导读：人类社会在工业化的进程中大量消耗水资源的同时排出污水，英国及美国都曾发生因引用水源遭生活污水污染而引起的霍乱大流行，现代污水处理技术，按处理程度划分，可分为一级、二级和三级处理工艺，一级处理是用物理方法，如沉淀、筛滤等去除污水中不溶解的悬浮固体和漂浮物质，污水二级处理主要是用生物处理方法，将污水中的复杂的有机物氧化降解为简单的物质，生物处理对污水pH值、水质、水温、水中的溶氧量等有一定的要求，
水，是人类生存、息养、发展的最基本条件。然而，人类社会在工业化的进程中大量消耗水资源的同时排出污水，污染和危害环境，造成了严重的后果。英国及美国都曾发生因引用水源遭生活污水污染而引起的霍乱大流行，二十一世纪工业迅速发展和城市人口剧增更带来了河流水质恶化、生物绝迹的恶果。
近些年，发展中国家经济的飞速发展促进世界经济进一步发展的同时，水污染问题也变得非常突出。
现代污水处理技术，按处理程度划分，可分为一级、二级和三级处理工艺。一级处理是用物理方法，如沉淀、筛滤等去除污水中不溶解的悬浮固体和漂浮物质。污水二级处理主要是用生物处理方法，即通过微生物的代谢作用进行物质转化的过程，将污水中的复杂的有机物氧化降解为简单的物质。生物处理对污水pH值、水质、水温、水中的溶氧量等有一定的要求。污水三级处理是在一、二级处理的基础上，应用过滤、混凝、离子交换、反渗透等物理、化学方法去除污水中难溶解的磷、氮、有机物等营养性物质。污水中的污染物组成非常复杂，常常需要以上几种方法组合，才能达到处理要求。
污水一级处理为预处理，二级处理为主体，处理后的污水一般能达到排放标准。三级处理为深度处理，出水水质较好，甚至能达到饮用水质标准，但处理费用高，除在一些极度缺水的国家和地区外，应用较少。目前我国许多城市正在筹建和扩建污水二级处理厂，以解决日益严重的水污染问题[1]。
目前绝大多数小城镇都缺少必要的污水处理设施，有些存在缺陷。本工程中的蓟县即为其中一例。为解决现已存在的经济发展与环境不协调的问题，改善该县的整体环境的水体环境，提高城市人民的生活质量和城市的环境投资，从而进一步加快实现蓟县的经济发展，因此需要在原有污水处理厂的规模先进性完善和扩建。
第二章 设计概况
设计原则、任务、内容及依据
一、设计题目
天津蓟县污水处理厂初步设计 二、设计内容
1.对工艺流程的选择说明 2.对工艺处理构筑物选型说明 3.主要处理设施的工艺计算 4.污水处理厂的布置 三、设计依据
需要参考的设计指南、规范和设计手册
1.《中华人民共和国环境保护法（试行）》
2.《中华人民共和国水污染防治法实施细则》
3. 《中华人民共和国水污染防治法》 四、工艺采用规范标准
1. 地面环境质量标准 2. 污水综合排放标准 3. 《室外排水设计规范》 4. 《地表水环境标准》 5. 污水排放城市下水道水质标准 五、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. 从实际情况出发，在城市总体规划的指导下，是工程建设和城市的发展相协调，既保护环境，又能过最大规模的发挥工程效益。
3. 根据设计出水水质和出厂水水质，所选污水处理工艺力求技术先进成熟、处理效果好、运行稳定可靠、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，避免做成为二次污染。
5. 为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，本工程的设备采用优质产品。
6. 积极创作一个良好的生产和生活环境。
设计基础资料、规模
一、污水处理厂概况
天津蓟县经济开发区污水处理厂位于开发区二期用地西南角。西侧厂界40 m处为引滦暗渠，周围村庄主要有西侧约 500 m 的凉水泉村，南侧约 500m 的礼明庄。污水主要来源于开发区内生活污水和工业园区生产废水，污水生物处理采用 SBR 工艺，处理后出水经北排明渠进入蓟运河[2]。 二、设计污水处理厂规模 （一）总处理量
参考国内已建同类型的污水处理厂水质情况，结合蓟县经济技术开发区的特点，确定污水处理厂处理规模为50000m3/ d。
（二）进出水水质
表2-1 进出水水质对比表
单位：mg/L
280 ≤20 S
该水经处理后，水质符合国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB）中的一级B标准。 （三）处理程度计算
1.溶解性BOD5的去除率
η =(230-20)∕230=91.3%
2.CODcr的去除率
η =(450-60)∕450=86.7% 3.SS的去除率
η =(280-20) ∕280=92.8% 4.总氮的去除率
η =(25-5) ∕25=80% （四）设计基础资料
蓟县地区属暖温带半湿润季风型大陆性气候，四季分明，年平均气温摄氏11.5°C，平均年降雨量678.6毫米，全年日照百分率63%，年平均相对湿度60%，年平均风速2.2米∕秒，无霜期195天。由于蓟县刨面所处地理位置为南北长24
公里一线狭长条带内，其气候特点同属暖温带、半湿润、大陆性、季风型气候。主要特点：四季分明，雨热同期。
极端最低气温在1月份平均-5.5°C；平均最高气温在7月份平均为26°C；年平均气温在10-11°C之间。
因特殊的地理、地貌所决定，园区内的降水主要集中在7-9月份，降水量占年总降水量的76%以上，年降水量在700-800毫米左右，是华北地区多雨地带之一。素有“七十二场浇陵雨”之说。
风向、风速：
年平均风速2.2米∕秒左右，最大风速达25米∕秒，常年主导风向东南风，由于燕山山脉的屏障作用，加之园区内沟谷幽深，山高坡大，故风力又较弱、较缓。
导读：第三章污水处理工艺的确定，一、确定污水处理方案的原则，1.城市污水处理应采用先进的污水处理设备，2.污水厂的处理构筑物要求布局合理，力求达到节能和污水资源化，3.为确保处理效果，采用成熟可靠的工艺流程和处理构筑物，4.污水处理采用生物处理，污水采用季节性消毒，实现处理过程自动化，二、最佳的处理方案要体现以下几点，1.保证处理效果，4.污水应达到处理程度，第二节污水处理工艺概况，污水处理厂目前采
污水处理工艺的确定
第一节 方案选择的原则
一、确定污水处理方案的原则
1. 城市污水处理应采用先进的污水处理设备，要求经济合理，安全可靠，出水水质好；保证良好的出水水质，效益高；
2. 污水厂的处理构筑物要求布局合理，建设投资少，占地少；自动化程度高，便于科学管理，力求达到节能和污水资源化；
3. 为确保处理效果，采用成熟可靠的工艺流程和处理构筑物；提高自动化程度，为科学管理创造条件；
4. 污水处理采用生物处理，污泥脱水采用机械脱水；污水采用季节性消毒；
5. 提高管理水平，实现现代化管理保证运转中最佳经济效果，实现处理过程自动化；
6. 查阅相关的资料确定其方案
二、最佳的处理方案要体现以下几点
1. 保证处理效果，运行稳定；
2. 基建投资少，耗能低，运行费用低；
3. 占地面积小，泥量少，管理方便；
4. 污水应达到处理程度。
第二节 污水处理工艺概况
污水处理厂目前采用的污水处理工艺主要有：
一、氧化沟工艺
氧化沟是活性污泥法的一种变形，它把连续环式反应池当作生化反应器，混合液在其中循环连续流动。随着氧化沟技术的不断发展，氧化沟技术已远远超出最初的实践范围，具有多种多样的功能选择、工艺参数、构筑物形式和操作方式。如卡鲁塞尔（Carrousel 2000）氧化沟、三沟式（T型）氧化沟、奥贝尔（Orbal）氧化沟等。
以下是氧化沟的优缺点[3]：
1. 用转刷曝气时，设计污水流量大部分为每日数百立方米。用叶轮曝气时，设计污水流量可达每日数万立方米。
2. 氧化沟是由环形沟渠构成，转刷横跨在其上旋转进而曝气，并使混合液在池内循环流动。
3. 氧化沟的流型为循环混合式，污水从环的其中然后一端进入，从另一端流出来，具有完全混合曝气池的特点。
4. 间歇运行适用于处理少量污水的时候。可利用操作间歇时间使沟内混合液沉淀而省去了二次沉淀池，剩余污泥通过氧化沟内的污泥收集器排除。连续运行适用于处理流量较大的污水，则需另设二沉池和污泥回流系统。
5. 工艺简单，管理方便，处理效果稳定，使用日益普通。
1. 处理构筑物较多；
2. 回流污泥溶解氧含量较高，对除磷会产生一定的影响；
3. 容积及设备利用率不是很高。
氧化沟运行管理费用高，沟体的占地面积比较大，故本设计亦不宜用此工艺。
二、A／O工艺
