某城市污水处理厂工艺设计含外文翻译 49页

摘要出水水质：CODc匕63mg/L;BOD5014mg/匚SSK30mg/L;氨氮03mg/L设计要求出水水质满足《中华人民共和国污水综合排放标准》(GB8978－1996)二级标准。氧化沟处理技术70年代末就在国内开始应用，在污水处理中取得了良好的效果。氧化沟是活性污泥法的一种改型，其曝气池呈封闭的沟渠型，污水和活性污泥的混合液在其中进行不断的循环流动，氧化沟通常在延时曝气条件下进行污水处理，这时水力停留时间长(10〜40h),有机负荷低［0.05〜0.15kgBOD5/(kgVSS?d)］。与其他生物处理工与艺相比，有以下一些技术、经济方面的特点：工艺流程简单，构筑物少，运行管理方便；曝气设备和构造形式的多样化、运行灵活；处理效果稳定、出水水质好并可以实现脱氮除磷。\nAbstractThedesignforthetitleofthecitysewagetreatmentplantprocessdesign,designflowforthe150,000m3/d,waterqualityforBOD5is200mg/L,CODcris450mg/L,SSis370mg/L,EffluentqualityforBOD5islessthan14mg/L,CODislessthan63mg/L,SSislessthan30mg/L,Ammoniaislessthan3mg/L.ThethetwocriteriawaterrequirementsofGB8978-1996《wastewaterdischargestandards》.Bytheoxidationditchtreatmentofurbansewage，oxidationditchtechnologywasappliedinourcountryabout70s,andhadgoodeffectintreatingwastewater.Oxidationditchisaremodelofactivemudmethod,itsplugflowaerationassumingobturateditchtype,themixedliquidofwastewaterandactivemudflowingincircle.Oxidationditchusuallytreatswastewaterindelayplugflowcondition,thewaterpowerhaslongsettletime(10〜40h),loworganicloading[0.05〜0.15kgBOD5/(kgVSS?d)].comparingwithotherbiologytreattechnology,suchas:simpleprocess,littlebuilding,convenienttoadministering,itsequipmentandstructurediversification,stabilizationeffect,andhasgoodwaterquality,canpulloffthenitrogen.Keywords:UrbanSewage,Oxidationditch,Liveanddirtymiremethod\n目录摘要IABSTRACTII目录1第一章绪论41.1设计任务41.1.1设计题目41.1.2设计任务与内容41.1.3基本要求41.1.4设计计算说明书的具体要求51.2设计原始资料及处理目标51.2.1进水水质资料51.2.2气候资料51.2.3处理目标61.2.4处理效果的估算61.3处理工艺比较与选定61.3.1水质特征61.3.2目前国内外的研究现状71.3.3活性污泥法的新发展81.3.4工艺流程的确定91.3.5设计依据12第二章污水处理构筑物设计计算142.1中格栅142.1.1设计说明142.1.2设计参数142.1.3设计计算142.2污水提升泵房172.2.1泵房设计计算172.3曝气沉砂池172.3.1.