《10立方米日处理量的城镇污水生物处理工艺设计12000字（论文）》

立方米日处理量的城镇污水生物处理工艺设计目录TOC\o"1-3"\h\u26503第一章绪论 4221481.1课题研究意义与目的 4241451.2城市污水特点及危害 426361.2.1城市污水的特点 4141181.2.2城市污水的危害 5280101.3国内外污水处理技术研究现状 6262641.3.1国外污水处理技术发展现状 6286221.3.2国内污水处理技术发展现状 623515第二章工艺方案选择 938022.1二级生物处理方案的对比选择 996882.1.1生物处理可行性分析 9206352.1.2方案对比的参考原则 9169112.1.3倒置A²/O工艺方案论述 1055472.1.4SBR工艺及其改良工艺方案论述 11274872.2污泥处理和处置 12244072.3除臭处理工艺的确定 1312327第三章污水处理厂工程设计 14214353.1设计任务及数据 1447073.1.1课题的任务内容 14225123.1.2相关设计数据 14188603.2设计依据 1562753.3污水厂中主要构筑物的设计计算 15159433.3.1中格栅的计算 15232483.3.2污水提升泵房计算 17198813.3.3泵后细格栅计算（同中格栅计算步骤相似） 1715193.3.4沉砂池设计计算 1821353.3.5巴氏计量槽设计计算 2052053.3.6CASS池设计计算 23100923.3.7滤池设计计算 26157133.3.8接触消毒池与加氯间的设计计算 26288083.4污水厂总平面图及高程图的布置 2740823.4.1污水处理厂总平面原则 2732578第四章工程投资估算表 288214第五章建议 2821749参考文献 30摘要：此次毕设工作以四川某城镇为对象，初步设计10万m³/d城市污水生物处理技术的相关工艺，任务在于设计污水处理厂的工艺流程并针对构筑物绘制高程图、设计图以及平面图等。基于城镇污水体现的水质特点，对比处理污水的各种工艺，最终明确以SBR改良版CASS工艺作为具体方法，此种方法无需投入过高费用、且可强力对抗冲击，工艺流程短、出水水质好。设计流程具体如下：以格栅等对污水开展预处理，泵房处的污水随之流入沉砂池，进入CASS池经历曝气、沉淀、滗水阶段，再流入滤池并进行消毒、除臭等操作，最终确保出水与相关标准文件中的一级出水标准相符后才可出水。关键词：改良SBR工艺；二级处理；污水处理厂；城镇污水；工艺设计第一章绪论1.1课题研究意义与目的近四十年来，我国的经济呈现平稳式发展，目前已在全球各大经济体中位列第二位，已体现出极强的综合实力。然而在追求“又快又好”的发展路线中，相应的也付出了代价水环境污染、水资源紧缺、而这也成为了制约我国经济的重要影响因素之一，我们没有处理好“经济与生态环境的平衡”，这是我国目前大多城市面临的主要难题，由于粗放的经济发展方式，已经严重破坏了自然环境，而这也成为了民生之患。据数据统计，我国的水资源丰富程度位列全球第三，但从人均值来看仅处于第五十三位，仅为世界人均值的25％，由此明确，中国是一类缺水相对严重的国家。此外，由于污水没有得到合理的排放，造成了很多城市出现其他生态环境漏洞，严重破坏了城市景观，降低了人们的生活质量。然而，治理水污染问题是一个长期复杂的目标，一方面，高质量的发展必须是绿色、可持续的发展，如需将发展的全新理念落实其中，推进传统行业的优化，推进产业结构大的恶调整，，减少企业污染排放；另一方面，我们可以加快生态环境的建设，形成绿色生产方式和生活方式。数据统计显示，国内城市污水处理厂已于2020年共建成2679座，总量虽持续增加，但相比于美国、日本、英国等国家，国内处理二级污水的程度尚未达到60％，而上述国家已达到90％，正式因为这些国家的污水处理效率高，经济才得到了快速的发展，但也体现出污水处理技术在国内具有极大的发展空间。因此我们不仅要提高污水处理厂的建设数量，也要对旧污水处理厂进行整改，提高水厂的运行率，研究更高效的污水处理技术改善水质，改善生态环境，促进水循环系统的生成。1.2城市污水特点及危害1.2.1城市污水的特点在收集系统内排入的城市降雨径流、工业废水、生活污水形成的混合水，即为城市污水。1.