毕业设计（论文）-奉节县公平镇排水工程设计.doc

目录目 录全套图纸加扣3012250582 中文摘要.ABTRACT.第一章 设计原始资料与设计任务11工程概况12设计文献13编制原则14编制范围2第二章 排水工程说明书31排水系统的体制及选择32工业废水的处理与排放43污水处理厂厂址的选择和个数54检查井的设置原则55污水管道设计65.1 管道定线65.2 污水管道的水力计算75.2.1. 设计充满度75.2.2.设计流速85.2.3最小管径85.2.4. 最小设计坡度95.2.5污水管道埋设深度95.2.6. 污水干管的敷设方式、管材、接口及管道衔接105.3 污水主干管主要工程量表116雨水管渠设计116.1 管道定线116.2 管道水力计算116.3 雨水管道的敷设方式、管材及接口126.4 雨水管网主要工程量表127. 污水处理厂设计137.1 污水处理厂设计规模及设计流量137.2 设计进出水水质及污水处理程度137.3 污水处理厂工艺流程选择147.3.1 工艺流程方案选择考虑因素147.3.2 不同工艺方案的优缺点比较147.4 处理构筑物选择157.4.1 格栅157.4.2 沉砂池167.4.3 氧化沟177.4.4 消毒设施177.4.5 污泥浓缩池187.4.6 污泥脱水间197.4.7 污泥泵池197.5 污水处理厂的平面布置197.5.1 平面布置的特点197.5.2 构筑物的布置197.5.3 厂区道路布置与绿化197.5.4 管线布置197.5.5 污水处理厂占地207.6 污水处理厂的高程布置207.6.1 高程布置的特点207.6.2 高程布置的方法208方案技术经济比较208.1 方案技术特点208.2 方案工艺参数208.3 投资估算248.4 成本计算248.5 技术经济比较24第三章 排水工程计算书251. 污水管网设计251.1 设计流量计算251.1.1 设计参数的确定：251.1.2 设计流量计算：251.1.3 污水管道的水力计算312雨水管网设计352.1雨水管道径流系数352.2 单位面积径流量352.3 雨水管道的水力计算353. 污水厂的计算383.1污水厂流量的确定383.1.1 平均日流量383.1.2 最高日平均时流量393.1.3 最高日最高时流量393.2 进出水水质指标403.3 处理程度.403.4 污水厂构筑物设计计算及设备选型413.4.1粗格栅413.4.2 提升泵房433.4.3细格栅443.4.4沉砂池463.4.5 改良型一体化氧化沟483.4.6 A2O工艺553.4.6. 鼓风机房593.4.7 集水池613.4.8 回流污泥泵房613.4.9 巴氏计量槽623.4.10 消毒633.4.11 加药间643.4.12 剩余污泥泵池663.4.13 污泥浓缩池673.4.14 脱水机房693.4.15 其他703.5 管线计算713.5.1 生产管线713.5.2 污泥管线723.5.3厂区给水管、污水管、雨水管723.5.4事故排放管733.5.5放空管733.5.6 超越管733.5.7 加药管733.5.8 上清液回流管743.6 高程计算743.6.1提升泵站前743.6.2提升泵站后74第四章 投资成本分析781.1工程投资估算781.2成本估算861.2.1耗电量861.2.2 外购原材料：901.2.3 动力费用：921.2.4 工资福利费用：951.2.5 折旧摊销费用：961.2.6 流动资金：1041.2.7 投资使用计划与资金筹措：1091.2.8 总成本：1101.2.9 盈亏平衡分析及敏感度分析：115参 考 文 献119总结和致谢120重庆大学本科生毕业设计（论文）第一章 设计原始资料与设计任务1工程概况公平镇位于奉节县西部，全镇幅员面积46.68km2，建成区面积0.6km2，随着社会经济的发展，建成区面积的扩大，人口总量增加，目前公平镇城镇人口9066人，另外还有其它流动人口1000人，其污水收集系统以及处理设施的规划与建设是十分必要和迫切的。因此重庆水务集团委托重庆大学建筑设计研究院对奉节县公平镇排水工程进行设计，包括雨污管网系统的设计以及污水处理厂设计。