污水处理厂毕业设计.doc

【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流污水处理厂毕业设计.精品文档.第一章 设计概述及设计原则第一节 设计任务书一、设计题目临夏市城区污水处理厂设计二、设计资料（一）污水处理厂建设规模与处理程度表1.1 设计规模、进水水质与处理程度设计水量（m3/d）近期10000远期20000污水水质BOD(mg/L)150COD(mg/L)300SS(mg/L)200TP(mg/L)4NH4-N30pH69处理后要求达到的水质标准BOD(mg/L)20COD(mg/L)60SS(mg/L)20TP0.5NH4-N15pH69排水干管管底标高（m）1900.5（二）自然条件1.地理位置临夏污水处理厂位于临夏市城区东部,大夏河的北岸 , 城市饮用水源地的下游。目前临夏市的交通运输以公路运输为主 , 主要过境干线有兰朗、临大、 临循、临塔 四条 , 构成临夏市对外的县际、省际交通道路网。城市公路交通较为便捷 , 己成为临夏州对外交通的枢纽。2. 地形地貌、地质、地震情况临夏市地域属远古冰川期大河谷一段，河谷底部约 3.25km，地势西南高，东北低，以 8%的纵坡由西南向东北倾斜。境内海拔高度在 1823.82222.1m 之间，平均海拔190Om左右，最大高差3983m。西南有南龙山，与临夏县插花接壤；东南以路盘山为屏障；西北以北源山坡为靠。水系属黄河流域水系，大夏河从西南人境，依南龙山麓纵贯全境蜿蜒流过，从南龙山尾与路盘山之间人境的牛津河、袍罕乡红水沟口人境，横穿市区的红水河，均在市内注入大夏河，使全市形成 “三河一川” 格，西南东北带状河谷型地貌。市区即坐落于在大夏河下游河谷II级阶地上。临夏市属第三系上新统临夏组，按地层可分为三级阶地，I级阶地为大夏河床，II级阶地从木厂关家台一带到北山根，III级阶地是北源。城区设在大夏河北岸中部的 II级阶地上。地质构造简述如下:城区:地形比较平坦，起伏不大，但凹坑、陡坎较多，填土现象严重；填土区下的黄土状亚粘土随阶地纵向有所不同，越靠近北源越厚，往南渐薄，至大夏河边几乎没有；再往下为稳定的卵石层。西郊：处于二级阶地上，地面平坦，地形大致由西北向东南倾斜，地层为冲积的黄土状亚粘土和卵石层组成。黄土状亚粘土习性较好, 但具有II级自重湿陷性。北源山根坡地：为坡积洪积地层，夹层较多，具有II-III级自重湿陷性，不均匀下沉性大，山坡较陡，且整个山坡有多处冲沟，该区的卵石层不稳定，卵石间夹有土层，容易被水冲刷带走，造成下陷，因此该处不宜修建高层建筑。东郊：大致分为三层，耕土层下为黄土状亚粘土，下为稳定性卵石层，再下为红粘土，夹有细砂和中砂层。污水厂区拟建在东郊，海拔高度为1903m。地震设防烈度为8度。3.区域水系及水文特征临夏市区西、南部毗连的临夏县地势较高，且多川沟，故流径本市的河流大都呈自西向东或由南向北流向。主要河流有大夏河、红水河、牛津河等。大夏河发源于青海省泽库南端西倾山北麓，经甘南藏族自治州夏河县的土门关流人临夏州境内，自西向东从城南横贯临夏市，至折桥转北，经泄湖峡在临夏县先锋乡塔张村注人黄河刘家峡水库。该河全长 194km，流域面积 7154 km2，从距城3Okm处的土门关起，主要支流有六条: 老鸦关河、多支坝河、槐树关河(下游称大滩河)、榆林沟河、红水河、牛津河。大夏河在市区内长约22.4 km，河面最宽处达100Om，狭窄处仅40m，河道纵坡 85，历年年平均流量为38.8m3/s，历史最大洪峰流量是1914年的1390 m3/s。该河平均流速 l28m/s，平均含沙量0.5953.40kg/m3 。红水河发源于临夏县营滩乡大荒地沟，经红台乡顺红水沟流人本市境内后，沿北源山根东流；在邓家桥折向城区至城东南汇人大夏河全长约3Okm，集水面积78.4 km2。该河平均洪水流量约5065m3/s，历史最大洪峰流量在12Om3/s以下，平均流速0.83.4m/s，平均含沙量2.06kg/m3。