UCT畢業(yè)設計--污水處理廠設計.doc

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1、河北工程大學畢業(yè)設計目 錄第1章 設計概論11.1設計依據和設計任務11.1.1設計題目11.1.2設計任務11.1.3設計（研究）內容和基本要求21.1.4設計原始資料21.2設計水量的計算41.2.1城市平均日生活污水量41.1.2城市平均日公共建筑污水量41.1.3工業(yè)廢水量41.1.4混合污水量41.3設計水質51.3.1設計生活水質51.3.2工業(yè)廢水水質61.3.3混合污水水質61.3.4排水水質81.4設計當量人口8第2章 工藝流程的確定102.1污水處理中生物方法的比較102.1.1適用于中小型污水處理處理廠脫氮除磷工藝102.1.2生物處理工藝的選擇122.2工藝流程的確定1

2、32.3主要構筑物的選擇13第3章 一級處理構筑物163.1進水閘井的設計163.1.1進水閘井163.1.2進水閘井工藝設計163.2粗格柵設計173.2.1設計參數173.2.2粗格柵設計計算183.2.3格柵除污機的選擇203.3污水泵房的設計203.3.1泵房的布置形式及布置原則203.2.2污水提升泵房的設計213.3.3水泵的布置253.4細格柵253.4.1細格柵設計參數253.4.2細格柵的設計計算263.4.3格柵除污機的選擇283.5曝氣沉砂池283.5.1曝氣沉砂池的設計要求及設計參數283.5.2曝氣沉砂池的設計計算293.6初沉池集配水井計算313.6.1設計要求及設

3、計參數313.6.2設計計算323.7初沉池的計算333.7.1設計數據333.7.2沉淀池沉淀部分計算333.7.3沉淀池進水管路部分設計計算363.7.4沉淀池出水堰的計算383.7.5攔浮渣設施的選擇383.7.6刮泥設備的選擇：39第4章 二級處理構筑物404.1 UCT生物池設計計算404.1.1設計參數404.1.2設計條件404.1.3設計計算414.2二沉池集配水井計算524.2.1設計要求524.2.2設計計算524.3二沉池的計算544.3.1設計數據544.3.2沉淀池沉淀部分計算544.3.3沉淀池進水管路部分設計計算574.3.4沉淀池出水堰的計算594.3.5攔浮渣

4、設施的選擇594.3.6刮泥設備的選擇59第5章 深度處理615.1深度處理工藝流程615.2深度處理泵站615.2.1設計依據615.2.2.泵站的設計計算615.3溶液池和溶解池的設計計算625.3.1混凝劑的選擇及投加量計算625.3.2溶液池體積635.3.3溶解池容積635.3.4溶解池攪拌設備635.3.5藥劑的投加方式645.3.6計量設備645.3.7加藥間645.3.8藥庫645.4混合設備的計算655.4.1基本要求655.4.2設計計算655.5機械絮凝池的設計計算665.5.1設計依據665.5.2設計參數665.5.3絮凝池平面尺寸計算665.5.4絮凝池攪拌設備計算

5、675.6斜管沉淀池的設計計算695.6.1設計參數695.6.2平面尺寸計算695.6.3沉淀池進水設計計算705.6.4沉淀池集水系統(tǒng)設計計算715.6.5沉淀池排泥系統(tǒng)設計計算715.6.6沉淀池校核725.7 V型濾池725.7.1V型濾池的設計依據725.7.2設計參數735.7.3池體尺寸設計計算745.7.4 進水系統(tǒng)755.7.5反沖洗系統(tǒng)775.7.6過濾效果795.7.7排水系統(tǒng)795.7.8濾池高度的確定795.8消毒設施計算805.8.1消毒劑選擇805.8.2消毒劑的投加805.8.3平流式接觸消毒池815.9計量設備825.10出水管85第6章 污泥處理系統(tǒng)866.

6、1污泥處理工藝流程866.2濃縮池866.2.1設計參數866.2.2設計計算866.3污泥脫水906.3.1脫水后污泥量906.3.2帶式壓濾機的選擇906.3.3附屬設備91第7章 污水廠總體布置937.1 平面布置937.1.1 平面布置的一般原則937.1.2 廠區(qū)平面布置形式937.1.3 污水廠平面布置的具體內容937.2 污水廠的高程布置947.2.1 污水廠高程布置注意事項：947.2.2 污水廠的高程布置947.2.3高程計算94第 8 章 供電儀表與供熱系統(tǒng)設計988.1 變配電系統(tǒng)988.2 監(jiān)測儀表的設計988.2.1 設計原則988.2.2 檢測內容988.3 供熱系

7、統(tǒng)的設計98第 9 章 勞動定員999.1 定員原則999.2 污水廠定員99第 10 章 工程概算及其運行管理10010.1 工程概算10010.2 安全措施10110.3 污水廠運行管理10110.4 污水廠運行中注意事項101謝辭102參考資料103河北工程大學畢業(yè)設計第1章 設計概論1.1設計依據和設計任務1.1.1設計題目南陽市污水處理廠設計1.1.2設計任務根據南陽市城市總體規(guī)劃和所給的設計資料進行城市污水處理廠設計。設計內容如下：1.工藝方案選擇及處理構筑物的選型根據處理水的出路和原水水質以及當地的具體條件、氣候與地形條件等，計算污水處理程度與確定污水處理工藝流程，并在此基礎上選

