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10、les of the project design follows technology advanced, functional, stable and cost-saving principles. And considering construction, maintenance and operation, and for future development, expansion, reconstruction and other factors leave room for expansion. Design elements of the system is the system
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13、ina conditions and this project of features. Set the number of advanced technology in a the systems, reflects the current level of the latest development of computer and network technology, adapted to the requirements of the times. While the system is the system used for various management levels, i
14、ts functions are configured to provide the user with comfortable, safe, fast and convenient to3.1, the intelligent building design standards (GB/t 50314-2000) 3.2, the design standard for intelligent building systems engineering (DB32/191-1998) 3.3, the code 目 录引 言11 设计任务及概况21.1 设计任务及依据21.1.1 设计任务21
15、.1.2 设计依据及原则21.1.3设计范围31.2设计水量及水质31.2.1设计水量31.2.2设计水质31.3.3设计人口32 工艺设计方案的确定42.1方案确定的原则42.2污水处理工艺流程的确定42.2.1厂址及地形资料42.2.2气象及水文资料52.2.3可行性方案的确定52.2.4工艺流程方案的确定62.2.5污泥处理工艺流程82.3主要构筑物的选择82.3.1格栅82.3.2泵房92.3.3沉砂池92.3.4初沉池、二沉池102.3.5曝气池102.3.6接触池112.3.7计量槽122.3.8浓缩池122.3.9消化池122.3.10污泥脱水133污水处理系统工艺设计133.1
16、格栅的计算133.1.1粗格栅133.1.2格栅的计算143.1.3选型173.2泵房173.2.1泵房的选择173.2.2泵的选择及集水池的计算173.2.3扬程估算183.3细格栅183.3.1细格栅的计算：183.3.2格栅的计算193.3.3选型213.4沉砂池的计算223.4.1池体计算223.4.2沉砂室尺寸计算233.4.3排砂253.4.4出水水质263.5初沉池263.5.1池体尺寸计算263.5.2中心管计算293.5.3出水堰的计算303.5.4集配水井计算313.5.5出水水质313.5.6选型323.6曝气池323.6.1池体计算323.6.2曝气系统设计与计算353
