某市10万吨污水处理厂工艺设计

..精选文档精选文档.精选文档目录TOC\o"1-2"\h\z\u第一章设计任务及资料 11.1设计任务 11.2设计目的及意义 11.3设计要求 11.4设计资料 21.5设计依据 3第二章设计方案论证 42.1厂址选择 42.2污水厂处理流程的选择 42.3设计污水水量 92.4污水处理程度计算 9第三章污水的一级处理构筑物设计计算 123.1格栅 123.2提升泵站 173.3沉砂池 21第四章污水的二级处理设计计算 274.1厌氧池+DE型氧化沟工艺计算 274.2辐流式沉淀池 364.3消毒设施计算 454.4计量设备 48第五章污泥处理设计计算 525.1污泥处理(sludgetreatment)的目的与处理方法 525.2污泥泵房设计 525.3污泥浓缩池 535.4贮泥池 585.5污泥脱水 59第六章污水处理厂的布置 656.1污水处理厂平面布置 656.2污水处理厂高程布置 68第七章供电仪表与供热系统设计 747.1变配电系统 747.2监测仪表的设计 74第八章劳动定员 758.1定员原则 758.2污水厂人数定员 75参考文献 76附录 77外文资料 78中文译文 81致谢 84第一章设计任务及资料1.1设计任务某市10万吨污水处理厂工艺设计。1.2设计目的及意义1.2.1该市为东北某市，面积10301平方公里，人口300万，城市发展方向为以老城为依托，以疏港公路为轴线，向南发展。并逐步向经济技术开发区发展。随着城市及工业的发展，城市污水排放量也在逐年增加，至2007年城北排放未经处理污水排放量已达10万吨/日左右。大量的工业废水和生活污水未经处理直接排入M河，使M河受到严重污染，致使河水中生物、植物大部分绝迹，破坏了自然景观、污染城区下游地下水源，严重制约着该市经济的发展。为改善环境，治理河水污染问题，建设城市污水治理工程势在必行。1.2.2设计意义设计是实现高等工科院校培养目标所不可缺少的教学环节，是教学计划中的一个有机组成部分，是培养学生综合运用所学的基础理论、基础知识以及分析解决实际问题能力的重要一环。它与其他教学环节紧密配合，相辅相成，在某种程度上是前面各个环节的继续、深化和发展。我国城市污水处理相对于国外发达国家、起步较晚。近200年来，城市污水处理已从原始的自然处理、简单的一级处理发展到利用各种先进技术、深度处理污水，并回用。处理工艺也从传统活性污泥法、氧化沟工艺发展到A/O、A2/O、AB、SBR（包括CCAS工艺）等多种工艺，以达到不同的出水要求。虽然如此，我国的污水处理还是落后于许多国家。在我们大力引进国外先进技术、设备和经验的同时，必须结合我国发展，尤其是当地实际情况，探索适合我国实际的城市污水处理系统。其次，做本设计可以使我得到很大的提高，可在不同程度上提高调查研究，查阅文献，收集资料和正确熟练使用工具书的能力，提高理论分析、制定设计方案的能力以及设计、计算、绘图的能力；技术经济分析和组织工作的能力；提高总结，撰写设计说明书的能力等。1.3设计要求1.3.1污水厂的设计和其他工程设计一样，应符合适用的要求，首先必须确保污水厂处理后污水达到排放要求。考虑现实的经济和技术条件，以及当地的具体情况（如施工条件）。在可能的基础上，选择的处理工艺流程、构（建）筑物形式、主要设备设计标准和数据等。污水处理厂采用的各项设计参数必须可靠。设计时必须充分掌握和认真研究各项自然条件，如水质水量资料、同类工程资料。按照工程的处理要求，全面地分析各种因素，选择好各项设计数据，在设计中一定要遵守现行的设计规范，保证必要的安全系数。对新工艺、新技术、新结构和新材料的采用积极慎重的态度。污水处理厂（站）设计必须符合经济的要求。污水处理工程方案设计完成后，总体布置、单体设计及药剂选用等尽可能采用合理措施降低工程造价和运行管理费用，污水厂设计应当力求技术合理。在经济合理的原则下，必须根据需要，尽可能采用先进的工艺、机械和自控技术，但要确保安全可靠。污水厂设计必须注意近远期的结合，不宜分期建设的部分，如配水井、泵房及加药间等，其土建部分应一次建成；在无远期规划的情况下，设计时应为今后发展留有挖潜和扩建的条件。污水厂设计必须考虑安全运行的条件，如适当设置分流设施、超越管线、甲烷气的安全储存等。污水厂的设计在经济条件允许情况下，场内布局、构（建）筑物外观、环境及卫生等可以适当注意美观和绿化。1.3.2在保证污水处理效果同时，正确处理城市、工业、农业等各方面的用水关系，合理安排水资源的综合利用，节约用地，节约劳动力，考虑污水处理厂的发展前景，尽量采用处理效果好的先进工艺，同时合理设计、合理布局，做到技术可行、经济合理。1.4设计资料1.4.1东北某市，面积10301平方公里，人口300万，城市发展方向为以老城为依托，以疏港公路为轴线，向南发展。并逐步向经济技术开发区发展。随着城市及工业的发展，城市污水排放量也在逐年增加，至2007年城北排放未经处理污水排放量已达10万吨/日左右。大量的工业废水和生活污水未经处理直接排入M河，使M河受到严重污染，致使河水中生物、植物大部分绝迹，破坏了自然景观、污染城区下游地下水源。为改善环境，治理河水污染问题，建设城市污水治理工程势在必行。1.4.2水质情况污水处理厂进水水质指标为：COD390mg/lBOD5180mg/lSS180mg/lNH3-N40mg/l P 6mg/l处理后的出厂污水水质标准为：COD≤100mg/lBOD5≤20mg/lSS≤20mg/lNH3—N≤15mg/lP≤1mg/l处理后的污水排入M河。1.4.3环境条件状况该市区属温带季风型大陆性气候，春季多风干燥，夏季受北太平洋暖流影响，温暖而潮湿，秋季温润凉爽，冬季受蒙古和西伯利亚高气压带控制，寒冷干燥。年平均降水量约550毫米，年平均气温8地震裂度6度。1.4.4排水系统城市的排水系统采用分流制排水系统，城市污水主干管由西北方向流入污水处理厂厂区，主干管进入污水处理厂处的管径为1250mm，管道水面标高为80.0m。1.5设计依据设计依据主要是国家有关法律法规：1、《中华人民共和国环境保护法》；2、GB3838－2002《地面水环境质量标准》；3、GB18918－2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》；4、GB50014－2006《室外排水设计规范》；5、GB50335－2002《污水再生利用工程设计规范》。第二章设计方案论证城市污水处理厂的设计规模与进入处理厂的污水水质和水量有关，污水的水质和水量可以通过设计任务书的原始资料计算。2.1厂址选择在污水处理厂设计中，选定厂址是一个重要的环节，处理厂的位置对周围环境卫生、基建投资及运行管理等都有很大的影响。因此，在厂址的选择上应进行深入、详尽的技术比较。厂址选择的一般原则为：1、在城镇水体的下游；2、便于处理后出水回用和安全排放；3、便于污泥集中处理和处置；4、在城镇夏季主导风向的下风向；5、有良好的工程地质条件；6、少拆迁，少占地，根据环境评价要求，有一定的卫生防护距离；7、有扩建的可能；8、厂区地形不应受洪涝灾害影响，防洪标准不应低于城镇防洪标准，有良好的排水条件；9、有方便的交通、运输和水电条件。