8、擇適宜的各處理單體構筑物的類型。2.污水處理構筑物設計計算進行單體處理構筑物的設計計算，包括確定各有關設計參數、構筑物的尺寸及所需的材料、規(guī)格等。對需要繪制工藝施工圖的構筑物還要進行詳細的施工圖所必需的設計計算，包括各部位構件的形式、構成與具體尺寸等。3.污泥處理構筑物設計計算根據原始資料、當地具體情況以及污水性質與成分，選擇合適的污泥處理工藝流程，進行污泥處理單體構筑物的設計計算。4.污水回用工程設計計算根據污水處理廠出水水質和回用水水質標準，確定污水回用工藝流程，并進行處理構筑物的設計計算。5.平面布置及高程計算按照污水、污泥處理流程的要求，根據各處理構筑物的功能和性質，結合廠區(qū)地形、地質

9、和氣候等因素，合理確定生產性構筑物、各種管線和附屬建筑物的平面位置，進行平面布置，在此基礎上，進行水力計算與高程計算。6.污水泵站設計計算對污水處理工程的污水泵站進行工藝設計。計算水泵流量和揚程，確定水泵的類型、數量及型號，計算水泵管道系統(tǒng)和集水井容積，確定泵站的平面尺寸及高程布置，確定附屬構筑物的尺寸。7.運行成本分析根據污水處理廠技術經濟指標計算單位污水處理的運行成本。8.專題設計有條件的學生可以在教師的指導下選擇一個專題進行深入研究或深入設計，培養(yǎng)學生的自學能力。1.1.3設計（研究）內容和基本要求1.通過閱讀中外文文獻，調查研究與收集有關的設計資料，確定合適的污水、污泥及中水處理工藝流

10、程，進行各個構筑物的水力計算，經過技術與經濟分析，選擇合理的設計方案。2.完成一套完整的設計計算說明書。說明書應包括：污水處理工程設計的主要原始資料；污水水量的計算、污泥處理程度計算；污水泵站設計；污水、污泥及中水處理單元構筑物的詳細設計計算，（包括設計流量計算、污水管道計算、參數選擇、計算過程等，并配相應的單線計算草圖）；設計方案對比論證；廠區(qū)總平面布置說明；污水廠環(huán)境保護方案；污水處理運行成本分析等。設計說明書要求內容完整，計算正確，文理通順、書寫工整，應有300字左右的中英文說明書摘要。3.畢業(yè)設計圖紙應準確的表達設計意圖，圖面力求布置合理、正確、清晰，符合工程制圖要求，圖紙10張以上（

11、按一號圖紙計），手工繪制23張圖紙。此外，其組成還應滿足下列要求：（1）污水處理廠工藝及污水回用總平面布置圖1張，包括處理構筑物、附屬構筑物、配水、集水構筑物、污水污泥管渠、回流管渠、放空管、超越管渠、空氣管路、廠內給水、污水管線、中水管線、道路、綠化、圖例、構筑物一覽表、說明等。（2）污水處理廠污水、污泥及污水回用工程處理高程布置圖1張，即污水、污泥及中水處理高程縱剖面圖，包括構筑物標高、水面標高、地面標高、構筑物名稱等。（3）污水總泵站或中途泵站工藝施工圖l張。（4）污水處理及污泥處理工藝中兩個單項構筑物施工平面圖和剖面圖及部分大樣圖56張。（5）污水回用工程中主要單體構筑物工藝施工圖23

12、張。4.設計中建議對有能力的學生進行某一專題或某一部分進行深入的設計，培養(yǎng)學生的獨立工作、善于思考的能力。5.完成相關的外文文獻翻譯1篇（不少于5000漢字）。外文資料的選擇在教師指導下進行，嚴禁抄襲有中文譯本的外文資料。6.按照學校要求完成畢業(yè)設計文件。1.1.4設計原始資料(一)排水體制：完全分流制(二)污水量1. 城市設計人口 35萬 人，居住建筑內設有室內給排水衛(wèi)生設備和淋浴設備。2. 城市公共建筑污水量按城市生活污水量的20%計。3. 工業(yè)污水量為 1.3104 m3/d，其中包括工業(yè)企業(yè)內部生活淋浴污水。4. 城市混合污水變化系數：日變化系數K日 1.1 ，總變化系數KZ 1.4

13、。(三)設計原水水質1. 當地環(huán)保局監(jiān)測工業(yè)廢水的水質BOD5 250 mg/L； COD 450 mg/L； SS 300 mg/LTN 35 mg/L； NH3-N= 25 mg/L； TP 4 mg/LpH782. 城市生活污水水質COD 400 mg/L； NH3-N= 30 mg/L； TN 45 mg/L；TP 3.4 mg/L3. 混合污水（1）重金屬及有毒物質：微量，對生化處理無不良影響；（2）大腸桿菌數：超標；（3）冬季污水平均溫度15，夏季污水平均溫度25。(四)處理廠處理程度及污水回用要求污水處理廠出水水質參考城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準（GB18918-2002）中的一

14、級A標準，并盡量爭取提高出水水質，因此確定本污水廠出水水質控制為：CODCr50mg/L SS10mg/L BOD510mg/LTN15 mg/L NH3-N=5(8)mg/L TP0.5mg/L城市污水經處理后，就近排入水體漢江，其出水也可作為雜用回用水。(五)氣象資料南陽地處河南省西南部，屬北亞熱帶季風型大陸性氣候，季風的進退與四季的替換較為明顯，四季特點為：冬干冷，雨雪少；夏炎熱，雨量充沛；春回暖快，降雨逐漸增多；秋季涼爽，降雨逐漸減少。常年氣象參數統(tǒng)計如下：1. 氣溫：年平均氣溫14.4-15.7，夏季平均氣溫28，冬季平均氣溫-3。2. 風向風速：南陽市主導風向夏季為南風，冬季為北風

