A2O工艺设计污水处理厂课程设计报告 53页

--目录引言41.设计任务及设计资料51.1设计任务与容51.2设计原始资料51.2.1城市气象资料51.2.2地质资料51.2.3设计规模61.2.4进出水水质61.2.5出水水质................................................61.2.6设计依据.....71.3工程建设的必要性和工程容71.3.1工程建设的必要性71.3.2工程建设的容82．工程规模与处理程度82.1设计区域现状污水量82.1.1生活污水量82.1.2工业企业污水量82.1.3污水总量82.2污水处理厂设计规模.92.3设计区域水质情况.92.3.1设计进出水水质的确定.93．设计说明书.93.1去除率的计算93.1.1溶解性BOD5的去除率93.1.2CODr的去除率103.1.3SS的去除率103.1.4总氮的去除率103.1,5磷酸盐的去除率113.2污泥处理与处置11--可修编--\n--4．污水处理厂方案的确定114.1污水处理厂工艺选择原则114.2污水处理方案的比选..124.2.1A2/O工艺............................................124.2.2SBR工艺..............................................144.2.3氧化沟工艺............................................164.2.4城市污水处理工艺选择.................................174.2.5污水厂总平面图的布置.................................184.2.6处理筑物设计流量(二级构).............................184.3污水处理构筑物设计.......................................194.3.1.中格栅和提升泵房（两者合建在一起）....................194.3.2沉沙池...............................................204.3.3初沉池...............................................214.3.4厌氧池...............................................214.3.5缺氧池...............................................224.3.6曝气池...............................................224.3.7二沉池...............................................224.4污泥处理构筑物的设计计算.................................234.4.1污泥泵房.............................................234.4.2污泥浓缩池...........................................234.5污水厂平面，高程布置......................................244.5.1平面布置.............................................244.5.2管线布置.............................................244.5.3高程布置............................................255污水厂设计计算书...............................................255.1污水处理构筑物设计计算...................................255.1.1其设计参数...........................................255.1.2设计参数..............................................255.1.3设计计算..............................................265.1.4污水提升泵房..........................................275.1.5设计概述..............................................285.1.6集水间计算............................................285.1.7水泵总扬程估算........................................295.1.8校核总扬程............................................29--可修编--\n--5.2沉砂池..................................................305.2.1设计参数.............................................305.2.2设计计算..............................................305.3设计概述..................................................325.3.1设计计算..............................................325.4厌氧池....................................................345.4.1设计参数..............................................345.4.2.