给排水毕业设计计算说明书-毕业设计(论文)

PAGE苏州科技学院本科生毕业设计（论文）PAGEPAGE1给排水毕业设计计算说明书绪论引言水是经济发展和社会可持续发展的一个重要因素。随着城市规模的不断扩大和人口的增加，水环境污染成了一大难题。城市污水是目前江河湖泊水域污染的重要原因，是制约许多城市可持续发展的主要原因之一。“环境保护”是我国的基本国策，中国可持续发展的战略与对策制定的2000年治理目标，要求城市污水集中处理率达20%。目前，我国正处于城市污水处理事业的大发展时期，尤其随着国家西部大开发战略的实施，中国中西部环境与生态保护已被提上首要议事日程。对一个城市来说，需根据城市总体规划和排水规划，分期分批地建设污水管网和污水处理厂，要根据水环境保护的目标，分期实施，逐步到位。城市排水工程建设是一项系统工程，涉及城区管渠改造，污水的收集、输送（包括泵站），污水处理和排放利用，以及污泥处置等问题；在河网城市，还需考虑上游、下游和水体自净问题。合理地确定设计的污水水量和污水水质，直接涉及工程的投资、运行费用和费用效益。不少城市由于市区污水管道未形成系统，缺乏长期积累的污水水质水量资料，一般采取按规划面积、人口和工业发展的预测来推导污水量，并提出生活污水量、工业废水量和公建、商业污水量各占的比例，其不确定因素较多，因此提出的设计污水量往往偏大。实际上，按规划计算的污水量与可能有污水量、实际可能收集到的污水量和根据需要与可能进行处理的污水量是不同的，设计的污水量在很大程度上取决于污水管网普及率和实际可能收集到的近期、远期污水量，并分期建设污水处理厂。要充分认识城区内管网改造的复杂性和艰巨性，有的取决于旧城市的改造和道路的改造，有的埋了干管，支管迟迟未建成，致使许多已建成的污水处理厂在相当一段时间内未能完全运转。对设计的污水水质，应该对现有实测的水质资料进行分析（包括工业废水正在限期达标排放的水质水量变化和管渠内地下水的渗入量），对雨污合流和老城区排水系统需科学地确定污水管道的截流倍数（干管和支管可采用不同的截流倍数）。现在设计的需处理污水水质偏高的问题是普遍存在的，设计的污水水量和污水水质要通盘考虑，留余地过大，既增加投资亦会使设备闲置或低效运行。污水处理厂的工艺选择应根据原水水质、出水要求、污水厂规模，污泥处置方法及当地温度、工程地质、征地费用、电价等因素作慎重考虑。污水处理的每项工艺技术都有其优点、特点、适用条件和不足之处，不可能以一种工艺代替其它一切工艺，也不宜离开当地的具体条件和我国国情。同样的工艺，在不同的进水和出水条件下，取用不同的设计参数，设备的选型并不是一成不变的。具体工程的选择要求包括：①技术合理。技术先进而成熟，对水质变化适应性强，出水达标且稳定性高，污泥易于处理。②经济节能。耗电小，造价低，占地少。③易于管理。操作管理方便，设备可靠。④重视环境。厂区平面布置与周围环境相协调，注意厂内噪声控制和臭气的治理，绿化、道路与分期建设结合好。针对以上各点，以及出水要求，现有城镇污水处理技术的特点，以采用生化处理最为经济。由于氮磷出水要求较高，处理工艺还要达到脱氮除磷的目的。根据处理规模，进出水质，出水质要求（国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》〈GB18918—2002〉一级A标准），污水处理厂既要求有效地去除BOD5，又要求对污水中的氮、磷进行适当处理，防止水体的富营养化，以及该工程的造价与运行费用，当地的自然条件（包括地形、气候、水资源），污水水量及其变化动态，运行管理与施工，并参考典型的工艺流程和各种生物处理法的优缺点及使用条件。设计资料本设计题目为：银川市排水管道规划设计和3.5万吨/d生活污水处理厂工艺设计。城市平面规划图及比例：见图纸城市各区人口密度：人/公顷Ⅰ区170Ⅱ区150城市各居住区排水标准：L/人.天Ⅰ区200Ⅱ区180城市地理位置：银川市某区常年风向以东风为主。城市地质情况第一层：回填、松土层，承载力8.5kg/cm2，深1.2~1.5m；第二层：粘土层，承载力10.8kg/cm2，深3~4m；第三层：粉土层，承载力8.9kg/cm2，深3~4m；地下水位：-3.3m；冰冻深度：-1.5m；污水厂地形资料工程地质良好，适宜于工程建设，厂区地形平坦；地震震级：4级以下。城区主要工业企业情况A工厂屠宰厂B工厂啤酒厂C工厂厂名每日班次生产污水量(m3/d)最大班职工人数(人)淋浴人数的百分比(%)Kz一般车间热车间一般车间热车间A厂3700805070951.10B厂32000504075901.18C厂31501.14注：各工厂排出的生产污水，经工厂预处理后其水质符合污水排入城市下水道水质标准（CJ3082－1999）排放污水的水体情况:(相对地面标高)最高水位-0.5m，最低水位-3.5m，常年水位城市地面覆盖情况地面覆盖种类所占比例各种屋面25%混凝土沥青路面30%土地15%公园或绿地30%注：以城市的面积为100%计算。生活污水原水水质情况序号名称最高数平均数1SS3102202pH值7.57.13BOD52001804COD4604305TN40326NH3-N29227TP96污水排放标准规划要求建设分流制排水系统，并对城市污水进行处理。对工厂排出的生产污水，其水质符合污水排入城市下水道水质标准（CJ3082－1999）方可接入城市污水管道，与生活污水合并在污水厂进行集中处理达标排放。城市边缘地区工厂的生产污水也可单独进行处理。污水处理厂出水水质达到城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）一级标准的A标准的规定方可排入水体。根据该市城市污水水质的监测数据，并参考其它一些城市的污水水质资料，建议该市城市污水处理厂的设计水质为：出水控制指标最高允许排放浓度（日均值）单位mg/LBOD5CODCrSSNH3-N总磷pH1050108（15）0.56-9城市排水管网设计排水工程设计应以批准的当地城镇（地区）总体规划和排水工程总体规划为主要依据，从全局出发，根据规划年限、工程规模、经济效益、环境效益和社会效益，正确处理城镇、工业和农业之间，集中和分散、处理和利用、近期和远期的关系。通过全面论证，做到确保保护环境，技术先进，经济合理，安全适用。污水管网规划总则⑴规划目的有组织并按一定系统汇集污水，并将其输送到适当地点，妥善处理后排入水体或再利用。从而保护环境，免受污染，消除污水危害，以促进工农业生产的发展和保障人民群众的健康与正常生活。⑵规划范围本次规划设计的范围包括该城市的污水管道工程、雨水管道工程及处理厂位置的确定。⑶规划内容此规划设计的内容包括：确定污水管道的管径、坡度、埋深，并通过技术经济比较，确定最佳方案；确定雨水干管的管径、坡度、埋深及最佳方案。⑷原则方针排水工程设计规划应以批准的城镇总体规划为主要依据，从全局出发，根据规划年限，工程规模，经济效益，环境效益和社会效益，正确处理城镇、工业与农业之间，集中与分散、处理与利用、近期与远期的关系。真正做到“全面规划、合理布局、综合利用、化害为利、依靠群众、大家动手、保护环境、造福人民”这一方针。污水系统体制比较与确定⑴排水体制的基本分类在城市排水工程规划中，可根据规划城市的实际情况选择排水体制。分流制排水系统：当生活污水、工业废水和雨水、融雪水及其它废水用两个或两个以上的排水管渠来收集和输送时，称为分流制排水系统。