污水处理厂设计计算 47页

目录第一章绪论1一、设计任务与内容1二、设计要求1三、设计依据1第二章工艺流程及说明2一、工艺流程2二、工艺流程说明2第三章污水处理构筑物设计计算3第一节粗格栅3一、设计说明3二、设计参数3三、设计计算4四、机械设备选型5第二节污水提升泵房5一、设计说明5二、设计参数5三、泵房设计计算6第三节细格栅7一、设计说明7二、设计参数7三、设计计算7四、机械设备选型8第四节沉砂池9一、设计说明9二、设计参数9三、设计计算9四、机械设备选型11第五节初沉池设计计算11一、设计说明11二、设计参数12三、设计计算12四、机械设备选型13第六节A2/O设计计算14一、设计说明14二、设计参数确定14三、设计计算14四、机械设备选型21第七节二沉池设计计算22一、设计说明22二、设计参数22三、设计计算22四、机械设备选型24\n第八节接触消毒池24一、设计说明24二、设计参数24三、设计计算24第四章污泥处理构筑物设计计算26第一节回流污泥泵房26一、设计说明26二、回流污泥泵设计选型26第二节剩余污泥泵房27一、设计说明27二、设计选型27第三节污泥浓缩池27一、设计说明27二、设计参数28三、设计计算28四、机械设备选型30第四节消化池30一、设计参数30二、设计计算30第五章主要构筑物表32一、主要构筑物一览表32第六章高程计算35一、水头损失计算35二、高程确定36第七章恶臭气体的处理计算37一、恶臭气体的来源及分类37二、城市污水处理厂主要处理构筑物恶臭散发率37三、恶臭污染物厂界标准38四、恶臭气体处理特点38五、除臭原理38六、本设计中产生恶臭的地方、浓度和气体总量39七、除臭工艺39八、吸附设计40九、风机、电机的选择41第八章投资估算41一、估算范围41二、编制依据41三、年估算运行成本41\n第一章绪论一、设计任务与内容为了强化工程设计训练，培养解决复杂工程问题的能力。根据所给资料设计一座15000m3/d处理规模城市污水处理厂。污水处理工艺一般包括以下内容：根据城市的现状设计选择厂址，处理工艺流程设计说明，处理构筑物型式选型说明，处理构筑物或设施的设计计算，主要辅助构筑物设计计算，主要设备设计计算选择，污水厂总体布置，处理构筑物、主要辅助构筑物、非标准设备设计图绘制，编制主要设备材料表。二、设计要求1．设计规模15000m3/d处理规模城市污水处理厂。2．进出水水质单位：mg/LCODcrBOD5NH3-NSS磷酸盐（以P计）进水250100301505出水402010200.5三、设计依据（1）《水污染控制工程》（2）《污水处理厂设计与运行》（3）广东省地方标准<水污染物排放限值>（DB44/26-2001）（4）《总图制图标准》（GB/T50103-2001）（5）《建筑制图标准》（GB/T50104-2001）（6）《建筑结构制图标准》（GB/T50105-2001）（7）《给水排水制图标准》（GB/T50106-2001）\n第二章工艺流程及说明一、工艺流程采用A2/O工艺。工艺流程图如下：污水提升泵站沉砂池初沉池厌氧池缺氧池好氧池二沉池接触池浓缩池消化池消化气体细格栅混合液回流粗格栅排江污泥回流照明等剩余污泥二、工艺流程说明（一）工艺原理：1．厌氧池：流入原污泥水及同步进入的从二沉池回流的含磷污泥。该池主要功能为释放磷，使污水中磷的浓度升高，溶解性有机物被生物吸收而使污水中BOD5浓度下降。NH3—N因细胞合成而被去除一部分，使污水中浓度下降，但NH3—N含量无变化。2．缺氧池：反硝化菌利用污水中的有机物作为碳源，将回流液带入的大量NO3-N和NO2-N还原为N2释放至空气中。BOD5浓度下降，NO3-N的浓度大幅度下降，而磷的变化很小。3．好氧池：有机物被微生物生化降解而继续下降；有机氮被氨化继而被硝化，使NH3—N浓度显著下降，但该过程使NO3-N浓度增加，磷随着聚磷菌的过量摄取，也以较快速度下降。好氧池将NH3-N完全硝化，缺氧池完成脱氮功能；缺氧池和好氧池联合完成除磷的功能。\n（二）工艺特点：1．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，能同时除有机物，脱氮，除磷的功能。2．工艺流程简单，总的水力停留时间少于其他同类工艺。3．在厌，缺，好氧交替运行下，丝状菌不会大量产生，不会发生污泥膨胀。4．脱氮效果受混合液回流比大小的影响，以2Q为限，除磷效果受回流污泥中夹带DO和NO3-N的影响，因而脱氮除磷效率不可能很高。第三章污水处理构筑物设计计算第一节粗格栅一、设计说明粗格栅用以截留水中的大悬浮物或大漂浮物，以减少后续处理产生的浮渣，保证污水处理设施的正常运行。二、设计参数设计流量Q=15000m3/d=625m3/h=0.174m3/s=174L/s最大流量栅前流速v1=0.7m/s，过栅流速v2=0.8m/s,栅条(断面形状为圆形)宽度s=20mm，格栅间隙b=30mm,栅前部分长度0.5m，格栅倾角α=60°,单位栅渣量w1=0.05m3栅渣/103m3污水。