大学废水处理厂教学课程设计书 93页

大学废水处理厂教学课程设计书课程设计指导教师评定成绩表项目分值优秀(100>x≥90)良好(90>x≥80)中等(80>x≥70)及格(70>x≥60)不及格(x<60)评分参考标准参考标准参考标准参考标准参考标准学习态度15学习态度认真，科学作风严谨，严格保证设计时间并按任务书中规定的进度开展各项工作学习态度比较认真，科学作风良好，能按期圆满完成任务书规定的任务学习态度尚好，遵守组织纪律，基本保证设计时间，按期完成各项工作学习态度尚可，能遵守组织纪律，能按期完成任务学习马虎，纪律涣散，工作作风不严谨,不能保证设计时间和进度技术水平与实际能力25设计合理、理论分析与计算正确，实验数据准确，有很强的实际动手能力、经济分析能力和计算机应用能力，文献查阅能力强、引用合理、调查调研非常合理、可信设计合理、理论分析与计算正确，实验数据比较准确，有较强的实际动手能力、经济分析能力和计算机应用能力，文献引用、调查调研比较合理、可信设计合理，理论分析与计算基本正确，实验数据比较准确，有一定的实际动手能力，主要文献引用、调查调研比较可信设计基本合理，理论分析与计算无大错，实验数据无大错设计不合理，理论分析与计算有原则错误，实验数据不可靠，实际动手能力差，文献引用、调查调研有较大的问题创新10有重大改进或独特见解，有一定实用价值有较大改进或新颖的见解，实用性尚可有一定改进或新的见解有一定见解观念旧n论文(计算书、图纸)撰写质量50结构严谨，逻辑性强，层次清晰，语言准确，文字流畅，完全符合规化要求，书写工整或用计算机打印成文；图纸非常工整、清晰结构合理，符合逻辑，文章层次分明，语言准确，文字流畅，符合规化要求，书写工整或用计算机打印成文；图纸工整、清晰结构合理，层次较为分明，文理通顺，基本达到规化要求，书写比较工整；图纸比较工整、清晰结构基本合理，逻辑基本清楚，文字尚通顺，勉强达到规化要求；图纸比较工整容空泛，结构混乱，文字表达不清，错别字较多，达不到规化要求；图纸不工整或不清晰指导教师评定成绩：指导教师签名：年月日n给水处理厂设计第一部分设计说明书1.设计原始资料大学本科学生课程设计任务书课程设计题目水处理厂综合设计（给水处理部分）学院城市建设与环境工程学院专业给水排水工程年级2011级设计目的：通过设计使学生熟悉和掌握净水厂设计的原则、方法和步骤；在于加深理解所学知识，培养学生运用所学理论和技术知识，综合分析及解决实际工程设计问题的初步能力；使学生在设计运算、绘图、查阅资料和设计手册以及使用设计规等基本技能上得到初步训练和提高。根据给出的资料做出净水厂的初步设计。已知参数：(1)最高日用水水量：1.0万～11.6万m3/d（具体见附表1）。(2)给水水源：原水取自岷江紫坪浦水库下游，水源取自沙小罗堰前(其中取水箱涵已于河道整修期间修建完成)。(3)水源水质资料① 浑浊度：平均浊度：60NTU最高浊度280 NTU.② 碱度：>5mg/L③ 总硬度：月平均最高4.0meq/L，月平均最低1.8meq/L④  pH值：6.9~7.6⑤ 色度：20⑥ 大肠菌指数：30000个/L，细菌总数11000个/ml⑦ 水温：月平均最高23.8℃，月平均最低5.0℃⑧ 铁：0.1mg/L⑨ CODMn：<2.5mg/L(4)净化水质要求n生活用水：达到国家生活饮用水水质标准(GB5749-2006)生产用水：无特殊要求(5)净水厂地形图：比例尺1:1000(6)地质资料水厂地质为：砂质粘土，抗压强度1.5kg/cm2以上，无地下水(7)建筑材料供应情况：各种建筑材料均可供应。(8) 混凝剂采用聚合氯化铝，最大投加量50mg/L（以商品纯重量计）,平均投加量25mg/L。液体聚合氯化铝中Al2O3含量10%，相对密度1.20。(9)消毒剂采用液氯，最大加氯量0.5~2.0mg/L（10）气象资料：最冷月平均气温5.7℃最热月平均气温31.8℃极端温度：最高37.5℃，最低-3.0℃风向：见地形图中风玫瑰图(11)水厂附属建筑物包括：药剂间（含药剂仓库）、办公、化验、工具、设备库房、机修（含电修、仪表间）、职工宿舍、食堂厨房、零件、附件堆场、晒砂场等。各附属建筑物面积选取参见《给水排水设计手册（第二版）▪ 城镇供水》中15.3节。（12）水厂用地控制指标参见《城市给水工程规划规GB50282-98》（12）净水厂用地分配比例生产区50%～60%辅助及附属区10%～15%厂区绿化20%～30%n设计容及设计要求：1.设计容（1）决定净水厂工艺流程和净水构筑物的型式（2）各构筑物的设计计算，并附必要的草图（3）绘制净水厂的平面布置（4）绘制净水厂管线布置（5）绘制净水厂高程系统（6）图纸中应含有构筑物一览表、工程量一览表及图例等。2.设计要求（1）编写设计说明书一份：说明书中应说明设计任务、设计依据的资料，决定净水工艺流程和选择净水构筑物型式的理由，主要净水构筑物的设计计算，并附必要的单线草图；（2）绘制净水厂平面布置、管线布置及高程系统图（A1图纸）；（3）设计完成时间：1.5周目前资料收集情况（含指定参考资料）：参考资料：1．中国市政工程西南设计研究院主编，给水排水设计手册(第二版)，：中国建筑工业，20002．于尔捷、杰主编，给水排水工程快速设计手册，：中国建筑工业，19963．中华人民国国家标准，《室外给水设计规》GB50013-2006，：中国计划，20064．中华人民国建设部主编，给水排水制图标准GB/T50106-2001，：中国计划，20025．生活饮用水卫生标准（GB5749-2006），，中国标准，20066.城市给水工程规划规（GB50282-98），：中国建筑工业，19997.玉川，给水厂处理设施设计计算(第2版)，：化学工业，2013现使用的教材；学校图书馆与学院资料室有充足的设计手册供学生查阅；现有的设计任务书、设计指示书。n课程设计的工作计划：日期工作安排备注2014.9.1布置课程设计任务及要求；讲解给水处理工艺要求及设计要点；讲解给水处理设计说明书和计算书的编写要求；2013.9.2~2013.9.4给水处理工艺方案比选；给水处理构筑物计算；给水处理厂附属构(建)筑物确定；2013.9.5讲解给水处理厂平面设计和高程布置原则及要点；讲解图纸绘制要求；2013.9.6~2013.9.7完成给水处理厂平面布置草图完成给水处理厂高程计算2012.9.8~2012.9.11绘制给水处理厂图纸完成给水处理厂的设计说明书和计算书图纸为A1（包含给水厂平面、管线和高程）任务下达日期 2014年 8月 31 日完成日期 2014年 9月20日指导教师  （签名）学生   （签名）2.净水厂设计2.1设计原则(1)水处理构筑物的生产能力，应以最高日供水量加水厂自用水量进行设计，并按原水水质最不利情况进行校核。水厂自用水量取决于所采用的处理方法、构筑物类型及原水水质等因素，城镇水厂自用水量一般采用供水量的5%—10%，必要时可通过计算确定。(2)水厂应按近期设计，并考虑远期发展。根据使用要求及技术经济合理性等因素，对近期工程亦可做分期建设的可能安排。对于扩建、改建工程，应从实际出发，充分发挥原有设施的效能，并应考虑与原有构筑物的合理配合。n(3)水厂设计中应考虑各构筑物或设备进行检修、清洗及部分停止工作时，仍能满足用水要求、主要设备应有备用量；处理构筑物一般不设备用量，但可通过适当的技术措施，在设计允许围提高运行负荷。(4)水厂自动化程度，应本着提供水水质和供水可靠性，降低能耗、药耗，提高科学管理水平和增加经济效益的原则，根据实际生产要求，技术经济合理性和设备供应情况，妥善确定。(5)设计中必须遵守设计规的规定。如果采用现行规未列入的新技术、新工艺、新设备和新材料，则必须通过科学论证，确证行之有效，方可付诸工程实际。但对与确实行之有效、经济效益高、技术先进的新工艺、新设备和新材料，应积极采用，不必受现行设计规的约束[2]。2.2厂址选择在选择厂址时，一般应考虑以下几个问题：(1)厂址应选择在工程地质条件较好的地方，一般选在地下水位低，承载力较大，湿陷性等级不高，岩石较少的地层，以降低工程造价和便于施工。(2)水厂尽可能选择在不受洪水威胁的地方，否则应考虑防洪措施。(3)水厂应尽量设置在交通方便、靠近电源的地方，以利于施工管理和降低输电线路的造价，并考虑沉淀池排泥及滤池冲洗水排除方便。(4)当取水地点距离用水区较近时，水厂一般设置在取水构筑物附近，通常与取水构筑物建在一起，当取水地点距离用水区较远时，厂址选择有两种方案，一是将水厂设置在取水构筑物附近；另一是将水厂设置在离用水区较近的地方。前一种方案主要优点是：水厂和取水构筑物可集中管理，节省水厂自用水（如滤池冲洗和沉淀池排泥）的输水费用并便于沉淀池排泥和滤池冲洗水排除，特别对浊度较高的水源而言。但从水厂至主要用水区的输水管道口径要增大，管道承压较高，从而增加了输水管道的造价，特别是当城市用水量逐时变化系数较大及输水管道较长时；或者需在主要用水区增设配水厂（消毒、调节和加压），净化后的水由水厂送至配水厂，再由配水厂送入管网，这样也增加了给水系统的设施和管理工作。后一种方案优缺点与前者正相反。对于高浊度水源，也可将预沉构筑物与取水构筑物建在一起，水厂其余部分设置在主要用水区附近。以上不同方案应综合考虑各种因素并结合其他具体情况，通过技术经济比较确定[2]。2.3水厂工艺流程选择给水处理方法和工艺流程的选择，应根据原水水质及设计生产能力等因素，通过调查研究、n必要的实验并参考相似条件下处理构筑物的运行经验，经技术经济比较后确定。合给水水质的特点，水处理工艺流程见表2.1。表2.1各净水工艺流程的特点净水工艺流程适用条件Ⅰ原水→简单处理（如用筛网过滤）水质要求不高，如某些工业冷却用水，只要求去除粗大杂质。Ⅱ原水→混凝沉淀或澄清→过滤→消毒一般进水浊度不大于2000~3000NTU，短时间可达5000~10000NTUⅢ原水→接触过滤→消毒进水浊度一般不大于25NTU，水质较稳定且无藻繁殖Ⅳ原水→混凝沉淀→过滤→消毒（洪水期）原水→自然预沉→接触过滤→消毒（平时）山溪河流。水质经常清晰，洪水时含泥沙量较高Ⅴ原水→混凝→气浮→过滤→消毒经常浊度较低，短时间不超过100NTUⅥ原水→（调蓄预沉或自然预沉或混凝预沉）→混凝沉淀或澄清→过滤→消毒高浊度水二级沉淀（澄清）工艺，适用于含沙量大、砂峰持续时间较长的原水处理Ⅶ原水→混凝→气浮（沉淀）→过滤→消毒经常浊度较低，采用气浮澄清；洪水期浊度较高，则采用沉淀工艺2.4水处理工艺的选择2.4.1混凝剂1)混凝剂的选择与投加(1)精制硫酸铝Al3(SO4)2·18H2O制造工艺复杂，水解作用缓慢；含无水硫酸铝50%—52%；适用于水温为20—40℃。当PH=4-7时，主要去除有机物；PH=5.7—7.8时，主要去除悬浮物；PH=6.4—7.8时，处理浊度高，色度低（小于30度）的水。(2)粗制硫酸铝Al3(SO4)2·18H2O制造工艺简单，价格低；设计时，含无水硫酸铝一般可采用20%—25%；含有20%—30%不溶物，其他同精制硫酸铝(3)硫酸亚铁FeSO4·7H2On絮体形成较快，沉淀时间短；使用于碱度高、浊度高，PH=8.1-9.6，混凝作用好，但原水色度较高时不宜采用；当PH较低时，常用氯氧化物使铁氧化成三价，腐蚀性较高(4)三氯化铁FeCl3·6H2O不受水温影响，絮体大，沉淀速度快，效果好。易溶解，易混合，残渣少。对金属（尤其对铁）腐蚀性大，对混凝土亦腐蚀，对塑料会因发热而引起变形。原水PH=6.0—8.4之间为宜，当原水碱度不足时应加适量石灰；处理低浊水时效果不显著(5)聚合氯化铝简称PAC净化效率高，用药量少，出水浊度低，色度小，过滤性能好，原水浊度高时尤为显著。温度适应性高，PH值使用围宽（PH=5—9），因而可调PH值。操作方便，腐蚀性小，劳动条件好，成本低。(6)聚丙烯酰胺又名三号絮凝剂，简写PAM处理高浊度水池效果显著，既可保证水质，又可减少混凝剂用量和沉淀池容积，目前被认为是处理高浊水最有效的絮凝剂之一，适当水解后，效果提高，常与其他混凝剂配合使用或作助凝剂，其单体丙烯酰胺有毒，用于饮用水净化应控制用量。2)混凝剂投加方式选择(1)水泵投加采用计量泵投加，不需另设计量设备。(2)水射器投加采用水射器投加，设备简单，使用方便，但水射器效率较低，且易磨损。(3)重力投加将溶液池架高，利用重力将药液投入水泵压水管或混合设施入口处，这种投加方式安全可靠，但溶液池位置较高。综上所述，本设计采用计量泵投加混凝剂，混凝剂选用精制硫酸铝。2.4.2混合设备在给排水处理过程中原水与混凝剂，助凝剂等药剂的充分混合是使反应完善，从而使得后处理流程取得良好效果的最基本条件。混合是取得良好絮凝效果的重要前提，影响混合效果的因素很多，如药剂的品种、浓度、原水温度、水中颗粒的性质、大小等。