北方某市污废水处理工程毕业设计 77页

目录摘要IABSTRCTII第一卷第一册设计说明书1第二卷第二册工程概算书50第三卷第三册图纸目录56参考文献58致谢59附录1外文参考文献（译文）60附录2外文参考文献（原文）6573n北方某市污废水处理工程摘要本设计为北方某市污废水处理厂的初步设计，要求污水处理厂出水按《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）的一级B标准排放。由于污水来源主要为生活污水，氮磷含量较高，由此设计中需要考虑到脱氮除磷。该厂二级生物处理主要采用A2/O处理工艺，主要构筑物为：泵前中格栅、提升泵房、细格栅、旋流沉砂池、平流式沉淀池、A2/O反应池、辐流式沉淀池、紫外线消毒渠。污泥处理构筑物有：重力浓缩池、污泥脱水机房等。污水厂设计方案为：污水处理流程：粗格栅→污水提升泵房→细格栅→旋流沉砂池→A2/O反应池→消毒接触池→排放；污泥处理流程：剩余污泥→浓缩池→贮泥池→污泥脱水机房→泥饼外运。关键词：污泥处理，A2/O工艺，脱氮除磷，73nABSTRCTThedesignforthepreliminarydesignofthenorthcitywastewatertreatmentplanteffluentfromasewagetreatmentplant,requirementsaccordingtothe"urbansewagetreatmentplantpollutantdischargestandard"(GB18918-2002)ofastandardBemission.Becausethesewageoriginatesismainlythesanitarysewage,thenitrogenphosphoruscontentishigh,fromthisdesignsneedstoconsiderthedenitrogenationeliminatesthephosphorus.Thisfactorysecond-levelbiologicaltreatmentmainlyusesa2/Oprocessingcraft,themainconstructionis:Beforethepump,thegrill,promotesthepumphouse,thethingrill,theeddysandcollector,theadvectiontypesedimentationpond,a2/Oresponsepond,thespokeclasstypesedimentationpond,theultravioletraydisinfectionditch.Thesludgetreatmentconstructionincludes:Gravityconcentrationbasin,sludgedewateringengineroomandsoon.Theprocessofthewastewaterplantthatthewasterwatertreatmentplantadoptedisasfollowing:Wastewatertreatmentprocess:middlebarscreen→pumpstation→finbarscreen→aerationdesiltingtank→A/Oprocess→disinfectionofcontactpool→measurementgroove→drain;Sludgehandlinganddisposalprocess:excessactivatedsludge→concentratedpool→sludgetank→machinedewatering→disposalofsludgecake.Keywords:sludgeconditioning；A2/Ocraf；Nitrogenandphosphorusremoval73n总目录第一卷第一册设计说明书第二卷第二册工程概算书第三卷第三册工程图73n北方某市污废水处理工程初步设计第一卷第一册设计说明书武汉科技大学城市学院设计研究所二零一三年五月（武汉）73n院长：总工程师：审定人：顾问总工：室主任：项目负责人：参加编制人员：73n目录第一卷第一册设计说明书11.设计任务及概况41.1设计任务及依据41.2设计水量及水质62城市污水处理方案的确定82.1确定污水处理方案82.2污水处理工艺流程方案介绍92.3工艺流程的确定132.4主要构筑物的选择132.5污泥处理工艺方案173．设计计算193.1格栅的设计193.2旋流沉砂池的设计273.3主体反应池的设计2873n3.4配水井的设计343.5辐流式二沉池的设计353.6接触消毒383.7浓缩池的设计413.8污泥贮泥池的设计423.9污泥脱水机房423.10构筑物尺寸结果及说明434高程计算464.1水头损失464.2标高计算474.3污水厂布置4873n1.设计任务及概况1.1设计任务及依据1.1.1设计任务北方某市污废水处理工程按照上级批准的设计任务书规定，完成某市的城市污水处理厂的设计。包括厂区内的污水处理工程、污泥处理工程以及其它附属建筑工程等。要求经过处理后的水能够达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》要求。1.1.2设计依据及原则1.1.2.1设计依据1、《污水综合排放标准》（GB8978-1996）2、《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）3、《城市污水处理厂污水污泥排放标准》（GJ3025-93）4、《城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准》（CJJ31-89）5、《城市污水处理及污染防治技术政策》6、《城市污水处理工程项目建设标准》7、废水水质水量资料某市城市人口60万，城市居民平均用水400L/人·d，日排放工业废水30000m3/d，具体水质资料如下：城市生活污水：CODCr400mg/L，BOD5200mg/L，SS200mg/L，NH4＋-N40mg/L，TP8mg/L，pH6~8；工业废水：CODCr800mg/L，BOD5350mg/L，SS400mg/L，NH4＋-N80mg/L，TP12mg/L，pH6~8。污水处理厂出水按《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）的一级B标准排放，主要排放指标为CODCr60mg/L，BOD520mg/L，SS20mg/L，TN20mg/L，NH4＋-N8mg/L，TP1mg/L。8、气象、水文与工程地质资料73n该市气候温和，地质条件较好。污水进水口管道标高116.00m，污水处理厂地面标高为124.00m，附近河流的最高水位为122.40m。1.1.2.2设计原则(1)执行国家关于环境保护的政策，符合国家地方的有关法规、规范和标准；(2)采用先进可靠的处理工艺，确保经过处理后的污水能达到排放标准；(3)采用成熟、高效、优质的设备，并设计较好的自控水平，以方便运行管理；(4)全面规划、合理布局、整体协调，使污水处理工程与周围环境协调一致；(5)妥善处理污水净化过程中产生的污泥固体物，以免造成二次污染；(6)综合考虑环境、经济和社会效益，在保证出水达标的前提下，尽量减少工程投资和运行费用。1.2设计水量及水质1.2.1设计水量1、平均污水量QP1的计算（1）生活污水量QP1的计箅（根据人口）QP1=Nq×0.8式中：N—人口数，60万人q一居民用水定额，北方某中型城市，q为400L/cap·d0.8—排放系数（0.8〜0.9），取0.8QP2=600000x400x0.8=192000m³/d（2）工业废水量：QP1=30000m³/d（3）平均日污水量Qp=QP1+QP2=192000+30000=226000m³/d为安全考虑设计水量采23万m³/d73n（4）最高口污水量Qmr=QP×K日=230000×1.1=253000m³/dQmax=QP×K总=230000×1.3=299000m³/d各水量见表1.1表1.1设计水量一览表项目设计水量m³/dm³/hm³/sl/s平均日流量2300009583.332.662662.0最高日流量25300010541.672.933182.9最高时流量29900012458.333.463460.71.2.2设计水质设计水质如表1.1所示。表1.1设计水质情况项目CODcrTPNH3-N入水（）220.27454.05227.038.5445.41出水（）20602018去除率（%）90.986.891.288.382.4进水水质1、BOD5（1）、生活污水的BOD5Cs=200mg/L（2）工业废水的BOD573n由资料可知：Cg=350mg/L（3）平均的BOD5Ca=（200×192000+350×30000）/222000=220.27mg/L2、COD（1）生活污水COD=400mg/L（2）工业废水COD=800mg/L（3）混合污水平均COD=（400×192000+800×30000）/222000=454.05mg/L3、SS（1）生活污水COD=200mg/L（2）工业废水COD=400mg/L（3）混合污水平均COD=（200×192000+400×30000）/222000=227.03mg/L4、TP（1）生活污水TP=8mg/L（2）工业废水COD=12mg/L（3）混合污水平均COD=（8×192000+12×30000）/222000=8.54mg/L5、NH3-N（1）生活污水COD=40mg/L（2）工业废水COD=80mg/L（3）混合污水平均COD=（40×192000+80×30000）/222000=45.41mg/L去除率E=（C0-Ce）/C0×100%式中：C0：进水浓度Ce：出水浓度2城市污水处理方案的确定73n2城市污水处理方案的确定2.1确定污水处理方案2.1.1确定污水处理方案的原则(a)城市污水处理应采用先进的技术设备，要求经济合理，安全可靠，出水水质好；保证良好的出水水质，效益高；(b)污水厂的处理构筑物要求布局合理，建设投资少，占地少；自动化程度高，便于科学管理，力求达到节能和污水资源化，进行回用水设计；(c)为确保处理效果，采用成熟可靠的工艺流程和处理构筑物；提高自动化程度，为科学管理创造条件；(d)污水处理采用生物处理，污泥脱水采用机械脱水并设事故干化厂；污水采用季节性消毒；(e)提高管理水平，保证运转中最佳经济效果；充分利用沼气资源，把沼气作为燃料；(f)查阅相关的资料确定其方案。2.1.2最佳的处理方案要体现以下优点：(a)保证处理效果，运行稳定；(b)基建投资省，耗能低，运行费用低；(c)占地面积小，泥量少，管理方便。2.2污水处理工艺流程方案介绍现阶段城市污水处理应用的多是生物处理系统，应用较多的工艺有A2/O、氧化沟，及传统活性污泥法，现对这三个工艺进行比较，选出最合适的工艺。2.2.1传统活性污泥法其工艺流程见图1。二沉池曝气池初沉池沉砂池格栅出水73n回流污泥剩余污泥图1传统活性污泥法工艺流程图活性污泥法处理城市污水的典型工艺，其特点是好氧微生物在曝气池中以活性污泥的形态出现，并通过鼓风机曝气供给微生物所必需的足够氧量，促使微生物生存和繁殖以分解污水中的有机物。混合液经沉淀分离后，其活性污泥大量被回流到曝气池中。生物氧化作用主要在这一级曝气程序中完成。该法一般BOD5污泥负荷率为0.2～0.4kgBOD5/kgMLSS·d，曝气池停留时间约为4～6h，水气比1:8。(1)主要特点：利用曝气池中的好氧微生物，依靠鼓风机曝气供给的氧来分解污水中的有机物。混合液进行沉淀分离，活性污泥回流到曝气池中去，原污水从池首端进入池内，回流污泥也同步注入，废水在池内呈推流形式流动至池的末端，流出池外至二沉池。(2)优点：(a)处理污水效果好，BOD5的去除率可达90%；(b)有丰富的技术资料和成熟的管理经验；(c)适宜处理大量污水，运行可靠，水质稳定。(3)缺点:(a)运行费用高，由于在曝气池的末端造成的浪费，故提高了运行成本；(b)基建费用高，占地面积大；(c)对外界条件的适应性差；(d)由于沉淀时间短和沉淀后碳源不足等情况，对于N、P去除率非常低，TN的去除率仅有20%的效果，NH3-N用于细胞合成只能除12—18%，P的去除率也很低。2.2.2氧化沟工艺其工艺流程图见图2二沉池氧化沟沉砂池格栅进水出水73n回流污泥剩余污泥图2氧化沟工艺流程图氧化沟是传统活性污泥法的变形工艺，其曝气呈封闭的沟渠形，由于污水和活性污泥混合在渠内呈循环流动，因此被称为“氧化沟”。