【導(dǎo)讀】水力計算和構(gòu)筑物設(shè)計計算的基礎(chǔ)上，進(jìn)行污水處理廠的初步設(shè)計。本理論、基本知識、基本技能得到一次綜合性訓(xùn)練。1進(jìn)一步學(xué)習(xí)掌握污水處理的相關(guān)技術(shù)和污水處理常用的工藝及其特點；3學(xué)習(xí)利用各種資料確定設(shè)計方案的方法；5熟悉污水處理廠總平面圖和剖面圖方法和原則；6加強(qiáng)工程制圖能力。1確定污水處理程度,選擇污水處理流程；2進(jìn)行污水和污泥處理構(gòu)筑物工藝設(shè)計計算，確定主要尺寸；5整理計算書，編制說明書。多年平均氣溫℃。月均最冷氣溫-12℃，最熱氣溫℃,最高氣溫℃,極端最低氣溫℃，最大溫差℃。該地區(qū)地下含水層的透水性好，多為粗沙、粉細(xì)沙和加油粗沙的松散土層。地下水位埋深已超過。豐水期水位可滿足污水處理廠出水出水要求。率可達(dá)90%以上，適于處理凈化程度和穩(wěn)定程度要求較高的污水。氧化溝曝氣效果較好，處理效果也很好，不但可以達(dá)到95%以上的BOD去除。污泥膨脹現(xiàn)象；通過對運行方式的調(diào)節(jié)，在單一的曝氣池內(nèi)能夠進(jìn)行脫氮和除磷反應(yīng)；

　　

【正文】 直徑為 1300 mm 管子引入格柵間。 柵前水深： h = 過柵流速： v = m/s 柵條間隙寬度： b =20 mm 格柵傾角 α＝ 060 細(xì)格柵參數(shù) 污水廠的污水由直徑為 1200 mm的管子從提升泵站引入細(xì)格柵間。 柵前水深： h = m 過柵流速： v = 柵條間隙寬度： e =10 mm 格柵傾角 α＝ 600 柵槽寬 ，共設(shè) 兩 組，便于維修和清洗。 柵渣量為 /d，宜采用機(jī)械格柵清渣。 格柵示意圖 見圖 12 α 1進(jìn)水工作平臺柵條αα 圖 12 格柵示意圖 泵房 由于該泵站為常年運轉(zhuǎn)且連續(xù)開泵，故選用自灌式泵房。又由于該泵站流量較大，故選用矩形泵房。矩形泵房工藝布置合理，運行管理較方便，現(xiàn)已普遍采用。 水泵的選擇 本工程中選用 KQL65/185 型潛水排污泵四臺，它滿足本設(shè)計中流量及揚程 華北某 院畢業(yè)設(shè)計 11 的要求，并且能夠在高效區(qū)內(nèi)運行。 水泵的適用范圍及性能特點 (1) 適用范圍： KQL 型潛污泵是在吸收國外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，研制而成的潛水排污泵。適用于市政污水處理廠、泵站、工廠 、醫(yī)院、建筑、賓館排水。 (2) 性能特點：見表 14 表 14 WQ 型潛污泵性能 型號 流量 (L/S) 揚程 (m) 重量 (kg) 電動機(jī)功率 (kw) 效率 (%) 出口直徑 (mm) 500WQ270016185 82 600 污水提升泵房 (1) 污水提升泵房見圖 13 進(jìn)水總管中格柵最底水位圖 13 提升泵房 沉砂池 沉砂池的作用 沉砂池的作用是從污水中分離相對 密度較大的無機(jī)顆粒，沉砂池一般設(shè)于倒虹管、泵站、沉淀池前，保護(hù)水泵和管道免受磨損，防止后續(xù)處理構(gòu)筑物管道的堵塞，減小污泥處理構(gòu)筑物的容積，提高污泥有機(jī)組分的含量，提高污泥作為肥料的價值。 華北某 院畢業(yè)設(shè)計 12 沉砂池的形式 沉砂池有三種形式：平流式、曝氣式和渦流式。 