污水处理厂课程设计说明书(附计算书) 40页

目录1工程概述1.1设计任务与设计依据1.2城市概况及自然条件1.3主要设计资料2污水处理厂设计2.1污水量与水质确定2.2污水处理程度的确定2.3污水与污泥处理工艺选择2.4处理构筑物的设计按流程顺序说明各处理构筑物设计参数的选择，介绍各处理构筑物的数量、尺寸、构造、材料及其特点，说明主要设备的型号、规格、技术性能与数量等。2.5污水处理厂平面与高程布置2.6泵站工艺设计3结论与建议4参考文献附录（设计计算书）\n第一部分设计说明书第一章工程概述1.1设计任务、设计依据及原则1.1.1设计任务某城镇污水处理厂处理工艺设计。1.1.2设计依据①《排水工程(下)》（第四版），中国建筑工业出版社，2000年②《排水工程(上)》（第四版），中国建筑工业出版社，2000年③《给水排水设计手册》（第二版），中国建筑工业出版社，2004年2月(第一、五、十一册)④《室外排水设计规范》（GB50014—2006）1.1.3编制原则本工程的编制原则是:a.执行国家关于环境保护的政策，符合国家的有关法规、规范及标准。b.根据招标文件和设计进出水水质要求，选定污水处理工艺，力求技术先进成熟、处理效果好、运行稳妥可靠、高效节能、经济合理，确保污水处理效果，减少工程投资及日常运行费用。c.在污水厂征地范围内，厂区总平面布置力求在便于施工、便于安装和便于维修的前提下，使各处理构筑物尽量集中，节约用地，扩大绿化面积，并留有发展余地。使厂区环境和周围环境协调一致。d.污水处理厂的竖向布置力求工艺流程顺畅、合理，污水、污泥处理设施经一次提升后达到工艺流程要求，处理后污水自流排入排放水体。e.单项工艺构、建筑物设计力求可靠、运行方便、实用、节能、省地、经济合理，尽量减少工程投资，降低运行成本。f.妥善处理、处置污水处理过程中产生的栅渣、污泥，避免产生二次污染。g.为确保工程的可靠性及有效性，提高自动化水平，降低运行费用，减少日常维护检修工作量，改善工人操作条件，本工程设备选型考虑采用国内先进、可靠、高效、运行维护管理简便的污水处理专用设备，同时，积极稳妥地引进国外先进设备。h.采用现代化技术手段，实现自动化控制和管理，做到技术可靠、经济合理。i.为保证污水处理系统正常运转，供电系统需有较高的可靠性，采用双回路电源，且污水厂运行设备有足够的备用率。j.厂区建筑风格力求统一，简洁明快、美观大方，并与厂区周围景观相协调。k.积极创造一个良好的生产和生活环境，把滨湖新城污水处理厂设计成为现代化的园林式工厂。38\n1.2城市概况及自然条件1．该城镇范围内将建设独立、完善的污水管网收集系统，居民生活污水、单位生活污水、工矿企业的污、废水通过污水管网收集输送至污水处理厂进行集中处理。该系统服务范围内近期（2015年）规划总人口为：8+班号(1或2班)*1.5+(本人学号最后两位/50)万人，远期（2020年）规划总人口为16.8万人。2．工业废水全部经过局部处理后，在水质达到《污水排入城镇下水道水质标准》（CJ343-2010）后排入城市污水管网与城市生活污水合并，由污水处理厂统一处理。近期规划城镇一类工业用地面积为0.5km2，远期规划面积为0.8km2。3．污水厂位于城东600m处，河流的北岸，地形平坦，地面标高为903.62m。4．城市污水处理厂的污水进水总管管径为DN1200，坡度为0.002，充满度h/D=0.60，v=1.2m/s。污水干管终点管内底标高为900.52m。5．污水经处理后直接排入位于城市南边自西向东流过的河流。此河流属《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）中Ⅲ类水域，且河流保证率95％时的流量为3m3/s。河流20年一遇洪水位900.12m。6．气象资料：全年平均气温8.6℃，极端最高气温40℃，最低气温-29.3℃。多年平均最大降雨量522.5mm，夏季主导风向：东南风。7．水文、工程地质资料：污水厂厂址区地质条件良好，地下水位标高897.40m，最大冻土深度1.0m，地震裂度7度。8．污水处理要求根据受纳水体的使用功能确定。初沉污泥和二沉池剩余污泥经浓缩脱水后外运填埋处置。第二章污水处理厂设计2.1污水量与水质确定2.1.1设计人口：该系统服务范围内近期（2015年）规划总人口为：8+班号(1或2班)*1.5+(本人学号最后两位/50)万人，远期（2020年）规划总人口为16.8万人。近期人口：（人）2.1.2生活污水：《给水排水设计手册》（第二版），中国建筑工业出版社，2004年2月(第五册)中对污水量的规定如下：38\n该城市属于二区、中小城市。规定的综合生活用水定额为110~180L/d，本工程中取180L/d。由于本地区的建筑内部给排水设施完善，因此取用水量的90%。BOD5的范围在20~35g/（人·d），此处取BOD5=30g/（人·d）；SS的范围在35~50g/（人·d），此处取SS取40g/（人·d）；污水水量取给水水量的90%。故近期生活废水总量：远期生活废水总量：（或者在《室外排水设计规范》（GB50014-2006）中查表，值相同）38\n由水质工程学（二）典型生活污水水质参数查得：CODCr=400mg/LNH3-N=30mg/L2.1.3：工业废水：该城市工业企业生产废水全部经过厂内废水处理站进行处理后，已经达到城市污水排入下水道排放标准；工业废水中，近期规划城镇一类工业用地面积为0.5km2,远期规划面积为0.8km2。