A市污水处理工程初步设计工艺二

A市污水处理工程初步设计（工艺二） （小一号宋体居中加粗，标题行距为32磅）摘要A市污水处理工程初步规划，其市有一纺织公司A和酒厂B。总设计时间为15周，规划内容主要是城市排水系统规划设计，污水处理站设计，设计图纸的绘制。在城市排水系统规划规划过程中，先大致了鹤山市地形分布布局后，决定将A市划分为3个排水流域。定线，污水管道水力计算，确定污水管管径，埋深，校核等等，将确定的污水管管径标于平面布置图，并整理报告。考虑城市初步规划，以及经费投资问题，本次设计系统定为完全分流制排水系统。生活污水和工业废水通过污水管网系统送至污水处理站，经净化后再排进河流。雨水是通过雨水管渠系统直接排入水体。在污水处理站规划布置过程中，先要对污水处理方法和工艺流程进行对比和确定，然后进行污水处理构筑物的设计和计算，同时需要考虑污泥处理方法和工艺流程的比较和选择，再进行污泥处理构筑物的设计和计算，还需对污水处理厂的平面布局、竖向规划和高程进行计算，最后就是工程投资及处理成本计算。在设计图纸的绘制过程中，我们需要绘制排水管渠系统规划总平面布置图；污水主干管纵断面图；污水处理厂总平面图；污水污泥处理工艺流程图；主要构筑物（如沉砂池，初沉池，曝气池，二沉池，消化池，污水提升泵站，污泥回流泵站等）工艺图；污水处理工艺与污泥处理工艺高程布置图；大样图等。关键词：城市排水系统，完全分流制，污水处理方法和工艺流程，污水处理构筑物

ABSTRACTAmunicipalsewagetreatmentprojectpreliminarydesign,itscityhasatextilecompanyAandwineryB.Thetotaldesigntimeis15weeks,thedesigncontentismainlyurbandrainagesystemplanninganddesign,sewagetreatmentplantdesign,designdrawingsdrawing.Duringtheplanninganddesignofurbandrainagesystem,afterunderstandingthetopographicdistributionofHengyangCity,itisdecidedtodivideAcityintothreedrainagebasins.Fixedline,hydrauliccalculationofsewage,determinationofpipediameter,burieddepth,check,etc.Consideringthepreliminaryplanningofthecityandtheinvestmentoffunds,thecompletediversionsystemisadopted.Domesticsewageandindustrialwastewateraresenttothesewagetreatmentplantthroughthesewagedrainagesystemandthendischargedintothewaterbodyaftertreatment.RainWaterisdischargeddirectlyintothewaterthroughtheRainWaterdrainagesystem.Inthedesignprocessofsewagetreatmentplant,thesewagetreatmentmethodandprocessflowshouldbecomparedandselectedfirst,thenthesewagetreatmentstructureshouldbedesignedandcalculated,thenthesludgetreatmentmethodandprocessflowshouldbecomparedandselected,thenthesludgetreatmentstructureshouldbedesignedandcalculated.Intheprocessofdrawingthedesigndrawings,weneedtodrawthegenerallayoutplanofdrainagepipeandcanalsystem,thelongitudinalsectionofsewagemainpipeandrainwaterpipe,thegeneralplanofsewagetreatmentplant,theflowchartofsewagesludgetreatmentprocess,themainstructure(suchassandsettlingtank,primarysettlingtank,aerationtank,secondarysettlingtank,digester,sewageliftingpumpstation,sludgerefluxpumpstation,etc.)diagram;sewagetreatmentprocesslayoutandsludgetreatmentprocesselevation;largesamplediagram,etc.Keywords:urbandrainagesystem,completediversionsystem,sewagetreatmentmethodsandprocesses,sewagetreatmentstructures目录（黑体小2）摘要 IABSTRACT II第1章设计基本条件和依据 11.1工程概况 11.2设计依据 21.2.1所用规范 31.2.2所用参考资料 41.3设计任务 4第1章设计基本条件和依据1.1背景城市中产生的污水和工业产生的废水会成为造成水体污染的一个重要污染源头。实践证明，对污废水进行综合的治理并纳入水体污染防治体制是解决水污染的一种重要方法。建设发展区域性废水及水污染处理系统，是从单个城市区域水污染控制走向城市群区域水污染控制。这有利于区域合理开发和高效利用天然资源，有利于最大发挥和合理利用自然环境的自主净化能力，有利于严格限制污废水及水体污染物的排放量。因而，城市污水的治理问题已成为当前急切需要解决的问题之一。本设计主要是是针对排水工程的设计，包括污水管网工程及污水处理厂工程。1.1.1项目的提出该市地处广东省的南部的珠江三角洲要地，地跨东经112°26′15″～113°3′45″，北纬22°27′30″～22°52′30″，北面邻南海、顺德；西边接新兴；东毗新会；南边连接着开平。与南海、顺德隔江相望，325国道、江鹤和佛开高速公路、江肇公路纵横穿全市，西江由市境北部穿流而过，水陆交通非常便利。工厂生产的污水排入城市管网又经城市污水处理厂处理后达到标准排放。现代城市的规划设计中，排水工程是一项十分重要的设计内容。它直接关连着居民的基本生活水准及城市的经济发展状况，也是城市建设水准的重要表现。大多数中小城镇没有设置污水处理厂，大量的污废水没有经过处理便直接排入水体，造成了当地的水环境严重污染。