华中某城市污水处理厂的设计毕业设计

1、华中某城市污水处理厂华中某城市污水处理厂 初步设计初步设计 a a preliminarypreliminary designdesign ofof a a sewagesewage treatmenttreatment plantplant inin thethe middlemiddle ofof chinachina 摘要 此次污水处理厂的初步设计，是以长沙市第一污水处理厂的水质条件、地质条件、 地理气象条件为基础设计的。鉴于本次设计的水量为 20 万吨/天，选择如下的处理程 序。首先是物理处理，通过提升泵房的一次提升，然后再经过中格栅、细格栅，接着 是生物处理，在对各工艺进行技术可行性

2、、经济合理性、应用广泛、管理科学方便的 综合比较之后，选择了经济可行、管理方便的 a/a/o 法。在平面布局上，厂前区布置 在西北向，生产区布置在东南向，具体布局见平面布局图。 关键字：污水处理厂；长沙；物理处理；生物处理；a/a/o 法 abstract the preliminary design of the sewage treatment plant, the sample of which is he water quality conditions, geological conditions, weather and geographical conditions in cha

3、ngsha first sewage treatment plant. given the quantity of this design is200, 000 tons per day, we choose the following process. the first is the physical treatment, the water go though the middle grille, the small grille, and then is upgraded in the pumping station. followed is the biological treatm

4、ent, after a series of comparison in technical feasibility, economic rationality of the extensive application, science and facilitate in management, we use a viable economic, flexible process named anaerobic-anoxic-oxic . in the plane layout, the former factory districts are in the northeast, while

5、the production areas are in the southwest .for the details, please have a look at the specific flat layout. keyword: the sewage treatment plant； changsha； the physical treatment； the biological treatment,；anaerobic-anoxic-oxic 目 录 摘要摘要.i abstract.ii 目目 录录.iii 第一章第一章 长沙市概述长沙市概述.1 1.1 设计依据与设计原则.1 1.2

6、城市概况.1 1.3 城市排污现状及污染简况.2 1.4 污水处理规模.2 第二章第二章 污水处理厂工艺设计污水处理厂工艺设计.4 2.1 处理厂地理位置.4 2.2 处理厂设计污水量.5 2.3 处理厂污水处理与排放水质.5 2.4 排放污水受纳水体.5 2.5 污水处理方案的比较.5 2.6 污水处理工艺流程图.8 第三章第三章 污水处理工艺与设备设计计算污水处理工艺与设备设计计算.10 3.1 污水处理系统.10 3.2 a2/o 生物反应池的设计.22 3.3 鼓风机房.35 3.4 二沉池集配水井.36 3.5 二沉池.36 第四章第四章 污泥处理系统污泥处理系统.40 4.1 污泥

7、泵房及集配泥井.40 4.2 污泥浓缩池.40 4.3 贮泥池.42 4.4 脱水机房.42 第五章第五章 高程计算高程计算.44 5.1 各构筑物的地面高程.44 5.2 构筑物之间的水头损失.44 5.3 污水高程计算.45 第六章第六章 总平面布置与工厂运输总平面布置与工厂运输.49 6.1 总体布置.49 6.2 高程布置.50 6.3 工厂运输.51 第七章第七章 自动控制与安全生产自动控制与安全生产.52 7.1 设计范围与控制方案.52 7.2 自动测控系统.52 7.3 安全生产.52 第八章第八章 机构设置与定员机构设置与定员.55 8.1 生产组织.55 8.2 劳动定员.

8、55 8.3 人员培训.55 第九章第九章 节能节能.56 第十章第十章 投资估算投资估算.57 10.1 估算范围及编制依据.57 10.2 建设投资费用估算.57 第十二章第十二章 参考文献参考文献.61 附附 录录.63 第一章 长沙市概述 1.1 设计依据与设计原则 1.1.1 设计依据 1.室外排水设计规范 （gbj14-87） ； 2.地表水环境标准 （gbhzb1-1999） ； 3.污水综合排放标准 （gb8978-1999） ； 4.城市污水处理厂污水污泥排放标准(gj3025-93)。 1.1.2 设计原则 1、污水处理、污泥处理工艺方案的选择，不仅要考虑经济效益，同时要考

9、虑社会 效益和环境效益。 2、处理厂的工艺设计要考虑运行方便、实用、节能、省地、投资低的要求。 3、工艺设计、机械设备、电器、仪表、控制等应考虑发展和推广新技术，采用新 材料，新设备。对国外引进的设备、装置要严格把关，精益求精。 4、在工艺平面的设计中要考虑扩建的可能性。 5、在工艺流程图和平面布置中，应考虑污水加氯和污水回用的预留地。 1.2 城市概况 长沙市位于湖南省东部偏北, 湘江下游和长浏盆地西缘。其地域范围为东经 111 5311415,北纬 27512841。东邻江西省宜春地区和萍乡市，南接株 洲、湘潭两市，西连娄底、益阳两市，北抵岳阳、益阳两市。东西长约 230 公里，南 北宽约

10、 88 公里。全市土地面积 1.1819 万平方公里，其中城区面积 556 平方公里。长 沙市辖芙蓉、天心、岳麓、开福、雨花 5 区，长沙、望城、宁乡 3 县及浏阳市。 长沙有文字可考的历史达 3000 多年，殷商之世长沙属扬越之地，是百越部落的分支， 春秋战国时，长沙为楚国军事重镇和重要粮食产地，秦朝设置长沙郡。汉朝时为长沙 国首府，三国时属吴国，两晋、南朝称湘洲，隋、唐、元称潭州，宋代属荆湖南路， 明改为长沙府，清朝为湖南省省治、府治、县治所在地。1933 年，长沙市定为省会。 1949 年长沙和平解放。 长沙工业产业门类齐全。在国家划定的 39 个工业大类、212 个种类中，除石油与 天