氧化沟一般采用演示曝气，具有去除BOD5和脱氮的功能，采用机械曝气。由于氧化沟负荷很低，耐冲击负荷强，出水水质较好，污泥产量少且稳定，构筑物少，氧化沟可以按脱氮设计，也可以略加改进实现脱氮除磷。20世纪90年代中期，氧化沟工艺因其良好的脱氮效果并且无需沉淀池开始被推广，此时期建设的大型污水处理厂项目基本上采用氧化沟工艺。近几年来，国内对各种类型氧化沟工艺的除磷脱氮效果、设计、充氧设备及运行控制等方面进行了大量的研究。对多种氧化沟都进行了一定的革新，如carrousel氧化沟由第一代的普通的carrousel氧化沟发展为具有脱氮除磷功能的carrousel2000型氧化沟，后又发展为第三代的carrousel3000型氧化沟。国内许多污水处理厂使用的情况证明，氧化沟工艺是一种工艺流程简单、管理方便、投资省、运行费用低、工艺稳定性高的污水处理技术，目前国内较多采用的氧化沟主要有orbal氧化沟、carrousel氧化沟、T型氧化沟、DE型氧化沟、一体化氧化沟等。氧化沟工艺的优点：(a)氧化沟内循环流量很大，进入沟内的原污水立即被大量的循环水所混合和稀释，因此具有很强的承受冲击负荷的能力，对不易降解的有机物也有较好的处理效果。(b)处理效果稳定可靠，不仅可满足BOD5、SS的排放标准，还可以达到脱氮除磷的效果。(c)由于氧化沟的水力停留时间和泥龄都很长，悬浮物、有机物在沟内可获得较彻底的降解；承受水质、水量、水温能力强，出水水质好。氧化沟工艺的缺点：73n氧化沟运行管理费用高；氧化沟沟体占地面积大；当污水离开曝气区后，溶解氧浓度降低，有可能发生发硝化反应。2.2.3A2/O工艺A2/O工艺流程见图3：厌氧池初沉池沉砂池格栅进水回流混合液缺氧池好氧池二沉池出水剩余污泥回流污泥图3A2/O工艺流程图传统A²/O法是目前普遍采用的同时脱氮除磷的工艺，它是在传统活性污泥法的基础上增加一个缺氧段和一个厌氧段。污水首先进入厌氧池与回流污泥混合，在兼性厌氧发酵菌的作用下，废水中易生物降解的大分子有机物转化为vfas这一类小分子有机物。聚磷菌可吸收这些小分子有机物，并以聚β羟基丁酸（phb）的形式贮存在体内，其所需要的能量来自聚磷链的分解。随后，废水进入缺氧区，反硝化菌利用废水中的有机基质对随回流混合液而带来的NO—3进行反硝化。废水进入好氧池时，废水中有机物的浓度较低，聚磷菌主要是通过分解体内的聚β羟基丁酸（phb）而获得能量，供细菌增殖，同时将周围环境中的溶解性磷吸收到体内，并以聚磷链的形式贮存起来，经沉淀以剩余污泥的形式排出系统。好氧区的有机物浓度较低，这有利于好氧区中自养硝化菌的生长，从而达到较好的硝化效果。(1)主要特点:(a)本工艺在系统上可以称为最简单的同步脱N除P工艺，总的水力停留时间少于其他同类工艺；(b)在厌氧（缺氧）、好氧交替运行条件下，丝状菌不能大量增殖，无污泥膨胀之虑，SVI73n值一般均小于100；(c)污泥中含P浓度高，一般为2.5%以上，具有很高的肥效；(d)运行中无需投药，两个A段只用轻缓搅拌，以不增加溶解氧为度，运行费用低；(e)厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同种类微生物菌群的有机配合，能同时具有去除有机物、脱N除P的功能；2.2.4结论综上所述，考虑到经济上的投入及管理的方便，同时兼有较好的脱氮除磷功能，本次设计中采用A2/O工艺。2.3工艺流程的确定本设计的工艺流程图见图4：上清液栅渣剩余污泥内回流污水中格栅细格栅提升泵房沉砂池厌氧反应器辐流式沉淀池接触池达标排放栅渣压干机砂水分离器栅渣回流污泥栅渣压干机缺氧反应器好氧反应器机械浓缩消化机械脱水最终处置加氯间图4设计A2/O工艺流程图2.4主要构筑物的选择2.4.1格栅73n格栅由一组平行的金属栅条或筛网组成，安装在污水管道、泵房、集水井的进口处或处理厂的端部，用以截留较大的悬浮物或漂浮物，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷。截留污物的清除方法有两种，即人工清除和机械清除。大型污水处理厂截污量大，为减轻劳动强度，一般应用机械清除截留物。2.4.2沉砂池沉砂池的功能是去除比重较大的无机颗粒。沉砂池一般设于泵站倒虹吸管前，以便减轻无机颗粒对水泵、管道的磨损；也可设于初沉池前，以减轻沉淀池负荷及改善污泥处理构筑物的处理条件。沉砂池的形式，按水流方向的不同可分为平流式、旋流式、曝气沉砂池三类。(1)平流沉砂池优点：沉淀效果好，耐冲击负荷，适应温度变化。工作稳定，构造简单，易于施工，便于管理。缺点：占地大，配水不均匀，易出现短流和偏流，排泥间距较多，池中约夹杂有15%左右的有机物使沉砂池的后续处理增加难度。(2)旋流沉砂池优点：适应流量变化能力强；水头损失小，典型的损失值仅6mm；细砂粒去除率高，140（0.104mm）目的细砂也可达73%；动能效率高。缺点：砂斗内砂子因被压实而抽排困难，往往需高压水泵或空气去搅动，空气提升泵往往不能有效抽排砂粒。(3)曝气沉砂池优点：克服了平流沉砂池的缺点，使砂粒与外裹的有机物较好的分离，通过调节布气量可控制污水的旋流速度，使除砂效率较稳定，受流量变化影响小，同时起预曝气作用，其沉砂量大，且其上含有机物少。缺点：由于需要曝气，所以池内应考虑设消泡装置，其他型易产生偏流或死角，并且由于多了曝气装置而使费用增加。73n基于以上三种沉砂池的比较，曝气沉砂池除砂效果较好，但对生物脱氮除磷系统的厌氧段或缺氧段存在不利影响，因此选择除砂效果好的旋流沉砂池。2.4.3沉淀池（二沉池）二沉池设在生物处理构筑物的后面，用于沉淀去除活性污泥。沉淀池主要有以下几种形式:(1)平流沉淀池平流沉淀池的优点包括:(a)沉淀效果好；(b)耐冲击负荷和温度的变化适应性强；(c)施工容易，造价低。它的主要缺点为：(a)池子配水不均匀；(b)采用多斗排泥时，每个泥斗需要单设排泥管各自排泥，操作量大。适用条件:适用于大、中、小型污水处理厂；适用于地下水位较高和地质条件较差的地区。(2)辐流式沉淀池辐流式沉淀池的优点包括：(a)多为机械排泥，运行较好，管理较简单；(b)排泥设备已趋定型。它的主要缺点为：(a)池内水速不稳定，沉淀效果较差；(b)机械排泥设备复杂，对施工质量要求高。适用条件：适用于大、中型污水处理厂；适用于地下水位较高的地区。(3)竖流式沉淀池竖流式沉淀池的优点包括：(a)排泥方便，管理简单；(b)占地面积较小。73n它的主要缺点为：(a)池子深度大，施工困难；(b)对冲击负荷和温度变化的适应性能力较差；(c)造价较高；(d)池径不宜过大，否则布水不均匀。适用条件：适用于处理水量不大的小型污水处理厂。(4)斜板（管）沉淀池斜板（管）沉淀池的优点包括：(a)沉淀效率高，停留时间短；(b)占地面积小。它的主要缺点为：(a)用于二沉池时，当固体负荷较大时其处理效果不太稳定，耐冲击负荷的能力较差；(b)运行管理成本高。综上所述，四种沉淀池的优缺点比较，并结合本设计的具体情况：设计水量较大，不宜采用竖流式沉淀池；由于斜板（管）式沉淀池运行成本较高，也不做采用；由于平流沉淀池管理运行较为繁琐，运行成本高，也不做采用；对于辐流式沉淀池现在的技术也已经成熟，且刮泥机械的技术也已经基本完善，可以保证良好的出水效果，并且运行管理简单。本工程二沉池采用中心进水、周边出水的辐流式沉淀池。2.4.4消毒目前国内外的污水处理厂常用的消毒方法有：紫外线消毒法、漂白粉消毒、臭氧消毒法、次氯酸钠消毒法、氯片消毒法以及液氯消毒法等。（1）紫外线优点：是紫外线照射与氯化共同作用的物理化学方法，消毒效率高。缺点：紫外线照射灯具货源不足，技术数据较少。适用条件：适用于小型污水处理厂。（2）漂白粉73n优点：投加设备简单，价格便宜。缺点：同氯缺点外，尚有投量不准确，溶解调制不便，劳动强度大。适用条件：适用于消毒要求不高或间断投加的小型污水处理厂。（3）臭氧优点：消毒效率高，并能有效地降解污水中残留的有机物、色、味等，污水PH、温度对消毒效果影响很小，不产生难处理的或生物及类型残余物。缺点：投资大、成本高，设备管理复杂。适用条件：适用于出水水质较好，排入水体卫生条件要求高的污水处理厂。（4）次氯酸钠优点：用海水或一定浓度的盐水，由处理厂就地自制电解产生消毒剂，也可买商品次氯酸钠。缺点：需要有专用次氯酸钠电解设备和投配设备。适用条件：适用于边远地区，购液氯等消毒剂困难的小型污水处理厂。（5）氯片优点：设备简单，管理方便，只需定时清理消毒器内残渣及补充氯片，基建费用低。缺点：要用特制氯片及专用消毒器，消毒水量小。适用条件：适用于医院、生物制品所等小型污水处理站。（6）液氯优点：效果可靠、投配设备简单、投量准确、价格便宜。缺点：氯化形成的余氯及某些含氯化合物低浓度时对水生物有毒害，当污水含工业废水比例大时，氯化可能生成致癌物质。适用条件：适用于大、中规模的污水处理厂。（7）结论由上述比较可知，并根据本设计污水处理厂实际情况，采用液氯消毒比较合适。73n2.5污泥处理工艺方案2.5.1污泥的处理要求污泥生物处理过程中将产生大量的生物污泥，有机物含量较高且不稳定，易腐化，并含有寄生虫卵，若不妥善处理和处置，将造成二次污染。因此，污泥的处理要达到一定的要求。污泥处理要求如下：①减少有机物，使污泥稳定化；②减少污泥体积，降低污泥后续处置费用；③减少污泥中有毒物质；④利用污泥中有用物质，化害为利；⑤因选用生物脱氮除磷工艺，故应避免磷的二次污染。2.5.2污泥处理工艺流程的选择常用的污泥处理工艺流程如下：①生污泥→浓缩→消化→机械脱水→最终处置②生污泥→浓缩→机械脱水→最终处置③生污泥→浓缩→消化→机械脱水→干燥焚烧→最终处置④生污泥→浓缩→自然干化→堆肥→农田由于污水量大，产生的污泥较多，不稳定，不易采用农田处置方式，干燥焚烧方式没有必要，因此综合比较各处理工艺选用第一种方案（生污泥→浓缩→消化→机械脱水→最终处置）较好。其中污泥浓缩，脱水有两种方式选择，污泥含水率均能达到80%以下。（1）方案一:污泥机械浓缩、机械脱水；（2）方案二:污泥重力浓缩、机械脱水。方案比较:项目方案一方案二73n主要构筑物1.污泥贮泥池2.浓缩、脱水机房3.污泥堆棚1.污泥浓缩池2.脱水机房3.污泥堆棚主要设备1.污泥浓缩设备2.加药设备1.浓缩池刮泥机2.脱水机3.加药设备占地面积小大絮凝剂总用量3.0-4.0kg/TDs≤4.0kg/TDS对环境的影响无大的污泥敞开式构筑物，对周围环境影响小污泥浓缩池露天布置，气味难闻，对周围环境影响大总土建费用小大总设备费用一般稍大剩余污泥中磷的释放无有由表可见方案一优于方案二，因此本工程污泥处理工艺选用污泥机械浓缩，机械脱水。3．设计计算3.1格栅的设计3.1.1设计参数每日栅渣量大于0.2m3,一般应采用机械清渣。过栅流速一般采用0.6～1.0m/s。格栅前渠道内的水流速度一般采用0.4～1.5m/s。格栅倾角一般采用45°～75°。通过格栅的水头损失，粗格栅一般为0.2m，细格栅一般为0.3～0.4m。73n3.1.2格栅设计计算示意图格栅计算图见图5。图5格栅计算图3.1.3中格栅的设计计算格栅斜置于泵站集水池进水处，采用栅条型格栅，设2组相同型号的格栅，渠内栅前流速v1=1.3m/s，过栅流速v2=0.9m/s，格栅间隙为b=40mm，采用机械清渣，格栅安装倾角为70°。（1）栅前水深h日平均设计流量：m3/s则最大日设计流量：Qmax=Qd×Kz=1.73×1.3=3.46m3/s73n每座格栅的流量为：Qmax/2=1.73m3/s根据最优水力断面公式：计算得：m∴栅前水深h=B1÷2=0.83m（2）条间隙数n式中：n——栅条间隙数，个；Qmax——最大设计流量，m3/s；α——格栅倾角度；b——栅条净间隙，粗格栅b＝50～100mm，中格栅b＝10～40mm，细格栅b＝3～10mm；v2——过栅流速，m/s。将数值代入上式：则每组格栅的栅条数：条（3）槽宽度BB=S（n-1）+bn式中：B——栅槽宽度，m；S——栅条宽度，m,取0.01m；n——栅条间隙数，个；b——栅条净间隙，粗格栅b＝50～100mm，中格栅b＝10～40mm，细格栅b＝3～10mm。73n将数值代入上式：B=S（n-1）+bn＝0.01×(56-1)+0.04×56=2.79m（4）水渠道渐宽部分的长度L1设进水渠道宽B1=1m，渐宽部分展开角α1=20°.