《污水處理廠》課程設(shè)計(jì).doc

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前 言： 在我國(guó)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的今天，污水處理事業(yè)取得了較大的發(fā)展，已有一批城市興建了污水處理廠，一大批工業(yè)企業(yè)建設(shè)了工業(yè)廢水處理廠（站），更多的城市和工業(yè)企業(yè)在規(guī)劃、籌劃和設(shè)計(jì)污水處理廠。水污染防治、保護(hù)水環(huán)境，造福子孫后代的思想已深入人心。 近幾十年來(lái)，污水處理技術(shù)無(wú)論在理論研究方面還是在應(yīng)用發(fā)面，都取得了一定的進(jìn)步，新工藝、新技術(shù)大量涌現(xiàn)，氧化溝系統(tǒng)和高效低耗的污水處理技術(shù)，如各種類型的穩(wěn)定塘、土體處理系統(tǒng)、濕地系統(tǒng)都取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步和應(yīng)用。這些新工藝、新技術(shù)已成為水污染防治領(lǐng)域的熱門(mén)研究課題。在國(guó)家科委、建設(shè)部、國(guó)家環(huán)境保護(hù)局的組織和領(lǐng)導(dǎo)下，廣泛、深入地開(kāi)展了這些課題的科學(xué)研究工作，取得了一批令人矚目的研究成果。 不應(yīng)回避，我國(guó)面臨水資源短缺的嚴(yán)重事實(shí)，北方一些城市人民生活水平的提高和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展已受到水資源不足的制約。城市污水和工業(yè)廢水回用，以城市污水作為第二水源的趨勢(shì)，不久將成為必然。這就是我國(guó)污水事業(yè)面臨的現(xiàn)實(shí)。作為給水排水工程專業(yè)的學(xué)生，就更應(yīng)該深刻地了解這種形勢(shì)，掌握并發(fā)展污水處理的新工藝、新技術(shù)，成為跨世紀(jì)的工程技術(shù)人才，將我國(guó)的污水處理事業(yè)提升到一個(gè)新的高度。 本次設(shè)計(jì)的題目是污水處理廠設(shè)計(jì)。目的是讓學(xué)生了解排水工程的設(shè)計(jì)內(nèi)容與方法，其中包括了城市排水管網(wǎng)的規(guī)劃與設(shè)計(jì)和污水處理廠的建設(shè)以及工藝流程的選用，收獲甚多，為日后的學(xué)習(xí)與工作積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。設(shè)計(jì)成果包括設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)與工藝平面圖、高程圖。在此，還要對(duì)老師的悉心指導(dǎo)表示感謝。 目 錄 第一篇 設(shè)計(jì)任務(wù)及原始資料 4 第一章 設(shè)計(jì)任務(wù) 4 第二章 設(shè)計(jì)原始資料 6 第二篇 設(shè)計(jì)說(shuō)明 7 第一章 城市污水處理廠設(shè)計(jì) 7 第一節(jié) 污水廠選址 7 第二節(jié) 工藝流程 8 第二章 處理構(gòu)筑物工藝設(shè)計(jì) 10 第一節(jié) 設(shè)計(jì)流量的確定 10 第二節(jié) 泵前中格柵設(shè)計(jì)計(jì)算 11 第三節(jié) 污水提升泵房設(shè)計(jì)計(jì)算 13 第四節(jié) 泵后細(xì)格柵設(shè)計(jì)計(jì)算 14 第五節(jié) 沉砂池設(shè)計(jì)計(jì)算 16 第六節(jié) 輻流式初沉池設(shè)計(jì)計(jì)算 19 第七節(jié) 傳統(tǒng)活性污泥法鼓風(fēng)曝氣池設(shè)計(jì)計(jì)算 21 第八節(jié) 向心輻流式二沉池設(shè)計(jì)計(jì)算 25 第九節(jié) 計(jì)量槽設(shè)計(jì)計(jì)算 2 第三章 泥處理構(gòu)筑物設(shè)計(jì)與計(jì)算 3 第一節(jié) 污泥量計(jì)算 3 第二節(jié) 污泥泵房設(shè)計(jì)計(jì)算 3 第三節(jié) 污泥重力濃縮池設(shè)計(jì)計(jì)算 4 第四節(jié) 貯泥池設(shè)計(jì)計(jì)算 5 第五節(jié) 污泥厭氧消化池設(shè)計(jì)計(jì)算 6 第六節(jié) 機(jī)械脫水間設(shè)計(jì)計(jì)算 8 第四章 污水處理廠的平面布置 8 第五章 污水廠的高程布置 9 第一節(jié) 控制點(diǎn)高程的確定 9 第二節(jié) 各處理構(gòu)筑物及連接管渠的水頭損失計(jì)算 9 第三節(jié) 污水系統(tǒng)高程計(jì)算 10 第四節(jié) 污泥系統(tǒng)高程計(jì)算 11 設(shè) 計(jì) 體 會(huì) 13 參 考 文 獻(xiàn) 14 第一篇 設(shè)計(jì)任務(wù)及原始資料 第一章 設(shè)計(jì)任務(wù) 一.設(shè)計(jì)題目： 污水處理工藝設(shè)計(jì) 二.設(shè)計(jì)任務(wù)與內(nèi)容： 1. 污水處理工藝選擇及各工藝單元的設(shè)計(jì)，包括工藝流程的確定,各單體構(gòu)筑物的工藝設(shè)計(jì)。 2.污泥處理方法選擇及污泥處理構(gòu)筑物的工藝設(shè)計(jì)計(jì)算。包括工藝流程的確定，單體構(gòu)筑物的工藝設(shè)計(jì)； 3．污水泵站的工藝設(shè)計(jì)?？梢允墙K點(diǎn)泵站，也可以是中途提升泵站。包括選泵、泵站工藝設(shè)計(jì)計(jì)算和泵站工藝圖的繪制； 4. 污水處理廠的平面布置。包括污水處理廠處理構(gòu)筑物和輔助建筑物的平面布置圖及工藝平面圖繪制； 5．污水處理廠豎向布置及高程計(jì)算。 三.基本要求 1.污水處理廠設(shè)計(jì)要求 （1）根據(jù)水體自凈能力以及要求的處理水質(zhì)并結(jié)合當(dāng)?shù)氐木唧w條件，如水資源情況、水體污染情況等來(lái)確定污水處理程度與處理工藝流程。無(wú)特殊要求時(shí)，污水級(jí)處理后其水質(zhì)應(yīng)達(dá)到國(guó)家污水綜合排放一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，即SS≤20mg/l，OD5≤20mg/l。 （2）污水泵站工藝要求要確定水泵機(jī)組的臺(tái)數(shù)、水泵型號(hào)、泵站的結(jié)構(gòu)形式以及集水池的容積，并應(yīng)進(jìn)行泵站水泵機(jī)組管道水力計(jì)算和電器設(shè)備等布置的設(shè)計(jì)，泵站的建筑與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可參照標(biāo)準(zhǔn)圖大致來(lái)確定。 （3）根據(jù)原始資料、當(dāng)?shù)鼐唧w情況以及污水性質(zhì)與成分，選擇適合的污泥處理工藝方法，進(jìn)行各單位構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)計(jì)算。 （4）污水處理廠平面布置要緊湊合理，節(jié)省占地面積，同時(shí)應(yīng)保證運(yùn)行管理方便。 （5）在確定污水處理工藝流程時(shí)，同時(shí)選擇適宜的各處理單體構(gòu)筑物的類型。對(duì)所有構(gòu)筑物都進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，包括確定各有關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)、負(fù)荷、尺寸與所需的材料與規(guī)格等。 （6）對(duì)需要繪制工藝施工圖的構(gòu)筑物還要進(jìn)行更詳細(xì)的施工圖所必須的設(shè)計(jì)與計(jì)算，包括各部位構(gòu)件的形式、構(gòu)成與具體尺寸等。 （7）對(duì)污水與污泥處理系統(tǒng)要作出較準(zhǔn)確的水力計(jì)算與高程計(jì)算。 2.圖紙的具體要求 （1）污水處理廠總平面布置圖，2號(hào)1張。 （2）污水處理廠高程布置圖，2號(hào)1張。 3.設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)的具體要求 畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)要結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)、層次分明、語(yǔ)言流暢、書(shū)寫(xiě)工整、簡(jiǎn)圖合理、計(jì)算正確，符合學(xué)科、專業(yè)的有關(guān)要求。 第二章 設(shè)計(jì)原始資料 1.地形與城市規(guī)劃資料 （1）廠區(qū)地形平坦，地面標(biāo)高50.00m，污水廠處理水排入附近水體，該河流靠近污水處理廠處河面的最高水位為50.00 m。城市排水系統(tǒng)采用分流制排水系統(tǒng)，城市污水主干管由西北方向流入污水處理廠廠區(qū)，主干管進(jìn)廠處的管道水面標(biāo)高為45.00 m。 （2）城市各區(qū)人口密度與居住區(qū)生活污水量標(biāo)準(zhǔn)： 城市各區(qū)人口密度和污水量標(biāo)準(zhǔn) 區(qū)域 服務(wù)人口（萬(wàn)人） 污水量標(biāo)準(zhǔn) （升/人.日） I區(qū) 20 120 II區(qū) 20 105 III區(qū) 10 135 （3）工業(yè)企業(yè)與公共建筑的排水量和水質(zhì)資料： 工業(yè)企業(yè)與公共建筑的排水量和水質(zhì)資料 企業(yè)或公共建筑名稱 日排水量 m3/d 最大排水量 m3/h SS Mg/l BOD5 Mg/l 甲廠 3100 180 520 510 乙廠 1800 105 600 430 丙廠 1310 73 700 720 2．氣象資料 （1） 氣溫資料：年平均20攝氏度，夏季平均30攝氏度，冬季平均12攝氏度。 （2）常年主導(dǎo)風(fēng)向：非采暖季節(jié)主導(dǎo)風(fēng)向西北風(fēng)； （3）冰凍期15日； （4）年平均降雨量200mm 3.地質(zhì)資料: 城市地質(zhì)資料 土壤性質(zhì) 冰凍深度（m） 地下水位（m） 污水處理廠處 粉質(zhì)粘土 0.3 6.5—7.2 第二篇 設(shè)計(jì)說(shuō)明 第一章 城市污水處理廠設(shè)計(jì) 第一節(jié) 污水廠選址 未經(jīng)處理的城市污水任意排放，不僅會(huì)對(duì)水體產(chǎn)生嚴(yán)重污染，而且直接影響城市發(fā)展發(fā)展和生態(tài)環(huán)境，危及國(guó)計(jì)民生。所以，在污水排入水體前，必須對(duì)城市污水進(jìn)行處理。而且工業(yè)廢水排入城市批水管網(wǎng)時(shí)，必須符合一定的排放標(biāo)準(zhǔn)。最后流入管網(wǎng)的城市污水統(tǒng)一送至污水處理廠處理后排入水體。 在設(shè)計(jì)污水處理廠時(shí)，選擇廠址是一個(gè)重要環(huán)節(jié)。廠址對(duì)周圍環(huán)境、基建投資及運(yùn)行管理都有很大影響。 選擇廠址應(yīng)遵循如下原則： 1.為保證環(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(hù)距離，一般不小于300米。 2.廠址應(yīng)設(shè)在城市集中供水水源的下游不小于500米的地方。 3.廠址應(yīng)盡可能設(shè)在城市和工廠夏季主導(dǎo)風(fēng)向的下方。 4.要充分利用地形，把廠址設(shè)在地形有適當(dāng)坡度的城市下游地區(qū)，以滿足污水處理構(gòu)筑物之間水頭損失的要求，使污水和污泥有自流的可能，以節(jié)約動(dòng)力。 5.廠址如果靠近水體，應(yīng)考慮汛期不受洪水的威脅。 6.廠址應(yīng)設(shè)在地質(zhì)條件較好、地下水位較低的地區(qū)。 7.廠址的選擇要考慮遠(yuǎn)期發(fā)展的可能性，有擴(kuò)建的余地。 第二節(jié) 工藝流程 1.污水處理工藝流程 處理廠的工藝流程是指在到達(dá)所要求的處理程度的前提下，污水處理個(gè)單元的有機(jī)結(jié)合，構(gòu)筑物的選型則是指處理構(gòu)筑物形式的選擇，兩者是互有聯(lián)系，互為影響的。 水體有一定的自凈能力，可根據(jù)水體自凈能力來(lái)確定污水處理程度。設(shè)計(jì)中既要充分利用水體的自凈能力，又要防止水體遭到污染，破壞水體的正常使用價(jià)值，采用何種處理流程還要根據(jù)污水的水質(zhì)和水量，回收其中有用物質(zhì)的可能性和經(jīng)濟(jì)性，排放水 體的具體規(guī)定，并通過(guò)調(diào)查研究和經(jīng)濟(jì)比較后決定，必要時(shí)還應(yīng)當(dāng)進(jìn)行科學(xué)論證。城市生活污水一般以BOD物質(zhì)為其主要去除對(duì)象，因此，處理流程的核心是二級(jí)生物處理法——活性污泥法為主。 生活污水和工業(yè)廢水中的污染物質(zhì)是多種多樣的，不能預(yù)期只用一種方法就能把所有的污染物質(zhì)去除干凈，一種污水往往需要通過(guò)由幾種方法組成的處理系統(tǒng)，才能達(dá)到處理要求的程度。 按處理程度分，污水處理可分為一級(jí)、二級(jí)和三級(jí)。一級(jí)處理的內(nèi)容是去除污水中呈懸浮狀態(tài)的固體污染物質(zhì)，經(jīng)過(guò)一級(jí)處理后，污水中的BOD只去除30 %左右，仍不能排放，還必須進(jìn)行二級(jí)處理。二級(jí)處理的主要任務(wù)是大量去除污水中呈膠體和溶解性的有機(jī)污染物質(zhì)（BOD），去除率可達(dá)97%以上，去除后的BOD含量可降低到20-30 mg/l.一般，經(jīng)過(guò)二級(jí)處理后，污水已具備排放水體的標(biāo)準(zhǔn)了。一級(jí)和二級(jí)處理法是城市污水經(jīng)常采用的，屬于常規(guī)處理方法。當(dāng)對(duì)處理過(guò)的污水有特殊的要求時(shí)，才繼續(xù)進(jìn)行三級(jí)處理。 