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氧化沟设计说明书与计算书


华北某院毕业设计

华北 某 院

毕 业 设 计 任 务 书
设计题目: 设计题目:某县污水处理工程初步设计



业:

给水排水工程

班级学号: 姓 名:

指导教师: 设计期限: 2010 年 3 月 3 日 2010

年 6 月 6 日 开始 结束

学院 2010 年 3 月 3 日

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一、毕业设计的目的
毕业设计是在经过给水排水课程理论学习后, 学生在初步掌握污水处理相关 技术、关于污水处理的工艺流程的选择选择原则、相关设备的计算选择、管网的 水力计算和构筑物设计计算的基础上,进行污水处理厂的初步设计。使学生的基 本理论、基本知识、基本技能得到一次综合性训练。 通过毕业设计: 1 进一步学习掌握污水处理的相关技术和污水处理常用的工艺及其特点; 2 了解污水处理工程设计的方法和步骤; 3 学习利用各种资料确定设计方案的方法; 4 进一步学习、熟悉污水处理各种构筑物设计计算方法; 5 熟悉污水处理厂总平面图和剖面图方法和原则; 6 加强工程制图能力。

二、主要设计内容
1 确定污水处理程度,选择污水处理流程; 2 进行污水和污泥处理构筑物工艺设计计算,确定主要尺寸; 3 绘制污水处理主要构筑物图纸; 4 绘制污水处理厂总平面图和剖面图; 5 整理计算书,编制说明书。

三、重点研究问题
该设计重点研究适合污水水质的污水处理技术及工艺流程; 工艺流程中各构 筑物的设计参数的确定;各处理构筑物的设计计算。

四、主要技术指标或主要设计参数
1 设计平均日污水量及污水水质指标、排放标准及设计要求见表 1:
表 1 平均日污水量及污水水质指标、排放标准及设计要求 水质指标 BOD5(mg/L) 水量(m3/d) 原水 排放标准 设计要求 240 20 20 -160000 COD(mg/ L) SS(mg/ L) 450 100 90 225 70 60 pH 7.0 6.0-9.0 6.0-9.0

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2 气象资料: 温度: 多年平均气温 14.5℃。 月均最冷气温-12℃, 最热气温 26.8℃,最高气温 40.1℃, 极端最低气温-18.9℃,最大温差 26.6℃。 降雨量:年降雨量 637.5mm,小时最大降雨量 41.7mm,地区最大时降雨量 Q=1807.0m3/h。 风速:夏季平均风速 2.6m/s,冬季 3.4m/s,夏季为南风向,冬季为北风。 3 地质条件 该地区地下含水层的透水性好,多为粗沙、粉细沙和加油粗沙的松散土层。 地下水位埋深已超过 50m.基本处于疏干状态。 4 地形地势 处理站地势较低,自西北向东南方向有缓坡,坡度为 0.5%。300m 内没有生 活区和办公楼。处理站面积为 200m×200m。南北向方向,南边有一河流,河流 丰水期水位可满足污水处理厂出水出水要求。

五、设计成果要求
1 开题报告 1 份

2 中英文摘要 1 份 3 设计说明书 1 份 4 设计计算书 1 份 5 设计图纸(A2) 8 张

六、其它
时间安排 1 毕业设计准备、收集资料、翻译外文、拟框架、写出开题报告 2 周; 2 毕业设计实习 3 周 3 工艺设计计算 4 周 4 主要构筑物设计绘图 4 周 5 写作设计说明 2 周 6 毕业答辩 1 周

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华北某院本科生毕业设计(论文) 华北某院本科生毕业设计(论文)开题报告
2010 年 3 月 5 日 学 生 学号 姓 名 题 目 名 称 课 题 来 源 主 要 一、 常规设计选题 内 容 县城污水处理厂设计 专业 给水排水工程

1.

生产

1 设计平均日污水量及污水水质指标、排放标准及设计要求见表1:
表 1 平均日污水量及污水水质指标、排放标准及设计要求 水质指标 BOD5(mg/L) 水量(m3/d) COD(mg/ L) SS(mg/ L) 原水 排放标准 设计要求 240 20 20 60000 450 100 90 225 70 60 pH 7.0 6.0-9.0 6.0-9.0

2 气象资料 多年平均气温 14.5℃;年降雨量 637.5mm,小时最大降雨量 41.7mm,地区最大时降 雨量 Q=1807.0m3/h;夏季为南风向,冬季为北风。 3 地质条件及地形地势 该地区地下含水层的透水性好,地下水位埋深已超过 50m.基本处于疏干状态;自 西北向东南方向有缓坡,坡度为 0.5%。处理站面积为 200m×200m,南北向方向,南边 有一河流,河流丰水期水位可满足污水处理厂出水要求。

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二、 选题的目的及意义

毕业设计是在经过给水排水课程理论学习后,我们在初步掌握污水处理相关技术、 关于污水处理的工艺流程的选择原则、相关设备的计算选择、管网的水力计算和构筑物 设计计算的基础上,进行污水处理厂的初步设计。使我们的基本理论、基本知识、基本 技能得到一次综合性训练。从而为我们以后进一步的学习和工作奠定坚实的基础。 通过毕业设计: 1 进一步学习掌握污水处理的相关技术和污水处理常用的工艺及其特点; 2 了解污水处理工程设计的方法和步骤; 3 学习利用各种资料确定设计方案的方法; 4 进一步学习、熟悉污水处理各种构筑物设计计算方法; 5 熟悉污水处理厂总平面图和剖面图方法和原则; 6 加强工程制图能力。

三、目前国内外的研究现状

目前,国内外污水处理厂采用的工艺有普通活性污泥法、氧化沟法、SBR 间歇式活 性污泥法、曝气生物滤池、生物接触氧化法、A2/O 法等工艺 1 普通活性污泥法 本工艺出现最早,至今仍有较强的生命力。有机污染物在曝气池内的降解,经历了 第一阶段的吸附和第二阶段代谢的完整过程, 活性污泥也经历了一个从池首端的对数增 长,经减速增长到池末端的内源呼吸期的完全生长周期。有机污染物浓度沿池长逐渐降 低,需氧速度也沿池长逐渐降低。普通活性污泥法处理效果极好,经验多,BOD 去除 率可达 90%以上,适于处理净化程度和稳定程度要求较高的污水。普通活性污泥法的不 足之处是只能作为常规二级处理,不具备脱氮除磷功能;曝气池容积大,占用的土地较 多,基建费用高;耗氧速度沿池长是变化的,而供氧速度难于与其相吻合适应;对进水 水质、水量变化的适应性较低,运行效果易受水质、水量变化的影响。 2 氧化沟法 本工艺 50 年代初期发展形成,是活性污泥法的一种变形。氧化沟有多种构造型式, 典型的有:A:卡罗塞式;B:奥巴尔型。氧化沟一般不设初沉池,负荷低,耐冲击,
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污泥少。氧化沟曝气效果较好,处理效果也很好,不但可以达到 95%以上的 BOD 去除 率,还可同时达到部分脱氮除磷的目的。建设费用及电耗视采用的沟型而变,若能将氧 化沟进水设计成多种方式,能有效地抵抗暴雨流量的冲击,对一些合流制排水系统的城 市污水处理尤为适用。工艺流程为:

原污水

转刷 二沉 池 处理水

回流污泥

污泥泵房

干化设备

图1

氧化沟工艺流程

然而,由于该法采用低负荷延时曝气运行方式,池容大、曝气时间长,建设费用和 运行费用都较高, 而且占地大; 一般适用于处理水质要求高的小型城镇污水和工业污水, 水量一般在 1000m3/d 以下。 3 SBR 间歇式活性污泥法 SBR 法的最主要特征是采用集有机污染物降解与混合液沉淀于一体的反应器—间 歇曝气曝气池。不设二沉池,曝气池容积也小于连续式,建设与运行费用都较低。在大 多数情况下,无设置调节池的必要;SVI 值较低,污泥易于沉淀,一般情况下,不产生 污泥膨胀现象;通过对运行方式的调节,在单一的曝气池内能够进行脱氮和除磷反应; 应用电动阀、液位计、自动计时器及可编程序控制器等自控仪表,可使本工艺过程实现 全部自动化,而由中心控制室控制。该法在流态上虽然数完全混合式,但在有机物降解 方面,则是时间上的推流。早在 20 世纪初已开发,由于人工管理繁琐未予推广。每个 池子都需要设曝气和输配水系统,采用滗水器及控制系统,间歇排水水头损失大,池容 的利用率不理想。? 4 曝气生物滤池法 曝气生物滤池法,是生物膜处理法的一种。它采用集生物降解、固液分离于一体的 生物滤池进行污水处理。气液在滤料间隙充分接触,氧的转移率高,动力消耗低;本设
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备本身具有截留原污水中悬浮物与脱落的生物污泥的功能, 勿需设沉淀池, 占地面积少; 以 3~5mm 的小颗粒作为滤料,比表面积大,微生物附着力强;池内能够保持大量的生 物量,再由于截留作用,污水处理效果良好;勿需污泥回流,也无污泥膨胀之虑,如反 冲洗全部自动化,则维护管理也非常方便。 曝气生物滤池法 70 年代末起源于欧洲大陆,已发展为法、英等国设备制造公司的 技术和设备产品。 一般认为,生物膜法处理城市污水,在国内尚需积累经验,处理规 模不宜过大。 5 生物接触氧化法 本工艺是一种于 70 年代初开创的污水处理技术。近 10~20 年来,该技术在一些国 家,特别是日本、美国等一些国家得到了迅速的发展应用,广泛的用于处理生活污水和 工业废水,而且还用于处理地表水源水的微污染。 生物接触氧化法是一种介于活性污泥法与生物滤池之间的生物处理技术, 兼有两者 的优点。在生物膜上能够形成稳定的生态系统与食物链;净化效果好;高生物活性,高 处理效率,池容小,占地面积小;对冲击负荷有较强的适应能力,在间歇运行的条件下, 仍能够保持良好的处理效果;易于维护管理,勿需污泥回流,不产生污泥膨胀现象,也 不产生滤池蝇;污泥生成量少,颗粒较大,易于沉淀;具有多种净化功能,如运行得当 还能够用以脱氮。然而,该技术如设计或运行不当,填料可能堵塞,此外,布水、曝气 不易均匀,可能在局部部位出现死角。 6 A2/O 法 本法是在 70 年代,由美国的一些专家在厌氧-好氧法脱氮工艺的基础上开发的,其 宗旨是是开发一项能够同步脱氮除磷的污水处理工艺。 本工艺在系统上可以称为最简单 的同步脱氮除磷工艺,总的水利停留时间少于其他同类工艺;在厌氧(缺氧) 、好氧交 替运行的条件下,丝状菌不能大量增殖,无污泥膨胀之虞,SVI 值一般均小于 100;污 泥中含磷浓度高,具有很高的肥效;运行中勿需投药,两个 A 段只用轻缓搅拌,以不 增加溶解氧为度,运行费用低。 虽然本次设计没有明确要求脱氮初磷,然而随着化肥、洗涤剂和农药的普遍应用, 污水中的氮、磷含量有了增加,其对环境的影响逐渐引起人们的重视。最突出的是水体 特别是封闭水体的富营养化,表现为藻类的过量繁殖及继而引起的水质恶化;其次是氨 氮的耗氧特性会使水体的溶解氧降低;此外,当水体的 PH 值较高时,氨对鱼类等水生

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生物具有毒性。因此,有效的降低水中的氨氮、磷的含量已成为现代废水处理技术的一 项新课题。

四、污泥处理
污泥是污水处理过程中的产物,城市污水处理产生的污泥含有大量有机物,富有肥 分,可以作农肥使用,但又含有大量细菌、寄生虫卵以及从生产污水中带来的重金属离 子等,需要作稳定与无害化处理。污泥处理的主要方法: (1)减量处理:浓缩,脱水等。由于污泥含水率较高,体积较大,且呈流动性,经 过以上处理后,污泥的体积减至原来的 1/10,且有液态转变为固态,便于运输和销纳。 (2)稳定处理:厌氧消化,好氧消化等。污泥中的有机物含量较高,极易腐败并产 生恶臭,经过以上消化处理后,易腐败的部分有机物被分解转化,不易腐败,恶臭大大 降低,方便运输和处理。 (3)无害化:污泥中特别是初沉污泥含有大量的病原菌,寄身虫卵和病毒易造成传 染病大面积传播,经过以上处理可以杀灭大部分的蛔虫卵,病原菌和病毒,大大提高污 泥的卫生指标。 (4)资源化:污泥中含有很多热量,其热值在 10000-15000kj/kg(干泥) ,高于煤 和焦炭。消化阶段将有机物转化为沼气,同时污泥中含有大量的氮磷钾,是具有较高的 有机肥料。综合利用:消化气利用,污泥农业利用等。 最终处置:干燥焚烧,填地投海,建筑材料等。 在此,对污泥的处理先浓缩,后脱水,设污泥浓缩池和污泥消化池,再将处理后的污 泥外运即可。

采 取 的 主 要 技 术 路 线

根据污水和各处理工艺的特点: (1)污水以有机污染物为主,BOD5 /COD=0.53〉 0.3, ,可生化性较好,重金属及其他难以生物降解的有毒有害污染物一般不超标; (2) 本设计处理要求规定 BOD5 和 SS 的总去除率分别达到 91.7%和 73.3%;而初沉池、生物 膜法及其后的二沉池对 BOD5 和 SS 的总去除率分别为 65%~90%和 60%~90%;初沉池、 ( 活性污泥法及其后的二沉池对 BOD5 和 SS 的总去除率分别为 65%~95%和 70%~90%;3)

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或 本课题污水处理量不大,因此工程占地面积和污水处理费用较小; 方 两种工艺的比较 法
表 1 处理工艺优缺点比较 工艺 名称 优点 (1)该工艺为最简单的同步脱氮除磷 工艺,总的水力停留时间、总的占地面 积少于其他工艺; (2)在厌氧(缺氧)好氧交替运行条 件下,丝状菌得不到大量增殖,无污泥 膨胀之虞,SVI 值一般均小于 100; (3)污泥中含有较高的磷浓度,经过 处理后的污泥具有很高的肥效,可以作 为农业肥料使用; (4)运行中勿需投加任何药剂,全部 反应都可自发进行,两个 A 段只用轻缓 搅拌,以不增加溶解氧浓度,运行费用 低; (5)利用生物处理法脱氮除磷,可获 得优质出水,是一种深度二级处理工 艺。 (1)活性污泥法的微生物繁殖较快,微生物 的种类较多、世代时间短,可以保证活性污泥 的活性; (2)活性污泥法对环境的适应性较强; (3)活性污泥法工艺中的污泥接种和驯化的 操作比较简单、用时比较短,可以较快的投入 运行; (4)活性污泥法运行管理较方便,便于维修。 A /O 工艺
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传统活性污泥法

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华北某院毕业设计 缺点 (1)除磷效果难于再行提高,污泥增 长有一定的限度,不易提高,特别是当 P/BOD 值高时更是如此; (2)脱氮效果也难于进一步提高,内 循环量一般以 2Q 为限,不宜太高,否 则增加运行费用; (3)进入沉淀池的处理水要保持一定 浓度的溶解氧,减少停留时间,防止产 生厌氧状态和污泥释放磷的现象出现, 但溶解氧浓度也不宜过高,以防止循环 混合液对缺氧反应器的干扰; (1)对水质、水量变化的适应能力较低,运行效 果易受水质、水量变化的影响; (2)处理单元较多,操作管理复杂, 体积负荷 率低,曝气池庞大,占用土地较多,基建费用 高; (3)在池末端可能出现供氧速率高于需氧速率 的现象,会浪费了动力费用; (4)产生的污泥量大

处理 效率

脱氮除磷 对 BOD5 和 SS 的去除率较高, 效果很好,脱氮率达 90-95%,除磷率达 97%

处理效果好:BOD5 的去除率可达 90-95%;

适用 情况

适用于中小型对出水要求较高的城镇 污水处理厂

适用于中等程度的大中型污水处理厂

根据以上所述,且目前污水中氮磷的含量对环境的影响日益严重,结合污水处理的 发展趋势,考虑远期规划,故该设计采用的处理方法为 A2/O 法。A2/O 法可根据对废水 的处理程度的不同要求,灵活调节其运行方式。 预 根据本毕业设计的要求,及现代废水处理标准对水中氮、磷含量的新要求,本设计 期 的 生化处理部分采用 A2/O 处理工艺,达到同时去处水中 BOD5、SS、N、P 的目的。利用生 成 物处理法脱氮除磷,可获得优质出水,是一种深度二级处理工艺。? 果 工艺流程如下: 及 形 A2/O 处理工艺 式

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设计成果要求
1 开题报告 1 份

2 中英文摘要 1 份 3 设计说明书 1 份 4 设计计算书 1 份 5 设计图纸(A2) 8 张

1 毕业设计准备、收集资料、翻译外文、拟框架、写出开题报告 2 周; 时 间 安 排 2 毕业设计实习 3 周 3 工艺设计计算 4 周 4 主要构筑物设计绘图 4 周 5 写作设计说明 2 周 6 毕业答辩 1 周