随着我国中小城镇的迅速发展，城镇排污量将成倍增长，因此必须对中小城镇的污废水进行控制才能完成可持续发展的目标。1.1.2项目设计原则排水工程的规划应符合国家对城市的建设发布的方针及政策，遵循下列原则。满足城市总体布置的准则。排水工程规划是城市全面布局中的-项单项规划，应当符合城市总体布局所确定的准则与精神，并和其他单项工程布置紧密合作，互相协调。为处理排水工程设计的问题，要从整体观点出发，布局合理，使其成为整个城市合理的组成成分。符合环境保护的标准，全面执行“整体规划，布局合理，综合利用，将有害转化为有利，依靠人民群众，大家一起行动，保护环境，造福人民”的环境保护原则。在规划中对于污废水的污染情况，要有防患意识，在规划设计阶段就要高度重视。要全面布局，首先从工业布局上考虑，做到合理安排，尽可能的减少污染源。最大限度发挥排水系统的功能，满足使用要求。城市的排水是否通畅，将直接关系人民日常生产生活水平和环境卫生。规划中应力争城市排水系统完善，技术上先进，设计上合理，使污废水、雨水能迅速排除，避免积水为患。应使城市污废水得以稳妥的处理与排放，保护水体健康。要结合现状，发挥原有排水管道与设施最大的作用。除了少数新建城市与区域外，排水工程设计都是在城市原先排水系统的基础上进行的。规划要结合实际情况，充分了解原先排水设施的状况，分析探讨存在的有害问题及改造利用的可能方法，使新规划系统与原有系统能够良好结合。考虑工程建设中造价方面的要求。在排水工程布置中，要考虑尽可能降低工程的总花费与经常性管理支出，节约经费。做好远期规划。规划中应该以近期为主，留有远期发展余地，处理好两者规划，做好增加远期建设的安排。以上六处是排水工程设计中应考虑的一般原则。在实际建设中，针对不同情况，往往还有一些补充说明与要求。在解决问题时，会出现许许多多的矛盾。规划中要确定主次，化解矛盾，使方案合理、经济。1.1.3主要研究内容（1）城市排水体系规划与布置：排水系统整体的选择和比较；污水处理站位置的选择和确定；确定排水管渠的方向布置及位置，布置污水管、雨水管或雨污合流管道；排水管渠系统的规划和计算；排水系统经费及运行支出估算；排水系统方案技术、经济、政策等方面进行全面比较，选择最佳方案。（2）污水处理站设计：污水净化方法和工艺流程的比较和确定择；污水处理构筑物类型的选择与尺寸确定；污泥处理办法和工艺流程的比较和选择；剩余污泥处理构筑物及类型的设计和计算；污水处理厂的平面布局、竖向规划和高程确定；（3）工程投资及处理成本计算。1.2设计原始资料1.2.1自然条件（1）地理位置该市地处广东省南部的珠江三角洲要地，横跨东经112°26′15″～113°3′45″，北纬22°27′30″～22°52′30″，北面邻南海、顺德；西面接新兴；东面毗新会；南面连开平。与南海、顺德隔江相对，325国道、江鹤和佛开高速公路、江肇公路纵横贯通全市，西江由市境北部穿流而过，水陆交通便捷。（2）气象资料该地区年度平均温度20℃，平均相对含湿量76%，年平均降水高度1774mm，年蒸发量1110.5mm，年均日照小时数为1797.8小时，主导风向为东南风，全年平均风速2.4m/s。（3）工程地质与地震资料该市地震强度为6度。该市整个地形分布呈自西向东降低态势。中西方向高，东部方向低平，北部方向靠近西江边地势最低。按山系、地形和河流流向，该市地形地貌可分为：低山区、丘陵区和冲积平。该市地处华南地震区、东南海地震亚区的广州―阳江地震带，地震活动具有较为频繁、强度较强的特点，地震的基本烈度划为Ⅵ度。1.2.2城市排水资料（1）地形与城市规划资料=1\*GB3①城市地形与总体规划图一张=2\*GB3②城市人口密度与居住区域人均生活污水量标准（平均日）：人口密度？人均/104m2污水定额？L/（cap.d）（2）工业资料主要污染源工业生产废水排放量：规划地区内主要工业污染源及生产的污水量为纺织厂A2000m3/d，酒厂B1500m3/d1.3参考资料（1）《排水工程》（上），第四版，孙慧修主编，中国建筑工业出版社，2000年6月；（2）《排水工程》（下），第四版，张自杰主编，中国建筑工业出版社，2000年3月；（3）《室外排水设计规范》2011年版（GB50014-2006）中国计划出版社，2006年；（4）《给水排水设计手册》（第1、5、6、10、11等分册）中国建筑工业出版社；（5）《市政公用工程设计文件编制深度规定》中华人民共和国住建部，2004年；（6）《给排水科学与工程专业毕业设计指南》张智等，中国水利电力出版社，2008（7）《泵站设计规范》（GB50265-2010）中国计划出版社，2006年；（8）《给水排水制图标准》（GB/50106-2001）中国计划出版社，2002；（9）《污水综合排放标准》（GB8978-1996）;（10）《城镇污水厂污染物排放标准》（GB18918-2002）；（11）《污水排入城镇下水道水质标准》（CJ343-2010）;（12）《城镇污水处理工程项目建设标准》，建设部，2001年（13）《给水排水工程专业毕业设计指南》李亚峰等主编，化学工业出版社，2000.3（14）《给水排水工程项目经济评价与概预算》余健等编著，化学工业出版社2002（15）《水质工程学》李圭白等编著，中国建筑工业出版社2006（16）《给水排水管网工程》第二版汪翙主编，化学工业出版社2013第2章城市排水管网设计计算排水系统体制的比较和选择：城市生活和工厂生产中产生的浊种类有生活污水、工业废水和雨水。这些污水是采用一个管道系统来排除，或是采用两个或两个以上各自独立的管渠系统来排除。浊水的这种不同排出方式所形成的排水系统的体制，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体制。合流制排水体制是将生活污水、工业废水和雨水混合在同一个管渠内排除的系统。现在经常使用的是截流式合流制排水系统，这种系统是在临河岸边铺设一条截流干管，同时在合流干管和截流干管结合之前或相交处设置溢流井，并在截流干管下流建造污水处理站。晴天和小雨时所有浊水都排送至污水处理厂，经处理后排进水体。下雨期间随雨水量的增加，雨水径流也增加，当雨污混合的流量超过截流干管的送水能力后，就会有部分混合污水经截流井流出，直接排入河流。未净化直接排出的混合污水会成为水体的污染源而使水体大受污染，这是截流式合流制排水体制的严重缺点。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道内排除的系统。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。由于排除雨水方式的不同，分流制排水系统又分为完全分流制和不完全分流制两种排水系统。在城市中，完全分流制排水系统具有污水排水系统和雨水排水系统。不完全分流制仅有污水排水系统而未建雨水排水系统，雨水沿天然地面，街道边沟，沟渠等原有渠道系统排出。排水系统体制的选择是一项很复杂很重要的工作。应根据城市乡镇及工业企业的总体布置、环境保护的要求、结合当地地势地形的特点、水文地质条件、河流状况、气候特征、污水处理程度和处理后中水回用情况、原有排水设施等条件。