所以，本设计的污水处理厂应建在城区的东北方向较好，又由于城市污水主干管由西北方向流入污水处理厂厂区，则污水处理厂建在城区的西北方向。2.2污水厂处理流程的选择2.2.1城市污水处理的目的是使之达标排放或污水回用用于使环境不受污染，处理后出水回用于农田灌溉，城市景观或工业生产等，以节约水资源。《城市污水处理及污染防治技术政策》对污水处理工艺的选择给出以下几项关于城镇污水处理工艺选择的准则：城市污水处理工艺应根据处理规模、水质特征、受纳水体的环境功能及当地的实际情况和要求，经全面技术经济比较后优先确定；工艺选择的主要技术经济指标包括：处理单位水量投资，削减单位污染物投资，处理单位水量电耗和成本，削减单位污染物电耗和成本，占地面积，运行性能，可靠性，管理维护难易程度，总体环境效益；应切合实际地确定污水进水水质，优先工艺设计参数必须对污水的现状、水质特征、污染物构成进行详细调查或测定，做出合理的分析预测；在水质组成复杂或特殊时，进行污水处理工艺的动态试验，必要时应开展中试研究；⑤积极地采用高效经济的新工艺，在国内首次应用的新工艺必须经过中试和生产性试验，提供可靠性设计参数，然后进行运用。2.2.2我国城市污水处理相对于国外发达国家、起步较晚。近200年来，城市污水处理已从原始的自然处理、简单的一级处理发展到利用各种先进技术、深度处理污水，并回用。处理工艺也从传统活性污泥法、氧化沟工艺发展到A/O、A2/O、AB、SBR（包括CCAS工艺）等多种工艺，以达到不同的出水要求。虽然如此，我国的污水处理还是落后于许多国家。在我们大力引进国外先进技术、设备和经验的同时，必须结合我国发展，尤其是当地实际情况，探索适合我国实际的城市污水处理系统。我国城市污水处理技术随着水污染控制与环境治理的实践，在吸取国外技术经验的同时，结合我国国情的特点，逐步改进提高，初步形成了一些适用的技术路线，主要如下：1、对传统活性污泥法进行改造或予以取代后的人工生物净化技术路线；2、以自然生物净化为主的人工生物净化与自然生物净化相结合的技术路线；3、以污水扩散排放为主，处理为辅的技术路线；4、以回用为目的的污水深度处理技术路线。结合该污水处理工程的具体情况分析进行选择：首先，3和4这两条技术路线对于自然环境条件因素要求较高，从而不可取，所以应选择1和2这两条路线，尤其以2这种路线应予以推广。因为随着环境的状况日趋严峻，用水的问题越发突出，从而对雨水的合理使用必将使大家特别重视的课题，所以，下面着重分析以自然生物净化为主与人工生物净化相结合的技术路线和对传统活性污泥法进行改造或予以取代活的人工生物净化即使路线。人工生物净化与自然生物净化相结合的技术路线，对于大规模污水处理厂来说，主要指氧化塘处理和土地法处理，它们都具有运行费用低，外加能源消耗少和管理简单的优点，在我国一些城市也被因地制宜的采用。氧化塘一般分好氧氧化塘、厌氧氧化塘、兼性氧化塘，它们所需要的停留时间都很长，一般需要几天到几十天，占地面积很大，而且对周围环境卫生的影响较大，需要慎重考虑，所以，在没有低洼地可利用的情况下，若购置占用大量的良田，平地筑塘是很不经济的，本工程的情况不宜采用氧化塘处理。土地法处理，就是按照要求对污水达到处理的同时，达到对控制渗流污染的要求，有计划的将污水排放到大面积的土地上下渗，利用土壤的过滤、吸附、分解以及土壤微生物的代谢能力等物理、化学、生物化学等作用，使污水达到净化。这种仿有利于污水中水肥资源的利用和土壤微粒结构的改善，但是，这种处理需要广阔的土地面积，而且要注意对地下水的污染问题。在我国人均土地面积不足的情况下，土地法处理必须与污水灌溉合理的结合，污水灌溉在农业增产方面取得了显著的成绩，但是，这只是对污水的灌溉利用，和污水的土地利用处理还有一定差距。主要表现在：1、污水灌溉按土地处理污水的要求控制水量、水质，但对有些地下水以及其它水源、水体仍会造成污染；2、由于灌溉季节性变化和灌溉面积的限制，不能做到终年昼夜对污水的处理；3、没有经过严格水质控制的灌溉，往往会造成对粮食作物，特别是对蔬菜作物的使用质量的影响，这主要来自一些重金属的污染；所以，污水灌溉作为对适当处理获得城市污水的有效利用，无疑是非常有价值的，但作为对污水的完善土地处理，从而取代其它的污水处理措施，在本工艺的具体条件下，此方法也许不可行。因为：1、对地下水源有污染危险；2、做不到终年昼夜对污水的处理；3、没有也不可能修建储存几个月污水量的大容量调节池，非灌溉季节的排放问题无法解决。综上所述，以自然生物净化为主的人工生物净化与自然生物净化相结合的路线，本工程不具备采用的条件，当然也就不宜采用。人工净化就是人为的创造条件，使微生物大量繁殖，提高微生物净化的效率，主要包括活性污泥法与生物膜法，其中以活性污泥法采用较为普遍，是目前国内外城市污水处理的主体工艺。传统的活性污泥法有较丰富的实践经验和技术资料、运行可靠、处理效果好，但是也存在能活较多和费用高等特点，所以对其流程改革更新后，出现了AB工艺，氧化沟法，SBR间歇活性污泥法，A/O脱氮工艺，A2/O同步脱氮除磷工艺等常用工艺，它们各自具有相对不同的优点。结合本工艺的具体情况，本污水厂还要求高效脱氮除磷，常用的方法有AB法，SBR，A2/O法，氧化沟工艺等。2.2.3污水处理流程方案的介绍与比较1、AB法(Adsorption—Biooxidation)

该法由德国Bohuke教授开发。该工艺对曝气池按高、低负荷分二级供氧，A级负荷高，曝气时间短，产生污泥量大，污泥负荷在2.5kgBOD/(kgMLSS·d)以上，池容积负荷在6kgBOD/(m3·d)以上；B级负荷低，污泥龄较长。A级与B级间设中间沉淀池。二级池子F/M(污染物量与微生物量之比)不同，形成不同的微生物群体。AB法尽管有节能的优点，但不适合低浓度水质，A级和B级亦可分期建设。2、SBR法(SequencingBatchReactor)

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。3、A2/O法（Anaerobic－Anoxic－oxic）由于对城市污水处理的出水有去除氮和磷的要求，故国内10年前开发此厌氧—缺氧—好氧组成的工艺。利用生物处理法脱氮除磷，可获得优质出水，是一种深度二级处理工艺。A/A/O法的可同步除磷脱氮机制由两部分组成：一是除磷，污水中的磷在厌氧状态下(DO<0.3mg/L)，释放出聚磷菌，在好氧状况下又将其更多吸收，以剩余污泥的形式排出系统。二是脱氮，缺氧段要控制DO<0.7mg/L，由于兼氧脱氮菌的作用，利用水中BOD作为氢供给体(有机碳源)，将来自好氧池混合液中的硝酸盐及亚硝酸盐还原成氮气逸入大气，达到脱氮的目的。为有效脱氮除磷，对一般的城市污水，COD/TKN为3.5～7.0(完全脱氮COD/TKN>12.5)，BOD/TKN为1.5～3.5，COD/TP为30～60，BOD/TP为16～40(一般应＞20)。若降低污泥浓度、压缩污泥龄、控制硝化，以去除磷、BOD5和COD为主，则可用A/O工艺。4、氧化沟工艺本工艺50年代初期发展形成，因其构造简单，易于管理，很快得到推广，且不断创新，有发展前景和竞争力，当前可谓热门工艺。氧化沟具有脱氮的效果且在应用中发展为多种形式，比较有代表性的有：帕式(Passveer)简称单沟式，表面曝气采用转刷曝气，水深一般在2.5～3.5m，转刷动力效率1.6～1.8kgO2/(kW·h)。奥式(Orbal)简称同心圆式，应用上多为椭圆形的三环道组成，三个环道用不同的DO(如外环为0，中环为1，内环为2)，有利于脱氮除磷。采用转碟曝气，水深一般在4.0～4.5m，动力效率与转刷接近，现已在山东潍坊、北京黄村和合肥的污水处理厂应用。若能将氧化沟进水设计成多种方式，能有效地抵抗暴雨流量的冲击，对一些合流制排水系统的城市污水处理尤为适用。卡式(Carrousel)简称循环折流式，采用倒伞形叶轮曝气，从工艺运行来看，水深一般在3.0m左右，但污泥易于沉积，其原因是供氧与流速有矛盾。