则进水渠道渐宽部分长度：（5）槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度L2=L1÷2=0.8m（6）栅水头损失h1h1=kh0其中：h1——过栅水头损失，m；h0——计算水头损失，m；g——重力加速度，9.81m/s2；k——系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增大的倍数，一般k=3；ξ——阻力系数，与栅条断面形状有关，，当为矩形断面时，β=2.42则有mH1=3×h0=0.03m（7）栅后槽总高度H设栅前渠道超高h1=0.3m，栅前槽高H1=h+h1=0.82+0.3=1.12mH=h+h1+h2=1.12+0.03=1.15m（8）槽总长度L73nL=L1+L2+0.5+1.0+＝1.6+0.8+0.5+1.0+=6.98m（9）日栅渣量W式中：W——每日栅渣量，m3/d；W1——栅渣量，（m3/103m3污水）取0.1～0.01；粗格栅用小值，细格栅用大值，中格栅用中值；此设计取W1=0.05m3/(103m3污水)则m3/d，采用机械清栅。（10）中格栅选用根据格栅的间距、宽度在《环保设备选用手册（水）》查得采用HZ型回转式格栅除污机，主要参数见表3-1：表3-1HZ回转式格栅除污机的主要技术参数型号格栅间隙（mm）删条有效宽度（mm）框总宽度（mm）格栅并宽（mm）电机功率（kw）生产厂HZ220040220024301.62.2唐山清源环保机械公司3.1.4污水提升泵站（包括调节池）(1)设计说明污水处理系统简单，对于新建污水处理厂，工艺管线可以充分优化，故污水只考虑一次提升。污水经提升后入曝气沉砂池。然后自流进入各工艺池，设计流量Qmax=3.46m3/s。（2）搅拌机为防止泥砂等杂质沉淀于调节池，在调节池内设搅拌机。采用江苏天雨环保集团有限公司生产的ZJ1000型搅拌机。该产品具有结构紧凑，操作方便，搅拌效果好等特点。功率为0.75Kw/台。73n（3）提升泵调节池内设立式潜污泵200QW300-7型3台，两用一备，潜水泵单台能力为3.00m3/s，扬程10m，出水口径200mm，转速1460r/min，轴功率6.81Kw，配用功率11Kw，泵效率81.8%，重量为380kg。（4）设计选型污水经消毒池处理后排入市政污水管网，附近河流的最高水位为122.40m，污水进水口管道标高116.00m，污水处理厂地面标高为124.00m，污水总提升流程为4.30m，采用立式污水污物泵，单台提升流量为1667m3/h。所以采用400NWL1760-7.5型立式污水污物泵，5用1备。该泵提升流量为1760m3/h，效率为75%，转速为590r/min，功率为45kw，占地面积（7×3）m2。（5）提升泵房电机、电控柜、电磁流量计显示器室内安装，另外考虑一定检修空间。提升泵房占地面积为（7×3+7×8）=77m2，其中工作间的面积为7×8=56m2。3.1.5细格栅细格栅的设计计算图如6：图6细格栅计算图73n格栅斜置于泵站集水池进水处，采用栅条型格栅，设2组相同型号的格栅，渠内栅前流速v1=0.9m/s，过栅流速v2=1.0m/s，格栅间隙为b=10mm，采用机械清渣，格栅安装倾角为60°。（1）栅前水深h日平均设计流量：m3/s则最大日设计流量：Qmax=Qd×Kz=2.66×1.3=3.46m3/s每座格栅的流量为：Qmax/2=1.73m3/s根据最优水力断面公式：计算得：m∴栅前水深h=B1÷2=0.82m（2）条间隙数n式中：n——栅条间隙数，个；Qmax——最大设计流量，m3/s；α——格栅倾角度；b——栅条净间隙，粗格栅b＝50～100mm，中格栅b＝10～40mm，细格栅b＝3～10mm；v2——过栅流速，m/s。将数值代入上式：则每组格栅的栅条数：条（3）格栅槽总宽度73nB=S(n-1)+bn=0.01×195+0.01×196=3.91m(4)水渠道渐宽部分的长度L1设进水渠道宽B1=1.63m，渐宽部分展开角α1=20°则进水渠道渐宽部分长度：m(5)槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度L2=L1÷2=1.55m(6)过栅水头损失则mh2=3×0.016=0.048m（7）栅后槽总高度H设栅前渠道超高h1=0.3m，栅前槽高H1=h+h1=0.79+0.3=1.09mH=h+h1+h2=0.79+0.3+0.30=1.39m（8）槽总长度LL=L1+L2+0.5+1.0+＝3.15+1.55+0.5+1.0+=9.28m（9）日栅渣量Wm3/d其中W1取0.07m3/(103m3污水)。采用机械清栅。（10）细格栅的选用根据格栅的间距、宽度在《环保设备选用手册（水）》查得采用XHG型回转式格栅清污机，主要参数见表3-2：表3-2XHG型回转式格栅清污机主要技术参数73n型号格栅宽度(mm)格栅净距（mm）设备总宽度（mm）过水流量生产厂XHG-2600260010305011.29江苏一环集团公司3.2旋流沉砂池的设计根据处理污水量为23万吨/天即2662.0L/S，设2组旋流沉砂池，则每组流量为：Qmax÷2=1331L/S.选定型号为1400的钟式旋流式沉砂池.该沉砂池的特点是：在进水渠末端设有能产生池壁效应的斜坡，另砂粒下沉，沿斜坡流入池底，并设有阻流板，以防止紊流；轴向螺旋桨将水流带向池心，然后向上，由此形成了一个涡形水流，平底的沉砂分选区能有效的保持涡流形态，较重的砂粒在靠近池心的一个环行孔口落入集砂区，而较轻的有机物由于螺旋桨的作用而与砂粒分离，最终引向出水渠。沉砂用的砂泵经砂抽吸管、排砂管清洗后排除，清洗水回流至沉砂区。表3-3钟式沉砂池型号及尺寸型号流量/(L/S)ABCDEFGHJKL140013314.871.51.002.000.402.201.000.510.600.801.8573n旋流沉砂池计算图见图3-3：图7旋流沉砂池3.3主体反应池的设计3.3.1设计参数（1）BOD5污泥负荷Ua：取0.1KgBOD5/kgMLSS·d（2）污泥浓度Xa：3.0g/L=3000mg/L（3）污泥龄θc：15d（4）污泥产率Y：0.5KgVSS/kgBOD53.3.2设计计算（1）计算曝气池的容积按污泥负荷计算，有：式中：Ls——活性污泥负荷，为0.1KgBOD5/kgMLSS·d；Q——与曝气时间相当的平均进水流量，m3/d；S0，Se——曝气池进出水的平均BOD5值，分别为220mg/L和20mg/L；73nX——曝气池混合液污泥浓度，为3000mg/L；按污泥泥龄计算：式中，Kd为内源代谢系数，取0.08d-1；Y=0.5KgVSS/kgBOD5经过计算，取曝气池容积154000m3。设2组，每组体积为：154000÷2=77000m3（2）计算曝气池的水力停留时间各段水力停留时间和容积：厌氧：缺氧：好氧=1：1：3厌氧池水力停留时间,池容。缺氧池水力停留时间，池容。好氧池水力停留时间,池容。（3）计算每天排除的剩余污泥量按表观污泥产率计算：式中：——每日增长的挥发性活性污泥量，kg/d；Yobs——净产率系数。计算总排泥量：按污泥泥龄计算：73n=30800kg按排放湿污泥量计算：剩余污泥含水率按99.2%计算，每天排放湿污泥量：，（4）计算污泥回流比R：曝气池中悬浮固体（MLSS）浓度：3000mg/L，回流污泥浓度：10000mg/L，（5）反应池主要尺寸反应池容积V=154000m3,设反应池2组，单池容积为：77000m3。有效水深h取7.0m。单组有效面积:采用5廊道式推流式反应池，廊道宽取b=20m单组反应池长L=S单/(5b)=11000.0/(10×12)=110m校核：b/h=12/7=1.7（满足b/h=1~2）L/b=5.5（满足L/b=5~10）取超高为1.0m，则反应池总高:H=7.0+1.0=8.0m（6）反应池进、出水系统计算①进水管单组反应池进水管设计流量：Q1=Q/2=11.5×104m3/d=1.331m3/s，取管道流速V=0.9m/s则管道过水断面面积A=Q1/V=1.331/0.9=1.47m2,管径，取管径DN=1400mm。73n②回流污泥管单组反应池回流污泥管设计流量取管道流速V=0.9m/s管道过水断面面积管径，取进水管管径DN1000mm③进水井反应池进水孔尺寸：进水孔过流量Q=(1+R)=（1+42%）×1.331=1.89m3/s取孔口流速v=0.6m/s孔口过水断面面积A=Q2/V=1.89/0.6=3.2m2孔口尺寸取为2m×1.6m，进水井平面尺寸取为3.2m×3.2m④出水堰及出水井按矩形堰流量公式计算：式中：R内——混合液回流比，取200%；b——堰宽，b=8m；H——堰上水头。由于Q3=(1+R+R内)=（1+43%+200%）×1.331=4.67m3/s，得出：出水孔流量Q4=Q3=4.67m3/s，取孔口流速v=0.9m/s;则孔口过水断面面积A=Q4/v=4.67/0.9=5.2m273n孔口尺寸取2.5m×2.08m，出水井平面尺寸为3m×2.5m⑤出水管反应池出水管设计流量Q5=Q1=1.331m3/s,取管道流速v=0.9m/s管道过水断面面积A=Q5/v=1.331/0.9=1.48m2管径,取管径DN=1400mm（7）曝气池的需氧量：（8）空气量计算如果采用鼓风曝气，曝气池有效水深为7.0m，曝气扩散器安装距池底0.2m,则扩散器上静水压为6.8m,其他相关参数选择：α值取0.7，β值取0.95，ρ=1，曝气设备堵塞系数F取0.8，采用管式微孔扩散设备，EA=18%，扩散器压力损失4KPa,20℃水中溶解氧饱和度为9.17mg/L。扩散器出口处绝对压力：空气离开曝气池面时，气泡含氧体积分数为：20℃时曝气池混合液中平均氧饱和度为：将需氧量换算为标准条件下充氧量：73n曝气池供气量为：（9）厌氧池设备选择（以单组反应池计算）厌氧池设导流墙，将厌氧池分成3格，每格内设潜水搅拌机1台。厌氧池有效容积V厌=110×20×8=17600m3（10）缺氧池设备选择（以单组反应池计算）缺氧池设导流墙，将缺氧池分成3格，每格内设潜水搅拌机1台。缺氧池有效容积V缺=110×20×8=17600m3（11）污泥回流设备污泥回流比R=43%污泥回流量QR=RQ=0.43×230000=98900m3/d=4121m3/h设回流污泥泵房2座，内设3台潜污泵（2用1备）单泵流量:水泵扬程根据竖向流量确定（12）混合液回流设备①混合液回流泵混合液回流比R内=200%混合液回流量QR=R内Q=2×230000=460000m3/d=19200m3/h设混合液回流泵房2座，内设5台潜污泵（4用1备）单泵流量②混合液回流管73n回流混合液由出水井重力流至混合液回流泵房，经潜污泵提升后送至缺氧段首端。混合液回流管设计流量泵房进水管设计流速采用v=1.8m/s管道过水断面积管径取进水管管径DN1400mm③泵房压力出水总管设计流量Q7=Q6=2.66m3/s设计流速采用v=1.8m/s管道过水断面积管径取进水管管径DN1400mm3.4配水井的设计3.4.1设计参数水力配水设施基本的原理是保持各个配水方向的水头损失相等。配水渠道中的水流速度应不大于1.0m/s，以利于配水均匀和减少水头损失。3.4.2设计计算⑴进水管管径D1配水井进水管的设计流量为Q=230000/24=9584m3/h,当进水管管径D1=1600mm时，查水力计算表，得知v=1.0m/s，满足设计要求。⑵矩形宽顶堰73n进水从配水井底部中心进入，经等宽度堰流入4个水斗再由管道接入4座后续构筑物，每个后续构筑物的分配水量为q=9584/4=1597.3m3/h。配水采用矩形宽顶溢流堰至配水井。(3).堰上水头H因单个出水溢流堰的流量为q=9584/6=1597.3m3/h=444L/s，一般大于100L/s采用矩形堰，小于100L/s采用三角堰，所以，本设计采用矩形堰（堰高h取0.5m）。矩形堰的流量公式为：式中：q——矩形堰的流量，m3/s；H——堰上水头，m；b——堰宽，m，取堰宽b=1.2m；mo——流量系数，通常采用0.327～0.332，取0.33。则(4)堰顶厚度根据有关实验资料，当2.5<<10时，属于矩形宽顶堰。取B=1.2m，这时，符合要求。所以，该堰属于矩形宽顶堰。（5）配水管管径D2设配水管管径D2=900mm,流量q=9584/6=1597.3m3/h=444L/s，查水力计算表，得知v=0.85m/s。（6）配水漏斗上口口径按配水井内径的1.5倍设计，D=1.5×D1=1.5×1600=2400mm3.5辐流式二沉池的设计辐流式二沉池计算图如图8：73n图8辐流式二沉池计算图3.5.1设计参数池子直径与有效水深之比宜为6～12。池子直径不宜小于16m。池底坡底不宜小于0.05。