11、然气开采业外，其他 38 个大类、201 个种类均有分布。既有一大批起支撑作用、产 业优势突出的大中型工业企业，又有众多产业特色鲜明、配套能力较强的中小企业， 初步形成了较为完整的工业产业链。 长沙工业产业格局以轻工为主，轻重工业协调。电子信息、新型材料、生物医药、 高档卷烟、汽车制造、绿色家电、工程机械、精细化工、精品纺织、食品加工等产业 具有优势和特色。基本形成了工程机械、电子信息、烟草食品三大支柱产业和生物医 药、新型材料两大新兴产业的产业格局。与此同时，长沙高新技术发展迅猛。高新技 术依托“两区六园”及 20 个专业园区，已培植了一批高新技术产业群，形成了电子信 息、先进制造技术、新材

12、料、生物医药和高科技食品等五大高新技术产业群。电子信 息产业依托长沙软件产业基地，聚集了软件企业 200 余家。长沙先进制造技术更是国 内领先水平，有远大空调、中联重科、三一重工、山河智能等一批国内先进机械制造 技术的领头雁。 1.3 城市排污现状及污染简况 旧城区原有八大公沟排水系统，由于建造年代久远，沟管乱杂，材质差，直径偏 小，铺设位置不合适（有些位于房屋下面） ，管理维护困难。因此，在旧城区成片改造 时，除少量与规划相符的管道外，其余管道废弃重建。 原有沿江截污干管同流能力不足，在西湖桥以南防洪截污排渍工程续建时，金盆 及红石板水系截六污水在南湖湾合灵官渡各设污水提升泵房，分别将两水系

13、污水提升 排至沿江截污干道，拟在沿江大道增设直径 1200-2400 截污干管一根；在风嘴再将污 水提升一次，新增直径为 1800 污水干管两根，将水输入浏阳河北岸的第一污水处理厂。 便河区排水系统建成时间不长，埋有一根直径为 1200-2400 主干管自浏城桥沿芙 蓉路从南往北经陈家湖的四米拱涵排入陈家湖排渍泵站排入浏阳河。原有排水设施均 满足要求，仅需要在泵站增设污水提升泵，将污水将直径 1500 污水管道送至第一污水 处理厂。 金霞开发区及四方坪区，正待开发建设，纳入远期配套管网，排水系统为污水、 雨水分流。雨水经排渍泵站排入湘江，污水经提升泵站进入第一污水处理厂。 1.4 污水处理规模

14、 20 万吨/天 1.4.1 收水范围 该厂处理汇水面积为 28.1km2，服务人口 45.3 万，收水范围包括旧城区、白沙区、 金霞开发区和四方坪区。 1.4.2 建设规模 该收水区域内，建筑物已基本形成，现排水体制为合流制，干管系统以南北为主， 最后汇入拟建污水处理厂。每日截流 20 万立方米/日水量引入，随城市排水工程的发 展排水区域逐步改建为分流制。总占地面积 10.61 公顷，规划设计总处理量为 20 万吨 /天。 1.5 城市拟建污水处理厂的方案简介 根据长沙市有关部门的规划，长沙市拟建 5 座新的污水处理厂，其中本设计污水 处理厂处理量 20 万立方米/日。 第二章 污水处理厂工

15、艺设计 2.1 处理厂地理位置 2.1.1 地形地貌 长沙市位于东经 1115311415,北纬 27512841。地处湘江下 游和长浏盆地西缘。东西长约 230 公里，南北宽约 88 公里。全市土地面积 1.1819 万 平方公里，其中城区面积 556 平方公里。 2.1.2 工程地质 各个地质历史时期的地层在长沙市均有出露，最古老的地层大约是 10 亿年以前形 成的。约 6 亿年前，长沙是茫茫大海，但海水不深。以后，海水逐步由东而西退出， 浏阳、长沙与望城大部分地区升出海面，成为江南古陆的西北缘。距今约 1.4 亿年， 长沙地区海浸结束，上升成为陆地，由于地壳运动与地质构造的影响，形成长条

16、形的 山间坳陷盆地长（沙）平（江）盆地。新生代开始，整个长平盆地上升为陆地。 距今约 350 万年前，地球上发生第三次冰期，浏阳保留冰川地貌遗迹。全市地貌总的 特征是：地势起伏较大，地貌类型多样，地表水系发育。长沙市东北是幕阜罗霄山 系的北段，西北是雪峰山余脉的东缘，中部是长衡丘陵盆地向洞庭湖平原过渡地带。 东北、西北两端山地环绕，地势相对高峻，中部递降趋于平缓，略似马鞍形，湘江由 南而北斜贯中部，南部丘岗起伏，北部平坦开阔，地势由南向北倾斜，形如一个向北 开口的漏斗。城内为多级阶地组成的坡度较缓的平岗地带，湘江中的橘子洲长 5 公里， 在全国城市中绝无仅有。 2.1.3 气象情况 长沙属亚热

