給排水畢業(yè)設計--污水管網(wǎng)和污水處理廠的設計

1、<p><b>　　本科畢業(yè)設計說明書</b></p><p>　　題 目：**市冠縣污水管網(wǎng)和</p><p><b>　　污水處理廠的設計</b></p><p>　　院 （部）：市政與環(huán)境工程學院</p><p>　　專 業(yè)： 給水排水工程</p><

2、p>　　班 級： 水工</p><p><b>　　姓 名： </b></p><p><b>　　學 號： </b></p><p><b>　　指導教師： </b></p><p>　　完成日期： 2012.6</p><p>

3、;<b>　　摘 要</b></p><p>　　本次設計為**市冠縣污水管網(wǎng)和污水處理廠的設計。設計人口密度為360cap/ha，污水量標準為140L/（cap·d），污水管網(wǎng)遍布整個城區(qū)，污水管網(wǎng)全長46.69公里，污水管網(wǎng)服務面積977.27公頃。 </p><p>　　根據(jù)城區(qū)地形等因素，確定確定污水主干管和干管。經(jīng)過水力計算，最大埋設深度為7.88

4、m，最大管徑為DN1300，管材采用鋼筋混凝土。</p><p>　　污水處理廠位于**市冠縣東南部。污水處理量75000m3/d，占地75364 m2 。根據(jù)進、出水水質(zhì)及脫氮除磷的要求，采用A-A-0曝氣池工藝，其處理流程為：進水→粗格柵→泵站→細格柵→沉砂池→初沉池→A-A-0曝氣池→二沉池→混合→過濾→消毒→出水。出水水質(zhì)基本 《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）中的一級A標準。&

5、lt;/p><p>　　管網(wǎng)總投0.59億元，污水處理廠總投資為1.2億元，處理水成本為0.747元。</p><p>　　關鍵詞：污水管網(wǎng)；污水處理；A-A-O；脫氮除磷</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　This is a design of wastewater treatmen

6、t plant & wastewater pipe network for liao cheng city. The population density of this design is 360cap/ha and the wastewater discharge quota is 140L/(cap·d). The drainage pipe network basically covers all over

7、the town. The whole length of the wastewater pipe network is about46.69 km and the service area of the network is about977.27 hectares. </p><p>　　According to the landform of the liao cheng city, the pipe ne

8、twork schemes are completed. Hydraulic calculation showed that the maximal burial depth of the pipe network is 7.88m and the maximal diameter of pipes is DN1300. The reinforced concrete pipes are adopted in this design.

9、 </p><p>　　The wastewater treatment plant lies in the southeast of liao cheng guan xian. The disposed scale of wastewater treatment plant is 75000 m3/d and its area is about 75364 .According to the demand o

10、f nitrogen and phosphorus removal, also the quality of the influent and effluent, A-A-O. The treatment process is as follow: Influen Coarse grid → Pumping house → Thin grid → Grit chamber → Anaerobic pond →A-A-O → Second

11、ary sedimentation tank →tertiary wastewater treatment→ Effluent. The quality of the e</p><p>　　Key Words: Wastewater pipe network; Wastewater treatment; A-A-O; nitrogen and phosphrous removal</p><

12、p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　ABSTRACTI</p><p>　　第一章 畢業(yè)設計任務及要求- 1 -</p><p>　　1.1 畢業(yè)設計任務- 1 -</p><p>　　1.2 畢業(yè)設計原始資料- 1 -</p><p>　　第二章 **市冠縣城

13、區(qū)排水管網(wǎng)設計- 3 -</p><p>　　2.1 排水管網(wǎng)的規(guī)劃和布置- 3 -</p><p>　　2.1.1 排水管網(wǎng)的規(guī)劃- 3 -</p><p>　　2.1.2 排水管網(wǎng)的布置- 3 -</p><p>　　2.1.3 管網(wǎng)定線和敷設- 3 -</p><p>　　2.2 排水管網(wǎng)的設計流量

14、計算- 5 -</p><p>　　2.2.1 污水總設計流量的確定- 5 -</p><p>　　2.2.2 設計管段及各管段的設計流量的確定- 5 -</p><p>　　2.3 污水管網(wǎng)的水力計算- 7 -</p><p>　　2.3.1污水管道設計參數(shù)- 7 -</p><p>　　2.3.2

15、管道的水力計算- 9 -</p><p>　　2.3.3 污水管道的銜接- 10 -</p><p>　　第三章 污水廠設計規(guī)模及工藝流程- 12 -</p><p>　　3.1 污水廠廠址的選擇以及工藝流程的選擇- 12 -</p><p>　　3.1.1 污水廠廠址的選擇- 12 -</p><p&g

16、t;　　3.1.2 污水處理流程選擇- 12 -</p><p>　　3.1.3 方案論證- 13 -</p><p>　　3.1.3.1 生物接觸氧化方案- 13 -</p><p>　　3.1.3.2 A2/O方案- 14 -</p><p>　　3.1.3.3 SBR方案- 15 -</p><p&g

17、t;　　3.1.3.4 污水處理方案的技術經(jīng)濟比較- 15 -</p><p>　　3.2 污水廠設計污水水量計算- 16 -</p><p>　　3.2.1 污水廠設計水量計算- 16 -</p><p>　　3.2.2 污水處理程度計算- 16 -</p><p>　　3.3 一級處理構筑物的設計及計算- 17 -&l

18、t;/p><p>　　3.3.1格柵及污水提升泵房- 17 -</p><p>　　3.3.1.1中格柵的設計與計算- 19 -</p><p>　　3.3.1.2污水提升泵房設計與計算- 20 -</p><p>　　3.3.1.3 細格柵的設計與計算- 21 -</p><p>　　3.3.2 沉砂池（采用平流

19、沉砂池）- 23 -</p><p>　　3.3.3 初沉池的設計計算- 26 -</p><p>　　3.4 二級處理構筑物設計及計算- 30 -</p><p>　　3.4.1A2/O生物反應池- 30 -</p><p>　　3.4.1.1設計參數(shù)- 30 -</p><p>　　3.4.1.2 平面