\n三、设计计算（1）确定格栅前水深，根据最优水力断面公式计算得栅前槽宽，则栅前水深,（2）栅条间隙数（3）栅槽有效宽度B=s（n-1）+bn=0.02×（24-1）+0.03×24=1.18m,（4）进水渠道渐宽部分长度α1：进水渠展开角（5）栅槽与出水渠道连接的渐窄部分长度,（6）过栅水头损失（h1）因栅条横截面为圆形，取β=1.79，则其中h0：计算水头损失k：系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增加倍数，取k=3ξ：阻力系数，与栅条断面形状有关，当为圆形断面时，β=1.79α：格栅安装倾角，60°（7）栅后槽总高度（H）取栅前渠道超高h2=0.3m，则栅前槽总高度H1=h+h2=0.43+0.3=0.73m栅后槽总高度H=H1+h1=0.73+0.1=0.83m（8）格栅总长度L=L1+L2+0.5+1.0+H1/tanα=0.44+0.22+0.5+1.0+0.73/tan60°=2.58m（9）每日栅渣量W=QW1=15000÷1000×0.05=0.75m3/d＞0.2m3/d\n所以宜采用机械格栅清渣（10）计算草图如下：四、机械设备选型采用HF型回转式格栅除污机，可连续自动清除污水中细小的毛发、纤维及各种悬浮物。该设备由电动减速机驱动，牵引不锈钢链条上设置的多排工程塑料齿片和栅条，将漂浮污物送上平台上方，齿片与栅条旋转过程中自行将污物挤落，属于自清式污机的一类。根据上述计算选HF1100回转式格栅机。第二节污水提升泵房一、设计说明提升泵房用以提高污水的水位，保证污水能在整个污水处理流程过程中流过，从而达到污水的净化。二、设计参数设计流量Q=15000m3/d=625m3/h=0.174m3/s=174L/s最大流量\n泵房工程结构按远期流量设计。三、泵房设计计算采用A2/O工艺方案，污水处理系统简单，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、A2/O、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第五章的高程计算。污水提升前水位-5.23m（即泵站吸水池最底水位）,提升后水位3.65m（即细格栅前水面标高）。所以，提升静扬程Z=3.65-（-5.23）=8.88m,水泵水头损失取2m从而需水泵扬程H=Z+h=10.88m再根据设计流量=938m3/h，采用2台MF系列污水泵，单台提升流量469m3/s。采用MF系列污水泵（8MF-13C）3台，二用一备。该泵提升流量482m3/h，扬程11.1m，转速970r/min，功率22kW。占地面积为，即为正方形边长为9m泵房,高12m,泵房为半地下式，地下埋深7m，地上5m。水泵为自灌式。计算草图如下：\n第三节细格栅一、设计说明细格栅用以截留水中的悬浮物或漂浮物，以减轻后续处理构筑物的负荷，并保证后续处理设施能正常运行的装置。二、设计参数设计流量Q=15000m3/d=625m3/h=0.174m3/s=174L/s最大流量栅前流速v1=0.6m/s，过栅流速v2=0.9m/s栅条(横截面为锐边矩形)宽度s=10mm，格栅间隙b=10mm,栅前部分长度0.5m，格栅倾角α=60°,单位栅渣量w1=0.10m3栅渣/103m3污水.三、设计计算（1）确定格栅前水深，根据最优水力断面公式计算得栅前槽宽，则栅前水深,（2）栅条间隙数,取n=60设计两组格栅，每组格栅间隙数n=30（3）栅槽有效宽度B`=s（n-1）+bn=0.01（30-1）+0.01×30=0.59m,所以总槽宽为B=0.59×2+0.2=1.38m（4）进水渠道渐宽部分长度（α1：进水渠展开角）（5）栅槽与出水渠道连接的渐窄部分长度,\n（6）过栅水头损失（h1）因栅条横截面为锐边矩形，取β=2.42，则（7）栅后槽总高度（H）取栅前渠道超高h2=0.3m，则栅前槽总高度H1=h+h2=0.47+0.3=0.77m栅后槽总高度H=h+h1+h2=0.77+0.27=1.04m（8）格栅总长度L=L1+L2+0.5+1.0+H/tanα=0.62+0.31+0.5+1.0+1.04/tan60°=2.87m（9）每日栅渣量W=QW1=15000÷1000×0.1=1.5m3/d＞0.2m3/d所以宜采用机械格栅清渣。（10）计算草图如下：四、机械设备选型采用HF型回转式格栅除污机，可连续自动清除污水中细小的毛发、纤维及各种悬浮物。该设备由电动减速机驱动，牵引不锈钢链条上设置的多排工程塑料齿片和栅条，将漂浮污物送上平台上方，齿片与栅条旋转过程中自行将污物挤落，属于自清式污机的一类。根据上述计算选HF1000回转式格栅机。\n第四节沉砂池一、设计说明沉砂池的作用是去除污水中相对密度较大的无机颗粒，其工作原理是以重力分离为基础，即控制进入沉砂池的污水流速或旋流速度，使相对密度大的无机颗粒下沉，而有机悬浮颗粒则随水流带走。采用平流式沉砂池，它具有截留无机颗粒处理效果好，结构简单的优点，分两格。