水污染控制工程课程论文制药废水处理工艺设计

'目录1.文献综述31.1制药废水的水质特征31.2制药废水的处理方法31.3制药废水的处理工艺及选择62.水质分析62.1水质组成62.2进水水质62.3出水水质72.4处理效率72.5可生化降解性分析73.方案选择73.1方案选择原则73.2工艺比较分析83.3工艺流程确定114.设计计算134.1粗格栅134.2细格栅154.3调节池174.4涡流沉砂池204.5SBR反应池224.6接触池与加氯间304.7集泥井与污泥泵房334.8污泥浓缩池354.9污泥脱水机房385.平面布置和高程布置395.1构筑物及设备的重要设计参数395.2平面布置405.3高程布置426.投资估算及效益分析44附图146附图24747 制药废水处理工艺设计摘要：本文结合制药废水的水质特征总结了制药废水现今常用的处理工艺，进而根据本次设计的水量、水质参数，通过分析、比选，确定采用经典SBR工艺进行污水处理，并对此工程的设计、计算进行了详细的说明，为绘制平面图、高程图提供了依据。关键词：制药废水、经典SBR、污水处理TheDesignofPharmaceuticalWastewaterTreatmentProcessAbstract：Thispapersummarizespharmaceuticalwastewatertreatmentprocessescommonlyusedtodayaccordingtothewaterquality.Tocombinewiththisdesign,andthroughtheanalysis,comparetoelects,determiningthatitusestheClassicalSBRcrafttocarryonthesewagetreatment.Thisarticleexplainstheproject"sdesignparticularly,whichcontainsthedesignandcalculation,andprovidesthebasistoprotracttheplantdistrictplanandthesystemelevationdrawing.Keywords：PharmaceuticalwastewaterClassicSBRSewageTreatment47 1.文献综述1.1制药废水的水质特征制药工业废水主要包括抗生素生产废水、合成药物生产废水、中成药生产废水以及各类制剂生产过程的洗涤水和冲洗废水四大类。其废水的特点是成分复杂、有机物含量高、毒性大、色度深和含盐量高等，特别是生化性差且间歇排放，属难处理的工业废水。随着我国医药工业的发展，制药废水已逐渐成为重要的污染源之一，如何处理该类废水已成为当今环境保护的一个难题。1.2制药废水的处理方法制药废水的处理方法大致可归纳为以下几种:物化处理、化学处理、生化处理以及多种方法的组合处理等，各种处理方法均具有各自的优势及不足。1.2.1物化处理根据制药废水的水质特点，在其处理过程中需要采用物化处理作为生化处理的预处理或后处理工序。目前应用的物化处理方法主要包括混凝、气浮、吸附、氨吹脱、电解、离子交换和膜分离法等。1.2.1.1混凝法该技术是目前国内外普遍采用的一种水质处理方法，它被广泛用于制药废水预处理及后处理过程中，如硫酸铝和聚合硫酸铁等用于中药废水等。高效混凝处理的关键在于恰当地选择和投加性能优良的混凝剂，近年来混凝剂的发展方向是由低分子向聚合高分子发展，由成分功能单一型向复合型发展。1.2.1.2气浮法气浮法通常包括充气气浮、溶气气浮、化学气浮和电解气浮等多种形式。哈药总厂使用涡凹气浮装置对制药废水进行预处理，在适当药剂配合下，COD的平均去除率在15%左右。1.2.1.3吸附法常用的吸附剂有活性炭、活性煤、腐殖酸类、吸附树脂等。武汉健民制药厂采用煤灰吸附－两级好氧生物处理工艺处理其废水。结果显示，吸附预处理对废水的COD去除率达41.1%，并提高了BOD5/COD值。1.2.1.4膜分离法膜技术包括反渗透、纳滤膜和纤维膜，可回收有用物质，减少有机物的排放总量。该技术的主要特点是设备简单、操作方便、无相变及化学变化、处理效率高和节约能源等。1.2.1.5电解法该法处理废水具有高效、易操作等优点而得到人们的重视，同时电解法又有很好的脱色效果。1.2.2化学处理应用化学方法时，某些试剂的过量使用容易导致水体的二次污染，因此在设计前应做好相关的实验研究工作。化学法包括铁炭法、化学氧化还原法、深度氧化技术等。1.2.2.1铁炭法47 工业运行表明以Fe-C作为废水的预处理步骤,其出水的可生化性可大大提高。1.2.2.2Fenton试剂处理法亚铁盐和H2O2的组合称为Fenton试剂，它能有效去除传统废水处理技术无法去除的难降解有机物。随着研究的深入，又把紫外光（UV）、草酸盐（C2O42-）等引入Fenton试剂中，使其氧化能力大大加强。1.2.2.3氧化法该法能提高废水的可生化性，同时对COD有较好的去除率。结果显示，经臭氧氧化的废水不仅BOD5/COD的比值有所提高，而且COD的去除率均为75%上。1.2.2.4氧化技术又称高级氧化技术，它汇集了现代光、电、磁、材料等各相近学科的最新研究成果，主要包括电化学氧化法、湿式氧化法、超临界水氧化法、光催化氧化法和超声降解法等。其中紫外光催化氧化技术具有新颖、高效、对废水无选择性等优点，尤其适合于不饱合烃的降解，且反应条件也比较温和，无二次污染，具有很好的应用前景。与紫外线、热、压力等处理方法相比，超声波对有机物的处理更直接，对设备的要求更低，作为一种新型的处理方法，正受到越来越多的关注。1.2.3生化处理生化处理技术是目前制药废水广泛采用的处理技术，包括好氧生物法、厌氧生物法、好氧-厌氧等组合方法。1.2.3.1好氧生物处理由于制药废水大多是高浓度有机废水，进行好氧生物处理时一般需对原液进行稀释，因此动力消耗大，且废水可生化性较差，很难直接生化处理后达标排放，所以单独使用好氧处理的不多，一般需进行预处理。常用的好氧生物处理方法包括活性污泥法、深井曝气法、吸附生物降解法(AB法)、接触氧化法、序批式间歇活性污泥法(SBR法)、循环式活性污泥法(CASS法)等。a.深井曝气法：它是一种高速活性污泥系统，该法具有氧利用率高、占地面积小、处理效果佳、投资少、运行费用低、不存在污泥膨胀、产泥量低等优点。此外，其保温效果好，处理不受气候条件影响，可保证北方地区冬天废水处理的效果。b.AB法：AB法属超高负荷活性污泥法。AB工艺对BOD5、COD、SS、47 磷和氨氮的去除率一般均高于常规活性污泥法。