三沟式氧化沟(T型氧化沟)，此种型式由简单，处理效果不错，但其采用转刷曝气，水深浅，占地面积大，复杂的三池组成，中间作曝气池，左右两池兼作沉淀池和曝气池。T型氧化沟构造控制仪表增加了运行管理的难度。不设厌氧池，不具备除磷功能。交替式氧化沟是SBR工艺与传统氧化沟工艺组合的结果，目前应用的主要有3种氧化沟，分别为VR型、DE型、T型。交替式氧化沟具有良好的脱氮效果，若在起前面设一厌氧池，则起也具有良好的除磷效果。氧化沟一般不设初沉池，负荷低，耐冲击，污泥少。建设费用及电耗视采用的沟型而变，如在转碟和转刷曝气形式中，再引进微孔曝气，加大水深，能有效地提高氧的利用率(提高20%)和动力效率［达2.5～3.0kgO2/(kW·h)］。2.2.4污水处理流程方案的经过分析本设计可选择的工艺流程，有两种：普通A/A/O法处理工艺。厌氧池+氧化沟处理工艺。两种工艺经过比较：氧化沟除了具有A/A/O的效果外，还具有如下特点：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，用以进行硝化和反硝化作用，取得脱氮效果；不设初沉池，有机性悬浮物在氧化沟内能达到好氧稳定的程度；BOD负荷低，使氧化沟具有对水温、水质、水量的变动有较强的适应性，污泥产率低，勿需进行硝化处理；脱氮效果还能进一步提高；电耗较小，运行费用低。所以本设计选用厌氧池+氧化沟处理工艺。本设计的工艺流程为：2.3设计污水水量由设计资料知，该市每天的平均污水量为：万吨/天查GB50014－2006《室外排水设计规范》知：则取总变化系数从而可计算得：设计秒流量为式中 城市每天的平均污水量，； 总变化系数； 设计秒流量，。2.4污水处理程度计算城市污水排入受纳水体后，经过物理的、化学的和生物的作用，使污水中的污染物浓度降低，受污染的受纳水体部分地或全部地恢复原状，这种现象称为水体自净或水体净化，水体所具有的这种能力称为水体自净能力。在选择污水处理程度时，既要充分利用水体的自净能力，又要防止水体受到污染，避免污水排入水体后污染下游取水口和影响水体中的水生动植物。2.4.1污水的处理程度计算式中 的处理程度，%；C 进水的浓度,； 处理后污水排放的浓度，。则2.4.2污水的处理程度计算式中 的处理程度，%； 进水的浓度，； 处理后污水排放的浓度，。则2.4.3式中 SS的处理程度，%； 进水的SS浓度，； 处理后污水排放的SS浓度，。则2.4.4式中 氨氮的处理程度，%； 进水的氨氮浓度，； 处理后污水排放的氨氮浓度，。则2.4.5式中 磷酸盐的处理程度，%； 进水的磷酸盐浓度，； 处理后污水排放的磷酸盐浓度，。则第三章污水的一级处理构筑物设计计算3.1格栅格栅是由一组平行的金属栅条或筛网制成，安装在污水渠道、泵房集水井的进口处或污水处理厂的端部，用以截留较大的悬浮物或漂浮物，如纤维、碎皮、毛发、果皮、蔬菜、塑料制品等，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷，并使之正常进行。被截留的物质称为栅渣。设计中格栅的选择主要是决定栅条断面、栅条间隙、栅渣清除方式等。格栅断面有圆形、矩形、正方形、半圆形等。圆形水力条件好，但刚度差，故一般多采用矩形断面。格栅按照栅条形式分为直棒式格栅、弧形格栅、辐流式格栅、转筒式格栅、活动格栅等；按照格栅栅条间距分为粗格栅和细格栅（1.5～10mm）；按照格栅除渣方式分为人工除渣格栅和机械除渣格栅，目前，污水处理厂大多都采用机械格栅；按照安装方式分为单独设置的格栅和与水泵池合建一处的格栅。3.1.1城市的排水系统采用分流制排水系统，城市污水主干管由西北方向流入污水处理厂厂区，主干管进水水量为，污水进入污水处理厂处的管径为1250，管道水面标高为80.0。本设计中采用矩形断面并设置两道格栅（中格栅一道和细格栅一道），采用机械清渣。其中，中格栅设在污水泵站前，细格栅设在污水泵站后。中细两道格栅都设置三组即N=3组，每组的设计流量为0.502。3.1.2设计参数1、格栅栅条间隙宽度，应符合下列要求：粗格栅：机械清除时宜为16～25mm；人工清除时宜为25～40mm。特殊情况下，最大间隙可为100mm细格栅：宜为1.5～10mm。水泵前，应根据水泵要求确定。2、污水过栅流速宜采用0.6～1.Om／s。除转鼓式格栅除污机外，机械清除格栅的安装角度宜为60～90°。人工清除格栅的安装角度宜为30°～60°。3、当格栅间隙为16～25mm时，栅渣量取0.10～0.05污水；当格栅间隙为30～50mm时，栅渣量取0.03～0.01污水。4、格栅除污机，底部前端距井壁尺寸，钢丝绳牵引除污机或移动悬吊葫芦抓斗式除污机应大于1.5m；链动刮板除污机或回转式固液分离机应大于1.Om。5、格栅上部必须设置工作平台，其高度应高出格栅前最高设计水位0.5m，工作平台上应有安全和冲洗设施。6、格栅工作平台两侧边道宽度宜采用0.7～1.Om。工作平台正面过道宽度，采用机械清除时不应小于1.5m，采用人工清除时不应小于1.2m。7、粗格栅栅渣宜采用带式输送机输送；细格栅栅渣宜采用螺旋输送机输送。8、格栅除污机、输送机和压榨脱水机的进出料口宜采用密封形式，根据周围环境情况，可设置除臭处理装置。9、格栅间应设置通风设施和有毒有害气体的检测与报警装置。10、沉砂池的超高不应小于0.3m。3.1.31、进水渠道宽度计算根据最优水力断面公式计算设计中取污水过栅流速=0.8则栅前水深：2、格栅的间隙数式中格栅栅条间隙数，个；设计流量，；格栅倾角，º；设计的格栅组数，组；格栅栅条间隙数，。设计中取=0.02个3、格栅栅槽宽度式中格栅栅槽宽度，； 每根格栅条宽度，。设计中取=0.015进水渠道渐宽部分的长度计算式中 进水渠道渐宽部分长度，； 渐宽处角度，º。设计中取=进水渠道渐窄部分的长度计算通过格栅的水头损失式中 水头损失，； 格栅条的阻力系数，查表知=2.42； 格栅受污物堵塞时的水头损失增大系数，一般取=3。则7、栅后槽总高度设栅前渠道超高则栅后槽总高度：8、栅槽总长度中格栅示意图如图3—1图3—1中格栅示意草图9、每日栅渣量式中 每日栅渣量，； 每日每1000污水的栅渣量，污水。设计中取=0.05污水应采用机械除渣及皮带输送机或无轴输送机输送栅渣，采用机械栅渣打包机将栅渣打包，汽车运走。10、进水与出水渠道城市污水通过的管道送入进水渠道，然后，就由提升泵将污水提升至细格栅。