某生态公园水质改善工程设计计算书论文

'某生态公园水质改善工程设计计算书毕业论文目录1概述11.1项目名称和主管单位11.2设计依据、原则和范围11.2.1设计依据11.2.2设计原则21.2.3设计范围21.3城市概况及自然条件21.3.1城市概况21.3.2自然条件32工程规模42.1服务年限42.2服务范围、服务人口42.3污水量预测42.3.1单位人口综合用水量指标法42.3.2城市建设用地指标法52.4污水量确定62.5污水处理规模确定63工程建设概述73.1处理程度73.1.1进水水质73.1.2出水水质73.1.3处理程度83.2城市污水处理工艺选择93.2.1污水工艺方案选择的原则93.2.2污水处理工艺方案93.2.3污泥处置工艺方案123.3生态公园总平面图的布置143.4处理构筑物设计流量143.5污水处理构筑物设计153.5.1格栅153.5.2调节池153.5.3沉沙池163.5.4絮凝反应池173.5.5初沉池183.5.6曝气生物滤池198 3.5.7普通快滤池203.5.8清水池213.6污泥处理构筑物的设计213.6.2污泥浓缩池213.6.4污泥脱水223.7污水厂整体布置223.7.1平面布置223.7.2管线布置233.7.3高程布置234污水处理构筑物设计计算244.1格栅244.1.1.设计参数244.1.2设计计算244.2调节池264.2.1设计参数264.2.2设计计算264.3沉砂池274.3.1设计参数274.3.2设计计算284.4化学絮凝强化设施计算294.4.1强化处理效果294.4.2溶液池294.4.3溶解池304.4.4药剂投加304.4.5药剂库304.4.6絮凝反应池314.5初沉池334.5.1设计参数334.5.2设计计算334.6分建式DN型曝气生物滤池354.6.1好氧段计算354.6.2缺氧段计算394.7普通快滤池工艺设计与计算404.7.1滤池尺寸404.7.2滤池配水系统434.7.3洗砂排水槽484.7.4滤池反冲洗504.7.5进、出水系统524.8清水池平面尺寸的计算534.8.1清水池有效容积534.8.2管道系统534.9浓缩池设计计算544.9.1设计说明544.9.2设计计算548 4.10高程计算574.10.1污水处理部分高程计算574.10.2污泥处理部分高程计算595生态修复615.1污水生态处理原理615.2生态公园整体规划625.3水生植物应用种类635.3.1挺水植物635.3.2浮叶植物645.3.2浮水植物645.3.3沉水植物65参考文献66致谢678 1概述1.1项目名称和主管单位项目名称：某生态公园水质改善工程设计本项目地点：浙江省杭州市西湖区南山路长桥溪1.2设计依据、原则和范围1.2.1设计依据（1）《中华人民共和国环境保护法》主席令第22号（1989年）；（2）《中华人民共和国水污染防治法》主席令第87号（2008年）（2008年6月1日起施行）；（3）《中华人民共和国水法》主席令第74号（2002年）；（4）《中华人民共和国水污染防治法实施细则》国务院令第284号（2000年）；（5）《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）；（6）《污水综合排放标准》（GB8978-1996）；（7）《农田灌溉水质标准》（GB5084-2005）；（8）《污水排入城市下水道水质标准》（CJ3082-1999）；（9）《环境空气质量标准+修改单》（2000年）（GB3095-1996）；（10）《城镇污水处理厂污泥处置混合填埋泥质》（CJ/T249-2007）；（11）《工业企业厂界环境噪声排放标准》（GB12348-2008）；（12）《恶臭污染物排放标准》（GB14554-93）；（13）《室外排水设计规范》（GB50014-2006）；（14）《建筑结构荷载规范》GB50009-2001（2006年版）；（15）《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）；（16）《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）；（17）《采暖通风与空气调节设计规范》（GB50019-2003）；（18）《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）；（19）《城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准》（CJJ31-89）；66 （20）《给水排水工程构筑物结构设计规范》（GB50069-2002）；（21）《钢结构设计规范》（GB50017-2003）；（22）《地下工程防水技术规范》（GB50108-2001）；（23）《建筑给水排水设计规范》（GB50015-2003）；（24）《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB50068-2001）；（25）现状地形测量资料。1.2.2设计原则（1）在城市总体规划的指导下,结合地形条件和环境要求，统一规划设计污水处理工程。在保证出水达到处理要求的前提下，作到尽量节省投资、节省占地，充分发挥污水处理工程的社会效益、经济效益和环境效益。（2）污水处理厂选用工艺应因地制宜，即具有稳妥性、合理性，又具有先进性。尽可能采用节能技术和先进设备，降低污水处理厂的建设投资和运行成本。（3）为了提高污水处理厂的管理水平，实现科学现代化管理，设计采用适合我国国情的自动化技术及监测仪表。（4）污水厂总图布置要求紧凑、合理、管理方便、尽量减少占地。（5）设计以人为本，充分考虑便于污水处理厂运行管理的措施。1.2.3设计范围本工程设计范围如下：完成水和污水生态处理的技术总结，分析水体污染情况和水质要求，进行水质改善方案论证和工艺设计。完成各构筑物、生态系统的设计计算及图纸绘制。1.3城市概况及自然条件1.3.1城市概况杭州位于中国东南沿海北部，坐标为东经118°21′-120°30′，北纬29°11′-30°33′,东临杭州湾，南与绍兴、金华相接，西南与衢州相接，北与湖州、嘉兴两市毗邻，西南与安徽省黄山市交界，西北与安徽省宣城交接。杭州地处长江三角洲南沿和钱塘江流域，地形复杂多样。杭州市西部属浙西丘陵区，主干山脉有天目山等。东部属浙北平原，地势低平，河网密布。具有典型的“江南水乡”特征。66 杭州市中心地理坐标为东经120°12′，北纬30°16′。杭州处于亚热带季风区，四季分明，夏季气候炎热，湿润，有小火炉之称，相反，冬季寒冷，干燥。春秋两季气候宜人，是观光旅游的黄金季节。杭州的城市原点（零公里标志）设在上城区紫薇园坐标原点。紫薇园坐标原点从1913年开始就作为杭州市的中心。城市内的建筑、道路、水系及名胜古迹，都可根据该原点标出方位和与原点的距离。杭州有着江、河、湖、山交融的自然环境。全是丘陵山地占总面积的65.6%，平原占26.4%，江、河、湖、水库占8%世界上最长的人工运河----京杭大运河和以大涌潮文明的钱塘江穿越而过。杭州西部、中部和南部属浙西中低丘陵，东北部属浙北平原，江河纵横，湖泊密布，物产丰富。杭州素有“鱼米之乡”、“丝绸之府”、“人间天堂”之美誉。杭州属亚热带季风性气候，雨量充沛。全年平均气温17.5℃，平均相对湿度70.3%，年降水量1454毫米，年日照时数1765小时。杭州生物种类繁多，国家一级保护动物13种，二级保护动物有55种，二级保护植物有13种。全市平均森林覆盖率为63.7%。矿产资源有大中型和非金属和金属矿床。1.3.2自然条件（1）最高温度：40℃；（2）最低温度：-9.6℃；（3）年平均温度：17℃；（4）冬季平均温度：2.3℃；（5）风向：NNW。66 2工程规模2.1服务年限本次污水处理工程规划期限至2025年。2.2服务范围、服务人口服务范围为长桥溪周边。服务面积0.4km2。服务人口为6000人，其中本地居民5500人，暂住人口500人。2.3污水量预测污水量预测采用单位人口综合用水量指标法﹑城市建设用地指标法进行预测。污水量预测时：产污率：根据《城市排水工程规划规范》，城市综合生活污水产污率采用0.8~0.9，设计中按0.9计。截污率：考虑长桥溪周边污水管网建设的完善情况，截污率按0.80计。地下水渗入率：日本采用每人每日最大污水量10%～20%。据专业杂志介绍，上海浦东城市化地区地下水渗入量采用10m3/（km2·d），具体规划时按计算污水量的10%考虑。因此，建议各规划城市应根据当地的水文地质情况，结合管道和接口采用的材料以及施工质量按当地经验确定。设计中按10%计。日变化系数：应根据供水规模、用水量组成、生活水平、气候条件，结合当地相似供水工程的年内供水变化情况综合分析确定，可在1.3～1.6范围内取值。日变化系数=最高日用水量/平均日用水量。本设计以1.6计。2.3.1单位人口综合用水量指标法单位综合用水指标包括综合生活用水、工业用水、市政用水及其他用水指标。《城市给水工程规划规范》（GB50282-98）中划分杭州市的最高日人口综合用水量为0.8～1.2万m3/万人·d。设计中选用1.0万m3/万人·d。根据单位人口综合用水量指标法预测长桥溪周边污水量如下表2-1所示。表2-1单位人口综合用水量指标法预测污水量表66 人口（万人）0.6（含流动人口0,05万人）用水量指标（万m3/万人·d)1.0产污率0.90截污率0.80日变化系数1.6地下水渗入率10%污水量（万m3/d）0.2972.3.2城市建设用地指标法《城市给水工程规划规范》（GB50282-98）中规定城市单位建设用的综合用水量指标见下表2-2。表2-2城市单位建设用地综合用水量指标单位：万m3/(km2•d)区域城市规模特大城市大城市中等城市小城市一区1.0~1.60.8~1.40.6~1.00.4~0.8二区0.8~1.20.6~1.00.4~0.70.3~0.6三区0.6~1.00.5~0.80.3~0.60.25~0.5注：1．特大城市指市区和近郊区非农业人口100万及以上的城市；大城市指市区和近郊区非农业人口50万及以上不满100万人的城市；中等城市指市区和近郊区非农业人口20万及以上不满50万的城市；小城市指市区和近郊区非农业人口不满20万的城市。2．