具體的流程為：污水進(jìn)入水廠，經(jīng)過(guò)格柵至集水間，由水泵提升到平流沉砂池經(jīng)，經(jīng)初沉池沉淀后，大約可去初SS 45%,BOD 25% .污水進(jìn)入曝氣池中曝氣，可從一點(diǎn)進(jìn)水，采用傳統(tǒng)活性污泥法，也可采用多點(diǎn)進(jìn)水的階段曝氣法。在二次沉淀池中，活性污泥沉淀后，回流至污泥泵房。二沉池出水經(jīng)加氯處理后，排入水體。 2.污泥處理工藝流程 污泥是污水處理的副產(chǎn)品，也是必然的產(chǎn)物，如從沉淀池排出的沉淀污泥，從生物處理排出的剩余活性污泥等。這些污泥如果不加以妥善處理，就會(huì)造成二次污染。污泥處理的方法是厭氧消化，在厭氧消化過(guò)程中產(chǎn)生大量的消化氣（即沼氣）是寶貴的能源，消化后的污泥含水率仍然很高，不宜長(zhǎng)途輸送和使用，因此，還需要進(jìn)行脫水和干 化等處理。 具體過(guò)程為：二沉池的剩余污泥由螺旋泵提升至濃縮池，濃縮后的污泥進(jìn)入貯泥池，再由泥控室投泥泵提升入消化池，進(jìn)行中溫二級(jí)消化。一級(jí)消化池的循環(huán)污泥進(jìn)行套管加熱，并用攪拌。二級(jí)消化池不加熱，利用余熱進(jìn)行消化，消化后污泥送至脫水機(jī)房脫水，壓成泥餅，泥餅運(yùn)至廠外，可用做農(nóng)業(yè)肥料。 消化池產(chǎn)生沼氣，一部分用于一級(jí)消化池的沼氣攪拌，一部分用于沼氣發(fā)電。 本設(shè)計(jì)采用的工藝流程如下圖所示。 第二章 處理構(gòu)筑物工藝設(shè)計(jì) 第一節(jié) 設(shè)計(jì)流量的確定 1. 平均日流量 平均日流量為 2. 最大日流量 污水日變化系數(shù)取 ，而 ，則有： 最大日流量 3. 最大日最大時(shí)流量（設(shè)計(jì)最大流量） 時(shí)變化系數(shù)取 ，而，則有： 最大日最大時(shí)流量 第二節(jié) 泵前中格柵設(shè)計(jì)計(jì)算 中格柵用以截留水中的較大懸浮物或漂浮物，以減輕后續(xù)處理構(gòu)筑物的負(fù)荷，用來(lái)去除那些可能堵塞水泵機(jī)組駐管道閥門(mén)的較粗大的懸浮物，并保證后續(xù)處理設(shè)施能正常運(yùn)行的裝置。 1.格柵的設(shè)計(jì)要求 （1）水泵處理系統(tǒng)前格柵柵條間隙，應(yīng)符合下列要求： 1) 人工清除 25～40mm 2) 機(jī)械清除 16～25mm 3) 最大間隙 40mm （2）過(guò)柵流速一般采用0.6～1.0m/s. （3）格柵傾角一般用450～750。機(jī)械格柵傾角一般為600～700. （4）格柵前渠道內(nèi)的水流速度一般采用0.4～0.9m/s. （5）柵渣量與地區(qū)的特點(diǎn)、格柵間隙的大小、污水量以及下水道系統(tǒng)的類型等因素有關(guān)。在無(wú)當(dāng)?shù)剡\(yùn)行資料時(shí)，可采用： 1）格柵間隙16～25mm適用于0.10～0.05m3 柵渣/103m3污水； 2）格柵間隙30～50mm適用于0.03～0.01m3 柵渣/103m3污水. （6）通過(guò)格柵的水頭損失一般采用0.08～0.15m。 2. 格柵尺寸計(jì)算 設(shè)計(jì)參數(shù)確定： 設(shè)計(jì)流量Q1=0.938m3/s（設(shè)計(jì)2組格柵），以最高日最高時(shí)流量計(jì)算； 柵前流速：v1=0.7m/s， 過(guò)柵流速：v2=0.9m/s； 渣條寬度：s=0.01m， 格柵間隙：e=0.02m； 柵前部分長(zhǎng)度：0.5m， 格柵傾角：α=60； 單位柵渣量：w1=0.05m3柵渣/103m3污水。 設(shè)計(jì)中的各參數(shù)均按照規(guī)范規(guī)定的數(shù)值來(lái)取的。 （1）確定格柵前水深，根據(jù)最優(yōu)水力斷面公式計(jì)算得: 柵前槽寬= =1.64m，則柵前水深 （2）柵條間隙數(shù)： (取n=76) （3）柵槽有效寬度：B0=s（n-1）+en=0.01（76-1）+0.0276=2.27m 考慮0.4m隔墻：B=2B0+0.4=4.94m （4）進(jìn)水渠道漸寬部分長(zhǎng)度： 進(jìn)水渠寬： （其中α1為進(jìn)水渠展開(kāi)角，取α1=） （5）柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長(zhǎng)度 （6）過(guò)柵水頭損失（h1） 設(shè)柵條斷面為銳邊矩形截面，取k=3，則通過(guò)格柵的水頭損失： 其中： h0：水頭損失； k：系數(shù)，格柵受污物堵塞后，水頭損失增加倍數(shù)，取k=3； ε：阻力系數(shù)，與柵條斷面形狀有關(guān)，當(dāng)為矩形斷面時(shí)β=2.42。 （7）柵后槽總高度（H） 本設(shè)計(jì)取柵前渠道超高h(yuǎn)2=0.3m，則柵前槽總高度H1=h+h2=0.64+0.3=0.94m H=h+h1+h2=0.64+0.103+0.3=1.04m （8）柵槽總長(zhǎng)度 L=L1+L2+0.5+1.0+（0.64+0.30）/tanα =1.06 +0.53+0.5+1.0+(0.64+0.30)/tan60 =4.7m （9）每日柵渣量 在格柵間隙在20mm的情況下，每日柵渣量為： 所以宜采用機(jī)械清渣。 第三節(jié) 污水提升泵房設(shè)計(jì)計(jì)算 1. 提升泵房設(shè)計(jì)說(shuō)明 本設(shè)計(jì)采用傳統(tǒng)活性污泥法工藝系統(tǒng)，污水處理系統(tǒng)簡(jiǎn)單，只考慮一次提升。污水經(jīng)提升后入平流沉砂池，然后自流通過(guò)初沉池、曝氣池、二沉池及，最后由出水管道排入涪江。 設(shè)計(jì)流量：Q=6750m3/h1875L/s 1）泵房進(jìn)水角度不大于45度。 2）相鄰兩機(jī)組突出部分得間距，以及機(jī)組突出部分與墻壁的間距，應(yīng)保證水泵軸或電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子再檢修時(shí)能夠拆卸，并不得小于0.8。如電動(dòng)機(jī)容量大于55KW時(shí)，則不得小于1.0m，作為主要通道寬度不得小于1.2m。 3）泵站采用矩形平面鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)半地下式，尺寸為15 m12m，高12m，地下埋深7m。 4）水泵為自灌式。 2. 泵房設(shè)計(jì)計(jì)算 各構(gòu)筑物的水面標(biāo)高和池底埋深計(jì)算見(jiàn)第五章的高程計(jì)算。 污水提升前水位43（既泵站吸水池最底水位）,提升后水位53.96m（即細(xì)格柵前水面標(biāo)高）。 所以，提升凈揚(yáng)程Z=53.96-43=10.96m 水泵水頭損失取2m，安全水頭取2 m 從而需水泵揚(yáng)程H=15m 再根據(jù)設(shè)計(jì)流量1.875m3/s，屬于大流量低揚(yáng)程的情形，考慮選用選用5臺(tái)350QW1200-18-90型潛污泵（流量1200m3/h，揚(yáng)程18m，轉(zhuǎn)速990r/min，功率90kw），四用一備，流量： 集水池容積： 考慮不小于一臺(tái)泵5min的流量： 取有效水深h=1.3m，則集水池面積為: 泵房采用圓形平面鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),尺寸為15 m12m,泵房為半地下式 地下埋深7m，水泵為自灌式。 