水污染控制工程課程設(shè)計

.水污染控制工程課程設(shè)計題 目 城鎮(zhèn)污水處理廠設(shè)計 學生姓名 王 冰 潔 學 號 2013141474061 學 院 建筑與環(huán)境學院 專 業(yè) 環(huán)境工程 年 級 2013 指導(dǎo)教師 李慧強 教務(wù)處制表二16年 12 月 8 日目錄：第一章 概述21.1 項目名稱-21.2 設(shè)計依據(jù)21.2.1設(shè)計標準規(guī)范-21.2.2設(shè)計參考書21.3 區(qū)域概況3第二章 工程設(shè)計-42.1 設(shè)計原則及范圍42.2工藝方案選擇原則-52.3 設(shè)計規(guī)模及廠址的選擇52.4 處理工藝流程的選擇與確定72.5 單體工藝設(shè)計92.6 主要設(shè)備清單-12 2.6.1格柵-12 2.6.2水泵14 2.6.3沉砂池16 2.6.4初沉池（平流式）18 2.6.5曝氣池20 2.6.6輻流式沉淀池24 2.6.7污泥脫水間26 2.6.8鼓風機房26第三章 總圖設(shè)計263.1 總平面圖-263.2高程布置-283.3建筑設(shè)計-29第四章 結(jié)論和建議29第一章 概述1.1 項目名稱某城鎮(zhèn)污水處理廠設(shè)計1.2 設(shè)計依據(jù)1.2.1設(shè)計標準規(guī)范： 地面水環(huán)境質(zhì)量標準GB3838-88 城市排水工程規(guī)劃規(guī)范CJJ50-94 室外排水設(shè)計規(guī)范GBJ14-87 城市污水處理廠污水污泥排放標準CG3025-93 污水綜合排放標準GB8979-1996 中華人民共和國環(huán)境保護法1989.12.26 中華人民共和國水污染防治法1996.5.15 中華人民共和國水污染防治法實施細則1989.7.12 中華人民共和國河道管理條例1.2.2設(shè)計參考書：1）給水排水工程快速設(shè)計手冊2）給水排水工程設(shè)計手冊（第1冊）常用資料，第二版.中國市政工程西南設(shè)計研究院主編. 北京：中國建筑工業(yè)出版社，1999. 3）給水排水工程設(shè)計手冊（第5冊）城市排水.北京市市政設(shè)計院主編.北京：中國建筑工業(yè)出版社，1986.4）給水排水工程設(shè)計手冊（第9冊）專用機械，第二版上海市政工程設(shè)計研究院主編，北京：中國建筑工業(yè)出版社，1999. 5）給水排水工程設(shè)計手冊（第10冊）技術(shù)經(jīng)濟，第二版.上海市政工程設(shè)計研究院主編. 北京：中國建筑工業(yè)出版社，1999. 6）排水工程（下冊），第四版。張自杰主編. 北京：中國建筑工業(yè)出版社，2000. 7）廢水處理工藝設(shè)計計算崔玉川主編. 北京：水利電力出版社，1994. 8）水污染控制工程（上冊），第二版.高廷耀，顧國維主編.北京：高等教育出版社，1999. 9）楊岳平，徐新華，劉傳富主編. 廢水處理工程及實例分析. 北京：化學工業(yè)出版社，1999. 10）曾科主編. 污水處理廠設(shè)計與運行. 北京：化學工業(yè)出版社，200111）丁亞蘭主編. 國內(nèi)外廢水處理工程實例分析. 北京：化學工業(yè)出版社，200012）張統(tǒng)主編. 間隙式活性污泥法污水處理技術(shù)及工程實例. 北京：化學工業(yè)出版社，2002 13）韓洪軍主編. 污水處理構(gòu)筑物設(shè)計與計算. 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社，200214）高俊發(fā)，王彤，郭紅軍主編. 城鎮(zhèn)污水處理及回用技術(shù). 北京：化學工業(yè)出版社，200315）孫力平主編. 污水新工藝與設(shè)計計算實例. 北京：科學出版社，20011.3 區(qū)域概況某城鎮(zhèn)要求所有工業(yè)廢水排放均按照污水排入城市下水道水質(zhì)標準（CJ18-86）執(zhí)行?，F(xiàn)規(guī)劃建設(shè)一城市污水處理廠，設(shè)計規(guī)模為30000m3/d，污水處理廠排放標準為中華人民共和國國家標準城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準（GB189182002）中一級標準的B標準,主要原水水質(zhì)與排放控制指標如下：指標CODCrBOD5SSpHNH3-N總磷原水指標250-350120-180200-3006-9304排放指標60mg/L20mg/L20mg/L6-98mg/l1.0mg/L 原始資料：1.某城鎮(zhèn)污水廠附近地形圖一張（見附錄）。2.污水流量：日平均流量為 30000 m3/d；日變化系數(shù)和時變化系數(shù)分別為：Kd=1.15，Kh=1.25；污水水質(zhì)：CODCr為310mg/L，BOD5為160 mg/L，SS為170 mg/L； 污水平均溫度為16。3.出水水質(zhì)：COD60 mg/L，BOD20 mg/L，SS20 mg/L4.氣象資料：夏季主導(dǎo)風向為正南風； 年平均氣溫為18.5，冬季最低月平均溫度為3。5.水文及地質(zhì)資料：年平均降水量1600mm； 污水廠附近最高洪水位為270m； 地下水水位2.5-4.5m； 地勢由東北向西南傾斜。6.