某城市污水处理厂二级处理工艺设计.doc

本科课程设计（论文）题目某城市污水处理厂二级处理工艺设计学生姓名宋瑞辰学号140303227院（系）环境与市政工程学院专业环境工程指导教师彭党聪、王磊、杨永哲、王旭东郭新超、韩芸、吕永涛、刘嘉栋时间2017年7月16日 第 0 页目录摘要11 编制依据及主要资料81.1编制依据81.2主要资料81.3相关法律法规82 工程规模及设计基础数据确定102.1设计原则102.2工程规模112.2.1设计任务112.2.2设计水量112.3废水处理站设计水质及处理目标122.3.1废水水质122.3.2处理目标122.3.3废水处理站概况123 处理工艺比选133.1 生物处理工艺133.1.1原水水质特征分析及可生化性133.1.2生物处理工艺比选133.1.2生物处理工艺比选结果173.3消毒工艺173.3.1消毒工艺比选173.3.2 消毒工艺比选结果183.4污泥处理工艺183.4.1污泥处理目的183.4.2污泥浓缩脱水工艺183.5处理工艺比选结果194工艺设计计算204.1进水井204.1.1功能204.1.2设计参数204.2粗格栅204.2.1功能204.2.2设计参数204.2.3工艺尺寸设计计算214.2.4构（建）筑物结构形式及工艺尺寸234.2.5工艺装备244.3提升泵房244.3.1功能244.3.2设计参数254.3.3工艺尺寸设计计算254.3.4构（建）筑物结构形式及工艺尺寸254.3.5工艺装备264.4细格栅264.4.1功能264.4.2设计参数264.4.3工艺尺寸设计计算274.4.4构（建）筑物结构形式及工艺尺寸284.4.5工艺装备294.5沉砂池294.5.1功能294.5.2设计参数304.5.3工艺尺寸设计计算304.5.4构（建）筑物结构形式及工艺尺寸354.5.5工艺装备364.6初沉池374.6.1功能374.6.2设计参数374.6.3工艺尺寸设计计算374.6.4构（建）筑物结构形式及工艺尺寸434.6.5工艺装备444.7初沉池污泥泵房444.8A2/O生化池444.8.1功能444.8.2设计参数454.8.3工艺尺寸设计计算464.8.4构（建）筑物结构形式及工艺尺寸504.8.5工艺装备524.9鼓风机房524.10二沉池534.10.1功能534.10.2设计参数534.10.3工艺尺寸设计计算544.10.4构（建）筑物结构形式及工艺尺寸594.10.5工艺装备604.11剩余及回流污泥泵房604.12化学强制除磷614.13接触池614.13.1功能614.13.2设计参数614.13.3工艺尺寸设计计算624.13.4构（建）筑物结构形式及工艺尺寸634.14污泥浓缩池634.14.1功能634.14.2设计参数644.14.3工艺尺寸设计计算644.14.4构（建）筑物结构形式及工艺尺寸664.14.5工艺装备674.15消化池674.15.1功能674.15.2设计参数674.15.3工艺尺寸设计计算674.15.4构（建）筑物结构形式及工艺尺寸694.16储泥间704.16.1功能704.16.2设计参数704.16.3工艺尺寸设计计算704.17污泥脱水714.17.1功能714.17.2设计参数714.17.3工艺尺寸设计计算71参考文献735实习报告745.1西安第五污水处理厂概述745.2工艺流程745.3构筑物功能及主要技术参数755.3.1粗格栅间755.3.2细格栅间765.3.3曝气沉砂池775.3.4初沉池775.3.5生物反应池785.3.6二沉池795.3.7紫外消毒车间805.3.8鼓风机房815.3.9污泥脱水车间82摘要某城市污水处理厂二级处理工艺。