污水处理厂毕业设计 43页

第一篇设计任务及原始资料第一章设计任务随着城市经济的发展和人们生活水平的不断提高，对环境保护的意识越来越强，污水处理率日益成为城镇及区域环境保护的重要指标。作为一个新建的污水处理厂，采用何种工艺，目前国内外方法很多，本设计旨在使学生根据污水性质、排污规模、现实的城市条件和排放水域的要求，选择较适宜的城市污水处理工艺，达到排放标准或回用的水质要求。具体任务如下：1.要求应用外文资料2篇，中文文献8篇。附在说明书后的参考文献书写方式要规范。2.用英文写设计提要约1000个左右符号，书写工整或打印3.毕业设计说明书不少于1万字，打印，计算要附较详细的示图，统一装订成册。4.编写设备表、工程概算书、成本估算和处理站劳动定员。5.完成6张以上A1图纸。必须有：处理站平面布置图、高程布置图、主要构筑物单体平、剖面图。计算机绘图5张、铅笔手绘图1张。6.设计说明书要求简明扼要、重点突出、论点明确、文理通顺、书写整齐、计算正确、绘图清晰、标点符号正确。7.写出一份15分钟左右的答辩稿，并绘出有关图表。8.写好周记一份，记载进度和设计问题、体会。第二章设计原始资料1、达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002中二级排放标准的要求。采用生物处理为主体的工艺。2、构筑物设计符合专业规范要求。3、废水来源：生活污水85%，生产废水15%。4、设计规模：120000m3/d。5、设计水质:见下表\n水质参数进水水质CODCr(mg/L)650BOD5(mg/L)330SS(mg/L)350氨氮(mg/L)30TP(以P计)(mg/L)66、气象资料（自己查找）（1）气温资料(℃)：见下表年平均气温3.6月平均最高气温22.7年最低气温-38.1月平均最低气温-19.7年最高气温36.4月平均气温1.5温度在-10℃以下的天数50温度在0℃以下的天数40降雨量553.5mm年蒸发量1508.7mm（2）常年主导风向：　冬季：西南风；夏季：南风；全年：西南风。冬季最大风速：19.9m/s；年平均风速：3.8m/s；平均风压：500Pa7、地质资料污水处理厂处土壤性质冰冻深度（m）地下水位（在地表下）（m）亚粘土178、厂区规划地形图：厂区按整平地形考虑。距河500m，高差0.4m。9、厂区供电情况及其它问题：就近接入电源，设配电箱即可。\n第三章执行排放标准执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的一级B标准，排放标准数值如下表。项目CODCrBOD5SSNH3-NTP含量602020151第二篇设计说明第一章城市污水厂设计1.1污水厂选址在城市排水系统设计中，污水厂的厂址选择是十分重要的环节，厂址对周围环境卫生、处理厂基建投资及运行费用都有很大的影响。因此，厂址的选择应经过深入细致的调查研究。本设计厂址选择在河流附近，并遵循以下具体要求：1.处理厂距最近的街区净距大于500米，符合卫生防护要求；2.位于城市水源下游，距城市集中取水水远大于500米，不影响城市取水水质；3.场地未占农田，距农田较近，便于灌溉；4.位于城市夏季主导风向（西南风）下游；5.地势西北高东南低，便于处理流程安排；6.距离受纳水体近，但不低于最高洪水位；7.土质条件好，便于施工；8.留有适当的发展余地。综合以上各条原则，污水处理厂布置在城市平整地带。第二章工艺方案的比较2.1污水处理工艺比较\n该城市污水处理厂的方案，既要考虑有效去除BOD5，又要考虑较好的N、P的去处效果，应采用二级强化处理。根据《城市污水处理和污染防治技术政策》推荐，以及国内外工程实例和丰富的经验，比较成熟的适合中小规模具有除磷、脱氮的工艺有：A2/O工艺、A/O工艺、SBR工艺、氧化沟工艺，以及一体化反应池及三沟式氧化沟的改良设计。这些从活性污泥法派生出来的工艺都可以实现除磷、除氮、除磷三中流程的组合，都是比较实用的除磷脱氮工艺。2.1.1A2/O法A2/O处理工艺是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，A2/O工艺是在厌氧－好氧除磷工艺的基础上开发出来的，该工艺同时具有脱氮除磷的功能。工艺流程如图。A2/O工艺特点：A：厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同种类的微生物菌群的有机配合，能同时具有去除有机物、脱氮除磷功能；B：在同时脱氮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；C：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；D：污泥中含磷量高，一般为2.5%以上。该工艺存在的问题：(1）厌氧区居前，回流污泥中带有大量的硝酸根，破坏厌氧环境，对厌氧区聚磷菌厌氧释磷不利；(2)缺氧区处于系统中间，反硝化脱氮C源供给不足，使系统脱氮受限；(3由于存在内循环，常规工艺系统所排放的剩余污泥中实际中只有一部分经历了完整的释P、吸P过程，其余则基本上未经厌氧状态而直接由缺氧进入好氧区，这对系统除P不利。2.1.2SBR法\nSBR是一种间歇式的活性污泥系统，其基本特征是在一个反应池内反应池内完成污水的生化反应、固液分离、排水、排泥。可通过双池或多池组合运行实现连续进出水。SBR通过对反应池曝气量和溶解氧的控制而实现不同的处理目标，具有很大的灵活性。SBR池通常每个周期运行4-6小时，当出现雨水高峰流量时，SBR系统就从正常循环自动切换至雨水运行模式，通过调整其循环周期，以适应来水量的变化。