地形圖 第二章 工程設(shè)計2.1 設(shè)計原則及范圍2.1.1設(shè)計原則遵循設(shè)計依據(jù)并在批準的可行性研究報告基礎(chǔ)上，同時在城市總體規(guī)劃的指導(dǎo)下，根據(jù)城市總體規(guī)劃布局，結(jié)合地形條件和社會環(huán)境要求，統(tǒng)一規(guī)劃設(shè)計污水處理設(shè)施，充分發(fā)揮建設(shè)項目的社會、環(huán)境和經(jīng)濟效益。積極穩(wěn)妥地采用先進的SBR工藝處理技術(shù)，節(jié)省建設(shè)投資和運行成本，力爭將污水處理與生態(tài)環(huán)境的美化結(jié)合起來。采用適當?shù)淖詣踊夹g(shù)監(jiān)測儀表，提高運行管理水平和運行的穩(wěn)定性。污水處理廠選址應(yīng)適合當?shù)厍闆r，以最大的可能減少投資，使資金發(fā)揮最大效益。2.1.2設(shè)計范圍對污水處理廠內(nèi)的主要污水處理構(gòu)筑物的工藝進行設(shè)計，包括格柵、沉砂池、SBR工藝曝氣池、污泥濃縮池、污泥貯泥池等。2.2工藝方案選擇原則作為鄉(xiāng)鎮(zhèn)基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分和水污染控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠工程的建設(shè)和運行意義重大。由于鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠的建設(shè)和運行不但耗資較大，而且受多種因素的制約和影響，其中處理工藝方案的優(yōu)化選擇對確保處理廠的運行性能和降低費用最為關(guān)鍵，因此有必要根據(jù)確定的標準和一般原則，從整體優(yōu)化的觀念出發(fā)，結(jié)合設(shè)計規(guī)模、污水水質(zhì)特性以及當?shù)氐膶嶋H條件和要求，選擇切實可行且經(jīng)濟合理的處理工藝方案，經(jīng)全面技術(shù)經(jīng)濟比較后優(yōu)選出最佳的總體工藝方案和實施方式。在污水處理廠工藝方案確定中，將遵循以下原則：（1）技術(shù)成熟，處理效果穩(wěn)定，保證出水水質(zhì)達到國家規(guī)定的排放要求。（2）基建投資和運行費用低，以盡可能少的投入取得盡可能多的效益。（3）運行管理方便，運轉(zhuǎn)靈活，并可根據(jù)不同的進水水質(zhì)和出水水質(zhì)要求調(diào)整運行方式和工藝參數(shù)，最大限度的發(fā)揮處理裝置和處埋構(gòu)筑物的處理能力。（4）選定工藝的技術(shù)及設(shè)備先進、可靠。（5）便于實現(xiàn)工藝過程的自動控制，提高管理水平，降低勞動強度和人工費用。本工程要求的污水處理程度較高，對污水處理工藝選擇應(yīng)十分慎重。本方案設(shè)計的污水處理工藝選擇針對該城鎮(zhèn)污水量和污水水質(zhì)以及經(jīng)濟條件考慮適應(yīng)力強、調(diào)節(jié)靈活、低能耗、低投入、少占地和操作管理方便的成熟先進工藝。2.3 設(shè)計規(guī)模及廠址的選擇廠址選擇原則1）為了保護環(huán)境衛(wèi)生的要求，廠址應(yīng)與規(guī)劃居住區(qū)或公共建筑群保持一定的衛(wèi)生防護距離，這個防護距離根據(jù)當?shù)鼐唧w情況而定，一般不小于300m。2）廠址應(yīng)設(shè)在流經(jīng)城市水源的下游，離城市集中供水水源處不小于500m。3）在選擇廠址時盡可能少占農(nóng)田或不占農(nóng)田，而處理廠的位置又應(yīng)便于農(nóng)田灌溉和消納污泥。4）廠址應(yīng)盡可能在城市和工廠夏季主導(dǎo)風向的下風向。5）要充分利用地形，把廠址設(shè)在地形有適當坡度的城市下游地區(qū)，以滿足污水處理構(gòu)筑物之間的水頭損失，使污水和污泥有自流的可能，以節(jié)約動力消耗。6）廠址如果靠近水體，應(yīng)考慮汛期不受或水淹沒的威脅。7）廠址應(yīng)設(shè)在地質(zhì)條件較好、地下水位較低的地區(qū)，以利施工，并降低造價。8）廠址的選擇應(yīng)考慮交通運輸及水電供應(yīng)等條件。9）廠址的選擇應(yīng)結(jié)合城市總體規(guī)劃，考慮遠期發(fā)展，留有充分的擴建余地。平面布置原則1）按功能分區(qū)，配置得當。2）主要指對生產(chǎn)，輔助生產(chǎn)，生產(chǎn)管理，生活區(qū)等各部分布置。既有利于生產(chǎn)又避免非生產(chǎn)人員在生產(chǎn)區(qū)通行或逗留，保證安全穩(wěn)定生產(chǎn)。3）功能明確，布置緊湊。4）首先保證生產(chǎn)的需要，結(jié)合地形，地質(zhì)，土方，結(jié)構(gòu)和施工等因素全面考慮。布置力求減少占地面積，減少管道長度，便于操作管理。5）順流排列，流程簡捷。6）各水處理構(gòu)筑物盡量按流程方向布置，避免與進出水方向相反安排。各個單元之間的管道連接，應(yīng)以最短線路連接，避免不必要的轉(zhuǎn)彎和用水泵提升，嚴禁將管道線埋在構(gòu)筑物的下面。7）充分利用地形，平衡土方，降低工程費用。8）某些構(gòu)筑物放在較高處，便于減少土方，便于放空，排泥，又減少了工程量，而另一些建筑物放在較底處，使水流按重力順暢輸送。9）應(yīng)預(yù)留余地?？紤]擴建和施工。10）水處理構(gòu)筑物的布置應(yīng)注意風向和朝向。11）將排放異味，有害氣體的水處理單元布置在居住與辦公室的下風向，另外，還要考慮主導(dǎo)風向的影響。4）在計算留有余量的前提下，力求縮小全程水頭損失及提升泵站的流程，以降低運行費用。