设计计算.............................................345.5缺氧池计算................................................345.5.1设计参数..............................................345.5.2设计计算..............................................345.6曝气池设计计算...........................................355.6.1污水处理程度的计算....................................355.6.2曝气池的计算与各部位尺寸的确定........................355.7曝气系统的计算与设计......................................375.8供气量的计算..............................................385.9空气管系统计算............................................406回流污泥泵房...................................................437二沉池.........................................................437.1.1设计概述..............................................437.1.2．设计计算.............................................438．1污泥处理部分构筑物计算.......................................458.1.1污泥浓缩池设计计算....................................458.1.2浓缩污泥量的计算......................................458.1.3浓缩池各部分尺寸计算..................................468.2储泥灌与污泥脱水机房设计计算.................................478.3高程计算....................................................478.3.1污水处理部分高程计算...................................488.3.2污泥处理部分高程计算.......................................49参考文献.........................................................49--可修编--\n--致谢附图........................................................51引言长期以来，城市污水处理均以去除有机物和悬浮物为目的，其工艺为普通活性污泥法．该法对氮、磷等无机营养物去除效果很差．一般来说*1，氮的去除率只有20％～30％，磷的去除率只有10％～20％．随着大量的化肥、农药、洗涤剂等高浓度氮、磷工业废水的排出，导致城市污水中N、P浓度急剧增加，从而引起水体中溶解氧降低及水体富营养化，同时影响了处理后污水的复用．所以，要求在城市污水处理过程中不仅要有效地去除BOD和SS，而且要有效地脱氮除磷．八十年代以来，生物脱氮除磷工艺已成为现代污水处理的重大课题，特别是以厌氧－缺氧－好氧*2*3（Anaerobic－Anoxic－aerobic，简称A2/O工艺）系统的生物脱氮除磷工艺，因其特有的技术经济优势和环境效益，越来越受到人们的高度重视。本设计中即采用厌氧－缺氧－好氧（Anaerobic－Anoxic－aerobic，即A2/O工艺）对某城市生活污水进行处理，日处理能力100000方。出水达到1996年颁布的综合污水排放标准*4水质要求。1设计任务及设计资料1.1设计任务与容该城市污水处理厂的AAO工艺流程设计，对流程进行详细的工艺计算，水力计算，对工程进行概算，绘制总平面图、流程高程图，单体构筑物工艺图。工艺要求对污水进行生物脱氮除磷。--可修编--\n--1.2设计原始资料1.2.1城市气象资料经调查和咨询，玄武区的气象资料见表1：表1污水处理厂所处城市气象资料年平均气温12℃月平均最高气温25℃月平均最低气温4℃最高气温36℃最低气温-4-5℃年平均降雨量1000㎜冰冻线深300㎜主风向西南风温度在-10℃度以下0天相对湿度70％1.2.2地质资料污水处理厂处的地下土壤为：亚黏土，平均地下水位在地表以下：20m1.2.3设计规模污水厂的处理水量按最高日最高时流量，污水厂的日处理量为10万方。主要处理城市生活污水以及部分工业废水，按生活污水量来取其时变化系数为1.329。1.2.4进出水水质该水经处理以后，水质应符合《污水综合排放标准》（GB8978－1996）中的二级标准，由于进水不但含有BOD5，还含有大量的N，P所以不仅要求去BOD5除还应去除不中的N，P达到排放标准。进水PH为6-7，总氮为44-45mg/L。其他见表2：表2污水厂设计进出水水质对照表--可修编--\n--单位：mg/LCODBOD5SSTNNH3－NTP进水32016030035264出水6020301581.5城市污水总干管进入污水厂入口处的管径为1米，水量2000毫米，管底埋深2.3米。该城市地势为东南方向较高，西北方向较低，城市的排水出路在西北方向，在城市北侧有一条河流为污水的最终收纳水体，污水厂址位于城市西北，河流的南岸，污水厂厂区地势平坦，地面标高（黄海高程）为18米，受纳水体洪水位为17米。1.2.5出水水质根据《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的一级B标准，本设计出水水质如下：表1.2一级B标准(单位：mg/L)主要指标B项目BCODcr(mg/L)CBOD5(mg/LSSS(mg/L)TTN(mg/L)TTP(mg/L)一出水标准2≤603≤202≤204≤204≤11.2.6设计依据(1)污水处理工程毕业设计任务书；(2)《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）；(3)《污水排入城市下水道水质标准》（CJ-3082-2002），；(4)《城市污水处理工程项目建设标准》，建设部，2001年；(5)《室外排水设计规》（GB50101-2006），中国计划；--可修编--\n--(6)《污水综合排放标准》GB8978－1996）；(7)《城镇污水处理厂附属建筑设备设计标准》（CJJ31-89），，1989年；(8)《建筑制图标准汇编》，1996年。