B市的城市排水管网规划工程毕业设计.doc

B市的城市排水管网规划工程毕业设计第一节 城市排水管网设计一 自然概况：B市位于东北地区辽宁省，地势西北方向较高，东部次之,南部最低。在城的中间，一条铁路自南向北横穿整个城区。在城的东部，河流流经城区的南部。地势西北高东南低，整个城区分为二区，铁路南侧为区，铁路北侧为区。另外整个城区有三家排水量较大的工厂。二 排水体制及布置方式的确定： 根据B市的情况，综合考虑各种排水体制的特点，经过经济效益，社会效益和环境效益比较，本设计科学合理地选择排水系统为分流制，即设置污水排水系统和雨水排水系统两个分别独立的排水系系统。城市污水经污水处理厂后排入水体，雨水不经处理，直接就近地排入河流水体。从环境保护上看，初雨径流未加处理就直接排入水体，对城市水体会造成影响，有时还会很严重，这是分流体的缺点。若采用合流制，控制和防止水体的污染是比较好的。但分流制较为灵活，比较容易适应社会需要，又能符合城市卫生的要求，所以能被广泛采用。从造价方面，分流制较合流制高，但污水厂及泵站的造价较合流制低。从维护管理上看，分流制可保证管内的流速，不致发生沉淀，同时，流入污水厂的水量、水质变化小，污水厂的运行易于控制。总之，排水系统体制的选择是一项很复杂的工作。三 排水管道布置 城市地形大致坡向一边，可初步确定建一个污水厂，厂址位于地势较低一边，且位于河流下游的东面，为遵循尽可能在管线较短，埋深较小的情况下，让最大区域的污水自流排出。街道支管布置在街坊地势较低的一侧，干管基本与等高线垂直，主干管在城市周边。（详见排水管网平面布置图） 在设计中，初步考虑两套方案，管道布置如图一、二，从大体上看，两套方案的布置大致相同。通过上机调试各条干管与主干管埋深都符合要求，而且中途不需要设提升泵站，从总造价上比方案一比方案二投资小，因此选第一方案。四 雨水管渠（一）雨水管渠设计的基本要求： 能畅通地及时地排走城镇与工厂的雨水（二） 雨水管渠平面布置的特点： 1 充分利用地形，就近排入水体； 2 根据城市规划布置雨水管道。通常，应根据建筑物的分布，道路布置及街坊内部的地形，出水口位置等布置雨水管道，使雨水以最短距离排入街道低侧的雨水管道； 3 雨水口的布置应使雨水不致漫过路口，以保证路面雨水排除通畅； 4雨水管渠采用明渠或暗渠，但应结合具体条件确定；（三） 雨水管渠水力计算的设计数据： 1 设计充满度： 雨水中主要含有泥砂等无机物质，不同于污水的性质，加以暴雨径流量大，而相应较高设计重现期的暴雨强度的降雨历时一般不会很长，故管道设计充满度按满流考虑。 2 设计流速：为避免雨水所夹带的泥砂等无机物质在管渠内沉淀下来而堵塞管道。室外排水设计规范规定：满流时管道内最小流速应等于或大于0.75 m/s，明渠内最小流速应等于或大于0.4m/s。 为防止管壁受到冲刷而损坏，影响及时排放，规范规定，金属管道最大流速为10m/s，非金属管最大流速为5m/s。 3 最小管径和最小设计流速： 雨水管道的最小管径为300mm， 相应的最小坡度为0.003，雨水口连接管的最小管径为200mm， 相应的最小坡度为0.01。 4 最大埋深、最小埋深： 污水管道的最小覆土厚度，应满足 下述三个因素：必须防止管道内的污水冰冻和因土壤冰冻膨胀而损坏管道。规范规定：无保温措施的生活污水管道或水温和其接近的工业废水管道，管底可埋设在冰冻线以上0.15m，并应保证管顶最小覆土厚度；有保温措施或水温较高的管道，管底在冰冻线以上的距离可加大。必须防止管壁因地面荷载受到破坏，为此管顶需要有一定 厚度的覆土。例如：车行道下管道的最小覆土厚度不宜小于0.7米，非车行道下管道若能满足条件可适当减小。（1） 必须满足街道连接管在衔接上的要求。这三个数值中的最大一个数值就是这以管道的允许最小覆土厚度。一般在干燥土壤中，最大埋深不超过7-8m，在多水、流砂、石灰岩地层中，不超过5m。雨水管线的布置应垂直等高线，应尽量少穿越铁路，并采用分散出水口式的管道布置形式。五 污水泵房进水泵站安装五台14sh28A型清水泵，四用一备，将污水提升至平流沉砂池。第二节 污水厂设计一 污水厂规模及水质处理目标（一）未经处理的城市污水任意排放，不仅会对水体产生严重污染，而且直接影响城市的发展和生态环境，危及国计民生。 所以在污水排放水体前，必须对城市污水进行处理。而且工业废水排入城市排水管网时，必须符合一定的排放标准。最后流入管网的城市污水统一送到污水处理厂处理后排入水体。在制定污水处理系统方案时，确定污水处理厂的厂址是重要的环节，它对周围环境卫生、处理厂基建投资及运转管理都有很大影响。选择厂址时，必须进行深入调查研究、现场踏勘，有时需做拟选厂区附近的补充地形测量。 选择厂址时应遵循以下原则：（1） 应尽可能少占农田和不占农田，若处理后污水用于农业、渔业，其位置便于农田灌溉，雨塘灌水和运输污泥。