其中收集和输送生活污水和工业废水（或生产污水）的系统称为污水排水系统；收集和输送雨水、融雪水、生产废水（冷却水）和其它废水的称雨水排水系统；只排除工业废水的称工业废水排水系统。⑵排水体制选择的依据排水体制在城市的不同发展阶段和经济条件下，同一城市的不同地区，可采用不同的排水体制。经济条件好的城市，可采用分流制，经济条件差而自身条件好的可采用部分分流制、部分合流制，待有条件时再建完全分流制。新建城市、扩建新区、新开发区或旧城改造地区的排水系统宜采用分流制；同时在有条件的城市可布设截流初期雨水的分流制排水系统，以适应城市发展的更高要求。合流制排水体制应适用于条件特殊的城市，且应采用截流式合流制。根据当地是新建地区的排水系统,所以排水系统采用分流制。即设置污水排水系统和雨水排水系统两个分别独立的排水系统。工业废水的处理和排放如果各工业企业都将自身产生的污水处理后，水质达到GB8978－96《污水综合排放标准》一级标准，排入城市下水道，势必造成重复建设。如果各工业企业将污水处理后排入水体，将增加许多出水口，会给航运及河流沿岸整治利用带来不便。该市的工业企业废水经工厂预处理后其水质符合污水排入城市下水道水质标准（CJ3082－1999），由污水厂统一处理、排放，这种方案较为经济合理，故选用此方案。划分排水流域该城市内有一条由东北向西南流向的河流穿越（见图），河流向的东北面为Ⅰ区，河流向的西南面为Ⅱ区（见图），两个区域的污水通过排水干管流至位于城市西南边河流下游的污水厂,经处理达标后排放。污水厂厂址的选择污水厂布置在该市的西南边河流下游，其依据是：①该地区常年主导风向为东北风，厂址选在该市的西南边河流下游，可以减小污水厂所产生臭气对城市环境的影响。②污水厂建在河流的下游，这样避免对城市取用水水质的影响。污水厂布置在地势较低处，有利于污水管道的重力流动，故设在河流下游的岸边。③污水厂的位置靠近主要服务区，减少了管道的敷设长度，节省管材。④与城市规划居住、公共设施保持一定的卫生防护距离；⑤靠近污水、污泥的排放和利用地段；⑥有方便的交通、运输和水电条件。⑦有利于二期管网的建设。污水管网的布置①该地区总体为坡向河流，地势东北高西南低，坡度变化不大。②干管尽量沿城市地形坡度敷设便于支管的污水自流接入。③在地形较平坦处，可将干管敷在排水区域的中部，使得污水能以最短距离排入干管，从而使支管最短，由于支管的管径较小，保持最小流速所需坡度较大，所以减小支管长度能有效的减小整个管网的埋深。④由于该地区地形有一定的坡度，当街坊面积不太大时，街坊污水管网可采用集中出水方式。当街坊面积比较大，街坊污水管网可采用两个以上的出水方式。街道支管敷设在服务街坊低侧的街道下。方案比较⑴排水工程的规划与设计的原则在方案分析比较确定的过程中，应遵循下列原则：①排水工程的规划应符合区域规划以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他单项工程建设密切配合，互相协调。②排水工程的规划与设计，要与邻近区域内的污水和污泥的处理和处置协调。一个区域的污水系统，可能影响邻近区域，特别是影响下游区域的环境质量，故在确定规划区的处理水平的处置方案时，必须在较大区域范围内综合考虑。根据排水规则，有几个区域同时或几乎同时修建时，应考虑合并起来处理和处置的可能性，即实现区域排水系统。因为它的经济效益可能更好，但施工期较长，实现较困难。③排水管道的设计必然会涉及到排水体制的选择问题，应在满足环境保护的前提下，从全局出发，综合考虑各方面因素，通过技术经济比较确定。④工业污水符合排入城市地下水道标准的应直接排入城市污水排水系统,与城市污水一起处理。生产废水达到排放水体标准的可就近排入水体或雨水道。⑤排水工程的设计应全面规划，按近期设计，考虑远期发展有扩建的可能。并应根据使用要求和技术经济的合理性等因素,对近期工程作出分期建设的安排。⑥在规划与设计排水工程时，必须认真贯彻执行国家和地方有关部门制定的现行有关标准、规范或规定。同时，也必须执行国家关于新建、改建、扩建工程，实行把防治污染设施与主体工程同时设计、同时施工、同时投产的“三同时”规定，这是控制污染发展的重要政策。⑦在设计方案的确定过程中还会涉及到管道的布局、走向、长度、断面尺寸、埋设深度、管道材料，与障碍物相交时采用的工程措施，中途泵站的数目与位置，出水口位置与形式等诸多技术问题。为了使确定的设计方案体现国家有关方针、政策，既技术先进，又切合实际，安全适用，具有良好的环境效益、经济效益和社会效益，对提出的设计方案的技术经济、社会效益、环境效益等作出总的评价与决策，以确定最佳方案。⑵排水管道的定线在城镇（地区）总平面图上确定污水管道的位置和走向，称污水管道系统的定线。正确的定线是合理的、经济的设计污水管道系统的先决条件，是污水管道系统设计的重要环节。管道定线一般按主干管、干管、支管顺序依次进行。定线应遵循的主要原则是：应尽可能地在管线较短和埋深较小的情况下，让最大区域的污水能自流排出。在一定条件下，地形一般是影响管道定线的主要因素。在地形平坦的地区，应避免小流量的横支管长距离平行于等高线敷设，让其尽早接入干管。在地形平坦的地区，管线虽然不长，埋深亦会增加很快，当埋深超过一定限值时，需设泵站抽升污水。⑶排水管道的布置因素①街道宽度不超过40米，为了减少敷设管道的数目和减少与其它地下管线的交叉，一般设置一条污水管道。②该地区的地势平坦且街区面积不大，宜在街区两边的街道敷设污水支管。根据管道定线的原则，初步定下两个方案，包括干管、主干管的位置，走向等。然后分别进行设计流量的计算和水力计算，进一步确定何方案为最佳方案方案一：Ⅰ区干管从北往南敷设，然后汇集到从西往东的主干管送至污水处理厂，Ⅱ区干管从东向西汇总，然后再将污水送至污水处理厂，其中3根干管需要穿越河流，见附图1。方案二：Ⅰ区由北向南敷设一根主干管，Ⅱ区干管从东向西敷设，然后汇集到从北往南的主干管送至污水处理厂，其中主干管需要穿越河流，见附图2。方案比较：①从地形的利用看，两个方案都充分利用了地形，尽量采用大管径，小坡度，使埋深降的尽量慢些。②从受纳面积的分布看，两个方案的布置受纳面积分都比较均匀。③从造价来看，方案二只需一根主干管穿越河流，最大埋深为5.74m，而方案一则需要3根干管都穿越河流，最大埋深5.75m，造价较高污水管道设计⑴最大设计充满度表2-1管径D(mm)最大设计充满度h/D200～3000.55350～4500.65500～9000.70≥10000.75⑵设计流速最小设计流速是保证管道内不致发生淤积的最小流速。污水管道的最小设计流速为。最大设计流速是保证管道不被冲刷损坏的流速。该值与管道材料有关，通常，金属管道的最大设计流速为，非金属管道的最大设计流速为。⑶最小管径一般在污水管道系统的上游部分，设计污水流量很小，若根据流量计算，则管径会很小。根据养护经验证明，管径过小极易堵塞。此外，采用较大管径，可选用较小坡度，是管道埋深减小。在街区和厂区内最小管径为，在街道下为。⑷最小设计坡度管道位置最小管径D(mm)最小设计坡度I(‰)污水管在街坊和厂区内2004.00在街道下3003.00雨水管和河流管3003.00雨水口连接管2001.00⑸埋设深度①必须防止管壁因地面荷载而受到破坏。为了防止管道因外部荷载影响而损坏，必须保证管道有一定的覆土厚度。车行道下污水管最小覆土厚度不宜小于0.7m。