毕业设计（论文）-成都市某高校生活污水处理工程设计 42页

'成都市某高校生活污水处理工程设计摘要目前，城市污水中生活污水所占比例已达60%左右，而高校生活污水是城市污水的重要组成部分，因此，其治理对解决中国目前的城市水污染问题具有重要意义。本次设计针对某高校生活污水的水质、水量特点，在与实际运行的同类生活污水处理厂进行对比的基础上，综合考虑技术及经济等各方面因素，选择了水解酸化—生物接触氧化为主体的工艺流程。本次设计工作包括各主要构筑物的尺寸设计计算、所用设备的选型、整个工程的经济技术分析、平面布置图及高程图等主要图纸的绘制。关键词：高校生活污水；水解酸化—接触氧化工艺；工程设计 EngineeringdesignofuniversitysanitarysewagetreatmentinChengduAbstractNowadays,theamountofthesanitarysewagecoveredabout60%ofthetotalcitysewage,andtheuniversitysanitarysewageisanimportantconstituentofthecitysewage.Therefore,thedisposeofitisofsignificantimportance.Inthisdesign,onthecontrastwiththeactualmovementsimilarsanitarysewagetreatmentplantinthefoundation,analyzingthesewagewaterquality,thewatervolume,theoverallevaluationtechnologyandtheeconomyandsoonvariousaspectsfactor,Hydrolisisacidification-catalyticoxidationcraftischosen.Thisdesignworkincludingvariousconstructionssizedesigncalculation,theshapingoftheusedequipment,theentireprojecteconomicaltechnicalanalysis,variousconstructionselevationcomputationaswellaseachmainequipmentdesigndrawingandtheflowchartplan.Keywords:Universitysanitarysewage;Hydrolisisacidification-catalyticoxidationcraft;Engineeringdesign 目录论文总页数：共39页1引言12设计说明书22.1设计任务及概况22.2废水处理方案的确定22.3污水处理工艺流程32.4工程投资估算42.5运行成本估算53设计计算书73.1格栅的设计73.2调节池的设计93.3水解（酸化）池的设计103.4一级生物接触氧化池的设计113.5中间沉淀池的设计153.6（二级）生物接触氧化池的设计173.7二次沉淀池的设计213.8污泥部分设计233.9物料衡算253.10水力计算284设计图纸35结论36参考文献37致谢38声明39 1引言《2007中国可持续发展战略报告》指出，水资源问题从一般的资源性缺水转向供水不足、水浪费和水污染相互作用形成的综合性缺水。水资源人均占有量不断减少，而未来中国水需求还将继续增加，供需矛盾将更加尖锐，在污染物排放总量不断增长的情况下，水环境问题正从常规污染物的传统型污染转向新旧多种污染物相互影响的复合型污染，从过去以工业污染为主转变为以生活污染为主，并与工业污染和农业面源污染并存的格局。而据专家预测，到2030年前后，中国的需水量将接近可利用水量的极限。由于水资源供给的稳定性和需求的不断增长，使水具有了越来越重要的战略地位。我国作为一个人口众多的国家,由于生活用水量之大，造成大量生活污水的产生，因此，要使水资源得以合理利用,对生活污水的治理及其回用就显得极为重要，而我国的众多高校作为生活用水量较大的区域,对其产生的污水进行处理及回用同样具有重要意义。高校生活污水水量波动及水质变化都较大，有机物含量高，具有很高的可生化性。对于生活污水处理工程设计的关键在于工艺流程的选择，目前，国内外生活污水的处理工艺主要有：传统活性污泥法、生物接触氧化法、SBR法、AB法、氧化沟法等常规生化处理法，以及改进型SBR法、A/A/O等较先进的新工艺。