2.4 處理工藝流程的選擇與確定2.4.1氧化溝方案氧化溝污水處理技術(shù)，是20世紀50年代由荷蘭人首創(chuàng)。60年代以來，這項技術(shù)在歐洲、北美、南非、澳大利亞等國已被廣泛采用，工藝及構(gòu)造有了很大的發(fā)展和進步。隨著對該技術(shù)缺點（占地面積大）的克服和對其優(yōu)點（基建投資及運行費用相對較低，運行效果高且穩(wěn)定，維護管理簡單等）的逐步深入認識，目前已成為普遍采用的一項污水處理技術(shù)。目前常用的幾種商業(yè)性氧化溝有荷蘭DHV公司60年代開發(fā)的Carrousel氧化溝，美國Envirex公司開發(fā)的Orbal氧化溝，丹麥Kruger公司發(fā)明的DE氧化溝等。在我國，氧化溝工藝是使用較多的工藝。氧化溝工藝一般可不設(shè)初沉池，在不增加構(gòu)筑物及設(shè)備的情況下，氧化溝內(nèi)不僅可完成碳源的氧化，還可實現(xiàn)硝化和脫硝，成為A/O工藝；氧化溝前增加厭氧池可成為A2/O（A-A-O）工藝，實現(xiàn)除磷。由于氧化溝內(nèi)活性污泥已經(jīng)好氧穩(wěn)定，可直接濃縮脫水，不必厭氧消化。氧化溝污水處理技術(shù)已被公認為一種較成功的革新的活性污泥法工藝，與傳統(tǒng)活性污泥系統(tǒng)相比，它在技術(shù)、經(jīng)濟等方面具有一系列獨特的優(yōu)點： 工藝流程簡單、構(gòu)筑物少，運行管理方便。一般情況下，氧化溝工藝可比傳統(tǒng)活性污泥法少建初沉池和污泥厭氧消化系統(tǒng)，基建投資少。另外，由于不采用鼓風曝氣的空氣擴散器，不建厭氧消化系統(tǒng)，運行管理要方便。 處理效果穩(wěn)定，出水水質(zhì)好。實際運行效果表明，氧化溝在去除BOD5和SS方面均可取得比傳統(tǒng)活性污泥法更高質(zhì)量的出水，運行也更穩(wěn)定可靠。同時，在不增加曝氣池容積時，能方便地實現(xiàn)硝化和一定的反硝化處理，且只要適當擴大曝氣池容積，能更方便地實現(xiàn)完全脫氮的深度處理。 基建投資省，運行費用低。實際運行證明，由于氧化溝工藝省去初沉池和污泥厭氧消化系統(tǒng)，且比較容易實現(xiàn)硝化和反硝化，當處理要求脫氮時，氧化溝工藝在基建投資方面比傳統(tǒng)活性污泥法節(jié)省很多（當只需去除BOD5時，可能節(jié)省不多）。同樣，當僅要求去除BOD5時，對于大規(guī)模污水廠采用氧化溝工藝運行費用比傳統(tǒng)活性污泥法略低或相當，而要求去除BOD5且去除NH3-N時，氧化溝工藝運行費用就比傳統(tǒng)活性污泥法節(jié)省較多。 污泥量少，污泥性質(zhì)穩(wěn)定。由于氧化溝所采用的污泥齡一般長達2030d，污泥在溝內(nèi)得到了好氧穩(wěn)定，污泥生成量就少，因此使污泥后處理大大簡化，節(jié)省處理廠運行費用，且便于管理。 具有一定承受水量、水質(zhì)沖擊負荷的能力。水流在氧化溝中流速為0.30.4m/s，氧化溝的總長為L，則水流完成一個循環(huán)所需時間t=L/S,當L=90600m時，t=520min。由于廢水在氧化溝中設(shè)計水力停留時間T為1024h，因此可計算出廢水在整個停留時間內(nèi)要完成的循環(huán)次數(shù)為30280次不等?？梢娫鬯贿M入氧化溝，就會被幾十倍甚至上百倍的循環(huán)量所稀釋，因此具有一定承受沖擊負荷的能力。 占地面積少。由于氧化溝工藝所采用的污泥負荷較小、水力停留時間較長，使氧化溝容積會大于傳統(tǒng)活性污泥法曝氣池容積，占地面積可能會大些，但因為省去了初沉池和污泥厭氧消化池，占地面積總的來說會少于傳統(tǒng)活性污泥法。2.5.2 A2/O法A2/O工藝自被開發(fā)以來,就因為其特有的經(jīng)濟技術(shù)優(yōu)勢和環(huán)境效益,愈來愈受到人們的廣泛重視.通常稱為A2/O工藝的實際上可分為兩類,一類是厭氧/好氧工藝,另一類是缺氧/好氧工藝.厭氧狀態(tài)和缺氧狀態(tài)之間存在著根本的差別:在厭氧狀態(tài)下既有無分子態(tài)氧,也沒有化合態(tài)氧,而在缺氧狀態(tài)下則存在微量的分子態(tài)氧(DO濃度<0.5mg/L),同時還存在化合態(tài)的氧，如硝酸鹽。A2/O工藝特點:厭氧、缺氧、好氧三種不同的環(huán)境條件和不同種類微生物菌群的有機配合，同時具有去除有機物、脫氮除磷的功能。在同時脫氮除磷的工藝中，該工藝流程最為簡單，總的水力停留時間也少于同類其他工藝。在厭氧缺氧好氧交替運行條件下，絲狀菌不會大量繁殖，SVI一般少于100，污泥沉降性好。污泥中磷含量高，一般在2.5%以上。該工藝脫氮效果受混合液回流比大小的影響，除磷效果則受回流污泥中攜帶DO和硝酸態(tài)氧的影響，因而脫氮效果不可能很高。綜上所訴選擇A2/O工藝為本廠的污水處理工藝。2.5單體工藝設(shè)計2.5.1工藝流程具體流程如下圖2.1:圖2.1 工藝流程圖2.5.2主要構(gòu)筑物的選擇1.格柵2.沉砂池沉沙池的功能是去除相對密度較大的無機顆粒（如泥沙、煤渣等，他們的相對密度約為2.65，沉沙池一般設(shè)置于泵站、倒虹管前，以便減輕無機顆粒對水泵、管道的磨損；也可以設(shè)置于沉淀池前，以減輕沉淀池負荷及消除顆粒對污泥厭氧消化處理的影響。常用的沉沙池有平流沉沙池、曝氣沉沙池等。由于本設(shè)計的處理量不大，并且污水經(jīng)過粗格柵除渣，對泵站影響不大，為了便于清砂，沉沙池設(shè)于泵站后。本設(shè)計沉砂池采用了旋流式沉砂池(分兩組設(shè)2池，型號旋流式沉砂池7)，采用氣提排砂，在排砂之前有一氣洗過程，這使得排出的砂含有機物較少，有利于污水的后續(xù)生物處理及泥砂的處置。