設計說明污水處理廠

污水處理廠設計說明書目錄第一章 污水處理工程設計計算說明書1.1 設計任務1.2 設計內容1.3 基本資料1.4 設計水質水量計算第二章 污水的一級處理2.1格柵設計計算2.2 沉砂池設計計算2.3 初次沉淀池設計計算第三章 AA/O生物脫氮除磷工藝計算 3.1設計參數(shù) 3.2平面尺寸計算 3.3進出水系統(tǒng) 3.4其他管道設計 3.5 剩余污泥量第四章 生物處理后處理4.1 二次沉淀池設計計算4.2 消毒設施計算4.3 計量設備設計計算第五章 污泥處理構筑物計算5.1 污泥量計算5.2 污泥濃縮池設計計算5.3 貯泥池設計計算5.4 污泥消化池設計計算5.5 污泥脫水第六章 污水處理廠布置6.1 污水處理廠平面布置6.2 污水處理廠高程布置第一章 設計計算說明書1.1設計任務 某城鎮(zhèn)污水處理廠1.2設計內容1根據(jù)給定的原始資料，確定污水廠的規(guī)模和污水設計水量。2按照原始資料數(shù)據(jù)進行處理方案的確定，擬定處理工藝流程，選擇污水、污泥的處理構筑物，并用方框圖表示。進行工藝流程中各處理單元的處理原理說明。3進行各構筑物的尺寸計算，各構筑物的設計參數(shù)應根據(jù)同類型污水的實際運行參數(shù)或參考有關手冊選用。4設備選型計算。5平面和高程布置。根據(jù)構筑物的尺寸，合理進行平面布置；高程布置應在完成各構筑物計算及平面布置草圖后進行。各處理構筑物應盡力采用重力流，各處理構筑物的水頭損失可直接查相關資料，但各構筑物之間的連接管的水頭損失則需計算確定。6. 編寫設計說明書、計算書。1.3 基本資料1、 設計流量：Q平=30000+ 281000 m3/d（No學號，133號）總變化系數(shù)：KZ= 1.42、污水水質： COD=200-300mg/LBOD5=100-150 mg/LSS=200mg/L NH3-N=35 mg/LpH=69 3、受納水體：位于城市的東側自南向北，20年一遇洪水水位標高322.5m，常水位標高320.3m。4、選址：根據(jù)城市總體規(guī)劃，污水廠擬建于該城市下游河流岸邊，地勢平坦，擬建處的地面標高326.30m。該城市污水主干管終點(污水廠進水口)的管內底標高321.00m。5、氣象資料：該地區(qū)全年主導風向為西南風。地勢平坦，地質情況良好，滿足工程地質要求，夏季水溫25，冬季水溫15，常年平均水溫20。6、處理要求： 處理水水質中BOD5、COD、SS、NH3-N滿足GB18918-2002一級B標準，處理后的污水納入河流，對污泥進行穩(wěn)定化處理、脫水后泥餅外運填埋或作農肥。7、其他資料： 廠區(qū)附近無大片農田，各種建筑材料均能供應，電力供應充足。1.4 設計水質水量計算1.4.1 污水廠選址 未經(jīng)處理的城市污水任意排放，不僅會對水體產生嚴重污染，而且直接影響城市發(fā)展發(fā)展和生態(tài)環(huán)境，危及國計民生。所以，在污水排入水體前，必須對城市污水進行處理。而且工業(yè)廢水排入城市批水管網(wǎng)時，必須符合一定的排放標準。最后流入管網(wǎng)的城市污水統(tǒng)一送至污水處理廠處理后排入水體。 在設計污水處理廠時，廠址對周圍環(huán)境、基建投資及運行管理都有很大影響。 選擇廠址應遵循如下原則： 1.為保證環(huán)境衛(wèi)生的要求，廠址應與規(guī)劃居住區(qū)或公共建筑群保持一定的衛(wèi)生防護距離，一般不小于300米。2.廠址應設在城市集中供水水源的下游不小于500米的地方。3.廠址應盡可能設在城市和工廠夏季主導風向的下方。4.要充分利用地形，把廠址設在地形有適當坡度的城市下游地區(qū)，以滿足污水處理構筑物之間水頭損失的要求，使污水和污泥有自流的可能，以節(jié)約動力。5.廠址如果靠近水體，應考慮汛期不受洪水的威脅。6.廠址應設在地質條件較好、地下水位較低的地區(qū)。7.廠址的選擇要考慮遠期發(fā)展的可能性，有擴建的余地。1.4.2 處理工藝的選擇 1.污水處理工藝流程 處理廠的工藝流程是指在到達所要求的處理程度的前提下，污水處理個單元的有機結合，以滿足污水處理的要求,構筑物的選型則是指處理構筑物形式的選擇，以達到各構筑物的最佳處理效果,兩者是互有聯(lián)系，互為影響的。城市生活污水一般以BOD物質為其主要去除對象，因此，處理流程的核心是二級生物處理法活性污泥法為主。 本工程采用生物除磷脫氮的A2/O工藝。這種工藝特點是利用原污水中可生化降解物質作碳源，在去除污水中BOD物質的同時也能有效去除磷和氮。 