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'医院污水处理工程设计第一章设计说明书第一节绪论一、题目：医院污水处理工程设计二、任务来源及内容：1、任务来源：兰州交通大学环境与市政工程学院教研室；2、内容：根据设计任务要求，查阅相关的资料，文献等，经过简单的计算，选定处理污水的初步方案。包括污水处理构筑物的设计、污泥处理构筑物的设计、污水泵站的设计及污水处理工程的总平面图布置、高程系统的设计计算，计算完成后选定相应的设备。然后根据计算结果绘制污水处理的总平面图，高程图，污水泵房图等图纸，对于各个主体构筑物也绘制相应的图纸，包括平面、剖面图等，最后根据设计成果编写号说明书、计算书，并结合自己的感想写一篇总结。三、设计的原始资料及处理要求：1、自然条件：该地区气象条件是：夏季主导风向为东北风，年平均降水量是680毫米，月平均最高温度30.4℃，最低温度-8.4℃。地质及水文地质条件：土壤条件为：垦殖土0.5，砂粘土1.2~1.5，粘砂土1.5~2.0，中砂1.0~1.5，粗砂1.5~2.0，砾砂＞3,；地下水埋藏深度4~5米，地下水水质无侵蚀性；土壤承压力18㎏/㎝²；地震强度Ⅶ，冻结深度0.7米。2、污水的水量、水质及处理要求如下表：设计水量（㎥/d）1000设计原水水质BOD(mg/L)180COD(mg/L)430ss(mg/L)200PH6～9大肠菌群（万个/L)3阴离子表面活性剂（mg/L)7 NH4-N(mg/L)40处理后要求达到GB18466-2005《医疗机构水污染物排放标准》BOD(mg/L)≤20COD(mg/L)≤60ss(mg/L)≤20PH6～9粪大肠菌群（个/L)≤500阴离子表面活性剂（mg/L)≤5NH4-N(mg/L)≤15其中，600㎥/d经深度处理后要求达到GB/T18920-2002《城市污水再生利用城市杂用水水质》BOD(mg/L)≤10溶解性总固体（mg/L)1000NH4-N(mg/L)≤10粪大肠菌群（个/L)≤3阴离子表面活性剂（mg/L)≤1PH6～9色度≤30第二节设计的主导思想、原则及依据：一、主导思想：毕业设计的目的是让毕业生综合运用所学的理论知识，根据“环境保护法”和设计规范以及国家环保部颁布的法律法规，依据设计任务书的原始资料和设计要求设计出相应的处理方法，以解决出现的问题。指导思想具体如下：（1）对大学四年所学的知识进行总结和巩固，通过具体的设计计算，扩大和深化专业知识，提高解决实际工程问题的工作能力。（2）熟悉需要建造一座现代化的污水处理厂的设计内容及程序，掌握各类处理构筑物的工艺设计计算，培养分析问题，解决问题的能力。（3）大量阅读各种参考文献，资料及设计规范，并正确使用设计规范，熟练运用各种设计手册、标准设计等，进一步提高计算，绘图的能力，编写好设计说明书，计算书，完成任务书所要求的内容，并结合现实生活中可能遇到的实际问题做出相应的处理措施，把理论真正运用到实际生活中。二、设计原则：总体原则为：“技术先进、操作管理方便、经济合理、运行安全可靠”(1)技术先进所谓的技术先进并不是一味的采用最先进的技术，而是要从专业的角度去看待问题，证明技术的先进性与可行性。如果脱离了专业性的考察，一味的追求高科技与现代化，这会产生许多的问题，浪费太多的资源。在实际生活中，我们要 根据现实情况来选择，从国外引进的并不是最适合我们的，要从各方面去考虑，包括经济、文化、环境等，在污水处理设计中的技术先进主要是要体现出处理设备和技术的先进性，要用最少的成本换取最大的利益，主要是要适合当地的实际情况。也就是在遵循其他各项原则的基础上要做到技术先进。（2）操作管理方便在设计污水处理厂时，设计人员要根据当地的情况，因地制宜的设计出设备运行及管理措施，在许多污水处理厂，工作人员并不都是专业人员，在操作上要做到简单快捷，管理上要严格按照规章制度执行，像本设计中的处理医院污水，在操作与管理方便尤其要做到这一点，医院污水不像生活，它里面含有大量的病毒、细菌，如果在处理过程中出现问题，将会带来很大的麻烦。（3）经济合理经济合理性原则在现实生活中最为常见，它在各方面都有涉及，在商业中尤为明显，但在设计污水处理厂时我们也会考虑这一原则，修建污水处理厂并不是所有的地方都有，我国许多比较偏远落后的地区，根本就没有这一概念，尤其是西北这边，所以在设计修建污水处理厂时我们一定要考虑这项原则，它是用最少的投入换取做大的利益，但一定要合理，这个合理并不是单纯的只要合理就行，它包含诸多方面，我们并不能只考虑当前，还需要考虑以后的发展，不能为了现在的合理就造成以后的问题更加突出。经济合理与技术先进有着较为密切的关系，要根据这两个原则选择出最为合理的方案，就是在做到经济合理的同时也要做到技术先进，选择性价比高的设备，减少后期的工程资本。（4）运行安全可靠安全可靠始终是一个永恒的话题，这个问题在各行各业都是不容忽视的，在工业、建造业中显得尤为明显。在污水处理厂建造完成投入使用后，也会涉及到这个问题，在污水处理设备运行过程中安全是尤为重要的，在投入运行前一定要对设备的安全进行检测，达到国家的标准后才能投入运行。系统能够长期稳定的运行，并且安全性高，其中一个环节出现问题不会导致其他地方也出现问题，我们要确保安全第一。三、设计依据：《医院污水处理设计规范》（CECS07：88）《室外排水设计规范》（GBJ14-87）《污水综合排放标准》（GB8978-1996）《医院污水排放标准》（GBJ48-1983）《医疗机构水污染物排放标准》（GB18466-2005）《城市污水再生利用城市杂用水水质》（GB/T18920-2002）第三节医院污水概述 一、医院污水的处理目的及意义水作为地球自然环境的基本要素以及一切生命新陈代谢和物质生产活动不可缺少的介质和液体，是地球上一切生物赖以生存和发展的重要物质。目前在人类所面临的问题中，其中人口，资源，环境问题，这三者都和水资源息息相关。这是由于地球上的水资源在空间上的分布不平衡，有些地区处于干旱而有的则是水资源过剩，但各个地区污染还是很严重，特别是人类活动所产生的水污染，这已经让水资源在水量和水质上有了很大的变化，而水量的严重亏缺和水质的污染已经成为了严重的环境问题，这些问题对人类的日常生活、身体健康及其生命安全造成了严重的威胁。采取积极的综合措施防治水体污染，保护水环境，才能使人类得以持续地开发和利用水资源，进而实现自身的可持续发展。医院产生的污水主要是医院在运作过程中排放出的被病原体、细菌等污染的危险性大的水。它里面包含有病原微生物、有毒和有害的物理、化学污染物及放射性污染物等，这些污染物基本上都有空间污染，急性传染和潜伏性传染等特点。医院污水是污染环境的一个重要因素，在现实中假如不经过严格的化学、生物及消毒处理，直接排放到城市地下水道管网或自然环境水资源中去，会严重的污染人类的生活水源，快速的传播流行性疾病，甚至有可能还会引起传染病的流行和爆发，严重的危害人类的身体健康和生活。