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1、內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)引 言隨著城市和工業(yè)的飛速發(fā)展，污、廢水的排放量與日劇增。據(jù)統(tǒng)計(jì)資料，我國(guó)城市污水的年排放量已達(dá)400多億立方米，但在我國(guó)680多個(gè)城市中，僅有200多座在建和建成的污水處理廠，并且集中在近100個(gè)城市中。污水的大量排放，導(dǎo)致了水環(huán)境的污染和水資源可利用性的降低。城市污水、工業(yè)污水和農(nóng)業(yè)面源污染致使我國(guó)城市水域90%受到污染，所以城市水質(zhì)型水資源危機(jī)是我國(guó)普遍存在的現(xiàn)象。隨著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，城市污水和廢水量會(huì)不斷的增加，污水處理就顯得尤為重要了。我國(guó)水資源短缺已經(jīng)是一個(gè)不爭(zhēng)的事實(shí)，也引起了國(guó)家對(duì)污水治理的重視，并相應(yīng)的出臺(tái)了一系列的政策，必須向建設(shè)節(jié)水型工

2、農(nóng)業(yè)、節(jié)水型城市、節(jié)水型社會(huì)的方向發(fā)展。這也在一定程度上促進(jìn)了一些先進(jìn)的處理工藝的誕生， 可以實(shí)現(xiàn)污水的再利用，實(shí)現(xiàn)水體的循環(huán)利用，水的循環(huán)利用不僅能減少向天然水體取水的數(shù)量，緩解水資源短缺，并且也減少了向天然水體排放污水的數(shù)量，減少了對(duì)水環(huán)境的污染。城市排水工程對(duì)于保護(hù)環(huán)境，促進(jìn)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，保障人民健康都具有十分重要的意義。第一章 排水工程概況1.1 設(shè)計(jì)題目?jī)?nèi)蒙古自治區(qū)H市排水工程設(shè)計(jì)1.2 設(shè)計(jì)目標(biāo)以培養(yǎng)工程師基本素質(zhì)為中心，通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)的教學(xué)環(huán)節(jié)，使學(xué)生具備一些基本的工程知識(shí)：（1）調(diào)查研究、收集資料和閱讀中外文文獻(xiàn)的能力；（2）方案的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、社會(huì)等諸方面的綜合分析論證能力；

3、（3）一定的理論分析與設(shè)計(jì)運(yùn)算能力；（4）良好的計(jì)算機(jī)操作及應(yīng)用（繪圖、方案論證、技術(shù)優(yōu)化等）能力；（5）熟悉并掌握與工程建設(shè)有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范；（6）工程制圖及編寫說(shuō)明書(shū)的能力。1.3 設(shè)計(jì)任務(wù)（1）排水管網(wǎng)的擴(kuò)初設(shè)計(jì)；（2）排水泵站工藝設(shè)計(jì)，含部分工藝施工圖設(shè)計(jì)；（3）污水處理工藝設(shè)計(jì)，含部分單體構(gòu)筑物的工藝施工圖設(shè)計(jì)；（4）污泥處理工藝設(shè)計(jì)，含部分單體構(gòu)筑物的工藝施工圖設(shè)計(jì)；（5）平面布置及高程計(jì)算。1.4 基本要求（1）通過(guò)閱讀中外文文獻(xiàn)，調(diào)查研究與收集有關(guān)的設(shè)計(jì)資料，確定合理的污水處理工藝流程，進(jìn)行各個(gè)構(gòu)筑物的水力計(jì)算，經(jīng)過(guò)技術(shù)與經(jīng)濟(jì)分析，選擇合理的設(shè)計(jì)方案。（2）設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)應(yīng)包括污水

4、處理工程設(shè)計(jì)的主要原始資料，污水管道計(jì)算、污水處理程度計(jì)算、污水處理廠計(jì)算、排水總泵站計(jì)算，附有必要的計(jì)算簡(jiǎn)圖，設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)要求內(nèi)容完整，計(jì)算準(zhǔn)確，文理通順、書(shū)寫工整，一般應(yīng)在3.55.5萬(wàn)字左右，應(yīng)有300字左右的中英文說(shuō)明書(shū)摘要，編寫格式參照內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）模板及表格（修訂）；（3）畢業(yè)設(shè)計(jì)圖紙應(yīng)準(zhǔn)確地表達(dá)設(shè)計(jì)意圖,圖面力求布置合理、正確、清晰，符合工程制圖要求，圖紙不少于10張（按1號(hào)圖紙計(jì)），有35張圖紙采用計(jì)算機(jī)繪制，至少有3張圖紙應(yīng)基本達(dá)到施工圖圖紙深度；（4）設(shè)計(jì)中建議對(duì)有能力的學(xué)生進(jìn)行某一專題或某一設(shè)計(jì)部分進(jìn)行深入的計(jì)算，培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立工作、善于思考的能力。1

5、.5 設(shè)計(jì)原始資料1.5.1 地形與城市規(guī)劃資料（1）城市地形與總規(guī)劃圖一張；（2）城市各區(qū)人口密度與居住區(qū)生活污水量標(biāo)準(zhǔn)：l 城市各區(qū)的人口密度均按 380人/公頃 計(jì)算；l 污水量標(biāo)準(zhǔn)按 120L/人 計(jì)算；（3）屋面各類路面比例（%）：各種屋面混凝土與瀝青路面碎石路面非砌石路面綠地2035151515（4）工業(yè)、企業(yè)與公共建筑的排水量和水質(zhì)資料：公共建筑名稱平均排水量m3/d最大排水量m3/hSSmg/LCODmg/LBOD5mg/LpH水溫TN mg/LA廠50004503006002908.32320B廠3800200100012008007.82235（5）生活污水水質(zhì)資料：SS

6、mg/LCOD mg/LBOD5 mg/LpH水溫 總氮 mg/L氨氮mg/L2204002657.81535301.5.2 氣象資料（1）氣溫資料：年平均氣溫 12月平均氣溫 19年最高氣溫 32月最高氣溫 28年最低氣溫 -18月最低氣溫 -13-10以下天數(shù) d600以下天數(shù) d100降雨量 mm/n300蒸發(fā)量 mm/n270（2）常年主導(dǎo)風(fēng)向：見(jiàn)風(fēng)玫瑰圖，最大風(fēng)速3m/s ；（3）設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度公式及參數(shù)： 。（4） 地質(zhì)資料土壤性質(zhì)冰凍深度（m）地下水位（m）承載力（MPa）2m以上為粘土2m以下以沙土為主1.27.0正常1.6 設(shè)計(jì)步驟1.6.1排水量計(jì)算1確定排水量標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算城市

7、最高日排水量、居民最高日生活排水量、工廠最高日生產(chǎn)排水量、未預(yù)見(jiàn)排水量，即可得該城市最高日設(shè)計(jì)排水量；2計(jì)算城市最高日最大時(shí)的排水量，設(shè)計(jì)流量；3計(jì)算城市平均日平均時(shí)的排水量，平均流量；1.6.2 排水管網(wǎng)水力計(jì)算1排水方案、排水體制的選擇；2排水區(qū)域劃分、排水管網(wǎng)定線；3劃分設(shè)計(jì)管段，確定管段的設(shè)計(jì)流量；4管道的水力計(jì)算；5根據(jù)計(jì)算結(jié)果繪制管網(wǎng)平面布置圖；1.6.3污水處理程度計(jì)算1城市生活水和工業(yè)廢水綜合后的水質(zhì)情況；2根據(jù)污水排放口的出水水質(zhì)要求計(jì)算懸浮物SS、生化需氧量BOD5、COD、氮和磷的處理程度。出水水質(zhì)要求如下：SS 30 mg/L，CODcr 120 mg/L，BOD5 3

8、0 mg/L，TN 15 mg/L，TP 8 mg/L1.6.4 污水廠設(shè)計(jì)計(jì)算1根據(jù)地形、氣象、水文等原始資料，考慮城市總體規(guī)劃、污水的再生利用與環(huán)境影響等因素，通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較選擇適宜的廠址和處理方案，并加以說(shuō)明；2確定各處理構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)流量；3確定各構(gòu)筑物的形式和數(shù)目，根據(jù)確定的污水廠位置，初步進(jìn)行污水廠的平面布置和高程布置，在此基礎(chǔ)上確定構(gòu)筑物的形狀，有關(guān)尺寸和安裝位置等；4進(jìn)行各構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)計(jì)算，訂出各構(gòu)筑物和各主要構(gòu)件的尺寸；5繪制出各構(gòu)筑物的具體尺寸，確定各構(gòu)筑物在平面布置上的確切位置，最后完成平面布置，確定各構(gòu)筑物之間連接管道的位置、管徑、長(zhǎng)度、材料及附屬設(shè)施，最后確定污水廠的

