室外排水设计规范得到的基本参数毕业论文.doc

长春建筑学院本科毕业设计室外排水设计规范得到的基本参数毕业论文目 录摘要1Abstract2第1章 绪论31.1 设计背景31.2 设计资料41.3 自然状况41.3.1 气象资料41.4 平原县目前状况41.5 设计内容61.5.1 污水排水管道系统部分61.5.2 雨水排水管道系统61.5.3 污水厂的工艺设计61.5.4 厂内的主要辅助建筑物71.5.5 厂内主要道路的设计71.5.6 厂内绿化情况71.5.7 经济概算81.5.8 图纸内容及对绘图的基本要求8第2章 排水管网规划设计92.1 排水管网规划设计原则92.1.1 设计基本原则92.1.2 排水体制（drainage system）的确定92.2 排水管网的定线102.3 排水管网水力计算112.3.1 水力计算的基本公式112.3.2 污水管道的最小埋设深度122.3.3 在管道水力计算中还应注意以下问题132.4 雨水管道的水力计算132.4.1 设计要点132.4.2 雨量分析132.4.3 管渠流量的确定14第3章 处理工艺的比较与确定163.1 处理工艺的比较163.1.1 氧化沟法163.1.2 A/O法173.1.3 SBR法183.2 处理工艺的确定193.2.1 处理工艺的选择193.2.2 处理工艺流程的确定20第4章 污水处理厂的设计计算214.1 中格栅设计计算214.1.1 设计原则214.1.2 设计参数214.1.3 格栅设计计算224.1.4 格栅间尺寸的确定244.2 污水提升泵房设计计算244.2.1 一般规定244.2.2 水泵设计计算254.2.3出水管254.2.4集水池设计计算264.3 细格栅设计计算264.3.1 设计参数264.3.2 格栅设计计算274.4 平流沉砂池设计计算294.5 初沉池设计计算304.5.1 设计计算过程314.5.2 进水部分设计334.5.3 出水部分设计354.6 集配水井设计计算374.6.1 配水井374.6.2 集水井374.7 氧化沟设计计算384.7.1 已知条件394.7.2 根据室外排水设计规范得到的基本参数394.7.3 缺氧区容积394.7.4 厌氧区容积404.7.5 氧化沟总容积及停留时间404.7.6 剩余污泥量404.7.7 氧化沟尺寸414.7.8 进水管和回流污泥管及进水井424.7.9 出水堰和出水竖井及出水管424.8 污泥泵房设计计算434.8.1 回流污泥泵434.8.2 剩余污泥泵434.8.3 污泥泵房的尺寸444.9 二沉池设计计算444.9.1 设计要求444.9.2 设计参数454.9.3 设计计算454.10 消毒接触池设计计算484.10.1 概述484.10.2 消毒接触池设计参数494.10.3 接触池主体设计计算494.10.4 进出水设计504.11 辐流式重力浓缩池设计计算514.11.1 日产剩余污泥514.11.2 浓缩池面积514.11.3 浓缩池直径514.11.4 浓缩池深度524.12 贮泥池设计计算524.13 污泥消化池设计计算534.14 滚压带式压滤机污泥脱水机房574.14.1 浓缩后污泥量574.14.2 压滤机的选用574.15 平面图的布置574.15.1 平面布置的一般原则574.15.2 平面布置尺寸确定584.16 污水处理构筑物高程布置584.16.1 构筑物水头损失584.16.2 管渠水力计算59第5章 污水处理厂概算及处理成本635.1 计算原则635.2 污水厂建设直接费635.3 污水处理成本70结 论72致 谢73参考文献74附 录75摘 要随着社会的进步和科学技术的不断发展，人们物质文化生活的需要也日益增加，人们对环境的要求也越来越高了。因此，环境问题成了人们关注的焦点，大气、土壤和水成为了重点污染对象，如何治理就成为我们所要面对的首要问题。作为一名给水排水工程大学生，应以污水处理，改善水质为己任，认真学习本科生的功课，在指导教师的指导下完成毕业设计，为将来的学习工作打下坚实的基础，争取在将来为解决水污染问题贡献自己的一份力量。本设计是山东省德州市平原县排水工程设计。根据污水处理程度的计算，确定污水处理厂排放标准为一级B标准。污水泵房形式选用自灌式，集水池与泵房合建；污水处理的工艺流程中，沉砂池采用平流式，停留时间30S； 初沉池采用辐流式，停留时间为1.5h；生化处理工艺选择氧化沟工艺，消毒接触池接触时间取30min。