新豐市汙水處理廠初步設計
摘要眾所周知，中國的國際地位不斷提高，對世界的影響力逐漸擴大，所以我們必須提高環保意識，改善中國現有汙濁的環境。
根據城市所處的地理位置和汙水廠的規模，並結合考慮需脫氮除磷的要求，城市汙水處理廠設計採用傳統sequencing batch reactor工藝。該工藝汙水處理流程為：中格柵→提公升幫浦房→細格柵→沉砂池→sbr反應池→消毒池→出水排放。
汙泥處理流程為：汙泥→集泥井→汙泥濃縮池→貯泥池→汙泥脫水機房→泥餅外運。通過此工藝的處理，出水水質設計中對整個水處理流程的各主體構築物如格柵、平流沉砂池、sbr反應池、接觸池等進行了系統、詳細的設計計算和說明。
理論上給出了這個流程中bod、cod、ss的去除率及脫氮除磷的效率。
1 設計說明書
1.1 工程概況
1.1.1設計依據
1.收納汙水廠出水的河流：ш類水體，從城市南邊西向東流過，河流保證率95%的流量為3m3s，河道最高水位151.03m（黃海高程系，下同）
2.汙水廠廠址位於城東河流北岸300m處，地形平坦，地面標高為153.12m，汙水廠大門朝北。
3.城市汙水幹管終點水面標高為150.09m，處理廠汙水納入超越管渠，經3.8km的渠道排入水體，渠道總水頭損失為2m。
4廠區地質良好，地下水位標高為146.91m，夏季主導風向為東北風。
1.1.2設計規模
新星市近期（2023年）規劃人口為10萬人，平均日汙水量為25000m3d，遠期（2023年）規劃人口為15萬人，平均日汙水量為35000m3d，總變化係數kz=1.43，qmin=0.5qmax。
1.1.3設計水質
bod5=200mgl，ss=220mgl，夏季水溫25℃，冬季水溫15℃，平均水溫20℃。出水水質達到《城鎮汙水處理廠汙染物排放標準》一級b排放標準。
1.2 汙水處理廠工業設計
1.2.1工業流程選擇與布置
城市汙水處理廠的方案，既要考慮有效去除bod5又要適當去除n，p故可採用sbr或氧化溝法，或aao法,以及一體化反應池即三溝式氧化溝得改良設計。
本設計採用傳統sbr法為核心工藝：
工作流程：見下圖
工作原理：、
sbr是通過其主要反應器---曝氣池的執行操作而實現的。曝氣池的執行操作，是有流入，反應，沉澱，排放，待機等5個工序所組成。這五個工序都在曝氣池這乙個反應器內進行實施。
工作特點：
①採用集有機汙染物降解與混合液沉澱於一體的反應器。
②無需設汙泥回流裝置，不設二次沉澱池，曝氣池容積也小於連續式。
③無設定調節池的必要。
④svi值較低，汙泥易於沉澱，一般情況下，不產生汙泥膨脹現象。
⑤在單一的曝氣池內能夠進行脫氮和除磷反應。
⑥應用電動閥，液位計，自動計時器及可程式設計序控制器等自控儀表，可能使本工藝過程實現全部自動化，而由中心控制室控制。
⑦執行管理得當，處理水水質優於連續式。
1.2.2處理構築物設計
1.中格柵和提公升幫浦房（兩者合建在一起）
中格柵用以截留水中的較大懸浮物或漂浮物，以減輕後續處理構築物的負荷，用來去除那些可能堵塞水幫浦機組駐管道閥門的較粗大的懸浮物，並保證後續處理設施能正常執行的裝置。
提公升幫浦房用以提高汙水的水位，保證汙水能在整個汙水處理流程過程中流過 ，從而達到汙水的淨化。
設計引數：
因為格柵與水幫浦房合建在一起。因此在格柵的設計中，做了一定的修改，特別是在格柵構造和外型上的設計，突破了傳統的「兩頭小，中間大」的設計模式，改建成長方體形狀利於均衡水流速度，有效的減少了粗格柵的堵塞。建成一座潛地式格柵，因此在本次得設計中，將不計算柵前高度，格柵高度，直接根據所選擇的格柵型號進行設計。
（1）水幫浦處理系統前格柵柵條間隙，應符合下列要求：
1) 人工清除 25～40mm
2) 機械清除 16～25mm
3) 最大間隙 40mm
（2）在大型汙水處理廠或幫浦站前原大型格柵(每日柵渣量大於0.2m3),一般應採用機械清渣。
（3）格柵傾角一般用450～750。機械格柵傾角一般為600～700，
（4）通過格柵的水頭損失一般採用0.08～0.15m。
（5）過柵流速一般採用0.6～1.0ms。
執行引數：
柵前流速 0.7ms過柵流速 0.9ms
柵條寬度 0.01m柵條淨間距 0.02m
柵前槽寬 1.44m格柵間隙數 42
水頭損失 0.103m每日柵渣量 1.20m3d
設計中的各引數均按照規範規定的數值來取的。
提公升幫浦房說明：
1．幫浦房進水角度不大於45度。
2．相鄰兩機組突出部分得間距，以及機組突出部分與牆壁的間距，應保證水幫浦軸或電動機轉子再檢修時能夠拆卸，並不得小於0.8。如電動機容量大於55kw時，則不得小於1.