混凝药剂投入原水后，应快速、均匀的n分散于水中。混合方式有水泵混合、管道混合、静态混合器、机械搅拌混合、扩散混合器、跌水混合器等。表2.2各混合方式的特点方式优缺点适用条件水泵混合优点：1、设备简单2、混合充分，效果较好3、不另消耗动能缺点：1、吸水管较多时，投药设备要增加，安装、管理较麻烦2、配合加药自动控制较困难3、G值相对较低适用于一级泵房离处理构筑物120m以的水厂续表静态混合器优点：1、设备简单，维护管理方便2、不需土建构筑物3、在设计流量围，混合效果较好缺点：1、运行水量变化影响效果2、水头损失较大3、混合器构造太复杂适用于水量变化不大的各种规模的水厂扩散混合器优点：1、不需外加动力设备2、不需土建构筑物3、不占地缺点：混合效果受水量变化有一定的影响适用于中等规模的水厂跌水混合优点：1、利用水头的跌落扩散药剂2、受水量变化影响较小3、不需外加动力设备缺点：1、药剂的扩散不易完全均匀2、需建混合池3、容易夹带气泡适用于各种规模的水厂，特别当重力流进水水头有富余时n机械混合优点：1、混合效果较好2、水头损失较小3、合效果基本上不受水量的变化影响缺点：1、需耗动能2、管理维护较复杂3、需建混合池适用于各种规模的水厂综上所述，本设计采用机械混合。2.4.3絮凝设备絮凝池形式的选择和絮凝时间的采用，应根据原水水质情况和相似条件下的运行经验或通过试验确定。(1)隔板式絮凝池①往复式隔板絮凝池优点：絮凝效果好，构造简单，施工方便。缺点：容积较大，水头损失较大，转折处矾花易破碎。适用条件：水量大于30000m3/d的水厂，水量变动小者。②回转式隔板絮凝池优点：絮凝效果好，水头损失小，构造简单，管理方便。缺点：出水流量不易分配均匀，出口处易积泥。适用条件：水量大于30000m3/d的水厂，水量变动小者，改建和扩建旧池时适用。(2)旋流式絮凝池优点：容积小，水头损失较小。缺点：池子较深，地下水位高处施工较困难，絮凝效果较差。适用条件：一般用于中小型水厂。(3)折板絮凝池优点：絮凝效果好，絮凝时间短，容积较小。缺点：构造较隔板絮凝池复杂，造价较高。适用条件：流量变化较小的中小型水厂。(4)涡流式絮凝池优点：絮凝时间短，容积小，造价较低。缺点：池子较深，锥底施工较困难，絮凝效果较差。适用条件：水量小于30000m3/d的水厂。(5)网格、栅条絮凝池n优点：絮凝池效果好，水头损失小，凝聚时间短。缺点：末端池底易积泥。(6)机械絮凝池优点：絮凝效果好，水头损失小，可适应水质、水量变化。缺点：需机械设备和经常维修。适用条件：大小水量均适用，并能适应水量变动较大者。(7)悬浮絮凝池加隔板絮凝池优点：絮凝效果好，水头损失较小，造价较低。缺点：斜挡板在结构上处理较困难，重颗粒泥砂易堵塞在斜挡板底部。综上所述，由于水厂水量变化不大，水量为10.8万m3/d，故采用折板絮凝池。2.4.4沉淀池选择沉淀池类型时，应根据原水水质、设计生产能力、处理后水质要求，并考虑原水水湿变化、处理水量均匀程度以及是否连续运转等因素，结合当地条件通过技术经济比较确定沉淀池的个数或能够单独排空的分格数不宜少于2个。经过混凝沉淀的水，在进入滤池前的浑浊度一般不宜超过10度，遇高浊度原水或低湿低浊度原水时，不宜超过15度。设计沉淀池时需要考虑均匀配水和均匀集水，沉淀池积泥区的容积，应根据进出水的悬浮物含量、处理水量、排泥周期和浓度等因素通过计算确定。当沉淀池排泥次数较多时，宜采用机械化或自动化排泥装置，应设取样装置。(1)平流式沉淀池优点：造价较低，操作管理方便，施工较简单；对原水浊度适应性强，处理效果稳定，采用机械排泥设施时，排泥效果好缺点：采用机械排泥设施时，需要维护机械排泥设备；占地面积大，水力排泥时，排泥困难适用条件：一般适用于大中型水厂(2)斜管（板）沉淀池优点：沉淀效率高，池体小，占地小缺点：斜管（板）耗材多，对原水浊度适应性较平流池差；不设排泥装置时，排泥困难，设排泥装置时，维护管理麻烦适用条件：尤其适用于沉淀池改造扩建和挖潜(3)竖流式沉淀池优点：排泥较方便，占地面积小n缺点：上升流速受颗粒下沉速度所限，出水量小，一般沉淀效果较差，施工较平流式困难适用条件：一般用于小型净水厂，常用于地下水位较低时(4)辐流式沉淀池优点：沉淀效果好缺点：基建投资大，费用高，刮泥机维护管理较复杂，金属耗量大，施工较困难适用条件：一般用于大中型净水厂，在高浊度水地区，作预沉淀池结合优缺点，本设计采用平流式沉淀池。2.4.5滤池供生活饮用水的滤池出水水质经消毒后应符合现行《生活饮用水卫生标准》的要求；供生产用水的过滤池出水水质，应符合生产工艺要求；滤池形式的选择，应根据设计生产能力、原水水质和工艺流程的高程布置等因素，结合当地条件，通过技术经济比较确定。(1)普通快滤池①单层砂滤料优点：材料易得，价格低；大阻力配水系统，单池面积较大，可采用减速过滤，水质好；缺点：阀门多，价格高，易损坏，需设有全套冲洗设备；适用条件：一般用于大中水厂，单池面积不宜大于100m2。②无烟煤石英砂双层滤料优点：含污能力大，可采用较大滤速；可采用减速过滤，水质好，冲洗用水少；缺点：滤料价格高，易流失；冲洗困难，易积泥球；适用条件：使用于大中型水厂，宜采用大阻力配水系统，单池面积不宜大于100m2，需要采用助冲设施。③砂煤重质矿石三层滤料优点：含污能力大，可采用较大滤速；可采用减速过滤，水质好，冲洗用水少;缺点：滤料价格高，易流失；冲洗困难，易积泥球;适用条件：使用于中型水厂，宜采用中阻力配水系统，单池面积不宜大于50-60m2，需要采用助冲设施。(2)V型滤池n优点：采用气水反冲洗，有表面横向扫洗作用，冲洗效果好，节水；配水系统一般采用长柄滤头冲洗过程自动控制；缺点：采用均质滤料，滤层较厚，滤料较粗，过滤周期长；适用条件：适用于大中型水厂。(3)虹吸滤池优点：不需大型阀门，易于自动化操作，管理方便；缺点：土建结构复杂，池深大单池面积小，冲洗水量大；等速过滤，水质不如变速过滤；适用条件：适用于中型水厂，单池面积不宜大于25-30m2(4)双阀滤池(单层砂滤料)优点：材料易得，价格低，大阻力配水系统，单池面积可大，可采用减速过滤，水质好，减少两只阀门；缺点：必须有全套冲洗设备，增加形成虹吸的抽气设备适用条件：适用于中型水厂，单池面积不宜大于25-30m2。(5)移动罩滤池(单层砂滤料)优点：造价低，不需要大型阀门设备，池深浅，结构简单；自动连续运行，不需冲洗设备；占地少，节能；结合优缺点，本设计采用V型滤池。2.4.6消毒(1)液氯消毒优点：经济有效，使用方便，PH值越低消毒作用越强，在管网有持续消毒杀菌作用；缺点：氯和有机物反映可生成对健康有害的物质。(2)漂白粉消毒优点：持续消毒杀菌；缺点：漂白粉不稳定，有效氯的含量只有其20%—25%。(3)二氧化氯消毒优点：对细菌、病毒等有很强的灭活能力，能有效地去除或降低水的色、嗅及铁、锰、酚等物质；缺点：ClO2本身和副产物ClO2-对人体血红细胞有损害。(4)臭氧消毒优点：杀菌能力很高，消毒速度快，效率高，不影响水的物理性质和化学成分，操作简单，管理方便；n缺点：不能解决管网再污染的问题，成本高；综合上述优缺点，鉴于液氯消毒目前使用最为广泛，经济有效，使用方便，所以本设计采用液氯消毒。2.4.7水厂工艺流程本设计取水水源为水量充沛，水质良好的水源，故此所选净水工艺流程为：城市管网二级泵房平流沉淀池原水机械混合池折板絮凝池V型滤池液氯消毒清水池净水工艺流程图n2.4.8净水构筑物的设计计算根据所选定的净水流程和构筑物形式，分别对净水构筑物进行设计计算。根据处理水量及所确定的设计数据，计算出各构筑物的尺寸，绘出单线草图，用于设计计算的数据主要来自各种设计参考资料（设计手册、教材、规、试验报告及经验总结等），并按当地实际运行的同类水厂的经验数据进行调整，各单项构筑物的计算方法详见教材及有关手册。详细设计计算过程参见第二部分（设计计算书）。2.4.9净水厂的平面布置根据各单项构筑物的尺寸进行净水厂的平面布置，布置时先在地形图上进行试布以确定较为合理的平面布置形式。平面布置要求紧凑，且要保证有一定的施工或交通间隙和留有余地。各构筑物的位置应考虑施工时挖填土方量小，而且挖填方基本平衡。各构筑物间应适当考虑设超越管线或附属构筑物的可能。总之，净水厂各构筑物必须因地制宜，布置紧凑，节约造价，便于维护管理，做到流程简短，连接管最短，并符合从水源到用户的总方向上进行布置的原则。平面布置时，将絮凝反应池与斜管沉淀池合建，滤池靠近沉淀池布置，并在滤池附近留出堆砂和翻砂的场地，清水池放置在了地形较低的地方，并埋入地下，上留覆土0.7m。将二泵房卡进清水池布置。加药间和加氯间分别放在靠近絮凝池和滤池的地方。药剂仓库面积按15-30天最大药剂量计算。加氯间和滤库设在水厂主导风向的下风向。水厂生产辅助建筑物如化验室、修理车间、器材仓库、值班室、车库等，面积参考设计规和手册采用。其中，生产管理用房、行政办公用房和化验室合建为综合楼，三者面积分别为210m2、160m2、110m2，共计480m2，设三层楼，平面面积即为160m2，平面尺寸约为15m×12m，设在水厂大门附近；机修间面积为150m2，平面尺寸为15m×10m，设在二泵房旁边；仓库面积为108m2，平面尺寸为14.4m×7.5m；堆场设在滤池旁，根据全部滤料总重10%考虑，采用平均堆高1m，得到其平面面积为20m2；采用露天停车场，面积按4t卡车、2t卡车、吉普车各一辆考虑，面积为72m2，传达室面积为20m2n，设在水厂大门处。水厂的管线有生产管线（包括超越管）、排水管线、生产消防管线、加药加氯管等，各管线管径格局计算确定。其中自用水管供应生活用水建筑、加氯间、滤池反冲洗用水、以及供应消防用水。厂道路通向一般建筑物，设人行道，采用碎石、炉渣、绘图路面。通向仓库、修理车间、堆砂场、泵房时，设车行道，宽度采用3。5m，转弯半径6m，纵坡不大于3%m,采用沥青混凝土路面。水厂设置围墙，厂考虑充分绿化，设有树木和草地。平面布置详见图纸。2.4.10净水厂的高程布置在水处理工艺流程中，各构筑物间水流应尽量保持用重力流。本工程设计同样使构筑物间水流为重力流形式，各净水构筑物的标高结合地形图上地形坡度确定，根据各构筑物间连接管道和构筑物的水头损失计算确定高程。净水构筑物间连接管道断面由设计手册要求的流速围计算确定，并适当考虑水量发展，留有发展余地。连接管线水头损失根据水力学公式计算确定，估算时采用手册所列的数据围之间取值。高程具体计算详见设计计算书，高程布置详见图纸。n2.4.11水头损失计算表构筑物管径（mm）流速（m/s）构筑物部水损（m）构筑物间水损（m）配水井0.15配水井—机械混合池DN8001.340.387机械混合池0.2混合池—分配渠DN10000.860.152分配渠0.1分配渠—絮凝池0.1折板絮凝池0.4絮凝池—整流渠0.1整流渠—沉淀池0.3平流沉淀池0.25沉淀池—滤池DN10000.860.384DN12001.19V型滤池2.5滤池—清水池DN10000.860.188清水池0.3n清水池—吸水井DN6001.150.306DN10000.865.817第二部分设计计算书3.1设计水量本设计处理水量为Q=10.8万m3/d，水厂自用水量占8％，故设计总进水量为Q=108000×1.08=116640m3/d=1.35m3/s。3.2配水井设计3.2.1设计参数配水井设计规模Q=1.35m3/s，水力停留时间T=3min3.2.2设计计算（1）配水井有效容积W=QT=116640×2/(24×60)=162m3（2）进水管管径配水井有一根进水管，进水管设计流量Q=1.35m3/s，查水力计算表知，管径为DN1200时，流速v=1.19m/s，在1.0-1.2m/s。（3）平面尺寸以及水深n平面尺寸B×L=9×3m，有效水深H0=162/(9×3)=6m，取水深H=6.5m。（4）出水溢流堰出水溢流堰采用矩形薄壁堰，进水从配水井底中心进入集水槽，经等宽度堰进入两个分渠，再由管道接入2组构筑物，每组构筑物的设计流量Q=0.675m3/s，出水管径为DN900，v=1.06m/s。（5）堰上水头矩形堰的流量公式：q=mbH3/2式中q—矩形堰的流量，m3/sm—流量系数，0.42b—堰宽，m，4.5mH—堰上水头，m计算得到H=（）2/3=0.19m3.3药剂投配设备设计3.3.1溶液池容积溶液池容积为：==140m式中：a——混凝剂的最大投加量，本设计取30mg/L；Q——设计处理的水量，116640m3/d；b——溶液浓度（按商品固体重量计），一般采用5%-20%，本设计取20%；n——每日调制次数，一般不超过3次，本设计取3次。溶液池采用矩形钢筋混凝土结构，设置2个，每个容积为W1（一备一用），以便交替使用，保证连续投药。