9、高程布置；1.6.5泵站工藝設(shè)計(jì)計(jì)算泵站位置選擇和構(gòu)造形式、主要尺寸、設(shè)備型號(hào)與數(shù)量、技術(shù)性能說(shuō)明、水泵工作點(diǎn)計(jì)算和流量、揚(yáng)程復(fù)核等計(jì)算、集水井的面積、平面尺寸、有效深度、進(jìn)水格柵計(jì)算等，要求畫出水泵特性曲線與管路特性曲線。第二章 城市排水管網(wǎng)設(shè)計(jì)2.1排水工程的意義和特點(diǎn)2.1.1排水工程的意義我國(guó)地地域遼闊，小城鎮(zhèn)占地面積很大，基礎(chǔ)設(shè)施薄弱，尤其是小城鎮(zhèn)排水工程發(fā)展緩慢，許多小城鎮(zhèn)的排水一般是明溝，下雨時(shí)易堵塞造成滿街亂流，基于有些地方連明溝也沒(méi)有，污水四溢，嚴(yán)重地影響了環(huán)境衛(wèi)生和人民生活水平的提高。搞好小城鎮(zhèn)排水工程的規(guī)劃，對(duì)保證工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，改善居民的居住環(huán)境，防止水體遭受污染，加速小城

10、鎮(zhèn)現(xiàn)代化建設(shè)都具有重大的意義。2.1.2排水的特點(diǎn)小城鎮(zhèn)排水工程是隨著小城鎮(zhèn)工農(nóng)業(yè)發(fā)展和人民生活的提高而逐步建立起來(lái)的，是社會(huì)發(fā)展的必然趨勢(shì)。1.小城鎮(zhèn)排水中主要是排除生活污水，小部分生產(chǎn)污水及雨水。由于小城鎮(zhèn)居民居住分散，工業(yè)企業(yè)規(guī)模較小，也較分散，所以小城鎮(zhèn)排水具有分散性。2.小城鎮(zhèn)居民大多數(shù)從事同一生產(chǎn)活動(dòng)，生活規(guī)律基本相同，用水時(shí)間相對(duì)一致，其污水排放時(shí)間也較集中。3.小城鎮(zhèn)周圍一般有許多池塘和土地，因此可以采取氧化塘或土地處理系統(tǒng)進(jìn)行污水處理。4.小城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)建設(shè)要結(jié)合當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展條件，注意節(jié)約投資。在資金不足的情況下，可采取分期建設(shè)，使其逐步趨于完善。2.2城市排水方案確定排水體

11、制一般分合流排水系統(tǒng)和分流排水系統(tǒng)兩種類型：1）合流制排水系統(tǒng)該系統(tǒng)是將生活污水、工業(yè)廢水和雨水混合在同一個(gè)管渠內(nèi)排除的系統(tǒng)。目前廣泛采用的是截流式合流制排水系統(tǒng)。2）分流制排水系統(tǒng)該系統(tǒng)是將生活污水、工業(yè)廢水和雨水分別在兩個(gè)或兩個(gè)以上各自獨(dú)立的管渠內(nèi)排除的系統(tǒng)。由于排除雨水方式的不同，分流制排水系統(tǒng)又分為完全分流制（具有污水排水系統(tǒng)和雨水排水系統(tǒng)）和不完全分流制（只具有污水排水系統(tǒng)）排水系統(tǒng)。 從環(huán)境保護(hù)方面來(lái)看，采用截流式合流制的城市，水體仍然遭受污染，甚至達(dá)到不能容忍的程度。采用分流制的城市，初雨徑流未加處理就直接排入水體，會(huì)對(duì)城市水體造成污染。盡管如此，分流制較靈活，以適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需

12、求，一般又能符合城市衛(wèi)生的要求，所以在國(guó)內(nèi)外獲得了較廣泛的應(yīng)用。 從造價(jià)方面來(lái)看，分流制可保持管內(nèi)的流速，排水管道的造價(jià)較合流制高，但污水廠及泵站造價(jià)較合流制低。 從維護(hù)管理方面來(lái)看，合流制排水系統(tǒng)污水廠的運(yùn)行管理較復(fù)雜，而分流制系統(tǒng)可保持管內(nèi)流速，不致發(fā)生沉淀，且流入污水廠的水量和水質(zhì)變化小，污水廠的運(yùn)行易于控制。本設(shè)計(jì)為內(nèi)蒙古自治區(qū)H市，有A、B兩家工廠。排水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)主要包括二個(gè)方面：污水管網(wǎng)設(shè)計(jì)計(jì)算，雨水管網(wǎng)設(shè)計(jì)計(jì)算。該市地處北方，降雨主要集中在夏秋兩季，此次設(shè)計(jì)采用分流制排水系統(tǒng)。從環(huán)境保護(hù)，工程造價(jià)及維護(hù)管理等各個(gè)方面的因素考慮，選擇完全分流制的排水體制，即分別設(shè)置污水排水系統(tǒng)和雨

13、水排水系統(tǒng)，污水排放到污水處理廠統(tǒng)一處理，雨水通過(guò)收集直接排入到河流中。2.3污水管網(wǎng)定線2.3.1污水管網(wǎng)布置原則1）按照城市總體規(guī)劃，結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況布置排水管網(wǎng)，要進(jìn)行多方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較；2）先確定排水區(qū)域和排水體制，然后布置排水管網(wǎng)，應(yīng)按從干管到支管的順序進(jìn)行布置；3）充分利用地形，采用重力流排除污水和雨水，并使管線最短和埋深最小；4）協(xié)調(diào)好與其他管道，電纜和道路等工程的關(guān)系，考慮好與企業(yè)內(nèi)部管網(wǎng)的銜接；5）規(guī)劃時(shí)要考慮到使管渠的施工，運(yùn)行和維護(hù)方便；6）遠(yuǎn)近期規(guī)劃相結(jié)合，考慮發(fā)展，盡可能 安排分期實(shí)施。2.3.2污水管網(wǎng)定線原則其主要內(nèi)容有：確定排水區(qū)域，劃分排水流域；選擇污水廠和出

14、水口的位置；擬定污水干管及主干管的路線；確定需要提升的排水區(qū)域和設(shè)置泵站的位置等。平面布置得正確合理，可為設(shè)計(jì)間段奠定良好的基礎(chǔ)，并使整個(gè)排水系統(tǒng)的投資節(jié)省。污水管道平面布置，一般按先確定主干管，再定干管，最后定支管的順序進(jìn)行。應(yīng)盡可能地在管線較短和埋深較小的情況下，讓最大區(qū)域的污水能夠自流排出。為實(shí)現(xiàn)這一原則，定線時(shí)通?？紤]的因素是：1）地形和豎向規(guī)劃；2）排水體制和線路數(shù)目；3）污水廠和出水口位置；4）水文地質(zhì)條件；5）道路寬度；6）地下管線及構(gòu)筑物位置；7）工業(yè)企業(yè)和產(chǎn)生大量污水的建筑物分布情況；本設(shè)計(jì)由于地形向城市一邊傾斜。定線時(shí)充分利用地形趨勢(shì)來(lái)順坡排水。采用主干管與等高線垂直，干管

15、與等高線平行。2.3.3污水管線選擇比較管道系統(tǒng)布置符合地形趨勢(shì)，一般為順坡排水，取短捷線路。每段管道均劃分適宜的服務(wù)面積。匯水面積劃分除依據(jù)明確的地形外，在平坦地區(qū)要考慮各毗鄰系統(tǒng)的合理分擔(dān)。在設(shè)計(jì)中盡量避免或減少管道穿越不易通過(guò)的地帶和構(gòu)筑物，如高地，基巖，基地土質(zhì)不好的地帶，河道，鐵路，地下管道，人防工事等。安排好控制點(diǎn)的高程。一方面應(yīng)根據(jù)豎向規(guī)劃，保證匯水面積內(nèi)個(gè)點(diǎn)的水都能排出，并考慮發(fā)展，在埋深上適當(dāng)留有余地；一方面應(yīng)避免因照顧個(gè)別控制點(diǎn)而增加全線管道的埋深。在進(jìn)行雨水管渠的系統(tǒng)規(guī)劃時(shí)，應(yīng)綜合考慮城市地形和雨水管渠系統(tǒng)的布置原則，盡量采用重力流最短距離就近排至河流。2.3.4布置方案