17、.6.3供气量363.6.4空气管道系统计算393.6.5空压机的选择423.6.6污泥回流系统423.7二沉池433.7.1池体尺寸计算433.7.2中心管计算463.7.3出水堰的计算473.7.4集配水井计算473.7.5出水水质493.7.6选型493.8接触池493.8.1接触池尺寸计算493.8.2加氯间503.9计量槽514 污泥的处理与处置514.1 污泥浓缩池514.2 污泥消化池554.2.1 一级消化池池体部分计算554.2.2 一级消化池池体各部分表面积计算574.2.3二级消化池584.3贮气柜584.4 污泥控制室594.4.1污泥投配泵的选择594.4.2污泥循环
18、泵604.4.3污泥控制室布局614.5脱水机房614.5.1采用带式压滤机除水614.5.2选型624.6 事故干化场624.7压缩机房635 污水处理厂总体布置635.1平面布置635.1.1平面布置的一般原则635.1.2 平面布置635.2污水处理厂高程布置645.2.1高程布置原则645.2.2污水污泥处理系统高程布置65总 结66参考文献68致 谢69附 录701 设计任务及概况1.1 设计任务及依据1.1.1 设计任务 20万吨城市污水处理厂初步设计 1.1.2 设计依据及原则 1.1.2.1 设计依据给水排水工程快速设计手册1-5 ，给排水设计规范，污水处理厂工艺设计手册，三废
19、设计手册废水卷。1.1.2.2 设计原则(1)执行国家关于环境保护的政策，符合国家地方的有关法规、规范和标准； (2)采用先进可靠的处理工艺，确保经过处理后的污水能达到排放标准； (3)采用成熟 、高效、优质的设备，并设计较好的自控水平，以方便运行管理； (4)全面规划、合理布局、整体协调，使污水处理工程与周围环境协调一致；(5)妥善处理污水净化过程中产生的污泥固体物，以免造成二次污染；(6)综合考虑环境、经济和社会效益，在保证出水达标的前提下，尽量减少工程投资和运行费用。 1.1.3设计范围设计二级污水处理厂，进行工艺初步设计。1.2设计水量及水质1.2.1设计水量污水的平均处理量为=20=
20、8333=2.31；污水的最大处理量为=15125=4.2；污水的最小处理量为。日变化系数取为1.1，时变化系数取K为1.1，总变化系数取为1.21。1.2.2设计水质设计水质如表1.1所示。表1.1 设计水质情况 项 目CODcr TPNH3-N入水（）出水（）去除率（%）1.3.3设计人口(1)按SS浓度折算： 式中：Css废水中SS浓度为mg/LQ 平均日污水量为20万m3/dass每人每日SS量，一般在35-55/人g.d，则： Nss =(2)按浓度折算 式中：废水中浓度为mg/LQ 平均日污水量为20万m3/d每人每日BOD量，一般在20-35/人gd，取30/人g.d， 则： N
21、SS=2 工艺设计方案的确定2.1方案确定的原则(1)采用先进、稳妥的处理工艺，经济合理，安全可靠。(2)合理布局，投资低，占地少。(3)降低能耗和处理成本。(4)综合利用，无二次污染。 (5)综合国情，提高自动化管理水平。2.2污水处理工艺流程的确定2.2.1厂址及地形资料该污水处理厂厂址位于某市西北部。厂址所在地区地势比较平坦。污水处理厂所在地区地面平均标高为40.50米。地震基本烈度为7度。2.2.2气象及水文资料污水处理厂所在地的气象和水文特征。2.2.3可行性方案的确定城市污水的生物处理技术是以污水中含有的污染物作为营养源，利用微生物的代谢作用使污染物降解，它是城市污水处理的主要手段
