污水处理厂毕业设计说明计算书secret（最终）

湖南大学毕业设计 第 44 页乙市排水工程扩大初步设计摘要乙市位于湘南地区，截至1989年底有城市人口11.3万，建成区总面积为11.25平方公里。乙市目前排水系统非常不完善，除部分地区设有排水暗沟和明沟外，几乎没有任何污水处理措施，污水直接排入水体，造成水体污染严重。本设计内容包括：污水管网总体布置及设计计算、雨水管网总体布置及设计计算、污水厂扩大初步设计、污水厂工程概算及处理成本估算。本设计采用雨水，污水分流的管道布置形式。根据该市的水质水量进行技术经济比较后，污水处理厂采用以厌氧池+Carrousel氧化沟为主体的污水处理工艺流程。该工艺具有工艺流程短、处理效果好、出水水质稳定、剩余污泥少、运行管理方便、基建与运行费用低等特点。该水厂占地56.26亩，绿化率达到30%以上，总投资1989.146万元，单位处理成本为0.31元/m污水。关键词：初步设计，排水管网，Carrousel氧化沟 【Abstract】: The city is located in the center of Hunan Province whose population is approximately 113 thousand untill 1989.The citys area is 11.25 square kilometers. At present, the citys sewage drainage system has not reached maturity. Wastewater influxes into the river directly, which makes the river severe pollution. According to some relevant materials about ecology, water resources and so on , this article shows a preliminary designation of the sewage treatment and sewage plug treatment and divided sewage and rainwater system. The plant adopts the major technology process for carrousel oxidation ditch which has been characterized for its short-period process, high efficiency, steady water quality, small rest solids and low fees for construction and operation, and so on. And the plants area is 37.5 thousand square kilometers. The greening rate of the plant is 30%. The investment of the plant is 19891.46 thousand. In addition, treating with 1 m wastewater cost 0.31 yuan.Key word：preliminary designation，sewage drainage system ,Carrousel Oxidation ditch 目 录第1章 绪论11.1 城市概况11.2自然条件11.3城市排水情况及污水治理规划1第2章 城市污水雨水管网系统的设计22.1、城市污水管网的设计22.1.1、污水厂位置的确定及污水管的平面布置22.1.2、街区编号并计算其面积22.1.3、划分设计管段，计算设计流量22.1.4、水力计算32.1.5、绘制管道平面图和纵剖面图42.2、城市雨水管网的设计42.2.1、划分排水流域和管道定线42.2.2、划分设计管段42.2.3、划分并计算各设计管段的汇水面积42.2.4、设计管段的水力计算5第3章 污水处理厂建设规模的确定63.1、处理水量63.2、污水水量及处理程度6第4章 