16、的選擇 根據(jù)管道定線原則及城區(qū)實(shí)際情況，設(shè)計(jì)初步考慮兩套方案。管道的布置方案應(yīng)在同等條件和深度下進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，選擇一最佳方案。兩個(gè)方案的污水管道系統(tǒng)都采用截流式布置。 方案一：由于城鎮(zhèn)地形東西高程變化大，而南北高程變化小，考慮風(fēng)向?yàn)槲鞅憋L(fēng)，河流處于城市南部方向自西向東。所以污水廠及出水口設(shè)在城市東南面，使所有污水盡量靠重力排出。主干管盡量平行于河流布置，干管盡量垂直于河流布置。 方案二：相對(duì)方案一作了較大的改動(dòng)。水廠改在更靠近河下游位置， 管段增多。主干管垂直于河流布置，干管平行于河流布置，在布置雨水干管時(shí)和雨水干管交叉。管線較密，工程造價(jià)較高。所以選擇方案一。2.4污水設(shè)計(jì)流量的確定污水

17、管道及附屬構(gòu)筑物能確保通過(guò)的污水最打流量稱為污水設(shè)計(jì)流量。進(jìn)行污水管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)采用最大日最大時(shí)流量，為設(shè)計(jì)流量，其單位為L(zhǎng)/s。2.4.1.居住區(qū)生活污水設(shè)計(jì)流量 （2-1）式中： 居住區(qū)生活污水設(shè)計(jì)流量（L/s）;居住區(qū)生活污水定額L/(人d);設(shè)計(jì)人口數(shù)；生活污水量總變化系數(shù) （2-2） （2-3）居住區(qū)生活污水設(shè)計(jì)流量為： （2-4）2.4.2、工業(yè)企業(yè)生活污水及淋浴污水的設(shè)計(jì)流量工廠A: 工廠B： （2-5）2.4.3、公共建筑污水設(shè)計(jì)流量2.4.4、城市污水總設(shè)計(jì)流量污水的總設(shè)計(jì)流量是居住區(qū)生活污水、工業(yè)企業(yè)生活污水、和工業(yè)廢水設(shè)計(jì)流量、未預(yù)見(jiàn)水量四部分組成，因此，根據(jù)排水管網(wǎng)計(jì)算

18、結(jié)果 （2-6） 2.5 污水管網(wǎng)水力計(jì)算2.5.1水力計(jì)算的基本公式污水管道水力計(jì)算的目的，在于合理、經(jīng)濟(jì)的選擇管道斷面尺寸、坡度和埋深。排水管道的水力計(jì)算中采用均勻流公式。流量公式 （2-7）流速公式 （2-8）式中 流量（）；過(guò)水?dāng)嗝婷娣e（）流速（）水力半徑（過(guò)水?dāng)嗝婷娣e與濕周的比值）（）水力坡度（等于水面坡度，也等于管底坡度）流速系數(shù)值一般按曼寧公式計(jì)算，即： （2-9）將公式（3-1）和（3-2）和（3-3）聯(lián)立得： （2-10）式中：管壁粗糙系數(shù)。根據(jù)室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50014-2006），該值根據(jù)管渠材料而定，混凝土和鋼筋混泥土污水管道的管壁粗糙系數(shù)一般采用0.014.2.

19、5.2污水管道水力計(jì)算的設(shè)計(jì)參數(shù)根據(jù)室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50014-2006），設(shè)計(jì)參數(shù)要求如下所訴。1設(shè)計(jì)充滿度在設(shè)計(jì)流量下，污水在管道中的水深h和管道直徑D的比值為設(shè)計(jì)充滿度，當(dāng)h/D=1時(shí)稱為滿流；當(dāng)h/D1時(shí)稱為非滿流。污水管道的設(shè)計(jì)按非滿流進(jìn)行設(shè)計(jì)，其最大設(shè)計(jì)充滿度的依據(jù)室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50014-2006）, 2設(shè)計(jì)流速污水在管內(nèi)流動(dòng)緩慢時(shí)，污水中所含雜質(zhì)可能下沉，產(chǎn)生淤積；當(dāng)污水流速增大時(shí)，可能產(chǎn)生沖刷現(xiàn)象，甚至損壞管道。為了防止管道中產(chǎn)生淤積或沖刷，設(shè)計(jì)流速不宜過(guò)小或過(guò)大，應(yīng)在最打和最小設(shè)計(jì)流速圍之內(nèi)。最小設(shè)計(jì)流速是保證管道內(nèi)不致發(fā)生淤積的流速。這一最低的限值與污水中所

20、含懸浮物的成分和粒度有關(guān)；與管道的水力半徑，管壁的粗糙系數(shù)有關(guān)。從實(shí)際運(yùn)行情況看，流速是防止管道中污水所含懸浮物沉淀的重要因素，但不是唯一的因素。引起污水中懸浮物沉淀的覺(jué)得因素是充滿度，即水深。一般小管道水量變化大，水深變小時(shí)就容易產(chǎn)生沉淀。大管道水量大、動(dòng)量大，水深變化小，不易產(chǎn)生沉淀。因此不需要按管徑大小分別規(guī)定最小設(shè)計(jì)流速。根據(jù)國(guó)內(nèi)污水管道實(shí)際運(yùn)行情況的觀測(cè)數(shù)據(jù)并參考國(guó)外經(jīng)驗(yàn)，污水管道的最小設(shè)計(jì)流速定為0.6m/s。含有金屬、礦物困提或重油雜質(zhì)的生產(chǎn)污水管道，其最小設(shè)計(jì)流速宜適當(dāng)加大。最大設(shè)計(jì)流速是保證管道不被沖刷損壞的流速。改值與管道材料有關(guān)，通常的最大設(shè)計(jì)流速為10m/s，非金屬管道

21、的最大設(shè)計(jì)流速為5m/s。3最小管徑為了養(yǎng)護(hù)工作的方便，常規(guī)定一個(gè)允許的最小管徑。在街區(qū)和常去內(nèi)最小管徑為200mm，在街道下為300mm。在進(jìn)行管道水力計(jì)算時(shí)，上游管道由于服務(wù)的排水面積小，因而設(shè)計(jì)流量小，按此流量計(jì)算得出的管徑小于最小管徑，此時(shí)就采用最小管徑值。4設(shè)計(jì)坡度在污水管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，通常使管道埋設(shè)坡度與設(shè)計(jì)地區(qū)的地面坡度基本一致，但管道坡度造成的流速應(yīng)等于或大于最小設(shè)計(jì)流速，以紡織管道內(nèi)產(chǎn)生沉淀。這一點(diǎn)在地勢(shì)平坦或管道走向與地面坡度相反時(shí)尤為重要。因此，將相應(yīng)于管內(nèi)流速為最小設(shè)計(jì)流速時(shí)的管道坡度叫做最小設(shè)計(jì)坡度。當(dāng)在給定設(shè)計(jì)充滿度條件小，管徑越大，相應(yīng)的最小設(shè)計(jì)坡度值也就越小。具

22、體規(guī)定是：管徑200mm的最小設(shè)計(jì)坡度0.004；管徑300mm的設(shè)計(jì)坡度0.003。5污水管道的埋設(shè)深度污水管網(wǎng)占污水工程總投資的一多半，因此，合理地確定管道埋深對(duì)于降低工程造價(jià)是十分重要的。在土質(zhì)較差、地下水位較高的地區(qū)，若能設(shè)法減小管道埋深，對(duì)于降低工程造價(jià)尤為明顯。管道埋深深度主要考慮以下兩點(diǎn)：1）、覆土厚度：指管道外壁頂部到地面的距離2）、埋深深度：指管道內(nèi)壁底到地面的距離污水管道的最小覆土厚度，應(yīng)滿足下手三個(gè)因素：1）、必須防止管道內(nèi)污水冰凍和因土壤凍脹而損壞管道。根據(jù)規(guī)范規(guī)定，排水管道埋深在冰凍線以下。當(dāng)該地區(qū)或條件相似的去有乾埋經(jīng)驗(yàn)或此案去相應(yīng)措施時(shí)，也可以埋設(shè)在冰凍線以上。2

23、)、必須反正管道因地面荷載而受到破壞。管頂最小覆土深度宜為：人行道下0.6m,車行道下0.7m。3)、必須滿足街區(qū) 污水連接管銜接的要求。污水出戶管的最小埋深一般采用0.5-0.7m，所以街坊污水管道起點(diǎn)最小埋深也應(yīng)有0.6-0.7m。故街道污水管網(wǎng)起端的最小埋深H按下式計(jì)算： （2-11）式中： 街道污水管網(wǎng)起點(diǎn)的最小埋深，（m）；街區(qū)污水管起點(diǎn)的最小埋深，（m）；街道污水管起點(diǎn)檢查井處地面標(biāo)高，（m）；街區(qū)污水管起點(diǎn)檢查井處地面標(biāo)高，（m）；街區(qū)污水管和連接支管的坡度，（m）；街坊污水管和連接支管總長(zhǎng)度，（m）連接支管和街道污水管的管底標(biāo)高差（m）。 在施工過(guò)程中，若埋深過(guò)大，不僅增加工程