15、，最大風速15m/s。3. 降水量：年降雨量703.6-1173.4mm，全年雨量集中在7、8兩個月，占全年總降雨的59%。4. 冰凍深度53cm，無霜期218-242d。(六)水體、水文地質資料l、水體資料污水廠處理出水排入漢江，漢江南陽段水流量按90%保證率，月均流量為308.0m3/s，枯水期流量為125.4m3/s，流速為2.8m/s。河水平均水位高程是263.70m，河底標高為261.500m。2、區(qū)域地下水為潛水，地下水位在48m，隨季節(jié)變化。水質對混凝土無侵蝕性。(七)工程地質資料1、地基狀況良好，地基承載力特征值 130 KPa。2、設計地震烈度8度。(八)處理廠地形圖該污水處

16、理廠位于南陽市，地勢平坦。廠區(qū)設計地面標高為270.30m，污水處理廠地形圖見附圖。(九)污水處理廠進水干管數據污水管進廠管內底標高265.80m，管徑及充滿度自查。(十)編制概算資料，并進行經濟分析和工程效益分析。(十一)其它1.2設計水量的計算1.2.1城市平均日生活污水量南陽市位于河南省，屬于第二區(qū)中、小城市，城市設計服務人口35萬人，查室外給水設計規(guī)范GB 500132006，平均日居民生活用水定額為70120L/（人d），本次設計取120L/（人d）。城市平均日生活用水定額由下式計算：Q1=Nq (1-1)式中：Q1平均日居民生活污水設計流量(L/S) ；N 設計人口數（人）；q平均

17、日居民生活用水定額（L/人d）；排放系數，一般為0.8-0.9。本設計取0.9。Q1 =0.9351041201000 =37800m3/d1.1.2城市平均日公共建筑污水量Q2 =20% Q1 =20%37800=7560 m3/d1.1.3工業(yè)廢水量Q3=13000 m3/d1.1.4混合污水量1.平均日混合物水量Qz1Qz1=Q1+Q2+Q3=37800+7560+13000=58360m3/d2.最高日混合物水量Qz2Qz2=K日 Qz1 (1-2)式中：Qz2最高日混合物水量，m3/d； K日日變化系數； Qz1平均日混合物水量，m3/d。Qz2=1.158360=64196 m3/

18、d3.最高時混合污水量Qz3Qz=Kz Qz1 (1-3)式中: Qz3最高時混合物水量，m3/d； KZ總變化系數； Qz1平均日混合物水量，m3/d。 Qz3=1.458360=81704m3/d4.設計水量表如下表1-1 設計水量表項目設計水量m/dm/hL/s平均日流量583602431.67675.46最大日流量641962674.83743.01最大時流量817043404.33945.651.3設計水質1.3.1設計生活水質查室外給水設計規(guī)范GB 500132006，居民綜合用水定額為110-180L/（人d），本次設計取150L/（人d）。查室外給水排水設計規(guī)范（GB50014

19、-2006）知，每人每天排放的SS的量as =40-65g/（人d），本次設計取50g/（人d）；每人每天排放的BOD5的量as=25-50g/（人d），本次設計取35g/（人d）。按SS計：C1 = (1-4)式中：C1生活污水懸浮物濃度（mg/L）；as每人每日所排懸浮物的克數g/(人d)，取50g/(人d)；qs居民綜合用水定額（L/人d）;排放系數，取0.9。C1 = 370.37mg/L按BOD5計：C2= (1-5)式中：C2生活污水BOD5濃度（mg/L）；as每人每日所排BOD5的克數g/(人d),取35g/(人d)；qs居民綜合用水定額（L/人d）;排放系數，取0.9。C2=

20、 =259.26mg/L1.3.2工業(yè)廢水水質BOD5250 mg/L COD450 mg/L SS300 mg/L TN35 mg/L NH3-N=25 mg/L TP4 mg/L PH781.3.3混合污水水質SS： (1-6)式中：C混合物水中SS的濃度（mg/L）；Q4居民綜合污水量（m3/d）；Q3工業(yè)廢水量（m3/d）；C1生活污水SS濃度（mg/L）；C1工業(yè)廢水SS濃度（mg/L）；設計中Q4=Q1+Q2=45360m3/d，Q3=13000 m3/d，C1 = 416.67 mg/L ，C1= 300mg/L，故C=錯誤！未找到引用源。 =354.69mg/LBOD5： (1

21、-7)式中：C混合物水中BOD5的濃度（mg/L）；Q4居民綜合污水量（m3/d）；Q3工業(yè)廢水量（m3/d）；C2生活污水BOD5濃度（mg/L）；C2工業(yè)廢水BOD5濃度（mg/L）；設計中Q4=45360m3/d，Q3=13000 m3/d，C2 =291.67 mg/L ，C2=250mg/L，故C=257.20mg/LCOD： (1-8)式中：C混合物水中COD的濃度（mg/L）；Q4居民綜合污水量（m3/d）；Q3工業(yè)廢水量（m3/d）；C3生活污水COD濃度（mg/L）；C3工業(yè)廢水COD濃度（mg/L）；設計中Q4=45360 m3/d，Q3=13000 m3/d，C3 =40