设计说明172.3.2池体设计计算172.4氧化沟19\n2.1.1氧化沟的由来192.1.2氧化沟的结构192.1.3Carrousel氧化沟处理污水的原理192.1.4设计参数192.1.5池体设计计算202.1.6曝气机设计选型212.1.7剩余污泥计算222.1.8计算校核222.2二沉池232.2.1设计说明232.2.2设计参数242.2.3池体设计计算242.3接触消毒池252.3.1设计说明252.3.2设计参数262.3.3设计计算27第三章污泥处理构筑物设计计算293.1回流污泥泵房293.1.1设计说明293.1.2回流污泥泵房设计选型293.2剩余污泥泵房293.2.1设计说明293.2.2设计选型293.3污泥浓缩池293.3.1设计说明293.3.2设计参数303.3.3设计计算303.4污泥脱水间32第四章污水处理厂平面与高程布置334.1平面布置334.1.1各处理单元构筑物的平面布置334.1.2管线布置334.1.3辅助建筑物33\n4.1高程布置334.1.1输送方式344.1.2污水管材料选取344.1.3设计充满度344.1.4设计流速344.1.5管径设计344.1.6最小设计坡度344.1.7污水管道的埋深深度354.2水力损失计算354.2.1水头损失计算354.2.2构筑物水力损失364.2.3总水力损失364.3高程计算374.3.1设计说明374.3.2设计计算37第五章工程概预算385.1.基本建设投资385.2运行费用395.2.1运行成本估算39第六章设计结论40参考文献41附录A英文文献及译文43错误！未定义书签。附录B设计图纸.致谢错误！未定义书签。第一章绪论1.1设计任务1.1.1设计题目某城市污水处理厂工艺设计1.1.2设计任务与内容\n(1)根据水质特征并结合当地的具体条件，选择即经济又合理的污水处理工艺，选定各单体处理构筑物，对各单体构筑物进行设计计算绘制主体处理构筑物的工艺施工图；(2)污泥处理系统设计计算及绘制主要处理构筑的工艺施工图。(3)污水泵房的工艺设计，包括选泵、泵房工艺设计计算和泵房工艺图的绘制；(4)污水处理厂的平面布置，包括污水处理厂处理构筑物和辅助建筑物的工艺平面图绘制；(5)污水处理厂水力及高程计算，绘制污水处理部分和污泥处理部分高程布置图；1.1.1基本要求(1)污水经处理以后其水质应达到国家污水综合排放二级标准，即CO庚120mg/l,BOD030mg/l,SSK30mg/l,NH-NK25。(2)在确定污水处理工艺流程时，同时选择适宜的各处理单体构筑物的类型，对所有构筑物都进行设计计算，包括确定各有关设计参数、负荷、尺寸与所需的材料与规格等。(3)污水泵房工艺设计要求要确定水泵机组的台数、水泵型号、泵站的结构形式以及集水池的容积，泵站的建筑与结构设计可参照标准图大概的来确定。(4)根据污水性质及成分，选择适合的污泥处理系统并进行设计计算。(5)污水处理厂平面布置要尽量做到紧凑合理，同时应保证运行管理方便，绘制详细平面布置图。(6)对污水与污泥处理系统进行水力计算和高程计算，绘制高程图.(7)对污水处理厂要进行经济概算与成本分析。\n(8)污水处理站总平面图，1#图1张。(9)主要处理构筑物(曝气沉砂池、氧化沟、二沉池、污泥浓缩池等)工艺图，1#图4张。(10)污水提升泵站工艺图，1#图1张。(11)污水处理工艺与污泥处理工艺高程布置图，1#图1张。1.1.1设计计算说明书的具体要求毕业设计计算说明书要结构严谨、层次分明、语言流畅、布局合理、简图合理、计算正确，符合学科、专业的有关要求。具体要求及格式按照学校规定毕业设计标准执行。1.2设计原始资料及处理目标1.2.1进水水质资料进水各污染物浓度见表1.1:表1.1进水污染物浓度指标(mg/L)污染CODBODSSNH—N浓度450200370151.2.2气候资料(1)气温：该市属暖温带季风气候，光照充足、热量丰富、降水适中、无霜期长、气候比较单一，差异性小。