单池尺寸为L×B×H=4×4×4.5，高度中包括超高0.3m，沉渣高度0.3m，置于室地面上。溶液池实际有效容积：W1=L×B×H=4×4×3.9=78m，满足要求。池旁设工作台，宽1.0-1.5m，池底坡度为0.02。池壁用环氧树脂进行防腐处理。n3.3.2溶解池容积溶解池容积为：W2=（0.2～0.3）W1=0.2140=28m3式中：——溶解池容积（m3），一般采用（0.2-0.3）；本设计取0.2。溶解池也设置为2池，单池尺寸：L×B×H=3.5×2×2.5，高度中包括超高0.3m，底部沉渣高度0.2m，池底坡度采用0.02。溶解池实际有效容积：=L×B×H=3.5×2×2=14m溶解池的放水时间采用t＝10min，则放水流量：q==23L/S查水力计算表得放水管管径＝200mm，相应流速v=1.01m/s，管材采用硬聚氯乙烯管。溶解池底部设管径d＝100mm的排渣管一根，采用硬聚氯乙烯管。溶解池的形状采用矩形钢筋混凝土结构，壁用环氧树脂进行防腐处理。3.3.3投药管投药管流量q==L/S投药管管径d＝100mm3.3.4计量投加设备本设计采用计量泵投加混凝剂。计量泵每小时投加药量:q==2.92m/h式中：——溶液池容积，m3。计量泵型号为J-D1000/3.2，选用两台，一备一用。n3.3.5药库的设计(1)药剂仓库与加药间宜连接在一起，存储量一般按最大投加量期的1个月用量计算。(2)仓库除确定的有效面积外，还要考虑放置泵称的地方，并尽可能考虑汽车运输方便，留有1.5米宽的过道。(3)应有良好的通风条件，并组织受潮，同时仓库的地坪和墙壁应有相应的防腐措施。综上药库平面面积设计取50m2药库平面尺寸取：10.0×5.0m。3.4机械混合池3.4.1设计参数设计流量：每组Q=0.675m/s，混合时间：T=30s3.4.2设计计算混合池容积：V=m混合池直径取2.5m，有效水深H=，超高0.4m，水深2.5m搅拌机外源速度v=3m/s，搅拌直径D0=2/3D=1.67m，取1.7m搅拌机宽度B=0.1D=0.25m，搅拌层数1层搅拌器距池底高度0.5D0=0.85m，搅拌机叶树Z=4搅拌器转数n0=角速度w=轴功率N2=电机功率N3=n3.5折板絮凝池3.5.1设计参数水厂絮凝池分为2组，每组2个池子，单池流量Q=0.3375m3/s池分三段，每段2格，第一段采用异波折板，第二段同波折板，第三段平行直板。总絮凝时间T=17min，速度梯度G由90s-1减至20s-1，絮凝池总GT大于2×104两池之间的隔墙厚取100mm，池长L=15m，单池宽B=5.1m池有效水深H0=4.5m，超高0.3m池有效容积V=QT=0.3375×17×60=344.25m3池平面面积A=V/H0=76.5m2=L×B=15m×5.1m折板宽500mm，板厚60mm，夹角90°3.5.2设计计算（1）第一絮凝区设通道宽为2.5m，设计峰速0.3m/s，则峰距b1b1=谷距b2nb2=b1+2c=0.45+2×0.355=1.16m侧边峰距b3b3=侧边谷距b4B4=b3+c=1.33m中间部分谷速v2=侧边峰速v1’=侧边谷速v2’=水损计算：①中间部分：渐放段损失：h1=渐缩段损失：h2=/2g=0.0044m，其中F1=0.45×5.1=2.295m2，F2=5.916m2，总共12个，所以h=12×(0.0019+0.0044)=0.0756m②侧边部分：渐放段损失：h1’=渐缩段损失：H2’=/2g=0.00062m总共10个，所以h’=10×(0.00032+0.00062)=0.0094m③进口及转弯水损：共1个进口，2个上转弯，2个下转弯，上转弯水深0.5m，下转弯水深0.9m上转弯转速v4=0.3375/(0.5×2.5)=0.27m/s，下转弯转速v5=0.3375/(0.9×2.5)=0.15m/s，nh’’=总水头损失：H’=h+h’+h’’=0.0756+0.0094+0.034=0.119m第一絮凝区水损：H1=2×0.119=0.238m第一絮凝区总停留时间：T1=第一絮凝区平均G值:G=（2）第二絮凝区：采用平行折板，通道宽度取2.5m，设计流速取0.25m/s板间距：侧边峰距b3=侧边谷距b4=b3+c=1.215m侧边峰速v1’=侧边谷速v2’=①中间部分：一个弯头水损h0=n共16个弯头，水损h=16×0.0019=0.0304m②侧边部分：渐放段水损：h1’=渐缩段水损：h2’=/2g=0.00078m共10个，所以水损h’=10×(0.00034+0.00078)=0.0112m③进口及转弯处水损：共1个进口，2个上转弯，2个下转弯，上转弯水深0.5m，下转弯水深0.9m上转弯转速v4=0.3375/(0.5×2.5)=0.27m/s，下转弯转速v5=0.3375/(0.9×2.5)=0.15m/s，h’’=总水头损失：H’=h+h’+h’’=0.0304+0.0112+0.034=0.756m第二絮凝区水损：H1=2×0.756=0.1512m第二絮凝区总停留时间：T1=第二絮凝区平均G值:G=（3）第三絮凝区n本区采用平行直板，板厚60mm，隔板间距972mm，通道宽度取2.5m本段设计流速v=水头损失：共1个进口，4个转弯，，则单个损失为：H=4×第三絮凝区水损：H1=2×0.004=0.008m第三絮凝区总停留时间：T1=第三絮凝区平均G值:G=（4）各絮凝区主要指标絮凝区絮凝时间T(min)水头损失H（m）G(s-1)GT(×104)一5.670.238832.8二5.670.1512652.2三5.670.008150.5合计17.010.3972616.2（5）各絮凝区进水孔①第一絮凝区进口流速0.3m/s，则水孔面积n进水孔宽取0.9m，高取1.25m②第二絮凝区进口流速0.25m/s，则水孔面积进水孔宽取0.8m，高取1.7m③第三絮凝区进口流速0.14m/s，则水孔面积进水孔宽取0.9m，高取2.7m（7）排泥设施应避免絮粒在池中沉淀，但难以避免时，应采取相应排泥措施。本设计采用穿孔排泥管排泥，管材选用钢管，孔眼向下与垂线成45°交叉排列，采用等间距布置。水深H=4.8m，穿孔管长度为10.3m，首端与末端积泥比为m=0.65，查表得Kw=0.46,取孔眼直径Φ=30mm，孔眼面积f=，取孔距为0.5m孔眼数目：n=个，取20个孔眼面积：W=20f=20×0.00071=0.0142m2穿孔管截面积：A=穿孔管直径：D=，穿孔管直径选用200mm3.6平流沉淀池3.6.1设计参数本设计采用两组池子，每组设计流量为Q=0.675m3/s沉淀池表面负荷水平流速v=15mm/sn沉淀时间t=2.2h3.6.2平面尺寸计算(1).单池容积为：V=QT=0.675×2.2×3600=4860m3式中：V——沉淀池的有效容积，m3；T——停留时间，h，一般采用1.0～3.0h，设计中取为2.2h。(2).沉淀池长为：L=3.6vT=3.6×15×2.2=119m，采用119m。式中：L——沉淀池长度，m；v——水平流速，mm/s，一般采用10～25mm/s，设计中取为15mm/s。(3).沉淀池宽为：B=V/LH=4860/（119×4.4）=10m，取为10.2m，设置导流墙分成2格式中：B——沉淀池宽度，m；H——沉淀池有效深度，m，一般采用3.5～4.5m，设计中取为4.4m。3.6.3校核沉淀池长宽比为L/B=116/10.2=12>4，满足要求。沉淀池长深比为L/h=116/4=27>10，满足要求。水流截面积ω=10.2×4.4=44.88m2水流湿周χ=10.2+4.4×2=19m水力半径R=44.88/19=1.61m弗劳德数Fr=v2/Rg=1.52/（161×981）=1.42×10-5>10-5雷诺数Re=vR/ν=1.5×161/0.01=24150，为紊流状态符合设计要求。n3.6.4进出水系统（1）沉淀池进水部分设计絮凝池与沉淀池之间采用穿孔花墙配水，墙长10.2m，墙高4.8m，穿孔墙流速v=0.1m/s，孔口总面积为A=Q/v=0.675/0.1=6.75m2.式中：A——孔口总面积，m2v——孔口流速，m/s最下一排孔距积泥区0.3m，每个孔口尺寸定为15cm×18cm，则孔口数为N=6.75/（0.15×0.18）=250个。进口水头损失为：h1=Nξv2/2g=0.25m式中：h1——进口水头损失，m；ξ——孔洞阻力系数，此处取为2。（2）沉淀池的出水部分设计沉淀池的出水采用薄壁溢流堰，渠道断面采用矩形。溢流堰的总堰长为：l=Q/q式中：l——溢流堰的总堰长，m；q——溢流堰的堰上负荷，m3/(m·d)，一般不大于500m3/(m·d)。设计中取溢流堰的堰上负荷q=250m3/(m·d)l=Q/q=0.675×86400/250=234m出水堰采用指形堰，共6条，双侧集水，汇入出水总渠每条槽的集水流量q0=0.1125m3/s槽宽度B=（1.2q0）0.4×0.9=0.4m出水堰的堰口标高能通过螺栓上下调节，以适应水位变化。出水堰起端水深为：h2=1.73=1.73=0.35m式中：h2——出水渠起端水深，mB——渠道宽度,m出水渠道的总深度设为1.0m，宽度为0.85m，跌水高度0.2m沉淀池的出水管管径初定为DN800，管流速（3）沉淀池的放空管n沉淀池放空时间按3h计，则放空管直径为d===0.35m采用DN=350mm。（4）排泥设施选择沉淀池底部设泥斗，积泥深0.1m。采用机械排泥。（5）沉淀池总高度[13]H总=h3+h4+H=0.3+0.1+4.4=4.8m式中：H总——沉淀池总高度，m；h3——沉淀池超高，m，一般采用0.3～0.5m，设计中取为0.3m；h4——积泥高度，m。平流沉淀池简图3.7V型滤池3.7.1设计参数滤速v=9m/h；第一步气冲冲洗强度q气1=15L/（s·m2），第二步气-水同时反冲，空气强度q气2=15L/（s·m2），水强度q水1=4L/（s·m2），第三步水冲强度q水2=5L/（s·m2）；第一步气冲时间t1=3min，第二步气水反冲时间t2=4min，单独水反冲时间t3=5min，冲洗时间共计t=12min=0.2h；反冲洗周期T=48h；反冲横扫强度1.8L/（s·m2）。n3.7.2池体设计（1）池体工作时间t′t′=24-t=24-0.1=23.9h（2）滤池面积F滤池总面积为：F===542.3m2（3）滤池的分格为节省占地选双格V型滤池，池底板用混凝土，单格宽B=3.5m，长L=10m，面积35m2。每组滤池数N=4个，分为2组，每座滤池面积f=70m2，总面积560m2。（4）校核强制滤速v′===12m/h<13m/h，满足要求。（5）滤池高度的确定滤池超高H5=0.3m滤层上的水深H4=1.5m滤料层厚H3=1.2m滤板厚H2=0.1m滤板下布水区高度H1=0.9m则滤池总高为：H=H1+H2+H3+H4+H5=0.9+0.1+1.2+1.5+0.3=4m（6）水封井的设计滤池采用单层加厚均粒滤料，粒径0.95～1.35mm，不均匀系数1.2～1.6.均粒滤料层的水头损失按下式计算：ΔH1=180l0v式中：ΔH1——水流通过清洁滤料层的水头损失，cm；ν——水的运动黏度，cm2/s；g——重力加速度，取为981cm/s2；nm0——滤料孔隙率，取为0.5；d0——与滤料体积相同的球体直径，取为0.1cm；l0——滤层厚度，cm,取为100cm；v——滤速，cm/s；φ——滤料颗粒球度系数，取为0.8。故ΔH1=17.20cm。每次反冲洗后刚开始过滤的水头损失为ΔH2=0.52m。为保证滤池正常过滤时池的液面高出滤料层，水封井出水堰顶标高与滤料层相同。设计水封井平面尺寸2m×2m，堰底板比滤池底板低0.3m，水封井出水堰总高H水=0.3+H1+H2+H3==0.3+0.9+0.1+1.2=2.5m每座滤池过滤水量：Q单=vf=9×70=630m3/h=0.175m3/s水封井出水堰堰上水头为：h水=〔Q单/（1.84b堰）〕2/3=〔0.175/（1.84×2）〕2/3=0.13m则反冲洗结完毕，清洁滤料层过滤时，滤池液面比滤料层高0.13+0.52=0.65m。3.7.3反冲洗管渠系统设计反冲洗系统选用长柄滤头配水配气系统（1）反冲洗用水量的计算Q反=q水2f=5×70=350L/s=0.35m3/s=1260m3/hV型滤池反冲洗时表面扫洗同时进行，其流量为：Q表=q表f=0.0018×70=0.126m3/s（2）反冲洗配水系统的断面计算配水干管（渠）进口流速应为1.5m/s，配水干管（渠）的截面积A=Q反/v进=0.35/1.5=0.24m2反冲洗配水干n管用钢管，DN600，流速1.61m/s。