具體的流程為：污水進入水廠，由水泵提升經(jīng)過格柵至平流沉砂池，再由集配水井進入初沉池，經(jīng)初沉池沉淀后，大約可去初SS 45%,BOD 25%，污水進入曝氣池中曝氣，從一點進水，采用AA/O生物脫氮除磷工藝。在二次沉淀池中，活性污泥沉淀后，回流至污泥泵房。 2.污泥處理工藝流程 污水處理廠在處理污水的同時，每日產生大量污泥，這些污泥若不進行有效處理，必然對環(huán)境造成二次污染。由于初沉污泥含水率低，一般不需要濃縮處理，可直接進行消化和脫水處理。剩余污泥來自曝氣池，含水率較高，需要先進行濃縮處理后再消化脫水處理。具體過程為：初沉池污泥直接進入貯泥池，二沉池的剩余污泥由螺旋泵提升至濃縮池，濃縮后的污泥進入貯泥池，再由泥控室投泥泵提升入消化池，進行中溫二級消化。一級消化池的循環(huán)污泥進行套管加熱，并用攪拌。二級消化池不加熱，利用余熱進行消化，消化后污泥送至脫水機房脫水，壓成泥餅，泥餅運至廠外。本設計采用的工藝流程如下圖所示。（圖1）消化池濃縮池污泥脫水機二沉池好氧池缺氧池厭氧池粗格柵細格柵曝氣沉砂池進水泵房初沉池集配水井集配水井紫外線消毒計量設備貯泥池污泥回流混合液回流受納河流污泥外運泥渣外運圖1 城市污水處理工藝流程圖1.4.3 污水水量計算：1. 平均日流量 =30000+ 281000 =58000=671.30L/s2. 最大日流量 污水日變化系數(shù) 最大日流量1.4.4 污水水質計算：根據(jù)國家城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準（GB18918-2002）中規(guī)定城市二級污水處理廠一級B標準，各個污染物的出水水質標準如下表1所示：基本控制項目最高允許排放濃度（日均值）（單位：mg/L） 表1序號基本控制項目一級標準二級標準三級標準A標準B標準1化學需氧量（COD）50601001202生化需氧量（BOD5）102030603懸浮物（SS）102030504動植物油135205石油類135156陰離子表面活性劑0.51257總氮（以N計）15208氨氮（以N計）5（8）8（15）25（30）9總磷（以P計）05年12月31日前建設11.53506年1月1 日起建設的0.513510色度（稀釋倍數(shù)）3030405011PH值6912糞大腸菌群數(shù)/（個/L）103104104A、 下列情況下按去除率指標執(zhí)行，當進水COD大于350mg/L時，去除率應大于60%；BOD大于160mg/L時，去除率應大于50%。B、 括號外數(shù)值為水溫>12時的控制指標，括號內數(shù)值為水溫12時的控制指標。1.污水的SS處理程度計算按照國家城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準（GB18918-2002）中規(guī)定城市二級污水處理廠一級B標準，總出水口處懸浮物SS濃度為20mg/l.則去除率為2.污水的BOD5處理程度計算同理，總出水口污水的BOD5濃度為20mg/l.取進口BOD5濃度為150mg/l.則去除率為3.污水的COD5處理程度計算同理，總出水口污水的COD濃度為60mg/l.取進口COD濃度為300mg/l.則去除率為4.污水的處理程度計算同理，總出水口污水的濃度為8mg/l.則去除率為 第二章 污水的一級處理2.1 格柵設計計算1.格柵的基本要求（1）水泵處理系統(tǒng)前格柵柵條間隙，應符合下列要求：1) 人工清除 2540mm2) 機械清除 1625mm3) 最大間隙 40mm（2）格柵的工藝參數(shù)：1）過柵流速：v=0.61.0m/s2）柵前水深：h=0.4m3）安裝角度：a=4575 4）格柵間隙b：一般1530mm，最大為40mm 5）柵條寬度bs：細格柵310mm中格柵1040mm粗格柵50100mm6)進水渠寬：B1=0.65m7)漸寬部分展開角度a1=208)柵前渠道超高：h2=0.3m 由于流量非常大，為防止垃圾堵塞格柵，達到去除粗大物質、保護處理廠的機械設備的目選用一粗一細兩個格柵。（見圖2）2. 格柵尺寸計算設計參數(shù)確定：設計流量Q1=0.940m3/s（設計2組格柵），以最高日最高時流量計算； 過柵流速：v=0.7m/s； 柵條寬度: =0.02m 格柵間隙：=0.04m（粗格柵）; （細格柵）安裝傾角： ; 單位柵渣量：w1=0.05m3柵渣/103m3污水。設計中的各參數(shù)均按照規(guī)范規(guī)定的數(shù)值來取的。