夏广明12万吨日处理量城市污水处理厂工艺设计 78页

沈阳化工大学本科毕业论文题目：12万t/d城市污水处理厂工艺设计学院：环境与安全工程学院专业：环境科学班级：1001学号：姓名：夏广明指导教师：冯婧微论文提交日期：年月日论文答辩日期：年月日 城市污水处理工艺设计任务书一、设计任务沈阳地区12万t/d城市污水处理工艺设计。生活污水占%，工业废水占%。二、设计资料（一）排水体制：完全分流制（二）污水量1、城市设计人口万人。居住建筑内有给排水卫生设备和淋浴设备。2、城市公共建筑污水量按城市生活污水量的25%计。3、工业平均水量万米3/日。其中包括工业内部生活及淋浴污水。4、城市混合污水变化系数K日=1.1K总=1.3（三）混合水质≤400mg/L,BOD5≤200mg/L,SS≤250mg/L,NH3-N≤50mg/L,TN≤20mg/L，TP≤10mg/L，重金属及有毒物微量。（四）处理厂处理程度≤100mg/L,BOD5≤30mg/L，SS≤30mg/L,NH3-N≤15mg/L，TN≤5mg/L，TP≤5mg/L。（五）气象资料1、气温：年平均7.4℃，夏季最热月（7月）平均气温24.8℃，冬季最冷月（1月）平均气温-21.7℃。 2、非采暖季主导风向东南风。3、年平均降水量680毫米。（六）水文资料1、水体资料（1）河流最小流量3米3/秒，最大流量7米3/秒。（2）河流最高水位41.5米，正常水位39.5米，最低水位38米。2、土壤冰冻深度1.2-1.4米。（七）工程地质资料设计地震烈度七级。地面标高为米。（八）污水处理厂进水管数据管径1640毫米，充盈度0.7。三、设计内容和要求（一）污水处理厂工艺初步设计1、设计说明书一份2、污水处理厂工艺总平面图1张3、污水处理厂污水和污泥高程图1张（二）单项处理构筑物施工图设计两个单项处理构筑物施工平面及剖面图不少于3张。（三）与水处处理有关的英文翻译一篇（四）开题报告 目录摘要I第一章概述11.1、设计任务和依据11.1.1、设计任务11.1.2、设计依据11.2、设计要求11.2.1、污水处理厂设计原则11.2.2、污水处理工程运行过程中应遵循的原则21.3、设计资料21.4、污水主要来源31.5、污水处理厂厂址31.6、污水处理方案的选择41.6.2、工艺的比较41.6.3、工艺流程的确定 61.6.4、工艺流程图6第二章污水处理系统72.1、中格栅72.1.2、设计计算82.2、提升泵112.3、细格栅112.3.1、设计参数112.3.2、设计计算122.4、沉砂池 152.4.1、设计参数：15 2.4.2、设计计算152.5、初沉池182.5.1、设计参数及计算：182.6、工艺212.6.1设计参数212.6.2、设计计算222.7、二沉池312.7.1、设计参数322.7.2、设计计算322.8、接触消毒池372.8.1、设计参数372.8.2设计计算372.9、污泥处理系统的计算392.9.1、污泥水分的去除意义及方法 392.9.2、回流污泥泵房39第三章平面布置433.1污水处理厂平面布置433.1.1平面布置原则433.1.2具体平面布置443.2污水处理厂高程布置463.2.1主要任务463.2.2高程布置原则463.2.3、构筑物高程计算463.3、经济技术分析503.3.3、处理成本的核算52第四章供电仪表与供热系统设计524.1变配电系统524.2监测仪表的设计52 4.2.1设计原则524.2.2监测内容534.2.3供热系统的设计53第五章劳动定员535.1定员原则535.2污水厂人数定员53参考文献：55致谢：56 摘要本次毕业设计的题目为12万t/d城市污水处理厂工艺设计。主要任务是完成该地区污水的处理设计。包括设计说明书一份、污水处理厂工艺总平面图一张和污水处理厂污水与污泥的高程图一张；两个单项处理构筑物施工平面及剖面图不少于3张。该污水处理厂工程为12万吨/日的规模。污水处理采用A2/O工艺，由厌氧池、缺氧池及好氧池三部分组成。厌氧池释放磷,且对部分有机物进行氨化。缺氧池脱氮。好氧池可去除BOD、硝化和吸收磷。该污水厂的污水处理流程为：从格栅到沉砂池，到初沉池，再经由厌氧池、缺氧池、好氧池，通过二次沉淀池，再经过清水池消毒，最后出水；污泥流程为：从初沉池和二沉池排出的剩余污泥进入污泥浓缩池，再进入脱水机房脱水干化，最后外运处置。关键词：A2O；同步脱氮除磷；初沉池；二沉池；污泥浓缩。 AbstractThetopicofthisgraduationdesignist/dcitysewagetreatmentplantprocessdesign.Themaintaskistocompletethetreatmentdesignofthesewageinthearea.Includingadesignspecification,agenerallayoutofthesewagetreatmentplant,aaltitudepictureofsewageandsludgeofthesewagetreatmentplant;Theplaneandprofilepicturebytwosingleprocessingstructuresarenotlessthanthree.Thescaleofthesewagetreatmentplantforthedailyprocessingcapacityofonehundredandtwentythousandtons.WastewatertreatmentistreatedbyA2/Oprocess,composingoftheanaerobictank,anoxictankandaerobicpoolofthethreepart.Theanaerobictankreleasephosphorusandammoniatepartsoforganicmatter.Anoxicdenitrificate.AerobicpoolcanremoveBOD,nitrificationandtheabsorptphosphorus.Thesewagetreatmentprocessofthewastewatertreatmentplantis:fromthescreeningtogritsendimentationtank,totheprimarysendimentationtank,throughtheanaerobictank,anoxicandaerobictank,throughthesecondarysendimentationtank,afterdisinfectionofwater,finallyityieldwater.Theprocessofsludgeis:fromtheresidualsludgedischargedbyprimary sendimentationtankandsecondarysedimentationtanktothesludgethickeningtank,andthendehydrationanddryingintothedehydrationroom,finallydisposalofsinotrans.Keyword:;simultaneousnitrogenandphosphorusremoval;Primarysendimentationtank;secondarysendimentationtank;sludgethirckeningtank. 第一章概述1.1、设计任务和依据1.1.1、设计任务本设计方案的编制范围是沈阳地区12万t/d城市污水处理厂的工艺设计，其编制内容有处理工艺的确定，各构筑物的设计计算，设备选型，管道的铺设，平面的布置，高程的计算，技术经济分析，以及完成污水处理厂工艺总平面图，污水处理厂的污水污泥高程图及主体构筑物的平剖面图等。1.1.2、设计依据（1）《污水综合排放标准GB8978－1996》 （2）《室外排水设计规范（1997年版）》GBJ14-87 （3）《地表水环境质量标准》GHZB1-1999（4）《污水排入城市下水道水质标准》CJ3082-1999 （5）《城市污水处理工程项目建设标准》建标［2001］77号 （6）《污水综合排放标准》DB8978-1996 （7）《城市污水处理厂污水污泥排放标准》CJ3025-93 1.2、设计要求1.2.1、污水处理厂设计原则 （1）污水厂的设计必须符合适用的要求，首先要确保污水厂处理后达到排放要求。结合现实的经济和技术条件，在可选的基础上，选择的处理工艺流程、构（建）筑物型式、主要设备设计标准和数据等。 （2）处理厂采用的各项设计参数要有一定的可靠性。设计时要充分掌握和研究各项自然条件，如水质资料等。依据工程的处理要求，全面地分析各项因素，再选择各项设计数据，在设计中必须遵守现行的设计规范，保证相应安全系数。（3）坚持经济合理的原则。在我国资源和财力条件下，使建设项目达到项目投资的指标最佳的效果。 （4）水厂设计应力求技术合理。在经济合理的原则下，必须根据需要，使用成熟且先进、适用的技术，要符合我国国情。（5）确切贯彻国家相应经济建设的方针、政策。要正确处理建设项目长期与近期之间，生产与生活之间等各方面的关系。（6）污水厂设计要坚持安全可靠的原则；（7）本设计在经济允许的条件下，场内布局、构筑物外观、环境及卫生等要注意美观和绿化。