西宁市城市污水回用处理工程设计给排水毕业设计

'兰州交通大学毕业设计(论文)西宁市城市污水回用处理工程设计摘要内容摘要：本设计内容为西宁市城市污水回用处理工程设计，其处理对象主要为生活污水和工业废水，要求城市污水经处理后，60%就近排入水体。达到《污水处理厂出水水质参考《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的一级B标准。城市污水经处理后，40%经处理工艺处理后的，作为回用水。夏季主导风向为西南风，进水BOD为300mg/L，SS为340mg/L。根据进水水质分析，以及出水要求，污水水质BOD/COD=0.73，可见原污水可生化性良好。因此，经过几种方案的比较，最终选择以卡鲁塞尔氧化沟为核心的处理工艺，本设计的工艺流程为：进水→粗格栅→污水提升泵站→细格栅→平流式沉砂池→厌氧池→卡鲁塞尔氧化沟→辐流式沉淀池→紫外线消毒→配水井→溶气气浮池→普通快滤池池→接触池→回用水池。主要构筑物有水泵5台，卡鲁塞尔氧化沟4座，辐流式二沉池4座，紫外线消毒渠1座，气浮池2座，普通快滤池4座，接触池2座，中水池1座。污泥部分处理流程为：污水回流泵房→浓缩池→污泥脱水→泥饼外运，主要构筑物包括2座浓缩池，1座脱水机房文本部分包括：设计说明书、设计计算书、结束语、致谢、参考文献；图纸包括：污水厂平面布置图、污水厂高程布置图、污水提升泵站布置图、平流式沉砂池工艺图、卡鲁塞尔氧化沟工艺图、辐流式二沉池工艺图、污泥浓缩池、接触池工艺图。本设计的要点是将原污水经过中格栅间，由污水泵站提升，经过平流式沉砂池的一级处理，再经过厌氧池及氧化沟，经二沉池达到泥水分离，再经过紫外线消毒，一部分水达到二级排放标准直接排放，另一部分经气浮池，普通快滤池过滤及接触池消毒，进入回用水池以再次利用，。本设计的优点就是利用氧化沟工艺，不设初沉池和污泥消化池，是工艺流程简单，便以操作和运行，对于水质的处理的效果好。关键词：城市污水处理，卡罗塞尔氧化沟，污泥浓缩，中水回用AbstractSummary:ThisdesigncontentXiningcitywastewaterreusetreatmentengineeringdesign,mainlyforitshandlingofdomesticsewageandindustrialwastewater,urbansewageaftertreatmentrequirements,60percentdischargedintoVII 兰州交通大学毕业设计(论文)nearbywaterbodies.Achieve"sewagetreatmentplanteffluentqualityreference"urbansewagetreatmentplantpollutantdischargestandards"(GB18918-2002)inaBstandard.Urbansewageaftertreatment,40%ofthetreatedprocesstreatedasreusewater.DominantwinddirectionissouthwestsummerinfluentBODof300mg/L,SSof340mg/L.Accordingtowaterqualityanalysis,andwaterrequirements,wastewaterqualityBOD/COD=0.73,showsthattheoriginalwastewaterbiodegradabilityisgood.Therefore,aftercomparingseveraloptions,chosetoCarrouseloxidationditchtreatmentprocessasthecore,Thedesignoftheprocess:water→coarsegridsewagepumpstations→advectionfinegridanaerobicpondgritchamber→Carrouseloxidationditchradialflowsedimentationtank→withultravioletdisinfectionWelldissolvedairflotationtank→contactwithordinaryrapidfilterpoolpoolpool→reuse.Therearefivemajorstructurespumps,Carrouseloxidationditch4,radialflowsecondarysedimentationtank4,ultravioletdisinfectiondrainage1,flotationtank2,thegeneralrapidfilter4,contacttank2,inthepool1.Partiallytreatedsludgeprocess:sewagepumpingstationrefluxconcentratetank→sludgedewateringsludgecakeSinotrans,themainstructuresincludetwoconcentratedpool,adewateringroomTextsectionincludes:designspecification,designcalculations,Conclusion,Acknowledgements,References;Drawingsinclude:wastewatertreatmentplantfloorplan,elevationlayoutsewageplant,sewagepumpingstationlayout,advectionprocessdiagramgritchamber,Carrouseloxidationditchprocessdiagram,radialflowprocessdiagramsecondarysettlingtank,sludgeconcentrationtank,contacttankprocessdiagram.Thepointisthattheoriginaldesignofthewastewaterthroughthegrillefromthesewagepumpingstationupgrade,throughadvectiongritchamberofadeal,andthenaftertheanaerobictankandoxidationditch,reachedbysecondarysedimentationtankwaterseparation,andthenafterultravioletdisinfection,partofthewaterdischargestandardstoachievetwodirectemissions,partlythroughtheflotationtank,ordinaryrapidfilterfiltrationanddisinfectioncontacttankintothepoolinordertore-usereuse.Theadvantageofthisdesignistheuseofoxidationditchprocess,withnoprimarysettlingtankandsludgedigestiontankisasimpleprocess,thentooperateandrunforthewatertreatmenteffect.Keywords:urbansewagetreatment，carrouseloxidationditch，SludgeThickening，waterreuseVII 兰州交通大学毕业设计(论文)Alpha目录1.