20、尺寸計算- 32 -</p><p>　　3.4.1.3進出水系統(tǒng)- 33 -</p><p>　　3.4.1.4其他管道設計- 35 -</p><p>　　3.4.1.5剩余污泥量- 35 -</p><p>　　3.4.2曝氣系統(tǒng)- 37 -</p><p>　　3.4.3 二沉池的設計及計算- 4

21、2 -</p><p>　　3.5三級處理（深度處理）- 46 -</p><p>　　3.5.1混合- 46 -</p><p>　　3.5.2普通快濾池的設計- 47 -</p><p>　　3.5.2.1平面尺寸計算- 47 -</p><p>　　3.5.2.2濾池高度- 48 -</p>

22、<p>　　3.5.2.3配水系統(tǒng)- 49 -</p><p>　　3.5.2.4洗砂排水槽- 54 -</p><p>　　3.5.2.5濾池反沖洗- 56 -</p><p>　　3.5.2.6進出水系統(tǒng)- 57 -</p><p>　　3.5.2.7.集配水井及進水出水管路的設計計算- 58 -</p>

23、;<p>　　3.5.3 消毒接觸池的設計及計算- 59 -</p><p>　　3.5.3.1 消毒劑的選擇- 59 -</p><p>　　3.5.3.2 消毒劑的投加- 59 -</p><p>　　3.5.3.3 平流式消毒接觸池- 59 -</p><p>　　3.5.4 計量設備- 61 -</p&g

24、t;<p>　　3.5.4.1 計量設備選擇- 61 -</p><p>　　3.5.4.2 巴氏計量槽設計- 62 -</p><p>　　第四章 污泥處理構筑物設計計算- 66 -</p><p>　　4.1污泥量計算- 66 -</p><p>　　4.1.1初沉池污泥量計算- 66 -</p>&

25、lt;p>　　4.1.2剩余污泥量計算- 67 -</p><p>　　4.2污泥濃縮池- 68 -</p><p>　　4.3污泥消化池- 72 -</p><p>　　4.3.1 容積計算- 72 -</p><p>　　4.3.2 平面尺寸計算- 75 -</p><p>　　4.4污泥脫水-

26、75 -</p><p>　　4.4.1 脫水機的選擇- 75 -</p><p>　　第五章 污水廠總體布置- 76 -</p><p>　　5.1 污水廠的平面布置- 76 -</p><p>　　5.1.1 各處理單元構筑物的平面布置- 76 -</p><p>　　5.1.2．管、渠的平面布置- 7

27、7 -</p><p>　　5.1.3. 輔助建筑物的平面布置- 77 -</p><p>　　5.1.4. 廠區(qū)綠化- 77 -</p><p>　　5.1.5. 道路布置- 77 -</p><p>　　5.2 污水廠的高程布置- 78 -</p><p>　　5.2.1 污水的高程布置- 79 -&

28、lt;/p><p>　　5.2.1.1 高程布置的注意事項- 79 -</p><p>　　5.2.1.2 高程布置的具體計算- 80 -</p><p>　　5.2.2 污泥高程布置- 81 -</p><p>　　第六章 工程總預算- 83 -</p><p>　　6.1 排水管道工程投資- 83 -&l

29、t;/p><p>　　6.2 污水處理廠投資估算- 83 -</p><p>　　6.3 污水處理成本計算- 83 -</p><p>　　結 論- 85 -</p><p>　　謝 辭- 86 -</p><p>　　參考文獻- 87 -</p><p>　　第一章 畢業(yè)設計任務及要

30、求</p><p>　　1.1 畢業(yè)設計任務</p><p>　　查閱相關文獻資料，翻譯2萬字符的英文資料，資料的內(nèi)容與畢業(yè)設計相關。對**市冠縣污水管網(wǎng)進行總平面設計，確定排水體制，管網(wǎng)定線，并進行管網(wǎng)污水量及管道水力計算，繪制污水管網(wǎng)的總平面圖和主干管縱剖面圖。根據(jù)污水管網(wǎng)的水量計算結果，進行污水泵站的設計進而確定污水廠的設計水量并進行污水水質(zhì)的計算，由已經(jīng)確定的污水處理廠位置和廠區(qū)

31、面積，再根據(jù)污水的水量大小，水質(zhì)的特點確定污水的處理工藝，做工藝流程設計，設計計算構筑物及相關草圖。繪制污水廠平面布置圖及高程布置圖，繪制污水廠主要處理構筑物平面圖、 剖面圖和污水泵站工藝圖。進行污水廠定員，并估算污水廠投資和運行費用。</p><p>　　1.2 畢業(yè)設計原始資料</p><p><b>　　1 地形資料</b></p><p&g

32、t;　　**市冠縣規(guī)劃圖紙(含地形標高)一張，比例見圖紙。</p><p><b>　　2 設計進出水水質(zhì)</b></p><p><b>　　設計進水水質(zhì)：</b></p><p>　　BOD5=214mg/l；SS=310mg/l；TN=42.4mg/l；TP=4.2mg/l。</p><p>

33、<b>　　設計出水水質(zhì)：</b></p><p>　　出水滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）一級A標準。</p><p><b>　　3 城市人口</b></p><p>　　**市冠縣城區(qū)人口密度為360人/公頃。</p><p><b>　　4 氣候條件

34、</b></p><p>　　**市年平均氣溫均氣溫為19 ℃左右，極端最高溫度為41.2℃，極端最低溫度為-9℃。全年平均降雨量750 mm，全年主導風向：西北風，最大土壤冰凍深度0.6 m。</p><p><b>　　5 水文和水文地質(zhì)</b></p><p>　　正常水位54.50 m，最高水位55.80 m，最低水位52.