1.2.2、污水处理工程运行过程中应遵循的原则在保证污水处理效果同时，正确处理生活、工业、农业、建筑等各方面的用水关系，合理安排水资源的综合利用，做到节约用地，节约劳动力等。考虑该厂发展前景，要尽量采用处理效果较好的先进工艺，同时合理设计、合理布局，力求技术的可行、经济的合理。1.3、设计资料（1）设计水量：t/d，生活污水：70%，工业污水：30%。城市混合物水变化系数K日=1.1K总=1.3（2）进水水质：BOD=150mg/LCOD=300mg/LSS=200mg/LNH4+-N=30mg/LTN=15mg/LTP=7mg/L（3）出水水质：COD≤100mg/LBOD≤30mg/LSS≤30mg/L NH4+-N≤15mg/LTN=3.7mg/LTP≤3mg/L（4）排水体制：完全分流制（5）气象资料气温：年平均7.4℃，夏季最热月（7月）平均气温24.8℃，冬季最冷月（1月）平均气温-21.7℃。非采暖季主导风向：东南风。年平均降水量：680毫米。（6）水文资料河流最小流量3米3/秒，最大流量7米3/秒。河流最高水位41.5米，正常水位39.5米，最低水位38米。土壤冰冻深度1.2-1.4米。（7）工程地质资料设计地震烈度七级。地面标高为米。（8）污水处理厂的进水管数据管径1640毫米，充盈度0.7。1.4、污水主要来源主要来源于城市生活污水和工业废水1.5、污水处理厂厂址污水处理厂的厂址选择原则如下： （1）厂址要位于集中给水水源地下游； （2）厂址要和受纳水体靠近且要考虑到防洪问题； （3）要考虑厂区建设位置的工程地质等情况，以便于节省造价，方便施工；（4）充分利用地形条件，随坡顺势建设污水处理厂，以节省能量；  （5）厂址选择要考虑到远期发展的可能性，必须为以后的扩建留有余地；     （6）还应考虑到交通、供水和供电等各方面的条件。1.6、污水处理方案的选择1.6.1、 污水处理工艺选择原则     二级处理方案的选择原则如下： （1）对所需处理的污染物有较高的处理效率，具有先进性；（2）要求投资及运行成本要较低；（3）具有很强的抗冲击负荷能力； （4）具有足够的经济效益，符合我国国情； （5）操作和维修力求简单快捷简单。 根据本设计的进出水水质要求，最终选用工艺要有脱氮除磷的功效。 污水脱氮除磷的处理方法有生物处理法和物理化学法两大类。1.6.2、工艺的比较对城市污水的处理方法有A/O工艺、SBR工艺、氧化沟工艺和AB法等，优缺点如下：（1）SBR法(SequencingBatchReactor)   SBR法集是进水、曝气及沉淀和出水于一池中完成，一般由四个或三个池子组成一组，轮流运转，一池一池间歇运行，所以称序批式活性污泥法。现在也开发出一部分连续进出水的改良性SBR工艺，如ICEAS法等。该工艺特点工艺简单，只有一个反应池，没有二沉池、回流污泥和设备，所以一般情况不设调节池，多数情况下可不设初沉池，可以节省占地及投资，其耐冲击负荷且运行方式灵活，可以按时间顺序安排好氧、厌氧及缺氧状态的不同，除磷脱氮。每个池子设曝气及输配水的系统，需采用滗水器及控制系统，而间歇排水的水头损失大，池容利用率不理想，因此，对于大规模的城市污水处理厂来说并不太适合。 （2）AB法  AB法是一种集生物吸附—降解两段于一体的活性污泥法，A段时负荷高，所需曝气时间短，约0.5h，污泥负荷可达2～6kgBOD5/kgMLSSd⋅；B段时（可按A2/O设计）污泥负荷一般较低，可为0.1～0.3kgBOD5/kgMLSSd⋅；该种方法对有机物、氮和磷都具有一定的去除率。AB法适用于进水浓度较高、处理程度也较高、水量水质变化较大的污水。因为AB法有两段污泥回流系统，所以管理起来较麻烦，建设也比较困难，运行管理同样较复杂。（3）A2/O法（Anaerobic－Anoxic－oxic）工艺反应池由厌氧、好氧、缺氧三部分组成，可同步除磷脱氮，其机制由两部分组成：一为除磷，污水中磷于厌氧状态下(DO<0.3mg/L)，释放聚磷菌，于好氧状况下又将磷更多吸收，通过剩余污泥排出系统。二为脱氮，缺氧段必须控制DO<0.7mg/L，通过兼氧脱氮菌的作用，以水中BOD为氢供给体(有机碳源)，把来自于好氧池混合液中的亚硝酸盐及硝酸盐还原成氮气并逸入大气，进而达到脱氮的目的。为了有效脱氮除磷，对一般的城市污水来说，BOD/TKN为1.5～3.5，COD/TKN为3.5～7.0(完全脱氮COD/TKN>12.5)，BOD/TP为16～40(一般应＞20)，COD/TP为30～60。（4）氧化沟工艺氧化沟通常不设初沉池，且负荷低，耐冲击，污泥少。该工艺因构造简单，方便管理，得到快速推广，而且不断创新，具有发展前景和竞争力，目前可谓热门工艺。有多种形式，如下：帕式(Passveer)（单沟式），表面曝气是采用的转刷曝气，水深可在2.5～3.5m之间，其转刷动力效率为1.6～1.8kgO2/(kW·h)。奥式(Orbal)也称同心圆式，为椭圆形的三环道组成，利用不同DO(例如内环为2，中环为1，外环为0)，利于脱氮除磷。其采用转碟式曝气，水深可在4.0～4.5m之间，动力效率与转刷很接近。卡式(Carrousel)又称循环折流式，采用的是倒伞形叶轮曝气方式，通过工艺运行来看，水深正常在3.0m左右，但因为其供氧与流速有矛盾，所以污泥易于沉积。 交替式氧化沟是由传统氧化沟工艺和SBR工艺组合的结果，目前主要有3种氧化沟，为T型和VR型及DE型。交替式氧化沟脱氮效果较良好，如果在其前面设一厌氧池，也拥有良好的除磷效果。1.6.3、工艺流程的确定 综上考虑，本设计选择采用A/O工艺流程，其工艺特点有：（1）工艺流程简单，总水力停留时间比其他同类工艺少，且节省基建投资。（2）该工艺不需另加碳源，厌氧、缺氧池只需进行缓速搅拌，进而节省运行费用。（3）该工艺是在好氧、厌氧、缺氧环境下交替运行，利于抑制丝状菌的膨胀，可以改善污泥沉降性能。（4）方便于在常规活性污泥工艺条件上改造成A/A/O。（5）沉淀池要防止厌氧缺氧状态，以避免聚磷菌释磷，降低出水水质及反硝化产生氮，阻碍沉淀。但溶解氧含量不得过高，以防循环混合液对缺氧池造成影响。1.6.4、工艺流程图本设计的工艺流程为：初沉池沉砂池细格栅提升泵房中格栅回流混合液二沉池缺氧池厌氧池消毒池好氧池污泥回流污泥脱水污泥浓缩池剩余污泥图1 处理工艺流程图  第二章污水处理系统2.1、中格栅格栅有净化水质及保护设备的双重作用。格栅栅条的间隙根据拦截漂浮物的尺寸，分为细、中、粗三种。细格栅3～10mm，中格栅10～25mm，粗格栅50～100mm。栅渣分人工和机械两种清除方式。小型的水处理厂采用人工清渣，此时的格栅面积应保留较大的裕量，以免操作过于烦繁。而大型的水处理场中的大型格栅，则必须采用机械自动清渣。计算示意图见图2。图2格栅示意图 2.1.1、设计参数 （1）栅前流速 为保证污水中粒径较大的颗粒在栅前渠道内不会沉积，污水在栅前渠道内的流速控制在0.4---0.9m/s。 （2）过栅流速 即污水通过格栅时的流速，一般控制在0.6---1.0m/s。（3）过栅水头损失 污水的过栅水头损失与污水的过栅速度有关，一般在0.2~0.5m之间。（4）栅渣量 栅渣量以每单位水量产渣量计0.1---0.01m栅渣/10m污水，粗格栅选用小值，细格栅选用大值。（5）栅渣的容量及含水率 栅渣的容量：960kg/m³；含水率：80%。（6）格栅倾角一般采用45°--75°。（7）格栅间必须设计工作台，台面应高出栅前最高设计水位0.5m。（8）格栅间工作台两侧过道的宽度不小于0.7m。工作台正面的过道宽度，人工清除不小于1.2m，机械清除不小于1.5m。（9）城市混合污水变化系数K日=1.1K总=1.3。（10）污水流量：Q=KQ=1.3×=m/d=1.81m/s2.1.2、设计计算（1）栅槽宽度栅条的间隙数n（个）： n=（1）式中Q---最大设计流量，m/s；α---格栅倾角，（°），取α=60°；b---栅条间隙，m,取b=0.025m；n---栅条间隙数，个；h---柵前水深，m，取h=1.2m；v---过栅流速，m/s，取v=0.9m/s。格栅设两组，按每组两格设计，一组工作，一组备用。则珊条间隙数n=×=31.19≈32(个)栅槽宽度B：栅槽宽度一般比格栅宽0.2--0.3m，取0.2m；设栅条宽度S=10mm（0.01m），则栅槽宽度B=S(n－1)＋bn＋0.2（2）=0.01×（32－1）＋0.025×32＋0.2=1.31m两栅间隔墙宽取0.6m，则栅槽总宽度B=1.31×2+0.60=3.22m（2）通过格栅的水头损失h(m)：h=hk（3）h=（4）=()（5）式中h-----设计水头损失，m； h-----计算水头损失，m；g------重力加速度，m/s；k------系数，格栅受污物堵塞时水头损失的增大倍数，一般采用3；-----阻力系数，与栅条断面形状有关。设栅条断面形状为锐边矩形断面，=2.42，代入数据得h=hk=()k=2.42()≈0.077(m)（3）栅后槽总高度H(m)：设栅前渠道超高h=0.3m，则H=h+h+h=1.2+0.077+0.3=1.307(m)（4）栅槽总长度L（m）：进水渠道渐宽部分的长度L：设进水渠的宽B=2.0m，渐宽部分的展开角度α=20°，进水的渠道内流速为0.55m/s。L==≈1.676m（6）栅槽和出水渠道的连接处的渐窄部分长度L（m）：L===0.838mL=L＋L＋1.0＋0.5＋（7）H=h＋h式中，H为栅前渠道深，m。