3.1.4设计中取格栅栅条间隙数=0.01，格栅栅前水深=0.9，污水过栅流速=1.0，每根格栅条宽度=0.01，进水渠道宽度=0.8，栅前渠道超高，每日每1000污水的栅渣量=0.04则格栅的间隙数：个格栅栅槽宽度：进水渠道渐宽部分的长度：进水渠道渐窄部分的长度计算：通过格栅的水头损失：栅后槽总高度：栅槽总长度：每日栅渣量：应采用机械除渣及皮带输送机或无轴输送机输送栅渣，采用机械栅渣打包机将栅渣打包，汽车运走。细格栅示意图见图3—2图3—2细格栅示意图3.2提升泵站污水总泵站接纳来自整个城市排水管网来的所有污水，其任务是将这些污水抽送到污水处理厂，以利于处理厂各构筑物的设置。因采用城市污水与雨水分流制，故本设计仅对城市污水排水系统的泵站进行设计。排水泵站的基本组成包括：机器间、集水池、格栅和辅助间。3.2.1泵站设计的原则1、污水泵站集水池的容积，不应小于最大一台水泵5min的出水量；如水泵机组为自动控制时，每小时开动水泵不得超过6次。2、集水池池底应设集水坑，倾向坑的坡度不宜小于10%。3、水泵吸水管设计流速宜为0.7～1.5m/s。出水管流速宜为0.8～2.5m/s。其他规定见GB50014—2006《室外排水规范》。3.2.2本设计采用地下湿式矩形合建式泵房，设计流量选用最高日最高时流量。1、泵房形式为运行方便，采用自灌式泵房。自灌式水泵多用于常年运转的污水泵站，它的优点是：启动及时可靠，管理方便。该泵站流量小于2m3/s，且鉴于其设计和施工均有一定经验可供利用，故选用矩形泵房。由于自灌式启动，故采用集水池与机器间合建，前后设置。大开槽施工。2、工艺布置本设计采用来水为一根污水干管，无滞留、涡流等不利现象，故不设进水井，来水管直接经进水闸门、格栅流入集水池，经机器间的泵提升污水进入出水井，然后依靠重力自流输送至各处理构筑物。3.2.31、设计参数设计流量为，集水池最高水位为79.93m，出水管提升至细格栅，出水管长度为5m，细格栅水面标高为85.001m。泵站设在处理厂内，泵站的地面高程为81.50m。2、泵房的设计计算（1）集水池的设计计算设计中选用5台污水泵（4用1备），则每台污水泵的设计流量为：，按一台泵最大流量时5min的出水量设计，则集水池的容积为：取集水池的有效水深为集水池的面积为：集水池保护水深0.71m，实际水深为2.0+0.71=2.71m。（2）水泵总扬程估算1）集水池最低工作水位与所需提升最高水位之间的高差为：85.001-（79.93-2）=7.071m2）出水管管线水头损失每一台泵单用一根出水管，其流量为，选用的管径为的铸铁管，查《给水排水设计手册》第一册常用资料得流速（介于0.8~2.5之间），。出水管出水进入一进水渠，然后再均匀流入细格栅。设局部损失为沿程损失的30%，则总水头损失为：泵站内的管线水头损失假设为1.5m，考虑自由水头为1.0，则水泵总扬程为：（3）选泵本设计单泵流量为，扬程。查《给水排水设计手册》第11册常用设备，选用300TLW-540IB型的立式污水泵。该泵的规格性能见表3-1。表3-1300TLW-540IB型的立式污水泵的规格性能流量Q扬程H转度n电动机功率N效率污物通过能力气蚀余量r重量固体纤维1414392.816.69701107725015008.031503、泵站总扬程的校核水泵的平面布置形式可直接影响机器间的面积大小，同时，也关系到养护管理的方便与否。机组间距以不妨碍操作和维修的需要为原则。机组的布置应保持运行安全、装卸、维修和管理方便，管道总长度最短，接头配件最少，水头损失最小，并应考虑泵站有扩建的余地。（1）吸水管路的水头损失每根吸水管的流量为，选用的管径为，流速为，，坡度为。吸水管路的直管部分的长度为1.0m，设有喇叭口（），的弯头1个（0.67），的闸阀1个（0.06），渐缩管1个（0.20）。①喇叭口喇叭口一般取吸水管的1.3~1.5倍，设计中取1.3则喇叭口直径为：，取800②闸阀，mm。③渐缩管选用mm其中，得。④直管部分为1.0m，管道总长为：m‰则沿程损失为：局部损失为：吸水管路水头损失为：（2）出水管路水头损失出水管直管部分长为5m，设有渐扩管1个（0.20），闸阀1个（0.06），单向止回阀（1.7，）。沿程水头损失：局部水头损失：总出水水头损失：（3）水泵总扬程水泵总扬程用下式计算：式中——吸水管水头损失，m；——出水管水头损失，m；——集水池最低工作水位与所提升最高水位之差，m；——自由水头，一般取=1.0m。故选用5台300TLW-540IB型的立式污水泵是合适的。3.3沉砂池沉砂池是借助污水中的颗粒与水的比重不同，使大颗粒的砂粒、石子、煤渣等无机颗粒沉降，以去除相对密度较大的无机颗粒。常用的沉砂池有平流沉砂池、曝气沉砂池、竖流式沉砂池、涡流式沉砂池和多尔沉砂池。这几种沉砂池各有其优点，但是在实际工程中一般多采用曝气沉砂池。本设计中采用曝气(aeration)沉砂池，其优点是：通过调节曝气量可控制污水旋转流速，使之作旋流运动，产生离心力，去除泥砂，排除的泥砂较为清洁，处理起来比较方便；且它受流量变化影响小，除砂率稳定。同时，对污水也起到预曝气作用。3.3.1曝气沉砂池本设计中选择三组曝气沉砂池，N=3组。每组沉砂池的设计流量为0.502。3.3.2设计参数1、水平流速宜为0.1m／s。2、最高时流量的停留时间应大于2min。3、有效水深宜为2.0～3.Om，宽深比宜为1～1.5。4、处理每立方米污水的曝气量宜为0.1～0.2m3空气5、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。6、污水的沉砂量，可按每立方米污水0.03L计算；合流制污水的沉砂量应根据实际情况确定。7、砂斗容积不应大于2d的沉砂量，采用重力排砂时，砂斗斗壁与水平面的倾角不应小于55°。8、池底坡度一般取为0.1～0.5。9、沉砂池除砂宜采用机械方法，并经砂水分离后贮存或外运。采用人工排砂时，排砂管直径不应小于200mm。排砂管应考虑防堵塞措施。3.3.3曝气沉砂池的设计计算1、沉砂池有效容积式中 沉砂池有效容积，； 停留时间，。本设计中取=32、水流断面面积式中 水流断面面积，； 水平流速，。设计中取=0.13、池总宽度式中 沉砂池宽度，； 沉砂池有效水深，。设计中取=2在1.0~1.5之间。4、池长5、每小时所需的空气量式中 每小时所需的空气量，； 1的污水所需要的空气量，。设计中=0.2污水6、沉砂室所需容积式中 城市污水沉砂量，设计中取=30污水 清除沉砂的间隔时间，设计中取=2。从而可计算得每个沉砂斗的容积为：7、沉砂斗几何尺寸计算设计中取沉砂斗底宽为0.5，沉砂斗壁与水平面的倾角为，沉砂斗高度则沉砂斗的上口宽度为：沉砂斗的有效容积：8、池子总高设池底坡度为0.4，破向沉砂斗，池子超高则池底斜坡部分的高度：池子总高：9、验算流速当有一格池子出故障，仅有两格池子工作时：当有两格池子出故障，仅有一格池子工作时：10、进水渠道格栅的出水通过的管道送入沉砂池的进水渠道，然后进入沉砂池，进水渠道的水流流速式中 进水渠道水流流速，； 进水渠道宽度，； 进水渠道水深，。设计中取=1.2，=0.8。水流经过进水渠道再分别由进水口进入沉砂池，进水口尺寸900×900，流速校核：进水口水头损失代入数值得：进水口采用方形闸板，SFZ型明杆或镶钢铸铁方形闸门SFZ—900，沉砂斗采用H46Z—2.5旋启式底阀，公称直径200mm。