【正文】 羅塞爾氧化溝工藝污水處理廠設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)原始資料《環(huán)境工程專業(yè)》畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書（一）排水體制：完全分流制（二）污水量 38 萬人，居住建筑內(nèi)設(shè)有室內(nèi)給排水衛(wèi)生設(shè)備和淋浴設(shè)備。 30％計(jì)。：日變化系數(shù) K 日 ＝，總變化系數(shù)KZ＝。 出 水水 質(zhì) 應(yīng) 執(zhí) 行 《 景觀環(huán)境用水的再生水水質(zhì)指標(biāo)(GB/T 189212022)》 要 求 。風(fēng)向風(fēng)速：主導(dǎo)風(fēng)向夏季為南風(fēng)，冬季為北風(fēng)，最大風(fēng)速 20m/s（六）水體資料河流最高水位 （五十年一遇洪水位）正常水位 m ，最低水位 ，河底高程 （七）廠區(qū)地面平坦，廠區(qū)設(shè)計(jì)地面標(biāo)高為 m，（八）污水處理廠進(jìn)水干管數(shù)據(jù)污水管進(jìn)廠管內(nèi)底標(biāo)高 ，管徑 1400mm 充滿度 設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求，調(diào)查研究并收集有關(guān)資料，確定合適的污水、污泥及中水處理工藝流程，進(jìn)行各個(gè)構(gòu)筑物的水利計(jì)算。說明書應(yīng)包括：污水處理工程設(shè)計(jì)的主要原始資料；污水水量的計(jì)算、污泥處理程度計(jì)算；污水泵站設(shè)計(jì)；污水污泥及中水處理單元構(gòu)筑物的詳細(xì)設(shè)計(jì)計(jì)算， （包括設(shè)計(jì)流量計(jì)算、污水管道計(jì)算、參數(shù)選擇、計(jì)算過程等，并配相應(yīng)的單線計(jì)算草圖） ；廠區(qū)總平面布置說明；污水處理運(yùn)行分析等。，圖面力求布置合理、正確清晰，符合工程制圖要求，圖紙不少于 5 張，其組成還應(yīng)滿足下列要求：（1）污水處理廠工藝及污水回用總平面圖 1 張。（4）污水、污泥處理工藝中單項(xiàng)構(gòu)筑物施工平面圖和剖面圖 3 張。 污水量的計(jì)算(1)生活平均日污水量（據(jù)人口數(shù)計(jì)算） 11qNQ???式中: — 居住區(qū)生活污水設(shè)計(jì)流量， m3／d；— 設(shè)計(jì)人口數(shù)，人；—居住區(qū)居民生活用水量定額，L/cap﹒d；本設(shè)計(jì)取 q1=160 1qL/cap﹒d — 污水排放系數(shù)；本設(shè)計(jì)取 =??則有： dmqNQq / 34511 ?????(2)城市公共建筑水量： dmqq /.%33412(3)工業(yè)污水量（包括廠區(qū)生活與淋浴用水） Qq/??(4)平均日混合污水量 dmqq /???(5)城市混合污水總變化系數(shù)：日變化系數(shù)?。篕 日 ＝，總變化系數(shù)取：K Z＝。 工業(yè)污水水質(zhì) BOD5＝290mg/L COD＝560mg/L SS＝230mg/L TN＝44mg/L NH 3N=27mg/L TP＝＝7～88 混合污水水質(zhì) LmgCOD/?????B / LmgS /?????TN/ LmgP /.33?????NH/? 