1 目 錄 1 緒論 . 1 1.1 設計任務及背景 . 1 1.1.1 設計項目名稱 . 1 1.1.2 課題背景 . 1 1.2.1 設計原則 . 1 1.2.2 污水處理設施設計一般規定 . 2 2 污水廠設計說明書 . 3 2.1 建設規模和治理目標 . 3 2.1.1 建設規模 . 3 2.1.2 污水處理廠設計進出水水質 . 3 2.1.3 處理程度計算 . 4 2.2 污水處理廠的工藝流程方案的選擇 . 4 2.2.1 污水處理廠工藝方案的選擇原則 2 . 4 2.2.2 污水處理方案的選擇 . 4 2.3 工藝處理構筑物與設備的設計 . 9 2.3.1 格柵 . 9 2.3.2 調節池 . 10 2.3.3 水解酸化池 . 11 2.3.4 生物接觸氧化池 . 11 2.3.5 二次沉淀池 . 14 2.3.6 污泥濃縮池 . 15 2.4 主要設備和構筑物 . 15 2.5 污水處理廠的總體布置 . 16 2.5.1平面布置 . 16 2.5.2 高程布置 . 17 3 污水廠設計計算書 . 18 3.1 格柵 . 18 2 3.1.1 設計參數 . 18 3.1.2 設計計算 8 . 18 3.2 調節池 . 20 3.2.1 設計計算 . 20 3.2.2 提升泵 . 21 3.3 水解酸化池 . 22 3.3.1 設計參數 . 22 3.3.2 設計計算 . 22 3.4生物接觸氧化池 . 22 3.4.1 設計參數 . 22 3.4.2 設計計算 6 . 23 3.5二次沉淀池 . 24 3.5.1 設計參數 . 24 3.7脫水間 . 28 4 勞動人員管理 . 28 4.1管理及勞動人員 . 28 4.1.1 管理 . 28 4.1.2 勞動定員 . 28 5 投資預算及運行費用 . 28 5.1投資預算 9 . 28 5.1.1 設備費用 . 28 5.1.2 土建工程 . 29 5.1.3 工程總概算 . 30 5.2 運行費用 . 30 5.2.1 人工費用 . 30 5.2.2 各項運行費用 . 30 5.2.3 總運行費用 . 31 5.2.4 每立方米 廢水的處理費用 . 31 5.3 土建建設 . 31 3 5.3.1 土建建設原則 . 31 5.3.2 土建工程結構類型設計 . 32 5.3.3 平面布置 . 32 參考文獻 . 33 致 謝 . 34 1 1 緒論 1.1 設計任務及背景 1.1.1 設計 項目名稱 1000 t/d校園生活 生活污水處理工程初步設計 1.1.2 課題背景 校園生活 污水的治理 是水污染控制領域中的一項 內容。在 20 世紀 80 年代，發達國家就組織起來，共同探索實現住宅可持續發展的道路，制定了相應的技術評估和產品認證體系 。在我國起步相對較晚，近年來，國家大力倡導保護自然資源，創建健康舒適的居住環境， 本課題主要處理 廣東建設職業技術學院 的生活污水。 該 學院占地面積為 172畝，建筑面積 8萬多 m2， 學院 2007年全日制在校生近 7000人 。 本次論文設 計從校園污水處理的特點及國內外小型生活 污水處理通常所采用的工藝著手， 重點介紹生物接觸氧化法工藝在校園 污水處理工程初步設計中的應用。 1.2 設計書編寫原則和規范 1.2.1 設計原則 校園 污水不同于城市污水，屬于生活污水的范疇。總 量較少，但水質水量變化較大。校園內對環境要求較高（如氣味、噪聲、建筑風格等），但 其對污水處理設施管理水平不高等特點決定 了校園 污水處理應遵從以下原則 16： 1.應根據我國地面環境質量標準 (GB3838 -88)和污水綜合排放標準 (GB8978-96)的有關規定和當地環保 部門的要求確定處理程度，以確保出水水質。 2.污水處理設施的設計和建設必須結合校園的整體規劃和建筑特點，即外觀設計上要與校園 建筑環境相協調，以求美觀。 3.在污水處理工藝上力求簡單實用，以方便管理。 4.在高程布置上應盡量采用立體布局，充分利用地下空間。平面布置上要緊湊，以節省用地。 