城市污水的特点从物理特点和化学特点来分析：物理特点：颜色普遍为灰褐色，深褐色；有粪臭味和臭鸡蛋味；水温变化不大化学特点：城市污水具备生活污水的所有特征，典型生活污水水质参数变化范围可参考下表，一般：PH通常为6.5~7.5；可生化的污水BOD/COD≥0.3；悬浮固体SS比较高等。指标浓度（mg/L）高中低悬浮物SS350220105BOD520010050COD400150100总氮854020总磷1584总有机碳1000400250注：该表参考《给排水设计手册》，非完整数据。2.水质变化较大：根据城市污水中产业结构所占的比例不同，其水质变化不像城市污水那么稳定，可能在同一时间段水质各指标出现很大的差距。3.水量的浮动较大：城市污水的水量变化受城市人口总数量影响，人口流动较大的城市，污水量会随着节假日和季节有很大的浮动区间。4.有机物含量低：据统计，中国城市污水中污泥有机物含量为50%，远低于西方国家，可能是因为中国人的饮食结构和生活习惯造成。1.2.2城市污水的危害1.危害人类健康：不合理规范的排放污水，导致污水流致城市各个角落，打破生态链，造成植物大面积枯萎，造成生物的灭绝，污染空气环境，人类通过饮用水和食物链的关系，诱发疾病、传染病、导致死亡。2.打破自然环境的平衡：水体由此富营养化，而各类生存于此的生物也将大量死亡，水体气味变臭，若长期饮用此类水体，也将因此影响人畜健康。3.导致地下水硬度升高：人类长期饮用硬度高的水会使消化道紊乱，孕畜流产等，减少水壶与锅炉的使用寿命；1.3国内外污水处理技术研究现状1.3.1国外污水处理技术发展现状近年来，为解决水污染问题，许多发达国家纷纷投入巨资兴建大型污水处理厂。其中有美国、英国、日本、法国等发达国家投入大量资金去整治因工业革命和经济发展带来的污染问题。污水处理是促成经济发展的不可缺少的一部分，因此不难看出发达国家在这方面的经验比较成熟，经济与环境的相对平衡取得了一定的成效。19世纪90年代，许多发达国家的平均污水处理率超过80%，其中一些北欧国家的污水处理率接近100%，多以规模不大的污水处理厂对此进行处理。如美国约85％的属于此类污水处理厂，相对典型的即英国的贝克顿污水处理厂，美国洛杉矶的Hypenion污水处理厂等等。但根据数据显示，目前海外的污水处理更趋向于大规模，据统计，处理厂的稀释、调节水质水量将伴随其规模的扩大而呈现显著优势，所以，每日可对百万吨或以上水量进行处理的、规模较大的污水处理厂已于近年来被构建于各个国家，如芝加哥西南区污水处理厂，其规模已接近每日500万吨。且人们已更为关注深度处理城市污水的技术，即为令出水的最终水质可与更高标准相符，其目的是针对一些需要特殊保护的水域，防止湖泊海洋的富营养化，主要引出的有日本应用的活性炭处理技术、顺利推出自美国的碳酸镁法、生物转盘法等各类工艺。1968年英国化学工业股份有限公司将深井污水处理技术应用于水后，日本、美国、加拿大等国家先后进行了研究，生产了化工废水、食品废水等处理设施。此类工艺呈现出诸多优势，如可强力对抗负荷、冲击、无需投入诸多资金、具备良好处理成效、能耗相对偏低、无需过多占地，因在处理废水方面呈现的效果相对显著，深井曝气的各类处理装置也已被推出于中国，可在化工、印染以及食品废水的处理方面应用。此种方法的具体流程如下：诸多沉砂、大悬浮物在通过沉淀池被去除，废水此后进入到深井曝气池中。通过混合回流污泥，为废水循环处理提供空气，微生物对其中的有机物进行氧化、分解，混合液此后流入脱气设备，将有小气泡存在其中的活性污泥分离出来。排出气体以后，此时将液体传输至第二沉淀池，并于此来沉淀活性污泥，确定排液，部分沉淀污泥进入深井曝气池，剩余活性污泥排出。REF_Ref20172\w\h[1]以生物膜为基础的处理污水的一类技术，即生物转盘。上世纪六十年代，此种工艺已出现于前德意志联邦共和国，目前已被大量运用于日本、欧洲等地，无需曝气，无需污泥回流。在短接触时间内达到高净化效果，且能源也得以节约。当前，多在处理工业废水、生活污水等方面运用，净化有机物的机理近似于生物滤池，仅在结构方面存在差异。1.3.2国内污水处理技术发展现状我国污水处理项目落后于西方国家，仍有许多工作要做，但也取得了良好的效果。随着我国水环境质量的不断提高，活性污泥法的普及率达到80%，在脱氮领域开发了许多先进的活性污泥处理技术，如sbr法等。我国目前仍处于发展阶段，水环境管理存在着诸多制约因素。当前，国内一年排放的污染物总量达到350亿m³左右，排水、绿化已成为自然排水，而排放污水的量超过2200个县、19200个市排放污水总量的50％。但其处理污水的能力远比国内均值更低。国内无法显著提升处理城市污水能力的原因具体包括如下方面：1、污水处理技术较落后

