畢業(yè)設(shè)計——日處理1萬t污水處理廠

1、<p><b>　　1 總論</b></p><p>　　1.1 選題依據(jù)及意義</p><p>　　本設(shè)計是針對A市鋼鐵廠職工新村生活污水的處理而開展的。該新村居民人數(shù)達八萬以上，隨著環(huán)保要求的逐步提高，現(xiàn)需對新村污水進行處理，以減輕該市其他污水處理廠的處理壓力。</p><p>　　基于多方面的考慮，處理水不外排，而是回用于新村景

2、區(qū)綠化、道路噴灑壓塵，并用于生產(chǎn)循環(huán)的冷卻用水，以及替代某礦進水作為生產(chǎn)凈化水的補充水。處理水的回用，不僅能節(jié)約資金，還能節(jié)約水資源、實現(xiàn)節(jié)能減排，對保護環(huán)境與提高效益均能做出巨大貢獻，可取得良好的經(jīng)濟效益與社會效益。</p><p>　　新村生活污水處理廠建成后，將可替代礦井水260m3/h，作業(yè)率按90%計，年創(chuàng)直接經(jīng)濟效益可達1036萬元；并且，由于外排放量的減少，以及對地下水資源的節(jié)約，保護了我們的生存環(huán)

3、境，亦具有巨大的社會效益。</p><p><b>　　1.2 地區(qū)概況</b></p><p>　　1.2.1 廠區(qū)地形</p><p>　　污水廠選址區(qū)域為足夠開闊的平坦地區(qū)，平均海拔標高為165m ，地勢南高北低，平均地面坡度為1.3‰～2.5‰。</p><p>　　1.2.2 地理位置</p>&

4、lt;p>　　新村位于北緯36度40分，東經(jīng)117度16分，處于A市北部山前平原帶。</p><p>　　1.2.3 氣象資料</p><p>　　A市地處中緯度地帶，屬于暖溫帶半濕潤大陸性季風氣候。其特點是季風明顯，四季分明；冬冷夏熱，雨量集中。春季干旱少雨，夏季炎熱多雨，秋季較為清爽，冬季干燥寒冷。</p><p>　　A市年平均氣溫為13.3℃，夏季平均

5、氣溫在28℃左右，極端最高氣溫超過40℃，冬季平均氣溫在-2℃左右，極端最低溫度在-20℃以下。年平均降水量660.7mm，最大凍土深度為400mm，最大積雪深度為180mm。全年主導風向為西南風，年平均風速2.6m/s。</p><p>　　1.2.4 地質(zhì)資料</p><p>　　污水處理廠地下土壤為亞粘土，平均地下水位在地表下19m，無腐蝕性。地基承載力各層均在120kPa以上，地震

6、烈度按8度設(shè)防。</p><p><b>　　1.3 設(shè)計要求</b></p><p>　　A市鋼鐵廠職工新村居民人數(shù)達八萬以上，為節(jié)能減排、保護環(huán)境，現(xiàn)對其污水處理廠進行設(shè)計，使新村所有生活污水經(jīng)處理后，可回用于景區(qū)綠化、道路噴灑壓塵及生產(chǎn)循環(huán)的冷卻用水，該水還可替代某礦進水作為生產(chǎn)凈化水的補充水，直接用于生產(chǎn)廠，以取得良好的經(jīng)濟效益和社會效益。</p>

7、<p>　　1.3.1 工程規(guī)模</p><p>　　污水廠的處理水量按最高日最高時流量計。其日處理量按該廠2012年完成的一期建設(shè)1萬t/d計，并留有空地以二期擴建之用。</p><p>　　1.3.2 進出水水質(zhì)</p><p>　　進水水質(zhì)符合一般生活污水的特性，主要水質(zhì)指標如下：CODcr=300mg/L，BOD5=180mg/L，SS=200

8、mg/L，NH3-N=30mg/L，TP=4mg/L，PH=6~9。</p><p>　　出水水質(zhì)達到回用水水質(zhì)標準的相關(guān)要求。根據(jù)《城市污水再生利用 工業(yè)用水水質(zhì)》（GB/T 19923—2005）《城市污水再生利用 城市雜用水水質(zhì)》（GB/T 18920—2002）《城市污水再生利用 景觀環(huán)境用水水質(zhì)》（GB/T 18921—2002）及《污水再生利用工程設(shè)計規(guī)范》的指標及要求，主要的出水水質(zhì)指標如下：溶解性

9、總固體≤1000mg/L，BOD5≤15mg/L，SS≤20mg/L，NH3-N≤10mg/L，PH=6~9。</p><p>　　1.3.3 處理程度</p><p>　　1.3.3.1 BOD5的去除率η1</p><p><b>　　采用氧化溝工藝。</b></p><p>　　BOD5f=0.7Se×1

10、.42（1-e-0.23×5） （0-1）</p><p>　　=0.7×15×1.42×（1-e-0.23×5）=10.189（mg/L）</p><p>　　則，η1=×100%=97.33%

11、（0-2）</p><p>　　1.3.3.2 SS的去除率η2</p><p>　　η2=×100%=90% （0-3）</p><p>　　1.3.4 主要設(shè)計內(nèi)容</p><p>　　1.3.4.1 設(shè)計說明書</p><

12、p>　　完成前言、文獻綜述、方案比較、工藝流程、總平面布置、設(shè)備選擇與計算、經(jīng)濟分析、參考文獻、致謝等內(nèi)容。</p><p>　　1.3.4.2 設(shè)計圖紙</p><p>　　（1）污水處理廠總平面布置圖一張；</p><p>　　（2）高程布置圖一張；</p><p>　?。?）工藝流程圖一張；</p><p>

13、;　?。?）主要構(gòu)筑物圖紙兩張（其中任選一張用計算機繪制）。 </p><p>　　1.3.4.3 英文要求：</p><p>　　（1）查閱相關(guān)的中外文文獻，寫出中文文獻綜述并譯成英文；</p><p>　?。?）完成兩萬字符以上的英文文獻的翻譯；</p><p>　?。?）寫出論文摘要，并譯為英文。</p><p>

