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污水处理厂毕业设计报告毕业论文目 录前 言1第一章设计说明书21.1. 城市资料及设计任务概述：21.2设计依据：21.2.1污水处理厂进水水质：21.2.2污水处理厂出水水质：21.3蒲城县概况及自然条件31.3.1蒲城县概况31.3.2.环境概况31.4.设计原则41.5.主要污水处理工艺方案的比较51.5.1污水处理工艺方案的选择原则51.5.2氧化沟工艺和A2/O工艺工艺方案比较61.5.2氧化沟工艺和A2/O工艺工艺方案比选81.5.3 污水处理流程101.6污水处理工程设计说明101.6.1.污水处理构筑物设计101.6.2污泥处理构筑物101.6.2辅助附属构筑物111.7污水处理厂的平面布置与高程布置概述111.7.1.污水处理厂的平面布置111.7.2.污水处理厂高程布置13第二章污水处理构筑物的设计与计算13方案一 Carrousuel氧化沟工艺141.1.中格栅尺寸计算141.1.1设计参数确定：141.1.2设计计算141.2.污水提升泵房计算151.3.泵后细格栅设计计算161.3.1.设计参数确定：161.3.2. 设计计算161.4.沉砂池设计计算171.4.1. 沉砂池的选型：171.4.2 设计参数确定171.4.3 池体设计计算181.5.Carrousuel氧化沟池体设计计算191.5.1.设计参数：191.5.2.设计计算191.6.向心辐流式二沉池设计计算231.6.1.设计参数的选取231.6.2.沉淀池尺寸设计231.7.计量槽设计计算251.7.1.主要部分尺寸设计为：251.7.2.计量槽总长度261.8.接触消毒池261.8.1.设计参数：261.8.2.设计计算：262.10.污泥泵房设计计算272.10.1.污泥泵房设计说明272.10.2.回流污泥泵设计选型282.10.3.剩余污泥泵设计选型281.10.污泥重力浓缩池设计计算281.10.1设计参数281.10.2设计计算281.11.贮泥池设计计算291.11.1. 污泥量的计算301.11.2. 贮泥池池体积算301.12.机械脱水间设计计算301.12.1.脱水机选择30方案二 A2/O工艺312.1.泵前中格栅设计计算312.1.1. 格栅尺寸计算312.2.污水提升泵房设计计算322.3.泵后细格栅设计计算332.3.1.设计参数确定：332.3.2. 设计计算332.4.沉砂池设计计算342.4.1.沉砂池的选型：342.4.2.设计参数确定352.4.3.池体设计计算352.5.向心辐流式初池设计计算362.5.1.设计参数的选取362.5.2.沉淀池尺寸设计362.6.A2/O生物反应池池体设计计算382.6.1.设计参数：382.6.2.设计计算382.7.向心辐流式二沉池设计计算422.7.1.设计参数的选取422.7.2.沉淀池尺寸设计422.8.计量槽设计计算442.8.1.主要部分尺寸设计为：442.8.2.计量槽总长度442.9.接触消毒池与加氯间452.9.1.设计参数：452.9.2.设计计算：452.10.污泥泵房设计计算462.10.1.污泥泵房设计说明462.10.2.回流污泥泵设计选型462.10.3.剩余污泥泵设计选型472.11.污泥重力浓缩池设计计算472.11.1设计参数472.12.贮泥池设计计算482.12.1.污泥量的计算482.12.2.贮泥池容482.13.机械脱水间设计计算492.13.1.脱水机选择49第三章投资估算493.1 Carrousuel氧化沟工艺的投资估算493.1.1工程投资计算书493.1.2污水处理成本计算513.2 A2/O工艺的投资估算523.2.1工程总投资计算书523.1.2污水处理成本计算53第四章水力及高程的设计计算554.1. 污水处理构筑物的高程设计554.1.1高程设计计算554.1.2污泥高程设计计算58第五章组织机构、劳动定员及工程项目编制计划606.1机构设置606.2劳动定员编制：60第六章致谢62第七章参考文献63前 言长期以来，城市污水处理均以去除有机物和悬浮物为目的，其工艺为普通活性污泥法该法对氮、磷等无机营养物去除效果很差一般来说*1，氮的去除率只有2030，磷的去除率只有1020随着大量的化肥、农药、洗涤剂等高浓度氮、磷工业废水的排出，导致城市污水中N、P浓度急剧增加，从而引起水体中溶解氧降低及水体富营养化，同时影响了处理后污水的复用所以，要求在城市污水处理过程中不仅要有效地去除BOD和SS，而且要有效地脱氮除磷八十年代以来，生物脱氮除磷工艺已成为现代污水处理的重大课题，特别是以氧化沟和厌氧缺氧好氧（AnaerobicAnoxicaerobic，简称A2O工艺）为代表的一系列系的生物脱氮除磷工艺，因其特有的技术经济优势和环境效益，越来越受到人们的高度重视。