境工程毕业设计说明书-68600吨每天-城镇污水厂设计.doc

第一章 概述
1.1设计任务与内容
1.1.1设计简介
本设计为环境工程专业本科毕业设计，是大学四年教学计划规定的最后一个实践性环节，本设计题目为：西安市xx污水处理厂设计。设计任务是在指导教师的指导下，根据西安市城市总体规划和所给的资料在规定的时间内进行城市污水处理厂的设计。
1.1.2设计任务与内容
1.1.2.1污水处理程度计算
根据原始资料与城市规划情况，并考虑环境效益与社会效益，合理的选择污水处理厂的厂址。然后根据水体要求的处理水质以及当地的具体条件、气候与地形条件等来计算污水处理程度与确定污水处理工艺流程。
1.1.2.2污水处理构筑物计算
确定污水处理工艺流程后选择适宜的各处理单体构筑物的类型。对所有单体处理构筑物进行设计计算，包括确定各有关设计参数、负荷、尺寸及所需的材料、规格等。
1.1.2.3污泥处理构筑物计算
根据原始资料、当地具体情况以及污水性质与成分，选择合适的污泥处理工艺流程，进行各单体处理构筑物的设计计算。
1.1.2.4污水回用工程设计计算
根据污水处理厂出水水质和城市回用水水质标准，确定污水回用工程处理工艺流程，进行设计计算。
1.1.2.5平面布置及高程计算
对污水、污泥及中水处理流程要作出较准确的平面布置，进行水力计算与高程计算。对需要绘制工艺施工图的构筑物还要进行详细的施工图所必需的设计计算，包括各部位构件的形式、构成与具体尺寸等。
1.1.2.6污水泵站工艺计算
对污水处理工程的污水泵站进行工艺设计，确定水泵的类型扬程和流量，计算水泵管道系统和集水井容积，进行泵站的平面尺寸计算和附属构筑物计算。
1.1.2.7进行运行成本分析
根据运行管理费用的规定计算单位污水处理的运行成本。
1.2设计依据及原始资料
1.2.1设计依据
本设计依据环境工程专业毕业设计任务书，《给水排水工程快速设计手册》及《中国市政工程西南设计研究院主编.给水排水设计手册》，《污水处理新工艺与设计计算实例》，《给水排水工程专业毕业设计指南》等进行设计。
1.2.2设计原始资料
1.2.2.1排水体制
排水体制采用完全分流制
1.2.2.2污水量
1.城市设计人口 25万 人，居住建筑内设有室内给排水卫生设备和淋浴设备。
2.城市公共建筑污水量按城市生活污水量的30％计。
3.工业污水量为 10000 米3／平均日，其中包括工业企业内部生活淋浴污水。
4.城市混合污水变化系数：日变化系数K日＝ 1.2 ，总变化系数Kz＝ 1.4 。1.2.2.3水质：
1.当地环保局监测工业废水的水质为：
BOD5＝ 225 mg/L COD＝ 480 mg/L SS＝ 230 mg/L
TN＝ 45 mg/L NH3-N= 27 mg/L TP＝ 3.9 mg/L
PH＝7～8
2.城市生活污水水质：
COD＝ 405 mg/L NH3-N= 29 mg/L TN＝42 mg/L TP＝ 3.2 mg/L
3.混合污水：
（1）重金属及有毒物质：微量，对生化处理无不良影响； （2）大肠杆菌数：超标；
（3）冬季污水平均温度15℃，夏季污水平均温度25℃。
1.2.2.4出水水质
污水处理厂出水水质参考《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的一级A标准，并尽量争取提高出水水质，因此确定本污水厂出水水质控制为：
CODCr≤60mg/L SS≤20mg/L BOD5≤20mg/L
TN＝20 mg/L NH3-N=8mg/L TP≤1mg/L
城市污水经处理后，就近排入水体—霸河，其出水也可作为杂用回用水。1.2.2.5气象资料
l、气温：年平均19℃，冬季平均气温8℃，夏季平均气温29.8℃，最高38.5℃，最低-4.9℃。
2、风向风速：桂林属中亚热带湿润季风气候，全年风向以偏北风为主，平均风速为2.2～2.7m/s。
3、降水量：年平均降雨量1900mm，全年雨量集中在4、5、6、7月，占全年总降雨的40％。
4、全年无霜期309天。xx江多年平均流量为132.6m3/s