SBR系统通常能够承受3-5倍旱流量的冲击负荷。工艺流程：污水→一级处理→曝气池→处理水工作原理：一、流入工序：废水注入，注满后进行反应，方式有单纯注水、曝气、缓速搅拌三种；二、曝气反应工序：当污水注满后即开始曝气操作，这是最重要的工序，根据污水处理的目的，脱氮除磷应进行相应的处理工作。三、沉淀工艺：使混合液泥水分离，相当于二沉池；四、排放工序：排除曝气沉淀后产生的上清液，作为处理水排放，一直到最低水位，在反应器残留一部分活性污泥作为泥种。五、待机工序：等处理水排放后，反应器处于停滞状态等候一个周期。SBR工艺具有以下特点：A：SBR工艺流程简单、管理方便、造价低。SBR工艺只有一个反应器，不需要二沉池，不需要污泥回流设备，一般情况下也不需要调节池，因此要比传统活性污泥工艺节省基建投资30%以上，而且布置紧凑，节省用地。由于科技进步，目前自动控制已相当成熟、配套。这就使得运行管理变得十分方便、灵活，很适合小城市采用；\nB：处理效果好。SBR工艺反应过程是不连续的，是典型的非稳态过程，但在曝气阶段其底物和微生物浓度变化是连续的（尽管是处于完全混合状态中），随时间的延续而逐渐降低。反应器内活性污泥处于一种交替的吸附、吸收及生物降解和活化的变化过程之中，因此处理效果好。C：有较好的除磷脱氮效果。SBR工艺可以很容易地交替实现好氧、缺氧、厌氧的环境，并可以通过改变曝气量、反应时间等方面来创造条件提高除磷脱氮效率。D：污泥沉降性能好。SBR工艺具有的特殊运行环境抑制了污泥中丝状菌的生长，减少了污泥膨胀的可能。同时由于SBR工艺的沉淀阶段是在静止的状态下进行的，因此沉淀效果更好。E：SBR工艺独特的运行工况决定了它能很好地适应进水水量、水质波动。2.1.3氧化沟法严格地说，氧化沟不属于专门的生物除磷脱氮工艺。但是随着氧化沟技术的发展，它早已超出原先的实践范围，出现了一系列除磷脱氮技术与氧化沟技术相结合的污水处理工艺流程。按照运行方式，氧化沟可以分为连续工作式、交替工作式和半交替工作式。连续工作式氧化沟，如帕斯韦尔氧化沟、卡鲁塞尔氧化沟。奥贝尔氧化沟在我国应用比较多，这些氧化沟通过设置适当的缺氧段、厌氧段、好氧段都能取得较好的除磷脱氮效果。连续工作式氧化沟又可分为合建式和分建式。交替工作式氧化沟又可分为单沟式、双沟式和三沟式，交替式氧化沟兼有连续式氧化沟和SBR工艺的一些特点，可以根据水量水质的变化调解转刷的开停，既可以节约能源，又可以实现最佳的除磷脱氮效果。工艺流程：污水→粗格栅→提升泵房→细格栅→旋流沉砂池→氧化沟→二沉池→接触池→处理水排放\n工作原理：氧化沟一般呈环形沟渠状，污水在沟渠内做环形流动，利用独特的水力流动特点，在沟渠转弯处设曝气装置，在曝气池上方为厌氧段，下方则为好氧段，从而产生富氧区和缺氧区，可以进行硝化和反硝化作用，取得脱氮的效应，同时氧化沟法污泥龄较长，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。工作特点：一、在液态上，介于完全混合与推流之间，有利于活性污泥的适于生物凝聚作用。二、对水量水温的变化有较强的适应性，处理水量较大。三、污泥龄较长，一般长达15-30天，到以存活时间较长的微生物，如果运行得当，可以进行脱氮除磷反应。四、污泥产量低，且多已达到稳定。五、自动化程度较高，便于管理。六、占地面积较大，运行费用低。七、脱氮效果还可以进一步提高，因为脱氮效果的好坏很大一部分决定于内循环，要提高脱氮效果势必要增加内循环量，而氧化沟的内循环量从理论上说可以不受限制，因而具有更大的脱氮能力。八、氧化沟法自问世以来，应用普遍，技术资料丰富。2.1.4一体化反应池（一体化氧化沟又称合建式氧化沟）一体化氧化沟的主要特点为：一、工艺流程短，构筑物和设备少，不设初沉池、调节池和单独的二沉池，污泥能自动回流，投资少、能耗低、占地少以及管理方便；二、处理效果稳定可靠，其BOD5和SS去除率均在90%—95%或更高。COD的去除率也在85%以上，并且硝化和脱氮作用明显；三、产生的剩余污泥量少，污泥的性质稳定，容易脱水，不会带来二次污染；四、造价低、建设快、设备事故率低以及运行管理费用较少；\n五、固液分离效率比一般二沉池高，池容小，能使整个系统在较大的流量和浓度范围内稳定运行；六、污泥回流及时，减少污泥膨胀的可能。各种工艺的比较见表。类型污泥负荷（kgBOD/kgMLSS•d）污泥龄(天)污泥回流比(%)水质要求总氮(mg/L)占地面积稳定性氧化沟0.03～0.1020～3050～200/小一般SBR工艺0.2～0.316.53030～40较小一般A2/O工艺＜0.18＞1050～100＜30小好2.1.5适合于中小型污水处理厂的除磷脱氮工艺的比较上述适合于中小型污水处理厂的除磷脱氮工艺比较多，为了选择出经济技术更合理的处理工艺，以下对上述适合于中小型污水处理厂的除磷脱氮工艺进行经济技术比较。工艺名称A2/O工艺SBR工艺氧化沟工艺AO工艺优点1.流程简单；2.合建式，占地省，处理成本低；3.可同时脱氮除磷；4.静置沉淀可获得低SS出水；5.耐受水利冲击负荷；6.1.污泥沉降性能好，污泥经厌氧消化后达到稳定；2.用于大型污水厂费用较低；3.沼气可回收利用。\n1.具有较好脱氮除磷功能；2.反硝化过程为硝化提供碱度；3.反硝化过程同时去除有机物；4.具有改善污泥沉降性能的作用的能力，减少污泥排放量，污泥沉降性能好；5.技术先进成熟，运行稳妥可靠；6.管理维护简单，运行费用低；7.国内工程实例多，容易获得工程设计和管理经验。操作灵活性好；7.