处理后出水要求达到污水综合排放标准（GB8978-1996）一级标准。本次设计采用A2/O工艺。处理工艺方案比选、废水处理系统构（建）筑物工艺设计计算、泥渣处理系统构（建）筑物工艺设计计算、投药系统工艺设计计算、废水处理站平面布置及高程计算，以上内容将在下文阐述。1 编制依据及主要资料1.1编制依据1.地表水环境质量标准（GB3838-2002）；2.黄河流域(陕西段)污水综合排放标（DB61/224-2011）；3.城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2001）；4.污水综合排放标准（GB8978-1996）；5.室外排水设计规范（GB50014-2006）（2014年版）；6.室外给水设计规范（GB50013-2006）；7.工业企业总平面设计规范（GB50187-2012）；8.厂矿道路设计规范（GBJ22-87）。1.2主要资料1. 本科毕业设计（论文）任务书（2017）；2. 彭党聪主编，水污染控制工程实践教程，化学工业出版社；3. 彭党聪，水污染控制工程（第三版），冶金工业出版社（2010）；4. 给水排水设计手册（第1、5、9、11分册），中国建筑工业出版社（2004）；5. 简明给排水设计手册，中国建筑工业出版社。1.3相关法律法规1.中华人民共和国环境保护法 （2015年1月）2.中华人民共和国水污染防治法 （2008年6月）3.中华人民共和国大气污染防治法 （2000年9月）4.建设工程勘察设计管理条例 （2015年6月）5.排污许可证管理暂行办法 （2015年1月）6. 其他相关的法律法规2 工程规模及设计基础数据确定2.1设计原则（1）贯彻执行国家关于环境保护的政策，符合国家的有关法规、规范及标准。（2）从城市的实际情况出发，在城市总体规划的指导下，使工程建设与城市的发展想协调，既保护环境，又最大程度地发挥工程效益。（3）根据设计进水水质和出场水质要求，所选的污水处理工艺力求技术先进、成熟、处理效果好、运行稳妥可靠、高效节能、经济合理、确保污水处理效果，减少工程投资及日常运行费用。（4）妥善处理和处置污水处理过程中产生的栅渣、沉砂和污泥，避免造成二次污染。（5）确保工程的可靠性及有效性，提高自动化水平，降低运行费用，减少日常维护检修工作量，改善工人操作条件。（6）采用现代化技术手段，实现自动化控制和管理，做到技术可靠、经济合理。（7）保证污水处理系统正常运转，供电系统需有较高的可靠性。（8）在污水厂征地范围内，厂区总平面布置力求在便于施工、便于安装和便于维修的前提下，使各处理构筑物尽量集中，节约用地，扩大绿化面积，并留有发展余地，使厂区环境和周围环境协调一致。（9）竖向设计力求减少厂区挖、填土方量和节省污水提升费用。（10）厂区建筑风格力求同意，简洁明快、美观大方，并与厂区周围景致相协调。（11）积极创造一个良好的生产和生活环境，将污水处理厂设计成为现代化的园林式工厂。2.2工程规模2.2.1设计任务（1）根据水质特征及处理要求，确定工艺流程；（2）构筑物的工艺设计计算；（3）水力计算；（4）平面布置及高程布置；（5）附属构筑物的设计说明。2.2.2设计水量设计水量：100000m3/d变化系数Kz=1.27给排水设计手册，第05期.城镇排水：P4最高日最高时流量Qmax=Q·Kz=100000×1.27=127000m3/d平均流量及最大日最大时流量见表2-1。表2-1 污水流量表流量单位平均流量最大流量m3/d100000127000m3/h4166.75291.7m3/s1.161.47L/s1157.41469.92.3废水处理站设计水质及处理目标2.3.1废水水质根据设计任务书，确定原水水质见表2-2。