35、00 m，河流寬度40 m，河底高程50.70 m。</p><p>　　工程地質(zhì)良好，適宜于工程建設。設計地震烈度8度污水干管和污水處理廠的地下土壤為 砂質(zhì)粘土，平均地下水位在地表以下 3.8 m。</p><p><b>　　6 主要工業(yè)企業(yè)</b></p><p>　　**市冠縣城區(qū)主要用水企業(yè)位置及水量已標在規(guī)劃圖紙上。</p&

36、gt;<p>　　第二章 **市冠縣城區(qū)排水管網(wǎng)設計</p><p>　　2.1 排水管網(wǎng)的規(guī)劃和布置</p><p>　　2.1.1 排水管網(wǎng)的規(guī)劃 </p><p>　?。?）排水工程的規(guī)劃和設計，應該遵循以下原則：</p><p&

37、gt;　?。?）排水工程的規(guī)劃和設計，要與鄰近區(qū)域的污水和污泥的處理和處置協(xié)調(diào)。</p><p>　　（3）排水工程的規(guī)劃和設計，應處理好污染源治理與集中處理的關系。</p><p>　?。?）城市污水是可貴的淡水資源，在規(guī)劃中要考慮污水經(jīng)再生后回用的方案。</p><p>　　（5）排水工程的設計應全面規(guī)劃，按近期設計，考慮遠期發(fā)展有擴建的可能。</p>

38、;<p>　　（6）對于城市和企業(yè)原有的排水工程在進行改建和擴建時，應從實際出發(fā)，在滿足環(huán)境保護要求下，充分利用和發(fā)揮其效能，有計劃、有步驟地加以改造，使其逐步達到完善合理化。</p><p>　?。?）在規(guī)劃與設計排水工程時，必須認真貫徹執(zhí)行國家和地方有關制度的現(xiàn)行有關標準、規(guī)范或規(guī)定。同時，也必須執(zhí)行國家關于建設、改建、擴建工程，實行把防治污染設施與主體同時施工、同時投產(chǎn)的“三同時”規(guī)定，這是控

39、制污染發(fā)展的重要政策。</p><p>　　2.1.2 排水管網(wǎng)的布置</p><p>　　**市冠縣城區(qū)東側有河流，河流自北向南流動。該城區(qū)地有一定坡度，具體情況是西北高東南低，高差大約7米。根據(jù)室外排水設計規(guī)范和市區(qū)自然條件及排水現(xiàn)狀，鋪設污水干管，排水體制采用雨污分流制，本次設計只計算污水，雨水不計在內(nèi)。工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)污水跟生活污水一并由同一管道系統(tǒng)來排放。最終的污水匯入到位于河流

40、下游的城鎮(zhèn)污水處理廠進行統(tǒng)一處理后排入河流。</p><p>　　2.1.3 管網(wǎng)定線和敷設</p><p><b>　　管道的定線</b></p><p>　　管道定線是指在總平面圖上確定污水管道的位置和走向，按照主干管、干管、支管的順序依次進行。一般來說，地形是影響管道定線的主要因素，宜采用順坡排水，在管徑、坡度、高程、方向發(fā)生變化及支管接

41、入的地方設置檢查井，并根據(jù)《室外排水設計規(guī)范》②的相關規(guī)定，對于不同管徑的管道，相應的每隔一定距離應設置一個檢查井。污水主干管的走向取決于污水廠的和出水口的位置，由于河流地形傾向東南方向，污水廠在東南角河流旁邊。 </p><p>　　采用的排水體制也影響管道定線。分流制系統(tǒng)一般有兩個或兩個以上的管道系統(tǒng)，定線時必須在平面和高程上互相配合。采用合流制時要確定截流干管及溢流井的正確位置。若采用混合體制，則在定線時應

42、考慮兩種體制管道的連接方式。</p><p><b>　　污水管道的敷設</b></p><p>　　考慮到地質(zhì)條件，地下構筑物以及其它障礙物對管道定線的影響，應將管道，特別是主干管布置在堅硬的土壤中，盡量避免或減少管道穿越高地，基巖錢露地帶，或基質(zhì)土壤不良地帶。盡量避免或減少與河道、山谷、鐵路及各種地下構筑物交叉，以降低施工費用，縮短工期及減少日后養(yǎng)護工作的困難。管

43、道定線時，若管道必須經(jīng)過高地，可采用隧洞或設提升泵站；若經(jīng)過土壤不良地段，應根據(jù)具體情況采取不同的處理措施，以保證地基與基礎有足夠的承載能力。當污水管道無法避開鐵路、河流、地鐵或其它地下建（構）筑物時,管道最好垂直穿過障礙物，并根據(jù)具體情況采用倒虹管、管橋或其它工程設施。</p><p>　　由于污水管道為重力流管道，管道的埋設深度較其它的管線大，且有很多連接支管，若管線位置安排不當，將會造成施工和維修的困難。加

44、以污水管道難免滲漏、損壞，從而會對附近建筑物、構筑物的基礎造成危害或污染生活飲用水。因此污水管道與建筑物應有一定距離，當其與生活給水管道相交時，應敷設在生活給水管道下面。本設計采用污水管道的最低埋深為1.0米。</p><p><b>　　控制點的確定</b></p><p>　　在污水排水區(qū)域內(nèi)，對管道系統(tǒng)的埋深起控制作用的地點為控制點。一般來說，離出水口最遠的點為

45、整個系統(tǒng)的控制點?？刂泣c的管道埋深，影響整個污水管道系統(tǒng)的埋深。</p><p>　　2.2 排水管網(wǎng)的設計流量計算</p><p>　　2.2.1 污水總設計流量的確定</p><p>　　**市冠縣城區(qū)人口密度為每公頃360人，生活污水設計流量按每人每日排水140L設計，即140L/(cap·d)。</p><p><

46、b>　　平均日污水流量:</b></p><p>　　式中 n —居住區(qū)生活污水定額（L/(cap·d)）;</p><p><b>　　N —設計人口數(shù)；</b></p><p>　　cap—“人”的計量單位。 </p><p>　　生活污水量總變化系數(shù)Kz:最大日最大時污水量與平均日平均

47、時污水量的比值</p><p><b>　　其計算公式為：</b></p><p>　　當 時， Kz=2.3；</p><p>　　當 時，Kz= (2.2)</p><p>　　當 時， Kz=1.3。</p><p>

48、<b>　　所以，</b></p><p>　　Kz= </p><p>　　居住區(qū)生活污水設計流量按下式計算：</p><p>　　工業(yè)生產(chǎn)設計流量按面源計算，則該城區(qū)總污水設計流量=1074.62L/s即</p><p>　　2.2.2 設計管段及各管段的設計流量的確定</p>