二、设计参数设计流量Q=15000m3/d=625m3/h=0.174m3/s=174L/s最大流量设计流速：v=0.25m/s水力停留时间：t=40s三、设计计算（1）沉砂池长度：L=vt=0.25×40=10m（2）水流断面积：（3）池总宽度：设计n=2格沉砂池，每格宽取1.2m>0.6m，中间隔墙厚0.2m，池总宽度（4）有效水深：（5）贮泥区所需容积：设计T=2d，即考虑排泥间隔天数为2天，则总容积为\n其中X：城市污水沉砂量0.03L/m3污水，每格沉砂池设两个沉砂斗，两格共有四个沉砂斗，则每个沉砂斗容积为V`=0.9÷4=0.23m3（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=0.5m，则沉砂斗上口宽：贮砂斗下口面积：贮砂斗上口面积：沉砂斗容积：V1=0.26m3＞V`=0.23m3，符合要求（7）贮砂室高度：采用重力排砂，设计池底坡度为0.06，取b`=0.5m坡向沉砂斗长度为则沉泥区高度为h3=hd+0.06l2=0.5+0.06×3.67=0.72m（8）池总高度H：设超高h1=0.3m，H=h1+h2+h3=0.3+0.43+0.72=1.45m（9）进、出水渐宽部分长度：\n（10）池总长度：（11）校核最小流量时的流速：=Q=0.174m3/s，符合要求（12）计算草图如下：四、机械设备选型选用行车提板式刮砂机，MP系列新型刮油机专为平流沉砂池设计的既可刮油又可刮砂。选用4MP刮砂机，适用于池宽4m，刮砂速度1.5m/min，电机功率2.6-6kw。第五节初沉池设计计算一、设计说明初沉池用于除去部分的悬浮固体和部分呈悬浮状态的有机物。\n二、设计参数设计流量Q=15000m3/d=625m3/h=0.174m3/s=174L/s最大流量表面负荷q=2.0m3/(m2.h),沉淀时间t=1h。三、设计计算(1)总的有效沉淀面积A=(2)设两个沉淀池并联排列一个沉淀池有效沉淀面积为A1===234m2池子直径D==(3)沉淀部分有效水深：h2=qt==2m(4)沉淀部分所需容积：V===468m3　(5)污泥部分所需容积：Q—日平均流量，m3/dT—两次清泥间隔时间，2dC1—进水悬浮物浓度，kg/m3C2—出水悬浮物浓度，kg/m3--污泥密度，约等于1000kg/m3\n—污泥含水率，%说明：采用机械排泥初沉池，T=4h(6)污泥斗容积设污泥斗上部分半径r1=2m，污泥斗下部半径r2=1m，倾角=,污泥斗高度h5=(r1-r2)tg=(2-1)tan=1.73m污泥斗容积：V1=h5(r12+r1r2+r22)=(22+21+12)=12.7m3(7)污泥斗以上圆锥体部分污泥容积：设池底径向坡度0.05,则圆锥体高度h4=(R-r1)0.05==0.3m圆锥体部分污泥容积：V2=h4(R2+Rr1+r12)=×0.3(8.52+8.52+22)=29.3m3污泥斗总容积：V=V1+V2=12.7+29.3=42m3>37.5m3(8)沉淀池总高度设超高h1=0.3m，缓冲层高h3=0.5mH=h1+h2+h3+h4+h5=0.3+2+0.5+0.3+1.73=4.83m(9)沉淀池池边高度H′=h1+h2+h3=0.3+2+0.5=2.8m　(10)径深比==8.5在沉砂池与后续的生物处理构筑物之间设一个超越管；超越管直径D=800mm铸铁管V=1.004m/s。2座初沉池采用套筒式配水井进行配水。四、机械设备选型选用中心传动刮泥机，型号为CG18A3.5。\n第六节A2/O设计计算一、设计说明进入生化处理构筑物水质指标的确定：设污水经过一级处理后，进入生化处理构筑物各水质指标浓度为：一级处理对污染物的处理效果污染物原水浓度（mg·L-1）一级处理去除率（％）进入生化池浓度（mg·L-1）CODCr25040150BOD51002080SS1505075TN301027TP5253.75二、设计参数确定设计流量Q=15000m3/d=625m3/h=0.174m3/s=174L/s最大流量最低温度T=150C，活性污泥挥发性固体含量比PL=MLVSS/MLSS=0.7,BOD5污泥负荷LS=0.15kgBOD5/(kgMLVSS.d)200C时反硝化速率为Kde=0.12kgNOx-N/(kgMLVSS.d),污泥产率系数Y=0.6kgVSS/kgBOD5内源呼吸速率Kd=0.04d-1剩余污泥含水率Ps=99%三、设计计算（一）厌氧池设计计算厌氧池平均停留时间tp=1.5h\nVp=回流污泥浓度,污泥回流比,则混合液污泥浓度为（二）缺氧池设计计算进入缺氧池的Nk=27mg/L,计算时取出水Nte=7mg/L则TN去除率为：,则由：得到，混合液回流比=235%.缺氧池容积Vn为：Vn=缺氧池的停留时间tn为：tn=（三）好氧池设计计算据硝化菌的最大比增长速率=0.47d-1,稳定运行下硝化菌的比增长速率：,当Na=1.0mg.L,Kn=1.0mg/L时,.泥龄,取泥龄为14d，好氧池水力停留时间t为：tso：好氧池进水的平均BOD5，g/m3\nse：好氧池出水的平均BOD5，g/m3好氧池容积V=（四）A2/O池尺寸计算：A2/O总容积Vtotal=V+Vp+Vn=5545+1912+1463=8920m3总停留时间ttotal=t+tp+tn=5.8+2+1.5=9.3h.设有效水深h=5.0m，则有效面积为S=采用5廊道式推流反应池，廊道宽b=7.5m,反应池长度,校核：,(满足要求),,(满足要求)。