【導讀】環(huán)境保護是我國的基本國策。世界經濟發(fā)展的實踐證明，為實現(xiàn)經濟的持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)展，必須。隨著我國社會和經濟的高速發(fā)展，城市環(huán)境污染特別是水污染的問。目前我國水污染控制的重點已從以工業(yè)點源為主，逐步轉變?yōu)橐猿鞘形鬯廴緸橹鞯?。本文即為遼寧省沈陽市某污水處理工程的設計計算，在分析進出水水質之后，結合當?shù)氐乃?。文及氣候條件，本設計選用傳統(tǒng)活性污泥工藝進行處理。傳統(tǒng)活性污泥法是當前應用最為廣泛的污水處理技術之一。該方法自1914年在英國曼徹斯特市。建成污水試驗廠以來，已有80多年的歷史。活性污泥法有3個基本要素：—是引起吸附和氧化作用的微生物，即活性污泥；二是廢水中的有機物，能發(fā)揮氧化分解作用。

　　

【正文】 而被排放。 為了使曝氣池保持高的反應速率，我們必須使曝氣池內維持足夠高的活性污泥微生物濃度。為此，沉淀后的活性污泥的一部分又回流至曝氣池前端，使之與進入曝氣池的廢水接觸，以重復吸附、氧化分解廢水中的有機物。 在這一正常的連續(xù)生產 （連續(xù)進水）條件下，活性污泥中微生物不斷利用廢水中的有機物進行 2 新陳代謝。由于合成作用的結果，活性污泥數(shù)量不斷增長，因此曝氣池中活性污泥的量愈積愈多，當超過一定的濃度時，我們適當排放一部分，這部分被排去的活性污泥常稱作剩余污泥。 曝氣池中污泥濃度一般控制在 2～ 3g/L，廢水濃度高時采用較高數(shù)值。廢水在曝氣池中的停留時間常采用 4～ 8小時，視廢水中有機物濃度而定?；亓魑勰嗔考s為進水流量的 25～ 50%左右，視活性污泥含水率而定。 曝氣池中水流是縱向混合的推流式。在曝氣池前端，活性污泥同剛進入的廢水相接觸，有機物濃度 相對較高，即供給活性污泥微生物的食料較多，所以微生物生長一般處于生長曲線的對數(shù)生長期后期或穩(wěn)定期。由于普通活性污泥法曝氣時間比較長，當活性污泥繼續(xù)向前推進到曝氣池末端時，廢水中有機物已幾乎被耗盡，污泥微生物進入內源代謝期，它的活動能力也相應減弱，因此在沉淀池中容易沉淀，出水中殘剩的有機物數(shù)量少。處于饑餓狀態(tài)的污泥回流入曝氣池后又能夠強烈吸附和氧化有機物，所以普通活性污泥法的 BOD 和懸浮物去除率都很高，達到 90～ 95%左右。 傳統(tǒng)活性污泥工藝流程： 廢水首先經過機械格柵去除廢水中較大的懸浮物，經提升泵 將廢水提升到曝氣沉砂池，去除污水中砂子、煤渣等比重較大的顆粒。然后污水進入平流式初沉池作預處理，去除較細小的懸浮有機物；然后進入曝氣池，污泥中的微生物處理除去 BOD COD 等有機物，再進入輻流式二沉池進行泥水分離，部分活性污泥回流到曝氣池，以保證曝氣池有足夠的微生物分解有機物，出水經加氯接觸池消毒后經巴氏計量槽排入水體。 初沉池 、曝氣池和二沉池的污泥混合后進入污泥濃縮池濃縮后降低污泥中的含水率，濃縮池的上清液回流到初沉池進行再處理，再經污泥消化池處理含有機物的污泥，防治污泥腐爛發(fā)臭，消化后的污泥再經帶式 壓濾機進行脫水，污泥晾曬后外運。 