14、;　　1.3.5 進度安排</p><p>　　表1-1 進度安排表</p><p>　　Tab.1-1 Progress arrangements table</p><p>　　1.4 各構(gòu)筑物設(shè)計參數(shù)</p><p>　　1.4.1 污水處理構(gòu)筑物設(shè)計參數(shù)</p><p>　　1.4.1.1 污水進水泵房（泵前中

15、格柵與之合建）</p><p><b>　　格柵</b></p><p>　　（1）污水處理系統(tǒng)前格柵柵條間隙，應(yīng)符合下列要求：</p><p>　?、偃斯で宄?25～40mm；</p><p>　?、跈C械清除 16～25mm；</p><p>　?、圩畲箝g隙 40mm。</p>&

16、lt;p>　?。?）在無當?shù)剡\行資料時，柵渣量可采用：</p><p>　　①格柵間隙16～25mm時，0.10～0.05m3柵渣/103m3污水；</p><p>　?、诟駯砰g隙30～50mm時，0.03～0.01m3柵渣/103m3污水。</p><p>　　泵站前格柵的每日柵渣量大于0.2m3，一般應(yīng)采用機械清渣。</p><p>

17、;　　機械格柵不少于兩臺，如為一臺時，應(yīng)設(shè)人工清除格柵備用。</p><p>　　過柵流速一般采用0.6～1.0m/s。</p><p>　　格柵前渠道內(nèi)的水流速度一般采用0.4～0.9m/s。</p><p>　　格柵傾角一般采用45°～75°。</p><p>　　通過隔柵的水頭損失，一般采用0.08～0.15m。&l

18、t;/p><p><b>　　泵房</b></p><p>　?。?）泵房進水角度不大于45度。</p><p>　?。?）相鄰兩機組突出部分間距及機組突出部分與墻壁的間距，應(yīng)保證水泵軸或電動機轉(zhuǎn)子再檢修時能夠拆卸，且不小于0.8m；若電動機容量大于55KW時，則不得小于1.0m，作為主要通道的寬度不得小于1.2m。</p><

19、p>　　1.4.1.2 泵后細格柵</p><p><b>　　設(shè)計參數(shù)同格柵。</b></p><p>　　1.4.1.3 平流式沉砂池</p><p>　　（1）沉砂池的格數(shù)不應(yīng)少于2個，并應(yīng)按并聯(lián)系列設(shè)計，當污水量較小時，可考慮一格工作一格備用。</p><p>　　（2）沉砂池按去除相對密度大于2.65、粒

20、徑大于0.2mm的砂粒設(shè)計。</p><p>　　（3）污水自流進入，應(yīng)按最大設(shè)計流量計算。</p><p>　?。?）設(shè)計流速的確定。設(shè)計流量時水平流速：最大流速應(yīng)為0.3m/s，最小流速應(yīng)為0.15m/s；最大設(shè)計流量時，污水在池內(nèi)的停留時間不應(yīng)少于30s，一般為30～60s。</p><p>　?。?）設(shè)計水深的確定。設(shè)計有效水深不應(yīng)大于1.2m，一般采用0.

21、25～1.0m，每格寬度不宜小于0.6m。</p><p>　?。?）沉砂量的確定。城市污水的沉砂量可按3m3/10×104m3污水計算，塵沙含水率約為60%，容重為1.5t/m3。</p><p>　　（7）砂斗容積按2d的沉砂量計算，斗壁傾角55°～60°。</p><p>　?。?）池底坡度一般為0.1～0.5。</p>

22、;<p>　　（9）除砂一般宜采用機械方法。當采用重力排砂時，沉砂池和貯砂池應(yīng)盡量靠近，以縮短排砂管的長度。</p><p>　?。?0）沉砂池的超高不宜小于0.3m。</p><p>　　1.4.1.4 帕斯維爾（Pasveer）氧化溝</p><p>　　本設(shè)計要求出水回用，故對處理后的出水水質(zhì)要求較高。帕斯維爾（Pasveer）氧化溝針對的即為出

23、水水質(zhì)要求高的小型污水處理廠，且具有以下性能特點：出水水質(zhì)好，脫氮效果較為明顯；構(gòu)筑物簡單，運行管理方便；結(jié)構(gòu)形式多樣，可根據(jù)地形選擇合適的構(gòu)筑物形狀。其設(shè)計參數(shù)如下。</p><p>　　混合液懸浮固體濃度（MLSS）X=4000～4500mg/L。</p><p>　　污泥負荷N=0.05～0.1kgBOD5/（kgMLVSS·d）。</p><p>

24、　　容積負荷一般為0.16～0.57kgBOD5/m3，水力停留時間T=16～24h。</p><p>　　水深H=3.05～4.25，溝寬一般不超過8m。</p><p>　　1.4.1.5 平流式二沉池</p><p>　　二沉池的設(shè)計流量應(yīng)為污水的最大時流量，不包括會留污泥量。</p><p>　　二沉池個數(shù)或分格數(shù)不應(yīng)少于2個，并宜按

25、并聯(lián)設(shè)置。</p><p>　　二沉池污泥斗的作用是貯存和濃縮沉淀污泥，提高回流污泥濃度，減少回流量。</p><p>　　對于曝氣池后二沉池一般規(guī)定污泥斗的貯泥時間為2h，生物膜法后按4h污泥量計算。</p><p>　　二沉池宜采用連續(xù)機械排泥措施。污泥斗的斜壁與水平面夾角不應(yīng)小于50°。</p><p>　　池子超高≥0.3m

26、，有效水深為2～4m，緩沖層上緣宜高出刮泥板0.3m。</p><p>　　沉淀時間為1.5～2.5h，表面水力負荷為1.0～1.5m3/（m2·h），水平流速≤5.0mm/s，</p><p>　　污泥含水率為99.2～99.6%。</p><p>　　1.4.1.6 普通快濾池</p><p>　　濾池個數(shù)不應(yīng)少于2個。<