粗格柵1. 確定格柵前水深，根據(jù)最優(yōu)水力斷面公式計算得:柵前槽寬= m，則柵前水深m2.柵條的間隙數(shù)n：取n=39 3.柵槽寬度B =0.02(39-1)+0.0439=2.32m 4.進水渠道至柵槽漸寬部分長B1= m漸寬部分展開角度a1=205.柵槽至出水渠道間減縮部分長度6.柵水頭損失（h1）設柵條斷面為銳邊矩形截面，取k=3，則通過格柵的水頭損失：其中： h0：水頭損失； k：系數(shù)，格柵受污物堵塞后，水頭損失增加倍數(shù)，取k=3； ：阻力系數(shù)，與柵條斷面形狀有關，當為矩形斷面時=2.42。7.柵后槽總高度（H）本設計取柵前渠道超高h2=0.3m，則柵前槽總高度H1=h+h2=0.82+0.3=1.12mH=h+h1+h2=0.82+0.062+0.3=1.182m8.柵槽總長度 L=L1+L2+0.5+1.0+（0.82+0.30）/tan=0.94 +0.47+0.5+1.0+(0.82+0.3)/tan60=3.6m9.每日柵渣量當柵條間距為1625mm時，柵渣截留量為0.100.05m3/m3污水。當柵條間距為40mm左右時，柵渣截留量為0.030.01m3/ m3污水。在柵間隙為0.04m的條件下，取W1=0.02m3/ m3。每日柵渣量為： ,所以宜采用機械清渣。由于污水流量和柵渣量都較大，宜采用RAG型回轉耙齒式機械格柵清渣,可以設置兩臺，一臺工作，一臺備用。細格柵1. 確定格柵前水深，根據(jù)最優(yōu)水力斷面公式計算得:柵前槽寬= m，則柵前水深m2.柵條的間隙數(shù)n：取n=61 3.柵槽寬度B =0.02(61-1)+0.02561=2.73m 4.進水渠道至柵槽漸寬部分長B1= m漸寬部分展開角度a1=205.柵槽至出水渠道間減縮部分長度6.柵水頭損失（h1）設柵條斷面為銳邊矩形截面，取k=3，則通過格柵的水頭損失：其中： h0：水頭損失； k：系數(shù)，格柵受污物堵塞后，水頭損失增加倍數(shù)，取k=3； ：阻力系數(shù)，與柵條斷面形狀有關，當為矩形斷面時=2.42。7.柵后槽總高度（H）本設計取柵前渠道超高h2=0.3m，則柵前槽總高度H1=h+h2=0.82+0.3=1.12mH=h+h1+h2=0.82+0.12+0.3=1.24m8.柵槽總長度 L=L1+L2+0.5+1.0+（0.82+0.30）/tan=1.5 +0.8+0.5+1.0+(0.82+0.30)/tan60=4.5m9.每日柵渣量當柵條間距為1625mm時，柵渣截留量為0.050.1m3/m3污水。當柵條間距為40mm左右時，柵渣截留量為0.010.03m3/ m3污水。在柵間隙為0.04m的條件下，取W1=0.05m3/ m3每日柵渣量為： 所以宜采用機械清渣。由于污水流量和柵渣量都較大，宜采用RAG型回轉耙齒式機械格柵清渣,可以設置兩臺，一臺工作，一臺備用。10.電動機功率P根據(jù)B和H查下表可得，RAG型回轉耙齒式機械電動機功率P=3KW。表1 主要技術參數(shù)格柵主要尺寸范圍B5001000500100050016001600320016003200H10002000200030003000400040006000600012000電機功率（KW）0.370.751.12.23.02.2 沉砂池設計計算1. 沉砂池的選型：沉砂池主要用于去除污水中粒徑大于0.2mm，密度2.65t/m3的砂粒，以保護管道、閥門等設施免受磨損和阻塞。沉砂池有平流式、豎流式、曝氣式和旋流式四種形式。曝氣沉砂池具有預曝氣，脫臭，除泡作用及加速污水中油類和浮渣分離等作用，對后面的沉淀池，曝氣池和污泥消化池的正常運作及對沉砂的最終處置提高有利條件，所以本設計采用曝氣沉砂池。（見圖3）2設計資料1）最大時流量沉砂池水力停留時間2-4min；2）有效水深2-3m；3）水平流速，0.08-0.12m/s；4）池的長寬比可達5，池寬和池深比為1-1.5。5）每立方米污水所需曝氣量宜為0.1-0.2 （空氣）。3設計參數(shù)確定設計中選擇兩組曝氣式沉砂池,N=2組，分別與柵格連接，每組沉砂池設計流量: Q=(0.940/2) /s =0.47/s；停留時間：T=3 min設計水平流速：=0.1 m/s； 有效水深：=2 m每立方米污水所需空氣量：d=0.2 /s ;4.池體設計計算1)沉砂池有效容積 2)水流過水斷面面積 3）沉砂池寬度 B:=1.175<1.54) 沉砂池長度m 5) 每小時所需空氣量6) 沉砂室所需容積7) 每個沉砂斗容積8) 沉砂斗上口寬度式中 -沉砂斗高度（m），設計中取=1.4m.