设计应符合国家现行规范的规定2设计文献 张杰等编排水工程（第四版），下册，中国建筑工业出版社，2005； 孙慧修等编排水工程，（第四版），上册，中国建筑工业出版社，2005； 张智等主编给水排水工程专业毕业设计指南，中国水利电力出版社，2001年3月； 核工业部第二研究设计院主编给水排水设计手册第二版，第1、5、67、8、9、10、11、12册，中国建筑工业出版社，2006年；全国通用给水排水标准图集，S1，S2，S3；室外排水设计规范(GB50014-2006)，中国计划出版社；污水脱氮除磷技术，中国建筑工业出版社，1998年11月；城市污水生物处理新技术开发与应用，化学工业出版社，2001年5月；水处理新技术及工程设计，化学工业出版社,2001年5月；排水管网理论与计算，中国建筑工业出版社，2000年12月；3. 编制原则.执行国家有关环境保护政策，遵守国家有关法规、规范和标准，坚持城市可持续发展战略。.在城市总体规划、排水规划的指导下，采取统一规划、分期实施的原则建设污水处理系统，采用一次设计、分期实施，充分发挥建设项目的社会效益、经济效益和环境效益。.采用高效节能、先进可靠、适合本地区实际情况的污水、污泥处理技术，使之具有脱磷除氮功能，在确保污水处理达到排放标准的基础上，尽量减少污泥量，以达到节省建设资金和运行费用的目的。.妥善处理、处置污水处理过程中生成的污泥，避免二次污染。.选用国内外先进、高效、节能、运行维护简便的专用设备，以节省能源，降低处理成本。.结合地形条件和环境状况，统一规划合理安排污水处理设施，控制工程用地，充分发挥建设项目的效益。4编制范围本次设计的任务范围包括明确工程规模，论证设计方案，进行投资估算，排水系统的设计计算，污水厂污水污泥处理工艺选择、设计计算以及相应的构建筑物设计，厂区平面、高程及管线的设计计算。121第二章 排水工程说明书1排水系统的体制及选择城市、居住区或工业企业的排水系统在平面上的布置，随着地形、竖向规划、污水厂的位置、土壤条件、河流情况，以及污水的种类和污染程度等因素而定。其中排水体制的选择是至关重要的。排水系统体制一般分为合流制和分流制两种。合流制是将生活污水、工业废水和雨水混合在统一管渠内排除的系统，其中合流制又包括直排式，截流式和完全合流制。分流制是将生活污水、工业废水和雨水分别在两个或者以上各自独立的管渠内排除的系统，其中分流制又包括不完全分流制，完全分流制和半分流制。合流制排水系统中，截流式合流制在暴雨天，有部分混合污水经截流干管溢入水体，也会使水体受到一定程度的污染，但很多时候这种污染在可容忍的范围内，故国内采用的合流制一般为这种形式；直排式合流制是将混合的污水不经处理的直接就近排入水体，由于污水没经处理就排放，使受纳水体遭受严重的污染，故一般不采用；完全合流制将生活污水和雨水全部收集送到污水处理长处理，这种排水系统要求管线的管道直径较大，并且雨天污水厂的需要处理的污水量大大增加，增加了污水厂的规模和运行管理难度，而且管网系统投资费用较大，在对环境要求非常高的地区才会采用。分流制排水系统中，不完全分流制只具有污水排水系统，未建雨水排水系统，雨水沿天然地面、街道边沟、水渠等原有渠道系统排除，此系统一般用于小城镇，待城市进一步发展再修建雨水排水系统。完全分流制需要具有污水和雨水排水系统，新建城市一般都采用这种系统。而半分流制则是既有分流制也有分流制，此系统一般是在具有合流制的城市需要扩建排水系统时出现。根据毕业设计要求，对于奉节县公平镇的排水体制采用，新城区为完全分流制，老城区采用截留合流制排水体制。2工业废水的处理与排放该城镇建有A,B两工厂，A厂为化工厂，B厂为印染厂，A工厂的废水水质具有BOD和COD含量高，pH变化大，含盐量较大，毒性强，成分复杂的特点，B工厂的废水水质具有污染物含量高，碱性大，伴有恶臭，水量大的特点。如果不采用预处理不符合排放标准，故需要对废水进行预处理。工厂污水经过初步局部处理后，其水质符合污水排入城市下水道水质标准（CJ18-86 ），可直接排入城市生活污水管网系统，输送到污水处理厂进行处理；或经局部处理后，其水质符合城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18978-2002）的规定，才可以直接排入水体。根据毕业设计要求，A厂采用预处理后，排入城市生活污水管网系统中，送至污水厂进行后续处理，B厂采用工业废水经工厂局部处理，水质符合城镇污水处理厂污染物排放标准要求后，直接排入就近水体。AB两厂工业废水处理工艺流程：A厂：格栅调节池（兼做中和池）提升泵房过滤氯气预氧化奥贝尔氧化沟二沉池排入城市污水管网系统 格栅用于去除漂浮物，减少后续构筑物的压力；调节池是工业废水处理构筑物中的必不可少的构筑物，用于调节白天，夜晚工业废水进水水量的不均匀性，因为化工厂PH变化较大，故需要进行中和处理，故调节池兼做中和用途；提升泵房作用是将废水提高到一定高度，保证在有水头损失的的情况，做重力流进入后续处理构筑物；过滤用于去除悬浮颗粒物质，减轻后续构筑族的压力；氯气预氧化是用来氧化COD中无机还原性物质；奥贝尔氧化沟是生物处理构筑物，去除有机物，N，P；二沉池用于泥水分离。