建宁县某污水处理厂初步设计计算书

'福州大学至诚学院水污染控制工程课程设计题目：建宁县某污水处理厂初步设计专业：环境工程年级：小组成员：指导教师：2012年5月28日41 目录项目概况及相关数据……………………………………………………1工艺比选………………………………………………………………4工艺流程………………………………………………………………5进水泵房设计……………………………………………………………6格栅计算、曝气沉砂池设计……………………………………………6OBARL氧化沟设计…………………………………………………18幅流式沉淀池设计……………………………………………………30总平图布置……………………………………………………………33高程图布置及相关计算………………………………………………3441 建宁县某污水处理厂初步设计一、项目概况及相关数据1、设计规模：根据当地提供的近期自来水用量为28000m3/d，远期自来水用量为55000m3/d，收集系数为0.9。数据整理如下：近期自来水用量为28000，收集系数为0.9近期自来水用量=289.4L/s总变化系数最大设计流量=远期自来水用量为55000，收集系数为0.9远期自来水用量=578.7L/s总变化系数L/s最大设计流量2、自然条件气候：该城镇气候为亚热带海洋性季风气候，常年主导风向为东南风(见附–风向玫瑰图)。水文：最高潮水位289.26m(罗零高程，下同)高潮常水位281.90m低潮常水位280.10m3、进水水质41 根据《室外排水设计规范》（GB50014-2006）并参照福建某污水处理厂的进水水质，主要指标如表1-1：表1-1进水水质(单位：mg/L)污染物指标CODCrBOD5SS氨氮TPpH设计进水水质（mg/L）300160180353.56~9出水水质要求达到国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002一级B标准，主要指标如下表1-2：表1-2出水水质(单位：mg/L)污染物指标CODCrBOD5SS氨氮TPpH设计出水水质（mg/L）602020816~94、厂址及地貌情况1)根据该城镇规划局提供的规划红线图，污水处理厂规划控制点坐标(m)为：序号X(m)Y(m)序号X(m)Y(m)12972686.606485464.81022972486.286485476.56232972502.621485291.96942972604.319485308.55052972715.287485227.57062972755.587485240.6002)标高：自然地面标高为290m，西侧市政道路中心标高290m，结合周围地形和厂区土方量平衡，确定污水处理厂平整后地面标高为290m。41 5、进水点数据市政污水管网总进水口在距厂址的东北角14m处。进水管管径为DN1000mm，水面标高为281.65m，管顶标高为282m。一、二、工艺比选41 从上面比较可以看出，本次设计使用OBRAL氧化沟工艺、CAST工艺和A2/O工艺，三者在技术上都是可行的，通过比选可以看出A2/O工艺在占地面积，环境影响和运行管理方面都略逊前两个工艺；CAST工艺虽具有较多优点，但CAST工艺对电控自动化系统要求较高，初期投资较大，且此工艺在国内运行的实例并不多，很多参数需要进一步根据实践检验。通过上表不难发现Orbal型氧化沟具有节省投资、运行费、能耗、占地等优点并且操作管理简单，对于中小规模的污水地处理具有很强的适应性，决定采用orbal型氧化沟工艺。三、工艺流程四、进水泵房设计1.集水池①根据远期和近期的流量，共选用3台泵；近期1台（一用一备），远期1台。②根据泵的数量可知，每台泵的流量为300L/s③集水池采用方形集水池，按照最大一台泵停留6min时的流量计算。即300×60×6=108m341 ④集水池的有效水深取2米，宽度为6米，长度为9m。2.