【正文】 .......................................... 47 8 附錄 ................................................... 47 9 參考文獻 ............................................ 47 / 48 6 1 總論 設(shè)計任務(wù)和內(nèi)容 目的：加深理解所學(xué)專業(yè)知識，培養(yǎng)運 用所學(xué)專業(yè)知識的能力，在設(shè)計、計算、繪圖等方面得到鍛煉。其混合污水近期平均日設(shè)計流量為Q=30000m3 /d,總變化系數(shù)為 K= 水質(zhì)如下： COD=300mg/l , SS=180mg/l， BOD5=1660mg/l， TN=25 mg/l ,TP=2 mg/l，出水水質(zhì)符合國家的一級 B排放標(biāo)準(zhǔn)。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(nóng)業(yè)生產(chǎn)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(yán)重的威脅。因而城市污水治理已成當(dāng)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(shè)計中，采用 A2O系統(tǒng)處理該城市污水。 內(nèi)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(gòu)筑物的工藝尺寸進行設(shè)計計算，確定污水處理廠的平面布置和高程布置。 地質(zhì)地貌 區(qū)域現(xiàn)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(nèi)生產(chǎn)總值 32 億元，按現(xiàn)行價格計算的全部工業(yè)總產(chǎn)值 億元。 2 基本資料 城市性質(zhì)與規(guī)模 城市性質(zhì)：該市是全國重要的水陸交通樞紐之一，鄂西南經(jīng)濟區(qū)的副中心城市之一，全市政治、經(jīng)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(biāo)為 239 升 /人 ?日 。 城區(qū)現(xiàn)正在推廣使用埋地式無動力生活污水處理裝置，已有數(shù)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(nèi)無明顯的構(gòu)造斷裂，僅發(fā)現(xiàn)局部有少量褶曲現(xiàn)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(shù)： 136 天 / 48 8 歷年最大積雪深度： 34cm 累年最多風(fēng)向及頻率： SE/13% 累年平均風(fēng)速： 8m/s 歷年最大風(fēng)速： 28m/s 3. 污水處理廠設(shè)計條件 設(shè)計規(guī)模 根據(jù)預(yù)測結(jié)果，陸城鎮(zhèn)城區(qū)污水總量近期為 萬 m３ /d，遠(yuǎn)期 萬 m3/d。 d；遠(yuǎn)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(jù)總體規(guī)劃預(yù)測，近期工業(yè)用水量為 10000T/d，遠(yuǎn)期為21000T/d。生活污水按規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)計算，工業(yè)廢水按《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（ GB8978－ 1996）中三級標(biāo)準(zhǔn)，實際統(tǒng)計和工業(yè)發(fā)展速度計算相結(jié)合的方法。 表 24 湖北省部分污水廠設(shè)計進水水質(zhì)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(yuǎn)期城市的發(fā)展和生活水平的提高，確定本工程設(shè)計進水水質(zhì)為： BOD5=160mg/L COD=300mg/L SS=180mg/L NH3N=25mg/L TN=30mg/L TP= 設(shè)計出水水質(zhì) 根據(jù)國家有關(guān)規(guī)定，二級城市污水處理廠出水應(yīng)執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（ GB1891820xx）一級 B 標(biāo)準(zhǔn)。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(shè)一根污水管，其投資巨大，施工相當(dāng)麻煩，不現(xiàn)實，加上現(xiàn)狀城南排污溝業(yè)已形成納污通道的現(xiàn)實。國內(nèi)一些城市采用的截流倍數(shù)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(zhì)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(xiàn)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(nóng)田少，對新區(qū)開發(fā)建 設(shè)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(jīng)無害化處理隨意堆放或用于農(nóng)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(gòu)筑物的容積或設(shè)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(gòu)筑物選擇如下： 格柵 本設(shè)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(nèi)沿水平方向流動，具有構(gòu)造簡單、截留無機顆粒效果好的優(yōu)點。同時，還對污水起預(yù)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(nèi)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(zhì)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(gòu)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(fù)； 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(shù)先進成熟，管理維護簡單； 國內(nèi)工程實例多，容易獲得工程設(shè)計和管理經(jīng)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(jīng)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(shè)備利用率低； 脫氮效果進一步提高需要在氧化溝前設(shè)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(shè)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(guān)，在無當(dāng)?shù)剡\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(nèi)多采用 60176。 11) 格柵間工作臺兩側(cè)過道寬度不應(yīng)小于 ，工作正面過道寬度，采用人工清渣時不應(yīng)小于 ，采用機械清渣時，不應(yīng)小于 。 提升泵后細(xì)格柵： 設(shè)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(shè)計中取柵渣量 W1=，總變化系數(shù) 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(biāo)高為： +=。 — 35005500 無錫通用設(shè)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(diào)節(jié)池設(shè)計 設(shè) 計流量：按最大流量設(shè)計，取為 1750m3/h,取停留時間為 10min,則調(diào)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(shè)備 由于污水中含有機械雜質(zhì)，其計量設(shè)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(shè)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(shù)，格柵受污物堵塞后，水頭損失增加倍數(shù)，取 k=3 ε：阻力系數(shù)，與柵條斷面形狀有關(guān)，當(dāng)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(shè)計參數(shù) ： 1) 沉砂池水力表面負(fù)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(shè)計流量為 Q=30000m3/d= m3/s，設(shè)兩座，按遠(yuǎn)期最大流量設(shè)計。 2)一般采用機械排泥時，寬度根據(jù)排泥設(shè)備確定。 5)進出口處應(yīng)設(shè)置擋板，高出池內(nèi)水面 ～ 。 設(shè)計計算 設(shè)計中選擇兩組平流沉淀池， N=2，每組的設(shè)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(shè)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(shè)進水配水井，污水在配水井內(nèi)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(shè)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?dāng)嗝婷娣e的 6%20%；設(shè)計中取孔洞的寬度 B2=，孔洞的高度 h2=，孔洞數(shù)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(jīng)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(shè)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(gòu)筑物。 有關(guān)設(shè)計參數(shù) 1）水力停留時間：一般為 7～ 14h，本設(shè)計取 t=8h 2) BOD5污泥負(fù)荷率：本設(shè)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?yún)捬鯀^(qū)與 90%的污水匯合，在厭氧條件下釋磷，反應(yīng)后進入缺氧區(qū)，發(fā)生脫氮作用，將硝酸鹽轉(zhuǎn)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=(