22、，是水资源可持续发展的重要保证。城市二级污水处理厂常用的方法有：传统活性污泥法、AB法、氧化沟法、SBR法等等。下面对SBR工艺、氧化沟工艺、A/O脱氮工艺三种方案进行比较，以便确定污水的处理工艺。（1）SBR工艺SBR工艺的优点如下：（1）工艺流程简单，运转灵活，基建费用低；（2）处理效果好，出水可靠；（3）具有较好的脱氮除磷效果；（4）污泥沉降性能良好；（5）对水质水量变化的适应性强。 SBR工艺的缺点如下：（1）反应器容积率低；（2）水头损失大；（3）不连续的出水，要求后续构筑物容积较大，有足够的接受能力；（4）峰值需要量高；（5）设备利用率低；（6）管理人员技术素质要求较高。对于小型污
23、水处理厂而言，SBR是一种系统简单、投资节省、处理效果好的工艺，但是它用于大型污水处理厂就不太适合了。因为大型污水处理厂的进水量打，需要设计多个SBR反应池进行并联运行，个数增多，必定使操作管理变得复杂，运行费用也会提高。而且由于SBR法事一种设备利用率低的处理工艺，用于大型污水处理厂时，基建费用也高。（2）氧化沟工艺 氧化沟的主要优点如下：（1）氧化沟的液态在整体上是完全混合的，而局部又具有推流特性，使得在污水中能形成良好的混合液生物絮凝体，提高二沉池的污泥沉降速度及澄清效果，另外，其独特的水流性能对除磷脱氮也是极其重要的（2）处理效果稳定，出水质好，并可实现脱氮。（3）污泥厂量少，污泥性质
24、稳定。（4）能承受水量，水质冲击负荷，对高浓度工业废水有很大的稀释能力氧化沟的缺点如下：（1）单纯的氧化沟工艺的除磷效率很低，需要增设厌氧段才能达到一定的除磷效率。（2）虽然污泥产量少，耐冲击负荷，但是这是建立在该工艺很低的污泥负荷上的，且要求处理构筑物内水深要浅，而这又决定了在处理相同水质，水量污水的情况下，该工艺是最占土地的，也即增加了基建费用。（3）好氧缺氧（A/O）脱氮工艺A/O的工艺特点：（1）A/O工艺同时去除有机物和氮，流程简单，构筑物少，只有一个污泥回流系统和混合液回流系统，节省基建费用；（2）反硝化缺氧池一般无需外加有机碳源，降低了运行费用；（3）因为好氧池在缺氧池后，可使反
25、硝化残留的有机物的到进一步去除，提高了出水水质；（4）缺氧池中污水的有机物被反硝化细菌所利用减轻了其他好氧池的有机物负荷，同事缺氧池中反硝化产生的碱度可补充好氧池中硝化需要的碱度；（5）脱氮效果较高，一般氮的去除率约为60%85%。三种工艺经过比较，氧化沟除了具有A/O的效果外，还具有如下特点：（1）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，用以进行硝化和反硝化作用，取得脱氮效果。（2）不设初沉池，有机性悬浮物在氧化沟内能达到好氧稳定的程度。（3）BOD负荷低，使氧化沟具有对水温，水质，水量的变动有较强的适应性，污泥产率低，勿需进行硝化处理。（
26、4）脱氮效果还能进一步提高。（5）电耗较小，运行费用低。而SBR工艺仅适合处理量为10万t/d以下的处理厂，所以本课题选择氧化沟处理工艺。2.2.4工艺流程方案的确定 氧化沟又称循环混合式活性污泥法。一般采用延时曝气，同时具有去除BOD5和脱氮的功能，它采用机械曝气，一般不设初沉池和污泥消化池。氧化沟处理效率为：BOD5和SS均为95%以上，总氮为70%80%。氧化沟具有工艺流程短，处理效率高。出水水质稳定，运行管理简单等优点。但占地面积过大。在刘态上，氧化沟介于完全混合于推流之间。污水在沟内的流速v平均为0.4m/s，氧化沟总长为L，当L为100500m时，污水完成一个循环所需时间约为420
27、min，如水力停留时间定为24h，则在整个停留时间要做72360次循环。可以认为在氧化沟内混合液的水只是几近一致的，从这个意义来说，氧化沟内的流态是完全混合式的。但是又具有某些推流式的特征，如在曝气装置的下游，溶解氧浓度从高到低变动，甚至可能出现缺氧段。氧化沟的这种独特的水流状态，有利于活性污泥的生物凝聚作用，而且可以将其区分为富氧区、缺氧区、用以进行消化和反硝化，去的脱氮的效应。常用的氧化沟系统有卡罗塞氧化沟、交替工作氧化沟及二沉池交替氧化沟。 氧化沟可分为连续工作式、交替工作式和半交替工作式。连续工作式氧化沟如帕斯韦尔（Pasveer）氧化沟、卡鲁赛尔（Carrousel）氧化沟。 普通卡