A／O工艺——缺氧／好氧生物脱氮工艺，它的功能是去除有机物和脱氮。 用以往的生物处理工艺进行城市污水三级处理，旨在降低污水中以BOD、COD综合指标表示的有机物和悬浮固体浓度。一般情况下，去除COD可达70％以上，BOD可达90%以上，SS可达85％以上，但氮的去除率只有20%，二级处理出水中除含有少量合碳有机物外还含有氮(氨氮和有机氮)和碘。
以下是优缺点比较[4] ：
1. 流程比较简单，只有一个混合液回流系统和污泥回流系统，基建费用比较低；
2. 反硝化池不再需要外加碳源，降低了运行的费用；
3. A/O工艺的好氧池是在缺氧池之后，从而使反硝化残留的有机污染物得到了进一步的去除，提高了出水水质；
4. 因为缺氧池在前，污水中的有机碳被反硝化菌利用，降低了其后好氧池的有机负荷；同时缺氧池中进行的反硝化反应产生的碱度也可以补偿好氧池中进行硝化反应时对碱度的需求。
1. 构筑物比较多；
2. 污泥产生量比较多。
该工艺是采用比较广泛的脱氮工艺，但仅适合于小流量的工程，而该工程污
水处理量大，故不宜采用此工艺。
三、传统A2/O工艺
传统A2/O工艺就是厌氧—缺氧—好氧法，它的三个阶段是以空间来划分的，是在具有脱氮功能的缺氧—好氧法的基础上发展起来的，具有同步脱氮除磷的工艺。
该工艺在系统上是最简单的同步脱氮除磷工艺，其总的水力停留时间一般要小于其它类似的工艺（如Bardenpho工艺）。在经过厌氧、缺氧、好氧一系列运行的条件下，那些丝状菌就不能大量繁殖，无污泥膨胀得顾虑，SVI值一般小于100，处理后的泥水分离效果好。
该工艺在运行时厌氧和缺氧段都需要轻缓搅拌，以防止污泥的沉积，由于生物处理池与二次沉淀池是分开建设的，因而占地面积较大，该工艺在大型污水处理厂中采用较多[5]。
四、传统的SBR工艺
传统的SBR工艺是完全间隙式运行，即周期进水、周期曝气及周期排水。 传统SBR工艺脱氮除磷大体可以分为五个阶段：阶段A为进水及搅拌，在该阶段聚磷菌会进行厌氧放磷的反应；阶段B为曝气阶段，在该阶段除了会完成BOD5的分解外，还同时进行着硝化和聚磷菌的好氧吸磷反应；阶段C为停止曝气、混合搅拌阶段，在该阶段内进行反硝化脱氮反应；阶段D为沉淀排泥阶段，在该阶段内进行泥水分离的同时，又会排放剩余污泥；阶段E为排水阶段。 阶段E后，有的根据水质要求还设有闲置阶段。
以下是SBR的优缺点[6]：
1. 其脱氮除磷的厌氧、缺氧和好氧不是用空间划分的，而是由时间控制的；
2. 不需要回流混液和回流污泥，不设专门的二次沉淀池，构筑物少；
3. 占地面积少。
1. 设备利用率及容积利用率较低（一般低于50%）；
2. 管理、操作、维护较复杂；
3. 自动化程度高，对工人素质要求高；
4. 国内工程实例少；
5. 脱氮、除磷的功能一般。
综上所述：在本次设计中采用SBR工艺。
SBR处理工艺概况
一、SBR简介
SBR活性污泥法又称序批式活性污泥法或间歇式活性污泥法，其污水处理机理与普通活性污泥法完全相同。1979年由美国Irvine等人根据试验结果提出SBR商业化的工艺，随着自控技术的进步，特别是一些在线仪器仪表，如溶解氧仪 、电导率仪 、pH计 、氧化还原电位（ORP）仪等的使用。从20世纪70年代开始逐步得到应用.我国于20世纪80年代中期开始了研究与应用，上海市吴淞肉联厂污水处理站是我国第一座应用SBR工艺的污水处理单位[7]。
二、SBR工艺特点
SBR是一个间歇运行的污水处理工艺，与传统连续活性污泥法相比，该工艺把进水、调节、反应沉淀都设在一个池子里，不需要调节池和二沉池等的构筑物，也不需污泥回流设备，工艺流程简单、构筑物少、占地省、造价低、设备及运行管理费用低 。虽然混合液在 SBR 反应器内呈完全混合状态，但底物浓度会因为污水在池内反应时间的延长而由高到低，也就是说在时间上是一个推流状态。根据活性污泥动力学理论，生物反应速度与基质浓度是成正比的。在理想的推流装置中，不存在返混作用，因此该工艺单位容积的反应速率快、处理效率高、底物去除率高。针对不同的净化目的SBR工艺可灵活地利用不同的控制手段运行。由于在时间上的灵活控制，为其实现脱氮除磷提供了有利的条件。SBR工艺在反应阶段，由于时间上的理想推流状态，使得底物浓度梯度大，而且因为进水与反应阶段的缺氧（或厌氧）与好氧状态的交替，既能抑制专性好氧丝状菌的过量繁殖，从而防止污泥膨胀，又不会对大多数微生物产生不利的影响。SBR法虽然就时间这一方面来说是一个理想的推流过程，但是，但是对于反应器本身的混合状态仍属典型的完全混合式。因此，该工艺具有更强的耐冲击负荷和处理有毒或高浓度有机废水的能力[8-10]。活性污泥法处理城市污水用于污水处理厂，其中多达30％的能源消耗用于曝气[11]。
三、SBR原理
反应池去除有机物的原理在充氧时与普通活性污泥法是相同的，只是在运行方式上差异。运行时，反应池按（1）进水；（2）反应；（3）沉淀；（4）排水；
（5）空载排泥(闲置期)五个工序，依次在同一SBR反应池内周期运行[12]。
1. 进水工序，此工序是向处于五道工序中最后的闲置段注废水，注满后再进行反应，这样，反应器就会起到调节池的作用。也可以根据其它工艺上的要求，配合进行其它操作如曝气，就可起到预曝气效果，又可使污泥再生恢复它的活性，也可根据脱氮除磷的要求，进行缓慢搅拌等。
2. 反应工序，这道工序是本工艺最主要的一道工序。废水注入到指定的高度后，立即开始反应操作，根据废水处理的不同目的，如BOD去除、硝化、磷的吸收以及反硝化等，采取不同的进行反应的技术措施 ，如BOD去除、硝化、导读：作为处理水一直排放到最低水位，也可以在缺氧条件下方便的投加原污水（或甲醇等）或提高污泥浓度等方式，如果原污水中的P：BOD值太高，SBR法在国内常用来处理某些工业废水，例如处理屠宰废水、啤酒厂废水等，用SBR法处理各种工业废水的实验研究也颇有成果，例如处理造纸废水、啤酒废水、土霉素废水、餐饮废水、化粪池出水等，这些实例都是以单一的反应池为处理装置，六、SBR工艺在废水处理工程应用中应注意的问题
磷的吸收，则进行曝气，后一项则进行缓速搅拌，并根据需要达到的程度以决定反应的延长时间。
3. 沉淀工序，该工序相当于连续活性污泥法系统的二沉池，此时应停止曝气和搅拌，使混合液处于静止状态，进行泥水分离。
4. 排放工序，经过沉淀后的上清液，作为处理水一直排放到最低水位。
5. 空载排泥，此工序排除剩余污泥，排完泥后，反应器处于停滞状态，等待下一个操作周期开始。
四、脱氮除磷功效
SBR法根据不同的净化目的，可以通过不同的控制手段，灵活的运行。由于在时间的灵活控制，为其实现脱氮除磷提供了极有利的条件。它不仅很容易实现好氧、缺氧与厌氧状态交替的环境条件，而且很容易在好氧条件下增大曝气量、反应时间与污泥龄，来强化消化反应与脱磷菌过量摄取磷过程的顺利完成[13]；也可以在缺氧条件下方便的投加原污水（或甲醇等）或提高污泥浓度等方式，提供有机碳源作为电子供体使反消化过程更快的完成；还可以在进水阶段通过搅拌维持厌氧状态，促进脱磷菌充分的释放磷。
上述复杂的脱氮除磷过程只有在A-A-O工艺中才能完成，而SBR法的单一反应器一个运行周期即可完成。如果原污水中的P：BOD值太高，用普通厌氧-好氧法难于提高除磷率时，可以根据Phostrip法除磷的原理在SBR法中实现，只增加一个混凝沉淀池即可[14]。
可见，SBR法很容易满足脱氮除磷的工艺要求，在时间上控制的灵活性又能大大提高脱氮除磷的功效。
五、SBR工艺的应用
SBR法在国内常用来处理某些工业废水，例如处理屠宰废水 、啤酒厂废水等 ，除上述在国内应用的工程实例外，用SBR法处理各种工业废水的实验研究也颇有成果，例如处理造纸废水、啤酒废水、土霉素废水、餐饮废水、化粪池出水等。这些实例都是以单一的反应池为处理装置，在不同废水水质条件下获得了各自的成果，如提出各自适用的操作工序间的时间分配、适宜的曝气时间、曝气方式、负荷和污泥负荷、温度以及pH值的适用范围等[15]。
六、SBR工艺在废水处理工程应用中应注意的问题[16]
1. SBR工艺在连续排放的废水处理工程设计中，一般均不设调节池，此时，反应池必须采用两个或两个以上，以保证间歇进水方式的实现。对于低水量连续排放的废水工程设计，若采用单一SBR反应池，则需设计调节池，以保证运行的稳定性。
2. SBR工艺对自动控制管理要求较高.工艺是以间歇进水方式为主的污水处理工艺。一般情况下，每一周期的间歇进水方式和处理后排水装置滗水器的运
行均由PLC自动控制系统自动控制管理，故PLC 自动控制系统的管理在SBR工艺中显得尤其重要。
3. 阀门控制和处理后排水设备滗水器的使用，使SBR工艺具有自己的特点，以致对设备运行和维修管理的要求高于常规的污水处理工艺。