-沉砂斗和水平面傾角，設計中矩形沉砂斗取。-沉砂斗底寬度（m）,設計中取=0.5m9) 沉砂斗有效容積 10) 進水渠道11) 出水裝置12) 排沙裝置13) 進水泵房設計各構筑物的水面標高和池底埋深計算見第六章的高程計算。污水提升前水位320.30m（既泵站吸水池最底水位）,提升后水位335.80m（即細格柵前水面標高）。所以，提升凈揚程Z=335.80-320.80=15.00m水泵水頭損失取2m，安全水頭取2 m從而需水泵揚程H=19m再根據(jù)設計流量0.551m3/s，屬于大流量低揚程的情形，考慮選用選用3臺350QW1200-18-90型潛污泵（流量1200m3/h，揚程20m，轉速990r/min，功率90kw），兩用一備，流量： 集水池容積： 考慮不小于一臺泵5min的流量：取有效水深h=1.3m，則集水池面積為: 泵房采用圓形平面鋼筋混凝土結構,尺寸為15 m12m,泵房為半地下式地下埋深7m，水泵為自灌式。2.3 初次沉淀池設計計算1. 初次沉淀池的選型初次沉淀池是借助于污水中的懸浮物質在重力作用下下沉，從而與污水分離，初次沉淀池去除懸浮物為40%-60%，去除BOD5 20%-30%。本設計選擇平流式沉淀池。平流式沉淀池由進水裝置，出水裝置，沉淀區(qū)，緩沖層，污泥區(qū)及排泥裝置組成。（見圖4）2設計參數(shù)確定設計中選擇兩組平流式沉淀池,N=2組，從沉砂池出來的污水進入配水井，經(jīng)配水井后分配流量流入平流式沉淀池。每組平流沉淀池：設計流量: Q=(0.940/2) /s =0.47/s3. 池體設計計算1） 沉淀池表面積 式中 2） 沉淀部分有效水深3） 沉淀部分有效容積4） 沉淀池長度5） 沉淀池寬度6） 沉淀池格數(shù)個取n=7個7） 污泥部分所需容積8） 每格沉淀區(qū)污泥斗所需容積9） 污泥斗容積10） 沉淀池總高度11） 進水配水井沉淀池分兩組，每組分7格，每組沉淀池進水端設計進水配水井，污水在配水井內平均分配，然后流入初沉池。配水管內中心管徑：配水管直徑12） 進水渠道沉淀池分兩組，每組進水端分設進水渠道，配水井接出的DN=1000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。13） 出水渠道沉淀池出水端設出水渠道，出水管與進水渠道連接，將污水送至集水井。出水管道采用鋼管，管徑DN=1000mm,關內流速v=0.64m/s,水利坡降為i=0.479%.第三章 AA/O生物脫氮除磷工藝計算3.1設計參數(shù)1.水力停留時間AA/O工藝的水力停留時間T一般采用6-8h，設計中取T=8h。2.曝氣池內活性污泥濃度曝氣池內活性污泥濃度一般采用2000-4000mg/l，設計中取=3000mg/l。3.回流污泥濃度式中 -污泥指數(shù)，一般采用100 r -系數(shù)，一般采用1.24.回流污泥比= 既3000=9000 解得R=0.5式中 -污泥回流濃度，=0.7512000=9000 mg/l5.內回流倍數(shù)，設計中取內回流倍數(shù)為335%。3.2平面尺寸計算1.總有效容積式中 Q -進水流量(m3)，按平均流量計。 T -水力停留時間（d）。 厭氧，缺氧和好氧各段內水力停留時間比值為1：1：3，則每段的水力停留時間分別為： 厭氧段T1=1.6h，缺氧段T2=1.6h，好氧段T3=4.8h。2.平面尺寸曝氣池總面積式中 h -曝氣池有效水深（m）。設計中h=4.2m。每組曝氣池面積式中 N -曝氣池個數(shù)。設計中取N=2。 每組曝氣池共設5個廊道，第一，第二廊道分別為厭氧和缺氧段，最后3廊道為好氧段。式中 b -每廊道寬度； n -廊道數(shù)。厭氧缺氧好氧池的平面布置如圖所示。厭 缺 好 好 好氧 氧 氧 氧 氧段 段 段 段 段好 好 好 缺 厭氧 氧 氧 氧 氧段 段 段 段 段65.8m35m出水去二沉池消化液回流管35m消化液回流管進水管 來自初沉池空氣干管污泥回流管污泥回流管來自鼓風機房3.3進出水系統(tǒng)1.曝氣池的進水設計 初沉池來水通過DN1200mm的管道送入活性污泥曝氣池首端的進水渠道，管道內的水流速度為0.88m/s。在進水渠道內，水流分別向兩側流出，從厭氧段進入，進水渠道寬度為1.2m,渠道內水深為1.0m，則渠道內的最大水流速度為：2.曝氣池的出水設計厭氧缺氧好氧池的出水采用矩形薄壁堰，跌落出水，堰上水頭厭氧缺氧好氧池的最帶出水流量為2.14,出水管管徑采用DN1800mm,送往二沉池，管道內的流速為0.84m/s。