污水处理厂毕业设计(包含CAD大图).doc 69页

'污水处理厂毕业设计1设计任务及概况1.1设计任务及依据1.1.1设计任务30万吨城市污水处理厂初步设计1.1.2设计依据及原则1.1.2.1设计依据《给水排水工程快速设计手册》1-5，给排水设计规范，《污水处理厂工艺设计手册》，《三废设计手册废水卷》。1.1.2.2设计原则(1)执行国家关于环境保护的政策，符合国家地方的有关法规、规范和标准；(2)采用先进可靠的处理工艺，确保经过处理后的污水能达到排放标准；(3)采用成熟、高效、优质的设备，并设计较好的自控水平，以方便运行管理；(4)全面规划、合理布局、整体协调，使污水处理工程与周围环境协调一致；(5)妥善处理污水净化过程中产生的污泥固体物，以免造成二次污染；(6)综合考虑环境、经济和社会效益，在保证出水达标的前提下，尽量减少工程投资和运行费用。1 1.1.3设计范围设计二级污水处理厂，进行工艺初步设计。1.2设计水量及水质1.2.1设计水量污水的平均处理量为=30=12500=3.47；污水的最大处理量为=15125=4.2；污水的最小处理量为。日变化系数取为1.1，时变化系数取K为1.1，总变化系数取为1.21。1.2.2设计水质设计水质如表1.1所示。表1.1设计水质情况项目入水（）200200出水（）≤25≤30去除率（%）87.5851.3.3设计人口(1)按SS浓度折算：式中：Css——废水中SS浓度为200mg/LQ——平均日污水量为30万m3/dass——每人每日SS量，一般在35-55/人g.d，1 则：(2)按浓度折算式中：——废水中浓度为200mg/LQ——平均日污水量为30万m3/d——每人每日BOD量，一般在20-35/人gd，取30/人g.d，则：2工艺设计方案的确定2.1方案确定的原则(1)采用先进、稳妥的处理工艺，经济合理，安全可靠。(2)合理布局，投资低，占地少。(3)降低能耗和处理成本。(4)综合利用，无二次污染。(5)综合国情，提高自动化管理水平。2.2污水处理工艺流程的确定2.2.1厂址及地形资料该污水处理厂厂址位于某市西北部。厂址所在地区地势比较平坦。污水处理厂所在地区地面平均标高为40.50米。地震基本烈度为7度。1 2.2.2气象及水文资料某市位于东经，北纬。属温带半湿润季风型大陆性气候，多年平均温度7.4，冬季长，气候寒冷，多偏北风，最冷月（一月）平均气温-12.7；夏季多偏南风，非采暖季节主导风向为东南风，最热月（七月）平均气温24.6。降雨集中在7-8月，约占全年降雨的50%，多年平均降雨量75毫米。地面冻结深度1.2-1.4米。2.2.3可行性方案的确定城市污水的生物处理技术是以污水中含有的污染物作为营养源，利用微生物的代谢作用使污染物降解，它是城市污水处理的主要手段，是水资源可持续发展的重要保证。城市二级污水处理厂常用的方法有：传统活性污泥法、AB法、氧化沟法、SBR法等等。下面对传统活性污泥法和SBR法两种方案进行比较（工艺流程见图2.1,2.2），以便确定污水的处理工艺。传统活性污泥法的方案特点：(1)工艺成熟，管理运行经验丰富；(2)曝气时间长,吸附量大,去除效率高90～95%；(3)运行可靠，出水水质稳定；(4)污泥颗粒大，易沉降;(5)不适于水质变化大的水质；(6对氮、磷的处理程度不高；(7)污泥需进行厌氧消化，可以回收部分能源；SBR法的方案特点：(1)处理流程简单，构筑物少，可不设沉淀池；1 (2)处理效果好，不仅能去除有机物，还能有效地进行生物脱氮；(3)占地面积小，造价低；(4)污泥沉降效果好；(5)自动化程度高，基建投资大；(6)适合于中小水量的污水处理工艺从上面的对比中我们可以得到如下结论：从工艺技术角度考虑，普通曝气法和SBR法出水指标均能满足设计要求。但是，SBR法对自动化控制程度要求较高且处理规模一般小于10万立方米/天，这与实际情况不符（污水厂自动化水平不高且本设计规模属大型污水处理厂）。故普通曝气法更适合于本设计对污水进、出水水质的要求（对P、N去除要求不高，水质变化小），故可行性研究推荐采用普通曝气法为污水处理厂的工艺方案。2.2.4工艺流程方案的确定SBR法是间歇式活性污泥法或序批式活性污泥法的简称，相对于传统活性污泥法，SBR法工艺是一种正处于发展、完善阶段的技术，因为从SBR法的再次兴起直至应用到今天只不过十几年的历史，许多研究工作刚刚起步，缺乏科学的设计依据和方法以及成熟的运行管理经验。SBR法现阶段在基础研究方面、实践应用方面、工程设计方面仍存在问题。例如：SBR的适宜规模、合理的设计和运行参数的选择，建立完整的运行维护和管理方法，运行模式的选择于设计方法脱节等等。污水工艺流程的确定主要依据污水水量、水质及变化规律，以及对出水水质和对污泥的处理要求来确定。本着上述原则，本设计选1 传统活性污泥法作为污水处理工艺。图2.1传统活性污泥法图2.2SBR法1 2.2.5污泥处理工艺流程目前，污泥的最终处置有污泥填埋，污泥焚烧，污泥堆肥和污泥工业利用四种途径。该厂的污泥主要来源于城市污水，完全可以再利用。只需在厂内进行预处理将重金属去除，该厂的污泥用于农业是完全可能的。目前暂时有困难，也可将污泥用于园林绿化，使污泥中的肥分得以充分利用，污泥也可得以妥善处置。