单位工业用地用水量指标（万m3/(km2·d)）【4】工业用地类型用水量指标工业用地类型用水量指标一类工业用地1.20~2.00三类工业用地3.00~5.00二类工业用地2.00~3.50近期排放量：远期排放量：时变化系数，取1.5CODCr=500mg/L，SS=400mg/L，BOD5=350mg/LNH3-N=45mg/LTP=8mg/LTN=70mg/L近期规模1.7505+0.64=2.3905万m3/d，取2.4万m3/d。最高日最高时处理水量为1.7505×1.5+0.64×1.5=3.58万m3/d，取3.6万m3/d，即416.7L/s远期规模：2.688+1.024=3.712万m3/d，取3.8万m3/d。最高日最高时处理水量为1.436×2.688+1.024×1.5=5.3959万m3/d，取5.4万m3/d，即625L/s2.1.4：进入污水处理厂的污水性质根据生活污水和工业废水所占比重进行核算混合液的水质参数：，38\n水质参数如下：CODCr=425mg/L，SS=290mg/L，BOD5=230mg/LNH3-N=34mg/LTP=6.7mg/LTN=20mg/L。2.2污水处理程度的确定2.2.1：纳污河流：污水经处理后直接排入位于城市南边自西向东流过的河流。此河流属《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）中Ⅲ类水域，且河流保证率95％时的流量为3m3/s。河流20年一遇洪水位900.12m。2.2.2：气象资料：气象资料：全年平均气温8.6℃，极端最高气温40℃，最低气-29.3℃。多年平均最大降雨量522.5mm，夏季主导风向：东南风。2.2.3：出水水质：按照污水综合排放标准，城镇二级污水处理厂排入到三类水体的处理水出水水质应满足一级B排放标准，所以处理水中各物质的浓度为COD≤60mg/L，BOD5≤20mg/L，SS≤20mg/L，NH3-N≤8（15）mg/L，TN≤20mg/L（括号外数值为水温>12℃时的控制指标，括号内数值为水温≤12℃时的控制指标）TP=1mg/L。2.2.4：污泥污水处理方式：污水：根据受纳水体的使用功能确定，排入三类水体；污泥：浓缩脱水后外运填埋处置。2.2.5：分期建设：考虑近期和远期城市发展的情况。人口数：近期：10.94万人，远期：16.8万人。工业用地面积：近期规划为0.5km2,远期规划为0.8km2。2.2.6：进水水质根据原始资料，污水处理厂进水水质见表二。表二、污水设计进水水质、出水水质标准38\n水质指标设计进水水质(mg/L)出水水质标准(mg/L)BOD523020CODcr42560SS29020NH3-N348（15）TP6.71TN5520括号外数值为水温>12℃时的控制指标，括号内数值为水温≤12℃时的控制指标。2.2.7、设计出水水质出水水质要求符合：《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002《地表水环境质量标准》GB3838-2002根据设计资料说明，本设计出水排入水体为Ⅲ类水体，要求执行一级B标准，出水水质标准如表二所示。根据出水水质要求，污水处理厂既要求有效地去除BOD5，又要求对污水的氮、磷进行适当处理，防止河流的富营养化。2.2.8、处理程度计算表三、各水质参数的去除率序号水质指标去除率1BOD52CODcr3SS4NH3-N5TP6TN2.3污水与污泥处理工艺选择2.3.1、工艺流程方案的提出由上述计算，该设计在水质处理中要求达到表三的处理效果。即要求处理工艺既能有效地去除BOD5、CODcr、SS等，又能达到脱氮除磷的效果。为达到该处理要求，现提出两种可供选择的处理工艺：①、厌氧池+氧化沟处理工艺②、CASS处理工艺38\n4.2、方案比较两个方案见图一和图二。两个方案的技术比较见表四。图一厌氧池+氧化沟处理工艺流程图二CASS处理工艺流程38\n表四工艺流程方案技术比较表方案一(厌氧池+氧化沟工艺)方案二(CASS处理工艺)优点：(1)、氧化沟具有独特的水力流动特点，有利于活性污泥的生物絮凝作用，而且可以将其工作区分为富氧区、缺氧区，用以进行消化和反消化作用，取得脱氮的效果。(2)、不使用初沉池，有机性悬浮物在氧化沟内能达到好氧稳定的程度。(3)、氧化沟只有曝气器和池中的推进器维持沟内的正常运行，电耗较小，运行费用低。(4)、脱氮效果还能进一步提高。因为脱氮效果的好坏很大一部分决定于内循环量，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是不受限制的，从而氧化沟具有较大的脱氮能力。缺点：(1)、污泥膨胀问题。当废水中的碳水化合物较多，N、P量不平衡，pH值偏低，氧化沟中的污泥负荷过高，溶解氧浓度不足，排泥不畅等易引发丝状菌性污泥膨胀。(2)、泡沫问题(3)、污泥上浮问题(4)、流速不均及污泥沉积问题(5)、氧化沟占地面积很大优点：(1)、工艺流程简单、管理方便、造价低。CASS工艺只有一个反应器，不需要二沉池，不需要污泥汇流设备，一般情况下也不需要调节池，因此要比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。(2)、处理效果好。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中，因此处理效果好。