【正文】 移動(dòng)式為寬大格柵 適用范圍廣，無(wú)水下固定部件，檢修方便 鋼絲繩易腐蝕，有水下固定部件，檢修時(shí)需停 水 綜合上表以及本次設(shè)計(jì)的條件，選擇鏈條式機(jī)械格柵作為粗格柵，移動(dòng)伸縮臂機(jī)械格柵作為細(xì)格柵，從而達(dá)到預(yù)處理的目的。 污水泵房 城市污水處理廠的運(yùn)行費(fèi)用大部分來(lái)自于電能，其中 40%的電能為水泵消耗，所以確定合理的水泵及泵站是污水處理廠的關(guān)鍵所在。泵站形式的選擇取決于水力條件和工程造價(jià)，其它考慮因素還有：泵站規(guī)模大小、泵站的性質(zhì)、水文地質(zhì)條件、地形地物、挖渠及施工方案、管理水平、環(huán)境性質(zhì)要求、選用水泵的形式及能否就地取材等。目前污水泵站主要有以下幾種形式： (a)合建式矩形泵站，裝設(shè)立式泵 ，自灌式工作臺(tái)，水泵數(shù)為 4 臺(tái)或更多時(shí)，采用矩形，機(jī)器間、機(jī)組管道和附屬設(shè)備布置方便，啟動(dòng)簡(jiǎn)單，占地面積大； (b)合建式圓形泵站，裝設(shè)立式泵，自灌式工作臺(tái)，水泵數(shù)不超過(guò) 4 臺(tái)，圓形結(jié)構(gòu)水力條件好，便于沉井施工法，可降低工程造價(jià)，水泵啟動(dòng)方便。 (c)非自灌式泵房，泵軸高于集水池最高水位，不能直接啟動(dòng)，由于污水泵水管不得設(shè)低閥，故需設(shè)引水設(shè)備。但管理人員必須能熟練的掌握水泵的啟動(dòng)程序。 武漢理工大學(xué)《水污染控制工程》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 8 (d)潛水泵站，潛水泵的電機(jī)防水密封，可以長(zhǎng)期侵入污水中，不存在受潮問(wèn)題，潛水泵電機(jī)機(jī)組整體安裝，結(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)行穩(wěn)定，便 于就位和更換，所以潛水泵站無(wú)需上部廠房，也簡(jiǎn)化了地下結(jié)構(gòu)，降低了工程造價(jià)。但是潛水泵在水下運(yùn)行，所以要有可靠的產(chǎn)品質(zhì)量、自動(dòng)化控制和保護(hù)功能作技術(shù)依托，潛水泵價(jià)格較高。 本設(shè)計(jì)因水量較小，并考慮到占地、造價(jià)、自動(dòng)化控制等因素，以及施工的方便與否，采用潛污式矩形泵房。 沉砂池 沉砂池一般設(shè)于泵站倒虹吸管前，以便減輕無(wú)機(jī)顆粒對(duì)水泵、管道的磨損；也可設(shè)于初沉池前，以減輕沉淀池負(fù)荷及改善污泥處理構(gòu)筑物的處理?xiàng)l件。沉砂池的形式，按水流方向的不同可分為平流式、豎流式、曝氣沉砂池、旋流沉砂池四類。各沉砂池的特 點(diǎn)如表6所示。 表 6 常用沉砂池及其特點(diǎn) 類型 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 平流式沉砂池 截留無(wú)機(jī)顆粒效果較好，工作穩(wěn)定，構(gòu)造簡(jiǎn)單，排沉砂方便 流速不易控制、沉砂中有機(jī)性顆粒含量較高、排砂常需要洗砂處理 豎流式沉砂池 占地少，排泥方便，運(yùn)行管理易行。 池深大，施工困難，造價(jià)較高，對(duì)耐沖擊負(fù)荷和溫度的適應(yīng)性較差，池徑受 到限制，過(guò)大的池徑會(huì)使布水不均勻 曝氣沉砂池 通過(guò)調(diào)節(jié)曝氣量，可以控制污水的旋流速度，使除砂效率較穩(wěn)定，受流量變化影響小，同時(shí)起預(yù)曝氣作用，其沉砂量大，且其上含有機(jī)物少。 由于需要曝氣，所以 池內(nèi)應(yīng)考慮設(shè)消泡裝置，其他型易產(chǎn)生偏流或死角，并 且由于多了曝氣裝置而使費(fèi)用增加。 旋流沉砂池 利用機(jī)械力沉砂，能耗低， 池前應(yīng)設(shè)置堰板或流量槽，以保持沉砂池內(nèi)所需水位 武漢理工大學(xué)《水污染控制工程》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 9 基于以上四種沉砂池的比較，曝氣沉砂池除砂效果較好，且能耗較低；加之曝氣沉砂池有很強(qiáng)的除油能力，將有利于以后的氧化溝的表面曝氣和運(yùn)行穩(wěn)定，本工程設(shè)計(jì)確定采用曝氣沉砂池。 