对于此次高校生活污水处理工程设计，通过对污水水量水质及经济、技术分析，选择了生物接触氧化法。该方法是介于活性污泥法和生物膜法之间的一种污水处理方法，兼有两者的优点，处理效果良好[1-2]。第38页共39页 1设计说明书1.1设计任务及概况1.1.1污染源概述成都市某高校污水治理工程的污水主要来自教师住宅室内卫生间、厨房，学生公寓室内卫生间、食堂等处，污水水质与宾馆、餐厅、厕所及一般生活小区相似。1.1.2设计水质水量和排放标准总处理水量（日平均流量）Q=650m/d表１设计水质及排放标准指标pH值BOD5(mg/L)CODcr(mg/L)SS(mg/L)NH3–N(mg/L)油进水水质6-932065027025100排放标准6-9≤20≤80≤70≤10≤201.2废水处理方案的确定1.2.1废水预处理方案确定工程设计中可能出现的误区有：⑴按平均流量设计，全然不考虑生活污水排放的特殊性：高峰时段排放量是日平均排放量的两倍左右。⑵机械格栅栅隙过大，大量毛发进入泵体而烧毁电机。⑶初沉池污泥区过小，大量污泥进入生物处理系统而破坏生物污泥的活性。鉴于以上可能出现的问题，且由于此次设计污水水质与宾馆、餐厅、厕所及一般生活小区相似，悬浮物含量较大，为避免对后续构筑物的处理效果造成不良影响，故必须使用格栅进行预处理，而又因为此次设计污水日平均流量较小，产生的栅渣量也较少，故直接采用细格删，并进行人工清渣。由于生活污水水量水质变化都比较大，故在格栅后需设一调节池对水量水质进行调节，而后再进入后续处理设施。1.2.2废水生物处理方案的确定生活污水的可生化性一般较好，而此次任务中BOD5/CODcr=0.49＞0.3（具有较好的可生化性），可采用生化法处理，又因生活污水中的CODcr含量大部分经过一级生化处理即可达到排放要求，故可采用好氧生化法进行处理。目前，常用的好氧生化法处理工艺主要有：活性污泥法及生物膜法，虽然各种生化处理法各有优缺点，但由于此次设计任务中所给的处理水量较小，且生活污水流量变化较大，综合考虑以上因素，此次设计适宜采用生物膜法中的生物接触氧化法为主体工艺。又因此次设计污水中CODcr含量稍偏高，故采用二段式生物接触氧化法（一、二两级接触氧化法）对污水进行处理，以使主体工艺能够有更高的处理效率，但进入接触氧化池的污水BOD5含量一般需控制在100-300mg/L之间，故在进入接触氧化池之前设置一水解酸化池（其处理效果优于一般初沉池），以此提高污水可生化性，降低进水中的有机物及悬浮物浓度。第38页共39页 1.1.1生物接触氧化法工艺的介绍生物接触氧化法于1971年在日本首创，近年来，该技术在国内外都得到了较为广泛的研究与应用，用于处理生活污水和某些工业有机污水，并取得了良好的处理效果。生物接触氧化法是在池内设有填料，部分微生物以生物膜的形式固着生长于填料表面，部分则是絮状悬浮生长于水中。因此，它兼有活性污泥法与生物滤池二者的特点。生物接触氧化池中的生物膜生长至一定厚度后，近填料壁的微生物将由于缺氧而进行厌氧代谢，产生的气体及曝气形成的冲刷作用会造成生物膜的脱落，并促进新生物膜的生长，形成生物膜的新陈代谢，脱落的生物膜将随出水流出池外。该法又分为一段式、二段式、多段式。方案特点：由于生物接触氧化池内填料比表面积大，池内的充氧条件良好，池内单位容积的生物固体量高于活性污泥法曝气池的生物固体量，因此，生物接触氧化池具有较高的容积负荷；相当一部分微生物固着生长在填料表面，生物接触氧化法不需要设污泥回流系统，也不存在污泥膨胀问题，运行管理简便；池内生物固体量多，属完全混合型，因此，生物接触氧化池对水质水量的骤变有较强的适应能力；由于池内生物固体量多，有机容积负荷较高时，F/M比可以保持在一定水平，因此，污泥产量可相当于或低于活性污泥法[7]。1.2污水处理工艺流程生活污水格栅调节池水解酸化池一级生物接触氧化池中间沉淀池二级生物接触氧化池二沉池污泥外排污泥浓缩池出水图１　工艺流程示图1.2.1工艺流程简介高校排放的生活污水先流经格栅，截留部分大颗粒悬浮物后再进入调节池进行水量、水质调节，接着进入水解酸化池以去除大部分悬浮物及部分CODcr、BOD5第38页共39页 ，并提高污水的可生化性，之后进入由一、二两级生物接触氧化池组成的主体工艺，以去除大部分有机物，最后经沉淀池沉淀出水，使污水达标排放，其中调节池及两个沉淀池产生的污泥排入污泥浓缩池进行浓缩处理，浓缩后的污泥外运，可用于制砖。