牛津河发源于和政县罗家集乡黄家沟，自城南四家咀人境，全长约2 km，平均洪水流量为50 m3/s左右，历史最大洪峰流量130m3/s，流速 13m/s。 河流最高水位为1899米，常位水位为1896米。4.气象特征临夏市属中温带气候带由于地处高原，深居内陆，远离海洋，日照比较充足。气候年差较大，温度非周期性变化显著。该区夏季雨水偏多，多西南风；冬季多西北风，寒冷干燥。气候总的特点是: 日照较多，热量不富，干湿分明，冷暖悬殊。主要气象要素参数如下 :年平均气温 :7.9 极端最高气温 :36.2 极端最低气温 :-27.8年平均气压 :807.6mb年平均无霜期 :149 天年平均降雨量 :484mm年最大降雨量 :76.3mm年平均蒸发量 :1343mm年最大蒸发量 :1474mm年平均日照时数 :2171.611r年主导风向 : 西南风年平均风速 :1.4m/s历年最大风速 :22m/s年平均静风率 :52%三、设计依据（一）室外排水设计规范（GB50101-2005）；（二）污水综合排放标准（GB8978-1996）；（三）地面水环境质量标准（GB3838-2002）；（四）城市污水处理厂污水污泥排放标准（CJ3025-93）；（五）城镇污水处理工程项目建设标准（2001）。四、进度安排根据教学计划规定，毕业设计期限为13周，各阶段时间大致安排如下：（一）英文翻译及资料查阅 1周（二）分析资料、处理方案论证 1周（三）处理构筑物设计计算 3周（四）设计图纸的绘制 4周（五）校核与文件整理（包括设计说明书） 3周（六）毕业设计答辩五、设计成果要求（一）设计文件1.设计说明书包括设计总说明和计算书两部分（字数不少于15000字），要求内容完整、简洁明了、层次清楚、文理通顺、装订整齐；插图按比例，可按单线绘制。2.毕业设计计算书除满足上述要求外，还应计算准确，并附有工艺简图。3.设计说明书中含英文摘要（约200字），英文摘要撰写所用专业词汇要准确，语句要通顺，无语法错误；关键词数量35个，据内含由大到小排列。（二）设计图纸所绘图纸应反映出设计的内容。不得少于8张图，其中至少有1张图纸必须为手绘图，2张1号图，其余为2号图，另装成册。图纸绘制要符合国家标准。1.污水厂总平面布置图一张；2.高程布置图一张；3.构筑物详图至少6张。（三）翻译翻译篇与本专业相关的外文参考文献（不少于5000字符）。第二节 设计原则一、污水处理厂厂址的选择适当的选址是污水处理厂充分发挥其作用很重要的一环。厂址对周围的环境、卫生、处理厂基本建设投资及运行费用都有很大的影响。它与城市的总体规划、城市排水系统的走向、布置和处理后污水的出路都密切相关。当污水处理厂的厂址有多种方案可供选择时，应从管道系统、泵站、污水处理厂各处理单元为出发点，进行综合的技术经济比较与最优化分析，并通过有关专家的反复论证再进行确定。污水处理厂厂址选择应遵循下列原则：（一）无论采用什么处理工艺，应与选定的污水处理工艺相适应，尽量少占农田和不占良田。（二）厂址必须位于集中给水水源下游，并设在城镇、工厂厂区及生活区的下游和夏季主导风向的下风向。为保证卫生要求，厂址应距街区净距大于500米。（三）当处理后的污水或污泥用于农业、工业或市政时，应考虑与用户靠近便于运输。当处理水排放时，应与受纳水体靠近，但不低于最高洪水位。（四）要充分利用地形以满足处理构筑物高程布置的要求，减少土方工程量。若有可能，采用重力自流以节省动力费用。降低处理成本。（五）根据城市总体发展规划，处理厂的选择应考虑远期发展的可能性，留有适当的发展余地。并选择土质好的地方，便于施工。综合考虑以上原则，初步拟订处理厂厂址选在该区东南方向，从该区平面图上看，地势平坦，且该地方也有足够的空间满足处理厂远期发展的可能性。有足够的地方可供建设污水厂。根据污水厂的平面布置，能够满足要求。二、工艺流程选择的原则（一）污水的处理程度当处理水排放水体时，污水处理程度可考虑用以下几种方法确定：1按水体的水质标准确定，即根据当地环境保护部门对该受纳水体规定的水质标准进行确定；2按城市污水处理厂所能达到的处理程度确定，一般多以二级处理技术所能达到的处理程度作为依据；3考虑受纳水体的稀释自净能力。