平流式矩形沉砂池是常用的型式，具有結(jié)構(gòu)簡單、處理效果較好的優(yōu)點。其缺點是沉砂中含有 15%的有機(jī)物，使沉砂的后續(xù)處理難度加大。曝氣沉砂池是在池的一側(cè)通入空氣，使污水沿池旋轉(zhuǎn)前進(jìn)，從而產(chǎn)生與主流垂直的橫向恒速環(huán)流。曝氣沉砂池的優(yōu)點是通過調(diào)節(jié)曝氣量 ，可以控制污水的旋流速度，使除砂效率較穩(wěn)定，受流量變化的影響小，同時，還對污水起預(yù)曝氣的作用。渦流式沉砂池是利用水力渦流，使泥砂和有機(jī)物分開，以達(dá)到除砂目的。該池型具有基建、運行費用低和除砂效果好等優(yōu)點 ,在北美國家廣泛應(yīng)用。綜上所述，本設(shè)計采用曝氣沉砂池。 曝氣沉砂池尺寸及主要參數(shù) 表 15 曝氣沉砂池參數(shù)表 構(gòu)筑物名稱 曝氣沉砂池 池總高度 (m) 座數(shù) /格數(shù) 一 座 /2 格 容積 (m3) 長度 (m) 水平流速 (m/s) 每格寬度 (m) 沉砂斗容量 (m3) 曝氣沉砂池圖 華北某 院畢業(yè)設(shè)計 13 圖 14 曝氣沉砂池 沉淀池 沉淀池的作用及形式 沉淀池按工藝布置的不同 ,可分為初次沉淀池和二次沉淀池。沉淀池的處理對象是懸浮物質(zhì) (約去除 40%～ 55%)，同時可去除部分 BOD5(約占總 BOD5 的20%～ 30%，主要是懸浮性 BOD5)，可改善生物處理構(gòu)筑物的運行條件并降低其BOD5負(fù)荷。初沉池是對污水中的以無機(jī)物為主體的比重大的固體懸浮物進(jìn) 行沉淀分離。二沉池是對污水中的以微生物為主體的比重小的、且因水流作用易發(fā)生上浮的固體懸浮物進(jìn)行分離。 沉淀池按池內(nèi)水流方向的不同，可分為平流式沉淀池，輻流式沉淀池和豎流式沉淀池。平流式沉淀池沉淀效果好、對沖擊負(fù)荷和溫度變化的適應(yīng)能力強(qiáng)、施工簡易。豎流式沉淀池適用于小型污水廠。輻流式沉淀池適用于大中型污水處理廠，運行可靠，管理簡單。 本設(shè)計初沉淀選用 普通 輻流式沉淀池，二沉池選用 向心 輻流式沉淀池。 沉淀池設(shè)計參數(shù) 表 16 設(shè)計參數(shù)表 沉淀池類型 沉淀時間 (h) 表面 水力負(fù)荷m3/(m2h) 污泥量 污泥含水率 (%) 華北某 院畢業(yè)設(shè)計 14 初沉池外形尺寸 表 17 初沉池尺寸 池內(nèi)水深 (m) 直徑(m) 表面負(fù)荷（ m3/ m2*h） 污泥斗容積 (m3) 池子總高度 (m) 池子個數(shù) 33 2 普通輻流式 初沉池剖面圖 進(jìn)水 排泥出水圖 圖 15 輻流 初 沉池 二沉池外形尺寸 表 18 二沉池外形尺寸 構(gòu)筑物名稱 座數(shù) 池徑 (m) 池深 有效深度 (m) H1 (m) H2 (m) H3 (m) H4 (m) H5 (m) 二沉池 2 38 注：表中 H1為超高； H3為緩沖層高度； H4為 沉淀池坡底落差； H5為污泥斗高 g/(pd) L/(pd) 初次沉淀池 1636 9597 二次沉淀池 生物膜法后 1026 9698 活性污泥法后 1232 華北某 院畢業(yè)設(shè)計 15 A2/O 反應(yīng)池 生物處理構(gòu)筑物選擇應(yīng)通過對污水好氧處理法和厭氧處理法的比較，以及懸浮生長型和附著生長物法的比較，在此基礎(chǔ)上應(yīng)盡量選擇工藝先進(jìn)、處理效率高、低能耗的新工藝。