1.2.2.6水体、水文地质资料
l、水体资料
污水厂二级处理出水排入xx江，xx江河底标高158.2m，xx江多年平均流量为132. 6m3/s，平均水深2.5 m。

1.2.2.7工程地质资料
1、地基承载力特征值 130 KPa，设计地震烈度7度。
2、土层构成：以红壤为主。

1.2.2.8污水处理厂地形图(见附图)，污水处理厂厂区地坪设计标高为168.5m。1.2.2.9污水处理厂进水干管数据
管内底标高392.38m，管径 mm 充满度
1.2.2.10编制概算资料，并进行经济分析和工程效益分析。

1.3设计水量计算
1.3.1平均污水量Qp的计算
1.3.1.1生活污水量Qp1的计算
Qp1=qN
式中：
q—每人每日平均污水量定额L/(人.d)，该市位于陕西，由《给水排水工程快速设计手册（2排水工程）》第六页表2-4查知，桂林属于第一分区，居住建筑内设有室内给排水卫生设备和淋浴设备，所以q为100~170L/(人.d)，取q=120 L/(人.d)
N—设计人口数，25万人
Qp1=qN=250000 120 L/d=30000m3/d
1.3.1.2公共建筑污水量Qp2的计算
Qp2=30% Qp1=30%30000 m3/d=9000 m3/d
1.3.1.3工业污水量Qp3的计算
由原始资料可知 Qp3=10000 m3/d
1.3.1.4平均污水量Qp的计算
Qp= Qp1+ Qp2+ Qp3=40800+12240+28000=49000 m3/d
1.3.2设计最大日污水量Qmr的计算
Qmr=K日 Qp=1.249000 m3/d=58800m3/d
1.3.3设计最大时污水量Qmax的计算
Qmax= KZ Qp=1.449000 m3/d=68600m3/d
1.3.4设计水量汇总
各设计水量汇总入表1中。
表1.各设计水量汇总

项目
水量
m3/d
m3/h
m3/s
L/s
平均污水量Qp
49000
2041.67
0.567
567.13
最大日污水量Qmr
58800
2450
0.681
680.56
最大时污水量Qmax
68600
2858.34
0.794
793.98
1.4设计水质
1.4.1进水的水质计算
1.4.1.1混合污水中SS浓度的计算
Cs=
式中：
s—每人每日排放的污水量，s=120L/（人.d）
as—每人每日排放的SS的量，由《给水排水设计手册（第五册）》第246页查知，as =35-50g/（人.d），取as =40g/（人.d）
（1）生活污水中SS浓度的计算

Cs1=mg/L=375 mg/L
（2）工业污水中SS浓度的计算

由设计原始资料得知Cs2=230mg/L
（3）混合污水中SS浓度计算
SS=
==345.41mg/L
1.4.1.2混合污水中的BOD5浓度的计算
Cs=
式中：
s—每人每日排放的污水量，s=120L/（人.d）
as—每人每日排放的SS的量，由《给水排水设计手册（第五册）》第246页查知，as =20-35g/（人.d），取as =30g/（人.d）
（1）生活污水中BOD5浓度的计算
Cs1=mg/L=250mg/L
（2）工业污水中BOD5浓度的计算
由设计原始资料得知Cs2=225mg/L
（3）混合污水中BOD5浓度计算
BOD5=
==244.90mg/L
1.4.1.3混合污水中的COD浓度的计算
（1）生活污水中COD浓度
COD=480mg/L
（2）工业污水的COD浓度
COD=405mg/L
（3）混合污水中COD浓度
COD=mg/L=464.69mg/L
1.4.1.4混合污水中的TN浓度的计算
（1）生活污水中TN浓度
TN=45mg/L
（2）工业污水的TN浓度
TN=42mg/L
（3）混合污水中COD浓度
TN=mg/L=44.39mg/L
1.4.1.5混合污水中的NH3-N浓度的计算
（1）生活污水中NH3-N浓度
NH3-N=27mg/L
（2）工业污水的NH3-N浓度
NH3-N=29mg/L
（3）混合污水中NH3-N浓度
COD=mg/L=27.41mg/L
1.4.1.6混合污水中的TP浓度的计算
（1）生活污水中TP浓度
TP=3.9mg/L
（2）工业污水的TP浓度
NH3-N=3.2mg/L
（3）混合污水中TP浓度
TP=mg/L=3.76mg/L
1.4.1.7混合污水其它水质指标
（1）重金属及有毒物质：微量，对生化处理无不良影响；
（2）大肠杆菌数：超标
（3）冬季污水平均温度18℃，夏季污水平均温度为28℃.
1.4.1.8出水水质设计
（1）城市污水经处理后，70%就近排入水体—xx江。污水处理厂出水水质参考《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的一级B标准，并尽量争取提高出水水质，因此确定本污水厂出水水质控制为：
CODCr≤60mg/L ，SS≤20mg/L，BOD5≤20mg/L， TN＝20 mg/L ， NH3-N=8mg/L，
TP≤1mg/L 。
（2）城市污水经处理后，30%作为城市景观环境用水。出水水质应执行《再生水作为景观环境用水的水质标准》要求。