选泵①集水池的最低工作水位与所需提升的最高工作水位的高差为：10.65m②出水管采用管径为400mm的铸铁管③选用潜污泵五、格栅计算、曝气沉砂池设计1、格栅计算1.0粗格栅按远期自来水用量最大设计流量计算1.1栅槽宽度栅条间隙数量式中：:最大设计流量，0.7754：格栅倾角，取70°b：栅条间隙，取20mmh：栅前水深，取0.5mv：过栅流速(通过格栅的水流速度)，取0.8m/s栅条应取93个栅槽宽度取2.8m取2个栅槽每个栅槽的宽度是1.4式中：S：栅条宽度，取0.01mn：栅条间隙数，93个41 b：栅条间隙，20mm1.2通过格栅的水头损失h2=Kζv2sinα/2gm式中：k：格栅阻力增大系数（=3.36v-1.32）；：栅条间隔局部阻力系数（=（s/b）4/3，对于矩形栅条断面为2.42）V：通过格栅的水流速度，0.8m/sg：重力加速度，9.81.3栅后槽总高度0.5+0.3+0.04=0.84m式中：h：栅前水深，m栅前渠道超高，一般采用0.3m：格栅的水头损失，m进水渠道渐宽部分的长度m式中：：栅槽宽度，2.8m：进水渠宽，取0.5m：进水渠道渐宽部分的展开角度，一般可采用20°栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度m式中：：进水渠道渐宽部分的长度格栅前槽高0.5+0.3=0.8m式中：h：栅前水深，m41 ：栅前渠道高度，一般采用0.3m格栅总长度m取8.5m1.5每日栅渣量Wb=20㎜，取=0.01（m3渣/m3污水）(m3/d)＞0.2m3/d，可选用机械清除格栅2、细格栅2.1按远期自来水用量最大设计流量计算最大设计流量栅条间隙取5mm2.1.1栅槽宽度栅条间隙数式中：:最大设计流量，：格栅倾角，取70°b：栅条间隙，取5mmh：栅前水深，取0.5mv：过栅流速(通过格栅的水流速度)，取0.8m/s栅条应取375个栅槽宽度m取6m式中：S：栅条宽度，取0.01m41 n：栅条间隙数，375个b：栅条间隙，5mm取4个栅槽每个栅槽的宽度是1.5m2.1.2通过格栅的水头损失h2=Kζv2sinα/2gm式中：k：格栅阻力增大系数（=3.36v-1.32）；：栅条间隔局部阻力系数（=（s/b）4/3，对于矩形栅条断面为2.42）V：通过格栅的水流速度，mg：重力加速度，2.1.3栅后槽总高度0.5+0.3+0.749=1.549m式中：h：栅前水深，0.5m栅前渠道高度，一般采用0.3m：通过格栅的水头损失，0.749m2.1.4栅前总长度进水渠道渐宽部分的长度m式中：：栅槽宽度，6m：进水渠宽，取0.5m：进水渠道渐宽部分的展开角度，一般可采用20°栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度m41 式中：：进水渠道渐宽部分的长度格栅前槽高0.5+0.3=0.8m式中：h：栅前水深，0.5m：栅前渠道高度，一般采用0.3m格栅总长度2.1.5每日栅渣量Wb=5㎜，取=0.01（m3渣/m3污水）(m3/d)＞0.2m3/d，可选用机械清除格栅2.2按近期自来水用量最大设计流量计算最大设计流量=栅条间隙取5mm2.2.1栅槽宽度栅条间隙数式中：:最大设计流量，0.4196：格栅倾角，取70°b：栅条间隙，取5mmh：栅前水深，取0.5mv：过栅流速(通过格栅的水流速度)，取0.8m/s栅条应取169个栅槽宽度m取3m41 式中：S：栅条宽度，取0.01mn：栅条间隙数，169个b：栅条间隙，6mm取2个栅槽每个栅槽的宽度是1.5m2.2.2通过格栅的水头损失h2=Kζv2sinα/2g式中：k：格栅阻力增大系数（=3.36v-1.32）；：栅条间隔局部阻力系数（=（s/b）4/3，对于矩形栅条断面为2.42）V：通过格栅的水流速度，mg：重力加速度，2.2.3栅后槽总高度0.5+0.3+0.749=1.549m式中：h：栅前水深，m栅前渠道高度，一般采用0.3m：通过格栅的水头损失，m2.2.4栅前总长度进水渠道渐宽部分的长度m式中：：栅槽宽度，m：进水渠宽，取0.5m：进水渠道渐宽部分的展开角度，一般可采用20°41 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度m式中：：进水渠道渐宽部分的长度格栅前槽高0.5+0.3=0.8m式中：h：栅前水深，m：栅前渠道高度，一般采用0.3m栅槽总长度2.2.5每日栅渣量Wb=20㎜，取=0.01（m3渣/m3污水）(m3/d)＞0.2m3/d，可选用机械清除格栅3、沉砂池选型：曝气式沉砂池方案的对比平流式沉砂池：(优点)具有截留无机颗粒效果较好；构造较简单；工作稳定；（缺点）不易控制流速；沉砂中有机颗粒含量较高，对被有机物包裹的砂粒的截留效果不高；排沙常需要洗砂处理；曝气沉砂池：(优点)41 