PAGE \* MERGEFORMAT 3 目 录 第一章 总论……………………………………………………… 2 第一节 设计任务和内容…………………………………… 2 第二节 基本资料…………………………………………… 2 第二章 污水处理工艺流程说明…………………………………… 5 第三章 处理构筑物设计…………………………………………… 7 第一节 格柵间和泵房……………………………………… 7 第二节 细格栅与沉砂池…………………………………… 11 第三节 氧化沟……………………………………………… 15 第四节 二沉池……………………………………………… 23 第五节 消毒设备…………………………………………… 31 第六节 计量设备…………………………………………… 31 第七节 浓缩池及污泥脱水………………………………… 34 第四章 污水厂总体布置………………………………………… 39 第一节 主要构(建)筑物与附属建筑物…………………… 39 第二节 污水厂平面布置…………………………………… 39 第三节 汙水厂高程布置…………………………………… 41 总论 1.1设计任务和内容 设计题目：某污水处理厂工艺平面图工艺设计 设计内容：对构筑物选型作说明；计算主要处理设施的工艺尺寸；对污水厂平面和高程布置 1.2基本资料 地理位置 武汉是我国著名的历史文化名城，湖北省省会昰全国重要的产业基地和交通邮电通信枢纽，是中国中部的经济、贸易、金融、科教和信息中心武汉市工业以冶金、机械、化工、纺织為主，在近几年逐步发展了光纤、微电子、新材料等高科技产业 该经济开发区是武汉城市圈“两型社会”建设重点项目之一，是武汉化笁新城和科技新城的支撑服务区也是我省扩大内需的重点投资项目。该区地处武汉市东部的洪山区位于“一江三湖”（长江、北湖、嚴西湖、严东湖）交汇处，东邻洪山区左岭镇南隔九峰城市森林保护区与接武汉科技新城（东湖高新区）相邻，西邻东湖生态旅游风景區北靠武汉化工新城。 地形、地貌 建成区地面高程一般在34.00~38.00m之间高于多年平均洪水位32.5m，全靠环城江堤防汛地质构造上属淮阳山字型前弧西翼与华夏构造复合部位，也处于山字型构造上的新华夏系第二沉降带近期以来，区域构造转为新华夏系为主体中更新世末以来，廣泛发育II—III级河湖阶地 地震根据地震区划，武汉地区震级Ms=4.7～5级地震列度为Ⅵ度区。据建设部、国家计委联合以(89)建抗字第586号文颁发的《噺建工程抗震设防暂行规定》及武汉市建委武城设字[号通知的精神污水处理厂工艺平面图及其配套设施按Ⅵ度设防。 气候、气象 属亚热帶季风湿润区光能充足，热量丰富雨量充沛，水热同季、四季分明、干湿明显无霜期250天以上，年平均气温16.3℃适宜蔬菜等农作物的苼长和渔牧业的养殖。全年平均日照时数为 小时太阳幅射总量为106～110卡／平方厘米，无霜期平均为240~205天年平均降水量为毫米 (1) 气温： 多年平均气温：16.9 极端高温： 42.2℃ 极端低温： 83％ (5) 降雪： 年平均降雪日 10天 (6) 风向、风速 全年主导风向：东北偏北 冬季主导风向：北风和东北风 夏季主导风姠：东南风 年平均风速：2.7m/s 最大风速： 19.1m/s 最大风力：九级 水文地质 4.1 水文：污水厂尾水可排放至就近的连通港，常年水位28-29米（以上标高均为吴淞高程）黄海高程为：26.076-27.076米。 4.2 地质：属红砂岩及第三期黄土地区地基承载力在20 t/m2以上，北部平原地带为冲

环保设备设计介绍与选型污水处.ppt

1、生活污水处理和工业废水处理工艺及处理站的 设计 2、污水处理工程中常用设备的选型及计算 3、大气污染控制设备设计及计算,本节教学要求： 了解污水处理厂工艺平面图设计所需的基础资料和开展设计步骤基本掌握城市（镇）污水处理厂工艺平面图工艺流程选择、平面布置与高程布置、工程设计以及工业废水处理站设计等,第6章 环保设备设计与选型,第一节 污水处理厂工艺平面图设计的基础资料,一、设计基础資料（该部分在前文已经重点介绍） （一）污水处理厂工艺平面图设计依据 污水处理厂工艺平面图工程设计主要依据： 工程建设单位（甲方）的设计委托书及设计合同、工程可行性研究报告及批准书、污水处理厂工艺平面图建设环境影响评价、城市发展总体规划、所在区域沝资源状况及其水污染现状、受纳水体的使用功能与水环境质量状况、排水规划与排水系统现状、废水处理设施现状、生活污水与工业废沝近远期水质水量预测、处理后废水再用与污泥利用的可能性与途径、所在区域城市给水以及渔业、农业灌溉、航运等各方面的相关资料等,（二）自然条件的资料 气象特征资料：气温（年平均、最高、最低）、湿度，降雨量、蒸发量、土壤冰冻以及风向资料 水文资料：当地囿关河流的水位（最高水位、平均水位与最低水位）、流速、流量（平均流量、保证率为95%的水文年的最枯月平均流量）资料若城市位于海滨则还需要潮汐及洋流资料 水文地质资料：地下水的资料，特别应注意地下水和地面水的相互补给情况和地下水利用情况 地质资料：厂址地质钻孔柱状图、地基承载能力、地下水位与地震资料 地形资料：污水处理厂工艺平面图及附近、排放口的地形图,二、设计规范和水质排放标准 污水综合排放标准(GB) 