本设计中即采用氧化沟工艺对某城市生活污水进行处理，日处理能力20000立方米。出水达到城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）中一级B类标准水质要求。第一章 设计说明书1.1. 城市资料及设计任务概述： 本设计为蒲城县污水处理厂工艺设计，主要服务范围为浦城县城区的全部污水。根据蒲城县的实际发展情况，污水处理厂分两期建设。总设计规模为40000 m3/d，其中近期（20082010年）处理污水量为20000m3/d，远期（20102020年）处理污水量为40000 m3/d。1.2设计依据：1.2.1污水处理厂进水水质：根据蒲城县城实际情况以及可行性研究报告批复意见并参照陕西省类似的县城污水处理厂的进水水质，确定污水处理厂的进水水质见下表：污水处理厂进水水质指 标BOD5CODcrSSTNNH3-NTP浓度(mg/l)200400220402551.2.2污水处理厂出水水质：污水经处理后出水排入洛河，按照陕西省水体功能区划，洛河水体功能为地表水环境质量标准（GB3838-2002）类水体，处理后出水水质执行城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）中一级B类标准，其主要污染物为：CODcr60mg/l、BOD520mg/l、SS20mg/l，排放水主要污染物标准见下表：污水处理厂出水水质污 染 物标准值污 染 物标准值COCcr (mg/l)60TN (mg/l)20BOD5 (mg/l)20NH3-N (mg/l)8（15）悬浮物 (mg/l)20TP (mg/l)1.0注：NH3-N排放标准为括号外为水温12时的控制指标，括号内为水温12时的控制指标。1.3蒲城县概况及自然条件1.3.1蒲城县概况蒲城县位于渭河平原东北部，北靠陕北高原，东跨洛河。北部丘陵，中部高塬，南部平川，人口75万人。蒲城地势西北高、东南低。西北部为高原山地，海拔8001000m。北部为黄土台原，海拔600800m。中部为波状起伏的台原，海拔450600m，南部平原区海拔370400m。洛河谷地北段谷深坡陡，河床切入基岩深100m左右，南段较为开阔，谷深40100m。1.3.2.环境概况1.工程建设场地概况根据陕西省发展计划委员会“陕计投资20011295号 关于蒲城县城区排水收集及污水处理工程可研报告（代项目建议书）的批复”以及陕西省工程咨询中心、渭南市投资咨询中心联合编制的蒲城县污水处理工程可行性研究报告（2006年3月）推荐污水处理工程建设厂址位于椿兴村西南200m处；东西南北均为农田，西偏南侧距排碱渠约1.5km。拟建厂址周围200m内无民居及环境敏感区域，无拆迁及移民。符合蒲城县总体规划、发展规划、环境保护规划、环境功能区划。不属于河流溯源地、饮用水源保护区；不属于自然保护区、风景区、旅游度假区；拟建场地地貌属渭北低级黄土台塬，场地平坦。场地内及附近无软弱土、液化土、断裂等影响工程稳定性的不良地质现象，场地稳定性良好，适宜建筑。工程场地绝对高程在437.27m443.70m之间。无大规模平整土地，处于城市规划区范围内，不占用基本保护农田，规划用地范围 (详见附图)。距受纳水体排碱渠约1500m。2.地震据建筑抗震设计规范（GB50011-2001）附录A.0.24，蒲城城区抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.15g，设计地震分组为第一组。3.水文（1）地下水埋藏条件场地内地下水以第四系黄土潜水为主，主要接受大气降水及北部侧向地下水径流的补给，排泄方式以径流排泄、人工开采为主。本次勘探深度内（15.50m）未揭露地下水，据区域水文地质资料，水位年变幅3m左右，据访问，地下水位埋深大于20.0m。（2）地下水对建筑材料的腐蚀性依据GB50021-2001规范附录G之表G .0.1，该场地环境类型为类。场地地下水水位埋深大于20m，可不考虑地下水对基础的腐蚀性。4.气象蒲城县属暖温带大陆性季风型气候。全年多东北风，次为西南风。春温，夏热，秋凉，冬寒，四季分明，日照充足，雨量偏少。气温: 年平均气温：13.2 极端最低气温：-16.3 极端最高气温：41.8降水： 多年平均降水量：541.7mm 日最大降水量：157.9mm风： 年平均风速： 2.7m/s 主导风向： 东北风多年平均蒸发量：1735.7mm最大冻土深度：40cm5.