氧化溝 氧化溝技術(shù)發(fā)展加快，類型多樣。各種氧化溝的類型及技術(shù)特點(diǎn)如表 7： 表 7 幾種常見(jiàn)氧化溝的比較 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 結(jié)構(gòu)形式 曝氣設(shè)備 帕斯維爾氧化溝 出水 水質(zhì)好，脫氮效果較明顯 。構(gòu)筑物簡(jiǎn)單，運(yùn)行管理方便 。結(jié)構(gòu)形式多樣，可根據(jù)地形選擇合適的構(gòu)筑物 形狀 單座構(gòu)筑物處理能力有限，流量較大時(shí)，分組太多占地面積大，增加了管理的難度。 單環(huán)路，有同心圓型，折流型和U 型等形式，多為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。 轉(zhuǎn)刷式轉(zhuǎn)盤，水深較深時(shí)，配置潛水推進(jìn)器。 卡魯塞爾氧化溝 出水水質(zhì)好，脫氮效率高；曝氣設(shè)施單機(jī)功率大，調(diào)節(jié)性能好，并且曝氣設(shè)備數(shù)量少，既可以節(jié)省投資，又可以使運(yùn)行管理簡(jiǎn)化；有極強(qiáng)的混合攪拌和耐沖擊負(fù)荷能力；氧化溝溝深加大，使占地面積減少，土建費(fèi)用降低 用電量較大，設(shè)備效率 一般；設(shè)備安裝較為復(fù)雜，維修和更換繁瑣 多溝串聯(lián) 立式低速表曝機(jī)，每組溝渠只在一端安設(shè)一個(gè)表面曝氣機(jī) 交替工作式氧化溝 出水水質(zhì)好；可以不單獨(dú)設(shè)置二沉池，處理流程短，節(jié)省占地；不需單獨(dú)設(shè)置反硝化區(qū)，通過(guò)運(yùn)行過(guò)程中設(shè)置停曝期，進(jìn)行反硝化，具有較高的氮去除率； 設(shè)備閑置率高；自動(dòng)化程度要求高，增加了運(yùn)行管理難度 單溝（ A型），雙溝（ B 型）和三溝（ T 型），溝之間相互連通 水平軸曝氣轉(zhuǎn)盤 奧貝爾氧化溝 出水水質(zhì)好，脫氮率高，同時(shí)硝化反硝化；易于適應(yīng)多種進(jìn)水情況和出水要求的變化；容易維護(hù)；節(jié)約能耗 受結(jié)構(gòu)形 式的限制，總圖布置困難。 三個(gè)或多個(gè)溝道，相互連通 水平軸曝氣轉(zhuǎn)盤，可以進(jìn)行多個(gè)組合 武漢理工大學(xué)《水污染控制工程》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 10 綜上所述，各種氧化溝各有優(yōu)缺點(diǎn)，結(jié)合本設(shè)計(jì)用地較為緊張，以及基建費(fèi)用、運(yùn)行成本、運(yùn)行管理、處理要求等方面考慮，設(shè)計(jì)采用卡魯塞爾氧化溝 。 二沉池 由于本設(shè)計(jì)主要構(gòu)筑物采用氧化溝，可不設(shè)初沉池，只設(shè)二沉池。 二沉池設(shè)在生物處理構(gòu)筑物的后面，用于沉淀去除活性污泥。沉淀池主要有以下幾種形式，如表 8所示。 表 8 常用二沉池及其使用范圍 類 型 優(yōu) 點(diǎn) 缺 點(diǎn) 適用范圍 平流式沉淀池 (1)沉淀效 果好； (2)耐沖擊負(fù)荷和溫度的變化適應(yīng)性強(qiáng)； (3)施工容易，造價(jià)低。 (1)池子配水不均勻； (2)采用多斗排泥時(shí)，每個(gè)泥斗需要單設(shè)排泥管各自排泥，操作量大。 （ 1）適用于大、中、小型污水處理廠； （ 2）適用于地下水位較高和地質(zhì)條件較差的地區(qū)。 豎流式沉淀池 (1)排泥方便，管理簡(jiǎn)單； (2)占地面積較小。 (1)池子深度大，施工困難； (2)對(duì)沖擊負(fù)荷和溫度變化的適應(yīng)性能力較差； (3)造價(jià)較高； 適用于處理水量不大的小型污水處理廠 輻流式沉淀池 (1)多為機(jī)械排泥，運(yùn)行較好，管理較簡(jiǎn)單； (2)排泥設(shè)備已趨定型。 (1)池內(nèi)水速不穩(wěn)定，沉淀效果較差； (2)機(jī)械排泥設(shè)備復(fù)雜，對(duì)施工質(zhì)量要求高。 （ 1）適用于大、中型污水處理廠； （ 2）適用于地下水位較高的地區(qū)。 斜板（管式）沉淀池 (1)沉淀效率高，停留時(shí)間短； (2)占地面積小。 