一区包括：贵州、四川、湖北、湖南、江西、浙江、福建、广东、广西、海南、上海、云南、江苏、安徽、重庆；二区包括：黑龙江、吉林、辽林、北京、天津、河北、山西、河南、山东、宁夏、陕西、内蒙古河套以东和甘肃黄河以东的地区；三区包括：新疆、青海、西藏、内蒙古河套以西和甘肃黄河以西的地区。3．经济特区及其他有特殊情况的城市，应根据用水实际情况，用水指标可酌情增减。4．用水人口为城市总体规划确定的规划人口数。5．本表指标为规划期最高日用水量指标。6．本表指标已包括管网漏失水量。以前阔石板这一带本是菜地，当时的餐饮、农家乐虽然没有像现在这么发达，但在玉皇山路边上也有十来家夜排档，晚上的生意都很好。而这些排挡产生的污水和周围的居民的生活污水，没有经过市政管网，是直接排放的，通过明渠排向西湖。66 从以上原状描述并结合现状可以看出，长桥溪的污水主要生活污水，其中有不少厨房污水的成分。因此确定长桥溪区域单位用地综合用水量指标为1.5。根据单位建设用地综合用水量指标法预测长桥溪周边污水量如下表2-3所示。表2-3单位建设用地综合用水量指标法预测污水量表规划建设用地（km2）0.4用水量指标（万m3/(km2·d)）1.5产污率0.90截污率0.80时变化系数1.6地下水渗入率10％污水量（万m3/d）0.2972.4污水量确定通过单位人口综合用水量指标法、城市建设用地指标法预测污水水量，经过加权平均后可预测长桥溪周边的污水量，见表2-4所示。表2-4污水预测水量一览表单位：万m3/d单位人口综合平均用水量指标法0.297城市建设用地指标法0.297加权平均0.2972.5污水处理规模确定污水处理总规模为0.3万m3/d。66 3工程建设概述3.1处理程度3.1.1进水水质城市生活污水水质与当地生活水平、生活小区化粪池与管网完善程度有关。根据现有生活污水水质分析，生活污水在中低浓度。有调查表明：杭州市无化粪池生活污水CODCr、SS、NH3-N等明显高于设有化粪池生活污水，详见表3-1。表3-1有无化粪池对生活污水水质影响单位：mg/L污水类型CODCrBOD5SSNH3-N有化粪池200～300100～1506035无化粪池300～450150～20018040对杭州、嘉兴、义乌、衢州、桐乡等城镇生活污水水质类比调查，其水质一般为CODCr浓度在150-670mg/L，BOD5浓度在40-260mg/L，SS浓度在70-260mg/L，NH3-N浓度在20-60mg/L。根据《室外排水设计规范》(GB50014-2006)的规定，生活污水水质指标：BOD5为25~50g/人·d，SS为40~65g/人·d，TN为5~11g/人·d，TP0.7~1.4g/人·d结合上述规范中的污染负荷、其它污染物比例和人均排水量，参考临近经济发展相近的城市，确定工程服务范围生活污水水质如表3-2。表3-2生活污水水质预测表单位：mg/L项目CODCrBOD5SSTNNH3-NTP水质mg/L1005010030201.43.1.2出水水质污水处理厂出水水质及处理程度取决污水处理厂尾水的最终出路和受纳水体的纳污能力。污水处理厂出水排入西湖，杭州西湖位于浙江省杭州市的西南方，它以其秀丽的湖光山色和众多的名胜古迹而成为闻名中外的旅游胜地66 并被世人赋予“人间天堂”的美誉。作为中国首批、极少数免费对外开放的国家重点5A级景区和中国十大风景名胜之一，西湖凭借着上千年的历史积淀所蕴育出的特有江南风韵和大量杰出的文化景观而入选世界文化遗产，这同时也是现今《世界遗产名录》中少数几个、中国唯一一处湖泊类文化遗产。出现于人民币壹圆纸币背面的三潭印月景观，亦体现着西湖在中国风景名胜中特殊的地位。依据地表水水域环境功能和保护目标，按功能高低依次划分为五类：Ⅰ类主要适用于源头水、国家自然保护区；Ⅱ类主要适用于集中式生活饮用水地表水源地一级保护区、珍稀水生生物栖息地、鱼虾类产场、仔稚幼鱼的索饵场等；Ⅲ类主要适用于集中式生活饮用水地表水源地二级保护区、鱼虾类越冬场、洄游通到、水产养殖区等渔业水域及游泳区；Ⅳ类主要适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区；Ⅴ类主要适用于农业用水区及一般景观要求水域。对应地表水上述五类水域功能，将地表水环境质量标准基本项目标准值分为五类，不同功能类别分别执行相应类别的标准值。水域功能类别高的标准值严于水域功能类别低的标准值。同一水域兼有多类使用功能的，执行最高功能类别对应的标准值。实现水域功能与达功能类别标准为同一含义。因此，长桥溪水生态处理工程出水应达到地表Ⅲ类水标准，污水处理厂出水具体指标如下：CODCr≤20mg/LBOD5≤4mg/LSS≤20mg/LNH3-N（以N计）≤1.0mg/LTN（以N计）≤1.0mg/LTP（以P计）≤0.2mg/L粪大肠菌群≤104个/L3.1.3处理程度处理效率：66 （3-1）式中：E——水质的处理程度；Co——进水水质浓度，mg/L；Ce——出水水质浓度。根据预测的进水水质和所要达到的出水水质，长桥溪地埋式污水厂各主要污染物去除率见下表：表3-3污水处理程度污染物指标进水水质（mg/l）出水水质（mg/l）去除率（%）COD1002080.0BOD550492.0SS1002080.0TP（以P计）1.40.285.7NH3-N201.095.0TN301.096.73.2城市污水处理工艺选择3.2.1污水工艺方案选择的原则处理工艺方案的优化对确保污水处理厂的运行性能和降低费用最为关键。本工程在选择污水处理方案时遵循以下原则：（1）充分考虑本工程污水处理厂进出水指标，经技术经济比较确定，优先采用运行费用低、基建投资少、占地省、操作管理简便、成熟的处理工艺。（2）选择国内外先进、可靠、高效运行、管理方便、维护简单的污水及污泥处理专用设备。（3）污水处理过程中产生的栅渣、污泥能够得到妥善处理，避免二次污染。（4）污水厂总平面布置紧凑合理，力争达到土方平衡，减少占地。3.2.2污水处理工艺方案66 根据已确定的进水水质以及所要达到的出水排放标准，污水处理站的主要污染物处理率必须达到：ECODCr≥80.0%；EBOD5≥92.0%ESS≥80.0%；ENH3-N≥95.0%ETN≥96.7%；ETP≥85.7%显然常规的二级活性污泥处理工艺已达不到所需的出水水质标准，本工程所采用的处理工艺除具有去除有机污染物和悬浮固体的效果外，还应具有去除氨氮和磷的功能。几十年来，在污水处理领域，活性污泥法无疑是一种被广泛使用并有良好效果的污水生物处理技术。但是随着社会的不断进步，城市规模扩大以及人类对居住环境的日益重视，活性污泥法的不足越来越突出地显现在人们的眼前，占地巨大、环境恶劣、性能不稳定。上世纪八十年代，一种针对以上问题研发出来的新的污水处理技术首先在法国得以运用，这就是“淹没式固定生物膜曝气滤池”。法国OTV公司在淹没式固定生物膜曝气滤池领域拥有近20年的工程设计、建设和运行经验，并且在世界各地建设了100多座类似工艺的污水处理厂，其中一种工艺便是BIOSTYR(r)生物滤池。BIOSTYR(r)则是一种经过改良的新一代上向流曝气生物滤池。它既可以用于污水的二级处理，也可以用于处理出水需要回用等其它要求的污水深度处理，并且能够达到很高的排放水质标准。针对本工程的水质特点，本工程采用曝气生物滤池工艺。工艺原理：根据曝气管道位置的不同设置可以控制硝化反应和反硝化反应的程度，也可以单独进行硝化反应或反硝化反应。表3-4采用曝气生物滤池处理污水的典型流程功能典型流程碳化S/C+BF/C碳化+硝化S/C+BF/C/N碳化+硝化+反硝化S/C+BF/C/N+BF/DN碳化+硝化+反硝化AS+BF/N+BF/DN66 注：S/C为化学沉淀，BF为曝气生物滤池，/C为碳化，/N为硝化，/DN为反硝化，AS为活性污泥。具有硝化和反硝化功能的BIOSTYR生物滤池，其曝气管位于滤床中的经过计算的位置，将滤床分隔为下部厌氧区和上部好氧区，它可以去除所有可降解的污染物，含碳污染物(COD和BOD)，悬浮物(SS)，氨氮和硝酸盐(即总氮)，反冲洗气管位于滤池底部。对于通常的仅需要进行硝化反应(对氨氮有要求)，在曝气和气反冲洗时共用一根位于滤池底部的穿孔管，从而使整个滤床处于好氧状态，它可以去除大部分可降解的污染物，含碳污染物(COD和BOD)，悬浮物(SS)和氨氮。工艺特点：①一次性投资比传统方法低1/4；②占用面积为常规工艺的1/10～1/5，运行费低1/5；③进水要求悬浮物50～60mg/L，最好与一级强化处理相结合，如采用水解酸化池；④填料多为陶粒，直径5mm，层高1.5～2m；⑤水往下、气往上的逆向流可不设二沉池。曝气生物滤池与普通活性污泥法相比，具有有机负荷高、占地面积小（是普通活性污泥法的1/3）、投资少（节约30%）、不会产生污泥膨胀、氧传输效率高、出水水质好等优点，但它对进水SS要求较严（一般要求SS≤100mg/L，最好SS≤60mg/L），因此对进水需要进行预处理。同时，它的反冲洗水量、水头损失都较大。另外，曝气生物滤池作为集生物氧化和截留悬浮固体于一体的新工艺，节省了后续沉淀池(二沉池)，具有容积负荷、水力负荷大，水力停留时间短，所需基建投资少，出水水质好：运行能耗低，运行费用少的特点。由设计资料可知，该工程进水总氮含量高、碳源不足而出水对总氮要求较高，所以采用碳化+硝化+反硝化工艺，同时需外加碳源。污水处理工艺流程图3-1所示66 图3-1污水处理工艺流程图该流程为物理，化学，生物化学的组合工艺。首先，污水进行预处理，中格栅用来截留较大颗粒悬浮物，在调节池进行水质水量的调整，而后污水进入一级强化絮凝反应池,再到竖流沉淀池,除去大部分的磷,然后进入曝气生物滤池,最后到滤池,去除污水中的氮并进一步除磷.初沉池污泥经浓缩后进入离心机房，最后外运。各阶段去除率：一级处理及一级强化处理（混凝沉淀）：根据试验[1]BOD5去除率为50%，COD去除率为60%，TP去除率为80%，SS去除率为90%。二级处理（曝气生物滤池）：BOD5去除率为66.7%，SS去除率为33.3%，NH3-N去除率为80%,TN去除率为50%。三级处理（过滤）：COD去除率为70%，BOD5去除率为60%，SS去除率为50%，TN去除率为15%，NH3-N去除率为15%，TN去除率为30%。各阶段去除率如表3-5所示。