排水概况新建污水厂处理水排放 新建污水厂处理后的水排入城市污水管网，然后排入排碱渠。1.4.设计原则城市污水处理厂出水排入水体时，其处理成都及方法的选择应满足现行的国家和地方的有关的规定，根据污水的水质和水量，并结合受纳水体的稀释能力，污水利用等条件，进行多方案的技术经济比较，参照国内外类似污水处理厂的设计选择出水排放达标，运行安全可靠，技术先进节能，运行成本低，投资少，占地小，操作管理方便的成熟处理工艺。污水处理工艺的选择应力求做到：（1） 工艺合理，技术先进，水质变化适应能力强，出水达标且稳定，污泥易于处理；（2） 经济合理，电耗小，造价低，占地小；（3） 易于管理，操作方便，设备运行稳定可靠；（4） 重视环境、臭气的防护，噪声的控制；（5） 厂区景观与环境相协调，文明生产。选择合适的污水处理工艺，不仅可以降低工程投资，还有利于污水处理厂的运行管理以及减少污水处理厂的常年运行费用，保证污水处理厂的出水水质。1.5.主要污水处理工艺方案的比较1.5.1污水处理工艺方案的选择原则污水处理该工艺的优化选择是确保污水处理厂运行性能稳定，确保出水水质达到标准，降低运行费用的关键。因此需要根据确定的污水处理水质标准和一般原则，从整体优化的观念出发，结合设计规模、污水水质特性以及达到那个工地的实际情况和要求，选择切实可行的处理工艺方案。目前，国内城市污水处理厂80%以上都采用活性污泥法来处理污水，根据其生物反应的不同又分为：氧化沟工艺、AB工艺、A/O工艺、A2/O工艺、UTC工艺和SBR工艺。现过对上述几种工艺优缺点进行定性对比1.氧化沟工艺优点：1.处理工艺简单，构筑物少，基建费用低；2.处理效果好，有稳定的脱氮除磷功能；3.对高浓度的工业废水有很大的稀释作用；4.有较强的抗冲击负荷；5.能处理不容易降解的有机物；6.污泥生成少，不需要消化处理，不需要污泥回流系统；7.技术先进成熟，管理维护简单且国内设计实例较多。缺点：1.周期运行，对自动化要求高；2.污泥稳定性没有厌氧消化稳定；3.溶剂及设备利用率太低。2.A/O工艺 优点：1.污泥沉降性能好，污泥经厌氧消化后达到稳定；2.用于大型水厂费用较低；3沼气可回收利用。缺点：1用于小型水厂费用偏高；2.沼气利用经济效益差；3.污泥回流量大，能耗偏高。3.SBR及其改良工艺优点：1.流程十分简单；2.合建式，占地小，处理成本低；3.处理效果好，有稳定的脱氮除磷功能；4.不需要污泥回流系统和回流液，不设专门的二沉池；5.脱氮除磷的厌氧、缺氧和好氧状态不是由空间划分的，而是由时间控制的。缺点：1.间歇运行，对自动化控制能力要求高；2.污泥稳定性没有厌氧消化稳定；3.容积及设备利用率低；4.变水位运行，电耗较大；5.脱氮除磷效果一般。4.A2/O工艺优点：1.有较好的脱氮除磷功能；2.具有改善污泥沉降性能的作用能力，减少污泥排放量；3.具有提高对难降解生物的有机物去除效果，运行效果稳定；4.技术先进成熟，运行稳妥可靠；5管理维护简单，运行费用低；6沼气可回收利用；7.国内工程实例多，容易获得设计和管理经验。缺点：1.处理构筑物较多；2.污泥回流量大，能耗高；3.用于小型水厂费用偏高。通过上述综合分析，按照选择处理工艺的原则，初步选用氧化沟工艺（Carrousel氧化沟）和A2/O工艺作为两个备选方案。并综合两个方案的技术经济和运行管理进行全面对比论证，从而推选出一个适合本工程的最优方案。下面第这两个方案进行技术经济比较。1.5.2氧化沟工艺和A2/O工艺工艺方案比较 1.氧化沟工艺 卡鲁赛尔氧化沟污水处理技术，是传统活性污泥法的发展改良，其基本特征是曝气池呈环状沟渠型，污水和活性污泥的混合也在其中连续循环流动，又称“循环曝气池”，通常采用水平轴或垂直轴设备供氧，并推动污水流动。其构造形式为马蹄形。氧化沟污水处理技术不仅出水水质好，而且也有极好的脱氮除磷性能。其主要优点在于：（1）处理流程简单，构筑物少，可比传统活性污泥法少建初沉池、污泥消化池。虽然氧化沟曝气时间长，容积大，但整个处理场占地与传统活性污泥法相比并不增加。（2）处理效果好且稳定，不仅可以满足BOD5和SS的排放标准，且可实现脱氮除磷的目的。（3）对高浓度工业废水游戏是能力，能承受水量、水质的冲击负荷，对不宜生物降解的有机物也有较好的处理效果。（4）污泥生成量少，且污泥在氧化沟中得到好氧稳定，污泥处理简单不许社污泥消化系统。（5）构造简单，采用机械设备少，生产运转可全部由计算机控制，管理十分简便，且运行安全可靠。（6）当需要进行脱氮除磷处理时，有能耗和运行费用较传统的处理工艺底的特点。 2.A2/O工艺A2/O工艺亦称A-A-O工艺，是英文Anaerobic-Anoxic-Oxic第一个字母的简称（生物脱氮除磷）。