49、<p><b>　　設計管段及其劃分</b></p><p>　　兩個檢查井之間的管段采用的設計流量不變，且采用同樣的管徑和坡度，稱為設計管段。在確定設計管段時，為了簡化計算。不需把每個檢查井都作為設計管段的起訖點。因為在直線管段上，為了疏通需要，需在一定距離處設置檢查井。估計可以采用同樣管徑和坡度的連續(xù)管段，就可作為一個設計管段。根據(jù)管道平面布置圖，凡是集中流量進入，有旁側管

50、道接入的檢查井均作為設計管段的起訖點。設計管段的起訖點應編上號碼，然后計算每一設計管段的設計流量。</p><p><b>　　設計管段的設計流量</b></p><p>　　每一設計管段的污水設計流量包括以下幾種流量：</p><p>　　本段流量 —是從管段沿線的街坊流來的污水量；</p><p>　　集中流量 —是

51、從工業(yè)企業(yè)或其它大型公共建筑物流來的污水量；</p><p>　　轉輸流量 —是從上游管段和旁側管段流來的污水量。</p><p>　　對于每一設計管段而言，本段流量沿線是變化的，即從管段起點的零增加到終點的全部流量，但為了計算的方便，通常假定本段流量是集中在起點進入設計管段的。它接受本管段服務地區(qū)的全部污水流量。</p><p>　　對于本段流量，可以用下式計算：

52、 （2.4）</p><p>　　式中 — 設計管段的本段流量（L/s）;</p><p>　　— 設計管段服務的街區(qū)面積（ha）;</p><p>　　— 生活污水量總變化系數(shù)；</p><p>　　— 單位面積的本段平均流量，即比流量（L/(s·ha)）。</p><

53、;p>　　比流量可由下式求得：</p><p>　?。?.5） </p><p>　　式中— 人口密度（cap/ha）, 設計中p=360(cap/ha )</p><p>　　— 居住區(qū)生活污水定額（L/(cap·d)）,設計中= 140L/(cap·d)。</p><p><b>　　故&l

54、t;/b></p><p>　　L/(s·ha) </p><p>　　將各街區(qū)編上號碼，并按各街區(qū)的平面范圍計算它們的面積，直接列入附圖1中，</p><p>　　對主干管、干管、支管全部進行流量計算，共分為1-2，2-3等管道。對其設計流量進行列表計算（見附表1）。</p><p>　　2.3 污水管網(wǎng)的水力計算

55、</p><p>　　2.3.1污水管道設計參數(shù)</p><p><b>　?。?）設計充滿度</b></p><p>　　在設計流量下，污水在管道中的水h和管道直徑D的比值稱為設計充滿度（或水深比）。我國的按非滿流（h/D<1）進行設計，這樣按規(guī)定的原因是：</p><p>　?、俦Ａ粢徊糠止艿罃嗝?，為未預見水量

56、的增長留有余地，避免污水溢出。</p><p>　?、诹舫鲞m當空間，以利管道的通風，排出有害氣體。</p><p>　　設計充滿度見下表 </p><p>　　表2.1 充滿度設計規(guī)范</p><p>　　在計算污水管道充滿度時，不包括淋浴或短時間內(nèi)突然增加的污水量，但當管徑小于或等于300mm時，應按滿流復核。&

57、lt;/p><p><b>　　（2）設計流速</b></p><p>　　和設計流量、設計充滿度相應的水流平均速度叫做設計流速。為了防止管道中產(chǎn)生於積和或沖刷，設計流速不宜過小或過大，應在最大和最小設計流速范圍之內(nèi)。最小設計流速是保證管道內(nèi)不致發(fā)生淤積的流速?！妒彝馀潘O計規(guī)范》規(guī)定污水管道在設計充滿度下的最小設計流速定為0.6m/s。含有金屬、礦物固體或重油雜質(zhì)的生產(chǎn)

58、污水管道，其最小設計流速宜適當加大，其值要根據(jù)試驗或調(diào)查研究決定。最大設計流速是保證管道不被沖刷損壞的流速，該值與管道材料有關，通常，金屬管道的最大設計流速為10m/s.非金屬管道的最大設計流速為5m/s。</p><p><b>　?。?）最小管徑</b></p><p>　　在污水管道系統(tǒng)的上游部分，設計污水流量很小，若根據(jù)流量計算，則管徑會很小，而管徑過小極易堵

59、塞；此外，采用較大的管徑，可選用較小的坡度，使管道埋深減小。因此，為了養(yǎng)護工作的方便，常規(guī)定一個允許的最小管徑。在街區(qū)和廠區(qū)內(nèi)污水管道最小管徑為200mm，街道下為300mm。 在污水管道系統(tǒng)上游管段，由于管段服務的排水面積較小，因而設計流量小，按此流量計算得出的管徑小于最小管徑時，應采用最小管徑值。一般可根據(jù)最小管徑在最小設計流速和最大充滿度情況下能通過的最大流量值，計算出設計管段服務的排水面積。若設計管段服務的排水面積小于此值，即直

60、接采用最小管徑而不再進行水力計算。這種管段稱為不計算管段。在這些管段中，當有適當?shù)臎_洗水源時，可考慮設置跌水井。</p><p><b>　?。?）最小設計坡度</b></p><p>　　不同管徑的污水管道有不同的最小坡度。管徑相同的管道，因充滿度不同，其最小坡度也不同。在給定設計充滿度條件下，管徑越大，相應的最小設計坡度值越小。通常對同一直徑的管道只規(guī)定一個最小坡

61、度，以滿流或半滿流時的最小坡度作為最小設計坡度。我國《室外排水設計規(guī)范》只規(guī)定最小管徑對應的最小設計坡度，街坊內(nèi)污水管道的最小管徑為200mm，相應的最小設計坡度為0.004mm；街道下為300mm，相應的最小設計坡度為0.003。若管徑增大，相應于該管徑的最小坡度由最小設計流速保證。</p><p>　?。?）污水管道埋設深度</p><p>　　污水管道的埋設深度是指管道的內(nèi)壁底到地面

62、的距離。管道外壁頂部到地面的距離稱為覆土厚度。管道埋深是影響管道造價的重要因素，是污水管道的重要設計參數(shù)。 管道埋設深度愈深，則造價愈貴，施工期愈長。所以，管道的埋設深度小些好，并有一個最大值，這個限值稱做最大埋深。管道的最大埋深需要根據(jù)技術經(jīng)濟指標及施工方法決定。在干燥土壤中，管道最大埋深一般不超過7～8m；在多水、流沙、石巖地層中。一般不超過5m。</p><p>　　為了降低造價，縮短施工期，管道埋設深度愈