3.初沉池初沉池是作為二級污水處理廠的預(yù)處理構(gòu)筑物設(shè)在生物處理構(gòu)筑物的前面。處理的對象是懸浮物質(zhì)（SS約可去除40%55以上），同時也可去除部分BOD5（約占總BOD5的2540，主要是非溶解性BOD），以改善生物處理構(gòu)筑物的運行條件并降低其BOD負荷。初沉池按池內(nèi)水流方向的不同，可分為平流式沉淀池、豎流式沉淀池和輻流式沉淀池。本設(shè)計采用了成本較低，運行較好的平流式沉淀池，該池施工簡易，對沖擊負荷和溫度變化的適應(yīng)能力較強。4.生物化反應(yīng)池A2/O工藝是Anaorobic-Anoxic-Oxic的英文縮寫，它是厭氧缺氧好氧生物脫氮除磷工藝的簡稱，A2/O工藝于70年代由美國專家在厭氧好氧除磷工藝（A/O）的基礎(chǔ)上開發(fā)出來的，該工藝同時具有脫氮除磷的功能，可以針對現(xiàn)今污水特點（水體富營養(yǎng)化）進行有效處理。該工藝在厭氧好氧除磷工藝（A/O）中加入缺氧池，將好氧池流出的一部分混合液回流至缺氧池前端，以達到硝化脫氮的目的。A2/O工藝流程圖如圖2.2所示：圖2.2 A2/O工藝流程圖在厭氧池中，原污水及同步進入的從二沉池的混合液回流的含磷污泥的注入，本段主要功能為釋放磷，使污水中P的濃度升高，溶解性有機物被微生物細胞吸收而使污水中BOD濃度下降；另外，NH3-N，因細胞的合成而被去除一部分，使污水中NH3-N濃度下降，但NO3-N含量沒有變化。在缺氧池中，反硝化菌利用污水中的有機物作碳源，將回流混合液中帶入的大量NO3-N和NO2-N還原為N2釋放至空氣，因此BOD5濃度下降，NO3-N濃度大幅度下降，而磷的變化很小。在好氧池中，有機物被微生物生化降解，而繼續(xù)下降，有機氮被氨化繼而被硝化，使NH3-N濃度顯著下降，但隨著硝化過程使NO3-N濃度增加，P隨著聚磷菌的過量攝取，也以較快的速度下降。脫氮過程是各種形態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為N2從水中脫除的過程。在好氧池中，污泥中的有機氮被細菌分解成氨，硝化作用使氨進一步轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氨（主要是依靠細菌水解氨化作用和依靠亞硝化菌與硝化菌的硝化作用）；在缺氧池中，硝態(tài)氨進行反硝化，硝態(tài)氨還原成N2逸出（主要是依靠反硝化菌的反硝化作用）。除磷過程是使水中的磷轉(zhuǎn)移到活性污泥或生物膜上，而后通過排泥或旁路工藝加以去除。在厭氧池中，使含磷化合物成溶解性磷，聚磷細菌釋放出積儲的磷酸鹽；在好氧池中聚磷細菌大量吸收并積儲溶解性磷化物中的磷合成ATP與聚磷酸鹽，而這一過程是依靠好氧菌聚磷細菌。整個工藝的關(guān)鍵在于混合液回流，由于回流液中的大量硝酸鹽回流到缺氧池后，可以從原污水得到充足的有機物，使反硝化脫氮得以充分進行，有利于降低出水的硝酸氮，同時也可以解決利用微生物的內(nèi)源代謝物質(zhì)作為碳源的碳源不足問題，改善出水水質(zhì)。所以，A2/O工藝由于不同環(huán)境條件，不同功能的微生物群落的有機配合，加之厭氧、缺氧條件下，部分不可生物降解的有機物（CODNB）能被開環(huán)或斷鏈，使得N、P、有機碳被同時去除，并提高對CODNB的去除效果。它可以同時完成有機物的去除，硝化脫氮、磷的過量攝取而被去除等功能，脫氮的前提是NH3N應(yīng)完全硝化，好氧池能完成這一功能，缺氧池則完成脫氮功能。厭氧池和好氧池聯(lián)合完成除磷功能。5.二沉池二沉池在二級處理中，在生物反應(yīng)池構(gòu)筑物的后面，在活性污泥工藝中，用于沉淀分離活性污泥并提供污泥回流。二沉池與初沉池相似，按池內(nèi)水流方向的不同，同樣可分為平流式沉淀池、豎流式沉淀池和輻流式沉淀池。本設(shè)計采用輻流式沉淀池。其特點有：運行好，較好管理。6.濃縮池濃縮池的作用是用于降低要經(jīng)穩(wěn)定、脫水處置過程或投棄的污泥的體積。污泥濃縮后污泥增稠，污泥的含水率降低，污泥的體積大幅度地降低，從而可以大大降低其他工程措施的投資。污泥濃縮的方法分為重力濃縮、氣浮濃縮和離心濃縮等。本設(shè)計針對污泥量大、節(jié)省運行成本，采用了重力濃縮方法，重力濃縮具有以下幾個優(yōu)點：貯存污泥能力高；操作要求不高；運行費用少，尤其是電耗。缺點：占地面積大；會產(chǎn)生臭氣；對于某些污泥作用少2.6主要設(shè)備清單2.6.1格柵1.設(shè)計說明格柵是一組平行的金屬柵條或篩網(wǎng)組成，安裝在污水管道、泵房、集水井的進口處或處理廠的端部，用以截留雨水、生活污水和工業(yè)廢水中較大的懸浮物或漂浮物，如纖維、碎皮、毛發(fā)、木屑、果皮等，起凈化水質(zhì)，保護水泵的作用，同時也減輕后續(xù)處理構(gòu)筑物的處理負荷，使之正常運行。格柵可以根據(jù)格柵條的凈間隙不同而分為粗格柵、中格柵以及細格柵，分別用于截留不同粒徑的雜物而設(shè)計，也可以根據(jù)柵渣量的大小二選擇不同的清渣方式，可采用人工清渣或機械清渣。本設(shè)計采用粗格柵和細隔柵進行隔渣，分別設(shè)置在污水泵房前后,以去除不同大小的廢渣,由于柵渣量較大，采用機械清渣方式。2.設(shè)計參數(shù)（1）水泵前格柵柵條間隙，應(yīng)根據(jù)水泵允許通過污染物的能力來確定。（2）污水處理系統(tǒng)設(shè)計中，設(shè)二道格柵，一般在泵房前設(shè)一道中格柵，在泵房后設(shè)一道細格柵。同時格柵柵條間隙應(yīng)符合下列要求：人工清除為25-40mm；機械清除為16-25mm；最大間隙40mm。