沉砂中含有机物的量低于5%；由于池中设有曝气设备，它还具有预曝气、脱臭、除泡作用以及加速污水中油类和浮渣的分离的作用；对后续的沉淀池、曝气池、污泥消化池的正常运行以及对沉砂的最终处置提供了有利条件（缺点）：耗能高，对生物脱氮除磷系统的厌氧段或缺氧段的运行存在不利影响钟式沉砂池：（优点）：占地面积小，有机物与砂粒的分离效果好（缺点）：不宜用于大流量，应用于中小型的城市污水厂结论：通过以上的对比，根据处理的水量大且属于城市污水，所以选择曝气式沉砂池设计参数：自来水用量为55000，收集系数为0.9远期自来水用量=578.7L/s总变化系数L/s最大设计流量设计水力停留时间水平流速总有效容积:V=60Qmaxt=60×0.7754×1.5＝69.786m3式中：V:总有效容积,m3Qmax:最大时设计流量,m2/st：最大设计流量时停留时间，min池断面面积：41 A=式中：Qmax:最大时设计流量,m2/sv：最大设计流量时水平流速，m/s池总宽度：式中：B：池中宽度，mH：有效水深，m超高0.5m每格池子宽度：b=B/n=3.877/2=1.9385m取2米池长：L=V/A=69.782/7.754=9m每小时所需曝气量：q=dQmax3600=0.2×0.7754×3600＝558.288m3/h式中：q：每小时所需曝气量,m3/hd：1m3污水所需的曝气量，m3/m3一般取0.2m3/m3沉砂斗沉砂斗容积：式中：X：每立方米城市污水的沉砂量，L/m341 一般取T：时间，一般取2d，每个沉砂斗的容积：（设每一分格有2格沉砂斗）沉砂斗各部分尺寸：设贮砂斗底宽b1＝0.5m；斗壁与水平面的倾角60°，贮砂斗高h’3＝1.3m贮砂斗容积：(V1)8、沉砂室高度：(h3)设采用重力排砂，池底坡度i＝0.1，坡向砂斗，则9、池总高度：(H)10、核算最小流速平均流量：曝气系统设计计算采用鼓风曝气系统，罗茨鼓风机供风，穿孔管曝气（1）干管直径D：41 由于设置两座曝气沉砂池，可将空气管供应两座的气量m取90mm每座最大气量为=0.163m3/s取干管气速v=14m/s，(回算气速满足10—15m/s，可取)（2）支管直径：（池长9m，每3米设一跟支管）设3根支管，设支管气速为v=6m/s取80mm每干管最大气量为=0.028m3/s取干管气速v=6m/s，（3）曝气管管径=0.02m，气速为15m/s，穿孔管管径D4=10mm一个孔的气量（4）孔个数取70个孔间隙=9/70=0.13m=130mm穿孔管布置：在每格曝气沉砂池池长一侧设置1根穿孔管曝气管，共两根，安装在距池底0.8米处。（4）供气压力p=（2-0.8）+0.5=16.7kpa供气压力p=16.7kpa穿孔管布置：在每格曝气沉砂池池长一侧设置1根穿孔管曝气管，共两根，曝气管管径DN25，送凤管管径DN125排砂设备：41 选用直径LSSF型螺旋式砂水分离器根据池宽选用LF-W-CS型沉砂池吸砂机，其主要参数为：潜污泵型号：AV14-4（潜水无堵塞泵）潜水泵特性扬程：2m，流量：54m3/h，功率：1.4kw行车速度为2-5m/min，提耙装置功率0.55kw驱动装置功率：0.37kw钢轨型号15kg/mGB11264-89轨道预埋件断面尺寸（mm）（b1-20）6010（b1：沉砂池墙体壁厚）轨道预埋件间距1000mm六、ORARL氧化沟设计1、OBRAL型氧化沟工艺简介OBRAL型氧化沟由3个椭圆形沟道组成，来自沉砂他的污水与回流污泥混合后首先进人外沟道．又分别进人中沟道和内沟道，最后经中心岛的出水堰排至二次沉淀他。在各沟道上安装有转蝶曝气盘数套，其控制溶解氧：外沟为0mg/l；中沟为1mg/l；内沟为2mg/l。转蝶曝气盘由聚乙烯(或玻璃钢)制成，盘面密布凸起齿结，在盘面与水体接触时，可将污水打碎成细密水花，具有较高的混合和充氧能力。供氧量的调解，可通过改变转盘的旋转方向、转速、浸水深度和转盘安装个数等，以调节整个供氧能力和电耗水平。黄村污水处理厂采用的是调节转盘旋转速度和浸水深度，使池内DO量维持在最佳工况。41 根据停留时间助长短，污水在外沟道内流动150一250圈才能进入中间沟道；经过有氧无氧区的交换达500一1000次，从而完成了有氧无氧的快速交替。由于外沟道DO很低，接近于0，氧的传递作用在亏氧条件下进行，细茵呼吸作用加速，故提高了氧的传递效率，达到了节能的目的。外沟道容积为整个氧化沟容积的50％一60％，主要的生物氧化和80％的脱氮在外沟完成。由于原污水中的初沉污泥作为核心，经外沟快速的有氧—无氧循环交换，增强了聚凝吸附作用，使污泥增多，颗粒直径变大；在颗粒中心有形成缺氧或厌氧区的可能。