1.1.1污水及污泥处理主要构筑物设计1、格栅采用机械细格栅，栅前水深0.2m，过栅流速0.7m/s，安装倾角60，栅条间隙10条，栅槽宽度0.39m，栅槽总长2.05m，每日栅渣量0.08m3。2、调节池水力停留时间为6h，有效容积为165m3，尺寸为：L×B×H=7.5×7.5×3m33、水解酸化池水利停留时间2.5h，有效容积147m3，尺寸为长×宽×高=10×5×4m3，设置2m高的立体弹性填料，填料底部距池底1.2m，CODcr去除率40%，BOD5去除率25%,SS去除率80%。4、一级生物接触氧化池有机负荷率设为2.0kgBOD5/（m3.d）,反应池分为四格，每格面积为5.25m2，池深5.15m，CODcr去除率为80%，BOD5去除率为85%。5、中间沉淀池池数1个，水力停留时间1.2h，池径5m，池总高度5.6m，每日污泥产量4.2m3/d，SS去除率为20%。6、二级生物接触氧化池有机负荷率设为0.5kgBOD5/（m3.d）,反应池分为四格，每格面积为3m2，池深5.15m，CODcr去除率为65%，BOD5去除率为70%。7、二沉池池数1座，水力停留时间1.5h，池径5m，池总高度6m，每日污泥产量0.6m3/d，SS去除率为30%。8、污泥浓缩池池数2座，浓缩时间24h，池径1.6m，池总高度3.75m，浓缩后污泥体积4.55m3/d。1.2工程投资估算1.2.1土建部分对需要土建的构筑物进行工程投资估算，每立方米按照0.036万元造价进行计算，每平方米按照0.07万元造价进行计算。第38页共39页 表2土建部分投资估算序号名称规格造价（万元）1调节池7.5m×7.5m×3m=168.75m36.082水解（酸化）池10m×5m×4m=200m37.203(一级)接触氧化池(二级)接触氧化池3m×1.75m×5.15m×4=108.15m32m×1.5m×5.15m×4=61.8m36.124污泥浓缩池18.84×2=37.68m31.365污泥脱水间12.96m20.916垃圾打包间9m20.63小计22.301.1.1设备及器材部分表3设备及器材部分投资估算序号名称数量规格[10]价格（万元）1污水提升泵2(台)QW80-160Ⅱ0.502格栅1(台)NC-600型2.603沉淀池2(套)14.005污泥提升泵3(台)CP(T)-50.75-50CP(T)-51.5-801.206曝气头33(个)JS-1型4.957板框压滤机1(台)BAMS6/420-U1.508配电系统8.009填料软性填料E23.2小计35.951.1.2其它费用表4其它费用估算序号名称价格（万元）备注1管材及附件13.00安装费、管理费、税金等2设备安装综合取费9.003设计费10.004调试培训费6.005不可预见费12.00小计50.00工程总投资：22.30+35.95+50.00=108.25（万元）1.2运行成本估算Ⅰ、污水处理站人员编制拟编制4名工作人员，每人每月1200元。则工资福利费：E1=4×1200×12/(365×650)=0.24元/天·m3II、运转费用第38页共39页 电费E2：电价0.65元/kw·h，机容量12kW。则E2=0.65×12×24/650=0.29元/天·m3药剂费E3：污泥脱水剂（混凝液FeCl3）320元/吨，加药量0.137t/d。则E3=0.137×320/650=0.07元/天·m3设备维修费E4：费率取2%。则E4=35.95×2%×10000/(650×365)=0.03元/天·m3设备磨损(基本折旧)费E5：费率取3.2%。则E5=22.3×3.2%×10000/650×365=0.03元/天·m3III、处理费用EE=E1+E2+E3+E4+E5=0.24+0.29+0.07+0.03+0.03=0.66元/天·m3则运行成本为:0.66元/天·m3第38页共39页 1设计计算书1.1格栅的设计1.1.1设计说明格栅是由一组（或多组）相平行的金属栅条与框架组成，装在废水水渠的进口处，用于去除可能堵塞水泵机组及管道阀门的较粗大悬浮物，保证后续处理设施正常运行。格栅所能截留污染物的数量，随所选用的栅条间隙距和污水性质而有很大的区别，一般以不堵塞水泵和水处理厂站的处理设备为原则[6]。由于此次工程处理水量较小，且栅渣量也少，选用细格栅做预处理。