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指 导 教 师 意 见 签 名: 年 月 日

参考文献 1 孙慧修主编。排水工程 上册 (第三版) 。北京:中国建筑工业出版社,1998 2 张自杰主编。排水工程 下册 (第三版) 。北京:中国建筑工业出版社,1996 3 李圭白 张杰主编。水质工程学。北京:中国建筑工业出版社,2005 4 《污水综合排放标准》GB8978—1996 5 《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB 18918-2002 6 《室外排水设计规范》GBJ-87 (1997 年版) 7 《中小型污水处理厂的优选工艺》 备 注 8 李亚峰 尹士君主编。 《毕业设计指南》 (2003 年版) 9 许保玖,龙腾锐.当代给水与废水处理原理.北京:高等教育出版社,2000 10 龚云华,污水生物脱氮除磷技术的现状与发展.环境保护,2000.7 11韩洪军.污水处理构筑物设计与计算.哈尔滨工业大学出版社,2002 12 David H, Furukawa P E. Global Status of Microfiltration and Ultrafitration Membyane Techmology.The Newsletter of the Middle EastDesalination Research Center,October17,2002

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水资源是经济可持续发展的基本保证,污水的任意排放或处理不彻底的排放,都会给 水资源环境带来严重的污染问题。合理利用水资源是解决这些问题的关键,因此,水处理 的发展对我国能否实现可持续的战略目标起着举足轻重的作用。 本设计是某县的排水工程。 设计要求完成设计说明书一份、 城市给排水系统总平面图、 污水处理厂总平面布置图一张、污水厂污水与污泥处理高程图一张、污水总泵站或中途提 升泵站工艺施工图一张,污水与污泥主要构筑物工艺图两张;单项处理构筑物工艺图设计 中,主要是完成 A2/O 反应池的平面图和剖面图。该污水处理厂工程,总规模达到 6 万吨/ 日。 污水厂设计方案为: 污水处理流程:粗格栅 → 污水提升泵房 → 细格栅 → 曝气沉砂池 →初次沉淀池 → A2/O 反应池→二次沉淀池→消毒接触池 → 计量槽 → 排放; 污泥处理流程:剩余污泥 → 浓缩池 → 贮泥池→ 提升泵房→污泥脱水机房 → 泥 饼外运。 通过此设计,污水处理厂建成后,本市的水污染问题能得到较好的解决,产生良好的 环境效益,同时也会收到很好的经济效益和社会效益。 关键词: 2 关键词:A /O;脱氮;除磷;城市污水处理厂

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Abstract
Water resources ensure the sustaining development of economy. Sewage discharged at random or half treated can expose serious pollution to the water resources. The water resource of rational utilization is the key to solving these problems。So the development of water treatment plays a decisive role to realize our country the sustainable strategic objective. The design is a drainage system in a town. During the preliminary design, we must complete a brochure, a map of general layout, an elevation map, a flow chart, a map of major equipment, piping layout; Construction of structures to deal with individual designs, is complete anaerobic-anoxic-aerobic tank plants and profiles. The sewage treatment plant project, the total amount to 60,000 tons/day. The process of the wastewater treatment plant adopted is as following: Wastewater treatment process: medium bar screen → pump station → fin bar screen →aeration desilting tank→the preliminary settling tank →the anaerobic-anoxic-aerobic part→secondary sedimentation tank→ disinfection of contact pool→measurement groove → drain; Sludge handling and disposal process: excess activated sludge → concentrated pool sludge tank →pump station→ machine dewatering → disposal of sludge cake. Water pollution problems of this city can be solved when the sewage treatment plant is completed. It has very good environmental benefits economic and social benefits. Keywords: A2/O; removal of nitrogen; removal of phosphorus; Urban sewage treatment plant →

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华北某院毕业设计 华北某院毕业设计 设计说明书 .................................................................................................................................................... 5 1.1 设计任务 ............................................................................................................................................... 5 1.2 设计要求 ............................................................................................................................................... 5 1.2.1 设计原则 .................................................................................................................................... 5 1.2.2 设计依据 .................................................................................................................................... 5 1.2.3 设计内容 .................................................................................................................................... 6 1.3 水质分析 ............................................................................................................................................... 6 1.3.1 进水水质 .................................................................................................................................... 6 1.3.2 出水水质? ................................................................................................................................ 7 ? 1.4 去除率计算 ........................................................................................................................................... 7 1.5 工艺选择 ............................................................................................................................................... 7 1.5.1 方案对比 .................................................................................................................................... 8 1.5.2 工艺流程 .................................................................................................................................... 9 1.6 污水处理构筑物设计说明 ................................................................................................................... 9 1.6.1 格栅 ............................................................................................................................................ 9 1.6.2 泵房 ........................................................................................................................................... 10 1.6.3 沉砂池 ........................................................................................................................................11 1.6.4 沉淀池 ...................................................................................................................................... 13 1.6.5 A2/O 反应池 .............................................................................................................................. 15 1.6.6 接触池 ...................................................................................................................................... 16 1.6.7 计量堰 ...................................................................................................................................... 17 1.7 污泥处理构筑物设计说明 ................................................................................................................. 17 1.7.1 污泥处理的意义 ...................................................................................................................... 17 1.7.2 污泥处理流程 .......................................................................................................................... 17 1.7.3 污泥浓缩 .................................................................................................................................. 17 1.7.4 污泥脱水 .................................................................................................................................. 19 1.8 污水处理厂平面及高程布置 ............................................................................................................. 19 1.8.1 平面布置 .................................................................................................................................. 19 1.8.2 高程布置 .................................................................................................................................. 20 2 设计计算书 .................................................................................................................................................... 22 2.1 设计基础数据的确定 ......................................................................................................................... 22 2.2 粗格栅 ................................................................................................................................................. 23 2.2.1 设计参数 .................................................................................................................................. 23 2.2.2 设计计算 .................................................................................................................................. 24 2.3 泵房 ..................................................................................................................................................... 26 2.3.1 泵房形式选择 ........................................................................................................................... 26 2.3.2 泵房设计 ................................................................................................................................... 27 2.3.3 设计计算 .................................................................................................................................. 27 设计计算 2.4 细格栅 ................................................................................................................................................. 29 2.5 曝气沉砂池 .......................................................................................................................................... 31 2.5.1 沉砂池主体设计 ....................................................................................................................... 32 2.6 普通辐流式初沉池 ............................................................................................................................. 33 2.6.1 设计计算 .................................................................................................................................. 34 2.6.2 进出水设计 .............................................................................................................................. 36 1
2 2.7 A /O 生物反应池 ........................................................................................................................... 38

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华北某院毕业设计 华北某院毕业设计 2.7.1 污水处理程度的计算 ............................................................................................................ 38 2.7.2 设计参数计算 .......................................................................................................................... 38 2.7.3 A /O 曝气池容积计算
2

......................................................................... 38

2.7.4 需氧量计算 .............................................................................................................................. 40 2.7.5 供气量计算 ............................................................................................................................... 41 2.7.6 空气管系统计算 ..................................................................................................................... 42 2.7.7 进出水设计 ............................................................................................................................... 43 2.8 二次沉淀池 ......................................................................................................................................... 43 2.8.1 池体设计 .................................................................................................................................. 43 2.8.2 进出水设计计算 ...................................................................................................................... 44 刮吸泥机的计算: 2.8.3 刮吸泥机的计算: ................................................................................................................. 46 2.8.4 二沉池集配水井 ....................................................................................................................... 47 2.9 消毒接触池 .......................................................................................................................................... 47 2.9.1 消毒方法的选择 ...................................................................................................................... 47 2.9.2 设计计算 ................................................................................................................................... 48 2.10 计量设备 ........................................................................................................................................... 50 2.10.1 概述 ......................................................................................................................................... 50 2.10.2 计量堰尺寸设计 ..................................................................................................................... 51 2.11 污泥处理构筑物 ................................................................................................................................ 53 2.11.1 污泥浓缩 ................................................................................................................................ 53 2.11.2 贮泥池 ..................................................................................................................................... 55 2.11.3 污泥脱水间 ............................................................................................................................. 56 2.12 污水厂平面布置 ............................................................................................................................... 56 2.13 污水厂高程布置 ............................................................................................................................... 56 2.13.1 概述 ........................................................................................................................................ 56 各种水头损失计算见附表。 2.13.2 各种水头损失计算见附表。 .............................................................................................. 57 2.14 其他附属设施的设计 ....................................................................................................................... 57 参考文献 ............................................................................................................................................................ 58 3 附录 ................................................................................................................................................................. 59 3.1 外文翻译 .............................................................................................................................................. 59 3.1.1 外文原文 ................................................................................................................................... 59 3.1.2 中文翻译 ................................................................................................................................. 67 3.2 附表 附表 1 空气管路损失计算 ................................................................. 71

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1
1.1 设计任务

设计说明书

本设计内容是某县污水处理厂设计,设计规模为 6 万 m3/d。

1.2 设计要求
1.2.1 设计原则
(1)要符合适用的要求。首先确保污水厂处理后达到排放标准。考虑现实 的技术和经济条件,以及当地的具体情况(如施工条件),在可能的基础上,选择 的处理工艺流程、构(建)筑物型式、主要设备、设计标准和数据等,应最大限度 地满足污水厂功能的实现,使处理后污水符合水质要求。 (2)污水处理厂采用的各项设计参数必须可靠。设计时必须充分掌握和认 真研究各项自然条件,如水质水量资料、同类工程资料。按照工程的处理要求, 全面地分析各种因素,选择好各项设计数据,在设计中一定要遵守现行的设计规 范,保证必要的安全系数。对新工艺、新技术、新结构和新材料的采用积极慎重 的态度。 (3)污水处理厂(站)设计必须符合经济的要求。污水处理工程方案设计 完成后,总体布置、单体设计及药剂选用等尽可能采用合理措施降低工程造价和 运行管理费用, (4)污水厂设计应当力求技术合理。在经济合理的原则下,必须根据需要, 尽可能采用先进的工艺、机械和自控技术,但要确保安全可靠。 (5)污水厂设计必须考虑安全运行的条件,如适当设置放空管、超越管线、 沼气的安全储存等。 (6)污水厂设计必须注意近远期的结合,不宜分期建设的部分,如配水井、 泵房及加药间等,其土建部分应一次建成;在无远期规划的情况下,设计时应为 以后的发展留有挖潜和扩建的条件。

1.2.2 设计依据
设计依据包括:

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1.GBJ14-87 《室外排水设计规范》 ; 2.GB8978-1996 《污水综合排放标准》 ; 3.GB18918-2002 《城镇污水处理厂污染物排放标准》 ;

1.2.3 设计内容
污水处理厂工艺设计流程设计说明一般包括以下内容: (1)据城市或企业的总体规划或现状与设计方案选择处理厂厂址; (2)处理厂工艺流程设计说明; (3)处理构筑物型式选型说明; (4)处理构筑物或设施的设计计算; (5)主要辅助构筑物设计计算; (6)主要设备设计计算选择; (7)污水厂总体布置(平面或竖向)及厂区道路、绿化和管线综合布置; (8)处理构筑物、主要辅助构筑物、非标设备设计图绘制; (9)编制主要设备材料表。

1.3 水质分析
1.3.1 进水水质
根据资料进水水质设计见表 1-1。
表 1-1 进水水质数据

BOD5 水质指标 (mg/L)

CODcr

SS

NH3-N

TN

P

(mg/ L)

(mg/ L)

(mg/ L) (mg/ L) (mg/ L)

原水水质

240

450

225

30

40

4

本项目污水处理的特点:污水以有机污染物为主,BOD/COD=0.53,可生化

-6-

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性较好,采用生化处理最为经济。BOD/TN>3.0,COD/TN>7,满足反硝化需求。

1.3.2 出水水质?
污水处理后达到《城镇污水处理厂污染物排放标准(GB8918-2002)中的一 级标准(B 标准) ,远远满足设计要求。因此该县污水处理厂二级出水标准为:
表 1-2 出水水质数据

BOD5 水质指标 (mg/L)

CODcr

SS

NH3-N

TN

P

(mg/ L)

(mg/ L)

(mg/ L) (mg/ L) (mg/ L)

出水水质

≤20

≤60

≤20

≤15

≤20

≤1

1.4 去除率计算 去除率计算
(1)BOD5 的去除率

η=
(2)COD 的去除率

240 ? 20 × 100 %=91.7% 240

η=
(3)SS 的去除率

450 ? 60 × 100 %=86.7% 450 225 ? 20 × 100 %=91.1% 225 40 ? 20 × 100 %=50% 40

η=
(4)总氮的去除率

η=

1.5 工艺选择
按《城市污水处理和污染防治技术政策》要求推荐,20 万 t/d 规模大型污水 厂一般采用常规活性污泥法工艺,10-20 万 t/d 污水厂可以采用常规活性污泥法、 氧化沟、SBR、AB 法等工艺,小型污水厂还可以采用生物滤池、水解好氧法工 艺等。对脱磷或脱氮有要求的城市,应采用二级强化处理,如 A2 / O 工艺,A/O
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工艺,SBR 及其改良工艺,氧化沟工艺,以及水解好氧工艺,生物滤池工艺等。

1.5.1 方案对比
表 1-3 生物处理方法的特点和适用条件

工艺类型

氧化沟

SBR 法

A2/O 法

①污水在氧化沟内的停留时 间长,污水的混合效果好;

①处理流程短, 控制 灵活;

①低成本,高效能, 能有效去除有机物;

技术比较 ②污泥的 BOD 负荷低, 对水 质的变动有较强的适应性; ②系统处理构筑物 ②能迅速准确地检

少, 紧凑, 节省占地; 测污水处理厂进出 水质的变化;

可不单独设二沉池,使氧化 沟二沉池合建,节省了二沉 经济比较 池合污泥回流系统

投资省,运行费用 低, 比传统活性污泥 法基建费用低 30%

能耗低, 运营费用较 低, 脱氮除磷优势明 显, 能满足远期规划 要求

中小流量的生活污水和工业 使用范围 废水

中小型处理厂居多

出水水质要求较高 的各种污水处理厂

稳定性

一般

一般

稳定

考虑 A2/O 工艺比较普遍,稳定,且能满足出水水质要求,本设计选择 A2/O 工艺。
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1.5.2 工艺流程

图 1-1

A2/O 工艺流程

1.6 污水处理构筑物设计说明
1.6.1 格栅
1.6.1.1 格栅的作用 格栅是由一组平行的的金属栅条制成的框架,斜置在污水流经的渠道上,或 泵站集水井的井口处,用以截阻大块的呈悬浮或漂浮状态的污物。在污水处理流 程中,格栅是一种对后续处理构筑物或泵站机组具有保护作用的处理设备。 1.6.1.2 格栅的选择 (1)格栅的选择:格栅的选择主要是决定栅条断面、栅条间隙、栅渣清除 方式。 (2)栅条断面有圆形、矩形、正方形、半圆形等。圆形水条件好,但刚度 差。一般多采用矩形断面。 (3)栅渣清除方式:一般按栅渣量而定,当每日栅渣量大于 0.2m3,应采 用机械清渣。 1.6.1.3 粗格栅参数 栅槽宽 0.92m,共设两组,便于维修和清洗

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栅渣量为 2.98m3/d,宜采用机械格栅清渣。污水是由直径为 1300 mm 管子 引入格栅间。 栅前水深:h =0.70m 栅条间隙宽度:b =20 mm
1.6.1.4 细格栅参数

过栅流速:v =0.9 m/s 格栅倾角 α= 600

污水厂的污水由直径为 1200 mm 的管子从提升泵站引入细格栅间。 栅前水深:h = 0.80 m 栅条间隙宽度:e =10 mm 过栅流速:v =1.0m/s 格栅倾角 α=600

栅槽宽 1.03m,共设两组,便于维修和清洗。 栅渣量为 4.77m3 /d,宜采用机械格栅清渣。
1.6.1.5 格栅示意图

见图 1-2
栅条 工作平台

进 水
α

α1
α

图 1-2 格栅示意图

1.6.2 泵房
由于该泵站为常年运转且连续开泵,故选用自灌式泵房。又由于该泵站流 量较大,故选用矩形泵房。矩形泵房工艺布置合理,运行管理较方便,现已普遍 采用。
1.6.2.1 水泵的选择

本工程中选用 KQL65/185 型潜水排污泵四台,它满足本设计中流量及扬程
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的要求,并且能够在高效区内运行。 1.6.2.3 水泵的适用范围及性能特点 (1) 适用范围: KQL 型潜污泵是在吸收国外先进技术的基础上,研制而成 的潜水排污泵。适用于市政污水处理厂、泵站、工厂、医院、建筑、宾馆排水。 (2) 性能特点:见表 1-4
表 1-4 型号 500WQ2700-16-185 流量 (L/S) 3.14 扬程 (m) 10.4 WQ 型潜污泵性能 重量 (kg) 48.0 电动机功率 (kw) 0.8 效率 (%) 82 出口直径 (mm) 600

1.6.2.4 污水提升泵房 (1) 污水提升泵房见图 1-3

中格栅

进水总管 最底 水位

图 1-3 提升泵房

1.6.3 沉砂池
1.6.3.1 沉砂池的作用 沉砂池的作用是从污水中分离相对密度较大的无机颗粒, 沉砂池一般设于倒 虹管、泵站、沉淀池前,保护水泵和管道免受磨损,防止后续处理构筑物管道的 堵塞,减小污泥处理构筑物的容积,提高污泥有机组分的含量,提高污泥作为肥 料的价值。

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1.6.3.2 沉砂池的形式 沉砂池有三种形式:平流式、曝气式和涡流式。 平流式矩形沉砂池是常用的型式,具有结构简单、处理效果较好的优点。其缺点 是沉砂中含有 15%的有机物,使沉砂的后续处理难度加大。曝气沉砂池是在池的 一侧通入空气,使污水沿池旋转前进,从而产生与主流垂直的横向恒速环流。曝 气沉砂池的优点是通过调节曝气量,可以控制污水的旋流速度,使除砂效率较稳 定,受流量变化的影响小,同时,还对污水起预曝气的作用。涡流式沉砂池是利 用水力涡流,使泥砂和有机物分开,以达到除砂目的。该池型具有基建、运行费 用低和除砂效果好等优点,在北美国家广泛应用。综上所述,本设计采用曝气沉 砂池。 1.6.3.3 曝气沉砂池尺寸及主要参数
表 1-5 曝气沉砂池参数表 构筑物名称 座数/格数 长度(m) 每格宽度(m) 曝气沉砂池 一座/2 格 9.04 3.00 池总高度(m) 容积(m3) 水平流速(m/s) 沉砂斗容量(m3) 3.41 108.5 0.08 0.45

