【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 （ s ha） 劃分設(shè)計(jì)管段，計(jì)算各管段的設(shè)計(jì)流量 吉林化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（說明書） 15 管網(wǎng)定線、設(shè)計(jì)管段的劃分見圖 ，吉林市龍?zhí)秴^(qū)工業(yè)企業(yè)的排水情況如下： （ 1） 醫(yī)院 最大時(shí)排水量 50m3/h，設(shè)計(jì)秒流量 ； （ 2） 工廠最大時(shí)排水量 20 m3/h，設(shè)計(jì)秒流量 ； （ 3） 機(jī)關(guān)最大時(shí)排水量 10 m3/h，設(shè)計(jì)秒流量 L/s。 各設(shè)計(jì)管段的設(shè)計(jì)流量通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算，本設(shè)計(jì)是初步擴(kuò)大設(shè)計(jì)，只對(duì)干管和主干管進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，具體見附錄 1 中污水管道方案 A 電算結(jié)果。 2． 4 設(shè)計(jì)規(guī)定 污水管道在設(shè)計(jì)時(shí)要 滿足以下規(guī)定 （ 1）最小流速：為防止管道淤積，根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范及有關(guān)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，污水管道最小流速定為 。 （ 2） 最小管徑：為防止管道淤積，減少清通次數(shù)，街區(qū)和廠區(qū)內(nèi)連接管道的最小管徑采用 200mm，街道管（支管、干管、主干管）的最小管徑采用 300mm。 （ 3） 最小設(shè)計(jì)坡度：管徑為 200mm時(shí)，采用最小設(shè)計(jì)坡度為 ； 管徑為 300mm時(shí)，采用的最小設(shè)計(jì)坡度為 。 （ 4） 不同管徑的最大設(shè)計(jì)充滿度見“城鎮(zhèn)排水工程設(shè)計(jì)規(guī)范” 。 （ 5） 最大埋深：根據(jù)當(dāng)?shù)氐叵滤患暗刭|(zhì)情況，管道最大埋深采用~。 （ 6）最小覆土厚度：必須滿足三點(diǎn)要求：防止管道內(nèi)污水冰凍和因土壤凍脹而損壞管道，要求管內(nèi)底標(biāo)高在冰凍線以上 ；防止管壁因地面荷載而受道破壞，要求覆土厚度大于 ；滿足街坊污水連接管銜接的要求。 管道起點(diǎn)埋深的確定 管道起點(diǎn)埋深要考慮冰凍深度、覆土厚度和管道連接要求，通過計(jì)算確定。 《 室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范 》 規(guī)定：無保溫措施的生活污水管道或水溫與生活污水接近的工業(yè)廢水管道，管底可埋設(shè)在冰凍線以上 。有保溫措施或水溫較高的管道，管底在冰凍線以上的距離可以加大， 其數(shù)值應(yīng)根據(jù)該地區(qū)或條件相似地區(qū)的經(jīng)驗(yàn)確定。該地區(qū)最大冰凍深度為 ，則干管起端管底埋深可為 。 吉林化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（說明書） 16 覆土厚度采用 。 滿足連接要求所需的管道埋深按下式計(jì)算： H= h＋ I L＋ Z1－ Z2＋ Δh （ 22） 式中 H—— 所需的管道起點(diǎn)的最小埋深（ m）； h—— 街區(qū)管起點(diǎn)出戶管最小埋深，一般采用 ~； Z1—— 管道起點(diǎn)地面標(biāo)高（ m）； Z2—— 街區(qū)管起點(diǎn)地面標(biāo)高（ m）； I —— 街區(qū)管和污水支管的坡度； L —— 街區(qū)管和污水支管的 長度（ m）； Δh —— 街區(qū)管和污水支管的管內(nèi)底高差（ m），高差取 。 各干管管段起點(diǎn)埋深計(jì)算結(jié)果見表 21，并與冰凍深度和覆土厚度相比較之后，得出最終干管起點(diǎn)埋深 H180。冰凍線在地下 ，覆土厚度為 。 控制點(diǎn)的確定 在污水排放區(qū)域內(nèi)，對(duì)管道系統(tǒng)的埋深起控制作用的地點(diǎn)稱為控制點(diǎn)。確定控制點(diǎn)的標(biāo)高一方面應(yīng)根據(jù)城市豎向規(guī)劃，保證排水區(qū)域內(nèi)各點(diǎn)的污水都能排出，并考慮發(fā)展，在埋深上留有余地。