945191648哈尔滨工业大学城镇污水厂毕业设计

1、辽宁省中部地区 c 市排水工程设计 摘 要 环境污染问题是当今世界上最大的社会问题之一，尤其是水资源的过 度开发和不合理利用。合理利用水资源是解决这些问题的关键，因此，水 处理的发展对我国能否实现可持续的战略目标起着举足轻重的作用。 本设计是辽宁省中部地区 c 市的城市排水工程。其由两部分组成，即， 城市排水管网系统的设计和城市污水处理厂的设计。其中初步设计要完成 设计说明书一份、城市给排水系统总平面图、污水处理厂总平面布置图一 张、污水厂污水与污泥处理高程图一张、污水总泵站或中途提升泵站工艺 施工图一张，污水与污泥主要构筑物工艺图两张；单项处理构筑物工艺图 设计中，主要是完成 a2/o 反应

2、池的平面图和剖面图。该污水处理厂工程， 总规模达到 10 万吨/日。本设计处理的对象为城市污水，主要污染物质为悬 浮固体（ss）及溶解和胶体状态的有机污染物（bod） 。 排水管网系统共设计了 a 和 b 两套方案，经过技术经济比较，选择 a 方案。根据城市所处的地理位置和污水厂的规模，并结合考虑需脱氮除磷 的要求，城市污水处理厂设计采用 a2/o 工艺。该工艺污水处理流程为：从 粗格栅到泵房，进入细格栅，沉砂池，初沉池，a2/o 反应池，二沉池，消 毒池，电磁流计量，出水排放。污泥处理流程为：从二沉池和初沉池排除 的剩余污泥首先进入污泥提升泵房，进入污泥浓缩池，贮泥池，污泥消化 池，污泥脱水

3、间，泥饼外运。通过此工艺的处理，出水水质将达到城镇 污水处理厂污染物排放标准 （gb18918-2002）一级 b 标准。 关键词：关键词：a2/o；脱氮；除磷；城市排水管网；城市污水处理厂 abstract the problem of environmental pollution is nowadays one of the greatest social concerns in the world, especially overexploitation and unreasonable use of the water resource. the water resource of

4、rational utilization is the key to solving these problems。so the development of water treatment plays a decisive role to realize our country the sustainable strategic objective. the design is a drainage system in a town of c of liaoning province. it is made up of two parts, namely, the design of the

5、 system of urban drainage pipeline networks and design of the urban sewage treatment plant. during the preliminary design, we must complete a brochure, a map of general layout, an elevation map, a flow chart, a map of major equipment, piping layout; construction of structures to deal with individual

6、 designs, is complete anaerobic-anoxic-aerobic tank plants and profiles. the sewage treatment plant project, the total amount to 100,100 tons/day. a and b two sets of schemes that the system of drainage pipeline networks has been designed altogether, and compare through technological economy, choose

7、 a scheme. according to towns geographical position and scale of sewage treatment plant, combining with the demand of denitrification and dephosphorization in treatment process, the sewage treatment plant designs and adopts a2/o craft. the sewage disposal procedure is: from the medium screen to the

8、pumping station, the fine screen, the grit pool, the preliminary settling tank, the anaerobic pool, the anaerobic-anoxic-aerobic part, the secondary settling tank, the disinfection tank, the electromagnetic flow meter, discharged into the river. the sludge treatment procedure is: from the settling t

9、ank and the secondary settling tank discharge of the first to reach the bumping room, the gravity thickening tank, the sludge storing tank, the sludge digesting pool, the sludge dewatering room. after the treatment of this craft, the disposal water quality will reach the first class b standard ofpol

10、lutant discharge standard of urban sewage treatment plant (gb18918-2002 ). keywords： a2/o; removal of nitrogen; removal of phosphorus; urban drainage pipeline networks; urban sewage treatment plant 目录 摘 要 .i abstractabstract .ii 第 1 章 绪论 .1 1.1 概述 .1 1.1.1 城市概况 .1 1.1.2 目的和意义 .1 1.1.3 设计内容 .2 1.2 设计

11、原始资料 .2 1.2.1 地形与城市规划资料 .2 1.2.2 气象资料 .3 1.2.3 地质资料 .3 1.2.4 受纳水体水文与水质资料 .3 第 2 章 城市排水管网设计与计算 .5 2.1 城市排水管网设计原则 .5 2.1.1 排水系统的规划设计原则 .5 2.1.2 排水管网定线原则 .5 2.2 设计依据及排水体制的选择 .6 2.2.1 设计依据 .6 2.2.2 排水系统体制的选择 .6 2.3 城市污水管网计算 .8 2.3.1 城市污水管网设计方案的确定 .8 2.3.2 城市污水管网 c 方案水力计算 .8 第 3 章 城市污水处理厂设计计算 .9 3.1 城市污水

