500吨每日小区生活污水处理工程设计大学本科毕业论文

摘要 (1.1)式中Qd——平均日污水流量，L/s。1.2.2污水进出水质本项目设计进出水水质根据生活污水来源和《城镇污水处理厂新污染物排放标准》（GB18918—2002）、《生活杂用水水质标准》（CJ25.1—89）和《再生水回用于景观水体的水质标准》（GB12941—91），采用标准如表1.1：表1.1设计进出水水质[5]主要污染物原水水质（mg·L-1）排放标准（mg·L-1）回用标准（mg·L-1）去除率(％)SS250≤20≤10≥96COD600≤40≤40≥93BOD280≤20≤10≥96氨氮30≤8≤8≥73磷酸盐10≤0.5≤0.5≥951.3设计规范和标准1、中华人民共和国环境保护法；2、《城镇污水处理厂新污染物排放标准》(GB18918—2002)；3、室外排水设计规范(GBJ14—87)；4、《再生水回用于景观水体的水质标准》(GB12941—91)；5、《生活杂用水水质标准》(CJ25.1—89)。1.4建设原则1、污水处理设施的设计和建设必须结合小区的整体规划和建筑特点，即外观设计上要与小区建筑环境相协调，以求美观；2、在污水处理工艺上力求简单实用，以方便管理；3、在高程布置上应尽量采用立体布局，充分利用地下空间。平面布置上要紧凑，以节省用地；4、污水处理厂位置应尽可能位于小区下风向，与其它建筑物有一定的距离，以减少对环境的影响；5、设备化，定型化，模块化，施工安装方便，运行简易，设备性能稳定，适合分期建设；6、处理程度高，污泥产量少，并尽可能采用节能处理技术；7、处理构筑物对水力负荷和有机物负荷的适应范围较大，使系统有较好的经受冲击负荷的能力；8、小区内的人口是逐渐增加的。因此，小区污水处理厂应按可预期的发展规划作为流量设计的基础。根据我国情况，可考虑采用20年的设计周期[5]。处理工艺流程的确定PAGE62处理工艺流程的确定小区污水处理系统包括四部分：污水处理，污泥处理，污水的深度处理及回用和的污水处理过程中所产生的恶臭气体。2.1污水处理工艺确定2.1.1小区污水处理站特点无论何种规模的处理厂，在确定污水处理工艺时，除了保证处理效果这一基本条件外，主要目的是降低基建投资，节省日常的运行费用，以求在保证达标排放的前提下，使经营成本最小。要做到这一点，首先应根据实际情况，选择合适的处理工艺。小型污水厂处理厂往往具有这样的特点：

（1）由于负担的排水面积小，污水量较小，一天内水量水质变化较大，频率较高；

（2）一般在城镇小区或企业内修建，由于所在地区一般不大，而且厂外污水输送管道也不会太长。所以，其占地往往受到限制，处理单元应当尽量布置紧凑；

（3）一般要求自动化程度较高，以减少工作人员配置，降低经营成本；

（4）污水厂往往位于小区或工业企业内，平面布置可能会受实际情况限制，有时可能靠近居民区或地面起伏不平等，平面布置应因地置宜，变蔽为利；

（5）由于规模较小，一般不设污泥消化，应采用低负荷，延时曝气工艺，尽量减少污泥量同时使污泥部分好氧稳定。2.1.2小区污水处理工艺比较鉴于以上的特点，对于小型城市污水厂，SBR法及氧化沟法为首先考虑的工艺方案。这两种工艺都具有以下优点：

（1）都属完全混合型，具有较高的耐冲击负荷的能力；

（2）一般不设初沉池，工艺简化，节省占地；

（3）一般采用低负荷延时曝气方式运行，处理效果好，污泥好氧稳定，同时可减少污泥产量（如果污泥出路可靠，也可适当提高负荷）。

氧化沟目前常用的有卡鲁塞尔氧化沟、奥贝尔氧化沟、三沟及双沟等交替式氧化沟等几种形式，其中以前两种更为常用。氧化沟的共同特点是污水在循环水池中流动，曝气方式主要采用表曝方式（近年来，也有鼓风曝气方式的氧化沟，也被称作氧化沟池型的普曝，结合了氧化沟及微孔曝气的优点）。SBR工艺包括传统SBR法、ICEAS工艺、DAT-IAT工艺、CAST工艺、UNITANK工艺等不同方法。从严格意义上讲，交替式运行的氧化沟实际上也是SBR工艺的一种[6]。2.1.3选用SBR工艺原因1、SBR法与氧化沟相比又具有以下优点：

（1）工艺流程简单、造价低。主体设备只有一个序批式间歇反应器，无二沉池、污泥回流系统，调节池、初沉池也可省略，布置紧凑、占地面积省；

（2）氧化沟的曝气机在运行时，溅起水花较大，对周围环境产生不利影响。某些特殊情况下，对污水厂有很高的环保要求，反应池上部需要加盖或增设上部建筑，以隔绝臭气，这样则会影响表曝的曝气效率；

（3）耐冲击负荷，由于SBR池是间歇运行，池内有滞留的处理水，对污水有稀释、缓冲作用，有很较强的调节能力，有效抵抗水量和有机污物的冲击，对于水质水量变化较大的情况，也不需要调节池（实际上，SBR池本身就有调节池的作用）；