27、/p><p>　　濾池個數(shù)少于5個時，采用單行排列；反之，采用雙行排列。</p><p>　　濾池的工作周期一般為12～24h。</p><p>　　濾層上水深一般為1.5～2.0m，超高一般采用0.3m。</p><p>　　濾池池壁與砂層接觸處抹面應(yīng)設(shè)拉毛，避免短流。</p><p><b>　　其它參數(shù)：&

28、lt;/b></p><p>　　表1-2 池形尺寸的選擇</p><p>　　Tab.1-2 Chooing about the shape and size of poods</p><p>　　表1-3 水廠規(guī)模與濾池參數(shù)的選擇</p><p>　　Tab.1-2 Chooing about the filter paramete

29、rs with scale of the water plant</p><p><b>　　表1-4 濾料選擇</b></p><p>　　Tab.1-4 Media chooing</p><p>　　1.4.1.7 消毒設(shè)施</p><p>　　液氯的殺菌有效性較強，且其技術(shù)成熟、設(shè)備簡單、運轉(zhuǎn)成本及一次投資費用較

30、低，故采用液氯消毒。</p><p><b>　　加氯系統(tǒng)</b></p><p>　　投加量。對于城市污水，二級處理后的投加量為5～10mg/L。</p><p>　　混合池中的混合時間為5～15s。</p><p>　　氯消毒時間（從混合開始計算）采用30min，保證余氯量不小于0.5mg/L。</p>

31、<p>　　氯庫的儲藥量一般按最大日用量的15～30d計算。</p><p>　　加氯機不少于2套，間距0.7m，一般高于地面1.5m。</p><p>　　加氯間、氯庫應(yīng)設(shè)置每小時換氣8～12次的通風設(shè)備。排風扇安裝在低處，進 </p><p><b>　　氣孔在高處。</b></p><p>　　漏氯探測

32、器安裝位置不宜高于室內(nèi)地面35cm。</p><p><b>　　接觸池</b></p><p>　　接觸池容積應(yīng)按最大小時污水量設(shè)計。</p><p>　　矩形隔板式接觸池的隔板應(yīng)沿縱向分隔，當水流長度：單格寬=71：1，池長：</p><p>　　單格寬=18：1，水深：單格寬≤1.0時，接觸效果最好。</p&

33、gt;<p>　　1.4.2 污泥處理構(gòu)筑物設(shè)計參數(shù)</p><p><b>　　氣浮濃縮池</b></p><p>　　可采用矩形或圓形。每座池處理能力小于100m3/s時，多采用矩形；處理能力介于100～1000m3/s之間的，多采用圓形輻流式氣浮池。</p><p>　　當溶氣比無試驗資料時，一般采用0.005～0.04。&

34、lt;/p><p>　　溶氣罐容積一般按加壓水停留1～3min計算，罐內(nèi)溶氣壓力為2～4kgf/cm2，溶氣效率一般為50%～80%；其直徑：高度=1：（2～4）。</p><p>　　矩形氣浮池，長：寬=（3：1）～（4：1），深度：寬度≥0.3。</p><p><b>　　其它參數(shù)：</b></p><p>　　表1-

35、5 污泥種類與相關(guān)參數(shù)</p><p>　　Tab.1-5 Sludge type and relevant parameters</p><p><b>　　2 方案比較</b></p><p>　　污水二級處理的主要任務(wù)是去除污水中呈膠體和溶解狀態(tài)的有機污染物，以及能使湖泊、水庫等緩流水體富營養(yǎng)化的氮、磷等可溶性無機污染物。由于通常多采用生

36、物處理作為二級處理的主體工藝，故人們常把生物處理看做是二級處理的同義語。</p><p>　　污水生物處理法分為好氧和厭氧兩大類。好氧生物處理法常用于城市污水和有機生產(chǎn)污水的處理，而厭氧生物處理法則多用于處理高濃度有機污水及污泥。</p><p>　　這兩類生物處理法按微生物的生長方式可分為活性污泥法和生物膜法兩種，每種又有許多形式。20世紀70年代以來，活性污泥法及其變種工藝因其處理效率

37、高，而在我國城市污水處理中得到廣泛應(yīng)用。</p><p>　　好氧活性污泥法是當今研究最深入、應(yīng)用最廣泛的污水處理方法。好氧活性污泥法不僅能有效地去除污水中的有機物，還可以有效地進行生物除磷脫氮。在工程實踐中，因采用不同的運行方式和不同的出水水質(zhì)要求，好氧活性污泥法分為傳統(tǒng)活性污泥法、AB法、A/O法、A2/O法、氧化溝法以及近年來發(fā)展迅速的SBR法。其中，A/O、A2/O、氧化溝以及SBR等工藝因其具有良好的除

38、磷脫氮功能而備受關(guān)注。</p><p>　　傳統(tǒng)活性污泥、AB、A/0、A2/0等工藝，處理單元多，操作復雜，尤其是污泥厭氧消化工藝，對管理水平要求較高。根據(jù)我國污水處理的實踐經(jīng)驗，污水處理廠設(shè)計規(guī)模達到20×104m3/d以上，才具有經(jīng)濟性。中小城市污水處理廠，設(shè)計規(guī)模一般在10×104m3/d以下，由于其技術(shù)力量相對較弱，采用氧化溝和SBR工藝具有明顯優(yōu)勢：</p><

39、p>　　（1）抗沖擊負荷能力強，能夠適應(yīng)中小城市水質(zhì)水量變化大的特點；</p><p>　?。?）通常不設(shè)初沉池和污泥消化系統(tǒng)，工藝流程簡單；</p><p><b>　　（3）基建費用低。</b></p><p>　　本設(shè)計是針對某城市鋼鐵廠職工新村的污水處理而進行的，污水特點如下：（1）污水以有機污染物為主，BOD/COD=0.6，可

