題目：汙水處理廠工藝設計
院系：建築與環境工程學院
班級：11環工
組員：鄧敏熒 11080089
黃凱華11080010
指導老師：李紹峰
實訓起止時間：2013.6.17-2013.6.28
1.課程設定題目
a/o工藝汙水處理工程設計
2. 課程設計任務
（1） 根據汙水水質情況地形等相關資料確定汙水與汙水處理流程
（2） 對汙水與汙泥處理流程中各處理構築物進行工藝計算確定其型式數目與尺寸以及主要裝置型號和數量等
（3）進行各處理構築物的總體布置和汙水汙泥處理流程的高程設計
1.（1）汙水處理方案、工藝流程的確定；
（2）汙水處理廠的工藝設計計算說明書；
（3）汙水處理構築物（格柵、曝氣沉砂池，初沉池，曝氣池、二沉池）的工藝設計平、剖面圖（地面高程為91.000m，進水管管底高程85.000m，管徑為dn1400充滿度為0.
75，最高洪水水位86m，跌水取2.0m）；
2.繪圖要求
（1）繪製的圖紙不得少於7張，圖紙規格為a3圖紙。其組成如下：
cad製圖7張
（2）具體圖紙為：
汙水廠廠區平面圖 1張
汙水廠工藝高程圖 1張
曝氣池工藝圖1張
曝氣沉砂池圖1張
格柵工藝圖1張
二沉池工藝圖1張
汙泥濃縮池圖1張
（3）汙水處理廠的平面圖中，必須將汙水和汙泥處理構築物、幫浦站及附屬建築物按各自的橫向、縱向比例繪出並註明尺寸。
（4）汙水與汙泥高程圖中，要求沿汙泥流動距離最長、水頭損失最大的流程，並控制最大設計流量進行高程計算，以此來繪製高程剖面圖。圖中必須註明地面平整後標高、各構築物的頂部、底部以及水面標高；受納水體的洪水位、常水位、枯水位標高。橫向比例：
1：500～1000；縱向比例：1：
50～100。
該汙水處理廠主要是用於處理廠區內生活汙水。
由於生活汙水中含氮較多，並且水質變化很大，汙水廠所處理的廢水水量波動都較大，根據這一特徵，可見對汙水必須進行較好的預處理，活性汙泥法中的a/o工藝處理效果較好，所以汙水廠的主要工藝流程設計為：
生活汙水首先經中格柵, 去除水中粗大顆粒物後, 進入幫浦房, 汙水由幫浦房進入細格柵 ，進一步去除粗大顆粒物。進入沉砂池後去除汙水中的泥沙，煤炭等相對密度較大的無機顆粒。接著進入初沉池，去除懸浮固體，降低後續裝置的有機負荷。
而後進入缺氧池，在缺氧池內進行反硝化作用，去除n，同時還接受好氧池回流的硝化液。接著進入好氧池，主要去除有機碳以及硝化反應。進水量由流量計控制, 經過充分缺氧和好氧處理後, 出水進入二沉池進行活性汙泥、水分離, 二沉池出水達標排放。
初沉池形成的初沉泥進入初沉泥，二沉池剩餘汙泥進行濃縮後到脫水機房脫水，幫浦房形成幹泥餅外運填埋。
一．格柵概述：
格柵是由一組平行的金屬柵條製成的金屬框架，傾斜（與水平夾角一般為60°～70°）或直立（節省土地面積）地設定在汙水渠道、幫浦站集水井的進口處或汙水處理廠的端部，用以攔截較粗大的懸浮物或漂浮雜質，如木屑、碎皮、纖維、毛髮、果皮、蔬菜、塑料製品等，以便減輕後續處理設施的處理負荷，並使之正常執行。被攔截的物質叫柵渣。柵渣的含水率約為70%-80%，容量約為750kg/ m。
經過壓榨，可將含水率降至40%以下，更便於運輸與處置。
二．已知條件：
q=40000m/d=0.463m/s=463l/s=1667 m/h
三.設計引數
設前水深h=0.4m，過柵流速v=0.9m/s,用中格柵，柵條間距e=20mm，格柵安裝傾角α=60°
四.設計計算
（1）柵條的間隙數
式中 qmax——最大設計流量，m3/s
格柵傾角，度,取=600
h——柵前水深，m，取h=0.4m
e——柵條間隙，m，取e=20mm
n——柵條間隙數，個
v——過柵流速，m/s，取v=0.9m/s
=≈59.843 取60
設計分為2個格柵，即n=60÷2=30
（2）柵槽寬度
注：取柵條寬度s=0.01m
b=s(n-1)+en
=0.01×（30-1）+0.02×30
=0.89m
(3)進水渠道漸寬部分長度
若進水渠寬b1=0.65m,漸寬部分展開角α1=20°，此時進水渠道內的流速為0.77m/s.