②必须满足街区污水连接管衔接的要求。城市住宅、公共建筑内产生的污水要能顺畅排入街道污水管网，从安装技术方面考虑，要使建筑物首层卫生设备的污水能顺利排出，污水出户管的最小埋深一般采用0.5~0.7m,所以街坊污水管道起点的最小埋深也应有0.6~0.7m。根据街区污水管道起点最小埋深值，计算出街道管网起点的最小埋设深度：H=h+IL+Z1-Z2+△h式中：H街道污水管网起点的最小埋深；h街区污水管起点的最小埋深；Z1街道污水管起点检查井处地面标高；Z2街区污水管起点检查井处地面标高；I街区污水管和连接支管的坡度；L街区污水管和连接支管的总长度；△h连接支管与街道污水管的管内底高差。除考虑管道的最小埋深外，还应考虑最大埋深问题。埋深越大，则造价越高，施工期越长。管道埋深允许的最大值称为最大允许埋深。一般在干燥土壤中，最大埋深不超过7~8m；在多水、流沙、石灰岩地层中，一般不超过5m。本设计中为中部城市，最大埋深一般为7~8m左右。过8m时需设提升泵站。⑹管道的连接方式污水管道在管径、坡度、高程、方向发生变化及支管接入的地方都需要设置检查井。在设计时考虑在检查井内上下游管道衔接时高程关系问题。管道在衔接时应遵循两个原则：①尽可能提高下游管段的高程,以减少管道的埋深,减低造价。②避免上游管段中形成回水而造成淤积。管道衔接的方法，通常有水面平接和管顶平接两种。⒈管径不同时，采用管顶平接。⒉管径相同时，采用水面平接。⑺管材本设计中污水管采用钢筋混凝圆管。⑻排水管道的接口管道接口应根据管道材质和地质条件确定，可采用刚性接口或柔性接口，污水及合流管渠宜选用刚性接口。当管渠穿过粉砂、细砂层并在最高地下水位以下，或在地震设防烈度为8度设防区时，应采用柔性接口。该地区地质情况良好，适宜于工程建设，厂区地势平坦，地震烈度属4度以下。所以主干管，干管采用钢丝网水泥砂浆抹带接口；支管采用水泥砂浆抹带接口。都为刚性接口。⑼排水管道的基础管道基础应根据管道材质、接口形式和地质条件确定，可分别选用混凝土基础、砂石垫层基础及土弧基础，对地基松软或不均匀沉降地段，管道基础应采取加固措施。采用混凝土带行基础,管座形式分为90°,135°,180°:当管顶覆土厚度在0.7～2.5m时,采用90°当管顶覆土厚度在2.6～4.0m时,采用135°当管顶覆土厚度在4.1～6.0m时,采用180°⑽水力计算在确定设计流量后，便可以从上游管段开始依次进行主干管各设计管段的水力计算。水力计算步骤如下：①从管道平面布置图上量出每一设计管段的长度；②将各设计管段的设计流量写下来；③计算每一设计管段的地面坡度（地面坡度=地面高差/距离），作为确定管道坡度时参考；④确定起始管段的管径以及设计流速，设计坡度，设计充满度；⑤确定其他管段的管径、设计流速、设计充满度和管道坡度。（可根据设计流速随着设计流量的增大而逐段增大或保持不变的规律设定设计流速）⑥计算各管段上端、下端的水面、管底标高及其埋设深度；（1.根据设计管段长度和管道坡度求降落量；2.根据管径和充满度求管段的水深；3.确定管网系统的控制点；4.求设计管段上、下端的管内底标高，水面标高及埋设深度）污水管网计算污水管网流量计算⑴综合生活污水设计流量计算⒈城市各区人口密度Ⅰ区：170Ⅱ区：150⒉城市各居住区排水标准Ⅰ区：200LⅡ区：180L⒊城市面积⒋比流量Ⅰ区：q1=L/(s·ha)Ⅱ区：q1=L/(s·ha)⑵工业废水设计流量计算⒈各厂工业废水设计流量A厂：Q21=L/sB厂：Q22=L/sC厂：Q23=L/s工业废水设计流量：Q2=Q21+Q22+Q23=8.91+27.32+1.98=38.⒉工业淋浴污水设计流量计算①各工业淋浴污水设计流量：一般车间最大班人数：热车间最大班人数：一般车间职工生活污水定额，以计：热车间职工生活污水定额，以计：一般车间生活污水时变化系数，以计：热车间生活污水时变化系数，以计：一般车间最大班使用淋浴的职工人数：热车间最大班使用淋浴的职工人数：一般车间的淋浴污水定额，以计：热车间的淋浴污水定额，以：每班工作时数，以计A厂：Q31=L/sB厂：Q32=L/s工业淋浴污水设计流量Q3=Q31+Q32=1.77+1.27=3.04污水管网水力计算⑴街区编号并计算其面积由于街区面积大需要划分街区,所以将各街区编上号码（详见附图2），并按各街区的平面范围计算它们的面积。⑵设计管段及其划分通常以同样管径和坡度的连续管段，就可划作一个设计管段。设计管段的节点处应编上号码。⑶设计管段的设计流量每一设计管段的污水设计流量可能包括以下几种流量：本段流量；转输流量；集中流量。由于该地区中工业区的集中流量不进入Ⅰ区Ⅱ区的管道，所以Ⅰ区Ⅱ区的设计流量只可能包括本段流量和转输流量；工业区只有集中流量。对于某一设计管段而言，本段流量是沿线变化的，即从管段起点的零增加到终点的全部流量，但为了计算方便，通常假定本段流量集中在起点进入设计管段。它接受本管段服务地区的全部污水流量。⑷污水管网流量分配计算（方案一）见附表1⑸污水管网流量分配计算（方案二）见附表2⑹污水干管水力计算（方案一）见附表3⑺污水干管水力计算（方案二）见附表4雨水管网规划雨水管网布置见附图3，具体依据如下：①由于该地区地势以一定坡度坡向河流，可采用正交式布置，即各排水流域的干管以最短距离沿与水体垂直相交的方向布置。正交式布置的干管长度短、管径小，因而经济，雨水排出较迅速。②路面应尽量采用道路边地沟排水，在每条雨水干管的起端，通常可以利用道路边沟排除雨水，减少暗管约。雨水管网计算雨水管网流量计算⑴暴雨强度公式（采用宁夏银川市暴雨强度公式）q=，为设计重现期，取1年为地面汇水时间，取10min为管道延缓系数，取2（采用暗管，且地形平坦）为管内流行时间⑵径流系数的确定所谓径流系数，就是径流量和降雨量之间的比例。城市地面覆盖情况地面覆盖种类所占比例各种屋面25%混凝土沥青路面30%土地15%公园或绿地30%影响径流系数的主要因素有地面覆盖种类的透水性。此外，还与降雨历时，暴雨强度及暴雨雨型有关。通常汇水面积是由各种性质的地面覆盖所组成，随着他们占有的面积比例变化，值也各异，所以整个汇水面积上的平均径流系数值是按各类地面面积用加权平均法计算而得到的。===0.585⑶设计充满度按满流考虑，h/D=1。⑷设计流速最小设计流速为；最大设计流速：金属管为，非金属管为。⑸最小管径和最小设计坡度雨水管道的最小管径为，相应的最小坡度为；雨水口连接管的最小管径为，最小坡度为。⑹最小埋深与最大埋深同污水管。雨水管网水力计算雨水水力计算结果见附表5。污水厂方案可行性研究水质污水的进水和出水处理程度污水的处理程度如下表,根据设计资料，处理后污水水质应满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002中的一级A标准：污水各种污染物的处理程度序号名称最高数平均数出水1SS310220102pH值7.57.16~93BOD5200180104COD460430505TN4032156NH3-N292257TP960.5污水的水质和水量变化情况原污水的水质、水量是选定处理工艺需要考虑的重要因素，水质、水量变化较大的污水，应考虑设调节池或事故贮水池，或选用承受冲击负荷能力较强的处理工艺。工程施工的难易程度和运行管理需要的技术条件也是选定处理工艺流程需要考虑的因素，地下水位高，地质条件较差的地方，不宜选用深度大、施工难度高的处理构筑物。