不需要污泥回流系统和回流液，不设专门的二沉池；8.除磷脱氮的厌氧，缺氧和好氧不是有空间划分的，而是有时间控制的。1.处理流程简单，构筑物少，基建费用少；2.处理效果好，有稳定的除磷脱氮功能；3.对高浓度的工业废水有很大稀释作用；4.有较强的抗冲击负荷；5.能处理不容易降解的有机物；6.污泥生成量少，污泥不需要消化处理，不需要污泥回流系统；7.技术先进成熟，管理维护简单；9.对于中小型污水厂投资省，成本低；10.无须设初沉池、二沉池。缺点1.回流污泥含有硝酸盐进入厌氧区，对除磷效果有影响；2.脱氮受内回流比影响；3.聚磷菌和反硝化菌都需要易降解有机物；4.用于小型污水厂费用偏高；5.沼气利用经济效益差。1.同时脱氮除磷时操作复杂，间歇运行，对自动化要求高；2.污泥稳定性没有厌氧消化稳定；3.容积及设备利用率低；4.设计过程复杂；5.维护要求高，运行对自动控制的依赖性强；6.1.周期运行，对自动化控制能力要求高；2.污泥未定型没有厌氧消化稳定；3.容积及设备利用率低；4.脱氮效果进一步提高需要在氧化沟前设厌氧池。1.用于小型水厂费用偏高；2.沼气利用经济效益差；3.污泥回流量大，能耗高。\n池体容积较大。2.2工艺选择一、原水水质：污水中主要污染物指标BOD、COD、SS值为典型城市污水值，BOD/COD=0.51〉0.3，可生化性比较好，重金属及其他的难以生物降解的有毒有害污染物一般不超标，而且本设计原水水质是以生活污水为主的混合型污水，故其N、P较高，因此需要采用能够同时脱氮除磷且效果较好的工艺。二、运行管理与施工：由于本设计规模为中小型污水处理厂，故运行管理所需要的技术条件与施工的难易程度较低。三、污水排放标准：本项目的最终出水排放标准为《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的一级B标准。四、经济合理性：本课题污水处理量大，在达到污水处理要求的前提下，应着重考虑工程占地面积和污水处理费用的节省。针对以上特点，以及出水要求，以采用生化处理最为经济。根据国内外已运行的中、小型污水处理厂的调查，要达到确定的治理目标，可采用“常规A2/O活性污泥法”。因为这种工艺具有较好的除磷脱氮功能；具有改善污泥沉降性能的作用的能力，减少污泥排放量；具有提高对难降解生物有机物去除效果，运行效果稳定；技术先进成熟，运行稳妥可靠；管理维护简单，运行费用低；沼气可回收利用；国内工程实例多，容易获得工程设计和管理经验，最为重要的是该工艺总水力停留时间少于其他同类工艺。节省基建费用，占地面积相对较小，在市场经济的形势下，寸土寸金，该工艺无疑是最适合的。2.4污泥处理工艺2.4.1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。2.4.2污泥处置的方法选择常见的污泥最终处置技术有卫生填埋、堆肥、焚烧（发电）、土地利用等几种方法。\n污泥堆肥和土地利用经济性好、处理效率高，不适合于工业废水比重较大的城市污水处理厂。污泥焚烧（发电）具有占地面积小，污泥减量大，无害化彻底等优点，但是投资费用和运行成本高昂，非一般项目财力能承受，而且技术难度大，国内成功应用的案例不多。焚烧法仅适用于大型污水处理厂污泥或有毒有害物质含量高的污泥的处置。污泥填埋具有投资和运行成本低、管理操作方便等优点，在国内采用最为广泛。但是，污泥的体积大，大量占用了垃圾厂的填埋空间，并产生大量的渗滤液，已产生二次污染。尽管如此，但考虑到该市的经济条件及实际，该项目首期工程还是采用卫生填埋作为处置方案。2.4.3污泥浓缩脱水方法的选择污泥浓缩脱水是卫生填埋处置前的最重要环节。污泥浓缩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。各浓缩脱水工艺技术经济比较见表。技术分类子类处理效率运行费用运行稳定性二次污染工程实例重力浓缩池低低较好有哈尔滨文昌污水处理厂离心浓缩池离心浓缩机高高好有上海市洞口污水处理厂加压过滤法板框压滤低较少好有北京高碑店污水处理厂带式压滤低较高较好较少日照第一污水处理厂高高好较少\n离心分离法卧式离心式脱水机杭州七格污水处理厂浓缩脱水一体机高较高好较少太原北郊污水处理厂第三章工艺设计说明3.1工艺流程图3.2污水处理构筑物3.2.1格栅格栅是由一组或数组平行的金属栅条、塑料齿钩或金属删网、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\n污水中较粗大的漂浮物和悬浮物。因此为才了避免其中的较粗大杂质阻塞后续处理程序中的管道或泵从而影响整个水处理工艺，首先设置格栅除去较粗大的悬浮物和颗粒。一般情况下，分粗细两道格栅。3.1.2旋流沉砂池旋流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。污水由流入口切线方向流入沉砂区，旋转的涡轮叶片使沙粒呈螺旋形流动，促使有机物和沙粒的分离，由于所受离心力的不同，相对密度较大的沙粒被甩向池壁，在重力作用下沉入砂斗，有机物随出水旋流带出池外。通过调整转速，可达到最佳沉砂效果。砂斗内沉砂可采用空气提升、排沙泵排砂等方式排除，再经过砂水分离达到清洁排砂标准。3.1.3生物池生物池是A2/O工艺的核心部分，由三个池组成，根据污水的流动方向，可将生物池细分为厌氧池、缺氧池和好氧池。1、厌氧反应器：原污水与从沉淀池排出的含磷回流污泥同步进入，本反应器主要功能是释放磷，同时部分有机物进行氨化；2、缺氧反应器：首要功能是脱氮，硝态氮是通过内循环由好氧反应器送来的，循环的混合液量较大，一般为2Q（Q为原污水流量）；3、好氧反应器：曝气池，这一反应单元是多功能的，去除BOD、硝化和吸收磷等均在此处进行。