表2-2 拟建项目原水水质项目BOD5TNTPpHCOD氨氮SS水温进水水质2205586.594804020012表中除pH外其余指标单位均为mg/L。2.3.2处理目标根据当地环保局的批复，该污水处理站处理出水水质执行污水综合排放标准（GB8978-1996）一级标准，处理后出水水质要求见表2-3。表2-3 拟建项目出水水质要求项目BOD5TNTPpHCOD氨氮SS出水水质10150.569505（8）10表中除pH外其余指标单位均为mg/L。2.3.3废水处理站概况（1）厂址：污水处理厂建设用地面积150亩（长：400m，宽：250m）。（2）气象及工程地质条件：厂区地势平坦，适合于污水厂建设。场地平均标高为411.50m。冻土层深度：60cm；距离厂界外东侧200m为受纳水体，该河流50年一遇洪水水位标高406.50m。主导风向东北风，次主导风向西南风，底下最高水位405.50m。（3）进水及排水条件：市政污水管网入口位于场地西北角，共3根D200mm污水管（分别从西（2根）、北（1根）两个方向汇入污水厂进水井），管中心设计标高402.45m。距离厂界外东侧200m为受纳水体，该河流50年一遇洪水水位标高406.50m。3 处理工艺比选3.1 生物处理工艺3.1.1原水水质特征分析及可生化性原水是否能进行生化处理，特别是能否进行脱氮除磷处理，取决于原水中各营养成分的含量及其比例是否能满足生物的生长需要，因此需确定原水的相关指标是否满足要求。根据设计进水水质，计算出原水中各营养物质比值，见表3-1。表3-1 污水处理厂原水营养物比值项目比值BOD5/CODcr0.458BOD5/NH4+-N5.5BOD5/TN4BOD5/TP27.53.1.2生物处理工艺比选二级处理的核心为生物处理（以除碳、脱氮及除磷为目标），可采用活性污泥法或生物膜法。生物膜法目前主要应用于中、小型污水处理厂，由于其存在生物除磷功能较弱（难以诱导出聚磷菌）及卫生学方面的问题，在国内应用较少。而活性污泥法则应用较为广泛。城市污水处理厂以除碳（COD）、脱氮及除磷为处理目标时，其典型的活性污泥处理工艺有A2/O工艺、UCT工艺、厌氧选择池+氧化沟工艺（改进型氧化沟）、SBR工艺及CASS工艺等。本次课程设计的处理水量为100000m3/d，属于中大型处理水量，在上述城市污水脱氮除磷的典型处理工艺中，SBR工艺及CASS工艺集氧化分解、硝化、反硝化、释磷、吸磷多个生化过程于一体。曝气、沉淀、滗水、搅拌混合、回流、排泥多项操作相互交替。难于实现脱氮、除磷、除碳所需工艺条件最优化，总体脱氮处理效果难以稳定达到处理目标。可选工艺为A2/O工艺、UCT工艺、厌氧选择池+氧化沟工艺（改进型氧化沟）。根据陕西及西安地区城市污水进出水水质和现有污水处理厂运行稳定，选择A2/O工艺和UCT工艺进行对比。（1）A2/O工艺A2/O工艺是将厌氧/好氧除磷系统和缺氧/好氧脱氮系统相结合而形成，是生物脱氮除磷的基本工艺之一，可同时去除废水中的BOD、氮和磷。A2/O工艺流程图见图3-1。图3-1 A2/O工艺流程图污水（初沉池出水）与从二沉池回流的污泥首先进入厌氧池。在厌氧池，活性污泥中的聚磷菌摄取污水中的生物快速降解有机物，以合成聚-羟基丁酸（PHB）；这一过程所需能量来自聚磷菌细胞内聚合磷酸盐（Poly-P）的水解，并释放磷至液相主体。随后，活性污泥+原水进入缺氧池。在缺氧池，活性污泥+原水与好氧池末端回流的混合液进行混合、接触、反应，反硝化菌以原水中剩余的有机物（聚磷菌利用其细胞内贮存的碳源）作为电子供体，以回流混合液中硝酸盐为电子受体进行反硝化脱氮。