排水水質(zhì)處理水質(zhì)達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》 （GB189182022）中的一級(jí) B 標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)給排水手冊(cè) 5，結(jié)合排放水要求和出水水質(zhì)，計(jì)算去除率，如下表 12 所示： 001???CEe式中： —進(jìn)水物質(zhì)濃度；0 —出水物質(zhì)濃度e表 12 水質(zhì)去除率序號(hào) 基本控制項(xiàng)目 一級(jí) B 標(biāo)準(zhǔn) 進(jìn)水水質(zhì) 去除率1 COD60 ％2 B20 ％3 S20 ％4 TN20 ％5 P1 ％96 NH3N 8 ％7 PH 7～8 7~8 當(dāng)量人口的計(jì)算計(jì)算如下 [1]當(dāng)量人口數(shù)： saQCN??式中： —當(dāng)量人口數(shù)，人；—混合污水中 或 濃度，mg/L5BODS—混合污水量，m 3/d；Q—每人每天排放的 或 的克數(shù)，g/（）sa5根據(jù)規(guī)范規(guī)定：按 計(jì)時(shí)， =35～50 g/ （）Ss按 計(jì)時(shí)， =20～35g/（）5BODsa 當(dāng)量人口取 =50 g/（） C= mg/L,則：sa人4????SN 當(dāng)量人口BOD取 =35g/（） C= mg/L,則：sa人4????BODN2 城市污水處理方案的確定 確定污水處理方案的原則：原則如下 [1,2,3]：101．城市污水處理應(yīng)采用先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備，要求經(jīng)濟(jì)合理，安全可靠，出水水質(zhì)好；證良好的出水水質(zhì)，效益高；2．污水廠的處理構(gòu)筑物要求布局合理，建設(shè)投資少，占地少；自動(dòng)化程度高，便于科學(xué)管理，力求達(dá)到節(jié)能和污水資源化，進(jìn)行回用水設(shè)計(jì)；，采用成熟可靠的工藝流程和處理構(gòu)筑物；提高自動(dòng)化程度，為科學(xué)管理創(chuàng)造條件；，污泥脫水采用機(jī)械脫水并設(shè)事故干化廠；污水采用季節(jié)性毒；，保證運(yùn)轉(zhuǎn)中最佳經(jīng)濟(jì)效果；充分利用沼氣資源，把沼氣作為燃料；。 污水處理方案的確定 [1,2,4]我國城市污水處理在見過四十多年來取得是很大的成就，污水處理技術(shù)隨著水污染控制與環(huán)境治理的實(shí)踐，在吸取國外技術(shù)經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)，結(jié)合我國國情的特點(diǎn)，逐步改進(jìn)提高，初步形成一些適用的技術(shù)路線，主要如下：1）對(duì)傳統(tǒng)活性污泥法進(jìn)行改造或予以取代后的人工生物凈化技術(shù)路線；2）以自然生物凈化為主并附以人工的生物凈化技術(shù)路線；3）以深水?dāng)U散排放為主，處理為輔的技術(shù)路線；4）以回用為目標(biāo)的污水深度處理技術(shù)路線，結(jié)合該污水處理工程的具體情況分析進(jìn)行選擇。 