環(huán)境工程原理課程設計---小型污水廠的設計計算

1、<p><b>　　《環(huán)境工程原理》</b></p><p><b>　　課程設計報告</b></p><p>　　2012 年 6月 18日</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　1總論3</b></p&

2、gt;<p>　　1.1設計任務及內(nèi)容3</p><p><b>　　1.2基本資料3</b></p><p>　　2污水處理工藝流程3</p><p>　　2.1處理構筑物及設備型式選擇3</p><p>　　2.1.1格柵的選擇3</p><p>　　2.1.2沉砂池的

3、選擇3</p><p>　　2.1.3沉淀池的選擇3</p><p>　　2.1.4生物池選擇3</p><p>　　2.1.5計量設備的選擇3</p><p>　　2.1.6消毒方法3</p><p>　　2.1.7 污泥處理選擇3</p><p>　　2.1.8污泥脫水間3&l

4、t;/p><p>　　2.2工藝流程的確定3</p><p>　　3處理構筑物設計3</p><p>　　3.1格柵和泵房3</p><p>　　3.1.1粗格柵3</p><p>　　3.1.2提升泵房3</p><p>　　3.1.3細格柵（與沉砂池合建）3</p>&

5、lt;p>　　3.2平流沉砂池3</p><p>　　3.3 初次沉淀池3</p><p>　　3.4生物池的設計3</p><p>　　3.4.1有關設計參數(shù)3</p><p>　　3.4.2反應池容積3</p><p>　　3.4.3反應池尺寸3</p><p>　　3.4

6、.4剩余污泥量3</p><p>　　3.4.5進出水系統(tǒng)3</p><p>　　3.4.6其他管道設計3</p><p>　　3.4.7曝氣系統(tǒng)設計計算3</p><p>　　3.5二沉池的設計3</p><p>　　3.5.1沉淀池表面積3</p><p>　　3.5.2沉淀池直

7、徑3</p><p>　　3.5.3沉淀池有效水深3</p><p>　　3.5.4污泥部分所需容積3</p><p>　　3.5.5沉淀池高度3</p><p>　　3.5.6進水管計算3</p><p>　　3.5.7進水豎井計算3</p><p>　　3.5.8 穩(wěn)流筒計算3

8、</p><p>　　3.5.9出水槽計算3</p><p>　　3.5.10出水堰計算3</p><p>　　3.5.11出水管計算3</p><p>　　3.5.12排泥裝置3</p><p>　　3.5.13集配水、排泥井的設計計算3</p><p>　　3.6接觸池設計3&l

9、t;/p><p>　　3.6.1消毒劑的投加3</p><p>　　3.5.2平流式消毒接觸池3</p><p><b>　　3.7計量設備3</b></p><p>　　3.8污泥處理構筑物3</p><p>　　3.8.1剩余污泥量的計算3</p><p>　　3

10、.8.2污泥濃縮池3</p><p>　　3.8.3 貯泥池3</p><p>　　3.8.4污泥脫水3</p><p>　　4.水廠總體布置3</p><p><b>　　4.1平面布置3</b></p><p>　　4.2 高程布置3</p><p>　　4

11、.2.1 污水處理構筑物高程計算3</p><p>　　4.2.2 污水處理高程布置3</p><p>　　4.2.3 污泥處理構筑物高程布置3</p><p><b>　　5.設計體會3</b></p><p><b>　　6參考文獻3</b></p><p&g

12、t;<b>　　1總論</b></p><p>　　1.1設計任務及內(nèi)容</p><p>　　本課題要求完成長沙市某污水處理廠工藝設計。</p><p><b>　　工程設計內(nèi)容包括：</b></p><p>　　進行污水處理廠方案的總體設計：通過調(diào)研收集資料，根據(jù)委托方要求確定污水處理工藝方案；進

13、行污水廠總體布局、豎向設計、廠區(qū)管道布置、廠區(qū)道路及綠化設計；完成污水處理廠總平面及高程設計圖。</p><p>　　進行污水處理廠各構筑物工藝計算：包括初步設計和施工圖設計（每位學生要求至少有一個構筑物的設計達到施工圖深度）。進行輔助構建筑物（包括鼓風機房、泵房、加藥間、脫水機房等）的設計：包括尺寸、面積、層數(shù)的確定；</p><p><b>　　1.2基本資料</b&g

14、t;</p><p><b>　　地理位置</b></p><p>　　長沙市位于湖南省東部偏北, 湘江下游和長瀏盆地西緣。其地域范圍為東經(jīng)111°53′～114°15′,北緯27°51′～28°41′。東鄰江西省宜春地區(qū)和萍鄉(xiāng)市，南接株洲、湘潭兩市，西連婁底、益陽兩市，北抵岳陽、益陽兩市。</p><p&g

15、t;<b>　　地形、地貌</b></p><p>　　地形起伏較大，整個地勢為東西南高，北部低。東西長約230公里，南北寬約88公里。全市土地面積11819.5平方公里，其中城區(qū)面積556平方公里。</p><p><b>　　氣候、氣象</b></p><p>　　氣候：屬亞熱帶季風性濕潤氣候，四季分明，春末夏初多雨，

16、夏末秋季多旱，夏冬季長，春秋季短，夏季約118—127天，冬季117—122天，春季61—64天，秋季59—69天。春溫變化大，夏初雨水多，伏秋高溫久，冬季嚴寒少。</p><p>　　風向：冬季主導風向為西北風，夏季主導風向為南風。</p><p>　　降雨：年降水量約1300毫米。</p><p>　　氣溫：市內(nèi)平均氣溫16.8——17.2°C，全年無

17、霜期約275天。年極端最低氣溫僅-2.9℃，極端最高氣溫為38℃。</p><p><b>　　水文地質(zhì)</b></p><p>　　水文：北湖水位二十年一遇洪水位為43米，五十年一遇的洪水位為45米，常年水位41米（以上標高均為吳淞高程）。</p><p>　　地質(zhì)：該區(qū)為平原地帶，地基承載力均在18 t/m2以上。地震烈度為六級。</

18、p><p><b>　　水質(zhì)水量</b></p><p>　　項目規(guī)模：長沙某污水處理廠主要處理該市某地區(qū)的工業(yè)及居民廢水。設計服務人口8.32萬，污水定額取200L/人·天，該區(qū)工業(yè)產(chǎn)值每年9.5億元，萬元產(chǎn)值耗水量223.5m3，廢水排除率按0.76計?？紤]遠期發(fā)展，設計水量擴大一倍。</p><p>　　進水水質(zhì)：pH=6～9; B