12、水量水质计算 .9 3.1.1 污水水量水质计算 .9 3.1.2 污水中污染物的处理程度确定 .11 3.2 城市污水处理工艺流程的确定 .15 3.2.1 国内城市污水处理工艺的比较和选用 .15 3.2.2 本设计处理工艺的确定 .17 3.3 污水处理构筑物的设计与计算 .17 3.3.1 总泵站 .17 3.3.2 细格栅 .22 3.3.3 曝气沉砂池 .25 3.3.4 初次沉淀池 .28 3.3.5 a2/o 生物反应池 .32 3.3.6 二次沉淀池 .38 3.3.7 消毒接触池 .41 3.3.8 计量设备 .43 3.4 污泥处理构筑物的设计与计算 .45 3.4.1

13、概述 .45 3.4.2 污泥浓缩 .45 3.4.3 贮泥池 .47 3.4.4 污泥消化池 .48 3.4.5 污泥脱水 .56 第 4 章 城市污水处理厂的布置 .58 4.1 污水厂的平面布置 .58 4.1.1 各处理单元构筑物的平面布置 .58 4.1.2 管道及渠道的平面布置 .58 4.1.3 附属建筑物 .59 4.2 污水厂的高程布置 .59 4.2.1 污水的高程布置 .59 4.2.2 污泥的高程布置 .60 4.3 土建与公共工程 .61 4.2.3 土建工程 .61 4.2.4 公共工程 .61 第 5 章 污水处理厂工程概算 .63 5.1 概述 .63 5.1.

14、1 估算范围 .63 5.1.2 编制依据 .63 5.2 投资估算 .63 5.2.1 污水厂的直接费用 .63 5.2.2 工程总概算 .65 5.2.3 运行成本核算 .65 结 论 .67 致 谢 .69 参考文献 .70 附录 1 .71 附录 2 .75 附录 3 .97 第 1 章 绪论 1.1 概述 随着科学技术的不断发展，环境问题越来越受到人们的普遍关注，为 保护环境，解决城市排水对水体的污染以保护自然环境、自然生态系统， 保证人民的健康，这就需要建立有效的污水处理设施以解决这一问题，这 不仅对现存的污染状况予以有效的治理，而且对将来工、农业的发展以及 人民群众健康水平的提高

15、都有极为重要的意义，因此，城市排水问题的合 理解决必将带来重大的社会效益。本设计是针对 c 市的排水工程，包括城 市排水管网和城市污水处理厂，进行系统全面的设计。 1.1.1 城市概况 c 市位于辽宁省中部地区，该市人口约 24 万人。两条河流由西向东穿 过市区，将城区分为区、区、区三部分。三区地势均坡向河流。城 市沿河下游有风景区，交通十分便利，具有良好的发展前景。 该市属于规划中的新兴城市，为保护环境，实现社会、经济的可持续 性发展，应尽可能的减少污染物的排放量，故需对城市污水及工业废水进 行综合处理，使排入河流的污水水质达到设计要求并符合国家规定的标准。 1.1.2 目的和意义 此工程设

16、计研究的目的在于通过对该市进行排水流域划分，排水体制 确定，城市排水管网设计计算，污水厂规模、处理程度，各处理构筑物工 艺尺寸及运行参数进行计算，并对整个城市的排水工程的总造价进行概预 算分析及不同方案之间的技术经济比较来确定一个较为合理的方案来解决 该市现有的排水状况问题。 意义在于通过设计研究，可以确定一套技术可行，经济合理的方案。 改善当地生态环境，提高人民生活质量和城市形象。避免城市下游旅游区 由于受到污水的污染而影响经济效益。另外通过本次毕业设计，让我们对 排水工程有一个更系统全面深入地了解，培养我们分析问题、解决问题， 综合运用所学知识独立工作的能力，并能从技术、经济、环境与社会等

17、多 方面综合考虑，为将来在排水工程的实际工作岗位上工作打下坚实的基础。 1.1.3 设计内容 1.分析自然现状的排水条件，经济合理的确定城市排水体制。 2.并确定排水管网的走向和位置，并进行经济比较。 3.泵站的数量和规模。 4.确定污水厂位置和规模。 5.进行管网的水力计算。 6.确定污水和污泥的处理流程，进行各构筑物的设计计算。 7.进行经济概算，成本核算。 8.绘制相关图纸。 1.2 设计原始资料 1.2.1 地形与城市规划资料 1.城市地形与总体规划平面图一张，比例 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 城市人口密度与生活污水量标准 区域

18、人口密度（人/公顷）污水量标准（升/人日） 区 区 区 270 250 190 230 240 200 3.城市各区中各类地面与屋面的比例（%）： 表 1-2 地面与屋面比例 区域各种屋面 混凝土 与沥青路面 碎石路面 非铺砌 土路面 公园与绿 地 30305530 25305535 区 区 区253010530 4.工业企业与公共建筑的排水量和水质资料： 表 1-3 工业企业与公共建筑的排水量和水质资料 企业或公 共建筑名 称 平均排水 量 m3/d 最大排水 量 m3/d ss mg/l cod mg/l bod mg/l 总氮 mg/l 总磷 mg/l ph 水温 食品厂20001603