另一方面，不能因照顧個(gè)別控制點(diǎn)而增加整個(gè)管道系統(tǒng)的埋深。 根據(jù)吉林市龍?zhí)秴^(qū)地形及管網(wǎng)布置的特點(diǎn)， 1 點(diǎn) 為 管網(wǎng)的控制點(diǎn)，該點(diǎn)埋深為 ； 管網(wǎng)水力計(jì)算 管道的水力計(jì)算結(jié)果見附 錄 1。 泵站設(shè)置地點(diǎn)的確定 在排水系統(tǒng)中，由于地形條件等因素的影響，通常可能設(shè)中途泵站、局部泵站、終點(diǎn)泵站。當(dāng)管道埋深接近最大埋深時(shí)，為提高下游管道的管位而設(shè)置的泵站稱為中途泵站。若將低洼地區(qū)的污水提升到地勢(shì)高地區(qū)管道中；或是將高層建筑地下室、地鐵、其它地下建筑的污水抽送到附近管道系統(tǒng)所設(shè)置的泵站稱為局部泵站。此外，污水管道系統(tǒng)終點(diǎn)埋深通常很大，而污水理構(gòu)筑物因受受納水體水位的限制，一般須埋深很小或設(shè)置在 地面上，因此須設(shè)置泵站將污水抽升至處吉林化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（說明書） 17 理構(gòu)筑物，這類泵站稱為終點(diǎn)泵站或總泵站。 本設(shè)計(jì)中主要采用的是中途泵站和總泵站。據(jù)設(shè)計(jì)原始資料，排水管網(wǎng)干管最大埋深 米，將污水提升泵站改設(shè)在 11 點(diǎn)。提升后污水管道埋深在冰凍線以上 ，即 。總泵站設(shè)在管網(wǎng)終端，城市污水處理廠內(nèi)。 吉林化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（說明書） 18 第 3 章 污水處理方案論證 工藝介紹 污水處理廠的主要任務(wù)就是對(duì)城市污水進(jìn)行無害化處理，使之達(dá)到國家規(guī)定的城市污水排放標(biāo)準(zhǔn)，然后排放或利用，達(dá)到環(huán)境保護(hù)的目的 。在處理工藝上力求設(shè)備簡(jiǎn)單，運(yùn)行方便，處理成本低，處理效果顯著。目前國內(nèi)常用的城市污水二級(jí)生物處理工藝多為活性污泥法。 活性污泥法是當(dāng)前污水處理技術(shù)領(lǐng)域中應(yīng)用最為廣泛的技術(shù)之一，它已成為生活污水、城市污水以及有機(jī)性工業(yè)廢水的主體處理技術(shù)。目前 城市生活污水 的活性污泥法處理工藝有許多種。最早開始使用的傳統(tǒng)活性污泥法，是較普遍采用且較成熟的處理工藝，其污水和回流污泥均由曝氣池池首端流入，對(duì) BOD5 和SS 的處理效率均為 90～ 95%，但是曝氣池前端供氧不足，后端過剩，耐沖擊負(fù)荷能力弱，同時(shí)對(duì) N、 P 的處理效果差。另外， 氧化溝、 SBR（間歇式活性污泥法）、 AB 法（吸附 — 生物降解工藝）、 A/O（缺氧 — 好氧工藝）法及 A2/O 法（厭氧 — 缺氧 — 好氧生物脫氮除磷工藝）等在國內(nèi)外都被廣泛應(yīng)用。 城市污水處理廠的工藝選取通常要先考慮污水廠的規(guī)模。根據(jù)我國的具體情況， 大體上可分為大型、中型和小型污水處理廠。規(guī)模大于 10 萬 m3/d 的為大型污水處理廠，中型污水處理廠的規(guī)模為 1～ 10 萬 m3/d，規(guī)模小于 1 萬 m3/d 的是小型污水處理廠。 大型城市污水處理廠的優(yōu)選工藝是傳統(tǒng)活性污泥法及其改進(jìn)型 A/O法、 A2/O法。目前世界上絕大多數(shù)國家 (包括我國 )的大型污水廠大多采用傳統(tǒng)活性污泥法、 A/O 和 A2/O 法。傳統(tǒng)活性污泥法、 A/O 和 A2/O 法與氧化溝和 SBR 工藝相比最大優(yōu)勢(shì)是能耗較低、運(yùn)營費(fèi)用較低 ， 規(guī)模越大這種優(yōu)勢(shì)越明顯。常規(guī)活性污泥法、 A/O 和 A2/O 法的主要缺點(diǎn)是處理單元多 ， 操作管理復(fù)雜 ， 特別是污泥厭氧消化要求高水平的管理 ， 消化過程產(chǎn)生的沼氣是可燃易爆氣體 ， 更要求安全操作 ，這些都增加了管理的難度 。 