（二）工程造价与运行费用工程造价和运行费用是工艺流程选定当地重要因素，当然，处理水应当达到水质标准是前提条件。这样，以原污水的水质、水量及其他自然状况为已知条件，以处理水应达到的水质指标为制约条件，而以处理系统最低的总造价和运行费用为目标，建立三者之间的相互关系。（三）当地的各项条件当地的地形、气候等条件也是对污水处理工艺流程的选定具有一定的影响。例如，当地拥有农业开发利用价值不大的旧河道、洼地、沼泽地等，就可以考虑采用稳定塘、土地处理系统等污水的自然生物处理系统。（四）原污水的水量与污水流入工况除水质外，原污水的水量也是选定处理工艺需要考虑的因素，水质、水量变化较大的原污水，应考虑设调节池或事故贮水池，或选用承受冲击负荷能力较强的处理工艺，如完全混合型曝气池等，某些处理工艺，如塔式滤池和竖流式沉淀池只适用于水量不大的小型污水处理厂。三、污水厂的平面布置原则(一)各处理单元构筑物的平面布置处理构筑物是污水处理厂的主体建筑物，在做平面布置时应根据各构筑物的功能要求和水力要求，结合地形和地质条件，确定它们在厂区内的平面位置。对此，应考虑：1贯通、连接各处构筑物之间的管、渠，使之便捷、直通，避免迂回曲折。2土方量做到基本平衡，并避开劣质土壤地段。3在处理构筑物之间，应保持一定距离，以保证敷设连接管、渠的要求，一般的间距可取值510m，某些有特殊要求的构筑物，如污泥消化池、沼气贮罐等，其间距应按有关规定确定。4各处理构筑物在平面上布置，应考虑尽量紧凑。5污泥处理构筑物应考虑尽可能单独布置，以方便管理，应布置在厂区夏季主导风向的下风向。(二)管、渠的平面布置1在各处理构筑物之间，设有贯通、连接的管、渠。此外，还应设有能够使各处理构筑物能够独立运行的管、渠，当某一处构筑物因故停止工作时，其后接处理构筑物仍能够保持正常的运行。2应设超越全部处理构筑物，直接排放水体的超越管。3 在厂区内还应设有空气管路、沼气管路、给水管路及输配电线路。这些管线有的敷设在地下，但大都在地上，对它们的安装既要便于施工和维护管理，又要紧凑，少占用地。(三)辅助建筑物的平面布置污水厂内的辅助建筑物有中央控制室、配电间、机修间、仓库、食堂、宿舍、综合楼等。它们是污水处理厂不可缺少的组成部分。1辅助建筑物建筑面积的大小应按具体情况条件而定。辅助建筑物的设置应根据方便、安全等原则确定。2生活居住区、综合楼等建筑物应与处理构筑物保持一定距离，应位于厂区夏季主风向的上风向。3 操作工人的值班室应尽量布置在使工人能够便于观察各处理构筑物和运行情况的位置。4平面布置时应安排充分的绿化地带，改善卫生条件，为污水厂工作人员提供优美的环境。四、污水厂的高程布置原则污水处理厂污水处理流程高程布置的主要任务是：确定各处理构筑物和泵房的标高，确定处理构筑物之间连接管渠的尺寸及其标高，通过计算确定各部位的水面标高，从而能够使污水沿处理流程在处理构筑物之间通畅的流动，保证污水处理厂的正常运行。（一）水头损失为了降低运行费用和便于维护管理，污水在处理构筑物之间的流动，以按重力流考虑为宜（污泥流动不在此例）。为此，必须精确地计算污水流动中的水头损失，水头损失包括：1污水流经各处理构筑物的水头损失；2污水流经连接前后两处理构筑物管渠的水头损失，它包括沿程与局部水头损失；3污水流经量水设备的水头损失。（二）高程布置在对污水处理厂污水处理流程的高程布置时，应考虑下列事项：1选择一条距离最长，水头损失最大的流程进行水力计算，并应适当留有余地，以保证在任何情况下，处理系统都能运行正常；2计算水头损失时，一般应以近期最大流量作为构筑物和管渠的设计流量；计算涉及远期流量的管渠和设备时，应以远期最大流量为设计流量，并酌加扩建时备用水头；3设置终点泵站的污水处理厂，水力计算常以接纳处理后污水水体的最高水位为起点，逆污水流程往上推算，以使处理后污水在洪水季节也能自流排出，而水泵需要的扬程则较小，运行费用也较低；4在作高程布置时还应注意污水流程与污泥流程的配合，尽量减少需抽升的污泥量。