（3）处理厂对污水各项指标的处理程度
E=100%
式中：
Ci—进水中某种污染物的平均浓度（mg/L）
Ci—出水中该种污染物的平均浓度（mg/L）
将各项水质指标带入上式中，计算出对污水的处理程度如下：
SS94.21% COD87.31% BOD591.83%
TN54.94% NH3-N70.81% TP
1.5计算当量人口数N
N=N1+N2+N3
式中：
N1—人口数，25万人；
N2—工业污水按SS折算而得的人口数；
N3—工业废水按BOD5折算而得的人口数。
1.5.1按SS计算
N2=

式中：
Css—工业废水中SS的浓度，Css=230mg/L
Qp3—工业废水的平均日污水量，Qp3=10000人
as—每人每日排放的SS量，由《给水排水设计手册（第五册）》第246页查知，as =35-50g/（人.d），取as =45g/（人.d）
N2==51111
1.5.2按BOD5计算
N3=
式中：
CBOD5—工业废水中BOD5的浓度，CBOD5=225mg/L
Qp—工业废水的平均日污水量，Qp3=10000人
as—每人每日排放的SS量，由《给水排水设计手册（第五册）》第246页查知，as =20-35g/（人.d），取as =30g/（人.d）
N3==75000
设计当量人口数为N= N1+N2+N3 =25+5.1+7.5=37.6万人

