存栏10000头生猪养殖场污水处理毕业设计论文.doc

装订线安徽工业大学 毕业设计（论文）说明书安徽工业大学毕业设计(论文)任务书课题名称存栏10000头生猪养殖场废水处理工程设计学 院 能源与环境学院专业班级环121 姓 名学 号1290毕业设计(论文)的主要内容及要求：本课题针对生猪养殖场水质水量的特点，要求经处理达标后排放，具体设计内容如下：1阅读英语学术论文，并翻译成中文；2根据设计资料和要求，参考相关文献与设计资料，确定最佳的处理工艺，撰写文献综述；3根据设计计算主要的工艺参数，确定各处理构筑物的尺寸，其次查阅相关书籍完成水力计算，完成设计计算书的编写；4根据计算结果绘制工艺流程图、平面布置图、高程布置图、主处理构筑物的平剖面图：要求用CAD绘制，总数不少于10张A1图纸（至少一张手工图）；5查阅给排水设备手册对处理过程中需要的通用设备进行选型；6根据现市场平均价格对本设计进行投资估算及运营经费估算；7完成本论文设计说明书的编写并详细审核。 指导教师签字： 摘 要 随着我国城市化进程和养殖业的发展，由规模化养猪场所引起的环境问题也越来越突出，特别是有关猪场粪污水的处理达标排放问题。高浓度废水的排放对环境会造成严重的污染，因此，需要对养猪场废水进行处理。 本设计为存栏10000头生猪养殖场废水处理工程设计，主要对养猪场排放的高浓度有机废水进行治理。养猪场废水的主要特点是含有大量有机物和悬浮物质，属于高浓度有机废水，直接排放会对环境造成巨大污染，故要求对其进行处理，经处理后水质应达到畜禽养殖业污染物排放标准（GB18596-2001）。 结合生猪养殖场的废水的特点，可采用两级处理使出水达标。一级处理主要采用物理法，用来去除废水中的悬浮物和无机物。二级处理主要采用生物法中的厌氧-好氧组合工艺（UASB+CASS）可有效去除污水中的COD和BOD5，达到了畜禽养殖业污染物排放标准（GB18596-2001）。 关键词：生猪养殖场废水 高浓度有机废水 UASB工艺 CASS工艺Abstract Along with the development of our country urbanization advancement and breeding industry, the environmental problems caused by the formalization piggry have become increasingly prominent, especially the piggery wastewater treatment discharge standards issues. The discharge of high concentration wastewater can cause serious pollution to the environment, therefore, it is necessary to deal with the pig farm wastewater. The design for the 10000 herds of pigs farms in engineering design, mainly for treatment of high concentration organic wastewater from pig farm. The main characteristic of the pig farm wastewater is a large amount of organic matter and suspended matter, which belongs to the high concentration organic waste water. For the direct discharge of wastewater will cause great pollution to the environment, so