青岛市麦岛污水处理厂工程设计毕业论文.doc

青岛理工大学学士学位论文青岛市麦岛污水处理厂工程设计毕业论文第一篇 设计说明书绪论1.1 城市概况青岛地处山东半岛东南，北纬3535-3709，东经11930-12100，胶州湾畔、黄海之滨。青岛依山傍海，风光秀丽，气候宜人，是一座独具特色的海滨城市，全市海岸线(含所属海岛岸线)总长为870公里，其中大陆岸线730公里，占山东省岸线的1/4。海岸曲折，岬湾相间，是中国重要的沿海开放城市之一和华东地区仅次于上海的第二大经济中心城市，全市辖市南、市北、四方、李沧、崂山、黄岛、城阳7个区和胶州、胶南、平度、莱西、即墨5个县级市。青岛是一座历史文化名城，中国道教的发祥地。6000年以前这里已有了人类的生存和繁衍。东周时期建立了当时山东地区第二大市镇-即墨。秦始皇统一中国后，曾三次登临现位于青岛胶南市的琅琊台。秦代徐福曾率船队由琅琊山起航东渡朝鲜、日本。汉代汉武帝曾在现位于青岛市城阳区的不其山“祀神人于交门宫”，并在胶州湾畔女姑山祭天拜祖设立明堂9所。清朝末年，青岛已发展成为一个繁华市镇，昔称胶澳。1891年6月14日(清光绪十七年)，清政府在胶澳设防，是为青岛建置的开始。1897年11月，德国以“巨野教案”为借口派兵强占青岛。1914年第一次世界大战爆发，11月，日本侵占青岛，取代德国对青岛进行军事殖民统治。1919年，中国近代史上著名的“五四运动”便是以“收回青岛”为起因。1922年12月10日，中国收回青岛，开为商埠，设立胶澳商埠督办公署，直属北洋政府。1929年7月，设青岛特别市。1930年，改称青岛市。1938年1月，日本再次侵占青岛。1945年9月，国民党政府接收青岛，仍为特别市。1949年6月2日，青岛解放。1986年青岛市在国家计划中实行单列，赋予相当省一级经济管理权限。1994年被列为全国15个副省级城市之一。1.地形：青岛为海滨丘陵城市，地势东高西低，南北两侧隆起，中间低陷，其中，山地约占总面积的15.5%，丘陵占25.1%，平原占37.7%，洼地占21.7%。全市大体有3个山系。东南是崂山山脉，花刚岩质，山势陡峻，主峰崂顶海拔为1132.7米，是我国18000公里海岸线上的最高峰。可以说，整个青岛市区就是崂山支脉向北部的延伸。北部为大泽山，海拔736.7米。南部为大珠山（海拔486.4米）、小珠山等群山组成的胶南山群。2.气象：青岛地处北温带季风区域，属温带季风气候。市区由于海洋环境的直接调节，受来自洋面上的东南季风及海流、水团的影响，故又具有显著的海洋性气候特点。空气湿润，雨量充沛，温度适中，四季分明。春季气温回升缓慢，较内陆迟1个月；夏季湿热多雨，但无酷暑；秋季天高气爽，降水少，蒸发强；冬季风大温低，持续时间较长。据1898年以来百余年气象资料查考，市区年平均气温12.2，极端高气温38.9（2002年7月15日），极端低气温16.4（1931年1月10日）。全年8月份最热，平均气温25.1；1月份最冷，平均气温1.2。日最高气温高于30的日数，年平均为11.4天；日最低气温低于5的日数，年平均为22天。降水量年平均为775.6毫米，春、夏、秋、冬四季雨量分别占全年降水量的14、57、22、7。年降水量最多为1272.7毫米（1911年），最少仅308.2毫米（1981年），降水的年变率为62。年平均降雪日数只有10天。年平均气压为1008.6毫巴。年平均风速为5.3米/秒，以南东风为主导风向。年平均相对湿度为73，7月份最高，为89；12月份最低，为68。青岛海雾多频，年平均浓雾51.3天、轻雾108.2天。3.城市供水： 从取水水质到现有的自来水的输配系统都是按照中华人民共和国的国家标准和规范设计的。其主要的标准有： 生活饮用水标准 （GB 85） 生活饮用水标准检验法 （GB 88） 地面水环境质量标准 （GB 88） 生活饮用水水源水质标准 （CJ3020 93） 室外给水设计规范 （GBJ13 86）4.城市排水：全市共有大小河流224条，均为季风区雨源型，多为独立入海的山溪性小河。流域面积在100平方公里以上的较大河流33条，按照水系分为大沽河、北胶莱河以及沿海诸河流三大水系。大沽河水系包括主流及其支流，主要支流有小沽河、五沽河、流浩河和南胶莱河。大沽河是全市最大的河流，发源于招远市阜山，由北向南流入青岛，经莱西、平度、即墨、胶州和城阳，至胶州南码头村入海。干流全长179.9公里，流域面积6131.3平方公里(含南胶莱河流域1500平方公里)，是胶东半岛最大水系。大沽河多年平均径流量为6.61亿立方米。该河20世纪70年代前，径流季节性较强，夏季洪水暴涨，常年有水。70年代后期除汛期外，中、下游已断流。 北胶莱河水系包括主流北胶莱河及诸支流，在青岛境内的主要支流有泽河、龙王河、现河和白沙河，总流域面积1914.0平方公里。