流量为2Q的混合液从这里回流到缺氧反应器。3.1.4二沉池二沉池主要接纳生物池即A2/O反应池的出水，用以去除生物悬浮固体的沉淀池。在A2/O法中，从曝气池流出的混合液在二次沉淀池中进行泥水分离和污泥浓缩，澄清后的出水溢流外排，浓缩的活性污泥部分回流至曝气池，其余作为剩余污泥外排。3.1.5接触消毒池\n经过处理后，污水出水水质已经达标，但是处理水中含有细菌、病毒和病卵虫等致病微生物，因此采用液氯、臭氧或紫外线消毒将其杀灭，防止其对人类及牲畜的健康产生危害和对环境造成污染，使排水达到国家规定的细菌学指标3.2污泥处理构筑物污泥处理的目的是使污泥达到减量化、稳定化、无害化及综合利用。初沉池、生物池及二沉池底部的污泥，通过污泥泵房被送入污泥浓缩脱水车间，进行浓缩脱水处理。将含水率降至97%后将污泥外运至污泥填埋场进行处理。3.3辅助建筑物第四章处理构筑物设计计算4.1设计流量的计算1.平均日流量:2.设计流量：总变化系数：KZ=1.3（此数值来源于经验公式）当Qa<5L/s时，KZ=2.3当5L/s1000L/s时，KZ=1.3则：4.2处理程度的计算本设计执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的一级B标准，如下表：CODCr(mg/l)BOD5(mg/l)SS(mg/l)NH3-N(mg/l)TP(mg/l)\n进水650330350306出水（一级B）6020201511.CODCr的去除率：2.BOD5的去除率：3.SS的去除率：4.NH3-N的去除率：5.TP的去除率：4.3粗格栅的计算格栅的主要作用是将污水中的大块污物拦截,以免其对后续处理单元的机泵和工艺管线造成损坏。它是由一组平行的金属栅条或筛网制成，被安装在污水渠道、泵房集水井的进口处或污水处理厂的端部，用以截留较大悬浮物，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷，并使之正常运行。本设计采用矩形断面并设置两道格栅（粗格栅、细格栅），采用机械清渣。其中，粗格栅设在提升水泵之前，细格栅设在提升泵房后。粗细两道格栅都各设置三个，每个的设计流量为0.602m3/s。4.3.1设计要求①污水处理系统前栅条间隙，应该符合以下要求：a.人工清除25～40mm；b.机械清除16～25mm；c.最大间隙40mm，污水处理厂也可设细粗两格栅；②若水泵前格栅间隙不大于25mm时，污水处理系统前可不再设置格栅；③在大型污水处理厂或泵站前的大型格栅（每日栅渣量大于0.2m3），一般采用机械清除；④机械格栅不宜小于两台，若为一台时，应该人工清除格栅备用；\n⑤过栅流速一般采用0.6～1.0m/s；⑥格栅前渠道内的水速一般采用0.4～0.9m/s；⑦格栅倾角一般采用45°～75°，人工格栅倾角小的时候较为省力但占地多；⑧通过格栅水头损失一般采用0.08～0.15m；⑨格栅间必须设置工作台，台面应该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；⑩格栅间工作台两侧过道宽度不应小于0.7m。4.3.2粗格栅计算本设计中格栅与明渠连接，提升泵站的来水首先进入稳压井后，进入格栅渠道。明渠内有效水深h＝0.7m，水流速度V1=0.8m/s，则明渠宽B1＝Qs/(V1×h1)=0.602/(0.8×0.7)=1.08m.设计流量Qs＝0.602m3/s，过栅流速取v=0.9m/s，格栅倾角ɑ=700，栅前水深h=0.7m，栅条间隙b=45mm.①栅条间隙数n==≈21个②栅槽宽度，取栅条宽度S=0.01mB=S(n-1)+bn=0.01×(21-1)+0.045×21=1.15m③进水渠渐宽部分的长度进水渠宽B1=1.08m，设渐宽部分展开角度α1=200，此时进水渠道内的流速V1=0.7m/s，则：\nl1===0.10m④栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度：l2====0.05m⑤通过格栅的水头损失：设栅条断面为锐边矩形断面m⑥栅后槽总高度：设栅前渠道超高h2=0.3m，⑦栅槽总长度：⑧每日栅渣量：在格栅间隙45mm的情况下，设栅渣量为0.03m3/103m3，宜采用机械清渣，将栅渣装入吊车运走。4.4污水泵房泵房的形式取决于泵站性质，建设规模、选用的泵型与台数、进出水管渠的深度与方位、出水压力与接纳泵站出水的条件、施工方法、管理水平，以及地形、水文地质情况等因素。泵房选择条件：（1）由于污水泵站一般为常年运转，大型泵站多为连续开泵，故选用自灌式泵房；（2）流量小于2m3/s时，常选用下圆上方形泵房；（3）大流量的永久性污水泵站，选用矩形泵房；（4）一般自灌启动时应采用合建式泵房。4.4.1水泵的选择\n根据污水高程计算的结果，泵站到细格栅之间的高程差为8m，设泵站内的总损失为2m，吸压水路管路的总损失为2m，则可确定水泵的扬程H为：水泵提升的流量按最大时流量考虑，Qmax=6500m3/h，按此流量和扬程来选择水泵。选择600QW3500-12型潜水排污泵，共三台，两用一备。单泵性能参数为：流量为3500m3/h，扬程为12m，转速为740r/min，功率185kw。该设计中的泵房采用干式半地下式矩形合建式泵房，该泵房具有布局紧凑、占地少、结构较省的特点，便于开槽施工，适用于自灌式泵站。