污泥处理工艺流程为：贮泥池污泥提升泵房浓缩池消化池脱水外运，其中消化工艺采用二级消化处理。 关键词 ： 污水处理；氧化沟工艺；污泥处理4AbstractWith the improvement of society and the development of technology, more and more are needed by people. The problem of environment has been the focus. Air, soil, water become the most polluted, so how to control the pollution is what we have to be faced with .As a college student of water supply and drainage engineering, I should consider that the pollution of water as my duty. And study very hard to do my undergraduate courses .with the help of my faculty adviser-BingnanLv, I will complete my graduation design, lay a solid foundation for future study and work,struggle to contributes my own strength for solving problems in the future.This design is shandong province dezhoupinyuan sewage disposal engineering design.According to calculate he degree of sewage treatment, determine firstlevel class B standard as sewage discharge standards， Wastewater treatment process is: pipe pump room detritus pit primary sedimentation tank Sequencing Batch Reactor disinfection tank emissionmeasurement. sewage pump form use self-filling form, collecting basin and pump room build toghter. Wastewater treatment process, detritus pit using flat streaming, retention time 30s, primary sedimentation tank select radial flow, retention time is 1.5h. Biochemical process select Oxidation ditch, disinfection tank take 30min to touch. Sludge treatment process is: reserve sludge tank improve sludge pump pump roomconcentrated tank digestion tank sludge dewatering outward transport, digestion process use secondary digestion. Key words： sewage treatment; oxidation ditch; sludge treatment第1章 绪论1.1 设计背景我国是个水资源匮乏的大国，幅员辽阔，各地气候迥异，经济发展水平差异也很大。目前，各城市都面临着不同的水环境污染。因此，根据城市规模，建立一套与自己经济发展相适应的控制水污染、保护水环境的方针、政策、标准和法规，同时建设与经济发展水平相适应的污水处理厂，就成为防止因水资源短缺而制约城市社会经济发展的必要手段，利用有限资源的必须部分。在人们日常生活中，盥洗、淋浴、生活洗涤等都离不开水，用后便成为污水。在工业企业中，几乎没有一种工业水是人们日常生活中不可或缺的宝贵资源。水的供给与排放处理水亦是合理不用到水。