保定化工区污水处理厂工艺设计计算说明书 37页

第一部分设计说明书第1章设计概论1.1设计任务本次毕业设计的主要任务是完成保定市某化工区污水处理厂工艺设计。工程设计内容包括：1．进行污水处理厂方案的总体设计：通过调研收集资料，确定污水处理工艺方案；进行总体布局、竖向设计、厂区管道布置、厂区道路及绿化设计；完成污水处理厂总平面及高程设计图。2．进行污水处理厂各构筑物工艺计算：包括初步设计和设备选型。3.进行辅助建筑物的设计：包括尺寸、面积、层数的确定；完成设备选型。1.2概况及自然条件概况河北保定市某化工区含有生产染料及染料中间体的专业精细化工企业数十家，日排生产、生活污水共25000m3。根据环保部门的要求，该区生产、生活污水必须经本区污水处理厂处理达标后方可外排，向南排至防洪沟。厂区地形：厂区地形平坦，污水厂地面标高58m。污水厂坐标定位：西南：A＝0.000m,B=0.000m,东北A=300.00m,B=200.00m2、气象资料1)气温年平均12℃，夏季平均28℃，冬季平均-18℃，历年最高37℃，历年最低-23℃2)降雨量年平均850mm，日最大280mm3)相对湿度年平均64％，历年最大72％，历年最小58％4)主导风向冬季：偏西北为主夏季：偏东南为主5)冰冻期：100日1.3设计进出水水质1、设计进水水质：1）染料中间体废液、染料工艺废水及洗涤废水等CODCr10000mg/l色度500倍\npH9~101）其他废水（生活污水、车间冲洗地面废水等）CODCr1000~2000mg/l色度200倍pH7~8冬季污水平均温度：10℃夏季污水平均温度：20℃2、处理后的水质要求：CODCr100mg/l色度50倍pH6~9第2章污水处理厂设计2.1污水处理厂设计规模生产工艺中的洗涤、压滤等废水17000m3/d，生活污水8000m3/d，共计25000m3/d。依据该区要求，污水处理场设计处理量25000m3/d，远期规划为100000m3/d。2.2污水处理厂址选择污水厂厂址选择应遵循下列各项原则1、应与选定的工艺相适应2、尽量少占农田3、应位于水源下游和夏季主导风向下风向4、应考虑便于运输5、充分利用地形2.3污水、污泥处理工艺选择1、处理工艺流程选择应考虑的因素污水处理厂的工艺流程系指在保证处理水达到所要求的处理程度的前提下，所采用的污水处理技术各单元的有机组合。在选定处理工艺流程的同时，还需要考虑各处理单元构筑物的形式，两者互为制约，互为影响。污水处理工艺流程的选定，主要以下列各项因素作为依据。（1）、污水的处理程度（2）、工程造价与运行费用（3）、当地的各项条件（4）、原污水的水量与污水流入工程\n该污水处理厂日处理能力为25000m3,属于中规模的污水处理厂。因废水中COD浓度较高，常以厌氧为主兼顾好氧生物处理和物化处理相结合的办法。常采用的工艺为升流式厌氧污泥床工艺、升流式厌氧生物滤池工艺、水解好氧法工艺等。2.适合于小型污水处理厂的厌氧处理工艺的比较适合于小型污水处理厂的厌氧工艺比较多，为了选择出经济技术更合理的处理工艺，以下对适合于小型污水处理厂的厌氧处理工艺进行经济技术比较。如下表：工艺名称升流式厌氧生物滤池升流式厌氧污泥床优点1.生物量浓度较高，因此，有机负荷率较高。2.能够承受水质或水量的冲击负荷。3.勿需污泥回流。4.设备简单，能耗低，运行管理方便，费用底。5.无污泥流失之虞，处理水携带污泥较少。升流式厌氧污泥床的主要优点是:1、升流式厌氧污泥床内污泥浓度高。平均污泥浓度为20－40gVSS/1；2、有机负荷高。水力停留时间短。中温发酵，容积负荷一般为10kgCOD/m3.d左右；3、无混合搅拌设备，靠发酵过程中产生的沼气的上升运动，使污泥床上部的污泥处于悬浮状态，对下部的污泥层也有一定程度的搅动；4、污泥床不填载体，节省造价及避免因填料发生堵赛问题；5、升流式厌氧污泥床内设三相分离器，一般不设沉淀池，被沉淀区分离出来的污泥重新回到污泥床反应区内，一般无污泥回流设备。缺点1.运行中容易发生堵塞现象。2.污泥浓度沿深度分布不均匀，上部滤料不能充分利用。为克服这些缺点可采取处理出水回流的措施。1、进水中悬浮物需要适当控制，不宜过高，一般控制在100mg/l以下；2、污泥床内有短流现象，影响处理能力；3、对水质和负荷突然变感，耐冲击力稍差。  化较敏\n综上所述，可得比较适合本处理厂的工艺是升流式厌氧污泥床工艺。因为这种工艺具有较好的去除COD功能；具有改善和提高污水的可生化性；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；升流式厌氧污泥床工艺近年来在国外发展很快，在国内也已有生产性规模装置，该工艺既节约了能源，甚至可回收能量，又解决了环境污染问题，取得了较好的经济效益和社会效益。这种新工艺的研究和发展具有广阔的应用前景。3.废水处理工艺流程目前国内对染料及中间体废水处理工艺的研究比较成熟，处理方法主要有物理化学处理法、生物处理法等。因废水中COD浓度较高，常以厌氧为主兼顾好氧生物处理和物化处理相结合的办法。对含染料及中间体废水处理，以物化法为主，则运行费用较高。根据环保部门要求和该厂提供的情况，对该厂的实地调研，经研究分析，对该厂染料废水根据其废水污染物的理化特征，提出了“染料及中间体废水预处理+综合废水合并处理”的总体思路。“废水预处理”的处理方法为生物厌氧分解大分子有机物；“综合废水合并处理”即预处理后的废水和其他废水合并进行厌氧、好氧，出水达标后外排。废水处理工艺流程如下图所示:格栅调节池提升泵房厌氧池UASB生物接触氧化池沉淀池进水污泥泵房污泥浓缩出水污泥脱水鼓风机各处理单元去除率预测一览表构筑物名称CODr（mg/l）BOD5（mg/l）色度SS（mg/l）格栅120002000700800出水120002000700720调节池出水111601860651360η7%7%7%50%UASB出水1674186130144η85%90%80%60%接触氧化池出水84305050.4η95%84%62%65%二沉池出水84305030η———40.5%2.4主要生产构筑物工艺设计1、调节池沉淀池水力停留时间HRT=4.0h，容积2、污水提升泵选用350QW1100-10-45型潜污泵两台，性能如下，流量：1100m3/h；扬程：10m；转速；980r/min；功率：45kw；效率：74.6%；重量1500kg。3、UASB反应池容积：采用四座UASB反应池。4、好氧接触氧化池池子格数：30个，每格的面积为\n1、二沉池采用中心进水两边出水的辐流式沉淀池，数量2座，直径为22m。二沉池高度为H=4.6m，沉淀时间t=2.5h。2、接触消毒池采用一个5廊道平流式消毒接触池，廊道宽B=4m，廊道长L=10.5m，接触时间t=30min。3、浓缩池采用竖流式浓缩池，重力浓缩，浓缩池直径D=2.5m，浓缩时间t=6.7h。4、脱水机房采用带式压滤机压滤脱水，选用PFM-1000型压滤机，带宽1m，主机功率1.5kw。