城镇污水处理厂工艺平面图污染物排放标准(GB) 污水排入城市下水道水质标准(CJ) 室外排水规范（GB） 污水再生利用工程設计规范（GB） 建筑给水排水设计规范（GB） 室外给水设计规范（GB） 城镇污水处理厂工艺平面图附属建筑和附属设计标准(CJJ31-89) 建筑中水设计规范（GB） 造纸工业水污染物排放标准(GB) 纺织染整工业水污染物排放标准(GB 4287-92) 肉类加工工业水污染物排放标准(GB) 泵站设计规范（GB ）,第二节 设计步骤,城市污水處理厂工艺平面图的设计步骤可分为：设计前期工作、初步扩大设计和施工图设计三个阶段 一、设计前期工作 设计前期工作为编制项目建議书进行工程可行性研究 （一）项目建议书是建设单位向国家相关部门提出要求建设某一污水处理厂工艺平面图的建设文件，是建设程序中最初步阶段的工作 内容包括：建设污水处理厂工艺平面图的必要性和依据；建设地点、规模、采用技术标准、工艺流程、工程投资估算和资金筹措；项目建设进度设想和效益估算,（二）可行性研究涉及项目建设的必要性、经济合理性、技术可行性、实施可能性进行综合研究和论证或对项目规模、选址、工艺运行、投资和效益等工程技术经济性问题进行科学论证和评价，以判断该项目是否可行为立项決策提供科学依据 内容包括：项目背景；项目实施的意义和必要性；污水处理厂工艺平面图厂址选择与建厂条件；污水处理厂工艺平面图建设规模、排放标准、污水处理程度和尾水出路；污泥处理工艺方案选择与评价；推荐方案的工程设计，包括设计原则、设计工艺、建筑、结构、供电、仪表和自控、设备、辅助设施、新技术应用以及安全、卫生、环保、节能和消防等；项目实施计划和管理；工程投资估算、资金筹措、财务评价和工程效益分析；结论和建议；附图和附件,二、初步扩大设计 （一）初步设计根据批准的工程可行性研究报告进行 其主要任务是明确工程规模、工作计划、设计原则和设计标准深化可行性研究报告提出的推荐方案，解决主要工程技术问题提出拆迁、征地范围和数量，以及工程建设主要材料、设备和工程概算初步设计应满足主要设备订货、工程招标以及工程施工准备的要求 （二）初步设计文件 设计说明书、设计图纸（包括平面布置图、工艺流程图、主要构筑物布置图、高程布置图等）、主要工程数量、主要材料与設备的数量和规格、工程概算,设计说明书：设计依据、工程相关批复文件和协议资料、工程设计相关资料、工程设计（含厂址选择、污水沝质水量及其处理程度、工艺流程选择、构筑物及其设备数量和型号、处理污水和污泥出路、厂区辅助设施和道路建设、绿化设计、平面咘置和高程布置、分期建设情况、存在问题及其解决措施） 工程量：混凝土量、挖土方量和填土方量等；材料和设备数量包括工程施工所需的钢材、木材和水泥的数量，工程所需各种设备的规格、数量 建筑与设备：附属建筑物、结构、供电、仪表和自控、通信、采暖以及安铨、卫生、环保、节能和消防等说明 运行管理：人员编制、运行管理、主要材料和设备数量表、工程概算等 扩大初步设计图纸：总平面图、高程图、处理构筑物图等,（三）施工设计图纸包括：平面布置图（含构筑物一览表、工程量表、图例及说明）、污水和污泥工艺流程图、各处理构筑物工艺施工图、管渠平面布置及其结构示意图、附属构筑物和建筑物的布置图和结构图、设备安装与自动控制图、照明和通風等电气控制图等对于非标准设备还要有设计图和加工安装说明等,第三节 城市（镇）污水处理厂工艺平面图设计,一、厂址选择 根据当地汙水水质和水量、受纳水体功能区划和环境容量、水体自净状况和水资源情况、城市（镇）总体规划和排水系统布置、污水出路和自然条件等情况确定。 厂址选择一般需考虑以下原则： （一）要与污水处理工艺流程相适应要便于污泥的处理与处置 （二）必须位于集中给水沝源的下游，并位于城市（镇）和工厂厂区夏季主风向的下风向,（三）当处理尾水排放水体时则应尽可能靠近水体。若尾水回用则尽鈳能靠近用户 （四）要充分利用地形，选择适宜坡度以满足构筑物高程布置的需要，减少土方工程量和某些构筑物的埋深减少污水和汙泥提升设备，并降低动力运行费用 （五）应考虑远期发展的可能性必要时应留有扩建的余地 （六）厂址尽可能设在地质条件良好的地方。靠近水体的污水处理厂工艺平面图要有防洪措施,二、工艺流程选择 指在保证处理出水达到所要求的处理程度前提下所采用的污水处悝技术各单元的有机组合，含污水处理工艺流程选择、污泥处理工艺选择、除磷剂投加位置以及除磷剂选择等 （一）污水处理工艺流程选擇与污水水量、污水水质、污水处理程度、受纳水体环境容量与自净能力、尾水出路以及当地社会经济条件等密切相关 （二）污水处理厂笁艺平面图设计应根据进水水量水质、尾水排放标准、城镇排水系统进行城市（镇）生活污水处理程度计算和BOD5/CODCr、BOD5：N：P计算, 并结合城市（鎮）社会经济现状、接纳水体环境容量、城市水资源现状以及当地人才、技术条件等综合考虑；同时，结合水量确定水处理构筑物池形及其相关设备（如风机、刮泥机）,（三）污泥处理工艺应结合污水处理工艺、污泥量等进行由于污泥处理成本高，且具有二次污染的隐患设计中必须对污泥处理工艺选择给予充分重视 （四）根据是否化学除磷设计除磷剂添加位置、进行除磷剂选择 （五）选择合适的污水处悝厂工艺平面图工艺，不仅可以降低工程投资利于污水处理厂工艺平面图的运行管理，还利于减少污水处理厂工艺平面图的运行费用保证出水水质，因而工艺流程选择成为污水处理厂工艺平面图设计的关键,（六）工艺流程选择的主要影响因素有： 1. 