在污水处理技术方面，中国不仅对国外先进技术加以消化、吸收，且沿用多年来的处理技术与渠道。虽然就当前来看，城市污水处理技术的进展较为显著，但对比国外来看，此类技术仍然欠缺先进性，如无法充分自动化、难以高效修复、能耗过大但效率不足等不足均较为凸显，进而使得污水处理厂在面对投标时欠缺竞争力。2、资金短缺，投资力度需加强

城市以污水处理系统作为尤为关键的一项基础设施，是对水污染进行放置、促使水环境质量得以提升的关键方式。对比发达国家来看，中国的经济发展依然落后，可在防治水污染方面投入的资金相对较少，所以，不可对国外先进模式、技术进行照搬，当前若想基于城市污水处理厂的大规模建设使得水环境得以改善，往往难以实现。即便已建成并投入运用，但因管理、运维费用相对过高，也可能严重污染水体、影响处理污水的效率，因此我们立志于在经济效益最大化的基础上，从根本上解决水污染问题。结合相关调查来看：国内运行的污水处理装置中，仅30％维持正常状态，异常、休眠状况各占30％左右。设备运转的实际效率仅为一半，国内实际处理污水的效率远比设备原有处理能力更低。3、管理不到位

传统的污水处理工艺比较复杂，由于我国技术水平低，操作人员管理水平低，已建成的设备难以正常开展工作，导致整体污水处理受到极大制约。所以，研发推出与本国国情相符的污水处理技术，明确中小城市污水处理、污染源处理等方面典型的技术往往极为必要。城市污水厂污泥处置现状及问题我国城市污水厂对污泥处置的现状来看,主要存在以下问题:

(1)多以弃置堆放、填埋等作为处理污泥的方式，易导致诸多问题，如影响生态环境、难以有效运行填埋场、土地遭到占用等处理污泥时欠缺运作、构建经费，相关收费与实际处理费用需求存在明显差距，导致难以开展处理活动在处置污泥方面欠缺构建与实际运作经验，直至近年来才出现干化焚烧、堆肥制肥等相关项目焚烧于热电厂的项目因面临季节性的供电波动或检修设备故障或减产等，均会影响污泥处理工作政府在税收、配套资金等方面尚未形成健全的扶持政策在处理污泥方面，欠缺专项规划、并未明确规范以及技术标准。转移污染、重水轻泥等状况与想法均与科学发展观并不相符污泥往往存在80％左右的含水率，外运并直接对其进行填埋与国家政策并不相符仅对此开展脱水等操作，泥饼中依然存在80％的含水率。若将其运送并填埋于垃圾场，此处的渗滤收集系统可能因相对细小的污泥而被堵塞。此种操作也将因污泥粘度、含水率相对较高而面临诸多困难。同时，填埋体因此类物质存在流变性而更容易发生滑坡、变形等问题，沼泽地由此被人为打造，导致该地在安全方面面临极大隐患污水处理厂内污泥减量化能力严重不足城市污水处理厂若运作正常，每日需对诸多污泥进行处理。因其呈现如下特点，如具有较高的含水率、数量庞大且为糊状，导致如运输等工作难以顺利开展二次污染无法避免污水内部转移污染物即形成污泥，各类微生物均会存在于其中，且也可能存在有害、有毒物质，当并未妥善处理时，一旦进入食物链、或引起二次污染时，必定导致污染后果更为严重第二章工艺方案选择2.1二级生物处理方案的对比选择2.1.1生物处理可行性分析好氧呼吸参量法，即对各类水质指标测定并明确其改变、CO2以及O2在代谢等进程中的含量改变，进而针对废水或是有机污染物明确可生化性的一类判定方式。此种方法基于水质指标共划分为如下几种：CO2生成量测定法、水质指标评价法等。其中，以废水为对象并对其可生化性进行评价时，以BOD5/CODCr比值法属于运用最为普及且极具代表性的一类方法。BOD，好氧微生物基于有氧状况下、依托于对废水中存在的有机污染物进行分解、运用，进而完成新陈代谢进程时消耗的氧量，一般以BOD5来表示废水有机物中可生物降解的部分。C0DCr即以化学氧化剂使得废水所有有机污染物被充分氧化时所需的氧量，一般以此对废水内所有有机污染物加以表示。一般认为，B/C比值可对废水总有机污染物中的可生物降解部分的占比有所体现，进而可由此对好氧条件下废水微生物的实际可降解性进行评价。一般而言，若该比值越高，表明具备良好的可生物处理性。