（4）在北方严寒地区，冬季室外气温较低，氧化沟的表曝曝气方式也不适宜；

（5）SBR池池深也不受限制，必要时可适当加深[6]。2、另外，SBR法还有以下特点：（1）理想的全混流反应器，使生化反应推动力增大，效率提高，池内厌氧、好氧处于交替状态，净化效果好；（2）运行效果稳定，污水在理想的静止状态下沉淀，需要时间短、效率高，出水水质好；（3）工艺过程中的各工序可根据水质、水量进行调整，运行灵活；（4）处理设备少，构造简单，便于操作和维护管理；（5）反应池内存在DO、BOD浓度梯度，有效控制活性污泥膨胀；（6）SBR法系统本身也适合于组合式构造方法，利于废水处理厂的扩建和改造；（7）脱氮除磷，适当控制运行方式，实现好氧、缺氧、厌氧状态交替，具有良好的脱氮除磷效果[6]。3、由于上述技术特点，SBR系统进一步拓宽了活性污泥法的使用范围。就近期的技术条件，SBR系统更适合以下情况：（1）中小城镇生活污水和厂矿企业的工业废水，尤其是间歇排放和流量变化较大的地方；（2）需要较高出水水质的地方，如风景游览区、湖泊和港湾等，不但要去除有机物，还要求出水中除磷脱氮，防止河湖富营养化；（3）水资源紧缺的地方。SBR系统可在生物处理后进行物化处理，不需要增加设施，便于水的回收利用；（4）用地紧张的地方；（5）对已建连续流污水处理厂的改造等；（6）非常适合处理小水量，间歇排放的工业废水与分散点源污染的治理。所以，在小型污水处理厂设计中，SBR工艺比氧化沟更广泛地被采用。2.2污泥处理工艺确定因为采用的是SBR工艺，因而剩余污泥产生量较少且间断，所以SBR的剩余污泥定期排入间歇式重力浓缩池中。污泥在该池得以稳定，调节池的沉渣定期由环卫系统抽出外运，同时减少工艺环节，处理效果相当的情况下达到降低成本与简单化的目的。2.3中水处理工艺确定深度处理的目的是进一步去除无水中的悬浮物、有机物、氮、磷等。常用的方法有过滤、活性炭吸附、膜技术等。活性炭含有大量微孔，比表面积较大，可有效地去除色度、臭、大多数的有机物、无机物及部分重金属，是深度处理中最广泛有效的技术之一。鉴于膜技术在应用上存在成本高，技术操作人素质要求高，以及应用于对水质回用要求高的行业等特点，小区生活污水回用不宜采用膜处理技术。同时了解到，在深度处理中，过滤的作用如下：1、一步去除水中的生物絮体和悬浮物，降低水的浊度；2、去除絮凝过程中所产生的各类沉积物及不溶性磷；进一步降低出水的有机物含量。高效地去除细菌、病毒、重金属；4、为活性炭和离子交换前地预处理，提高了后续处理地安全性和处理效率；5、进一步去除水中地污染物质，减少消毒费用；6、在深度处理中，过滤能克服生物和化学处理的不规则性，提高回用连续性和可靠性。所以确定中水回用工艺为过滤的深度处理[6]。2.4恶臭气体的处理恶臭处理的目点是净化空气，防止恶臭气体给小区及户带来的不便。所产生的恶臭气体用抽风机收集，通过活性炭吸附得以净化。处理工艺流程的确定2.5生活污水处理工艺流程注：1-格栅；2-SBR反应池；3-鼓风机；4-无阀滤池；5-二氧化氯发生器；6-调节池；7-提升泵；8-中水储水池；9-中水回用泵；10-污泥泵；11-重力浓缩池；12-泥浆泵；13-脱水机房图2-1生活污水处理工艺流程污水处理工艺设计及计算3污水处理工艺设计及计算3.1格栅槽的设计3.1.1格栅的设计1、设计说明格栅的主要作用是将污水中的大块污物拦截，以免其对后续处理单元的机泵或工艺管线造成损害。该污水处理站仅处理生活污水，尽管SS含量不低，但较大悬浮物及较大颗粒少，格栅拦截的污染物不多，故选用人工清渣方式。栅渣作为固体垃圾随小区垃圾处理系统进行处理。2、设计计算（1）最大设计污水量Qmax用下式计算[8]：(3.1)式中Qmax——最大日污水流量，L/s；Kz——变化系数，取2.2；Qd——平均日污水流量，500t/d。代入上式计算得：(m3/h)=0.012m3/s（2）栅条间隙数用下式计算[2]：(3.2)式中n——栅条数目；α——格栅的放置倾角，取60°，便于清渣操作；e——栅条间距，取0.01m；h——栅前水深，取0.3m；v——过栅流速，取0.7m/s。代入上式计算得：(条)（3）格栅的建筑宽度用下式计算[2]：(3.3)式中——格栅的建筑宽度，m。代入上式计算得：栅槽的建筑宽度实取B=0.15m，栅条7根。（4）水力计算A．圆形栅条阻力系数用下式计算[2]：(3.4)式中ξ——格栅的阻力系数；β——栅条的形状系数，选圆形栅条，故取1.79。代入上式计算得：B．过栅水头损失h2用下式计算(3.5)式中h2——通过格栅的水头损失，m；——重力加速度，m/s2；——考虑到由于格栅受到污染物堵塞后，格栅阻力增大的系数，可用式：求定。一般采用。代入上式计算得：（5）栅后槽的总高度由下式决定(3.6)式中——栅后槽的总高度，m；h1——格栅的前的渠道超高，取0.3m；h2——格栅的水头损失。代入上式计算得：总高度实取高度H=0.5m故栅槽断面尺寸为150mm500mm3.1.2分流格栅槽布置在原污水沟上格栅入口下侧设闸板1#(200mm500mm),污水站正常运行时，污水由闸板截流进入污水站。污水站发生事故时，格栅前闸板(200mm500mm)关闭，1#闸板打开，污水分流。故格栅槽总长度＝闸板段长度＋栅条段长度＋渣水分离筛段长度＝(m)3.2调节池因小区的进水变化大，设调节池可有效地防止污水因水量变化不能及时处理而外漏的这一问题。同时设搅拌机，使得水质得以均化和防止沉淀。