生物處理構(gòu)筑物的設(shè)計的內(nèi)容及主要設(shè)計參數(shù)，根據(jù)生物處理構(gòu)筑物類型確定。 本設(shè)計 結(jié)合遠(yuǎn)期規(guī)劃， 考慮 到 脫氮 除磷 的要求，故選用 A2/O 工藝。此工藝將生物反應(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） 。 混合液從缺氧反應(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，硝化和吸收磷等項反應(yīng)都在本反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行。這三項反應(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。 缺氧段要控制 DO，由于兼氧脫氮 菌的作用 ,利用水中 BOD 作為氫供給體 (有機(jī)碳源 )，將來自好氧池混合液中的硝酸鹽及亞硝酸鹽還原成氮氣逸入大氣，達(dá)到脫氮的目的。 A2/O工藝設(shè)計參數(shù) 水力停留時間 HRT 為 t=8h； BOD 污泥負(fù)荷為 Ns= MLSSd 回流污泥濃度 Xv=10000mg/l； 污泥回流比： 50％ 曝氣池混合液濃度： X= 0 .5 1 0 0 0 0 3 .31 1 0 .5rR XR ? ? ??? kg/m3 A2/O工藝選用參數(shù) 表 19 設(shè)計參數(shù)表 污泥負(fù)荷率 Ns [kgBOD5/() 有效容積 （ m3） 回流污泥濃度 (mg/L) 混合液污泥濃度 (mg/L) 污泥回流比 水利停留時間（ h） 座數(shù) 150 10000 3300 50% 8 2 空氣系統(tǒng)設(shè)計 本設(shè)計中采用鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)，鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)由空壓機(jī)、空氣擴(kuò)散裝置和一系 華北某 院畢業(yè)設(shè)計 16 列連通的管道所組成?？諌簷C(jī)將空氣通過一系列管道輸送到安裝在曝氣池底部的空氣擴(kuò)散裝置，經(jīng)過擴(kuò)散裝置，使空氣形成不同尺寸的氣泡。 設(shè)計中選用 RF—250 型羅茨鼓風(fēng)機(jī) 6 臺， 4 用 2 備；采用 HWB—2 型微孔曝氣器。 (1) RF—250 型羅茨鼓風(fēng)機(jī)的性能 表 110 RF—250 型羅茨鼓風(fēng)機(jī) (1) HWB—2 型微孔曝氣器規(guī)格和性能 表 111 HWB2 型微孔曝氣器 直徑 mm 微孔平均 孔徑 m? 孔隙率 曝氣量 ? ?3/mh個 服務(wù)面積 2/m 個 氧利用率 % 阻力 2mmHO 200 150 40~50 1~3 ~ 20~25 150~350 接觸池 污水經(jīng)過以上構(gòu)筑物處理后，雖然水質(zhì)得到了改善，細(xì)菌數(shù)量也大幅減少，但是細(xì)菌的絕對值仍然十分可觀，并有存在病毒的可能。因此，污水在排放水體前，應(yīng)進(jìn)行消毒處理。本設(shè)計采用液氯消毒。 接觸池設(shè)計參數(shù) 本設(shè)計采用 兩 組 3 廊道推流式消毒接觸反應(yīng)池，見表 112。 