表3-5污水处理各阶段去除率原污水组分浓度（mg/L）出水浓度（mg/L）目标水质（mg/L）一级处理及一级强化处理二级处理三级处理COD1004020≤620BOD5603010≤44SS1501510≤520TP（以P计）1.40.28-≤0.1960.2NH3-N25-5≤4.251.0TN30-15≤12.751.066 污水厂出水尚未达到进入西湖的标准，出水注入生态公园水体，进行进一步的生态处理。3.2.3污泥处置工艺方案（1）污泥处置在污水处理过程中会产生一些含水率很高的污泥，这些污泥具有体积大、易腐败、有恶臭的特点，如不加以处理，任意排放，将引起严重的二次污染，因此污泥的处理和处置十分必要。城市污水处理厂污泥的处理流程应根据污泥的最终处置方法确定。在国内外，常用的污泥最终处置方式有如下几种：填地、填海、卫生填埋、焚烧、农田利用。各种污泥处置方式对污泥处理的要求见表3-6。国际上近来趋向农田利用（包括园林绿化）；填地和污泥焚烧。由于污泥焚烧投资高、运行费用高,国内极少采用。污泥含有促进植物和农作物生长的氮、磷、钾等营养元素,有机物分解产生的微生物,可改良土壤,避免板结。在国内外污泥农田利用处置被广泛采用。城市污水处理厂污泥施用于农田，污泥必须符合中华人民共和国《农用污泥中污染物控制标准》的要求,在施用过程中必须经常对污泥中污染物含量进行监测,确保污泥满足农用要求。此外最大施用量不能超过30吨/（公顷·年）,连续施用时间不超过20年。表3-6污泥处置方式污泥处置处理要求处置原理还田农用稳定和无害化机械脱水含固率20-30%干污泥按国家标准要求将污泥散到农田后翻耕,可种草、麦等,但不能种蔬菜或水稻。用于填土稳定和无害化机械脱水含固率20-30%干污泥卫生填埋稳定和无害化机械脱水含固率20-40%干污泥安全填埋作处置焚烧机械脱水含固率20-40%干污泥（2）污泥处理工艺确定66 污泥处理工艺一般包括减容、稳定、无害化三个方面。1）污泥减容:主要是降低污泥的含水率。常用方法有污泥浓缩、机械脱水、干化等,以便于污泥输送及后续的处理、处置。2）污泥稳定化处理:进一步降解污泥中的有机物,使污泥稳定,常用的污泥稳定处理一般有好氧稳定处理和厌氧稳定处理。——好氧稳定:长时间曝气,分解有机物;——厌氧稳定:在无氧条件下,降解有机物。3）污泥无害化:去除和控制污泥中的有害物质,如各种病菌等。本生态公园污水处理厂采用曝气生物滤池工艺，处理规模较小，污泥的产量较少，根据我国有关环保政策，结合本工程实际情况，确定本污水处理厂污泥采用浓缩脱水+离心脱水工艺。经脱水后的含水率97~98%污泥通过螺旋输送装置，将污泥输送至污泥离心机房，污泥在离心机房离心后排出，运至垃圾填埋厂处理。3.3生态公园总平面图的布置由于公园地势由南往北依次降低，南北两端的高差达5米，且周围农居和饭店大多集中在北面，市政污水以重力流汇总至公园北端的调节池。又由于污水厂出水不能达到地表Ⅲ类水的排放标准,需要进一步的生态处理,所以污水厂主体设在公园南端。公园地上部分景观水体由南至北依次设计为初级人工湿地区、跌水充氧区及二级人工湿地区三大区段，其中水系面积约1.83km2，占公园总绿地面积的45.7%左右。水体形式丰富，水池、溪流与跌水依据地势相互穿插，并形成岛屿、漫滩地带，种植水生植物以进一步净化水质。曲线形道路系统围绕水系环状布局，起到曲径通幽的园林效果。水系两岸则通过多座木栈道及木桥相连，东侧开辟4个主入口，西侧亦设置多个次入口，方便附近居民进入湿地公园及迅速达到对岸。公园设施齐备，主要有管理房、科普廊、公厕、景观亭等，满足值班管理、科普教育与观赏游憩等多种功能要求。3.4处理构筑物设计流量设计规模：3000m³/d；66 平均流量：125m³/h；变化系数取：1.85；最大设计秒流量：64L/s。3.5污水处理构筑物设计3.5.1格栅格栅用以截留水中的较大悬浮物或漂浮物，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的装置。（1）设计说明1)水泵处理系统前格栅栅条间隙，应符合下列要求：人工清除：25~40mm；机械清除：16~25mm；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45°~75°。机械格栅倾角一般为60°~70°。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。6)本设计格栅与水泵房合建在一起。格栅设计2组，1用1备。（2）设计参数设计流量Q=0.035m3/s；栅前流速v1=0.6m/s，过栅流速v2=0.8m/s；栅条宽度s=0.01m，格栅间隙b=20mm；栅前部分长度0.5m，格栅倾角α=60°；单位栅渣量ω1=0.07m3栅渣/103m3污水。66 3.5.2调节池调节水量和水质的构筑物称为调节池。为避免池内污泥沉降，同时减少设备维护量，搅拌器采用潜水搅拌器。（1）设计说明1）水量调节池实际是一座变水位的贮水池，进水一般为重力流，出水用泵提升。池中最高水位不高于进水管的设计高度，最低水位为死水位。2）调节池的形状宜为方形或圆形，以利于完全形成混合状态。长形水池宜设多个进口和出口。3）调节池中应设冲洗装置、溢流装置、排除漂浮物和泡沫装置，以及洒水消泡装置。4）为使在线调节池运行良好，宜设混合和曝气装置。混合所需功率为0.004~0.008KW/m3池容。所需曝气量约为0.01~0.015m3空气/（min•m2池表面积）。5）调节池出口宜设测流装置，以监控所调节的流量。（2）设计参数设计流量：Qmax＝0.035m³/s总变化系数：Kz＝1.85调节池有效容积：750m³停留时间：6h调节池水深：2mA.潜水搅拌器型号：QJB75/4-Es反应搅拌机数量：2台B.调节池的提升泵型号：150QW150-15-15型潜污泵数量：2台66 3.5.3沉沙池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起立。本设计采用旋流式沉砂池。旋流沉砂池是利用水力涡流除砂的旋流沉砂池（其旋流与水流方向基本一致）,其具有池型简单、占地省、运行费用低、除砂效果好等优点，适用于中小型污水处理厂。一般每隔四小时从集砂斗将自动排砂一次。（1）设计说明1)城市污水厂一般均应设置沉砂池，座数或分格数应不少于2座（格），并按并联运行原则考虑。2)设计流量应按分期建设考虑：①当污水自流进入时，应按每期的最大设计流量计算；②当污水为用提升泵送入时，则应按每期工作水泵的最大组合流量计算；③合流制处理系统中，应按降雨时的设计流量计算。3)沉砂池去除的砂粒杂质是以比重为2.65，粒径为0.2以上的颗粒为主。4)城市污水的沉砂量可按每106m3污水沉砂量为30m3计算，其含水率为60%，容量为1500kg/m3。5)贮砂斗容积应按2日沉砂量计算，贮砂斗池壁与水平面的倾角不应小于55°排砂管直径应不小于0.2m。6)沉砂池的超高不宜不于0.3m。7)除砂一般宜采用机械方法。当采用重力排砂时，沉砂池和晒砂厂应尽量靠近，以缩短排砂管的长度。（2）设计参数设计进水量：Q=0.035m3/s；设计水力停留时间：56s；沉砂池直径：1.8m；沉沙区体积：1.8m3；66 沉砂池型号：Ⅰ50。3.5.4絮凝反应池（1）设计说明本设计采用旋流式絮凝池。旋流式絮凝池为圆筒形池子，水流由喷嘴在池底（或上部）沿切线方向射入池内，一边旋转一边上升（或下降），流速逐渐减小。该种絮凝池构造简单，容积小，便于布置，常与竖流沉淀池配合使用。旋流式絮凝池的设计要点如下：1）池数一般不少于2个；2）絮凝时间采用8-15min；3）池内水深与直径之比H:D=10:9；4）喷嘴出口流速一般为2-3m/s，池出口流速多采用0.3-0.4m/s；5）池内水头损失（不包括喷嘴和出口处）一般为0.1-0.2m；6）喷嘴设置在池底，水流沿切线方向进入，设计时应考虑能改变喷嘴方向的可能[2]。（2）设计参数设计水量：Q=0.035m3/s絮凝时间：10min池子直径：3.5m池子高度：4.1m3.5.5初沉池本设计采用竖流式沉淀池。其具有排泥方便，管理简单，占地面积较小的优点，适用于小型污水厂。竖流式沉淀池池体为圆形或方形，污水从中心管的进口进人池中，通过反射板的拦阻向四周分布于整个水平断面上，缓慢向上流动。沉降速度大于水流上升速度的悬浮颗粒下沉到污泥斗中，上清液则由池顶四周的出水堰口溢流到池外。（1）设计说明1）为保证池内水流的自下而上垂直流动、防止水流呈辐流状态，圆池的直径或方池的边长与沉淀区有效水深的比值一般不大于3，池子的直径一般为66 4.0~7.0m，最大不超过10m。圆池直径或正方形池边长D≤7m时，沉淀出水沿周边流出；D≥7m时，应增加辐射式集水支渠。2）水流在竖流式沉淀池内的上升流速为0.5~1.0mm/s，沉淀时间为l~1.5h。中心管内的流速一般应大于100mm/s，其下出口处设有喇叭口和反射板。反射板板底距泥面至少0.3m，喇叭口直径及高度均为中心管直径的1.35倍，反射板直径为喇叭口直径的1.3倍，反射板表面与水平面的倾角为17o。3）喇叭口下沿距反射板表面的缝隙高度为0.25~0.50m，作为初沉池时缝隙中的水流速度应不大于30mm/s，作为二沉池时缝隙中的水流速度应不大于20mm/s。4）锥形贮泥斗的倾角为45o~60o，排泥管直径不能小于200mm，排泥管口与池底的距离小于0．2m，敞口的排泥管上端超出水面不能小于0.4m。浮渣挡板淹没深度0.3~0.4m，高出水面0.1~0.25m，距集水槽0.25~0.50m。（2）设计参数设计进水量：Q=0.035m3/s设计沉淀时间：t=1.5h表面负荷：v=2.5m3/(m2·h)沉淀池直径：27m有效水深：3.75m总高度：7.15m3.5.6曝气生物滤池曝气生物滤池与普通活性污泥法相比，具有有机负荷高、占地面积小(是普通活性污泥法的1/3)、投资少(节约30%)、不会产生污泥膨胀、氧传输效率高、出水水质好等优点，但它对进水SS要求较严(一般要求SS≤100mg/L，最好SS≤60mg/L)，因此对进水需要进行预处理。本设计采用分建式DN型曝气生物滤池。66 曝气生物滤池中的滤料是微生物膜的载体，同时兼有截留悬浮物质的作用，所以滤料选用的合适与否直接影响大滤池的处理效果。