28、鲁赛尔氧化沟处理污水的原理如下：氧化沟中的污水直接与回流污泥一起进入氧化沟系统。在充分掺氧的条件下，微生物得到足够的溶解氧来去除BOD；同时，氨也被氧化成硝酸盐和亚硝酸盐，此时，混合液处于有氧状态。在曝气机下游，水流由曝气区的湍流状态变成之后的平流状态，水流维持在最小流速，保证活性污泥处于悬浮状态。微生物的氧化过程消耗了水中溶解氧，知道DO值降为零，混合液呈缺氧状态。经过缺氧区的反硝化作用，混合液进入有氧区，完成一次循环。该系统中，BOD降解是一个连续过程，硝化作用和反硝化作用发生在一个池子内。由于结构的限制，这种氧化沟虽然可以有效去除BOD，但脱氮除磷的能力有限。污水工艺流程的确定主要依据污
29、水水量、水质及变化规律，以及对出水水质和对污泥的处理要求来确定。本着上述原则，本设计选Carrousel型氧化沟法作为污水处理工艺。排放格栅曝气沉沙池氧化沟二沉池接触消毒池污泥泵房浓缩池储泥池脱水间城市污水栅渣砂水分离泥饼外运污泥回流剩余污泥Carrousel型氧化沟的污水处理工艺流程计量槽2.2主要构筑物的选择2.1流程各结构介绍 格栅因为排入污水处理厂的污水中含有一定量的较大的悬浮物或漂浮物，所以在处理系统之前设置格栅，以截留这些较大的悬浮物或漂浮物，防止堵塞后续处理系统的管理、孔口和损坏辅助设施。格栅可以根据格栅条的净间隙不同而分为粗格栅、中格栅以及细格栅，分别用于截留不同粒径的杂物而设
30、计，也可以根据栅渣量的大小而选择不同的清渣方式，可采用人工清渣或机械清渣。本设计采用粗格栅和细格栅进行隔渣，分别设置在污水泵房前后，以去除不同大小的废渣，由于栅渣量较大，采用机械清渣方式。粗格栅共有三座，两座使用，一台备用。栅前水深为1.4m，过栅流速0.9m/s,栅条间隙为50mm,格栅倾角为60。细格栅有四座，三台使用，一台备用。栅前水深为1.05m，过栅流速0.9m/s,栅条间隙为20mm,格栅倾角为60。曝气沉砂池污水中的无机颗粒不仅会磨损设备和管道，降低活性污泥行，而且会板积在反应池底部减小反应器有效容积，甚至在脱水时扎破滤带损坏脱水设备。沉砂池的设置目的就是去除污水中的泥沙、煤渣等
31、相对密度较大的无机颗粒，以免影响后续构筑物的正常运行。沉砂池的工作原理是以重力分离或离心分离为基础，即以控制进入沉砂池的污水流速或旋流速度，使相对密度大的无机颗粒下沉，而有机悬浮物颗粒则随水流带走。在污水处理系统中，沉砂池一般设在生物处理池前，从污水中分离密度较大的无机颗粒，以保护后续处理构筑物中的设备免受磨损、堵塞。按池内水流的方向不同，沉砂池可分为平流式、竖流式和旋流式三种，按池型可分为平流式沉砂池、竖流式沉砂池、曝气沉砂池、旋流式沉砂池等。曝气沉砂池中曝气作用是使颗粒之间产生摩擦，将包裹在颗粒表面的有机物除掉，产生洁净的沉砂，提高颗粒的去除效率；同时通过调节曝气量还可以控制污水的旋流速度
32、，使除砂效率较稳定，且对污水还有预曝气作用。池子共有六座；尺寸：12m16.8m4.59m；有效水深为2.5m。氧化沟本设计采用的是卡罗塞尔(Carrousel)2000氧化沟氧化沟是二级处理的主体构筑物，是活性污泥的反应器，其独特的结构使其具有脱氮除磷功能，经过氧化沟后，水质得到很大的改善。每座Carrousel 2000型氧化沟中配有一定数量的表曝机，实现沟内混合液的推流、混合和充氧。系统的充氧量可以通过沟内表曝机运行的台数的多少进行调节。另外，从节能的角度考虑，每座氧化沟中还装有一定数量的液下推流器，用于保证混合液具有一定的流速，并防止混合液在部分表曝机运转的情况下，发生污泥沉降分离的现