22、0 mg/L ，C2=450mg/L，故=411.14mg/LNH3-N： (1-9)式中：C混合物水中NH3-N的濃度（mg/L）；Q4居民綜合污水量（m3/d）；Q3工業(yè)廢水量（m3/d）；C4生活污水NH3-N濃度（mg/L）；C4工業(yè)廢水NH3-N濃度（mg/L）；設計中Q4=45360 m3/d，Q3=13000 m3/d，C4 =30 mg/L ，C2= 25mg/L，故C=28.89mg/LTN： (1-10)式中：C混合物水中TN的濃度（mg/L）；Q4居民綜合污水量（m3/d）；Q3工業(yè)廢水量（m3/d）；C5生活污水TN濃度（mg/L）；C5工業(yè)廢水TN濃度（mg/L）；設

23、計中Q4=45360 m3/d，Q3=13000 m3/d，C5 =45 mg/L ，C5= 35mg/L，故C=42.77 mg/LTP： (1-11)式中：C混合物水中TP的濃度（mg/L）；Q4居民綜合污水量（m3/d）；Q3工業(yè)廢水量（m3/d）；C6生活污水TP濃度（mg/L）；C6工業(yè)廢水TP濃度（mg/L）；設計中Q4=45360 m3/d，Q3=13000 m3/d，C6 =3.4 mg/L ，C2= 4.0mg/L，故C=3.53mg/L校核BOD5/ COD=257.20/411.14=0.630.3,可生化性好。1.3.4排水水質污水處理廠出水水質參考城鎮(zhèn)污水處理廠污染物

24、排放標準（GB189182002）中一級A標準，其出水水質控制為：CODcr50mg/L， SS10mg/L， BOD510mg/LTN=15mg/L， NH3-N=5（8）mg/L， TP0.5mg/L根據排水要求和排水水質，計算去除率如表1-2所示。表1-2 去除率序號基本控制項目進水水質（mg/L）一級A出水水質（mg/L）去除率（%）1BOD5257.201096.112COD411.145087.843SS354.691097.184TN42.771564.935NH3-N28.895（8）82.69(72.31)6TP3.530.585.841.4設計當量人口N=N1+ N2 (1

25、-12)式中：N設計當量人口數（人）；N1居住區(qū)人口數（人）；N2工業(yè)廢水折合成人口當量數（人）。N2= (1-13)式中：ci工業(yè)廢水中SS或BOD5的濃度（mg/L）；Qi工業(yè)廢水平均日的流量(m3/d)；as每人每日所排SS或BOD5的克數。按SS計按BOD5計設計人口當量：SS： N=N1+ N2=35+7.8=42.8萬人BOD5： N=N1+ N2=35+9.3=44.3萬人第2章 工藝流程的確定2.1污水處理中生物方法的比較2.1.1適用于中小型污水處理處理廠脫氮除磷工藝在確定用生化法對污水進行處理后，通過比較，我們選擇出幾個適用于中小型污水處理廠的脫氮除磷工藝：SBR工藝、氧化

26、溝、A2/O和UCT工藝。1.SBR工藝（1）工藝流程SBR工藝流程圖如圖所示：圖2-1 SBR工藝流程圖分為五個工序：進水、反應（曝氣）、沉淀、排放和閑置，從某個進水期開始到下一個進水期開始之前的一段時間成為一個工作周期。通過工作周期周而復始地反復進行來處理污水。（2）工藝特點1）工藝里程簡單，造價低，布置緊湊，節(jié)省土地；2）反應效率高，處理效果好；3）生物環(huán)境多樣，脫氮除磷效果較好；4）沉淀效果好，污泥沉降性能好；5）對出水水質、水量波動適應性好。6）SBR工藝對自控系統(tǒng)要求高，工序復雜，對操作人員要求高；7）SBR工藝是間歇性進水，對單池系統(tǒng)，在非進水工序無法處置連續(xù)來水。若采用多池系統(tǒng)

27、，進水得在各個池子之間循環(huán)切換，更增加了SBR工藝操作的復雜性，在工程應用上有一定的局限性；2.氧化溝(1)工藝流程氧化溝工藝流程圖如圖所示：圖2-2 氧化溝工藝流程圖隨著離曝氣器距離的增加，溶解氧濃度降低，故整個氧化溝出現(xiàn)好氧區(qū)缺氧區(qū)好氧區(qū)缺氧區(qū)的交替變化，以此來降解污染物和達到脫氮的目的。(2)工藝特點1）處理流程比較簡單，操作管理方面，對操作人員要求不高；2）構造形式多樣，運行較為靈活；3）出水水質良好，可以實現(xiàn)脫氮；4）對于小型污水處理廠，基建投資和運行費用低。5）無法實現(xiàn)除磷的目的；6）對于中、大型污水廠，基建費用和運行費用較高；7）氧化溝占地面積大。3. A2/O(1)工藝流程A2

28、/O工藝流程圖如圖所示：圖2-3 A2/O工藝流程圖污水在厭氧池內，可以將大分子有機物轉化成揮發(fā)性脂肪酸等低分子物質，且聚磷菌釋放磷；在缺氧區(qū)，反硝化細菌利用經硝化液回流而帶來的硝態(tài)氮作底物，同時利用污水中的有機碳源進行反硝化，達到同時降低有機物和脫氮的目的；在好氧區(qū)，將有機氮和氨氮硝化為硝態(tài)氮，聚磷菌不僅吸收之前釋放的磷，還吸收污水中的磷，轉化成高磷污泥，以此達到除磷的目的，有機物的降解主要在此進行。(2)工藝特點1）厭氧、缺氧 、好氧交替運行，具有同步脫氮除磷的功能；2）在A2/O工藝中，絲狀菌不宜生長繁殖，基本不存在污泥膨脹的問題；3）流程簡單，總水力停留時間少于其他同類工藝；4）不需要