1.1.2设计参数栅条间隙b=10mm，栅前水深h=0.2m，过栅流速v=0.7m/s，安装倾角，日平均流量Q=650m3/d，最大设计流量Ｑmax=Q·Kz/(24×3600)=650×2.16/(24×3600)=0.016(m3/s)(其中：Kz为生活污水量总变化系数)。1.1.3设计计算图２格栅设计计算草图①栅条的间隙数（n）取n=10条②栅槽宽度(B)栅槽宽度一般比格栅宽0.2～0.3m，取0.2m设格栅宽度：S=10mm则栅槽宽度：③进水渠道渐宽部分长度()设进水渠道宽B1=0.25,渐宽部分展开角α1=20o,进水渠道内的流速0.7m/s，则第38页共39页 ④栅槽与出水渠道连接处的渐宽部分长度()⑤通过格栅的水头损失()格栅采用迎水面、背水面均为半圆形的矩形栅条⑥栅后槽总高度(H)取栅前渠道超高h2=0.25m,栅前槽总高H1=h1+h2=0.45m则⑦栅槽总长度(L)⑧每日栅渣量()取每日栅渣量=0.12m3栅渣/103污水则故采用人工清渣。格栅对污水中SS的去除率约为2%～20%，对BOD5的去除率约为5%～10%则污水经格栅后SS的含量为：270×（1-5%）≈257(mg/L)BOD5的含量为：320×（1-5%）=304(mg/L)第38页共39页 1.1调节池的设计1.1.1设计说明生活污水随作息规律而变化，而水量、水质的变化会使得处理设备不能在最佳的工艺条件下运行，严重时甚至使设备无法工作，为此需要设置调节池。调节池实际上是一座变水位的贮水池，进水一般为重力流，出水用泵提升，其作用是对不同时间或不同来源的废水进行混合，使流出水质比较均匀，且稳定水流量，有利于污水的进一步处理[6]。1.1.2设计要求调节池最小有效容积应能容纳水质水量变化一个周期所排放的全部废水量，本次设计采用地下式调节池，便于利用一次提升水头，且具有一定的保温作用。1.1.3设计参数调节池调节周期T=6.0h，调节池的有效水深h=3m。1.1.4设计计算图3调节池计算示意图①调节池有效容积（V）取165m3②调节池面积（A）采用方形调节池，则取L=B=7.5m则调节池规格为：7.5m×7.5m×3m故调节池实际容积为：第38页共39页 1.1水解（酸化）池的设计1.1.1设计说明水解是将厌氧发酵阶段过程控制在水解与产酸阶段，水解池对各类有机物的去除远远高于传统初沉池，利用厌氧反应中的水解和产酸作用，使污水、污泥一次得到处理[9]。本次设计之所以采用水解池，一方面是因为污水中的BOD5、CODcr、SS含量相对颇高，采用水解池可降低后续构筑物的处理负荷，另一方面是因为水解池可取代功能专一的初沉池，集沉淀、吸附、网捕和生物絮凝物理化学过程于一体，可在较短时间和较低的电耗下完成净化过程。1.1.2设计计算图4水解酸化池示意图①水解池的容积（V）取其中：HRT取2.5h近期设计一组水解池，分为两格，设每格池宽为2.5m（从目前实践看，反应池的宽度〈10m是成功的），则整个池宽为2.5×2=5m，深度设为4m（最经济的反应池高度一般是4～6m），按长宽比2：1设计，则水解池池长为(2.5×2)×2=10（m）该组水解池的容积实为：10×5×4=200(m2)②水解池上升速度核算反应池的高度确定后，反应的高度与上升流速之间的关系如下：式中：－上升流速；－反应高度；第38页共39页 －水力停留时间。则(符合上升流速v=0.5～1.8m/h)③配水方式采用穿孔管布水器（分支式配水方式）。配水支管出水口距池底200mm，位于所服务面积的中心，出水管孔径为20mm(一般在15～25mm之间)。④出水收集出水采用钢板矩形堰⑤排泥系统设计采用静压排泥装置，沿矩形池纵向排泥，排泥点设在污泥区中上部，水面下2.5m处（一般在水面下2.0～2.5m），污泥排放采用定时排放，每日1～2次。⑥污泥产量（W）由于水解池对悬浮物去除率较高（平均在85%左右），故水解池的污泥主要来自水中的悬浮物，其污泥含水率为96%（一般为95%～97.5%）。则其中：—分别为进、出水的SS浓度kg/m3；—排泥的时间间隔，取12h；—污泥容重，一般取1000kg/m3；—污泥含水率，取96%。1.1一级生物接触氧化池的设计1.1.1设计说明生物接触氧化池也称浸没曝气式生物滤池，是生物膜法的一种形式，由于有机负荷能力高，不受气候条件影响而得到广泛应用，生物接触氧化池为曝气区与填料区合建的形式。由于此次设计中污水经水解池处理后，浓度仍然相对较高，而对出水水质要求又较高，故此次设计采用二段式生物接触氧化法，以使出水能够达到预期效果。1.1.2设计要求生物接触氧化池，每座单格面积不大于25m2，氧化池格数n≥2,其填料要求比表面积大，空隙率大，化学和生物稳定性好，经久耐用，且经济合理。