工藝流程圖如下： 泵站 細格柵 沉沙池初次沉淀池曝氣池二次沉淀池消毒接觸池巴氏計量槽污泥濃縮池貯泥池污泥消化池脫水機房城市進水出水運走回流污泥 3 傳統(tǒng)活性污泥工藝的優(yōu)點： （ 1） 有機物經歷了第一階段的吸附和第二階段的代謝的完整過程 ,活性污泥也歷了一個從池道端的對數(shù)增長 ,經減速增長到池末端的內源呼吸的完全生長周期。 （ 2） 在池首端和前段混合液中的溶解氧濃度較低。 （ 3） 微生物生長一般處于生長曲線的對數(shù)生長期后期或穩(wěn)定期。由于傳統(tǒng)活性污泥法曝氣時間比較長，當活性污泥繼續(xù)向前推進到曝氣池末端時，廢水中有機物已幾乎被耗盡，污泥微生物進入內 源代謝期，它的活動能力也相應減弱，因此在沉淀池中容易沉淀，出水中殘剩的有機物數(shù)量少。處于饑餓狀態(tài)的污泥回流入曝氣池后又能夠強烈吸附和氧化有機物，所以普通活性污泥法的 BOD 和懸浮物去除率都很高，達到 90～ 95%左右。 選擇傳統(tǒng)活性污泥工藝的理由： 設計原始資料： 平均流量： 15萬噸 /天 ,即 m3/s，變化系數(shù) ； Q設計水量 =平均流量 變化系數(shù) =， 進水： COD： 350 mg/L， BOD5： 270 mg/L， SS： 225 mg/L， PH： ； 出水： COD： 60 mg/L， BOD5： 20 mg/L， SS： 20 mg/L， PH： ； 處理程度計算： COD： %， BOD5： %， SS： %。 工藝選擇： 本設計對 BOD5去除率要求較高 ，對氮磷的去除沒有特殊要求，選用傳統(tǒng)活性污泥工藝，因為該工藝 對 BOD5去除率高，可達 90%~95%，穩(wěn)定性較強，系統(tǒng)啟動時間短，一般為 2~4周，很少產生臭氣，不產生沼氣，對污水的堿度要求低。 4 第二章 編制依據(jù)及設計內容 自然狀況： 地形地貌： 沈陽市位于 遼河平原 中部，東部為遼東丘陵山地，北部為遼北丘陵，地勢向西、南逐漸開闊平展，由山前沖洪積過渡為大片沖積平原。地形由北東向南西，兩側向中部傾斜。最高處是新城子區(qū)馬剛鄉(xiāng)老石溝的石人山，海拔 441米；最低處為遼中縣于家房的前左家村，海拔 5米。市內最高處在大東區(qū)，海拔 65米；最低處在鐵西區(qū)，海拔 36米?；使脜^(qū)、和平區(qū)和沈河區(qū)的地勢，略有起伏，高度在 。東陵區(qū)多為丘陵山地； 新城于區(qū)北部有些丘陵山地，往南逐漸平坦；蘇家屯區(qū)除南部有些丘陵山地外，大部份地區(qū)同于洪區(qū)一樣，都是沖積平原。新民、遼中兩縣的大部分地區(qū)為遼河、渾河沖積平原，有少許沼澤地和沙丘，新民縣北部散存一些丘陵。全市低山丘陵的面積為 1020平方公里，占全市總面積的 12％。山前沖洪積傾斜平原分布于東部山區(qū)的西坡，向西南漸拓。 沈陽山地丘陵集中在東北、東南部，屬遼東丘陵的延伸部分。西部是遼河、渾河沖積平原，地勢由東向西緩緩傾斜。全市最高海拔高度為 ，在法庫縣境內；最低海拔高度為 ，在遼中縣于家房鎮(zhèn)。 沈陽東 部為低山丘陵，中西部是遼闊平原。由東北向西南傾斜，平均海拔 30— 50米。 水文狀況： 全市境內主要有 遼河 、 渾河 、繞陽河、柳河、蒲河、養(yǎng)息牧河、北沙河、秀水河等大小河流 27條，屬遼河、渾河兩大水系，水資源總量為 ，其中地表水 ，地下水 立方米。 