工程造价和运行费用工程造价与运行费用也是工艺流程选定的重要因素，当然处理水应当达到的水质标准是前提条件。这样，以原污水的水质、水量及其他自然状况为已知条件，以处理水应达到的水质指标为制约条件，而以处理系统最低的总造价和运行费用为目标函数，建立三者之间的相互关系。减少占地面积也是降低建设费用的重要措施，从长远考虑，它对污水处理厂的经济效益和社会效益有着重要的影响。当地的各项条件当地的地形、气候等自然条件也对污水处理工艺流程的选定具有一定的影响。当地的原材料与电力供应等具体问题，也是选定处理工艺应当考虑的因素。运行管理对于运行管理水平有限的小型污水处理厂或工业废水处理站，宜采用操作简单、运行可靠的处理工艺；对于运行管理水平较高的大型污水处理厂，应尽量采用处理效率高、净化效果好的新工艺。对于地质条件较差的地区，不宜采用池体较深、施工难度较大的处理构筑物。工艺方案分析与选择按《城市污水处理和污染防治技术政策》要求推荐，20万t/d规模大型污水厂一般采用常规活性污泥法工艺，10－20万t/d污水厂可以采用常规活性污泥法、氧化沟、SBR、AB法等工艺，小型污水厂还可以采用生物滤池、水解好氧法工艺等。对脱磷脱氮有要求的城市，应采用二级强化处理，如A/A/O工艺，A/O工艺，SBR及其改良工艺，氧化沟工艺，以及水解好氧工艺，生物滤池工艺等。工艺方案分析⑴AB法(Adsorption—Biooxidation)AB法是吸附降解工艺的简称。该法由德国Bohuke教授首先开发。国内外的试验研究及实际工程应用表明，AB工艺与活性污泥法（CAS）工艺相比，在处理效率、运行稳定性、工程投资、运行费用等方面均具有明显的优势，是一种非常有前途的污水处理方法。该工艺对曝气池按高、低负荷分二级供氧，A级负荷高，曝气时间短，产生污泥量大，约占整个处理系统产污泥量的80%，污泥负荷以上，池容积负荷以上，A段主要通过生物吸附的方法去除污染物，因而其剩余污泥中有机物含量较高，若考虑沼气回收利用而采用厌氧消化法对污泥进行处理，可比对常规活性污泥法产生的剩余污泥进行厌氧硝化处理时多出25%的沼气，可产生明显的经济效益；B级负荷低，污泥龄较长。A级与B级间设中间沉淀池。二级池子（污染物量与微生物量之比）不同，形成不同的微生物群体。AB法尽管有节能的优点，但不适合低浓度水质，A级和B级亦可分期建设。它通常不设初沉池，以便利用污水中存在的微生物和有机物。A、B两段的活性污泥各自回流，因此A、B段分别在负荷相差悬殊的情况下运行，运行稳定。B段发生硝化与反硝化可以去除一部分的磷。AB法污泥的沉淀效能好，抗冲击负荷强，构筑物，污泥产生量多。AB法工程实例一：乌鲁木齐河东污水处理厂(AB活性污泥工艺)工程概述河东污水处理厂是新疆首府乌鲁木齐市第一座现代化大型污水处理厂,采用AB活性污泥工艺,设计处理污水量,工程预算214亿元人民币,其中机械设备由芬兰YIT公司提供,电气自控设备由瑞典EML公司提供,工程于1995年8月1日破土动工,于1997年7月22日污水处理厂投入运行,设计概况污水处理工艺流程图3-1设计流量20×,进入污水处理厂的污水中生活污水约占42%,工业废水占58%,经污水处理厂处理后的出水除达到《农灌水质标准》外,还需达到《污水综合排放标准》。表3-1为进出水水质。表3-1进出水水质表mg/L项目BODCODSS进水200500220出水≤30≤120≤30运行结果由于AB工艺两段的运行特点不同,引起AB两段去除有机污染物的作用不同。A段因以高负荷短泥龄的参数运行,在对有机污染物吸附、吸收,氧化3种去除方式中,前2种起了主要作用,而B段由于以低负荷长泥龄的参数运行,故后2种特别是氧化作用占主要地位。因此B段产生的剩余泥量远小于A段产生的剩余污泥量,在实际运行中,正常情况下,A段剩余污泥量是B段剩余污泥量的3～4倍。河东污水处理厂自1997年7月投入运行以来,在设备等硬件完好的前提下,其工艺运行效果较好,BOD、SS的去除率均值在90%以上,COD去除率在85%以上。AB法工艺较适合于污水浓度高、具有污泥消化等后续处理设施的大中规模的城市污水处理厂,有明显的节能效果。AB工艺的运行是比较复杂的,由于其工艺流程和运行参数的特殊性,还需根据各厂的具体实际进一步总结研究,找出一套适合自己的运行控制手段。AB法工程实例二：乌鲁木齐虹桥污水处理厂（AB活性污泥工艺）工程概述虹桥污水处理厂位于乌鲁木齐市东山公墓西南角,地貌属丘陵地貌,地形起伏,虹桥污水处理厂属于乌鲁木齐市水磨沟污水处理及回用工程中的另一座污水处理厂,采用AB活性污泥工艺的A段工艺,设计处理污水量3×,工程预算6161万元。虹桥污水处理厂处理后的污水用于荒山的绿化,夏天绿化期间,不向外排放,虹桥污水处理厂的污水来源主要是城市管网的生活污水,从11月份到次年的3月份该厂不运行,污泥进入下游七道湾污水处理厂处理,目前,虹桥污水处理厂运行情况良好。本工程主要设备大部分为国产设备,少量进口,设计和制造标准均按国家有关标准或供商国标准执行,设备主要材质水上部分为碳钢或不锈钢,水下部分为不锈钢。设计概况2.1工艺流程工艺流程图如图3-2图3-2工艺流程进水水质设计流量,进入污水处理厂的污水主要是城市的生活污水,经处理后的污水主要用于荒山绿化。AB法A段工艺为相对传统的一级处理,出水水质较好,特别适宜于绿化用水,而且比二级处理节省大量的投资和运行费用,所以虹桥污水处理厂采用AB法A段工艺,处理后的污水达到《农业水质标准》。表3-2为进出水水质。表3-2进出水水质表mg/L项目ρ(BOD)ρ(COD)ρ(SS)进水≤200≤400≤220出水≤100≤200≤1103.运行效果虹桥污水处理厂2000年5月开始运行,2006年5—10月对该厂的多种工况水处理效果进行了监测,数据表明:AB工艺处理乌鲁木齐城市污水,出水BOD、COD、SS都达到了设计排放标准,去除效果均趋于稳定状态,去除率都比较高,特别是9月进水的BOD、COD、SS值都很高,但经处理后,都达到出水要求。4.结论AB工艺在虹桥污水处理厂运行稳定,处理效果良好,AB工艺既可以处理城市污水,还可以处理工业废水,同时也比较适合原有污水厂的改造,可以大大提高处理效果,总之,AB工艺拥有高效、稳定、经济、运行灵活及对旧工艺改造方便等优点。⑵SBR法(SequencingBatchReactor)SBR法又称序批式间歇活性污泥法。SBR法早在20世纪初已开发，由于人工管理繁琐未予推广。此法集进水、曝气、沉淀、出水在一座池子中完成，常由四个或三个池子构成一组，轮流运转，一池一池地间歇运行，故称序批式活性污泥法。现在又开发出一些连续进水连续出水的改良性SBR工艺，如ICEAS法、CASS法、IDEA法等。这种一体化工艺的特点是工艺简单，由于只有一个反应池，不需二沉池、回流污泥及设备，一般情况下不设调节池，多数情况下可省去初沉池，故节省占地和投资，耐冲击负荷且运行方式灵活，可以从时间上安排曝气、缺氧和厌氧的不同状态，实现除磷脱氮的目的。BOD去除率在90%以上，抗水量变化能力强但抗浓度变化能力差。发生污泥膨胀少但处理困难。不需要设污泥回流设备，污泥量较多，受水温变化影响小。自动化程度高，日常管理容易，但有浮渣问题。但因每个池子都需要设曝气和输配水系统，采用滗水器及控制系统，间歇排水，水头损失大，池容的利用率不理想，因此，一般来说并不太适用于大规模的城市污水处理厂。