17、带季风性湿润气候。气候特征是：气候温和，降水充沛，雨热同期， 四季分明。长沙市区年平均气温 17.2，各县 16.817.3，年积温为 5457，市 区年均降水量 1361.6 毫米，各县年均降水量 1358.61552.5 毫米。长沙夏冬季长， 春秋季短，夏季约 118127 天，冬季 117122 天，春季 6164 天，秋季 5969 天。 春温变化大，夏初雨水多，伏秋高温久，冬季严寒少。3 月下旬至 5 月中旬，冷暖空气 相互交绥，形成连绵阴雨低温寡照天气。从 5 月下旬起，气温显著提高，夏季日平均 气温在 30以上有 85 天，气温高于 35的炎热日，年平均约 30 天，盛夏酷热少雨

18、。 9 月下旬后，白天较暖，入夜转凉，降水量减少，低云量日多。从 11 月下旬至第二年 3 月中旬，节届冬令，长沙气候平均气温低于 0的严寒期很短暂，全年以 1 月最冷， 月平均为 4.45.1，越冬作物可以安全越冬，缓慢生长。 2.2 处理厂设计污水量 水处理量：q=200000m3/d=2315l/s1000 l/s 总变化系数： 1.3 zk 3 maxz qqk2.3 1.32.99(m /s) (1.1) 2.3 处理厂污水处理与排放水质 根据 1996 年至 2000 年该城市环保监测站对该区域水质检测结果，结合国家相关 法律及华北某城市的经济承受能力等诸多因素，在参照万元产值耗水

19、量与其相似的城 市污水水质及给排水设计手册的统计资料提出下述水质指标： 表 2-1 设计进出水水质表 2.4 排放污水受纳水体 污水处理厂出水排入污水处理厂以东的浏阳河。 2.5 污水处理方案的比较 本项目污水特点为： 1、污水以有机物污染为主，可生化性较好，重金属及其他难以生物降解的有毒物 的有毒有害污染物一般不超标； 2、污水中主要污染物指标较高； 3、污水处理厂投产时，多数重点污染源治理工程已投入运行 针对以上特点，以及出水要求，现有城市污水处理技术的特点，以采用生化处理最为 经济。 项目 codcrbod5ssnh3-ntp 进水水质（mg/l） 250100200253 出水水质（m

20、g/l） 602020150.5 去除率（%） 76%80%90%40%83% 一级（城市污水处理厂）排放标 准 602020150.5 目前国内污水处理工艺大多采用活性污泥法。活性污泥法主要分为以下几大类： 传统活性污泥法及其改进型(ao，a2o 等)；氧化沟法(卡鲁塞尔型、三沟式、 双沟式、de 型、奥贝尔型等)及其改良型(各类型氧化沟前设置厌氧池或选择池等)； sbr 法及其改进型(cass，ctech，datiat，msbr 等)；ab 法及其改进型 (ab(ao)，ab(a2o)，ab(氧化沟)，ab(sbr)，ab(baf)；其它类型(unitank，水 解酸化好氧法等)。针对长沙

21、的实际情况和有关规划，根据国内外已运行的大、中型 污水处理厂的经验，为达到的确的治理目标，现提出两个工艺方案供参考比较“a/o 一 体式曝气生物滤池工艺方案”或“a/a/o 工艺方案” 。 水处理方案的选择直接关系到污水处理厂的出水水质、运行管理是否可靠、运行 成本的高低，因此，污水处理的工艺方案必须遵循技术上成熟、经济上可行的原则。 根据该厂扩建的污水处理厂的进水水质和出水水质，对 20 万 m3/d 的二级处理提出两 个处理工艺方案进行分析比较： 方案一：a/o 工艺 1、基本原理 a/o 工艺将前段缺氧段和后段好氧段串联在一起，a 段 do 不大于 0.2mg/l，o 段 do=24mg

22、/l。在缺氧段异养菌将污水中的淀粉、纤维、碳水化合物等悬浮污染物和可 溶性有机物水解为有机酸，使大分子有机物分解为小分子有机物，不溶性的有机物转 化成可溶性有机物，当这些经缺氧水解的产物进入好氧池进行好氧处理时，可提高污 水的可生化性及氧的效率；在缺氧段，异养菌将蛋白质、脂肪等污染物进行氨化（有 机链上的 n 或氨基酸中的氨基）游离出氨（nh3、nh4+） ，在充足供氧条件下，自养菌 的硝化作用将 nh3-n（nh4+）氧化为 no3-，通过回流控制返回至 a 池，在缺氧条件下， 异氧菌的反硝化作用将 no3-还原为分子态氮（n2）完成 c、n、o 在生态中的循环，实 现污水无害化处理。 2、

23、a/o 内循环生物脱氮工艺特点 根据以上对生物脱氮基本流程的叙述，结合多年的焦化废水脱氮的经验，我们总 结出(a/o)生物脱氮流程具有以下优点： (1)效率高。该工艺对废水中的有机物，氨氮等均有较高的去除效果。当总停留时 间大于 54h，经生物脱氮后的出水再经过混凝沉淀，可将 cod 值降至 100mg/l 以下，其 他指标也达到排放标准，总氮去除率在 70%以上。 (2)流程简单，投资省，操作费用低。该工艺是以废水中的有机物作为反硝化的碳 源，故不需要再另加甲醇等昂贵的碳源。尤其，在蒸氨塔设置有脱固定氨的装置后， 碳氮比有所提高，在反硝化过程中产生的碱度相应地降低了硝化过程需要的碱耗。 (3