第3章污水处理厂平面布置3.1污水处理厂平面布置原则1、处理单元构筑物的平面布置水处理构筑物是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，厂区污水经污水管收集后接入厂区进水井，与进厂废水一并处理。(2)污泥管道\n污泥管道主要为调节沉淀池出泥管，UASB反应器出泥管，二沉池出泥管，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。(3)超越管主要在污水处理厂调节池前设事故超越管（直接排放），以便在处理构筑物发生事故时污水能全部排出(4)雨水管道为避免产生积水，影响生产，在厂区设雨水排放管。(5)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。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，道路转弯半径一般均为4米。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2.5m。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%。3.2本设计污水处理厂的平面布置1、根据污水处理厂平面布置的原则，本设计污水处理厂的平面布置采用分区的方法，共分三区：工作区、污水处理区、污泥处理区。（1）工作区布置：设计力争创造一个舒适、安全、便利的条件，以利于工作人员的活动。设有办公楼、集中控制室、食堂、浴室及传达室等。建筑物前留有适当空地可作绿化用。（2）水区布置：设计采用“一”型布置，其优点是布置紧凑、分布协调、条块分明。同时对辅助构筑物的布置较为有利。（3）\n泥区布置：考虑到空气污染，将泥区布置在夏季主导风向的下风向，同时，远离人员集中地区。脱水机房接近厂区后门，便于污泥外运。2、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，根据排放水体方向及考虑夏季主导风向将污水处理构筑物依其流程由西向东布置,形成处理厂生产区,作为辅助生产构筑物的仓库靠近变电所,全厂的行政管理中心办公楼则位于进厂大门的东侧,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，节省运行费用。第4章污水处理厂高程布置4.1污水厂高程的布置方法污水处理厂高程布置的主要任务是：确定各处理构筑物和泵房的标高，确定处理构筑物之间连接管渠的尺寸及其标高，通过计算确定各部位的水面标高，从而能够使污水沿处理流程在处理构筑物之间通畅地流动，保证污水处理厂的正常运行。为了降低运行费用和便于维护管理，污水在处理构筑物之间的流动，以重力流考虑为宜(污泥流动不在此例)。为此，必须精确的计算污水流动中的水头损失，水头损失包括：(1)污水流经各处理构筑物的水头损失。在作初步设计时可进行估算。但应当认识到，污水流经处理构筑物的水头损失，主要产生在进口和出口和需要的跌水(多在出口处)，而流经构筑物本身的水头损失则很小。(2)污水流经连接前后两处构筑物管渠(包括配水设备)的水头损失。包括沿程与局部水头损失。(3)污水流经量水设备的水头损失。在对污水处理厂的高程布置时，应考虑下列事项：(1)选择一条距离最长，水头损失损失最大的流程进行水力计算。并应适当留有余地，以保证在任何情况下，处理系统都能够运行正常。(2)计算水头损失时，一般应以近期最大流量(或泵的最大出水量)作为构物和管渠的设计流量；计算涉及远期流量的管渠和设备时，应以远期最大流量为设计流量，并酌加扩建时的备用水头。(3)设置终点泵站的污水处理厂，水力计算常以接纳处理后污水水体的最高水位作为起点，逆污水处理流程向上倒推计算，以使处理后污水在洪水季节也能自流排出，而泵需要的扬程则较小，运行费用也较低。但同时考虑到构筑物的挖土深度不宜过大，以免土建投资过大和增加施工上的困难。在作高程布置时还应注意污水流程与污泥流程的配合，尽量减少抽升的污泥量，在决定污泥干化场、污泥浓缩池，消化池等构筑物高程时，应注意它们的污泥水能自动排入污水入流干管或其它构筑物的可能。\n第二部分设计计算书第一章污水处理构筑物设计计算1.1格栅计算1、设计说明格栅由一组平行的金属栅条或筛网制成，安装在废水渠道的进口处，用于截留较大的悬浮物或漂浮物，主要对水泵起保护作用，另外可减轻后续构筑物的处理负荷。图1—1格栅计算草图2、设计参数设计流量Q=25000m3/d=0.289m3/s栅前流速v1=0.8m/s过栅流速v2=0.9m/s栅条宽度s=0.01m/s格栅间隙宽度b=0.010m栅前部分长度0.5m格栅倾角α=600栅后部分长度1.0m3、设计计算（1）设定栅前水深根据《室外排水设计规范》规定，当管径为200~300mm时最大设计充满度为h/d=0.6进入格栅间的栅前水深以此为依据，取栅前水深为h=0.4m（2）栅条间隙数（3）格栅有效宽度（4）进水渠道渐宽部分长度设进水渠宽B1=1.2m为进水渠道展开角20°（5）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度（6）通过格栅的水头损失设栅条断面为锐角矩形断面（7）栅槽总高度设栅前渠道超高（8）格栅总长度（9）每日栅渣量在格栅间隙16mm的情况下，设栅渣量为每1000m3污水产0.05m3采用机械清渣1.2调节池\n调节池的作用就是调节进水的水量和水质，酸性废水和碱性废水还可在调节池内中和，短期排出的高温废水也可利用调节池以平衡水温。1、设计参数（1）调节池停留时间4-8h已知Q=25000m3/d=1041.7m3/h取水力停留时间HRT=4h，有效水深H1=5.0m，保护高度H2=0.5m，则调节池高度H=5.5m。2、池体设计（1）池体容积V=(1+K)QT式中：K-池子扩充系数一般为10%-20%本池设计采用10%T-水力停留时间，hV=(1+10%)×1041.7×4=4583.5m3(2)调节池面积设调节池一座，采用方形池，池长L与池宽B相等，则取31m在池底设集水坑，水池底以i=0.01的坡度向集水坑。（3）进水布置进水起端中间设进水堰，堰长为池长2/3，堰宽为0.5m。（4）出水设置出水直接采用清水泵从最低水位处将污水打进下一个构筑物，泵进口设置在池最低处。进水出水31000调节池示意图1.3污水提升泵房提升前水位标高为56.140m，提升之后水位标高为60.754m。则提升高度为：泵站内水头损失为1.5m，自由水头为1.0m，则水泵的扬程为：水量为25000=1041.7m3/h=289.35L/s。选用350QW1100-10-45型潜污泵两台，其参数如下：流量：1100m3/h；扬程：10m；转速；980r/min；功率：45kw；效率：74.6%；重量1500kg。1.4升流式厌氧污泥床（UASB）升流式厌氧污泥床反应器（Up-flowAnaerobicSludgeBed，以下简称UASB\n）是由荷兰Lettinga在20世纪70年代研制开发的，是一种微生物悬浮生长型的厌氧反应器，其结构见图3-7。