北胶莱河发源于平度市万家镇姚家村分水岭北麓，沿平度市与昌邑市边界北去，于平度市新河镇大苗家村出境流入莱州湾。干流全长100公里，流域面积3978.6平方公里。该河多年平均径流量为2.53亿立方米，多年平均含沙量为0.24公斤/立方米。 沿海诸河系指独流入海的河流，较大者有白沙河、墨水河、王戈庄河、白马河、吉利河、周疃河、洋河等。 由于大沽河是城区余数和污水的最终排水出路，大量未经处理的工业废水和生活污水流入大汶河水系后，对水体造成了严重的污染。污水中的主要污染物有：COD，BOD5，SS，石油类等，工业废水排放所造成的污染最为严重，重点污染行业是酿造和造纸轻工业等。随着废水排放量的逐年增加，水污染的趋势逐年加重，如不完善污水排水体系，扩大污水处理规模，环境质量的恶化将进一步加剧。水体的污染负荷将会进一步提高。 水域环境的恶化将会给流域内的工农业生产和居民生活带来严重的后果，影响人民健康水平的提高，使有限的水资源进一步减少，造成双重的社会危害，阻碍地区经济的稳步发展。由于大沽河是城区派水的最终派水出路，因此大量未经处理的污水排如大沽河，对水系水体造成了严重的污染，同时污染恶化了环境质量，地面水体和底下水体，对城市排水系统的管理也造成了严重的危害。水体污染而造成的一系列恶劣后果，也与青岛市作为现代化的风景旅游城市的性质不符。随着城市规模的不断扩大，地区经济的迅速增长，工业的不断发展，城市供水两与城市污水的排放两也将随之增加，水体污染将更加严重，从而更加剧了上述矛盾。因城市污水未经处理排放而造成的水体污染，已经成为制约城市持续发展，稳定，协调发展的严重障碍。建设城市污水处理工程，完善和改造市区排水系统已成为青岛市经济发展步入良性循环的重大问题，是城市基础设施中迫在眉睫的当务之急，是保证城市经济可持续发展的重要措施。 为了保护好青岛这座旅游名城，为城区居民创造一个清洁美好的生活环境，为保护城市经济的可持续发展，市政府与有关部门组织编制城市排水设施养护维修服务质量要求（19962010）和青岛市城市排水专业规划（20012010），确定了城市的污水治理方向。 在规划中确定了城市污水处理系统的发展原则，提出了要通过污水处理厂的建设，进一步加大青岛市的中水开发及管网建设和推广利用力度，让更多的“环保水”走进居民家庭和机关企事业单位，替代自来水。同时要按照城市一级景点的标准建设麦岛污水处理厂，将其建成青岛市沿海的又一带有科技含量的“生态旅游景点”。本设计的为青岛市麦岛污水处理厂的近期规模工程，为100000立方米/日。污水处理后，部分排海，部分用于工业企业用水，部分用于景观浇洒。 根据青岛市区的污染状态，城市性质以及城市发展需要，对于青岛市这座现代化的风景旅游城市，加强城市污水处理厂的建设是十分必要的。从青岛市的规划条件和排水设施现状分析，使城市基础设施的建设步伐与城市总体发展目标相协调。同时，在青岛市经济发展过程中，一方面城市污水排放量不断增大，另一方面城市的供水水源却日趋减少。将城市污水进行必要的处理后，用于景观浇洒，不仅可以缓解农业用水的紧张局面，而且还有利于减少地下水的开采，从而减缓城市地下水的开采条件与全市水资源分配上的困难，提高和改善水资源环境污染的问题的同时，又可以在一定程度上环节城市用水矛盾，促进城市经济的良性发展。根据青岛市多年平局水资源短缺，城市和农村用水矛盾突出的实际问题，因此建设城市污水处理设施，进行污水深度处理。使处理过的出水水质达到回用要求，用于造纸，皮革，玻璃钢，厕所，城市园林，河道景观等杂用水。确定经过生物处理后的污水其中40000立方米在进行深度处理，用于城市回用。1.2设计原始资料 根据青岛市总体规划（1992-2010），结合目前城市污水处理行业的一般水平和青岛市目前经济发展水平和财力状况，确定青岛污水处理厂近期处理规模为：平均每日处理城市污水10万m3，采用曝气生物滤池工艺。出水水质依据国家颁布的地面水环境质量标准（GB3838-2002）和污水综合排放标准（GB8978-1996），定出水水质如下：进水水质：CODcr500mg/L, BOD5250mg/L, SS300mg/L, NH3-N30mg/L, TP 5mg/L，TN30 mg/L出水水质：CODcr100mg/L, BOD530mg/L, SS20mg/L, NH3-N25mg/L, TP 0.5mg/L回用水水质：CODcr50mg/L, BOD510mg/L, SS10mg/L, NH3-N5mg/L, TP 0.5mg/L.根据青岛市城市排水专业规划，回用水处理规模为每日4万m3，可作为景观用水，满足城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）中一级A标准。