《水質工程學II》課程設計污水處理廠工藝方案設計.doc

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1、西安建筑科技大學西安建筑科技大學 課程設計（論文）課程設計（論文） 題 目： 水質工程學 II課程設計 某城市污水處理廠工藝系統(tǒng)方案設計 院 （系）： 環(huán)境與市政工程學院 專業(yè)班級： 姓 名： 學 號： 指導教師： 2014 年 01 月 05 日 附附：設設計計任任務務書書 西安建筑科技大學課程設計（論文） 水質工程學 II課程設計 某城市污水處理廠工藝系統(tǒng)方案設計 摘摘 要：要：該課程設計針對某城市污水處理廠處理工藝進行設計，通過了解基 本資料，確定處理工藝和處理程度，然后對污水處理構筑物的工藝尺寸進行 了計算，最后綜合各方面因素確定了污水廠的平面布置和高程布置,并繪制 平面布置圖、高程布

2、置圖以及輻流式二沉池的剖面圖。 關鍵詞關鍵詞：污水處理廠；污水處理構筑物；卡魯賽爾氧化溝； 類類 型型：課程設計 Course Design ofWater Quality Engineering A Project Design of A City Sewage Treatment Plant Process System ABSTRACT：This course design proposes a city sewage treatment plant design, first understand the basic data, determine the processing tec

3、hnology and management level, and then the sewage treatment structure parameters were calculated,finally, integrate various factors determine the sewage plant layout and elevation layout, and drawing the plane layout, elevation layout and radial flow sedimentation tank section two. Keywords：Sewage t

4、reatment plant；Sewage treatment structure；Carrousel O.D； Paper type：course design 西安建筑科技大學課程設計（論文） 目目 錄錄 第第 1 章章 概述概述1 1.1 城市水環(huán)境污染現(xiàn)狀1 1.2 城市污水處理的必要性2 第第 2 章章 設計規(guī)模及處理程度設計規(guī)模及處理程度 .4 2.1 設計水量4 2.1.1 設計人口.4 2.1.2 污水量計算.4 2.1.3 設計規(guī)模確定.4 2.2 原水水質及處理要求4 2.2.1 確定原水水質指標.4 2.2.2 確定處理水水質要求.5 2.3 處理程度5 第第 3 章章

5、工藝流程確定工藝流程確定.6 3.1 處理流程確定6 3.1.1 確定原則6 3.1.2 方案選擇6 3.1.3 處理流程圖8 3.2 單元構筑物選擇8 3.2.1 格柵8 3.2.2 沉砂池8 3.3.3 氧化溝9 3.3.4 二沉池10 3.3.5 污泥濃縮池11 3.3.6 污泥脫水設備11 西安建筑科技大學課程設計（論文） 第第 4 章章 設計計算設計計算 12 4.1 污水處理系統(tǒng)設計計算12 4.1.1 分流井.12 4.1.2 粗格柵室.12 4.1.3 污水提升泵房.14 4.1.4 細格柵.15 4.1.5 沉砂池16 4.1.6 生物反應池.17 4.1.7 二沉池20 4

6、.1.8 深度處理系統(tǒng)22 4.1.9 接觸消毒池.24 4.1.10 計量設施.25 4.2 污泥處理系統(tǒng)設計計算26 4.2.1 污泥量計算26 4.2.2 污泥濃縮池26 4.2.3 污泥貯池28 4.2.4 脫水機及脫水機房.29 第第 5 章章 污水處理廠平面及豎向設計污水處理廠平面及豎向設計 31 5.1 平面布置31 5.1.1 布置原則.31 5.1.2 平面布置說明.31 5.2 高程布置32 5.2.1 布置原則.32 5.2.2 高程布置說明.33 參考文獻參考文獻 .35 致致 謝謝.36 西安建筑科技大學課程設計（論文） 0 第第 1 章章 概述概述 1.1 城市水環(huán)

7、境污染現(xiàn)狀城市水環(huán)境污染現(xiàn)狀 水是人類賴以生存的資源。近年來,隨著全球工業(yè)經濟的迅速發(fā)展,城市 化進程的加快和人口的不斷增加,水環(huán)境污染的問題日漸加劇,越來越多的國 家已注意到水環(huán)境污染對人類生存的威脅。世界各國(特別是發(fā)達國家)正投 入大量的人力、物力積極治理水環(huán)境污染,改善人類的生存空間。水環(huán)境污染 治理的研究已成為一個全球性的課題。中國作為一個發(fā)展中的國家,水環(huán)境污 染問題尤為突出。據(jù)有關資料統(tǒng)計,到上世紀末,中國城鎮(zhèn)生活污水年排放量 達 204 億立方米,工業(yè)廢水年排放量達到 198 億立方米,分別比 1980 年增加了 3.8 倍和 1.5 倍,而這些污水又絕大部分未經處理排入河流、

8、湖泊、水庫,造成 流經城市的河流 86%遭到比較嚴重的污染。據(jù)有關部門的監(jiān)測表明,流經城 市的大部分河流的水質達不到國家地面水類水體標準的要求,水體中許多對 人體有害的指標均嚴重超標?？梢娭袊乃h(huán)境污染已不是一個區(qū)域性的問 題,而是一個全國性問題。如何在經濟建設發(fā)展的同時,兼顧社會、環(huán)境的發(fā) 展,達到可持續(xù)性發(fā)展的目的;如何對嚴重污染的水環(huán)境進行治理,這是一個全 國都需研究的課題，國家每年都會投入大量的資金去治理水環(huán)境污染，尤其 國家“十二五”規(guī)劃中又著重加強了對環(huán)境污染尤其是對水污染的治理。 以西安市為例，為了進一步改善水環(huán)境質量，完成省政府下達的“十二 五”水環(huán)境質量目標任務和削減化學需