处理医院污水的主要目的是污水经过各种污水处理技术和设备后，去除掉污水中大量的物理的、化学的和生物的各种在自然环境下难降解的污染物，使水质得到有效的净化，以达到国家或地方的污水处理排放标准，更好的保护地球水资源和人类的身体健康。二、医院污水的特点：在医院污水中一般都含有一些特殊的污染物，如药物残渣、消毒剂、诊断用剂、洗涤剂，以及大量病原性微生物、各种病毒，如蛔虫卵、肝炎病毒、结核菌和痢疾菌等。与工业废水和生活污水相比较的话，医院污水具有水量较小，但污染力和感染力却很强的特点。如果不处理就直接排放的话，一定会严重的污染水源，大范围的传播疾病，严重危害人类的日常生活。3、医院污水的危害在医院产生的污水中，不同的科室产生的污水差别较大，像治疗传染病的科室，它所用到的药物及带有的病菌和普通科室相比较，产生的污水中所含有病菌、病毒、寄生虫卵和有毒有害物质差异很大。这部分污水中含有的病菌、病毒和寄生虫卵，对环境具有很强抵抗能力，不容易被杀死，还有的在污水中已经生存了很长的时间，在人类的日常生活中，如果食用或接触了这些被病菌、病毒、寄生虫卵和有毒有害物质所感染的水或蔬菜，这就会就会导致人们得病或引起传染 性疾病的流行。近年来，世界上许多国家地区都爆发过由于水质污染二引起的疾病大规模的传染。病菌、病毒和寄生虫卵等之所以能够在水中传播，其主要的原因有污水中病原体的含有量很大，还有一个原因是这些病原体对环境中不利它们生存的因素抵抗力较强，这就使得它们在自然环境中的存活率高。综合上述的情况来看，医院污水对人们的生活及健康危害是及其严重的，根据《中华人民共和国水污染防治法》第二十八条规定“排放含病原体的污水，必须经过消毒处理，符合国家排放标准后，方准排放。”此外，国家环保总局、建设部等单位发布的有关规范标准都有明确规定，医院污水必须经过严格的消毒处理，杀死其中的病菌等。第四节目前国内外的技术水平一、国内虽然我国已经在各个大型医院都修建了污水的处理设施，这一措施对医院污水造成的污染起到了很有效的控制预防。但是，在我国部分医院产生的废水和医疗废物，由于当地落后，技术水平低，对这些污染物的处置能力不足是一个普遍存在的问题，因为在我国“大环保”的氛围还没有彻底形成，大多数医院现有的环境保护设施对医疗事业的发展有很大的阻碍作用，一些医院产生的废水和医疗废物，具体在处理和处置的时候，远远没有达到无害化的处理要求。这些问题主要表现在：对污水的处理设施不全，运行设备严重老化，废水管网渗漏严重，有些医院甚至没有医疗废水处理设施或有，但没有正常的运转。我国对医疗废物废水的无害化处理起步较晚，各方面技术都不大成熟。对于医院污水中所含有的大量细菌、病毒等污染物，医院污水处理设施的运行情况、自动化程度及其完好率是医院污水得到有效处理后排放的重要保证。还有就是操作人员素质低，专业化程度不高，管理制度有待完善等。目前，我国对医院污水的消毒处理普遍采用加氯机，二氧化氯发生器等，这些设备采用自动化操作，消毒杀菌一般采用加含氯类化学药物消毒，杀菌率在99%以上。由于各地经济发展水平不同，不同地区医院污水处理设备拥有率存在较大差异，像北京、上海、江苏等发达地区，处理设施拥有率在90%以上，而在陕西、甘肃、西藏等地区只有10%~30%。因此，根据我国的实际情况和污水的具体各项指标选择出经济有效的处理工艺是目前的重中之重，从而提高处理效率，达到国家环境的处理要求。二、国外在许多发达国家，对于医院污水的管理和治理是十分严格的，且在医院里有很严格的卫生安全管理体系。在欧洲、北美等这些发达国家，对于医院污水的管理与处理都采用了世界卫生组织制定的要求，甚至有的方面更严。发达国家对 医院中可以接触到病菌、病毒及有毒有害物质的污水和污物生源处的相关科室制定了严格的规章制度，并无条件执行。不管在任何的情况下，对于将医院中的污水和污物不处理就直接排入城市地下水道或随意弃置，这都是不被允许的。并且，大部分发达国家都建设和完善了城市地下水系统和终端的污水处理厂，不仅仅对目标污水进行有效处理，同时还做了严格的消毒处理。还有就是大多数发达国家的城市污水处理厂处理效果好，同时还安装了污泥消化处理设备和无害化处理设备，经过无害化设备处理后的污泥直接可以达到WHO的有关规定。第五节处理方案的比较、选择及确定一、设计要求污水厂处理的水量为1000㎥/d，原水水质：BOD5=180㎎/L，COD=430㎎/L，SS=200㎎/L，大肠杆菌群=3万个/L，NH4-N=40㎎/L；出水水质：BOD5≤20㎎/L，COD≤60㎎/L，SS≤20㎎/L，大肠杆菌群≤500个/L，NH4-N≤15㎎/L；深度处理出水水质：BOD5≤10㎎/L，大肠杆菌群≤3个/L，NH4-N≤10㎎/L。去除的主要污染物为：BOD、大肠杆菌和氨氮。BOD、大肠杆菌和氨氮的去除率分别为：排放的：BOD：180-20180×100%=88.9%大肠杆菌：30000-50030000×100%=98.3%氨氮：40-1540×100%=62.5%深度处理的：BOD:20-1020×100%=50%大肠杆菌：500-3500×100%=99.4%氨氮：15-1015×100%=33.3%二、工艺比选医院污水排放量小，属于小型污水处理设备，处理所用工艺必须保证处理出水达标。常用的处理方法按其原理可分为物理法、化学法和生物法；按其处理程度分为一级处理、二级处理及三级处理等。按处理工艺分为预处理、主要处理、后续处理等工艺过程。一般医院污水处理工艺有以下几种：1、一级处理工艺通常一级处理的主要作用是去除掉污水中含有的大漂浮物和悬浮物，为了 后续处理更加的方便。主要的设备和构筑物包括：格栅、沉砂池、沉淀池等。设置格栅的作用是去除掉污水中较大的颗粒物和漂浮固体物质，而沉砂池可以去除粒径在0.2㎜以上的颗粒，沉淀池可去除掉污水中大部分悬浮物。采用一级处理技术处理和消毒医院污水的常规工艺流程是：污水先进入排水管道后再汇集到污水处理站，而对于粪便污水则是要先通过化粪池沉淀消化处理后，才能进入污水处理站。污水处理站一般设有的处理设施有格栅、调节池、计量池、提升泵和接触池。消毒剂是与水泵联动后再一起进入接触池，在接触池内，污水和消毒剂经过一定时间的接触后达到水质净化和消毒要求后污水才能排放。沉淀池产生的污泥应该按规定进行有效的消毒处理。简单典型工艺流程如下图所示：消毒剂污水化粪池格栅沉淀池接触池排放2、二级处理工艺医院污水的二级处理主要是指生物氧化的处理法。利用生物处理可以有效的去除污水中所含有的有机污染物，即将这些有机污染物很好的分解成容易处理的小分子污染物，且BOD的去除率一般在90%以上，出水的BOD含量也在30mg/L以下，同时还可以很好的去除污水中的COD。其原理是利用鼓风曝气、机械曝气等曝气方式向污水中提供氧气，使污水中的微生物大量繁殖，微生物及其代谢产物与污水中的有机悬浮体和无机悬浮体组成活性污泥，活性污泥和污水充分接触混合，将水中的有机物吸附降解，降低污水中BOD和COD含量，从而达到污水净化的目的。还可采用厌氧与好氧结合的方法，达到脱氮除磷的效果。常用的生物氧化处理的主要方法有传统活性污泥法、氧化沟法、SBR法、A²/O法、CASS工艺等。