（3）柵渣量在無當?shù)剡\行資料時，可采用以下數(shù)據(jù)。格柵間歇16-25mm；0.10-0.05m3柵渣/10m3污水。（4）每日柵渣量0.2m3，一般采用機械清渣，同時機械格柵不宜少于2臺，并一用一備。（5）柵前渠道內(nèi)的水流速度一般為0.4-0.9m/s，過柵流速一般為0.6-1.0m/s，格柵傾角一般為45-70，而機械格柵一般為60-70，特殊類型可達90。（6）通過格柵的水頭損失一般采用0.08-0.15m。（7）放置格柵的溝深超過7m宜選用鋼絲繩型格柵機；深度在2m或2m以下宜采用弧格柵；中等深度宜采用鏈式除污機。（8）單臺格柵機工作寬度一般不大于3.0，超過時刻采用多臺。（9）柵條的高度一般按正常高水位決定，當前池內(nèi)設(shè)有可靠的自動裝置時，則柵條的高度應(yīng)比正常高水位高出1.0m以上，以增加安全度。如無可靠的自控設(shè)備，則柵條的高度應(yīng)考慮非常高水位。（10）格柵間必須設(shè)置工作臺，臺面應(yīng)高出柵前最高設(shè)計水位0.5m。其工作臺兩側(cè)過道寬度不應(yīng)小于0.7m，工作臺正面過道寬應(yīng)小于1.2-1.5m。工作臺應(yīng)有安全和沖洗設(shè)施。3.設(shè)計計算（1）中格柵Qmax=30000Kz=30000*1.438=43140m3/d=0.500m3/s設(shè)柵前水深h0.5m, 過柵流速v1.0m/s ,采用中格柵, 柵條間隙寬度e20mm, 格柵安裝傾角60格柵的間隙數(shù)： n=0.5sin600.020.51.0=46.5 取47個（2）柵槽寬度：取柵條寬度S=0.01mB=S（n-1）+en=0.01(47-1)+0.0247=1.4m（3）進水渠道漸寬部分長度L1： 若進水渠寬B11.0m，漸寬部分展開角120,此時進水渠道內(nèi)的流速為1.0m/s， 格柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度L2： （4）過柵水頭損失： 因柵條為矩形截面，取k=3，并將已知數(shù)據(jù)帶入式得：柵后槽總高度取柵前渠道超高h1=0.3m，格柵前槽總高則柵后槽總高度為：柵槽總長：（5）每日柵渣量： 取W1=0.05m3/103m3, 由于每日渣量較大，采用機械清渣的方式。2.6.2水泵1.水泵總揚程計算設(shè)計流量：Q=300001.438/24=1797.5/h=499.3L/s；（1） 集水池最低工作水位與所需提升最高水位之間的高差為6.74-（-1.91）=8.65m（2） 出水管線的水頭損失，每臺泵單用一根出水管，其流量為Q。=898.8/h，選用的管徑為300mm 的鑄鐵管，查表v=0.72m/s，1000i=3.64，設(shè)管總長為20m，局部損失占沿程的30%，則總損失為 20（1+0.3）3.64/1000=0.094m（3） 泵房內(nèi)的管線水頭損失設(shè)為1.5m，考慮自由水頭為1.0m。（4） 水頭總揚程為 H=8.65+0.094+1.5+1.0=10.65m，取11m。采用廣州市博三泵機有限公司生產(chǎn)的型號為150F-22A的F型耐腐蝕污水泵。該泵提升流量105.6.6L/s，揚程11.5m，轉(zhuǎn)速2900r/min，功率8.5Kw,效率75%。 n=499.5/105.6=4.7（個） 取5 N=n+1=6 （5用1備）2.校核揚程泵站的平面布置完成了以后，對水泵總揚程進行校核計算。（1） 吸水管路的水頭損失：每根吸水管的流量Q。=898.83/h，每根吸水管的管徑為300mm，流速v=0.72m/s；沿程損失： h1=LI=1.53.64/1000=0.005m直管部分長度 L=1.5m ，進口（=0.5），閘閥一個（=0.08），的偏心管1 個（=0.17） 局部損失;h2=（0.5+0.08）0.720.72/2/9.8+0.171.121.12/2/9.8=0.026吸水管路的總損失為：h=h1+h2 即h=0.031m（2）出水管的水頭損失：管路總長度為12m，漸擴管1 個（=0.06），閘閥一個（=0.08），90 度彎頭4 個（=0.087）沿程損失：h1=LI=123.64/1000=0.044m局部損失：h2=(0.06+0.08+40.087)0.720.72/2/9.8+0.171.121.12/2/9.8=0.107m出水管路的總損失為：h=h1+h2 即h=0.151m（3）水泵所需總揚程水泵所需總揚程為：6.74-（-1.31）+1.5+0.031+0.151=9.732m 取10m。選用KWPF200-400 型泵，其流量Q=1405003/h，揚程11.725m，轉(zhuǎn)速960（r/min），電機功率3775kw，效率57%，滿足要求.2.6.3沉砂池1.設(shè)計說明根據(jù)日處理污水量為3萬，選定型號為7的旋流式沉砂池，該沉砂池的特點是：在進水渠末端設(shè)有能產(chǎn)生池壁效應(yīng)的斜坡，另砂粒下沉，沿斜坡流入池底，并設(shè)有阻流板，以防止紊流；軸向螺旋槳將水流帶向池心，然后向上，由此形成了一個渦形水流，平底的沉砂分選區(qū)能有效的保持渦流形態(tài)，較重的砂粒在靠近池心的一個環(huán)行孔口落入集砂區(qū)，而較輕的有機物由于螺旋槳的作用而與砂粒分離，最終引向出水渠。圖3.2 旋流式沉砂池旋流式沉砂池型號7的尺寸(mm)型號流量(萬)ABCDEFJLK72.7305010006001200300145045020508002.