【正文】 ............................................................... 53 參考文獻(xiàn) ........................................................................................................................ 54 致 謝 ........................................................................................................................... 55 廣東環(huán)境保護(hù)工程職業(yè)學(xué)院第一屆 “ 粵綠杯 ” 環(huán)境工程設(shè)計(jì)與模型制作大賽 5 前 言 水是人類(lèi)生產(chǎn)、生活中不可缺少的組成部分，在各個(gè)領(lǐng)域內(nèi)發(fā)揮著重要的作用。為保障人民的身體健康，提高生活質(zhì)量，城市排水問(wèn)題的解決也日益迫切。 廣東環(huán)境保護(hù)工程職業(yè)學(xué)院第一屆 “ 粵綠杯 ” 環(huán)境工程設(shè)計(jì)與模型制作大賽 6 第一篇 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 一、 污水廠的設(shè)計(jì)規(guī)模及進(jìn)出水水質(zhì) 參賽的內(nèi)容為城鎮(zhèn)城鎮(zhèn)生活污水處理工程，原水設(shè)計(jì)水量為 20200 m3/d，根據(jù)中華人民共和國(guó)《環(huán)境保護(hù)法》、《水污染防 治法》、廣東省《水污染物排放限值》 DB44/262020，小區(qū)污水處理站的出水就近排入沙溪水庫(kù)，根據(jù)排放水功能區(qū)域劃分，需達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（ GB38382020） III 類(lèi)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)過(guò) 處理后出水水質(zhì)要求 達(dá)到廣東省《水污染物排放限值》（ DB44/262020）中第二時(shí)段一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。 其工藝特點(diǎn)是： （ 1） 大多數(shù)條件下無(wú)設(shè)置調(diào)節(jié)池的必要 （ 2） SVI值較低，易于沉淀，一般情況下不會(huì)產(chǎn)生污泥膨脹 （ 3） 通過(guò)對(duì)運(yùn)行方式的調(diào)節(jié)，進(jìn)行脫氮除磷反應(yīng) （ 4） 自動(dòng)化程度較高 （ 5） 得當(dāng)時(shí)，處理效果優(yōu)于連續(xù)式 （ 6） 單方投資較少 （ 7） 占地規(guī)模大，處理水量較小 曝氣池 污水 廣東環(huán)境保護(hù)工程職業(yè)學(xué)院第一屆 “ 粵綠杯 ” 環(huán)境工程設(shè)計(jì)與模型制作大賽 8 其工作流程： 其工作原理如下： 氧化溝一般呈環(huán)形溝渠式，污水在溝渠內(nèi)作環(huán)形流動(dòng)，利用獨(dú)特的水力流動(dòng)特點(diǎn)，在溝渠轉(zhuǎn)彎處設(shè)曝氣裝置，在曝氣池上方為厭氧段，下方則為好氧段，從而產(chǎn)生富氧區(qū)和缺氧區(qū)，可以進(jìn)行硝化和反硝化，取得脫氮的效果，同時(shí)氧化溝法泥齡較長(zhǎng)，可以存活時(shí)代時(shí)間較長(zhǎng)的微生物進(jìn)行特別的反應(yīng)，如脫氮除磷。 中、小型城市污水處理廠的優(yōu)選工藝是氧化溝和 SBR，它們的共同特點(diǎn)是 ：（ 1） 去除有機(jī)物效率很高，有的還能脫氮、除磷或既脫氮又除磷，而且處理設(shè)施十分簡(jiǎn)單，管理非常方便，是目前國(guó)際上公認(rèn)的高效、簡(jiǎn)化的污水處理工藝， 也是世界各國(guó)中小型城市污水處理廠的優(yōu)選工藝。