（一）传统活性污泥法传统活性污泥系统多采用矩形廊道式曝气池，污水和回流污泥从池首进入，混合液以活塞流的流态逐渐向池尾流动，从池末端出水堰流出，进入二沉池，在二沉池中完成泥水分离后处理水排放，沉淀污泥回流到曝气池，进入下一个循环。该方法是早期开始使用的一种比较成熟的方法，处理效果好，运行稳定，BOD去除率在90%以上，适用于对处理效果和稳定程度要求高的污水。传统活性污泥法存在的主要问题有： 1.由于曝气池的首端污泥负荷较高，耗氧速度快，为了避免在反应时出现缺氧现象，在设计时BOD负荷不宜过高，这造成曝气池的容积变大，占地面积增多，投资费用相应的增加。2.对水质和水量产生较大变化时的适应性差，而且抗冲击负荷能力较弱。3.反应时消耗氧速率沿着池长而逐渐的降低，但供氧速度恒定，这就造成了在反应池的开始反应位置供氧是不足的，而池尾却是剩余的，运行费用高。（二）氧化沟法工作原理：氧化沟一般采用圆形或椭圆形的廊道，池体狭长，池深较浅，污水在沟渠内作环形的流动，利用独特的水力流动特点。在沟渠转弯处设曝气装置，曝气池上方为厌氧段，下方则为好氧段，产生富氧区和缺氧区，可以进行硝化和反硝化，取得脱氮的效果，同时氧化沟法泥龄较长，可以存活时代时间较长的微生物进行特别的反应，如脱氮除磷。工作流程：原污水→粗格栅→提升泵房→细格栅→氧化沟→接触消毒池→出水工作特点：1.在液态上，介于完全混合与推流这两者之间，使得活性污泥可以更好地产生生物凝聚作用；2.对水量水温的变化有较强适应性，抗冲击负荷能力强；3.污泥龄较长，可达15~30天，使得悬浮有机物和溶解有机物得到彻底降解；4.污泥产量较低，多已达到稳定状态，初沉池可以省去，不需要厌氧消化；5.自动化程度较高，以便管理，脱氮除磷效果较好；6.占地面积大，运行费用较高。（三）SBR法1.工作原理：SBR是活性污泥法的另一种反应方式，或一种新的运行方式。SBR曝气池在有机物降解方面，则是时间上的推流，有机污染物是沿着时间的推移而降解的，但间歇性活性污泥曝气池，在流态上市完全混合式。间歇运行是通过其主要反应器一一曝气池的运行操作而实现的。曝气池的运行操作是由1.流入2.反应3.沉淀4.排放5.闲置等5个工序组成。工艺流程： 原污水→粗格栅→提升泵房→细格栅→沉砂池→初沉池→间歇式曝气池→出水2.工艺特点：（1）工艺系统的组成较简单，，曝气池同时具备二沉池的功能，所以不设置二沉池，也无污泥回流设备；（2）由于SVI的值较低，污泥容易于沉淀，一般情况下不会产生污泥膨胀；（3）运行操作灵活，可根据水质、水量的调节运行方式，进行脱氮除磷的反应；（4）耐冲击负荷，在大多数条件下无须设置调节池；（5）运动过程中的几个工序，其时间控制上不好确定；（6）自动化程度较高，便于管理维护；（7）占地面积较大，而污水的处理水量却较小。（四）CASS工艺生化处理CASS法是SBR法的改进型，CASS池通过技术革新、优化设计使其容积变小，效果更好。此法连续进水、但不曝气，有机物浓度很高，呈缺氧和厌氧状态，抑制了好气菌的生长，控制污泥不发生膨胀。主反应区又分成缺氧和好氧两部分，周期进行曝气、沉淀和撇水。沉淀阶段不进水，消除了可能产生的水力干扰，提高了污泥特性和出水水质。对成分十分复杂，含有多种病菌、病毒、寄生虫卵和一些有害物质，水质水量变化大的医院污水有更强的适应性和更好的处理效果，是一种理想的医院污水生化处理方法。CASS工艺的特点：①工程建设费用低。CASS的生物降解、污泥沉降和废水排放均在同一池中进行，不需调节池、二沉池和污泥回流设备，可大大节省投资、减少用地和降低运行费用。一般，建设费用可节省10％～25％，占地面积可减少20％～35％。　　②运行费用省。由于周期性曝气，池内溶解氧的浓度在沉淀和排水阶段降低，在曝气时，氧浓度梯度大，传递效率高，节能效果显著，运转费用可节省10％－25％。　　③有机物去除率高，出水水质好。CASS法不仅能有效去除污水中各种有机污染物，而且具有良好的脱氮、除磷功能。使二级处理的投资，达到三级处理的水质。　　④CASS工艺在延时曝气、周期循环中，极易做到好氧、缺氧和厌氧状态。而对医院污水的处理，必须要考虑污水中有传染病人的病毒、致病菌，所以不能用普通污水净化池的处理办法来处理，要采用厌氧、兼氧结合为主处理，并利用一系列的物理、化学、生物原理来对传染病污水中的有机物、病菌、病毒进行沉淀、分解、吞噬、杀死。CASS法能很好的满足这一要求。 　　⑤CASS法采用延时曝气，使污泥产率低，脱水性好，易处理，减少了污泥处理费。新型的水下曝气设备代替传统的鼓风曝气方式，使用灵活，系统十分简单，无噪音污染。　　⑥管理单位，运行可靠。污水处理厂设备种类和数量较少，控制系统比较简单，采用浮动式可自动升降的专用撇水装置和特殊的滗水器在进水过程仍可排水，渗水器的升降自动进行。保证出水稳定。实践证明，CASS法处理医院污水效果显著。具有投资费用低，占地面积小，运行费用少，操作简便灵活，出水水质稳定等优点，有着广阔的应用前景。3、三级工艺根据处理要求，在进行完二级处理后需要进行三级处理，经过查阅资料后决定使用MBR工艺对污水进行三级处理以达到处理要求。MBR污水处理,是现代污水处理的一种常用方式，其采用膜生物反应器（MembraneBioreactor,简称MBR〕技术是生物处理技术与膜分离技术相结合的一种新技术，取代了传统工艺中的二沉池，它可以高效地进行固液分离,得到直接使用的稳定中水。工艺剩余污泥少，极有效地去除氨氮，出水悬浮物和浊度接近于零，出水中细菌和病毒被大幅度去除，能耗低，占地面积小。MBR膜生物处理技术在废水再生利用方面，具有以下几个特点：（1）能高效地进行固液分离，将废水中的悬浮物质、胶体物质、生物单元流失的微生物菌群与已净化的水分开。分离工艺简单，占地面积小，出水水质好。（2）可使生物处理单元内生物量维持在高浓度，使容积负荷大大提高，同时膜分离的高效性，使处理单元水力停留时间大大的缩短，生物反应器的占地面积相应减少。（3）由于可防止各种微生物菌群的流失，有利于生长速度缓慢的细菌的生长，从而使系统中各种代谢过程顺利进行。（4）使一些大分子难降解有机物的停留时间变长，有利于它们的分解。〔5〕膜处理技术与其它的过滤分离技术一样，在长期的运转过程中，膜作为一种过滤介质堵塞，膜的通过水量运转时间而逐渐下降有效的反冲洗和化学清洗可减缓膜通量的下降，维持MBR系统的有效使用寿命。（6）MBR技术应用在城市污水处理中，由于其工艺简单，操作方便，可以实现全自动运行管理。医院污水处理方案选择必须以达标排放为准则，综合考虑工艺效果，经济效益和社会效益，选择占地少且经济合理，功能齐全，运行稳定，管理方便并不造成二次污染的污水处理工艺。 医院污水处理方法较多，包括一级处理工艺、传统的二级处理工艺、改进的二级生物处理工艺及医院污水的深度处理（三级处理）等。传统活性污泥法、氧化沟法，SBR法及CASS工艺相比，医院污水经CASS工艺处理后，它所含有的BOD、COD、SS、氨氮及大肠杆菌等水质指标均可达到排放标准，且投资费用低，占地面积少，运行费用少，传统活性污泥法处理医院污水负荷较低，占地面积大，成本较高，且出水水质不够稳定。