19、OD5=120mg/L~160mg/L; COD=200mg/L~280mg/L; SS=100mg/L~150mg/L; TN=30~35mg/L;磷酸鹽（以P計）≤ 1.8mg/L。</p><p>　　要求出水水質(zhì)滿足GB 18918－2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》的一級B排放標準，即：</p><p>　　pH=6～9; BOD5≤20mg/L; COD≤60mg/L;

20、SS≤20mg/L; TN≤20mg/L; NH3-N≤8mg/L,磷酸鹽（以P計）≤1mg/L。</p><p><b>　　廠區(qū)地形</b></p><p>　　污水廠選址區(qū)域高程為44~47米（黃海高程）；平均地面標高45m。污水通過干渠以自流方式到廠邊，廠邊干渠管底標高為39米(黃海高程)，出水排入廠址北部的北湖，北湖最高水位41m。</p>&

21、lt;p><b>　　2污水處理工藝流程</b></p><p>　　2.1處理構筑物及設備型式選擇</p><p>　　2.1.1格柵的選擇</p><p>　　格柵是由一組平行的金屬柵條或篩網(wǎng)制成，安裝在污水渠道、泵房集水井的進口處或污水處理廠的端部，用以截留較大的懸浮物或漂浮物，如纖維、碎皮、毛發(fā)、果皮、蔬菜、塑料制品等，以便減輕后

22、續(xù)處理構筑物的處理負荷，并使之正常進行。被截留的物質(zhì)稱為柵渣。</p><p>　　設計中格柵的選擇主要是決定柵條斷面、柵條間隙、柵渣清除方式等。</p><p>　　格柵斷面有圓形、矩形、正方形、半圓形等。圓形水力條件好，但剛度差，故一般多采用矩形斷面。格柵按照柵條形式分為直棒式格柵、弧形格柵、輻流式格柵、轉(zhuǎn)筒式格柵、活動格柵等；按照格柵柵條間距分為粗格柵（50~100mm）和細格柵（1

23、.5～10mm）；按照格柵除渣方式分為人工除渣格柵和機械除渣格柵，目前，污水處理廠大多都采用機械格柵。</p><p>　　2.1.2沉砂池的選擇</p><p>　　沉砂池的形式，按池內(nèi)的水流方向的不同，可以分為平流式、豎流式和旋流式三種；按池型可分為平流沉砂池、豎流式沉砂池、曝氣沉砂池和旋流沉砂池。</p><p>　　平流式沉砂池式常用的形式，污水在池內(nèi)沿水平

24、方向流動，具有構造簡單、截留無機顆粒效果好的優(yōu)點。</p><p>　　豎流式沉砂池是污水自下而上由中心管進入池內(nèi)，無機物顆粒籍重力沉于池</p><p>　　底，處理效果一般較差。</p><p>　　曝氣沉砂池是在池的一側通入空氣，使污水沿池旋轉(zhuǎn)前進，從而產(chǎn)生與主流垂直的橫向恒速環(huán)流。曝氣沉砂池的特點是，通過就調(diào)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

25、，受流量變化的影響較小。同時，還對污水起預曝氣的作用。按生物除磷設計的污水廠，為了保證除磷效果，一般不采用曝氣沉砂池。</p><p>　　近年來日益廣泛使用的旋流式沉砂池是利用機械力控制流態(tài)與流速，加速砂粒的沉淀，有機物被截留在污水中，具有沉砂效果好、占地省的優(yōu)點。</p><p>　　綜合考慮，本設計采用平流式沉砂池。</p><p>　　2.1.3沉淀池的選擇

26、</p><p>　　常見各種形式沉淀池的性能特點及適用條件見如下的各種形式沉淀池性能特點和適用條件。</p><p>　　各種形式沉淀池性能特點和適用條件表</p><p>　　根據(jù)污水水質(zhì)資料，及污水廠的水量較大，綜合考慮選用初沉池采用平流沉淀池，二沉池采用輻流式沉淀池。</p><p>　　2.1.4生物池選擇 </p>

27、<p>　　目前用得最多的要算活性污泥法，氧化溝，SBR等工藝。下表2-1是幾種常見的處理工藝比較。</p><p>　　表2-1 常見的幾種處理工藝比較</p><p>　　結合處理水的要求，可知處理要脫氮除磷。同濟大學高廷耀、張波等認為,傳統(tǒng)A2/O工藝厭氧、缺氧、好氧布置的合理性值得懷疑。其在碳源分配上總是優(yōu)先照顧釋磷的需要,把厭氧區(qū)放在工藝的前部,缺氧區(qū)置后。這種

28、作法是以犧牲系統(tǒng)的反硝化速率為前提的。但釋磷本身并不是除磷脫氮工藝的最終目的。就工藝的最終目的而言,把厭氧區(qū)前置是否真正有利,利弊如何,是值得研究的。基于以上認識,他們對常規(guī)除磷脫氮工藝提出一種新的碳源分配方式,缺氧區(qū)放在工藝最前端,厭氧區(qū)置后,即所謂的倒置A2/O工藝。其特點如下:    ①聚磷菌厭氧釋磷后直接進入生化效率較高的好氧環(huán)境,其在厭氧條件下形成的吸磷動力可以得到更充分的利用,具有“

29、饑餓效應”優(yōu)勢;    ②允許所有參與回流的污泥全部經(jīng)歷完整的釋磷、吸磷過程,故在除磷方面具有“群體效應”優(yōu)勢;    ③缺氧段位于工藝的首端,允許反硝化優(yōu)先獲得碳源,故進一步加強了系統(tǒng)的脫氮能力;    ④工程上采取適當措施可以將回流污泥和內(nèi)循環(huán)合并為一個外回流系統(tǒng),因而流程簡捷,宜于推廣。</p>

30、<p>　　結合水質(zhì)狀況及處理水的要求，可知處理要脫氮除磷。所以選擇倒置A2/O工藝</p><p>　　2.1.5計量設備的選擇</p><p>　　污水廠中常用的計量設備有巴氏計量槽、薄壁堰、電磁流量計、超聲波流量計、渦輪流量計等。</p><p>　　污水測量裝置的選擇原則是精度高、操作簡單、水頭損失小，不宜沉積雜物，其中以巴氏計量槽應用最為廣泛

