【導(dǎo)讀】排放，都會(huì)給水資源環(huán)境帶來(lái)嚴(yán)重的污染問(wèn)題。遼寧省沈陽(yáng)市人口數(shù)較多，是以工業(yè)為主的大中型城市。的污水處理廠不是難事，而且無(wú)需較大的投資。其中，對(duì)進(jìn)水水質(zhì)、出水水質(zhì)進(jìn)行分析，污水處理廠一級(jí)、以。泥構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)計(jì)算。本文將技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析評(píng)價(jià)貫穿于設(shè)計(jì)的全過(guò)。程，力求使工程項(xiàng)目達(dá)到經(jīng)濟(jì)最優(yōu)化。

　　

【正文】 m3/d=Qmax=240m3/h=煉油廠： Q 平均 =6000m3/d=Qmax=3000m3/h=火車(chē)站： Q 平均 =300m3/d=Qmax=20m3/h=賓 館： Q 平均 =200m3/d=Qmax=10m3/h=醫(yī) 院： Q 平均 =500m3/d=Qmax=30m3/h= 工業(yè)企業(yè)生活污水設(shè)計(jì)流量 Q2=++++=工業(yè)企業(yè)生活污水平均流量 Qp’ =++++= 在城市污水管道系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)中，城市污水量通常是將上述幾項(xiàng)污水量累加計(jì)算，其公式如下： 4 3 0 6 ???PQ L/s= 2 1 6 0 4 821m a x ????? Q L/s= m3/d 式中 Q—— 城市污 水管道設(shè)計(jì)污水流量（ L/s） 。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 根據(jù)工業(yè)廢水量和工業(yè)廢水中含有的懸浮物濃度和生化需氧濃度，折算成工業(yè)廢水的當(dāng)量人口數(shù)（見(jiàn)表 42）。 生活污水中 BOD 和 SS 的設(shè)計(jì)值可取： BOD=20～ 35mg/L； ss=35～ 50mg/L。 表 42 工業(yè)廢水折合的當(dāng)量人口數(shù) 廠名 日平均污水量 Q (m3/d) 懸浮物 SS=40 g/人178。 d 五日生化需氧量 BOD=30 g/人178。 d 濃度C mg/L 總量 CQ (g/d) 當(dāng)量人口 濃度 C mg/L 總量 CQ (g/d) 當(dāng)量人口 造紙廠 5000 360 1800000 45000 460 2300000 76667 煉油廠 6000 280 1680000 42020 360 2160000 72020 火車(chē)站 300 300 90000 2250 170 51000 1700 賓館 200 340 68000 1700 260 52020 1733 醫(yī)院 500 300 150000 3750 280 140000 4667 合計(jì) 94700 156767 據(jù)上表可以算出該市總的設(shè)計(jì)人口數(shù)（如表 43所示 ） 表 43 人口數(shù)折算表 污水來(lái)源 設(shè)計(jì)人口數(shù)（人） 按 SS計(jì)算 按 BOD5計(jì)算 居住區(qū)生活污水 448067 448067 工廠區(qū)生活污水 94700 156767 合計(jì) 542767 604834 哈爾濱工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 污水水質(zhì)污染程度 ： 1 5 5 4 8 0 6 7 8 2 5 ????? ）（NqQ s m3/人178。 d ： 5 71 5 5 404039。 ??? SSS QC mg/L ： 9 21 5 5 303039。5 ??? SB OD QC mg/L BOD5 濃度： 39。 39。39。55 qq CqCqC B O DB O DB O D ?? ?????= = SS 濃度： 6 4 5 5 1 2 8 739。 39。39。 ???? ????? qq CqCqC SSSSSS mg/L COD 濃度： 39。 39。39。 qq CqCqC C O DC O DC O D ?? ?????= =： 39。39。qq CqCqC NNN ?? ?????= =： 39。39。39。 qq CqCqC PPP ?? ?????= = 哈爾濱工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 ⑴ 污水中 SS 的處理程度 SS 允許排放濃度 計(jì)算 河允 SSSS bqQpC ??? )1( 式中 p—— 污水與河水混合后河流 SS允許增加量 mg/L； Q—— 河流最小月平均流量 m3/L； q —— 排入污水流量 m3/s； bSS—— 河流中原有的 SS 的濃度 mg/L。 