集水池和机器由隔水墙分开，而且只有吸水管和叶轮淹没在水中，这样可保持机器件干燥，有利于水泵的保养和检修，也可以避免污水对轴承、管道、仪表的腐蚀。水泵为单排并列式布置。4.4.2集水间计算集水间和机器间由隔水墙分开，只有吸水管和叶轮淹没在水中，机器间经常保持干燥，以利于对泵房的检修和保养，也可避免污水对轴承、管道、仪表的腐蚀。集水间的容积相当于一台泵5min的流量：W=58.3×5=291.7m34.4细格栅设三个细格栅，设计中取格栅栅条间隙b=0.01m，格栅栅前水深h1=1.0m，污水过栅流速v=0.9m/s，每根栅条宽度S=0.01m，进水渠道宽度B1=0.93m，栅前渠道超高h2=0.3m，每日每1000m3污水的栅渣量W1=0.04m3/103m3。4.4.1细格栅计算①格栅的间隙数：n==≈65个②栅槽宽度：B=S(n-1)+bn=0.01×(65-1)+0.01×65=1.29m\n③进水渠渐宽部分的长度l1===0.49m④栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度：l2====0.25m⑤通过格栅的水头损失：m⑥栅后槽总高度：设栅前渠道超高h3=0.3m，⑦栅槽总长度：⑧每日栅渣量：采用回转式细格栅。4.5沉砂池沉砂池的形式，按池内水流方向的不同，可分为平流式、竖流式和旋流式三种；按池型可分为平流式沉砂池、竖流式沉砂池、曝气式沉砂池和旋流式沉砂池。\n旋流式沉砂池是利用机械力控制流态与流速，加速砂粒的沉淀，有机物则被留在污水中，具有沉砂效果好、占地省的优点。此外，旋流式沉砂池适应流量变化的能力强、水头损失小、细沙粒去除率高以及动能效率高。4.5.1旋流沉砂池选型本污水处理厂的最大设计流量：Qmax=156000m3/d，选定型号为50的旋流式沉砂池II。本设计中设四座旋流沉砂池，根据设计水量，单座沉砂池的涉及水量为39000m3/d，根据《城市污水厂处理设施设计计算》，选择单座旋流沉砂池尺寸如下：型号流量（万m3/d)ABCDEFJL124.50366015207201520460203094015204.5.2排沙方法旋流沉砂池排沙有三种方式：第一种是用砂泵直接从砂斗底部经吸水管排出；第二种是用空气提升器，即在桨板传动轴中插入一个空气提升器；第三种是在传动轴中插入砂泵，泵及电极设在沉砂池顶部。本工程采用空气提升器排沙，该提升装置由设备厂家与桨叶分离机成套供应。\n4.6初沉池沉淀池一般分为平流式、竖流式和幅流式。每种沉淀池均包含五个区，即进水区、沉淀区、缓冲区、污泥区和出水区。沉淀池各种池型优缺点和适用条件，见下表。池型优点缺点使用条件平流式1.沉淀效果好；2.对冲击负荷和温度变化的适应能力较强；3.施工简易；4.平面布置紧凑；5.排泥设备已稳定型。1.配水不易均匀；2.采用多斗排泥时，每个泥斗需要独设排泥管各自排泥，操作量大；3.采用机械排泥时，设备复杂，对施工质量要求高。适用于大、中、小型污水处理厂竖流式1.排泥方便，简单管理；2.占地面积小。1.池子深度大，施工困难；2.对冲击负荷和温度变化的适应能力较差；3.池径不宜过大，否则布水不均。适用于小型污水处理厂辐流式1.多为机械排泥，运行可靠，管理较为简单；2.排泥设备已定型化。机械排泥设备复杂，对施工质量要求高适用于大、中型污水处理厂本设计采用辅流式初沉池。4.6.1设计要点1.沉淀池的沉淀时间不小于1小时，有效水深多采用2～4m，对辐流式指池边水深；2.池子的超高至少采用0.3m；3.初次沉淀池的污泥区容积，一般按不大于2日的污泥量计算，采用机械排泥时，可按4小时污泥量计算；\n1.排泥管直径不应小于200m；2.池子直径（或正方形的一边）与有效水深的比值一般采用6～12m；3.池径不宜小于16m，池底坡度一般采用0.05；4.一般采用机械刮泥，也可附有空气提升或静水头排泥设施；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.进出水的布置方式可分为：中心进水周边出水；周边进水中心出水；周边进水周边出水；7.池径小于20m，一般采用中心传动的刮泥机，器驱动装置设在池子中心走道板上；池径大于20m，一般采用周边传动的刮泥机，其驱动装置设在桁架的外缘；8.在进出口的周围应设置整流板，整流板的开孔面积为池断面积的10%～20%；9.浮渣用浮渣刮板收集，刮渣板装在刮泥机桁架的一侧，在出水堰前应设置浮渣挡板。4.6.2初沉池的计算①沉淀部分的水面面积：设表面负荷q＇＝2.0m3/（m2·h），n=4个，②池子直径：，取D=32m③沉淀部分有效水深：设t=1.5h，④沉淀部分有效容积：⑤污泥部分所需的容积：\n式中：C1-进水悬浮物浓度，t/m3；C2-出水悬浮物浓度，t/m3；γ-污泥密度，t/m3，其值约为1；ρ-污泥含水率，%，其值为97%。6.污泥斗容积：设r1=2m，r2=1m，α=60°，式中：h5-污泥斗高度，m；r1-污泥斗上部半径，m；r2-污泥斗下部半径，m。7.污泥斗以上部分圆锥体部分污泥体积：设池底径向坡度为0.05，式中：h4-圆锥体高度，m；R-池子半径，m。8.污泥总容积：V1+V2=12.7+214.05=226.75＞37.9m39.沉淀池总高度：设h1=0.3m，h3=0.5m，H=h1+h2+h3+h4+h5=0.3+3+0.5+0.7+1.73=6.23m10.沉淀池池边高度：H＇=h1+h2+h3=0.3+3+0.5=3.8m11.