31、。其優(yōu)點是水頭損失小，不易發(fā)生沉淀。</p><p>　　本設計的計量設備選用巴氏計量槽，選用的測量范圍為：0.1~1.1 m3/s。</p><p><b>　　2.1.6消毒方法</b></p><p>　　經(jīng)下表比較，采用液氯消毒。氯是目前國內(nèi)外應用最廣的消毒劑，除消毒外還起氧化作用。加氯操作簡單，價格較低，不需要龐大的設備。</p

32、><p><b>　　消毒方式選擇比較</b></p><p>　　2.1.7 污泥處理選擇</p><p>　　典型的污泥處理工藝包括四個階段。第一階段為污泥濃縮，主要目的是使污泥初步減容，縮小后續(xù)處理構筑物的容積或設備的容量；第二階段為污泥消化，使污泥中的有機物分解，使污泥趨于穩(wěn)定；第三階段為污泥脫水，使污泥進一步減容，便于運輸；第四階段為污泥

33、處置，采用某種適宜的途徑，將最終的污泥予以消納和處置。</p><p>　　常見的污泥處理工藝：</p><p>　　1：剩余污泥→濃縮→消化→機械脫水→最終處置</p><p>　　2：剩余污泥→濃縮→機械脫水→最終處置</p><p>　　3：剩余污泥→濃縮→消化→機械脫水→干燥焚燒→最終處置</p><p>　　

34、4：剩余污泥→濃縮→自然干化→堆肥→農(nóng)田</p><p>　　針對該地區(qū)的污水情況，不用設置污泥消化這個階段。則污泥處理工藝如下：</p><p>　　剩余污泥—→濃縮—→貯泥池—→脫水—→污泥處置外運</p><p>　　污泥濃縮的對象是顆粒間的孔隙水，濃縮的目的是在于縮小污泥的體積，便于后續(xù)污泥處理。常用污泥濃縮池分為豎流濃縮池和輻流濃縮池兩種。沉淀池排出的剩余

35、污泥含水率高，污泥數(shù)量較大，需要進行濃縮處理。設計中一般采用濃縮池處理剩余活性污泥。濃縮前污泥含水率為99%，濃縮后污泥含水率97% </p><p>　　本設計選用輻流濃縮池。</p><p>　　2.1.8污泥脫水間</p><p>　　本工藝采用滾壓帶式壓濾污泥脫水技術，工藝具有連續(xù)操作、自動控制、附屬設備較少、操作管理工作小、投資費用低等特點，而且技術較為成

36、熟。進污泥濃縮后含水率為97％，經(jīng)壓濾后脫水泥餅含水率降為75％。大大降低污泥外運處理費用。</p><p>　　2.2工藝流程的確定</p><p>　　污水處理工藝流程的選擇與污水水質(zhì)和處理后的水質(zhì)要求有關。由原水的水質(zhì)資料分析可以知道，污水接近于城市中等污水水質(zhì)，由于要進行脫氮除磷，需要消耗碳源，而污水的COD為200mg/L~280 mg/L，，所以綜合考慮后，本設計采用倒置A-A

37、-O工藝。根據(jù)要求污水處理后的排放達到一級B標準，即工藝流程如下圖所示：</p><p><b>　　3處理構筑物設計</b></p><p>　　本污水廠設計規(guī)模為50000m3/d；總變化系數(shù)取1.39，則秒流量為0.804 m3/s；</p><p><b>　　3.1格柵和泵房</b></p><

38、;p>　　本設計將粗格柵建在泵房的進水渠道上，用于截留污水中的大塊懸浮雜質(zhì)，以免后續(xù)處理單元的水泵或構筑物造成損害。</p><p><b>　　3.1.1粗格柵</b></p><p>　　設計中選擇兩組格柵，N=2組，每組格柵單獨設置，采用粗格柵，格柵柵條間隙取為20mm,每組格柵的設計流量為0.402m3/s</p><p><

39、;b>　?。?）格柵的間隙數(shù)</b></p><p>　　設計中取柵前水深h=0.8m，v=0.75m/s,b=0.02m， =60 </p><p><b>　　個,取30個</b></p><p>　　式中 n——格柵柵條間隙數(shù)（個）；</p><p>　　Qmax——最大設計流量（m3/s）；&

40、lt;/p><p>　　（）D_Dd__________</p><p>　　b——柵條間隙（m），機械清除時宜為16~25mm；</p><p>　　h——格柵柵前水深（m）；</p><p>　　v——格柵過柵流速（m/s）,0.6~1.0m/s。</p><p><b>　?。?）格柵槽寬度</b&g

41、t;</p><p>　　B=S（n-1）+bn</p><p>　　式中 B——格柵槽寬度（m）;</p><p>　　S——每根格柵條的寬度（m）。</p><p>　　設計中取S=0.015m</p><p><b>　　_(_</b></p><p>　　（3）進

42、水渠道漸寬部分的長度</p><p>　　式中 l1——進水渠道漸寬部分的長度（m）；</p><p>　　B1——進水明渠寬度（m）;</p><p>　　a1——漸寬處角度（ _____________</p><p>　　設計中取B1=0.9，a1=20 </p><p><b>　　0.20m&l

43、t;/b></p><p>　?。?）出水渠道漸窄部分的長度</p><p>　　(5)通過格柵的水頭損失</p><p>　　式中 h1——水頭損失（m）；</p><p>　　D_Dd__________áð?</p><p>　　k——格柵受污染物堵塞時的水頭損失增大系數(shù)，一般采用k=

44、3。</p><p><b>　　取 _〖/〗^(</b></p><p><b>　　0.18m</b></p><p>　　(6)柵后明渠的總高度</p><p><b>　　H=h+h1+h2</b></p><p>　　式中 H——柵后明渠的

45、總高度（m）；</p><p>　　h2——明渠超高（m），一般采用0.3~0.5m。</p><p><b>　　取h2=0.3m</b></p><p>　　H=0.8+0.18+0.3=1.28m</p><p><b>　?。?）格柵槽總長度</b></p><p>