4. 对于一些有毒有害的工业废水，SBR在应用中应高度重视微生物的存活状况，关注分解有机物的能力。一般为提高SBR工艺的处理能力，在反应池的前端应设置厌氧池，从而改善废水处理的可生化性，提高SBR反应池的去除有毒有害物质的效率。
七、SBR设计要点
（一）SBR 工艺排出比（1/m）的选择
SBR 工艺排出比（1/m）的大小决定了 SBR 工艺在反应初期有机物浓度的高低。排出比大，初始有机物浓度高，反之则低。根据微生物降解有机物的规律，当有机物浓度高时，有机物降解速率大，曝气时间可以减少。但是，当有机物浓度高时，耗氧速率也大，供氧与耗氧的矛盾可能更大。而且，不同的废水的活性污泥的沉降性能也不同。污泥沉降性能差的，沉淀后上清液就会比较少，宜选用较大的排出比，反之则宜采用较笑的排出比。除此之外，排出比的选择还与设计选用的污泥负荷率、混合液污泥浓度等有关。
（二）SBR 反应池混合液污泥浓度
根据活性污泥法的基本原理，混合液污泥浓度的大小会决定生化反应器容积的大小。SBR工艺也同样如此，当混合液污泥浓度低时，所需曝气反应时间就长，SBR反应池池容就大，反之SBR反应池池容则小；但是，当混合液污泥浓度高时，生化反应初期耗氧速率增大，供氧与耗氧的矛盾更大。此外，沉淀时间也是由池内混合液污泥浓度的大小决定的。污泥浓度低则需要的沉淀时间短，反之则长。当污泥的沉降性能好，排出比小，有机物浓度低，供氧速率高，可以选用较大的数值，反之则宜选用较小的数值。SBR工艺混合液污泥浓度的选择应综合多方面的因素来考虑。
（三）关于污泥负荷率的选择
影响曝气反应时间的参数中污泥负荷率是主要的，污泥负荷率的大小关系到SBR 反应池最终出水有机物浓度的高低。当要求的出水有机物浓度高时，污泥负荷率宜选用高值；当废水易于生物降解时，污泥负荷率随着增大。污泥负荷率的选择应根据废水的可生化性以及要求的出水水质来确定。
污泥工艺的确定
城市污水处理厂排出的污泥，其含水率都在95%以上，污泥中主要是由有机
固体、无机固体和生物体组成的。沉砂污泥和剩余的活性污泥含水率高，容积大，不便于运输和处置，同时由于含有大量的有机物质，使污泥容易腐化发臭，另外污泥还含有一些有毒有害物质，若不妥善处理和处置，容易造成二次污染。
污泥处理须达到的要求如下：
1. 减少有机物，使污泥稳定化；
2. 减少污泥体积，降低污泥后续处理费用；
3. 减少污泥中有毒物质，是无害化；
4. 利用污泥中可用物质，化害为利；
5. 因选用脱氮除磷工艺，所以要尽量避免磷的二次污染。
本设计采用：污泥浓缩——机械脱水——泥饼外运这一方案。
一、污泥浓缩
降低含水率，减少污泥容积，便于后续处理是污泥浓缩的目的。目前常用的浓缩方法有重力浓缩和气浮浓缩两种，下面对两种方法进行比较：
1.适用范围
重力浓缩主要用于初沉池污泥及初沉污泥和剩余活性污泥的混合污泥的浓缩。气浮浓缩池适用于浓缩比重接近于一的活性污泥和腐蚀污泥，比采用重力浓缩的污泥含水率低。
2.运行费用
气浮浓缩比重力浓缩要多。
3.管理与操作
气浮浓缩比重力浓缩要求具有较高的管理与操作水平。
4.构筑物与设备
重力浓缩比气浮浓缩简单。
重力浓缩占地面积较大。
根据该污水处理厂的实际处理情况和运行费用的投资，结合以上的浓缩方法进行比较，确定该工艺的浓缩方法采用重力浓缩。
二、污泥脱水
机械脱水的一般要求：
1. 进入脱水机前污泥的含水率一般高于95%，不大于98%。
2. 污泥在脱水机前应先加混凝剂，混凝剂的种类应根据污泥的性质、脱水的方式和污泥的出路而选定，混凝剂投加量由试验或参照相似污泥的数据来确定。
3. 污泥加入混凝剂后，应立即进行混合反应之后送入脱水机。
4. 最好设置泥饼堆放场以便暂时贮存。
污泥脱水方法有很多，目前常用的污泥脱水机械有折带式真空转鼓过滤机、自动板框压滤机、滚压带式压滤机、离心脱水机等四种，其中滚压带式压滤机很符合此次设计。
其性能指标如下：
脱水泥饼含水率：70%~80%；
投资费用：较低；
运行情况：连续操作；
操作管理工作量：小；
附属设备：较少；
混凝剂：高分子有机混凝剂；
预处理：无；
适用场合：大、中型。
污水处理设备选择
城市污水处理厂一般都需要设计两道格栅，进厂污水经过的第一道格栅是粗格栅，常用类型为钢绳式粗格栅和高链式粗格栅。比较大块的栅渣被粗格栅拦截后，污水经过污水提升泵的提升，经第二道格栅进入沉砂、沉淀等后续工艺段。第二道格栅叫细格栅，常用类型为转鼓式细格栅和回转式细格栅[17]。
（一）粗格栅
粗格栅一般分为钢绳式粗格栅、高链式粗格栅两种。
优缺点比较[18]
1. 链条式粗格栅的链条一旦调校准确后，正常负荷下的链条变形可能极小。而钢绳式粗格栅的钢丝绳需要在运行一段时间后，定期对三条钢丝绳进行调校维护，防止耙斗的歪斜，减少因牵引负荷失衡导致的断绳故障。
2. 链条的价格比钢丝绳的价格高很多，因此链条式粗格栅的设备投入会稍高一些；但是钢绳式粗格栅的钢丝绳容易被扯断，维修成本相对高一些。
3. 无论是牵引断裂还是设备大修，钢绳式粗格栅和链条式粗格栅都会面临更换牵引机构的工作情况，但更换链条的工作量要比更换钢丝绳的工作量大很多。
4. 链条式粗格栅的故障相对较少，且不频繁，但一旦出现故障，就会需要较长时间才能恢复到正常状态。而钢绳式粗格栅的故障会较多，且较为频繁，但一旦出现故障，一般都能在较短时间内维修好。
针对此分析，被设计采用钢绳式粗格栅。导读：处理流量大，特殊的结构会引起污水中纤维缠绕导致过载停机，故此设计选用回转式细格栅，二、污水泵房，城市污水处理厂的费用大部分来自于电能，确定合理的水泵及泵站是污水处理厂的关键所在，本设计考虑造价及自动化问题，虽然沉砂池在污水处理厂的投资、占地等方面所占的比例都很小，大量砂粒将进入后续各处理单元，给污水厂的正常运行带来诸多隐患：，3.对于不设初沉池的处理工艺（如SBR、CASS等）、实际运行中由于
（二）细格栅
细格栅一般分为转鼓式细格栅、回转式细格栅两种。
优缺点比较[18]
1. 转鼓式细格栅的结构坚固，维修频率低，处理流量大，拦渣率高，不易堵塞，且为自清洁式，但是每次维修需要整机吊起，单次维修工作量较大。回转式细格栅结构简单，维修频率较高，但单次维修工作量小，特殊的结构会引起污水中纤维缠绕导致过载停机。
2. 转鼓细格栅需要进行加压冲洗，因此需要建立配套的中水加压系统。而回转式细格栅一般不设置加压冲洗装置。
3. 转鼓式细格栅的挡水面积较回转式细格栅的挡水面积小，因此配置驱动电动机的功率可以较小。回转式细格栅的安装精度要求较高，必须保证耙齿链的水平。
故此设计选用回转式细格栅。
二、污水泵房
城市污水处理厂的费用大部分来自于电能，其中40%的电能为水泵消耗，所以，确定合理的水泵及泵站是污水处理厂的关键所在。
本设计考虑造价及自动化问题，采用半地下式泵房，因其启动及时可靠，不需引水辅助设备，操作简单。
泵房由于较深，采用电动排水；泵房采用机械通风。
三、沉砂池
（一）沉砂池的作用
虽然沉砂池在污水处理厂的投资、占地等方面所占的比例都很小，但其作用却不可忽视。因为如果取消沉砂池，大量砂粒将进入后续各处理单元，给污水厂的正常运行带来诸多隐患：
1.砂粒如果进入了初沉池会致使污泥刮板的磨损程度加大，缩短使用寿命。
2.砂粒沉积排泥管道中易导致管道的堵塞，进入污泥泵后会加剧叶轮的磨损。
3.对于不设初沉池的处理工艺（如SBR、CASS等）、实际运行中由于进水负荷过低而超越初沉池运行的工艺，大量砂粒将直接进入生化池沉积，会对曝气器产生不利影响，同时还导致生化池有效容积的减少。
4.如果砂粒进入污泥消化池中，将减少池体的有效容积，使清理周期缩短。
5.污泥中含砂量的增加会大大影响污泥脱水设备的运行。砂粒进入带式脱水也会加剧滤布的磨损，使更换周期也缩短，同时会影响絮凝效果，导致污泥成饼率降低。
（二）沉砂池的设计
设计一座理想的沉砂池，最好在去除所有的无机砂粒的同时，将砂粒表面附着的所有有机组分都能分离出来，以利于砂粒的最终处置。因此，在进行沉砂池设计时主要需考虑两方面问题：
1.怎样通过合理的水力设计，使得尽可能多的砂粒得以沉降并且能以可靠、便捷的方式排出池外。
2.采用什么有效的方式，尽可能多地分离附着在砂粒上的有机物，将其送回到污水中。
（三）沉砂池类别
目前国内外普遍采用的沉砂池包括以下几种：平流式沉砂池、曝气沉砂池、旋流式沉砂池(钟氏及比氏)等，但竖流式沉砂池很少在污水厂中使用。传统的平流式沉砂池进入20世纪80年代以后，越来越多地被曝气沉砂池所代替；90年代以后，随着国外设备的引进，旋流式沉砂池越来越多地在城市污水处理厂中得到应用。
1.平流式沉砂池