B厂：格栅调节池（兼做中和池）提升泵房配水井表面曝气池二沉池臭氧氧化曝气生物滤池消毒池排入水体 相同构筑物的功能与上面介绍相同，配水井是是进入表面曝气池的流量均匀，且起到消能的作用；臭氧氧化是用来除臭的；曝气生物滤池是进一步去除在前一步中未去除或者残留的有机物，也可以不要；消毒池是控制排入水体的水质中微生物的含量。3污水处理厂厂址的选择和个数根据室外排水设计规范（GB50014-2006），污水厂位置的选择，应符合城镇总体规划和排水工程专业规划的要求，并应根据下列因素综合确定： 在城镇水体的下游 便于处理后出水回用和安全排放 便于污泥集中处理和处置 在城镇夏季主导风向的下风侧 有良好的工程地质条件 少拆迁，少占地，根据环境评价要求，有一定的卫生防护距离 有扩建的可能 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 有方便的交通、运输和水电条件对于城市污水集中还是分散处理问题的选择，决定了污水处理厂个数的选择。集中处理就是城市或工业区各污染源（工业污染源，生活污染源等）排出的污水通过城市排水管网将大部分或全部污水收集并输送到城市集中处理厂进行集中处理。分散处理采用小型的低成本的的集水管道来输送相对短的距离到较小的、维护费用较低的小型污水物理厂。根据毕业设计要求，风玫瑰，道路情况，流域划分，地势标高走向，初步决定一个污水厂，且该城镇近期人口为11万人，远期人口为22万人。4检查井的设置原则为便于对管道系统做定期检查和清通，必须设置检查井。检查井有井底（包括基础）、井身和井盖（包括盖底）三部分组成。另外，由于污水管道中污水流量逐渐增加，管径增加较大，且污水输送主要依靠重力，因此当有支管接入或者坡度、管渠尺寸发生变化时，不得采用弯头连接，必须采用检查井连接。其具体设置条件如下： 管道方向转折处 管道坡度改变处 管道断面(尺寸、形状、材质)、基础、接口变更处 管道交汇处，包括当雨水管直径小于800mm时，雨水管接入处 直线管道上每隔一定距离处，见下表 检查井最大间距 表2-1管径或明渠净高（mm）检查井最大间距(m)污水管道雨水（合流制）管道200-4004050500-7006070800-100080901100-15001001201600-2000120120检查井在直线管段的最大间距应根据疏通方法等具体情况确定，一般宜按室外排水设计规范GB50014-2006规定取值。当检查井中跌水高度小于1m的时候为检查井，当跌落差大于1m的时，为消减水流速度防止冲刷检查井内应有消能措施，即为跌水井。5污水管道设计5.1 管道定线污水管道系统的定线是在设计的城镇（地区）总平面图上确定污水管道的位置和走向。正确的定线是设计合理的、经济的污水管道系统的先决条件，是污水管道系统设计的重要环节。管道定线遵循主干管、干管、支管顺序依次进行。定线遵循的主要原则是：应尽量可能地在管线较短、埋深较小的情况下，让最大区域的污水能自流排出。通常要考虑的几个因素是：地形和布局规划；路线数目和排水体制；污水厂和出水口位置；当地具体的水文地质条件；实际的道路宽度；原有的地下管线及构筑物的位置；工企业和产生大量污水的建筑物的分布情况；考虑管道综合的情况。其中一般地形是影响管道定线的主要因素。在污水定线之前应先进行排水区界和划分排水流域。排水区界是污水排水系统设置的界限。丘陵或地形起伏的地区，可以按等高线划分水线，分水线同流域分界线基本一致。地形平坦无明显分水线的地区，可以依据面积的大小划分，使各相邻的流域的管道系统能合理的分担排石面积，是干管在在最大合理埋深的情况下，流域内绝大部分污水能以自流方式接入。本次毕业设计划分的流域简图如下：图1-1 排水流域划分示意图5.2 污水管道的水力计算5.2.1. 设计充满度设计流量下，污水在管道中的水深h和管道直径D的比值称为设计充满度(或水深比)。当h/D=1时称为满流；h/D1称为非满流。我国室外排水设计规范(GB 50014-2006)规定，污水管道应按非满流进行设计，对压力容器管道的最大设计充满度有相应的限制。对于明渠，设计规范还规定了设计超高(即渠中水面到渠顶或渠道翼墙顶的高度)不小于0.2m。