(3)、有较好的脱氮除磷效果。CASS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脱氮除磷效果。(4)、污泥沉降性能好。CASS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CASS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。(5)、CASS工艺独特的运行工况决定了它能很好的适应进水水量、水质的波动。缺点：由于进水贯穿于整个运行周期，沉淀阶段进水在主流区底部，造成水力紊动，影响泥水分离时间，进水量受到一定限制，水力停留时间较长。总的说来，这两个方案都比较好，不仅电耗较小，而且运行费用低，都能达到要求相应的处理效果，但方案一工艺有较大的脱氮能力，电耗较小，运行费用低。所以，本设计采用方案一作为污水厂处理工艺。第三章污水厂构筑物设计说明3.1污水处理构筑物的设计1、中格栅38\n为了确保污水处理厂进水泵房及后续处理工段的正常运行，需设置粗、细格栅。进水粗格栅的栅条间隙为20mm。通常污水处理厂细格栅间隙为8一10mm，由于本工程采用改良卡罗赛的污水处理工艺，为减少进入后续生物处理构筑物的浮渣，需强化细格栅作用，因此本工程细格栅间隙为10mm。中格栅与提升泵站合建。中格栅主要用于拦截较大的颗粒悬浮物，保护水泵。运行参数：栅前流速0.7m/s过栅流速0.8m/s栅条宽度0.0m栅条净间距0.02m栅前槽宽2.00m格栅间隙数49水头损失0.10m单位栅渣量ω1=0.05m3栅渣/103m3污水格栅倾角α=60°平面尺寸L×B=2.3m×1.46m，共分两格，每格净宽0.73m。本设计选择回转式格栅除污机，有效宽度900mm，整机功率1.5kW，安装角度60°，选两台。选择螺旋压榨机，功率7.87kW。处理水经明渠进入提升泵站。2、提升泵站提升泵站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。本工程污水只经一次提升。泵站按远期规模设计，水泵机组按近期规模配置。泵站选用集水池与机器间合建式泵站。泵站尺寸L×B×H=10m×7m×10m本设计中，查污水处理厂工艺设计手册354页可以选出适合该泵房的QW系列潜污泵。所选泵的型号及参数如下：型号：300QW900-8-37排出口径：350mm流量：900m3/h扬程：8m转速：980r/min功率：37KW效率：84.5%重量：1150kg3、细格栅细格栅和沉砂池合建。38\n细格栅的作用是进一步去除污水中的污染物，以免其对后续处理单元特别是氧化沟造成损害。运行参数：栅前流速0.7m/s过栅流速0.9m/s栅条宽度0.01m栅条净间距0.01m栅前部分长度0.88m格栅倾角60o栅前槽宽1.26m格栅间隙数49（两组）水头损失0.26m每日栅渣量3.86m3/d平面尺寸L×B=3.71m×1.94m，共分两格，每格净宽0.97m。本设计选择杭州杭氧环保设备有限公司生产的HG-700型回转式格栅除污机，有效宽度700mm，整机功率1.5kW，安装角度60°，选四台。选择江苏宜兴市博高环保设备有限公司的LY-400型螺旋压榨机，转速5～5.2rpm，输送量4m3/h，功率4kW。4、平流式沉砂池沉砂池的主要作用是去除污水中相对密度2.65、粒径0.2mm以上的砂粒，以使后面的管道、阀门等设施免受磨损和阻塞。运行参数：沉砂池长度12m池总宽3m有效水深0.7m贮泥区容积0.69m3（每个沉砂斗）沉砂斗底宽0.7m斗壁与水平面倾角为600斗高为0.6m斗部上口宽1.4m设计2组，每组2格，每格2个沉砂斗。平面尺寸L×B=12m×3.2m，共分两格，每格净宽1.5m。水力停留时间t=30s，清砂间隔时间T=2d。选择南京武威康流体设备有限公司生产的型号为LSSF-355螺旋砂水分离器，功率为0.75kw。5、配水井38\n配水井的作用是均衡的发挥各个处理构筑物运行的能力，保证各处理构筑物经济有效的运行。进水从配水井底部中心进入，经过等宽度三角堰流入2个水斗，再由管道流入两座厌氧池和氧化沟。配水井的设计流量Q=625。进水管管径=1000mm，出水管管径=600mm。配水井直径D=2000mm。6、厌氧池和氧化沟本设计采用的是卡罗塞（Carrousel）氧化沟。二级处理的主体构筑物，是活性污泥的反应器，其独特的结构使其具有脱氮除磷功能，经过氧化沟后，水质得到很大的改善。运行参数：共建造两组厌氧池和两组氧化沟，一组一条。厌氧池直径D=23m，高H=4.3m氧化沟尺寸L×B=117×24×4.6m高H=4.6m给水系统：通过池底放置的给水管，在池底布置成六边行，再加上中心共七个供水口，利用到职喇叭口，可以均化水流。出水系统：采用双边溢流堰，在好氧段出水。曝气系统：查手册，选用DY325型倒伞型叶轮表面曝气机，直径Ф＝3.5m,电机功率N=55kW,单台每小时最大充氧能力为125kgO2/h，选用四台。7、二沉池运行参数：沉淀池直径D=24m有效水深h＝3.0m池总高度H=5.4m选用ZBG-35型周边传动刮泥机，周边线速度为3.2m/min，功率为2.2kw。8、消毒池设计参数：设计流量：Q′=54000m3/d=625L/s水力停留时间：T=0.5h=30min设计投氯量为：ρ＝4.0mg/L38\n平均水深：h=2.2m隔板间隔：b=3.5m采用射流泵加氯，使得处理污水与消毒液充分接触混合，以处理水中的微生物，尽量避免造成二次污染。