24、投資，而且增大施工難度。因此，在設(shè)中需擬定最大埋深。一般干燥土壤78m，在多水、流砂、石灰?guī)r中5m。從以上三個(gè)因素出發(fā)，可以得到三個(gè)不同的管底埋深。從這三個(gè)數(shù)值中選最大的設(shè)計(jì)深度。6污水管道的銜接污水管道在管徑、坡度、高程、方向發(fā)生變化及支付接入的地方都需要設(shè)置檢查井。管道的銜接時(shí)應(yīng)遵循以下原則：1）盡可能提高下游管道的高程，以減少管道埋深，較低造價(jià)2）避免上游管道中形成回水而造成淤積3）不允許下游管段管底標(biāo)高高于上游管管底標(biāo)高，以免形成淤積管的銜接的方法，通常有水面平接和管頂平接兩種。特殊情況下可采用官邸平接或跌水連接方法。2.5.3污水管網(wǎng)水力計(jì)算步驟1管段設(shè)計(jì)流量計(jì)算管道設(shè)計(jì)流量包括三種

25、流量：本段流量，從本管段沿線街坊流來(lái)的污水量；轉(zhuǎn)輸流量，從上游管段和旁側(cè)管道流來(lái)的污水量；集中流量，從工業(yè)企業(yè)或其他產(chǎn)生大量污水的公共建筑流來(lái)的污水量。從街坊平面圖可知該地區(qū)地勢(shì)自西向東傾斜，坡度適中，無(wú)明顯的分水線，可劃分為一個(gè)排水流域。街道支管布置在街坊地勢(shì)較低一側(cè)，干管基本上與等高線垂直，主干管布置在城東面河岸地處，基本與等高線平行。整個(gè)管道系統(tǒng)呈分流制形式布置。如污水管網(wǎng)平面圖。本污水管網(wǎng)中主干管為1-N，可化分為1-2，2-3，3-4，4-5，5-6，6-N六個(gè)管段。1、街坊編號(hào)并計(jì)算個(gè)面積將個(gè)街坊編上號(hào)，并按個(gè)街坊的平面范圍計(jì)算他們的面積，見(jiàn)街坊面積計(jì)算表表附表12、比流量計(jì)算本設(shè)

26、計(jì)中，居住區(qū)人口密度為380人/公頃，污水量標(biāo)準(zhǔn)為120L/(人d)，則比流量為： 3污水干管設(shè)計(jì)流量計(jì)算見(jiàn)附表24、污水干管水力計(jì)算見(jiàn)附表32.6雨水管網(wǎng)定線2.6.1雨水管渠系統(tǒng)平面布置的特點(diǎn)與污水管道系統(tǒng)平面布置相比較，雨水管道系統(tǒng)平面布置魚(yú)油以下的特點(diǎn)和要求： 1、充分利用地形，就近重力流排入水體當(dāng)河水水溫變化很大，出水口距常水位較遠(yuǎn)時(shí)，出水口構(gòu)造復(fù)雜，造價(jià)較大時(shí)，或當(dāng)出水口需設(shè)置雨水泵站時(shí)，則應(yīng)考慮采用集中的出水口布置形式；當(dāng)?shù)孛鏄?biāo)高低于河流的洪水位標(biāo)高時(shí)，出水口需設(shè)置雨水泵站，因雨水泵站流量大，造價(jià)高，且利用率低，故應(yīng)盡可能少設(shè)或?qū)⑼ㄟ^(guò)泵站的流量減少到最小。2、充分利用道路溝排水，

27、以減少雨水管道的長(zhǎng)度，可降低工程造價(jià)。3、雨水管渠系統(tǒng)中設(shè)置明渠，可降低工程造價(jià)，但對(duì)沉重交通和衛(wèi)生有較大的影響。4、雨水干管或總干管應(yīng)設(shè)在排水地區(qū)的低處，已有利于支管的接入，雨水干管不宜設(shè)在道路干線上，以減少管道養(yǎng)護(hù)對(duì)道路的影響。5、在傍山的建造區(qū)周圍應(yīng)設(shè)置排洪溝，以攔截山洪，確保城鎮(zhèn)和工業(yè)區(qū)的安全。6、雨水口的布置應(yīng)使雨水不致漫過(guò)路面，不影響交通。2.6.2雨水管線定線在雨水水質(zhì)符合排放水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的條件下，雨水應(yīng)盡量利用自然地形坡度，以重力流方式賀最短的距離排入附近的池塘、河流、湖泊等水體中，以減低管渠的工程造價(jià)。當(dāng)?shù)匦纹露容^大時(shí)，雨水干管布置在排水流域的中間，以便于支流管道正常工作，避免發(fā)

28、生淤積、沖刷等現(xiàn)象，對(duì)雨水管道水力計(jì)算的基本參數(shù)作如下的技術(shù)規(guī)定。設(shè)計(jì)中雨水管網(wǎng)東西走向布置，沿地形坡度按重力流方式，由雨水管管直接排入河流，雨水管線布置詳見(jiàn)污水管網(wǎng)布置圖（圖號(hào)2/10）。2.6.3雨水管渠設(shè)計(jì)參數(shù)1、設(shè)計(jì)充滿度雨水管渠系統(tǒng)按滿流設(shè)計(jì)，即。因?yàn)橛鄶?shù)中主要含有泥沙的無(wú)機(jī)物質(zhì)，雨水系統(tǒng)溢流對(duì)環(huán)境衛(wèi)生的影響不是很嚴(yán)重；另外，雨水系統(tǒng)溢流時(shí)間一般較短，短時(shí)溢流一般不會(huì)造成嚴(yán)重影響。明渠應(yīng)有不小于0.2m的超高，道路邊溝應(yīng)有不小于0.03m的超高。2、設(shè)計(jì)流速雨水經(jīng)常會(huì)把地面的泥沙夾帶到雨水管渠，為了防止泥沙在管渠中沉淀而造成管渠堵塞，雨水管渠的最小設(shè)計(jì)流速應(yīng)大于污水管道的，雨水管渠系

29、統(tǒng)最小設(shè)計(jì)流速為0.75m/s，明渠最小設(shè)計(jì)流速為0.4m/s。為了防止雨水管壁被沖刷而損耗，對(duì)雨水管渠最大設(shè)計(jì)流速規(guī)定為：金屬管最大設(shè)計(jì)流速10m/s，非金屬管最大設(shè)計(jì)流速5m/s。3、最小管徑和最小設(shè)計(jì)坡度雨水管道和合流管道，最小管徑300mm,最小設(shè)計(jì)坡度0.003。雨水口連接管，最小管徑200mm,最小設(shè)計(jì)坡度0.01。4、管頂覆土厚度在車行道下時(shí)，一般不小與0.7m，基礎(chǔ)應(yīng)設(shè)在冰凍線以下。5、雨水管道的銜接發(fā)法一般采用管頂平接，特殊情況下可采用跌水連接，當(dāng)下游管徑小于上游管徑時(shí)，可采用管底平接。2.6.4雨水管渠計(jì)算1暴雨強(qiáng)度我國(guó)常用的暴雨強(qiáng)度公式形式為： (2-12)式中： 暴雨強(qiáng)

30、度L/(s)重現(xiàn)期（年）降雨歷時(shí)（min）地方參數(shù)，根據(jù)同濟(jì)方法進(jìn)行進(jìn)算確定本次設(shè)計(jì)選用天津地區(qū)的暴雨強(qiáng)度公式，參數(shù)如下：=10,折減系數(shù)m=2，重現(xiàn)期P=1，C=0.985，b=6.4,n=0.862徑流系數(shù)的確定徑流系數(shù)公式： (2-13)式中： 匯水面積上各類地面面積；與各類地面相應(yīng)的徑流系數(shù)；全部匯水面積。根據(jù)原始資料，本設(shè)計(jì)的綜合徑流系數(shù)為：=0.583雨水水力計(jì)算依據(jù)所給出的平面圖，本設(shè)計(jì)只選一條雨水干管進(jìn)行水力計(jì)算，如雨水管網(wǎng)平面圖布置，選取12、2-3、3-4、4-5 共分4個(gè)節(jié)點(diǎn)，3條管段。本管道的水力計(jì)算見(jiàn)水力計(jì)算附表4。第三章 污水處理廠設(shè)計(jì)3.1污水處理廠設(shè)計(jì)原則1.污