其突出的优点是A段负荷高，抗冲击负荷能力强，对pH和有毒物质具有较大的缓冲作用，特别适用于处理浓度较高、水质水量变化较大的污水。c.生物接触氧化法：该技术集活性污泥和生物膜法的优势于一体，具有容积负荷高、污泥产量少、抗冲击能力强、工艺运行稳定、管理方便等优点。很多工程采用两段法，目的在于驯化不同阶段的优势菌种，充分发挥不同微生物种群间的协同作用，提高生化效果和抗冲击能力。在工程中常以厌氧消化、酸化作为预处理工序,采用接触氧化法处理制药废水。d.SBR法：SBR法具有耐冲击负荷强、污泥活性高、结构简单、无需回流、操作灵活、占地少、投资省、运行稳定、基质去除率高、脱氮除磷效果好等优点，适合处理水量水质波动大的废水。此外，反应池中投加PAC的SBR强化处理工艺,可明显提高系统的去除效果。1.2.3.2厌氧生物处理目前国内外处理高浓度有机废水主要是以厌氧法为主，但经单独的厌氧方法处理后出水COD仍较高，一般需要进行后处理(如好氧生物处理)。目前仍需加强高效厌氧反应器的开发设计及进行深入的运行条件研究。在处理制药废水中应用较成功的有上流式厌氧污泥床(UASB)、厌氧复合床(UBF)、厌氧折流板反应(ABR)、水解法等。a.UASB法：UASB反应器具有厌氧消化效率高、结构简单、水力停留时间短、无需另设污泥回流装置等优点。b.UBF法：UBF具有反应液传质和分离效果好、生物量大和生物种类多、处理效率高、运行稳定性强的特征，是实用高效的厌氧生物反应器。c.水解酸化法：水解池全称为水解升流式污泥床(HUSB),它是改进的UASB。水解池较之全过程厌氧池有以下优点：不需密闭、搅拌，不设三相分离器，降低了造价并利于维护；可将污水中的大分子、不易生物降解的有机物降解为小分子、易生物降解的有机物，改善原水的可生化性；反应迅速、池子体积小，基建投资少，并能减少污泥量。1.2.3.3预处理-厌氧-好氧及其他组合处理工艺由于单独的好氧处理或厌氧处理往往不能满足要求，而厌氧-好氧、47 水解酸化-好氧等组合工艺在改善废水的可生化性、耐冲击性、投资成本、处理效果等方面表现出了明显优于单一处理方法的性能，因而在工程实践中得到了广泛用。此外，随着膜技术的不断发展，膜生物反应器(MBR)在制药废水处理中的应用研究也逐渐深入。MBR综合了膜分离技术和生物处理的特点，具有容积负荷高、抗冲击能力强、占地面积小、剩余污泥量少等优点。1.3制药废水的处理工艺及选择制药废水的水质特点使得多数制药废水单独采用生化法处理根本无法达标，所以在生化处理前必须进行必要的预处理，一般应设调节池，调节水质水量和pH，且根据实际情况采用某种物化或化学法作为预处理工序，以降低水中的SS、盐度及部分COD，减少废水中的生物抑制性物质，并提高废水的可降解性，以利于废水的后续生化处理。预处理后的废水，可根据其水质特征选取某种厌氧和好氧工艺进行处理，若出水要求较高，好氧处理工艺后还需继续进行后处理。具体工艺的选择应综合考虑废水的性质、工艺的处理效果、基建投资及运行维护等因素，做到技术可行、经济合理。因此，总的工艺路线为预处理-二级生化处理（厌氧、好氧）-(后处理)组合工艺。2.水质分析2.1水质组成制药废水可分为冲洗废水、提取废水和其他废水。其中冲洗废水和提取废水含有未被利用的有机组分及染菌体，也含有一定的酸碱有机溶剂，需要处理后排放，而其他废水主要为冷却水排放，一般污染物浓度不大，可以回用。2.2进水水质进水水质参数如下：项目设计流量m3/dCODcrmg/LBOD5mg/LSSmg/L参数50008005002502.3出水水质47 出水拟达到国家污水综合排放标准（GB8978—1996）一级标准要求，具体参数如下：项目CODcrmg/LBOD5mg/LSSmg/L参数10020702.4处理效率根据进水出水水质参数计算拟达到的处理效率如下：项目CODcrBOD5SS处理效率%87.596722.5可生化降解性分析废水的可生化降解能力取决于BOD5/CODcr的比值，BOD5是指在好氧条件下，微生物分解有机物质所需要消耗的溶解氧量，而CODcr是指在酸性条件下，用强氧化剂氧化水样中有机物和无机还原性物质所消耗的氧化剂的量，以氧的毫克每升表示。由于BOD5采用微生物来降解有机物，而降解率仅为14.4～78.6%，而CODcr采用的是强氧化剂，对大多数的有机物可以氧化到85～95%，因此以重铬酸钾作为强氧化剂来测定CODcr时，BOD5/CODcr的比值小于1。根据资料介绍，当废水BOD5/CODcr>0.3时，说明废水中有机物可生化降解。本次设计进水BOD5/CODcr=0.625，因此可生化性比较好。3.方案选择3.1方案选择原则（1）废水处理设计和其他工程设计一样，应符合适用的要求，首先必须确保污水处理后达到排放要求。考虑现实的经济和技术条件，以及当地的具体情况（如施工条件）。在可能的基础上，选择的处理工艺流程、构（建）筑物形式、主要设备设计标准和数据等。（2）废47 水处理采用的各项设计参数必须可靠。设计时必须充分掌握和认真研究各项自然条件，如水质水量资料、同类工程资料。按照工程的处理要求，全面地分析各种因素，选择好各项设计数据，在设计中一定要遵守现行的设计规范，保证必要的安全系数。对新工艺、新技术、新结构和新材料的采用积极慎重的态度。（3）废水处理设计必须符合经济的要求。（4）废水处理设计应当力求技术合理。在经济合理的原则下，必须根据需要，尽可能采用先进的工艺、机械和自控技术，但要确保安全可靠。（5）废水处理设计必须注意近远期的结合，不宜分期建设的部分，如配水井、泵房及加药间等，其土建部分应一次建成；在无远期规划的情况下，设计时应为今后发展留有挖潜和扩建的条件。（6）废水处理设计必须考虑安全运行的条件，如适当设置分流设施、超越管线、甲烷气的安全储存等。（7）废水处理设计在经济条件允许情况下，场内布局、构（建）筑物外观、环境及卫生等可以适当注意美观和绿化。3.2工艺比较分析根据该设计的出水水质标准，并且BOD5/CODcr>0.3，所以制药废水可进行生化处理。目前，可用于制药废水二级生化处理的方法有很多，而人工条件下的处理法中，活性污泥法因其应用范围逐渐扩大、处理效果不断提高、工艺设计和运行管理更加科学化而成为城市污水、有机工业废水的有效处理方法和污水生物处理的主流方法。所以本设计选用活性污泥法进行处理。活性污泥法主要工艺类型如下表：工艺类型优点缺点适用范围氧化沟法1、设计灵活，结构形式多样2、对水温、水质、水量的变动有较强的适应性1、占地面积大2、电耗高，污水处理费用高。各种处理规模47 3、污泥产率低，且已达到稳定状态，勿须进行污泥消化4、运行得当可达到脱磷除氮的效果。普通曝气池污水处理效果好不能达到脱氮除磷各种处理规模AB法1、出水水质稳定2、能很好地适应水质变化3、可达到脱磷除氮的效果。