設(shè)計參數(shù)（1）旋流速度應(yīng)保持在0.25-0.3m/s;（2）水平流速0.08-0.12m/s，一般取0.1m/s（3）最大流量時，停留時間為1-3min;（4）有效水深為2-3m，寬深比一般采用1-1.5;（5）長寬比可達5;（6）每立方米污水的曝氣量為0.1-0.2m3空氣；（7）空氣擴散裝置設(shè)在池子的一側(cè)，距池底約 0.6-0.9m，送氣管應(yīng)設(shè)置調(diào)節(jié)閥門;（8）池內(nèi)應(yīng)設(shè)置消泡裝置。3，設(shè)計計算 選擇設(shè)計的旋流速度為0.250.3m/s之間，水力停留時間為2min，水平流速為0.10m/s，有效水深設(shè)計為2m。計算其他各部分尺寸如下：總有效容積： 單池容積，取池數(shù)為2，單池容積V1=60/2=30m3池斷面積： 池總寬度： 取B3.0 其中H為沉砂池的有效水深。取水面以上之保護高度h10.5m，取沉砂斗深h3=0.9m， 池子總深度 H=h1+h2+h3=0.5+2+0.9=3.4m 池長： 按進出水設(shè)施占有效長度的15%計，則池子總長L： Ll（115）7m 所需曝氣量： 其中D為每m3污水所需要的曝氣量。沉砂及浮渣量設(shè)沉砂及浮渣產(chǎn)率為20m3106m3污水，則沉砂及浮渣產(chǎn)量為 2030000/106=0.6m3/d2.6.4初沉池（平流式）1.設(shè)計說明 池體設(shè)計如圖3.3所示圖3.3 平流式沉淀池2.設(shè)計計算設(shè)計流量污水表面負荷q=2.0m3/（m2h）（1） 池子總面積（2） 沉淀部分有效水深 停留時間 取t=1.0h （3） 沉淀區(qū)有效容積（4） 池長 設(shè)水平流速v=4.0/s L=3.6vt=3.64.01.0=14.4m（5） 池子總寬度 （6） 池子個數(shù) 設(shè)每個池子寬b=3.5m，N= B/b=62.5/3.518個（7） 校核長寬比Lb=14.43.5=4.1 (介于412之間) 符合要求（8） 污泥區(qū)的總?cè)莘e 取S=0.5L/(p.d) 污泥存留時間 T=4h （9） 污泥斗容積 （10） 污泥斗以上梯形部分污泥容積 , （11） 污泥斗和梯形部分污泥容積 （符合要求）（12） 池子總高度 設(shè)緩沖層高度， 超高h1=0.3m 2.6.5曝氣池1.設(shè)計計算污水處理程度計算原污水的BOD5值為160mg/L,經(jīng)初次沉淀池處理BOD5按降低30%考慮，則進入曝氣池的污水，其BOD5值為Sa160（130）112 mg/L。 計算去除率，BOD5=7.1bXaCeC處理水中懸浮固體濃度，取20 mg/L；b微生物自身氧化率，一般介于0.050.1之間，取0.09；Xa活性微生物在處理水中所占比例，取值0.4.代入各值 BOD5=7.10.090.420=5.115.2處理水中溶解性BOD5值為： 20-5.2=14.8mg/L去除率 2.曝氣池的計算與各部位尺寸的確定曝氣池按BOD污泥負荷法計算1） BOD污泥負荷率確定擬定采用的B0D污泥負荷率為0.3KgBOD5/（KgMLSSd）。為穩(wěn)妥，進行如下校核：Ns=K2Sef/n K2取值0.0185，Se=18.6mg/Ln=0.92 f=MLVSS/MLSS=0.75代入各值 Ns=0.018518.60.75/0.92=0.28 KgBOD5/（KgMLSSd）0.3 KgBOD5/（KgMLSSd）結(jié)果驗證，Ns取0.3合適。2） 確定混合液污泥濃度（X）根據(jù)Ns值，查圖得相應(yīng)的SVI值100120，取120計算確定混合液污泥濃度值X。對此r=1.2，R=50%，代入各值，得：3） 確定曝氣池容積， V=QSa/NsX代入各值：V=43140112/（0.33300）=4880.5m4881m4） 確定曝氣池各部分尺寸設(shè)有4組曝氣池，每組容積為4881/4=1220m池深取3.5米，則每組曝氣池面積為 F=1220/3.5=349池寬取6.3米，B/H=6.3/3.5=1.8介于12之間，符合規(guī)定。池長L L=F/B=349/6.3=55 L/B=55/5.5=10.010，符合規(guī)定。設(shè)5廊道式曝氣池，廊道長： L1=55/5=11m取超高0.5m，則池總高度為 3.5+0.5=4.0m3.曝氣系統(tǒng)計算本設(shè)計采用鼓風曝氣系統(tǒng)。1） 平均時需氧量的計算查表得代入各值 2)最大時需氧量的計算 Kh=1.25代入各值 3)每日去除BOD5值 BOD5=43140(112-14.8)/1000=4193.2kg/d4)去除每kgBOD的需氧量 O2=4512.7/4193.21.08kgO2/kgBOD5） 最大時需氧量和平均需氧量之比 O2max/O2=209.9/118=1.784.供氣量的計算 采用網(wǎng)狀膜型中微孔空氣擴散器，鋪設(shè)于距池底0.2m處，淹沒水深2.8m，計算溫度定30。查得Cs（20）=9.17mg/L，Cs（30）=7.36mg/L1） 空氣擴散器出口處的絕對壓力（Pb）計算Pb=1.013105+9.8103H Pa代入各值得Pb=1.013105+9.81032.8=1.29105Pa2） 空氣離開曝氣池面時，氧的百分比，EA取12%代入各值3） 曝氣池混合液中平均氧飽和度，代入各值 =8.21mg/L4） 換算為在20下，脫氧清水的充氧量，取代入各值，得：相應(yīng)的最大時需氧量為5）曝氣池平均時供氧量， 6）曝氣池最大供氧量 Gsmax=1225m/h7）去除每kgBOD供氧量1067/72024=35.6 m空氣/kgBOD8）每立方米污水供氣量： 1067/4314024=5.69m空氣/m污水9）本系統(tǒng)空氣總用量：除采用鼓風曝氣外，本系統(tǒng)還采用空氣在回流污泥井提升污泥，空氣量按回流污泥量8倍考慮，污泥回流比R取值60%，則提升回流污泥所需空氣量為 860%4314024=8628m/h，總需氧量：1067+8628=1967 m/h5.