水经生产过程使用后，绝大部分变成废水。生产废水携带着大量污染物质，这些物质多数是有害和有毒的，但也是有用的，必须妥善处理或加以回收利用。城市的雨水和冰雪融水也需要及时排除，否则将积水为害，妨碍交通，甚至危及人们的生产和日常生活。在人们生产和生活中产生的这些污水中，如不加控制任意排入水体（江、河、湖、海、地下水）或土壤，使水体受到污染，将破坏原有的自然环境，以至引起环境问题，甚至造成公害。为保护环境，避免发生上述问题，现代城市就需要建立一套完整的工程设施来收集、输送、处理和利用污水；此工程设施就称之为排水工程。它的基本任务是保护环境免受污染，以促进工农业生产的发展和保障人民的健康与正常生活。其主要内容包括：1 收集各种污水并及时的将之输送至适当地点。2 妥善处理后排放或再利用。排水工程在我国社会主义建设中有着十分重要的作用。从环境保护方面讲，排水工程有保护和改善环境、消除污水危害的作用，是保障人民健康和造福子孙后代的大事；从卫生上讲，排水工程的兴建对保障人民健康具有深远的意义；对预防和控制各种疾病、癌症或是“公害病”有着重要的作用；从经济上讲，城市污水资源化，可重复利用于城市或工业，这是节约用水和解决淡水资源短缺的重要途径，它将产生巨大的经济效益。总之，在实现四个现代化过程中，排水工程作为国民经济的组成部分，对环境保护、促进工农业生产和保障人民健康有现实意义和深远影响，并使经济建设、城乡建设与环境建设同步规划，同步实施，同步发展。这样才能实现经济效益、社会效益和环境效益的统一。1.2 设计资料随着四化建设的发展，废水产量大大的提高。这些废水含有大量的有机物和病毒物质，既影响了环境，也影响了人民的身体健康。如何消除这些有毒有害物质是当务之急。它对保护人民健康，促进工农业生产，环境保护，提高人民生活水平具有深远的意义。1.3 自然状况1.3.1 气象资料1、气温 年平均气温12.9；月平均最高气温26； 年最高气温32；年最低气温-7 2、雨量 年平均降雨量547.5mm;日最大降雨12.5mm; 年最大降雨量800mm.3、风向 城市夏季主导风向为：西南4、冻土深度 0.3 m5、封冻期106天6、该城市暴雨强度公式：Q=1.4 平原县目前状况城市规划资料 1、城市总平面图，比例：1：10000。图上标有间隔1.0m的等高线，城市区域的划分、工厂及大型独立性公共建筑的位置如图所示。 2、人口密度：表1-1区 号人口密度（人/104m2）2102372273、 各区的卫生设备情况：表1-2区号 房屋卫生设备情况排水定额（L/capd）室内有给排水设备，无淋浴设备 60室内有给排水设备和淋浴设备 140室内有给水设备，并有淋浴和集中热水供应100 4、工业企业生活污水情况：表1-3工业企业生产污水日排水量（m3/d）最大班排水量（m3/班）SS(mg/L)COD(mg/L)BOD(mg/L)A37002000270370270B41002200310410370表1-4工业企业工人总人数最大班人数分班热车间人数一般车间人数占最大班（）淋浴（）占最大班（）淋浴（）A570380220708020B13008002307070205、公共建筑排水情况：表1-5名称排水量（m3/d）SS (mg/L)BOD (mg/L)甲2700210210乙37003103106、市区覆盖情况：表1-6房盖草地（包括人工绿化区）路面（混凝土沥青）土地37% 7% 37%19%7、城市污水处理厂出水水质应满足国家城市污水排放水质标准中的一级排放标准。1.5 设计内容1.5.1 污水排水管道系统部分排水管渠系统应根据城市规划和建设情况统一布置，分期建设。排水管渠应按远期水量设计。管渠平面位置和高程，应根据地形、道路建筑情况、土质以及地下水位等因素综合考虑确定。污水管渠系统上应设置事故排出口。1.5.2 雨水排水管道系统雨水管道设计，应尽量考虑自流排出。计算水体水位时，应同时考虑现有的和规划的水库等水利设施引起的水位变化情况。雨水管道系统之间可根据需要设置连通管。必要时可在连通管处设置闸槽或闸门，连通管及附设闸井应考虑维护管理的方便。1.5.3 污水厂的工艺设计污水处理厂厂址的选择城市的排水系统与城市的总体规划有密切的关系，而城市污水处理厂的数目及位置又受到城市排水关系布置的支配，因此，在城市总体规划中，污水厂的位置已有规定，但是，在污水厂的总体规划设计时，对具体厂址的选择，仍须进行深入的调查研究和详尽的技术经济比较。选择厂址时一般应考虑以下几个方面：为了保证环境卫生的要求，厂址应与规划居住区或公共建筑群保持一定的卫生防护距离。