工藝流程的確定本設(shè)計(jì)的工藝流程為：11進(jìn)水 粗格柵 泵房 細(xì)格柵 沉砂池厭氧選擇池氧化溝二沉池紫外消毒出水泥餅脫水車間濃縮池剩余污泥 回流污泥濾池消毒池運(yùn)出回用水圖 21 設(shè)計(jì)氧化溝工藝流程圖 格柵格柵由一組或數(shù)組平行的金屬柵條、塑料齒鉤或金屬篩網(wǎng)、框架及相關(guān)裝置組成，傾斜安裝再污水管道、泵房、集水井的進(jìn)口處或污水處理廠的前端，用來截留污水中較粗大漂浮物和懸浮物，防止堵塞和纏繞水泵機(jī)組、曝氣器、管道閥門、處理構(gòu)筑物配水設(shè)施、進(jìn)出水口，減少后續(xù)處理生產(chǎn)的浮渣，保證污水處理設(shè)施的正常運(yùn)行 [2]。 進(jìn)水閘井進(jìn)水閘井位于廠區(qū)進(jìn)水管和中格柵間之間。污水泵站的主要形式 [1]：（1）合建式矩形泵站，裝設(shè)立式泵，自灌式工作臺(tái)，水泵數(shù)為 4 臺(tái)或更多12時(shí)，采用矩形，機(jī)器間、機(jī)組管道和附屬設(shè)備布置方便，啟動(dòng)簡單，占地面積大；（2）合建式圓形泵站，裝設(shè)立式泵，自灌式工作臺(tái)，水泵數(shù)不超過 4 臺(tái)，圓形結(jié)構(gòu)水力條件好，便于沉井施工法，可降低工程造價(jià)，水泵自動(dòng)方便。（4）非自灌式泵房，泵軸高于集水池最高水位，不能直接啟動(dòng)，由于污水泵水管不得設(shè)低閥，故需設(shè)引水設(shè)備。由以上可知，本設(shè)計(jì)因水量較大，并考慮到造價(jià)、自動(dòng)化控制等因素，以及施工的方便與否，采用自灌式半地下式矩形泵房。 沉砂池沉砂池的功能的去除比重較大的無機(jī)顆粒。比較如下 [1,2]： 優(yōu)點(diǎn)：沉淀效果好，耐沖擊負(fù)荷，適應(yīng)溫度變化。 優(yōu)點(diǎn)：占地少，排泥方便，運(yùn)行管理易行。缺點(diǎn)：由于需要曝氣，所以池內(nèi)應(yīng)考慮設(shè)消泡裝置，其他型易產(chǎn)生偏流或死角，并且由于多了曝氣裝置而使費(fèi)用增加，并對(duì)污水進(jìn)行預(yù)曝氣，提高水中溶解氧?；谝陨纤姆N沉砂池的比較，本工程設(shè)計(jì)確定采用旋流沉砂池。各種氧化溝的類型及技術(shù)特點(diǎn)如下 [1,2]：（1）帕斯維爾氧化溝：出水水質(zhì)好，脫氮效果較明顯；構(gòu)筑物簡單，運(yùn)行管理方便；結(jié)構(gòu)形式多樣，可根據(jù)地形選擇合適的構(gòu)筑物形狀；單座構(gòu)筑物處理能力有限，流量較大時(shí)，分組太多占地面積，增加了管理的難度。：轉(zhuǎn)刷式轉(zhuǎn)盤，水深較深時(shí)，配置潛水推進(jìn)器。（2）卡羅塞爾氧化溝：出水水質(zhì)好，由于存在明顯的富氧區(qū)和缺氧區(qū)，脫氮效率高；曝氣設(shè)施單機(jī)功率大，調(diào)節(jié)性能好，并且曝氣設(shè)備數(shù)量少，既可以節(jié)省投資，又可以使運(yùn)行管理簡化；有極強(qiáng)的混合攪拌和耐沖擊負(fù)荷能力；氧化溝溝深加大，使占地面積減少，土建費(fèi)用降低；用電量較大，設(shè)備效率一般；設(shè)備安裝較為復(fù)雜，維修和更換繁瑣。：立式低速表曝機(jī)，每組溝渠只在一端安設(shè)一個(gè)表面曝氣機(jī)。（3）交替工作式氧化溝：出水水質(zhì)好；可以不單獨(dú)設(shè)置二沉池，處理流程短，節(jié)省占地；不需要單獨(dú)設(shè)置反硝化區(qū)，通過運(yùn)行過程中設(shè)置停曝期，進(jìn)行反硝化，具有較高的氮去除率；設(shè)備閑置率高；自動(dòng)化程度要求高。