46、　　L=l1+l2+0.5+1.0+ =0.20+0.20+0.5+1.0+ =2.54m</p><p>　　式中 L——格柵槽總長度（m）；</p><p>　　H1——格柵明渠的深度（m）。</p><p><b>　　(8)每日柵渣量</b></p><p><b>　　W= </b>&

47、lt;/p><p>　　式中 W——每日柵楂量（m3/d）；</p><p>　　W1——每日每103m3污水的柵楂量（m3/103m3污水），一般采用0.04~0.06m3/103m3污水。</p><p>　　設計中取W1=0.05m3/103m3</p><p>　　W= =3.04m3/d</p><p>　　應

48、采用機械除渣及皮帶傳送機或無軸輸送機輸送柵渣，采用機械柵渣打包機將柵渣打包，汽車運走。</p><p>　?。?）進水與出水渠道</p><p>　　城市污水通過DN1200mm的管道送入進水渠道，設計中取進水渠道寬度B1=0.9m，進水水深h1=h=0.8m,出水渠道B2=B1=0.9m，出水水深h2=h1=0.8m。</p><p>　　單獨設置的格柵平面布置如

49、圖所示：</p><p><b>　　3.1.2提升泵房</b></p><p>　?。?）泵房設計的要求</p><p>　　泵房的土建面積應根遠期的用地來考慮。</p><p>　　水泵的選擇應根據(jù)設計流量和所需揚程等因素確定，且應符合下列要求：</p><p>　　1 水泵宜選用同一型號，臺

50、數(shù)不應少于2 臺，不宜大于8 臺。當水量變化很</p><p>　　大時，可配置不同規(guī)格的水泵，但不宜超過二種，或采用變頻調(diào)速裝置，或采用</p><p><b>　　葉片可調(diào)式水泵。</b></p><p>　　2 污水泵房和合流污水泵房應設備用泵，當工作泵臺數(shù)不大于4 臺時，備用</p><p>　　泵宜為1 臺。工

51、作泵臺數(shù)不小于5 臺時，備用泵宜為2 臺；潛水泵房備用泵為2</p><p>　　臺時，可現(xiàn)場備用1 臺，庫存?zhèn)溆? 臺。</p><p>　　3選用的水泵應滿足設計揚程時在高效區(qū)運行；在最高揚程與最低揚程</p><p>　　的整個工作范圍內(nèi)應能安全穩(wěn)定運行。2 臺以上水泵并聯(lián)運行合用一根出水管</p><p>　　時，應根據(jù)水泵特性曲線和

52、管路工作特性曲線驗算單臺水泵工況，使之符合設計</p><p><b>　　要求。</b></p><p>　　4多級串聯(lián)的污水泵站和合流污水泵站，應考慮級間調(diào)整的影響。</p><p>　　5水泵吸水管設計流速宜為1.0-1.5 m/s。出水管流速宜為1.5-2.5 m/s。</p><p>　　6非自灌式水泵應設引水

53、設備。小型水泵可設底閥或真空引水設備。</p><p>　　泵房的布置應符合下列要求：</p><p>　　1水泵布置宜采用單列排列。</p><p>　　2主要機組的布置和通道寬度，應滿足機電設備安裝、運行和操作的要求,一般應符合下列要求：</p><p>　　1）水泵機組基礎間的凈距不宜小于1.0m;</p><p&g

54、t;　　2）機組突出部分與墻壁的凈距不宜小于1.2m;</p><p>　　3）主要通道寬度不宜小于1.5m;</p><p>　　4）配電箱前面通道寬度，低壓配電時不宜小于1.5m，高壓配電時不宜小于2.0m。當采用在配電箱后面檢修時，后面距墻的凈距不宜小于1.0m;</p><p>　　5）有電動起重機的泵房內(nèi)，應有吊運設備的通道。</p><

55、;p>　　3泵房各層層高，應根據(jù)水泵機組、電氣設備、起吊裝置、安裝、運行和檢修等因素確定。</p><p>　　4泵房起重設備應根據(jù)需吊運的最重部件確定。起重量不大于3t，宜選用手動或電動葫蘆；起重量大于3t，宜選用電動單梁或雙梁起重機。</p><p><b>　?。?）水泵的選擇</b></p><p>　　1）污水泵站設計流量和揚程

56、的確定</p><p>　　污水設計流量按最高日最高日時污水流量964L/S計算。</p><p>　　揚程估算：（不考慮水流速度）</p><p>　　格柵前水面標高=來水管內(nèi)底標高+管內(nèi)水深</p><p>　　格柵前水面標高=39+1.1×0.67=39.737m</p><p>　　吸水井最高水位標高

57、=格柵前水面標高-格柵水頭損失</p><p>　　吸水井最高水位標高= </p><p>　　吸水井有效水深取3.0m</p><p>　　則吸水井最低水位標高為= = m</p><p>　　水泵凈揚程=細格柵間水面標高-集池最低水位標高</p><p>　　= =11.903m</p><p

58、>　　水泵吸壓水管路的總的壓力損失估計為2.0m,安全壓力h為1.5m</p><p><b>　　選泵前估算揚程</b></p><p><b>　　H=H靜+∑h+h</b></p><p>　　式中 H—水泵揚程（m）</p><p><b>　　H靜—靜揚程（m）</b

59、></p><p>　　∑h—總水頭損失，一般采用2~3 m </p><p>　　h—自由水頭，一般為1~1.5m</p><p>　　則 H=11.903+2.0+1.5=15.403m。</p><p><b>　　2）水泵機組的選擇</b></p><p&g

60、t;　　考慮來水的不均勻性，宜選擇兩臺及兩臺以上的機組工作，以適應流量的變化。再根據(jù)設計流量964L/s=3470m3/h，查設計手冊，采用KWP400-500泵，流量為150m3/h0-2740m3/h，揚程13.1m-28m，尺寸2040mm×1040mm型立式污水泵3臺，二用一備，遠期再增加1臺，三用一備。</p><p><b>　　泵房的設計</b></p>

61、<p><b>　　集水井</b></p><p>　　根據(jù)設計手冊的規(guī)定，集水井的容積應不小于最大一臺泵的5min的出水量，則設計中取水泵KWP400-500出水5min為集水井的容積：</p><p>　　取有效水深為3m，則集水井的有效面積為76.1 ，則集水井的尺寸為23×3.5m。</p><p><b&g