24、)缺氧反硝化过程对污染物具有较高的降解效率。如 cod、bod5 和 tn 在缺氧段 中去除率在 67%、38%、59%，酚和有机物的去除率分别为 62%和 36%，故反硝化反应是 最为经济的节能型降解过程。 (4)容积负荷高。由于硝化阶段采用了强化生化，反硝化阶段又采用了高浓度污泥 的膜技术，有效地提高了硝化及反硝化的污泥浓度，与国外同类工艺相比，具有较高 的容积负荷。 (5)缺氧/好氧工艺的耐负荷冲击能力强。当进水水质波动较大或污染物浓度较高 时，本工艺均能维持正常运行，故操作管理也很简单。通过以上流程的比较，不难看 出，生物脱氮工艺本身就是脱氮的同时，也降解酚、氰、cod 等有机物。结合

25、水量、水 质特点，我们推荐采用缺氧/好氧(a/o)的生物脱氮(内循环)工艺流程，使污水处理装 置不但能达到脱氮的要求，而且其它指标也达到排放标准。 3、a/o 工艺的缺点 （1）由于没有独立的污泥回流系统，从而不能培养出具有独特功能的污泥，难降 解物质的降解率较低； （2）若要提高脱氮效率，必须加大内循环比，因而加大了运行费用。另外，内循 环液来自曝气池，含有一定的 do，使 a 段难以保持理想的缺氧状态，影响反硝化效果， 脱氮率很难达到 90。 （3）影响因素：水力停留时间（硝化6h ，反硝化2h）污泥浓度 mlss（3000mg/l）污泥龄（30d）n/mlss 负荷率（0.03）进水总氮

26、浓度 （30mg/l） 方案二：a2/o 工艺 1、基本原理： a2/o 工艺是 anaerobic-anoxic-oxic 的英文缩写，它是厌氧-缺氧-好氧生物脱氮 除磷工艺的简称。该工艺处理效率一般能达到：bod5 和 ss 为 90%95%，总氮为 70%以 上，磷为 90%左右，一般适用于要求脱氮除磷的大中型城市污水厂。但 a2/o 工艺的基 建费和运行费均高于普通活性污泥法，运行管理要求高，所以对目前我国国情来说， 当处理后的污水排入封闭性水体或缓流水体引起富营养化，从而影响给水水源时，才 采用该工艺。 2、a2/o 工艺特点： （1）污染物去除效率高，运行稳定，有较好的耐冲击负荷。

27、 （2）污泥沉降性能好。 （3）厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同种类微生物菌群的有机配合， 能同时具有去除有机物、脱氮除磷的功能。 （4）脱氮效果受混合液回流比大小的影响,除磷效果则受回流污泥中夹带 do 和硝 酸态氧的影响，因而脱氮除磷效率不可能很高。 （5）在同时脱氧除磷去除有机物的工艺中，该工艺流程最为简单，总的水力停留 时间也少于同类其他工艺。 （6）在厌氧缺氧好氧交替运行下，丝状菌不会大量繁殖，svi 一般小于 100，不会发生污泥膨胀。 （7）污泥中磷含量高，一般为 2.5以上。 3、a2/o 工艺的缺点 （1）反应池容积比 a/o 脱氮工艺还要大； （2）污泥内回流量大，

28、能耗较高； （3）用于中小型污水厂费用偏高； （4）沼气回收利用经济效益差； （5）污泥渗出液需化学除磷。 综合分析与结论： 虽然 a/o 工艺池容小，成本低，但是若要达到脱氮效果就必须加大回流，这样就 会增大成本，a2/o 工艺对于处理量小的污水处理厂来说是不合算的，因为池容大占地 面积大，而且能耗会很高，本次设计处理水量为 20 万吨每天，根据有关资料，结合出 水水质对脱氮除磷的要求和运行管理是否可靠上以及陈本上综合考虑，本设计确定采 a2/o 工艺。 2.6 污水处理工艺流程图 剩余污泥 污泥泵房 砂水分离器 流 回 泥 污 沉 进水 泥 污 池 沉 初 栅渣 砂 泥饼脱水车间 贮泥池

29、浓缩池 池 沉 二 池 物 生 池 沉 初 池 砂 流 旋 房 泵 升 提 栅 格 细 栅 格 粗 池 毒 消 第三章 污水处理工艺与设备设计计算 3.1 污水处理系统 3.1.1 格栅 泵前设置格栅的作用是保护水泵，而明渠格栅的作用则是保护后续处理系统的正 常工作。目前普遍的做法是 将泵前的格栅做成明渠格栅。采用机械清渣是，由于机械 连续工作格栅余渣较少，阻力损失几乎不变。因此，格栅前通常不设渐变段。 主要设计参数 表 3-1 生活污水量总变化系数 kz 值 平均日流量 （l/s） 51540701002005001000 kz2.32.01.81.71.61.51.41.3 设计流量，日平

30、均污水量 q 为 20104 m3/d，总变化系数 kz 值为 1.3 则设计流量（最大流量）： 3 maxz qqk2.3 1.32.99m /s（） （3.1） 中格栅： 1.主要设计参数： 栅条宽度 s：10 mm （迎水面为半圆的矩形） 栅条间隙宽度 b：20 mm （1625mm，机械清除） 过栅流量 v：1.0 m/s （0.61.0 m/s） 栅前渠道流速：0.9 m/s（0.40.9 m/s） 栅前渠道水深 h：1.1 m 格栅倾角：60（6070） 数量：3 座(不少于 2 座) 栅渣量 格栅间隙为 20mm，栅渣量 w1 按 1000m3污水产渣 0.06 m3（格栅间隙