1.6.3.4 曝气沉砂池图

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图 1-4

曝气沉砂池

1.6.4 沉淀池
1.6.4.1 沉淀池的作用及形式 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。沉淀池的处理 对象是悬浮物质(约去除 40%~55%),同时可去除部分 BOD5(约占总 BOD5 的 20%~30%,主要是悬浮性 BOD5),可改善生物处理构筑物的运行条件并降低其 BOD5 负荷。初沉池是对污水中的以无机物为主体的比重大的固体悬浮物进行沉 淀分离。二沉池是对污水中的以微生物为主体的比重小的、且因水流作用易发生 上浮的固体悬浮物进行分离。 沉淀池按池内水流方向的不同,可分为平流式沉淀池,辐流式沉淀池和竖 流式沉淀池。平流式沉淀池沉淀效果好、对冲击负荷和温度变化的适应能力强、 施工简易。竖流式沉淀池适用于小型污水厂。辐流式沉淀池适用于大中型污水处 理厂,运行可靠,管理简单。 本设计初沉淀选用普通辐流式沉淀池,二沉池选用向心辐流式沉淀池。 1.6.4.2 沉淀池设计参数
表 1-6 设计参数表 沉淀池类型 表面水力负荷 m3/(m2·h)
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沉淀时间 (h)

污泥量

污泥含水率 (%)

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g/(p·d) 初次沉淀池 生物膜法后 二次沉 淀池 活性污泥法 后 0.5-2.0 1.5-4.0 1.5-4.0 1.5-4.5 1.0-2.0 0.6-1.5 16-36 10-26 12-32

L/(p·d) 0.36-0.83 --95-97 96-98 99.2-99.6

1.6.4.3 初沉池外形尺寸
表 1-7 初沉池尺寸 池内水深 (m) 3.2 直径 表面负荷 污泥斗容积 (m) (m3/ m2*h) (m3) 33 4.5 12.7 池子总高度 (m) 6.45 2 池子个数

1.6.4.4 普通辐流式初沉池剖面图 普通辐流式初沉池剖面图

出水

进水

排泥
图 图 1-5 辐流初沉池

1.6.4.5 二沉池外形尺寸
表 1-8 构筑物名 称 池径 (m) 二沉池外形尺寸 池深 有效深度 (m) 3.0 H1 (m) 0.3 H2 (m) 3.0 H3 (m) 0.5 H4 (m) 0.9 H5 (m) 0.6

座数

二沉池

2

38

注:表中 H1 为超高; H3 为缓冲层高度; H4 为沉淀池坡底落差; H5 为污泥斗高

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1.6.5 A2/O 反应池
生物处理构筑物选择应通过对污水好氧处理法和厌氧处理法的比较, 以及悬 浮生长型和附着生长物法的比较, 在此基础上应尽量选择工艺先进、 处理效率高、 低能耗的新工艺。生物处理构筑物的设计的内容及主要设计参数,根据生物处理 构筑物类型确定。 本设计结合远期规划,考虑到脱氮除磷的要求,故选用 A /O 工艺。此工艺 将生物反应池分为厌氧池、缺氧池和好氧池。在厌氧阶段,从沉淀池排出的含磷 回流污泥同原污水一起进入,聚磷酸菌释放磷,同时部分有机物开始进行氨化。 随后污水进入缺氧反应器,本反应器的首要功能是脱氮,硝态氮是通过内循环由 好氧反应器送来的,循环的混合液量较大,一般为 2Q(Q—原污水流量)。混 合液从缺氧反应器进入好氧反应器——曝气池,这一反应器是多功能的,去除 BOD,硝化和吸收磷等项反应都在本反应器内进行。这三项反应都是重要的, 混合液中含有 NO3-N,污泥中含有过剩的磷,而污水中的 BOD(或 COD)则得 沉淀池的功能是泥水分离, 到去除。 流量为 2Q 的混合液从这里回流缺氧反应器。 污泥的一部分回流厌氧反应器,上清夜作为处理水排放。 缺氧段要控制 DO<0.5mg/L,由于兼氧脱氮菌的作用,利用水中 BOD 作为氢 供给体(有机碳源),将来自好氧池混合液中的硝酸盐及亚硝酸盐还原成氮气逸入 大气,达到脱氮的目的。 1.6.5.1 A2/O 工艺设计参数 水力停留时间 HRT 为 t=8h; BOD 污泥负荷为 Ns=0.2kgBOD5/kg·MLSS·d · 回流污泥浓度 Xv=10000mg/l; 污泥回流比:50% 曝气池混合液浓度:X=
1.6.5.2 A2/O 工艺选用参数
表 1-9 污泥负荷率 Ns [kgBOD5/(kgMLSS.d) 0.2 有效容积 (m3) 150 设计参数表 混合液污泥浓度 (mg/L) 3300 污泥回流比 水利停留 座数 时间(h) 8 2
2

2

R 0.5 3 Xr = ×10000 = 3.3 kg/m 1+ R 1 + 0.5

回流污泥浓度 (mg/L) 10000

50%

1.6.5.3 空气系统设计

本设计中采用鼓风曝气系统,鼓风曝气系统由空压机、空气扩散装置和一系

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列连通的管道所组成。 空压机将空气通过一系列管道输送到安装在曝气池底部的 空气扩散装置,经过扩散装置,使空气形成不同尺寸的气泡。 设计中选用 RF—250 型罗茨鼓风机 6 台,4 用 2 备;采用 HWB—2 型微孔 曝气器。 (1) RF—250 型罗茨鼓风机的性能
表 1-10 RF—250 型罗茨鼓风机 风压 (kPa) 58.8 风量 (m3/min) 110.2

风机型号

数量

RF—250

6

(1) HWB—2 型微孔曝气器规格和性能 表 1-11 HWB-2 型微孔曝气器 直径 微孔平均 孔径 ? m 150 孔隙率 曝气量
m / ( hi个)
3

服务面积
m
2

氧利用率 % 20~25

阻力
mmH 2 O

mm
200

/个

40~50

1~3

0.3~0.5

150~350

1.6.6 接触池
污水经过以上构筑物处理后,虽然水质得到了改善,细菌数量也大幅减少, 但是细菌的绝对值仍然十分可观,并有存在病毒的可能。因此,污水在排放水体 前,应进行消毒处理。本设计采用液氯消毒。 1.6.6.1 接触池设计参数 本设计采用两组 3 廊道推流式消毒接触反应池,见表 1-12。
表 1-12 长度 (m) 宽度 (m) 接触池参数 池深 超高 h1(m) 0.3 有效水深 h2(m) 3 池底坡度 i 0.05 座数 2

构筑物名称

容积 (m3)

接触池

47.6

3.8

813.51
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1.6.7 计量堰
为了提高污水厂的工作效率和运转管理水平,积累技术资料,以总结运转经 验,为给处理厂的运行提供可靠的数据,必须设置计量设备。污水厂中常用的计 量设备有巴氏计量槽、薄壁堰、电磁流量计、超声波流量计、涡轮流量计算。污 水测量装置的选择原则是精度高,操作简单,水头损失小,不易沉积杂物。其中 以巴氏计量槽应用最为广泛。其优点是水头损失小,不易发生沉淀。

1.7 污泥处理构筑物设计说明
1.7.1 污泥处理的意义
污水厂的污泥是指处理污水所产生的固态、半固态及液态的废弃物,除灰分 外,含有大量的水分(95%~99%)、挥发性物质、病原体、寄生虫卵、重金属、 盐类及某些难分解的有机物,体积非常庞大,且易腐化发臭,如不加处理的任意 排放会对环境造成严重的污染。随着城市化进程加快,污水处理设施的普及、处 理率的提高和处理程度的深化,污水的排放量呈快速上升趋势,污泥的排放量也 快速增长。污泥处理的目的是减量化、稳定化、无害化及为最终处置与利用创造 条件。

1.7.2 污泥处理流程
污泥处理流程见图 1-6 剩余污泥 → 浓缩池 → 贮泥池→提升泵房→ 污泥脱水机房 → 泥 饼外运
图 1-6 污泥处理流程

1.7.3 污泥浓缩
污泥浓缩的对象是颗粒间的孔隙水,浓缩的目的是在于缩小污泥的体积,便 于后续处理。 浓缩池的形式有重力浓缩池、气浮浓缩池和离心浓缩池等。重力 浓缩池是污水处理工艺中常用的一种污泥浓缩方法, 按运行方式分为连续式和间 歇式,前者适用于大中型污水厂,后者适用于小型污水厂和工业企业的污水处理 厂。气浮浓缩池适用于粒子易于上浮的疏水性污泥,或悬浊液很难沉降且易于凝 聚的场合。离心浓缩池主要用于场地狭小的场合,最大足是能耗高,一般达到同 样的浓缩效果,其电耗为气浮法的 10 倍。
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综上所述,本设计采用辐流式连续运行的重力浓缩池,其特点是浓缩结构简 单、操作方便、动力消耗小、运行费用低、贮存污泥能力强。 1.7.3.1 浓缩池设计参数 混合污泥进泥含水率 P 1=99.2% 浓缩后污泥含水率 P 2 =97% 浓缩时间 T=15h( 12h ~ 24h ) 污泥固体通量 60kg / ( m 2 id ) 污泥密度 1000kg / m3
1.7.3.2 浓缩池尺寸

本设计采用两座辐流式浓缩池,见表 1-13。
表 1-13 浓缩池尺寸 池深 构筑物 污泥浓度 (m3/d) 名称 直径 (m) 浓缩池高度 h1(m) 1.08 超高 h2(m) 0.3 缓冲层 高度 h3(m) 0.3 池底坡降 h4(m) 0.16 污泥斗 高度 h5(m) 2.16

浓缩池

357

10.20

1.7.3.3 浓缩池剖面图

h4

h5

h1

h2h3
3 0

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华北某院毕业设计 华北某院毕业设计 图 1-7 浓缩池

1.7.4 污泥脱水
1.7.4.1 污泥脱水的原理 污泥机械脱水方法有真空吸滤法、压滤法和离心法等。其基本原理相同,污 泥机械脱水是以过滤介质两面的压力差作为推动力, 使污泥水分被强制通过过滤 介质, 形成滤液; 而固体颗粒被截留在介质上, 形成滤饼, 从而达到脱水的目的。 1.7.4.2 污泥脱水设备的选用 本设计中选用带式压滤机,它的主要优点是:可以连续生产,效率高,设备 少,投资较少,劳动强度小,能耗维护费低。选用 DY-3000 型带式压榨过滤机 3 台,2 用 1 备。 (1) 带式压滤机的工作原理及构造 通过带式压滤机上一系列的辊及滚筒,将上下两层滤带张紧,滤带上的污泥 在剪力的作用下,污泥中的游离水不断被挤出,从而完成泥水分离过程。脱水过 程一般分为三个阶段:重力脱水段,楔形预压榨段,中、高压剪切脱水段。压滤 机一般由架体、辊、纠偏装置、张紧装置、布泥系统、滤带、刮泥板、冲洗系统 等组成。 (2) DY-3000 型带式压滤机性能尺寸 性能参数:工作周期 泥饼含水率 干污泥产量 12 h
70% ~ 80% 600kg/h

1.8 污水处理厂平面及高程布置
1.8.1 平面布置
1.8.1.1 布置的原则

废水处理厂的构筑物包括生产性处理构筑物、 辅助建筑物和连接各构筑物的 管渠。对废水处理厂平面布置规划时,应考虑的原则有以下几条:
(1) 布置应尽可能紧凑,以减小处理厂的占地面积和连接管线的长度。 (2) 生产性处理构筑物作为处理厂的主要构筑物,在作平面布置时,必须

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考虑各构筑物的功能要求和水力要求,结合地形、地质条件,合理布局,减少投 资、运行管理方便。 (3) 对于辅助建筑物,应根据安全方便等原则布置。如泵房、鼓风机等应 尽量靠近处理构筑物, 变电所应尽量靠近最大用电户, 以节省动力管道; 办公室、 化验室等与处理构筑物保持一定的距离,并处于它们的上风向,以保证良好的工 作条件;贮气罐、贮油罐等易燃易爆建筑的布置应符合防爆防火规程;废水处理 厂内的管道应方便运输。 (4) 废水管渠的布置应尽量短,避免交叉。此外还必须设置事故排放水渠 和超越管,以便发生事故或检修时,废水能超越该处理构筑物。 (5) 厂区内给水管、空气管、蒸汽管及输配电线路的布置,应避免互相干 扰,既要便于施工和维护管理,又要占地紧凑。当很难敷设在地上时,也可敷设 在地下或架空敷设。 (6) 要考虑扩建的可能,留有适当的扩建余地,并考虑施工方便。 1.8.1.2 布置的内容 (1) 生产性构筑物 包括各种污水处理构筑物、污泥处理构筑物、泵房、鼓风机房、投药间、消 毒间、变电所、中心控制室等。 在考虑一种处理构筑物有多个池子时, 要使配水均匀。 为此, 在平面布置时, 常为每组构筑物设置配水井。此外,应在适当的位置上设置污水、污泥、气体等 的计量设备。 (2) 辅助建筑物:包括办公楼、机修车间、化验室、仓库、食堂。 (3) 各种管线:包括污水与污泥的管或渠,主要有污水管、污泥管、空气 管、放空管、超越管、事故排放管、上清液回流管等。 (4) 其它:包括道路、围墙、大门、绿化设施等。 1.8.2 高程布置 高程布置的目的是为了合理地处理各构筑在高程上的相互关系。具体地说, 就是通过水头损失的计算,确定各处理构筑物的标高,以及连接构筑物间的管渠 尺寸和标高,从而使废水能够按处理流程在各构筑物间顺利流动。 1.8.2.1 高程布置的原则

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高程布置的主要原则有两条: 一是尽量利用地形特点使各构筑物接近地面高 程布置,以减少施工量,节约基建费用。二是使废水和污泥尽量利用重力自流, 以节省运行动力费用。 高程布置时应考虑的因素如下: (1) 初步确定各构筑物的相对高差,只要选某一构筑物的绝对高程,其他 构筑物的绝对高程也可确定。 (2) 进行水力计算时,要选择一条距离最长、水头损失最大的流程,按远 期最大流量计算。同时还应留有余地,以保证系统出现故障或处于不良工况时, 仍能正常运行。 (3) 当废水及污泥不能同时保证重力自流时,因污泥量较少,可采用泵提 升污泥。 (4) 高程布置应保证出水能排入受纳水体。废水处理厂一般以废水水体的 最高水位作为起点,逆废水流程向上倒推计算,以使处理后废水在洪水季节也能 自流排出。 (5) 结合实际情况来考虑高程布置。如地下水较高,则应适当提高构筑物 的设置高度。 1.8.2.2 计算内容 (1) 污水处理高程计算内容: ① 各处理构筑物的水头损失(包括进出水渠道的水头损失) ② 构筑物之间的连接管渠中的沿程与局部水头损失; ③ 各处理构筑物的高程。 (2) 污泥处理高程计算内容: ① 各处理构筑物的水头损失(包括进泥和出泥渠道的水头损失) ② 构筑物之间的连接管渠中的沿程与局部水头损失 ③ 各污泥处理构筑物的高程。 1.8.2.3 计算方法 (1) 污水处理流程计算方法: ① 计算水头损失时,以最大流量(涉及远期流量的管渠与设备,按远期最 大流量考虑)作为构筑物与管渠的设计流量,还应考虑当某座构筑物事故停止运

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行时,与其并联运行的其他构筑物与有关连接管、渠能通过全部的流量。 ② 高程计算时,常以受纳水体的最高水位作为起点,逆污水处理流程向上 倒推计算,以使处理后的污水在洪水季节也能自流排出,或以格栅为起点,顺污 水处理流程推求各后续处理构筑物的高程, 并校核是否满足重力排放要求和埋深 的要求。如果排放水体最高水位较高时,应在污水处理水排人水体前设计泵站, 水体水位高时抽水排放。如果水体最高水位很低时,可在处理水排人水体前设跌 水井,处理构筑物可按最适宜的埋深来确定标高。 ③ 对于平原城市可采用上述方法,即以受纳水体的最高水位作为起点,逆 污水处理流程向上倒推计算,这可使污水厂水泵需要的扬程较小,运行费用也较 小、但对于山地城市,如污水厂址远高于受纳水体的最高水位,则应先确定流程 中最大构筑物的埋深,再依次推求各处理构筑物的标高,而使得整个处理流程埋 深最小。 ④ 在进行工艺设计时,处理构筑物的水头损失按有关工具书进行估算。 (2) 污泥处理流程计算方法 同污水处理流程一样,高程计算从控制点标高开始。污泥在管道中水头损失 包括沿程水头损失和局部水头损失。由于目前有关污泥水力特征研究还不够,因 此污泥管道水力计算主要是采用权益的经验公式或实验资料。

2 设计计算书
2.1 设计基础数据的确定
本设计中污水处理厂的设计流量为 6 万 m3/d,即平均日流量。平均日流量一 般用来表示污水处理厂的规模,用来计算污水厂的栅渣量、污泥量、耗药量及年 抽升电量;最大设计流量用于污水处理厂中管渠计算及各处理构筑物计算。 污水的平均处理量为: Q 平 =60000m3/d=2500 m3/h=0.6944 m3/s; 污水的最大处理量为: Q max =Q 平 × K Z =
60000 × 1.31 =0.9039m3/s; 24 × 3600