19、002100105030187.8 码头800905007004003587.5 啤酒厂120070400280015002057.3 化工厂1700120800190080027307.8 注：工业企业废水的特殊水质可以另行说明； 如果企业与公共建筑的废水已经经过处理，按处理后的水质填写。 1.2.2 气象资料 1. 气温（）等资料见表 1-4。 表 1-4 气象资料 年平均气温（）12月平均最高（）29 年最低气温（）-12月平均最低（）-7 年最高气温（）33月平均气温（） 温度在-10以下的天数15温度在 0以下的天数63 降雨量（mm/年）年蒸发量（mm/年） 2.常年主导风向：西北

20、；最大风速：9m/s；（自画风玫瑰图） 。 1.2.3 地质资料 城市的地质资料见表 1-5。 表 1-5 地质资料 土壤性质 冰冻深度 m 地下水位（在地表下） m 承载力 kpa 排水管网在干管处 一般性资料 亚粘土-0.7-7.5210 污水总泵站与污水 处理厂址处 粘土-0.7-9.0270 1.2.4 受纳水体水文与水质资料 受纳水体为河流时，污水处理厂排放口处理资料见表 1-6。 表 1-6 受纳水体水文与水质资料 流量 m3/s 流速 m/s 水位标 高 m 水温do mg/l bod mg/l ss mg/l ss 允许增 加量 mg/l 最小流量时 （月平均） 7.500.3

21、21.507.33.6337 最高水位时 常水位时 80.50 21.30 0.75 0.55 27.30 23.30 7.7 7.5 3.9 3.7 37 35 3 5 在污水总排放口下游 35 公里处有取水口，要求 bod4.5 mg/l。 第 2 章 城市排水管网设计与计算 2.1 城市排水管网设计原则 2.1.1 排水系统的规划设计原则 排水系统是控制水环境污染、改善和保护环境的重要设施，同时也是 人民身体健康、日常生活以及厂矿企业发展的保障措施。因此，排水工程 的规划与设计必须在区域规划及城市工业企业的总体规划基础上进行。 排水系统的规划与设计应遵循以下原则： 1.要认真贯彻执行宪法

22、中“国家保护环境和自然资源，防治污染和其它 公害”以及环境保护法 、 水污染防治法 。坚持经济建设、城市建设、 环境建设同时规划、同时实施、同时发展的原则，开展以城市为中心的环 境综合治理，以实施经济效益、社会效益和环境效益的统一，在这些指导 思想下，进行排水工程的规划与设计。 2.认真贯彻“全面规划、合理布局、综合利用、化害为利”的环保方针， 正确安排好工农、城市、生产、生活等方面的关系，使经济发展和环境保 护统一起来，注意预防和消除对环境的污染。 3.排水工程的规划应符合区域规划及城市和工业企业的总体规划，并应 与城市和工业企业中其它单项工程设施密切配合，互相协调。 4.排水工程的设计应全

23、面规划，按近期设计，考虑发展有扩建的可能性， 并应根据使用要求和技术经济的合理性等因素，对近期工程做出分期建设 安排。 5.在规划与设计排水工程时，必须注意要认真执行有关部门制定的现行 有关标准、规范和规定。 必须执行国家关于新、改、扩工程实行防治污染 的“三同时”规定。 6.排水系统的规划与设计，要与邻近区域的污水、污泥处理与处置相协 调。必须在较大范围内综合考虑。 7.排水系统的规划与设计，应处理好污染源治理与集中处理的关系。对 工业废水要进行适当的预处理，达到要求后排入城市排水系统。 2.1.2 排水管网定线原则 排水管网的定线原则是：应尽可能在管线较短和埋深较浅的情况下， 让最大区域的

24、污水自流排除。 定线时通常考虑的因素是：地形和竖向规划、排水体制、污水厂和出 水口位置、水文地质条件、道路宽度、地下管线和构筑物的位置、工业企 业和产生大量污水的建筑物的分布情况以及发展远景和修建顺序等。 地形一般是影响管道定线的主要因素，定线时应充分利用地形，使管 道的走向符合地形趋势，一般应顺坡排水。地形标高较高的污水不要经较 低地区泵站排水。 排水管网定线的顺序应当是先确定污水处理厂的位置，然后依次确定 主干管、干管、支管的位置。污水厂应设在河流下游，地下水流向的下游， 城市主导风向的下风向。 管道埋深和泵站数量直接影响到工程总造价，管网定线需做方案比较， 选择最合适的管线位置，使其既能

25、减少埋深，又可少建泵站。 排水管道定线应尽量避免或减少管道与河流、山谷、铁路及地下构筑 物交叉，以降低施工费用，减少养护工作的困难。 当排水干管与等高线垂直时，排水干管一般采用双侧集水；当排水干 管与等高线斜向相交时，排水干管一般采用单侧集水。当排水干管双侧集 水时，干管间距一般为 600-1000m；当排水干管单侧集水时，干管间距一 般为 600-800m。 2.2 设计依据及排水体制的选择 2.2.1 设计依据 设计依据包括： 1.gbj14-87 室外排水设计规范 ； 2.gb8978-1996 污水综合排放标准 ； 3.gb18918-2002 城镇污水处理厂污染物排放标准 ； 4.c

