可设置除臭处理装置。 9、格栅间应设置通风设施和有毒有害气体的检测与报警装置。10、沉砂池的超高不应小于0.3m。（三）中格栅设计计算1、进水渠道宽度计算根据最优水力断面公式 (3-1)设计中取污水过栅流速=0.8 则 栅前水深：2、格栅的间隙数 (3-2)式中 格栅栅条间隙数，个； 设计流量，； 格栅倾角，； 设计的格栅组数，组； 格栅栅条间隙数，。 设计中取 =0.02 个3、格栅栅槽宽度 (3-3)式中 格栅栅槽宽度，； 每根格栅条宽度，。 设计中取=0.0154、进水渠道渐宽部分的长度计算 (3-4)式中 进水渠道渐宽部分长度，； 渐宽处角度，。设计中取 = 5、 进水渠道渐窄部分的长度计算 6、 通过格栅的水头损失 (3-5)式中 水头损失，； 格栅条的阻力系数，查表知 =2.42； 格栅受污物堵塞时的水头损失增大系数，一般取 =3。则 7、栅后槽总高度设栅前渠道超高则 栅后槽总高度：8、栅槽总长度中格栅示意图如图31 图31 中格栅示意草图9、每日栅渣量 (3-6)式中 每日栅渣量，； 每日每1000污水的栅渣量，污水。设计中取 =0.05污水 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。10、进水与出水渠道城市污水通过DN1500mm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。（四）、细格栅设计计算设计中取格栅栅条间隙数=0.01，格栅栅前水深=0.9，污水过栅流速=1.0，每根格栅条宽度=0.01，进水渠道宽度=0.8，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 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：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32图32 细格栅示意图二、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。（一）、泵站设计的原则 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。（二）、泵房形式及工艺布置本设计采用地下湿式矩形合建式泵房，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一根污水干管，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。(三)、泵房设计计算1、设计参数设计流量为，集水池最高水位为37.18m，出水管提升至细格栅，出水管长度为5m，细格栅水面标高为42.798m。泵站设在处理厂内，泵站的地面高程为38m。2、泵房的设计计算（1）集水池的设计计算设计中选用5台污水泵（4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。 （2）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： 42.798-（37.18-2）=7.618m2）出水管管线水头损失每一台泵单用一根出水管，其流量为，选用的管径为的铸铁管，查给水排水设计手册第一册常用资料得流速（介于0.82.5之间），。出水管出水进入一金水渠，然后再均匀流入细格栅。设局部损失为沿程损失的30%，则总水头损失为： 泵站内的管线水头损失假设为1.5m，考虑自由水头为1.0，则水泵总扬程为： （3）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-540IB型的立式污水泵。该泵的规格性能见表3-1。表3-1 300TLW-540IB型的立式污水泵的规格性能流量Q扬程H转速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1414392816.69701107725015008.031503、泵站总扬程的校核水泵的平面布置形式可直接影响机器间的面积大小，同时，也关系到养护管理的方便与否。机组间距以不妨碍操作和维修的需要为原则。机组的布置应保持运行安全、装卸、维修和管理方便，管道总长度最短，接头配件最少，水头损失最小，并应考虑泵站有扩建的余地。（1）吸水管路的水头损失每根吸水管的流量为，选用的管径为，流速为，坡度为。吸水管路的直管部分的长度为1.0m，设有喇叭口（），的弯头1个（0.67），的闸阀1个（0.06），渐缩管1个（0.20）。 