it is request to treat the wastewater. The quality of effluent after treatment should be reach the level ofEmission standard of pollutants for livestock and poultry breeding industry(GB18596-2001). Combined with the characteristics of the waste water of the pig farm, two treatment can be used to make the water up to the standard. First level of processing mainly use the physical methods, which removes the suspended matter and the inorganic substance in the sewage. Second levels of processing mainly use the anaerobic-aerobic combined technology of biology methods（UASB+CASS), which can be effective in the removal of COD and BOD in the sewage, reached the level ofEmission standard of pollutants for livestock and poultry breeding industry(GB18596-2001).Keywords:Pig farm wastewater；High concentration of organic wastewater; UASB process；CASS process目 录第一章 绪论11.1生猪养殖场废水来源11.2生猪养殖场废水特点11.3生猪养殖场废水危害11.4常见处理工艺21.5厌氧-好氧组合工艺2第二章 方案比较与选择32.1设计基础资料32.1.1 废水进水水质32.1.2 废水排放标准32.1.3 废水进水水量32.1.4设计范围32.2方案选择原则32.3工艺方案比较与选择42.3.1预处理工艺比较与选择42.3.2厌氧-好氧组合工艺比较与选择52.3.3污泥处理及处置工艺选择82.3.4方案确定8第三章 污水处理构筑物设计计算113.1格栅113.1.1设计依据113.1.2设计参数113.1.3格栅设计计算123.2 调节池143.2.1调节池的容积153.2.2调节池的尺寸153.2.3搅拌机及提升泵选型153.3平流式沉淀池163.3.1设计原则163.3.2设计参数173.3.3设计计算173.4水解酸化池203.4.1设计计算203.5 UASB工艺203.5.1设计规范213.5.2设计参数213.5.3设计计算223.6 CASS工艺303.6.1设计参数313.6.2设计计算313.7消毒池393.7.1设计参数393.7.2设计计算39第四章 污泥处理构筑物设计计算404.1污泥浓缩池404.1.1设计参数404.1.2设计计算404.2污泥脱水424.2.1设计参数434.2.2设计计算43第五章 污水厂平面布置445.1平面布置内容445.2平面布置的原则445.3管线设计445.3.1污水管线设计445.3.2污泥管设计455.3.3给水管设计455.3.4空气管设计45第六章 污水厂高程布置466.1高程布置原则466.2污水各处理构筑物之间连接管渠水力计算466.3污水各构筑物间高程布置476.4污泥各处理构筑物之间连接管渠水力计算486.5污泥各处理构筑物高程布置48第七章 经济技术计算507.1工程造价估算507.1.1土建费用507.1.2设备估价517.1.3工程直接投资527.1.4工程建造其他费用527.2工程总造价527.3运行管理费用52第八章 结论54参考文献55致谢56共 3 页 第 2 页装订线安徽工业大学 毕业设计（论文）说明书第一章 绪论 近年来，我国规模化生猪养殖业发展迅速，而且规模不断扩大，生产规模从几千头发展到几十万头。