26、j3082-99 污水排入城市下水道水质标准 ； 5.辽宁地区 c 市排水工程设计任务书 ； 6.给水排水设计手册 ； 7.c 市总体规划平面图； 8.土建、市政工程估算定额标准。 2.2.2 排水系统体制的选择 在城市和工业企业中通常有生活污水、工业废水和雨水。这些污水是 采用一个管渠系统来排除，或是采用两个或两个以上各自独立的管渠系统 来排除。污水的这种不同排除方式所形成的排水系统，称作排水系统的体 制，简称排水体制。排水系统的体制，一般分为合流制和分流制两种类型。 合流制排水系统是将生活污水、工业废水和雨水混合在同一个管渠内 排除的系统。现在常用的是截流式合流制排水系统，这种系统实在临河

27、岸 边建造一条截流干管，同时在合流干管和截流干管相交之前或相交处设置 溢流井，并在截流干管下游设置污水处理厂。合流制特点如下： 1.从环境保护方面来看，它将生活污水、工业废水和雨水全部截流送往 污水厂进行处理，然后排放，从控制和防止水体的污染来看，是较好的。 可是雨天时有部分混合污水经溢流井溢入水体，使水体遭受污染，甚至达 到不能容忍的程度。但此缺点可在溢流出水口附近设置雨水污水存储池以 减轻城市水体污染。 2.从工程造价方面来看，截流主干管尺寸很大，污水厂容量也增加很多， 建设费用也相应地增高。但据国外有的经验认为合流制排水管道的总造价 比完全分流制一般要低 20%40%。 3.从维护管理方

28、面来看，晴天只是部分流，管内流速较低，易产生沉淀； 雨天时接近满管流，管中的沉淀物易被暴雨水冲走，故可减低管道维护管 理费用。但是晴天与雨天流入污水厂水量变化很大，增加了合流制排水系 统污水厂运行管理的复杂性。 分流制排水系统是将生活污水、工业废水和雨水分别在两个或两个以 上各自独立的管渠内排除的系统。排除生活污水、城市污水或工业废水的 系统称污水排水系统；排除雨水的系统称雨水排水系统。分流制特点如下： 1.从环境保护方面来看，生活污水和工业废水全部送往处理厂进行处理， 使受纳水体免遭受污染。但分流制对初将雨水不能采取处理，造成初降雨 水的污染，有时还很严重。 2.从工程造价方面来看，由于分流

29、制雨水、污水分流而多设一条雨水排 水系统，但管径可适当减小，该市又有较好的接纳水体，雨水可就近排除。 且分流制可以分期建设，缩短工期，提高效益，适合我国国情。 3.从维护管理反面来看，分流制可保证城市污水在水管内的流速不致太 小而发生淤积，同时进入污水厂的水质水量变化小，有利于污水厂的运行 管理。 所以，根据城市工业企业规划，环境保护的要求，污水的利用情况， 原有的排水设施，水质、水量、地形、气候等条件，从全局出发，在满足 环境保护的前提下，综合考虑，确定本设计采用分流制排水系统。 2.3 城市污水管网计算 2.3.1 城市污水管网设计方案的确定 1.污水厂位置的选择 综合考虑 c 市地形、地

30、势及河水流向、风向等因素，将污水厂址选在 该市东南角，靠近岸边又与岸边留有一定距离，且离市区符合卫生防护要 求（污水厂距居民区大于 300m） 。污水厂设在河流下游，不会对城市的饮 用水源及自然景观产生污染。同时污水厂处于城市常年主导风向的下风向， 不会对城市产生空气污染。污水处理厂工程地质条件较好，交通方便，靠 近受纳水体，处理后的水可以就近排放。 2.污水管道定线 依据城市地形，将 c 市按城市分区也划分为三个排水区域，并设计出 两种方案，以便于进行方案比较。两种设计方案分别为方案 a 和方案 b。 （1）方案 a：根据城市的地形特点，两个区的地势均坡向河流，地面 坡度不大，故区、区和区均

31、采用正交截流式布置方案。区干管沿 垂直（近似）等高线方向布置，干管采用双侧集水；区干管沿垂直（近 似）等高线方向布置，干管采用双侧集水；区街区规划较为整齐，但街 道与等高线垂直，故定设干管与等高线垂直，干管采用单侧集水。此方案 共设有三根主干管，穿越二次河流。 （2）方案 b：由于该市街区规划较为规整，仅区街道需做对比，以 找出经济最优，故方案 b 只改动区管道走向，将方案 a 中的与等高线垂 直铺设的干管改为与等高线平行铺设，但仍满足污水顺坡自流排除的原则， 在街区的最东侧设主干管收集来自干管的污水。 在管网布置中，三区沿河布置的污水主干管都得穿越二次河流。区 污水主干管在收集齐区污水后还得

32、采用倒虹管施工方式过河，在与区 污水主干管会合后将城市污水共同送入城市污水处理厂进行二级处理。 2.3.2 城市污水管网 c 方案水力计算 污水管网的水力计算机完成，具体结果见附录电算结果附录一。 第 3 章 城市污水处理厂设计计算 3.1 城市污水水量水质计算 3.1.1 污水水量水质计算 1.设计流量 根据电算结果，生活污水平均流量： q生活平均=818.16l/s2945.38m3/h70689 m3/d 又因为食品厂平均排水量： q食品=2000m3/d=83.33m3/h=23.15l/s 码头平均排水量： q码头=800m3/d=33.33m3/h=9.26 l/s 啤酒厂平均排水