3.4其他管道設計在本設計中，污泥回流比為50%，從二沉池回流的污泥通過兩根DN=1500mm的回流管道分別進入首端的兩側厭氧段，管內污泥流速為0.9m/s.硝化污泥回流比為200%，從二沉池出水回到缺氧段首端，硝化液回流管道管徑為DN1000mm,管內流速為0.9m/s.第四章 生物處理后處理4.1 二次沉淀池設計計算1. 二次沉淀池的選型沉淀池一般分為平流式，幅流式，豎流式和斜管式等幾類。設計中選擇幅流式沉淀池，一般采用對稱布置，配水采用集配水井，這樣各池之間配水均勻，結構緊湊。幅流式沉淀池排泥機械已定型，運行效果好，管理方便。幅流式沉淀池適用于大，中型污水處理廠。2.設計參數(shù)確定設計中采用兩組幅流式沉淀池，N=2。每池設計流量為0.47m3/s，從曝氣池流出的混合液進入集配水井，經(jīng)過集配水井分配后流進幅流式沉淀池。3.池體計算1.沉淀池表面積式中 Q-設計流量（m3/s） -表面負荷，一般采用0.5-1.5。本設計取。2.沉淀池直徑半徑為18.6m3.沉淀池有效水深t-沉淀時間，一般為1.5-3.0h，設計中取t=2.5h。4.徑深比5.污泥部分所需容積式中 6.沉淀池總高度根據(jù)污泥部分容積大于二沉池污泥的特點，采用機械刮吸泥機連續(xù)排泥，池底坡度為0.05.式中 7.進水管的設計設計中單池設計流量取Q=0.47m3/s，單池污水平均流量，泥回流比R=50%。進水管管徑取D1=900mm,流速8.進水豎井計算進水豎井直徑采用D2=-2.0進水豎井采用多孔配水，配水口尺寸，個沿井壁均勻分布；則流速為：<(0.152.0)，符合要求?？拙啵?.出水槽計算采用雙邊直角三角堰出水槽出水，出水槽沿池壁環(huán)形布置，環(huán)形槽中水流由左右兩側匯入出水口。每側流量：給水槽中流速v=0.6m/s ；給水槽寬B=0.6m.槽內重點水深：槽內起點水深：槽內臨界水深：=設計中取出水堰后自由跌落0.10m集水槽高度：0.1+0.79=0.89m,取0.9m。集水槽斷面水深為：。10.出水管計算設計出水管管徑為D=800mm11.排泥裝置沉淀池采用周邊傳動刮吸泥機，周邊傳動刮吸泥機的線速度為2-3m/min,刮吸泥機底部設有刮泥板和吸泥管，利用凈水壓力將污泥吸入污泥槽，沿進水豎井中的排泥管將污泥排出池外。排泥管管徑500mm，回流污泥量為167.2l/s，流速0.79m/s。12.集配水井的設計計算（1）配水管中心管直徑式中 設計中取v2=0.7m/s,Q=1.276m3/s.(2)配水井直徑式中 v3配水井內污水流速（m/s）,一般采用v3=0.2-0.4m/s。設計中取v2=0.3m/s。（3）集水井直徑-集水井內污水流速（m/s）,一般采用v1=0.2-0.4m/s。設計中去v1=0.25m/s。（4）進水管管徑取如水二沉池管徑DN=900mm。校核流量：（5）出水管管徑有前面結果可知，DN=800mm,v=1.0m/s.(6)總出水管綜合以上，取出水管管徑D=1100mm,v=1.0m/s,集配水井內設有超越閘門，以便超越。4.2 消毒設施計算污水經(jīng)過上述構筑物處理后，水質得到了較大改善，細菌數(shù)量也大為減少。但水中仍有病原菌存在的可能。因此，污水在排放前應經(jīng)過消毒處理，達到城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準（GB18918-2002）。1. 消毒劑的選擇污水消毒的方法主要分為物理消毒和化學消毒。目前用于污水消毒的常用消毒方法是向污水中投加消毒劑，主要消毒劑有液氯，次氯酸鈉，二氧化氯和紫外線（物理方法）。由原始資料可知，根據(jù)該水廠處理規(guī)模和受納水體衛(wèi)生要求，本設計中采用液氯作為消毒劑對污水消毒。2. 消毒劑的投加1) 加氯量計算二級處理出水采用液氯消毒時，液氯投加量一般為5-10mg/l.本設計中液氯投加量采用8.0mg/l。每日加氯量為：2) 加氯設備液氯由真空轉子加氯機加入，加氯機設計2臺，采用一用一備。每小時投加氯量：設計中采用ZJ-1型轉子加氯機。3. 平流式消毒接觸池本設計采用2個3廊道平流式消毒接觸池，單池設計計算如下：1) 單池消毒接觸池容積設計中消毒接觸時間t取30min。2) 表面積設計中接觸池有效水深取h2=2.5m.3) 池長設計中接觸池池寬取B=5m.設計中消毒接觸池采用三廊道，則消毒接觸池池長為：設計中每個接觸池池長取23m。4) 池高設計中超高h1=0.3m.5) 進水部分每個消毒接觸池的進水管管徑為D=800mm，速度v=1.0m/s。