调节池设计体积为最大时流量乘以停留时间两小时，即：V=QmaxT=42.7×2=95.4m3，取平面尺寸为：5m×5m×4m。选DQT-075型低速潜水推流器，性能：叶轮直径，电动机功率，转速47r/min，尺寸。生产厂：安徽中联环保设备有限公司。3.3SBR反应池的设计计算3.3.1设计说明根据工艺流程论证，SBR法具有比其他好氧处理法处理效果好、占地面积小、投资省的特点，因而选用SBR法。SBR法的处理效果为进水CODCr=600mg/L、BOD5=280mg/L、SS=250mg/L，出水标准：CODCr=60mg/L、BOD5=20mg/L、SS=20mg/L。以下是某小区污水处理站的进水量变化资料，日处理量为500m3/d,最大流量42.7m3/h，最小流量3.3m3/h该小区污水在一个周期T(24h)内，污水流量变化曲线（柱状图）如图3.1所示。表3.1处理站进水的变化时间/h流量时间/流量/(m3/h)/%(占一天的)/(m3/h)/%(占一天的)0-18.380.812-1335.07.01-23.50.713-1426.75.352-33.30.6514-1518.03.63-44.30.8715-1618.83.754-56.31.2516-1717.53.55-613.12.6117-1828.85.756-734.66.9118-1935.67.127-834.46.8919-2027.65.518-942.78.5420-2114.52.99-1033.56.6921-228.31.661-1139.07.822-237.01.411-1239.77.9423-244.10.81注：此图中的曲线对应关系与表3.1相同图3.1生活污水流量变化图可见，由6时至20时，占了该小区生活污水的绝大部分，约86%，为充分发挥SBR的特性，以处理水量为设计基础，即设定SBR池的有效处理污水体积，当进水体积等于有效污水体积时才进行后续工艺，而小区继续排出的污水则流入另一SBR池，如此周期循环。每天周期数为=3。3.3.2设计计算1、SBR反应池容积计算根据运行周期时间安排和自动控制特点，SBR反应池设置2个。（1）污泥量计算A．出水BOD5由溶解性BOD5和悬浮性BOD5组成，其中只有溶解性BOD5与工艺计算有关。出水溶解性BOD5可用下式估算[1]：(3.7)式中Se——出水溶解性BOD5；Sz——沉淀出水总BOD5，取Sz=20mg/L；Kd——活性污泥自身氧化系数，典型值为；f——沉淀出水SS中VSS所占比例，取；Ce——沉淀池出水SS，取Ce=20mg/L。代入上式计算得：(mg/L)(3.8)B．SBR反应池所需污泥量为：式中——混合液悬浮固体，mg/L；——混合液挥发性悬浮固体，mg/L。NS——SBR处理污泥负荷设计参数，取NS=0.25kgBOD5/(kgVSSd)。代入上式计算得：C．污泥体积用下式计算：(3.9)式中VS——污泥体积，m3；——活性污泥体积指数，设计沉淀后污泥的SVI=100ml/g。代入上式计算得：(m3)(2）SBR有效反应容积SBR反应池容积[5]式中VSi——代谢反应所需污泥容积，m3；VF——反应池换水容积，m3。VF为SBR反应池每周期的进水容积，即(m3)VS=106.67m3，单池污泥容积为(m3)则V有=VSi+VF=53.3+167=220.3(m3)(3）SBR反应池构造尺寸SBR反应池容积可由下式计算：(3.10)式中Vb——保护容积，避免排水时对沉淀及排泥的影响，m3。SBR反应池为满足运行灵活及设备安装需要，设计为长方形，一端为进水区，另一端为出水区。SBR反应池单池平面（净）尺寸为m2，水深为m，池深为m。单池容积为(m3)则保护容积为Vb=121.7两池总容积∑V=600SBR反应池尺寸（外形）m32、进水管管径进水管管径可由下式求得：(3.11)满足最大流量时的管径要求，即Qmax=0.464m3/s，流速m/s，取DN250mm。3、SBR反应池运行时间与水位控制SBR反应池总水深m。按平均流量考虑，则进水前水深为m，进水结束后m。排水时水深为m，排水结束后m。m水深中，换水水深为m，存泥水深m，保护水深m。保护水深的设置时为避免排水时对沉淀及排泥的影响。表3.2SBR反应池水位与时间控制关系表阶段时间水位曝气量备注进水阶段TF≥3h2.9m<H<3.5m0th=3.5-th=2.9≥1hti表进水阶段某个时刻3.5m<H<4.0m1/4全曝气量（防厌氧）4.0m<H<5.0m1/2全曝气量—反应阶段TA=2~3hH=0.5m全曝气高峰值为2h，其余为3h沉淀阶段TS=1hH=5.0m0Th=3.5-Th=2.9≥1hTi表进水阶段某个时刻排水阶段TD=1h2.9m<H<5.0m0进水开始与结束由水位控制，曝气开始与结束由水位和时间控制，沉淀开始与结束由时间控制，排水开始由时间控制，排水结束由水位控制。详见表3.2[5]：图3.2SBR计算示意图4、排水口高度和排水管管径(1）排水口高度为保证每次换水V=167m3的水量及时快速排出，以及排水装置运行的需要，排水口应在反应池最低水位之下约0.5~0.7m(2)排水管管径每池设浮动排装置一套，出水口两个，排水管一根；固定设于SBR墙上。浮动排水装置规格，排水管管径。