从总体出发，在满足环境保护的前提下，通过技术经济对比，综合思考后确定。本设计中西江由市境北部穿过，水路交通便利，雨水可沿天然地面，街道边沟流入河流中，可不设雨水排水管道，故采用截流式合流制排水系统。污水厂位置的比较和选择：（1）污水厂位置根据《室外排水设计规范》（GB50014-2006）6.1.1 规定，污水厂位置的选择，应符合城镇总体布置和排水工程专业设计的要求，并应根据下列因素综合确定：1在城镇水源的下游,使污水有自主流动的可能，以减少水流能量损失，且距水源至少500米。2便于处理后出水回用和安全排放。3便于污泥集中处理和处置。4在城镇夏季主导风向的下风侧。5有良好的工程地质条件。6减少拆迁，少占田用地，根据环境保护要求，有一定的卫生防护距离。7有扩建的可能。8污水厂所处地形不应受洪水涝灾害影响，防洪标准不应低于城镇防洪标准，便于处理后水排入水体。9有方便的交通、运输和水电和水文地质条件。10污水厂的地址应选择在符合城镇总体规划，且对于远景发展有充分的扩建余地的地方。该地整个地势自西向东倾斜。中西部高，东部低平，北部靠近西江边地势最低。西江由市境北部穿流而过，水陆交通便利。主导风向为东南风。结合地势与风向、水源情况，本设计污水厂位置定于该市西南方向。2.2.2城市污水管网水力计算（1）街区编号并计算各面积为各街区编号，并按各街区的占地范围计算它们的面积，列入表2.1中。表2.1各街区面积汇总表街区编号12345678街区面积/ha17.938.6212.1277.1715.1216.409.2312.03街区编号910111213141516街区面积/ha15.3416.5810.5312.795.7843.0010.152.18街区编号1718192021222324街区面积/ha1.871.472.892.1323.1021.8020.8926.63街区编号2526272829303132街区面积/ha18.133.014.3139.9710.706.208.5015.28街区编号3334353637383940街区面积/ha39.9523.599.773.3520.6421.6330.8320.70街区编号4142434445464748街区面积/ha16.8220.0010.931.653.2113.8420.120.37街区编号4950515253545556街区面积/ha16.014.24.633.1112.489.944.8113.8街区编号5758596061626364街区面积/ha14.159.3287.0640.4626.8635.3622.8323.66街区编号6566676869707172街区面积/ha25.9339.9557.3241.39128.27.3321.63 20.64街区编号7374757677787980街区面积/ha10.005.3420.0016.8218.2030.8321.82112.4街区编号8182838485868788街区面积/ha10.4213.841.6510.903.213.505.704.81街区编号8990919293949596街区面积/ha9.9469.764.2014.7519.969.3214.1513.70街区编号979899100101102103104街区面积/ha12.4920.4518.4810.422.862.781.203.34街区总面积1957.54（2）划分设计管段，计算设计流量根据设计管道的定义和划分方法，将各干管和主干管中有本段流量进入的点（一般定为街区两端）、有集中流量进入及有旁侧支管接入的点，作为设计管道的起始点和终点并将该点的检查井编号。①设计人口数N=ρF (式中：N——设计人口数（人）ρ——人口密度（人/hm2）F——居住区面积(hm2)经计算统计，街区总面积为1957.54ha，由原始资料中该市地理位置查得该市为广东省鹤山市，2020年普查人口密度为471人/㏊，则设计人口数为922001人。②综合生活污水量查综合生活用水量定额以及计算的设计人口量可知，广东省鹤山市属于一区大城市，其平均综合生活用水量定额为190~310L/(人·d)，取平均综合生活用水量定额为220L/(人·d)，设该地区的给排水系统的完善程度为一般地区，则综合生活污水量定额取综合生活用水量定额80%。于是综合生活污水量定额为220×80%=176L/(人·d)。③比流量 （2.2）式中：n——综合生活污水定额[L/（人·d）]经计算，生活污水比流量为qs=0.959L/(s·ha)。每段设计管道的设计流量应列表进行计算。在初次设计中只计算干管和主干管的设计流量，详见表2.2。（3）设计规定①设计充满度污水管道按非满流进行设计，不同种管径最大的设计充满度见表2.3。表2.3污水管道最大设计充满度表管径D（mm）最大设计充满度h/D200~3000.55300~4500.65500~9000.70≥10000.75②设计流速为防止管道积留淤泥，根据设计参考规范及有关经验，污水管道最小流速定为0.6m/s。含有金属、矿物质固体或重油杂质的生产用污水管道，其最小设计流速宜适当加大，明渠的最小设计流速为0.4m/s。金属管道的最大设计流速为10m/s，非金属管道的最大设计流速为5m/s。③最小设计坡度管径为200mm时，管道最小设计坡度为0.004；管径为300mm时，管道最小设计坡度为0.003。在一定设计充满度条件下，管径越大，相应的最小设计坡度则越小。④最小管径污水管道在街区和工厂企业区域内的最小管径为200mm，在街道路面下的最小管径为300mm。⑤最大埋深根据技术经济指标、施工段的地形地质条件和施工方式等因素确定。一般情况下，在干燥土壤中不超过7~8m；在多水、流砂、石灰岩地层中不超过5m。⑥最小覆土厚度必须满足三点要求：防止管道内污水受冷冰冻和因土壤受冻膨胀胀而损坏管道，要求管道底部标高在冰冻线以上0.15m；防止管壁因地面荷载而受到破坏，要求覆土厚度大于0.7m；满足街区污水连接管连贯的要求。⑦管道连接污水管道管径相同时，采用水面标高相同；管径不同时，采用管道顶部标高相同。（4）管道起点埋深的确定管段起始点埋设深度要考虑冰冻线、管顶覆土厚度和管段连接要求，通过计算确定。《室外排水设计规范》规定：无温度保护措施的生活污水管道或污水温度与生活污水接近的工业废水管段，管底可埋设在冰冻线以上0.15m。有保温措施或水温较高的管道，管底在冰冻线上面的距离可以增大，其数值应根据该地区或条件相近地区的过往经验确定。（5）水力计算各设计管道的设计流量确定后，即可从河流上部管段开始依次进行各设计管段的水力计算。在初步设计中，只进行污水干管和主干管的水力计算，其计算成果见表2.4。（6）管道穿越河流在设计中有两根干管穿过河流，由于河面与河滩较广阔，河床深度较大，采用折管式倒虹管过河。折管式倒虹管，一般敷设2条工作管道，其位置宜设在河床、河岸不受冲洗的地段。河道两头设置倒虹管进出水井并不受洪水淹没，井内应有闸槽闸板或闸门、排气阀和排水装置。