29、外加碳源，且厭氧段和缺氧段只進行緩速攪拌，運行費用低。5）因受到污泥齡的影響，回流污泥中攜帶的溶解氧和硝態(tài)氮的限制，除磷效果不可能十分理想。6）由于脫氮效果取決于硝化液的回流比，而A2/O工藝的硝化液回流比不宜太高（200%），所以脫氮效果不能滿足較高要求。4.UCT工藝(1)工藝流程UCT工藝流程圖如圖所示：圖2-4 UCT工藝流程圖UCT 工藝與A2/ O 工藝類似,不同之處在于沉淀池污泥是回流到缺氧池而不是回流到厭氧池,增加了從缺氧池到厭氧池的缺氧池混合液回流,由缺氧池向厭氧池回流的混合液中含有較多的溶解性BOD ,而硝酸鹽很少,為厭氧段內所進行的發(fā)酵等提供了最優(yōu)的條件。(2)工藝特點1

30、）UCT工藝和A2/O工藝的不同之處在于沉淀池污泥回流至缺氧池前邊。2）增加了從缺氧池到厭氧池的混合液回流。3）在實際運行中，當進水中的總凱氏氮與COD的比值較高時，需要降低混合液回流比，以防止NOX-進入厭氧池，但回流比不能太小，會增加缺氧池的實際停留時間，根據實際觀測如果缺氧池停留時間超過一小時，某些單元污泥會惡化。2.1.2生物處理工藝的選擇SBR工藝更適合小水量的污水處理廠，而UCT工藝在水量上沒有過多的限制。本次設計需要一個中型水廠，故SBR工藝不合適。氧化溝工藝的除磷效果不好，但UCT工藝具有良好的脫氮除磷效果。本次設計中除磷率要達到85.92%，故氧化溝工藝不合適。UCT工藝將二

31、沉池的污泥回流到缺氧池，而不是像A2/O工藝一樣回流到厭氧池，因為這樣可以保持厭氧池完全厭氧的環(huán)境。由此可知，UCT工藝更適合于本次設計，故本次設計采用UCT工藝。2.2工藝流程的確定污水處理廠工藝流程圖如下所示：圖2-5 工藝流程圖2.3主要構筑物的選擇1.格柵的選擇格柵柵條的斷面形狀有圓形，正方形，矩形，半圓形等，圓形斷面水利條件好，但剛性較差，矩形斷面剛性好，但水利條件不好，圓形和半圓形斷面水利條件和剛性都較好，但形狀相對復雜。因此，在本設計中選用矩形斷面。格柵可按形狀不同分為平面格柵和曲面格柵，而平面格柵在實際工程中應用較多，在本設計中選用平面格柵。為改善勞動條件和提高自動化水平，我們

32、在此設計中選擇機械清渣。格柵除污機的傳動系統(tǒng)有電力傳動，液壓傳動和液壓傳動三種，在工程應用上，電力傳動格柵最為普遍，在本設計中選用電力傳動。2.泵房的選擇由于污水泵站一般為常年運轉，大型泵房多為連續(xù)開泵，小型泵站除連續(xù)開泵運轉外，亦有定期開泵間斷性運轉，故選用自灌式泵房較方便。本設計采用潛水泵，將潛水泵放進集水池中。進水泵房設有頂棚，以便管理方便。綜合以上：本設計選用自灌式潛水泵房。3.沉砂池的選擇本設計采用曝氣沉砂池，曝氣沉砂池的作用是去除污水中的無機顆粒，通過水的旋流流動，增加了無機顆粒之間的相互碰撞與摩擦的機會，使黏附在砂粒上的有機污染物得以去除，沉砂中的有機物含量低于10%，克服了普通

33、平流沉砂池的缺點（沉砂中含有15%的有機物，使沉砂的后續(xù)處理難度增加）。通過調節(jié)曝氣量，可以控制污水的旋流速度，使除砂效率較穩(wěn)定，同時曝氣沉砂池還具有預曝氣，脫臭，消泡，防止污水厭氧分解等作用。這些作用為沉淀池，曝氣池，消化池等構筑物的正常運行和沉砂的干燥脫水提供了有利條件。另外，在安裝曝氣管的對側設置穿孔隔墻，還可起到除浮渣和油脂的作用。 4.沉淀池的選擇本設計初沉池，二沉池均采用輻流式沉淀池。優(yōu)點：1）用于大型污水處理廠，沉淀池個數較少，比較經濟，便于管理；2）機械排泥設備已定型，排泥較方便。缺點：1）池內水流不穩(wěn)定，沉淀效果相對較差；2）設備較復雜，對運行管理要求較高；3）池體較大，對施

34、工質量要求較高。適用條件：1）適用于地下水位較高的地區(qū)；2）適用于大中型污水處理廠。5.生物池的選擇詳見之前的2.2污水處理中生物池的比較。6.消毒本設計選用氯消毒進行消毒。優(yōu)點：1）對細菌有很強的滅活能力；2）在水中能長時間的保持一定數量的余氯，具有持續(xù)的消毒能力；3）使用方便，宜儲存，運輸。 缺點：1）產生有害消毒副產物；2）對病毒滅活能力差一些；3）氯氣易泄漏。適用條件：應用廣泛。7.污泥處置（1）污泥處理要求：污泥需要及時處理與處置：1）使污水處理廠能夠正常運行，確保污水處理效果；2）使有害有毒物質得到妥善處理或利用；3）使容易腐化或發(fā)臭的有機物得到穩(wěn)定處理；4）使有用物質能夠得到綜合