5.污水處理廠位置應盡可能位于 校園 下風向，與其它建筑物有一定的距離，以減少 2 對環境的影響。 6.設備化，定型化，模塊化，施工安裝方便，運行簡易，設備性能穩定，適合分期建設。 7.處理程度高，污泥產量少，并盡可能采用節能處理技術。 8.處理構筑物對水力負荷和有機物負荷的適應范圍較大，使系統有較好的經受沖擊負荷的能力。 9.校園內的人口是逐漸增加的，因此校園 污水處理廠應留有發展余地。 1.2.2 污水處理設施設計一般規定 1.處理設備設計流量：各種設備選型計算時，按最大日最大時流量設計。 2.管渠設計流量： 按 最大日最大時流量設計。 3.各種處理構筑物部應小于組（個或格）。 1.2.3 主要的設計規范和標準 1、室外排水設計規范 GB50101-2005 2、污水綜合排放標準 GB8978-1996 3、給水排水工程結構設計 規 范 GB 500069-2002 4、 地面水環境質量標準 GB3838-2002 5、 水污染物排放標準 GB4426-89 6、 城市污 水處理廠污水污泥排放標準 CJJ3025-93 7、 城鎮污水處理廠附屬建筑物和附屬設備設計標準 CJJ31-89 8、其他有關設計規范 1.2.4 相關法律 在我國，環境保護作為一項基本國策，受到全社會人民和各級政府的高度重視。在執行上述原則和標準的基礎上，污水處理廠的建設設計方案是在以下法律文件的背景下編寫的 ： 中華人民共和國環境保護法 1989 年 12 月 3 中華人民共和國環境防治法 1984 年 5 月 中華人民共和國水污染防治實施細則 2000 年 3 月 污水出設施環境保護監督管理辦法 1989 年 5 月 建設項目環境保護管理辦法 1986 年 3 月 建設項目環境保護設計規范 1897 年 3 月 2 污水廠設計說明書 2.1 建設規模和治理目標 2.1.1 建設規模 1.最大流量 根據設計任務書可知生活污水總變化 系數 KZ=2.20 Qmax=Qd KZ=10002.20=2200m3/d=91.67m3/h=0.0255m3/s 2.1.2 污水處理廠設計進出水水質 污水處理廠的進水水質根據此學校的具體水質測定的 ；排放標準根據該小區所處的城市的總體規劃和排水規劃，排放標準要求達到國家 污水綜合排放標準 （ GB8978-1996）之一級標準 1。污水處理廠進出水水質如表 2.1。 表 2.1 設計進出水水質 項目 CODcr BOD5 SS NH3-N P 進水水質 / mg/L 250 150 200 20 8 出水水質 / mg/L 90 20 60 10 0.5 注：出水的 PH 為 6 9. 4 2.1.3 處理程度計算 COD cc rrr去除率 =250 90250 100%=64% BOD5 去除率 =15020150 100%=87% SS 去除率 =200 60200 100%=70% NH3-N 去除率 =201020 100%=50% P去除率 =8 5.08 100%=94% 2.2 污水處理廠的工藝流程方案的選擇 2.2.1 污水處理廠工藝方案的選擇原則 2 1.考慮到收納水體的環保要求 ，滿足出水水質的要求，盡量降低占地 、 運行費用和工程投資。 2.工藝先進可靠，對水質變化適應能力強，運行管理簡便 、 靈活 、 穩定 。 3.與當地的經濟發展及現有條件相適應。 4.工藝方案應有利于以后的擴建。 5 污水處理排 放出來的污泥應易于處置和處理。 2.2.2 污水處理方案的選擇 根據本工程進入污水處理廠的原污 水水 質情況 ， 其處理 主工藝宜采用生物處理方法。生物處理技術是目前各國普遍采用的廢水處理工藝，它在防止水體污染中已經并將繼續發揮積極的作用。 在當前城市污水處理工程中，活性污泥法是應用最廣泛的污水處理技術之一，它具有處理效果好，有機物去除率高，運行穩定，運行經驗豐富等優點，經過在實際生產上的廣泛應用和技術上的不斷改進，并在此基礎上派生出氧化溝、 SBR等工藝，活性污泥法已成為污水處理的主要技術。 