其特点为四季分明，春季干旱多风沙，夏季炎热雨集中，秋高气爽，日照长，冬季寒冷少雨雪。历年平均气温为14.7C,夏季最热月在7月，平均气温为32.6C,冬季最冷月在1月，平均气温为-2.5C。(2)封冻：最大冻土深度为18cm(3)风向：秋冬两季多北和偏东风，春季多雨和偏南风，夏季多南和南偏东风。月平均风速为2~4m/s。(4)降雨多年平均降水量为727.7mm。\n1.1.1处理目标出水执行《中华人民共和国污水综合排放标准》(GB8978—1996)二级标准,具体排放标准见表1.2:表1.2出水排放标准(mg/l)CODBODSSNHN<63<14<30<31.2.4处理效果的估算(1)溶解性BOD的去除率200-14100%=93%200n(2)COD的去除率450—63100%=86%450n(3)SS的去除率370-30100%=92%370n(4)NH3—N的去除率15-3=100%=80%151.3处理工艺比较与选定1.3.1水质特征生活污水中含有有机物、病原菌、虫卵等，排入水体后渗入地下造成污染。微生物在分解有机物中消耗了水体中的氧，会影响鱼类生活，当溶解氧耗尽时，在厌氧状态下，使细菌分解有机物产生硫化氢，水体黑臭，鱼虾绝迹，污水中的氮磷等营养物质排入水体，特别是湖泊、水库将引起水体的富营养化。藻类的过度生长将造成溶解氧的急剧变化，水体在一定时间内处于严重缺氧状态，导致鱼类大量死亡。为此，作为二十一世纪的环保工作者，应尽量采取有效的措施控制废水排放量，循环利用，综合处理，区域防治和加强管理等综合措施，保证用水和废水的循环利用能够顺利进行。1.3.2目前国内外的研究现状目前，国内外城市污水处理厂采用的工艺有普通活性污泥法、A/O生物脱氮活\n性污泥法、A/A/O生物脱氮除磷工艺、ABCL艺、氧化沟法(循环混合式活性污泥法)SBRh］歇时活性污泥法等工艺。当前流行的污水处理工艺有：AB法、SBR法、氧化沟法、普通曝气法、A/A/O法、A/O法等，这几种工艺都是从活性污泥法派生出来的，且各有其特点。(1)AB法(Adsorption—Biooxidation)该法由德国Bohuke教授首先开发。该工艺对曝气池按高、低负荷分二级供氧，A级负荷高，曝气时间短，产生污泥量大，污泥负荷2.5kgBOD/(kgMLSSd)以上，池容积负荷6kgBOD/(m3•d)以上；B级负荷低，污泥龄较长。A级与B级问设中间沉淀池。二级池子F/M(污染物量与微生物量之比)不同，形成不同的微生物群体。AB法尽管有节能的优点，但不适合低浓度水质，A级和B级亦可分期建设。(2)SBR法(SequencingBatchReactor)SBR法早在20世纪初已开发，由于人工管理繁琐未予推广。此法集进水、曝气、沉淀、出水在一座池子中完成，常由四个或三个池子构成一组，轮流运转，一池一池地间歇运行，故称序批式活性污泥法。现在又开发出一些连续进水连续出水的改良性SBR工艺，如ICEAS法、CASSt、IDEA法等。这种一体化工艺的特点是工艺简单，由于只有一个反应池，不需二沉池、回流污泥及设备，一般情况下不设调节池，多数情况下可省去初沉池，故节省占地和投资，耐冲击负荷且运行方式灵活，可以从时间上安排曝气、缺氧和厌氧的不同状态，实现除磷脱氮的目的。但因每个池子都需要设曝气和输配水系统，采用浮水器及控制系统，间歇排水水头损失大，池容的利用率不理想，因此，一般来说并不太适用于大规模的城市污水处理厂。(3)A/A/O法(Anaerobic—Anoxic—Oxic)由于对城市污水处理的出水有去除氮和磷的要求，故国内10年前开发此厌氧一缺氧一好氧组成的工艺。利用生物处理法脱氮除磷，可获得优质出水，是一种深度二级处理工艺。A/A/O法的可同步除磷脱氮机制由两部分组成：一是除磷，污水中的磷在厌氧状态下(DO<0.3mg/L),释放出聚磷菌，在好氧状况下又将其更多吸收，以剩余污泥的形式排出系统。