进水井内应备有清洗设施和事故排出口。井的工作室高度（闸台以上）一般为2m。井室人孔中心应尽可能安排在各条管段的中心线上。位于倒虹管前的检查井，应设置沉泥槽。为防止河底冲刷而损害管道，不通船河流水平管顶部距河底高差不小于0.5m；通航河流其高差不小于1.0m。折管式倒虹管的上行下行斜管与水平管的交角一般不大于30°，本设计采用15°角。倒虹管内设计流速应不小于0.9m/s，也不应小于进水管内流速。当流速达不到0.9m/s时，应加定时清洗措施，清洗速度不小于1.2m/s。倒虹管采用钢管，管径一般不小于200mm，其中一条发生事故时另外一条在提高水压线后并不影响上游管道正常排水仍能通过设计流量。（7）倒虹管的水力计算①19~17段由污水管网的水力计算结果可知倒虹管的设计流量为707.12L/s，倒虹管长度为276m，共4只15°弯头。倒虹管上游管道内污水流速v=1.43m/s，管径D=1200mm。查钢管水力计算表得：D=1000mm，Q=707.12L/s，i=0.000912，v=0.9m/s，v=0.9m/s＞0.60m/s，由于v=0.9m/s=0.9m/s，所以不需加定期冲洗措施。倒虹管管段水头损失ho=iL=0.000912×276=0.252m （2.3）进口局部水头损失（2.4）出口局部水头损失弯头局部水头损失（=0.30，4只弯头）倒虹管全部水头损失H=0.252+0.021+0.041+0.050=0.364m②82~71段由管网的水力计算结果可知倒虹管的设计流量为112.16L/s，倒虹管长为453m，共4只15°弯头。倒虹管上游管道流速v=1.53m/s，管径D=500mm。查钢管水力计算表得：D=4500mm，Q=112.16L/s，i=0.0015，v=0.68m/s，v=0.68m/s<0.9m/s，所以需要加设定期冲洗设施。倒虹管管段水头损失ho=iL=0.0015×453=0.679m进口局部水头损失出口局部水头损失弯头局部水头损失（=0.30，4只弯头），倒虹管全部水头损失H=0.679+0.012+0.024+0.028=0.743m③43~2段由管网的水力计算结果可知倒虹管的设计流量为734.35L/s，倒虹管长为378m，共4只15°弯头。倒虹管上游管道流速v=2.48m/s，管径D=1100mm。查钢管水力计算表得：D=900mm，Q=734.35L/s，i=0.0018，v=1.19m/s，v=1.19m/s>0.9m/s，所以不需要加设定期冲洗设施。倒虹管管段水头损失ho=iL=0.0018×378=0.68m进口局部水头损失出口局部水头损失弯头局部水头损失（=0.30，4只弯头），倒虹管全部水头损失H=0.68+0.036+0.289+0.087=1.092m（8）泵站设置在排水系统中，由于水文地质条件、地形等影响因素，大概率会设中途泵站、局部泵站、终点泵站。当管道埋设深度接近最大埋深时，为减小下流管道的埋深而设置的泵站称为中途泵站。若将低洼地区的污水提升到地势高地区管道中；或是将高层建筑地下室、地铁、其它地下建筑的污水抽送到附近管道系统所设置的泵站称为局部泵站。此外，污水管道系统终点埋深通常很大，而污水理构筑物因容纳水体水位的限制，一般须埋深很小或设置在地面上，因此须设置泵站将污水抽升至处理构筑物，这类泵站称为终点泵站或总泵站。第3章城市污水处理厂设计计算3.1城市污水的组成城市污水的总称是被排入城市排水系统的污水，城市污水包括生活污水、工业废水以及部分雨水。生活污水指的是居民在日常生活中使用过的、并被生活废品所污染的水，其这些污水中含有很多的有机污染物。生活污水是城市污水的重要组成成分，生活污水的主要特征一般都会体现在城市污水中。工业废水来自于工厂生产作业时产生的废水。由于工业类型和生产方法的不同，工业废水的成分复杂，被污染程度差异很大。工业废水包括生产污水和生产废水两类。生产污水是指在生产过程中形成，并被生产原料、半成品和成品等废弃材料所污染的水，必须经过处理才能排入水体或利用；生产废水是指在生产活动中并未直接参与生产，未被生产过程所污染，只是水温有所升高，污染较轻，通常称为净下水，一般在工厂内部经简单降温等方法处理后重复使用或排入城市雨水管网系统。3.2污水处理厂的设计水量3.2.1平均日流量综合生活污水平均流量 （3.1）工业废水集中流量Q2=23.15+17.36=40.15L/s厂区污水平均流量Q=Q1+Q2=1918.3L/s3.2.2设计最大流量总变化系数 （3.2）代入数值计算得，Kz=1.17。厂区污水设计总流量Qmax=1878.15×1.17+40.15=2237.59L/s=193327.776m3/d与据城市污水管网设计计算得出的最大设计流量2233.88L/s相近，取最大设计流量2237.59L/s。3.3污水处理厂进出水设计水质污水厂受纳水体是沮河，根据沮河水环境保护规划，沮河水体水质可归类为《地表水环境质量标准基本项目标准值》中的Ⅲ类水域。根据污水处理厂水体受纳污水处理厂排出水的要求，污水处理厂出水水质的最终标准（二级处理后）要求达到《污水综合排放标准》（GB18918-2002）中的一级B标准。污水处理厂的进出水水质标准及处理达标程度如表3.1所示。表3.1污水厂进出水水质表项目进水（mg/L）出水（mg/L）去除率（%）BOD52402091.7CODcr3806084.2SS2002090.0TN402050.0TP5180.03.4污水处理工艺流程的选定3.4.1城镇污水处理的典型工艺流程污水处理工艺的经典流程是需要完整的二级处理系统和污泥处理系统共同组成。一级处理的组成部分有格栅、沉砂池和初次沉淀池，这三者用来去除污水中的固体污染物质，一级处理能够将污水中的BOD值去除20%~30%。二级处理系统是污水处理厂的主要组成部分，主要用来去除污水中呈胶体和融化状态的有机污染物（BOD、COD）。二级处理完成后，污水的BOD5的剩余浓度为20~30mg/L，一般可达到排入河流和农田灌溉的要求。查阅据我国《室外排水设计规范》（GB50014-2006）可知污水处理厂的处理效果如表3.2所示。表3.2污水处理厂处理效果处理程度处理方法主要工艺处理效果（%）SSBOD5一级沉淀法沉淀（自然沉淀）40~5520~30二级生物膜法初次沉淀、生物膜法、二次沉淀60~9065~90活性污泥法初次沉淀、活性污泥法、二次沉淀75~9065~95从表3.2可知，二级活性污泥法的处理效果最好，但常规二级处理工艺仅能有效地去除污水中BOD5、COD和SS的浓度，而对氮和磷的去除效果不是，仅很好，通常在剩余污泥中去除氮和磷，氮的去除率约为10~20%，磷的去除率约为12~19%，达不到本工程对脱氮除磷效果的要求。因此，必须采用污水脱氮除磷工艺。3.4.2污水脱氮除磷工艺（1）污水进入脱氮除磷系统前需满足下列要求：脱氮除磷好氧区剩余总碱度>17mg/L。本设计中==6>4==47>17满足要求，适宜采用同步脱氮除磷的工艺。（2）常用工艺比较据前述分析，选取4种具有良好脱氮除磷效果的工艺进行技术经济比较。