1.3设计要求1.根据设计要求达到的水质，选择各处理构筑物合理的形式，设计各构筑物单的尺寸、高程，以及厂区内构筑物的合理布局。回用处理部分选用技术经济合理的工艺，并进行设计。2.应根据原始资料与城市规划情况，并考虑环境效应与社会效应，合理地选择污水处理厂的位置。之后要根据水体自净能力、要求的处理水质以及当地的具体条件，如水资源情况，水体污染情况，气候与地形条件等来确定污水处理程度与处理工艺流程。有条件时可以通过简单的技术经济分析，优化选择工艺流程。平面布置更应注意紧凑、保证运行与管理方便；3.在确定污水处理工艺流程时，同时选择适宜的各处理单体构筑物的类型。对所有构筑物都进行设计计算，包括确定各有关设计参数、负荷、尺寸与所需要的材料与规格等；4.根据原始资料，当地具体情况以及污水性质与成分，选择合适的污泥处理工艺和方法，进行各单体构筑物的设计计算；5.对需要绘制工艺施工图的构筑物还要进行更详细的施工图所必须的设计与计算，包括各部分构件的形式，构成和具体尺寸等；6.对污水与污泥系统要进行较准确的水力计算与高程计算；7.对排水管网和污水处理厂都要进行经济概算与成本分析。1.4设计成果简介本次设计任务及内容如下：1.污水泵站设计绘制污水总泵站工艺图一张。2.污水处理工艺设计对格栅、曝气沉砂池、初沉池、曝气生物滤池、反冲洗沉淀池、UV消毒等做了设计计算，绘制曝气沉砂池、初沉池、曝气生物滤池、反冲洗沉淀池等工艺图。3.污泥处理工艺设计 对污泥浓缩池，贮泥池和消化池做了设计计算，绘制消化池的工艺图。4.回用水处理工艺设计对反应池，沉淀池的设计计算。 5.污水处理厂平面布置及高程设计做污水处理厂管道水力计算。绘制污水处理厂总平面图一张，污水处理厂高程图一张。6.毕业设计论文一份包括工程设计的主要原始资料，各单体构筑物的分析，选型及设计计算等。第2章 工程建设规模2.1污水量的确定根据国家现行的污水智力政策与标准，结合目前城市污水处理行业的一般水平与青岛市目前经济发展水平与财力状况，并考虑到青岛市排水管网及城市的 发展的等诸多方面的客观条件，该污水厂的近期工程的建设规模确定为：平均日处理城市污水100000立方米/日。2.2回用水量的确定根据青岛市城市排水专业规划，将深度处理后的水回用于青岛市柰河，梳流河河道内，作为景观用水，同时满足沿路的公厕园林道路浇洒等用水以及沿途的造纸厂，印染等工业用水，确定水厂的回用水规模为40000立方米/日。2.3污水处理程度以及出水水质1.为了掌握城区的污水水质情况，我们对环抱部门所做的主要工业污染水质监测数据及生活污水的污染物排放指标进行了整理分析，其结果与青岛市麦岛污水处理厂多年运行的水质统计数据吻合，青岛市麦岛污水处理厂的水质统计数据可以代表青岛市城市污水的平均水平水质，据此确定建设该污水厂的水质：进水水质：CODcr500mg/L, BOD5250mg/L, SS300mg/L, NH3-N30mg/L, TP 5mg/L，TN30 mg/L2.处理系统对污水中主要污染物处理程度的确定是污水处理工艺设计的基本依据。目前所通行的方法是根据受纳水体的功能要求来确定相应的排放浓度标准。依据国家颁布的地面水环境质量标准（GB3838-88）和污水综合排放标准（GB978-96），结合受纳水体在枯水期的自净能力较差的具体条件，特别是考虑到污水处理厂处理后的污水直接排海，本系统的污水排放按GB8978-96中一级A标准执行，并对其中的某些指标从严控制。为此，污水需经过生化二级处处里方能满足排放要求。按以上标准并参照已颁布的城市污水处理厂污水污泥排放标准（GJ3025-93）二级处理后的出水水质主要标准为：出水水质：CODcr100mg/L, BOD530mg/L, SS20mg/L, NH3-N25mg/L, TP 0.5mg/L3.回用水质量 城市污水回用设计规范（CEC61：94），再生水主要作为河到景观用水同时考虑沿途的工业用户用水要求较高，污水厂回用水质量为： 回用水水质：CODcr50mg/L, BOD510mg/L, SS10mg/L, NH3-N5mg/L, TP 0.5mg/L.4.排水出路：设计水厂处理流程出水水质满足国家污水综合排放标准（GB8978-1996）中一级A排放标准。这样不仅能调节青岛市的整个环境气候，在缺水期，还能够供应周围地区水质要求较低的工业用水。5.污泥出路 污水厂排出的污泥，可直接运往城市垃圾卫生填埋场统一处理或经有关部门检验确认安全无害后也可用于非娱乐场所的绿化河沙岩林地的土质改良第3章 污水处理厂的设计说明3.1厂址的选择制定城市污水处理系统方案，污水处理厂厂址的选定是重要的环节。它与城市的总体规划、城市排水系统的定向、布置、处理后污水的出路都密切相关。