浠水县南城区污水处理工程设计研究

目录摘要4ABSTRACT4第一篇绪论5第二篇设计说明书61概述611设计依据612设计范围613城市概况614自然条件6141地理位置6142气象条件6143水系6144工程地质及地震615排水现状及排水规划6151排水现状6152排水规划72工程规模721工程纳污范围722工程规模73污水水质及处理程度731设计进水水质732设计出水水质733处理程度734污水处理厂厂址84工程设计841设计原则842采用的主要规范和标准843工艺方案的选择9431污水处理工艺9432污泥处理工艺11433污泥最终处理1244构筑物选型13441沉砂池13442生物池13443二次沉淀池15444污泥浓缩脱水15445污水消毒1545主要构筑物工艺设计15451粗格栅间、进水泵房15452细格栅、平流沉砂池、巴氏计量槽16453厌氧池和氧化沟17454配水井18455辐流式二沉池18456接触消毒池19457加氯间19458贮泥池19459污泥浓缩脱水车间195总平面布置206污水处理厂工程投资与运行成本20第三篇设计计算书211管网设计计算2111污水管网设计计算21111远期规模计算21112污水比流量22113污水管道水力计算2212雨水管道系统的设计与计算23121划分排水流域23122雨水管网定线23123划分设计管段23124划分各设计管段的汇水面积，并计算其面积24125求单位面积径流量Q024127雨水干管水力计算252污水处理厂设计2521设计流量的计算25211设计参数25212设计计算2522污水处理厂的工艺选择25221进水与出水水质25222方案一26223方案二2623格栅（细格栅）26231设计参数26232设计计算2724沉砂池2825巴氏计量槽2926改良氧化沟29261厌氧池29262氧化沟3027氧化沟与二沉池间配水井设计3628二沉池的设计计算3729SBR工艺设计与计算38291设计参数38292设计计算38210污水接触消毒池的设计与计算452101设计参数452102接触消毒池总容积452103加氯量计算462104混合装置46211贮泥池的设计与计算463污水处理厂高程设计4831水头损失计算4832各处理构筑物的高程确定494粗格栅与污水泵站的设计与计算4941粗格栅49411设计参数49412设计计算4942污水泵站50421设计参数50422集水池容积50423选泵前总扬程估算51424水泵总扬程进行核算51425起重设备的选择525水厂的平面布置5351水厂总体面积的规划5352水厂定员5353水厂各构筑物及辅助构筑物平面面积536工程投资547处理成本55结语57浠水县南城区污水处理工程设计研究摘要浠水县城区在浠水县中部，坐落在浠水河畔，是全县政治、经济、文化教育的中心。浠水河自东向西穿越城区，并将城区分为南北两片。浠水县城区的排水现状是老城区为雨污合流制排水系统，新建南城区排水系统不完善，只有少量的污水管，雨水基本是随地形漫流进入水体。由于排水系统不完善，大部分地区尚未设排水管道，导致地面积水，且污水未经处理排入浠水河，造成水体污染，影响环境。浠水县位于中国南方。现阶段浠水县南城区排放污水中以生活污水为主，工业废水占一定比例，约为51，几乎水中各项污染物指标均低于全国平均值。根据这中情况，本工程拟采用的工艺如下一级处理采用细格栅和钟式沉砂池，二级处理采用厌氧池和氧化沟处理。处理过程中产生的污泥，经过浓缩脱水后外运填埋。该工艺的特点是抗冲击负荷能力强，同时具有脱氮除磷效果。关键词排水管网系统污水处理氧化沟污泥处理ABSTRACTTHEXISHUICOUNTYSEAT,ATTHEMIDDLEOFXISHUICOUNTY,WHICHISSITUATEDINTHEXISHUIRIVERBANK,ISTHEPOLITICAL,THEECONOMICAL,THECULTUREANDEDUCATIONCENTEROFTHECOUNTYTHEXISHUIRIVERPASSESTHROUGHTHECITYFROMEASTTOWESTANDDIVIDESTHECITYINTOTWOPIECESTHENORTHANDTHESOUTH。THEPRESENTSEWERAGESYSTEMOFTHEXISHUICOUNTYCITYISTHATTHEOLDCITYCOMBINEDSYSTEM,DRAINAGESYSTEMOFTHENEWLYBUILTSOUTHAREAISIMPERFECT,ONLYINPOSSESSIONOFAFEWSEWAGEPIPES,THERAINWATERBASICINFLOWINTOTHEWATERBODYALONGWITHTHETERRAINSHEETFLOODBECAUSETHEDRAINAGESYSTEMISIMPERFECT,THEMAJORITYOFTHISAREASHAVNTYETSUPPOSEDTHEDRAINAGEPIPES,CAUSESTHEGROUNDPONDING,ALSOTHESEWAGEDISPERSEINTOTHEXISHUIRIVERWITHOUTPROCESSING,CAUSESPOLLUTIONOFTHEWATERBODYANDAFFECTSTHEENVIRONMENTXISHUICOUNTYLOCALINTHESOUTHERNAREAOFCHINAONTHEPRESENTSTAGE,THEDRAINAGEWHICHDISCHARGEBYTHESOUTHAREAOFTHEXISHUICOUNTYSEATMAINLYCONTAINSSANITARYDRAINAGE,ANDHEINDUSTRIALWASTEWATERACCOUNTSFORCERTAINPROPORTION,ISAPPROXIMATELY51，ALMOSTEACHITEMOFPOLLUTANTTARGETINAREBELOWTHENATIONALAVERAGEVALUEACCORDINGTOTHEWATERQUALITY,THISPROJECTISPLANNEDTOUSETHECRAFTSASFOLLOWSTHEPRITIMITARYTREATMENTINCLUDESTHEFINESCREENCHAMBERANDGRITREMOVEDCHAMBER,THESECONDARYTREATMENTUSESANAEROBICPONDANDOXIDATIONDITCHTHESLUDGEWHICHISPRODUCESDINTHETREATINGPROCESSES,ISSHIPPEDOUTTOLANDFILLAFTERTHEPROCESSOFSLUDGETHICKENINGANDDEWATERINGTHISCRAFTCHARACTERISTICISEXCELLENTQUALITYUNDERIMPACTLOAD,SIMULTANEOUSLYHASEXCELLENTREMOVEDABILITYOFNANDPKEYWORDTHESYSTEMOFDRAINAGEPIPELINEWASTEDWATERTREATMENTOXIDATIONDITCHSLUDGETREAMENT第一篇绪论水污染是我国城市面临的严重环境问题,它不仅危害人民的身体健康,还抑制了我国经济的发展,破坏了生态平衡,并容易导致水荒的发生“城市污水处理设施的建设是现代化城市经济发展和水资源保护不可缺少的组成部分,目前,我国面临的水污染问题十分严重“我国城市污水排放量每年约以24亿立方米的速度增长,而污水处理能力增长缓慢,仅有11亿到13亿立方米的年增长量,使城市水环境呈总体恶化的趋势。对全国532条河流的污染调查表明,82受到不同程度的污染,其中三河淮河，辽河，海河，三湖巢湖，太湖，滇池的情况尤为严重,以至发生了沿淮河地区的严重污染事件。80年代，随着城市化进程的加快和城市水污染问题日益受到重视，城市排水设施建设有较快发展。国家适时调整政策，由此推动了一大批城市污水处理设施的兴建。我国第一座大型城市污水处理厂天津市纪庄子污水处理厂于1982年破土动工，同年4月竣工投产，日处理规模为26万吨。1987年，北京市政府制定并颁布了北京市中水设施建设管理试行办法，该试行办法规定在全市范围内建筑面积2万平方米以上的宾馆、饭店和建筑面积在3万平方米以上的其它公共建筑需配套建设中水设施。同时，上海、广东、湖北、湖南等省市根据各自的具体情况分别建设了不同规模的污水处理厂几十座。“八五”期间，随着城市环境综合治理的深化以及各流域水污染治理力度的加大，城市污水处理设施的建设经历了一个发展高潮时期。到1995年，我国城市排水系统排水管道长度约为110062KM，按服务面积计算，城市排水管网普及率为648。与1990年相比，城市排水管道增加54373KM，平均每年增长10874KM；城市污水处理厂169座，年处理污水1749亿立方米，处理率869。与1990年相比，城市污水处理厂增加89座，平均每年建污水处理厂17座。19961999年竣工投入运行的城市污水处理项目有22个，投资5958亿元，日处理规模3717万立方米；在建项目109个，计划投资16183亿元，日处理规模8320万立方米。到2004年底，全国661个设市城市建有污水处理厂708座，处理能力为4912万立方米，是2000年的两倍多。全年城市污水处理量1628亿立方米，比2000年增加了43，城市污水处理率达到457。但是，各地发展很不平衡，截至2005年6月底，全国31个省（区、市）中还有297个城市没有建成污水处理厂。其中，地级以上城市63个，位于重点流域、区域“十五”规划范围内的城市54个。同时，对于目前绝大多数小城镇来说都缺少必要的污水处理设施。本工程中的浠水县城即为其中一例。为解决现已存在的经济发展与环境不相协调的问题，改善浠水县的城市水体环境，提高城市抗涝灾能力和整体提高人民的生活质量和城市的投资环境，从而进一步加快实现规划中成为长江经济重点开发区的预定目标，因此需要进行雨污管网和污水处理厂建设。以下部分是按照浠水规划部门提供的规划图进行雨污管设计，并设计污水处理厂。