31、水廠的設(shè)計(jì)和其他工程設(shè)計(jì)一樣，應(yīng)符合適用的要求，首先必須確保污水廠處理后污水達(dá)到排放要求?？紤]現(xiàn)實(shí)的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)條件，以及當(dāng)?shù)氐木唧w情況（如施工條件）。在可能的基礎(chǔ)上，選擇的處理工藝流程、構(gòu)（建）筑物形式、主要設(shè)備設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)據(jù)等。2.污水處理廠采用的各項(xiàng)設(shè)計(jì)參數(shù)必須可靠。設(shè)計(jì)時(shí)必須充分掌握和認(rèn)真研究各項(xiàng)自然條件，如水質(zhì)水量資料、同類工程資料。按照工程的處理要求，全面地分析各種因素，選擇好各項(xiàng)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，在設(shè)計(jì)中一定要遵守現(xiàn)行的設(shè)計(jì)規(guī)范，保證必要的安全系數(shù)。對(duì)新工藝、新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)和新材料的采用積極慎重的態(tài)度。3.污水處理廠（站）設(shè)計(jì)必須符合經(jīng)濟(jì)的要求。污水處理工程方案設(shè)計(jì)完成后，總體布置、單體設(shè)

32、計(jì)及藥劑選用等盡可能采用合理措施降低工程造價(jià)和運(yùn)行管理費(fèi)用，4.污水廠設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)力求技術(shù)合理。在經(jīng)濟(jì)合理的原則下，必須根據(jù)需要，盡可能采用先進(jìn)的工藝、機(jī)械和自控技術(shù)，但要確保安全可靠。5.污水廠設(shè)計(jì)必須注意近遠(yuǎn)期的結(jié)合，不宜分期建設(shè)的部分，如配水井、泵房及加藥間等，其土建部分應(yīng)一次建成；在無(wú)遠(yuǎn)期規(guī)劃的情況下，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)為今后發(fā)展留有挖潛和擴(kuò)建的條件。6.污水廠設(shè)計(jì)必須考慮安全運(yùn)行的條件，如適當(dāng)設(shè)置分流設(shè)施、超越管線、甲烷氣的安全儲(chǔ)存等。7.污水廠的設(shè)計(jì)在經(jīng)濟(jì)條件允許情況下，場(chǎng)內(nèi)布局、構(gòu)（建）筑物外觀、環(huán)境及衛(wèi)生等可以適當(dāng)注意美觀和綠化。3.2污水處理廠廠址的選擇未經(jīng)處理的城市污水任意排放，不僅會(huì)對(duì)

33、水體產(chǎn)生嚴(yán)重污染，而且直接影響城市發(fā)展和生態(tài)環(huán)境，危及國(guó)計(jì)民生。所以，在污水排入水體前，必須對(duì)城市污水進(jìn)行處理。而且工業(yè)廢水排入城市批水管網(wǎng)時(shí)，必須符合一定的排放標(biāo)準(zhǔn)。最后流入管網(wǎng)的城市污水統(tǒng)一送至污水處理廠處理后排入水體。在設(shè)計(jì)污水處理廠時(shí)，選擇廠址是一個(gè)重要環(huán)節(jié)。廠址對(duì)周圍環(huán)境、基建投資及運(yùn)行管理都有很大影響。選擇廠址應(yīng)遵循如下原則：1)為保證環(huán)境衛(wèi)生的要求，廠址應(yīng)與規(guī)劃居住區(qū)或公共建筑群保持一定的衛(wèi)生防護(hù)距離，一般不小于300米。2)廠址應(yīng)設(shè)在城市集中供水水源的下游不小于500米的地方。3)廠址應(yīng)盡可能設(shè)在城市和工廠夏季主導(dǎo)風(fēng)向的下方。4)要充分利用地形，把廠址設(shè)在地形有適當(dāng)坡度的城市下

34、游地區(qū)，以滿足污水處理構(gòu)筑物之間水頭損失的要求，使污水和污泥有自流的可能，以節(jié)約動(dòng)力。5)廠址如果靠近水體，應(yīng)考慮汛期不受洪水的威脅。6)廠址應(yīng)設(shè)在地質(zhì)條件較好、地下水位較低的地區(qū)。7)廠址的選擇要考慮遠(yuǎn)期發(fā)展的可能性，有擴(kuò)建的余地。3.2.1本設(shè)計(jì)污水處理廠廠址確定 根據(jù)以上原則，將污水處理廠建在該城的西南角，水廠位于流經(jīng)該城的河流上游。土質(zhì)腐植性耕土，冰凍深度1.85米，地下水位6.57.2米。水廠地質(zhì)條件較好，地下水位也較低，有利于施工。該城常年主導(dǎo)風(fēng)向西風(fēng)。水廠設(shè)在城市主導(dǎo)風(fēng)向的上方，城區(qū)在污水廠的東北方向，不會(huì)影響城區(qū)的環(huán)境衛(wèi)生。廠內(nèi)的生活區(qū)位于主導(dǎo)風(fēng)向的上方。 在完成污水和污泥處理

35、構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)計(jì)算后,根據(jù)平面布置的原則,綜合考慮各方面因素進(jìn)行了污水廠的平面布置。據(jù)污水的流量對(duì)連接各構(gòu)筑物的管渠進(jìn)行了選徑、確定流速以及水力坡降,然后進(jìn)行了水力損失計(jì)算。據(jù)水力損失計(jì)算對(duì)污水和污泥高程進(jìn)行了計(jì)算和布置。 在最后階段完成了對(duì)平面圖、高程圖及各種主要的構(gòu)筑物的繪制。3.3污水廠處理工藝的選擇3.3.1確定處理流程的原則城市污水處理的目的是使之達(dá)標(biāo)排放或污水回用用于使環(huán)境不受污染，處理后出水回用于農(nóng)田灌溉，城市景觀或工業(yè)生產(chǎn)等，以節(jié)約水資源。城市污水處理及污染防治技術(shù)政策對(duì)污水處理工藝的選擇給出以下幾項(xiàng)關(guān)于城鎮(zhèn)污水處理工藝選擇的準(zhǔn)則： 城市污水處理工藝應(yīng)根據(jù)處理規(guī)模、水質(zhì)特征、受納

36、水體的環(huán)境功能及當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況和要求，經(jīng)全面技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后優(yōu)先確定； 工藝選擇的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)包括：處理單位水量投資，削減單位污染物投資，處理單位水量電耗和成本，削減單位污染物電耗和成本，占地面積，運(yùn)行性能，可靠性，管理維護(hù)難易程度，總體環(huán)境效益； 應(yīng)切合實(shí)際地確定污水進(jìn)水水質(zhì)，優(yōu)先工藝設(shè)計(jì)參數(shù)必須對(duì)污水的現(xiàn)狀、水質(zhì)特征、污染物構(gòu)成進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查或測(cè)定，做出合理的分析預(yù)測(cè)； 在水質(zhì)組成復(fù)雜或特殊時(shí)，進(jìn)行污水處理工藝的動(dòng)態(tài)試驗(yàn)，必要時(shí)應(yīng)開(kāi)展中試研究； 積極地采用高效經(jīng)濟(jì)的新工藝，在國(guó)內(nèi)首次應(yīng)用的新工藝必須經(jīng)過(guò)中試和生產(chǎn)性試驗(yàn)，提供可靠性設(shè)計(jì)參數(shù)，然后進(jìn)行運(yùn)用。3.3.2污水處理廠處理工藝流程選擇

37、污水處理廠的工藝流程是指達(dá)到所要求的處理程度的要求下，污水處理各單元的有機(jī)組合，以滿足污水處理的要求，而構(gòu)筑物的選型是根據(jù)處理構(gòu)筑物形式的選擇，以達(dá)到各構(gòu)筑物處理的最佳效果。我國(guó)城市污水處理相對(duì)于國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家、起步較晚。近200年來(lái)，城市污水處理已從原始的自然處理、簡(jiǎn)單的一級(jí)處理發(fā)展到利用各種先進(jìn)技術(shù)、深度處理污水，并回用。處理工藝也從傳統(tǒng)活性污泥法、氧化溝工藝發(fā)展到A/O、A2/O、AB、SBR（包括CCAS工藝）等多種工藝，以達(dá)到不同的出水要求。雖然如此，我國(guó)的污水處理還是落后于許多國(guó)家。在我們大力引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)、設(shè)備和經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)，必須結(jié)合我國(guó)發(fā)展，尤其是當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，探索適合我國(guó)實(shí)際的