根据上述原则，决定污泥采用中温厌氧二级消化，再经机械脱水后运出厂外处置，这时的污泥已基本实现了无害化，不会对环境造成二次污染。污泥消化产生的沼气用于烧锅炉和发电，热量可满足消化池污泥加热需要，电能供本厂使用。2.3主要构筑物的选择2.3.1格栅格栅用以去除废水中较大的悬浮物、漂浮物、纤维物质和固体颗粒物质，以保证后续处理单元和水泵的正常运行，减轻后续处理单元的负荷，防止阻塞排泥管道。本设计中在泵前和泵后各设置一道格栅。泵前为粗格栅，泵后为弧形细格栅。由于污水量大，相应的栅渣量也较大，故采用机械格栅。栅前栅后各设闸板供格栅检修时用，每个格栅的渠道内设液位计，控制格栅的运行。格栅间配有一台螺旋输送机输送栅渣。螺旋格栅压榨输送出的栅渣经螺旋运输机送入渣斗，打包外运。粗格栅共有三座，两座使用，一台备用。栅前水深为1.4m，过栅流速0.9m/s,栅条间隙为50mm,格栅倾角为60°。1 细格栅有四座，三台使用，一台备用。栅前水深为1.05m，过栅流速0.9m/s,栅条间隙为20mm,格栅倾角为60°。2.3.2泵房考虑到水力条件、工程造价和布局的合理性，采用长方形泵房。为充分利用时间，选择集水池与机械间合建的半地下式泵房，这种泵房布置紧凑，占地少，机构省，操作方便。水泵及吸水管的充水采用自灌式，其优点是启动及时可靠，不需引水的辅助设备，操作简便。泵房地下部分高6.2m，地上部分6.3m，共高12.5m。2.3.3沉砂池沉砂池的形式有平流式、竖流式、辐流式沉砂池。其中，平流式矩形沉砂池是常用的形式，具有结构简单，处理效果好的优点。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。竖流式沉砂池是污水自下而上由中心管进入池内，无机物颗粒借重力沉于池底，处理效果一般较差。曝气沉砂池是在池体的一侧通入空气，使污水沿池旋转前进，从而产生与主流垂直的横向环流。其优点：通过调节曝气量，可以控制污水的旋流速度，使除砂效果较稳定；受流量变化的影响较小；同时还对污水起预曝气作用，而且能克服平流式沉砂池的缺点。综上所述，采用曝气沉砂池。池子共有六座；尺寸：12m×16.8m×4.59m；有效水深为2.5m。1 2.3.4初沉池、二沉池沉淀池主要去除依附于污水中的可以沉淀的固体悬浮物，按在污水流程中的位置，可以分为初次沉淀池和二次沉淀池。初次沉淀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。二次沉淀池是对污水中的以微生物为主体的、比重小的、因水流作用易发生上浮的固体悬浮物进行分离。沉淀池按水流方向可分为平流式的、竖流式的和辐流式的三种。竖流式沉淀池适用于处理水量不大的小型污水处理厂。而平流式沉淀池具有池子配水不易均匀，排泥操作量大的缺点。辐流式沉淀池不仅适用于大型污水处理厂，而且具有运行简便，管理简单，污泥处理技术稳定的优点。所以，本设计在初沉池和二沉池都选用了辐流式沉淀池。初沉池共有六座，直径为40m，高为6.83m，有效水深为3.6m。为了布水均匀，进水管设穿孔挡板，穿孔率为10%-20%，出水堰采用直角三角堰,池内设有环形出水槽，双堰出水。每座沉淀池上设有刮泥机，沉淀池采用中心进水，周边出水，周边传动排泥。二沉池九坐，直径为36m，高为6.79m，有效水深为3.5m。也采用中心进水，周边出水，排泥装置采用周边传动的刮吸泥机。其特点是运行效果好，设备简单。污泥回流设备采用型螺旋泵。2.3.5曝气池本设计采用传统活性污泥法（又称普通活性污泥法），该法对BOD的处理效果可达901 %以上。传统活性污泥法按池形分为推流式曝气池和完混合曝气池。推流式曝气特点是：废水浓度自池首至池尾是逐渐下降的，由于在曝气池内存在这种浓度梯度，废水降解反应的推动力较大，效率较高；推流式曝气池可采用多种运行方式；对废水的处理方式较灵活；由于沿池长均匀供氧，会出现池首供气不足，池尾供气过量的现象，增加动力费用的现象。完全混合式曝气池的特点是：冲击负荷的能力较强；由于全池需氧要求相同，能节省动力；曝气池与沉淀池合建，不需要单独设置污泥回流系统，便于运行管理；连续进水、出水可能造成短路；易引起污泥膨胀；适于处理工业废水，特别是高浓度的有机废水。综上，根据各自特点本设计选择推流式活性污泥法。在运行方式上，以推流式活性污泥法为基础，辅以分段曝气系统运行。曝气系统采用鼓风曝气，选择其中的网状微孔空气扩散器。共有6座曝气池，池型采用折流廊道式，分五廊道，池长为66m，高为5.7m，宽6m，有效水深为5.2m,污泥回流比R=30%。2.3.6接触池城市污水经二级处理后，水质改善，但仍有存在病原菌的可能，因此在排放前需进行消毒处理。液氯是目前国内外应用最广泛的消毒剂，它是氯气经压缩液化后，贮存在氯瓶中，氯气溶解在水中后，水解为Hcl和次氯酸，其中次氯酸起主要消毒作用。氯气投加量一般控制在1-5mg/L,接触时间为30分钟。接触池总长为312.5m，分14个廊道，每廊道长23m，宽4m1 2.3.7计量槽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，为今后处理厂的设计提供可靠的依据，设计计量设备，以正确掌握污水量、污泥量、空气量以及动力消耗等。