L=1.676+0.838+1.0+0.5+≈4.880m （5）每日栅渣量W（m³/d）W=（8）式中，W为栅渣量，m³/10m³污水，格栅间隙为16---25mm时，W=0.10---0.05m³/10m³污水；格栅间隙为30---50mm时，W=0.03---0.1m³/10m³污水。本设计格栅间隙为25mm，取W=0.07m³/10m³污水。W=≈8.42（m³/d）>0.2（m³/d)采用机械清渣。（6）设备选型选用FHG反捞式格栅除污机，设备宽度为1110mm，过栅流速为0.9mm，耙齿速度5m/min，电动机功率为1.1kw，栅条间隙35----40mm。2.2、提升泵水泵的提升流量按最大时的流量考虑，Q=×1.3=m³/d=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，2用1备，泵的性能参数：流量3500m3/h，扬程为13m，转速为740r/min，功率185kw。为了减少占地面积，方便操作管理，把污水提升泵房和细格栅合建。2.3、细格栅2.3.1、设计参数（1）栅前流速 为保证污水中粒径较大的颗粒不会沉积于栅前渠道内， 污水在栅前渠道内的流速控制在0.4---0.8m/s。（2）过栅流速  即污水通过格栅时的流速，一般控制在0.6--1.0m/s。（3）过栅水头损失污水的过栅水头损失与污水的过栅速度有关，一般在0.2---0.5m之间。 （4）栅渣量 栅渣量以每单位水量产渣量计0.1---0.01（333m/10m⋅），粗格栅选用小值，细格栅选用大值。 （5）栅渣的容量和含水率 栅渣的容量：960kg/3m；含水率：80%。2.3.2、设计计算格栅设两组，按每组两格设计，一组工作，一组备用。（1)栅条间隙数（n）：（9）式中Qmax------最大设计流量，1.81m3/s；α------格栅倾角，(o)，取α=60；b------栅条隙间，m，取b=0.02m；n-------栅条间隙数，个；h-------栅前水深，m，取h=1.2m；v-------过栅流速，m/s,取v=0.9m/s；则=≈38.99(个)取n=39个（2)栅槽宽度(B):设栅条宽度S=0.01m 栅槽的宽度通常比格栅宽0.2～0.3m,取0.2m；则栅槽的宽度B=S(n-1)+bn+0.2=0.01×(39-1)+0.02×39+0.2=0.38+0.78+0.2=1.36(m)单个格栅的宽1.36m，两栅间隔墙的宽取0.60m，则栅槽的总宽度B=1.36×2+0.60=3.32m（3)格栅水头损失h1，mh1=h0k式中h1-------设计水头损失，m；h0-------计算水头损失，m；g-------重力加速度，m/s2k------系数，格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般采用3；ξ------阻力系数，与栅条断面形状有关；设栅条断面为锐边矩形断面，β=2.42.（10）=0.103(m)（符合0.08～0.15m范围）.（4)栅后槽的总高度H，m设栅前的渠道超高h2=0.3mH=h+h1+h2=1.2+0.103+0.3 =1.603(m)（5)进水渠道渐宽部分的长度L1设进水的渠道B1=2.0m，其渐宽部分的展开角度α1=20°,进水的渠道内流速为0.55m/s.L1===1.813（m）（11）（6)格栅与出水总渠道的连接处的渐窄部分长度.L2(m)（7)栅槽总长度L，mL（12）式中，H1为栅前渠道深，m.L=1.813+0.907+1.0+0.5+≈5.086m（8)每日栅渣量W，m3/d（13）式中，W1为栅渣量，m3/103m3污水，格栅的间隙6～15mm时，W1=0.10--0.05m3/103m3污水；本工程的格栅间隙为20mm，取W1=0.05污水.W=86400×1.81×0.05/1000=7.82(m3/d)＞0.2(m3/d)采用机械清渣.（9）设备选型 采用HXG旋转式格栅除污机，齿耙节距100mm，过水流量4500m³/h，安装宽度1160mm,电动机功率1.1kw。 2.4、沉砂池 本设计选用平流式沉砂池。平流式沉砂池有入流渠及出流渠、闸门及水流部分和沉砂斗5部分，具有构造简单、截留无机颗粒效果好、工作稳定、排沉砂方便等优点。 平流沉砂池的最大设计流速为3m/s，最小为0.15m/s；最大流量时停留时间不小于30s；有效水深不大于1.2m；池底坡度正常为（0.01～0.02）。其示意图如图3。图3沉砂池设计示意图2.4.1、设计参数：污水流量：Q=×1.3=1.81m³/s水平流速：一般为（0.15～0.3m/s），取v=0.3m/s。2.4.2、设计计算（1）长度： L=vt=0.3×40=12m式中：v——最大设计流量时的流速，m/s，水平流速一般为（0.15～0.3m/s），取v=0.3m/s； t——最大的设计流量时的流行时间，s，取t=40s。（2）水流断面面积：A===6.03m²式中：Q——最大的设计流量，m3/s。（3）池总宽度B：取n=4格，每格宽b=1mB=nb=4×1=4m（4）有效水深h：h===1.51m（5）沉砂斗所需容积V：V===3.6m³（14）式中：X——城市污水沉砂量，m/10m污水，取X=30 m/10m污水； T——清除沉砂的间隔时间，d，取T＝1d； K——污水流量总变化系数，K=1.30。（6）每个沉砂斗得容积（）：每一分格设有2个沉砂斗，一共有8个沉砂斗，则V==0.45m³（7）沉砂斗上口宽a： a=+a==1.38m（15）式中：h′——斗高，m，取h′=0.5m； a——斗底宽，m，取a=0.8m。 斗壁与水平方向的倾角为60°。（8）沉砂斗容积V：V===0.55m³>0.45m³符合要求。（9）沉砂室高度：(h3)使用重力排砂的方式，设池底的坡度为0.06，坡向砂斗。沉砂室有沉砂斗，沉砂池坡向沉砂斗的过渡部分两部分，沉砂室宽度为[2(L+a)+0.2]。L===4.52m（二沉砂斗之间隔壁厚为0.2）h=h+0.02L=0.5+0.02×4.52=0.59m(10)池总高度：(H)设超高，则H=h+h+h=0.3+1.51+0.59=2.4m(11)验算最小的流速v于最小流量时，只使用1格工作n=1，Q===0.45m³/sv===0.76(m/s)>0.15(m/s)（15）式中：Q——最小流量，m/s；  n——最小流量时工作的沉砂池的数目，个；      ——最小流量时沉砂池中的水流断面，m2。(12）设备选型 选择PGS型的刮砂机，型号为PGS4000 ，技术参数： 池宽     驱动功率     运行速度     设备质量 4m       2.2kw       0.8m/min      6500kg2.5、初沉池本设计选用平流式沉淀池2.5.1、设计参数及计算：（草图如下）图4平流式初沉池计算草图（1）池子总面积A：A===3258㎡（16）式中Q----最大设计流量，m³/s，Q=×1.3m³/d=1.81m³/s； q-----表面负荷，m³/(㎡),取q=2.0m³/()。（2)沉淀部分有效水深h2（m）（3)沉淀部分有效容积(m³)=1.81×1.5×3600=9774m³(4)池长L=8.0×1.5×3.6=43.2m式中v-------最大设计流量时的水平流速，mm/s，取v=8.0m/s。(5)池子总宽度BB===75.4m（6）池子个数n=15(个)式中b--------每个池子或分格宽度，取b=5m。(7)校核长宽比及长深比=8.64>4（符合要求）14.4>8(符合要求)（8）污泥部分所需总容积V（m³）V=（17）式中T-------两次清除污泥间隔时间，d；c、c------进、出水悬浮物浓度，t/m³；-------污泥密度，t/m³，其值约为1； ------污泥含水率，％。已知进水的SS浓度=200mg/L初沉池效率设计为50％，则出水的SS浓度设污泥的含水率为95％，两次的排泥时间的间隔T=2d，污泥的容重V==625.5m³(9)每格池污泥所需容积(10)污泥斗容积V1，==41.7m³污泥斗底500×500mm，上口5000×5000mm，污泥斗斜壁和水平面的夹角为60°，则污泥斗的高度：h=tan60°=3.90m污泥斗容积==36m³（18）（11）污泥斗以上的梯形部分的污泥容积V2设池底坡度为0.01，则：梯形部分高度=（43.2+0.3－5.0）×0.01=0.385m梯形上底边长=43.2+0.3+0.5=44m梯形下底边长=b=5.0m梯形部分污泥容积==47.16m³(12)污泥斗和梯形部分的容积 36+47.16=83.16>41.7m³(13)沉淀池的总高度H，设超高为=0.3m，缓冲层的高度=0.5m，=0.3+3.0+0.5+0.201+3.90=7.90m（14）设备选型ZQ--4行车式刮吸泥机，主轮距1.2m，行走速度1---1.2m/min，吸泥管数量×直径4×1.5，泵吸排泥量20---35，行走功率0.37kw，泵吸泥功率3kw，配用轻轨15kg/m。2.6、工艺工艺有同步脱氮除磷的功能，其生化池包括厌氧段、缺氧段、好氧段三段。示意图见图5。