由于要求进行深度处理，计算比较后采用MBR工艺进行三级处理。实际选用医院污水处理工艺时，应从污水的来源和流向，所处地域环境等多方面综合考虑，优选出简便高效，经济实用的污水处理工艺。所以，综合以上各种因素，选择CASS工艺与MBR工艺配合加液氯消毒工艺来处理医院污水。三、其他构筑物的选择（1）格栅格栅的作用是将污水中的大悬浮物和漂浮物从污水中分离出来，以便于污水的后续处理，设计中处理的医院污水不同于一般的城市生活污水，故在选择格栅时只选择一座细格栅。(2)沉砂池沉砂池的主要作用是去除污水中比重大的颗粒物，一般设置在泵房前，这样可以防止这些颗粒物对水泵、管道产生磨损；平流沉砂池具有构造简单、工作稳定、处理效果好、排砂方便等优点，所以本设计采用平流沉砂池。（3）调节池和水解酸化池调节池的作用是调节水量及水质，当水量发生变化时可以有效的控制进入后续构筑物的污水量保持在稳定状态。水解酸化池主要是调节污水水温PH及更好的分解有机物，而医院污水中有机物含量高，还含有大量的细菌、病毒等，水解酸化池可以将这些有机物很好的降解，通过水解、发酵、产乙酸及产甲烷四个阶段，对污水中的大分子有机物进行分解。（4）污泥浓缩池设计中采用连续重力浓缩的方式。泵房四、医院污水处理的工艺流程：水解酸化池调节池平流沉砂池细格栅污水污泥脱水机房污泥浓缩池集泥池外运2号消毒池MBR池CASS池回用水加药间1号消毒池排放 第六节各主要构筑物的设计特征参数一、细格栅（1）设计参数：过栅流速：v=0.8m/s；栅前水深：h=0.2m；栅条间隙宽度b=0.01m；（2）结构尺寸：栅槽总宽度：B=0.6m；栅后槽总高度：H=0.71m；栅槽总长度：L=3.28m；二、污水提升泵房：（1）设计参数处理水量：1000㎥/d；（2）结构尺寸长×宽：8.0m×5.0m；三、平流沉砂池（1）设计参数最大设计流量时的流速：v=0.20m/s；最大设计流量时的停留时间：t=30s；（2）结构尺寸沉砂池总长度L=7.5m；沉砂池总宽度B=1.2m；沉砂池总高度H=1.1m；沉砂室宽度L2=2.57m；渐宽部分宽度L1=0.82m；沉砂室高度h3‘=0.55m；沉砂斗高度h3=0.5m；沉砂斗上口宽b=1.08m；沉砂斗下底宽a=0.5m；四、调节池（1）设计参数水力停留时间t=8h； 最低水位h最低水位=0.3m；（2）结构尺寸长宽为10m×10m；总高度H=3.64m；有效水深h=3.34m；五、水解酸化池（1）设计参数设计流量Q=1000㎥/d=41.67㎥/h；水力停留时间HRT=6h；（2）结构尺寸格数4格长×宽：8m×6m；有效水深4m；六、CASS反应池（1）设计参数处理流量Q=1000㎥/d=41.67㎥/h=0.012㎥/s进水COD=430mg/L，去除率为86%BOD=180mg/L，去除率为89%BOD污泥负荷（Ns）为：Ns=0.1kgBOD/㎏MLSS；充水比为：λ=0.32；混合液污泥浓度（MLSS）取为：X=3200mg/L（2）结构尺寸池的长×宽：28m×7m；预反应区长度L1=6m；池的有效水深H=4m；七、MBR反应池（1）设计参数设计处理量Q2=600㎥/d；MBR池进水BOD5S0=20mg/L,出水要求BOD5≤10mg/L；水力停留时间：10h；池子个数：1座（2）结构尺寸池的长×宽：12.3m×3.6m； 池深h=3.0m;八、配水井（1）设计参数设计流量Q=1000㎥/d；污水停留时间T=2min；（2）结构尺寸直径D=1.4m；有效水深h=1.0m；九、消毒池（1）设计参数水力停留时间T=1h;池底坡度2%-3%；1号消毒池：Q1=60%Qmax1=60%×400=240㎥/d=10㎥/h2号消毒池：Q2=60%Qmax2=60%×600=360㎥/d=15㎥/h（2）结构尺寸1号消毒池：格数n1=2，水深取为H=2m,超高为0.3m；池长L=3m，单格宽b=1m，两格总宽B=2m；2号消毒池：格数n1=3，水深取为H=2m,超高为0.3m；池长L=3m，单格宽b=1m，三格总宽B=3m；十、集泥池（1）设计参数污泥量Q总=31.78㎥/d；集泥时间为24h；（2）结构尺寸池子直径D=5m；池子总高度H=2.5m；有效高度h=2.0m；十一、污泥浓缩池（1）设计参数进泥量Q=31.78㎥/d=1.33㎥/h；浓缩时间为T=12h；贮泥时间为12h；污泥含水率为99.4%，处理后的污泥含水率为97%； （2）结构尺寸池的直径D=3.2m；池的总高度H=3.3m；有效水深h2=2.0m；污泥斗高度h4=0.6m；污泥斗上口半径a=1.0m；污泥斗底部半径b=0.4m； 第二章设计计算书第一节计算设计参数及要求由设计资料可得原水水质流量及出水水质要求：平均流量：Q=1000m3/d=41.67m3/h=0.012m3/s=12L/s；查表可知日变化系数Kz=3.0；设计流量：Qmax=Kz*Qa=3.0×12L/s=36L/s=0.036m3/s；Qmin=12Q=6L/s=0.006m3/s；原水水质：BOD5=180㎎/L，COD=430㎎/L，SS=200㎎/L；大肠杆菌群=3万个/L，NH4-N=40㎎/L；出水水质：BOD5≤20㎎/L，COD≤60㎎/L，SS≤20㎎/L；大肠杆菌群≤500个/L，NH4-N≤15㎎/L；深度处理出水水质：BOD5≤10㎎/L，色度≤30㎎/L；大肠杆菌群≤3个/L，NH4-N≤10㎎/L。第二节格栅设计水量：Qmax=0.036m3/s；设计参数的选定（查《给水排水设计手册（5）》）可得：过栅流速一般采用0.6~1.0m/s，取0.8m/s；栅条间隙宽度b=0.01m；栅前水深h=0.2m；栅前流速0.4~0.9m/s，取0.6m/s；格栅倾角一般采用45°~75°，取α=60°；栅条宽度s=0.01m；由于水量较小，且医院污水中大的悬浮物较少，因此只设置一座细格栅。1、格栅间隙数=≈28个 2、栅槽宽度B=s*（n-1）+b*n=0.01×（28-1）+0.01×28≈0.55m取B=0.6m，则由B=s*（n-1）+b*n可得n=30其中：S——栅条宽度（m）b——栅条间隙（m）n——栅条间隙数（个）Qmax——最大设计流量（m3/s）α——格栅倾角（°）；h——栅前水深（m）v——过栅流速（m/s）3、通过格栅的水头损失按栅条断面形状为锐边矩形计算，形状系数β=2.42阻力系数：ξ=βSb43=2.42×0.010.0143=2.42水头损失：h1=kh0=kξv22gsinα=3×2.42×0.822×9.8sin60°=0.21m其中：h0——计算水头损失；g——重力加速度；k——系数，格栅受到大漂浮物物堵塞时的水头损失增大倍数，一般采用3；ξ——阻力系数，其值与栅条断面形状有关，取2.42；4、栅后槽总高度：H=h+h1+h2=0.2+0.21+0.3=0.71m其中：h2——栅前渠道超高，一般采用0.3m；5、栅槽总长度：栅前渠道深H1=h+h2=0.2+0.3=0.5m进水渠渐宽部分的长度设进水渠道宽B1=0.35m，渐宽部分角度α1=20°，此时进水渠流速为0.60m/s， =≈0.27m渐宽部分长度=≈0.14m栅槽总长度L=L1+L2+1.0+0.5+H1tanα=0.27+0.14+1.0+0.5+0.5tan60°=2.20m其中：L1——进水渠道渐宽部分的长度（m）B1——进水渠宽（m）α——格栅倾角，一般可采用60°L2——栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度（m）H1——栅前渠道深（m）。