日处理6万吨城市污水处理厂的初步设计

景德镇陶瓷学院材料科学与工程学院本科生2009届毕业设计(论文) 日处理6万吨城市污水处理厂的初步设计目录摘 要根据E县污水排放状况，结合该城市的实际情况和发展前景，拟采用卡鲁塞尔氧化沟工艺对该城市生活污水进行综合处理。卡鲁塞尔氧化沟由于采用垂直安装表面曝气器,存在明显的富氧区和缺氧区.该工艺不仅可达到去除BOD、COD、SS的目的,而且可以达到生物脱氮除磷的目的.其突出的性能特点是有极强的混合搅拌和耐冲击负荷能力，占地面积少，基建费用底，操作简单，运行稳定，易于维护管理，处理效果稳定可靠,出水水质好。工艺流程：污水粗格栅提升泵房细格栅曝气沉砂池氧化沟二沉池污泥浓缩池污泥脱水间外运堆肥关键词：生活污水 卡鲁塞尔氧化沟 生物脱氮除磷 污泥 水质 AbstractExhaust condition, combine actual circumstance and development foreground of that city, draw up adoption an according to dirty water in the E County. To be adopted Carrousel Oxidation Ditch method living to the citys residents dirty water to carry on a comprehensive processing.Carrousel Oxidation Ditch due to used the vertical surface aerator，there was a clear oxygen-rich areas and hypoxia zones. The craft can not only attain a purpose of cleaning the BOD、COD、SS, but also attain living creature to take off nitrogen in addition to phosphoric purpose. Its outstanding performance characteristics are stir the mixture is very strong and resistant to shock loading capacity, covers an area of less, set up expenses bottom, operation simple, circulate stability, be easy to maintenance to manage, processing result stability credibility, water fluid matter good. Craft process: Dirty water Crude grillepromote a pump houseFine gridthe spirit sink sand pond oxidize ditch two sink pond dirty mire concentrated pond dirty mire dehydration outside luck fertilizer.Keywords: Living dirty water, Carrousel Oxidation Ditch, Biological nitrogen and phosphorus removal, the dirty mire, fluid matter. 前 言人类的活动会使大量的工业、农业和生活废弃物排入水中，使水受到污染。目前，全世界每年约有4200多亿立方米的污水排入江河湖海，污染了5.5万亿立方米的淡水，这相当于全球径流总量的14%以上。 1984年颁布的中华人民共和国水污染防治法中为“水污染”下了明确的定义，即水体因某种物质的介入，而导致其化学、物理、生物或者放射性等方面特征的改变，从而影响水的有效利用，危害人体健康或者破坏生态环境，造成水质恶化的现象称为水污染。国家环保总局会同有关部门陆续组织制订了一系列水污染防治技术政策。这些技术政策对提高治污生产力，有效的控制环境污染，发挥了显著作用，有效地推动了我国环境科技进步和产业发展。为了促进环境保护事业的快速发展，近年来，我国加大了水污染防治技术政策的制定力度。中国许多中小型城市污水处理方面尚缺乏适用技术和设备制造技术，缺乏管理经验。建立中国中小城市污水管理体制和方法，掌握一批在中心城市具有代表性的污染源的治理技术和城市污水处理技术，可以大大推动我国污水处理设备产业的发展和促进中小城市持续发展。