反冲洗水由反冲洗配水干管输送至气水分配渠，由气水分配渠底侧的布水方孔配水到滤池底部的布水区。反冲洗水通过布水方孔的流速按反冲洗配水支管的流速取值。配水支管流速或孔口流速为1～1.5m/s，取v支=1.0m/s，则配水支管（渠）的截面积为：A支=Q反/v支=0.35/1.0=0.35m2此即配水方孔总面积。沿渠长方向两侧各均匀布置20个配水方孔，共40个，孔中心间距0.65m，每个孔口面积：A孔=0.35/40=0.01m2每个孔口尺寸取0.1m×0.1m。（3）反冲洗用气量的计算Q气=q气f=15×70=1050L/s=1.05m3/s（4）配气系统的断面计算配气干管（渠）进口流速应为5m/s左右，则配气干管（渠）的截面积A气1=Q反气/v气进=1.05/5=0.21m2反冲洗配气干管用钢管，DN600，流速5m/s。反冲洗用空气由反冲洗配气干管输送至气水分配渠，由气水分配渠底侧的布气小孔配气到滤池底部的布水区。布气小孔紧贴滤板下缘，间距与布水方孔相同，共计40个。反冲洗用空气通过布气小孔的流速按反冲洗配气支管的流速取值。反冲洗用配气支管流速或孔口流速为10m/s左右，则配气支管（渠）的截面积为：A气2=Q反气/v气支=1.05/10=0.11m2每个布气小孔面积A布=0.11/40=0.00275m2孔口直径为0.06m。每孔配气量为Q气孔=Q反气/40=1.05/40=0.02625m3/s=94.5m3/h（5）气水分配渠的断面设计气水同时反冲洗时反冲洗水的流量Q气水反=q水1f=4×70=280L/s=0.28m3/sn气水同时反冲洗时反冲洗用空气的流量Q气=q气f=15×70=1050L/s=1.05m3/s气水分配渠的气、水流速均按相应的配水、配气干管流速取值。则气水分配干渠的截面积A气水=Q气水反/v进+Q反气/v气进=0.28/1.5+1.05/5=0.4m23.7.4滤池管渠布置（1）反冲洗管渠①气水分配渠气水分配渠起端宽取0.4m，高取1.5m，末端宽取0.4m，高取1.0m。则起端截面积0.6m2，末端截面积0.4m2。两侧沿程各布置40个配水方孔和40个配气小孔，气水分配渠末端所需最小截面积为0.54/40=0.014m2<末端截面积0.4m2，满足要求。②排水集水槽排水集水槽顶端高出滤料层顶面0.5m，则排水集水槽起端槽高H起=H1+H2+H3+0.5-1.5=0.9+0.1+1.2+0.5-1.5=1.2m式中H1、H2、H3同前，1.5m为气水分配渠起端高度。排水集水槽末端高H末=H1+H2+H3+0.5-1.0=0.9+0.1+1.2+0.5-1.0=1.7m式中H1、H2、H3同前，1.0m为气水分配渠末端高度。底坡i=（1.7-1.2）/L=0.5/10=0.05③排水集水槽排水能力校核集水槽超高0.3m，则槽水位高h1=0.73m，槽宽b槽=0.4m，n=0.013水流截面积ω=0.4×0.73=0.292m2水流湿周χ=0.4+0.73×2=1.86m水力半径R=0.292/1.86=0.157m水流速度v=R2/3i1/2/n=（0.1572/3×0.03851/2）/0.013=4.37m/s过流能力Q排集=ωv=0.292×4.37=1.27m3/s实际过水量Q水=Q反+Q表=0.47+0.17=0.64m3/s<过流能力Q排集=1.27m3/sn（2）进水管渠①进水总渠四个滤池分成独立的两组，每组进水总渠过水流量按强制过滤流量设计，流速0.8～1.2m/s，则强制过滤流量为：Q强=（0.675/3）×2=0.45m3/s进水总渠水流断面积为：A进总=Q强/v进总=0.45/1.0=0.45m2进水总渠宽1.0m，水面高0.5m。②每座滤池的进水孔每座滤池由进水侧壁开三个进水孔，进水总渠的浑水通过这三个进水孔进入滤池。两侧进水孔孔口在反冲洗时关闭，中间进水孔孔口设手动调节闸板，在反冲洗时不关闭，供给反洗表扫用水。调节阀门的开启度，使其在反冲洗时的进水量等于表扫水用水量。孔口总面积按滤池强制过水量设计，孔口两侧水位差取0.1m，则孔口总面积为：A孔=Q强/（0.8）=0.45/（0.8）=0.5m2中间孔口面积按表面扫洗水量设计：A中孔=A孔（Q表/Q强）=0.5×（0.126/0.45）=0.28m2孔口宽B中孔=0.6m两个侧孔口设阀门，采用橡胶囊充气阀，每个侧孔面积为：A侧=（A孔-A中孔）/2=（0.5-0.28）/2=0.11m2孔口宽B孔=0.4m③每座滤池设的宽顶堰为保证进水稳定性，进水总渠引来的浑水经过宽顶堰进入每座滤池的配水渠，再经滤池的配水渠分配到两侧的V型槽。宽顶堰堰宽b宽顶=5m，宽顶堰与进水总渠平行设置，与进水总渠侧壁相距0.5m。堰上水头为：h宽顶=[Q强/(1.84b宽顶)]2/3=[0.45/(1.84×5)]2/3=0.10m④每座滤池的配水渠n进入每座滤池的浑水经过宽顶堰流至配水渠，由配水渠两侧的进水孔进入滤池的V型槽。滤池配水渠宽b配渠=0.5m,渠高1m，渠长等于滤池总宽，则渠长L配渠=7m。当渠水深为h配渠=0.6m时，流速为：v配渠=Q强/（2b配渠h配渠）=0.45/（2×0.5×0.6）=0.75m/s⑤配水渠过水能力校核水力半径R配渠=b配渠h配渠/（2h配渠+b配渠）=0.5×0.6/（2×0.6+0.5）=0.18m水力坡降i配渠=(nv配渠/R配渠2/3)2=(0.013×1.2/0.182/3)2=0.002渠水面降落量Δh配渠=i配渠L配渠/2=0.002×7/2=0.007m因为配水渠最高水位为h配渠+Δh配渠=0.6+0.007=0.607m<渠高1m故配水渠的过水能力满足要求。⑥V型槽的设计V型槽槽底设表扫水出水孔，直径取d孔=0.025m，间隔0.16m,每槽共计80个。则单侧V型槽表扫水出水孔总面积A表孔=（3.14×0.0252/4）×80=0.04m2表扫水出水孔低于排水集水槽堰顶0.15m，即V型槽槽底的高度低于集水槽堰顶0.15m。表面扫洗时V型槽水位高出滤池反冲洗时液面hV液=[Q表/（2×0.8A表孔）]2/(2g)=[0.13/（2×0.8×0.04）]2/(2×9.8)=0.21m反冲洗时排水集水槽的堰上水头为：h排槽=[Q水单/(1.84b)]2/3=[0.32/(1.84×10)]2/3=0.07m式中：Q水单——单格滤池反冲洗流量，Q水单=Q水/2=0.32m3/s；b——集水槽长，10m。V型槽倾角45°，垂直高度1m，壁厚0.05m。反冲洗时V型槽顶高出滤池液面的高度为：1-0.15-h排槽=1-0.15-0.07=0.78m反冲洗时V型槽顶高出槽液面的高度为：1-0.15-h排槽-hV液=1-0.15-0.07-0.21=0.57m⑦冲洗水的供给n选用冲洗水泵供水。（1）冲洗水泵到滤池配水系统的管路水头损失Δh1反冲洗配水干管用钢管，DN600，流速1.61m/s，1000i=5.27，布置管长总计80m。则反冲洗总管的沿程水头损失为：Δhf=il=0.00527×80=0.42m主要配件及局部阻力系数见下表：表3-2配件名称数量/个局部阻力系数ξ90°弯头66×0.6=3.6DN600闸阀33×0.06=0.18等径三通22×1.5=3∑ξ6.78Δhj=ξv2/(2g)=6.78×1.612/(2×9.8)=0.90mΔh1=Δhf′+Δhj′=0.42+0.90=1.32m（2）清水池最低水位与排水槽堰顶的高差H0=5m（3）滤池配水系统的水头损失Δh2a.气水分配干渠的水头损失Δh反水气水同时反冲洗时：Q气水反=q水1f=4×70=0.28m3/s则气水分配渠的水面高为：h水反=Q气水反/(v进b气水)=0.28/(1.5×0.4)=0.47m水力半径为：R水反=b气水h水反/（2h水反+b气水）=0.4×0.47/（2×0.47+0.4）=0.14m水力坡降为：i反渠=(nv渠/R渠2/3)2=(0.013×1.5/0.142/3)2=0.005渠水头损失为：Δh反水=i反渠×l反渠=0.005×10=0.05mnb.气水分配干渠底部配水方孔的水头损失Δh方孔Δh方孔=[Q气水反/（0.8A方孔）]2/(2g)=[0.28/（0.8×0.4）]2/(2×9.8)=0.04mc.反冲洗经过滤头的水头损失为Δh滤≤0.22md.气水同时通过滤头时增加的水头损失Δh增气水同时反冲洗时气水比为n=15/4=3.75，长柄滤头配气系统的滤帽缝隙总面积与滤池过滤总面积之比大约为1.25，则长柄滤头中的水流速度为：v柄=Q气水反/(1.25﹪f)=0.28/(1.25﹪×70)=0.32m/s通过滤头时增加的水头损失为：Δh增=9810n(0.01-0.01v+0.12v2)=9810×3.75(0.01-0.01×0.3+0.12×0.32)=655Pa=0.067mH2O则滤池配水系统的水头损失为：Δh2=Δh反水+Δh方孔+Δh滤+Δh增=0.05+0.04+0.22+0.067=0.38m（4）砂滤层水头损失Δh3滤料为石英砂，容重γ1=2.65吨/m3，水的容重γ=1吨/m3，石英砂滤料层膨胀前的孔隙率m0=0.41，滤料层膨胀前的厚度H3=1.2m。则滤料层水头损失为：Δh3=(γ1/γ-1)(1-m0)H3=(2.65-1)(1-0.41)×1.0=0.97m（5）富裕水头Δh4取1.5m。则反冲洗水泵的最小扬程为：H水泵=H0+Δh1+Δh2+Δh3+Δh4=5+1.32+0.38+0.97+1.5=9.17m选四台250S14单级双吸离心泵，三用一备。⑧反冲洗空气的供给（1）长柄滤头的气压损失Δp滤头气水同时反冲洗时气水同时反冲洗时反冲洗用空气的流量为：Q气=q气f=15×70=1050L/s=1.05m3/s长柄滤头采取网状布置，约55个/m3。则每座滤池共计安装长柄滤头：n=55×70=3850个每个滤头的通气量为：1050/3850=0.27L/sn在该气体流量下的压力损失最大为：Δp滤头=3000Pa（2）气水分配渠配气小孔的气压损失Δp气孔反冲洗时气体通过配气小孔的流速为：v气孔=Q气孔/A布=0.0353/0.00375=9.41m/s孔口流量系数μ=0.6，则气水分配渠配气小孔的气压损失为：Δp气孔=(Q气孔2γ)/(2×36002μ2A布2g)=(126.92×1)/(2×36002×0.62×0.003752×9.8)=13mmH2O=127Pa=0.127kPa（3）配气管道的总压力损失Δp管a.配气管道沿程压力损失Δp1反冲洗空气流量计1.05m3/s，配气干管用钢管，DN600，流速5m/s。反冲洗空气管总长60m，气水分配渠的压力损失不计。反冲洗管道的空气气压为：Δp气压=(1.5+H气压)×9.8=(1.5+1.5)×9.8=29.4kPa式中：Δp气压——空气压力，kPa；H气压——长柄滤头距反冲洗水面的高度，m，H气压=1.5m。此时空气管道的摩擦阻力为9.8kPa/1000m。则.配气管道沿程压力损失为：Δp1=9.8×60/1000=0.59kPab.配气管道的局部压力损失Δp2主要管件及长度换算系数K见下表表3-3配件名称数量/个长度换算系数K90°弯头55×0.7=3.5闸阀33×0.25=0.75等径三通22×1.33=2.66∑K6.91n当量长度的换算公式：l0=55.5KD1.2式中：l0——管道当量长度，m；K——长度换算系数；D——管径，m。空气管配件换算长度为l0=55.5KD1.2=55.5×6.91×0.61.2=207.8m则局部压力损失为：Δp2=9.8×207.8/1000=2.04kPa配气管道的总压力损失为：Δp管=Δp1+Δp2=0.59+2.04=2.63kPa（4）气水冲洗室中的冲洗水水压Δp水压Δp水压=(H水泵-Δh1-Δh反水-Δh方孔)×9.81=(9.17-1.32-0.05-0.04)×9.81=76.13kPa则要求鼓风机出口的静压为p出口=p管+p气+p水压+p富=2.63+0.127+3+76.13+4.9=83.79kPa式中：p管——输气管道的压力损失，kPa，即Δp管；p气——配气系统的压力损失，kPa，即Δp气孔+Δp滤头；p水压——气水冲洗室中的冲洗水水压kPa即Δp水压，；p富——富余压力，取为4.9kPa。（5）设备选择根据气水同时反冲洗时反冲洗系统对空气压力、风量要求选三台RF–240风机。n3.8消毒设施的设计3.8.1加氯量与储氯量设计加氯量应根据试验或相似条件下水厂的运行经验，按最大用量确定，并应使余氯量符合生活饮用水卫生规定的要求。氯与水的接触时间不小于30分钟。①加氯量为：q=bQ式中：Q总——设计水量，m3/d；q——每天的投氯量，g/d；b——加氯量，g/m3，一般取0.5～1.0g/m3，本设计采用1.0g/m3。