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总变化系数取 K Z 为 1.31。

2.2 粗格栅
格栅是由一组平行的金属栅条或筛网制成,安装在污水渠道上、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。本设计采用中 细两道格栅。

2.2.1 设计参数
(1) 格栅 可单独设置格栅井或与泵房合建设置在集水池内, 一般大中型泵站或污水管 埋深较大时,格栅可以设在泵房的集水池内。采用机械除渣是,一般采用单独的 格栅井。 (2) 格栅宽度 格栅的总宽度不宜小于进水管渠宽度的 2 倍, 格栅空隙总有效面积应大于进 水管渠有效断面积的 1.2 倍。 (3) 过栅流速 过栅流速一般采用 0.6~1.0m/s。雨水泵站格栅前进水管内的流速应控制在 1.0~1.2m/s;当流速大于 1.2m/s 时,应将临近段的入流管渠断面放大或改建成 双管渠进水。污水泵站格栅前进水管内的流速一般为 0.4~0.9m/s。 (5) 格栅倾角 在人工请渣时,格栅倾角不应大于 70°;机械清渣时,宜为 70°~90°,格栅 上端应设平台,格栅下端应低于进水管底部 0.5m,距离池壁 0.5~0.7m,或按机 械除渣的安装和操作需要确定。 (6) 格栅工作平台 人工清除是,工作平台应高出格栅前设计最高水位 0.5m;机械清除是,工 作平台应等于或稍高于格栅井的地面标高。平台宽度到污水泵站不应小于 1.5m; 雨水泵站不应小于 2.5m。两侧过道宽度采用 0.6~1.0m,机械清除时,应有安置 除渣机减速箱,皮带输送机等辅助设施的位置。常用的机械格栅有链条式格栅除 污机钢丝牵引式格栅除污机。 格栅平台临水侧应设栏杆,平台上应装置给水阀门,并设置具有活动盖板的

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检修孔; 平台靠墙面应设挂安全带的挂钩; 平台上方应设置起重量为 0.5t 的工字 梁和电动葫芦。 (7) 格栅井通风 格栅井内可能存在硫化氢、氢氰酸等有害气体。为了保护操作、检修、维修 人员的健康和安全须考虑通风换气措施,在室外的格栅井,采用可移动的机械通 风系统; 在格栅室内, 设置永久性的机械通风系统。 室内通风换气次数为 8 次/h, 格栅井内为 12 次/h;格栅井内的通风换气体积应包括格栅井的进水管和出水管 空间。格栅井的进水管空间指格栅井至井前闸门之间的管段空间。出水管空间指 格栅井至水泵集水池之间的管段空间,通风管应采用防腐阻燃材料制成。

2.2.2 设计计算
污水厂的污水由一根 Ф1300 钢筋混凝土管从县城直接接入格栅间。 格栅设 2 个。 计算草图如下:
栅条 工作平台

进 水
α

α1
α

图 2-1 粗格栅计算草图

设栅前水深 h=0.7 m,栅前流速 v=0.9m/s,栅条间隙 b=20mm,则: (1) 栅条间隙数 栅条间隙数用以下公式计算: N= 式中
Q设计 sin α bhvn

Q 设计——污水厂设计流量(m3/s) ;

α——格栅倾角(o) ,取 α=60o;
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h——栅前水深(m) ,h=0.7m; v——过栅流速(m/s) ,取 v=0.9m/s; b——格栅间隙宽度(m) ,取 b=0.020m; n——格栅组数,取 n=2。 将上述数值代入上式,则栅条间隙数: N=

Q设计 sin α = 31 个 bhvn

(2) 栅槽宽度 设栅条宽度 S=0.01m,则栅槽宽度 B=S(n-1)+bn =0.01×(31-1)+0.02×31=0.92m (3) 进水渠道渐宽部分长度 设进水渠道渐宽部分展开角 a 1 =20 o,渠宽 B 1 =0.75m, l=

B ? B1 0.92 ? 0.75 = =0.23 2tga1 2tg 20

(4) 栅槽与出水渠连接处渐窄部分长度 出水渠渐窄部分长度为进水渠渐宽长度的一半,即:
1 l2= × l1 =0.12m 2

(5) 通过格栅的水头损失 设栅条断面为锐边矩形断面,水头损失可用下式计算:

S 4 v2 h1 = kβ ( )3 sin α b 2g
式中 k——系数,格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数,一般 k=3; β——形状系数,本设计中栅条采用锐边矩形断面,β=2.42; S——栅条宽度(m) ;g——重力加速度(m/s2) 。 则通过格栅的水头损失:h 1=0.097m ; (6)栅后槽总高度 设栅前渠道超高 h2=0.3m,栅前槽高 H 1 =h+ h2=1.0m 栅槽总高度:H=h+h 1 +h2=0.7+0.1+0.3=1.1m
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取 0.10m

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栅槽总长度:L=l 1 +l 2 +0.5+1.0+ (7) 每日栅渣量 W= 式中
Q平均W1 × 86400 1000

H1 1 .0 =0.23+0.12+0.5+1.0+ =2.43m tg60 tg 60

W1——栅渣量(m3/103m3),本设计取 W1=0.05; Q 平均——污水厂平均污水量(m3/s) 。

带入上述数值,则每日栅渣量:
W=

0.9 × 0.05 × 86400 =2.98m3/d>0.2 m3/d 1.31 × 1000

故采用机械清渣。格栅采用链条回转式格栅,它由驱动机构、主传动链 轮轴、从动链轮轴、牵引链、齿耙、过力矩保护装置和机架等组成。驱动机 构布置在栅体上部的左侧或右侧, 通过安全保护装置将扭矩传给主传动链轮 轴,主传动链轮轴两侧主动链轮使两条环形链条作回转运动,在环形链条上 均布 6~8 块齿耙,齿耙间距与格栅栅距配合并插入栅片间隙一定深度,运 行时齿耙栅片上的污物随齿耙上行, 当齿耙转到格栅体顶部牵引链条换向时 齿耙也随之翻转,格栅截留的栅渣脱落到工作平台上端的卸料处,由卸料装 置将污物卸至输送机或集污容器中。 格栅清渣装置起动由水位差控制开关控制,当格栅前后水位差大于 0.1m 时,开始工作。

(8) 选型 根据所计算格栅的宽度和长度,参考平面格栅的基本尺寸,选择格栅为: PGA—1400×3000—20;清渣采用固定式清渣机清渣。

2.3 泵房
2.3.1 泵房形式选择
污水泵房位于污水处理厂的前端,是用于提升城市污水管网污水的构筑物, 在整个污水处理过程中是主要构筑物之一, 它的运行好坏会直接影响到污水处理 厂的正常运转。

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污水泵房的重要性决定了它的工作形式,本泵站采用完全自灌式。其优点是 不需设置引水的辅助设施,操作简便,启动及时,便于自控。为充分利用污水厂 土地面积,采用合建式干式泵房。集水池位于泵站地下部分,机器间与集水池间 用钢筋混凝土墙分隔开来。

2.3.2 泵房设计
污水处理厂泵房设计参数如下: (1)设计流量:Q 设计=903.9L/s; (2)污水厂进水管:D=1300mm,H/D=0.748,I=0.75‰,流速 v=0.88m/s, 集水池管底标高=25.53 m; (3)提升后水位标高:32.73m; (4)泵房位置:选择在污水处理厂厂区内,厂区地面标高为 30.000m; (5)水泵静扬程=出水井水面标高-集水池最低水位标高 25.53=7.20m; 水泵吸、压水管路(含至出水井管路)的压力损失估算为 2.0m,自由水头 损失为 1.0m。 因此水泵扬程 H=7.20+2.0+1.0=10.20m。 =32.73 -

2.3.3 设计计算
2.3.3.1 水泵机组的选择 考虑来水的不均匀性,易选择两台及两台以上的机组工作,以适应流量的变 化。 查水泵样本,选用 KQL65/185 型吸水泵 4 台,3 用 1 备。单泵的性能参数如 下: 流量 Q=3.14 L/S,扬程 H=10.4m,电机功率 N=0.8kW 2.3.3.2 集水池容积及其布置 集水池按一台泵 5min 出数量计算,即: W= 0.3013 × 5 × 60 = 90.39m 3 ,取 91m3 集水池面积为:

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F= 2.3.3.3 吸水管路的布置

91 =45.5m2 2

为了保证良好的吸水条件,每台水泵设单独的吸水管,每条吸水管的设计流 量均为 301.3L/s,吸水管管材采用钢管,D=450mm,流速 v=1.90m/s,i=1.84‰。 在吸水管的起端设 DN650×450 进水喇叭口 1 个(ξ=0.1) ,吸水管路上设
DN450 闸阀 1 个(ξ=0.09) DN450×300 偏心渐缩管 1 个(ξ=0.2) , 。吸水管水平

段具有向水泵方向上升 5‰的坡度,便于排除吸入管内的空气。 2.3.3.4 压水管路的布置 由于出水井距泵房距离较小,每台水泵的压水管路直接接入出水井,这样可 以节省压水水管上的阀门。压水管管材采用钢管,D=600mm,流速 v=1.95m/s,
i=9.76‰,压水管上设 1 个 DN300×450 的渐缩管 1 个(ξ=0.30) DN300 的橡胶 ,

柔性接口 1 个 (ξ=0.1)DN450 的阀门 1 个 =0.07)DN450 的止回阀 1 个 =1.9) , (ξ , (ξ ,
DN450 的弯头 3 个(ξ=0.64) 。压水管水平段具有向出水井方向上升 5‰的坡度,

将管内的空气赶出。 机组布置及吸、压水管路布置详见城市污水处理厂总泵站工艺图。 2.3.3.5 泵站辅助设施 为保证泵站的正常高效运行,还需设置以下辅助设施。 (1)水泵集水井反冲管 水泵运行时, 集水井内可能淤积一些沉淀的污泥, 影响水泵吸水管吸水性能。 设计中选择每台水泵压水管道上引入集水井内一条反冲管道, 用来反冲洗集水井 内淤积的污泥,经反冲浮起的污泥与污水一同由水泵送走。 反冲管道采用钢管,管径 DN50mm。反冲管出口采用 DN50×40mm 的渐缩 管,用以增大出口流速。 (2)泵房内排水 水泵房内地面做成 1%的坡度,坡向集水槽和集水坑。集水槽宽 0.3m,深
0.2m,坡向集水坑水坑。集水坑平面尺寸 0.5×0.4m,深 0.6m。选择一台潜污泵

排水,将泵房内积水排至集水井内。 (3)泵房内通风 设计中选择机械通风,通风换气次数为 5~10 次/ h,通风换气体积按地面以
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下泵房体积计算,地面以上泵房体积不计入。选择二条通风管道,通风管道采用 防阻燃塑料管,管径 DN200mm。通风管道进风口设在泵房底部,排风口设在屋 顶之上。 (4)管道支架布置 泵房内沿地面敷设的管道或阀门下设支墩,沿墙壁架空的管道设支架,管道 接近屋顶敷设时设吊架,所有支墩、支架和吊架的间距小于 2m,管道需固定牢 固,不得震动。 (5)管墙套管 管道穿过泵房墙壁和集水井池壁时设穿墙防水套管, 防水套管与墙壁垂直安 装, 水泵管道与防水套管间用止水材料堵塞, 两端采用石棉水泥密封, 防止渗水。

2.4 细格栅
格栅计算草图

栅条

工作平台

进 水
α

α1
α

图 2-2 细格栅计算草图

设栅前水深 h=0.8 m,栅前流速 v=1.0m/s,栅条间隙 b=10mm,则: (1)栅条间隙数 栅条间隙数用以下公式计算: N=
Q设计 sin α bhvn

式中 Q 设计——污水厂设计流量(m3/s) ; ,取 α=60 ; α——格栅倾角( )
- 29 o o

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h——栅前水深(m) ,h=0.8m; v——过栅流速(m/s) ,取 v=1.0m/s; b——格栅间隙宽度(m) ,取 b=0.010m; n——格栅组数,取 n=2。 将上述数值代入上式,则栅条间隙数: N=

Q设计 sin α = 52 个 bhvn

(2)栅槽宽度 设栅条宽度 S=0.01m,则栅槽宽度

B=S(n-1)+bn =0.01×(52-1)+0.01×52=1.03m
(3)进水渠道渐宽部分长度 设进水渠道渐宽部分展开角 a 1 =20 o,渠宽 B 1 =0.82m, l=

B ? B1 1.03 ? 0.82 = =0.29 2tga1 2tg 20

(4)栅槽与出水渠连接处渐窄部分长度
1 出水渠渐窄部分长度为进水渠渐宽长度的一半,即:l2= × l1 =0.15m 2

(5)通过格栅的水头损失 设栅条断面为锐边矩形断面,水头损失可用下式计算:

S 4 v2 h1 = kβ ( )3 sin α b 2g
式中 k——系数,格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数,一般 k=3; β——形状系数,本设计中栅条采用锐边矩形断面,β=2.42; S——栅条宽度(m) ;g——重力加速度(m/s2) 。 则通过格栅的水头损失:h 1=0.32m (6)栅后槽总高度 设栅前渠道超高 h 2 =0.3m,栅前槽高 H 1 =h+ h 2 =1.1m 栅槽总高度:H=h+ h 1 + h 2 =0.8+0.32+0.3=1.42m

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栅槽总长度:L=l 1 +l 2 +0.5+1.0+ (7)每日栅渣量 W=
Q平均W1 × 86400 1000

H1 1 .1 =0.29+0.15+0.5+1.0+ =2.58m tg60 tg 60

式中 W1——栅渣量(m3/103m3),本设计取 W1=0.08;
Q 平均——污水厂平均污水量(m3/s) 。

带入上述数值,则每日栅渣量:
W=

0.9 × 0.08 × 86400 =4.77m3/d>0.2 m3/d 1.31 × 1000

故采用机械清渣。 格栅采用链条回转式格栅, 它由驱动机构、 主传动链轮轴、 从动链轮轴、牵引链、齿耙、过力矩保护装置和机架等组成。驱动机构布置在栅 体上部的左侧或右侧,通过安全保护装置将扭矩传给主传动链轮轴,主传动链轮 轴两侧主动链轮使两条环形链条作回转运动,在环形链条上均布 6~8 块齿耙, 齿耙间距与格栅栅距配合并插入栅片间隙一定深度, 运行时齿耙栅片上的污物随 齿耙上行,当齿耙转到格栅体顶部牵引链条换向时齿耙也随之翻转,格栅截留的 栅渣脱落到工作平台上端的卸料处,由卸料装置将污物卸至输送机或集污容器 中。 格栅清渣装置起动由水位差控制开关控制, 当格栅前后水位差大于 0.1m 时, 开始工作。 (8) 选型 根据所计算格栅的宽度和长度,参考平面格栅的基本尺寸,选择格栅为 PGA—1600×3200—10;清渣采用固定式清渣机清渣

2.5 曝气沉砂池
沉砂池的功能是去除比较大的无机颗粒(如泥沙、煤渣等,它们的相对密度 为 2.65、粒径 0.2mm 以上) 。沉砂池设于初次沉淀池前,以减轻沉淀池负荷及能 使无机颗粒与有机颗粒分离便于分别处理和处置, 改善污泥处理构筑物的处理条 件。目前应用较多的沉砂池池型有平流沉砂池、曝气沉砂池、竖流沉砂池和旋流 沉砂池(又叫涡流沉砂池) 。 平流沉砂池是常用的形式,污水在池内沿水平方向流动,具有构造简单、截
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留无机颗粒效果较好、排沉砂较方便的优点;但平流沉砂池的主要缺点是沉砂中 约夹杂有 15%的有机物,是沉砂的后续处理增加难度,故常需配洗砂机,把排砂 经清洗后,有机物含量低于 10%,称为清洁砂,再外运。 曝气沉砂池能克服平流沉砂池的上述缺点,它通过调解曝气量,可以控制污 水的旋流速度,使无机颗粒之间的相互碰撞与摩擦机会增加,把表面附着的有机 物磨去。此外,由于旋流产生的离心力,把相对密度较大的无机颗粒甩向外层并 下沉,相对密度较轻的有机物旋至水流的中心部位随水带走。除砂效率较稳定, 受流量变化的影响小,沉砂中的有机物含量低于 10%,同时还对污水起预曝气的 作用。 竖流沉砂池是污水自下而上由中心管进入池内,无机物颗粒藉重力沉于池 底,处理效果差。旋流沉砂池是利用机械力控制流态和流速,加速砂粒的沉淀, 有机物则被留在污水中,具有沉砂效果好、占地省的优点。 本设计采用去除率高的曝气沉砂池。

2.5.1 沉砂池主体设计
(1)池子总有效容积: V=Qmaxt×60 式中 Qmax——最大设计流量,Qmax=0.9039m3/s t——最大设计流量时的流行时间(1~3 分)取 t=2min V=0.9039×2×60=108.5m3 (2) 水流断面积:A=Qmax/V1 式中 V1—水平流速 V1=0.06~0.12 取 V1=0.08m/s A=0.9039/0.08=11.29m3,取 12m3 (3) 池总宽:B= A h2 = 12 2 =6 m 式中 h 2 —设计有效水深(2~3 m)取 h 2 =2 m (4) 每格池子宽度:b=B/n=6/2=3m(n-格数,n=2) 宽深比:b/h2=3/2=1.5 在 1~1.5 之间,符合要求。 (5) 池长:L=V/A=108.5/12=9.04m (6) 每小时所需空气量:

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q=d·Qmax×3600=0.2×0.9039×3600=650.8m3/h d—单位耗气量 d=0.2 m 3 / m 3 污水 采用穿孔管曝气,孔口直径为 3mm。 (7)沉砂室所需容积: V= 式中

86400Qmax XT 0.9039 × 30 × 0.5 × 86400 = = 0.89 m 3 d 6 6 10 K Z 1.31 × 10
3

X—城市污水沉砂量 X=30m 3 /10 6 m 污水 T—清除沉砂的间隔时间 T=0.5d

每个沉砂斗容积: 设每格有 1 个沉砂斗,则:V0=V/2=0.89/2=0.45m3 (8)沉砂斗各部分尺寸:

′ 设斗底宽 a 1 =0.6m,斗壁与水平面成 60°,斗高 h3 =0.6m,则沉砂斗上口
宽: a=
′ 2h3 + 0.6 = 1.29 tg 60

沉砂斗容积: V=
′ h3 0 .6 2 (2a 2 + 2aa1 + 2a1 ) = (2 × 1.29 2 + 2 × 1.29 × 0.6 + 2 × 0.6 2 ) =0.56m3 6 6

>0.45m 3

(9) 沉砂室高度:

′ 设横向池底坡度为 0.3,坡向集砂槽:h 3 = h3 +0.3L2 ′ 其中 L2=(B-2a)/2=(6-2×1.29)/2=1.71m; h3 =0.6+0.3×1.71=1.11m
(10) 池体总高度: 设超高 h 1=0.3,则沉砂池总高度 H=h 1+h 2 +h 3 =0.3+2.0+1.11=3.41m

2.6 普通辐流式初沉池
初次沉淀池 初次沉淀池是二级污水处理厂的预处理构筑物,在生物处理构筑物前面。处

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理的对象是悬浮物(英文缩写 SS,约可去除 40%~55%以上) ,同时可去除部分 BOD5(约占总 BOD5 的 20%~30%,主要是悬浮性 BOD5) ,可改善生物处理构筑物的 运行条件并降低其 BOD5 负荷。沉淀池按池内水流方向的不同,可分为平流式、 竖流式、幅流式。沉淀池各种池型优缺点和适用条件见表 3-4。
表 2-1 各种沉淀池优缺点和适用条件 池型 平流式 优点 (1)沉淀效果好 (1)配水不易均匀 (2)对冲击负荷和温度变化 (2)采用多斗排泥时每个泥 的适应能力强 斗需单独设排泥管,操作量大 (3)施工简易 (3)采用机械排泥时,设备 (4)平面布置紧凑 复杂,对施工质量要求高 (5)排泥设备已趋定型 (1)池子深度大,施工困难 (2)对冲击负荷和温度变化 (1)排泥方便,管理简单 竖流式 (2)占地面积小 (3)池径不宜过大,否则布 水不匀 (1)多为机械排泥,运行可 机械排泥设备复杂,对施工 辐流式 靠,管理较简单 质量要求高 (2)排泥设备已定型化 处理厂 中型污水 适用于大、 理厂 的适应能力较差 型污水处 适用于小 水处理厂 中、小型污 适用于大、 缺点 适用条件

经上述比较,为取得良好的沉淀效果,初次沉淀池选用普通经上述比较,为 取得良好的沉淀效果,初次沉淀池选用普通幅流式沉淀池。该池运行稳定,管理 简单,排泥设备已定型,对大中型污水厂较经济;适用于地下水位较高的地区, 适用于大中型污水厂。

2.6.1 设计计算
(1)池表面积 设表面负荷 q=2m /(m ·h) ,则单池表面积 A 为: A=
Q设计 0.9039 × 3600 = =831.51m2 2× 2 nq
- 34 3 2

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(2)沉淀部分有效水深 设沉淀时间 t=1.6h,则:h2=qt=2×1.6=3.2m (3)沉淀部分有效容积:V , =Q 设计 t=813.5×1.6=1301.6m3 (4)池子直径:D=

4A

π

=

4 × 813.5

π

=32.2m,取 L=33m

(5)池子总高度:H=h 1 +h2+h3+h4 式中 h 1 ——超高(m) ,取 h 1 =0.3m; h2——有效水深(m) ,取 h2=3.2m; h 3 ——缓冲层高度(m) ,取 h 3 =0.5m; ,h h 4 ——泥斗高度(m) 4 =(r 1 -r 2 )tga=(2-1) × tg60 =1.73m h 5——沉淀池底部落差(m) 5 =i(R- r 1 )=0.05 × (16.5-2)=0.72m ,h H=0.3+3.2+0.5+1.73+0.72=6.45m (6)污泥部分所需的容积:V= 式中
SNT 1000

S——每人每日污泥量[L/(人·d)],取 S=0.5 L/(人·d) ; N——设计人口数(人) ,N=300000 人; T——两次清除污泥时间间隔(d) ,采用机械刮泥,故取 T=4h; V=
0.5 × 300000 × 4 =12.5m3 1000 × 2 × 24

(7) 污泥斗容积: 设 r 1=2m,r2=1m,α=600 则 h 4 =(r 1-r2)tgα=(2-1)×tg600=1.73m V1 =
3.14h5 2 2 (r1 +r1r2+r2 )=12.7m 3 3

(8) 污泥斗以上圆锥体部分污泥容积: 设池底径向坡度为 0.05 则:h4=(R- r 1)×0.05=(16.5-2)×0.05=0.72m

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V 2=

3.14 × h 4 3.14 × 0.72 2 2 2 2 (R 1 +R 1 R2+R2 )= × (16.5 +16.5×2+2 )=233m 2 3 3

(9) 污泥总容积:V1+V2=12.7+233=245.7m3>12.5m3,满足要求。 (10)径深比:D/h2=33/3.2=10.3(介于 6—12)符合要求。

2.6.2 进出水设计
辐流式沉淀池采用中心进水周边出水的方式,进水管出口处设穿孔挡板整 流,出水采用双边溢流堰出水槽,堰口采用三角堰,排泥管设在池子最低部,靠 水的压力排泥。初沉池集配水采用集配水井,内侧配水,外侧排水。尺寸为配水 井直径 3m,集水井直径 5m。 (1)进水部分设计 进水管流速 污水自沉砂池出水井接 DN700 铸铁管进入配水井, 从配水井接 DN700 铸铁管, 在初沉池前接闸门,1000i=3.12,管内流速: V=
4Qmax 4 × 0.9039 = =1.17m/s,在。1.0~1.4 之间满足要求。 2 3.14nD 3.14 × 2 × 0.7 2

淹没水深 0.3m,潜孔壁厚 0.3m,内径 d1=D2=1m 外径 d2=1+0.3×2=1.6m,平均直径 d=(d1+d2)/2=1.3m. 设八个潜孔,每孔宽 0.3m,高 1.0m,则潜孔面积: f=8×0.3×1.0=2.4m
2

进水采用潜孔入流,则潜孔高度:
h= 1 1 H = ×3.2=1.6m 2 2

穿孔流速:v=Qmax/nf=0.9039/(2×2.4)=0.19m/s (介于 0.1~0.4 之间) 潜孔水头损失计算方法同前:h=0.023m 进水渐扩部分:ξ1=0.33 , h1 = ξ 1 (2)出水部分设计 堰上负荷:初沉池出水堰最大堰上负荷不宜大于 2.9l/sm, 则每池所需堰长: L=903.9/(2×2.9)=155.84m,

v2 = 0.02m 2g

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D=L/π=155.84/3.14=49.63m, 远大于池径,故采用双侧集水。 出水槽尺寸: 采用薄壁三角堰双侧集水;出水槽为双边进水,取出水槽外壁到池壁距离为 0.4m,堰每侧集水量为: Q=
Qmax 1 0.9039 1 3 × = × = 0.226 m /s 2 2 2 2
2

设过水断面面积: A = B × h = 0.4 × 0.5 = 0.2m 湿周: f = B + 2h = 0.4 + 2 × 0.5 = 1.4 m 水力半径: R = A / f = 0.2 /1.4 = 0.143 m 流速:v=
Q 0.226 = = 1.13 m s A 0 .2
2

v2 (0.013v ) 2 水力坡度:i= d = 2 = = 2 .9 ‰ 4 C R 3 R 取出水槽外壁到池壁距离为 0.4m(过小会增加流速,带走沉泥)。 出水堰长:L=(33-0.8)π+(33-1.6)π=199.7m 三角堰尺寸: 堰为等腰直角三角形,堰高为 0.06m,堰宽为 0.12m。取堰上水头为 0.04m。 实际堰数:n=199.7/0.12=1664 个 取堰上水头 0.045m,堰上宽度 0.09m 校核堰上负荷: 为了偏于安全,设三角堰水面宽为堰长,取安全堰上宽为 0.09m,则实际堰 长为:L'=n×0.09=1664×0.09=149.76m 设堰后自由跌落为 0.15m 水头损失:h=i×3.14×(D-0.8+D-1.6)/2+0.15+0.045=0.484m 总水头损失:∑h=0.484+0.023+0.02=0.527m (3)初沉池集配水井设计: 集水井中心管径=沉沙池总出水管径=1000 ㎜ V=Q/W=0.9039×4/π×1.02=1.15m/s

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配水井直径:设 D=1.4m ,则: 上升流速为 V 1 =Q/W=0.9039×4/π×1.4 =0.59 m s 进出入初沉池管径:DN=1100 ㎜,v=0.95m/s,I=0.85‰
2

2.7 A2/O 生物反应池
2.7.1 污水处理程度的计算
污水进处理厂前的 BOD 5 为 240mg/L,COD=450mg/L,SS=225 mg/L 经初次沉 淀池的处理 BOD 5 和 COD 按降低 25%考虑,SS 按降低 50%考虑,则进入曝气池污 水的 BOD 5 =240×(1-25%)=180mg/L,COD=450×(1-25%)=337.5mg/L。 SS=225×(1-50%)=112.5mg/L 首先判断是否可以采用 A /O 法:
COD 337.5 = = 8.44 >8 TN 40 TP 4 = = 0.022 <0.06,符合条件。 BOD 180
2

2.7.2 设计参数计算
由于无实验资料,设计参数选用经验值: 水力停留时间 HRT 为 t=8h;BOD 污泥负荷为 Ns=0.2kgBOD5/kg·MLSS·d · 回流污泥浓度 Xv=10000mg/l;污泥回流比:50% 曝气池混合液浓度:X= 2.7.2.1 求内回流比 RN TN 去除率为:η TN = 求内回流比:R N =
2

R 0.5 3 Xr = ×10000 = 3.3 kg/m 1+ R 1 + 0.5

TN 0 ? TN e 40 ? 20 = × 100 %=50% TN 0 40

50 × 100%=100% 100 ? 50

2.7.3 A /O 曝气池容积计算 有效容积:V=Q 平 t=0.6944 × 10 3 ×8×3.6=19998.72m 3 ; 池有效深度:H 1 =5.0m

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曝气池有效面积:S 总=

V 19998.72 2 2 = = 3999.74 m ,取 4000m , H1 5 .0
2

分两组,每组有效面积:S=S 总/2=2000m 。 设 5 廊道曝气池,廊道宽 8m 单组曝气池长度:L 1 =
2000 S = = 50 m 则缺氧池停留时间为 t2=1.6h; nB 5 × 8

设计:第一廊道为厌氧池,第二廊道为缺氧池,第三、四、五廊道为好氧池。 各段停留时间 A 1 :A 2 :O=1:1:3 则厌氧池停留时间为 t1=1.6h;缺氧池停留时间为 t2=1.6h; 好氧池停留时间为 t3=4.8h 2.7.3.1 厌氧池 污水在厌氧池内停留时间 t 1 =1.6h;厌氧池上面用厚 0.2m 的混凝土密封, 并设有搅拌设备,搅拌设备的设计:采用浆式搅拌器。 根据设计手册选用如下设计参数: 搅拌器外缘线速度取 2m/s;搅拌器直径 d=4m;搅拌器距池底取 1m 搅拌器浆叶数 2;搅拌器宽度 b=0.4m;搅拌器层数取 1 层 搅拌器转速:n=
60 × v 60 × 2 = = 9.55 转/分 3.14 × d 3.14 × 4
2

2 - ? ? C3 ?γ ? Z ? e ?b ?? v × n × R 3 ? ? ? , 搅拌功率:Ns= 408 × g

式中

C3—阻力系数 0.2;γ—水的容重 1000kg/m ; w—2v/d(弧度/秒);Z—搅拌器浆叶数; e—搅拌器层数;b—搅拌器浆叶宽度(米) R—搅拌器半径(米);g—重力加速度 9.8(m/s2)

3

则搅拌器功率:Ns=0.064kw;厌氧段和缺氧段都易分成串联的几个方格,每 个方格内设置一台机械搅拌器,一般采用叶片式浆板或推进式搅拌器,以保证生 化反应池进行,防止污泥沉降。根据每个搅拌设备的服务面积,沿廊道设 6 台桨 式搅拌器,搅拌器间距为 5.7m。

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2.7.3.2 缺氧池 t2=1.6h,缺氧池结构尺寸均与厌氧池相同,不同点只是不用密封,搅拌器 设备的设计与厌氧池相同 2.7.3.3 好氧池
3 t 3 =4.8h,V= V 总 =11999.23 m 3 , 5

有效水深为 5.0 m,取超高为 0.5 m; 则总高为 5.5 m. 剩余污泥量 W: W=a×(L0-Le)×Q 平-b×v×Xv (1)降解 BOD 生成污泥量: W1=a(L0-Le)×Q 平=0.4×(180-20)×0.6944×24×3600=3840kg/d (2)内源呼吸分解泥量:Xv=f×X=0.8×3.3=2.64 W2=b×V×Xv=0.06×19998.72×2.64=3168kg/d (3)不可降解和惰性悬浮物量(NVSS),该部分占总 Tss 的约 40%: W 3 =(s0-se)×Q 平×40%= (112.5 ? 20) × 0.6944 × 24 × 3600 × 40%=2220kg/d 1000

剩余污泥量:W=W1-W2+W3=3840-3168+2220=2856kg/d 污泥含水率 99.2%,剩余污泥量: q= W 2856 = = 357 m3/d=4.72L/s 1000(1 - P) (1 ? 0.992) × 1000
V × X 25462.94 × 3.3 = = 23.97 ≈24d(符合 15~25d) W 3505

污泥龄 θc:θc=

2.7.4 需氧量计算
厌氧﹑缺氧﹑好氧同步除磷脱氮工艺的好氧段需氧量, 应包括有机物降解的 需氧量和硝化需氧量两部分,并考虑扣除排放剩余污泥所减少的 BOD5 和氨氮 的氧当量(此部分 BOD 和氨氮并未好氧)以反硝化过程的产氧量。 按下式计算:O2=a‵×Lr+b‵×Nr-b‵×ND-c‵×Xw 式中 O2:为需氧量(kg/d)

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Lr:为 BOD 去除量(kg/d),Lr=KQ 平(L0-Le),L0﹑Le 污水流入流出 BOD 浓度 g/m3 Nr:为氨氮被硝化去除量(kg/d),即 Nr=Q 平×K×(N×K0-N×Ke)-0.12×Xw Xw:为每天生成的剩余活性污泥的量(kg/d),0.12 为微生物体中氮含的比 例系数,即生成 1kg 生物需 0.12mg 氮量 ND:为硝态氮的脱氮量(kg/d),ND=Q×K×(N×K0-N×Ke-N×Oe)-0.12Xw a‵﹑b‵﹑c‵分别为 BOD5﹑NH4+—N 和活性污泥氧当量,其数值分别 1,4.6,1.42。 最大时需氧量:O2= a‵Q 设 Lr+b‵Nr-b‵ND-c‵Xw 最大时需氧量:O2= a‵Q 设 Lr+b‵Nr-b‵ND-c‵Xw =a‵Q(Lo-Le)+b‵[Q(Nko-Nke)-0.12Xw] -b‵[Q(Nko-Nke-Noe)×0.56-0.12Xw]-c‵Xw] =420.46kg/h 平均时需氧量:O2= a‵Q 平 Lr+b‵Nr-b‵ND-c‵Xw=258.72kg/h

2.7.5 供气量计算
设计采用网状模型中微孔空气扩散器,敷设于距池底 0.2m 处,淹没水深 4.8m,计算温度为 30oC 查书中附录 1 得,水中溶解氧饱和度:Cs(20)=9.17mg/l;Cs(30)=7.63mg/l (1)空气扩散器出口处的绝对压力(Po): Pb=P+9.8×103H=1.013×105+9.8×103×4.8=1.483×105Pa (2)空气离开曝气池面时,氧的百分比,即:Ot = 21(1 ? Ea ) × 100% 79 + 21(1 ? Ea )

Ea—空气扩散器的氧转移效率,对网状模型中微孔空气扩散器,取值 12%, 代入 Ea 值,得 Ot=18.96% (3)曝气池混合夜中平均氧饱和度(按最不利的温度条件考虑)最不利温度
Pb Qt ? ? 条件,按 300C 考虑:Cst(T)=Cs× ? + ? 5 ? 2.026*10 42 ?