第四節(jié) 泵后細(xì)格柵設(shè)計(jì)計(jì)算 1.細(xì)格柵設(shè)計(jì)說(shuō)明 污水由進(jìn)水泵房提升至細(xì)格柵沉砂池，細(xì)格柵用于進(jìn)一步去除污水中較小的顆粒懸浮、漂浮物。細(xì)格柵的設(shè)計(jì)和中格柵相似。 2.設(shè)計(jì)參數(shù)確定： 已知參數(shù)：Q’=125000m3/d，Kp=1.3，Qmax=6750m3/h=1.875 m3/s。柵條凈間隙為3-10mm，取e=10mm，格柵安裝傾角600 過(guò)柵流速一般為0.6-1.0m/s ,取V=0.9m/s,柵條斷面為矩形，選用平面A型格柵,柵條寬度S=0.01m，其漸寬部分展開(kāi)角度為200 設(shè)計(jì)流量Q=1.875m3/s=1875L/s 柵前流速v1=0.7m/s， 過(guò)柵流速v2=0.9m/s； 柵條寬度s=0.01m， 格柵間隙e=10mm； 柵前部分長(zhǎng)度0.5m， 格柵傾角α=60； 單位柵渣量ω1=0.10m3柵渣/103m3污水。 計(jì)算草圖如圖2 3. 設(shè)計(jì)計(jì)算 污水由兩根污水總管引入廠區(qū)，故細(xì)格柵設(shè)計(jì)兩組，每組的設(shè)計(jì)流量為：Q=937.5 L/s=0.938m3/s。 （1） 確定格柵前水深，根據(jù)最優(yōu)水力斷面公式計(jì)算得柵前槽寬，則柵前水深 （2）柵條間隙數(shù)151.5(取n=152） （3）柵槽有效寬度B=s（n-1）+en=0.01（152-1）+0.01152=3.03m （4）進(jìn)水渠道漸寬部分長(zhǎng)度 （其中α1為進(jìn)水渠展開(kāi)角，取α1=） （5）柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長(zhǎng)度 （6）過(guò)柵水頭損失（h1） 因柵條邊為矩形截面，取k=3，則 其中： h0：計(jì)算水頭損失 k：系數(shù)，格柵受污物堵塞后，水頭損失增加倍數(shù)，取k=3 ε：阻力系數(shù)，與柵條斷面形狀有關(guān)，當(dāng)為矩形斷面時(shí)β=2.42 （7）柵后槽總高度（H） 取柵前渠道超高h(yuǎn)2=0.3m，則柵前槽總高度H1=h+h2=0.64+0.3=0.94m 柵后槽總高度H=h+h1+h2=0.64+0.26+0.3=1.20m （8）格柵總長(zhǎng)度 L=L1+L2+0.5+1.0+ H1/tanα =1.91+0.95+0.5+1.0+（0.64+0.30）/tan60 =4.9m （9）每日柵渣量 m3/d>0.2m3/d 所以宜采用機(jī)械格柵清渣。 第五節(jié) 沉砂池設(shè)計(jì)計(jì)算 1. 沉砂池的選型： 沉砂池主要用于去除污水中粒徑大于0.2mm，密度2.65t/m3的砂粒，以保護(hù)管道、閥門(mén)等設(shè)施免受磨損和阻塞。沉砂池有平流式、豎流式、曝氣式和旋流式四種形式。由于旋流式沉砂池有占地小，能耗低，土建費(fèi)用低的優(yōu)點(diǎn)；豎流式沉砂池污水由中心管進(jìn)入池后自下而上流動(dòng)，無(wú)機(jī)物顆粒借重力沉于池底，處理效果一般較差；區(qū)旗沉砂池則是在池的一側(cè)通入空氣，使污水沿池旋轉(zhuǎn)前進(jìn)，從而產(chǎn)生與主流方向垂直的橫向恒速環(huán)流。砂粒之間產(chǎn)生摩擦作用，可使沙粒上懸浮性有機(jī)物得以有效分離，且不使細(xì)小懸浮物沉淀，便于沉砂和有機(jī)物的分別處理和處置。平流式沉砂池具有構(gòu)造簡(jiǎn)單、處理效果 好的優(yōu)點(diǎn)。本設(shè)計(jì)采用平流式沉砂池。 2 設(shè)計(jì)資料 1）沉砂池表面負(fù)荷200m3/(m2h),水力停留時(shí)間40s； 2）進(jìn)水渠道直段長(zhǎng)度為渠道寬度的7倍，并不小于4.5 米，以創(chuàng)造平穩(wěn)的進(jìn)水條件； 3）進(jìn)水渠道流速，在最大流量的40%-80%的情況下為0.6-0.9m/s，在最小流量時(shí)大于0.15m/s；但最大流量時(shí)不大于1.2m/s； 4）出水渠道與進(jìn)水渠道的夾角大于270 度，以最大限度的延長(zhǎng)水流在沉砂池中的停留時(shí)間，達(dá)到有效除砂的目的。兩種渠道均設(shè)在沉砂池的上部 以防止擾動(dòng)砂子。 5）出水渠道寬度為進(jìn)水渠道的兩倍。出水渠道的直線段要相當(dāng)于出水渠道的寬度。 6）沉砂池前應(yīng)設(shè)格柵。沉砂池下游設(shè)堰板，以便保持沉砂池內(nèi)需要的水位。 計(jì)算草圖如下頁(yè)圖4所示： 2.1 設(shè)計(jì)參數(shù)確定 設(shè)計(jì)流量：=1875L/s（設(shè)計(jì)2組池子，每組分為2格，每組設(shè)計(jì)流 量為Q=936L/s=0.936m3/L） 設(shè)計(jì)流速：v=0.25m/s 水力停留時(shí)間：t=40s 2.2 池體設(shè)計(jì)計(jì)算 （1）沉砂池長(zhǎng)度：L=vt=0.2540=10m （2）水流斷面面積： （3）沉砂池總寬度： 設(shè)計(jì)n=4格，每格寬取b=2m>0.6m，每組池總寬B=2b=4.0m （4）有效水深： h2=A/B=3.13/4=0.39m （介于0.25～1m之間） （5）貯泥區(qū)所需容積：設(shè)計(jì)T=2d，即考慮排泥間隔天數(shù)為2天，則每個(gè)沉砂斗容積 （每格沉砂池設(shè)兩個(gè)沉砂斗，四格共有八個(gè)沉砂斗） 其中城市污水沉砂量：X=3m3/105m3. （6）沉砂斗各部分尺寸及容積： 設(shè)計(jì)斗底寬a1=0.50m，斗壁與水平面的傾角為60，斗高h(yuǎn)d=1.0m，則沉砂斗上口寬： 沉砂斗容積： = 1.27m3 （大于V1=0.56m3，符合要求） （7）沉砂池高度： 采用重力排砂，設(shè)計(jì)池底坡度為0.06，坡向沉砂斗長(zhǎng)度： 則沉泥區(qū)高度為 h3=hd+0.06L2 =1.0+0.063.35=1.20m 池總高度H ：設(shè)超高h(yuǎn)1=0.3m， H=h1+h2+h3=0.3+0.63+1.20=2.13m （8）進(jìn)水漸寬部分長(zhǎng)度: （9）出水漸窄部分長(zhǎng)度: L3=L1=2.38m （10）校核最小流量時(shí)的流速： 最小流量一般采用即為0.75Qa，則 ，符合要求. (11) 進(jìn)水渠道 格柵的出水通過(guò)DN1200mm的管道送入沉砂池的進(jìn)水渠道，然后向兩 側(cè)配水進(jìn)入進(jìn)水渠道,污水在渠道內(nèi)的流速為: 式中： B1——進(jìn)水渠道寬度（m），本設(shè)計(jì)取1.5m； H1——進(jìn)水渠道水深（m），本設(shè)計(jì)取0.5m。 (12) 出水管道 出水采用薄壁出水堰跌落出水，出水堰可保證沉砂池內(nèi)水位標(biāo)高恒定，堰上水頭為： 式中： m——流量系數(shù)，一般采用0.4-0.5；本設(shè)計(jì)取0.4； （13） 排砂管道 本設(shè)計(jì)采用沉砂池底部管道排砂，排砂管道管徑DN=200mm。 