但与此同时，规模化生猪养殖场往往建在大中城市近郊和城乡结合部处，由于环境法规不健全、对污水处理认识不足，特别是养猪场资金短缺，绝大多数养猪场在建场初期未考虑猪粪便和污水的处理问题。养猪场排放的大量粪、尿与养殖场的大量废水大多数未经妥善回收利用与处理便直接排放，对环境造成严重的污染，产生极其不良的影响。不少养猪场粪便随地堆积，污水任意排放，严重污染了周围环境，也直接影响着养猪场本身的卫生防疫水平，降低了畜产品的质量。城市畜禽养殖业已经成为或正在成为与工业废水和生活污水相当甚至更大的污染源。对养猪场废水合理、有效的治理是必不可少的。1.1生猪养殖场废水来源生猪养殖场废水的来源主要是冲洗猪舍、粪便产生的大量废水，还有少量厂区卫生设备、公共大楼排放的污水。1.2生猪养殖场废水特点（1） 水量大、水力冲击负荷强；（2） 有机质浓度大，氨氮含量高。BOD5值高达2000-8000mg/L，COD值一般在5000-7000mg/L左右；（3） 废水的可生化性较好，水解、酸化快，沉淀性能好；（4） 废水中常伴有消毒水、重金属、残留的兽药以及各种人畜共患病原体1。1.3生猪养殖场废水危害（1） 对水体的污染 生猪养殖场废水属于富含大量病原体的高浓度有机废水，如果流入水体中将可能造成地表水或者地下水水质的严重恶化。由于猪粪、尿的淋溶性很强，猪粪、尿中含大量的氨、磷及水溶性有机物，如果不能妥善处理，就会通过地表径流或渗滤进入地下水层污染地下水，不经处理的废水流入河流、湖泊会引起水体富营养化，严重污染水体环境。（2） 矿物元素和重金属污染 在生猪的养殖过程中，饲料是不可缺少的。饲料中会大量添加无机磷等元素，添加的无机磷约75%为植物磷，由于植物磷不能被动物吸收、利用而直接排出体外，引起对环境的污染；饲料厂和养殖场普遍采用高铁、铜等微量重金属元素作为添加剂，由于禽畜对这些重金属元素的吸收和利用率都很低，易随粪便排出体外进入水体、土壤等环境，造成严重的环境污染。（3） 微生物污染 在生猪的养殖过程中，微生物会通过养殖场的废水排放而进入环境，从而造成严重的微生物污染。如果对这些废水不进行无害化处理，大量的有毒病菌一旦进入环境，不仅会直接威胁禽畜自身的生长和生存，对人体健康也会是个严重的威胁2 。1.4常见处理工艺 目前我国对于生猪养殖业废水的深度处理方法主要是利用生物法处理。 生物法是利用微生物来氧化分解水中污染物的方法，主要处理有机物，也能处理少量的无机物。生物法处理废水具有基础建设投资少、处理费用低、去除效果好、最终产物不产生二次污染和过程控制稳定等优点。因而常用来处理高浓度有机废水。生物处理技术主要分为好氧和厌氧处理技术。好氧处理主要有生物膜法和活性污泥法两大类；厌氧处理包括：UASB，IC塔等3 。 （1）好氧生物处理：是指在游离分子氧存在的条件下，好氧微生物降解有机污染物，使其稳定、无害化的处理方法。好氧生物处理的反应速度快，所需的反应时间较短，故处理构筑物容积较小，且处理过程中散发的臭气较少。所以目前对中、低浓度的有机废水，或者说BOD5浓度小于500mg/L的有机废水，基本上采用好氧生物处理。但是对于高浓度废水，好氧工艺进水时需对原废水稀释十倍甚至百倍，因此动力和清水消耗大，成本高。在养猪场废水中常用的好氧生物处理主要有：活性污泥法、生物接触氧化法，一般COD和BOD5的去除率为75%97%4 。（2）厌氧生物处理：在无氧的条件下，由兼性菌及专性厌氧菌降解有机污染物，最终产物是二氧化碳、甲烷、水、硫化氢和氨等产物。厌氧生物反应通常被划分成两个阶段：第一阶段是水解酸化阶段，第二阶段是甲烷发酵阶段。