? 1.483 × 105 18.96 ? Cst(30)=7.63× ? + ? =9.03mg/l 5 42 ? ? 2.026 × 10

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(4)换算成在 200C 时条件下,脱氧清水充氧量,即: R0 =
RC st (20) α ( βρ C st (T ) ? C ) × 1.024 ( 30?20}

取值 α=0.82,β=0.95,c=2.0,ρ=1.0
R0=
258.72 × 10.85 =410.48 kg/h 0.82(0.95 × 1.0 × 9.03 ? 2.0) × 1.024 (30? 20}

相应的最大时的需气量:
R0(max)= 420.46 × 10.85 =667.14kg/h 0.82 × (0.95 × 1.0 × 9.03 ? 2.0) × 1.024 ( 30? 20}

410.48 × 100 =11508.3m3/h 0.3 × 12 667.14 × 100 (6)曝气池最大时供气量:Gs(max)= =18531.67m3/h 0.3 × 12

(5)曝气池平均时供气量:Gs=

(7)去除每 kg BOD5 的供气量 Q 每日去除的 BOD5 的值:
BOD5=
Q S (L0 ? Le ) 78096.96 × (180 ? 20 ) = =12495.51kg/d 1000 1000 Q=

11432.62 × 24 =21.96m3 空气/kg·BOD5 13093.62 11432.62 (8)每 m3 污水的供气量: =3.51m3 空气/m3 污水 0.9039 × 3600

(9)本系统所需空气总量: 除采用鼓风曝气外,本系统还采用空气在回流污泥井提升污泥。空气按回流 污泥的 8 倍考虑,污泥回流比 50%, 这样提升回流污泥所需空气量为
8 × 0.5 × 78096.96 = 13016.16 m3/h 24
总需气量 18531.6+13016.16=31547.83 m3/h

2.7.6 空气管系统计算
据好氧池平面布置图,布置空气管道,在相临的两个廊道的隔墙上设一根干 管,共三根干管。在每根干管上设 8 对竖管,共 16 根。全曝气池共设 48 根配气

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竖管,每根竖管的供气量=

18531.67 = 386.08 m3/h,好氧池平面面积 2400m2,每 48 2400 2 =4800 个空气扩散器的服务面积按 0.5 m 计,则所需空气扩散器的总数为 0 .5 4800 =100,每个空气扩散器的配气量为 个。每个竖管上安装扩散器的数目 48 18531.67 =3.86 m3/h。(具体计算结果见附录 1) 4800

2.7.7 进出水设计
(1 ) 进水: 由于配水渠的最小水流速度 Vmin=0.4m/s, 设计配水渠宽度为 0.8m, 高 1.0m,核算渠内流速 V=
H=1.0+0.3=1.3m。 0.9039 =0.56L/s,设超高 0.3m,则渠总高度为 0 .8 × 1 .0 × 2

初沉池集配水井首先进入进水井, 来水由进水井再经潜孔进入曝气池首端廊 道,这样可以防止产生异重流。 (2)出水采用非淹没式巨型薄壁堰,堰宽取 6m 堰上水头的计算根据 Q ' =m0×b× 2g ×H,m0=0.42 Q ' =Qmax+R×Q 平=0.9039+50%×0.6944=1.251m3/s H=(

Q' 1.251 )2/3=( )2/3=0.23m m×b× 2 g 0.42 × 6 × 2 × 9.8

自由跌落取 0.17m,则出水堰总水头损失为:h=0.23+0.17=0.4m 集水渠:集水渠设计流量:Q=α× Q ' =1.2×1.251=1.50m3/s 集水槽槽宽:B=0.9×Q0.4=1.06m,取 1.1m 集水槽水深:h=1.25B=1.25×1.1=1.4m 曝气池的出水通过管道送往二沉池集配水井, 输水管道内的流量按最大时的 流量加上回流的污泥量进行设计,回流比 50%,则取输水管管径 1100mm,管内 的最大流速 vmax=
4 × 1.251 =1.32m/s,二沉池集配水井的结构同初次沉淀池。 3.14 × 1.12

2.8 二次沉淀池
2.8.1 池体设计
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,澄清混合

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液。 本设计采用辐流式二沉池,周边进水,周边出水。中心进水周边出水的辐流 式沉淀池因中心导流筒内的流速较大, 可达到 100mm/s, 当作为二次沉淀池用时, 活性污泥在中心倒流筒内难以絮凝,并且这股水流向下流动时的动能较大,易冲 击池底沉泥,池的容积利用系数也较小。而周边进水周边出水向心式辐流沉淀池 由于进出水的改进,在一定程度上克服了上述普通辐流式沉淀池的缺点。 本设计中 Q 设计=0.9039m3/s=3254.04m3/h,拟建 2 座二沉池,并列运行,单 池表面负荷 q=1.5m /(m ·h) ,沉淀时间 t=2.0h。 (1)单池表面积:F=
Q设计 3254.04 = =1084.68m2 2 × 1 .5 nq
3 2

(2)沉淀部分直径:D=

4× F

π

=

4 × 1084.68

π

=37.17m,取 D=38m

(3) 沉淀部分有效水深:h2=q×t=1.5×2.0=3.0m (4) 沉泥斗尺寸: 本设计采用机械刮吸泥机连续排泥,池底设坡度 0.05,坡向中心。 沉泥斗为放空时用,取泥斗尺寸 r 1 =1.1m,r2=0.5m,h 5 =0.6m。

h 4 =(19-1.1)×0.05=0.895m,取 0.9m V
5

=

π
3

h5 (r12 + r1r2 + r22 ) =

3.14 × 0.6 × (1.12 + 1.1× 0.5 + 0.52 ) =1.26m 3 3

(5) 沉淀池总高: 设超高 h 1 =0.3m,缓冲层高 h 3 =0.5m H=h 1 + h 2 + h 3 + h 4 + h 5 =0.3+3.0+0.5+0.9+0.6=5.3m (6) 沉淀池池边高度: H ' = h 1 + h 2 + h 3 =0.3+3.0+0.5=3.8m (7) 堰口负荷校核:
q1 =

3254.04 =3.79L/(s·m)<4.34 L/(s·m) 3.6nπD 3.6 × 2 × 3.14 × 38
=

Q设

2.8.2 进出水设计计算
2.8.2.1 进水部分设计

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流入槽:设计流量加上回流污泥量。 即:Q=0.9039+0.5 × 0.9039 =1.356 m3/s 设流入槽宽 B=0.6m,水深 0.5m。 流速:v=
1.356 = 2.26 m/s 2 × 0..6 × 0.5

取导流絮凝区 停留时间 600s,G m =20s ?1 水温 15 0 C, γ = 1.14 × 10 ?6 v n = 2tγ Gm =0.74 m/s 孔径用 φ 50mm ,孔数 n= 导流絮凝区平均流速: v2 = Q 0.9039 = =0.006 m/s nπ ( D + B) B 2π (38 + 0.6) × 0.6 v1 ? v 2 2 0.74 2 ? 0.006 2 ) =( ) 2 = 20 s ?1 在 10~30 之间,合格。 ?6 2tγ 2 × 600 × 1.14 × 10
2 2 1
1

0.9039 2 × 0.74 ×

π
4

=311 个
2

× 0.05

Gm=(

湿周:f=B+2h=0.6+2 × 0.5 =1.6 水利半径:R=A/f=0.3/1.6=0.19 流速 v=Q/A=0.9039/(2×0.4)=1.51 m/s
2 ? ? ? 水力坡度:I=d = ? vnR 3 ? =3.53‰ ? ? ? ? 2 2

B? ? 流入槽周长:L= π ? D + ? =120.32m 2? ?

h 1 =LI=0.425m 进水孔水头损失非常小,取 0.03m 进水水头损失:0.425+0.03=0.455m 2.8.2.2 出水部分设计 出水采用三角堰,出水槽两边出水,出水槽外壁距池壁 0.5 米,出水槽宽 0.8 米,则出水堰长: L = (38 ? 0.5 × 2)π + (38 ? 0.8 × 2 ? 0.5 × 2)π = 227.34 m
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(1) 出水槽尺寸 堰每侧集水量:Q=
0.9039 3 =0.226m /s 2×2

过水断面:A=B×h=0.8×0.5=0.4 ㎡ 湿周:f=B+2h=1.8 m, 水力半径:R=A/f=0.4/1.8=0.22m 流速:v=Q/A= 0.226/0.4=0.56m/s>0.4m/s
2 ? ? ? 水利坡度:I=d = ? vnR 3 ? =0.40‰; ? ? ? ? 2 2

出水槽周长:L=227.34m (2) 堰的计算 二沉池是污水处理系统中的主要构筑物,污水在二沉池中净化后,出水的水 质指标大多已定,故二沉池的设计相当重要,本设计考虑到薄壁堰不能满足堰上 负荷的要求,故采用三角堰出水。为了便于安装及维修,采用与初沉池相同几何 尺寸的三角堰。 取三角堰高 h=0.06m,宽 b=0.12m
L 227.34 = = 1894.5 个,取 1895 b 0.12 9039 每个三角堰流量: q ′ = = 0.24 L/s 2 × 1895 q ′ 0.24 堰上附和:q = = = 2L/s ? m ,在(1.5~2.9 L/s ? m )之间,符合要求。 b 0.12

共有堰数: n =

由三角堰公式: q ' =1.43H

5 2 2

则堰上水深:H=( q ' /1.43)2/5=(0.24×10-3/1.43) 5 =0.031m 取堰上自由跌落为 0.15,堰上水头损失 H ' =H+0.15=0.181m 二沉池总水头损失: ∑h=0.181+0.40‰×227.34+0.455=0.727m,取 0.73m。

刮吸泥机的计算: 2.8.3 刮吸泥机的计算:
本设计采用周边驱动的全跨边式刮吸泥机
吸泥机外缘线速度为 1.68m/min,吸出污泥含水率 99.2%,采用静水压力排泥,在二沉 池衍架上设有 I=0.05 的污泥流动槽,污泥通过虹吸管排入槽内,沿槽流至中心排泥管,然

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华北某院毕业设计 华北某院毕业设计 后流出二沉池。

2.8.4 二沉池集配水井
二沉池配水井为内外套筒式结构,外径 5.0m,内径 3.0m,由曝气池过来的 输水管道直接送往两个二沉池,管径为 1100mm, 管内最大流速:
v max = 4 × 0.9039 4 × 0.9039 = = 0.95 m s , 3.14d 2 3.14 × 1.12

二沉池出水管径取 D=700mm。

2.9 消毒接触池
2.9.1 消毒方法的选择
消毒方法分为两类:物理方法和化学方法。物理方法主要有加热、冷冻、辐 照、紫外线和微波消毒等方法。化学方法是利用各种化学药剂进行消毒,常用的 化学消毒剂有氯及其化合物、各种卤素、臭氧、重金属离子等。
2-2 常用消毒剂比较 消毒剂 优点 名称 氯 化 形成 的余 氯及 某些 含 氯 化合 物低 浓度 时对 效果可靠、投配简单、投量 液氯 准确,价格便宜。 工业污水比例大时,氯化 可能生成致癌化合物 。 适用于出水水质较 同液氯缺点外,沿尚有投 好, 排入水体卫生条 漂白粉 投加设备简单,价格便宜。 量 不 准确 ,溶 解调 制不 件要求高的污水处 便,劳动强度大。 理厂。 消毒效率高,并能有效地降 投资大成本高,设备管理 臭氧 解污水中残留的有机物,色 复杂。 味,等。 件要求高的污水处 好, 排入水体卫生条 适用于出水水质较 水生物有毒害。当污水含 水处理厂。 适用于, 中规模的污 缺点 适用条件

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华北某院毕业设计 华北某院毕业设计 污水中 PH,温度对消毒效果 影响小,不产生难处理的或 生物积累性残余物。 用海水或一定浓度的盐水, 次氯 由处理厂就地自制电解产 酸钠 生,消毒。 消毒器,消毒水量小。 理站。 需 要 特制 氯片 及专 用的 品所等小型污水处 适用于医院、 生物制 理厂。

本设计采用液氯消毒。

2.9.2 设计计算
经过沉砂池、曝气池、二沉池的处理,污水中 BOD5 及 SS 虽大部分被去除, 但其中仍有大量病原、微生物和寄生虫卵。如不消毒,仍有可能引起环境污染, 造成病原传播。 本设计采用两组三廊道平流式消毒接触池,两组平行运行,接触时间 t=0.5h,液氯消毒。 (1)接触池容积:V= (2)接触池表面积: 设有效水深 h2=3.0m,则每座接触池的表面积 F=
V 542.34 = =180.78m2 h2 3. 0
Q设计t 0.9039 × 30 × 60 = =542.34m 3 n 2

(3)接触池长度:设池宽 B=3.8m,池廊道总长 L?= 则每廊道长:L= 长宽比
F 180.78 = =47.6m B 3 .8

L′ 47.6 = =15.9m,取 L=16m 3 3

L′ 47.6 = =12.53>10,符合要求。 B 3 .8

(4)污泥容积 经前期处理后,污水产生的污泥量为 0.03L/(人·d) ,含水率为 96%。 则接触池中每天产生的污泥量:W=0.03×300000=9000L/d=9.0m 3 /d 产生的污泥由刮泥机刮至进水端,然后由排泥管送至污泥脱水机房。
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(5)池高 取超高 h 1 =0.3m,池底坡度 i=0.05, 则:H= h 1 + h 2 +iL=0.3+3.0+0.05×16=4.1m (6)加氯量的确定 二级处理后,污水加氯量取 8mg/L,则每日加氯量: Q=903.9×86400×8×10 ?6 =624.78kg/d (7)进水设计 在二沉池至消毒池的途中设有闸阀井,接出超越管线和接氯管,后由一三通 将污水分为两条管道分别直接送入消毒接触池中。 设计流量: Q = α
Qmax 0.9039 1 .2 × = 0.54 m 3 /s n 2

设管径 D=800mm,流速 v 1 =1.07m/s;在接入消毒接触池时渐扩至 D=1000mm, 流速 v2=0.69m/s。 (8)出水设计 采用平顶矩形薄壁堰出流,堰宽为消毒接触池两廊道宽度,即 b=7.6m,
2

? Q设 堰上水头: H = ? ? m b 2g ? 0

?3 ? 0.9039 2 ?3 ? =? ? =0.10m ? ? ? 0.42 × 7.6 2 × 9.8 ? ? ?

2

堰后自由跌落 0.15m, 出水槽宽:B= 0.9(αQ设 )
0.4

= 0.9 × (1.5 × 0.9039)

0.4

=1.02m

设出水槽流速 v=0.90m/s, 水深为:h=
Q设

vb

=0.98m ,取 1.0 m v0 2 v2 + 2n Ln 2 g C Rn

(9)消毒接触池水头损失:hf= nξ 式中

ξ ——隔板转弯处的局部阻力系数,往复式隔板取 ξ =3;
n——水流转弯次数,n=2; Ln——该廊道总长度(m) n =48m; ,L

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1 C——谢才系数,C = ( ) Rn1/ 6 ; n——该廊道过水断面水力半径 R (m) ; n′

vn——廊道中水流速度(m/s) 0——转弯处水流速度(m/s) ;v 。 消毒接触池廊道为水泥砂浆抹面,粗糙系数 n?=0.013, 廊道过水断面水力半径:R n =

A

ρ

=

Bh2 3.8 × 3.0 = =1.163m B + 2h2 3.8 + 2 × 3.0

1 ? 1 ? 带入谢才系数公式,得:C= ? ?(1.163) 6 =78.884 ? 0.013 ?

