沈陽某大學城市排水工程規(guī)劃及污水處理廠畢業(yè)設計.doc,沈陽,某大學,城市,排水,工程規(guī)劃,污水處理,畢業(yè)設計,doc 學號： 畢 業(yè) 設 計 題 目 遼寧省 TZG市排水工程規(guī)劃及污水處理廠設計 學院專業(yè)班級 學 生 姓 名 性別 指 導 教 師 職稱 1. 畢業(yè)設計（論文）選題論證書 共 1 頁 2. 畢業(yè)設計（論文）任務書 共 5 頁 3. 畢業(yè)設計（論文）開題報告 共 1 頁 4. 畢業(yè)設計（論文）進度檢查表 共 1 頁 5. 畢業(yè)設計（論文）指導教師評定意見 共 1 頁 6. 畢業(yè)設計（論文）評閱人評閱意見 共 1 頁 7. 畢業(yè)設計（論文）答辯記錄及成績 共 1 頁 8. 畢業(yè)設計（論文）答辯委員會評審意見 共 1 頁 沈陽某大學 畢業(yè)設計選題論證書 畢業(yè)設計設計（論文）題目 遼寧省TZG市排水工程規(guī)劃及污水處理廠設計 指導教師姓名 職稱 講師　 專業(yè) 給水排水工程 指導教師單位 市政與環(huán)境工程學院 是否首次指導畢業(yè)設計（論文） 否 選題內(nèi)容提要 ⑴城市排水工程規(guī)劃 排水系統(tǒng)體制的選擇；排水管道規(guī)劃及污水處理廠的位置選擇；雨水管道規(guī)劃。 ⑵城市污水處理廠工藝設計 ①污水處理工藝選擇及各工藝單元的設計。 ②污泥處理方法選擇及污泥處理構筑物的工藝設計計算。 ③污水處理廠的平面布置。 ④污水處理廠豎向布置及高程計算。 ⑤工程投資及處理成本計算。 選題的性質(zhì)、難度、份量 設計選題是工程設計題目，設計的內(nèi)容及難度滿足本專業(yè)畢業(yè)設計要求，知識覆蓋面廣，能夠使學生掌握城市排水工程設計的基本內(nèi)容、方法 、步驟與要求，有利于培養(yǎng)學生綜合運用專業(yè)知識及相關知識的能力和工程實踐能力。工作量適中，學生在畢業(yè)設計時間能夠完成設計任務。 選題的綜合訓練要求 ⑴計算機應用能力的訓練。利用計算機軟件進行管道的水力計算和CAD繪圖。 ⑵工程繪圖能力的訓練。 ⑶運用專業(yè)知識及相關知識解決實際問題能力的訓練。 ⑷設計說明書編制能力的訓練。 ⑸技術經(jīng)濟分析能力的訓練。 ⑹資料查閱及外語翻譯能力的訓練。 審核意見 教研室意見 學院畢業(yè)設計（論文）領導小組意見 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　主任簽字： 　組長簽字： 年 月 日 年 月 日  沈陽某大學 畢業(yè)設計任務書 題 目 遼寧省TZG市排水工程規(guī)劃及污水處理廠設計 學 號： 學生姓名院（系）給排水 班 指導教師 職 稱 指導教師單位 設計地點 起止日期 年 月 日至 年 月 日 1. 畢業(yè)設計任務及要求 （1）任務 1）排水管網(wǎng)規(guī)劃設計，含兩個以上的方案比較； 2）污水泵站工藝設計，含部分工藝施工圖設計； 3）污水處理工藝設計，含部分單體構筑物的工藝施工圖設計； 4）污泥水處理工藝設計，含部分單體構筑物的工藝施工圖設計； 5）排水管網(wǎng)與污泥處理廠的工程預算； （2）基本要求 1）完成排水管網(wǎng)和雨水管道的定線，至少應對兩個排水管網(wǎng)定線方案，進行技術經(jīng)濟比較，從中選優(yōu)。 2）排水管網(wǎng)的主干管、區(qū)域干管、支干管應進行詳細的水力計算與高程計算。水力計算應采用計算機編程計算。 3）按給出的原始資料合理地選定設計暴雨強度公式進行雨水管道的水力計算。從街道明渠開始只計算其中一、二條雨水管道即可。 4）污水泵站工藝設計要確定水泵機組的臺數(shù)、水泵型號、泵站的結構形式等。 5）根據(jù)資料與城市規(guī)劃情況、考慮環(huán)境效益與社會效益，合理選擇污水處理廠位置。污水處理廠平面布置要緊湊合理，節(jié)省占地面積，同時應保證運行管理方便。 6）在確定污水處理工藝流程時，同時選擇適宜的各處理單體構筑物的類型。對所有構筑物都進行設計計算，包括確定各有關設計參數(shù)、負荷、尺寸與所需的材料與規(guī)格等。 7）對污水與污泥處理系統(tǒng)要做出較準確的水力計算與高程計算。 8）對排水管網(wǎng)與污水處理廠都要進行經(jīng)濟概算與成本分析。 2. 設計的原始資料及依據(jù) （1）地形與城市規(guī)劃資料 1）城市地形與總體規(guī)劃圖一張，比例為1:10000 2）城市各區(qū)人口密度與居住區(qū)生活污水量標準（平均日） 城市各區(qū)人口密度和污水量標準 區(qū)域 人口密度（人/公頃） 污水量標準（升/人.日） 一 區(qū) 310 160 二 區(qū) 320 140 三 區(qū) 360 150 3）城市綜合徑流系數(shù) 城市綜合徑流系數(shù)為0.64 4）工業(yè)企業(yè)與公共某的排水量和水質(zhì)資料 城市工業(yè)企業(yè)與公共某的排水量和水質(zhì)資料 企業(yè)與公共某名稱 平均排水量 (m3/h) 最大排水量 (m3/h) SS (mg/L) BOD5 (mg/L) pH 工廠甲 220 260 270 230 7.2 工廠乙 280 320 380 220 6.8 工廠丙 330 360 340 330 7.1 注：工業(yè)企業(yè)廢水的特殊水質(zhì)可以另行說明；如國有企業(yè)與公共某的廢水已經(jīng)處理，按處理后的水質(zhì)填寫。 （2）氣象資料 1）氣溫資料 城市氣溫資料 年平均氣溫 10 月平均最高氣溫 30 年最低氣溫 -26 月平均最低氣溫 -8 年最高氣溫 35 月平均氣溫 23 溫度在-10以下的天數(shù)（天） 75 溫度在0以下的天數(shù)（天） 105 降雨量（mm/天） 1150 年蒸發(fā)量（mm/天） 220 2）常年主導風向 常年主導風向為東南風。 3）設計暴雨強度公式及其參數(shù): 自查手冊 （3）地質(zhì)資料 城市地質(zhì)資料 土壤性質(zhì) 冰凍深度（m） 地下水位（地表下）（m） 排水管網(wǎng)干管處一般性資料 粘土 1 7 污水中途泵站與污水處理廠處 粘土 1 7 （4）受納水體水文與水質(zhì)資料 受納水體為河流，污水處理廠排放口處資料見下表。 城市污水受納水體水文水質(zhì)資料 流量 (m3/s) 流速 (m/s) 水位（m） 水溫 (℃) Do (mg/L) BOD (mg/L) SS (mg/L) 最小流量時 74 最高水位時 78 常水位時 76 3. 圖紙、程序、上機、實驗、外文翻譯等具體要求： （1）圖紙要求：應完成1#圖紙至少11張。其中手工繪制2張。 （2）程序要求：應能獨立使用程序進行污水管路及雨水管路水力計算。 （3）上機要求：上機40機時以上，能夠熟練掌握某CAD繪圖 （4）外文翻譯要求：能夠較好的翻譯本專業(yè)外文資料，外文翻譯3000～5000字。 4. 時間進度安排： 時間階段 計 劃 完 成 內(nèi) 容 第一周 開題報告、制定方案 第二周 制定方案、水力計算 第三周 水力計算 第四周 畢業(yè)實習 第五周 畢業(yè)實習 第六周 污水廠工藝設計計算 第七周 污水廠工藝設計計算 第八周 管道縱斷面圖（1-2張） 第九周 污水廠平面布置圖及污水廠平面工藝圖（各1張） 第十周 曝氣池平剖圖（2張） 第十一周 高程計算，高程圖（1張） 第十二周 構筑物工藝圖（2張） 第十三周 泵站工藝設計及工藝圖（1張） 第十四周 繪制排水工程規(guī)劃渲染圖（1張） 第十五周 整理、撰寫設計說明書 第十六周 檢查圖紙、準備答辯 第十七周 畢業(yè)答辯 5. 