当颗粒外部硝化茵完成氨短氧化后，而颗粒内部反硝化茵就可能把扩散进来的NOX-N还成氮气，排人大气，达到了脱氮的目的。因此在0rbal型氧化沟的外沟道具有同时硝化和反硝化的作用。在作为A2/O艺运行时，外沟35％的供氧用于去除大部分BOD、活性污泥内源呼吸和约40％TKN的硝化，系统脱氮率降低，但这时外沟亏氧加剧，沟中除部分区域是缺氧和好氧外，还有相当一部分处于厌氧状态，既无溶解氧，又无硝态氮，为聚磷菌的“超量释磷”提供了厌氧环境，再经中沟内沟的“超量吸磷”，达到除磷效果。显然，除磷是牺牲脱氮率实现的，A241 /O工况的脱氮率比A/O工况时要低，如果希望提高脱氮率，只有通过混合液内回流实现。中沟起调节缓冲作用，当外沟处理效率不够理想时，中沟可以近似按外沟工况运行，调低DO，补充外沟的不足，当外沟处理效果很好，需要加强后续好氧工况时，中沟可按内沟状态运行，调高DO，使整个系统具有很大的调节缓冲能力。内沟起精制作用，使出水水质更好，沟中DO不小于2mg／L，有利于聚磷茵“超量吸磷”，并确保二沉池中不会出现缺氧反硝化和磷的回溶。2、OBRAL型氧化沟特点由以上可以看出OBRAL型氧化沟特点①沟内流速大(一般为0.6一0。7m／s)，沟内不发生沉淀，其有包—无包高频率地交替是其他生化处理系统难以达到的；污泥成颗粒状，沉降性能好，不发生丝状茵膨胀。②池内DO以外、中、内沟形成0mg/L、1mg/L、2mg/L的梯度，既提高了氧的利用率，也保证高质量的出水。根据资料介绍，实际运行表明，与其他氧化沟相比，可节能20％以上。③池深大(水深可达4．2m)，混合液浓度高(一般4—6kg／m3)，可大幅度节省用地和减少池容，在大、中型污水厂选择处理工艺时颇有吸引力。④可以进行脱氮除磷，并保证出水水质。3、OBRAL型氧化沟工艺参数设计计算⑴基本参数计算消化泥龄：F为安全系数，进水BOD5总量=8000kg/d>6000kg/d,所以取F=1.45T为设计污水温度，按最不利的低温条件计算，故取一年中的最低月平均水温，对于福建地区可取T＝12℃。41 =1.453.141.103（15-12）=6d需要反硝化的硝态氮浓度：mg/L反硝化速率：查表确定即=0.5参考表41 取=20d缺氧泥龄=-=20-6=14d污泥产率计算：结合我国的情况修正系数K=0.9，T=12℃代入数据Y=0.89kgSS/kgBOD剩余污泥量=6229kgSS/dMLSS浓度取X=4.5g/L在推荐范围g/LSVI=120ml/g,回流比R=100%回流污泥浓度=9.0g/L（2）氧化沟设计计算氧化沟总容积=27684m3HRT==276842083=14h校核污泥负荷:=0.05kgBOD/(kgMLSS*d)在规范推荐的0.03~0.15kgBOD/(kgMLSS*d)范围内，可行完成循环时间推荐在10~30min,取15min循环次数n=146015=56近期设计2座氧化沟，远期增加2座，共4座,设计水深为H=4m。在规范规定的3.5~4.2m范围内可行41 当个氧化沟的体积=V/H=276844=6921m3设计沟宽：外沟7m，中沟5m,内沟4m,中心岛宽度：2m两头圆弧形半径r＝1m隔墙宽：0.3m由此可得氧化沟外沟外侧圆弧半径为：7+5+4+20.3+1=17.6m直径D=2R=35.2m外沟圆弧段面积：中沟圆弧段面积:内沟圆弧段面积：圆弧段面积：=620+245+75=940直线段面积：=1730-940=790直线段长度：m总池长：35.2+25=60.2m各沟总面积为：外沟总面积:620+2725=970中沟总面积:245+2525=495内沟总面积:75+2425=275三沟池容（面积）比例为：9701730：4951730：2751730=56.1%:28.6%:15.9%接近推荐比例（外50%~55%中25%~30%内15~20%）（3）需氧量计算41 去除含碳有机物单位耗氧量是泥龄和水温的函数，计算时应取可能发生的最大值，因此要按低水温和高水温两种工况进行计算，并取二者中的大值作为依据。