设计概述及设计原则11.1.1设计题目11.1.2设计资料11.1.3设计依据31.1.4进度安排31.1.5设计成果要求31.2设计原则41.2.1污水处理厂厂址的选择41.2.2工艺流程选择的原则41.2.3污水厂的平面布置原则51.2.4污水厂的高程布置原则62.设计方案的比选72.1污水水质及处理程度的计算72.1.1进水水质82.2工艺流程比选82.3工艺流程的确定122.4污水处理构筑物的选择132.4.1格栅132.4.2进水闸井132.4.3污水泵房132.4.4沉砂池142.4.5氧化沟142.4.6沉淀池（二沉池）162.4.7消毒172.5污泥处理构筑物的选择172.5.1污泥池172.5.2污泥脱水18VII 兰州交通大学毕业设计(论文)2.6中水处理构筑物的选择182.6.1溶气气浮池182.6.2过滤192.6.3消毒193.城市污水处理系统计算193.1细格栅的设计193.1.1设计原则193.1.2设计计算203.1.3粗格栅选用223.1.4格栅间尺寸的确定223.2污水泵房的设计223.2.1一般规定223.2.2设计计算233.3细格栅的设计计算：253.3.1设计参数253.3.2设计计算253.3.3细格栅选用273.3.4皮带输送机选用273.3.5格栅间尺寸的确定283.4平流式沉砂池的设计283.4.1设计参数283.4.2设计计算283.5厌氧池的设计293.5.1设计参数303.5.2污泥回流量计算303.5.3设计计算303.6氧化沟的设计313.6.1已知条件313.6.2设计参数313.6.3氧化沟设计计算313.6.4氧化沟表面曝气机选用38VII 兰州交通大学毕业设计(论文)3.7堰式配水井383.7.1设计参数383.7.2设计计算393.8二沉池的设计403.8.1设计要求413.8.2设计参数413.8.3设计计算413.8.4刮泥设备的选择463.9紫外线消毒473.9.1设计参数473.9.2设计计算473.10计量设施483.10.1计量设备的选择483.10.2设计依据483.10.3设计计算494.污泥处理工艺的设计及计算494.1污泥泵站的设计494.1.1回流污泥泵设计494.1.2回流污泥泵的选用494.2浓缩池的设计504.2.1设计要求504.2.2设计参数504.2.3设计计算504.3污泥脱水机房524.3.1设计计算534.3.2压滤机的选用535.污水回用系统的设计545.1溶气气浮池的计算545.1.1设计参数545.1.2设计计算54VII 兰州交通大学毕业设计(论文)5.2普通快滤池计算575.2.1设计参数575.2.2设计计算575.3消毒池的计算625.3.1液氯消毒的设计计算625.3.2接触消毒池计算625.3.3加氯机的选择:635.3.4氯库及加氯间的设计635.4清水池的计算645.4.1设计计算656.污水厂总体布置676.1平面布置的一般原则676.2厂区平面布置形式686.3污水厂平面布置的具体内容686.4污水厂的高程布置686.4.1污水处理厂高程布置应考虑事项686.4.2高程计算69致谢74参考文献75VII 兰州交通大学毕业设计(论文)VII 兰州交通大学毕业设计(论文)1.设计概述及设计原则1.1设计概述1.1.1设计题目西宁市城市污水处理厂设计1.1.2设计资料（1）污水处理厂建设规模与处理程度表1.1设计规模、进水水质与处理程度设计水量（m3/日）近期工业废水量40000生活污水量50000远期工业废水量50000生活废水量60000污水水质BOD5（mg/l)300COD(mg/l)410SS(mg/l)240NH4-N(mg/l)45TN60TP3PH6～8T0C8～20处理后要求达到的水质标准BOD5（mg/l)≤20COD(mg/l)≤30SS(mg/l)≤20NH4-N(mg/l)≤15TN≤20TP≤1排水干管状况直径D(mm)1000坡度I(%)　充满度(h/D)0.5流速(v/s)　管底标高（m)地面以下3米（2）自然条件1 兰州交通大学毕业设计(论文)表1.2自然条件与水文特征自然条件　气象资料气温（0C）月平均最高温度21最低温度-5.1绝对最高温度38.9最低温度-21平均降水量580夏季主导风向西南风水文资料水位（米）最高水位1505常用水位150095%保证率枯水位1498流量（m3/s）最大流量　常水位流量　95%保证率下流量　地质及水文地质资料土壤资料垦殖土<0.5砂粘土-粘砂土0.5～1.5中砂1.5～3粗砂>3砾砂　地下水地下水埋藏深度〉6地下水水质　土壤承压力公斤/cm22.5地震强度7冻结深度（米）1.5其他情况当地建材供应情况充足100KV高压线，电价元/度0.6自来水价格元/m32.5液氯来源当地供应1.1.3设计依据（一）《室外排水设计规范（GB50101-2005）》；（二）《污水综合排放标准（GB8978-1996）》；（三）《地面水环境质量标准（GB3838-2002）》；（四）《城市污水处理厂污水污泥排放标准（CJ3025-93）》；（五）《城镇污水处理工程项目建设标准（2001）》。1.1.4进度安排根据教学计划规定，毕业设计期限为13周，各阶段时间大致安排如下：（一）英文翻译及资料查阅1周1 兰州交通大学毕业设计(论文)（二）分析资料、处理方案论证1周（三）处理构筑物设计计算3周（四）设计图纸的绘制4周（五）校核与文件整理（包括设计说明书）3周（六）毕业设计答辩1.1.5设计成果要求（1）设计文件1.设计说明书包括设计总说明和计算书两部分（字数不少于15000字），要求内容完整、简洁明了、层次清楚、文理通顺、装订整齐；插图按比例，可按单线绘制。2.毕业设计计算书除满足上述要求外，还应计算准确，并附有工艺简图。3.设计说明书中含英文摘要（约200字），英文摘要撰写所用专业词汇要准确，语句要通顺，无语法错误；关键词数量3～5个，据内含由大到小排列。（2）设计图纸所绘图纸应反映出设计的内容。不得少于8张图，其中至少有1张图纸必须为手绘图，2张1号图，其余为2号图，另装成册。图纸绘制要符合国家标准。1.污水厂总平面布置图一张；2.高程布置图一张；3.构筑物详图至少6张。(3）翻译翻译篇与本专业相关的外文参考文献（不少于5000字符）。1.2设计原则1.2.1污水处理厂厂址的选择适当的选址是污水处理厂充分发挥其作用很重要的一环。厂址对周围的环境、卫生、处理厂基本建设投资及运行费用都有很大的影响。