取超高为0.5m，则反应池总高,（五）好氧池补充碱度：（每氧化1gNH3-N需要消耗碱度7.14g，每还原1gNH3-N可产生碱度3.57g）①硝化消耗碱度mg/L②反硝化产生碱度③处理出水剩余碱度为50mgCaCO3/L，则需投入碱度（六）剩余污泥量计算　　①硝化菌生成的污泥量　　　，　　式中硝化菌产率系数取=0.1kgVSS/kgNH3-N　　②异氧菌生成污泥量　　　，　　每天产生的挥发性剩余污泥量为：\n　　　，　　剩余污泥PL=VSS/SS=0.7，则每天产生剩余污泥量：　　污泥含水率为PS=99%时，剩余污泥体积为VS=。（七）反应池进、出水系统计算　　(1)进水管与进水井　反应池进水管设计流量　　　Q1=，　管道流速，管道过水断面积A1，　管径，取进水管直径DN=1000mm。进水井孔口尺寸取为1.0m×1.0m,进水井平面尺寸取为3.6m×3.6m.　　(2)回流污泥管　反应池回流污泥管设计流量：　　　，取管道流速管道过水断面积A2，管径，取进水管直径DN700mm。　　(3)出水堰及出水井　按矩形堰流量公式计算：　　　，堰宽b=7.5m,　　　,　堰上水头，\n　出水孔过流量Q4=Q3=0.87m3/s，孔口流速，　孔口过水断面积A4。　孔口尺寸取为1.0m×1.0m,进水井平面尺寸取为3.6m×3.6m。　　(4)出水管　反应池出水管设计流量Q5=Q4=0.87m3/s，　管道流速v5=0.8m/s，管道过水断面积A5，　管径，取出水管直径DN1000mm。　校核管道流速v5。(5)混合液回流管　混合液流量，　管道流速，管道过水断面积A6，　管径，取进出水管直径DN700mm。　校核管道流速v6。（八）曝气系统设计计算　(1)需氧计算1)降解有机物需氧量，2)硝化氨氮需氧量\n　　，3)污泥氧当量　　，4)反硝化过程提供化合态氧当量　，5)总氧量。最大需氧量O2（t）max=1.4O=1.4×2283=3196kg/d.(2)鼓风曝气系统设计　采用膜片式微孔扩散器，敷设于距池底0.3m处，淹没水深H=4.7m，最不利温度为。查《排水工程》第3版得水中溶解氧饱和度=9.17mg/l，=7.3mg/l　1)空气扩散器出口处绝对压力=P+9.8H=1.013=1.4742)空气离开曝气池面，氧的百分比　，式中：--空气扩散器氧的转移效率，取20%3)曝气池混合液平均氧饱和度最不利温度条件，按考虑代入各值得=8.36mg/L换算为在条件下，脱氧清水的充氧量即：\n式中：C=24)相应最时需氧量为：　　　5)曝气池平均时供气量：　　　　曝气池最大时供气量：6)每污水供气量：空气/污水（九）空气管系统计算按曝气池平面图，布置空气管道，在相邻的两个廊道的隔墙上设一根干管，共5根干管，在每根干管上设5对配气竖管，每根竖管供气量为：\n曝气池平面面积为：每个空气扩散器服务面积0.5545，则所需空气扩散器数为：个每个竖管上安设空气扩散器的数目为：个每个空气扩散器的配气量为：/h假设总压力损失为9.8K四、机械设备选型1．空压机选定空气扩散装置安装在距曝气池池底0.3m处，因此空压机所需压力为：P=K空压机供气量：最大时：m3/min平均时：m3/min根据所需压力及空气量决定采用6台L53LD型罗兹鼓风机2台备用2．混合液回流泵选定选用QZ型轴流式潜水电泵3台，2用一备，型号为350QZ-100，流量1188m3/h,扬程4.21m，转速1450r/min，轴功率17N/kw，配用轴功率22N/kw，叶轮直径300mm，效率80.5%。\n第七节二沉池设计计算一、设计说明为了使泥水分离以及混合液澄清、污泥浓缩并将分离得污泥回流到生物处理段，改善回流污泥得浓度和活性污泥处理系统的出水水质。本设计采用2座普通辐流式二次沉淀池，中心进水，周边出水，去除腐殖污泥（指生物法中的剩余污泥）。二、设计参数设计流量Q=15000m3/d=625m3/h=0.174m3/s=174L/s最大流量每座设计进水量：Q=7500m3/d，表面水力负荷：qb=1.0m3/m2.h固体负荷：qs=140kg/m2.d水力停留时间（沉淀时间）：t=3h堰负荷：1.7L/(s.m)三、设计计算（1）沉淀池面积:按表面负荷算：m2（2）沉淀池直径：有效水深为h1=qbt=1.03=3m<4m（3）贮泥区容积：为了防止磷在池中发生厌氧释放，故贮泥时间采用Tw=2h，二沉池污泥区所需存泥容积：\n则污泥区高度为（4）二沉池总高度：取二沉池缓冲层高度h3=0.4m，超高为h4=0.3m则池边总高度为h=h1+h2+h3+h4=3+1.5+0.4+0.3=5.2m设池底度为i=0.05，则池底坡度降为式中：d为下口直径，取2m。则池中心总深度为：H=h+h5=5.2+0.58=5.78m（5）径深比：介于6～12,符合要求（6）校核堰负荷以上各项均符合要求。（7）辐流式二沉池计算草图如下：\n四、机械设备选型选用周边传动刮吸泥机，型号为ZBXN-26-A。第八节接触消毒池一、设计说明城市污水经过一级或二级处理(包括活性污泥法和生物膜法)后，水质改善，细菌含量也大幅度减少，但其绝对值仍很可观，并有存在病源菌的可能。因此，污水排入水体前应进行消毒。