污水处理厂毕业设计带CAD图纸 及相关资料.doc

沈阳建筑大学毕业设计辽宁省WF市排水工程规划及污水处理厂设计第一章 设计任务与内容1.1 前言在我国城市和工业飞速发展的今天，污水排放量与日俱增。据统计，我国城市污水年排放量达400多亿立方米，现已有一批城市兴建了污水处理厂，一大批工业企业建设了工业废水处理厂，更多的城市和工业企业在规划、筹划和设计污水处理厂。但这些污水处理厂几乎全在近100个大城市中。近几十年来，污水处理技术无论在理论研究方面还是在应用方面，都取得了一定的进步，新工艺、新技术大量涌现，氧化沟系统和高效低耗的污水处理技术，如各种类型的稳定塘,AB法工艺,间歇式（序列式）活性污泥法,脱氮、脱磷的A-O系统，湿地系统都取得了长足的进步和应用。这些新工艺、新技术已成为水污染防治领域的热门研究课题。在国家科委、建设部、国家环境保护局的组织和领导下，广泛、深入地开展了这些课题的科学研究工作，取得了一批令人瞩目的研究成果。不应回避，我国水资源严重短缺，我国人均水资源为世界人均水资源的四分之一，在我国北方一些城市人民生活水平的提高和工农业生产的发展已受到水资源不足的制约。城市污水和工业废水回用，以城市污水作为第二水源的趋势，不久将成为必然。这就是我国污水事业面临的现实。作为给水排水工程专业的学生，就更应该深刻地了解这种形势，掌握并发展污水处理的新工艺、新技术，成为跨世纪的工程技术人才，将我国的污水处理技术达到世界领先水平。1.2 设计说明 1.2.1 设计题目辽宁省WF市排水工程规划及污水处理厂设计1.2.2 设计任务与内容(1) 排水管网规划设计，含两个以上的方案比较；(2) 污水泵站工艺设计，含部分工艺施工图设计；(3) 污水处理工艺设计，含部分单体构筑物的工艺施工图设计；(4) 污泥水处理工艺设计，含部分单体构筑物的工艺施工图设计；(5) 排水管网与污水处理厂的工程概算；(6) 有条件的同学还可以在教师指导下自选一个专题进行深入研究或设计。1.2.3 基本要求1.2.3.1 排水工程毕业设计的要求(1) 完成排水管网和雨水管道的定线，至少应对两个排水管网定线方案（也可以是局部变化的方案）进行技术经济比较，从中选优。(2) 排水管网的主干管、区域干管、支干管及倒虹吸管应进行详细的水力计算与高程计算。水力计算应采用计算机编程计算。不计算管道不必编号，最不利点应校核。有跌水井的应计算一个。(3) 按给出的原始资料合理的选定设计暴雨强度公式进行雨水管道的水力计算。从街道明渠开始只计算其中一、二条雨水管道即可。雨水管道也可只布置第一修建期的管线。(4) 污泵站工艺要求要确定水泵机组的台数、水泵型号、泵站的结构形式以及集水池的容积，并应进行泵站水泵机组管道水力计算和电器设备等布置的设计，泵站的建筑与结构设计可参照标准图大致来确定。(5) 根据原始资料与城市规划情况、并考虑环境效益与社会效益，合理地选择污水处理厂的位置。(6) 根据水体自净能力以及要求的处理水质并结合当地的具体条件，如水资源情况、水体污染情况等来确定污水处理程度与处理工艺流程。无特殊要求时，污水级处理后其水质应达到国家污水综合排放一级标准，即SS20mg/l，COD60mg/l，BOD520mg/l。(7) 根据原始资料、当地具体情况以及污水性质与成分，选择适合的污泥处理工艺方法，进行各单位构筑物的设计计算。(8) 污水处理厂平面布置要紧凑合理，节省占地面积，同时应保证运行管理方便。(9) 在确定污水处理工艺流程时，同时选择适宜的各处理单体构筑物的类型。对所有构筑物都进行设计计算，包括确定各有关设计参数、负荷、尺寸与所需的材料与规格等。(10) 对需要绘制工艺施工图的构筑物还要进行更详细的施工图所必须的设计与计算，包括各部位构件的形式、构成与具体尺寸等。(11) 对污水与污泥处理系统要作出较准确的水力计算与高程计算。(12) 对排水管网与污水处理厂都要进行经济概算与成本分析。1.2.3.2 图纸的具体要求排水工程毕业设计应完成1#图纸11张。具体如下：(1) 排水工程规划图，1#图或0#图1张。(2) 污水主干管、雨水管纵断面图，1#1-2张。(3) 污水处理厂总平面图，1#图1张。(4) 污水处理厂工艺平面图，1#图1张。(5) 主要处理构筑物（如初沉池、曝气池、二沉池、消化池等）工艺图，1#图3-4张。每位同学具体绘制的构筑物图，由指导老师确定。(6) 污水提升泵站工艺图，1#图1张。(7) 污水处理工艺与污泥处理工艺高程布置图，1#图1张。(8) 节点大样图（根据单体构筑物图，由指导教师指定），2#图1张。