废水厌氧生物处理过程不需另加氧源，故运行费用低。此外，它还具有剩余污泥量少，可回收能量（CH4）等优点。但是通常厌氧处理后的污水达不到排放要求。养猪场废水厌氧处理中常用工艺有：升流式厌氧污泥床（UASB）、厌氧流化床等。一般COD和BOD5的去除率为80%90%5 。1.5厌氧-好氧组合工艺从80年代开始，厌氧-好氧生物处理组合工艺逐渐成为主导工艺 。厌氧-好氧组合工艺中：厌氧工艺能去除废水中大量的有机物和悬浮物，使与之组合的好氧工艺有机负荷减小，好氧污泥量也相应降低，使整个工艺的反应容积变小；厌氧阶段的容积负荷高、抗冲击负荷能力强，能够降低系统的基础建设费用，同时还可以回收沼气；厌氧工艺作为前处理工艺能起到均衡水质的作用，减少后续好氧工艺负荷的波动，使好氧工艺的需氧量大为减少且较为稳定，这样既节约能源又方便工业上的实际操作；好氧阶段的主要作用是进一步降低厌氧系统出水的各项污染指标，以便达到排放标准6。所以采用厌氧-好氧工艺处理养猪场废水，不仅克服了好氧处理的高能耗、高运行费用等缺点，也克服了厌氧处理出水不能达标排放的缺点，在经济及技术上均可行。因此从工程应用角度应优先采用厌氧-好氧组合工艺 。第二章 方案比较与选择2.1设计基础资料2.1.1 废水进水水质废水进水水质见表2-1。表2-1 污水进水水质项目 COD(mg/L) BOD5 (mg/L) SS (mg/L) pH NH3-N进水水质 12000 6000 600 6.8 3002.1.2 废水排放标准该污水处理厂排放的水直接排入附近的河流中，排水标准执行畜禽养殖业污染物排放标准（GB18596-2001），其标准限值见表2-2。 表2-2 废水排放标准限值表(单位：mg/L) 项目 COD BOD5 SS pH NH3-N 原水水质 12000 6000 600 6.8 300标准限值 400 150 200 69 80 2.1.3 废水进水水量 该生猪养殖场采用水冲清粪工艺，根据畜禽养殖业污染物排放标准（GB18596-2001）中关于水冲工艺最高允许排水量的规定，计算设计水量。 查畜禽养殖业污染物排放标准（GB18596-2001）中的规定，一头成年猪每天产生的粪便需要0.035m的冲洗水，仔猪的排水量按照成年猪的50%计算，则每天产生的粪便需要0.0175m的冲洗水。该生猪养殖场生猪存栏10000头，其中成年猪为8800头，仔猪约为1200头，则每天产生的冲洗水约为330m/d。总变化系数KZ=2.7/3.80.11=2.3，所以设计最大流量为760m/d。2.1.4设计范围本设计范围为：自污水汇流到污水处理厂后，经各个处理单元，至处理后的总排放口为止。包括污水处理构筑物的设计、污泥处理系统设计等。2.2方案选择原则本设计为生猪养殖场废水的处理，其处理方式与处理水量、原水水质、排放标准、建设投资、运行成本、处理效果及稳定性、工程应用状况、维护管理是否方便等因素有关。具体可以从以下几个方面考虑：1.本设计出水水质要求达到畜禽养殖业污染物排放标准（GB18596-2001）。2.采用成熟、稳定、经济合理的处理工艺，保证处理效果，并节省投资和运行费用。同时应充分考虑使用先进的前沿技术。3.设备选型兼顾通用性和先进性，确保运行高效、稳定、可靠。4.污水处理厂应运行灵活、管理方便、维修简单，充分考虑操作自动化，减少操作劳动强度。5.设计应新颖美观、布局合理，具有时代感。6.采取有效措施减小对周围环境的影响，合理控制噪声、气味，妥善处理、处置固体废弃物，避免二次污染。7.处理厂内应设置必要的监控仪表，提高管理水平。8.工程建设完成后，力争达到社会效益、经济效益、环境效益三者的最佳统一。2.3工艺方案比较与选择养猪场排出的粪、尿及废水中含有大量有机物、氮、磷、悬浮物及致病菌等，对环境质量造成极大影响。设计进水水质浓度高，要达到排放标准，污染物去除率高，使得任何单级生物处理都达不到要求，所以必须选择多级处理流程方能达到出水标准7 。