低水温的工况是T＝12℃和=20d，高水温的工况是T＝25℃，但泥龄不能再用20d取＝10d，依据这两个工况的数据查表当T＝12℃，=20d时查表=1.21kg/kgBOD当T＝25℃，=10d时查表=1.24kg/kgBOD 取较大的=1.24kg/kgBOD计算BOD去除量BOD负荷波动系数取1.1Q=50000m3/d代入数据=7700kg/d=320kg/h41 当要求反硝化时，为了确保反硝化要求，硝化程度越彻底越好，同时，混合液中硝酸盐浓度高，可降低混合液回流比，因此按完全硝化计算耗氧量，其计算式为：Q=50000m3/d=578.7L/s水量变化系数K==1.34=1.34Q=1.1450000=67000m3/d=2792m3/h代入数据计算需要消化的氨氮量=2077kg/d=25mg/L反硝化的硝酸盐量===1675.2kg/d=69.8kg/h带入数据求出需氧量=14684.37kg/d=611.8kg/h单位耗氧量根据手册和相关规范查得三沟实际需氧昼按以下比例分配为：外：中：内＝35％：50％：15％分配到每座氧化沟的外、中、内沟实际需氧量为外沟：611.84×0.35＝53.5中沟：611.84×0.5＝76.5内沟：611.84×0.15＝22.9实际需氧量是在实际水温、气压和混合液溶解氧浓度的污水中的需氧量，而克氧设备的亢氧能力是在水温20℃41 、一个大气压、溶解氧为零的清水中测定的，为了选择充氧设备，必须把换算成标准需氧量(即SOR)：TT取25℃。取8.4mg/L,外、中、内的混合液溶解氧分别为为0、1、2mg/L将个数据代入公式可以算出外沟、中沟和内沟的分别为1.27、1.43、1.73外沟标准需氧量=1.27×49.4=63中沟标准需氧量=1.43×70.5=104内沟标准需氧量=1.73×21.2=37（4）曝气设备选择基本参数选择41 选用YBP曝气转盘，单片充氧量1.13，盘间距0.2m每片需功率0.69kW,盘直径为1.4m，浸没水深取0.53m，电机功率按轴功率的1.1—1.15倍配置，取1.1具体参数分配见下表（根据实际情况略做调整）沟别需转盘数（片）转碟总长（m）沟宽（m）选用转碟数（台）每台转盘计算转盘数（片）外沟56+56（备用）12.874（两台调整）32中沟100205423（根据实际变动）内沟3574217（根据实际变动）沟别每台转盘计算转盘数（片）每片需功率（kW）每台转碟需功率（kW）A电机轴功率（kW）B电机轴功率（kW）外沟320.6922.0822.0822.08中沟230.6915.8715.8715.87内沟170.6911.7311.73A电机转碟B电机转碟合计安装位置外+中+内外+中每座氧化沟转碟数6410每座氧化沟电机数224近期全厂转碟数12820远期全厂转碟数241640近期全厂电机数448远期全厂电机数8816A电机转碟B电机转碟合计每台转碟轴功率（kW）22.08+15.87+11.7315.87+11.0349.6826.9每台电机轴功率（kW）5530全厂近期转碟轴功率（kW）596215811全厂远期转碟轴功率（kW）11924301622全厂近期电机轴功率（kW）220120340全厂远期电机轴功率（kW）440240680注：41 1、A电机横向布置，B电机纵向布置。2、考虑外沟的曝气量可能偏小，所以在每座氧化沟外的外沟加设两个转碟，并适当减少转盘数，在需要的时候启动加强曝气。（5）进出水管计算污泥回流比R=100%单座氧化沟进水管流量：Q=500004+500004100%=25000m3/d=0.29m3/s进水管控制流速v=1.2m/s进水管直径d===0.55m，取0.6m校核进水管流速v=Q/A===1.1m/s在0.8~1.2m/s之间满足要求出水管流量Q=500004=12500m3/d=0.145m3/s进水管控制流速v=1.1m/s出水管直径d===0.39m，取0.4m校核进水管流速v=Q/A===1.15m/s在0.8~1.2m/s之间满足要求七、幅流式沉淀池设计1)池体设计计算3.二沉池表面面积二沉池直径，取35m41 3.池体有效水深4.校核径深比二沉池直径与水深比为5.二沉池缓冲区高度，超高为，采用机械刮吸泥机连续排泥，设泥斗的高度。6.取池底坡度,进水竖井直径二沉池边总高度1)进水系统计算①.进水管计算单池设计污水流量进水管设计流量选取管径DN800mm，流速坡降为1000i=1.83②.进水竖井进水竖井采用D2=2m，出水口尺寸0.45×1.5m²,共4个，沿井壁均匀分布。出水口流速41 ①.稳流筒计算取筒中流速稳流筒过流面积稳流筒直径1)出水部分设计a)单池设计流量b)双侧环形集水槽内流量c)环形集水槽设计：采用双侧集水环形集水槽计算。