第二章 处理工艺流程的确定
2.1工艺流程选择的原则
污水处理的目的主要有两个，其一是保护水资源不受污染，因此处理后出水要达到水质标准；其二是污水会用，处理后出水用于农田灌溉、城市中水和工业生产等，为此处理水要满足相应的用水要求，《水处理工程师手册》对工艺流程的选择给出了一下的原则和要求，所以污水处理工艺的选择也要按照下面的原则和要求进行。
（1）工艺流程应根据原水子您告知和用水要求选择，其处理程度和方法应符合现行的国家标准和地方的有关规定，处理后水质应符合有关用水和排放的标准要求；
（2）应综合考虑建厂规模、投资费用和运行费用，参照相似条件水处理厂的运行经验，结合当地实际财力，进行技术经济比较后确定；
（3）应充分利用当地的地形、地址、水文、气象等自然条件及自然资源；
（4）污水处理应充分考虑排放水体的稀释、紫荆能力，根据污水处理程度来选择流程；
（5）流程选择应妥善处理技术先进和合理可行的关系，并考虑元气发展对水质水量的要求，考虑分期建设的可能性；
（6）流程组合的原则应当是先易后难，先粗后细，先成本低的方法，后成本高的方法。
2.2工艺流程的确定
2.2.1工艺流程的选择
1、工艺流程的比较
城市污水处理厂的方案，既要考虑有效去除BOD5又要适当去除N，P故可采用SBR或氧化沟法，或A/A/O法,以及一体化反应池即三沟式氧化沟得改良设计.
A　SBR法
工艺流程：
污水 → 一级处理→ 曝气池 → 处理水
工作原理：
1）流入工序：废水注入，注满后进行反应，方式有单纯注水，曝气，缓速搅拌三种，
2）曝气反应工序：当污水注满后即开始曝气操作，这是最重要的工序，根据污水处理的目的，除P脱N应进行相应的处理工作。
3）沉淀工艺：使混合液泥水分离，相当于二沉池，
4）排放工序：排除曝气沉淀后产生的上清液，作为处理水排放，一直到最低水位，在反应器残留一部分活性污泥作为种泥。
5）待机工序：工处理水排放后，反应器处于停滞状态等待一个周期。
特点：
①大多数情况下，无设置调节池的心要。
②SVI值较低，易于沉淀，一般情况下不会产生污泥膨胀。
③通过对运行方式的调节，进行除磷脱氮反应。
④自动化程度较高。
⑤得当时，处理效果优于连续式。
⑥单方投资较少。
⑦占地规模大，处理水量较小。
B　厌氧池＋氧化沟
工作流程：
污水→中格栅→提升泵房→细格栅→沉砂池→厌氧池→氧化沟
→二沉池→接触池→处理水排放
工作原理：
氧化沟一般呈环形沟渠状，污水在沟渠内作环形流动，利用独特的水力流动特点，在沟渠转弯处设曝气装置，在曝气池上方为厌氧池，下方则为好氧段，从而产生富氧区和缺氧区，可以进行硝化和反硝化作用，取得脱氮的效应，同时氧化沟法污泥龄较长，可以存活世代时间较长的微生物进行特别的反应，如除磷脱氮。
工作特点：
①在液态上，介于完全混合与推流之间，有利于活性污泥的适于生物凝聚作用。
②对水量水温的变化有较强的适应性，处理水量较大。
③污泥龄较长，一般长达15－30天，到以存活时间较长的微生物，如果运行得当，可进行除磷脱氮反应。
④污泥产量低，且多已达到稳定。
⑤自动化程度较高，使于管理。
⑥占地面积较大，运行费用低。
⑦脱氮效果还可以进一步提高，因为脱氮效果的好坏很大一部分决定于内循环，要提高脱氮效果势必要增加内循环量，而氧化沟的内循环量从政论上说可以不受限制，因而具有更大的脱氮能力。
⑧氧化沟法自问世以来，应用普遍，技术资料丰富。
C A/A/O法
优点：
①该工艺为最简单的同步脱氮除磷工艺 ，总的水力停留时间，总产占地面积少于其它的工艺 。
②在厌氧的好氧交替运行条件下，丝状菌得不到大量增殖，无污泥膨胀之虞，SVI值一般均小于100。
③污泥中含磷浓度高，具有很高的肥效。
④运行中勿需投药，两个A段只用轻缓搅拌，以不啬溶解氧浓度，运行费低。
缺点：
①除磷效果难于再行提高，污泥增长有一定的限度，不易提高，特别是当P/BOD值高时更是如此 。
②脱氮效果也难于进一步提高，内循环量一般以2Q为限，不宜太高，否则增加运行费用。
③对沉淀池要保持一定的浓度的溶解氧，减少停留时间，防止产生厌氧状态和污泥释放磷的现象出现，但溶解 浓度也不宜过高。以防止循环混合液对缺反应器的干扰。
D 一体化反应池（一体化氧化沟又称合建式氧化沟）
一体化氧化沟集曝气，沉淀，泥水分离和污泥回流功能为一体，无需建造单独得二沉池。基本运行方式大体分六个阶段（包括两个过程）。
阶段A：污水通过配水闸门进入第一沟，沟内出水堰能自动调节向上关闭，沟内转刷以低转速运转，仅维持沟内污泥悬浮状态下环流，所供氧量不足，此系统处于缺氧状态，反硝化菌将上阶段产生的硝态氮还原成氮气逸出。在这过程中，原生污水作为碳源进入第一沟，污泥污水混合液环流后进入第二沟。第二沟内转刷在整个阶段均以高速运行，污水污泥混合液在沟内保持恒定环流，转刷所供氧量足以氧化有机物并使氨氮转化成硝态氮，处理后的污水与活性污泥一起进入第三沟。第三沟沟内转刷处于闲置状态，此时，第三沟仅用作沉淀池，使泥水分离，处理后的出水通过已降低的出水堰从第三沟排出。
阶段B：污水入流从第一沟调入第二沟，第一沟内的转刷开始高速运转。开始，沟内处于缺氧状态，随着供氧量增加，将逐步成为富氧状态。第二沟内处理过的污水与活性污泥一起进入第三沟，第三沟仍作为沉淀池，沉淀后的污水通过第三沟出水堰排出。
阶段C：第一沟转刷停止运转，开始泥水分离，需要设过渡段，约一小时，至该阶段末，分离过程结束。在C阶段，入流污水仍然进入第二沟，处理后污水仍然通过第三沟出水堰排出。
阶段D：污水入流从第二沟调至第三沟，第一沟出水堰开， 第三沟出水堰关停止出水。同时， 第三沟内转刷开始以低转速运转，污水污泥一起流入第二沟，在第二沟曝气后再流入第一沟。此时，第一沟作为沉淀池。阶段D与阶段A相类似，所不同的是反硝化作用发生在第三沟，处理后的污水通过第一沟已降低的出水堰排出。
阶段E：污水入流从第三沟转向第二沟，第三沟转刷开始高速运转，以保证该段末在沟内为硝化阶段，第一沟作为沉淀池，处理后污水通过该沟出水堰排出。阶段E与阶段B类似，所不同的是两个外沟功能相反。
阶段F：该阶段基本与C阶段相同，第三沟内的转刷停止运转，开始泥水分离，入流污水仍然进入第二沟，处理后的污水经第一沟出水堰排出。
其主要特点：
① 工艺流程短，构筑物和设备少，不设初沉池，调节池和单独的二沉池，污泥自动回流，投资省，能耗低，占地少，管理简便。
②处理效果稳定可靠，其BOD5和SS去除率均在90％-95％或更高。COD得去除率也在85％以上，并且硝化和脱氮作用明显。
③产生得剩余污泥量少，污泥不需小孩，性质稳定，易脱水，不会带来二次污染。
④造价低，建造快，设备事故率低，运行管理费用少。
⑤固液分离效率比一般二沉池高，池容小，能使整个系统再较大得流量和浓度范围内稳定运行。
⑥污泥回流及时，减少污泥膨胀的可能。
综上所述，任何一种方法，都能达到降磷脱氮的效果，且出水水质良好，但相对而言，SBR法一次性投资较少，占地面积较大，且后期运行费用高于氧化沟，厌氧池－氧化沟虽然一次性投资较大，但占地面积也不少，耗电量低，运行费用较低，产污泥量大，而且构筑物多而复杂。一体化反映池科技含量高，投资省，运行管理各个方面都优于其他处理方法。本设计的处理水量较大在，且处理水量可达30万吨/天，因此，采用一体化反映池为本设计的工艺方案。
2、工艺流程的选择