31、1625mm 适用于 0.100.15m3栅渣/103 污水） 2工艺尺寸 (1)格栅尺寸 过栅流量 q1 3 1 q2.99 q1.00(m /s) 33 （3.2） 栅条间隙数 n 1 sin1.00sin60 42.3 0.02 1.1 1.0 qa n bhv （取 n 为 44） （3.3） 有效栅宽 b bs n1bn0.0144 10.02 441.31m（）（） (2) 通过格栅的水头损失 h1 进水渠道渐宽部分的长度 l1 ,m 设进水渠宽 b1=0.75m，其渐宽部分展开角度 1=20，进水渠道内的流速为 0.77m/s 1 1 1 1.220.50 0.99( ) 222

32、0 bb lm tgtg 。 （3.4） 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度 l2，m 1 2 l l0.99/ 20.50(m) 2 （3.5） 通过格栅的水头损失 h1，m 10 hh k （3.6） 2 0 4/3 hv sin/ 2g s/ b （） （3.7） 式中 h1 设计水头损失， h0 计算水头损失，m； g 重力加速度，m/s; k 系数，格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般采用 3； 阻力系数，与栅条断面形状有关，可按手册提供的计算公式和相关系数计算； 设栅条断面为锐边矩形断面，=2.42。 10 4/3 2 4/3 2 hh k s v ksin/ 2g 0.01 2

33、.421.03 sin60 0.02 19.6 0.127 m b （3.8） （3）栅后槽总高度 h，m 设栅前渠道超高 h2=0.3m h=hh1h2=1.1+0.127+0.3=1.527(m) （3.9） （4）栅槽总长度 l，m l=l1+l2+1.0+0.5+h1/tg （3.10） 式中， h1栅前渠道深，h1=h+h2，m l=0.9340.4670.51.0(1.10.3)/tg60=3.71(m) （3.11） 3.每日栅渣量 w，m3/d 33 max1 z 86400qw86400 2.99 0.07 w13.9 m /d0.2 m /d 1000k1000 1.3 （

34、3.12） 故采用机械清渣。 4.格栅选择：选择 hg-2000 型机械格栅；规格及技术参数见下表： 表 3-2 hg-2000 型机械格栅参数 设备宽度/mm 2000 水流速度 /m/s0.31 有效栅宽/mm 1910 电动机功率/kw2.2 有效间隙/mm 20 安装角度 60 细格栅 1主要设计参数 设计流量，日平均污水量 q 为 20104 m3/d，总变化系数 kz 值为 1.3 则设计流量（最大流量）：23104 m3/d=2.99 m3/s 栅条宽度 s：10mm（迎水面为半圆的矩形） 栅条间隙宽度：10mm 过栅流速：1.0 m/s（0.61.0m/s） 栅前渠道流速：0.

35、6m/s 栅前渠道水深：1.0m 格栅倾角：60（6070） 数量：4 栅渣量：格栅间隙为 10mm,栅渣量 w1 按 1000 m3 污水产渣 0.1m3（机械清渣） 2工艺尺寸 (1) 格栅尺寸 过栅流量 q1： 3 1 q2.99 q 0.75(m /s) 44 （3.13） 栅条间隙数 n 1 qsin0.75sin60 116 0.01 1.0 0.6 n bhv （3.14） 有效栅宽 bs n1bn0.01116 10.01 1162.31 m （3.15） （2）通过格栅的水头损失 h 进水渠道渐宽部分的长度 l1。设进水渠宽 b1=0.75m，其渐宽部分展开角度 1=20，进

36、水渠道内的流速为 0.77m/s 1 1 1 2.31 0.85 2.01 2220 bb l tgtg (m) （3.16） 栅槽与出水渠道连接处的渐宽部分长度 l2，m 1 2 l2.01 l1.01 m 22 （3.17） 通过格栅的水头损失 h1，m 10 2 0 4/3 k hv sin/ 2g s hh b （） （3.18） 式中 h1 设计水头损失，m； h0 计算水头损失，m； g 重力加速度，m/s2； k 系数，格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般采用 3； 阻力系数，与栅条断面形状有关，可按手册提供的计算公式和相关系数 计算；设栅条断面为锐边矩形断面，=2.42。 1

37、0 4/3 2 4/3 2 k s v ksin/ 2 0.01 2.421.03 sin60 0.01 19.6 0.32 m hh g b （3.19） （3）栅后槽总高度 h，m 设栅前渠道超高 h2=0.3m 12 hhhh1.20.320.31.82 m （3.20） （4）栅槽总长度 l，m 121 lll1.00.5h / tg =2.011.010.51.0(1.20.3)/ tg60 5.39 m （3.21） 式中， h1栅前渠道深，h1=h+h2，m 3. 每日栅渣量 w，m3/d max1 8640086400 2.99 0.1 19.9 10001000 1.3 z

38、qw w k (m3/d)0.2(m3/d) （3.22） 采用机械清渣。 4. 格栅选择：选择 hg-2000 回转式机械格栅，规格及主要技术参数见下表 表 3-3 hg-2000 回转式机械格栅技术参数 设备宽度/mm 2000 水流速度 /m/s0.31 有效栅宽/mm 1850 电动机功率/kw2.2 有效间隙/mm 10 安装角度 60 1 2 图 3.1 格栅设计计算图 3.1.2 进水提升泵房 1.设计说明 设计采用一次提升方式，将污水提升，以满足整个污水处理厂竖向水力流程的要 求。 2.设备选型 （1）流量：提升流量按最大流量设计，即max=7738.8m3/h （2）扬程：