9、氧量、氨氮約束性考核指標，為西安 市經濟社會發(fā)展提供水環(huán)境保障，結合西安市水環(huán)境現(xiàn)狀，制定了水污染治 理實施方案。當前渭河西安段水質仍未達到省上劃定的水環(huán)境功能區(qū)類標 準和關中-天水經濟區(qū)發(fā)展規(guī)劃確定的類水質目標，水污染形勢不容 樂觀，治理任務仍然十分艱巨，其存在的主要問題，一是西安的排污量大， 約占渭河陜西段納污量的 50%左右。據(jù)測算，我市每年向渭河排放 14 萬噸 左右的化學需氧量和 1.3 萬噸左右的氨氮（不包括農業(yè)源），是渭河的第一 排污大市；二是污水處理率低。皂河 西安建筑科技大學課程設計（論文） 1 （含太平河）、新河、漕運明渠均有大量的污水未經處理直排渭河，幸福渠 沿岸至今未建

10、成污水處理廠，離國家污水處理率必須達到 95%以上的要求還 有很大差距；三是結構性污染嚴重，工業(yè)企業(yè)污染治理水平低。太平河、新 河由于產業(yè)結構原因污染嚴重，造紙、果汁、化工等高污染、高排放企業(yè)還 需進一步進行產業(yè)結構調整，工業(yè)企業(yè)廢水排放標準遠高于水體環(huán)境質量標 準且不能穩(wěn)定達標排放。 究其原因，一是西安市產業(yè)結構不合理，高污染、高排放的企業(yè)結構調 整不到位；二是污水處理廠建設和配套市政管網(wǎng)建設滯后，未實現(xiàn)污水全收 集全處理；三是農村污水治理嚴重滯后，再生水利用率低，生態(tài)補給水不足， 河流自凈能力差。 因此我國當前城市水環(huán)境污染現(xiàn)狀不容樂觀，污染態(tài)勢非常嚴峻亟待解 決。 1.2 城市污水處理的

11、必要性城市污水處理的必要性 隨著的發(fā)展，城市水資源短缺的壓力越來越大，追究城市水危機的根本 原因，人們越來越認識到，是水的社會循環(huán)超出了水的自然循環(huán)可承載的范 圍。因此，只有充分尊重水的自然運動規(guī)律，合理地使用水資源，使上游地 區(qū)的用水循環(huán)不影響下游水域的水體功能、社會循環(huán)不損害自然循環(huán)的客觀 規(guī)律，從而維系或恢復城市乃至流域的良好水環(huán)境，才是水資源可持續(xù)利用 的有效途徑。這就要求我們從“取水輸水用戶排放”的單向開放型的 用水模式轉變?yōu)椤肮?jié)制地取水輸水用戶再生水”的反饋式循環(huán)流程， 提高水的利用效率。實現(xiàn)這一重大用水模式的轉變，加強污水再生利用是關 鍵。 我國約三分之二的城市以地下水為主要水源

12、，而現(xiàn)在地下水開發(fā)和保護 方面存在很多問題，其中管理不善，超量開采，造成地下水位連續(xù)下降，城 市地下水資源普遍遭到污染，這些問題直接影響了地下水資源的可持續(xù)利用。 因此很多城市別無選擇，只得采取遠距離取水，這樣，長距離引水工程項目 西安建筑科技大學課程設計（論文） 2 的建設與日俱增，在此情況下，水資源的緊缺和污染已成為我國國民經濟發(fā) 展的一個制約因素。面對這一嚴峻形勢，必須實行水資源的統(tǒng)一規(guī)劃與管理， 把用水問題，特別是將節(jié)水工作納入社會經濟發(fā)展規(guī)劃，建立與健全相應的 規(guī)章制度，認真貫徹開源節(jié)流并重方針，加強節(jié)水的科學管理，全面開展節(jié) 水工作，通過多種途徑開辟新水源，加強污水處理，搞好污水回

13、用，保護生 態(tài)環(huán)境。 因此，根據(jù)我國經濟發(fā)展和環(huán)境保護需求，結合我國環(huán)境保護最新研究 成果和國際環(huán)境保護技術水平和發(fā)展趨勢，提出一套合理、經濟、運轉效率 高的工藝流程對污水進行處理，以達到標準排放。對于保護環(huán)境，減輕環(huán)境 污染，遏制生態(tài)惡化趨勢，有著重要的意義。 西安建筑科技大學課程設計（論文） 3 第第 2 章章 設計規(guī)模及處理程度設計規(guī)模及處理程度 2.1 設計水量設計水量 2.1.1 設計人口設計人口 近期人口：（人）(101)300010200086000 遠期人口：（人）(101)8000103000118000 2.1.2 污水量計算污水量計算 近期污水量：近期人口 86000 人

14、、污水產生率：0.80、收集率：90% QQQ 近期計算生活污水工業(yè)廢水 33 860000. 220. 80. 90. 1286400 23990. 4 (/)0. 2777 (/)mdms 遠期污水量：遠期人口 118000 人、污水產生率：0.80、收集率：100% QQQ 遠期計算生活污水工業(yè)廢水 33 1180000. 240. 81. 00. 1486400 34752 (/)0. 4022 (/) Q mdms 2.1.3 設計規(guī)模確定設計規(guī)模確定 ，取遠期水量為 3.5； 3 =3.5 yqyqjs QQwmd 3 m d萬 ，取近期水量為 2.5； 3 =2.4 jqjqjs

15、 QQwm d 3 m d萬 2.2 原水水質及處理要求原水水質及處理要求 2.2.1 確定原水水質指標確定原水水質指標 根據(jù)地區(qū)狀況和當?shù)鼐用竦纳盍晳T，通過連續(xù)不間斷的進行取樣調查， 并且參照相近已建成的污水處理廠的資料，綜合分析后確定原水水質指標如 西安建筑科技大學課程設計（論文） 4 表 2.1 所示。其中，進出水廠的水溫：夏季水溫 2225，冬季水溫 10 15，常年平均水溫約為 20。 表表 2.1 污水處理廠進水主要水質指標污水處理廠進水主要水質指標 COD (mg/L) BOD5 (mg/L) SS (mg/L) TN (mg/L) NH3-N (mg/L) TP (mg/L)

16、 pH 46022020045355.069 2.2.2 確定處理水水質要求確定處理水水質要求 針對污水廠處理后水排放的河流水質要求，該污水處理廠的處理水應該 達到城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準GB18918-2002 中一級 A 類排放標 準，確定處理后的出水水質指標如表 2.2 所示。 表表 2.2 污水處理廠出水主要水質指標污水處理廠出水主要水質指標 COD (mg/L) BOD5 (mg/L) SS (mg/L) TN (mg/L) NH3-N (mg/L) TP (mg/L) pH 501010 12（15 ） 5（8）0.569 同時，污水處理廠的污泥應該達到穩(wěn)定化及脫水處理（含水率