二是脱氮，缺氧段要控制DO<0.7mg/L,由于兼氧脱氮菌的作用，利用水中BOD乍为氢供给体（有机碳源），将来自好氧池混合液中的硝酸盐及亚硝酸盐还原成氮气逸入大气，达到脱氮的目的。为有效脱氮\n除磷，对一般的城市污水，COD/TK师3.5〜7.0（完全脱氮COD/TKN>12.5）,BOD/TKN为1.5〜3.5,COD/TP为30〜60,BOD/TP为16〜40（一般应>20）。若降低污泥浓度、压缩污泥龄、控制硝化，以去除磷、BOD楙口COM主，则可用A/O工艺。有的城市污水处理的出水不排入湖泊，而是进行深水排放或灌溉农田，可将脱氮除磷放在下一步改扩建时考虑，以节省近期投资。（4）普通曝气法本工艺出现最早，至今仍有较强的生命力。普曝法处理效果好，经验多，可适应大的污水量，对于大厂可集中建污泥消化池，所产生沼气可作能源利用。传统普曝法的不足之处是只能作为常规二级处理，不具备脱氮除磷功能。近几年在工程实践中，通过降低普通曝气池容积负荷，可以达到脱氮的目的；在普曝池前设置厌氧区，可以除磷，亦可用化学法除磷。采用普通曝气法去除BOD5，在池型上有多种形式（如下文所述的氧化沟），工程上称为普通曝气法的变法，亦可统称为普通曝气法（5）氧化沟法本工艺50年代初期发展形成，因其构造简单，易于管理，很快得到推广，且不断创新，有发展前景和竞争力，当前可谓热门工艺。氧化沟在应用中发展为多种形式，比较有代表性的有：卡鲁塞尔氧化沟、交替式氧化沟、Orbal氧化沟、一体式氧化沟、U-型氧化沟等。氧化沟一般不设初沉池，负荷低，耐冲击，污泥少。建设费用及电耗视采用的沟型而变，如在转碟和转刷曝气形式中，再引进微孔曝气，加大水深，能有效地提高氧的利用率（提高20%）和动力效率［达2.5〜3.0kgO2/（kW•h）］。1.3.3活性污泥法的新发展到目前为止，对活性污泥法在运行方式上还没有大的突破，往往所作的是一些局部的改进，但在曝气方式上确取得了较大的成果，如纯氧曝气、深井曝气、射流曝气，采用微气泡扩散器等，这些都增大了氧转移率、提高了氧的利用率使曝气池中氧的浓度增加。如美日等国研制出的一种超微气泡扩散器，氧吸收率达90%，ReidEngineeringCompanyofFrederickshurg等研制的氧化沟下表面曝气也是一种曝气方式的改进，把冲刷曝气改进透平曝气避免了产生气溶胶、飞检、结冰等问题。活性污泥法的另一个发展趋势就是朝多功能方向发展，采用的方法有：培养驯化专用细菌，使活性污泥处理对象不局限于生活污水，还可以处\n例如酚一类难降解的有毒有机物，甚至驯化可以处理象氰一类有剧毒的无机物；把活性污泥与其它处理方法结合起来，如活性炭—活性污泥法，它实际上是一种以活性污泥法形式的活性炭吸附、生物氧化法的综合处理法；固定活性污泥法是提供微生物附着的表面，如合成纤维、塑料、细沙、粘土焦炭等，使曝气池同时存在附着相和悬浮相的生物；这些都提高了活性污泥的净化效率，提高了抗有毒物质等冲击负荷的能力，还具有脱色、脱氮、削减泡沫的效果，国外已用于合成纤维、化工印染、炼油、炼焦等工业生产的污水处理；活性污泥法与厌氧工艺结合来脱氮、脱磷等，最典型的工艺是A-O流程。活性污泥法还可和化学法结合，提高净化多氯联苯、有机磷的去除效果。1.3.4工艺流程的确定1.3.4.1备选方案的提出11)(2)又称循环混合式活性污泥法。一般采用延时曝气，同时具有去除BOD5和脱氮的功能，它采用机械曝气，一般不设初沉池和污泥消化池。氧化沟处理效率为：BOD5和SS匀为95现上，总、氮为70%^80%氧化沟具有工艺流程短，处理效率高。出水水质稳定，运行管理简单等优点。但占地面积过大。在流态上，氧化沟介于完全混合与推流之间。污水在沟内的流速v平均为0.4m/s,氧化沟总长为L,当L为100〜500m时，污水完成一个循环所需时间约为4〜20min,如水力停留时间定为24h,则在整个停留时间要做72〜360次循环。可以认为在氧化沟内混合液的水只是接近一致的，从这个意义来说，氧化沟内的流态是完全混合式的。