再次，反硝化脱氮完成后的混合液（活性污泥+污水），进入好氧池，在好氧池中，活性污泥中的硝化菌进行硝化反应，将废水中的氨氮氧化为硝酸盐；同时，聚磷菌进行好氧吸磷，剩余的有机物也在此被进一步好氧分解、转化。最后，混合液经二沉池进行泥水分离，出水排放；沉淀的污泥部分回流厌氧池，部分作为剩余污泥排出，并进行污泥处理（浓缩、厌氧消化、脱水、外运处置）。（2）UCT工艺UCT工艺因南非开普敦大学开发而得名。与A2/O工艺相比，UCT工艺仅污泥回流的位置和方式不同，工艺流程图见图3-2。图3-2 UCT工艺流程图在A2/O工艺中，来自二沉池的污泥直接回流至厌氧池，会因回流污泥中含有一定量硝酸盐氮，而影响厌氧池的厌氧环境，并存在反硝化菌与聚磷菌竞争碳源的问题；为解决这一问题，UCT工艺中，回流污泥首先回流至缺氧池的首端，然后再由该缺氧池的末端回流至厌氧池，由于此时的回流污泥（混合液）中的硝酸盐已经在缺氧池中被反硝化。因此，回流至厌氧池的污泥中几乎不含硝酸盐，从而可保证厌氧池的释磷效果，提高系统的除磷能力。A2/O工艺与UCT工艺的对比见表3-2。表3-2 A2/O工艺与UCT工艺的对比类别对比项目方案1：A2/O工艺方案2：UCT工艺比对结果技术可行性技术使用情况工艺相对简单，运行效果稳定，工程广泛应用工艺相对复杂，在我国应用实例少方案1较优水质指标出水水质脱氮除磷效果较好，可达到处理要求脱氮除磷效果较好，可达到处理要求两者接近对水量、水质、环境等变化的适应性对于中大型的处理水量有较好的处理效果，水质可控范围大需要较高的BOD/P比，温度对处理效率的影响不明显费用指标建设投资基建费用较低基建费用较高方案1较优运营费用管理维护简单，运行费用低管理维护较复杂，运行费用较高工程实施分步实施可分步实施可分步实施两者接近施工难易程度施工较复杂施工较复杂环境影响对周围环境的影响噪声小，污泥臭味可控噪声小，污泥臭味可控两者相近剩余活性污泥特征剩余污泥含磷3%5%，应进行厌氧消化剩余污泥含磷4%6%，应进行厌氧消化物能电耗内循环泵较少，电量少内循环量大，耗电多方案1较优消耗占地构筑物相对少，占地相对少构筑物相对多，占地相对大方案1较优药剂一般需要化学辅助除磷一般不需要化学辅助除磷方案2较优运行管理运转操作技术先进成熟，运行稳妥可靠操作复杂方案1较优维修维护管理简单维护管理复杂方案1较优3.1.2生物处理工艺比选结果通过以上对比，两种工艺均能达到水质处理的要求，由于UCT工艺较为复杂，工程应用实例较少，且耗能较大。因此，本次课程设计采用A2/O工艺为核心的处理工艺。生物处理工艺流程图见图3-3。图3-3 A2/O工艺流程图3.3消毒工艺3.3.1消毒工艺比选污水经二级处理后，水质已经改善，细菌含量也大幅度减少，但细菌的绝对值仍很可观，并存在有病原菌的可能。因此，在排放水体前应进行消毒处理。特别是在夏季或流行病流行季节，应严格连续消毒。其余时段经过卫生防疫部门的同意后，也可考虑采用间歇消毒或酌减消毒剂的投加量。常用的消毒方法有液氮（ClO2、次氯酸钠）消毒、紫外线消毒及臭氧消毒等。3.3.2 消毒工艺比选结果参照同类污水处理厂消毒工艺，本次课程设计消毒采用ClO2消毒。3.4污泥处理工艺3.4.1污泥处理目的污泥处理的目的是：减少污泥的体积，便于污泥的运输和最终处置；去除其中的有机物，使污泥稳定；杀灭其中的致病微生物，保证污泥的卫生安全。因此污泥处理工艺主要由污泥的性质以及污泥最终处置的要求所决定。3.4.2污泥浓缩脱水工艺污泥浓缩有重力浓缩与机械浓缩两种方法。重力浓缩池中污泥停留时间长，一般在12h以上。浓缩池呈厌氧状态，在污泥中的聚磷菌放磷，使磷回到浓缩池上清液中，上清液如果直接回流到污水处理站进水中，则增加进水磷浓度，影响除磷效率。