1.2.3.3 设计计算书的具体要求设计计算说明书不仅要有完整的设计计算过程，还应包括与设计题目有关的资料总，可供选择的方案比较，选择方案的依据，以及对所选方案的论述。毕业设计计算说明书要结构严谨、层次分明、语言流畅、书写工整（可打印）、简图合理、计算正确，符合学科、专业的有关要求。1.3 设计原始资料1.3.1 地形与城市规划资料(1)城市地形与总体规划图一张，比例为1:10000(2)城市各区人口密度与居住区生活污水量标准（平均日）表1-1 城市各区人口密度和污水量标准区域人口密度（人/公顷）污水量标准（L/人.日）一 区360140二 区370150(3)城市综合径流系数城市综合径流系数为0.62(4)工业企业与公共建筑的排水量和水质资料表1-2 城市工业企业与公共建筑的排水量和水质资料企业与公共建筑名称平均排水量(m3/h)最大排水量(m3/h)SS(mg/L)BOD5(mg/L)pH工厂甲1802302602306.9工厂乙2002403002507.1工厂丙1501903403007.4注：工业企业废水的特殊水质可以另行说明；如国有企业与公共建筑的废水已经处理，按处理后的水质填写。1.3.2 气温资料、常年主导风向、设计暴雨强度公式及其参数(1) 气温资料表1-3 城市气温资料年平均气温月平均最高气温年最低气温月平均最低气温年最高气温月平均气温温度在-10以下的天数（天）温度在0以下的天数（天）降雨量（mm/天）年蒸发量（mm/天）(2)常年主导风向常年主导风向为西南风。(3)设计暴雨强度公式及其参数:q=1984（1+0.77lgP）/（t+9）0.771.3.3 地质资料 表1-4 城市地质资料土壤性质冰冻深度（m）地下水位（地表下）（m）排水管网干管处一般性资料粘土17污水中途泵站与污水处理厂处粘土171.3.4 受纳水体水文与水质资料受纳水体为河流，污水处理厂排放口处资料见表1-5。 表1-5 城市污水受纳水体水文水质资料流量(m3/s)流速(m/s)水位（m）水温()Do(mg/L)BOD(mg/L)SS(mg/L)最小流量时42最高水位时44常水位时43在污水总排放口下游公里处有取水口，要求BOD54.0mg/L1.3.5 图纸、程序、上机、实验、外文翻译等具体要求：(1)图纸要求：应完成1#图纸至少11张。其中手工绘制2张。 (2)程序要求：应能独立使用程序进行污水管路及雨水管路水力计算。(3)上机要求：上机40机时以上，能够熟练掌握建筑CAD绘图(4)外文翻译要求：能够较好的翻译本专业外文资料，外文翻译30005000字。第二章 设计说明2.1 排水工程规划排水系统的体制一般分为合流制、分流制和混流制。排水系统体制的选择应满足环境保护的需要，根据当地条件，通过技术经济比较确定，而环境保护应是选择排水体制时所考虑的主要问题，合理地选择排水系统的体制，不仅从根本上影响排水系统的设计、施工、维护管理，而且对城市和工业企业的规划和环境保护影响深远，同时也影响排水系统工程的总投资和初期投资费用以及运行维护管理费用。本设计采用分流制。从环境保护方面来看，采用分流制的城市，初雨径流未加处理就直接排入水体，会对城市水体造成污染。尽管如此，分流制较灵活，以适应社会发展的需求，一般又能符合城市卫生的要求，所以在国内外获得了较广泛的应用。从造价方面看，合流制排水管道的造价比完全分流制一般要低2040。可是合流制的泵站和污水厂却比分流制的造价要高。从维护管理方面来看，分流制系统可以保持管内的流速，不致发生沉淀。同时，流入污水厂的水量和水质比合流制变化小得多，污水厂的运行易于控制。2.2 污水管道规划布置城市排水系统在平面上的布置，随着地形、竖向规划、污水厂的位置、土壤条件、河流情况、以及污水的种类和污染程度等因素而定。该城市的地势向水体有适当倾斜，故采用截流式布置即各排水流域的干管以最短距离沿与水体垂直的方向布置，再沿与水体平行的方向敷设主干管，将各干管的污水截流送至污水厂进行处理。该种布置对减轻水体污染、改善的保护环境有重大作用。该城区地形坡度较小，自西北向东南倾斜，干管基本上与等高线垂直，主干管布置在城区南面，基本上与等高线平行，可初步确定建一个污水处理厂，厂址位于河流下游的北面。根据管道定线原则及城区实际情况，设计初步考虑两套方案。管道的布置方案应在同等条件和深度下进行技术经济比较，选择一最佳方案。两个方案的污水管道系统都采用截流式布置。方案一：由于城市地形西北高，东南低，所以污水厂及出水口设在城市东南，使所有污水尽量靠重力排出。主干管平行于河流布置，干管垂直于河流布置。见排水管网平面图2-1，电算结果见附录一(方案一)。