44构筑物选型441沉砂池沉砂池主要去除污水中粒径大于02MM、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、涡流式四种形式。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；涡流式沉砂池则是利用水力涡流，使泥砂和有机物分开，以达到除砂的目的。该池型具有投资省，运行费用低和除砂效果稳好等优点。由于在本工程中工艺处理上采用第一方案的厌氧池氧化沟法以及第二方案的SBR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；涡流式沉砂池投资省，运行费用低和除砂效果稳好且已经系列化，本工程拟采用涡流式沉砂池。442生物池生物池是污水处理厂的主体构筑物，对厌氧池厌氧化沟法和SBR法两种方案进行比较。两方案的流程如下图41方案一厌氧池氧化沟法的工艺流程图SBR图42方案二SBR法工艺流程图根据分析，现代SBR工艺是最原始的工艺配上自动化控制系统组合而成的，对控制系统的维护管理有较高的要求，其对于城市污水处理厂和厌氧池氧化沟的工艺相比较并没有很明显的优越性，因此决定第一方案为本工程的优选方案。对于厌氧池氧化沟法，其氧化沟好氧区的充氧方式一般有两种，一种为表面曝气（转盘或转刷），另一种为水下微孔曝气。两种曝气方法均能满足工艺条件的需要，两种曝气方式的优缺点比较如下表面曝气水下微孔曝气曝气设备置于水面，维护管理方便，可根据进水量及进水浓度调节设备开停数量，达到节能的目的。不需设置鼓风机房。占地面积较大。投资较小。动力效率低于微孔曝气。微孔曝气头数量多，置于水下，维修管理不便，必须停产检修。需设鼓风机房，增加了投资及管理工作量。占地面积小。投资较大。动力效率高于表面曝气鉴于以上两种曝气方式的优缺点比较优缺点，氧化沟好氧部分充氧设备拟采用维护管理方便，构筑物少，投资相对较小的表面曝气方式。常用的表面曝气设备有以下几种1）曝气转刷曝气转刷是由水平轴及安装在起上的许多叶片构成，具有曝气、推流、混合等功能，转刷直径为07M或10M，有效水深2535M，转刷充氧能力约为68/MH，调2O整转速和浸没深度可以改变其充氧量。可根据进水水质的不同，适时调整转刷的转速，满足曝气池充氧及水流推动作用。2）曝气转碟曝气转碟是在水平轴上带动的一组曝气转盘。产品轴长有多种规格，转碟直径约为14M。采用轻质高强度玻璃钢压铸而成，耐腐蚀寿命长。采用曝气转碟克服了采用传统曝气设备氧化沟池深较浅，占地面积大的缺点，该设备在国内多个污水工程中采用，可满足设计要求的需氧量和推动力。3）表曝机表曝机可分为倒伞型、平板型等，直径约为1020M，具有较大的提升能力，动力效率一般为1620/KWH，有效水深约为3545M。2O根据需要的充入氧量,选择使用转碟曝气机。443二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，但周边进水有可能带入空气和产生短流而影响沉淀效果。因此，本工程采用中心进水周边出水的辐流式沉淀池。444污泥浓缩脱水本工程采用一体化机械污泥浓缩脱水设备，即离心脱水机。445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。但消毒成本太高，没有必要连续运行，一般只在环境水体发生疫情时，或在卫生防疫部门有特殊要求情况下运行。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。45主要构筑物工艺设计污水处理厂内的生产构筑物包括进水泵房（含粗格栅）、细格栅、平流沉砂池、巴式计量槽，厌氧池，氧化沟、辐流式二次沉淀池、贮泥池、脱水车间。其中进水泵房、细格栅、旋流沉砂池、巴式计量槽等物理处理部分按远期平均时设计流量设计，氧化沟按照、二沉池按照近期的设计。451粗格栅间、进水泵房粗格栅与进水泵房合建一座，设计规模为411万。DM/3（1）粗格栅A功能拦截污水中粗状颗粒及污染物（直径20MM），以保护水泵不致堵塞与磨损。B设计参数设计流量SLQ/652MAX栅条间距B0格栅倾角7C主要内容采用格栅为LHG回转式格栅，型号为LHG10，B1000，H75，生产厂家为扬州天雨给排水设备（集团）有限公司。每道格栅前后设有手动闸板供检修和切换用。D运行方式根据过栅前后水位差或按时间周期自动控制清渣，也可机旁手动控制清渣。（2）进水泵房A功能提供厂外污水以满足后续污水处理流程要求。B设计参数土建远期按405万最大时流量设计。DM/3设计流量近期最大流量。SLQ/45AX1远期最大流量。62M2扬程H15MC主要内容近期选用3台排水潜污泵，两用一备，其单台流量，HMQ/1503H15，远期增加一台。KWP90进水泵房平面尺寸1060M715M，泵房地下部分深度H978M。集水池有效水深采用H2M，集水池平面尺寸2469452细格栅、平流沉砂池、巴氏计量槽细格栅、平流沉砂池和巴氏计量槽合建一座，按405万规模设计。