將河水 Q=， bSS=62mg/L， q=得： ) ( ?????SSC mg/L 則可求出 SS處理程度為： % ???SSE 排放口處出水水質(zhì)要求計(jì)算 污水二級(jí)處理排放口 SS 濃度為 20mg/L，則處理程度： % ???SSE 從兩種計(jì)算方法比較得出，方法 b 得到的處理程度高于 a，故 SS 處理程度定為 %。 ⑵ 污水中 BOD 的處理程度 首先求出排放口處 DO 的混合濃度和溫度： ?? ????? ???? qQ CqCQDO DODOm 水河mg/L 2094 ?? ????? ???? qQ tqtQt m 水河 ℃ 經(jīng)查表得： 20℃耗氧速率常數(shù) K1(20)=； 同理， 20℃復(fù)氧速率常數(shù) K2(20)=； ℃時(shí)的飽和溶解氧 DOS=。 由此可求起始點(diǎn)的虧氧量 DO==哈爾濱工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 臨界點(diǎn)的虧氧量 DC==這樣就可以用試算法求起點(diǎn)有機(jī)物濃度和臨界時(shí)間 tC,設(shè)臨界時(shí)間tC= 將此值代入 CtKC LKKD 110021 ?? → CtKCKKDL 110120 ? （ 41） 0 5 ?? L → ?L mg/L 式中 L0—— 河水允許虧氧條件下，可以氧化的最大的有機(jī)物量。 現(xiàn)將 L0= 代入下式： ? ? ? ?dLkkkDkkkkt ooC11lg11122121??????? ?????????????????? ?????? ????（ 42） 現(xiàn)在進(jìn)行第二次試算，設(shè) tC=，代入式（ 41）可得 L0=,進(jìn)一步代入式（ 42）計(jì)算出 tC=，符合要求。 故污水排入河流后，河流中允許的 BOD5濃度為 水體能夠接納的污水所含 BOD5=。 根據(jù)下式可求出處理廠出口處 BOD5 的值： ? ? ? ?水河 B O DCqC O DQqQL ??????0 由此，得 ) ( ??????L 計(jì)算得 ?BODC mg/L 〉 則污水處理程度為 0 BOD5 最高允許濃度 計(jì)算由河水；排放口流到 30 公里處的時(shí)間： 哈爾濱工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 7 7 6 4 0 0 0 0 0 ????? vXt d 20℃時(shí)， L5ST=， L5R=，則 tKSTRtKSTe LLLL 11 10)10 5555 ?? ??? （設(shè) 式中 Q—— 河流流量（ m3/s）； Q 設(shè) —— 排河污水設(shè)計(jì)流量 （ m3/s）； L5e ———— 排放污水中 BOD5的允許濃度（ mg/L）； L5R ———— 河流中原有的 BOD5 濃度（ mg/L）； L5ST ———— 水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中河水 BOD5最高允許濃度（ mg/L）； T—— 排放口到計(jì)算斷面的流行時(shí)間（ d）。 則 ) (9 4 ????? ????eL mg/L 所以，污水處理程度為： % 2 2 2 2 ???B O DE 污水二級(jí)處理排放口 BOD5 濃度要求為 20mg/L，則污水處理程度為： % ???B O DE 比較上述三種方法得出的結(jié)果，方法 c 的處理程度最高，因此確定處理程度為 %的 BOD5。 各處理構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)計(jì)算 格柵 (bar screen) 格柵的主要作用是將污水中的大塊污物攔截 ,以免其對(duì)后續(xù)處理單元的機(jī)泵和工藝管線造成損壞。它是由一組平行的金屬柵條或篩網(wǎng)制成，被安裝在污水渠道、泵房集水井的進(jìn)口處或污水處理廠的端部，用以截留較大懸浮物，以便減輕后續(xù)處理構(gòu)筑物的處理負(fù)荷，并使之正常運(yùn)行。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 本設(shè)計(jì)中，格柵與明渠 (channel)連接，提升泵站的來(lái)水首先進(jìn)入穩(wěn)壓井，再 進(jìn)入格柵渠道。明渠數(shù) N1=2,明渠有效水深 h1=，柵前水流速度：v1=(一般流速允許范圍 ～ ，可保證污水中粒徑較大的顆粒不會(huì)在柵前渠道內(nèi)沉積 )，則明渠寬度 B1 為： ????? Nhv QB 設(shè) m 圖 42 格柵設(shè)計(jì)草圖 設(shè)泵前水深 h=，過(guò)柵流速為 (一般采用 ～ )。采用中格柵，每日柵渣量取 ，柵條間隙寬度 b=，格柵傾角 α =60176。，格柵數(shù) N=2，則柵條間隙數(shù) n 為： 60s inm a x ???? ???? N b h vQn ? 