空氣管系統(tǒng)計算在相鄰兩個廊道的隔墻設(shè)一根主干管，共6根干管。每個廊道設(shè)5條配氣豎管，全曝氣池共設(shè)50條配氣豎管。每根豎管供氣量： 1067/50=21.34m/h曝氣池平面面積為： 2.5511=137.5每個空氣擴散器的服務(wù)面積按0.49計算，則需空氣擴散器總數(shù) 137.50.49=280個每根管上安裝的空氣擴散器數(shù)目為28050=5.66個每個空氣擴散器配氣量10671250=3.6m/h6.污泥管的選擇污泥流動的下臨界速度約為1.1m/s,上臨界速度約為1.4m/s，污泥壓力管道的最小設(shè)計流速為1.02.0m/s。采用紊流狀態(tài)運輸污泥，取流速為2.0m/s，管徑200mm。2.6.6輻流式沉淀池1.設(shè)計概述沉淀池按工藝布置的不同，可分為初次沉淀池和二次沉淀池初次沉淀池是一級污水處理廠的主體處理構(gòu)筑物，處理的對象是懸浮物質(zhì)，同時可去除部分BOD5，可改善生物處理構(gòu)筑物的運行條件并降低其BOD5負荷沉淀池按池內(nèi)水流方向的不同，可分為平流式沉淀池，幅流式沉淀池和豎流式沉淀池因本次設(shè)計采用輻流式沉淀池2.設(shè)計參數(shù)池子直徑(或方形池的邊長)與有效水深之比一般為612池子直徑應(yīng)16m池底坡0.050.10進出水的布置方式 中心進水、周邊出水 周邊進水、中心出水 周邊進水、周邊出水中心進出口的周圍應(yīng)設(shè)置整流板，穿孔率為1020。周邊進水中心出水的池子的設(shè)計表面負荷可比中心進水周邊出水輻流式沉淀池的負荷 提高1倍左右。多采用機械刮泥，并同時附有空氣提升。池直徑小于20m時，也可采用多斗水力排泥d<20m,使用中心傳動的刮吸泥機；d>20m,使用周邊傳動的刮吸泥機 出水堰前應(yīng)設(shè)浮渣擋板，以防浮渣隨水帶出，可在刮泥機一側(cè)附加浮渣刮板，將 浮渣刮入集渣箱排出3.設(shè)計計算（1）沉淀池表面積和池徑（2）有效水深取沉淀時間t=1.5hh2=q0t=21.5=3m23.9/3=8.0， 在6-12之間，合格（3）污泥斗容積設(shè)中心泥斗的上口半徑r1=1m；下底半徑r2=0.5m;斗壁傾角600,則泥斗高：（4）泥斗以上池底積泥厚度h4， i:池底徑向坡度h4=(R-r1)i=(23.9-1)0.05=1.1m(5)沉淀池總高度式中： H 沉淀池總高度，m；h1 池子超高，；取為0.3m；h2 沉淀池有效水深，；h3 緩沖層高，；機械排泥，取0.3mh4沉淀池底坡落差，mh5污泥斗高度，；2.6.7污泥脫水間1.設(shè)計說明本工藝采用滾壓帶式壓濾污泥脫水技術(shù)，工藝具有連續(xù)操作、自動控制、附屬設(shè)備較少、操作管理工作小、投資費用低等特點，而且技術(shù)較為成熟。進污泥濃縮后含水率為97.5，經(jīng)壓濾后脫水泥餅含水率降為80。大大降低污泥外運處理費用。2.污泥最終處置：填地、投海、用作農(nóng)肥、改良土壤、作為制造其它產(chǎn)品的原料。2.6.8鼓風機房用葉片型羅次鼓風機送氣，型號：3L32WD，功率75KW其占地面積為10770m2。第三章總圖設(shè)計3.1總平面圖 污水處理廠的平面布置包括處理構(gòu)筑物、辦公樓、化驗室及其他輔助建筑物以及各種管道、渠道、道路、綠化帶等的布置。在進行污水處理處理廠廠區(qū)平面規(guī)劃、布置時，應(yīng)考慮的一般原則闡述如下。本設(shè)計污水處理廠的具體平面布置見城市污水廠總平面圖。1.平面布置的一般原則（1）構(gòu)筑物的布置應(yīng)緊湊，節(jié)約土地并便于管理；（2）構(gòu)筑物的布置應(yīng)盡可能按流程順序布置，以避免管線迂回，同時應(yīng)充分利用地形以減少土方量；（3）有人工作的地方如辦公、化驗等用房應(yīng)布置在夏季主導(dǎo)風的上風向，在北方地區(qū)也應(yīng)考慮朝陽，設(shè)綠化帶與工作區(qū)隔開；（4）構(gòu)筑物之間的距離應(yīng)考慮敷設(shè)管渠的位置，運轉(zhuǎn)管理的需要和施工的要求，一般采用510m；（5）污泥處理構(gòu)筑物應(yīng)盡可能布置成單獨的組合，以備安全，并方便管理；（6）變電所的位置應(yīng)設(shè)在耗電量大的構(gòu)筑物附近，高壓線應(yīng)避免在廠內(nèi)架空敷設(shè)；（7）污水廠應(yīng)設(shè)置超越管以便在發(fā)生事故時，使污水能超越一部分或全部構(gòu)筑物，進入下一級構(gòu)筑物或事故溢流管；（8）污水和污泥管道應(yīng)盡可能考慮重力自流；（9）在布置總圖時，應(yīng)考慮安排充分的綠化地帶，為污水處理廠的工作人員提供一個優(yōu)美舒適的環(huán)境；（10）總圖布置應(yīng)考慮遠近期結(jié)合，有條件時可按遠景規(guī)劃水量布置，將處理構(gòu)筑物分為若干系列分期建設(shè)。2.廠區(qū)平面布置形式“一”字型布置：該種布置流程管線短，水頭損失??；“L”型布置：該種布置適宜出水方向發(fā)生轉(zhuǎn)彎的地形，水流轉(zhuǎn)彎一般在曝氣池處。本廠采用“L”字型布置。3.