它与城市的总体规划、城市排水系统的走向、布置和处理后污水的出路都密切相关。当污水处理厂的厂址有多种方案可供选择时，应从管道系统、泵站、污水处理厂各处理单元为出发点，进行综合的技术经济比较与最优化分析，并通过有关专家的反复论证再进行确定。污水处理厂厂址选择应遵循下列原则：1 兰州交通大学毕业设计(论文)（1）无论采用什么处理工艺，应与选定的污水处理工艺相适应，尽量少占农田和不占良田。（2）厂址必须位于集中给水水源下游，并设在城镇、工厂厂区及生活区的下游和夏季主导风向的下风向。为保证卫生要求，厂址应距街区净距大于500米。（3）当处理后的污水或污泥用于农业、工业或市政时，应考虑与用户靠近便于运输。当处理水排放时，应与受纳水体靠近，但不低于最高洪水位。（4）要充分利用地形以满足处理构筑物高程布置的要求，减少土方工程量。若有可能，采用重力自流以节省动力费用。降低处理成本。（5）根据城市总体发展规划，处理厂的选择应考虑远期发展的可能性，留有适当的发展余地。并选择土质好的地方，便于施工。综合考虑以上原则，初步拟订处理厂厂址选在该区东南方向，从该区平面图上看，地势平坦，且该地方也有足够的空间满足处理厂远期发展的可能性。有足够的地方可供建设污水厂。根据污水厂的平面布置，能够满足要求。1.2.2工艺流程选择的原则（1）污水的处理程度当处理水排放水体时，污水处理程度可考虑用以下几种方法确定：1．按水体的水质标准确定，即根据当地环境保护部门对该受纳水体规定的水质标准进行确定；2．按城市污水处理厂所能达到的处理程度确定，一般多以二级处理技术所能达到的处理程度作为依据；3．考虑受纳水体的稀释自净能力。（2）工程造价与运行费用工程造价和运行费用是工艺流程选定当地重要因素，当然，处理水应当达到水质标准是前提条件。这样，以原污水的水质、水量及其他自然状况为已知条件，以处理水应达到的水质指标为制约条件，而以处理系统最低的总造价和运行费用为目标，建立三者之间的相互关系。（3）当地的各项条件当地的地形、气候等条件也是对污水处理工艺流程的选定具有一定的影响。例如，当地拥有农业开发利用价值不大的旧河道、洼地、沼泽地等，就可以考虑采用稳定塘、土地处理系统等污水的自然生物处理系统。（4）原污水的水量与污水流入工况1 兰州交通大学毕业设计(论文)除水质外，原污水的水量也是选定处理工艺需要考虑的因素，水质、水量变化较大的原污水，应考虑设调节池或事故贮水池，或选用承受冲击负荷能力较强的处理工艺，如完全混合型曝气池等，某些处理工艺，如塔式滤池和竖流式沉淀池只适用于水量不大的小型污水处理厂。1.2.3污水厂的平面布置原则(1)各处理单元构筑物的平面布置处理构筑物是污水处理厂的主体建筑物，在做平面布置时应根据各构筑物的功能要求和水力要求，结合地形和地质条件，确定它们在厂区内的平面位置。对此，应考虑：1．贯通、连接各处构筑物之间的管、渠，使之便捷、直通，避免迂回曲折。2．土方量做到基本平衡，并避开劣质土壤地段。3．在处理构筑物之间，应保持一定距离，以保证敷设连接管、渠的要求，一般的间距可取值5～10m，某些有特殊要求的构筑物，如污泥消化池、沼气贮罐等，其间距应按有关规定确定。4．各处理构筑物在平面上布置，应考虑尽量紧凑。5．污泥处理构筑物应考虑尽可能单独布置，以方便管理，应布置在厂区夏季主导风向的下风向。(2)管、渠的平面布置1．在各处理构筑物之间，设有贯通、连接的管、渠。此外，还应设有能够使各处理构筑物能够独立运行的管、渠，当某一处构筑物因故停止工作时，其后接处理构筑物仍能够保持正常的运行。2．应设超越全部处理构筑物，直接排放水体的超越管。3．在厂区内还应设有空气管路、沼气管路、给水管路及输配电线路。这些管线有的敷设在地下，但大都在地上，对它们的安装既要便于施工和维护管理，又要紧凑，少占用地。(3)辅助建筑物的平面布置污水厂内的辅助建筑物有中央控制室、配电间、机修间、仓库、食堂、宿舍、综合楼等。它们是污水处理厂不可缺少的组成部分。1．辅助建筑物建筑面积的大小应按具体情况条件而定。辅助建筑物的设置应根据方便、安全等原则确定。1 兰州交通大学毕业设计(论文)2．生活居住区、综合楼等建筑物应与处理构筑物保持一定距离，应位于厂区夏季主风向的上风向。3．操作工人的值班室应尽量布置在使工人能够便于观察各处理构筑物和运行情况的位置。4．平面布置时应安排充分的绿化地带，改善卫生条件，为污水厂工作人员提供优美的环境。1.2.4污水厂的高程布置原则污水处理厂污水处理流程高程布置的主要任务是：确定各处理构筑物和泵房的标高，确定处理构筑物之间连接管渠的尺寸及其标高，通过计算确定各部位的水面标高，从而能够使污水沿处理流程在处理构筑物之间通畅的流动，保证污水处理厂的正常运行。（1）水头损失为了降低运行费用和便于维护管理，污水在处理构筑物之间的流动，以按重力流考虑为宜（污泥流动不在此例）。为此，必须精确地计算污水流动中的水头损失，水头损失包括：1．污水流经各处理构筑物的水头损失；2．污水流经连接前后两处理构筑物管渠的水头损失，它包括沿程与局部水头损失；3．污水流经量水设备的水头损失。（2）高程布置在对污水处理厂污水处理流程的高程布置时，应考虑下列事项：1．选择一条距离最长，水头损失最大的流程进行水力计算，并应适当留有余地，以保证在任何情况下，处理系统都能运行正常；2．计算水头损失时，一般应以近期最大流量作为构筑物和管渠的设计流量；计算涉及远期流量的管渠和设备时，应以远期最大流量为设计流量，并酌加扩建时备用水头；3．设置终点泵站的污水处理厂，水力计算常以接纳处理后污水水体的最高水位为起点，逆污水流程往上推算，以使处理后污水在洪水季节也能自流排出，而水泵需要的扬程则较小，运行费用也较低；4．在作高程布置时还应注意污水流程与污泥流程的配合，尽量减少需抽升的污泥量。1 兰州交通大学毕业设计(论文)2.设计方案的比选2.1污水水质及处理程度的计算2.1.1进水水质本设计的总设计规模为近期90000m3／d，远期为110000m3／d，该污水厂污水主要来源于该城市的生活污水，处理后出水水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）标准。根据设计资料西宁市污水水质情况如下表2.1。表2.1污水水质指标（单位：mg／L）项目CODBOD5SSNH4-NTNTPpHT（℃）进水水质410300240456036～88～20排放标准3020≤20≤15≤20≤16～88～20去除率％92.6893.33≥91.67≥66.67≥66.67≥66.67（1）溶解性BOD5的去除率活性污泥处理系统处理水中的BOD5值是由残存的溶解性BOD5和非溶解性BOD5二者组成，而后者主要是以生物污泥残屑为主体，活性污泥的净化功能是去除溶解性BOD5，因此从活性污泥的净化功能来考虑，应将非溶解性的BOD5从处理水中的粽BOD5值中减去。1 兰州交通大学毕业设计(论文)处理水中非溶解性BOD5值BOD5非＝0.7Ce×1.42﹙1－e-0.23×5﹚＝13.60mg/L(e≈2.72)处理水中溶解性BOD520－13.60＝6.40mg/L3.