6) 出水部分式中 4.3 計量設備設計計算1.計量設備的選擇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，超聲波流量計和渦輪流量計等。污水測量裝置的選擇原則是精度高，操作簡單，水頭損失小，不易發(fā)生沉淀物，其中以巴氏計量槽英語最廣。本設計的計量設備采用巴氏計量槽，選用測量范圍為：0.1-1.10m3/s,設計中去喉寬為w=0.60m.2.計量槽設計(一) 計量槽主要尺寸：查城市給水排水設計手冊第五冊得，設計中喉部寬度取b=0.6m,則有(二) 計量槽總長度計量槽應該設在渠道的直線段上，直線段的長度不應小于渠道寬度的8-10倍，在計量槽上游，直線段不小于渠道寬的2-3倍，下游不小于4-5倍；計量槽上游直線段長L1為：(三) 計量槽水位當b=0.6時，Q=則上游水深0.77m當b=0.3-2.5m,時為自由流(四) 出水廠出水管采用重力流鑄鐵管，流量為Q=0.940m3/s，DN=1100mm,v=1.0m/s,i=1.0%.第五章 污泥處理構筑物計算5.1 污泥量計算初沉池污泥是來自初次沉淀池的污泥，污泥含水量較低，一般不需要進行濃縮處理，可直接進行消化，脫水處理。 剩余污泥是來曝氣池，為保持曝氣池內污泥量的平衡，每日增加的污泥量必須排出系統(tǒng)。剩余污泥含水量較高，所以需要先進行濃縮處理，然后進行消化，脫水處理。1. 初沉池污泥量計算由前面資料計算可知，初沉池采用間歇排泥的運行方式，每4小時排一次泥。按水中懸浮物計算：式中設計中取T=4h,P0=97%.所以初沉池污泥量以每次排泥時間30min計，每次排泥量為63.12m3/h=0.0175m3/s.2.剩余污泥量計算1.曝氣池內每日排出的污泥量 由前面計算結果值在帶入式中可得：式中 2. 曝氣池每日排出的剩余污泥量式中 5.2 污泥濃縮池設計計算1. 濃縮池的選型本設計采用豎流式濃縮池，因為初沉池污泥含水量較低，可以不采用濃縮處理。設計中一般采用濃縮池處理剩余活性。濃縮前污泥含水率為99%，濃縮后的污泥含水率為97%。2. 濃縮池的設計計算進入濃縮池的剩余污泥量為0.0022m3/s，采用兩個濃縮池進行處理，則單個濃縮池流量為0.0011m3/s.1) 中心進泥管面積式中則 管內流速 2) 中心進泥管與反射板之間的高度式中3) 濃縮后分離出的污水量式中 4) 濃縮池水流部分面積式中 5) 有效水深式中 V-濃縮時間，設計中取10h。6) 濃縮后剩余污泥量7) 濃縮池總高度式中 8) 溢流管溢流水量為0.0007m3/s，設溢流管徑為DN150mm，管內流速為0.102m/s。9) 排泥管濃縮后剩余污泥量為0.00037m3/s，泥量很小，故采用間歇排泥方式，污泥管道選用DN150mm，每次排泥時間為0.5h，每日排泥兩次，間歇時間為12h。5.3 貯泥池設計計算1. 貯泥池選型貯泥池的污泥來自初沉池和濃縮池，由于污泥量不大，本設計采用兩座豎流沉淀貯泥池。2. 貯泥池設計計算1) 貯泥池設計進泥量由上面計算結果可知，初沉池進泥量Q1=378.77m3/d，濃縮池單池進泥量為31.68m3/d，則總進泥為31.68*2=63.36m3/d.所以貯泥池每日產生污泥量為：2) 貯泥池有效容積式中 3) 貯泥池高度4) 管道部分每個貯泥池設DN150mm的吸泥管一根，2個貯泥池相互連通，聯(lián)通管為DN200.設3根進泥管，一根來自初沉池，2根來自污泥濃縮池，管徑均為150mm。5.4 污泥消化池設計計算目前污泥消化主要采用厭氧消化，主要處理構筑物為消化池。設計擬采用中文二級消化處理，處理池停留天數(shù)為30d，消化池控制溫度為33-35，一級消化池進行消化攪拌，二級消化池不加熱，不攪拌，均采用固定蓋式消化池。1. 一級消化池容積1) 由前面計算結果可知，污泥量Q=442.13m3/d，采用4座消化池，則每座池子的體積為：2) 各部分尺寸確定a) 消化池直徑，設計中取19m。b) 集氣罩高度，設計中取2m。c) 消化池主體高度，設計中取3.0m。d) 消化池總高度，設計中取16.5m。2. 二級消化池容積同上，采用2座二級消化池，則每座消化池的體積為：由于二級消化池與一級消化池的體積相等，所以二級消化池各部分尺寸同一級消化池相同。3. 污泥加熱方式本設計采用目前最常見的污泥加熱方法，即池外加熱法。本方法采用套管式換熱，也是熱交換法。這種方法設備費用高，但設備置于池外，維護方便。4. 混合攪拌設備本設計采用螺旋槳攪拌方式，使厭氧消化中底物與微生物充分接觸反應，混合同時能使池溫和濃度均勻，防止污泥分層和形成浮渣。