38、城市污水處理系統(tǒng)。對(duì)城市生活和生產(chǎn)污水采用何種處理工藝，還需要根據(jù)污水的水量、水質(zhì)、回收其中有用物質(zhì)的可能性和經(jīng)濟(jì)性、排放標(biāo)準(zhǔn)和水體的具體的規(guī)定，并通過(guò)調(diào)查和經(jīng)濟(jì)比較后決定。3.3.3各處理工藝流程的處理特點(diǎn)比較1AO工藝法 AO工藝法也叫厭氧好氧工藝法，A(Anacrobic)是厭氧段，用于脫氮除磷；O(Oxic)是好氧段，用于除水中的有機(jī)物，工藝特點(diǎn)； 1）流程簡(jiǎn)單，勿需外加碳源與后曝氣池，以原污水為碳源，建設(shè)和運(yùn)行費(fèi)用較低； 2）反硝化在前，硝化在后，設(shè)內(nèi)循環(huán)，以原污水中的有機(jī)底物作為碳源，效果好，反硝化反應(yīng)充分； 3）曝氣池在后，使反硝化殘留物得以進(jìn)一步去除，提高了處理水水質(zhì)； 4）A

39、段攪拌，只起使污泥懸浮，而避免DO的增加。O段的前段采用強(qiáng)曝氣，后段減少氣量，使內(nèi)循環(huán)液的DO含量降低，以保證A段的缺氧狀態(tài)。 2.A/O法存在的問(wèn)題： 1）由于沒(méi)有獨(dú)立的污泥回流系統(tǒng)，從而不能培養(yǎng)出具有獨(dú)特功能的污泥，難降解物質(zhì)的降解率較低； 2）若要提高脫氮效率，必須加大內(nèi)循環(huán)比，因而加大運(yùn)行費(fèi)用。從外，內(nèi)循環(huán)液來(lái)自曝氣池，含有一定的DO，使A段難以保持理想的缺氧狀態(tài)，影響反硝化效果，脫氮率很難達(dá)到90 3）影響因素：水力停留時(shí)間（硝化6h ，反硝化2h ）循環(huán)比MLSS（3000mg/L）污泥齡（ 30d ）N/MLSS負(fù)荷率（ 0.03 ）進(jìn)水總氮濃度（ 30mg/L） 2.氧化溝 氧

40、化溝又名氧化渠，因其構(gòu)筑物呈封閉的環(huán)形溝渠而得名。它是活性污泥法的一種變型。因?yàn)槲鬯突钚晕勰嘣谄貧馇乐胁粩嘌h(huán)流動(dòng)，因此有人稱其為“循環(huán)曝氣池”、“無(wú)終端曝氣池”。氧化溝的水力停留時(shí)間長(zhǎng)，有機(jī)負(fù)荷低，其本質(zhì)上屬于延時(shí)曝氣系統(tǒng)。以下為一般氧化溝法的主要設(shè)計(jì)參數(shù)： 水力停留時(shí)間：1040小時(shí)； 污泥齡：一般大于20天； 有機(jī)負(fù)荷：0.050.15kgBOD5/(kgMLSS.d)； 容積負(fù)荷：0.20.4kgBOD5/(m3.d)； 活性污泥濃度：20006000mg/L； 溝內(nèi)平均流速：0.30.5m/s 氧化溝利用連續(xù)環(huán)式反應(yīng)池（Cintinuous Loop Reator,簡(jiǎn)稱CLR）作

41、生物反應(yīng)池，混合液在該反應(yīng)池中一條閉合曝氣渠道進(jìn)行連續(xù)循環(huán)，氧化溝通常在延時(shí)曝氣條件下使用。氧化溝使用一種帶方向控制的曝氣和攪動(dòng)裝置，向反應(yīng)池中的物質(zhì)傳遞水平速度，從而使被攪動(dòng)的液體在閉合式渠道中循環(huán)。 氧化溝一般由溝體、曝氣設(shè)備、進(jìn)出水裝置、導(dǎo)流和混合設(shè)備組成，溝體的平面形狀一般呈環(huán)形，也可以是長(zhǎng)方形、L形、圓形或其他形狀，溝端面形狀多為矩形和梯形。 氧化溝法由于具有較長(zhǎng)的水力停留時(shí)間，較低的有機(jī)負(fù)荷和較長(zhǎng)的污泥齡。因此相比傳統(tǒng)活性污泥法，可以省略調(diào)節(jié)池，初沉池，污泥消化池，有的還可以省略二沉池。氧化溝能保證較好的處理效果，這主要是因?yàn)榍擅罱Y(jié)合了CLR形式和曝氣裝置特定的定位布置，是式氧化溝

42、具有獨(dú)特水力學(xué)特征和工作特性： 1)氧化溝結(jié)合推流和完全混合的特點(diǎn)，有力于克服短流和提高緩沖能力，通常在氧化溝曝氣區(qū)上游安排入流，在入流點(diǎn)的再上游點(diǎn)安排出流。入流通過(guò)曝氣區(qū)在循環(huán)中很好的被混合和分散，混合液再次圍繞CLR繼續(xù)循環(huán)。這樣，氧化溝在短期內(nèi)（如一個(gè)循環(huán)）呈推流狀態(tài)，而在長(zhǎng)期內(nèi)（如多次循環(huán)）又呈混合狀態(tài)。這兩者的結(jié)合，即使入流至少經(jīng)歷一個(gè)循環(huán)而基本杜絕短流，又可以提供很大的稀釋倍數(shù)而提高了緩沖能力。同時(shí)為了防止污泥沉積，必須保證溝內(nèi)足夠的流速（一般平均流速大于0.3m/s），而污水在溝內(nèi)的停留時(shí)間又較長(zhǎng)，這就要求溝內(nèi)由較大的循環(huán)流量（一般是污水進(jìn)水流量的數(shù)倍乃至數(shù)十倍），進(jìn)入溝內(nèi)污水立

43、即被大量的循環(huán)液所混合稀釋，因此氧化溝系統(tǒng)具有很強(qiáng)的耐沖擊負(fù)荷能力，對(duì)不易降解的有機(jī)物也有較好的處理能力。 2)氧化溝具有明顯的溶解氧濃度梯度，特別適用于硝化反硝化生物處理工藝。氧化溝從整體上說(shuō)又是完全混合的，而液體流動(dòng)卻保持著推流前進(jìn)，其曝氣裝置是定位的，因此，混合液在曝氣區(qū)內(nèi)溶解氧濃度是上游高，然后沿溝長(zhǎng)逐步下降，出現(xiàn)明顯的濃度梯度，到下游區(qū)溶解氧濃度就很低，基本上處于缺氧狀態(tài)。氧化溝設(shè)計(jì)可按要求安排好氧區(qū)和缺氧區(qū)實(shí)現(xiàn)硝化反硝化工藝，不僅可以利用硝酸鹽中的氧滿足一定的需氧量，而且可以通過(guò)反硝化補(bǔ)充硝化過(guò)程中消耗的堿度。這些有利于節(jié)省能耗和減少甚至免去硝化過(guò)程中需要投加的化學(xué)藥品數(shù)量。 3)

44、氧化溝溝內(nèi)功率密度的不均勻配備，有利于氧的傳質(zhì)，液體混合和污泥絮凝。傳統(tǒng)曝氣的功率密度一般僅為2030瓦/米3，平均速度梯度G大于100秒1。這不僅有利于氧的傳遞和液體混合，而且有利于充分切割絮凝的污泥顆粒。當(dāng)混合液經(jīng)平穩(wěn)的輸送區(qū)到達(dá)好氧區(qū)后期，平均速度梯度G小于301s，污泥仍有再絮凝的機(jī)會(huì)，因而也能改善污泥的絮凝性能。 4)氧化溝的整體功率密度較低，可節(jié)約能源。氧化溝的混合液一旦被加速到溝中的平均流速，對(duì)于維持循環(huán)僅需克服沿程和彎道的水頭損失，因而氧化溝可比其他系統(tǒng)以低得多的整體功率密度來(lái)維持混合液流動(dòng)和活性污泥懸浮狀態(tài)。據(jù)國(guó)外的一些報(bào)道，氧化溝比常規(guī)的活性污泥法能耗降低2030。 另外，