采用隔板式接触反应池二、设计参数设计流量Q=15000m3/d=625m3/h=0.174m3/s=174L/s水力停留时间：t=0.5h设计投氯量为：ρ＝4.0mg/L平均水深：h=2.0m隔板间隔：b=3.5m三、设计计算（1）接触池容积：V=Qt=0.1740.53600=312m3\n表面积m2隔板数采用2个，则廊道总宽为：B＝33.5＝10.5m接触池长度：长宽比实际消毒池容积为V′=BLh=10.5152=315m3池深取2＋0.3＝2.3m(0.3m为超高)经校核均满足有效停留时间的要求。（2）加氯量计算：设计最大加氯量为ρmax=4.0mg/L,每日投氯量为ω＝ρmaxQ=-3=60kg/d=2.5kg/h选用贮氯量为120kg的液氯钢瓶，每日加氯量为1/2瓶,共贮用12瓶，每日加氯机两台，单台投氯量为1.5～2.5kg/h。配置注水泵两台，一用一备，要求注水量Q=1～m3/h,扬程不小于10mH2O（3）混合装置：在接触消毒池第一格和第二格起端设置混合搅拌机2台（立式），混合搅拌机功率N0实际选用JWH—310—1机械混合搅拌机，浆板深度为1.5m,浆叶直径为0.31m,浆叶宽度0.9m，功率4.0Kw。解除消毒池设计为纵向板流反应池。在第一格每隔3.8m设纵向垂直折流板，在第二格每隔6.33m设垂直折流板，第三格不设。（4）接触消毒池计算草图如下：\n第四章污泥处理构筑物设计计算第一节回流污泥泵房一、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VR=RVs，污泥回流比r=50％－100％。按最大考虑，即VR=50%Vs=50%×126.9=63.45m3/d二、回流污泥泵设计选型（1）扬程：二沉池水面相对地面标高为0.45m,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，A2/O水面相对标高为3.0m，则污泥回流泵所需提升高度为：3.5-（-0.4）＝3.9m（2）流量：一个A2/O池设一座回流污泥泵房，泵房回流污泥量为126.9m3/d＝5.29m3/h（3）选泵：\n选用LXB-40螺旋泵2台（1用1备），单台提升能力为40m3/h，提升高度为2.0m－2.5m,电动机转速n=110r/min,功率N=2kW。（4）回流污泥泵房占地面积为7m×5.5m第二节剩余污泥泵房一、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（两座二沉池共用）。污水处理系统每日排出污泥干重为1269kg/d,即为按含水率为99％计的污泥流量Qw＝126.9m3/d＝5.29m3/h。二、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）-0.45m，剩余污泥泵房最低泥位为-2.05m,则污泥泵静扬程为H0=4.53-0.45＝4.08m，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=9.08m。（2）污泥泵选型:选两台，2用1备，单泵流量Q>2Qw/2＝5.29m3/h。选用1PN污泥泵Q5－16m3/h,H11-14m,N3kW。（3）剩余污泥泵房:占地面积L×B=4m×3m。第三节污泥浓缩池一、设计说明采用两座幅流式圆形重力连续式污泥浓缩池，用带栅条的刮泥机刮泥，采用静压排泥，剩余污泥泵房将污泥送至浓缩池。\n二、设计参数进泥浓度：10g/L污泥含水率P1＝99.0％，每座污泥总流量：W`＝1269kg/d=126.9m3/d=5.29m3/h设计浓缩后含水率P2=96.0％污泥固体负荷：qs=45kgSS/(m2.d)污泥浓缩时间：T=13h贮泥时间：t=4h三、设计计算（1）浓缩池池体计算：每座浓缩池所需表面积浓缩池直径水力负荷有效水深h1=qT=0.1413=1.8m浓缩池有效容积V1=Ah1=28.21.8=50.76m3（2）排泥量与存泥容积:浓缩后排出含水率P2＝96.0％的污泥,则按t=4h贮泥时间计泥量，则贮泥区所需容积V2＝4＝41.32＝5.28m3\n泥斗容积=m3式中：h4——泥斗的垂直高度，取1.2mr1——泥斗的上口半径，取1.1mr2——泥斗的下口半径，取0.6m设池底坡度为i=0.08，池底坡降为：h5=故池底可贮泥容积：=因此，总贮泥容积为（3）浓缩池总高度：取浓缩池的超高h2=0.30m，缓冲层高度h3=0.30m，则浓缩池的总高度H为=1.8+0.3+0.3+1.2+0.15=3.75m（4）浓缩池排水量：V=Vw-Q=5.52-1.32=4.2m3/h（5）浓缩池计算草图：\n四、机械设备选型选用悬挂式污泥浓缩刮泥机。NG-10型中心传动浓缩机，池径D10m,池深H3~3.5m,周边线速度1.1r/min，电机功率0.37~0.55kW。第四节消化池一、设计参数进泥量：经浓缩排出含水率P2＝96%的污泥2=231.725=63.45m3/d，设消化池1个，污泥龄。二、设计计算①消化池总容积为：V=2Vc=63.4520=1269m3②池体设计采用中温两级消化，容积比一级：二级=2：1，则一级消化池总容积为846m3，用2座池，二级消化池总容积为423m3，用1座。