17、 60%以下） 。 2.3 處理程度處理程度 根據(jù) 12 中原水水質指標和污水水質指標，計算確定各項污染物的處理 程度如表 2.3 所示。 表表 2.3 污水處理廠各污染物處理程度污水處理廠各污染物處理程度 水質指標 COD （mg/L ） BOD5 （mg/L ） SS （mg/L ） TN （mg/L ） NH3-N （mg/L ） TP （mg/L ） pH 原 水46022020045355.069 出 水501010 12（15 ） 5（8）0.569 處理程度90%95%95% 74%（6 7%） 86%（7 8%） 90%- 西安建筑科技大學課程設計（論文） 5 第第 3 章章

18、工藝流程確定工藝流程確定 3.1 處理流程確定處理流程確定 3.1.1 確定原則確定原則 1、新建的城鎮(zhèn)污水處理廠所采用的污水處理流程不但要有很高的 SS、BOD5，CODcr 去除能力，而且要具有很高的脫氮除磷功能； 2、處理工藝技術合理、成熟可靠； 3、工程造價低，節(jié)省能耗，節(jié)省運行費及占地少； 4、運行管理簡單，控制環(huán)節(jié)少，易于操作； 5、因地制宜，污水處理廠應分期，分達標實施； 6、污水、污泥要資源化。 3.1.2 方案選擇方案選擇 污水處理廠的處理流程分為一級物理處理，二級生化處理，三級深度處 理和污泥處理。以下對四種處理方案做一選擇。 1、一級物理處理 一級處理工藝主要去除原水中的

19、漂浮物、垃圾和沙粒等固體不溶性物質， 一般可采用粗格柵、細格柵、沉砂池等工藝來去除。 2、二級生化處理 按城市污水處理和污染防治技術政策要求推薦，20 萬 t/d 規(guī)模大型 污水廠一般采用常規(guī)活性污泥法工藝，10-20 萬 t/d 污水廠可以采用常規(guī)活性 污泥法、氧化溝、SBR、AB 法等工藝，小型污水廠還可以采用生物濾池、 水解好氧法工藝等。對脫磷脫氮有要求的城市，應采用二級強化處理，如 A2/O 工藝，A/O 工藝，SBR 及其改良工藝，氧化溝工藝，以及水解好氧工 藝，生物濾池工藝等。這些從活性污泥法派生出來的工藝都可以實現(xiàn)除碳、 除氮、除磷三種流程的組合，都是比較實用的除磷脫氮工藝。 西

20、安建筑科技大學課程設計（論文） 6 在上述各種脫磷除氮工藝中，對中小污水廠來講，比較有發(fā)展前途的工 藝是 SBR 工藝、氧化溝工藝。因為這兩種工藝一般都不設初沉池，SBR 工 藝和合建式氧化溝工藝也不需要二沉地、污泥回流設施，因此，水、泥處理 流程大為簡化，可以達到占地少、能耗低、投資省，運行管理方便的目的， 符合當前污水處理工藝合建、簡化發(fā)展的總趨勢。采用延時曝氣的 SBR 工 藝和氧化溝工藝產生的剩余污泥已經基本達到好氧穩(wěn)定，剩余污泥經過濃縮 脫水后就可以直接應用于農田、填埋或者焚燒，不需要搞污泥消化，因此建 設、運轉的費用大為減少，這一點對中小城鎮(zhèn)污水廠來說，是非常有吸引力 的。 但是相

21、比 SBR 氧化溝具有以下優(yōu)點： (1) 工藝流程簡單，運行管理方便。氧化溝工藝不需要初沉池和污泥消 化池。有些類型氧化溝還可以和二沉池合建，省去污泥回流系統(tǒng)。 (2) 運行穩(wěn)定，處理效果好。氧化溝的 BOD 平均處理水平可達到 95 %左 右。 (3) 能承受水量、水質的沖擊負荷，對濃度較高的工業(yè)廢水有較強的適 應能力。這主要是由于氧化溝水力停留時間長、泥齡長和循環(huán)稀釋水量大。 (4) 污泥量少、性質穩(wěn)定。由于氧化溝泥齡長。一般為 2030d，污泥 在溝內已好氧穩(wěn)定，所以污泥產量少從而管理簡單，運行費用低。 (5) 可以除磷脫氮。可以通過氧化溝中曝氣機的開關，創(chuàng)造好氧、缺氧 環(huán)境達到除磷脫氮

22、目的，脫氮效率一般大于 80 %。 (6) 基建投資省、運行費用低。和傳統(tǒng)活性污泥法工藝相比，在去除 BOD、去除 BOD 和 NH3 -N 及去除 BOD 和脫氮三種情況下，基建費用 和運行費用都有較大降低，特別是在去除 BOD 和脫氮情況下更省。同時統(tǒng) 計表明在規(guī)模較小的情況下，氧化溝的基建投資比傳統(tǒng)活性污泥法節(jié)省更多。 西安建筑科技大學課程設計（論文） 7 本城市中的污水處理廠處理規(guī)模較小，二期只能達到 6，屬于 3 m d萬 中小規(guī)模污水處理廠。鑒于氧化溝有著比較好的優(yōu)勢，所以通過綜合比較， 最終確定二級生化處理工藝采用氧化溝工藝。 3、三級深度處理 根據(jù)國家新規(guī)范規(guī)定，新建污水處理廠

23、處理水質都要達到一級 A 標準， 而前面的物理處理和生化處理還不能達到該要求，尤其對于 P 的處理還不能 達標。所以要加入深度處理工藝，即混凝、沉淀、過濾消毒工藝。 4、污泥處理工藝 根據(jù)國家新規(guī)范規(guī)定，新建污水處理廠的污泥含水率要達到 60%以下， 所以對于污泥處理提出了更高的要求。目前普遍采用的污泥處理工藝只能將 含水率降到 80%，所以為達到要求應該選擇污泥濃縮、厭氧消化、污泥脫水 和焚燒來解決。 3.1.3 處理流程圖處理流程圖 最終確定污水處理廠的工藝流程如圖 3.1 所示。 原水 分流井格柵沉砂池氧化溝二沉池深度處理 消毒 排放 濃縮池污泥儲存池污泥脫水外運填埋 污泥回流 圖圖 3