主要參考資料、文獻 （1）《排水工程》上冊 中國某工業(yè)出版社 2001 （2）《排水工程》下冊 中國某工業(yè)出版社 2001 （3）《水泵及水泵站》中國某工業(yè)出版社 2002 （4）《給水排水設計手冊》1、5、10、11分冊，中國某工業(yè)出版社2002 （5）《工程建設標準規(guī)范匯編》中國計劃出版社1991 （6）《給水排水工程基本建設概預算》同濟大學出版社1991 （7）《給水排水快速設計手冊》第4冊，中國某工業(yè)出版社1996 6. 對設計說明書內(nèi)容的要求 （1）設計說明書不僅要有完整的設計計算過程，還應包括與設計題目有關的資料匯總，可供選擇的方案比較，選擇方案的依據(jù)，以及對所選方案的論述。 （2）設計說明書要結構嚴謹、層次分明、語言流暢、書寫工整、簡圖合理、計算正確，符合學科、專業(yè)的有關要求。 （3）設計說明書的用語、表格、計量單位、插圖應規(guī)范標準，符合給水排水專業(yè)國家標準。文中出現(xiàn)的符號和縮語應采用本專業(yè)的權威性機構或?qū)W術團體所公布的規(guī)定。 （4）設計說明書應采用統(tǒng)一的畢業(yè)設計用紙，并按統(tǒng)一規(guī)格裝訂成冊 指導教師簽字： 日期： 年 月 日 沈陽某大學 課題名稱 遼寧省TZG市排水工程規(guī)劃及污水處理廠設計 課題來源 工程實際 課題類型 工程設計 學 院 市政與環(huán)境工程學院 學生姓名 某 學 號 0503160303 專 業(yè) 給水排水工程 我的畢業(yè)設計題目是遼寧省TZG市排水工程規(guī)劃及污水處理廠工藝設計，根據(jù)任務書相關要求和該城市的自然條件，我確定排水形式及污水廠的設計特點、規(guī)范及方法，并查閱了相關設計的成功事例。 本設計排水體制選擇分流排水系統(tǒng)，雨水充分利用地形，就近排入水體。污水處理廠構筑物的設計和平面布置等理論知識參考給排水手冊相關內(nèi)容。排水規(guī)劃設計圖和污水處理廠各構筑物的設計計算應是此設計重點難點。 污水處理采用生物二級處理工藝，一級處理選用曝氣沉砂池和輻流式沉淀池，主要去除水中懸浮物和泥沙污泥。生物處理采用傳統(tǒng)活性污泥法，能夠有效去除污水中的有機物，達到排放要求。污泥采用濃縮—中溫二級消化—機械脫水工藝處理，脫水后的污泥外運。 為順利完成此設計我的時間安排如下： 時間 任務 成果表達形式 第1周 查閱資料，寫開題報告 開題報告 第2、3周 開題、確定排水工程規(guī)劃方案、管道水力計算 排水工程規(guī)劃草圖， 管道水力計算表 第4、5周 畢業(yè)實習 實習日記、實習報告 第6、7周 工藝設計計算 第8-14周 污水廠設計及圖紙繪制 設計圖紙11張 第15周 整理、撰寫設計說明書，交設計成果 設計說明書1份 第16周 檢查圖紙、準備答辯 指導教師意見： 簽 名： 年 月 日 畢業(yè)設計開題報告 沈陽某大學 畢業(yè)設計學生進度檢查表 時間階段 學生完成的內(nèi)容 指導教師檢查意見 指導教師簽名 檢查日期 第一周 寫開題報告、確定方案 第二周 確定方案、水力計算 第三周 水力計算 第四周 畢業(yè)實習、撰寫實習報告 第五周 畢業(yè)實習、撰寫實習報告 第六周 工藝設計計算 第七周 工藝設計計算 第八周 管道縱斷面圖繪制 第九周 污水廠平面布置圖及污水廠平面工藝圖繪制 第十周 繪制曝氣池平剖圖 第十一周 高程計算，高程圖 第十二周 構筑物工藝圖 第十三周 污水處理廠泵站設計 第十四周 繪制排水工程規(guī)劃渲染圖 第十五周 撰寫并完善設計說明書 第十六周 檢查圖紙、準備答辯 第十七周 畢業(yè)答辯  沈陽某大學 畢業(yè)設計指導教師評定意見書 評定成績： 指導教師簽字： 指導教師職稱： 指導教師單位： 年 月 日  沈陽某大學 畢業(yè)設計評閱人評閱意見書 評閱成績： 評閱教師簽字： 評閱教師職稱： 評閱教師單位： 年 月 日  沈陽某大學 畢業(yè)設計答辯記錄及成績 給水排水工程 專業(yè) 05-3班級 學生 某 指導教師 班福忱 畢業(yè)設計題目 遼寧省TZG市排水工程規(guī)劃及污水處理廠設計 答辯時間： 年 月 日 時 分 至 時 分 出 席 人 主任委員（組長） 委 員（組員） 、 、 答辯委員會（答辯小組）提出的問題及答辯情況： 記錄人： 答辯成績： 主任委員（組長）簽字： 沈陽某大學 畢業(yè)設計答辯委員會評審意見 學生姓名： 某 院（系）： 專業(yè)班級： 給水排水專業(yè) 05-3班 題目名稱： 遼寧省TZG市排水工程規(guī)劃及污水處理廠設計 評審意見： 畢業(yè)設計（論文）成績評定量化表（按百分制分配）： 項目 評定成績 評閱成績 答辯成績 其他成績（可選） 總分 比例 分數(shù) 經(jīng)評定，該生畢業(yè)設計（論文）成績?yōu)椋? 是否建議授予學士學位： 沈陽某大學 學院答辯委員會 主 任（簽字）： 年 月 日 目錄 第一章 設計任務及原始資料 1 第二章 設計說明 5 2.1城市管網(wǎng)設計 4 2.1.1 排水體制 5 2.1.2排水系統(tǒng)布置方式的確定 5 2.1.3污水管道系統(tǒng) 6 第三章 城市污水處理廠設計 9 3.1 污水廠選址 9 3.2 污水廠處理規(guī)模、處理程度 9 3.3工藝流程 10 3.4工藝總平面布置 11 第四章 處理構筑物工藝設計 13 4.1 污水處理構筑物 13 4.1.1 格柵 13 4.1.2污水泵房 13 4.1.3平流沉砂池 13 4.1.4初次沉淀池 14 4.1.5曝氣池 15 4.1.6二次沉淀池 15 4.1.7鼓風機房、加氯間 16 4.1.8計量堰設計計算 16 4.2 污泥處理構筑物 16 4.2.1濃縮池 16 4.2.2污泥貯存池 17 4.2.3消化污泥控制室 17 4.2.4消化池 17 4.2.5脫水機房 18 4.2.6沼氣罐 18 4.3廠內(nèi)給水排水及道路 18 4.4輔助建筑物 18 第五章 設計計算 20 5.1 一級處理 20 5.1.1格柵 20 5.1.2 沉砂池 22 5.1.3 初沉池（幅流式） 24 5.2 二級處理——活性污泥法 25 5.2.1曝氣池 25 5.2.2輻流式二次沉淀池 33 5.2.3消毒和混合設計 34 5.2.4計量堰 35 5.3 污泥處理構筑物 36 5.3.1濃縮池 36 5.3.2消化池 39 5.4附屬構筑物工藝計算 47 5.4.1 回流污泥泵房： 47 5.4.2 鼓風機房： 47 5.4.3 污泥投配池 47 5.4.4 污泥控制室 47 5.4.5 污泥脫水機房 48 5.4.6 廠內(nèi)給水排水以及道路 48 第六章 污水處理廠高程計算 49 6.1 污水部分高程計算 49 6.2 污泥部分高程計算 51 第七章 污水泵站計算 53 第八章 技術經(jīng)濟分析 55 8.1 水廠工程造價 55 8.2 污水處理成本計算 56 第九章 結論 58 參考文獻 59 謝辭 60 附錄一 中文譯文 附錄二 外文資料原文 附錄三 污水管道電算計算表 附錄四 雨水管道電算計算表 沈陽某大學 畢業(yè)設計（論文）任務書 題 目 遼 寧 省 TZG市 排 水 工 程 規(guī) 劃 及 污 水 處 理 廠 設 計 學 號： 學生姓名 院（系） 環(huán)境學院 專業(yè)班級 指導教師 職 稱 指導教師單位 設計地點 起止日期 月 日至 年 月 日 1 摘要 遼寧省 TZG 市排水工程規(guī)劃及污水處理廠的設計內(nèi)容為：污水管道的規(guī)劃與設計、 雨水管道的規(guī)劃與設計及污水處理廠的設計。 該市面積約為 1600 多公頃，被鐵路劃分為三個區(qū)，其中一區(qū)人口密度為 310 人/ 公頃，二區(qū)人口密度為 320 人/公頃，三區(qū)人口密度為 360 人/公頃，其中甲工廠（位 于一區(qū)）的排水量為 220 m3/h，乙工廠（位于三區(qū)）的排水量為 280 m3/h，丙工廠 （位于三區(qū)）的排水量為 330 m3/h.在該市的南面有一條自東向西的河流，河水的最高 水位為 64m,最低水位為 60m,常年主導風向為東南風，城市綜合徑流系數(shù)為 0.64，冰凍 線為-1.00m. 本工程設計采用分流制排水體制。污水處理廠設在河的下游，城市的西南部，遠 離城區(qū)，占地約 23 公頃,采用二級處理,處理水量為 131401m3/d，進水 BOD 為 227.37 g/m3。 雨水直接排入河流中，為重力流。 平面布置在滿足工藝流程的前提下，利用原有地形設置，布置大致分為四個區(qū)： 生活區(qū)、污水處理區(qū)、污泥處理區(qū)、預留地。要求布置緊湊、進出水流暢、節(jié)省用地。 關鍵詞：污水管道;雨水管道;污水處理廠;分流制 2 Abstract The design elements of TZG City, Liaoning Province drainage works planning and design of a sewage treatment plant: Sewage pipelines planning and design, stormwater pipelines planning and design and the sewage treatment plant design. The area of the city is more than one thousand six hundred hectares, it is divided into three areas By the railway, the population density of the first area is 310 persons / ha, the population density of the second area is 320 persons / ha, the population density of the third area is 360 persons / ha.The displacement of A factory（Located in the first area ）is 220 m3 / h, the displacement of B factory（Located in the second area ） is 280 m3 / h, the displacement of C factory（Located in the third area ）is 330 m3 / h. In the south of the city there is a river from east to west, the river's highest level is 64m, the minimum water level is 60m, the perennial leading wind direction is south-east, the city's comprehensive runoff coefficient is 0.64, the frozen line is -1.00m. The engineering design uses the drainage adopted triage system. Sewage treatment plant located in the lower reaches of the river, the south-west of the city, away from the city, covering about 23 hectares, uses secondary treatment to deal with 131401m 3 / d water, the influent BOD is 227.37 g/m3 Rain water is discharged directly into rivers which is gravity flow. To meet the technological process the layout use the original terrain settings, arranged roughly divided into four areas: living area, sewage disposal areas, sludge treatment area, Reserve. Require compact layout, and out of the water flow, saving space. Key words: Sewage pipelines; stormwater pipelines; the sewage treatment plant; Triage system 3 1 遼 寧 省 TZG 市 排 水 工 程 規(guī) 劃 及 污 水 處 理 廠 設 計 第一章 設計任務及原始資料 我國一批城市興建了污水處理廠，一大批工業(yè)企業(yè)建設了工業(yè)廢水處理廠（站） ， 更多的城市和工業(yè)企業(yè)在規(guī)劃、籌劃和設計污水處理廠。水污染防治、保護水環(huán)境， 造福子孫后代的思想已深入人心。 近幾十年來，污水處理技術無論在理論研究方面還是在應用發(fā)面，都取得了一定 的進步，新工藝、新技術大量涌現(xiàn)，氧化溝系統(tǒng)和高效低耗的污水處理技術，如各種 類型的穩(wěn)定塘、土體處理系統(tǒng)、濕地系統(tǒng)都取得了長足的進步和應用。這些新工藝、 新技術已成為水污染防治領域的熱門研究課題。在國家科委、建設部、國家環(huán)境保護 局的組織和領導下，廣泛、深入地開展了這些課題的科學研究工作，取得了一批令人 矚目的研究成果。 不應回避，我國面臨水資源短缺的嚴重事實，北方一些城市人民生活水平的提高 和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展已收到水資源不足的制約。城市污水和工業(yè)廢水回用，以城市污 水作為第二水源的趨勢，不久將成為必然。這就是我國污水事業(yè)面臨的現(xiàn)實。 作為市政與環(huán)境工程學院給水排水工程專業(yè)的學生，我深刻的體會到污水處理在環(huán)境 保護事業(yè)當中所占據(jù)的地位，所以更應該深刻地了解這種形勢，掌握并發(fā)展污水處理 的新工藝、新技術，已成為跨世紀的工程技術人才，將我國的污水處理事業(yè)提升到一 個新的高度。 1.1 畢業(yè)設計任務及要求 1.1.1 任務 （1）排水管網(wǎng)規(guī)劃設計，含兩個以上的方案比較； （2）污水泵站工藝設計，含部分工藝施工圖設計； （3） 污水處理工藝設計，含部分單體構筑物的工藝施工圖設計； （4）污泥水處理工藝設計，含部分單體構筑物的工藝施工圖設計； （5）排水管網(wǎng)與污泥處理廠的工程預算； 2 1.1.2 基本要求 （1）完成排水管網(wǎng)和雨水管道的定線，至少應對兩個排水管網(wǎng)定線方案，進行技術經(jīng) 濟比較，從中選優(yōu)。 （2）排水管網(wǎng)的主干管、區(qū)域干管、支干管應進行詳細的水力計算與高程計算。水力 計算應采用計算機編程計算。 （3）按給出的原始資料合理地選定設計暴雨強度公式進行雨水管道的水力計算。從街 道明渠開始只計算其中一、二條雨水管道即可。 （4）污水泵站工藝設計要確定水泵機組的臺數(shù)、水泵型號、泵站的結構形式等。 （5）根據(jù)資料與城市規(guī)劃情況、考慮環(huán)境效益與社會效益，合理選擇污水處理廠位置。 污水處理廠平面布置要緊湊合理，節(jié)省占地面積，同時應保證運行管理方便。 （6）在確定污水處理工藝流程時，同時選擇適宜的各處理單體構筑物的類型。對所有 構筑物都進行設計計算，包括確定各有關設計參數(shù)、負荷、尺寸與所需的材料與規(guī)格 等。 （7）對污水與污泥處理系統(tǒng)要做出較準確的水力計算與高程計算。 （8）對排水管網(wǎng)與污水處理廠都要進行經(jīng)濟概算與成本分析。 （9）對需要繪制工藝施工圖的構筑物還要進行更詳細的施工圖所必須的設計與計算， 包括各部位構件的形式、構成與具體尺寸等。 （10）對排水管網(wǎng)與污水處理廠都要進行經(jīng)濟概算與成本分析。 1.2 設計的原始資料及依據(jù) 1.2.1 地形與城市規(guī)劃資料 （1）城市地形與總體規(guī)劃圖一張，比例為 1:10000 （2）城市各區(qū)人口密度與居住區(qū)生活污水量標準（平均日） 表 1-1 城市各區(qū)人口密度和污水量標準 區(qū)域 人口密度（人/公頃） 污水量標準（升/人.日） 一 區(qū) 310 160 二 區(qū) 320 140 三 區(qū) 360 150 （3）城市綜合徑流系數(shù) 3 城市綜合徑流系數(shù)為 0.64 （4）工業(yè)企業(yè)與公共建筑的排水量和水質(zhì)資料 表 1-2 城市工業(yè)企業(yè)與公共建筑的排水量和水質(zhì)資料 企業(yè)與公共建 筑名稱 平均排水量 (m3/h) 最大排水量 (m3/h) SS (mg/L) BOD5 (mg/L) pH 工廠甲 220 260 270 230 7.2 工廠乙 280 320 380 220 6.8 工廠丙 330 360 340 330 7.1 注：工業(yè)企業(yè)廢水的特殊水質(zhì)可以另行說明；如國有企業(yè)與公共建筑的廢水已經(jīng) 處理，按處理后的水質(zhì)填寫。 1.2.2 氣象資料 （1）氣溫資料 表 1-3 城市氣溫資料 年平均氣溫 10 月平均最高氣溫 30 年最低氣溫 -26 月平均最低氣溫 -8 年最高氣溫 35 月平均氣溫 23 溫度在-10 以下的天數(shù)（天） 75 溫度在 0 以下的天數(shù)（天） 105 降雨量（mm/天） 1150 年蒸發(fā)量（mm/天） 220 （2）常年主導風向 常年主導風向為東南風。 （3）設計暴雨強度公式及其參數(shù): 自查手冊 1.2.3 地質(zhì)資料 表 1-4 城市地質(zhì)資料 土壤性質(zhì) 冰凍深度 （m） 地下水位（地表下） （m） 排水管網(wǎng)干管處一般性資料 粘土 1 7 4 污水中途泵站與污水處理廠處 粘土 1 7 1.2.4 受納水體水文與水質(zhì)資料 受納水體為河流，污水處理廠排放口處資料見下表。 表 1-5 城市污水受納水體水文水質(zhì)資料 流量 (m3/s) 流速 (m/s) 水位 （m） 水溫 (℃) Do (mg/L) BOD (mg/L) SS (mg/L) 最小流量時 2 1.0 60 9 8.0 3.0 10 最高水位時 3.4 1.5 64 16 8.4 2.1 13 常水位時 2.4 1.2 62 12 8.1 2.3 11 1.3 圖紙、程序、上機、實驗、外文翻譯等具體要求： （1）圖紙要求：應完成 1#圖紙至少 11 張。其中手工繪制 2 張。 （2）程序要求：應能獨立使用程序進行污水管路及雨水管路水力計算。 （3）上機要求：上機 40 機時以上，能夠熟練掌握建筑 CAD 繪圖 （4）外文翻譯要求：能夠較好的翻譯本專業(yè)外文資料，外文翻譯 3000～5000 字。 5 第二章 設計說明 2.1 城市管網(wǎng)設計 2.1.1 排水體制 排水體制一般分合流排水系統(tǒng)和分流排水系統(tǒng)兩種類型： （1）合流制排水系統(tǒng) 該系統(tǒng)是將生活污水、工業(yè)廢水和雨水混合在同一個管渠內(nèi)排除的系統(tǒng)。目前廣 泛采用的是截流式合流制排水系統(tǒng)。 （2）分流制排水系統(tǒng) 該系統(tǒng)是將生活污水、工業(yè)廢水和雨水分別在兩個或兩個以上各自獨立的管渠內(nèi) 排除的系統(tǒng)。由于排除雨水方式的不同，分流制排水系統(tǒng)又分為完全分流制（具有污 水排水系統(tǒng)和與水排水系統(tǒng)）和不完全分流制（只具有污水排水系統(tǒng)）排水系統(tǒng)。 （3）兩種排水體制比較選優(yōu) 從環(huán)境保護方面來看，采用截流式合流制的城市，水體仍然遭受污染，甚至達到 不能容忍的程度。采用分流制的城市，初雨徑流未加處理就直接排入水體，會對城市 水體造成污染。盡管如此，分流制較靈活，以適應社會發(fā)展的需求，一般又能符合城 市衛(wèi)生的要求，所以在國內(nèi)外獲得了較廣泛的應用。 從造價方面來看，分流制可保持管內(nèi)的流速，排水管道的造價較合流制高，但污 水廠及泵站造價較合流制低。 從維護管理方面來看，合流制排水系統(tǒng)污水廠的運行管理較復雜，而分流制系統(tǒng) 可保持管內(nèi)流速，不致發(fā)生沉淀，且流入污水廠的水量和水質(zhì)變化小，污水廠的運行 易于控制 基于上述各種因素，此次設計采用分流制排水系統(tǒng)。 2.1.2 排水系統(tǒng)布置方式的確定 城市排水系統(tǒng)在平面上的布置，隨著地形、豎向規(guī)劃、污水廠的位置、土壤條件、 河流情況、以及污水的種類和污染程度等因素而定。 6 該城市的地勢向水體有相當傾斜，故采用截流式布置即各排水流域的干管以最短 距離沿與水體垂直的方向布置，再沿與水體平行的方向敷設主干管，保證大部分長管 段以垂直等高線方向設置。將各干管的污水截流送至污水廠進行處理。該種布置對減 輕水體污染、改善的保護環(huán)境有重大作用。 2.1.3 污水管道系統(tǒng) 該城區(qū)地形坡度較大，自西南向東北遞增，干管的布置與等高線相交，從高向低。 主干管布置在城區(qū)南面，與等高線相交，可初步確定建一個污水處理廠，廠址位于河 流下游城區(qū)西南面。 （1）管道定線及平面布置 正確的定線是合理的、經(jīng)濟的設計污水管道系統(tǒng)的先決條件，是污水管道系統(tǒng)設 計的重要環(huán)節(jié)。定線按主干管、干管順序依次進行，且遵循主要原則：盡可能在管線 較短和埋深較小的情況下讓最大區(qū)域的污水能自流排出。定線時應充分利用地形，使 管道的走向符合地形趨勢，一般宜順坡排水。在整個排水區(qū)域較低的地方敷設主干管 及干管，以便于支管的污水自流流入。而橫支管的坡度盡可能與地面坡度一致。在地 形平坦的地區(qū)，應避免小流量的橫支管長距離平行等高線敷設。當?shù)匦涡毕蚝拥赖钠?度很大時，主干管與等高線平行敷設。干管與等高線平行。這種布置雖然主干管的坡 度較大，但可設置為數(shù)不多的跌水井，而使干管的水利條件得到改善。在管道定線時， 要使之既能盡量減小埋深，又可少建泵站。污水支管的平面布置取決于地形及街坊建 筑特征。并應便于用戶接管排水。街道支管通常敷設在街坊較低一邊的街道下。污水 主干管的走向取決于污水廠和出水口的位置。管道應布置在堅硬密實的土壤中。盡量 減少穿越高地，基質(zhì)土壤不良地帶。盡量避免或減少與河道，鐵路的交叉。為了增大 上游干管的直徑，減小敷設坡度，以至能減小整個管道系統(tǒng)的埋深。將產(chǎn)生大流量污 水的工廠或公共建筑的污水排除口接入污水干管起端是有利的。 （2）.布置方案的選擇 根據(jù)管道定線原則及城區(qū)實際情況，設計初步考慮兩套方案。管道的布置方案應在同 等條件和深度下進行技術經(jīng)濟比較，選擇一最佳方案。兩個方案的污水管道系統(tǒng)都采 用截流式布置。 方案一：由于城市地形東北高，西南低，考慮風向為東南風，河流方向自東向西。所 7 以污水廠及出水口設在城市西南側，使所有污水盡量靠重力排出。主干管平 行于河流布置，干管基本垂直于河流布置。有七處管線穿越鐵路。 方案二：相對方案一作了較大的改動。有些管段延長，一些管段與河流平行，但總體 趨勢還是利用高差排水。主干管平行于河流布置，有三處穿越鐵路。 兩套方案的示意圖、電算數(shù)據(jù)及結果如下： 第一套總造價：2086.77 萬元 無泵站 第二套總造價：1566.44 萬元 無泵站 經(jīng)過比較，第二套方案造價更低，經(jīng)濟且較合理，故選擇第二套方案。 