现代氧化沟工艺具有运行灵活、处理效果好、脱氮除磷效果好、污泥稳定程度高等工艺特点。如卡鲁塞尔氧化沟工艺是一个多构串联的系统，进水与活性污泥混合后在沟内做不停的循环运动，采用垂直安装的低速表面曝气器，在沟内形成富氧区和缺氧区。这不仅有利于生物凝聚，还使活性污泥易于沉淀。总体来说氧化沟的突出的工艺优点是基建费用底，操作简单，运行稳定，易于维护管理，剩余污泥量少且稳定，处理效果稳定可靠，出水水质好。氧化沟根据其构造和特征主要分为帕斯维尔氧化沟；卡鲁塞尔氧化沟；交替工作式氧化沟；奥贝尔氧化沟；一体化氧化沟。本次设计主要针对城市生活污水的处理及污水厂的设计，由于本次设计时间短暂，所阅资料有限，再加上本人的水平也很有限，所以在设计过程中不免有很多错误之处，恳请各指导老师批评指正！2008年5月编制说明一、本设计根据景德镇陶瓷学院环境工程设计E县生活污水处理厂初步设计编制。本设计包括进水泵站、粗细格栅、沉砂池、氧化沟、二沉池、污泥浓缩池，污水输送管道、设备，以及食堂宿舍等建筑。二、编制依据：1. 批准的建设项目可行性研究报告和主管部门的有关规定。2. 初步设计项目一览表。3. 经过审核的设计图纸。4. 工程所在地区的市政工程，建筑工程和其他工程的建筑安装预算，人工工资，建筑材料预算价格，单位估价表，间接费用和有关费用的规定等文件。5. 排水工程单项构筑物技术经济指标。6. 附属建筑物技术经济指标。7. 土地征购按E县有关资料计算。8. 其他费用按有关文件计算。9. 引进设备及组件，技术咨询及其他配套费用参照国外有关公司的报价和国内运杂费计算。三、工程造价 本设计方案，总投资7000万元，材料设备价差预备费100万元。1 概 述1.1设计依据及基础资料1)设计依据E县建设委员会委托书（2007）E县规划局关于选址兴建E县污水处理厂的批复（2008）中国市政工程E设计院E县污水处理厂可行性研究报告（2008）E县建设委员会关于E县污水处理厂可行性研究报告审查意见的批函（2008）E县电力工业局关于城市污水处理厂210KV供电电源的意见（2008）E县规划局关于同意公用事业污水处理厂用地的批复2) 基础资料E县城市规划修编说明书（2007）E县中心城市环境规划（2007）E县建筑设计工程公司，处理厂工程地质勘探报告1.2城市概况 E县位于江西省中南部,赣州市东北部,邻近闽、粤和港澳地区，总面积3215平方公里。全县辖30个乡镇场，总人口73万人。兴国历史悠久，建县始于三国，吴嘉禾五年（公元236年）置平阳县，北宋大平兴国七年（公元982年）以年号“太平兴国”为县名，至今已逾千年。兴国是闻名全国的苏区模范县、红军县、将军县、烈士县，是红军第三次、第五次“反围剿”的主战场。毛主席、朱德、周恩来等老一辈无产阶级革命家大部分在兴国工作和战斗过。兴国钟灵毓秀，人杰地灵，民族英雄文天祥曾在此开府抗元，历史名人海瑞曾任县令。兴国向来以丰富的资源、悠久的历史文化、独特的客家风情和富饶的特产而著称于世。(1)、水资源：全县水资源总量76.3亿立方米。境内河流密布，流域面积10平方公里以上的河流有53条，主要干流788.6公里，河网密度为每平方公里0.23公里。全县多年平均径流总量26.87亿立方米，可开发利用的水能资源29162千瓦，全部开发年发电量可达1.02亿度。另外，全县还有10万亩优质水面，十分适合发展水面养殖。(2)、森林资源：全县森林覆盖率为72.2%，木材蓄积量296万立方米，毛竹蓄积量880多万根。林木常见树种有384种，按用途可分为三大类：一是用材林。主要有杉树、松树、樟树、枫树、泡桐、木荷、榕树、黄檀、毛竹等数十种。全县现有用材林120万亩、毛竹3万亩可供开发。二是经济林。主要树种有油茶、茶叶、水果、板栗、山苍子、山桐子、乌桕等十多种。其中油茶林达100万亩，被称为“江南绿色油库”。三是薪炭林。主要有马尾松、白栎、青皮木等。此外，还有被称为“活化石”的银杏，以及楠木、福建柏、花榈木等珍贵稀有树种。(3)、矿产资源：兴国矿产资源丰富，目前已探明有一定储量的矿种就有25种，矿床矿化点160余处。主要矿种有金、钨、稀土、铅锌、铌钽、铀、铁、硫铁、莹石、石灰石、白云石、花岗石、硅石、水晶、高岭土、钾长石、泥炭、水海石、软玉、石棉、煤、矿泉水等，其中莹石储量和品位在全国居重要地位，石灰石、花岗石储积量均居江南县市之首，瓷土储积量居华东之冠，高岭土储量高达2000万吨。(4)、气候资源：兴国属亚热带季风湿润气候，气候温和，雨量充沛，日照充足，四季分明，年平均气温18.8度，日照1926.5小时，无霜期284天，降雨量1560毫米，适宜各种农作物生长改革开放以来，兴国大力招商引资，发展外资企业和个私经济，加强基础设施建设，社会进步成绩斐然。