24、.1 污水處理廠工藝流程圖污水處理廠工藝流程圖 3.2 單元構筑物選擇單元構筑物選擇 3.2.1 格柵選擇格柵選擇 該工藝流程中采用機械清除的粗格柵（50100mm）和細格柵 （310mm）。 西安建筑科技大學課程設計（論文） 8 3.2.2 沉砂池選擇沉砂池選擇 常用沉砂池有平流式沉砂池、豎流式沉砂池、旋流式沉砂池和曝氣沉砂 池四種形式。其各自特點如下： 平流式沉砂池為常用形式，污水在池中沿水平方向流動，具有結構簡單， 截留無機顆粒效果好的優(yōu)點； 豎流式沉砂池是污水自下而上從中心管進入池內，無機顆粒借重力沉淀 于池底，處理效果一般較差； 旋流式沉砂池是近來日益廣泛使用的池型，它利用機械控制流

25、態(tài)與流速， 加速砂礫的沉淀，有機物則被留在污水中，具有沉砂效果好、占地省的 優(yōu)點； 曝氣沉砂池是在池的一側通入空氣，使污水沿池旋轉前進，它可以通過 調節(jié)曝氣量，控制污水旋流速度，使除沙效率穩(wěn)定，受流量變化小，同 時還對污水起預曝氣作用。 鑒于該工藝流程中后續(xù)是采用氧化溝進行生化處理，曝氣沉砂池可以對 污水起到預曝氣作用，有利于后續(xù)工藝進行，而且除砂效果穩(wěn)定，所以該工 藝選擇曝氣沉砂池。 3.3.3 氧化溝選擇氧化溝選擇 氧化溝具有多種形式，如 Carrousel 氧化溝、奧貝爾氧化溝、交替式氧 化溝和雙溝式氧化溝等多種形式。其中 Carrousel 氧化溝是一種由多渠道串 聯(lián)組成的氧化溝形式，

26、在溝一端設置曝氣器，使系統(tǒng)中形成好氧區(qū)和厭氧區(qū)， 具有脫氮功能；在內部內置反硝化區(qū)，不僅使得脫氮功能加強，而且又具有 除磷功能；在系統(tǒng)前加生物選擇區(qū)又能 抑制絲狀菌生長，防止污泥膨脹； 其獨特的圓形纏繞式設計還可降低建設成本和減少污水廠占地。而其它類型 的氧化溝雖也具有脫氮除磷的功能，但是卻存在溶解氧分配不均、設備利用 率低等缺點。 西安建筑科技大學課程設計（論文） 9 Carrousel 氧化溝獨有的優(yōu)勢是其它類型的氧化溝不可比擬的。因此該工 藝中我們選擇改良型的 Carrousel 氧化溝改良型 6 廊道 Carrousel 氧化溝 2000（如圖 3.2），完全可以滿足該污水廠運行中脫氮

27、除磷的功能。 圖圖 3.2 Carrousel 2000 系統(tǒng)平面結構圖系統(tǒng)平面結構圖 3.3.4 二沉池選擇二沉池選擇 沉淀池一般分為平流式、豎流式和輻流式沉淀池三種類型。三種沉淀池 優(yōu)缺點及其適用條件見表 3.1. 表表 3.1 各沉淀池優(yōu)缺點及適用條件各沉淀池優(yōu)缺點及適用條件 池型優(yōu)點缺點適用條件 平流式 沉淀效果好，抗沖擊能 力強，施工簡易，布置 緊湊 配水不均，排泥量大， 排泥設備復雜，施工 質量高 適用大、中、 小型污水廠 西安建筑科技大學課程設計（論文） 10 豎流式排泥方便，簡單易行 池深大，施工困難， 抗沖擊能力差 適用小型污水 廠 輻流式 多為機械排泥，運行可 靠，管理簡單

28、，排泥設 備已定型化 排泥設備復雜，施工 質量要求高 適用大、中型 污水廠 通過對比分析，我們在該工藝中選擇機械化程度較高，而且占地面積較 小的輻流式沉淀池。 3.3.5 污泥濃縮池污泥濃縮池 重力式污泥濃縮池是目前常用的污泥濃縮池型，其具有結構簡單，運行 控制方便，造價低，占地少等優(yōu)點。因此我們在該工藝中選擇重力式污泥濃 縮池。 3.3.6 污泥脫水設備污泥脫水設備 由于壓濾脫水具有良好的脫水效果，所以在該工藝中我們采用板框壓濾 機脫水。 西安建筑科技大學課程設計（論文） 11 第第 4 章章 設計計算設計計算 4.1 污水處理系統(tǒng)設計計算污水處理系統(tǒng)設計計算 4.1.1 分流井分流井 如圖

29、 4.1 為分流井示意圖，該分流井設計為矩形豎井，井內設置 3 支水 管，1 支為進水管，1 支為出水管，1 支為超越管，安裝有兩個手自一體閘板， 一個控制進水，一個控制出水，一個控制超越。 具體設計數(shù)據(jù)： （1）進水管：,D進水=1200mm；管內底標高： 410.50m，i=0.005,v=1.01.15m/s h/D=0.450.5.出水管：D出水=D進水=1200mm；高程為：410.4m, 低于進水管 100mm； （3）超越管：D 超越=1200mm，高程為：410.3m ,低于出水管 100mm; （4）閘板：出水管閘板采用：1100mm1100mm； 超越管閘板采用：1300m