各种管道的允许最大设计充满度在室外排水设计规范(GB 50014-2006)中有明确的规定。在计算配置污水管道的管径时，管道的设计流量中不包括淋浴或短时间内突然增加的污水量，但当管径小于或等于300mm时，应复核当其满流时是否能满足设计流量的通过要求。 最大设计充满度 表2-2管径或渠高最大设计充满度2003000.553504500.655009000.70 10000.755.2.2.设计流速对应于设计流量、设汁充满度的管道内的水流平均速度叫做设计流速。为了防止管道中产生淤积或冲刷，设计流速不宜过小或过大，最好在最大和最小设计流速范围之内。最小设计流速是保证管道内不致发生淤积的控制流速。室外排水设计规范(GB 50014-2006)规定了污水管道在设计充满度下的最小设计流速定为0. 6m/s。含有金属、矿物固体或重油杂质的生产污水管道，其最小设计流速宜适当加大，其值要根据试验或调查研究决定。最大设计流速与管材相关，是保证管道不因长期剧烈冲刷而缩短运行寿命的控制流速。通常，金属管道的址大设计流速为10m/s，非金属管道的最大设计流速为5m/s。5.2.3最小管径在污水管道系统的上游部分，由于设计污水流量很小，若根据供水设备的流量计算，则管径会很小，而管径过小极易堵塞；此外，采用较大的管径，可选用较小的坡度，使管道埋深减小，因此，为了养护工作的方便，常规定一个允许的最小管径。在街区和厂区内污水管道最小管径为DN300，街道上为DN400。在污水管道系统上游的管段，由于管段服务的排水面积较小，因而设计流量较小，按此设计流量计算得出的管径会小于最小管径，这时应采用最小管径值。一般可根据最小管径在最小设计流速和最大充满度情况下能通过的最大流量值，计算出设计管段服务的排水面积。若计算管段的服务排水面积小于此值，即可直接采用最小管径而不再进行管道的水力计算。这种管段称为不计算管段。对于这些不计算管段，当有适当的冲洗水源时，可考虑设置冲洗井(类似于污水检查井)。另外，需要注意的是，在主干管管径选择时，尽量保证不要有很大跳级。5.2.4. 最小设计坡度在污水管道设计时，应尽可能减小管道敷设坡度以降低管道埋深。但管道坡度造成的流速应等于或大于最小设计流速，以防止管道内产生淤积和沉淀。因此，将相应于管道内流速为最小设计流速时的管道坡度叫做最小设计坡度。不同管径的污水管对应不同的最小坡度。管径相同的管道，因充满度不同，其最小坡度也有所不同。在给定设计充满度条件下，管径越大，相应的最小设计坡度值越小。通常对同一直径的管道只规定一个从小坡度，以满流或半满流时的最小坡度作为最小设计坡度。室外排水设计规范(GB 50014-2006)只规定了最小管径对应的最小设计坡度，若管径增大，相应于该管径的最小坡度由最小设计流速保证。 最小管径和相应的最小设计坡度 表2-3管道类别最小管径（mm）相应最小设计坡度污水管300塑料管0.002，其他管0.003雨水管和合流管300塑料管0.002，其他管0.003雨水口连接管2000.01压力输泥管150重力输泥管2000.015.2.5污水管道埋设深度污水管道的埋设深度通常指管道的内壁底到地面的距离。管道外壁顶部到地面的距离称为覆土厚度，管道埋深是影响管道造价的重要因素，是污水管道的重要控制参数。在实际工程中，同一直径的管道，采用的管材、接口和基础形式均相同，因其埋设深度不同，管道单位长度的工程费用相差较大。因此，合理地确定管道埋深对于降低工程造价是十分重要的。在土质较差、地下水位较高的地区，若能设法减小廿道埋深，降低工程造价的效果尤为明显。为了降低造价，缩短施工期，管道埋设深度越小越好，但覆土厚度应有一个最小的限值，否则就可能出现管道被压坏，被冻坏，与支管衔接不够，这个最小覆土厚度限位称为最小覆土厚度。本次毕业设计中，做了两个方案，第一种方案是减小管径，相应的增大了埋深，需要设计提升泵站，第二种方案是适当增大管径，减小了坡度，同时也减小了埋深，不用设提升泵站。综合考虑选择方案二。5.2.6. 污水干管的敷设方式、管材、接口及管道衔接污水管渠必须具有足够的强度，以承受外部的荷载和内部的水压，并应能抵抗污水中杂质的冲刷和磨损，以及具有耐腐蚀的作用。常用的排水管渠有混凝土管、钢筋混凝土管、金属管、陶土管等。污水干管以埋地方式敷设，采用圆形断面的管渠，圆形断面有较好的水力性能，在一定坡度下，指定的断面面积具有最大的水力半径，因此流速大、流量大。此外，圆形管便于预制，使用材料经济，对外压力的抵抗力较强。