畢業(yè)設(shè)計(jì)萬(wàn)噸日城市生活污水卡魯塞爾氧化溝處理廠的初步設(shè)計(jì)

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1、 摘 要 本設(shè)計(jì)的任務(wù)是處理量10萬(wàn)噸/日城市生活污水處理廠的初步設(shè)計(jì)，采用卡魯塞爾2000氧化溝二級(jí)生化處理工藝。該工藝對(duì)廢水處理具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，并且具有很強(qiáng)的抗沖擊負(fù)荷能力，提高了BOD5的去除率，氧化溝出水經(jīng)二沉池接觸消毒后排放。預(yù)計(jì)本方案BOD5的去除率可達(dá)95%，SS的去除率可達(dá)90%?？紤]到污泥機(jī)械脫水間的運(yùn)行安全，將二沉池等處理構(gòu)筑物的污泥一并濃縮后去機(jī)械脫水間脫水，經(jīng)壓濾后外運(yùn)。并且該工藝運(yùn)行穩(wěn)定、管理方便、工程投資少、運(yùn)營(yíng)成本低。污水處理廠工程總投資12384萬(wàn)元，污水處理總成本2985萬(wàn)元/年，污水處理成本0.818元/立方米。污水處理廠出水水質(zhì)：CODcr

2、≤20 mg/L，BOD5≤15 mg/L， pH=6-9，SS≤20 mg/L，NH3-N（10℃）≤5 mg/L，TN≤12 mg/L(10℃)，出水排入C江。 關(guān)鍵詞：城市污水 Carrousel 2000氧化溝工藝 脫氮除磷 工藝設(shè)計(jì) Abstract The task of this design is to the preliminary design of 100,000 tons/day city life sewage treatment plant, use carrousel 2

3、000 oxidation ditch secondary biochemical process. The process on wastewater treatment has the obvious technical advantage, and has a strong impact resistant load ability, has improved BOD5 , the oxidation ditch removal by the second pond water after contact disinfection emissions. The scheme is exp

4、ected to the removal rate of 95% BOD5, SS had to 90%. Considering the sludge dewatering of mechanical safety operation, between second pond processing structures together after the sludge concentration to mechanical dewatering pressure filtration dehydration, between the after sinotrans. And this pr

5、ocess stable in operation and easy management, engineering less investment, operation cost is low. This sewage treatment plant engineering total investment is 12384 million yuan, sewage total cost is 2985 , about 0.818 yuan per m3. Sewage effluent is: CODcr acuities 20 mg/L, more than 15 mg/L BOD5,

6、pH = 6-9, SS acuities 20 mg/L, NH3 - N (10 ℃) more than 5 mg/L, TN acuities 12 mg/L (10 ℃), effluent into C river. Keywords：Urban sewage Carrousel 2000 oxidation ditch process nitrogen and phosphorus removal Process Design II 目錄 摘 要 I Abstract II 1 前 言 1 2 文獻(xiàn)綜述 2

7、 2.1 我國(guó)污水處理現(xiàn)狀 2 2.2 我國(guó)城市污水處理工藝 2 2.3 污水處理廠優(yōu)化設(shè)計(jì)研究 2 2.3.1 歷史回顧 3 2.3.2 模型發(fā)展 3 2.3.3 存在的問(wèn)題 4 2.4 Carrousel氧化溝工藝 4 2.4.1 概述 4 2.4.2 Carrousel氧化溝的結(jié)構(gòu)和原理 5 2.4.3 優(yōu)點(diǎn) 6 2.4.4 Carrousel氧化溝演變 6 3 方案比較 7 3.1 設(shè)計(jì)依據(jù) 7 3.1.1 設(shè)計(jì)背景 7 3.1.2 設(shè)計(jì)原則 7 3.1.3 設(shè)計(jì)依據(jù) 7 3.2 廠址選擇 9 3.3 污水處理工藝流程方案比較及選擇 9 3.3.1

8、 工藝方案分析 9 3.3.2 目前常用的城市污水處理技術(shù) 10 3.4 工藝的比選 12 4 工藝流程 13 5 總平面布置 14 5.1 水力計(jì)算 14 5.2 高程計(jì)算 14 6 設(shè)備選擇與計(jì)算 18 6.1 設(shè)計(jì)流量 18 6.2 中格柵 18 6.2.1 設(shè)計(jì)參數(shù) 18 6.2.2 設(shè)計(jì)計(jì)算 18 6.3 進(jìn)水泵房 20 6.4 細(xì)格柵 21 6.4.1 設(shè)計(jì)參數(shù) 21 6.4.2 設(shè)計(jì)計(jì)算 21 6.5 沉砂池 23 6.5.1 設(shè)計(jì)參數(shù) 23 6.5.2 沉砂池尺寸 23 6.5.3 集砂量及排砂設(shè)備 25 6.5.4 曝氣系統(tǒng) 26 6

9、.6 氧化溝 27 6.6.1 設(shè)計(jì)參數(shù) 27 6.6.2 設(shè)計(jì)計(jì)算 27 6.7 二沉池 33 6.7.1 設(shè)計(jì)參數(shù) 33 6.7.2 設(shè)計(jì)尺寸 33 6.7.3 刮泥設(shè)備 37 6.8 接觸消毒池 37 6.8.1 設(shè)計(jì)參數(shù) 37 6.8.2 設(shè)計(jì)計(jì)算 38 6.8.3 計(jì)量槽 39 6.9 污泥泵房 39 6.9.1 設(shè)計(jì)參數(shù) 39 6.9.2 污泥泵 39 6.9.3 集泥池 40 6.10 污泥濃縮池 40 6.10.1 設(shè)計(jì)參數(shù) 40 6.10.2 設(shè)計(jì)計(jì)算 41 6.11貯泥池 42 6.12 脫水機(jī)房 43 6.13 配水井 44 7

10、經(jīng)濟(jì)分析 46 7.1 土建費(fèi)用造價(jià)列表 46 7.2 直接投資費(fèi)用 47 7.3 運(yùn)行費(fèi)用計(jì)算 47 7.3.1 動(dòng)力費(fèi)用 47 7.3.2 人力成本 48 7.3.3 生產(chǎn)用水水費(fèi)開支 48 7.3.4 運(yùn)費(fèi) 48 7.3.5 維護(hù)維修費(fèi)用 48 7.4 管理費(fèi)用 48 7.5 運(yùn)行成本核算 48 8 致 謝 49 9 參考文獻(xiàn) 50 材料科學(xué)與工程學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 1 前言

11、 1 前 言 隨著我國(guó)城市建設(shè)的發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快,城市水污染問(wèn)題日益突出,城市污水處理已經(jīng)成為當(dāng)前水污染治理的重點(diǎn)。長(zhǎng)期以來(lái),我國(guó)城市基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展與人口、資源、環(huán)境和工業(yè)建設(shè)不協(xié)調(diào),導(dǎo)致基礎(chǔ)設(shè)施長(zhǎng)期超負(fù)荷承載。全國(guó)絕大多數(shù)城市的污水處理能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了實(shí)際需要。 有鑒于城市污水處理的重要意義和深遠(yuǎn)影響，為促使經(jīng)濟(jì)建設(shè)、城鄉(xiāng)建設(shè)與環(huán)境建設(shè)同步規(guī)劃、同步實(shí)施、同步發(fā)展，以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益的統(tǒng)一，J市擬規(guī)劃建設(shè)一座日處理量10 萬(wàn)噸的城市生活污水處理廠。 目前J市城區(qū)供水由自來(lái)水和自備水源兩部分組成，自來(lái)水公司主要提供給居民生活用水及部分用水量較小的工廠生產(chǎn)