喇叭口喇叭口一般取吸水管的1.31.5倍，设计中取1.3则 喇叭口直径为：，取800 闸阀，mm。渐缩管选用mm其中，得。 直管部分为1.0m，管道总长为：m则 沿程损失为：局部损失为： (3-7) 吸水管路水头损失为：（2）出水管路水头损失出水管直管部分长为5m，设有渐扩管1个（0.20），闸阀1个（0.06），单向止回阀（1.7，）。沿程水头损失：局部水头损失：总出水水头损失： （3）水泵总扬程水泵总扬程用下式计算： (3-8)式中 吸水管水头损失，m；出水管水头损失，m； 集水池最低工作水位与所提升最高水位之差，m；自由水头，一般取=1.0m 。 故选用5台300TLW-540IB型的立式污水泵是合适的。三、沉砂池沉砂池是借助污水中的颗粒与水的比重不同，使大颗粒的砂粒、石子、煤渣等无机颗粒沉降，以去除相对密度较大的无机颗粒。常用的沉砂池有平流沉砂池、曝气沉砂池、竖流式沉砂池、涡流式沉砂池和多尔沉砂池。这几种沉砂池各有其优点，本设计采用旋流沉砂池，旋流沉砂池是利用水力旋流，使泥砂和有机物分开达到除砂目的，广泛用于市镇污水处理厂、厂矿企事业单位水处理工程中前置预处理工序。旋流沉砂池的优点：结构紧凑，占地面积小，设备投资省；传动效率及机械磨损小，设备故障少，节省能源，运行管理和维护方便； 沉砂效果好，去除水源中无机物沙砾尤为显著； 可根据水质，采用耐腐蚀材料，设备耐久性强；工艺布置灵活方便，易于配套组合，适应工程不同时期分段建设的需要。旋流沉砂池沉砂池的选型 本设计中选择两组旋流沉砂池，N=2组。每组沉砂池的设计流量0.657=657L/s,查给排水设计手册选用旋流沉砂池I900，流量为880L/s,直径为4870mm,有效水深为1.11m，沉沙斗的直径为1.5m,沉沙斗的高度为2.2m，进水部分D=2m，出水部C=1m,K=0.8m。第四章 污水的二级处理设计计算污水经过一级处理后会处理掉一部分的悬浮物（）和，处理程度按表4-1取值，而氮磷按不变计算表4-1 处理厂的处理效果处理级别处理方法主要工艺处理效果一级沉淀法沉淀（自然沉淀）二级生物膜法初次沉淀、生物膜反应、二次沉淀活性污泥法初次沉淀、活性污泥反应、二次沉淀设计中取处理效果为：=，=则 进入曝气池中污水的浓度： 180mg/L进入曝气池中污水的浓度：一、厌氧池+DE型氧化沟工艺计算氧化沟是活性污泥法的改良和发展，曝气池呈封闭渠道形，污水和活性污泥在循环水流的作用下混合接触，完成有机物的净化过程，又称循环曝气池。氧化沟在流态上介于推流式和完全混合式之间，局部流态为推流式，整体为完全混合状态，同时具有这两种混合方式的某些特点。在氧化沟中，污水和活性污泥的混合液在外加动力的作用下，不停的循环流动，有机物在微生物的作用下得到降解。该工艺对水温、水质和水量的变化有较强的适应性，污泥龄长、剩余污泥少、而且具有脱氮的功能。氧化沟有多种不同的类型，如Carrousel式、Orbal式、一体化氧化沟、交替式氧化沟等。若在氧化沟前加一厌氧池，也具有良好的除磷效果。本设计中选用厌氧池+DE型氧化沟工艺。取三组厌氧池+DE型氧化沟，则每组的设计流量为0.438。设计参数： 1、厌氧池的水力停留时间为；2、氧化沟的处理能力取决于污水温度和沟内活性生物固体（MLVSS）的浓度。工艺设计通常是依据进水中污染物负荷、污泥龄、污泥负荷F/M和污水温度等。设计污泥龄、F/M和水温者之间有一定的函数关系：表4-2 污泥龄、F/M和水温者之间有一定的函数关系温度（）5101520污泥龄（）2012840.060.100.150.20DE型氧化沟设计，相应的污泥龄为，而浓度通常设计为，其取值是依据污泥的沉淀性能和污泥在沟中的贮存量。3、延时曝气氧化沟的主要设计参数，宜根据试验资料确定，无试验资料时可按下表4-3的规定取值。 表4-3 延时曝气氧化沟的主要设计参数项目单位参数值污泥浓度污泥负荷容积负荷污泥龄污泥产率需氧量水力停留时间污泥回流比总处理效率4、进水和回流污泥点宜设在缺氧区首端，出水点宜设在充氧器后的好氧区。氧化沟的超高与选用的曝气设备类型有关，当采用转刷、转碟时，宜为0.5m；当采用竖轴表曝机时，宜为0.60.8m，其设备平台宜高出设计水面0.81.2m。 5、氧化沟的有效水深与曝气、混合和推流设备的性能有关，宜采用3.54.5m。 6、根据氧化沟渠宽度，弯道处可设置一道或多道导流墙；氧化沟的隔流墙和导流墙宜高出设计水位0.20.3m。 7、氧化沟内的平均流速宜大于0.25 ，混合液在渠内流(一) 、厌氧池计算1、厌氧池容积 (4-1)式中 厌氧池容积，； 厌氧池水力停留时间。设计中取 =0.75=45min 2、厌氧池尺寸计算 厌氧池面积：设计中取厌氧池有效水深为 厌氧池尺寸为：长宽=2020厌氧池实际面积为：设计中取厌氧池的超高为0.3 则 池总高为3、污泥回流量计算： 设计中取污泥回流比为则 4、搅拌机的选择 查给水排水设计手册第11册常用设备知选用QJB75/4-E潜水搅拌机。