1.3工程建设的必要性和工程容1.3.1工程建设的必要性随着长三角地带工业迅速发展，各种工厂企业相继兴建起来，大量的污水未经处理排入河流中，及城市污水的排放都造成了对水环境生态系统的严重污染，大大影响了饮用水的水质。因此，河流水质恶化已成为该区主要环境问题之一，并已成为制约该区经济和生活质量发展的关键因素。如不尽快治理，整个水环境质量恶化程度势必加剧。水资源是人类赖以生存的基本物质之一，已成为人类社会可持续发展的重要限制因素。近年来随着城镇建设和工业的发展，城镇用水量急剧增加，大量不达标污废水的排放不仅污染了环境和水源，更加重了水资源的日益短缺和水质的日益恶化，从而导致生态环境的恶性循环。综上所述，修建污水处理厂是必要的，刻不容缓的。1.3.2工程建设的容本工程建设总规模为1.8万m3/d，工程容是：建设某市某城镇污水处理厂。2工程规模与处理程度2.1设计区域现状污水量该污水厂位于市区东南郊，主要接纳和处理居住区生活污水和少量的工业废水。2.1.1生活污水量该镇现状人口55.65万人该镇现状街区面积216.64ha--可修编--\n--人均综合用水指标200L/人·d生活用水量=55.65×0.2=11.3万m3/d2.1.2工业企业污水量企业甲废水产生量0.07万m3/d企业乙废水产生量0.05万m3/d工业废水产生量=0.07+0.05=0.12万m3/d2.1.3污水总量现状污水产生总量=（11.3+0.12）×80%=9万m3/d地下水渗入率：取地下水渗入量为设计污水量的10%设计水量=9万m3/d+9万m3/d×10%=9.9万m3/d2.2污水处理厂设计规模取100000m3/d2.3设计区域水质情况2.3.1设计进出水水质的确定该区域主要污水来源是居民生活污水和少量的工业轻污染废水，污水有机物浓度较低，BOD/COD=0.5，可生化性较好，重金属及其他难以生物降解的有毒有害污染物一般不超标。根据《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）规定确定该城镇污水处理厂出水达到一级B标准，具体标准见下表。表2.1进出水水质要求的(单位：mg/L)主要指标B项目BCODcr(mg/L)CBOD5(mg/L)SSS(mg/L)TTN(mg/L)TP(mg/L)3进水水质13203160230043544出出水水质16052013011501.5--可修编--\n--去去除率981.25%893.79%990%657.14%862.5%3设计说明书3.1去除率的计算3.1.1溶解性BOD5的去除率活泩污泥处理系统处理水中的BOD5值是由残存的溶解性BOD5和非溶解性BOD5二者组成，而后者主要是以生物污泥的残屑为主体。活性污泥的净化功能，是去除溶解性BOD5。因此从活性污泥的净化功能来考虑，应将非溶解性的BOD5从处理水的总BOD5值中减去。取原污水BOD5值（S0）为250mg/L，经初次沉淀池及缺氧池、厌氧段处理，按降低25％考虑，则进入曝气池的污水，其BOD5值（S）为：S＝320（1-25％）＝240mg/L计算去除率，对此，首先按式BOD5＝5（1.42bXC）=7.1XC计算处理水中的非溶解性BOD5值,上式中C——处理水中悬浮固体浓度，取用综合排放一级标准20mg/L;b-----微生物自身氧化率，一般介于0.05-0.1之间，取0.09；X---活性微生物在处理水中所占比例，取值0.4得BOD5＝7.10.090.420＝5.1mg/L.处理水中溶解性BOD5值为：20-5.1＝14.9mg/L去除率＝(240-14.9)/240=93.79%3.1.2COD的去除率：入水COD为320mg/L；=(320-60)/320=81.25%--可修编--\n--3.1.3.SS的去除率：入水SS为300mg/L3.1.4.TN的去除率：TN=（4-1.5）/4=62.5%3.1.5.TP的去除率：出水标准中的总氮为25mg/L，处理水中的总氮设计值取15mg/L，入水总氮取35mg/L，总氮的去除率为：=(35-15)/35=57.14%3.2污泥处理与处置污泥中含有大量的有毒有害物质，如寄生虫卵、病原微生物、细菌、合成有机物及重金属离子等，同时也含有一些植物营养素（氮、磷、钾）、有机物等。因此污泥需要及时处理与处置，以便达到如下目的：(1)使有毒有害物质得到妥善处理或利用；(2)使污水处理厂能够正常运行，确保污水处理效果；(3)使容易腐化发臭的有机物得到稳定处理；(4)使有用物质能够得到综合利用，变害为利。污泥处置的目的是实现减量化、稳定化、无害化及综合利用。处置方法包括：污泥减量（污泥浓缩脱水、干化等去除污泥中的水分）；--可修编--\n--污泥稳定（进一步降解污泥中的有机物）等；污泥的最终处置方法：卫生填埋、排海、焚烧、土地利用等。污水处理厂排出的污泥执行《污水综合排放标准》（GB8978－1996），本项目的污泥最终送到田地最肥料使用。4污水处理厂方案的确定4.1污水处理厂工艺选择原则污水处理工艺流程的选择是工程建设成败的关键，它关系到水处理系统的处理效果、处理出水水质、运行稳定性、建设投资、运行成本等。需考虑到污水的处理程度、当地的各项条件、原污水的水量与污水流入工况、施工的难易程度和运行管理所需要的技术条件等因素[3]。因此，各个地区、各个城市的具体情况不同，需求不同，选择的工艺亦有所不同。根据统计资料，目前世界上使用最多的是活性污泥法，其中又有不同的模式，如传统活性污泥法、阶段曝气法、曝气沉淀池、AB法、A-O法等。当然，也有采用其它方法的如:生物膜法、物理化学法以及自然处理法、氧化塘等。每种处理工艺方法均有其各自的特点及适应围，应根据当地的各种不同条件和要求选择处理形式。在工程设计上要因地制宜，综合考虑排水系统现状或规划、厂区地形及地质、温度、降雨、污水量、水质、排放标准、设备等，还要按照一定的原则。1.主要按以下原则确定：(1)城市污水处理应采用先进的技术设备，要求经济合理，安全可靠，出水水质好；保证良好的出水水质，效益高；(2)设备选型合理、可靠、先进；(3)采用工艺先进、成熟，管理方便的设计方案；(4)减少投资和日常运行费用；--可修编--\n--(5)便于实现处理工艺运转的自动控制，以尽可能少的投入取得尽可能大的效益；(6)运行管理方便，运转方式灵活，并可根据不同的进水水质调整运行方式和参数，最大限度地发挥处理装置和构筑物的处理能力。1.最佳的处理方案要体现以下优点：(1)保证处理效果，运行稳定；(2)占地面积小，泥量少，管理方便；(3)基建投资省，耗能低，运行费用低。