径深比：D/h2=32/3=10.67（符合6～12范围）\n4.7A2/O反应池本设计采用A2/O反应池，这个工艺中，厌氧池用于生物除磷，缺氧池用于生物脱氮，原污水中的碳源物质（BOD）先进入厌氧池，聚磷菌优先利用污水中的易生物降解有机物成为优势菌种，为除磷创造了条件，污水然后进入缺氧池，反硝化菌利用其它可能利用的碳源将回流到缺氧池的硝态氮还原成氮气排入大气中，达到脱氮的目的。4.7.1设计要点1.在满足曝气池设计流量时生化反应的需氧量以外，还应使混合液含有一定的剩余DO值，一般按2mg/L计；2.使混合液始终保持混合状态，不致产生沉淀，一般应该使池中平均流速在0.25m/s左右；3.设施的充氧能力应该便于调节，与适应需氧变化的灵活性；4.在设计时结合了循环流式生物池的特点，采用了类似氧化沟循环流式水力特征的池型，省去了混合液回流以降低能耗，同时在该池中独辟厌氧区除磷及设置前置反硝化区脱氮等有别于常规氧化沟的池体结构，充氧方式采用高效的鼓风微孔曝气、智能化的控制管理，这大大提高了氧的利用率，在确保常规二级生物处理效果的同时，经济有效的去除了氮和磷。4.7.2判断是否可采用A2/O法A2/O脱氮除磷工艺主要设计参数如下表。项目数值BOD2污泥负荷[kgBOD5/(kgMLSS·d)]0.13～0.2TN负荷[kgTN/(kgMLSS·d)]＜0.05（好氧段）TP负荷[kgTP/(kgMLSS·d)]＜0.06（厌氧段）污泥浓度MLSS（mg/L）3000～4000污泥龄θc(d)15～20水力停留时间t（h）8～11各段停留时间比例A:A:O（1:1:3）～（1:1:4）污泥回流比R（%）50～100\n混合液回流比R内（%）100～300溶解氧浓度DO（mg/L）厌氧池＜0.2缺氧池≤0.5好氧池=2COD:TN＞8（厌氧池）TP/BOD5＜0.06（厌氧池）因此：本设计的COD/TN=650/60=11＞8（符合要求）TP/BOD5=6/330=0.02＜0.06（符合要求）所以可采用A2/O工艺。4.7.3设计参数1.BOD污泥负荷为Ns=0.14kgBOD5/(kgMLSS·d)；2.回流污泥浓度为Xr=10000mg/L；3.污泥回流比为R=50%；4.曝气池混合液浓度：5.混合液回流比R内TN去除率：回流比：4.7.4设计计算1.反应池容积V：2.反应池总水力停留时间t:3.各段水力停留时间和容积：厌氧：缺氧：好氧=1:1:3厌氧池水力停留时间：\n厌氧池容积：缺氧池水力停留时间：缺氧池容积：好氧池水力停留时间：好氧池容积：4.校核氮磷负荷好氧段TN负荷为：kgTN/(kg·MLSS·d)厌氧段TP负荷为：kgTN/(kg·MLSS·d)5.剩余污泥量：ΔX，（kg/d）ΔX=Px+Ps式中：Px=Y×Q×（S0-Se)-Kd×V×X×vPS=(TSS-TSSe)×Q×50%去污泥增值系数Y=0.5，污泥自身氧化率Kd=0.05,代入公式得：Px=0.5×156000×（0.135-0.02）-0.05×45133×3.3×0.7=3757kg/dPs=(0.135-0.02)×156000×50%=8970kg/d则：ΔX=3757+8970=12727kg/d湿污泥量：设污泥含水率P=97%则剩余污泥量为：6.反应池主要尺寸：反应池总容积V=45133m3设反应池2组，单组池容积V单=V/2=22566.5m3有效水深5m，则：S单=V单/5=4513.3m3\n采用五廊道式推流式反应池，廊道宽b=7.5m则单组反应池长度：L=S单/B=4513.3/（5×7.5）=120.4m≈120m校核：b/h=7.5/5=1.5（满足b/h=1～2）L/b=120/7.5=16（满足L/d＞10）取超高为0.7m，则反应池总高H=5+0.7=5.7m7.反应池进出水系统设计：①进水管单组反应池进水管设计流量：管道流速v=1.0m/s管道过水断面积为：A=Q1/v=0.903/1.0=0.903m2则管径为：取DN=1100mm②回流污泥管单组反应池回流污泥管设计流量为：管道流速取v1=0.85m/s管道过水断面积为：A=QR/v=0.452/0.85=0.532m2则管径为：取DN=900mm③进水井反应池进水孔尺寸：\n进水孔过流量：孔口流速v=0.60m/s孔口过水断面积为：A=Q2/v=1.355/0.60=2.26m2取圆孔孔径为2300mm进水井平面尺寸为④出水堰及出水井按矩形堰流量公式计算：式中：其中：b-堰宽，b=7.5m;H-堰上水头，m出水井平面尺寸为0.5×7.5m⑤出水管反应池出水管设计流量为：Q5=Q3=4.064m3/s管道流速v=0.8m/s管道过水断面为：A=Q5/v=4.064/0.8=5.08m2则管径为：取出水管管径为DN2600mm8.曝气系统设计计算①设计需氧量AOR:AOR=去除BOD5需氧量-剩余污泥中BOD5氧当量+氨氮硝化需氧量-剩余污泥中氨氮的氧当量-反硝化脱氮产氧量\n碳化需氧量：硝化需氧量：反硝化脱氮产生的氧量：总需氧量为：AOR=D1+D2-D3=21047.41+8621.01-6692.4=22976.02kgO2/d=957.33kgO2/h最大需氧量与平均需氧量之比为1.4，则：AORmax=1.4AOR=1.4×957.33=1340.26kgO2/h去除1kgBOD5的需氧量为：②标准需氧量采用鼓风曝气，微孔曝气器，曝气器敷设于池底，距池底0.2m，淹没深度4.3m，氧转移效率EA=20%，计算温度T=25℃，将实际需氧量AOR换算成标准状态下的需氧量SOR。式中：ρ-气压调整系数，，取值为1；CL-曝气池内平均溶解氧，取CL=2mg/l；β-污水中饱和溶解氧与清水中饱和溶解氧之比，取0.95。