12、用水，而大部分工廠企業(yè)生產(chǎn)用水由自備水源解決。城區(qū)現(xiàn)在狀水廠設(shè)計(jì)供水量能力為60 萬(wàn)噸/日?，F(xiàn)狀排水為分流制排水體制，城市生活污水未經(jīng)處理直接排入城區(qū)排水溝，現(xiàn)狀排放量為：8萬(wàn)噸/日。擬定建成一座日處理量10萬(wàn)噸的城市生活污水處理廠，占地面積100畝，污水排放水質(zhì)達(dá)到以下排放要求：CODcr≤20 mg/L，BOD5≤15 mg/L, pH=6-9 ，SS≤20 mg/L,NH3-N（10℃）≤5 mg/L,TN≤12 mg/L(10℃)。 污水處理廠采用卡魯塞爾2000 氧化溝工藝。建成的污水處理廠機(jī)構(gòu)實(shí)行一體化管理，分工明確，管理嚴(yán)密。運(yùn)營(yíng)具有可持持續(xù)性，預(yù)算和收入清晰，有承擔(dān)能力。設(shè)計(jì)

13、結(jié)果表明：污水處理廠處理后的出水達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）中的一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)。 54 材料科學(xué)與工程學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 2文獻(xiàn)綜述 2 文獻(xiàn)綜述 2.1 我國(guó)污水處理現(xiàn)狀 我國(guó)城市污水處理事業(yè)開始于1921 年,上海首先建立了北區(qū)污水處理廠。近年來(lái)隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,水污染控制所面臨的問(wèn)題愈加嚴(yán)重,同時(shí)污水處理能力的建設(shè)也取得了一定的成就。“十一五”期間，我國(guó)城鎮(zhèn)污水處理廠數(shù)量年均增長(zhǎng)8%，截至2010年9月底

14、，全國(guó)建成2630座城鎮(zhèn)污水處理廠，日污水處理能力達(dá)到1.22億立方米，在建污水處理廠1849座，日污水處理能力4900萬(wàn)立方米?！笆晃濉逼陂g我國(guó)城鎮(zhèn)水務(wù)事業(yè)快速發(fā)展，城鎮(zhèn)污水處理量每年以10%的速率增長(zhǎng)，2009年城市污水集中處理率達(dá)到73%，較“十五”末提高21%。截至2010年9月，“十一五”COD削減450萬(wàn)噸。此外，“十一五”期間我國(guó)城鎮(zhèn)供水能力不斷提高，2010年城鎮(zhèn)公共供水服務(wù)人口達(dá)到4.74億，比2000年增加了1.26億。雖然取得了以上成就，但同先進(jìn)國(guó)家相比,我國(guó)城市污水處理事業(yè)從數(shù)量、規(guī)模、普及率以及機(jī)械化、自動(dòng)化程度上,還都存在著較大的差距。按照《城市污水污染控制技術(shù)政

15、策》要求,城區(qū)人口達(dá)50 萬(wàn)以上的城市,必須建立污水處理設(shè)施;在重點(diǎn)流域和水資源保護(hù)區(qū),城區(qū)人口在50 萬(wàn)以下的中小城市及村鎮(zhèn),應(yīng)依據(jù)當(dāng)?shù)厮廴究刂埔?建設(shè)污水處理設(shè)施。 2.2 我國(guó)城市污水處理工藝 目前,城市污水處理主要采用生物活性污泥法。生物活性污泥法有多種處理工藝,城市二級(jí)污水處理廠常用的工藝方法有:普通曝氣法、A - B 法(二段曝氣法)、A / O 除磷工藝、A / O 脫氮工藝、A2 / O 除磷脫氮工藝、氧化溝工藝等。已有的生物除磷脫氮工藝可分成A / O系列、氧化溝系列和序批式反應(yīng)器(SBR) 系列等。隨著各個(gè)系列不斷地發(fā)展和改進(jìn),形成了目前的較典型的工藝,如A / O

16、 工藝、A2 /O 工藝、改良A2 / O、倒置A2 / O 工藝、Carrousel 氧化溝工藝、百樂克工藝等[1]。 2.3 污水處理廠優(yōu)化設(shè)計(jì)研究 在傳統(tǒng)的城市污水處理廠設(shè)計(jì)中, 工程設(shè)計(jì)人員都是根據(jù)自己有限的工程經(jīng)驗(yàn)和直覺來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，這種設(shè)計(jì)通常只能產(chǎn)生少數(shù)幾個(gè)設(shè)計(jì)方案可供分析和評(píng)估。這樣, 許多好的方案可能被忽略掉了。怎樣產(chǎn)生多個(gè)可以相互替代的方案, 并且從中選出最好的設(shè)計(jì)方案, 一直是工程設(shè)計(jì)人員追求的目標(biāo)。也就是城市污水處理廠的優(yōu)化設(shè)計(jì)問(wèn)題。 2.3.1 歷史回顧 對(duì)城市污水處理廠優(yōu)化設(shè)計(jì)理論的研究,始于上世紀(jì)60 年代。1962 年，Lynn 等人試圖用系統(tǒng)分析的方法來(lái)

17、選擇污水處理廠的優(yōu)化處理鏈，并建立了線性規(guī)劃模型進(jìn)行優(yōu)化，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的最小總費(fèi)用。 但是,人們很快就發(fā)現(xiàn)線性規(guī)劃對(duì)于處理過(guò)程的優(yōu)化是不充分的，因?yàn)槲鬯幚磉^(guò)程的相互關(guān)系，無(wú)論是在推理上還是在經(jīng)驗(yàn)上，通常都是非線性的。這樣, 動(dòng)態(tài)規(guī)劃就得到了普遍流行,最明顯的證據(jù)是Chia 和krishman (1969)，Evenson 等( 1969)，Chia 和DeFilippi ( 1970)等人的工作。 在以后的研究中,Middleton 和Lawrence (1976)、Bowden 等( 1976)， Lauria 等( 1977)，Craig 等( 1978) ，Rossman (1980

18、)，Narbaitz 等( 1980) ，Dick ( 1984)等用的都是非線性規(guī)劃模型。而在Rossman 和以后的研究者中,模型的發(fā)展能夠用來(lái)比較優(yōu)化了的處理方案,這項(xiàng)工作的成功是因?yàn)榱怂麄円肓?～1決策變量, 因此,就成為一個(gè)非線性混合整數(shù)規(guī)劃模型。 在城市污水處理廠化化設(shè)計(jì)理論發(fā)展的初始階段,許多研究都用來(lái)優(yōu)化一些特殊的單元或一些小規(guī)模的單元，而對(duì)于整個(gè)污水處理廠的優(yōu)化設(shè)計(jì)則很少。1981 年,Danial Tyteca 建立了非線性規(guī)劃模型,對(duì)整個(gè)城市污水處理廠進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì),把城市污水處理廠的優(yōu)化設(shè)計(jì)理論推進(jìn)了一大步。1987年,Tang 等人又建立了較為完善的活性污泥污水處