由式(3.11)变形可得，（3.12）设排水管排水平均流速，则排水量为(m3/s)=280(m3/h)则每周期（平均流量时）所需排水时间为(3）设备选用选用潜污泵WQP两台，一用一备，流量250~300m3/h，扬程3~5m，单机功率5、排泥量及排泥量系统(1）剩余污泥的计算剩余污泥由生物污泥和非生物污泥组成。A．剩余生物污泥计算公式[1]：(3.13)式中——产率系数，mgVSS/mgBOD5，取0.6；Kd——与水温有关，水温为20℃时Kd(20)=0.06。根据《室外排水设计规范》（GBJ—1987，1997年版）的有关规定[1]，不同水温时应进行修正。本处理T=15——污泥浓度，4000mg/L。所以剩余生物污泥量：(kg/d)B．剩余非生物污泥计算公式[1]：(3.14)式中fb——进水中可生化部分比例，设fb=0.7；C0——设计进水SS，m3/d，取C0=160mg/L；Ce——设计进水SS，m3/d，取Ce=20mg/L。将数据代入上式得：(kg/d)所以，剩余污泥总量：(kg/d)C．每日产生污泥体积可用下式计算[1]：(3.15)式中QS——污泥体积，m3/d；——剩余污泥，kg/d；——污泥含水率，设剩余污泥含水率按。则排泥量为(m3/d)则每次排泥量(m3/h)（每次排泥时间为）(2）排泥系统每池池底坡向排泥坑坡度，池出水端池底设()m3排泥坑一个，每池排泥坑中接出泥管DN100一根，相对于最低水位为。剩余污泥在污泥泵压力下排入重力浓缩池。(3）设备选用选用污泥泵W两台，一用一备，流量14m3/h，扬程7～8m，单机功率4.0KW6、复核出水BOD5根据生物动力学原理，当曝气池体积，曝气池混和液污泥浓度已知时，进水BOD5浓度S0与出水BOD5浓度Se之间的关系可用下式表示[1]：(3.16)由上式可得出：式中K2——动力学参数，对于城市污水，K2=0.0168~0.02810。所以(mg/L)复核结果表明，出水BOD5可以达到设计要求，且与设定值十分接近。7、需氧量及曝气系统设计计算(1）需氧量计算SBR反应池需氧量O2计算式为[1]：(3.17)式中a′——微生物代谢有机物需氧率，kg/kg；b′——微生物自养需氧率，1/d。根据类似工程经验数据，取a′=0.55，b′=0.15，需氧量为(2）供氧量计算设计采用塑料型空气扩散器，敷设SBR反应池池底，淹没深度。型空气扩散器的转移效率为EA=8%。20℃和30℃的氧饱和度分别为CS(20)=9.2mg/L、CS(30)=7.63mg/L[1]。空气扩散器出口处的绝对压力Pb计算式为[1(3.18)式中——工况下的大气压,取标准大气压，Pa；——曝气头的淹没水深，m。代入上式,得(Pa)空气离开曝气池式，氧的百分比计算式为[1]：(3.19)代入数据，得曝气池中溶解氧平均饱和度计算公式为[1](3.20)所以30℃(mg/L)水温20℃(mg/L)20℃时脱氧清水充氧量为[1(3.21)式中CS(20)——水温为20℃时清水溶解的饱和度，mg/Lα——污水传氧速率与清水传氧速率之比，取0.85；β——污水饱和溶解氧与清水饱和溶解氧之比，取0.95；ρ——压力修正系数，ρ=工程所在地区的大气压/1.013×105Pa，本设计中污水处理厂所在地区实际大气压为1.013×105Pa，所以ρ=1；CS(T)——设计水量℃时，好氧反应池中平均溶解氧的饱和度，mg/L；Cj——好氧反应池中溶解的氧浓度，取2mg/L；——设计污水温度，取30℃。代入式(3.21)可得(kgO2/h)SBR反应池平均时供气量GS为[1](m3/h)=17.01(m3/min)每立方污水供气量为[1]去处每千克BOD5的供气量为[1]/kgBOD5去处每千克BOD5的供氧量为[1]/kgBOD5(3)空气管计算空气管的平面布置图如图3.3所示。鼓风机房出来的空气供气干管，在相邻两SBR池的隔墙上设两根供气支管，为两SBR池供气。在每根支管上设5条配气竖管，为SBR池配气，两池供两供气支管，10条配气管竖管。每条配气管安装SX-1型空气扩散器3个，每池供15个扩散器，全池供30个扩散器。每个扩散器的服务面积为4m2/个空气支管供气量为(m3/min)=0.2(m3/s)由于SBR反应池交替运行，两根空气支管不同时供气，故空气干管供气量为12.0m3/min图3.3空气管的平面布置图空气管道的最不利管线计算，如图3.4所示图3.4SBR池空气管路计算图管路阻力计算公式[3]：(3.22)式中hf——管道阻力，m；λ——摩擦系数；v——流速，m/s；l——管长，m；le——局部阻力的当量长度，m；d——当量直径，m。空气管路计算结果见表3.3表3.3空气管路计算结果管线编号管段长度/m空气流量/(m3/min)空气流速/(m/s)管径/m配件当量长度/m计算长度/m压力损失/mm——1234567899－102.00.83.0275弯头一个2.634.637.178－92.01.66.0475三通一个3.755.7535.207－87.02.49.0575三通一个，弯头二个，闸阀一个7.0514.05191.986－72.02.45.09100弯头一个3.505.516.415－62.04.810.19100弯头一个3.505.5065.634－52.07.215.28100三通一个5.007.00179.763－42.09.620.37100三通一个5.007.00305.052－31.512.006.37200三通一个，闸阀一个11.813.326.571－225.012.006.37200三通三个，弯头一个17.0042.0071.230－13.012.006.37200弯头，闸伐，止回阀各一个28.831.861.22合计960.21计算表中包括鼓风机房干管及支管。