磷的如此密闭循环，最终将使污水处理出水磷难以达标。如要使磷不回到进水中，则需另外进行化学处理，使运行管理复杂化。而机械浓缩利用机械作用，在短时间内使污泥含水率降低，占地小，可连续运转，本工程推荐采用机械浓缩。这里仅对带式机械浓缩 脱水方案和离心浓缩脱水方案进行比较，见表3-3。表3-3 相同生产能力污泥浓缩、脱水对比表项目离心浓缩、脱水方案带式浓缩、脱水方案主要设备污泥浓缩脱水机，投药装置，污泥加压泵，污输送机等污泥带式浓缩脱水机，投药装置，污泥加压泵，污输送机，反冲洗水泵，空压机等加 药 量基本相当基本相当电耗偏大较小工作环境噪声大、臭味小噪声小、臭味大设备费用较高较低运行管理管理技术要求高管理技术要求低占地面积小大辅助设备 无多功率消耗大小基建投资小大3.5处理工艺比选结果综合以上污水处理相关生物处理工艺、污泥处理工艺及消毒处理工艺的比对结果，考虑必要的预处理单元、鼓风曝气单元、化学辅助除磷单元及降低二沉池出水SS的措施后，本次课程设计所确定的处理工艺流程图见图3-4。图3-4 处理工艺流程图4工艺设计计算4.1进水井4.1.1功能收集不同来向的废水，控制水量流入后续处理系统，兼有下一个反应池的配水功能。4.1.2设计参数宽4m。长10m，分为两格，每格2m。池深55m，含超高。4.2粗格栅4.2.1功能粗格栅设置在泵站集水池进口处的渠道中，以防漂浮物阻塞构筑物的孔道、闸门和管道或损坏水泵等机械设备，格栅起着净化水质和保护设备的双重作用。4.2.2设计参数设计流量：Qmax=1.470m3/s（按照最大流量考虑）水污染控制工程第三版，P80；给排水设计手册第05期.城镇排水，P282过栅流速：v=0.61.0m/s，本设计取值为0.8m/s栅前渠道流速：0.40.9m/s，本设计取值0.6m/s栅条宽度：S=10mm栅条间隙宽度：b=40mm格栅倾角：=60°栅前水深：h=1m栅前超高：h2=1m栅渣量：格栅间隙3050mm：0.010.03m3/103m3污水，本次设计取值0.03 m3/103m3污水 格栅间隙1625mm：0.050.1m3/103m3污水 栅渣含水率一般为80%，容重约为960kg/m34.2.3工艺尺寸设计计算本次设计，粗格栅2用1备，则单个格栅处理水量：Q=0.735m3/s（1）格栅间隙数n给排水设计手册第05期.城镇排水，P280n=Qsinbvh （4-1）n=0.735×sin600.04×0.8×1=21.4=22（2）栅渠尺寸B=S(n-1)+nb （4-2）B=0.01×22-1+22×0.04=1.06m，取B=1.2m校核实际过栅流速：过栅流速：v=0.71m/s，满足要求校核栅前流速：过流断面积：F=1.2×1=1.2m2栅前流速：v=QF=0.7351.2=0.61m/s，满足要求（3）水力计算（确定栅后跌水高度）格栅水头损失h1：h1=kh0 （4-3） h0=v22gsin （4-4）式中，h0计算水头损失，m； g重力加速度，m2/s； k格栅受到堵塞时水头损失增大倍数，一般取3； 阻力系数，其值与栅条断面形状有关，可按表4-1计算表4-1 阻力系数计算公式栅条断面形状公式说明锐边矩形迎水面为半圆形的矩形圆形迎水、背水面均为半圆形的矩形=(Sb)43形状系数=2.42=1.83=1.79=1.67正方形=(b+Sb-1)2收缩系数，一般采用0.64选择栅条断面形状为迎水、背水面均为半圆形的矩形，则形状系数=1.67则，h1=3×1.67×(0.010.04)43×0.7122×9.81×sin60=0.02m（4）栅渠总长度栅前超高h2=1m给排水设计手册第05期.