设计方案的确定74.1、方案选择原则74.2、工艺方案选择74.2.1工艺方案74.2.2方案的经济技术比较74.2.3厌氧池+氧化沟处理工艺的工艺特点94.2.4其他构筑物选型10第5章 城市污水处理厂的设计计算125.1、污水处理构筑物的设计计算125.1.1中格栅设计125.1.2细格栅设计135.1.3污水提升泵站145.1.4 旋流沉砂池165.1.5厌氧池175.1.6氧化沟185.1.7二沉池215.1.8接触池255.1.9计量设备的选择265.1.10配水井计算275.2、 污泥处理构筑物的设计计算275.2.1储泥池275.2.2污泥脱水间275.2.3回流污泥泵房285.2.4剩余污泥泵房28第6章 污水处理厂的总平面布置296.1各处理单元构筑物的平面布置296.2、管线布置306.3.辅助建筑物306.4绿化与道路306.5 钢制件及管道防腐31第7章 污水处理厂的高程布置327.1、污水处理构筑物高程计算327.2污泥处理高程布置34第8章 污水厂总投资、年总成本及经营成本估算368.1、计算依据368.2、污水厂项目总投资计算368.2.1单项构筑物工程造价计算368.2.2第二部分费用388.2.3第三部分费用388.2.4工程项目总投资3983、污水处理厂年总成本及经营成本估算398.3.1药剂费398.3.2动力费（电费）408.3.3工资福利费418.3.4折旧费418.3.5摊销费418.3.6大修理基金提成率418.3.7检修维护费418.3.8利息支出428.3.9其他费用428.3.10工程项目年总成本428.3.11项目年经营成本428.4、污水处理厂综合成本42结论43致谢44参考文献45第1章 绪论1.1 城市概况乙市是一座具有2186年历史的古城，为历代县、郡、州的政治、经济中心。该市位于湖南省南部，素有“湘南门户”之称。它是一座以轻工业为主的社会主义城市。1.2自然条件1.2.1地质、地形本市区地貌属岭南山脉北缘为丘陵区，地形高差变化不大，最高位苏仙岭，海拔526米，最低河床143.8米，南略高于北。1.2.2 气象本市主要气象资料如下：历年平均气温17.7 最大冻土深度5平均年降雨量1487.6mm 年主导风向北风，次导风为南风1.2.3水文市区有郴江河、同心河，分别从南偏北，西南两个方向向北流去，至上眉桥汇的合。同心河无长期水文观测资料，1972年洪水位150.76m；郴江河最高洪水位150.19m，最低枯水位145.60m，常水位147.00m。郴州市的防洪标准定50年一遇。1.3城市排水情况及污水治理规划目前，乙市全市没有一座污水处理厂，生活污水未经处理就近排入江湖。该市排水管网系统也非常不完善。有排水暗沟16.8公里，明沟6.6公里；现有下水道为污水雨水合流。出市中心初步形成系统外，其他区域都就近排入郴江，同心河，西南面的小溪。所有污水都未经处理就排入水体，造成水体污染严重。乙市截至1989年底有城市人口11.3万，建成区11.25平方公里。根据人口规划远期城市人口控制在20万，建成区面积达到23.4平方公里。根据总图，排水规划为：精神病院以西，七四二九部队，磨心心塘以北，同心桥以东，下眉桥电影院以南，总汇水面积为29.72平方公里。现应对整座城市城区进行污水雨水管网设计，采用雨污分流制。同时还在本市设立一座污水处理厂处理整个城区污水管网中收集的污水。第2章 城市污水雨水管网系统的设计2.1、城市污水管网的设计2.1.1、污水厂位置的确定及污水管的平面布置从地形图上可以看出，乙市整体地势分布南略高于北，西高于东。局部有低洼地带和小山丘地带。又有污水厂应设置在河流下游，尽量远离人群集聚地。由此选定污水厂设置在该市东北方位，郴江河下游，碳素厂附近，具体位置见蓝图。该市地形复杂，地面坡度起伏较大，顺坡最大有43，逆坡最大有16.3.因此城市污水管网的布置应充分考虑到地形地势，因地制宜，利用地形的走向合理布置。而且城市污水处理厂设置在该市东北角，处于郴江河的下游地段。由地形图可知该市有一条南北走向铁路横过城区。综合这些条件，可确定城市污水主干管的走向从南向北顺势布置。因为铁路的存在，故整个城区设置两条主干管，铁路以北和以南各一根，沿着较大的主干道布置。