30、m1300mm； （5）分流井尺寸：LBH=2100mm2300mm5500mm 西安建筑科技大學課程設計（論文） 12 DN進水 DN出水 DN超越 DN進水 DN出水 DN超越 DN進水 DN出水 DN超越 圖圖 4.1 分流井示意圖分流井示意圖 4.1.2 粗格柵室粗格柵室 設計數(shù)據(jù)：Kh=1.3；Q最大時=Q平均Kh=350001.3=4.55104 m3/d=0.53m3/s； 柵條間隙：50mm100mm，取 50mm；過柵流速：0.6m/s1.0m/s，取 0.8m/s； 柵前流速：0.4 m/s0.9 m/s；取 0.7m/s；傾斜角度：45C 75C，取 70C； 過柵水頭損

31、失：0.08m0.15m，取 0.1m；柵條斷面采用正方形 20mm20mm； 近期采用二組格柵，遠期采用三組格柵；采用機械清渣方式。 西安建筑科技大學課程設計（論文） 13 圖圖 4.2 格柵示意圖格柵示意圖 （1）柵槽寬度：設柵前水深 h=0.5m ；10.02 15 10.05 151.10BS nbnm 0.53 3sin70 9 0.05 0.5 0.8 n （2）進水渠道漸寬長度 ：設進水渠道寬 0.85m；漸寬展開角度 1 l 1 20 1 1 1 1.100.85 0.35 2220 BB lm tgtg （3）柵槽與出水渠道連接處的漸寬部分長度： 2 l 1 2 0.18 2

32、 l lm （4） 通過格柵的水頭損失： ； 22 10 0.8 sin1.41sin7030.13 22 9.8 v hh kKm g 2 11.41 bs b （5）柵后槽總高度：設柵前渠道超高=0.3m 2 h 12 0.50.130.31.0Hhhhm （6）柵槽總長度： 1 12 1.00.5 H Lll tg 0.50.3 0.350.18 1.00.52.32 70 m tg （7）每日柵渣量：在格柵間隙 50mm 情況下，設柵渣量為每 1000m3污 水產 0.05m3， 3 max1 864000.91 0.05 86400 2.85 10001.38 1000 Z QW W

33、m d K 4.1.3 污水提升泵房污水提升泵房 本設計采用氧化溝工藝系統(tǒng)，污水處理系統(tǒng)簡單，只考慮一次提升。污 水經提升后再過細格柵，然后經平流沉砂池，自流通過初沉池、曝氣池、二 西安建筑科技大學課程設計（論文） 14 沉池及接觸池，最后由出水管道排入納污河流。 設計參數(shù)：設計參數(shù)：設計流量：Q=0.70m3/s，泵房工程結構按遠期最大流量設計 設計要求：設計要求： 1）泵房進水角度不大于 45 度。 2）相鄰兩機組突出部分得間距，以及機組突出部分與墻壁的間距，應保證 水泵軸或電動機轉子再檢修時能夠拆卸，并不得小于 0.8。如電動機容量大 于 55KW 時，則不得小于 1.0m，作為主要通道

34、寬度不得小于 1.2m。 3）泵站采用矩形平面鋼筋混凝土結構半地下式，尺寸為 15 m12m，高 12m，地下埋深 7m。 4）水泵為自灌式。 泵房設計計算泵房設計計算 水泵揚程=細格柵最高水位+水泵損失+吸壓水管路損失+集水池最低水位 到地面的高程差+富裕水頭（1m） 即：H=2.76+2+2+8.25+1=16.01m 根據(jù)設計流量 0.70m3/s，屬于大流量低揚程的情形，考慮選用選用 5 臺 350QW1200-18-90 型潛污泵（流量 1200m3/h，揚程 18m，轉速 990r/min，功 率 90kw），4 用 1 備，流量： 33 0.7 0.175/630/ 44 Q Q

35、msmh 集水池容積：考慮不小于一臺泵 5min 的流量： 3 630 5552.5 6060 Q Wm 取有效水深 h=1.2m，則集水池面積為: 3 52.5 43.8 1.2 W Am h 泵房采用鋼筋混凝土結構,尺寸為 15 m10m,泵房為半地下式，水泵為 自灌式。 西安建筑科技大學課程設計（論文） 15 4.1.4 細格柵細格柵 設計數(shù)據(jù)：Kh=1.3；Q最大時=Q平均Kh=350001.3=4.55104 m3/d=0.53m3/s； 柵條間隙：3mm10mm，取 5mm；過柵流速：0.6m/s1.0m/s，取 0.8m/s； 柵前流速：0.4 m/s0.9 m/s；取 0.7m

36、/s；傾斜角度：45C 75C，取 70C； 過柵水頭損失：0.08m0.15m，取 0.1m；柵條斷面采用正方形 20mm20mm； 近期采用二組細格柵，遠期采用三組細格柵；采用機械清渣方式。 （1）柵槽寬度：設柵前水深 h=0.5m 10.02 15010.005 1503.73BS nbnm 0.53 3sin70 86 0.005 0.5 0.8 n （2）進水渠道漸寬長度 ：設進水渠道寬 1.50m；漸寬展開角度 1 l 1 20 1 1 1 3.73 1.50 3.1 2220 BB lm tgtg （3）柵槽與出水渠道連接處的漸寬部分長度： 2 l 1 2 1.55 2 l lm

37、 （4）通過格柵的水頭損失： ； 22 10 0.8 sin1.41sin7030.13 22 9.8 v hh kKm g 2 11.41 bs b （5）柵后槽總高度：設柵前渠道超高=0.3m 2 h 12 0.50.130.31.0Hhhhm （6）柵槽總長度： 1 12 1.00.5 H Lll tg 0.50.3 3.1 1.55 1.00.56.44 70 m tg 西安建筑科技大學課程設計（論文） 16 （7）每日柵渣量：在格柵間隙 5mm 情況下，設柵渣量為每 1000m3污 水產 0.1m3， 3 max1 864000.91 0.1 86400 5.70 10001.38

38、1000 Z QW Wm d K 4.1.5 沉砂池沉砂池 經過細格柵的污水中仍然含有較多的泥沙、懸浮油類，本設計中根據(jù)原 水水質選擇曝氣沉砂池， （1）池子總有效容積：設；2mint 3 max 600.70 2 6084VQtm （2）水流斷面積：設； 1 0.1vm s 2 max 1 84 8.4 0.1 Q Am v （3）沉砂池設 2 格，每格斷面形狀見圖 4.3.池寬 2000mm，池底坡度 0.5，超高 0.6m，全池總高 3900mm。 圖圖 4.3 曝氣沉砂池斷面形狀圖曝氣沉砂池斷面形狀圖 （4）每格沉砂池實際進水斷面面積 2 2.0 1.0 2.0 2.00.75.0 2