nq=bQ=1.0×116640=116640g/d=116.64kg/d②储氯量储氯量按一个月考虑G=30q=30×116.64=3499kg/月3.8.2加氯设备本设计采用ZJ-Ⅱ型加氯机两台，交替使用，每台加氯机加氯量为0.5～9.0kg/h。加氯机外形尺寸为：高×宽=330mm×370mm。加氯机安装在墙上，安装高度在地面以上1.5m，两台加氯机之间净距为0.8m。采用容量为500kg的氯瓶，氯瓶外形尺寸为外径600mm，瓶高1800mm。氯瓶自重146kg，公称压力2MPa。氯瓶采用两组，每组7个，一组使用，一组备用，每组使用周期约35d。3.8.3加氯间在加氯间低处设排风扇一个，换气量每小时8～12次，并安装漏气探测器，其位置在室地面以上20cm。设置漏气报警仪，当检测的漏气量达到2～3mg/kg时即报警，切换有关阀门，切断氯源，同时排风扇动作。加氯间平面尺寸：长3.0m，宽9.0m；氯库平面尺寸为：长12.0m，宽9.0m。3.9清水池3.9.1平面尺寸计算①清水池的有效容积清水池的有效容积包括调节容积、消防贮水量和水厂自用水量的调节量。清水池的总有效容积：V=kQ式中：V——清水池的总有效容积，m3；k——经验系数，一般为10﹪～20﹪取为10﹪；nQ——设计供水量，m3/d，为116640m3/d。V=0.1×116640=11664m3清水池设4座，则每座清水池的有效容积V1为：V1=V/4=11664/4=2916m3②清水池的平面尺寸每座清水池的面积A=V1/h式中：A——每座清水池的面积，m2；h——清水池的有效水深，m。设计中取h=4.0mA=2916/4=729m2取清水池宽度B为15m，则清水池长度L为：L=A/B=729/15=48.6m，设计中取为50m则清水池实际有效容积为50×15×4=3000m3清水池超高h1取为0.5m，清水池总高H为:H=h1+h=0.5+4.0=4.5m3.9.2管道系统①清水池的进水管D1=[Q/(4×0.785v)]1/2式中：D1——清水池进水管管径，m；v——进水管管流速，m/s，一般采用0.7～1.0m/s设计中取v=0.7m/sD1=[1.35/(4×0.785×0.7)]1/2=0.78m设计中取进水管管经为DN800，进水管实际流速为0.6m/s。②清水池的出水管由于用户的用水量时时变化，清水池的出水管应按出水最大流量计：Q1=KQ/24式中：Q1——最大流量，m3/h；K——时变化系数，一般取1.3～2.5，本设计取为1.5；Q——设计水量，m3/d。Q1=1.5×116640/24=7290m3/h=2.025m3/sn出水管管径D2=[Q/(4×0.785v1)]1/2式中：D2——清水池出水管管径，m;v1——进水管管流速，m/s，一般采用0.7～1.0m/s。设计中取v1=0.7m/sD2=[2.025/(4×0.785×0.7)]1/2=0.96m设计中取出水管管经为DN1000，出水管实际流速为0.68m/s。③清水池的溢流管溢流管的直径与进水管管径相同，取为DN800。在溢流管管端设喇叭口，管上不设阀门。出口设置网罩，防止虫类进入池。④清水池的排水管排水管的管径按2h将池水放空计算。排水管流速按1.2m/s估计，则排水管的管径为：D3=[V/(3600t×0.785v2)]1/2=[3000/(3600×2×0.785×1.2)]1/2=0.67m式中：D3——排水管的管径，m；t——放空时间，h；v2——排水管流速，m/s。设计中取排水管管径为DN7003.9.3清水池布置①导流墙每座清水池设两条导流墙，间距5m，导流墙底部每隔1.0m设0.1m×0.1m的过水方孔，使清水池清洗时排水方便。②检修孔在清水池顶部设圆形检修孔2个，直径为1200mm。③通气管清水池顶部设通气孔共12个，每格4个，通气管管径为200mm，通气管伸出地面的高度高低错落，便于空气流通。④覆土厚度清水池顶部应有0.5～1.0nm的覆土厚度，并加以绿化，此处取覆土厚度为1.0m。清水池简图3.10吸水井及二泵房供水总量Q0=11.664万m3/d，采用时变化系数Kh=1.3水泵总流量：Qb=Qmax=Kh×Q0=1.3×11.664=15.2万m3/d=6334m3/h所需水泵扬程：Hb=63m共设4台水泵，三用一备，选用800s-48I型水泵，单台泵特性参数：流量Q=6330m3/h，扬程H=75m，配备Y1600-8型电动机，功率N=1600Kw，电压V=10KV。水泵采用自灌式启动。确定水泵机组安装尺寸：L×B＝2500×1300二泵房包括水泵机组间和值班室，水泵机组采用竖向布置，相邻两个机组净距采用1.2m，机组与墙之间净距采用1.0m，泵房主要通道宽度采用1.2m。配电设备与水泵机组放在水泵间，控制设备放在值班室，水泵间需设起重设备。综合各种因素，二泵房采用半地下式，泵房平面尺寸为：L×B×H＝21m×8m×9m。吸水井尺寸：L×B=12m×2m，井水深为5m，配电间平面尺寸为：L×B＝11m×5.0mn3.11冲洗废水回收池冲洗废水回收池主要用于滤池反冲洗废水的回收，同时考虑其他生产构筑物（如清水池）的冲洗废水的收集。因滤池冲洗周期短，冲洗频率高，冲洗水量大，所以主要考虑滤池冲洗废水容积。废水回收池停留时间取t=24h，滤池冲洗周期为48h，共设有8格滤池，故每隔6小时就有1格滤池冲洗废水排入，1格滤池冲洗废流量为280L/s，冲洗时间为6min，则在其停留时间共收集废水量为：适当考虑其他构筑物冲洗废水排入时的调节容积，取其容积为320m3。废水回收池尺寸为：L×B×H＝8m×8m×5.5m，实际容积为352m3。3.12高程计算3.12.1清水池有效水深4m，故水面标高724.954m。超高0.5m，故水池池顶标高为725.454m。覆土深度1.4m，故地面标高为726.854m。清水池进水管位于距池底2/3处，进水管标高为722.554m。3.12.2滤池-清水池滤池出水有两根出水管，清水池分四个，有两根进水管。滤池出水至分支段：量出管段长度为24m，管道选用钢管。管道中流量0.657m3/s，流速围0.8～1.2m/s，由水力计算表取流速：0.86m/s，管径：1000mm，i＝8‰沿程水头损失：＝0.013m连接管中产生局部损失的配件，附件及局部阻力系数如下：管道水流进口阻力系数：1管道水流出口阻力系数：1n三通1个阻力系数：1闸阀1个阻力系数：2局部水头损失＝＝0.175m总水头损失＝0.013＋0.175＝0.188m3.12.3滤池根据经验，滤池中水头损失一般为2.0～2.5m，取2.5m滤池水面标高为：727.342m滤池超高0.50m，故滤池池顶标高为：727.842m滤池总高度为3.5m，故滤池池底标高为：723.842m3.12.4沉淀池-滤池沉淀池到滤池部分管道仍分为两段，滤池出水有两条管道输送。沉淀池到滤池前段：量取管长为12.8m，管道选用钢管。流量0.675m3/s，流速围为0.6～1.0m/s，由水力计算表取流速：0.86m/s，管径1000mm，i＝8‰。沿程水头损失＝il＝0.0138m连接管中产生局部损失的配件，附件及局部阻力系数如下：管道水流进口阻力系数：190°弯头1个阻力系数：0.3三通1个阻力系数：1局部水头损失＝＝0.0867m总水头损失＝0.0138＋0.0867＝0.100m沉淀池到滤池后段：量取管长为42.7m，管道选用钢管。流量0.135/s，流速围为0.6～1.2m/s，由水力计算表取流速：1.19m/s，管径1200mm，i＝1.2‰。沿程水头损失＝il＝0.067mn连接管中产生局部损失的配件，附件及局部阻力系数如下：管道水流出口阻力系数：1闸阀1个阻力系数：2局部水头损失＝＝0.217m总水头损失＝0.067＋0.217＝0.284m全程水头损失=0.1+0.284=0.384m沉淀池出水渠水面的标高为：728.026m集水槽水流至出水渠跌落高度：0.2m，槽底标高：727.126m集水槽水深0.3m，淹没深度取0.07m；跌落高度取0.05m，集水槽超高0.1m。故集水槽水面标高为：728.406m集水槽顶面标高：728.506m沉淀池中水面的标高为：728.476m沉淀池超高0.40m，故沉淀池池顶的标高为：728.876m已算得沉淀池总高度为4.8m，故沉淀池池底标高为：724.076m据经验，斜管沉淀池中的水损取0.25m故过渡区水面标高为：728.776m3.12.5折板絮凝池折板絮凝池的出水水面标高：728.876m据经验，絮凝池本身的水头损失为0.4～0.5m，取0.4m絮凝池起端水面标高为：729.273m絮凝池总高度为：4.8m，超高0.3m，絮凝池池顶标高为：729.873m絮凝池池底标高为：725.073m3.12.6混合池混合池水损取0.2m混合池水面标高729.473mn混合池至配水区水损0.152m3.12.7配水井配水井至混合池量取管长为6.2m，管道选用钢管。流量0.0.675m3/s，流速围为1.0～1.2m/s，由水力计算表取流速：1.08m/s，管径800mm，i＝2.6‰。沿程水头损失＝il＝0.0208m连接管中产生局部损失的配件，附件及局部阻力系数如下：管道水流出口阻力系数：1闸阀1个阻力系数：2管道水流进口阻力系数：1局部水头损失＝＝0.366m总水头损失＝0.0208＋0.366＝0.387m配水井水损取0.15m配水井水面标高729.48m,底标高726.63mn污水处理厂设计第一部分设计说明书1.污水处理厂设计原始资料与设计规模1.1设计原始资料大学本科学生课程设计任务书课程设计题目水处理厂综合设计（排水处理）学院城市建设与环境工程学院专业给水排水工程年级2011级设计目的：通过设计使学生熟悉和掌握污水处理厂设计的原则、方法和步骤；在于加深理解所学知识，培养学生运用所学理论和技术知识，综合分析及解决实际工程设计问题的初步能力；使学生在设计运算、绘图、查阅资料和设计手册以及使用设计规等基本技能上得到初步训练和提高。根据资料进行污水处理厂的初步设计。已知参数：某城镇污水厂厂址区地形图一，污水厂近期污水量（平均日平均时），污水处理厂设计进水水质见任务附表，远期污水量按近期水量1.5倍计算。城镇污水主干管进入污水厂高程和位置见任务附地形图。城镇污水经处理后排入次级河流最终进入三峡库区。当地水环境保护部门划定的该次级河流水域级别为地表水环境III类水体。该厂址满足城镇防洪标准。污水处理站站址区地下水位距地表8m左右，土壤为砂质粘土，抗压强度大于1.5kg/cm2。夏季主导风向为西南风，气压为97.352KPa，年平均气温为15.1℃，冬季最冷月平均温度为8℃。厂区附近无农田，拟由省属建筑公司施工，各种建筑材料均能供应，电力供应充足。n设计容及设计要求：1.设计容（1）确定污水处理厂的设计水量（2）确定污水处理厂工艺流程和净水构筑物的型式（3）各构筑物的设计计算，并附必要的草图（4）绘制污水处理厂的平面布置图（5）绘制污水处理厂管线布置图（6）绘制污水处理厂高程布置图2.设计要求（1）编制设计说明书及计算书各一份：说明书中应说明设计任务、设计依据的资料，污水及污泥处理工艺方案选择及处理构筑物选型的理由，主要设计参数、处理构筑物及设备一览表（包括规格、材料、数量、单位、备注），污水厂平面及高程布置说明；计算书应有主要处理构筑物及高程的设计计算过程（附必要的单线草图），以及设备选型依据。（2.）绘制污水厂（站）平面布置、污水处理厂管线布置图及高程系统图各一（A1），共31号图。目前资料收集情况（含指定参考资料）：(1)自杰主编．排水工程(下)(第四版)．：中国建筑工业，1996(2)中国市政工程西南设计研究院主编．给水排水设计手册(第二版)第1册《常用资料》．：中国建筑工业，2000(3)市市政工程研究院主编．给水排水设计手册(第二版)第5册《城镇排水》．：中国建筑工业，2004(4)中国市政工程西北设计研究院主编．给水排水设计手册(第二版)第11册《常用设备》．：中国建筑工业，2002(5)市建设和交通委员会主编，《室外排水设计规》（GB50014-2006），：中国计划，2006(6)洪军，杜茂安．《水处理工程设计计算》．：中国建筑工业，2006(7)汪大晖，雷乐成编著．《水处理新技术及工程设计》．：化学工业，2001(8)力平等编著．《污水处理新工艺与设计计算实例》．：科学，2002统主编．《污水处理工艺及工程方案设计》．：中国建筑工业，2000(9)曾科，秋平．陆少鸣主编．《污水处理厂设计与运行》．：化学工业，2001(10)游映玖．《新型城市污水处理构筑物图集》．：中国建筑工业，2007(11)智等编著。《给排水科学与工程专业毕业设计指南》（第二版）。