14：單溝（A 型）雙溝（B 型）和三溝（T 型） ，溝之間相互連通。：出水要求高的大中型污水處理廠（4）奧貝爾氧化溝：出水水質(zhì)好，脫氮率高，同時(shí)硝化反硝化；可以在未來負(fù)荷增加的情況下加以擴(kuò)展，易于適應(yīng)多種進(jìn)水情況和出水要求的變化；容易維護(hù)；節(jié)能，比其他任何氧化溝系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)需要的動(dòng)力都?。皇芙Y(jié)構(gòu)形式的限制，總圖布置困難。：水平軸曝氣轉(zhuǎn)盤（轉(zhuǎn)碟） ，可以進(jìn)行多個(gè)組合。（5）一體化氧化溝：工藝流程短，構(gòu)筑物和設(shè)備少；不設(shè)置單獨(dú)的二沉池，氧化溝系統(tǒng)占地面積較小；溝內(nèi)設(shè)置沉淀區(qū)，污泥自動(dòng)回流，節(jié)省基建投資和運(yùn)行費(fèi)用；造價(jià)低，建造快，設(shè)備事故率低，運(yùn)行管理工作量少；固液分離比一般二沉池高；運(yùn)行和啟動(dòng)存在一定問題；技術(shù)尚處于研究開發(fā)階段?？_塞爾氧化溝采用垂直安裝的低速表面曝氣器，每組溝渠安裝一個(gè)，均安裝在同一端，因此形成了靠近曝氣器下游的富氧區(qū)和曝氣器上游以及為外環(huán)的缺氧區(qū)。BOD 5的去除率可達(dá)到 95%—99%，脫氮效率約為 90%，除磷率約為 60%。二沉池設(shè)在生物處理構(gòu)筑物后面，用于沉淀去除活性污泥或腐殖污泥（指生物膜法脫落的生膜） 。比較如下 [1,2]：：沉淀效果好；耐沖擊負(fù)荷和溫度的變化適應(yīng)性強(qiáng)；施工容易，造價(jià)低。適用條件：適用于大、中、小型污水處理廠；適用于地下水位較高和地質(zhì)條件較差的地區(qū)。它的主要缺點(diǎn)為：池內(nèi)水速不穩(wěn)定，沉淀效果較差；機(jī)械排泥設(shè)備復(fù)雜，對(duì)施工質(zhì)量要求高。：排泥方便，管理簡單；占地面積較小。適用條件：適用于處理水量不大的小型污水處理廠。它的主要缺點(diǎn)為：用于二沉池時(shí)，當(dāng)固體負(fù)荷較大時(shí)其處理效果不太穩(wěn)定，耐沖擊負(fù)荷的能力較差；運(yùn)行管理成本高。 消毒污水處理廠常用的消毒方法有液氯消毒、漂白粉消毒、臭氧消毒和紫外線消毒等四種，他們的優(yōu)缺點(diǎn)和使用條件如下 [1,2,4]：：價(jià)格便宜，效果可靠，投配設(shè)備簡單。適用于大、中型規(guī)模的污水處理廠。適用于消毒要求不高或間斷投加的小型污水處理廠。缺點(diǎn)：16投資大，成本高，設(shè)備管理負(fù)責(zé)。缺點(diǎn)：紫外線照射燈具貨源不足，電耗能量較多，沒有持續(xù)消毒能力。 污泥池污泥濃縮池主要是降低污泥中的間隙水，來達(dá)到使污泥減容得目的。濃縮池可分為氣浮濃縮池、重力濃縮池和離心濃縮池。比較如下 [1,2]：（a）氣浮濃縮池：依靠微小氣泡與污泥顆粒產(chǎn)生粘附作用，使污泥顆粒的密度小于水而上浮，并得到濃縮。（d）離心濃縮池：利用污泥中的固、液相得密度不同，在高速旋轉(zhuǎn)地離心機(jī)中受到不同的離心力二是兩者分離，達(dá)到濃縮目的。綜上所述，本設(shè)計(jì)采用重力濃縮池 污泥脫水污泥脫水的方法有自然干化、機(jī)械脫水及污泥燒干、焚燒等方法。