39、 Am （5）池長： 84 8.4 10 V Lm A （6）每格沉砂池沉砂斗容量： 3 0 1.0 0.6 116.6Vm （7）每格沉砂池實際沉沙量：設含沙量為，每兩天排一次 363 2010mm 砂， 33 6 20 0.46 86400 21.606.6 10 Vmm 西安建筑科技大學課程設計（論文） 17 （8）每小時所需空氣量：設曝氣管浸水深度為 2.5m，查給排水設計 手冊可知單位池長所需空氣 3 28mm h 3 28 12 1 15%2772.8qm 4.1.6 生物反應池生物反應池 1、進出水水質要求見表、進出水水質要求見表 2.3. 2、由進出水水質可得：、由進出水水質可

40、得： BOD5/COD0.4，所以可以進行生物處理； BOD5/TN3，BOD5/TP15，故可估算具有較好的生物脫氮除磷效果； 3、脫氮除磷參數(shù)計算、脫氮除磷參數(shù)計算 該工藝中 Carrousel 氧化溝采用 4 組平行的氧化溝，每組 Q=15000m3/d，近期采用 3 組，遠期采用 4 組；處理效果出水除 SS 指標按照 一級 B 標準計算外，CNP 的計算都按照一級 A 出水標準；為提高系統(tǒng)的抗 符合變化能力，選擇混合污泥的濃度 MLSS=4000mg/L，f=MLVSS/MLSS=0.7，溶解氧濃度 C=2.0mg/L。其具體氧 化溝參數(shù)計算如下。 （1）硝化菌生長速率和設計條件下硝

41、化所需最小污泥平均停留時間 n ； cm 2 0.09815 0.0511.158 0.471 0.833 7.2 10 T n T O NDO epH NKDO 0.098 15 15 0.051 15 1.158 52 0.471 0.833 7.27.2 5 1022 e 西安建筑科技大學課程設計（論文） 18 1 0.47 0.93 0.50.219d 則最小停留時間： 1 4.6 cm n d （2）計算氧化溝設計污泥停留時間2.5 4.611.5 cdcm SFd 考慮污泥穩(wěn)定，實際泥齡為；30d 對應實際生長速率： 1 1/300.033 n d 實際 （3）計算去除有機物所需的

42、氧化溝體積和水力停留時間（除非特殊說 明，以下均按照每組進行計算）： 03 0.5 15000 220 1030 6750 14000 0.7 1 0.05 30 e d YQ SS Vm XK （4）計算反硝化所需要增加的氧化溝體積（每組），如假設，反硝化 條件時溶解氧的濃度 DO=0.2mg/L，計算溫度仍然采用 15C，20C 反硝化 速率,取0.07mgNO3-_N/（mgVSS d），則 DN r 2015 20 3 1.0910.07 1.091 0.20.036/() T DNDN rrDOmgNONmgVSSd 根據(jù) MLVSS 濃度和計算所得的反硝化速率，反硝化增加的氧化溝

43、體積。 由于合成需要，產生的生物污泥中約含有 12%的氮，因此首先計算這部 分的氮量： 每日產生的生污泥量： 3 0 0.5 15000 (220 10)10630/ 11 0.05 30 VSSe d Y xQ SSkg d K 生物合成需氮量：12%630=75.6kg/d 折合每單位體積進水用于生物合成氮量：75.61000/15000=5.04mg/L 反硝化 NO3-_N： 3 455.04534.96/NOmg L 所需去除氮量： 3 34.96 15000/1000524.4/ NO Skg d 因此，反硝化所需要增加的氧化溝的體積為 西安建筑科技大學課程設計（論文） 19 3

44、3 524.4 5202 2.8 0.036 NO DN S Vm Xr 所以每組氧化溝總體積： 3 6750520211952VVVm 總 氧化溝水力停留時間：11952/1500019.1HRTVQh 總 （5）確定氧化溝的工藝尺寸：設計有效水深 4.0m，寬度 6m，則所需溝 總長度為 498m，其中好氧段長度為 281.25m，缺氧段長度為 216.75m，彎道 處長度，則單個直道，故54 162116.53m 498 116.53664m 氧化溝總池長 64+8+16=88m，總寬度，超高取 0.5m。6 848m （6）每組溝需氧量的確定：速率常數(shù) K 取 0.22d-1 0 20

45、3 1.424.50.562.6 1 e VSSeVSS Kt SS OQxQ NNxQ NO e 0.22 5 15000220 101500015000 1.42 6304.545 120.56 6302.634.96 1000110001000e 4701.5894.62227.5352.8 1363.44318.2kg d 如取水質修正系數(shù)，壓力修正系數(shù)，溫度為0.850.951 20C、25C 時的飽和溶解氧濃度分別為， 20 9.17Cmg L 25 8.4Cmg L 標準狀態(tài)下需氧量： 202 25 205 25 9.17 4318.2 6923288 1.0240.85 0.9

46、5 1 8.42 1.024 C O SORkg dkg h CC 采用垂直表面曝氣器，根據(jù)設備性能，動力效率為 1.8kgO2/(kWh)，因 此需要設備功率為 160kW。每組溝采用兩臺 80 kW 垂直表面曝氣器，設置 在溝的一側。 （7）回流污泥量計算： 根據(jù)物料平衡： RRR TSS QX QQQX 200 15000 10000150004000 RR QQ 3 9500 R Qm d 西安建筑科技大學課程設計（論文） 20 其中： 66 1010 110000 100 R Xmg L SVI 所以，回流比63%R （8）每組溝剩余污泥量計算： 1 dcte xQ S Y fKX