廊道中水流速度:v n =

Q设 2Bh2

=

0.9039 = 0.040 m/s 2 × 3.8 × 3.0

廊道转弯处宽 2.8m,则转弯处流速: v n=

Q设 0.9039 = =0.054m/s 2B′h 2 2 × 2.8 × 3.0

带入上述各值,得消毒接触池水头损失:
h f =2 × 3 ×

0.04 2 0.054 2 + × 48 =0.0049+0.00002=0.0005m 2 × 9.8 78.884 2 × 1.163

2.10 计量设备
2.10.1 概述
为提高污水厂的工作效率和运转管理水平,并积累技术资料,以总结运转经 验,为处理厂的改、扩建提供可靠的数据,必须设计量设备,正确掌握污水量、 污泥量、空气量,以及动力消耗等。 污水计量设备的选择和布置,应遵循以下一般原则: 计量设备应水头损失小、精度高、操作简便,且不易沉积杂物。 分流制污水处理厂计量设备一般设在沉砂池后,初次沉淀池前的渠道上,或 设在污水厂的总出水管上。如有条件,应对各主要构筑物的进水分别计量。 二级处理出水的计量设备,可采用咽喉式计量槽、电磁流量计、文氏管、超 声流量计等,也可采用各种形式的流量堰进行测量。
表 2-3 常用计量设备比较 名称 优点 缺点 适用范围

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华北某院毕业设计 华北某院毕业设计 水头损失小,不易发生沉淀, 施工技术要求高, 不能自 巴氏计量槽 操作简单 动记录数据 水头损失较大, 堰前易沉 薄壁堰 稳定可靠,操作简单 淀污泥, 不能自动记录数 据 水头损失小,不易堵塞,精度 电磁流量计 高,能自动记录数据 水头损失小,不易堵塞,精度 超声波流量计 高,能自动记录数据 涡轮流量计 精度高,能自动记录数据 维修困难 中、小型污水厂 价格较贵,维修困难 大、中型污水厂 价格较贵,维修困难 大、中型污水厂 小型污水厂 大、中、小型污水厂

本设计中为节约投资,仅在污水厂的总出水管上设置计量设备,对二级处理 水进行计量。计量设备采用咽喉式计量槽中最常用的巴氏计量堰。其优点是:水 头损失小、不易发生沉淀,精确度可达 95%~98%。缺点是:施工技术要求较 高,尺寸如不准确,即影响测量精度。因此,施工时应注意保证质量。

2.10.2 计量堰尺寸设计
(1)本设计最大流量 Qmax=0.9039m3/s,选择测量范围为 0.08~0.9m3/s 的 巴氏计量槽,其各部分尺寸为: b=0.50m, L 1 =0.5b+1.2=0.5 × 0.5 + 1.2 =1.45m, L 2 =0.6 × 0.5 + 0.48 m, L 3 =0.986m, B 1 =1.2b+0.48=1.2 × 0.5 +0.48=1.08m, B 2 =b+0.3=0.5+0.3=0.8m. (2)巴氏计量槽计算图如下:

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K

P

B1

B2

b

H1

L1

L2

L3
图 2-3 巴氏计量槽计算图

(3)计量堰水头损失计算 计量堰内水流按自由流计,查得应采用的计量堰尺寸为: b=0.50m,Q=0.9039m/s 时,H 1 =0.81m,选择此堰为自由出水 自由流取 H2/H 1 =0.50,则 H2=0.5×0.81=0.41m 上游流速:v=Q/( B 1 H 1 )=0.9039/(1.08×0.81)=1.03m/s (4)上游渠道水力计算 过水断面:F 1 =B 1×H 1 =1.08×0.81=0.87m2 湿周:f 1 =B 1 +2H 1 =1.08+2×0.81=2.7m 水力半径:R 1 = F 1 /f 1 =0.87/2.7=0.32m 上游流速:v 1 =Q/( B 1H 1 )=0.9039/(1.08×0.81)=1.03 m/s
2 2 ? ? - ? ? ? 水力坡度:i 1 = ? v × n × R 3 ? = H = ?1.03 × 0.013 × 0.32 3 ? =0.0008=0.8‰ ? ? ? ? ? ?
2

2

(5)下游渠道水力计算 过水断面:F2=BH2=0.80×0.41=0.33m2 湿周:f2=B 2 +2H 2 =0.80+2×0.41=1.62m 水力半径:R 2 = F2/f2=0.33/1.62=0.20m 下游流速:v2=Q/(B 2 H 2 )=0.9039/(0.80×0.41)=2.76m/s

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C

H2

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2 2 ? ? - ? ? ? 水力坡度:i2= ? v × n × R 3 ? = ? 2.76 × 0.013 × 0.20 3 ? =0.011=11‰ ? ? ? ? ? ?
2

2

(6)计量堰及上下游渠道水头损失 计量堰上游水头损失为:3.24 i 1 =0.0008×3.24=0.002592m 计量堰下游水头损失为:5.40 i 2 =0.011×5.40=0.0594m 取计量堰本身的水头损失为:0.30m 计量堰总水头损失为:h=0.30+0.002592+0.0594=0.36m,取 0.4m (7)计量堰至河:采用重力流铸铁管,Q=0.9039m3/s,L=120m,选 D=900mm。 (8)跌水井:进河管水位应高于河水最高洪水位,以防止倒灌,但管入河时 出口应在常水位之下,以防止重新污染,故在距河 50m 处设一跌水井。跌水井跌 落应根据污水高程计算。

2.11 污泥处理构筑物
在污水处理过程中,产生大量的污泥,其数量约占处理量的 0.3%~0.5%。 这些污泥含有大量的有机物质,易于分解,对环境具有潜在的污染能力。同时, 污泥含水率高,体积庞大,处理和运输均很困难。因此,污泥在最终处置前必须 处理,以降低污泥中的有机物含量,并减少其水分,使之在最终处置时对环境的 危害减至最小限度,并将其体积缩减,以便于运输和处置。此外,污泥处理过程 中产生的 CH4 气,可使污泥处理达到综合利用,变害为利的目的。 其处理方案如前所述:生污泥→浓缩→机械脱水→最终处置 2.11.1 污泥浓缩 污泥浓缩是通过降低污泥中的空隙水含量,使体积非常大的污泥减容,从而 减小池容积和处理所需的投药量,缩小用于输送污泥的管道和泵类的尺寸。 设计只对来自二沉池的剩余污泥进行浓缩,污泥浓缩前含水率 P1=99.2%,浓 缩后污泥含水率 P2=97%。浓缩时间 T=15h,池数 n=2 个,浓缩部分上升流速 v =0.1mm/s。 2.11.1.1 浓缩池设计计算 2.11.1.1 浓缩池设计计算 (1)剩余污泥量的计算 A2/O 工艺系统产生的剩余污泥量为:

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QS =

W 2856 = = 357m 3 /d=4.72L/s (1 ? P ) × 1000 (1 ? 0.992) × 1000

(2)浓缩池有效水深:h2=vT=0.02× 10 ?3 ×15×3600=1.08m (3)中心管面积: 设中心管流速 v 中=0.02m/s;f=Q/v 中=0.0024/0.02=0.12m2 (4)中心管直径:

d=

4f

π

=

4 × 0.12

π

= 0.39mm ,取为 400mm 的进泥管。

d 1 =1.35d=1.35×0.39=0.54m, 取 0.6m (5)中心进泥管喇叭口与反射板之间的缝隙高度: h3=
Q 0.0024 = = 0.07 m v1πd1 0.02 × 3.14 × 0.54

浓缩后分离出来的污水量:q=Q

p1 ? p 2 0.0024 × (99 ? 97 ) = = 0.0016 m 3 /s 100 ? p 2 100 ? 97
0.0016 2 = 80 m 0.02 × 10 ?3

(6)浓缩池有效面积:F=q/v= (7)浓缩池直径:D =

4( F + f )

π

=

4 × (80 + 0.12)

π

= 10.10m,取D = 10.20m

(8)浓缩后剩余污泥量:
Q1 = Q
100 ? p 100 ? 99 = 0.0024 × = 0.0008 m 3 /s=69.12 m 3 /d 100 ? p 2 100 ? 97

(9)浓缩池污泥斗容积: 设污泥斗夹角 α=55°,斗底 r1=0.25m,R=2m h5=tgα(R-r1)=tg55°×(2-0.25)=2.50m
V =

π
3

h5( R 2 + Rr1 + r1 ) =
2

π
3

× 2.50 × 2 2 + 2 × 0.25 + 0.25 2 = 11.94 m 3

[

]

(10)污泥在泥斗中的停留时间: T=V/Q 1 = 11.94 /(0.0008 × 3600) = 4.15h (11)池总高度:

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设超高 h 1 =0.3m,缓冲层高度 h 4 =0.3m,中心管与反射板缝隙 h 3 =0.07m。 H=h1+h2+h3+h4+h5=0.3+1.08+0.07+0.3+2.50=4.25m (12)进出水 上清液采用三角堰出水,出泥管和进泥管均选用 DN100 的管,污泥浓缩后 排入贮泥池。

2.11.2 贮泥池
本设计采用矩形贮泥池,贮存来自初沉池和浓缩池的污泥,池数 n=2 个。 (1)贮泥量的计算 采用矩形贮泥池,贮存来自初次沉淀池和浓缩池的污泥量。初沉池中的 SS 处理程度按 50%考虑,则来自初沉池的污泥量 Q1 为:

Q1 =
式中

Q平均 (C1 ? C2 ) 1000(1 ? P0 )

C 1 、C 2 ——进、出初次淀池的 SS 浓度(kg/m3) ; P0——初沉池排放污泥含水率,P0=97%。

带入各值,得: Q1 = Q 平均 (C1 - C 2 ) 100(1 ? P0 ) = 0.6944 × 86400 × (0.225 - 0.5 × 0.225) = 225 m 3 /d 1000 × (1 - 0.97 )

来自污泥浓缩池的污泥量 Q2=138.24m 3 /d。 则贮泥量 Q=Q1+Q2=225+138.24=363.24m 3 /d,设贮泥池为 2 座。 (2)贮泥池的尺寸计算 设贮泥池的贮泥时间 t=10h,池高 h2=2.5m,则贮泥池表面积 F 为: F=
Qt 363.24 × 10 = =30.27m 2 nh2 2 × 2.5 × 24
F 30.27 = =6.73m。 B 4 .5

设贮泥池池宽 B=4.5,池长 L= (3)管道部分

每个贮泥池中设 DN=100mm 的吸泥管一根,两个贮泥池相互连通,连通管 DN150mm,共设有三根进泥管,一根来自初沉池,管径 DN=150mm,另两根来自污

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泥浓缩池,管径均为 100mm。

2.11.3 污泥脱水间
目前,常用的污泥脱水设备有板框压滤脱水机、带式压滤脱水机和离心脱水 机。 本设计采用带式压滤脱水机。 带式压滤机的基本原理是通过设置一系列压辊及滚筒,将上下层滤带张紧, 滤带间的污泥不断受挤压剪切后,加速泥水的分离。 带式压滤机一般分为三个阶段,重力脱水段,楔形预压段,中/高压段。 设备选型:DY-3000 型带式压滤机两台 性能参数:干污泥产量 泥饼含水率 600kg/h
70% ~ 80%

2.12 污水厂平面布置
污水厂的平面布置包括: 处理构筑物的布置、 办公、 化验、 辅助建筑的布置、 以及各种管道、道路、绿化等的布置。污水厂的平面布置图应充分考虑地形、风 向、布置合理、便于规划管理。 布置得一般原则:
(1) 构筑物布置应紧凑,节约占地,便于管理; (2) 构筑物尽可能按流程布置,避免管线迂回,利用地形,减少土方量; (3) 水厂生活区应位于城市主导风向的上风向,构筑物位于下风向; (4) 考虑安排充分的绿化地带; (5) 构筑物之间的距离应考虑铺设管渠的位置,运转管理和施工需要,

一般 5-10 米;
(6) 污泥处理构筑物应尽可能布置成单独的组合,以防安全,便于管理; (7) 污水厂内应设超越管,以便在发生事故时使污水能超越一部分或全部构

筑物,进入下个构筑物或事故溢流。 具体平面布置见城市污水厂平面图。

2.13 污水厂高程布置
2.13.1 概述
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为了使污水能在构筑物间通畅流动,以保证处理正常进行,在平面布置的同 时必须进行高程布置,以确定各构筑物及连接管渠的高程。 在整个污水处理过程中,应尽可能使污水和污泥重力流,但在多数情况下需 要提升。本设计高程布置严格遵循以下原则: (1) 为了使污水在各构筑物间顺利自流,精确计算各构筑物之间的水头损 失,包括沿程,局部及构筑物本身的水头损失,此时还考虑污水厂扩建时的预留 储备水头。 (2) 进行水力计算时,选择距离最大,水头损失最大流程,并按最大设计流 量计算,计算时还要考虑管内的淤积,阻力增大的可能。 (3) 污水厂出水管渠的高程需不受洪水顶托,污水能自流流出。 (4) 污水厂的场地竖向布置,应考虑土方布置,并考虑有利于排水。

2.13 2.13.2 各种水头损失计算见附表。

2.14 其他附属设施的设计
(1) 门的设计 机械间的门应满足设备的最大部件搬动要求,其尺寸为: 门高: H = c + d + e + f 式中:

c —所吊部件吊钩与门框顶距离,取 0.5m 。
d —起重绳的垂直长度,对于水泵 d 取 0.5b = 1.35m 。

e —最大一台泵或电机的高度。 e = 1.17 m 。
f —进吊车部件底与进出口室内低坪或平台的距离。取 f = 0.2m 。

所以, H = 0.5 + 1.35 + 1.71 + 0.2 = 3.76m 。
(2) 窗的设计

在寒冷的地区,窗向阳,为了使空气对流,背面也适当开窗,窗总面积应不 小于泵房面积的 1 。 3
(3) 走廊

在较大的泵站内,为了便于管理和使用,靠窗或靠窗的一边,宜设有走廊, 其宽度采用 1.0~1.2m;走廊的栏杆高度为 0.7~1.0m。
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参考文献
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[13] GB18918-2002, 城镇污水处理厂污染物排放标准. 北京: 中国标准出版社,

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[17] 高峻发等.污水处理厂工艺设计手册.化学工业出版社,2003 [18] 孙力平等.污水处理新工艺与设计计算实例,2001

3 附录
3.1 外文翻译
3.1.1 外文原文

Sludge treatment of sustainability analysis
One idea
As urban sewage and industrial sewage collection and sewage treatment rate of increase in efficiency improvements (such as the chemical phosphorus removal sludge can increase by 30%), making total amount of sludge in the world increased dramatically. Land application of sludge disposal is still a way out for sustainable
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development will depend mainly on the following factors: Carbon and nutrient recycling; Around the availability of agricultural land and its distance; Low-input and operating costs; Stringent legal requirements and control procedures to ensure the safety and sewage sludge fertilizer. However, according to the actual situation or local regulations, the land application of sewage sludge before the producers had to be advanced, more expensive treatment in order to meet further requirements, such as compost, heat treatment or high-temperature sterilization digestion. However, a large part of the sludge, for obvious reasons can not be used in agriculture, such as micro-pollutants, bacteria excessive or lack of fertilizer, far away and so on. Sometimes may be due to distrust of the public not be accepted. In this way, sludge or landfill or destroyed by high temperature oxidation of NOx.

Sustainability strategies
Carrying out any technical studies, public acceptance should be assessed. Even from the technical, cost and environmental impact in terms of are the best approach may also be no good to explain to the public but was denied. Regardless of what treatment can be identified in the future treatment should be safe, environmental protection (protection
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of people and flora and fauna) and should add value (material and / or energy recovery). For these purposes, sludge treatment should be reduced sludge volume, improved sludge quality and reduce harmful emissions. This paper will introduce a number of important processes, in order to meet the needs of operators, and involving other technical or regulatory constraint. (1)The land of rational utilization ) As a prerequisite, sludge should be at least stable, that is, the actual request was not running on the smell. Local laws may require or in the future will be even higher: sludge may be required to disinfect / Pap sterilization. Sterilization requirement of a mandatory goal: to pathogens such as intestinal virus, typhoid bacteria, nematodes, parasite eggs and other samples after treatment should be detected. Biological treatment. Process volatile use of biological sludge. Such as anaerobic digestion (AD), self-supporting aerobic digestion (ATAD) process. Chemical treatment. The degradation of volatile organic compounds to curb corruption. Such as the acidic nitrite SAPHYRTM process. Physical treatment. The degradation of volatile organic compounds to curb corruption. Such as sludge incineration. Most of these processes are stable and sterile, but the extent of
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disinfection depends on the number of parameters such as HRT (hydraulic retention time) or chemical dosage. Thermal oxidation process is clearly far beyond the stability of sludge, disinfection and pasteurization requirements. Because organic matter was completely or almost completely removed. The biological stability of sludge Liquid (condensation): digestion We are most familiar is the traditional method of sludge disposal digestion, it can reduce the amount of sludge produced. Either aerobic or anaerobic, it involves a lot of energy. At present, most large sludge treatment plant or regional centers use the method, this process is still leading in number. At the same time, some other operation or in the digestion before or after digestion, but also provides enhanced processing power. Attached to state sludge (dehydrated): composting Composting is the only existing sludge from the waste can be turned into products, processes, and there is a lot of strict rules or criteria for accreditation. Because the sludge into a new product, easy to operate (can be stacked) rather tasteless, disinfection well and drier. This process is gaining momentum. On the other hand, because it does not reduce the final volume, takes a lot of area and more personnel. Furthermore, in order to meet the new requirements (temporary EU standards or EPA A
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level) in the disinfection and odor requirements, with the traditional 'rough', such as aerated static pile process than the need for more advanced technology such as' stirring reactor corridor ', it affects the final running costs. The process mainly through a moving wheel and drive the mixture stirred at the same time in the aeration blowers to speed up the biodegradation to produce a uniform mud heap. The total residence time can be reduced to 2 weeks, disinfection effect was very good. Sludge chemical stability. The chemical stability of sludge mainly through a dosing device to treat the stability of sludge dosing of chemicals in order to prevent fermentation and odor. Great metering dosing can decay pathogens. This process generally invest in cheap and easy to operate. However, the clay content will not be reduced, and higher operating costs. These two processes are not mutually exclusive, the nature of the landfill land selection process: If the soil is acidic, you can choose to add lime, but if the soil is alkaline, then SAPHYRTM process may be more appropriate because it is easy to operate , operating costs province. The physical stability of sludge - Drying. Heating and drying mainly through the thermal driving force to remove the remaining free water and the keys connected to the water. According to the different heating medium, heating and drying can be divided into two kinds: one
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is the gaseous state at high temperatures and turbulence flowing Dryer (direct heat), a liquid is heated (usually steam or pressurized of water) transfer heat to the sludge through the dryer heating wall (indirect drying). The purpose of heating and drying is to reach the downstream thermal incineration of sludge with a continuous (usually 30 ~ 35%) or are easy handling and storage of dry sludge (60%). If you want to achieve a long period of stability (a few months), dry solids content should be 90% or more (final dry), and the state of particles is also easy to use (including agricultural applications). Another advantage of the final drying is that it can easily face the ultimate treatment methods, such as agricultural land application, incineration used in cement production, or municipal solid waste incineration. Its disadvantages: first, the high operating costs, especially energy consumption, generally hot dry, each one ton of evaporated water needs 3400MJheat. However, the dewatering step, removing a ton of water as long as the 6MJ (electricity); second need more staff to clear the dead in the powder in order to prevent fires. (2)Thermal oxidation ) Burning. Fluidized bed incineration furnace (FBF) on the process performance is concerned, proved to be the best way in the burning of sludge (turbulent way, post-combustion of up to 850 degree temperature). And it runs reliably (in the oven without turning section). In 40 years
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time, Vivendi has built a worldwide dozens of fluidized bed incinerator (such as the European Union, Russia, Turkey). Typically, in a stable state does not require adding extra fuel, the continuity of heat balance can be achieved. If the calorific value of sludge LCV is too low (such as low volatile solids, and / or solid content), exhaust / gas heat exchanger should be large enough to increase the wind room temperature. If you fail (such as extended aeration sludge containing 20% DS), you need to in front of heating and drying. On the dry ash disposal, industrial pollution is not purely for the municipal sludge, heavy metals, not a problem. Because gray is the form of oxides, their permeability is not strong, so it can be reused as cement, used for industrial and road construction. The final step acid by-product is removed. As the heavy metal pollution, they can only be buried in a special place, but in small quantities. Co-incineration of municipal solid waste. In order to reduce investment, urban waste and municipal sewage sludge is usually a burning furnace. Typically, a population equivalent of daily production of 150 to 250 grams of dehydrated viscous sludge and 1 ~ 3 kg of garbage. According to the design of incinerators, can be 10 ~ 25% (soil / litter) and viscous sludge to control the temperature of the stove. In order to achieve optimum combustion, and is not due to unbrunt organic sludge
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contaminated clinker can be used as a processing capacity 1m3 / h of PyromixTM equipment, through the compressed air to turn into a drop of sludge-like mud. In fact, this method only if the wastewater treatment plant is running away from the municipal solid waste incinerator close when the benefit, otherwise the cost of transportation will be high. Sludge in the system at this time only when necessary to use as the control flow. Wet air oxidation. Vivendi Water Systems R &amp; D ATHOSTM device in the 'neutral' temperature (240 degrees) and pressure (45 bar) under the conditions proved to be efficient. 80% of total COD is oxidized, and the remaining 20% is soluble and highly biodegradable. Dehydration does not require follow-up steps, exhaust gas is not toxic, solid mineral products contain heavy metals is a form of non-penetration exist. They can be used for road construction. And the liquid part, containing the biodegradable COD, can be easily used as a wastewater treatment plant denitrification carbon source. Sludge degradation of organic nitrogen first into soluble ammonia. The ammonia, some after being blown off by catalytic reaction to convert nitrogen gas into the atmosphere.

