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'武汉理工大学《水污染控制工程》课程设计说明书武汉理工大学污水处理厂设计计算书1概述1.1设计题目中原城市日处理水量8万m3污水处理厂工艺设计1.2设计依据《给水排水工程快速设计手册（2排水工程）》《排水工程（第二版）》下册《水污染控制工程（第三版）》下册《给水排水设计手册（第二版）》《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）1.3设计内容及要求（一）设计内容（1）污水处理程度计算根据水体要求的处理水质以及当地的具体条件、气候与地形条件等来计算污水处理程度。（2）污水处理构筑物计算确定污水处理工艺流程后选择适宜的各处理单位构筑物的类型。对所有单位处理构筑物进行设计计算，包括确定各有关设计参数、负荷、尺寸等。（3）污泥处理构筑物计算根据原始资料、当地具体情况以及污水性质与成分，选择合适的污泥处理工艺流程，进行各单位处理构筑物的设计计算。（4）平面布置及高程计算对污水、污泥及中水处理流程要作出较准确的平面布置，进行水力计算与高程计算。（二）总体要求（1）在设计过程中，要发挥独立思考独立工作的能力。（2）本课程设计的重点训练，是污水处理主要构筑物的设计计算和总体布置。91 武汉理工大学《水污染控制工程》课程设计说明书（3）课程设计不要求对设计方案作比较，处理构筑物选型说明，按其技术特征加以说明。（4）设计计算说明书，应内容完整(包括计算草图)，简明扼要，文句通顺，字迹端正。设计图纸应按标准绘制，内容完整，主次分明。1.4基本资料（1）污水水量与水质污水处理水量：8万m3／d；污水水质：CODCr=280mg/L；BOD=140mg/L；SS=200mg/L；TN≤50mg/L；NH3-N=40mg/L；TP=3.0mg/L。（2）处理要求污水经二级处理后应符合以下具体要求：CODCr≤60mg/L；BOD5≤20mg/L；SS≤20mg/L；NH3-N≤15mg/L；TP≤1mg/L。（3）处理工艺流程污水拟采用活性污泥法工艺处理，具体流程如下：污水泵房一出水井一计量槽一沉砂池—生物脱氮除磷工艺一二沉池一消毒池一出水（4）气象与水文资料风向：多年主导风向为北东风；气温：最冷月平均为—3.5℃；最热月平均为32.5℃；91 武汉理工大学《水污染控制工程》课程设计说明书极端气温，最高为41.9℃，最低为—17.6℃，最大冻土深度为0.18m；水文：降水量多年平均为每年728mm；蒸发量多年平均为每年1210mm；（5）厂区地形污水厂选址区域海拔标高在64～66m之间，平均地面标高为64.5m。平均地面坡度为0.30‰～0.50‰，地势为西北高，东南低。厂区征地面积为东西长380m，南北长280m。91 武汉理工大学《水污染控制工程》课程设计说明书2设计水量和水质计算2.1设计水量计算本设计中设计水量的计算包括平均日污水量、最大日污水量、最大时污水量的计算。已知平均污水量Qp=8万m3/d。2.1.1设计最大日污水量Qmr的计算Qmr=Kz×Qp=1.1×80000m3/d=88000m3/d2.1.2设计最大时污水量Qmax的计算Qmax=Kz×Qp=1.3×80000m3/d=104000m3/d2.1.3设计水量汇总各设计水量汇总入表2-1中。表2-1各设计水量汇总项目水量m3/dm3/hm3/sL/s平均日污水量Qp800003333.330.926925.93最大日污水量Qmr880003666.671.0191018.52最大时污水量Qmax1040004333.331.2041203.702.2设计水质计算污水处理程度是由对象和地区排放标准决定。进出水水质见表2.2。表2-2污水处理厂设计进出水水质指标项目进水(mg/L)出水(mg/L)排放标准(GB8978-1996)去除率(%)BOD5140≤202085.71CODCr280≤606078.57SS200≤20209091 武汉理工大学《水污染控制工程》课程设计说明书NH3-N40≤151562.5TP3.0≤1.01.066.673污水处理工艺的比较和选择3.1污水处理工艺的选择依据污水处理工艺的选择应考虑的技术因素：（1）处理规模；（2）进水水质特性,重点考虑有机物负荷、氮磷含量；（3）出水水质要求,重点考虑对氮磷的要求以及回用要求；（4）处理程度要求，各种污染物的去除率；（5）气候等自然条件,北方地区应考虑低温条件下稳定运行；（6）污泥的特性和用途；（7）用地面积和工程规模根据我国发展规划,2010年全国设市城市和建制镇的污水平均处理率不低于50%,设市城市的污水处理率不低于60%,重点城市的污水处理率不低于70%。为了引导城市污水处理及污染防治技术的发展,加快城市污水处理设施的建设,2000年5月国家建设部、环境保护局和科技部联合印发了《城市污水处理及污染防治技术政策》。本污水处理站处理工艺须采用二级生物处理方案。根据各种污染物去除率由大到小的排列次序是：SS>BOD5>CODCr>NH3-N>TP>TN。对于SS、BOD5、CODCr三项指标，一般的二级生物处理工艺均能够较容易地达到本工程所需要的去除率；对NH4-N及TP的去除率要求较高，对TN也要求达到较高的去除率，因此本工程须采用具有脱氮除磷功能的处理工艺。污水处理工艺的选用是与污水处理站进水水质和要求达到的处理效率密切相关的，因此首先需要分析进水水质的技术性能及各种污染物的去除机理和所能达到的去除程度。3.2工艺流程选择原则91 武汉理工大学《水污染控制工程》课程设计说明书污水处理的目的主要有两个，其一是保护水资源不受污染，因此处理后出水要达到水质标准；其二是污水回用，处理后出水用于农田灌溉、城市中水和工业生产等，为此处理水要满足相应的用水要求，《水处理工程师手册》对工艺流程的选择给出了以下的原则和要求，所以污水处理工艺的选择也要按照下面的原则和要求进行。（1）基础数据可靠。认真研究各项基础资料、基本数据，全面分析各项影响因素，充分掌握水质水量的特点和地域特性，合理选择好设计参数，为工程提供可靠的依据。（2）厂址选择合理。根据城镇总体规划和排水工程专业规划，结合建设地区地形、气象条件，经全面分析比较，选择建设条件好、环境影响小的厂址。（3）工艺先进实用。选择技术先进、运行稳定、投资和处理成本合理的污水污泥处理工艺，积极慎重的采用经过实践证明行之有效的新技术、新工艺、新材料和新设备，使污水处理工艺先进，运行可靠，处理后水质稳定达标排放。（4）总体布置考虑周全。根据处理工艺流程和各建筑物、构筑物的功能要求，结合长治地形、地质和气候条件，全面考虑施工、运行和维护的要求，协调好平面布置、高程布置及管线布置间的相互关系，力求整体布局合理完美。（5）避免二次污染。污水处理厂作为环境保护工程，应避免或尽量减少对环境的负面影响，如气味，噪声，固体废物污染等；妥善处置污水处理过程中产生的栅渣、沉砂、污泥和臭气等，避免对环境的二次污染。（6）运行管理方便。以人为本，充分考虑便于污水厂运行管理的措施。污水处理过程中的自动控制，力求安全可靠、经济实用、以利提高管理水平，降低劳动强度和运行费用。（7）近期远期结合。污水处理厂设计应近远期全面规划，污水处理厂的厂区面积，应按项目总规模控制，并作出分期建设的安排，合理确定近期规模。（8）满足安全需求。污水处理厂设计需充分考虑安全运行的要求，如适当设置分流设施、超越管线等。厂区消防的设计和消化池。储气罐及其他危险单元设计，应符合相应安全设计规范的要求。3.3进水水质的技术性能分析本污水处理厂进水水质技术性能指标见表3-1：表3-1污水站进水水质技术性能指标项目比值91 武汉理工大学《水污染控制工程》课程设计说明书BOD5/CODCr0.50BOD5/TN3.04BOD5/TP46.67对进水水质分析如下：（1）BOD5/CODCr比值污水BOD5/CODCr值是判定污水可生化性的最简便易行和最常用的方法。一般认为BOD5/CODCr>0.45可生化性较好，BOD5/CODCr>0.3可生化，BOD5/CODCr<0.3较难生化，BOD5/CODCr<0.25不易生化。本污水处理厂进水水质BOD5=140mg/L，CODCr=280mg/L，BOD5/CODCr=140/280=0.5，表明污水处理厂可以采用生化处理工艺，并且可生化性较好。（2）BOD5/TN（即C/N）比值C/N比值是判别能否有效脱氮的重要指标。从理论上讲，C/N≥2.86就能进行脱氮，但一般认为，C/N≥3.5才能进行有效脱氮。本工程进水水质C/N=140/46=3.04，满足生物脱氮要求。（3）BOD5/TP比值该指标是鉴别能否生物除磷的主要指标。生物除磷是活性污泥中除磷菌在厌氧条件下分解细胞内的聚磷酸盐同时产生ATP，并利用ATP将废水中的脂肪酸等有机物摄入细胞，以PHB（聚-β-羟基丁酸）及糖原等有机颗粒的形式贮存于细胞内，同时随着聚磷酸盐的分解，释放磷；一旦进入好氧环境，除磷菌又可利用聚-β-羟基丁酸氧化分解所释放的能量来超量摄取废水中的磷，并把所摄取的磷合成聚磷酸盐而贮存于细胞内，经沉淀分离，把富含磷的剩余污泥排出系统，达到生物除磷的目的。进水中的BOD5是作为营养物供除磷菌活动的基质，故BOD5/TP是衡量能否达到除磷的重要指标，一般认为该值要大于20，比值越大，生物除磷效果越明显。本工程进水水质，BOD5/TP=140/3.0=46.67>20，完全可以采用生物除磷工艺。91 武汉理工大学《水污染控制工程》课程设计说明书综上所述，本污水处理厂进水水质不仅适宜于采用二级生化处理工艺，而且可以采用生物脱氮除磷工艺。3.4污水处理工艺的比较3.4.1传统活性污泥法1.概述活性污泥法是以活性污泥为主体的废水生物处理的主要方法。活性污泥法是向废水中连续通入空气，经一定时间后因好氧性微生物繁殖而形成的污泥状絮凝物。其上栖息着以菌胶团为主的微生物群，具有很强的吸附与氧化有机物的能力。典型的活性污泥法是由曝气池、沉淀池、污泥回流系统和剩余污泥排除系统组成。2.工艺流程废水和回流活性污泥从曝气池的首段进入，呈推流式至曝气池末端流出。活性污泥对有机物吸附、氧化和同化过程是在一个统一的曝气池内连续进行的。曝气池进口处有机物浓度高，沿池长逐渐降低，需氧量也沿池长逐渐减少，当进水BOD5浓度较高时，进水端污泥处于对数增殖期，当进水BOD5浓度很低，活性污泥微生物细胞内的储藏物质也将耗尽，BOD5去除率一般为90%～95%。出水水质好。3.传统活性污泥法的工艺流程图传统活性污泥法工艺流程如下图所示：图3-1传统活性污泥法工艺流程图91 武汉理工大学《水污染控制工程》课程设计说明书4.活性污泥系统有效运行的基本条件是：①废水中含有足够的可容性易降解有机物；②混合液含有足够的溶解氧；③活性污泥在池内呈悬浮状态；④活性污泥连续回流、及时排除剩余污泥，使混合液保持一定浓度的活性污泥；⑤无有毒有害的物质流入。5.传统活性污泥法的优缺点(1)优点①处理效果好，适用于处理净化程度和稳定程度较高的污水，去除有机物效率高。②根据具体情况，可以灵活调整污水处理程度的高低。③进水负荷升高时，可通过提高污泥回流比的方法予以解决。④能耗较低，运营费用较低。⑤适用于大中型城市污水处理厂，日处理能力在20万平方米以上的污水处理厂。(2)缺点①曝气池容积大，占地面积多，基建投资多。②为避免曝气池首端混合液处于缺氧或厌氧状态，进水有机负荷不能过高，因此曝气池容积负荷一般较低。③曝气池末端有可能出现供氧速率大于需氧速率的现象，动力消耗较大。④对冲击负荷适应能力较差。⑤对氮和磷的去除率比较低。6.影响因素⑴入流水质水量：BOD5：N：P=100：5：1⑵混合液悬浮固体浓度（MLSS）：包括活细胞、无活性又难降解的内源代谢残留物、有机物和无机物，前三类有机物约占固体的成分的75﹪～85﹪。用挥发性悬浮固体浓度（MLVSS）指标不包括无机物，更准确反映活性物质量，但测定较麻烦。对给定的废水，MLVSS/MLSS介于0.75～0.85之间。91 武汉理工大学《水污染控制工程》课程设计说明书⑶有机负荷：有进水负荷和去除负荷两种，前者指单位重量的活性污泥在单位时间内要保证一定的处理效果才能承受的有机物的量；后者指单位重量的活性污泥在单位时间内去除的有机物量。有时也用单位曝气池容积作为基准。⑷剩余污泥排放量和污泥龄：微生物代谢有机物同时增值，剩余污泥排放量等于新净增污泥量。用新增污泥替换原有污泥所需时间称为泥龄θc。⑸混合液溶解氧浓度⑹水温：在一定范围内，随着温度升高，生化反应速率加快，增值速率也快；另一方面细胞组织入蛋白质、核酸等对温度很敏感，温度突升并超过一定的限度时，会产生不可逆的破坏。