这个防护距离的大小应根据具体情况确定。，一般不小于300m；厂址应设在城市集中供水水源的下游不小于500m的地方；厂址应尽可能设在城市和工厂夏季主导方向的下方；要充分利用地形，把厂址设在地形有适当坡度的城市下游地区，以满足污水处理构筑物之间水头损失的要求，使污水和污泥有自流的可能，以节约动力消耗。厂址应设在地质条件较好、地下水位较低的地区，以利施工，并降低工程造价；厂址的选择应结合城市总体规划，考虑远景发展，留有充分的扩建余地。污水处理厂内构筑物的设计格栅：说明格栅的型式，合理选择格栅的各种设计参数，准确计算；提升泵站：说明规模、型式（地上式或半地下式等），建筑结构形式尺寸，泵房的设备可以列表说明（包括水泵、电动机、排水泵、真空泵、起重设备、计量设备及其他附属设备的规格数量）。沉砂池：说明沉砂池的型式、个数，合理选择沉砂池的各种设计参数，确定建筑物的结构型式、尺寸；初沉池：说明初沉池的型式、个数，合理选择初沉池的各种设计参数，确定建筑物的结构型式、尺寸以及排泥方式；生化反应池：确定生化反应池的型式、合理选择设计参数，说明生化反应池的规模、个数；二沉池：说明二沉池的型式、个数，合理选择二沉池的各种设计参数，确定建筑物的结构型式、尺寸以及排泥方式；接触池：说明接触池的型式、个数，合理选择接触池的各种设计参数，确定建筑物的结构型式、尺寸；配水井：说明容量是否分格、结构型式及尺寸；加氯间：说明消毒方法，投药量、接触时间、加氯设备。氯计量设备、加氯间的建筑结构型式，尺寸和面积（某些安全措施）等。1.5.4 厂内的主要辅助建筑物列表说明各个辅助建筑物的名称、面积（使用面积和建筑面积）以及使用功能等。1.5.5 厂内主要道路的设计污水厂应设置通向各构筑物和附属建筑物的必要通道主要车行道的宽度：单车道为35m，双车道为67m， 并应有回车道；车行道的转弯半径不宜小于6m；人行道的宽度为152m。；通向高架构筑物的扶梯倾角不宜大于45度；天桥宽度不宜小于1m。1.5.6 厂内绿化情况污水厂的绿化面积不宜小于全厂总面积的30。1.5.7 经济概算求出该工程的技术经济指标，即求出净水的单位基建费用及单位成本1.5.8 图纸内容及对绘图的基本要求图纸内容一般包括：系统总体布置图、处理厂（站）平面图、主要处理构筑物工艺图、泵站设计图等，平均数量79张，图纸幅面规格均为1号，使用计算机绘图。具体图名如下：污水处理厂平面布置图（1：2001：500）1张；污水与污泥处理系统高程图（示意）1张；污水泵站平、剖面图（1：501：200）2张；主要处理构筑物平、剖面图（1：501：200）8张。绘图的基本要求：要求图面整洁，绘制正确、规范，线条粗细、连接及字体合乎规格。79第2章 排水管网规划设计2.1 排水管网规划设计原则2.1.1 设计基本原则1.认真贯彻执行环境保护法和水污染防治法，坚持经济建设、城乡建设、环境建设同步规划、同步实施、同步发展的原则，开展以城市为中心的环境综合治理，认真实现经济效益、社会效益、环境效益的统一。在这些基本指导思想的指导下，进行排水工程的规划与设计。2.排水工程的规划设计必须遵守“全面规划、合理布局、综合利用、化害为利、依靠群众、大家动手、保护环境、造福人民”的环保总方针。这是我们环保工作者的主要指导思想。3.排水工程的规划应符合区域规划及城市和工业企业的总规划，并与城市和工业企业中其它单项工程密切配合，处理好排水系统与区域排水系统关系问题，使之相互协调。4.排水工程的设计应全面考虑，按近期设计考虑远期发展，有扩建的可能性，并应根据使用要求和技术经济的合理性等因素对进期工程做出分期建设的安排。5.在设计和规划排水工程时，必须认真贯彻执行有关部门制定的现行有关标准规范或规定。2.1.2 排水体制（drainage system）的确定1. 排水体制排水体制主要分为分流制和合流制。合流制(combined system)：它是将生活污水、工业废水和雨水混合在同一管道内排除。早期的合流制是将排除的水不经处理和利用直接就近排入水体，这种排水系统对水体污染严重。近年来，常采用的是截流式合流制排水系统，它市邻河岸设截流干管，同时设置溢流井，并设污水厂。这种排水系统虽有很大改进，但在雨天仍有部分污水未经处理排放。分流制(separate system)：它是将生活污水、工业废水和雨水分别在两个或两个以上独立管渠内排除的系统。排除生活污水、城市污水或工业废水的系统称污水排水系统。排除雨水的系统称为雨水排水系统。2.