本设计中污水处理厂厂址的选定，遵循了下列原则：1.尽管拟建厂没有设在夏季主导风向的下游，但由于夏季主导风向为东北和西南风，而拟建厂位于城市的东南角，所以影响甚微；2.拟建厂靠近河流，处理后的水直接排放水体；3.拟建厂交通顺畅，便于建材的运输；4.拟建厂地下水位较低，有利于处理构筑物的施工，且不受洪水的影响；5.拟建厂附近有高压电路，保证供电正常；6.拟建厂绿化面积较大，保证环境卫生。综上所述，所选厂址较为合理。 3.2污水处理工艺流程的确定3.2.1污水处理厂的设计规模污水厂规模以处理水量的平均日平均时流量计。据此，该城市污水厂的处理规模定为：10万m3/d.3.2.2污水处理程度的确定1进水水质根据设计任务书的原始资料，污水处理厂实测污水水质及设计进水水质：CODcr500mg/L, BOD5250mg/L, SS300mg/L, NH3-N30mg/L, TN50mg/L, TP4mg/L。2设计出水水质出水水质要求符合城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）中的二级标准。另外，有设计水量40%处理尾水需进行深度处理，处理达到城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）中的一级A标准后回用于城市。主要用于城市绿化、浇洒以及景观补充用水。出水水质(二级标准): CODcr100mg/L, BOD530mg/L, SS20mg/L, NH3-N25mg/L, TP 0.5mg/L回用水水质（一级A标准）：CODcr50mg/L, BOD510mg/L, SS10mg/L, NH3-N5mg/L,TP 0.5mg/L.3.处理程度计算(1)溶解性BOD5的去除率活性污泥处理系统处理水中的BOD5值是由残存的溶解性BOD5（SE）和非溶解性BOD5二者组成，而后者主要以生物污泥的残屑为主体。活性污泥的净化功能，是去除溶解性BOD5。因此从活性污泥的净化功能考虑，应将非溶解性BOD5从处理水的总BOD5之中去。BOD5的去除率为：二级标准： 一级标准：(2)CODcr的去除率二级标准 ： 一级标准： (3)SS的去除率二级标准 ： 一级标准：(4)NH3-N的去除率二级标准 ： 一级标准：(5)TN的去除率二级标准 ： 一级标准：(6)TP的去除率二级标准 ： 一级标准：3.3城市污水处理厂工艺流程方案的选择1城市污水处理厂工艺流程方案的提出由上述计算，该设计在水质处理中要求达到的处理效果。既要求处理工艺能有效的去除 BOD5、CODCr、SS等，又能达到脱氮除磷的效果。 现在有两种可供选择的工艺流程：1。A/A/O法处理工艺； 2。曝气生物滤池工艺。项 目BODCODSSNH3-NTNTP 进 水25050030030504出 水（二级）301003025203去除率88%80%90%16.7%60%25%出 水 （一级 ）1050105150.5去除率96%90%97%833%70%87.5%2.方案的技术经济比较方案一 氧化沟方案二 曝气生物滤池优点：运行中水力条件好，因而使出水水质稳定。循环流量大使进水达到快速混合稀释，具有很强的抗冲击负荷的能力。可以通过改变曝气机的工作数量、转速调整其供氧能力和电耗水平。该工艺由于泥龄长，污泥在氧化沟中趋于相对稳定。该工艺流程简单，构筑物少，控制管理较方便。缺点：由于池深较浅，有机负荷低，占地面积较大，基建投资较高。由于受水质和温度等条件的影响，氧化沟在实际运行中容易产生污泥膨胀，必须增加选择器来解决。必须建设较庞大的二沉池和污泥回流系统，使占地面积和工程造价进一步增加。一般来说，该工艺耗电相对较大。优点：较小的池容积和占地面积。抗冲击负荷能力强，处理效果稳定，处理出水水质好。简化处理流程。基建费用、运转费用节省。自动化程度高，运行管理简单。脱氮除磷效果好。受气候、水量、水质影响小。构筑物模块化，有利于今后的扩建。主要设备和材料均可国内配套生产，不需利用进口。项目氧化沟方案曝气生物滤池方案处理能力/（万m3/d）1010进水水质/（mg/L）BOD5250250CODCr500500SS300300NH3-N3030TP44出水水质/（mg/L）BOD53017CODCr10056.97SS3014.69NH3-N250.99TP33要求管理水平一般高总占地面积/亩1260504单位占地面积/（m2/m3）1061425工程总投资（不含地基处理数）/万元1800020000单位投资/元/（m3*d）25507051年直接运行费用/万元1048748单位直接运行成本/（元/m3污水）0.750.6结论:经过技术经济比较，方案二在技术上较先进，处理效果好,占地面积.