通過上機多次調(diào)試，各條干管和主干管的埋深都符合要求。 2.1.4 雨水管道系統(tǒng) 該城市的暴雨強度公式： 2-?q7.0)9(lg184?tP 1 其中 P—設計重現(xiàn)期(a) t—降雨歷時（min） 重現(xiàn)期：1 年 （1）.雨水管道系統(tǒng)設計的基本要求：能通暢及時地排走城鎮(zhèn)和工廠面積內(nèi)的雨水 （2）.雨水管道系統(tǒng)平面布置的特點： ①充分利用地形，就近排入水體 ②根據(jù)城市規(guī)劃布置雨水管道。通常，應根據(jù)建筑物的分布，道路布置及街坊內(nèi)部 的地形，出水口位置等布置雨水管道，使雨水以最短距離排入街道低側的雨水管 道。 ③雨水口的布置應使雨水不致浸過路口。 ④雨水管道采用明渠或暗渠應結合具體條件確定。 ⑤設置排洪溝排除設計地區(qū)以外的雨洪水。 （3）.雨水管道水力計算的設計數(shù)據(jù) ①設計充滿度 雨水中主要含有泥砂等無機物質(zhì)，不同于污水的性質(zhì)，加以暴雨徑流量大，而 相應較高設計重現(xiàn)期的暴雨強度的降雨歷時一般不會很長，故管道設計充滿度按滿 8 流考慮.即h/d=1。 ②設計流速 為避免雨水所挾帶的泥砂等無機物質(zhì)在管道內(nèi)沉積而堵塞管道， 《室外排水 設計規(guī)范》規(guī)定：滿流時管道內(nèi)最小流速應等于或小于0.75m/s，明渠內(nèi)最小流速 應等于或大于0.40m/s。 為防止管壁受到?jīng)_刷而損壞，影響及時排水， 《室外排水設計規(guī)范》規(guī)定：金 屬管最大流速為10 m/s，非金屬管最大流速為5 m/s。 ③最小管徑和最小設計坡度 雨水管道的最小管徑為300mm,相應的最小坡度為0.003 ④最小埋深和最大埋深 污水管（雨水管相同）的最小覆土厚度，應滿足下述三個因素： (a)必須防止管道內(nèi)的污水冰凍和因土壤冰凍膨脹而損壞管道。規(guī)范規(guī)定：無保溫 措施的生活污水管道或水溫和它接近的工業(yè)廢水管道，管低可埋設在冰凍線以上 0.15m，并應保證管頂最小覆土厚度。 (b)必須防止管壁因地面荷載而受到破壞。 《規(guī)范》規(guī)定，在車行道下，管頂最小覆 土厚度一般不小于0.7 m 。 (c)必須滿足街道連接管在銜接上的要求。 以上三個數(shù)值中的最大一個值就是這一管道的允許最小覆土厚度或埋設深度。 一般在干燥的土壤中，最大埋深不超過 7～8 m， 雨水管道采用分散出水口式的布 置形式。 9 第三章 城市污水處理廠設計 3.1 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(chǎn)生嚴重污染，而且直接影響城市 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，選擇廠址是一個重要環(huán)節(jié)。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。 2.廠址應設在城市集中供水水源的下游地方。 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(zhì)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。 根據(jù)以上原則，將污水處理廠建在該城的西南角，離城區(qū)約 100 米。水廠位于流 經(jīng)該城的河流下游。土質(zhì)粘土，冰凍深度 1.00 米，地下水位－7 米。水廠地質(zhì)條件較 好，地下水位也較低，有利于施工。水廠地面標高 69 米，河流最高水位 64 米，水廠 不會受沖淹。該城常年主導風向東南風。水廠的設置所在地不會影響城區(qū)的環(huán)境衛(wèi)生。 廠內(nèi)的生活區(qū)位于主導風向的上方。 3.2 污水廠處理規(guī)模、處理程度 1.排水面積1637.0公頃 2.服務人口： 55.2萬 10 3.服務工廠：三個 4.設計最大流量：1520.85L/s 平均流量：971.19 L/s 3.3 工藝流程 3.3.1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，構筑物的選型則是指處理構筑物形式的選擇，兩者是互有聯(lián)系，互為影響的。 水體有一定的自凈能力，可根據(jù)水體自凈能力來確定污水處理程度。設計中既要 充分利用水體的自凈能力，又要防止水體遭到污染，破壞水體的正常使用價值，采用 何種處理流程還要根據(jù)污水的水質(zhì)和水量，回收其中有用物質(zhì)的可能性和經(jīng)濟性，排 放水體的具體規(guī)定，并通過調(diào)查研究和經(jīng)濟比較后決定，必要時還應當進行科學論證。 城市生活污水一般以BOD物質(zhì)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。 生活污水和工業(yè)廢水中的污染物質(zhì)是多種多樣的，不能預期只用一種方法就能把 所有的污染物質(zhì)去除干凈，一種污水往往需要通過由幾種方法組成的處理系統(tǒng)，才能 達到處理要求的程度。 按處理程度分，污水處理可分為一級、二級和三級。一級處理的內(nèi)容是去除污水 中呈懸浮狀態(tài)的固體污染物質(zhì)，經(jīng)過一級處理后，污水中的BOD只去除30 %左右，仍不 能排放，還必須進行二級處理。二級處理的主要任務是大量去除污水中呈膠體和溶解 性的有機污染物質(zhì)（BOD） ，去除率可達97%以上，去除后的BOD含量可降低到20-30 mg/l.一般，經(jīng)過二級處理后，污水已具備排放水體的標準了。一級和二級處理法是城 市污水經(jīng)常采用的，屬于常規(guī)處理方法。當對處理過的污水有特殊的要求時，才繼續(xù) 進行三級處理。 具體的流程為：污水進入水廠，經(jīng)過格柵至集水間，由水泵提升到平流沉砂池經(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，可從一點進水， 采用傳統(tǒng)活性污泥法，也可采用多點進水的階段曝氣法。在二次沉淀池中，活性污泥 沉淀后，回流至污泥泵房。二沉池出水經(jīng)加氯處理后，排入水體。 11 3.3.2污泥處理工藝流程 污泥是污水處理的副產(chǎn)品，也是必然的產(chǎn)物，如從沉淀池排出的沉淀污泥，從生 物處理排出的剩余活性污泥等。這些污泥如果不加以妥善處理，就會造成二次污染。 污泥處理的方法是厭氧消化，在厭氧消化過程中產(chǎn)生大量的消化氣（即沼氣）是寶貴 的能源，消化后的污泥含水率仍然很高，不宜長途輸送和使用，因此，還需要進行脫 水和干化等處理。 具體過程為：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，再由污泥控室投泥泵提升入消化池，進行中溫兩級消化。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。 消化池產(chǎn)生沼氣，一部分用于一級消化池的沼氣攪拌，一部分用于沼氣發(fā)電。 本設計采用的工藝流程如下圖所示： 排 放 Ⅱ 級二 級 處 理去 除 碳 源 BOD可 達 95%有 的 過 程 可 產(chǎn) 生 消 化 作 用 消化 脫水剩 余 污 泥回 流 污 泥上 清 液沉 砂 初 沉 生 物 處 理活 性 污 泥 法 二 沉 沼氣利用原污水 格 刪 Ⅰ 級一 級 處 理去 除 可 沉 物 ， 油 脂 ， 浮 渣 約 50%S， 30%BOD 處 置 或 利 用 圖 3－1 污水處理工藝圖 12 3.4 工藝總平面布置 平面布置在滿足工藝流程的前提下，利用原有地形設置，布置大致分為四個區(qū)： 生活區(qū)、污水處理區(qū)、污泥處理區(qū)、預留地。