(二) 、DE型氧化沟计算1、内源呼吸系数 (4-2)式中 内源呼吸系数，； 时，内源呼吸系数，一般取0.040.075； 温度系数，一般取1.021.06。设计中取=0.06，=1.04当时 2、出水计算设计中取的去除率为，氨氮的去除率为，磷的去除率为则 去除的的浓度为： 去除的氨氮的浓度为： 去除的磷的浓度为：3、污泥龄计算 (4-3)设计中取， 取27天 4、好氧区有效容积 5、缺氧区有效容积 反消化区脱氮量： (4-4)缺氧区有效容积： (4-5)式中 反消化速率，设计中取 =。 。6、氧化沟总有效容积 (4-6)式中 具有活性作用的污泥占总污泥量的比例，一般采用0.55左右。设计中取 =0.587、氧化沟平面尺寸设计中取氧化沟的有效水深为氧化沟的面积为： 有 可解得(三) 、设计参数的较核1、水力停留时间较核 大于16，符合要求。2、 污泥负荷率介于0.030.10之间，符合要求。(四) 、进出水系统计算1、厌氧池+DE型氧化沟的进水设计沉砂池的出水通过3根的管道进入集配水井，然后，用3条管道送入每组的厌氧池+DE型氧化沟，送水的管径为，管内的流速为。回流污泥也同步流入。2、氧化沟的出水设计氧化沟的出水采用矩形堰跌落出水，则堰上水头 (4-7)式中 堰上水头，； 每组氧化沟的出水量，指污水的最大流量与回流污泥量之和，； 流量系数，一般取0.40.5； 堰宽，。设计中取 =0.4 =5.0 出水总管管径采用3根管道把水送入配水井，管内的污水流速为。回流污泥管管径为，管内的污泥流速为。厌氧池+DE型氧化沟示意图如图4-1图4-1 厌氧池+DE型氧化沟平面图草图(五) 、剩余污泥量计算 (4-8)湿污泥量：设污泥含水率为 (六) 、需氧量计算设生物污泥中大约有的氮，用于细胞的合成，则每天用于合成的总氮为： 即中有用于合成细胞。按最不利情况，设出水中量和量各为，则 需要氧化的量为： 需要还原的量为：需氧量（同时去除和脱氮）计算：设计中取 =0.23 则 平均需氧量为： (4-9) 最大需氧量为： 最大需氧量与平均需氧量之比为：。(七) 、供气量1、供气量计算采用鼓风曝气，微孔曝气器。曝气器敷设于池底0.2m处，淹没深度为，氧转移效率，计算温度为。 空气扩散器出口处的绝对压力计算： 空气离开好氧反应池池面时，氧的百分数为： 好氧反应池中平均溶解氧饱和度计算（按最不利的温度考虑）： (4-10)式中 标准大气压下，时清水中的饱和溶解氧浓度，查表得。标准需氧量（换算为时的脱氧清水的充氧量）： (4-11)式中 标准大气压下，时清水中的饱和溶解氧浓度，查表得； 标准大气压下，时清水中的饱和溶解氧浓度，； 曝气池内溶解氧浓度，； 污水传氧速率与清水传速率之比，一般采用0.50.95； 污水中饱和溶解氧与清水中饱和溶解氧浓度值比，一般采用0.900.97 压力修正系数。设计中取=0.9，=0.95，=2，=1.0 最大标准需氧量： 最大标准需氧量与标准需氧量之比： 好氧反应池供气量计算：平均时供气量为：最大时供气量为： 2、曝气机数量计算（以单组反应池计算）设计中计算两种曝气机，分别为：鼓风微孔曝气器和垂直轴表面曝气机第一种：鼓风微孔曝气器计算按供氧能力计算所需要的曝气机数量，计算公式为： (4-12)式中 曝气器标准状态下，与好氧反应池工作条件接近时的供氧能力 。设计中采用鼓风曝气，微孔曝气器，参照给水排水设计手册常用设备知：每个曝气头通气量按时，服务面积为，曝气器氧利用率为，充氧能力为则 以微孔曝气器服务面积进行较核：在之间，符合要求。第二种：垂直轴表面曝气机曝气转碟采用垂直轴表面曝气机，每组氧化沟设4台，共12台。曝气机的动力效率为，则单台曝气机的功率为76。(八) 、鼓风微孔曝气器空气管路计算平面图布置空气管道，供风干管采用支状布置。每根干管的供气量为；流速为：。管径：，取干管管径为。二、辐流式沉淀池辐流式沉淀池一般采用对称布置，有圆形和正方形。主要由进水管、出水管、沉淀区、污泥区及排泥装置组成。按进出水的形式可分为中心进水周边出水、周边进水中心出水和周边进水周边出水三种类型，其中，中心进水周边出水辐流式沉淀池应用最广。周边进水可以降低进水时的流速，避免进水冲击池底沉泥，提高池的容积利用系数。这类沉淀池多用于二次沉淀池。本设计中采用机械吸泥的向心式圆形辐流沉淀池，进水采用中心进水周边出水。(一) 、设计原则设计参数1、沉淀池的设计数据宜按下表的规定取值4-4 沉淀池的设计数据沉淀池类型沉淀时间表面水力负荷每人每日污泥污泥含水率固体负荷初次沉淀池二次沉淀池生膜法后活性污泥法后2、沉淀池的超高不应小于0.3m。 3、沉