消化池直径用D10m，集气罩直径的d3=2m，高h4=2m,池底直径d2=2m,锥角采用α==。故m,消化池柱体高h1=7m,\n消化池各部分容积：集气罩容积上盖容积下锥体容积V2=V3柱体容积故消化池有效容积V=V1+V2+V3+V4=627.18m3>423m3消化池各部分表面积上盖面积下锥体表面积消化池柱体表面积故消化池总表面积15.7+80.07+83.21+219.8=398.78m2消化池产生的气体用于照明等。计算草图:\n第五章主要构筑物表一、主要构筑物一览表序号名称规格数量设计参数主要设备1粗格栅L×B=3×2m1座Qmax=22500m3/dQh=938m3/h栅条间隙b=30mm栅前水深h=0.43m过栅流速v=0.8m/sHF1100型旋转式格栅除污机2台螺旋压榨机（φ300）1台螺旋输送机（φ300）1台钢闸门（1.6×1.3m）2扇手动启闭机2台2提升泵房L×B=9m×9m1座Qh=938m3/h单泵流量Q=469m3/h设计扬程H=10.8m选泵扬程H=12m采用MF-13C型潜水污泥泵3台（2用1备）钢闸门（1.4m×1.4m）2扇手动启闭机2台手动单梁悬挂式起重机1台3细格栅L×B=4m×3m1座Qmax=22500m3/dQh=938m3/h栅条间隙b=10mm栅前水深h=0.47m过栅流速v=0.9m/sHF1000型旋转式格栅除污机2台螺旋压榨机（φ300）1台螺旋输送机（φ300）1台钢闸门（1.6×1.3m）2扇手动启闭机2台4平流式沉砂池L×B×H=15m×6×2m1座Qh=938m3/h水平流速v=0.25m/s有效水深H1=0.43m停留时间t=40s贮砂时间为T=2d选用4MP刮砂机2台，适用于池宽4m，刮砂速度1.5m/min，电机功率2.6-6kw。LSSF-355螺旋式砂水分离器2台，其处理量为27L/s\n5抽砂泵房L×B=8m×4m1座65WL-30螺旋离心泵，Q=25m3/h，H＝32mH2O,电动机功率为7.5kW.　2台6初次沉淀池D=17mH=5m2座沉淀时间为t=1h贮泥时间为T=4h选用中心传动刮泥机，型号为CG18A3.57生物反应池L×B×H=41m×45m×6m1座进水水质CODcr=150mg·L-1BOD5=80mg·L-1SS=80mg·L-1NH3-N=27mg·L-1TP=3.75mg·L-1最低平均温度T=15℃最高平均温度T=30℃设计污泥泥龄20℃时反硝化速率Kde=0.12(kgNH3-N/kgMLVSS•d)污泥产率系数Y=0.6(kgVSS/kgBOD5)内源呼吸速率Kd=0.04d-1剩余污泥含水率ps=99%缺氧池共有两段，每段分成3格，每格内设潜水搅拌机1台，共6台；回流污泥泵房内设3台潜污泵（2用1备）厌氧池有一段，分成3格，每格内设潜水搅拌机1台共3台好氧池采用微孔曝气器，3廊道好氧段8二沉池D=25m2座表面水力负荷q=1m³/(m²·h)悬浮固体浓度XV=3000mg·L-1选用周边传动刮吸泥机，型号为ZBXN-26-A\nH=6m二沉池底生物固体浓度XR=9000mg·L-1污泥回流比R=50％沉淀时间为t=3h9回流污泥泵站L×B=10m×6m1座设计流量QR=5.29m3/h设计扬程H＝2.0mH2O选泵扬程H＝6mH2O选用LXB-40螺旋泵2台（1用1备），单台提升能力为40m3/h，提升高度为2.0m－2.5m,电动机转速n=110r/min,功率N=2kW10混合液回流泵站L×B=10m×6m1座设计流量QR=938m3/h设计扬程H＝2.0mH2O选泵扬程H＝4.21mH2O选用QZ型轴流式潜水电泵3台，2用一备，型号为350QZ-100，流量1188m3/h,扬程4.21m，转速1450r/min，轴功率17N/kw，配用轴功率22N/kw，叶轮直径300mm，效率80.5%。11接触消毒池L×B×H=15m×11m×2m1座渠中流速为0.3m/s实际选用JWH—310—1机械混合搅拌机，浆板深度为1.5m,浆叶直径为0.31m,浆叶宽度0.9m，功率4.0Kw。选用贮氯量为120kg的液氯钢瓶，每日加氯量为1/2瓶,共贮用12瓶，每日加氯机两台，单台投氯量为1.5～2.5kg/h12污泥浓缩池D=6mH=5m1座进泥含水率P1=99%出泥含水率P2=96%NG-10型中心传动浓缩机，池径D10m,池深H3~3.5m,周边线速度1.1r/min，电机功率0.37~0.55kW。13浓缩污泥提升泵房L×B=6m×5m1座流量Q=5.29m3/h扬程H=3.5m选用型号为50QW15-22的污泥泵两台，一用一备，单台Q=15m3/h，H=22m，P=2.2kw\n14消化池D=10m3座15鼓风机房L×B=30m×12m4座需氧量SOR=3196(kgO2/d)氧转移效率EA=20％，计算温度T=30℃采用6台L53LD型罗兹鼓风机2台备用第六章高程计算一、水头损失计算计算厂区内污水在处理流程中的水头损失，选最长的流程计算，结果见下表：污水厂水头损失计算表名称设计流量（m3/s）管径（mm）I（‰）V(m/s)管长（m）IL（m）ΣξΣξ（m）Σh（m）出厂管0.17410001.480.84600.1181.000.0360.154接触池0.3接触池至二沉池0.137003.080.92800.3086.180.2670.575二沉池0.5A2/O0.5A2/O至初沉池0.1310003.080.92120.0374.220.1820.219初沉池0.3\n沉砂池0.33细格栅0.26提升泵房2.0粗格栅0.1进水井0.2ΣΣ＝5.44二、高程确定各处理构筑物的高程确定设计A2/O处的地坪标高为2.25m（并作为相对标高±0.00），按结构稳定的原则确定池底埋深-2.0m，再计算出设计水面标高为3.5-2.0＝1.5m，然后根据各处理构筑物的之间的水头损失，推求其它构筑物的设计水面标高。