【正文】 .......................................... 47 8 附錄 ................................................... 47 9 參考文獻 ............................................ 47 / 48 6 1 總論 設計任務和內容 目的：加深理解所學專業(yè)知識，培養(yǎng)運 用所學專業(yè)知識的能力，在設計、計算、繪圖等方面得到鍛煉。其混合污水近期平均日設計流量為Q=30000m3 /d,總變化系數為 K= 水質如下： COD=300mg/l , SS=180mg/l， BOD5=1660mg/l， TN=25 mg/l ,TP=2 mg/l，出水水質符合國家的一級 B排放標準。這不但直接污染了市區(qū)的地下飲用水，而且對河流下游地區(qū)的農業(yè)生產和人民生活造成了危害，人類和生物賴以生存的生態(tài)環(huán)境受到了日益嚴重的威脅。因而城市污水治理已成當前迫切需要解決的問題之一，而建造污水處理廠可以解決這個問題。 本設計中，采用 A2O系統(tǒng)處理該城市污水。 內容：針對一座二級處理的城市污水處理廠，要求對主要污水處理構筑物的工藝尺寸進行設計計算，確定污水處理廠的平面布置和高程布置。 地質地貌 區(qū)域現狀與自然條件 某市位于湖北省西南部山區(qū)向江漢平原過渡地帶，位于東徑 110176。 36′。東北部是長江清江的沿江平原。 20xx 年國內生產總值 32 億元，按現行價格計算的全部工業(yè)總產值 億元。 2 基本資料 城市性質與規(guī)模 城市性質：該市是全國重要的水陸交通樞紐之一，鄂西南經濟區(qū)的副中心城市之一，全市政治、經濟、文化中心，以原材料為主的重工業(yè)城市。 20xx 年，兩水廠最高日供水量 萬噸 /日，輸配水管線 公里，供水普及率 100%，城區(qū)綜合用水指標為 239 升 /人 ?日 。 城區(qū)現正在推廣使用埋地式無動力生活污水處理裝置，已有數十家單位安裝使用該裝置。高階地、 II 級階地均具有較高的承載能力 — 5 公斤 /平方厘米，可作為良好的建筑地基，陸城地區(qū)正好處于長江南岸 II 級階地上，區(qū)內無明顯的構造斷裂，僅發(fā)現局部有少量褶曲現象。 年平均氣溫： ℃ 年極端最高氣溫： ℃ 年極端最低氣溫： ℃ 累年年平均降雨量： 1224mm 歷史一日最大降雨量： 累年平均降雨天數： 136 天 / 48 8 歷年最大積雪深度： 34cm 累年最多風向及頻率： SE/13% 累年平均風速： 8m/s 歷年最大風速： 28m/s 3. 污水處理廠設計條件 設計規(guī)模 根據預測結果，陸城鎮(zhèn)城區(qū)污水總量近期為 萬 m３ /d，遠期 萬 m3/d。 d；遠期（ 2020 年），陸城鎮(zhèn)城區(qū)人口為 萬人，平均日綜合生活用水定額為280L/P據總體規(guī)劃預測，近期工業(yè)用水量為 10000T/d，遠期為21000T/d。生活污水按規(guī)范標準計算，工業(yè)廢水按《污水綜合排放標準》（ GB8978－ 1996）中三級標準，實際統(tǒng)計和工業(yè)發(fā)展速度計算相結合的方法。 表 24 湖北省部分污水廠設計進水水質表 / 48 9 污水廠廠名 BOD5 COD SS NH3N TN TP 備注 恩施市污水處理廠 120 250 150 25 30 3 洪湖市污水處理廠 150 300 200 30 3 荊州市紅光路污水處理廠 160 300 200 35 3 襄樊市魚梁洲污水處理 廠 160 350 200 30 40 3 宜昌市沙河污水處理廠 120 250 180 25 3 綜合上述四方面的分析，并考慮到遠期城市的發(fā)展和生活水平的提高，確定本工程設計進水水質為： BOD5=160mg/L COD=300mg/L SS=180mg/L NH3N=25mg/L TN=30mg/L TP= 設計出水水質 根據國家有關規(guī)定，二級城市污水處理廠出水應執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（ GB1891820xx）一級 B 標準。