基本形成了以水泥、金属建材、人和建材为主的新型建材业；以氟化工业、方解石加工业为主的矿产品精深加工业；以卷烟、灰鹅深加工、火腿、精制茶油为主的卷烟食品业；以医疗器械、制药为主的制药业；以拔叉、压铸品、精密模具为主的机电制造业；以皮具、服装、玩具为主的现代轻纺业等六大工业产业。一批具有地方特色，效益好、后劲足的外资企业和私营企业正在驶入快车道，并成为县域经济发展的排头兵。富有光荣传统的兴国人民，勤劳敢创、开明开放、诚实守信，正在“率先对接长珠闽，争创崛起示范县”，再创新时期第一等工作。1.3自然条件(1)地形、地貌兴国县位于江西省中南部，赣州市北部，邻近闽、粤和港澳等地区。中国第二大动脉京九铁路贯穿全县，并设有三级货运站，公路通车里程1700余公里，“319”国道穿县境东西与“105”“323”国道、正在兴建的“昆厦”高速公路相连接，兴赣（州）、兴宁（都）、兴永（丰）、兴（万）安公路相互沟通，连接赣州、吉安的空运和万安的水运，运输条件十分便利。(2)气象年平均气温 18.8极端最高气温 37极端最底气温 -3.2年平均降雨量 1520mm年主要风向 东北 年平均风速 1.9m/s(3)水文：E县地下水25.6M2 纳污范围2.1工程纳污范围根据E县总体规划和中心城市环境规划，本工程（一期）处理18万m/d的城市居民生活用水。2.2污水规划及工程规模本工程设计年限：近期2009年，远期2012年。根据E县中心城市环境规划和纳污范围的现状，近期只收集周围35万左右人口的生活用水，远期将在收集55万人口的生活用水。根据可行性研究报告已拟定该污水处理厂设计规模为18万m/d。2.3排放水体及污水处理厂厂址选择（1）城市生活污水处理工程的厂址选择，应遵循下列各项原则：应与选定的污水处理工艺相适应，尽量做到少占农田和不占农田。厂址必须位于集中给水水源的下游，并应设在城镇工厂、厂区及生活区的下游和夏季主导风向的下风向。当处理后的污水或污泥用于农业、工业或市政时，厂址应考虑与用户靠近或者便于运输。厂址不宜设在雨季容易受水淹的低洼处。要充分利用地形，应选择有适当的坡度的地区，以满足污水处理构筑物高程布置的需要，减少土方工程量。设计时应当考虑厂区的绿化和美化，厂内周围有一定的绿化隔离带作为卫生防护，各处理区应有绿化带。根据城市总体发展规划，污水处理工程厂址的选择应考虑远期发展的可能性，有扩建的余地。（2）总体方案根据工程纳污范围及E县地形和排水管网走向，将该污水处理厂厂址选择在E县河流下游附近，有利于处理后尾水就近排放，较为符合城市建设的一般原则，得到E县县政府的批准。2.4总体设计2.4.1推荐排水体制对已形成较为完善的合流系统的建成区，保持现有体制不变，对新的开发区，根据投资情况宜采用并流的排水体制。2.4.2工程的总体方案纳污区污水经泵站提升后进入污水处理厂，集中处理达标后排放，对于现有建成区内的合流污水按截流（N=1）设置溢流井，旱季全部污水进入处理厂，雨季按截流倍数将部分污水截至污水处理厂。对于新取分流制排水体制，污水经截流管道完全送如泵房，对于雨水管道通过跳跃井将初期雨水截送至泵房。3污水污泥处理工艺设计3.1设计原则认真贯彻执行国家关于环境保护工作的方针和政策，使本设计符合有关国家法规规范和标准。从现状出发，以城市总体规划和污水规划为依据，工程设计以近期建设规模为18万m/d为基点，兼顾远期工程，在总体设计上预留远期用地，以适应分期分步发展的需要。所有构筑物均按近期规模（即18万m/d）设计和建设。本工程近期工程排水体制为合流制，雨季进入处理厂的污水均为河流污水，设计时可取截流倍数N=1。根据本工程的原污水水质和处理程度要求，选择技术上先进可靠，经济上合理的处理工艺和工艺形式。在厂内面积紧张的情况下，尽量增加厂区绿化面积，以创造良好的生活工作环境。3.2污水处理厂工艺设计 3.2.1设计原污水水质及排放水质 本工程可行性研究报告参照国内同类型城市污水处理厂的原水水质和水质发展趋势，拟定了本设计的进水水质同时要求出水水质达到城镇污水处理厂污染排放标准（GB18918-2002）中的二级标准。 表3.1 进出水水质 Table3.1 Influent and effluent water项目COD（mg/L）BOD5（mg/L）SS（mg/L）NH3-N（mg/L）进水21019020030出水603030253.2.2污水处理工艺根据进水和出水水质的要求，本工程污水处理工艺需具有稳定、良好的脱氮除磷效果。传统活性污泥法虽能去除BOD5、CODcr等,脱氮除磷效果差，不能满足本工程的要求。