溶解性BOD5的去除率η＝（300－6.4）/300×100％＝97.87％（二）COD的去除率η＝（410－30）/300×100％＝80％2.2工艺流程比选（1）备选方案根据水质、水量和地质条件等因素，同时需考虑脱氮除磷，拟选以下三种工艺为备选工艺。方案一：传统活性污泥法传统活性污泥法是依据废水的自净作用原理发展而来的。普通活性污泥系统主要由曝气池，曝气系统，二沉池，污泥回流系统和剩余污泥排放系统组成，废水在经过沉砂、初沉等工序进行一级处理，去除了大部分悬浮物和部分BOD后即进入曝气池，再经过二次沉淀池，最后出水。优点：活性污泥法在大中型污水处理中是一种应用最广的废水好氧生物处理技术，活性污泥法在大中型污水处理中是一种应用最广的废水好氧生物处理技术。：在曝气池中水流是纵向混合的推流式。在曝气池前端，活性污泥同刚进入的废水相接触，有机物浓度相对较高，即供给活性污泥微生物的食料较多，所以微生物生长一般处于生长曲线的对数生长期后期或稳定期。由于普通活性污泥法曝气时间比较长，当活性污泥继续向前推进到曝气池末端时，废水中有机物已几乎被耗尽，污泥微生物进入内源代谢期，它的活动能力也相应减弱，因此在沉淀池中容易沉淀，出水中残剩的有机物数量少。处于饥饿状态的污泥回流入曝气池后又能够强烈吸附和氧化有机物，所以普通活性污泥法的BOD和悬浮物去除率都很高，达到90～95%左右。缺点：作为微生物生理活动必需的营养物，一般活性污泥法必须定期投加按一定配比的营养物质，这样增加了运行费用和管理难度；混合液必须含有足够的溶解氧，活性污泥池长有好氧原生动物，氧的需求量较大；1 兰州交通大学毕业设计(论文)活性污泥在池内应呈悬浮状态，能充分与水接触和混合；活性污泥连续回流，及时排除剩余污泥，使混合液保持一定的活性污泥浓度；活性污泥生长周期长，对温度、水质和水量的骤变适应能力差；对微生物有毒害的物质应严格控制在允许浓度以内；活性污泥法处理负荷较低，造成设施的体积增大，土建投资也相应增加。正因为有以上的必要条件和特点，所以活性污泥法运行管理比较专业。另外活性污泥法易产生污泥膨胀，处理负荷较低，不易控制管理，故近年来在中小型污水处理站中的使用越来越少。方案二：A2/O法A2／O法即厌氧-缺氧-好氧活性污泥法。污水在流经厌氧、缺氧、好氧三个不同功能分区的过程中，在不同微生物菌群的作用下，使污水中的有机物、N、P得到去除。A2／O法是最简单的同步除磷脱氮工艺，总水力停留时问短，在厌氧(缺氧)、好氧交替运行的条件下．可抑制丝状菌的繁殖，克服污泥膨胀，SVI一般小于100，有利于处理后的污水与污泥分离，厌氧和缺氧段在运行中只需轻缓搅拌，运行费用低。由于厌氧、缺氧和好氧三个区域严格分开，有利于不同微生物菌种的繁殖生长，因此脱氮除磷效果很好。该工艺在国内外比较广泛。优点：（1）该工艺为最简单的同步脱氮除磷工艺，总的水力停留时间，总产占地面积少于其它的工艺。（2）在厌氧的好氧交替运行条件下，丝状菌得不到大量增殖，无污泥膨胀之虞，SVI值一般均小于100。（3）污泥中含磷浓度高，具有很高的肥效。（4）运行中勿需投药，两个A段只用轻缓搅拌，以不啬溶解氧浓度，运行费低。缺点：（1）除磷效果难于再行提高，污泥增长有一定的限度，不易提高，特别是当P/BOD值高时更是如此。（2）脱氮效果也难于进一步提高，内循环量一般以2Q为限，不宜太高，否则增加运行费用。（3）对沉淀池要保持一定的浓度的溶解氧，减少停留时间，防止产生厌氧状态和污泥释放磷的现象出现，但溶解浓度也不宜过高。以防止循环混合液对反应器的干扰方案三：CASS法CASS为周期循环活性污泥法的英文（CyclicActivatedSludge1 兰州交通大学毕业设计(论文)System）的缩写，是将好养的生物选择器与传统的连续进水SBR反应器相结合的产物。CASS工艺是以生物反应动力学原理及合理的水力条件为基础而开发的一种系统组成简单的污水处理新工艺。目前CASS工艺在欧美等国家已得到广泛的应用，从运行效果看，处理效果好，除磷脱氮效果也不错。CASS工艺尤其适合含有较多工业污水的城市污水及要求除磷脱氮的污水的处理。其优缺点如下：优点：（1）工艺流程简单、管理方便、造价低。CASS工艺只有一个反应器，不需要二沉池，不需要污泥汇流设备，一般情况下也不需要调节池，因此要比活性污泥工艺节省基建投资30%以上，而且布置紧凑，占地面积可减少35%。（2）处理效果好。反应器内活性污泥处于一种交替的吸附、吸收及生物降解和活化的变化过程中，因此处理效果好。（3）有较好的脱氮除磷效果。CASS工艺可以很容易地交替实现好氧、缺氧、厌氧的环境，并可以通过改变曝气量、反应时间等方面来创造条件提高脱氮除磷效果。（4）污泥沉降性能好。CASS工艺具有的特殊运行环境抑制了污泥中丝状菌的生长，减少了污泥膨胀的可能。同时由于CASS工艺的沉淀阶段是在静止的状态下进行的，因此沉淀效果更好。（5）CASS工艺独特的运行工况决定了它能很好的适应进水水量、水质的波动。缺点：由于进水贯穿于整个运行周期，沉淀阶段进水在主流区底部，造成水力紊动，影响泥水分离时间，进水量受到一定限制，水力停留时间较长方案四：氧化沟法严格地说，氧化沟不属于专门的生物除磷脱氮工艺。但是随着氧化沟技术的发展，它早已超出原先的实践范围，出现了一系，出现了一系列除磷脱氮技术与氧化沟技术相结合的污水处理工艺流程。按照运行方式，氧化沟可以分为连续工作式、交替工作式和半交替工作式。连续工作式氧化沟，如帕斯韦尔氧化沟、卡鲁塞尔氧化沟。奥贝尔氧化沟在我国应用比较多，这些氧化沟通过设置适当的缺氧段、厌氧段、好氧段都能取得较好的除磷脱氮效果。连续工作式氧化沟又可分为合建式和分建式。交替工作式氧化沟一般采用合建式，多采用转刷曝气，不设二沉池和污泥回流设施。交替工作式氧化沟又可分为单沟式、双沟式和三沟式，交替式氧化沟兼有连续式氧化沟和SBR工艺的一些特点，可以根据水量水质的变化调节转刷的开停，既可以节约能源，又可以实现最佳的除磷脱氮效果。1 兰州交通大学毕业设计(论文)氧化沟具有以下特点：(1)工艺流程简单，运行管理方便。氧化沟工艺不需要初沉池和污泥消化池。有些类型氧化沟还可以和二沉池合建，省去污泥回流系统。(2)运行稳定，处理效果好。氧化沟的BOD平均处理水平可达到95%左右。(3)能承受水量、水质的冲击负荷，对浓度较高的工业废水有较强的适应能力。这主要是由于氧化沟水力停留时间长、泥龄长和循环稀释水量大。(4)污泥量少、性质稳定。由于氧化沟泥龄长。一般为20～30d，污泥在沟内已好氧稳定，所以污泥产量少从而管理简单，运行费用低。(5)可以除磷脱氮。可以通过氧化沟中曝气机的开关，创造好氧、缺氧环境达到除磷脱氮目的，脱氮效率一般＞80%。但要达到较高的除磷效果则需要采取另外措施。(6)基建投资省、运行费用低。和传统活性污泥法工艺相比，在去除BOD、去除BOD和NH3-N及去除BOD和脱氮三种情况下，基建费用和运行费用都有较大降低，特别是在去除BOD和脱氮情况下更省。同时统计表明在规模较小的情况下，氧化沟的基建投资比传统活性污泥法节省更多。