：中国水利水电，2008（12）玉川，振江，绍怡主编。《城市污水厂处理设施设计计算》。：化学，2004(13)中华人民国国家标准，《室外排水设计规》GB50013-2011，：中国计划，2006n(14)城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918－2002）(15)中华人民国建设部主编，给水排水制图标准GB/T50106-2001，：中国计划，2002课程设计的工作计划：日期工作安排备注2014.9.11(1)布置设计任务及讲课；(2)熟悉原始资料，确定污水处理程度，选择处理方法；(3)选择污水、污泥的处理流程和处理构筑物。2014.9.12污水处理构筑物的工艺设计计算，确定其型式和主要尺寸；2014.9.14(1)污泥处理构筑物的工艺设计计算，确定其型式和主要尺寸。（2）污水、污泥处理构筑物的高程计算；2014.9.15~2014.9.18(1)进行污水处理站的总体布置，绘制污水处理站平面布置图（1#）。(2)进行污水、污泥构筑物的高程布置，完成污水、污泥处理构筑物的高程布置图（1#）。2014.9.19编制设计说明书及计算书；任务下达日期2014年9月1日完成日期年月日指导教师（签名）学生（签名）1.2污水处理厂设计规模n污水厂规模以平均日流量确定，由给水厂设计原始资料可知，该污水厂处理污水近期平均日总流量为Qd=m3/s，其设计规模即为49248m3/d。式中，Kd=1.4，0.8为折减系数，0.8为污水收集率近期最高日最高时流量为Kz=2.7/Q^0.11=1.3Q=Qd×Kz=0.75m3/s远期最高日最高时流量按近期1.5倍计算Q1=Q×1.5×0.85=1.17m3/s，0.85为远期污水收集率根据日处理污水量可以将污水处理厂分为大、中、小三种规模：日处理量大于10万m3/d为大型污水处理厂，5～10m3/d万为中型污水处理厂，小于5万m3/d的为小型污水处理厂，因此设计规模为中型污水处理厂。1.2.1污水处理厂设计流量经计算，近期平均日平均时流量为0.57m3/s，最高日最高时流量为0.75m3/s。污水厂设计中，对不同构筑物及设计计算对象应采用其相应的设计流量。一般，平均日平均时流量用于表示污水厂规模；计算格栅栅渣量、沉沙池的沉砂量、污泥量以及污水厂的年抽升电耗、耗药量、处理总水量时采用远期最高日最大时流量；最高日最高时流量即为设计最大流量，用于进行构筑物设计计算，连接管渠与泵站设计计算，以及设备选型等，当进水流量为抽升进入时，可用工作水泵的最大组合流量作为设计流量；当处理构筑物停留时间足够长或其之前设有调节池时，可考虑采用最高日平均时流量进行设计计算。1.3污水处理程度1.3.1设计进水水质指标根据设计原始资料，污水进水水质如下：COD420mg/LnBOD5190mg/LSS250mg/LTN50mg/LNH3-N40mg/LTP4.5mg/LpH6.5~8水温20℃~35℃1.3.2设计出水水质指标处理出水要求达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级B标，根据该排放标准，设计出水水质指标如下：COD60mg/LBOD520mg/LSS20mg/LTN20mg/LNH3-N8mg/LTP1mg/L1.3.3处理程度根据进水和出水水质指标，可确定该污水厂污水的处理程度为：则处理程度如下：BOD5去除率：=89.5%COD去除率：=85.7%SS去除率：=92%nTN去除率：=60%NH3-N去除率：=80%TP去除率：=77.8%2.污水处理厂工艺流程比选2.1工艺流程方案选择考虑因素污水处理厂的工艺流程是指在保证处理水达到所要求的处理程度的前提下所采用的污水处理技术单元的有机组合。确定污水处理工艺时，除了保证处理效果这一基本条件外，还应尽量降低基建投资，节省日常的运行费用，以求在保证达标排放的前提下，使经营成本最小。工艺流程选择时，应考虑的主要因素有：⑴污水中污染物的性质：如污染物的形态和浓度等；⑵污水的处理程度：其实选择处理工艺流程的主要依据，而其又取决于污水的来路和去向，即污水进水水质和要求出水水质。⑶工程造价和运行费用：在处理水达标前提下，根据工程建设所需造价和运行费用与当地经济情况对比，选择适合当地条件的处理工艺流程。⑷当地的自然条件：如地形地质情况、气候条件等。⑸工艺规模的大小：根据污水厂规模选择处理流程，如氧化沟工艺适用于规模小于5万m3/d的污水厂，SBR系列反应池也适用于中小型污水厂。⑹管理和施工条件所设计的该污水厂规模为49248m3/d，为小型污水厂，选择工艺流程时根据上述因素，考虑到其具有以下特点：　⑴由于污水量较小，一天污水水量水质变化较大，频率较高；　⑵一般要求自动化程度较高，以减少工作人员配置，降低经营成本。　⑶由于规模较小，不设污泥消化构筑物，采用低负荷延时曝气工艺，尽量减少污泥量同时使污泥部分好氧稳定。⑷本次设计中不要求除磷脱氮，故按传统曝气工艺的活性污泥法设计，同时考虑以后除磷脱氮的可能性。n鉴于以上的特点，考虑采用SBR工艺或氧化沟工艺两种方案。2.2不同工艺方案的优缺点比较2.2.1SBR工艺⑴SBR工艺流程进水出水接触消毒池SBR反应池水、、、、沉砂池泵房细格栅中格栅干化脱水机房污泥浓缩池贮泥井上清液回流至格栅前泥饼外运⑵SBR工艺的优点①SBR反应池将曝气池和沉淀池和为一体，减短了工艺流程，同时其具调节流量的功能，大多数情况下无设调节池的必要；n②SBR反应池在空间序列上属于完全混合式，是时间序列上属于推流式；SVI值较低，一般情况下不产生污泥膨胀现象；③出水水质好，优于连续式处理工艺；SVI值较低，一般情况下不产生污泥膨胀现象；④通过控制曝气营造好氧-厌氧或好氧-缺氧环境，可在单一的曝气池进行除磷脱氮反应；⑤调节能力强，抗冲击负荷能力强，不需污泥回流；⑥操作灵活，管理方便。⑶SBR工艺的缺点①设备和反应器容积利用率低；②低水位排水，水头损失大；③污水流量峰值时需氧量大；④SBR反应池为间歇进水，间歇出水，需根据工作周期和进水时间设计多组反应器以保证连续处理。2.2.2氧化沟工艺⑴氧化沟工艺的流程泥饼外运提升泵房进水出水接触消毒池二沉池氧化沟厌氧池细格栅沉砂池粗格栅干化脱水机房污泥浓缩池贮泥井上清液回流至格栅前n⑵氧化沟工艺的优点①具有独特的水力流动特点：从基质浓度来看，氧化沟属于完全混合式，从溶解氧浓度梯度看，其属于推流式；②利于活性污泥的生物絮凝作用，可将工作区分为富氧区、缺氧区，可进行硝化反应，有脱氮效果；③污泥负荷低，停留时间长，类同于活性污泥法的延时曝气系统，对水温、水量、水质变化适应能力强；④出水水质好，剩余污泥量小且污泥稳定，不需进行消化，可直接浓缩脱水。⑶氧化沟工艺的缺点①占地面积大，基建投资费用高；②氧的需求量大，能耗高。2.2.3两种工艺的比较　氧化沟目前常用的有卡鲁塞尔氧化沟、奥贝尔氧化沟、三沟及双沟等交替式氧化沟等几种形式。氧化沟的共同特点是污水在循环水池中流动，曝气方式主要采用表曝方式。SBR工艺包括传统SBR法、ICEAS工艺、DAT-IAT工艺、CAST工艺、UNITANK工艺等不同方法。⑴SBR法和氧化沟法两工艺具有以下共同点：　①都属完全混合型，具有较高的耐冲击负荷的能力；　②一般不设初沉池，工艺简短n，节省占地；　③一般采用低负荷延时曝气方式，处理效果好，污泥好氧稳定，污泥产量少。　⑵SBR法与氧化沟相比又具有以下优点：　①SBR工艺省去二沉池和回流污泥泵房，使布置更加紧凑；　②氧化沟的曝气设备表曝机在运行时，溅起水花较大，对周围环境产生不利影响。反应池上部需要加盖或增设上部建筑，以隔绝臭气时会影响表曝的曝气效率。　③SBR池是间歇运行，有较强的调节能力，对于水质水量变化适应性更强。　④在北方严寒地区，冬季室外气温较低，氧化沟的表曝曝气方式不适宜。　⑤SBR池池深不受限制，必要时可适当加深。　　污水处理厂主要的要操作简单，布置紧凑。相较之下，该污水厂采用厌氧池和卡鲁塞尔氧化沟结合工艺。2.3处理构筑物比选2.3.1格栅格栅设在污水渠道、泵房吸水井的进口处或污水处理厂的进水端，用于拦截较大的悬浮物或漂浮物。一般情况下，分为粗细两道格栅，粗格栅的作用是截留较大的悬浮物或漂浮物以保护水泵；细格栅的作用是拦截粗格栅未截留的悬浮物或漂浮物，以保证后续处理工艺的正常运行。按形状分类，格栅又可以分为平面格栅和曲面格栅；按清渣方式可分为人工清渣格栅和机械清渣格栅，当栅渣量大于2m3/d时，采用机械清渣格栅。1.链条式回转多耙格栅优点：构造简单，管理方便，占地面积小。缺点：杂物以及进入链条和链路之间，造价高。适用：深度不大的中小型格格栅。主要清除长纤维、带状物等生活污水中的杂物。2.高链式格栅优点：链条链轮均在水面上工作，易维修保养，使用寿命长。缺点：只适应浅水渠道，不使用超出耙臂长度的水位。适用：深度较浅的中小型格栅。n主要清除污水中的杂物、纤维、塑料制品等废弃物。3.背耙式格栅优点：耙齿从格栅后面插入，除污干净。缺点：栅条在整个高度间不能有固定的连接。适用：浅水渠道，主要清除生活污水中的杂物。4.三索式格栅优点：无水下运动部件，维护检修方便。缺点：易腐蚀，钢丝绳受温差变化影响大，需经常调整。适用：固定式适用于各种宽度和深度的格栅，移动式适用于宽大格栅。5.回转式固液分离机优点；有自清能，动作可靠，污水中杂物去除率高。缺点：易老化和损坏，个别清理不当杂物返回栅。适用：后道格栅，设度较浅的小型格栅。6.移动式伸缩臂格栅优点：维护检修方便，寿命较长。缺点：构造复杂，耙齿与栅条对位较困难。适用：中等深度的宽大格栅，主要清除生活污水中的杂物。7.弧形格栅优点:构造简单，制作方便，动作可靠，容易检修保养。缺点：占地面积大，动作较为复杂，制作困难。适用：水浅的渠道，主要清除头道各格栅清除不了的污水中杂物。该污水厂处理流量较小，栅渣量不大。根据计算结果，粗格栅栅条间隙采用20mm,栅条宽度为10mm，格栅宽度为3.62m，长度5.72m，栅槽高度为3.85m；细格栅栅条间隙采用5mm,栅条宽度为10mm，格栅宽度为4.0m，长度4.7m,栅槽高度为1.2m。、根据各种类型格栅的特点，粗格栅可采用链条式回转多耙格栅、高链式格栅、背耙式格栅,细格栅可采用回转式固液分离机、弧形格栅。该污水厂采用链条式回转多耙格栅和弧形格栅分别作为粗格栅和细格栅。采用流程方式为：粗格栅—提升泵—细格栅—后续处理构筑物，以减小细格栅的安装深度，调节池设搅拌装置，以防止泥砂沉淀。2.3.2沉砂池n沉砂池的功能是去除比重较大的无机颗粒（相对密度为2.65，粒径大于2mm）。将沉砂池设在初次沉淀池之前，减轻初沉池负荷，改善污泥处理构筑物处理条件。常用的沉砂池有平流沉砂池、曝气沉砂池、竖流沉砂池、旋流沉砂池。1.平流沉砂池优点：构造简单，流量稳定时处理效果好，排砂方便。缺点：抗冲击负荷能力较差，本身去除有机质效果差，砂粒附着大量有机物，易腐败造成二次污染。适用：流量变化较小的情况，多用于中小型水厂。2.竖流沉砂池优点:占地面积小，重力沉砂。缺点：处理效果比平流沉砂池差，池深较大。适用：小型水厂及用地紧的情况。3.曝气沉砂池优点:抗冲击能力较强，沉砂清洁，有机物少，对污水由于曝气作用。缺点：需曝气设备，耗能大。适用：流量变化较大的污水处理厂，但不宜用于生物除磷脱氮的污水处理工艺中。4.旋流沉砂池优点：抗冲击能力较强，沉砂清洁，有机物少。适用：中小型污水厂。该污水厂处理流量小，近期考虑除磷脱氮工艺，厂址地地下水水位在地表下8m左右。由于竖流式沉砂池池深较大，采用其会增加后续构筑物埋深，故不采用；采用平流式沉砂池，其占地面积大，其所计算出池深过小，不便施工；水力流态的不稳定，不采用旋流沉砂池。故综合考虑，采用曝气沉砂池。2.3.3二沉池二沉池主要用于污泥的泥水分离，主要有平流沉淀池、竖流沉淀池、辐流沉淀池、斜管沉淀池几种形式。1.平流沉淀池n优点：沉淀效果好，对冲击负荷和温度变化适应能力强，池深较浅，构造简单，施工简易。缺点：配水不均匀，占地面积较大。适用：地下水位较高及地质条件较差的地区，适用于大中小型污水厂。2.竖流沉淀池优点：占地面积小，构造简单，排泥方便。缺点：池深大（一般为7m以上），埋深大，施工困难，抗冲击负荷能力较差，处理效果不是很好。适用：小型污水厂和工业废水处理。3.辐流沉淀池优点：处理效果稳定，多为机械排泥，运行管理较简单。缺点：机械设备排泥复杂，对施工要求高。适用：地下水位较高地区，适用于大中型污水厂。4.斜管沉淀池优点：占地面积小，池深较小，沉淀效率高。缺点：耗材费用高，易于堵塞，影响沉淀效果，排泥较困难。适用：一般用于给水处理中，只能用于污水处理的初沉池。该污水厂该污水厂处理流量小，厂址地地下水水位在地表下8m左右。故不采用此深较大的竖流式以避免增加构筑物埋深。