排水体制的选择合理选择排水系统体制是城市和工业企业排水系统规划和设计的重要问题。它不仅从根本上影响排水系统的设计、施工、维护管理，而且对城市和工业企业的规划和环境保护影响深远。同时，也影响排水系统工程的总投资和初期投资费用以及维护管理费用。根据城市及工业企业的规划、环境保护要求，污水利用、水质水量的变化、地区气候及水文资料、工矿企业的水质状况及设计地区的自然状况，本设计采用分流制排水系统，即将完整的城市污水送入污水处理厂进行处理，雨水则就近排入受纳水体。其优点如下：（1）环境保护方面全部城市污水都送到污水处理厂进行处理，有效的保护了水体免受污染，而且比较灵活，较容易适应社会发展需要。一般又能符合城市卫生的要求，式城市排水系统体制的发展方向。（2）从工程造价方面由于分流制是排水系统增加了一套管线，但相对合流制管径变化小，且合流制污水处理厂比分流制造价高，总造价相差不多。从初期投资看，分流制可分期建设，节省初期投资，又可缩短工期，发挥工程效益快，比较适合我国国情。（3）从维护管理方面虽然分流制排水系统的管线较多，但管径变化小，可以保持管内的流速均匀，不致发生沉淀。同时，流入污水厂的水质水量变化小，污水厂的运行易于控制。此外，该地区地势有一定坡度，故对空气污染小，靠自重排入水体。2.2 排水管网的定线在总体图上确定污水管道的位置和走向，称为污水管道系统定线。正确定线是合理的、经济的设计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。管道定线一般按主干管、干管(main)、支管顺序依次进行。定线应遵循的主要原则是：应尽可能地在管线较短和埋深较小的情况下，让最大区域的污水能够自流排出。为实现这一原则，定线时通常考虑的因素是：地形和竖向规划，排水体制和线路数目，污水厂和出水口位置，水文地质条件，道路宽度，地下管线及构筑物位置，工业企业和产生大量污水的建筑物分布情况。本设计由于等高线较均匀，地势较缓，定线时充分利用地形趋势来顺坡排水。由于地形倾向河道，采用主干管与等高线平行，干管与等高线垂直。由于要进行技术经济比较，选择最佳方案，定线时采用了两套方案，两个方案的污水厂均设在城市河流下游，主导风向下风向。距离居民区约600米。符合卫生和防曝要求。2.3 排水管网水力计算本设计选用圆形混凝土管，污水是按管道坡度从高到低流动，并且均假设为均匀流。2.3.1 水力计算的基本公式流速： （2-1） 流量： （2-2） w 过水断面面积m2；水力坡度；管道粗糙系数；水力半径m。水力计算的设计数据1.设计充满度：在设计流量下，污水在管道中的水深h和管道直径D的比值。 设计充满度 表2-1管径D或暗渠高H(mm)最大充满度h/D或h/H2003000.553504500.655009000.7010000.752.设计流速：和设计流量、设计充满度相应的水流平均速度。设计污水流速增大时，可能产生冲刷现象，甚至损坏管道；流速缓慢时，污水中所含杂质可能下沉产生淤积。故根据观测数据与国内外经验，污水最小设计流速定为0.6m/s。通常金属管道的最大设计流速为10m/s,非金属管道最大设计流速为5m/s。3.最小管径在污水管道上游部分，流量很小，若管径过小极易堵塞。故在设计中常规定一个允许最小管径。在街坊和厂区内，最小管径为200mm，街道最小管径为300mm。4.最小设计坡度它相当于管内流速为最小设计流速时的管道坡度；当给定设计充满度条件下，管径越大，相应的最小设计流速时的最小设计坡度也就越小。具体规定是：管径200mm的最小设计坡度是0.004。管径300mm的最小设计坡度是0.003。2.3.2 污水管道的最小埋设深度污水管网是排水工程中投资最大的部分，而埋设深度又决定着管网较多的投资。因此，合理地确定管道埋深对于降低工程造价尤为明显。为了降低造价，缩短施工期，管道埋深越小越好。但覆土厚度应有一个最小的极限值，否则就不能满足技术上的要求。它一般应满足下述三因素：1.必须防止污水冰冻和因土壤冻胀而损坏管道。但由于污水有温度且保持一定的流量不断流动，因此没有必要把整个污水管线埋在冰冻线之下。故室外排水设计规范规定：管底可埋设在冰冻线以上0.15m。有保温措施或水温较高的管道，管底在冰冻线以上距离可加大。2.必须防止管壁因地面荷载而受到破坏。综合考虑多方面因素并结合各地埋管经验，车行道下污水管最小覆土厚度不宜小于0.7m。3.必须满足街坊连接管衔接要求。污水出户管的最小埋深一般采用0.50.6m。所以，街坊污水管道起点最小埋深也应有0.60.7m。