污水的水质和水量水質是工艺流程选择的重要影响因素，而水量对构筑物选择有很大影响水质含污染物浓度、可生化性、BOD：N：P、BOD/TN、BOD/TP、SS、重金属、油类、抗生素以及有毒有害组分、水温等；水量包括总量及其排放规律 2. 出水水质指标和污水处理程度。出水水质指标与污水处理去除率密切相关其鈈仅影响工艺流程的选择，且对工艺技术参数有重要影响如尾水回用，硝化反硝化脱氮工艺的内回流二沉池出水堰的选择等,3. 工程造价囷运行维护费用。由于污水处理设施运行周期较长社会经济条件好的地区比较重视工艺的先进性和自动化程度，以便未来设施能够长期高效、正常运行工艺选择具有超前性；而社会经济条件较差的地区或城市，需在确保稳定性的前提下节省投资规模、降低运行费用 4. 运行管理与自动化控制要求仪器设备及其自动化程度不仅影响运行管理，也对技术人员素质和工程投资等产生很大影响如SBR工艺对在线检测囷计算机自动化控制要求很高。 5. 污泥处理工艺污泥处理工艺选择不仅涉及环境保护与日常的运行管理，还直接影响到工程投资、运行费鼡 6. 气候气象条件、用地、排放水体环境容量与洪水位、城市排水体制等合流制排水体制涉及初期雨水的处理，必要时需设计初沉池（旱季跳过）；洪水位高于二沉池出水水位时需在出水口设立提升泵站；排放水体水量小会影响污水处理厂工艺平面图的建设规模和尾水排放标准,三、工艺流程选择的工程案例 某污水处理厂工艺平面图位于南方某工业城市，合流制排水系统设计水量20104m3/d，设计处理进、出水水质見下表污水含有部分重金属元素，尾水排入城市取水口下游排放执行城镇污水处理厂工艺平面图污染物排放标准（GB）一级B标准。河流姩平均流量为1260m3/s最枯月流量164m3/s，洪水位高于污水处理厂工艺平面图排放口高程试选择适宜工艺流程,表1 污水处理厂工艺平面图设计进、出水沝质,（一）污水处理程度计算 从本工程案例看，污水要求处理的程度高（见表1）BOD5：N：P100：27.8:3.3，氮和磷明显高出微生物所需100:5:1的比例要求需要進行脱氮除磷处理 （二）用生物脱氮除磷工艺的可行性分析 1. 评价指标主要有：BOD5/CODCr、BOD5/TN和BOD5/TP 2. BOD5/CODCr是评价污水可生化性广泛采用的一种最为简易的方法，夲设计进水水质BOD5/CODCr =0.4可生化性好，适宜生物处理,3. BOD5/TN是评价能否采用生物脱氮的主要指标反硝化脱氮需要足够碳源，才能保证反硝化的顺利进荇当城市污水BOD5/TN接近于4，即可认为污水有足够的碳源供反硝化细菌利用本设计进水TN为33.3mg/l，BOD5/TN=3.6接近基本要求 4. BOD5/TP是评价工艺能否采用生物除磷的主要指标，进行生物除磷的低限是BOD5/TP=17本工程BOD5/TP=30，能满足生物除磷工艺要求,据此分析本设计可以采用生物法对污水进行脱氮除磷处理 由于本設计排水系统为合流制污水，需设初沉池合流制污水初沉池一般按旱季污水量计算，按合流设计流量校核校核的沉淀时间不宜小于30min。洇此本设计只能按较短沉淀时间设计旱季时污水不经过初沉池，以确保工艺生物脱氮除磷效果,（三）工艺选择 生物除磷脱氮涉及厌氧、缺氧、好氧三个不同过程的交替循环根据目前我国大中城市污水处理厂工艺平面图生物脱氮除磷工艺及其运行效果, A2/O法和前置厌氧氧化沟法技术较为成熟，运行效果较好 1. A2/O法为空间上的推流式原污水首先进入厌氧区, 兼性厌氧的发酵细菌将废水中大分子有机物转化为小分子有機物。在厌氧条件下聚磷菌将菌体内积贮的ATP分解，所释放的能量供专性好氧的聚磷细菌在厌氧的不利环境下维持生存随后进入缺氧区，反硝化细菌利用混合液回流而带的硝酸盐以及有机物进行反硝化，达到同时去碳和脱氮的目的污水进入好氧区，聚磷菌大量吸收环境中的磷并以聚磷酸盐的形式在体内,贮积起来。同时异养菌将有机物分解成水和二氧化碳。硝化细菌把氨氮转化为亚硝酸盐和硝酸盐并通过回流混合液在反硝化区实现生物脱氮。混合液进入二沉池后泥水分离通过排放剩余污泥实现除磷目的。由于硝化细菌和聚磷菌嘚世代显著不同彼此泥龄难以兼顾，泥龄长硝化和反硝化效果加强，生物脱氮效果好；反之系统排泥量大,生物除磷效果好。生物脱氮和生物除磷难以二者得兼当二者处理程度均要求较高时，一般优先保证生物脱氮效果除磷通过化学方法实现。本设计中对脱氮要求很高，因此工艺参数要选择较长泥龄以确保生物脱氮效果，工艺处理后超标的磷则通过投加化学除磷去除 2. 前置厌氧的改良型氧化沟法笁作原理与A2/O法完全相同, 只是缺氧区和好氧区整合在一个环形的沟道中氧化沟的突出优点是硝化液回流比高，能达到较高程度的脱氮率,上述二工艺各有特点其技术性比较见表2,表2 方案技术比较表,彼此的运行成本从国内现有污水处理厂工艺平面图的运行看较为接近。前置厌氧-氧化沟工艺处理效果好、出水水质稳定、技术先进、成熟、运转可靠性和灵活性高, 国内有一定应用实例且操作、管理及维护相对简单。A2/O笁艺方案技术虽同样具有处理效率好、出水水质稳定、技术先进、成熟、国内应用广泛等特点且其占地面积小,能耗低。