33、量： q啤酒厂=1200m3/d=50m3/h=13.89l/s 化工厂平均排水量： q化工厂=1700m3/d=70.83m3/h=19.68l/s 所以城市污水平均流量： q平均=818.16+23.15+9.26+13.89+19.68=884.13l/s = 3182.87m3/h76388.83m3/d 城市污水设计流量： q设计1185.81l/s4268.92m3/h102453.98m3/d 2.设计人口数 根据工厂及火车站废水量和工厂及火车站废水中含有的悬浮物浓度和 生化需氧量浓度，折算成工厂及火车站废水的当量人口数。 表 3-1 工厂及火车站废水折合的当量人口数 企业或公

34、共建筑名 称 平均排水 量 m3/d 最大排水 量 m3/d ss mg/l cod mg/l bod mg/l 总氮 mg/l 总磷 mg/l ph 水温 食品厂20001603002100105030187.8 码头800905007004003587.5 啤酒厂120070400280015002057.3 化工厂1700120800190080027307.8 生活污水中的 bod 及 ss 值分别取 30g/（人d）和 45 g/（人d） 。据此 工厂及火车站废水折合成当量人口数如表 3-1 所示。 根据电算结果，居住区生活污水为污水来源的城市居民人口数 n=316034人。综合上表

35、结果，可算出该城市总的设计人口数，如表 3-2 所 示。 表 3-2 设计人口计算表 设计人口数/人 污水来源 按 bod5计算按 ss 计算 居住区生活污水316034316034 工厂及火车站废水6311145333 合计379145361367 3.污水水质污染程度 每人每天生活污水量为： 818.16 86400 223.68 / n316034 s q qlr d 生活平均 生活污水平均 bod5浓度为： 5 3030 0.134 /134 / 223.68 bod s cg lg l q 生活污水平均 ss 浓度为： =0.201g/l=201mg/l 4545 223.68 ss

36、 s c q 生活污水 cod 平均浓度为：ccod=250mg/l 生活污水 tn 平均浓度为：cn=40mg/l 生活污水 tp 平均浓度为：cp=4mg/l 生活污水与工业废水混合后，bod5浓度为： 55555 5 bodbodbodbodbod bod qcqcqcqcqc c qqqqq 生活平均啤酒厂 生活平均啤酒厂 食品食品化工厂化工厂码头码头啤酒厂 食品化工厂码头 = 818.16 13423.15 1050 103.89 15009.26 400 19.68 800 818.1623.15 13.899.26 19.68 =197.06 mg/l 生活污水与工业废水混合后，

37、ss 浓度为： ssssssss ss qcqcqcqcqc c qqqqq 生活平均啤酒厂 生活平均啤酒厂 食品食品化工厂化工厂码头ss码头啤酒厂 食品化工厂码头 = 818.16 20123.15 300 13.89 4009.26 500 19.68 800 818.1623.15 13.899.26 19.68 =205.42mg/l 生活污水与工业废水混合后，cod 的浓度为： codcodcodcodcod cod qcqcqcqcqc c qqqqq 生活平均啤酒厂 生活平均啤酒厂 食品食品化工厂化工厂码头码头啤酒厂 食品化工厂码头 = 818.16 40023.15 2100

38、13.89 28009.26 700 19.68 1900 818.1623.15 13.899.26 19.68 =437.11mg/l 生活污水与工业废水混合后，tn 的浓度为： n n qcqcqcqcqc c qqqqq 生活平均啤酒厂 生活平均啤酒厂 食品食品化工厂化工厂码头码头啤酒厂 食品化工厂码头 =38.66mg/l 818.16 4023.15 30 13.89 209.26 35 19.68 27 818.1623.15 13.899.26 19.68 生活污水与工业废水混合后，tp 的浓度为： ppppp p qcqcqcqcqc c qqqqq 生活平均啤酒厂 生活平均

39、啤酒厂 食品食品化工厂化工厂码头码头啤酒厂 食品化工厂码头 = 818.16 423.15 18 13.89 59.26 8 19.68 30 818.1623.15 13.899.26 19.68 =5.00mg/l 3.1.2 污水中污染物的处理程度确定污水中污染物的处理程度确定 3.1.2.1 污水中 ss 的处理程度 可按污水排放口处 ss 的允许浓度和污水排放口处水质要求的方法分别 计算，选取需处理程度高者。 1.按污水排放口处 ss 的允许浓度计算 首先求出排放口处 ss 的允许排放浓度，根据已知条件，列出如下方 程： css 允许 = p（+1）+css 河 q q 河流 平均