当管径小于等于800mm时，从施工和建设经济性方面考虑，宜采用HDPE双壁波纹管，可以减轻管道重量，而且不漏水，抗腐蚀性能好，其主要特点是：抗冲压、抗震性好，抗不均匀沉降好，耐酸碱、抗腐蚀、无毒、绿色环保、化学性质稳定；柔性接口，管节长，接口数量少，且接口为电熔接口，接口强度一般，对施工要求高；(3)水利条件，摩阻小、内壁光滑、不易结垢。此种塑料管采用橡胶的柔性接头，由于塑料管材具有一定的伸缩性，因此其基础可以直接采用砂土基础，但为了管道的安全，常采用混凝土带型基座。从工程总体造价来看并不比混凝土管高，并且它便于施工能缩短工期近50%。当管径大于800mm ，需采用钢筋混凝土管，但是由于钢筋混凝土管管节短、接口多、自重大，所以其接口宜采用水泥砂浆抹带接口、平口管、承插管均可以采用此种接口。若地基土质较好，可以采用钢丝网水泥砂浆抹带接口。排水管道基础一般由地基、基础和管座3部分组成。对于钢筋混凝土管，其基础要求比较夯实，因此常采用混凝土带状基础。管座按形式不同可以分为90、135、180三种管座基础。不同直径的管道在检查井内的连接,宜采用管顶平接或水面平接，水面平接可有效地减少埋深，但是极易造成下游水面高于上游而出现回水现象，管顶平接可有效地避免回水现象，但是会使埋深加大。此次设计采用的是管顶平接。5.3 污水主干管主要工程量表 污水主干管主要工程量表 表2-4序号名称规格材料单位备注1污水管D300HDPE米长度视现场情况而定2污水管D400HDPE米长度视现场情况而定3污水管D400HDPE米长度视现场情况而定4污水管D500HDPE米长度视现场情况而定5污水检查井D600HDPE米长度视现场情况而定6污水检查井D700HDPE米长度视现场情况而定7污水检查井D800HDPE米长度视现场情况而定6雨水管渠设计6.1 管道定线雨水管道定线的原则和污水管有一定的区别，应充分利用地形，就近排入水体，且雨水干管尽量布置在地形低处，但是，地形平坦时，雨水干管宜布置在排水流域的中间。雨水应尽量利用自然地形坡度以最短的距离依靠重力流排入附近的池塘、河流、湖泊等水体中。对于毕业设计，应当将雨水管布置在地形相对较低的街道，对街区内的雨水进行适度的收集后再进行排放。6.2 管道水力计算 雨水管与污水管不同，设计成为满流，其充满度为1。利用暴雨强度公式， 2-1求出单位面积上的雨水的比流量，进而利用最大流量法求出雨水主干管的流量，从而获得相应流量下的流速、坡度等水力要素。列表进行各管段的流量和水力计算。详细过程见设计计算书。6.3 雨水管道的敷设方式、管材及接口雨水管道同样以埋地方式敷设，采用圆形断面的管渠。当管径小于等于DN2000时，采用钢筋混凝土管，但是由于钢筋混凝土管管节短，接头多，自重大，所以其接口宜采用水泥砂浆抹带接口，平口管、承插管均可以采用此种接口。若地基土质较好，则可以采用钢丝网水泥砂浆抹带接口，棉沥青卷材接口。若地基沿管道轴向沉陷不均匀，则可以采用石棉沥青卷材接口。对于钢筋混凝土管，其基础要求比较夯实，因此常采用混凝土带状基础。当雨水管管径大于DN2000时，应采用钢筋混凝土矩形断面暗沟。 6.4 雨水管网主要工程量表 雨水管网主要工程量表 表2-5序号名称规格材料单位备注1雨水管D800HDPE米长度视现场情况定2雨水管DN900钢筋混凝土米长度视现场情况定3雨水管DN1000钢筋混凝土米长度视现场情况定4雨水管DN1100混凝土米长度视现场情况定5雨水管DN1200混凝土米长度视现场情况定6雨水管DN1600混凝土米长度视现场情况定7雨水检查井八字式砖砌个S2/02S5159雨水排放口八字式砖砌个S2/95S5177. 污水处理厂设计7.1 污水处理厂设计规模及设计流量 污水处理厂设计规模及设计流量 表2-6设计流量平均日流量（万t/d）最高日平均时流量（万t/h）最高日最高时流量（万t/h）近期2.230.220.24远期5.230.290.38故取污水厂的规模近期为2.5万t/d，远期为5.5万t/d，最高日最高时的流量为0.24。7.2 设计进出水水质及污水处理程度设计进水水质 表2-7BOD5 mg/LCODCr mg/L rSS mg/LNH3-N mg/LTN mg/LTP mg/L范围150220230340200320154040806.89.4设计进水水质20030025030507设计出水水质 表2-8BOD5 mg/LCODCr mg/L rSS mg/LNH3-N mg/LTN mg/LTP mg/L范围150220230340200320154040806.89.4设计出水水质20602015201处理程度：根据进水和出水水质指标，可确定该污水厂污水的处理程度为： 2-2则处理程度如下：BOD5去除率： CODCr去除率：SS去除率：NH3N去除率：TN去除率：TP去除率：7.3 污水处理厂工艺流程选择 7.3.1 工艺流程方案选择考虑因素污水处理厂的工艺流程是指在保证处理水达到所要求的处理程度的前提下，所采用的污水处理技术单元的有机组合。