地質條件： 污水處理廠所處位置地面標高 ，污水處理廠出水排入附近河流，河流位于污水處理廠的正南方，河流的最高水位為 ，常水位為 ； 污水處理廠所在地的地下水位在地表以下 ，土壤為粘土； 氣象條件： 室外大氣平均溫度 ，冬季室外計算溫度 ，土壤全年平均溫度為 10℃ ，冬季土壤溫 5 度為 ℃ 。 常年主導風向為西南風。 處理流程選擇： 污水處理廠的工藝流程是指在達到所要求的處理程度的前提下，污水處理各單元的有機組合，以滿足污水處理的要求。 污水處理流程的選擇原則： 經濟節(jié)省性原則； 運行可靠性原則； 技術先進性原則。 應考慮的其他一些重要因素： 充分考慮業(yè)主的需求； 考慮實際操作管理人員的水平。 6 第三章 污水總泵站的設計計算 污水 泵站的組成： 污水 泵站的基本組成包括機器間、集水池、格柵、輔助間、變電所等。機器間內設置水泵機組和 相關附屬設施。集水池可收集來水，還可以在一定程度上調節(jié)來水的不均勻性，起到調節(jié)水量的作用，保證水泵能較均勻地工作。格柵安裝在集水池內，其作用主要是攔截水中較粗大的漂浮物和固體雜質，防止雜物堵塞和損壞水泵和管道等設施。輔助間一般包括貯藏室、維修間、休息室和衛(wèi)生間等。變電所可獨立于泵房外單獨設置，也可設置于泵房外與泵房相連，或直接設于泵房的一側。 選擇泵房的條件： （ 1） 由于污水泵站一般為常年運行，選用自灌式泵房比較方便，只有在特殊情況下才選用非自灌式泵房； （ 2） 流量小于 2m3/s時，常選用下圓上方形泵 房，當直徑 D=715m時，工程造價比矩形低； （ 3） 大流量的永久性污水泵站，選用矩形泵房。 （ 4） 分建式與合建式泵房的選用可根據(jù)水泵的啟動方式來確定，一般自灌式啟動應采用合建式泵房，非自灌式啟動或因地形條件受到限制，可采用分建式泵房。 （ 5） 全地下式泵站，地面以上占地少，工程造價低，地下泵房潮濕，對一般電機的運轉會產生影響，采用潛水泵可解決這一問題。 選泵的條件： 選泵的原則要求：在滿足最不利工況的條件下，考慮各種工況，盡可能節(jié)約投資，減少能耗。從技術上對流量 Q、揚程 H進行合理計算，對水泵臺數(shù)和型號 進行選定，滿足用戶對水量和水壓的要求。從經濟和管理上對水泵臺數(shù)和工作方式進行確定，做到投資、維修費最低，正常工作能耗最低。 選泵時應注意以下幾個問題： （ 1） 首先要滿足最高時供水工況的流量和揚程要求，并保證水泵在高效段運行。水源水位變幅大的取水泵站，宜選用特性曲線陡峭型的水泵；流量變幅大的出水泵站，宜 選 用特性曲線平緩的泵。 （ 2） 選泵應盡量大小搭配，調配靈活，同時盡可能選擇同型號水泵，互為備用。 （ 3） 一般應盡量減少水泵臺數(shù)，選用效率較高的大泵。 （ 4） 考慮遠期發(fā)展，遠近結合，因一級泵站施工費高，更要考慮遠 近期結合。一般方法有： 7 ① 預留位置，當水量增加時，增加新泵； ② 近期用小泵工作，遠期更換大泵工作； ③ 更換葉輪，近期安裝小葉輪，遠期安裝大葉輪工作。 （ 5） 最好泵在遠期供水量低時仍能使用。 （ 6） 根據(jù)供水對象供水可靠性的不同要求，選用一定數(shù)量的備用泵。