本设计选用巴式计量槽，设在污水处理系统的末端。2.3.8浓缩池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。浮选浓缩适用于疏水性污泥或者悬浊液很难沉降且易于混合的场合，例如，接触氧化污泥、延时曝起污泥和一些工业的废油脂等。离心浓缩主要适用于场地狭小的场合，其最大不足是能耗高，一般达到同样效果，其电耗为其它法的10倍。从适用对象和经济上考虑，故本设计采用重力浓缩池。形式采用连续式的，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。采用水密性钢筋混凝土建造，设有进泥管、排泥管和排上清夜管。浓缩池二座，直径为24米，浓缩时间14h。2.3.9消化池消化池的作用是使污泥中的有机物得到分解，防止污泥发臭变质且其产生的沼气能作为能源，可发电用。本设计采用二级中温消化，池形采用圆柱形消化池，优点是减少耗热量，减少搅拌所需能耗，熟污泥含水率低。1 一级消化池六座，直径为24m，消化温度为35℃，二级消化池三座，且尺寸与一级相同。2.3.10污泥脱水污泥机械脱水与自然干化相比较，其优点是脱水效率较高，效果好，不受气候影响，占地面积小。常用设备有真空过滤脱水机、加压过滤脱水机及带式压滤机等。本设计采用带式压滤机，其特点是：滤带可以回旋，脱水效率高；噪音小；省能源；附属设备少，操作管理维修方便，但需正确选用有机高分子混凝剂。另外，为防止突发事故，设置事故干化场，使污泥自然干化。3污水处理系统工艺设计3.1格栅的计算3.1.1粗格栅选用三个规格一样的粗格栅，并列摆放，两台工作，一台备用。图3.1格栅示意图1 3.1.2格栅的计算(1)栅条间隙数式中：——栅条间隙数，个；——最大设计流量，，=4.2；——格栅倾角，，取=60；——栅条间隙，，取=0.05；——栅前水深，，取=1.4；——过栅流速，，取=0.9；——生活污水流量总变化系数，根据设计任务书=1.21。则：(2)栅槽宽度式中：——栅条宽度，，取0.01。则：=0.01（31-1）+0.0531=0.3+1.55=1.85(3)通过格栅的水头损失式中：——设计水头损失，；——计算水头损失，；1 ——重力加速度，，取=9.8；——系数，格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般采用=3；——阻力系数，其值与栅条断面形状有关；——形状系数，取=2.42（由于选用断面为锐边矩形的栅条）。则：==0.28==0.01(4)栅后槽总高度式中：——栅前渠道超高，，取=0.3。则：=1.4+0.3+0.03=1.73。(5)栅槽总长度式中：——进水渠道渐宽部分的长度，；——进水渠宽，，取=1.7；——进水渠道渐宽部分的展开角度，，取=20；——栅槽与进水渠道连接处的渐窄部分长度，；1 ——栅前渠道深，.则：==(6)每日栅渣量式中：——栅渣量，，取=0.01。则：>0.2,宜采用机械清渣(7)校核式中：——栅前水速，；一般取0.4m/s—0.9m/s——最小设计流量，；=2.87——进水断面面积，；——设计流量，，取=。则：在之间，符合设计要求。1 3.1.3选型选用型链式旋转格栅除污机，其性能如表3.1所示。表3.1粗格栅性能表项目型号安装角过栅水速电机功率性能型链式旋转格栅除污机600.91.53.2泵房3.2.1泵房的选择选择集水池与机械间合建的半地下矩形自灌式泵房，这种泵房布置紧凑，占地少，机构省，操作方便。3.2.2泵的选择及集水池的计算(1)平均秒流量(2)最大秒流量(3)考虑3台水泵，每台水泵的容量为(4)集水池容积，采用相当于一台泵6分钟的容量集水池面积1 3.2.3扬程估算(1)集水池最低工作水位与所需提升最高水位之间的高差=45-(35+2.0×0.75-0.03-2)=10.53其中：——集水池有效水深，，取；——出水管提升后的水面高程，，取；——进水管管底高程，，取；——进水管管径，由设计任务书；——进水管充满度，由设计任务书；——经过粗格栅的水头损失，，取h=0.03。由于资料有限,出水管的水头损失只能估算，设总出水管管中心埋深0.9米，局部损失为沿线损失的30%，则泵房外管线水头损失为0.558m。泵房内的管线水头损失假设为1.5米，考虑自由水头为1米，则水头总扬程：Hz=1.5+0.558+10.53+1=13.588m。选用型污水水泵三台，每台，扬程。集水池有效水深，吸水管淹没深度，喇叭口口径，取泵房地下部分高6.2m，地上部分6.3m，共。3.3细格栅3.3.1细格栅的计算：设四台机械格栅，三台运行，一台备用。1 3.3.2格栅的计算(1)栅条间隙数式中：——栅条间隙数，个；——最大设计流量，，=4.2；——格栅倾角，，取=60；——栅条间隙，，取=0.02；——栅前水深，，取=1.05；（一般栅槽宽度B是栅前水深h的二倍）——过栅流速，，取=0.9；——生活污水流量总变化系数，由设计任务书=1.21。则：，取70个(2)栅槽宽度式中:——栅条宽度，，取0.01。