确定污水处理工艺时，除了保证处理效果这一基本条件外，还应尽量降低基建投资，节省日常的运行费用，以求在保证达标排放的前提下，使经营成本最小。工艺流程选择时，应考虑的主要因素有：1.污水中污染物的性质：如污染物的形态和浓度等；2. 工程造价和运行费用，既能达到去除效率，又能省投资；3.地形，地貌，风向；4.二级生物处理工艺，如氧化沟，A2O等； 5.施工条件和管理水平。根据毕业设计要求，进行氧化沟和A2O进行比选。7.3.2 不同工艺方案的优缺点比较 氧化沟工艺的优点 1）具有独特的水力流动特点：从基质浓度来看，氧化沟属于完全混合式，从溶解氧浓度梯度看，其属于推流式；2）利于活性污泥的生物絮凝作用，可将工作区分为富氧区、缺氧区，可进行硝化反应，有脱氮效果；3）污泥负荷低，停留时间长，类同于活性污泥法的延时曝气系统，对水温、水量、水质变化适应能力强； 4）出水水质好，剩余污泥量小且污泥稳定，不需进行消化，可直接浓缩脱水。 氧化沟工艺的缺点 1）占地面积大，基建投资费用高；2）氧的需求量大，能耗高。 A2O工艺的优点1）具有同步脱氮除磷的功能；2）工艺流程简单，厌氧，缺氧，好氧交替运行，不易发生污泥膨胀。 A2O工艺的缺点1）占地面积大；2）运行成本较大。7.4 处理构筑物选择7.4.1 格栅格栅设在污水渠道、泵房吸水井的进口处或污水处理厂的进水端，用于拦截较大的悬浮物或漂浮物。一般情况下，分为粗细两道格栅，粗格栅的作用是截留较大的悬浮物或漂浮物以保护水泵；细格栅的作用是拦截粗格栅未截留的悬浮物或漂浮物，以保证后续处理工艺的正常运行。按形状分类，格栅又可以分为平面格栅和曲面格栅；按清渣方式可分为人工清渣格栅和机械清渣格栅，当栅渣量大于2m3/d时，采用机械清渣格栅。下面比较较为常用的三种格栅的优缺点 转鼓式格栅优点：构造简单，管理方便，占地面积小。缺点：杂物以及进入链条和链路之间，造价高。适用：深度不大的中小型格格栅，主要清除长纤维、带状物等生活污水中的杂物。 钢丝牵引格栅优点：在水面上工作，易维修保养，使用寿命长。缺点：只适应浅水渠道，不使用超出耙臂长度的水位。适用：深度较浅的中小型格栅。主要清除污水中的杂物、纤维、塑料制品等废弃物。 背耙式格栅优点：耙齿从格栅后面插入，除污干净。缺点：栅条在整个高度间不能有固定的连接。适用：浅水渠道，主要清除生活污水中的杂物。此次设计，粗格栅采用钢丝绳牵引式格栅除污机，细格栅采用转鼓式格栅除污机。7.4.2 沉砂池沉砂池的功能是去除比重较大的无机颗粒（相对密度为2.65，粒径大于2mm）。将沉砂池设在初次沉淀池之前，减轻初沉池负荷，改善污泥处理构筑物处理条件。常用的沉砂池有平流沉砂池、曝气沉砂池、竖流沉砂池、旋流沉砂池。 平流沉砂池优点：构造简单，流量稳定时处理效果好，排砂方便。缺点：抗冲击负荷能力较差，本身去除有机质效果差，砂粒附着大量有机物，易腐败造成二次污染。适用：流量变化较小的情况，多用于中小型水厂。 竖流沉砂池优点:占地面积小，重力沉砂。缺点：处理效果比平流沉砂池差，池深较大。适用：小型水厂或者不在乎挖深的情况。 曝气沉砂池 优点: 抗冲击能力较强，沉砂清洁，有机物少，对污水有曝气作用。缺点：需曝气设备，耗能大。适用：流量变化较大的污水处理厂，但不宜用于生物除磷脱氮的污水处理工艺中。 旋流沉砂池 优点：抗冲击能力较强，沉砂清洁，有机物少。缺点：沉沙效果备受争议。适用：中小型污水厂。 在选择沉砂池时，要考虑埋深，占地面和施工条件的问题，经过综合考虑，采用旋流沉砂池，尺寸见计算书。7.4.3 氧化沟氧化沟利用连续环式反应池作生物反应池，混合液在该反应池中一条闭合曝气渠道进行连续循环，氧化沟通常在延时曝气条件下使用。氧化沟使用一种带方向控制的曝气和搅动装置，向反应池中的物质传递水平速度，从而使被搅动的液体在闭合式渠道中循环。 氧化沟法由于具有较长的水力停留时间，较低的有机负荷和较长的污泥龄。因此相比传统活性污泥法，可以省略调节池，初沉池，污泥消化池，有的还可以省略二沉池。