图3-7升流式厌氧污泥床反应器的底部是浓度较高的污泥层，称之为污泥床。具有良好的沉淀性能和凝聚性能的污泥在下部形成污泥层。在污泥床上部是浓度较低的悬浮污泥层，通常把污泥床和悬浮污泥层称为反应区。在反应区上部设有气、液、固三相分离器。污水从反应器的底部进入，与污泥床中的污泥充分接触，微生物分解污水中的有机物产生沼气，微小的沼气泡在上升过程中不断合并成大气泡。由于气泡上升产生的强烈搅动，在污泥床上部形成悬浮污泥层。气、水、泥三相混合液上升至三相分离器内，沼气泡碰到分离器的反射板时折向气室，被有效地收集排出；污泥和水经孔道进入沉淀区，污泥在重力的作用下下沉到沉淀区的底部，沿斜壁滑落回反应区，上清液从沉淀区上部排出。污泥与液体的分离基于污泥絮凝、沉淀和过滤作用。所以在运行操作过程中，应该尽可能创造污泥能够形成絮凝沉降的水力条件，使污泥具有良好的絮凝、沉淀性能，不仅对于分离器的工作是具有重要意义，对于整个有机物去除率更加至关重要。UASB中污水与污泥的混合是靠上升的水流和发酵过程中产生的气泡来完成的。因此，一般采用多点进水，使进水均匀地分布在床断面上，其中的关键是要均匀——匀速、匀量。UASB设备启动的难点是获得大量沉降性能良好的厌氧颗粒污泥。最好的办法加以驯化，一般需要3～6个月，如果靠设备自身积累，投产期最长可长达1～2年。实践表明，投加少量的载体，有利于厌氧菌的附着，促进初期颗粒污泥的形成；比重大的絮状污泥比轻的易于颗粒化；比甲烷活性高的厌氧污泥可缩短启动期。和其他厌氧反应器相较，升流式厌氧污泥床具有一系列的优点，其中包括：（1）污泥床内生物量多，折合浓度计算可达20-30g/L；（2）容积负荷率高，在中温发酵条件下，一般可达左右，甚至能够高达，污水在反应器内的水力停留时间较短，因此所需池容大大缩小。（3）设备简单运行方便，勿需设沉淀池和污泥回流装置，不需充填填料也不需在反应区内设机械搅拌装置，造价相对较低，便于管理，而且不存在堵塞问题。（4）无混合搅拌设备，靠发酵过程中产生的沼气的上升运动，使污泥床上部的污泥处于悬浮状态，对下部的污泥层也有一定程度的搅动。其主要缺点为：（1）进水中悬浮物需要适当控制，不宜过高，一般控制在100mg/L以下；（2）污泥床内有短流现象，影响处理能力；（3）对水质和负荷突然变化较敏感，耐冲击力稍差。1、设计参数1、设计流量Q=25000m3/d=1041.7m3/h；\n2、设计容积负荷为Nv=10kgCOD/(m3×d)；3、进水COD浓度C0=11160mg/L。2、设计计算（1）反应区设计计算1）UASB反应器的有效容积（包括沉淀区和反应区）式中：——进水COD浓度，mg/L，设计中取C0=11160mg/L；——容积负荷kgCOD/(m3×d)，设计中取Nv=10kgCOD/(m3×d)；2）UASB反应器的形状和尺寸根据经验，UASB最经济的高度一般在4～6m之间，并且大多数情况下，这也是系统最优的运行范围。取h=6m，则反应器面积。设计4座槽截面为矩形的UASB反应器，则每座反应器面积从布水均匀性和经济性考虑，矩形池长宽比在2：1以下较为合适，设池长L=35m，则宽，取B=34m。取反应器超高0.5m，则反应器总高H=6+0.5=6.5m；因此每个UASB反应器实际尺寸为。3）UASB反应器废水上升流速vr4）水力停留时间5）水力负荷率（）对颗粒污泥，水力负荷，故符合设计要求。（2）三相分离器构造设计计算三相分离器要具有气、液、固三相分离的功能。三相分离器的设计主要包括沉淀区、回流缝、气液分离器的设计。三相分离器构造如下图所示单元三相分离器结构示意图1）沉淀区设计三相分离器的沉淀区的设计同二次沉淀池的设计相同，主要是考虑沉淀区的面积和水深，面积根据废水量和表面负荷率决定。由于沉淀区的厌氧污泥及有机物还可以发生一定的生化反应产生少量气体，这对固液分离不利，故设计时应满足以下要求：①沉淀区水力表面负荷；\n②沉淀器斜壁角度约可大于45°角,使污泥不致积聚，尽快落入反应区内；③进入沉淀区前，沉淀槽底逢隙的流速；④总沉淀水深应大于1.5m；⑤水力停留时间介于1.5～2h。本设计中，与短边平行，沿长边每池布置9个集气室，构成9个分离单元，则每池设置9个三相分离器。三相分离器长度B=34m，每个单元宽度沉淀区的表面负荷率：，符合要求。2）回流缝设计单元三相分离器的宽度b=3.5m,上下三角形集气罩斜面水平夹角为α＝55°，取保护水层高度h1=0.5m,下三角形高度h3=1.2m，上三角形顶水深h2=0.5m，则下三角形集气罩底部宽为：式中：b1——下三角集气罩底水平宽度，m；α——下三角集气罩斜面的水平夹角，°；h3——下三角集气罩的垂直高度，m。相邻两个下三角形集气罩之间的水平距离：b2=b-2b1=3.5－2×0.84=1.82m下三角形集气罩回流缝的总面积：S1=nb2l=9×1.82×34=556.92m2式中：S1——下三角形集气罩回流缝的总面积；l——反应器的宽度，即三相分离器的长度B，m；n——反应器的三相分离器的单元数。下三角集气罩之间的污泥回流逢中混合液的上升流速：，符合设计要求。设上三角形集气罩回流缝的宽度b3=0.35m，则上三角形回流缝面积为：S2=2nb3l=2×9×0.35×34=214.2m2上三角集气罩下端与下三角斜面之间水平距离的回流缝中水流的流速，符合设计要求。确定上下三角形集气罩相对位置及尺寸，由图可知：\n取AB=0.5m，则上三角形高为：h4=(AB·cos55°+b2/2)·tan55°=(0.5×cos55°+1.82/2)×tan55°=0.84m3）气液分离设计假定气泡上升流速和水流速度不变，根据平行四边形法则，要使气泡分离不进入沉淀区的必要条件是：。沿AB方向水流速度va=v2=1.09m/h气泡上升速度：式中：d——气泡直径，cm；ρ1——液体密度，；ρg——沼气密度，；β——碰撞系数，取0.95；μ——污水的动力黏滞系数，g/(cm·s)。取d=0.01cm(气泡)，20C下，ρ1=1.03g/cm3，ρg=1.15×10-3g/cm3，ν=0.0101cm2/s,β=0.95，μ=νρ1=0.0101×1.03=0.0104g/cm·s。由于污水动力黏滞系数值比净水的大，取。可脱去的气泡。4）三相分离器与UASB高度设计三相分离区总高度为集气罩以上的覆盖水深，取0.5m。（3）布水系统的设计计算反应器布水点数量设置与处理流量、进水浓度、容积负荷等因素有关。查资料可知，颗粒污泥，每个布水点服务2～5m2，出水口流速2～5m/s。1）配水系统形式采用多管多孔配水方式，每个反应器设1根D=500mm的进水管，18根d=200mm的支水管，支管分别位于进水管两侧，同侧每两根支管之间的中心距为2.0m。配水孔孔距取2.0m，每根水管有16个配水孔，每个孔的服务面积5m2，孔口向下。2）布水孔孔径\n总管流速布水孔个，出水流速为2.m/s，则孔径计算为：取布水管设置在离UASB反应器底部300mm处。3）验证常温下，容积负荷，沼气产率；满足空塔水流速度，空塔沼气上升速度。空塔水流速度：，符合要求。空塔气流速度：，符合要求。