可行性报告已经对可供选择的污水处理工艺作了详细的技术经济比较，本设计采用卡鲁塞尔氧化沟工艺。3.2.3污泥处理工艺污水处理过程中会产生大量的污泥，污泥中含有细菌，病原微生物，寄生虫卵，重金属离子等有毒物质和N、P、K等有用物质。污泥不稳定，需要及时处理和处置，以达到变害为利，综合利用保护环境等目的。污泥的常规吃力工艺为：污泥浓缩消化脱水最终处置。由于本工程污水采用氧化沟工艺，处理污水量又少，污泥龄较长，不宜单独进行厌氧消化，好氧消化效果也不好，所以本设计将不设消化池，污泥浓缩后直接进行脱水。污泥的最终处置，目前我国城市污水处理厂大都未经无害化处理，随意堆放或用于农田。现对污泥处置常采用焚烧、填埋、堆肥和投海等方法。焚烧技术虽然处理迅速，无害化程度高，占地面积小等特点，但一次性投资巨大，操作管理复杂，且能耗高，运行费用高，不适合我国目前的国情。污泥卫生填埋其渗透液的COD、BOD极高，如未妥善处理易造成严重的二次污染。此外卫生填埋需大面积的填埋场地，根据E市的实际情况不采用卫生填埋处置。污泥与城市生活垃圾混合高温堆肥，是污泥熟化程度高，病原体和寄生虫卵去除较彻底，有利于污泥的农用，是适合我国国情的污泥稳定处置方法，本工程污泥最终处置拟采用堆肥工艺。根据E县的现有财力，目前不采用耗氧堆肥，污泥经厂内脱水后，泥饼直接运送至农林与生活垃圾等混合厌氧堆肥，经无害化稳定处理后，用作农家肥料。3.2.4工艺流程和工艺形式选择3.2.4.1工艺流程曝气沉砂池细格栅提升泵房粗格栅污水 污泥脱水间污泥浓缩池二沉池氧化沟 外运堆肥污泥回流泵房图3.2工艺流程图Fig3.2 Flow chart该流程中卡鲁塞尔氧化沟是本处理工艺的关键单元，该处理工艺能有效地去除BOD和COD等，也能脱氮，脱磷，鉴于污水处理有脱氮除磷的要求，设计中不设初次沉淀池。卡鲁塞尔(Carrousel)氧化沟是一个多沟串联的系统,进水与活性污泥混合后在沟内做不停的循环运动。污水和回流污泥在第一各曝气去中混合。由于曝气器的泵送作用，沟中的流速保持0.3米/秒。水流在连续经过几个曝气区后，便流入外边最后一个环路，出水从这里通过出水堰排除，出水位于第一曝气区的前面。卡鲁塞尔氧化沟采用垂直安装的低速表面曝气器，每组沟渠安装一个，均安装在同一端，因此形成了靠近曝气器下游的富氧区和曝气器上游以及外环的缺氧区。中不仅有利于生物絮凝，使活性污泥易于沉降。BOD5的去除率可达9599，脱氮效率约为90，除磷效率约为50，如投加铁盐，除磷效率可达95。该工艺具有投资省、处理效率高、可靠性好、管理方便和运行维护费用低等优点。3.2.4.2工艺形式选择我国是一个水资源短缺的国家，在世界缺水国家中排名第13名，占国土面积的50%以上的地区干旱缺水。由于水环境的污染，使我国有限的水资源更加短缺。由于经济的高速发展，在短短20年中中国国民经济经历了发达国家几十年的发展历程，与此 我国也发生了特有的复合污染问题。水环境的复合污染表现在发达国家不同时期的水污染问题在中国短期内集中爆发，点源、面源、降雨和底泥中污染物的释放形成了对水体污染的时间和空间复合，一般碳源有有机物、氮、磷等营养物质，难降解有机物和重金属等有毒物质的共存，形成了水环境的复合污染。水环境的复合污染对废水处理技术提出了新的需求，这些技术需求主要集中在以下几方面：应用于工业污染源控制的处理高浓度、难降解、有毒物质、高含盐和高氨氮等的废水处理技术；改善和提高城市污水处理厂运行稳定性和处理效果的技术；适用于污水回用的深度处理技术；受微污染饮用水的处理技术等。氧化沟工艺介绍(1)氧化沟工艺基本原理和主要设计参数氧化沟又名氧化渠，因其构筑物呈封闭的环形沟渠而得名。它是活性污泥法的一种变型。因为污水和活性污泥在曝气渠道中不断循环流动，因此有人称其为“循环曝气池”、“无终端曝气池”。氧化沟的水力停留时间长，有机负荷低，其本质上属于延时曝气系统。以下为一般氧化沟法的主要设计参数：水力停留时间：1040小时； 污泥龄：一般大于20天；有机负荷：0.050.15kgBOD5/(kgMLSSd)；容积负荷：0.20.4kgBOD5/(m3.d)；活性污泥浓度：20006000mg/l； 沟内平均流速：0.30.5m/s氧化沟工艺流程图:污水氧化沟二沉池出水系统污泥泵房干化设备污泥回流图3.3 氧化沟工艺流程图Fig3.3 Oxidation ditch flow chart(2)氧化沟的特点氧化沟利用连续环式反应池（Cintinuous Loop Reator,简称CLR）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。