第六節(jié) 輻流式初沉池設(shè)計(jì)計(jì)算 輻流式初沉池?cái)M采用中心進(jìn)水，沿中心管四周花墻出水，污水由池中心向池四周輻射流動(dòng)，流速由大變小，水中懸浮物流動(dòng)中在重力作用下沉降至沉淀池底部，然后用刮泥機(jī)將污泥推至污泥斗排走，澄清水從池周溢流入出水渠。輻流沉淀池由進(jìn)水裝置、中心管、穿孔花墻、沉淀區(qū)、出水裝置、污泥斗及排泥裝置組成。 本設(shè)計(jì)選擇四組輻流式沉淀池，每組設(shè)計(jì)流量為0.28m3/s，從沉砂池流出來(lái)的污水進(jìn)入集配水井，經(jīng)過(guò)集配水井分配流量后流入輻流沉淀池。 計(jì)算草圖如圖5： 1. 沉淀部分水面面積 表面負(fù)荷一般采用1.5-3.0，本設(shè)計(jì)取=2.0，沉淀池座數(shù)n=4。 2. 池子直徑 D = = （D取33m） 3. 沉淀部分有效水深 設(shè)沉淀時(shí)間t = 2h ,有效水深： h2 =qt =22=4m 4. 沉淀部分有效容積 Q = t = 5. 污泥部分所需的容積 設(shè)進(jìn)水懸浮物濃度C0為0.24kg/m3，出水懸浮物濃度C1以進(jìn)水的50%計(jì)，初沉池污泥含水率p0=97%，污泥容重取r=1000kg/m3，取貯泥時(shí)間T=4h，污泥部分所需的容積： V= = 則每個(gè)沉淀池污泥所需的容積為27m3 6. 污泥斗容積 設(shè)污泥斗上部半徑r1＝2m，污泥斗下部半徑r2=1m，傾角取α=60，則 污泥斗高度： h5 = （r2- r1）tgα=（2-1）tg60=1.73m 污泥斗容積： V1 = （r12+r2r1+r22）= （22+21 +12）=12.68m3 7. 污泥斗以上圓錐體部分污泥容積 池底坡度采用0.05-0.10，本設(shè)計(jì)徑向坡度i=0.05，則圓錐體的高度為： h4 = （R- r1）i=（13-2）0.05 = 0.55m 圓錐體部分污泥容積： V2 = （R2+Rr1+r12）= 污泥總體積： V= V1+ V2 =12.68+114.56 =127.24 m3＞16.2m3 ，滿足要求。 8. 沉淀池總高度 設(shè)沉淀池超高h(yuǎn)1=0.3m，緩沖層高h(yuǎn)3 =0.5m，沉淀池總高度： H = h1+h2 +h3+h4 +h5＝0.3+4+0.5+0.55+1.73＝7.08 m 9. 沉淀池池邊高度 H‘= h1+h2 + h3 = 0.3+4+0.5 = 4.8 m 10. 徑深比 D/ h2 = 26/4 = 6.5 (符合要求) 11. 進(jìn)水集配水井 輻流沉淀池分為二組，在沉淀池進(jìn)水端設(shè)集配水井，污水在集配水井中部的配水井平均分配，然后流進(jìn)每組沉淀池。 配水井中心管徑： 式中： v2— 配水井內(nèi)中心管上升流速（m/s），一般采用v20.6m/s；取0.7m/s 配水井直徑： 式中：v3— 配水井內(nèi)污水流速（m/s）,一般采用v3=0.2-0.4m/s；取0.3m/s. 12. 進(jìn)水管及配水花墻 沉淀池分為四組，每組沉淀池采用池中心進(jìn)水，通過(guò)配水花墻和穩(wěn)流罩向池四周流動(dòng)。進(jìn)水管道采用鋼管，管徑DN=600mm，進(jìn)水管道頂部設(shè)穿孔花墻處的管徑為800mm。 沉淀池中心管配水采用穿孔花墻配水，穿孔花墻位于沉淀池中心管上部，布置6個(gè)穿孔花墻，過(guò)孔流速： 式中： — 孔洞的寬度（m）； — 孔洞的高度（m）； —孔洞個(gè)數(shù)(個(gè))。 v4— 穿孔花墻過(guò)孔流速（m/s），一般采用0.2-0.4m/s； 13. 集水槽堰負(fù)荷校核 設(shè)集水槽雙面出水，則集水槽出水堰的堰負(fù)荷為： q0 = = [m3/(ms)] = 2.8[L/(mS)]< 2.9 [L/(mS)] 符合要求 14．出水渠道 出水槽設(shè)在沉淀池四周，雙側(cè)收集三角堰出水，距離沉淀池內(nèi)壁0.4m，出水槽寬0.5m，深0.6m，有效水深0.5m，水平速度0.8m/s，出水槽將三角堰出水匯集送入出水管道，出水管道采用鋼管，管徑DN600mm 14. 排泥管 沉淀池采用重力排泥，排泥管管徑DN200，排泥管伸入污泥斗底部，排泥靜壓頭采用1.0m，連續(xù)將污泥排出池外貯泥池內(nèi)。 第七節(jié) 傳統(tǒng)活性污泥法鼓風(fēng)曝氣池設(shè)計(jì)計(jì)算 1. 處理工藝說(shuō)明 傳統(tǒng)活性污泥法，又稱普通活性污泥法，污水從池子首段進(jìn)入池內(nèi)，二沉池回流的污泥也同步進(jìn)入，廢水在池內(nèi)呈推流形式流至池子末端，流出池外進(jìn)入二次沉淀池，進(jìn)行泥水分離。污水在推流過(guò)程中，有機(jī)物在微生物的作用下得到降解，濃度逐漸降低。傳統(tǒng)活性污泥法對(duì)污水處理效率高，BOD去除率可待90%u以上，是較早開(kāi)始使用并沿用至今的一種運(yùn)行方式。 本工藝設(shè)計(jì)曝氣池采用廊道式，二沉池為輻流式，采用螺旋泵回流污泥。 2. 處理程度計(jì)算 初沉池對(duì)BOD5的去除率按25%計(jì)算，進(jìn)入曝氣池的BOD5濃度（S0）為： S0 = 220 （1-25%）= 165（mg/L） 處理水中非溶解性BOD5 濃度： BOD5 = 7.1Kd Xe Ce = 7.10.080.420 = 4.54 mg/L 式中： Kd —— 微生物自身氧化率，一般在0.05-0.1之間，取0.08； Xe —— 活性微生物在處理水懸浮物中所占比例，取0.4； Ce —— 處理水中懸浮物固體濃度，取20mg/L。 處理水中溶解性BOD5 濃度： BOD5 = 20-4.54 = 15.46mg/L 去除率： 0.906=90.6% 3. 設(shè)計(jì)參數(shù) （1）BOD5污泥負(fù)荷率 式中 ——有機(jī)物最大比降解速度與飽和常數(shù)的比值，一般采用0.0168— 0.0281之間；本設(shè)計(jì)取0.02; ——MLVSS/MLSS值，一般采用0.7-0.8，本設(shè)計(jì)取0.77； ——處理后出水中BOD5濃度（mg/L），本設(shè)計(jì)應(yīng)為15.46mg/L (2) 曝氣池內(nèi)混合液污泥濃度 根據(jù)NS值，查排水工程下冊(cè)圖4-7得：SVI=120，取R＝50%，r＝1.2。 4.平面尺寸計(jì)算 (1) 曝氣池容積的確定 按規(guī)定，曝氣池個(gè)數(shù)N不少于2個(gè)，本設(shè)計(jì)中取N=4,則每組曝氣池有效容積為 (2) 曝氣池尺寸的確定 本設(shè)計(jì)曝氣池深取4.2米，每組曝氣池的面積為： 本設(shè)計(jì)池寬取B=8米，B/H=8/4.2＝1.9，介于1～2之間，符合要求。 池長(zhǎng): L/B =177.1/8＝22.14 >10 （符合設(shè)計(jì)要求） 本設(shè)計(jì)設(shè)五廊道式曝氣池，廊道長(zhǎng)度為： L1 = L/5=177.1/5 = 35.42m 本設(shè)計(jì)取超高為0.5 m，則曝氣池總高為： H = 4.2＋0.5 = 4.7m （3） 確定曝氣池構(gòu)造形式 本設(shè)計(jì)設(shè)四組5廊道曝氣池，在曝氣池進(jìn)水端和出水端設(shè)橫向配水渠道，在兩池中間設(shè)配水渠道與橫向配水渠相連，污水與二沉池回流污泥從第一廊道進(jìn)入曝氣池。