则：=0.01（70-1）+0.0170=2.10(3)通过格栅的水头损失式中：——设计水头损失，；——计算水头损失，；1 ——重力加速度，，取=9.8；——系数，格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般采用=3；——阻力系数，其值与栅条断面形状有关；——形状系数，取=2.42（选用迎背水面均为半圆形的矩形栅条）；则：==0.96==0.034(4)栅后槽总高度式中:——栅前渠道超高，，取=0.3。则：=1.05+0.3+0.103=1.453。(5)栅槽总长度式中：——进水渠道渐宽部分的长度，；——进水渠宽，，取=1.9；——进水渠道渐宽部分的展开角度，，取=20；——栅槽与进水渠道连接处的渐窄部分长度，；1 ——栅前渠道深，。则：==(6)每日栅渣量式中:——栅渣量，，取=0.07。则：>0.2宜采用机械清渣(7)校核式中：——栅前水速，；——最小设计流量，；A——进水断面面积，；——设计流量，，取=。则：在之间，符合设计要求。3.3.3选型选用型弧形格栅除污机，其性能如表3-2所示。1 表3.2细格栅性能表项目圆弧半径栅条组宽重量安装角过栅水速电机功率性能5001200600600.90.30.73.4沉砂池的计算3.4.1池体计算(1)池子总有效容积式中：——最大设计流量，，=4.2；——最大设计流量时的流行时间，，一般为1min～3min,此处取=2。则：(2)水流断面面积式中：——最大设计流量时的水平流速，，取。一般为0.06m/s—0.1m/s则：(3)池子总宽度式中：——设计有效水深，，取=2.5,一般值为2m—3m。则：1 (4)池子单格宽度式中：——池子分格数，个，取=6。则：（5）校核宽深比:b/=2.8/2.5=1.12,在1—2范围内，符合要求。(6)池长则：(7)校核长宽比：L/B=12/2.8=4.37>4，符合要求。(8)每小时所需空气量式中：——每污水所需空气量，，取=0.2。则：3.4.2沉砂室尺寸计算(1)砂斗所需容积式中：——城市污水沉砂量，，取=30；——两次清除沉砂相隔的时间，，取=2；——生活污水流量总变化系数，由设计任务=1.21。则：1 (2)每个砂斗所需容积式中：——砂斗个数，设沉砂池每个格含两个沉砂斗，有6个分格，沉砂斗个数为12个则：(3)砂斗实际容积式中：——砂斗上口宽，；——砂斗下口宽，，取=1；——砂斗高度，，取=0.8；——斗壁与水平面倾角，，取=55。则：>=1.5(4)沉砂池总高度（采用重力排砂）1 式中：——超高，，取=0.3；——砂斗以上梯形部分高度，；——池底坡向砂斗的坡度，取=0.1，一般值为0.1—0.5则：(5)最小流速校和式中：——设计流量，，取=；——最小设计流量，；2.87——最小流量时工作的沉砂池格数，个，取=2；——最小流量时沉砂池中的水流断面面积，，为7.0。则：>0.15，符合设计要求。3.4.3排砂采用重力排砂，排砂管直径，在沉砂池旁设贮砂池，并在管道首端设贮砂阀门。(1)贮砂池容积则：(2)贮砂池平面面积1 式中：——贮砂池有效水深，取=2.5。则：3.4.4出水水质查《给排水设计手册》2，经曝气沉砂池,去除率10%。则:=3.5初沉池3.5.1池体尺寸计算(1)沉淀部分水面面积式中：——最大设计流量，，=12500；——池数，个，取=6；——表面负荷，，取=1.8。则：(2)池子直径则：取40(3)实际水面面积则：核算表面负荷：<1.8,符合要求.1 (4)沉淀部分有效水深式中：——沉淀时间，，取=2.0。则：(5)校核径深比：D/=40/3.6=11.11，在6—11内，符合要求(6)沉淀部分有效容积则：(7)污泥部分所需的容积式中：——每人每日污泥量，，查《给排水设计手册》5取=0.6；一般范围为（0.3—0.8）——设计人口数，人，取=人；为SS的设计人口，因为此处主要去除的就是SS——两次清除污泥相隔时间，，取=4。则：(8)污泥斗容积式中：——污泥斗高度，；——污泥斗上部半径，，取=2.0；——污泥斗下部半径，，取=1.0；1 ——斗壁与水平面倾角，，取=60。则：(9)污泥斗以上圆锥部分污泥容积-式中：——圆锥体高度，；——池子半径，。i──坡度，此处取i=0.05则：(10)沉淀池总高度式中：——超高，取=0.3；——缓冲层高度，取=0.3,一般值为0.3—0.5──有效水深，为3.6m──圆锥体高度，为0.9m──污泥斗高度，为1.73m则：(11)沉淀池池边高则：1 (12)污泥总容积V=V1+V2=12.7+418.3=430.9m3>20m3(13)校核径深比:D/h=40/3.6=11.23在6～12之间,符合要求3.5.2中心管计算(1)进水管直径：取=900则在0.91.2之间，符合设计要求(2)中心管设计要求图3.2中心管计算图(3)套管直径，取=2.2则：在0.150.20之间，符合要求。(4)设8个进水孔，取则：(5)，取1 则：(6)，取则：在之间，符合设计要求。3.5.3出水堰的计算(1)出水堰采用直角三角堰，过水堰水深取,一般为0.021—0.2之间(2)堰口流量：(3)三角堰个数：个(4)出水堰的出水流速取：则：断面面积(5)取槽宽为0.8，水深为0.8，出水槽距池内壁0.5则：(6)出水堰总长(7)单个堰堰宽(8)堰口宽0.10，堰口边宽0.155-0.10=0.055(9)堰高(10)堰口负荷：在1.52.9之间，符合设计要求。