氧化沟一般由沟体、曝气设备、进出水装置、导流和混合设备组成，沟体的平面形状一般呈环形，也可以是长方形、L形、圆形或其他形状，沟端面形状多为矩形和梯形。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。氧化沟能保证较好的处理效果，这主要是因为巧妙结合了CLR形式和曝气装置特定的定位布置，是式氧化沟具有独特水力学特征和工作特性： 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。入流通过曝气区在循环中很好的被混合和分散，混合液再次围绕CLR继续循环。这样，氧化沟在短期内（如一个循环）呈推流状态，而在长期内（如多次循环）又呈混合状态。这两者的结合，即使入流至少经历一个循环而基本杜绝短流，又可以提供很大的稀释倍数而提高了缓冲能力。同时为了防止污泥沉积，必须保证沟内足够的流速（一般平均流速大于0.3m/s），而污水在沟内的停留时间又较长，这就要求沟内由较大的循环流量（一般是污水进水流量的数倍乃至数十倍），进入沟内污水立即被大量的循环液所混合稀释，因此氧化沟系统具有很强的耐冲击负荷能力，对不易降解的有机物也有较好的处理能力。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。氧化沟设计可按要求安排好氧区和缺氧区实现硝化反硝化工艺，不仅可以利用硝酸盐中的氧满足一定的需氧量，而且可以通过反硝化补充硝化过程中消耗的碱度。这些有利于节省能耗和减少甚至免去硝化过程中需要投加的化学药品数量。氧化沟沟内功率密度的不均匀配备，有利于氧的传质，液体混合和污泥絮凝。传统曝气的功率密度一般仅为2030瓦/米3，平均速度梯度G大于100秒1。这不仅有利于氧的传递和液体混合，而且有利于充分切割絮凝的污泥颗粒。当混合液经平稳的输送区到达好氧区后期，平均速度梯度G小于30秒1，污泥仍有再絮凝的机会，因而也能改善污泥的絮凝性能。氧化沟的整体功率密度较低，可节约能源。氧化沟的混合液一旦被加速到沟中的平均流速，对于维持循环仅需克服沿程和弯道的水头损失，因而氧化沟可比其他系统以低得多的整体功率密度来维持混合液流动和活性污泥悬浮状态。据国外的一些报道，氧化沟比常规的活性污泥法能耗降低2030。另外，据国内外统计资料显示，与其他污水生物处理方法相比，氧化沟具有处理流程简单，超作管理方便；出水水质好，工艺可靠性强；基建投资省，运行费用低等特点。(3) 氧化沟工艺的改良工艺的改良过程大致可分为四个阶段：表3.4 工艺改良阶段Tabel3.4 Craft improvement stage阶段型式初期氧化沟1954年，Pasveer教授建造的Voorshopen氧化沟，间歇运行。分进水、曝气净化、沉淀和排水四个基本工序规模型氧化沟增加沉淀池，使曝气和沉淀分别在两个区域进行，可以连续进水多样型氧化沟考虑脱氮除磷等要求。著名的有DE型氧化沟，Carrousel氧化沟及Orbal氧化沟等一体化氧化沟时空调配型（D型，VR型，T型等）合建式（BMTS式，侧沟式，中心岛式等）4构筑物设计与计算4.1主要构筑物污水处理厂内的生产性构筑物包括：粗格栅、提升泵房、细格栅、曝气沉砂池、配水井、氧化沟、鼓风机房、二沉池、污泥浓缩池、污泥脱水间、计量槽、接触消毒池等。4.2粗格栅4.2.1设计概述1.一般规定格栅系由一组平行的金属栅条或筛网制成，安装在污水渠道上、泵房集水井的进口处或污水处理厂的端部，用以截流较大的悬浮物或漂浮物，如纤维、碎皮、毛发、果皮、塑料制品等。一般情况下分粗细两道格栅，粗格栅的作用是拦截较大的悬浮物和漂浮物，以便保护水泵；细格栅的作用是拦截粗格栅未截流的悬浮物或漂浮物。格栅按栅条的种类可以分为直棒式栅条格栅、弧形格栅、辐射式格栅、转筒式格栅和活动栅条式格栅。由于直棒式格栅运行可靠，布局简洁，易于安装维护。本工艺选用直棒式格栅。粗格栅泵房细格栅2.设计参数(1) 水泵前格栅栅条间隙，应根据水泵要求确定。(2) 污水处理系统前格栅栅条间隙，应符合下列要求：人工清除 25-40mm；机械清除 16-25mm；最大间隙 40mm。(3) 栅渣量与地区的特点、格栅的间隙大小、污水流量及排水管道系统等 因素有关。在无当地运行资料时，可采用：格栅间隙16-25mm时，0.10-0.05m3栅渣/103 m3污水；格栅间隙30-50mm时，0.03-0.01m3栅渣/103 m3污水；(4)大型污水处理厂或泵站前的格栅(每日栅渣量大于0.2 m3)，一般应采用机械清渣。(5)机械格栅不少于2台，如为一台时，应设人工清除格栅备用。(6)过栅流量一般采用0.6-1.0m/s。(7)格栅前渠道内的水流速度一般采用0.4-0.9m/s。