(4)排泥系统设计计算1）UASB反应器中污泥总量计算一般UASB污泥床主要由沉降性能良好的厌氧污泥组成，平均浓度为15VSS/L，则4座UASB反应器中污泥总量：2）产泥量计算厌氧生物处理污泥产量取。流量Q=25000m3/d；进水COD浓度去除率E=85%a)UASB反应器总产泥。据VSS/SS=0.8；；单池产泥。b)污泥含水率为98%，当含水率>95%，取，则污泥产量；污泥龄。\n3）排泥系统设计在距UASB反应器底部设置排泥口,排空时由污泥泵从排泥管强排。反应器每天排泥一次，各池的污泥由污泥泵抽入污泥浓缩池中。排泥管选钢管DN=300mm。(5)出水系统设计计算出水系统的作用是把沉淀区液面的澄清水均匀的收集并排出。出水是否均匀对处理效果有很大的影响且其形式与三相分离器及沉淀区设计有关。1）出水槽设计对于每个反应池，有9个单元三相分离器，每个反应池9条出水槽，槽宽0.3m。a)单个反应器流量：a)取出水槽槽口附近水流速度为0.2m/s，则槽口附近水深=取槽口附近槽深为0.25m，出水槽坡度为0.01；出水槽尺寸，2）溢流堰的设计b)出水槽溢流堰共有18条（），每条长12m；设计三角堰，堰高50mm,堰口宽100mm，则堰口水面宽50mm（堰上水头最小为25mm）。每个UASB反应器处理水量10.4L/s，查知溢流负荷为1～2L/(),设计溢流负荷，则堰上水面总长为：。三角堰数量：个。c)堰上水头校核每个堰出流率按三角堰计算公式则堰上水头：。d)出水渠设计计算反应器沿长边设一条矩形出水渠，9条出水槽的出水流至此出水渠。\n设出水渠渠口附近水流速度为0.3m/s出水渠宽u=0.6，坡度0.001。出水渠附近水深=以出水槽槽口为基准计算，出水渠渠深：0.2+0.4=0.6m；离出水渠最远的出水槽到渠口的距离为31.5m，出水渠长为31.5+0.5=32m；出水渠尺寸：；向渠口坡度为0.001。a)UASB排水管设计计算选用D=500mm的钢管排水，充满度（设计值）为0.6。(6)沼气收集系统的设计计算1）沼气产量计算沼气主要产生于厌氧阶段，设计产气率取。a)总产气量单个UASB反应器产气量b)集气管每个集气罩的沼气用一根集气管收集，单个池子共有12根集气管。每根集气管内最大气流量=据资料，集气室沼气出气管最小直径，设计取150mm。结构如下图集气管结构示意图c)沼气主管每池18根集气管先通到一根单池主管，然后再汇入两池沼气主管。采用钢管，单池沼气主管管道坡度为0.5%。单池沼气主管内最大气流量取D=200mm，设计充满度为0.8，则流速d)沼气总管内最大气流量取D=600mm，设计充满度为为0.8，则流速2）水封罐设计\n水封罐主要是用来控制三相分离器的集气室中气液两相界面高度的，因为当液面太高或波动时，浮渣或浮沫可能会引起出气管的堵塞或使气体部分进入沉降室，同时兼有隔绝和排出冷凝水作用。每一反应器应配一水封罐。a)水封高度式中—反应器至贮气罐的压头损失和贮气罐内的压头为保证安全取储气罐内压头，集气罩中出气气压最大取2m，储气罐内压强为0.4m。则水封高度b)水封罐取水封罐高度为2.5m，直径2000mm，进气管，出气管各一根，D=200mm，进水管，放空管各一根D=50mm，并设液面计。c)气水分离器气水分离器为干燥沼气所用，选用钢制气水分离器4个，气水分离器中有钢丝填料，并配有流量计压力表。d)气柜，气柜容积定为2h的产气量，即。1.5生物接触氧化池生物接触氧化法是以生物膜为主净化污水的一种处理工艺。其实质是在生物接触氧化池内充填填料，已经充氧的污水浸没全部填料，并以一定的流速流经填料。在填料上布满生物膜，污水与生物膜广泛接触在生物膜上微生物的新陈代谢功能的作用下，污水中有机污染物得到去除，污水得到净化。生物接触氧化池的特点是：1、氧化池内供微生物固着的填料，全部淹没在污水中，相当于一种浸没在污水中的生物滤池，故又称淹没式生物滤池。2、池内采用与曝气池相同的曝气方法，提供微生物氧化有机物所需要的氧量，并起搅拌混合作用。类似于在曝气池中添加填料，供微生物栖息，故又称接触曝气池。3、净化污水主要靠生物膜，但在氧化沟污水中尚存在一定浓度的悬浮生物量，类似于曝气池中的活性污泥，对污水也起一定的净化作用。可见，生物接触氧化法是一种具有活性污泥法特点的生物膜法。它综合了曝气池和生物滤池的优点，避免了两者的缺点。生物接触氧化法的处理工艺通常可以分为：一段法（一次生物接触氧化法）、二段法（两次生物接触氧化法）、多段法（多次生物接触氧化法）和推流法（多格生物接触氧化法）。\n本设计采用的是一段法。一段法也称一氧一沉法。原水进入生物接触氧化池进行处理而后进入二次沉淀池进行泥水分离。在此处理过程中，氧化池的流态具有完全混合型的特点，全池填料上的生物膜厚度几乎相等，BOD负荷大体相同。氧化池中剩余的营养物质（F）与活性微生物重量（M）之比F/M在1.19~3.57之间，微生物处于对数生长期和生长率下降期的前期。生物膜生长较快，活性较大，降解有机物的速率较高。生物接触氧化池是由池体、填料、支架及曝气装置、进水装置以及排泥管道等部件所组成。基本构造如下图所示：接触氧化池结构示意图一、设计参数1、平均日污水量；2、BOD5进水浓度：；3、BOD5出水浓度：；4、填料容积负荷：；5、有效接触时间：；6、气水比：；7、为了保证布气、布水均匀，每格池面积不宜大于。二、设计计算设计两座接触氧化池，一用一备。1、有效容积：式中：V——有效容积，；——进水浓度，；——出水浓度，；M——填料容积负荷，。2、滤池总面积取滤池高度H=3m，分3层，每层1m，则滤池总面积：3、每格滤池尺寸每格滤池面积式中：f——每格滤池面积，，设计中取25㎡n——滤池格数，个。\n个取30个4、校核反应时间反应时间，设计要求大于2小时，所以符合要求。5、滤池总高度式中：H——填料总高度，m，本设计取三层填料，每层高1.0m，填料总高度H=3.0m；——超高，m，设计中取=0.5m；——填料上水深，m，设计中取=0.5m；——配水区高度，m，取=0.5m。滤池总高度6、所需空气量式中：D——需气量，；——，，设计中取。9、每格滤池所需空气量：10、空气管道布置（1）空气干管每池所需的空气量D1=4166.7m3/d，取空气流速v=15m/s，则干管直径取d=0.07m=70mm，其v=12.5m/s。（2）空气支管在生物接触氧化池中，曝气系统多采用穿孔管布气。穿孔管管径为20mm，中心间距为100mm布置，共50根，穿孔管上孔眼直径为3mm，孔眼中心间距为100mm，即每根穿孔管上开孔50个，则孔口空气流速为式中：——孔口空气流速，m/s；d——孔眼直径，m。穿孔管布置开孔示意图见下图：穿孔管布置开孔示意图11、鼓风机选型鼓风机根据H‘与D选择型号。式中：——为所需水头，m；\n——支管安装深度，m；h——阻力，m。则支管安装深度H0=4.6m，阻力h估算取0.4m，则所需水头。