平流式沉砂池是根据颗粒自由沉淀（离散沉淀）理论进行设计的，污水经整流后进入池子，沿水平方向流至末端后经堰板流出，沉淀时间小于污水在池内停留时间的那部分砂砾就会沉淀至池底，实现砂砾与污水的分离；污水的停留时间和水平流速是影响平流沉砂池沉砂效果的主要工艺参数。这两个参数均随进水流量的变化而改变，因此，当进水波动较大时，平流沉砂池的沉淀效果就会不稳定。
平流沉砂池基本不具备分离砂砾上有机物的功能，就需要另设洗砂装置[19]。
2.竖流式沉砂池
优点：占地少，排泥方便，运行管理易行。
缺点：池子深度大，施工困难，导致造价较高；对耐冲击负荷和温度的适应性较差，池体池径受到限制，过大的池径会导致布水不均匀。
3.曝气沉砂池
曝气沉砂池是在平流沉砂池的基础上发展改变而来的，通过在沉砂池的侧墙上设置曝气器，市污水再吃内形成旋流，以加强洗砂效果。曝气沉砂池的特点是污水在池内呈螺旋流前进，螺旋速度的大小决定除砂和洗砂的效果。
曝气沉砂池具有良好的抗冲击能力，适用于水量变化较大的污水处理厂。而且因为曝气有气浮作用，所以污水中的油脂类物质会形成浮渣而被去除[20]。
该污水处理厂主要处理蓟县各大工厂产生的污水及附近居民的生活废水，含有一些油脂，所以，设计采用曝气沉砂池。
四、SBR反应池
SBR反应池在同一运行周期内具有完全混合特性，不同运行周期具有理想推流式模式[21]。系统采用4个反应池，运行周期为8h，排入时间2.5h，排出时
间2.5h，曝气时间4.5h，沉淀时间1.5h；整个系统始终处于连续进水和连续出水的运行状态，降低运行成本。全程实行自动控制，仅需控制观察，大大节约人工费用。
SBR反应池，活性污泥处于一种交替的吸附状态，生物降解，菌体活化等不断变化中[21]。污染物浓度从进水最高值逐渐降解至出水最低值。在整个反应过程中，由于实现了多个池体并联的工作方式，每个池都按预定程序依次进水，就一个池而言，仅为连续进水中的一段，即使污水出现高峰负荷形成冲击，其最大持续时间也不超过1h冲水时间，因此受冲击负荷持续时间短，与连续性污泥法相比，有更大的耐冲击性，可避免污泥膨胀的产生[22]。
五、接触消毒
消毒剂的选择：
优点：价格便宜，效果较佳，投配设备简单。
缺点：对生物有毒害作用，并且可能产生致癌物质。
适用于大、中型规模的污水处理厂
优点：价格便宜，投加设备简单。
缺点：除用液氯缺点外，还有投配量不准确，溶解剂调配不便，劳动强度大。 适用于消毒要求不高或间断投加的小型污水处理厂。
优点：消毒效率高，能有效降解水中残留的有机物、色味等，污水温度、pH 值对消毒效果影响小，不会产生难处理或生物积累性残余物。
缺点：投资大，成本高，设备管理复杂。
综上所述：本设计采用液氯做消毒剂。
六、污泥浓缩
污水处理厂产生的污泥约占处理水量的0.3~0.5%（以含水率为 97％计），如进行深度处理，污泥量还可能会增加 0.5~1.0倍[23]。据统计到2007年末，我国已建成投入运行的城镇污水处理设施达到 1178个，总设计处理能力7243万吨/日，平均每天处理污水5320万吨，据此估算全国产生污泥总量约1460万吨（80％含水率）[24]。
污泥处理系统的集成，是对不同污泥处理单元或设备的组合，这是一个系统工程，需要考虑整体布局、空间配置及流程的合理性等因素，以使这个系统的各部分之间能彼此有效和协调的工作，发挥整体效益，达到整体优化[25]。
此设计采用集成污泥处理系统：污泥浓缩池——污泥脱水机房——泥饼外运。
七、污泥最终处置
目前我国城市污水处理厂的污泥都经无害化处理随意处理堆放或用于农田，国外许多国家对污泥处置采用较多的方法是焚烧、填埋、堆肥和投海。
表3-1 国外部分国家污泥处置情况
葡萄牙 农用（%） 24 25 27 34 51 53 56 61 80 填埋（%） 15 60 53 55 16 29 14 10 12 焚烧（%） 27 10 20 11 5 10 30 0 0 其余（%） 34 5 0 0 28 8 0 29 8
焚烧技术虽然具有处理迅速，减容少（70%~90%），无害化程度高，但地面积小的优点，但一次性投资巨大，操作管理复杂且能耗高，这样来看不太适合我国的国情。
污泥卫生填埋、终结覆盖，是处理污水处理厂脱水污泥较为有效的方案，但其渗透滤液的COD和BOD值较高，需进行处理，否则就会造成二次污染。
污泥与城市生活垃圾混和高温堆肥，污泥熟化程度高，病原体和寄生虫卵去除较为彻底。有利于污泥农用，是适合我国国情的污泥处理工艺。
根据本工程实际情况，采用将脱水泥饼直接运至农村，与生活垃圾、杂草等混合厌氧堆肥，经无害化稳定后，用作农肥。
确定工艺流程如下图：
导读：三、污水处理厂综合成本，1、年平均处理水量Qnm=365Q（m3/年），3、单位处理成本T=W/Qnp，T=5.00=0.65元/m3污水，设计中通过对蓟县污水特点的了解以及对多种污水处理工艺的比较，设计中简要介绍了SBR工艺的工作原理及工艺特点，对工艺流程、工艺设计、设备设计和构筑物参数选择等方面进行了详细的论述和介绍，对高程布置的设计，通过本设计所述，它不仅适应了当代
（八）利息支出
W8=427（万元/年）
（八）其他费用
指不包括在上列费用中的间接费用，如办公费、差旅费、邮电费等。常安以上费用之和的一定百分比计，通常取10%。
W9=（ W1+ W2+ W3+…+ W8）*10%
W9=（51.1+110.38+420.00+149.30+13.27+56.40+3.32+427）*10%
=123.08（万元/年）
（十）工程项目年总成本
综合以上各项费用，得该工程项目年总成本为：
W= W1+ W2+ W3+…+ W8
=1353.85（万元/年）
（十一）项目年经营成本
年经营成本等于年总成本减去折旧费、摊销费和利息支出，即
P=.30-13.27
=1191.28（万元/年）
三、污水处理厂综合成本
1、年平均处理水量Qnm=365Q（m3/年），则
Qnm=365*.00万吨
3、单位处理成本T=W/ Qnp，则
T=5.00=0.65元/ m3污水
设计中通过对蓟县污水特点的了解以及对多种污水处理工艺的比较，选择了SBR工艺。
设计中简要介绍了SBR工艺的工作原理及工艺特点，对工艺流程、工艺设计、设备设计和构筑物参数选择等方面进行了详细的论述和介绍，对高程布置的设计，投资概算和成本运行分析等方面进行了简要概括。
通过本设计所述，SBR法具有许多优点，它不仅适应了当代污水处理所要求的简易、高效、节能与多功能的发展趋势，而且，它更适合于我国目前对工艺废水处理所推行的“谁污染谁治理”的环保政策，是一种非常适合我国国情的污水处理工艺，可广泛用于中小城镇污水及有机工业废水处理中。近年来，在拓展SBR工艺应用范围方面已进行了大量的研究，出现了许多新工艺和新方法，相信在不久的将来，以SBR工艺为主体的污水生物处理方法会取得令人鼓舞的结果。
通过此次毕业设计，我不仅把知识融会贯通，而且丰富了大脑，同时在查找资料的过程中也了解了更多的知识，开拓了视野，认识了污水处理的发展方向，使自己在专业知识方面和动手能力方面有了质的飞跃。
导读：图3-1污水处理厂工艺流程图，目前自动化技术在污水处理厂早已应用广泛，实践证明：如果对污水处理过程的实时监测和控制，因此选择好既经济又实用的自控系统对整个污水厂安全、合理、科学的运行起着至关重要的，在厂内污水处理的重要环节设有全天候带云台摄像闭路监控系统，中控室设多画面处理器，第四章污水处理系统设计计算，格栅设计示意图见图4-1，图4-1格栅设计示意图，（一）设计说明，设计流量：，Kz——污水
图3-1 污水处理厂工艺流程图
八、检测及控制系统
目前自动化技术在污水处理厂早已应用广泛，显示出显著技术经济效益。实践证明：如果对污水处理过程的实时监测和控制，就能够保证出水水质，解放生产力，提高生产效率，降低能耗。因此选择好既经济又实用的自控系统对整个污水厂安全、合理、科学的运行起着至关重要的作用。
根据本工程的实际情况及工艺要求，采用国内外先进、成熟的由中央控制室微机和现场各级PLC控制单元组成的两个层次的DCS系统（本系统集计算机技术、控制技术、通讯技术于一体，通过通讯网络将中央级监控总站和若干个现场控制分站连接起来，构成集中管理、分散控制的微机监控管理系统，简称集散控制系统）。DCS系统克服了集中控制系统危险度集中、可靠性差、系统不易扩展、控制电缆用量大等缺陷，实现了信息、管理及调度真正的集中当中控室微机故障时，各现场分站也能独立稳定的工作，从根本上提高了系统的可靠性。采用以PLC为主构成的DCS系统有较高的性能价格比。
在厂内污水处理的重要环节设有全天候带云台摄像闭路监控系统。粗格栅、细格栅、SBR反应池、污泥脱水机房都设有一套摄像装置，现场图像传输到中央控制室，中控室设多画面处理器，值班人员可以监视到关键设备的运行情况。