35、利用，變害為利?？傊勰嗵幚淼囊笫沁_到使污泥減量，穩(wěn)定，無害化及綜合利用。（2）選擇的構筑物1）污泥濃縮池污泥濃縮池主要是降低污泥中的孔隙水，來達到使污泥減容的目的。濃縮池可分為重力濃縮池和氣浮濃縮池。重力濃縮池按運行方式可分為間歇式和連續(xù)式。氣浮濃縮池：適用于濃縮活性污泥以及生物濾池等較輕的污泥，并且運行費用較高，貯泥能力小。重力濃縮池：用于濃縮初沉池和和二沉池的剩余污泥，只用于活性污泥的情況不多，運行費用低，動力消耗小。綜上所述，本次設計采用重力濃縮池。3）污泥脫水污泥脫水的方法有自然干化、機械脫水及污泥燒干、焚燒等方法。本設計采用機械脫水，選用離心脫水機。第3章 一級處理構筑物3.1

36、進水閘井的設計3.1.1進水閘井污水處理廠進水要求：1.進水流速在0.8-1.1m/s（如明渠，v=0.6-0.8m/s）；2.管材為鋼筋混凝土管；3.非滿流設計，n=0.014，由前面計算和Qmax=945.65L/s，查設計手冊第1冊得：D=1400mm h/D=0.62 1000i=0.6 管內v=0.94m3/d所以，管內水面標高為265.80+0.621.4=266.668m。3.1.2進水閘井工藝設計進水閘井的作用是匯集各種雨水以改變進水方向，保證進水穩(wěn)定性。由于進水管內底標高為265.80m263.70m（河流平均水位），考慮埋深太深，所以在提升泵站后設置跨越管。跨越管的作用是污

37、水廠產生故障或維修時，可以使污水直接進入水體，跨越管的管徑比進水管大，取1600mm?？紤]施工方便以及水力條件，進水閘井采用與格柵間同值等邊長的正方形截面，污水來水管標高為265.80m，閘井井底標高為265.90m。進水閘井采用正方形構造，面積為6000mm6000mm。采用QYZh94w-0.5輕型電動圓閥門，D=1400mm，重量=2043kg。表3-1 QYZh94W-0.5輕型電動圓閘門外形尺寸公稱直徑(mm)外形尺寸（mm）LL1L2L3L4L5L6bb114001580140020517015521703053035外形尺寸（mm）重量（kg）D1D2h1h2D3D4n1-d1n

38、2-d2D515201575800220020032036-304-304002065圖3-1 QYZh94W輕型電動圓閘門外形尺寸1-閘框 2-閘板 3-導軌 4-螺紋銷 5-閘桿 6-啟閉機3.2粗格柵設計格柵是由一組平行金屬柵條制成，斜置在污水流經的渠道上或水泵前集水井處，用以截留污水中的大塊懸浮雜質，以免后續(xù)處理單元的水泵或構筑物造成損害。3.2.1設計參數1.粗格柵采用機械淸渣時，間隙宜為16-25mm，人工清除時宜為25-40mm，特殊情況下，最大間隙可達100mm；2.格柵不宜少兩臺，如為一臺時，應設人工清除格柵備用；3.過柵流速一般采用0.6-1.0m/s；4.格柵前渠道內水流

39、速度一般采用0.4-0.9m/s；5.除轉鼓式除污機外，機械清除格柵的安裝角度宜為60-90，人工清除格柵的安裝角度宜為30-60；6.格柵間必須設工作臺，工作臺面應高出柵前最高設計水位0.5m，工作臺設有安全和沖洗設施；7.格柵間工作臺兩側過道寬度宜采用0.7m-1.0m。工作臺正面過道寬度，人工清除，不小于1.2m；機械清渣，不小于1.5m；8.機械格柵的動力裝置一般宜設在室內，或采取其他保護措施；9.設計格柵裝置的構筑物，必須考慮設有良好的通風措施；10.格柵間內應安設吊運設備，已進行格柵及其他設備的檢修、柵渣的日常清除；11格柵處無機、輸送機和壓榨脫水機的進出料口宜采用密封形式，根據周

40、圍的環(huán)境情況，可設置除臭處理裝置； 12.格柵間應設置通風設施和有毒有害氣體的檢測與報警裝置。3.2.2粗格柵設計計算格柵計算草圖見圖3-2：圖3-2 粗格柵計算草圖設計流量Q=0.47m3/s設過柵流速v=0.70m/s，柵條間隙e=20mm，格柵安裝角度=70 ，柵前水深h=1.40.62+0.2=1.07m，設計渠道內流速v=0.6m/s（0.4-0.9m/s）。進水渠道寬度：B1=1.柵條間隙數nn= (3-1)B=s(n-1)+en (3-2)式中：B柵槽寬度，m；S柵條寬度，m，取S=0.01e柵條間隙，mm，取20mm；n柵間隙數；Q設計流量，m3/s；傾角，70；h柵前水深，m

41、；v過柵流速，m/s，取0.7m/s；n=每臺格柵的間隙數 n=31個，則：B=s（n-1）+en=0.01（31-1）+0.0231=0.92m 取1.0m2.進水渠漸寬部分的長度L1 (3-3)式中：L1進水渠道漸寬部分的長度，m；B1進水渠道寬度；漸寬部分展開角度，取20。則 3.柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度L2 (3-4)式中：L2柵槽與出水渠道連接處的漸縮部分長度，m；4.通過格柵的水頭損失h1 h1=kh0 (3-5) (3-6)式中： h1過柵水頭損失，m；h0計算水頭損失，m；g重力加速度，9.81；k系數，一般取3；阻力系數，與柵條斷面形狀有關，=（s/e）4/3,當為