3.5.2设计计算⑴每座沉淀池表面积A1和池径Dm2,取D=53m式中：Qmax——最大设计流量，m3/h；73nA1——每池表面积，m2；D——每池直径，m；n——池数；q0——表面水力负荷，m3/(m2.h)。取q0=1.5m3/(m2.h)，n=4座。（2）有效水深h2h2=q0t=1.5×3=4.5m式中：H2——有效水深，m；t——沉淀时间，取3hD/h2=53/4.5=11.7,符合要求。（3）沉淀池总高低HH=h1+h2+h3+h4+h5式中：H——总高度，m；h1——保护高，取0.3m；h2——有效水深，m；h3——缓冲层高，m，非机械排泥时宜为0.5m；机械排泥时，缓冲层上缘宜高出刮泥板0.3m；h4——沉淀池底坡落差，m；h5——污泥斗高度，m。设池底进向坡度为0.05，污泥斗底部直径r2=1m，上部直径r2=2m，倾角60°。污泥斗容积:其中h5=(r1－r2)tanα＝(2-1)tan60=1.7m73n则坡底落差h4=(R-r1)×0.05=(20-2)×0.05=0.9，R=D/2。因此，池底可贮存污泥的体积为:m3共可贮存污泥体积为：V1+V2=12.64+313.69=326.15m3又式中：Qmax——最大设计流量；15000÷24×1.3=8125m3/hc0,c1——沉淀池进水和出水的悬浮固体浓度，mg/L；γ——污泥容重，kg/m3，含水率在95%以上时，可取1000kg/m3；p0——污泥含水率，%T——两次拍你的时间间隔，取2h。326.15m3>54.54m3,达到要求。沉淀池总高度:H=h1+h2+h3+h4+h5=0.3+3.75+0.3+0.9+1.7=6.95m（4）沉淀池周边高度沉淀池周边高度为：h1+h2+h3=0.3+3.75+0.3=4.35m3.6接触消毒城市污水经处理后，水质已经改善，细菌含量也大幅度减少，但其绝对值仍很可观，并有存在病原菌的可能。因此，污水排放水体前应进行消毒。本设计采用液氯消毒，其效果可靠，投配设备简单，投量准确，价格便宜，适用于大、中型规模的污水处理厂。接触池计算图如图9：73n图9接触池计算图3.6.1设计参数(1)接触时间：T=30min,并保证余氯不少于0.5mg/L；(2)设一组接触池，池型选廊道式矩形接触池；(3)平均水深：h=2.5m；(4)格板间距：b=4m；(5)池底坡度：I=2‰—3‰；(6)排泥管：D=150mm。(7)加氯量为5-10mg/L污水，污水在池中的流速大于0.06m/s；(8)贮备氯量按20d计算。3.6.2设计计算（1）接触池容积：式中：Qmax——最大设计流量，为3.46m3/s；T——水力停留时间，s。（2）水流速度73n满足流速要求。（3）表面积(4)廊道总宽及接触池长度隔板采用8个，则廊道总宽为：B=8b=8×4=32m接触池长度为：L=A/B=2491.2/32=39m（5）池总高：取水头损失h2=0.3m,则池总高：H=h+h2=2.5+0.3=2.8m3.6.3加氯机的选择二级污水处理厂处理后的污水量为6—15mg/L，本设计取6mg/L，则总的加氯量为：15×104×6×10-3=900kg/d=37.5kg/h加氯机选用ZJ-1型转子加滤机2台，其中一用一备。其规格性能见表3-4：表3-4ZJ-1型转子加滤机性能参数表型号加氯量（kg/h）适用水压力(kg/cm2)外形尺寸长×宽×高（mm）净重（g）生产厂ZJ-15-451-2.5650×310×100040上海市自来水公司给水工程服务所3.6.4氯库及加氯间的设计(1)液氯的储备量：按运输及保存条件以15—30d计，取20d。则20d的需氯量为：900×20=18000kg(2)氯瓶的选择：73n选用焊接液氯钢瓶Lp800-1，容重1000kg，其阀门型号为QF-10ZG，需氯瓶的个数:n=18000÷10=18本设计选用20个氯瓶，其中2个备用。(3)加氯间：加氯间采用与氯库合建，尺寸定为：L×B=15×9m。3.7浓缩池的设计在前面已经算出日产剩余污泥量为：q=3850m3/d(1)浓缩池面积A根据查固体通量经验值，污泥固体通量选用30kg/(m2.d)。则浓缩池面积A：式中：Q——污泥量，m3/d；C0——污泥固体浓度，由于污泥浓度为99.2%，因此C0=0.8%；G——污泥固体通量。（2）浓缩池直径设计采用n=2个圆形辐流池。单池面积A1=A/n=1026.7/2=513.4m2浓缩池直径：取直径D为26m。（3）浓缩池深度取浓缩时间T=15h；则浓缩池工作部分的有效水深：73n超高h1=0.3m，缓冲层高度h3=0.3m，浓缩池设机械刮泥，池底坡度i=0.05,污泥斗下底直径D1=1.0m，上底直径D2=2.4m。池底坡度造成的深度：污泥斗高度：则浓缩池深度：H=h1+h2+h3+h4+h5=0.3+2.3+0.3+0.59+1.2=4.69m3.8污泥贮泥池的设计设贮泥池两座，每座设计进泥量为QW=3850÷2=1925m3/d取贮泥时间T=12h单个池容：V=QWT=1925×12÷24=962.5m3将贮泥池设计为正方形，其L×B×H=12m×18m×5m3.9污泥脱水机房本设计采用带式压滤机机械脱水。机械加压过滤的特点是整个压滤机是密封的，过滤压力一般为4-5Kg/cm2,城市消化污泥在加压过滤脱水前一般应进行淘洗并投加混凝剂。带式压滤机的优点是：滤带可以回旋，脱水效率高，噪音小，能源消耗省，附属设备少，操作管理方便。（1）浓缩后污泥量：浓缩后污泥含水率设为98%，则每天浓缩后的污泥量：（2）脱水工艺污泥脱水主要采用机械压缩方法，采用聚炳烯酰胺作为脱水剂，投加量为3%，脱水剂用量为：以压滤脱水后产生的污泥含水率为70%计，73n则每天压滤脱水产生的污泥量为：每小时压滤脱水产生的污泥量:（1）设5台带式压滤机，4用1备则单台压滤机的生产能力为4.28÷4=1.07m3/h（2）压滤机的选用根据单台压滤机的生产能力为1.07m3/h、污泥含水率为98％，在《环保设备选用手册（水）》上查得采用DYQ500B型带式压榨过滤机，2用1备，其性能参数如下：表3-5DYQ型带式压榨过滤机主要技术参数型号带宽（mm）处理量（m3/h）功率（kw）冲洗耗水量（m3/h）冲洗水压（Mpa）气压（MPa）DYQ500B5000.8-31.1≥4≥0.40.3-0.53.10构筑物尺寸结果及说明表3-6各个构筑物尺寸及说明序号类型尺寸选型及备注1中格栅栅前水深h=0.83m栅槽宽度B=2.79m栅后总高H=1.15m栅槽总长L=6.98m每日栅渣量W=5.75m3/d1.共2组格栅，一组备用。2.选用2台HZ2200回转式格栅除污机，功率为2.2KW。73n2提升泵房7m×8m1.采用6台（5用1备），每台水泵的设计流量为Q=1667m3/h2.选用400NWL1760-7.5型排水泵，每台处理流量1760m3/h，出水口径，功率为45KW。3细格栅栅前水深h=0.83m栅槽宽度B=3.91m栅后总高H=1.39m栅槽总长L=9.28m每日栅渣量W=8.051.共2组格栅，一组备用。2.选用2台XHG-2600型回转式格栅清污机，功率为2.2KW。4旋流沉砂池A=4.87mB=1.5m总高H总=5.051.设2组。2.选用PXS–6000型行车式泵吸砂机，功率5.15KW。5厌氧池厌氧池有效容积V厌=110×20×8=17600m3设导流墙，将厌氧池分成3格，每格内设SM–7.5潜水搅拌机1台，功率5KW。6缺氧池缺氧池有效容积V缺=110×20×8=17600m3设导流墙，将缺氧池分成3格，每格内设SM–7.5潜水搅拌机1台，功率5KW。1.好氧池分为3个沟段。2.73n7好氧池好氧池有效容积V缺=110×60×8=52800m3选用YBP1400-A8型转盘曝气机，充氧能力56kg/h，功率22KW。8混合液回流泵房33m×12m混合液回流泵房2座，内设6台600QW3500–7型潜污泵（5用1备），功率110KW。9配水井堰上水头H=0.40m堰顶厚度B=1.2mD=10m采用堰式配水。10二沉池每池直径D=53m有效水深h2=4.5m沉淀池总高H=6.95m1.采用中心进水周边出水的辐流式沉淀池。2.池数为4座。3.选用CG–40BⅡ型支墩式双周边传动刮泥机，功率1.1KW。11回流污泥泵房33m×12m1.设回流污泥泵房2座，内设4台600QW3500–12系列潜污泵（2用2备），功率128.41KW。12接触池接触池总宽B=32m总长度L=39m总高度H=2.8m1.设一组接触池，池型选廊道式矩形接触池。2.选用ZJ-1型转子加滤机2台，其中一用一备。73n13氯库和加氯间尺寸定为：L×B=15×9m14污泥浓缩池浓缩池直径D=26m有效水深h2=2.3m浓缩池深度H=4.69m1.选用NG22–35C型浓缩池刮泥机，功率0.55～0.75KW。2.池数2座。15污泥贮泥池L×B×H=12m×18m×5m16脱水机房L×B=20m×15m选用3台DYQ500B型带式压榨过滤机，2用1备，功率1.1Kw4．高程计算4.1水头损失例：旋流沉砂池（细格栅）旋流沉砂池L=30m,,V=1.3m/s,I=0.1‰沿程损失：h1=i×L=0.0001×65=0.0065m局部损失：h2=ξ局V2∕2g=0.023×0.086=0.002m∑h=h1+h2=0.0065+0.002=0.0085m表8水头损失计算表名称参数沿程损失(m)局部损失(m)总损失(m)格栅至旋流沉砂池Q=1730L/s，I=0.1‰V=1.3m/s，DN=1600mm，L=65m0.00650.0020.0085Q=1730L/s，I=0.9‰0.06150.01850.0873n旋流沉砂池至A2/OV=1.0m/s，DN=1400mm，L=71mA2/O至配水井Q=1130L/s，I=2.2‰V=1.4m/s，DN=1200mm，L=69m0.15280.04580.1987配水井至沉淀池Q=444L/s，I=1.1‰V=0.9m/s，DN=900mm，L=34m0.07720.02320.1004沉淀池至浓缩池Q=9.4L/s，I=1.0‰V=0.30m/s，DN=200mm，L=150m0.15670.0470.2037浓缩池至贮泥池Q=9.4L/s，I=1.0‰V=0.30m/s，DN=200mm，L=20m0.02090.00630.0272污水进水口管道标高116.00m，污水处理厂地面标高为124.00m，附近河流的最高水位为122.40m4.2标高计算4.2.1二沉池采用半地下结构，挖深5m，则：池底标高=124-5=119m池顶标高=119+6.95=125.95m水面标高=125.95-0.3=125.65m4.2.2配水井采用半地下结构，挖深2m，则：池底标高=124-2=122.0m池顶标高=123.5+7=130.5m水面标高=130.5-0.5=130.0m4.2.3A2/O池采用地下结构，挖深2m，则：池底标高=122m池顶标高=122+8=130m水面标高=130-1=129m73n4.2.4沉砂池采用半地下结构，挖深3m则：池底标高=124-3=121m池顶标高=121+11.19=132.19m水面标高=132.19－0.3－0.4=131.49m4.2.5细格栅采用地上结构，加高7m，则：池底标高=124+7.0=131m池顶标高=131+1.39=132.39m水面标高=132.39-0.3=132.09m4.2.6浓缩池采用半地下结构，挖深3m，则：池底标高=124-3=121m池顶标高=121+4.69=125.69m水面标高=125.69-0.3=125.3m4.3污水厂布置4.3.1污水厂平面布置污水厂平面布置污水厂的平面布置包括：处理构筑物的布置、办公、化验、辅助建筑的布置、以及各种管道、道路、绿化等的布置。污水厂的平面布置图应充分考虑地形、风向、布置合理、便于规划管理。布置得一般原则：(1)构筑物布置应紧凑，节约占地，便于管理；(2)构筑物尽可能按流程布置，避免管线迂回，利用地形，减少土方量；(3)水厂生活区应位于城市主导风向的上风向，构筑物位于下风向；(4)考虑安排充分的绿化地带；(5)构筑物之间的距离应考虑铺设管渠的位置，运转管理和施工需要，一般5-7米；(6)污泥处理构筑物应尽可能布置成单独的组合，以防安全，便于管理；(7)污水厂内应设超越管，以便在发生事故时使污水能超越一部分或全部构筑物，进入下个构筑物或事故溢流。73n具体平面布置见城市污水厂平面图。4.3.2污水厂高程布置为了使污水能在构筑物间通畅流动，以保证处理正常进行，在平面布置的同时必须进行高程布置，以确定各构筑物及连接管渠的高程。