2.3工艺流程的确定本项目污水处理的特点：（1）污水以有机污染物为主，BOD/COD=0.7〉0.3，可生化性较好，重金属及其他难以生物降解的有毒有害污染物一般不超标污水以生活污水为主，工业污水比较少，可生化性较好，重金属及其他难以生物降解的有毒有害污染物一般不超标；（2）污水中主要污染物指标BOD、、COD、SS都值都相对比较低；（3）水厂的投资相对比较小进水中NH3-H含量高于污水综合排放标准一级标准，需添加除氮工艺；针对以上特点，以及出水要求，现有城镇污水处理技术的特点，以采用生化处理最为经济。由于氮磷超标，处理工艺尚用硝化除磷。根据处理规模（9万吨/天），进出水质（一般的生活污水），出水质要求（国家《污水综合排放标准》〈GB8978—1996〉中一级B标准），污水处理厂既要求有效地去除BOD5，有要求对污水中的氮、磷进行适当处理，防止神仙沟的富营养化，以及该工程的造价与运行费用，当地的自然条件（包括地形、气候、水资源），污水水量及其变化动态，运行管理与施工，并参考典型的工艺流程和各种生物处理法的优缺点及使用条件。本课题选择典型的工艺流程，经过对全国污水厂的资料搜集对比和对实际污水情况的分析，以及各工艺优缺点的对比确定本次设计采用卡罗塞尔氧化沟工艺，工艺流程图如下图2.21 兰州交通大学毕业设计(论文)图2.2工艺流程图二级排放厌氧池二沉池细格栅格栅粗格栅氧化沟紫外线消毒污水提升泵房沉砂池溶气气浮污泥回流过滤剩余污泥再生水泥饼外运脱水机房浓缩池接触消毒1 兰州交通大学毕业设计(论文)2.4污水处理构筑物的选择2.4污水处理构筑物的选择2.4.1格栅格栅由一组或数组平行的金属栅条、塑料齿钩或金属筛网、框架及相关装置组成，倾斜安装再污水管道、泵房、集水井的进口处或污水处理厂的前端，用来截留污水中较粗大漂浮物和悬浮物，防止堵塞和缠绕水泵机组、曝气器、管道阀门、处理构筑物配水设施、进出水口，减少后续处理生产的浮渣，保证污水处理设施的正常运行。本工程设计采用两道格栅，20mm的中格栅和10mm的细格栅，为减轻劳动强度，采用机械清除截留物。2.4.2进水闸井进水闸井位于厂区进水管和中格栅间之间。2.4.3污水泵房污水泵站的特点及形式：泵站行驶的选择取决于水里条件和工程造价，其他考虑因素还有：泵站规模大小、泵站的性质、水文地质条件、地形地物、挖渠及施工方案、管理水平、环境性质要求、选用水泵的形式及能否就地取材等。污水泵站的主要形式：（1）合建式矩形泵站，装设立式泵，自灌式工作台，水泵数为4台或更多时，采用矩形，机器间、机组管道和附属设备布置方便，启动简单，占地面积大；（2）合建式圆形泵站，装设立式泵，自灌式工作台，水泵数不超过4台，圆形结构水力条件好，便于沉井施工法，可降低工程造价，水泵自动方便。（3）对于自灌式泵房，采用自灌式水泵，叶轮（泵轴）低于集水池最低水位，在最高、中间和最低水位都能直接启动，其优点为启动及时可靠，不需引水辅助设备，操作简单。1 兰州交通大学毕业设计(论文)（4）非自灌式泵房，泵轴高于集水池最高水位，不能直接启动，由于污水泵水管不得设低阀，故需设引水设备。但管理人员必须能熟练的掌握水泵的启动程序。由以上可知，本设计因水量较大，并考虑到造价、自动化控制等因素，以及施工的方便与否，采用自灌式半地下式矩形泵房。本工程设计确定采用与粗格栅合建的潜水泵房。2.4.4沉砂池沉砂池的功能的去除比重较大的无机颗粒。按水流方向的不同可分为的不同可分为平流式、竖流式、曝气沉砂池和旋流沉砂池四类。比较如下：(1)平流沉砂池优点：沉淀效果好，耐冲击负荷，适应温度变化。工作稳定，构造简单，易于施工，便于管理缺点：占地大，配水不均匀，易出现短流和偏流，排泥间距较多，池中约夹杂有15%左右的有机物使沉砂池的后续处理增加难度。(2)竖流沉砂池优点：占地少，排泥方便，运行管理易行。缺点：池深大，施工困难，造价较高，对耐冲击负荷和温度的适应性较差，池径受到限制，过大的池径会使布水不均匀(3)曝气沉砂池优点：克服了平流沉砂池的缺点，使砂粒与外裹的有机物较好的分离，通过调节布气量可控制污水的旋流速度，使除砂效率较稳定，受流量变化影响小，同时起预曝气作用，其沉砂量大，且其上含有机物少。缺点：由于需要曝气，所以池内应考虑设消泡装置，其他型易产生偏流或死角，并且由于多了曝气装置而使费用增加，并对污水进行预曝气，提高水中溶解氧。(4)旋流沉砂池（钟式沉淀池）优点：占地面积小，可以通过调节转速，使得沉砂效果最好，同时由于采用离心力沉砂不会破坏水中的溶解氧水平（厌氧环境）缺点：气提或泵提排砂，增加设备，水厂的电气容量，维护较复杂。基于以上四种沉砂池的比较，本工程设计确定采用平流式沉砂池。2.4.5氧化沟氧化沟技术发展加快，类型多样，氧化沟技术发展较快，类型多样，根据其构造和特征，主要分为帕斯维尔氧化沟（Pasveer）；卡罗塞尔氧化沟（Carrousel）；交替工作式氧化沟；奥贝尔氧化沟（Orbal）；一体化氧化沟（合建式氧化沟）。各种氧化沟的类型及技术特点如下：（1）帕斯维尔氧化沟a.性能特点：出水水质好，脱氮效果较明显；构筑物简单，运行管理方便；结构形式多样，可根据地形选择合适的构筑物形状；单座构筑物处理能力有限，流量较大时，分组太多占地面积，增加了管理的难度。1 兰州交通大学毕业设计(论文)b.结构形式：单环路，有同心圆型，折流型和U型等形式，多为钢筋混凝土结构。c.曝气设备：转刷式转盘，水深较深时，配置潜水推进器。d.适用条件：出水水质要求高的小型污水处理厂。（2）卡罗塞尔氧化沟a.性能特点：出水水质好，由于存在明显的富氧区和缺氧区，脱氮效率高；曝气设施单机功率大，调节性能好，并且曝气设备数量少，既可以节省投资，又可以使运行管理简化；有极强的混合搅拌和耐冲击负荷能力；氧化沟沟深加大，使占地面积减少，土建费用降低；用电量较大，设备效率一般；设备安装较为复杂，维修和更换繁琐。b.结构形式：多沟串联。c.曝气设备：立式低速表曝机，每组沟渠只在一端安设一个表面曝气机。d.适用条件：大中型污水处理厂，特别是用地紧张的大型污水处理厂。（3）交替工作式氧化沟a.性能特点：出水水质好；可以不单独设置二沉池，处理流程短，节省占地；不需要单独设置反硝化区，通过运行过程中设置停曝期，进行反硝化，具有较高的氮去除率；设备闲置率高；自动化程度要求高。增加了运行管理难度。b.结构形式：单沟（A型）双沟（B型）和三沟（T型），沟之间相互连通。c.曝气设备：水平轴曝气转盘。d.适用条件：出水要求高的大中型污水处理厂（4）奥贝尔氧化沟a.性能特点：出水水质好，脱氮率高，同时硝化反硝化；可以在未来负荷增加的情况下加以扩展，易于适应多种进水情况和出水要求的变化；容易维护；节能，比其他任何氧化沟系统在运行时需要的动力都小；受结构形式的限制，总图布置困难。b.结构形式：三个或多个沟道，相互连通。c.曝气设备：水平轴曝气转盘（转碟），可以进行多个组合。d.适用条件：出水要求高的大中型污水处理厂。（5）一体化氧化沟1 兰州交通大学毕业设计(论文)a.性能特点：工艺流程短，构筑物和设备少；不设置单独的二沉池，氧化沟系统占地面积较小；沟内设置沉淀区，污泥自动回流，节省基建投资和运行费用；造价低，建造快，设备事故率低，运行管理工作量少；固液分离比一般二沉池高；运行和启动存在一定问题；技术尚处于研究开发阶段。b.结构形式：单沟环形沟道，分为内置式固液分离和外置式分离式c.曝气设备：水平轴曝气转盘d.