城镇排水，P280栅前栅渠总高度H1=h+h2=1+1=2m栅后栅渠总高度H2= h+h2+h1=1+1+0.02=2.02m除污机高出地面部分：h3=1.5m格栅长度：(2+1.5)/tan60=2m栅前长：L1=3m栅后长：L2=6m栅渠总长：L=3+6+2=11，取12m（5）每日栅渣量每日栅渣量给排水设计手册第05期.城镇排水，P282W=QmaxW1×86400Kz×1000 (m3/d) （4-5）式中， W1栅渣量，m3/103m3污水 Kz生活污水流量总变化系数则，W=0.735×0.03×864001.27×1000=1.5m3/d4.2.4构（建）筑物结构形式及工艺尺寸粗格栅结构形式及工艺尺寸见表4-2表4-2 粗格栅结构形式及工艺尺寸结构形式工艺尺寸(m)数量栅渠钢筋混凝土，格栅间砖混栅渠：11×1.5栅渠3条（2用1备）格栅间：15×10池子建设要复合防腐、防渗的要求。工艺尺寸图见图4-1。图4-1 粗格栅渠平面布置示意图4.3提升泵房4.3.1功能污水处理厂在运行工艺流程中一般采用重力流的方法通过各个构筑物和设备。但由于厂区地形和地址的限制，必须在前处理处加提升泵站将污水提到某一高度后才能按重力流方法运行。污水提升泵站的作用就是将上游来的污水提升至后续处理单元所要求的高度，使其实现重力流。4.3.2设计参数平均流量：100000m3/d水污染控制工程（I）课程设计任务书最大流量：127000 m3/d进水管管径：2000mm管中心标高402.45m4.3.3工艺尺寸设计计算采用5台水泵（4用1备），每台水泵的容量为：1.47/4=0.3675m3/s给排水设计手册第11册.常用设备，P297采用潜水泵形式，集水池容积为1台水泵10min的容量：V=0.3675×60×5=220.5m3有效水深H为2.5m，集水池面积为：220.5/2.5=88.2m2，取为90m2格栅前水面标高：400.45m格栅后水面标高：400.45-0.02=400.43m集水池最低水面标高：400.235m出水管水面标高：415m水泵的净扬程：415-400.235=13.765m，取1m泵房压力损失：估算为1m安全水头：0.5m水泵的扬程：H=14+1+0.5=15.5m单泵的工作参数为：流量1323m3/h，扬程H为16m4.3.4构（建）筑物结构形式及工艺尺寸形式：与格栅间合建自灌式潜水泵房结构：地下钢筋混凝土，地上砖混数量：1座尺寸：L×B×H=12×10×4.5m4.4细格栅4.4.1功能细格栅设置在泵站之后的渠道中，以防漂浮物阻塞构筑物的孔道、闸门和管道，格栅起着净化水质和保护设备的双重作用。4.4.2设计参数设计流量：Qmax=1.47m3/s给排水设计手册第05期.城镇排水，P280过栅流速：0.61.0m/s，本设计取值0.8m/s栅前渠道流速：不小于0.40.9m/s，本设计取值0.6m/s栅条宽度：S=10mm栅条间隙宽度：b=10mm格栅倾角：=60°栅前水深：h=1m栅前超高：h2=1m4.4.3工艺尺寸设计计算本次设计，粗格栅4用1备，则单个格栅处理水量：Q=0.368m3/s（1）格栅间隙数n给排水设计手册第05期.