63、小愈好。但覆土厚度應有一個最小的限值，否則就不能滿足技術上的要求，這個最小限值稱為最小覆土厚度。</p><p>　　污水管道的最小覆土厚度，一般應滿足下述三個因素的要求。</p><p>　　①必須防止管道內(nèi)污水冰凍和因土壤凍脹而損壞管道</p><p>　?、诒仨毞乐构鼙谝虻孛婧奢d而受到破壞</p><p>　　③必須滿足街區(qū)污水連接管銜

64、接的要求</p><p>　　對每一個具體管道，從上述三個不同的因素出發(fā)，可以得到三個不同的管底埋深或管頂覆土厚度值，這三個數(shù)值中的最大一個值就是這一管道的允許最小覆土厚度或最小埋設深度。本設計地面荷載要求為0.7m，所以本設計的最小覆土厚度為0.7m。</p><p>　　2.3.2 管道的水力計算</p><p>　　在確定設計流量之后，便可以從上游管段開始依次

65、進行主干管各設計管段的水力計算，具體情況見附表2。水力計算步驟如下：</p><p>　　從管道平面布置圖上量出每一設計管段的長度，列入表中；</p><p>　　將各設計管段的設計流量和設計管段起訖點檢查井的地面標高列入表中。</p><p>　　為了降低工程造價，在允許的情況下，管道坡度應該盡量采取天然地面坡度。</p><p>　　地面

66、坡度= （2.6）</p><p>　　確定起始管道的管徑以及設計流速v、設計坡度I、設計充滿度h/D。</p><p>　　確定其它管道的管徑以及設計流速v、設計坡度I、設計充滿度h/D。

67、

68、 </p><p>　　計算各管段上端、下端的水面、管底標高及其埋

69、設深度。</p><p>　　在計算時，應該嚴格按照《室外排水設計規(guī)范》相關要求，確定相應的設計參數(shù)。</p><p>　　設計流速、設計坡度、管徑、設計流量這四個參數(shù)中任意確定兩個，另外兩個就可以根據(jù)公式或查表計算出來了。本設計根據(jù)《給水排水管網(wǎng)系統(tǒng)》①中的相關表格（表2.2），初步根據(jù)流量擬定出管徑，然后根據(jù)《給水排水設計手冊 第一冊 常用資料》②查得在相應的設計坡度值和充滿度。最后根

70、據(jù)規(guī)范中相關規(guī)定的要求校核四個參數(shù)，直到滿足要求為止。</p><p>　　污水管道還有一個最小覆土厚度的要求。最小覆土厚度必須滿足以下三個因素的要求：</p><p>　　必須防止管道內(nèi)污水冰凍和因土壤凍脹而損壞管道；</p><p>　　必須防止管壁因地面荷載而受到破壞；</p><p>　　必須滿足街區(qū)污水連接管銜接的要求。</p

71、><p>　　表2.2 污水管最大管徑（）</p><p>　　一般取車行道下的污水管最小覆土厚度不小于0.7m，考慮本設計管道敷設的要求，取起點管道的埋深不小于1.0m。管網(wǎng)的最深埋深一般不超過7-8m，經(jīng)計算，本設計的管網(wǎng)系統(tǒng)在污水廠處的埋深是7.88m，滿足要求。</p><p>　　2.3.3 污水管道的銜接</p><p>　　污水管

72、道系統(tǒng)中的檢查井是清通維護管道的設施，也是管道的銜接設施。一般在管道管徑、坡度、方向發(fā)生變化及管道交匯時，必須設置檢查井以滿足結構和維護管理的需要。在檢查井中上、下游管段必須有較好的銜接，以保證管道順利運行。</p><p>　　檢查井上下游的管道在銜接時應遵循下述原則：</p><p>　?、俦M可能提高下游管段的高程，以減少埋深，從而降低造價，在平坦地區(qū)這點尤其重要；</p>

73、<p>　?、诒苊庠谏嫌喂艿乐行纬苫厮斐捎俜e；</p><p>　　③不允許下游管段的溝底高于上游管段的溝底。</p><p>　　管道的銜接方法有管頂平接和水面平接兩種。在一般情況下，異管徑管段采用管頂平接。有時，當上下游管段管徑相同而下游管段的充盈深小于上游管段的充盈深時（由小坡度轉入較陡的坡度時，可能出現(xiàn)這種情況），也可采用管頂平接。通常，同管徑管段往往是下游管段的

74、充盈深大于上游管段的充盈深，為了避免在上游管段中形成回水而采用水面平接。</p><p>　　在特殊情況下，下游管段的管徑小于上游管段的管徑（坡度突然變陡時，可能出現(xiàn)這種情況），而不能采用管頂平接或水面平接時，應采用管底平接以防下游管段的溝底高于上游管段的溝底。為了減少管道系統(tǒng)的埋深，雖然下游管段管徑大于上游管段管徑，有時也可采用管頂平接。無論采用哪種銜接方法，下游管段起端的水面和管底標高都不得高于上游管段終端的

75、水面和管底標高。當檢查井內(nèi)銜接的上下游管渠的管底標高跌落差大于1m時，為消減水流速度，防止沖刷，在檢查井內(nèi)應有消能措施，即應設置檢查井。</p><p>　　第三章 污水廠設計規(guī)模及工藝流程</p><p>　　3.1 污水廠廠址的選擇以及工藝流程的選擇</p><p>　　3.1.1 污水廠廠址的選擇</p><p>　　在污水處理廠

76、設計中，選定廠址是一個重要的環(huán)節(jié)，處理廠的位置對周圍環(huán)境衛(wèi)生、基建投資及運行管理等都有很大影響。因此，在廠址的選擇上應進行深入的調(diào)查研究和詳盡的技術比較。</p><p>　　廠址選擇的一般原則如下：</p><p>　　為了保證環(huán)境衛(wèi)生的要求，廠址應與規(guī)劃居住區(qū)或公共建筑群保持一定的衛(wèi)生防護距離；</p><p>　　廠址應設在受納水體流經(jīng)城市水源的下游；<