经过计算各污水处理构筑物的设计水面标高见下表。再根据各处理构筑物的水面标高、结构稳定的原理推求各构筑物地面标高及池底标高。具体结果见污水、污泥处理流程图。各污水处理构筑物的设计水面标高及池底标高构筑物名称水面标高(m)池底标高(m)构筑物名称水面标高(m)池底标高(m)进水管-3.75-4.20沉砂池3.262.14粗格栅-3.60-4.46初沉池2.65-1.98泵房吸水井-5.23-7.00A2/O池3.00-2.00细格栅前4.913.18二沉池0.45-4.53细格栅后4.162.92接触池-0.67-2.97剩余污泥泵房3.80-4.53浓缩池2.47-2.06贮泥池1.10-2.5污泥输送泵-3.002.80\n第七章恶臭气体的处理计算一、恶臭气体的来源及分类来源：污水中存在的H2S可以扩散到污水表面或进入空气层，与其中的溶解氧结合，在硫细菌作用下被氧化为硫酸，使混凝土或铸铁受到腐蚀，不仅影响美观，也降低了结构的牢固性。分类：污水处理工程中产生的恶臭成分是由蛋白质、脂肪、碳水化合物的微生物呼吸、发酵过程的产物和不完全产物，一般分为三类：（1）含硫化合物——硫化氢、甲硫醇、甲基硫醚等；（2）含氮化合物——氨三甲胺；（3）碳、氧或碳、氢、氧组成的化合物——低级醇、醛、脂肪酸。二、城市污水处理厂主要处理构筑物恶臭散发率处理构筑物最低值平均值最高值进水35714005577格栅828520032669曝气沉砂池403320024902来自沉砂池的砂砾58511002019初沉池：水面401230012903初沉池：进水堰1258770047386中间沉淀池（水面）1158460017962调节池47401000022693雨水池1104501826三、恶臭污染物厂界标准二级三级\n序号控制项目单位一级新改扩建现有新改扩建现有1氨mg/m31.01.52.04.05.02三甲胺mg/m30.050.080.150.450.803硫化氢mg/m30.030.060.100.320.604甲硫醇mg/m30.0040.0070.0100.0200.0355甲硫醚mg/m30.030.070.150.551.106二甲二硫mg/m30.030.060.130.420.717二硫化碳mg/m32.03.05.08.0108苯乙烯mg/m33.05.07.014199臭气浓度1020306070四、恶臭气体处理特点污水处理厂恶臭污染的治理有别于一般空气污染的治理，主要有以下特点：1．污水处理厂产生的恶臭排放点一般为敞开式，恶臭浓度低，处理量大；2．恶臭通过呼吸系统刺激嗅觉器官，嗅觉阈值低，处理后气体中要求恶臭物浓度更低甚至为零；3．恶臭物种类多，成分复杂，往往需多种处理工艺配合使用；4．测定困难，嗅觉阈值一般远超出分析仪器对恶臭物质的最低检测浓度。五、除臭原理在常温常压下高压脉冲放电将空气中氧分子电离成臭氧（O3）、原子氧（O）、羟基自由基（OH）等活性氧，活性氧中的离子氧具有极强的氧化能力，其氧化能力是氧气的上千倍，可以将氨、硫化氢、硫醇，以及恶臭异味其它有机物迅速氧化，氧化时间只需百分之几秒，同样，活性氧的寿命只有数秒。一般污水厂脱硫工艺中，活性氧剂量在1×10-6～25×10-6\n，该工艺反应停留时间是重要参数，与恶臭浓度及去除要求有关，一般为几秒到几分钟。六、本设计中产生恶臭的地方、浓度和气体总量产生恶臭的地方有进水泵房、初沉池、曝气池、储泥池、污泥浓缩池、污泥脱水机房以及堆棚处；产生恶臭气体的总量估算为30000m3/h。恶臭物的浓度见下表：化合物平均浓度mg/m3浓度范围mg/m3硫化氢0.0320.015～0.089氨气6.1204.536～9.065甲硫醇0.0250.012～0.045臭气浓度30002000～5000七、除臭工艺废弃源收集系统吸收塔气体脱水干净空气吸收液循环系统工艺流程图:该工艺的性能特点：①该方法工艺成熟，特适合于处理浓度高、气量大的恶臭废气；②处理效果理想，能有效去除硫化氢、氨、硫醇等特定污染物及其它臭味；③脱臭需化学溶液吸收或氧化，饱和吸收液存在一定的二次污染。④处理工艺复杂，特别是多成分恶臭气体，需多级吸收系统。八、吸附设计1．设计参数吸附装置尺寸的确定：\n设活性炭床层内壁直径为D1=600，活性炭床层外壁直径为D2=1400则活性炭床层厚度为d=400，取活性炭床层到吸附塔内壁距离为D3=200，空塔速度u0=0.5/s，吸附塔壁厚6。2．活性炭体积及饱和期的确定活性炭体积活性炭重量取吸附率为活性炭重量的40％，则吸附量3．