3.4.2A/O工艺1.概述    A/O是Anoxic/Oxic的缩写，它的优越性是除了使有机污染物得到降解之外，还具有一定的脱氮除磷功能，是将厌氧水解技术用为活性污泥的前处理，所以A/O法是改进的活性污泥法。2.工艺流程A/O工艺将前段缺氧段和后段好氧段串联在一起，A段DO不大于0.2mg/L，O段DO=2～4mg/L。在缺氧段异养菌将污水中的淀粉、纤维、碳水化合物等悬浮污染物和可溶性有机物水解为有机酸，使大分子有机物分解为小分子有机物，不溶性的有机物转化成可溶性有机物，当这些经缺氧水解的产物进入好氧池进行好氧处理时，可提高污水的可生化性及氧的效率；在缺氧段，异养菌将蛋白质、脂肪等污染物进行氨化（有机链上的N或氨基酸中的氨基）游离出氨（NH3、NH4+），在充足供氧条件下，自养菌的硝化作用将NH3-N（NH4+）氧化为NO3-，通过回流控制返回至A池，在缺氧条件下，异氧菌的反硝化作用将NO3-还原为分子态氮（N2）完成C、N、O在生态中的循环，实现污水无害化处理。3.A/O工艺流程图91 武汉理工大学《水污染控制工程》课程设计说明书图3-2A/O法工艺流程图4.A/O生物脱氮工艺特点  根据以上对生物脱氮基本流程的叙述，总结出(A/O)生物脱氮流程具有以下优点：(1)效率高。该工艺对废水中的有机物，氨氮等均有较高的去除效果。当总停留时间大于54h，经生物脱氮后的出水再经过混凝沉淀，可将COD值降至100mg/L以下，其他指标也达到排放标准，总氮去除率在70%以上。(2)流程简单，投资省，操作费用低。该工艺是以废水中的有机物作为反硝化的碳源，故不需要再另加甲醇等昂贵的碳源。尤其，在蒸氨塔设置有脱固定氨的装置后，碳氮比有所提高，在反硝化过程中产生的碱度相应地降低了硝化过程需要的碱耗。(3)缺氧反硝化过程对污染物具有较高的降解效率。如COD、BOD5和SCN-在缺氧段中去除率在67%、38%、59%，酚和有机物的去除率分别为62%和36%，故反硝化反应是最为经济的节能型降解过程。(4)容积负荷高。由于硝化阶段采用了强化生化，反硝化阶段又采用了高浓度污泥的膜技术，有效地提高了硝化及反硝化的污泥浓度，与国外同类工艺相比，具有较高的容积负荷。(5)缺氧/好氧工艺的耐负荷冲击能力强。当进水水质波动较大或污染物浓度较高时，本工艺均能维持正常运行，故操作管理也很简单。通过以上流程的比较，不难看出，生物脱氮工艺本身就是脱氮的同时，也降解酚、氰、COD等有机物。结合水量、水质特点，我们推荐采用缺氧/好氧(A/O)的生物脱氮(内循环)工艺流程，使污水处理装置不但能达到脱氮的要求，而且其它指标也达到排放标准。5.A/O工艺的优缺点（1）优点①系统简单，运行费低，占地小；②以原污水中的含碳有机物和内源代谢产物为碳源，节省了投加外碳源的费用；91 武汉理工大学《水污染控制工程》课程设计说明书③好氧池在后，可进一步去除有机物；④缺氧池在先，由于反硝化消耗了部分碳源有机物，可减轻好氧池负荷；⑤反硝化产生的碱度可补偿硝化过程对碱度的消耗。（2）缺点①由于没有独立的污泥回流系统，从而不能培养出具有独特功能的污泥，难降解物质的降解率较低；②若要提高脱氮效率，必须加大内循环比，因而加大了运行费用。另外，内循环液来自曝气池，含有一定的DO，使A段难以保持理想的缺氧状态，影响反硝化效果，脱氮率很难达到90％。  6.影响因素（1）水力停留时间（硝化时间大于6h，反硝化时间小于2h）（2）污泥浓度MLSS（大于3000mg/L）（3）污泥龄（大于30d）（4）N/MLSS负荷率（小于0.03）（5）进水总氮浓度（小于30mg/L）。3.4.3A2/O工艺1.概况 A2/O工艺是Anaerobic-Anoxic-Oxic的英文缩写，它是厌氧-缺氧-好氧生物脱氮除磷工艺的简称。该工艺处理效率一般能达到：BOD5和SS为90%~95%，总氮为70%以上，磷为90%左右，一般适用于要求脱氮除磷的大中型城市污水厂。但A2/O工艺的基建费和运行费均高于普通活性污泥法，运行管理要求高，所以对目前我国国情来说，当处理后的污水排入封闭性水体或缓流水体引起富营养化，从而影响给水水源时，才采用该工艺。2.工作原理生物池通过曝气装置、推进器(厌氧段和缺氧段)及回流渠道的布置分成厌氧段、缺氧段、好氧段。在该工艺流程内，BOD5、SS和以各种形式存在的氮和磷将一一被去除。A291 武汉理工大学《水污染控制工程》课程设计说明书O生物脱氮除磷系统的活性污泥中，菌群主要由硝化菌和反硝化菌、聚磷菌组成。在好氧段，硝化细菌将入流中的氨氮及有机氮氨化成的氨氮，通过生物硝化作用，转化成硝酸盐；在缺氧段，反硝化细菌将内回流带入的硝酸盐通过生物反硝化作用，转化成氮气逸入到大气中，从而达到脱氮的目的；在厌氧段，聚磷菌释放磷，并吸收低级脂肪酸等易降解的有机物；而在好氧段，聚磷菌超量吸收磷，并通过剩余污泥的排放，将磷除去。 3.A2/O工艺特点：（1）污染物去除效率高，运行稳定，有较好的耐冲击负荷。　（2）污泥沉降性能好。（3）厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同种类微生物菌群的有机配合，能同时具有去除有机物、脱氮除磷的功能。（4）脱氮效果受混合液回流比大小的影响,除磷效果则受回流污泥中夹带DO和硝酸态氧的影响，因而脱氮除磷效率不可能很高。（5）在同时脱氧除磷去除有机物的工艺中，该工艺流程最为简单，总的水力停留时间也少于同类其他工艺。（6）在厌氧—缺氧—好氧交替运行下，丝状菌不会大量繁殖，SVI一般小于100，不会发生污泥膨胀。（7）污泥中磷含量高，一般为2.5％以上。4.A2/O工艺的缺点（1）反应池容积比A/O脱氮工艺还要大；（2）污泥内回流量大，能耗较高；（3）用于中小型污水厂费用偏高；（4）沼气回收利用经济效益差；（5）污泥渗出液需化学除磷。3.4.4氧化沟法1.概况 氧化沟工艺是活性污泥法的一种变形工艺，属于延时曝气的活性污泥法。1954年荷兰第一座氧化沟污水处理厂投入使用,随着工业技术和水处理工艺的不断发展以及污水排放标准的不断提高,氧化沟工艺和构型已经得到很大发展。91 武汉理工大学《水污染控制工程》课程设计说明书氧化沟又名氧化渠，因其构筑物呈封闭的环形沟渠而得名。因为污水和活性污泥在曝气渠道中不断循环流动，因此有人称其为“循环曝气池”、“无终端曝气池”。氧化沟的水力停留时间长，有机负荷低，其本质上属于延时曝气系统。氧化沟一般由沟体、曝气设备、进出水装置、导流和混合设备组成，沟体的平面形状一般呈环形，也可以是长方形、L形、圆形或其他形状，沟端面形状多为矩形和梯形。氧化沟工艺一般都采用封闭的环状沟，污水和活性污泥在沟内进行几十圈甚至更多的循环后排出系统。这种池型构造和运行方式，使氧化沟在流态上兼具推流式和完全混合式的双重特点；采用低负荷（污泥负荷为0.05～0.15kgBOD/kgMLSS·d；在考虑硝化的情况下，污泥负荷一般小于0.10kgBOD/kgMLSS·d）和高污泥龄（SRT=15～30d,在要求完全硝化的情况下，一般污泥龄大于20d），污泥在氧化沟内充分好氧稳定，不需要厌氧消化；通常氧化沟均采用表曝设备，如转刷、转碟和表曝机等，曝气设备同时满足充氧、混合、推动混合液循环运动以及防止活性污泥沉淀等多方面要求。防止活性污泥沉积的混合液的平均流速要求不小于0.3m/s。供氧量的控制通常通过改变曝气设备的运行台数、转动速度和调节浸水深度来实现。2.氧化沟工艺特点（1）构造形式多样性基本形式氧化沟的曝气池呈封闭的沟渠形，而沟渠的形状和构造则多种多样，沟渠可以呈圆形和椭圆形等形状。可以是单沟系统或多沟系统；多沟系统可以是一组同心的互相连通的沟渠，也可以是相互平行，尺寸相同的一组沟渠。有与二次沉淀池分建的氧化沟也有合建的氧化沟，合建的氧化沟又有体内式和体外式之分，等等。多种多样的构造形式，赋予了氧化沟灵活机动的运行性能，使他可以按照任意一种活性污泥的运行方式运行，并结合其他工艺单元，以满足不同的出水水质要求。（2）曝气设备的多样性常用的曝气设备有转刷、转盘、表面曝气器和射流曝气等。不同的曝气装置导致了不同的氧化沟型式，如采用表曝气机的卡鲁塞尔氧化沟，采用转刷的帕斯维尔氧化沟等等，与其他活性污泥法不同的是，曝气装置只在沟渠的某一处或者几处安设，数目应按处理场规模、原污水水质及氧化沟构造决定，曝气装置的作用除供应足够的氧气外，还要提供沟渠内不小于0.3m/s的水流速度，以维持循环及活性污泥的悬浮状态。91 武汉理工大学《水污染控制工程》课程设计说明书（3）曝气强度可调节氧化沟的曝气强度可以通过两种方式调节。一是通过出水溢流堰调节：通过调节溢流堰的高度改变沟渠内水深，进而改变曝气装置的淹没深度，使其充氧量适应运行的需要。淹没深度的变化对曝气设备的推动力也会产生影响，从而可以对进水流速起到一定的调节作用；其二是通过直接调节曝气器的转速：由于机电设备和自控技术的发展，目前氧化沟内的曝气器的转速时可以调节的，从而可以调节曝气强度的推动力。（4）简化了预处理和污泥处理氧化沟的水力停留时间和污泥龄都比一般生物处理法长，悬浮装有机物与溶解性有机物同时得到较彻底的稳定，姑氧化沟可以不设初沉池。由于氧化沟工艺污泥龄长，负荷低，排出的剩余污泥已得到高度稳定，剩余污泥量也较少。因此不再需要厌氧消化，而只需进行浓缩和脱水。3.氧化沟工艺的缺点（1）污泥膨胀问题当废水中的碳水化合物较多，N、P含量不平衡，pH值偏低，氧化沟中污泥负荷过高，溶解氧浓度不足，排泥不畅等易引发丝状菌性污泥膨胀；非丝状菌性污泥膨胀主要发生在废水水温较低而污泥负荷较高时。微生物的负荷高，细菌吸取了大量营养物质，由于温度低，代谢速度较慢，积贮起大量高粘性的多糖类物质，使活性污泥的表面附着水大大增加，SVI值很高，形成污泥膨胀。（2）泡沫问题由于进水中带有大量油脂，处理系统不能完全有效地将其除去，部分油脂富集于污泥中，经转刷充氧搅拌，产生大量泡沫；泥龄偏长，污泥老化，也易产生泡沫。（3）污泥上浮问题当废水中含油量过大，整个系统泥质变轻，在操作过程中不能很好控制其在二沉池的停留时间，易造成缺氧，产生腐化污泥上浮；当曝气时间过长，在池中发生高度硝化作用，使硝酸盐浓度高，在二沉池易发生反硝化作用，产生氮气，使污泥上浮；另外，废水中含油量过大，污泥可能挟油上浮。（4）流速不均及污泥沉积问题91 武汉理工大学《水污染控制工程》课程设计说明书在氧化沟中，为了获得其独特的混合和处理效果，混合液必须以一定的流速在沟内循环流动。一般认为，最低流速应为0.15m/s，不发生沉积的平均流速应达到0.3~0.5m/s。氧化沟的曝气设备一般为曝气转刷和曝气转盘，转刷的浸没深度为250~300mm，转盘的浸没深度为480~530mm。与氧化沟水深（3.0~3.6m）相比，转刷只占了水深的1/10~1/12，转盘也只占了1/6~1/7，因此造成氧化沟上部流速较大（约为0.8~1.2m，甚至更大），而底部流速很小（特别是在水深的2/3或3/4以下，混合液几乎没有流速），致使沟底大量积泥（有时积泥厚度达1.0m），大大减少了氧化沟的有效容积，降低了处理效果，影响了出水水质。3.4.5SBR法1.概况SBR是序列间歇式活性污泥法（SequencingBatchReactorActivatedSludgeProcess）的简称，是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术，又称序批式活性污泥法。与传统污水处理工艺不同，SBR技术采用时间分割的操作方式替代空间分割的操作方式，非稳定生化反应替代稳态生化反应，静置理想沉淀替代传统的动态沉淀。它的主要特征是在运行上的有序和间歇操作，SBR技术的核心是SBR反应池，该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，无污泥回流系统。2.工艺原理在反应器内预先培养驯化一定量的活性污泥，当废水进入反应器与活性污泥混合接触并有氧存在时，微生物利用废水中的有机物进行新陈代谢，将有机物降解并同时使微生物细胞增殖。将微生物细胞物质与水沉淀分离，废水即得到处理。其处理过程主要由初期的去除与吸附作用、微生物的代谢作用、絮凝体的形成与絮凝沉淀性能几个净化过程完成。3.工艺流程图91 武汉理工大学《水污染控制工程》课程设计说明书图3-3SBR工艺流程图4.SBR工艺特点（1）理想的推流过程使生化反应推动力增大，效率提高，池内厌氧、好氧处于交替状态，净化效果好。（2）运行效果稳定，污水在理想的静止状态下沉淀，需要时间短、效率高，出水水质好。（3）耐冲击负荷，池内有滞留的处理水，对污水有稀释、缓冲作用，有效抵抗水量和有机污物的冲击。