图2-1 方案一方案二：污水厂及出水口位置不变，主干管平行于河流布置，部分干管平行于河流布置。见排水管网平面图2-2，电算结果见附录二（方案二）。图2-2 方案二根据电算结果，方案一不仅比方案二的造价低，而且在布置上也合理。所以本设计采用方案一。2.3 雨水管道规划布置充分利用地形，就近排入水体。根据城市规划布置雨水管道。通常，应根据建筑物的分布，道路布置及街坊内部的地形，出水口位置等布置雨水管道，使雨水以最短距离排入街道低侧的雨水管道。雨水口的布置应使雨水不致浸过路口。雨水管道采用明渠或暗渠应结合具体条件确定。详见排水管网平面图2-3，电算结果见附录三。图2-3 方案三第三章 污水处理厂设计说明3.1 厂址选择WF市两个区的污水最后汇总到污水干管送入污水处理厂进行处理。厂内的排放管将处理过的污水统一排放。厂址必须位于集中给水水源下游，并应设在城镇工厂厂区及生活区的下游和夏季主风向的下风向。为保证卫生要求，厂址应与城镇工厂厂区生活区及农村居民点保持约300m以上的距离，但也不宜太远。根据以上原则，将WF市污水处理厂建在该城的东南角，离城区300米、离河道200米左右。水厂位于流经该城的河流下游。土质为粘土。水厂地质条件较好，地下水位也较低，有利于施工。河流最高水位44米，水厂不会受冲淹。该城常年主导风向西南风。水厂设在城市主导风向的下方，不会影响城区的环境卫生。厂内的生活区位于主导风向的上方。3.2 工艺流程3.2.1 污水处理工艺流程污水处理采用典型的二级处理工艺，具体的流程为：污水进入水厂，经过格栅至集水间，由水泵提升到平流沉砂池，经初沉池沉淀后，污水进入曝气池中曝气，可从一点进水，采用传统活性污泥法，也可采用多点进水的阶段曝气法。在二次沉淀池中，活性污泥沉淀后，回流至污泥泵房。二沉池出水经加氯处理后，排入水体。本设计采用的工艺流程如图3-1所示。3.2.2 污泥处理工艺流程污泥是污水处理的副产品，也是必然的产物，如从沉淀池排出的沉淀污泥，从生物处理排出的剩余活性污泥等。这些污泥如果不加以妥善处理，就会造成二次污染。污泥处理的方法是厌氧消化，在厌氧消化过程中产生大量的消化气（即沼气）是宝贵的能源，消化后的污泥含水率仍然很高，不宜长途输送和使用，因此，还需要进行脱水和干化等处理。具体过程为：二沉池的剩余污泥由螺旋泵提升至浓缩池，浓缩后的污泥进入贮泥池，再由泥控室投泥泵提升入消化池，进行中温二级消化。一级消化池的循环污泥进行套管加热，并用搅拌。二级消化池不加热，利用余热进行消化，消化后污泥送至脱水机房脱水，压成泥饼，泥饼运至厂外，可用做农业肥料。消化池产生沼气，一部分用于一级消化池的沼气搅拌，一部分用于沼气发电。本设计采用的工艺流程如图3-1所示。图3-1 处理工艺流程图3.3 处理构筑物3.3.1 格栅格栅由一组平行的金属栅条或筛网组成,安装在污水渠道、泵房集水井的进水口处或污水处理厂的端部，用以截留较大的悬浮物或漂浮物，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷，并使之正常运行。本设计采用的是中格栅。3.3.2 沉砂池沉砂池的功能是去除比重较大的无机颗粒。沉砂池一般设于泵站、倒虹管前，以便减轻无机颗粒对水泵、管道的磨损；也可设于初次沉淀池前，以减轻沉淀池负荷及改善污泥处理构筑物的处理条件。常用的沉砂池有平流沉砂池、曝气沉砂池、多尔沉砂池和钟式池。本设计采用的是平流沉砂池。3.3.3 初沉池 沉淀池按工艺布置的不同，可分为初次沉淀池和二次沉淀池。初次沉淀池是一级污水处理厂的主体处理构筑物，或作为二级污水处理厂的预处理构筑物设在生物处理构筑物的前面。处理的对象是悬浮物质，同时可去除部分BOD5，可改善生物处理构筑物的运行条件并降低其BOD5负荷。沉淀池按池内水流方向的不同，可分为平流式沉淀池，辐流式沉淀池和竖流式沉淀池。本设计采用辐流式沉淀池。3.3.4 曝气池 曝气池是活性污泥反应器，是活性污泥系统的核心设备，活性污泥系统的净化效果，在很大的程度上取决于曝气池的功能是否能够正常发挥。本设计采用推流式曝气池。3.3.5 二沉池 二次沉淀池设在生物处理构筑物的后面，用于沉淀去除活性污泥或腐殖污泥，它是生物处理的重要组成部分。沉淀池按池内水流方向的不同，可分为平流式沉淀池，辐流式沉淀池和竖流式沉淀池。本设计采用辐流式沉淀池。3.3.6 浓缩池、消化池、 污泥浓缩的目的在于减容。污泥的处理采用中温二级消化。尽管采用中温二级消化的价格较高，但其处理稳定，能使环境受到的污染减到最小，所以采用中温二级消化。 