19、理系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)模型。在這之后,U bdr 等(1991)，Kao ，J.J 等( 1993) 以及Alderman 等(1994,1998) 都對(duì)城市污水處理廠的優(yōu)化設(shè)計(jì)理論的發(fā)展作出了一定的貢獻(xiàn),使城市污水處理廠優(yōu)化設(shè)計(jì)理論的實(shí)際應(yīng)用成為了可能。 2.3.2 模型發(fā)展 城市污水處理廠優(yōu)化設(shè)計(jì)理論發(fā)展至今,已經(jīng)建立了一些相對(duì)比較完善的系統(tǒng)模型,在不同的發(fā)展時(shí)期,有以下幾個(gè)較為代表性的模型: （1）Paul M. Berthouex 等建立的污水處理系統(tǒng)模型； （2）Tyteca 等建立的城市污水處理廠非線性規(guī)劃模型； （3）U ber 等建立的污水處理廠穩(wěn)定優(yōu)化設(shè)計(jì)模型。 2.3

20、.3 存在的問(wèn)題 城市污水處理廠優(yōu)化設(shè)計(jì)理論經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展, 在系統(tǒng)模型的整體結(jié)構(gòu)方面, 已趨于成熟, 但要具體應(yīng)用于實(shí)際, 如下幾個(gè)問(wèn)題還需進(jìn)一步研究: （1）模型中的經(jīng)驗(yàn)公式 在城市污水處理廠優(yōu)化設(shè)計(jì)理論發(fā)展的各個(gè)系統(tǒng)模型中, 都含有不少經(jīng)驗(yàn)公式, 其中有些公式是在二十世紀(jì)六、七十年代發(fā)展的, 這些公式都有一定的適用條件 ,而今在應(yīng)用于新的系統(tǒng)模型時(shí), 這些系統(tǒng)模型在某些假定條件下可能與公式的適用條件相符合, 但具體應(yīng)用于實(shí)際, 其適用性需進(jìn)一步研究。 （2）模型中的參數(shù) 在現(xiàn)今發(fā)展的系統(tǒng)模型中, 參數(shù)變量較多, 其中大部分參數(shù)是經(jīng)驗(yàn)上的或?qū)嶒?yàn)室中的數(shù)據(jù), 在具體應(yīng)用時(shí), 其可

21、靠性需進(jìn)一步研究。 （3）不確定性因素的影響 在城市污水處理廠優(yōu)化設(shè)計(jì)理論研究中, 不確定性因素對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的優(yōu)化影響很大, 這種不確定性不僅僅表現(xiàn)在一些參數(shù)的不確定性上, 更重要的是自然條件、政治和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展等不確定性因素的存在。如何在實(shí)際應(yīng)用中把這些不確定性因素綜合考慮進(jìn)去, 以使系統(tǒng)模型理論上的最優(yōu)解在實(shí)際應(yīng)用中也趨于最優(yōu), 是亟需解決的問(wèn)題[2]。 2.4 Carrousel氧化溝工藝 2.4.1 概述 圖1 卡魯塞爾氧化溝 Figure 1 Carrousel oxidation ditch 卡魯賽爾(Carrousel)氧化溝簡(jiǎn)稱循

22、環(huán)折流式氧化溝，采用表面曝氣機(jī)曝氣，如曝氣轉(zhuǎn)刷、曝氣轉(zhuǎn)蝶、倒傘曝氣機(jī)等。隨著污水處理中對(duì)脫氮除磷的要求，carrousel 氧化溝自1967年由荷蘭DHV公司發(fā)明的第一代的普通的carrousel 氧化溝發(fā)展為具有脫氮除磷功能的carrousel 2000型氧化溝，后又發(fā)展為第三代的carrousel 3000型氧化溝。國(guó)內(nèi)許多污水處理廠使用的情況證明，氧化溝工藝是一種工藝流程簡(jiǎn)單、管理方便、投資省、運(yùn)行費(fèi)用低、工藝穩(wěn)定性高的污水處理技術(shù)。至今世界上已有850多座carrousel氧化溝和carrousel 2000系統(tǒng)正在運(yùn)行。 2.4.2 Carrousel氧化溝的結(jié)構(gòu)和原理 Car

23、rousel氧化溝使用定向控制的曝氣和攪動(dòng)裝置，向混合液傳遞水平速度，從而使被攪動(dòng)的混合液在氧化溝閉合渠道內(nèi)循環(huán)流動(dòng)。因此氧化溝具有特殊的水力學(xué)流態(tài)，既有完全混合式反應(yīng)器的特點(diǎn)，又有推流式反應(yīng)器的特點(diǎn)，溝內(nèi)存在明顯的溶解氧濃度梯度。氧化溝斷面為矩形或梯形，平面形狀多為橢圓形，溝內(nèi)水深一般為2.5～4.5m，寬深比為2:1，亦有水深達(dá)7m的，溝中水流平均速度為0.3m/s。氧化溝曝氣混合設(shè)備有表面曝氣機(jī)、曝氣轉(zhuǎn)刷或轉(zhuǎn)盤、射流曝氣器、導(dǎo)管式曝氣器和提升管式曝氣機(jī)等，近年來(lái)配合使用的還有水下推動(dòng)器。 最初的普通carrousel氧化溝的工藝中污水直接與回流污泥一起進(jìn)入氧化溝系統(tǒng)。表面曝氣機(jī)使混合液

24、中溶解氧DO的濃度增加到大約2～3mg/L。在這種充分摻氧的條件下，微生物得到足夠的溶解氧來(lái)去除BOD5；同時(shí)，氨也被氧化成硝酸鹽和亞硝酸鹽，此時(shí)，混合液處于有氧狀態(tài)。在曝氣機(jī)下游，水流由曝氣區(qū)的湍流狀態(tài)變成之后的平流狀態(tài)，水流維持在最小流速，保證活性污泥處于懸浮狀態(tài)（平均流速>0.3m/s）。微生物的氧化過(guò)程消耗了水中溶解氧，直到DO值降為零，混合液呈缺氧狀態(tài)。經(jīng)過(guò)缺氧區(qū)的反硝化作用，混合液進(jìn)入有氧區(qū)，完成一次循環(huán)。該系統(tǒng)中，BOD5降解是一個(gè)連續(xù)過(guò)程，硝化作用和反硝化作用發(fā)生在同一池中。由于結(jié)構(gòu)的限制，這種氧化溝雖然可以有效的去處BOD5，但除磷脫氮的能力有限。為了取得更好的除磷脫氮

25、的效果，Carrousel 2000系統(tǒng)在普通Carrousel氧化溝前增加了一個(gè)厭氧區(qū)和絕氧區(qū)（又稱前反硝化區(qū)）。全部回流污泥和10-30%的污水進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū)，可將回流污泥中的殘留硝酸氮在缺氧和10-30%碳源條件下完成反硝化，為以后的絕氧池創(chuàng)造絕氧條件。同時(shí)，厭氧區(qū)中的兼性細(xì)菌將可溶性BOD5轉(zhuǎn)化成VFA，聚磷菌獲得VFA將其同化成PHB，所需能量來(lái)源于聚磷的水解并導(dǎo)致磷酸鹽的釋放。厭氧區(qū)出水進(jìn)入內(nèi)部安裝有攪拌器的絕氧區(qū)，所謂絕氧就是池內(nèi)混合液既無(wú)分子氧，也無(wú)化合物氧（硝酸根），在此絕氧環(huán)境下，70-90%的污水可提供足夠的碳源，使聚磷菌能充分釋磷。絕氧區(qū)后接普通Carrousel氧化溝系統(tǒng)