5 隨著人口的不斷膨脹和經濟的飛速發展，廢水排放量急速增長，全球性水污染問題已對人類生存和社會經濟的發展構成嚴重的威脅， 因此各國對污水處理要求也越來越嚴格，使得傳統活性污泥法工藝在多功能性 、穩定性和經濟性等方面已難以滿足不斷提高的要求。 20 世紀 90 年代以來污水生物處理新工藝、新技術的研究、開發、應用取得了長足的進步，許多新工藝應運而生，這些新工藝的共同特點是：高效、穩定、節能，并具有脫氮除磷等多種功能。其中典型的工藝及其特點如下： 1.SBR 方案 SBR（ sequencing batch reactor） 即為序批式活性污泥法的簡稱。序批式活性污泥法在 1914 年開始開發，但由于該工藝在當時人工管理復雜，自控和在線監測系統落后， 使其難以大規模推廣應用。近年來由于計算機在自控方面的廣泛應用，同時也由于自控和監測儀表設備的不斷的更新和技術水平的不斷提高，特別是時間程序控制器、在線溶解氧測定儀、 在線液位計和泥位計等高精度并且對過程控制比較經濟的水質檢測儀表的出現，使污水處理廠的運行管理逐步實現自動化， SBR 工藝以其獨特的優勢引起了人們的廣泛關注， 近年來得以迅速推廣應用，成為目前世界上污水處理技術中的熱門工藝。 SBR 工藝每一操作循環過程又是個階段組成，即：進水 -曝 氣 -沉淀 -潷水 -閑置。這五個過程組成一個循環，并不斷重復進行。循環開此時相 池內注水，池中的水位從某一最低水位開始上升至某一設定水位，并進行 曝 氣；在經過一定時間的 曝 氣后，停止 曝 氣，以使活性污泥進行絮凝并在一個靜止的環境中進行沉淀；在完成沉淀后 由一個移動式的潷水器 排出已處理達標的上層清液， 使水位下降至池子所設定的最低水位。完成上述操作階段后，系統進入下一循環過程，并重復以上操作 4。 歸納起來， SBR 法具有以下主要特征和優點： 工藝流程簡單，布置緊湊，運行靈活，處理效果好； 無需設置二沉池，土建和設備投資相應減少； 不需大規模的污泥回流系統，可節省大量能耗； 整個工藝系統的操作完全 自動化，可減輕勞動強度； 具有一定的抗沖擊負荷能力； 占地面積比氧化溝工藝稍少。 6 除上述優點外， SBR法還具有以下缺點： 由于工藝過程對 自 控系統要求較高 ，所以自控儀表、元件質量的好壞直接影響到工藝的正常運行 ，并對操作和維護人員的技術水平要求很高。 由于工藝要求間隙式運行， 所以正常運行時總有部分反應池和設備處于待機狀態，使反應池和設備閑置率較高 潷水器的水頭損失較大。 2.氧化溝方案 氧化溝污水處理技術是 20 世紀 60 年代由荷蘭 DHV 公司開發成功的。自 60 年代以來這項技術在 歐洲、北美、南非、澳大利亞等國家 和地區已被廣泛采用，至今工藝 早有了很大的發展和進步。 氧化溝是以活性污泥法為基礎的一種污水處理工藝。氧化溝為連續環形 曝 氣池，由若干個溝渠組成。氧化溝采用一種帶方向控制的 曝 氣和攪動裝置，相反應池的混合也傳遞水平流速，從而使攪動的混合也在溝渠內循環流動，它具有特殊的純環流態，即完全混合時，又具有推進式的特征。污水通常在封閉的溝渠中循環流動多次，并且由于 曝 氣裝置在溝渠中的布置的特點，使得氧化溝中的溶解陽呈現分區變化。 氧化溝中溶解氧濃度在遠離 曝 氣裝置的某一點接近于零，使得氧化溝中某一段會出現缺氧區，這樣在氧化溝內形 成的溶解氧、有機物和氨氮濃度梯度十分有利于活性污泥的生物絮凝和生物脫氮，池中形成好氧區及缺氧區交替出現的狀態， 在溝內同時實現硝化和反硝化， 將 碳源代謝、硝化和反硝化等一系列生物化學 組 成一個閉合環路中連續進行 3。 氧化溝工藝可以不設初沉池，由于氧化溝的泥齡較長，剩余污泥得到一定程度的好氧穩定， 污泥不再需要進行厭氧消化處理，從而簡化了污泥處理的流程。 氧化溝工藝具有以下優點： 運行中水利條件好，因此使出水水質穩定； 循環流量 大 使進水達到快速混合稀釋，具有很強的抗沖擊負荷的能力，同時由于氧化溝負荷低，一般是延 時瀑氣條件下運行，水和固體停留時間長，固體總 7 量大，因而對沖擊負荷也有一定的緩沖作用； 可以通過改變 曝 氣機的工作數量、轉速調節 其供氧能力和電耗水平； 該工藝 由于 泥齡長，污泥在氧化溝中趨于相對穩定； 該工藝流程簡單，構筑物少，控制管理較方便。 