升压鼓风机的风量根据以上数据，选用型号为TSD-150的罗茨鼓风机两台（一用一备），其性能参数如下：转速：1150r/min升压：50.1kPa风量：18.9m3/min配套电机：型号Y180-4功率:22kw12、进出水系统生物接触氧化池进出水系统如图所示生物接触氧化池进出水示意图(1)生物接触氧化池的进水设计进水总渠道的宽度为1.0m，有效水深为1.0m，由进水总渠道接出3条配水支渠，向每格反应池进行配水，支渠的宽度为0.6m。从配水支渠向反应池配水采用孔口，每格孔口所需面积：式中：f——每格孔口所需面积，；N——反应池格数；——孔口流速，m/s。设计中N取16格，=0.08m/s。因此，每格孔口所需面积=。设孔口尺寸为，则每格孔口数为5个。(2)生物接触氧化池的出水设计生物接触氧化池的出水采用矩形薄壁堰，跌落出水。堰上水头式中：H——堰上水头，m；Q——每座反应池的出水量，；m——流量系数，一般采用0.4～0.5，设计中取m=0.4；b——堰宽，设计中取b=6.0m。\n每格反应池的出水进入出水支渠，单侧出水支渠的宽度为0.6m，总共4条出水支渠将出水收集至出水总渠，出水总渠宽度为1.0m，最后通过DN600的出水总管，将生物接触氧化池的出水送往二沉池，出水总管的流速为0.88m/s。13、填料设计本设计选择ZH901弹性立体填料。该产品采用高分子聚合物并加以抗氧化剂、亲水剂、稳定剂、吸附剂等添加剂，经特殊拉丝而成。表面带有细小毛刺及间距扁平状结构，弹性丝经高温粘合，牢固在塑料粒子上，形成片距式弹性立体填料，比表面积大，空隙可变，容易挂膜，周期性脱膜容易，更新快，具有良好的布气、布水性能，传质效果较好，对有机物去除率高，长期使用恩能够保持较大的比表面积，不结球，无需反冲洗，广发应用于生物膜法处理各种污水，给水微污染处理。本设计选择填料规格（调料直径片距）为，成膜后重量，安装距离为300mm。1.6二沉池本设计的二沉池采用中心进水，周边出水的辐流式沉淀池，设2座。1）．设计参数设计进水量：Q=0.1445m3/s表面负荷：q=1.4m3/（m2*h）水力停留时间（沉淀时间）：T=2.5h2）．设计计算1.沉淀池面积:按表面负荷算：m22.沉淀池直径：取D=22m3.有效水深为h=qT=1.42.5=3.5m4.径深比（介于6～12）5.沉淀池总高度式中H——沉淀池总高度（m）；h1——沉淀池超高（m），一般采用0.3-0.5；取0.3mh2——沉淀池有效水深（m）；\nh3——沉淀池缓冲层高度，一般采用0.3米；h4——沉淀池底部圆锥体高度（m）；h5——沉淀池污泥区高度（m）根据污泥部分容积大及二沉池的特点，采用机械刮泥机排泥。池底坡度为0.05。式中r——沉淀池半径，r1——沉淀池进水竖井半径，一般采用1.0米污泥部分所需容积：取η=50%,P=99沉淀池底部圆锥体容积：因为，所以h5=07.进水管：取Q=0.1445m3/sR=50%单池：Q1=Q+RQ0=0.1445+1.14450.5=0.217m3/s进水管管径取D1=600mm流速v=0.77m/s8.进水竖井计算：进水竖井直径采用D2=2.0m采用多孔配水，配水口尺寸ab=0.5m0.5m,共设5个沿井壁均匀分布；流速<(0.15-0.2)孔距l：9.稳流筒计算筒中流速：稳流筒过流面积：稳流筒直径D3：10.出水槽计算采用双边90°三教堰出水槽集水，出水槽沿池壁环形布置，环形槽中水流由左右两侧汇入出水口。每侧流量：集水槽中流速v=0.6m/s，设集水槽宽B=0.6m，槽内终点水深h2：\n槽内起点水深h1：式中——槽内临界水深（m）——系数，一般采用1——重力加速度设计中取出水堰后自由跌落0.10m，集水槽高度：0.1+0.23=0.33m，取0.5m。集水槽断面尺寸为：11.出水堰计算式中q——三角堰单堰流量（L/s）Q——进水流量（L/s）L——集水堰总长度（m）L1——集水堰外侧堰长（m）L2——集水堰内侧堰长（m）n——三角堰数量（个）b——三角堰单宽（m）h——堰上水头（m）q0——堰上负荷[L/(s)]设计中取b=0.10m，水槽距池壁0.5m根据规定二沉池出水负荷在1.0~2.9之间，计算结果符合要求。12.出水管出水管径DN=500mm13.排泥装置沉淀池采用周边传动刮吸泥机，周边传动刮吸泥机的线速度为2~3m/min，刮吸泥机底部设有刮泥板和吸泥管，利用静水压将污泥吸入污泥槽，沿进水竖井中的排泥管将污泥排出池外，排泥管管径200mm。14.集配水井1)、设计计算①配水井中心管直径式中：v2——中心管内污水流速（m/s），一般采用v2≧0.6m/s，本设计取v2=0.7m/s则，本设计取D2=0.8m②配水井直径式中：v3——配水井内污水流速（m/s），一般采用0.2～0.4m/s，本设计取v3=0.3m/s则，本设计取D3=1.4m③集水井直径\n式中：v1——集水井内污水流速（m/s），一般采用0.2～0.4m/s，本设计取v1=0.25m/s则，本设计取D1=1.90m④进水管管径取进入二沉池的管径DN600mm流速，符合要求⑤出水管径由前面结果可知，出水管径为DN500mm总出水管径取DN=600mm，集配水井内设有超越闸门，以便超越。12.辐流式二沉池计算草图如下：1.7消毒设施工业废水经一级，二级处理后，水质有所改善，细菌含量大幅减少，但细菌的绝对值依然很可观，并存在病原菌的可能。因此，在排放水体或灌溉农田之前，应进行消毒处理。本设计采用隔板式接触反应池。1)、设计参数水力停留时间：T=0.5h=30min液氯投加量：a=8.0mg/L沉降速度：1.0～1.3mm/s2)．消毒剂的投加1.加氯量计算二级处理出水采用液氯消毒时，液氯投加量一般为5~10mg/l，本设计中液氯投加量采用8mg/l。每日加氯量为：式中q——每日加氯量（kg/d）q0——液氯投量（mg/l）Q——污水设计流量（m3/s）2.加氯设备液氯由真空转子加氯机加入，加氯机设计两台，采用一用一备。每小时加氯量：设计中采用ZJ-1型转子加氯机。3).接触消毒池设计计算污水接触消毒池采用一个5廊道推流式，设计计算如下：1.消毒接触池容积：式中V——接触池单池容积（m3）\nQ——单池污水设计流量（m3/s）t——消毒接触时间，采用t=30min得2.消毒接触池表面积式中F——消毒接触池单池表面积（m2）h2——消毒接触池有效水深（m）设计中取h2=2.5m3.消毒接触池池长池宽：设廊道单宽B=4.0m，则总池长为：L’=F/B=208.08/4=52.02m廊道长:=L’/5=10.4m，设计中取10.5m。总池宽：B=5×B=5×4.0=20.0m长宽比：L’/B=52.02/4.0=13(大于10符合要求)。4.池高：H=式中——超高（m），一般采用0.3m；——有效水深。代入数据：H=m5.进水部分：每个消毒接触池的进水管管径D=500mm。6.混合：采用管道混合的方式，加氯管线直接接入消毒接触池的进水管。7.出水部分:式中H——堰上水头（m），n——消毒接触池个数；m——流量系数，一般采用0.42；b——堰宽，数值等于池宽（m）。代入数据：8.接触消毒池计算草图如下：1.8计量设备为了提供污水厂的工作效率和运转管理水平，并积累技术资料，以总结运转经验，为今后处理厂的设计提供可靠的数据，必须设置计量设备，正确掌握污水量、污泥量、空气量、以及动力消耗等。