适用条件：中小型污水处理厂综上所述，各种氧化沟各有优缺点，设计采用卡罗塞尔氧化沟，现将卡罗塞尔氧化沟再做以下较为全面的介绍。卡罗塞尔氧化沟采用垂直安装的低速表面曝气器，每组沟渠安装一个，均安装在同一端，因此形成了靠近曝气器下游的富氧区和曝气器上游以及为外环的缺氧区。这不仅有利于生物凝聚，还是活性污泥易于沉降。BOD5的去除率可达到95%—99%，脱氮效率约为90%，除磷率约为60%。2.4.6沉淀池（二沉池）由于本设计主要构筑物采用氧化沟，可不设初沉池。二沉池设在生物处理构筑物后面，用于沉淀去除活性污泥或腐殖污泥（指生物膜法脱落的生膜）。沉淀池主要有以下几种形式。比较如下：(1)平流沉淀池优点包括：沉淀效果好；耐冲击负荷和温度的变化适应性强；施工容易，造价低。它的主要缺点为：池子配水不均匀；采用多斗排泥时，每个泥斗需要单设排泥管各自排泥，操作量大。适用条件：适用于大、中、小型污水处理厂；适用于地下水位较高和地质条件较差的地区。(2)辐流式沉淀池优点包括：多为机械排泥，运行较好，管理较简单；排泥设备已趋定型。它的主要缺点为：池内水速不稳定，沉淀效果较差；机械排泥设备复杂，对施工质量要求高。适用条件：适用于大、中型污水处理厂；适用于地下水位较高的地区。(3)竖流式沉淀池优点包括：排泥方便，管理简单；占地面积较小。它的主要缺点为：池子深度大，施工困难；对冲击负荷和温度变化的适应性能力较差；造价较高；池径不宜过大，否则布水不均匀。适用条件：适用于处理水量不大的小型污水处理厂。（4）斜板（管）沉淀池优点包括：沉淀效率高，停留时间短；占地面积小。它的主要缺点为：用于二沉池时，当固体负荷较大时其处理效果不太稳定，耐冲击负荷的能力较差；运行管理成本高。1 兰州交通大学毕业设计(论文)综上所述，四种沉淀池的优缺点比较，并结合本设计的具体情况；设计水量较大，本工程二沉池采用中心进水、周边出水的辐流式沉淀池。2.4.7消毒污水处理厂常用的消毒方法有液氯消毒、漂白粉消毒、臭氧消毒和紫外线消毒等四种，他们的优缺点和使用条件如下：a.液氯消毒优点：价格便宜，效果可靠，投配设备简单。缺点：对生物有毒害作用，并且可能产生致癌物质。适用于大、中型规模的污水处理厂。b.漂白粉消毒优点：投加设备简单，价格便宜缺点：除用液氯缺点外，尚有投配量不准确，溶解剂调制不便，劳动强度大。适用于消毒要求不高或间断投加的小型污水处理厂。c.臭氧消毒优点：消毒效率高，能有效的降解水中残留有机物、色味等，污水温度、PH值对消毒效果影响小，不产生难处理或生物积累性残余物。缺点：投资大，成本高，设备管理负责。d.紫外线消毒优点：是紫外线照射和氯化共同作用的物理化学方法，消毒效率高，占地面积小。缺点：紫外线照射灯具货源不足，电耗能量较多，没有持续消毒能力。综上四种消毒方法的比较，本工程采用紫外线消毒。2.5污泥处理构筑物的选择2.5.1污泥池污泥浓缩池主要是降低污泥中的间隙水，来达到使污泥减容得目的。经浓缩后的污泥近似糊状，仍保持流动性。浓缩池可分为气浮浓缩池、重力浓缩池和离心浓缩池。重力浓缩池按其运行方式分为间歇式或连续式。比较如下：（1）气浮浓缩池：依靠微小气泡与污泥颗粒产生粘附作用，使污泥颗粒的密度小于水而上浮，并得到浓缩。适用于浓缩活性污泥以及生物滤池等较轻的污泥，并且运行费用较高，贮泥能力小；（2）连续式重力浓缩池：用于浓缩初沉池污泥和二沉池的剩余污泥，只用于活性污泥的情况不多；（3）间歇式重力浓缩池：主要靠阀门控制污泥的进出和上清液的排出，无刮泥系统，管理简单。1 兰州交通大学毕业设计(论文)（4）离心浓缩池：利用污泥中的固、液相得密度不同，在高速旋转地离心机中受到不同的离心力二是两者分离，达到浓缩目的。离心分离一般要加入助凝剂，且耗电量大，在达到相同的浓缩效果时，其电耗约为气浮法的10倍。综上所述，本设计采用重力浓缩池2.5.2污泥脱水污泥脱水的方法有自然干化、机械脱水及污泥烧干、焚烧等方法。本设计采用机械脱水，采用带式压滤机。比较如下：（1）自然干化优点：简单易行、污泥含水率低、缺点：占地面积大、卫生条件差、铲运干污泥的劳动强度大。（2）机械脱水a.真空过滤机优点：适应性强、连续运行、操作平稳、全过程自动化。缺点：多数污泥须经调理才能过滤，且工序多、费用高。过滤介质紧抱在转筒上，再生与清洗不充分，容易堵塞。b.带式压滤机优点：工艺简单、消耗动力少连续运行缺点：所需药剂费用较高。c.离心机优点：设备小、效率高、分离能力强、操作条件好。缺点：制造工艺要求高、设备易磨损、对污泥的预处理要求高，而且必须使用高分子聚合电解质最为调理剂。综上所述，本设计采用机械脱水，采用带式压滤机。2.6中水处理构筑物的选择2.6.1溶气气浮池气浮溶气设备是气浮污水处理的关键设备。气浮是由气浮溶气设备产生微气泡并粘附于污水的絮粒上，从而使絮粒强制性上浮，实现固液分离的一种物理处理方法。多用于小区及建筑优质杂排水的水处理中2.6.2过滤过滤由滤池完成，水厂常用的滤池有：普通快滤池，V型滤池，虹吸滤池等。各自的特点如下：(1)普通快滤池优点：运转效果良好，适用于任何规模的水厂。缺点：管配件和阀门较多，操作较其他过滤池稍复杂。(2)型滤池优点：过滤周期较长，气水反冲洗效果好，冲洗水量大大减少，使用于大、中型水厂。缺点：增加了气洗的设备，增加了运行维护的力度。1 兰州交通大学毕业设计(论文)(3)虹吸滤池优点：无需大型阀门和相应的开闭控制设备，无需冲洗水塔或冲洗水泵，过滤时不会出现负水头现象。适用于大水量的水厂。缺点：池深比普通快滤池大，冲洗效果不像普通快滤池稳定。通过比较，本次设计的中水系统的滤池选择普通快滤池。2.6.3消毒本工程的中水消毒系统选择液氯消毒，最后出水为了更好的达到除去大肠杆菌的效果，在出水前设紫外线消毒装置。3.城市污水处理系统计算3.1细格栅的设计本设计采用粗细两道粗格栅。3.1.1设计原则(1)中格栅间隙一般采用10～40mm；(2)格栅不宜少于两台，如为一台时，应设人工清除格栅备用；(3)过栅流速一般采用0.4～0.9m/s；(4)格栅倾角一般采用45º～75º；(5)通过格栅的水头损失一般采用0.08m/s～0.17m/s；(6)格栅间必须设置工作台，台面应高出栅前最高设计水位0.5m，工作台有安全和冲洗设施；(7)格栅间工作台两侧过道宽度不应小于0.7m，工作台正面过道宽度：人工清除，不小于1.2m；机械清除，不小于1.5m；(8)机械格栅的动力装置一般宜设在室内或采取其它保护设备的措施；(9)设置格栅装置的构筑物必须考虑设有良好的检修、栅渣的日常清除。3.1.2设计计算本设计设计两组细格栅，粗格栅的设计流量按远期最大流量=1.655，设计两组细格栅，则每组的流量为0.83(1)栅条间隙数：1 兰州交通大学毕业设计(论文)式中：---中格栅间隙数；--最大设计流量，；----栅条间隙，取4mm；----栅前水深，取0.4----过栅流速，取0.9m/s；----格栅倾角，设计60°本设计选用两组细格栅，（2)栅槽宽度：栅槽宽度一般比格栅宽0.2~0.3m，取0.3m式中：B——栅槽宽度，m；S——格条宽度，取0.01m。