按实质意义来说，本工艺称为厌氧-缺氧-好氧法，生物脱氮除磷工艺的简称。 原废水与含磷回流污泥一起进入厌氧池，除磷菌在这里完成释放磷和摄取有机物；混合液从厌氧池进入缺氧池，本段的首要功能是脱氮，硝态氮是通过循环由好养池送来的，循环的混合液量较大，一般为2倍的进水量。然后，混合液从缺氧池进入好氧池曝气池，这一反应池单元式多功能的，去除BOD，硝化和吸收磷等反应都在本反应器内进行。最后，混合液进入沉淀池，进行泥水分离，上清液作为处理水排放，沉淀污泥的一部分回流厌氧池，另一部分作为剩余污泥排放。 本工艺在系统上可以称为最简单的同步脱氮除磷工艺，总的水力停留时间少于其他同类工艺。而且在厌氧-缺氧-好氧交替运行条件下，不易发生污泥膨胀。运行中切勿投药，厌氧池和缺氧池只有轻缓搅拌，运行费用低。该工艺处理效率一般能达到：BOD5和SS为90%95%，总氮为70%以上，磷为90%左右，一般适用于要求脱氮除磷的大中型城市污水厂。但A2/O工艺的基建费和运行费均高于普通活性污泥法，运行管理要求高，所以对目前我国国情来说，当处理后的污水排入封闭性水体或缓流水体引起富营养化，从而影响给水水源时，才采用该工艺。本工艺具有如下特点： （1）本工艺在系统上可以称为最简单的同步脱氮除磷工艺，总的水力停留时间和总产占地面积少于其他同类工艺 （2）在厌氧（缺氧）、好氧交替运行条件下，丝状菌不能大量增殖，无污泥膨胀，SVI值一般均小于100 （3）污泥中含磷浓度高，具有很高的肥效 （4）运行中勿需投药，两个A断只用轻缓搅拌，以不增加溶解氧为度，运行费用高 本法也存在如下各项的待解决问题 ：（1）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 （2）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 （3）进入沉淀池的处理水要保持一定浓度的溶解氧，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、但溶解氧浓度也不宜过高，以防循环混合液对缺氧反应器的干扰1.5.2氧化沟工艺和A2/O工艺工艺方案比选1.两个方案的技术比较见下表：方案一 氧化沟工艺方案二 A2/O工艺优点承受冲击负荷的能力强，对高峰负荷起削弱作用全池需氧要求相同，能节省动力处理构筑物少，便于运行管理水力停留时间和总产占地面积少不易发生污泥膨胀技术先进，运行稳定可靠缺点容器及设备利用率低脱氮效果进一步提高需要设置厌氧池处理构筑物多污泥回流量大，能耗高用于小水厂费用偏高2.两方案的经济比较见下表： 处理成本方案比较表 单位（万元）序号比较项目方案一（卡鲁赛尔氧化沟）方案二 （A2/O工艺）1动力费261.6361.62药剂费6.56.53工资福利费52524固定资产基本折旧费60.1274.835大修资金提成费30.037.416日常维护检修费15.018.757管理销售及其他成本8.511.028年经营成本433.72562.11单位处理成本（元/m3）0.590.77工程总投资方案比较 单位（万元）序号比较项目方案一（卡鲁赛尔氧化沟）方案二 （A2/O工艺）1第一部分费用1154.391436.892第二部分费用346.32431.073工程预备费115.44143.694价格因数预备费577.7271.855贷款利息和铺底流动资金115.44143.696工程总投资1789.362227.193.两种方案总体评价见下表序号评比项目内容含义卡鲁赛尔氧化沟A2/O工艺1技术使用情况应用广泛性对水量水质及处理规模的实用性应用广泛适用于各种进水浓度及出水水质的要求应用广泛适用于各种进水浓度及出水水质的要求2出水水质达标程度及可回用性出水水质好易进行回用处理出水水质好易进行回用处理3外界因素对水质影响程度气温、水温、营养物是、水量变化对出水水质的影响程度出水水质稳定，对外界条件变化适应性好出水水质稳定，对外界条件变化适应较好4对周围环境、污泥的影响指噪音、臭味等污泥产量及稳定性噪音较低，臭味较少，污泥量少，污泥稳定性好噪音较高，臭味较少，污泥量多 ，污泥稳定性一般5工程费用较高较高6分步实施分步实施的可靠性较好一般7施工难度施工难易及加快进度的可能性一般较难8操作运转操作方便性简单、方便简单、方便9维护管理维修工作量及难易程度较少、较易较多、较难以上两种工艺均能达到出水标准的要求，根据国内外的实际案例，及当地实际情况，最后通过技术可行性、处理水质指标、工程实施难度、环境影响、物能消耗、运行管理等方面的综合比较，以及两个方案的工程费用的比较，氧化沟工艺（Carrousel氧化沟）都较为经济，故最终选用氧化沟工艺（Carrousel氧化沟）为最终方案，并加以改良，在氧化沟前加设厌氧池。