要求布置緊湊、進出水流暢、節(jié)省用地。 其中，綜合樓、車庫、招待所、化驗室等在入廠正門附近。把消化池、沼氣罐和壓縮 機房組合在一起，遠離其他構筑物，采取隔離措施，防火防爆以確保安全。 13 第四章 處理構筑物工藝設計 已知該城市污水處理廠的最大設計污水量為1520.85L/s。 4.1 污水處理構筑物 4.1.1 格柵 污水廠的污水是由一根￠1400 的管子從進水閘閥引入格柵間的。 柵前水深：h = 0.92 m 過柵流速：v =0.9 m/s 柵條間隙寬度：e =20 mm 格柵傾角 α＝60 0 柵槽寬 2.4 m，共設兩組，便于維修和清洗 柵渣量為 5.05m3 /d，宜采用機械格柵清渣。 4.1.2 污水泵房 由于該泵站為常年運轉且連續(xù)開泵，故選用自灌式泵房。又由于該泵站流量較 大，故選用矩形泵房。矩形泵房工藝布置合理，運行管理較方便，現(xiàn)已普遍采用。 集水間計算 選擇水池與機器間合建式的方形泵站，用 5 臺泵（1 臺備用） 每臺水泵的流量為：Q0=1520.85/4=380.21L/s，取 390L/s 集水池的容積，采用相當于 1 臺泵 5min 的容量。W=117m3 泵型：KWP k350-500 型污水泵 每臺： 有效水mHhQo 3.16,/16023???? 深：H=2m，則集水池面積為：F=114/2=57 m 3 池底做成斜坡 泵房地面有一定坡度，坡向排水溝。 4.1.3 平流沉砂池 共設兩座，每座平流沉砂池分兩格，每格平面尺寸為 12 m×1.27m 14 有效水深為 1.00 m，設池內(nèi)流速 v =0.3 m/s，停留時間為 40s 沉砂室所需容積 設 T=2d V=6.06 m3 每個分格有 1 個沉沙斗 V0=6.06/4=1.52m 3 沉沙斗各部分尺寸 設斗底寬 a1=0.5m，斗壁與水平面的傾角為：55 度 斗高 h3=1m，沉沙斗上口寬 a=2.2m 沉沙斗容積：V1=1.88 m 3 沉沙室高度 采用重力排沙，設池底坡度為：0.06 坡向沙斗 h3= h3′+0.06l2=1.588m 池總高度，設超高 h1=0.3m H=h1+h2+h3=2.88m 驗算最小流速 在最小流量時，只用一格工作（n1=1） vmin=Qmin/n1Wmin=0.69m/s＞0.15m/s 污水經(jīng)泵房提升后，經(jīng)過進水管道、集水井、配水渠道、均勻的進入沉砂池。 4.1.4 初次沉淀池 初沉池采用輻流式沉淀池，它具有運行穩(wěn)定、管理簡單、排砂設備已趨定型的優(yōu) 點。本設計共設四座初沉池，采用中間進水、周邊出水的方式。每座池直徑 30m，池邊 高度 3.8m，有效水深 3 m，表面負荷 q =2m3/m2 ?h[8]，停留時間 T =1.5h. 池直徑與有效水深之比 10，池徑不小于 16m，坡度為 0.05，取池子半徑 1/2 處的水流斷面作為計算斷面 沉淀部分有效容積 V’=Qmax t/n=1688.65m 3 W1=SNT/1000n=11.5 m3 N=551706 沉沙斗容積 設 r1=2m r2=1m α=60° 則 h5=（r1-r2）tgα=1.73m V1=πh5（r1 2+r1r1+r22）/3=12.7m 3 沉沙斗以上圓錐體部分污泥容積，設池底徑向坡度為 0.05 則 h4=（R-r1）×0.05=0.65m V2=πh4/3（R 2+Rr+r2）=176.21m 3 污泥總容積 V1+V2=188.91 m 3＞11.5 m 3 沉淀池總高度 設 h1=0.3m，h3=0.5m H=h1+h2+h3+h4+h5=6.18m 每座沉淀池配有周邊趨動的刮泥機一臺，池底污泥由刮泥機刮至集泥坑，通過排 泥管排至集泥井。刮泥機外周刮泥板的線速度為 1.5 m/min,刮一周要用 75 min.中心 管設于池中心處，污水從池底的進水處進入中心管，中心管周圍為入流區(qū)，外部設整 流板，使污水在池內(nèi)得以均勻流動。 15 出流區(qū)位于池周，采用三角堰板，且在出流堰前設擋流板和浮渣擋板及排渣斗， 以截流池水表面上的漂浮物質(zhì)。用排渣管將浮渣斗內(nèi)的浮渣排至設在外面的浮渣井。 浮渣井內(nèi)設格柵，進入井內(nèi)的污水經(jīng)格柵排走，截流的浮渣由人工定期清除，同時還 要人工定期清除三角堰上的沉泥渣、生物膜等。 4.1.5 曝氣池 采用傳統(tǒng)活性污泥曝氣池，共設四組曝氣池，每組有五個廊道，在池中部兩廊道 間設水渠，使處理水到達池尾，以便對池尾進水口進行配水。設 4 組曝氣池,每組曝氣 池面積 1000 m2, 有效水深 h=4m,每個廊道單寬 B1=5m. 采用鼓風曝氣，擴散裝置采用膜片式微孔曝氣器，其具有孔小、氧利用率高的優(yōu) 點。且其采用橡膠材料，不宜堵塞。為節(jié)約空氣管道，相臨廊道的擴散裝置沿公共隔 墻布置。 曝氣池的曝氣量靠空氣干管上的閘門控制，設置消泡水管進行消泡，設放水管用 于培養(yǎng)活性污泥時排出上清液用。放空管設于池底，以便維護清理時放空池中水。 回流污泥設置螺旋泵提升，曝氣方法采用鼓風曝氣，它由加壓設備，擴散裝置和 連接兩者的管道系統(tǒng)三部分組成。擴散裝置均勻布置在池底，這樣布置可以使水流在 池中流行時得到均勻曝氣.同時這樣布置方式有利于管道的安裝,及供氣均勻.為了節(jié)約 空氣管道，相鄰廊道的擴散裝置沿公共墻布置。 擴散裝置采用膜片式微孔空氣擴散器，共設 5 條干管，每條干管設 8 對豎管，共 有 80 根豎管。曝氣頭距池底 0.2m。 曝氣池的曝氣量依靠空氣干管上的閥門控制，排除上清液管在培養(yǎng)活性污泥時排 除上清液用；放空管安裝于曝氣池底部，以便維修清理時放空用?；亓魑勰嗖捎梦勰?泵從污泥泵房打入，剩余污泥由污泥泵房提升后排入貯泥池。 4.1.6 二次沉淀池 采用輻流式沉淀池，共設八座，且設集配水井兩座。采用雙層集配水井形式。來 水經(jīng)中心管進入內(nèi)層配水井，均勻的分配給八座二沉池。二沉池中間進水，周邊出水， 設置帶有三角堰板的集水槽集水，通過出水渠流入外層集水井，再由集水井流入下層 構筑物。 16 二沉池設出泥井，且出泥管上設閘閥控制出泥量。池底部設放空管。 每座沉淀池設刮吸泥機一座。各吸泥管中分別通入空氣以利排泥。 4.1.7 鼓風機房、加氯間 （1）鼓風機房主要提供曝氣池、二沉池所需空氣，鼓風機選用 LG型羅茨鼓風機 L84WD 共 4 臺，空氣量為 ，配電機 JS-115-6，功率為 75KW,其中 1 臺備用。鼓風min/2673 機和電機運行時需要冷卻，設冷卻水泵 2 臺（一臺備用） ，冷卻塔一座（冷卻循環(huán)水使 用） 。 （2） 污水的二級處理加氯消毒一般采用季節(jié)性加氯，在夏季污水污染嚴重時加氯消 毒。加氯機 ZJ-1 型 2 臺，氯庫共存氯量 15 天，30 個氯瓶。 另外，設一專用水池為氯瓶降溫和安全之用。 4.1.8 計量堰設計計算 本工程計量堰采用巴式計量槽裝置。測量形式為自由流，通過井中水位反映 流量變化，由儀表顯示。這種裝置工作比較穩(wěn)定，精度較高，但是為了防止在堰前積 污，一般僅用于處理構筑物之后。 取 b=0.75 計量堰的主要部位尺寸為： L1=0.5b+1.2=1.575(m) L2=0.6(m) L3=0.9(m) B1=1.2b+0.48=1.38(m) B2=b+0.3=1.05(m) 4.2 污泥處理構筑物 4.2.1 濃縮池 采用重力濃縮。由于剩余污泥含水率極高，單純濃縮效果較差，故將初沉池污泥 17 與剩余污泥混合后共同濃縮。在濃縮池前設一配泥井，將二者混合并均勻分配進入兩 個濃縮池。濃縮池設兩座，為圓形輻流式。直徑 19 m，池總高 2.68 m，取濃縮時間 20 h.濃縮池設刮泥設備，刮泥機為周邊轉動。 4.2.2 污泥貯存池 污泥經(jīng)濃縮后進入貯泥池，由消化污泥控制室內(nèi)的污泥泵將其內(nèi)的污泥抽升后打 入消化池。 