城镇排水，P280n=Qsinbvh （4-6）n=0.368×sin600.01×0.8×1=42.8，取为43（2）栅渠尺寸B=S(n-1)+nb （4-7）B=0.01×43-1+43×0.01=0.85m，取B=0.9m校核实际过栅流速：过栅流速：v=0.75m/s，满足要求校核栅前流速：过流断面积：F=0.9×1=0.9m2栅前流速：v=QF=0.3680.9=0.41m/s，满足要求（3）水力计算（确定栅后跌水高度）格栅水头损失h1：h1=kh0 （4-8）h0=v22gsin （4-9）式中，h0计算水头损失，m； g重力加速度，m2/s； k格栅受到堵塞时水头损失增大倍数，一般取3； 阻力系数，其值与栅条断面形状有关，可按表4-1计算选择栅条断面形状为迎水、背水面均为半圆形的矩形，则形状系数=1.67则，h1=3×1.67×(0.010.01)43×0.7522×9.81×sin60=0.12m（4）栅渠总长度栅前超高h2=1m给排水设计手册第05期.城镇排水，P280栅前栅渠总高度H1=h+h2=1+1=2m栅后栅渠总高度H2= h+h2+h1=1+1+0.12=2.12m除污机高出地面部分：h3=1.5m格栅长度：(2+1.5)/tan60=2m栅前长：L1=3m栅后长：L2=6m栅渠总长：L=3+6+2=11m，取12m（5）每日栅渣量细格栅每日栅渣量可取粗格栅的20%30%。则，W=25%×1.5m3/d=0.375m3/d4.4.4构（建）筑物结构形式及工艺尺寸细格栅结构形式及工艺尺寸见表4-3表4-3 细格栅结构形式及工艺尺寸结构形式工艺尺寸(m)数量栅渠钢筋混凝土，格栅间砖混栅渠：12×1.1栅渠5条（4用1备）格栅间：14×15池子建设要复合防腐、防渗的要求。工艺尺寸图见图4-2。图4-2 细格栅渠平面布置示意图4.4.5工艺装备栅条：迎水、背水均为半圆形的矩形钢条（5mm×50mm)给排水设计手册第11期.常用设备，P521细格栅除污机：XWB-1.5-3.7型背爬式格栅除污机5台（4用1备），功率0.75KW螺旋输送机：300，L=9000m（1用1备）电动渠道闸门：1000m×2000m，功率3KW（4台）4.5沉砂池4.5.1功能沉砂池的作用是从污水中将比重较大的颗粒去除，其工作原理是以重力分离为基础，故应将沉砂池的进水流速控制在只能使比重大的无机颗粒下沉，而有机悬浮颗粒则随水流带起。4.5.2设计参数沉砂池的超高不宜小于0.3m给排水设计手册第05期.城镇排水，P284设计流量：Qmax=1.47m3/s给排水设计手册第05期.城镇排水，P289旋流速度应保持0.250.3m/s水平流速v1为0.060.12m/s，本设计取值0.1m/s水力停留时间为68min，本设计取值6min有效水深一般为23m，本设计取值2.5m宽深比一般为11.5长宽比一般应大于5曝气量一般为0.2m3/m3废水池内应考虑消泡与隔油装置（或设备）4.5.3工艺尺寸设计计算（1）池子总有效容积给排水设计手册第05期.城镇排水，P289V=Qmaxt×60 （m3） （4-10）式中， Qmax最大设计流量，m3/st最大设计流量时的流行时间，minV=1.47×6×60=529.2m3（2）水流断面积 A=Qmaxv1 （m2） （4-11）式中， v1最大设计流量时的水平流速，m/sA=1.470.1=14.7m2（3）池长 L=VA （m） （4-12）L=529.214.7=36m（4）池总宽度B=Ah2 （m2） （4-13）式中， h2设计有效水深，m。B=14.72.5=5.88m共设两座曝气沉砂池，单座池宽b=2.94m（其中曝气区与沉砂区宽各为1.47m）校核宽深比：b/h2=2.94/2.5=1.176，满足要求（5）集砂斗、槽设计集砂槽：集砂槽为梯形槽，上部长1000mm，下部长800mm，高500mm。集砂斗：集砂斗壁水平倾角60°。尺寸示意图见图4-3图4-3 集砂斗尺寸示意图集砂槽容积：V=36×(0.8+1)×0.52=16.2m3城市污水的产砂量一般为0.03L/m3污水室外排水设计规范，P56因此每日的产砂量：W=127000×0.03×10-3=3.81m3/d<16.2m3/d，满足要求（6）沉砂池高度超高：0.5m沉砂池总高度：H=6.1m尺寸示意图见图4-4图4-4 沉砂池尺寸示意图（7）曝气量系统给排水设计手册第05期.