DM/34521细格栅A功能截除污水中较小漂浮物。B设计参数设计流量Q405104M3/D652L/S栅前流速V107M/S，过栅流速V209M/S栅条宽度S001M，格栅间隙E10MM栅前部分长度05M，格栅倾角60单位栅渣量1010M3栅渣/103M3污水C主要工程内容采用机械半圆矩形细格栅三道，其中一座只完成土建部分不安装设备每道宽113M，栅条宽10MM，渣耙循环转动，栅渣由输送机输送至贮渣桶后经压榨机脱水打包外运。每道格栅设有手动闸板备作检修和切换用。D运行方式根据格栅前后水位差或按时间周期自动控制清渣，也可机旁手动控制清渣。4522旋流沉砂池A功能去除污水中粒径02MM的砂粒，使无机砂粒与有机物分离，便于后续生化处理。B设计参数设计流量DMQ/105434C主要工程内容直接采旋流式沉砂池4，选用两座,近远期均能够满足要求4523巴氏计量槽拟采用喉宽为060M，即W060M（给排水设计手册第五册P568页）的计量槽其他尺寸如下B1500M，A1530M，2/3A102，C090M，D120M图43巴氏计量槽简图453厌氧池和氧化沟4531厌氧池设计流量近期最高日平均时流量Q313L/S水力停留时间HRT2H室外排水设计规范混合液浓度X3000MG/L污泥回流液浓度X（根据X，其中SVI100，XSMGR/10SVIR6101）SMGR/10厌氧池与氧化沟合建，其平面尺寸为29M，水深为27M，实际有效容积为M435276284531氧化沟氧化沟类型采用CARROUSEL氧化沟，考虑到小型污水处理厂污泥不进行厌氧或好氧稳定，因此设计污泥龄为20天，使其部分稳定。为提高系统抗负荷冲击能力，选择混合液污泥浓度MLSS为4000MG/S，FMLVSS/MLSS07，溶解氧浓度C20MG/L，拟平行设计两组氧化沟，每组设计流量为，内源代谢系数；时脱硝DMQ/135005DKC2率为，污泥产泥系数Y055。KGMLVSNOKGQD/035还原的设计进水水质浓度110MG/L，TSS的浓度为5BD0S180MG/L，VSS126MG/L，TKN40MG/L，22MG/L，碱度为250MG/L。0XNH3设计出水水质浓度20MG/L，TSS的浓度为20MG/L,15MG/L5EEXNH3TN20MG/L氧化沟内的水流循环推流式使好氧区和缺氧区在氧化沟内完成混合液回流，不需另外设置回流系统。好氧区的充氧方式采用转碟曝气。氧化沟与厌氧池组合能够利用厌氧、缺氧、好氧各种水体环境的不同功能，从而完成脱氮、除磷和去除BOD。采用四廊道CARROUSEL氧化沟，每廊道宽7米，有效水深25米，总长90米。每组厌氧、缺氧池各设两台水下推进器，功率分别为11KW与15KW。4运行方式氧化沟生物池内供氧由转碟曝气机连续运转供氧，可根据进水量、进水浓度及好氧池内的溶解氧开停转刷曝气机的台数，或采用变频调速装置调节转刷的转速，从而达到调节供氧量的目的。水下推进器连续或间歇运转，对污水起到推流作用。454配水井（1）功能二次沉淀池配水、集泥、集水（2）设计参数DMQ/105434MAX（3）主要工程内容配水井共三环，自里向外为配水井、集泥井、集水井，总直径为94M。共一座，远期不增设。配水井中间的集泥井兼作污泥泵房使用，不另设污泥泵房。泥在中间泥池的停留时间为10MIN,图44配水井平面图其外圈有效深度为2M，在外圈装有回流污泥泵和剩余污泥泵。回流泵选择沙林SS038型，为芬兰沙林泵公司生产，剩余污泥泵为SS0210型，455辐流式二沉池1）功能进行混合液固液分离，确保污水厂出水达到所要求的排放标准，是生化处理一个不可缺少的组成部分。2）设计参数日平均处理水量DMQ/2703设计人口为6万，拟设计两座，远期增加一座。氧化沟混合液浓度为NW4000MG/L，回流污泥浓度为CU10000MG/L，回流比R65。表面负荷取值范围为0610，取为08）（H23/）（HM23/3）主要工程内容采用3座中心进水、周边出水辐流式沉淀池。近期建2座。远期增加一座，每座池直径30M，每座沉淀池内设一台周边驱动的刮吸泥机。4）运行方式二次沉淀池与厌氧池氧化沟协调连续运行，排泥与回流污泥泵房协调运转。456接触消毒池1）功能杀灭出厂污水中的细菌和病毒。2）设计参数设计流量DMQ/105434MAX接触时间IN3T3）主要工程内容接触消毒池设计为纵向折流反应池，设为8廊道，隔板数采用7个，廊道宽。B457加氯间1）功能为接触消毒池提供氯气。2）设计参数设计流量DMQ/105434MAX投氯量510MG/L，取5MG/L3）主要工程内容加氯间平面面积1305。氯库为13022贮氯量按储存30天加氯量计算，选用贮氯量为350KG，直径为350MM，长度为1335MM的液氯钢瓶，共贮用12瓶。采用二台真空加氯机，一用一备，单台投氯量为210KG/H。型号为ZJ2型。4）运行方式加氯机为不定期运行。458贮泥池1）功能为污泥浓缩、脱水调蓄部分剩余污泥。