42、矩形斷面時，=2.42；為避免造成柵前涌水，故將柵后槽底下降h作為補償。 取h1=0.11m5.柵前槽總高度H1取柵前渠道超高 h2=270.3-(265.80+1.40.62+0.2)=3.43mH1=h+h2=1.07+3.43=4.5m6.柵后槽總高度H2H2=H1+h1=4.5+0.11=4.61m7.柵槽總長度LL = L1+L2+0.5+1.0+H1/tan=0.4+0.2+0.5+1.0+4.5/tan70=3.74m8.每日柵渣量W (3-7)式中：W每日柵渣量，m3；W1柵渣量（m3/103 m3污水），取0.1-0.001，粗格柵取用小值，細格柵取用大值，中格柵取用中值。當

43、16-25mm時，W1=0.05-0.1,本設計取0.07。K生活污水流量總變化系數。 m3/d0.2 m3/d宜采用機械清渣。3.2.3格柵除污機的選擇本設計采用2臺粗格柵，根據給水排水設計手冊第9冊，選擇GH800型鏈條回轉式多耙平面格柵除污機3臺，兩用一備，格柵上部設工作臺。GH800型鏈條回轉式多耙平面格柵除污機性能參數見下表3-2。表3-2 GH800型鏈條回轉式多耙平面格柵除污機性能參數型號規(guī)格格柵寬度（mm）安裝傾角（）格柵間距（mm）電動機功率（kW）過柵流速（m/s）GH-80080060-8016、20、25、40、800.7513.3污水泵房的設計3.3.1泵房的布置形式

44、及布置原則1.污水泵房的特點及形式(1）合建式矩形泵房合建式矩形泵房使得布置更加緊湊，具有占地少，水頭損失小，管理方便的特點，而且具有良好的水利條件。(2）合建式圓形泵房除具有上述矩形泵房的特點外，還具有便于施工的特點，但是水泵個數一般不宜超過5臺2.泵站的布置原則(1）應根據近遠期污水量，確定泵站的規(guī)模，泵站設計流量一般與進水管的設計流量相同；(2）應明確泵站是一次建成還是分期建設，是永久性還是非永久性，以決定其標準和設施；(3）污水泵站的集水池與機器間在同一構筑物內時，集水池和機器間須有隔水墻隔開，不允許滲漏，做法按結構設計規(guī)范要求；(4）泵站構筑物不允許地下水滲入，應設有高出地下水位0.

45、5米的防水措施。3.3.2污水提升泵房的設計1.設計依據(1）泵房的總提升能力，應按進水管的最大時流量設計，并滿足最大充滿度時流量要求；(2）盡量選擇相同類型和口徑的水泵，以便維修，但還需滿足低流量時的要求；(3）由于生活污水對水泵有腐蝕作用，故污水泵站應盡量采用污水泵。2.泵站的設計及計算(1）流量Q的確定設計流量按高日高時流量確定，所以Qmax=3404.33m3/h(2）選泵擬選用4 臺水泵，三用一備，則每臺泵的設計流量Q=Qmax/3=3404.33/3= 1134.78m3/h 取1200m3/h選擇350QW1200-18-90型潛污泵4臺，3用1備，其揚程為H=15m。350QW

46、1200-18-90型潛水排污泵，其各項性能參數如下表3-3所示表3-3 350QW1200-18-90型潛水排污泵性能參數型號流量m3/h揚程m轉速r/min軸功率kW效率%出口直徑mm重量生產廠350QW-1200-18-9012001899019082.53502000亞太泵業(yè)集團公司（3）集水池容積V計算1）泵站集水池容積按最大一臺泵5-6min的流量計算，本次設計按6min設計，則V=1200660=120m32）有效水深h為2米，則水池面積為F=Vh=1202=60m23）集水井的尺寸為（4）揚程H的校核各構筑物之間的水頭損失二沉池出水設計水位269.50m細格柵水頭損失取0.25

47、m沉砂池水頭損失取0.4m初沉池集配水井水頭損失取0.2m輻流式初次沉淀池水頭損失0.60mUCT反應池水頭損失0.8m二沉池集配水井水頭損失取0.2m輻流式二沉池水頭損失0.60m則構筑物總水頭損失為h=0.25+0.4+0.2+0.6+0.8+0.2+0.6=3.05m各構筑物之間的水頭損失估算為H=4m則泵站出水井最高水位為H2=269.50+3.05+4=276.55m污水管進廠管內底標高265.80m,管徑1400mm,充滿度0.62，集水井的最高水位和最低水位之差取2.0m，粗格柵的水頭損失取0.11m。最低水位H1H1=設計管內底標高+h-集水井最高水位和最低水位之差-過柵水頭損

48、失=265.80+1.40.62-2.0-0.11=264.558m則靜揚程估算為Hst=276.55-264.558=11.992m則泵站的揚程H為H=Hst+2.0+1.0 (3-8)式中：2.0水泵吸水喇叭口至細格柵的水頭損失，m； 1.0自由水頭，m； Hst水泵集水池的最低水位H1與水泵出水管提升后的水位H2之差則水泵揚程：H=Hst+2.0+1.0=11.992+2.0+1.0=14.992m18m故水泵選擇合適。4.水泵機組基礎的確定和污水泵站的布置由于選用QW型潛水排污泵，其安裝分為移動式或固定式安裝，本設計采用固定式安裝，安裝如圖3-3所示圖3-3 QW型潛水排污泵的外形和固