氧化沟具有的特征： 氧化沟结合推流和完全混合的特点，有力于克服短流和提高缓冲能力，通常在氧化沟曝气区上游安排入流，在入流点的再上游点安排出流 氧化沟具有明显的溶解氧浓度梯度，特别适用于硝化反硝化生物处理工艺。氧化沟从整体上说又是完全混合的，而液体流动却保持着推流前进，其曝气装置是定位的，因此，混合液在曝气区内溶解氧浓度是上游高，然后沿沟长逐步下降，出现明显的浓度梯度，到下游区溶解氧浓度就很低，基本上处于缺氧状态。 本次设计采用改良型一体化氧化沟工艺，并且设四座，近期两座远期两座，尺寸见计算书。7.4.4 消毒设施室外排水规范(GB 50014-2006)规定，城镇污水厂处理出水应设置消毒设施。消毒的目的是杀灭处理出水中所含有的致病菌和病毒等，解决水中生物污染的问题，以防止其对人类健康产生危害和对生态造成污染。城镇污水处理厂常采用的消毒方式有液氯消毒、二氧化氯消毒和紫外线消毒。几种方法的特点及适用条件比较如下： 液氯消毒 优点：杀菌有效性较强，有后续消毒作用，技术成熟，投配设施简单，一次投资低，运行成本便宜。缺点：有臭味，残毒，使用时安全措施要求高。适用：大、中型污水处理厂。 二氧化氯消毒 优点：杀菌有效性强，使用安全方便，有定型产品，一次投资较高，运行成本贵。缺点：现场制备，设备复杂，维护管理要求高。适用：中、小型污水厂。 紫外线消毒 优点：杀菌有效性强，杀菌迅速，无化学药剂，一次投资较高，运行成本较便宜。缺点：消毒效果受出水水质影响较大，设备无定型产品，货源不足。适用：小型污水厂，现采用较少，主要用于大中型污水处理厂。 本次设计考虑到经济因素，运营管理，置地简便等因素，同时保证出水中后续消毒作用，采用紫外线消毒方式。采用接触消毒池，其中设有隔板以增长流程，以保证消毒剂和污水有充分的接触时间，使消毒剂发挥作用以达到预期杀菌效果。停留时间1530min。7.4.5 污泥浓缩池污泥浓缩的目的在于去除污泥颗粒间的空隙水，以减少污泥体积，为污泥的后续处理提供便利条件。污泥浓缩池有重力浓缩、气浮浓缩、离心浓缩等。重力浓缩适用于活性污泥，活性污泥与初沉污泥的混合体以及消化污泥的浓缩，不宜用于脱氮除磷工艺产生的剩余污泥。气浮浓缩适用于相对密度接近于1的疏水性物质，适用于浓缩脱氮除磷工艺产生的剩余污泥，二沉池污泥，不适比重较大的初沉污泥。离心浓缩适用范围广，其可用于上述所有污泥，但运行与维修费用高。该污水厂将初沉污泥与氧化沟污泥混合后处理，故采用重力浓缩池，尺寸见计算书。7.4.6 污泥脱水间用于凝缩后的污泥脱水使用,脱水的目的是在于脱去污泥中毛细结合水。脱水有真空吸滤法、压滤法和离心脱水分离法。本次设计采用带式压滤机，尺寸见计算书。7.4.7 污泥泵池 用于提升二沉池的剩余污泥到污泥浓缩间。7.5 污水处理厂的平面布置7.5.1 平面布置的特点污水厂的平面布置主要包括构（建）筑物的布置、厂区道路布置、管线布置等。平面布置应具有按功能分区，配置得当；功能明确，布置紧凑；顺流排列，流程简捷等特点。同时充分利用地形，平衡土方，降低工程费用。7.5.2 构筑物的布置 处理构筑物根据其功能要求，结合地形和地质条件，确定其在厂区的布置。 贯通连接各处理构筑物的管渠便捷直通，避免迂回曲折。 处理构筑物间保持一定间距，取515m，以保证管渠敷设。该污水厂平面布置时，大致分为三区：污水处理区、污泥区、生活区，各区用道路分隔。污水处理区中预处理和一级处理设置在一起，与二级处理区用道路分隔。生活区及生产辅助建筑物设在厂前区，靠近厂大门，污泥区设在后部。 7.5.3 厂区道路布置与绿化 通向一般构建筑物应设置人行道，宽度为12m，采用碎石、炉渣、灰土路面；通向仓库、检修间等应设车行道，宽度为7m，转弯半径为9m，采用沥青、混凝土、碎石、灰土路面；车行道边缘至构建筑物的距离4m，道路纵坡采用3%5%。厂区围墙与道路间距内设置绿化带，生活区及污泥区内构架筑物间种植草坪，树木及花卉等。7.5.4 管线布置构筑物间设置连接管渠，污泥管，回流管，上清液管，事故排放管，直接排放水体；厂区内还设有给水管、消防管道、雨水管等。7.5.5 污水处理厂占地该污水厂设计规模为25000m3/d，占地面积约5.2公顷。平面布置详见图纸。7.6 污水处理厂的高程布置7.6.1 高程布置的特点 依据构筑物高度和水头损失确定水厂高程布置，相邻两个构筑物间的相对高差取决于其之间的水面高差，即水头损失，需考虑远期发展，水量增加的预留水头。 充分利用地形高差，实现自流，避免处理构筑物之间跌水等浪费水头。 处理水应能常年大多数时间自流排放，排放口应在年最枯水位以下。