①A2/O工艺A2/O工艺的特点是使除磷、脱氮和降解有机物三个生化过程连续发生，在厌氧阶段和缺氧阶段为脱氮和除磷提供不同的反应环境，在最后的好氧阶段为三个指标的处理提供了同时满足脱氮除磷作用的反应条件，这就能够使流程简化，通过尽可能少的反应器达到较高的净化效果，给工程建造创造方便条件。A2/O工艺特征：①厌氧、缺氧、好氧三种不同的生存条件和不同种类微生物群落的有机结合，具有能同时去除有机物、给污水除磷脱氮的功能；②在具有同时脱氮除磷和去除有机物效果的工艺中，该工艺流程较为简单，相较于其他工艺总水力停留时间较少，能减少净化周期；③菌群生存于厌氧缺氧好氧交替的环境中，丝状菌无大量繁殖机会，SVI一般小于100，发生污泥膨胀可能性很小；④污泥中含磷量较高，一般为2.5%以上；⑤厌氧—缺氧池只需使污泥与污水发生混合；⑥沉淀池要保持氧气充足，谨防厌氧缺氧，以避免聚磷菌产生磷使出水水质降低，或反硝化产生N2影响沉淀池中沉淀效果；⑦A2/O工艺中混合液回流比大小影响脱氮效果，流污泥中DO含量和硝酸态氧影响除磷效果。A2/O工艺现存缺点：A2/O工艺不能同时保证脱氮除磷效果。该工艺正常运行时，出水氨氮浓度可以达到国家一级A排放标准，出水总磷浓度可以达到国家一级B排放标准，但去除总氮的效果比较不理想，且该工艺很难取得最佳的同步脱氮除磷的效果。②SBR工艺又称为序批式活性污泥处理系统。能够在同一池中完成进水、曝气、沉淀，与连续式活性污泥法系统相较，本工艺系统组成简单，无需进行污泥回流和二次沉淀，曝气池容积也相对较小，建设预算与运行管理支出都较低，并且设备产率高。但对自动控制设备要求较高，正常运行不能依靠人工操作，自控系统必须质量好，运行可靠；对操作人员技术水平要求也较高，求操作人员具有一定的文化程度和技术水平才能进行技术型操作管理；间歇周期运行使曝气、搅拌、排水、排泥等设备利用率降低，增加设备费用和装机容量。③巴颠甫脱氮除磷工艺该工艺需要反复进行二次甚至二次以上BOD去除反应、硝化反应、反硝化反应，故其脱氮效果好。但除磷效果差，而且该工艺所需反应池较多，工艺流程复杂，建造和处理成本随之增加，因此应用较少。④氧化沟工艺又称循环曝气池。由于氧化沟工艺具有较长的污泥龄，悬浮状有机物在氧化沟内处于较为稳定的状态，故可以不设初沉池。氧化沟中污泥BOD负荷低，能较强适应水温、水质、水量的波动；污泥停留时长一般为15~30d，是传统活性污泥系统的3~6倍，正常运行时，氧化沟会产生反硝化脱氮反应；污泥产率低则表示达到较为稳定的程度，勿需再进行消化处理。氧化沟是对活性污泥法的改良，氧化沟内的活性污泥以污水中的有机物作为食料，将有机物化为无机物。曝气设备使氧化沟中污水和混合液在环状的渠道内循环流动，依靠曝气设备推动污水和混合液流动及曝气。氧化沟技术特征：可不设初沉池，悬浮状的有机物可在氧化沟内得到部分稳定；也可将二沉池合并建设，减少回流污泥装置。由于氧化沟中具有较长时间的污泥龄，其剩余污泥量少于一般活性污泥法产生的污泥，且剩余污泥已在沟内得到稳定，可不设污泥消化处理装置。氧化沟结合了推流和完全混合两种流态。在短时间内呈现推流式，长时间可使污水与污泥完全混合，二者流态结合，可减小短流，使进水被数十倍甚至数百倍的循环水所稀释，从而使氧化沟系统的缓冲能力提高。氧化沟具有明显的溶解氧浓度梯度，可在同一构筑物中实现硝化和反硝化，此方法可以将硝酸盐的氧回收利用，节省了10%-25%需氧量，同时通过反硝化反应恢复了硝化过程中消耗的碱度，有利于节约节省能源和减少化学药剂的用量。氧化沟内的混合液被推动向前流动，不仅防止了混合液内悬浮固体的沉淀，且增强了氧的传递效果。当污泥在非曝气区逐步下沉到氧化沟渠底部时，随着水流的推动至高功率密度的曝气区，污泥被搅拌重新悬浮起来，有利于污泥吸附并去除水中的非溶解性物质。⑤实际应用结果显示，氧化沟工艺适用于有机物和悬浮物去除方面，并取得稳定的效果。（3）污水处理工艺选取本设计中城市污水处理厂的设计流量不足14万吨，属大中型污水处理工程。设计要求出水水质达到（GB18918-2002）一级B标准，且要考虑污水的脱氮除磷，所以污水处理选用二级强化工艺处理。3.3.3常见氧化沟系统比较卡罗塞尔氧化沟卡鲁塞尔氧化沟是一个多沟串连的氧化沟系统，污水和活性污泥混合后，沿水流方向在沟内不停的做循环运动。沟内需在池的一端安装立式表曝机，每组沟安装一个，使沟内在靠近曝气机下游形成富氧区和曝气机上游形成缺氧区。这不仅有利于生物凝聚，还易于沉淀活性污泥。为满足越来越严格的水质排放标准，卡里塞尔氧化沟在原先的工艺基础上增加了新的功能。卡罗塞尔新工艺提高了处理效果，降低了运行能耗，改进了活性污泥性能，提高了生物除磷脱氮功能。卡鲁塞尔氧化沟特点：出水水质好，由于表暴机氧化沟中富氧区和缺氧区分区明显，脱氮效果比较好；曝气设施的单机功率大、调节性能好，能够减少曝气设备数量。可节省设备投资又可简化运行管理；有极强的搅拌混合和耐冲击能力；氧化沟具有较高的深度，减少占地面积、节约建设预算；卡鲁塞尔氧化沟现存问题：曝气设备所需电量较高，会有较大能量损耗；设备安装比较复杂、繁琐；③设备的需要大量的运行管理和维护。奥贝尔氧化沟奥贝尔氧化沟呈现多个同心椭圆形沟渠。污水首先进入最外环的沟渠，污水在沟渠中不断循环的同时，依次进入下一层沟渠，最后由位于中心的沟渠流出进入二沉池。奥贝尔氧化沟特点：处理后水质较好，脱氮率高，能够同时进行硝化作用和反硝化作用；可以在将来负荷增加的情况下，加以扩建；可根据进水水质变化调节对出水水质要求；容易维护；⑤节能，系统运行时所需要的动力相对较小。奥贝尔氧化沟存在的问题：受结构形式的限制，总体布局较为困难；②在运行时，外、中、内三层沟渠内混合液的溶解氧保持较大的梯度，比例为0：1：2，但实际运行的结果是当进水有较高负荷，内沟溶解氧较低；当进水有较低负荷时，外沟溶解氧较高，这样很难保持溶解氧0：1：2的比例，使脱氮除磷和充氧难以达到更好的效果。三沟式氧化沟三沟式氧化沟又称T型氧化沟，具有三个完全相同的氧化沟，两侧边沟交替作为曝气池和沉淀池，中沟一直作为曝气池进行曝气反应，原水交替地进入两侧氧化沟，处理水则相应地从作为沉淀池的两侧氧化沟中经自动调节出水堰流出，这样提高了曝气设备的利用率，另外也有利于生物脱氮。三沟式氧化沟没有单独设置反硝化区，通过在运行过程中设置停曝时间来进行反硝化，从而获得较高的氮去除效果。其运行分为六个阶段。一般适用中小型城市污水厂。三沟式氧化沟特点：①占地面积少，集初沉池、曝气、二沉为一体，不需初沉池、二沉池和污泥回流系统；设备先进，自动化程度高；管理人员少，建造费用及运行费用比较低；具有脱氮除磷功能，出水水质比较稳定；污泥龄较长，污泥活性稳定不易发生膨胀；三沟式氧化沟因三池一起，池容积较大，耐冲击负荷效果好；三沟式氧化沟可随不同的入水水质及处理后水质而改变，运行较为灵活，操作简单。三沟式氧化沟存在的问题：对自动化要求较高，需要能够自动控制水流方向和对出水堰升降要求比较高。综上所述，氧化沟选择奥贝尔氧化沟。