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第一章 概述

1.1基本介绍

落步嘴污水处理厂坐落于武汉市洪山区友谊大道厂前特2号,是武汉市水务集团排水公司建管的第9座污水处理厂。该污水处理厂主要服务于青山区,填补了市青山区没有污水处理厂的空白。该厂近期规模为12万m³/d,远期总规模为24万m³³³¹/d,厂区近期占地面积约9.172 hm²,远期占地面积约为6.793 hm²。该厂为亚行贷款项目,总投资3.3亿元。

自20世纪90年代以来,武汉市城市排水发展有限公司建成并运行有8座污水处理厂,在落步嘴厂建设过程中,排水公司及时成立筹备组,提前介入工程建设,总结了前8座污水处理厂建设和施工中的大量经验,汲取了其他污水厂在运行过程中存在的问题,通过积累和总结,将更优化的设计和运行理念应用于落步嘴厂的设计和施工过程中,使得该厂有条件跻身国内较先进的污水处理厂的行列。

1.2 处理要求

落步嘴厂使用的工艺为前置厌氧型卡鲁塞尔氧化沟工艺,设计出水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)一级A标准,工程进出水水质见表1(此出水要求为氧化沟后)

表1 设计进出水水质主要指标

厂区进水主要由厂外提升泵站将水输进厂内,通过前格栅和粗格栅后,由水泵提升,再经过转鼓格栅和旋流沉砂池后进入氧化沟前置厌氧段。在厌氧段中,微生物利用碳源进行充分的自养分解,释放磷元素,充分的反硝化后流进氧化沟。氧化沟分为4组,在好氧和缺氧间交替反应,以降解污水中的有机污染物浓度,达到净化水质的目的,同时有效的去除氮、磷等。出水末端进行液氯消毒,最后经出水泵房将尾水排至沙湖港入长江。

本设计范围：水厂进水井至水厂出水井。要求完成：水质、水量确定与计算、处理标准与设计规模、工艺流程的比选，各处理构筑物的设计、计算，主要处理构筑物的构造及设备的规格型号的确定，厂区的平面布置。包括： 1、水处理工艺设计； 2、水处理构筑物设计； 3、排泥水处理构筑物设计； 4、水厂总平面设计 5、工程的概、预算。

1.3 方案设计

按《城市污水处理和污染防治技术政策》要求推荐二级强化处理，二级强化处理工艺是指除有效去除碳源污染物外，且具备较强的除磷脱氮功能的处理工艺。在对氮、磷污染物有控制要求的地区，日处理能力在10万立方米以上的污水处理设施，一般选用A/0法、A/A/0法，氧化沟法等技术。日处理能力在10万立方米以下的污水处理设施，除采用A/O法、A/A/0法外，也可选用具有除磷脱氮效果的氧化沟法、SBR法、水解好氧法和生物滤池法等。

• 1. 方案比选

1.4.1氧化沟工艺

优点：1.处理流程简单，构筑物少，基建费用省；2.处理效果好，有稳定的除P脱N功能；3.对高浓度的工业废水有很大稀释作用；4.有较强的抗冲击负荷；5.能处理不容易降解的有机物；6.污泥生成量少，污泥不需要消化处理，不需要污泥回流系统；7.技术先进成熟，管理维护简单；8.国内工程实例多，容易获得工程设计和管理经验；9.对于中小型无水厂投资省，成本底；10.无须设初沉池。

缺点：1.周期运行，对自动化控制能力要求高；2.污泥稳定性没有厌氧消化稳定；3.容积及设备利用率低；4.脱氮效果进一步提高需要在氧化沟前设厌氧池。

1.4.2.A/O工艺：

优点：1．污泥沉降性能好；污泥经厌氧消化后达到稳定；3.用于大型水厂费用较低；4.工艺流程简单，既不需要投药，也无需考虑内循环，因此建设费用及运行费用都较低。5.水力停留时间短，污泥不膨胀，不沉淀。

缺点：1.用于小型水厂费用偏高；2.沼气利用经济效益差；3，污泥回流量大，能耗高。4.沉淀池容易发生磷的释放现象。

1.4.3.A/A/O工艺

优点：1.具有较好的除P脱N功能，且脱氮除磷效果明显提高；2. 具有改善污泥沉降性能的作用的能力，减少的污泥排放量；3.具有提高对难降解生物有机物去除效果，运行效果稳定；4.技术先进成熟，运行稳妥可靠；5.管理维护简单，运行费用低；6沼气可回收利用7.国内工程实例多，容易获得工程设计和管理经验。8.总的水力停留时间少于其他同类工艺。9.厌氧和好氧交替运行作用下，不易发生污泥膨胀。