通过对研究成果的总结，在针对废水评价并明确其可生化性时，可以表3.1展示的相关数值作为基准。REF_Ref20518\w\h[2]基于进水水质明确：BOD/CODcr=220/340=0.647，生化处理相对简单。此外，也需将去除磷、氮等纳入排放污水所需考虑的范畴内。生物除磷工艺可否被应用于此，需基于营养可否在处理进程中得到平衡，即BOD5/TN、BOD5/TP等指标的数值与要求相符与否。通常认定：B/P＞20，B/N＞4，且比值越大，脱氮除磷效果越好。本研究污水的指标中BOD5/TP=220/9.4=23.4，BOD5/TN=220/45=4.89。因此，可将生物处理的二级工艺运用于此。2.1.2方案对比的参考原则基于针对出水提出的水质标准要求、工程整体规模，为确保设备运行的稳定性并令投资得以节约，结合下列原则来对比处理污水的各类工艺方案并进行选定。基础数据可靠，通过对相关数据、资料等进行细致探究，全方位就影响因素进行梳理，明确地域与水质等特性，科学选定参数，为整体设计工作奠定可靠基础。基于分析明确特性，科学选定成本、投资相对合理、可稳定运作、技术相对先进的处理工艺，谨慎运用已通过实践论证的全新设备、材料、工艺与技术，以便污水经过处理后可最终达标排放。规避二次污染，尽可能规避环境因此遭受的负面作用，有效处理产生于流程中的臭气、污泥等，规避环境遭受的二次污染。布设设备时需相对合理，可自动把控处理进程，以保障经济适用、安全可靠，进而节约运行费用、降低劳动强度、提升管理水平。将现代自动化控制技术运用于此，对此开展自动化管理。一般在二级处理城镇污水方面以生物膜法、活性污泥法进行操作，当前较少运用物理化学法、化学法，针对工程分析其水量、水质，需要与相关标准文件中的一级标准的B标准相符。REF_Ref20635\w\h[3]综上，污水生物处理工艺方案初步拟定为：倒置A²/O工艺、SBR工艺及其改良工艺、2.1.3倒置A²/O工艺方案论述在A/A/O这一传统工艺中，因厌氧池释磷会被硝酸盐回流作用，在对其工艺特点进行吸收并加以升级后，在厌氧池前侧布设缺氧池，其中将流入二沉池流出的50到150％的混合液回流、30到50％的进水、回流污泥，并将停留1到3小时。于缺氧池内针对上述液体开展反硝化活动，硝态氧随之被去除，再于此后流入厌氧段后，使得其厌氧状态得到保障，除磷功效也随之得以强化。因缺氧段内流入污泥回流，对比好氧段来看，此处污泥具有超出50％左右的浓度，反硝化整体速度随之显著提升，进而可为此种作用提供保证。而因生物除磷、脱氮等在各个季节、各种进水水质状况下对碳源产生不同需求，需通过对上述两段分配进水占比的调节，以此来保障反硝化功效，进而使得系统整体除磷功效得到保障。所以，对比各类相关工艺来看，此种工艺的优势较为显著。倒置AAO工艺特点：系统将缺氧区布设于最前端，以便开展反硝化操作，使得脱氮功能得以增强。2.回流污泥均需通过厌氧、好氧区，分别进行释、吸磷等操作，通过厌氧释磷以后，聚磷菌随之处于具备极高生化效率的好痒环境内，吸磷动力可在厌氧状况下被显著运用，强化除磷作用。3.对比AAO这一常规工艺，倒置后的规模、流程形式均接近于传统法，在将其推广并用于改造旧污水厂方面，其优势较为显著。4.不再布设初沉池并将停留间隔缩短，在除氮脱磷方面，系统不仅对更多碳源有所需求，且污泥浓度也显著提高，好氧区整体反硝化功效得以加强，提高了脱氮除磷效率倒置AAO工艺依然存在以下不足：1.环境温度过低时，碳氮比也会减小，因此系统消化功能运行效率大大减小、影响脱氮除磷的效果2.脱氮除磷泥龄出现冲突时，改造污水厂、系统中的能耗改变如何因污泥回流比R受到影响，仍需对此开展深入研究工作。2.1.4SBR工艺及其改良工艺方案论述SBR，即序批式活性污泥法，即运行方式为间歇曝气的一类活性处理污泥污水的技术。以操作的间歇开展、有序运行作为具体特征，SBR反应池属于其关键所在，包括二沉、除沉、均化等各类功能，而污泥回流系统则并未存在其中。若不具备充足的打造空间、流量显著改变且排放呈现间歇性时，即可适用此种技术。目前已被大量运用于国内，以滗水器作为其中的关键设备。结合操作原理来看，SBR工艺极为近似于传统活性污泥法，仅略微呈现运作方式的差异。后者多持续运行，系统内将持续流入污水，再结合直排式将其排出，污水将逐步经过各大处理单元，历经净化污水的整体流程。