SBR法工程实例一：深圳市盐田污水处理厂（MSBR工艺）工程概述MSBR被认为是最新、集约化程度最高的污水处理工艺。目前，MSBR系统主要在北美和南美应用，韩国首尔建造了亚洲第一座才用该工艺的污水处理厂。我国首座才用该用以建设的城市污水处理厂——深圳市盐田污水处理厂，该厂位于盐田港码头附近的一片填海区，近期处理规模12万，占地6.33万；远期设计规模为20万，占地11.4万。设计概况污水性质为城市污水，进水图3-3污水处理厂流程3．系统组成MSBR系统单组设计规模4万，包括7个单元，7个单元组合成1座钢筋混凝土结构矩形池，MSBR的平面布置图见图3-4。单元1和单元7是SBR池，其功能是相同的，均起着好氧氧化、厌氧反硝化、预沉淀和沉淀作用；单元2是污泥重力浓缩池，被浓缩的活性污泥进入单元3，上清液（富含硝酸盐）则进入单元6（或单元5）；单元3是缺氧池，不但回流污泥中溶解氧在本单元中被消耗掉，而且污泥中硝酸盐也被溶解氧的自身氧化所消耗；单元4是厌氧池，原污水用本单元进入MSBR系统，回流污泥在本单元洗手分子的有机物同时完成磷的充分释放；单元5是缺氧/厌氧池，当>150mg/L时，污水与由单元6回流至此的混合液混合，完成生物脱氮过程（反硝化），当<150mg/L时,单元6就不必回流混合液至单元5，同时单元2来的上清液也不必回流至单元5而是回流至单元6，单元5也作为厌氧池强化生物除磷效果；单元6是好氧主曝气池，其作用是氧化有机物并对污水进行充分的硝化，让聚磷菌在本单元中过量吸磷。图3-4MSBR的平面布置图4．结论实践证明，MSBR系统综合了多种工艺的特点，是一种高效率的反应器。它能够保证连续进出水，使反应器保持恒定水位。由于MSBR系统系统才用了一体化的结构形式，使占地面积和建造成本进一步降低，是一种高效、经济、灵活、易于实现计算机自动控制的新型污水处理技术。成熟可靠具有除磷脱氮降解有机污染物SBR法工程实例二：浙江省金华市污水处理厂（SBR工艺）工程概述市区人口40万左右，为中小规模城市，日排放污水约t，其中生活污水日产约t，及部分企业生产废水处理后也排入城市污水管道，日排污水量约t，二股污水混合COD平均浓度246mg/L，最高达950mg/L,平均浓度78mg/L。考虑城市发展规模，污水厂设计处理能力t/d，分两期完成，第一期处理能力t/d，处理率占当时总污水量的66%左右，第一期运行稳定后，再扩建第二期工程。2．设计概况处理厂工艺流程图见图3-5，主要设备及构筑物见表3-3。图3-5工艺流程表3-3设备及构筑物一览表3．运行效果及主要经济技术指标该污水厂一期工程设计进水量为，稳定运行后监测结果见表3-4。表3-4监测结果表4．结论经过一年多的运行情况看，中小规模城市采用SBR工艺处理城市污水是切实可行的，可自动控制、自动监测，它不但耐冲击，省略调节池、初沉池，减少占地，节约基建投资，而且运行稳定，效果可靠，具有良好的推广使用价值。⑶法(Anaerobic-Anoxic-Oxic)由于对城市污水处理的出水有去除氮和磷的要求，故国内10年前开发此厌氧—缺氧—好氧组成的工艺。利用生物处理法脱氮除磷，可获得优质出水，是一种深度二级处理工艺。它是在A/O工艺的基础上增设个缺氧区。法的可同步除磷脱氮机制由两部分组成：一是除磷，污水中的磷在厌氧状态下()，释放出聚磷菌，在好氧状况下又将其更多吸收，以剩余污泥的形式排出系统。二是脱氮，缺氧段要控制在，由于兼氧脱氮菌的作用，利用水中BOD作为氢供给体（有机碳源），好氧区中的混合液回流至缺氧区使之反硝化脱氮，混合液中的硝酸盐及亚硝酸盐还原成氮气逸入大气，达到脱氮的目的。为有效脱氮除磷，对一般的城市污水，COD/TKN为3.5～7.0（完全脱氮COD/TKN>12.5），BOD/TKN为1.5～3.5，COD/TP为30～60，BOD/TP为16～40（一般应>20）。的污泥沉降性能好，对难降解生物有机物去除效果好，运行效果稳定。抗水质、水量变化能力强.构筑物多，回流系统多。法工程实例一：泰安市污水处理厂（A+工艺）工程概述泰安市污水处理厂是利用奥地利政府贷款与国内资金配套建设项目,1990年开工建设,1993年5月投入运行,由中国市政工程华北设计研究院设计,处理规模为5×,采用A+工艺。设计概况图3-5工艺流程运行效果自1993年投产以来,进水水质与设计值有很大出入,BOD值偏低,SS值偏高,COD值时常超出设计值,水质不稳定,且泥沙含量多。鉴于此,对工艺的运行作了调整,原则是:当进水负荷高时开A段,按A+工艺运行;进水负荷低时则超越A段,按工艺运行;当出水NO3-N高时开段的内回流,低时则停开。结论①泰安市污水处理厂进水BOD值较低而SS值较高,如运行A段则可使SS值大幅降低,但也会带来段脱氮除磷碳源不足的问题。②A+工艺对COD、SS有较高的去除率。③段不开内回流可大大提高对TP的去除率,且降低了运行成本。因此在出水氮达标的情况下,建议不开内回流。法工程实例二：上海市南桥污水处理厂（改良型工艺）1．工程概述南桥污水处理厂处理系统有2组,每组规模为0.5×,总规模1×。设计进、出水水质如表1所示。改造后的生物反应池是由2部分组成,第1部分是将原初沉池改造成缺氧/厌氧池,总容积为1197,停留时间为5.7h;第2部分是好氧池(原曝气池),共分4格,总容积为2500,停留时间为6.1h。其他工艺设计参数为:MLSS为3500mg/L,BOD负荷为0.114kg/(kg·MLSS·d),填料投配率为20%。2.结论和建议①根据南桥污水处理厂的实际情况,改造中取消原有初沉池,虽然增加了进入生物反应池的污染物,但明显增加了反应池的停留时间,创造了脱氮除磷所必须的缺氧和厌氧区,获得了较好的处理效果。②由于好氧池停留时间较短,在温度较低的情况下,将对的去除造成一定影响。投加悬浮填料后,提高了曝气池的充氧效果,而且生物膜能够有效的富集硝化菌,有助于强化工艺在低温条件下的硝化效果。建议在冬季运行时,提高活性污泥浓度,增加泥龄,将有利于提高去除率。③由于控制较高的活性污泥浓度,好氧池的硝化、反硝化作用比较明显,有利于降低工艺出水的TN浓度,而且减少了由回流污泥带回到反硝化池的,保证了厌氧释磷的环境,有助于提高脱氮除磷的效果。④由于南桥污水处理厂改造工程受场地和构筑物所限,因而无法增加构筑物,在新厂设计时建议可采用短时初沉池。⑷氧化沟法本工艺50年代初期发展形成，因其构造简单，易于管理，很快得到推广，且不断创新，有发展前景和竞争力，当前可谓热门工艺。氧化沟在应用中发展为多种形式。氧化沟一般不设初沉池，负荷低，BOD去除率在93%以上，耐冲击，抗水量、浓度变化能力强，污泥少可能会发生污泥膨胀，但调整简单。建设费用及电耗视采用的沟型而变，如在转碟和转刷曝气形式中，再引进微孔曝气，加大水深，能有效提高氧的利用率（提高20%）和动力效率。运行管理十分方便；在控制适宜的条件下，沟内会同时具有好氧区和缺氧区，因此具有良好的脱氮效果。污泥沉降效果好，泥龄很长。适用于中小型污水厂。氧化沟法工程实例一：邯郸市东污水处理厂（三沟式氧化沟工艺）1.工程概述邯郸市东污水处理厂，总设计规模10×,其废水中生活污水和工业废水各占50%。该厂于1990年11月完成其一期工程6.6×的建设并投入使用。目前该厂建有三组三沟式氧化沟，每组的平面尺寸为98×73m，有效水深为3.5m。