第四章 污水处理厂工艺计算4.1格栅工艺计算4.1.1 格栅的间隙数设栅前水深 h=1.05m，过栅流速v=0.9m/s ，选用中格栅，栅条间隙宽度b=0.02m,格栅倾角=700，则 Qmax=1475L/s=1.475m3/sn=86个 （4-1）4.1.2 格栅宽度设栅条宽度S=0.01mB=S(n-1)+bn=0.01(86-1)+0.0286=2.57m （4-2）图4-1 格栅计算(1)进水渠道渐宽部分的长度设进水渠宽B1=1.40m,其渐宽部分展开角度=200（进水渠道内的流速为0.8m/s）=(2.57-1.4)/(2tg200)=1.61m （4-3）(2)栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度=1.61/2=0.805m(3)通过格栅的水头损失设栅条断面为锐角矩形断面=0.089m （4-4）取0.09m(4)栅后槽总高度设栅前渠道超高=0.3m ，栅前糟高=1.04+0.3=1.34m=1.04+0.09+0.3=1.43m(5)栅槽总长度=1.61+0.805+1.0+0.5+1.34/tg700=4.40m(6)每日产渣量在格栅间隙20mm的情况下，设栅渣量为每1000m3污水产0.06m3=864001.0990.05/1000=4.75m3/d （4-5）因4.75 m3/d0.20 m3/d,宜采用机械清渣。4.2平流沉砂池工艺计算本工程设计采用平流沉砂池。4.2.1 设计参数设计流量：；设计流速：；停流时间：；4.2.2 沉砂池长度(1)水流断面面积(2)池的总宽度设计，则；（没有考虑隔墙厚）(3)有效水深(不大于1.2m),取1.2m(4)贮泥区所需容积设T=2d, 则 （4-6）式中，X为单位污水量沉淀的悬浮泥砂量,一般采用30m/106m。(5)每个沉砂斗的容积设每一个分格有1个沉砂斗，(6)沉砂斗各部分尺寸及容积设斗底宽，斗壁与水平面的倾角为，斗高=1.0m，则沉砂斗上口宽为(7)砂斗容积。(8)沉砂斗高度采用机械排砂,设计池底坡度为0.06,坡向砂斗沉泥区高度为(9)池子总高度设超高，4.3 初沉池工艺计算本工程采用辐流式初沉池，该沉淀池运行稳定，管理简单，排泥设施已定型，对大中型污水厂较经济。(1) 沉淀部分水面面积设表面负荷，n=4个，则 （4-7）(2) 池子直径 取30.0m(3) 沉淀部分有效水深取沉淀时间t=1.5h，则(4) 沉淀部分有效容积图4-2初沉池计算简图(5) 污泥斗部分所需容积设S=0.5L/(人d),T=4h,则 （4-8）=1227.81360+433.1370=60.22 （4-9）(6) 污泥斗容积设，则(7) 污泥斗以上圆锥部分污泥容积设池底径向坡度为0.05，则，(8) 污泥总容积(9) 沉淀池总高度设超高则(10) 沉淀池池边高度(11) 径深比 (符合要求)(12) 堰负荷计算， （4-10）要设双边出水集水糟。4.4 曝气池工艺计算本设计采用传统推流式曝气池，曝气池污泥负荷0.3kg，污泥浓度为2500mg/L,污泥指数SVI=100,污泥回流比R=0.5。曝气池的运行方式，以传统的活性污泥运行方式为基础，可以按阶段曝气系统和再生曝气系统运行。4.4.1 污水处理程度的计算设每人每天排放的为25g（20-35）,则总的= 原污水的值为192.93mg/L,经初次沉淀处理，的去除率按25%考虑，则进入曝气池的污水，其值为：192.93（1-25%）=144.70 mg/L，计算去除率，首先计算处理水中非溶解性值，=7.1bXAC=7.10.09250.4=6.39 mg/L处理水中溶解性为:25-6.39=18.61去除率 （85-90） （4-11）4.4.2 曝气池的体积按污泥负荷计算，曝气池的体积计算公式为： （4-12）取 设4组曝气池，每组体积为：名义停留时间为：4.4.3 确定池体有效水深h=4.5m ,每组曝气池面积为，池宽B=6.0m ,池长， （介于1-2符合要求）， （符合要求）设五廊道式曝气池，每个廊道长为：取超高0.5m，则池总高度为：H=4.5+0.5=5.0 m 在曝气池面对初次沉淀池和二次沉淀池的一侧，各设横向配水渠道，并在池中部设纵向中间配水渠道与横向配水渠道相连接。在两侧横向配水渠道上设进水口，每组曝气池共有5个进水口。图4-3曝气池平面图4.4.4曝气系统的设计与计算设计采用鼓风曝气系统。