根据国内外工程实践资料，本工程设计选用“预处理 + 厌氧-好氧组合工艺+污泥处理”的基本工艺流程。2.3.1预处理工艺比较与选择预处理的目的是使物料的理化性状适合于后续处理工艺要求，具有调节水质、均衡水量、去除废水中的较大悬浮物，以保证后续处理设施的正常运行以及降低其他处理设施的处理负荷的作用，同时为生物深度处理创造适宜的条件。 1.格栅生猪养殖场的废水中含有猪粪等较大的固体悬浮物，设计细格栅，可清除较大的悬浮杂物，保证后面的机泵正常运行。 2.调节池生猪养殖场的废水具有间歇排放的特点，排放的水质、水量变动大，因此设计一个均质调节池，均衡、调节废水的水质、水量、水温变化，保证后续处理工艺的稳定运行8 。 3.沉淀池 生猪养殖场的废水中的悬浮物浓度较高，因此需要采用沉淀池处理悬浮物质。沉淀池按水流方向来区分为平流式、竖流式及辐流式等三种9 。三种类型沉淀池的优缺点及适用条件见表2-3。表2-3 各类沉淀池的优缺点及适用条件类型 优点 缺点适用条件 平流式对冲击负荷和温度变化的适应能力强，沉淀效果好，施工简单，造价低。采用多斗排泥时，每个泥斗需单独设置排泥管，操作工作量大；采用机械排泥时，设备易被腐蚀。适用地下水位较高以及地质较差的地区；适用于大、中、小型污水处理厂。 竖流式排泥方便，管理简单，占地面积小。对冲击负荷和温度变化的适应能力较差；造价高；池径不宜太大。适用水质不好的小型污水处理厂。 辐流式采用机械排泥，运行较好，管理也较简单。池水水流速度不稳定；机械排泥设备复杂，对施工技术要求高。适用大、中型污水处理厂。因为本工程设计所处理的水量较小，属于小型污水处理站，且主要是对废水中的粪便和BOD5、COD进行处理，结合上面的比较选用平流式沉淀池。4. 水解酸化池 生猪养殖场废水中含有大量的非溶解性有机物，水解酸化池的主要目的是将原污水中的非溶解性有机物转变为溶解性有机物，提高污水的可生化性，以利于后续的好氧生物处理。2.3.2厌氧-好氧组合工艺比较与选择厌氧-好氧组合工艺的选择是整个处理工艺的核心，它属于生物法，是利用微生物具有氧化分解的功能，采取一定的人工措施，创造有利于微生物生长、繁殖的环境，使其大量增殖以提高氧化分解有机物效率的一种污水处理方法。下面对各种常见的厌氧、好氧工艺的优缺点进行比较与选择。1. 厌氧生物处理方法的比较与选择，见表2-4。表2-4 厌氧生物处理方法的比较工艺特点优点缺点传统消化法在一个消化池内进行酸化、甲烷化和固液分离。设备简单，成本低。反应时间长，池子的容积大，污泥易随水流被带走。厌氧生物滤池微生物大量固着生长在滤料的表面，适用于处理悬浮物量低的废水。设备较简单，能承受较高的水力负荷。反应池的底部容易发生堵塞现象，填料的费用较高。厌氧接触法用沉淀池分离污泥并进行回流；在消化池中进行适当的搅拌，污水在池内完全混合，能适应高浓度、高悬浮物的有机废水。能承受较高的水力负荷，有一定的抗冲击负荷的能力，运行较稳定。当负荷高时，污泥会流失，且设备较多，操作上的要求较高。上流式厌氧污泥床反应器（UASB工艺）消化和固液分离过程在同一个池内进行，微生物的量特高。负荷率高，池子容积大，所需能耗低，整个过程不需要进行搅拌，水力停留时间短。池子的构造复杂，如果运行不善，污泥会大量流失。两段厌氧处理法酸化和甲烷化在两个反应器中进行。能够承受较高的负荷，耐冲击能力强，运行稳定。设备较多，运行操作较复杂。综合上面的比较并结合本工程设计废水的特点，本工程设计考虑采用成熟的上流式厌氧污泥床（UASB）工艺作为厌氧段反应器。下面对UASB工艺进行简单的介绍：UASB（上流式厌氧污泥床反应器）由污泥反应区、气液固三相分离器和气室组成。在底部反应区存留有大量厌氧污泥，具有良好的沉淀性能和凝聚性能的污泥在底部形成污泥层。要处理的污水从厌氧污泥床底部流入与污泥层中污泥进行混合接触，污泥中的微生物分解污水中的有机物，把它转化为沼气。