1 3.5.4集配水井计算(1)设计三个初沉池用一个集配水井，共两座。(2)配水井来水管管径取=1500，其管内流速为则：(3)上升竖管管径取，其管内流速为则：(4)竖管喇叭口口径，其管内流速为取则：(5)喇叭口扩大部分长度，取=则：(6)喇叭口上部水深，其管内流速为则：(7)配水井尺寸：直径，取则：(8)集水井与配水井合建，集水井宽，集水井直径则：3.5.5出水水质查《给排水设计手册》2，经初沉池、去除率分别取25%、60%。1 ==3.5.6选型选用ZG型周边传动刮泥机六台，每座初沉池一台。其性能如表3.3所示。表3.3型周边传动刮泥机性能表项目池径电动机功率滚轮与轨道型式重量性能402.2钢滚轮、钢板轨道160003.6曝气池3.6.1池体计算(1)水中非溶解性含量式中：——微生物自身氧化率，一般在0.050.10之间，取=0.08；——微生物在处理水中所占的比例，取=0.4；——水中悬浮固体浓度，，取=25。则：(2)出水中溶解性含量式中：——出水中的总含量，，取=25则：1 (3)的去除率式中：——的去除效率，%；——进水的浓度，，取=150。则：>83%符合要求(4)——污泥负荷率式中：——污泥负荷，；——系数，取=0.0185；——系数，一般为0.70.8，取=0.75。则：在0.20.4之间，符合设计要求。(5)混合污泥浓度式中：——污泥体积指数，，取=120；一般为（100—120）mg/L——污泥回流比，取=30%；——考虑污泥在二沉池中停留时间、池深、污泥厚度等因素的有关系数，取=1.2；则：(6)曝气池容积1 式中：——进水设计流量，，取=。则：(7)单个池容积式中：——曝气池个数，共设三组曝气池，每组两座，共六座，=6则：(8)单个池面积式中：H——池深，，。则：核算宽深比,取池宽则:在12之间，符合设计要求。(9)池总长则：(10)单廊道长式中：——廊道条数，个，取=5。则：取(11)池总高1 式中：——超高，，取=0.5。则：3.6.2曝气系统设计与计算(1)曝气池平均需气量式中：——氧化每公斤需氧公斤数，，取；——污泥自身氧化需氧率，，取；——去除的浓度，；——混合液挥发性悬浮物浓度，。则：(2)最大需氧量式中：——变化系数，取=0.2。则：1 (3)每日去除的量(4)则去除每千克的需氧量(5)最大需气量与平均需氧量之比3.6.3供气量本设计采用网状模型微孔空气扩散器，敷设于池底，距池底0.2，淹没深度5.0，计算温度定为30。查得水中溶解氧的饱和度，。(1)空气扩散器出口处的绝对压力式中：——空气大气压力，，取；——曝气头在水面以下造成的压力损失，；——曝气装置处绝对压力，。则：(2)空气离开水面时氧的百分比1 式中：——曝气池逸出气体中含氧百分数，%；——氧利用率，%，取=12%。则：(3)曝气池混合液氧饱和度式中：——标准条件下清水表面处饱和溶解氧，；——按曝气装置在水下深度处至池面的平均溶解氧值，。则：(4)换算成20时，脱氧清水的充氧量为：式中：——混合液中值与水中值之比，即，一般为0.80.85，取=0.82；——混合液的饱和溶解氧值与清水的饱和溶解氧值之比，一般为0.90.97，取=0.95；1 ——混合液剩余值，一般采用2。则：=(5)相应的最大时需氧量则：(6)曝气池平均时供气量则：(7)曝气池最大时供气量则：(8)去除一千克的供气量(9)每污水的供气量1 3.6.4空气管道系统计算在曝气池的两个相邻廊道的隔墙上布设一条空气干管，共15条空气干管。在每根干管上布设6对空气竖管，全曝气池共设根空气竖管。则每根空气竖管供气量为曝气池总平面面积则：每个扩散器的服务面积按计，则需空气扩散器的总数为个，按m=21600个计，则每根竖管上安装，采用布置。则：每个扩散器的配气量空气管路及曝气头的布置如图3.3及图3.4所示。选择一条从鼓风机房开始的最远最长的管路作为计算管路。在空气流量变化处设计计算节点，统一编号后列表（表3.5）进行空气管道计算。空气管路总压力损失网状膜空气扩散器的压力损失为5.88，则总压力损失，为安全起见，取8.600Kpa.1 图3.3空气管路布置简图图3.4曝气头布置图1 表3.4空气管路损失计算表管道编号管段长度L/m空气流量空气流速v/（m/s）管径D/mm配件管道当量长度L0/m管段计算长度L0+L/m压力损失h1+h2m3/hm3/min9.8/(Pa/m)9.8/Pa17-160.53.250.05432三通1个0.291.220.200.24416-150.56.50.10832三通1个0.291.780.410.729815-140.59.750.162532三通1个异径管1个0.291.780.701.24614-130.513.000.2232三通1个异径管1个1.011.781.121.993613-120.2516.250.2760四通1个异径管1个2.901.621.392.251812-110.932.500.547.5560四通1个异径管1个4.173.890.622.411811-100