(3)进水渠道渐宽部分的长度：设进水渠宽，宽部分展开角α1=20º，进水渠道内的流速为0.45m/s(4)栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度L2：(5)通过格栅的水头损失：设栅条断面为锐边矩形断面，取k=3，1 兰州交通大学毕业设计(论文)(6)栅后槽总高度H，m设栅前渠道超高(7)栅槽总长度L，m：式中:H1----栅前渠道深,m(8)每日栅渣量W,m3/d取宜采用机械清渣。图3.1中格栅设计计算草图3.1.3粗格栅选用根据格栅间距、宽度在《给水排水设计手册》第9册上查得采用GH型链条式回转格栅除污机，其性能见表3.1。1 兰州交通大学毕业设计(论文)表3.1GH型链条式回转格栅性能规格表型号格栅宽度(mm)格栅净距（mm）安装角度a(0)过栅流速（m/s）电动机功率（kw）GH-3000300040600.72.23.1.4格栅间尺寸的确定工作平台设在格栅上部，高出格栅前最高设计水位0.5m，工作台上设有安全和冲洗措施，工作台正面过道宽度与栅槽宽度相同。格栅间的尺寸为：6000×4500×4500mm。3.2污水泵房的设计3.2.1一般规定(1)应根据远近期污水量，确定污水泵站的规模，泵站设计流量一般与进水管之设计流量相同；(2)应明确泵站是一次建成还是分期建设，是永久性还是半永久性，以决定其标准和设施；(3)并根据污水经泵站抽升后，出口入河道、灌渠还是进处理厂处理来选择合适的泵站位置；(4)污水泵站的集水池与机器间在同一构筑物内时，集水池和机器间须用防水隔墙隔开，允许渗漏，做法按结构设计规范要求；分建式，集水井和机器间要保持的施工距离，其中集水池多为圆形，机器间多为方形；(5)泵站构筑物不允许地下水渗入，应设有高出地下水位0.5米的防水措施。泵站选用集水池与机器间合建的矩形泵站。3.2.2设计计算（1）流量的确定:本设计拟定选用5台泵（4用1备），则每台泵的设计流量为：（2）扬程的估算泵扬程的估算1 兰州交通大学毕业设计(论文)H=H静+2.0+（0.5～1.0）式中：H静——水泵集水池的最低水位H1与水泵出水管提升后的水位H2之差；2.0——水泵吸水喇叭口到沉砂池的水头损失；0.5～1.0——自由水头的估算值，取为1.0；H1=进水管底标高+D×h/D-过栅水头损失-1.5=1507.54+1×0.5-0.3-0.2-1.5=1506.04mH2=计量堰水面标高+沉砂池至接触池间水头损失计量堰水面标高取为1508.011m；细格栅至计量堰间水头损失为4.566m，取4.6m；则：H2=1508.011+4.6=1512.611mH静=H2-H1=1512.611-1506.04=6.57m则水泵扬程为：H=H静+2.0+1.0=6.57+2.0+1.0=9.57m，取10m。选泵:由Q=1489.5m3/h，，可查手册11得：选用400QW1500-10-75潜污泵（3）集水池(a)集水池形式污水泵站的集水池宜采用敞开式，本工程设计的集水池与泵房和共建，属封闭式。(b)集水池的通气设备集水池内设通气管，并配备风机将臭气排出泵房。(c)集水池清洁及排空措施集水池设有污泥斗，池底作成不小于的坡度，坡向污泥井。从平台到池底应设下的扶梯，台上应有吊泥用的梁钩滑车。(d)集水池容积计算泵站集水池容积一般按不小于最大一台5分钟的出水量计算，有效水深取—.本次设计集水池容积按最大一台泵5分钟的出水量计算，有效水深取2米。1 兰州交通大学毕业设计(论文)则集水池的最小面积F为结合QW潜水泵的安装尺寸，集水池的尺寸为则集水池的有效容积为(4)潜水泵的布置本设计中共有5台潜水泵，5台泵并排布置，具体的尺寸为：泵轴间的间距为：3000mm；泵轴与侧面墙的间距为：1500mm；其它的数据参考设备厂家提供的安装数据。(5)泵房尺寸的确定本设计取泵房的设计尺寸为15000mm×12000mm×12000mm(6)泵房附属设施设施如下：水位控制：为适应污水泵房开停频率的特点，采用自动控制机组运行，自动控制机组启动停车的信号，通常是由水位继电器发出的。门：泵房与中格栅合建，至少应有满足设备的最大部件搬迁出入的门，取宽、。窗：泵房于阴阳两侧开窗，便于通风采光，开窗面积不小于泵房的1/5,于两侧各设5扇窗，其尺寸为卫生设备：为了管理人员清刷地面和个人卫生，应就近设洗手池，接25mm的给水管，并备有共冲洗的橡胶管。(7)起吊设备泵房起重设备根据起吊最大一台设备的重量选择，单台潜水泵的重量为，单台GH中格栅的重量为，可选用LD-A型电动单梁桥式起重机。(8)泵房附属设施及尺寸的确定(a)水位控制1 兰州交通大学毕业设计(论文)为适应污水泵房开停频率的特点，采用自动控制机组运行，自动控制机组启动停车的信号，通常是由水位继电器发出的。(b)计量设备由于污水中含有机械杂质，其计量设备考虑被堵塞的问题，可采用电磁流量计，采用压水干管的弯头作为计量设备。3.3细格栅的设计计算：3.3.1设计参数(a)栅前水深h=0.4m；(b)过栅流速v=0.7m/s；(c)格栅间隙b=20mm；(d)格栅安装倾角θ=60º。3.3.2设计计算本设计设计两组细格栅，粗格栅的设计流量按近期最大流量=1.354，设计二组细格栅，则每组的流量为0.677(1)栅条的间隙数(2)栅槽宽度栅槽宽度一般比格栅宽0.2~0.3m，取0.3m(3)进水渠道渐宽部分的长度设进水渠宽B1=0.6m，渐宽部分展开角α1=20°，(4)栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度:(5)通过格栅的水头损失设栅条断面为锐边矩形断面，取k=31 兰州交通大学毕业设计(论文)(6)栅后槽总高度H，m设栅前渠道超高h1=0.3m(7)栅槽总长度L，m式中：H1为栅前渠道深H1=h＋h1，m(8)每日栅渣量W，m3/d；取采用机械清渣的方式。图3.2细格栅设计计算草图3.3.3细格栅选用根据格栅间距、宽度在《给水排水设计手册》第11册上查得采用液压传动伸缩耙式弧形格栅除污机，其性能见表3.2。1 兰州交通大学毕业设计(论文)表3.2GH型链条式回转格栅性能规格表型号格栅宽度(mm)格栅净距（mm）安装角度a(0)过栅流速（m/s）电动机功率（kw）GH-2000200020600.72.23.3.4皮带输送机选用细格栅的栅渣也用皮带输送机传送到格栅间外，卸入小推车中再运至垃圾堆放场所。根据栅渣量、输送距离采用与粗格栅想同型号的皮带输送机——LD型皮带输送机。3.3.5格栅间尺寸的确定工作平台设在格栅上部，高出格栅前最高设计水位0.5m，工作台上设有安全和冲洗措施，工作台正面过道宽度与栅槽宽度相同。格栅间的尺寸为：6000×4500×4500mm。3.4平流式沉砂池的设计3.4.1设计参数本设计采用平流式沉砂池。设计流量按近期最大设计，Qmax=117000m3/d=1.354m3/s,设计一座池子，最大设计流量时的水平流速v=0.25m/s，污水在池内的停留时间t=30s，城市污水沉沙量X=30m3/106m3污水，沉砂池每2天清除一次。