40、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；（2）污水中主要污染物指標BOD、、COD、SS等值符合一般生活污水特性；（3）處理水量為104m3/d，規(guī)模較?。唬?）為節(jié)能減排、保護環(huán)境、取得良好的經(jīng)濟效益與社會效益，本設(shè)計預使新村所有生活污水經(jīng)處理后能夠回用于生產(chǎn)生活，故對處理水的水質(zhì)要求較高。</p><p>　　針對以上特點尤其是對出水水質(zhì)的要求，以現(xiàn)有技術(shù)情況，采用生物處理最為經(jīng)濟實用

41、；而由于對脫氮除磷的要求，處理工藝宜采用好氧活性污泥法。根據(jù)對處理規(guī)模、進出水水質(zhì)要求、當?shù)刈匀粭l件、運行管理與施工，以及工程造價與運行費用等諸多因素的考慮，現(xiàn)通過對典型工藝流程的參考和各種好氧活性污泥法的優(yōu)缺點及使用條件的比較，本設(shè)計的主體處理部分有兩種可供選擇的工藝：氧化溝工藝與SBR工藝。</p><p><b>　　SBR工藝：</b></p><p>　　S

42、BR工藝是目前發(fā)展變化最快的污水處理工藝，但其一些機理和設(shè)計方法還有待于進一步的研究。其特點如下：</p><p>　　（1）近似于靜止沉淀的特點，使泥水分離不受干擾，出水SS較低且穩(wěn)定；</p><p>　?。?）具有較好的抗沖擊負荷能力，不易發(fā)生污泥膨脹；</p><p>　?。?）運行靈活，處理流程短，占地少；</p><p>　?。?

43、）運行管理是處理效果的決定因素，這要求管理人員具有較高的素質(zhì)，不僅要有扎實的理論基礎(chǔ)，還應(yīng)有豐富的實踐經(jīng)驗。</p><p><b>　　氧化溝工藝：</b></p><p>　　氧化溝工藝自出現(xiàn)以來，應(yīng)用普遍，技術(shù)資料豐富。氧化溝曝氣池占地面積比一般的生物處理要大，但是由于其不設(shè)初沉池，一般也不建污泥厭氧消化系統(tǒng)，因此，節(jié)省了構(gòu)筑物之間的空間，使污水廠總占地面積并未

44、增大，在經(jīng)濟上具有競爭力。其特點如下：</p><p>　?。?）BOD負荷低，處理效果穩(wěn)定，出水水質(zhì)好，并且具有較強的脫氮功能，有較好的抗沖擊負荷能力；</p><p>　　（2）一般不設(shè)初沉池，有機性懸浮物在氧化溝內(nèi)能達到好氧穩(wěn)定的程度；</p><p>　　（3）構(gòu)造形式和曝氣設(shè)備多樣化，曝氣強度可調(diào)；</p><p>　　（4）具有推

45、流式流態(tài)的某些特征，有利于活性污泥的生物凝聚作用；</p><p>　　（5）污泥產(chǎn)率低，勿需進行消化處理，污泥處理費用較低；</p><p>　?。?）處理廠與其他工藝相比，臭味較?。?lt;/p><p>　?。?）處理廠只需要最低限度的機械設(shè)備，增加了污水處理廠正常運轉(zhuǎn)的安全性；</p><p>　?。?）電耗小，運行費用較低，工程費用相當于

46、或低于其他污水生物處理技術(shù)；</p><p>　?。?0）管理簡化，運行簡單。</p><p>　　通過對上述兩種工藝的特點比較，我們不難看出，本設(shè)計更適于采用氧化溝工藝進行污水處理。</p><p><b>　　3 工藝流程</b></p><p>　　通過前章方案的比較，將流程初定為：原污水流入污水進水泵房后，通過其

47、中與之合建的中格柵，經(jīng)污水泵提升后依次自流通過細格柵、沉砂池、氧化溝、二沉池、濾池及消毒池進行處理，之后流入回用水池以備回用；污泥自二沉池排出后，分別進入回流污泥泵房和剩余污泥泵房，回流污泥回流入氧化溝，剩余污泥經(jīng)濃縮池濃縮后排入貯泥池外運處置。</p><p>　　本設(shè)計工藝流程圖如下所示：</p><p>　　圖3-1 工藝流程圖</p><p>　　Fig.3

48、-1 Process of technology</p><p><b>　　4 總平面布置</b></p><p><b>　　4.1 布置內(nèi)容</b></p><p>　　處理構(gòu)（建）筑物的布置，各種管道、道路、綠化等的布置。根據(jù)處理廠的規(guī)模大小，采用1：200～1：500的比例繪制總平面圖。</p>&

49、lt;p><b>　　4.2 布置原則</b></p><p>　　4.2.1 構(gòu)（建）筑物的平面布置</p><p>　　（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)約用地和運行管理。</p><p>　?。?）處理構(gòu)筑物應(yīng)盡可能地按流程順序布置，以避免管線迂回，同時應(yīng)充分利用地形，減少土方量。</p>&l

50、t;p>　?。?）功能分區(qū)明確，管理區(qū)、污水處理區(qū)及污泥處理區(qū)相對獨立。</p><p>　?。?）構(gòu)（建）筑物之間的間距應(yīng)滿足交通、管道（渠）敷設(shè)、施工和運行管理等各方面的要求。</p><p>　　（5）考慮近遠期結(jié)合，便于分期建設(shè)，并使近期工程相對集中；有條件時可按遠景規(guī)劃水量布置，將處理構(gòu)筑物分為若干系列，分期建設(shè)。</p><p>　?。?）變配電站

51、宜布置在既靠近污水廠進線，又靠近用電負荷大的構(gòu)筑物附近，高壓線應(yīng)避免在廠內(nèi)架空敷設(shè)，以策安全。</p><p>　　（7）如有條件，污水廠內(nèi)的壓力管線和電纜可合并敷設(shè)在同一管廊或管溝內(nèi)，以利于維護和檢修。</p><p>　?。?）經(jīng)常有人辦公的建筑物應(yīng)布置在夏季主導風向的上風向，北方地區(qū)要考慮朝向。</p><p>　?。?）應(yīng)考慮安排充分的綠化帶，為污水處理廠的