（2） 厂址必须位于集中给水水源下游，并应设在城区的下游和夏季主导风向的下风向。保证卫生要求，厂址应与城镇、工厂厂区、生活区，居民点保持一定的距离，但也不宜太远，以免增加管道长度、提高造价。（3） 厂址应尽量能与回用处理后污水的主要用户靠近、或与出口尾渠在一起。（4） 厂址不宜设在雨季易受水淹的低洼处。靠近水体的处理厂要求考虑不受洪水威胁。厂址应尽量设在地质条件较好的地方，以便施工、降低造价。（5） 要充分利用地形，应选择有适当坡度的地区，以满足污水处理构筑物的高程布置的需要，减少土方工程量。（6） 厂址选择要考虑远期发展的可能性，有扩建的余地。（7） 厂址的选择应考虑交通运输及水电条件。二 污水处理流程 (2-1) 污水处理厂流程图 处理厂的工艺流程是指在达到所要求的处理程度的前提下，污水处理各单元的有机组合，构筑物的选型则是指处理构筑物形式的选择。两者是相互联系，互为影响的。 水体有一定的自净能力，可根据水体自净能力来确定污水处理程度。设计中既要充分地利用水体的自净能力，又要防止水体遭受污染，破坏水体的正常使用价值。城市生活污水一般以BOD物质为主要去除对象，因此，处理流程的核心是二级生物处理法-活性污泥法。 生活污水和工业废水中的污染物质是多种多样的，不能预期只用一种方法就能够把所有的污染物质去除，一种往往需要通过有几种方法组成的处理系统，才能达到处理要求的程度。 按处理程度化，污水处理可分为一级、二级和三级处理。一级处理的内容是去除污水中呈悬浮状态的固体污染物质，物质处理的方法是物理处理法，它大部分只能完成一级处理的要求。经过一级处理后的污水，BOD只去除25%左右，仍不能排放，还必须进行二级处理。 二级处理的主要任务是大幅度的去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质，去除率可达90%以上，处理后的BOD5的含量可能降到20-30mg/l。一般地说，经二级处理后，污水已具备排放水体的标准。 一级和二级处理法，是城市污水经常采用的，属于常规处理法。当对处理过的污水有特殊要求时，才继续进行三级处理。 污泥是污水处理后的副产品，也是必然的产物，如从沉淀池排出的沉淀污泥，从生物处理排出的剩余生物污泥等。这些污泥如不加以妥善处理，就会造成二次污染。污泥处理的方法是厌氧消化，在厌氧消化过程中产生大量的消化气是宝贵的能源，可用来发电等。消化后的污泥含水率仍然很高，不宜长途输送和使用，因此，还需要进行脱水，干化处理。 本工程采用的污泥处理流程如下图所示：三 工艺平面图的布置 平面布置在满足工艺流程的前提下，利用原有的地形布置。布置大致分为三区：生活区、污水处理区、污泥处置区，布置紧凑，进出水流畅，节省占地。其中综合楼、宿舍、食堂、办公室等在入厂正门一侧附近，方便本厂职工办公和起居生活，同时也方便外来人员。格栅间气味大，锅炉房多烟尘，污泥区设在地势较低和夏季主导风向的下风向。在脱水机房附近没有后门，以减少煤、灰、泥饼、栅渣外运时对环境的污染。另外消化池压缩机房和沼气罐应组合在一起，采取隔离措施，防水防暴确保安全。服务人口为560000人。四 工艺设计：（一）污水处理构筑物 1 格栅（1）泵前格栅的栅条间隙，应根据水泵要求确定。（2）水处理系统前格栅的栅条间隙，应付和下列要求：1) 人工清除 2540毫米2) 机械清除 1625毫米3) 最大间隙 40毫米污水处理厂亦可设置粗、细两道格栅。（3）如果泵前格栅间隙不大于25毫米时，污水处理系统前可不再设置格栅。（4）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。在无当地运行资料时，可采用： 格栅间隙1625毫米0.100.05 栅渣/污水 格栅间隙3050毫米0.030.01栅渣/污水栅渣的含水率一般为80%，容重约为960公斤/。（5）在大型水处理厂或泵站前的大型格栅（每日栅渣量大于0.2），一般应采用机械清渣。（6）机械格栅不宜少于2台，如为1台时，映射人工清除格栅备用。（7）过栅流速一般采用0.61.0米/秒。（8）格栅前渠道内的水流速度一般采用0.40.9米/秒。（9）格栅倾角一般采用（10）通过格栅的水头损失一般采用0.080.15米。（11）格栅前必须设置工作台，台前应高出栅前最高设计水位0.5米。工作台应有安全和冲洗设施。（12）格栅前工作台两侧过道宽度不应小于0.7米。工作台上正面过道宽度：1）人工清除 不应小于1.2米；2）机械清除 不应小于1.5米；2 沉 砂 池沉砂池的功能是去除比重较大的无机颗粒（如泥砂、煤渣等，它们的相对密度约为2.65）。以便减轻无机颗粒对水泵、管道的磨损；也可减轻初沉池及沉淀池的负荷，改善污泥处理构筑物的处理条件。