街区支管布置在街区地势较低一侧的道路下，污水干管布置基本与主干管垂直，然后城市污水干管汇入相应的主干管。由于东南角部分街区及东面个别街区处于低洼地带，污水重力流至最低点后用泵将其提升入主干管，具体布置见图。对于街区面积较大的个别街区，采用分区的方法使污水分几个方向就近排入污水管道中，以便满足排水的要求。污水管具体布置见蓝图。对于工厂企业的污水排放，将其作为集中流量汇入主干管。市一造纸厂距离城区比较远，且位于郴江河以北，故其产生的污水自己处理达标后排放至郴江河中。2.1.2、街区编号并计算其面积将各街区编上号码，并按各街区的平面范围计算它们的面积，列入附表2-1中。用箭头标出各街区污水排出方向。2.1.3、划分设计管段，计算设计流量根据设计管段的定义和划分方法，将各干管和主干管中有本段流量进入的点（一般定为街区两端）、集中流量及其旁侧只管进入的点，作为设计管段的起止点的检查井并编上号码。各设计管段的设计流量应列表进行计算。计算结果见附表2-2。 2.1.3.1、确定城市污水的比流量由资料可知，乙市人口远期规划人口为24.3万（2001年），面积为20万，故人口密度为117cap/ha。查居民生活用水定额表可知乙市属于一区内中小城市，居民生活用水定额（平均日）取150l/cap.d。而污水定额一般取生活污水定额的80-90%，因此，污水定额为150l/cap.d*80%=120 l/cap.d。则可计算出居住区的比流量为 q0=117*120/86400=0.167（l/s*ha）2.1.3.2 各集中流量的确定由资料知各工厂水量如下表所示：表2-3 各工厂水量表编号工厂名称水量（吨/日）1市内衣厂180002市一造纸厂131503郴州碳素厂46844郴州火柴厂10955郴州玻璃厂85476地区水泥厂23017纺织器材厂32878郴州烟厂46579地区邮电厂191710地区行署95811县政府1452火车站水量参考其他类似城市取值为8L/s。2.1.4、水力计算在确定设计流量后，便可以从上游管段开始依次进行主干管及各主要干管的水力计算。1.从管道平面布置图上两处每一设计管段的长度，列入表2-3中第2项。2.将个设计管段的设计流量列入表中第3项。设计管段起止点检查井处的地面标高列入表中第10、11项。3.计算每一设计管段的的地面坡度，作为确定管道坡度时参考。4.确定起始管段的管径以及设计流速v，设计坡度I，设计充满度h/D。例如18-19、19-20、20-2管段为不计算管段，采用最小管径300mm，坡度在保证最小坡度3的同时按地面坡度取。5.确定其他管段的管径D，设计流速v，设计坡度I，设计充满度h/D。6.计算各管段上端、下端的水面、管底标高及其埋设深度。以上为水力计算步骤，具体计算过程及结果见附件表2-3。2.1.5、绘制管道平面图和纵剖面图平面图绘制结果见图号01，污水干管纵剖面图结果见图号03。2.2、城市雨水管网的设计城市雨水管网的设计与城市污水管网的设计有很大的不同。城市污水管网总是要进入污水处理厂进行处理的，而城市雨水管网不需要这样做。由于雨水的季节性较强，波动性很大，而且，来水量一般很大，送入污水处理厂处理很不划算，一般就近排入大流量水体。 2.2.1、划分排水流域和管道定线充分考虑乙市的地形条件，将该市划分为5个流域。由于地形对排除于水有利，拟采用分散出口的雨水管道布置形式。总共设置五根排水干管，分别编号为1、2、3、4、5,，一号雨水管收集城区南面的雨水排入南渠中。二号雨水管收集城区东南角低洼地带的雨水排入郴江河。四号雨水管收集城区东面的雨水排入郴江河。三号雨水管收集城区西面及西北面的雨水，五号雨水管收集城区东北面的雨水排入郴江河。由于出口位置低于河流洪水位故设置雨水泵站4个进行提升，分别设置在2号、4号、3和5号出口处。这样布置雨水能以最短距离靠重力流分散就近排入水体为了充分利用街道边沟的排水能力，每条干管起端100m左右可视具体情况不设暗管。雨水支管一般射在街坊较低侧的道路下。2.2.2、划分设计管段 根据管道的具体位置，在管道转弯处、管径和坡度改变处，有支管接入处或两条以上管道交汇处以及超过200m的直线管段上都应该设置检查井。