全厂工艺设备的控制采用三种方式。
1.现场手动控制
根据地理位置和设备种类将现场设备相对集中在各现场控制室的各个控制箱内控制。控制箱上设手动/自动转换开关，当开关在手动位置时，通过现场控制箱上的启动/停止按钮操作。
2.PLC程序自动控制
现场控制箱上手动/自动转换开关，在自动位置时，通过现场可编程序控制器（PLC）程序自动控制操作。
3.远程计算机遥控
当开关在自动位置时，也可以通过中央控制计算机键盘或鼠标远程控制设备的操作。
污水处理系统设计计算
一、粗格栅
格栅设计示意图见图4-1。
图4-1 格栅设计示意图
（一）设计说明
格栅的截污主要对水泵起保护作用，采用粗格栅，提升泵选用螺旋泵。 设计流量：
平均日流量Q=50000m3/d=/h=0.58m3/s
Qmax=KzQ=1.50×0.58=0.87m3/s
Kz——污水总变化系数。
设计参数：
栅条间隙e=25.0mm
栅前水深h=1.2m
过栅流速v=0.6m/s
安装倾角a=75 o
（二）格栅计算
1.栅条间隙数n为
n=Qmax×(sina)1/2÷ehv
=0.87×(sin75。)1/2÷（0.025×1.2×06）≈48条
Qmax ——最大设计流量, m3/s，取Qmax=0.87m3/s
α ——格栅倾角，取α=75 o
e ——栅条间隙，取e=25mm
h ——栅前水深，取h=1.2m
v ——过栅流速，m/s，取v=0.6m/s
2.栅槽有效宽度B
设计栅条宽度S=0.01m。
B=S(n-1)+en
（4-3） =0.01×(48-1)+0.025×48=1.58m
格栅间占地面积10.0×4.1=41.0m2
3.进水渠道渐宽部分的长度L1
设进水渠宽B1=1.00m，其渐宽部分展开角度?1=20 o
L1=（B-B1）/2tan?1
（4-4） =(1.58-1.00)/2tan20 o
4.栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分的长度L2
（4-5） =0.80/2
5.栅槽高度计算
过栅水头损失h1
h1=?K×(s/e)4/3(v2/2g)×sina
（4-6） =2.42×3×(0.01/0.025)4/3×0.6×0.6×sin75./19.6
h1——设计水头损失，m
K——系数，格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般采用3 ?——阻力系数，与栅条断面形状有关，设栅条断面为锐边矩形断?=2.42
设栅前渠道超高h2=0.3m
则栅后槽总高度
H=h+h1+h2=1.2+0.04+0.3=1.54m
6、栅槽总长度L
L= L1 +L2 +1.0+0.5+H1/tan?1
式中，H1为栅前水深， H1=h+h2
L=0.80+0.40+0.5+1.0+(1.2+0.3)/tan75o
7. 栅渣量计算
对于栅条间隙e=25mm的格栅，设每单位体积污水拦截污物为W1=0.05m3/103m3。
每日渣量为：
W=Qmax W1×86400/(Kz×1000)
（4-9） =3.54m3/d
拦截污物量大于0.2 m3/d，须机械格栅。
污物的排除采用机械装置：∮300螺旋输送机，选用长度8.0m的一台。
二、细格栅
（一）设计参数：
栅条间隙e=5.0mm
栅前水深h=1.5m
过栅流速v=0.7m/s
安装倾角a=75 o
（二）格栅计算
1.栅条间隙数n为
n=Qmax×(sina)1/2÷ehv
=0.87×(sin75。)1/2÷（0.005×1.5×0.7）
Qmax ——最大设计流量, m3/s，取Qmax=0.87m3/s
α ——格栅倾角，取α=75 o
e ——栅条间隙，取e=5mm
h ——栅前水深，取h=1.5m
v ——过栅流速，m/s，取v=0.7m/s
2.栅槽有效宽度B
设计栅条宽度S=0.01m。
B=S(n-1)+en
（4-11） =0.01×(162-1)+0.055×162
3.进水渠道渐宽部分的长度L1导读：h1——设计水头损失，设每单位体积污水拦截污物为W1=0.10m3/103m3，三、污水提升泵站，（一）设计说明：，污水处理系统简单，对于新建污水处理厂，故污水只考虑一次提升，污水提升后入曝气沉砂池，设计流量Qmax=3132m3/h，（二）设计选型：，污水经消毒池处理后经北排明渠进入蓟运河，污水提升前水位为-2.50m，污水总提升泵流程为4.00m，其设计提升高度为H=4.50m，污水经螺旋
设进水渠宽B1=0.5m,其渐宽部分展开角度?1=20 o
L1=（B-B1）/2tan?1
（4-12） =(0.97-0.5)/2tan20 o
4.栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分的长度L2
=0.64/2=0.32(m)
5.栅槽高度计算
过栅水头损失h1
h1=?K×(s/e)4/3(v2/2g)×sina
（4-14） =2.42×3×(0.01/0.005)4/3×0.7×0.7×sin75./19.6
h1——设计水头损失，m
K——系数，格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般采用3 ?——阻力系数，与栅条断面形状有关，设栅条断面为锐边矩形断
设栅前渠道超高h2=0.3m
则栅后槽总高度
H=h+h1+h2=1.5+0.44+0.3=2.24m
6、栅槽总长度L
L= L1 +L2 +1.0+0.5+H1/tan?1
式中, H1为栅前水深, H1=h+h2
L=0.64+0.32+0.5+1.0+(1.5+0.3)/tan75o
7. 栅渣量计算
对于栅条间隙e=5mm的格栅，设每单位体积污水拦截污物为W1=0.10m3/103m3。
每日渣量为：
W=86400QmaxW1/(1000×Kz)
（4-17） W=86400×(780/2×3600)×0.10/()
=0.6(m3/d) &0.2m3/d
拦截污物量大于0.2 m3/d，须机械格栅。
三、污水提升泵站
（一）设计说明：
采用SBR工艺方案，污水处理系统简单，对于新建污水处理厂，工艺管线可以充分优化，故污水只考虑一次提升。污水提升后入曝气沉砂池。然后自流通过SBR池、接触消毒池。设计流量Qmax=3132m3/h。
（二）设计选型：
污水经消毒池处理后经北排明渠进入蓟运河，消毒水面相对高程为±0.00m。
污水提升前水位为-2.50m，污水总提升泵流程为4.00m，采用3台螺旋泵两备一用，其设计提升高度为H=4.50m。设计流量Qmax=3132m3/h，单台提升流量为1566m3/h。
（三）提升泵房：
螺旋泵泵体室外安装，电机、减速机、电控机、电磁流量计显示器室内安装，另外考虑一定检修时间。
四、曝气沉砂池
（一）设计说明：
污水经螺旋泵提升后进入曝气沉砂池，分为两格。
设计流量Qmax=3125m3/h=0.87m3/s，设计水力停留时间t=2.0min，水平流速v=0.08m/s，有效水深H1=2.0m。
（二）池体设计计算：
1.曝气沉砂池有效容积V
V=Qmax×60×t=0.87×60×2.0
每格池的有效容积为53 m3
水体沉淀面积
A=V∕H1= 53/2=26.5m2；
2.沉砂池水流部分的长度L
L =v×t×60=0.08×2.0×60
取L=10.0m。
则单格池宽为
B=A∕L=26.5/10=2.65 m
总池宽为2×2.65=5.3 m
3.曝气系统设计计算：
采用鼓风曝气系统，罗茨鼓风机供风，穿孔管曝气。
设计曝气量q=0.2m3/(m3.h)
Qa=qQmax=0.2×3132
=10.44 m3/min
穿孔管布置：于每格曝气沉砂池池长边两侧分别设置两根穿孔曝气管，每格两根，共4根。曝气管管径DN100mm，送风管管径DN150mm。
4.进水、出水及撇油
污水直接从螺旋泵出水渠进入，设置进水挡板，出水由池另一端淹没出水，出水端前部设出水挡墙，进出水挡墙高度均为1.5m。
在曝气沉砂池会有少量浮油产生，出水端设置撇油管DN200，人工撇除浮油，池外设置油水分离槽井。
5.排砂量计算：
对于城市污水曝气沉砂工艺，产生砂量约为x1=2.0~3.0m3/105m3，取x1=3.0m3/105m3。
每天沉砂量
Qs=Qmax×x1=7×10-5=2.25m3/d
含水率为P=65%