40、式中 q河流河流流量（m3/s） ，q河流= 7.5m3/s； q平均污水平均流量（m3/s） ，q平均= 0.884m3/s； p河流中允许增加 ss 浓度（m3/h） ，p=7mg/l； css 河河流中 ss 浓度（mg/l） ，css 河=33mg/l。 带入各值，得： css 允许=0.1（7.5/0.884+1）+33=99.39mg/l 则可求出 ss 的处理程度为： = 51.62% ss 205.4299.39 100% 205.42 e 2.按污水排放口处水质要求计算 污水二级处理排放口 ss 浓度要求为 20 mg/l。则可求出 ss 的处理程 度为： = 80.53%

41、ss 205.4220 205.42 e 从这两种计算方法中比较得出，方法 2 得出的处理程度高于方法 1，所 以本处理厂 ss 的处理程度为 80.53%。 3.1.2.2 污水中 bod5的处理程度 污水中 bod5的处理程度按河水中溶解氧的最低容许浓度，河流中 bod5的最高允许浓度和污水排放口处水质要求三种方法分别计算，选择处 理程度高者。 1.按河水中溶解氧的最低容许浓度计算 (1)按照河流在最不利时，即最小流量时接纳污水进行计算，排放口处 污水 do 污水=1.5mg/l， 温度 t 污水=17。 排放口处 do 的混合浓度为： =6.69mg/l dodo qcqc do qq

42、河水河水平均污水 河水平均 7.5 7.30.884 1.5 7.50.884 混合温度 tm为： =12.5 7.5 120.884 17 7.50884 m qtqt t qq 河水河水平均污水 河水平均 (2)在水温为 12.5时，可查表或用下式计算耗氧速率常数 k1值： 12.5-20 1 12.51 201 kk （） （）（） 式中 1温度系数，1=1.047； k1（20）20时的耗氧速率常数，k1（20）=0.1。 带入各值，得： =0.071d-1 -20 1 12.5 0.1 1.047k （12. 5） （） 同理可求出复氧速率常数 k2值： 12.5-20 2 12.5

43、2 202 kk （） （）（） 式中 温度系数，=1.024 2 2 k2（20）20时的复氧速率常数，k2（20）=0.2。 带入各值，得： =0.167 d-1 12.5-20 2 4.02 0.2 1.024k （） （） 然后求起始点的亏氧量 d0和临界点的亏氧量 dc。查表得出 12.5时的 饱和溶解氧浓度 dos=10.30mg/l，可算出： d0=10.30-6.69=3.61mg/l，dc=10.30-4.00=6.30mg/l (3)由上可知，在污水排放口河流的亏氧量就达到临界点，所以在用试 算法求起始点有机物浓度 l0 和临界时间 tc 时。 第一次试算： 设临界时间为

44、tc=1.5d，将此值代入下式： 10.071 1.5 1 00 2 0.071 10106.3 0.167 ktc c k dll k 从而可求得 l0为 18.94mg/l，将 l0=18.94mg/l 代入下式得： tc= 0212 21110 (-)1 lg1 - d kkk kkkk l =2.521.5，不符合 10.1673.61 (0.167-0.071) lg1 0.167-0.0710.0710.071 18.94 要求。 第二次试算： 设临界时间为 tc=2.7d，将此值代入下式： 10.071 2.7 1 00 2 0.071 10106.3 0.167 ktc c k

45、 dll k 从而可求得 l0为 23.04mg/l，将 l0=23.04mg/l 代入下式得： tc= 0212 21110 (-)1 lg1 - d kkk kkkk l =2.7922.7d，不符 10.1673.61 (0.167-0.071) lg1 0.167-0.0710.0710.071 23.04 合要求 第三次试算： 设临界时间为 tc=2.7d，按照上面方法求出 tc=2.7980.2m3/d 1.186 0.07 86400 1.25 1000 故采用机械清渣。格栅采用链条回转式格栅，它由驱动机构、主传动 链轮轴、从动链轮轴、牵引链、齿耙、过力矩保护装置和机架等组成。驱

46、 动机构布置在栅体上部的左侧或右侧，通过安全保护装置将扭矩传给主传 动链轮轴，主传动链轮轴两侧主动链轮使两条环形链条作回转运动，在环 形链条上均布 68 块齿耙，齿耙间距与格栅栅距配合并插入栅片间隙一定 深度，运行时齿耙栅片上的污物随齿耙上行，当齿耙转到格栅体顶部牵引 链条换向时齿耙也随之翻转，格栅截留的栅渣脱落到工作平台上端的卸料 处，由卸料装置将污物卸至输送机或集污容器中。 格栅清渣装置起动由水位差控制开关控制，当格栅前后水位差大于 0.1m 时，开始工作。 3.3.1.3 水泵站设计流量和扬程的确定 污水泵站设计流量按最高日最高时污水流量q=4268.92m3/h=1185.81l/s

47、计算。扬程按以下步骤进行计算： 1.栅前水面标高=来水管管内底标高+管内水深 =24.000+1.064=25.064m； 2.栅后水面标高=集水池最高水位标高 =格栅前水面标高格栅水头损失 =25.0640.1=24.964m； 3.集水池最低水位标高=集水池最高水位标高集水池有效水深 =24.9372.0=22.937m； 4.水泵静扬程=出水井水面标高集水池最低水位标高 =31.75822.937=8.821m； 水泵吸、压水管路（含至出水井管路）的压力损失估算为 2.0m，自由 水头损失为 1.0m。 因此水泵扬程 h=8.821+2.0+1.011.8m。 3.3.1.4 水泵机组的