故街道污水管网起端的最小埋深H按下式计算： （2-3）式中 街坊起点最小埋深（m）；街道污水管起点检查井地面标高（m）；街坊起点检查井处地面标高（m）；街坊污水管和连接支管坡度；图2-1 街坊管道示意图街坊污水管和连接支管总长度（m）；连接支管和街道污水管的管底标高差（m）。从此上三个因素出发，可以得到三个不同的管底埋深。从这三个数值中选最大的设计深度。在施工过程中，若埋深过大，不仅增加工程投资，而且增大施工难度。因此，在设计中需拟定最大埋深。一般干燥土壤78m，在多水、流砂、石灰岩中5m。2.3.3 在管道水力计算中还应注意以下问题1.选择合适的控制点，以控制整个系统埋深；2.注意管道坡度与地面坡度之间的关系；3.设计流速应逐渐增加，仅当地面坡度大接到坡度小的管道上时，下游管道的流速已大于1.2m/s时才可减小；4.在适当的地方设跌水井；5.在旁侧管道接入干管时考虑埋深和流速问题。2.4 雨水管道的水力计算雨水管道要求充分利用地形，就进排入水体。雨水管渠应尽量利用自然地形坡度，以最短的距离靠种立排入附近的水体中。2.4.1 设计要点1.设计充满度一般按照满流进行设计。2.设计流速由于雨水夹带泥砂，所以暗管流速大于0.75m/s,为防止冲刷，金属管道流速小于10m/s,非金属管道流速小于5m/s。3.最小管径和最小坡度雨水管道最小管径300mm，最小坡度3.00，雨水连接管最小管径200mm,最小坡度0.01。4.管道连接管道在检查井连接，采用管顶平接。2.4.2 雨量分析暴雨强度公式 （2-4） min （2-5） min （2-6） 式中 设计暴雨强度公式（L/sha）；设计重现期（a），取一年；降雨历时（min）；地面集水时间（min），本设计中取10min；管内雨水流行时间（min）；各管段的长度（m）；各管段的水流速度（m/s）；折减系数，对于暗管取2。2.4.3 管渠流量的确定城市雨水管渠属于小汇水面积上的排水构筑物。雨水设计流量计算公式如下： （2-7） 1.径流系数是径流量与降雨量的比值，其值小于1。他因为地面覆盖情况、地面坡度、地貌、建筑物密度的分布、路面铺砌等情况不同而异。当汇水面积的地面有不同覆盖面组成，则平均径流系数有加权平均得到。 （2-8）式中 各类地面面积（m2）；汇水总面积（m2）；相应各类地面的径流系数；可算出平均径流系数 2.雨水管渠汇水面积F(catchment area)汇水面积是指雨水管渠汇集雨水的面积。在小汇水面积上，降雨不均匀的影响较小，可以认为降雨强度是均匀的。3.暴雨强度(rainfall intensity)有暴雨强度公式可知，是由，决定的。（1） 设计暴雨强度重现期(ecurrence interval)当值高时，增大，即管渠断面增大，造价提高，但安全性好；反之，安全性差，但亦较为经济。根据A市的气候条件及重要程度经验，本设计取年。（2）地面集水时间(time of flow)是从汇水面积最远点至第一个雨水口所经时间，主要取决于水流距离长短和地面坡度。过大，将流水不畅；过小，则加大管渠尺寸，提高造价。（3）管渠内雨水流行时间(time of flow)（4） 折减系数m是苏林系数与管道调蓄利用系数的乘积。苏林认为：雨水管中实际流行时间比按流量计算的流行时间长20%，建议采用大于1（1.2）的系数乘，1.2称之为苏林系数。调蓄利用系数是由于下游管段满流，而上游管段存在空隙，这种空隙可以暂时储存水量，调蓄管道内最大流量。第3章 处理工艺的比较与确定3.1 处理工艺的比较 现在比较成熟的污水处理工艺有：氧化沟法、A2O法、SBR法等，其优缺点如下：3.1.1 氧化沟法氧化沟污水处理技术已被公认认为是一种较成功的革新的活性污泥法工艺，与传统活性污泥系统相比，它的技术经济等方面具有一系列独特的优点。（1） 工艺流程简单，构筑物少，运行管理方便。（2） 处理效果稳定，出水水质好。实际运行效果表明,氧化沟在去除BOD5和SS方面均取得比传统活性污泥法更高质量的水，运行也更可靠。同时，在不增加曝气池容积时，能更方便地实现完全脱氮的深度处理。（3） 基建投资省，运行费用低，实际运行证明，由于氧化沟工艺省去初沉池和污泥厌氧消化系统，且比较容易实现硝化和反硝化，当处理要求脱氮时，氧化沟工艺在基建投资方面比传统活性污泥法节省很多。图3-1 氧化沟法工艺流程图（4） 污泥量少，污泥性质稳定。 由于氧化沟工艺所采用的污泥龄一般在20-30天，污泥在沟内得到了好养稳定，污泥生成量就少，因此使污泥后处理大大简化，节省处理厂的运行费用，且便于管理。