斜管沉淀池易堵塞，清理工作量大，增加人员编制；辐流式沉淀池一般池深大于16m时采用，此时其处理效果才较为稳定。综合考虑，采用辐流式沉淀池。沉淀池平面尺寸为:L×B=23.1m×5m,池高度为7.38m。2.3.4厌氧池+卡鲁塞尔氧化沟厌氧池是为了除磷脱氮创造厌氧条件，为厌氧释磷做准备。卡鲁塞尔氧化沟在处于完全混合态，也处于推流态。卡鲁塞尔氧化沟包括库鲁塞尔2000，普通卡鲁塞尔氧化沟以及卡鲁塞尔3000工艺。1.传统卡鲁塞尔氧化沟工艺特点：以去除BOD为主要目标，并具一定的脱氮除磷效果。适用：小型污水厂。2.卡鲁塞尔2000氧化沟工艺n特点：该种工艺在传统的氧化沟工艺前面增加了一个厌氧池，已达到更好的脱氮除磷效果。适用：大、中型污水厂。3.卡鲁塞尔3000氧化沟工艺特点：设有预反应区、缺氧区和主反应区，具较好的除磷脱氮效果；间歇交替进水，需要污泥回流。适用：中、小型污水厂。据上述容，该厂可采用厌氧池+卡鲁塞尔氧化沟相结合工艺。当有除磷脱氮要求时，可在该机出厂进行改造，以满足要求。经计算，氧化沟采用六廊道式，厌氧池尺寸L×B×H=15×15×5.5m。2.3.5消毒设施《室外排水规》规定，城镇污水厂处理出水应设置消毒设施。消毒的目的是杀灭处理出水中所含有的致病菌和病毒等，解决水中生物污染的问题，以防止其对人类健康产生危害和对生态造成污染。城镇污水处理厂常采用的消毒方式有液氯消毒、二氧化氯消毒和紫外线消毒。几种方法的特点及适用条件比较如下：1.液氯消毒优点：杀菌有效性较强，有后续消毒作用，技术成熟，投配设施简单，一次投资低，运行成本便宜。缺点：有臭味，残毒，使用时安全措施要求高。适用：大、中型污水处理厂。2.二氧化氯消毒优点：杀菌有效性强，使用安全方便，有定型产品，一次投资较高，运行成本贵。缺点：现场制备，设备复杂，维护管理要求高。适用：中、小型污水厂。3.紫外线消毒优点：杀菌有效性强，杀菌迅速，无化学药剂，一次投资较高，运行成本较便宜。n缺点：消毒效果受出水水质影响较大，设备无定型产品，货源不足。适用：小型污水厂，现采用较少，主要用于大中型污水处理厂。目前，城市污水处理厂中最常用的消毒剂是液氯。该污水厂处理规模小，采用紫外线和二氧化氯消毒更适宜，但考虑到当地经济条件，采用投资和运行成本均较低的方式，同时保证出水中后续消毒作用，采用液氯消毒方式。采用接触消毒池，其中设有隔板以增长流程，以保证消毒剂和污水有充分的接触时间，使消毒剂发挥作用以达到预期杀菌效果。停留时间15～30min。2.3.6浓缩池污泥浓缩的目的在于去除污泥颗粒间的空隙水，以减少污泥体积，为污泥的后续处理提供便利条件。污泥浓缩池有重力浓缩、气浮浓缩、离心浓缩等。重力浓缩适用于活性污泥，活性污泥与初沉污泥的混合体以及消化污泥的浓缩，不宜用于脱氮除磷工艺产生的剩余污泥。气浮浓缩适用于相对密度接近于1的疏水性物质，适用于浓缩脱氮除磷工艺产生的剩余污泥，二沉池污泥，不适比重较大的初沉污泥。离心浓缩适用围广，其可用于上述所有污泥，但运行与维修费用高。根据规，采用生物除磷的处理设施后不应采用重力浓缩，故采用机械浓缩池一体机。2.4污水处理厂平面及高程布置2.4.1污水处理厂的平面布置1.平面布置的特点污水厂的平面布置主要包括构（建）筑物的布置、厂区道路布置、管线布置等。平面布置应具有按功能分区，配置得当；功能明确，布置紧凑；顺流排列，流程简捷等特点。同时充分利用地形，平衡土方，降低工程费用。2.构（建）筑物的布置⑴处理构筑物根据其功能要求，结合地形和地质条件，确定其在厂区的布置。⑵贯通连接各处理构筑物的管渠便捷直通，避免迂回曲折。⑶处理构筑物间保持一定间距，取5～10m，以保证管渠敷设。⑷处理构筑物在平面布置上紧凑布置。⑸辅助建筑物布置与处理构筑物分开单独设置。生产辅助构n筑物靠近处理构筑物设置。生活区放在厂前区，污泥区放在厂后部。该污水厂平面布置时，大致分为三区：污水处理区、污泥区、生活区，各区用道路分隔。污水处理区中预处理和一级处理设置在一起，与二级处理区用道路分隔。生活区及生产辅助建筑物设在厂前区，靠近厂大门，污泥区设在后部。3.厂区道路布置与绿化通向一般构建筑物应设置人行道，宽度为2m，采用碎石、炉渣、灰土路面；通向仓库、检修间等应设车行道，宽度为4m，转弯半径为6m，采用沥青、]混凝土、碎石、灰土路面；车行道边缘至构建筑物的距离大于1.5m，道路纵坡采用1%～2%。厂区围墙与道路间距设置绿化带，生活区及污泥区构架筑物间种植草坪，树木及花卉等。4.管线布置构筑物间设置连接管渠，初沉池和SBR反应池与浓缩池间设输泥管；设置超越管，超越全部构筑物，另设事故排放管，直接排放水体；厂区还设有给水管、消防管道、污水管、雨水管等。5.污水处理厂占地该污水厂设计公称规模为64800m3/d，占地面积约83562m2。平面布置详见图纸。2.4.2污水处理厂的高程布置1.高程布置的特点⑴依据构筑物高度和水头损失确定水厂高程布置，相邻两个构筑物间的相对高差取决于其之间的水面高差，即水头损失。⑵需考虑远期发展，水量增加的预留水头。⑶充分利用地形高差，实现自流，避免处理构筑物之间跌水等浪费水头。⑷尽量减小全程水头损失及提升泵扬程，以降低运行费用，但应留有余地。⑸处理水应能常年大多数时间自流排放，排放口应在年最枯水位以下。⑹处理水出水前构筑物的水位应高于重现期为20年的最高洪水位。2.高程布置的方法⑴选择距离最长、水损最大的流程进行水力计算，计算水头损失，以接纳水体的最高洪水位为起点向上逆推高程。⑵水头损失包括构筑物间连接管渠的水损和构筑物n的水损及计量设备的水损，计算时采用最大流量作为处理构筑物和连接管渠的设计流量。⑶污水经一次提升后靠自流通过处理构筑物。⑷考虑处理构筑物的排空，同时挖土深度不宜过大，以免土建投资过大。⑸结合污水和污泥流程，尽量减少提升污泥量。⑹与厂区的地形、地质条件相联系。该污水厂在高程布置时，以最高洪水位为起点，先确定接触池的高程位置，使其水位高于洪水位，并保证处理水能自流排入水体中。通过计算水头损失，倒推出各构筑物间的水位高差，以确定各构筑物高程。市政污水管接入点高程为208.713m，采用DN1000铸铁管将污水接入污水厂粗格栅前，管长为34.5m，充满度采用0.5，流速为1.55m/s，水力坡度为3‰,管道坡降为0.103m，则粗格栅处管道接入标高为208.61m。以此推算出粗格栅高程位置，确定其最低水位高程，并与由接触池推算出的细格栅栅前水位相比较，以确定提升泵的扬程。各构筑物间及构筑物水损计算详见设计计算书。2.5构筑物简介2.5.1粗格栅提升泵房1.主要功能拦截经管道输送污水中较大的漂浮物和悬浮物，将污水提升至后续构筑物，以保证污水的重力流动。2.设计参数设计流量：按远期最高日最高时流量设计，Q=1.17m3/s；栅前流速：V0＝0.9m/s；过栅流速：V2＝0.9m/s；栅条间距：e＝20mm；栅条宽度：S＝10mm；安装倾角：α=60º；单位污水栅渣量：W1=0.04m3/103m3污水.3.主要设备n两组高链式格栅，两台回转式格栅清污机2.5.2细格栅1.主要功能去除污水中粒径较小的颗粒，漂浮物，保护后续设备不受破坏。2.设计参数设计流量：按远期最高日最高时流量设计，Q=1.17m3/s；栅前流速：V0＝0.7m/s；过栅流速：V2＝0.9m/s；栅条间距：e＝5mm；栅条宽度：S＝10mm；安装倾角：α=60º；单位污水栅渣量：W1=0.1m3/103m3污水.3.主要设备两组弧形格栅，螺旋压榨一体机2.5.3曝气沉砂池1.主要功能悬浮物及粒径大于0.2mm的砂粒，保护后续设备不受破坏。2.设计参数2组曝气沉砂池，单池设计流量为0.585m3/s水平流速0.1m/s水力停留时间4min需氧量0.2m3空气/m3污水有效水深2.5m单池平面尺寸L×B×H=24×4×3.33.主要设备曝气设备，砂水分离器n2.5.4厌氧池+氧化沟1.主要功能厌氧池在厌氧条件下发生厌氧释磷，为后续除磷创造条件。氧化沟可以去除污水中的BOD,COD以及氮磷2.设计参数厌氧池水力停留时间T=2h厌氧池有效水深H0=5m厌氧池平面尺寸L×B×H=15×15×5.5氧化沟2座水深H=4.5m单体尺寸L×B=107×54污泥浓度MLSS=4g/L总停留时间16.65h单池总有效容积22480m3好氧停留时间8.16h缺氧停留时间8.49h3.主要设备7台到伞形表面曝气机，N=55Kw，DN=3500潜水推进器，电动可调旋转堰2.5.5辐流沉淀池1.主要功能进行混合液固液分离，确保污水厂出水SS和BOD达到标准。2.设计参数采用2组周边进水周边出水辐流式沉淀池，每池径35m，有效水深3.5m表面水力负荷qb=1.4m3/(m2.h)沉淀时间T=2.5h污泥含水率99.2%n3.主要设备单管刮泥机两台，Φ33m2.6主要构筑（建）物一览表序号名称规格单位材料数量备注1粗格栅5.7×3.6座钢混22提升泵房12×8×10座钢混13细格栅4.7×4座钢混24曝气沉砂池24×4×3.3座钢混2n5厌氧池15×15×5.5座钢混36氧化沟反应池107×54×5座钢混37接触消毒池17.5×15.4×2.8座钢混28加氯间9×4.5×5栋砖混19氯库9×6×5栋钢混110贮泥井2×3×1.5座钢混111浓缩脱水机房14.5×30×5.5栋钢混112配水配泥井D=7.4座钢混113传达室5×5×4栋砖混114配电间4×5×5栋砖混115综合楼18×18×10.5栋砖混1三层16运动场30×20个朔胶117机修及泥木工间15×10×5栋砖混1第二部分设计计算书3.工艺流程与设计流量采用工艺流程如下：n进厂污水粗格栅提升泵房曝气沉砂池厌氧池氧化沟二沉池接触消毒池贮泥井浓缩脱水机房干化细格栅回流泵井出水外运由设计原始资料，污水厂需处理的污水流量和变化系数如下：近期平均日平均时：Qd=m3/s式中，Kd=1.4，0.8为折减系数，0.8为污水收集率近期最高日平均时：Kz=2.7/Q^0.11=1.3Q=Qd×Kz=0.75m3/s远期最高日最高时：Q1=Q×1.5×0.85=1.17m3/s式中0.85为远期污水收集率，远期最高日最高时流量按近期1.5倍计算4.处理构筑物计算4.1粗格栅n4.1.1设计参数选用平面格栅两组，采用一用一备，即设一台机械清渣格栅和备用一台人工清渣格栅。每组均按通过100%的流量设计。设计流量：按远期最高日最高时流量设计，Q=1.17m3/s；栅前流速：V0＝0.9m/s；过栅流速：V2＝0.9m/s；栅条间距：e＝20mm；栅条宽度：S＝10mm；安装倾角：α=60º；单位污水栅渣量：W1=0.04m3/103m3污水.4.1.2设计计算⑴栅条间隙数按最优断面设计，即取栅槽宽度为栅前水深的2倍。由B=2h0,W=B×h0=2h02,Q=W×V0得：栅前水深：h0==≈0.50m总栅条间隙数：n=≈121个⑵栅槽总宽度B＝S×(n-1)+e×n=0.01×（121－1）＋0.02×121＝3.6m⑶进水渠道长度进水渠道前长1.5m，后长2.0m⑷过栅水头损失采用矩形断面栅条，取水头损失增大系数K＝3，＝2.42，则：h1=K·h0=K×××sin60°=0.10mn⑸栅后槽总高度设栅前渠道超高：h2=3.45m栅前渠道深：H0＝h+h2=0.5＋3.45＝3.95m栅后槽总高度：H＝h+h1+h2=0.5+0.10+3.45=4.05m粗格栅简图⑹栅槽总长度L=+=1.5+2+=5.7m⑺每日栅渣量n在格栅间隙20mm的情况下，设栅渣量为每1000m3污水产0.04m3m3/d本工程采用链条式格栅。宜采用机械清渣，选用XQ-1100-1180型号循环式齿耙清洗机。4.2污水提升泵房采用厌氧池+氧化沟工艺方案，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后进入曝气沉砂池，然后自流通过厌氧池、氧化沟、二沉池及后续工艺。4.2.1提升泵的设计流量Qd=4212m3/h=1.17m3/s4.2.2集水井水力停留时间T=12min有效水深H0=3m配水配泥井流量Q=1.17m3/s有效容积V=QT=1.17×12×60/3=281m3井截面积A=V/H0=281/3=94㎡4.2.3泵的选择提升净扬程Z＝提升后最高水位－泵站吸水池最低水位＝214.81-201.71=13m水泵水头损失取h1=2m，自由水头按0.5－1.0m计，取h2=1.0m。水泵的扬程H＝Z＋h1＋h2=13+2＋1=16m根据地形以及出水标高初步估计其程为10m左右。根据流量程选用350QW1500-15-90型污水泵（H=17m，η＝79％，N=90千瓦，流量0.37m3/s，出口直径350mm），设置四台，三用一备。