52、工作人員提供一個優(yōu)美舒適的環(huán)境；廠區(qū)的綠化面積不小于30％，總平面布置滿足消防要求。</p><p>　　4.2.2 管道（渠）的平面布置</p><p>　　廠區(qū)主要管道有污水管道、污泥管道、超越管道等，要求如下：</p><p>　?。?）污水管道為各污水處理構(gòu)筑物連接管線及廠區(qū)污水管道，管道的布置原則是線路短，埋深合理。</p><p>

53、;　　（2）污泥管道設(shè)計時考慮污泥含水率相對較低的特點，選擇適當?shù)墓軓郊霸O(shè)計坡度以免淤積。</p><p>　　（3）主要在進水泵房溢流井處設(shè)事故超越管，以便在進水泵房發(fā)生事故時污水能及時排出。</p><p>　　4.3 本設(shè)計污水處理廠的平面布置</p><p>　　4.3.1 廠區(qū)構(gòu)（建）筑物布置</p><p>　　根據(jù)污水處理廠平面

54、布置的原則，本設(shè)計污水處理廠的平面布置采用分區(qū)方式，分為污水處理區(qū)、污泥處理區(qū)和工作區(qū)三個區(qū)域。構(gòu)（建）筑物尺寸及數(shù)量見表-和表-。</p><p>　?。?）污水處理區(qū)：位于廠區(qū)東南側(cè)，沿流程一路向北排開，采用“一”型布置，緊湊協(xié)調(diào)、條塊分明,對輔助構(gòu)筑物的布置較為有利。</p><p>　　（2）污泥處理區(qū)：考慮到氣味因素，將泥區(qū)布置在夏季主導風向的下風向——廠區(qū)東北側(cè)，這樣不僅遠離了

55、人員集中地區(qū)，還使得貯泥池接近廠區(qū)后門，便于污泥外運。</p><p>　?。?）工作區(qū)：位于廠區(qū)西南側(cè)，將工作人員用樓組合在一個區(qū)內(nèi)，使建筑物相對集中。</p><p>　　4.3.2 廠區(qū)道路布置</p><p>　　主干道寬8m，設(shè)雙側(cè)1.5m人行道；次干道寬4m。</p><p>　　4.3.3 廠區(qū)綠化布置</p>&

56、lt;p>　　綠地：在廠區(qū)西北側(cè)預留擴建場地，修建草坪。</p><p>　　花壇：在正對廠門內(nèi)布置花壇。</p><p>　　綠化帶：在各構(gòu)（建）筑物間的空地修建綠化帶。</p><p>　　行道樹和綠籬：在步行道兩側(cè)及草坪周圍栽種，高度0.6～0.8m，圍墻采用1.8m。</p><p>　　表4-1 主要構(gòu)（建）筑物尺寸及數(shù)量表&

57、lt;/p><p>　　Tab.4-1 The main size and amount of structures(buildings)</p><p>　　表4-2 附屬建筑物占地面積及數(shù)量表</p><p>　　Tab.4-2 The area and amount of other buildings</p><p>　　5 設(shè)備計算、選

58、型及高程布置</p><p>　　5.1 污水處理構(gòu)筑物設(shè)計計算</p><p>　　5.1.1 泵前中格柵</p><p>　　5.1.1.1 設(shè)計參數(shù)</p><p>　　設(shè)計處理水量Q=10000m3/d=416.667m3/h=0.116m3/s</p><p>　　總變化系數(shù)Kz==2.7÷1160

59、.11=1.6 （1-1）</p><p>　　則Qmax=KzQ=16000m3/d=666.667m3/h=0.185m3/s （1-2）</p><p>　　柵條寬度S=0.01m，柵條間隙b=0.021m，格柵傾角α=60°</p><p

60、>　　柵條斷面為銳邊矩形斷面，故β=2.42</p><p>　　柵槽寬度一般比格柵寬0.2～0.3m，取0.2m</p><p>　　過柵流速v=0.9m/s</p><p>　　柵前渠道超高 h2=0.2m，進水渠寬B1=0.7m，其漸寬部分展開角度α1=20°</p><p>　　5.1.1.2 設(shè)計計算</p&g

61、t;<p><b>　　柵前水深h</b></p><p>　　h=B1/2=0.7÷2=0.35（m） （1-3）</p><p><b>　　柵槽寬度B</b></p><p><b>　　①柵條的

62、間隙數(shù)n</b></p><p>　　n==0.185×÷（0.021×0.35×0.9）=26.026（個），取n=27個（1-4）</p><p><b>　?、跂挪蹖挾菳</b></p><p>　　B=S（n-1）+bn+0.2=0.01×（27-1）+0.021×

63、27+0.2≈1.03（m） （1-5）</p><p>　?。?）通過格柵的水頭損失h1</p><p>　　h1=h0k （1-6）</p><p>　　h0=

64、 （1-7）</p><p><b>　?。?-8） </b></p><p>　　式中，h0——計算水頭損失，m；</p><p>　　g——重力加速度，m/s2；</p><p>　　k——系數(shù)，格柵受污物堵塞時水頭損失增大倍數(shù)，一般采用3；</p>&

65、lt;p>　　ξ——阻力系數(shù)，與柵條斷面形狀有關(guān)。</p><p>　　帶入數(shù)據(jù)計算得，ξ=2.42×（0.01÷0.021）4/3≈0.9</p><p>　　h0=0.9×0.92÷（2×9.8）×sin60°≈0.032（m）</p><p>　　h1=0.032×3=0.0

66、96（m）（0.08，0.15）（m），符合要求</p><p>　?。?）柵后槽總高度H</p><p>　　H=h+h1+h2=0.35+0.096+0.2≈0.65（m） （1-9）</p><p><b>　?。?）柵槽總長度L</b></p><p&g