取槽宽b=0.5m，槽中流速v=0.6m/s槽内终点水深：槽内起点水深：设计中取出水堰后自由跌落0.10m，集水槽高度：取0.8md)出水溢流堰的设计设计中取三角堰单宽,水槽距池壁0.5m41 a)出水管出水管管径D=500mm，1)排泥部分设计①．单池污泥量总污泥量=回流污泥量+剩余污泥量回流污泥量剩余污泥量式中Y——污泥产率系数，取0.5Kd——污泥自身氧化率，取0.065集泥槽沿整个池径为两边集泥41 八、总平图布置（1）总平面布置原则本项目新建的城市污水处理厂，根据该城市地势走向、排水系统现状及城市总体规划，选择在该市南外环路排水总干管末端，A河西侧建厂，该位置对于接纳污水进厂、处理出水排放十分方便。该污水处理厂为新建工程，总平面布置包括：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。总图平面布置时应遵从以下几条原则：①处理构筑物与设施的布置应顺应流程、集中紧凑，以便于节约用地和运行管理；②工艺构筑物（或设施）与不同功能的辅助建筑物应按功能的差异，分别相对独立布置，并协调好与环境条件的关系（如地形走势、污水出口方向、风向、周围的重要或敏感建筑物等）；③构（建）之间的间距应满足交通、管道（渠）敷设、旋工和运行管理等方面的要求；④管道（线）与渠道的平面布置，应与其高程布置相协调，应顺应污水处理厂各种介质输送的要求，尽量避免多次提升的迂回曲折，便于节能降耗和运行维护；⑤41 协调好辅建筑物、道路、绿化与处理构（建）筑物的关系，做到方便生产运行，保证安全畅通，美化厂区环境。（2）总平面布置结果污水由距厂址东北角14米处截流进入，经处理后由该排水总干管和泵站排入河流。污水处理厂呈多边形，东西最长287.55米，南北长237.05米。综合楼及其他主要辅助建筑位于厂区东南部，沿流程自东向西排开，污泥处理系统在厂区的西北部。厂区主干道宽8米，两侧构（建）筑物间距不小于15米，次干道宽4米，两侧构（建）筑物间距不小于10米。总平面布置参见附图1（平面布置图）。九、高程图布置及相关计算在污水厂内，各处理构筑物之间，水流一般是依靠重力流动的，前面构筑物中的水位应高于后面构筑物中的水位，两构筑物之间的水面高差即为流程中的水头损失（包括构筑物本身、连接管道，计量设备等的水头损失）。在污水处理厂，如果进水沟道和出水沟道之间的水位差大于整个处理厂所需要的总水头，处理厂内就不需要设置废水提升泵站。反之，就必须设置泵站。水头损失应该通过计算确定，并留有余地。1、布置原则：41 　　污水处理工程的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，从而使污水能够在处理构筑物之间通畅地流动，保证污水处理工程的正常运行。　　污水处理工程的高程布置一般应遵守如下原则：　　（1）、认真计算管道沿程损失，局部损失，各处理构筑物，计量设备及联络管渠的水头损失；考虑最大时流量，雨天流量和事故时流量的增加，并留有一定的余地；还应考虑当某座构筑物停止运行时，与其并联运行的其余构筑物及有关的连接管渠能通过全部流量。　　（2）、考虑远期发展，水量增加的预留水头。　　（3）、避免处理构筑物之间跌水等浪费水头的现象，充分利用地形高差，实现自流。　　（4）、在认真计算并留有余量的前提下，力求缩小全程水头损失及提升泵站的扬程，以降低运行费用。　　（5）、需要排放的处理水，在常年大多数时间里能够自流排放水体。注意排放水位不一定选取水体多年最高水位，因为其出现时间较短，易造成常年水头浪费，而应选取经常出现的高水位作为排放水位，当水体水位高于设计排放水位时，可进行短时间的提升排放。　　（6）、应尽可能使污水处理工程的出水管渠高程不受水体洪水顶托，并能自流。2、处理构筑物的水头损失：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，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：（141 ）、污水流经各处理构筑物的水头损失，在做初步设计时，可按表2所列数据估算。污水流经计量设备时产生的水头损失h3。（2）、污水流经连接前后两处处理构筑物的管渠（包括配水设备）时产生的水头损失，包括沿程水头损失与局部水头损失。沿程水头损失的计算公式如下：h1=i*L式中i坡度，可查给水排水手册得；L为管长，单位为m。局部水头损失的计算公式如下：h2=∑ξv2/2g式中：ξ为局部阻力系数,查设计手册；v为管内流速，m/s，0.6~1.2；因为初步设计，故局部水头损失近似为0.1倍的沿程水头损失，即h2=0.1*h1。