比較如下 [,5]： （1）自然干化優(yōu)點(diǎn)：簡單易行、污泥含水率低、缺點(diǎn)：占地面積大、衛(wèi)生條件差、鏟運(yùn)干污泥的勞動(dòng)強(qiáng)度大。缺點(diǎn)：多數(shù)污泥須經(jīng)調(diào)理才能過濾，且工序多、費(fèi)用高。 優(yōu)點(diǎn)：工藝簡單、消耗動(dòng)力少 連續(xù)運(yùn)行缺點(diǎn)：所需藥劑費(fèi)用較高。缺點(diǎn)：制造工藝要求高、設(shè)備易磨損、對(duì)污泥的預(yù)處理要求高，而且必須使用高分子聚合電解質(zhì)最為調(diào)理劑。 中水處理構(gòu)筑物的選擇 過濾過濾由濾池完成，水廠常用的濾池有：普通快濾池，V 型濾池，虹吸濾池等。缺點(diǎn)：管配件和閥門較多，操作較其他過濾池稍復(fù)雜。缺點(diǎn)：增加了氣洗的設(shè)備，增加了運(yùn)行維護(hù)的力度。適用于大水量的水廠。通過比較，本次設(shè)計(jì)的中水系統(tǒng)的濾池選擇普通快濾池。3 污水處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 污水廠進(jìn)水干管的設(shè)計(jì) [1,7]：18(1)進(jìn)水流速在 ?(2)進(jìn)水管管材為鋼筋混凝土管；(3)進(jìn)水管按非滿流設(shè)計(jì)， ? [1,7](1)取進(jìn)水管徑為 ，流速 ，設(shè)計(jì)坡度 。s0.????????3)中格柵的柵前進(jìn)水渠道漸寬部分長度 L1 若進(jìn)水渠寬 ，漸寬部分展開角 ，則此進(jìn)水渠道內(nèi)的流速m0. ??，則smhBQv/???20 ?????4)中格柵與提升泵房連接處漸窄部分長度 L2 ?5）中格柵的過柵水頭損失 ????sin2/34?gvbskh中式中： —中格柵水頭損失，m；中 —系數(shù)，當(dāng)柵條斷面為矩形時(shí)候?yàn)?；? —系數(shù)，一般取 k=3。中7)柵槽總長度 ??????式中： —柵槽總長度，m；L—中格柵的柵前進(jìn)水渠道漸寬部分長度，m；1—中格柵與提升泵房連接處漸窄部分長度，m。 ，故采用機(jī)械清d/??? /渣。s05. ????????3)細(xì)格柵的柵前進(jìn)水渠道漸寬部分長度 L1 若進(jìn)水渠寬 ，漸寬部分展開角 ，則此進(jìn)水渠道內(nèi)的流速mB0. ?0?，則smhQv/??????4)細(xì)格柵與出水渠道連接處漸窄部分長度 ?5）細(xì)格柵的過柵水頭損失 ????sin2/34?gvbskh細(xì)式中： —細(xì)格柵水頭損失，m；細(xì)—系數(shù)，當(dāng)柵條斷面為矩形時(shí)候?yàn)?；?—系數(shù)，一般取 k=3。細(xì)h7)柵槽總長度 ??????23式中： —柵槽總長度，m；L: ??. ?????8)每日柵渣量 max0841Qwk??總式中： ——每日柵渣量 , w3/d—柵渣量 污水，一般為 細(xì)格柵取03/~7/0m。dw/???/.3 格柵除污機(jī)的選擇 [5,12]表 31 格柵機(jī)的選擇型號(hào) 格柵寬度（ mm）提升速度（m/min）安 裝角 度電動(dòng)機(jī)功率（ kw）格柵間距（ mm）提升質(zhì)量（kg） 1500 3 ? 20 200 1500 3 10 200 污水提升泵房的設(shè)計(jì) 選泵泵站選用集水池與機(jī)器間合建的矩形泵站。由 ， ，可查手冊(cè) 11 得：選用 400QW170022160h