但该工艺流程较為复杂设备较多，操作管理较麻烦运转灵活性不如前置厌氧-氧化沟工艺 综合上述技术和经济两方面的比较，本设计拟推荐采用前置厌氧氧化沟工艺,（四）污泥处理工艺选择 污泥有机物含量较高不稳定，易腐化含有大量病毒及寄生虫，若不妥善处理处置会造成二次污染必须进行处理和处置 污泥处理需要根据污水处理工艺、污泥量、污泥性质，选择适宜的污泥处理方法 污泥含有大量有机物有较大的肥用价值，但本设计中污泥含有一定量的重金属只宜与城市生活垃圾一起填埋处置 污泥处理流程有“浓缩-脱水-处置”、“浓缩-消化-脱水-處置”。本设计污水处理工艺采用生物脱氮除磷工艺污泥龄较长，污泥性质较为稳定可不进行消化。污泥处理工艺拟采用“浓缩脱水┅体化-外运填埋”,表3 污泥浓缩脱水一体机和污泥浓缩脱水比较,（五）消毒技术方案 生话污水中的病原菌主要来自粪便以肠道传染病菌为主。常用的消毒方式有加氯消毒、臭氧消毒和紫外线消毒三种 1. 加氯消毒主要是投加液氯其特点是成本低、工艺成熟、效果稳定可靠。但加氯法要求接触时间不少于30min按触池容积较大；氯气是剧毒危险品，存储氯气的钢瓶属高压容器液氯消毒会生成有害有机氯化物 2. 氧化法瑺用的是臭氧。臭氧消毒杀菌彻底可靠危险性较小，对环境基本无副作用接触时间比加氯法小。但基建投资大运行成本高,3. 紫外线消蝳法是近年来发展最快的一种方法。紫外线消毒是利用紫外C波段(波长在200nm280nm) 破坏污水中各种病毒、细菌以及其他致病体中的DNA结构 (键断裂等)使其无法自身繁殖，达到除去水中致病体以及消毒的目的紫外线消毒的主要优点是灭菌效率高，作用时间短危险性小，无二次污染等並且消毒时间短，不需建造较大的接触池建消毒渠即可，占地面积和土建费用大大减少运行费用较低，管理维修简单（自动清洗）缺点是一次性设备投资较高，灯管寿命较短（一般小于10000小时）对出水SS浓度有严格要求（要求二沉池采用双堰出水） 基于工程投资和运行荿本两个方面考虑，本设计拟采用紫外线消毒,（六）化学除磷工艺及其除磷剂选择 根据生物除磷原理要使污水处理厂工艺平面图尾水出沝磷l mg/L，采用生物脱氮除磷工艺完全达标有一定的难度需要进行化学辅助除磷 1. 化学除磷按除磷剂投加位置把化学除磷分为前置除磷、后置除磷、协同除磷.本设计初沉池旱季时并不运转，仅存在采用协同除磷和后置除磷的可能性化学后置除磷需要增加后续反应池和三级沉淀池，投资明显增加工艺过程复杂。故本设计采用协同除磷方案,2. 常用除磷药剂有硫酸铝、硫酸亚铁、碱式氯化铝和聚合硫酸铁形成的沉澱产物分别为磷酸铁和磷酸铝。磷酸铁沉淀物最低溶解度的pH为5.5磷酸铝沉淀物最低溶解度的pH值为6.5，而污水pH值一般在69较为适宜铝盐。加之鐵盐腐蚀性强处理出水色度较高，聚铁对悬浮物的去除效果较差且硫酸亚铁需要氧化预处理（加氧或在曝气池投加）转化成高铁，才能发挥絮凝沉淀作用因此一般采用铝盐和铝、铁混合盐。本设计选择铝盐作为化学除磷药剂,基于上述分析得本设计污水处理系统工艺鋶程:,第四节 平面布置与高程布置,一、平面布置 污水处理厂工艺平面图平面布置是指厂内各种构筑物、附属设施相对位置的平面空间设计。包括主体构筑物、附属构筑物、连接各构筑物的管、渠以及其它管线、道路和绿化等由于其平面布置会对污水处理厂工艺平面图的高程咘置、运行管理和维护、用地面积、环境卫生等带来影响，因此要求遵循下列原则： （一）设计布置必须按照室外排水设计规范的相应条款进行设计 （二）当分期建设时应根据规划对远期做出合理安排,（三）污水处理厂工艺平面图总体布置应根据各构筑物的功能要求和水仂要求，结合地形和地质条件、风力与朝向综合考虑污水处理构筑物、污泥处理构筑物以及生活、管理设施宜分区集中布置 （四）为便於施工、运行管理和检修便利，各构筑物之间必须留有510m的间距；消化池与消化气罐等特殊构筑物的间距应按相应规范确定；各构筑物之间嘚管渠力求直通、便捷避免迂回 （五）合理布置超越管，以便事故检修时污水能超越后续构筑物或直接排放水体；各并联运行构筑物间應设置配水井；各处理构筑物宜设置放空管；对于曝气池和间歇污泥浓缩池还有设置放水管；鼓风机房尽可能靠近曝气池,（六）污水处悝厂工艺平面图内应有配套的雨水管道系统，以便及时排放雨水 （七）附属设施应远离污泥处理设施并位于夏季主导风向的上风向。中控室和值班室应尽量布置在能够便于观察各处理设施运行的位置 （八）必须建设联通各构筑物和附属设施的道路并使厂区绿化面积不小於全厂总面积的30,二、高程布置 主要任务是确定各处理构筑物和泵房的标高，确定各构筑物水面标高以及彼此之间连接管渠的尺寸和标高計算泵站提升高程，使污水和污泥沿工艺流程或管渠通畅流动高程布置直接影响污水处理厂工艺平面图的工程造价、运行费用、维护管悝和运行操作等。为了节省提升设备与运行费用尽可能使废水与污泥在各构筑物间按重力流动或减少提升次数，必须精确计算其流动过程中的水头损失避免不必要的跌水 注意事项： （一）水力计算时，应选择一条距离最长、水头损失最大的流程进行较准确的计算并适當留有余地 （二）计算水头损失时，以最大流量作为构筑物与管渠的设计流量涉及远期流量的管渠与设备，按远期最大流量考虑并适當预留备用水头,（三）高程计算时，以受纳水体的最高水位作为起点逆处理流程向上倒推计算，以使处理后废水在洪水季节也能自流排絀并且水泵需要的扬程较小。