（4）工艺过程中的各工序可根据水质、水量进行调整，运行灵活。（5）处理设备少，构造简单，便于操作和维护管理。（6）反应池内存在DO、BOD5浓度梯度，有效控制活性污泥膨胀。（7）SBR法系统本身也适合于组合式构造方法，利于废水处理厂的扩建和改造。（8）脱氮除磷，适当控制运行方式，实现好氧、缺氧、厌氧状态交替，具有良好的脱氮除磷效果。（9）工艺流程简单、造价低。主体设备只有一个序批式间歇反应器，无二沉池、污泥回流系统，调节池、初沉池也可省略，布置紧凑、占地面积省。5.SBR工艺的优缺点（1）优点①理想的推流过程使生化反应推动力增大，效率提高，池内厌氧、好氧处于交替状态，净化效果好。②运行效果稳定，污水在理想的静止状态下沉淀，需要时间短、效率高，出水水质好。③耐冲击负荷，池内有滞留的处理水，对污水有稀释、缓冲作用，有效抵抗水量和有机污物的冲击。④工艺过程中的各工序可根据水质、水量进行调整，运行灵活。91 武汉理工大学《水污染控制工程》课程设计说明书⑤处理设备少，构造简单，便于操作和维护管理。⑥反应池内存在DO、BOD5浓度梯度，有效控制活性污泥膨胀。⑦SBR法系统本身也适合于组合式构造方法，利于废水处理厂的扩建和改造。⑧脱氮除磷，适当控制运行方式，实现好氧、缺氧、厌氧状态交替，具有良好的脱氮除磷效果。⑨工艺流程简单、造价低。主体设备只有一个序批式间歇反应器，无二沉池、污泥回流系统，调节池、初沉池也可省略，布置紧凑、占地面积省。（2）缺点①间歇周期运行，对自控要求高；②变水位运行，电耗增大；③脱氮除磷效率不太高；④污泥稳定性不如厌氧硝化好。3.4.6CASS工艺1、CASS工艺原理  CASS生物处理法是周期循环活性污泥法的简称，CASS池分预反应区和主反应区。在预反应区内，微生物能通过酶的快速转移机理迅速吸附污水中大部分可溶性有机物，经历一个高负荷的基质快速积累过程，这对进水水质、水量、PH和有毒有害物质起到较好的缓冲作用，同时对丝状菌的生长起到抑制作用，可有效防止污泥膨胀；随后在主反应区经历一个较低负荷的基质降解过程。CASS工艺集反应、沉淀、排水、功能于一体，污染物的降解在时间上是一个推流过程，而微生物则处于好氧、缺氧、厌氧周期性变化之中，从而达到对污染物去除作用，同时还具有较好的脱氮、除磷功能。2、CASS工艺特点（1）运行灵活可靠生物选择器可以根据污水水质情况，以好氧、缺氧和厌氧三种方式运行。选择器可以恒定容积也可以可变容积运行；可任意调节状态，发挥不同微生物的生理特性；选择器容积可变，避免产生污泥膨胀，提高了系统的可靠性；抗冲击负荷能力强，工业废水、城市污水处理都适用。91 武汉理工大学《水污染控制工程》课程设计说明书（2）处理构筑物少，流程简单；池子总容积减少，土建工程费用低；不需设二次沉淀池及其刮泥设备，也不用设回流污泥泵站。（3）可实现除磷脱氮调节生物选择器可变容积的曝气和非曝气顺序，提高了生物除磷脱氮效果（4）节省投资构筑物少，占地面积省；设备及控制系统简单；曝气强度小，不须大气量的供气设备；运行费用低。3.工艺优缺点（1）优点①工艺流程简单、占地面积小、投资较低、运转费用低；②运行灵活，抗冲击能力强，对原水的水质水量的变化有较强的适应能力，处理效果稳定，出水水质好；③处理工艺在国内外处于先进水平，设备自动化程度高，可用微机进行操作和控制；④整个工艺运转操作较为简单，维修方便；⑤投资较省，处理成本低，工艺有推广应用价值；⑥适用范围广，适合分期建设；⑦污泥产量低，污泥性质稳定。（2）缺点①间歇周期运行，对自控要求较高；②电耗较大；③容积利用率较低；④生物脱氮效率难以提高。3.5污水处理方案的确定通过上述对污水处理工艺的介绍，将A2/O同步脱氮除磷工艺，Carrousel氧化沟工艺和奥贝尔氧化沟工艺进行工艺参数、处理效果的比较。如下表所示：91 武汉理工大学《水污染控制工程》课程设计说明书表3-1三个方案的比较A2/O脱氮除磷工艺Carrousel氧化沟工艺奥贝尔氧化沟工艺污泥负荷中低低污泥龄（d）5～1520～3020～30污泥量较多少少污泥处理方式消化浓缩脱水直接浓缩脱水直接浓缩脱水曝气方式鼓风曝气表曝机曝气转刷能耗水平高低中碳化效果好好好脱氮效果好好好除磷效果好较好较好厂区环境一般好好综上所述：根据测量的水量、水质和环境容量降低的结论，确定污水及污泥处理应达到的标准，对其处理工艺流程进行方案筛选，并通过论证选择合理的污水及污泥处理工艺流程。本次设计采用在国内广泛使用，技术相对成熟的Carrousel氧化沟工艺。本工艺设计的工艺流程图3-4：细格栅污水提升泵房粗格栅沉砂池进水加氯消毒二沉池氧化沟厌氧选择池出水91 武汉理工大学《水污染控制工程》课程设计说明书回流污泥剩余污泥浓缩池脱水车间泥饼图3-4设计氧化沟工艺流程图4污水处理构筑物设计计算4.1进水闸井的设计4.1.1污水厂进水管1.设计依据[1]:(1)进水流速在0.9-l.lm/s；(2)进水管管材为钢筋混凝土结构；(3)进水管按非满流设计，n=0.014。2.设计计算(1)取进水管流速为v=1.l0m/s，由《给水排水设计手册(第二版)》第1册查知，取管径为D=1250mm设计坡度i=0.009；(2)已知最大日污水量Qmax=1.204m/s；(3)初定充满度h/D=0.85，则有效水深h=1250×0.85=1062.5mm；(4)己知管内底标高为392.38m，则水面标高为：393.44(5)管顶标高为:392.38+1.25=393.63m；(6)进水管水面距地面距离398.88-393.44=5.44m。4.1.2进水闸井工艺设计进水闸井的作用是汇集各种来水以改变进水方向，保证进水稳定性。进水闸井前设跨越管，跨越管的作用是当污水厂发生故障或维修时，可使污水直接排入水体，跨越管的管径比进水管略大，取为1400mm，进水闸井的设计要求如下[2]：(1)设在进水闸、格栅、集水池前；(2)形式为圆形、矩形或梯形；(3)井底高程不得高于最低来水管管底，水面不得淹没来水管管顶。考虑施工方便以及水力条件，进水闸井尺寸取6×4.5m，井深6.5m，井内水深1.2m，闸井井底标高为392.19m，进水闸井水面标高为393.39m，91 武汉理工大学《水污染控制工程》课程设计说明书超越管位于进水管顶1.0m处，即超越管管底标高为394.63m。由《水处理工程师手册》第566页表6.1.3选用HZJ5-I型闸门，其安装尺寸参数如下表4-1所示：表4-1HZh1型闸门安装参数D×H0AQEF(F1)G(G1)HH1d2PS2500×2500278012501125285(265)390(370)33201180Φ3818012(4)启闭机的选择由《水处理工程师手册》第566页表6.13查得选用LOD型电手动两用启闭机。4.2格栅4.2.1格栅的作用及种类格栅由一组或数组平行的金属栅条、塑料齿钩或金属网、框架及相关装置组成，倾斜安装在污水渠道、泵房集水井的进口处或污水处理厂的前端，用来截留污水中较粗大漂浮物和悬浮物，如纤维、碎皮、毛发、果皮、蔬菜、木片、布条、塑料制品等，防止堵塞和缠绕水泵机组、曝气器、管道阀门、处理构筑物配水设施、进出水口，减少后续处理产生的浮渣，保证污水处理设施的正常运行[3]。按照格栅形状，可分为平面格栅和曲面格栅；按照格栅净间距，可分为粗格栅(50-100mm)、中格栅(10-40mm)、细格栅(1.5-l0mm)三种，平面格栅和曲面格栅都可以做成粗、中、细三种[3]。本工艺采用矩形断面中格栅和细格栅各一道，采用机械清渣，中格栅设在污水提升泵房之前，细格栅设在提升泵房之后。4.2.2格栅的设计原则本设计中格栅的设计原则主要有[11]：(1)格栅的清渣方式有人工清渣和机械清渣，一般采用机械清渣；(2)机械格栅一般不宜少于两台；(3)过栅流速一般采用0.6-1.0m/s；91 武汉理工大学《水污染控制工程》课程设计说明书(4)格栅前渠道内的水流速度一般采用0.4-0.9m/s；(5)格栅倾角一般采用45°-75°；(6)通过格栅的水头损失一般采用0.08-0.15m；(7)格栅间必须设置工作台，台面应高出栅前最高设计水位0.5m，工作台上应有安全和冲洗设施；(8)格栅间工作台两侧过道宽度不应小于0.7m，工作台正面过进宽度：人工清除不应小于1.2m，机械清除不应小于1.5m；(9)机械格栅的动力装置一般宜设在室内，或采取其他保护设施；(10)格栅间内应安装吊运设备，以利于进行格栅及其他设备的检修、栅渣的日常清理。4.2.3格栅的设计本设计中采用矩形断面并设置两道格栅（中格栅一道和细格栅一道），采用机械清渣。其中，中格栅设在污水泵站前，细格栅设在污水泵站后。中细两道格栅都设置两组即N=2组，每组的设计流量为0.602m3/s。一中格栅设计计算1、进水渠道宽度计算根据最优水力断面公式计算设计中取污水过栅流速v=0.7m/s栅前槽宽：则栅前水深：2、栅条间隙数式中n—格栅栅条间隙数，个；Q—设计流量，m3/s；91 武汉理工大学《水污染控制工程》课程设计说明书a—格栅倾角，°；N—设计的格栅组数，组；b—格栅栅条间隙数，m；v2—过栅流速，取0.9m/s。设计中取a=60°，b=0.02m。(取n=50)设置两台格栅，单台格栅间隙数n=50个。3、格栅栅槽宽度式中B—格栅栅槽宽度，m；S—每根格栅栅条宽度，m。设计中取S=0.01m4、进水渠道渐宽部分长度式中L1—进水渠道渐宽部分长度，m；a1—渐宽处角度，°。设计中取a1=20°5、进水渠道渐窄部分长度6、过栅水头损失其中91 武汉理工大学《水污染控制工程》课程设计说明书h1—水头损失，m；β—格栅条的阻力系数，查表知当为矩形断面时β=2.42；k—格栅受污物堵塞时的水头损失增大系数，一般取k=3ε—阻力系数，与栅条断面形状有关。则7、栅后槽总高度取栅前渠道超高h2=0.3m则栅前槽总高度H1=h+h2=0.655+0.3=0.955m栅后槽总高度H=h+h1+h2=0.655+0.103+0.3=1.058m8、格栅总长度9、每日栅渣量式中W—每日栅渣量，m3/d；W1—每日每1000m3污水的栅渣量，m3/103m3污水。设计中取W1=0.05m3/103m3污水所以宜采用机械格栅清渣及皮带输送机或无轴输送机输送栅渣，采用机械栅渣打包机将栅渣打包，汽车运走。10、计算草图91 武汉理工大学《水污染控制工程》课程设计说明书图4-1中格栅计算草图二细格栅设计计算1、进水渠道宽度计算根据最优水力断面公式计算，设计中取污水过栅流速v=0.7m/s。栅前槽宽：则栅前水深：2、栅条间隙数设计中取a=60°，b=0.01m，N=2组。91 武汉理工大学《水污染控制工程》课程设计说明书(取n=96)设置两台细格栅，单台格栅间隙数n=96个。3、格栅栅槽宽度设计中取S=0.01mB=s（n-1）+bn=0.01×（96-1）+0.01×96=1.91m4、进水渠道渐宽部分长度式中L1—进水渠道渐宽部分长度，m；a1—渐宽处角度，°。设计中取a1=20°5、进水渠道渐窄部分长度6、过栅水头损失其中h1—水头损失，m；β—格栅条的阻力系数，查表知当为矩形断面时β=2.42；k—格栅受污物堵塞时的水头损失增大系数，一般取k=3ε—阻力系数，与栅条断面形状有关。则91 武汉理工大学《水污染控制工程》课程设计说明书7、栅后槽总高度取栅前渠道超高h2=0.3m则栅前槽总高度H1=h+h2=0.655+0.3=0.955m栅后槽总高度H=h+h1+h2=0.655+0.260+0.3=1.215m8、格栅总长度9、每日栅渣量式中W—每日栅渣量，m3/d；W1—每日每1000m3污水的栅渣量，m3/103m3污水。设计中取W1=0.05m3/103m3污水所以宜采用机械格栅清渣及皮带输送机或无轴输送机输送栅渣，采用机械栅渣打包机将栅渣打包，汽车运走。10、计算草图如下91 武汉理工大学《水污染控制工程》课程设计说明书图4-2细格栅计算草图4.3污水提升泵房4.3.1泵房的作用及种类城市污水处理厂的运行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具污水处理厂的关键所在。泵站形式的选择取决于水力条件和工程造价，其它考虑因素还有：泵站规模大小、泵站的性质、水文地质条件、地形地物、挖渠及施工方案、管理水平、环境性质要求、选用水泵的形式及能否就地取材等。目前污水泵站主要有以下几种形式：（1）干式泵房：干式泵房集水池和机器间用隔墙分开，只有水泵的吸水管和叶轮淹没在水中，机器间能保持干燥，也避免了污水的污染。具有养护管理条件好，便于机组检修的优点。已经成为城镇排水泵站普遍采用的形式。