但是又具有某些推流式的特征，如在曝气装置的下游，溶解氧浓度从高向低变动，甚至可能出现缺氧段。氧化沟的这种独特的水流状态，有利于活性污泥的生物凝聚作用，而且可以将其区分为富氧区、缺氧区，用以进行硝化和反硝化，取得脱氮的效应。常用的氧化沟系统由卡罗塞氧化沟、交替工作氧化沟及二沉池交替工作氧化沟构成。1.3.4.2两种工艺的比较表1.3活性污泥法和氧化沟工艺特点和适用范围\n工艺名称传统活性污泥法氧化沟优点⑴活性污泥法适合处理城市污水，并且其适合处理的水量比较大，处理效果比较好，可以除去污水中大部分的有毒有害的物质；(2)活性污泥法利用活性微生物去氧化、分解、去除污水中的有机物，保持活性污泥的活性，就可以达到好的处理果；(3)活性污泥法/、需要滤料等微生物的载体，可避免滤料堵塞等一系列不良问题的出现；(4)活性污泥法的微生物繁殖较快，微生物的种类较多、世代时间短，可以保证活性污泥的活性；(5)活性污泥法对环境的适应性较强；(6)活性污泥法工艺中的污泥接种和驯化的操作比较简单、用时比较短，可以较快的投入运行；(7)活性污泥法对营养的要求比较低，一般C：N:P=100:5:1即可满足要求，而城市污水中的营养物质可以满足活性微生物的营养要求，故不需要另外投加营养物质，可以降低运行费用；(8)活性污泥方法运行管理较方便，便于维修(1)工艺流程简单，运行管理方便，氧化沟工需要初沉池和污泥消化池，有些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95%^。(3)能承受水量水质的冲击负荷，对浓度较局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，污泥龄长，一般为20〜30d,污泥在沟内达到除磷脱氮的目的，脱氮效率一«>80%但要达到较高的除磷效果，则需要采取另外措施。(4)基建投资省，运行费用低和传统活性污泥工艺相比，在去除BODF口NH3-N及去除BODffi脱氮情况卜更省，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更省。缺(1)对水质、水量变化的适应能力较低，运行效果易受水质、水量变(1)由于端:用低负荷延时曝气运行方式，池容大、曝气时间长，建设\n点化的影响；(2)处理单元较多，操作管理复杂，体积负荷率低，曝气池庞大，占用土地较多，基建费用[Mi。(3)在池末端可能出现供氧速率高于需氧速率的现象，会浪费动力费用；(3)产生的污泥量大费用和运行费用都较高，而且占地大；(2)一般适用于处理水质要求高的小型城镇污水和工业污水。处理效率处理效果好：BOD5的去除率可达90-95%;BOD5和SS匀为95如上，总氮为70分80%适用情况适用于中等浓度的大中型污水处理厂适用于中小型对出水要求较图的城镇污水处理厂1.3.4.3方案的确定氧化沟与传统活性污泥相比较还具有如下特点：(1)具有独特的水力流动特点，有利于活性污泥的生物凝聚作用，而且可以将其工作区分为富氧区，缺氧区，用以进行硝化和反硝化作用，取得脱氮效果。(2)不设初沉池，有机性悬浮物在氧化沟内能达到好氧稳定。(3)BOD负荷低，使氧化沟具有对水温、水质、水量的变动有较强的适应性,污泥产率低，勿需进行硝化处理。(4)运行稳定工艺流程简单，管理方便，基建投资省。(5)电耗较小，运行费用低。所以本设计选择氧化沟处理工艺。1.3.4.4处理流程图为：\n图1.1氧化沟法污水处理及污泥处理工艺流程图该工艺的优点：(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BODF均处理水平可达95%&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，污泥龄长，一般为20〜30d,污泥在沟内达到除磷脱氮的目的，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。