.965.001.0811.3260弯头3个三通1个闸门1个4.685.530.442.433210-98.7162.502.715.22125三通1个异径管一个10.5919.650.7614.9349-86.6325.005.422.61250四通1个异径管一个7.0013.212.5634.3568-76.6650.0010.835.22250四通1个异径管一个7.1917.861.4025.0047-66.6975.0016.257.83250四通1个异径管一个10.1522.360.9521.2426-56.61300.021.6710.44250四通1个异径管一个12.6822.141.2527.6755-49.01625.027.0813.04250四通1个异径管1个12.6826.871.5240.30544-3124625.077.0815.65400弯头2个四通1个异径管一个29.5730.240.5817.5423-21217527292.1121.74600三通1个异径管一个28.2940.190.6927.7312-13070111.11168.519.57900四通1个异径管一个12.6880.130..6854.49合计266．71 3.6.5空压机的选择(1)曝气沉砂池所需空气量为2916，则空压机总供气量最大时：70111.1+2916=73027.1=1217.1平均时：63247.2+2916=66163.2=1102.7(2)空气扩散器安装在距池底0.2处，因此空压机所需压(3)选型根据所需压力和空气量决定采用型罗茨鼓风机六台，五台使用，一台备用,其性能如表3.5所示。表3.5型罗茨鼓风机性能表项目风压转速进口流量轴功率电机级数电动机功率性能58.8710330.738984503.6.6污泥回流系统(1)回流量则：(2)回流设备选型每组曝气池（两组）设一座泵房，共三座。选用六台型螺旋泵，其性能如表3.6所示。1 表3.6型螺旋泵性能表项目直径流量转数功率提升高度安装角性能100066048154.5303.7二沉池3.7.1池体尺寸计算(1)沉淀部分水面面积式中：——设计流量，，由设计任务书=12500；——池数，个，取=9；——表面负荷，，取=1.4。则：(2)池子直径则：取(3)实际水面面积则：核算表面负荷,1 在0.721.80之间，符合设计要求。(4)沉淀部分有效水深式中：——沉淀时间，，取=2.5。则：(5)沉淀部分有效容积则：(6)污泥部分所需的容积式中：——每人每日污泥量，，查《给排水设计手册》5取=0.6；——设计人口数，人，取=人；——两次清除污泥相隔时间，，取=4。则：(7)污泥斗容积式中：——污泥斗高度，；——污泥斗上部半径，，取=2.0；——污泥斗下部半径，，取=1.0；1 ——斗壁与水平面倾角，，取=60。则：(8)污泥斗以上圆锥部分污泥容积式中：——圆锥体高度，；——池子半径，。则：(9)沉淀池总高度式中：——超高，取=0.3；——缓冲层高度，取=0.3。则：(10)沉淀池池边高则：(11)污泥总容积1 则：(12)径深比在612之间，符合设计要求。3.7.2中心管计算(1)进水管直径，取=800则：在0.91.2之间,符合设计要求。(2)中心管设计要求(3)中心管直径，取=1.8则：在0.150.20之间，符合设计合理要求。(4)设8个进水孔，取则：(5)，取则：(6)，取则：1 在之间，符合设计要求。3.7.3出水堰的计算(1)出水堰采用直角三角堰过堰水深取(2)堰口流量：(3)三角堰个数个(4)出水堰的出水流速取则：断面面积(5)取槽宽为0.5，水深为0.8，出水槽距池内壁0.5则：(6)出水堰总长(7)单个堰堰宽(8)堰口宽0.14，堰口边宽0.21-0.14=0.07(9)堰高(10)堰口负荷在1.52.9之间，符合设计要求。3.7.4集配水井计算设计三个二沉池用一个集配水井，共三座。1 (1)取回流量=30%(2)配水井来水管管径取=1100，其管内流速为则：(3)上升竖管管径取，其管内流速为则：(4)竖管喇叭口口径，其管内流速为取则：(5)喇叭口扩大部分长度，取=则：(6)喇叭口上部水深，其管内流速为则：(7)配水井尺寸：直径，取则：(8)集水井与配水井合建，集水井宽，集水井直径为则：1 3.7.5出水水质、均达到设计出水水质标准。=25<303.7.6选型选用型周边传动刮泥机九台，每座二沉池设一台，其性能如表3.7所示。表3.7型周边传动刮泥机性能表项目池径电动机功率滚轮与轨道型式重量性能362.2钢滚轮、钢板轨道140003.8接触池3.8.1接触池尺寸计算(1)接触池容积式中：——设计流量，，由设计任务书取=；——接触时间，，取=30。则：(2)接触池平面面积式中：——有效水深，，取。1 则：(3)池长式中：——接触池个数，个，取；——单个池表面积，；——池宽，，取。则：(4)单廊道长式中：——廊道条数，个，取=14。则：(5)流速校核3.8.2加氯间(1)加氯量式中：——每日加氯量，，取=8.5。则：1 (2)选择加氯机选用四台型转子加氯机，三台工作，一台备用，其性能如表3.8所示。