假设储砂时间为 t=4.0d
则存砂所需要容积为
V=Qs×t=2.25×4.0=10.0m3
折算为 P=85.0%的沉砂体积为
V=10×(100-65)/(100-85)=23.3m3
每格曝气沉砂池，砂斗高H2=2.65 m，斗底平面尺寸（10×2.5）m2。 砂斗总容积为V
V=10×2.5×2.65=66.25m3
远大于沉砂体积，因此设计合理。
沉砂池总高H=H1+H2+0.25=5.4m
每组曝气沉砂池尺寸为
L×B×H=10.0×5.3×5.4
五、SBR池设计计算
污水进水量50000m3/d，进水BOD5= 230 mg/L ，水温12～30℃，出水BOD5
S= 20 mg/L，X=3000 mg/L
（一）参数拟定：
BOD—污泥负荷：NS=0.15kgBOD5/(kgMLSS.d)；
反应池数：
反应池水深： H=5.5m；
主预反应区容积比：9：1
活性污泥界面以上最小水深：ε=0.5m。
（二）时间
1.曝气时间：
Ta=24×S∕NSXm
=24×230∕0.15×3×h
S——进水BOD5= 230 mg/L
NS——BOD—污泥负荷：NS=0.15kgBOD5/(kgMLSS.d)
X——污泥浓度
m——排出比： 1/m=1/3
设计时取4.5h
2.沉淀时间：
根据活性污泥界面的沉降速度、排出比确定。活性污泥界面的沉降速度和MLSS浓度有关。由经验公式得出：
当MLSS≤3000mg／l时
Vmax＝7.4×104×t×CA-1.7
当MLSS＞3000mg／l时
Vmax＝4.6×104×CA-1.26
式中 Vmax－活性污泥界面的沉降速度（m／h）
CA－开始沉降时的MLSS浓度（mg／l）
由于 MLSS≤3000 mg/L，Vmax=7.4×104×t×CA-1.7 ，t=20 ℃
（4-28） 所以Vmax=1.81m∕h
沉淀时间Ts:
Ts=(H∕m+ε)∕Vmax
=(6∕3+0.5)∕1.81
H——反应池水深： H=5.5m
ε——活性污泥界面以上最小水深：ε=0.5m
设计时取1.5h
排出时间 TD=2.5h
排入时间 T1=2.5h
一个周期所需时间
T=TA+TS+TD+T1=4.5+1.5+2.5+2.5=8h
每天周期次数 n=24∕T=3
（三）反应池容积计算：
1.污泥沉降体积导读：设计反应池为长方形方便运行，污水进水量Q=50000m3/d，C0——设计进水SS，Ce——设计出水SS，此设计中a’=0.55，设计算水温30℃，根据需氧量、污水温度以及大气压的换算，α—污水中杂质影响修正系数取0.85，β—污水中含盐量影响修正系数，（一）设计说明，设计最大流量Q=75000m3/d=3125m3/h，设计投氯量为C=3.0~5.0mg/L，（二）设计计算，设计为3格，接触
[50000×（230-20）×10-6×150]∕(0.75×0.15)=14000m3
2.每池的有效容积
（50000×8）（∕4×24）+16.7+m2
3.选定每池尺寸
设计反应池为长方形方便运行，一端进水一端出水，SBR池单池的平面面积为60×30 m，水深5.5 m，池深6.0 m。
单池的容积为
V=60×30×5.5=6.7 m3
总的容积为4× m3
4.池内最低水位
5.5-4166.7（∕30×60）=3.18m&3500∕(30×60)=1.9m
（四）滗水器
上清液排出装置：滗水器
污水进水量Q=50000m3/d，池数N=4，周期数n=3， 选8台BSL600型连杆式旋摆滗水器。出水管直径500mm，滗水高度2~5m。设排水管的水平流速为2m/s则排水量为4608m3/h，排水时间为0.9h。
=5.5*500=1.74
（五）泥量及排泥系统
剩余污泥产量：剩余污泥由生物污泥和非生物污泥组成。
剩余生物污泥△Xv计算公式：
△Xv=YQ×(S0-Se) ∕1000—eKd V f×X ∕1000
f——池中出水SS中VSS所占比例，f=0.75、
Kd——活性污泥自身氧化系数，Kd与水温有关，水温为20℃时，
Kd（20）=0.06
S0——进水BOD
Se——出水BOD
V——曝气池体积
X——污泥浓度，3000mg／l
Y——污泥产率系数，取0.6
e——反应时间比，ta／T=4.5／8=0.56
△Xv=0.6*5）∕*0.06**39600 ∕1000
=3306.24 kg/d
剩余非生物污泥△Xs计算公式：
△Xs=Q(1-fbf)*(C0-Ce) ∕1000
C0——设计进水SS，m3/d，取 280
Ce——设计出水SS，m3/d，取 20
fb——进水VSS中可生化部分比例，设0.7
△Xs=50000*（1-0.7*0.75）*（280-20）∕1000
=6175 kg/d
剩余污泥总量：
△X=△Xv+△Xs=5=9481.24 kg/d
（六）需氧量计算：
R=a’·Q·Sr+b’·V ·X=a’ ×Q×Sr+b’(Q×Sr∕Ns)
a’—微生物代谢有机物需氧率
b’—微生物自养需氧率
此设计中a’=0.55，b’=0.15
R=0.55×5+0.15×5/0.15
=16275kg/d=678 kg/d
（七）鼓风曝气量及设备选型：
设计算水温30℃，混合液DO浓度为2mg/L。池水深6m，曝气头距池底0.8m，则淹没水深为4.7m。根据需氧量、污水温度以及大气压的换算，供氧能力为EA=10%。
1.计算曝气池内平均溶解氧饱和度，即
5Csb=Cs (2.026*10+42)
空气扩散器出口处的绝对压力
Pb =1.013×105+9.8×103×4.8=1.48×105Pa
空气离开反应池时，氧的百分比
21*(1?EA)21*(1?0.1)
Ot =79?21*(1?EA)×100%=79?21*(1?0.1)×100%=19.3%
（4-41） 确定20℃和30℃（计算水温）的氧的饱和度：
Cs(20)=9.17mg/L； Cs(30)=7.63mg/L
5Csb(30)= CS(2.026*10+42)
1.48*10519.3
5=7.63×(2.026*10+42)=9.09mg/L
5Csb(20)= CS(2.026*10+42)
1.48*10519.3
5=9.17×(2.026*10+42)=10.95mg/L
2.计算鼓风曝气池20℃时脱氧清水的需氧量：
R0=?(?*?Csb(T)?C)*1.024(T?20)
（4-42） 463.6?9.17
30?200.85*(0.95*1*9.09?2)*1.024==1747kgO2/h
α—污水中杂质影响修正系数 取0.85
β—污水中含盐量影响修正系数，取0.95
C—混合液溶解氧浓度，取2 mg/L
ρ—气压修正系数，ρ=P∕P标=1
3.求供气量： R0
Gs=0.3EA=970m3/mim
4.选PBP型橡胶盘形微孔曝气头
服务面积：3m2/个
空气流量：1.5~3.0m3/（h·个）
曝气器阻力：180~280mmH2O
动力效率：4.46~5.19kgO2/KW·h
氧利用率：18.4%~27.7%
用六台鼓风机，4用2备。鼓风机房出来的干管在相临的SBR池边上设置两根分管，两根分管分别设置10根支管，每根支管设置50个曝气器，每池共计500个曝气器，全池2000个曝气器。选RME-200型罗茨鼓风机，每台电动机功率为75kW。
六、接触消毒池与加氯间
（一）设计说明
设计最大流量Q=75000m3/d=3125 m3/h；水力停留时间T=0.5h；设计投氯量为C=3.0~5.0mg/L。
（二）设计计算
1.设置消毒池一座
消毒池池长L=50m，设计为3格，每格池宽b=3.0m，长宽比L/b=6
接触消毒池总宽
B=nb=3×3.0=15.0m
接触消毒池有效水深设计为H1=4m
实际消毒池容积V1为
V1=BLH1=50×9.0×4=1800m3
（4-45） 满足要求有效停留时间的要求。
2.加氯量计算
设计最大投氯量为5.0mg/L；
每日投氯量为
W=ρmaxQ=250kg/d=10.4kg/h。
选用贮氯量500kg的液氯钢瓶，每日加氯量为0.5瓶，共贮用10瓶。每日加氯机两台，一用一备；配置注水泵两台，一用一备，要求注水量Q=3~6m3/h，扬程不小于20m H2O。
3.混合装置
在接触消毒池第一格和第二格起端设置混合搅拌机两台。混合搅拌机功率No为
No= μQTG2/100
式中QT—— 混合池容，m3；
水力黏度，20℃时μ=1.06×10-4kg.s/m2；
搅拌速度梯度，对于机械混合G=500s-1。