其曝气装置及出水堰等大多为丹麦进口，其中有直径为1.0m、长为9.0m的大型Mammoth单速转刷24台，双速Mammoth单速转刷18台，长5.0m的可调式出水堰48台。2.运行情况该厂自投产运行以来，宜采用传统延时曝气（N）和Bio-DenitroTM(DN)两种模式运行，取得了稳定而良好的效果。见表3-6。表3-6邯郸市东污水处理厂OD工艺年均进、出水水质指标/(mg/L)CODcrBODSSTPNH4+-NTN进水2341171033.115.529.7出水1.74.614.3在该厂的运行过程中，清华大学钱易教授和周律等对该厂的运行情况及工艺特征进行了跟踪研究，取得了对该工艺的改进和运行控制有较大指导意义的研究成果：①对按脱氮模式运行过程中，缺氧反消化的HRT(tDN)和消化HRT(tN)的研究表明，该工艺的最优tDN/tN为0.4左右，在此比值时，可获得70%的脱氮效率。实际运行中，tDN/tN的比值与废水水质（C/N比等）有密切的关系，因而宜根据具体水质确定合理的tDN/tN的比值；②通过对长期运行的OD中各沟渠中污泥浓度的测定分析表明，其沟Ⅱ中混合液的MLSS较两侧沟渠低于41%的理论值（以三沟式容积均等为前提-合理假定）其浓度仅为设计值的59%，且仅有48%左右的污泥参与生物处理过程，因而污泥浓度过低将影响处理效果，对此应引起重视。③通过经济分析表明，该厂运行中，转刷的耗能占其总耗能（去除BOD5能耗，KW.h/㎏）的51.3%，且其总体运行能耗低于其他处理工艺。氧化沟法工程实例二：

重庆市南川污水处理厂（改良型Orbal氧化沟法）

1．工程概况重庆市南川污水处理厂设计规模4，设计进、出水水质如表3-7：表3-7设计进、出水水质汇总表针对工程设计进、出水情况结合工程当地技术管理实力现状，在工艺选择时主要兼顾了以下原则：备选方案应具备技术成熟可靠，能确保出水水质好，稳定达标；具有除磷脱氮功能，应尽量节省占地；此外还应注意工程建设和运行费用，管理方便，运转灵活，具有较强耐冲击负荷能力。

据此经多方案进行比较后认为ORBAL氧化沟工艺、工艺、SBR工艺等均具有稳定的处理效果，其中ORBAL氧化沟工艺从运行管理简便程度及耐冲击负荷能力方面更具优势，且其对自动化程度依赖程度低，被确定为主选方案。

典型的奥贝尔氧化沟由三个相对独立的同心椭圆形沟道组成，污水由外沟道进入沟内，然后依次进入中间沟道和内沟道，最后经中心岛流出，至二次沉淀池。三个环形沟道相对独立，溶解氧分别控制在0、1、2mg/l，其中外沟道容积达50%~60%，处于低溶解氧状态，污水在外沟道循环约150—250圈（由水力停留时间决定）才进入中沟道，主要的有机物氧化及80%的脱氮均在外沟道完成。内沟道体积约为10%~20%，维持较高的溶解氧（2mg/l），为出水把关。在各沟道横跨安装有不同数量转碟曝气机，进行供氧兼有较强的推流搅拌作用。2．氧化沟描述、设计参数及设备选型

氧化沟采用ORBAL型氧化沟，池中设转碟表曝机，获得动能和溶解氧的混合液在池中快速流动，可形成好氧、缺氧区，具有降解有机物和脱氮的功能。奥贝尔氧化沟由三个相对独立的同心园形沟道组成，污水由外沟道进入沟内，然后依次进入中间沟道和内沟道，最后流出至二次沉淀池。在各沟道横跨安装有不同数量转碟曝气机，进行供氧兼有较强的推流搅拌作用。主要设计控制参数如下：

泥龄16天污泥负荷0.068kgBOD5/kgMLSS·d污泥回流比100％混合液浓度4.5g/L水深4.2m转碟曝气机规格：轴长8m（外沟３７片）轴长6m（内沟18片）+6m（中沟24片）3．工艺技术经济分析

经过工程总包方式招投标的南川污水处理厂区建设工程总投标价3180万元，实际建设工程中发现存在部分漏项等因素，目前决算尚未完成，预计增加不超过500万元，因而折合单方水投资不超过920元/m3，占地指标折合0.56m2/m3；单位水量耗电：0.30度/m；吨水运行成本：0.21元/m；其中单位经营成本：0.38元/m。4．结论

改良型合建式ORBAL氧化沟工艺是在典型的ORBAL氧化沟及周进周出二沉池工艺基础上优化，不仅保留了原有工艺自身的特点和优势，更可大幅度节省工程占地，降低工程投资及运行成本。随着环保执法力度的加强，在我国中心城市污水处理加快的同时，大批小规模的城镇污水治理项目上马日益多的提上议事日程，而这些项目地区相对资金缺乏，技术力量较为薄弱，因而合适的工艺选择显得更为重要。因此，在进行此类项目建设时，改良型合建式ORBAL氧化沟工艺以其独特的优势适应了这一需求，其有很强的生命力，具推广应用的价值。工艺方案的选择该厂可选用的工艺有氧化沟工艺或者A/A/O工艺。参考相同水平的国内已建和正在建设的污水厂情况，初步拟订以下两种方案：方案一：Carrousel氧化沟处理工艺，其工艺流程见图1图1Carrousel氧化沟处理工艺方案二：普通A/A/O法处理工艺，其工艺流程见图2图2普通A/A/O法处理工艺①技术比较：两种方案的技术比较如下所述：方案二（普通A/A/O法处理工艺）优点：a）该工艺是最简单的同步脱氮除磷工艺，总的水力停留时间﹑总的占地面积少于其它同类工艺。b）在厌氧（缺氧）好氧交替运行的条件下，丝状菌得不到大量的繁殖，无污泥膨胀之忧，SVI值一般均小于100。c）污泥中的含磷浓度高，具有很高的肥效。d）运行无须投药，两个A段只用轻缓搅拌，以不增加溶解氧浓度，运行费用低。缺点：除磷效果难于再行提高，污泥增长有一定的限度，不宜太高，特别是P/BOD值高时更是如此。脱氮效果也难于进一步提高，内循环量一般以2Q为限，不宜太高，否则增加运行的费用。对沉淀池要保持一定浓度的溶解氧，减少停留时间，防止产生厌氧状态和污泥释放磷的现象出现，但溶解氧浓度也不宜过高，以防止循环混合液对缺氧反应器的干扰。方案一（氧化沟处理工艺）该工艺具有普通A/A/O法处理工艺的各项优点外，还具有氧化沟的一些独特的特点。优点：a）氧化沟具有独特的水力流动特点，有利于活性污泥的生物凝聚作用，而且可以将其工作区分为富氧区、缺氧区，用以进行硝化作用和反硝化作用，取得脱氮的效果。b）不使用初沉池，原污水经过格栅和沉砂池预处理，已经有效防止污水中无机沉渣沉积，有机性悬浮物在氧化沟内能够达到好氧稳定的程度。c）BOD负荷低，类同于活性污泥法的延时曝气系统。使氧化沟具有：对水温、水质、水量的变动有较强的适应性；污泥龄（生物固体平均停留时间）一般在18-30天左右，为传统活性污泥系统的3-6倍，可以存活、繁殖时间长、增殖速度慢的微生物硝化菌，在氧化沟内能够产生硝化作用，如运行得当，氧化沟能够具有较高的脱氮效果，污泥产率低，且多以达到稳定的程度，勿需要再进行硝化处理。d）脱氮效果还能进一步提高。因为脱氮效果的好坏很大一部分取决于内循环量，要提高脱氮效果势必要增加内循环量。而氧化沟的内循环量从理论上说可以是不受限制的，从而氧化沟具有较大的脱氮潜力。e）氧化沟只有曝气器和池中的推进器维持沟内的正常运行，电耗较小，运行费用更低。总的说来，两种方案都能够达到要求处理的效果，而且工艺简单，污泥处理的难度较小，在技术上都是可行的。但结合实际的工程要求来看，对于污水的脱氮除磷率要求很高，只有方案二可行（脱氮率要求达到87.5%，除磷率要求达到80%），这是其一；其二，设计中可采用改良型的carrousel氧化沟。