貯泥池尺寸為 9000 mm×9000mm×4500mm 4.2.3 消化污泥控制室 消化污泥控制室是消化池的控制中心，主要作用有： （1）新鮮污泥的投配 （2）消化池內(nèi)的污泥循環(huán)攪拌 （3）消化污泥的加熱 （4）消化池運行情況的監(jiān)測和控制 控制室是半地下式框架結構，分為三層，地下部分為泵工作間，設有污泥加熱循 環(huán)泵、新鮮污泥投配泵。地面二層為電器設備及儀表控制室，地面三層為熱交換間。 新鮮污泥可采用預熱后投配，即新鮮污泥由污泥貯存池抽出后由旁通管與循環(huán)污泥混 合，進入熱交換器，經(jīng)換熱器預熱后再投入消化池也可直接投配，即新鮮污泥由污泥 貯存池抽出后，不經(jīng)預熱，經(jīng)泵提升后直接進入消化池。 消化池的耗熱量可根據(jù)冬季最大負荷量計算，耗熱量包括三部分： （1）每天投配新鮮污泥從原始溫度加熱到所需的溫度的耗熱量 （2）消化池體本身的熱損耗量，是由池體內(nèi)污泥的消化溫度與池體外大氣的最低 溫度的溫差所引起的耗熱量 （3）輸泥管道的耗熱量。消化池每天所需的耗熱量是由污泥加熱循環(huán)泵將污泥通 過熱交換器加熱提供的，采用套管式換熱器。套管中心走泥，套管間走熱水，熱水從 上部向下部流動。 18 4.2.4 消化池 選用傳統(tǒng)的固定式消化池，分為一級消化池和二級消化池，二者的單池容積結構 相同，而停留時間不同。共設四座一級消化池和兩座二級消化池。污泥投配按連續(xù)投 配方式，污泥加熱亦按連續(xù)加熱方式設計。 設計參數(shù)如下：總消化污泥量 535m3 /d;消化周期一級為 10 天，二級周期為 20 天， 總停留天數(shù)為 30 天。一級消化池采用沼氣攪拌，有利于消化池中的消化氣的釋放，對 消化污泥的濃縮脫水有促進作用。用空壓機將貯氣罐中部分消化氣抽出，經(jīng)穩(wěn)壓罐送 入消化池。攪拌系統(tǒng)采用防爆電動機，以保證運行安全。 污泥投配按連續(xù)投配，加熱也按連續(xù)加熱方式設計。消化池直徑為 20m,柱體高度 取 12m。 4.2.5 脫水機房 設置自動板柜壓濾機，其構造簡單，過濾推動力大，適合于各種性質(zhì)的污泥，且自 動化程度高，效率高，勞動強度低。 設兩臺板堰壓濾機，配備兩臺污泥泵，將污泥壓入過濾機，濾布用清水清洗。 污泥經(jīng)脫水后形成的泥餅，暫存于泥場，以便再利用。 4.2.6 沼氣罐 采用單級濕式沼氣罐，為防止腐蝕，其內(nèi)部需進行防腐處理，一般涂以防腐涂料。 為減少太陽輻射、氣體受熱引起容積的增加，沼氣罐外應涂反射性色彩。 沼氣罐采用單極溫式沼氣罐一座，直徑取 11m，高度為 8m. 4.3 廠內(nèi)給水排水及道路 廠內(nèi)生產(chǎn)及生活用水由市區(qū)給水管網(wǎng)引入給水管，分別接入各構筑物內(nèi)，進水總 管上設水表。 廠內(nèi)采用雨水、污水完全分流，雨水不經(jīng)處理直接排至廠外，超越管與處理后的 水管相連，而不與雨水管相連，可節(jié)約輸水管道。廠內(nèi)污水由污水總管輸送至格柵前 19 的進水閘井內(nèi)，與廠外污水一起處理。 廠內(nèi)道路完全成環(huán)狀，道路寬 6 米，采用瀝青混凝土。 4.4 輔助建筑物 污水處理廠的輔助建筑物有綜合樓、試驗綜合樓、食堂、倉庫、車庫、職工宿舍、 招待所、機修間、總控制室、配電室、鍋爐房、值班室、預留地等。 主要集中于入廠門口的生活區(qū)內(nèi)，便于設備儀表的運輸和維護管理。污水廠所設總 控制室，便于對廠區(qū)內(nèi)儀器，儀表的運行進行自動控制 20 第五章 設計計算 5.1 一級處理 5.1.1 格柵 污水廠的污水由一根￠1200 的管從城區(qū)直接接入格柵間。設兩個中格柵，可以在水 量小的時候，開啟一個；水量大的時候，2 個都開啟。格柵計算簡圖如圖所示。 圖 5-1 隔柵簡圖 根據(jù)公式最優(yōu)水力斷面公式 Qmax=B2v/2 5-1 計算得： Qmax—設計流量 , m3/s v—柵前流速取, v B—柵前槽寬, m B1= 1.84m 因此柵前水深 h=B/2=0.92m,設過柵流速 v=0.9m/s[1] （1） ．柵條的間隙數(shù) Qmax=1.52m3/S n= 5-2??evhQ?sinmax? e—柵條間隙寬度取 0.02m α—格柵傾角 60°[1] 21 h—柵前水深, m v—過柵流速, m/s n= ≈80( 個 )??92.0*.6sin51 （2） ．柵槽寬度 設柵條寬度 S=0.01m B=S(n-1)+bn B=S(n-1)+en=0.01×(80-1)+0.02×80=2.39m 取 2.4m （3） ．進水渠道漸寬部分的長度 設進水渠寬 B1=1.8m,其漸寬部分展開角度 α 1=20° L1=(B-B1)/(2tg20°)=(2.4-1.8)/(2×tg20°) =0.82m （4） ．柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度 L 2=L1/2=0.41m （5） ．通過格柵的水頭損失 設柵條斷面為銳邊矩形斷面 β=2.42,k=3,則：3-3 h1= k h0 5-3 h0=β (s/e)4/3 v2/2g sinα 5-4 =2.42(0.01/0.02)4/3 0.92/2×9.8× sin60° =0.046m h1=3×0.046=0.138m 取 0.14m β—形狀系數(shù) h1—過柵水頭損失 s —格條寬度, m e—柵條凈間隙, m （6） ．柵后槽中高度 22 設柵前渠道超高 h2=0.3m,則： H=h+h 1+h2=0.92+0.14+0.3=1.36m 柵槽總長度為： L=L1+L2+0.5+1.0+H1/tgα =0.82+0.41+0.5+1.0+1.22/tg60°=3.43m （7） ．每日柵渣量 5-54.861max??zKWQ W1—柵渣量 , m3/103m3中格柵，W 1取 0.05 kZ—流量總變化系數(shù)，取 1.3 W =1.52×0.05×86400/(1.3×1000) =5.05m3/d>0.2m3/d 因此宜采用機械清渣。 5.1.2 沉砂池 本設計采用采用平流沉砂池 （1）.長度公式 L=vt 5-6 V—最大設計流量時的流速, m/s t—最大設計流量時的流行時間, s 設 v=0.3m/s, t=40s(30～60) L=vt=0.3×40=12m （2）.水流斷面面積 A=Qmax/v =1.52/0.3=5.07m2 （3）. 有效水深 h2= 1m (0.25～1) （4）. 池子總寬度 23 B=A/h2 5-7 A—水流斷面積，㎡ h2—設計有效水深， B=5.07/1=5.07m 分 4 格，每格寬度： b=1.27m （5）.沉砂斗容積 V= ×10-5 KztxQma8640 5-8 x—城市污水沉砂量，取 3m3 t—清除沉砂的間隔時間，d kZ—流量總變化系數(shù) 設 T=2d V=6.06m3 （6）.每個沉砂斗容積 設每一份格有一個沉砂斗 V0=6.06/4=1.52m3 （7）.沉砂斗各部分尺寸 設斗底寬 a1=0.5m 斗壁與水平面的傾角為：55° 斗高 h3′=1m，沉沙斗上口寬：a=2.2m 沉砂斗容積 V1= h3′（2a 2+aa1+2a12）/6=1.88m 3 （8）.沉沙室高度 采用重力排沙，設池底坡度為 0.06，坡向沙斗 l2=L-2a/2=9.8m h3= h3′+0.06l2=1.58m （9）.池總高度，設超高 h1=0.3m H= h1+ h2+ h3=2.88m （10）.驗算最小流速 在最小流量時，只用一格工作（n1=1） Vmin=Qmin/nWmin 5-9 24 Qmin—最小流量， m3/s n—最小流量時沉砂池工作數(shù)目， 個 Wmin—最小流量時沉砂池中的水流斷面面積 m2 Vmin =0.69m/s＞0.15m/s 圖 5－2 沉砂池計算圖 5.1.3 初沉池（幅流式） 設計表面負荷 q′=2m3/（㎡h） ，n=4 個 （1）.