1.5.3 污水处理流程 污水处理工艺流程：污水中格栅进水泵房细格栅沉砂池初沉池厌氧池氧化沟接触池计量槽出水 污泥处理工艺流程：污泥浓缩池贮泥池污泥脱水机房泥饼外运1.6污水处理工程设计说明1.6.1.污水处理构筑物设计各个污水处理构筑物设计结果见下表，详细计算见设计计算书：序号名称规格（单位 m）LBH或DH备注1进水控制井6.03.07.8铸铁闸门两个2中格栅8.04.0中格栅两组，采用机械清查3污水提升泵房8.06.0选用250QW600-20-55潜污泵三台两用一备4细格栅10.06.0细格栅两组，采用机械清查5沉砂池3.0选用砂水分离器一台，砂泥经脱水分离后，外运处置6配水井1.5采用中心配水井7厌氧池12.08.0厌氧池两座，置于氧化沟之前8氧化沟60.024.0Carrousuel氧化沟两座9鍢流式二沉池23.0采用中心进水周边出水的鍢流式二沉池10接触消毒池20.011.0采用隔板接触消毒池11巴式计量槽10.03.01.6.2污泥处理构筑物各个污水处理构筑物设计结果见下表，详细计算见设计计算书：序号名称规格（单位 m）LBH或DH备注1污泥回流泵房6.03.02剩余污泥泵房6.03.03福流式污泥浓缩池15.0采用中心进水周边出水式4贮泥池11.0采用圆形贮泥池5污泥脱水车间呢30.015.0污泥脱水间设两部分，一部分为进泥加药装置，一部分为污泥脱水机1.6.2辅助附属构筑物序号名称规格（单位 m）LBH或DH备注1总变电所28.015.02总控制室25.015.03机修间35.020.04加氯间30.012.05综合办公楼30.015.0三层1.7污水处理厂的平面布置与高程布置概述1.7.1.污水处理厂的平面布置污水处理厂厂区内有各处理单元构筑物，连同各构筑物的管渠、管道及其他管线，辅助性建筑，道路，绿地等。1. 布置原则（1）各处理单元构筑物的平面布置原则：依据构筑物功能要求，水力要求，结合地质条件确定。连接各构筑物的管渠直通，避免迂回曲折。土方量尽量保持基本平衡，避开劣质土壤地段。各构筑物平面布置上尽量紧凑，但仍保持一定间距，一般为510m，特殊构筑物应按有关标准确定。（2）管道布置原则：在流程上各构筑物之间设连通管道，并设超越管及放空管，以保证不因某一构筑物出现故障而影响整个处理系统。（3）附属建筑物布置原则： 各附属建筑物的位置应依据方便、安全原则确定，如变电站应设在耗电量大的构筑物附近。 办公楼应与处理构筑物保持适当距离，并处于其夏季主导风向的上风向。 污水厂绿化面积应不小于全厂总面积的30%。 为考虑远期发展，在可能的情况下应预留出发展所需用地。 主要车行道宽度为：单行道4.0m，双车道6.0m 2. 污水厂平面布置本设计污水处理厂平面布置的特点。（1）考虑城市管网布置、河流流向等因素，因城市夏季主导风向为东北风和西南风，污水厂的不良气味不会扩散至生活区，故污水厂生活区应位于上风处。（2）水厂靠近河流，地面标高434445m之间，高于河流洪水水位，故可保证污水厂出水不受洪水顶托。（3）水厂设一座大门，大门设在厂区南面；（4）污泥区设在厂区西端，主要目的在于：远离正门外道路，以免出现故障时影响厂外行人。避免不良气味随风或扩散弥漫厂区。（5）各处理构筑物布置尽量紧凑，并留有一定距离，以方便管线布置。（6）污水厂耗电量较大的构筑物是氧化沟，故变电站布置在距离氧化沟较近处。该污水处理厂为新建工程，主要处理构筑物有：机械除渣格栅、污水提升泵房、旋流式沉砂池、前置厌氧池、氧化沟、辐流式二次沉淀池、污泥回流泵房、浓缩池、贮泥池、计量设施等及若干辅助建筑物。总图平面布置时应遵从以下几条原则。 处理构筑物与设施的布置应顺应流程、集中紧凑，以便于节约用地和运行管理。 工艺构筑物（或设施）与不同功能的辅助建筑物应按功能的差异，分别相对独立布置，并协调好与环境条件的关系（如地形走势、污水出口方向、风向、周围的重要或敏感建筑物等）。 构（建）之间的间距应满足交通、管道（渠）敷设、施工和运行管理等方面的要求。 管道（线）与渠道的平面布置，应与其高程布置相协调，应顺应污水处理厂各种介质输送的要求，尽量避免多次提升和迂回曲折，便于节能降耗和运行维护。 协调好辅建筑物，道路，绿化与处理构（建）筑物的关系，做到方便生产运行，保证安全畅道，美化厂区环境。（2）总平面布置结果污水由东边排水总干管进入，经处理后从厂区西侧侧排出至纳污河流。污水处理厂呈梯形。综合楼、职工宿舍及其他主要辅助建筑位于厂区东南南部，占地较大的污水处理构筑物在厂区北部，沿流程自东向西排开，污泥处理系统在污水处理构筑物的西南部。该厂平面布置特点为：流线清楚，布置紧凑。