旱流时水中的各项指标均较高，故应设二级处理单元去除水中的BOD5及NH3-N和P，厌氧池加氧化沟及其四沟式循环的独特构造，使它具有很强除磷脱氮功能。故选用此工艺流程。
3、各级处理构筑物设计流量(二级)
最高日最高时 6.8万吨
最高日平均时 4.9万吨
平均日平均时 2.0万吨
说明：雨天时不能处理的流量采用溢流井溢流掉，只处理初期雨水。

第三章 水处理各构筑物的选择及设计计算
3.1 进水闸井的设计
3.1.1 污水厂进水管
1.设计依据：
(1)进水流速在0.9~1.1m/s；
(2) 进水管管材为钢筋混凝土结构；
(3)进水管按非满流设计，；
2.设计计算
(1)取进水管流速为，径为 ，设计坡度；
(2)已知最大日污水量；
(3)初定充满度 h/D=0.75，则有效水深；
(4)已知管内底标高为163.6m，则水面标高为：163.95
(5)管顶标高为：162.6+1.8=164.4；
(6)进水管水面距地面距离168.5-163.95=4.55m。
3.1.2 进水闸井工艺设计
进水闸井的作用是汇集各种来水以改变进水方向，保证进水稳定性。进水闸井前设跨越管，跨越管的作用是当污水厂发生故障或维修时，可使污水直接排入水体，跨越管的管径比进水管略大，取为2000mm，其设计要求如下：
（1）设在进水闸、格栅、集水池前；
（2）形式为圆形、矩形或梯形；
（3）井底高程不得高于最低来水管管底，水面不得淹没来水管管顶。
考虑施工方便以及水力条件，进水闸井尺寸取3×6m，井深 6.5m，井内水深，闸井井底标高为392.38m，进水闸井水面标高为 393.73m，超越管位于进水管顶 处，即超越管管底标高为 395.18m。由《水处理工程师手册》第566页表6.1.3选用HZJ5—I型闸门，其安装尺寸参数如下表3所示：
表3.HZJ5—I型闸门安装参数