但根據(jù)我國目前的現(xiàn)實(shí)情況 ， 城市污水處理處于起步階段 ， 法規(guī)和制度都不夠健全 ， 對(duì)污泥的穩(wěn)定化要求沒有明確的規(guī)定 ， 同時(shí)由于排水管網(wǎng)系統(tǒng)不夠完善 ， 大多數(shù)城市污水的有機(jī) 成分不高 ,加之污泥厭氧消化的管理和沼氣的利用還缺乏成熟的經(jīng)驗(yàn) ， 這些因素都降低了包含污泥厭氧消化工序吉林化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（說明書） 19 的常規(guī)活性污泥法、 A/O 和 A2/O 法的經(jīng)濟(jì)性。因此 ， 對(duì)于規(guī)模為 10～ 20萬 m3/d的城市污水處理廠 ， 有時(shí)可能采用 SBR 和氧化溝工藝更為經(jīng)濟(jì) ， 在這種情況下 ，有必要對(duì)各種工藝進(jìn)行詳細(xì)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較 ， 以確定最佳工藝。 工藝比較 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 : ， 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 ， 是目前國際上公認(rèn)的 高效、簡(jiǎn)化的污水處理工藝 ，也是世界各國中小型城市污水處理廠的優(yōu)選工藝。 10萬 m3/d 規(guī)模以下 ， 氧化溝和 SBR 法的基建費(fèi)用明顯低于常規(guī)活性污泥法、 A/O 和 A2/O法。即使氧化溝和 SBR 法的電耗和年運(yùn)營費(fèi)用仍高于常規(guī)活性污泥法 ,但如果與基建費(fèi)用一起來比較 ,基建費(fèi)加上 20 年的運(yùn)營費(fèi)總計(jì)還是比常規(guī)活性污泥法低些。規(guī)模越小 ， 低得越多 ， 規(guī)模越大 ， 差距越小 ， 當(dāng)規(guī)模為10萬 m3/d 時(shí) ， 兩類工藝的總費(fèi)用大致相當(dāng)。因此 ， 對(duì)于中小型污水廠采用氧化溝與 SBR 法在經(jīng)濟(jì)上是有利的。 SBR 工藝通常都不設(shè)初沉池和污 泥消化池 ， 整個(gè)處理單元比常規(guī)活性污泥法少 50%以上 ， 操作管理大大簡(jiǎn)化 ， 這對(duì)于技術(shù)力量相對(duì)較弱、管理水平相對(duì)較低的中小型污水處理廠很合適。 SBR 工藝的設(shè)備基本上實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化 ， 在質(zhì)量上能滿足工藝要求 ， 價(jià)格比國外設(shè)備便宜好幾倍 ， 而且也省去了申請(qǐng)外匯進(jìn)口設(shè)備的種種麻煩。 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。正是由于上述種種原因 ， 氧化溝和SBR在國內(nèi)外都發(fā)展很快。 但中小型污水處理廠結(jié)合自身情況，也可采用傳統(tǒng)活性污泥法及具有脫氮除磷 能力的 A/O 或 A2/O 法。 目前，國內(nèi)建成的城市污水廠絕大部分采用活性污泥法處理工藝，生物膜法應(yīng)用很少。隨著科技的發(fā)展和微處理機(jī)與自控技術(shù)設(shè)備的進(jìn)步與普及，對(duì)活性污泥法工藝進(jìn)行改革，特別是 80 年代以來，隨著改革開放步伐的加快，在污水處理方面，利用外國資金，引進(jìn)了一批國外污水處理工藝和設(shè)備，使污水處理技術(shù)吉林化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（說明書） 20 有較大的發(fā)展。目前，各種活性污泥變法已在工程中得到應(yīng)用，例如 AB 法、 A/O法、 SBR 法、氧化溝法等等。綜觀這些革新的活性污泥法，它們適用于不同場(chǎng)合，滿足不同出水水質(zhì)要求。 在方案比選時(shí)，主要控制的條件有用地范 圍、尾水排放、污泥出路、地質(zhì)條件、發(fā)展余地、管理水平、運(yùn)行費(fèi)用、工程投資、環(huán)境影響等諸方面。在滿足出水水質(zhì)各項(xiàng)指標(biāo)前提下，應(yīng)著重研究運(yùn)行費(fèi)用與管理水平。已知一些污水廠建成后，由于運(yùn)行費(fèi)用高而無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)，而另一些處理廠引進(jìn)高級(jí)監(jiān)控儀表設(shè)備，由于缺乏具有一定水平的維護(hù)人員，這些儀表設(shè)備被閑置。所以，要從目前國內(nèi)的現(xiàn)狀出發(fā)，選擇合適的處理工藝。