11、出水堰计算出水采用沉砂池末端薄壁出水堰跌落出水，出水堰可保证沉砂池内水位标高恒定，堰上水头为式中 堰上水头，； 流量系数，一般取0.4~0.5，设计中取=0.4； 堰宽，，等于沉砂池的宽度。出水堰后自由跌落高度0.12，出水流入出水槽，出水槽宽度1.0，出水槽水深0.6，水流流速。采用出水管道在出水槽中部与出水槽连接，出水槽用钢混管，管径，管内流速，水利坡度‰，水流经出水槽流入集配水井。12、排砂装置采用吸砂泵排砂，吸砂泵设置在沉砂斗内，借助空气提升将沉砂排出沉砂池，吸砂泵管径200。曝气沉砂池示意图见下图3-3图3-3曝气沉砂池剖面图示意图1—压缩空气管2—空气扩散管3—集砂槽3.3.41、空气干管设计干管中空气流速一般为10～15m/s,取空气流速12m/s,则2、支管设计干管上设10根配气管，则每根竖管上的供气量为：根沉砂池总平面面积为：L×B=，取选用YBM-2型号的膜式扩散器，每个扩散器的服务面积为1.5m2，直径为500mm则每根配气管有1个空气扩散器，每个扩散器的配气量为：。第四章污水的二级处理设计计算污水经过一级处理后会处理掉一部分的悬浮物（）和，处理程度按表4-1取值，而氮磷按不变计算表4-1处理厂的处理效果处理级别处理方法主要工艺处理效果一级沉淀法沉淀（自然沉淀）二级生物膜法初次沉淀、生物膜反应、二次沉淀活性污泥法初次沉淀、活性污泥反应、二次沉淀设计中取处理效果为：=，=则进入曝气池中污水的浓度：进入曝气池中污水的浓度：4.1厌氧池+DE型氧化沟工艺计算氧化沟是活性污泥法的改良和发展，曝气池呈封闭渠道形，污水和活性污泥在循环水流的作用下混合接触，完成有机物的净化过程，又称循环曝气池。氧化沟在流态上介于推流式和完全混合式之间，局部流态为推流式，整体为完全混合状态，同时具有这两种混合方式的某些特点。在氧化沟中，污水和活性污泥的混合液在外加动力的作用下，不停的循环流动，有机物在微生物的作用下得到降解。该工艺对水温、水质和水量的变化有较强的适应性，污泥龄长、剩余污泥少、而且具有脱氮的功能。氧化沟有多种不同的类型，如Carrousel式、Orbal式、一体化氧化沟、交替式氧化沟等。若在氧化沟前加一厌氧池，也具有良好的除磷效果。本设计中选用厌氧池+DE型氧化沟工艺。取三组厌氧池+DE型氧化沟，则每组的设计流量为0.502。4.1.1设计参数1、厌氧池的水力停留时间为；2、氧化沟的处理能力取决于污水温度和沟内活性生物固体（MLVSS）的浓度。工艺设计通常是依据进水中污染物负荷、污泥龄、污泥负荷F/M和污水温度等。设计污泥龄、F/M和水温者之间有一定的函数关系：表4-2污泥龄、F/M和水温者之间有一定的函数关系温度（）5101520污泥龄（）2012840.00DE型氧化沟设计，相应的污泥龄为，而浓度通常设计为，其取值是依据污泥的沉淀性能和污泥在沟中的贮存量。3、延时曝气氧化沟的主要设计参数，宜根据试验资料确定，无试验资料时可按下表4-3的规定取值。表4-3延时曝气氧化沟的主要设计参数项目单位参数值污泥浓度污泥负荷容积负荷污泥龄污泥产率需氧量水力停留时间污泥回流比总处理效率4、进水和回流污泥点宜设在缺氧区首端，出水点宜设在充氧器后的好氧区。氧化沟的超高与选用的曝气设备类型有关，当采用转刷、转碟时，宜为0.5m；当采用竖轴表曝机时，宜为0.6～0.8m，其设备平台宜高出设计水面0.8～1.2m。5、氧化沟的有效水深与曝气、混合和推流设备的性能有关，宜采用3.5～4.5m。6、根据氧化沟渠宽度，弯道处可设置一道或多道导流墙；氧化沟的隔流墙和导流墙宜高出设计水位0.2～0.3m。7、氧化沟内的平均流速宜大于0.25，混合液在渠内流4.1.21、厌氧池容积式中 厌氧池容积，； 厌氧池水力停留时间。设计中取=0.75=45min2、厌氧池尺寸计算厌氧池面积：设计中取厌氧池有效水深为厌氧池尺寸为：长宽=22.620厌氧池实际面积为：设计中取厌氧池的超高为0.3则池总高为3、污泥回流量计算：设计中取污泥回流比为则4、搅拌机的选择查《给水排水设计手册》第11册常用设备知选用BQT075型低速潜水推流器。4.1.31、内源呼吸系数式中 内源呼吸系数，； 时，内源呼吸系数，，一般取0.04~0.075； 温度系数，一般取1.02~1.06。设计中取=0.06，=1.04当时2、出水计算设计中取的去除率为，氨氮的去除率为，磷的去除率为则去除的的浓度为：去除的氨氮的浓度为：去除的磷的浓度为：3、污泥龄计算设计中取，取34天4、好氧区有效容积5、缺氧区有效容积反消化区脱氮量：缺氧区有效容积：式中——反消化速率，设计中取=。。6、氧化沟总有效容积式中——具有活性作用的污泥占总污泥量的比例，一般采用0.55左右。设计中取=0.587、氧化沟平面尺寸设计中取氧化沟的有效水深为氧化沟的面积为：有可解得。4.1.41、水力停留时间较核大于16，符合要求。2、—污泥负荷率介于0.03～0.08之间，符合要求。4.1.51、厌氧池+DE型氧化沟的进水设计沉砂池的出水通过3根的管道进入集配水井，然后，用3条管道送入每组的厌氧池+DE型氧化沟，送水的管径为，管内的流速为。回流污泥也同步流入。2、氧化沟的出水设计氧化沟的出水采用矩形堰跌落出水，则堰上水头式中 堰上水头，； 每组氧化沟的出水量，指污水的最大流量与回流污泥量之和，； 流量系数，一般取0.4～0.5； 堰宽，。设计中取=0.4=5.0出水总管管径采用3根管道把水送入配水井，管内的污水流速为。回流污泥管管径为，管内的污泥流速为。厌氧池+DE型氧化沟示意图如图4-1图4-1厌氧池+DE型氧化沟平面图草图4.1.6剩余污泥量计算湿污泥量：设污泥含水率为4.1.7设生物污泥中大约有的氮，用于细胞的合成，则每天用于合成的总氮为：即中有用于合成细胞。按最不利情况，设出水中量和量各为，则需要氧化的量为：需要还原的量为：需氧量（同时去除和脱氮）计算：设计中取=0.23则平均需氧量为：最大需氧量为：最大需氧量与平均需氧量之比为：。4.1.81、供气量计算采用鼓风曝气，微孔曝气器。曝气器敷设于池底0.2m处，淹没深度为，氧转移效率，计算温度为。空气扩散器出口处的绝对压力计算：空气离开好氧反应池池面时，氧的百分数为：好氧反应池中平均溶解氧饱和度计算（按最不利的温度考虑）：式中 标准大气压下，时清水中的饱和溶解氧浓度，查表得。标准需氧量（换算为时的脱氧清水的充氧量）：式中标准大气压下，时清水中的饱和溶解氧浓度，查表得；标准大气压下，时清水中的饱和溶解氧浓度，；曝气池内溶解氧浓度，；污水传氧速率与清水传速率之比，一般采用0.5～0.95；污水中饱和溶解氧与清水中饱和溶解氧浓度值比，一般采用0.90～0.97 压力修正系数。设计中取=0.9，=0.95，=2，=1.0最大标准需氧量：最大标准需氧量与标准需氧量之比：好氧反应池供气量计算：平均时供气量为：最大时供气量为：2、曝气机数量计算（以单组反应池计算）设计中计算两种曝气机，分别为：鼓风微孔曝气器和垂直轴表面曝气机第一种：鼓风微孔曝气器计算按供氧能力计算所需要的曝气机数量，计算公式为：式中——曝气器标准状态下，与好氧反应池工作条件接近时的供氧能力。