氧化溝工藝具有以下缺點： 由于池深較淺，有機負荷 低 ，占地面積較大，基建投資較高； 由于受水質和溫度等條件的影響，氧化溝在實際運行中容易產生污泥膨脹，必須增加選擇器來解決； 必須建設較龐大的二沉池和污泥回流系統，使占地面積和工程造價進一步增加； 3.生物接觸氧化法 生物接觸 氧化法于 1971 年在日本首創，近年來，該技術在國內外都得到了較為廣泛的研究與應用，用于處理生活污水和某些工業有機污水，并取得了良好的處理效果。 生物接觸氧化法的原理如下： 生物接觸氧化 法在 池 內設有填料，部分微生物以生物膜的形式固著生長在填料表面， 部分則絮狀懸浮生長在水中。因此，他兼有活性污泥法與生物濾池二者的特點。生物接觸氧化法中微生物所需要的氧通常通過人工 曝 氣供給。生物膜生長至一定厚度后，近填料比的微生物將由于缺氧而進行厭氧代謝，產生的氣體及 曝 氣形成的沖刷作用會造成生物膜的脫落，并促進新生物膜的生長，形成生 物膜的新陳代謝， 脫落的生物膜將隨水流出池外 3。 生物接觸氧化法的主要特點： 兼有活性污泥法的特點 生物接觸氧化法是利用固著在填料上的生物膜，吸附水中的有機污染物，并加以氧化分解，使污水凈化。由于填料浸沒在水中，固著在填料上的生物膜，不象生物濾池那樣呈近與平面結構，而是立體結構，浸沒于整個空間，一端固著， 一端漂浮，多數是發育極好的絲狀菌膠團，并有大量絲狀菌穿插其間，形成密集的生物群體，增進了污水與微生物的 接觸 表面積。由于生物膜浸沒在水中，要像活性污泥一樣，設置 曝 氣裝置，不 8 斷地向水中 曝 氣供氧。可見，接觸氧化 法是一種兼有活性污泥法特點的生物膜法。 容積負荷高，處理時間短 由于填料的比表面積大，池內的充氧條件良好，生物接觸氧化池內單位容積的生物固體高于活性污泥法曝氣池的生物固體量，因此，生物接觸氧化池具有較高的容積負荷。在一般情況下，活性污泥法的容積負荷為 1 千克 BOD5 /米 3 曝氣 池容積日，需要曝氣時間為 4-8 小時； 塔式生物濾池體積符合為 1-3 千克 BOD5 /米 3 曝氣池容積日，一立方米填料每天能處理 10 立方米水，相當于停留時間為 2.4 小時；而接觸氧化法的體積符合為 3-5 千克 BOD5 /米 3 曝氣池容積日，一 般只需要 0.5-1.5 小時。由于縮短了處理時間，同樣大小的設備體積，處理能力提高 2-8 倍，使污水生物處理工藝，趨向 高效 和節省用地。 不存在污泥膨脹問題 由于相當一部分微生物固著生長在填料表面，生物接觸氧化法不需要設污泥回流系統，也不存在污泥膨脹問題，運行管理簡便。 對水質的適應能力強 由于生物接觸氧化池內生物固體量多，水流屬完全混合型，生物接觸氧化池對水質水量的驟變有較強的適應能力。在進水濃度短期突變 時 ，出水水質影響很少；在毒物和PH的沖擊下，生物膜受影響小，而且恢復快。 污泥產量低 由于生物接觸氧化池內生 物固體多，當有機溶劑符合較高時，其 F/M 可以 保持在一定的水平，一次 污泥產量可相當于或低于活性污泥法。 從以上對三種污水處理常用工藝的分析中可以看出，三種工藝都可行， 且都為成熟工藝。但是對于小區污水處理水量少，水質變化較大等特點，相對而言，生物接觸氧化法具有 停留時間短、易掛膜，適合設備化 、 工程投資省 、占地面積少、運行管理費用低等優點，所以本設計工程選用生物接觸氧化法 作為方案 。 而且近年來，新發展了一種地埋式生物濾池，它將生物接觸氧化池埋于地下，全部處理設施群處于地下，節省地面占地面積，預留的地表面可以種花、植 樹、綠化等作用。地埋式生物氧化池適用于小區污 9 水處理， 既節省了小區的用地，又不會出現一般地面式生物接觸氧化池所出現的臭氣 和影響視覺美觀等缺點 。 地埋式生物接觸氧化池系統構筑物是初次沉淀池 、 生物接觸氧化池 、 二次沉淀池 、貯泥池等構筑物組成 5。 