本次设计采用平流沉砂池。平流沉砂池由入流渠、出水渠、闸板、水流部分击沉砂斗组成。它具有截留无机颗粒效果较好，工作稳定，结构简单、排砂较方便等优点。设计数据：（1） 最大流速为0.3米/秒，最小流速为0.15米/秒；（2） 大流量时停留时间不小于30秒,一般采用3060秒；（3） 有效水深应不大于1.2米，一般采用0.251米，每格宽度不宜小于0.6米；（4） 进水头部应采取消能和整流措施；（5） 池底坡度一般为0.010.02，当设置除砂设备时，可根据设备要求考虑池底形状。3 初 沉 池初次沉淀池是一级污水处理厂的主体处理构筑物，或作为二级污水处理厂的预处理构筑物设在生物处理构筑物的前面。处理的对象是悬浮物质（SS可去除40%55%以上），同时可去除部分（约2030%），可改善生物处理构筑物的运行条件并降低其负荷。本次设计采用中心进水周边出水的辐流式沉淀池。其设计数据如下：（1）池子直径（或正方形的一边）与有效水深的比值一般采用612；（2）池径不宜小于16米；（3）池底坡度一般采用0.05；（4）一般均采用机械刮泥，也可附有气力提升或静水头排泥设施。（5）当池径（或正方形的一边）较小（小于20米）时，也可采用多斗排泥；（6）在进水口的周围应设置整流板，整流板的开空面积为断流面积的1020%；（7）刮泥机旋转速度一般为13转/小时，外围刮泥板的线速度不超过3米/分钟，一般采用1.5米/分钟。4 曝 气 池曝气池是活性污泥法的核心。活性污泥法是利用河川自净原理，人工创建的高效生化净化污水之方法。传统活性污泥法是一种能得到较好处理水的方法。不对，对负荷变动适应较薄弱。所以本次设计在推溶型污泥法的基础上进行改良，使其具备多种运行方式。 如：（1）按传统活性污泥法系统进行，（2）按阶段曝气系统运行，（3）按再生-曝气系统运行。可灵活运用，使其能更大范围内适应负荷的变动，具体形式见图纸4曝气设施一般要求：（1）在满足曝气池设计流量时生化反应的需氧量以外，还应使混合液含有一定剩余BOD值，一般按2毫克/升计；（2）使混合液始终保持悬浮状态，不致产生沉淀，一般应使池中平均水流速度在0.25米/秒左右；（3）设施的充氧能力应便于调节，有适应需氧变化的灵活性；（4）充氧装置应易于维修，不易堵塞，出现故障时，应易于排除；（5）应考虑气候因素，如冬季溅水解冰问题。5 二 沉 池二次沉淀池设在生物处理构筑物（活性污泥或生物膜法）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），它是生物处理系统的重要组成部分。设计数据：表面负荷 1.01.5；沉淀时间 1.52.5小时；出水堰负荷可按 1.52.9升/（秒米）；6 浓 缩 池初次沉淀污泥含水率介于9597%，剩余活性污泥达99%以上。因此污泥的体积非常大，对污泥的后续处理造成困难。污泥浓缩的目的在于减容。重力浓缩池主要用于浓缩初沉污泥及初沉污泥和剩余活性污泥的混合泥。重力浓缩池按其运行方式分为连续流和间歇流，按其池型分为圆形及短型。连续流污泥浓缩池也可采用沉淀池形式，一般位竖流式或辐流式。设计规定及数据：（1）初次沉淀污泥时，其含水率一般为9597%，污泥固体负荷采用80120公斤（日），浓缩后的污泥含水率可到9092%；当为活性污泥时，其含水率一般为99.299.6%，污泥固体负荷采用2030公斤/（日）。浓缩后的污泥含水率可到97.5%左右。当为初次沉淀污泥及新鲜活性污泥的混合污泥时，其进泥的含水率，污泥固体负荷及浓缩后的污泥含水率，可按二种污泥的比例效应进行计算。浓缩池的有效水深一般采用4米，当为竖流式污泥浓缩池时，其水深按沉淀部分的上升流速一般不大于0.1毫米/秒进行核算。浓缩池的容积并应按浓缩1016小时进行核算，不宜过长。（2）连续式污泥浓缩池，一般采用圆形竖流或辐流沉淀池的形式。污泥室容积，应根据排泥方法和两次排泥间隔时间而定，当采用定期排泥时，两次排泥间隔一般可采用8小时。浓缩池较小时可采用竖流式浓缩池，一般不设刮泥机，污泥室的截锥体斜壁与水平面所形成的角度，应不小于，中心管按污泥流量计算。沉淀区按浓缩分离出来的污水流量进行设计。辐流式污泥浓缩池的池底坡度，当采用刮泥机时可采用0.01，当采用吸泥机时可采用0.003。（3）浓缩池的上清液，应重新回流到处沉池前进行处理。污泥浓缩池一般均散发臭气，必要时应考虑防臭或脱臭措施。其他设计数据可参用沉淀池有关规定。7 消 化 池 污泥厌气消化，是为了使污泥中的有机物质，变为稳定的腐殖质，同时可以减少污泥的体积（约6070%），并改善污泥的性质，使之易于脱水，破坏和控制致病得生物，并获得有用的副产物如沼气等，主要的厌气消化处理构筑物，就是消化池。这是一种人工处理污泥的构筑物，在处理过程中加热搅拌，保持泥温，达到使污泥加速消化分解的目的。 