若不能保证A段正常运行，B段不能发挥效应，处理效果易受影响。中小处理规模AAO法1、出水水质稳定2、冲击负荷强3、脱氮除磷效果较好。1、占地面积大2、运行管理较复杂中大处理规模SBR法1、出水水质好2、运行方式灵活3、具有很强的脱氮除磷功能4、运行管理简单，全自化控制。1、部分关键设备和自控系统要求严格2、设备闲置率较高。中小处理规模本设计设计流量为5000m3/d，属于中小型处理规模，且进水污染物值较小，处理要求较低。鉴于以上的特点，并结合活性污泥法主要工艺类型表，对于该设计，SBR法及氧化沟法为首先考虑的工艺方案。这两种工艺都具有以下优点：（1）都属完全混合型，具有较高的耐冲击负荷的能力；（2）一般不设初沉池，工艺简化，节省占地；（3）一般采用低负荷延时曝气方式运行，处理效果好，污泥好氧稳定，同时可减少污泥产量（如果污泥出路可靠，也可适当提高负荷）。47 氧化沟目前常用的有卡鲁塞尔氧化沟、奥贝尔氧化沟、三沟及双沟等交替式氧化沟等几种形式，其中以前两种更为常用。氧化沟的共同特点是污水在循环水池中流动，曝气方式主要采用表曝方式（近年来，也有鼓风曝气方式的氧化沟，也被称作氧化沟池型的普曝，结合了氧化沟及微孔曝气的优点）。SBR工艺包括传统SBR法、ICEAS工艺、DAT-IAT工艺、CAST工艺、UNITANK工艺等不同方法。从严格意义上讲，交替式运行的氧化沟实际上也是SBR工艺的一种。SBR法与氧化沟相比又具有以下优点：（1）反应池内存在DO、BOD5浓度梯度，有效控制活性污泥膨胀。（2）工艺流程简单、造价低。主体设备只有一个序批式间歇反应器，无二沉池、污泥回流系统，调节池、初沉池也可省略，布置紧凑、占地面积省。（3）SBR池池深也不受限制，必要时可适当加深。（4）工艺过程中的各工序可根据水质、水量进行调整，运行灵活。（5）运行效果稳定，污水在理想的静止状态下沉淀，需要时间短、效率高，出水水质好。（6）氧化沟的曝气设备——表曝机在运行时，溅起水花较大，对周围环境产生不利影响。某些特殊情况下，对污水厂有很高的环保要求，反应池上部需要加盖或增设上部建筑，以隔绝臭气，这样则会影响表曝的曝气效率。（7）在北方严寒地区，冬季室外气温较低，氧化沟的表曝曝气方式也不适宜。（8）SBR法系统本身也适合于组合式构造方法，利于废水处理厂的扩建和改造。综合上述各种因素，在该设计中采用SBR工艺。SBR各类型特点见下表：特点经典SBRICEASCASSUNTANK沉淀性能好，处于理想沉淀状态是不是不是不是抑制污泥膨胀（选择性准则）强弱（通过选择池改善）弱（通过预反应段改善）弱处理难降解废水效率高（生态多样性）强弱弱（通过预反应段改善）非常弱47 除磷脱氮效果（厌氧、缺氧和好氧等）N、PNN、P由于处于理想推流状态，有机物去除率高是不是不是不是不需二沉池和污泥回流，工艺简单是是需要回流是连续进水不是是是是连续出水不是不是不是是故，结合本设计实际条件，确定选用经典SBR工艺。3.3工艺流程确定3.3.1污水处理工艺流程根据既定污水处理工艺，设两套方案如下：方案1：进水→粗格栅→提升泵房→细格栅→调节池→沉砂池→SBR反应池→紫外消毒池→出水方案2：进水→粗格栅→细格栅→调节池→沉砂池→SBR反应池→接触池→排放47 针对该设计，方案1与方案2理论上都可行，但考虑到节省成本与占地面积，本设计采用方案2。因为方案1中，粗格栅后设一座提升泵房，同时调节池集水坑内还需设泵提升出水，这点造成浪费。对于像该设计这样的，构筑物偏少的工艺流程，工艺管线可以充分优化，故污水只考虑一次提升不需要二次提升；并且方案1中选用紫外消毒池，紫外消毒池受到处理规模、设备技术性能及投资运行费等方面的限制，使用并不广泛。因此，该设计采用方案2，调节池后一次提升污水同时选用接触池加氯消毒。3.3.2污泥处理工艺流程在污水处理过程中，产生大量的污泥，含有大量的有毒有害物质，如寄生虫卵、病原微生物、细菌、合成有机物及重金属离子等；有用物质如植物营养素（但、磷、钾）、有机物及水分等。因此，污泥处理的目的是使污泥减量、稳定、无害化及综合利用。污泥处理方案的选择，应根据污泥的性质和数量，投资情况与运行管理费用，环境保护要求及有关法律法规，城市农业发展情况及当地气候条件等情况，综合考虑后选择。污泥处理可供选择的方案大致有：生污泥à浓缩à消化à自然干化à最终处置生污泥à浓缩à自然干化à堆肥à最终处置生污泥à浓缩à消化à机械脱水à最终处置生污泥à浓缩à机械脱水à干燥焚烧à最终处置生污泥à湿污泥地à最终处置生污泥à浓缩à消化à最终处置本设计污水处理规模较小，且采用SBR工艺排泥量小，排泥接近稳定。根据目前的工程实践经验和技术水平，当污泥处理规模较小的情况下,采用消化池系统在运行效果及经济效益上并不理想。另外，为减少用地，避免对周围环境产生不良影响，适用机械脱水工艺。所以，本设计优先采用：生污泥à浓缩à机械脱水à最终处置的污泥处理工艺。3.3.3污泥的最终处置污泥最终处置和利用的方法有：作为农肥利用、建筑材料利用、焚烧，填地与填海造地利用以及排海。随着经济的发展，环境问题日益受到越来越多的关注，污泥处置成为一个重要问题，如处置不当会造成二次污染，影响周围环境。焚烧耗资很大一般不采用，本设计推荐采用目前国际上广泛采用的方法，即将污泥外运至污水厂附近的垃圾填埋场进行卫生填埋。47 3.3.4工艺流程图示综上，确定本次制药废水处理总工艺流程如下：泥饼外运污泥脱水机房进水加氯间调节池（内含提升泵）污泥浓缩池粗格栅细格栅涡流沉砂池SBR反应池鼓风机房接触池集泥井及污泥泵房栅渣、沉砂外运出水上清液回流4.设计计算4.1粗格栅4.1.1设计说明粗格栅一般斜置在进水泵站之前，主要对水泵起保护作用，截去生活水中较大的悬浮物，以减轻后续处理构筑物的负荷，用来去除那些可能堵塞水泵机组驻管道阀门的较粗大的悬浮物，并保证后续处理设施能正常运行。它本身的水流阻力并不大，水头损失只有几厘米，阻力主要产生于筛余物堵塞栅条，一般当格栅的水头损失达到10~15厘米时就该清洗。（1）格栅栅条间隙，应符合下列要求：①人工清除25～40mm②机械清除16～25mm③最大间隙40mm（2）在大型污水处理厂或泵站前原大型格栅(每日栅渣量大于0.2m3),一般应采用机械清渣。（3）格栅倾角一般用450～750。机械格栅倾角一般为600～700，47 （4）通过格栅的水头损失一般采用0.08～0.15m。（5）过栅流速一般采用0.6～1.0m/s。