62、t;　　2）泵房布置：</b></p><p>　　泵房采用單行布置，同行泵間距取2.5m，兩行之間的寬度為2.0m，泵與泵房墻面間距1.5m。由于按遠期布置，考慮配電間長度5m，故將總尺寸定為為28m×7m，平面布置如下圖所示。</p><p>　　3.1.3細格柵（與沉砂池合建）</p><p>　　設計中選擇兩組格柵，N=2組，每組格柵單

63、獨設置，采用細格柵，格柵柵條間隙取為0.008mm,每組格柵的設計流量為1.204/2=0.602 m3/s</p><p><b>　?。?）格柵的間隙數(shù)</b></p><p>　　設計中取柵前水深h=0.8m，v=0.9m，b=0.008m， =60°</p><p><b>　　個，取80個</b><

64、;/p><p>　　式中 n——格柵柵條間隙數(shù)（個）；</p><p>　　Qmax——最大設計流量（m3/s）；</p><p>　?。ǎ〥_Dd__________；</p><p>　　b——柵條間隙（m）；</p><p>　　h——格柵柵前水深（m）；</p><p>　　v——格柵過柵

65、流速（m/s）,0.6~1.0m/s。</p><p><b>　?。?）格柵槽寬度</b></p><p>　　B=S（n-1）+bn</p><p>　　式中 B——格柵槽寬度（m）;</p><p>　　S——每根格柵條的寬度（m）。</p><p>　　設計中取S=0.005m<

66、/p><p><b>　　_〖/〗^(?) </b></p><p>　　(3)通過格柵的水頭損失</p><p>　　式中 h1——水頭損失（m）；</p><p>　　D_Dd__________áð?</p><p>　　k——格柵受污染物堵塞時的水頭損失增大系數(shù)，一般

67、采用k=3。</p><p><b>　　取 _〖/〗^(</b></p><p><b>　　0.14m</b></p><p><b>　?。?）格柵槽總長度</b></p><p>　　L= 0.5+1.0+ =0.5+1.0+ =2.14m</p>&l

68、t;p>　　式中 L——格柵槽總長度（m）；</p><p>　　H1——格柵明渠的深度（m）。</p><p>　?。?）進水與出水渠道</p><p>　　城市污水通過DN1100mm的管道送入進水渠道，格柵的進水渠道與格柵槽相連，格柵與沉砂池合建一起，格柵出水直接進入沉砂池，進水渠道寬B1=B=1.32，渠道水深h1=h=0.8m。</p>

69、<p>　　格柵與沉砂池合建的格柵平面布置如下圖：</p><p><b>　　3.2平流沉砂池</b></p><p>　　設計中選擇兩組平流式沉砂池，N=2組，分別與格柵連接，每組沉砂池設計流量為0.482 m3/s。</p><p><b>　　沉砂池長度</b></p><p>

70、;<b>　　L=vt</b></p><p>　　式中 L——沉砂池的長度（m）；</p><p>　　v——設計流量時的設計流速（m/s），一般采用0.15~0.30m/s；</p><p>　　t——設計流量時的流行時間（s），一般采用30~60s。</p><p>　　設計中取v=0.25m/s，t=40s&l

71、t;/p><p>　　L=4×0.25=10.0m</p><p>　　（2）水流過水斷面面積</p><p>　　A=Q/v=0.482/0.25=1.92m3</p><p><b>　?。?）沉砂池寬度</b></p><p><b>　　B=A/h2</b>&l

72、t;/p><p>　　式中 B——沉砂池寬度（m）；</p><p>　　h2——設計有效水深（m），一般采用0.25~1.00m。</p><p>　　設計中取h2=0.9m,每組沉砂池設兩格</p><p>　　B=(1.92/2)/0.8=1.20m</p><p>　?。?）沉砂室所需容積</p>

73、<p><b>　　V </b></p><p>　　式中 Q——平均流量（m3/s）；</p><p>　　X——城市污水沉砂量（m3/106m3污水），一般采用30m3/106m3污水；</p><p>　　T——清除沉砂的間隔時間（d），一般采用1~2d。</p><p>　　設計中取清除沉砂的間隔時

74、間T=2d，城市污水沉砂量X=30m3/106m3污水</p><p><b>　　V =3.65m3</b></p><p>　?。?）每個沉砂斗容積</p><p><b>　　V0=V/n</b></p><p>　　式中 V0——每個沉砂斗容積（m3）；</p><p

75、>　　n——沉砂斗格數(shù)（個）。</p><p>　　設計中取每個分格有兩個沉砂斗，共有n=2×2×2=8個沉砂斗</p><p>　　V0=V/n=3.65/8=0.456m3</p><p><b>　?。?）沉砂斗高度</b></p><p>　　沉砂斗高度應能滿足沉砂斗儲存沉砂的要求，沉砂

76、斗的傾角 >60 </p><p><b>　　= </b></p><p>　　設計中取沉砂斗上口面積為1.20m×1.20m，下口面積為0.5m×0.5m</p><p><b>　　= 0.59m</b></p><p>　　設計中取沉砂斗高度h3’=0.65m，校核

77、沉砂斗角度tg = =1.86，=61.7°>60°。</p><p><b>　?。?）沉砂室高度</b></p><p><b>　　h3= +il2</b></p><p>　　式中 h3——沉砂池高度（m）；</p><p>　　I——沉砂池底坡度；</p

78、><p>　　l2——沉砂池底長度（m）。</p><p>　　設計中取沉砂池底坡度i=0.02</p><p>　　h3=0.65+0.02×0.5（10.0—2×1.24）=0.73m</p><p><b>　?。?）沉砂池總高度</b></p><p>　　H=h1+h2+

79、h3</p><p>　　式中 H——沉砂池總高度（m）；</p><p>　　h1——沉砂池超高（m），一般采用0.3~0.5m。</p><p>　　設計中h1取0.5m</p><p>　　H=0.5+0.9+0.73=2.13m</p><p><b>　?。?）驗算最小流速</b>&l

80、t;/p><p><b>　　vmin= </b></p><p>　　式中 vmin——最小流速（m/s），一般采用v _/(_ </p><p>　　Qmin——最小流速（m3/s），一般采用0.75Q；</p><p>　　n1——沉砂池格數(shù)（個），最小流量時取1；</p><p>　　A