47、QX Q 3 15000220 100.5 0.7 1 0.05 3020 1500010 （其中 Xt未知，不計入）600kg d 4.1.7 二沉池二沉池 二次沉淀池分期建設，并且與氧化溝對應，近期建設 3 組，遠期采用 4 組（增加 1 組）；二沉池污水自流進入，設計流量按每期最大流量計算；沉 淀池選輻流式沉淀池，采用沉淀效率比較高的周進周出的進出水形式，具體 設計參數(shù)選擇如下（如非特殊說明，以下均按照單組設計）： 設計流量 Q=15000m3/d=625m3/h，氧化溝出水混合液懸浮濃度 Nw=4kg/m3 回流污泥濃度 Cu=10000mg/L，污泥回流比 R=0.63，表面負荷采用

48、規(guī)范建議 數(shù)據(jù)（如表 4.1）1.0，停留時間 t=1.5h，超高 0.3m。q 32 ()mmh 表表 4.1 二次沉淀池設計數(shù)據(jù)二次沉淀池設計數(shù)據(jù) 沉淀池 類型 沉淀時間 （h） 表面負荷 （日平均量） 32 ()mmh 污泥含水率 （%） 固體負荷 2 /kgmd 堰口負荷 Ls m 活性污 泥法后 2.05.00.61.099.299.61501.52.9 具體沉淀池尺寸計算如下（計算示意圖見圖 4.4）。 西安建筑科技大學課程設計（論文） 21 圖圖 4.4 輻流式沉淀池計算示意圖輻流式沉淀池計算示意圖 （1） 沉淀部分水面面積： 2 625 625 1.0 Q Fm q （2） 池

49、子直徑：，取 D=29m 44 625 28.2 3.14 F Dm （3） 實際水面面積： 22 2 3.14 29 660 44 D Fm （4） 實際表面負荷： 32 625 0.95() 660 Q qmmh F （5） 校核堰口負荷： 1 625 1.9 3.63.6 3.14 29 Q qLs m D 校核固體負荷： 022 2 1241 0.63625 4 24 148/150/ 660 w R Q N qkgmdkgmd F 符合要求 （6） 澄清區(qū)高度：， 0 2 625 1.5 1.42 660 Q t hm F 按在澄清區(qū)最小允許深度 1.5m 考慮，取1.5m 2 h

50、（7） 污泥區(qū)高度： 0 2 11 0.63625 4 1.5 1.32 0.50.5 4 10660 w wu R Q N t hm NCF 西安建筑科技大學課程設計（論文） 22 （8） 池邊深度：，取 3.5m 22 1.42 1.320.33.04hhhm （9） 沉淀池高度：設池底坡度為 0.05，污泥斗直徑 d=2m，池中心與 池邊落差，超高 h1=0.5m，污泥斗高度 h4=1.0m 3 0.050.68 2 Dd hm 1234 0.53.50.68 1.05.68Hhhhhm 污泥回流設備 鑒于采用鼓風曝氣，所以污泥回流設備采用氣力提升，如圖 4.5. 圖圖 4.5 氣力提升

51、污泥回流示意圖氣力提升污泥回流示意圖 4.1.8 深度處理系統(tǒng)深度處理系統(tǒng) 1、深度處理工藝選擇及原因、深度處理工藝選擇及原因 污水通過一級物理處理和二級生化處理可以出去絕大部分的懸浮物和氮 磷等物質，但是還是無法達到一級 A 標準，所以要進行三級深度處理，具體 原因如下。 污水經過生化處理工藝后，認為氧化溝中活性污泥把所有的氮磷物質轉 化為生物體物質，但是由于二沉池依靠重力沉淀，沉淀效果有限，而且污水 在二沉池內部分水力停留時間有限，不能把所有的物質沉淀下來，會有部分 的 N、P（尤其是 P）會附著到水中 西安建筑科技大學課程設計（論文） 23 細小的顆粒物而隨水流出，導致從二沉池出水不能達

52、到一級 A 標準。即污水 經過一級物理處理和二級生化處理之后能將大部分的 SS，全部的 COD、BOD5轉化或者去除，但是還是會有 SS 和 P 的超標。 因此，為了使得最后的出水能夠達到一級 A 標準，二沉池后要加入深 度處理工藝，主要用于去除水中的 SS，在去除 SS 的同時，也會有部分的 N、P（尤其是 P）附著在上面而被去除。而去除 SS 最好的工藝選擇給水處 理中的混凝沉淀過濾消毒工藝。 2、深度處理工藝設計計算、深度處理工藝設計計算 （1）配水井）配水井 采用機械混合圓柱形混合池，按照遠期規(guī)模計算，一次建成。 配水井容積： 3 0.7 6042VQtm 配水井面積：設水深為 4.0

53、m，則 2 42 10.5 4 V Am H 配水井直徑：，取 D=4.0m 44 10.5 3.7 3.14 A Dm （2）絮凝池）絮凝池 采用往復式隔板絮凝池，按照近期規(guī)模建設分為三池，遠期預留一池位 置。 總容積：設絮凝時間 T=20min， 2 45000 20 625 6024 60 QT Wm 分 2 池，每池平面面積：設池內水深 H=2.4m， 2 625 131 2 2.4 W Fm nH 取每池容積 F=135m2，寬度與沉淀池對應 B=6m，長度 L=F/B=22.5m （3）沉淀池）沉淀池 西安建筑科技大學課程設計（論文） 24 采用平流式沉淀池，按照近期規(guī)模建設分為三

54、池，遠期預留一池位置， 與往復式隔板絮凝池相對應。水深 3.03.5m，取 h=3.0m；超高 0.3m；沉淀 池內平均水流速度 1025mm/s，??；沉淀時間 1.53.0h，取10/vmm s T=1.5h; 沉淀池池長：3.63.6 10 1.554LvTm 沉淀池容積： 3 625 1.5937.5VQTm 沉淀池寬度：，取 B=6.0m 937.5 5.8 54 3.0 V Bm LH 沉淀池高度：0.360.36.3HHm （4）過濾池）過濾池 采用普通快濾池，按照近期規(guī)模分為三池，遠期預留一池位置，與平流 式沉淀池相對應。單池設計數(shù)據(jù)：水量 Q=15000m3/d，濾速。10vm