而前者则呈现不持续性，周期性且相对间歇的使得污水流入到处理系统内，根据时间次序上的差异进行处理，相应构筑物处理单元功能均会出现改变。该工艺具备包括如下阶段：即进水、反应、沉淀、排水排泥、闲置期。对比传统方式，此种工艺呈现的优势具体如下：其一，流程相对简单，无需投入过多资金、无需占据较多土地；其二，运作相对灵活，呈现极佳的除氮、脱磷功效，出水整体水质相对良好；其三，操作相对灵活，可稳定运作，污泥膨胀少且具备良好的沉降性；其四，可有效控制，自动化把控便于完成；其五，抵御负荷、冲击的能力相对较强，适合中小型的污水处理厂但随着对于出水水质有更高的要求下，SBR工艺技术也不断衍生出更多改良版工艺技术，比如ICEAS工艺、ASBR工艺、MSBR工艺和CASS工艺。就全球范围来看，普遍以CASS作为处理生活污水方面的先进技术，属于改良后可持续进水的一类SBR，一般将兼氧、厌氧区设定于CASS池前，从而提高脱氮除磷的效果，CASS工艺具备占地面积小、污泥出现膨胀的几率偏低、不会剩余过多污泥、水质相对稳定、建设工作可分期开展等诸多优势，但是其构造相对于SBR工艺复杂一些，自动化程度要求比较高。REF_Ref20740\w\h[4]污水按一定周期和阶段得到处理，每一循环由下列各阶段组成：1、进水、曝气、回流阶段通过充分混合污水提升泵向混合槽提升的集水调节池内的废水、提升自污泥回流泵的回流污泥，此后流入生物选择区，基于过酶反应机理可自废水内快速去除溶解性有机物质，而此区域可针对回流污泥来反硝化硝酸盐，膨胀即可被规避；废水于预反应区内遭遇少量曝气，呈现状态为缺氧，初步于此对有机物进行降解，且硝态氮将于此处被部分去除；通过缺氧、厌氧等流程的废气将于主反应区中遭遇明显曝气，呈现状态为好氧，即对有机物开展硝化、降解等操作，且反硝化进程也出现于闲置、沉淀进程中。2、沉淀阶段不论是曝气、还是污泥回流，均不再于本阶段开展，水已经充斥的水池上部呈现状态为相对静止。通过絮凝活性污泥并逐步分离自处理水，1.5m上下的处理水上清液将在池水上部最终呈现。若进水量在这一阶段并未令水位高度符合预设，相关设备的工作继续开展，如进水泵等。因池水呈现相对均衡状态，生物选择区内的进水得以长时间停留，而通过设计特殊流道以连接三大区域。所以，在CASS反应池内进入的废水将混合于选择区，此后在流经预反应区时主要采用层流形式并流入到主反应区底部，混合于呈现下降状态的絮凝活性淤泥，而不会对处理水产生任何作用。3、滗水阶段进入本阶段后，可以手动方式来操作撇水器，也可自动运作，依照预设速度将原点下降至池水面并维持60s的停滞状态，此后依照预设启停时间确保工作得以循环开展。基于走、停、走状态使得设备随之下降，上清液由此向水沟排出。撇水器、水面具备进本近似的降低速度，所以不会对分离后的污泥产生扰动。因设备的设计相对特殊，无法撇出存在于上部的部分漂浮物，出水的整体水质得到保障。以下为CASS二期工程工艺流程图：2.2污泥处理和处置在处理污泥方面需基于如下四化原则：即减量、稳定、无害以及资源化。（1）减量化因污泥整体具备较高的含水量，呈现流动状态，体积相对偏大的污泥将在此种操作后被明显缩减，自液态向方便消纳、转运的固态转变。（2）稳定化因有机污染物在污泥内具有较高的含量，因腐败导致恶臭，对此进行消化，将分解并对此类物质进行转化，且显著减少了恶臭味，也便于此后开展处置工作。（3）无害化因诸多病毒、病原菌等存在于初沉污泥内，传染病容易产生并传播。对此开展无害化操作后，内含的病毒、蛔虫卵等将被大部分消杀，污泥整体卫生状况由此得到显著好转。（4）资源化因诸多有机物质存在于污泥中，干泥的热值在每千克10000到15000kJ以内，可在生产方面运用的热量可获取自焚烧进程中；各类有机物质、氮等均存在于污泥之中，可用于加工有机肥料；而有机物可基于厌氧消杀转变为作为各类设备燃料的沼气，实际运作成本得以节约。污泥处理所采用的工艺主要有以下几种。（1）重力、气浮、污泥等各类浓缩工艺。（2）厌氧、好氧以及污泥消化，又可划分厌氧消化为高温、中温以及常温消化。（3）污泥脱水工艺主要包括冷冻、机械、自然干化、加热脱水等。机械脱水则涉及到离心、带式压滤脱水等。处理污泥主要包括如下工艺：以肥料作用于各类农业中或对土壤进行改良，或进入焚烧炉对此进行烘干等操作，转运并填埋至垃圾场。