77、/p><p>　　在選擇廠址時盡可能少占農(nóng)田或不占農(nóng)田，而處理廠的位置又應便于農(nóng)田灌溉和消納污泥；</p><p>　　廠址應盡可能在城市和工廠夏季主導風向的下風向；</p><p>　　要充分利用地形，把廠址設在地形有適當坡度的城市下游地區(qū)，以滿足污水處理構筑物之間的水頭損失，使污水和污泥有自流的可能以節(jié)約動力消耗；</p><p>　　廠址如

78、果靠近水體，應考慮汛期不受洪水的威脅；</p><p>　　廠址應設在地質(zhì)條件較好、地下水位較低的地區(qū)，以利施工，并降低造價；</p><p>　　廠址的選擇應考慮交通運輸及水電供應等條件；</p><p>　　廠址的選擇應結合城市總體規(guī)劃，考慮遠景發(fā)展，留有充分的擴建余地。</p><p>　　根據(jù)綜上所述原則，將污水廠設置在河流的下游西岸

79、，充分做好防洪設施。污水廠廠址見管網(wǎng)平面布置圖。</p><p>　　3.1.2 污水處理流程選擇</p><p>　　污水處理廠的工藝流程是指在達到所要求的處理程度的前提下，污水處理各單元的有機組合，以滿足污水處理的要求，而構筑物的選型則是指處理構筑物型式的選擇，以達到各構筑物的最佳處理效果。</p><p>　　污水受納水體有一定的自凈能力，可以根據(jù)水體自凈能

80、力來確定污水處理程度。設計中既要充分地利用水體的自凈能力，又要防止水體遭到污染，破壞水體的正常使用價值。不考慮水體所具有的自凈能力而任意采用較高的處理程度是不經(jīng)濟的，也是不妥當?shù)?；但也不宜將水體的自凈能力完全加以利用而不留余地，因為水資源是有限的，而污染物質(zhì)常隨城市人口的日益集中，生活污水量和工業(yè)廢水量的逐年增加而增長。同時，在考慮水體可利用的自凈能力時，還應考慮上游、下游鄰近城市的污水排入水體后產(chǎn)生的影響。</p>&l

81、t;p>　　采用何種處理流程還要根據(jù)污水的水質(zhì)、水量，回收其中有用物質(zhì)的可能性和經(jīng)濟性，排放水體的具體規(guī)定，并通過調(diào)查研究和經(jīng)濟比較后決定，必要時還應當進行科學論證。城市污水一般以BOD物質(zhì)為其主要去除對象，因此，處理流程的核心為二級生物處理工藝。根據(jù)本設計污水廠的進廠水質(zhì)來看，污水成分很復雜，需要進行脫氮除磷，所以核心的二級生物工藝選擇工藝、生物接觸氧化或者SBR。</p><p>　　3.1.3 方案論

82、證</p><p>　　根據(jù)本項工程的水質(zhì)水量和處理要求，現(xiàn)推薦生物接觸氧化、A2O、SBR三個方案進行比較。</p><p>　　3.1.3.1 生物接觸氧化方案</p><p>　　生物接觸氧化又稱淹沒式生物濾池，實質(zhì)是在曝氣池內(nèi)填充填料，污水浸沒全部填料，同時鼓風曝氣，污水以一定的流速流經(jīng)填料。在填料上布滿生物膜，污水與生物膜廣泛接觸，污水中的有機物在生物膜上

83、微生物新陳代謝功能作用下被去除，污水得到凈化，生物接觸氧化是一種介于活性污泥與生物濾池兩者之間的生物處理技術，可以說是具有活性污泥法特點的生物膜法，兼具有兩者的優(yōu)點。</p><p>　　為了節(jié)省運行費用，并提高污水的可生化性，在生物接觸氧化池前加水解調(diào)節(jié)池，將厭氧工藝控制在水解酸化階段，旨在利用厭氧條件下多種產(chǎn)酸菌的胞外酶分解水中長鏈有機物，產(chǎn)生有機酸、醇等，廢水中的有機物水解酸化后，可生化性得到了提高，利于發(fā)

84、揮后續(xù)好氧工藝的生物降解性能，使整個工藝能節(jié)能運行并使出水優(yōu)良。</p><p>　　生物接觸氧化工藝優(yōu)點在于：</p><p>　?、袤w積負荷高，停留時間短，節(jié)約占地面積； </p><p><b>　?、谏锘钚愿撸?lt;/b></p><p>　?、塾休^高的微生物濃度；</p><p>　?、芪?/p>

85、泥產(chǎn)量低，污泥回流回流量小；</p><p>　?、莩鏊|(zhì)好且穩(wěn)定；</p><p><b>　　⑥動力消耗低；</b></p><p><b>　?、卟划a(chǎn)生污泥膨脹；</b></p><p>　?、鄴炷し奖?，可間歇運行；</p><p>　?、峁に囘\行簡單，操作方便，抗沖

86、擊負荷能力強。</p><p>　　3.1.3.2 A2/O方案</p><p>　　A2/O工藝是Anaerobic-Anoxic-Oxic的英文縮寫，它是厭氧-缺氧-好氧生物脫氮除磷工藝的簡稱，A2/O工藝于70年代由美國專家在厭氧-好氧除磷工藝（A2/O）的基礎上開發(fā)出來的，該工藝同時具有脫氮除磷的功能。</p><p>　　該工藝在厭氧-好氧除磷工藝（A2

87、/O）中加一缺氧池，將好氧池流出的一部分混合液回流至缺氧池前端，以達到硝化脫氮的目的。</p><p>　　首段厭氧池，流入原污水及同步進入的從二沉池回流的含磷污泥，本池主要功能為釋放磷，使污水中P的濃度升高，溶解性有機物被微生物細胞吸收而使污水中BOD濃度下降；另外，NH3-—N因細胞的合成而被去除一部分，使污水中的NH3-—N濃度下降，但NH3-—N含量沒有變化。</p><p>　　