\n查表得水中容积氧饱和度：Cs(20)=9.17mg/L，Cs(25)=8.38mg/L空气扩散器出口处绝对压力：空气离开好氧反应池时氧的百分比：好氧反应池中平均溶解氧饱和度：标准需氧量：相应最大时标准需氧量：好氧反应池平均时供气量：最大时供气量：③所需空气压力（相对压力）式中：h1+h2-供气管道沿程与局部阻力损失之和，取h1+h2=0.2m；h3-曝气器淹没水头，取h3=4.3m；h4-曝气器阻力，取h4=0.4m；Δh-富余水头，Δh=0.5m。\n④曝气器数量计算（以单组反应池计算）按供氧能力计算所需曝气器数量：式中：h1-按供氧能力所需曝气器个数，个；qc-曝气器标准状态下，与好氧反应池工作条件接近时的供氧能力，kgO2/（h·个）采用MT215型薄膜盘式微孔曝气器，动力充氧效率7.0kgO2/（kw·h），工作水深4.3m，在供风量1～3m3/（h×个）时，曝气器氧利用率EA=35%，充氧能力qc=0.15kgO2/（h·个）。则：曝气总功率为：⑤供风管道计算供风干管采用树状布置流量为：流速为：v=10m/s则管径为：取干管管径为DN800mm单侧供气（向单廊道供气）支管流速为：v=10m/s\n则管径为：取支管管径为：DN600mm双侧供气（向两侧廊道供气）管径流速为：v=10m/s则管径为：取支管管径为DN800mm9.设备选择①厌氧池设备选择（以单组反应池计算）厌氧池内设QJB5/12-621/3-480推流式潜水搅拌机4台，功率5Kw，混合全部污水所需功率为：5×4=20Kw。②缺氧池设备选择（以单组反应池计算）缺氧池内设QJB5/12-621/3-480推流式潜水搅拌机4台，功率5Kw，混合全部污水所需功率为：5×4=20Kw。③混合液回流设备：a.混合液回流泵混合液回流比R内=200%混合液回流流量为：设混合液回流泵2座，每座泵房内设3台潜污泵（2用1备）则单泵流量为：采用350QW1200-18型潜污泵，扬程18m，功率90kw，转速980r/min。\nB.混合液回流管回流混合液由出水井重力流至混合液回流泵房，经潜污泵提升后送至缺氧段首段。混合液回流管设计流量为：泵房进水管设计流速采用v=0.8m/s管道过水断面积为：则管径为：取泵饭进水管管径DN1000mm校核管道流速：泵房压力出水总管设计流量为：设计流速采用v=0.8m/s管道过水断面积为：则管径为：取泵房压力出水管管径DN1000mm4.8二沉池\n二次沉淀池是整个活性污泥法系统中非常重要的组成部分。整个系统的处理效能与二沉池的设计和运行密切相关，在功能上要同时满足澄清（固液分离）和污泥浓缩（提高回流污泥的含固率）两方面的要求，它的工作效率将直接影响系统的出水水质和回流污泥浓度。沉淀池常按池内水流方向的不同分为平流式、竖流式及辐流式三种。辐流式沉淀池亦称辐射是沉淀池，是一种大型沉淀池，池径最大可达100m，池周水深1.5-3.0m。有中心进水与周边进水两种形式。辐流式沉淀池多呈圆形，有时亦采用正方形。中心进水辐流式沉淀池的进水部分在中心位置，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增大，故池中的水流流速从池中心向池四周逐渐减慢。池斗设在池中央，池底向中心倾斜，污泥通常用刮泥机机械排除。二沉池设出泥井，且在泥管上设阀门控制出泥量。池底部设放空管。每座沉淀池设刮吸泥机一座。各吸泥管中分别通入空气以利排泥。图中：h1-超高，取0.3m；h2-沉淀池有效水深，m；h3-缓冲层高度，m；h4-圆锥体部分高度，m；h5-污泥斗高度，m。4.8.1设计要求1.二次沉淀池是活性污泥系统的重要组成部分，它用以澄清混合液并回收，浓缩活性污泥，因此，其效果的好坏，直接影响出水的水质和回流污泥的浓度。因为沉淀和浓缩效果不好，出水中就会增加活性污泥悬浮物，从而增加出水的BOD浓度；同时回流污泥浓度也会降低，从而降低曝气中混合及浓缩影响净化效果。2.\n二沉池也有别于其它沉淀池，除了进行泥水分离外，还进行污泥浓缩，并由于水量水质的变化，还要暂时储存污泥，由于二沉池需要完成污泥浓缩的作用，往往所需要的池面积大于只进行泥水分离所需要的面积。1.进入二沉池的活性污泥混合液浓度（2000～4000mg/L），有絮凝性能，因此属于成层沉淀，它沉淀时泥水之间有清晰的界面，絮凝体结成整体共同下沉，初期泥水界面的沉速固定不变，仅与初始浓度有关。活性污泥的另一个特点是质轻，易被出水带走，并容易产生二次流和异重流现象，使实际的过水断面远远小于设计的过水断面。2.由于进入二沉池的混合液是泥、水、气三相混合液，因此沉降管中的下降流速不应该超过0.03m/s，有利于气、水分离，提高澄清区的分离效果。4.8.2设计参数一、活性污泥法中沉淀池的设计数据宜按下表的规定取值：沉淀池类型沉淀时间t表面水力负荷m3/(m2·h)污泥含水泥%固体负荷Kg/(m2·d)二次沉淀池1.5～2.51.0～1.599.2～99.6≤150二、沉淀池的超高不应小于0.3m；三、沉淀池的有效水深以采用2.0～4.0m；四、当采用污泥斗排泥时，每个污泥斗均应设单独的闸阀和排泥管。污泥斗的斜壁与水平面的倾角，方斗宜为60°，圆斗宜为55°；五、活性污泥法处理后的二次沉淀池污泥区容积，宜按不大于2h的污泥量计算，并应有连续排泥措施；生物膜法处理后的二次沉淀池污泥区容积，宜按4h的污泥量计算；六、排泥管的直径不应小于200mm；七、当采用静水压力排泥时，二次沉淀池的静水头，生物膜法处理后不应小于1.2m，活性污泥法处理池后不应小于0.9m；八、二次沉淀池的出水堰最大负荷不宜大于1.7L/（s·m）；九、沉淀池应设置浮渣的撇除、输送和处置设施；十、水池直径与有效水深之比宜为6～12，水池直径不宜大于50m。