0m，作為主要通道寬度不得小於1.2m。
3.幫浦站為半地下式，長20m，寬10m，高12m，地下埋深6m。
4.水幫浦為自灌式。
2.細格柵和沉砂池
細格柵的設計和中格柵相似。
執行引數：
柵前流速 0.7ms過柵流速 0.9ms
柵條寬度 0.01m柵條淨間距 0.01m
柵前部分長度 1.09m格柵傾角 60o
柵前槽寬 1.96m格柵間隙數 84（兩組）
水頭損失 0.26m每日柵渣量 2.40m3d
沉砂池設計：
沉砂池的作用是從汙水中將比重較大的顆粒去除，其工作原理是以重力分離為基礎，故應將沉砂池的進水流速控制在只能使比重大的無機顆粒下沉，而有機懸浮顆粒則隨水流帶起立。
沉砂池設計中，必需按照下列原則：
1. 城市汙水廠一般均應設定沉砂池，座數或分格數應不少於2座(格)，並按併聯執行原則考慮。
2 .設計流量應按分期建設考慮：
(1) 當汙水自流進入時，應按每期的最大設計流量計算；
(2) 當汙水為用提公升幫浦送入時，則應按每期工作水幫浦的最大組合流量計算；
(3) 合流制處理系統中，應按降雨時的設計流量計算。
3 .沉砂池去除的砂粒雜質是以比重為2.65，粒徑為0.2以上的顆粒為主。
4 .城市汙水的沉砂量可按每106m3汙水沉砂量為30m3計算，其含水率為60%，容量為1500kgm3。
5.貯砂鬥槔容積應按2日沉砂量計算，貯砂鬥池壁與水平面的傾角不應小於55°排砂管直徑應不小於0.3m。
6.沉砂池的超高不宜不於0.3m 。
7 .除砂一般宜採用機械方法。當採用重力排砂時，沉砂池和曬砂廠應盡量靠近，以縮短排砂管的長度。
說明：採用平流式沉砂池，具有處理效果好，結構簡單的優點，分兩格。
執行引數：
沉砂池長度 7.5m池總寬 2.0m
有效水深 085m貯泥區容積 0.36m3（每個沉砂鬥）
沉砂斗底寬 0.5m鬥壁與水平面傾角為 600
3.計量堰
選擇測量範圍在0.040-0.500m3s的巴氏計量槽，其各部分尺寸為：
w=0.30m，b=1.350m，a=1.
377m，c=0.60m, d=0.84m, 23a=0.
918m。
反應池sbr池有一座，每座分為4個sbr反應池。sbr反應池共設四座。每座曝氣池長45m，寬25m，深5m，超高0.
5m，有效體積5625，4座反應池總有效體積為22500。單座sbr反應池見草圖附表一
各池均為獨立執行，進水和出水由dn600mm的電動蝶閥控制，進氣由dn500mm的電動蝶閥控制。sbr反應池設計運轉週期為6小時（進水曝氣1.5小時，沉澱1.
5小時，曝氣2.5h，潷水與閒置1h）。
5．接觸消毒池
城市汙水經過一級或二級處理(包活性汙泥法和膜法)後，水質改善，細菌含量也大幅度減少，但其絕對值仍很可觀，並有存在病源菌的可能。因此，汙水排入水體前應進行消毒。消毒劑的選擇見下表：
經過以下的比較，並根據現在汙水處理廠現在常用的消毒方法，決定使用液氯毒。
設計引數：
設計流量：q′=35000m3d=0.579（設二座）
水力停留時間：t=0.5h=30min
設計每日投氯量為：ρ＝25.0mgl
平均水深：=40)
設計兩組格柵，每組格柵數n=20條
（3）柵槽有效寬度
總水槽寬（考慮中間隔牆厚0.2m）
（4）進水渠道漸寬部分長度其中α1為進水渠展開角）
（5）柵槽與出水渠道連線處的漸窄部分長度l2=l12=0.20m
（6）過柵水頭損失h1，因柵條邊為矩形截面，取k=3,β=2.42則
（7）柵後槽總高度h
取柵前渠道超高h2=0.3m，則柵前槽總高度h1==40
（3）柵槽有效寬度
總水槽寬（考慮中間隔牆厚0.2m）
（4）進水渠道漸寬部分長度（其中α1為進水渠展開角）
（5）柵槽與出水渠道連線處的漸窄部分長度l2=l12=0.48m
（6）過柵水頭損失h1，因柵條邊為矩形截面，取k=3,β=2.42則
（7）柵後槽總高度h
取柵前渠道超高h2=0.3m，則柵前槽總高度h1==2格，每格寬，取b1=1.0>0.6m。池總寬度b=2b1=2.0m
（5）沉砂室所需容積：
v=86400qmaxtx1106kz
式中：t——清除沉砂的間隔時間，一般採用1～2d，本設計取２d；
x1——城市汙水沉砂量，一般採用30m3（106m3汙水）；
kz——汙水流量總變化係數，本設計中kz =1.43
代入各資料得，
（6）每個沉砂鬥容積
每格沉砂池設兩個沉砂鬥，則每個沉砂鬥容積
（7）貯砂鬥各部分尺寸及容積：
設計斗底寬a1=0.5m，鬥壁與水平面傾角為600，斗高h3』=0.7m
則沉砂鬥上口寬：a=2h3』tan60+a1=2*0.7tan60+0.5=1.31m
貯砂鬥容積v0==qminn1amin
式中：vmin——最小流速（ms），一般≧0.15ms
qmin——最小流量（m3s），一般取qmin=05 qmax
n1——沉砂池格數，最小流量時為1個
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