工藝流程圖如圖 2.1所示 生物接觸氧化池羅茨鼓風機二次沉淀池達標排放污泥濃縮池帶式壓濾機泥餅外運除磷加藥系統水解酸化池格 柵調 節 池潛 污 泵污泥回流校園生活污水圖 2.1 2.3 工藝處理構筑物與設備的設計 2.3.1 格柵 格柵是由一組平行的金屬柵條制成的框架 ， 斜置在污水流經的渠道上 ， 或泵站集水井的 進口處， 用以截止 大塊的呈懸浮 或漂浮狀態的污染物。 在污水處理流程中，格柵是一種對后續處理構筑物或泵站機組具有保護作用的處理設備 。 拷慮到因為該設計的污水處理廠所處理的校園生活污水中所含的較粗大 的懸浮物不多，為清除大部分的柵渣，擬采 用細格柵，取柵條間隙為 0.01米。 1、 設計數據 7 過柵流速一般采用 0.6 1.0 m/s，取 v=0.6m/s 10 粗格柵柵條間隙為取 b 0.01m； 格柵傾角一般采用 45 75，取 =60 ； 柵前渠道內的水流速度一般采用 0.4 0.9m/s,取 v1=0.4m/s。 2、 計算結果 柵條的間隙數 n=20 個； 柵槽寬度 B =0.39m； 進水渠道漸寬部分長度 L1=0.15m； 柵槽與出水渠道連接處漸寬部分長度 L2=0.076m； 過柵水頭損失 h1=0.085m； 柵前槽總高度 H1=0.45m； 柵后槽總高 H=0.535m； 柵槽總長度 L=1.98m； 每天 柵渣量 W=0.1m3/d， 宜采用 人工 清渣 。 2.3.2 調節池 因為校園處理的都是生活污水，居住的成員比較單一，上下課 時間都比較集中，所以污水水質、水量波動變化較大 。這樣對污水處理廠的處理設備 ，特別是生物 處理設備處理功能正常發揮是不利的，甚至遭到破壞。因此，應在污水處理 系統前設置均化調節池，以均和水之、存盈補缺。調節池的形狀宜為方形 或圓形，以利于形成完全混合狀態。 1、 設計參數 水力有效停留時間 t=10h； 有效水深 h=4.2m，總高度 H=5m； 2、 計算結果 11 有效容積 V=208m3 調節池的尺寸為：長寬高 =7.0m7.0m5.0m 2.3.3 水解酸化池 水解酸化池 是一種高負荷厭氧生物處理單元，運行負荷是一般厭氧生物處的 3-5倍。水解酸化池構造適 宜簡單，它起負荷調節，酸化作用。 1、設計參數 停留時間為 HRT 2 小時，池的有效水深為 h 3m 2、計算結果 水解池的有效容積 V 550m3 水解池的面積 S: 183.3m2 水解池的總高度 H 3.5m 2.3.4 生物接觸氧化池 生物接觸氧化池主要去除污水中的 BOD、 COD、 氨氮、油類等污染物，使其達到 排放標準要求達到國家污水綜合排放標準（ GB8978-1996）之一級標準。 1、 設計要點 6 生物接觸氧化池一般不應少于 2 座； 設計師采用的 BOD5 負荷最好通過試驗確定，也可采用經驗數據，一般處理城市污水可用 1.0 1.8 BOD5/（ m3d ） ；處理 BOD5500mg/L的污水時，可用 1.0 3.0（ m3d ） ； 污水在池中停留時間 一般為 6 7h（按有效容積算）； 進水 BOD5 濃度過高時，應考慮設出水回流系統； 填料層高度一般大于 3.0m，當采用蜂窩填料時，應分層填裝，每層高度為 1m， 12 蜂窩孔徑應不小于 25mm；當采用小孔填料時，應加大曝氣強度，增加生物膜脫落速度。 每單元接觸氧化池面積不宜大于 25m2,以保證布水、布氣均勻； 氣水比控制在 3： 1 濾池超高 h1=0.6，填料以上水深 h2=0.5，填料層間隙高 h3=0.3，填料層數 m=3，配水區高度 h4=1.5。 2、 計算結果 生物接觸氧化池的有效容積 V=130 m3； 生物接觸氧化池的總面積 A=43.3 m2； 每格濾池面積 f=21.67 m2； 有效接觸時間 t=3.12h； 濾池總高度 H0=6.6m； 污水在池內實際停留時間 t=6.24h； 填料總體積 V=130 m3； 所需空氣量 D=7500 m3/d； 每格濾池所需空氣量 D1=156.25 m3/h 3、 填料的選擇 生物接觸氧化法目前填料種類繁多且還在不斷推陳出新。