（2）湿式泵房：立式电动机设在上部的电机间内，水泵及管件淹没在电机间下面的集水池中。优点是结构简单，集水池有效容积的范围大。缺点是养护管理条件差，设备直接受污水腐蚀。适合在半永久雨水泵站采用。潜水泵由于电动机、水泵特有的潜水功能，设置成湿式泵房是完全合适的。91 武汉理工大学《水污染控制工程》课程设计说明书(a)合建式矩形泵站，装设立式泵，自灌式工作台，水泵数为4台或更多时，采用矩形，机器间、机组管道和附属设备布置方便，启动简单，占地面积大；(b)合建式圆形泵站，装设立式泵，自灌式工作台，水泵数不超过4台，圆形结构水力条件好，便于沉井施工法，可降低工程造价，水泵启动方便。(c)对于自灌式泵房，采用自灌式水泵，叶轮（泵轴）低于集水池最低水位，在最高、中间和最低水位都能直接启动，其优点为启动及时可靠，不需引水辅助设备，操作简单，便于自控。缺点是泵房深度达，增加地下工程的造价和施工难度，上下巡视也不方便，在地下水高的地方，电机容易受潮，必须加设通风和烘干空气的设施。自灌式泵房在排水泵站应用广泛，特别是在要求开启频繁的污水泵站要求及时启动的立交泵站，应尽量采用自灌式泵房，并按集水池的液位变化自动控制运行。(d)非自灌式泵房，泵轴高于集水池最高水位，不能直接启动，由于污水泵水管不得设低阀，故需设引水设备。但管理人员必须能熟练的掌握水泵的启动程序。(e)潜水泵站，潜水泵的电机防水密封，可以长期侵入污水中，不存在受潮问题，潜水泵电机机组整体安装，结构紧凑，运行稳定，便于就位和更换，所以潜水泵站无需上部厂房，也简化了地下结构，降低了工程造价。但是潜水泵在水下运行，所以要有可靠的产品质量、自动化控制和保护功能作技术依托，潜水泵价格较高。本设计因水量较小，并考虑到占地、造价、自动化控制等因素，以及施工的方便与否，采用潜污式矩形泵房。4.3.2泵房设计计算1.设计参数本设计采用地下湿式矩形合建式泵房，设计流量选用最高日最高时流量：Qmax=kQ=1.3×80000m3/d=104000m3/d=1203.70L/s2.泵房的设计计算（1）集水池的设计计算设计中选用5台污水泵（4用1备），则每台污水泵的设计流量为：按一台泵最大流量时5min的出水量设计，则集水池的容积为：91 武汉理工大学《水污染控制工程》课程设计说明书取集水池的有效水深为h=2.0m集水池的面积为：集水池保护水深0.7m，实际水深为2.0+0.7=2.7m。（2）出水管管线水头损失采用氧化沟工艺方案，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。污水经提升后入平流沉砂池，然后自流通过厌氧池、氧化沟、二沉池及接触池，最后由出水管道排出。各构筑物的水面标高和池底埋深见高程计算。污水提升前水位61.455m（既泵站吸水池最底水位）,提升后水位67.671m（即细格栅前水面标高）。所以，提升净扬程Z=67.671-61.455=6.216m。水泵水头损失取2m。从而需水泵扬程H=Z+h=8.216m再根据设计流量1204L/s=4333.3m3/h，采用4台LZ系列污水泵，单台提升流量1314m3/h。采用LZ系列污水泵（500LZ-24）6台，4用2备。该泵提升流量1314m3/h，扬程29.8m，转速970r/min，功率185kW。占地面积为3×7m2，高12m,泵房为半地下式，地下埋深7m，水泵为自灌式。计算草图如下：91 武汉理工大学《水污染控制工程》课程设计说明书图4-3污水提升泵房4.4沉砂池4.4.1沉砂池的类型及作用[4]污水中的无机颗粒不仅会磨损设备和管道，降低活性污泥活性，而且会板积在反应池底部减小反应池有效容积，甚至在脱水时扎破率带损坏脱水设备。沉砂池的设置目的就是去除污水中泥砂、煤渣等相对密度较大的无机颗粒，以免影响后续处理的构筑物的正常运行[9]。常用的沉砂池的形式主要有平流式沉砂池、竖流沉砂池、曝气沉砂池、旋流式沉砂池。（1）平流沉砂池，是常用的形式污水在池内沿水平方向流动。它由入流渠、出流渠、闸板、水流部分及沉砂斗组成。优点：截留无机颗粒效果好，沉淀效果好，耐冲击负荷，适应温度变化。工作稳定，构造简单，排沉砂方便，易于施工，便于管理。缺点：占地大，配水不均匀，易出现短流和偏流，排泥间距较多，池中约夹杂有15%左右的有机物使沉砂池的后续处理增加难度。（2）竖流沉砂池，是污水由中心管进入池内后自下而上流动，无机颗粒借重力沉于池底处理效果一般较差。优点：占地少，排泥方便，运行管理易行。91 武汉理工大学《水污染控制工程》课程设计说明书缺点：池深大，施工困难，造价较高，对耐冲击负荷和温度的适应性较差，池径受到限制，过大的池径会使布水不均匀。（3）曝气沉砂池，池断面呈矩形，池底一侧具有集砂槽，曝气装置设在集砂槽一侧，是池内水流产生与主流垂直的横向旋流；再选流产生的离心作用下，密度较大的无机颗粒被甩向外部沉入集砂槽。另由于水的旋流运动，增加了无机颗粒间的相互碰撞与摩擦的机会，把表面附着的有机物除去，使沉砂中的有机物含量低于10%。优点：克服了平流沉砂池的缺点，使砂粒与外裹的有机物较好的分离，通过调节布气量可控制污水的旋流速度，使除砂效率较稳定，受流量变化影响小，同时起预曝气作用，其沉砂量大，且其上含有机物少。缺点：由于需要曝气，所以池内应考虑设消泡装置，其他型易产生偏流或死角，并且由于多了曝气装置而使费用增加，并对污水进行预曝气，提高水中溶解氧。（4）旋流沉砂池（钟式沉砂池），是利用机械力控制水流流态与流速，加速沙粒的沉淀并使有机物随水流带走的沉砂装置，由流入口、流出口、沉砂区、砂斗及带变速箱的电动机、传动齿轮、压缩空气输送管和砂提升管以及排砂管组成。优点：占地面积小，可以通过调节转速，使得沉砂效果最好，同时由于采用离心力沉砂，不会破坏水中的溶解氧水平（厌氧环境）。缺点：气提或泵提排砂，增加设备，水厂的电气容量，维护较复杂。基于以上四种沉砂池的比较，本设计采用平流沉砂池。设为两组池子。4.4.2沉砂池的设计参数本设计中沉砂池的设计参数有[1]：（1）旋流速度应保持0.25-0.3m/s；（2）水平流速为0.06-0.12m/s；（3）最大流量时停留时间为1-3min；（4）有效水深为2-3m，宽深比一般采用1-2；（5）长宽比可达5，当池长比池宽大得多时，应考虑设计横向挡板；（6）每立方米污水的曝气量为0.1-0.2m3空气，或3-5m3/(m3·h);91 武汉理工大学《水污染控制工程》课程设计说明书（7）空气扩散装置设在池的一侧，距池底约0.6-0.9m，送气管应设置调节气量的阀门；（8）污水的沉砂量，可按每立方米污水0.03L计算；合流制污水的沉砂量应根据实际情况确定；（9）砂斗容积不应大于2d的沉砂量；（10）池底坡度一般取为0.1-0.5；（11）沉砂池除砂宜采用机械方法，并经砂水分离后贮存或外运。采用人工排砂时，排砂管直径不应小于200mm。排砂管应考虑防堵塞措施；（12）池子的形状应尽可能不产生偏流或死角，在集砂槽附近可安装纵向挡板。4.4.3沉砂池的设计计算设计流量：Q=1204L/s（设计2组，分为4格）设计流速：v=0.25m/s水力停留时间：t=30s设计计算：（1）沉砂池长度：L=vt=0.25×30=7.5m（2）水流断面积：A=Q/v=0.602/0.25=2.408m2（3）池总宽度：设计n=2格，每格宽取b=1.4m>0.6m池总宽：B=2b=2.8m（4）有效水深：h2=A/B=2.408/2.8=0.86m（介于0.25～1m之间）（5）贮泥区所需容积：设计T=2d，即考虑排泥间隔天数为2天，则每个沉砂斗容积（每格沉砂池设两个沉砂斗，四格共有八个沉砂斗）91 武汉理工大学《水污染控制工程》课程设计说明书其中：X1—城市污水沉砂量3m3/105m3，K—污水流量总变化系数1.3（6）沉砂斗各部分尺寸及容积：设计斗底宽a1=0.5m，斗壁与水平面的倾角为60°，斗高hd=0.7m，则沉砂斗上口宽：沉砂斗容积：（略大于V1=0.6m3，符合要求）（7）沉砂池高度：采用重力排砂，设计池底坡度为0.06，坡向沉砂斗长度为则沉泥区高度为h3=hd+0.06L2=0.7+0.06×2.44=0.846m池总高度H：设超高h1=0.3m，H=h1+h2+h3=0.3+0.86+0.846=2.01m（8）进水渐宽部分长度:（9）出水渐窄部分长度:L3=L1=2.94m（10）校核最小流量时的流速：最小流量即平均日流量：Q平均日=Q/kz=1204/1.3=926.2L/s则vmin=Q平均日/A=0.9262/(2.408×2)=0.19m/s>0.15m/s，符合要求（11）计算草图如下：91 武汉理工大学《水污染控制工程》课程设计说明书图4-4平流沉砂池计算草图4.5厌氧池为使氧化沟具有除磷脱氮的功能，在氧化沟之前设生物选择器及厌氧池，这样，污水可以在这里进行厌氧中重要的释磷作用以及部分反硝化作用。设计厌氧池两组。4.5.1设计参数（1）设计流量：日平均时流量为Qmr=Q·Kh=1018.5L/s，分2座，每座设计流量为Q1′=509.3L/s；（2）水力停留时间：tAN=1.0h；（3）污泥浓度：X=3500mg/L；（4）污泥回流液浓度：Xr=8500mg/L；考虑到厌氧池与氧化沟为一个处理单元，总的水力停留时间超过15h，所以设计水量按最大日平均时考虑。4.5.2污泥回流量计算（1）回流比计算91 武汉理工大学《水污染控制工程》课程设计说明书（2）回流污泥量计算4.5.3厌氧池设计计算(1)单个厌氧池容积式中：VAN—生物选择池容积；tAN—水力停留时间。(2)厌氧池表面积设计有效水深h=4.5m厌氧池的池宽取为：B=42m；则厌氧池的长度为：本设计取15m。4.5.4厌氧池污泥负荷生物选择池采用高负荷完全混合式，其污泥负荷（F/M）为：式中：La—进水BOD5浓度,mg/L,取140mg/L；X—污泥浓度，mg/L，取3500mg/L。4.5.5搅拌设备的选择根据厌氧选择池容积大小和池深选择JBL型螺旋桨式搅拌机，每格安装4台，其性能参数见表4-2：表4-2JBL型螺旋桨式搅拌机性能参数表型号浆直径（mm）转速（r/min）功率(kw)浆叶数(个)JBL-2000800-20004-1344.5-221291 武汉理工大学《水污染控制工程》课程设计说明书4.6氧化沟采用卡罗塞尔氧化沟，该工艺就有投资省、处理效率高、可靠性好、管理方便和运行维护费用低等优点。其BOD去除率可达95%以上，脱氮效果可达90%以上，除磷率在50%左右。卡罗塞尔氧化沟是一个多沟串联的系统，进水与活性污泥混合后再沟内做不停的循环运动。卡罗塞尔氧化沟采用垂直安装的低速表面曝气器，每组沟渠安装二个，均安装在同一端，因此形成了靠近曝气器下游的富氧区和曝气器上游以及外环的缺氧区。[5]本设计采用卡鲁塞尔氧化沟。4.6.1已知条件(1)水量Q=80000m3/d；(2)BOD5浓度S0=140mg/L，Se=20mg/L；(3)进水NH3-N=40mg/L；出水NH3－N=15mg/L；(4)进水SS=200mg/L；出水SS=20mg/L；VSS=140mg/L；VSS/TSS=0.7，溶解氧浓度c=2mg/L。4.6.2设计参数(1)有效水深H=4m；(2)污泥负荷N=0.05～0.1kgBOD5/(kgMLVSS·d)；(3)污泥泥龄θ=25～30d（取θ=30d）(4)水力停留时间10～30h；(5)污泥产率系数Y＝0.6；(6)混合液悬浮固体浓度（MLSS）X=3500mg/L；(7)混合挥发性悬浮固体浓度（MLVSS）XV=2625mg/L(MLVSS/MLSS=0.75)；(8)内源呼吸系数Kd=0.06；(9)20℃时脱氮率qdn=0.022kg。4.6.3氧化沟设计计算1.设计参数91 武汉理工大学《水污染控制工程》课程设计说明书拟用卡罗塞（Carrousel）氧化沟，去除BOD5与COD之外，还具备硝化和一定的脱氮除磷作用，使出水NH3-N低于排放标准。氧化沟设计分4座，按最大日平均时流量设计，每座氧化沟设计流量为Q1′=20000m3/d总污泥龄：30dMLSS=3500mg/LMLVSS/MLSS=0.75MLSS=2700曝气池：DO＝2mg/LNOD=4.6mgO2/mgNH3-N氧化，可利用氧2.6mgO2/NO3—N还原α＝0.9β＝0.98其他参数：a=0.6kgVSS/kgBOD5b=0.07d-1脱氮速率：qdn=0.0312kgNO3-N/kgMLVSS·dK1=0.23d-1KO2=1.3mg/L剩余碱度100mg/L(保持PH≥7.2)：所需碱度7.1mg碱度/mgNH3-N氧化；产生碱度3.0mg碱度/mgNO3-N还原；硝化安全系数：2.5脱硝温度修正系数：12.