4.2污水处理方案的比选4.2.1A2/O工艺在A/O工艺基础上，加入一个缺氧池，并将好氧池中的混合液回流到缺氧池，达到反硝化脱氮的目的，这就是A2/O工艺[8]，如图3.1所示。图3.1A2/O示意图1.A2/O工艺特点(1)本工艺在系统上可以称为最简单的同步脱N除P工艺，总的水力停留时间少于其他同类工艺；(2)在厌氧（缺氧）、好氧交替运行条件下，丝状菌不能大量增殖，无污泥膨胀之虞，SVI值一般均小于100；--可修编--\n--(3)污泥中含P浓度高，一般为2.5%以上，具有很高的肥效；(4)运行中勿需投药，两个A段只用轻缓搅拌，以不增加溶解氧为度，运行费用低；(5)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，能同时具有去除有机物、脱N除P的功能；(6)脱N效果受混合液回流比大小的影响，除P效果则受回流污泥中夹带DO和硝酸态氧的影响，因而脱N除P效率不可能很高。1.存在的问题(1)除磷效果难于再行提高，特别是当P/BOD值高时更是如此；(2)脱氮效果也难于进一步提高，循环量一般不宜太高；(3)进入沉淀池的处理水要保持一定浓度的DO，减少停留时间，防止生产厌氧状态和污泥释放磷现象出现，但DO浓度也不宜过高，以防循环混液对缺氧反应器的干扰。4.2.2SBR工艺SBR工艺是通过时间上的交替来实现传统活性污泥法的整个运行过程，它在流程上只有一个基本单元，将调节池、曝气池和二沉池的功能集于一池，进行水质水量调节、微生物降解有机物和固、液分离等。经典SBR反应器的运行过程为：流入→反应→沉淀→排放→待机。--可修编--\n--图3.2SBR示意图1.SBR工艺的工作过程(1)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；(2)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N除P应进行相应的处理工作；(3)沉淀工序：使混合液泥水分离，相当于二沉池；(4)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种泥；(5)待机工序：处理水排放后，反应器处于停滞状态等待一个周期。2.SBR工艺的优点SBR工艺由于采用合建式，不需要设置二沉地，同时由于采用微孔曝气，可以采用的水深一般为4～6m，所以SBR工艺的占地面积小，如果污水处理厂所在地的征地费用比较高，对SBR工艺有利。(1)处理效果稳定，对水量、水质变化适应性质、耐冲击负荷；(2)理想的推流过程使生化反应推力大、效率高；(3)污泥活性高，浓度高且具有良好的污泥沉降性能；--可修编--\n--(4)脱氮除磷效果好。1.SBR工艺的缺点(1)和合建式氧化沟一样，因为在一个较长停留时间的曝气系统，只有50%左右的池容用于曝气，SBR工艺的容积利用率也不高；(2)连续进水时，对于单一SBR反应器需要较大的调节池；(3)对于多个SBR反应器，其进水和排水的阀门自动切换频繁，因此，对自控设备的要求比较高，目前，某些国产设备的质量尚不过关，如果考虑进口，自控系统所占的投资比例将增加，而且将增大维修费用；(4)无法达到大型污水处理项目之连续进水、出水的要求；(5)设备的闲置率较高；(6)污水提升水头损失较大；(7)如果需要后处理，则需要较大容积的调节池；(8)SBR工艺中一个周期的沉淀时间是由活性污泥界面的沉速、MLSS浓度、水温等因素确定的，浑水时间是由滗水器的长度、上清液的滗除速率等因素决定的，对于一个固定的反应系统，沉淀时间和滗水时间的和基本上是固定的，一般都不应小于2小时，因此，每个周期的时间短，反应时间所占的比例就低，反应池的容积利用系数降低。4.2.3氧化沟工艺严格地说，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，--可修编--\n--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。　交替工作式氧化沟一般采用合建式，多采用转刷曝气，不设二沉池和污泥回流设施。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节转刷的开停，既可以节约能源，又可以实现最佳的除磷脱氮效果。氧化沟具有以下特点：(1)工艺流程简单，运行管理方便。氧化沟工艺不需要初沉池和污泥消化池。有些类型氧化沟还可以和二沉池合建，省去污泥回流系统。(2)运行稳定，处理效果好。氧化沟的BOD平均处理水平可达到95%左右。(3)能承受水量、水质的冲击负荷，对浓度较高的工业废水有较强的适应能力。这主要是由于氧化沟水力停留时间长、泥龄长和循环稀释水量大。(4)污泥量少、性质稳定。由于氧化沟泥龄长。一般为20～30d，污泥在沟已好氧稳定，所以污泥产量少从而管理简单，运行费用低。(5)可以除磷脱氮。可以通过氧化沟中曝气机的开关，创造好氧、缺氧环境达到除磷脱氮目的，脱氮效率一般＞80%。但要达到较高的除磷效果则需要采取另外措施。(6)基建投资省、运行费用低。和传统活性污泥法工艺相比，在去除BOD、去除BOD和NH3-N及去除BOD和脱氮三种情况下，基建费用和运行费用都有较大降低，特别是在去除BOD和脱氮情况下更省。同时统计表明在规模较小的情况下，氧化沟的基建投资比传统活性污泥法节省更多。4.2.4城市污水处理工艺选择处理厂的工艺流程是指在达到所要求处理程度的前提下，污水处理各单元的有机组合；构筑物的选型是指处理构筑物形式的选择。两者是相互联系，互为影响的。城市生活污水一般以BOD物质为主要去除对象。由于经过一级处理后的污水，BOD只去除30％左右，仍不能排放；二级处理BOD去除率可达90％以上，处理后的BOD含量可能降到20-30mg/L，已具备排放水体的标准*4。--可修编--\n--又该城市污水处理厂的方案，既要考虑有效去除BOD5又要适当去除N，P故本设计采用A/A/O法。污水处理工艺流程如图1所示。该流程包括完整的二级处理系统和污泥处理系统。污水经由一级处理的隔栅、沉沙池和初沉池进入二级处理的厌氧池缺氧池和曝气池，然后在二次沉淀池中进行泥水分离，二沉池出水后直接排放。二沉池中一部分污泥作为回流污泥进入二级处理部分，剩余污泥与初沉池污泥进入污泥浓缩池，经浓缩之后的污泥进入脱水机房加药脱水，最后外运。图1污水处理厂设计工艺流程图优点：①该工艺为最简单的同步脱氮除磷工艺，总的水力停留时间，总产占地面积少于其它的工艺。②在厌氧的好氧交替运行条件下，丝状菌得不到大量增殖，无污泥膨胀之虞，SVI值一般均小于100。