48、选择 考虑来水的不均匀性，易选择两台以上及两台以上的机组工作，以适 应流量的变化。 查水泵样本，选用 350s16 型单级双吸水泵 4 台，3 用 1 备。单泵的性 能参数如下： 流量 q=1440 m3/h，扬程 h=13.4，转速 n=1450r/min，水泵效率 =74%，电机功率 n=75kw。 水泵安装尺寸如下（单位：mm）： dn1=350，dn2=350，l=1090.5， b=1168，f=1000，h=970,h1=620，h2=310，h3=310。 选定电机型号为 y280s-4 型三相鼠笼式异步电动机，其参数如下： 电压 v=380a，额定功率 n=75kw，转速 n=

49、980r/min，重量 w=632kg。 3.3.1.5 集水池容积及其布置 集水池按一台泵 5min 出数量计算，即： v118.60m3，取 119m30.395 5 60 集水池面积为： =59.5m260m2 119 2.0 v a h 3.3.1.6 水泵机组布置 由水泵样本查得，350s16 型水泵基座平面尺寸为 1500mm1600mm， 混泥土基础平面尺寸比机座平台尺寸各边加大 200mm 并考虑施工情况取整， 即为 1700mm1800mm。基础顶面高于地面 0.6m，水泵基础并排布置，基 础间距 1.2m，便于水泵的维修。 3.3.1.7 吸水管路的布置 为了保证良好的吸水

50、条件，每台水泵设单独的吸水管，每条吸水管的 设计流量均为 396l/s，给水管管材采用钢管，d=500mm，流速 v=1.03m/s，i=1.84。水泵进出口 d=350mm，流速 v=2.64 m/s，管长 l=3.35m。 在吸水管的起端设 dn700500 进水喇叭口 1 个（=0.1） ，吸水管路上 设 dn500 闸阀 1 个（=0.08） ，dn500350 偏心渐缩管 1 个（=0.2） 。吸水 管水平段具有向水泵方向上升 5的坡度，便于排除吸入管内的空气。 3.3.1.8 压水管路的布置 由于出水井距泵房距离较小，每台水泵的压水管路直接接入出水井，这样 可以节省压水水管上的阀门

51、。压水管管材采用钢管，d=500mm，流速 v=1.95m/s，i=9.76，管长 l=1.75m。 压水管上设 1 个 dn350500 的渐缩管 1 个（=0.25） ，dn350 的橡胶 柔性接口 1 个（=0.1） ，dn500 的阀门 1 个（=0.06） ，dn500 的止回阀 1 个（=1.8） ，dn500 的弯头 3 个（=0.64） 。压水管水平段具有向出水井方 向上升 5的坡度，将管内的空气赶出。 机组布置及吸、压水管路布置详见城市污水处理厂总泵站工艺图。 3.3.1.9 泵站扬程的校核 在水泵机组选择之前，估算泵站扬程 h 为 11.8m，其中静扬程为 8.8m，动扬程

52、按 3.0m 估算，其中还含有 1.5m 的自由水头损失。机组布置 完后，需要进行校核，看所选水泵在设计工况下能否满足扬程要求。 在水泵总扬程中静扬程和自由水头损失两项无变动，吸、压管路损失 一项则需详细计算。 1.水泵吸水管水头损失： =0.29m 222 2 3.35 1.841.032.64 (0.1 0.08)0.2 210002 9.82 9.8 v hl i g 2.水泵压水管水头损失： 2 3 0.672 2 v hl i g 所以，吸、压管路损失为 0.108+1.324=1.432m0.2 m3/d 0.395 0.1 86400 1000 故采用机械清渣。格栅采用链条回转式

53、格栅，它由驱动机构、主传动 链轮轴、从动链轮轴、牵引链、齿耙、过力矩保护装置和机架等组成。驱 动机构布置在栅体上部的左侧或右侧，通过安全保护装置将扭矩传给主传 动链轮轴，主传动链轮轴两侧主动链轮使两条环形链条作回转运动，在环 形链条上均布 68 块齿耙，齿耙间距与格栅栅距配合并插入栅片间隙一定 深度，运行时齿耙栅片上的污物随齿耙上行，当齿耙转到格栅体顶部牵引 链条换向时齿耙也随之翻转，格栅截留的栅渣脱落到工作平台上端的卸料 处，由卸料装置将污物卸至输送机或集污容器中。 格栅清渣装置起动由水位差控制开关控制，当格栅前后水位差大于 0.1m 时，开始工作。 10. 格栅出水渠设计 格栅后出水渠设计