沼气以微小气泡形式不断放出，微小气泡在上升过程中，不断合并，逐渐形成较大的气泡，在污泥床上部由于沼气的搅动形成的污泥浓度较稀薄，该污泥和水在一起上升进入三相分离器，沼气碰到分离器下部的反射板时，折向反射板的四周，然后穿过水层进入集气室，集中在气室的沼气用导管导出，固液混合液经过反射进入三相分离器的沉淀区，污水中的污泥发生絮凝，颗粒逐渐增大，并在重力作用下沉降。沉降至斜壁上的污泥沿着斜壁滑回厌氧反应区内，使反应区内积累大量的污泥，与污泥分离后的处理水从沉淀区溢流堰上部溢出，然后排出污泥床。2. 好氧生物处理方法的比较与选择，见表2-5。表2-5 好氧生物处理方法的比较工艺优点缺点间歇式活性污泥法（SBR工艺）无需设置调节池，构筑物少；不易产生污泥膨胀，静止沉淀效果好，出水水质高；占地面积较小，耐冲击负荷能力强；工艺流程简单，管理费用低。设备较多，闲置率较高；污水提升水头损失较大；运行费用较高，操作管理程度要求高。接触氧化工艺对冲击负荷有较强的适应能力；操作简单、运行方便、易于维护管理；无需污泥回流，不产生污泥膨胀现象；污泥生成量少，颗粒较大，易于沉淀。设计或者运行不当会造成填料堵塞；布水、曝气不易均匀，可能在局部部位出现死角，总磷的去除效果较低。膜生物反应器（MBR工艺）处理效果优良，无需深度处理；占地面积小，节省资源；易于实现自动化控制；可以去除氨氮及难降解有机物。初期投资略高，膜需要定时清洗，操作管理不方便，设备维护费用高，膜组件使用寿命短，需要定时更换。氧化沟工艺污水混合效果好，对水温、水质、水量的变动有较强的适应性；污泥龄一般可以达到15至30天。占地面积较大；在寒冷的气候条件下，因为表面曝气器会造成表面冷却或结冰，降低污水温度，对生化反应影响较大。周期循环活性污泥法（CASS工艺）工艺流程简单，占地面积小，投资较低；生物反应推动力大；沉淀效果好；运行灵活，抗冲击能力强；不易发生污泥膨胀。设备较多，运行费用较高，对操作和管理的要求高 A/O生化工艺流程简单，具有脱氮除磷功能；出水水质高；系统运行稳定。控制要求高；实现自动化后，操作、管理简单。 SBR工艺较其他工艺比较，具有一定的优势，CASS工艺是在SBR工艺上发展起来的，即在SBR池内进水端增加了一个生物选择器，实现了连续进水，间歇排水10 。CASS工艺较SBR工艺的优点更为明显：CASS反应池有预反应区和主反应区组成，难降解有机物的去除效果更好。进水过程是连续的，因此，进水管道上无需设电磁阀等控制元件，单个池子可独立运行，而SBR进水过程是间歇的，应用中一般要2个或者2个以上的池子交替使用11 。排水是由可升降的堰式滗水器完成的，随水面逐渐下降，均匀处理后的清水排出，最大限度降低了排水时水流对底部沉淀污泥的扰动。CASS工艺每个周期的排水量不超过池内总水量的1/3,而SBR则为3/412 ，所以，CASS工艺比SBR工艺的抗冲击能力更好。CASS工艺的脱氮除磷效果较SBR的更为明显，生物选择器的设置为除磷创造了有利条件。对于生猪养殖场这种含有大量氮、磷的高浓度有机废水，CASS工艺作为好氧生物处理更为合适。故此次工程设计的厌氧-好氧组合工艺为UASB+CASS工艺。2.3.3污泥处理及处置工艺选择 污水处理过程中产生的污泥需要集中到污泥处理系统，进行统一处理和处置。如果污泥处理或处置不当，将会造成二次污染，形成新的污染，达不到污水治理的最终目的。1.污泥处理设计原则（1）根据污水处理工艺，按其产生的污泥量、污泥性质，结合污水厂的外部自然环境及处置条件选用符合实际的污泥处理工艺。 （2）根据城市污水处理厂污泥排出标准，采用合适的脱水方法，脱水后污泥含固率应大于20%。 （3）妥善处置污水处理过程中产生的栅渣、沉沙和污泥，避免造成二次污染。（4）尽可能地回收利用污泥中的有用物质，变废为宝。2.污泥处理与处置工艺污水经二级处理后，水中大多数有机物和无机物都转化为污泥，如果污泥处理不当，将造成二次污染，使污水处理的成果事倍功半。污泥处理要求如下：减少污泥体积，降低污染后续处置费用；减少污泥中的有害物质；利用污泥中可用物质，变废为宝；选用了生物脱氮除磷工艺，尽量避免磷的二次污染。