图5A/O生化反应池2.6.1设计参数、设计最大流量Q=×1.3=m3/d、设计进水的水质COD=300mg/L；BOD5(S0)=150mg/L；SS=100mg/L；NH3-N=30mg/L，TN=15mg/L,TP=7mg/L、设计出水的水质COD=60mg/L；BOD5(Se)=30mg/L；SS=30mg/L；NH3-N=15mg/L；TN=3.7mg/L；TP=1mg/L ④计算参数BOD污泥负荷N/[kgBOD/(kgMLSSd)]0.13~~0.2(0.15~~0.7)TN负荷/<0.05TP负荷/0.003~~0.006污泥浓度/(mg/L)2000~~4000(3000~~5000)污泥回流比/%25~~100混合液回流比/%≧200(100~~300)泥龄/d15~~20(20~~30)水力停留时间/h6~~8(9~~12)，其中厌氧:缺氧:好养=1:1:（3--4）溶解氧浓度/(mg/L)好养段为2，缺氧段≤0.5，厌氧段<0.22.6.2、设计计算首先判断是否可采用法：COD/TN=300/3.7=81>8TP/BOD=7/150=0.047<0.06符合要求。选取设计参数：水力的停留时间：t=8hBOD5污泥负荷：N=0.13kgBOD/(kgMLSSd)，回流污泥浓度：X=6000mg/L④污泥的回流比：R=100%⑤曝气池的混合液浓度X：X==6000=3000mg/L=3kg/m³（19）由TN去除率==（15-3.7）/15×100%=75%（20） 求出内回流比RR==×100%=300%（21）（1）曝气池尺寸：有效容积VV===60000m³（22）反应池的总水力停留时间==0.385d=9.24h各段水力的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=0.2×9.24=1.848h，池容=0.2×60000=12000m³缺氧池水力停留时间=0.2×9.24=1.848h，池容=0.2×60000=12000m³好氧池水力停留时间=0.6×9.24=5.544h，池容=0.6×60000=36000m³④校核氮磷负荷好氧段总氮负荷===0.02<0.05[kgTN/(kgMLSSd)](符合要求)厌氧段总磷负荷===0.030<0.06[kgTN/(kgMLSSd)](符合要求)⑤反应池主要尺寸反应池总容积V=60000m³设反应池2组，单组池容=30000m³有效水深h=6m单组有效面积==5000㎡采用5廊道式的推流式反应池，廊道的宽b=12m 单组的反应池长度==83.3m校核：b/h=12/6=2(满足)L/b=83.3/12=6.9(满足)取超高为1.0m，则反应池的总高H=6+1=7m⑥剩余污泥量的设计计算  W=aQ(L－L)－bVX+(S－S)Q×0.5（23）式中：a——污泥产率系数kg/lgBOD5，一般为0.5~0.7； b——污泥自身的氧化速率d-1,一般为0.05； Q——设计流量m³/d； Xv——挥发性的悬浮固体浓度，Xv=fX；X——混合液的浓度，X=3kg/m³； f——系数，取0.75； S、S——分别为生化反应池进、出水SS的浓度kg/m³；La、L——分别为生化反应池的进、出水BOD5浓度kg/m³； V——生化池的有效容积； 50%——不可降解及惰性悬浮物量（NVSS）所占TSS的百分数。a、降解BOD所生成的污泥量WW=a(L－L)Q=0.5×()×=7200kg/d（24）b、内源呼吸产生的污泥量W 挥发性悬浮固体浓度XX=Xf=0.75×3=2.25kg/m³W=bVX=0.05×60000×2.25=6750kg/d（25）c、不可生物降解及惰性悬浮物的量，该部分占总悬浮物50%，则W=(S－S)Q×50%=()××50%=4200kg/d（26） d、剩余污泥量WW=W－W+W=7200－6750+4200=4650kg/d每日所生成的活性污泥量XX=W－W=7200－6750=450kg/de、湿污泥量Q(剩余污泥的含水率99.2%)：==581.25m³/d=24.22m³/h（27）f、污泥龄===19.35d(符合15----20d)（28）⑦需氧量的计算（29）式中：NK，NK——各为进出水的K氏氮的浓度g/m；X——每天所生成的活性污泥量kg/d；0.12——微生物体中氮含量的比例系数，即1 kg生物体需0.12 kg 氮量；N——硝态氮的脱氮量kg/d；a′，b′，c——各为BOD5、NH+4—N及活性污泥的氧当量，起数值分别 为1.47、4.6、1.42。NO，NO——分别为进出水的硝态氮的浓度g/m；O=1.47××（0.15－0.03）+4.6×[×（0.03－0.015）－0.12×450]－4.6×[×(0.03－0.015－0)－0.12×450]×0.56－1.42×450=24062.9kg/d=1002.6kg/h（2）反应池的进、出水系统计算： 进水管单组的反应池的进水管设计流量Q===0.905m/s管道流速管道的过水断面的面积A===1.13m管径==1.20m取出水管管径DN1640mm校核管道流速==0.45m/s回流的污泥渠道：单组反应池的回流污泥渠道的设计流量QR=渠道的流速v=0.7m/s，则渠道的断面积为A===1.29m取渠道的断面b×h=2.0m0.7m校核流速v==0.65m/s渠道的超高取0.3m，渠道的总高为0.7+0.3=1m进水井反应池的进水孔尺寸：进水孔过流量：Q=(1+R)×=2×=1.81m/s孔口流速孔口的过水断面积A===3.02m孔口尺寸取进水竖井平面尺寸3.0m×2.5m④出水堰和出水竖井。按矩形堰的流量公式（30） 式中b——堰宽，b=12mH——堰上水头高，mQ=Q=1.81m/s==0.19m（31）出水孔同进水孔。⑤出水管。单组反应池出水管设计流量Q==0.905m/s管道流速管道过水断面积A===1.13m管径d===1.20m取出水管管径DN1640mm校核管道流速v===0.45m/s（3）曝气系统设计计算①平均时的需氧量O=1002.6kg/h②最大时的需氧量 O=1.47××（0.15－0.03）+4.6×[×(0.03－0.015)－0.12×450]－4.6×[×(0.03－0.015－0)－0.12×450]×0.56－1.42×450=31506.3kg/d=1312.8kg/h③每日去除BOD值BOD=QL=×(0.15－0.03)=14400kg/d④每千克BOD5去除所需的需氧量 ==1.67kgO/kgB0D⑤最大时与平均时需氧量之比==1.31（4）供气量的设计计算本设计所采用的是网状模型中的微孔空气扩散器，安于池底上方0.2m处，淹没的水深为H=5.8m，计算的温度定25℃。水中的溶解氧饱和度Cs=9.17mg/L，Cs=8.38mg/L。①气扩散器的出口处绝对压力P：P=P+9.8×1000H=+9.8×1000×5.8=Pa②气在离开曝气池面时的氧百分比O：O=×100%（32）式中：E——空气扩散器的氧转移的效率，取10%。则O=×100%=19.3%③曝气池混合液中平均氧饱和度C:（33）则：C=8.38×（）=10.39mg/L④换算为在20℃条件下，脱氧清水的充氧量:（34）式中：R——在标准状况下，转移到曝气池混合液的总氧量；  R——实际条件下，转移到曝气池的总氧量，O=1002.6kg/h=0.82，0.95，，C=2.0 =1265.3kg/h相应的最大时需氧量为:=1656.7kg/h⑤曝气池平均时的供气量G:×100==42176.7m/h（35）⑥曝气池最大时的供气量：==55223.3m/h⑦每千克BOD去除所需供气量:=70.3m空气/kgBOD⑧每立方米的污水的供气量:==8.44m空气/m污水(5)空气管系统设计计算两个廊道间设一根干管，共设4根干管。于每根干管上设13对配气竖管，一共26条配气竖管，则全曝气池一共设104条配气竖管，每根竖管的供气量为：==531.0m/h曝气池平面面积S： S=69.4×12×5×2=8328m每个空气扩散器服务面积按0.50m计，则所需空气扩散器的数为：==16656个每个空气扩散器的配气量为：=3.32m/h(6)厌氧池的设备选择(以单组的反应池计算)厌氧池要设导流墙，把厌氧池分成3格，于每格内设一台潜水搅拌机，所需的功率按池容来计算。厌氧池有效容积.V=69.4×12×6=4996.8m混合全池污水所需功率为5×4996.8=24984W（7）缺氧池的设备选择(以单组反应池计算)缺氧池内设4台QJB5/12-621/3-480推流式潜水搅拌机，功率5kw，混合全部污水所需功率为:。(8)混合液回流设备混合液回流比R=300%混合液回流量Q=RQ=300%×m/d=15000m/h设两座混合液回流泵房，每座泵房内又设有3台350QW1200-18型潜污泵(2用1备)，功率90kw。单泵流量Q===3750m/h混合液回流管。混合液回流管设计Q=R×=m/d=2.083m/s泵房的进水管设计流速采用管道的过水断面积 取泵房的进水管的管径DN1640mm校核管道流速：v==0.99m/s泵房压力的出水总管的设计流量设计流速采用管道过水断面积管径取泵房压力出水管管径DN1640mm（9）设备选型根据供气量选择L100系列罗茨鼓风机，其型号为JS137—12 。 技术参数：电机功率155kw，电机重量1800kg，风机重量16600kg，电压380。2.7、二沉池本设计采用辐流式二次沉淀池。 