有证据表明，城市污水经改良型氧化沟处理后，污水中各项污染物平均去除率能满足上面的脱氮除磷的要求；而且经过多年实践证明，改良型的carrousel氧化沟二级处理工艺具有工艺简单成熟﹑操作管理简便，处理效果好，出水水质稳定，脱氮除磷性能好的特点，同时，该工艺省去了初沉，也不必象A2/O法等其它脱氮除磷工艺那样需要大量混合液回流和多个池子，因此工艺布置紧凑，可省地﹑省电﹑降低运行费用，是城市污水处理厂比较理想的处理工艺。综合所述，方案二从经济和技术上都是可行的，而且符合各项原则，是较为合理的选择。污水厂构筑物设计计算方案一：Carrousel氧化沟处理工艺泵前中格栅⑴一般规定格栅是由一组平行的金属栅条或筛网制成，安装在污水渠道上、泵房集水井的进口处或污水处理厂的端部，用以截流较大的悬浮物或漂浮物，如纤维、碎皮、毛发、果皮、蔬菜、塑料制品等。一般情况下，分粗细两道格栅，粗格栅的作用是拦截较大的悬浮物或漂浮物，以便保护水泵；细格栅的作用是拦截粗格栅未截流的悬浮物或漂浮物。⑵设计参数要求⒈水泵前格栅栅条间隙，应根据水泵要求确定。⒉污水处理系统前格栅栅条间隙，应符合下列要求：人工清除25～40；机械清除16～25；最大间隙40。⒊栅渣量与地区的特点、格栅的间隙大小、污水流量及排水管道系统等因素有关。在无当地运行资料时，可采用：隔栅间隙16～25时，0.10~0.05m3栅渣/103m隔栅间隙30～50时，0.03~0.01m3栅渣/103m⒋大型污水处理厂或泵站前的格栅（每日栅渣量大于0.2），一般应采用机械清渣。⒌机械格栅不少于2台，如为一台时，应设人工清除格栅备用。⒍过栅流速一般采用0.6～1.0。⒎格栅前渠道内的水流速度一般采用0.4～0.9。⒏格栅倾角一般采用45°～75°。⒐通过格栅的水头损失，粗格栅一般为0.2，细格栅一般为0.3～0.4。⒑格栅间必须设置工作台，台面应高出栅前最高设计水位0.5。工作台上应有安全和冲洗设施。⒒格栅间工作台两侧过道宽度不应小于0.7。工作台正面过道宽度，采用机械清除时不应小于1.5。⒓机械格栅的动力装置一般宜设在室内，或采取其他保护设备的措施。⒔设置格栅装置的构筑物，必须考虑设有良好的通风设施。⒕在北方地区格栅的设置应考虑防止栅渣结冰的措施。⒖格栅间内应安设吊运设备，以进行格栅及其他设备的检修，栅渣的日常清除。⑶格栅与水泵房的设置方式中格栅→泵房→细格栅其中，中格栅与水泵房合建，细格栅与曝气沉砂池合建。⑷格栅计算草图4-1中格栅计算草图⑸设计参数污水处理厂的最大设计污水量=35000吨/d=0.405m3/s，总变化系数Kz=1.39⑹设计计算⒈栅槽宽度B①栅条的间隙数n个式中：Qmax—最大设计流量，m3/s；a—格栅倾角，°，取a=60°；b—栅条间隙，m,取b=0.021m；n—栅条的间隙数，个；h—栅前水深，m,取h=0.5m;v—过栅流速，m/s，取v=1.0m格栅设两组，按两组同时工作设计，一格停用一格工作校核，则=②栅槽宽度B栅槽宽度B一般比格栅宽0.2~0.3m,取0.2m。设栅条宽度：S=20mm(0.02m)则栅槽宽度：B=S(n-1)+bn+0.2=0.02×（18-1）+0.021×18+0.2=1.0⒉通过栅格的水头损失h1①进水渠道渐宽部分长度L1:设进水渠道宽B1=0.7m，其渐宽部分展开角度a1=20°（进水渠道内的流速为0.80），则②栅槽与出水渠连接处的渐窄部分长度L2：③通过栅格的水头损失h1：h1=h0k,,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，格栅受污染物堵塞的水头损失增大倍数，一般采用3；ξ—阻力系数，与栅条断面形状有关，设栅条断面形状为锐边矩形断面，β=2.42。则=0.10m，取0.2m。⒊栅后槽总高度H设栅前渠道超高h2=0.3m,则，栅前槽总高度：H1=h+h2=0.5+0.3=0.8m栅后槽总高度：H=h+h1+h2=0.5+0.29+0.3=1.0⒋栅室总长度LL=L1+L2+0.5+1.0+=0.42+0.21+0.5+1.0+=2.60⒌每日栅渣量W：式中：W1—栅渣量，m3/103m3污水，格栅间隙为21mm，取W1=0.06m3/103m3污水，则==1.40（m3/d）>0.2（m3/d）宜采用机械格栅,选用ZZG型链条式隔栅除污机污水提升泵房已知：污水处理厂的最大设计污水量=0.405m3/s，选用集水井和机器间合建的圆形泵站，考虑用3台水泵（1台备用），4-2污水提升泵房计算草图立面图4-3污水提升泵房计算草图平面图⑴集水间计算⒈每台的容量：Q1=⒉集水井的容积：相当于一台泵6容量W=有效水深取H=2.集水区面积为26.58m2，宽度为3.7m集水井选用圆形，为了配合机器间，直径取10m。进水管底高程为2.59，管径为，充满度0.70；出水管提升后的水面高程为11.90。泵房选定位置不受附近河道洪水淹没和冲刷，地面高程为10.0，地质条件为砂质粘土，地下水位为－3.3，冰冻深度-1.5。⑵选泵前总扬程估算经过格栅的水头损失为0.20，集水池正常工作水位与所需提升高水位之间的高差为:11.90-(2.59+0.8×0.65-0.20-2.75)=11.74m。(集水池有效水深采用H=2.泵房储水槽直接连接细格栅进水槽。泵站内管线水头损失假设为1.5m，考虑安全水头1.0m,则估算水泵总扬程为：=1.5+11.74+1.0=14.24⑶提升泵选用250WLZ-26型立式污水泵三台，二用一备，污水泵单台能力为650~1000，扬程12~17.5，进水口径450mm，出水口径350，转速790，轴功率37~64，泵效率70%。提升泵房电机、电控柜、电磁流量计显示器室内安装，另外考虑一定检修空间。提升泵房占地面积为78.5，直径10m。选用MD12－9D型电动葫芦型号MD12－9D，起重量2，起升高度H=9，起升速度0.8；8，运行速度20（30）。主起升电动机型号ZD131－4，N=3，n=1380。副起升电动机型号ZD1Y12－4，N=0.4，n=1380。运行电动机型号ZD1Y12－4，N=0.4，n=1380。钢丝绳绳径11，长度22。轨道最小曲率半径1.2，工字钢型号20a-45cGB706-65。最大轮压9.21。总重量278。泵后细格栅⑴设计根据同粗格栅⑵设计参数污水处理厂的最大设计污水量Qmax=0.405m3⑶设计计算⒈栅槽宽度B①栅条的间隙数n个式中：Qmax—最大设计流量，m3/s；a—格栅倾角，°，取a=60°；b—栅条间隙，m,取b=0.016m；n—栅条的间隙数，个；h—栅前水深，m,取h=0.5m;v—过栅流速，m/s，取v=0.9m/s。格栅设两组，按两组同时工作设计，一格停用一格工作校核。则=②栅槽宽度B栅槽宽度B一般比格栅宽0.2~0.3m,取设栅条宽度：S=10mm(0.01m)则栅槽宽度：B=S(n-1)+bn+0.2=0.01×（26-1）+0.016×26+0.2=0.866⒉通过栅格的水头损失h1①进水渠道渐宽部分长度L1:设进水渠道宽B1=0.5m，其渐宽部分展开角度a1=20°（进水渠道内的流速为0.80）则②栅槽与出水渠连接处的渐窄部分长度L2：③通过栅格的水头损失h1：h1=h0k,,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，格栅受污染物堵塞的水头损失增大倍数，一般采用3；ξ—阻力系数，与栅条断面形状有关，设栅条断面形状为锐边矩形断面，β=2.42。