由于本工程设计的污水处理厂的工程规模不是很大，故只采用浓缩脱水工艺。2.3.4方案确定 1.工艺流程图综上所述，选择以UASB+CASS 为主体工艺的污水处理方案，具体工艺流程图见图2-1。 图2-1： 生猪养殖场废水处理工艺流程图2.出水水质达标分析格栅对COD 、BOD5 不计去除率，只对SS有一定的去除率，经验值为5%10%,本设计中设有细格栅一道，SS去除率为8%。调节池只起调节水量的作用，不计其对COD 、BOD5 、SS的去除率。平流式沉淀池处理对象是悬浮物质,对SS的去除率为40% 55%，同时对BOD5的去除率为10%30%，本次设计中对SS的去除率取45%，对BOD5 的去除率取20%，COD的去除率取25%。水解酸化池对COD、BOD5 、SS的去除率都比较低。UASB工艺对COD的去除率为80%90%，对BOD5 的去除率为70%80%，对SS的去除率为30%50%，本次设计取COD的去除率为88%，BOD5的去除率为78%，SS的去除率为45%。CASS工艺对COD的去除率为89.7%90.6%，对BOD5的去除率为85%，对SS的去除率为91.3%94.4%。本次设计取COD的去除率为90%，BOD5的去除率为85%，SS的去除率为92%13 。因此，可以对此次工艺流程进行去除率计算，计算结果见表2-6。表2-6 达标计算结果 项目COD BOD5 SS 格栅 调节池进水120006000600出水120006000552去除率008% 平流式沉淀池进水120006000552出水90004800331去除率25%20%40%水解酸化池进水90004800331出水78004320304去除率13%11%8% UASB 池进水78004320304出水936950167去除率88%78%45% CASS 池进水936950167出水9414214去除率90%85%92%标准限值400150200 由上表可知，该工艺能满足排水的标准要求，故工程设计工艺流程图确定为图2-1。第三章 污水处理构筑物设计计算3.1格栅 格栅是由一组平行的金属或尼龙等非金属材料的栅条支撑的框架，设在处理构筑物之前，垂直或斜置于污水流经的渠道上，主要功能是去除污水中较大的悬浮物和漂浮物，保证后续处理系统的正常运行。目前格栅的种类繁多，发展较快，从格栅的型式来分，可分为链式机械格栅除污机、一体三索式格栅除污机、回旋式格栅除污机和阶梯式格栅除污机等。由于本工程设计的污水含有大量的固体悬浮物和大颗粒杂质，因此为防止污水中大量的固体悬浮物和杂质堵塞、损坏后续处理设施，污水在进入调节池前，设置格栅井（一用一备）。3.1.1设计依据查环境工程设计手册，设计依据如下： 1.污水处理系统前格栅栅条间隙，应符合下列要求：（1）人工清渣25mm40mm；（2）机械清渣16mm25mm；（3）最大间隙40mm。2.过栅流速一般采用0.6m/s1.0m/s。3.格栅前渠道内的水流速度一般采用0.4m/s0.9m/s。4.格栅倾角一般采用采用4575。人工清除的格栅倾角小时，较省力，但占地多。5.机械格栅不宜少于2台，如为1台时，应设人工清除格栅备用。6.栅渣量与地区的特点、格栅的间隙大小、污水流量以及下水道系统的类型等因素有关。在无当地资料时，可采用： （1）格栅间隙16mm25mm：0.10m30.05m3栅渣/103污水； （2）格栅间隙30mm50mm：0.030.10m3栅渣/103污水；栅渣的含水率一般为80%，密度约为960kg/m3。 7.在大型污水处理厂或泵站前的大型格栅（每日栅渣量大于0.2 m3），一般采用机械清渣。小型污水处理厂也可采用机械清渣。3.1.2设计参数总变化系数KZ=2.3设计流量Q=760 m3/d=32 m3/h=0.0088m3/s过栅流速v=0.6m/s格栅倾角=60栅前水深h=0.4m进水渠道渐宽部分展开角度1=203.1.3格栅设计计算 格栅计算如下： 栅条用矩形钢，栅条间隙宽度b=0.01m，栅条宽度s=0.01m，进水渠宽B1=0.2m。 