所以流程中的水头损失=h1+h2+h3表１污水处理构筑物需要的水头损失构筑物名称水头损失/m构筑物名称水头损失/m格栅0.1-0.25生物滤池（工作高度为2m时）沉沙池0.1-0.25(1)装有旋转式布水器2.7-2.8沉淀池：平流0.2-0.4(2)装有固定喷洒布水器4.5-4.75竖流0.4-0.5混合池或接触池0.1-0.3辐流0.5-0.6污泥干化场2-3.5双层沉淀池0.1-0.2曝气池:污水潜流入池0.25-0.5污水跌水入池0.5-1.541 3、注意事项：　　（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，处理系统都能够正常运行。　　（2）、计算水头损失时，一般应以近期最大流量（或泵的最大出水量）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，并酌加扩建时的备用水头。　　（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，逆污水处理流程向上倒推计算，以使处理后污水在洪水季节也能自流排出，出水泵需要的扬程则较小，运行费用也较低。但同时应考虑到构筑物的挖土深度不宜过大，以免土建投资过大和增加施工上的困难。此外，还应考虑到因维修等原因需将池水放空而在高程上提出的要求。　　（4）、在做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。在决定污泥干化厂，污泥浓缩池，消化池等构筑物的高程时，应注意它们的污水能自动排入干管或其它构筑物的可能。以下是本次课程设计高程计算的具体内容：本设计中最高潮水位为289.26m,高潮常水位为281.9m，低潮常水位为280.10m，而污水处理厂平整后地面标高为290m。进水管水面标高为281.65m，管顶标高为282m。表２是根据总平面布置得到得各构筑物间的坡度和管长，将管长取整。41 表2污水管渠设计参数表连接管渠名称管渠设计参数i长度L/m沿程水头损失h1=i*L紫外消毒池——巴氏计量槽0.00660.036——辐流式二沉池0.00161650.264——配水池0.008560.448——OBRAL氧化沟0.00253280.106——配水池0.0013280.0364——曝气沉砂池0.009550.495——细格栅井0.00190.009——巴氏计量槽0.00660.036——配水池0.00380.024表3污泥管渠设计参数表连接管渠名称管渠设计参数i长度L/m沿程水头损失h1=i*L辐流式二沉池——污泥泵房0.003110.033污泥泵房——污泥浓缩池0.0678896.034高程管道1>出水口-------------------紫外线消毒池根据最后一构筑物的最高水位高程必须大于最高潮常水位高程与水力损失之和，所以出水口取291.4m（>289.26m）。紫外线消毒池本身的水头损失取0.3m,所以紫外线消毒池的液面高程为291.7m其超高为1m则紫外线消毒池的总高程为292.7m41 1>紫外线消毒池-------------------巴氏计量槽沿程损失：h1=i*l=0.006*0.6=0.036m局部损失：h2=0.1h1=0.1*0.036=0.0036巴氏计量槽:h3=0.3=h1+h2+h3=0.036+0.0036+0.3=0.3396取0.340巴氏计量槽下游液面高程为H=291.7+0.340=292.040巴氏计量槽前面段液面高程为H=292.040+1=293.040其超高为1m则巴氏计量槽总高程为294.0402>巴氏计量槽---------------------辐流式二沉池沿程损失：h1=i*l=0.0016*165=0.264局部损失：h2=0.1h1=0.1*0.264=0.0264辐流式二沉池:h3=0.6=h1+h2+h3=0.264+0.0264+0.6=0.8904取0.891辐流式二沉池液面高程为H=293.040+0.891=293.931由二沉池部分计算知:二沉池有效水深为2.1m缓冲区高度0.5m泥斗0.5m超高0.5m所以二沉池总高程为294.431m4>辐流式二沉池---------------------配水池41 