其选择和布置的一般原则如下：（1）测量污水或污泥的装置应当是水头损失小、精度高、操作简便并且不易沉积杂物的；\n（2）分流制污水处理厂计量设备一般设在沉砂池后，初次沉淀池前的渠道上，或设在污水厂的总出水管道上，如有条件应对各主要构筑物的进水分别计量；（3）测量原水或污泥的装置应采用不易发生沉淀的设备，如咽喉式计量槽应用最为广泛，对二级处理出水的计量除上述设备外，亦可采用各种形式的溢流堰进行测量；咽喉式计量槽以巴氏槽（ParshallFlume）最常用，其构造如图：巴氏计量槽示意这种计量设备的优点是水头损失小，不易发生沉淀，精确度高达95%-98%，它的缺点是施工技术要求较高，尺寸如不准确，即影响测量精度。一、计量堰尺寸设计本设计设计流量Q=0.289m3/s，根据《给水排水设计手册》第5册567页表10-3，选择测量范围在0.250～1.80m3/s的巴氏计量槽，其各部分尺寸为：W=0.90m，B=1.650m，A=1.683m，2/3A=1.122m，C=1.20m，D=1.56m。二、计量堰水力计算计量堰按自由流计，根据《给水排水设计手册》第5册，查得应采用的计量堰尺寸为：当W=0.90时，Q=0.289m3/s时，,自由流取，则H2=0.5×0.28=0.14m,故计量堰水头损失为。1、上游水力计算上游流速湿周过水断面：水力半径：水力坡度：2、下游水力计算下游流速水利计算如下：湿周过水断面；\n水力半径：水力坡度：第二章污泥处理构筑物计算2.1贮泥池处理站的污泥来源有三处即初沉池的污泥、二沉池的污泥和UASB的污泥。因为排放的时间不同，所以需要设计一个贮泥池汇集这三处的污泥再进行处理。一、设计参数UASB的污泥量为，二次沉淀池的污泥量为。污泥总量Q=1037.5+81.44=1118.94二、设计计算贮泥池尺寸如图所示贮泥池尺寸示意图1、贮泥池容积式中：V——贮泥池计算容积，m3；Q——每日产泥量，m3/d；t——贮泥时间，h，一般采用8～12h，设计中取t=6h；n——贮泥池个数，设计中取n=2。贮泥池设计容积式中：V’——贮泥池容积，m3；h2——贮泥池有效深度，m，设计中取h2=4.5m；h3——污泥斗高度，m；a——污泥贮池边长，m，设计中取a=5m；b——污泥斗底边长，m，设计中取污泥斗底为正方形，边长b=1.5m；n——污泥贮池个数，设计中取n=2；α——污泥斗倾角，一般采用60°。符合要求。2、贮泥池高度式中：h——污泥贮池高度，m；——超高，m，设计中取h2=0.3m；——污泥斗高，m。3、管道部分每个贮池中设DN=150mm的吸泥管一根，2个贮泥池互相联通，连通管DN=200mm，共设有4根进泥管，1根来自调节池，管径DN200mm，1根来自UASB反应器，\n管径为300mm，2根来自二沉池，管径为200mm。2.2污泥浓缩池污泥浓缩脱水的主要对象是间隙水，它占污泥含水量的65%～85%，因此污泥浓缩是减少污泥体积最经济有效的方法。污泥含水率从99%降至96%，污泥体积可减少75%，这就为后续处理创造了良好的条件，节省设备投资，降低处理成本。一般来说，不管污泥采用何种方式处理处置，污泥浓缩是必不可少。污泥浓缩的方法有重力浓缩、气浮浓缩和机械浓缩三种，各种浓缩方法的特点与应用如表所示。各种浓缩方法的特点及应用浓缩方法优点缺点适用条件和应用情况重力浓缩法1.浓缩池构造简单，操作方便。2.动力消耗小，运行费用低3.贮存污泥能力强1.占地面积大2.浓缩效果不理想3.污泥量易腐化，散发臭气初沉污泥+剩余污泥广泛应用气浮浓缩法1.浓缩效果好，出泥含水率低2.占地面积小，只为重力法的10%3.运行效果稳定，不受季节影响1.运行费用高于重力法，但低于离心法2.操作管理要求较高3.电耗大4.污泥贮存能力小初沉污泥+剩余污泥发达国家开始推广使用离心浓缩法1.浓缩效果好，工作效率高2.占地面积极小3.几乎不散发臭气，工作环境好1.要求专用的离心设备2.耗电量大3.对操作人员技术要求较高，管理复杂剩余污泥很少使用\n本设计拟采用较为常用的重力浓缩法。重力浓缩本质上是一种沉淀工艺，属于压缩沉淀，浓缩前由于污泥浓度较高，颗粒之间彼此接触支撑，浓缩开始以后，在上层颗粒的重力作用下，下层颗粒间隙中的水被挤出界面，颗粒之间相互拥挤得更加紧密，通过这种拥挤和压缩过程，污泥浓度进一步提高，上层的上清液溢流排出，从而实现污泥浓缩。重力浓缩池按其运转方式分为连续流和间歇流，按其池型分为圆形和矩形。本设计拟采用竖流式重力浓缩池。其污泥固体负荷可用除沉污泥和二沉污泥的比例来计算，其有效水深按沉淀部分的上升流速一般不大于0.1mm/s进行核算。浓缩池的容积并应按浓缩10～16小时进行核算，不宜过长。当采用定期排泥时，两次排泥时间间隔一般可采用8小时。竖流式浓缩池，污泥室的截锥体斜壁与水平面所形成的角度，应不小于50°，中心管按污泥流量计算，不设刮泥设备，池底设有泥斗，其泥斗与水平面的倾角，应不小于50°，浓缩池的上清液重新回流到初沉池前进行处理。一、设计参数1、进入浓缩池的污泥量为；2、重力浓缩池进泥含水率为99%。3、浓缩后污泥含水率为97%。二、设计计算本设计设采用1个浓缩池，尺寸见图。污泥浓缩池尺寸示意图1、中心进泥管面积式中：f——浓缩池中心进泥管面积，；Q——中心进泥管设计流量，；——中心进泥管流速，，一般采用，设计中取=0.03m/s；——中心进泥管直径，m。本设计拟选用DN300的进泥管，因此考虑不设计中心进泥管，由进泥管直接进泥。进泥管管内流速2、浓缩后分离出的污水量式中：q——浓缩后分离出的污水量，；Q——进入浓缩池的污泥量，；——浓缩前污泥含水率，一般采用99%；——浓缩后污泥含水率，一般采用97%。3、浓缩池水流部分面积式中：F——浓缩池水流面积，m2；v——污水在浓缩池内上升流速，m/s）、，一般采用v=0.00005～0.0001m/s，设计中取v=0.00005m/s。4、浓缩池直径设计中取为D=2.5m。5、有效水深式中：——浓缩池有效水深，m；\nt——浓缩时间，h）、，一般采用10～16小时，设计中取t=10h。6、浓缩后剩余污泥量7、浓缩池污泥斗容积污泥斗设在浓缩池的底部，采用重力排泥。污泥斗高度式中：——污泥斗高度，m；——污泥斗倾角，圆型池体污泥斗倾角，设计中取；r——污泥斗底部半径，m，设计中取r=0.25m；R——浓缩池半径，m，本设计中R=1.25m。污泥斗容积为：8、污泥在污泥斗中停留时间9、浓缩池总高度式中：h——浓缩池总高，m；——超高，m，设计中取=0.3m；——缓冲层高度，m，设计中取=0.3m。10、溢流堰浓缩池溢流出水经过溢流堰进入出水槽，然后汇入出水管排出。设出水槽宽，水深为0.05m。溢流堰周长式中：C——溢流堰周长（m）；D——浓缩池直径（m）;b——出水槽宽（m）.溢流堰采用单侧三角形出水堰，三角堰顶宽0.16m，深0.08m，浓缩池有45个三角堰，每个三角堰流量为三角堰堰水深三角堰后自由跌落0.10m,则出水堰水头损失为0.10m。11、溢流管溢流水量，设溢流管管径DN50mm，管内流速为v=0.18m/s。