曝氣池平面圖如圖6所示： 5. 需氧量計(jì)算 本工程設(shè)計(jì)中采用鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)。 （1）平均時(shí)需氧量計(jì)算 =20842.66（kg/d）=868.44（kg/h） 式中：——每代謝1kgBOD所需氧量（kg），本設(shè)計(jì)取0.5； ——1kg活性污泥(MLVSS)每天自身氧化所需氧量（kg），取0.15. (2) 最大時(shí)需氧量： =22829.16（kg/d）=951.22（kg/h） 最大時(shí)需氧量與平均時(shí)需氧量的比值為： (3) 每日去除的BOD5 值 =755.21 (kg/h) （4）去除1 kg BOD5 需養(yǎng)量 6. 供氣量計(jì)算 本設(shè)計(jì)中采用YHW-Ⅱ型微孔曝氣器，氧轉(zhuǎn)移效率（EA）為20%。敷設(shè)在距池底0.20m處，淹沒(méi)水深為4m，計(jì)算溫度定為30℃。 相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)的選用： 溫度為20℃時(shí)，α=0.82，β=0.95，ρ=1.0，CL=2.0mg/L，CS（20）=9.17 mg/L。溫度為30℃時(shí)，CS（30） =7.63 mg/L。 （1）空氣擴(kuò)散器出口處絕對(duì)壓力： Pb =1.013105＋9.8103H=1.013105＋9.81034= 1.405105 （ Pa）（2）空氣離開(kāi)曝氣池水面時(shí)氧的百分比： Qt = 100% = 100% = 17.54% （3） 氣池混合液平均氧飽和度： CSb = CS(＋)= 7.63(＋)= 8.48 mg/L 換算成20℃條件下脫氧清水的充氧量： （R 為平均時(shí)需氧量） （4） 相應(yīng)的最大時(shí)需氧量： （5） 曝氣池平均時(shí)供氣量： （6） 曝氣池最大時(shí)供氣量： （7）去除1kg BOD5 的供氣量： （8）1m3污水的供氣量： 第八節(jié) 向心輻流式二沉池設(shè)計(jì)計(jì)算 為了使沉淀池內(nèi)水流更穩(wěn)、進(jìn)出水配水更均勻、存排泥更方便，常采用圓形輻流式二沉池。該沉淀池采用周邊進(jìn)水，中心出水的幅流式沉淀池，采用吸泥機(jī)排泥。計(jì)算草圖如圖8 1.設(shè)計(jì)參數(shù)的選取 表面負(fù)荷：qb范圍為1.0—1.5 m3/ m2.h ，取q=1.5 m3/ m2.h，出水堰負(fù)荷設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定取值范圍為1.5—2.9L/s.m，取2.0 L/(s.m)；沉淀池個(gè)數(shù)n=4；沉淀時(shí)間T=2h 2.沉淀池尺寸設(shè)計(jì) （1）每組池子表面積為： （2）池子直徑 （取40 m） （3） 池子實(shí)際表面積 實(shí)際的表面負(fù)荷 (4) 單池設(shè)計(jì)流量 （5） 校核堰口負(fù)荷 <2.0L/(s.m) 校核固體負(fù)荷 小于150 kg/( m2.d) ，符合要求 （6）沉淀部分有效水深 混合液在分離區(qū)泥水分離，該區(qū)存在絮凝和沉淀兩個(gè)過(guò)程，分離區(qū)的沉淀過(guò)程會(huì)受進(jìn)水的紊流影響，沉淀時(shí)間采用1.5-3.0h，本設(shè)計(jì)取t=2.5h。 （7） 流入槽： Q = 1587.5+ 0.51587.5=2381.25m3/ h。本設(shè)計(jì)設(shè)流入槽寬0.8 m，水深0.6m，流入槽流速 取導(dǎo)流絮凝區(qū)停留時(shí)間為600s，Gm = 20S-1,水溫以20℃計(jì)，υ=1.0610-6 m3/ s, 0.71m/s 孔徑用50mm,每座池流入槽內(nèi)的孔數(shù)： 個(gè) （取475個(gè)） 孔距 導(dǎo)流絮凝區(qū)：導(dǎo)流絮凝區(qū)的平均速度 核算Gm值： Gm 在10～30之間，設(shè)計(jì)符合要求。 （8）澄清區(qū)高度 本設(shè)計(jì)設(shè)t=1.5h，則 （9）污泥區(qū)高度 本設(shè)計(jì)設(shè)=1.5h，則 m (10) 沉淀池周邊（有效）水深： h2 = h2’＋h2“＋0.3 = 1.89＋1.61＋0.3 = 3.8m （11） 沉淀池高度: 本設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)池底坡度為0.05,污泥斗直徑取2m,則池中心與池邊落差h3為 超高h(yuǎn)1取0.5 m，污泥斗高度h4為1.0m，則有： （12） 集配水井設(shè)計(jì)計(jì)算 1） 配水井中心管直徑 ，本設(shè)計(jì)取1.8m。 式中 v——中心管內(nèi)污水流速（m/s），本設(shè)計(jì)取0.7m/s。 2）配水井直徑 ，本設(shè)計(jì)取3.4m。 式中 v3——配水井內(nèi)污水流速（m/s），本設(shè)計(jì)取0.3m/s。 3）集水井直徑 ，本設(shè)計(jì)取4.6m。 式中 v1——配水井內(nèi)污水流速（m/s），本設(shè)計(jì)取0.25m/s。 4）進(jìn)水管管徑 取進(jìn)入二沉池的管徑DN400mm。 校核流速： ，符合要求。 5）出水管管徑 由前面可知，DN=1000m，v=0.75m/s. (13)排泥裝置 沉淀池采用周邊傳動(dòng)刮吸泥機(jī)，周邊傳動(dòng)刮吸泥機(jī)的線速度為2-3m/min，刮吸泥機(jī)底部設(shè)有刮泥板和吸泥管，利用靜水壓力將污泥吸入污泥槽，沿進(jìn)水豎井中的排泥管將污泥排至分配井中。排泥管采用DN200mm. 第九節(jié) 計(jì)量槽設(shè)計(jì)計(jì)算 污水測(cè)量裝置的選擇原則是精密度高、操作簡(jiǎn)單，水頭損失小，不宜沉積雜物，污水廠常用的計(jì)量設(shè)備有巴氏計(jì)量槽、薄壁堰、電磁流量計(jì)、超聲波流量計(jì)、渦流流量計(jì)。其中巴氏計(jì)量槽應(yīng)用最為廣泛且具備以上特點(diǎn)。 本設(shè)計(jì)的計(jì)量設(shè)備選用巴氏計(jì)量槽，選用的測(cè)量范圍為：0.2-1.5m3/s 計(jì)算草圖如圖9所示 出水排放渠的設(shè)計(jì)考慮最佳水利斷面： ==1.9m ，H1 = = 0.95 m，因此計(jì)量槽上游水深為0.95m。流量取125000 m3/ d =1.45 m3/ s 。在自由流條件下，根據(jù)公式試算選取喉寬b = 0.90 m的巴氏槽。 1.主要部分尺寸設(shè)計(jì)為： 漸縮部分長(zhǎng)度：A1 = 0.5b+1.2 =0.50.9＋1.2= 1.65m 喉部寬度： A2 = 0.6m 漸擴(kuò)部分長(zhǎng)度：A3 = 0.9m 上游渠道寬度： B1 = 1.2b+0.48= 1.20.9＋0.48 = 1.56m 下游渠道寬度： B2 = b+0.3= 0.9＋0.30 = 1.20m 2.