把两个检查井之间没有流量变化且预计管径和坡度也没有变化的管段定为设计管段。并从管段上游往下游按顺序进行检查井的编号。详见图号02。各检查井的地面标高见表2-4。2.2.3、划分并计算各设计管段的汇水面积 各设计管段汇水面积的划分应结合地形坡度、汇水面积的大小以及雨水管道布置等情况而划定。地形较平坦时，可按就近排入附近雨水管道的原则划分汇水面积；地形坡度较大时，应按地面雨水径流的水流方向划分汇水面积。并将每块面积进行编号，计算其面积的数值注明在图中。详见图号02。表2-5为各设计管段的汇水面积计算表。2.2.4、设计管段的水力计算1、计算单位面积径流量由于资料未给出建筑分布情况，故采用统一的平均径流系数值=0.5。 设计重现期选用P=1la。该市地形起伏较大，地面积水时间采用t1=6min。折减系数取m=2。 根据确定的设计参数，参照相似城市的暴雨轻度公式计算单位面积径流量: 2、用各设计管段的单位面积径流量乘以该管段的总汇水面积得设计流量。3、在求得设计流量后，即可进行水力计算，求管径，管道坡度和流速。将确定的管径、坡度、流速各值列入表中第8、9、10项。第11项管道的输水能力Q是指在水力计算中管段在确定的管径、坡度、流速的条件下，实际通过的流量。该值等于或略大于设计流量Q。4、根据设计管段的设计流速求本管段的管内雨水流行时间t2。列入表中第5项。5、管段长度乘以管道坡度得到该管段起点与终点之间的高差，即降落量。列入表中第12项。6、根据冰冻情况、雨水管道衔接要求及承受荷载的要求，确定管道起点的埋深或管底标高，列入表中17项。用地面标高减去该点的埋深得到该点的管底标高，列入表中15项。用该值减去降落量得到终点的管底标高，列入16项。用终点的地面标高减去该店的管底标高得该点的埋设深度，列入表中18项。雨水管道个设计管段在高程上采用管顶平接。7、绘制雨水干管平面图及纵剖面图，见图号03。 雨水管道水力计算结果见附表2-6。 第3章 污水处理厂建设规模的确定3.1、处理水量由管网计算出最终规模为日处理污水2.78万m3/天，最高用水日的污水量为4万m3/天。3.2、污水水量及处理程度根据乙市城市总体规划，结合近年来对分流制的生活区污水水质的实测结果和有关的城市污水处理厂污水水质情况的调查，并考虑了生活区水质和工业区水质不同带来的影响，得到了以下的污水水质。对于污水厂的出水要求，严格按照国家一级排放标准设计，如下图所示：表3-1 乙市污水水质及处理标准项 目BOD5（mg/l）CODcr（mg/l）SS（mg/l）NH3-N（mg/l）TP（mg/l）进 水200400240404出 水20602081去除率90%85%92%80%75%第4章 设计方案的确定4.1、方案选择原则 在污水处理厂方案设计中，遵循以下原则： 1从城市发展现状出发，以城市总体规划和排水工程规划为依据，既考虑总体发展又考虑近期城市建设情况，使污水厂建设能分期实施，与城市建设同步发展，起到既保护环境，保护人民身体健康，又适度考虑国内有限的实际情况，少花钱，多办事。 2根据工程纳污范围内污水水质及处理程度要求，在选择污水处理工艺的时候，积极采用技术先进可靠，处理效果好，占地面积小，维护管理简单，经常运转费用低的工艺，在设备选型时，优先选用国内先进的材料和设备，对于国产质量尚未过关的关键性设备考虑国外进口，以降低建设成本，同时提高机械化自动化程度和工程的可靠性，改善工人操作条件。3根据乙市的污染现状和该市的环境保护规划，按污水厂出水受纳水体的环境容量，本污水处理工艺流程的选择，除了能够达到去除BOD5和SS要求外，并应具有良好的脱氮除磷效果，以达到降低受纳水体的富营养化程度。4在厂内布局方面使生产设施相对集中密集，厂内绿化率达到30%以上，建筑物尽量低矮，以避免破坏景观。4.2、工艺方案选择4.2.1工艺方案根据上述原则，初步选定了两种方案进行方案的技术经济比较。两种工艺流程：普通A/A/O法处理工艺；厌氧池+氧化沟处理工艺。4.2.2方案的经济技术比较 两种方案的经济技术比较如下所述：方案一（普通A/A/O法处理工艺）优点：a）该工艺是最简单的同步脱氮除磷工艺，总的水力停留时间总的占地面积少于其它同类工艺。