所以，选方案二作为污水厂处理工艺。3.污水处理工艺流程 考虑经济技术因素，以及当地条件选择曝气生物滤池工艺。工艺流程如图2-2 沉砂除油池细格栅及沉砂除油池MULTIFLO300沉淀池细格栅粗格栅 硝化反硝化生物滤池出水高位井UV消毒渠回流水池 MULTIFLO 300沉淀池3.4各部分工艺的选择1.生物滤池的选择 BIOSTYR工艺是法国OTV公司对原有BIOCARBONE的一个改进。其滤料为相对密度小于1的球形有机颗粒。经预处理的污水与经硝化的滤池出水按一定回流比混合后进入滤池底部。在滤池中间进行曝气，根据反硝化程度的不同将滤池分为不同体积的好氧和缺氧部分。在缺氧区，一方面反硝化菌利用进水中的有机物作为碳源，将滤池中的NO3-N转化为N2,实现反硝化。另一方面填料上的微生物利用进水中的溶解氧和反硝化产生的氧降解BOD，同时，一部分SS被截留在滤床内，这样便减轻了好氧段的固体负荷。经过缺氧段处理的污水然后进入好氧段微生物利用气泡中转移到水中的溶解氧进一步降解BOD硝化菌将NH3-N氧化为NO3-N，滤床继续截留在缺氧段没有被去除的SS。流出滤层的水经上部滤层排出。 第一段DN生物滤池主要用来进行反硝化反应，以满足出水对TN的要求。同时可根据当排放标准要求TP0.5mg/l时，在该级滤池的进水口投加铁盐进行化学除磷。采用后置反硝化滤池需外加碳源，如甲醇等。第二段DC/N曝气生物滤池主要对污水中的氨氮进行硝化和去除污水中碳化有机物，在该段滤池中，由于有机物浓度较低，异养微生物较少，优势菌种有自养型硝化菌，可将污水中的氨氮氧化成硝酸氮或亚硝酸氮。还有优势生长异养菌，沿滤池高度方向从底部进水端到出水端有机物浓度梯度处于递减，其降解速率也呈递减趋势。在进口端由于有机物浓度较高，异养微生物处于对数增殖期，微生物浓度很高，BOD负荷率也较高，有机物降解速率很快，而此时自养菌处于抑制状态；随着降解的进行，在滤池中有机物浓度沿水流自下向上不断降低，异养微生物处于减速增殖期，微生物膜增长缓慢，而自养微生物处于增殖工程，DC/N曝气生物滤池最终出水中的有机物已处于较低水平。 本设计采用的BAF滤池最大特点是气、水为同向上向流态，使用一种新型的类球形轻质陶粒填料，在其表面及内腔空间生长有微生物膜，污水由下向上流经滤料层时，微生物膜在滤料层下部提供曝气供氧的条件下，使废水中的有机物得到好氧降解，并将污水中的部分氨氮进行硝化。它定期利用处理后的出水对滤池进行反冲洗，排除滤料表面增殖的老化微生物膜，以保证微生物的活性。2.沉砂池的选择确定沉砂池的形式，按池内水流方向的不同，可分为平流式、竖流式和旋流式三种；按池型可分为平流式沉砂池、竖流式沉砂池、曝气沉砂池和旋流沉砂池。 平流式沉砂池是常用的形式，污水在池内沿水平方向流动，具有构造简单、截留物及颗粒效果较好的优点。竖流式沉砂池是污水自下而上由中心管进入池内，无机物颗粒藉重力沉于池底，处理效果一般较差。曝气沉砂池是在池的一侧通入空气，使污水沿池旋转前进，从而产生与主流垂直的横向恒速环流。曝气沉砂池的优点是，通过调节曝气量，可以控制污水旋流的速度，使除砂效率较稳定，受流量变化的影响较小。同时，还对污水起预曝气作用。按生物除磷设计的污水处理厂，为了保证除磷效果，一般不采用曝气沉砂池。近年来日益广泛使用的旋流式沉砂池是利用机械力控制流态，加速砂粒的沉淀，有机物则被留在污水中，具有沉砂效果好、占地省的优点。 沉砂池的功能是从污水中分离比重较大的无机颗粒，设在沉淀池前面，以保护后续处理构筑物，减轻沉淀池的负荷，并且使无机颗粒与有机颗粒分离。便于分别处理和处置。本设计采用平流曝气沉砂池。加长沉砂区的长度使污水在沉砂池里能停留较长的时间，集平流沉砂池和曝气沉砂池的优点于一身。3.沉淀池的选择确定平流式沉淀池由流入装置、流出装置、沉淀区、缓冲层、污泥区及排泥装置等组成； 流入装置由配水槽、挡流板组成，流出装置由流出槽与挡板组成，缓冲层的作用时避免已沉污泥被水流搅起以及缓解冲击负荷，污泥区起贮存、浓缩和排泥作用，排泥方式有静水压力法、机械排泥法。 辐流式沉淀池池型呈圆形或正方形，直径（或边长）6-60m，池周水深1.5-3.0m，用机械排泥，池底坡度不宜小于0.05。可用作初沉池或二沉池。竖流沉式淀池池型可用圆形或正方形。为了池内水流分布均匀，池径不宜太大，一般采用4-7m。沉淀区呈柱形，污泥斗呈截头倒锥体。 竖流沉淀池工艺成熟，适合范围广，占地面积小故采用之。4.