设计中采用鼓风曝气，微孔曝气器，参照《给水排水设计手册》常用设备知：每个曝气头通气量按时，服务面积为，曝气器氧利用率为，充氧能力为则个以微孔曝气器服务面积进行较核：在之间，符合要求。第二种：垂直轴表面曝气机——曝气转碟采用垂直轴表面曝气机，每组氧化沟设4台，共12台。曝气机的动力效率为，则单台曝气机的功率为76。4.1.9鼓风微孔曝气器按照图4-1所示的平面图布置空气管道，供风干管采用环状布置。每根干管的供气量为；流速为：。管径：，取干管管径为。4.2辐流式沉淀池辐流式沉淀池一般采用对称布置，有圆形和正方形。主要由进水管、出水管、沉淀区、污泥区及排泥装置组成。按进出水的形式可分为中心进水周边出水、周边进水中心出水和周边进水周边出水三种类型，其中，中心进水周边出水辐流式沉淀池应用最广。周边进水可以降低进水时的流速，避免进水冲击池底沉泥，提高池的容积利用系数。这类沉淀池多用于二次沉淀池。本设计中采用机械吸泥的向心式圆形辐流沉淀池，进水采用中心进水周边出水。4.2.1设计原则设计参数1、沉淀池的设计数据宜按下表的规定取值4-4沉淀池的设计数据沉淀池类型沉淀时间表面水力负荷每人每日污泥量污泥含水率固体负荷初次沉淀池—二次沉淀池生膜法后活性污泥法后2、沉淀池的超高不应小于0.3m。3、沉淀池的有效水深宜采用2.0～4.Om。4、当采用污泥斗排泥时，每个污泥斗均应设单独的闸阀和排泥管。污泥斗的斜壁与水平面的倾角，方斗宜为60°，圆斗宜为55°。5、活性污泥法处理后的二次沉淀池污泥区容积，宜按不大于2h的污泥量计算，并应有连续排泥措施；生物膜法处理后的二次沉淀池污泥区容积，宜按4h的污泥量计算。6、排泥管的直径不应小于200mm。7、当采用静水压力排泥时，二次沉淀池的静水头，生物膜法处理后不应小于1.2m，活性污泥法处理池后不应小于0.9m。8、二次沉淀池的出水堰最大负荷不宜大于1.7L／(s·m)。9、沉淀池应设置浮渣的撇除、输送和处置设施。10、水池直径(或正方形的一边)与有效水深之比宜为6～12，水池直径不宜大于50m。11、宜采用机械排泥，排泥机械旋转速度宜为1～3r／h，刮泥板的外缘线速度不宜大于3m／min。当水池直径(或正方形的一边)较小时也可采用多斗排泥。12、缓冲层高度，非机械排泥时宜为0.5m；机械排泥时，应根据刮泥板高度确定，且缓冲层上缘宜高出刮泥板0.3m。13、坡向泥斗的底坡不宜小于0.05。4.2.2设计中选择四组辐流沉淀池，，每组设计流量为0.376。1、沉淀池表面积式中——污水最大时流量，；——表面负荷，取；——沉淀池个数，取4组。池子直径：取34。2、实际水面面积实际负荷，符合要求。3、沉淀池有效水深式中——沉淀时间，取。径深比为：在6至12之间。4、污泥部分所需容积则采用间歇排泥，设计中取两次排泥的时间间隔为5、污泥斗计算式中——污泥斗上部半径，；——污泥斗下部半径，；——倾角，一般为。设计中取=，=。污泥斗体积计算：6、污泥斗以上圆锥体部分污泥容积设计中采用机械刮吸泥机连续排泥，池底坡度为0.05污泥斗以上圆锥体部分体积：则还需要的圆柱部分的体积：高度为：7、沉淀池总高度设计中取超高，缓冲层高度辐流沉淀池示意图见图4-2图4-2二沉池高度示意图8、排泥装置二沉池连续刮泥吸泥。本设计采用周边传动的刮泥机将泥刮至污泥斗。在二沉池的绗架上设有‰的污泥流动槽，经渐缩后流出二沉池，采用渐缩是为保证中心管内污泥流速不宜过大，以利于气水分离。因为池径大于20m,采用周边传动的刮泥机，其传动装置在绗架的缘外，刮泥机旋转速度一般为1～3rad/h。外围刮泥板的线速度不超过3m/min，一般采用1.5m/min，则刮泥机为1.5rad/min。①吸泥管流量二沉池排出的污泥流量按80%的回流比计，则其回流量为：本设计中拟用6个吸泥管，每个吸泥管流量为：规范规定，吸泥管管径一般在150～600mm之间，拟选用，，。②水力损失计算以最远一根虹吸管为最不利点考虑，这条管路长4m，，，局部水头损失为沿程水头损失为中心排泥管故中心管选择DN500，，1000泥槽内损失m泥由槽底跌落至泥面（中心筒内）m，槽内泥高m。则吸泥管路上总水头损失为③吸泥管布置6根吸泥管延迟经均匀布置。9、二沉池进水部分计算二沉池进水部分采用中心进水，中心管采用铸铁管，出水端用渐扩管。为了配水均匀，岩套管周围设一系列潜孔，并在套管外设稳流罩。（1）进水管计算当回流比时，单池进水管设计流量为进水管管径取为则流速：当为非满流时，查《给水排水设计手册》常用资料知：流速为。（2）进水竖井计算进水竖孔直径为进水竖井采用多孔配水，配水口尺寸为，共设8个沿井壁均匀分布；流速为：，符合要求孔距为：设管壁厚为0.15m，则（3）稳流罩计算稳流筒过流面积式中——稳流筒筒中流速，一般采用。设计中取稳流筒直径（4）集配水井的设计计算①配水井中心管直径式中——配水井中心直径，；——中心管内污水流速，一般采用；设计中取设计中取配水井直径：式中——配水井直径，；——配水井内污水流速，一般采用。设计中取②集水井直径式中——集水井直径，；——集水井内污水流速，一般采用。设计中取10、二沉池出水部分设计①集水槽的设计本设计考虑集水槽为矩形断面，取底宽0.8m，集水槽距外缘距池边0.5m，集水槽壁厚采用0.15m，则集水槽宽度为：m。设计中采用，其中——安全系数，取1.5，得集水槽内水流速度为：符合要求。采用双侧集水环形集水槽计算，槽内终点水深为槽内起点水深为式中——槽内临界水深，；——系数，一般采用1.0。校核如下：因此，设计取槽内水深为0.7m，取超高0.3m，则集水槽总高为m集水槽水力计算湿周：水力半径：水流坡度：则沿程水头损失为：局部按沿程水头损失的30%计，则集水槽内水头损失为：②出水堰的计算二沉池是污水处理系统中的主要构筑物，污水在二沉池中得到净化后，出水的水质指标大多已定，故二沉池的设计相当重要。本设计考虑到薄壁堰不能满足堰上负荷，故采用三角堰出水。如图5-3所示。图5-3三角堰示意图 式中——三角堰单堰流量，；——进水流量，；——集水堰总长度，；——集水堰外侧堰长，；——集水堰内侧堰长，；——三角堰数量，个；——三角堰单宽，；——堰上水头，；——堰上负荷，。设计中取取1264个介于之间，符合要求。考虑自由跌水水头损失0.15m，则出水堰总水头损失为：出水槽的接管与消毒接触池的进水渠道相连，出水管管径为，流速为：当为非满流时，查《给水排水设计手册》常用资料知：流速为。出水直接流入消毒接触池的进水渠道；集配水井内设有超越闸门，以便超越。4.3消毒设施计算污水经过以上构筑物处理后，虽然水质得到了改善，细菌数量也大幅度的减少，但是细菌的绝对值还十分可观，并有存在病原菌的可能。因此，污水再排入水体前，应进行消毒处理。4.3.1消毒剂的选择目前，用消毒剂消毒能产生有害物质，影响人们的身体健康已广为人知，氯化是当今消毒采用的普遍方法。氯与水中有机物作用，同时有氧化和取代作用，前者促使去除有机物或称降解有机物，而后者则是氯与有机物结合，氯取代后形成的卤化物是有致突变或致癌活性的。所以，目前污水消毒一是要控制恰当的投剂量，二是采用其他消毒剂代替液氯或游离氯，以减少有害物的生成。消毒设备应按连续工作设置。消毒设备的工作时间、消毒剂代替液氯或游离氯，以减少有害物的生成。