計(jì)量槽總長(zhǎng)度 計(jì)量槽應(yīng)設(shè)在渠道的直線段上，直線段的長(zhǎng)度不應(yīng)小于渠道寬度的8-10倍，在計(jì)量槽上游，直線段不小于渠寬的2-3倍，本設(shè)計(jì)取3；下游不小于4-5倍，本設(shè)計(jì)取5； 計(jì)量槽上游直線段長(zhǎng)為： 計(jì)量槽下游直線段長(zhǎng)為： 計(jì)量槽總長(zhǎng)： 第三章 泥處理構(gòu)筑物設(shè)計(jì)與計(jì)算 第一節(jié) 污泥量計(jì)算 1.曝氣池內(nèi)每日增加的活性污泥量： =7246.71kg/d 2.曝氣池每日排出的剩余污泥量為 第二節(jié) 污泥泵房設(shè)計(jì)計(jì)算 1. 污泥泵房設(shè)計(jì)說(shuō)明 二沉池活性污泥由吸泥管吸入，由池中心落泥管及排泥管排入池外套筒閥井中，然后由管道輸送至回污泥泵房。 1.2.回流污泥泵設(shè)計(jì)選型 （1）揚(yáng)程： 二沉池水面相對(duì)地面標(biāo)高為0.7m,套筒閥井泥面相對(duì)標(biāo)高為0.2m，回流污泥泵房泥面相對(duì)標(biāo)高為－0.2-0.2＝-0.4m，曝氣池水面相對(duì)標(biāo)高為1.8m，則污泥回流泵所需提升高度為：1.8-（-0.4）＝2.2m （2）流量： 設(shè)計(jì)回流污泥量為QR=RQ,污泥回流比R=50％，即QR=50%Q=905.8m3/d= 10．48L/s本設(shè)計(jì)四座曝氣池設(shè)2臺(tái)回流污泥泵。 （3）選泵： 選用LXB-700螺旋泵3臺(tái)（2用1備），單臺(tái)提升能力為300m3/h，提升高度為2.0m－3.0m,電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n=63r/min,功率N=30kW 1.3.剩余污泥泵設(shè)計(jì)選型 選用LXB-700螺旋泵3臺(tái)（2用1備），單臺(tái)提升能力為300m3/h，提升高度為2.0m－3.0m,電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n=63r/min,功率N=30kW 側(cè)污泥泵房占地面積設(shè)計(jì)為10m8m 第三節(jié) 污泥重力濃縮池設(shè)計(jì)計(jì)算 采用帶有豎向柵條污泥濃縮機(jī)的輻流式重力濃縮池，用帶有柵條的刮泥機(jī)刮泥，采用靜壓排泥。計(jì)算草圖如圖10所示： 1. 設(shè)計(jì)參數(shù) 污泥總量計(jì)算及污泥濃度計(jì)算 二沉池排放的剩余污泥量： =905.8m3 /d ，本設(shè)計(jì)含水P率取為99.2%，濃縮后污泥含水率97% ，污泥濃度C為8g/L，二沉池污泥固體通量M采用30kg/(m2d)。 采用中溫二級(jí)消化處理，消化池停留天數(shù)為30，其中一級(jí)消化20，二級(jí)消化10。消化池控制溫度為，計(jì)算溫度為。 2. 濃縮池面積 式中： C——流入濃縮池的剩余污泥濃度（kg/s），本設(shè)計(jì)取10kg/m3 Q——二沉池流入剩余污泥流量（m3/h）， G——固體通量，一般采用0.8-1.2；取1.0. 本設(shè)計(jì)采用兩個(gè)污泥濃縮池，單個(gè)池面積為 97.67m2 3. 濃縮池的直徑 ，本設(shè)計(jì)取22.0m 4. 濃縮池的容積 式中：T——濃縮池濃縮時(shí)間（h），一般采用10-16h，本設(shè)計(jì)取16h。 5. 沉淀池有效水深 6.濃縮后剩余污泥量 7. 池底高度 輻流沉淀池采用中心驅(qū)動(dòng)刮泥機(jī)，池底需做成1%的坡度，刮泥機(jī)連續(xù)轉(zhuǎn) 動(dòng)將污泥推入泥斗。池底高度： 8. 污泥斗容積 式中： — 泥斗傾角，為保證排泥順暢，圓形污泥斗傾角本設(shè)計(jì)取550 a — 污泥斗上口半徑（m）；本設(shè)計(jì)取1.25m； b — 污泥斗底部半徑(m)，本設(shè)計(jì)取0.25m。 污泥斗的容積： 9. 濃縮池總高度 本設(shè)計(jì)取濃縮池超高h(yuǎn)1 = 0.30 m，緩沖層高度h3 = 0.30 m， 10. 濃縮后的污泥體積 剩余含水率P1為99.2%，濃縮后的污泥含水率P2為96%，濃縮后的污泥體積為： 11.排泥管 采用污泥管道最小管徑DN150mm，間歇將污泥排出貯泥池。 第四節(jié) 貯泥池設(shè)計(jì)計(jì)算 濃縮后的剩余污泥和初沉池污泥進(jìn)入貯泥池，然后經(jīng)投污泥泵進(jìn)入消化池處理系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)采用1座貯泥池，貯泥池采用豎流沉淀池構(gòu)造。 1. 污泥量的計(jì)算 初沉池污泥量為1086 = 648 m3 /d，濃縮后的二沉池污泥為 181．16m3 /d。貯泥時(shí)間為12h,即0.5d。 每日產(chǎn)生污泥量： 2. 貯泥池容 貯泥池容積： 貯泥池設(shè)計(jì)容積： 符合設(shè)計(jì)要求。 式中： h2 — 貯泥池有效深度，本設(shè)計(jì)取3.0m； h3 — 污泥斗高度（m）； a — 污泥貯池邊長(zhǎng)，本設(shè)計(jì)取8.0m； b — 污泥斗底邊長(zhǎng)，1.0m； n — 污泥貯泥池個(gè)數(shù)，本設(shè)計(jì)采用1個(gè)； — 污泥斗傾角，本設(shè)計(jì)取600. 3. 貯泥池的高度： （本設(shè)計(jì)取9.5m） 式中： h1 — 貯泥池超高（m），本設(shè)計(jì)取0.3m； 4. 管道部分 貯泥池中設(shè)DN=200mm的吸泥管一根，共設(shè)有2根進(jìn)泥管，1根來(lái)自初沉池，管徑DN200,另1根來(lái)自污泥濃縮池，管徑為DN200mm。 第五節(jié) 污泥厭氧消化池設(shè)計(jì)計(jì)算 1.一級(jí)消化池設(shè)計(jì)計(jì)算 (1）. 一級(jí)消化池計(jì)算草圖如下頁(yè)圖11 （2）消化池容積 式中： Q——污泥量（m3/d） P——投配率（%），中溫消化時(shí)一級(jí)消化池采用5%-8%,本設(shè)計(jì)取8%。 n——消化池個(gè)數(shù)，本設(shè)計(jì)設(shè)置2座。 (3).各部分尺寸確定： 消化池直徑D采用19m，集氣罩直徑d1=2m,高h(yuǎn)1=2m，池底錐底直徑d2=2m,上錐體傾角=200， 上錐體高，本設(shè)計(jì)取3.0m， 消化池柱體高度h3應(yīng)大D/2=9.5m，本設(shè)計(jì)采用10m。 下錐體高（本設(shè)計(jì)取1.5m） 消化池總高度為： H= h1+ h2+ h3+ h4=2+3+10+1.5=16.5m 柱體容積 下錐體容積 上蓋容積： 消化池有效容積 >3211.25m3 符合設(shè)計(jì)要求. 2. 二級(jí)消化池設(shè)計(jì)計(jì)算 (1) 二級(jí)消化池容積 式中： Q——污泥量（m3/d）； P——投配率（%），本設(shè)計(jì)取16%； n——消化池個(gè)數(shù)，本設(shè)計(jì)設(shè)置1座。 由于二級(jí)消化池單池容積與一級(jí)消化池相同，因此二級(jí)消化池各部份尺寸同一級(jí)消化池。 