4.1.2设计参数设计流量Q=5000m3/d=208.3m3/h=57.9L/s=0.0579m3/s变化系数KZ=1.5最大设计流量Q1=Q×KZ=7500m3/d=312.5m3/h=86.8L/s=0.0868m3/s栅前流速v1=0.7m/s，过栅流速v2=0.9m/s栅条宽度s=0.01m，格栅间隙e=20mm栅前部分长度0.5m，格栅倾角α=60°单位栅渣量W1=0.07m3栅渣/103m3污水4.1.3设计计算（1）确定格栅前水深，根据最优水力断面公式计算得：栅前槽宽则栅前水深（2）栅条间隙数(取n=18)（3）格栅宽度B（4）进水渠道渐宽部分长度L1（其中α1为进水渠展开角）（5）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度（6）过栅水头损失h1设格栅条断面为矩形断面，k=347 （7）栅后槽总高度H取栅前渠道超高h2=0.3m，则栅前槽总高度H1=h+h2=0.25+0.3=0.55m栅后槽总高度H=h+h1+h2=0.25+0.103+0.3=0.653m（8）格栅总长度LL=L1+L2+0.5+1.0+0.55/tanα=0.04+0.02+0.5+1.0+0.55/tan60°=1.88m（9）每日栅渣量Wm3/d>0.2m3/d所以宜采用机械格栅清渣。选用的格栅和清渣机械为HZG型回转式格栅除污机。（10）计算草图如下4.2细格栅4.2.1设计说明细格栅设在粗格栅后，拦截粗格栅未截流的悬浮物或漂浮物，并保证后续处理设施能正常运行。其设计要求与粗格栅相似。47 4.2.2设计参数最大设计流量Q1=Q×KZ=7500m3/d=312.5m3/h=86.8L/s=0.0868m3/s栅前流速v1=0.7m/s，过栅流速v2=0.9m/s栅条宽度s=0.01m，格栅间隙e=10mm栅前部分长度0.5m，格栅倾角α=60°单位栅渣量W1=0.07m3栅渣/103m3污水4.2.3设计计算（1）确定格栅前水深，根据最优水力断面公式计算得：栅前槽宽则栅前水深（2）栅条间隙数(取n=36)（3）格栅宽度B（4）进水渠道渐宽部分长度L1（其中α1为进水渠展开角）（5）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度（6）过栅水头损失h1设格栅条断面为矩形断面，k=347 （7）栅后槽总高度H取栅前渠道超高h2=0.3m，则栅前槽总高度H1=h+h2=0.25+0.3=0.55m栅后槽总高度H=h+h1+h2=0.25+0.26+0.3=0.81m（8）格栅总长度LL=L1+L2+0.5+1.0+0.55/tanα=0.29+0.145+0.5+1.0+0.55/tan60°=2.25m（9）每日栅渣量Wm3/d>0.2m3/d所以宜采用机械格栅清渣。选用XGS型旋转格栅除污机。（10）计算草图如下4.3调节池4.3.1设计说明调节池设置在污水处理系统前，以均和水质，存盈补缺，进水一般为重力流，出水用泵提升。本设计调节池与细格栅间合建，细格栅栅后渠道连接调节池进水渠。该调节池集水坑内所设自动搅匀潜污泵兼有搅匀调节池内污水和一次提升污水保证后续设施中水体重力自流的作用。（1）池中最高水位不高于进水管设计高度，最低水位为死水位。47 （2）调节池的形状多为方形或圆形池，以利于形成完全混合状态。本设计采用方形池。（3）结合经验值及成本预算，本设计调节池容积按SBR反应池一周期运行时间，HRT=6h进行计算。4.3.2设计参数最大设计流量Q1=Q×KZ=7500m3/d=312.5m3/h=86.8L/s=0.0868m3/s4.3.3设计计算（1）调节池容积V结合经验值及成本预算，本设计调节池容积按SBR反应池一周期运行时间，HRT=6h进行计算则（2）调节池结构尺寸设调节池有效水深h=5.0m采用方形池，池长L与池宽B相等，则池表面积A则在池底设集水坑，池底以i=0.01的坡度坡向集水坑，调节池计算示意图如下47 （3）潜污泵的选型调节池集水坑内所设自动搅匀潜污泵兼有搅匀调节池内污水和一次提升污水保证后续设施中水体重力自流的作用。故所需水泵扬程计算如下：污水扬程为H5=H1＋H2＋H3＋H4①H1为吸水管DN=200㎜,管长3.0m。查水力计算表得v=1.01m/sj=20.8,则吸水管沿程水头损失hi=3.0×20.8/1000=0.06m，吸水管局部阻力系数:进口0.45，闸阀0.2，渐缩管0.16，则H1=hi＋hj=0.1m②H2为出水管DN=200㎜，管长12m.。查水力计算表得v=2.02m/si=82.0则出水管沿程水头损失为hi=12×82/1000=0.98m出水管局部阻力系数：合计为12.6则H2=hi＋hj=3.58m③H3为调节池最低水位与布水器设计高程的水位差。调节池最低水位为-9.50m，布水器设计高程0m，则两者水位差H3=9.50m。④H4为布水器所需配水压力。由高程图估算可知H4=7m所以所需扬程H5=H1＋H2＋H3＋H4=0.1+3.58+9.50+7.0=20.10m考虑富余水头，本设计取22m。污水泵扬程H5=22m，流量Q=7500m3/d=312.5m3/h选用JYWQ型自动搅匀潜污泵2台，一用一备。其基本参数如下：型号排出口径（mm）流量（m3/h）扬程（m）搅匀直径（mm）转速（r/min）功率（kw）效率（%）200-350-25-3200-372003502532001450377347 （4）潜水搅拌机的选型根据调节池容积，搅拌功率一般按1m3污水4~8w选配搅拌设备，本设计取5w，则搅拌机总功率为1875×5=9.375kw则选用3台潜水搅拌机，其型号为QJB4/6-320/3-960/C/S，其主要技术参数为：额定功率4kw，额定电流10.3A，叶轮直径320mm，叶轮转速960r/min。将3台潜水搅拌机分别安装在调节池进水端及中间部位。4.4涡流沉砂池4.4.1设计说明沉砂池的作用是从污水中将比重较大的颗粒去除，其工作原理是以重力分离为基础，故应将沉砂池的进水流速控制在只能使比重大的无机颗粒下沉，而有机悬浮颗粒则随水流带走。沉砂池常见形式优缺点见下表:名称工艺优点工艺缺点平流沉砂池结构简单/动力消耗小/沉砂效果好沉砂有机物含量大（约15%），沉砂后继处理难度大曝气沉砂池结构简单/沉砂效果好沉砂有机物含量较少（小于10%）/动力消耗大竖流沉砂池沉砂效果较差沉砂有机物含量较大（大于10%）/沉砂后继处理难度大涡流沉砂池结构简单/动力消耗小/沉砂效果好沉砂有机物含量较少（小于10%）综合考虑采用沉砂效果好，结构简单能耗低的涡流沉砂池。4.4.2设计参数（1）水力叶面负荷约200m3/(h·m2)；（2）水力停留时间为20~30s；（3）进水渠道流速① 最大流量的40%-80%时为0.6~0.9m/s；② 流量最小时>0.15m/s；47 ③ 流量最大时≤1.2m/s。