采用隔板式接触反应池。消毒池尺寸：m运行参数：　　　　隔板4块长5.5m　　　宽3.2m3.2污泥处理构筑物的设计1、污泥提升泵房(1)选用LXB-1000螺旋泵3台（2用1备），单台提升能力为660m3/h，提升高度为2.0m—3.0m,电动机转速n=48r/min,功率N=11kW(2)剩余污泥泵选用50QW25-10-41.5型潜污泵螺旋泵4台（3用1备），单台提升能力为25m3/h，提升高度为10.0m,功率N=1.5kW。(3)泵房平面尺寸L×B=6×5m2、贮泥池1、设计参数进泥量：；贮泥时间：T=10h2、设计计算池容为贮泥池尺寸为，有效容积为270m3。4、污泥浓缩脱水间本设计采用污泥浓缩脱水一体机对污泥进行浓缩脱水。1、设备选型选用上海安碧环保设备有限公司生产的DYH-1000型转鼓污泥浓缩脱水一体机3台（2用1备），处理量为90-230kg干污泥/小时，外形尺寸为L2730×B1600×H2630,虑带宽1000mm，总功率2.5kw。2、机房平面尺寸L×B=12×6m38\n第二部分设计计算书第二章污水处理构筑物设计计算2.1.中格栅1．设计参数：设计流量Q=54000m3/d=625L/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=20mm栅前部分长度0.5m，格栅倾角α=60°单位栅渣量ω1=0.07m3栅渣/103m3污水2．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=49)（3）栅槽有效宽度B=s（n-1）+en=0.01（49-1）+0.02×49=1.46m（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=338\nε：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=0.3m，则栅前槽总高度H1=h+h2=0.67+0.3=0.97m栅后槽总高度H=h+h1+h2=0.67+0.103+0.3=1.073（8）格栅总长度L=L1+L2+0.5+1.0+0.97/tanα=0.16+0.08+0.5+1.0+0.97/tan60°=2.3m（9）每日栅渣量ω=Q平均日ω1==2.7m3/d>0.2m3/d所以宜采用机械格栅清渣（10）计算草图如下：2.2污水提升泵房1.设计参数设计流量：Q=301L/s，泵房工程结构按远期流量设计2.泵扬程的计算38\n采用氧化沟工艺方案，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、氧化沟、二沉池及接触池，最后由出水管道排入神仙沟。各构筑物的水面标高和池底埋深见第三章的高程计算。污水提升前水位-3.68m（既泵站吸水池最底水位）,提升后水位3.59m（即细格栅前水面标高）。所以，提升净扬程Z=3.59-（-3.68）=7.17m水泵水头损失取2m从而需水泵扬程H=Z+h=9.17m3.泵的选择近期设计最大流量为0.5m3/s，近期、远期各选用三台潜污泵，两用一备。总的为六台潜污泵，四用两备。每台泵的流量为900m3/h，抽升一般的废水多采用PW型污水泵，对于有腐蚀性的废水，应选择合宜的耐腐蚀泵或耐酸泵。抽升泥渣多的废水和污泥时，可选择泥沙泵或污泵。本设计中，查污水处理厂工艺设计手册354页可以选出适合该泵房的QW系列潜污泵。所选泵的型号及参数如下：型号：300QW900-8-37排出口径：350mm流量：900m3/h扬程：8m转速：980r/min功率：37KW效率：84.5%重量：1150kg4.集水井设计计算①设计要求机组布置时，在机组之间以及机组和墙壁间应保持一定的距离。电动机容量小于50kw时，机组净距不小于0.8米；大于50kw时，净距应大于1.2米。机组于墙的距离不小于0.8米，机组至低压配电盘的距离不小于1.5米。考虑到检修的可能，应留有足够距离以抽出泵轴和电机转子，如无单独的检修间，则泵房内应留有足够的场地。此外，泵站内的主要通道应并不小于1.0～1.2米。集水池的容积应大于污水泵5分钟的出水量。该设计中，取两机组的中心距离为2.5米，最边上的机组与墙的距离为1.5米，则泵房总长=1.5×2+3×2.5=10.5米取10m38\n②设计计算根据上面选择的泵，单台泵的流量为为750m³/h，即0.2083m³/s，因此在远期三台泵同时工作时，五分钟内的出水量为0.2083×5×60=187.5m³，考虑到有效利用体积，取200m³，则集水池的平面面积集水池的宽5.泵房设计泵房设计一座，建造集水池的上方，泵房的平面尺寸为长10米，宽7米。计算草图如下：2.3泵后粗格栅1．设计参数：设计流量Q=5.4×104m3/d=625L/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=10mm栅前部分长度0.5m，格栅倾角α=60°单位栅渣量ω1=0.10m3栅渣/103m3污水2．