消毒方式的确定 先针对现行水处理厂中几种主要的消毒技术进行一下比较： (1)液氯优点：效果可靠、投配设备简单、投量准确、价格便宜 缺点：氯化形成的余氯及某些含氯化合物低浓度时对水生物有毒害，当污水含工业废水比例大时，氯化可能生成致癌物质 适用条件：适用于大、中规模的污水处理厂 (2)漂白粉优点：投加设备简单，价格便宜 缺点：同氯缺点外，尚有投量不准确，溶解调制不便，劳动强度大 适用条件：适用于消毒要求不高或间断投加的小型污水处理厂 (3)臭氧优点：消毒效率高，并能有效地降解污水中残留的有机物、色、味等，污水PH、温度对消毒效果影响很小，不产生难处理的或生物及类型残余物 缺点：投资大、成本高，设备管理复杂 适用条件：适用于出水水质较好，排入水体卫生条件要求高的污水处理厂 (4)次氯酸钠优点：用海水或一定浓度的盐水，由处理厂就地自制电解产生消毒剂，也可买商品次氯酸钠 缺点：需要有专用次氯酸钠电解设备和投配设备 适用条件：适用于边远地区，购液氯等消毒剂困难的小型污水处理厂 (5)氯片优点：设备简单，管理方便，只需定时清理消毒器内残渣及补充氯片，基建费用低 缺点：要用特制氯片及专用消毒器，消毒水量小 适用条件：适用于医院、生物制品所等小型污水处理站 (6)紫外线优点：是紫外线照射与氯化共同作用的物理化学方法，消毒效率高 缺点：紫外线照射灯具货源不足，技术数据较少 适用条件：适用于中小型污水处理厂 紫外线消毒工艺成熟，适合范围广，处理效果好，占地面积小故采用之。5.污泥处理方法的确定 (1)污泥的处理要求 污泥生物处理过程中将产生大量的生物污泥，有机物含量较高且不稳定，易腐化，并含有寄生虫卵，若不妥善处理和处置，将造成二次污染。 污泥处理要求如下： 减少有机物，使污泥稳定化； 减少污泥体积，降低污泥后续处置费用； 减少污泥中有毒物质； 利用污泥中有用物质，化害为利； 因选用生物脱氮除磷工艺，故应避免磷的二次污染。 (2)常用污泥处理的工艺流程： a：生污泥浓缩消化机械脱水最终处置 b：生污泥浓缩机械脱水最终处置 c：生污泥浓缩消化机械脱水干燥焚烧最终处置 d：生污泥浓缩自然干化堆肥农田 (3)根据本设计的特点及要求，现有3种方案可供选择 中温消化方案 污泥焚烧方案 污泥脱水方案三种方案技术经济比较见下表： 项目评价内容含义方案1中温消化方案2污泥焚烧方案3污泥脱水工程技术可行性技术适应性应用的广泛性，对污泥的适应性应用广泛，对城市污水厂适应性较强国内城市污水厂尚未应用。对含水率高，无机物多的污水不适应适应于小型污水处理厂技术先进性技术水平的先进性，可靠程度技术成熟，可靠性高技术先进，可靠性一般技术成熟，可靠费用目标基建投资工程建设一次性投资中高低运行费用电费中高低工程实施工程分期分期建设结合的条件好一般一般施工进度施工难易和进度容易，施工周期短较难，设备复杂容易，施工周期短环境评价对外界影响污染小大小污泥处置污泥最终出路解决的难易困难较易，彻底困难能源利用耗能耗电，其他燃料较少较多最少产能沼气产生产不产不产运行管理条件操作运转方便与否较方便较难较方便维护管理维修工作量较少较多最少由于该工艺污水量较多，且选用生物滤池工艺污泥量较少，稳定，干燥焚烧方式较复杂、不易控制，而污泥消化产沼气，所以不经济，因此综合比较各处理工艺选用方案一(中温消化)较好。 第4章 污水处理构筑物的设计计算 4.1格栅4.1.1格栅的选择格栅安装在进水泵房集水井的进口处，用以截留较大的悬浮物或漂浮物，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷，并使之正常运行。此外，根据水质水量设计两道格栅，原污水先经间隙为20mm的粗格栅，再经间隙为15mm的中格栅，再经泵站提升。从而基本免去后续处理单元的堵塞问题和浮渣问题。4.1.2粗格栅的设计计算1.设计参数设计流量：Qs=1.505m3/s，以最高日最高时流量计；栅前流速：v1=0.8 m/s， 过栅流速：v2=0.9 m/s；栅条宽度：s=0.01m， 栅条净间距：e=0.02m；栅前部分长度：0.5m， 格栅倾角：=60；单位栅渣量：w1=0.07 m3/103m3 2.设计计算(1)格栅间隙数n=78设栅前水深h=0.8m(2)栅槽宽度 B=2.33 m(3)格栅水头损失设栅条断面为矩形断面，其中k取3计算水头损失：ho =0.032 m 过栅水头损失：h1=0.097 m栅槽总高度：H=1.197 m(4)进水渠道渐宽部分长度进水渠宽 B1=1.8 m，渐宽部分展开角1=20o，此时进水渠道内的流速v1=0.7 m/s。l1=0.72 m 栅槽与出水渠道连接处的渐宽部分长度：l2=0.36m(5)栅槽总长度 L =3.22m(6)每日栅渣量在栅条间隙20mm的情况下，取栅渣量为0.07 m3/103m3W=0.56m3/d0.2 m3/4.1.3中格栅的设计计算1.设计参数设计流量：Qs=1.204 m3/s，以最高日最高时流量计；栅前流速：v1=0.6 m/s， 过栅流速：v2=0.9 m/s；栅条宽度：s=0.01m， 栅条净间距：e=0.01m；栅前部分长度：0.5m， 格栅倾角：=60。