消化池的形式由龟甲形、圆柱形和椭圆形三种，一般多采用圆柱形。 一般规定：（1）分级消化：目前常采用的是二级消化，消化过程分在两池串联进行。在一级消化池中，设有集气、加热、搅拌等设备，不排除上清液。污泥中有机物的分解主要是在一级消化池完成，在此期间产气最活跃。在二级消化池中设有集气设备，及撇除上清液装置，但不再加热和搅拌，污泥在二级消化池中最后完成消化，全部消化过程产生的上清液都由二级消化池排除。由于没有搅拌，上清液带出的固体物很少，同时污泥在此池可进行贮存，浓缩，排出的消化污泥含水率较低。二级消化比较单级消化的总池容可减少，上清液含固量较少，总耗热量也可减少，有条件时宜考虑采用。（2）池内温度和消化天数：中温消化最佳温度为34,控制温度33 35，其消化停留天数根据进泥的含水率，及要求有机物分解的程度而确定，一般为2530天，即总投配率为34%。当采用两极消化时，一级消化池与二级消化池的停留天数的比值，可采用1：1、2：1或3：2。（3）消化池的清扫：为了维持消化池的设计容积，设计中应包括定期清扫砂子的设备。应能临时将砂子以上的污泥抽送到另一座消化池，或其他贮存设备中，借助高压水冲洗池底的砂子，用泵抽空，进行处置。冲洗水的压力应大于7公斤/。8 附 属 构 筑 物一、接触池为进一步处理污水，需在排放前进行加氯消毒，其过程在接触池中进行。设计接触时间为30分钟。二、 贮泥池污泥投配池，至少设置两个，其容积可依据来泥量及投配的方式确定，一般为12小时的贮泥量。池中应设置液位指示仪，以便控制初沉池污泥和活性污泥的配比，即进入消化吃得透配量。三、沼气罐污泥消化池产生的沼气，会有大量的甲烷，一般应充分考虑进行收集，贮存和利用。产生的沼气量为812倍污泥量。四、计量设施准确掌握污水厂所处理的污水流量，对提高工作效率和运行管理水平非常必要。污水处理厂总处理水量的计量设施，一般安装在沉砂池与初沉池之间或设在总出水管道上。有条件时，应对各处理构筑物分别进行计量，但这样会增加水头损失。第二篇 设 计 计 算第五章 排 水 管 网 电 算第1节 雨 水 电 算见附录表（三）第2节 污 水 电 算见附录表（一）第3节 方 案 比 较方案一：由于城市地形东北高，西南低，所以污水厂及出水口设在城市西南部，使所有污水尽量靠重力排出。区的局部交通复杂地区的干管汇交后接入主干管排出，主干管平行于河流布置，干管垂直于河流布置，有两处管线穿越铁路。方案二：污水厂及出水口位置不变，区的局部地区自行设干管接入主干管后排出，主干管平行于河流布置，有一处管线穿越铁路。由上述电算数据及结果可知： 第一套总造价：1626万元 无泵站第二套总造价：1655万元 无泵站经过比较，第一套方案，造价低，故选择第一套方案。通过上机多次调试，各条干管和主干管的埋深都符合要求。 第六章 污水处理厂工艺计算第 1 节 格栅工艺计算1 栅条的间隙数设栅前水深 h=0.8m，过栅流速v=0.9m/s ，选用中格栅，栅条间隙宽度b=0.02m,格栅倾角a=700，则n=Qmaxsina1/2/(bhv)=1.1168.4/0.020.80.9=732 栅槽宽度设栅条宽度S=0.01mB=S(n-1)+bn=0.01(73-1)+0.0273=2.18m（6-1） 格栅计算图3 进水渠道渐宽部分的长度设进水渠宽B1=1.40m,其渐宽部分展开角度a1=200（进水渠道内的流速为0.7m/s） l1=(B-B1)/2tga1=(2.18-1.4)/(2tg200)=1.07m4 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度（m）=1.07/2=0.54m通过格栅的水头损失.5 设栅条断面锐角矩形断面b=2.42,k=3h1=b(s/b)4/3v2sinak/2g.=2.42x(0.01/0.02)4/30.92/29.8sin703=0.105m 取0.11m6 栅后槽总高度设栅前渠道超高h2=0.3m ，栅前糟高H1=0.7+0.3=1.0m=0.7+0.11+0.3=1.11m7 栅槽总长度L=l1+l2+1+0.5+H1/tga=1.07+0.54+1.0+0.5+1.0/tg700=4.14m8 每日产渣量在格栅间隙20mm的情况下，设栅渣量为每1000污水产0.07W=864001.1160.07/10001.27=5.3m3/d因5.3 m3/d0.20 m3/d,宜采用机械清渣。第 2 节 平流沉砂池工艺计算本工程设计采用平流沉砂池。1 设计参数 设计流量：Q=1116.2l/s； 设计流速v=0.25m/s , 流行时间：T=40；2 沉砂池长度水流断面面积 A=Q/v=1.116/0.25=4.5m23 池的总宽度设计n=4每格宽度b=1.2m，则B=41.2=4.8m；（没有考虑隔墙厚）4 有效水深h2=4.5/4.8=0.94m5 贮泥区所需容积 设T=2d, 则V=86400Q(max)XT/Kz1000000=4.45式中，X为单位污水量沉淀的悬浮泥砂量。