No=1.06×10-4×0.58×30×500×500/(3×5×100)
实际选用JBK—2200框式调速搅拌机，搅拌器直径∮2200mm，高度H=2000mm，电动机功率4.0kW。
七、剩余污泥泵房
（一）设计说明
所有构筑物排出污泥由地下管道自流入集泥井,剩余污泥泵将其提升至污泥处理系统。设置剩余污泥泵房两座。
污水处理系统每日排出污泥干重为9481.24 kg/d，按含水率99.6%计，污泥流量为
Qw=.4%×.3m3/d=98.76m3/h
（二）设计选型
1.污泥泵扬程
幅流式浓缩池最高泥位为3.5m,剩余污泥集泥池最低泥位为-2.0m，则污泥泵静扬程为Ho=5.5mH2O 。污泥输送管道压力损失为4.0mH2O，自由水头1.5mH2O，则污泥泵所需扬程 H为：导读：4．在做高程布置时还应注意污水流程与污泥流程的配合，应注意它们的污水能自动排入干管或其它构筑物的可能，设计流量（m3/s），污水厂的日处理水量为50000m3/d，处理厂人员定为70人，根据设计说明书中的《主要构筑物投资（第一部分费用）及面积指标》计算得主要构筑物投，第二部分费用包括建设单位管理费、征地拆迁费、工程监理费、供电费、设计费、招投标管，二、污水厂处理成本估算，污水处理厂成本通常包括
流排出，出水泵需要的扬程则较小，运行费用也较低。但同时应考虑到构筑物的挖土深度不宜过大，以免土建投资过大和增加施工上的困难。此外，还应考虑到因维修等原因需将池水放空而在高程上提出的要求。
4．在做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。在决定污泥干化厂，污泥浓缩池，消化池等构筑物的高程时，应注意它们的污水能自动排入干管或其它构筑物的可能。
表6-2提升泵房前的水头损失计算表
设计 流量 （m3/s）
粗格栅 粗格栅至提升泵房 提升泵房 提升泵房至细格栅 Σ
沿程损失h1=iL （m）
（mm） （‰） L（m）
表6-3 提升泵房后的水头损失计算表
设计 流量 （m3/s）
SBR反应池至接触消毒
池 SBR反应池 曝气沉砂池至SBR池 曝气沉砂池 细格栅至曝气沉砂池 细格栅 Σ
管径 I 管 长 L （m）
沿程损失h1=iL （m）
（mm） （‰）
0.44 2.575
第七章 经济技术分析
一、项目总投资估算
（一）单项构筑物工程造价计算
污水厂的日处理水量为50000m3/d，处理厂人员定为70人。根据设计说明书中的《主要构筑物投资（第一部分费用）及面积指标》计算得主要构筑物投资，即第一部分费用如下表：
单项构筑物工程造价表
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 ∑
（二）第二部分费用
名称 粗格栅 集水池 提升泵房 细格栅 曝气沉砂池 配水井 鼓风曝气机房 SBR反应池 消毒接触池 集泥井 污泥浓缩池 污泥脱水机房 综合楼 宿舍楼 食堂 停车场
投资计算（万元）
70.00 30.00 125.00 60.00 75.00 30.00 90.00 700.00 200.00 25.00 200.00 150.00 200.00 100.00 50.00 30.00 2135.00
第二部分费用包括建设单位管理费、征地拆迁费、工程监理费、供电费、设计费、招投标管理费等。根据有关资料统计，按第一部分费用的50%计。
%=1067.5（万元）
（三）第三部分费用
第三部分费用包括工程预备费、价格因素预备费、建设期贷款利息、铺底流动资金。工程预备费按第一部分费用的10%计，则
%=213.5（万元）
价格因素预备费按第一部分费用的5%计，则
%=106.75（万元）
贷款期利息、铺底流动资金按第一部分费用的20%计，则
%=427（万元）
综上，第三部分费用合计为：
213.5+106.75+427=747.25（万元）
（四）工程项目总投资
工程项目总投资合计为：第一部分费用+第二部分费用+第三部分费用
即：7.5+747.25=3949.75（万元）
二、污水厂处理成本估算
污水处理厂成本通常包括工资福利、电费、药剂费、折旧费、检修维修费、行政管理费以及污泥综合利用收入等项费用。 （一）药剂费
W1=365*10?6*Q∑（ai*bi）
Q—平均日污水量（m3/d）；
ai—第i种化学药剂的平均加注量（mg/l）；
bi—第i种化学药剂的单价（元/t）
则 W1=365*10?6*50000*（5**40000）=51.1（万元/年） 聚丙烯酰胺投加量为0.45mg/L，单价按40000元/t计；消毒剂投加量为5mg/L。单价按2000元/t计。 （二）动力费（电费）
W2=8760*N*E/k
N—水泵、鼓风机等设备的电动功率之和（不包括备用设备的功率），kW
E—电费单价，元/kW?h
k—污水量总变化系数。
W2=.45/1.5
=110.38(万元/年) （三）工资福利费
A—职工每人每年工资及福利费，元/年
M—职工定员，人
W3=.00（万元/年） （四）折旧费
W4=0.84S*p1
S—工程总投资额；
p1—折旧提成率，按现行规定，排水项目取4.5% 则
W4=0.84*.5%
=.5%=149.30（万元/年） （五）摊销费
W5=0.84S*p2
p2—摊销费提成率，一般可按0.2%—0.4%计，取0.4% 则
W5=0.84*.4%
=13.27（万元/年） （六）大修理基金提成率
W6=0.84S*p3
p3—大修理基金提成率，按现行规定，排水项目取1.7%
W6=0.84*.7%
=56.40（万元/年） （七）检修维护费
W7=0.84S*1%
=3.32（万元/年）导读：八、污泥浓缩池（一）设计说明，设计浓缩后含水率P2=96%(即污泥固体浓度为Cu=40kg/m3)Q=9481，设计污泥固体通量q=30kg/(m2.d)，对城市污水厂混合泥或SBR污泥，处理能力为600kg/h，同时接受污水处理厂内的废水，单台设计流量600L/s，二、污水提升泵房（一）主要构筑物，设计参数为：单格流量290L/s，设计有效水深2m，H=H0+4.0+1.5=11.0mH2O
H=H0+4.0+1.5=11.0mH2O
（4-48） 2.污泥泵选型
污泥泵选用两台,两用两备。
选用1PN污泥泵，Q=16m3/h，H=12mH2O，N=2.6kW。 3.剩余污泥泵房
占地面积L×B=（6.0×5.0）m2。 集泥井占地面积5.0m×5.0m。。 八、污泥浓缩池 （一）设计说明
剩余污泥泵房将污泥送至浓缩池，污泥含水率P1=99.6% (即固体浓度C0=6kg / m3)。设计浓缩后含水率P2=96%(即污泥固体浓度为Cu=40 kg / m3) Q=/d；设计污泥固体通量q=30kg /(m2.d)，c=10g/L，水力停留时间T≥12.0h
（二）浓缩池池体计算
1. 浓缩池所需表面面积A：
浓缩池设两座，每座面积
Ai=A/n=968.1 m2
2.浓缩直径
D=（4Ai/π）=35.12m。
为保证有效表面积和容积，并与刮泥机配套，选D=36m。 3.浓缩池深度
浓缩池工作有效水深
（4-52） =/24*968.1=6.12m
T——为浓缩时间，取15h
超高取h1=0.3m,缓冲层高度h3=0.3m，池底坡度i=0.05，污泥斗下底直径D1=4.8m，上底直径D2=7.6m。
池底坡度造成的深度h4=(D/2-D2/2)*i
=(36/2-7.6/2)*0.05=0.71m
污泥斗高度h5=(D2/2-D1/2)*tan550
=(7.6/2-4.8/2)* tan550=2.0m
浓缩池有效深度 H=h1+h2+h3+h4+h5
=0.3+6.12+0.3+0.71+2.0=9.43
九、污泥脱水间
选用DY—3000带式脱水机，带宽3m，对城市污水厂混合泥或SBR污泥，投加聚丙烯酰胺2.0‰时，处理能力为600kg/h，选用3台，每日工作时间约为一班。每台脱水机冲洗用水量35 m3/h；单台系统总功率N=36.90kW；脱水间平面尺寸L×B=（30.0×18.0）m2。
主要构筑物
一、粗格栅间 （一）、主要构筑物
粗格栅站的主要构筑物为进水渠和粗格栅井。
进水渠除接受厂外来水外，同时接受污水处理厂内的废水。进水渠上安装电磁流量计以监测流量。设两座粗格栅井，结构型式为钢筋混凝土结构。 （二）、主要设备
粗格栅间安装两台LHG型格栅除污机（1用1备），单机功率1.1kW，单台设计流量600 L/s，栅渠宽度1600mm，栅条间隙25mm，过栅流速0.6m/s，栅前水深1.2m，安装角度75o，最大水位差100mm。可设定为自动和手动控制。 二、污水提升泵房 （一）主要构筑物