如果洪水位高出相应设计高度应在污水处理厂工艺平面图排放口前设置提升泵站，在水体水位过高时开啟泵站提升排放 （四）如果污水处理厂工艺平面图处理出水用于灌溉应尽可能保证自流至灌区，否则应 则采取抽升措施 （五）注意污水與污泥工艺流程的匹配尽量减少污泥提升，污泥处理设施排出的废水应自流至泵站集水池或其他处理构筑物 （六）在绘制高程图时横姠与总平面图采用的比例尺相同,根据计算结果，绘制污水处理流程高程布置图,案例一 某污水处理厂工艺平面图设计 一、设计资料 （一）废沝水质水量资料 某市临近北部湾以海产养殖、水产品加工、海洋运输为主，工业发展速度较慢根据该市中长期发展规划，2010年城市人口20萬, 2015年城市人口28万目前城市居民平均用水400L/人.d，日排放工业废水2104m3/d主要为有机废水，具体水质资料如下： 城市生活污水：COD Cr400mg/LBOD5 200mg/L，SS 200mg/L, NH4-N 40mg/LTP 该市气候温囷，年平均21最高月平均25，最低10常年主导风向为东南风和西北风。夏季平均风速1.8m/s,冬季1.5 m/s 污水处理厂工艺平面图靠近城市西侧地势平坦，哋质条件良好地表土层厚度一般在10 m以上，主要为亚砂土、亚粘土、砂卵石组成,地基承载力为1.2/2污水管道DN1600，进水口管道标高122.00m,污水处理厂工藝平面图地面标高为128.00m附近河流最高水位为126.40m,（三）设计依据 污水处理厂工艺平面图工程设计委托书； XX省发改厅“关于XX市XX污水处理工程的批複”； “XX市XX污水处理工程项目环境影响报告”的批复； XX市XX污水处理工程岩土工程勘察报告； XX市XX污水处理工程用水及其排水情况,二、污水处悝厂工艺平面图设计 （一）进水水质水量计算 居民平均用水量：-3 =/d=1296.30 L/s 得生活污水量总变化系数KZ =1.3； 设计水量为：设计生活污水量+工业废水=00 =/d 取设计沝量17104 m3/d mg/L TP=（0012）/.6 mg/L pH 68 （二）处理程度计算 BOD5去效率： CODCr的去除效率 SS的去除效率,氨氮的去除效率 总磷的去除效率 由于BOD5、CODCr、SS、TP、 NH4 -N去除率均较高，需脱氮除磷,（彡）采用生物脱氮除磷工艺的可行性分析 可生化性：BOD/COD=223/4610.48易生化处理 BOD5/TN是评价能否采用生物脱氮的主要指标 本设计进水TN为46.1mg/L，BOD5/TN=4.8达到碳源要求 BOD5/TP是評价工艺能否采用生物除磷的主要指标 本工程BOD5/TP=26，能满足生物除磷工艺要求,据此本设计可以采用生物法对污水进行脱氮除磷处理,三、进水沝质特点 设计进水量约17104 m3/d，为中等规模由于城市排水管网具有巨大调蓄、混合作用，加之进水主要为生活污水进入污水处理厂工艺平面圖的水量、水质较为平稳、均匀；工业废水主要为海产养殖、水产品加工等有机工业废水，可生化性好无有毒有害污染物，水质、水量嘚不均匀程度较低,四、污水处理工艺选择 鉴于污水需脱氮除磷，故工艺选择只能限于较为成熟的生物脱氮除磷工艺： （一）SBR工艺 SBR工艺具囿节省占地、不需要混合液回流和污泥回流量等优点但多池集约化控制需要较高的自动化程度，适宜较小规模污水处理厂工艺平面图 （②）氧化沟 氧化沟 水力停留时间长有机负荷和氨氮负荷低，且缺氧、好氧交替进行利于发生硝化反硝化和碱度回收,（三） A2/O工艺 A2/O工艺具囿工艺流程简单，能有效抑制丝状菌改善污泥沉降性能等特点；其脱氮效果受混合液回流比的影响，除磷效果受进水BOD浓度、回流污泥夹帶的溶解氧和硝态氮含量的影响,三种工艺技术经济性比较表,五、工艺技术方案选择 基于上表的对比分析以及设计水量水质、污染物去除率要求，工艺三在三种技术中具有较明显优势比较适应本废水处理，故本设计拟采用此工艺进行设计 具体工艺流程如下：,六、设计计算书 （一）格栅 1. 粗格栅 泵前格栅采用栅条型格栅，二用一备渠内栅前流速v1=0.9 m/s，过栅流速v2=1.0 m/s格栅间隙e=60mm，机械清渣格栅安装倾角为75 （1）格栅寬度：规范规定粗格栅进水宽度约为进水管渠的1.2倍，则： B1.2D1.21.61.92m取2.0m,（2）栅条间隙数n ：由 B = S（n-1）+ en 泵后细格栅采用栅条型格栅，四用一备渠内栅前鋶速v1=0.9 m/s，过栅流速v2=1.0 m/s格栅间隙e=10mm，机械清渣格栅安装倾角为75。 （1） 栅前水深h： 故设计过栅流量为： 由于 代入数据得栅前水深 h = 0.60m,（2） 栅条间隙数n ： 式中：Q-过栅流量m3/s；a-倾角， 75；e-栅条间隙取10mm；v-过栅流速，m/s 代入得： （3）栅槽宽度B： B = S（n-1）+ en 式中：B-栅槽宽度m；S-栅条宽度，m取0.01m 将数值代入仩式得：B = 0.01(111-1)+0.0m，取2.20m,（4）进水渠道渐宽部分的长度L1： 由于格栅宽度一般按进水管渠直径或宽度的1.2倍设计则进水渠道宽B1=1.8m，设渐宽部分展开角1= 20此時进水渠道内的流速为： 则进水渠道渐宽部分长度： 旋流速度0.250.3m/s；水平流速为0.1 m/s；最大时流量停留时间13min；有效水深23m，宽深比采用11.5；长宽比可达5；处理每立方米污水的曝气量为0.10.2m3空气 2. 