6 每个沉砂斗的容积设每一个分格有1个沉砂斗，V。=4.45/4=1.117 沉砂斗各部分尺寸及容积设斗底宽a1=1m，斗壁与水平面的倾角为550，斗高h3=0.8m，则沉砂斗上口宽为a=2h3/tg55+a1=2.12m沙斗容积V.=h3(2a2+2aa1+2a21)/6=1/622.122+22.121+212)=2.03(1.23)8 沉砂斗高度采用机械排砂,设计池底坡度为0.02,坡向砂斗沉泥区高度为h3=h3+0.02l1=0.8+0.02(10-2.12)=0.96m9 池子总高度设超高h1=0.3,H=h1+h2+h3=0.3+0.93+0.96=2.19第3节 初沉池工艺计算 本工程采用辐流式初沉池，该沉淀池运行稳定，管理简单，排泥设施已定型，对大中型污水厂较经济；1、 沉淀部分水面面积设表面负荷q=2，n=4个，则F=Q/nq=4017.6/8=502.2m2、 池子直径D=(4F/3.14)1/2=25.3取26.0m3、 沉淀部分有效水深取沉淀时间t=1.5h，则h=qt=34、 沉淀部分有效容积v=Qmaxt/n=4017.61.5/4=1506.6 5、污泥斗部分所需容积设S=0.5L/(人d),T=4h,则=370000N工=0.27400+0.64400+0.17390/3.645=22000N=560000V=SNT/1000=0.55600004/1000224=16.256、污泥斗容积设r1=2,r2=1，则h5=1m7、污泥斗以上圆锥部分污泥容积设池底径向坡度为0.05，则h4=(R-r)x0.05=0.55，8、污泥总容积9、沉淀池总高度设超高h1=0.3则10、沉淀池池边高度 11、径深比D/h=26.0/3=8.67(符合要求)12、堰负荷计算Q=1116.2/43.14d=3.182.9要设双边进水集水糟.第4节 曝气池工艺计算 本设计采用传统推流式曝气池，曝气池污泥负荷0.3kgBOD5/(kgMLSS.d)，污泥浓度为2500mg/L,污泥指数SVI=100,污泥回流比R=0.35。曝气池的运行方式，以传统的活性污泥运行方式为基础，可以按阶段曝气系统和再生曝气系统运行。1 污水处理程度的计算设每人每天排放BOD为27g,SS为40g,则总的BOD5=27560000+(200300+600220+100280)24/75800=269原污水的BOD5值为269mg/L,经初次沉淀处理，的去除率按35%考虑，则进入曝气池的污水，其BOD5值为：269（1-35%）=174.85mg/L，计算去除率，首先计算处理水中非溶解性BOD5值，设b=0.09,Ce=25mg/l,Xa=0.4,：=处理水中的溶解性BOD5值为：25-6.39=18.61mg/L去除率n=(174.85-18.61)/174.85=0.8932 曝气池的体积 按污泥负荷计算，曝气池的体积计算公式为：V=QSU/XNS=QSAx0.8/XNS，取NS=0.3,Q=8.12104,X=2500，V=75800174.850.8/25000.3=14137设4组曝气池，每组体积为：14137/4=3600名义停留时间为：t=14137/75800=0.187=4.49h3 确定池体有效水深h=4.5m ,每组曝气池面积为F=3600/4=800池宽B=6.0m ,池长Lz=F/B=800/6=133.3，B/h=6/4.5（符合要求），Lz/B=133.3/6=22（符合要求）设五廊道式曝气池，每个廊道长为：Lz=133.3/5=28取超高0.5m，则池总高度为：H=4.5+0.5=5.0 m 在曝气池面对初次沉淀池和二次沉淀池的一侧，各设横向配水渠道，并在池中部设纵向中间配水渠道与横向配水渠道相连接。在两侧横向配水渠道上设进水口，每组曝气池共有5个进水口。(6-3) 曝气池平面图4 曝气系统的计算与设计设计采用鼓风曝气系统。（1）平均时需氧量的计算O2=aQSR+bVXv取a=0.5,b=0.15 Q2=(0.575800174.850.8+0/1000=10584kg/d=441kg/h（2）最大时需氧量的计算 根据原始K=1.2，代入得：Q2(max)=11664kg/h=486kg/h（3）每日去除的BOD5值 BOD5=75800(174.85-20)/1000=11738kg/d（4）去除每公斤BOD的需氧量Q=10584/11664=0.91 5 供气量的计算采用固定式的微孔空气扩散器，敷设于距池底0.2m处，淹没水深4.0m，计算温度定为300C，查表得水中溶解氧饱和度（1）空气扩散装置出口处的绝对压力Pb值为：（2）气泡离开池表面时氧的百分比Qt值为：（3）曝气池混合液中平均饱和度（按最不利的温度条件考虑）： （4）换算为在200C条件下，脱氧清水的需氧量为：=相应的最大时需氧量为：（5）曝气池平均时供气量为： （6）曝气池最大时供气量为： （7）去除每kgBOD5的供气量为： 8216/654724=29.8 （8）每立方米污水的供气量为： 本系统不采用空气在回流污泥并提升污泥，空气总用量最大为9049m3/h。