设计计算38\n（1）确定格栅前水深，根据最优水力断面公式计算栅前槽宽，则栅前水深（2）栅条间隙数（取n=97）设计两组格栅，每组格栅间隙数n=49条（3）栅槽有效宽度B2=s（n-1）+en=0.01×（49-1）+0.01×49=0.97m所以总槽宽为0.97×2+0.2＝2.14m（考虑中间隔墙厚0.2m）（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=0.3m，则栅前槽总高度H1=h+h2=0.67+0.3=0.97m栅后槽总高度H=h+h1+h2=0.67+0.26+0.3=1.23（8）格栅总长度L=L1+L2+0.5+1.0+0.97/tanα=1.1+0.55+0.5+1.0+0.97/tan60°=3.71m（9）每日栅渣量ω=Q平均日ω1==3.86m3/d>0.2m3/d38\n所以宜采用机械格栅清渣（10）计算草图如下：2.4沉砂池1.设计参数采用平流式沉砂池设计流量：Q=625L/s（按2020年算，设计1组，分为2格）设计流速：v=0.3m/s水力停留时间：t=30s2.设计计算（1）沉砂池长度：L=vt=0.3×40=12m（2）水流断面积：A=Q/v=0.625/0.3=2.1m2,（3）池总宽度：设计n=2格，每格宽取b=1.5m>0.6m，池总宽B=2b=3m（4）有效水深：h2=A/B=2.1/3=0.7m（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，则沉砂池容积38\n每格沉砂池设两个沉砂斗，两格共有四个沉砂斗，则每个陈啥都容积2.44/4=0.61m3其中X1：城市污水沉砂量3m3/105m3，K：污水流量总变化系数1.33（6）沉砂斗各部分尺寸及容积：设计斗底宽a1=0.7m，斗壁与水平面的倾角为60°，斗高hd=0.6m，则沉砂斗上口宽：沉砂斗容积：（略大于V1=0.61m3，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+0.06×4.6=0.88m池总高度H：设超高h1=0.3m，H=h1+h2+h3=0.3+0.7+0.88=1.88m（8）进水渐宽部分长度:（9）出水渐窄部分长度:L3=L1=0.88m（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=625/1.33=470L/s则vmin=Q平均日/A=0.470/2.1=0.224>0.15m/s，符合要求38\n（11）计算草图如下：2.5反应池配水井设计计算1.设计条件远期设计最大处理规模为5.4m3/d，即625L/s。平流沉砂池的出水经配水井流入氧化沟，近期两座氧化沟，远期三座氧化沟。2.设计计算　　图5配水井设计计算示意图38\n（1）进水井管径D1,m配水井进水管设计流量Q=0.625m3/s。当进水管径为D1=1000mm时，流速为0.89m/s﹤1.0m/s，满足设计要求。（2）配水井直径v2——配水井污水流速，m/s,一般采用0.2-0.4m/s,本设计取0.3m/sm,本设计采用2.0m（3）矩形宽顶堰进水从配水井中心进入，经等宽度堰流入水斗再由管道接入3个氧化沟，每个氧化沟的分配水量为q=0.2083m3/s,配水井采用矩形宽顶溢流堰至配水管。①堰上水头H，m因单个出水溢流堰的流量为0.2083m3/s，一般大于100L/s采用矩形堰，小于1000L/s采用三角堰，所以，本设计采用矩形堰。（堰高H取0.5m）矩形堰的流量式中q—矩形堰的流量，m3/s；H—堰上水头，m；b—堰宽，m，取b=1.0m；m0—流量系数，通常取0.327～0.332，该设计中取0.33。则,取0.28m②堰顶厚度B,m根据有关实验资料，当2.5﹤B/H﹤10时，属于矩形宽顶堰，取B=0.8米，这时B/H=2.86（在2.5～10范围内），所以，该堰属于矩形宽顶堰。③配水管管径D2,m设配水管管径D2=500mm,流量=0.2083m3/s，可算得v=0.73m/s。（满足要求）④配水漏斗上口口径D，m，按配水井内径的1.5倍设计，D=1.5D1=1.5×1000=1500mm38\n2.6厌氧池1.设计参数设计流量：2010年最大日平均时流量为Q′=Q/Kh=36000/1.2=30000m3/d=1250m3/h=347.2L/s，设计2座水力停留时间：T=2.5h污泥浓度：X=3000mg/L污泥回流液浓度：Xr=10000mg/L考虑到厌氧池与氧化沟为一个处理单元，总的水力停留时间超过15h，所以设计水量按最大日平均时考虑。2.设计计算（1）厌氧池容积：V=Q1′T=625×10-3×2.5=1563m3（2）厌氧池尺寸：水深取为h=4.0m。则厌氧池面积：A=V/h=1563/4=391m2厌氧池直径：m（取D=23m）考虑0.3m的超高，故池总高为H=h+0.3=4+0.3=4.3m。（3）污泥回流量计算：1）回流比计算R=X/（Xr-X）=3/（10-3）=0.432）污泥回流量QR=RQ1′=0.43×625=6450m3/d2.7氧化沟1.设计参数38\n拟用卡罗塞（Carrousel）氧化沟，去除BOD5与COD之外，还具备硝化和一定的脱氮除磷作用，使出水NH3-N低于排放标准。