消毒设备应按连续工作设置，消毒设备的工作时间、消毒剂投加量，可根据所排放水体的卫生要求及季节条件掌握。一般在水源的上游、旅游日、夏季应严格连续消毒，其他情况时可视排出水质及环境要求，经有关单位同意，采用间断消毒或酌减消毒剂投量。目前常用的污水消毒剂是液氯，其次是漂白粉、臭氧、次氯酸钠、氯片、氯氨、二氧化氯和紫外线等。其中液氯效果可靠、投配设备简单、投量准确、价格便宜。其他消毒剂如漂白粉投量不准确，溶解调制不便。臭氧投资大，成本高，设备管理复杂。其他几种消毒剂也有很明显的缺点，他们的比较见下表4-5。所以目前液氯仍然是消毒剂首选。本设计中选用液氯作为消毒剂。表4-5各种消毒方法比较消毒剂优点缺点适用条件液氯效果可靠、投配简单、投量准确，价格便宜氯化形成的余氯及某些含氯化合物低浓度时对水生物有毒害，当污水含工业污水比例大时，氯化可能生成致癌化合物适用于，中规模的污水处理厂漂白粉投加设备简单，价格便宜同液氯缺点外，沿尚有投量不准确，溶解调制不便，劳动强度大适用于出水水质较好，排入水体卫生条件要求高的污水处理厂臭氧消毒效率高，并能有效地降解污水中残留的有机物，色，味，等，污水中PH，温度对消毒效果影响小，不产生难处理的或生物积累性残余物投资大成本高，设备管理复杂适用于出水水质较好，排入水体卫生条件要求高的污水处理厂次氯酸钠用海水或一定浓度的盐水，由处理厂就地自制电解产生，消毒需要特制氯片及专用的消毒器，消毒水量小适用于医院、生物制品所等小型污水处理站4.3.21、加氯量计算二级处理出水采用液氯消毒，液氯的投加量为则每日的加氯量为：2、加氯设备液氯由真空转自加氯机加入，加氯机设计三台，采用二用一备。每小时的加氯量为：设计中采用型转子加氯机。4.3.3本设计采用2个3廊式平流式消毒接触池，计算如下：消毒接触池容积式中——接触池单池容积，；——消毒接触时间，一般取。设计中取消毒接触池表面积式中——消毒接触池有效水深，。设计中取消毒接触池池长式中——消毒接触池廊道总长，；——消毒接触池廊道单宽，。设计中取消毒接触池采用3廊道，消毒接触池长为：校核长宽比：，合乎要求4、池高设计中取超高为：5、进水部分每个消毒接触池的进水管管径，。6、混合采用管道混合的方式，加氯管线直接接入消毒接触池进水管，为增强混合效果，加氯点后接的静态混合器。出水计算采用非淹没式矩形薄壁堰出流，设计堰宽为，计算为：出水管采用的管道将水送入巴氏计量槽，流速为。平流式消毒接触池示意图见图4-4图4-4平流式消毒接触池示意草图4.4计量设备4.4.1污水处理中常用的计量设备有巴氏计量槽、薄壁堰、电磁流量计、超声波流量计、涡轮流量计等。污水测量装置的选择原则是精度高、操作简单，水头损失小，不宜沉积杂物，其中以巴氏计量槽应用最为广泛。其优点是水头损失小，不易发生沉淀。本设计中选用巴氏计量槽，测量范围为：。4.4.2设计参数1、计量槽应设在渠道的直线上，直线段长度不宜小于渠道宽度的8—10倍，在计量槽的上游，直线段不小于渠宽的2—3倍，下游不小于4—5倍。当下游有跌水而无回水影响时，可适当缩短；2、计量槽中心线应与中心重合，上下游渠道的坡度应保持均匀，但坡度可以不同；3、当喉宽W=0.3—2.5m时，为自由流，大于此数时为潜没流；4、当计量槽为自由流时，只需计上游水位，而当其为潜没流时，则需要同时记录下游水位，涉及计量槽时，应可能做到自由流；5、设计计量槽时，除计算通过最大流量时的条件外尚需计算通过最小流量时的条件。4.4.3巴氏计量槽1、计量槽主要尺寸计算设计中取计量槽喉部宽度为：则计量槽的渐缩部分的长度：计量槽的喉部长度：计量槽的渐扩部分的长度：计量槽的上游渠道长度：计量槽的下游渠道长度：2、计量槽总长度计量槽应设在渠道的直线段上，直线段的长度不应小于渠道宽度的8—10倍，在计算量槽上游，直线段不小于渠道宽度的2—3倍，下游不小于4—5倍。则计量槽上游直线段长度为：计量槽下游直线段长度为：计量槽总长度为：3、计量槽的水位当时：式中——上游水深，。当时，时为自由流；取4、渠道水力计算设计中取粗糙度为0.013。上游渠道计算：过水断面面积：湿周：水利半径：流速：水利坡度：下游渠道计算：过水断面面积：湿周：水利半径：流速：水利坡度：5、计量堰水头损失计算上游水头损失为：下游水头损失为：巴氏计量槽示意图如图4-5图4-5巴氏计量槽示意草图6、水厂出水管采用重力铸铁管，流量为，管径为，流速为，坡度为‰。第五章污泥处理设计计算5.1污泥处理(sludgetreatment)的目的与处理方法5.1.1污水厂在处理污水的同时，每日要产生产生大量的污泥，这些污泥含有大量的易分解的有机物质，对环境具有潜在的污染能力，若不进行有效处理，必然要对环境造成二次污染。同时，污泥含水率高，体积庞大，处理和运输均很困难。因此，在最终处置前必须处理，以降低污泥中的有机物含量，并减少其水分。使之在最终处置时对环境的危害减少之限度。1、减量：降低污泥含水率，减小污泥体积；2、稳定(satabilization)：去除污泥中的有机物，使之稳定；3、害化：杀灭寄生虫卵和病原菌；4、污泥综合利用。剩余污泥来自氧化沟，活性污泥微生物在降解有机物的同时，自身污泥量也在不断增长，为保持曝气池内污泥量的平衡，每日增加的污泥量必须排除处理系统，这一部分污泥被称作剩余污泥。剩余污泥含水率较高，需要进行浓缩处理，然后进行脱水处理。5.1.2污泥处理的原则1、城镇污水污泥，应根据地区经济条件和环境条件进行减量化、稳定化和无害化处理，并逐步提高资源化程度。2、污泥的处置方式包括用作肥料、作建材、作燃料和填埋等，污泥的处理流程应根据污泥的最终处置方式选定。3、污泥作肥料时，其有害物质含量应符合国家现行标准的规定。4、污泥处理构筑物个数不宜少于2个，按同时工作设计。污泥脱水机械可考虑一台备用。5、污泥处理过程中产生的污泥水应返回污水处理构筑物进行处理。污泥处理过程中产生的臭气，宜收集后进行处理。5.1.3污泥处理方法的选择污泥处理的一般方法与流程的选择、当地条件、环境保护要求、投资情况、运行费用及维护管理等多种因素有关。5.2污泥泵房设计污泥泵房的设计包括回流污泥泵的选择和剩余污泥泵的选择计算。5.2.1集泥池计算回流污泥量为：剩余污泥量为：总污泥量为：设计中选用5台（4用1备）回流污泥泵，2台（1用1备）剩余污泥泵。则每台回流泵的流量为：泵房集泥池有效容积按不小于最大一台泵（回流泵）5分钟出水量计算，则有效水深设为集泥池的面积为：集泥池尺寸为：5.2.2回流污泥二沉池水面相对地面标高为0.513m,厌氧池前的集配水井水面相对标高为2.538m，则污泥回流泵所需提升最小高度为：2.538-（-7.507）＝10.045m选用350QW1200-18-90型的潜水排污泵，单台提升能力为1200m3/h，提升高度为18m,电动机转速n=990r/min,功率N=90kW，效率为82.5%，出口直径为350mm，重量为2000kg5.2.3竖流式浓缩池最高泥位（相对地面为）4.96m，剩余污泥泵房最低泥位为-7.057-2=-9.057m,则污泥泵静扬程为H0=4.96+9.057＝14.017m，污泥输送管道压力损失为2.0m，自由水头为1.0m，则污泥泵所需扬程为H=H0+2+1=17.017m选用50QW24-20-4型的潜水排污泵，单台提升能力为24m3/h，提升高度为20m,电动机转速n=1440r/min,功率N=4kW，效率为69.2%，出口直径为50mm，重量为121kg5.3污泥浓缩池污泥处理的主要目的是去除污泥颗粒中的空隙水，减少污泥体积，从而降低后续处理构筑物和设备的负荷，减少处理费用。