88、在缺氧池中，反硝化菌利用污水中的有機物作碳源，將回流混合液中帶入的大量NH3—N和NH2—N還原為N2釋放至空氣，因此BOD5濃度下降，NH3—N濃度大幅度下降，而磷的變化很小。</p><p>　　在好氧池中，有機物被微生物生化降解，而繼續(xù)下降；有機氮被氨化繼而被硝化，使NH3—N濃度顯著下降，但隨著硝化過程使NH3—N的濃度增加，P隨著聚磷菌的過量攝取，也以較快的速度下降。所以，A2/O工藝它可以同時完成有機

89、物的去除、硝化脫氮、磷的過量攝取而被去除等功能，脫氮的前提是NH3—N應完全硝化，好氧池能完成這一功能，缺氧池則完成脫氮功能。厭氧池和好氧池聯(lián)合完成除磷功能。</p><p>　　A2/O工藝的特點：</p><p>　?。?）厭氧、缺氧、好氧三種不同的環(huán)境條件和不同種類微生物菌群的有機配合，能同時具有去除有機物、脫氮除磷的功能。</p><p>　　（2）在同時脫

90、氮除磷去除有機物的工藝中，該工藝流程最為簡單，總的水力停留時間也少于同類其他工藝。</p><p>　?。?）在厭氧-缺氧-好氧交替運行下，絲狀菌不會大量繁殖，SVI一般小于100，不會發(fā)生污泥膨脹。</p><p>　　（4）污泥中磷含量高，一般為2.5%以上。</p><p>　　3.1.3.3 SBR方案</p><p>　　SBR工

91、藝是一種曝氣和靜止沉淀間歇運行的活性污泥法。又稱序批式活性污泥工藝，包括派生的CASS，ICEAS，MSBR，UNITANK，DAT-IAT等，是近年來隨自控系統(tǒng)發(fā)展，而廣泛應用起來的一種非連續(xù)流的污水處理工藝，它是在同一構筑物內(nèi)連續(xù)完成進水、曝氣、沉淀、排水、待機等工藝過程，構筑物少，工藝流程簡單，運行方式靈活，SVI較低，無污泥膨脹問題，污泥易于沉淀，通過對運行方式的調(diào)節(jié)，在單一的曝氣池內(nèi)能夠進行脫氮除磷反應。其缺點是池容和設備利用

92、率低，運行管理復雜，自控水平要求高。</p><p>　　3.1.3.4 污水處理方案的技術經(jīng)濟比較</p><p>　　表3.1 方案技術經(jīng)濟比較表</p><p>　　通過比較可以看出，A2/O與生物接觸氧化、SBR工藝比較，無論在運行管理、占地面積、運行費用方面,特別是在脫氮除磷方面均具有明顯的優(yōu)勢，并且A2/O工藝在我國處理居住小區(qū)生活污水方面得到了廣泛的

93、應用，并已形成了系列化，適用于不同的水量和具體場合，投產(chǎn)后運行穩(wěn)定，處理效果良好，；在選擇工藝時要著重考慮占地、噪音、污泥、異味等問題；并且廢水排放很不均勻，水質(zhì)水量變化大，在選擇生化處理時要慎重考慮水量水質(zhì)的變化和調(diào)節(jié)，所以本工程選擇A2/O工藝。具體流程如下;</p><p>　　進水 → 中格柵 → 細格柵→平流沉砂池 → 輻流式初沉池 → 生物曝氣池 →輻流式二沉池→ 普通快濾池→ 消毒接觸池 → 計量設

94、備（巴氏計量槽） →出 水二沉池→污泥回流井→污泥濃縮池→污泥消化池→脫水機房→泥餅外運</p><p>　　3.2 污水廠設計污水水量計算</p><p>　　3.2.1 污水廠設計水量計算</p><p>　　城市每天的平均污水日流量：</p><p>　　=840.17L/s=72591 (3.1)</p

95、><p>　　最高日流量（最大時流量）</p><p>　　1074.62L/s=1.1 (3.2)</p><p>　　3.2.2 污水處理程度計算</p><p>　　經(jīng)污水廠處理后的水，根據(jù)設計任務的說明應達到國家排放一級A標準，根據(jù)《室外排水設計規(guī)范》中的規(guī)定，選定出水后的水質(zhì)指標如下（見表3.2）。</p&

96、gt;<p>　　表3.2 處理后水質(zhì)標準</p><p>　　污水各項指標處理程度：</p><p>　　根據(jù)國家規(guī)定的《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（G B18918-2002）中規(guī)定，污水各項指標處理程度可按下式計算：</p><p>　　(3.3) </p>&l

97、t;p>　　式中 — 進水中某種污染物質(zhì)平均濃度（mg/l）;</p><p>　　— 出水中該種污染物質(zhì)平均濃度（mg/l）.</p><p>　　(1) ： </p><p>　　(2) : </p><p&g

98、t;　　(3)TN ： </p><p><b>　　(4)TP ： </b></p><p>　　3.3 一級處理構筑物的設計及計算 </p><p>　　一級處理構筑物主要包括格柵、沉砂池、初沉池等，它們主要的作用是初步對污水中的、SS進行去除?，F(xiàn)根據(jù)設計規(guī)范設一級處理對的去除率為2

99、5%，對SS的去除率為50% 。</p><p>　　3.3.1格柵及污水提升泵房</p><p>　　格柵是由一組平行的金屬柵條或篩網(wǎng)制成，斜置安裝在污水流經(jīng)的渠道、泵房集水井的進口處或污水處理廠的端部，用以截留污水中的較大懸浮物，以免后續(xù)處理單元的水泵或構筑物造成損害，并可以減輕后續(xù)處理構筑物的處理負荷，使之正常運行。</p><p>　　格柵按照柵條形式分為直

100、棒式格柵、弧形格柵、輻射式格柵、轉筒式格柵、活動格柵等；按照柵條間距分為粗格柵，柵條間距大于40mm；中格柵，柵條間距為15~35mm；細格柵，柵條間距為1~10mm。按照格柵除渣方式分為人為除渣格柵和機械除渣格柵。按照</p><p>　　格柵的主要設計要點如下：</p><p>　　《室外排水設計規(guī)范》GB50014-2006 [6.3.2]、[6.3.3] 規(guī)定：</p>