在整个污水处理过程中，应尽可能使污水和污泥重力流，但在多数情况下需要提升。本设计高程布置严格遵循以下原则：(1)为了使污水在各构筑物间顺利自流，精确计算各构筑物之间的水头损失，包括沿程，局部及构筑物本身的水头损失，此时还考虑污水厂扩建时的预留储备水头。(2)进行水力计算时，选择距离最大，水头损失最大流程，并按最大设计流量计算，计算时还要考虑管内的淤积，阻力增大的可能。(3)污水厂出水管渠的高程需不受洪水顶托，污水能自流流出。(4)污水厂的场地竖向布置，应考虑土方布置，并考虑有利于排水。5结论A2/O工艺对BOD5、COD、SS、氮、磷都有很高的去除效果。当然本工艺设计也存在以下待解决的问题：脱氮除磷效果不稳定，难以进一步提高，泥龄长，碳源不足。但从总体来看其运行费用低，勿需投药；总水力停留时间少于其它同类工艺；在厌氧（缺氧）、好氧交替运行的条件下，丝状菌不能大量地繁殖，无污泥膨胀之虞；污泥中含磷浓度高，具有很高的肥效。根据设计资料，水量，以及临江市的经济状况，选用A2/O工艺较为适合。该工艺技术简单，污泥处理的难度较小，在技术上都是可行的。73n北方某市污废水处理工程初步设计第二卷第二册工程概算书武汉科技大学城市学院设计研究所二零一三年五月（武汉）73n院长：总工程师：审定人：顾问总工：室主任：项目负责人：概算负责人73n目录第二卷第二册工程概算书501.工程概预算及运行管理531.1工程概算531.2附经济概算表532.安全措施562.1污水厂运行管理562.2污水厂运行中注意事项5673n1.工程概预算及运行管理1.1工程概算（1）水量造价：污水建成初期，每吨水处理平均造价700——800元，取800元/立方米则水量造价为L：总投资=Q800=230000800=18400万元/d（2）总投资：数量上同水量造价为20400万元/d（3）单位水量处理费用为：0.1元/m2则每天处理费用：0.1230000=23000（元）1.2附经济概算表经济概算表西北某市污水处理厂设计（一期）工程序号费用名称概算价值（元）单位工程量单位造价建筑工程设备购置安装工程其他费用合计（元）一工程费用2099646221格栅、进水泵房9655001590401590411404441.1格栅、进水泵房下部结构545600545600m349611001.2格栅、进水泵房上部结构419900419900m232313001.3设备购置及安装142000142001562001.4工艺管道安装170401704187442旋流式沉砂池4300004300047300073n2.1设备购置及安装400000400004400002.2工艺管道安装300003000330003选择厌氧池252720025272004A2/O2863175035400036900390226504.1A2/O土建2863175038631750m3406659504.2设备购置及安装324000324003564004.3工艺管道安装300004500345005集配水井43096230000345003075965.1集配水井土建4309643096m345.369505.2工艺管道安装230000345002645006平流式初沉池11000000200000200000112000006.1初沉池土建11000000112000006.2设备购置及安装200000200002200006.3工艺管道安装400006000460007辐流式二沉池2688728024000026000271532807.1二沉池土建2688728026887280m3274369807.2设备购置及安装200000200002200007.3工艺管道安装400006000460008紫外线消毒池5512595000137501638758.1消毒池土建5512555125m355.1310008.2设备购置及安装100001000110008.3工艺管道安装85000127509775073n9污泥处理6000004800048006528009.1污泥处理厂房建设费600000600000m210006009.2设备购置及安装4800048005280010配电间50000050000011加药间720001200027008670011.1加药间土建7200072000m212011.2设备购置及安装1200012001320011.3工艺管道安装1500150012机修间及仓库27300002730000m2390013办公楼、实验楼等10000000100000002030714厂平面3344360334436015道路569000569000m21138016围墙135360135360m169217大门80008000个418绿化26320002632000m265800二工程其他费用2913682913681建设单位管理费1000001000002生产工人培训费30000300003勘察费890989094设计费89094890945编制费13364133646招标管理费500005000073n7基本预备费5%446927744692778流动资金200000020000002.安全措施⑴考虑到全厂发生事故时，构筑物检查停用时可将进入污水厂的污水通过超越管排入河流，故在进水闸前，厌氧混合池前和接触池前分别设置超越管，管径1500mm..⑵为了能够随时掌握厂内各构筑物的运行情况，设中央控制系统进行全方位监测，并在厂内及各高位处设置监视器。2.1污水厂运行管理⑴定期进行培训考核，提高污水厂操作工人的污水处理基本知识和基本技能；⑵定期对处理系统进行巡视和做好处理构筑物的清洁保养工作；⑶切实做好控制，观察、记录分析试验工作对于检验数据设立技术档案并妥善保管；⑷对污水处理厂的运行采用自动监测，自动记录，自动化设备与人工操作相结合，并设中控室实行集中管理。⑸加强厂区环境保护和绿化工作，确保工作人员有一个良好的工作环境。2.2污水厂运行中注意事项⑴防止污水处理过程中出现污泥膨胀，污泥腐化等现象，切实做好预防和整理工作，严格控制并且及时排泥；⑵督促环保部门加强对污水排放企业的监督，使其排放水达到污水排放标准，以确保污水厂正常运行。⑶有关部门应加强污水排放费的征收，同时专款专用，确保污水厂的运行管理费用。73n北方某市污废水处理工程初步设计第三卷第三册图纸目录武汉科技大学城市学院设计研究所二零一三年五月（武汉）73n图纸目录工程名称：毕业设计题目设计号：子项：设计阶段：初步设计设计人：审核人：卷名称：设计图纸2013年5月14日序号图纸名称图号重复使用图纸图号张数备注1污水处理厂平面布置图0112污水处理厂高程布置图0213初沉池0314污泥浓缩池平剖面图0415清水池056中格栅和提升泵站06173n结论毕业设计作为教学计划中最后一个综合性实践教学环节，其目的是培养我们如何综合运用所学的理论知识，同时也是我们对四年来所学知识和技能进行综合化、系统化、总结和深化过程。毕业设计内容繁多、过程繁琐，因而我的收获非常丰富。各种工艺系统的适用条件、处理效率、设备选型、管道安装、构筑物的平面布置、高程布置等等，都是随着设计的不断进行而逐渐熟悉并学会应用的。通过这次设计才真正体会到理论和工程实际真的存在很大的差距。要使处理工艺达到较高的处理效率，就需要在实际运行中不断的改进。另外，工程中需要考虑的因素远比我们想象的要多。工程既要考虑效率又要兼顾经济，还要因地制宜，工艺设计还要受到施工条件的限制等等。市政污水处理厂的设计几乎融合了我们四年来所学的专业知识，也是本科学习阶段一次非常难得的理论与实际相结合的机会。通过这次比较完整的城市污水厂的设计，摆脱了单纯的理论知识学习状态，和实际设计的结合锻炼了我综合运用所学的专业基础知识解决实际工程问题的能力，同时也提高了我查阅文献资料、设计手册以及CAD电脑制图等其他能力水平。对所学的专业知识运用的也更为熟练。污水资源化是一项功在当代、利在千秋的事业，是减少污染、改善环境、解决水资源短缺、促进水资源逐步进入良性循环轨道的一条有效途径。参考文献[1]张自杰主编，《排水工程》（第四版），北京：中国建筑工业出版社，2000。[2]李圭白，张杰主编，《水质工程学》，北京：中国建筑工业出版社，2005。[3]唐受印，汪大翚等编，《废水处理工程》，北京：化学工业出版社，1998。[4]Metcalf&Eddy,Inc.出版，秦裕珩等译，《废水工程—处理与回用》（第四版），北京：化学工业出版社，2004。[5]韩洪军主编，《污水处理构筑物设计与计算》，哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2002。73n[6]孙力平等编著，《污水处理新工艺与设计计算实例》，北京：科学工业出版社，2002。[7]张智，张勤，郭士权，杨文玲等编著，《给水排水工程专业毕业设计指南》，北京：中国水利水电出版社，2000。[8]彭党聪主编，《水污染控制工程实践教程》，北京：化学工业出版社，2004。[9]北京市市政设计院主编，《给水排水设计手册》（5.城市排水），北京：中国建筑工业出版社，1986。[10]于尔捷，张杰主编，《给水排水工程快速设计手册》（2.排水工程），北京：中国建筑工业出版社，1996。[11]杜茂安主编，《水处理工程设计与计算》，北京：中国建筑工业出版社，2006.[12]BoyleW.C.andPaulsonW.L.(1979)Progresstowardstandardisedoxygentransfertestprocedures.Prog.WaterTech.11(3),161–170. [13]DudleyJ.(1995)Processtestingofaeratorsinoxidationditches.WaterRes.29(9),2217–2219. [14]KayserR.(1979)Measurementsofoxygentransferincleanwaterandunderprocessconditions.Prog.WaterTech.11(3),23–36. [15]LukasseL.J.S,KeesmanK.J.,andvanStratenG.(1996)Grey-boxidentificationofdissolvedoxygendynamicsinactivatedsludgeprocesses致谢在本次毕业设计过程中，本人得到了给水排水工程专业全体老师的热情帮助，同时也得到了同学们的大力帮助，才能顺利地完成设计。设计期间,在许多方面一直得到罗祝北老师的悉心指导，在此向老师们表示衷心的感谢，并希望各位老师能给以更多的鞭策和教导。此外，由于本人水平有限，毕业设计中难免会有错误和不当之处，请各位评审老师给予批评指正，我将不胜感激。73n附录1外文参考文献（译文）污水处理摘要自然或生活污水处理，是指清除包括家庭排放的和地面径流在内的污水废水和地面污染物的过程。它包括物理，化学和生物过程，消除物理，化学和生物污染物。其目的是集中产生废物流（或经处理的污水）以及固体废物或污泥进行处理或再进入环境。这种污物通常是在无意中受到了许多有毒的有机和无机物的污染。关键词：污水处理，生物膜处理法和停止增长生物处理法，活性污泥法，污水起源污水是由个人住宅，机关，商业和工业机构产生的。原进水（污水）包括家庭的厕所，浴室，淋浴，厨房，水槽废液等等，这些水将通过污水管排放。在许多地区，污水也包括工业和商业污水。在发达国家，家居分别将污水排放为灰水和黑水已经越来越普遍，因为灰水可以用于浇灌植物或回收用来冲马桶。大量的污水还包括一些屋顶流下的水以及地表水。因此城市废水包括住宅，商业和工业排放的废水，且可能包括雨水径流。具有处理雨水能力的污水处理系统被称为合流排水系统。这种系统通常是不被普遍采用，因为它们复杂化而且由于其季节性，降低了污水处理厂的效率。由于流量的经常变化，也导致处理量往往大于必需的，因而使处理设施更昂贵。此外，当遭遇暴雨时，过量的雨水会造成污水处理能力不足，因而引发溢流。因此在设计排水管网时最好采用雨污分流系统。由于降雨流经屋顶和地面时，会带走包括土壤颗粒和其他沉积物，重金属，有机物，动物排泄物，污油和油脂等各种污染物质。因此有些地方会有法律要求在雨水排入河道之前要进行一些一定水平的处理。例如以下对雨水进行的处理：盆地沉淀处理，湿地过滤处理，混凝土地窖过滤处理，和旋涡分离器（去除粗固体）。过程概述73n污水可以在下列构筑物(化粪池，生物过滤器或好氧处理系统）附近被处理，或收集并通过排水管网和泵站送至城市污水处理厂（见污水处理和管道和基础设施）。