26、，進(jìn)一步完成去除BOD5、脫氮和除磷。最后，混合液在氧化溝富氧區(qū)排出，在富氧環(huán)境下聚磷菌過(guò)量吸磷，將磷從水中轉(zhuǎn)移到污泥中，隨剩余污泥排出系統(tǒng)。這樣，在Carrousel 2000系統(tǒng)內(nèi)，較好的同時(shí)完成了去除BOD5、COD和脫氮除磷。 2.4.3 優(yōu)點(diǎn) 與常規(guī)污水處理系統(tǒng)相比，Carrousel氧化溝具有以下幾個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)： （1） 在處理某些工業(yè)廢水時(shí)尚需預(yù)處理，但在處理城市污水時(shí)不需要預(yù)沉池； （2） 污泥穩(wěn)定，不需消化池可直接干化； （3） 工藝極為穩(wěn)定可靠； （4） 工藝控制極其簡(jiǎn)單； （5） 系統(tǒng)性能顯示，BOD5降解率達(dá)95%～98%，COD降解率達(dá)90%～95%

27、，同時(shí)具有較高的脫氮除磷功效； （6） Carrousel氧化溝系統(tǒng)不再使用臥式轉(zhuǎn)刷曝氣機(jī)而采用立式低速攪拌機(jī)，使溝式可增加到5m甚至8m，從而使曝氣池的占地面積大大減??； （7） Carrousel氧化溝從“田徑跑道”式向“同心圓”式轉(zhuǎn)化，池壁共用，降低了占地面積和工程造價(jià)。 2.4.4 Carrousel氧化溝演變 第一代為普通Carrousel氧化溝，該種形式氧化溝以去除BOD5為主要目的，并具一定的脫氮除磷效果；第二代為Carrousel 2000氧化溝，該種形式氧化溝主要是針對(duì)排放標(biāo)準(zhǔn)對(duì)氮、磷的嚴(yán)格要求而發(fā)展起來(lái)的具有脫氮除磷的工藝；第三代是Carrousel 3000氧化

28、溝，其最顯著的特點(diǎn)是水深很大，減少了占地面積，同時(shí)也具備脫氮除磷功效。 材料科學(xué)與工程學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 3方案比較 3 方案比較 3.1 設(shè)計(jì)依據(jù) 3.1.1 設(shè)計(jì)背景 （1）氣象 J市屬亞熱帶季風(fēng)氣候，境內(nèi)光照充足，雨量充沛，溫和濕潤(rùn)，四季分明，山峰層疊，河流密布，山環(huán)水繞，景色秀麗。風(fēng)向以西北風(fēng)為主。年平均氣溫17℃，年降雨量1763.5毫米，年平均日照時(shí)數(shù)為2009.8小時(shí)。冬季北部山區(qū)經(jīng)?？梢钥吹窖┚埃菂^(qū)由于地處盆地，夏季非常炎熱，極端最高氣溫有

29、時(shí)會(huì)超過(guò)攝氏40度。 （2）地質(zhì)與地震 地質(zhì)特點(diǎn)：地勢(shì)高、地質(zhì)硬、地耐力強(qiáng),歷史上屬于無(wú)災(zāi)害性地震區(qū)域，土質(zhì)：以礫土、亞粘土為主,地形:以丘陵地帶為主。 （3）水文 J市地區(qū)水文動(dòng)態(tài)隨季節(jié)性變化很大，為季風(fēng)區(qū)雨源型，多為C江分枝的河流，主要河流為C江，其它大小河流與之相連。 3.1.2 設(shè)計(jì)原則 （1）執(zhí)行國(guó)家關(guān)于環(huán)境保護(hù)的政策，符合國(guó)家的有關(guān)法規(guī)、規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)。 （2）積極穩(wěn)妥地采用新技術(shù)，充分利用國(guó)內(nèi)外的先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備，以提高行業(yè)的裝備和技術(shù)水平。 （3）功能分區(qū)明確，生產(chǎn)、生活、人、物、車流向合理。 （4）規(guī)劃布置四優(yōu)先：工藝流程先進(jìn)，安全可靠?jī)?yōu)先；運(yùn)行管理便利，經(jīng)濟(jì)優(yōu)先

30、；環(huán)境綠化、美化優(yōu)先；有利于排水事業(yè)可以持續(xù)發(fā)展優(yōu)先。 3.1.3 設(shè)計(jì)依據(jù) 設(shè)計(jì)任務(wù)書及相關(guān)原始數(shù)據(jù) 《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-96） 《城市污水處理廠污水污泥排放標(biāo)準(zhǔn)》（CJ3025-93） 《污水排入城市下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（CJ3082-1999） 《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002） 《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002） （1） 處理規(guī)模和水質(zhì)特點(diǎn) 1　 污水處理規(guī)模為10×104 m3/d； 2　 城市污水主要為居民生活污水； 3　 平均流量： 4　 總變化系數(shù)：，取Kz=1.2 ； 5　 設(shè)計(jì)流量：

31、。 （2）處理程度 表1 進(jìn)水水質(zhì)和排放標(biāo)準(zhǔn) Table 1 Water quality and emission standards BOD5 CODcr SS NH3-N（10℃） TN 進(jìn)水 200mg/L 320mg/L 190mg/L 28mg/L 48mg/L 出水 ≤15mg/L ≤20mg/L ≤20mg/L ≤5mg/L ≤12mg/L （3）去除率 式中：——進(jìn)水濃度 ——出水濃度 1　 BOD5 去除率： 2　 CODcr 去除率： 3　 SS 去除率：

32、 4　 NH3-N 去除率： 5　 TN 去除率: 3.2 廠址選擇 廠址選擇原則： （1） 應(yīng)與選定的污水處理工藝相適應(yīng)，盡量做到少占或不占農(nóng)田； （2） 廠址必須位于集中給水水源的下游，并應(yīng)設(shè)在城鎮(zhèn)、工廠廠區(qū)及生活區(qū)的下游和夏季主風(fēng)向的下風(fēng)向。為保證衛(wèi)生要求，廠址應(yīng)與城鎮(zhèn)、工廠廠區(qū)及生活區(qū)及農(nóng)村居民點(diǎn)保持約300米以上的距離，但也不宜太遠(yuǎn)，以免增加管道長(zhǎng)度，提高造價(jià)； （3） 當(dāng)處理后的污水或污泥用于農(nóng)業(yè)、工業(yè)或市政時(shí)，廠址的選擇應(yīng)考慮與用戶靠近，以便于運(yùn)輸。當(dāng)處理水直接排放時(shí)，應(yīng)考慮與收納水體靠近； （4） 廠址不宜設(shè)在雨季易受水淹的洼地處，靠近水體處理的工程，要考慮不