6 空气管系统计算一个廊道的平面积286=168,采用固定式微孔空气扩散器，通过尝试计算得：在相邻的两个廊道的隔墙上设一根干管，每根干管设6根支干管，。每根支干管设有6根支管，每根支设有10个曝气头，则1个廊道共有曝气头：1063=180个，每个曝气头的服务面积为：168/180=0.93，符合要求。 选择一条从鼓风机房开始的最远的管路作为计算管路。空气干管和支管以及配气管的管径根据通过空气量和相应的流速加以确定，查表的比摩阻，乘以长度得到空沿程损失；局部损失折算成当量长度计算，曝气管系统的计算见附录表（三）由表四计算的空气管道系统的总压力损失为：H=228.81mmH2O,取0.3mH2O,固定平板型微孔扩散器的水头损失为1.50mH2O，则总损失为：1.5mH2O+0.3mH2O=1.8mH2O7 空压机的选定扩散器距池底为0.2m，因此鼓风机所需的压力为：P=1.8+（4.5-0.2）9800=59780Pa取60KPa.最大时供气量9049m3/h，平均时供气量8216 m3/h 。（6-4） 空气管路计算图根据所需压力及空气量，决定采用SD60型空压机3台，该型空压机风压68KPa,风量160，正常条件下，2台工作1台备用。第5节 辐流式二次沉淀池工艺计算本设计采用辐流式二次沉淀池。二沉池的集配水是采用双层中管式集配水井，曝气池的来水经中心管进入内层配水井，由配水井均匀地分配给二沉池，二沉池的出水经集水槽汇集，送入外层集水井，然后由集水井进入出水管道送走。每座沉淀池配有刮泥机1座，刮泥机线速度为1.5m/min。二沉池设有专门放空时用的放空管道，由于放空管的高程位置限制，池内部分存水不能放尽，需要在放空井内设置临时潜水泵抽升，方可放空。当地下水位较高时，二沉池不能完全放空，以免引起二沉池池体上浮。1 沉淀部分水面面积表面负荷的取值范围为：，A=Q/q=11163600/1000=4017.62 池子直径共设8个沉淀池，则A1=4017.6/8=502.2,D=(4a/3.14)1/2=26m3 沉淀部分有效水深取停留时间t=2.5则H=qt=12.5=2.5m4 二沉池的出水堰负荷q=1116/8263.14=1.342.9，设单边进水就行。5 污泥区容积采用机械吸泥机，二沉池污泥区容积2h计算，则 V=4(1+R)QR/8(1+2R)=4(1+0.35)11160.5/8(1+20.35)=4006 污泥斗容积设池边坡度0.05，进水头部直径为2.10m,则锥体部分容积为：则还需一段柱体装泥，设其高为h4，h4=400-109.23/3.14168=1m7 沉淀池的池边高度H=0.3+2.5+0.5+1=4.3 (符合推荐值)8 沉淀池的总高度第6节 污泥和消毒设计计算1 加氯量确定采用液氯消毒，加氯量应经试验确定。对生活污水，当无实测资料时，可采用下列数值：(a)一级处理后的污水20-30；(b)不完全人工二级处理的污水10-15；(c)完全人工二级处理后的污水5-10；本工程无实测资料，采用加氯量为8，则m=8111686400/1000000=772kg/d2 混合池计算接触时间取30min，接触池的容积为：11163060/1000=60202 3 加氯消毒设备污水的二级处理消毒一般采用季节性加氯，在夏季污水污染严重时加氯消毒。本工程选用ZJ-1型加氯机2台，氯库共存氯15天，需要30天氯瓶；另外，设1专用水池为氯瓶降温和安全之用。第7节 计量堰设计计算本工程采用巴氏计量槽，其中，m=0.45；H为堰顶水深；b为堰宽；Q为流量。流量为Q=1116.2L/s,查表得：b=0.9m,H1=0.68，则第8节 浓缩池工艺计算1、 本设计污泥浓缩池采用两座圆形辐流式浓缩池，设有刮泥设备，采用周边转动，周边线速度2.0m/min。浓缩池设计简图如下图：浓缩池泥量的计算X=Y(Sa-Se)Q-KdVXvX=0.50.0863775800-0.07111601.875=4300 Qs=X/fXr=4300/0.759.643=594.56采用间歇排泥，剩余污泥量为594.56m3/d含水率P1=99.4，污泥浓度为7.5g/L,浓缩后的污泥浓度为30g/L，含水率P2=97。