39、根据水力高程设计，泵提升前后的水位差为 38.656745-30.449=8.207745（取 8.3m）另设泵站内的总损失为 1 m，吸压水管路的总损失为 1m，自由水头为 0.5 m。故 所需泵的扬程为 8.3+1+1+0.5=10.8 m （3）选型 选用 400qw1700-22 型潜水排污泵 8 台（6 用 2 备） ，扬程 15m，轴功率 119.4kw， 电机功率 160kw。效率 83.36% ,流量 1700m3/h，出水口径 400 mm。 3.1.3 旋流沉砂池 作用：主要去除相对密度为 2165、粒径为 0.2mm 以上的沙粒。 沉砂池分为平流沉砂池、曝气沉砂池、旋流沉

40、砂池，各种沉砂池的优缺点对比如下表 所示： 表 3-4 各种沉砂池特点 池型优点缺点适用条件 平流沉砂池 构造简单，沉砂效果 较好且稳定，运行费 用低，重力排砂方便 重力排砂时施工困难， 沉砂含有机物多，不易 脱水 小型，中型 污水厂 曝气沉砂池 构造简单，沉砂效果 较好。沉砂清洁易于 脱水，机械排砂，能 起预曝气用 占地面积大，投资大， 运行费用较高 中型，大型 污水厂 旋流沉砂池 沉砂效果好且可调节， 适应性强，占地少， 投资省 构造复杂，运行费用高 大、中、小 型污水厂 综合比较，选择沉砂效果好且可调节，适应性强，占地少，投资省的旋流沉砂池 是比较合适的，旋流沉砂池的工作原理是利用水力涡

41、流使泥砂和污水分开，从而达到 除砂的目的。污水从切线方向进入圆形沉砂池，进水渠道末端设一跌水槛，使可能沉 积在渠道底部的砂子向下滑入沉砂池；还设有一个挡板，使水流及砂子进入沉砂池时 向池底流动，并加强附壁效应。在沉砂池中间设有可调速的浆板，使池内的水流保持 环流（如图 3-3） ，在重力作用下，砂子下沉并向中心移动，由于越靠近中心水流断面 越小，水流速度逐渐加快，最后将沉砂池落入砂斗。而较轻的有机物则在沉砂池中间 部分与砂子分离。池内的环流在池壁处向下，到池中间则向上，加上浆板的作用，有 机物在池子中心部位向上升起，并随着出水水流进入后续构筑物。 图 3.2 旋流沉砂池水砂流线图 1、设计参数

42、 （1）旋流沉砂池有平底型和斜底型两种类型，其排砂方式主要有用泵排砂及气提 排砂。 （2）沉砂池表面水力负荷约 32 200/()mmh ，水力停留时间约 2030s。 （3）进水渠道直段长度应为渠宽的 7 倍，并且不小于 4.5m，以创造平稳的进水条 件。 （4）进水渠道流速，在最大流量的 4080情况下为 0.60.9m/s，在最小流 量时大于 0.15m/s，但最大流量时不大于 1.2m/s。 （5）渠道应设在沉砂池上部以防扰动砂子，出水渠道与进水渠道的夹角大于270， 以最大限度地延长水流在沉砂池内地停留时间，达到有效除砂地目的。 （6）出水渠道宽度为进水渠道的 2 倍，出水渠道的直线

43、长度要相当于出水渠的宽 度。 （7）沉砂池前面应设格栅，下游应设堰板或巴氏流量槽，以保持沉砂池内所需的 水位。 根据设计水量的不同，涡流沉砂池可按表 3-4 选择。 表 3-5 比式旋流沉砂池的规格 设计流量 /(104m3/d) 沉砂池直 径/m 沉淀池深 度/m 砂斗直径 /m 砂斗深度 /m 驱动机构 功率/w 浆板转速 /(r/min) 0.381.831.120.911.520.5620 0.952.131.120.911.520.8620 1.52.441.220.911.520.8620 2.653.051.451.521.680.7514 4.53.661.521.522.03

44、0.7514 7.64.881.681.522.081.513 11.45.491.981.522.131.513 18.96.102.131.522.441.513 26.57.322.131.832.441.513 2 计算与选型 总设计流量: 4333 max q1.3 20 10/10833/ 3.01/ zd kqmdmhms （3.23） 水力停留时间 t=25s； 表面水力负荷约 32 200/()mmh ； 采用设计流量为 18.9104m3/d 的旋流沉砂池 2 座； 除砂方式采用气提法。 该沉砂池的规格，见表 3-6。 表 3-6 该设计的涡流式沉砂池的规格 设计流量 /(

45、104m3/d) 个数/座 沉砂池 直径/m 沉淀池 深度/m 砂斗直 径/m 砂斗深 度/m 驱动机 构功率 /w 浆板转速 /(r/min) 18.926.102.131.522.442.213 3.1.4 初沉池 初沉池：去除悬浮物及一定的有机负荷。 1、设计参数 设计流量（最大流量 max q ）200000m3/d(2.99m3/s) 表面负荷：2.4m3/(m2h) 沉淀时间 2h 中心进水管:下部管内流速 v1取 1.2m/s，上部管内流速 v2取 1.0 m/s，出管流速 v3取 0.8 m/s 出水堰负荷2.9l/(s.m) 池底坡度 0.05（0.050.10） 数量：2