1.栅条的间隙数 （3-1） 式中：Q设计流量，m3/s； 格栅倾角，=60；b格栅间隙，m； h栅前水深，m； n栅条间隙数，个。计算得： 格栅间隙n取5。 2.栅槽宽度 （3-2）式中：n栅条间隙数； s栅条宽度，m； b格栅间隙，m。计算得： 3.进水渠道渐宽部分的长度 （3-3）式中：进水渠道渐宽部分的展开角度； B栅槽宽度，m； B1进水渠宽，m。计算得： 4.栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度 （3-4） 式中：L1进水渠道渐宽部分长度，m。计算得： 5.通过格栅的水头损失设栅条断面为锐角矩形断面，=2.42，则： （3-5） 式中：K系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增加倍数，取k=3； 阻力系数，与栅条断面形状有关，当为矩形断面时=2.42。计算得： 6.栅后总高度 （3-6）式中：h2栅前渠道超高，一般采用0.5m。计算得： 7.栅槽总长度 （3-7）其中 计算得： 8.每日栅渣量 （3-8）式中：设计流量，m3/s； W1单位栅渣量，m3/103m3污水，取W1为0.12； KZ总变化系数。计算得： 选择格栅除污机型号、性能见表3-1。 表3-1 除污机性能 型号 安装角度 （）格栅间隙 b（mm）电动机功率（kw) 设备宽 (mm) 沟宽 (mm)HF-500 60 8 0.8 500 5809. 计算示意图 格栅计算示意图见图3-1。 图3-1 ：格栅计算示意图3.2 调节池进入污水处理系统的污水，其水质和水量随时可能发生变化，这对污水处理构筑物的正常运转非常不利，水质和水量的波动越大，处理效果就越不稳定，甚至会使污水处理构筑物遭受严重破坏。为减少水质和水量变动对污水处理工艺过程的影响，在进水处设置调节池，以均和水质和均衡水量，使后续处理构筑物在运行期间能达到理想的处理效果。一般来说，调节池具有下列作用15 ： 1.减少或防止冲击负荷对设备的不理影响； 2.使酸性废水和碱性废水得到中和，使处理过程中pH值保持稳定；3.调节水温；4.当处理设备发生故障时，可起到临时的事故贮水池的作用； 5.集水作用，调节进水量和抽水量之间的平衡，避免水泵启动过分频繁。3.2.1调节池的容积调节池的容量： （3-9）式中： Q最大时平均流量，m3/h； t停留时间，h，本设计取4.0h。计算得： 3.2.2调节池的尺寸 设调节池的有效水深为2m，根据计算的调节容积，确定调节池的尺寸为：采用矩形池，池的表面积为 （3-10）式中：V调节池体积，m； h调节池有效水深，m。计算得： 采用矩形池子，取池长L=9.1m，则池宽B=7m。考虑0.5m的超高，即调节池的尺寸为9.1m7m2.5m。3.2.3搅拌机及提升泵选型 1.搅拌机选型 在调节池内安装两台搅拌机，防止沉淀，搅拌机型号为JBJ-800。 2.提升泵选型在调节池内安装一台提升泵，型号100JWQ35-10-1600-3，流量为35/h，扬程H=10m，配套电机功率为3KW，出口直径DN150。3.3平流式沉淀池污水中含有大量的固体悬浮物，在前面的处理中得到一定的去除，设置沉淀池是为了更好的去除小颗粒的固体悬浮物，为后续的处理工艺提供良好的水质。平流式沉淀池是废水从池的一端进入，另一端流出，水流在池内做水平运动。平流式沉淀池设有进水区、沉淀区、出水区和污泥区。进水区的作用是使水流均匀分布在整个断面上，尽可能减小扰动。沉淀区中，要降低沉淀池中水流的Re数和提高水流的Fr数。沉淀后出水应尽量在出水区均匀流出。及时排出沉于池底的污泥使沉淀池工作正常，保证出水水质。污泥区和清水区应该有一个缓冲区，以减轻水流对存泥的搅动16 。3.3.1设计原则 查环境工程设计手册，设计原则如下： 1.设计流量： (1) 当污水由泵提升后进入沉淀池时，应按水泵的最大设计出水量计算；(2