b）在厌氧（缺氧）好氧交替运行的条件下，丝状菌得不到大量的繁殖，无污泥膨胀之忧，SVI值一般均小于100。c）污泥中的含磷浓度高，具有很高的肥效。d）运行无须投药，两个A段只用轻缓搅拌，以不增加溶解氧浓度，运行费用低。缺点：a) 除磷效果难于再行提高，污泥增长有一定的限度，不宜太高， 特别是P/BOD值高时更是如此。b) 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，否则增加运行的费用。c) 对沉淀池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。d) 磷的现象出现，但溶解氧浓度也不宜过高，以防止循环混合液对缺氧反应器的干扰。方案二（厌氧池+氧化沟处理工艺）该工艺具有普通A/A/O法处理工艺的各项优点外，还具有氧化沟的一些独特的特点。优点：a）氧化沟具有独特的水力流动特点，有利于活性污泥的生物凝聚作用，而且可以将其工作区分为富氧区、缺氧区，用以进行硝化作用和反硝化作用，取得脱氮的效果。b）不使用初沉池，原污水经过格栅和沉砂池预处理，已经有效防止污水中无机沉渣沉积，有机性悬浮物在氧化沟内能够达到好氧稳定的程度。c） BOD负荷低，类同于活性污泥法的延时曝气系统。使氧化沟具有：对水温、水质、水量的变动有较强的适应性；污泥龄（生物固体平均停留时间）一般在18-30天左右，为传统活性污泥系统的3-6倍，可以存活、繁殖时间长、增殖速度慢的微生物硝化菌，在氧化沟内能够产生硝化作用，如运行得当，氧化沟能够具有较高的脱氮效果，污泥产率低，且多以达到稳定的程度，勿需要再进行硝化处理。d） 脱氮效果还能进一步提高。因为脱氮效果的好坏很大一部分取决于内循环量，要提高脱氮效果势必要增加内循环量。而氧化沟的内循环量从理论上说可以是不受限制的，从而氧化沟具有较大的脱氮潜力。e） 氧化沟只有曝气器和池中的推进器维持沟内的正常运行，电耗较小，运行费用更低。总的说来，两种方案都能够达到要求处理的效果，而且工艺简单，污泥处理的难度较小，在技术上都是可行的。但结合实际的工程要求来看，对于污水的脱氮除磷率要求很高，只有方案二可行（脱氮率要求达到87.5%，除磷率要求达到80%），这是其一；其二，设计中可采用改良型的carrousel氧化沟。有证据表明，城市污水经改良型氧化沟处理后，污水中各项污染物平均去除率能满足上面的脱氮除磷的要求；而且经过多年实践证明，改良型的carrousel氧化沟二级处理工艺具有工艺简单成熟操作管理简便，处理效果好，出水水质稳定，脱氮除磷性能好的特点，同时，该工艺省去了初沉，也不必象A2/O法等其它脱氮除磷工艺那样需要大量混合液回流和多个池子，因此工艺布置紧凑，可省地省电降低运行费用，是城市污水处理厂比较理想的处理工艺。综合所述，方案二从经济和技术上都是可行的，而且符合各项原则，是较为合理的选择。4.2.3厌氧池+氧化沟处理工艺的工艺特点1) 本方案设计中，考虑到对脱氮除磷性能的较高要求和设计进水中污染物浓度较高的实际情况，本工程氧化沟工艺在改良型氧化沟基础上再作改进，增加了厌氧区和高氧曝气区，不仅增强了NH3-N的硝化率，更重要的是给磷的充分释放和过量吸收创造条件，原污水和已脱氮回流污泥进入厌氧池，聚磷菌在有丰富碳源和绝氧环境条件下可实现磷的充分释放，聚磷菌将储存在体内的聚磷酸盐进行分解，并提供了能量，大量的吸附水中的BOD5，同时释放正磷酸盐，使BOD下降，含磷量上升，厌氧池出水进入氧化沟缺氧段可使已经硝化的污水在有充足的碳源及缺氧条件下先进行前置反硝化脱氮。由于采用了倒伞型曝气机，在两曝气机之间存在缺氧段，形成了多个A/O串联，实现好氧硝化和缺氧反硝化达到脱氮目的，并在氧化沟的出水段增设一个高溶解氧区，可使聚磷菌在高溶解环境下完成磷的过度积累和最后的贪婪吸收，从而达到了除磷的目的。因此，这种改良型氧化沟提高了污水处理程度，达到了除磷脱氮的良好效果，能确保出水达到所要求的排放标准。2) 在曝气设备的选择方面，克服了传统的鼓风曝气方式噪音大，曝气头容易堵赛和曝气转碟检修麻烦的缺点，选用DS325型的倒伞型叶轮曝气机，这种机子单机充氧大，两台机子之间的距离较大，使曝气机上下游溶解氧梯度大，可产生好氧、缺氧、厌氧条件，形成多个A/O串联，从而大大提高了氧的利用率和脱氮效果，同时脱氮过程可利用硝酸盐中的氧，达到节能的目的，为防止污泥沉淀和促使回流污泥与进水充分混合，在厌氧池内设有潜水搅拌器。