1)平均时需氧量的计算， (4-13)=(2)最大时需氧量的计算根据原始，代入得：=(3)每日去除的值(4)去除每kg BOD的需氧量(5)最大时需氧量与平均时需氧量之比：4.4.5 供气量的计算采用固定式的微孔空气扩散器，敷设于距池底0.2m处，淹没水深4.3m，计算温度定为300C，查表得水中溶解氧饱和度(1)空气扩散装置出口处的绝对压力值为：(2)气泡离开池表面时氧的百分比值为： （4-14）(3)曝气池混合液中平均饱和度（按最不利的温度条件考虑）： （4-15）(4)换算为在200C条件下，脱氧清水的需氧量为:取=623.69kg/h （4-16）相应的最大时需氧量为：(5)曝气池平均时供气量为：(6)曝气池最大时供气量为：(7)去除每的供气量为：(8)每立方米污水的供气量为：本系统不采用空气在回流污泥并提升污泥，空气总用量4.4.6 空气管系统的计算按图示的曝气池平面布置空气管道，在相邻的两个廊道的隔墙上设一根干管，共5根干管，在每根干管上设5对配气竖管，共10条配气竖管。全曝气池共设50条配气竖管。每根竖管的供气量为：20422.5/(250)=204.225；曝气池平面面积为：3260=1920m2 。每个空气扩散器服务面积按0.55m2计，所需空气扩散器的总数为：1920/0.55=3491个。为安全计，本设计采用3600个空气扩散器，每个竖管上安设的空气扩散器的数目为：3600/50=72个；每个空气扩散器的配气量为：20422.5/(36002)=2.84m3/h 。选择一条从鼓风机房开始的最远的管路作为计算管路。空气干管和支管以及配气,管的管径根据通过空气量和相应的流速加以确定，比摩阻查表。沿程损失、局部损失折算成当量长度计算，曝气管系统的计算见附录四。固定平板型微孔扩散器的水头损失为1.50m。4.4.7 空压机的选定扩散器距池底为0.2m，因此鼓风机所需的压力为：P=(4.5-0.2+1.0)9.4=49.82kPa最大时供气量20422.5+15833.33=36255.83平均时供气量17324.72+15833.33+33158.05。4-4空气管路计算图根据所需压力及空气量，决定采用LG80型空压机10台，该型空压机风压50,风量，正常条件下，6台工作4台备用，高负荷时8台工作2台备用。4.5 辐流式二次沉淀池工艺计算本设计采用辐流式二次沉淀池。二沉池的集配水是采用双层中管式集配水井，曝气池的来水经中心管进入内层配水井，由配水井均匀地分配给二沉池，二沉池的出水经集水槽汇集，送入外层集水井，然后由集水井进入出水管道送走。每座沉淀池配有刮泥机1座，刮泥机线速度为1.5 m/min。二沉池设有专门放空时用的放空管道，由于放空管的高程位置限制，池内部分存水不能放尽，需要在放空井内设置临时潜水泵抽升，方可放空。当地下水位较高时，二沉池不能完全放空，以免引起二沉池池体上浮。图4-5二沉池计算简图(1) 沉淀部分水面面积表面负荷的取值范围为：，(2) 池子直径共设8个沉淀池，则 取30m 沉淀部分有效水深取停留时间的取值范围为1.52.5h,取(3) 二沉池的出水堰负荷，设双边出水就行。(规定1.5-2.9)(4) 污泥区容积采用机械吸泥机，二沉池污泥区容积2h计算，则 (R-回流比25%-75%) （4-17）1) 污泥斗容积设池边坡度0.05，进水头部直径为2.50m,h=(R-r)0.05=0.7875,则锥体部分容积为：则还需一段柱体装泥，设其高为，取0.52) 沉淀池的池边高度 (符合推荐值)3) 沉淀池的总高度进水头部和管道的确定见排水手册。4.6 污泥和消毒设备设计计算4.6.1 加氯量确定采用液氯消毒，加氯量应经试验确定。对生活污水，当无实测资料时，可采用下列数值：(1)一级处理后的污水；不完全人工二级处理的污水；(2)完全人工二级处理后的污水；本工程无实测资料，采用加氯量为，则4.6.2 混合池计算接触时间取30min，接触池的容积为：取水深为2.4米,面积为2655/2.4=1106.25m2设3个廊道,每廊道宽5米,则廊道长为1106.25/(35)=74m。4.6.3 加氯消毒设备污水的二级处理消毒一般采用季节性加氯，在夏季污水污染严重时加氯消毒。本工程选用ZJ-1型加氯机2台，氯库共存氯15天，需要30天氯瓶；另外，设1专用水池为氯瓶降温和安全之用。4.7 计量堰设计计算本工程采用巴氏计量槽，当流量为Q=1475L/s,查手册5的567页表10-3得：w=1.0m,，A=1.734m,m,C=1.30m,D=1.68m则:当W=1. 0时，：，所以，4.8 浓缩池工艺计算本设计污泥浓缩池采用两座圆形辐流式浓缩池，设有刮泥设备，采用周边转动，周边线速度2.0m/min。浓缩池设计简图如图4-6：(1) 浓缩池泥量的计算采用间歇排泥，剩余污泥量为592.59含水率，污泥浓度为8.1g/L,浓缩后的污泥浓度为30 g/L，含水率。