目前常用的用粒狀填料諸如爐渣、沸石、塑料球、纖維球等、蜂窩填料、軟性纖維填料、半軟性填料等。 根據進水的 BOD5=150，選擇以下規格的蜂窩型玻璃鋼填料 6，見表 2.3 13 表 2.3 蜂窩型玻璃鋼填料的規格 孔徑 mm 重量 kg/ m3 壁厚 mm 比表面積 m2/ m3 空隙率 進水 BOD5 mg/L 價格 元 / m3 塊體規格 mm 25 31 33 0.2 158 98.7 100 200 324 800 800 230 4、 曝氣系統的設計 鼓風機設計 采用羅茨鼓風機，其特點是在最高設計壓力范圍內，管網阻力變化是流量變化很小，故在流量要求穩定而阻力變化幅度較大的場合使用，工作適應性強。此外，它具有結構簡單，維護方便等特點。 此設計選擇兩臺（一備一用 ） L14LD 型羅茨鼓風機。其性能參數 11如表 2.4 表 2.4 L14LD 型羅茨鼓風機性能參數 型號 轉速 升壓 進口流速 L14LD 2950r/min 19.6Kpa 3.54 m3 /min 軸功率 電動機型號 電動機功率 電動機重量 1.58kw Y90L-2 2.2kw 110kg 空氣管道的設計 選用可變孔（微孔）曝氣軟管。可變孔曝氣軟管所有的 面都有 氣孔 ，均能曝氣。氣孔的孔徑呈狹長的細縫，其寬度可隨氣量的增減在 0 200um 之間變化。 氣泡 上升速度慢，布氣均勻，氧的利用率高，一般為 20 25，而價格較其他微孔曝氣器低。供氧是不需要空 氣過濾設備，使用時可以隨時停止曝氣，不會堵塞，耐腐蝕。 其各項目技術指標 11如表 2.5： 14 表 2.5 變孔（微孔）曝氣軟管的各項目技術指標 出孔 氣泡直徑 行程氣泡直徑 氣孔孔徑 耐壓強度 曝氣量 服務面積 出氣阻力 1.0mm 15mm 0200mm 0.1Mpa 010 m3/h 0.51m2/m 1745.6pa 曝氣軟管的長度為 2.7m，數量為： 50001024=21 條 曝氣軟管的總服務面積為： 212.70.5=28.35 m2 14.5 m2 符合要求。 2.3.5 二次沉淀池 1、 設計概述 池型為圓形，廢水從設在池中央的中心管進入，從中心管的下端經過反射板后均勻緩慢地分布在池的橫斷面上，由于出水口設置在池面或池墻四周， 故水的流向基本由下向上。2、 豎流 式沉淀池設計參數 設計流速 v0=0.03m/s=108m/h 表面負荷 q0 0.72m3/(m2 h) 污泥含水率 96 98 3、 計算結果 每個沉淀池的流量 qmax=0.013 m3/s 中心管過水斷面面積 f=0.43m2 中心管直徑 d0 0.74m 縫隙高度 h3: =0.38m 沉淀區有效斷面積 F=32.8m2 沉淀池直徑 D 6.8m 沉淀池有效水深 h2 3.5m 污泥斗所需容積 W=5.4m3 污泥斗容積 V=8.5m3 15 沉淀 池總高 H=6.16m 2.3.6 污泥濃縮池 污泥濃縮用于降低污泥中水分，縮小污泥的體積，但仍保持其流體性質，有利于污泥的運輸、處理與利用。本設計選用間歇式重力濃縮池。 1設計參數 含水率 p1=97% 污泥濃度 6g/L， 設濃縮池的有效深度 h1=3m 2計算結果 濃縮池的面積 F:=4m2 池的直徑 D: 2.26m 污泥斗的高度 h2=1.8(m) 濃縮池總高度 H=5.4m 2.4 主要設備和構筑物 1 、 主要 構筑物 7和 設備 10如表 2.8， 2.9 表 2.8 主要構建筑物 序列 名稱 規格 （ LBH） 材料 數量 1 格柵 池 1.98m0.39m0.535m 鋼筋混凝土 1 2 調節池 13.9m9m2.6m 鋼筋混凝土 1 3 水解酸化池 10.2m6m3.5m 鋼筋混凝土 1 16 4 生物接觸氧化池 5m4.334m6.6m 鋼筋混凝土 2 5 二次 沉淀池 3.143.4m3.4m6.16m 鋼筋混凝土 2 6 污泥 濃縮 池 3.141.13m1.13m5.4m 