设计计算（1）碱度平衡计算[6]①设计的出水BOD5为20mg/L，则出水中溶解性BOD5＝20-0.7×20×1.42×（1－e-0.23×5）=6.4mg/L②采用污泥龄30d，则日产泥量为：式中Q—每座氧化沟设计流量，m3/d；a—污泥增长系数，一般为0.5-0.7，这里取0.6kg/kg；91 武汉理工大学《水污染控制工程》课程设计说明书b—污泥自身氧化率，一般为0.04-0.1，这里取0.05L/d；Sr—（S0-Se）去除的BOD5浓度，mg/L；tu—污泥龄，d；S0—进水BOD5浓度，mg/L；Se—出水溶解性BOD5浓度，mg/L。设其中有12.5％为氮，近似等于TKN中用于合成部分为：0.125572.53=71.57kg/d即：TN中有用于合成。需用于氧化的NH3-N=40-15-3.58=21.42mg/L需用于还原的NO3-N=21.42-5=16.42mg/L③碱度平衡计算已知产生0.1mg/L碱度/除去1mgBOD5，且设进水中碱度为250mg/L，剩余碱度=250-7.1×21.42+3.0×16.42+0.1×（140－6.4）=160.54mg/L计算所得剩余碱度以CaCO3计，此值可使PH≥7.2mg/L（2）硝化区容积计算硝化速率为=0.282d-1故泥龄：采用安全系数为2.5，故设计污泥龄为：2.53.55=8.9d原假定污泥龄为20d，则硝化速率为：d-1单位基质利用率：91 武汉理工大学《水污染控制工程》课程设计说明书所需的MLVSS总量=硝化容积：水力停留时间：（3）反硝化区容积13.9℃时，反硝化速率为：还原NO3-N的总量=脱氮所需脱氮所需池容：水力停留时间：（4）氧化沟的总容积总水力停留时间：总容积：91 武汉理工大学《水污染控制工程》课程设计说明书（5）氧化沟的尺寸氧化沟采用4廊道式卡鲁塞尔氧化沟，取池深4.0m，宽7m，则氧化沟总长:。其中好氧段长度为，缺氧段长度为。弯道处长度则单个直道长(取63m)故氧化沟总池长=63+7+14=84m，总池宽=74=28m（未计池壁厚）。校核实际污泥负荷（6）需氧量计算采用如下经验公式计算:其中：第一项为合成污泥需氧量，第二项为活性污泥内源呼吸需氧量，第三项为硝化污泥需氧量,第四项为反硝化污泥需氧量。经验系数：A=0.5B=0.1需要硝化的氧量：Nr=21.422000010-3=428.4kg/dR=0.520000(0.2-0.0064)+0.15959.22.8+4.6428.4-2.6155.8=5170.14kg/d=215.42kg/h取T=30℃，查表得α=0.8,β=0.9,氧的饱和度CS(30℃)=7.63mg/L，CS(20℃)=9.17mg/L。采用表面机械曝气时，20℃时脱氧清水的充氧量为：91 武汉理工大学《水污染控制工程》课程设计说明书查手册，选用DY335型倒伞型叶轮表面曝气机，直径φ＝3.7m,电机功率N=55kW,单台每小时最大充氧能力为200kgO2/h，每座氧化沟所需数量为n，则取n=2台（7）回流污泥量可由公式求得。式中：X=MLSS=3.5g/L，回流污泥浓度Xr取8.5g/L。则：（50％～100％，实际取70％）考虑到回流至厌氧池的污泥为15%，则回流到氧化沟的污泥总量为55%Q。（8）剩余污泥量：如由池底排除，二沉池排泥浓度为8.5g/L，则每个氧化沟产泥量为：（9）曝气机选型设计采用的曝气机选用型号为DY335的倒伞型叶轮曝气机3台，该种机子的技术参数如下所示：叶轮的直径为：3700mm；电动机额定功率为：55kw；电动机转速：33r/min；充气量：200kgO2/h。（10）氧化沟计算草草图如下：91 武汉理工大学《水污染控制工程》课程设计说明书图4-5氧化沟计算图4.7二沉池4.7.1沉淀池的类型及选择沉淀池是分离悬浮固体的一种常用构筑物，二沉池是活性污泥处理系统的重要组成部分，其作用是泥水分离，使混合液澄清，浓缩和回流活性污泥。由于本设计主要构筑物采用氧化沟，可不设初沉池。二沉池设在生物处理构筑物的后面，用于沉淀去除活性污泥或腐殖污泥（指生物膜法脱落的生物膜）。沉淀池常按池内水流方向不同分为平流式沉淀池、竖流式沉淀池和辐流式沉淀池三种。91 武汉理工大学《水污染控制工程》课程设计说明书（1）平流沉淀池,平流式沉淀池呈长方形，污水从池的一端流入，水平方向流过池子，从池的另一端流出。在池的进口处底部设贮泥斗，其他部位池底设有坡度，坡向贮泥斗，也有整个池底都设置成多斗排泥的形式。优点：(a)沉淀效果好；(b)对冲击负荷和温度的变化适应性强；(c)施工容易，造价低。缺点：(a)池子配水不均匀；(b)采用多斗排泥时，每个泥斗需要单设排泥管各自排泥，操作量大，采用链带式刮泥机排泥时链带的支撑件和驱动件都浸于水中，易锈蚀；占地面积大。适用条件:适用于大、中、小型污水处理厂；适用于地下水位较高和地质条件较差的地区。(2)辐流沉淀池，亦称辐射式沉淀池，多呈圆形，有时亦采用正方形。池的进水在中心位置，出口在周围。水流在池中呈水平方向向四周辐射，由于过水断面面积不断变大，故池中的水流速度从池中心向池四周逐渐减慢。泥斗设在池中央，池底向中心倾斜，污泥通常用刮泥机（或吸泥机）机械排除。优点：(a)多为机械排泥，运行较好，管理较简单；(b)排泥设备已趋定型。缺点：(a)池内水速不稳定，沉淀效果较差；(b)机械排泥设备复杂，对施工质量要求高。适用条件：适用于大、中型污水处理厂；适用于地下水位较高的地区。(3)竖流沉淀池，多为圆形，亦有成方形或多角形的，污水从设在池中央的中心管进入，从中心管的下端经过反射板后均匀缓慢的分布在池的横断面上，由于出水口设置在池面或池壁四周，故水的流向基本由下而上。污泥贮积在底部的污泥斗中。优点：91 武汉理工大学《水污染控制工程》课程设计说明书(a)排泥方便，管理简单；(b)占地面积较小。缺点：(a)池子深度大，施工困难；(b)对冲击负荷和温度变化的适应性能力较差；(c)造价较高；(d)池径不宜过大，否则布水不均匀。适用条件：适用于处理水量不大的小型污水处理厂。(4)斜板（管）沉淀池优点：(a)沉淀效率高，停留时间短；(b)占地面积小。缺点：(a)用于二沉池时，当固体负荷较大时其处理效果不太稳定，耐冲击负荷的能力较差。(b)运行管理成本高综上所述，四种沉淀池的优缺点比较，并结合本设计的具体资料可知，本工程二沉池采用中心进水、周边出水的辐流式沉淀池。。辐流式沉淀池多呈圆形，池的进水在中心位置，出口在周围。水流在池中呈水平方向向四周辐射，由于过水断面面积不断变大，故池中的水流速度从池中心向池四周逐渐减慢。泥斗设在池中央，池底向中心倾斜，污泥常用刮泥机（或吸泥机）机械排除。其主要的特点是采用机械排泥，运行较好；排泥设备有定性产品[3]。4.7.2辐流式二沉池的设计参数辐流式二沉池的设计参数如下[1]：(1)池子直径(或者正方形的一边)与有效水深的比值大于6；(2)池径不宜小于16m；(3)池底坡度一般采用0.05-0.1m；(4)一般采用机械刮泥，也可附有空气提升或净水头排泥设施；91 武汉理工大学《水污染控制工程》课程设计说明书(5)当池径(或正方形的一边)较小(小于20m)时，也可采用多斗排泥；(6)停留时间2.5-3h；(7)表面负荷：0.6-1.5m3/(m2·h)。4.7.3设计计算辐流式二沉池的设计计算过程如下[1]：设计中选择四组辐流沉淀池，N=4，每组设计流量为0.301m3/s。1、沉淀池表面积式中：Q一污水最大时流量，m3/h；n一沉淀池个数，本设计设置4座沉淀池；q—表面负荷，m3/(m2·h)，本设计取1.2m3/(m2·h)。2、池子直径采用周边传动吸泥机，为了符合型号规格，取直径为D=35m，由《给水排水设计手册〔第2版)》第11册P583查知，选取周边传动刮泥机ZBG-35，其性能参数如下表4-3示：表4-3ZBG-35性能参数规格型号池径D(m)周边线速（m/min）功率(kW)推荐池深H(m)周边轮压(kN)周边轮中心φ(m)生产厂家ZBG-35353.22.23-57535.4扬州天雨给水排水有限公司3、实际水面面积91 武汉理工大学《水污染控制工程》课程设计说明书实际负荷4、沉淀区有效水深式中：h2—沉淀区有效水深，m；t—沉淀时间，1.5-4.0h，取3.0h；径深比为：在6至12之间，符合条件。(5)沉淀部分有效容积(6)污泥部分所需容积则采用间歇排泥，设计中取两次排泥的时间间隔为T=2h5、污泥斗计算式中：r—污泥斗上部半径，m；91 武汉理工大学《水污染控制工程》课程设计说明书r1—污泥斗下部半径，m；α—倾角，一般为60°。设计中取r=2m，r1=1m。污泥斗体积计算：6、污泥斗以上圆锥体部分污泥容积设计中采用机械刮吸泥机连续排泥，池底坡度为0.05污泥斗以上圆锥体部分体积则还需要的圆柱部分的体积:高度为7、沉淀池总高度设计中取超高h=0.3m，缓冲层高度h2=0.3m。辐射沉淀池示意图见图4-2：91 武汉理工大学《水污染控制工程》课程设计说明书图4-6二沉池高度示意图图4-7辐流式沉淀池计算草图径深比：，符合要求。8、单池污泥量[8]总污泥量为回流污泥量加剩余污泥量。回流污泥量剩余污泥量式中Y—污泥产率系数，生活污水一般为0.5-0.65(取0.6)；K—污泥自身氧化率，生活污水一般为0.05-0.1(取0.06)。91 武汉理工大学《水污染控制工程》课程设计说明书9、排泥装置二沉池连续刮泥吸泥。本设计采用周边传动的刮泥机将泥刮至污泥斗。在二沉池的绗架上设有i=10‰的污泥流动槽，经渐缩后流出二沉池，采用渐缩是为保证中心管内污泥流速不宜过大，以利于气水分离。因为池径大于20m，采用周边传动的刮泥机，其传动装置在绗架的缘外，刮泥机旋转速度一般为1-3rad/h。外围刮泥板的线速度不超过3m/min，一般采用1.5m/min，则刮泥机为1.5rad/min。①吸泥管流量二沉池排出的污泥流量按70%的回流比计，则回流量为：本设计中拟用4个吸泥管，每个吸泥管流量为：规范规定，吸泥管管径一般在150-600mm之间，拟选用d=250mm，②水力损失计算以最远一根虹吸管为最不利点考虑，这条管路长4m，ζ进口=0.4，ξ出口=1.0，局部水头损失为：沿程水头损失为：式中h2—沿程水头损失（m）；L—管道长度（m）；D—管道内径（m）；v—污泥平均流速（m/s）；91 武汉理工大学《水污染控制工程》课程设计说明书CH—哈森·威廉系数，含水率为98%时，CH=81。中心排泥管故中心管选择DN400，v=1.29m/s泥槽内损失泥由槽底跌落至泥面(中心筒内)h6=0.10m，槽内泥高h7=0.10m。则吸泥管路上总水头损失为③吸泥管布置4根吸泥管延迟经均匀布置。10、二沉池进水部分计算:二沉池进水部分采用中心进水，中心管采用铸铁管，出水端用渐扩管。为了配水均匀，沿套管周围设一系列潜孔，并在套管外设稳流罩。（1）进水管计算式中：—进水管设计最大流量，0.602m3/s；91 武汉理工大学《水污染控制工程》课程设计说明书v—进水管水流速度，取为1.2m/s。当回流比R=70%时，单池进水管设计流量为进水管管径取为D1=800mm则流速为：当为非满流时，查《给水排水设计手册》常用资料知:流速为1.43m/s。[9](2)进水竖井计算进水竖孔直径为D2=2000mm进水竖井采用多孔配水，配水口尺寸为0.5m×1.5m,共设6个沿井壁均匀分布：流速为：，符合要求孔距为：设管壁厚为0.15m，则（3）稳流罩计算稳流筒过流面积式中:v—稳流筒筒中流速，一般采用0.03-0.02m/s。91 武汉理工大学《水污染控制工程》课程设计说明书设计中取v=0.03m/s，稳流筒直径（4）集配水井的设计计算二沉池采用配水井进行配水，分别往四座沉淀池均匀进水。①配水井中心管直径式中D2’—配水井中心直径，m；v2’—中心管内污水流速，一般采用v2’≥0.6m/s。设计中取v2’=0.6m/s，设计中取D2’=2000mm配水井直径：式中D3’—配水井直径，m；v3’—配水井内污水流速，一般采用v3’=0.2-0.4m/s。设计中取v3’=0.3m/s取3.2m②集水井直径式中D1’—集水井直径，m；v1’—集水井内污水流速，一般采用v1’=0.2-0.4m/s。91 武汉理工大学《水污染控制工程》课程设计说明书设计中取v1’=0.3m/s，取4.0m。③局部损失计算在污水处理工程中，为配合各处理构筑物的正常运行，需要修建一些集水、配水渠道以及集配水设备，它们的水头损失主要为局部水头损失。这些设施的种类有多种，但损失主要包括堰流损失、进口损失及出口损失。a.