3) 在污泥处理方面，由于氧化沟工艺采用低污泥负荷及合适的污泥龄，有机物的生物分解比较彻底剩余污泥基本稳定，而且脱水性能较好，这种污泥再行厌氧消化其产气率不高，综合经济效益差，因此，不设污泥消化系统，又由于选用最新的浓缩脱水一体机设备，故可以不设置浓缩池。最后将要处理的污泥集中处理，采用污泥浓缩脱水一体化设备脱水至含水量75%-80%左右的污泥饼外运。4.2.4其他构筑物选型 1、沉砂池沉砂池主要去除污水中粒径大于0.2mm、比重较大的砂粒，以保护管道、阀们等设施免受磨损和阻塞。沉砂池有平流式、竖流式、曝气式、旋流式四种形式。平流式沉砂池具有构造简单、处理效果较好的优点；竖流式沉砂池是污水由中心管进入池内后自下而上流动，无机颗粒借重力沉于池底，处理效果一般较差；曝气式沉砂池是在池的一侧通入空气，使污水沿池旋转前进，从而产生与主流方向垂直的横向恒速环流。曝气式沉砂池可以通过调节曝气量，控制污水的旋流速度，使除砂效果稳定，受流量变化影响小。同时，由于曝气产生旋流，砂粒间产生摩擦作用，可使砂粒上悬浮性有机物得以有效分离，且不使细小悬浮物沉淀，便于砂粒和有机物的分别处理和处置；旋流沉砂池则是利用机械力控制水流流态与流速，加速砂粒的沉淀并使有机物随水流带走的沉砂装置。该池型具有投资省，运行费用低和除砂效果稳好等优点。由于在本设计中工艺处理上采用厌氧池+氧化沟法，为避免曝气式沉砂池预曝气后对后续厌氧池可能产生的影响，不选用曝气式沉砂池；旋流式沉砂池投资省，运行费用低和除砂效果稳好且已经系列化，本设计拟采用旋流式沉砂池。2、二次沉淀池二次沉淀池主要完成混合液分离和污泥的部分浓缩，使出水悬浮物浓度达到所要求的排放标准。常用的有竖流式、平流式和辐流式三种类型的沉淀池。通常，大中型污水处理厂均采用辐流式沉淀池，机械排泥，其沉淀效果好，排泥通畅，运行稳定可靠，辐流式沉淀池有中心进水周边出水和周边进水周边出水两种形式。周边进水周边出水的辐流式沉淀池具有表面负荷较高的优点。因此，本工程采用周边进水周边出水的辐流式沉淀池。3、污泥浓缩脱水本工程采用带式污泥浓缩脱水一体机设备。4、污水消毒城市污水经二级处理后，水质改善，但仍可能含有大肠杆菌和病毒。因此，排入受纳水体前应考虑消毒。常用的消毒方法有两种：加氯消毒和紫外线消毒。（1）加氯消毒： 加氯消毒是污水处理厂使用最广泛、最成熟、最可靠的一种消毒方法。它是通过加氯机把液氯投加到接触消毒池中（反应时间30min左右），污水与氯气充分接触、反应，从而杀死污水中的细菌和病毒。（2）紫外线消毒紫外线消毒是利用高强度紫外灯管产生的紫外光改变细胞中的遗传物质，使细菌和病毒无法继续繁殖。紫外灯安装在开放式的渠道内，污水流经紫外灯时，细菌与病毒将受到紫外能的致命冲击。紫外冲击的强度取决于紫外灯的密度和紫外灯下曝光时间的长短。加氯消毒和紫外线消毒都能达到工程所需要的消毒效果，但在技术上存在着差异。加氯消毒的优点是技术成熟、运行稳妥可靠，所需设备数量少，操作维护简单，有成熟的运行管理经验。缺点是所需接触消毒池的容积较大，占地面积较大。紫外线消毒的优点是所需接触池容积小，占地面积小，土建投资省。缺点是设备数量多，且必须从国外进口，系统维护管理较麻烦，紫外灯管需经常更换，设备维护费用较高。因此，本工程采用加氯消毒方式。第5章 城市污水处理厂的设计计算5.1、污水处理构筑物的设计计算5.1.1中格栅设计为保证后续污水提升泵房的安全运行，隔除较大的漂浮物质及垃圾，在污水提升泵房前端设有中格栅。格栅的间距为e=20mm，栅前部分长度0.5m，中隔栅设2组，水量小时可只开一组，水量大时两组都开启。配置自动除渣设备。 设栅前水深h=0.6m，过栅流速v=0.9m/s，栅条间隙e=20mm，格栅安装倾角60度。=/2=0.232m3/s。 条数：，取20根栅槽宽度：s=0.01m， B=s(n-1)+en=m进水渠道渐宽部分长度：B=0.45m， (V渠=0.86m/s，在不淤流速0.4m/s与不冲流速0.9m/s之间）设栅条断面为锐边矩形截面，取k=3，则通过格栅的水头损失： 其中： ho：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=2.42。