表3.8型转子加氯机性能表项目型号水温加氯量外形尺寸宽高水射器进水压力性能型转子加氯机405~45425610>0.3(3)选择钢瓶贮存3天的氯量为,可选用容量为的液氯瓶十个,其中八个使用，两个备用，其性能如表4.9所示。表3.9钢瓶性能表项目容量外径瓶高自重公称压力生产厂家性能100080020204482常洲洪庄机械厂加氯间与氯库合建，平面尺寸为22.08.0。3.9计量槽接触池后设巴式计量槽，共四条，喉宽0.9米，每条安装一台超声波流量计，信息输入电脑，可随时了解出水的流量变化情况。4污泥的处理与处置4.1污泥浓缩池(1)全固体量1 式中：CSS——初沉池SS浓度，为14～25g/人·d，此处取20g/人·dCBOD5——二沉池BOD浓度，为10～21g/人·d,此处取15g/人·dNSS——按SS浓度折算的人口数，为120万人，NBOD5——按BOD5浓度折算的人口数，为200万人则：(2)浓缩污泥量式中：——污泥浓缩前含水率，%，取%；——污泥密度，，取。则：(3)浓缩池有效容积式中：——停留时间，，取。则：(4)浓缩池表面积式中：——浓缩池个数，个，取；——有效水深，，。1 则：(5)浓缩池直径则：取(6)浓缩后污泥量式中：——浓缩后污泥含水率，%，%。则：(7)分离出的污水量则：(8)池边水深式中：——超高，，取。——缓冲层高度，m,则：(9)泥斗容积1 式中：——泥斗以上梯形部分容积，；——泥斗容积，；——泥斗以上梯形部分高度，；——泥斗高度，；——泥斗上扣宽，，取；——泥斗下口宽，，取。则：(10)池体总高则：(11)浓缩机选择选用型周边传动浓缩机，其性能如表4.1所示。1 表4.1型周边传动浓缩机项目周边速度电动机功率池径池边深重量性能2.31.5245.060004.2污泥消化池污泥经浓缩后的泥量为，含水率为97%。采用中温二级消化处理，消化池停留天数为30，其中一级消化20，二级消化10。消化池控制温度为，计算温度为。4.2.1一级消化池池体部分计算(1)一级消化池总容积式中：——新鲜污泥量，，取；——污泥投配率，%，取%。则：(2)每座消化池的有效容积式中：——消化池座数，个，取=6。则：(3)消化池总高度式中：——集气罩高度，，取；1 ——上锥体高度，，取；——消化池主体部分高度，应大于，，取；——下锥体高度，，取。则：图4.1消化池池体计算简图(4)消化池各部分容积的计算集气罩容积式中：——集气罩直径，，取。则：弓形部分容积式中：——消化池直径，在之间，，取。1 则：圆柱部分容积则：下圆锥部分容积式中：——池底下锥体直径，，取。则：消化池的有效容积则：，符合要求。4.2.2一级消化池池体各部分表面积计算(1)集气罩表面积则：(2)池顶表面积则：(3)池盖表面积1 则：(4)池壁表面积（地面以上部分）式中：——池壁地面以上部分，，取。则：(5)池壁表面积（地面以下部分）式中：——池壁地面以下部分，，取。则：(6)池底表面积则：4.2.3二级消化池二级消化池投配率为12%，池子总容积为一级消化池的一半，故设两座二级消化池，池子尺寸同一级消化池。4.3贮气柜(1)产气量式中：——单位体积污泥产气量，，取1 =8；——产气时间，，取=8。则：(2)贮气柜尺寸计算单个湿式气柜的贮气量式中：——湿式气柜个数，个，取=6个。则：圆柱部分高度式中：——圆柱部分直径，，取。则：4.4污泥控制室4.4.1污泥投配泵的选择(1)估算扬程式中：——污泥从浓缩池到消化池的提升高度，，取；——中途损失，，取。则：1 (2)泵的流量式中：——投配污泥量，，取；——投配的次数，次，取=4次；——每次工作时间，，取=0.5。则：(3)选型采用两台型立式污水污物泵，其中一台使用，一台备用，其性能如表4.2所示。表4.2型立式污水污物泵性能表项目流量扬程转速效率配用功率性能45202900605.54.4.2污泥循环泵规定污泥循环泵要在510小时内把整个消化池的污泥全部循环一次。污泥循环泵的损失消耗在管路上,一般为4—5m。(1)循环泵流量式中：——消化池容积，取；——搅拌时间，，取。则：(2)选型采用七台1 型潜水排污泵，其中五台使用，两台备用，其性能如表4.3所示。表4-3型潜水排污泵性能表项目流量扬程转速功率重量性能1451014507.52004.4.3污泥控制室布局污泥控制室建为三层混合结构，底层为半地下式泵房，中层为控制表间和值班室，上层为污泥加热室（热交换），其平面尺寸为18.016.0。4.5脱水机房4.5.1采用带式压滤机除水(1)进入带式压滤机的污泥量式中：——浓缩后污水量，，取=1800；——污水中干污泥的有机物含量，%，取=60%；——污水中干污泥的有机物被消化后的百分比，%，取=70%；——消化池进泥含水量，%，取=97%；——消化池出泥含水率，%，取=92%。则：1 (2)每小时产泥量式中：——压滤机每天工作时间，，取=8。则：4.5.2选型采用三台型带式压滤机，其中两台使用，一台备用。其性能如表4.4所示。表4.4型带式压滤机性能表项目带宽功率带速进泥含水率%滤饼含水率%产泥量外形尺寸性能32.20.549598708050500640035701950脱水机房平面尺寸为。4.6事故干化场考虑机械脱水运行期间的调试和运转中有事故发生的可能性，设事故干化场一座。