7.6.2 高程布置的方法 选择距离最长、水损最大的流程进行水力计算，计算水头损失，以接纳水体的最高洪水位为起点向上逆推高程。 水头损失包括构筑物间连接管渠的水损和构筑物内的水损及计量设备的水损，计算时采用最大流量作为处理构筑物和连接管渠的设计流量。 污水经一次提升后靠自流通过处理构筑物，并且考虑处理构筑物的放空，同时挖土深度不宜过大，以免土建投资过大。该污水厂在高程布置时，先确定巴氏计量槽的出水水面标高，根据管线计算的水头损失，从后向前推算，保证处理水能自流进入后续构筑物，以确定各构筑物高程。8方案技术经济比较8.1 方案技术特点两个备选工艺技术特点比较见下表2-98.2 方案工艺参数两个备选工艺技术参数比较见下表2-10 方案工艺技术特点比较表 表2-9项目方案一：A2O工艺方案二：改良型一体化氧化沟出水水质出水水质达标出水水质达标曝气设备采用微孔曝气，充氧效率较高，曝气转盘，运行方式可以调控回流设备不设污泥泵池，污泥无需回流设污泥泵池，污泥回流量大污泥处理泥龄较长，污泥稳定，污泥处理简单泥龄较长，污泥稳定，污泥处理简单工艺流程不设二沉池及污泥泵池，工艺流程简单设二沉池及污泥泵池，工艺流程环节多运行管理管理复杂，技术要求高，运行灵活管理简单，运行效果稳定，维护费用低抗冲击力抗冲击能力强，沉淀效果好，不易发生污泥膨胀脱氮除磷效果好方案工艺技术参数比较表 表2-10项目方案一：A2O工艺方案二：改良型一体化氧化沟粗格栅渠道尺寸：LBH=6.5m1m6.4 m（栅后渠道高9.92m）。SG1.0型钢丝绳牵引式格栅除污机2台，一次性购置、安装，近期一用一备，远期两台一起使用。XLY1300型螺旋压榨机1台，设2个进料口。功率：2.23kW。MXF型600600铸铁方闸门 4座， LQ-0.3直柄手推式螺杆启闭机4座。提升泵房集水池尺寸：LBH=9m8.4m16.19 m。250WQ800-15-55型无堵塞潜水排污泵6台，近期3台，三用两备；远期5台，五用一备。CD12-6D型电动葫芦1台，ZD131-4型主起升电动机功率3Kw，ZDY112-4型运行电动机功率：0.4Kw。细格栅渠道尺寸：LBH=6m1.23m2 m。ZG1-1200型转鼓式格栅除污机4台，近期两用两备，远期四台。电动机功率：1.5kw。XLY1200型螺旋压榨机1台，设4个进料口，功率：1.11.5kW。8座CBZ型不锈钢渠道闸门12001200。沉砂池XLC1080型沉砂器4台，近期2台，远期4台。电动机功率：0.75kw。鼓风机功率2.2kw。SF320型螺旋式砂水分离机2台，近期1台，远期2台。电机功率：0.37kw。生物反应池近远期同时设计，近期2组，远期4组，A2O池尺寸：曝气池宽40m，长46m；缺氧池宽40m，长5m；生物选择池宽40m，长1.16m；反应池超高h=1.0m，总高度6.0m曝气时间3h，沉淀时间2h，排水时间1h，运行周期6h，每日运行周期数4。XSP-1600型旋转式滗水器8台，每池2台，电机功率：0.55Kw。XJBQ-260Q型微孔曝气器31364个。近远期同时设计，近期2座，远期4座。氧化沟尺寸：氧化沟宽32m（不含壁厚），长73.2m，高5m；好氧区廊道宽8m，共设4廊道；缺氧区长3.1m，宽32m，；厌氧区长3.6m，宽32m，分成三排，每排廊道宽分别取5m，4.8m，4.8m。每座好氧池装QJB4/4-1800/2-65/P型低速推进器4台，额定功率4kw。污泥泵池近远期同时设计，土建一次性完成，设备仅安装近期。型号：250-600-9-30台数：5台，近期两用一备，远期四用一备，备用泵置于库房，口径：250mm，流量：600m3/h，扬程：11m，功率：30kW，转速：980r/min，效率：78%，LBH=11m11m10 m。近远期同时设计，土建一次性完成，设备仅安装近期。型号：250-600-9-30台数：5台，近期两用一备，远期四用一备，备用泵置于库房，口径：250mm，流量：600m3/h，扬程：11m，功率：30kW，转速：980r/min，效率：78%，LBH=11m11m10 m接触消毒池近远期同时设计，近期1座，远期2座。接触池尺寸：长54m ，分为4格，超高0.5m，总高3.5m。污泥浓缩池近远期同时设计，近期在低水位下运行。池高7m，池径22m，超高0.5m。SFJ3000型搅拌机，直径3000mm，功率：0.85kw。近远期同时设计，近期在低水位下运行。池高7m，池径22m，超高0.5m。SFJ3000型搅拌机，直径3000mm，功率：0.85kw。污泥脱水机房近远期同时