67、t;　?、龠M水渠道漸寬部分長度L1</p><p>　　進水渠道內(nèi)流速v1==0.185÷（0.7×0.35） （1-10）</p><p>　　=0.755（m/s）（0.4，0.9）（m/s）</p><p>　　則，L1==（1.03-0.7）÷（2×tan20°

68、）=0.453（m） （1-11）</p><p>　?、跂挪叟c出水渠道連接處的漸窄部分長度L2</p><p>　　L2=L1/2=0.453÷2≈0.23（m） （1-12）</p><p><b>　?、蹡挪劭傞L度L</b&

69、gt;</p><p>　　L=L1+L2+L3+1.0+0.5 （1-13）</p><p>　　L3= （1-14）</p><p>　　H1=h+h2

70、 （1-15）</p><p>　　式中，H1——柵前渠道深，m。</p><p>　　帶入數(shù)據(jù)計算得，L=0.453+0.23+（0.35+0.2）÷tan60°+1.0+0.5≈2.5（m）</p><p>

71、;<b>　　每日柵渣量W</b></p><p>　　W= （1-16）</p><p>　　式中，W1——柵渣量，m3/103m3污水；格柵間隙為16～25mm時，W1=0.05～</p><p>　　0.10m3/103m3污水；本設(shè)計為2

72、1mm，取W1=0.07m3/103m3污水。</p><p>　　帶入數(shù)據(jù)計算得，W=86400×0.185×0.07÷（1000×1.6）≈0.7（m3/d）>0.2（m3/d），故采用機械清渣。</p><p>　　圖5-1 格柵計算圖（單位：mm）</p><p>　　Fig.5-1 Bar screen cal

73、culation chart</p><p>　　5.1.2 污水進水泵房</p><p>　　采用氧化溝工藝方案，污水處理系統(tǒng)簡單。對于新建污水處理廠，工藝管線可以充分優(yōu)化，故污水只考慮一次提升。污水經(jīng)提升后入平流沉砂池，然后自流通過氧化溝、二沉池及接觸池，最后由出水管道排出回用。</p><p>　　污水提升前水位相對地面-4.9m，提升后4.8m，則提升凈揚程

74、為9.7m；水泵水頭損失取2m，從而水泵總揚程為11.7m；又因設(shè)計流量為416.667m3/h，故采用3臺型號為200QW250-15-18.5的污水泵，兩用一備。該泵排出口徑200mm，流量250m3/h，揚程15m，功率18.5kW，轉(zhuǎn)速1470r/min，效率77.2%，重520kg。</p><p>　　泵房為矩形，尺寸6m×3m，占地18m2；高12m，為半地下式，地下埋深7m。</p

75、><p>　　5.1.3 泵后細格柵</p><p>　　5.1.3.1 設(shè)計參數(shù)</p><p>　　柵條寬度S=0.009m，柵條間隙b=0.01m，格柵傾角α=60°</p><p>　　柵條斷面為銳邊矩形斷面，故β=2.42</p><p>　　柵槽寬度一般比格柵寬0.2～0.3m，取0.2m</p

76、><p>　　過柵流速v=0.7m/s</p><p>　　柵前渠道超高 h2=0.2m，進水渠寬B1=0.7m，其漸寬部分展開角度α1=20°</p><p>　　5.1.3.2 設(shè)計計算（計算圖同圖1）</p><p><b>　?。?）柵前水深h</b></p><p>　　h=B1/

77、2=0.7÷2=0.35（m） （1-17）</p><p><b>　?。?）柵槽寬度B</b></p><p><b>　　①柵條的間隙數(shù)n</b></p><p>　　格柵設(shè)兩組，按兩組同時工作設(shè)計。</p>

78、<p>　　n==（0.185÷2）×÷（0.01×0.35×0.7）=35.135（個），取n=36個（1-18）</p><p><b>　?、跂挪蹖挾菳</b></p><p>　　B=S（n-1）+bn+0.2=0.009×（36-1）+0.01×36+0.2=0.875（m）

79、 （1-19）</p><p>　?。?）通過格柵的水頭損失h1</p><p>　　h1=h0k （1-20）</p><p>　　h0=

80、 （1-21）</p><p><b>　　（1-22）</b></p><p>　　式中，h0——計算水頭損失，m；</p><p>　　g——重力加速度，m/s2；</p><p>　　k——系數(shù)，格柵受污物堵塞時水頭損失增大倍數(shù)，一般采用3；</p><p>　　ξ——阻

81、力系數(shù)，與柵條斷面形狀有關(guān)。</p><p>　　帶入數(shù)據(jù)計算得，ξ=2.42×（0.009÷0.01）4/3=2.103</p><p>　　h0=2.103×0.72÷（2×9.8）×sin60°=0.046（m）</p><p>　　h1=0.046×3=0.138（m）（0.08

82、，0.15）（m），符合要求</p><p>　?。?）柵后槽總高度H</p><p>　　H=h+h1+h2=0.35+0.138+0.2≈0.7（m） （1-23）</p><p><b>　?。?）柵槽總長度L</b></p><p>　　①進水渠道

83、漸寬部分長度L1</p><p>　　進水渠道內(nèi)流速v1==0.185÷（0.7×0.35）=0.755（m/s）（0.4，0.9）（m/s） （1-24）</p><p>　　則，L1=（B-B1）/2tanα1=（0.875-0.7）÷（2×tan20°）=0.240（m） （1-25）</p>&l

84、t;p>　?、跂挪叟c出水渠道連接處的漸窄部分長度L2</p><p>　　L2=L1/2=0.24÷2=0.12（m） （1-26）</p><p><b>　　③柵槽總長度L</b></p><p>　　L=L1+L2+L3+1.0+0.5