規(guī)模越小，低得 越多，規(guī)模越大，差距越小，當(dāng)規(guī)模為 10104 m3/d 時(shí)，兩類(lèi)工藝的總費(fèi)用大致相當(dāng)。 （ 5） 氧化溝和 SBR 工藝 的抗沖擊負(fù)荷能力比常規(guī)活性污泥法好得多，這對(duì)于水質(zhì)、水量變化劇烈的中小型污水廠很有利。 BOD 濃度高，反應(yīng)容積與沉淀容積的比值高，對(duì)氧化溝有利； BOD 濃度低，反應(yīng)容積與沉淀容積的比值低，對(duì) SBR 有利。 （ 3）氧化溝工藝是連續(xù)運(yùn)行，不要求自動(dòng)控制，只是在要求節(jié)能時(shí)用自動(dòng)控制； SBR 工藝是周期間歇運(yùn)行，各個(gè)工序轉(zhuǎn)換頻繁，需要自動(dòng)控制?；趯?duì)設(shè)計(jì)的研究， 污水處理廠的工藝流程 要在 達(dá)到所要求的處理程度的前提下，污水處理各單元有機(jī)組合，以滿(mǎn)足污水處理的要求 ，綜合各方面， 該城市的污水 5 / CrBOD COD ≥ 可生化性較強(qiáng)，日處理量為 20200 3/md，為中小型污水處理廠的規(guī)模，綜合考慮經(jīng)濟(jì)技術(shù)等方面的因素， 本次設(shè)計(jì)采用 氧化溝是適的。機(jī)械格柵傾角一般 60176。 集水井和提升泵房 設(shè)計(jì)集水池為矩形，其尺寸為長(zhǎng) A=3m,寬 B=4m，高 H=5m，池容為 70 3m 。 (2)相鄰兩機(jī)組突出部分的間距，以及機(jī)組突出部分與墻壁的間距，應(yīng)保證水泵軸或電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子再檢修時(shí)能夠拆卸，并不得小于 米，如電動(dòng)機(jī)容量大于 55KW 時(shí)，則不得小于 1m，作為主要通道寬度不得小于 廣東環(huán)境保護(hù)工程職業(yè)學(xué)院第一屆 “ 粵綠杯 ” 環(huán)境工程設(shè)計(jì)與模型制作大賽 12 (3)水泵為自罐式 提升泵采用 ZWL 型直聯(lián)自吸式排污泵 型號(hào) 流量 m3/h 揚(yáng)程 m 功率 kw 轉(zhuǎn)速 r/min 效率 % 汽蝕 余量 m 自吸 高度 m 自吸 時(shí)間 min/m 重量kg ZWL25042020 420 8 55 1450 61 1020 細(xì)格柵 細(xì)格柵的設(shè)計(jì)與粗格柵相似 設(shè)計(jì)參數(shù)： 柵條寬度 b=10mm 格柵 安裝角度 α=60176。排砂管直徑不應(yīng)小于 （ 6）沉砂斗的超高不宜小于 （ 7）除砂一般采用機(jī)械方法，當(dāng)采用重力排砂時(shí)，沉砂池和曬砂廠應(yīng)盡量靠近，以縮短排砂管的長(zhǎng)度。 設(shè)計(jì)參數(shù)： 設(shè)計(jì)兩組氧化溝，四廊道式。澄清液通過(guò)池內(nèi)的排水渠，排到接觸消毒池。 二沉池 該沉淀池采用中心進(jìn)水，周邊出水的輻流式沉淀池，采用刮泥機(jī)進(jìn)行刮泥。 設(shè)計(jì)參數(shù)： 流量 Q=20200 3md = ls （設(shè)計(jì)一座） 廣東環(huán)境保護(hù)工程職業(yè)學(xué)院第一屆 “ 粵綠杯 ” 環(huán)境工程設(shè)計(jì)與模型制作大賽 15 BOD5=20mg/L 紫外透光率（ UVT） 65% 均懸浮顆粒尺寸 um 出水糞大腸菌群數(shù) 410 個(gè) /L 五、污泥處理構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)計(jì)算 污泥泵房 二沉池活性污泥由吸泥管吸入，由池中心落泥管及排泥管排入 池外套筒閥井中，然后由管道輸送至回流泵房，其他污泥由刮泥板刮入污泥井中，再由排泥管排入剩余污泥泵房集泥 井中。