鼓风机房和回流污泥泵房位于曝气池和二次沉淀池一侧，节约了管道与动力费用，便于操作管理。、节约了基建投资。办公室。生活住房与处理构筑物、泵房、贮泥池等保持一定距离，位于常年主风向的上风向，卫生条件与工作条件均较好。在管线布置上，尽量一管多用，剩余污泥、污泥水、各构筑物放空管等，都与厂内污水管合并流人泵房集水井。第二期工程预留地设在一期工程北侧。具体布置见污水厂平面布置图。1.7.2.污水处理厂高程布置高程布置是为了确定各构筑物和泵房的标高，确定连接管道的尺寸，计算各构筑物的买审核水面标高，从而使污水、污泥处理流程顺畅流动。高程布置原则：在处理过程中，尽可能使污水、污泥依靠重力流动，以降低运行管理费用。应详细计算各构筑物间水头损失，并留有储备水头。计算水头损失时，应以最大流量作为管渠设计流量。进行水力计算时，应选择距离最长、损失最大的管路进行计算。保证污水厂出水管渠不受洪水顶托，能自流排入水体。污水厂高程布置见污水厂高程图。第二章 污水处理构筑物的设计与计算设计流量：近期设计水量为20000m3/d=833.3 m3/h=0.232m3/s，则总变化系数为：Kz=2.7Q0.11=1.5则最大设计水量为：Qmax=QKz=1.50.232=0.348m3s方案一 Carrousuel氧化沟工艺1.1.中格栅尺寸计算1.1.1设计参数确定：设计流量Qm=0.348m3/s（近期设计2组格栅，备用2组远期格栅），以最高日最高时流量计算；栅前流速：v1=0.6m/s， 过栅流速：v2=0.8m/s；栅条宽度：s=0.01m， 格栅间隙：b=0.02m；格栅倾角：=60；单位栅渣量：W1=0.08m3栅渣/103m3污水。设计中的各参数均按照规范规定的数值来取。1.1.2设计计算（1）确定格栅前水深，根据最优水力断面公式 Q=B2v2 计算得:栅前渠宽B1=2Qv1=1.0m，则栅前水深 h=B1/2=0.5m（2）栅条间隙数：n=Qmsinbhv240.5(取n=41)（3）栅槽有效宽度：B=s（n-1）+bn=0.01（41-1）+0.0241=1.22m（4）进水渠道渐宽部分长度： L1=B-B12tan=0.30m（其中1为进水渠展开角，取1=20）（5）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度:L2=L12=0.15m（6）过栅水头损失（h1）设栅条断面为圆形截面，取k=3，则通过格栅的水头损失：h1=kv222gsin=0.06m其中：=（sb）43=0.71 h0：水头损失；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=1.79。（7）栅后槽总高度（H）本设计取栅前渠道超高h2=0.3m，则栅前槽总高度H1=h+h2=0.5+0.3=0.8mH=H1+h1=0.8+0.06=0.86m（8）栅槽总长度 L=L1+L2+0.5+1.0+H1/tan=0.30+0.15+0.5+1.0+0.8/tan60=2.41m（9）每日栅渣量在格栅间隙在20mm的情况下，每日栅渣量为：W=QmW186400Kz1000=1.6m3d0.2m3/d 所以宜采用机械清渣。（10）综上：粗格栅两用两备，两备用于远期。设计草图如图所示：1.2.污水提升泵房计算各构筑物的水面标高和池底埋深计算见第五章的高程计算。污水提升前水位-4.410m（既泵站吸水池最底水位）,提升后水位5.300m（即细格栅前水面标高）。所以，提升净扬程Z=5.300-(-4.410)=9.710m水泵水头损失取3m，安全水头取2 m，从而需水泵扬程H=15m 再根据设计流量0.26m3/s，属于大流量低扬程的情形，考虑选用选用5台200QW360-15-30型潜污泵（流量360m3/h，扬程15m，转速980r/min，功率30kw），三用一备，流量：Q=Qmax3=314m3h集水池容积： 考虑不小于一台泵5min的流量：W=Q605=26m3 取有效水深h=2.0m，则集水池面积为:A=Wh=13m2 泵房采用正方形平面钢筋混凝土结构,尺寸为3.6m3.6m,泵房为半地下式地下埋深1.5m，水泵为自灌式。1.3.泵后细格栅设计计算1.3.1.设计参数确定：设计流量Qm=0.348m3/s，以最高日最高时流量计算；栅前流速：v1=0.6m/s， 过栅流速：v2=0.8m/s；栅条宽度：s=0.01m， 格栅间隙：b=0.1m；格栅倾角：=60；单位栅渣量：W1=0.10m3栅渣/103m3污水。设计中的各参数均按照规范规定的数值来取。1.3.2. 