污水廠平面布置的具體內(nèi)容（1）處理構(gòu)筑物的平面的布置；（2）附屬構(gòu)筑物的平面的布置；（3）管道、管路及綠化帶的布置。4.管渠和渠道的平面布置（1）在各處理構(gòu)筑物之間，設(shè)有貫通、連接的管、渠。此外，還應(yīng)設(shè)有能使各處理構(gòu)筑物獨立運行的管、渠，當某一處理構(gòu)筑物因故停止工作時，使其后接處理構(gòu)筑物，仍能夠保持正常的運行。（2）應(yīng)設(shè)超越全部處理構(gòu)筑物，直接排放水體的超越管。（3）在廠區(qū)內(nèi)還設(shè)有：給水管、空氣管、消化氣管、蒸汽管以及輸配電線路。這些管線有的敷設(shè)在地下，但大部都在地上，對其安排，既要便于施工和維護管理，但也要緊湊，少占用地，也可以考慮采用架空的方式敷設(shè)。污水處理廠內(nèi)各種管渠應(yīng)全面安排，避免相互干擾，管道復(fù)雜時可設(shè)置管廊，在污水處理廠廠區(qū)內(nèi)，應(yīng)有完善的雨水管道系統(tǒng)，必要時應(yīng)設(shè)置防洪溝渠。5.場區(qū)綠化布置1.綠地：在廠門附近，辦公樓、宿舍食堂、泵房的門前空地預(yù)留擴建場地，修建草坪。2.花壇：在正對廠門內(nèi)布置花壇。3.綠帶：利用沉淀池與建筑物間的帶狀空地進行綠化。4.行道樹和綠籬：步行到兩側(cè)，草坪周圍栽種，高度0.6-0.8m，圍墻采用1.8m。總平面布置參見附圖平面布置圖。3.2高程布置1.高程布置原則充分利用地形地勢及城市排水系統(tǒng)，使污水經(jīng)一次提升便能順利自流通過污水處理構(gòu)筑物，排出廠外。協(xié)調(diào)好高程布置與平面布置的關(guān)系，做到既減少占地，又利于污水、污泥輸送，并有利于減少工程投資和運行成本。做好污水高程布置與污泥高程布置的配合，盡量同時減少兩者的提升次數(shù)和高度。協(xié)調(diào)好污水處理廠總體高程布置與單體豎向設(shè)計，既便于正常排放，又有利于檢修排空。污水廠廠址處的地坪標高基本上在40.2m.污水經(jīng)提升泵后自流排出，由于不設(shè)污水廠終點泵站，從而布置高程時，確保接觸池的水面標高大于0.8m,同時考慮挖土埋深。設(shè)計氧化溝處的地坪標高為40.02m，按結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的原則確定池底埋深-2.0m，再計算出設(shè)計水面標高為41.52m，然后根據(jù)各處理構(gòu)筑物的之間的水頭損失，推求其它構(gòu)筑物的設(shè)計水面標高。經(jīng)過計算各污水處理構(gòu)筑物的設(shè)計水面標高見下表。再根據(jù)各處理構(gòu)筑物的水面標高、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的原理推求各構(gòu)筑物地面標高及池底標高。2.高程布置參見附圖高程布置圖。3.3建筑設(shè)計3.3.1各處理單元構(gòu)筑物的平面布置處理構(gòu)筑物是污泥處理廠的主體建筑物，在作平面布置時，應(yīng)根據(jù)各構(gòu)筑物的功能要求和水力要求，結(jié)合地形和地質(zhì)條件，確定它們在廠區(qū)內(nèi)平面的位置，對此，應(yīng)考慮：（1）貫通、連接各處理構(gòu)筑物之間的管、渠便捷、直通，避免迂回曲折；（2）土方量作到基本平衡，并避開劣質(zhì)土壤地段；（3）在處理構(gòu)筑物之間，應(yīng)保持一定的間距，以保證敷設(shè)連接管、渠的要求，一般的間距可取值5-10m，某些有特殊要求的構(gòu)筑物，如污泥消化池、消化氣貯罐等，其間距應(yīng)按有關(guān)規(guī)定確定；（4）各處理構(gòu)筑物在平面布置上，應(yīng)考慮適當緊湊。3.3.2輔助建筑物污水處理廠內(nèi)的輔助建筑物有：泵房、鼓風機房、辦公室、集中控制室、水質(zhì)分析化驗室、變電所、機修、倉庫、食堂等。它們是污水處理廠不可缺少的組成部分。其建筑面積大小應(yīng)按具體情況與條件而定。有可能時，可設(shè)立試驗車間，以不斷研究與改進污水處理技術(shù)。輔助建筑物的位置應(yīng)根據(jù)方便、安全等原則確定。如鼓風機房應(yīng)設(shè)于曝氣池附近，以節(jié)省管道與動力；變電所宜設(shè)于耗電量大的構(gòu)筑物附近等?；炇覒?yīng)遠離機器間和污泥干化場，以保證良好的工作條件。辦公室、化驗室等均應(yīng)與處理構(gòu)筑物保持適當距離，并應(yīng)位于處理構(gòu)筑物的夏季主風向的上風相處。操作工人的值班室應(yīng)盡量布置在使工人能夠便于觀察各處理構(gòu)筑物運行情況的位置。在污水處理廠內(nèi)應(yīng)合理的修筑道路，方便運輸，廣為植樹綠化美化廠區(qū)，改善衛(wèi)生條件，改變?nèi)藗儗ξ鬯幚韽S“不衛(wèi)生”的傳統(tǒng)看法。按規(guī)定，污水處理廠廠區(qū)的綠化面積不得少于30%。第四章 結(jié)論和建議通過這次課程設(shè)計，我對我們環(huán)境工程專業(yè)的任務(wù)及目前的形勢有了更深刻的了解。我還掌握了很多關(guān)于污水處理方面的知識，鞏固了所學的理論知識，把理論知識和實踐結(jié)合起來，培養(yǎng)了解決實際工程問題的能力。同時，我發(fā)現(xiàn)了自己專業(yè)理論基礎(chǔ)還不夠扎實，觀察不仔細，考慮問題不全面等方面的不足，認為還需要通過進一步的學習和鍛煉來提高自己?？傊?，這次課程設(shè)計加深了我對本專業(yè)的了解，更加增添了我對本專業(yè)的信心。.