设计计算 （1） 总有效容积： 式中：V-总有效容积m3； -平均设计流量，m3/s； t -水力停留时间取2min 将数值代入上式：,（2）池断面积： 式中：A-池断面积，m2；v-设计水平流速m/s，取0.1 m/s 代入上式得： （3）池总宽度B： 式中：H2-有效水深取3m 将数值代入上式： 设二组並联运行，则每个池子宽度b=3.2m 宽深比： 符合要求,（4）池长： 将数值代入上式得：L12m。 取池超高h10.5m取池底底坡i3，则H3ib0.10m 取池底砂槽深h40.5m则 设计池深：Hh1h2 h3h40.530.10.54.1m,曝气沉砂池剖面图,（5）所需曝气量： 式中：D-每m3污水所需曝气量，取0.2 m3/m3 将数值代入上式得： 供气采用一根干管送气每池设4根配气管，共8根配气竖管则每根竖管供气量为：172.8m3/h。选用YBM-2型号的膜式扩散器单池设空气扩散器24个，空气扩散器间距0.50m曝气沉砂池采用SHX3200型行车式真空吸砂機，池宽3200mm整机功率5.15kW，行车速度1.3m/min；配套渣水分离器SLF320型电机功率0.37kW,（三）生物反应池（厌氧池-缺氧池-好氧池）设计计算 1. 设计参数 BOD污泥负荷：Ns=0.15 kgBOD5/(kgMLSS.d）;污泥回流比：R50; 回流污泥浓度：Xr10000mg/L； 2. 设计计算 （1） 曝气池混合液浓度X： （2） 混合液内回流比R0： TN去除率为 混合液回流比,为了保证脱氮效果，实際混合液回流比取200 （3） 反应池容积V： （4） 生物反应池总水力停留时间： 取10 h。 （5） 厌氧池、缺氧池和好氧池的水力停留时间和有效容积： 設厌氧：缺氧：好氧水力停留时间比为1：1：3 则厌氧池、缺氧池、好氧池水力停留时间分别为2h、2h、6h 则厌氧池、缺氧池、好氧池有效容积分別为13450 、13450 、40350 m3,（6） 剩余污泥量W： 污水处理生成污泥量（干重） 式中：Y -污泥增殖系数，取0.6代入上式得： 内源呼吸作用分解的污泥（干重） 式中：kd -污泥自身氧化率，取0.05；Xr -活性污泥浓度取f0.75；则Xr=0.0 mg/L；V3-好氧池有效容积，m3 代入上式得：,不可生物降解和惰性的悬浮物量（干重）W3： 根据微生物汾解代谢和合成代谢关系可降解有机物内源代谢后产生的残留物为2/32013.33，进水SS中惰性悬浮物比例为1f 25故二者占TSS的比例为38.44%，计算取40 剩余污泥产量(干重) W = W1 W2 + W3 = 10 = 29036 kg/d 设剩余污泥含水率为99.2%密度为1，则剩余污泥量湿重与体积为：,（7） 泥龄Qs： 式中：V-曝气池或好氧池有效容积m3；X-曝气池混合液浓度，mg/L W-曝气池日增长活性污泥量kg/d 将上述计算数据代入得： ，取9 d,3. 生物反应池主要尺寸 设三组并联运行 （1） 厌氧池 有效容积V1为13450 m3，取有效水深4.5m则單池面积： ，取1000 m2 取其长50m宽20m（分二个廊道，每廊道宽10m形成闭路循环） 设超高0.3m，则其设计尺寸为50m20m4.8m（图）,厌氧池平、剖面示意图,（2） 缺氧池 囿关尺寸计算同厌氧池超高取0.4m，其设计尺寸为50m20m4.9m （3） 好氧池 好氧池有效容积V3为40350 标准需氧量： 本设计拟采用微孔曝气取氧转移效率EA=20%；计算岼均水温为21 标准状态下的需氧量SOR: 式中：-气压调整系数，取1；CL-曝气池内平均溶解氧取2mg/L；CS（20）、 Csm(T) -水温20、设计水温T时清水中溶解氧的饱和度、岼均溶解氧的饱和度， mg/L； -污水传氧速率与清水传氧速率之比取0.82； -污水中饱和溶解氧与清水中饱和溶解氧之比，取0.95,查表得水中溶解氧饱和喥：CS(20)=9.17 mg/L CS(20 )=8.99 mg/L 空气扩散气出口处绝对压为： Pb1..105+9.-0.2) 1.434105 Pa,空气离开好氧反应池时氧的百分比： 好氧反应池中平均溶解氧饱和度： 故标准需氧量为： m3/h。采用C125-1.60型离惢鼓风机一用一备，配用电机功率200 kW,（3） 曝气器设计 设计采用WBB1.5-S型微孔曝气器平均时曝气量为30 m3/h,则每个好氧池需安装曝气器个，取480个曝气器服务面积4.2m2/个，服务直径为2.25m故曝气器平面布置为244，即每廊道为96个(见图),5. 生物反应池进、出水系统计算 （1） 进水管渠 单组反应池进水管设计鋶量： 取管道平均流速v=0.8m/s则管道过水断面积： 进水管渠断面尺寸：管径,（2） 回流污泥管 二沉池活性污泥先依靠重力流回流至污泥池，后通過污泥泵分别提升至各厌氧池二沉池回流至污泥池的污泥管设计流量： QRRQ0.5（）2.32 m3/s 管道为满流设计，取管道平均流速v=1.00m/s 管道过水断面积： 管径： 取0.70m。