设计计算（1）确定格栅前水深：根据最优水力断面公式 Q=B2v2 计算得:栅前渠宽B1=2Qv1=1.0m，则栅前水深 h=B1/2=0.5m（2）栅条间隙数：n=Qmsinbhv2 80.9(取n=81)（3）栅槽有效宽度：B=s（n-1）+bn=0.01（81-1）+0.0181=1.61m（4）进水渠道渐宽部分长度： L1=B-B12tan=0.84m（其中1为进水渠展开角，取1=20）（5）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度:L2=L12=0.42m（6）过栅水头损失（h1）设栅条断面为圆形截面，取k=3，则通过格栅的水头损失：h1=kv222gsin=0.15m其中：=（sb）43=1.79 h0：水头损失；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=1.79。（7）栅后槽总高度（H）本设计取栅前渠道超高h2=0.3m，则栅前槽总高度H1=h+h2=0.5+0.3=0.8mH=H1+h1=0.8+0.15=0.95m（8）栅槽总长度 L=L1+L2+0.5+1.0+H1/tan=0.84+0.42+0.5+1.0+0.8/tan60=3.22m（9）每日栅渣量在格栅间隙在20mm的情况下，每日栅渣量为：W=QmW186400Kz1000=2.0m3d0.2m3/d 所以宜采用机械清渣。（10）综上：粗格栅两用两备，两备用于远期。设计草图如图所示：1.4.沉砂池设计计算 1.4.1. 沉砂池的选型：沉砂池主要用于去除污水中粒径大于0.2mm，密度2.65t/m3的砂粒，以保护管道、阀门等设施免受磨损和阻塞。沉砂池有平流式、竖流式、曝气式和旋流式四种形式。旋流式沉砂池有占地小，能耗低，土建费用低的优点；竖流式沉砂池污水由中心管进入池后自下而上流动，无机物颗粒借重力沉于池底，处理效果一般较差；区旗沉砂池则是在池的一侧通入空气，使污水沿池旋转前进，从而产生与主流方向垂直的横向恒速环流。砂粒之间产生摩擦作用，可使沙粒上悬浮性有机物得以有效分离，且不使细小悬浮物沉淀，便于沉砂和有机物的分别处理和处置。平流式沉砂池具有构造简单、处理效果好的优点。本设计采用旋流式沉砂池。1.4.2 设计参数确定设计流量：Qm=0.348 m3/s（近期设计两组池子，远期备用两组） 水力停留时间：t=30s1.4.3 池体设计计算（1）沉砂池表面积：A=Qq=0.3483600200=6.26m；式中：q表面负荷（m3/m2h）,取200m3/m2h；（2）沉砂池直径：D=4A=46.263.13=2.0m；（3）沉砂池有效水深：h2=qt=200303600=1.67m；（4）沉砂室所需容积：V=QXT86400106=0.34830186400106=0.9m3 ； 式中：X城市污水沉沙量（m3/106m3污水），取30； T除砂间隔（d），取T=1d；（5）每个沉砂斗容积：V=14d2h4+112h5（d2+dr+r2）式中：d沉砂斗上口直径（m）：取d=1.2m； h4沉砂斗圆柱体高度（m），取h4=0.6m； h5沉砂斗圆锥体高度（m），取h5=0.5m； r沉砂斗下底直径（m），取r=0.4m； V=14d2h4+112h5d2+dr+r2=0.95m30.9m3（6） 沉砂池高度： H=h1+h2+h3+h4+h5式中：h1超高（m），取h1=0.3m；h3沉砂池缓冲层高度（m），取h3=1m，则：H=h1+h2+h3+h4+h5=0.3+1.67+1.0+0.5+0.4=3.87m（7）沉砂池进水渠宽：B=QV1h=0.87m 式中：v1进水渠流速（m/s）0.61.2，取0.8； h进水渠水深（h），取0.5m；（8）沉砂池出水渠宽: B=QV2h=1.74m式中：v1进水渠流速（m/s）0.61.2，取0.4； h进水渠水深（h），取0.5m；（10）排砂管道：本设计采用沉砂池底部提砂管道提砂，从水面排砂，排砂管道管径DN=300mm。（11）综上：旋流式沉砂池两用两备，两备用于远期。根据计算尺寸，查给排水设计手册，选取旋流式沉砂池型号为300的旋流式沉砂池。1.5.Carrousuel氧化沟池体设计计算1.5.1.设计参数： 处理程度计算 去除率：BOD=200-20200100%=90% COD=400-80400100%=80% ss=220-20220100%=90%总污泥龄：20d；污泥浓度：MLSS=4000mg/L,MLVSS/MLSS=0.7；则MLSS=2800mg/L; 曝气池：DO=2mg/L； 反硝化溶解氧浓度：0.2mg/L NOD=4.6mgO2/mgNH3-N氧化；可利用氧2.6mgO2/NO3-N还原； 活性污泥产泥系数Y：Y=0.5mgMLSS/mgBOD5； 反硝化速率：qdn=0.07kgNO3-N/kgMLVSS 衰减系数Kd：Kd=0.05d-1； 剩余碱度：100mg/L，所需碱度：7.14mg碱度/mgNH3-N氧化，产生3.57mg碱度/mgNO3-N还原；硝化安全系数：3；反硝化温度修正系数：1.09； Ko2=1.3mg/L1.5.2.