33、受洪水的威脅。廠址應(yīng)盡量設(shè)在地質(zhì)條件好的地方，以便于施工，降低造價(jià)； （5） 要充分利用地形，應(yīng)選擇有適當(dāng)坡度的地區(qū)，以滿足于污水處理構(gòu)筑物高程布置的需要，減少土方工程量。若有可能宜采用污水不經(jīng)水泵提升而自流入處理構(gòu)筑物的方案，以節(jié)約動(dòng)力費(fèi)用，降低處理成本； （6） 根據(jù)城市總體發(fā)展規(guī)劃，污水處理工程廠址的選擇應(yīng)考慮遠(yuǎn)期發(fā)展的可能性，有擴(kuò)建的余地。 根據(jù)《J市城市污水處理廠可行性研究報(bào)告》，該廠廠址選擇擬選于J 市的城區(qū)東南方向，C江下游，位于C江東岸，D公路南側(cè)，W鐵路東北側(cè)。 廠區(qū)靠近生活區(qū)，占農(nóng)田不多；地勢(shì)由東北向西南逐漸降低，可以利用地勢(shì)之便使處理水自然流經(jīng)各處理構(gòu)筑物進(jìn)行處

34、理工作，減少動(dòng)力費(fèi)用，降低處理成本；此區(qū)處于下風(fēng)向，不會(huì)影響城市居民的正常生活；廠址處于C江東岸，有利于污水處理后達(dá)標(biāo)直接就近排放，比較符合選址的原則和城市建設(shè)原則，已經(jīng)得到了J 市政府的批準(zhǔn)。 目前，廠址范圍內(nèi)土地都已平整，其北面有現(xiàn)成道路可以直接到達(dá)，前期準(zhǔn)備工作較易實(shí)現(xiàn)，有利于節(jié)省工程投資，促成工程早日動(dòng)工。 3.3 污水處理工藝流程方案比較及選擇 3.3.1 工藝方案分析 本項(xiàng)目污水處理的特點(diǎn)為：生活污水以有機(jī)污染物為主，BOD5/CODcr=0.625 可生化性較好，重金屬及其他難以生物降解的有毒有害污染物一般不超標(biāo)。針對(duì)這些特點(diǎn)，出水要求，以及現(xiàn)有城市污水處理技術(shù)的特點(diǎn)，以

35、采用生化處理最為經(jīng)濟(jì)。 3.3.2 目前常用的城市污水處理技術(shù) 根據(jù)《城市污水處理及污染防治技術(shù)政策》，日處理能力在10~20萬(wàn)立方米的污水處理設(shè)施，可選用常規(guī)活性污泥法、氧化溝法、SBR法和A—B活性污泥法等成熟工藝[4]。本市污水處理廠方案，既要考慮有效去除BOD5又要適當(dāng)去除N和P，故可選擇三種典型的工藝流程，有三種可供選擇的工藝：（1）間歇式活性污泥法（SBR工藝）；（2）氧化溝工藝；（3）好氧—缺氧（A/O）脫氮工藝[4]。 各種工藝都有其獨(dú)特的方面，一般根據(jù)具體情況而定。主要特點(diǎn)如下： （1）SBR工藝 SBR是序批間歇式活性污泥法的簡(jiǎn)稱，是一種按間歇曝氣方式來(lái)運(yùn)行的活性

36、污泥水處理技術(shù)，又稱序批式活性污泥法。SBR的運(yùn)行工況以間歇操作為特征。五個(gè)工序都在一個(gè)設(shè)有曝氣或攪拌裝置的反應(yīng)器中依次進(jìn)行，所以省去了傳統(tǒng)活性污泥法中的沉淀池和污泥回流設(shè)施。在處理過(guò)程中，周而復(fù)始地循環(huán)這種操作周期，以實(shí)現(xiàn)污水處理的目的[5]。 優(yōu)點(diǎn)如下： ① 工藝流程簡(jiǎn)單，運(yùn)轉(zhuǎn)靈活，基建費(fèi)用低； ② 處理效果好，出水可靠； ③ 具有較好的脫氮除磷效果； ④ 污泥沉降性能良好； ⑤ 對(duì)水質(zhì)水量變化的適應(yīng)性強(qiáng)。 缺點(diǎn)如下： ① 反應(yīng)器容積率低； ② 水頭損失大； ③ 不連續(xù)的出水，要求后續(xù)構(gòu)筑物容積較大，有足夠的接受能力； ④ 峰值需要量高； ⑤ 設(shè)備利用率低； ⑥

37、管理人員技術(shù)素質(zhì)要求較高。 （2）A/O工藝 AO工藝法也叫厭氧好氧工藝法，A(Anacrobic)是厭氧段，用以脫氮除磷；O(Oxic)是好氧段，用于除水中的有機(jī)物[6]。 優(yōu)點(diǎn)： ① 流程簡(jiǎn)單，勿需外加碳源與后曝氣池，以原污水為碳源，建設(shè)和運(yùn)行費(fèi)用較低； ② 反硝化在前，硝化在后，設(shè)內(nèi)循環(huán)，以原污水中的有機(jī)底物作為碳源，效果好， 反硝化反應(yīng)充分； ③ 曝氣池在后，使反硝化殘留物得以進(jìn)一步去除，提高了處理水水質(zhì)； ④ A段攪拌，只起使污泥懸浮，而避免DO的增加。O段的前段采用強(qiáng)曝氣，后段減，少氣量，使內(nèi)循環(huán)液的DO含量降低，以保證A段的缺氧狀態(tài)[4]。 缺點(diǎn)：

38、 ① 由于沒有獨(dú)立的污泥回流系統(tǒng)，從而不能培養(yǎng)出具有獨(dú)特功能的污泥，難降解物質(zhì)的降解率較低； ② 若要提高脫氮效率，必須加大內(nèi)循環(huán)比，因而加大運(yùn)行費(fèi)用。從外，內(nèi)循環(huán)液來(lái)自曝氣池，含有一定的DO，使A段難以保持理想的缺氧狀態(tài)，影響反硝化效果，脫氮率很難達(dá)到90％。 ③ 影響因素：水力停留時(shí)間 （硝化＞6h ，反硝化＜2h ）循環(huán)比MLSS（＞3000mg/L）污泥齡（ ＞30d ）N/MLSS負(fù)荷率（ ＜0.03 ）進(jìn)水總氮濃度（ ＜30mg/L）。 （3）氧化溝工藝 氧化溝又稱循環(huán)混合式活性污泥法。一般采用延時(shí)曝氣，同時(shí)具有去除BOD5和脫氮的功能，它采用機(jī)械曝氣，一般不設(shè)初沉池和污

39、泥消化池。 普通卡魯賽爾氧化溝處理污水的原理如下：氧化溝中的污水直接與回流污泥一起進(jìn)入氧化溝系統(tǒng)。在充分摻氧的條件下，微生物得到足夠的溶解氧來(lái)去除BOD5；同時(shí)，氨也被氧化成硝酸鹽和亞硝酸鹽，此時(shí)，混合液處于有氧狀態(tài)。在曝氣機(jī)下游，水流由曝氣區(qū)的湍流狀態(tài)變成之后的平流狀態(tài)，水流維持在最小流速，保證活性污泥處于懸浮狀態(tài)。微生物的氧化過(guò)程消耗了水中溶解氧，知道DO值降為零，混合液呈缺氧狀態(tài)。經(jīng)過(guò)缺氧區(qū)的反硝化作用，混合液進(jìn)入有氧區(qū)，完成一次循環(huán)。該系統(tǒng)中，BOD5降解是一個(gè)連續(xù)過(guò)程，硝化作用和反硝化作用發(fā)生在一個(gè)池子內(nèi)。由于結(jié)構(gòu)的限制，這種氧化溝雖然可以有效去除BOD5，但脫氮除磷的能力有限[7