45、據(jù)國(guó)內(nèi)外統(tǒng)計(jì)資料顯示，與其他污水生物處理方法相比，氧化溝具有處理流程簡(jiǎn)單，超作管理方便；出水水質(zhì)好，工藝可靠性強(qiáng)；基建投資省，運(yùn)行費(fèi)用低等特點(diǎn)。 傳統(tǒng)氧化溝的脫氮，主要是利用溝內(nèi)溶解氧分布的不均勻性，通過(guò)合理的設(shè)計(jì)，使溝中產(chǎn)生交替循環(huán)的好氧區(qū)和缺氧區(qū)，從而達(dá)到脫氮的目的。其最大的優(yōu)點(diǎn)是在不外加碳源的情況下在同一溝中實(shí)現(xiàn)有機(jī)物和總氮的去除，因此是非常經(jīng)濟(jì)的。但在同一溝中好氧區(qū)與缺氧區(qū)各自的體積和溶解氧濃度很難準(zhǔn)確地加以控制，因此對(duì)除氮的效果是有限的，而對(duì)除磷幾乎不起作用。另外，在傳統(tǒng)的單溝式氧化溝中，微生物在好氧缺氧好氧短暫的經(jīng)常性的環(huán)境變化中使硝化菌和反硝化菌群并非總是處于最佳的生長(zhǎng)代謝環(huán)境中

46、，由此也影響單位體積構(gòu)筑物的處理能力。 2.氧化溝缺點(diǎn) 盡管氧化溝具有出水水質(zhì)好、抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、除磷脫氮效率高、污泥易穩(wěn)定、能耗省、便于自動(dòng)化控制等優(yōu)點(diǎn)。但是，在實(shí)際的運(yùn)行過(guò)程中，仍存在一系列的問(wèn)題。 1）污泥膨脹問(wèn)題 當(dāng)廢水中的碳水化合物較多，N、P含量不平衡，pH值偏低，氧化溝中污泥負(fù)荷過(guò)高，溶解氧濃度不足，排泥不暢等易引發(fā)絲狀菌性污泥膨脹；非絲狀菌性污泥膨脹主要發(fā)生在廢水水溫較低而污泥負(fù)荷較高時(shí)。微生物的負(fù)荷高，細(xì)菌吸取了大量營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，由于溫度低，代謝速度較慢，積貯起大量高粘性的多糖類物質(zhì)，使活性污泥的表面附著水大大增加，SVI值很高，形成污泥膨脹。 針對(duì)污泥膨脹的起因，可采取不同對(duì)

47、策：由缺氧、水溫高造成的，可加大曝氣量或降低進(jìn)水量以減輕負(fù)荷，或適當(dāng)降低MLSS（控制污泥回流量），使需氧量減少；如污泥負(fù)荷過(guò)高，可提高M(jìn)LSS，以調(diào)整負(fù)荷，必要時(shí)可停止進(jìn)水，悶曝一段時(shí)間；可通過(guò)投加氮肥、磷肥，調(diào)整混合液中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)平衡（BOD5：N：P=100：5：1）；pH值過(guò)低，可投加石灰調(diào)節(jié)；漂白粉和液氯（按干污泥的0.3%0.6%投加），能抑制絲狀菌繁殖，控制結(jié)合水性污泥膨脹。 2）泡沫問(wèn)題 由于進(jìn)水中帶有大量油脂，處理系統(tǒng)不能完全有效地將其除去，部分油脂富集于污泥中，經(jīng)轉(zhuǎn)刷充氧攪拌，產(chǎn)生大量泡沫；泥齡偏長(zhǎng)，污泥老化，也易產(chǎn)生泡沫。用表面噴淋水或除沫劑去除泡沫，常用除沫劑有機(jī)油、煤

48、油、硅油，投量為0.51.5mg/L。通過(guò)增加曝氣池污泥濃度或適當(dāng)減小曝氣量，也能有效控制泡沫產(chǎn)生。當(dāng)廢水中含表面活性物質(zhì)較多時(shí)，易預(yù)先用泡沫分離法或其他方法去除。另外也可考慮增設(shè)一套除油裝置。但最重要的是要加強(qiáng)水源管理，減少含油過(guò)高廢水及其它有毒廢水的進(jìn)入 3）污泥上浮問(wèn)題 當(dāng)廢水中含油量過(guò)大，整個(gè)系統(tǒng)泥質(zhì)變輕，在操作過(guò)程中不能很好控制其在二沉池的停留時(shí)間，易造成缺氧，產(chǎn)生腐化污泥上??；當(dāng)曝氣時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，在池中發(fā)生高度硝化作用，使硝酸鹽濃度高，在二沉池易發(fā)生反硝化作用，產(chǎn)生氮?dú)猓刮勰嗌细。涣硗?，廢水中含油量過(guò)大，污泥可能挾油上浮。 發(fā)生污泥上浮后應(yīng)暫停進(jìn)水，打碎或清除污泥，判明原因，調(diào)整操作

49、。污泥沉降性差，可投加混凝劑或惰性物質(zhì)，改善沉淀性；如進(jìn)水負(fù)荷大應(yīng)減小進(jìn)水量或加大回流量；如污泥顆粒細(xì)小可降低曝氣機(jī)轉(zhuǎn)速；如發(fā)現(xiàn)反硝化，應(yīng)減小曝氣量，增大回流或排泥量；如發(fā)現(xiàn)污泥腐化，應(yīng)加大曝氣量，清除積泥，并設(shè)法改善池內(nèi)水力條件 。4）流速不均及污泥沉積問(wèn)題 在氧化溝中，為了獲得其獨(dú)特的混合和處理效果，混合液必須以一定的流速在溝內(nèi)循環(huán)流動(dòng)。一般認(rèn)為，最低流速應(yīng)為0.15m/s，不發(fā)生沉積的平均流速應(yīng)達(dá)到0.30.5m/s。氧化溝的曝氣設(shè)備一般為曝氣轉(zhuǎn)刷和曝氣轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)刷的浸沒(méi)深度為250300mm，轉(zhuǎn)盤的浸沒(méi)深度為480 530mm。與氧化溝水深（3.03.6m）相比，轉(zhuǎn)刷只占了水深的1/10

50、1/12，轉(zhuǎn)盤也只占了1/61/7，因此造成氧化溝上部流速較大（約為0.81.2m，甚至更大），而底部流速很?。ㄌ貏e是在水深的2/3或3/4以下，混合液幾乎沒(méi)有流速），致使溝底大量積泥（有時(shí)積泥厚度達(dá)1.0m），大大減少了氧化溝的有效容積，降低了處理效果，影響了出水水質(zhì)。加裝上、下游導(dǎo)流板是改善流速分布、提高充氧能力的有效方法和最方便的措施。上游導(dǎo)流板安裝在距轉(zhuǎn)盤（轉(zhuǎn)刷）軸心4.0處（上游），導(dǎo)流板高度為水深的1/51/6，并垂直于水面安裝；下游導(dǎo)流板安裝在距轉(zhuǎn)盤（轉(zhuǎn)刷）軸心3.0m處。導(dǎo)流板的材料可以用金屬或玻璃鋼，但以玻璃鋼為佳。導(dǎo)流板與其他改善措施相比，不僅不會(huì)增加動(dòng)力消耗和運(yùn)轉(zhuǎn)成本，而

51、且還能夠較大幅度地提高充氧能力和理論動(dòng)力效率 另外，通過(guò)在曝氣機(jī)上游設(shè)置水下推動(dòng)器也可以對(duì)曝氣轉(zhuǎn)刷底部低速區(qū)的混合液循環(huán)流動(dòng)起到積極推動(dòng)作用，從而解決氧化溝底部流速低、污泥沉積的問(wèn)題。設(shè)置水下推動(dòng)器專門用于推動(dòng)混合液可以使氧化溝的運(yùn)行方式更加靈活，這對(duì)于節(jié)約能源、提高效率具有十分重要的意義。 本設(shè)計(jì)是關(guān)于H市污水處理廠的設(shè)計(jì)。根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)的原始資料及設(shè)計(jì)要求對(duì)出水水質(zhì)的要求:即要求脫氮,出水達(dá)到一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn),確定A2/O和氧化溝兩大污水處理工藝進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)和經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較。 一級(jí)處理中,進(jìn)廠原水首先進(jìn)入中格柵,用以去除大塊污染物,以免其對(duì)后續(xù)處理單元或工藝管線造成損害。本設(shè)計(jì)設(shè)置中格柵,中格柵后