Q
E
F(F1)
G(G1)
H
H1
d2
P
S
2500×2000
2780
1250
1125
285（265）
390
（370）
3320
1180

180
12
（4）启闭机的选择
由《水处理工程师手册》第566页表6.1.3查得选用 LOD型电手动两用启闭机。
3.2格栅
3.2.1格栅的作用及种类
格栅由一组或数组平行的金属栅条、塑料齿钩或金属网、框架及相关装置组成，倾斜安装在污水渠道、泵房集水井的进口处或污水处理厂的前端，用来截留污水中较粗大漂浮物和悬浮物，如纤维、碎皮、毛发、果皮、蔬菜、木片、布条、塑料制品等，防止堵塞和缠绕水泵机组、曝气器、管道阀门、处理构筑物陪睡设施、进出水口，减少后续处理产生的浮渣，保证污水处理设施的正常运行。
按照格栅形状，可分为平面格栅和曲面格栅；按照格栅净间距，可分为粗格栅（50-100mm）、中格栅（10-40mm）、细格栅（1.5-10mm）三种，平面格栅和曲面格栅都可以做成粗、中、细三种。
本工艺采用矩形断面中格栅和细格栅各一道，采用机械清渣，中格栅设在污水提升泵房之前，细格栅设在提升泵房之后。
3.2.2格栅的设计原则
（1）格栅的清渣方式有人工清渣和机械清渣，一般采用机械清渣；
（2）机械格栅一般不宜少于两台；
（3）过栅流速一般采用0.6-1.0m/s；
（4）格栅前渠道内的水流速度一般采用0.4-0.9m/s；
（5）格栅倾角一般采用；
（6）通过格栅的水头损失一般采用0.08-0.15m；
（7）格栅间必须设置工作台，台面应高出栅前最高设计水位0.5m，工作台上应有安全和冲洗设施；
（8）格栅间工作台两侧过道宽度不应小于0.7m，工作台正面过道宽度：人工清除不应小于1.2m，机械清除不应小于1.5m；
（9）机械格栅的动力装置一般宜设在室内，或采取其他保护设施；
(10)设计格栅装置的构筑物，必须考虑设有良好的通风措施；
（11）格栅间内应安装吊运设备，以利于进行格栅及其他设备的检修、栅渣的日常清理。。
3.2.3格栅的设计计算
3.2.3.1中格栅的计算
前面计算可知：max=0.794m3/s，计算草图8
（1）格栅间隙数

式中：
—栅条间隙数
Qmax—最大设计流量，m3/s；
—栅条间隙，m；
—栅前水深，m；
—污水流经格栅的速度，一般取0.6—1.0m/s；
a—格栅安装倾角，（°）
取中格栅栅前水深为=1，格栅栅条间隙=21mm，过栅流速=0.9m/s，格栅安装倾角a=60°，设置一台机械格栅，则格栅间隙数为：
则=40

图8 格栅示意图
（2）栅槽宽度

式中：
—栅槽宽度，m；
—栅条宽度，取S=0.01m；
—栅条间隙，取=0.02m
—栅条间隙数，=32个；
=m
（3）进水渠道渐部分长度

式中：
—进水渠道渐宽部分长度，m；
B1—进水渠道宽度，取B1=0.6m
a1—渐宽部分展开角度，取；

（4）出水渠道渐窄部分长度

（5）过栅水头损失
通过格栅的水头损失可以按下式计算：

式中：
—设计水头损失，m；
—计算水头损失，m；
—重力加速度，m/s2；
—系数，格栅受污堵塞时水头损失增大倍数，一般采用3；
—阻力系数，其值与栅条锻炼形状有关。
设格栅断面形状为锐边矩形