Conclusion
Competition, stringent norms and need for environmental protection requirements continue to develop new processes or more efficient
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production methods. For a specific project, through the rational selection process to meet user's requirements, need to be considered is that the process to be able to protect the environment, the benefit of people, to be able to optimize the material and energy recycling to achieve sustainable development purpose.

References

[1] LI Yu-xiang. Sludge Treatment Process Technical Analysis 'Urban water supply and drainage', 2005.08.

3.1.2 中文翻译

污泥处理的可持续性分析 污泥处理的可持续性分析
一个理念 一个理念
随着城市和工业污水的收集和处理效率的提高(例如化学除磷率可提高 30%) ,世界上的污泥总量急剧增加。 土地利用仍然是污泥处理的一个可持续发展出路,将主要取决于以下因素: 碳和养分循环; 可用农田及其距离; 低投入和经营成本; 严格的法律规定和控制程序以确保安全和污泥肥效。 然而,根据实际情况或地方性法规,在利用污泥土地之前,污泥必须先经先 进的、 更加昂贵的处理, 如堆肥、 热处理或高温杀菌消化, 以满足进一步的要求。

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但是,大部分的污泥,由于明显的原因不能用于农田,如微污染物,细菌肥 料过多或不足,距离远等。有时候可能是由于不被公众信任,从而不被接受。这 样,污泥或填埋或经氮氧化物的高温氧化而破坏。

可持续发展战略 可持续发展战略
进行任何技术研究,应考虑公众的可接受度。即使从技术,成本和对环境的 影响方面是最好的,也可能由于没有向公众解释清楚,而遭到了拒绝。无论什么 样的处理,未来的处理应该是安全,环保(保护人与动植物)并应增加价值(物 质和/或能源回收) 为了这些目的, 。 污泥处理应减少污泥体积, 提高污泥的质量, 降低有害排放。 本文将介绍一些重要进程的数目,以满足运营商的需求,并涉及其他技术或 监管限制。 (1) 合理利用土地 合理利用土地 利用土 首先,污泥应至少保持稳定,即实际的要求,没有臭味。当地法律可能规定 或在未来可能会要求更高:污泥可能需要消毒/巴氏灭菌。灭菌要求是强制性的 目标:例如肠病毒,伤寒细菌,线虫,寄生虫卵和其他病原体的样本,处理后应 被检测。 生物处理。利用生物处理挥发性污泥的过程。如厌氧消化(AD) ,自给自足 的好氧消化(ATAD)过程。 化学处理。降解挥发性有机化合物以抑制污泥腐败。如酸性条件下亚硝酸盐 的 SAPHYRTM 处理 物理处理。降解挥发性有机化合物以抑制污泥腐败。如污泥焚化。 这些过程大多是稳定和消毒, 但消毒程度取决于参数值, 如水力停留时间 (水 力停留时间)或化学剂量。 热氧化过程显然远远超出了污泥稳定、消毒和杀菌的要求。由于有机物质被 完全或几乎完全去除掉。 污泥的生物稳定性 液体(冷凝) :消化 我们最熟悉的是传统的污泥处理方法 - 消化,它可以减少污泥产量。无论 是好氧或厌氧,它都涉及大量的能量。目前,大多数大型污泥处理厂或区域中心

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采用这种方法,这一处理过程在应用数量上仍然领先。同时,其他一些操作或在 消化之前或消化之后,提高了处理能力。 附着态污泥(脱水后) :堆肥 堆肥是唯一的可以使污泥从废物变为产品的工艺, 并且有很多严格的规定或 认可的标准。由于把污泥变成一个新的产品,易于操作(可堆叠) ,而且无味, 消毒和干燥效果好,因此这种处理方法日渐被人们青睐。然而,另一方面,它不 减少最终的体积,占用很多面积和需要更多的管理人员。此外,为了满足消毒和 气味方面的新要求(临时欧盟标准,环保局或 A 级)与传统的'粗'处理过程相比, 如在加气比方面需要更先进的技术,如'搅拌反应堆走廊',它影响到最终的运行 费用。 这个过程主要是通过移动转盘混合搅拌,与此同时进行鼓风曝气,以加快生 物降解产生一个匀实的泥堆。总停留时间可缩短至 2 周,消毒效果非常好。 污泥的化学稳定性。污泥处理的化学稳定性,主要是通过一个加药装置以产 生稳定剂量的化学药品,从而防止污泥发酵和产生臭味。大剂量化学药品可检测 病原体。这一过程一般投资少,操作简便。然而,粘土含量不会减少,需要更高 的运营成本。 这两个过程并不相互排斥,在选拔堆填区土地性质的过程中:如果土壤是酸 性的,你可以选择添加石灰,但如果是碱性土壤,那么 SAPHYRTM 过程可能更 合适,因为它易于操作,节省营运成本。 污泥的物理稳定性 - 干燥。加热和干燥主要是通过热驱动力来消除剩余的 自由水,关键是化合水。根据不同的加热介质,加热和干燥可分为两种:一种是 利用高温和流动机(直接加热) ,一种液体被加热(通常是蒸汽或加压水)通过 加热烘干机把热量传递给污泥(间接干燥) 。加热和干燥的目的是便于进行污泥 (通常是 30?35%)焚烧和干污泥(60%)存储。如果你想实现一个长期(数 月)的稳定,干污泥的含量应在 90%以上(彻底干燥) ,并且颗粒状态也易于应 用(包括农业应用) 。彻底干燥的另一个优势是:污泥最终处理简便,如申请农 业用地,水泥生产中的焚化,城市固体废物的焚烧。其缺点是:首先,经营成本 高,特别是能源消耗。一般加热干燥,每 1 吨的水蒸发需要 3400MJ 热量;然 而,脱水步骤,消除一吨的水,只要 6MJ(电力) 。其次是需要更多的工作人员

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来清理剩余的粉末,以防止火灾。 (2) 热氧化 燃烧。流化床焚烧炉的工艺(FBF) ,被证明是最好的污泥焚烧方法(温度 不稳定,后达 850 度高温燃烧) 。它运行可靠, (在不需要旋转装置的焚烧炉内) 。 在 40 年时间,威望迪已建成全球几十个流化床焚烧炉, (如欧洲联盟,俄罗斯, 土耳其) 。 通常,在一个稳定的状态下,并不需要增加额外的燃料,热平衡的连续性可 以实现。如果污泥的热值太低(如低挥发性固体,和/或固体含量) ,废气/气换热 器应该足够大,以提高风室的温度。如果你没有这样做(如延长含 20%溶解固 体污泥的曝气时间) ,您需要在前面进行加热和干燥。 在干灰处理方面,工业污染不是纯粹的市政污泥和重金属,不算一个严重的 问题。 因为灰色是氧化物的形式, 其透气性不强, 因此它可以作为水泥重复使用, 用于工业和道路建设。 最终酸性副产品被去除。由于重金属污染,他们只能被埋放在一个特殊的地 方,但是要控制数量。 联合焚烧城市固体废物。为了减少投资,城市垃圾和城市污泥通常在燃烧炉 内处理。通常情况下,每人每天产生 150 至 250 克的脱水污泥和 1?3 公斤的垃 圾。根据焚化炉设计,10?25%(土/垃圾)和粘性淤泥可控制炉温。为了达到 最佳的燃烧效果,并且不会由于未燃烧的有机污泥污染熟料, 可以用处理能力 为 1m3/h 的 PyromixTM 设备,通过压缩空气把污泥转成滴状污泥。事实上, 这种方法只有在正在运行的污水处理厂与其利益密切相关的城市固体废物焚烧 炉距离较近时才被应用,否则运输成本会很高。此时系统中的污泥只有在必要时 用作控制流。 湿式空气氧化。维旺迪水利系统研发的 ATHOSTM 设备被证明在“适宜” 的温度(240 度)和压力(45 bar)的条件下是有效的。其中 80%的总化学需 氧量是氧化需氧量,剩余 20%是可溶性的和高级生物降解。脱水不需要后续步 骤,废气没有毒性,固体矿产产品中含有的重金属以一种非渗透的形式存在。它 们可用于道路建设。而液体部分,包含可生物降解 COD 的,易于作为污水处理 厂反硝化的碳源。
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污泥中有机氮首先被降解成为可溶性氨。这些可溶性氨,一些通过反应转换 成氮气排放到大气中。

结论
竞争、严格的规范和环保要求需要不断开发新工艺或使生产方法更有效。对 于一个具体项目,通过合理的选择过程,以满足用户的要求,需要考虑的是,这 一进程应能够保护环境,维护人们的利益,能够优化物质和促进能量循环,实现 可持续发展。

参考资料
[1]李宇翔。污泥处理工艺技术分析: “城市给水排水”2005.08。

3.2 附表
管段 编号 19–18 18–17 17–16 16–15 管段长 度 L/m 0.57 0.57 0.57 0.57 附表 1 空气管路损失计算 空气流量 流速 管径 配件 m3/h m3/min m/s mm 3.86 7.72 11.58 15.44 0.06 0.13 0.19 0.26 32.00 32.00 32.00 32.00 弯头 1 三通 1 三通 1 三通 1 三通 1, 异形管 1 三通 1 , 异形管 1 三通 1, 异形管 当量 长度 m 0.62 1.18 1.18 1.18 计算 长度 m 1.19 1.75 1.75 1.75 压力损失 h1+h2 9.8pa/m 0.14 0.18 0.36 0.58 9.8pa 0.17 0.32 0.63 1.02

15–14

0.29

19.30

0.32

32.00

1.27

1.56

0.92

1.44

14–13

0.80

38.60

0.64

4.80

50.00

2.18

2.98

0.60

1.79

13–20

0.80

77.20

1.29

4.40

80.00

3.83

4.63

0.33

1.53

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华北某院毕业设计 华北某院毕业设计 1 三通 1, 异形管 1 三通 1, 异形管 1 四通 1, 异形管 1 闸门 1, 弯头 3, 三通 1 四通 1 ,异 形管 1 四通 1 ,异 形管 1 四通 1 ,异 形管 1 四通 1 ,异 形管 1 四通 1 ,异 形管 1 四通 1 ,异 形管 1 四通 1 ,异 形管 1 四通 1 ,异 形管 1, 弯头 2 三通 1 ,异 形管 1 四通 1 ,异 形管 1

20–21

0.80

115.80

1.93

5.00

90.00

4.41

5.21

0.40

2.08

21-22

0.80

154.40

2.57

5.00

100.00

5.01

5.81

0.28

1.63

22–12

0.40

193.00

3.22

7.00

100.00

6.41

6.81

0.47

3.20

12–11

9.30

386.00

6.43

4.00

200.00

25.96

35.26

0.10

3.53

11–10

6.33

772.00

12.87

8.00

200.00

14.48

20.81

0.18

3.75

10–9

6.33

1544.00

25.73

13.80

200.00

14.48

20.81

0.70

14.57

9–8 8–7

6.33

2316.00

38.60

13.20

250.00

18.93

25.26

0.39

9.85

6.33

3088.00

51.47

13.00

300.00

23.56

29.89

0.35

10.46

7–6

6.33

3860.00

64.33

11.70

350.00

28.34

34.67

0.36

12.48

6–5

6.33

4632.00

77.20

14.00

350.00

28.34

34.67

0.40

13.87

5–4

6.33

5404.00

90.07

12.50

400.00

33.27

39.60

0.28

11.09

4–3

8.15

6176.00

102.93

14.20

400.00

48.06

56.21

0.38

21.36

3–2

16.00

6176.00

102.93

14.20

400.00

33.27

49.27

0.38

18.72

2–1

30.00

18528.00

308.80

13.50

700.00

65.12

95.12

0.13

12.37

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华北某院毕业设计 华北某院毕业设计 合计 附表 2 污水构筑物水头损失表 附表 3 污水管渠水利计算表 管渠及 构筑物 名称 出水口 至计量 堰 计量堰 至接触 池 接触池 至集配 水井 集配水 井至二 沉池 二沉池 至集配 水井 管渠设计参数 流量 L/s D(mm) I(‰) V(m/s) L(m) 水头损失(m) 沿程 局部 合计 145.84

903.90

1000.00

1.00

1.50

20.50

0.021

0.17

0.193

903.90

800.00

1.00

2.00

7.10

0.007

0.08

0.084

903.90

800.00

1.00

2.00

10.10

0.010

0.28

0.288

451.95

700.00

2.40

0.90

11.50

0.028

0.10

0.130

451.95

700.00

2.40

0.90

11.50

0.028

0.17

0.196

构筑物名称 细格栅 沉砂池 初沉池 曝气池 集配水 井至曝 气池 曝气池 至集配 水井 集配水 井至初 沉池 初沉池 至集配 水井 集配水 井至沉 砂池 1251.00

水头损失(m) 构筑物名称

水头损失(m)

0.20 0.37 0.53 0.40
1100.00 1.40

二沉池 接触池 计量堰

1.01 0.22 0.40

1.30

110.60

0.155

0.29

0.441

903.90

1100.00

0.80

0.95

8.80

0.007

0.08

0.082

451.95

700.00

5.40

0.90

7.40

0.040

0.08

0.123

451.95

800.00

2.30

0.90

7.30

0.017

0.14

0.154

903.90

1100.00

0.80

0.95

12.00

0.010

0.31

0.318

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华北某院毕业设计 华北某院毕业设计 沉砂池 至细格 栅

903.90

1100.00

0.80

0.95

5.16

0.004

0.20

0.205

附表 4 构筑物及管渠水面标高

序号

管渠及构筑物 名称 出水口至计量 堰 计量堰 计量堰至接触 池 接触池 接触池至集配 水井 集配水井至二 沉池 二沉池 二沉池至集配 水井

水面上游 水面下游 标高(m) 标高(m) 27.58 27.98 28.06 28.28 28.57 28.70 29.71 29.91 27.39 27.58 27.98 28.06 28.28 28.57 28.70 29.71

构筑物水面标高 (m)

地面标高(m)

1 2 3 4 5 6 7 8

30.00 27.78

28.17

29.21

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华北某院毕业设计 华北某院毕业设计 集配水井至曝 气池 曝气池 曝气池至集配 水井 集配水井至初 沉池 初沉池 初沉池至集配 水井 集配水井至沉 砂池 沉砂池 沉砂池至细格 栅 细格栅

9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

30.35 30.75 30.83 30.95 31.48 31.64 31.95 32.32 32.53 32.73

29.91 30.35 30.75 30.83 30.95 31.48 31.64 31.95 32.32 32.53 32.63 32.14 31.22 30.55

附表 5 污泥构筑物水头损失表 构筑物名称 初沉池 浓缩池 脱水机房 水头损失(m) 构筑物名称 二沉池 贮泥池 水头损失(m)

0.40 0.47 0.50

0.41 0.55

附表 6 污泥连接管道水头损失 管渠及 构筑物 二沉池 至浓缩 池 浓缩池 至贮泥 池 初沉池 至贮泥 池 贮泥池 至提升 泵站 管渠设计参数 流量 L/s 管径 mm 100.00 流速 m/s 管长 m 沿程 水头损失 m 局部 合计

4.72

0.60

100.00

0.49

0.14

0.63

1.60

100.00

0.20

12.16

0.02

0.05

0.07

2.60

100.00

0.33

112.60

0.28

0.13

0.41

4.20

100.00

0.54

10.48

0.03

0.06

0.09

附表 7 污泥构筑物及管渠水面标高

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华北某院毕业设计 华北某院毕业设计 管渠及构筑物 名称 二沉池 二沉池至浓缩 池 浓缩池 浓缩池至贮泥 池 初沉池 初沉池至贮泥 池 贮泥池 贮泥池至提升 泵站 脱水机房 水面下游 水面上游 标高(m) 标高(m) 构筑物水面标高 (m) 29.21 29.21 28.17 28.17 28.17 27.63 31.22 31.22 30.41 27.63 27.63 31.31 31.31

序号 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00

地面标高(m) 30.00

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