52、有污水提升泵提升污水進(jìn)入細(xì)格柵。然后進(jìn)入平流式沉砂池,用以去除密度較大的無(wú)機(jī)砂粒,提高污泥有機(jī)組分的含率。 以上的污水處理為物理處理階段,對(duì)A2/O和氧化溝兩大工藝是相同的。下面分別對(duì)這兩大工藝的生物處理部分進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。 A2/O工藝的生物處理部分由厭氧池、缺氧池和好氧池組成。厭氧池主要功能是釋放磷,同時(shí)部分有機(jī)物進(jìn)行氨化。缺氧池的主要功能是脫氮。好氧池是多功能的,能夠去除BOD、硝化和吸收磷。 通過(guò)投資概算，運(yùn)行費(fèi)用的計(jì)算，經(jīng)濟(jì)比較及技術(shù)比較等最終確定氧化溝工藝為最佳方案。剩余污泥則經(jīng)污泥提升泵提升至重力濃縮池。以降低污泥的含水率，減小污泥體積。泥經(jīng)濃縮后,含水率尚還大,體積仍很大。為了綜

53、合利用和最終處置,需對(duì)污泥進(jìn)行干化和脫水處理。3、AB法(AdsorptionBiooxidation)該法由德國(guó)Bohuke教授開(kāi)發(fā)。該工藝對(duì)曝氣池按高、低負(fù)荷分二級(jí)供氧，A級(jí)負(fù)荷高，曝氣時(shí)間短，產(chǎn)生污泥量大，污泥負(fù)荷在2.5kgBOD/(kgMLSSd)以上，池容積負(fù)荷在6kgBOD/(m3d)以上；B級(jí)負(fù)荷低，污泥齡較長(zhǎng)。A級(jí)與B級(jí)間設(shè)中間沉淀池。二級(jí)池子F/M(污染物量與微生物量之比)不同，形成不同的微生物群體。AB法盡管有節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)，但不適合低濃度水質(zhì)，A級(jí)和B級(jí)亦可分期建設(shè)。4.SBR法(Sequencing Batch Reactor) SBR法早在20世紀(jì)初已開(kāi)發(fā)，由于人工管理

54、繁瑣未予推廣。此法集進(jìn)水、曝氣、沉淀、出水在一座池子中完成，常由四個(gè)或三個(gè)池子構(gòu)成一組，輪流運(yùn)轉(zhuǎn)，一池一池地間歇運(yùn)行，故稱序批式活性污泥法?，F(xiàn)在又開(kāi)發(fā)出一些連續(xù)進(jìn)水連續(xù)出水的改良性SBR工藝，如ICEAS法、CASS法、IDEA法等。這種一體化工藝的特點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單，由于只有一個(gè)反應(yīng)池，不需二沉池、回流污泥及設(shè)備，一般情況下不設(shè)調(diào)節(jié)池，多數(shù)情況下可省去初沉池，故節(jié)省占地和投資，耐沖擊負(fù)荷且運(yùn)行方式靈活，可以從時(shí)間上安排曝氣、缺氧和厭氧的不同狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)除磷脫氮的目的。但因每個(gè)池子都需要設(shè)曝氣和輸配水系統(tǒng)，采用潷水器及控制系統(tǒng)，間歇排水水頭損失大，池容的利用率不理想，因此，一般來(lái)說(shuō)并不太適用于大規(guī)模

55、的城市污水處理廠 。5.A2/O法（AnaerobicAnoxicoxic）由于對(duì)城市污水處理的出水有去除氮和磷的要求，故國(guó)內(nèi)10年前開(kāi)發(fā)此厭氧缺氧好氧組成的工藝。利用生物處理法脫氮除磷，可獲得優(yōu)質(zhì)出水，是一種深度二級(jí)處理工藝。A/A/O法的可同步除磷脫氮機(jī)制由兩部分組成：一是除磷，污水中的磷在厭氧狀態(tài)下(DO0.3mg/L)，釋放出聚磷菌，在好氧狀況下又將其更多吸收，以剩余污泥的形式排出系統(tǒng)。二是脫氮，缺氧段要控制DO12.5)，BOD/TKN為1.53.5，COD/TP為3060，BOD/TP為1640(一般應(yīng)20)。若降低污泥濃度、壓縮污泥齡、控制硝化，以去除磷、BOD5和COD為主，則

56、可用A/O工藝。3.3.4污水處理流程方案的確定本設(shè)計(jì)是關(guān)于內(nèi)蒙古H市污水處理廠的設(shè)計(jì)。根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)的原始資料及設(shè)計(jì)要求對(duì)出水水質(zhì)的要求:即要求脫氮,出水達(dá)到一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn),確定A2/O和氧化溝兩大污水處理工藝進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)和經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較。 一級(jí)處理中,進(jìn)廠原水首先進(jìn)入中格柵,用以去除大塊污染物,以免其對(duì)后續(xù)處理單元或工藝管線造成損害。本設(shè)計(jì)設(shè)置中格柵,中格柵后有污水提升泵提升污水進(jìn)入細(xì)格柵。然后進(jìn)入平流式沉砂池,用以去除密度較大的無(wú)機(jī)砂粒,提高污泥有機(jī)組分的含率。 以上的污水處理為物理處理階段,對(duì)A2/O和氧化溝兩大工藝是相同的。下面分別對(duì)這兩大工藝的生物處理部分進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。 A2/O工藝的生

57、物處理部分由厭氧池、缺氧池和好氧池組成。厭氧池主要功能是釋放磷,同時(shí)部分有機(jī)物進(jìn)行氨化。缺氧池的主要功能是脫氮。好氧池是多功能的,能夠去除BOD、硝化和吸收磷。 通過(guò)投資概算，運(yùn)行費(fèi)用的計(jì)算，經(jīng)濟(jì)比較及技術(shù)比較等最終確定氧化溝工藝為最佳方案。剩余污泥則經(jīng)污泥提升泵提升至重力濃縮池。以降低污泥的含水率，減小污泥體積。泥經(jīng)濃縮后,含水率尚還大,體積仍很大。為了綜合利用和最終處置,需對(duì)污泥進(jìn)行干化和脫水處理。經(jīng)過(guò)分析本設(shè)計(jì)可選擇的工藝流程，有兩種：1、普通A/A/O法處理工藝。2、氧化溝處理工藝。兩種工藝經(jīng)過(guò)比較：氧化溝除了具有A/A/O的效果外，還具有如下特點(diǎn)：具有獨(dú)特的水力流動(dòng)特點(diǎn)，有利于活性污

58、泥的生物凝聚作用，而且可以將其工作區(qū)分為富氧區(qū)，缺氧區(qū)，用以進(jìn)行硝化和反硝化作用，取得脫氮效果； 不設(shè)初沉池，有機(jī)性懸浮物在氧化溝內(nèi)能達(dá)到好氧穩(wěn)定的程度；BOD負(fù)荷低，使氧化溝具有對(duì)水溫、水質(zhì)、水量的變動(dòng)有較強(qiáng)的適應(yīng)性，污泥產(chǎn)率低，勿需進(jìn)行硝化處理；脫氮效果還能進(jìn)一步提高；電耗較小，運(yùn)行費(fèi)用低。所以本設(shè)計(jì)選用Carrousel氧化溝處理工藝。本設(shè)計(jì)的工藝流程為： 污水中格柵提升泵房細(xì)格柵沉砂池Carrousel氧化溝二沉池接觸池排水濃縮池貯泥池脫水圖3-1 污水處理廠工藝流程圖第四章 水處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算4.1 設(shè)計(jì)污水水量4.1.1城市每天平均污水量 （41）式中, 城市每天平均污水量（m3/

59、d）； 城市每天平均生活污水量（m3/d）； 工廠平均工業(yè)廢水量（m3/d）。=41511.12+(5000+3800)=50311.12 m3/d =582.3 L/s4.1.2設(shè)計(jì)秒流量居民生活污水設(shè)計(jì)流量Q計(jì)算658.22 L/s （42）工業(yè)企業(yè)排水量計(jì)算： 180.56 L/s 最大設(shè)計(jì)秒流量： /d （43） 設(shè)計(jì)中根據(jù)遠(yuǎn)期規(guī)劃等原因綜合考慮，采用8m3/d作為設(shè)計(jì)流量。4.2 設(shè)計(jì)污水水質(zhì)1生活污水和工業(yè)廢水混合后污水的SS濃度 （44）式中 污水的SS濃度（mg/L）； 平均生活污水量（m3/d）； 平均工業(yè)污水量（m3/d）； 生活污水的SS濃度（mg/L）； 不同工廠工業(yè)廢水的SS濃度（mg/L）； 2生活污水和工業(yè)廢水混合后污水的濃度 （45）式中 污水的BOD5濃度（mg/L）； 生活污水的BOD5濃度（mg/L）； 不同工廠工業(yè)廢水的B