2.3除臭处理工艺的确定在处理污泥进程中，臭气往往源自于污泥的浓缩、脱水以及堆放进程中，如臭氧氧化法、微生物脱臭法、燃烧法等则属于较为多见的除臭工艺方式。水洗法的成本过高且去除臭味不够彻底，因此不纳入考虑，燃烧法理论上可以采用，但因CASS工艺是全封闭的环境，产生的臭气不是非常多，所以不适用于本工程。所以，可被运用于污水处理厂的主要为生物除臭、化学脱臭等方法。通过收集的数据显示，当前，国内多运用化学洗涤法已达到除臭目标，但由于投资过高，且需在运行方面投入更多资金，所以初步确定本工程运用生物除臭法，仅在占地方面存在不足，其整体管理、运作相对简单，无需投入过高资金，仅会消耗电费，H2S的去除率高达99％，不仅可高效除臭、可长期运用，且能耗整体相对偏低，所以将土壤法用于工程内的除臭活动中。此种方法的具体原理如下：VOC以及H2S作为组成恶臭气体的重要成分，将依托于自养性微生物被吞噬，进而达成除臭目标。REF_Ref1181\w\h[9]第三章污水处理厂工程设计3.1设计任务及数据3.1.1课题的任务内容1.查阅城镇污水处理方法和工艺的文献资料，分析目前城市生活污水处理技术和处理工艺等，通过进行方案对比，选择和设计污水处理合理有效工艺，符合工程要求。2.绘制相关工艺的设备或构筑物的流程图和设计图件等，符合学校的相关要求。3.设计排水应符合相关排水标准的参数。4.完成污水厂总平面图、高程图、构筑物详图、设备图等的绘制3.1.2相关设计数据某城镇污水处理厂的日处理水量为10万m³/d，根据2020年国家人口统计得知，该城镇常住人口10.0万人，设定综合用水量定额为510升/人/天。城镇污水进出水水质如下：进水水质（mg/L）BOD5CODSSNH3-NTNTP16035020035453.5出水水质（mg/L）BOD5CODSSNH3-NTNTP206020/201由此表得知，出水在处理后，其水质与相关一级B标准相符，且污泥已经过消化处理。3.2设计依据《给水排水设计手册》第五册《污水排入城市下水道水质标准》《给排水管道工程施工及验收规范》《水污染治理工程技术导则》3.3污水厂中主要构筑物的设计计算3.3.1中格栅的计算水体内的固体颗粒物、漂浮物等可依托于中格栅得以去除，以便确保其余净化装置的正常运作。具有耐腐蚀、耐老化、耐压、承载力高的新型的建筑材料被广泛用于污水处理厂。格栅可基于间隙划分为如下几种，即细、中以及粗格栅，（粗格栅间隙为40-100mm，平均网格尺寸为10-40mm，细网格尺寸为4-10mm）REF_Ref32202\r[1]格栅设计参数及规定①间隙宽度：粗格栅方面：机械、人工清除分别以16到25、25到40mm最为合理，间隙的最大值可达到100mm。而需针对细格栅设定为1.5到10mm之间。②栅前流速：每秒可在0.6到1m之间；对应于机械、人工时，安装清除格栅的角度分别需为60到90°、30到60°。③在针对粗、细栅格输送栅渣时，可分别选用带式、螺旋输送机。与之相关的输送机、除污机等需将密封形式运用于进料口，而除臭装置可依据周边状况进行布设。中格栅设计计算设计参数：设计流量Q1=1.157m³/s（假设有两组格栅）栅前流速v1=0.7m/s过栅流速v2=0.9m/s渣条宽度s=0.01m格栅间隙e=0.02m格栅倾角α=60°单位栅渣量w1=0.06m³/10^3m³污水栅槽宽度栅条间隙数：n==∴取n=150根式中：Qmax——最大设计流量，㎡/s；α——格栅倾角；h——栅前水深，m；v——过栅流速，m/s设共有两座格栅，则n1=75根∴栅槽宽度B=式中：B——栅槽宽度，S——栅条宽度，e——栅条间隙栅条总长度由公式，REF_Ref22641\w\h[5]得知进水渠宽度（2是格栅数量）则进水渠的水流速度为取渐宽部分展开角α1=20°，则进水渠道渐宽部分长度为：=则栅槽与出水渠道连接处的渐窄处长度：取栅前渠道超高h2=0.3m，则栅前槽高为：H1=h+h2=0.7m∴栅槽总长度为：≈8.345m式中：L——栅槽总长度，mH1——栅前槽高，ml1——进水渠道渐宽部分长度，ml2——出水渠道渐窄部分长度，m过栅水头损失设栅条断面形状为矩形，取β=2.42则水头损失为=≈0.103mREF_Ref32728\r[2]栅槽总高度：H=h+h1+h2=0.81m每日栅渣量：取w1=0.06m³栅渣/10^3m³污水则∴本过程采用机械清渣3.3.2污水提升泵房计算该构筑物的功效如下：因受地形地势的限制，运行工艺流程中，污水的重力流难以直接实现，所以，污水需经过提升泵被提高、以便高度满足设备要求，重力流才可实现。