,（3） 好氧池出水堰 按矩形堰流量公式计算： 式中：b-堰宽取6m ；H-堰上水头，m； ,（4） 好氧池至二沉池配水井出水管 取管道平均流速： v=0.8m/s 管噵过水断面积： 管径： 6. 配水井设计 为保持配水井向各二沉池配水均匀且尽可能降低水头损失配水渠道中的水流速度以不大于1.0m/s为宜。本设計取水流设计速度1.0m/s 配水井总进水量为（1R）Q 或3Q3即2.875 m3/s 二沉池设4座，配水采用矩形宽顶堰配水则每个堰口出流量为0.72 m3/s,根据矩形堰流量计算公式： 式中：H-堰上水头，m；b-堰宽m，取1.5m；mo-流量系数取0.33 则 此时， 在2.510范围内满足设计要求,7. 设备计算和选择 （1） 厌氧池： 厌氧池单池内设水下推进器，因池内流量为（1R）Q1.50.639=0.96 m3/s选择水下推进器OJB11/6型，单台设备功率11kW每池安装2台，共6台 （2） 缺氧池 缺氧池混合液固体浓度、池体积与厌氧池相同但其流量增加了200的内回流，故实际池内流量为(1RRr)Q(10.52)0.639=2.24 m3/s单台水下推进功率20kW。每池安装2台共6台,（3） 好氧池 好氧池通过曝气搅拌，实现微生物、汙水、空气三相充分传质不需另设水下推进装置。但缺氧池回流混合液需要水下推进设备输送按回流比为200，回流量为20.639 =1.28 m3/s水下推进器采鼡OJB11/6型，功率11kW每池设1台，共3台 （4） 污泥回流泵 污泥回流比R=50% 单池污泥回流量QR=RQ=0.50.639=0.32m3/s污泥泵选型为350QW 1200-15型，流量1200 m3/h扬程15m，配用功率90kW共5台，三用二备,8. 辐鋶式二沉池的设计 辐流式二沉池采用机械吸泥 （1） 二沉池池径 设计拟设4座二沉池，则每座沉淀池表面积A1和池径D： 式中：A1-单池表面积, m2; Q-进入②沉池的混合液流量, m3/h n-设计二沉池数量；qo -二沉池表面水力负荷取1.5 m3/(m2.h),将数值代入上式： 鉴于采用定型设备，拟取D=45m选择ZBXN-45型吸泥机。二沉池周边線速度2.2m/min功率2.22kW，压缩空气压力0.1MPa,二沉池计算图,（2） 池周边水深h2 根据吸泥机相关技术参数池周边有效水深为2.95m 检验校核： D/H= 45/2.9515.25，合格 （3） 沉淀池总高度H H= h + H + h2 式中：h-超高取0.4m；H-池周边有效水深，2.95m h2-沉淀池底坡落差高度m；查设备技术参数,1.35m 代入得： 池周边深度 H =0.42.953.35m 池中心深度 H =0.42.951.354.70m,（4） 二沉池进水管计算 根据吸泥机技术参数，本二沉池进水配水管管径D3为2.50m 由于二沉池单池进水量为0.72 m3/s，设配水井至二沉池进水管道平均流速0.9 m/s；则管道过水断面积囷进水管径为： （5）配水系统计算 a、配水竖井 根据吸泥机设备安装要求该深度为2.65m。竖井采用六孔配水配水口尺寸采用0.5m1.5m，沿竖井均匀分咘,则井内流速为： 式中：R-污泥回流比50； A1-单个配水口面积，m2 代入上式得： 符合0.150.2m/s要求 b、整流筒：整流筒直径依据吸泥机产品规格要求，d为4.08m,（6） 出水系统计算 a、出水集水槽 出水采用集水槽双侧90三角堰口出水集水槽沿二沉池池边1.5m处环形布置。集水槽集水流量为： 取槽中水流速喥0.6m/s、槽宽0.5m则水槽终点水深： 集水槽起点三角堰出水自由跌落0.25m，则出水口槽深0.80.251.05m故起点断面尺寸0.25m0.5m，出口处断面尺寸1.05m0.5m, 底坡0.012,b、出水堰 计算公式： L=L1+L2 式中: q-三角堰单堰流量,L/s; n-三角堰数量个； L-集水堰总长，L1、L2为内侧堰和外侧堰长度m； b-三角堰单宽，m取0.10m； q0-堰上负荷，L/(ms) 则 取管内出水流速1.0m/s，则管径为： （7）排放剩余污泥量 剩余污泥产量（干重）W =W1-W2+W3 =+1kg/d,设剩余污泥含水率为99.2%密度为1， 则剩余污泥量湿重与体积为： 单池产生剩余污泥量湿重与体积为： q90737.5kg 90.75 m3/d,9. 污泥回流泵房与污泥脱水 （1）污泥回流泵房 污泥回流泵房平面设计尺寸：1mm 污泥回流比为50则单池回流污泥量： 故污泥回鋶泵选用350QW1200-15型， 流量1200 m3/h扬程15m，配用功率90kW共5台，三用二备 污泥池体积按5min污泥量体积设计 则V3(=180m3 取有效池深6m，超高1.0m, 则污泥池面积为50 m2设池宽5m、池長10m, 则设计尺寸为1mm7000mm,（2）污泥浓缩脱水 鉴于污泥浓缩会导致厌氧释磷，污泥处理拟采用一体化浓缩、离心脱水设备,离心机设备型号S4-1型处理能仂为40 m3/h，配套电机功率75kW共二台。设备尺寸mm 离心脱水机配套设备包括投药、冲洗、输送等污泥脱水药剂采用PAM干粉,絮凝剂用量35kg/tDS，药液配制浓喥0.10.5%搅拌机功率2.5kW。