为了避免高含磷量的剩余污泥中的磷在厌氧条件下释放出来，本工程采用机械浓缩，而不采用重力浓缩。因此，储泥池的停留时间不宜过长，最好控制在30MIN以内。2）设计参数剩余污泥量170DM/3停留时间30MIN3）主要工程内容考虑到远期，取其为15半径的圆形池。迟的有效深度为10M，超高为03M。459污泥浓缩脱水车间1）功能对污泥进行浓缩脱水，降低含水率，便于污泥运输和最终处置。2）设计参数剩余污泥干重1691KG/D需要浓缩脱水污泥量170，含水率992DM/3脱水后污泥量708絮凝剂投加量浓缩脱水5KG/TDS3）主要工程内容脱水车间平面面积510包括污泥堆场。2近期安装的主要设备如下采用CA206型高效率离心脱水机，标准处理量，离心力1525KW，转速HM/103320R/MIN,电动机功率2230KW。选择两台，一用一备。配套辅助设备有污泥进料泵絮凝剂投配装置，投药能力3KG/H；储药罐一个，每个容量9000L药剂计量泵，流量5L/S脱水泥饼螺旋输送器一台，输送量250KG/H5总平面布置整个厂区分为以下两部分生活区，生产区，生产控制区。从厂区大门往入口开始，在道路右侧以综合楼为中心，形成生产控制区，其中还包括车库、维修车间、仓库、花房、堆棚。道路左侧形成生活区,主要包括有食堂,浴室,宿舍,篮球场等。在综合楼与车库之间门前设置有一喷水池，同时在综合楼旁建设欧式方亭、花架、人行步道，同时栽植大面积草坪、常绿树种，以此为衬托突出综合楼建筑造型基础上,同时在生活区内也栽植大面积草坪、常绿树种,生活与生产控制区的大规模绿化能够为厂区工作人员创造一个良好的工作与生活环境。其余部分建筑物包括粗格栅间，污水提升泵房，细格栅间，污泥脱水间构筑物包括厌氧池,氧化沟,二沉池,消毒池等共同构成生产区。从大门处开始，以10M宽主干道向厂内延伸与次干道共同构成环状通道连接各个建筑物，使整个污水厂形成一个有机群体。次干道宽度为6M，4M。6污水处理厂工程投资与运行成本污水处理厂工程总造价W230985万元年总处理成本A42131万元第三篇设计计算书1管网设计计算11污水管网设计计算111远期规模计算1生活污水量合理确定污水量排放标准具有重要的意义指标过高，虽排水通畅，但管径偏大，基础设施投资增加，有限的资金的不到充分的运用；指标偏低，则排水不通畅，甚至可能造成污水外溢，给居民生活、生产带来不便。综合生活污水量标准可根据用水量标准确定。浠水县是位于湖北省中部的中小城市，查室外给水设计规范GBJ1386（1997年版）第一分区的中小城市，平均日综合生活用水定额为Q170280L/CAPD1，可在此范围内取值，例如取Q280L/CAPD。综合生活污水量标准按综合生活用水量标准，根据排水设施的完善程度，取其8090，浠水县可按90考虑，则综合生活污水量标准为QP252L/CAPD。远期规划2020年人口9万人，则平均生活污水量DMQ/26801/092533412工业废水集中流量浠水县南城区工业废水量占生活污水量的51，其中排水量较大的单位的集中流量如下浠水火车站DM/10301HKSLDQ/57/3AX春宝方便面厂/834HSM/9612/1003MAX肉联厂DQ/123HKSLD/7/43MAX凸轮轴厂/80301HSMQ/269/83MAX轴承厂D/13HKSLD/015/1003MAX以上工业废水总和Q/5734工业废水平均流量DMQ/7268344平均3地下水渗入量地下水渗入量取生活污水平均流量和工业废水平均流量之和的15DMQ/10541026815730402134远期平均流量32141059768DM/0943112污水比流量2SLDMQ/0439/1075744根据管网面积划分得出总面积HAF82比流量/58239SLFQ113污水管道水力计算1311确定排水区界，划分排水流域1排水区界在浠水县规划范围内均应设置污水排水管道以便排除所产生的污水。2排水流域对地形起伏变化较大的地区按等高线划出分水线，排水流域分界线即为分水线。本题的浠水南城区无很明显分水线，则划分为一个排水流域，在街区道路下布置污水管道，使各管道系统能合理分担排水面积收集排除污水，以便干管的埋深最为合理，且流域内的污水以自流的方式接入。1312污水管道定线与平面布置定线在提供的浠水县南城区总平面图上确定污水管道的位置和走向，即布置管道。定线顺序主干管、干管、支管。定线原则尽可能使管线在距离较短、埋深较小的情况下，使城区内最大区域的污水能自流排出。定线应考虑的因素地形、排水体制、污水厂（出水口）位置等。在这些因素中，地形是影响管道定线的主要因素。浠水县南城区地形的总趋势是东南高，西北低，拟建污水厂在城区西北部方向，靠近浠水河下游。根据地形污水管的定线布置为从南向北布置污水干管，从东向西布置污水主干管，污水主干管一部分布置在建设路上，一部分布置在瞿港路上，各污水干管接入污水主干管，最后送入污水处理厂处理后达标排放到浠水河。1313划分设计管段设计管段两个检查井之间流量、管径、坡度不变的管段称为设计管段2。