水厂以每秒1157L作为进水方面的流量，将流量较大、扬程偏低的水泵运用于此。水泵型号水泵流量扬程转速功率数量350QW1200-10-451100m³/h10m980r/min45kw7台（5用2备）每台泵流量q=1.157/5=0.2314m³/s∴集水井的容积W=0.2314*5*60=69.42m³集水井有效水深H2=2m，集水井面积S=W/H=69.42/2=34.71m³3.3.3泵后细格栅计算（同中格栅计算步骤相似）设计参数：污水设计水量Qmax=1.157m³/s设栅前水深h=0.4m，过栅流速v=0.9m/s，栅条间隙e=0.008m格栅安装倾角α=60°，则栅条间隙数n≈373.85，取n=374根设两座细格栅，即n1=374/2=187根栅槽宽度（取栅条宽度s=0.01m）则进水渠的水流速度为取渐宽部分展开角α1=20°，则进水渠道渐宽部分长度为：则栅槽连通出水渠道的渐宽部分长度：取h2=0.3m，则H=h+h2=0.4+0.3=0.7m栅槽总长度为：过栅水头损失，取β=2.42水头损失：栅槽总高度H=h+h1+h2=0.4+0.36+0.3=1.06m每日栅渣量，取w1=0.1m³栅渣/10^3m³污水∴采用机械清渣3.3.4沉砂池设计计算沉淀池的作用是去除这些致密、无机、有机的颗粒，一般位于水泵站、逆虹吸和沉淀池的前面，除砂在后续过程中会减少机械零件对水泵的磨损，减小管道的堵塞，减少泥水负荷程度，从而改善水处理条件，避免砂砾堆积于曝气池和污泥消化池中。依据水在池内的整体流向，可划分其为如下几类，即曝气、钟式、竖流式、平流式沉砂池。其中，最为普遍的即平流式，污水水平流动于其中。水流、出流以及入流渠、沉砂斗等共同构成此类沉砂池。此类沉砂池的优势如下，即可有效针对无机物颗粒进行截留、可稳定的开展工作、便于沉砂的外排、结构相对简单。

设计参数：

（1）Vmax=0.3m/s，Vmin=0.15m/s；

（2）处于最大流量时的滞留时间t在30s以下，一般是30~60/s。

（3）水深并未超过1.2m时即为有效，多处于0.25到1m之间，一格需呈现0.6m以上的宽度；需将整流、消能等对策运用于进水头部；

（5）池底需保持0.01到0.02的坡度值，若除砂设施需被安装于此时，可基于装置对池底形状加以考虑。沉砂池的具体计算步骤：（1）长度：若流量达到预设最大值，设定流速为每秒0.3m，停留45s，其长度即对应于L=vt=0.3*45=13.5m（2）水流断面面积（3）沉砂池总宽：设n=3格，每格宽b=1.6m，则池总宽B=nb=4.8m有效水深h2=A/B=3.86/4.8=0.804＜1.2m，数据在合理范围内（5）沉砂室所需容积：设沉砂间隔时间T=2d∴单个沉砂斗的容积：假定包括在一大分格内的沉砂斗为2个，则总数达到4个每个沉砂斗的最小容积V0=V/4=0.6/4=0.15m³（7）沉砂斗各部分尺寸：假设斗底宽度b1=0.6m,上口长b2=2.5m,斗壁与斜面的倾角=60°故沉砂斗高度沉砂斗下口面积沉砂斗上口面积沉砂斗容积沉砂室高度：将重力排砂运用于此，将池底坡度设定为0.02，则该坡水平向投影长度为∴沉砂池总高H=h1+h2+h3=1.76+0.804+0.3=2.864m（8）验算最小流速取最小流量Qmin=Qmax/2=1.157/2=0.5785m³/s最小流量时，只有n=1格在工作，则最小流速Vmin=Qmin/nw=0.5785/1*1.6*0.804=0.45m/s＞0.15m/s3.3.5巴氏计量槽设计计算∵Qmax=1157L/S，查附录二REF_Ref71\w\h[7]得知喉道宽b=0.9m查表得巴氏计量槽各部分尺寸为：b=0.9、L=0.6、N=0.23上游渠道：v1=0.9m/s，水深H1=0.6m则则上游渠道长度L1=2.5B=2.5*3.06=7.65m巴氏计量槽基本尺寸：①咽喉宽度w=0.45B=0.45*3.06=1.38m②上游渠道宽度B1=1.2w+0.48=2.14m③渐扩段出口宽度B2=1.2w+0.48=2.14m④下游渠道水深：H2=0.6H1=0.36m⑤上游渐缩段水深：C=0