堰流损失hf=H+h式中hf—堰流局部水头损失，m；H—堰前水头，m；h—跌落水头，m。hf=H+h=0.1+0.1=0.2mb.进口损失式中hf—局部水头损失，m；f—局部阻力系数，本设计为圆角进口圆管，取f=0.1；v—水流流速，m/s；g—重力加速度，m/s2。c．出口损失11、二沉池出水部分设计①集水槽的设计本设计考虑集水槽为矩形断面，取底宽b=0.8m，集水槽距池边0.5m，集水槽壁厚采用0.15m，则集水槽宽度为：0.8×0.15×2=1.10m。91 武汉理工大学《水污染控制工程》课程设计说明书设计中采用Q’=αQ，其中α—安全系数，取1.5，得集水槽内水流速度为：，符合要求。采用双侧集水环形集水槽计算，槽内终点水深为：槽内起点水深为式中hk—槽内临界水深，m；α—系数，一般采用1.0。校核如下：因此，设计取槽内水深为0.7m，取超高0.3m，则集水槽总高为h=0.7+0.3=1.0m集水槽水力计算湿周：水力半径：水流坡度：91 武汉理工大学《水污染控制工程》课程设计说明书则沿程水头损失为：局部按沿程水头损失的30%计，则集水槽内水头损失为：②出水堰的计算二沉池是污水处理系统中的主要构筑物，污水在二沉池中得到净化后，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，故采用90°三角堰出水。如图5-3所示。图4-3三角堰示意图式中:q—三角堰单堰流量，L/s；Q—进水流量，m3/s；L—集水堰总长度，m；L1—集水堰外侧堰长，m；91 武汉理工大学《水污染控制工程》课程设计说明书L2—集水堰内侧堰长，m；n—三角堰数量，个；b—三角堰单宽，m；h—堰上水头，m；q0—堰上负荷，L/(s·m)。设计中取b=0.16m考虑自由跌水水头损失0.15.，则出水堰总水头损失为:0.03+0.15=0.18m（4）出水管、排渣管和排泥管出水管管径D=600mm（=1‰），则水流速度为：设置直径为D=500mm的排渣管和排泥管。4.8接触消毒池4.8.1概述生活污水、医院污水和某些工业企业废水中含有大量的细菌和病毒，而一般的污水处理工艺并不能将其灭绝(活性污泥法对细菌和病毒的去除率约为90%一95%，生物膜法约为80%一90%，自然沉淀约为25%一75%)。为了防止疾病的传播并满足污水深度处理对水质的要求，必须对出水进行消毒处理。91 武汉理工大学《水污染控制工程》课程设计说明书目前，在污水深度处理工艺中经常采用的消毒方法和污水二级出水的消毒方法基本一致，常用的有液氯消毒、氯片消毒、二氧化氯消毒、漂粉精消毒、次氯酸钠消毒和臭氧消毒。所有的消毒方式均为在前续构筑物出水中投加消毒剂，然后在接触消毒池中停留一定的时间从而达到消毒的目的。[9]表4-4五种方案的比较项目液氯次氯酸钠二氧化氯臭氧紫外线杀菌有效性较强中强最强强效能：对细菌对病毒对芽孢有效部分有效无效有效部分有效无效有效部分有效无效有效有效有效有效部分有效无效一般投加量/(mg/L)5~105~105~1010接触时间10~30min10~30min10~30min5~10min10~100s一次投资低较高较高高高运转成本便宜贵贵最贵较便宜优点技术成熟，投配设备简单，有后续消毒作用可用海水或浓盐水作原料.也可购买商品次氯酸钠，使用方便使用安全可靠.有定型产品能有效去除污水中残留有机物、色、臭味，受pH、温度影响杀菌迅速，无化学药剂有臭味、残现场制备须现场制备消毒效果91 武汉理工大学《水污染控制工程》课程设计说明书缺点毒.使用时安全措施要求高备复杂，护管理要求高须现场制备维修要求较高管理复杂，剩余臭氧需作消毒处理受出水水质影响较大。设备无定型产品，货源不足适用条件大、中型污水处理厂，最常用方法中、小型污水处理厂中、小型污水处理厂要求出水水质较好、排入水体的卫生条件高的污水厂小型污水厂，随着设备逐渐成熟，正日益广泛采用本设计中采用液氯为消毒剂，其优点是效果可靠，投配设备简单、投量准确、价格便宜。接触池：采用折板往复式池子。4.8.2接触池的设计参数本设计中接触池的设计参数如下[7]：(1)加氯量：5-l0mg/L，本设计中取6mg/L；(2)氯与污水的接触时间为T=30min；(3)设计流量是Qmax=1.204m3/s；(4)本设计设一座五廊道式平流接触池。4.8.3接触池的设计计算(1)池体容积计算(2)接触池表面积91 武汉理工大学《水污染控制工程》课程设计说明书式中：h2—接触池的有效水深，取为3.0m。(3)接触池尺寸设每个廊过宽度为b=9m，则消毒池总宽度为B=5b=5×6m=30m，则消毒池的长度为：，取25m。则接触池尺寸为:B×L=30m×25m(4)接触池高度式中：h1—池底坡降，坡度i为0.05，坡底在进水端；h2一接触池有效水深，3m；h3一接触池超高，0.3m.。(5)排泥设计接触池也有污泥沉降，故也要设计排泥设施，接触池坡底在进水端，在池子的进水端设置污泥斗及排泥管道，污泥由刮泥机刮至污泥斗中，由污泥管道直接送到脱水间。4.8.4加氯间设计本设计中加氯间的设计计算过程如下[12]：1.投氯量计算:在深度处理中，氯气的投加浓度应根据试验或相似条件水厂的运行经验而确定，一般来讲，氯气的投加浓度可以控制在1一6mg/L,接触时间不少于30min设计加氯量可按下式计算。即：91 武汉理工大学《水污染控制工程》课程设计说明书式中：ρ一投氯量，mg/L，6mg/L；Qmax—104000m3/d。(2)加氯设备加氯设备的种类很多，常用的有转子加氯机、真空加氯机、水射器加氯机等，加氯设备的设计和选型可参照有关设计手册。本设计选用贮氯量为1000kg的液氯钢瓶，用6瓶同时供氯，每周换用钢瓶一次，安装加氯机3台，两用一备，加氯流量为5-25kg/h。2.加氯间加氯间属危险品建筑，应与其他工作间分开并靠近投加点；建筑物应坚固、防火、耐冻、保温，并保持良好的通风、大门外开。通风设备的排气口应设于低处，通风设备可按每小时换气12次设计选型。氯气管选用紫铜管或无缝钢管，氯气和水馄合后形成的药液使用塑料管或橡胶管，给水管使用镀锌钢管。加氯间出入处应设置检修工具、防毒面具和抢修设备。照明和通风设备的开关应设于室外。加氯间内应设置吸收设备。液氯库的面积可按最大投加量15一30d的储量计算。库房应位于水厂主导风向的下方，并与广外经常有入的建筑保持尽可能远的间距。库房内应设置强制通风设备，并根据需要设置机械搬运设备。加氯间尺寸设置为18m×12m。4.9计量槽4.9.1计量槽的选择本设计的设计流量为Qmax=1.204m3/s，QP=0.926m3/s；故由《给水排水设计手册(第二版)》第5册第568页表5-3查知，选用测量范围为0.170-1.300m3/s，其规格如下表4-5所示：91 武汉理工大学《水污染控制工程》课程设计说明书表4-5巴氏计量槽规格测量范围（m3/s）W(m)B(m)A(m)2/3A(m)C(m)D(m)0.170-1.3000.751.5751.6061.0711.051.384.9.2设计依据本设计中计量槽设计的主要依据如下[13]：(1)计量槽应设在渠道的直线段上，直线段的长度不应小于渠道宽的8-10倍；在计量槽的上游，直线段不小于渠宽的2-3倍；下游不小于4-5倍。当下游有跌水而无回水影响时可适当缩短；(2)计量槽中心线应与渠道中心线重合，上下游渠道的坡度应保持均匀，但坡度可以同；(3)计量槽喉宽一般采用上游渠道宽度的1/3-1/2；(4)当喉宽W为0.25m时，H2/H1小于等于0.64为自由流，大于此数为潜没流；当喉宽W=0.3-2.5m时，H2/H1≤0.7为自由流，大于此数为潜没流；(5)当计量槽为自由流时，只需记上游水位，而当其为潜没流时，则需同时记下游水位。设计计量槽时，应尽可能做到自由流，但无论在自由流还是在潜没流的情况下，均宜在上下游设置观察井；(6)设计计量槽时，除计算其通过最大流量时的工作条件外，尚需计算通过最小流量的条件；(7)计量槽在自由流的条件下按下式计算流量式中:W一喉管宽度，m；H1一上游水深，m。4.9.3流量计算及出水91 武汉理工大学《水污染控制工程》课程设计说明书(1)由上表知W=0.75m，则设巴氏计量槽过水为自由流，则由《给水排水设计手册(第二版)》第五册第569页查知，W=0.75m时，流量计算公式为：H1=0.778m(2)选择钢筋混凝土管作为二级出水管，管径为D=1300mm，流速v=0.981m/s，设计坡度为i=0.0056。(3)巴氏计量槽尺寸长度=0.5×0.75+1.2+0.6+0.9=3.075m宽度=1.2×0.75+0.48=1.38m91 武汉理工大学《水污染控制工程》课程设计说明书5污泥处理设计计算5.1污泥处理的目的与处理方法5.1.1污泥处理的目的污泥处理工艺是污水厂运行工艺流程中重要的组成部分，污泥处理的目的是为了实现污泥的减量化、无害化和资源化。5.1.2污泥处理的原则污泥处理方案的选择，应根据污泥的性质与数量；投资情况与运行情况与运行管理；环境保护要求及有关法律与法规；城市农业发展情况与当地气候等条件，综合考虑选择。5.1.3污泥处理方法的选择由于本工程污水处理工艺采用生物脱氮除磷工艺，污泥龄较长，污泥性质较为稳定，可不进行消化，若采用消化处理，需增加消化池、加热、搅拌和沼气处理利用等一系列构筑物及设备，使投资增加。因此，不考虑设消化池，污泥直接进行浓缩、脱水。污泥浓缩脱水一般有以下两种方式[14]：方案一：剩余污泥重力浓缩池储泥池污泥脱水外运。方案二：剩余污泥储泥池机械浓缩、脱水外运。表5-1污泥处理方案比较项目方案一方案二重力浓缩、机械脱水方案机械浓缩脱水方案构筑物数量污泥浓缩池储泥池脱水机房储泥池污泥浓缩脱水机房主要设备周边传动浓缩机脱水机加药装置潜水搅拌机浓缩脱水机加药装置装机功率小大絮凝剂用量3.5kg/T.DS3.0~5.0kg/T.DS对环境影响91 武汉理工大学《水污染控制工程》课程设计说明书污泥浓缩池露天布置，气味难闻，对周围环境影响大无污泥敞开式构筑物，对周围环境影响小总土建费用大小总设备费用稍小大总造价大小优点装机功率较小絮凝剂用量较小占地省、造价低全封闭式、操作环境好不会发生污泥厌氧放磷现象缺点占地大、造价高对环境影响大，浓缩池与储泥池散发臭味装机功率较大絮凝剂用量较大对剩余污泥中磷的二次污染有污染无污染表5-1对以上两种方案进行了详细比较。由于本工程主要采用生物除磷，为了防止活性污泥在厌氧条件下再次放磷，剩余污泥在构筑物内的停留时间不宜过长，同时考虑到建造污泥浓缩池占地面积大，对环境影响大，因此推荐采用方案二机械浓缩脱水方案。5.1.4污泥浓缩脱水工艺的选择污泥浓缩脱水是卫生填埋处置前的最重要环节。由于该污水厂采用CASS工艺处理，污泥已得到好氧稳定，这种采用生物脱氮除磷工艺产生的污泥能直接进行浓缩脱水，且在目前在国内中、小型污水处理厂中已得到广泛印证，因此该项目采用直接浓缩脱水法。常见的污泥浓缩和脱水工艺有以下几种：重力浓缩法、机械浓缩法、板框压滤脱水、带式压滤脱水、离心脱水以及浓缩脱水一体机浓缩脱水。主要有三种方式[12]：方式一：带式浓缩机+带式脱水机设备价格合理、国内有生产并有成熟的运行经验，但该方式需要在浓缩后增加一储泥池及配套的投注设施，导致系统复杂化，且占地大，操作环境差。91 武汉理工大学《水污染控制工程》课程设计说明书方式二：浓缩、脱水一体机设备紧凑、单一，无需中间过度，环境条件好，是污泥机械处理的首选模式。方式三：离心浓缩+离心脱水机操作环境清洁、工人劳动强度小，药剂用量小，可连续运行，但设备价格昂贵、装机功率数大、噪音大，其他缺点同方式一（即污泥浓缩、脱水分体机的共同缺点）。因此污泥浓缩脱水采用方式二“浓缩、脱水一体机”具有显著的优势。方式二“浓缩、脱水一体机”又可分为带式浓缩脱水一体机和离心浓缩脱水一体机。带式浓缩脱水一体机国内引入较早，有较成熟的运行经验，其优点是价格较便宜，运行电耗较节省。缺点是需要一套冲洗设施和空气纠偏系统，运行管理较麻烦。离心脱水一体机是最近几年才引进国内的一种技术先进的设备，目前主要靠进口，它的最大优点是操作卫生环境条件好，适宜于连续工作，体积小，占用空间小，不须冲洗设施，运行管理简便，药耗低，其缺点是设备费用高、装机容量大，电耗较高、噪音较大。根据本项目情况，推荐采用离心浓缩、脱水一体机。5.2污泥泵房设计污泥泵房的设计包括回流污泥泵的选择和剩余污泥泵的选择计算。5.2.1回流污泥泵房1.设计说明二沉池活性污泥由吸泥管吸入，由池中心落泥管及排泥管排入池外套筒阀井中，然后由管道输送至回流泵房，其他污泥由刮泥板刮入污泥井中，再由排泥管排入剩余污泥泵房集泥井中。设计回流污泥量为QR=RQ,污泥回流比R=50％－100％。