事故干化场面积式中：——排泥时间，，取=3；——泥高，，取=0.6。则：取总面积15001 事故干化场尺寸，干化场分三格，每格尺寸20，采用人工滤层。4.7压缩机房搅拌用气量选用三台型活塞式压缩机，其中两台使用，一台备用。其性能如表4.5所示。表4.5型活塞式压缩机性能表项目排风量转速活塞行程电机型号电机功率排风压力外形尺寸性能1548020075319488851907压缩机房平面尺寸5污水处理厂总体布置5.1平面布置5.1.1平面布置的一般原则(1)按功能区分，配置得当；(2)功能明确，布置紧凑；(3)顺流排列，流程简捷；(4)充分利用地形，降低工程费用；(5)必要时应预留适当余地，考虑扩建和施工可能；(6)构筑物布置应注意风向和朝向。1 5.1.2平面布置污水厂的平面布置在工艺设计计算之后进行，根据工艺流程，单体功能要求及单位平面图进行。(1)污水区的位置污水区按污水处理流程方向布置，污水进口处于厂区后部，各构筑物间布局紧凑，连接管道较短。(2)污泥区的布置污泥区位于厂区后部，处于主导风向的下风向，贮气柜之间间距为防火间距。(3)生活区的布置生活区位于厂区前部，处于主导风向的上风向，卫生条件较好。生活区包括办公、实验、生活、休闲场所。在污水厂的平面布置中，具体说明如下：①厂区内绿地面积占厂区面积的30%以上。②厂区内主要构筑物间距相距5～10m;③厂区内主干道为10m；5.2污水处理厂高程布置5.2.1高程布置原则(1)保证处理水在常年绝大多数时间里能自流排放水体，同时考虑污水厂扩建时的预留储备水头。(2)应考虑某一构筑物发生故障，其余构筑物须担负全部流量的情况，还应考虑管路的迂回，阻力增大的可能。因此，必须留有充分的余地。1 (3)处理构筑物避免跌水等浪费水头的现象，充分利用地形高差，实现自流。(4)在仔细计算预留余量的前提下，全部水头损失及原污水提升泵站的全扬程都应力求缩小。(5)应考虑土方平衡，并考虑有利排水。5.2.2污水污泥处理系统高程布置污水污泥处理系统高程布置见附录图-03。初沉池污泥直接进入浓缩池，经消化、脱水后外运初沉池污泥直接进入浓缩池，经消化、脱水后外运。二沉池排泥一部分采用回流泵提升后送入曝气池，另一部分剩余污泥进入污泥浓缩池，经消化、脱水处理后外厂区设计地面标高40.50米。1 总结通过设计，得出如下结论：污水处理工艺采用传统活性污泥法，曝气池污泥负荷为0.32，污泥回流比为30%，SVI为120mg/L，曝气系统采用鼓风曝气，扩散器为网状微孔扩散器，最大曝气量为70111.1m3/h，空压机选择RG-450型罗茨鼓风机。格栅设两道，泵房前后各一道，泵前粗格栅，栅条间隙50mm，机械清渣，选用型链式旋转格栅除污机；泵后细格栅，栅条间隙20mm，选用型弧形格栅除污机。泵房选择集水池与机械间合建的半地下矩形自灌式泵房，泵的估算扬程为13.588m，选用型污水泵，扬程。沉砂池选择曝气沉砂池，池子容积为504m3,共六座，尺寸：12×16.8×4.59（单位均为m），流行时间2，采用重力排砂。初沉池和二沉池采用中心进水的辐流式沉淀池，初沉池六座，直径为40m，高为6.83m，排泥间隔4h，选用ZG型周边传动刮泥机六台，二沉池九坐，直径为36m，高为6.79m，有效水深为3.5m，选用型周边传动刮泥机九台，污泥回流设备采用型螺旋泵。污泥需进行浓缩和厌氧消化，浓缩采用重力浓缩，形式采用连续式的，处理后污泥含水率从99%降至97%。消化采用二级中温消化，消化温度为30天，一级消化20天，二级消化10天。脱水机房采用机械脱水，设备采用1 型带式压滤机。同时，考虑机械脱水运行期间的调试和运转中有事故发生的可能性，设事故干化场一座。污泥消化产生的沼气用于烧锅炉和发电，热量可满足消化池污泥加热需要，电能供本厂使用。本设计出水水质为BOD≤25mg/L，SS≤30mg/L，达到国家污水排放标准的二级标准。处理后的污泥已基本实现了无害化，减量化，不会对环境造成二次污染。1 考文献[1]高峻发，王社平编.污水处理厂工艺设计手册.北京：化学工业出版社.2003.[2]张希衡主编.水污染控制工程（第2版）.北京：冶金工业出版社.2002.[3]陶俊杰于军亭编城市污水处理技术及工程实例.北京：化学工业出版社2005.[4]尹士君李亚峰编.水处理构筑物设计计算.北京：化学工业出版社.2003.[5]闪红光主编.环境保护设备选用手册-水处理设备.北京：化学工业出版社.2002.[6]高峻发王彤编.城镇污水处理及回用技术.北京：化学工业出版社.2003.[7]丁尔捷，张杰主编.给排水工程快速设计手册2排水工程.北京：中国建筑工业出版社.1998.[8]张希衡主编.水污染控制工程（第2版）.北京：冶金工业出版社.2002.[9]史忠祥主编.实用环境工程手册-污水处理设备.北京：化学工业出版社.2002.[10]唐受印，戴友芝编.水处理工程师手册.化学工业出版社.2000.[11]北京市市政设计院主编.给排水设计手册5北京：中国建筑工业出版社.1985附录本设计中共附图纸6张1 污水处理厂平面图1张污水处理厂流程图1张污水处理厂高程图1张污水处理厂曝气池平面图1张污水处理厂曝气池剖面图1张污水处理厂初沉池工艺图1张1 1'