第二章 设计方案的比选第一节 污水水质情况及工艺方案的分析比选一、污水水质及处理程度的计算（一）进水水质本设计的总设计规模为近期10000m3d，远期为20000m3d，该污水厂污水主要来源于该城市的生活污水，处理后出水水质执行城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）标准。根据设计资料临夏市污水水质情况如下表2.1。表2.1 污水水质指标（单位：mgL）项目CODBOD5SSNH4-NTNTPpHT（）进水水质300150200303846912排放标准60202015200.506912去除率95.780.090.050.047.434.2（一）溶解性BOD5的去除率活性污泥处理系统处理水中的BOD5值是由残存的溶解性BOD5和非溶解性BOD5二者组成，而后者主要是以生物污泥残屑为主体，活性污泥的净化功能是去除溶解性BOD5，因此从活性污泥的净化功能来考虑，应将非溶解性的BOD5从处理水中的粽BOD5值中减去。1.处理水中非溶解性BOD5值BOD5非0.7Ce×1.421e-0.23×513.60 mg/L (e2.72)2.处理水中溶解性BOD52013.606.40 mg/L3.溶解性BOD5的去除率（1506.4）/150×10095.73（二）COD的去除率（30060）/300×10080（三）SS的去除率（20020）/200×10090（四）总N的去除率（3820）/38×10047.4（五）磷酸盐的去除率进水中磷酸盐浓度为4.0mg/L，如磷酸盐以最大可能成Na3PO4计，则磷的含量为4.0×0.189=0.76 mg/L（注意：Na3PO4中P的含量在可能存在的磷酸盐（溶解性）中是最大的，这样设计出来的进水水质中的磷含量偏大，对整个设计来说是安全的），则磷的去除率（0.760.5）/0.76×10034.21（六）混合物水中可生化性判断BOD5/COD150/3000.500.30 可生化处理。三、工艺流程比选（一）污水处理流程根据水质、水量和地质条件等因素，同时需考虑脱氮除磷，拟选以下三种工艺为备选工艺。1.方案一：曝气生物滤池法曝气生物滤池是集生物降解、固液分离于一体的污水处理设备。被处理的原污水从池上部进入池体通过由填料组成的滤层，在填料表面形成有微生物栖息的生物膜，在污水滤过滤层的同时由池下部通过空气管向滤层进行曝气，空气由填料的间隙上升，与下流的污水相向接触，空气中的氧转移到污水中，向生物膜上的微生物提供充足的溶解氧和吩咐的有机物质，在微生物的形成代谢作用下，有机物被降解，污水得到处理。原污水中的悬浮物及由于生物膜脱落形成的生物污泥，被填料所截留，滤层具有二次沉淀池的功能。（1）具体工艺流程（见图2.1）。（2）优点容积负荷高，设备体积小，不需设二次沉淀池。占地面积比其他生物处理工艺都要小，特别适用于土地资源紧缺的地区；出水水质好，出水BOD5和SS可在10mg/L以下；空气用量少，氧气利用率高，可节省鼓风曝气的能耗。中格栅提升泵站细格栅曝气生物滤池二沉池消毒池沉砂池污泥浓缩池最终处理污泥脱水污泥泵房出水污水加药间图2.1 曝气生物滤池法工艺流程示意图（3）缺点反冲洗需要损失一部分干净水；对进水的SS要求较高；出水提升高度较大；污泥稳定性较差，产泥量大。2.方案二:卡罗塞尔2000型氧化沟工艺卡罗塞尔2000型氧化沟是具有内部前置反硝化功能的氧化沟工艺，该工艺在运行过程中，借助于安装在反硝化区的螺旋桨将混合液循环至前置反硝化区（不需循环泵），循环回流量可通过插式阀加以调节，前置反硝化区的容积一般占总容积的10左右。反硝化菌利用污水中的有机物和回流混合液中的硝酸盐和亚硝酸盐进行反硝化，由于混合液大量回流混合，同时利用氧化沟内延时曝气所获得良好的硝化结果,该工艺使得氧化沟脱氮功能得到加强，聚磷菌的释磷和过量吸收磷过程又可实现污水中磷的去除。