40、]。 氧化溝的主要優(yōu)點(diǎn)如下： ① 氧化溝的液態(tài)在整體上是完全混合的，而局部又具有推流特性，使得在污水中能形成良好的混合液生物絮凝體，提高二沉池的污泥沉降速度及澄清效果，另外，其獨(dú)特的水流性能對(duì)除磷脫氮也是極其重要的。 ② 處理效果穩(wěn)定，出水質(zhì)好，并可實(shí)現(xiàn)脫氮。 ③ 污泥廠量少，污泥性質(zhì)穩(wěn)定。 ④ 能承受水量、水質(zhì)沖擊負(fù)荷，對(duì)高濃度工業(yè)廢水有很大的稀釋能力 氧化溝的缺點(diǎn)如下： ① 單純的氧化溝工藝的除磷效率很低，需要增設(shè)厭氧段才能達(dá)到一定的除磷效率。 ② 雖然污泥產(chǎn)量少、耐沖擊負(fù)荷，但是這是建立在該工藝很低的污泥負(fù)荷上的，且要求處理構(gòu)筑物內(nèi)水深要淺，而這又決定了在處理相同水質(zhì)，水

41、量污水的情況下，該工藝是最占土地的，也即增加了基建費(fèi)用。 3.4 工藝的比選 對(duì)SBR工藝、氧化溝工藝、A/O工藝進(jìn)行比選。氧化溝除了具有A/O的效果外，還具有如下特點(diǎn)：（1）具有獨(dú)特的水力流動(dòng)特點(diǎn)，有利于活性污泥的生物凝聚作用，而且可以將其工作區(qū)分為富氧區(qū)，缺氧區(qū)，用以進(jìn)行硝化和反硝化作用，取得脫氮效果。（2）不設(shè)初沉池，有機(jī)性懸浮物在氧化溝內(nèi)能達(dá)到好氧穩(wěn)定的程度。（3）BOD5負(fù)荷低，使氧化溝具有對(duì)水溫，水質(zhì)，水量的變動(dòng)有較強(qiáng)的適應(yīng)性，污泥產(chǎn)率低，勿需進(jìn)行硝化處理。（4）脫氮效果還能進(jìn)一步提高。（5）電耗較小，運(yùn)行費(fèi)用低。而SBR工藝僅適合處理量為10萬(wàn)t/d以下的處理廠，所以本課題選

42、擇氧化溝處理工藝。 材料科學(xué)與工程學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 4工藝流程 4 工藝流程 以氧化溝為主工藝的工藝流程圖見圖2： PAM 外運(yùn) 污泥回流 污水 中格柵 泵 房 細(xì)格柵 曝氣沉砂池 Caroussel氧化溝 配水井 污泥泵房 二沉池 巴士計(jì)量槽 污泥濃縮池 污泥脫水車間 集水井 排放 鼓風(fēng)機(jī)房 圖2 Carrousel型氧化溝的污水

43、處理工藝流程 Figure 2 Carrousel oxidation ditch sewage treatment process 污水處理流程：從泵房經(jīng)格柵到達(dá)沉砂池，進(jìn)入Carrousel氧化溝，二沉池，最后消毒出水。 污泥處理流程：從二沉池排出的剩余污泥經(jīng)污泥泵進(jìn)入濃縮池，進(jìn)行污泥濃縮，然后進(jìn)入貯泥池，經(jīng)過(guò)濃縮的污泥再送至帶式壓濾機(jī)，進(jìn)一步脫水后，運(yùn)至垃圾填埋場(chǎng)。 材料科學(xué)與工程學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 5總平面布置 5 總平面布置 5.1 水力

44、計(jì)算 污水處理廠廠區(qū)水力計(jì)算包括管道設(shè)計(jì)和相應(yīng)的構(gòu)筑物水頭損失及管道阻力計(jì)算。 構(gòu)筑物水頭損失在各構(gòu)筑物設(shè)計(jì)完成的基礎(chǔ)上，根據(jù)相關(guān)的具體設(shè)計(jì)可確定相應(yīng)的水頭損失，也可按照有關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行估算。本設(shè)計(jì)采用估算的方法，污水處理構(gòu)筑物的水頭損失選擇見水力計(jì)算表。 管道設(shè)計(jì)包括管材的選擇、管徑及流速的確定。為了便于維修，本設(shè)計(jì)除泵房（提升泵房、污泥泵房）內(nèi)及相關(guān)壓力管道選擇鑄鐵管和氣體管道選擇鋼管外，其余管道均采用鋼筋混凝土管。 考慮到城市污水處理廠水量變化較大，各管道內(nèi)的流速設(shè)計(jì)控制在1.1～1.5m/s的范圍，以便水量減小時(shí)，管內(nèi)流速不致過(guò)小，形成沉淀；當(dāng)水量增大時(shí)，管內(nèi)流速又不

45、致于過(guò)大，增加管道水頭損失，造成能量浪費(fèi)。 流速和管材確定后，根據(jù)各管段負(fù)擔(dān)的流量，依據(jù)水力計(jì)算表確定各管段的管徑、水力坡度，然后根據(jù)管段長(zhǎng)度（由平面圖確定）確定相應(yīng)的沿程水力損失。 局部水頭損失的計(jì)算在有關(guān)管道附件的形式確定后（在完成管道施工圖后進(jìn)行），按局部阻力計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算，也可根據(jù)沿程損失進(jìn)行估算。本設(shè)計(jì)采用估算法，相應(yīng)管段的局部水頭損失取該管道沿程水力損失的50%[8]。水頭損失計(jì)算結(jié)果見表3。 5.2 高程計(jì)算 通過(guò)高程計(jì)算確定構(gòu)筑物的水面高程，結(jié)合地平面高程確定相應(yīng)構(gòu)筑物的埋深。此外，通過(guò)高程計(jì)算，同時(shí)確定提升泵房水泵的揚(yáng)程。提升泵房后的構(gòu)筑物高程計(jì)算方法為沿受納水體逆

46、推計(jì)算；提升泵房前的構(gòu)筑物高程計(jì)算順推。兩者的差值加上泵房集水池最高水位與最低水位的差值即為提升泵的揚(yáng)程。 本設(shè)計(jì)的水力及高程計(jì)算見表2、表3。表中的水力損失=構(gòu)筑物的損失+沿程損失+局部損失，其中：局部損失為沿程損失的50%。 （1）提升泵房的揚(yáng)程 污水廠地表水位為3m，污水處理廠廠區(qū)最高水位5.69m，高出地面2.69m；最低水位-0.8m，低于地面3.8m。 提升泵房最高水位與最低水位差為3m，則提升泵房揚(yáng)程為 （2）各處理構(gòu)筑物的高程確定 設(shè)計(jì)地面標(biāo)高為0m（并作為相對(duì)標(biāo)高±0.00m），其他標(biāo)高均以此為基準(zhǔn)。設(shè)計(jì)進(jìn)水管處的水面標(biāo)高為