曝气生物滤池中可以采用的滤料种类很多，但合适的滤料首先必须具备大比表面积，比表面积大可以吸附大量的微生物膜，使滤池单位容积中的微生物量大大提高，从而提高有机物的去除效率；其次滤料的空隙率，密度必须合适，有利于滤池的气，水反冲洗；另外滤料还必须具备交好的机械强度和交好的耐磨性能，并且应有交好的化学稳定性和不含对微生物，人类健康有毒的物质。本次设计的曝气生物滤池中选用球形陶粒作为滤料，直径为3~5mm，按一定的级配填装。由于陶粒粒径较小，为防止滤头堵塞而不能直接田庄在承托滤板上，所以在陶粒层下部宜设置有承托层。承托层选用鹅卵石，并按一定的级配布置。（1）设计原则1）曝气生物滤池宜采用向上流进水,也可采用向下流进水。2）曝气生物滤池应根据处理水量的大小合理分格，每级滤池不应少于两格，单格滤池面积不宜大于100m2。3）滤料填料高度宜结合占地面积、处理负荷、风机选型和滤料层阻力等因素综合考虑确定，陶粒填料宜为2.5m~4.5m，轻质滤料宜为2.0m~4.0m。4）清水区高度应根据滤料性能及反冲洗是滤料膨胀率确定，陶粒滤料宜为1.0m~4.0m，轻质滤料宜为2.0m~4.0m。（2）设计参数设计进水量：0.035m3/sNH3-N容积负荷：0.6NH3-N/(m3·d)BOD5容积负荷：0.7NH3-N/(m3·d)NO3--N容积负荷：1.0kgNO3--N/(m3·d)好氧段滤料高：3.0m缺氧段滤料高：2.5m好氧段单格面积：21.1m2缺氧段单格面积：9.0m2好氧段实际水力停留时间：0.5h缺氧段实际水力停留时间：0.18h3.5.7普通快滤池本设计采用普通快滤池进行深度处理，采用石英砂单层滤料，共设2个滤池。66 （1）设计说明1）单个滤池的面积一般不大于100平方米，长宽比大多数在1.25：1~1.5：1之间，小于30平方米时可用1：1。2）滤池的设计工作周期一般在12~24个小时。3）滤层上面水深，一般为1.5~2.0米，滤池的超高一般采用0.3米。（2）设计参数设计进水量：Q=0.035m3/s工作时间：24h冲洗周期：12h设计流速：10m/h滤池长度：B=2.6m滤池宽度：B=2.6m池总高度：H=3.2m3.5.8清水池（1）设计说明本设计1座清水池，用于储水和反冲洗。（2）设计参数设计进水量Q=0.035m3/s池长：12m池宽：10m，净高度：4.5m3.6污泥处理构筑物的设计3.6.2污泥浓缩池采用间歇式重力浓缩池。（1）设计说明1）进泥含水率：当为初次污泥时，其含水率一般为95%~97%;当为剩余活性污泥时，其含水率一般为99.2%~99.6%。66 2）污泥固体负荷：负荷当为初次污泥时，污泥固体负荷宜采用80~120kg/(m2.d)当为剩余污泥时，污泥固体负荷宜采用30~60kg/(m2.d)。3）浓缩时间不宜小于12h，但也不要超过24h。（2）设计参数污泥浓缩时间：15h沉淀池直径：D=3.0m有效水深：3.1m池总高度：H=4.15m泥斗高度：0.7m上部直径：2.0m下部直径：1.0m3.6.4污泥脱水污泥脱水采用离心机，设计采用LW350-1250双变频离心机一套。（1）设计说明由丽水中圣环保科技有限公司提供的LW-350小锥角离心机有以下优点：1）采用卧式设计结构使设备整体占地面积小主电机和辅电机分别水平对置使机器运行过程当中更平稳噪音小震动点发布均匀。2）设备采用了先进的隔音技术，运行当中对操作人员不存在噪声污染，使整个工作环境大大降低了噪声污染。3)LW-350离心机采用了小锥角和BD板设计使固体在转鼓内壁产生在次挤压，使排出固体物料更加干燥，相比同类产品降低耗药、节省能耗等特点、大大降低了排出固体含水率（2）主要参数设计处理能力：4~7t/h（泥水混合物）分离后固体含水率：75%-80%外形尺寸：2666×1250×860重量：1500kg66 3.7污水厂整体布置3.7.1平面布置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，在对它们进行平面布置时，应根据各构筑物的功能和水力要求结合当地地形地质条件，确定它们在厂区内的平面布置应考虑：1)贯通，连接各处理构筑物之间管道应直通，应避免迂回曲折，造成管理不便。2)土方量做到基本平衡，避免劣质土壤地段3)在各处理构筑物之间应保持一定产间距，以满足放工要求，一般间距要求5~10m，如有特殊要求构筑物其间距按有关规定执行。4)各处理构筑物之间在平面上应尽量紧凑，在减少占地面积。3.7.2管线布置应设超越管线，当出现故障时，可直接排入水体。3.7.3高程布置为了降低运行费用和使维护管理，污水在处理构筑物之间的流动以按重力流考虑为宜，但多数情况下，往往需抽升。高程布置的一般规定如下：为了保证污水在各构筑物之间顺利自流。必须精确计算各构筑物之间的水头损失，包括沿程损失、局部损失及构筑物本身的水头损失。此外，还应考虑污水厂扩建时预留的储备水头。进行水离计算时，应选择距离最长，损失最大的流程，并按最大设计流量计算。当有两个以上并联运行的构筑物时，应考虑某一构筑物发生故障时，其余构筑物须负担全部流量的情况。计算时还需考虑管内淤积，阻力增大的可能。因此，必须留有充分的余地，以防止水头不够而发生涌水现象。厂内高程布置的主要特点是先确定沉砂池的地面标高，然后根据水头损失，通过水力计算，递推出前后构筑物的各项控制标高。66 4污水处理构筑物设计计算4.1格栅4.1.1.设计参数设计流量Q=0.035m3/s；栅前流速v1=0.6m/s，过栅流速v2=0.8m/s；栅条宽度s=0.01m，格栅间隙b=20mm；栅前部分长度0.5m，格栅倾角α=60°；单位栅渣量ω1=0.07m3栅渣/103m3污水。4.1.2设计计算设过栅流速v=0.8m/s，格栅安装倾角为60°，则栅前槽宽为：（4-1）栅前水深为：（4-2）栅条间隙数为：（4-2）式中：n——格栅栅条间隙数，个；Q——设计流量，m3/s；α——格栅倾角，°；N——设计的格栅组数，组；b——格栅栅条间隙数，m。格栅设两组。按两组同时工作设计。一格停用，一格工作校核。则66 个，取7个。栅槽有效宽度为：（4-4）式中：B——格栅栅槽宽度，m；S——每根格栅条宽度，m，设计中取S=0.01m。进水渠道渐宽部分长度为：（4-5）式中:l1——进水渠道渐宽部分长度，m；α1——渐宽处角度，20º，设计中取α1=20º。则：栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度为：过栅水头损失为：（4-6）式中：h1——水头损失，m；β——格栅条的阻力系数，查表知β=1.67；k——格栅受污物堵塞时的水头损失增大系数，一般取k=3。设栅前渠道超高h2=0.3m，则栅后槽总高度为：66 格栅总长度为：每日栅渣量为：（4-7）式中：W———每日栅渣量，m3/d；W1——每日每1000m3污水的栅渣量，m3/103m3污水。设计中取W1=0.07m3/103m3污水。故采用机械清渣。计算草图如图4-1所示。图4-1中格栅设计简图4.2调节池4.2.1设计参数水力停留时间T=6h；设计流量Q=3000m3/d=125m3/h=0.035m3/s；66 4.2.2设计计算（1）调节池有效容积V=QT=125×6=750m3（2）调节池水面面积取池子总高度H=2.5m,其中超高0.5m,有效水深h=2m，则池面积为：A=V/h=750/2=375m2（3）调节池的尺寸池长取L=20m,池宽取B=20m，则池子总尺寸为：L×B×H=20m×20m×2.5m=1000m3（4）调节池的提升泵设计流量Q=35L/s,静扬程为2.00-(-1.83)=4.23m总出水管Q=35L/s，选用管径DN200，查表的v=1.14m/s,1000i=11.5,设管总长约为600m，局部损失占沿程的30%，则总损失为：管线水头损失假设为1.5m，考虑自由水头为1.0m,则水泵总扬程为：H=4.23+8.97+1.5+1.0=15.70m，取15m。选择150QW150-15-15型污水泵两台，一用一备，其性能见表4-1。表4-1200QW360-15-30型污水泵性能流量150m3/h效率70.2%扬程15m出口直径150mm转速1460r/min泵重量360kg功率15KW4.3沉砂池采用旋流式沉砂池。4.3.1设计参数设计流量：Q=0.035m3/s(设计2组)总变化系数KZ=1.8566 水力停留时间：一般采用30~60s表面负荷：一般不大于200m3/(m2·h)4.3.2设计计算（1）设计流量沉砂池按最高时流量设计。本例最高时流量：沉砂池设2座，每座沉砂池设计流量：（2）规格选择查《给水排水设计手册.第05册.城镇排水》p291图5-6，选择型号50。各部分尺寸如图4-2所示。图4-2沉砂池计算图（3）参数校核1）表面负荷2）停留时间a.沉沙区体积66 b.停留时间HRT满足条件。（4）沉砂池的沉砂量式中：T——清沙时间间隔，取T=2d；X——污泥量，X=30m3/106m3。4.4化学絮凝强化设施计算混凝剂为硫酸亚铁，最大投加量为30mg/L(按FeSO4)，药剂溶液含量为15%；根据试验[1]出水BOD5去除率50%，COD去除率60%，SS去除率90%，TP去除率80%。4.4.1强化处理效果根据已知的各项污染物的去除率，得知强化处理后出水BOD5=30mg/L，COD=40mg/L，SS=15mg/L，TP=0.28mg/L。4.4.2溶液池（1）溶液池的有效容积V1(m3)（4-8）式中：a——药剂投加量，mg/L，a=30mg/L；Q——设计水量，m3/d；c——药剂溶液含量，%，取15%；66 a——混凝剂每日配置次数，次，取n=2次。溶液池的有效容积为0.3m3。采用两个，以交替使用。（2）溶液池的尺寸根据上述计算，每个溶液池的有效容积为0.3m3，溶液池采用矩形池子，其尺寸为：长×宽×高=0.7×0.7×0.9=0.441(m3),其中有效容积0.3m3，溶液池超高0.2m。4.4.3溶解池溶解池容积可按溶液池容积的30%计算。则V2=0.3V=0.3×0.3=0.09m3溶解池进水流量q0（L/s）为式中，t为溶解池进水时间，min，取t=5min查水力计算表得进水管直径d1=25mm4.4.4药剂投加采用单柱塞计量泵投加药剂。4.4.5药剂库药剂储存量一般按最大投加量期间1~2个月的用量计算，并应根据药剂供应情况和运输条件等因素适量增减。药剂堆放高度一般为1.5~2m，有起吊设备时可适当增加。