（1）具体工艺流程（见图2.2）。中格栅提升泵房细格栅卡罗塞尔2000氧化沟二沉池消毒池沉砂池污泥浓缩池最终处理污泥脱水污泥泵房出水 污水加药间图2.2 卡罗塞尔2000型氧化沟法工艺流程示意图（2）优点对BOD、COD和N的去除率可分别达到98、95和95，出水P可降到12mg/L；实现了混合液向缺氧区的内回流，节约了用于混合液回流的能耗；流程简单，可实现在一个反应池中的生物除磷脱氮；易实现自动控制，运行管理方便。（3）缺点需设单独的二沉池，占地面积较大；专利设备的引进费用较高。3.方案三：ICEAS法ICEAS工艺一般采用由两个矩形池为一组的SBR反应器组成，每个池子分为预反应区和主反应区。反应区一般处于厌氧或缺氧状态，主反应区是曝气反应的主体，占总反应容积的8590。经预处理的污水连续不断进入反应池前部的预反应区，在该区内，污水中的大部分可溶性BOD被活性污泥中的微生物吸附，并一并从主反应区隔墙下部的孔眼以低流速进入主反应区。在主反应区内，按照“曝气”、“闲置”、“沉淀”、“滗水”的程序周期性运行，使污水在交替的好氧厌氧和厌氧好氧的条件下完成脱氮和除磷的作用。各过程历时及相应设备的运行根据设计由计算机自动控制。（1）具体工艺流程（见图2.3）。中格栅提升泵房细格栅ICEAS鼓风机房消毒池沉砂池污泥浓缩池最终处理污泥脱水污泥泵房出水 污水加药间图2.3 ICEAS法工艺流程示意图（2）优点无污泥回流和混合液回流工作，工艺简单，布局紧凑，能大幅度节约占地和能耗；多池并联组合，运行灵活，扩建方便；泥龄长，且污泥已稳定处理，沉降脱水性能好，剩余污泥量少；半静止状态沉淀，表面水力和固体负荷低，沉降效果好；自动化程度高；造价节省。（3）缺点除磷脱氮效果一般；对水量变化的适应性较差，仅适用于中、小型水处理厂。（二）备选污泥处理流程污水中悬浮物质含量越多，溶解性污染物溶度越高，污水的净化率越高，其产泥量越多；污泥龄越短，其产泥量也越大。本工程采用生化处理工艺的BOD负荷较低，污泥龄较长，一般可达1530天，剩余污泥量少。根据我国已建成的采用表面曝气活性污泥处理工艺的污水处理厂的经验统计数据，城市污水的产泥率系数Y一般在0.20.5kgDS/kgBOD5。1.污泥处理要求污水生物处理过程中将产生大量生物污泥，有机物含量较高且不稳定，易腐化且含有寄生虫卵，若不经妥善处理和处置，将造成二次污染，污泥处理要求如下：（1）减少有机物，使污泥稳定；（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）利用污泥中可用物质，化害为利。2.常见的污泥处理备选工艺由于本设计污水采用氧化沟工艺，污泥多已达到稳定程度，勿需再进行消化处理，近期水量10000m3d，污泥量较少，现选择两种方案进行筛选：（1）生污泥 自然干化 堆肥 最终处置；（2）生污泥 浓缩 机械脱水 干燥焚烧 最终处置；四、备选方案的技术经济比较：（一）技术比较本设计处理水质为典型的城市污水水质，处理规模属中、小型污水处理厂。出水要求较高，该水厂位于西北内陆地区，属缺水地区。该污水处理厂接纳的污水主要为合流制污水，要考虑的项目有：BOD5、COD、SS、TP、TN等。曝气生物滤池、ICEAS法以及卡罗塞尔2000型氧化沟三种工艺在正常运行下均能保证较好的出水水质，但曝气生物滤池对进水的SS要求较高，条件难以控制；ICEAS法操作得当，出水水质也较连续式好，但自动控制要求较高，日常维护较不便；卡罗塞尔2000型氧化沟出水水质好，除磷脱氮效果也较好，且目前我国卡罗塞尔2000型氧化沟使用较多，技术比较成熟。（二）经济比较从经济考虑，曝气生物滤池池体高度较大，该工艺虽然节约了二沉池，但需另设二池：一为反冲洗水储备池，二为污泥缓冲池，此外运行管理不当还可能造成滤料随水流失等问题，且污泥稳定性较差，产泥量大；ICEAS法是SBR工艺的一种变形，因要负担生化处理和沉淀两种功能，这种功能的转换要依靠设备的切换来实现，因此对自动化的要求高，对自动化的依赖程度也高，可靠性方面有一定的风险；卡罗塞尔2000型氧化沟不要求设初沉池，污泥处理不需设硝化池，可节省一部分占地面积，即可节省基建投资，且除磷脱氮效果好，不需另加药剂，工艺流程简单，设备少，因此日常运行费用也较低。