47、-3.00m，依次推算其他構(gòu)筑物的水面標(biāo)高，具體標(biāo)高見表2。 表2 污水處理構(gòu)筑物的水面標(biāo)高、池頂標(biāo)高及池底標(biāo)高 Table 2 Water surface elevation、tank top and bottom elevation of sewage treatment structures 構(gòu)筑物名稱 水面標(biāo)高(m) 池底標(biāo)高(m) 池頂標(biāo)高(m) 進(jìn)水井 -3.20 -3.85 0.15 中格柵 -3.20 -4.41 0.30 泵房集水池 -6.80 -8.00 4.00 細(xì)格柵前 3.04 1.83 3.34 細(xì)格柵后 2.69

48、 1.48 — 曝氣沉砂池 2.19 -1.23 2.49 氧化溝 1.14 -3.86 1.64 配水井 0.73 -2.77 1.23 二沉池 0.09 -6.44 0.39 接觸消毒池 -0.22 -2.72 0.28 巴式計(jì)量槽 污泥泵房 濃縮池 -0.81 -0.60 1.75 — -3.10 -4.51 — 0.90 2.05 污泥井 -0.30 -2.80 1.20 儲(chǔ)泥池 3.00 -0.50 3.50 脫水機(jī)房 — 0.00 4.00 表3 水力及高程計(jì)算表 Table 3 H

49、ydraulic and elevation calculation table 構(gòu) 筑 物 名 稱 構(gòu)筑物水頭損失 構(gòu)筑物間距 連接管道水頭損失 總損失 水面標(biāo)高 地面標(biāo)高 水面與地面差 流量 連接管徑 流速 坡度 沿程損失 局部損失 水頭損失 進(jìn)水管 120000 1100 1.46 2 0.00 0.00 0.00 0.00 -3.00 00 -3.00 進(jìn)水井 0.2 0 120000 0.00 0.00 0.00 0.20 -3.20 0 -3.20 中

50、格柵間 0.2 0 120000 0.00 0.00 0.00 0.30 -3.20 0 -3.20 提升泵房 0.2 0 120000 0.00 0.00 0.00 0.20 -6.80 0 -6.80 細(xì)格柵間 0.2 40.8 120000 800×2 1.5 2.9 0.12 0.06 0.18 0.38 3.04 0 3.04 沉砂池 0.2 0 120000 0.00 0.00 0.00 0.50 2.19 0 2.19 配水井 0.4 8

51、2 120000 800×2 1.5 2.9 0.24 0.12 0.36 0.76 0.73 0 0.73 氧化溝 0.4 8.1 120000 500×6 1.1 2.6 0.03 0.015 0.045 0.45 1.14 0 1.14 配水井 0.4 9.5 120000 800×4 1.1 2.4 0.02 0.01 0.03 0.43 0.73 0 0.73 二沉池 0.6 9.1 120000 500×6 1.1 2.6 0.02 0.01 0

52、.03 0.63 0.09 0 0.09 出水井 0.3 7.9 120000 600×4 1.33 3.5 0.03 0.015 0.045 0.35 -0.09 0 -0.09 接觸池 0.2 37.1 120000 1000 1.9 3.8 0.14 0.07 0.21 0.51 -0.02 0 -0.02 巴氏計(jì)量槽 0.3 5 120000 1000 1.9 3.8 0.08 0.04 0.12 0.42 -0.81 0 -0.81 受納水體 42 120000 1000

53、 1.9 3.8 0.16 0.08 0.24 0.24 -1.00 0 -1.0 材料科學(xué)與工程學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 6設(shè)備選擇與計(jì)算 6 設(shè)備選擇與計(jì)算 6.1 設(shè)計(jì)流量 平均流量： 設(shè)計(jì)流量： 6.2 中格柵 城市污水含有大量懸浮物和漂浮物，故需要設(shè)置格柵以攔截較大的懸浮固體物質(zhì)。格柵的間隙大小對(duì)污水處理運(yùn)行有直接關(guān)系，目前設(shè)計(jì)采用格柵的間隙可分為三級(jí)：細(xì)格柵凈間隙為1.5~10mm，中格柵凈間隙為10~

54、40mm，粗格柵凈間隙為50~100mm[9]。 格柵的間隙應(yīng)根據(jù)水體的實(shí)際需要設(shè)置，想用一種規(guī)格格柵截留各種漂流物是行不通的，進(jìn)水格柵的間隙和道數(shù)應(yīng)根據(jù)處理要求設(shè)計(jì)。從城市污水處理廠實(shí)際運(yùn)行資料表明，一般設(shè)計(jì)中多采用中格柵和細(xì)格柵二道[9]。 6.2.1 設(shè)計(jì)參數(shù) 柵條寬度 S=10mm； 柵條間隙寬度 b=30mm； 過(guò)柵流速 v2=0.8m/s； 柵前渠道流速 v1 =0.55m/s； 柵前渠道水深 h=0.7m； 格柵傾角 75°； 數(shù)量 座； 單位柵渣量取W1=0.02m

55、3柵渣/1000m3污水。 6.2.2 設(shè)計(jì)計(jì)算 （1）柵條間隙數(shù)n 個(gè) 其中 （2）柵槽寬度B （3）進(jìn)水渠道漸寬部分的長(zhǎng)度L1 設(shè)進(jìn)水渠道寬 B1=1.0m，漸寬部分展開角α1=20o，此時(shí)進(jìn)水渠道內(nèi)的流速為0.77m/s， （4）柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長(zhǎng)度L2 （5）通過(guò)格柵的水頭損失h1

56、 =0.10m 式中，h1為設(shè)計(jì)水頭損失，m； ho為計(jì)算水頭損失，m； g為重力加速度，m/s2； k為系數(shù)，格柵受污物堵塞時(shí)水頭損失增大倍數(shù)，一般采用3； 為阻力系數(shù)，與柵條斷面形狀有關(guān)，可按手冊(cè)提供的計(jì)算公式和相關(guān)系數(shù)計(jì)算，設(shè)柵條斷面為銳邊矩形斷面，。 （6）柵后槽總高度 設(shè)柵前渠道超高h(yuǎn)2=0.3m （7）柵槽總長(zhǎng)度L

57、 式中，為柵前渠道深，，m。 （8）柵渠過(guò)水?dāng)嗝娣eS 柵渠尺寸（寬深）。 （9） 每日柵渣量 W W1為柵渣量，m3/1000m3污水；KZ為總變化系數(shù)。格柵間隙為16~25mm時(shí)，W1=0.10~0.05m3/1000m3污水；格柵間隙為30~50mm時(shí)，W=0.03~0.10m3/1000m3。本工程格柵間隙為30mm，取W1=0.02m3/1000m3污水，KZ=1.2，代入數(shù)據(jù)得： 采用機(jī)械清渣 （10）除渣機(jī)選擇 根據(jù)流量及設(shè)備選型表，選擇兩臺(tái)XH