（4）进水渠道直段长度为宽度的7倍且不应<4.5m；（5）出水渠道宽度为进水渠道的2倍，出水渠道的直线长度要相当于出水渠道的宽度；（6）出水渠道与进水渠道夹角>270°，以最大限度地延长水流在沉砂池中的停留时间，达到有效除砂目的。两种渠道均设在沉砂池上部以防扰动砂子；（7）沉砂池前应设格栅。沉砂池下游设堰板或巴式计量槽，以保持沉砂池内所需要的水位。（8）沉砂池规格:设计流量（104m3/d）0.380.951.502.654.57.611.418.926.5沉砂池直径（m）1.832.132.443.053.664.885.496.107.32沉砂池深度（m）1.121.121.221.451.521.681.982.132.13砂斗直径（m）0.910.910.911.521.521.521.521.521.83砂斗深度（m）1.521.521.521.682.032.082.132.442.44驱动机构（W）0.560.860.860.750.751.51.51.51.5浆板转速(r/min)2020201414131313134.4.3设计计算（1）涡流沉砂池选择根据最大设计流量Q1=Q×KZ=7500m3/d=312.5m3/h=86.8L/s=0.0868m3/s，所以选择的涡流式沉砂池各部分尺如下：设计流量（104m3/d）0.95沉砂池直径（m）2.13沉砂池深度（m）1.12砂斗直径（m）0.91砂斗深度（m）1.52驱动机构（W）0.86浆板转速(r/min)20（2）进水渠道计算取进水渠道的流速v=0.9m47 /s，则进水渠道断面积s=Q/v=0.0868/0.9=0.0964m2。取s=0.1m2，B×h=0.4×0.25，超高0.25m，则H=0.25+0.25=0.5m，进水渠道长度L=4.5m出水渠道与进水渠道的夹角为360度，出水渠道宽度B1=0.8m。沉砂池前后都设堰板，保持沉砂池内所需要的水位。沉砂池去除的有机物量为5%。（3）排砂方法涡流沉砂池排砂有三种方式：第一种是用砂泵直接从砂斗底部经吸水管排除；第二种是用空气提升器，即在桨板传动轴中插入一空气提升器；第三种是在传动轴中插入砂泵，泵及电机设在沉砂池顶部。本工程采用XCS型旋流沉砂池除砂机，配套采用气提砂泵排砂。4.5SBR反应池4.5.1设计说明SBR工艺是间歇式活性污泥系统，又称序批式活性污泥系统。SBR工艺的曝气池，在流态上属完全混合，在有机物降解上，却是时间上的推流，有机物是随着时间的推移而被降解的，其基本操作流程由进水、反应、沉淀、出水和闲置等五个基本过程组成，从污水到闲置结束构成一个周期，在每个周期里上述过程都是在一个设有曝气或搅拌的反应器内依次进行的。其一周期操作过程示意如下：SBR工艺一个运行周内的基本操作过程进水期反应期沉淀期排水排泥期闲置期曝气/不曝气曝气静置，不曝气排水、排泥污泥活化进水曝气这种操作周期是周而复始进行的，以达到不断进行污水处理的目的。SBR工艺的具体操作过程如下：（1）进水期47 进水期是反应池接纳污水的过程。由于充水开始是上个周期的闲置期，所以此时反应器中剩有高浓度的活性污泥混合液，这也就相当于活性污泥法中污泥回流作用。SBR工艺间歇进水，即在每个运行周期之初在一个较短时间内将污水投入反应器，待污水到达一定位置停止进水后进行下一步操作。因此，充水期的SBR池相当于一个变容反应器。混合液基质浓度随水量增加而加大。充水过程中逐步完成吸附、氧化作用。SBR充水过程，不仅水位提高，而且进行着重要的生化反应。充水期间可进行曝气、搅拌或静止。曝气方式包括非限制曝气（边曝气边充水）、限制曝气（充完水曝气）半限制曝气（充水后期曝气）。（2）反应期在反应阶段，活性污泥微生物周期性地处于高浓度、低浓度的基质环境中，反应器相应地形成厌氧—缺氧—好氧的交替过程。虽然SBR反应器内的混合液呈完全混合状态，但在时间序列上是一个理想的推流式反应器装置。SBR反应器的浓度阶梯是按时间序列变化的。能提高处理效率，抗冲击负荷，防止污泥膨胀。（3）沉淀期相当于传统活性污泥法中的二次沉淀池，停止曝气搅拌后，污泥絮体靠重力沉降和上清液分离。本身作为沉淀池，避免了泥水混合液流经管道，也避免了使刚刚形成絮体的活性污泥破碎。此外，SBR活性污泥是在静止时沉降而不是在一定流速下沉降的，所以受干扰小，沉降时间短，效率高。（4）排水期活性污泥大部分为下周期回流使用，过剩污泥进行排放，一般这部分污泥仅占总污泥的30%左右，污水排出，进入下道工序。（5）闲置期作用是通过搅拌、曝气或静止使其中微生物恢复其活性，并起反硝化作用而进行脱水。4.5.2设计参数进出水水质参数见下表（水温12～30℃）47 项目CODcrmg/LBOD5mg/LSSmg/L参数800500250最大设计流量Q1=Q×KZ=7500m3/d=312.5m3/h=86.8L/s=0.0868m3/sBOD-污泥负荷NS=0.45kgBOD/(kgMLSS·d)混合液浓度MLSS,X＝3000mg/L排出比1/m=1/4反应池个数N=24.5.3设计计算（1）曝气时间式中——进水平均BOD5，mg/L（2）活性污泥界面的初始沉降速度设计算水温20℃（3）沉淀时间式中ε——活性污泥界面上的最小水深，本设计取0.5mH——反应池内水深，本设计取5m（4）排水时间（5）周期数的确定1个周期所需时间周期次数47 取n=4，则每1周期为（6）进水时间（7）污泥量计算设沉淀后的污泥SVI=150ml/g污泥的体积则为（8）反应器容积V（9）进水变动的讨论式中——超出反应器容量的污水进水量r——1个周期内最大流量变化系数1.2~1.5，本设计取1.5考虑到流量的变动，反应器修正的容积则所需水面面积为（10）反应池结构尺寸SBR反应池为满足运行灵活及设备安装需要，设计为长方形，一端为进水区，另一端为出水区。SBR反应池单池平面尺寸为（35×25）m2，水深5.0m，池深6.0m。单池容积为V=35×25×5.5=4812.5m3。二池总容积47 （11）反应器的运行水位设计计算①排水终了水位②正常水位③峰值水位设为反应池内水深④报警、溢流水位⑤污泥界面高度（12）需氧量式中——微生物代谢有机物需氧率，取0.53——微生物自氧需氧率，1/d，取0.15则则1个周期需氧量则以曝气时间为周期的需氧量47 （13）供氧量水温12～30℃，设最不利计算水温30℃，混合液DO浓度为2mg/L。