单位栅渣量：W1=0.10 m3/103m3 2.设计计算(1)栅条间隙数：设栅前水深h=0.8m n= 155(2)栅槽宽度：B=3.09m(3)进水渠道渐宽部分长度：进水渠宽B1=2.5m，渐宽部分展开角1=20o，此时进水渠道内的流速v1=0.6 m/s。 l1=0.8m栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度：l2=0.4m(4)格栅水头损失：设栅条断面为矩形断面，其中k取3 h1 =0.27m(5)栅后槽总高度设栅前渠道超高h2=0.3m, 栅前槽高H =1.1m H3=1.37m(6)栅槽总长度 L =3.35m(7)每日栅渣量 W=8.0m3/d0.2m3/d故采用机械清渣。 4.2污水总泵站的设计4.2.1原始资料1.泵站的设计流量泵站的设计流量即污水总干管所输送来的城市污水的设计流量。本设计中，泵站设计流量QS=1204 l/s。2.泵站工程数据(1)进水管管底标高为-5.082m，管径为1400mm，充H/D=0.737；(2)泵站处地面高程为1.966m；(3)出水管提升后的水面高程根据后续处理构筑物要求3.362m；(4)泵站处地下水位为地表下9.1m，最大冰冻深度为0.78m；(5)泵房供电方式为双电源供电；(6)泵站前设闸门井和事故溢流口，以满足泵房检修所需。4.2.2泵站形式的选择1.泵站工艺流程由于来水为城市污水，水质含大量杂质，故必须设置格栅截留大块杂质。2.泵房形式泵房形式按不同条件可分为：干式泵房和湿式泵房、圆形泵房和矩形泵房、自灌式和非自灌式泵房、合建式泵房和分建式泵房、半地下式和全地下式泵房等。泵房形式的选择主要取决于水力条件和工程造价，其它考虑的因素还有泵站规模大小、泵站性质、水文地质条件、地形地物、挖深及施工方法、管理水平、环境要求、选用的水泵形式以及能否就地取材等。泵房设计拟采用下圆上方的合建式半地下式泵房，地下部分采用圆形，地上部分建成方形，这种方式便于施工，工程造价低。本设计采用合建式泵房，集水池与机械间合建在一起，集水池设在机械间前，用隔墙隔开，这样布局紧凑、占地小，结构简单。本设计采用半地下式自灌泵房，水泵外壳顶点应低于集水池最低水位，在各种水位情况下都能直接启动而不需要辅助设备。这样的泵房起动及时可靠，不需要引水设备，安全性高，操作简单。4.2.3泵站设计计算1.水泵设计本设计拟设四台泵，三用一备，则每台泵流量为：1204/3=402 l/s2.集水池设计(1)水池与机械间由隔墙分开，隔墙厚为300mm。(2)集水池容积在满足安装格栅和水泵吸水管的要求，在保证水泵工作时的水力条件以及能及时将流入的污水抽走的前提下，应尽量小些，以降低泵站造价，并可减少集水池中杂质的沉积。按规范规定：集水池有效容积一般不小于最大一台泵5分钟工作的出水量。本设计取一台泵6分钟的容量，则其有效容积为 W=145m3有效水深及面积：集水池有效水深是指进水管设计水面减去过栅水头损失后的水位与最低水位的高差，一般采用1.5-2.0m，本设计采用2.1m，则集水池面积为F=69m2(3)由集水池面积确定泵房直径为15m。集水池面积是圆心角1600的扇形减去小三角形面积，得实际面积为 F=70.25m269m2满足要求。4.2.4.格栅的设计格栅设在集水池前端，拦截污水中较大的飘浮物及杂质，起保护水泵的作用。本设计采用机械格栅，机械除污可减轻工人劳动强度，且易于根据水位自动控制。(计算过程详见本章第一节泵前中格栅的设计计算)4.2.5.选泵1.水泵总扬程(1)集水池最低工作水位与所提升高度之差为：9.609m(2)出水管水头损失：总出水管Q=1204 l/s，采用铸铁管，查水力手册得：Dg=800mm，v=2.23m/s，i=7.11当一台泵运转时Q=74 m/s0.7 m/s。设总出水管中心埋深为1.5m，局部损失为沿程损失的30%，则泵站外管线总损失为0.35m。(3)本设计采用半地下式自灌泵房，水泵外壳顶点应低于集水池最低水位，因此在集水池最低工作水位下面设一个深为2.538m的集水坑。(4)泵站内管线水头损失假定为3.0m，考虑自由水头1.0m,则水泵总扬程为：13.959m2.选泵(1)根据计算流量和所需扬程选泵，选10MFC-21B型污水泵，选四台，三用一备。10MFC-21B型污水泵的性能如下： Q=1425m3/h,扬程H=25.5m，转数n=970r/min，轴功率123.7千瓦，效率80%，配电动机功率160千瓦，电机型号Y315M2。(2)水泵基础的设计计算长 L0=1200m 宽 B0=21000mm 高 H=0.9m(3)泵站平面布置见污水泵站工艺图。4.2.6水泵总扬程校核根据泵站工艺图对水泵总扬程进行较核。