33、象。氧化沟共有六座，直径为40m，高为6.83m，有效水深为3.6m。为了布水均匀，进水管设穿孔挡板，穿孔率为10%-20%，出水堰采用直角三角堰,池内设有环形出水槽，双堰出水。每座沉淀池上设有刮泥机，沉淀池采用中心进水，周边出水，周边传动排泥。二沉池二沉池是活性污泥系统的重要组成部分，一般布置在生化处理构筑物后面，主要用以澄清混合液，并回收浓缩活性污泥，期效果的好坏，直接影响出水的水质和回流污泥的浓度。二沉池除了进行泥水分离外，还需要进行污泥浓缩，同时由于进水的水量和水质的变化，它还要暂时贮存污泥。由于二沉池需要起到污泥浓缩的作用，往往所需要的池面积大于只进行泥水分离所需要的池面积。二沉池九
34、坐，直径为36m，高为6.79m，有效水深为3.5m。也采用中心进水，周边出水，排泥装置采用周边传动的刮吸泥机。其特点是运行效果好，设备简单。污泥回流设备采用型螺旋泵。本设计采用辐流式沉淀池。其特点有：运行好，较好管理。接触消毒池消毒是保证污水安全排放或回用的最后环节。尽管在污水处理过程中，水中的微生物和可能的致病菌已绝大部分被杀灭（氧化）或随着沉淀物一起被去除，但经过二级处理的城市污水仍可能含有一些游离的微生物（致病菌），其排放仍可能对水体的卫生安全（尤其是排放水体作为饮用水源或其他可能与人类接触的用途时）造成威胁。因此，消毒是污水（尤其是城市污水、医院污水、屠宰废水等含有人类及动物代谢物的
35、污水）处理必需的最终的处理单元。消毒方法分为两类：物理方法和化学方法。物理方法主要有加热、冷冻、辐照、紫外线和微波消毒等方法。化学方法是利用药剂进行消毒，常用的化学消毒剂有氯及化合物、各种卤素、臭氧、重金属离子等。污水消毒常用的消毒剂为氯系消毒剂，主要为液氯和漂白粉。消毒过程在接触池中进行。接触池有水平隔板式、垂直隔板式和搅拌池等，由于水平隔板式（又称廊道式）流态稳定，不易短流和形成漩涡，且阻力较小，因此为最常见得接触池池型。氯价格便宜，消毒可靠且经验成熟，是应用最广的消毒剂，所以本次设计选择液氯消毒。 接触池 总长为312.5m，分14个廊道，每廊道长23m，宽4m计量槽 为提高污水厂的工作
36、效率和运转管理水平，并积累技术资料，以总结运转经验，为今后处理厂的设计提供可靠的依据，设计计量设备，以正确掌握污水量、污泥量、空气量以及动力消耗等。本设计选用巴式计量槽，设在污水处理系统的末端。浓缩池浓缩池的作用是用于降低要经稳定、脱水处置过程或投弃的污泥的体积。污泥浓缩后污泥增稠，污泥的含水率降低，污泥的体积大幅度地降低，从而可以大大降低其他工程措施的投资。污泥浓缩的方法分为重力浓缩、气浮浓缩和离心浓缩等。重力浓缩池是污水处理工艺中常用的一种污泥浓缩方法，按运行方式分为连续式和间歇式，前者适用于大中型污水厂，后者适用于小型污水厂和工业企业的污水处理厂。浮选浓缩适用于疏水性污泥或者悬浊液很难沉
37、降且易于混合的场合，例如，接触氧化污泥、延时曝起污泥和一些工业的废油脂等。离心浓缩主要适用于场地狭小的场合，其最大不足是能耗高，一般达到同样效果，其电耗为其它法的10倍。从适用对象和经济上考虑，故本设计采用重力浓缩池。形式采用连续式的，其特点是浓缩结构简单，操作方便，动力消耗小，运行费用低，贮存污泥能力强。采用水密性钢筋混凝土建造，设有进泥管、排泥管和排上清夜管。浓缩池二座，直径为24米，浓缩时间14h。污泥脱水 污泥机械脱水与自然干化相比较，其优点是脱水效率较高，效果好，不受气候影响，占地面积小。常用设备有真空过滤脱水机、加压过滤脱水机及带式压滤机等。本设计采用带式压滤机，其特点是：滤带可以