鋼筋混凝土 1 7 污泥脫水 間 4.0m3.0m3.0m 鋼筋混凝土 1 表 2.9 主要設備 序號 名稱 規格型號 數量 單位 1 格柵 格柵間隙寬度 b=0.01m 1 臺 2 提升泵 100WQ100-15-7.5 2 臺 3 風機 L14LD 型 羅茨鼓風機 2 臺 4 填料 孔徑為 25mm 的蜂窩型玻璃鋼 料 _ _ 2.5 污水處理廠的總體布置 2.5.1 平面布置 1、 平面布置原則 該污水處理廠為新建工程，總平面布置包括：污水與污泥處理、工藝構筑物及設施的總平面布置，各種管線、管道及渠道的平面布置，各種輔助建筑物與設施的平面布置，總圖平 面布置時應遵從以下幾條原則 14。 處理構筑物與設施的布置應順應流程，集中緊湊以便節約用地和運行管理。 工藝構筑物 與不同功能的輔助建筑物應按功能的差異分別相對獨立布置并協調好與環境條件的關系（如地形走勢，污水出口方向、風向）。 17 構筑物 之間的間距應滿足交通，管道（渠）敷設，施工和運行管理等方面的要求。 管道（線）與渠道的平面布置應與其高程布置相協調，應順應污水處理廠各種介質輸送的要求，盡量避免多次提升和迂回曲折，便于節能降耗和運行維護。 協調好輔建筑物、道路、綠化與處理構建筑物的關系，做到方便 生產運行保證安全暢通美化廠區環境。 2.5.2 高程布置 1、 高程布置原則 充分利用地形地勢及城市排水系統，使污水經一次提升便能順利自流通過污水處理構筑物排出廠外。 協調好高程布置與平面布置的關系，做到既減少占地，又利于污水、污泥輸送，并有利于減少工程投資和運行成本。 做好污水高程布置與污泥高程布置的配合，盡量同時減少兩者的提升次數和高度。 協調好污水處理廠總體高程布置與單體豎向設計，既便于正常排放，又有利于檢修排空。 2、 高程布置結果 計算公式： H=h1+h2+h3 h1 沿程水頭損失 h1=il, i 坡度 i=0.005 h2 局部水頭損失 h2=h110% h3 構筑物水頭損失 污水處理廠選址區海拔相對于水平面標高為 0，則其他構筑的標高以地面為基準，污水直接排放進附近的河流。 高程布置參見高程布置圖。 18 3 污水廠設計計算書 3.1 格柵 3.1.1 設計參數 1、 設計流量 該小區污水處理廠設計的日平均流量 Qd= 1000m3/d=41.67m3/h；總變化系數 KZ=2.20 則最大流量： Qmax=Qd KZ=10002.20=2200m3/d=91.67m3/h=0.0255m3/s； 2、 柵前流速 v1=0.4m/s， 過柵流速 v=0.6m/s； 3、 格柵傾角 =600 ，柵條采 用斷面形狀為圓形的鋼條， 直徑 S=0.02m； 4、 格柵間隙 寬度 b=0.01m。 3.1.2 設計計算 8 格柵的計算草圖見圖 3.1 圖 3.1 19 1、 柵條的間隙數 n 設柵前水深 h=0.2m )(202.06.001.060s in0 2 5 5.0s inQ m a x個b v hn (3.1) 2、 柵槽寬度 B 設柵條寬度 S=0.01m B=S（ n-1） +bn (3.2) =0.01（ 20-1） 0.0120=0.39m 3、 進水渠道漸寬部分長度 L1 設進水渠道寬 B1=0.28m，其漸寬部分展開角度 1=20o L1= 112BBtg (3.3) = 202 28.039.0 tg=0.15m 4、 柵槽與出水渠道連接處漸寬部分長度 L2 L2= L1 /2=0.15/2=0.076m 5、 過柵水頭損失 h1 因為柵條為圓形截面，取形狀系數 1.79 ;系數 k取 3 h1= Sb4/3(V22/2g)(sin )k (3.4) =1.79 （01.001.0） 4/3 （ 81.926.06.0 ） （ sin600） 3 =0.085m 20 6、 柵前槽 總高度 H1 取超高 h2=0.25m H1=h+ h2 =0.2+0.25=0.45m 7、 柵后槽總高 H H=h+h1+h2=0.2+0.085+0.25=0.535m 8、 柵槽總長度 L L=l1+l2+0.5+1.0+H1/tg (3.5) =0.15+0.076+0.5+1.0+6045.0tg=1.98m 9、 每天 柵渣量 W 在格柵間隙 0.01m 的情況下，設柵 渣流量 W1為 0.10m/103m 污水 W=z1maxK1000WQ86400 (3.6) =10 002.2 1.002 55.086 400 =0.1m3/d 0.2 m3/d 所以 宜采 用 人工 清渣 。 