（本次设计采用软性填料E2型，该填料处理废水能力强，CODcr去除率达65%～85%,BOD5去除率达85%～95%，且省能耗）。[10]第38页共39页 1.1.1设计参数设计流量Q=650m/d表５一级接触氧化池进出水水质水质指标CODcrBOD5SS进水水质(mg/L)39022852去除率/(%)80%85%-出水水质(mg/L)7835521.1.2设计计算图5接触氧化池计算示意图①氧化池尺寸氧化池有效容积（）取63m3其中：—进水BOD5浓度，g/L；—出水BOD5浓度,g/L；—有机负荷率，kgBOD5/(m3.d)（一般Nr=0.2～5kgBOD5/(m3.d)）一氧池一般控制在2.1kgBOD5/(m3.d)左右。反应池总面积：（m2）式中：H—填料层高度，一般采用3.0m。取一级接触氧化池，格数n=4格，则池单格面积：(m2)池平面尺寸：单格尺寸长取3m,格宽为5.25/3=1.75m。则单格尺寸为：3m×1.75m第38页共39页 池深：式中：—超高，取0.5m，（一般h1=0.5～0.6m）—填料层上水深取0.4m(一般h2=0.4～0.5m)—上下填料层间隙高，取0.25m（一般h3=0.2～0.3m）—填料层数，取2层—填料至底部高度②校核接触时间③供气系统选用JS-1型曝气头，安装在距池底0.5m处，淹没深度为需氧量：式中：—去除每1kgBOD5的需氧量，kgO2/kgBOD5(生活污水一般取0.42～0.53kgO2/kgBOD5,取a=0.50kgO2/kgBOD5)；—进出水BOD5浓度，kg/m3；—进水量，m3/d；—微生物自身氧化系数，kgO2/kgMLSS（b=0.11～0.188kgO2/kgMLSS，取b=0.12kgO2kg/MLSS）；—MLSS浓度，kg/m3(接触氧化池MLSS一般为6～10kg/m3)，一氧池取X=7kg/m3；—池容积。第38页共39页 本次设计选用的JS-1型曝气头，其氧转移率（）为8%，则空气离开池面时氧的百分比为：扩散器出口处的绝对压力Pb其中：H′—空气扩散装置淹没深度反应池中的溶解氧的饱和度:查表知：氧在水中的溶解度，Cs(20）=9.17mg/L,Cs(25)=8.38mg/L水温为25ºC时，池内平均溶解氧饱和度：则水温为25ºC时，标准需氧量：其中：α—氧转移折算率（一般=0.78～0.99）β—氧在污水中饱和溶解修正系数（一般=0.9～0.97，取0.9）ρ—气压修正系数，成都海拔约500m，其气压为95399Pa，则ρ=95399/1.013×105=0.942C—废水中实际溶解氧，浓度mg/l(一般为2mg/l)R—需氧量，Kg/h则空气扩散装置的供气量为：（标准状况下，空气中的含氧量为0.3kg/m3)第38页共39页 每单元格所需空气量：JS-1型曝气头的服务面积为1m2，供氧能力为0.41kg/h，而反应池面积为21m2，总反应池所需曝气头个数为：21/1=21（个）④一级生物接触氧化池的进出水设计进水导流槽：每格各有一个导流槽，沿单格的边长且与单格长尺寸相等为3m，槽宽为0.3m，导流墙高4.65m，距池底0.5m，出水槽采用锯齿形集水槽。1.1中间沉淀池的设计1.1.1设计说明污水经一级生物接触氧化池后进入中间沉淀池进行泥水分离，不仅可强化悬浮物的分离效果，而且对水质起到了进一步的净化作用。生物接触氧化池后一般采用竖流式沉淀池进行处理，该形式的沉淀池排泥方便，管理简单，占地面积小，正适用于处理水量不大的小型污水处理厂。1.1.2设计要求一般选用圆形或正方形，此次设计采用圆形，一般直径为4.0～7.0m（不宜大于8.0m）沉淀区呈圆柱体，污泥斗为截头倒锥体。废水从中心管自上而下流入，经反射板折向上升，澄清水由池四周的锯齿堰溢流入出水槽，出水槽前设档板，用来隔除浮渣，污泥斗倾角为50°～60°，污泥靠静力由污泥管排出，污泥管直径一般为200mm，中心管流速V0≤20mm/s，径深比D/h2≤3,沉淀时间T=1.0～1.5h，取1.2h。1.1.3设计参数设计流量Q=650m3/d，池数n=1，进水SS含量为52mg/L，去除率为20%。