（1）硫酸亚铁袋数N（袋）（4-9）式中：Q——设计水量，m3/d；a——药剂投加量，mg/L，a=30mg/L；T——药剂储存期，d，取T=30d；W——每袋药剂的质量，kg，取40kg。66 （2）有效堆放面积A（m2）（4-10）式中：H——药剂堆放高度，m；V——每袋药剂体积，m3，按每袋长0.5m、宽0.4m、高0.2m计；e——堆放孔隙率，堆袋时e=0.2。4.4.6絮凝反应池本设计采用旋流式絮凝池。旋流式絮凝池为圆筒形池子，水流由喷嘴在池底（或上部）沿切线方向射入池内，一边旋转一边上升（或下降），流速逐渐减小。该种絮凝池构造简单，容积小，便于布置，常与竖流沉淀池配合使用。旋流式絮凝池的设计要点如下：1）池数一般不少于2个；2）絮凝时间采用8-15min；3）池内水深与直径之比H:D=10:9；4）喷嘴出口流速一般为2-3m/s，池出口流速多采用0.3-0.4m/s；5）池内水头损失（不包括喷嘴和出口处）一般为0.1-0.2m；6）喷嘴设置在池底，水流沿切线方向进入，设计时应考虑能改变喷嘴方向的可能。（1）基本参数设计水量Q=3000m3/d=125m3/h，絮凝时间取T=10min，絮凝池个数取n=2。（2）设计计算1）总容积W2）池子直径D采用池内水深与直径之比为H:D=10:9，则：66 3）池子高度、池内水深保护高度采用ΔH=0.3m,则4）进水管喷嘴直径d喷嘴流速采取v=3m/s，则取100mm管。5）出水口直径D0出口流速采用v0=0.4m/s，则取250mm管。6）水头损失h。计算有三步。喷嘴水头损失h1：式中，μ为流量系数，采用0.9。池内水头损失h2：h2=0.2m出口处水头损失h3：式中：ξ——出口处局部阻力系数，采用0.5。所以h=h1+h2+h3=0.54+0.2+0.004=0.744m7）GT值。水温20ºC时，水的动力黏滞系数μ=1.029×10-4（kg•s）/m2,速度梯度为66 GT=110×10×60=66000(在1×104~1×105范围内)4.5初沉池4.5.1设计参数设计进水量：Q=0.035m3/s设计沉淀时间：t=1.5h表面负荷：v=2.5m3/(m2·h)4.5.2设计计算（1）中心管的面积f（m2）与直径（m）中心管流速0.03m/s，设池子数为2，则qmax=Qmax/2=0.0175m3/sf=qmax/v0=0.0175/0.03=0.58m2中心管直径，取900mm。（2）沉淀池有效断面积设表面负荷q=2.5m3/(m2.h)；则上升流速v=q=2.5m/h；F=qmax/v=0.0175×3600÷2.5=25.2m2（3）沉淀池直径<10m（4）沉淀池有效水深h2设沉淀时间t=1.5h；则h2=vt=2.5×1.5=3.75m。66 图4-3沉淀池有效水深示意图（5）校核径深比D/h2=5.73/3.75=1.53<3，符合要求（6）校核集水槽每米出水堰的过水负荷qo合格（7）污泥体积设污泥清除时间间隔为T=2d，每人每日产生的湿污泥量为S=0.5L，设计人口N=6000人，则V=SNT/1000=6m3每池污泥体积V1=V/n=1.5m3（8）池子圆锥部分的体积V设圆锥底部直径d"=0.4m，截锥高度h5，截锥侧壁倾角550,，则，足够容纳2日的污泥量。（9）中心管喇叭口下缘至反射板的垂直距离h3过缝隙污水流速vt=0.02m/s，喇叭口直径：dl=1.35d0=1.35×0.86=1.16m，取1200mmh3=qmax/（v1πd1）=0.0175/（0.02×π×0.82）=0.24m66 （10）沉淀池总高度Hh1=0.3m，h4=0（泥面很低），也可取0.3mH=h1+h2+h3+h4+h5=0.3+3.75+0.34+0+3.81=8.2m4.6分建式DN型曝气生物滤池该滤池进出水水质要求为：进水BOD5(S0)=30mg/L;出水BOD5(Se)≦10mg/L；进水SS(X0)=15mg/L;出水SS(Xe)≦10mg/L；进水NH3-N(S"0)=25mg/L;出水NH3-N((S"e)≦5mg/L；进水TN(S""0)=30mg/L;出水TN(S""e)≦15mg/L[1]。4.6.1好氧段计算（1）好氧段滤料体积计算（DC和N段）选用陶粒作为滤料，比表面积A"为1200m2/m3。NH3-N去除率根据规范，选取滤池NH3-N面积负荷NA=0.4gNH3-N/(m2•d),好氧段滤料总表面积滤料体积Vt=A表/A"=150000/1200=125(m3)（2）校核滤料NH3-N容积负荷去除负荷：投配负荷：上述指标计算值满足一般规定要求。（3）校核滤料BOD5容积负荷NB去除负荷：投配负荷：66 上述指标计算值满足一般规定要求。（4）好氧段滤池尺寸好氧段滤池为2格，每格好氧段滤料高h3=3m，则单格面积：每格为正方形，则每边长：滤速：满足过滤速率一般规定要求。滤池超高h1为0.5m，稳水层h2=0.8m，滤料高h3=3m，承托层高h4=0.3m，配水室高h5=1.5m，则滤池总高H1=h1+h2+h3+h4+h5=0.5+0.8+3+0.3+1.5=6.1(m)（5）水力停留时间滤料空隙率设为ε=0.5，好氧段空床水力停留时间为：实际水力停留时间：t"1=εt1=0.5×1=0.5h（6）曝气生物滤池配水系统一般滤池的配水系统有大阻力，中阻力和小阻力等三种形式，曝气生物滤池的配水系统一般采用小阻力形式。考虑到曝气生物滤池采用气水联合反冲洗，所以滤头采用长柄滤头，长柄滤头在正常运行时起均匀布水作用，在反冲洗时起布水，布气作用。曝气生物滤池所选用的长柄滤头在结构形式上与给水滤头有差别，由于两种滤头所作用的介质和选用的滤料不一样，所以其缝隙的尺寸和开缝方向也不一样，滤头结构也有差别。66 曝气生物滤池所选用的长柄滤头为HQ-LT-1型，滤水帽，滤水管为一体成型，每个滤头共有滤缝20条，每条滤缝L×B=（8mm×2mm）+0.05mm，滤缝总面积为3.2cm2/个。每平方米布置25个滤头，开孔比β=1.152%，流量系数a=0.8，滤池的水力负荷μB=0.8L/(cm2·s),则滤池中水通过配水系统的水头损失为：h1=[2(μB/aβ)÷2g]×10-6=3.85×10-4m本工程设计中，滤池每平方米布置长柄滤头25个，每个间距为200mm.（7）曝气生物滤池布气系统在曝气生物滤池设计中，布气系统包括在滤池正常工作时的曝气系统和滤池反冲洗时的布气系统。1)曝气系统曝气生物滤池的曝气系统早期采用的主要是穿孔管曝气，但由于穿孔管曝气氧的利用率低，同时在滤池中较容易堵塞，所以随着该工艺的发展，国外有多种生物滤池专用空气扩散器问世并得到应用。本工程设计中采用了生物滤池专用单孔膜曝气器，该曝气器是针对曝气生物滤池的特点专门研制的，具有空气扩散效果好，氧的利用率高，在滤料中不易堵塞的特点。C/N曝气生物滤池的供氧量包括去除污水中BOD的需氧量和氨氮部分硝化需氧量两部分。C/N曝气生物滤池去除污水中单位重量BOD的需氧量为：0R=0.82×△BODS/BOD+0.32×X0/BOD其中△BODS≈0.5BOD0R=0.82×0.5+0.32×30/30=0.73kg即去除1kgBOD需要提供0.73kgO2,则C/N曝气生物滤池每天去除BOD需提供的总氧量为：0R=Q×△BODS×△0R=3000×（15÷1000）×0.73=32.85kg在C/N曝气生物滤池处理污水时，滤池污水中的实际氨氮量约为25mg/L,出水要求氨氮量为5mg/L，则氨氮部分硝化每天的需氧量为：NR=Q×4.57N0=3000×4.57×[(25-5)÷1000]=274.20kg则去除污水中BOD的需氧量和氨氮部分硝化的需氧量（标态）合计为：∑R=0R+NR=32.85+274.20=307.05kg66 当滤池氧的利用率为EA=30% 时，从滤池中逸出气体中含氧量的百分率为：Qt=21×（1-EA）/79+21×（1-EA）=21×（1-0.3）/79+21×（1-0.3）=15.7%当滤池水面压力P=1.0×105Pa,曝气器安装在滤池水面下H=4.0m深度时，曝气器处的绝对压力为：Pb=P+9.8×103×H=1.0×105+9.8×103×4=1.392×105Pa则当水温为25 C时.清水中饱和溶解氧浓度为Cs=8.4mg/L,则25 C时滤池内混合液溶解氧饱和浓度的平均值Csm(25 C)为：Csm(25 C)=Cs×[Qt/42+Pb/(2.026×105)]=8.4×(15.7/42+1.329/2.026)=8.65(mg/L)当水温为25 C时，C/N曝气生物滤池实际需氧量R为：R=∑R×Cs/{a×1.024T-20[βρCsm(25 C)-C1]}(4-11)设计中取a=0.8，β=0.9，ρ=1，而且假定滤池出水溶解氧浓度为3mg/L,代入公式后：R=307.05×8.56/[0.8×1.02425-20×（0.9×1×8.65-3)]=655.10kgC/N曝气生物滤池总供气量为：∑Gs=R/0.3EA=655.10/0.3×0.3=7278.94m3/d=303.29m3/h=5.05m3/min每个单孔膜滤池专用曝气器供气量为0.2-0.3m3/（个·h），取曝气器供气量为0.3m3/（个·h），则C/N曝气生物滤池需曝气器数量为：n=∑Gs×60/0.25=5.05×60/0.3=1010个为安装方便实际选用曝气器966个，曝气器的布置间距为200mm。2）反冲洗布气系统C/N曝气生物滤池的反冲洗采用气水联合反冲洗，反冲洗过程通过EPT-1型长柄滤头完成，起反冲洗系布气系统可参照《给水排水设计手册》给水快滤池的设计。空气反冲洗计算。选用空气冲洗强度q气为40m3/(m2•h)，两格滤池轮流反冲,每格需气量为：66 Q气=q气×A单=40×21.16=846.4m3/h=14.11m3/min（8）水反冲洗计算选用水反冲洗强度q水为25m3/(m2•h)，每格需水量为：Q水=q水×A单=25×21.16=529m3/h=8.82m3/min冲洗水量占进水量比为：8.82×30÷3000=8.8%工作周期48小时计，水冲洗每次30min。4.6.2缺氧段计算（1）缺氧段滤料体积（DN段）进水缺氧段NO3-N浓度S"""0=20+（30-25）=25（mg/L）出水中允许NO3-N浓度S"""e=15-5=10（mg/L）需反硝化NO3-N浓度=S"""0-S"""e=25-10=15（mg/L）取反硝化容积负荷NV2=1.0kgNO3--N/(m3•d),则滤料体积由于是二级出水且后置式反硝化，进水中碳源不足，需在缺氧段投加碳源。