（6）栅后槽总高度
设栅前渠道超高，栅前水深，则
，取1.4m
（7）栅前槽高度

（8）栅槽总长度L

（9）每日产生的栅渣量

式中：
—每日栅渣量，
—单位体积污水栅渣量，，中格栅间隙为21，取=0.05
—生活污水总变化系数，=1.4

﹥0.02，宜采用机械清渣
格栅每日栅渣量
(10)中格栅及格栅除污机选型
中格栅选用链条式回转式格栅，它由驱动机构、主传动链轮轴、从动链轮轴、牵引链、齿耙、过力矩保护装置和机架等组成。驱动机构布置在栅体上部的左侧或右侧，通过安全保护装置将扭矩传给主传动链轮轴，主传动链轮轴两侧主动链轮使两条环形链条作回转运动，在环形链条上均布6～8块齿耙，齿耙间距与格栅栅距配合并插入栅片间隙一定深度，运行时齿耙栅片上的污物随齿耙上行，当齿耙转到格栅体顶部牵引链条换向时齿耙也随之翻转，格栅截留的栅渣脱落到工作平台上端的卸料处，由卸料装置将污物卸至输送机或集污容器中。
格栅除污机选用GH-1000链条回转式多耙格栅除污机，其规格及性能如下表3：
表4 GH-1000链条回转式多耙格栅除污机的规格和性能参数

型号
格栅宽度（）
格栅净距（mm）
安 装 角 a（）
过栅流速
（）
电动机功率（）
GH-1100
1100
20
60
0.9
0.75~2.2

3.2.3.2细格栅的计算
（1）格栅间隙数

式中各项字母代表的意义同前， 取细格栅栅前水深为1m，格栅栅条间隙b=10mm，过栅流速0.9m/s，格栅安装倾角a=60°，设置两台机械格栅，则每台格栅间隙数为：

（2）栅槽宽度

式中：
—栅槽宽度，m；
—栅条宽度，取=0.01m；
—栅条间隙，取=0.01m；
—栅条间隙数，=42个；
=m
（3）进水渠道渐部分长度

式中：
—进水渠道渐宽部分长度，m；
1—进水渠道宽度，取1=0.6m；
a1—渐宽部分展开角度，取；

（4）出水渠道渐窄部分长度

（5）过栅水头损失
通过格栅的水头损失可以按下式计算：

式中：
—设计水头损失，
—计算水头损失，
—重力加速度，/s2
—系数，格栅受污堵塞时水头损失增大倍数，一般采用3
—阻力系数，其值与栅条锻炼形状有关
设格栅断面形状为锐边矩形

（6）栅后槽总高度
设栅前渠道超高，栅前水深，则
，取1.6m
（7）栅前槽高度

（8）栅槽总长度L

（9）每日产生的栅渣量

式中：
—每日栅渣量，
—单位体积污水栅渣量，，细格栅间隙为10，取=0.1
—生活污水总变化系数，=1.4

﹥0.02，宜采用机械清渣
每台格栅每日栅渣量
（10）细格栅及格栅除污机的选择
选用两台XWB-Ⅲ-08-15背耙式格栅除污机，其性能如下表4所示：
表5 XWB-Ⅲ-08-15背耙式格栅除污机

型号
格栅宽度（mm）
耙齿有效长度(mm)
安装倾角()
提升质量(kg)
格栅间距(mm)
提升速度(m/min)
电机功率(KW)
XWB-Ⅲ-08-15
800
100
60
200
10
3
0.5