mm（单位栅渣量取W=0.07 m栅渣/10 m污水）W=Qmax* W1*86400/（K总*1000） =0.232*0.07*86400/（1.44*1000）=0.97m3/d 0.2 m3/d采用机械清渣方式。5.1.2细格栅设计 设栅前水深h=0.6m，过栅流速v=0.9m/s，栅条间隙e=10mm，格栅安装倾角60度。=/2=0.232m3/s。计算草图同中格栅。条数：，取40根栅槽宽度：s=0.01m， B=s(n-1)+en=m进水渠道渐宽部分长度：B=0.50m， (V渠=0.77m/s，在不淤流速0.4m/s与不冲流速0.9m/s之间）设栅条断面为锐边矩形截面，取k=3，则通过格栅的水头损失： 其中： ho：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=2.42。mm（单位栅渣量取W=0.07 m栅渣/10 m污水）W=Qmax* W1*86400/（K总*1000） =0.232*0.07*86400/（1.44*1000）=0.97m3/d 0.2 m3/d采用机械清渣方式。中格栅和细格栅均采用型号为JT的阶梯式格栅清污机，并选用285型长度为5m的无轴螺旋运送机两台。5.1.3污水提升泵站设计参数： 最大秒流量Q= =463（l/s） 平均秒流量Q=463/1.45=319（l/s） 进水管管底标高144.210m，管径D=900mm，充满h/d=0.55，水面标高144.705m，地面标高148.8m。 出水管提升后的水直接进入细格栅的进水渠道，其水面标高150.37m。 中格栅与泵房合建，且选用潜水泵四台（三用一备）。设计内容：每台水泵的容量为Q/3=463/3=154.33（l/s）,集水池容积相当于采用一台泵6min的容量：W=154.33*60*6/1000=55.56（m）。有效水深采用H=2.0m，则集水池面积为27.78m。因为为潜水泵故泵房面积为28 m。 选泵前总扬程估算： 经过格栅的水头损失为0.2m，集水池最低工作水位与所需提升的的最高水位之间的高差为：150.37-（144.210-0.2-2.0）=8.36（m）出水管管线水头损失：a） 总出水管：Q=463l/s，选用管径700mm，v=1.2m/s，1000i=2.5。当一台水泵运转时，Q=231.5l/s，v=1.17m/s 0.7m/s。设总出水管管中心埋深1.0m，局部损失为沿程损失的30%,则泵站外管线水头损失为：7+1.0+150.37-148.7）*15*1.3/1000=0.19mb）水泵总扬程：泵站内的管线水头损失假设为1.5m，考虑自由水头为1.0m，则水泵的总扬程为：H=1.5+0.19+8.36+1.0=11.05（m）c）选泵：流量=154.33*3.6=555.6m3/h，扬程=11.05m。选用250QW500-10-30潜水排污泵4台（其中1台备用），水泵参数如下：Q=380-570 m3/h H=9-12m 转数n=980转/分 轴功率N=3764KW 配电动机功率30KW 效率=78.3% 出口直径250mm d）泵站经平剖面布置后，对水泵总扬程进行核算：出水管路水头损失计算：（计算图见泵房平剖面图）每根出水管Q=555.6m3/h，选用管径400mm，v=1.19m/s，1000i=4.91。从出水口起，沿线顺序计算水头损失：出水口至切换井出口处：D250400mm渐放管1个（=0.30），D400mm单向阀1个（=1.40），D400mm90弯头1个（=0.60），D400mm阀门1个（=0.10），D400-700mm异径四通1个（=3.0）。局部损失：0.30*6.5/2g+（3.0+1.40+0.60+0.10）*1.19/2g=1.01（m）切换井出口至细格栅进水处：选用D700mm管径，Q=555.6m3/h，v=1.21m/s，1000i=2.49，直管部分长15m，D700mm90弯头2个（=0.68）沿程损失：15*2.60/1000=0.039（m）局部损失：0.68*1.21/2g=0.05（m）综上，出水管路总水头损失为：1.01+0.039+0.05=1.10（m）则水泵所需总扬程：H=7.91+1.1+1=10(m)故选用250WD型污水泵是合适的。