1.1.4设计计算图6竖流沉淀池计算示意图①中心管面积与直径设中心管内流速v0=0.02m/s则中心管面积：第38页共39页 中心管直径：②中心管喇叭口与反射板之间的缝隙高度（）设流过该缝隙的污水流速v1=0.01m/s则③沉淀池的总面积和池径设沉淀池的表面负荷q=1.5m3/m2.h(q一般取1.0～2.0m3/m2.h)则上升流速沉淀区面积：故沉淀区总面积：则池径：取5m<8m（符合要求）④沉淀区有效沉淀水深设沉淀时间t=1.2h则⑤校核池径水深比(符合要求)⑥校核集水槽每米出水堰的过水负荷（）可见符合要求，可不另设辐射式水槽。⑦每天污泥总产量（理论污泥量）中沉池污泥主要来自一级生物接触氧化池中脱落的生物膜则污泥产量为：第38页共39页 其中：—污泥净产率数，kgMLSS/kgBOD5（对于生活污水一般为0.49～0.73kgMLSS/kgBOD5）取0.5kgMLSS/kgBOD5；—进入一氧池的BOD5浓度；—一氧池中BOD5的去除率。污泥含水率为98.5%，因含水率大于95%，取污泥固体密度s=1000kg/m3则湿污泥体积为：⑧污泥斗高度()设污泥斗底部截头直径d′为0.4m,截锥侧壁倾角α=55°则⑨污泥斗容积()可见足够容纳至少五天的污泥量⑩池总高取5.6m其中：—池子超高（保护高度，取0.3m）—缓冲层高（因泥面很低，取0m）1.1（二级）生物接触氧化池的设计1.1.1设计说明第38页共39页 污水经中间沉淀池进行泥水分离后进入二级生物接触氧化池，在二级生物接触氧化池中F/M一般为0.5左右，微生物处于生长率下降段后期或内源呼吸阶段，整个一、二级生物接触氧化池更能适应污水水质变化，使污水水质趋于稳定，且缩短了生物接触氧化时间，产生的污泥量较小。1.1.1设计要求同一级生物接触氧化池1.1.2设计参数设计流量Q=650m/d表６　二级接触氧化池进出水水质水质指标CODcrBOD5SS进水水质(mg/L)783537去除率/(%)65%70%-出水水质(mg/L)2811371.1.3设计计算计算示意图同一级接触氧化池①氧化池尺寸氧化池有效容积（V）取32m3其中：—进水BOD5浓度，g/L；—出水BOD5浓度,g/L；—有机负荷率，kgBOD5/(m3.d)，（一般Nr=0.2～5kgBOD5/(m3.d)）(二氧池一般控制在0.5kgBOD5/(m3.d))。反应池总面积：式中：H—填料层高度，一般采用3.0m。取二级接触氧化池，格数n=4格，则池单格面积：取3m2池平面尺寸：单格尺寸长取2m,格宽为3/2=1.5m。则单格尺寸为：2m×1.5m池深：第38页共39页 式中：—超高，取0.5m，（一般h1=0.5～0.6m）；—填料层上水深取0.4m(一般h2=0.4～0.5m)；—上下填料层间隙高，取0.25m（一般h3=0.2～0.3m）；—填料层数，取2层；—填料至底部高度；②校核接触时间③供气系统算法同一级生物接触氧化池，在填料底部采用JS-1型曝气头，安装在距池底0.5m处，淹没深度为:需氧量：式中:—去除每1kgBOD5的需氧量，kgO2/kgBOD5(生活污水一般取0.42～0.53kgO2/kgBOD5,取a=0.50kgO2/kgBOD5)；—进出水BOD浓度，kg/m3—进水量，m3/d；—微生物自身氧化系数，kgO2/kgMLSS（b=0.11～0.188kgO2/kgMLSS，取b=0.12kgO2/kgMLSS）；—MLSS浓度，kg/m3(接触氧化池MLSS一般为6～10kg/m3)，二氧池取X=6kg/m3；—池容积。本次设计选用的JS-1型曝气头，其氧转移率（）为8%，则空气离开池面时氧的百分比为：扩散器出口处的绝对压力Pb:第38页共39页 其中：H′—空气扩散装置淹没深度。反应池中的溶解氧的饱和度：查表知：氧在水中的溶解度，Cs(20）=9.17mg/L,Cs(25)=8.38mg/L水温为25ºC时，池内平均溶解氧饱和度：则水温为25ºC时，标准需氧量：其中：α—氧转移折算率（一般=0.78～0.99）β—氧在污水中饱和溶解修正系数（一般=0.9～0.97，取0.9）—气压修正系数，成都海拔约500m，其气压为95399Pa，则=95399/1.013×105=0.942c—废水中实际溶解氧，浓度mg/l(一般为2mg/l)R—需氧量，Kg/h则空气扩散装置的供气量为：（标准状况下，空气中的含氧量为0.3Kg/m3)每单元格所需空气量：反应池总面积实为：JS-1型曝气头的服务面积为1m2，供氧能力为0.41kg/h，总反应池所需曝气头个数为：12/1=12（个）④二级生物接触氧化池的进出水设计进水导流槽：每格各有一个导流槽，沿单格的边长且与单格长尺寸相等为2m，槽宽为第38页共39页 0.2m，导流墙高4.65m，距池底0.5m，出水槽采用锯齿形集水槽。