55、 h 濾池面積及尺寸：濾池工作周期為 24h，沖洗周期為 12h，濾池實際 工作時間，濾池面積為 24 240.123.8 12 T 2 15000 63 10 23.8 Q Fm vT 確定長寬：采用長寬比=1.5，設計濾池長寬為 L=10m，B=6.5m 濾池高度：支撐層高度 H1=0.45m，濾層高度 H2=0.7m，砂面上水深 H3=1.7m，保護高度 H4=0.3m，故濾池總高度 1234 3.15HHHHHm 4.4.1.9 接觸消毒池接觸消毒池 接觸池的作用是保證消毒劑與水有充分的接觸時間，使消毒劑發(fā)揮作 用，達到預期的消毒效果。 1、設計要求、設計要求 （1）氯與污水的混合接觸

56、時間，一般采用 30-60min （2）接觸池容積按照平均時流量設計計算 （3）接觸池池型可采用矩形隔板式、豎流式和輻流式 （4）矩形隔板式接觸池的隔板應沿縱向分隔，當水流長度：寬度 =72:1，池長：單個寬=18：1，水深：寬度1.0 時，接觸效果最好。 西安建筑科技大學課程設計（論文） 25 設計參數(shù)：采用氯消毒工藝，接觸時間取 t=30min 處理水量按照近期平均流量設計 Q=0.52m3/s=1875m3/h 2、設計計算、設計計算 (1) 接觸池容積 V： 3 1875 0.5937.5VQtm (2) 采用矩形隔板式接觸池 2 座，n=2，每座池容積 3 1 469 2 V Vm

57、(3) 取接觸池水深 h=1.7m 單格寬 b=2m 則池長 水流長度mL36218mL144272 (4) 每座接觸池的分隔數(shù)4 36 144 (5) 復核池容： 由以上計算接觸池寬 B=24=8m，池長，水深 h=1.7mmL36 所以 33 1 8 36 1.7490469Vmm 接觸池出水設溢流堰 (6) 消毒采用液氯，消毒可靠，投配設備簡單，投量準確，價格便宜。 加氯量確定：經過二級處理后的污水加氯量為 510mg/L。本設計采用 8mg/L。 0.52 3600 0.00815.0/GQckg h 儲氯量，儲備 15d 的用量 15.0 24 155400Wkg (7) 設計草圖如

58、下： 西安建筑科技大學課程設計（論文） 26 圖圖 4.6 隔板接觸池計算圖隔板接觸池計算圖 4.1.10 計量設施計量設施 計量設施采用巴氏計量槽來計量，具體尺寸及規(guī)格采用標準巴氏計量槽 尺寸。 4.2 污泥處理系統(tǒng)設計計算污泥處理系統(tǒng)設計計算 4.2.1 污泥量計算污泥量計算 每組每日溝剩余污泥重量（濕污泥）：設 TSS=220mg/L，VSS=200mg/L 1 dcte xQ S Y fKX QX Q 3 15000220 100.5 0.7 1 0.05 30(220200) 1500020 1500010 900kg d 每組溝每日排出剩余污泥體積： 3 900 129/ 0.7

59、10 R x Qmd fX 4.2.2 污泥濃縮池污泥濃縮池 1、設計要求：、設計要求： （1）連續(xù)流污泥濃縮池可采用沉淀池形式，一般為豎流式或輻流式。 （2）污泥濃縮池面積應按污泥沉淀曲線實驗數(shù)據(jù)決定的污泥固體負荷 來進行計算。當為活性污泥時，其含水率一般為 99.2%-99.6%，污泥固體負 荷采用 20-30，濃縮后的污泥含水率可達到 97.5%左右。)/( 2 dmkg （3）濃縮池的有效水深一般采用 4 米，當為豎流式污泥濃縮池時，其 水深按照沉淀部分的上升流速一般不大于 0.1mm/s 進行核算。 （4）濃縮池的容積應按濃縮 10-16h 進行核算，不宜過長，否則將發(fā)生 厭氧分解或

60、反硝化，產生 CO2和 H2S。 （5）連續(xù)流污泥濃縮池，一般采用圓形豎流或輻流沉淀池的形式。污 泥室的容積應根據(jù)排泥方法和兩次排泥間隔時間而定，當采用定期排泥時， 兩次排泥間隔一般可采用 8h。輻流式污泥濃縮池的池底坡度，當采用吸泥機 時，可采用 0.003。 西安建筑科技大學課程設計（論文） 27 2、設計參數(shù)、設計參數(shù) 選擇連續(xù)式重力濃縮池，每組污泥量為 129dm / 3 污泥固體負荷 G 為活性污泥時取 20-30G=25。)/( 2 dmkg)/( 2 dmkg 經曝氣池后污泥的含水率為 濃縮后為 97% 0 0 99 3、設計計算、設計計算 （1）濃縮池平面面積 F 2 10 1

61、29 4 206.4 25 R X Q Fm G （2）單個濃縮池的直徑 D：本設計采用 2 座濃縮池。 ，本設計取 12m 44206.4 11.5 22 F Dm （3）單個濃縮池的容積： VVQT 式中 T濃縮池濃縮時間（h），一般采用 10-16h，本設計取 15h。 3 15 129 2161.25 24 VQTm （4）沉淀池有效水深 2 161.25 1.6 206.4 2 V hm F 超高 h1=0.3m，緩沖層高度 h3=0.3m，濃縮池設機械刮泥，池底坡度 i=0.05 污泥斗下底直徑 D1=1.0m，上底直徑 D2=2.0m。 池底坡度造成的深度 2 4 102.0 (

62、)0.050.2 2222 DD him 污泥斗高度 m DD h71 . 0 55tan 2 0 . 1 2 0 . 2 55tan 22 12 5 濃縮池深度 12345 0.3 1.60.30.20.713.11Hhhhhhm 西安建筑科技大學課程設計（論文） 28 （5）濃縮后的污泥體積 剩余含水率 P1為 99%，濃縮后的污泥含水率 P2為 97%，濃縮后的污泥體積 為： 3 1 2 (1)129 4 (1 99%) 172/ 11 97% QP Vmd P （6）排泥管設計 濃縮后單池剩余泥量 V=86m3/d=0.0010m3/s，泥量很小，采用污泥管道 最小管徑 DN150mm，間歇將污泥排出貯泥池。 （7）溢流管設計 濃縮池分離后的污水量 3 0 0 129 299%97% 0.002/ 1008640010097% pp