5.1.4 旋流沉砂池 设两座沉砂池，每座进水量为Qmax/2=463/2=232L/s。选用型号为300的旋流沉砂池，其相应尺寸(mm)如下表：表5-1 旋流沉砂池相关参数型号ABCDEFGHJKL30030501000610120030015504503004508001350草图如下。5.1.5厌氧池设计参数进入每个厌氧池的最大流量为Qmax=0.463m3/s，考虑到厌氧池和氧化沟可作为一个处理单元，总的水力停留时间超过了6h，所以设计水量按最大日平均时考虑：Q=Qmax/kz=0.232/1.44=0.319 m3/s。共设两座厌氧池，每座设计流量为0.16m3/s，水力停留时间：T=1.5h，污泥浓度：X=4g/l，污泥回流浓度为：XR=10g/l；设计计算a. 厌氧池容积： V=Q*T=160*10-3*1.5*3600=864m3b. 厌氧池的尺寸 水深取h=5m，则厌氧池的面积为：A= V/h=864/5=173m2厌氧池的宽为24m，则长为173/24=7.2m。考虑到0.3m的超高，所以池子的总高度为H=h+0.3=5.3m选用型号为JBL800-2000型的螺旋浆式搅拌机，两台该种型号的搅拌机的技术参数如下；浆板直径：800-2000mm，转速：4-134 （r/min），功率：4.5-22KW，浆叶数：3 个。5.1.6氧化沟设计参数考虑小型污水厂污泥不进行消化稳定，因此设计污泥龄取20d，使其部分稳定。为提高系统抗负荷变化的能力，选择混合液污泥浓度MLSS为4000mg/L，f=MLVSS/MLSS=0.7，溶解氧浓度C=2.0mg/L。氧化沟设计为两组。氧化沟按照最大日平均时间流量设计，每个氧化沟的流量为160l/s，即13900m3/d。进水BOD5：So=200mg/l 出水BOD5：Se=20mg/l进水TSS： 240mg/l 出水NH3-N： 8mg/l进水TKN：35 mg/l 出水SS： 20mg/l进水碱度：250 mg/l 出水总氮：20 mg/l 设计计算a) 碱度校核 出水剩余碱度=进水碱度+3.57*反硝化NO3-N的量+0.1*去除BOD5的量-7.14*氧化沟氧化总氮的量 =250+3.57*（35-12.1-8-2）+0.1*（200-20）-7.14*（35-8-2）=135.6mg/L（以CaCO3计）75mg/L 满足碱度要求b) 计算硝化菌的生长速率=0.47 e0.098（T-15）= 0.47 e0.098（10-15）=0.256d-1选择安全系数来计算氧化沟设计污泥停留时间：=2.5/0.256=9.8d，由于考虑对污泥进行部分的稳定，实际设计泥龄取 co= 20d，对应的生长速率为实际=1/20=0.05 d-1c) 好氧区体积（硝化）：除非特殊说明，以下均按每组进行计算。 =10008m3其中污泥总产率系数Yt取0.8.d) 缺氧区体积（反硝化）： 排出生物池系统的微生物量 设计温度为100C,故Kde（T）=0.04*1.08(10-20)=0.02由此，生物合成的需氮量为12%*1401.12=168.13kg/d折合每单位体积进水用于生物合成的氮量为：168.13*1000/13900=12.1mg/L反硝化NO3-N量NO3=35-12.1-8-2=12.9mg/L 所以每组氧化沟总体积为V总=Vo+Vn=505+10008=10513m3 氧化沟设计水力停留时间为 HRT= V总/Q=10513*24/13900=18.1516h，满足条件。e) 氧化沟的尺寸：(计算草图如下) 氧化沟采用改良式的carrousel四沟式的氧化沟。有效水深为4m，单沟宽为6m，则沟总的长度为：10513/（4*6）=438m，超高取0.5m。其中好氧段的长度为415.9m，缺氧段的长度为22.1m，弯道处的长度为3*3.14*6+2*3.14*6=94.2m，则单个