但并不是把每个检查井之间的管段都作为设计管段，因为养护疏通的需要在管段直线的一定距离需设置检查井，而是把估计可采用同样管径和坡度的连续管段划分为一个设计管段。按设计管段的划分原则根据浠水南城区的平面布置，把有集中流量进入、有支管接入的检查井作为设计管段的起讫点。将设计管段的起讫点编号。1313街坊编号、计算街坊面积将对应各设计管段的街坊编号并计算其面积。表11污水收集街坊面积1234567891067770553112151171134659435913634821112131415161718192064160796679735225634119563373421222324252627282930881218797119615681121710291217965313233343536373839401504175317519111772105854613131312414243444546474849501441123127218711273134411521636115417965152535455565758596010141697174217578311653106137112011176162636465666768697095113941241126158378456513198884727172737475767778798045553107118327675711185112439355881821416131314计算各管段设计流量管段设计流量等于各管段服务的街坊面积与比流量的乘积。各管段设计流量的计算采用列表的方式计算。（比流量前面已经计算得到Q045L/HAS）1315污水管水力计算通过得到设计管段的设计流量，便可根据设计流量进行管段水力计算，计算出管径、坡度、流速及管道埋深。列表进行管道水力计算。污水水力计算表见后页附表1到附表4，共计四张表。12雨水管道系统的设计与计算121划分排水流域雨水排水流域的划分应根据城市（镇）道路布置，街道位置、地形几水域（水体）位置确定。浠水南城区可按雨水干管服务的排水面积大小来划分确定排水流域。122雨水管网定线浠水河可以作为城区雨水的出口，且城区地形是由东南向西北方向倾斜，有利于雨水排除。所以采用分散式的雨水管道布置方式。从南向北布置雨水干管，并按地形就近接入支管，使整个区域的雨水能以最短距离靠重力流就近排入水体。123划分设计管段在定线布置雨水管道的基础上，依据雨水管道的具体位置，在管道转弯、有支管接入处、两条以上管道交汇处，管径或坡度变化处设置检查井。把两个检查井之间流量没有变化，预计管径、坡度也没有变化的管段定为设计管段。将设计管段的检查井依次编号，并把过检查井的地面标高列成表格。每一设计管段的长度不宜超过200米。124划分各设计管段的汇水面积，并计算其面积各设计管段汇水面积的划分与地形的坡度、街区面积的大小有关。坡度大，则应顺坡排水；地形平坦时则以就近原则排入雨水管道。划分各管段的汇水面积，将其编上号并标在计算图中（汇水面积编号，汇水面积大小均标在图上）以方便雨水流量计算时查找，同时编制成表格。表12雨水收集街坊面积125求单位面积径流量Q0单位面积径流量Q0是暴雨强度Q与径流系数乘积。对于具体的管道来说，暴雨强度公式L/SHA中的参数都是以知的（P1、T110、M2），只526LG8174TP有雨水管内流行时间T2T2（L/V）待求。为综合径流系数，按地面种类、各种类型地面的面积大小综合计算确定。（取065）126雨水干管设计流量计算雨水干管设计流量等于单位面积径流量Q0与所计算雨水干管收集的汇水面积的乘积，QQ0F。雨水干管设计流量的计算列表进行。127雨水干管水力计算雨水干管水力计算与污水干管水力计算相同，其所有计算见后附表5至附表9，共计5张表。12345678910514436426398883643707466661175111213141516171819201007409482823937961110180739273521222324252627282930552544704777105485717554184887093132333435363738394064424843925035967476946634142434445464748495081110797460643213735774261057654515253545556575859606095925455926599210641606136128561626364656667686970573259548113311331731414111718811148717273747576777879807919452041117714218791654124810829418182838485868788899011861707672586100119839476997772691929394959697989910013583969229447253110217161472661011021031041051