(4)基建投资省，运行费用低和传统活性污泥工艺相比，在去除BOD?口NH3-N及去除BOD?口脱氮情况下更省，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更省。1.3.5设计依据本设计采用的设计依据见下表1.4\n表1.4本设计采用的设计规范/标准\n第二章污水处理构筑物设计计算2.1中格栅2.1.1设计说明格栅是由一组平行的金属栅条或筛网组成，安装在污水渠道上、泵房集水井的进口处或污水处理厂的端部，用以截留较大的悬浮物或漂浮物，中格栅的作用是拦截较大的悬浮物或漂浮物，以便保护水泵。2.1.2设计参数平均日流量Q:Q=15X104n3/d=6250m3/h=1.74m31s最大日流量Q-：Qnax=KzXQd=1.19X6250=7437.5m3/h=2.1m3/s过栅流速V2：V2=0.8m/s栅前水深：h=1.2m格栅间隙e：e=25mm格栅倾角a:a=75°单位栅谓量CD1：⑴1=0.05m3栅渣/103雨污水2.1.3设计计算(1)栅条间隙数71一式(2.1)dhv2式中Cmax最大设计流量\na——格栅彳K角；b栅条间隙，m；\n栅条间隙数，个;h栅前水深，m;V2过栅流速，m/s;^max^sinan=dhv2（2）栅槽有效宽度2.1Xy5iri7S"==868（取n=87）0.25x1,2x0-8(设计采用直径为10的圆钢为栅条，即s=0.01m)B=s（n-1）+dn式（2.2）=0.01,（87-1）+0.025X87=3.035m(3)进水渠道渐宽部分长度B-B1L=2tan二3.035-2=1.42m式（2.32tan20式中aiBi进水渠展开角取民1=20°;进水渠道宽度取2m；(4)栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度L2/=。.71m(5)过栅水头损失(h)hev2sin.s-2^一式（2.5）%=%mk式（2.4）4名=p（m）3式（2.6）b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;阻力系数B2.422V2h1=kh0=k；2sin2g4:32.42（00005）3Uin75210\n=0.07m(6)栅后槽总高度(HH取栅前渠道超高h2=0.3m则栅前槽总高度H=h+h2=1.2+0.3=1.5m栅后槽总高度H=h+h+h2=1.2+0.07+0.3=1.57m(7)格栅总长度L=Li+L2+0.5+1.0+Hi/tanai=1.42+0.71+0.5+1.0+1.5/tan75o=4.03m(8)每日栅渣量4W=Q^日W=15父10M0.05=7.5m3/d>0.2m3/d式(2.7)1000式中W为栅渣量，m3/103m3污水。所以宜采用机械格栅精渣计算草图如下：\n格栅计算草图2.12.2污水提升泵房2.2.1泵房设计计算2.3曝气沉砂池2.3.1设计说明设计流量7437.5m3/h=2.1m3/s设计水力停留时间t=2.0min水平流速vi=0.1m/s有效水深Hi=2.50m2.3.2池体设计计算(1)曝气沉砂池有效容积(V)3..V=QmaxtM60m式(2.8)式中Qmax最大设计流量(M/S)；t——最大设计流量时的流行时间(min)V=2.1X2X60=252m3(2)水流断面积A=Qmax(m)式(2.9)\n式中V1最大设计流量时的水平流速(m/s），一般采用0.06〜0.12a2.1c.2A==21m0.1（3）池总宽度_AB=—（m）式（2.10）h2质设计有效水深,m;-21-,B=—=8.4m2.5分两个格，则单格池宽—B8.4b=—=——=4.2（m）212宽深比2=42=1.68,符合要求。