污水收集和处理，通常取决于当地州和联邦法规和标准。来源于的工业废水，往往需要专门的处理过程（见工业废水处理）。常规污水处理可能涉及三个阶段，一级处理，二级处理和三级处理。一级处理包括在沉淀池中的短时停留，这样比较重的固体就会沉到池底，而油，油脂，更轻的固体则浮到水面。沉淀的和浮动的材料都将被去除，其余的液体可被释放或继续二级处理。二级处理可以去除溶解和悬浮的生物物质。二级处理通常由好氧或厌氧微生物进行。二级处理还可能需要一个分离过程，以去除残余的微生物或进行三级处理。三级处理有时被界定为与一级和二级不同的过程。受处理的水在排放到河流，海湾，泻湖或湿地前有时需要化学消毒或物理（例如泻湖和微滤）处理，或者可以用于灌溉高尔夫球场，绿色道路或公园。如果它足够清洁，也可以用于地下水回灌或农业用途。预处理预处理可以从原始废水除去垃圾，树枝，树叶等比较容易收集的物质，以防止其损坏或阻塞水泵和一级处理的澄清池处理。筛选进水污水必须消除随污水流进行的大的污染物。在服务大量人口的现代化处理厂，经常用自动倾斜格栅来达到这个目的。而小的处理厂可能采用手动的格栅。机械式格栅的清污是典型的以格栅污物积累或流量的积累来进行的。收集到的固体将被进行填埋或焚烧处理。除砂预处理可使包括沙子或砂砾在内的物质通过控制速度在渠道或厅室内旋转流动，使砂，砂砾和石块沉淀。初级处理73n在初级沉淀阶段，污水流经一个大池子，俗称“初级澄清池”或“初级沉淀池”。这些池子需要足够大以令污泥可以沉淀而油和油脂等漂浮物可以上升到表面，并掠出池子。在初级沉淀阶段的主要目的是提供一个均匀的液态环境使微生物和污泥都能被处理。初级沉淀池，通常装配有机械驱动的刮削泥器，不断推动将污泥收集到底部污泥斗，从那里可以抽取污泥进行进一步处理。油脂和石油的漂浮物有时会回收进行皂化。二级处理二级处理的设计是为了降低了污水中那些来自人类垃圾，食物渣滓，肥皂和洗涤剂产生的生化生物污染。大多数市政都打算采用好氧生物的方法解决污水处理问题。为了达到这个目的，生物既需要的氧也需要生活的底物。有多种方式来达到这个目的。在所有这些方法中，细菌和原生动物生物都可以降解消耗水中的水溶性有机污染物（如糖，脂肪，有机短链碳分子等），将大部分可溶性组分结合成絮状。二级处理系统被分为生物膜处理法和停止增长生物处理法。生物膜处理法和停止增长生物处理法系统的处理流程包括生物滤池和生物转盘，它们提供生物生长的媒体以使污水流过时进行处理。在停止增长生物处理法如活性污泥系统中，生物质可以与与污水充分混合，而且在处理等量污水时可以比膜系统采用更小的空间操作。然而，生物膜系统比停止增长生物处理法更能够应付生物污染物数量急的剧变化，并能提供更高的有机物及悬浮固体去除率。粗过滤器是为了处理特别强烈的或可变有机负荷，一般工业，允许它们由传统的二级处理工艺处理后在进行处理。在废水处理程度要求较高的地方，典型的特征包括高及包含开放合成过滤介质的圆形填充过滤器。它们的目的是允许通过高负荷的水力和高速流动的空气。在较大的装置中，使用鼓风机以使空气强行通过装置。由此产生的废水通常在常规处理工艺的正常范围内。活性污泥法主条目：活性污泥73n一般来说，生物活性污泥法涵盖的各种机制和方法，通过溶解氧，以促进生物絮体增长，以此极大地消除有机物质的。这个过程中的颗粒物质在理想的条件下，可将氨转化为亚硝酸盐和硝酸盐，并最终为氮气（另见反硝化）。表面曝气池大部分工业废水处理的生物氧化过程对氧气（或空气）和微生物的利用是相同的。表面曝气池在一到十天的停留时间内，对生化需氧量的去除可达到80%至90％。曝气池的深度为1.5至5.0米之间，使用电机驱动对废水水面进行曝气的。在一个曝气池系统中，曝气机提供两个功能：他们转移生物氧化反应所需要的空气至曝气池，它们提供空气的分散和反应物的接触的所需（即，氧气，污水和微生物）。通常情况下，浮动表面曝气机的额定供气量，相当于1.8至2.7公斤氧气/千瓦•每小时。然而，在活性污泥系统中，它们并不能保证提供混合达到预定值，因此活性污泥系统中的曝气池也不一定能达到预定的水平。生物氧化过程对温度敏感，并在0°C和40°C时，生物反应速度随温度的上升而上升。大多数表面曝气池运行温度为4°C至32°C。滤池（氧化沟）主条目：滤池在老厂和负荷变化较大的处理厂中，滤池被用来解决在焦碳（碳化煤），灰石芯片或专门制造的各种塑料介质上漫流的污水溶液。这种介质必须有足够的表面积以支持生物膜的形成。这种溶液是由中心枢纽发出，通过旋臂上的穿孔扩散的。扩散的溶液穿过滤池，并在池底通过管道被收集。这些管道同时也让空气进入滤池，以保持其氧气的充足。分布在介质表面的细菌，原生动物和真菌生物将以消化或以其他方式使有机质含量减少。幼虫和蠕虫将使生物膜消耗，以帮助维持生物膜最佳的厚度。因为生物膜过厚将会导致介质堵塞和滤池上表面积水。曝气生物过滤器73n曝气生物滤池（或缺氧）滤池（BAF）或生物滤池，将生物还原碳过滤和硝化反硝化过滤结合在了一起。曝气生物滤池通常包括一个由过滤介质填充的反应器。这个滤料是悬浮的或者是由过滤池底的砾石层支撑的。这个介质的两个目的是支持存在于它上面的微生物的高活性和过滤悬浮固体。在有氧模式下进行碳减排和氨的转化，缺氧模式下只进行单一的硝酸转化。曝气生物滤池的运作是上流还是下流要取决于设计制造商设计及说明。膜生物反应器膜生物反应器（MBR）将活性污泥法和膜的固液分离结合到了一起。膜是由低压微滤或超滤膜组成的，因此不必再进行澄清或第三次过滤。膜通常是沉浸在曝气池中的，然而，也有一些是单独应用一个膜反应池的。对一个MBR系统的主要好处之一是，它有效地克服了传统活性污泥工艺中的污泥的沉降差问题。与CAS系统相比，该技术允许反应器在具有相当高浓度的混合液悬浮固体的情况下操作，而这是由污泥沉淀物决定的。这一反应过程通常是在混合液悬浮固体颗粒浓度为8,000-12,000毫克/升中进行的，而CAS的允许操作范围为2000-3000毫克/升。MBR过程中生物量浓度的升高，可以非常有效地将可溶性颗粒和负荷率较高的生物可降解材料去除。因此，增加污泥滞留时间（SRTs）-通常超过15天–即可确保即使在极其寒冷的天气里也能完全硝化。建设和经营一个MBR的成本通常高于传统的废水处理。膜过滤器会被油污堵塞或被水流中的沙粒摩擦刮破，且缺乏洪峰流量通过时净水的灵活性。这项技术在可靠的预处理废水上已日益普遍，并取得了广泛的接受，而且流入水源也已受到控制，同时，生命周期成本一直在稳步下降。膜生物反应器系统的体积小，且可以高质量的处理污水，使他们在中水回用方面大受欢迎。膜生物反应器在世界各地都有建立。包括北Librty，爱荷华，格鲁吉亚和加拿大。二次沉淀在第二阶段处理的最后一步是为了使生物絮凝或过滤材料沉淀和产出含有有机物质及悬浮物含量极低的污水。73n生物转盘主条目：旋转生物接触池旋转生物接触池（RBCs）是机械二级处理系统，在承受激增的有机负荷时有强大的应该变能力。旋转生物接触池于1960年在德国第一次安装，至今已发展完善成为一种可靠的处理工序。转盘为污水中的细菌和微生物提供生长方面的支持，用来破坏与稳定有机污染物。要取得成功，就要提供微生物生活所需的氧气和生长所需的食物。氧气是转盘旋转过程中从大气中获得的。当微生物成长时，它们建立于转盘介质之上，直到它们被污水中转盘旋转产生的剪切力所甩开。从旋转生物接触池流出的污水，将通过最后澄清池在那里悬浮的微生物将沉淀为絮状物。澄清池中的污泥将被分离进行进一步处理。与其功能类似的生物过滤系统已成为家庭鱼缸受欢迎的过滤和净化的一部分。该过滤系统被设计为水先流出池子，之后瀑布般自由流经一个皱褶的纤维网格转轮，之后在穿过一个含有介质的过滤器，然后流回鱼缸。纱网转轮将成为一个以水族箱中悬浮饲料废物为食的微生物形成的生物膜，同时转轮也由于旋转而暴露于大气。这个系统尤其是善于消除鱼类和其他动物通过排泄而在水中产生的尿素和浪费尿素和氨。附录2外文参考文献（原文）SewagetreatmentAbstract：Sewagetreatment,ordomesticwastewatertreatment,istheprocessofremovingcontaminantsfromwastewaterandhouseholdsewage,bothrunoff(effluents)anddomestic.Itincludesphysical,chemical,andbiologicalprocessestoremovephysical,chemicalandbiologicalcontaminants.Itsobjectiveistoproduceawastestream(ortreatedeffluent)andasolidwasteorsludgesuitablefordischargeorreusebackintotheenvironment.Thismaterialisofteninadvertentlycontaminatedwithmanytoxicorganicandinorganiccompounds.73nKeywords:Sewagetreatment,fixed-filmandsuspended-growth,ActivatedsludgeOriginsofsewageSewageiscreatedbyresidences,institutions,andcommercialandindustrialestablishments.Rawinfluent(sewage)includeshouseholdwasteliquidfromtoilets,baths,showers,kitchens,sinks,andsoforththatisdisposedofviasewers.Inmanyareas,sewagealsoincludesliquidwastefromindustryandcommerce.Theseparationanddrainingofhouseholdwasteintogreywaterandblackwaterisbecomingmorecommoninthedevelopedworld,withgreywaterbeingpermittedtobeusedforwateringplantsorrecycledforflushingtoilets.Alotofsewagealsoincludessomesurfacewaterfromroofsorhard-standingareas.Municipalwastewaterthereforeincludesresidential,commercial,andindustrialliquidwastedischarges,andmayincludestormwaterrunoff.Sewagesystemscapableofhandlingstormwaterareknownascombinedsystemsorcombinedsewers.Suchsystemsareusuallyavoidedsincetheycomplicateandtherebyreducetheefficiencyofsewagetreatmentplantsowingtotheirseasonality.Thevariabilityinflowalsoleadstooftenlargerthannecessary,andsubsequentlymoreexpensive,treatmentfacilities.Inaddition,heavystormsthatcontributemoreflowsthanthetreatmentplantcanhandlemayoverwhelmthesewagetreatmentsystem,causingaspilloroverflow.Itispreferabletohaveaseparatestormdrainsystemforstormwaterinareasthataredevelopedwithsewersystems.Asrainfallrunsoverthesurfaceofroofsandtheground,itmaypickupvariouscontaminantsincludingsoilparticlesandothersediment,heavymetals,organiccompounds,animalwaste,andoilandgrease.Somejurisdictionsrequirestormwatertoreceivesomeleveloftreatmentbeforebeingdischargeddirectlyintowaterways.Examplesoftreatmentprocessesusedforstormwaterincludesedimentationbasins,wetlands,buriedconcretevaultswithvariouskindsoffilters,andvortexseparators(toremovecoarsesolids).ProcessoverviewSewagecanbetreatedclosetowhereitiscreated(inseptictanks,biofiltersoraerobictreatmentsystems),orcollectedandtransportedviaanetworkofpipesandpumpstationstoa73nmunicipaltreatmentplant(seesewerageandpipesandinfrastructure).Sewagecollectionandtreatmentistypicallysubjecttolocal,stateandfederalregulationsandstandards.Industrialsourcesofwastewateroftenrequirespecializedtreatmentprocesses(seeIndustrialwastewatertreatment).Conventionalsewagetreatmentmayinvolvethreestages,calledprimary,secondaryandtertiarytreatment.Primarytreatmentconsistsoftemporarilyholdingthesewageinaquiescentbasinwhereheavysolidscansettletothebottomwhileoil,greaseandlightersolidsfloattothesurface.Thesettledandfloatingmaterialsareremovedandtheremainingliquidmaybedischargedorsubjectedtosecondarytreatment.Secondarytreatmentremovesdissolvedandsuspendedbiologicalmatter.Secondarytreatmentistypicallyperformedbyindigenous,water-bornemicro-organismsinamanagedhabitat.Secondarytreatmentmayrequireaseparationprocesstoremovethemicro-organismsfromthetreatedwaterpriortodischargeortertiarytreatment.Tertiarytreatmentissometimesdefinedasanythingmorethanprimaryandsecondarytreatment.Treatedwaterissometimesdisinfectedchemicallyorphysically(forexamplebylagoonsandmicrofiltration)priortodischargeintoastream,river,bay,lagoonorwetland,oritcanbeusedfortheirrigationofagolfcourse,greenwayorpark.Ifitissufficientlyclean,itcanalsobeusedforgroundwaterrechargeoragriculturalpurposes.Pre-treatmentPre-treatmentremovesmaterialsthatcanbeeasilycollectedfromtherawwastewaterbeforetheydamageorclogthepumpsandskimmersofprimarytreatmentclarifiers(trash,treelimbs,leaves,etc).ScreeningTheinfluentsewagewaterisstrainedtoremovealllargeobjectscarriedinthesewagestream.Thisismostcommonlydonewithanautomatedmechanicallyrakedbarscreeninmodernplantsservinglargepopulations,whilstinsmallerorlessmodernplantsamanuallycleanedscreenmaybeused.Therakingactionofamechanicalbarscreenistypicallypaced73naccordingtotheaccumulationonthebarscreensand/orflowrate.Thesolidsarecollectedandlaterdisposedinalandfillorincinerated.GritremovalPre-treatmentmayincludeasandorgritchannelorchamberwherethevelocityoftheincomingwastewateriscarefullycontrolledtoallowsand,gritandstonestosettle.PrimarytreatmentIntheprimarysedimentationstage,sewageflowsthroughlargetanks,commonlycalled"primaryclarifiers"or"primarysedimentationtanks".Thetanksarelargeenoughthatsludgecansettleandfloatingmaterialsuchasgreaseandoilscanrisetothesurfaceandbeskimmedoff.Themainpurposeoftheprimarysedimentationstageistoproducebothagenerallyhomogeneousliquidcapableofbeingtreatedbiologicallyandasludgethatcanbeseparatelytreatedorprocessed.Primarysettlingtanksareusuallyequippedwithmechanicallydrivenscrapersthatcontinuallydrivethecollectedsludgetowardsahopperinthebaseofthetankfromwhereitcanbepumpedtofurthersludgetreatmentstages.Greaseandoilfromthefloatingmaterialcansometimesberecoveredforsaponification.SecondarytreatmentSecondarytreatmentisdesignedtosubstantiallydegradethebiologicalcontentofthesewagewhicharederivedfromhumanwaste,foodwaste,soapsanddetergent.Themajorityofmunicipalplantstreatthesettledsewageliquorusingaerobicbiologicalprocesses.Forthistobeeffective,thebiotarequirebothoxygenandasubstrateonwhichtolive.Thereareanumberofwaysinwhichthisisdone.Inallthesemethods,thebacteriaandprotozoaconsumebiodegradablesolubleorganiccontaminants(e.g.sugars,fats,organicshort-chaincarbonmolecules,etc.)andbindmuchofthelesssolublefractionsintofloc.Secondarytreatmentsystemsareclassifiedasfixed-filmandsuspended-growth.73nFixed-filmORattachedgrowthsystemtreatmentprocessincludingtricklingfilterandrotatingbiologicalcontactorswherethebiomassgrowsonmediaandthesewagepassesoveritssurface.Insuspended-growthsystems,suchasactivatedsludge,thebiomassiswellmixedwiththesewageandcanbeoperatedinasmallerspacethanfixed-filmsystemsthattreatthesameamountofwater.However,fixed-filmsystemsaremoreabletocopewithdrasticchangesintheamountofbiologicalmaterialandcanprovidehigherremovalratesfororganicmaterialandsuspendedsolidsthansuspendedgrowthsystems.Roughingfiltersareintendedtotreatparticularlystrongorvariableorganicloads,typicallyindustrial,toallowthemtothenbetreatedbyconventionalsecondarytreatmentprocesses.Characteristicsincludetypicallytall,circularfiltersfilledwithopensyntheticfiltermediatowhichwastewaterisappliedatarelativelyhighrate.Theyaredesignedtoallowhighhydraulicloadingandahighflow-throughofair.Onlargerinstallations,airisforcedthroughthemediausingblowers.Theresultantwastewaterisusuallywithinthenormalrangeforconventionaltreatmentprocesses.ActivatedsludgeMainarticle:ActivatedsludgeIngeneral,activatedsludgeplantsencompassavarietyofmechanismsandprocessesthatusedissolvedoxygentopromotethegrowthofbiologicalflocthatsubstantiallyremovesorganicmaterial.Theprocesstrapsparticulatematerialandcan,underidealconditions,convertammoniatonitriteandnitrateandultimatelytonitrogengas,(seealsodenitrification).Surface-aeratedbasinsMostbiologicaloxidationprocessesfortreatingindustrialwastewatershaveincommontheuseofoxygen(orair)andmicrobialaction.Surface-aeratedbasinsachieve80to90%73nremovalofBiochemicalOxygenDemandwithretentiontimesof1to10days.Thebasinsmayrangeindepthfrom1.5to5.0metresandusemotor-drivenaeratorsfloatingonthesurfaceofthewastewater.Inanaeratedbasinsystem,theaeratorsprovidetwofunctions:theytransferairintothebasinsrequiredbythebiologicaloxidationreactions,andtheyprovidethemixingrequiredfordispersingtheairandforcontactingthereactants(thatis,oxygen,wastewaterandmicrobes).Typically,thefloatingsurfaceaeratorsareratedtodelivertheamountofairequivalentto1.8to2.7 