49、定式自動安裝尺寸安裝尺寸如表3-4所示表3-4 350QW1200-18-90型潛水排污泵安裝尺寸泵型號DNBCefgH1hh1h2n1-d1LM350QW1200-18-9035044549077087078071588045304-40888880mnPKHlT1T2F2HminH2JEn2-d21509027179722713835083864565005936331450120012-225.泵房高度的確定（1）起吊設備最大起升重量為2000kg，即2t。選擇CD12-18D型電動葫蘆，其規(guī)格如下表3-5所示。（2）高度的確定H1）.地下部分集水池最高水位為H1=266.558m，集水

50、池最低水位為H2=264.558m，設水泵吸水管中心標高在最低水位以下0.3m,則吸水管中心線標高為：（264.588-0.3）m=264.288m。集水池的有效水深為2m，則集水池底標高為262.288m，泵房與集水池底在同一平面上,則泵房地下部分高度為：H1=270.30-262.288=7.712m機組基礎部分埋于地下，露出地面0.15m,則基礎頂標高為262.588+0.15=262.738m。表3-5 CD12-18D型電動葫蘆規(guī)格參數表型號起重量t起升高度m起升速速m/min運行速度m/min工字梁軌道型號最大輪壓kN重量kgCD12-18D212820（30）20a-45cCB7

51、06-658.18290主起升電動機運行電動機鋼絲繩生產廠功率kW轉速r/min功率kW轉速r/min繩徑mm長度m313800.413801128天津起重設備總廠2）.地上部分 (3-9)式中：單軌吊車梁的高度，一般采用不小于 0.1m，取為 0.1m；行車梁高度，查手冊 11 為0.14m；起重葫蘆在鋼絲繩繞緊狀態(tài)下的長度，取0.93m；起重繩的垂直長度，（對于水泵為0.85x，x為起重部件的寬度,d=0.850.888=0.71)；最大一臺水泵或電動機的高度，為2.099m；吊起物低部與泵房進口處室內地坪的距離0.3m；則泵房高度H=H1+H2=7.712+4.279=12m。6.泵房附

52、屬設施設施如下：水位控制：為適應污水泵房開停頻率的特點，采用自動控制機組運行，自動控制機組啟停車的信號，通常是由繼電器發(fā)出的。門：泵房與粗格柵合建，至少應有滿足設備最大部件搬遷出的門，取門高3.5m，寬3.0m。窗：泵房于陰陽兩側開窗，便于通風采光，開窗面積不小于泵房的1/5，于兩側各開設四扇窗，其尺寸為1000mm1500mm。衛(wèi)生設備：為了管理人員清刷地面和個人衛(wèi)生，應就近設洗手池，接25mm的給水管，并備有供沖洗的橡膠管。3.3.3水泵的布置本設計中共有4臺立式水泵，四臺泵并排布置，具體的尺寸為：泵軸間的間距為：2000mm；泵軸與側面墻的間距為：3600mm；泵軸與進水側墻的間距為：5

53、000mm；泵軸與出水側墻的間距為：1050mm。其它的數據參考設備廠家提供的安裝數據。故泵房的尺寸為3.4細格柵3.4.1細格柵設計參數（1）本設計采用3臺細格柵，兩用一備；（2）柵前流速v1=0.8m/s，過柵流速v2=0.8m/s；（3）柵條寬度s=0.005m，格柵間隙宜為1.510mm 取 e=5mm；（4）格柵傾角=70，柵前水深h=0.85m；（5）單位柵渣量1=0.10m3柵渣/103m3污水；3.4.2細格柵的設計計算細格柵的設計計算草圖如下圖3-4所示圖3-4 細格柵設計計算草圖1. 進水明渠寬度B1最優(yōu)水力斷面公式 (3-10)式中：Q1每組格柵的設計流量 (m3/s)

54、；B1進水明渠寬度 （m）；v1柵前流速 (m/s) 本次設計取v1=0.7m/s。由于細格柵的進水是水泵提升進入，故Qmax為水泵的最大組合流量120033600=1.00 m3/s，故Q1=Qmax/2=1.00/2=0.50m3/s則進水明渠寬度，2.柵條間隙數nn= (3-11)B=s(n-1)+en (3-12)式中：B柵槽寬度，m；S柵條寬度，m；e柵條間隙，mm；Q單柵最大設計流量，m3/s；傾角，70；h柵前水深，m；v過柵流速，m/s，取0.8m/s；n=143B=0.005（143-1）+0.005143=1.425m 取1.5m3.進水渠道漸寬部分長度L1L1= (3-1

55、3)式中：L1進水渠道漸寬部分長度，m；B1進水渠道寬度；漸寬部分展開角度，取20。4.柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度L2；5.過柵水頭損失h1因柵條為矩形截面，取k=2，并將已知數據代入下式：h1= (3-14)式中：h1過柵水頭損失，m；g重力加速度，9.81；k格柵受污堵塞后，水頭損失增大的倍數，取k=2；（s/e）4/3阻力系數，與柵條斷面形狀有關，當為矩形斷面時，=2.42；為避免造成柵前涌水，故將柵后槽底下降h作為補償。6.柵后槽總高度H取柵前渠道超高：h2=0.5m柵前槽高 ：H1=h+h2=0.85+0.5=1.35m柵后槽總高度 ：H=h+h1+h2=0.85+0.15+0.5=1.5m。7.柵槽總長度LL=L1+L2+0.5+1.0+H1/tan70=0.52+0.26+1.5+1.35/tan70=2.77m8.每日柵渣量W