2、浓缩池的直径采用带有竖条栅条污泥浓缩机的辐流式重力浓缩池，浓缩池污泥固体通量M=25kg/(m2.d)。浓缩池的面积A=QC/M=1116.27500/25000=334.86采用两个浓缩池，每个浓缩池的面积为A。=A/2=167.43，则浓缩池直径 D=(4A/3.14)1/2= 14.61 （6-6）浓缩池计算简图 63、浓缩池的高度计算取污泥浓缩时间为T=24h，则浓缩池工作部分高度H1为：浓缩池的超高H2取0.30m；缓冲层高度H3取0.30m；浓缩池的高度：H=H1+H2+H3=2.6+0.3+0.3=3.2m4、浓缩后的污泥体积的计算5、排泥斗体积的计算6、各种管道的确定进泥管采用D=300毫米；排泥也采用D=300毫米；排上清液采用D=100毫米。第9节 消化池工艺计算已知条件：初次污泥量为Q。=238.2/2=119.1，剩余活性污泥量经浓缩后为Qs=85.8。总消化池污泥量为：Q=Q。+Qs=119.1+85.8=204.81、一级消化池容积总容积为：V=204.8/5/100=5000 采用4座一级消化池，则每座池子的有效容积为：V。=5000/4=1250消化池直径采用；集气罩直径采用；池底下锥底直径采用；集气罩高度采用；上锥体高度采用；消化池的柱体高度应大于，采用；下锥体高度采用；则消化池总高度为:集气罩容积为：弓形部分容积为：圆柱体部分的容积为：下锥体部分的容积为： 则消化池的有效容积为：2、二级消化池容积总容积为：V=204.8/10/100=2048 采用2座二级消化池，每2座一级消化池串联1座二级消化池，则每座二级消化池的有效容积：V.=2048/2= 1024二级消化池的各部分尺寸同一级消化池。3、消化池各部分的表面积计算集气罩表面积为：池顶表面积为：则池盖总表面积为：池壁表面积为： (地面以上部分) (地面以下部分)池底表面积为：4、消化池热工计算消化池的耗热量可以根椐冬季最大负荷量计算，耗热量包括下列三部分：每天投配新鲜污泥从原始温度加热到所需的耗热量；消化池池体的热损失量，是由池体内污泥的消化温度与池体外大气的最低温度的温差所引起的耗热量；污泥管道的耗热量。（1）提高新鲜污泥温度的耗热量污泥投配率为5%，则每座一级消化池投配的最大污泥量为： 采用中温消化，消化温度，新鲜污泥年平均温度，日平均最低气温，则日平均耗热量为：最大耗热量为：（2）消化池池体的耗热量消化池各部分传热系数采用：a. 池盖的传热系数，即；池外介质为大气，全面平均气温为，则全年平均耗热量为：冬季室外计算温度，则最大耗热量为：b. 池壁在地面以上部分的传热系数；池壁在地面以上部分全年平均耗热量为：则最大耗热量为：c. 池壁在地面以下部分及池底的传热系数池外介质为土壤，全面平均温度为，冬季室外计算温度，池壁在地面以下部分全年平均耗热量为：冬季室外计算温度则最大耗热量为：d. 池底的传热系数池外介质为土壤，全面平均温度为，池底部分全年平均耗热量为： 最大耗热量为：e. 每座消化池池体全年平均耗热量为：最大耗热量为：每座消化池总耗热量 全年平均耗热量为： 最大耗热量为：（3）热交换器的计算消化池每天所需的热量，是由污泥加热循环泵将污泥通过热交换器加热提供的。本设计采用池外套管式泥-水热交换器，套管中心走泥，套管间走热水，热水从上部向下流。生污泥在进入一级消化池之前，与回流的一级消化池污泥先行混合，再进入一级消化池，其比例为1：2，全年均匀投配。进入消化器的生污泥量为：回流消化污泥量为：进入消化池的总污泥量为：生污泥的日均最低温度为：内管管径选用DN60mm,外管管径选用DN100mm,则污泥在内管中的流速为：（符合要求）热交换器按最大总耗热量，热交换器入口热水温度采用，则循环热水量为：内外管之间热水的流速为：（符合要求）生污泥与消化污泥混合后的温度为：热交换器的套管长度按下式计算：，其中，因为所以热交换器的传热系数选用，则每座消化池的套管是泥-水热交换器的总长度为：设每根长4米，其根数为：根，选用6根。（4）消化池保温结构厚度计算设消化池池盖混泥土结构厚度为；钢筋混凝土的导热系数为：；采用聚氨酯硬质泡沫塑料作为保温材料，导热系数，则池盖保温材料的厚度为：设消化池在地面以上部分池壁的混凝土结构厚度为，采用聚氨酯硬质泡沫塑料作为保温材料，则池壁在地面以上部分保温材料的厚度为：池壁在地面以上的保温材料延伸到地面以下的深度为冻深加上0.5m。设消化池在地面以下池壁的混凝土结构厚度为,土壤的导热系数为：，则池壁在地面以下的保温材料的厚度为：设消化池池底混凝土结构厚度为，则池底部分保温材料的厚度为：地下水位在池底混凝土结构厚度以下，大于1.7m，故不加其它保温措施。池盖、池壁的保温材料采用聚氨酯硬质泡沫塑料，其厚度经计算分别为25mm、27mm，均按27mm计，乘以1.5的修正系数，故采用50mm。