1.1二次沉淀池的设计1.1.1设计说明污水经二级生物接触氧化池后进入二沉池再次进行泥水分离，二沉池可以弥补中间沉淀池的不足，进一步改善出水水质。二沉池除了进行泥水分离外，还起着污泥浓缩的作用，同样，由于设在接触氧化池后，选用竖流式沉淀池较为适宜。1.1.2设计要求同中沉池（停留时间较中沉池长，取T=1.5h）1.1.3设计参数设计流量Q=650m3/d，池数n=1，进水SS含量为37mg/L，去除率为30%。1.1.4设计计算计算示意图同中间沉淀池①中心管面积与直径设中心管内流速则中心管面积：中心管直径：②中心管喇叭口与反射板之间的缝隙高度（）设流过该缝隙的污水流速v1=0.01m/s则③沉淀池的总面积和池径设沉淀池的表面负荷q=1.5m3/m2.h(q一般取1.0～2.0m3/m2.h)则上升流速沉淀区面积：故沉淀区面积：则池径：取5m〈8m（符合要求）第38页共39页 ④沉淀区有效沉淀水深设沉淀时间t=1.5h则⑤校核池径水深比(符合要求)⑥校核集水槽每米出水堰的过水负荷（）⑦每天污泥总产量（理论污泥量）中沉池污泥主要来自二级生物接触氧化池中脱落的生物膜则污泥产量为：其中：—污泥净产率数，kgMLSS/kgBOD5（对于生活污水一般为0.49～0.73kgMLSS/kgBOD5）取0.5kgMLSS/kgBOD5；—进入二氧池的BOD5浓度；—二氧池中BOD5的去除率。污泥含水率为98.5%，因含水率大于95%，取污泥固体密度s=1000kg/m3则湿污泥体积为：⑧污泥斗高度()设污泥斗底部截头直径d′为0.4m,截锥侧壁倾角α=55°则第38页共39页 ⑨污泥斗容积V可见足够容纳几天产生的污泥量。⑩池总高取6m其中：—池子超高（保护高度，取0.3m）—缓冲层高（因泥面很低，取0m）1.1污泥部分设计1.1.1污泥组成⑴本次污水处理过程中产生的污泥主要来以下几部分：①水解（酸化）池Q1=1.67（m3/d）含水率为96%②中间沉淀池Q2=4.2（m3/d）含水率为98.5%③二沉池Q3=0.6（m3/d）含水率为98.5%总污泥量：1.1.2污泥浓缩池的设计1.设计说明对以上污泥需进行进一步浓缩处理，故设置污泥浓缩池，用于对污泥进行浓缩，由于本次设计水量小，且产生的污泥量较小，故采用间歇式重力浓缩池（竖流式浓缩池），该浓缩池进泥、排泥是间歇进行的，适用于小型污水处理厂[4]。2.设计要求浓缩池横断面面积应满足：A≥QC/M其中：Q—入流污泥量，m3/d；M—固体通量，kg/m2.dC—入流固体浓度，kg/m3浓缩池工作高度一般应大于3m3.设计参数固体负荷（固体通量）M一般为25～80kg/m2.d，取M=35kg/m2.d第38页共39页 浓缩时间T=24h,设计污泥量Q=6.5m3/d，浓缩后污泥含水率为97%。1.设计计算图7污泥浓缩池计算示意图①入流固体浓度（C）的计算如下：则则(kg/m3)②浓缩池直径（D）浓缩池的横断面面积：设计两座污泥浓缩池，每座池面积为：A/2=2(m2)则浓缩池直径：③浓缩池高度（H）浓缩池工作高度（）：则浓缩池总高度：其中：h2—超高；h3—缓冲层高第38页共39页 ④浓缩池后污泥体积由于湿污泥体积Qs：取:Qs—湿污泥体积，Qs=6.5m3/d；S—污泥量，即S=W=138.8kg/d。故浓缩前污泥浓度（%）则浓缩前总的污泥含水率为：1-2.1%=97.9%浓缩后污泥体积：1.1.1污泥脱水当污泥在浓缩池内浓缩24h后，含水率为97%的污泥量为：经板框压滤机脱水后，污泥含水率可降为75%～80%，则污泥量为：每天产生含水率为80%的泥饼量为：以压滤机滤饼最大厚度20mm计算，需要过滤面积为：选用一台BAMS6/420-U型板框压滤机,一天工作6次可满足要求。1.2物料衡算进水参数：Q＝650m3/dSS＝270mg/lDS=0.176t/d1、格栅的物料衡算第38页共39页 格栅1、水解池的物料衡算水解池2、一级接触氧化池—中沉池的物料衡算中沉池一级接触氧化池3、第38页共39页 1、二级接触氧化池—二沉池的物料衡算二沉池二级接触氧化池2、浓缩池的物料衡算浓缩池第38页共39页 1、脱水机的物料衡算脱水机经反复试算得到物料平衡示意图1.1水力计算1.1.1污水处理构筑物高程计算污水⑻格栅调节池水解池中间沉淀池一级接触氧化池二级接触氧化池二次沉淀池河水⑺⑹⑸⑷⑶⑵⑴图8　水力计算示意图取接纳水体水位高程HL=0.00m，地面高度GL=+2.00m，污水厂排出管满流时水头损失按沿程损失加进、出口损失之和计算：⑴接纳水体—二沉池设管内流速为0.80m/s，管长l=10m。