沉淀池表面積 F=Q/nq=5475.06/4×2=684.38㎡ 池子直徑 D= =29.5m 取 D=30m?/4F （2）.沉淀部分有效水深 取沉淀時間 t=1.5h h2= q′t=2×1.5=3m （3）.沉淀池高度 每池每天污泥量 25 W1=SNt/1000n=0.5×551706×4/1000×4×24=11.5m3 式中 S 取 0.5L/（p·d） ，由于用機械刮泥，所以污泥在斗內(nèi)貯存時間用 4h。 污泥斗容積用幾何公式計算 設 r1=2m, r2=1m, =60°? 則 h5=(r1- r2)tg =1.73m V1= h5(r12+r1r2+ r22)/3=3.14×1.73(22+2×1+12)/3=12.7m3? 設池底徑向坡度為 0.05，則 底坡落差 h4=（R —r1)×0.05=（15-2）×0.05=0.65m 因此，池底可貯存污泥的體積為 V2= h4(R2+Rr1+ r12)/3=3.14×0.65(152+15×2+22)/3=176.21 m3? 共可貯存污泥體積為 V1+V2=12.7+176.21=188.91 m3>11.5 m3,足夠。 沉淀池總高度 設 h1=0.3m ,h3=0.5m H= h1+ h2+ h3+ h4 +h5=0.3+3+0.5+0.65+1.73=6.18m （4）.沉淀池周邊處的高度為 h1+ h2+ h3=0.3+3+0.5=3.8m （5）.徑深比校核 D/ h2=10 合格（要求 6—12） 每座沉淀池配有周邊轉動的刮泥機一座，池底污泥由刮泥機刮至集泥坑，通過排 泥管排至集泥井。刮泥機外周刮泥板的線速度為 1.5 m/min,刮一周要用 63min.中心管 設于池中心處，污水從池邊的進水管進入進水渠，利用進水渠均勻進水，使污水在池 內(nèi)得以均勻流動。 出流區(qū)位于池周，采用三角堰板，且在出流堰前設擋流板和浮渣擋板及排渣斗， 以截流池水表面上的漂浮物質(zhì)。用排渣管將浮渣斗內(nèi)的浮渣排至設在池外的浮渣井。 浮渣井內(nèi)設格柵，進入井內(nèi)的污水經(jīng)格柵排走，截流的浮渣由人工定期清除，同時還 要人工定期清除三角堰上的沉泥渣、生物膜等。 26 5.2 二級處理——活性污泥法 5.2.1 曝氣池 （1）.傳統(tǒng)推流式曝氣池設計計算 本設計采用傳統(tǒng)推流式曝氣池 污泥負荷率為 0.3kgBOD5/(kg.MLSS.d),污泥濃度為 2000mg/l,污泥回流比為 R=0.25。 曝氣池采用鼓風曝氣，曝氣裝置排放在池子的一側布置，可以使水流在池內(nèi)呈螺 旋裝前進，可以增加氣泡與水流的接觸時間。為了節(jié)約空氣管道的用量在相鄰的擴散 裝置沿公共墻布置，曝氣裝置的曝氣量由空氣干管上的閥門來控制。 ① 污水處理程度的計算及曝氣池的運行方式 a﹚污水處理程度的計算: 根據(jù)原始資料，BOD 等于三個服務區(qū)的生活污泥加上工廠污泥量除于平均總 水量． 設每人每天排放的 BOD5 為 25g,則： S0=[551706×25+（220×230+280×220+330×330）×24]/8.4 ×104 =227.37g/m3 原污水的值 BOD5值（So）為 227.37 g/m3 經(jīng)初沉池處理，BOD 5按降低 25％ 考 慮 則 Sa=227.37×（1-0.25）=170.53g/ m 3 計算去除率 首先計算處理水中非溶解性 BOD5值 BOD5=7.1bXaCe 5-10 Ce—處理水中懸浮固體濃度，mg/L B—微生物自身氧化率 Xa—活性微生物在處理水中所占比例 取 b=0.09 XA=0.4mg/l Ce=25mg/l 則 BOD 5=6.39mg/l 處理水中的溶解性 BOD5值為：25-6.39=18.61mg/l 27 去除率為：η=（170.53-18.61）/170.53=89.1﹪ b﹚曝氣池的運行方式 在本設計中應考慮曝氣池運行的靈活性和多樣化。即：以傳統(tǒng)系統(tǒng)活性污泥 法系統(tǒng)作為基礎，又可按階段曝氣系統(tǒng)和再生曝氣系統(tǒng)運行。 ② 曝氣池的計算與各部分尺寸的確定 a﹚曝氣池的體積 按污泥負荷計算： 曝氣池的體積計算公式為： V= 5-11XNsQSa Q—污水設計流量 m3/d Sa—原污水的 BOD5值 kg/m3 X—曝氣池內(nèi)混合液懸浮固體濃度 Ns—BOD－污泥負荷率 取 Ns=0.3kgBOD5/kgMLSS·d Q=8.4×104m3/d，X=3300mg/l， 則 V =14469.21m 3 設 4 組曝氣池，則其面積為： V0=14469.21/4=3617.3 m2取 4000 m2 名義停留時間：t=0.21d=5004h b﹚確定池體 有效水深 h=4m 每組曝氣池面積 F=4000/4=1000 m2 每個廊道單寬 B1=5m B1/h=5/4=1.25 在 1～2 間 符合要求 總長 LZ=F/B1=200m 設 5 個廊道 28 則每個廊道長 L=LZ /B 1=200/5=40>10,符合規(guī)定。 池寬 B=B1×5=25m 且 LZ/B=200/25=8 在 5～10 間符合要求 取超高 1m， 則池總高度為：H=4+1=5m ③曝氣系統(tǒng)的計算 曝氣池采用鼓風曝氣系統(tǒng) a﹚平均時需氧量的計算 由公式 O2=a′QS r+b′VX v Xv＝Xf=3300×0.75=2475 查表得 a′=0.5, b′=0.15 代入各值 O2=0.5×8.4×104×（170.53-25）/1000+0.15×14469.21×2475/1000 =11483.95 kg/d=478.5kg/h b﹚最大時需氧量的計算 O2（max） =0.5×1.31×105×（170.53-25） /1000+0.15×14469.21×2475/1000 =14903.9 kg/d=621 kg/h c﹚每日去除的 BOD5值 BOD5=8.4×104×(170.53-25)/1000=12224.52kg/d d﹚去除每 kgBOD5的需氧量 ⊿O 2=11483.95/12224.52=0.94kgO2/kgBOD e﹚最大時需氧量與平均時需氧量之比 O2（max） /O2=621/478.5=1.3 ④供氣量的計算 采用固定式網(wǎng)狀微孔空氣擴散器，敷設距池底 0.2m 處，淹沒水深 4.3m,計算 溫度為 30℃，氧的轉移效率為 EA=10﹪ 查《排水工程》下冊附錄 1，得水中溶解氧飽和度 Cs(20)=9.17mg/L,Cs(30)=7.63mg/L a﹚空氣擴散器出口處的絕對壓力（P b）按公式計算，即： 29 Pb=P+9.8×103H 5-12 P—大氣壓力，取 1.013×105 H—空氣擴散裝置的安裝深度，m 代入各值，得 Pb=1.013×105+9.8×103×4.3=1.4344×105Pa b﹚空氣離開曝氣池面時，氧的百分比，按公式計算，即： Qt= ×100% )1(279AE?? EA—空氣擴散裝置的氧的轉移效率 其中 EA取值 10%(6%-12%)，代入上式，得 Qt=19.3％ c﹚曝氣池混合液中平均氧飽和度（按最不利的溫度條件考慮）按公式C sb(T)=Cs( + ) 5-1351026.?bP4tO Csb—鼓風曝氣池內(nèi)混合液溶解氧飽和度的平均值,mg/L Cs—在大氣壓力條件下，氧的飽和度，mg/L Qt—氧的百分比 最不利溫度條件，按 30℃考慮，代入各值，得 Csb(30)=7.63（1.4344/2.026+19.3/42） =8.91mg/L d﹚換算為在 20℃條件下，脫氧清水的充氧量，按式計算，即： R0= 5-14??20)()20( 4.1???TTsbC??? 取系數(shù) α=0.82；β=0.95；C=2.0；ρ=1.0 T—水溫，30°C 代入各值