（2）缺氧段滤池尺寸好氧段滤池为2格，每格好氧段滤料高h"3=2.5m，则单格面积每格为正方形，则每边长滤速满足过滤速率一般规定要求。滤池超高h"1为0.5m，稳水层h"2=0.8m，滤料高h"3=2.5m，承托层高h"4=0.3m，配水室高h"5=1.2m，则滤池总高H1=h"1+h"2+h"3+h"4+h"5=0.5+0.8+2.5+0.3+1.2=5.3m66 （3）水力停留时间滤料空隙率设为ε=0.5，缺氧段空床水力停留时间为实际水力停留时间t"2=εt2=0.5×0.36=0.18h（4）缺氧段生物滤池配水系统缺氧生物滤池依然所选用的长柄滤头为HQ-LT-1型，滤水帽，滤水管为一体成型，每个滤头共有滤缝20条，每条滤缝L×B=（8mm×2mm）+0.05mm，滤缝总面积为3.2cm2/个。每平方米布置36个滤头，开孔比β=1.152%，流量系数a=0.8，滤池的水力负荷μB=0.8L/(cm2·s),则滤池中水通过配水系统的水头损失为：h1=[2(μB/aβ)÷2g]×10-6=3.85×10-4m本工程设计中，滤池每平方米布置长柄滤头44个，每个间距为150mm.（5）反冲洗系统缺氧段生物滤池的反冲洗采用气水联合反冲洗，反冲洗过程通过HQ-LT-1型长柄滤头完成。1）空气反冲洗计算。选用空气冲洗强度q气为40m3/(m2•h),两格滤池轮流反冲,每格需气量为：Q气=q气×A单=40×9=360(m3/h)=6(m3/min)2）水反冲洗计算。选用水反冲洗强度q水为25m3/(m2•h)，每格需水量为：Q水=q水×A单=35×9=315(m3/h)=5.25(m3/min)冲洗水量占进水量比为5.25×30÷3000=5.3%工作周期48小时计，水冲洗每次30min。4.7普通快滤池工艺设计与计算4.7.1滤池尺寸（1）滤池长宽滤池工作时间为24h，冲洗周期为12h，滤池实际工作时间为：66 式中：0.1代表反冲洗停留时间该滤池采用石英砂单层滤料，其设计滤速为8~10m/h，本设计取=10，滤池面积为：根据设计规范，滤池个数不能少于2个，即N≥2个，本设计采用滤池个数为2个，其布置成对称单行排列。每个滤池面积为:式中：f——每个滤池面积为（m2），N——滤池个数N≥2个,取2个F——滤池总面积（m2）设计中采用滤池尺寸为：则L=3.5m，B=3.5m，故滤池的实际面积为2.6×2.6=6.76m2实际滤速v=3000/(23.8×2×6.76)=9.32m/h，基本符合规范要求：滤速为8~10m/h。校核强制流速为：当一座滤池检修时，其余滤池的强制滤速为（2）滤池高度H=H1+H2+H3+H4(4-12)式中：H——滤池高度（m），一般采用3.20~3.60m；H1——承托层高度（m）；一般可按表（1）确定；H2——滤料层厚度（m）；一般可按表（2）确定；H3——滤层上水深（m)；一般采取1.5~2.0mH4——超高（m）；一般采用0.3m设计中取H1=0.40m，H2=0.70m，H3=1.80m，H4=0.30m；66 表4-2大阻力配水系统承托层材料、粒径与厚度层次(自上而下)材料粒径(mm)厚度(mm)1砾石2～41002砾石4～81003砾石8～161004砾石16～32本层顶面应高出配水系统孔眼100表4-3滤池滤速及滤料组成滤料种类滤料组成正常滤速(m/h)粒径(mm)不均匀系数(K80)厚度(mm)单层细砂滤料石英砂d10＝0.55<2.07007～9双层滤料无烟煤d10＝0.85<2.0300～4009～12石英砂d10＝0.55<2.0400三层滤料无烟煤d10＝0.85<1.745016～18石英砂d10＝0.50<1.5250重质矿石d10＝0.25<1.770均匀级配粗砂滤料石英砂d10=0.9～1.2<1.41200～15008～10注：滤料的相对密度为：石英砂2.50～2.70；无烟煤1.4～1.6；重质矿石4.40～5.20。66 4.7.2滤池配水系统（1）最大粒径滤料的最小流化态流速（4-13）式中：Vmf——最大粒径滤料的最小流化态流速（m/s)；d——滤料粒径（m）；——球度系数；——水的动力粘度[(N.S)/m2]m0——滤料的孔隙率。设计中取d=0.0012m，=0.98，m0=0.38，水温200时=0.001(N.S)/m2（2）反冲洗强度q=10KVmf（4-14）式中q——反冲洗强度[L/(s/m2)],一般采用12~15L/(s/m2)；K——安全系数，一般采用1.1~1.3。设计中取K=1.3q=10×1.3×1.08=14L/(s/m2)（3）反冲洗流量qg=f·q（4-15）式中qg——反冲洗干管流量(L/s)。qg=6.76×14=94.64L/s（4）干管始端流速（4-16）式中：Vg——干管始端流速(m/s)，一般采用1.0~1.5m/s;66 qg——反冲洗水流量(L/s);D——干管管径（m)。设计中取D=0.3m（5）配水支管根数（4-17）式中：nj——单池中支管根数(根);L——滤池长度(m);a——支管中心间距(m)，一般采用0.25~0.30m。设计中取a=0.30m单格滤池的配水系统如图所示。图4-4单格滤池配水系统布置图（6）单根支管人口流量qj=（4-18）式中：qj——单根支管入口流量（L/s).66 qj=（7）支管入口流速（4-19）式中：Vj——支管入口流速（m/s),一般采用1.50~2.0m/sDj——支管管径（m）。设计中取Dj=0.06m（8）单根支管长度（4-20）式中：lj——单根支管长度（m）；B——单个滤池宽度（m）；D——配水干管管径（m）。设计中取B=6m，D=0.80m；（9）配水支管上孔口总面积Fk=K.f（4-21）式中：Fk——配水支管上的孔口面积（m2）;K——配水支管上孔口总面积与滤池面积f之比，一般采用0.2%~0.25%，设计中取K=0.25%，则：Fk=0.25%×6.305=0.0158m2（10）配水支管上孔口流速66 （4-22）式中：Vk---配水支管上的孔口流速，一般采用5.0~6.0m（11）单个孔口面积（4-23）式中：fk——配水支管上单个孔口面积（mm2）；dk——配水支管上孔口的直径（mm），一般采用9~12mm，设计中取dk=9mm图4-5孔口示意图（12）孔口总数（13）每根支管上的孔口数（4-24）式中：nk——每根支管上的孔口数（个）。支管上孔口布置成二排，与垂线成45o夹角向下交错排列，如右图所示（14）孔口中心距（4-25）式中：ak——孔口中心距（m）。设计中取lj=1.15m，nk=14个66 （15）孔口平均水头损失（4-26）式中：hk——孔口平均水头损失（m）；q——冲洗强度[L/(s/.m2];——流量系数，与孔口直径和壁厚的比值有关；K——支管上孔口总面积与滤池总面积之比，一般采用0.2%~0.25%。设计中取=5mm，k=0.25%；则孔口直径与壁厚之比，选用流量系数=0.68（16）配水系统校核对大阻力配水系统，要求其支管长度lj与直径dj之比不大于60<60对大阻力平配水系统，要求配水支管上孔口总面积Fk与所有支管横截面积之和的比值小于0.5<0.5j=（4-27）式中：fj——配水支管的横截面积（m2）。<0.5，满足要求。4.7.3洗砂排水槽（1）洗砂排水槽中心距66 a0=l/n1（4-28）式中：a0——洗砂排水槽中心距n1——每侧洗砂排水槽数（条）因洗砂排水槽长度不宜大于6m，故在设计中将每座滤池中间设置排水渠，在排水渠两侧对称布置洗砂排水槽，每侧洗砂排水槽数n1=2条，池中洗砂排水槽总数为n2=4条a0=2.5/2=1.25m（2）每条洗砂排水槽长度为式中：lo——每条洗砂排水槽长度（m）B——中间排水渠宽度（m），设计中取b=0.4m（3）每条洗砂排水槽的排水量式中：q0——每条洗砂排水槽的排水量Qg——单个滤池的反冲洗水量图4-6洗沙排水槽标准断面n2——洗砂排水槽总数（4）洗砂排水槽断面模数洗砂排水槽采用三角形标准断面，如图4-5：洗砂排水槽断面模数：式中：x——洗砂排水槽断面模数；vo—槽中流速（m/s），一般采用0.6m/s。（5）洗砂排水槽顶距砂面高度66 式中：He——洗砂排水槽顶距砂面高度e——砂层最大膨胀率，石英滤料一般采用30%~50%，取40%；δ——排水槽底厚度取0.05m；H2——滤料厚度取0.7m；c——洗砂排水槽的超高，取0.08m。（6）洗砂排水槽总面积为校核排水槽种面积与滤池面积之比：，基本满足要求。（7）中间排水渠中间排水渠选用矩形断面，渠底距洗砂排水槽底部的高度为：单格滤池的反冲洗排水系统布置图如下：图4-7单格滤池的反冲洗排水系统布置图4.7.4滤池反冲洗滤池反冲洗水可由高位水箱或专设冲洗水泵供给，本设计采用水泵供水反冲洗66 （1）单个滤池的反冲洗用水总量式中：W——单个滤池的反冲洗用水总量t——反冲洗时间,一般为7~5min，取t=6min，q=14L/(s·m2)表4-4水冲洗强度及冲洗时间(水温20℃时)滤料组成冲洗强度[L/(m2·s)]膨胀率(%)冲洗时间(min)单层细砂级配滤料12～15457～5双层煤、砂级配滤料13～16508～6三层煤、砂、重质矿石级配滤料16～17557～5（2）高位水箱冲洗1）高位冲洗水箱的容积式中：W1——高位冲洗水箱的容积（m3)。设计中取t=360s。2）承托层的水头损失式中：hw3——承托层的水头损失（m）；H1——承托层的厚度（m）。设计中取H1=0.40m3）冲洗时滤层的水头损失式中：hw4——冲洗时滤层的水头损失（m）；——滤料的密度（kg/m3),石英砂密度一般采用2650kg/m3;——水的密度（Kg/m3)；m0——滤料未膨胀前的孔隙率；H2——滤料未膨胀前的厚度（m）。66 设计中取m0=0.41，=1000Kg/m3,=2650Kg/m3,,H2=0.7m。4）冲刺水箱高度式中：Ht——冲洗水箱的箱底距冲洗排水曹顶的高度（m）；hw1——水箱与滤池间的冲洗管道的沿程和局部水头损失之和（m）；hw2——配水系统的水头损失（m）；hw5——备用水头（m），一般采用1.5~2.0m。