则=0.139m，取⒊栅后槽总高度H设栅前渠道超高h2=0.3m,则：栅前槽总高度：H1=h+h2=0.5+0.3=0.8m栅后槽总高度：H=h+h1+h2=0.5+0.139+0.3=0.939≈0.⒋栅槽总长度LL=L1+L2+0.5+1.0+=0.50+0.25+0.5+1.0+=2.71m⒌每日栅渣量W：式中：W1—栅渣量，m3/103m3污水，格栅间隙为16mm，取W1=0.07m3/103m3则==1.63（m3/d）>0.2（m3/d）采用链条式机械隔栅，工作台设有冲洗措施，隔栅由传送带送至栅渣箱。平流式沉砂池采用平流式沉砂池1.设计参数设计流量：Q=405/2L/s=0.203设计流速：v=0.25m/s水力停留时间：t=30s2.设计计算⑴沉砂池长度：L=vt=0.25×30=7.5m⑵水流断面积：A=Q/v=0.203/0.25=0⑶池总宽度：设计n=2格，每格宽取b=1.2m>0.6m，池总宽B=2b=2.4m⑷有效水深：h2=A/B=0.812/2.4=0.34m（介于0.25～⑸贮泥区所需容积：设计T=2d，即考虑排泥间隔天数为2天，则每个沉砂斗容积：（每格沉砂池设两个沉砂斗，两格共有四个沉砂斗）其中X1：城市污水沉砂量30m3/105m3，K：污水流量总变化系数1.39⑹沉砂斗各部分尺寸及容积：设斗底宽a1=0.5m，斗壁与水平面的倾角为60°，斗高hd=0.5m则沉砂斗上口宽：沉砂斗容积：（略大于V1=0.20m（7）沉砂池高度：采用重力排砂，设计池底坡度为0.06，坡向沉砂斗长度为则沉泥区高度为h3=hd+0.06L2=0.5+0.06×2.65=0.659m池总高度H：设超高h1=0.3m，H=h1+h2+h3=0.3+0.5+0.66=1.46m（8）进水渐宽部分长度:（9）出水渐窄部分长度:L3=L1=1.43m（10）校核最小流量时的流速：最小流量即平均日流量Q平均日=Q/K=203/1.5=135.3L则vmin=Q平均日/A=0.135/0.812=0.17>0.15m/s，符合要求（11）计算草图如下：卡罗塞尔氧化沟1.设计参数拟用卡罗塞尔（Carrousel）氧化沟，去除BOD5与COD之外，还具备硝化和一定的脱氮除磷作用，使出水NH3-N低于排放标准。氧化沟设计分2座，按平均日平均时流量设计，每座氧化沟设计流量为：Q1′＝=17500m3/d=2031)氧化沟内混合液污泥浓度氧化沟污泥浓度X值一般采用2000~6000mg/L之间，设计中取X=4000mg/L。2)污泥龄设计在考虑去除BOD5的同时，并考虑反硝化，污泥龄θc=30d3)回流污泥浓度式中Xr——回流污泥浓度(mg/L)SVI——污泥容积指数；r——系数，一般采用r=1.2设计中取SVI=1004)污泥回流比式中R——污泥回流比（%）2.平面尺寸计算A．好氧区有效容积：式中V1——好氧区有效容积（m3）;Y——污泥净产率系数（kgMLSS/kgBOD5）,根据θc，查表得Y=0.42;Q——污水设计流量（m3/d）;S0、Se——分别为进、出水BOD5浓度（mg/L）；θc——污泥龄（d）；X——污泥浓度（mg/L）；Kd——污泥自身氧化率（1/d）;对于城市污水，一般采用0.05~0.1设计中取Kd=0.065=3176.7mB．缺氧区有效容积：反硝化区脱氮量式中W——反硝化区脱氮量（kg/d）；N0——进水TN浓度（g/L）；Ne——出水TN浓度（g/L）；反硝化区所需污泥量式中G——反硝化区所需污泥量（kg）；VDN——反硝化速率[kgNO3—N/（kgMLSS·d）]；根据试验结果，此值介于0.019～0.26之间。设计中取VDN=0.02=7130反硝化区有效容积式中V2——反硝化区有效容积（m3）；=1783mC．总有效容积式中V——氧化沟总有效容积（m3）；K——具有活性作用的污泥占总污泥量的比例，一般采用0.55左右。设计中取K=0.6=8266mD．氧化沟平面尺寸氧化沟采用6廊道式卡鲁塞尔氧化沟，取池深2.0m，超高为0.5m，宽8m，则氧化沟总长:。其中好氧段长度为330.9m，缺氧段长度为185.8m。弯道处长度:则单个直道长:(取76m)故氧化沟总池长=76+8+16=100m，总池宽=86=48m校核实际污泥负荷3．设计参数校核1）水力停留时间式中t——水力停留时间（h）。=11.34h（介于10~24h之间，满足要求）2）BOD—污泥负荷率式中Ns——污泥负荷[kgBOD5/(kgMLVSS·d)]；XV——活性污泥浓度（mg/L）。设计中去XV=fx=0.75×4000。=0.12kgBOD5/(kgMLVSS·d)（介于0.05~0.15之间，满足要求）。4．进出水系统1）氧化沟的进水设计沉砂池的出水通过DN700的管道送往氧化沟渠，管道内的流速为0.405m/s。然后送入氧化沟，送水管径DN700mm2）氧化沟的出水设计①氧化沟的出水采用矩形堰跌落出水，则堰上水头式中H——堰上水头（m）；Q——每组氧化沟出水量（m/s）,指污水最大流量（0.282m3/s）与回流污泥量（0.203×设计中取m=0.4，b=5.0m=0.1②出水竖井。考虑可调堰安装要求，堰两边各留0.3m的操作距离。出水竖井长L=0.3×2+b=5.6m出水竖井宽B=1.4m（满足安装需要）；则出水竖井平面尺寸为L×B=5.6m×1.4m氧化沟出水孔尺寸为b×h=5m×0.5m出水总管管径采用DN900mm，回流污泥管管径为DN400mm，5．剩余污泥量式中W——剩余污泥量（kg/d）。氧化沟出水溶解性BOD5浓度为S。为了保证沉淀池出水BOD5浓度为Se≤10mg/L，必须控制氧化沟出水所含溶解性BOD5浓度为S，因为沉淀池出水中的VSS也是构成BOD5浓度的一个组成部分。S1为沉淀池出水中的VSS所构成的BOD5浓度湿污泥量式中Qs——湿污泥量（m3/d）；P——污泥含水率。设计中取P=99.2%6．脱氮①需氧化的氨氮量N1。氧化沟产生的剩余污泥中含氮率为12.4%，则用于生物合成的总氮量为：TN合=0.124×440.5×1000/17500=3.12mg/L即TN中有3.12mg/L用于合成细胞。需要氧化的NH3-N量N1=进水TNK-出水NH3-N-生物合成所需氮N0N1=32-3.12-15=13.88mg/L②脱氮量NrNr=进水TNK-出水TN-用于生物合成所需氮=32-10-3.12=7.需氧量计算：①实际需氧量AORAOR=去除BOD5需氧量-剩余污泥中BODu的需氧量+去除NH3-N耗氧量-剩余污泥中NH3-N的耗氧量-脱氮产氧量ⅰ.去除BOD需氧量D1ⅱ.剩余污泥中BOD的需氧量D2（用于生物合成的那部分BOD需氧量）ⅲ.去除NH3-N的需氧量D3每1kgNH3-N硝化需要消耗4.6kgO2。ⅳ.剩余污泥中NH3-N的耗氧量D4ⅴ.脱氮产氧量D5每还原1kgN2产生2.86kgO2。总需氧量：考虑安全系数1.4，则AOR=1.4×3270.19=4578.27（kg/d）去除每1kgBOD5的需氧量②标准状态下需氧量SOR式中——标准需氧量（kg/d）；——标准大气压下，20℃时清水中的饱和溶解氧浓度（mg/L），查表得：=9.17；——标准大气压下，T℃时清水中的饱和溶解氧浓度（mg/L）；——污水传氧速率与清水传氧速率之比，一