12、排泥管浓缩后污泥量为，泥量很小，采用间歇排泥方式，污泥斗容积，污泥管道选用DN150mm，每次排泥时间0.5h，每日排泥2次，间隔时间为12h。2.3污泥脱水机房\n污泥机械脱水的目的是降低含水率，减少污泥的体积，以便于进一步的处理。污泥机械具有脱水效果好、效率高、占地面积少且不受气候影响等优点，为目前污泥脱水较常用的方法。污泥机械脱水的方法有真空吸滤法、压滤法和离心法，他们的基本原理相同。污泥机械脱水是以过滤介质形成滤液，而固体颗粒被截留在介质上，形成滤饼，从而达到脱水的目的。常用的脱水机有真空转鼓过滤机、自动板框压滤机、带式压滤机、离心脱水机等。其中带式压滤机具有连续生产，机器制造容易，操作管理简单，附属设备较少等优点，可以大大降低投资、劳动力、能源消耗和维护费用。由于本设计中的污泥总量不大，浓缩池采用间歇式重力浓缩池，集中排泥，故可以选用带式压滤机集中连续处理污泥。同时污泥总量不大，又不会产生很高的运行费用。带式压滤机不使用石灰和等药剂，只需要投加少量高分子絮凝剂，污泥的含水率可降低到70%～80%左右，泥饼量不增加，脱水污泥处理十分重要。带式压滤机运行简单，污泥絮凝情况可以目视观察，其运行效果主要取决于滤布的速度和能力。带式压滤机适用于活性污泥和有机亲水性污泥的脱水。一、机械脱水前预处理预处理的目的在于改善污泥脱水性能，提高机械脱水效果与接卸脱水设备的生产能力。有机污泥均由亲水性带负电荷的胶体颗粒组成，颗粒大小不匀而且很细，挥发性固体含量高，比阻也大，脱水困难。一般认为进行机械脱水的污泥，比阻值在之间为宜，但一般各种污泥的比阻值均大大地超过该范围，因此在机械脱水前，污泥必须进行预处理。预处理主要方法有化学调节法，热处理法、冷冻法及淘洗法等。化学调节法是在污泥中加入混凝剂，助凝剂等化学药剂，降低比阻，改善脱水性能。热处理法可使有机物分解，破坏胶体颗粒稳定性，污泥内部水与吸附水被释放，比阻值可降至，大大改善脱水性能，杀灭寄生虫卵、致病菌与病毒等，因此污泥热处理兼有污泥稳定，消毒和除臭等功能。冷冻法可使污泥颗粒的结构被彻底破坏，脱水性能大大提高，颗粒沉降与过滤速度可提高几十倍，可直接进行机械脱水。淘洗法也适用于消化污泥的预处理，但现在已逐渐被淘汰。本设计采用加药调节，加药剂为聚丙烯酰胺，投加量为0.15%～0.5%的污泥干重，取0.3%计算，每日药剂投加量为0.5kg/h。为了省投资，拟选用人工搅拌。二、带式压滤机设备选型PFM-1000型压滤机，是一种新型高效连续运行的固液分离设备，该设备适用于城市污水处理和化工，造纸，冶金，纺织，印染，矿业，食品业，药业，酒业，电力，煤炭等行业的各类污泥和悬浮物料的脱水工序，脱水效果良好，对所有类型的污泥均可适用，并易于和其他污水处理设备配套形成网络控制。PFM-1000；带宽：1000mm；主机功率：1.5kw；处理量：7～8外型尺寸:4500mm×1890mm×1860mm；数量2座一般所需配套设备\n空气压缩机滤带冲洗泵药液溶解搅拌机计量泵或转子流量计污泥泵其他第三章污水处理站的高程布置3.1污水高程污水处理站污水处理流程高程布置得主要任务是通过计算确定各处理构筑物的标高和水面标高，确定处理构筑物之间连接管渠的标高，从而能够使污水沿处理流程构筑物之间通常地流动，保证污水处理站的正常运行。在对污水处理站污水处理流程的高程布置时，应考虑下列原则：（1）选择一条距离最长，水头损失最大的流程进行水力计算，并应适当留有余地，以保证在任何情况下，处理系统都能够运行正常。（2）计算水头损失时，一般应以近期最大流量（或泵的最大出水量）作为构筑物和管渠的设计流量；计算设计元气流量的管渠和设备时，应以远期最大流量为设计流量，并酌加扩建时的备用水头。（3）在作高程布置时还应注意污水流程与污泥流程的配合，尽量减少需抽升的污泥量。在决定污泥干化场，污泥浓缩池、消化池等构筑物的高程时，应注意它们的污泥水能自动排入污水入流干管或其它构筑物的可能。为了降低运行费用和便于维护管理，本设计中污水在处理构筑物之间的流动考虑以重力流为主，这就需要精确计算污水流动中的水头损失，水头损失包括：污水流经各处理构筑物或配水设备时的水头损失，污水流经连接前后两处理构筑物管路的水头损失。一、各构筑物的水头损失计算构筑物水头损失表构筑物名称水头损失（m）构筑物名称水头损失（m）格栅0.26集配水井0.5调节池0.3二沉池0.5UASB0.4接触消毒池0．3好氧接触氧化池0.5计量堰0.26二、管路的水头损失计算管路的水头损失包括沿程水头损失和局部水头损失，计算结果见表3-1和表3-2表3-1管路沿程水头损失计算表\n管段名称设计流量（L/s）管径（mm）i（‰）流速v(m/s)管长L（m）沿程水头损失(m)出水口到消毒池289.45005.231.42470.246消毒池到集配水井289.46002.060.99310.064集配水井到二沉池144.75001.410.71190.027二沉池到集配水井144.76000.580.49570.004集配水井到生物接触氧化池289.46002.060.9990.019生物接触氧化池到UASB289.45005.231.42440.230UASB到泵房144.75001.410.71280.039表3-2管路局部水头损失水力计算表管段名称管径流速v弯头进口损失系数出口损失系数闸阀损失系数局部水头损失(m)个数损失系数出水口到消毒池5001.4200110.060.212消毒池到集配水井6000.9900110.060.103集配水井到二沉池5000.7110.96110.060.078二沉池到集配水井6000.49522.02110.060.051集配水井到生物接触氧化池6000.9911.01110.060.154生物接触氧化池到UASB5001.4210.96110.060.311UASB到泵房5000.7121.92110.060.102三、高程计算1、高程条件根据设计原则，厂区竖向设计力求减少厂区土方量，所以应考虑水泵提升能力的同时，兼顾到接纳水体的最高水位和厂区土方量的问题。（1）污水处理厂地形平坦，地面绝对标高为58.00米。（2）进厂的污水管道：管径D=500mm，充满度为0.75，管内底标高为56.00m。2、各构筑物的标高列表各构筑物的标高如表所示。构筑物及管渠水面标高计算表管渠及构筑物名称水面上游标高水面下游标高构筑物水面标高地面标高出水口至消毒池57.95857.50058.000\n消毒池58.51857.95858.23858.000消毒池至集配水井58.68058.51858.000集配水井至二沉池58.78558.68058.000二沉池59.28558.78559.03558.000二沉池至集配水井59.34059.28558.000集配水井至接触氧化池59.51359.34058.000接触氧化池60.01359.51359.76358.000接触氧化池至UASB60.55460.01358.000UASB60.95460.55460.75458.000各构筑物的标高表构筑物名称水面标高水深池内底标高进水管56.3750.37556.000格栅栅前56.4000.4056.000栅后56.1400.4055.740调节池56.1405.0051.140UASB60.7546.0054.754生物接触氧化池59.7634.055.763二沉池59.0354.354.735消毒池58.2382.555.738出水口57.500057.5003.2污泥高程计算1.