氧化沟按2010年设计分2座，按最大日平均时流量设计，每座氧化沟设计流量同厌氧池为15000m3/d，即625m3/h总污泥龄：20dMLSS=4000mg/L,MLVSS/MLSS=0.7则MLVSS=2800曝气池：DO＝2mg/LNOD=4.6mgO2/mgNH3-N氧化，可利用氧2.6mgO2/NO3—N还原α＝0.9β＝0.98其他参数：a=0.6kgVSS/kgBOD5b=0.07d-1脱氮速率：qdn=0.0312kgNO3-N/kgMLVSS·dK1=0.23d-1Ko2=1.3mg/L剩余碱度100mg/L(保持PH≥7.2):所需碱度7.1mg碱度/mgNH3-N氧化；产生碱度3.0mg碱度/mgNO3-N还原硝化安全系数：2.5脱硝温度修正系数：1.082.设计计算（1）碱度平衡计算：1）设计的出水为20mg/L，则出水中溶解性＝20-0.7×20×1.42×（1－e-0.23×5）=6.4mg/L2）采用污泥龄20d，则日产泥量为：kg/d设其中有12.4％为氮，近似等于TKN中用于合成部分为：0.1241006.2=124.77kg/d即：TKN中有mg/L用于合成。需用于氧化的NH3-N=34-8.32-8=23.68mg/L需用于还原的NO3-N=23.68-12=11.68mg/L3）碱度平衡计算38\n已知产生0.1mg/L碱度/除去1mgBOD5，且设进水中碱度为250mg/L，剩余碱度=200-7.1×23.68+3.0×11.68+0.1×（230－6.4）=89.3mg/L计算所得剩余碱度以CaCO3计，此值可使PH≥7.2（2）硝化区容积计算：硝化速率为=0.238d-1故泥龄：d采用安全系数为2.5，故设计污泥龄为：2.54.2=10.5d原假定污泥龄为20d，则硝化速率为：d-1单位基质利用率：kg/kgMLVSS.dMLVSS=f×MLSS=0.74000=2800mg/L所需的MLVSS总量=硝化容积：m3水力停留时间：h（3）反硝化区容积：12℃时，反硝化速率为：38\n=0.017kgNO3-N/kgMLVSS.d还原NO3-N的总量=kg/d脱氮所需MLVSS=kg脱氮所需池容：m3水力停留时间：h（4）氧化沟的总容积：总水力停留时间：h总容积：m3（5）氧化沟的尺寸：氧化沟采用4廊道式卡鲁塞尔氧化沟，取池深4m，宽6m，则氧化沟总长:。其中好氧段长度为，缺氧段长度为。弯道处长度:（取57m）则单个直道长:故氧化沟总池长=99+6+12=117m，总池宽为64=24m（未计池壁厚）校核实际污泥负荷（6）需氧量计算：采用如下经验公式计算:38\n其中：第一项为合成污泥需氧量，第二项为活性污泥内源呼吸需氧量，第三项为硝化污泥需氧量,第四项为反硝化污泥需氧量。经验系数：A=0.5B=0.1需要硝化的氧量：Nr=23.61500010-3=355.2kg/dR=0.515000(0.23-0.0064)+0.17172.64+4.6355.2-2.6175.2=5724..44kg/d=238.52kg/h取T=30℃，查表得α=0.8,β=0.9,氧的饱和度=7.63mg/L，=9.17mg/L采用表面机械曝气时，20℃时脱氧清水的充氧量为：查手册，选用DY325型倒伞型叶轮表面曝气机，直径Ф＝3.5m,电机功率N=55kW,单台每小时最大充氧能力为125kgO2/h，每座氧化沟所需数量为n,则,因此选用四台可满足供氧要求。（7）回流污泥量：活性污泥的计算是以固体总量为基础的由式：式中：Q---污水厂设计流量（m³/d）---回流污泥量（m³/d）---进水中SS浓度（mg/L）取厌氧池出水浓度150mg/L---回流污泥中SS浓度（mg/L）取9000mg/L---氧化沟中活性污泥SS浓度（mg/L）取4000mg/L38\n回流比：R=/Q=64.17%考虑到回流至厌氧池的污泥回流液浓度=10g/L，则回流比计算为：100%=式中：X---氧化沟中混合液污泥浓度mg/L---二沉池回流污泥浓度mg/L回流污泥量：=RQ=0.4315000=6450m³/d（8）剩余污泥量：如由池底排除，二沉池排泥浓度为10g/L，则每个氧化沟产泥量为：（9）氧化沟计算草草图如下：2.8二沉池1．设计参数该沉淀池采用中心进水，周边出水的幅流式沉淀池，采用刮泥机。设计进水量：Q=18000m3/d=750m3/h=208.3L/S（每组）38\n表面负荷：取q=2.0m3/m2.h固体负荷：qs=200kg/m2.d水力停留时间（沉淀时间）：T=1.5h堰负荷：取值范围为1.5—2.9L/s.m，取2.0L/(s.m)2．设计计算I、池体体积计算（1）沉淀池面积:按表面负荷算：m2（2）沉淀池直径：,取24m有效水深为h=qbT=1.5×2.0=3m<4m（介于6～12）(3)每日污泥量m3式中S取0.5L/(p·d）,由于用机械刮泥，所以污泥在斗内贮存时间用4h。贮泥斗容积：式中h5—污泥斗高度，m；r1—污泥斗上部半径，m，取r1=2m；r2—污泥斗上部半径，m，取r2=1m；污泥斗容积③污泥斗以上圆锥体部分污泥容积设池径向坡度为0.05，则圆锥体的高度38\n圆锥体部分污泥容积④污泥总容积=12.7+90.0=102.7m3﹥4.6m3（可见池内有足够的容积）⑤沉淀池总高度H,m设h1=0.3m，h3=0.5m；则H=0.3+3+0.5+0.5+1.73=6.03m（5）沉淀池周边高度H′，mH′=h1+h2+h3=0.3+3+0.5=3.8m（6）径深比校核D/h2=24/3=8，在6～12范围内，满足要求。（7）采用机械刮泥选用周边传动式刮泥机刮泥机的主要技术性能参数有：池径24米；周边线速度2-3m/min；单边功率0.75KW，周边单个轮压35KN。