6、每日栅渣量：根据设计手册，本设计格栅间隙为10mm，选用W1=0.1㎥/103㎥W=QmaxW1×86400Kz×1000=0.036×0.1×864002.0×1000=0.16＜0.2m3/d故采用人工清渣方式。7、格栅出水管计算取水流流速为v=0.5m/s，则管径应为D=4QπV=0.175m；如果取管径为D=200mm，则流速v=0.38m/s。格栅的简易图如下：格栅计算简图 查《给水排水设计手册（1）》可知：选SZL800型转链式细格栅除污机一台，栅条总宽度800mm，机械总宽1250mm，安装角度60~75°，功率0.75kw。第三节平流沉砂池的设计计算进水设计参数：最大流量：Qmax=0.036㎥/s；1、沉砂池的长度计算：长度：L=vt=0.25×30=7.5m式中：v——进入沉砂池的水流速度，一般为0.15~0.30m/s，在本设计中取为0.20m/s；t——污水在沉砂池需要停留的时间，一般为30~60s，设计中取为30s。2、污水的断流面积：A=Qmaxv=0.0360.25=0.144㎡3、沉砂池的有效水深：由于设计水量较小，所以取沉砂池的分格数n=2，一备一用，每格宽b=0.6m，故沉砂池的总宽度B=1.2m。进水的渐宽部分长度L1=B-B12tg20°=1.2-0.62tg20°=0.82m出水的渐窄部分长度L3=L1=0.82m故有效水深：h2=Ab=0.1440.6=0.24m4、沉砂池沉砂斗的容积：V=86400QmaxXT105=86400×0.036×3×3105=0.28㎥式中：Qmax——设计最大流量，㎥/s；X——污水沉砂量，取X=3㎥/105㎥污水；T——沉砂池的清砂周期，取T=3d。由于水量太小，故在设计沉砂池沉砂斗时只设计一个沉砂斗，即V0=V=0.28㎥。5、沉砂斗的尺寸计算：取沉砂斗的底宽a=0.5m，砂斗壁与水平面夹角为60°，砂斗高h3=0.5m， 所以沉砂斗的上面斗口的宽度为：b=2h3tg60°+a=2×0.5tg60°+0.5=1.08m沉砂斗的设计容积为：V=h32a2+2ab+2b26=0.5×2×0.52+2×0.5×1.08+2×1.0826=0.32㎥因为V=0.32㎥＞V0=0.28㎥，所以符合设计要求。6、沉砂室高度：由于采用的时重力沉砂，故设池底的坡度为0.02，则沉砂室的宽度是：L2=L-2b-0.22=7.5-2×1.08-0.22=2.57m故高度为：h3‘=h3+0.05L2=0.5+0.02×2.02=0.55m7、沉砂池的总体高度：取超高h1=0.3m则总高度：H=h1+h2+h3‘=0.3+0.24+0.55=1.09m；取为1.1m；8、最小流量是的流速校核：vmin=Qminn1Amin=0.7×0.0361×0.24×0.6=0.175m/s＞0.15m/s，符合设计要求。式中：Qmin——最小流量，一般为0.7Q；n1——最小流速时的沉砂池格数；Amin——最小流速时的断面积。9、进水渠道计算从细格栅出来的水经DN200mm的管道进入平流沉砂池，则污水在该渠道内的流速为：v1=QHB=0.0360.2×0.4=0.45m/s式中：v1---进水渠道水流流速（m/s）；B---进水渠道宽度（m），设计中取0.2m；H--进水渠道水深（m），设计中取0.4m。 10、出水渠道计算出水的堰上水头为h=Qmb2g23=0.0360.4×0.6×2×9.823=0.1m式中：h--堰上水头（m）；Q---沉砂池内设计流量（m3/s）；m---流量系数，一般采用0.4~0.5，设计中取0.4；b---堰宽（m），等于沉砂池宽度。出水堰自由跌落0.1m后进入出水渠，出水渠宽0.2m，有效水深0.4m，出水流入出水管道。出水管道管径DN=200mm，管内流速V2=0.5m/s。11、排砂管道采用重力排砂，在沉砂池底部安装排砂管道，管道直径DN=200mm。平流沉砂池计算简图如下：平流沉砂池计算草图第四节调节池1、设计参数的选定 假设停留时间t=8h，最低水位h最低水位=0.3m。2、调节池的设计计算（1）进水管的计算取水流流速为v=0.5m/s，则管径应为D=4QπV=0.175m如果取管径为D=200mm，则流速v=0.38m/s（2）容积计算体积V=Qt=1000÷24×8=333.4（㎥）取长宽为L×B=10m×10m，A=100㎡，则有效水深为h=VA=333.4100=3.34(m)；(3)总高度计算h最高水位＝h调节＋h最低水位＝3.34＋0.3＝3.64（m）总池深为3.64m；(4)调节池水泵选型选用江苏亚太泵业集团公司生产QW型潜水排污泵，型号为50QW25-10-1.5泵一台，出口口径50mm，流量25m3/h，扬程10m，转速2840r/min，轴功率1.85KW，电机动机功率1.5KW，效率67.5%，泵重量60kg。计算简图如下图所示：调节池计算示意图第五节水解酸化池计算1、容积计算 V=KZQHRT=3×41.67×6=750㎥式中：V--水解池的容积，㎥KZ—变化系数，KZ=3.0;Q—设计流量，㎥/h。Q=1000㎥/d=41.67㎥/h;HRT—水力停留时间，查资料可知，污水水解酸化池停留时间一般为5～8h，故取HRT=6h。医院污水中设计的水解酸化池，分为4格，每一格长为8m，宽为6m，设有效水深为4m，则每一格的容积为192㎥，因此4格水解酸化池的总容积是768㎥＞750㎥，满足设计要求。2、水解酸化池的上升流速计算若反应器高度为H=4.5m，则反应器的高度与上升流速之间的关系为v=QA=VAHRT=HHRT=4.56=0.0.75m/h式中：v—上升流速，m/hQ—设计流量，㎥/hV—水解池容积，㎥HRT—水力停留时间，取HRT=3h。由于水解反应器的上升流速v=0.5-0.8m/h，则计算出的v=0.75m/h，符合设计要求。3、配水的方式可采用总管进水，池底分管配水，分支管上有小孔为出水口，支水管距离池底200mm，出水口直径为20mm。4、进水堰的设计每格水解酸化池的进水流量为Q=41.674×3600=0.0029㎥/s(1)出水堰的堰长设计出水堰负荷可取为q=1.5L/（s·m）则L=Qq=1.93m，故堰长L=2m。式中：L—堰长，mQ—设计流量，㎥/sq—出水堰负荷，L/（s·m），出水堰负荷不大于1.7L/（s·m），故取为1.5L/（s·m）。