第38页共39页 则管径：取则校核流速：摩擦损失：其中：—管线长度，m—管道粗糙度，n=0.013，—管道中水流速度，m/s，—管道水利半径，m，R=D/4则：入口损失：出口损失：总损失：二沉池损失：0.5m二沉池液面高程为：⑵二沉池—二级接触氧化池取流速为v=0.6m/s，管长l=2m。第38页共39页 则管径取校核流速：摩擦损失：入口损失：出口损失：总损失：二级接触氧化池的水头损失：h=2.5(m)二级接触氧化池的液面高程为：⑶二级接触氧化池—中沉池取管径D=110mm，则流速为v=0.79m/s，管线长l=3m。摩擦损失：入口损失：出口损失：总损失：中沉池的水头损失：第38页共39页 则中沉池液面高程为：⑷中沉池—一级接触氧化池取管径D=130mm，则流速为v=0.57m/s，管线长l=2m。摩擦损失：入口损失：出口损失：总损失：一级接触氧化池的水头损失：h=2.5(m)一级接触氧化池为：⑸一级接触氧化池—水解池设管内流速为v=1.0m/s，管线长l=4m。则管径取D=100mm，校核流速：摩擦损失：入口损失：出口损失：第38页共39页 总损失：水解池的水头损失：h=0.5m水解池液面高程为：⑹水解池—调节池设管内流速为v=0.8m/s，管线长l=3m。则管径取管径D=110mm校核流速：摩擦损失：入口损失：出口损失：总损失：调节池的水头损失：h=0.3(m)调节池液面高程为：⑺调节池—格栅设管内流速为v=0.95m/s，管线长l=5。则管径取管径D=150mm第38页共39页 校核流速：摩擦损失：入口损失：出口损失：总损失：格栅水头损失：则格栅液面高程为：⑻污水进水管径：取流速为v=1.25m/s则进水管径1.1.1污泥处理构筑物高程计算⑴水解池—浓缩池设污泥管内流速为v=1.2m/s，管径D=100mm，管线长l=8m。污泥管道沿程损失：管道入口损失：第38页共39页 出口损失：转弯损失：总损失：浓缩池的水头损失：h=0.6(m)则浓缩池液面高程：⑵浓缩池—脱水机设污泥管道流速为1.0m/s，管径D=100mm，管线长l=2m。管道沿程损失：管道入口损失：出口损失：总损失：脱水机的水头损失：h=0.3m则脱水机液面高程为：第38页共39页 1设计图纸附图1成都市（某）高校生活污水处理工程平面布置图；附图2成都市（某）高校生活污水处理工程流程暨高程图；附图3成都市（某）高校生活污水处理工程管线系统图；附图4成都市（某）高校生活污水处理工程接触氧化池设计图；附图5成都市（某）高校生活污水处理工程竖流沉淀池设计图；附图6成都市（某）高校生活污水处理工程污泥浓缩池设计图；附图7成都市（某）高校生活污水处理工程水量及物料衡算图。第38页共39页 结论本次设计主要采用了以水解酸化—接触氧化法为主体的工艺对高校生活污水进行处理。生活污水先流经格栅，截留部分大颗粒悬浮物后再进入调节池进行水量、水质调节，接着进入水解酸化池以去除大部分悬浮物及部分CODcr、BOD5，并提高污水的可生化性，之后进入由一、二两级生物接触氧化池组成的主体工艺，以去除大部分有机物，最后经沉淀池沉淀出水，使污水达标排放。该工艺对水质水量的骤变有较强的适应能力，不需要污泥回流，不存在污泥膨胀问题，且污泥产量较低，运行管理简便。该设计在计算过程中，对接触氧化池需氧量的计算时考虑到了污水水质及水量对需氧量的影响的问题，采用了较为精确的公式计算，而非以往工程计算中所采用的以水量大小来估量需氧量，通过此计算所选用的曝气设备能够使污水更有效率的得以处理。但某些地方也存在不足，即曝气头和填料可能存在堵塞。第38页共39页 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声明关于学位论文使用权和研究成果知识产权的说明：本人完全了解成都信息工程学院有关保管使用学位论文的规定，其中包括：（1）学校有权保管并向有关部门递交学位论文的原件与复印件。（2）学校可以采用影印、缩印或其他复制方式保存学位论文。（3）学校可以学术交流为目的复制、赠送和交换学位论文。（4）学校可允许学位论文被查阅或借阅。（5）学校可以公布学位论文的全部或部分内容（保密学位论文在解密后遵守此规定）。除非另有科研合同和其他法律文书的制约，本论文的科研成果属于成都信息工程学院。特此声明！作者签名：2007年06月日第39页共39页'