3.4.2设计计算(1)沉砂池长度:L(2)水流断面积:A(3)单池宽度:B每格宽取b=2.3m，，设计两格，则单池宽度:1 兰州交通大学毕业设计(论文)(4)有效水深:h2<1.2m(5)沉沙斗容积:V式中：Qmax——最大设计流量，m3/s；X——城市污水沉沙量，取X=30m3/106m3；T——清除沉沙的时间周期，取2d；Kz——流量总变化系数。(6)每个污泥沉砂斗容积:V0每格沉砂池设2个沉砂斗，则共有四个沉砂斗(7)沉砂斗各部分尺寸及容积设沉砂斗底宽a1=0.7m，斗高h"3,=0.8m，斗壁与水平面的倾角为55o则沉砂斗上口宽a：沉砂斗容积V0：(8)沉砂室高度:h3采用重力排砂，池底坡度为6%，坡向砂斗，沉砂池的宽度为（2（L2+a）+0.2）(9)沉砂池高度:H沉砂池超高h1取0.3m，则沉砂池总高：1 兰州交通大学毕业设计(论文)(10)验算最小流速最小流量即平均流量Q=1.042m3/s图3.3平流式沉砂池设计计算草图3.5厌氧池的设计为使氧化沟具有除磷脱氮的功能，在氧化沟之前设生物选择器及厌氧池，这样，污水可以在这里进行厌氧中重要的释磷作用以及部分反硝化作用。3.5.1设计参数(1)设计进水流量(2)水力停留时间：(3)污泥浓度:X=4000mg/L；(4)污泥回流液浓度：3.5.2污泥回流量计算(1)回流比计算(2)回流污泥量计算1 兰州交通大学毕业设计(论文)3.5.3设计计算两个氧化沟组成一个系列，一个系列对应一个厌氧池，则本工程共有两个厌氧池。(1)单个厌氧池容积式中：—生物选择池容积；—水力停留时间。(2)厌氧池表面积设计有效水深4.5m,厌氧池的池宽取为：B=12m；则厌氧池的长度为：本设计取29(3)生物选择池污泥负荷生物选择池采用高负荷完全混合式，其污泥负荷（F/M）为：式中：---进水BOD5浓度,mg/L,取150mg/L；X----污泥浓度，mg/L，取4000mg/L。3.6氧化沟的设计本设计采用卡鲁塞尔氧化沟3.6.1已知条件(1)水量(2)浓度1 兰州交通大学毕业设计(论文)(3)进水NH3-N=45mg/L；出水NH3－N=15mg/L；(4)进水TSS=240mg/L；出水TSS=20mg/L;3.6.2设计参数(1)有效水深H=4m；(2)污泥负荷N=0.05～0.1kgBOD5/(kg)；(3)污泥泥龄=25～30d（取）(4)水力停留时间10～30h；(5)污泥产率系数Y＝0.55；(6)混合液悬浮固体浓度（MLSS）X=4000mg/L；(7)混合挥发性悬浮固体浓度（MLVSS）XV=2800mg/L(MLVSS/MLSS=0.7)；(8)内源呼吸系数=0.055；(9)200C时脱氮率=0.035kg。3.6.3氧化沟设计计算(1)去除BOD计算(a)氧化沟出水BOD5浓度Se为了保证二级出水BOD5浓度Se<20mg/L,必须控制氧化沟出水所含溶解性BOD5浓度(b)好氧区容积(c)好氧区水力停留时间1 兰州交通大学毕业设计(论文)(d)剩余污泥量ΔX,(i)按表观污泥产率计算计算系统排除的以挥发性悬浮固体计的干污泥量:计算总排泥量：（ii）按污泥泥龄计算去除每kg产生的干污泥量：(2)脱氮量计算(a)氧化沟的氨氮量氧化沟产生的剩余污泥中含氮率为12.4%,则用于生物合成的总氮量为需要氧化的氨氮量N1=进水TKN-出水NH3-N-生物合成所需氮量N0(b)脱氮量Nr=进水总氮量-出水总氮量-生物合成所需的氮量1 兰州交通大学毕业设计(论文)(c)计算脱氮所需池容V2及停留时间T2反消化率考虑最不利的条件水温，最低水温为时脱氮所需容积：停留时间：(3)氧化沟总容积及停留时间t校核污泥负荷:设计规程规定氧化沟污泥负荷应为0.05～0.1(4)需氧量计算(a)设计需氧量AOR氧化沟设计需氧量AOR=去除BOD5需氧量－剩余污泥中BOD5的需氧量+去除NH3-N耗氧量－剩余污泥中NH3-N的耗氧量－脱氮产氧量①去除BOD5需氧量D1式中：a‵—微生物对有机底物氧化分解的需氧率，取0.52；b‵—活性污泥自身氧化需氧率，取0.12；②剩余污泥量BOD需氧量D2（用于合成的那一部分）1 兰州交通大学毕业设计(论文)③去除氨氮的需氧量D3每1kgNH3-N硝化需要消耗4.6kgO2D3=4.6×（进水TKN－出水NH3-N）④剩余污泥中NH3-N耗氧量D4⑤脱氮产氧量D5每还原1kgNO3-产生2.86kgO2考虑安全系数1.4，则：⑥标准状态下需氧量SOR式中：Cs（20）－20℃氧的饱和度，取Cs（20）＝9.17mg/lCs（25）－25℃氧的饱和度，取Cs（25）＝8.38mg/lC－溶解氧浓度1 兰州交通大学毕业设计(论文)α－修正系数，取0.85β－修正系数，取0.95T---进水最高温度，℃校核去除每kgBOD5的标准需氧量：(5)氧化沟尺寸计算：设计四座氧化沟；单座氧化沟有效容积；设计氧化沟有效水深=5.5m，超高设计1m，氧化沟深度=5.5+1=6.5m，中间分隔墙厚度为0.25m；单座氧化沟面积:；设计单沟道宽度=12m；弯道部分面积：直线段部分面积：单沟道直线段长度L：取L=71m(6)进水管和出水管计算1 兰州交通大学毕业设计(论文)污泥回流比：R=66.7%；进出水管流量：进水水管控制流速：≤1m/s；进出水管直径：取(800mm)校核进出水管流速:，满足要求。(7)出水堰及出水竖井计算为了能够调节氧化沟的运行及出水，氧化沟出水处设置出水竖井，竖井内安装电动可调节堰。初步估计δ/H<0.67，因此按照薄壁堰来计算取堰上水头高H=0.2m则堰为了便于设备的选型，堰宽b取2.5m，校核H，满足H范围考虑可调节堰的安装要求（每边留0.3m）则出水竖井长度为出水竖井宽度B取1.4m(考虑安装需要)则出水竖井平面尺寸为氧化沟出水井出水孔尺寸为(8)曝气设备选择单座氧化沟需氧量1 兰州交通大学毕业设计(论文)每座氧化沟设2台卡鲁塞尔专用倒伞形叶轮表面曝气机。单台曝气机所需充氧能力为。卡鲁塞尔氧化沟计算图见图3.4。图3.4卡鲁塞尔氧化沟设计计算草图3.6.4氧化沟表面曝气机选用根据单台曝气机所需充氧能力1535.37kgO2/d，在《给水排水设计手册》第9册上查得采用型号为112的倒伞型叶轮表面曝气机，其性能见表3.5。表3.3倒伞型叶轮表面曝气机性能参数表型号直径（mm）充氧能力（kg/d）电动机功率（kw）设备重量（kg）叶片最小浸没深度（mm）最大浸没深度（mm）11228451300-2000373730802403.7堰式配水井3.7.1设计参数(1)污水量’(2)Kz=1.40；1 兰州交通大学毕业设计(论文)(3)回流污泥量:;(4)氧化沟出水经配水井至四座二沉池。3.7.2设计计算(1)进水管管径:配水井进水管的设计流量为当进水管管径D1=1500mm时，满足设计要求。(2)顶堰设计计算混合液从配水井底中心进入，经相等宽度的4个堰口流入4个水斗，再由管道接入4座辐流式沉淀池。每个沉淀池的分配水量为，采用矩形宽顶溢流堰。(a)堰上水头H设计拟采用堰高H=0.5m矩形堰的流量:式中：----矩形堰的流量，----堰上水头，----堰宽，，取0.6----流量系数，通常采用0.327---0.332，在此取0.33则：基本与设计拟定堰高相等，则符合要求(b)堰顶厚度B根据有关试验资料，当2.5