用于二沉池時(shí)，當(dāng)固體負(fù)荷較大時(shí)其處理效果不太穩(wěn)定，耐沖擊負(fù)荷的能力較差。 一般常用于小型污水處理廠或工業(yè)企業(yè)內(nèi)的小型污水處理站 綜上所述，四種沉淀池的優(yōu)缺點(diǎn)比較，并結(jié)合本設(shè)計(jì)的具體資料可知，本工程二沉池采用中心進(jìn)水、周邊出水的輻流式沉淀池。其結(jié)構(gòu)如圖 2所示 。 武漢理工大學(xué)《水污染控制工程》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 11 圖 2 輻流式沉淀池結(jié)構(gòu)示意圖 接觸 消毒池 接觸消毒池主要是使消毒劑與二沉池出水充分混合，殺死水中的細(xì)菌和病毒。對(duì)于消毒劑主要有如下幾種可供選擇，其優(yōu)缺點(diǎn)如表 9所示。 表 9 常用消毒劑及比較 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 適用條件 液氯 價(jià)格便宜，效果可靠，投配設(shè)備簡(jiǎn)單 對(duì)生物有毒害作用，并且可能產(chǎn)生致癌物質(zhì) 適用于大、中型規(guī)模的污水處理廠 漂白粉 投加設(shè)備簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜 除用液氯缺點(diǎn)外，尚有投配量不準(zhǔn)確，溶解劑調(diào)制不便，勞動(dòng)強(qiáng)度大 適用于消毒要求不 高或間斷投加的小型污水處理 紫外線 具有廣普性，符合現(xiàn)在社會(huì)環(huán)境保護(hù)的要求，因不需運(yùn)輸、使用、儲(chǔ)藏有毒或危險(xiǎn)化學(xué)藥劑，且占地面積小，運(yùn)行成本較低 紫外消毒所用燈管要求高，損壞后不易維修 適用于大、中型規(guī)模的污水處理 武漢理工大學(xué)《水污染控制工程》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 12 綜上三種消毒劑的比較，本工程設(shè)計(jì)采用常用且毒害作用較小的紫外線消毒法。利用紫外燈管產(chǎn)生紫外線來(lái)殺滅病毒和細(xì)菌。 污泥濃縮池 具有一定規(guī)模的污水處理工程中常用的污泥濃縮方法有主要有重力濃縮、氣浮濃縮和離心濃縮。這三種方法的特點(diǎn)如表 10 所示。 表 10 各種污泥濃縮方法的優(yōu)缺點(diǎn) 濃縮方法 優(yōu) 點(diǎn) 缺 點(diǎn) 重力濃縮 貯存污泥能力強(qiáng)，操作要求不高，運(yùn)行費(fèi)用低，動(dòng)力消耗小 占地面積大，污泥易發(fā)酵，產(chǎn)生臭氣；對(duì)于某些污泥工作不穩(wěn)定，濃縮效果不理想 離心濃縮 只需少量土地就可以取得較高的處理能力；幾乎不存在臭氣問(wèn)題 要求專用的離心機(jī)，電耗大；對(duì)操作人員要求較高 氣浮濃縮 濃縮效果較理想，出泥含水率較低，不受季節(jié)影響，運(yùn)行效果穩(wěn)定；所需池容積僅為重力法的1/10 左右，占地面積較??；能去除油脂和沙礫 運(yùn)行費(fèi)用 低于離心濃縮，但高于重力濃縮法；操作要求較高，污泥貯存能力小，占地比離心濃縮大 重 力濃縮池又可分為連續(xù)式重力濃縮池和間歇式重力濃縮池兩種， 由于本工藝設(shè)計(jì)水量較少，結(jié)合氧化溝工藝污泥穩(wěn)定，且污泥量較少，本設(shè)計(jì)采用間歇式重力濃縮池。 污泥脫水方法的選擇 常用的污泥機(jī)械脫水方法有：板框壓濾、帶式壓濾、離心脫水和螺旋壓榨式脫水，其中帶式過(guò)濾脫水的方法的優(yōu)點(diǎn)是機(jī)器制造容易，附屬設(shè)備少，投資、能耗低，噪聲?。贿B續(xù)運(yùn)操作管理維修簡(jiǎn)便； 濾帶可以回旋，脫水能力大。缺點(diǎn)是必須正確選用有機(jī)高分子混凝劑，運(yùn)行費(fèi)用高；必須預(yù)先進(jìn)行充分的絮凝，形成大而強(qiáng)度高的凝絮，以便能加強(qiáng)過(guò)濾段的自由脫水，并能適應(yīng)進(jìn)一步逐漸加壓脫水；脫水效率較低，脫水后泥餅的含水率較高，大致與離心脫水相當(dāng)。它適用于無(wú)機(jī)性污泥的脫水，有機(jī)黏性污泥脫水不宜采用。四種脫水機(jī)械的能耗如表 11 所示。 