85、 （1-27）</p><p>　　L3= （1-28）</p><p>　　H1=h+h2

86、 （1-29）</p><p>　　式中，H1——柵前渠道深，m。</p><p>　　帶入數(shù)據(jù)計算得，L=0.24+0.12+（0.35+0.2）÷tan60°+1.0+0.5=2.178（m）</p><p><b>　　（6）每日柵渣量W</b></p><p&

87、gt;　　W= （1-30）</p><p>　　式中，W1——柵渣量，m3/103m3污水；本設(shè)計中格柵間隙為10mm，取W1=0.02</p><p>　　m3/103m3污水。</p><p>　　帶入數(shù)據(jù)計算得，W=86400×0.185×

88、0.02÷（1000×1.6）=0.200（m3/d），故采用機械清渣。</p><p><b>　　5.1.4 沉砂池</b></p><p><b>　　采用平流式沉砂池。</b></p><p><b>　?。?）沉砂池長度L</b></p><p>

89、　　L=vt=0.3×30=9（m） （1-31）</p><p>　　式中，v——最大設(shè)計流量時的流速，m/s，取v=0.3m/s；</p><p>　　t——最大設(shè)計流量時的流行時間，s，取t=30s。</p><p>　?。?）水流斷面面積A</p&

90、gt;<p>　　A=Qmax/v=0.185÷0.3=0.617（m2） （1-32）</p><p><b>　?。?）池總寬度B</b></p><p>　　B=nb

91、 （1-33）</p><p>　　取n=2格，每格寬b=0.6m</p><p>　　則，B=2×0.6=1.2（m）</p><p><b>　　（4）有效水深h2</b></p><p>　　h2=A/B=0.617÷1.2=0.514（m）（0.25，1）（m），符合要求

92、 （1-34）</p><p>　　寬深比b/h2=0.6÷0.514=1.167（1，1.5），符合要求 （1-35）</p><p>　　（5）沉砂斗容積V </p><p>　　V==0.185×30×2×86400÷（1.6×

93、106）≈0.6（m3） （1-36）</p><p>　　式中，X——城市污水沉砂量，m3/106m3污水，取X=30m3/106m3污水；</p><p>　　T——清除沉砂的間隔時間，d，取T=2d。</p><p>　　（6）每個沉砂斗容積V0</p><p>　　設(shè)每格有2個沉砂斗，則共有4個。</p

94、><p>　　V0=0.6÷4=0.15（m3）</p><p><b>　?。?）沉砂斗尺寸</b></p><p><b>　?、俪辽岸飞峡趯抋</b></p><p><b>　?。?-37）</b></p><p>　　式中，55°

95、;——斗壁與水平面的傾角；</p><p>　　h3'——斗高，m，取h3'=0.35m；</p><p>　　a1——斗底寬，m，取a1=0.5m。</p><p><b>　　②沉砂斗容積V0</b></p><p>　　V0=h3'（2a2+2aa1+2a12）/6=0.35×（2

96、×12+2×1×0.5+2×0.52）÷6 （1-38）</p><p>　　=0.204（m3）>0.15（m3），符合要求</p><p>　?。?）沉砂室高度h3</p><p>　　采用重力排砂，設(shè)池底坡度為0.2，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

97、砂池坡向沉砂斗的過渡部分，沉砂室的寬度為[2（L2+a）+0.2]，0.2為兩個沉砂斗之間的隔壁厚。</p><p>　　則，L2=（L-2a-0.2）/2=（9-2×1-0.2）÷2=3.4（m） （1-39）</p><p>　　h3=h3'+0.2×L2=0.35+0.2×3.4=1.03

98、（m） （1-40）</p><p>　?。?）沉砂池總高度H</p><p>　　取超高h1=0.3m</p><p>　　則，H=h1+h2+h3=0.3+0.514+1.03=1.844（m），取H=1.85（m） （1-41）</p><p>

99、;　?。?0）驗算最小流速vmin</p><p>　　vmin=Qmin/ωmin （1-42）</p><p>　　ωmin=bh2 （1-4

100、3）</p><p>　　式中，Qmin——最小流量，m3/s，范圍在0.08～0.12m3/s之間，取Qmin=0.08m3/s；</p><p>　　ωmin——最小流量時沉砂池中的水流斷面面積，m2。</p><p>　　帶入數(shù)據(jù)計算得，vmin=0.08÷（0.6×0.514）=0.259（m/s）>0.15（m/s）</p&

101、gt;<p>　　圖5-2 平流式沉砂池計算圖（單位：mm）</p><p>　　Fig.5-2 Horizontal flow grlt removal tank calculation chart</p><p><b>　　5.1.5 氧化溝</b></p><p>　　5.1.5.1 設(shè)計參數(shù)</p><

102、;p>　　采用帕斯維爾（Pasveer）氧化溝。</p><p>　　設(shè)計流量Q=104m3/d=0.116m3/s</p><p><b>　　設(shè)計進水水質(zhì)：</b></p><p>　　BOD5濃度S0=180mg/L；TSS濃度X0=200mg/L；VSS=140mg/L（VSS/TSS=0.7）；TKN=45mg/L（進水中認為不

103、含硝態(tài)氮）；NH3-N=30mg/L；SALK=280mg/L（以CaCO3計，一般城市污水多采用此值）；最低水溫T=14℃；最高水溫T=25℃。</p><p>　?。?）設(shè)計出水水質(zhì)：</p><p>　　BOD5濃度Se=15mg/L；TSS濃度Xe=20mg/L；NH3-N=10mg/L；TN=15mg/L。</p><p>　?。?）考慮污泥穩(wěn)定化<

104、/p><p>　　污泥齡θc=30d，污泥產(chǎn)率系數(shù)Y=0.55，內(nèi)源代謝系數(shù)Kd=0.055</p><p>　　混合液懸浮固體濃度（MLSS）X=4000mg/L</p><p>　　混合液揮發(fā)性懸浮固體濃度（MLVSS）XV=2800mg/L（MLVSS/MLSS=0.7）</p><p>　　20℃時脫硝率qdn=0.035kg（還原的NO