58、G-1200型回轉(zhuǎn)式格柵除污機(jī) 實(shí)際過(guò)流速度： （11）中格柵計(jì)算草圖 圖3 中格柵計(jì)算草圖 Figure 3 Calculated sketches of grille 6.3 進(jìn)水泵房 設(shè)計(jì)水量為120000m3/d，選擇用臺(tái)潛污泵（用備）[10]，則單臺(tái)泵的流量為： 污水處理廠廠區(qū)最高水位6.42m，高出地面；最低水位-0.7m，低于地面（地面標(biāo)高3m）。 提升泵房最高水位與最低水位差為，則提升泵揚(yáng)程為： H=3.42+3.70+3=10.12m 所需的揚(yáng)程為10

59、.12m。 選擇CP(T)-5110-400型沉水式污水泵，泵的性能參數(shù)表4。 表4 CP(T)-5110-400型沉水式污水泵參數(shù) Table 4 CP (T) -5110-400 type Submersible sewage pump parameters 出口直徑/mm 流量m3/h 揚(yáng)程/m 極數(shù) 效率﹪ 功率/kW 6.4 細(xì)格柵 6.4.1 設(shè)計(jì)參數(shù) 柵條寬度 S=10mm 柵條間隙寬度 b=10mm 過(guò)柵流速 v1=0.9m/s 柵前渠道流速 v2=0.6m/s 柵前渠

60、道水深 h=0.8m； 格柵傾角 數(shù)量 2座 6.4.2 設(shè)計(jì)計(jì)算 （1）柵條間隙數(shù)n 個(gè) （2）柵槽寬度B （3）進(jìn)水渠道漸寬部分的長(zhǎng)度L1 設(shè)進(jìn)水渠寬B1=1.4m，其漸寬部分展開角度，進(jìn)水渠道內(nèi)的流速為。 （4）柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長(zhǎng)度L2 （5）柵后槽總高度 設(shè)柵前渠道超高 （6）柵槽總長(zhǎng)度L 式中，為柵前渠道深，。 （7）柵渠過(guò)水?dāng)嗝鍿 柵渠尺寸（寬深）。 （8）通過(guò)格柵的水頭損失h1 = = （9）每日柵渣量W W1為柵渣量，m

61、3/1000m3污水；KZ為總變化系數(shù)。格柵間隙為16~25mm時(shí)，W1=0.1~0.05m3/1000m3污水；格柵間隙為30~50mm時(shí)，W=0.03~0.10m3/1000m3。本工程格柵間隙為10mm，取W1=0.1m3/1000m3污水，KZ=1.2，代入數(shù)據(jù)得： 采用機(jī)械除渣。 （10）除渣機(jī)選擇 根據(jù)流量及設(shè)備選型表，選擇兩臺(tái)XHG-1800型回轉(zhuǎn)式格柵除污機(jī)。 實(shí)際過(guò)柵流速為： （11）細(xì)格柵計(jì)算草圖 圖4 細(xì)格柵計(jì)算草圖 Figure 4 Fine grid computing sketch 6.5 沉砂池 沉砂池一般分為平流

62、式、豎流式、環(huán)流式（離心式）和曝氣式。由于曝氣沉砂池和環(huán)流式沉砂池對(duì)流量變化的適應(yīng)性較強(qiáng)，除砂效果好且穩(wěn)定，條件許可時(shí)，建議盡量采用曝氣式沉砂池和環(huán)流式沉砂池。曝氣沉砂池還可以克服普通平流式沉砂池的缺點(diǎn)：在其截流的沉砂中夾雜著一些有機(jī)物，對(duì)被有機(jī)物包裹的砂粒，截流效果也不高，沉砂易于腐化發(fā)臭，難于處置，故本次設(shè)計(jì)選用曝氣式沉砂池[10]。 6.5.1 設(shè)計(jì)參數(shù) 設(shè)計(jì)流量（按最大流量設(shè)計(jì)） Qmax=1.389m3/s； 停留時(shí)間 3min； 水平流速 0.1m/s； 沉砂量 30m3/106m3（污水）； 曝氣量 0.2m3（空氣）/m3（污水）； 主干管空氣流速 12m/s；

63、 支管空氣流速 4.5m/s。 6.5.2 沉砂池尺寸 （1）有效容積V （2）水流斷面積 A （3）池總寬度B 取有效水深為，則 ： （4） 每個(gè)池子寬度b 沉沙池分為兩格，則 （5）平面尺寸 池長(zhǎng)：； 平面尺寸：。 （6）每小時(shí)所需空氣量q d為每立方米污水所需空氣量，m3，取d=0.2m3/m3污水 （7）沉砂室沉砂斗體積V0 為清除沉砂的間隔時(shí)間取，為城市污水沉砂量，取污水。

64、 ① 每個(gè)沉砂斗容積V1 設(shè)每一分格有2個(gè)沉砂斗，共有4個(gè)沉砂斗。 ② 沉砂斗上口寬 式中：為斗高，，取；斗底寬，，?。欢繁谂c水平面的傾角。 ③ 沉砂室高度 采用重力排砂，設(shè)池底坡度為，坡向砂斗。沉砂室由兩部分組成：一部分為沉砂斗，另一部分為沉沙池坡向沉砂斗的過(guò)渡部分，沉砂室的寬度為。 （式中為兩沉砂斗隔壁厚） ④ 沉沙池總高度H 取超高 （8）集油區(qū) 集油區(qū)寬，上部與沉砂區(qū)隔斷，以

65、便集油；下部與沉砂區(qū)相通，以便沉砂返回集砂斗。 （9）曝氣沉砂池草圖 圖5 曝氣沉砂池計(jì)算草圖 Figure 5 Aeration sink sand pool calculation sketch 6.5.3 集砂量及排砂設(shè)備 （1）每天沉砂量V 采用行車式排砂機(jī)，配備一臺(tái)型沉砂池吸砂機(jī)，每2d排砂一次，有關(guān)參數(shù)見表5。 表5 XS-6型沉砂池吸砂機(jī)技術(shù)參數(shù) Table 5 XS-6-type grit chamber, sand suction machine technical parameters 池寬/mm 池深/mm

66、 整機(jī)功率/kW 行車速度/m·min-1 6000 1000~3000 0.92 2~5 6.5.4 曝氣系統(tǒng) （1）曝氣量q （2）風(fēng)機(jī)選擇 選用兩臺(tái)型羅茨鼓風(fēng)機(jī)（一備一用），配以型電動(dòng)機(jī)（功率為），鼓風(fēng)機(jī)性能見表6。 表6 RE-145型羅茨鼓風(fēng)機(jī)性能 Table 6 RE-145 -type Roots blower performance 口徑/mm 轉(zhuǎn)速 /(r/min-1) 排氣壓力/kPa 流量Qs/m3·min-1 軸功率La/kW 電機(jī)功率P0/kW （3）空氣管道計(jì)算 按風(fēng)機(jī)實(shí)際風(fēng)量計(jì)算 干管管徑D1 ，取。 驗(yàn)算氣流速度 ，符合要求。 每隔一米分出兩格支管，則總支管數(shù)為個(gè)，每一支管氣量。 取支管氣流速度為，則 支管管徑 ，取為。 驗(yàn)算氣流速度 ，符合要求。 6.6 氧化溝 擬用卡魯賽爾（Carrousel）2000型氧化溝，去除BOD5與CODcr之外，還具備硝化和一定的脫氮除磷作用，使出水NH3-N達(dá)到