根据需氧量、污水温度以及大气压的换算，供氧能力为EA=10%①曝气池内平均溶解氧饱和度Pb=1.013×105+9.8×103×4.8=1.48×105Pa确定20℃和30℃的氧的饱和度Cs(30)=7.63mg/LCs(20)=9.17mg/L②鼓风曝气池20℃时脱氧清水需氧量③供气量4.5.4SBR反应池曝气设备选型及布置（1）曝气器选型选用PBP型橡胶盘形微孔曝气器服务面积：0.45~4.5m2/个通气量：2~15m3/（h·个）曝气器阻力：≤310mmH2O47 标准充氧动力效率：4.2~7.1kgO2/KW·h氧利用率：18%~33.5%（2）鼓风机选型①气管道的沿程阻力损失h1与局部阻力h2损失之和h=h1+h2=4.8kpa②空气扩散装置安装深度的阻力h3=4.5×9.8=46.06kpa③空气扩散装置的阻力h4=5.1kpa④鼓风机所需要增加的压力为H=h1+h2+h3+h4=4.8+46.06+5.1=55.96kpa1毫米水柱（mmH2O）=9.80665帕（Pa）则H=5706mmH2O用三台鼓风机，2用1备，则每台鼓风机的供气量为92.8/2=46.4m3/min选用L81WD型罗茨鼓风机，转数580r/min，升压6000mmH2O，进口流量52.2m3/min，配套电动机型号为Y355M2-10，电动机功率为75KW。并设鼓风机房一间，主要为SBR反应池供风，其平面尺寸为L×B=15×10m。内含值班室一间4.0㎡，鼓风机组间距不小于1.5m，鼓风机不专设风道，新鲜空际直接从建筑窗上部的进风口的进风叶窗进入，由鼓风机进风过滤除尘器除尘。鼓风机出风支管上装置压力表及安全阀，鼓风机由值班室和中控室均可控制。（3）曝气设备布置池水深5.0m，曝气头距池底1.0m，则淹没水深为4.0m。空气管和曝气器的平面布置如下图，鼓风机房出来的干管在相临的SBR池边上设置两根分管，两根分管分别设置20根支管，每根支管设置20个曝气器，每池共计400个曝气器，共800个曝气器。SBR反应池曝气管线示意图如下：47 4.5.5SBR反应池上清液排出装置——滗水器（1）滗水器设计参数最大设计流量Q1=Q×KZ=7500m3/d=312.5m3/h=86.8L/s=0.0868m3/s反应池数N=2周期时间周期数n=4则每池的排出负荷量（2）滗水器选型选用2台HPS-I型旋转式滗水器。滗水深度1~3m。排水管径DN350mm。4.5.6SBR反应池排泥系统(1)SBR产泥量SBR的剩余污泥主要来自微生物代谢的增殖污泥，还有很少部分由进水悬浮物沉淀形成。SBR生物代谢产泥量为47 式中——微生物代谢增殖系数，，取0.8——微生物自身氧化率，1/d，取0.05则设排泥含水率为P=99.2%，则排泥量为考虑一定安全系数，则每天排泥量为350m3/d(2)排泥系统每池池底坡向排泥坑坡度i=0.01，剩余污泥在重力作用下排入集泥井。4.5.7排水口高度和排水管管径(1)排水口高度为保证每次换水的水量及时快速排出，以及排水装置运行的需要，设计排水口距池底高度为3m。(2)排水管管径每池设滗水器一套，出水口两个，排水管一根，固定设于SBR墙上。排水管管径DN350mm。4.5.8SBR反应池控制进水开始与结束由水位控制，曝气开始由水位和时间控制，曝气结束由时间控制，沉淀开始与结束由时间控制，排水开始由时间控制，排水结束由水位控制。4.6接触池与加氯间4.6.1接触池设计说明污水经过一级或二级处理后，水质改善，细菌含量也大幅度减少，但其绝对值仍很可观，并有存在病源菌的可能，为防止对人类健康产生危害和对生态造成污染，污水排入水体前应进行消毒。消毒剂的选择见下表：优点缺点适用条件47 消毒剂液氯效果可靠投配简单投量准确价格便宜氯化形成的余氯及某些含氯化合物低浓度时对水生物有毒害，当污水含工业污水比例大时，氯化可能生成致癌化合物适用于，中规模的污水处理厂漂白粉投加设备简单价格便宜同液氯缺点外，沿尚有投量不准确，溶解调制不便，劳动强度大适用于出水水质较好，排入水体卫生条件要求高的污水处理厂臭氧消毒效率高，并能有效地降解污水中残留的有机物，色，味，等，污水中PH，温度对消毒效果影响小，不产生难处理的或生物积累性残余物投资大成本高设备管理复杂适用于出水水质较好，排入水体卫生条件要求高的污水处理厂次　氯　酸　钠用海水或一定浓度的盐水，由处理厂就地自制电解产生，消毒需要特制氯片及专用的消毒器消毒水量小适用于医院、生物制品所等小型污水处理站经过以上的比较，并根据现在污水处理厂现在常用的消毒方法，决定使用液氯消毒。接触池的作用是保证消毒剂与水有充分的接触时间，使消毒剂发挥作用，达到预期的杀菌效果。4.6.2接触池设计参数（1）氯与污水的混合接触时间（包括接触池后污水在管渠中流动的全部时间）采用30min。47 （2）接触池容积应按最大小时污水量设计。（3）接触池池型可采用矩形隔板式、竖流式和辐流式。本设计采用矩形隔板式。（4）矩形隔板式的隔板应沿纵向分隔，当水流长：宽=72：1，池长：单格宽=18：1，水深：宽度≤1.0时，接触效果最好。设计最大流量Q1=Q×KZ=7500m3/d=312.5m3/h=86.8L/s=0.0868m3/s设矩形隔板式接触池一座接触池水力停留时间T=0.5h设计投氯量为C=7.0mg/L4.6.3接触池设计计算(1)接触池容积V（2）接触池结构尺寸接触池有效水深设计为H=2m接触池超高为h=0.3m接触池单格宽b=1.0m则池长，水流长度则接触池分隔数则接触池宽（3）复核池容满足要求。（4）接触池出水设溢流堰。其计算示意图如下：47 4.6.4加氯间设计计算仓库储氯量按15d计算。（1）加氯量G（2）储氯量W仓库储氯量按15d计算（3）加氯机和氯瓶采用投加量为0~20kg/h加氯机两台，一用一备，并轮换使用。选用储氯量为300kg的钢瓶，共3只。（4）加氯间与氯库加氯间内布置2台加氯机及其配套投加设备，两台注水加压泵，一用一备。氯库中3只氯瓶单排布置。加氯间与氯库合建，内含值班室，总平面尺寸为L×B=20×10m。4.7集泥井与污泥泵房集泥井与污泥泵房合建，总平面尺寸为L×B=8×5m。4.7.1集泥井设计说明本设计中集泥井为地下式，顶加盖，主要作用是暂时贮存SBR反应池内排出的剩余污泥，供剩余污泥泵抽取。4.7.2集泥井设计参数47 根据前面计算所知，有以下构筑物排泥SBR反应池350m3/dP=99.2%则每日的总排泥为V=350m34.7.3集泥井设计计算(1)集泥井容积考虑构筑物的每日排泥量为350m3，需在2h内抽完，集泥井容积定为污泥泵提升流量的30min的体积（2）集泥井结构尺寸集泥井为地下式，池顶加盖，设有效泥深为4m，L×B=8×5m。4.7.4污泥泵房设计说明污泥泵房内设污泥泵一次提升污泥保证后续设施泥水重力自流。4.7.5污泥泵房设计计算所需污泥泵扬程为H5=H1＋H2＋H3＋H4(1)H1为吸泥管DN=200㎜,管长12.0m。