三种污水处理工艺流程的经济及技术比较见表2.2。表2.2 方案技术、经济比较表项目曝气生物滤池卡罗塞尔2000型氧化沟ICEAS工艺污泥负荷0.030.070.050.150.150.3HRT（约h）204810241024设计水深（m）684.546曝气方式穿孔管曝气表面曝气微孔曝气处理效果较好好好对出水水质的保证度较好较好较好抗水量水质冲击程度好好好流程复杂程度简单简单简单维护管理要求方便方便方便对自控的依赖程度低低高设备易损程度低低低二沉池无有无占地面积小大小运行能耗低高较低在中国的应用经验较多多较多在类似地区的应用经验多多较多评价适合最适合合适两种污泥备选方案的经济及技术比较见表2.3。表2.3 污泥方案技术、经济比较表项目方案一方案二主要构筑物污泥贮泥池、浓缩池、脱水机房、污泥堆棚等污泥贮泥池、浓缩池、干化场、污泥堆棚等主要设备污泥浓缩脱水机、加药设备污泥浓缩脱水机、加药设备占地面积小大脱水效果较快较慢影响因素1.药剂 2.污泥性质 3.技术 4.运行管理1.气候条件2.药剂 3.污泥性质 4.技术 5.运行管理费用机械费用较高土建费用较高对环境的影响有有综上所述，考虑到处理效果、基建投资、运行费用等方面的因素，认为卡罗塞尔2000型氧化沟工艺是比较符合本设计生化处理的核心工艺。其具体工艺流程见图2.2。干化场占地面积较大，相应的土建费用较高，且受天气因素的影响，故采用机械脱水的方案，但考虑到污泥焚烧一次性投资巨大，操作管理复杂且能耗较高，运行费用高，特别是焚烧产生的有毒有害气体会对环境造成严重危害，故将方案一改进为污泥填埋处理方式，即生污泥 浓缩 机械脱水 填埋若远期技术经济可行，可考虑将脱水污泥厌氧堆肥，经无害化处理稳定后用作堆肥。第二节 主要构筑物的比选一、污水处理（一）格栅格栅由一组平行的金属栅条或筛网制成，安装在污水管道、泵房集水井的进口处或污水处理厂的端部，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，并使之正常运行。在污水处理系统（包括水泵）前，均需设置格栅，其按形状可分为平面格栅和曲面格栅；按栅条净间隙，可分为粗格栅（50100mm）,中格栅（1640mm）,细格栅（310mm）；按清渣方式，可分为人工清除格栅和机械清除格栅。本设计中采用矩形断面并设置两道格栅（中格栅一道和细格栅一道），其中中格栅设在污水泵站前，细格栅设在污水泵站后。（二） 沉砂池沉砂池的功能是去除比重较大的无机颗粒（如泥砂，煤渣等，它们的相对密度约为2.65）。沉砂池一般设于泵前、倒虹管前，以便减轻无机颗粒对水泵、管道的磨损；也可设于初次沉淀池前，以减轻沉淀池负荷及改善污泥处理构筑物的处理条件。目前较常见的沉砂池有以下四种形式。1.平流式沉砂池平流式沉砂池是一种最常用的沉砂池，其构造简单，处理效果好,易于排沙沉砂。从结构上看类似一个加深加宽的明渠，污水在沉砂池内水平方向流动，在池的两端设有闸板以控制水流。沉砂池下部聚集沉砂，池底设12个贮砂斗，下接带闸阀的排沙管。当污水流过沉砂池时，由于过水断面增大，水流速度下降，污水中挟带的无机颗粒将在重力作用下下沉，而相对密度较小的有机物仍处于悬浮状态，并随水流走，从而达到从水分中分离无机颗粒的目的。2.曝气沉砂池由于截留的沉砂中常夹带一部分有机物，沉砂放置一定时间后，砂中有机物发生厌氧反应，散发出臭味，影响周围环境，且不易进行脱水处理，因此在沉砂池内通入一定氧气形成曝气沉砂池。曝气沉砂池也能在一定程度上使砂粒在曝气作用下产生摩擦，不但可以去除附在砂粒表面的有机污染物，还可使污水中的油脂类物质升至水面形成浮渣，由刮渣机刮去。曝气池一侧设除渣区，污水中的浮渣和油脂在曝气作用下，在出渣区分离出来。