81、min 1——最小流量時的水過斷面面積（m2）。</p><p>　　vmin= =0.55m/s>0.15m/s</p><p><b>　?。?0）進水渠道</b></p><p>　　污水在渠道內(nèi)的流速為：</p><p><b>　　v1 = </b></p><p

82、>　　式中 v1進水渠道水流流速</p><p>　　B1——進水渠道寬度（m）</p><p>　　H1——進水渠道水深</p><p>　　設計中取進水渠道寬度B1=1.04m，進水渠道水深H1=0.8m</p><p>　　v1 = 0.6m/s</p><p><b>　?。?1）出水管道

83、</b></p><p>　　出水采用薄壁出水堰跌落出水，出水堰可保證沉砂池內(nèi)水位標高恒定，堰上水頭為：</p><p><b>　　H1= </b></p><p>　　式中 ——堰上水頭（m）；</p><p>　　——沉砂室內(nèi)設計流量（ </p><p>　　m——流量系數(shù)，一

84、般采用0.4~0.5；</p><p>　　——堰寬（m），等于沉砂池寬度。</p><p>　　設計中取m=0.5，b2=1.34m</p><p><b>　　H1==0.20m</b></p><p>　　出水堰自由跌落0.1--0.15m后進入出水槽，出水槽寬0.9m，有效水深0.8m，水流流速0.67m，出水流

85、入出水管道。出水管道采用鋼管，管徑DN=800mm，管內(nèi)流速0.95m/s，水力坡度i=1.35‰。</p><p><b>　?。?2）排砂管道</b></p><p>　　采用沉砂池底部管道排砂，排砂管道管徑DN=200mm。</p><p>　　平流式沉砂池平面布置如圖所示：</p><p><b>　　

86、3.3 初次沉淀池</b></p><p>　　平流沉淀池是利用污水從沉淀池一端流入，按水平方向沿沉淀池長度從另一端流出，污水在沉淀池內(nèi)水平流動時，污水中的懸浮物在重力作用下沉淀，與污水分離。平流沉淀池由進水裝置、出水裝置、沉淀區(qū)、緩沖區(qū)、污泥區(qū)及排泥裝置組成。</p><p>　　設計中選擇兩組平流沉淀池，每組平流沉淀池設計流量為，從沉砂池流來的污水進入配水井，經(jīng)過配水井分配

87、流量后流入平流沉淀池。</p><p><b>　　1、沉淀池表面積</b></p><p><b>　　取，則表面積為：</b></p><p>　　2、沉淀部分有效水深</p><p>　　取沉淀時間t=1.5h，則水深為：</p><p>　　3、沉淀部分有效容積<

88、;/p><p>　　有效容積為： </p><p><b>　　4、沉淀池長度</b></p><p>　　取水平流速，則沉淀池長度為：</p><p><b>　　5、沉淀池寬度</b></p><p>　　沉淀池寬度為： ,</p>

89、<p><b>　　6、沉淀池格數(shù)</b></p><p>　　取沉淀池分格的每格寬度b=4.8m，則格數(shù)為：</p><p><b>　　格，取7格</b></p><p>　　7、校核長度比及長深比</p><p>　　長寬比L/b=27/4.8= 5.6>4（符合長度比大于4的

90、要求，避免池內(nèi)水流產(chǎn)生短流現(xiàn)象）。</p><p>　　長深比L/h2=27/3=9>8（符合長深比8~12之間的要求）。</p><p>　　8、污泥部分所需容積</p><p>　　取兩次清除污泥間隔時間T=1d，污泥含水率P0=97%，進水懸浮物濃度C1=150mg/L，出水懸浮物濃度C2=0.5C1=75 mg/L，污泥容重，則污泥部分所需容積為：&l

91、t;/p><p>　　9、每格沉淀池污泥部分所需容積：</p><p><b>　　10、污泥斗容積</b></p><p>　　污泥斗設在沉淀池的進水端，采用重力排泥，排泥管深入污泥斗底部，為防止污泥斗底部積泥，污泥斗底部尺寸一般小于0.5m，污泥斗傾角大于60°。</p><p>　　取污泥斗上口邊長，下口邊長

92、，污泥斗高度：</p><p><b>　　則污泥斗容積為： </b></p><p><b>　　符合</b></p><p><b>　　11、沉淀池總高度</b></p><p>　　取沉淀池超高h1=0.3m，緩沖層高度h3=0.3m，污泥部分高度：</p>

93、<p><b>　　則沉淀池總高度為：</b></p><p><b>　　12、進水配水井</b></p><p>　　沉淀池分為2組，每組分為7格，每組沉淀池進水端設進水配水井，污水在配水井內(nèi)平均分配，然后流進每組沉淀池。</p><p>　　配水井內(nèi)中心管直徑，取1.35m</p>&l

94、t;p>　　取配水井內(nèi)污水流速v3=0.3m/s，則配水井直徑2.43m，取直徑D=2.4m。</p><p><b>　　13、進水渠道</b></p><p>　　沉淀池分為兩組，每組沉淀池進水端設進水渠道，配水井接出的DN800進水管從進水渠道中部匯入，污水沿進水渠道向兩側流動，通過潛孔進入配水渠道，然后由穿孔花墻流入沉淀池。</p><

95、;p>　　取進水渠道寬度B1=1.2m，水深H1=0.8m，則渠道內(nèi)水流流速為：</p><p><b>　　符合</b></p><p><b>　　14、進水穿孔花墻</b></p><p>　　設過孔流速v=0.09m/s，孔洞取0.2m×0.4m，則開孔數(shù)：</p><p>

96、<b>　?。▊€）,取10個</b></p><p><b>　　15、出水堰</b></p><p>　　沉淀池出水經(jīng)過出水堰跌落進入出水渠道，然后匯入出水管道排走。出水堰采用矩形薄壁堰，堰后自由跌落水頭0.1-0.15m,堰上水深H為</p><p><b>　　、</b></p>

97、<p><b>　　H=0.05</b></p><p>　　出水堰后自由跌落采用0.15m。</p><p><b>　　16、出水渠道</b></p><p>　　沉淀池出水端設出水渠道，出水管與出水渠道連接，將污水送至集水井。</p><p>　　出水渠道寬度與水深與進水渠道相同，分