4.8.3设计计算1.沉淀部分的面积F：\n根据生物处理段的特性，选取二沉池表面负荷为：q=1.5m3/(m2·h)设8座二沉池，则n=8，则：2.池子直径D：池子直径取为D=27m。3.实际水面面积：实际负荷：，符合1.0～1.5m3/(m2·h)的要求。4.沉淀池有效水深为：h2=qt式中：t-沉淀时间，取2.5h。则：h2=qt=1.42×2.5=3.55m径深比为：，符合6～12的要求。5.污泥部分所需容积：采用间歇排泥，设计中取两次排泥的时间间隔为T=2h，每个沉淀池污泥区的容积为：\n6.污泥斗计算：式中：r1-污泥斗上部半径，m；r2-污泥斗下部半径，m；ɑ-倾角，设为60°。设计中取污泥斗上部直径D1=3m，下部直径D2=1.5m。则：7.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0.06，则：污泥斗以上圆锥体部分体积：8.沉淀池总高度：设计中取超高h1=0.3m，缓冲层高度h3=0.3m9.进水系统计算①进水管的计算单池设计污水流量：进水管设计流量为：选取管径D1=1000mm。校核管道流速：\n②进水竖管进水井径采用D2=1.5m，出水口尺寸0.5×1.5m2,共6个，沿井壁均匀分布。出水口流速为：③稳流筒计算取筒中流速为：vs=0.03m/s稳流筒过流面积为：稳流筒直径为：10.出水部分的设计单池设计流量为：环形集水槽内流量为：采用周边集水槽，单侧进水，每池只有一个总出水口，安全系数k取1.2。①集水槽宽度为：取b=0.5m。则：集水槽起点水深h起=0.75b=0.75×0.5=0.375m集水槽终点水深h终=0.75b=1.25×0.5=0.625m\n槽深均取0.8m。②采用双侧集水环形集水设计来计算，取槽宽b=1.0m，槽中流速为v=0.6m/s,则槽内终点水深为：槽内起点水深为：③校核当水流增加一倍时，q=0.226m3/s；v＇=0.8m/s，则：设计取环形槽内水深为1.3m，集水槽总高为1.3+0.3（超高）=1.6m，采用90°三角堰。（1）出水溢流堰的设计（采用出水三角堰90°）A.堰上水头：H1=0.05m（H2O）B.每个三角堰的流量为：\nC.三角堰个数n1为：，取276个。D.三角堰中心距单侧出水：11.排泥装置本设计采用周边传动的刮泥机将泥刮至污泥斗。在二沉池的桁架上设有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ZBG-27型周边传动的刮泥机，池径27m，周边线速3.2m/min，功率2.2kw。①吸泥管流量：二沉池排出的污泥流量按100%的回流比计，则其回流量为：本设计中拟用6个吸泥管，每个吸泥管流量为：按规定，吸泥管管径一般应在150～600mm之间，拟选用d=200mm，i=8.71‰。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，局部水头损失为：沿程水头损失为：\n②中心排泥管取v=1.25m/s，则中心管选择DN500，i=4.96‰。污泥由槽底跌落至泥面（中心筒内）h5=0.10m，槽内泥高h6=0.10m。则吸泥管路上总水头损失为：4.9接触消毒池水消毒处理的目的是解决水中的生物污染问题。城市污水经过二级处理后，水质改善，细菌含量大幅减少，但是细菌的绝对值仍很可观，并存在病原菌的可能，为防止对人类健康产生危害和对生态造成污染，在污水排入水体前应进行消毒。4.9.1消毒剂的选择目前，城市污水处理厂最常用的消毒剂仍是液氯，其次尚有次氯酸钠、二氧化氯、臭氧等。紫外线消毒应用于大中型污水处理厂是近年刚刚兴起的。其中液氯的消毒效果可靠、投配设备简单、投量准确、价格便宜。其他消毒剂如漂白粉投量不准确，溶解调质不便。臭氧投资大，成本高，设备管理复杂。所以目前液氯仍然是消毒剂首选。本设计中选用液氯作为消毒剂。然而液氯消毒能产生有害物质，影响人们的身体健康已广为人知，氯与水中的有机物作用，同时有氧化和取代作用，前者促使去除有机物或称降解有机物，而后者则是氯与有机物结合，氯取代后形成的卤化物是有致突变或致癌活性的。所以，目前污水消毒一是要控制恰当的投剂量，二是采用其它消毒剂代替液氯或游离氯，以减少有害物质的生成。消毒设备的工作时间应按连续工作设置。\n4.9.2消毒剂的投加1.加氯量的计算二级处理出水采用液氯消毒，液氯的投加量为8.0mg/L。每日的加氯量为：2.加氯设备液氯由转子真空加氯机加入，加氯机设计6台，采用4用2备。每小时的加氯量为：设计采用LS80-3型转子真空加氯机。投氯量1-5kg/h。4.9.3消毒池设计计算本设计采用2个3廊式平流式接触消毒池。1.接触消毒池容积为：式中：V-接触池单池容积，m3；t-接触消毒时间，取30min。则：2.接触消毒池表面积为：式中：h1-接触消毒池有效水深，m，取h1=5.0m。则：3.接触消毒池池长为：式中：L＇-接触消毒池廊道总长，m；\nB-接触消毒池廊道单宽，m，取B=3.5m。则：接触消毒池采用3廊道，接触消毒池长为：校核长宽比：，满足要求。4.池高：设计中超高取：h2=0.3m5.进水部分每个接触消毒池的进水管管径DN1200mm，v=1.43m/s。6.混合采用管道混合的方式，加氯管线直接接入接触消毒池进水管，为增强混合效果，加氯点后接DN1200mm的静态混合器。7.出水计算采用非淹没式矩形薄壁堰出流，设计堰宽为b=3.0m，则：出水管采用DN1200mm的管道将水送入巴氏计量槽，流速为1.6m/s。