查水力计算表得v=1.01m/sj=20.8,则吸水管沿程水头损失hi=12.0×20.8/1000=0.24m，吸水管局部阻力系数：进口0.45，闸阀0.2，渐缩管0.16，则H1=hi＋hj=0.28m(2)H2为出泥管DN=200㎜，管长6m.。查水力计算表得v2.02m/s  i=82.0则出水管沿程水头损失为hi=6×82/1000=0.49m出水管局部阻力系数：合计为12.6则47 H2=hi＋hj=3.09m(3)H3为集泥井最低泥位与布水器设计高程的水位差。集泥井最低水位为-5.0m，布水器设计高程0m，则两者水位差H3=5.0m。(4)H4为布水器所需配水压力。由高程图估算可知H4=3.0m所以所需扬程H5=H1＋H2＋H3＋H4=0.28+3.09+5.0+3.0=11.37m考虑富余水头，本设计取13m。污泥泵扬程H5=13m，流量Q=300m3/d=12.5m3/h选用QW型潜水排污泵2台，一用一备。其基本参数如下：型号流量（m3/h）扬程（m）转速（r/min）效率（%）功率（kw）d（mm）100QW-45-15-445151450624304.8污泥浓缩池4.8.1污泥浓缩池设计说明剩余活性污泥含水率达99%以上，因此污泥的体积非常大，对污泥的后续处理造成困难。污泥浓缩的目的在于去除污泥颗粒间的空隙水，以减少污泥体积，为污泥的后续处理提供便利条件。污泥浓缩方法见下表：方法优点缺点重力浓缩1、浓缩机械简单2、能耗低1、停留时间长2、排泥含固率量高可达3~4%3、有臭味，影响环境4、占地较大5、后续处理设施容量大6、会出现厌氧状态，污泥中的磷将会被大量释放出来，上清液中磷的浓度很高47 浮选浓缩1、机械较简单2、能耗较低1、独立单元多，占地大2、排泥含固率最高可达3%3、强烈恶臭、影响环境4、产生浮动污泥机械浓缩1、调节简单2、排泥含固率能达到4~10%3、污泥抽运性能良好4、无恶臭、对周围环境影响最小5、占地省6、减少后续处理设施容量1、能耗较高2、设备费用较高综合考虑处理效果、投资管理费用及操作要求等，本设计中浓缩方法采用重力浓缩法，构筑物选用带有悬挂式中心传动刮泥机的辐流式重力浓缩池。4.8.2污泥浓缩池设计参数SBR反应池排放的剩余污泥量350m3/d浓缩后污泥含水率P0=97%污泥浓度C0=10kg/m3污泥固体通量G=30kg/(m2·d)浓缩时间T=13h采用带有悬挂式中心传动刮泥机的辐流式重力浓缩池1座。4.8.3污泥浓缩池设计计算(1)浓缩池面积A(2)浓缩池直径D，本设计取12.5m(3)浓缩池容积V47 (4)浓缩池工作部分有效水深h2(5)池底坡度造成的深度h4池底坡度i=1%，本设计取污泥斗下底直径D1=1.0m，上底直径D2=2.4m（6）污泥斗高度h5本设计取污泥斗倾角α为55°（7）浓缩池总高度H本设计取浓缩池超高h1=0.30m，缓冲层高度h3=0.30m（8）污泥斗容积（9）浓缩后剩余污泥量Q1（10）排泥管采用污泥管道最小管径DN150mm，将污泥排出。（11）计算草图如下：47 4.9污泥脱水机房4.9.1污泥脱水机房设计说明污泥的干化与脱水方法，主要是自然干化和机械脱水。考虑到处理时间和处理效果，及减少用地，避免对周围环境产生不良影响，优先选用机械脱水工艺。常用污泥脱水机械见下表：方法优点缺点干化床1、设备简单2、费用省1、受天气和空气相对湿度影响2、上层结壳、阻碍下部污泥脱水3、占地很大4、有臭味，影响环境真空过滤机1、国内设备生产技术成熟2、可用无机絮凝剂，药剂费用较低1、泥饼含水率较高，80%以上2、滤布冲洗要求高带式压滤机1、泥饼含固率、固体回收率高2、对污泥特别适应3、设备价格远低于离心脱水机4、现已国产化，进口机易损零件也可在国内加工制作1、进泥波动，导致跑料2、加药难于控制适应3、只能用高分子絮凝剂4、开放设计，有臭味5、冲冼水量大6、操作人员要求高板框压滤机1、泥饼含固率高2、固体回收率高3、可用无机絮凝剂1、结构复杂、间断操作2、占地大，工作人员多3、操作人员要求高离心脱水机1、应用范围广，泥饼含固率25~30%，离心液SS小于1g/L2、处理流量大3、占地少，系统封闭，对周围环境影响最小4、安装操作简单1、国产设备有待改进2、进口设备价格较贵3、电耗较大4、运行费用较高47 5、絮凝剂需要量少6、工作人员需要少综合考虑处理效果、投资管理费用及操作要求等，本设计脱水方法采用带式压滤机。4.9.2污泥脱水机房设计参数浓缩后剩余污泥量浓缩后污泥含水率P0=97%本设计采用带式压滤污泥脱水技术4.9.3污泥脱水机房设计计算（1）压滤机带宽B式中k——过滤系数，k=0.1~0.15，本设计取k=0.15（2）压滤机选型根据带宽，选用2台DY600型带式压滤机，轮流工作，其主要技术参数见下表：型号处理量m3/h滤带有效宽度mm滤带运行速度m•min-1电机功率kw外形尺寸长×宽×高mmDY6001.0~4.56001.1~61.13300×1102×1800（3）污泥脱水机房平面尺寸L×B=18m×10m5.平面布置和高程布置5.1构筑物及设备的重要设计参数47 （1）主要构筑物如下：序号名称规格数量备注1调节池19.4m×19.4m×5m1座钢混2涡流沉砂池Ф2.13m，H=2m1座钢混3SBR池35m×25m×6m2座钢混4鼓风机房15m×10m1间砖混5接触池19.8m×4.4m×2m1座钢混8加氯间20m×10m1间砖混9集泥井及污泥泵房8m×5m×4m1座钢混10污泥浓缩池Ф12.5m，H=3.26m1座钢混11污泥脱水机房18m×10m1间砖混12机修车间及配电室20m×10m×4m1座砖混13办公楼2层，200m21座砖混（2）主要设备如下：序号名称型号数量备注1粗格栅HZG型回转式格栅除污机1台不锈钢2细格栅XGS型旋转格栅除污机1台不锈钢3潜污泵JYWQ型自动搅匀潜污泵2台耐腐蚀4潜水搅拌机QJB4/6-320/3-960/C/S3台耐腐蚀5除砂机XCS型旋流沉砂池1台不锈钢6曝气器PBP型橡胶盘形微孔曝气器800个耐腐蚀7鼓风机L81WD型罗茨鼓风机3台不锈钢8滗水器HPS-I型旋转式滗水器2台不锈钢9加氯机及注水加压泵2套耐腐蚀10压滤机DY600型带式压滤机2台不锈钢11污泥泵QW型潜水排污泵2台耐腐蚀5.2平面布置5.2.1布置原则47 平面布置包括：污水与污泥处理工艺构筑物及设施的总平面布置，各种管线、管道及渠道的平面布置，各种辅助建筑物与设施的平面布置。布置时应遵从以下原则：（l）平面布置必须按室外排水设计规范所规定的各项条款进行设计。（2）总体布置应根据各建筑物和构筑物的功能和流程要求。结合地形，气候与地质条件等因素，并考虑便于施工、操作与运行管理，力求挖填土方平衡，并考虑扩建的可能性，留有适当的扩建余地。