由计算表可得：空气管路总水头损失为[3](mmH2O)=9420(Pa)假设管路富余压头为0.1m，即100mmH2O，QMZM型空气扩散器压力损失为200mmH2O，则曝气系统总压力损失为(mmH2O)3.4鼓风机房设计1、供风量本处理站需提供压缩空气的处理构筑物及其供风量为SBR池的12.0m3/min，5.0mH2O2、供风风压根据计算，SBR反应池曝气系统风压损失为0.953m3/min，则鼓风机所需出风压为[5](3.23)式中ps——鼓风机所需出风压，mH2O；H1——SBR反应池所需风压，mH2O；H2——空气管路系统风压损失，mH2O；H3——曝气系统富余风压，mH2O。即(mH2O)3、鼓风机的选择综合以上计算，鼓风机总供风量及风压为QS=12.95m3/min，ps=6.05mH拟选用三叶罗茨鼓风机CKSR两台，一用一备。主要规格：风机口径200A；风量10~15m3/min；压力0.2~0.3kgf/cm2；电机功率3.5重力浓缩池3.5.1设计说明重力浓缩适用于活性污泥、活性污泥与初沉污泥的混合体裁以及消化污泥的浓缩，不宜用于脱氮除磷工艺产生的剩余污泥。重力浓缩根据运行方式不同分为连续式、间歇式。前者适用于大、中型污水处理厂，后者应用于小型污水处理厂。本工艺采用SBR工艺，属间歇式。间歇式重力浓缩池进泥、排泥是间歇进行的。在池子的不同高度设置上清液排出管。运行时，应先排除清液，然后排除浓缩污泥，排空池容，再投入下一个循环。因而在一天内的三个同期中，每个周期18h，分两个浓缩池轮流运行。3.5.2设计参数剩余污泥QS=29.7(m3/d)，即QS=10.0(m3/T)，含水率p0=99.6%，（即固体浓度C0=4kg/m3），浓缩后使污泥固体浓度为Cu=30kg/m3（即污泥含水率pu=97%）图3.3重力浓缩池计算示意图3.5.3设计计算1、浓缩池面积A浓缩污泥为剩余活性污泥，污泥固体通量选用30kg/(m2d)[1]。(3.24)式中Q——污泥量，m3/d；C0——污泥固体浓度，kg/m3；G——污泥固体通量，kg/(m2d)。代入数据得(m2)2、浓缩池直径D设计采用个圆形辐流池。单面积(m2)浓缩池直径(m)，取m。3、浓缩池深度H(3.25)式中h1——超高，取h1=0.3mh2——有效水深，取h2=2.5mh3——缓冲层高度，取h3=0.3mh4——坡度造成的深度，浓缩池设机械刮泥，池底坡度，污泥斗上底直径m，(m)；h5——污泥斗高度，污泥斗下底直径D1=0.3m，污泥斗上底直径D2=0.8mm，污泥斗倾角为55°代入，则浓缩池深度(m)4、浓缩池出水口设三个出水口，管径DN=80mm，分别离最高水位0.5m，1.0m，1.8m。5、污泥处理选用污泥泵排泥，管径DN=100mm。采用BAS40/635-25型板框压滤机进行污泥脱水，经处理的污泥含水率达，随后泥饼外运，进入城市生活垃圾处理系统。6、设备选用选用泥浆泵YBK100两台，一用一备，流量10m3/h，扬程20m，单机功率5.0KW选用刮泥机QG4D两台，单机功率5.0KW。选用板框架压滤机TL一台，单机功率3.5KW。3.6无阀滤池3.6.1设计说明无阀滤池市一种不设闸阀，不需真空设备，运行完全由水利自动控制的滤池。因没有闸阀而得名。运行时，来水由进水管送入滤池，经滤料层过滤后，清水从连通管流入上部冲洗水箱，水箱充满后，从出水管流入清水池。随着过滤的进行，滤层截污后阻阻力增大，使虹吸上升管水位不断将虹吸辅助管管口时，水自该管急剧下落，通过抽气气管不断将虹吸管中的空气带走（空气随水流到排水井后逸入大气），因而虹吸管内产生负压，使虹吸管上升管和下降管的水位很快上升，汇合连通后便形成虹吸。这时上升管和下降管的水位立即被虹吸管抽走，冲洗水箱中的水迅速倒流至滤层中，形成自动反冲洗。这样，水箱水位便下降，当降到虹吸管破坏管管中以下时，空气进入虹吸管。虹吸作用被破坏，冲洗过程即结束。于是滤池复又进水过滤，开始新周期的循环运行。3.6.2设计参数表3.3无阀滤池设计参数[1]参数名称单位数值滤速m/hv=6平均冲洗强度L/(sm2)q=15冲洗历时t=5期终允许水头损失m=1.7排水井堰口标高m-0.7(设计地而标高为±0.00)滤池底板入土深度m-设计计算1、无阀滤池的处理能力净水产量为167m3/h，滤池分两格。每格净产水量85m3/h。滤池冲洗耗水量按净的(m3/h)=24.8(L/s)2、滤池面积所需过滤面积(m2)连通渠考虑采用边长为m的等腰直角三角形，其面积为(m2)并考虑连通渠斜边部分混凝土壁厚80mm，则边长(m2)，面积为(m2)故要求滤池面积(m2)滤池采用正方形，每边长(m)取m滤池实际面积F=4.0×4.0=16(m2)实际过滤面积(m2)图3.4无阀滤池计算示意图3、滤池高度计算见表3.4表3.4无阀滤池高度计算结果m项目采用值底部集水区高度滤板厚度承托层厚度滤料层厚度浑水区高度顶盖高度冲洗水箱高度（两格合用）冲洗水箱高度超高滤池总高4、进水分配箱流速采用0.06m/s，则面积为(m)采用正方形，边长为0.5、进水管流量Q=24.8L/s，选用管径Dg=200mm钢管，则流速=0.79m/s，水力坡降=0.399%，进水管长度=15m，其中弯头3个，三通1个，局部水头损失系数=0.5，=0.6，=1.5。