③污泥中含磷浓度高，具有很高的肥效。④运行中无需投药，两个A段只用轻缓搅拌，以保证充足溶解氧浓度，运行费低。缺点：①除磷效果难于再行提高，污泥增长有一定的限度，不易提高，特别是当P/BOD值高时更是如此。--可修编--\n--②脱氮效果也难于进一步提高，循环量一般以2Q为限，不宜太高，否则增加运行费用。③对沉淀池要保持一定的浓度的溶解氧，减少停留时间，防止产生厌氧状态和污泥释放磷的现象出现，但溶解浓度也不宜过高。以防止循环混合液对缺反应器的干扰。4.2.5污水厂总平面图的布置本污水处理厂平面布置在满足工艺流程的前提下进行布置，大致分为生活区、污水处理区、污泥处理区三区，布置紧凑，进出水流畅；其中，综合办公楼、宿舍楼、食堂、浴室等在入厂正门一侧附近，方便本厂职工办公和起居生活，同时也方便外来人员；隔栅间气味大，锅炉房多烟尘，污泥区设在夏季主导风向的下风向、在脱水机房附近设有后门，以减少煤、灰、泥饼、栅渣外运时对环境的污染。4.2.6处理构筑物设计流量(二级)最高日最高时12万吨平均日平均时10万吨4.3污水处理构筑物设计4.3.1.中格栅和提升泵房（两者合建在一起）中格栅用以截留水中的较大悬浮物或漂浮物，以减轻后续处理构筑物的负荷，用来去除那些可能堵塞水泵机组驻管道阀门的较粗大的悬浮物，并保证后续处理设施能正常运行的装置。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。--可修编--\n--设计参数：格栅与水泵房合建在一起。（1）水泵处理系统前格栅栅条间隙，应符合下列要求：人工清除25～40mm机械清除16～25mm最大间隙40mm（2）在大型污水处理厂或泵站前原大型格栅(每日栅渣量大于0.2m3),一般应采用机械清渣。（3）格栅倾角一般用450～750。机械格栅倾角一般为600～700。（4）通过格栅的水头损失一般采用0.08～0.15m。（5）过栅流速一般采用0.6～1.0m/s。运行参数：设计流量Q=105m3/d=1157L/s栅前流速v1=0.7m/s过栅流速v2=0.9m/s栅条宽度s=0.01m格栅间隙e=25mm栅前部分长度0.5m格栅倾角α=60°过栅水头损失：0.175m设计中的各参数均按照规规定的数值来取的。提升泵房说明*6：1．泵房进水角度不大于45度。2．相邻两机组突出部分得间距，以及机组突出部分与墙壁的间距，应保证水泵轴或电动机转子再检修时能够拆卸，并不得小于0.8。如电动机容量大于55KW时，则不得小于1.0m，作为主要通道宽度不得小于1.2m。3.泵站为半地下式，污水泵房设计占地面积120m2（12*10）高10m,地下埋深5米。4.水泵为自灌式。--可修编--\n--4.3.2沉沙池沉砂池的作用是从污水中将比重较大的颗粒去除，其工作原理是以重力分离为基础，故应将沉砂池的进水流速控制在只能使比重大的无机颗粒下沉，而有机悬浮颗粒则随水流带起立。沉砂池设计中，必需按照下列原则*7：1.城市污水厂一般均应设置沉砂池，座数或分格数应不少于2座(格)，并按并联运行原则考虑。2.设计流量应按分期建设考虑：①当污水自流进入时，应按每期的最大设计流量计算；②当污水为用提升泵送入时，则应按每期工作水泵的最大组合流量计算；③合流制处理系统中，应按降雨时的设计流量计算。3.沉砂池去除的砂粒杂质是以比重为2.65，粒径为0.2以上的颗粒为主。4.城市污水的沉砂量可按每106m3污水沉砂量为30m3计算，其含水率为60%，容量为1500kg/m3。5.贮砂斗槔容积应按2日沉砂量计算，贮砂斗池壁与水平面的倾角不应小于55°排砂管直径应不小于0.3m。6.沉砂池的超高不宜不于0.3m。7.除砂一般宜采用机械方法。当采用重力排砂时，沉砂池和晒砂厂应尽量靠近，以缩短排砂管的长度。说明：采用平流式沉砂池，具有处理效果好，结构简单的优点，分两格。运行参数：沉砂池长度10m池总宽7m有效水深0.8m贮泥区容积2.66m3（每个沉砂斗）--可修编--\n--沉砂斗底宽2m斗壁与水平面倾角为600斗高为0.5m斗部上口宽2.6m4.3.3初沉池设计参数：设计进水量：Q=100000m3/d表面负荷：qb围为2-2.5m3/m2.h，取q=2.0m3/m2.h运行参数：沉淀池直径D=30m有效水深h＝2m池总高度H=5.55m贮泥斗容积Vw＝33.33m3出水系统：采用双边溢流堰，在边池沉淀完毕，出水闸门开启，污水通过溢流堰，进行泥水分离。澄清液通过池得排水渠排除。在排水完毕后，出水闸门关闭。排泥系统：采用轨道式吸泥机，4.3.4厌氧池二级处理的主体构筑物，是活性污泥的反应器，即厌氧、缺氧、好氧反应器。其独特的结构使其具有脱氮除磷功能，经过曝气池后，水质得到很大的改善。运行参数：建造一组厌氧池，采用推流式设计。厌氧池尺寸:长23m，宽50米，横向分为两廊，则每道长度为50米，宽23米，高H=4.8m4.3.5缺氧池运行参数：建造一组缺氧池，池中设搅拌装置。搅拌装置选用--可修编--\n--缺氧池尺寸:长23m，宽50米，横向分为两廊，则每道长度为50米，宽23米，高H=4.8m4.3.6曝气池本设计采用推流式曝气池，采用鼓风曝气系统。设计参数：设计进水量：10万m3/dBOD污泥负荷率：0.25BOD5/(kgMLSS·d)混合液污泥浓度：4300mg/L污泥龄：14d；水力停留时间：4.32h工艺参数：长：80米宽：50米有效水深：2.5米实际停留时间2.16小时曝气池与厌氧池、缺氧池合建，进水均选用普通铸铁管。其中厌氧池出水进入对称式配水槽为曝气池的两组平行部分均匀布水。出水系统采用倒虹吸式中央配水井，二对沉池进行布水。4.3.7二沉池设计参数：设计进水量：Q=100000m3/d表面负荷：qb围为1.0—1.5m3/m2.h，取q=1.0m3/m2.h水力停留时间（沉淀时间）：T=2.5h运行参数：沉淀池直径D=36m有效水深h＝2m池总高度H=4.55m贮泥斗容积Vw＝514m3出水系统：采用单边溢流堰，在边池沉淀完毕，出水闸门开启，污水通过溢流堰，进行泥水分离。澄清液通过池得排水渠排除。在排水完毕后，出水闸门关闭。排泥系统：采用周边传动轨道式吸泥机，--可修编--\n--4.4污泥处理构筑物的设计计算4.4.1污泥泵房（1）回流污泥泵选用LXB-1000螺旋泵*83台（2用1备），单台提升能力为660m3/h，提升高度为3.5-4.0m,电动机转速n=48r/min,功率N=15kW。（2）回流污泥泵房占地面积为9m×6m。（3）剩余污泥泵选两台，2用1备，单泵流量Q>2Qw/2＝5.56m3/h。