1.吸水管路水头损失(1)每根吸水管Q=402 l/s，选DN600mm的铸铁管，查水力手册得v=1.32m/s,i=3.62,直管段长度4.0m。沿程损失为：4.03.62/1000=0.014m。(2)喇叭口DN840-600mm， =0.25；DN600mm的900弯头一个， =0.67；DN600mm的阀门一个， =0.06；偏心渐缩管DN600-305mm， =0.21。局部损失为:0.386m(3)吸水管路水头总损失为: 0.40m2.压水管水头损失(1)每根出水管Q=402 l/s，选用DN500mm的铸铁管，查水力手册得：v=1.90m/s，i=9.51，从水泵出水口为起点，选择一条最不利管线到总出水管最上面一个弯头的顺序计算水头损失，管段长度分别为3.25m和12.82m。沿程损失为： 0.122m(2)DN254-500mm渐扩管一个， =0.32；DN500mm止回阀一个， =1.80；DN500mm阀门一个， =0.06；DN500-800mm丁字管两个， =1.74；DN800mm丁字管一个， =1.50；DN800mm阀门一个， =0.06；DN800mm的900弯头两个， =0.70。局部损失为：0.853m(3)出水管路水头总损失为：0.975m3.水泵所需总扬程 11.984m所以选用的10MFC-21B型污水泵能满足设计中布置所需的扬程，符合要求。4.2.7泵房高度计算1.集水池最高液面 -40147m最低水位： -6.247m2.集水池底标高因为本设计采用半地下式自灌泵房，水泵外壳顶点应低于集水池最低水位，因此在集水池最低工作水位下面设一个深为2.538m的集水坑，集水池池底标高为-8.785m，喇叭口距池底为0.6m，标高为-8.185m。3.确定水泵基础标高水泵采用自灌式,泵轴略低于最低水位, 水泵基础超出机械间地表面0.2m。泵轴的标高为-6.414m，则泵基础顶标高-7.431m，则泵房机械间地面标高为-7.631m。 泵站地下部分高度为：9.597m4.泵房地面以上高度泵房地面以上部分高度应能够满足吊车吊运与安装的要求。H=5.1m5.辅助间的设计辅助有值班室，配电间，库房等，高度也采用5.1m。6.泵房总高度H=9.597+5.10=14.697m4.2.8辅助设施的设计计算1门窗泵房门应满足最大设备搬运的要求，规范中规定门宽不小于1.5m，高不小于2.0m。本设计中，门高按下式计算：H=c+d+e+f式中 H门高c所吊部件吊钩与门框顶距离；d起重绳的垂直坡度；e起吊部件最大高度；f起吊部件与室内地面的距离。对水泵d=767mm；对电机d=800mm。选其中最大者，则d=800mm,故 H=2800mm取H=3000mm门宽：B=2a+b式中 a设备距门框的允许距离（不小于0.25m） b设备的最大高度 取B=2.0m泵房的窗应尽量面向夏季主导风向，且两边开窗，以满足空气对流的要求。本设计中考虑到该市位于北方地区，有保温的必要，故窗多设在阳面，窗的尺寸根据有关规定确定。2.走廊为方便工作人员的工作，在泵房四周沿墙处设有走廊，且四通八达，其宽度至少1.2m，为保证安全，走廊边缘设有栏杆，高度为0.9m。3.起重设备为了方便设备的检修与安装，本设计中选用了起重量为3吨的DL型电动单梁桥式吊车。为了提升格栅截留的污物，在格栅间还设有CDI16D型电动葫芦，起重量为1吨，提升高度为9m。4.地面排水为了便于水泵保持干燥和保持泵房内的卫生，泵房内设0.01的坡度坡向集水槽，流入集水坑，并用一根带阀门的软管接入集水槽内。5.采光泵房设计中保证了室内有充足的自然光，照明设备应耐腐蚀及防爆。6.通风由于泵房深度较大，泵设计中除了靠门窗的自然通风外，还设置了一条通风管道，以保证室内电机散热及通风的需要，在格栅间也设有通风管，以防止有害气体的危害。7.采暖该市位于祖国北方地区，冬季较寒冷，故应在机器、值班室等处设暖气采暖。8.反冲洗设施为防止集水池内污物过分淤积，从出水管路上引出一条DN100mm的管子至集水池吸水坑中，定期冲洗污物，具体布置见工艺图。9.隔声与减噪噪声对工作人员的身心健康有很大的危害，故在泵基础周围应设减噪装置。在值班室与水泵间之间应从建筑角度考虑隔声。10.卫生设施水泵间应设有洗手池与冲洗地面的设备。4.3沉砂池的设计4.3.1沉砂池的选择沉砂池的功能是从污水中分离比重较大的无机颗粒，设在沉淀池前面，以保护后续处理构筑物，减轻沉淀池的负荷，并且使无机颗粒与有机颗粒分离。便于分别处理和处置。本设计采用曝气沉砂池。在池的一侧通入空气，使污水沿池旋转前进，从而产生与主流垂直的横向恒速环流。曝气沉砂池的优点是通过调节曝气量，可以控制污水的旋转速度，使除沙效率较稳定，受流量变化的影