54、同栅前进水渠设计，为矩形断面暗沟，断面尺寸 bh 为 1.2m1.2m，渠内流速为 v=0.8m/s，水深 h3=0.6m，渠长度取 l=3.0m。 3.3.3 曝气沉砂池 沉砂池的功能是去除比较大的无机颗粒（如泥沙、煤渣等，它们的相 对密度为 2.65、粒径 0.2mm 以上） 。沉砂池设于初次沉淀池前，以减轻沉淀 池负荷及能使无机颗粒与有机颗粒分离便于分别处理和处置，改善污泥处 理构筑物的处理条件。 目前应用较多的沉砂池池型有平流沉砂池、曝气沉砂池、竖流沉砂池 和旋流沉砂池（又叫涡流沉砂池） 。 平流沉砂池是常用的形式，污水在池内沿水平方向流动，具有构造简 单、截留无机颗粒效果较好、排沉砂

55、较方便的优点；但平流沉砂池的主要 缺点是沉砂中约夹杂有 15%的有机物，是沉砂的后续处理增加难度，故常 需配洗砂机，把排砂经清洗后，有机物含量低于 10%，称为清洁砂，再外 运。 曝气沉砂池能克服平流沉砂池的上述缺点，它通过调解曝气量，可以 控制污水的旋流速度，使无机颗粒之间的相互碰撞与摩擦机会增加，把表 面附着的有机物磨去。此外，由于旋流产生的离心力，把相对密度较大的 无机颗粒甩向外层并下沉，相对密度较轻的有机物旋至水流的中心部位随 水带走。除砂效率较稳定，受流量变化的影响小，沉砂中的有机物含量低 于 10%，同时还对污水起预曝气的作用。 竖流沉砂池是污水自下而上由中心管进入池内，无机物颗粒

56、藉重力沉 于池底，处理效果差。 旋流沉砂池是利用机械力控制流态和流速，加速砂粒的沉淀，有机物 则被留在污水中，具有沉砂效果好、占地省的优点。 本设计采用去除率高的曝气沉砂池。 3.3.3.1 沉砂池主体设计 1.池子总有效容积： vqmaxt60 式中 qmax最大设计流量，qmax1.186m3/s t最大设计流量时的流行时间（13 分）取 t2min v1.186260214m3 2.水流断面积： aqmax/v1 式中 v1水平流速 v10.060.12 取 v10.1m/s a1.186/0.111.86m3，取 12 m3 3.池总宽： ba/h212/26m 式中 h2设计有效水深

57、（23m） 取 h22m 4.每格池子宽度： bb/n6/23m（n-格数，n2） 宽深比：b/h22/21 在 11.5 之间，符合要求。 5.池长： lv/a214/1217.83m 6.每小时所需空气量： qdqmax36000.21.1863600853.92m3/h d单位耗气量 d=0.2 m3/ m3污水 采用穿孔管曝气，孔口直径为 3mm。 7.沉砂室所需容积： (m3/d) max864001.186 30 86400 2.4 10000001.3 1000000z qx v k 式中 x城市污水沉砂量 x=30m3/106m3污水 t清除沉砂的间隔时间 t=2t 每个沉砂斗

58、容积： 设每格有 1 个沉砂斗，则：v0=v/2=2.4/2=1.2m3 8.沉砂斗各部分尺寸： 设斗底宽 a1=0.8m，斗壁与水平面成 40，斗高 h3=0.5m，则沉砂斗上 口宽： 32 0.82 40 h am tg 沉砂斗容积： m31.2m3 9.沉砂室高度： 设横向池底坡度为 0.06,坡向集砂槽： h3=h3+0.06l2 其中 l2=(l-2a)/2=(17.83-22)/2=6.92m h3=0.5+0.066.92=0.915m 10. 池体总高度： 设超高 h1=0.3,则沉砂池总高度 h=h1+h2+h3=0.3+2.0+0.9153.215m 3.3.3.2 进出水

59、水头损失 1.设曝气沉沙池进水的尺寸为 10001000mm2： b=0.9（1.3qmax）0.40.9（1.31.186）0.4=1.07m 式中 b集水槽宽 qmax集水槽设计流量 集水槽起端宽度 b1.250.901.125m 超高为 0.3m，则起端水深为 1.125+0.31.425m 2.进水潜孔的尺寸计算 设穿孔流速为 v=0.4m/s，则进水潜孔面积为： s=qmax/2v1.186/20.41.48 则进水潜孔尺寸取 1.21.2 则 vqmax/（21.21.2）0.4120.4m/s 符合要求 进水潜孔水头损失： 0.412 1.060.0092 22 9.8 s v

60、hm g 则沉沙池进水水头损失取 0.01m 3.沉沙池出水水头损失： 沉沙池出水采用非淹没式薄壁堰 max 1 2 2 3 3 1.186 0.43 222 0.44 22 9.8 q hm mbg 式中 b堰宽，取 b2m h1堰上水头 m流量系数 取 m0.44 堰后跌水 h20.1m 则出水水头损失 h2=0.43+0.1=0.53m 则总水头损失 为： h=0.53+0.010.54m 3.3.4 初次沉淀池 初次沉淀池是二级污水处理厂的预处理构筑物，在生物处理构筑物前 面。处理的对象是悬浮物（英文缩写 ss，约可去除 40%55%以上） ，同时 可去除部分 bod5（约占总 bod