（5） 具有一定的承受水量，水质冲击负荷的能力。水流在氧化沟的中流速为0.3-0.4m/s，氧化沟的总长L，则水流的完成一个循环所需时间t=L/S。由于废水在氧化沟中设计水力停留时间T为10-24h,因此可计算出废水在整个停留时间内完成的循环次数为30-280次不等。可见原污水一进入氧化沟，就会被几十倍甚至上百倍的循环量所稀释，因此具有一定的承受冲击负荷的能力。（6） 占地面积少，由于氧化沟工艺所采用的污泥负荷较小，水力停留时间较长，使氧化沟容积会在大于传统活性污泥法曝气池容积，占地面积可能会大些，但因为省去了初沉池和污泥厌氧消化池，占地面积中的来说会少于传统活性污泥法。3.1.2 A/O法 A/O法又称A-A-O法，是英文Anaerobic-Anoxic-Oxic第一个字母的简称（厌氧-缺氧-好氧法），是一种常用的污水处理工艺，可用于二级污水处理或三级污水处理，以及中水回用，具有良好的脱氮除磷效果。该工艺包括完整的二级处理系统和污泥处理系统。污水经由一级处理的隔栅、沉沙池和初沉池进入二级处理的厌氧池缺氧池和曝气池，然后在二次沉淀池中进行泥水分离，二沉池出水后直接排放。二沉池中一部分污泥作为回流污泥进入二级处理部分，剩余污泥与初沉池污泥进入污泥浓缩池，经浓缩之后的污泥进入脱水机房加药脱水，最后外运。图3-2 A/O法工艺流程图优点：该工艺为最简单的同步脱氮除磷工艺 ，总的水力停留时间，总产占地面积少于其它的工艺 。在厌氧的好氧交替运行条件下，丝状菌得不到大量增殖，无污泥膨胀之虞，SVI值一般均小于100。污泥中含磷浓度高，具有很高的肥效。运行中无需投药，两个A段只用轻缓搅拌，以保证充足溶解氧浓度，运行费低。缺点：除磷效果难于再行提高，污泥增长有一定的限度，不易提高，特别是当P/BOD值高时更是如此 。脱氮效果也难于进一步提高，内循环量一般以2Q为限，不宜太高，否则增加运行费用。对沉淀池要保持一定的浓度的溶解氧，减少停留时间，防止产生厌氧状态和污泥释放磷的现象出现，但溶解 浓度也不宜过高。以防止循环混合液对缺反应器的干扰。3.1.3 SBR法 SBR法早在20世纪初已开发，由于人工管理繁琐未予推广。此法集进水、曝气、沉淀、出水在一座池子中完成，常由四个或三个池子构成一组，轮流运转，一池一池地间歇运行，故称序批式活性污泥法。现在又开发出一些连续进水连续出水的改良性SBR工艺，如ICEAS法、CASS法、IDEA法等。这种一体化工艺的特点是工艺简单，由于只有一个反应池，不需二沉池、回流污泥及设备，一般情况下不设调节池，多数情况下可省去初沉池，故节省占地和投资，耐冲击负荷且运行方式灵活，可以从时间上安排曝气、缺氧和厌氧的不同状态，实现除磷脱氮的目的。但因每个池子都需要设曝气和输配水系统，采用滗水器及控制系统，间歇排水水头损失大，池容的利用率不理想，因此，一般来说并不太适用于大规模的城市污水处理厂 。图3-3 SBR法工艺流程图根据本项目污水处理的特点：（1）污水以有机污染物为主，可生化性较好，重金属及其他难以生物降解的有毒有害污染物一般不超标；（2）污水中主要污染物指标BOD、COD、SS都值都比国内一般城镇污水低30%左右；（3）污水处理厂投产时，多数重点污染源治理工程已投入运行。3.2 处理工艺的确定3.2.1 处理工艺的选择卡鲁塞尔2000氧化沟是在传统的卡鲁塞尔氧化沟基础上进行改进，设置专门的反硝化脱氮区，并在传统氧化沟出水段与反硝化之间设置了内回流渠，在不明显增加设备与土建投资，不增加额外动力提升装置的条件下，轻而易举实现了400%甚至更高的内回流比和高达90%以上的总氮去除效果。该工艺充分利用了生物反硝化的工艺资源，而且还有助于抑制丝状菌等不利菌群的生长，加强了生物系统的稳定性和适用性。通过设置内回流渠，实现了对其他营养物的去除，简化了工艺衔接，打通了运行瓶颈。在内回流渠设置控制闸门，可对混合液内回流流量进行控制，使反硝化脱氮效果达到最佳。针对以上特点，以及出水要求，现有城镇污水处理技术的特点，以采用生化处理最为经济。由于氮磷超标，处理工艺尚用硝化除磷。污水处理厂既要求有效地去除BOD5，又要求对污水中的氮、磷进行适当处理，防止水体的富营养化，以及该工程的造价与运行费用，当地的自然条件（包括地形、气候、水资源），污水水量及其变化动态，运行管理与施工，并参考典型的工艺流程和各种生物处理法的优缺点及使用条件，所以本课题选择改良的卡鲁塞尔氧化沟处理工艺。3.2.2 处理工艺流程的确定综上所述，最终确定设计工艺流程如图。