（2）出水堰的形状采用90°三角堰出水，查《给水排水设计手册1》 可知：当设计流量Q=12L/s时，过堰水深h=150mm，每米设有6个堰口，则过堰流量:Q=1.4h5/2=1.4×0.155/2=0.012㎥/s式中：Q--过堰流量，㎥/h--过堰水深，m。5、污泥量计算水解酸化池中COD的去除率η大概为30%，污泥量按1kgCOD可以产生0.2kg的干污泥计算。干污泥量为：W=0.2S0ηQ=0.2×0.43×0.3×1000=25.8kg/d湿污泥的含水率按99%计算，则产生的湿污泥量为：W"=W1-0.99=25.81-0.99=2580kg/d6、污泥回流泵的设计计算在水解酸化池中，污泥回流泵的流量按Qp=Q=41.67㎥/h计算。污泥回流管中的设计流速v1=0.5m/s,则污泥回流管直径d=4QPπV1=4×41.67π×0.5×3600=0.17m=170mm式中：d—出水管直径，mmv1-过堰流速，m/s。五、CASS工艺池计算CASS工艺反应时依次是充水-曝气，沉淀，滗水，闲置四个阶段。1、设计参数处理流量Q=1000㎥/d=41.67㎥/h=0.012㎥/s进水COD=430mg/L，去除率为86%BOD=180mg/L，去除率为89%BOD污泥负荷（Ns）为：Ns=0.1kgBOD/㎏MLSS；充水比为：λ=0.32；混合液污泥浓度（MLSS）取为：X=3200mg/L2、设计计算（1）曝气、沉淀时间及运行周期的确定①曝气时间tata=24λS0NsX=24×0.32×1800.1×3200=4.3h≈4.5h式中：——充水比——进水BOD值，mg/l；——BOD污泥负荷，kgBOD/㎏MLSS； X——混合液中的污泥浓度，mg/L。②沉淀时间ts活性污泥界面的沉降速度和MLSS浓度有关。由经验公式可得：　　当MLSS≤3000mg／l时，μ＝7.4×104×t×X0-1.7当MLSS＞3000mg／l时，μ＝4.6×104×X0-1.26　式中：μ－活性污泥界面的沉降速度（m／h）t－水温（℃），一般取t=20℃　XO－开始沉降时的MLSS浓度（mg／l）由MLSS=3200mg／l可得：沉降速度为μ=4.6×104×X0-1.7=4.6×104×3200-1.26=1.76m/s≈1.8h设水深H=3m，缓冲高度为ε=0.5m，因此沉淀时间为ts=Hλ+εμ=3×0.32+0.51.76=0.8h≈1h式中：H—水深，mε——缓冲高度，mμ——沉降速度，m/s③周期T设排水时间td=0.5h则周期T=ta+ts+td=4.5+1+0.5=6（h）每日的周期数为N=24÷6=4h（2）CASS的容积及尺寸①容积VV=QλNn=10000.32×4×1=781.25㎥式中：Q——水量，㎥/d;N——周期数；；V——总容积；——充水比；n——CASS池个数，本设计中由于水量较小，故采用1个CASS池。②CASS池的尺寸CASS池设计为长方形，前端进水，后端出水。污水进入后先进入与反应区，在进入主反应区，然后经由滗水器排出。大概构造如下图所示： CASS反应池简易示意图池的有效水深为H=4m，则池面积A为A=VH=781.254=195.3㎡设池宽为B=7m，则反应池长L=AB=195.37=27.8m≈28m而B:H=1.75，L:B=4，查资料可知：B:H=1~2，L:B=4~6，故符合要求。CASS池沿着长度的方向设置了一道隔墙，将池体分为了预反应区和主反应区两部分，前端进水端为CASS池容积的10%左右作为是兼氧吸附区和生物选择区，即预反应区，后面部分为主反应区。查资料得，预反应区长L1=（0.16～0.25）L，取L1=6m。③池底连通口尺寸在预反应区与主反应区的底部有连通孔，用于连通两区流水，设池底的连通孔为2个。则有H1=QnNA=10001×4×196=1.3m连通孔孔口面积A1为：A1=Q24×n×n‘×U+B×L1×H1×1U=100024×1×2×50+7×6×1.3×150=1.1㎡式中：Q——每天处理水量，；——CASS池子个数；n’——池底孔口数U——设计流水速度，本设计中U=50m/h；——日内运行周期数；A——CASS池子的面积，；——连通孔孔口面积，㎡；——预反应区池长，；——池内设计最高水位至滗水机排放最低水位之间的高度，；B——反应池宽，。孔口均匀布置，孔口宽度不宜大于1.0m，故取为0.9m，所以孔口长为1.2m。（3）复核出水溶解性BOD5根据设计出水水质要求， 出水溶解性BOD5Se=Sz-7.1KdfCe=20-7.1×0.06×0.7×20=14mg/L式中：Se——出水溶解性BOD5；Sz——CASS池出水总BOD5，取Sz=20mg/L；Kd——活性污泥自身氧化系数，为0.06；f——CASS出水SS中VSS所占的比例，取0.70；Ce——CASS出水SS，为20mg/L。设计中的出水溶解性BOD5Se=24S024+K2XftaN=24×18024+0.0168×3200×0.7×4.5×4=6.2（mg/L）<14（mg/L）故满足设计要求。(4)剩余污泥量由于温度越低时产生的污泥越多，本设计的最低温度为-8.4℃，故最低温度时的活性污泥自身氧化系数为：Kd-8.4=Kd20θtT-20=0.06×1.04-8.4-20=0.02则剩余生物污泥量∆Xv：∆Xv=YQS0-Se1000-K-8.4VX1000fta24Nn=0.6×1000×180-141000-0.02×781×32001000×0.7×4.524×4×1=99.6-26.3=73.3（kg/d）式中：Se——出水溶解性BOD5；Y——产率系数，取为0.6；V——反应池体积；f——CASS出水SS中VSS所占的比例，取0.70；ta——曝气时间。剩余非生物污泥∆Xs为：∆Xs=Q（1-fbf）×C0-Ce1000=1000×（1-0.7×0.7）×200-201000=91.8（kg/d）式中：fb——进水VSS中可生化比例，取为0.7;C0——进水中的SS;Ce——出水中的SS。所以剩余污泥总量∆X为：∆X=∆Xv+∆Xs=73.3+91.8=165.1kg/d剩余污泥浓度NR为： NR=X1-λ=32001-0.32=4706mg/L=4.706kg/d湿污泥量为165.1÷4.706=35.1㎥/d（5）复核污泥龄θc=fXVNnta24∆Xv=0.7×3200×781×4×1×4.524×73.3×10-3=17.9d计算表明，污泥龄可以满足氨氮硝化的要求。(6)复核滗水高度h1反应池的有效水深H=4m，则滗水高度h1为：h1=HQnNV=4×10001×4×782=1.3m复核值与设定值相同，满足设计要求。（7）设计需氧量计算时按最不利的情况计算，在高温下，需氧量最少，故按照夏季最高温度计算需氧量。①氧化有机物需氧量该需氧量是污泥自身氧化去除1kgBOD时的需氧量。需氧量OaOa=a‘QS0-Se+b’VX=0.48×1000×（180-20）×10-3+0.12×781×3200×10-3=2576.12（kgO2/d）式中：Oa——需氧量，kgO2/d;a‘——活性污泥微生物每代谢1kgBOD的需氧量，一般区0,42~0,53kg，本次设计取0.48kg;b’——1kg活性污泥每天自身氧化需氧量，一般取0.11~0.188kg,本次设计取0.12kg。