98、別為1.2m與0.8m。則流速</p><p>　　出水管采用DN800，管內(nèi)流速0.95m/s。</p><p>　　沉淀池設進水擋板和出水擋板，在出水擋板處設一個浮渣收集裝置，用來收集攔截的浮渣。采用重力排泥，排泥管直徑DN300，排泥管伸入污泥斗底部，排泥管上端高出水面0.3m，便于清通和排氣。采用行車式刮泥機，刮泥機設于池頂，刮板伸入池底，刮泥機行走時將污泥推入污泥斗內(nèi)。</

99、p><p><b>　　3.4生物池的設計</b></p><p>　　本設計采用缺氧-厭氧-好氧生物脫氮除磷工藝，即倒置 (〖〗^)/()D_Dd__________????________________/_______</p><p>　　3.4.1有關設計參數(shù)</p><p>　　厭氧/缺氧/好氧法（AAO法，又稱

100、A2O法）生物脫氮除磷的主要設計參數(shù)</p><p><b>　　設計中?。?lt;/b></p><p>　　1）水力停留時間：一般為7～14h，本設計取t=10h，</p><p>　　各段水力停留時間：缺氧：厭氧：好氧=1：1：3</p><p>　　則厭氧缺氧好氧的水力停留時間分別為：2h，2h，6h。</p&g

101、t;<p>　　2) BOD5污泥負荷率：本設計取為Ls=0.13kg BOD5/（kgMLSS·d）</p><p><b>　　3) 回流污泥濃度</b></p><p>　　由Xr = r×106 /SVI ，對此r=1.2 ,SVI=100，代入各值得</p><p>　　Xr =(1.2×

102、106)/100=12000mg/L</p><p>　　4)污泥回流比為R=50%</p><p>　　5) 曝氣池內(nèi)活性污泥的濃度</p><p>　　Xv=R/(1+R)×Xr×f</p><p>　　f=0.75，則代入數(shù)值得:</p><p>　　Xv =0.5/(1+0.5)×

103、12000×0.75=3000 mg/L</p><p>　　6) 曝氣池混合液濃度:</p><p>　　[X]kg/ m3= R/(1+R)×Xr</p><p><b>　　則代入數(shù)值得:</b></p><p>　　[X]kg/ m3=0.5/(1+0.5) ×12000=4000

104、mg/L</p><p><b>　　7)TN去除率</b></p><p>　　e= (S1- S2) /S1×100</p><p>　　本設計S1=35 mg/L S2=20 mg/L</p><p>　　e= (35-20) /35×100%=42.86%</p><p&g

105、t;<b>　　8)內(nèi)回流倍數(shù)</b></p><p>　　R內(nèi) = e/(1-e)</p><p>　　則R內(nèi)=75% 設計中取R內(nèi)=80%</p><p>　　9）進入曝氣池中BOD5濃度為128mg/L。</p><p>　　污水中的SS的濃度為150mg/L，一級處理對SS的去除率為50%，則進入曝氣池中污水的S

106、S濃度為：150×（1-50%）=75mg/L。</p><p>　　3.4.2反應池容積</p><p>　　缺氧池設計計算：水力停留時間為2h，則</p><p>　　V厭＝0.704×3600×2＝5069 m3</p><p>　　厭氧池水力停留時間2h，池容=5069m3</p><

107、p>　　好氧池水力停留時間6h，池容=5069×3=5000 m3</p><p><b>　　則總有效容積：</b></p><p>　　3.4.3反應池尺寸</p><p>　　反應池總體積V總=25344m3。</p><p>　　設反應池2組，單組池容積 V1＝V/2=25344/2=12672m

108、3</p><p>　　有效水深 h＝4.5m</p><p>　　單組有效面積 A1＝V1/h＝12672/4.5＝2816㎡</p><p>　　在本設計中，每組生物池有兩座，每座設有缺氧區(qū)、厭氧區(qū)和主反應區(qū)等部分。來自沉淀池的污水約30%-50%和回流的污泥的50%-80%進入缺氧區(qū)，發(fā)生脫氮作用，將硝酸鹽轉(zhuǎn)化為氮氣排出，達到脫氮的作用，污水再進入?yún)捬鯀^(qū)，在厭

109、氧條件下釋磷，反應后再進入好氧區(qū)，去除污水中的有機物并吸收磷。兩區(qū)之間用公共隔墻隔開，上部設置缺口作為水流的通道。</p><p>　　每組生物池共設5廊道，第1廊道為厭氧段，第2廊道為缺氧段，后3個廊道為好氧段，每廊道寬取8m，則每廊道長</p><p>　　L=A1/bn=2816/（8×5）=70.4m,取70m。</p><p>　　校核： b/h

110、=8.0/4.5=1.78 （滿足 1~2)</p><p>　　L/b=70.4/8.0=8.8 （滿足5~10）</p><p>　　3.4.4剩余污泥量</p><p>　　=0.6×0.704×86400×（0.128-0.020）-0.08×25344×0.6×3+0.055×0.7

111、04×86400×0.5</p><p><b>　　=1965kg/d</b></p><p>　　其中 a——污泥產(chǎn)率系數(shù)，一般采用0.3～0.6，設計中取0.6；</p><p>　　b——為污泥自身氧化系數(shù)，一般采用0.05～0.1，50%為一級處理對SS的去除率。</p><p>　　3

112、.4.5進出水系統(tǒng)</p><p>　　1.氧化溝的進水設計</p><p>　　沉砂池的來水通過DN800mm的管道送入?yún)捬酰毖酰醚跗貧獬厥锥说倪M水渠道，管道內(nèi)的水流流速0.95m/s。在進水渠道內(nèi)，水流分別流向兩側，從缺氧段進入，進水渠道寬度為1.2m，渠道內(nèi)水深為1.0m，則渠道內(nèi)的最大水流度</p><p>　　式中 b1－進水渠道寬度（m）；<

113、;/p><p>　　h1－進水渠道有效水深（m）。</p><p>　　設計中取b1＝1.2m，h1＝1.0m</p><p>　　反應池采用潛孔進水，孔口面積</p><p>　　式中 F--每座反應池所需的孔口面積（m2）；</p><p>　　v2--孔口流速（m/s），一般采用0.2~1.5m/s。</p

114、><p>　　設計中取v2=0.4m/s</p><p>　　設每個孔口尺寸為0.5×0.5m，則孔口數(shù)</p><p>　　式中 f--每個孔口的面積（ ）。</p><p><b>　　，取孔數(shù)5</b></p><p>　　孔口布置如下圖所示：</p><p&g