图6辐流二沉池示意图 2.7.1、设计参数污水流量：Q=×1.3=m³/d表面负荷：=1.2m³/㎡h沉淀时间：T=2.5h。2.7.2、设计计算（如图） 图7辐流式二沉池计算图(1)二沉池各部分的尺寸①池表面积A取=1.2m³/㎡h；=m³/d=6500m³/h==5416.7m取沉淀池个数n=4②单池面积===1354.2m③池直径D==41.5m取D=42m符合（16---50m）④沉淀部分的有效水深h=1.2×2.5=3m⑤沉淀部分的有效面积S==1385.4m有效体积VV=Sh=1385.4×3=4156.2m³⑥沉淀池底坡落差h取池底坡度：i=0.06（0.06~0.08）h=i()=0.06×()=1.14m式中：r——泥斗的上底半径，取r=2m。⑦沉淀池的周边（有效）水深 H=h+h+h=3+0.5+0.5=4m==10.5,符合规范规定辐流式二沉池=6-----12。式中：h——有效水深，取3m；       h——缓冲层高度，0.5m；      h——刮泥板的高度，取0.5m。⑧沉淀池总高度HH=H+h+h=4+1.14+0.3=5.44m式中：h——超高，取0.3m；         h——池底坡落差，取1.14m。⑨泥斗尺寸排泥周期T=2.0h污泥体积Q=581.25m³/d=24.22m³/hV=QT=24.22×2.0=48.44m³V===12.11m³取r=2.0m，r=1.0m，斗壁坡度。h=(r－r)tan60°=（2－1）×tan60°=1.73mV===16.15m（36）⑩总体积V=16.15+×1.14×=597.53m（37）（2）进水系统计算 进水管计算单池设计污水流量QQ===0.4525m/s进水管设计流量QQ=Q(1+R)=0.4525×(1+0.5)=0.6788m/s式中：R——水的回流比，R=50%。选取管径DN1640mm===0.86m/s进水竖井进水竖井的D2=1.5m，流速为0.1～0.2m/s。出水口的尺寸0.5×1.5m²,共有6个，沿井壁均匀分布。出水口流速==0.151m/s（符合0.15---0.2m/s）稳流筒计算取筒中流速稳流筒过流面积==22.63m稳流筒直径==5.57m（3）出水部分设计①单池设计流量=0.4525m/s②环形集水槽内流量==0.2263m/s①形集水槽设计设为周边集水槽，单侧进水，每池只设有一个总出水口，安全系数k取1.2集水槽宽度b==0.9=0.534m，取b=0.6米 集水槽起点水深0.75×0.6=0.45m集水槽终点水深1.25×0.6=0.75m槽深取0.8m，选用双侧集水环形的集水槽来计算，取槽宽b=0.8m，槽中的流速本设计取环形槽内的水深为0.8m，则集水槽的总高为0.8+0.3（超高）=1.1m，选用90三角堰。(4)出水溢流堰的设计采用出水三角堰（90°）如图：图8三角堰①堰上水头（三角口底部至上游水面的高度）H1=0.05m(H2O)。②每个三角堰的流量q（38）③三角堰个数=549.7≈550(个)三角堰的中心距（单侧进水）===0.23m(5)排泥装置选型选用CG—AII型刮泥机，型号为CG40AII。参考系数：驱动功率3kw，周边线速度2---3m/min，池径42m，池深2.5---4m。 2.8、接触消毒池接触消毒池的示意图如下：图9接触消毒池采用隔板式的接触反应池2.8.1、设计参数污水流量：=×1.3=m/d设计水量：Q=m/d2.8.2设计计算（1）接触消毒池的设计计算①设计水量Q=m/d=1.39m/s②池长LL=vT式中：v——水平流速，0.15m/s---2.0m/s, 取v=0.20m/s；       T——接触的时间，取T=15min。 L=vT=0.20×15×60=180m采用6廊道，则廊道长为180/6=30m③池断面积FF===9.05m④接触池总高度HH=h+h=0.3+2.0=2.3m式中：h——超高，取h=0.3m； h——有效水深，0.15---2.0m，取h=2.0m。⑤廊道宽b==4.53m,取b=4.6m触池尺寸：30m×27.6m接触池总体积V=30×27.6×2.3=1904.4m（2）氯库选用液氯来消毒，投药量设为10mgcl/L污水，储备量按15天来计算。加氯量G:G=×10×10=1200kg/d=50kg/h储存量M:M=10××15×10=18000kg=1.8t加氯机和氯瓶设氯瓶的容积为1000kg，则需氯瓶的个数nn==18个采用投加量为0---30kg/h加氯机3台（两用一备），轮换使用。1000kg的钢瓶18个。为保证安全，加氯间和氯库每小时换气8---12次，选用了两台T30-3通风轴式流风机，其配电的功率为0.4KW，并各安装有一台漏氯探测器，位置设在室内地面以上20cm。 2.9、污泥处理系统的计算2.9.1、污泥水分的去除意义及方法 污水处理厂的污泥是一种悬浮液。分离污泥中水分，可减少污泥体积，以减少其他污泥处理步骤中不必要的污泥体积负荷。 污泥中的污泥固体颗粒和水分是紧密结合于一起的，按照污泥水的存在形式一般分为内部水和外部水。由于其与污泥颗粒之间结合力要相对较小，所以一般通过浓缩于重力作用下就可分离间隙水。借助外力，如采用机械脱水装置进行分离附着水。吸附水（5%～8%，含内部水）则因其牢固的吸附在污泥颗粒表面上，用干燥焚烧等方法去除。内部水则必须先破坏细胞，将内部水转变为外部水后，才能被分离。2.9.2、回流污泥泵房二沉池的活性污泥要通过吸泥管吸入，再经过池中心的落泥管与排泥管排入池外套的筒阀井中，然后通过管道来输送到回流泵房，其他污泥则需由刮泥板刮入到污泥井中，再通过排泥管来排入剩余污泥泵房的集泥井中。设计的回流污泥量为QR=RQ,污泥的回流比R=50％－100％。按最大时考虑。Q=100%Q=100%×=m/d（1）回流污泥泵的设计选型：扬程：设套筒阀井泥面的相对标高为0.3m，二沉池的水面相对地面的标高为0.5m，生物处理构筑物的水面相对标高为1.5m，回流污泥泵房的泥面相对标高为-0.6m，那么污泥回流泵所需提升的高度为2.1m。流量：泵房回流污泥量m/d=5000m/h选泵：回流污泥泵选用600QW3500-12型潜水排污泵，单台的提升能力为3500m3/h，提升高度12m，电动机转速为n=740r/min，功率为 N=185kW，出口直径为600mm，重量为3900kg。(2)剩余污泥泵设计说明二沉池所产生的剩余活性污泥和其它处理构筑物的排出污泥经由地下的管道来流入到集泥井，再经由剩余污泥泵（地下式）将其提升到污泥浓缩池中。选泵：剩余污泥泵需选用80QW50-10型的潜水排污泵，其单台的提升能力为50m3/h，提升高度10m，电动机的转速n=1430r/min，重量为125kg，出口的直径为80mm功率N=3kW，效率为72.3%。2.9.3、污泥浓缩池本工艺采用污泥浓缩方法降低污泥的含水率，而减少污泥体积也能够减少池容积及处理所需投药量，可以减小用于输送污泥的管道及泵类的尺寸。污水处理工程中经常使用的污泥浓缩方法有离心浓缩、重力浓缩和溶气气浮浓缩等。本设计选用辐流式的圆形重力连续式的污泥浓缩池两座，选用电机的功率为0.55kw的WNG24重力式污泥浓缩池周边转动刮泥机进行刮泥，选用静压排泥方式，剩余污泥泵房再把污泥送到浓缩池。（1）设计参数日产剩余污泥量Q=4650m/d含水率：P=99.4%固体浓度C=6kg/m浓缩后含水率P=97%浓缩时间T=20h浓缩后的污泥固体浓度C=30kg/m（2）浓缩池的尺寸 面积：式中Q-----污泥量，m/d；C-----污泥固体浓度，kg/m；G-------污泥固体通量，取30kg/(md)。A==930m浓缩池直径D：选用n=2个圆形辐流池。单池面积A=A/n=930/2=465m浓缩池直径D===24.33m,取D=25m浓缩池深度为H浓缩池的工作部分的有效水深为：h===4.167m超高为h=0.3m,缓冲层的高度h=0.3m，浓缩池要设机械刮泥，池底的坡度i=1/20，污泥斗的下底直径D=1.5m，上底的直径D=3.5m。池底坡度造成的深度h=()×i==0.538m污泥斗高度h===1.428m浓缩池深度H=h+h+h+h+h=0.3+4.167+0.3+0.538+1.428=6.733m（3）浓缩后污泥体积Q进泥的含水率为99.4%，浓缩后的进泥含水率为97%，则污泥体积：===930m/d式中：P-------污泥含水率，%；   P------浓缩后污泥含水率，%； Q--------污泥含水率为P时的体积，m/dQ浓缩——污泥含水率为P时的体积，m/d(4)贮泥池①污泥量浓缩后的污泥量为930，含水率97%初沉的污泥量558，含水率95%污泥量②贮泥池的容积设贮泥的时间为4h，则贮泥池的容积③贮泥池的尺寸取池深为H=5m,则贮泥池的面积设计一座圆形贮泥池，直径取D=5.4m.④搅拌设备为了防止污泥在贮泥池中进行沉淀，贮泥池内需要设置搅拌的设备。设置1台功率为10kw的液下搅拌机。(5)脱水间压滤机选型：过滤流量116.25设计2台压滤机，每台每天工作8h,则每台压滤机处理量选择PSN1000型带式压滤脱水机，功率1.1kw，处理能力≤8。加药量计算设计流量116.25絮凝剂PAM，投加量以干固体的0.4%计 第三章平面布置3.1污水处理厂平面布置污水处理厂的平面布置包括：生产性处理构筑物和化验室、泵房、药剂间、鼓风机房等辅助性的建筑物及各种管线的布置。