按最大考虑，即QR=70%Q=648.1L/s＝56000m3/d2.回流污泥泵设计选型（1）扬程：二沉池水面相对地面标高为1.20m,套筒阀井泥面相对标高为0.2m，回流污泥泵房泥面相对标高为－0.2-0.2＝-0.4m，氧化沟水面相对标高为1.98m，则污泥回流泵所需提升高度为：1.98-（-0.4）＝2.38m91 武汉理工大学《水污染控制工程》课程设计说明书（2）流量：四座氧化沟设一座回流污泥泵房，泵房回流污泥量为56000m3/d＝2333.3m3/h（3）选泵：选用LXB-1000螺旋泵6台（4用2备），单台提升能力为660m3/h，提升高度为3m，电动机转速n=48r/min,功率N=5.5kW。（4）回流污泥泵房占地面积为A=20×10=200m25.2.2剩余污泥泵房1.设计说明二沉池产生的剩余活性污泥及其它处理构筑物排出污泥由地下管道自流入集泥井，剩余污泥泵（地下式）将其提升至污泥浓缩池中。处理厂设一座剩余污泥泵房（四座二沉池共用）2.设计选型（1）污泥泵扬程:辐流式浓缩池最高泥位（相对地面为）-0.4m，剩余污泥泵房最低泥位为-（5.34-0.3-0.6）=-4.53m,则污泥泵静扬程为H0=4.53-0.4＝4.13m，污泥输送管道压力损失为4.0m，自由水头为1.0m，则污泥泵所需扬程为H=H0+4+1=9.13m。（2）污泥泵选型:选4台，3用1备，单泵流量Q>2Qw/2＝5.56m3/h。选用1PN污泥泵Q=7.2－16m3/h,H=14-12m,N=3kW（3）剩余污泥泵房:占地面积：L×B=16m×8m。5.2.3污泥浓缩池1.污泥浓缩池作用及种类91 武汉理工大学《水污染控制工程》课程设计说明书污泥浓缩池主要是降低污泥中的间隙水，来达到使污泥减容的目的。经浓缩后的污泥近似糊状，仍保持流动性。污泥浓缩的方法有沉降法、气浮法、离心法。浓缩池可分为气浮浓缩池、重力浓缩池和离心浓缩池。重力浓缩池按其运行方式分为间歇式或连续式。(1)气浮浓缩池依靠微小气泡与污泥颗粒产生粘附作用，使污泥颗粒的密度小于水而上浮，并得到浓缩。气浮法适用于浓缩活性污泥和生物滤池等的较轻污泥，能把含水率99.5%的活性污泥浓缩到94%一96%。其含水率低于采用重力浓缩池所达到的含水率，但运行费用较高，贮泥能力小；(2)连续式重力浓缩池连续流污泥浓缩池可采用沉淀池形式，一般为竖流式或辐流式。用于浓缩初沉池污泥和二沉池的剩余污泥，只用于活性污泥的情况不多；(3)间歇式重力浓缩池主要靠阀门控制污泥的进出和上清液的排出，无刮泥系统，管理简单，运行费用低，动力消耗小；(4)离心浓缩池利用污泥中的固、液相的密度不同，在高速旋转的离心机中受到不同的离心力二是两者分离，达到浓缩目的。活性污泥的含固率在0.5%左右时，经离心浓缩，可增至6%。离心浓缩过程封闭在离心机内进行，因而一般不会产生恶臭。对于富磷污泥，用离心浓缩可避免磷的二次释放，提高污泥处理系统总的磷的去除率。离心分离一般要加入助凝剂，且耗电量大，在达到相同的浓缩效果时，其电耗约为气浮法的10倍。综上所述，根据本工艺设计水量情况，结合氧化沟工艺污泥稳定，且污泥量较少，本设计采用辐流式重力浓缩池。2．竖流浓缩池进入竖流浓缩池的剩余污泥量为415.46m3/d=0.005m3/s，设计中选用2座浓缩池，单池流量为：Q1=0.0025m3/d，设计中浓缩前污泥含水率为P=99.3%，浓缩后污泥含水率为P1=97%。5.2.4竖流浓缩池的设计计算91 武汉理工大学《水污染控制工程》课程设计说明书1、中心进泥管面积式中：A—浓缩池中心进泥管面积，m2；v0—中心进泥管流速，一般小于0.03m/s；d0—中心进泥管直径，m。设计中取v0=0.03m/s，取d0=350mm管内的实际流速为：2、中心进泥管喇叭口与反射板之间的缝隙高度式中：h3—中心进泥管喇叭口与反射板之间的缝隙高度，m；v1—污泥从中心进泥管喇叭口与反射板之间缝隙流出速度，一般采用0.02-0.03m/s；d1—喇叭口直径，一般采用d1=1.35d0=1.35×0.35=0.47m。设计中取v1=0.025m/s；3.浓缩后分离出来的污水量91 武汉理工大学《水污染控制工程》课程设计说明书4.浓缩池有效面积式中：F一浓缩池水流面积，m2；v一污水在浓缩池内上升流速，一般采用v=0.00005-0.0001m/s。5、浓缩池直径有效水深：式中：h2—浓缩池有效水深，m；t—浓缩时间，不小于12h。设计中取t=12h6、浓缩后剩余污泥量7、浓缩池污泥斗容积污泥斗设在浓缩池底部，采用重力排泥式中h5—污泥斗高度，m；r2—浓缩池半径，m；r1—污泥斗底部半径，一般用0.5m×0.5m；α—污泥斗倾角，圆形池污泥斗倾角≥55°。91 武汉理工大学《水污染控制工程》课程设计说明书设计中取污泥斗倾角α=60°，r1=0.30m,，r2=2.4m污泥斗容积为：8、污泥在泥斗中的停留时间介于10-16之间，符合要求。9、浓缩池总高度式中：h1—超高，m；h4—缓冲层高度，m。设计中取超高h1=0.3m，缓冲层高度h4=0.4m10、浓缩池溢流出水经过溢流堰进入出水槽，然后汇入出水管排出。出水槽流量q=0.0019m"/s,设出水槽宽b=0.15.，水深为0.10m，则水流速为0.25m/s。溢流堰周长：溢流堰采用单侧90°三角形出水堰，堰宽0.16m，深0.08m。每格沉淀池有个三角堰的流量为：三角堰堰水深为：三角堰后自由跌落0.10m，则出水堰水头损失为0.10+0.009=0.109m。11、排泥管91 武汉理工大学《水污染控制工程》课程设计说明书浓缩剩余污泥量为0.0006m3/s，泥量小，采用间歇排泥方式，污泥斗容积25.2m3，污泥管道选用钢筋混凝土管，管径为DN200mm，每次排泥时间为0.5h，每日排泥2次，间隔时间为12h。每次排泥量：管内流速：当为非满流时，查《给水排水设计手册》常用资料得流速为：v=0.86m/s，坡度为：i=6.8‰。浓缩池示意图见下图5-1图5-1浓缩池示意图91 武汉理工大学《水污染控制工程》课程设计说明书5.2.5贮泥池一、贮泥池的作用剩余污泥经浓缩后今日贮泥池，主要作用为：1、调节污泥量；2、药剂投加池；3、预加热池。二、贮泥池的计算贮泥池用来贮存来自浓缩池的污泥，Q=2Q2=0.0012m3/s=103.68m3/d。由于污泥量不大，本设计采用1座贮泥池，贮泥池采用竖流沉淀池构造。1、贮泥池的容积式中：t—贮泥时间，一般采用8-12h。设计中取t=8h贮泥池设计容积：式中：V—贮泥池设计容积，m3；a一污泥贮池边长，m；b—污泥斗底边长，m；h2—贮泥池有效水深，m；h3—污泥斗高度，m；α—污泥斗倾角，一般采用60°。设计中取α=60°，a=3.2m，h2=2.5m，污泥斗底为正方形，边长为b=1.0m。91 武汉理工大学《水污染控制工程》课程设计说明书2、贮泥池高度计算式中：h1—贮泥池超高，m。设计中取h1=0.3m贮泥池示意图如下图图5-2贮泥池示意草图3、管道部分设计贮泥池中设DN=200mm的吸泥管两根。5.2.5集泥池计算回流污泥量为：剩余污泥量为：91 武汉理工大学《水污染控制工程》课程设计说明书总污泥量为：设计中选用4台(3用1备)回流污泥泵，2台(1用1备)剩余污泥泵。则每台回流泵的流量为：泵房集泥池有效容积按不小于最大一台泵(回流泵)5分钟出水量计算，则有效水深设为h=2.0m。集泥池的面积为：集泥池尺寸为：5.3污泥脱水5.3.1设计参数脱水前污泥含水率：P1=97%脱水后污泥含水率：P2=75%5.3.2污泥设计计算1、脱水后污泥量式中：P2—脱水后污泥含水率。设计中P2=75%脱水后干污泥重量为：91 武汉理工大学《水污染控制工程》课程设计说明书2、加药量计算本设计中用带式压滤机脱水的污泥，采用聚丙烯酞胺絮凝剂，对于混合污水污泥投加量按干污泥重的0.15%-0.5%计算，设计中取0.4%计算。则：91 武汉理工大学《水污染控制工程》课程设计说明书6总平面布置6.1总平面布置图6.1.1总平面布置原则污水处理厂的平面布置包括:处理构筑物、办公、化验及其他辅助建筑物，以及各种管道、道路、绿化等的布置。根据处理厂的规模大小，采用1:200-1：500比例尺的地形图绘制总平面图，管道布置可单独绘制。平面布置的一般原则如下:(1)处理构筑物的布置应紧凑，节约用地并便于管理。①池形的选择应考虑占地多少及经济因素。圆形池造价较低，但进出水构造较复杂。方形池或矩形池池墙较厚，但可利用公共墙壁以节约造价，且布置可紧凑，减少占地。一般小型处理厂采用圆形池较为经济，而大型处理厂则以采用矩形池为经济。除了占地、构造和造价等因素以外，还应考虑水力条件、浮渣清除，以及设备维护等因素。②每一单元过程的最少池数为两座但在大型污水厂中，由于设备尺寸的限制，往往有多池。当发生事故，座池子停止运转时，其余的他子负荷增加，必须计算其对出水水质的影响，以确定每一池子的尺寸。在选择池子的尺寸和数目时，必须考虑污水厂的扩建。对每一种单元过程的全部处理池，最好采用相同的尺寸，且应避免在初期运行时有过大的富余能力。(2)处理构筑物应尽可能地按流程顺序布置，以避免管线迁回，同时应充分利用地形，以减少土方量。(3)经常有人工作的建筑物如办公、化验等用房应布置在夏季主风向的上风一方，在北方地区，并应考虑朝阳。(4)在布置总图时，应考虑安装充分的绿化地带。(5)总图布置应考虑远近期结合，有条件时，可按远景规划水量布置，将处理构筑物分为若干系列，分期建设。远景设施的安排应在设计中仔细考虑，除了满足远景处理能力的需要而增加的处理池以外，还应为改进出水水质的设施预留场地。(6)构筑物之间的距离应考虑敷设管渠的位置，运转管理的需要和施工的要求，一般采用5-IOm。91 武汉理工大学《水污染控制工程》课程设计说明书(7)污泥处理构筑物应尽可能布置成单独的组合，以策安全，并方便管理。污泥消化池应距初次沉淀池较近以缩短污泥管线。但消化池与其他构筑物之间的距离不应小于20m，贮气罐与其他构筑物的间距则应根据容量大小按有关规定办理。(8)变电站的位置宜设在耗电量大的构筑物附近，高压线应避免在厂内架空敷设。(9)污水厂内管线种类很多，应考虑综合布置，以免发生矛盾。污水和污泥管道应尽可能考虑重力自流。自流管道应绘制纵断面图。(10)如有条件，污水厂内的压力管线和电缆可合并敷设在一条管廊或管道沟内，以利于维护和检修。(11)污水厂内应设超越管，以便在发生事故时，使污水能超越一部或全部构筑物，进人下一级构筑物或事故溢流。(12)污水厂的占地面积，随处理方法和构筑物选型的不同，而有很大的差异。6.1.2处理站总平面布置本污水处理站的总平面图见附图1。设计将污水处理厂分为三个功能区，即厂前区、污水处理区和污泥处理区。①厂前区位于厂区前端，处于整个处理站北部，厂区大门设在厂前区。为方便交通，厂区进出厂道路为8米，水泥砼结构刚性路面。厂前区与污水处理区之间以绿化带相隔，由于该市常年主导风向为东北风，厂前区与污水水处理区处于东北、西南向平行方向。能有效避免污水处理区气溶胶的影响。厂前区布置有综合楼、进水泵房、变配电间及门房、绿化带等。以创造良好的工作环境，有利于职工的身体健康。②污水处理区位于厂区中部，进水管线由厂前区外围道路引入厂内预处理区，预处理区包括粗格栅间、进水泵房、细格栅间及平流沉砂池。粗格栅间、进水泵房布置于厂前区，与进水管接近;细格栅间及旋流沉砂池、CASS池、污泥泵房、接触消毒池布置于污水水处理区,呈直线布置，处理后的污水排入长江；污泥处理区位于厂区南侧，与生化处理区由厂区道路隔,呈平行布置，该区布置有污泥脱水机房。污泥脱水机房位于最南侧，与沿山道路相邻，为便于污泥外运，设计在该处布置厂区侧门。91 武汉理工大学《水污染控制工程》课程设计说明书③厂内道路以方便使用为原则，车行道宽8米，并设有通向各构、建筑物的支路。人行便道4米宽，车行道为水泥砼刚性路面，在厂前区和生产区各构筑物的间隙内适当合理的安排园林景观，并考虑足够的绿化用地，绿化用地不低于40%，把污水处理厂建成现代化园林式工厂。④总变电站位于提升泵站北部。6.2高程布置图6.2.1竖向设计原则①在满足工艺流程前提下，尽量作到减少土方开挖、回垃及外运，以减少基建投资。②避免处理构筑物之间跌水等浪费水头的现象，充分利用地形高差，实现自流。③在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流程，以降低运行费用。④应尽一可能使污水处理工程的出水管渠高程不受洪水顶托，并能自流。（2）竖向布置整个工程区内地势起伏不大，只需对工程区场地进行粗平;依据地形特点及生产工艺要求，厂区采用串联式布置。