吸附器床层压降的计算采用欧根公式计算床层压降式中，ΔP――压力降，Pa；d――吸附剂层厚度，m；dP――吸附剂颗粒直径，m；ε――床层空隙率，％；ρV――气体密度，kg/m3；μV――取气体粘度，Pa•s；GS――单位截面气体流速，kg/(m2•s)空隙率ε与颗粒的放置状况有关，对于均匀一直的球形颗粒，ε可取0.259～0.426，因此取ε为0.30，操作温度为30℃，，，，代入上式，得得ΔP=470.99Pa。\n九、风机、电机的选择1.选择通风机的计算风量：。2.选择通风机的计算风压：。3．根据风量和风压，选用Y4－73－11No10D型第6号引风机。4—72NO8C引风机，风机通风量34800m3/h，风压2300Pa，电机功率30KW。第八章投资估算一、估算范围污水处理厂的污水处理工程、其他附属建筑工程、其他公用工程等。另外包括部分厂外工程（供电线路、通信线路、临时道路等）。二、编制依据（1）本工程依据《广东省市政工程费用定额》的标准，及《广东省市政工程费用定额的补充规定》中给水工程费率。套用《全国市政工程预算定额广东省市政工程单位估价表》中的定额基价，并对基价进行调整，调整系数为15.34％。土方工程计取地区材料基价系数，按《广东省市政工程费用定额》中土石方工程费率计算。（2）A2O工艺设计方案。三、年运行成本估算（1）材料价格构筑物材料价格根据市场现在价格，经调查分析综合测算后确定，土建体积小于1000立方的池体等按620元/m3，大于1000立方的按580元/m3计。国内设备按厂家出厂价格另外加运杂费用，引进设备按到岸价另加国内运杂费用。（2）工程投资估算如下表所示：工程投资估算表\n工程名称及土建规格估算价值/万元工程名称土建规格土建费用设备型号数量费用（含管道）安装和其它费用生物反应池48×45×6715.68见主要构筑物一览表见主要构筑物一览表800120粗格栅3×2×41.5污水提升泵房9×9×1260.3细格栅4×3×42.9平流式沉砂池15×6×211.16抽砂泵房8×4×47.9初沉池3.14×17×5/465.79×2二沉池3.14×25×6/4170.74×2回流污泥泵房8×6×411.9混合液回流泵房10×6×414.9鼓风机房30×12×483.5剩余污泥泵房5×4×45.0污泥浓缩池3.14×6×4.53/48.76加氯间8×4×47.9污泥消化池3.14×10×13.2458.4接触消毒池15×11×220.46附属建筑9600㎡556.8生产辅助设备8012010\n厂外配套工程土方外运40配套电缆电灯生活设施等80小计1997800330预备费200工程总费用3326（3）运行费用①劳动定员全厂劳动定员为30人，其中包括管理人员6人，生产工人24人。本厂生产必须连续运行，一经投产则不能停运，生产人员按“四班三运转’配备。②运行费用广东地区工业电价大约0.60元/（kw·h），电表读值综合电价0.90元/（kw·h）。工资福利每人每年3万元/（人·年）。维修及大修费率：大修提成率2.1％；维修综合费率1.0％。③运行成本估算动力费格栅除污机每天工作8h用电量8×5×1.5＝60.0（kw·h）；污水提升泵24h运转，用电量24×[（2.5×1000×5）/（102×0.80×0.9）]=4085(kw·h)；排砂泵每天工作1.0h，用电量1.0×11＝11(kw·h)；好氧池鼓风机24h运行，用电量24×12×15＝4320(kw·h)；刮泥机24h运行，用电量24×4×0.9＝86.4(kw·h)；回流污泥泵24h运行，R=100%时用电量24×[（2.5×1000×2.5）/（102×0.80×0.9）]×100％＝2042(kw·h)；回流液泵24h运行，R回＝200％时用电量24×[（5×1000×2.1）/102×0.80×0.9]×200％＝8170(kw·h)；剩余污泥泵24h运行，用电量24×2×7.6＝365(kw·h)；\n污泥浓缩机每天工作24h，用电量24×2×3.0＝144(kw·h)；浓缩污泥提升泵每天工作12h，用电量12×1×9.5＝114(kw·h)；其他用电量与照明共计320(kw·h)；合计每天用电量20879(kw·h)；电表综合电价20879×0.9＝18791.1（元/日）；每月电费18791.1（元/日）＝56.4（万元/月）＝686万元/年。工资福利费：全厂定30人，共计费用为：30×3＝90（万元/年）水费：按每日用水500m³计，水费为500×365×0.9＝16.42（万元/年）维护（修理）费：维修费率按2.6％计，污水处理厂总资产为8957.7万元，则年费用为2.6％×8957.7＝233（万元/年）工程年折旧费：折旧率按4.8％计，则年费用为4.8％×8957.7＝430（万元/年）管理费：（686＋90＋16.42+233+430）×10%=145.54(万元)运费：每天外运含水75％的湿泥25.6t，自备汽车运输，运价1.5元/（t·km），费用为25.6×1.5=38.4元，即每年为14016元约1.4万元。（4）合计年运行费用为3326+686+90+16.42+233+430+145.54+1.4=4928.36万元,则处理每立方米污水成本为0.38元。\n