(8)格栅倾角一般采用45-75。(9)通过格栅的水头损失，粗格栅一般为0.2m，细格栅一般为0.3m-0.4m。(10)格栅间必须设置工作台，台面应高出格栅最高设计水位0.5m。工作台上应该有安全和冲洗设施。(11)格栅间工作台两侧过道宽度不应小于0.7m。工作台正面过道宽度，采用人工清除时不应小于1.2m，采用机械清除时不应小于1.5m。(12)机械格栅的动力装置一般宜设在室内，或采取其他保护设备的措施。(13)设置格栅装置的构筑物，必须考虑设有良好的通风设施。(14)在北方地区格栅的设置应考虑防止栅渣结冰的措施。(15)格栅间内应安设调运设备，以进行格栅及其他设备的检修，栅渣的日常清除。4.2.2粗格栅进水粗格栅是污水处理厂第一道预处理设施，可去除大尺寸的漂流物或悬浮物，以保护进水泵的正常运转，并尽量去掉那些不利于后续处理工程的杂物。拟用回转式固液分离机。回转式固液分离机运转效果好，该设备由动力装置，机架，清洗机构及电控箱组成，动力装置采用悬挂式涡轮减速机，结构紧凑，调整维修方便，适用于市政污水处理厂污水预处理。（1）设计说明 栅条的断面主要根据过栅流速确定，过栅流速一般是0.61.0m/s，槽内流速0.5 m/s左右。如果流速过大，不仅过栅水头损失增加，还可能将已截留在栅上栅渣冲过格栅，如果流速过小，栅槽内将发生沉淀。此外，在选择格栅断面尺寸时，应注意设计过流能力只为格栅生产厂商提供的最大过流能力的80%，以留有余地。在机械格栅旁侧还必须建一座人工格栅（备用），以便在机械格栅出现问题的时候采用人工格栅除渣。由于处理量较大，本设计共分四组格栅，粗格栅栅条间隙拟定为40.00mm.(2)设计流量a.日平均流量Qd=18万m3/d=7500 m3/h=2.083 m3/s=2083 L/sKZ=2.7/ Qd0.11=2.7/2.0830.11=2.7/2.318=1.16b.最大流量 Qmax= Qd KZ=1.167500 m3/h=8700 m3/h=2.416 m3/s 最小流量 Qmin= Qd / KZ =7500/1.16 m3/h=3465.52m3/h=1.796 m3/sC 单个格栅流量 （分四组格栅）Qdan=0.604 m3/s（3）设计参数栅条净间隙为b=40.0mm栅前流速V1=0.7m/s过栅流速 0.8 m/s栅前部分长度：0.5m 倾斜角=60单位栅渣量：W1=0.025m3栅渣/103m3污水。（4）设计计算确定栅前水深。根据最优水力断面公式Q=B12V/2计算得：B1=1.31 mh=0.65 m所以栅前槽宽约为1.4m，栅前水深h0.7m格栅计算说明：(1)栅条的间隙数n(个)n=式中 最大设计流量，m3/s； 格栅倾角，()，取=60； b栅条间隙，m，b=0.04m n栅条间隙数，个； h栅前水深，m，取h=0.7m； v过栅流速，m/s，取v=0.8m/s。则 n=25（条）图4.1 粗格栅示意图 （单位 mm）Fig4.1 Sketch of rough grid(2)栅槽有效宽度（B）栅槽宽度一般比格栅宽0.2-0.3m，取0.2m；设栅条宽度=10mm(0.01m)则栅槽宽度=S(n-1)+bn+0.2 =0.01（25-1）+0.0425+0.2 =1.44 m 选用回旋式格栅SHG-1200型一台，格栅槽有效宽度1.2m，栅条间隙40mm,功率1.5KW，格栅倾斜角60。(3) 通过格栅的水头损失h1进水渠道渐宽部分的长度L1。设进水渠宽B1=1.31m，其渐宽部分展开角度 1= 20进水渠道内的流速为0.8m/s。L1=0.18 m栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分的长度L2，mL2=0.09 m通过格栅的水头损失h1，m h1= h0k h0=，=式中 h1设计水头损失，m；h0计算水头损失，m；g重力加速度，9.8m/s2；k系数，格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般采用3；阻力系数，与栅条断面形状有关，可按手册提供的计算公式和相关系数计算；设栅条断面为锐边矩形断面，=2.42。h1= h0k= k =2.423=0.032m(4)栅后槽总高度H，m设栅前渠道超高h2=0.3m，则H=h+h1+h2=0.7+0.032+0.3=1.032m(4)栅槽总长度L，mL=L1+L2+1.0+0.5+其中H1为栅前渠道深，H1=h+ h2，m。