Ⅱ、进水部分计算⑴进水管计算管径取，进水速度⑵进水竖井计算取直径，配水口尺寸，共六个，沿井壁均匀分布流速孔距⑶稳流筒计算流速，取38\n过流面积直径，取Ⅲ、出水部分计算采用两个环形集水槽，池周边一个，池中央一个单池流量每个槽内流量⑴池周边采用单侧集水槽槽宽，取，k为安全系数1.2~1.5起点水深终点水深槽深取，其中超高0.3m⑵池中央采用双侧集水槽槽宽取，流速取起点水深终点水深⑶水量校核当水增加一倍时，，，设计取环形槽内水深为0.5m，超高0.2，总槽深0.7m⑷出水堰设计采用出水三角堰，开口90°，堰上水头,堰高0.12m38\n单堰流量三角堰个数，取254个，池周边和池中央各分一半127个三角堰的中心距（按池周边集水槽计算）⑸集水槽直径设计池周边集水槽外径与池径相等，内径池中央集水槽与池周边集水槽流量相同，令单位长度上的流量为，则得，内径为⑹出水堰上负荷校核池周边集水槽堰上负荷池中央集水槽堰上负荷均符合出水堰负荷设计规范规定⑺出水管计算池周边设置1条，管径取，中央设置2条，管径取周边槽管内流速中央槽管内流速38\n2.8接触消毒池与加氯间1．设计参数采用隔板式接触反应池设计流量：Q=36000m3/d=416.7L/s（设一座）水力停留时间：T=0.5h=30min设计投氯量为：ρ＝4.0mg/L平均水深：h=2.2m隔板间隔：b=3.5m2．设计计算（1）接触池容积：V=Q′T=416.710-33060=750m3表面积m2单格宽2.2m,则池长L=182.2=39.6m，水流长度L`=722.2=158.4m接触池分格数=158.4/39.6=4复核池容由以上计算，接触池宽B=2.24=8.8m，长L为39.6m,水深h为2.2m,V=39.68.82.2=766.66m3》750m3（2）加氯量计算：设计最大加氯量为ρmax=4.0mg/L,每日投氯量为38\nω＝ρmaxQ=42400010-3=96kg/d=4.0kg/h选用贮氯量为120kg的液氯钢瓶，每日加氯量为3/4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—3m3/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：第三章污泥处理构筑物设计计算3.1回流污泥泵房1.设计说明38\n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QR=RQ,污泥回流比R=50％－100％。按最大考虑，即QR=100%Q=347.2L/s＝30000m3/d2.回流污泥泵设计选型（1）扬程：二沉池水面相对地面标高为0.88m,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，氧化沟水面相对标高为1.82m，则污泥回流泵所需提升高度为：1.82-（-0.4）＝2.22m（2）流量：两座氧化沟设一座回流污泥泵房，泵房回流污泥量为30000m3/d＝1250m3/h（3）选泵：选用LXB-1000螺旋泵3台（2用1备），单台提升能力为660m3/h，提升高度为2.0m—3.0m,电动机转速n=48r/min,功率N=11kW（4）回流污泥泵房占地面积为6m×5m3.2剩余污泥泵房1.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2×1904kg/d,即为按含水率为99％计的污泥流量2Qw＝2×190.4m3/d＝380.08m3/d＝15.84m3/h2.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）-0.4m，剩余污泥泵房最低泥位为-（2.3-0.3-0.5）=-1.5m,则污泥泵静扬程为H0=1.5+0.4＝1.9m，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=6.9m。（2）污泥泵选型:38\n选两台，2用1备，单泵流量Q>2Qw/2＝7.9m3/h（3）剩余污泥泵房:占地面积L×B=4m×3m3.3污泥浓缩脱水间本设计采用污泥浓缩脱水一体机对污泥进行浓缩脱水。1、设备选型选用上海安碧环保设备有限公司生产的DYH-1000型转鼓污泥浓缩脱水一体机3台（2用1备），处理量为90-230kg干污泥/小时，外形尺寸为L2730×B1600×H2630,虑带宽1000mm，总功率2.5kw。2、机房平面尺寸L×B=12×6m第四章污水处理厂总体布置4.1污水厂平面布置1.污水处理厂平面布置的原则1、处理单元构筑物的平面布置处理构筑物事务水处理厂的主体建筑物，在作平面布置时，应根据各构筑物的功能要求和水力要求，结合地形和地质条件，确定它们在厂区内平面的位置，对此，应考虑：(1)功能分区明确，管理区、污水处理区及污泥处理区相对独立。(2)构筑物布置力求紧凑，以减少占地面积，并便于管理。(3)考虑近、远期结合，便于分期建设，并使近期工程相对集中。(4)各处理构筑物顺流程布置，避免管线迂回。(5)变配电间布置在既靠近污水厂进线，又靠近用电负荷大的构筑物处，以节省能耗。(6)建筑物尽可能布置为南北朝向。(7)厂区绿化面积不小于3O％，总平面布置满足消防要求。(8)交通顺畅，使施工、管理方便。