沿程损失：h1=i*l=0.008*56=0.448局部损失：h2=0.1h1=0.1*0.448=0.0448配水池:h3=0.2=h1+h2+h3=0.448+0.0448+0.2=0.6928取0.693配水池液面高程为H=293.931+0.693=294.624其超高为1.1m则配水池的总高程为295.7255>配水池------------------------距配水池最远OBRAL氧化沟沿程损失：h1=i*l=0.002*53=0.106局部损失：h2=0.1h1=0.1*0.106=0.0106OBRAL氧化沟:h3=0.2=h1+h2+h3=0.106+0.0106+0.2=0.3166取0.317OBRAL氧化沟液面高程为H=294.624+0.317=294.941其高程为0.5m则OBRAL氧化沟总高程为295.4416>OBRAL氧化沟-----------------------------配水池沿程损失：h1=i*l=0.0013*28=0.0364局部损失：h2=0.1h1=0.1*0.0364=0.00364配水池:h3=0.2=h1+h2+h3=0.0364+0.00364+0.2=0.24004取0.240配水池液面高程为H=294.941+0.240=295.181其超高为1.1m41 则配水池总高程为296.2817>配水池-----------------------------------曝气沉砂池沿程损失：h1=i*l=0.009*55=0.495局部损失：h2=0.1h1=0.1*0.495=0.0495曝气沉砂池:h3=1=h1+h2+h3=0.495+0.0495+1=1.5445取1.545曝气沉砂池液面高程为H=295.181+1.545=296.726其超高为1.3m则曝气沉砂池总高程298.026m8>曝气沉砂池-----------------------------细格栅井沿程损失：h1=i*l=0.001*9=0.009局部损失：h2=0.1h1=0.1*0.009=0.0009细格栅井:h3=0.2=h1+h2+h3=0.009+0.0009+0.2=0.2099取0.210则细格栅井栅后液面高程为H=296.726+0.210=296.936通过格栅的水头损失为0.749所以细格栅井栅前液面高程为H=296.936+0.749=297.685超高为0.59>细格栅井---------------------------巴氏计量槽沿程损失：h1=i*l=0.006*6=0.036局部损失：h2=0.1h1=0.1*0.036=0.0036巴氏计量槽:h3=0.341 =h1+h2+h3=0.036+0.0036+0.3=0.3396取0.340巴氏计量槽后段液面高程为H=297.685+0.340=298.025巴氏计量槽前段液面高程为H=298.025+1=299.025其超高为1m则巴氏计量槽总高程为300.02510>巴氏计量槽-----------------------------配水槽沿程损失：h1=i*l=0.003*8=0.024局部损失：h2=0.1h1=0.1*0.024=0.0024配水槽:h3=0.2=h1+h2+h3=0.024+0.0024+0.2=0.2264取0.227配水槽液面高程为H=299.025+0.227=299.252其超高为1.1m则配水槽总高程为300.35211>进水泵房进水水面标高为281.65m,即粗格栅栅前水深为281.65m经过格栅的水头损失为0.2m,则粗格栅栅后水深为281.45m管顶标高为282m，进水管管径为1000mm，所以进水管中心线标高为281.500。潜水泵在水下2.05m处，则其标高为279.612>污泥处理流程高程计算：污泥处理流程从二沉池开始，二沉池至污泥泵房的管11m，坡度为0.0014141 ，按污水管道的水力损失来近似计算污泥管道水力损失，可得11*0.003＝0.033m，再乘以安全系数（2.0～4.0）得水力损失为0.099m因此污泥泵房的泥面标高为293.931+0.033=293.964。污泥泵房至污泥浓缩池的管道长为89m，坡度为18/1000即为0.018，按污水管道的水力损失来近似计算污泥管道水力损失，可得89*0.018＝1.602m，再乘以安全系数（2.0～4.0）得，水力损失为4.806m因此污泥泵房的泥面标高为293.964+4.806=298.77m.。但因此处有设污泥泵,有抽吸功能,因此污泥浓缩池的总高程标高为299.07m。41'