常用的污泥浓缩有重力浓缩法、气浮浓缩法和离心浓缩法。本设计中采用间歇式重力浓缩池中的竖流浓缩池。5.3.1设计参数及原则1、浓缩活性污泥时，重力式污泥浓缩池的设计，应符合下列要求：1）污泥固体负荷宜采用30～60kg/(m2·d)；2）浓缩时间不宜小于12h；3）由生物反应池后二次沉淀池进入污泥浓缩池的污泥含水率，为99.2%～99.6%时，浓缩后污泥含水率可为97%～98%；4）有效水深宜为4m采用栅条浓缩机时，其外缘线速度一般宜为1～2m/min，池底坡向泥斗的坡度不宜小于0.05。2、污泥浓缩池一般宜设置去除浮渣的装置。3、当采用生物除磷工艺进行污水处理时，不应采用重力浓缩。4、当采用机械浓缩设备进行污泥浓缩时，宜根据试验资料或类似运行经验确设计参数。5、污泥浓缩脱水可采用一体化机械。6、间歇式污泥浓缩池应设置可排出深度不同的污泥水的设施。5.3.2进入竖流浓缩池的剩余污泥量为524.76，设计中选用2座浓缩池，单池流量为：。设计中浓缩前污泥含水率为，浓缩后污泥含水率为。5.3.3竖流浓缩池的设计计算1、中心进泥管面积式中——浓缩池中心进泥管面积，；——中心进泥管流速，一般小于0.03；——中心进泥管直径，。设计中取，取管内的实际流速为：2、中心进泥管喇叭口与反射板之间的缝隙高度式中——中心进泥管喇叭口与反射板之间的缝隙高度，；——污泥从中心进泥管喇叭口与反射板之间缝隙流出速度，一般采用；——喇叭口直径，一般采用。设计中取3、浓缩后分离出来的污水量4、浓缩池有效面积式中——浓缩池水流面积，；——污水在浓缩池内上升流速，一般采用。5、浓缩池直径有效水深：式中——浓缩池有效水深，；——浓缩时间，不小于12h。设计中取6、浓缩后剩余污泥量7、浓缩池污泥斗容积污泥斗设在浓缩池底部，采用重力排泥式中——污泥斗高度，；——浓缩池半径，；——污泥斗底部半径，一般用；——污泥斗倾角，圆形池污泥斗倾角。设计中取污泥斗倾角，，污泥斗容积为：8、污泥在泥斗中的停留时间介于10～16之间，符合要求。9、浓缩池总高度式中——超高，；——缓冲层高度，。设计中取超高m，缓冲层高度10、浓缩池溢流出水经过溢流堰进入出水槽，然后汇入出水管排出。出水槽流量，设出水槽宽，水深为，则水流速为。溢流堰周长：溢流堰采用单侧三角形出水堰，堰宽，深。每格沉淀池有个三角堰。三角堰的流量为：三角堰堰水深为：三角堰后自由跌落，则出水堰水头损失为。11、排泥管浓缩剩余污泥量为，泥量小，采用间歇排泥方式，污泥斗容积，污泥管道选用钢筋混凝土管，管径为，每次排泥时间为，每日排泥2次，间隔时间为。每次排泥量：管内流速：当为非满流时，查《给水排水设计手册》常用资料得流速为：，坡度为：‰。浓缩池示意图见下图5—1图5-1竖流浓缩池示意草图5.4贮泥池5.4.1贮泥池的剩余污泥经浓缩后进入贮泥池，主要作用为：调节污泥量；药剂投加池；预加热池。5.4.2贮泥池用来贮存来自浓缩池的污泥，。由于污泥量不大，本设计采用1座贮泥池，贮泥池采用竖流沉淀池构造。贮泥池的容积式中——贮泥时间，一般采用。设计中取贮泥池设计容积：式中——贮泥池设计容积，；——污泥贮池边长，；——污泥斗底边长，；——贮泥池有效水深，；——污泥斗高度，；——污泥斗倾角，一般采用。设计中取，，，污泥斗底为正方形，边长为2、贮泥池高度计算式中——贮泥池超高，。 设计中取贮泥池示意图如下图5—2图5-2贮泥池示意草图3、管道部分设计贮泥池中设的吸泥管两根。5.5污泥脱水污水处理过程中所产生的污泥，一般是带水的颗粒或絮状疏松结构。污泥经浓缩后，尚有97%的含水率，体积仍然庞大。因此，为了综合利用和最终处置，需要对污泥进行干化和脱水处理，使污泥含水率降到以下，以缩减污泥体积。在污泥脱水前要对污泥进行调整，改善污泥的脱水性能。工程上调整的主要方法为投加絮凝剂，一般采用高分子絮凝剂。污泥脱水的方法很多，一般有：真空过滤、板框压滤、带式压滤和离心过滤等。各种脱水机各有其优缺点如表5-1表5-1一些脱水机的主要特点类型优点缺点主要设计和选择参数适用条件污泥干化场设备简单，操作方便，耗电少占地面积大，受季节和气候影响较大，劳动强度大年蒸发量-年降雨量=污泥脱水量气候干燥、用地不紧张地区的小型污水处理厂机械脱水板框压滤机泥饼含水率低，构造简单，体积小，节省后续处理的费用，污泥调节药剂的投量少间歇式操作，生产效率低，设备投资大，劳动强度大，不能连续工作压力：产泥率：适用于采用干燥、焚烧、填埋处理的污泥，适用小型污水处理带式压滤机连续生产，效率高，设备少，投资较少，劳动强度少，能耗维护费用低污泥调节药剂费用大，运行费用高，泥饼含水率较高产泥率：初沉污泥+剩余污泥=初沉污泥=适用于大、中、小型、污水处理厂真空转鼓过滤机连续生产，工作效率高，运行稳定，可自动控制附属设备多，工序复杂，运行费用高产泥率：初沉污泥=初沉污泥+腐殖=剩余：大、中、小型污水均可用，目前使用较少离心脱水机效率高，基建费用少，占地少，环境好，自动化程度高，运行费用低机械设备复杂，电耗大，噪声大根据离心机转速和泥饼含水率等参数计算发达国家使用较多，使用于大、中、小型污水处理厂本设计中选用带式压滤机。5.5.1设计参数及原则1、污泥机械脱水的设计，应符合下列规定：1）污泥脱水机械的类型，应按污泥的脱水性质和脱水要求，经技术经济比较后选用；2）污泥进入脱水机前的含水率一般不应大于98%；3）消化后的污泥，可根据污水性质和经济效益，考虑在脱水前淘洗。4）机械脱水间的布置，应按本规范第5章泵房中的有关规定执行，并应考虑泥饼运输设施和通道；5）脱水后的污泥应设置污泥堆场或污泥料仓贮存，污泥堆场或污泥料仓的容量应根据污泥出路和运输条件等确定；6）污泥机械脱水间应设置通风设施。每小时换气次数不应小于6次。2、污泥在脱水前，应加药调理。污泥加药应符合下列要求：1）药剂种类应根据污泥的性质和出路等选用，投加量宜根据试验资料或类似运行经验确定；2）污泥加药后，应立即混合反应，并进入脱水机。3、泥饼含水率一般可为75～80%。4、压滤机的设计，应符合下列要求：1）污泥脱水负荷应根据试验资料或类似运行经验确定，污水污泥可按本规范表5-2取值表5-2泥脱水负荷污泥类别污泥脱水负荷kg/(m·h)2503001502002）应按带式压滤机的要求配置空气压缩机，并至少应有1台备用；3）应配置冲洗泵，其压力宜采用0.4~0.6MPa，其流量可按5.5—11m3/[m（带宽）·5.5.21、脱水后污泥量式中——脱水后污泥含水率。设计中脱水后干污泥重量为：加药量计算本设计中用带式压滤机脱水的污泥，采用聚丙烯酰胺絮凝剂，对于混合污水污泥投加量按干污泥重的计算，设计中取计算。则3、脱水机型号的选择设计中选用3台DY—3000型带式压滤机，2用1备，带式压滤机的主要技术指标为，泥饼含水率。工作周期定为12小时。则每次处理的泥量为：5.5.31、污泥贮池式中——污泥贮池容积，；—