设计计算1.前置厌氧池设计： 本设计中设计两组组厌氧池分别置于两组氧化沟之前，考虑到厌氧池与氧化沟同为一个处理单元，故设计流量按最大日平均时设计，故没组厌氧池的设计流量为： Q=Q平2=10000m3d ，则：1）厌氧池容积：V=TQ24=416.5m3 式中：T停留时间h，取T=1h； Q设计流量m3/d；2）厌氧池尺寸： 取厌氧池水深为4.5m，则厌氧池表面积为： A=Qh=92.6m2设计厌氧池超高为0.3m，则厌氧池高度为H=h+0.3=4.8m2.氧化沟尺寸的确定：1）碱度平衡计算： 设计出水的BOD5为20mg/L，则水中溶解性BOD5的量为：BOD5=20-0.7201.42（1-e-0.235）=6.4mg/L 选用污泥龄为27d，则污泥日产量为： wv=YQ(So-Se)1+Kdc=0.510000（200-20）0.7（1+0.0527）1000=383.0kgd设其中有12.4%为氮，近似等于总氮中用于合成的部分为：0.124383.0=47.5kg/d，即：TKN中有47.5100010000=4.75mgL用于合成； 需用于氧化的NH3-N=25-4.75-8=12.25mg/L需用于还原的NH3-N=40-12.25-2=25.75mg/L已知产生0.1mg/L碱度/出去1mgBOD5，且设进水碱度为250mg/L，则：剩余碱度=250-7.1412.25+3.5725.75+0.1（200-20）=272.455mg/L计算碱度以CACO3计，此值可使PH7.2mg/L2）好氧硝化区容积V1： 硝化速率为： =0.47e0.098T-15NN+100.05T-1.158O2KO2+02=0.204d-1则好氧区容积V1 V1=YQ(So-Se)X(1+Kdc)=0.510000（200-20）2740000.7（1+0.0527）=3693.0m3 式中：Y活性污泥产泥系数，Y=0.5mgMLSS/mgBOD5 Qm设计处理水流量（m3/d）,按最高日平均时流量计算； So进水BOD5浓度（mg/L），200； Se出水BOD5浓度（mg/L），20； c污泥龄（d），取27； Kd污泥内源呼吸系数（d-1），取0.05； X混合液污泥浓度（kgMLVSS/L）； 好氧区水力停留时间：t1=V1Q=0.37d=8.8h 3）反硝化区容积： 15C时反硝化速率为： qd=qd.201.09T-20（1-DO）=0.036 kgNO3-N/kgMLVSS.d 反硝化脱氮的总量W=25.75100010000=257.5kg/d： 则，反硝化区容积为：V2=WqdX=275.510000.0362800=2527m3；水力停留时间：t2=V2Q=25272410000=6.06h； 4）氧化沟总容积： 总水力停留时间：t总=t1+t2=14.86h 总容积：V=V1+V2=3693.0+2527.0=6220m3 5）氧化沟尺寸： 本设计采用四廊道表面曝气的卡罗塞尔氧化沟 设计池深为4.5m，廊道宽6.0m，则氧化沟总长为： L=VhB=62204.56.0=233.3m其中：好氧段长度为：3693.04.56.0=136.8m，缺氧段长度为：2525.04.56.0=93.6m ；弯道处长度为：33.14122+3.14242=94.2m 则单个直道长为：233.3-94.24=34.775m（取42m）故氧化沟总长=42+6+12=60m，总池宽=64=24m（未计池壁厚度）设计氧化沟水池超高为0.3m，则氧化沟池高=4.5+0.3=4.8m 校核实际污泥负荷 Ns=Q（S0-Se）XV=10000（200-20）28006220=0.103kgBODkgMLSS.d3.需氧量计算： 需氧量采用如下公式计算： O2(kgd)=AQS0-Se-1.42Wv+4.5QN0-Ne-0.56Wvf-2.6QW= 2048.6kgd=85.4kgh 取T=30，查表得=0.8，=0.9；氧的饱和度CS（30）=7.63，CS（20）=9.17mg/L； 采用表面机械曝气时， 20时脱氧清水的充氧量为： R0=RCs(20)CsT-C1.024(T-20)=85.49.170.80.917.63-21.204(30-20)=158.7kg/h 查给水排水手册，选用转刷曝气机，选取转刷直径为1m，