污水在曝气作用下在沉砂池内产生螺旋式运动，使得污水中的有机物与砂分离并将砂排入集砂槽，再通过提砂设备排出。3.多尔沉砂池多尔沉砂池由污水入口和整流器、沉砂池、出水溢流堰、刮砂机、排砂坑、洗砂机、有机物回流机、回流管及排砂机组成。沉砂被旋转到刮砂机主排砂坑，用往复齿耙沿斜面耙上。在此过程中，把附在砂粒上的有机物洗掉，洗下来的有机物经有机物回流机及回流管随污水一并流至沉砂池，达到清洁沉砂的目的。 4.钟式沉砂池利用机械力控制水流流态与流速，加速沉砂的沉淀并使有机物随水流带走的沉砂装置。由流入口、流出口、沉砂区、砂斗、带变速箱的电动机、传动齿轮、压缩空气输送管、砂提升管及排沙管组成。污水由流入口切线方向流入沉砂区，利用电动机及传动装置带动转盘和斜坡式叶片，由于所受离心力不同，砂料被甩向池壁，掉入砂斗；有机物被送回污水中。调整转速可达到最佳沉砂效果。沉砂用压缩空气经提升管，排砂管清洗后排除，清洗水回流至沉砂区，排砂达清洁砂标准。沉砂池的选择比较见表2.4。表2.4 沉砂池比较表项目优点缺点适用范围平流式沉砂池构造简单，处理效果好，易于排砂。沉砂中夹杂有机物，易腐化散发臭味，难以处置；对有机物包裹的砂粒去除效果不好。适用于大、中、小型污水处理厂曝气沉砂池具有预曝气，脱臭，除泡作用；可加速污水中油脂类和浮渣的分离，为后续设备提供有利条件曝气需要消耗能量对生物脱氮除磷系统厌氧段或缺氧段的运行存在不利影响。适用于大、中、小型污水处理厂多尔沉砂池设洗砂槽，可产生清洁的沉砂。构造复杂，操作运行管理不便。适用于中、小型污水处理厂旋流式沉砂池适应流量变化能力强；水头损失小，细砂粒去除率高，动能效率高。运动中搅拌桨上会缠绕纤维状物体而影响沉砂效果；配水困难，增加占地。适用于处理水量不大的小型污水处理厂；综上所述，曝气沉砂池具有预曝气作用，会影响脱氮除磷的厌氧或缺氧环境；平流式沉砂池处理效果一般；多尔沉淀池构造复杂应用先例较少。考虑到该水厂水量较小，有机物含量一般，为提高动能利用率，减轻后续处理构筑物的运行条件和负荷，本设计采用旋流式沉砂池。（三）二次沉淀池沉淀池的作用就是对污水中密度大的固体悬浮物在重力的作用下，与水分离的过程，工艺简单易行，分离效果好，在各类污水处理系统中往往是不可缺少的一种工序。沉淀池按工艺布置的不同，可分为初次沉淀池和二次沉淀池。二次沉淀池设在生物处理构筑物的后面，用于沉淀去除活性污泥或腐殖污泥，它是生物处理系统的重要组成部分。污水厂常用的沉淀池的类型有平流式、辐流式和竖流式，斜管(板)沉淀池。二次沉淀池的比较见表2.5。表2.5 二次沉淀池比较表类型优点缺点适用条件平流式沉淀池（1）沉淀效果好；（2）对冲击负荷和温度变化适应性强；（3）施工方便，造价较低；（4）平面布置紧凑，占地面积小（1）配水不易均匀；（2）采用多斗机操作量大械排泥时操作量大，采用链带式刮泥机排泥时设备易锈蚀；（3）占地面积大（1）适用于地下水位较高，地质条件较差地区；（2） 适用于大、中、小型污水处理厂辐流式沉淀池（1）沉淀池个数较少，比较经济；（2）运行较好，便于管理；（3）机械排泥设备已定形，排泥较方便（1）排泥设备比较复杂，对运行管理要求较高；（2）池体较大，对施工质量要求较高（1）适用于地下水位较高的地区；（2）适用于大、中、小型污水处理厂竖流式沉淀池（1）占地面积小；（2）排泥方便，运行管理简单（1）池体深度较大，施工困难；（2）对冲击负荷和温度的变化适应性差；（3）造价相对较高；(4)池径不宜过大，否则布水不均（1）适用于处理水量不大的小型污水处理厂；（2）常用于地下水位较低时斜板(管) 式沉淀池（1）沉淀效果好；（2）池容积小，占地面积小；（3）排泥方便（1）排泥较困难，易堵塞；（2）斜板(管)耗用材料多，且价格较高；（3）易滋长藻类（1）适用于原有沉淀池的改建、扩建和挖潜；（2）用地紧张，需要压缩沉淀池面积时；（3）适用于初沉池，不宜用于二沉池斜板(管)沉淀池适用于初沉池，而不宜用于二沉池；竖流式沉淀池池身较大，且处理效果较差；平流式沉淀池面积较大。