②氨氮硝化需氧量ObOb=4.57{QNk-Nke-0.12VXfθc}=4.57×{1000×（40-15）×10-3-0.12×781×3.2×0.7517.9}=56.7（kgO2/d）式中：4.57——氨氮氧当量系数；Nk——进水氨氮浓度，g/L;Nke——出水氨氮浓度，g/L。则总需氧量为O总=Oa+Ob=2576.12+56.7=2632.82kg/d 每小时的需氧量为O1=2632.82÷24=109.7（kg/d）①标准需氧量SORSOR=O1CS（20）α（βρCsb(T)-C）×1.024T-20=109.7×9.170.85×(0.95×0.909×7.56-2)×1.02430.4-20=204.5（kg/d）故空气用量为G=SOR0.3EA=204.50.3×0.26=2621.3㎥/h式中：SOR——水温20℃，气压1.1kpa时，混合液需氧量，kg/h;O1——实际条件下的混合液需氧量，kg/h;CS（20）——20℃时氧的饱和溶解度，本设计中取为9.17mg/L;α——杂质影响修正系数，α=0.78~0.99，本设计中取0.85；β——含盐量修正系数，取为0.95；ρ——气压修正系数，取为0.909；T——设计污水温度，设计中按最不利温度计算，取最高温度30.4℃；Cs（20）——设计水温下平均溶解氧饱和度，取为9.17mg/L;Csb(T)——设计水温下氧的饱和度，水温为30.4℃时，C=7.56；EA——空气扩散装置的氧的转移速率，本设计取为26%；C——平均溶解氧浓度，取为C=2mg/g。（8）空气系统计算曝气反应池的面积为28×7，设定620个空气曝气器，则每一个的曝气器的量为G÷620=2621.3÷620=4.23㎥/h;选择QMZM-300盘式膜片式曝气器。其技术参数见下表。QMZM-300盘式膜片式曝气器技术参数型号工作通气量服务面积氧利用率淹没深度供气量QMZM-3002～8m3/h·个0.5～1.0m2/h·个35%～59%4～8m4.25m3/h从鼓风机房出来的空气干管，在CASS池里分成2个支管，每一根支管上设有56根小支管，2根支管有112根小支管。空气干管空气流速v1=15m/s，支管空气流速v2=10m/s,小支管空气流速v3=5m/s,所以有空气干管管径：D干管=4G3600πv1=4×2621.33600×π×15=0.24m，取DN250mm的钢管。空气支管管径： D支管=4G2×3600πv2=4×2621.32×3600×π×10=0.20m，取为DN200mm钢管。空气小支管管径：D小支管=4G56×3600πv3=4×2621.356×3600×π×5=0.06m,取为DN60mm钢管（9）曝气设备选型查《给水排水设计手册（11）》可得：选DG超小型离心鼓风机，空气流量为50㎥/min，出口压力为53.9kpa，输出功率55kw，电动机功率75kw，重量约为1000kg。（10）污泥计算污泥的产量计算由《给排水设计手册（5）》可得：∆=0.8×1000×0.15-0.04×781×2.24=32.53kg/d;则去除1kgBOD的产泥量为：χ=0.8-0.04/0.1=0.4Kg/KgBOD污泥龄为：θc=10.8×0.1-0.04=25d剩余污泥排放量为：q=Vθc=78125=31.24㎥/d污泥回流量：设污泥回流比R=20%，则污泥回流量为：QR=1000×20%=200㎥/d故采用污泥回流泵回流。六、MBR池计算设计参数：设计处理量Q2=600㎥/d；MBR池进水BOD5S0=20mg/L,出水要求BOD5≤10mg/L；数量：一座；构筑物：钢筋结构；水力停留时间：10h。（1）膜组件选型本设计可以采用MBR膜反应器的膜技术参数如下表所示：表1膜支架参数名称特性参数膜材料聚氯乙烯膜孔径0.4μm有效膜面积0.8㎡/张支架尺寸490mm×1000mm×6mm膜通量0.4～0.6㎥/㎡·d过滤方式重力过滤 表2膜组件型号规格组件型号长(mm)宽(mm)高(mm)干重(kg)最大重量(kg)膜组件面积(㎡/组)膜组件支架张数（n）ES1001830510200044087080100ES150218051020006501300120150ES200280051020008801760160200对于不同的膜组件型号有不同的池尺寸要求，具体如下表所示：表3池平面尺寸要求型号宽（mm）长（mm）ES1002300~2500(1000~1300)n+300ES1503300~3800ES2004300~4500（1）膜的支架张数计算：运行按每天24h计算n=Q2÷η÷t24÷A=600÷0.5÷1÷0.8=1500张按照选型原则，可选择ES150，n0=150所以，需要选用的膜组数为：N=n÷n0=1500÷150=10（组）式中：n——膜支架张数；η——膜通量，本设计取0.5㎥/㎡·d；t——每天运行时间，h，设计中按24h计算；A——有效膜面积，㎡/张；n0——每组膜元件张数。（2）膜反应池有效容积计算经计算可知：膜反应池为1个，需要10组膜组件，安装时可分为1列，每列10组，①膜反应池的平面布置尺寸为：按池尺寸要求，池宽为3.6m，则池长为1.2×10+0.3=12.3m,池深h=3.0m;有效容积：V=12.3×3.6×3.0=132.84㎥取超高保护高度为0.5m，则有效实际容积为：V实际=12.3×3.6×3.5=154.98㎥≈155㎡②取BOD5的容积负荷为NV=1.0kg/（㎥·d）则WBOD5=Q2S0×10-3=600×20×10-3=12（kgBOD/d）容积:V=WBOD5NV=121=12㎥ 由BOD容积负荷所计算出的容积小于由膜平面布置计算出的容积，故MBR池容积按照膜组件的尺寸确定。（4）MBR池中反应所需空气量计算①洗净膜反应装置所需空气量：G1=Nn0q=10×150×10=15㎥/min式中：q——洗净每一张膜所需的空气量，一般为10~15L/min，本设计中取为10L/min。②生物处理所需要的空气量：所需要的氧气量为：OD=aLr+bSa=aQ2S0-S1+bVXf=0.6×600×（20-10）×10-3+0.14×155×10×0.75=3.6+162.75=166.35kgO2/d所以，空气量为：G2=OD0.277e=166.350.277×0.03=20018㎥/d=13.9㎥/min≈14㎥/min式中：a——系数，一般取0.42~1.0，设计中取为0.6；Lr——BOD5的去除量，Lr=S0-S1；b——污泥的氧化需氧率，一般取0.11~0.18kgO2/kgMLSS·d，设计中取为0.14；Sa——MBR池中MLVSS的含量；V——MBR池的容积，㎥；X——MBR池中MLSS浓度，设计中取10000mg/L;f——MLVSS/MLSS,一般取0.7～0.8,设计中取0.75；e——氧溶解效率，一般为0.02~0.05，本设计取0.03。