污水厂的高程布置就是确定各构筑物的高程，当地形有利，厂区有自然坡度时，应充分利用，以减少填、挖土方量，甚至不用泵站。污水处理厂的高程布置还要确定平流沉砂池、卡式氧化沟、污泥脱水设备等和污泥有关的设施的高程。6.2.2污水处理高程布置计算在污水处理工程中为简化计算一般认为水流湿均匀流。管渠水头损失主要有沿程水头损失和局部水头损失。沿程水头损失按下式计算：式中：hf—沿程水头损失，m；L—管段长度，m；91 武汉理工大学《水污染控制工程》课程设计说明书R—水力半径，m；v—管内流速，m/s；C—谢才系数。局部水头损失为：式中：ξ—局部阻力系数。1.构筑物及管道水头损失下表为污水管道及流经构筑物的高程布置计算：表6-1高程布置计算表管渠及构筑物名称流量管渠设计参数水头损失（）（‰）沿程局部合计出水口至计量槽120412500.9810.8150.01200.012计量槽12040.5800.580计量槽至接触池120412500.9810.823.0230.01800.018接触池12040.0200.020接触池至集配水井120412500.9810.821．50.01700.017集配水井12040.2500.250集配水井至二沉池①6029000.9461.1950.1050.0670.172集配水井至二沉池②3016001.0652.412.9060.0310.0460.077二沉池3010.3530.3533016001.0652.412.6250.03000.03091 武汉理工大学《水污染控制工程》课程设计说明书二沉池至集配水井集配水井12040.2540.245集配水井至氧化沟①120412500.9810.8530.04200.042集配水井至氧化沟②6029000.9461.1590.0650.1030.168集配水井至氧化沟③3016001.0652.44.1010.0100.0460.056氧化沟3010.2400.240氧化沟至厌氧池3016001.0652.40000厌氧池6020.3200.320厌氧池至集配水井①6029000.9461.142.60.0470.0680.115厌氧池至集配水井②120412500.9810.86.20.0050.0390.044集配水井12040.2500.250集配水井至平流沉砂池6029000.9461.11.720.00200.002平流沉砂池6020.200.20细格栅6020.2600.260提升泵房1204提升泵房至集配水井120412500.9810.81.50.00100.001集配水井12040.2500.250集配水井至中格栅6029000.9461.11.1650.00100.001中格栅6020.1030.10391 武汉理工大学《水污染控制工程》课程设计说明书2.污水处理高程计算及布置表6-2构筑物及管渠水力计算表（1）序号管渠及构筑物名称（m）水面上游标高（m）水面下游标高（m）构筑物标高（m）地面标高（m）1出水口至计量槽64.21264.264.52计量槽64.79264.21264.49264.53计量槽至接触池64.81064.79264.54接触池64.83064.81061.83064.55接触池至集配水井64.84764.83064.56集配水井65.09764.84764.57集配水井至二沉池65.34665.09764.58二沉池65.69965.34657.87964.59二沉池至集配水井65.72965.69964.510集配水井65.97465.72911集配水井至氧化沟66.24065.97464.512氧化沟66.48066.2402.48064.513氧化沟至厌氧池66.48066.48064.514厌氧池66.80066.48062.30064.515厌氧池至集配水井66.95966.80064.516集配水井67.20966.95964.517集配水井至平流沉砂池67.21167.20964.518平流沉砂池67.41167.21165.70164.519细格栅67.77167.51167.11664.520提升泵房至集配水井61.44661.44564.521集配水井61.69661.44664.522集配水井至中格栅61.69761.69664.523中格栅61.80061.69760.98664.591 武汉理工大学《水污染控制工程》课程设计说明书6.2.3污泥处理构筑物高程布置计算1.污泥管道的水头损失[12]管道沿程损失按下式计算：管道局部损失计算：式中：CH—污泥浓度系数；D—污泥管管径，m；v—管内流速，m/s；L—管道长度，m；ξ—局部阻力系数。查《给水排水设计手册》可知，当污泥含水率为98%时，污泥浓度系数CH=81；污泥含水率为95%时，污泥浓度系数为CH=53。个连接管道的水头损失见下表6-3、6-4。表6-3剩余污泥连接管道的水头损失管渠及构筑物名称流量管渠设计参数水头损失（）（‰）沿程局部合计二沉池至剩余污泥泵①1.624401.29135.235.674.820.074.89二沉池至剩余污泥泵②3.248601.1570.0120.840.040.88二沉池至剩余污泥泵③6.496801.2961.846.112.850.052.9091 武汉理工大学《水污染控制工程》课程设计说明书氧化沟至剩余污泥泵①1.898401.50183.8336.070.106.17氧化沟至剩余污泥泵②3.796601.3492.9645.950.056.00氧化沟至剩余污泥泵③5.694801.1348.424.111.170.041.21氧化沟至剩余污泥泵④7.592901.1946.4572.640.042.68剩余污泥泵房至浓缩池7.044801.4071.940.2900.29浓缩池至贮泥池①7.044801.40157.60.8340.1300.13浓缩池至贮泥池②14.0881201.2579.511.50.910.070.98贮泥池至脱水机房14.0881201.2579.51.30.1000.10表6-4回流污泥连接管道的水头损失管渠及构筑物名称流量管渠设计参数水头损失（）（‰）沿程局部合计二沉池至回流污泥泵①0.1624001.299.4630.590.050.64二沉池至回流污泥泵②0.3245501.367.11230.870.141.0191 武汉理工大学《水污染控制工程》课程设计说明书二沉池至回流污泥泵③0.6488001.294.223.390.1000.10回流污泥泵至厌氧池①0.6488001.294.261.890.260.070.33回流污泥泵至厌氧池②0.3245501.367.1660.470.060.532.污泥高程布置设计中污泥只是在二沉池到污泥浓缩池提升，后面的按重力流考虑。脱水机房采用地面式（即有效容积在地面，污泥斗设在地下），其污泥泥面标高为62.201+3.2=65.401m。污泥高程布置计算如下表6-5、6-6。表6-5构筑物及管渠水力计算表（2）序号管渠及构筑物名称（m）水面上游标高（m）水面下游标高（m）构筑物水面标高（m）地面标高（m）1二沉池至剩余污泥泵65.34656.67664.52氧化沟至剩余污泥泵66.24050.1864.53剩余污泥泵50.18065.18065.18064.54剩余污泥泵至浓缩池65.18064.89064.55浓缩池64.89064.78165.19064.56浓缩池至贮泥池64.78163.80164.57贮泥池63.80163.70164.53164.58贮泥池至脱水机房63.70162.20164.5表6-6构筑物及管渠水力计算表（3）管渠及构筑物名称（m）水面上游水面下游构筑物水地面标91 武汉理工大学《水污染控制工程》课程设计说明书序号标高（m）标高（m）面标高（m）高（m）1二沉池至回流污泥泵65.34663.59664.52回流污泥泵至厌氧池69.50068.6464.5污水处理高程布置和污泥高程布置见附图二。91 武汉理工大学《水污染控制工程》课程设计说明书参考文献[1]上海市政工程设计研究院编.给排水设计手册（第五期城镇排水）.北京：中国建筑工业出版社，2006.1[2]北京市市政工程设计研究总院．给水排水设计手册第11册．2版．北京∶中国建筑工业出版社，2004．[3]高俊发，王社平主编.污水处理厂工艺设计手册.北京：化学工业出版社，2003.8[4]高廷耀，顾国维，周琪.水污染控制工程.北京：高等教育出版社.20075[5]张自杰.排水工程下册（第四版）.北京：化学工业出版社，2004[6]徐强主编.污水处理节能减排新技术、新工艺、新设备.北京：化学工业出版社，2009.12[7]孙铁珩，李宪法.城市污水自然生态处理与资源化利用技术.北京：化学工业出版社，2005[8]孙扬平,陈丽春,李冬茹.某污水处理厂方案设计简介[J].环境科学与管理,2007,(08)[9]金儒霖，刘永龄.污泥处置.北京：中国建筑工业出版社，1982[10]聂梅生.水工业工程设计手册：废水处理及再用.北京：中国建筑工业出版社，2002[11]张茂成.小型污水处理站的应用研究[J].黑龙江科技信息,2010,(06)[12]周黎.生活污水处理厂的工艺设计[J].贵州环保科技,2005,(04)[13]刘庆玉,王书文,焦银珠.小型生活污水处理工艺和设计[J].水处理技术,2005,(05)[14]曾科主编.污水处理厂设计与运行.北京：化学工业出版社，200191 武汉理工大学《水污染控制工程》课程设计说明书附录附录1表1基本控制项目最高允许排放浓度（日均值）单位：mg/L序号基本控制项目一级标准二级标准三级标准A标准B标准1化学需氧量（COD）50601001202生化需氧量（BOD5）102030603悬浮物（SS）102030504动植物油135205石油类135156阴离子表面活性剂0.51257总氮（以N计）1520--8氨氮（以N计）②5（8）8（15）25（30）-9总磷2005年12月31日前建设的11.535（以P计）2006年1月1日起建设的0.513510色度（稀释倍数）3030405011pH6-912粪大肠菌群数（个/L）10001000010000-附录291 武汉理工大学《水污染控制工程》课程设计说明书GB18918-2002表2选择控制项目最高允许排放浓度（日均值）单位:mg/L序号选择控制项目标准值序号选择控制项目标准值1总镍0.0523三氯乙烯0.32总铍0.00224四氯乙稀0.13总银0.125苯0.14总铜0.526甲苯0.15总锌127邻-二甲苯0.46总锰228对-二甲苯0.47总硒0.129间-二甲苯0.48苯并(a)芘3E-0530乙苯0.49挥发酚0.531氯苯0.310总氰化物1341,4-二氯苯0.311硫化物1331,2-二氯苯112甲醛334对硝基氯苯0.513苯胺类0.5352,4-二硝基氯苯0.514总硝基化合物236苯酚0.315有机磷农药（以P计）0.537间-甲酚0.116马拉硫磷1382,4-二氯酚0.617乐果0.5392,4,6–三氯酚0.618对硫磷0.0540邻苯二甲酸二丁酯0.119甲基对硫磷0.241邻苯二甲酸二辛酯0.120五氯酚0.542丙烯晴221三氯甲烷0.343可吸附有机卤化物（AOX以CL计）122四氯化碳0.03致谢91 武汉理工大学《水污染控制工程》课程设计说明书这次的污水处理厂课程设计，虽然做报告所花的时间比较长，但是还是圆满完成了。在大二、大三曾经参加过两届学院的专业技能大赛，所以为这次的设计污水处理厂累积了一定的经验。在做污水处理厂设计的过程中，得到了许多的帮助，正是因为这些帮助，才让我能够比较顺利的完成报告书。首先，我要感谢我们的指导老师，李老师。老师在一开始抽时间为我们讲解了本次课程设计的题目，以及如何做这次可行性报告。李老师很详细、生动的给我们讲解了做课程设计的几个要点，让我们大体上了解了做课设的步骤；当我们有不懂的问题时，老师会很耐心的给我们解答，并且做一些建议。其次，我要感谢我的同学，由于每几个人都会做同一个流量污水处理厂的建设，跟我做同一个污水流量的同学之间会一起讨论，比如选择哪一种污水处理工艺更好，污水处理厂的设计，各构筑物型号的选择等。在讨论的过程中，我们能够更加深刻的理解其中的意义，也会互相提出一些建议和意见。最后，我要感谢我们学院，给我们这次机会，让我们能够在有限的学习中做一次污水处理厂课程设计，这对我们今后的学习甚至工作有着很大的意义，许多同学毕业后会从事类似的工作，这为我们将来的学习和工作积累了许多经验。91'