kgO2/kW·h.However,theydonotprovideasgoodmixingasisnormallyachievedinactivatedsludgesystemsandthereforeaeratedbasinsdonotachievethesameperformancelevelasactivatedsludgeunits.Biologicaloxidationprocessesaresensitivetotemperatureand,between0°Cand40°C,therateofbiologicalreactionsincreasewithtemperature.Mostsurfaceaeratedvesselsoperateatbetween4°Cand32°C.Filterbeds(oxidizingbeds)Mainarticle:TricklingfilterInolderplantsandplantsreceivingmorevariableloads,tricklingfilterbedsareusedwherethesettledsewageliquorisspreadontothesurfaceofadeepbedmadeupofcoke(carbonizedcoal),limestonechipsorspeciallyfabricatedplasticmedia.Suchmediamusthavehighsurfaceareastosupportthebiofilmsthatform.Theliquorisdistributedthroughperforatedrotatingarmsradiatingfromacentralpivot.Thedistributedliquortricklesthroughthisbedandiscollectedindrainsatthebase.Thesedrainsalsoprovideasourceofairwhichpercolatesupthroughthebed,keepingitaerobic.Biologicalfilmsofbacteria,protozoaandfungiformonthemedia’ssurfacesandeatorotherwisereducetheorganiccontent.Thisbiofilmisgrazedbyinsectlarvaeandwormswhichhelpmaintainanoptimalthickness.Overloadingofbedsincreasesthethicknessofthefilmleadingtocloggingofthefiltermediaandpondingonthesurface.Biologicalaeratedfilters73nBiologicalAerated(orAnoxic)Filter(BAF)orBiofilterscombinefiltrationwithbiologicalcarbonreduction,nitrificationordenitrification.BAFusuallyincludesareactorfilledwithafiltermedia.Themediaiseitherinsuspensionorsupportedbyagravellayeratthefootofthefilter.Thedualpurposeofthismediaistosupporthighlyactivebiomassthatisattachedtoitandtofiltersuspendedsolids.Carbonreductionandammoniaconversionoccursinaerobicmodeandsometimeachievedinasinglereactorwhilenitrateconversionoccursinanoxicmode.BAFisoperatedeitherinupflowordownflowconfigurationdependingondesignspecifiedbymanufacturer.MembranebioreactorsMembranebioreactors(MBR)combineactivatedsludgetreatmentwithamembraneliquid-solidseparationprocess.Themembranecomponentuseslowpressuremicrofiltrationorultrafiltrationmembranesandeliminatestheneedforclarificationandtertiaryfiltration.Themembranesaretypicallyimmersedintheaerationtank;however,someapplicationsutilizeaseparatemembranetank.OneofthekeybenefitsofanMBRsystemisthatiteffectivelyovercomesthelimitationsassociatedwithpoorsettlingofsludgeinconventionalactivatedsludge(CAS)processes.Thetechnologypermitsbioreactoroperationwithconsiderablyhighermixedliquorsuspendedsolids(MLSS)concentrationthanCASsystems,whicharelimitedbysludgesettling.TheprocessistypicallyoperatedatMLSSintherangeof8,000–12,000 mg/L,whileCASareoperatedintherangeof2,000–3,000 mg/L.TheelevatedbiomassconcentrationintheMBRprocessallowsforveryeffectiveremovalofbothsolubleandparticulatebiodegradablematerialsathigherloadingrates.ThusincreasedSludgeRetentionTimes(SRTs)—usuallyexceeding15days—ensurecompletenitrificationeveninextremelycoldweather.ThecostofbuildingandoperatinganMBRisusuallyhigherthanconventionalwastewatertreatment.Membranefilterscanbeblindedwithgreaseorabradedbysuspendedgritandlackaclarifier'sflexibilitytopasspeakflows.Thetechnologyhasbecomeincreasinglypopularforreliablypretreatedwastestreamsandhasgainedwideracceptancewhereinfiltrationandinflowhavebeencontrolled,however,andthelife-cyclecostshave73nbeensteadilydecreasing.ThesmallfootprintofMBRsystems,andthehighqualityeffluentproduced,makethemparticularlyusefulforwaterreuseapplications.ThereareMBRplantsbeingbuiltthroughouttheworld,includingNorthLibrty,Iowa,Georgia,andCanada.SecondarysedimentationThefinalstepinthesecondarytreatmentstageistosettleoutthebiologicalflocorfiltermaterialandproducesewagewatercontainingverylowlevelsoforganicmaterialandsuspendedmatter.RotatingbiologicalcontactorsMainarticle:RotatingbiologicalcontactorRotatingbiologicalcontactors(RBCs)aremechanicalsecondarytreatmentsystems,whicharerobustandcapableofwithstandingsurgesinorganicload.RBCswerefirstinstalledinGermanyin1960andhavesincebeendevelopedandrefinedintoareliableoperatingunit.Therotatingdiskssupportthegrowthofbacteriaandmicro-organismspresentinthesewage,whichbreakdownandstabiliseorganicpollutants.Tobesuccessful,micro-organismsneedbothoxygentoliveandfoodtogrow.Oxygenisobtainedfromtheatmosphereasthedisksrotate.Asthemicro-organismsgrow,theybuilduponthemediauntiltheyaresloughedoffduetoshearforcesprovidedbytherotatingdiscsinthesewage.EffluentfromtheRBCisthenpassedthroughfinalclarifierswherethemicro-organismsinsuspensionsettleasasludge.Thesludgeiswithdrawnfromtheclarifierforfurthertreatment.Afunctionallysimilarbiologicalfilteringsystemhasbecomepopularaspartofhomeaquariumfiltrationandpurification.Theaquariumwaterisdrawnupoutofthetankandthencascadedoverafreelyspinningcorrugatedfiber-meshwheelbeforepassingthroughamediafilterandbackintotheaquarium.Thespinningmeshwheeldevelopsabiofilmcoatingofmicroorganismsthatfeedonthesuspendedwastesintheaquariumwaterandarealsoexposedtotheatmosphereasthewheelrotates.Thisisespeciallygoodatremovingwasteureaandammoniaurinatedintotheaquariumwaterbythefishandotheranimals.73