(2) 浓缩池的直径采用带有竖条栅条污泥浓缩机的辐流式重力浓缩池，浓缩池污泥固体通量取。浓缩池的面积： （4-18） 采用两个浓缩池，每个浓缩池的面积为，则浓缩池直径 ： ,取D=12m。(3) 浓缩池的高度计算取污泥浓缩时间为T=24h，则浓缩池工作部分高度为：浓缩池的超高取0.30m；缓冲层高度取0.30m；浓缩池的高度：(一般为4m) 图4-6 浓缩池计算简图(4) 浓缩后的污泥体积的计算 （4-19） 取160m3(5) 排泥斗体积的计算(6) 各种管道的确定进泥管采用D=300 mm；排泥也采用D=300 mm；排上清液采用D=100 mm。4.9 消化池工艺计算已知条件：初沉池泥量为:。浓缩后泥量为:。总消化池污泥量为：。其含水率均为97%，采用中温两极消化处理。消化池的停留时间为30天，其中一级消化10天，二级消化为20天。消化池控制温度为，计算温度为35，新鲜污泥年平均温度为17.3，日平均最低温度为12，池外介质为空气时，全年平均气温为11.6，冬季室外采用-9。池外介质为土壤时，全年平均温度为12.6，冬季计算温度为4.2。一级消化池进行加热搅拌，二级消化池不加热不搅拌，均为固定盖形式。(1) 一级消化池容积总容积为：P-污泥投配率（%）采用4座一级消化池，则每座池子的有效容积为：消化池直径采用；集气罩直径采用；池底下锥底直径采用；集气罩高度采用；上锥体高度采用；消化池的柱体高度应大于，采用；下锥体高度采用；则消化池总高度为:集气罩容积为：弓形部分容积为：圆柱体部分的容积为：下锥体部分的容积为：则消化池的有效容积为：d 图4-7消化池计算简图(2) 二级消化池容积总容积为：采用2座二级消化池，每2座一级消化池串联1座二级消化池，则每座二级消化池的有效容积：二级消化池的各部分尺寸同一级消化池。(3) 消化池各部分的表面积计算集气罩表面积为：池顶表面积为：则池盖总表面积为：池壁表面积为： (地面以上部分) (地面以下部分)池底表面积为：(4) 消化池热工计算消化池的耗热量可以根椐冬季最大负荷量计算，耗热量包括下列三部分：每天投配新鲜污泥从原始温度加热到所需的耗热量；消化池池体的热损失量，是由池体内污泥的消化温度与池体外大气的最低温度的温差所引起的耗热量；污泥管道的耗热量。1) 提高新鲜污泥温度的耗热量污泥投配率为5%，则每座一级消化池投配的最大污泥量为： 采用中温消化，消化温度，新鲜污泥年平均温度，日平均最低气温，则日平均耗热量为： （4-20）最大耗热量为： （4-21）2) 消化池池体的耗热量消化池各部分传热系数采用：a. 池盖的传热系数，即；池外介质为大气，全面平均气温为，则全年平均耗热量为： （4-22）冬季室外计算温度，则最大耗热量为：b. 池壁在地面以上部分的传热系数；池壁在地面以上部分全年平均耗热量为：则最大耗热量为：c. 池壁在地面以下部分的传热系池外介质为土壤，全面平均温度为，冬季室外计算温度，池壁在地面以下部分全年平均耗热量为：冬季室外计算温度则最大耗热量为：d. 池底的传热系数池外介质为土壤，全面平均温度为，池底部分全年平均耗热量为：最大耗热量为：e. 每座消化池池体全年平均耗热量为：最大耗热量为：每座消化池总耗热量全年平均耗热量为：最大耗热量为：3) 热交换器的计算消化池每天所需的热量，是由污泥加热循环泵将污泥通过热交换器加热提供的。本设计采用池外套管式泥-水热交换器，套管中心走泥，套管间走热水，热水从上部向下流。生污泥在进入一级消化池之前，与回流的一级消化池污泥先行混合，再进入一级消化池，其比例为1：2，全年均匀投配。进入消化器的生污泥量为：回流消化污泥量为：进入消化池的总污泥量为：生污泥的日均最低温度为：内管管径选用DN80mm,外管管径选用DN125mm,则污泥在内管中的流速为：（符合要求） （4-23）热交换器按最大总耗热量，热交换器入口热水温度采用，则循环热水量为： （4-24）内外管之间热水的流速为：（符合要求）生污泥与消化污泥混合后的温度为：热交换器的套管长度按下式计算：，其中， （4-25）因为所以热交换器的传热系数选用，则每座消化池的套管是泥-水热交换器的总长度为： （4-26）设每根长4米，其根数为：根，选用6根。4) 消化池保温结构厚度计算设消化池池盖混泥土结构厚度为；钢筋混凝土的导热系数为：；采用聚氨酯硬质泡沫塑料作为保温材料，导热系数，则池盖保温材料的厚度为：（6-27）设消化池在地面以上部分池壁的混凝土结构厚度为，采用聚氨酯硬质泡沫塑料作为保温材料，则池壁在地面以上部分保温材料的厚度为：池壁在地面以上的保温材料延伸到地面以下的深度为冻深加上0.5m。