38、回旋，脱水效率高；噪音小；省能源；附属设备少，操作管理维修方便，但需正确选用有机高分子混凝剂。另外，为防止突发事故，设置事故干化场，使污泥自然干化3污水处理系统工艺设计3.1格栅的计算3.1.1粗格栅选用三个规格一样的粗格栅，并列摆放，两台工作，一台备用。图3.1 格栅示意图3.1.2格栅的计算 (1) 栅条间隙数 式中：栅条间隙数，个； 最大设计流量，=4.2；格栅倾角，取= 60；栅条间隙， ，取=0.05；栅前水深，取=1.4；过栅流速，取=0.9；生活污水流量总变化系数，根据设计任务书=1.21。则：(2) 栅槽宽度 式中：栅条宽度，取0.01 。则： =0.01（31-1）+0.05
39、31=0.3+1.55=1.85(3) 通过格栅的水头损失 式中：设计水头损失，；计算水头损失，；重力加速度，取=9.8；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，其值与栅条断面形状有关；形状系数，取=2.42（由于选用断面为锐边矩形的栅条）。则： =0.28 =0.01 (4) 栅后槽总高度 式中：栅前渠道超高，取=0.3。则： =1.4+0.3+0.03=1.73。(5) 栅槽总长度 式中： 进水渠道渐宽部分的长度，；进水渠宽，取=1.7；进水渠道渐宽部分的展开角度，取=20；栅槽与进水渠道连接处的渐窄部分长度，；栅前渠道深，.则：= =(6) 每日栅渣量 式中：栅渣
40、量，取=0.01。则： 0.2 , 宜采用机械清渣(7) 校核 式中：栅前水速，；一般取0.4m/s0.9m/s最小设计流量，；=2.87进水断面面积，； 设计流量，取=。 则：在之间，符合设计要求。3.1.3选型选用型链式旋转格栅除污机，其性能如表3.1所示。表3.1 粗格栅性能表项 目型 号安装角过栅水速 电机功率 性 能型链式旋转格栅除污机600.9 1.53.2泵房3.2.1泵房的选择选择集水池与机械间合建的半地下矩形自灌式泵房，这种泵房布置紧凑，占地少，机构省，操作方便。 3.2.2泵的选择及集水池的计算(1) 平均秒流量(2) 最大秒流量(3) 考虑3台水泵，每台水泵的容量为(4)
41、 集水池容积，采用相当于一台泵6分钟的容量集水池面积3.2.3扬程估算(1) 集水池最低工作水位与所需提升最高水位之间的高差 =45-(35+2.00.75-0.03-2)=10.53其中：集水池有效水深，取； 出水管提升后的水面高程，取； 进水管管底高程，取； 进水管管径，由设计任务书； 进水管充满度，由设计任务书； 经过粗格栅的水头损失，取h=0.03。由于资料有限,出水管的水头损失只能估算，设总出水管管中心埋深0.9米，局部损失为沿线损失的30%，则泵房外管线水头损失为0.558m。泵房内的管线水头损失假设为1.5米，考虑自由水头为1米，则水头总扬程： Hz=1.5+0.558+10.5
42、3+1=13.588m。选用型污水水泵三台，每台，扬程。集水池有效水深，吸水管淹没深度，喇叭口口径，取泵房地下部分高6.2m，地上部分6 .3m，共。 3.3细格栅3.3.1细格栅的计算：设四台机械格栅，三台运行，一台备用。3.3.2格栅的计算(1) 栅条间隙数 式中：栅条间隙数，个；最大设计流量，=4.2；格栅倾角，取= 60；栅条间隙， ，取=0.02；栅前水深，取=1.05；（一般栅槽宽度B是栅前水深h的二倍）过栅流速，取=0.9；生活污水流量总变化系数，由设计任务书=1.21。则： ， 取70个(2) 栅槽宽度 式中:栅条宽度，取0.01 。则：=0.01（70-1）+0.0170=2.10(3) 通过格栅的水头损失 式中：设计水头损失，； 计算水头损失，；重力加速度，取=9.8；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，其值与栅条断面形状有关；形状系数，取=2.42（选用迎背水面均为半圆形的矩形栅条）；则：=0.96 =0.034 (4) 栅后槽总高度 式中:栅前渠道超高，取=0.3。则：=1.