污泥管道水头损失管道沿程损失：管道局部损失：式中—污泥浓度系数D—污泥管管径（m）L—管道长度（m）V—管内流速（m/s）—局部阻力系数查计算表可知污泥含水率98%时，污泥浓度系数CH=81,污泥含水率97%时，污泥浓度系数CH=71。各连接管道的水头损失见下表连接管道沿程水头损失\n管渠及构筑物的名称流量(L/s)管渠设计参数含水率(%)水头损失(m)D(mm)V(m/s)L(m)UASB至贮泥池12.013000.2087980.036浓缩池至贮泥池0.362000.205970.004贮泥池至脱水间12.963000.225970.003各种管件局部阻力系数管件名称局部阻力系数值水含水率98%污泥含水率96%污泥承插街头0.40.270.43三通0.80.600.73弯头1.46（r/R=0.9)0.85(r/R=0.7)1.14(r/R=0.8)四通2.5各种阀门的局部阻力系数h/d局部阻力系数值h/d局部阻力系数值水含水率96%污泥水含水率96%污泥0.90.930.040.52.032.570.80.050.120.45.276.300.70.200.320.311.4213.00.60.700.900.228.7027.7连接管道局部水头损失管渠及构筑物的名称流量(L/s)D(mm)V(m/s)含水率(%)局部阻力系数水头损失(m)弯头闸阀UASB至贮泥池12.012000.2098215.20.011浓缩池至贮泥池0.362000.2097013.50.007贮泥池至脱水间12.962000.2297013.50.0092、污泥处理构筑物的水头损失当污泥以重力流排出池体时，污泥处理构筑物的水头损失以构筑物的出流水头计算，UASB取1.5m、浓缩池取1.0m，二沉池取1.2m。3、污泥高程布置从污水高程可知调节池液面标高和二沉池液面标高。高程计算顺序是：（1）由UASB液面高程推算贮泥池液面高程，再\n由贮泥池液面高程反推浓缩池液面高程，（1）确定二沉池至浓缩池的污泥泵提升高度计算结果见表污泥处理构筑物及管渠水面标高计算表管渠及构筑物名称上游泥面标高（m）下游泥面标高（m）构筑物泥面标高（m）地面标高（m）UASB60.75458.000UASB至贮泥池60.75459.20758.000贮泥池59.20758.000浓缩池至贮泥池60.21859.20758.000浓缩池60.21858.000主要参考文献[1].孙慧修主编.排水工程上册(第4版).北京:中国建筑工业出版社，1998年7月.[2].张自杰主编.排水工程下册(第4版).北京:中国建筑工业出版社，2000年6月.[3].任南琪马放编.污染控制微生物学原理与应用.北京:中国环境科学出版社[4].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，2002年6月.[5].孙力平主编.污水处理新工艺与设计计算实例.北京:科学出版社，2001年7月.[6].姜乃昌主编.水泵及水泵站.北京:中国建筑工业出版社，1993年6月.[7].给水排水设计手册第1册(常用资料).北京:中国建筑工业出版社，1986年12月.[8].给水排水设计手册第5册(城市排水).北京:中国建筑工业出版社，1986年12月.[9].给水排水设计手册第6册(工业排水).北京:中国建筑工业出版社，1986年12月.[10].给水排水设计手册第9册(专用机械).北京:中国建筑工业出版社，1986年12月.[11].给水排水设计手册第10册(技术经济分析).北京:中国建筑工业出版社，1986年12月.[12].给水排水设计手册第11册(常用设备).北京:中国建筑工业出版社，1986年12月.[13].室外排水设计规范(GBJ14-87).北京:中国计划出版社，1998年7月.[14].游映玖编.新型城市污水处理构筑物图集.北京：中国建筑工业出版社，2007年5月[15].罗辉主编.环保设备设计与应用.北京:高等教育出版社，2000年.[16].阮文泉主编.废水生物处理工程设计实例详解.北京:化学工业出版社，2006年.[17].张统主编.间歇式活性污泥法污水处理技术及工程实例.北京:化学工业出版社，2002年4月.[18].曾科主编.污水处理厂设计与运行.北京:化学工业出版社，2002年2月.[19].任南其等.厌氧生物技术原理与应用[M].北京:化学工业出版社,2004年\n致谢本次毕业设计,使我对工程设计的内容和步骤有了更进一步的了解，从大体上讲,本次设计达到了预期的效果,达到了作为本科毕业生所应符合的要求。这次毕业设计使我深深地认识到:工科毕业生做设计工作所要求的严谨性,对于工程二字的沉重性,我开始意识到工程二字要求我们对专业知识有很深地了解,在熟练掌握专业知识的基础上灵活运用.本次设计为保定某化工区废水处理，是一个真实性课题,在重新熟悉课本和认真查阅资料的基础上，并结合设计任务书的要求,我对本设计废水处理的工艺流程提出了多种方案，在反复的比较下，最终确定了一个最优方案。在这个过程中,我逐渐懂得了如何运用专业性眼光去看待问题,分析问题和解决问题。在工艺流程确定后,就开始了对所选构筑物的设计计算,通过老师的指导和自己的计算,我对污水处理中所用到的一些构筑物有了更深的认识,在高程的计算中自己遇到了不少问题,但在老师的精心指导和自己的努力下,最终问题都一一得到解决,也使自己对污水处理流程有了一个清晰的认识.这次毕业设计是自己四年所学知识的一个综合应用,是一次难得的学习机会,使自己受益匪浅.在设计中,对一些计算机软件也是一次很好的学习机会,主要是CAD和Word的使用,在以前的基础上,能够更加熟练地运用.因此,此毕业设计对本人是一个很好的锻炼,达到了对排水工程的一个比较深入地了解,是比较成功的毕业设计。本次毕业设计是在王老师的精心指导下，由我独立完成的。本次毕业设计是我大学四年所学知识的回顾与总结。同时，通过该次毕业设计，我亦从指导老师处学到了许多的常规设计方法，设计思想，并懂得了在做设计中如何去查资料与应用资料。了解了本专业各方面的设计课题与设计方法，这次使我的知识面更加广阔与完整，使我收益非浅。可以这样说：在王老师的耐心指导和自己的努力下，我完成了毕业设计应完成的任务，达到了毕业设计的教学要求。在这里，万分的感谢各位老师的辛勤栽培和其他同学的热情的帮助！但由于时间仓促及本人水平有限，本次设计中难免有各种错误与不足，还望各位老师批评指正与谅解。我将在以后的学习与工作中不断改正，不断吸取经验教训，不断完善自我，以感谢老师们四年的关心与教导。最后，诚挚地感谢王老师以及给水排水教研室各位老师的关心与指导。祝各位老师万事如意，工作顺利！