三通管径采用400mm200mm（400mm为初步假定的虹吸上升管管径）。沿程水头损失与局部水头损失计算公式分别如下[3]：(3.26)(3.27)式中hf——沿程水头损失，m；i——水力坡降；hj——局部水头损失，m。代入数据得：(m)(m)所以，进水管总水头损失(m)6、几个控制标高（1）滤池出水口标高=(m)（2）虹吸辅助管管口标高(m)（3）进水分配箱底标高(m)（4）进水分配箱堰顶标高~(m)7、虹吸管管径（1）主虹吸管的额定流量反冲洗流量(L/s)因冲洗时仍在进水L/s所以(L/s)（2）额定流量时的管段流速与水力坡度假定虹吸上升管管径为450mm，则查得管中流速=2.06m/s，水力坡降=1.222%，Q=232.05L/s时，=1.50m/s，另外，该段管长为=6.0m；假定虹吸下降管管径为400mm，则查得管中流速=2.78m/s，水力坡降=2.57%。另外，该段管长为=6.0m。三角形连通管内流速[9](m/s)由[4]，得(3.28)式中——水力半径，(m)[4]——流速系数，（混凝土面的粗糙系数）[4]所以每根连通管长度为=1.6m。（3）冲洗时各管段的水头损失（从水箱至排水井），引用公式(3.26)，(3.27)A．沿程水头损失hf连通管(m)虹吸上升管(m)虹吸下降管(m)所以(m)B．局部水头损失hj连通管的进口与出口(m)挡水板处hj2=0.05虹吸管进口(m)三通(m)弯头(m)缩管(m)出口(m)所以(m)C．小阻力配水系统及滤层水头损失hS滤板水头损失采用hS1=0.3m(m)(m)故反冲洗时管路的总水头损失为(m)（4）虹吸平均水位差(m)（5）计算结果通过以上计算可知，当选用虹吸上升管与下降管的管径分别为400mm和350mm时即mm这说明，可利用的虹吸平均水位差大于虹吸系统在通过冲洗水量时的水头损失，故冲洗是有保证的，但冲洗强度将比原设计值稍大，所以应在虹吸下降管出口处设置冲洗强度调节器加以调正[4]。8、滤池出水管管径采用与进水管相同的管径200mm。9、排水管管径流量Q=256.9L/s采用Dg=500mm，此时流速m/s水力坡降充满度10、其他管径虹吸辅助管管径采用mm。虹吸破坏管采用mm。3.7二氧化氯消毒3.7.1设计概述二氧化氯（ClO2）是黄色气体，事有辛辣味，易溶于水，在水中溶解度2900g/L，二氧化氯在压缩时不稳定，在水中极易挥发。因而不能贮存，必须现场制备。制备方法有化学法和电解法。化学法是以氯酸盐或氯酸盐和盐酸为原料；电解法是利用食盐和水为原料，通过特制的隔膜电解槽，产生气体或液化的二氧化氯。二氧化氯在空气中体积浓度大于或水中浓度大于时，就有可能爆炸。二氧化氯中氯是以正四价态存在，其活可为氯的倍。即若氯气的有效含量为时，二氧化氯的有效含量为，因而有较高的杀菌效果。二氧化氯不和水中的有机物发生反应，避免生成有毒的有机卤代烃，但对酚特别有效，有除臭、脱色能力。在pH=6~10范围内二氧化氯的杀菌效率几乎不受pH值影响。二氧化氯与氨也不起作用，因此在高pH值的含氨系统中可发挥极好的杀菌作用。有剩余消毒效果但无氯臭味。3.7.2设计计算1、已知条件设计数量167m3/T=167m3/h，500m采用滤后水射器管道加氯消毒；最大投氯量为mg/L；仓库储氯量按一季度计算；每生产1kg有效氯，约需食盐量kg。2、二氧化氯的投加量(kg/d)，即kg/T3、储盐量G(kg)每袋固体食盐按50kg计，仓库约需储备8袋。4、设备类型选用兄弟牌XDX型二氧化氯发生器两台，，一用一备。每台消毒气体产生量1800~2000g/h，单机功率2.0KW。其安装要求为原水压力Pa，出水压力Pa。3.8蓄水池蓄水池储蓄经生物二级处理及过滤三级处理的回用水，水质达到地方排放及回用标准。回用水主要用于厕所冲水、道路清洗、小区绿化以及小区景观用水。水池尺寸8m4m3.5m，即112m3。安装水泵，满足回用点的水力要求。设溢流堰，水位高于3.5m是，水流外溢，流向地下排水沟。选用型号为100S90的S型双吸单级清水泵两台，一用一备，流量80m3/h，扬程90m，单机功率8.0KW3.9恶臭处理系统因整个小区污水处理基本在地下停车场，所产生的恶臭若不及时处理，将在地下停车场积累而不能外排，最终利益受到侵害的是小区的用户，所以有处理的必要。同时因处理系统在地下，恶臭收集起来相对容易，降低处理成本。因地制宜，利用地下停车场优势，现处理方法为：将处理构筑物围起来，形成一个密闭空间，再用抽风机将恶臭收集起来，同时室内为负压可防止恶臭外漏，最后气体通过活性炭吸附装置得以净化。TXF型活性炭吸附废气净化装置，应用型号：EXQJ-8。抽风机R9－26N05A及电动机Y160M2－2型号。3.10其它设计要求和规范3.10.1结构设计1、建筑物建筑物一般价格采用砖混结构，条形基础，楼屋成板一般为预制预应力空心板。对于平面复杂及跨度较大的建筑物采用框架或排架结构。2、构筑物污水处理厂主要构筑物为水工结构，对防水性能有较高要求，故均采用钢筋砼结构。施工方法可采用整体现浇或现浇与装配相结合的方法。构筑物平面尺寸较大时，在地基承载力较高的情况下可采用构造地板，以降低工程造价。池体边长尺寸超过规范要求设置温度伸缩缝长度时，尽可能采用砼无缝设计新工艺，若必须设伸缩缝时，应对伸缩缝进行切实可行、可靠的处理。3.10.2采用材料1、钢筋为Ⅰ级钢，Ra=210/mm2；为Ⅱ级钢，Ra=310/mm2。