.5w+1.2=1.89m⑥上游水位观测孔位置：上游渐缩段渠道壁长度为则水位观测孔的位置D=2A/3=1.38m⑦巴式槽长度：咽喉段、下游渐宽段长度分别为0.6、0.9m则L2=C+0.6+0.9=3.39m⑧下游渠道长度：L3=5B=10.7m⑨上下游渠道及巴氏槽总长度L=L1+L2+L3=7.65+3.39+10.7=21.74mL/B=21.74/2.14=10.16≥10，符合规范3.3.6CASS池设计计算MLSS:混合液污泥浓度，mg/LMLVSS:混合液挥发性悬浮固体设MLVSS/MLSS=0.7，且污水厂的运行周期为6h设计参数：设计流量Q=100000m³/d停留时间：16h污泥回流比0.2BOD5去除率：出水水质中，非溶解性=1.99mg/L式中：Ce——ss浓度，取10mg/b——微生物自身氧化率，取0.07Xa取0.4∴出水中BOD5的值为10-1.99=8.01mg/L则BOD5的去除率μ=95%SS负荷率的值（Ns）提取活性污泥中VOC含量f=0.75，有机质分解速率常数K2＝0.0275混合溶液中有机基质残留浓度Se=8.01mg/L则CSS池容积污水设计日流量Q=100000m³/d，取X=4.0kg/m³=4000mg/L则（5）CASS池各部分容积及最高水位查表得：设CASS池子数量n1=4，则对应最高水位H=5m，运行周期T=6h，则一天内循环周期n2=24/6=4h单池面积：m³且CASS池采用圆柱型，则圆柱半径则滗水高度当滗水结束时，泥面高度滗水水位和泥面之间的安全距离H2=H-(H1+H3)=5-(2.62+2.25)=0.13mCASS池总高H0=H+0.5=5.5m变动容积V1=A*H1=2389.78*2.62=6261.222m³安全容积V2=A*H2=2389.78*0.13=310.67m³污泥沉淀浓缩容积：V3=A*H3=2389.78*2.25=5377m³曝气时间：CASS池运行周期6h（曝气3h，沉淀1.5h，滗水1.5h）需氧量计算：取a’=0.45b’=0.15REF_Ref23045\w\h[8]则需氧量鼓风机的选择类型数量转速长度宽度间距距墙RD-1503台1450r/min1.5m0.58m0.8m1.2m平面尺寸为：长度5.74m，宽度3.9m设定曝气器：于主反应区内布设，共15个环，每个环239个，共14340个，其服务面积S=2389.78/15*239=0.67㎡/个，满足服务面积。污泥回流量污泥回流比R=0.2,回流量=QR=100000*20%=833.3m³/h污泥泵选型类型扬程流量ZLB型立式轴流泵7.9m1912.32m³/d3.3.7滤池设计计算设计参数：Q=10000m³/d，滤速v=8m/h，工作时间t=24h，冲洗周期12h设计计算：工作的具体时间T’=T0-t0=24-0.1*（21/12）=23.8h滤池总面积：F=Q/vT=551.47㎡设计滤池数N=12个，对称双行排列每个滤池面积f=F/N=551.47/12=45.96㎡采用滤池尺寸L/B=2:1采用尺寸L=9m，B=4.5m校核强制滤速v强=Nv/(N-1)=9.14m/h滤池高度支撑层高度H1=0.55m，滤料层高度H2=0.8m，砂面上水深H3=1.8m，超高H4=0.3m，上述总和即为滤池总高，即3.45m3.3.8接触消毒池与加氯间的设计计算设计参数：氯化量6~15mg/L,氯化接触时间≥30min，将隔板式接触反应池运用于此，流量Q=1.157m³/s，水力滞留时间T=30min，罐底梯度=25%，超高h=0.3m，平均水深4m，壁间距3.5m（1）接触消毒池设计计算：设计水量Q1=Qmax*60%=100000*60%=60000m³/d接触池有效容积V=Q1T=（60000/24）*0.5=1250m³表面积A=V/h=1250/4=312.5㎡共运用4个隔板，即n=4，则接触池总宽B=（4+1）*3.5=17.5，取18m∴接触池长度L=A/B=17.36m，长宽比L/B=5.0∴消毒池容积V’=BLh=1249.92m³池深=4.3m校核T=Q/V=30min≥30min，满足有效停留时间要求加氯间设计计算REF_Ref1181\w\h[9]滤后加氯消毒，投氯量10mg/L∴加氯量a=0.001aQ1=25kg/h，贮氯量=