武漢理工大學(xué)《水污染控制工程》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 13 表 11 脫水機(jī)的耗能比較 序號(hào) 脫水機(jī)類型 能耗 /（ kW h/t 干固體） 1 帶式壓濾機(jī) 5～ 20 2 板框式壓濾機(jī) 15～ 40 3 離 心脫水機(jī) 30～ 60 4 螺旋壓榨式脫水機(jī) 3～ 15 根據(jù)以上比較，本設(shè)計(jì)采用帶式壓濾機(jī)。 3 城市污水處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 泵前粗格柵 進(jìn)水粗格柵是污水處理廠第一道預(yù)處理設(shè)施，可去除大尺寸的漂浮物或懸浮物，以保護(hù)進(jìn)水泵的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，并盡量去掉那些不利于后續(xù)處理過(guò)程的雜物。其計(jì)算圖如圖 3所示。 圖 3 格柵計(jì)算圖 設(shè)計(jì)原則 武漢理工大學(xué)《水污染控制工程》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 14 (a)格柵間隙一般采用 10～ 40mm； (b)格柵不宜少于兩臺(tái)，如為一臺(tái)時(shí)，應(yīng)設(shè)人工清除格柵備用； (c)過(guò)柵流速一般采用 ～ ； (d)格柵傾角一般采用 45186。～ 75186。,機(jī)械格柵一般為 60186?！?70186。，特殊類型可達(dá) 90186。； (e)通過(guò)格柵的水頭損失一般采用 m/s～ ； (f)格柵間必須設(shè)置工作臺(tái)，臺(tái)面應(yīng)高出柵前最高設(shè)計(jì)水位 ，工作臺(tái)有安全和沖洗設(shè)施； (g)格柵間工作臺(tái)兩側(cè)過(guò)道寬度不應(yīng)小于 ，工作臺(tái)正面過(guò)道寬度：人工清除，不小于 ；機(jī)械清除，不小于 ； (h)機(jī)械格柵的動(dòng)力裝置一般宜設(shè)在室內(nèi)或采取其它保護(hù)設(shè)備的措施； (i)設(shè)置格柵裝置的構(gòu)筑物必須考慮設(shè)有良好的檢修、柵 渣的日常清除。 設(shè)計(jì)參數(shù) (1)日平均流量 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 =40000 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 /d≈ 1667 錯(cuò)誤 !未找到引用源。/h= 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 /s=463L/s 查生活污水流量系數(shù)變化表，由內(nèi)插法求得 zK = (2) 最大設(shè)計(jì)流量 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 = zK 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 = 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 /s = 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 /s (3)柵條凈間隙為 e=30mm，柵前流速 1V =； (4)過(guò)柵流速 ， 柵前部分長(zhǎng)度為 ； (5)格柵傾角δ =60176。 (6)單位柵渣量： 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 = 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 柵渣 /錯(cuò)誤 !未找到引用源。 污水。 設(shè)計(jì)計(jì)算 (1)確定柵前水深 根據(jù)最優(yōu)水力斷面公式 計(jì)算得： 2 121?BQ?1 12 2 0 . 6 3 4 1 . 3 5 m0 . 7QB v ?? ? ?1 ??武漢理工大學(xué)《水污染控制工程》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 15 所以柵前進(jìn)水渠寬約 。柵 前水深 h≈ (2)柵條間隙數(shù) n 式中： n— 粗格柵間