115、t;　　2.生物池的出水設計</p><p>　　缺氧-厭氧-好氧池的出水采用矩形薄壁堰，跌落出水，堰上水頭</p><p>　　式中 Q--每座反應池出水量（ 〖()/(√())〗^()D_Dd_______</p><p>　　m—流量系數(shù)，一般采用0.4~0.5；</p><p>　　b—堰寬（m）；與反應池寬度相等。</p&

116、gt;<p>　　設計中取m=0.45，b=8.0m</p><p>　　污水經(jīng)堰后流入集水槽中，集水槽水深為1m，寬為1.2m。進入集水槽后，用管道將污水送至沉淀池。</p><p>　　厭氧-缺氧-好氧池的最大出水流量為（ ）=1.32 ，出水管管徑采用DN900兩根mm，送至沉淀池，管道內(nèi)的流速為1.04 。</p><p>　　3.4.6其他管

117、道設計</p><p><b>　　1.污泥回流管</b></p><p>　　在本設計中，污泥回流比為50%，從二沉池回流過來的污泥通過兩根DN500mm，的回流管道分別進入首端兩側的厭氧段，管內(nèi)污泥流速為0.9m/s。</p><p><b>　　2.硝化液回流管</b></p><p>　　硝

118、化液回流比為80%，則每根回流管的流量為0.56 ，從二沉池出水回到缺氧段首端，硝化液回流管道管徑為DN600mm。利用潛污泵直接從出水槽將回流液回流到缺氧段，潛污泵選取沙林SR1110回流泵，W=640kg，N=11kW,n=585r/min。</p><p>　　生物池平面布置如下圖所示：</p><p>　　3.4.7曝氣系統(tǒng)設計計算</p><p>　　本設

119、計采用鼓風曝氣系統(tǒng)。</p><p><b>　　1.需氧量計算</b></p><p><b>　　（1）日平均需氧量</b></p><p>　　式中 O2—污水需氧量（kgO2/d）；</p><p>　　Q—生物反應池的平均進水流量（m3/d）；</p><p>

120、　　Sr—生物反應池中被降解五日生化需氧量濃度（mg/L）；</p><p>　　XV—揮發(fā)性總懸浮固體濃度（g/L）；</p><p>　　^____________________________________________________</p><p>　　—每1kg活性污泥每天自身氧化所需要的氧氣kg數(shù)，；</p><p>&l

121、t;b>　　設計中取</b></p><p><b>　　最大時需氧量</b></p><p>　　最大時需氧量的計算方法同上，只需將污水的平均流量換成最大流量</p><p><b>　　2.供氣量計算</b></p><p>　　采用型網(wǎng)狀膜微孔空氣擴散器，每個擴散器的服務面積

122、為0.49 ，敷設于池底0.2m處，淹沒深度為4.3m，計算溫度定為30 。</p><p>　　查表得20 和30 時，水中飽和溶解氧值為：</p><p>　　空氣擴散器出口處的絕對壓力</p><p>　　式中 H—擴散器上淹沒深度（m）。</p><p><b>　　設計中H=4.8m</b></p

123、><p>　　空氣離開曝氣池面時，氧氣的百分比</p><p>　　式中 --空氣擴散器的氧轉(zhuǎn)移效率，為12%~15%。</p><p><b>　　設計中取 =12%</b></p><p>　　（1）曝氣池混合液中平均氧飽和度（按最不利的溫度條件考慮）</p><p>　　式中 --

124、30 時，鼓風曝氣池內(nèi)混合液溶解氧飽和度的平均值（mg/L）；</p><p>　　--30 時，在大氣壓力條件下，氧的飽和度（mg/L）。</p><p>　　換算為在20 條件下，脫氧清水的充氧量</p><p>　　式中 R—混合液需氧量（kg/h）；</p><p>　　--鼓風曝氣池內(nèi)混合液溶解氧飽和濃度的平均值（mg/L）；

125、</p><p><b>　　—修正系數(shù)；</b></p><p><b>　　—壓力修正系數(shù)；</b></p><p>　　C—曝氣池出口處溶解氧濃度（mg/L）。</p><p>　　設計中取 =0.82， =0.95， =1.0，C=2.0</p><p><b&

126、gt;　　平均時需氧量</b></p><p><b>　　最大時需氧量</b></p><p><b>　　曝氣池供氣量</b></p><p><b>　　曝氣池平均時供氣量</b></p><p><b>　　曝氣池最大時供氣量</b>&

127、lt;/p><p><b>　　3.空氣管路計算</b></p><p>　　按照曝氣池平面圖，布置空氣管道，在相鄰的兩個好氧廊道的隔墻上設一根干管，共3根干管。在每根干管上設16對曝氣豎管，共32條配氣豎管，則好氧段共設96條配氣豎管，每根豎管的供氣量為：</p><p>　　好氧段的平面面積為2816×2×0.6=3379.

128、2 ，每個擴散器的服務面積按0.49 計，則所需空氣擴散器的總數(shù)為：</p><p>　　每根豎管上安裝的空氣擴散器的個數(shù)為：</p><p>　　每個空氣擴散器的配氣量為：</p><p>　　將已布置的空氣管路及布設的空氣擴散器繪制成空氣管路計算圖如下圖所示：</p><p>　　選擇一條從鼓風機房開始最長的管路作為計算管路。在空氣流量變

129、化處設計算節(jié)點，統(tǒng)一編號后列表進行空氣管路計算。</p><p>　　空氣干管和支管以及配氣豎管的管徑，根據(jù)通過的空氣量和相應的流速按《排水工程》第四版下冊附錄2加以確定。計算結果列入表格中第6項。</p><p>　　空氣管路的局部阻力損失，根據(jù)配件的類型按式 ，折算成當量長度損失 ，并計算出管道的計算長度l+ （m），（l為管道長度）計算結果列入計算表格中的第8、9兩項。</p&

130、gt;<p>　　空氣管道的沿程阻力損失，根據(jù)空氣管的管徑（D）mm，空氣量 、計算溫度 和曝氣池水深，查《排水工程》第四版下冊附錄3，結果列入計算表的第10項。</p><p>　　9項和10項相乘，得壓力損失 ，結果列入計算表第11項。</p><p><b>　　計算結果見下表：</b></p><p>　　將表中第11項各