城镇排水，P289曝气量计算 QA=0.2Qmax （4-14）式中， 0.2每m3污水所需的曝气量。QA=0.2×1.47=0.294m3/s曝气系统设计曝气量为0.294m3/s，取为0.3m3/s干管气速：10m/s给排水设计手册第05期.城镇排水，P324干管截面积：A=qv=0.310=0.03m2干管直径：D=4A=4×0.03=0.195m，取为0.2m干管两侧每2m布置曝气支管，共布48根支管，单根支管的气体流量为0.3/48=6.25×10-3m3/s支管截面积：A0=q0v=0.0062510=6.25×10-4m3/s支管直径：D=4A=4×6.25×10-4=0.028m，取为0.03m扩散器采用穿孔管，孔径35mm，45°向下开孔给排水设计手册第05期.城镇排水，P331（8）出水系统出水堰及出水井出水堰采用矩形堰，堰长与曝气池廊道宽度b为2.94m，共设3条堰负荷：q=Q'b=1.4732.943=0.5m2/s矩形堰流量公式给排水设计手册第01期.常用资料，P686Q=0.42b2gH32 （m3/s） （4-15）式中， b堰宽，m H堰上水头，m g重力加速度，m/s20.5=0.42×2.943×2×9.81H32解得堰上水头：H=0.422m集水槽宽度：B取1m末端水深ycyc=(qL)2B2g13=(0.5×2.94)212×9.8113=0.6m起始段水深H1H1=(yc2+2q2L2gB2yc)0.5=(0.62+2×0.52×2.9429.81×12×0.6)0.5=1.05m自由水头h0=0.5m 集水槽总深=0.422+0.5+1.05=1.972m，取为2m出水管出水管设计流量：Q=1.47m3/s管道流速：v=1.0m/s管径：d=4Qv=4×1.47×1=1.37m圆整取D=1500mm（9）排砂渠两座沉砂池中间设排砂明渠一条，渠深1.0m，宽0.5m（10）计量计曝气池出水管中安装电磁计量计以便对水量进行实时监测出水管径DN=1500mm，经必选后选用MT900F系列电磁流量计，具体参数见表4-4给排水设计手册第12期.器材与装置，P859表4-4 MT900F电磁流量计参数表DN(m)精度介质电导率量程(m/s)工作压力MPa环境温度介质温度1.1-3.00.550.5-100.6-1.660120-1804.5.4构（建）筑物结构形式及工艺尺寸结构：钢筋砼结构数量：1座（分2池）尺寸（m）：L×B×H=36×5.88×6.1工艺尺寸见图4-5图4-5 沉砂池工艺尺寸4.5.5工艺装备吸砂泵：桥式吸砂机，L=7m，功率1.1KW给排水设计手册第12期.器材与装置，P859；P318鼓风机：R系列标准型罗茨鼓风机（3台2用1备）砂水分离器：无轴螺旋输送器：L=10m电动方闸门：2500m×3400m，功率3KW（2台）电磁流量计：MT900F系列电磁流量计4.6初沉池4.6.1功能（1）去除可沉物和漂浮物，减轻后续处理设施的负荷；（2）使细小的固体絮凝成较大的颗粒，强化了固液分离效果；（3）对胶体物质具有一定的吸附去除作用；（4）一定程度上，初沉池可起到调节池的作用，对水质起到一定程度的均质效果。（5）减缓水质变化对后续生化系统的冲击。 （6）有些废水处理工艺系统将部分二沉池污泥回流至初沉池，发挥二沉池污泥的生物絮凝作用，可吸附更多的溶解性和胶体态有机物，提高初沉池的去除效率。4.6.2设计参数设计流量：Qmax=1.47m3/