中小規(guī)模污水處理廠選用氧化溝、 SBR 法具有明顯優(yōu)點(diǎn)，而大型污水處理廠推流式活性污泥法仍是首選方案 工藝類型 氧化溝 SBR法 A2/O法 技術(shù)比較 間長，污水的混合效果好 BOD 負(fù)荷低，對(duì)水質(zhì)的變動(dòng)有較強(qiáng)的適應(yīng)性 ，控制靈活 2 系統(tǒng)處理構(gòu)筑物少，緊湊，節(jié)省占地 ，高效能，能有效去除有機(jī)物 測(cè)污水處理廠進(jìn)出水質(zhì)的變化。 經(jīng)濟(jì)比較 可不單獨(dú)設(shè)二沉池，使氧化溝二沉池合建，節(jié)省了二沉池合污泥回流系統(tǒng) 投資省，運(yùn)行費(fèi)用低，比傳統(tǒng)活性污泥法基建費(fèi)用低 30% 能耗低，運(yùn)營費(fèi)用較低，規(guī)模越大優(yōu)勢(shì)越明顯 使用范圍 中小流量的生活污水和工業(yè)廢水 中小型處理廠居多 大中型污水處理廠 穩(wěn)定性 一般 一般 穩(wěn)定 工藝的確定 本設(shè)計(jì)中城市污水處理廠的設(shè)計(jì)流量不足 5 萬噸，屬中小型污水處理工程。設(shè)計(jì)要求出水水質(zhì)達(dá)到 GB189182020 一級(jí) B 標(biāo)準(zhǔn)，要考慮污水的脫氮除磷，所以污水處理采用二級(jí)強(qiáng)化工藝處理。 而本工程位于東北地區(qū)，對(duì)寒冷地區(qū)選擇城市污水活性污泥法流程時(shí)，應(yīng)充分考慮溫度的影響，宜采用鼓風(fēng)曝氣供氧，不宜選用散熱量大的表面曝氣器供氧。而氧化溝工藝采用的就是表面曝氣器，池深淺，散熱量很大，占地面積也較大。所以不宜在東北地區(qū)應(yīng)用，不過也有在氧化溝上加蓋來保證污水溫度的做法。 SBR雖然是鼓 風(fēng)曝氣，但是在冬季潷水器懸空易結(jié)冰，使設(shè)備無法正常運(yùn)行。故采用吉林化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（說明書） 21 具有脫氮除磷的 A2/O 法 。 A2/O 工藝將生物反應(yīng)池分為厭氧池、缺氧池和好氧池。在厭氧階段，從沉淀池排出的含磷回流污泥同原污水一起進(jìn)入，聚磷酸菌釋放磷，同時(shí)部分有機(jī)物開始進(jìn)行氨化。隨后污水進(jìn)入缺氧反應(yīng)器，本反應(yīng)器的首要功能是脫氮，硝態(tài)氮是通過內(nèi)循環(huán)由好氧反應(yīng)器送來的，循環(huán)的混合液量較大，一般為 2Q（ Q—原污水流量）?；旌弦簭娜毖醴磻?yīng)器進(jìn)入好氧反應(yīng)器 —— 曝氣池，這一反應(yīng)器是多功能的，去除 BOD，硝化和吸收磷等項(xiàng)反應(yīng)都在本反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行。這三項(xiàng)反應(yīng) 都是重要的，混合液中含有 NO3N，污泥中含有過剩的磷，而污水中的 BOD（或 COD）則得到去除。流量為 2Q的混合液從這里回流缺氧反應(yīng)器。沉淀池的功能是泥水分離，污泥的一部分回流厭氧反應(yīng)器，上清夜作為處理水排放。 污水廠 A2/O 工藝流程圖如下所示： 厭氧反應(yīng)器 缺氧反應(yīng)器 好氧反應(yīng)器沉淀池處理水內(nèi)循環(huán) 2QN2原污水（釋放磷氨化） 脫氮 （消化吸收去除BOD）回流污泥（含磷污泥）圖81 A/A/O法工藝流 程圖 吉林化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（說明書） 22 第 4 章 工藝設(shè)計(jì) 污水處理設(shè)計(jì) 中格柵 ，安裝在污水渠道上、泵房 集水井的進(jìn)口處或污水處理廠的端部，用以截留 較大的懸浮物或漂浮物，以防止泵及處理構(gòu)筑物的機(jī)械設(shè)備和管道被磨損或堵塞，減輕后續(xù)處理構(gòu)筑物的處理負(fù)荷。處理廠的運(yùn)轉(zhuǎn)及防止有害的漂浮物進(jìn)入除塵池，格柵的空隙應(yīng)寬窄適度，過柵流速越低截留雜質(zhì)越多，但流速不宜過低，不得超過一定限度而使固體懸浮物在槽內(nèi)沉積。細(xì)格柵的作用是攔截粗格柵未截留的懸浮物或漂浮物。 格柵一般由安裝在回轉(zhuǎn)鏈上相隔一定間距的一排排耙齒組成，在驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)下，回轉(zhuǎn)鏈帶動(dòng)耙齒按一定方向旋轉(zhuǎn)，在迎水面耙齒由下向上運(yùn)動(dòng)，將水中粗大漂浮物撈出至頂端翻轉(zhuǎn)后卸下。該型格柵是目前應(yīng)用最多的一