2、混凝土垫层采用C10，填料采用C15；上部结构现浇柱、梁板、条形基础采用C20；所有盛水构筑物均采用C25，抗渗标号S6。3、砖砌体地面以下采用M10机制砖，MU7.5水泥砂浆砌筑；地面以上采用M7.5机制砖，MU5混合砂浆砌筑。4、桩预制桩采用C30混凝土，端夯扩桩采用C25混凝土。污水处理站平面布置和高程布置4污水处理站平面布置和高程布置4.1构筑物和建筑物主要设计参数该小区污水处理工艺构筑物和建筑物及其技术参数详见表4.1，表中包括部分独立露天设置的设备。泵房里有鼓风机和中水回用泵；仓库含二氧化氯产生器；值班室的功能包括办公、化验、配电和控制机房。构筑物平面尺寸指平面外形尺寸。建筑物平面尺寸为轴线尺寸。表4.1构（建）筑物一览表序号名称技术参数平面尺寸/mm高度/m备注1分流格栅e=0.0120.20.5砖混2调节池T=2h554钢筋混凝土3SBR反应池TF≥3hTA=2~3h12105.5钢筋混凝土4无阀滤池v=6m/htq=15L/(sm2)3钢筋混凝土5重力浓缩池G=30kg/(m2d)T=16h3.62钢筋混凝土6蓄水池—843.5钢筋混凝土7泵房—533.5砖混8仓库—533.5砖混9值班室—543.5砖混10脱水机房—4.533.5砖混4.2污水处理站平面布置该小区污水处理站位于小区地下停车场内，处理站东西宽m，南北长m，总占地面积m2。其中构（建）筑物占地面积为m2，所占比例为51%。1、布置原则（1）处理站构（建）筑物有布置应紧凑，节约用地和便于管理。A．池形的选择应考虑减少占地，利于构（建）筑物之间和协商；B．构（建）筑物单体数量除按计算确定外，亦应利于相互间的协调和总图的协调；C．构（建）筑物的布置除按工艺流程和进出水方向顺捷布置外，还应考虑与外界交通、气象、人居环境和发展规划的协调，做好功能划分和局部利用。（2）构（建）筑物之间的间距应按交通、管道敷设、基础施工和运行管理需要考虑。（3）管线布置尽量沿道路与构（建）筑物平行布置，便于施工与检修。（4）做好建筑、道路、绿地与工艺构筑物的协调，做到即使生产运行安全方便，又使站区环境美观，向外界展现优美的形象。（5）具体做好以下布置。A．配电应靠近引入点或耗电量大的构（建）筑物，并便于管理；B．重力流管线应避免迂回曲折[5]。2、管线设计（1）污水管A．进水渠原污水沟上截流闸板的设置进站控制闸板的设置由小区承建商完成；B．出水管DN200铸铁或陶瓷管，；C．超越管考虑运行故障或进水严重超过设计水量水质时废水的出路，在SBR池之前设置超越管，规格铸铁或陶瓷管，；D．溢流管中水回用池设置溢流管，DN200铸铁管，。（2）污泥管SBR反应池污泥为零力排入集泥坑。集泥坑到气浮浓缩池，浮渣到外运为污泥管压力输送，集泥坑排泥管选用DN200钢管；浓缩池排泥管选用钢管。（3）给水管沿主干道设置供水干管DN50，镀锌钢管。引入无阀滤池供水支管DN50，镀锌钢管。引入值班室、泵房及各池均为DN32，镀锌钢管。（4）雨水外排依靠道路边坡排向小区主干道雨水管。（5）管道埋深A．压力管道要车行道之下，埋深0.7~0.9m，不得小于m；要其他位置0.5~0.7m，不宜大于m；B．重力流管道由设计计算决定，但不宜小于m（车行道下）和m（一般区域）[5]。3、总平面布置结果平面布置结果见附图。平面布置特点有：布置紧凑，重点突出，构（建）筑物占地面积比例大于；主体部分在地下停车场里，节省用地。4.3污水处理站高程布置（1）布置原则A．尽可能用地形坡度，使污水按处理流程要构筑物之间能自流，尽量减少提升次数和水泵所需扬程；B．协调好站区平面布置与各单体埋深，以免工程投资增大、施工困难和污水多次提升；C．注意污水流程和污泥流程的配合，尽量减少提升高度；D．协调好单体构造设计与各构筑物埋深，便于正常排放，又利检修排空[5]。（2）高程布置具体计算过程,见表4.1污水高程计算表和表4.2污泥高程计算表[8]。参考公式：1、海曾-威廉（Hazen-Williams）公式：(4.1)式中CW——海曾-威廉粗糙系数。2、管路系统总摩擦阻力系数计算公式：(4.2)表4.1污水高程设计表序号管渠及构筑物名称流量管渠设计参数水头损失/m水面标高/mq/(m3/s)D/mmCWv/(m/s)L/mξhfhξ构筑物合计上游下游12345678910111213141回用池至过滤池0.02322001300.739112.920.3840.0812—0.465-1.731-2.1962无阀滤池0.0232200130—————1.105—-0.626-1.7313进水箱到过滤池0.0232——0.73972.520.0250.0701—0.095-0.531-0.6264进水箱0.0232———————0.75—0.219-0.5315提升泵到进水箱0.02322001300.73971.720.0250.1626—0.073-5.4110.2196配水井————————0.300—-3.211-3.5117SBR反应池————————0.300—-0.611-0.9118调节池至SBR池0.04582501300.93452.660.0280.050—0.078-0.533-0.6119调节池0.0458———————0.100—-0.433-0.53310格栅到调节池0.04582501300.934133.660.048——0.211-0.222-0.43311格栅0.0458———————0.100-0.122-0.222