3.4.3污水处理工艺流程图进水→格栅→沉砂池→初沉池→奥贝尔氧化沟→二沉池→消毒→出水︱↑︱︱︱（含磷）污泥回流︱︱︱↓↓外运←污泥脱水←污泥消化←污泥浓缩3.4一级处理工艺表3-2不同形式沉砂池的比较形式优缺点平流沉砂池优点：（1）截留无机颗粒效果好，沉淀效果好；（2）耐冲击负荷，温度适应力较好；（3）运行稳定，结构简单，排沉砂方便，易于施工，管理便捷。缺点：（1）所占面积较大，配水不均匀，易出现短流和偏流；（2）排泥间距较大，池中约夹杂有15%左右的有机物不方便沉砂池的后续处理。竖流沉砂池优点：所占面积较小，排泥与运行管理方便。缺点：（1）池体较深，建造施工较难，建造经费需求较高；（2）对耐冲击负荷和不能有效适应温度变化；（3）池径不能过大，否则会布水不均；曝气沉砂池优点：（1）能有效分离砂砾和有机物，除砂效率好且稳定；（2）能够进行预曝气，进水量变化对其影响不大；（3）能大量沉砂，且砂上剩余有机物少；缺点：（1）设消泡装置曝气，曝气装置花费经费较多；（2）有生物除磷工艺的污水厂，不采用曝气沉砂池。旋流沉砂池优点：（1）占地面积小；（2）通过调节转速，有最好的沉沙效果；（3）通过离心力沉砂，水中DO水平较稳定（厌氧环境）。缺点：需要通过气提或泵提排砂，增加用电设备，增加水厂耗电量，维护较复杂。因此，一级处理工艺的沉砂池选择旋流沉砂池。3.5.3混凝沉淀法的深度处理絮凝池比较从氧化沟流出的污水经静态混合器加入絮凝剂，在水流作用下使微絮粒进入絮凝池，在絮凝池相互碰撞，以形成更大的絮粒。表3-4不同形式絮凝池比较形式优缺点隔板絮凝池往复式优点：（1）颗粒凝结效果较好；（2）结构简单，施工方便。缺点：（1）颗粒凝结时间长，絮凝形成的颗粒易在转折处被破碎；（2）水头损失大，出水流量分配不均匀。回转式优点：（1）水头损失较小，颗粒凝结效果较好；（2）构造简单，管理方便。缺点：出水流量分配不均匀。隔板絮凝共同点优点：颗粒凝结效果好，絮凝时间短，池体占地面积小，适应不同的水质。缺点：安装结构复杂，维修不方便网格絮凝池优点：（1）颗粒凝结所需时间短，絮凝效果好；(2)构造简单。缺点：颗粒凝结效果会被水量较大的影响。机械絮凝池优点：(1)可随水质、水量变化而随时改变转速以保证絮凝效果，絮凝效果好，节省药剂；(2)水头损失小。缺点：需机械设备和经常维修。综上所述，絮凝工艺选择机械絮凝池。沉淀池比较表3-5不同形式沉淀池的比较形式优缺点平流沉淀池优点：（1）造价较低，操作方便，施工简单；（2）对原水浊度适应性强，潜力大，处理效果稳定；（3）带有机械排泥设备时，排泥效果好。缺点：（1）占地面积大；（2）不采用机械排泥装置时，排泥困难。斜管（板）沉淀池优点：沉淀效率高，池体小，占地小缺点：（1）斜管（板）耗用较多材料，老化后需更换，费用高；(2)对原水浊度适应性较平流差；（3）不设排泥设备时，排泥困难；设排泥设备时，维护较平流麻烦。经过比较，选择平流沉淀池并采用机械排泥。3.6消毒工艺水消毒处理的目的是解决水中的生物污染问题。城市污水经过二级处理后，水质改善，细菌含量大幅度减少，但细菌的绝对值仍很可观，并存在病原菌的可能，为防止对人类健康产生危害和对生态造成污染，在污水排入水体前应进行消毒。消毒采用的接触消毒池。表3-6不同消毒方案的比较项目液氯次氯酸钠二氧化氯臭氧紫外线杀菌有效性较强中强最强强效能：对细菌对病毒对芽孢有效部分有效无效有效部分有效无效有效部分有效无效有效有效有效有效部分有效无效一般投加量/(mg/L)5~105~105~1010接触时间10~30min10~30min10~30min5~10min10~100s一次投资低较高较高高高运转成本便宜贵贵最贵较便宜优点技术成熟，投配设备简单，有后续消毒作用。可用海水或浓盐水作原料，也可购买商品次氯酸钠，使用方便。使用安全可靠，有定型产品。能有效去除污水中残留有机物、色、臭味，受pH、温度影响。杀菌迅速，无化学药剂。缺点有臭味、残毒，使用时安全措施要求高。现场制备备复杂，护管理要求高。须现场制备维修要求较高。须现场制备管理复杂，剩余臭氧需作消毒处理。消毒效果受出水水质影响较大。设备无定型产品，货源不足。经过比较，消毒剂采用液氯消毒。3.7污泥处理3.7.1污泥浓缩污泥中所含水分大致分为4类：颗粒间的空隙水，约占总水分的70%；毛细水，即颗粒间毛细管内的水，约占20%；污泥颗粒吸附水和颗粒内部水，约占20%；污泥颗粒吸附水和颗粒内部水，约占10%。低含水率的方法有：浓缩法，用于降低污泥中的空隙水，空隙水所占比例最大，故浓缩是减容的主要方法；自然干化法和机械脱水法，主要脱出毛细水；干燥与焚烧法，主要脱除吸附水和内部水。污泥系统产生的污泥，含水率很高，体积很大，输送和处理或处置都不方便。污泥浓缩可使污泥初步减容，使体积为原来的几分之一，从而为后续处理或处置带来方便。可以使污泥管的管径减小，输送泵的容量减小。浓缩后直接脱水，可以减小脱水机的台数，并降低污泥调质所需要的絮凝剂的量。重力浓缩池：其本质上是一种沉淀工艺，属于压缩沉淀。浓缩前由于污泥浓度较高，颗粒间彼此接触支撑。浓缩开始后，在上层颗料的重力作用下，下层颗料间隙中的水被挤出界面，颗料间相互拥挤的得更加紧密。通过这种拥挤和压缩过程，污泥浓度进一步提高，从而实现污泥浓缩。本设计采用的是连续式的辐流式浓缩池。气浮浓缩池适用于浓缩活性污泥和生物滤池等较轻污泥，能把含水率99.5%的活性污泥浓缩到94%-96%。其含水率低于采用重力浓缩池所达到的含水率，但运行费用较高。重力浓缩池处理的污泥含水率虽然比气浮池高，但运行和设备费用较低，出于经济合理的考虑，污泥浓缩选择重力浓缩。3.7.2污泥处置本污水厂污泥处理工艺包括污泥浓缩、稳定、脱水、最终处置四个过程。在我国城市污泥处理中，由于污泥处理管理水平低、投资低、技术设备落后和工艺的不完善，造成我国污泥处理技术远低于国外发展水平。我国城市污泥处置途径包括土地利用、卫生填埋、焚烧处理和水体消纳等方法。目前国内外水厂一般采用送往指定地点进行填埋的方法。但由于我国是一个发展中国家同时也是一个农业大国，经济发展不够高，对肥料的需要极其迫切，这就决定了我国必须认真考虑污泥的农用资源化问题。在安全、可靠、避免二次污染的前提下将污泥农用，既消除城市污染，又能促进农业的发展，因此污泥农用是符合我国国情的处置方法。对此，本污水厂的污泥最终处置是以填埋为主，污泥农用为辅。3.8工艺流程通过对构筑物的各个类型进行比较，已确定一种结构简单、操作方便、运行可靠的设备或构筑物作为我们流程中的处理设备和构筑物。污水→中格栅→提升泵站→细格栅→旋流沉砂池→配水井→三沟式氧化沟↓出水←接触消毒池←平流沉淀池←机械絮凝池↓污泥外运←脱水机房←贮泥池←浓缩池←配泥井3.5污水处理构筑物设计计算3.5.1中格栅格栅由金属棒或栅条按一定间距平行排列而成，斜置在总泵站集水井的进口处用以截流较大的悬浮物或漂浮物，使之正常运行。（1）栅条的间距数 （3.3）式中：Q设计——污水厂设计流量（m3/s）；α——格栅倾角，α=70°；h——栅前水深（m），h=0.91m；v——过栅流速（m/s），取v=0.75m/s；b——格栅间隙宽度（m），b=0.024m；N——格栅组数，N=2。 