061071081091101002646934655284975758935015111111121131141151161171187910168555563461348452692112084832872污水处理厂设计21设计流量的计算211设计参数人口近期六万人，远期九万人综合生活用水定额280L/PT1,系数为90工业废水量占生活污水量的51地下水渗入量按15计，区域面积为872公顷212设计计算2121近期流量的计算Q平均时518640NN152Q1586402270313L/S2DM/34其中总变化系数K517082122近期流量的计算Q平均时518640NN21Q15864059293943取为Q405469L/SDM/34平均时DM/34其中总变化系数K16970822污水处理厂的工艺选择221进水与出水水质污水处理厂的工艺流程是指达到所要求的处理程度的前提下，污水处理各单元的有机组合；构筑物的选型是指处理构筑物的形式的选择，两着是相互联系，相互影响的。本厂的设计进水水质为表21进水水质单位MG/LCODBODSSTNNH3NTP2001101804022045本厂的设计出水水质为表22出水水质单位MG/LCODBODSSTNNH3NTP602020201510该厂原水经处理后，水质符合城镇污水处理厂污染物排放标准GB189182002中的一级B标准，其不仅要求BOD达标，还要求N和P在处理后达到排放标准。根据原水水质情况，考虑要求达到的处理标准，综合其他方面的因素，选择其处理工艺流程。222方案一本方案采用改良型号的氧化沟作为生物处理的核心构筑物，其工艺流程如下图21方案一工艺流程图223方案二本方案采用SBR池作为生物处理的核心构筑物，其工艺流程如下SBR图22方案二工艺流程图23格栅（细格栅）231设计参数设计流量Q405104M3/D652L/S栅前流速V107M/S，过栅流速V209M/S栅条宽度S001M，格栅间隙E10MM栅前部分长度05M，格栅倾角60单位栅渣量1010M3栅渣/103M3污水232设计计算1）栅前水深取为H04M，有栅条间隙数1790416SIN52SIN2MAXBHVQ设计三组格栅，每组格栅间隙数N57条2）栅槽有效宽度B2S（N1）EN001（571）00157113M所以总槽宽为1132022379M（考虑中间隔墙厚02M）3）进水渠道渐宽部分长度设进水渠道的宽度为200M，即B200M，其渐宽部分展开角度，有201（其中1为进水渠展开角）ML4620TAN793T2114）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度L2325）过栅水头损失（H1）因栅条边为矩形截面，取K3，则MKGBS260SIN819042IN2234341H计算水头损失K系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增加倍数，取K3阻力系数，与栅条断面形状有关，当为矩形断面时2426）栅后槽总高度（H）取栅前渠道超高H203M则栅前槽总高度H1HH2040307M栅后槽总高度HHH1H204026030967）格栅总长度LL1L20510070/TAN2461230510070/TAN60600M8）每日栅渣量Q平均日1105434405M3/D02M3/D所以宜采用机械格栅清渣9）计算草图如下进水工作平台栅条图23细格栅计算简图24沉砂池拟采用旋流式沉砂池，采用型号为旋流式沉砂池4，选用两座。表面负荷校核近期流量为Q135A410DM/32A有表面负荷200HAQ232/0/HM23/合要求近期流量为Q2025A410D/32A有表面负荷200HMA232/480/5H23/合要求沉砂量的计算（采用平流沉砂池的设计计算方法）设清除沉砂的时间间隔T2D，城市污水沉砂量，则污水36310/MX364642103510XTQV平均25巴氏计量槽拟采用喉宽为060M，即W060M（给排水设计手册第五册P568页）的计量槽其他尺寸如下B1500M，A1530M，2/3A102，C090M，D120M图24巴氏计量槽简图巴氏计量槽设在渠道的直线段上其上游直线长度不小于渠宽的23倍，取29M，上L其下游直线长度不小于渠宽的45倍，取45M。上26改良氧化沟261厌氧池2611设计参数设计流量近期最高日平均时流量Q313L/S水力停留时间HRT2H室外排水设计规范混合液浓度X3000MG/L污泥回流液浓度X（根据X，其中SVI100，XSMGR/10SVIR6101）SMGR/10厌氧池与氧化沟作为一组处理单元，采用最高日平均时流量计算，近期共设计有两组,远期拟增加一组。2612设计计算（1）厌氧池容积根据公式V（T厌氧池停留时间，Q设计污水流量）室外排水设计规范24QTV3312505M（2）厌氧池尺寸厌氧池与氧化沟合建，其平面尺寸为29M，水深为27M，实际有效容积为M41635217628M262氧化沟42621设计参数氧化沟类型采用CARROUSEL氧化沟2000，考虑到小型污水处理厂污泥不进行厌氧或好氧稳定，因此设计污泥龄为20天，使其部分稳定。