因为G1＞G2，所以曝气鼓风机按照G1的风量选择。查《给水排水设计手册（11）》可得：选RD-125型罗茨鼓风机，口径为125Amm，转速为1750r/min，功率为705kw，电动机型号Y200.(5)MBR池污泥量计算每日产生的污泥量（按SS去除率计算）：W=Q2C0-C1100021-P0=600×20-210002×1-0.98=0.54㎥/d式中：Q2——设计流量，㎥/d；C0——进水SS浓度，mg/L;C1——出水SS浓度，城市污水再生水标准中SS不计算在内，计算中取为2mg/L;P0——污泥含水率，设计中取为98%。七、配水井计算从CASS反应池出来的污水分为两部分，一部分直接进入消毒池消毒后排放，水量为400㎥/d;另一部分进入MBR池继续处理后中水回用,水量为600㎥/d。配水井的设计流量为Q=1000㎥/d，水量较小，故设置一座配水井。（1）配水井的容积计算： V=QT=1000×224×60=1.4㎥式中：T——污水在配水井中的停留时间，一般为1～2min，设计中取为2min。（2）配水井直径设计中配水井的有效水深为h=1.0m，超高为0.3m，所以面积为A=Vh=1.41.0=1.4㎡，则直径D=4Aπ=4×1.4π=1.35m≈1.4m八、消毒池计算消毒池采用接触消毒，主要是通过消毒杀死处理后排放污水中的细菌，病毒等。一般投加的消毒剂有液氯、次氯酸钠，氯气等。本设计由于要中水回用，所以有2个消毒池；一个是经CASS处理后直接消毒排放的消毒池，为1号消毒池，处理水量为400㎥/d；另一个是经MBR处理后需要回用的污水消毒池，为2号消毒池，处理水量为600㎥/d；2个消毒池均采用加入液氯消毒。（1）设计参数①水力停留时间T=1h;②消毒池的容积按照最大水量计算；③池底坡度2%-3%；④超高为0.3m；⑤采用矩形消毒池，池中加入隔板，延长接触时间，当水流长度：宽=72:1，池长：宽=18:1，水深：宽＜1时效果最好。（2）消毒池的设计尺寸计算设计水量：1号消毒池：Q1=60%Qmax1=60%×400=240㎥/d=10㎥/h2号消毒池：Q2=60%Qmax2=60%×600=360㎥/d=15㎥/h有效容积：1号消毒池：V1=Q1T=10×1=10㎥2号消毒池:V2=Q2T=15×1=15㎥消毒池尺寸：1号消毒池：格数n1=2，水深取为H=2m,超高为0.3m；池长L=3m，单格宽b=1m，两格总宽B=2m；实际有效容积V"=BLH=2×3×2=12㎥，满足设计要求。2号消毒池：格数n1=3，水深取为H=2m,超高为0.3m；池长L=3m，单格宽b=1m，三格总宽B=3m；实际有效容积V""=BLH=3×3×2=18㎥，满足设计要求。（3）加氯量计算加氯量按α=5-10mg/L计算，设计取10mg/L;总加氯量a=0.001αQ=0.001×10×（240+360）=6kg/d=0.25kg/h；1号消毒池加氯量为a1=0.001×10×240=2.4kg/d; 2号消毒池的加氯量为3.6kg/d；加氯间的液氯储存量每月按30天计算，则每月液氯储存量为：30×6=180kg；选AV-1型加氯机，控制精度±4%，工作温度0-50℃，投加比例为4:1，尺寸为：610×610mm。九、集泥池计算集泥池是将污泥集中后加药消毒并搅拌均匀，处理后的污泥再进入浓缩池处理。污泥主要来源是水解酸化池和CASS池，少量来于MBR池。污泥总体积为：Q总=165.1+25.8+5.3×1000.98×11000=31.78㎥/d设一座集泥池，集泥时间为24h，池子有效高为h=2.0m,超高0.5m，则集泥池的面积是：A=Q总nh=31.781×2=15.89㎡≈16㎡则集泥池的直径为D=4Aπ=4.49m≈5.0m集泥池计算简易图如下图所示：十、污泥浓缩池计算1、设计参数设计一座浓缩池，每天的进泥量为：Q=31.78㎥/d=1.33㎥/h进入浓缩池的污泥含水率为99.4%，处理后的污泥含水率为97%；污泥的浓缩时间为T=12h，贮泥时间为12h。1、浓缩池的面积：A=QCM=1.33×61=7.98㎥式中：Q——污泥量，㎥/h；C——污泥浓度，kg/㎥，本设计取为6kg/㎥；M——固体通量，kg/(㎡·h),一般为1～2kg/(㎡·h)，本设计中取1kg/(㎡·h)。2、浓缩池的直径：D=4Aπ=4×7.98π=3.19m≈3.2m设计中取直径D=4m；4、浓缩池的容积：V=QT=1.33×12=15.96㎥≈16㎥式中：T——污泥浓缩时间，一般为10~16h，本设计取12h。5、浓缩池中沉淀池的有效水深： h2=QTA=1.33×127.98=2.0m6、浓缩后的污泥量Q1=Q1-P1N1-P2=31.78×1-0.9941×1-0.97=6.356㎥/d式中：N——浓缩池个数，本设计中浓缩池为1个；P1——污泥进入浓缩池前的含水率；P2——污泥在浓缩池中处理后的含水率。浓缩池中贮泥区的容积为：按12h计算，则V1=12Q124=12×6.35624=3.178㎥7、污泥斗的容积：污泥斗高度：h4=tgαa-b=tg45°1.0-0.4=0.6m所以，污泥斗容积：V2=πh4a2+ab+b23=13×π×0.6×1.02+1.0×0.4+0.42=1.0㎥式中：α——污泥斗倾角，设计中取为45°；a——污泥斗上口半径，m,设计中取1.0m；b——污泥斗底部半径，m，设计中取0.4m。8、池底坡降高度：h5=Di2=4.0×0.052=0.1m9、浓缩池的总高度：设计中取超高h1=0.3m，缓冲高度h3=0.3m，则总高度为：H=h1+h2+h3+h4+h5=0.3+2.0+0.3+0.6+0.1=3.3m选NZS1-4型污泥浓缩机，池的直径为4000mm，功率为0.37kw，供应商为扬州天雨排水设备有限公司。浓缩池计算简易图如下图所示： 第十节、污泥脱水污泥经由消毒和浓缩后，含水率大约在97%左右，污泥的体积依旧很大，所以，为了更好的处理污泥，需要对污泥进行脱水处理，让污泥的含水率降到大约在60%~80%，从而大幅度的减小污泥体积，便于运输处理。一、污泥脱水计算脱水后的污泥量为：Q=Q01-P11-P2=31.78×1-0.971-0.75=3.8㎥/d所以，脱水后的干污泥量为：M=Q1-P2×1000=3.8×1-0.75×1000=950kg/d式中：Q--脱水后污泥量（m3/d）；Q0—脱水前污泥量（m3/d），Q0=31.78m3/d；P1—脱水前污泥含水率（%），P1=97%；P2--脱水后污泥含水率（%），P2=75%；M--脱水后干污泥重量（kg/d）。二、脱水机选型污泥机械脱水方法包括真空吸滤法、压滤法和离心法。而我国目前常用的污泥脱水机械主要有：真空转鼓过滤机、板框压滤机、带式压滤机、离心机等。设计中采用一台SDG500型带式压榨过滤机，带宽500mm，带速0.6-6m/min，功率为0.75kw。第十一节污水厂高程布置 一、各构筑物水头损失列表：查《给水排水设计手册（1）》可得到各构筑物的水头损失如下表1所示：'