选用1PN污泥泵Q7.2－16m3/h,H14-12m,N3kW。（4）剩余污泥泵房占地面积L×B=4m×3m。。4.4.2污泥浓缩池采用间歇式重力浓缩池。设计规定及参数*8：①进泥含水率：当为初次污泥时，其含水率一般为95%～97%;当为剩余活性污泥时，其含水率一般为99.2%～99.6%。②污泥固体负荷：负荷当为初次污泥时，污泥固体负荷宜采用80～120kg/(m2.d)当为剩余污泥时，污泥固体负荷宜采用30～60kg/(m2.d)。③浓缩时间不宜小于12h，但也不要超过24h。运行参数：设计流量：每座302kg/d，采用2座进泥浓度8.6g/L污泥浓缩时间16h进泥含水率99.2%出泥含水率970%泥斗倾角60度高度2.5m贮泥时间16m上部直径12m--可修编--\n--浓缩池总高4.40m泥斗容积133.35m34.5污水厂平面，高程布置4.5.1平面布置各处理单元构筑物的平面布置：处理构筑物是污水处理厂的主体建筑物，在对它们进行平面布置时，应根据各构筑物的功能和水力要求结合当地地形地质条件，确定它们在厂区的平面布置应考虑*9：（1）贯通，连接各处理构筑物之间管道应直通，应避免迂回曲折，造成管理不便。（2）土方量做到基本平衡，避免劣质土壤地段（3）在各处理构筑物之间应保持一定产间距，以满足放工要求，一般间距要求5～10m，如有特殊要求构筑物其间距按有关规定执行。（4）各处理构筑物之间在平面上应尽量紧凑，在减少占地面积。4.5.2管线布置（1）应设超越管线，当出现故障时，可直接排入水体。（2）厂区还应有给水管，生活水管，雨水管。辅助建筑物：污水处理厂的辅助建筑物有泵房，鼓风机房，办公室，集中控制室，水质分析化验室，变电所，存储间，其建筑面积按具体情况而定，辅助建筑物之间往返距离应短而方便，安全，变电所应设于耗电量大的构筑物附近，化验室应原理机器间和污泥处理构筑物，以保证良好的工作条件，化验室应与处理构筑物保持适当距离，并应位于处理构筑物夏季主风向所在的上风中处。在污水厂主干道应尽量成环，方便运输。主干宽6～10m次干道宽3～4m，人行道宽1.5m～2.0m曲率半径9m，有30%以上的绿化。--可修编--\n--4.5.3高程布置为了降低运行费用和使维护管理，污水在处理构筑物之间的流动以按重力流考虑为宜，厂高程布置的主要特点是先确定最大构筑物的地面标高，然后根据水头损失，通过水力计算，递推出前后构筑物的各项控制标高。根据氧化沟的设计水面标高，推求各污水处理构筑物的水面标高，根据和处理构筑物结构稳定性，确定处理构筑物的设计地面标高。5污水厂设计计算书5.1污水处理构筑物设计计算5.1.1其设计参数：采用两座格栅池表4.1生活污水流量总变化系数Kz平均日流量(L/s)≥5≥15≥40≥70≥100≥200≥500≥1000Kz2.32.01.81.71.61.51.41.35.1.2设计参数：设计流量Q=60000m3/d=694L/sKZ=1.329Qmax=(60000*1.3)/86400=78000m3/d=0.9m3/s栅前流速v1=0.6m/s，过栅流速v2=1.0m/s栅条宽度s=0.01m，格栅间隙e=25mm栅前部分长度0.5m，格栅倾角α=60°单位栅渣量ω1=0.06m3栅渣/103m3污水--可修编--\n--5.1.3设计计算（1）设过栅流速v=1.0m/s，格栅安装倾角为60度则:栅前槽宽栅前水深（2）栅条间隙数(取n=58)（3）栅槽有效宽度B=s（n-1）+en=0.01（58-1）+0.025×58=2m（4）进水渠道渐宽部分长度（其中α1为进水渠展开角）（5）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度（6）过栅水头损失（h1）因栅条边为矩形截面，取k=3，则（0.08~0.15）其中ε=β（s/e）4/3h0：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=3ε：阻力系数，与栅条断面形状有关，当为矩形断面时β=2.42（7）栅后槽总高度（H）取栅前渠道超高h2=4.3m，则栅前槽总高度H1=h+h2=0.67+4.3=4.97m栅后槽总高度H=h+h1+h2=0.67+0.094+4.3=5.06m（8）格栅总长度L=L1+L2+0.5+1.0+1.1/tan=0.9+0.45+0.5+1.0+1.1*4.97/tan60°=6m（9）每日栅渣量ω=Q平均日ω1=--可修编--\n--=3.6m3/d>0.2m3/d所以宜采用机械格栅清渣（10）计算草图如下：图2中格栅设计简图5.1.4污水提升泵房本设计采用干式矩形半地下式合建式泵房，它具有布置紧凑、占地少、结构较省的特点。集水池和机器间由隔水墙分开，只有吸水管和叶轮浸没在水中，机器间经常保持干燥，以利于对泵房的检修和保养，也可避免对轴承、管件、仪表的腐蚀。在自动化程度较高的泵站，较重要地区的雨水泵站、开启频繁的污水泵站中，应尽量采用自灌式泵房。自灌式泵房的优点是启动及时可靠，不需引水的辅助设备，操作简便；缺点是泵房较深，增加工程造价。采用自灌式泵房时水泵叶轮（或泵轴）低于集水池的最低水位，在高、中、低三种水位情况下都能直接启动。泵房剖面图如图2所示。--可修编--\n--图3污水提升泵房设计简图5.1.5设计概述选择水池与机器间合建式的方形泵站，用6台泵（2台备用），每台水泵设计流量：Q=1390L/s，泵房工程结构按远期流量设计采用AAO工艺方案，污水处理系统简单，对于新建污水处理厂，工艺管线可以充分优化，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、缺氧池、曝气池、二沉池及计量堰，最后由出水管道排入受纳水体。各构筑物的水面标高和池底埋深见高程计算。5.1.6集水间计算选择水池与机器间合建的半地下式方形泵站，用6台泵（2台备用）每台泵流量为：Q0=1390/4=347.5L/s集水间容积，相当与1台泵5分钟容量W=＝105m3有效水深采用h=2m，则集水池面积为F＝105/2＝52.5m25.1.7水泵总扬程估算--可修编--\n--（1）集水池最低工作水位与所需提升最高水位之前的高差为：m（2）出水管线水头损失每台泵单用一根出水管，共流量为Q0=1390/4=347.5L/s选用管径为600mm的铸铁管，查表得v=1.66m,1000i=5.75m，设管总厂为30m，局部损失占沿程的30％，则总损失为：（3）泵站的管线水头损失假设为1.5m，考虑自由水头为1.0m（4）水头总扬程为取11m5.1.8校核总扬程泵站平面布置后对水泵总扬程进行校核计算（1）吸水管路的水头损失每根吸水管的流量为350L/s，每根吸水管管径为600mm，流速v=1.66m/s，只管长度为1.65m。