为提高系统抗负荷冲击能力，选择混合液污泥浓度MLSS为4000MG/S，FMLVSS/MLSS07，溶解氧浓度C20MG/L，拟平行设计两组氧化沟，每组设计流量为，内源代谢系数；时DMQ/135005DKC2脱硝率为，污泥产泥系数Y055。KGMLVSNOKGQD/035还原的设计进水水质浓度110MG/L，TSS的浓度为BD0S180MG/L，VSS126MG/L，TKN40MG/L，22MG/L，碱度为250MG/L。0XH3设计出水水质浓度20MG/L，TSS的浓度为20MG/L,15MG/L5EEXNH3TN20MG/L2622设计计算1）去除5BOD氧化沟出水溶解性BOD浓度S5为了保证沉淀池的出水BOD浓度20MG/L，必须控制氧化沟出水所含的溶解性BOD难度S，因为沉淀池出水中的VSS也是构成BOD浓度的一个组成部分。525SSS其中S沉淀池出水中的VSS所构成的BOD浓度E115出水溶解性BOD浓度S20007，其中5SMGE/4161420230S1359MG/L1区容积V1好氧区的容积计算采用动力学计算方法305XSQYVC324M218064170好氧区水力停留时间1TH8452706QVT1剩余污泥量X32KG/D1695408702712608270051610QXKYSQXE1CD去除每产生的干污泥量5BODSQXE002127693KGBOD/05S2）脱氮需氧化的氨氮量氧化沟产生的剩余污泥中含氮率为124,则用于生物合成的1N总氮量为270314N0L/5MG需要氧化的0313NNHTKH生物合成所需氮出水进水量4/L541A）脱氮量RNRNTK用于生物合成所需出水进水53204LMG/16B）碱度平衡一般认为,剩余碱度达到,即可保持9,/103计以CAOLMG27PH硝化和反硝化能够正常进行每氧化每氧化碱度需要消耗GNH1473每还原碱度产生MGGBOD1015碱度产生GO5C）剩余碱度产生碱度氧化反硝化产生碱度硝化消耗碱度原水碱度51BODSALK416045673124750LMG/96此值可保持,硝化和反硝化能够正常进行27PHD）脱氮所需的容积V脱硝率202081TDNTQ103541646按平均温度计时COKGMLVSNOKG/3还原的脱氮所需的容积325986206417MXQQVVDNRE）脱氮水力停留时间2T35709862HQT3氧化沟总容积及停留时间VT321104M26075HDQT校核污泥负荷150870XVSN/92DMLVSKGBOD符合要求4需氧量实际需氧量AR脱氮产氧量的好氧量剩余污泥中好氧量去除的需氧量剩余污泥中需氧量去除NHNHU335OA去除1DB需氧量VXBSQA01/8462398215006475DKGB）剩余污泥中2需氧量用于生物合成的那部分的需氧量BODDBO124XD/098327DKGC）去除33DNH的需氧量2641KGOK硝化需要消耗每10/6433QNTKD出水/015/270DKGD剩余污泥中43DNH的耗氧量146XD氧化沟剩余污泥污泥含氮率/1027DKGE脱氮产氧量52286KOKN产生每还原脱氮量5D/271010/45DKG总需氧量54321DAOR/5968271040104DKG考虑安全系数14,则/386594DKGAR的需氧量去除51KGBOD/8920641702352KGBODSQ标准状态下需氧量SOR20TTSS41CASR式中950,01031138,/2/38,52/179,0C520S取修正系数）（取武汉地区平均气压所在地区的实际气压取修正系数取溶解氧浓度查资料取时氧的饱和度取查资料取时氧的饱和度LMGLMGTS20541380195860726SOR/7132264LKG去除的标准需氧量每5BOD/984064127071352KGBODSQR5氧化沟尺寸,设两座氧化沟单座氧化沟的有效容积7210V3M单取氧化沟有效水深为25米，超高为05M。有氧化沟的深度为H250530M，中间隔墙的厚度为02M。氧化沟面积23052HVA单选择单沟道的宽度为B7M7弯道部分面积72037207321A054723M直线段部分面积951820475212MA单沟直线段长度66984BL取为6出水管回流污泥的浓度为XR10000MG/L，DR20回流污泥量QR根据物料平衡，有XQXTSRR）（）进水（既有1790RQ回流比R171900/2700065污泥回流比,进水管流量56/2580761231SMQ拟采用管道流速SMV/01则管道过水断面5802A管径管径即为取50,73143DNMD校核管道流速符合设计要求/212508SAQV7出水堰及出水竖井初步估算因此按薄壁堰来计算,67H出水堰2381QB式中0M,取堰上水头堰宽812861323HB为了便于设备选型,堰宽B取18M,校核堰上水头H2