3.2 調節池 3.2.1 設計計算 設計流量 Q=41.7m3/h , 停留時間 T=6h, 調節池有效容積 V=Qt=41.76=250.2m3 調節池平面形狀為矩形。設其有效水深為 2m,調節池面積為 F=V/h2=250.2/2=125.1m3 21 池寬 B 取 9m，則池長 L 為 : L=F/B=125.1/9=13.9m 保護高 h1=0.6m, 池總高 H=0.6+2=2.6m，如圖 2。 出水進水 - 剖 面圖 2 調節池形式及結構 3.2.2 提升泵 由 于是小型的污水處理廠，因而選擇潛水泵。因為潛水泵結構簡單，安裝方便，泵與電動機連成一體，潛入水中工作，移動靈活，可用于小流量污水泵站得抽升，而且潛水泵可直接放入調節池中，不需修建地面泵房 13。 在 調節池 池底設集水坑，在集水水坑內設 2臺自動攪勻潛水泵，一用一備。 設計最大流量 Qmax=2200m3/d=91.67m3/h=0.0255m3/s 根據以上污水流量及提升高度等因素的，選用 100WQ50-15-7.5 型潛水泵，該水泵的主要設計參數 12如表 3.1： 22 表 3.1 潛水泵的設計參數 型號 排出 口徑 mm 流量 m3/h 揚程 m 轉速 r/min 功率 KW 泵效率 100WQ100-15-7.5 100 100 15 2900 7.5 67 3.3 水解酸化池 3.3.1 設計參數 停留時間為 HRT 2 小時，池的有效水深為 h 3m 3.3.2 設計計算 1.水解池的有效容積 v： V=Q HRT 91.67 2 183.34m3 2.水解池的面積 S: S V/h 183.34/3 61.12m2 3.水解池的尺寸： 取寬度 B 6m，則長度 L: L=S/B=61.12/6 10.2m 4.水解池的總高度 H： 設池的保護高度 h1 為 0.3m，則： H h h1 3 0.3 3.5m 3.4 生物接觸氧化池 3.4.1 設計參數 采用一段式接觸氧化池，填料選用蜂窩型 1. 設計流量 Qd=1000m3/d； 23 2. 進水 BOD5S0=150 mg/L，出水 BOD5Se20 mg/L； 3. 填料總高度 H=3m,分三段裝設，每段高 1m； 4. 濾池分格數 n=2； 5. 氣水比 D0=3 m3/ m3； 3.4.2 設計計算 6 1. 生物接觸氧化池的有效容積 V 有機容積負荷率 NV=1.0kg BOD5/m3d V= NV S-SQ e0d(3.14) = 1500 201501000 =130m3 2. 生物接觸氧化池的總面積 A 設填料總高度 H=3m,分三段裝設，每段高 1m A=HV=3130=43.3 m2 (3.15) 3. 每格濾池面積 f 設濾池分格數 n=2，則每格濾池填料的面積 f =2A=23.43=21.67m225 m2 每格濾池尺寸 LB=54.334=21.67m 4校核有效接觸時間 t Qh=Qd/24=1000/24=41.67m3/h t=hQfHn = 67.41 367.212 =3.12h符合設計要求 (3.16) 24 5 濾池總高度 H0 濾池超高 h1=0.6m；填料以上水深 h2=0.5m；填料層間隙高 h3=0.5m； 填料層數 m=3； 配水區高度 h4=1.5m。 H0=H h1 h2 m-1 h3 h4 (3.17) =3 0.6 0.5 3-1 0.5 1.5=6.6m 6 污水在池內實際停留時間 t t= h10Q h-H