结合本次设计的设计规模，综合考虑基建安装，经济投资等方面的因素，本设计采用辐流式沉淀池。（四）消毒为了有效的保护水体，防止污染性病原菌对人们的危害，降低水源的总大肠杆菌群数，对污水处理厂出水进行消毒是十分必要的。污水消毒的主要方法有：液氯消毒、二氧化氯消毒、次氯酸钠消毒、臭氧消毒、漂白粉消毒、热处理、膜过滤等。1.加氯法 加氯法主要是投加液氯或氯化合物。液氯是迄今为止最常用的消毒方法，其特点是；成本低，工艺成熟，效果稳定可靠。但由于加氯法一般要求不少于30min的接触时间，因此接触池容积交大；氯气是剧毒危险品，存贮氯气的钢瓶属高压容器，有潜在的安全隐患，需要按照安全规定氯库和加氯间；液氯消毒将生成有害的有机氯化物，在国内外污水采用液氯消毒往往是应急措施，只是季节性或疫病流行时采用。2.含氯化合物含氯化合物包括次氯酸钠、漂白粉、二氧化氯等。其特点与液氯相似，但危险性小，对环境的影响小，但成本较之略高。现在很多国内外的无水产都采用二氧化氯消毒，运行可靠，效果较理想。3.氧化法氧化剂可以作为二级处理出水的消毒剂，最常用的是臭氧。臭氧消毒的特点是杀菌彻底可靠，危险性小，对环境基本上无副作用，接触时间比加氯法短。缺点是基建投资大，运行成本高。目前，一般只用作游泳池和饮用水的消毒。4.紫外线消毒紫外线消毒是近十年来发展较快的一种消毒方法，其优点是灭菌效率高，占地面积小，作用时间短，危险性小，无二次污染等。但其设备投资高，灯管寿命短，运行费用高，管理维修复杂，抗悬浮固体的能力差，对水中的SS有严格的要求，不适用于大、中型水处理厂。5.热处理法热处理法是最彻底的消毒方法，但也是最昂贵的消毒方法。为保证可靠的灭菌效果，污水要在高压，100以上的条件下加热一定时间，排放前又要降低到要求的温度，能耗很高，运行方式常为间歇式。水量较大时也采用连续式。一般都安装有热交换器，用来回收余热。目前，该方法只用于一些要求高，危险性大的污废水，如医院、基因工程工厂、动物尸体销毁站的废水消毒等。6.膜过滤法膜过滤法只要应用于饮用水和特种工业用水的消毒处理。其特点是除消毒外，还可去除其他杂质。由于膜孔易堵塞，膜易结垢且冲洗困难，能耗高，化学药剂昂贵，成本也高，目前无法推广。上述几种消毒法的比较见表2.6。表2.6 几种消毒方法比较表类型液氯含氯化合物臭氧过醋酸紫外线热处理膜处理应用范围自来水和各种废水自来水和各种废水饮用水和游泳池水各种废水自来水和经二级或三级的废水屠宰场、医院等含病原菌的污水饮用水和特种工业废水应用国家世界各国法国北美英国北美和欧洲德国英国、澳大利亚和德国建设投资中低高低中高高运行费用低中高高中高高优点工艺成熟，处理效果稳定，费用低处理效果稳定，设备投资少，对环境的影响较液氯小占地面积小，杀菌效率高，且有脱色、除臭效果占地面积小，杀菌效率高，并有除臭和控制污泥膨胀的效果地面积小，占土建费用低，杀菌效率高，危险性小，无污染杀菌彻底可过滤其他杂质，无危险性，无副作用缺点占地面积大，危险性高，具有二次污染性占地面积大，运行费用比液氯高，具有二次污染性设备投资大，运行费用高运行费用高设备费用高，管理维修复杂能耗大，操作复杂效果不稳定，操作复杂，运行费用高适用条件大、中、小型水厂中、小型水厂出水水质较好，要求较高的水厂大、中型水厂小型水厂具有特殊要求的水质饮用水和特种工业用水以上介绍的多种都可达到消毒的效果，但多数方法运行成本太高，不适合中、小型水处理厂。臭氧消毒效果好，但成本较高；次氯酸钠和二氧化氯消毒效果好，适用于小型污水处理厂；漂白粉消毒只适用于局部污水处理站；液氯消毒消毒效果好，投加量大时有可能产生二次污染，但在技术和经济上仍然是目前最为可行的方法。结合水厂的规模及实际情况，考虑到经济性、安全性、环保性，本设计采用液氯消毒。 (五)污水计量设备计量设备是用来准确地掌握污水处理厂的污水量，并对水量资料和其他运行资料进行综合分析，提高污水处理厂的运行管理水平的必要设备。为此，应在污水处理系统上设置计量设备。污水处理厂总处理水量的计量是必要的。总水量的计量设备，一般安装在沉砂池与初次沉淀池之间的管道上