厂区平面布置除遵循上述原则外，还应根据城市主导风向，进水方向、排水方向，工艺流程特点及厂区地形、地质条件等因素进行布置，既要考虑流程合理，管理方便，经济实用，还要考虑建筑造型，厂区绿化及与周围环境相协调等因素。2、管、渠的平面布置厂区主要管道有污水管道、污泥管道、超越管道、雨水管道、厂区给水管、厂区污水管及电缆管线等，设计如下：(1)污水管道污水管道为各污水处理构筑物连接管线及厂区污水管道，管道的布置原则是线路短，埋深合理。厂区污水管道主要是排除厂区生活污水、生产污水、清洗污水、构筑物数量大，厂区污水经污水管收集后接入厂区进水泵房，与进厂污水一并处理。(2)污泥管道污泥管道主要为氧化沟出泥管，污泥泵房出泥管以及脱水机房污泥管。管道设计时考虑污泥含水率相对较低的特点，选择适当的管径及设计坡度以免淤积。38\n(3)事故排放管在泵房格栅前调置事故排放管，一旦格栅或水泵发生故障以及需检修时，关闭格栅前后闸门，进厂污水可通过事故排放管溢流临时排入河流。(4)超越管主要在进水泵房溢流井设事故超越管（直接排放），以便在进水泵房发生事故时污水能全部构筑物(5)雨水管道为避免产生积水，影响生产，在厂区设雨水排放管，厂区雨水直接排入渭河。(6)厂区给水管厂内给水由城市给水管直接接入，给水管道的布置主要考虑各处生活饮用和消防用水。污水厂的理构筑物的冲洗，辅助建筑物的用水绿化等用深度处理出水。(7)电缆管线厂内电缆管线主要采用电缆沟形式敷设，局部辅以穿管埋地方式敷设。3.厂区道路，围墙设计为便于交通运输和设备的安装、维护，厂区内主要道路宽为8米和6米，次要道路为3～4米，道路转弯半径一般均在6米以上。道路布置成网格状的交通网络。每个建、构筑物周边均设有道路。路面采用混凝土结构。污水处理厂围墙：采用花池围墙，以增加美观，围墙高2.1m。4、辅助建筑物污水处理厂内的辅助建筑物有：泵房、办公室、综合楼、水质分析化验室、变电所、维修间、仓库、食堂等。他们是污水处理厂不可缺少的组成部分。其建筑面积大小应按具体情况与条件而定。有可能时，可设立试验车间，以不断研究与改进污水处理技术。辅助构筑物的位置应根据方便、安全等原则确定。在污水处理厂内应合理的修筑道路，方便运输，广为植树绿化美化厂区，改善卫生条件，改变人们对污水处理厂“不卫生”的传统看法。按规定，污水处理厂厂区的绿化面积不得少于30%。3污水处理厂的平面布置在厂区平面布置及高程布置时，主要根据各构筑物的功能和流程的要求，结合厂址地形、地质条件、进出水方向的可能来进行布置。在平面布置中根据进水方向，在进厂污水管道旁（处理厂西北角）就近设污水进水泵房，而根据排放水体方向，地势及考虑夏季主导风向将污水处理构筑物依其流程由西北向东南布置，形成处理厂生产区，作为辅助生产构筑物的维修间和仓库设在进水泵房东侧。全厂的行政管理中心办公楼则位于刚进厂大门的西侧，化验楼，会议楼则靠近办公楼设置,厂区绿化用地较多,可改善厂内卫生条件。在高程布置上，处理构筑物标高仅按处理后污水能自然排出为前提，使进厂污水泵房扬程最小，节省经常运行费用。1.2污水厂高程布置1.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：38\n污水厂水头损失计算表名称设计流量（L/s）管径（mm）I（‰）V(m/s)管长（m）IL（m）ΣξΣξ（m）Σh（m）出厂管62510001.00.82000.21.000.0330.2接触池0.3出水控制井0.2出水控制井至二沉池208.36002.00.74200.046.180.1720.18二沉池0.5二沉池至流量计井312.56001.01.11000.12.260.2370.24流量计井0.2氧化沟0.5氧化沟至厌氧池208.36002.00.74100.024.220.1180.120厌氧池0.3厌氧池至配水井208.36002.00.74100.025.000.1400.16配水井0.262510003.00.8500.157.260.2370.438\n配水井至沉砂池沉砂池0.33细格栅0.26二、高程确定1.计算污水厂处的设计水面标高根据设计资料，该城市污水处理厂进水总管的进水标高为901.24m,污水经处理后直接排入河流，该河流20年一遇洪水位900.12m（相对标高-3.5m）.而污水厂厂址处的地面标高为900.52（相对标高±0.00），且地面平坦。综合考虑污水厂污水提升泵运行费用和开挖土方的基建费用，以接触池的水面相对标高±0.00，污水出水管路可设跌水排入河流。2.各处理构筑物的高程确定设计接触池设计水面相对标高为±0.00，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-2.38-2.98沉砂池3.331.77中格栅-2.68-3.18厌氧池2.24-1.76泵房吸水井-3.68-6.68氧化沟1.82-2.18细格栅前3.593.49二沉池0.88-2.92细格栅后3.332.83接触池0.00-2.20参考资料：1.《排水工程》2.《给水排水设计手册》第一、五、十、十一册3.《室外排水设计规范》（GB50014－2006）4城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）38\n5崔玉川等编，城市污水处理厂处理设施设计计算，化工出版社，20046孙力平等编，污水处理新工艺与设计计算实例，科学出版社，20017张志刚等编，给水排水工程专业课程设计，化学工业出版社，200438