则 L=0.18+0.09+1.0+0.5+=2.35 m(5)每日栅渣量W，m3/dW= 式中，W1为栅渣量，m3/103 m3污水，格栅间隙为16-25mm时，W1=0.100.05 m3/103 m3污水;格栅间隙为30-50mm时，W1=0.030.01 m3/103 m3污水。本例题格栅间隙为40mm，取W1=0.025 m3/103 m3污水。W=1.12 m3/d0.2m3/d采用机械清渣污物的排出采用机械装置：600螺旋输送机，选用长度L=1.4m的一台。 4.3污水提升泵房（包括集水池） （1）设计说明 污水处理系统简单。对于新建污水处理厂，工艺管线可以充分优化，故污水只考虑一次提升。污水经提升后入集水池，然后自流进入各工艺池，设计流量Qdan=52200m3/d=2175 m3/h 。 （2）搅拌机 为防止泥砂等杂质沉淀于集水池中，在集水池内设搅拌机。 采用江苏天雨环保集团有限公司生产的ZJ1000型搅拌机。该产品具有结构紧凑，操作方便，搅拌效果好等特点。共需要2台搅拌机，共4万元左右，功率为0.75KW/台。（3）提升泵选型 污水提升前水位为2.50m，污水总提升流程为6.10m，采用立式污水污物泵，单台提升流量为1667 m3/h。所以采用450QW2200-10-120型立式污水污物泵，2用1备。该泵提升流量为1760 m3/h，效率75%，转速为590r/min，功率为45KW，占地面积（156）m2。 集水池内设立式潜水泵450QW2200-10-160型3台，2用1备。潜水泵单台能力为2200 m3/h，扬程 10m，出水口径450mm，转速745 r/min，轴功率120KW，配用功率125KW，泵效率81.8%，重量380。控制方式：集水池液位有PLC自动控制，水泵运用顺序转换启动运行，同时设定现场手动控制（4）提升泵房、电机、电控室、电磁流量计显示器室内安装，另外考虑一定检修空间。提升泵房占地面积（156+158）=210m2,其中工作间的面积为158=120 m2。（5）集水池 容积 按一台泵最大流量时6min的出流量计算，则集水池的有效容积VV=6=220（m3） 面积 取有效水深H为3米，则面积F=73.3（m） 集水池长度L取10米，则宽度B=7.33（m） 取7.5m； 集水池平面尺寸 LB=10m 7.5m ； 保护水深为1.2m，则实际水深为 4.2m。4.4细格栅 污水由进水泵房提升至细格栅在至沉沙池，细格栅由于进一步去除污水中较小的颗粒悬浮物、漂浮物。（1）设计说明 (如粗格栅) 细格栅栅条间隙拟定为10.0mm。图4.2 细格栅示意图Fig4.2 Sketch of small grille（2）设计流量a.日平均流量Qd=18万m3/d=7500 m3/h=2.083 m3/s=2083 L/sKZ=2.7/ Qd0.11=2.7/2.0830.11=2.7/2.318=1.16b.最大流量 Qmax= Qd KZ=1.167500 m3/h=8700 m3/h=2.416 m3/s 最小流量 Qmin= Qd / KZ =7500/1.16 m3/h=3465.52m3/h=1.796 m3/sC 单个格栅流量 （分四组格栅）Qdan=0.604 m3/s（3）设计参数栅条净间隙为b=10.0mm栅前流速V1=0.8m/s过栅流速 0.9 m/s栅前部分长度：0.5m 倾斜角=60单位栅渣量：W1=0.05m3栅渣/103m3污水。（4）设计计算确定栅前水深。根据最优水力断面公式Q=B12V/2计算得：B1=1.23 mh=0.6 m所以栅前槽宽约为1.23m，栅前水深h0.6m格栅计算说明：(1)栅条的间隙数n(个)n=式中 最大设计流量，m3/s； 格栅倾角，()，取=60； b栅条间隙，m，b=0.01m n栅条间隙数，个； h栅前水深，m，取h=0.6m； v过栅流速，m/s，取v=0.9m/s。则 n=104（条）(2)栅槽有效宽度（B）栅槽宽度一般比格栅宽0.2-0.3m，取0.2m；设栅条宽度=10mm(0.01m)则栅槽宽度=S(n-1)+bn+0.2 =0.01（104-1）+0.01104+0.2 =2.27 m 选用回旋式格栅SHG-1000型两台，格栅槽有效宽度1.0m，栅条间隙10mm,功率1.1KW，格栅倾斜角60。(3) 通过格栅的水头损失h1进水渠道渐宽部分的长度L1。设进水渠宽B1=1.23m，其渐宽部分展开角度 1= 20进水渠道内的流速为0.8m/s。 L1=1.43 m栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分的长度L2，m L2=0.715 m通过格栅的水头损失h1，m h1= h0k h0=，=式中 h1设计水头损失，m；h0计算水头损失，m；g重力加速度，9.8m/s2；k系数，格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般采用3；阻力系数，与栅条断面形状有关，可按手册提供的计算公式和相关系数计算；设栅条断面为锐边矩形断面，=2.42。