主要构筑物由全地下式的钢筋混凝土结构矩形集水池、半地下式泵房及地面配电间组成。
集水池长12m，宽6m。
半地下式泵房高3.5m，地面建筑高2.5m。 （二）主要设备
采用LXB—1400型螺旋泵3台，2用一备。该提升泵流量为/h。带自耦装置。
泵房内设电动单梁起重机1台，起重量3t。各水泵的出水管汇集于出水井，出水集中后通过连接渠进入细格栅渠。 三、细格栅间 （一）主要构筑物
设细格栅间1座，为地上式构筑物。 （二）主要设备
内部设2条栅槽，共安装2台机械细格栅，细格栅前后均设置渠道闸门，以备检修之用。
细格栅后安装无轴螺旋输送机1台与螺旋压榨机1台。 四、曝气沉砂池 （一）主要构筑物
设1座钢筋混凝土矩形水池，分为2格。设计参数为：单格流量290L/s，池子总宽度5.3m，池长10m，设计有效水深2m，有效容积106m3。 （二）主要设备
1.双跨桥式自动刮砂机一套，桥长5.5m。
2.吸砂泵2台，流量25~30m3/h,扬程H=5m，根据时间控制自动运行，同时设手动控制。
3.砂水分离器1套，Q=60m3/h，由吸砂泵运行信号控制。
4.穿孔曝气系统及曝气管路2组，微孔曝头 2000个，由手动阀门调节气量。 五、SBR反应池 （一）构筑物
数量：1座；平面尺寸：60m×30m×6.0m （二）主要设备
1. 用六台鼓风机，4用2备，选RME-200型罗茨鼓风机，每台电动机功率为75kW。
2. 选8台BSL600型连杆式旋摆滗水器。
3. SBR剩余污泥泵选3台DS3127型潜水涡流耐磨泵，两用一备，功率7.5kW。 六、消毒接触池 （一）构筑物
池体数量：1座，3格；平面尺寸：30.0m×15.0m×4.0m 加氯间：1座。 （二）主要设备
贮氯量500kg的液氯钢瓶
加氯机两台，一用一备；配置注水泵两台，一用一备。 七、污泥浓缩池 （一）构筑物
浓缩池：1座；平面尺寸：单池直径：D=36m，H=9.43m （二）、.主要设备
1. 刮泥机配套，选D=9.0m
2. 搅拌机QBG075两台，单机直径1500mm,电动机功率7.5kw。 3. 选用JBK—2200框式调速搅拌机，搅拌器直径∮2200mm，高度H=2000mm，电动机功率4.0kW。 八、污泥脱水机房 （一）构筑物
数量：1座；平面尺寸：30m×18m×5m （二）主要设备
1.浓缩脱水机
设备类型：DY—3000带式脱水机导读：设备数量：2台设计参数：8~15m3/h，设计参数：单机Q=38m3/h，设计参数：输送能力5~8m3/h5.单梁起重机，设备类型：电动单梁悬挂式起重机设备数量：1套设计参数：T=2t，1.污水总平面布置中，2.污水厂总平面布置要符合工艺流程，7.污水处理厂周围设置围墙，确定厂区分为污水处理、污泥处理和工作生活区三大区域，（一）污水处理区，污水处理区位于厂区北部，该区的各类水处理建筑物依照工艺
设备数量：2台 设计参数：8~15 m3/h。 2.污泥投配泵
设备类型：偏心螺杆泵 设备数量：2台
设计参数：单机Q=38 m3/h，扬程H=4m，功率N=11kW 3.加药系统
设备类型：固体聚丙烯酰胺高分子絮凝剂制备及计量投加系统 设备数量：1套（含溶剂罐、储药罐各1个，计量泵3个） 功率：N=11kW 4.污泥输送机
设备类型：无轴螺旋输送机 设备数量：1台
设计参数：输送能力5~8 m3/h 5.单梁起重机
设备类型：电动单梁悬挂式起重机 设备数量：1套 设计参数：T=2t
平面及高程布置
一、总平面布置的原则
1.污水总平面布置中，厂区面积按远期规模确定，近、远期合理结合，并作出分期实施安排。
2.污水厂总平面布置要符合工艺流程，满足使用功能的要求和操作要求。 3.有利于生产，各生产建、构筑物联系直接、短捷，尽量避免交叉，尽可能的使布置集中化、紧凑化，工艺流程顺畅、合理，并能满足各建、构筑物的施工的要求，设备安装和埋设各类管道以及养护管理的要求。
4.总平面布置，应充分利用地形、地势、工程地质、水位地质及气象条件，降低工程费用，创造良好的工作条件。
5.绿化面积不小于全厂总面积的30％。 6.应设置通往各建、构筑物的必要通道。
7.污水处理厂周围设置围墙，围墙高度不小于2.0m。 二、总平面布置
厂区布置本着力求经济合理、节约用地、安全环保、施工方便、管理便利、考虑建筑物朝向等因素，进行了方案比较，确定厂区分为污水处理、污泥处理和工作生活区三大区域。 （一）污水处理区
污水处理区位于厂区北部，占据厂区一半左右面积。该区的各类水处理建筑物依照工艺流程及占地面积进行合理布置，形成污水处理厂的主要功能区。 （二）污泥处理区
污泥处理区位于厂区西南部，主要包括集泥井、污泥浓缩池、污泥脱水机房、等建构筑物，经脱水后的泥渣通过南侧的道路及南侧次出口运至厂外，不会对厂前区的环境造成影响。 （三）工作生活区
工作生活区区位于厂区东南部，长年主导风向的上风向，主要包括综合办公楼（含办公、值班宿舍、调度控制、水质化验等功能）、食堂、宿舍楼、停车场等建筑物，通过综合楼前小型广场、人工水面及大面积绿地与树丛，营造出处理
厂美丽、幽静、时尚、怡人的环境氛围。 （四）其它
1.厂区道路
厂区设南北向干道两条，东西向干道一条，通达至各构建筑物。主干道宽度为6.5m，路面结构采用沥青混凝土路面；
2.厂区绿化
由于污水处理厂自身生产及工艺的特点，厂区污水污泥肮脏，气味难闻，生产与卫生环境较差。因此厂区的美化和绿化设计是改变污水处理厂形象的重要方面，大面积绿化增加人文气氛，是改善环境的最佳方法。
厂区围墙为半透空围墙，沿墙设绿化带。除厂前区进行绿化外，整个厂区干道两侧种植数木，形成一条优美的林荫道。整个厂区空地以草坪绿化，同时以花卉、灌木加以点缀，营造出花园式工厂区环境氛围。 三、主要构筑物尺寸一览表
主要构筑物尺寸一览表 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
名称 细格栅 提升泵房 集水井 细格栅 曝气沉砂池 SBR反应池 配水井 鼓风机房 消毒接触池 剩余污泥泵房 集泥井 污泥浓缩池 污泥浓缩机房 综合楼 宿舍楼 食堂 传达室
尺寸规定（m×m）
7.5×5.0 5.0 ×2.0 12.0 ×6.0 6.25 ×4.0 10.0 ×5.3
60.0 × 30.0
24.0 × 2.5
54.0 ×9.0
5.0 × 5.0 Φ 36.0
30.0 ×18.0
30.0 ×15.0
30.0 ×15.0
15.0 × 7.5
厂区总体平面布置详见污水处理厂总平面布置图。
第二节 高程布置
一、高程布置的原则
1．认真计算管道的沿程损失，局部损失，各处理构筑物，计量设备及联络管渠的水头损失；考虑最大时流量，雨天流量和事故时流量的增加，并留有一定的余地；还应考虑当某座构筑物停止运行时，与其并联运行的其余构筑物及有关的连接管渠能接受全部流量。
2．考虑远期发展，水量增加的预留水头。
3．避免处理构筑物之间浪费水头的现象出现，充分利用地形高差，实现自流。在认真计算并留有余量的前提下，力求缩小全程水头损失及提升泵站的扬程，以降低运行费用。需要排放的处理水，在常年大多数时间里能够自流排放水体。注意排放水位不一定选取水体多年最高水位，因为其出现时间较短，易造成常年水头浪费，而应选取经常出现的高水位作为排放水位，当水体水位高于设计排放水位时，可进行短时间的提升排放。
4．应尽可能使污水处理工程的出水管渠高程不受水体洪水顶托，并能自流。 二、构筑物的水头损失 （一）计算
污水流经连接前后两处理构筑物的管渠（包括配水设施）时产生的水头损失，包括沿程和局部水头损失
沿程水头损失的计算公式如下：
（6-1）式中：i坡度，可查给水排水手册得；L为管长，单位为m。
局部水头损失的计算公式如下：
式中：ξ为局部阻力系数，查设计手册； v为管内流速，m/s，0.6-1.2； （二）注意事项
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，处理系统都能够正常运行。
2．计算水头损失时，一般应以近期最大流量（或泵的最大出水量）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，并酌加扩建时的备用水头。
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，逆污水处理流程向上倒推计算，以使处理后污水在洪水季节也能自
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