污泥固體負(fù)荷宜采用 80~120 2kg md?（ ），當(dāng)為剩余污泥時(shí)，污泥固體負(fù)荷宜為 30~602kg md?（ ） （ 3）濃縮時(shí)間不宜小于 12h，但也不要超過(guò) 24h （ 4）有效水深一般為 4m，最低不小于 3m 設(shè)計(jì)參數(shù)： 每座污泥總流量 WQ = ，采用兩座 進(jìn)泥濃度為 10 gl 污泥含水率 1P =% 濃縮后含水率 2P =% 污泥固體負(fù)荷 sq =452()kgSS md? 污泥濃縮時(shí)間 T=13h 貯泥時(shí)間 t=4h 濃縮池直徑 mD ? （取 ） 水力負(fù)荷 )./( 23 hmmu ? 有效水深 h1=（取 ） 濃縮 池總高度 H= 貯泥池及提升泵 設(shè)計(jì)參數(shù)：設(shè)貯泥池 1座 進(jìn)泥量 239。 廣東環(huán)境保護(hù)工程職業(yè)學(xué)院第一屆 “ 粵綠杯 ” 環(huán)境工程設(shè)計(jì)與模型制作大賽 17 六、污水廠平面、高程布置 平面布置 各處理構(gòu)筑物是污水處理廠的主體構(gòu)筑物，在對(duì)它們進(jìn)行平面布置時(shí)，應(yīng)根據(jù)各構(gòu)筑物的功能和水力要求結(jié)合當(dāng)?shù)氐匦蔚刭|(zhì)條件，確定它們?cè)趶S區(qū)的平面布置應(yīng)考慮： （ 1） 貫通連接各構(gòu)筑物之間的管道應(yīng)直通，應(yīng)避免迂回曲折，造成管道不便。 （ 2） 廠區(qū)內(nèi)還應(yīng)有給水管，生活水管，雨水管線(xiàn)。 根據(jù)氧化溝的設(shè)計(jì)水面標(biāo)高，推求各污水處理構(gòu)筑物的水面標(biāo)高，根據(jù)和處理構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，確定處理構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)地面標(biāo)高。 1112BBl tg??? = 20tg? ? ? （ 4） 柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長(zhǎng)度 2l 12 2ll ? = = 廣東環(huán)境保護(hù)工程職業(yè)學(xué)院第一屆 “ 粵綠杯 ” 環(huán)境工程設(shè)計(jì)與模型制作大賽 19 （ 5） 過(guò)柵水頭損失 1h 設(shè)柵條為矩形斷面，取 k=3，（ k 為系數(shù)，格柵受污 物堵塞后，水頭損失增加的倍數(shù)，一般 k=3）； ? 為阻力系數(shù)，與柵條斷面形狀有關(guān)， 43()sb???，因柵條為矩形斷面， ? =。污水井提升后進(jìn)入平流沉砂池，然后自流通過(guò)氧化溝、 二沉池及接觸池，最后又出水管排出。并應(yīng)設(shè)置相應(yīng)的沖洗或清泥設(shè)施。 21 sin2hk g????= 24 30 . 0 1 0 . 93 2 . 4 2 ( ) si n 6 00 . 0 1 2 9 . 8 1? ? ? ??= （ 6） 柵后槽總高度 H 取格柵前渠道超高 2 ? ， 柵前槽高 12H h h? ? ? += 柵后槽總高度 12H h h h? ? ? ?++= （ 7） 柵槽總長(zhǎng)度 L 112 0 .5 1 .0 HL l l tg ?? ? ? ? ?=++++ ? = （ 8）每日柵渣量 W 1W 為單位體積污水柵渣量， 3 3310m m ，一般取 ～ ，在此 取1W? 3 3310m m ； 廣東環(huán)境保護(hù)工程職業(yè)學(xué)院第一屆 “ 粵綠杯 ” 環(huán)境工程設(shè)計(jì)與模型制作大賽 23 zK 為污水流量總變化系數(shù)，查資料取 . m a x 1 864001000zQWW K ???? 0 .3 4 7 0 .1 0 8 6 4 0 01 .5 1 0 0 0??? = 3md 當(dāng)柵渣量大于 3md 時(shí)宜采用機(jī)械清渣，因此采用機(jī)械清渣。