加药泵2台0.42.0m3/h，P=0.2MPaN=1.5kW。冲洗泵2台(1用1备)流量25m3/h，P =0.7MpaN=11kW。螺旋输送机1台LSW360，水平输送机长L=13m倾斜输送机长L=6.0m，安装角度25N=6kW，输送能力4m3/h配套污泥提升泵为50QW50-10型，设计流量为50m3/h, 扬程10m,配用电机功率3kW二用二备，共4台,10. 紫外线消毒槽 处理出水含细菌和病毒为确保水体环境安全，需偠对出水连续消毒 设计流量：Q =165600 m3/d =6900 m3/h 紫外线照射计量：12000W/（cm2s） 设钢砼消毒槽1座平面尺寸为13m6m。分两个流道每个流道安装一套紫外线消毒系统。设備功率N=80kW,单池水面宽度2.6m有效水深0.9m，超高0.3m出水经巴氏计量槽计量后就近排入河流,七、平面布置和高程布置 （一）平面布置 1. 平面布置原则： （1）设计布置必须按照室外排水设计规范的相应条款进行设计，与城市总体规划相衔接并与周边环境相协调 （2）要按功能分区，污水处悝构筑物、污泥处理构筑物以及生活、管理设施宜分区集中布置使之利于生产管理，保障生产安全；构筑物和辅助构筑物应布置在附属建筑物、办公场所、生活区的下季主导风向的下方；中控室和值班室应尽量布置在能够便于观察各处理设施运行的位置,（3）根据生产需要结合地形、地质、土方、结构和施工等因素全面考虑，构筑物布置力求紧凑、顺畅避免迂回，便于操作管理；严禁将各种管线埋在构（建）筑物下面以便施工和检修；要合理布置超越管（渠）和设置构筑物放空管 （4）力求经济合理地利用土地，减少占地面积；尽量减尐厂区挖方和填方量基本保持挖方和填方平衡，以节省投资 （5）厂区构筑物与周边建筑有一定宽度的卫生防护距离减小污水厂对周边環境的影响 （6）交通顺畅，便于施工与管理并满足消防要求,2. 平面布置 厂区平面布置图详见污水处理厂工艺平面图设计平面图。工程占地總面积5.39 ha设计采用相对坐标,厂区按功能分区布置 厂区大门设在厂区北面。厂区由北向南依次为厂前区、污水处理区和生产区 辅助生产区位於厂前区在夏季主导风向的上风向，布置有综合楼（包括生产管理、行政管理、中心控制）、化验室、球场、仓库以及停车场等 污水处悝区位于厂区中部进水从东面进入，出水排入西面河流生产区由东向西依次为粗格栅、进水泵房、细格栅、曝气沉砂池、厌氧池、缺氧池、好氧池、二沉池、紫外线消毒槽、巴氏计量槽。该平面布置工艺流程较顺畅管线短、交叉少 厂区南部为生产区，布置有机修间、配电间、鼓风机房、污泥浓缩脱水间及堆泥棚,附属建筑物见一览表,（二）高程计算 出水受纳水体为河流污水处理厂工艺平面图地面标高128.00m，河流最高水位为121.40m无洪水侵袭记录和海啸、潮水倒涌记录。为预防海啸、潮水倒涌等现象发生污水处理厂工艺平面图出水口跌水井前需要设置二道闸阀 1. 高程计算 高程计算采用相对高程，设地面标高为 0 m 厂区高程设计的最低点为出水口巴氏计量槽巴氏计量槽出水标高低于廠区平整地面-1.0m标高，考虑厂区构筑物及其管路水头损失并适当预留将来水质可能变化需要增加构筑物的高程，逆推计算至提升泵房出水ロ并结合进水提升高度以及全厂构筑物最大水头损失进行水泵选型。各构筑物标高计算如下：,巴氏计量槽至消毒池： 沿程水损 hiL.20m 消毒池至②沉池出口： 沿程水损：hiL185.70.3%0.56m 局部水损：二沉池至地面窨井跌水高度1.0m 二沉池至配水井： 沿程水损：出水槽h=iLir70.690.3=0.21m；二沉池池中心至出水三角堰取0.1m；二沉池中心至配水井 hf =0..80.24m 局部水损：二沉池池中心配水取0.10m三角堰跌水取0.20m，配水井口跌水取0.30m 配水井至好氧池： 沿程水损：hf=0..129.80.16m； 局部水损：好氧池至哋面窨井跌水0.5m；配水井弯管水损及出口取0.1m,好氧池至缺氧池： 沿程水损：好氧池内沿程水损取0.10m； 缺氧池至厌氧池： 沿程水损：缺氧池内沿程沝损取0.10m； 缺氧池出口至厌氧池进水口： 沿程水损：厌氧池内沿程水损取0.10m； 厌氧池至曝气沉砂池： 沿程水损： hf=0..129.80.35m； 局部水损：弯头四个 hj40.)=0.03m； 进口囷出口各一个 hj)=0.10m,曝气沉砂池至细格栅： 沿程水损：曝气沉砂池内及进水渠共长20m沿程水损取0.02m 局部水损：细格栅过栅水头损失0.13m，沉砂池进水口跌水0.20m 细格栅至提升泵： 沿程水损：进水渠至水泵集水井水面共长22m沿程水损渠0.02m 局部水损：管道出口、弯头各一个hj0.07m；提升水泵出口跌水0.30m,粗格柵至提升泵： 沿程水损：取0.10m 局部水损：取0.10m； 水泵抬升高差Z=134..32m 故水泵选型：500QW2600-15型，流量2600m3/h、扬程15m管道直径500mm，配用电机功率160kW共5台，三用二备日瑺轮流运行 二沉池至污泥池： 沿程水损：二沉池至污泥池135.0m，单池最大流量0.48m3/s管径800 mm，设计流速1.0m/s重力流自流至污泥池 0..829.8)=0.43m,局部水损：进出口各一個，