46、座 沉淀池型：圆形辐流式 2、初沉池尺寸 单池面积 2.99 3600 2242 2 2.4 q f nq () （3.24） 沉淀池直径 44 2242 53.44( ) 3.143.14 f dm 取 d=55m16m （3.25） 有效水深 32 2 ht2.4m /(mh) 2h4.8(m)q （3.26） d/h2=55/4.8=11.4(612) （3.27） 有效容积： 3 2.99 3600 2 v10764(m ) 2 qt n （3.28） 集泥斗：上部直径 3.5m，下部直径 1.5m,倾角为 45 max 0.7475 1/ 0.4 0.6 vm s ,泥 斗高 h0为

47、 1.0m。 则泥斗有效容积 22 3 0 0 3.53.51.51.5 5.17() 32222 h vm （3.29） 沉淀池池边总高 缓冲层高度 h3=0.5m 0.30.5 超高 h1 为 0.3m 则总高 h=h1+h2+h3=0.3+3.6+0.3=4.5m （3.30） 沉淀池中心高度 0 0.05423.5 4.5 1.50.96256.96 2 hhhm （3.31） 中心进水管：下部管径 1 1 4max4 2.99 0.89( ) 44 3.14 1.2 q dm v 取 d 为 900mm， 则实际流速为 1.18m/s。 上部管径 2 2 4max4 2.99 0.9

48、7( ) 44 3.14 1.0 q dm v 取 d 为 1000mm,实际流速为 0.99m/s,出流面积 2 3 max2.99 0.934() 44 0.8 q am v ,设置 10 个出水孔，空口尺寸 950mm900mm。 导流筒：导流筒的深度 0 h 为 池深的一半，即 0 h 为 1.8m，导流的面积按沉淀池 面积的 3%设计，则导流筒的直径 4 0.034 0.03 1121 6.55( ) 3.14 f dm （3.32） 出水堰：采用正三角形出水堰。 设计堰上水头 w h 为 5cm，三角堰的角度为60 ，有三角堰堰上的水头（水深）和 过流堰宽 b 之间的关系为 tan

49、 22 b hw ，可得出水流过堰宽度 b 为 5.77cm 设计堰宽为 10cm ,流量系数 cd 取 0.62，则单堰过堰流量 55 3 22 8860 2tan0.622 9.8tan0.050.00047/ 152152 w qcdghms （） （3.33） 每个初沉池应该布置的出水堰总数 n=0.7475/0.00047=1590.4 取 n 为 1591 个环形 集水渠宽 0.6m，沿集水渠双侧布置出水堰，集水渠内、外圆环直径分别为 38m 和 39.2m（集水渠内壁距池壁 1.2m，外壁距池壁 1.4m)出水总周长 l 3839.2242.408( )m ，出水堰总线长 159

50、110cm=159.1m，出水堰总线长小于出 水总周长，满足要求。 出水堰布置：内环布置 38 1591750.1565751 80.6 个，外环上布置 39.2 1591773.8624774 80.6 个。 由于出水堰总线长小于出水渠两壁总周长，因此，需间隔布置出水堰，两个出水 堰堰顶间距 242.408 159.1 0.0524 1591 bm （） 取为 6cm。 集水渠：辐流式沉淀池的集水渠大约位于距池壁的（1/10）处，渠宽 b 为 0.6m，集水渠平均进水流量 q1=0.29m3/s,则集水槽末端为自由泄水时，依据下式可确 定水槽起始端水深 h 和末端水深 c y 为 11 22

51、 33 22 0.00047 242.408 0.318( ) 0.69.81 c ql ym b g （3.34） c y =0.32m 0.50.5 2222 22 22 22 0.00047242.408 0.3180.3356 9.8 0.60.318 c c g l hym gb y （） h 取 为 0.34m. 为保证出水堰自由出流，集水槽起始端（水深为 h 处）水面距三角堰口高度 h1 为 0.1m，三角堰口高度 2 0.1 cos300.087hm （） ，集水渠高度 12 0.90.1 0.0871.087( )hhhhm 取 1.1m。 最大流速校核：最大流速发生在过流断

52、面最小处， max 0.7475 1.87(/ ) 0.5 0.8 vm s （0.7475=2.99/4） 排泥量：污泥量按初沉池对悬浮物（ss）的去除率计算，进水 ss 为 200mg/l， 初沉池 ss 的去除率按 50计。干污泥量： 4 250 20 1050%250009(/) d qkg d 污泥含水率设计为 95（95%-97.5%） ，污泥密度为 1000kg/m3,则污泥体积 3 20000 5009(/) 1 0.9510001 0.951000 d q vmd （3.35） 单池泥量 3 1 500 250(/) 22 v vmd 采用连续排泥，集泥斗的作用仅为收集污泥。

53、 刮泥设备：选择 zbgn45 型周边传动刮泥机。其性能指数见下表 表 3-7 zbgn45 型周边传动刮泥机性能指数 池径 m周边线速度 m/min功率/kw zbxn55551.602.22 3.2 a2/o 生物反应池的设计 3.2.1 a2/o 工艺原理 a2/o 工艺即厌氧缺氧好氧工艺，生物反应池分为三段，即厌氧段、缺氧段、 好氧段。其中有两个污泥回流过程，即内回流和外回流，内回流是缺氧段和好氧段之 间的回流，外回流是厌氧段和好氧段之间的回流。 在首段，厌氧池主要是进行磷的释放，使污水中的磷的浓度升高，溶解性有机物被细 胞吸收而使污水中 bod 浓度下降；另外，nh3-n 因细胞的合