5. 消化后污泥量計算1) 一級消化后污泥量前面計算結果可知V1=442.13m3/d，P1=97%,一級消化占可消化程度的比例m=80%。污泥可消化程度R=50%，生活污泥中有機物含量P=65%。2) 二級消化后污泥量由前面計算結果可知，設計中取二級消化后污泥含水率為P3=95%。則二級消化池體積為：設計采用2座二級消化池，單池污泥排放量為89.53m3/d。5.5 污泥脫水由于經(jīng)過二級消化后從二級消化池里排出的污泥含水率約為95%左右，體積仍然很大。因此為了方便運輸和處理，需對污泥進行脫水處理，使其含水率降為60%-80%。1. 污泥脫水量計算脫水后污泥量有前面計算可知，脫水前污泥量Q0=179.06m3/d，脫水前污泥含水率為P1=95%，脫水后污泥含水率取P2=75%，M為脫水后干污泥重量。脫水后污泥形成泥餅，用小車運走，分離液返回處理系統(tǒng)前端進行處理。2. 脫水機的選擇機械脫水方法有真空吸濾法，壓縮法和離心法。本設計中選用DY-3000型帶式壓濾機，其主要指標為，干污泥量600kg/h，泥餅含水率75%。設計中采用3臺帶式壓濾機，其中2用1備。工作周期按12小時算。則每臺處理污泥量為:m=600*12*2=14400kg/d，滿足要求。第六章 污水處理廠布置6.1 污水處理廠平面布置1. 污水處理廠設施組成根據(jù)選定的處理工藝和流程方案，污水處理工程設施包括以下幾個方面：1) 生產性構筑物分為污水和污泥處理設備。污水處理設備有污水總泵站，格柵間，沉砂池，初沉池，曝氣池，二沉池，消毒池，鼓風機房，污泥回流泵房和加氯間等等。2) 輔助設備分為生產和生活輔助設施。生產輔助設施包括綜合辦公樓，倉庫，車庫，機修間，污泥堆場等等。生活輔助設施包括食堂，浴室，鍋爐房和門衛(wèi)室等等。3) 各類管道廠區(qū)管道主要有工藝管道，污泥處理管道，空氣管道，上清液回流管道，廠區(qū)給水和排水管道，加藥管等等。2. 平面布置原則該污水處理廠主要處理構筑物有：機械除渣格柵井、污水提升泵房、平流沉砂池、平流初次沉淀池、鼓風曝氣池與二次沉淀池、污泥回流泵房、濃縮池、消化池、計量設施等及若干輔助建筑物?？倛D平面布置時應遵從以下幾條原則。 處理構筑物與設施的布置應順應流程、集中緊湊，以便于節(jié)約用地和運行管理。 工藝構筑物（或設施）與不同功能的輔助建筑物應按功能的差異，分別相對獨立布置，并協(xié)調好與環(huán)境條件的關系（如地形走勢、污水出口方向、風向、周圍的重要或敏感建筑物等）。 構（建）之間的間距應滿足交通、管道（渠）敷設、施工和運行管理等方面的要求。 管道（線）與渠道的平面布置，應與其高程布置相協(xié)調，應順應污水處理廠各種介質輸送的要求，盡量避免多次提升和迂回曲折，便于節(jié)能降耗和運行維護。 協(xié)調好輔建筑物，道路，綠化與處理構（建）筑物的關系，做到方便生產運行，保證安全暢道，美化廠區(qū)環(huán)境。3. 平面布置1) 工藝流程布置工藝流程布置根據(jù)設計任務書提供的廠區(qū)面積和地形布置，盡量使布置方式的生產聯(lián)絡管線短，水頭損失小，方便管理，有利于日后擴建。2) 構筑物平面布置按照功能，將污水處理廠布置成3個區(qū)域：. 污水處理區(qū)：該區(qū)域位于污水廠南部，由各項污水處理設施組成。 包括各類生產性構筑物。. 污泥處理區(qū)：該區(qū)域位于污水廠北部，廠區(qū)主導風向的下風向。由各項污泥處理設施組成。. 生活區(qū)：該區(qū)是將生活輔助設施建筑相對集中，便于外來人員聯(lián)系。生活區(qū)位于污水廠西部，廠區(qū)主導風向為西南風。6.2 污水處理廠高程布置1. 高程布置原則. 認真計算管道的沿程損失，局部損失，各處理構筑物及聯(lián)絡管道的水頭損失等等。. 考慮遠期發(fā)展，水量增加的預留水頭。. 避免處理構筑物之間跌水等浪費現(xiàn)象，充分利用地形高差，實現(xiàn)自流。. 需要排放的處理水，在常年大多數(shù)時間里能自流排放。. 應盡量可能使污水處理工程的出水管渠高程不受水體頂托的影響，并能自流流出。.2. 污水處理廠構筑物高程布置污水處理廠高程布置的任務是：確定各處理構筑物和泵房等的標高，選定各連接管渠的尺寸并決定其標高。計算決定各部分的水面標高，以使污水能按處理流程在處理構筑物之間通暢地流動，保證污水處理廠的正常運行。1) 構筑物水頭損失構筑物水頭損失見表2.