n泵房尺寸设计：潜污泵泵体、电机减速器电控柜及电磁流量计显示器安装在泵房,另外考虑一定检修空间。泵房尺寸设计为L×B×H=12×8×13.5m4.3细格栅4.3.1设计参数选用平面格栅，设两组格栅，一用一备，每组均按通过100%流量设计。细格栅设在调节池和提升泵后，设计流量应为提升泵最大组合流量，此处以最高日平均时流量计算。设计流量：按最高日平均时流量计算，Q=0.096m3/s；栅前流速：V0=0.7m/s；过栅流速：V2=0.9m/s；栅条间距：e＝5mm；栅条宽度：S＝0.01m；安装倾角：α＝60º；单位污水栅渣量：W1＝0.1m3/103m3污水。4.3.2设计计算步骤⑴栅条间隙数按最优断面设计，即取栅槽宽度为栅前水深的2倍。由B=2h0,W=B×h0=2h02,Q=W×V0得：栅前水深：h0==≈0.9m总栅条间隙数：≈269个⑵栅槽宽度B＝S×(n-1)+e×n=0.01×（269－1）＋0.005×269＝4.0m⑶渠道长度n进水渠道取2.0m,出水渠道取2.0m⑷过栅水头损失采用矩形断面栅条，取水头损失增大系数K＝3，＝2.42，则：h1=K·h0=K××××sin60°=3×2.42××＝0.65m细格栅简图⑸栅后槽总高度设栅前渠道超高：h2=0.3m栅前渠道深：H0＝h+h2=0.9＋0.3＝1.2m栅后槽总高度：H＝h+h1+h2=0.9+0.65+0.3=1.85m⑹栅槽总长度L=+=2+2+=4.7mn⑺每日栅渣量在格栅间隙5mm的情况下，设栅渣量为每1000m3污水产0.1m3m3/d＞0.2m3/d本工程采用弧形格栅。宜采用机械清渣，选用XQ-1100-1180型号循环式齿耙清洗机。4.4沉砂池4.4.1设计参数采用曝气沉砂池，根据设计流量选型。按远期最高日最大时流量计算，Q=Qmaxh=1.17m3/s共设2个沉砂池，每个沉砂池流量：Q’=0.585m3/s4.4.2设计计算（1）单池有效容积V=Qt=60×0.585×4=140m3（2）池断面积A=（3）池宽度B=,取4.0m，有效水深2.5m（4）池长L=（5）每小时需要空气量q=d×Q=0.2×0.585×3600=421.4m3/h（6）沉砂槽尺寸：b1=0.5m,a=,h3=0.4m,b2=2×0.4×cot60+0.5=0.96m（7）沉砂槽容积V1=0.5(b1+b2)h3.L=（8）沉砂槽所需容积，贮泥时间取2dV=＜7.0m3池底坡度取0.06（9）沉砂槽高度h4=0.06×(3.2-0.96)/2=0.07mH=h1+h2+h3+h4=0.3+2.5+0.4+0.07=3.27m，取3.3m采用吸砂机排砂n曝气沉砂池简图4.5厌氧池4.5.1设计说明为了使氧化沟起到生物除磷效果,在氧化沟前加厌氧池且将厌氧池与氧化沟合建为一个处理单元,总的水力停留时间超过20h,所以设计水量按近期最大日流量考虑。4.5.2设计参数设计水量:近期建2座厌氧池,远期则增加2座,单座设计水量Q=375L/s水力停留时间T=2h污泥浓度X=4g/L污泥回流浓度X=10g/L有效水深h=5m4.5.3设计计算（1）回流污泥比R=（2）厌氧池容积:（3）厌氧池尺寸:厌氧池面积设每池分四格n则每格尺寸：15×15考虑0.5m超高∴池总高H=h+0.5=5.5m校核厌氧池总容积：满足要求厌氧池和氧化沟简图4.6氧化沟4.6.1设计说明拟采用卡罗塞式氧化沟与厌氧池组合，去除BOD、COD之外还具有生物脱氮除磷效果，使得出水各水质指标符合要求。氧化沟采用垂直曝气机进行搅拌、推进、充气，部分曝气机配置变频调速器；相应每组氧化沟n安装溶解氧测定仪，溶解氧讯号传至中控室微机，由微机控制变频调速器，实现曝气过程。4.6.2设计参数氧化沟设计四座：近期两座，远期增加两座，按近期最大日流量设计单沟设计流量375L/s即32400m总污泥龄20dMLSS=4000mg/Lf=0.75曝气池DO=2mg/Lα＝0.9　β＝0.98NOD=4.6O氧化，其中可利用氧2.6O还原a=0.6kgVSS/kgBODb=0.04L/s进水碱度240mg/L脱氮速率：剩余碱度100/L（PH）所需碱度7.1碱度/氧化产生碱度3.57碱度/还原硝化安全系数3.5脱氨温度修正系数1.084.6.3设计计算(1)碱度平衡：1)出水中溶解性BOD为:2)每日污泥产量:其中含12.4%氮,近似等于TNK中用于合成部分为:162212.4%=201kg/dTNK中有用于合成需用于氧化的NH-N=40-6.2-8=25.8mg/L需用于还原NO-N=25.8-12.0=13.8mg/Ln3)碱度平衡计算:已知产生0.1mg碱度/去除1mgBOD，进水碱度240mg/L剩余碱度为：(计算值以CaCO计）(2)硝化区容积:硝化速率采用安全系数3,设计污泥龄为37.12=21d原假定污泥龄20d，则硝化速率＝单位基质利用率所需MLVSS总量=硝化区容积：水力停留时间t(3)反硝化容积：12时的反硝化速率为：=0.013还原NO-N总量=所需MLVSS总量=脱氮所需容积：水力停留时间t（4）氧化沟总容积：n总水力停留时间：t=t+t=8.16+8.49=16.65h氧化沟总容积：V=V+V=11016+11464=22480m（5）氧化沟尺寸：氧化沟采用6廊道式卡罗塞氧化沟，取沟深4.5m+超高0.5m、宽9m,则沟的总长度，（其中好氧段长度272m，缺氧段长度283m）弯道长度5则，直道长度氧化沟总长度：L=71+9+27=107m（6）需氧量计算：采用经验公式：（其中第一项为合成污泥需氧量，第二项为活性污泥源呼吸需氧量，第三项为硝化需氧量，第四项为反硝化需氧量；经验系数A=0.5,B=0.1）N需要硝化的氧量为R=20时脱氮清水的充氧量为：取T=30,=772kg/h（7）曝气机：选用WB型微孔曝气装置，其技术参数为：曝气头直径为200mm,曝气量为1～3m3/（只.h）,服务面积为0.3～0.5m2/（只.h），氧利用效率为20%～30%。选用BSR150A型罗茨鼓风机，口径为150mm，鼓风量为30.75m3/min，所需功率为9.39kw。（8）回流污泥量计算：根据物料守恒：进水nR=(9)剩余污泥量计算：由二沉池池底排除，其污泥浓度为10g/L,则每个氧化沟的剩余污泥量：=148.7m/d(10)出水堰设计：出水堰采用矩形薄壁堰，,H取0.1m堰宽出水竖井为满足可调式出水堰安装要求，在堰两侧各留0.3m的操作距离出水井长L=0.3×2+6.4=7m出水井宽B=1.4m（满足安装要求）4.7二沉池4.7.1设计参数设计两组沉淀池，设计流量：按最高日流量，Q=0.375m3/s水力停留时：t=2.5h表面水力负荷：qb=1.4m3/m2.h；4.7.2设计计算(1)池表面积A=Q/qb=965㎡（2）沉淀池单池面积：　A=（3）沉淀池直径:D=设计取D=35m（4）沉淀部分有效水深:h=n（5）沉淀部分有效容积:（6）沉淀池底坡落差:取池底坡I=0.05则（7）周边有效水深:H(其中h为缓冲层高取0.5m，h为刮泥板高取0.5m；D/h符合规定)（8）沉淀池总高度：H=(其中h为超高0.5m，h为污泥斗深度0.5m)4.7.3进水系统计算（1）进水配水槽计算：单池设计污水量：Q出水端槽宽：槽中水流速取0.6m/s进水端水深：出水端水深：=0.92m取槽宽B=0.6m;槽深H=1.0mn4.7.4出水系统计算（1）单池设计流量：Q（2）环形集水槽流量：（3）环形集水槽设计：1)采用周边集水槽，单侧集水，每池只设一个总出水口；则集水槽宽度：(其中k为安全系数取1.2)集水槽起点水深：h集水槽终点水深：h2）校核：当水流为2Q=0.375mv=1.0m/shh设计取环形水深为1.0m，集水槽总高为1+0.5=1.5m（4）出水溢流堰设计：采用90三角堰出水,堰上水头：H单个三角堰流量：三角堰的总个数：三角堰的中心距（单侧出水）：n4.7.5排泥部分计算（1）单池污泥量：Q(其中回流污泥泥量Q，剩余污泥量Q)（2）排泥方式：为降低池底坡度和总深，采用机械刮泥机将污泥送至中心泥斗，再有管道排到池外。其中回流污泥进入回流污泥系统，剩余污泥进入剩余污泥系统进行污泥处理。污泥斗深取0.5m。（3）排泥装置：本二沉池选用ZCG-30刮泥机，该机为中心传动，周边线速度为1.78m/min,电动机功率3.0Kw。近期两台，远期增加两台。辐流式沉淀池简图4.8接触池和加氯设备4.8.1设计参数采用隔板式接触反应池，近期二组，远期增加一组；采用加氯机加氯。设计流量750L/s（每组）水力停留时间t=30min平均水深h=3m隔板间隔b=1.4m池底坡度I=2%排泥管DN=150mm设计最大投氯量n4.8.2接触池设计计算（1）接触池容积：（2）水流流速：（3）表面积：（4）廊道的总宽：隔板数采用15个，则廊道总宽（5）接触池长度：（6）接触池总深：（7）水头损失取0.4m4.8.3加氯量设计计算（1）每组每日加氯量：（2）选用贮氯量为1000kg液氯钢瓶，每日投加量为0.4瓶，共贮6瓶。近期选加氯机三台（二用一备），远期增加一台（三用一备），单台投氯量5～8kg/h，配置注水泵两三台（二用一备），远期增加一台（三用一备），要求注水量2～5m，扬程不小于20m。接触池简图4.9配水配泥井n氧化物混合物平均分配至二沉池，回流活性污泥至厌氧池，提升剩余污泥至污泥浓缩脱水车间。4.9.1设计参数设计流量：近、远期各设一组回流污泥泵站，回流污泥量为1809水力停留时间：T=2min4.9.2设计计算配水配泥井容积V=QT=904.5×2×60×2=60.3m3取有效水深H0=3m配泥井直径D=扬程：二沉池水面相对地面标高+0.54m，套筒阀井泥面相对高程0.689m,回流污泥泵泥面相对标高-1.425m。厌氧池水面相对标高为：1.868m，配水井最大水面标高1.159m。则污泥回流泵所需的提升高度为3.293m。选泵：选用LXB-1000螺旋泵4台，近期3台（2用1备），远期增加1台。单台提升能力：660，提升高度为4.0m，电动机转数48r/min,电动机功率N=15Kw。4.10贮泥池4.10.1设计参数设一座贮泥池（分两格），污泥停留时间T=40min每座设计进泥量含水率P4.10.2设计计算贮泥池容积：V=QT=12.4×40/60=9.0m3贮泥池尺寸：L×H×B=2×3×2=12m3满足要求n4.10.3设备选择贮泥池设置超声波液位计，近、出泥管均采用DN150mm焊接钢管，溢流管采用DN150mm焊接钢管4.11污泥浓缩与脱水4.11.1设计说明污泥浓缩与脱水采用一体化设备进水含水率=99.2%浓缩后含水率=96%脱水后含水率=75%进泥量=12.4m3/h进泥浓度=10g/L设备选型设备选用DNYT3000转鼓浓缩一体带式压滤机，是将转鼓浓缩机与立式压滤机组合，结构紧凑，维护方便。压滤机简图主要参数：n压滤机主要参数机房尺寸根据污泥量计算需要12台浓缩脱水一体机，按照安装要求取机房尺寸L×B×H=14.5×30×5.5污泥堆肥场按远期设计，每天堆放泥量：w=4t,约占地面积12.5m。污泥棚占地面积为：9.0m×4.0m。5.污水处理厂高程计算5.1污水高程计算以最高洪水位（20年一遇）为起点，在平面上确定接触池的位置与高程。计算水头损失的设计流量取最高日最高时流量，即1.17m3/s。名称设计流量（m3/s）管径(mm)I(‰)v(m/s)管长(m)IL(m)（m）出厂管1.1710000.31.76160.0480.048接触池0.4配水堰0.2管式静态混合器0.3n混合器至二沉池0.397000.31.371200.3602.180.2080.568二沉池0.5二沉池至配水井0.397000.321.38480.1542.120.2060.360配水井0.2配水井至氧化沟0.397000.321.381700.5443.180.3080.852氧化沟0.8氧化沟至厌氧池0.397000.321.38280.092.650.2570.347厌氧池0.6厌氧池至分配堰0.397000.321.381520.4863.710.3600.846分配堰0.1沉砂池0.25池前分配井0.1分配井至细格栅0.5858000.321.5580.0262.120.2600.286细格栅0.65分配堰0.1粗格栅分配堰7.5075.2污泥高程计算n5.2.1输泥管由于污水（含水率达99％以上）流动特性接近于水，按水流计算，5.2.2高程计算到浓缩池的输泥管长为230m，采用DN150铸铁管重力输泥，水力坡度为0.005，经计算水头损失为1.15m，排泥标高为206.481m，则贮泥池上清液标高为205.331m。有效水深2.70m,池底标高为202.631m，超高0.3m，池顶标高：202.931m。