厂区内还需设有室外照明系统、道路系统和部分美化的绿地设施。据处理厂的规模大小，常采用比例尺的地形图来绘制总平面图，常用比例尺寸则为。3.1.1平面布置原则(1)污水厂厂区面积，需要按项目总规模来控制，同时作出分期建设的安排，来合理的确定近期规模，近期工程投入运行的一年内，水量适宜达到60％的近期设计规模。(2)污水厂总体布置需根据厂内的各种建筑物及构筑物功能和流程的要求，结合设计厂址的地形、地质和气候条件，优化运行的成本，方便于施工、管理和维护等因素，通过技术经济比较来确定。(3)污水厂的厂区内各种建筑物造型应尽量简洁美观，且节省材料，并与周围的环境协调。(4)生产管理的建筑物和生活设施应集中布置，其位置及朝向应适当，且与处理构筑物保持有一定的距离。(5)污水和污泥的处理构筑物要根据情况分别来集中布置。(6)污水厂的竖向设计、工艺流程等需充分的利用地形，并符合降低能耗、排水通畅、平衡土方等要求。(7)厂区消防的设计要符合国家现行的有关防火规范的要求。(8)污水厂内可在适当的地点设置有堆放备件、燃料、材料和废渣等场所及停车场地。(9)污水厂内通道的设计需符合以下要求：主要的车行道宽度：单车道3.5～4.0m，双车道6.0～7.0m，并设有回车道； 车行道的转弯半径设为6.0～10.0m；人行道宽度为1.5～2.0m；④通向高架构筑物的扶梯倾角通常采用30°，不大于45°；⑤天桥的宽度不应小于1.0m；(10)污水厂的周围依据现场的条件应该设置围墙，而其高度不应小于2.0m。(11)污水厂大门的尺寸需能容运输最大的设备或者部件的车辆出入，并需另设运输废渣的侧门。(12)污水厂并联运行的处理构筑物之间需设有均匀配水装置，各处理构筑物的系统间应该设有可切换的连通管渠。(13)污水厂内的各种管渠应适当的全面安排，避免其相互干扰。管道复杂时需设置管廊。管廊内设有照明、通风、电话、广播、火警及可燃气体的报警系统、独立排水系统、吊物孔、人行通道的出入口和维护所需要的设施等，且需符合国家现行的有关防火规范的要求。(14)污水厂要合理的布置处理构筑物的超越管渠。(15)处理构筑物需设有排空设施。(16)污水厂应设置有再生水处理系统。(17)厂区的再生水系统、给水系统严禁和处理装置进行直接连接。（18）寒冷地区污水处理构筑物，需有保温防冻的措施。（19）在厂区适当地点设置电箱、浴室、厕所等设施。3.1.2具体平面布置（1）工艺流程布置工艺流程的布置依据设计任务书所提供的面积及地形，采用直线型的布置。这种布置方式的生产联络管线较短，水头损失较小，同时管理方便，且利于日后的扩建。（2）构（建）筑物平面布置按照功能，可将污水处理厂的布置分成三个区域： 污水处理区，由各项污水处理设施组成，呈现直线型布置。包括有：泵站、格栅间、平流沉砂池、初沉池、池、二沉池、消毒池等。污泥处理区，在厂区主导风向下风向，由污泥处理的构筑物组成，呈现直线型布置。包括有：污泥浓缩池等。生活区，该区是集宿舍、食堂、办公室等建筑物于一体的一个区，需在上风向。（3）污水厂的管线布置污水厂管线布置如下：污水厂工艺管道污水通过总泵站的提升后，经过处理构筑物，再排入水体。污泥工艺管道污泥主要为剩余污泥，依照工艺处理后运出厂外。厂区排水管道厂区排水管道系统包括有构筑物放空管、各建筑物的排水管、构筑物上清液及溢流管、厂区雨水管等。④空气管道⑤超越管道⑥厂区用水管道及消火栓布置厂区内要每隔120m设置1个室外消火栓。（4）厂区道路布置①主厂道路布置需以厂外道路和厂内办公楼连接的带路作为主厂道路，道宽设为6.0m，设有双侧1.5m的人行道，且植树绿化。②车行道布置厂区内各主要构（建）筑物间布置车行道，道宽为4.0m，环状布置。③步行道布置对无物品、器材运输的建筑物，设有步行道和主厂道或车行道相连接。（5）厂区绿化布置在厂区的一些地方适当进行绿化。 3.2污水处理厂高程布置为使污水可以在各处理构筑物间通畅的流动，进而保证处理厂的正常运行，需要进行高程布置，来确定各构筑物和连接管的高程。3.2.1主要任务污水处理流程高程布置的主要任务如下：（1）确定处理构筑物和泵房的标高；（2）确定处理构筑物之间连接管渠的尺寸和标高；（3）通过计算来确定各部分水面标高，使污水在处理构筑物间得以畅通流动，以保证污水处理厂的正常运行。3.2.2高程布置原则（1）保证污水可以在各构筑物间顺利自流。（2）要考虑远期发展，设有水量增加的预留水头。（3）选择一条水头损失最大，距离最长的流程来进行水力计算。（4）计算水头损失时，往往以近期的最大流量作为构筑物及管渠的设计流量；计算涉及到远期流量的管渠及设备时，应以远期的最大流量为设计流量，且酌加扩建时所需的备用水头。（5）在作高程布置时，还需注意到污水流程及污泥流程之间的配合，来尽量的减少提升的污泥量。（6）调节好高程及平面布置之间的关系，做到减少占地的同时，又利于污水、污泥的输送，并有利于减少工程的投资和运行的成本。3.2.3、构筑物高程计算（1）污水处理的构筑物高程的计算 污水厂污水的水头损失包括：水流经过各处理构筑物时的水头损失；水流经过连接前后两构筑物的管渠时的水头损失，包括沿程损的失和局部的损失；水流经过量水设备时的损失。高程计算通常采用简化计算。H水=h1+h2+h3式中：h1—沿程水头损失，m；h1=iL，i=0.005；h2—局部水头损失，m，h2=h1·50%；h3—构筑物的水头损失，m，取参考值。①各处理构筑物的水头损失的计算a、消毒池沿途L=30m，则：0.005×30=0.15m=0.075m0.15+0.075+0.2=0.425m消毒池水面相对标高为：0.25+0.425=0.675mb、二沉池的高程损失的计算沿途L=50m，则：h1=iL=0.005×50=0.25mh2=h1×50%=0.125mh3=0.45mH=h1+h2+h3=0.25+0.125+0.45=0.825m二沉池的水面相对标高为：H=0.675+0.825=1.5mc、配水及回流污泥和剩余污泥井的高程损失的计算沿途：L=10m，则：h1=iL=0.005×10=0.05mh2=h1×50%=0.025m h3=0.1mH=h1+h2+h3=0.05+0.025+0.1=0.175m配水及回流污泥剩余污泥井水面相对标高为：1.5+0.175=1.675md、A2/O反应池的高程损失的计算沿途：L=70m，则：h1=iL=0.005×70=0.35mh2=h1×50%=0.175mh3=0.6mH=h1+h2+h3=0.35+0.175+0.6=1.125mA2/O反应池水面相对标高为：1.675+1.125=2.8me、平流式初沉池的高程损失的计算沿途L=30m，则：=30×0.005=0.15m=0.075m0.3m0.15+0.075+0.3=0.525m平流式初沉池的水面相对标高为：2.8+0.525=3.325mf、平流式沉砂池的高程损失的计算沿途L=20m，则：h1=iL=0.005×20=0.1mh2=h1×50%=0.05mh3=0.2mH=h1+h2+h3=0.35m平流式沉砂池水面相对标高为： 3.325+0.35=3.675m则需泵的扬程至少为3.675+7（沉砂池的水面与集水井的高度差）+2（泵的安全水头）=12.675mg、细格栅的高程损失的计算沿程L=10m，则：h1=iL=0.005×10=0.05mh2=h1×50%=0.025mh3=0.10mH=h1+h2+h3=0.05+0.025+0.10=0.225m细格栅的水面相对标高为：3.675+0.225=3.9m（2）管渠的水头损失在污水处理工程中，管渠水头损失有沿程的水头损失和局部的水头损失。沿程水头损失按以下公式计算：(39)式中：hf—沿程水头损失，m；L—管段长度，m；R—水力半径，m；V—管内流速，m/s；C—谢才系数。设计用钢管，所以C为95。局部水头损失按以下公式计算：(40)式中：—局部阻力系数。（3）污泥处理构筑物的高程的计算①污泥管道水头损失 管道沿程的损失按下式计算：式中：CH—污泥浓度系数；D—污泥管管径，mm；L—管道长度，m。管道的局部损失的计算：式中：v—管内流速，m/s；§—局部阻力系数。3.3、经济技术分析3.3.1、动力费：①格栅除污机4组1.1×24+1.1×24=52.8kwh②污水提升泵2用1备185×2×24=8880kwh③平流式沉砂池刮砂机2.2×24=52.8kwh④初沉池刮泥机（0.37+3）×24=80.88kwh⑤反应池a、厌氧池推流式潜水搅拌机6台24.984×24=599.62kwh b、缺氧池8台推流式潜水搅拌机5×8×24=960kwhc、4台混合液回流泵90×4×24=8640kwhd、鼓风机155×24=3720kwh⑥二沉池刮泥机3×24=72kwh⑦接触池0.4×2×24=19.2kwh⑧泥路处理a、污泥回流泵（两用一备）2×185×24=8880kwhb、剩余污泥泵（两用一备）3×2×24=144kwhc、浓缩池刮泥机0.55×24=13.2kwhd、贮泥池搅拌机10×24=240kwhe、压滤机1.1×16=17.6kwh日用电量：32372.1kwh电费：32372.1×0.5=16186.05元3.3.2、药剂费①、液氯50×24×1.9=2280元②、PAM絮凝剂134×5.0=670元药剂费合计： 2280+670=2950元3.3.3、处理成本的核算日成本费用=16186.05+2950=19136.05元日流量=m3单位废水处理成本为：19136.05/=0.16元/立方米第四章供电仪表与供热系统设计4.1变配电系统⑴全厂变配电使用10千伏的双电源供电，380伏的变配电系统；⑵污水泵和回流污泥泵房可以就地控制；⑶变配电之间，低压电瓶设紧急按钮，污水泵按水位自动停车；⑷变配电间需要邻近接触220伏的照明电源。