101、<p>　　污水過柵流速宜采用0.6～1.0m/s，柵前管渠內(nèi)污水流速一般為0.4~0.9m/s。除轉鼓式格柵除污機外，機械清除格柵的安裝角度宜為60°～90°。人工清除格柵的安裝角度宜為30°～60°。</p><p>　　格柵除污機，底部前端距井壁尺寸，鋼絲繩牽引除污機或移動懸吊葫蘆抓斗式除污機應大于1.5m；鏈動刮板除污機或回轉式固液分離機應大于1.0m

102、。</p><p>　　格柵上部必須設置工作平臺，其高度應高出格柵前最高設計水位0.5m，工作平臺上應有安全和沖洗設施。</p><p>　　格柵工作平臺兩側邊道寬度宜采用0.7～1.0m。工作平臺正面過道寬度，采用機械清除時不應小于1.5m，采用人工清除時不應小于1.2m。</p><p>　　粗格柵柵渣宜采用帶式輸送機輸送；細格柵柵渣宜采用螺旋輸送機輸送。<

103、;/p><p>　　格柵除污機、輸送機和壓榨脫水機的進出料口宜采用密封形式，根據(jù)周圍環(huán)境情況，可設置除臭處理裝置。</p><p>　　通過格柵的水頭損失，一般采用0.08~0.15m。</p><p>　　每日柵渣量：格柵間隙b=16~25mm和b=30~50mm時分別為1~0.05m3柵渣/103m3污水和0.03~0.01m3柵渣/103m3污水。</p&g

104、t;<p>　　機械格柵不宜少于2臺，如為1臺時，應設人工清除格柵備用</p><p>　　機械格柵的動力裝置一般宜設在室內(nèi)，或采取其他保護設備的措施。</p><p>　　設置格柵裝置的構筑物，必須考慮設有良好的通風設施。</p><p>　　格柵間內(nèi)應安設吊運設備，以進行格柵及其他設備的檢修，柵渣的日常清除。</p><p>

105、;　　《給水排水常用數(shù)據(jù)手冊》(第二版)[4.1.1]</p><p>　　《給水排水設計手冊》第5冊[5.1.1]</p><p>　　本設計中，采用矩形斷面中格柵與細格柵各一道，格柵為機械清渣。由于直棒式格柵運行可靠，布局簡潔，易于安裝維護，本工藝選擇中格柵為LGH型回轉格柵，細格柵TGS型回轉式格柵。</p><p>　　本設計進水采用中格柵、與沉砂池合建的采

106、用細格柵。如果每日柵渣量大于0.2,則宜采用機械清除。</p><p>　　3.3.1.1中格柵的設計與計算</p><p><b>　　1設計參數(shù)</b></p><p>　　設計流量：Q=95000，以最高日最大時流量計；</p><p>　　柵前流速：v1=0.7m/s，過柵流速：v2=0.8m/s；</p&

107、gt;<p>　　柵條寬度：s=0.01m，格柵凈間距：e=0.02m；</p><p>　　柵前部分長度：0.5m，格柵傾角：60度；</p><p>　　單位柵渣量：w1=0.05m3柵渣/103 m3污水。</p><p><b>　　2 設計計算</b></p><p><b>　　確定柵

108、前水深</b></p><p>　　根據(jù)最優(yōu)水力斷面公式計算得：B1=1.77m，m,所以柵前槽寬為1.77m，柵前水深為0.88m。</p><p><b>　　柵條間隙數(shù)</b></p><p><b>　　(3.4)</b></p><p>　　設計兩格并列格柵，則每格格柵間隙數(shù)n

109、=36。</p><p>　　柵槽寬度 </p><p><b>　　(3.5)</b></p><p>　　所以每個格柵寬為1.07m，總槽寬為 </p><p>　　進水漸寬部分長度為：</p><p><b>　　(3.6)&

110、lt;/b></p><p>　　柵槽出水渠道連接處漸縮部分長度。</p><p><b>　　柵條高度</b></p><p>　　超高采用h2=0.3m，則柵條總高度為：=0.88+7.88=8.76m</p><p><b>　　格柵水頭損失</b></p><p&g

111、t;<b>　　（3.7）</b></p><p>　　其中：（k取3，取2.42） </p><p>　　則柵后槽總高度為H=+=8.76+0.08=8.84m</p><p><b>　　格柵總長度為：</b></p

112、><p><b>　　(3.8)</b></p><p>　　每日柵渣量： </p><p>　　>0.2 (3.9)</p><p><b>　　宜采用機械格柵</b></p>

113、;<p><b>　?。?0）計算簡圖：</b></p><p>　　圖3.1 中格柵計算草圖</p><p><b>　　設備選型</b></p><p>　　則宜采用機械清除，中格柵選型：選用LGH—1000型鏈條回轉式平面格柵2臺，電動機功率0.75kw，格柵本體為不銹鋼材，清污機耙由計算機根據(jù)時間自

114、動控制，同時設機旁急停及啟動按鈕，高水位時格柵清污機連續(xù)工作，與清污機配套的皮帶運輸機也連續(xù)工作。</p><p><b>　　進水與出水渠道</b></p><p>　　城市污水通過DN1300mm的管道送入進水渠道中，設計中取進水渠道寬度B1=1.77m，進水水深h1=h=0.88m，出水渠道B2=B1=1.77m，出水水深h2=h1=0.88m。</p&g

115、t;<p>　　3.3.1.2污水提升泵房設計與計算</p><p><b>　　設計流量：1.1。</b></p><p>　　集水池容積不小于最大一臺泵5min的出水量。</p><p>　　吸水管設計流速宜為0.7～1.5，出水管流速宜為0.8～2.5。</p><p><b>　　設計計算

116、：</b></p><p>　　設計流量1.1，采用4臺泵（3用1備）每臺設計流量為0.37.</p><p><b>　　水泵的揚程：</b></p><p>　　提升凈揚程 Z=提升后最高水位-泵站吸水池最低水位</p><p>　　=61.431-(51.509-1.5)=11.422

117、 (3.10)</p><p>　　水泵水頭損失 h 取2m</p><p>　　水泵揚程H=Z+H=11.422+2=13.422m (3.11)</p><p><b>　　設備選型</b></p><p>　　查《給水排水手冊》（第十一冊常用設