=0.33m
(4)柵槽與出水渠道連線的漸縮部分長度
0.165m
(5)過柵的水頭損失
式中 ——過柵水頭損失，m
——計算水頭損失，m
g——重力加速度，9.8
k——係數，格柵受汙物堵塞後，水頭損失增大的倍數，一般採用k=3
阻力係數，與柵條斷面形狀有關，，當為矩形斷面時，
0.034m
3×0.034
0.102m
（6）柵槽總高度
取柵前渠道超高h2=0.30m，柵前槽高
h1=h+h2=0.4+0.3 =0.7m
h=h+h1+h2
0.4+0.102+0.30
=0.802m
（7）柵槽總長度
2.40m
(8)每日柵渣量
式中 ——每日柵渣量
柵渣量（汙水）取0.1-0.01，粗格柵用小值，細格柵用大值，中格柵用中值
——生活汙水流量總變化係數，查表可知=1.35
取w1=0.01 m/10m汙水
一.初沉池概述
初次沉澱池的作用是對汙水中的以無機物為主的比重大的固體懸浮物進行沉澱分離。由於設計流量較大，採用輻流式沉澱池
特點：（採用中間進水，周邊出水）
a.多為機械排泥，執行較好，管理簡單；
b.排泥方法完善，裝置已趨於定型；
c.池內水流速度不穩定，沉降效果較差；
d.機械排泥裝置複雜，對施工要求高；
e.適用於地下水位較高的地區
f.適用於大、中型汙水處理廠。
二．已知條件：
q=40000m/d=0.463m/s=463l/s=1667 m/h
三.設計要點
1.沉澱池的沉澱時間不小於1小時，有效水深多採用2～4m，對輻流式指池邊水深.
2.池子的超高至少採用0.3m.
3.初次沉澱池的汙泥區容積，一般按不大於2日的汙泥量計算，採用機械排泥時，可按4小時汙泥量計算.
4.排泥管直徑不應小於200mm.
5.池子直徑（或正方形的一邊）與有效水深的比值一般採用6～12m.
6.池徑不宜小於16m，池底坡度一般取0.05.
7.一般採用機械刮泥，亦可附有氣力提公升或淨水頭排泥設施.
8.當池徑（或正方形的一邊）較小（小於20m）時，也可採用多鬥排泥.
9.進出水的布置方式為周邊出水中心進水.
10.池徑小於20m時，一般採用中心傳動的刮泥機
四.初沉池的計算（輻流式）
⑴ 沉澱部分水面面積：
式中 ——汙水廠設計流量，q=40000m/d=0.463m/s；
——池數，；
——表面負荷，2～3.6m3/m3h，取m3/m2h。得m2
⑵ 池自直徑：
md取22m，
⑶ 沉澱池部分有效水深：
式中 ——沉澱時間，1.6h。
m（其中h2=2～4m）<4m
符合設計要求。
⑷ 沉澱部分有效容積：
m3⑸ 沉澱部分所需容積：
初次沉澱池的汙泥區容積宜按不大於2天的汙泥量計算，並應設有連續排泥措施，機械排泥的初次沉澱池汙泥區容積宜按4小時的汙泥量計算。
式中 ——每人每日汙泥量（0.3～0.8l/人 ·d）,取0.5；
——設計人口數，人；
——兩次清泥時間間隔，h。得m3
⑹ 汙泥鬥容積：
每個泥鬥應設有單獨的閘閥和排泥管。
3-4）
式中 ——汙泥鬥高度（m），；
——汙泥鬥傾角（°），60°；
——汙泥鬥上半部半徑（m），1.0m；
——汙泥鬥下半部半徑（m），2.0m。
代入式（3-4）得
m3⑺ 汙泥鬥以上圓錐部分汙泥容積：
設池底坡向汙泥鬥的坡度為0.05，則坡地落差
池底可儲存汙泥體積
3-5）
式中 ——沉澱池半徑（m），22/2m。
代入式（3-5）得
m3⑻ 汙泥總容積：
m3>20.83m3足夠。
⑼ 沉澱池總高度：
3-6）
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