h1= h0k= k =2.423=0.260m(4)栅后槽总高度H，m设栅前渠道超高h2=0.3m，则 H=h+h1+h2=0.6+0.26+0.3=1.16m(4)栅槽总长度L，m L=L1+L2+1.0+0.5+其中H1为栅前渠道深，H1=h+ h2，m。则 L=1.43+0.715+1.0+0.5+=4.16 m(5)每日栅渣量W，m3/dW= 式中，W1为栅渣量，m3/103 m3污水，格栅间隙为16-25mm时，W1=0.100.05 m3/103 m3污水;格栅间隙为30-50mm时，W1=0.030.01 m3/103 m3污水。本例题格栅间隙为10mm，取W1=0.07 m3/103 m3污水。 W=3.15 m3/d0.2m3/d采用机械除渣污物的排出采用机械装置：500螺旋输送机，选用长度L=8.0m的三台。 4.5曝气沉砂池4.5.1设计概述1.一般规定普通沉砂池的沉砂中含有约15%的有机物，使沉砂的后续处理难度增加。采用曝气式沉砂池可克服这一缺点，曝气式沉砂池是在池的一侧通入空气，使池内水流产生与主流垂直的横向旋流。曝气式沉砂池的优点是通过调节曝气量，可以控制污水的旋流速度，使除砂效率较稳定，受流量变化的影响较小。同时，还对污水起预曝气的作用。2.设计参数旋流速度应保持0.25-0.3m/s；水平流速一般取0.08-0.12m/s；最大流量时的停留时间为1-3min；有效水深为2-3m，宽深比一般采用1-1.5；长宽比可达5，当池长比池宽大得多时，应考虑设置横向挡板；处理每立方米污水的曝气量为0.1-0.2m3空气；空气扩散装置设在池的一侧，多采用穿孔曝气，孔径为2.5-6.0mm，距池底约0.6-0.9m，送气管应设置调节气量的阀门；池子的形状应尽可能不产生偏流或死角，在集砂槽附近可安装纵向挡板；池子的进口和出口布置，应防止发生短路，进水方向应与池中旋流方向一致，出水方向应与进水方向垂直，并宜设置挡板；池内应考虑设消泡装置。4.5.2设计计算图4.3 曝气沉砂池示意图Fig4.3 Sketch of aeration desilting basin(1)池子总有效溶积V，m3 V=Qmaxt60式中 Qmax最大设计流量，m3/s，Qmax =2.416 m3/s； t最大设计流量时的流行时间，min，取t=2min。 则V=2.416260=289.92 m3(2)水流断面面积A，m2 A= Qmax/v1式中，v1为最大设计流量时的水平流速，m/s，取v1=0.1m/s A=2.416/0.1=24.16m2(3)池总宽度B，m B=A/h2式中，h2为设计有效水深，m，取h2=3m。则： B=A/h2=24.16/3=8.05(m)(4)每个池子宽度b，m取n=2格， b=B/n=8.05/2=4.02(m)宽深比b:h2=4.02:3=1.34，满足要求。(5)池长L，m L=V/A=289.92/24.16=12(m)(6)每小时所需空气量q，m3/h q=dQmax3600式中d为每立方米污水所需空气量，m3，取d=0.2 m3/ m3污水。则： q=0.22.4163600=1739.52(m3/h)(7)沉砂室沉砂斗体积V0，m3设沉砂斗沿池长方向的梯形断面渠道，沉砂斗体积为： V0=L式中 沉砂斗上顶宽，m；沉砂斗下底宽，取； 沉砂斗高度，取。沉砂室坡向沉砂斗的坡度为i=0.1-0.5；沉砂斗侧壁与水平面的夹角 50；取=55则沉砂斗上口宽： V0=*L=*0.35*12=3.15 m3设每格沉砂池有两个沉砂斗，则每个斗的容积V0= V0/2=1.575 m3(8)沉砂室高度,m采用重力排砂，设坡度i=0.1，h3”=(-)i=(-)0.1=0.151m 则：= +h3”=0.35+0.151=0.501m(9)沉砂池总高度H，m设超高h1=0.3mH=h1+h2+h3=0.3+3+0.501=3.801m4.5.3设备选取本设计曝气沉砂池拟采用WK型微孔曝气器。由主体材料ABS工程塑料压注成型扩散部分用微孔陶瓷制成，具有良好的机械性能和冲击韧性，同时还具有耐热、抗腐蚀、结构简单、安装方便、氧吸收率高等明显优点。主要技术参数：氧吸收率：11%-12% 动力效率：1.6-2.2kg/(kwh)鼓风量：5-8m3/h 适用水深：2.5-5m负荷面积：1.0-1.8m2/个生产厂