表4.2污泥高程设计表序号管渠及构筑物名称流量管渠设计参数水头损失/m水面标高/mq/(m3/s)D/mmCWv/(m/s)L/mξhfhξ构筑物合计上游下游12345678910111213141污泥泵提升4.46m——————————-6.811-2.292污泥泵至浓缩池0.00281001300.3567145.160.0260.034—0.060-2.291-2.353浓缩池————————1.600—-2.35-3.954泥浆泵提升——————————-5.77-4.215浓缩池到泥浆泵0.00281001300.3567114.440.020.029—0.049-4.209-4.266泥浆泵至脱水机0.00281001300.356711.50.0020.010—0.012-4.258-4.277板框脱水机————————1.5—-4.27-5.77施工要求5施工要求小区污水处理工程施工时，除按施工图的具体技术要求施工外，还应满足以下要求。1、主体施工详见施工图纸，严格执行国家有关钢筋混凝土工程、钢结构工程施工规范和《给水排水构筑物施工及验收规范》GBJ141—97。2、主体结构施工应对照工艺、电气设计图纸进行，不得遗漏预埋件和预埋孔洞，做好预埋件的防腐处理。如有矛盾和不详之处，应及时与设计单位联系。3、设备安装技术要求除按到货技术要求执行外，还应执行《机械设备安装工程施工及验收规范》第一册，通用规定TJ231（一）—75第五册，压缩机、风机、泵、空气分离设备安装，TJ231（五）—78；《化工机械设备安装施工及验收规范（通用规定）》HGJ203—83。或由设备生产厂技术人员指导、参与安装和调试。4、管道安装工程，一般应执行《给水排水构筑物施工及验收规范》GBJ141—97。（1）连接与防腐镀锌钢管，DN75之下丝扣连接。明装管道，除锈之后刷丹油两遍，再刷银粉两遍；暗装管道，除锈之后刷丹油两遍，再刷沥青漆两遍。执行《建筑安装工程质量检验评定标准（管道部分）》TJ302—74。焊接钢管，焊接或法兰连接，地埋管道在除之后刷丹油两遍，铁红环氧底漆两遍，再刷沥青漆一遍；明装管道，除锈之后刷丹油一遍，铁红环氧底漆两遍。执行《建筑安装工程质量检验评定标准（工业管道安装工程）》TJ307—77。陶土排水管，承插连接，执行《市政排水管渠工程质量检验评定标准》CJJ3—90。（2）管道保温室外明装管道以20mm岩棉包装，外用玻璃布包扎，再刷面漆一层。（3）管道支吊架详见国标图纸S161管道支架和吊架。5、设备管道面漆颜色规定设备：成套设备为原色；非标设备灰蓝色。管道：污水管，绿色；自来水管，银灰色；污泥管，褪色；压缩空气管，深蓝色；中水回用管，浅绿色[5]。工程投资估算6工程投资估算6.1主要构（建）筑物清单及报价表6.1主要构（建）筑物清单及报价序号项目名称结构尺寸数量单价/万元合价/万元备注1格栅2m0.2m0.5m10.040.04砖混结构2调节池5m5m412.02.0钢筋混凝土3SBR反应池12m10m5.5m213.226.4钢筋砼,池内有曝气系统4无阀滤池7.5m4.5m4.43m23.146.28钢筋混凝土5蓄水池8m4m3.5m12.242.24钢筋混凝土6重力浓缩池4m3.62m20.911.82钢筋混凝土7脱水机房4.5m3m3.5m10.950.95砖混结构8值班室5m4m3.511.41.4砖混结构9仓库5m3m3.5m11.051.05砖混结构10泵房5m3m3.5m11.051.05砖混结构11其他附属设施—若干55包括渠道、配水井、门房等建构筑物12小区平面绿化——66—13合计———49.95—注：每立方土建成本200元6.2主要设备清单及报价表6.2主要设备清单及报价序号设备名称型号数量/台单价(万元)总价(万元)服务区域1不锈钢机械细格栅EBRII-20A10.050.05格栅2三叶罗茨鼓风机CKSR30.41.2SBR池3滗水器XPSQ21.32.6SBR池4曝气头QMZM300.051.5SBR池5潜污泵WQP20.180.36SBR池6二氧化氯发生器XDX2816—7清水泵S型双吸单级20.2740.55蓄水池8污泥泵W20.20.4SBR池9泥浆泵YBK10021.352.7浓缩池10刮泥机QG4D236浓缩池11板框式压滤机TL10.581.16脱水机房12搅拌机DQT-07510.40.4调节池13废气净化装置EXQJ-8111恶臭处理系统14抽风机R9－26N05A20.480.96恶臭处理系统15电动机Y160M2－220.320.64恶臭处理系统12控制器—12.522.5—合计35.06万元6.3公用工程小区生活污水处理站与污泥处理系统合计用电负荷见下表：表6.3用电负荷计算表序号设备名称单机用电负荷量/KW设备数量总用电负荷/KW备注1鼓风机6.0318.0两用一备2SBR池滗水器4.028.0—3潜污泵2.525.0—4二氧化氯生成器2.024.0一用一备5中水回用泵8.0216.0一用一备6污泥泵4.028.0一用一备7污泥浓缩池刮泥机5.0210..0—8泥浆泵3.026.0一用一备9板框式压滤机3.513.5—10搅拌机7.517.5—11废气净化装置6.016—12抽风机5.5211.0一用一备13电动机6.5213一用一备14其他10.0—10.0—总计104.5从上表中可以看出，合计用电负荷为104.5KW，供电拟采用高压10KV双回路，两路输电距离为1km。设变配电站1座，内设150KW低能耗变压器1台，及无功功率自动补偿器。用电均接自变配电站，低压配电室内采用380/220V三相四线制供电局。6.4工程总投资表6.4工程总投资序号名称总价(万元)备注1土建费49.95—2设备费35.06—3管线、阀门等材料7.50—4设备运输费2.135设计费4.636安装费4.267调试费2.788工程税金3.639不可预见费4.40合计114.34整个小区生活污水处理工程总投资为：壹佰壹拾肆万叁仟肆佰元人民币。工程运行成本及技术经济分析7工程运行成本及技术经济分析7.1运行成本分析这里所计算的运行成本为直接成本，包括人员工资福利、药剂费及电费。人员安排采用四班三运制，并考虑备用人员。人员工资按方案中所确定的人员和有关工资标准估算。电费根据方案中所确定的实际使用功率及当地电价估算。药剂费按方案中所确定的药剂使用量及药剂的现行价格估算。废水处理中所获得正效益在本方案中不计算在运行成本中。7.2人员安排小区生活污水处理工程建成后，实际人员为8人。管理人员兼技术人员一人1600元/月，19200元/年，其余7人850元/月，10200元/年。则处理每吨污水所消耗的人工费为(元/吨)7.3电耗污水处理站全站总实际运行