沿程损失直管部分长度1.65m，进口闸阀一个（）Dg600350偏心管一个（）局部损失（0.5+0.609）1.662/2g+0.24.882/2g=0.41m吸水管路总损失为：0.01+0.41＝0.42m（2）出水管路的水头损失：管路总长度取25m，渐扩管1个（）90度弯头四个（）沿程损失255.75/1000i＝0.14m局部损失（0.3+0.609+41.01）1.72/2g+0.24.882/2g＝0.94m出水管路总损失为0.14+0.94＝1.08m--可修编--\n--（3）水泵所需总扬程为21.8-13.9+1.5+0.42+1.08＝10.9m。取11m。采用6台水泵厂制造的56LKSB-10立式斜流泵，两台备用。该泵单台提升流量340L/s，扬程11.3m，转速370r/min，功率500kW污水泵房设计占地面积120m2（12*10）高10m,地下埋深5米。5.2、沉砂池采用平流式沉砂池5.2.1设计参数设计流量：Q=1157L/s（设计1组，分为2格）设计流速：v=0.25m/s水力停留时间：t=40s5.2.2设计计算（1）沉砂池长度：L=vt=0.25×40=10.0m（2）水流断面积：A=Qmax/v=1.39/0.25=5.56m2取5.6m2。（3）池总宽度：设计n=2格，每格宽取b=3.5m>0.6m，池总宽B=2b=7m（4）有效水深：h2=A/B=5.6/7=0.8m（介于0.25～1m之间）（5）贮泥区所需容积：设计T=2d，即考虑排泥间隔天数为2天，则每个沉砂斗容积（每格沉砂池设两个沉砂斗，两格共有四个沉砂斗）其中X1：城市污水沉砂量3m3/105m3，--可修编--\n--K：污水流量总变化系数1.2（6）沉砂斗各部分尺寸及容积：设计斗底宽a1=2m，斗壁与水平面的倾角为60°，斗高hd=0.5m，则沉砂斗上口宽：沉砂斗容积：（略大于V1=2.6m3，符合要求）（7）沉砂池高度：采用重力排砂，设计池底坡度为0.06，坡向沉砂斗长度为则沉泥区高度为h3=hd+0.06L2=0.5+0.06×3.9=0.734m池总高度H：设超高h1=0.3m，H=h1+h2+h3=0.3+0.5+0.73=1.46m（8）进水渐宽部分长度:（9）出水渐窄部分长度:L3=L1=5.4m（10）校核最小流量时的流速：最小流量即平均日流量：Q平均日=Q/K=1390/1.2=1157L/s则vmin=Q平均日/A=1.157/5.6=0.21>0.15m/s，符合要求5.3设计概述本设计中采用中央进水幅流式沉淀池两座。则每座设计进水量：Q=25000m3/d采用周边传动刮泥机。表面负荷：qb围为1.5-3.0m3/m2.h，取q=23/m2h水力停留时间（沉淀时间）：T=2h--可修编--\n--5.3.1设计计算（1）沉淀池面积:按表面负荷计算：m2（2）沉淀池直径：有效水深为：h1=qbT=2.02=4m（介于6～12）（3）贮泥斗容积：本污水处理厂设计服务人口数为80万人。贮泥时间采用Tw=4h，初沉池污泥区所需存泥容积：设池边坡度为0.05，进水头部直径为2m，则：h2=(R-r)×0.05=(18-1)×0.05=0.85m锥体部分容积为：（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则二沉池总高度H＝h1+h2+h3+h4=4+0.85+0.4+0.3=5.55m则池边总高度为h=h1+h3+h4=4+0.4+0.3=4.7m（5）校核堰负荷：径深比--可修编--\n--介于6-12之间，符合要求。堰负荷要设双边进水的集水槽。（6）辐流式初沉池计算草图如下：图4幅流式初沉池设计计算草图5.4厌氧池5.4.1设计参数设计流量：最大日平均时流量Q=1.39m3=1390L/s水力停留时间：T=1h5.4.2.设计计算--可修编--\n--（1）厌氧池容积：V=Q′T=1.39×1×3600=5004m3（2）厌氧池尺寸：水深取为h=4.5m。则厌氧池面积：A=V/h=5004/4.5=1112m2池宽取50m，则池长L=F/B=1112/50=22.24。取23m。设双廊道式厌氧池。考虑0.5m的超高，故池总高为H=h+0.3=4.5+0.5=5.0m。5.5缺氧池计算5.5.1设计参数设计流量：最大日平均时流量Q=1.39m3=1390L/s水力停留时间：T=1h5.5.2设计计算（1）缺氧池容积：V=Q′T=1.39×1×3600=5004m3（2）缺氧池尺寸：水深取为h=4.5m。则缺氧池面积：A=V/h=5004/4.5=1112m2池宽取50m，则池长L=F/B=1112/50=22.24。取23m。考虑0.5m的超高，故池总高为H=h+0.3=4.5+0.5=5.0m。5.6曝气池设计计算本设计采用传统推流式曝气池。5.6.1污水处理程度的计算取原污水BOD5值（S0--可修编--\n--）为250mg/L，经初次沉淀池及缺氧池、厌氧段处理，按降低25％*10考虑，则进入曝气池的污水，其BOD5值（S）为：S＝250（1-25％）＝187.5mg/L计算去除率，对此，首先按式BOD5＝5（1.42bXC）=7.1XC计算处理水中的非溶解性BOD5值,上式中C——处理水中悬浮固体浓度，取用综合排放一级标准20mg/L;b-----微生物自身氧化率，一般介于0.05-0.1之间，取0.09；X---活性微生物在处理水中所占比例，取值0.4得BOD5＝7.10.090.420＝5.1mg/L.处理水中溶解性BOD5值为：20-5.1＝14.9mg/L去除率＝5.6.2曝气池的计算与各部位尺寸的确定曝气池按BOD污泥负荷率确定拟定采用的BOD-污泥负荷率为0.25BOD5/(kgMLSS·kg)但为稳妥计，需加以校核，校核公式：Ns=K2值取0.0200,Se=14.9mg/L,=0.92,f=代入各值，BOD5/(kgMLSS·kg)计算结果确证，Ns取0.25是适宜的。(2)确定混合液污泥浓度（X）根据已确定的Ns值，查图*11得相应的SVI值为120-140，取值140根据式X=X----曝气池混合液污泥浓度--可修编--\n--R----污泥回流比取r=1.2,R=100％，代入得：X=＝mg/L取4300mg/L。(3)确定曝气池容积，由公式代入各值得：m3根据活性污泥的凝聚性能，混合液污泥浓度（X）不可能高于回流污泥浓度（Xr）。