设消化池在地面以下池壁的混凝土结构厚度为,土壤的导热系数为：，则池壁在地面以下的保温材料的厚度为：设消化池池底混凝土结构厚度为，则池底部分保温材料的厚度为：地下水位在池底混凝土结构厚度以下，大于1.7m，故不加其它保温措施。池盖、池壁的保温材料采用聚氨酯硬质泡沫塑料，其厚度经计算分别为25mm、27mm，均按27mm计，乘以1.5的修正系数，故采用50mm。二级消化池的保温材料及厚度与一级消化池相同。5) 沼气混合搅拌计算消化池的混合搅拌采用多路曝气管式（气通式）沼气搅拌。搅拌用气量：单位搅拌用气量采用，则用气量为：曝气立管的流速采用，则所需立管的总面积为：，选用立管的直径为时，每根断面,则所需立管的总数为：根，采用8根。核算立管的实际流速为： （符合要求）产沼气量按8倍的泥量计算，则6) 沼气柜设计计算储气柜内部的体积应按需要的最大调节容量决定，无资料可按平均日产气量的，即的平均产气量计算。采用的储气柜为低压浮盖式湿式储气柜，浮动罩直径与高度之比一般为1.5：1。沼气系统压力一般为，本系统采用1960。储气柜的容积为：采用单级温式储气柜2个，则设加上1个球冠R=6m,容积忽略不计。4.10 附属构筑物工艺计算(1) 回流污泥泵房取回流比R=0.5,设2台回流污泥泵，则污泥量为： 。选用螺旋污泥泵的型号为LXB900，功率11KW,据此计算泵房的大小。(2) 鼓风机房鼓风机房主要提供曝气沉沙池和曝气池曝气所需的空气。鼓风机房的设计计算是根据空气量和空气压力确定鼓风机房的大小，然后据鼓风机的大小确定鼓风机房的大小，同时也的考虑噪声的影响。鼓风机选用LG 80型罗茨鼓风机共10台，空气量为，风压为60。配电机JS-114-6，功率为115KW,其中1台备用。鼓风机和电动机运行时需要冷却，设水冷却泵2台（1台备用），冷却塔1座（冷却循环水使用）。(3) 污泥投配池污泥投配池是用来贮存初沉池的生污泥和浓缩池浓缩后的剩余活性污泥，来自初沉池的污泥量为，来自浓缩池的污泥量为，总污泥量为。设计中采用2个投配池，污泥停留时间18h，池子尺寸，池高6m，底部为斗形，每池中间作成斗形。投配池后有的出泥管1根，池前端有2根的进泥管，侧壁引入一根的生污泥管。(4) 污泥控制室污泥控制室消化池的控制中心，它的主要作用包括：新鲜污泥的投配；消化池内的污泥循环搅拌；消化污泥的加热；消化池运行情况的监测和控制。所以污泥控制室的大小根据污泥投配泵和污泥加热设备的大小确定，具体参数根据有关的规定和经验值选取。设计污泥控制室为半地下式框架结构，分为三层；地下部分泵工作间，设有污泥加热循环泵、新鲜污泥投配泵以及排污泵；地面一层为电气仪表、设备控制室；地面二层为热交换间。新鲜污泥投配可按两种方式运行：一种为直接投配，即新鲜污泥由污泥投配池抽出后，不经预热，经过泵的提升后，直接进入消化池；另一种是经过预热后投配，即新鲜污泥由投配池抽出后由旁通管与循环污泥混合进入热交换口，经热交换器预热以后在投入消化池。(5) 污泥脱水机房污泥脱水机房包括机械间、药剂贮存间、值班控制室。机械间包括脱水机、皮带输送机、泥浆泵、污泥搅拌机储泥罐等。药剂贮存间存污泥脱水前预处理所需的药剂。污泥脱水设备采用763-D型带式压滤机。污泥运输设备采用TD-75型皮带运输机1台，带宽800mm。采用2台带式压滤机，每台处理污泥量为：其他的辅助设施根据有关的资料设计计算。(6) 厂内设施厂内生产以及生活用水由市区给水管供给。厂内实行完全分流制，厂内污水进入格栅间的集水井内，与城市污水一同处理；雨水不经处理，直接排出厂外。厂内道路成环状，主干道宽14m，次干道宽7m。4.11 高程计算污水处理厂污水处理高程布置的主要任务是：确定各处理构筑物和泵房的标高，确定处理构筑物之间连接管渠的尺寸及其标高，通过计算确定各部分的水面标高，从而能够使污水沿处理流程在处理构筑物之间通畅地流动，保证污水处理厂的正常运行。为了降低运行费用和便于维护管理，污水在处理构筑物之间的流动，以按重力流考虑为宜（污泥流动不在此例）。为此，必须精确的计算污水流动中的水头损失，水头损失包括：污水流经各处理构筑物的水头损失，包括从进池到出池的所有水头损失在内；污水通过连接前后两处理构筑物的管渠（包括配水设备）的水头损失，包括沿程与局部水头损失；污水流经量水设备的水头损失。选择一条距离最长、水头损失最大的流程进行水力计算，并适当留有余地，使实际运行时能有一定的灵活性。以近期最大流量（或泵的最大出水量）作为构筑物和管渠的设计流量，计算水头损失。本设计处理后的污水排入河流水位远低于水厂的地面标高，而且洪水位时也不会发生倒灌。考虑构筑物的挖土深度不宜过大，综合各方面条件，以曝气池埋深作为起点，推算各水面标高。