缺点：1.处理构筑物较多；2，污泥回流量大，能耗高。3. 用于小型水厂费用偏高。

氧化沟法工艺处理工艺流程：

进水→粗格栅→提升泵房→细格栅→沉砂池→厌氧池→氧化沟→二沉池→消毒→出水

SBR法处理工艺流程：

进水→粗格栅→提升泵房→细格栅→沉砂池→初沉池→曝气池→二沉池→消毒→出水

综上比较，厌氧池 氧化沟虽然一次性投资较大，但后期运营费低于SBR法，且易于管理运营，氮磷处理效果较SBR好，对于小型污水厂水质水量变化大的情况有较强的适应性，优势明显，故选择氧化沟工艺。

第二章 设计数据

2.1 水量计算

1)原水水量计算

污水厂要求每天处理水量为240000吨

日平均流量为Q=240000m³/d=2777.8L/S

变化系数

日最大流量

第三章 前格栅

3.1 设计说明

格栅：格栅是由一组平行的金属格栅条或筛网制成，安装在污水渠道、泵房水井的进口或污水处理厂的端部，用以截留较大的悬浮物或漂浮物，如纤维、碎皮、毛发、果皮、蔬菜、塑料制品，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷，并使之正常进行。

格栅的计算主要根据《给排水设计手册 第五册 城镇给排水》确定栅前流速为0.6～0.8m/s，通过格栅后流速一般为0.8～1.0 m/s，集水井流速0.5～0.7 m/s左右。如果流速过大，不仅过栅水头损失增加，还可能将已截留在栅上的栅渣冲过格栅，如果流速过小，栅槽内将发生沉淀。格栅倾角～。

在污水处理系统(包括水泵)前，均须设置格栅，以拦截较大的呈悬浮或漂浮状态的固体污染物。按形状，可分为平面格栅和曲面格栅两种；按格栅条净间隙，可分为粗格栅(50～100mm)、中格栅(16～40mm)、细格栅(3～10mm)、三种；按清渣方式，可分为人工清除格栅和机械清除格栅两种。

3.2 设计数据

查手册，得以下数据

栅前流速 过栅流速

栅条宽度 格栅间隙

栅前部分长度0.5m 格栅倾角

单位栅渣量

3.3 确定栅前水深

该水厂得最大设计污水流量,为了便于格栅的管理与维修，在进水渠中设置两个完全相同的格栅，在两个平行放置的格栅前用导流墙把进水渠分成两个完全相同的小的进水渠。则每个格栅前的流量为

根据最优水力断面公式计算得：

计算得

则

3.4 栅条间隙数

3.5 栅条宽度

3.6 进水渠道渐宽部分的长度

进水渠宽3.2m，渐宽部分展开角=

3.7 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分的长度

3.8 通过格栅的水头损失(设格栅条断面为锐边矩形断面)

3.9 栅后槽总高度(设栅前渠超高)

3.10 栅槽总长度：

3.11 每日栅渣量

所以

第四章 粗格栅

4.1 设计数据

查手册，得以下数据

栅前流速 过栅流速

栅条宽度 格栅间隙

栅前部分长度0.5m 格栅倾角

4.2 栅条间隙数

4.3 栅条宽度

4.4 进水渠道渐宽部分的长度

进水渠宽3.2m，渐宽部分展开角=

4.5 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分的长度

4.6 通过格栅的水头损失

4.7 栅后槽总高度(设栅前渠超高)

4.8 栅槽总长度

4.9 每日栅渣量

所以

4.10 格栅计算图

第五章 集水井泵房

5.1 设计说明

正确的选泵是设计的关键，选泵首先要根据污水处理厂的性质、设计水量和预算的水泵数量，计算出单台水泵的设计流量。再根据对泵站进出水的水位分析和估算的管道水头损失，决定水泵的设计扬程。

污水处理厂的设计最大流量为,拟采用6台水泵，五用一备，故每台污水泵的流量为,经过计算，选择500QW2650-24-250的潜污泵。

5.2 集水井的计算：

集水井的有效容积为最大污水泵5min所抽取的水量，即

取有效水深为3m，圆柱形集水井，则集水井的尺寸

根据实际情况，采取格栅泵房一体式建筑，经计算，采用圆形格栅泵房，直径为20m。（详细尺寸见CAD图06）

第六章 细格栅

6.1 设计数据

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