设计中取hw1=1.0m，hw2=hk=3.5m，hw5=1.5mHt=1.0+3.5+0.12+0.68+1.5=6.8m（3）水泵反冲洗1）水泵流量式中——水泵流量（L/s)。2）水泵扬程（4-29）式中：H——水泵扬程（m）；H0——排水槽顶与池最低水位高差（m），一般采用7m左右；h1——水泵压水管路和吸水管路的水头损失（m）；h5——安全水头（m），一般采用1~2m。设计中取H0=7m，h1=2.0m，hw2=hk=3.5m，hw3=0.12m，hw4=0.68m，h5=1.5m。H=7.0+2.0+3.5+0.12+0.68+1.5=14.8m4.7.5进、出水系统（1）进水总渠滤池的总进水量为Q1=3000m3/d=0.035m3/s66 设计中取进水管为DN250，管中流速为0.73m/s单个滤池进水管Q2=0.035/2=0.0175m3/s采用进水管直径D2=175mm，管中流速0.74m/s.（2）反冲洗进水管冲洗水流量qg=94.64L/s,采用管径D3=250mm，管中流速V3=1.90m/s（3）清水管清水总水量：Q4=0.035m3/s，采用DN250管径，管中流速为0.70m/s单个滤池清水管流量Q2=0.035/2=0.0175m3/s，采用管径D5=175mm，实际流速为0.74m/s.（4）排水渠排水流量qg=94.64L/s，排水管管径DN300，v=1.29。4.8清水池平面尺寸的计算4.8.1清水池有效容积清水池的有效容积，包括调节容积，消防贮水量和水厂自用水的调节量。清水池的调节容积：=kQ=0.1×3000=300m³式中：k——经验系数一般采用10%-20%；本设计k=10%；Q——设计供水量Q=3000m³/d。消防用水量按同时发生两次火灾，一次火灾用水量取25L/s，连续灭火时间为2h，则消防容积：根据本水厂选用的构筑物特点，不考虑水厂自用水储备。则清水池总有效容积为：V=V1+V2=300+180=480m3清水池共设1座，有效水深取H=4.0m，则每座清水池的面积为：66 取=10×12=120m2，超高取0.5m，则清水池净高度取4.5m。4.8.2管道系统（1）清水池的进水管（设计中取进水管流速为=0.7m/s）设计中取进水管管径为DN175mm，进水管内实际流速为：0.74m/s（2）清水池的出水管设计中取时变化系数=1.85，所以：出水管管径：（设计中取出水管流速为=0.7m/s）设计中取出水管管径为DN175mm，则流量最大时出水管内流速为：0.74m/s（3）清水池的溢流管溢流管的管径与进水管相同，取为DN175mm。在溢流管管端设喇叭口，管上不设阀门。出口设置网罩，防止虫类进入池内。（4）清水池的排水管清水池内的水在检修时需要放空，需要设排水管。排水管径按2h内将水放空计算。排水管流速按1.2m/s估计，则排水管的管径为：设计中取排水管径为DN500mm4.9浓缩池设计计算4.9.1设计说明本设计采用的是重力，浓缩池中的圆形浓缩池主要用于浓缩初次污泥。设计数据66 1）进泥含水率：当为初次污泥时，其含水率一般为95%～97%；2）污泥固体负荷：当为初次污泥时，污泥固体负荷采用；3）浓缩后污泥含水率：浓缩后污泥含水率为97%～98%；4）浓缩时间不宜小于12小时，但也不超过24小时；5）有效水深一般宜为4m，最低不小于3m;6）污泥室容积和排泥时间：应根据排泥方法和两次排泥间隙时间而定，当采用间歇排泥时，两次排泥间隔一般采用4小时。4.9.2设计计算（1）初沉池污泥量计算初沉池采用间歇排泥的运行方式，每4小时排一次泥。1）按设计人口计算（4-30）式中：V——污泥部分所需容积（m3）；S——每人每日污泥量[L/（人·d）]，一般采用0.3-0.8L/（人·d）；T——两次清除污泥间隔时间（d），采用机械刮泥排泥时，一般采用4h；N——沉淀池分格数。设计中取S=0.3L/（人·d），设计中排除污泥的间隔时间采用4h2）按去除水中悬浮物计算（4-31）式中：Q——设计流量（m3/h）；C1——进水悬浮物浓度（kg/m3）；C2——出水悬浮物浓度（kg/m3）；K——生活污水量总变化系数；γ——污泥容重（kg/m3）,一般采用1000kg/m3；66 p0——污泥含水率（%）。设计中取T=4h，p0=97%，η=90%，C2=[100%-90%]×C1=0.1×C1两种计算结果取较大值作为初沉池污泥量。初沉池污泥量Q1=4×6×1.1=26.4m3/d=4.4m3/次以每次排泥时间30min计，每次排泥量8.8m3/h=0.0024m3/s（2）浓缩池直径浓缩污泥固体通量M取27kg/m2·d,污泥浓度C取6g/L,流量Q=Q1+Q2=26.4+264.5=290.9m3，则浓缩池面积采用1个污泥浓缩池,则浓缩池直径（3）浓缩池工作部分高度取污泥浓缩时间T=15h，则超高h1取0.3m，缓冲层高h3取0.3m，设池底坡度i=0.05，污泥斗下底直径D1=1.0m，上底直径D2=2.0m池底坡度造成的深度：污泥斗高度：浓缩池总高度：66 图4-8重力浓缩池示意图4.10高程计算4.10.1污水处理部分高程计算（1）构筑物水头损失由于各构筑物的水头损失比较多，计算起来比较烦琐，本设计中若在设计计算过程中计算了的就用计算的结果，若在设计计算过程中没计算的就用经验数值。构筑物水头损失见下表：表4-5构筑物水头损失表编号构筑物水头损失（m）1清水池0.22普通快滤池23好氧生物滤池1.84缺氧生物滤池1.85初沉池0.456絮凝反应池0.27沉砂池0.28调节池0.29格栅0.2（2）管渠水头损失在污水处理工程中，为简化计算一般认为水流是均匀流。管渠水头损失主要有沿程水头损失和局部水头损失。沿程水头损失按下式计算（4-32）66 式中：hf——沿程水头损失，m；L——管段长度，m；R——水力半径，m；v——管内流速，m/s；C——谢才系数。局部水头损失为（4-33）式中：——局部阻力系数。则管渠水头损失计算见下表：表4-6管渠水头损失计算表管渠及构筑物名称管渠设计参数水头损失(m)Q(L/s)D(mm)I(‰)V(m/s)L(m)沿程局部合计清水池至集配水井3520011.51.14200.2300.1130.343集配水井至普通快滤池17.515014.11.0330.0420.2010.243普通快滤池至集配水井17.515014.11.0330.0420.2580.300集配水井至缺氧生物滤池3520011.51.14100.1150.2460.361缺氧段至好氧段3520011.51.14140.1610.2460.407好氧生物滤池至集配水井3520011.51.14200.2300.2460.476集配水井至初沉池17.515014.11.0350.0710.2010.271初沉池至集配水井17.515014.11.0370.0990.0760.175集配水井至反应池17.515014.11.0380.1130.2010.314反应池至集配水井17.515014.11.0330.0420.0870.129集配水井至沉砂池3520011.51.14100.1150.0870.202调节池至集水井3520011.51.1417.50.2010.0870.288集水井至格栅3520011.51.1420.0230.0870.110（3）构筑物水位标高计算66 本设计构筑物均埋地，在公园南端垒一小山坡，山坡地面相对高程为3.00m，以相对埋深最浅的沉砂池为起点，计算各水面高程。公园北端格栅进水水位主要根据市政污水布管情况估算确定，市政污水管计算详见图纸（水初2某生态公园污水收集管平面图）。污水处理构筑物的高程计算结果见表4-7。表4-7构筑物水力高程表序号管渠及构筑物名称水面上游标高（m）水面下游标高（m）构筑物水面标高（m）地面标高（m）1清水池-7.634-7.834-7.7343.0002清水池至集配水井-7.291-7.6343.0003集配水井至普通快滤池-7.047-7.2913.0004普通快滤池-5.047-7.047-6.0473.0005普通快滤池至集配水井-4.747-5.0473.0006集配水井至缺氧生物滤池-4.386-4.7473.0007缺氧生物滤池-2.586-4.386-3.4863.0008缺氧生物滤池至好氧生物滤池-2.179-2.5863.0009好氧生物滤池-0.379-2.179-1.2793.00010好氧生物滤池至集配水井0.097-0.3793.00011集配水井至初沉池0.3680.0973.00012初沉池0.8180.3680.5683.00013初沉池至集配水井0.9930.8183.00014集配水井至反应池1.1940.9933.00015反应池1.3941.1941.2943.00016反应池至集配水井1.5231.3943.00017集配水井至沉砂池1.7251.5233.00018沉砂池1.9251.7251.8253.00019调节池-2.598-2.798-2.6980.00020调节池至集水井-2.310-2.5980.00021集水井至格栅-2.200-2.3100.00022格栅-2.000-2.200-2.1000.0004.10.2污泥处理部分高程计算（1）构筑物污泥处理流程的高程计算从初沉池开始，沿程水头损失按下式计算（4-34）式中：hf——输泥管沿程水头损失，m；L——输泥管段长度，m；66 D——输泥管管径，m；V——管内流速，m/s；CH——哈森·威廉姆斯系数。则各构筑物之间管道沿程损失计算见表4-8。表4-8污泥区构筑物水力高程表管道及构筑物名称管渠设计参数水头损失(m)D(mm)V(m/s)L(m)沿程局部合计初沉池至浓缩池2001180.3000.2300.530浓缩池至离心机房20011.50.0200.2300.250（2）构筑物水位标高计算根据处理构筑物结构尺寸和埋设深度，可以确定污泥区构筑物的高程。污泥区构筑物的高程见表4-9。表4-9污泥区构筑物水力高程表序号构筑物名称水面标高(m)地面标高(m)1初沉池0.8243.0002浓缩池-0.1563.0003离心机房-0.4063.00066 5生态修复由于污水处理厂出水不能达到所要求的地表三类水标准，需要进行后续生态处理。