代入各值，得46（2）栅槽宽度设栅条宽度S=0.01m，则栅槽宽度B=S(n-1)+bn （3.4）代入各值，得B=0.01×（46-1）+0.024×46=1.55m（3）进水渠道渐宽部分的长度设进水渠道B1=1.16m，其渐宽部分展开角度α1=20°，B/B1=1.3>1.2，进水渠道内的流速为0.65m/s。 （3.5）代入各值，得（4）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度（5）通过格栅的水头损失设栅条断面为锐边矩形断面 （3.6）式中：k——系数，格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般k=3；β——形状系数，β=2.42S——栅条宽度（m）g——重力加速度（m/s2）通过格栅的水头损失：（6）栅后槽总高度设栅前渠道超高h2=0.3m,则H=h+h1+h2=0.91+0.06+0.3=1.27m （3.7）（7）栅槽总长度L=l1+l2+0.5+1.0+ （3.8）H1=h+h2 （3.9）代入各值，得L=0.54+0.27+0.5+1.0+0.44=2.75m（8）每日栅渣量在格栅间隙24mm的情况下，设栅渣量为每1000m3污水产0.07m3。 (3.10)代入各值，得W=>0.2m3/d宜采用机械清渣。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6～8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。宜采用机械清渣。选用链条回转式多耙格栅除污机，型号为GH-800。表3.3GH型链条式回转格栅除污机性能规格参数格栅宽（mm）井槽深H(m)栅片净距（mm）安装倾角过栅流速（m/s）800≤10m15~8065,70,75,800.6~1.0图3.1格栅计算简图3.5.2污水泵房污水泵站位于污水处理厂的最前端，是用于提升城市污水管网内污水的构筑物，在整个污水处理过程中是主要构筑物之一，它的运行好坏会直接影响到污水处理厂的正常运转。污水泵站的重要性决定了它的工作形式，本泵站采用完全自灌式。其优点是不需设置引水的辅助设施，操作简便，启动及时，便于自控。为充分利用污水厂土地面积，采用合建式矩形泵站。集水池位于泵站地下部分，机器间与集水池间用钢筋混凝土墙分隔开来。（1）污水泵站设计流量污水泵站设计流量按远期最高日最高时污水流量计算，本设计拟定选用4台泵（3用1备），则每台泵的设计流量为Q=515.07L/s。（2）污水泵站设计扬程栅前水面标高H=104.12+0.40=104.52m栅后水面标高H=104.52-0.09=104.43m集水池最低水位标高H1=104.43-2.0=102.43m出水井水面标高H2=111.33m，则水泵静扬程H静=H2-H1=111.33-102.43=8.9m水泵吸压水管路（含至出水井管路）的压力损失估算为1.5m，自由水头损失为1.5m。水泵扬程H=H静+1.5+1.5=8.9+1.5+1.5=11.9m，取12m。（3）水泵机组的选择由Q=515.07L/s=1854.25m3/h，H=12m，查《给水排水设计手册》（第11册）知：选用400QW2000-15-132型潜污泵，其各项性能见下表3.4所示。表3.4潜污泵性能参数表型号流量m3/h扬程m转速r/min功率KW效率%出口直径mm400QW2000-15-13220001574513285.34400（4）集水池容积污水泵房集水池容积按一台泵6分钟出水量计算，即V=515.07×6×60÷1000=185.43m3有效水深h为2米，则集水池面积F为 （3.11）（5）吸、压水管路的计算①设计依据吸水管流速0.8~2.0m/s，安装要求有向水泵不断向上的坡度；压水管流速一般为1.2~2.5m/s；吸压水管实际水头损失不大于2.5m。②流速Q=515.07L/s，吸水管选用DN=700mm的铸铁管，压水管为DN=600mm的铸铁管。查《给水排水设计手册》（第1册）知：1000i=3.11查《给水排水设计手册》（第1册）知：1000i=7.04水泵进出口径均为400mm。③吸水管路损失吸水管上有：一个喇叭口Dg=950mm,ξ1=0.1；Dg700的闸阀一个，ξ2=0.06；Dg700的90°弯头一个，ξ3=0.52；Dg700500的偏心渐缩管一个，ξ4=0.20。设吸水管直管部分长度为1.5m，则h沿程=iL=1.5×3.11÷1000=0.005m吸水管总损失h=0.267+0.005=0.272m④压水管路损失压水管上有：Dg500600的渐放管一个，ξ1=0.29；Dg600的逆止阀一个，ξ2=1.8；Dg600的闸阀一个，ξ3=0.08；Dg600的90°标准弯头两个，ξ4=0.64；压水管到细格栅前单管出水井处ξ5=1.0设压水管管长20m，则h沿程=iL=20×7.04÷1000=0.141m压水管总损失h=0.588+0.141=0.729m⑤水泵扬程校核H=8.9+0.272+0.729+1.5+1.5=12.901m所选水泵扬程为15m，能够满足要求，故选泵合适。（6）水泵机组基础的确定机组安装在共同基础上，基础的作用是支撑并固定机组，使之运行稳定。不致发生剧烈震动，更不允许发生沉降，对基础的要求：坚实牢固，除能承受机组静荷载外，还能承受机械振动荷载；要浇制在较坚实的地基上，以免发生不均匀沉降或基础下沉。本设计选用400QW2000-15-132型泵，查《给水排水设计手册》（第11册）知，水泵机组基础尺寸为1750mm×1350mm，重量为2900kg。（7）泵房高度的确定①起吊设备最大起升重量为2900kg。即3吨。选择CD13-18D型电动葫芦。②高度的确定H=a+b+c+d+e+h （3.12）式中：a——单轨吊车梁的高度，取0.1m；b——滑车的高度，取0.6m；c——起重葫芦在钢丝绳绕紧状态下的长度，取1080mm；d——起重绳的垂直长度；对于水泵为0.85x=0.85×1080=0.92m；e——最大一台水泵或电动机的高度，e=1.66m；h——吊起物底部与泵房进口处室内地坪的距离，0.2m。代入上式，得H=0.1+0.6+1.080+0.92+1.66+0.2=4.56m集水池最高水位104.43m,最低水位102.43m。水泵吸水管轴线高出集水池底1.1m,考虑到管径和基础高度的影响,适当放大到1.6m.、定泵房前集水池底标高为100.83m,泵房与集水池底在同一平面上.则泵房地下部分高度为:H=108.34-100.83=7.51m泵房高度H总=4.56+7.51=12.07m，取15m3.5.3细格栅（1）栅条间隙数式中：Q设计——污水厂设计流量（m3/s）；α——格栅倾角，α=65°；h——栅前水深（m），h=0.91m；v——过栅流速（m/s），取v=0.70m/s；b——格栅间隙宽度（m），b=0.010m；N——格栅组数，N=2。