二级消化池的保温材料及厚度与一级消化池相同。（5）沼气混合搅拌计算消化池的混合搅拌采用多路曝气管式（气通式）沼气搅拌。搅拌用气量：单位搅拌用气量采用，则用气量为：曝气立管的流速采用，则所需立管的总面积为：，选用立管的直径为时，每根断面,则所需立管的总数为：根，采用6根。核算立管的实际流速为： （符合要求）产沼气量按8倍的泥量计算，则（6）沼气柜设计计算储气柜内部的体积应按需要的最大调节容量决定，无资料可按平均日产气量的，即的平均产气量计算。采用的储气柜为低压浮盖式湿式储气柜，浮动罩直径与高度之比一般为1.5：1。沼气系统压力一般为，本系统采用1960。储气柜的容积为：采用单级温式储气柜2个，则设加上1个球冠R=5m,容积忽略不计。第10节 附属构筑物工艺计算一、 回流污泥泵房：取回流比R=0.35,设2台回流污泥泵，则污泥量为： Q.=11160.35/2=195.3选用螺旋污泥泵的型号为LXB900，功率11KW,据此计算泵房的大小。二、 鼓风机房： 鼓风机房主要提供曝气沉沙池和曝气池曝气所需的空气。鼓风机房的设计计算是根据空气量和空气压力确定鼓风机房的大小，然后据鼓风机的大小确定鼓风机房的大小，同时也的考虑噪声的影响。 鼓风机选用SD型罗茨鼓风SD60共3台，空气量为80，风压为60KPA； 配电机JS-136-6，功率为240KW,其中1台备用。鼓风机和电动机运行时需要冷却，设水冷却泵2台（1台备用），冷却塔1座（冷却循环水使用）。三、污泥投配池 污泥投配池是用来贮存初沉池的生污泥和浓缩池浓缩后的剩余活性污泥，来自初沉池的污泥量为280，来自浓缩池的污泥量为120，总污泥量为400。设计中采用2个投配池，污泥停留时间18h，池子尺寸2020m2，池高6m，底部为斗形，每池中间作成斗形。投配池后有DG300的出泥管1根，池前端有2根DG150的进泥管，侧壁引入一根DG200的生污泥管。四、污泥控制室污泥控制室消化池的控制中心，它的主要作用包括：新鲜污泥的投配；消化池内的污泥循环搅拌；消化污泥的加热；消化池运行情况的监测和控制。所以污泥控制室的大小根据污泥投配泵和污泥加热设备的大小确定，具体参数根据有关的规定和经验值选取。设计污泥控制室为半地下式框架结构，分为三层；地下部分泵工作间，设有污泥加热循环泵、新鲜污泥投配泵以及排污泵；地面一层为电气仪表、设备控制室；地面二层为热交换间。新鲜污泥投配可按两种方式运行：一种为直接投配，即新鲜污泥由污泥投配池抽出后，不经预热，经过泵的提升后，直接进入消化池；另一种是经过预热后投配，即新鲜污泥由投配池抽出后由旁通管与循环污泥混合进入热交换口，经热交换器预热以后在投入消化池。 五、污泥脱水机房污泥脱水机房包括机械间、药剂贮存间、值班控制室。机械间包括脱水机、皮带输送机、泥浆泵、污泥搅拌机储泥罐等。药剂贮存间存污泥脱水前预处理所需的药剂。污泥脱水设备采用763-D型带式压滤机。污泥运输设备采用TD-75型皮带运输机1台，带宽800mm。轴压型带式压滤机性能参数如下：进水含水率（%）聚合物用量污泥（%）产泥能力泥饼含水率（%）970.325075采用2台带式压滤机，每台处理污泥量为：其他的辅助设施根据有关的资料设计计算。六、厂内给水排水以及道路厂内生产以及生活用水由市区给水管网引入D=600mm给水总管，分别接到各构筑物内，进水总管设水表1个。厂内实行雨、污水完全分流制，厂内污水经泵提升以后进入格栅前的进水闸井内，与城市污水一同处理；雨水不经处理，直接排出厂内。厂内道路完全成环状，主干道宽12m，次干道宽7m，采用沥青混凝土。第七章 高 程 计 算污水处理厂污水处理高程布置的主要任务是：确定各处理构筑物和泵房的标高，确定处理构筑物之间连接管渠的尺寸及其标高，通过计算确定各部分的水面标高，从而能够使污水沿处理流程在处理构筑物之间通畅地流动，保证污水处理厂的正常运行。为了降低运行费用和便于维护管理，污水在处理构筑物之间的流动，以按重力流考虑为宜（污泥流动不在此例）。为此，必须精确的计算污水流动中的水头损失，水头损失包括：污水流经各处理构筑物的水头损失，包括从进池到出池的所有水头损失在内；污水通过连接前后两处理构筑物的管渠（包括配水设备）的水头损失，包括沿程与局部水头损失；污水流经量水设备的水头损失。选择一条距离最长、水头损失最大的流程进行水力计算，并适当留有余地，使实际运行时能有一定的灵活性。以近期最大流量（或泵的最大出水量）作为构筑物和管渠的设计流量，计算水头损失。本设计处理后的污水排入河流水位远低于水厂的地面标高，而且洪水位时也不会发生倒灌。考虑构筑物的挖土深度不宜过大，综合各方面条件，以曝气池埋深作为起点，推算各水面标高。一、污水部分高程计算河边水位： 97m跌水为：2m跌水井水位： 99m出水厂管总损失：计量堰下游水位：