3.3沉砂池
3.3.1沉砂池的作用及类型
污水中的无机颗粒不仅会磨损设备和管道，降低活性污泥活性，而且会板积在反应池底部减小反应池有效容积，甚至在脱水时扎破率带损坏脱水设备。沉砂池的设置目的就是去除污水中泥砂、煤渣等相对密度较大的无机颗粒，以免影响后续处理的构筑物的正常运行。
常用的沉砂池的形式主要有平流式沉砂池、曝气沉砂池、旋流式沉砂池。平流式沉砂池是早期污水处理系统常用的一种形式，它具有截留无机颗粒效果较好、构造简单等有点，但也存在流速不易控制、沉砂中有机性颗粒含量较高、排砂常需要洗砂处理等缺点。旋流式沉砂池是利用机械力控制水流流态与流速、加速砂粒的沉淀并使有机物随流水带走的沉砂装置。曝气沉砂池在池的一侧通入空气，使污水沿池旋转前进，从而产生与主流垂直的横向恒速环流；曝气沉砂池还具有以下特点，通过调节曝气量，可以控制污水的旋流速度，使除砂效率较稳定，受流量的影响较小；沉砂中含有有机物量低于5%；由于池中舍友曝气设备，它还具有预报器、脱臭、除泡作用以及加速污水中油类和浮渣的分离等作用，这些特点对后续的沉淀池、曝气池、污泥消化池的正成运行以及对沉砂的最终处置提供了有利的条件。本设计中选用曝气沉砂池，其截面图如图9示。

图9曝气沉砂池示意图
1—空气干管 2—支管 3—扩散设备 4—头部支座
曝气沉砂池与细格栅合建，为地上式矩形钢筋硂机构，设为两格池子。

3.3.2曝气沉砂池的设计参数
（1）旋流速度应保持0.25~0.3m/s;
（2）水平流速为0.06~0.12m/s；
（3）最大流量时停留时间为1~3min；
（4）有效水深为2~3m，宽深比一般采用1~2；
（5）长宽比可达5，当池长比池宽大得多时，应考虑设计横向挡板；
（6）每立方米污水的曝气量为0.1~0.2m3空气，或3~5 m3/（m2·h）；
（7）空气扩散装置设在池的一侧，距池底约0.6~0.9m，送气管应设置调节气量的阀门；
（8）池子的形状应尽可能不产生偏流或死角，在集砂槽附近可安装纵向挡板；
（9）池子的进口和出口布置，应防止发生短路，进水方向应与池中旋流方向一致，出水方向应与进水方向垂直，并宜考虑设置挡板；
（10）池内应考虑设消泡装置。
3.3.3曝气沉砂池的设计计算
3.3.3.1池体的计算
（1）池子总有效容积V

式中：
—污水厂最大设计流量，=0.794m3/s
—最大设计流量时的流行时间，取t=2min

（2）水流断面的面积A

式中：
—污水厂最大设计流量，=0.794m3/s
—最大设计流量时的水平流速，取0.1 m/s
，取8m
（3）池总宽度

式中：
，取

（4）每格池子的单宽

式中：
—设计单格池子数，设两格池子=2

（5）校核宽深比
宽深比在1~2之间，符合要求
（6）池体长L

（7）校核长宽比
，符合要求
3.3.3.2曝气系统设计计算
运用鼓风曝气系统，鼓风设备采用穿孔管曝气，穿孔曝气管设置在集砂槽一侧，距池底0.8,距池壁0.5m，则穿孔管的淹没深度为。
（1）最大时所需空气量

式中：
—每立方米污水所需空气量，0.1~0.2m3空气/ m3污水，取0.2m3空气/ m3污水
/h=571.68 m3 / h
（2）平均时所需空气量

（3）鼓风机的风压计算

式中：
—鼓风机出口风压，kPa；
—扩散设备的淹没深度，换算成压力单位kPa，1mH20压力相当于9.8kPa，；
—扩散设备的风压损失，kPa，与充氧形式有关，一般取3~5kPa，取4kPa；
—输气管道的总风压损失，kPa，包括沿程风压损失和局部风压损失，可以通过计算确定，设管路压力损失为5.5kPa(管路计算略)。

（4）鼓风机的选择
由《给水排水设计手册（第二版）》第11册P470查知，选择RD—100型号罗茨鼓风机两台，其性能如下表6所示：
表6 罗茨鼓风机的性能
型号
口径（mm）
转速（r/min）
出口风压（kPa）
气 量
Q（m3/min）
轴功率LA（kW）
电动机功率（kW）
RD—100
100
1750
29.4
11.4
8.6
11

3.3.3.3沉砂室的计算
（1）沉砂部分所需容积

式中：
—城市污水沉砂量，m3/106m3，可按照106m3污水沉砂15~30m3计