柵槽寬度： 由式 bnnSB ??? )1( 取柵條寬度 S=，則柵槽寬度 )153( ?????B m。 若進(jìn)水渠寬 B1=,漸寬部分展開(kāi)角取 α 1=20176。，此時(shí)進(jìn)水渠道內(nèi)的流速為 a x ???? hBQv m/s 進(jìn)水渠道漸寬部分長(zhǎng)度： 111 ??? ???? tgtg BBl ? m 柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長(zhǎng)度： L H/tg a LB B 哈爾濱工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 ??? ll m 水流通過(guò)格柵的水頭損失為： ?? sin2 2gvkh ?? 式中 h? —— 過(guò)柵水頭損失（ m）； k—— 格柵受污染物堵塞后水頭損失增大倍數(shù)，因柵條為矩形斷面，取 k=3； ξ —— 阻力系數(shù)，本設(shè)計(jì)格柵采用銳邊矩形斷面時(shí)， 34??????? es?? ， ?? 故 mh 2 ???????? 介于 ～ 之間，符合要求。 柵后槽總高度： 取柵前渠道超高 h2=，柵前槽高 ????? hhH 0 0 0 ?????? hhhH m 柵槽總長(zhǎng)度： 121 ??????????? tg HllL m 式中 H1—— 柵前槽高（ m），設(shè) H1=。 格柵每日產(chǎn)生的柵渣量： 1 0 0 08 6 4 0 01m a x ??? 總KWQW 式中 1W —— 柵渣量（ ～ ），取 ； ZK —— 生活污水流量總變化系數(shù)。 8 6 4 0 ????W m3/d哈爾濱工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 所以，采 用機(jī)械清渣。根據(jù)格柵設(shè)計(jì)參數(shù)，本設(shè)計(jì)選用鋼絲繩牽引式格柵除污機(jī)。電動(dòng)機(jī)功率 ，提升速度 ，鋼絲繩采用不銹鋼絲，直徑 ? mm，控制方式采用手動(dòng)和定時(shí)控制，污物由人工小車(chē)運(yùn)送，設(shè)備總重 2830kg。 沉砂池 (grit chamber) 在污水處理中，沉砂池的主要作用是利用物理原理去除污水中比重較大的無(wú)機(jī)顆粒，主要包括無(wú)機(jī)性的砂粒、礫石和較重的有機(jī)物質(zhì)，其比重約為 。 一般設(shè)于初次沉淀池之前，以減輕沉淀池的負(fù)荷及改善污泥處理構(gòu)筑物 的條件。 目前，應(yīng)用較多的沉砂池有平流沉砂池、豎流式沉砂池、輻流式沉砂池、曝氣沉砂池、渦流沉砂池以及斜板式沉砂池。本設(shè)計(jì)中采用曝氣(aeration)沉砂池。其優(yōu)點(diǎn)是：通過(guò)調(diào)節(jié)曝氣量可控制污水旋轉(zhuǎn)流速，使之作旋流運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生離心力，去除泥砂，排除的泥砂較為清潔，處理起來(lái)比較方便；且它受流量變化影響小，除砂率穩(wěn)定。同時(shí)，對(duì)污水也起到預(yù)曝氣作用。 1壓縮空氣管； 2空氣擴(kuò)散板； 3集砂槽 圖 44 曝氣沉砂池剖面圖 ： 曝氣沉砂池剖面圖.壓縮空氣管 3. 集砂槽 哈爾濱工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 32 ⑴ 池子中總有效容積： tQV ??? 60m ax 式中 maxQ —— 最大設(shè)計(jì)流量，取 ?Q m3/s； t —— 最大設(shè)計(jì)流量時(shí)的流行時(shí)間，一般為 1～ 3min，取 2min。 由此得 4 52602 1 ????V m3 ⑵ 水流斷面積： 1maxvQA? 式中 1v —— 水流流速， ?v ～ ，取 。 得 ??A m2 取 13m2。 ⑶ 池總寬度： 2hAB? 式中 2h —— 設(shè)計(jì)有效水深（ 2～ 3m） ，取 。 得 ??B m ⑷ 每格池子寬度： 設(shè)池子格數(shù) 2?n 格，并按照并聯(lián)設(shè)計(jì)。當(dāng)污水量較小時(shí)，可考慮一個(gè)工作，一個(gè)備用，得 ??? Bb m 寬深比 ??hb 介于 ～ 之間，符合要求。 ⑸ 池總長(zhǎng)度： 哈爾濱工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 33 ??? AVL m 長(zhǎng)寬比 ???bL 符合要求。 ⑹ 每小時(shí)所需空氣量： m a x3600 Qdq ??? 式中 d—— 每 m3污水所需曝氣量（ m3/m3）， d 值為 ～ ，取 ； q —— 所需曝氣量（ m3/h）。 得 00 ????q （ m3） 采用壓縮空氣豎管連接穿孔管，管徑 ～ ，取 3mm。 ⑺ 沉砂室所需容積： 城市污水的沉砂量可按 15～ 30m3/106m3 計(jì)算