图3-4 氧化沟法工艺流程图设计工艺流程说明:首先，原水水质进入中格栅，节流污泥中较大的悬浮物和颗粒物，如纤毛,碎皮，毛发，果皮，蔬菜，塑料制品等杂质。再由提升泵房送至细格栅，去除较小的悬浮物和漂浮物。污水从细格栅经过之后，进而流入沉砂池，目的是去除对设备具有破坏的无机颗粒。然后留到配水井，以优化配置污水的输送。然后把污水送至厌氧池和卡鲁塞尔氧化沟池内，以去除COD与BOD等物质，还具备硝化脱氮除磷作用。然后流入二层池，进行泥水分离。 二沉池活性污泥由吸泥管吸入，然后有管道输送至回流污泥泵站，送至改良的卡鲁塞尔氧化沟。其他污泥由刮泥板刮入污泥斗中，再由排泥管排入剩余污泥泵站集泥井中，然后经过浓缩池，脱水机房进行污泥脱水处理，减少污泥中的水分，最后制成泥饼外运。第4章 污水处理厂的设计计算4.1 中格栅设计计算本设计采用粗细两种格栅，两道中格栅、两道细格栅。4.1.1 设计原则(a)中格栅间隙一般采用1525mm；(b)格栅不宜少于两台，如为一台时，应设人工清除格栅备用；(c)过栅流速一般采用0.40.9m/s；(d)格栅倾角一般采用4575；(e)通过格栅的水头损失一般采用0.08 m/s0.17m/s；(f)格栅间必须设置工作台，台面应高出栅前最高设计水位 0.5m，工作台有安全和冲洗设施；(g)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：人工清除，不小于1.2m；机械清除，不小于1.5m；(h)机械格栅的动力装置一般宜设在室内或采取其它保护设备的措施；(i)设置格栅装置的构筑物必须考虑设有良好的检修、栅渣的日常清除。4.1.2 设计参数(a)栅前水深h=0.6m；(b)过栅流速v=0.6m/s；(c)格栅间隙b=20mm；(d)格栅安装倾角=60。4.1.3 格栅设计计算图4-1格栅剖面示意图图4-2 格栅平面示意图(a)栅条间隙数：式中：-中格栅间隙数； -最大设计流量的一半，0.27； -栅条间隙，取20mm； -栅前水深，取0.6m-过栅流速，取0.9m/s；-格栅倾角，设计60；本设计选用两台中格栅，按二组同时工作设计，一格停用，一格工作较核。则栅条间隙数（b)栅槽宽度一般比格栅宽0.20.3m，取0.2m；则栅槽宽度式中：B栅槽宽度，m；S栅条宽度，取0.01m。(c)进水渠道渐宽部分的长度：设进水渠宽，渐宽部分展开角1=20，进水渠道内的流速为0.9m/s(d)栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度L2：(e)通过格栅的水头损失：设栅条断面为锐边矩形断面，取k=3，(f)栅后槽总高度 H，m,设栅前渠道超高 (g)栅槽总长度 L，m,式中: H1-栅前渠道深,(h)每日栅渣量 W,m3/d取 宜采用机械清渣。4.1.4 格栅间尺寸的确定工作平台设在格栅上部，高出格栅前最高设计水位0.5m，工作台上设有安全和冲洗措施，工作台正面过道宽度与栅槽宽度相同。格栅间的尺寸为：5m10m。4.2 污水提升泵房设计计算4.2.1 一般规定(a)应根据远近期污水量，确定污水泵站的规模，泵站设计流量一般与进水管之设计流量相同；(b)应明确泵站是一次建成还是分期建设，是永久性还是半永久性，以决定其标准和设施；(c)并根据污水经泵站抽升后，出口入河道、灌渠还是进处理厂处理来选择合适的泵站位置；(d)污水泵站的集水池与机器间在同一构筑物内时，集水池和机器间须用防水隔墙隔开，允许渗漏，做法按结构设计规范要求；分建式，集水井和机器间要保持的施工距离，其中集水池多为圆形，机器间多为方形；(e)泵站构筑物不允许地下水渗入，应设有高出地下水位0.5 米的防水措施。4.2.2 水泵设计计算(a) 设计流量的确定：(b) 设计扬程的确定，根据实际情况，扬程为10m左右 。（c）水泵选型：选用选择集水池与机器间合建的矩形泵房，考虑选用5台水泵，4用1备，泵型号为250QW500-10-30图4-3 QW型泵4.2.3出水管流速选取v=1.5m/s则出水管管径 取DN=400mm校核流速：最大流量时 满足要求（1.2m/s-1.8m/s）总出水管径取流速为v=1.5m/s则总出水管管径为 取DN=800mm4.2.4集水池设计计算进水流量为Qmax=537.85L/s。（1）集水池形式污水泵站的集水池宜采用敞开式，本工程设计的集水池与泵房和共建，属封闭式。（2）集水池的通气设备集水池内设通气管，并配备风机将臭气排出泵房。（3）集水池清洁及排空措施集水池设有污泥斗，