mg/LX107.5m3（4）、浓缩池高度计算：H=h1+h2+h3=2.5+2+0.3=4.8m--可修编--\n--排泥管、进泥管采用D=300mm，排上清液管采用三跟D＝100mm铸铁管。浓缩池后设储泥罐一座，贮存来自除尘池的新污泥和浓缩池浓缩后的剩余活性污泥。贮存来自初沉池污泥400m3/d，来自浓缩池污泥161.24m3/d。总污泥量取600m3/d。设计污泥停留时间为16小时，池深取3m，超高0.3m，缓冲层高度0.3m。直径6.5m。8.2储泥灌与污泥脱水机房设计计算采用带式压滤机将污泥脱水。选用两台机房按照污泥流程分为前后两部分，前部分为投配池，用泵将絮凝剂加入污泥。后面部分选用7D—75型皮带运输机两台，带宽800毫米。采用带式压滤机将污泥脱水，设计选用两台带式压滤机，则每台处理污泥流量为：选用DY—2000型带式压滤机两台，工作参数如下：滤带有效宽度2000毫米；滤带运行速度0.4-4m/min进料污泥含水率95-98％，滤饼含水率70-80％产泥量50-500kg/h·㎡用电功率2.2kW重量5.5吨外形尺寸（厂×宽×高）：4970×2725×1895根据以上数据设计污泥脱水机房。8.3高程计算--可修编--\n--污水处理厂的水流厂依靠重力流动，以减少运行费用。为此，必须精确计算其水头损失（初步设计或扩初步设计式，精度要求可降低）。水头损失包括：水流通过各处理构筑物的水头损失，包括从进池到出池的所有水头损失在；水流通过连接前后两构筑物的管渠（包括配水设施）的水头损失，包括沿程与局部水头损失；水流流过量水设备的水头损失。选择一条距离最长，水头损失最大的流程进行水力计算，并适当留有余地，使实际运行使能有一定的灵活性。以近期最大流量Q＝1.39m3/s作为构筑物和管渠的设计流量计算水头损失。本文设计处理后派如河流水位高于受纳水体的洪水水位，低于水厂标高。污水处理厂所处位置地形平坦，起伏不大。采用地面为高程图零基准面。（以下计算中，均已米为单位）8.3.1污水处理部分高程计算:河水洪水位：123.5排水口水位；124消毒接触池水位126.3池底标高124池顶标高127.4二沉池水头损失：0.60二沉池出水水位：126.9水面水位127.2二沉池池底高程123.45二沉池池顶高程129.13二沉池中央配水井出水口损失：0.20二沉池中央配水井水位出水水位127.4二沉池中央配水井水位127.6二沉池中央配水井进水口损失：0.10曝气池水头损失：0.5曝气池出水口水位128曝气池水位：128.5厌氧池水头损失：0.03厌氧池水位：128.53缺氧池水头损失：0.03缺氧池水位：128.56段池底高程123.56池顶高程129.56缺氧池进水部分水头损失：0.1幅流式初沉池水头损失：0.6初沉池水位：129.3初沉池池底高程126.3池顶高程134.3初沉池配水井出水部分水头损失0.1初沉池配水井水位129.4初沉池配水井进水部分水头损失：0.1--可修编--\n--沉沙池水头损失：0.2沉沙池水位：129.7沉砂池池底高程129.2池顶高程130.5细格栅栅后水位130.45栅前水位130.66进水泵房水位122中格栅栅后水位122.07栅前水位122.278.3.2污泥处理部分高程计算:污泥处理流程的高程计算从初沉池开始.初沉池排出的污泥,弃含水率为98%,初沉池至浓缩池的管道用的铸铁管,长280米,管径300mm.污泥在管呈重力流,流速为1.5m/s,按下式求得水头损失为:根据处理构筑物结构尺寸和埋设深度可以确定污泥区构筑物的高程。储泥罐水位：1.31m浓缩池水位：3.50m参考文献[1].钱易，米详友．现代废水处理新技术．：中国科学技术，1993．280～307[2].秦鳞源．废水生物处理．XX：同济大学，1989．307～339[3].PitmanAR，etal．PracticalExperiencewithBiologicalPhosphorusRemovalPlantsInJohanNewburg，WaterScience＆Technology.1983.15(3,4)：78[4]《污水综合排放标准》（GB8978－1996）[5]美国公共卫生协会等编著，宋仁元等译.水和废水标准检验法，，，1985.305[6]市市政设计研究院主编，简明排水设计手册，，，1990.280[7]市市政XX主编，给水排水设计手册，第五册，城市排水，，，1986，223[8]金根主编--可修编--\n--给水排水工程快速设计手册，第四册，给水排水设备，，，1996，242[9]自杰主编排水工程第二版，下册，排水，，，2000，338[10]Dieter·BlissandDavidBarnes.Wat.Set.Tech.，18：～148，1986.[11]Mecarty.PhosphorusandNitrogenRemovalbyBiologicalSystem.TheWastewaterReclamationandReuseWorkshop，LakeTahoe，California，（1970）[12]亚峰士君主编，给谁排水工程专业毕业设计指南，，化学工业环境科学与工程出版中心，2003，172[13]金根主编给水排水工程快速设计手册，第四册，给水排水设备，，，1996，263[14]严煦世主编.水和废水技术研究，，，529～547，1992．[15].环保局.中国环境报，6，15，1993[16]JohnT．Ridinsetal.JournalWPCF．51（5）:1040—1053，1979[17]在峰等.中国环境科学，11（5）：323～326，1991[18]排水工程（第四版）下册自杰主编中国建筑工程2000年6月版附录1致谢我们小组在面对一个又一个的设计上的困难时，向宋老师请教经验，与其他组讨论研究。--可修编--\n--经过一个星期的课程设计，我们对本专业知识有了更加深刻的认识和了解，设计时遇到的挫折，它使我们看到自身专业方面的不足，同时收获了很多以前没有学到的知识，现在小组基本完成了课程设计所要求的任务，达到了学校安排我们课程设计的目的。同时，由于专业水平的限制和实践经验的不足，我们组设计还有很多不合理和不完善的地方，还要请各位老师指正。在这里，特别感谢宋万召老师对我们小组设计的指导和帮助，同时感谢其他同学给予的帮助。附图附图1污水处理厂平面布置图附图2污水处理厂高程布置图附图3A2O平面及剖面图--可修编--\n--附图4二沉池平面及剖面图附图5浓缩池平面及剖面图附图6初沉池平面及剖面图--可修编--\n----可修编--