代入各值，得116（2）栅槽宽度设栅条宽度S=0.01m，则栅槽宽度B=S(n-1)+bn代入各值，得B=0.01×（116-1）+0.010×116=2.31m（3）进水渠道渐宽部分的长度设进水渠道B1=1.78m，其渐宽部分展开角度α1=20°，B/B1=1.3＞1.2，进水渠道内的流速为0.48m/s。代入各值，得l1=（4）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度l2=（5）通过格栅的水头损失设栅条断面为锐边矩形断面式中：k——系数，格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般k=3；β——形状系数，β=2.42S——栅条宽度（m）g——重力加速度（m/s2）通过格栅的水头损失：（6）栅后槽总高度设栅前渠道超高h2=0.3m，则H=h+h1+h2=0.91+0.18+0.3=1.39m（7）栅槽总长度L=l1+l2+0.5+1.0+H1=h+h2代入各值，得L=0.73+0.37+0.5+1.0+0.56=3.16m（8）每日栅渣量在格栅间隙10mm的情况下，设栅渣量为每1000m3污水产0.09m3。代入各值，得W=>0.2m3/d宜采用机械清渣。格栅净距B=2.31m，格栅间隙10mm。表3.5HF型回转式固液分离机性能参数型号沟宽(mm)设备宽(mm)安装角度沟深（mm)导流槽长度(mm)电动机功率（kw）HF-10001080100060-8015351500-47701.1-2.2kw3.5.4沉砂池沉砂池的作用是从污水中去除砂子、煤渣等比重较大的颗粒，以保护管道、阀门等设施免受磨损和阻塞，缩小砂粒污泥处理构筑物容积，提高污泥有机组分的含率，提高污泥作为肥料的价值。其工作原理是以重力分离为基础，即将进入沉砂池的污水流速控制在只能使比重大的颗粒下沉，而有机悬浮颗粒则随水流带走。沉砂池有4种形式：平流式、竖流式、曝气式和涡流式。平流式矩形沉砂池是常用的形式，具有构造简单、处理效果较好的优点。竖流式沉砂池是污水由中心管进入池内后自下而上流动，无机物颗粒借重力沉于池底，处理效果一般较差。曝气沉砂池是在池的一侧通入空气，使污水沿池旋转前进，从而产生与主流垂直的横向恒速环流。曝气沉砂池的优点是通过调节曝气量，可以控制污水的旋流速度，使除砂效率较稳定，受流量变化的影响较小。同时，还对污水起预曝气作用。涡流式沉砂池是利用水力涡流，使泥砂和有机物分开，以达到除砂目的，该池具有基建、运行费用低和除砂效果好等优点。本设计采用的是具有脱氮除磷能力的A2/O工艺，为了保证除磷脱氮效果，不能采用曝气沉砂池。故选用平流式沉砂池。（1）沉砂池长度设v=0.25m/s，t=50s，则L=vt=0.25×50=12.5m（2）水流断面积 （3.13）（3）池总宽度取分格数n=6，每格宽度b=1.2m，则B=nb=6×1.2=7.2m（4）有效水深h2== （3.14）（5）沉砂斗容积设T=2d，城市污水沉砂量X为30m3/106m3污水，则 （3.15）（6）每个沉砂斗容积每一分格设两个沉砂斗，共有12个沉砂斗，则（7）沉砂斗尺寸设斗底宽a1=0.5m，斗壁与水平面的倾角为55°，斗高h’3=0.35m。沉砂斗上口宽： （3.16）沉砂斗容积（8）沉砂室高度采用重力排砂，设池底坡度为0.06，坡向砂斗。沉砂室由沉砂斗和沉砂池坡向沉砂斗的过渡部分两部分组成，其中0.2为两个沉砂斗之间的隔壁厚，L2为沉砂室的长度，则 （3.17）（9）沉砂池总高度取超高h1=0.3m，则H=h1+h2+h3=0.3+0.86+0.66=1.82m（10）验算最小流速在最小流量时，则>0.15m/s （3.18）图3.2沉砂池计算简图3.5.5初沉池配水井配水井为有堰板式的中心配水井，内径D=1500mm，流速为>0.3m/s外径D=3000mm，流速其水头损失可以看作薄壁溢流堰来计算，它由堰上水头和自由跌落高度两部分组成。堰长b=πD=3.14×1.5=4.71m，流量Q=1.55m3/s，设流量系数m0=0.42，则h== （3.19）自由跌水h=0.15m，最后由两根设在井底的管径D=600mm的管道分别送往初次沉淀池，管道内最大水流速度为0.98m/s。3.5.6初沉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%～50%以上），同时可去除部分BOD5（大约20%～30%的BOD5），降低生物处理构筑物的有机负荷。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。平流式沉淀池沉淀效果好，对冲击负荷和温度变化的适应能力强，施工简易，平面布置紧凑，排泥设备已趋定型。但配水不易均匀，采用多斗排泥时每个泥斗需单独设排泥管，操作量大；采用机械排泥时，设备复杂，对施工质量要求高。竖流式沉淀池排泥方便，管理简单，占地面积小。但池子深度大，施工困难，对冲击负荷和温度变化的适应能力较差；池径不宜过大，否则布水不匀。辐流式沉淀池多为机械排泥，运行可靠，管理较简单，排泥设备已定型化。但机械排泥设备复杂，对施工质量要求高。经上述比较，为取得良好的沉淀效果，初次沉淀池选用平流式沉淀池。平流式沉淀池是利用污水从沉淀池一端流入，按水平方向沿沉淀池长度从另一端流出，污水在沉淀池内水平流动时，污水中的悬浮物在重力作用下沉淀，与污水分离。平流式沉淀池由进水装置、出水装置、沉淀区、缓冲层、污泥区及排泥装置组成。（1）池子总表面积设表面负荷q=2.0m3/(m2·h)，设计流量Qmax=1545.21L/s=1.55m3/s。（2）沉淀部分有效水深设沉淀时间t=1.5h,则h2=qt=2×1.5=3.0m（3）沉淀部分有效容积V’=Ah2=2790×3=8370m3（4）池长设水平流速v=5.56mm/s，则L=3.6vt=3.6×5.56×1.5=30.0m（5）池子总宽度B=A÷L=2790÷30.0=93m（6）池子个数设每个池子宽6.8m，则n=B÷b=93÷6.8=13.7取n=14个，设为两组。（7）校核长宽比、长深比长宽比：L÷b=30÷6.8=4.4>4，符合要求。长深比：L÷h2=30÷3.0=10,8<10<12，符合要求。（8）污泥部分需要的总容积设T=2.0d，污泥量为25g/人·d，污泥含水率为95%，设计人口数N=81000人，则=0.50L/人·d （3.20）（9）每格池污泥所需容积V’’=V÷n=81÷14=5.8m3（10）污泥斗容积 （3.21）式中：f1——斗上口面积（m2）f2——斗下口面积（m2）h4’’——泥斗高度（m）其中（11）污泥斗以上梯形部分污泥容积 （3.22）梯形上底边长l1=30+0.5+0.3=30.8m梯形下底边长l2=2.2m梯形高度h4’=(30+0.3-2.2)×0.01=0.281m（12）污泥斗和梯形部分污泥容积V1+V2=16.66+31.53=48.19m3>5.8m3满足要求。沉淀池排泥采用行走小车挂泥机，小车沿池壁顶的导轨往返行走，使刮板将沉泥刮入污泥斗，被刮入污泥斗的沉泥，再用