兩廠址的綜合比較見表 26。若將合流制改為分流 制，則需要在老城區(qū)的所有道路下鋪設一根污水管，其投資巨大，施工相當麻煩，不現實，加上現狀城南排污溝業(yè)已形成納污通道的現實。國內一些城市采用的截流倍數一般為 13。 通常，城市污水處理廠完善的污泥處理工藝為： 剩余污泥 泥餅外運 本工程污水處理工藝采用生物脫氮除磷工藝，污泥齡較長，污泥性質較為穩(wěn)定，剩余污泥量較少，無須消化穩(wěn)定。 地理位置 位于城南排污溝入長江處的老女橋附近 位于城南新區(qū)的主干管渠下游的水塔溪 場地描述 位于東正街和長江大道的交匯處；現狀場地為水田和水塘，無民房；場地較平整，地勢較低；海拔高程為 — 。 占用農田少，對新區(qū)開發(fā)建 設有利。 污泥濃縮 污泥消化 污泥脫水 / 48 11 污泥處置 目前我國城市污水處理廠污泥的最終處置大都未經無害化處理隨意堆放或用于農田，國外許多國家對污泥處置采用較多的方法是焚燒、填埋、堆肥等。 污泥送往城市垃圾衛(wèi)生填埋場進行衛(wèi)生填埋是較為有效的方法之一。第一階段為污泥濃縮，主要目的是使污泥初步減容，縮小后續(xù)處理構筑物的容積或設備的容量；第二階段為污泥消化，使污泥中的有機物分解，使污泥趨于穩(wěn)定；第三階段為污泥脫水，使污泥進一步減容，便于運輸；第四階段為污泥處置，采用某種適宜的途徑，將最終的污泥予以消納和處置。一級處理構筑物選擇如下： 格柵 本設計選擇平面格柵，平面格柵具有普遍適用性，易安裝且耐用。 平流式沉砂池式常用的形式，污水在池內沿水平方向流動，具有構造簡單、截留無機顆粒效果好的優(yōu)點。同時，還對污水起預曝氣的作用 。 初次沉淀池 常見類型有：平流式沉淀池、豎流式沉淀池、輻流式沉淀池。 輻流式沉淀池適用于大水量的沉淀處理。 平流式沉淀池呈長方形，由流入裝置，流出裝置，沉淀區(qū)，緩沖層，污泥區(qū)及排泥裝置等組成。 豎流式沉淀池可用圓 形或正方形，為了池內水流分布均勻，池徑不宜過大，一般不大于 10m。適用處理水量大 ,地下水位較高的地區(qū)及工程地質條件差的地區(qū)。其優(yōu)點是水頭損失小，不易發(fā)生沉淀。 表 21 常見的幾種處理工藝比較 工藝名稱 氧化溝工藝 AO工藝 A2O工藝 SBR工藝 優(yōu) 點 處理流程簡單，構筑物少，基建費用?。? 處理效果好，有穩(wěn)定的除 P脫 N功能； 對高濃度的工業(yè)廢水有很大稀釋 作用； 有較強的抗沖擊負； 能處理不容易降解的有機物； 污泥生成量少，污泥不需要消化處理，不需要污泥回流系統(tǒng)； 技術先進成熟，管理維護簡單； 國內工程實例多，容易獲得工程設計和管理經驗； 對于中小型無水廠投資省，成本底； 污泥沉降性能好； 污泥經厭氧消化后達到穩(wěn)定； 用于大型水廠費用較低； 沼氣可回收利用。 缺 點 周期運行，對自動化控制能力要求高； 污泥穩(wěn)定性沒有厭氧消化穩(wěn)定； 容積及設備利用率低； 脫氮效果進一步提高需要在氧化溝前設厭氧池。 間歇運行，對自動化控制能力要求高； 污泥穩(wěn)定性沒有厭氧消化穩(wěn)定； 容積及設備利用率低； 變水位運行，電耗增大； 除磷脫氮效果一般。 3) 柵渣量與地區(qū)的特點、格柵間隙的大小、污水流量及排水管道系統(tǒng)等因素有關，在無當地運行資料時，可采用： 格柵間隙 e： 16~25mm，時，為 ~ /103m3污水 格柵間隙 e： 30~50mm，時，為 ~ m3柵渣 /103m3污水 4) 每日柵渣量大于 ，采用機械清渣。 8) 格柵傾角一般為 450~700，國內多采用 60176。 11) 格柵間工作臺兩側過道寬度不應小于 ，工作正面過道寬度，采用人工清渣時不應小于 ，采用機械清渣時，不應小于 。 提升泵后細格柵： 設計中取柵前水深 h=；過柵流速 v=，柵條間隙寬度 b=10mm=，格柵傾角α=60176。 = 每日柵渣量 W 設計中取柵渣量 W1=，總變化系數 總K =，則 33m a x 1 86400 0 .7 9 9 0 .0 5 8 6 4 0 0 2 .5 0 / 0 .2 /1 0 0 0 1 .3 8 1 0 0 0QwW m d m dK ? ??? ? ? ???總宜采用機械清渣。管頂標高為： +=。 — 35005500 無錫通用設備機械廠 （ 11） 粗 格柵計算草圖，見下圖 所示： H1hh2h1hHαB1BB1α柵條工作平臺l1 500 1000 l21α 2工作平臺H 1tan α圖 粗 格柵計算草圖 污水提升泵房 調節(jié)池設計 設 計流量：按最大流量設計，取為 1750m3/h,取停留時間為 10min,則調節(jié)池的體積為 m3，取整為 300 m3。集水間的尺寸 3 62 m 3。 2）計量設備 由于污水中含有機械雜質，其計量設備考慮被堵塞的問題，可采用電磁流量計，采用壓水干管的彎頭作為計量設備。 過柵水頭損失 h1： 因柵條邊為矩形截面，取 k=3，則： 422310 0 .0 1 0 .8s in 3 2 .4 2 ( ) s in 6 0 0 .2 0 52 0 .0 1 2 9 .8 1vh kh k mg??? ? ? ? ? ? ? ??其中 :? =β（ s/e） 4/3 ，β = h0：計算水頭損失 k：系數，格柵受污物堵塞后，水頭損失增加倍數，取 k=3 ε：阻力系數，與柵條斷面形狀有關，當為矩形斷面時β = 柵后槽總高度 H 取柵前渠道超高 h2= 柵前槽總高度 : 21 hhH ?? =+= 柵后槽總高度 : 21 hhhH ??? =++= 格柵總長度 L111 2tan 20BBLm?? ?? ? ??L2== L=L1+L2+++H1/tanα =++++176。 設計參數 ： 1) 沉砂池水力表面負荷為 150～ 200 m3/（ m2*h），一般采用 200 m3/（ m2 4) 進水渠道流速：在最大流量的 40%～ 80%時，為 ～ ；在最小流量時，宜大于 ；但在最大流量時不大于 。 6) 出水渠道寬度為進水渠道的 2 倍。 旋流沉砂池 設計流量為 Q=30000m3/d= m3/s，設兩座，按遠期最大流量設計。 2)一般采用機械排泥時，寬度根據排泥設備確定。 5)進出口處應設置擋板，高出池內水面 ～ 。 設計計算 設計中選擇兩組平流沉淀池， N=2，每組的設計流量為 。 7）校核長寬比及長深比 長寬比： L/b=27/=＞ 4，符合長寬比大于 4 的要求。 設計中取 h4=+（ ） = 1 2 3 4 0 . 3 3 0 . 3 3 . 7 2 2 7 . 3 2H h h h h m? ? ? ? ? ? ? ? ? 12）進水配水井 沉淀池分為 2 組，每組 6 格，每組沉淀池進水端設進水配水井，污水在配水井內平均分配，然后流進沒組沉淀池。 進水渠道的寬深比一般在 ～ ，設計中取 B1=， H1=，則進水渠道水流流速為： 1 1 1/ / /v Q B H m s? ? ? ?＞ 14）進水穿孔花墻 進水采用配 水渠道通過穿孔花墻進水，配水渠道寬 ，有效水深 ，穿孔花墻的開孔總面積為過水斷面面積的 6%20%；設計中取孔洞的寬度 B2=，孔洞的高度 h2=，孔洞數量 n1=10，則過孔流速為： 2 2 2 1 /10 6Qv m sBhn? ? ????15）出水堰 沉淀池出水經過出水堰跌落進入出水渠道，然后匯入出水管道排走。 17）進水擋板、出水擋板 沉淀池設進水擋板和出水擋板 ，進水擋板距進水穿孔花墻 ，擋板高出水面 ，伸入水下 。排泥管上端高出水面 ，便于清通和排氣。由厭氧池、缺氧池、好氧池組成，三部 / 48 24 分是獨立的構筑物。 有關設計參數 1）水力停留時間：一般為 7～ 14h，本設計取 t=8h 2) BOD5污泥負荷率：本設計取為污泥濃度為 MLSS＝ 3) 回流污泥濃度 由 Xr =錯誤 !未找到引用源。之后選擇區(qū)的污水和污泥混合液進入厭氧區(qū)與 90%的污水匯合，在厭氧條件下釋磷，反應后進入缺氧區(qū)，發(fā)生脫氮作用，將硝酸鹽轉化為氮氣排出，達到脫氮的作用，再進入好氧區(qū)，去除污水中的有機物并吸收磷。 需反硝化的氮濃度為 No，出水的 BOD 濃度為 Se，出水總氮濃度為 Ne，則有 N=(SS1)Ne=(