4.2监测仪表的设计4.2.1设计原则（1）污泥和污水两部分要分别集中设置显示记录仪，污水部分要设置有单独仪表间，污泥记录仪要设在污泥泵房内；（2）根据目前的国内监测仪表情况，要选定化学参量和物力参量均采用DDZ-Ⅱ型的监测仪表；（3）仪表的自动控制的设计，需要掌握适当的设计标准，在工程实效的条件下，需考虑到技术的先进性。 4.2.2监测内容（1）污水泵房：集水池液位需集中显示，并要设有上下限报警；（2）沉砂池：PH值指示记录，水温指示记录；（3）沉砂池：水温指示记录，PH；（4）处理设施：DO监测仪，水温，回流污泥量，PH值。（5）二沉池：水温指示记录，PH；（6）接触池：PH指示记录，水温指示记录，DO指示记录；（7）浓缩池：泥温，泥位指示记录，并要设上下限报警，PH指示记录；（8）污泥的脱水机房：污泥的流量指示记录和加药量的指示记录。4.2.3供热系统的设计本设计污水厂处于东北地区，冬季需要考虑采暖问题，其供热范围有：职工娱乐室、综合楼、中控室、食堂、加药间等，供热方式采用暖气，各室内要装散热片。第五章劳动定员5.1定员原则按照劳动定员试行规范的规定：日处理量于5—10万吨的城市二级污水处理厂职工的定员应不小于50人，日处理量在5万吨以下污水处理厂，其职工人数为20—30人（不包括管理人员和干部），大约占全厂人数的70%。5.2污水厂人数定员 污水处理厂的人员包括生产辅助人员、生产人员及管理人员。生产人员是指直接参加生产的人员，通常包括运转工、机修工等；生产辅助人员是指非直接参加生产的人员，如维修、司机、瓦工、化验、绿化人员等；管理人员是指党团工会、技术、调度、行政与财会人员等。本设计污水厂污水量为12万吨，采用职工人数为100人。管理人员及干部20人占20%，工人75人占75%，其它5人占5%。 参考文献1.崔玉川主编.城市污水厂处理设施设计计算.北京：化学工业出版社，20032.张自杰主编.废水处理理论与设计.北京：中国建筑工业出版社，20033.李圭白，张杰主编.水质工程学。北京：中国建筑工业出版社，20054.金兆丰，余志荣主编.污水处理组合工艺及工程实例.北京：化学工艺出版社，20035.韩洪军主编.污水处理构筑物设计与计算.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，20026.南国英，张志刚主编.给水排水工程专业工艺设计.北京：化学工业出版社，20047.孙慧修主编.排水工程上册（第三版）.北京：中国建筑工业出版社，19988.张自杰主编.排水工程下册（第三版）.北京：中国建筑工业出版社，19969.王彩霞主编.城市污水处理新技术.北京：中国建筑工业出版社，199210.娄金生主编.水污染治理新工艺与设计.北京：海洋出版社，199911.王凯军主编.城市污水生物处理新技术开发与应用.北京：化学工业出版社。2001 致谢四年的大学生活即将在这个季节画上句号，四年来，在这里有感慨，有成长，也有收获，而这些都离不开学校的培养、导师的指导及亲人朋友的支持。虽说这四年是短暂的，但也是最美好的、最纯真的。在这里，我的自学能力得到了提升，我的交际能力得到了发展，我的知识面和眼界也得到了拓展。这四年的学习生活让我对这个世界有了更充分的理解和憧憬，让我对生活有了更确切的方向，也让我自己有了更强烈的自信。于此时刻：我要感谢我的母校，是她给了我学习的平台，是她给了我了解外面风景的机会，也是她给了我交友识人的媒介。我要感谢我的恩师，是您们赋予我们最有意义的收获;是您们带领我们走进知识殿堂，使我们不但丰富了知识;是您们给了我们一个全新的角度去发现美、创造美、欣赏美，教我们用美的眼睛去发现美的世界，感悟美的生活;是您们教会我们珍惜友谊和时间;是您们用博大的胸怀，给予我们最无私的关怀和奉献。我要感谢我的亲人朋友，我的成长离不开你们的支持与陪伴。在我忧伤困苦的时候是你们陪伴左右开导我，倾听我的心声；在我高兴成功的时候也是你们与我分享，为我高兴自豪。在这次的毕设设计过程中，我对自己所学的专业知识有了更进一步的了解和掌握，对一些相应技术的应用也得到了进一步的提升。在此我要衷心的感谢我的导师冯静薇老师在毕业设计这一阶段给我的指导，从最初的定题，到资料收集，到写作、修改，到论文定稿，她给了我耐心的指导和无私的帮助，使我能顺利地完成了这次毕设任务。最后，向所有关心我的亲人、师长和朋友们表示深深的谢意，同时也感谢各位老师的批评指导。 附录：Nitrogenandphosphorusremovalinpilot-scaleanaerobic-anoxicoxidationditchsystemAbstract：Toachievehighefficiencyofnitrogenandphosphorusremovalandtoinvestigatetheruleofsimultaneousnitrificationanddenitrificationphosphorusremoval(SNDPR),awholecourseofSNDPRdamageandrecoverywasstudiedinapilot-scale,anaerobicanoxicoxidationditch(OD),wherethevolumesofanaerobiczone,anoxiczone,andditcheszoneoftheODsystemwere7,21,and280L,respectively.Thereactorwasfedwithmunicipalwastewaterwithaflowrateof336L/d.Theconceptofsimultaneousnitrificationanddenitrification(SND)rate(rSND)wasputforwardtoquantifySND.Theresultsindicatethat:(1)highnitrogenandphosphorusremovalefficiencieswereachievedduringthestableSNDphase,totalnitrogen(TN)andtotalphosphate(TP)removalrateswere80%and85%,respectively;(2)whenthesystemwasaeratedexcessively,thestabilityofSNDwasdamaged,andrSNDdroppedfrom80%to20%orless;(3)thenaturallogarithmoftheratioofNOxtointheeffluenthadalinearcorrelationtooxidation-reductionpotential(ORP);(4)whenwaslessthan6mg/L,highphosphorusremovalefficiencycouldbeachieved;(5)denitrifyingphosphorusremoval(DNPR)couldtakeplaceintheanaerobic-anoxicODsystem.ThemajorinnovationwasthattheSNDratewasdevisedandquantified.Keywords:oxidationditch;biologicalnitrogenremoval;biologicalphosphorusremoval;simultaneousnitrificationanddenitrification(SND);pilotscale;municipalwastewater1、Materialsandmethods1.1Pilot-scaleplantTheexperimentshavebeencarriedoutinapilot-scaleanaerobic-anoxicODprocessconfigurationprocess.AsshowninFig.1,thisprocessconsistsofaninlettank(200L),ODbioreactor(280L)withananaerobiczone,anoxiczone,andasecondaryclarifier(95L).Thebioreactoriscomposedofthreecompartments,theanaerobiczone(7L),theanoxiczone(21L),andtheOD(280L).Theinfluentrateis14L/h,whichgivesahydraulicretentiontime(HRT)of0.5,1.5,and18hrespectivelyinthethreezones.Thirtypercentofthetotalreturnedactivatedsludge(RAS)ispumpedtotheanaerobiczone,andtheremaining70%isreturnedtotheanoxiczone.Amixerissetupintheanaerobiczoneandanoxiczone,andtwoothermixersareequippedintheditches.Anonlinedissolvedoxygen (DO)monitormeter,pHmonitormeter,andredoxpotential(ORP)monitormeterareequippedintheexportoftheOD.ThepHismonitored,butisnotcontrolledartificially.Theaerationiscontrolledbymanipulatingtheaerationvalves.Theinflow,withaninfluentflowof336L/d,andasludgerecycleflowarecontrolledwithaperistalsispump.Themixedliquorsuspendedsolids(MLSS)arecontrolledat4.5–6.0g/Landthesolidresidencetime(SRT)is20–30d.Allexperimentshavebeenconductedatambienttemperature(18–25°C).Fourcontinuousphaseswereconsideredtoshowthefourdi_erentconditionsduringSNDdamagingandrecoveringprocesses,theSNDstabilizingphase(phaseI),theSNDdamagingphase(phaseII),theSNDrecoveringphase(phaseIII),andtheSNDrecoveredphase(phaseIV).1.2、SludgeandwastewaterBoththesludgeandwastewaterweretakenfromtheODprocessoftheBeijingJiuxianqiaoWastewaterTreatmentPlant(WWTP).Thewastewaterwasfetchedfromthewashinggritbasin.Table1showsthemajorcharacteristicsoftheinfluent.1.3、AnalysisTheanalysesofchemicaloxygendemand(COD),totalnitrogen(TN),ammonium,nitrate,nitrite,TP,,andmixedliquorsuspendedsolids(MLSS)wereperformedasdescribedintheStandardMethodsofAPHA(APHA,1995).DO,pH,ORP,andtemperatureweremeasuredcontinuouslyusingonlineprobes(340i,WTW,German).2、Resultsanddiscussion2.1MassbalanceofnitrogenintheODsystemIngeneral,thenitrogenlossintheODsystemcouldbeexplainedusingfourpathways:ammoniastripping,assimilation,denitrification,andSND.AmmoniastrippingwasassumedtobenegligibleasthepHofthemixedliquorintheditchwasusuallybelow7.5(Haoetal.,1997).Nitrogenremovalbyassimilationcouldbeestimatedthroughthequantityofwastedactivatedsludge(WAS).Theamountofnitrogenremovedbyassimilationwaslimitedbytheamountofnetgrowth,whichinturndependedonthe carbonaceousorganiccontentofthewastewaterandtheoperationinthesystem.Thenitrogencontentinthewasteactivatedsludgewoulddecreasebecauseofendogenousmetabolism.Thenitrogencontentwas8%attheSRTof20d(Sedlak,1991).Theamountofnitrogenassimilationwascalculatedviathewastesludgedischarged.Totalnitrogenremovedviaassimilationisdescribed.2.2BiologicalnitrogenremovalTable2showstheoperatingconditions,averageconcentrationsofCOD,TN,NOx,andNH4+intheinfluentandeffluent,ORPinthewastewater,RSNDandaerationduringtheSNDstabilizingphase(phaseI),SNDdamagingphase(phaseII),SNDrecoveringphase(phaseIII),andrecoveredphase(phaseIV).Duringthefourphases,theTNintheinfluentandeffluent,TNremovalefficiencyandORPareshowninFig.2.TNintheeffluentwasbelow15mg/L,whichmeantthatabout80%TNwasremoved.Theaerationratewaschangedatasmallrange,0.50–0.58m3/handNOxandNH4+intheeffluentwere2–8and1–7mg/L,respectively.RSNDwas60%–80%inthisphase,whichcouldbeconsideredashighSNDefficiency.Theaverageaerationratewasincreasedfrom0.54to0.70m3/hduringthedayand60–78afterphaseI.NOxandTNintheeffluentcombinedwithORPincreasedgradually,whereas,TNremovalefficiencydecreasedwithanincreaseineffluent.AttheendofthisstagetheRSNDdecreasedtoabout20%,whichimpliedthattheSNDstablestatehadbeendestroyed.Afterthat,somemeasuresweretakentorecoverSNDinphaseIII.Aerationwascontrolledfirmlybelow0.55m3/h.ORP,theeffluentNOxandTNwerekepthighandfluctuated acutely,andNH4+increasedconstantlyduringtheday79–100.TheSNDratewaslowandunstable.Duringdays111–116,theORPdecreasedandkeptat0–50mV,andeffluentTN,NOx,NH4+,andRSNDkeptat15–20mg/L,6–12mg/L,4–7mg/L,and30%–60%,respectively.DuringthisphaseeffluentTN,NOx,andNH4+werestillhigh,andtheTNremovalefficiencyof60%–80%.After117d,theNOx,ORPdecreased,resultingfromanincreaseinRSNDto60%–80%,whichcouldbeconsideredasSNDsuccessfullyrecovered.Theoxidationditchhadalonghydraulicretentiontimeandacompletelymixedwaterflowminimizingtheimpactofashockloadorhydraulicsurge.Inthissystem,alkalinityproducedbydenitrificationintheanoxiczoneandtheSNDintheODwouldcomplementaboutonehalfofthatconsumedbythenitrificationprocess,whichwouldkeepthepHstable.ThepHwas7.35–7.60duringtheoxidationinthewholeexamination.Therefore,theconcentrationwassteadyintheOD.Inaddition,DOwas0.10–0.50mg/Lintheditches.Therefore,theO2/OH