備用泵的數(shù)量，要根據(jù)用戶的用水性質和用戶對供水可靠性的要求確定，比如，工業(yè) 用水比居民用水可靠性要求高 —— 斷水危害和損失程度大，一般不容許斷水。 污水泵房的工藝流程： 城市進水 粗格柵 集水間 提升水泵 出水井 污水處理 構筑物 污水泵站設計計算： 本設計采用自灌式水泵，自灌式水泵多用于常年運轉的污水泵站， 其 優(yōu)點是：啟動及時可靠，管理方便。由于自灌式啟動，故采用集水池與機器間合建。 城市污水進水管管徑取 1600mm，充滿度 ，埋深 ，即進水管液面標高為地面標高==，則進水管管底標高 ==。 選泵前揚程估算 ： 格柵前水面標高 =進水管液面標高 =； 格柵后水面標高 =集水池最高水位標高 =格柵前水面標高 格柵壓力損失 ； 污水流經格柵的 壓力損失按 ，則 ： 格柵后水面標高 ==； 集水池有效水深取 ，則 ： 集水池最低水位標高 ==； 水泵凈揚程 HST=出水井水面標高 集水池最低水位 標 高 ==； 水泵吸、壓水管路（含 至 出水井管路）的總壓力損失估算為 ； 則 水泵揚程 H=+=。 8 水泵機組的選擇： 選擇四臺水泵，三用一備，則： 。 選用 500WLⅡ 300013立式污水泵四臺，其中三臺工作，一臺備用。單泵的工作參數(shù)為 H=13mH2O時，流量 Q=3000m3/h，轉速為 n=590r/min，電動機功率 N=160KW，水泵效率 η=80%； 選用與之配套的電機。 泵前格柵計算： 設計中取四組格柵， N=4組，每組格柵單獨設置，安裝角度 α=60176。，每組格柵的設計流量為。 （ 1） 格柵間隙數(shù)： （ 31） n—— 格柵柵條間隙數(shù)（個）； Q—— 設計流量（ m3/s）； α—— 格柵傾角（ 176。）； N—— 設計的格柵組數(shù)（組）； b—— 格柵柵條間隙（ m）； h—— 格柵柵前水深（ m）； v—— 格柵過柵流速（ m/s）。 集水池進水管管底與格柵底部落差不小于 ， 設計中取 h=+=， v=，b=， α=60176。， N=4， Q= m3/s，則計算得到 n= ，取 n=11個。 （ 2） 格柵槽寬度： B=S(n－ 1)+bn （ 32） B—— 格柵槽寬度（ m）； S—— 每根格柵條的寬度（ m）。 設計中取 S=，則計算得 B=。 （ 3） 進水渠道漸寬部分長度： （ 33） hmsm /????單vhNbQn ?sin?111 tg2 aBBl ?? 9 l1—— 進水渠道漸寬部分的長度（ m）； B1—— 進水明渠寬度（ m）； α1—— 漸寬處角度（ 176。），一般采用 1030176。 設計中取 B1=， α1=20176。，計算得 l1=。 （ 4） 出水渠道漸窄部分的長度： （ 34） 得 l2 =。 （ 5） 通過格柵的水頭損失： （ 35） h1—— 水頭損失（ m）； β—— 格柵條的阻力系數(shù)，查表 β=～ ； k—— 格柵受污物堵塞時的水頭損失增大系數(shù)，一般采用 k=3。 設計中取 β=， k=3，得到 h1=。 （ 6） 柵后明渠的總高度： H=h+h1+h2 （ 36） H—— 柵后明渠的總高度 (m)； h2—— 明渠超高（ m），一般采用 設計中取 h2=，得到 H=。 （ 7） 柵槽總長度：