表 112 接觸池參數(shù) 構(gòu)筑物名稱 長度 (m) 寬度 (m) 容積 (m3) 池深 超高 h1(m) 有效水深 h2(m) 池底坡 度 i 座數(shù) 接觸池 3 2 風(fēng)機(jī)型號 風(fēng)壓 （ kPa） 風(fēng)量 （ m3/min） 數(shù)量 RF—250 6 華北某 院畢業(yè)設(shè)計 17 計量堰 為了提高污水廠的工作效率和運轉(zhuǎn)管理水平，積累技術(shù)資料，以總結(jié)運轉(zhuǎn)經(jīng)驗，為給處理廠的運行提供可靠的數(shù)據(jù)，必須設(shè)置計量設(shè)備。污水廠中常用的計量設(shè)備有巴氏計量槽、薄壁堰、電磁流量計、超聲波流量計、渦輪流量計算。污水測量裝置的選擇原則是精度高，操作簡單，水頭損失小，不易沉積雜物。其中以巴氏計量槽應(yīng) 用最為廣泛。其優(yōu)點是水頭損失小，不易發(fā)生沉淀。 污泥處理構(gòu)筑物設(shè)計說明 污泥處理的意義 污水廠的污泥是指處理污水所產(chǎn)生的固態(tài)、半固態(tài)及液態(tài)的廢棄物，除灰分外，含有大量的水分 (95%～ 99%)、揮發(fā)性物質(zhì)、病原體、寄生蟲卵、重金屬、鹽類及某些難分解的有機(jī)物，體積非常龐大，且易腐化發(fā)臭，如不加處理的任意排放會對環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。隨著城市化進(jìn)程加快，污水處理設(shè)施的普及、處理率的提高和處理程度的深化，污水的排放量呈快速上升趨勢，污泥的排放量也快速增長。污泥處理的目的是減量化、穩(wěn)定化、無害化及為 最終處置與利用創(chuàng)造條件。 污泥處理流程 污泥處理流程見圖 16 剩余污泥 → 濃縮池 → 貯泥池 → 提升泵房 → 污泥脫水機(jī)房 → 泥餅外運 圖 16 污泥處理流程 污泥 濃縮 污泥濃縮的對象是顆粒間的孔隙水，濃縮的目的是在于縮小污泥的體積，便于后續(xù)處理。 濃縮池的形式有重力濃縮池、氣浮濃縮池和離心濃縮池等。重力濃縮池是污水處理工藝中常用的一種污泥濃縮方法，按運行方式分為連續(xù)式和間歇式，前者適用于大中型污水廠，后者適用于小型污水廠和工業(yè)企業(yè)的污水處理廠。氣浮濃縮池適用于粒子易于上浮的疏水性 污泥，或懸濁液很難沉降且易于凝聚的場合。離心濃縮池主要用于場地狹小的場合，最大足是能耗高，一般達(dá)到同樣的濃縮效果，其電耗為氣浮法的 10 倍。 華北某 院畢業(yè)設(shè)計 18 綜上所述，本設(shè)計采用輻流式連續(xù)運行的重力濃縮池，其特點是濃縮結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、動力消耗小、運行費用低、貯存污泥能力強(qiáng)。 濃縮池設(shè)計參數(shù) 混合污泥進(jìn)泥含水率 P1=% 濃縮后污泥含水率 P2 =97% 濃縮時間 T=15h（ 12 ~24hh） 污泥固體通量 ? ?260 /kg m d 污泥密度 31000 /kg m 濃縮池尺寸 本設(shè)計采用兩座輻流式濃縮池，見表 113。 表 113 濃縮池尺寸 濃縮池剖面圖 300h4h1h5h3h2構(gòu)筑物 名稱 污泥濃度 (m3/d) 直徑 (m) 池深 濃縮池高度 h1(m) 超高 h2(m) 緩沖層 高度 h3(m) 池底坡降 h4(m) 污泥斗 高度 h5(m) 濃縮池 357