第六節(jié) 機(jī)械脫水間設(shè)計(jì)計(jì)算 1. 污泥機(jī)械脫水設(shè)計(jì)說(shuō)明： 污水處理廠污泥二級(jí)消化后從二級(jí)消化池排出污泥的含水率約95%左右，體積很大。因此為了便于綜合利用和最終處置，需對(duì)污泥做脫水處理，使其含水率降至60%-80%，從而大大縮小污泥的體積。 （1） 污泥脫水機(jī)械的類型，應(yīng)按污泥的脫水性質(zhì)和脫水要求，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后選用。 （2） 污泥進(jìn)入脫水機(jī)前的含水率一般不應(yīng)大于98％。 （3） 經(jīng)消化后的污泥，可根據(jù)污水性質(zhì)和經(jīng)濟(jì)效益，考慮在脫水前淘洗。 （4） 機(jī)械脫水間的布置，應(yīng)按規(guī)范有關(guān)規(guī)定執(zhí)行，并應(yīng)考慮泥餅運(yùn)輸設(shè)施和通道。 （5 ）脫水后的污泥應(yīng)設(shè)置污泥堆場(chǎng)或污泥料倉(cāng)貯存，污泥堆場(chǎng)或污泥料 倉(cāng)的容量應(yīng)根據(jù)污泥出路和運(yùn)輸條件等確定。 (6) 污泥機(jī)械脫水間應(yīng)設(shè)置通風(fēng)設(shè)施。每小時(shí)換氣次數(shù)不應(yīng)小于6次。 2.脫水機(jī)選擇 本設(shè)計(jì)采用滾壓脫水方式使污泥脫水 ，脫水設(shè)備選用我國(guó)研制的 DY-3000型帶式壓濾機(jī)，其主要技術(shù)指標(biāo)為：干污泥產(chǎn)量600kg/L，泥餅含水率可以達(dá)到75%～78%，單臺(tái)過(guò)濾機(jī)的產(chǎn)率為24.6～29.4kg / ( m2 h),選用3臺(tái)，2用1備。工作周期定為12小時(shí)。機(jī)械脫水間平面尺寸設(shè)計(jì)為 LB= 40m12m . 第四章 污水處理廠的平面布置 1. 總平面布置原則 該污水處理廠為四川綿陽(yáng)市污水處理廠新建工程，主要處理構(gòu)筑物有：機(jī)械除渣格柵井、污水提升泵房、平流沉砂池、輻流初次沉淀池、鼓風(fēng)曝氣池與二次沉淀池、污泥回流泵房、濃縮池、消化池、計(jì)量設(shè)施等及若干輔助建筑物。 總圖平面布置時(shí)應(yīng)遵從以下幾條原則。 ① 處理構(gòu)筑物與設(shè)施的布置應(yīng)順應(yīng)流程、集中緊湊，以便于節(jié)約用地和運(yùn)行管理。 ② 工藝構(gòu)筑物（或設(shè)施）與不同功能的輔助建筑物應(yīng)按功能的差異，分別相對(duì)獨(dú)立布置，并協(xié)調(diào)好與環(huán)境條件的關(guān)系（如地形走勢(shì)、污水出口方向、風(fēng)向、周圍的重要或敏感建筑物等）。 ③ 構(gòu)（建）之間的間距應(yīng)滿足交通、管道（渠）敷設(shè)、施工和運(yùn)行管理等方面的要求。 ④ 管道（線）與渠道的平面布置，應(yīng)與其高程布置相協(xié)調(diào)，應(yīng)順應(yīng)污水 處理廠各種介質(zhì)輸送的要求，盡量避免多次提升和迂回曲折，便于節(jié)能降耗和運(yùn)行維護(hù)。 ⑤ 協(xié)調(diào)好輔建筑物，道路，綠化與處理構(gòu)（建）筑物的關(guān)系，做到方便生產(chǎn)運(yùn)行，保證安全暢道，美化廠區(qū)環(huán)境。 （2）總平面布置結(jié)果 污水由南邊排水總干管截流進(jìn)入，經(jīng)處理后由該排水總干管排入河流。 污水處理廠呈長(zhǎng)方形。綜合樓、職工宿舍及其他主要輔助建筑位于廠區(qū)東北部，占地較大的污水處理構(gòu)筑物在廠區(qū)西部，沿流程自南向北排開(kāi)，污泥處理系統(tǒng)在污水處理構(gòu)筑物的西部。廠區(qū)主干道寬7米，兩側(cè)構(gòu)（建）筑物間距不小于15米，次干道寬4米，兩側(cè)構(gòu)（建）筑物間距不小于10米 該廠平面布置特點(diǎn)為：流線清楚，布置緊湊。鼓風(fēng)機(jī)房和回流污泥泵房位于曝氣池和二次沉淀池一側(cè)，節(jié)約了管道與動(dòng)力費(fèi)用，便于操作管理。污泥消化系統(tǒng)構(gòu)筑物靠近四氯化碳制造廠（即在處理廠西側(cè)），使消化氣、蒸氣 輸送管較短。節(jié)約了基建投資。辦公室。生活住房與處理構(gòu)筑物、鼓風(fēng)機(jī)房、泵房、消化池等保持一定距離，位于常年主風(fēng)向的上風(fēng)向，衛(wèi)生條件與工作條件均較好。在管線布置上，盡量一管多用，如超越管、處理水出廠管都借道雨水管泄入附近水體，而剩余污泥、污泥水、各構(gòu)筑物放空管等，又都與廠內(nèi)污水管合并流人泵房集水井。第二期工程預(yù)留地設(shè)在一期工程右側(cè)。 具體布置見(jiàn)附圖1 第五節(jié) 污水廠的高程布置 污水處理廠高程布置的任務(wù)是：確定各處理構(gòu)筑物和泵房等的標(biāo)高，選定各連接管渠的尺寸并決定其標(biāo)高。計(jì)算決定各部分的水面標(biāo)高，以使污水能按處理流程在處理構(gòu)筑物之間通暢地流動(dòng)，保證污水處理廠的正常運(yùn)行。 第一節(jié) 控制點(diǎn)高程的確定 1.進(jìn)廠管有兩根，每根流量為0.565m3/S，選用800mm的鋼筋混凝土圓管，進(jìn)廠端設(shè)計(jì)管內(nèi)底標(biāo)高為61.2m。 2.考慮將出廠水水通過(guò)重力自流排入附近的涪江。涪江20年一遇的洪水位為64.4m。因而可以確定出廠管的管內(nèi)底標(biāo)高，出廠管選用1200mm的鋼筋混凝土圓管一根，出廠水排放點(diǎn)距涪江3km，總水頭損失為3.38m，出廠水排放點(diǎn)的水位標(biāo)高應(yīng)不低于64.40m+4.38m=67.78 m，擬取67.9m。 第二節(jié) 各處理構(gòu)筑物及連接管渠的水頭損失計(jì)算 污水處理廠的水流常依靠重力流動(dòng)，以減少運(yùn)行費(fèi)用。為此，必須精確計(jì)算其水頭損失（初步設(shè)計(jì)或擴(kuò)初設(shè)計(jì)時(shí)，精度要求可較低）。水頭損失包括： （1）水流流過(guò)各處理構(gòu)筑物的水頭損失，包括從進(jìn)池到出池的所有水頭損失在內(nèi)；在作初步設(shè)計(jì)時(shí)可按下表估算。 (2)水流流過(guò)連接前后兩構(gòu)筑物的管道(包括配水設(shè)備)的水頭損失，包括沿程與局部水頭損失。 (3)水流流過(guò)量水設(shè)備的水頭損失。 表1 構(gòu)筑物水頭損失表 表2 污水管渠水力計(jì)算表 名稱 設(shè)計(jì)流量（L/s) 管段設(shè)計(jì)參數(shù) 水頭損失 管徑(mm) I(‰) V(m/s) 管長(zhǎng)（m） 沿程 局部 合計(jì) 出水口至計(jì)量堰 1875 1200 1.00 0.8 3000 3.00 0.176 3.18 計(jì)量堰至二沉池 938 900 1.50 0.8 40 0.06 0.267 0.33 二沉池至集配水井 469 600 1.80 0.9 20 0.04 0.168 0.20 配水井至曝氣池 469 600 2.70 1.2 75 0.20 0.306 0.