構筑物水頭損失表 表2構筑物名稱水頭損失構筑物名稱水頭損失格柵0.2二沉池0.5沉砂池0.2接觸池0.3初沉池0.5計量堰0.26曝氣池0.42) 管渠水利計算管渠水利計算見表3.污水管渠水力計算表 表3管渠及構筑物名稱流量（l/s）管渠設計參數(shù)水頭損失（m）D(mm)I(%)V(m/s)L(m)沿程局部出水口至計量堰94011001.01.02500.250.176計量堰至接觸池94011001.01.0400.040.077接觸池值集配水井94011001.01.0350.0350.306集配水井至二沉池470800 1.51.0100.0150.102二沉池至集配水井6419001.351.1100.0140.168集配水井至曝氣池135812001.01.2350.0350.306曝氣池至集配水井94011001.01.0300.030.077集配水井至初沉池4708001.51.0100.0150.102初沉池至集配水井4708001.51.0100.0150.168集配水井至沉砂池47011001.01.0150.0150.3083) 污水處理高程布置污水處理廠設置終點泵站，水力計算以接受處理后污水水體的最高水位作為起點，沿污水處理流程向上倒推計算，以使處理后的污水在洪水季節(jié)也能自流流出?？紤]河流水位及污水廠出水能在洪水位時自流排出。因此，設計中以曝氣池為基準，確定曝氣池水面標高，由此向兩邊推算其他構筑物高程。計算結果見表4.構筑物及管渠水面標高計算表 表4序號管渠及構筑物名稱（m）水面上游標高（m）水面下游標高（m）構筑物標高（m）地面標高（m）1出水口至計量堰325.642325.216326.302計量堰325.902325.642325.772326.303計量堰至接觸池326.019325.902326.304接觸池326.319326.019326.169326.305接觸池至集配水井326.660326.319326.306集配水井至二沉池326.777326.660326.307二沉池327.277326.777327.027326.308二沉池至集配水井327.459327.277326.309集配水井至曝氣池327.80327.459326.3010曝氣池328.20327.80328.0326.3011曝氣池至集配水井328.307328.20326.3012集配水井至初沉池328.424328.307326.3013初沉池328.924328.424328.674326.3014初沉池至集配水井329.107328.924326.3015集配水井至沉砂池329.430329.107326.3016沉砂池329.630329.430329.53326.3017格柵329.830329.630329.63326.30計算結果,出水口水面標高為325.216米，高于最高洪水水位332.5米，滿足排放要求。3. 污泥處理構筑物高程布置1) 污泥管道水頭損失管道沿程損失：管道局部損失式中 查計算表可知污泥含水率為97%時，污泥濃度系數(shù)為71.污泥含水率為95%時，污泥濃度系數(shù)為53.則計算得各連接管道的水頭損失見表5.連接管道水頭損失 表5管渠及構筑物名稱流量(L)管渠設計參數(shù)水頭損失（m）初沉池至貯泥池26.62000.851600.720.130.85濃縮池至貯泥池15.31500.87100.070.030.10一級消化池至二級消化池15.01500.85400.260.130.39二級消化池至脫水機房16.41500.931200.260.120.382) 污泥處理構筑物的水頭損失當污泥以重力流排出池體時，污泥處理構筑物的水頭損失以各構筑物的出流水頭計算，初沉池，濃縮池，消化池一般取1.5米，二沉池一般取1.2米。3) 污泥高程布置由于消化池高度較高，可以滿足后續(xù)脫水機房的需要，確定一級消化池泥面標高，初沉池液面標高和二沉池液面標高。計算結果見表6所示，污泥處理構筑物及管渠水面標高計算表 表6序號管渠及構筑物名稱(m)上游泥面標高(m)下游泥面標高(m)構筑物泥面標高(m)地面標高(m)1初沉池328.674326.302初沉池至貯泥池328.674326.324326.303貯泥池326.324326.304濃縮池至貯泥池327.924326.324326.305濃縮池327.924326.306一級消化池332.30326.307一級消化池至二級消化池332.30330.410326.308二級消化池330.410326.309二級消化池至脫水機房330.410328.53326.3010脫水機房328.53326.30- 30 -