5.1污水生态处理原理污水生态处理技术是指运用生态学原理、采用工程学手段对污水进行治理与水资源利用相结合的方法,具体地说,就是把污水有控制地投配到土地上,利用土壤—植物—微生物复合系统的物理、化学、生物学和生物化学特征对污水中的水、肥资源加以回收利用,对污水中可降解污染物进行净化的工艺技术,是生态学4大基本原理在水资源领域的具体运用。（1）循环再生原理生态系统通过生物成分,一方面利用非生物成分不断地合成新的物质,一方面又把合成物质降解为原来的简单物质,并归还到非生物组分中。如此循环往复,进行着不停顿的新陈代谢作用。这样,生态系统中的物质和能量就进行着循环和再生的过程。污水生态治理技术的主要目标就是使生态系统中的非循环组分成为可循环的过程,使物质的循环和再生的速度能够得以维持或加大。（2）和谐共存原理由于循环与再生的需要,污水的生态处理系统中各种植物与微生物种群之间、各种植物之间、各种微生物之间和生物与处理系统环境之间和谐共存,植物给根系微生物提供生态位和适宜的营养条件,促进微生物的生长和繁殖,促使污水中植物不能直接利用的那部分污染物转化或降解为植物可利用的成分,反过来又促进植物的生长和发育。如果该处理系统没有它们的和谐共存,处理系统就会崩溃,就不可能进行有效的污水治理。（3）整体优化原理污水的生态处理技术涉及点源控制、污水传输、预处理工程、布水工艺、植物选择和再生水的利用等基本过程,缺一不可,它们构成污水生态处理系统的整体。对这些基本过程进行优化,66 才能充分发挥处理系统对污染物的净化功能和对水、肥资源的有效利用。（4）区域分异原理由于不同区域在气温、土壤类型、微生物种群和水文条件等方面差异很大,导致污水中污染物质在迁移、转化、降解等生态行为上具有明显的区域分异。在污水的生态处理系统设计时,必须有区别地进行布水工艺与植物的选择及结构配置和运行管理。5.2生态公园整体规划经地下污水处理系统处理后的再生水进入地表人工湿地系统.根据水生态修复的需要,综合考虑水面面积、水体深度、停留时间等多种因素确定采用湿地系统中的自由水面湿地系统(敞流型）.该系统是向地面布水,维持一定厚度水层,水流呈推流式前进,形成一层地表水流,并从地表流出.地块纵向有坡度,底部不封闭,原貌不扰动,只需地表稍加人工半整.水体在流动过程中与土壤、植物,特别与地表根垫层及节根上生物膜相接触,通过物理、化学、物理一化学及生物反应而得到净化.据此,流域内的水系按照湿地串联系统的原理及要求设计水深和水体形式,该系统从南至北包括初级人湿地,经过滚水坝流入二、三级人工湿地.初级人工湿地水深约40cm,水景以漫滩为主,配置挺水植物和浮叶植物,初级人工湿地既是景观水系的源头,又初步吸收、利用、降解水体巾的污染物质;经多级滚水坝曝气、充氧,水体含氧量增加,更具活力;二、三级人工湿地水深约40—90cm,水生植物配置以沉水植物为主,对流入的水进行进一步的深化处理.人工湿地的植物物种选择参考湖西湿地植物调查结果以及国内外水生生态修复资料,根据长桥溪流域内的水文地貌等条件进行设计,遵循适地适种原则,选择适应当地气候、地形和人文景观条件,耐污能力强,净化能力强,并具有一定观赏价值的植物.同时,在植物选择中考虑了水生植物的生活史以及植物群落演替规律,使得湿地内一年四季均有水生植物覆盖,四季美景交替变化.挺水植物主要选择了水毛花、黄菖蒲、再力花、芦竹、芦苇、千屈菜、野茭白、香蒲、水竹、泽泻、慈姑、石菖蒲、荷花等品种,浮水植物有睡莲,沉水植物选择了黑藻、金鱼藻、苦草、菹草、狐尾藻等.根据不同植物的特性,种植时从南到北即从初级人工湿地、多级滚水坝到二、三级人工湿地分别配置挺水、浮叶和沉水植物.66 5.3水生植物应用种类5.3.1挺水植物（1）石菖蒲（Acorustatarinowii）丛植石菖蒲具有大量富集营养物质的特点,为水体营养物质提供了输出渠道;另一方面利用石菖蒲对藻类的克制效应,可清除水体中的大部分绿藻,使水澄清,收到绿化水面,美化环境和净化水质的效益[3]。（2）紫芋（Colocasiatonomo）、野芋（Colocasiaantiquorum）丛植他们能够吸收富集污水中的一些污染物质，同时还对一些浮藻类具有克生效应，这对恢复水生生态系统起着重要的作用。生性强健，喜高温，耐阴、耐湿、基部浸水也能生长，植株较大，叶色美观，主要用于园林水景的浅水处或湿润地。（3）黄菖蒲（Irispseudacorus）片植、丛植黄菖蒲是水生花卉中的骄子，花色黄艳，花姿秀美，如金蝶飞舞于花丛中，观赏价值极高。适应范围广泛，可在水池边露地栽培，亦可在水中挺水栽培，效果很好。（4）千屈菜（Lythrumsalicaria）片植、丛植景观千屈菜姿态娟秀整齐，花色鲜丽醒目，可成片布置于湖岸河旁的浅水处。如在规则式石岸边种植，可遮挡单调枯燥的岸线。也可与其它水生植物进行配置后种植。具有花钱少、美化效果好、见效快的特点，在城市生态建设中发挥了很大的作用[4]。（5）再力花(Thaliadealbata)片植、丛植再力花植株高大美观，硕大的绿色叶片形似芭蕉叶，叶色翠绿可爱，花序高出叶面，亭亭玉立，蓝紫色的花朵素雅别致，是水景绿化的上品花卉，有“水上天堂鸟”的美誉。除供观赏外，再力花还有净化水质的作用，是重要的水景花卉，常成片种植于水池或湿地，形成独特的水体景观，也可盆栽观赏或种植于庭院水体景观中。（6）水葱(Scirpusvalidus)、花叶水葱(Scirpusvalidusf."Mosaic")丛植水葱性喜温暖湿润，在自然界中生长在沼泽地、沟渠、池畔、湖畔浅水中。花叶水葱茎杆黄绿相间，非常独特，美丽可用于景观园林66 （7）香蒲(Typhaorientalis)片植该种叶片挺拔，花序粗壮，喜温暖湿润气候及潮湿环境。常用于花卉观赏。（8）芦苇(Phragmitescommunis)片植、丛植芦苇种在公园的湖边，开花季节特别美观。是景点旅游、水面绿化、河道管理、净化水质、沼泽湿地、置景工程、护土固堤、改良土壤之首选。（9）芦竹(Arundodonax)、花叶芦竹(Arundodonaxvar.Versicolor)片植、丛植芦竹是一种多年生草本植物，茎干直立挺拔，叶片宽大鲜绿，形似芦苇。芦竹在我国分布甚广，北起辽宁，南至广西，生产最多的是江、浙。芦竹的适应能力很强，也易于繁殖，三年生芦竹根每m2在35㎏左右。它即耐旱有耐涝，即耐热又耐寒，无论是沼泽地、河滩地、河岸、沙荒或旷野地上都能生长，在贫瘠的土地也能生长，不用施肥防病虫害，而且生长在污水地带还可以净化污水。（10）慈姑(Sagittariasagittifolia)片植、丛植茨菰叶形奇特，适应能力较强，可做水边、岸边的绿化材料，也可做为盆栽观赏。5.3.2浮叶植物（1）睡莲（Nymphaeatetragona）片植睡莲是花、叶俱美的观赏植物，在园林中运用很早，在2000年前，中国汉代的私家园林中就曾出现过它的身影。在16世纪，意大利就把它作为水景主题材料。由于睡莲根能吸收水中的汞、铅、苯酚等有毒物质，还能过滤水中的微生物，是难得的水体净化的植物材料，所以在城市水体净化、绿化、美化建设中倍受重视。炎炎夏日，清风徐来，碧波荡漾，一丛丛美丽的睡莲轻舞花叶，形影妩媚，好似凌波仙子，令人赏心悦目，心旷神怡，不禁联想起“凌波不过横塘路，但目送，芳尘去。”、“飘忽若神，凌波微步。”等古人的诗句。5.3.2浮水植物凤眼莲（Eichhorniacrassipes）点植66 凤眼莲可栽植于浅水池或进行盆栽、缸养，观花观叶总相宜。同时还具有净化水质的功能。水葫芦的吸污能力在所有的水草中，被认为是最强的。在适宜条件下，一公顷水葫芦能将800人排放的氮、磷元素当天吸收掉，水葫芦还能从污水中除去镉、铅、汞、铊、银、钴、锶等重金属元素。在水污染变得越来越严重的20纪80～90年代，污水中依然长势良好的水葫芦引发的是人们的惊喜，人们在赞叹之余，给出了它的最后一个被推广的理由：净化水质[5]。5.3.3沉水植物(1)苦草（Vallisneriaspiralis）片植苦草植株叶长、翠绿、丛生，是植物园水景、风景区水景、庭院水池的良好水下绿化材料。苦草喜温暖，耐荫蔽，对土壤要求不严，野生植株多生长在林下山坡、溪旁和沟边。在南方各省适宜种植。(2)金鱼藻（Lagarosiphonmajor）片植群生于淡水池塘、水沟、稳水小河、温泉流水及水库中。金鱼藻是喜氮植物，水中无机氮含量高生长较好，故可用于净化水质。66 参考文献[1]崔玉川,刘振江,张绍怡.城市污水厂处理设施设计计算[M].化学工业出版社,2004.[2]崔玉川,杨崇豪,华北水利水电学院教授,等.城市污水回用深度处理设施设计计算[M].化学工业出版社,2003.[3]何池全,赵魁义,叶居新.石菖蒲净化富营养化水体的研究[J].南昌大学学报(理科版),1999,1.[4]柳骅.水生植物的净化作用及其在水体景观生态设计中的应用研究[D].杭州:浙江大学,2003.[5]http://baike.baidu.com/view/6714.htm[6]贺锋,吴振斌.水生植物在污水处理和水质改善中的应用①[J].植物学通报,2003,20(6):641-647[7]张中和.给水排水设计手册:城镇排水[M].中国建筑工业出版社,2004.[8]于尔捷,张杰.给水排水工程快速设计手册.排水工程[M].中国建筑工业出版社,1996[9]给水排水设计手册:常用设备[M].中国建筑工业出版社,2004.[10]韩洪军,杜茂安.水处理工程设计计算[M].中国建筑工业出版社,2006[11]中国市政工程华北设计研究总院,曝气生物滤池工程技术规程.人民出版社.2009-12-1.66 致谢本次设计能够顺利完成，首先要感谢我的指导教师李军老师，他亲自带领我们查阅资料，提供了多种相关资料供我们参考，并在实践过程中手把手的教导示范，使我们的查资料、实习操作能力、分析问题能力具备了一定的水平。她无论是在实习考察、资料整理还是在处理构筑物绘图等各个方面都给予了我大量的指导和帮助，使我不但完成了本次毕业设计，同时也学到了许多书本上学不到的知识，受益匪浅，特致以深深的感谢。同时也要感谢同组的蒋勗欣、钟佳恩、孙事昊、张家骥、郭尧同学和课题组师兄师姐们在本次毕业设计过程中的通力协作。还要感谢李求斌院长、唐全工程师等的耐心指导以及郑雅、徐瑞、邵海静的帮助。在他们的悉心指导和耐心的帮助下，我的毕业设计顺利完成。还要感谢母校——浙江工业大学及建筑工程学院市政学科的老师们，在此表示由衷的感谢和敬意！由于本人水平及能力所限，本设计中可能还存在不足及错误，恳请各位老师及同学批评指正。周昀2013年6月5日66'