4.11.1 污水部分高程计算河边水位： 43.00m跌水为：2.50m跌水井水位： 45.5m出水厂管总损失：计量堰下游水位： 45.84m，计量堰堰上水头：0.24m自由跌水： 0.10m合计：0.34m计量堰上游水位：46.18m接触池出水管总损失：接触池出水口的损失：0.20m合计：0.21m接触池的水位：46.39m接触池进水口的损失：0.10m合计：0.10m混合池的水位：46.49m混合池进水口的损失:0.15m混合池入水管总损失：1号集配水井外井进水口的损失：0.20m合计：0.54m1号集配水井水位：47.03m1号集配水井外井进水口的损失：0.10m二沉池出水总渠的损失：合计：0.12m二沉池出水总渠起端水位与其集水槽出口水位相同，其水位47.15m二沉池集水槽堰上水头：0.30 m自由跌水：0.15m合计：0.45m二沉池水位：73.47m二沉池进水头部的损失：0.15m二沉池进水管总损失：1号集配水井内井出口损失：0.10m合计：0.33m1号集配水井内井水位：47.93m1号集配水井内井出口损失：0.10m总损失：合计：0.16m曝气池集水槽水位：48.09m曝气池集水槽堰上水头：0.30m自由跌水：0.15m合计：0.45m曝气池水位：48.54m曝气池进水口损失：0.15m合计：0.15m曝气池配水口水位：48.69m曝气池入流管总损失：2号集配水井出口损失：0.10m合计：0.16m2号集配水井外井水位：48.85m2号集配水井外井进水口损失：0.10m初沉池出水总渠损失：,取0.01m合计：0.11m出水总渠起端与初沉池集水槽出口水位相同，其水位48.96m初沉池集水槽堰上水头：0.30m自由跌水：0.15m合计：0.45m初沉池水位：49.41m初沉池进水头部损失：0.15m初沉池入流管总损失：2号集配水井内井出水口损失：0.10m合计：0.33m2号集配水井内井水位：49.74m2号集配水井内井进水口损失：0.10m2号集配水井内井入水管总损失：合计：0.20m平流沉砂池的出水堰水位：49.94m平流沉砂池出水堰的堰上水头：0.30m自由跌水：0.15m合计：0.45m平流沉砂池水位：50.39m平流沉砂池配水口损失：0.20m合计：0.20m平流沉砂池配水口水位：50.59m4.11.2 污泥部分高程计算污泥处理流程的高程计算从初沉池开始。初沉池排处的污泥，其含水率为97%。初沉池至储泥池的管道用铸铁管，长347m，管径350mm。污泥在管内呈重力流，流速为，按下列求得水头总损失为：根据处理构筑物结构尺寸和埋深可确定泥区构筑物的高程：贮泥池水位 45.25m浓缩池水位 47.44m一级消化池水位 52.23m二级消化池水位 51.23m4.12 污水泵站计算本设计采用干式矩形半地下合建式泵房，它具有布置紧凑、占地少、结构节省的特点。集水池和机器间由隔水墙分开，只有吸水管和叶轮淹没在水中，机器间经常保持干燥，以利用对泵房的检修和保养，也可避免污水对轴承、管件、仪表的腐蚀。在自动化程度较高的泵站、较重要地区的雨水泵站、开启频繁的污水泵站中，应尽量采用自灌式泵房。自灌式泵房的优点是启动及时可靠，不需引水的辅助设备，操作简单；缺点是泵房较深，增加工程造价。采用自灌式泵房时水泵叶轮（或泵轴）低于集水池的最低水位，在高、中、低3种水位情况下都能直接启动。(1) 集水池计算选择水池与机器间合建式的方形泵站，用6台泵（2台备用），每台水泵的流量为：取380L/s集水池的容积，采用相当于1台水泵5min的容量：有效水深采用,则集水池面积为.集水池尺寸：宽度采用3.5m，长度采用23m，面积大于47.5m2，符合要求。(2) 水泵总扬程估算1)集水池最低工作水位与所需提升最高水位之间的高差：2)出水管线的水头损失。每一台泵单用一根出水管，其流量为，选用的管径为600mm的铸铁管，查表得；设管总长为50m，局部损失占沿程损失的30%，则总损失为：3)泵站内的管线水头损失假设为2.0m，考虑自由水头为1.0m。4)水泵总扬程为：选用6台KWPK400-500型杂质泵，每台。(3) 水泵总扬程进行核算泵站平面布置后，对水泵总扬程进行校核计算。1)吸水管路水头损失计算：每根吸水管的流量,每台吸水管的管径为600mm,流速。沿程损失：直管部分的长度0.6m，进口（=0.5 ）,闸阀1个（=0.609），偏心渐缩管一个（=0.2）。局部损失：吸水管路的水头损失：0.01+0.26=0.27m2)出水管路水头损失计算：管路总长度为30m，渐扩管1个（=0.3），闸门2个（=0.60