54、成而被去除一部分，是污水 中的 nh3-n 下降，但 3 non 含量没有变化。 在缺氧池中，反硝化菌利用污水中的有机物作碳源，将回流混合液中带入的大量 3 non 和 2 non 还原为 n2 释放到空气中，因此 bod5 浓度继续下降， 3 non 浓度 大幅度下降，而磷的变化很小。 在好氧池中，有机物被微生物生化降解后浓度继续下降；有机氮被氨化继而被硝 化，使 3 nhn 浓度显著下降，但随着硝化过程的进展， 3 non 浓度增加，p 将随着 聚磷菌的摄取，也以较快的速率下降。 所以，a2/o 工艺可以同时完成有机物的去除、硝化脱氮、磷的摄取而被去除等功 能，脱氮的前提是 3 nhn 应

55、完全硝化，好氧池能完成这一功能，缺氧池则完成脱氮 功能。 3.2.2 a2/o 工艺的特点 （1）工艺流程简单，总水力停留时间少于其他同类工艺，节省基建投资。 （2）该工艺在厌氧、缺氧、好氧环境下交替运行，有利于抑制丝状菌的膨胀，改善污 泥沉降性能。 （3）该工艺不需要外加碳源，厌氧、缺氧池只进行缓慢搅拌，节省运行费用。 （4）便于在常规活性污泥工艺基础上改造成 a2/o。 （5）该工艺脱氮效果受混合液回流比大小的影响，除磷效果受回流污泥夹带的溶解氧 和硝态氧的影响，因而脱氮除磷效果不可能很高。 （6）沉淀池要防止产生厌氧、缺氧状态，以避免聚磷菌释磷而降低出水水质和反硝化 产生 n2 而干扰沉

56、淀。但溶解氧含量业不易过高，以防止循环混合液对缺氧池的影响。 3.2.3 a2/o 工艺的基本设计参数 a2/o 脱氮除磷工艺主要设计参数见表 3-8。 表 3-8 a2/o 厌氧缺氧好氧生物脱氮除磷工艺主要设计参数 项目数值 bod5 污泥负荷 n/kgbod5/(kgmlssd)0.130.2 tn 负荷/kgtn/(kgmlssd)0.05(好氧段) tp 负荷/kgtp/(kgmlssd)0.06 厌氧段) 污泥浓度 mlss/（mg/l）30004000 污泥龄 / c d 1520 水力停留时间 t/h811 各段停留时间比例 a:a:o（1：1：3）（1：1：4） 污泥回流比 r

57、/%50100 混合液回流比 r 内/100300 溶解氧 do/(mg/l)厌氧池8(厌氧池) tp/bod5 8 tp/bod5=4/160=0.025100mg/l(以 caco3 计) （3.49） 可维持 ph7.2 （7）反应池主要尺寸 反应池总容积 v=7.83104m3 设反应池 6 组，单组池容 4 3 7.83 10 1.31 10 66 v v 单 （3.50） 有效水深 h=4.0m 单组有效面积 3 2 1.31 10 327.5() 4 v sm h 单 单 （3.51） 采用 3 廊道式推流式反应池，廊道宽 b=4m 单组反应池长度 327.5 27.29( )(

58、) 3 4 s lmm b 单 取30 （3.52） 校核： /4/ 41(/12) /30/ 47.5(/10) b hb h l bl b 满足 满足5 （3.53） 取超高为 0.3m，则反应池总高 h=4.0+0.3=4.3m （7）反应池进、出水系统计算 进水管 单组反应池进水管设计流量 5 3 max 1 1.05 2 10 0.405(/ ) 66 86400 q qms （3.54） 管道流速 v=0.6m/s 管道过水段面积 2 1 0.405 0.675() 0.6 q am v （3.55） 管径 44 0.675 0.93( ) a dm （3.56） 取进水管径为 d

59、n1000mm。 回流污泥管 单组反应池回流污泥管设计流量 5 3 maxmax 1.05 2 10 10.405(/ ) 666 86400 r qq qrms （3.57） 管道流速 v=0.6m/s 取回流污泥管管径 dn1000mm 进水井 反应迟进水孔尺寸： 进水孔过流量 5 3 maxmax 2 1.05 2 10 11 10.810(/ ) 663 86400 qq qrms （3.58） 孔口流速 v=0.4m/s 孔口过水段面积 2 2 0.810 2.03() 0.4 q am v （3.59） 孔口尺寸取为 2.0m1.6m； 进水井平面尺寸取为 2.0m2.0m。 出水

60、堰及出水井 按矩形堰流量公式计算： 33 22 3 0.42 21.86qg bhbh （3.60） 式中 5 3 max 3 1.05 2 10 (1)1 11.62(/ ) 66 86400 q qrrms 内 + +2 （3.61） b堰宽，b=7.5m； h堰上水头，m； 则： 2 32 3 3 1.62 0.362( ) 1.861.86 4 q hm b （3.62） 出水孔过流量 3 43 1.62/qqms 孔口流速 v=0.4m/s 孔口过水段面积 2 1.62 4.05() 0.4 q am v （3.63） 孔口尺寸取为 3.0m2.25m 出水井平面尺寸取为 3.0m2