通过技术经济比较来确定。（3）生活设施与生产管理建筑物宜集中布置，即位置和朝向应力求合理，并与处理构筑物保持一定距离。（4）各处理构筑物布置应紧凑，节省占地，缩短连接管线，同时还应考虑到敷设管线、闸阀等附属设备、构筑物地基的相互影响以及施工、操作运行与检修方便，构筑物之间必须留有5～10m的间距，消化池及消化气罐等特殊构筑物的间距应按有关规定确定。（5）污水与污泥的流向应充分利用原有地形、各个构筑物的连接管渠应简单而便捷，避免迂回曲折，符合排水畅通、降低能耗、平衡土方要求。（6）污泥处理构筑物应尽可能集中布置并单独组合，以利于安全并便于管理。污泥消化池应距离初次沉淀池较近，以缩短污泥管线，但消化他与其它构筑物之间的距离不得少于20m。储气罐、余气燃烧装置、消化气管到与其它危险品仓库的位置与设汁，应符合国家或地区的防火规范要求。（7）联系各处理构筑物管渠布置应使各处理系统自成体系，以保证各处理单元能够独立运行，当某一处理构筑物因故停止运行时，不致影响其它构筑物的正常运行。（8）应合理地布置处理构筑物的超越管渠，以便在发生事故或检修时，污水能超越后续构筑物或进入事故池或直接排入水体。（9）处理构筑物宜设放空管道，排出的水应回流处理。（10）各处理构筑物与辅助建筑的位置应根据安全、运行方便与节能的原则确定。如变电所宜设于耗电量大的构筑物附近。鼓风机房宜设于曝气池附近；化验室与办公室应远离污泥处理设施，并与其它处理构筑物保持适当的距离，位于其夏季主风向的上风向处；操作运行的值班室应尽量布置在使操作管理人员能够便于观察各种处理构筑设施运行情况的位置等。（11）处理区内应设置联通各构筑物和附属建筑物的必要通路。（12）处理区内的绿化面积不宜小于全厂总面积的30％。47 （13）处理区周围应设置围墙。5.2.2平面布置图平面布置见附图1。5.3高程布置5.3.1布置原则高程布置的主要任务是确定各处理构筑物和泵房标高，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，以使污水能按处理流程在处理构筑物之间通畅地流动，保证正常运行。布置时应遵从以下原则：（1）充分利用地形地势及城市排水系统，使污水经一次提升便能顺利自流通过污水处理构筑物，排出。（2）协调好高程布置与平面布置的关系，做到既减少占地，又利于污水、污泥输送，并有利于减少工程投资和运行成本。（3）协调好总体高程布置与单体竖向设计，既便于正常排放，又有利于检修排空。（4）为了使污水与污泥在各构筑物间按重力流动或减少提升次数，以减少提升设备与运行费用。必须精确计算各构筑物之间的水头损失，避免不必要的跌水。（5）应注意污水流程与污泥流程的配合，尽量减少需提升的污泥量，污泥脱水间、浓缩池、消化池等高程确定，应注意其污泥水能自流人其它构筑物的可能性，考虑污泥处理设施排出的污水能自流流入泵站集水池和其它污水处理构筑物。5.3.2高程计算设接触池水面标高为0.00m，接触池超高0.30m，接触池出水标高为-1.58m，接触池池底标高为-2.00m，SBR反应池到接触池污水管沿程损失为0.1×10m=1.0m；则SBR反应池出水渠水面（即最低水位）标高为-0.58m，SBR反应池进水（即最高水位）标高为1.60m，SBR反应池曝气器标高为-2.44m，SBR反应池池底标高为-3.44m，47 SBR反应池集泥坑底标高为-4.00m，涡流沉砂池到SBR反应池污水管沿程损失为0.13×6.7m=0.87m；则涡流沉砂池出水渠水面标高为2.47m，涡流沉砂池池底标高为0.00m,涡流沉砂池进水渠水面标高为2.56m，调节池到涡流沉砂池污水管沿程损失约为1.5m；合计2.56+1.5+0.87+1.0=5.93m。设污水管网进水管底标高为-3.00m，粗格栅前渠道水面标高为-2.57m，粗格栅损失0.10m粗格栅后渠道水面标高-2.67m，粗格栅到细格栅污水管沿程损失为0.2×6m=1.2m；细格栅前渠道水面标高为-2.73m，细格栅损失0.26m细格栅后渠道水面标高-2.99m，细格栅到调节池跌水0.01m，调节池进水（即最高水位）标高为-3.00m，调节池最低水位标高为-8.00m，调节池集水坑底标高为-9.50m。水泵及污水管道局部损失为4.5m，故所需水泵扬程为5.93-（-9.50）+4.5=19.93m，所选水泵扬程为25.0m，满足要求。设污泥脱水机房出泥口标高为0.80m，污泥脱水机房进泥口标高为-1.80m，污泥脱水机房到污泥浓缩池污泥管沿程损失为0.1×7.6m=0.76m；则污泥浓缩池出泥管标高为-1.04m，污泥浓缩池进泥管在配泥区处标高为1.30m，污泥泵房到污泥浓缩池污泥管沿程损失约为2.0m；47 合计1.30+2.0+0.76=4.06m。SBR反应池集泥坑底标高为-4.00m，集泥井底标高为-5.00m。污泥泵及污泥管道局部损失为4.0m，故所需污泥泵扬程为4.06-（-5.00）+4.0=13.06m，所选污泥泵扬程为15.0m，满足要求。根据计算结果绘制平面及高程图。5.3.3高程布置图高程布置见附图2。6.投资估算及效益分析结合章节“5.1构筑物及设备的重要设计参数”及建筑施工手册可初步估算本次设计需工程投资约1000万元（含建筑材料费用、药品费用、人力费用、动力费用等）。BT模式，即城市污水处理厂由地方政府立项，建设资金全部由投资人垫款建设，建成后即交由政府相关部门运营，投资人不占股份，不参与运营收益。建设资金由地方政府在5——6年内分期偿还。政府收取的排污费除去相关费用（管网维护等其他费用）后，实际用于污水厂0.6元/吨，而每吨水处理的全部成本为0.35元左右，每处理一吨水，政府可以获利0.25元，该污水处理规模是Q=5000m3/d，那么污水厂一年的收益将45.625万元（可以把这部分收益用于污水管网的维护和改造或其他环保设施）。在污水处理的基础上使中水回用，中水的售价为0.9元，那么污水厂一年出售中水的收益将45.625万元。BT模式建设运行:政府运营污水处理厂年收益(0.6元/吨—0.35元/吨)*0.5万吨/日*365日/年=45.625万元/年0.9元/吨*0.5万吨/日*365日/年=164.25万元/年污水处理厂运营20年，政府累计收入47 45.625万元/年*20年=912.5万元164.25万元/年*20年=3285万元912.5万元+3285万元=4197.5万元付给投资者建设费用1500万元（含投资回报），政府20年实收益BB=4197.5万元—1500万元=2697.5万元政府无需财政补贴。并且在偿还建设资金后，污水处理厂每年能为政府创造非常可观的经济效益。47 附图147 附图247'