常見(jiàn)的沉砂池有平流式、曝氣式、渦流式和多爾沉砂池等。目前已有工程實(shí)例且廣為人知的氧化溝工藝主要有：卡魯賽爾氧化溝，雙溝式氧化溝，三溝式氧化溝，奧貝爾氧 化溝和一體化氧化溝，他們各有其獨(dú)特的風(fēng)格和適用性。 （ 4）由于反應(yīng)池和二沉池分建，使用起來(lái)十分靈活，可以替代其他工藝，也可以與其他工藝結(jié)合只作為反應(yīng)池使用。 設(shè)計(jì)最低月平均氣溫為 10℃，最熱月平均氣溫為 25℃，采用卡魯賽爾 2020 型氧化溝 。 (5)計(jì)算好氧溝容積 02 4 ( )1000c o eO Q Y S SV X? ??= 2 4 1 0 0 0 1 1 1 . 0 7 (1 7 0 2 0 )1 0 0 0 4? ? ? ? ??=10593 3m Q—— 反應(yīng)池設(shè)計(jì)流量 C? —— 污泥泥齡 Y—— 污泥產(chǎn)率系數(shù) 0S —— 反應(yīng)池進(jìn)水 BOD 濃度 eS —— 反應(yīng)池出水 BOD 濃度 廣東環(huán)境保護(hù)工程職業(yè)學(xué)院第一屆 “ 粵綠杯 ” 環(huán)境工程設(shè)計(jì)與模型制作大賽 30 X—— 曝氣池混合液懸浮固體平均濃度 (6)計(jì)算缺氧池的容積 02 4 ( )1000c d eD Q Y S SV X? ?? = 2 4 1 0 0 0 1 . 0 7 2 . 7 5 (1 7 0 2 0 )1 0 0 0 4? ? ? ? ??= 3m （ 7） 氧化溝總?cè)莘e ODV V V?? =10593+= 3m 其中好氧溝占 80%，缺氧溝占 20% 水力停留時(shí)間為 VTQ?= == （ 8）溝形設(shè)計(jì) 氧化溝采用四廊道式卡魯賽爾式氧化溝，氧化溝座數(shù)： M=2 座，每座氧化溝溝道數(shù) m=4，有效水深： H=，單池溝道寬： B=6m 各 部分尺寸計(jì)算如下：i VV M?=ii VF H? =每座氧化溝溝道總長(zhǎng)（按中線(xiàn)計(jì)算）： iFL B? =好氧池和缺氧池分割處有兩個(gè)圓弧，占用了池容，這個(gè)池容折算為直線(xiàn)段池長(zhǎng)，按 3m 計(jì)算，則每座氧化溝溝道總長(zhǎng)為： +3=，其中彎道（好氧溝和缺氧溝分隔處的兩個(gè)彎道不計(jì)）長(zhǎng)度（ 3 個(gè)小彎和 1 個(gè)大彎）為：1L =3 ? 6+? 12= 直線(xiàn)段總長(zhǎng) 21L L L?? = 單溝道直線(xiàn)段長(zhǎng) 2i LL m?=廣東環(huán)境保護(hù)工程職業(yè)學(xué)院第一屆 “ 粵綠杯 ” 環(huán)境工程設(shè)計(jì)與模型制作大賽 31 缺氧溝 溝長(zhǎng)計(jì)算： 缺氧溝有效容積占總溝容 20%，在分割處弧形隔墻折算直線(xiàn)長(zhǎng) 3m 應(yīng)為缺氧溝和好氧溝各 ，故其溝道長(zhǎng)度為： DL = += 其中彎道（一個(gè)小彎）長(zhǎng)度為 39。39。設(shè)計(jì) 2 座輻流式二沉池。 （ 2）污泥泵選型： 選兩臺(tái)， 2用 1備，單泵流量 Q2Qw/2＝ 。 100WWPP?? ? = 10 0 99 0 96? ?? = 3md = 3mh 按 4h 貯泥時(shí)間計(jì)泥量，則貯泥區(qū)所需容積 V2＝ 4Qw′＝ ?4＝ 3m 泥斗容積 )(3 22212143 rrrrhV ??? ? = )(3 22 ?????? 3m 式中： 4h —— 泥斗的垂直高度，取 1r —— 泥斗的上口半徑，取 2r —— 泥斗的下口半徑，取 設(shè)池底坡度為 ，池底坡降為： 5h = mD )( 1 ?????? ）（ 廣東環(huán)境保護(hù)工程職業(yè)學(xué)院第一屆 “ 粵綠杯 ” 環(huán)境工程設(shè)計(jì)與模型制作大賽 40 故池底可貯泥容積： )(3 21112154 rrRRhV ??? ? = 322 )(3 m????