105、3--N）/（kgMLVSS·d）</p><p>　　5.1.5.2 設(shè)計計算</p><p><b>　?。?）去除BOD5</b></p><p>　?、傺趸瘻铣鏊芙庑訠OD5濃度S</p><p>　　S=Se-S1

106、 （1-44）</p><p>　　S1=1.42（VSS/TSS）×Xe×（1-e-0.23×5） （1-45）</p><p>　　式中，S1——沉淀池出水中的VSS所構(gòu)成的BOD5濃度。</p><p>　　帶入

107、數(shù)據(jù)計算得，S1=1.42×0.7×20×（1-e-0.23×5）=13.585（mg/L）</p><p>　　S=15-13.585=1.415（mg/L）</p><p><b>　?、诤醚鯀^(qū)容積V1</b></p><p>　　V1=YθcQΔS/[XV（1+Kdθc）]

108、 （1-46）</p><p>　　ΔS=S0-S （1-47）</p><p>　　帶入數(shù)據(jù)計算得，V1=0.55×30×10000×（0.18-0.001415）÷[2.8×

109、;（1+0.055×30）]</p><p>　　=3971.230（m3）</p><p>　?、酆醚鯀^(qū)水力停留時間t1</p><p>　　t1=V1/Q=3971.23÷10000=0.397（d）=9.528（h） （1-48）</p><p><b>　　④剩

110、余污泥量ΔX</b></p><p>　　ΔX=QΔSY/（1+Kdθc）+QX1-QXe （1-49）</p><p>　　X1=X0-VSS （1-50）</p>&l

111、t;p><b>　　帶入數(shù)據(jù)計算得，</b></p><p>　　ΔX=10000×（0.18-0.001415）×0.55÷（1+0.055×30）+10000×（0.2-0.14）-10000×0.02</p><p>　　=370.648+600-200≈770.65（kg/d）</p>

112、;<p>　　去除每1kgBOD5產(chǎn)生的干污泥量：</p><p>　　ΔX/[Q（S0-Se）]=770.65÷[10000×（0.18-0.015）]=0.467（kgDs/kgBOD5） （1-51）</p><p><b>　?。?）脫氮</b></p><p>　　①需氧化的氨氮量N1</p&

113、gt;<p>　　氧化溝產(chǎn)生的剩余污泥中含氮率為12.4%，則用于生物合成的總氮量</p><p>　　N0=0.124×370.648×1000÷10000=4.596（mg/L） （1-52）</p><p>　　需要氧化的NH3-N量N1=進水TKN-出水NH3-N-N0=45-10-4.596

114、=30.404（mg/L）（1-53）</p><p><b>　?、诿摰縉r</b></p><p>　　Nr=進水TKN-出水TN-N0=45-15-4.596=25.404（mg/L） （1-54）</p><p><b>　?、蹓A度平衡</b></p><p>

115、;　　一般認為，剩余堿度達到100mg/L（以CaCO3計），即可保持pH≥7.2，生物反應(yīng)能夠正常進行。每氧化1mgNH3-N需要消耗7.14mg/L堿度；每還原1mgNO3--N產(chǎn)生3.57mg/L堿度；每氧化1mgBOD5產(chǎn)生0.1mg/L堿度。</p><p>　　剩余堿度SALK1=原水堿度-硝化消耗堿度+反硝化產(chǎn)生堿度+氧化BOD5產(chǎn)生堿度 （1-55）</p><p>　　=

116、SALK-7.14N1+3.57Nr+0.1ΔS</p><p>　　=280-7.14×30.404+3.57×25.404+0.1×（180-1.415）</p><p>　　=280-217.085+90.692+17.859</p><p>　　=171.466（mg/L）</p><p>　　此值可保持

117、pH≥7.2，硝化和反硝化反應(yīng)能夠正常進行。</p><p>　?、苊摰璧某厝軻2</p><p>　　脫硝率qdn(t)=qdn(20)×1.08(t-20) （1-56）</p><p>　　故，qdn(14)=0.035×1.08(14-

118、20)=0.022[kg（還原的NO3--N）/（kgMLVSS·d）]</p><p>　　V2=QNr/qdn(14)XV=10000×25.404÷（0.022×2800）≈4124（m3 ） （1-57）</p><p>　　⑤脫氮水力停留時間t2</p><p>　　t2=V2/Q=4124

119、47;10000=0.412（d）=9.888（h） （1-58）</p><p>　?。?）氧化溝總?cè)莘eV及停留時間T</p><p>　　V=V1+V2=3971.23+4124=8095.23（m3） （1-59）</p><p>　　T=V/Q=80

120、95.23÷10000=0.810（d）=19.44（h）（16，24）（h），符合要求（1-60）</p><p>　　校核污泥負荷N=QS0/XVV=10000×0.18÷（2.8×8095.23） （1-61）</p><p>　　=0.079[kgBOD5/（kgMLVSS·d）]</p>

121、<p>　?。?.05，0.1）[kgBOD5/（kgMLVSS·d）]，符合要求</p><p><b>　　（4）需氧量</b></p><p><b>　?、僭O(shè)計需氧量AOR</b></p><p>　　AOR=去除BOD5需氧量-剩余污泥中BOD5的需氧量+去除NH3-N耗氧量-</p

122、><p>　　剩余污泥中NH3-N的耗氧量-脫氮產(chǎn)氧量 （1-62）</p><p>　　a.去除BOD5需氧量D1</p><p>　　D1=a'QΔS+b'VXV=0.52×10000×（0.18-0.001415）+0.12×8095.23×2.8 （

123、1-63）</p><p>　　≈3648.64（kg/d）</p><p>　　式中，a'——微生物對有機底物氧化分解的需氧率，取a'=0.52；</p><p>　　b'——活性污泥微生物自身氧化的需氧率，取b'=0.12。</p><p>　　b.剩余污泥中BOD5的需氧量D2（用于生物合成的部分）<