h22.5⑷池长L=60vt=60X0.1X2=12m式（2.11）(5)每小时所需空气量设计曝气量d=0.2m3/空气/(m3•h)每小时所需空气量q=3600dQmax(2.12)=3600X0.2X2.1=1512m3/h式中，q-----每小时所需空气量，m3/hd-----每立方米污水所需空气量,m3/空气/m3/污水,一般取0.1~0.2m3/空气/m3/污水。(6)沉砂槽所需容积设贮砂时间T=2d,沉砂槽所需容积V2QXT106式（2.13）式中，X一城市污水沉沙量，3m3/105m7污水\nT一清除沉砂的间隔时间(日)。\n每个沉砂槽所需容积V2=15000032c39m106V93V0=一=—=4.5m022(7)沉砂槽几何尺寸确定60°,沉砂槽高度设计沉砂槽底宽ai=0.6m,沉砂槽斜壁与水平面的倾角为h3=0.5m,则沉砂槽上口宽为：bi=2X0.5ctg600+0.6=1.175m取1.2m沉砂斗容积：Vi=0.61.20.412=5.4m3>4.5m32(8)沉砂池总高度：设计池底坡度为0.08,坡向沉砂槽，池底斜坡部分的高度为h4=0.08b--b1式(2.14)24.2-1.2=0.06=0.122池总高度H:设超高h1=0.3m,H=h+h2+h3+h4=0.3+2+0.4+0.09=2.79m2.4氧化沟2.4.1氧化沟的由来2.4.2氧化沟的结构2.4.3Carrousel氧化沟处理污水的原理2.4.4设计参数拟用卡罗塞(Carrousel)氧化沟，去除BOD与COD之外，还具备硝化和一定的脱氮除磷作用，使出水NH-N低于排放标准。氧化沟设4座，按最大日平均时流量设计。设计流量Q:Q=15X104m7d=6250m3/h\n进水BOD:So=200mg/L出水BOID：Se<14mg/LSr=200-14=186mg/L进水NH-N=15mg/L出水NH3-N<3mg/LN=15-3=12mg/L污泥负荷Ns=0.14kgBOD5/（kgVSS•d）污泥浓度MLVSS=5000mg/L污泥f=0.6MLSS=3000mg/La=0.5（原子内源代谢的净合成系数0.4~0.8）b=0.15（污泥自身氧化系数0.02~0.18）y=0.7（污泥产率系数0.4~0.8）Kd=0.05（内源代谢系数0.05~0.1）2.4.1池体设计计算氧化沟所需容积V:QSV=^^_XrNs1500000.18530.14=66071m3式（2.15）共设氧化沟四组，每组的容积为Vi氧化沟的设计有效水深为Vi=V5n4-16518mHi:Hi=3.5m,则每组氧化沟的平面面积为AVHi165183.52u4720m设计每组氧化沟有6条沟，每沟的断面尺寸为BHi=7.0m3.5m\ni=105.3m氧化沟直线段长LiL圆弧段长度LL2=7.175m氧化沟实际平面面积为A=3X(105.3X14+7.22冗)-4X(7.2X14.3-；X7.22)2=4828m22.4.1曝气机设计选型碳化需氧量为O:O=aQSr式(2.16)=0.5X15X104X0.185=1.39X104(kgO2/d)消化需氧量为Q:Q=4.5QNr=4.5)(15X104X(15-3)父10-3=0.81X104(kgO2/d)式(2.17)污泥自身氧化需氧量为Q:Q=bXV=0.15X3X16900X4=3.0X104(kgO2/d)式(2.18)合计实际需氧量为R：R=O+Q+Q=5.2X104(kgO2/d)取T=25C,查表得：a=0.9,B=0.95氧的饱和度Cs(25)=7.63mg/L,Cs(20)=9.17mg/L标准需氧量为R：R0=—a式(2.19)RCs(20)J「Cs(T)-C]1.0242s()1045.29.170.910.958.88-21.02425^0\n=7.7LkgOz/d)=3.2v[ip(kgO2/h)查手册，选用DY325倒伞型叶轮表面曝气机，直径小=3.5m,电机功率N55kw,单台每小时最大充氧能力为125kgO2/h,曝气机所需数量Rn=2523200=25.6125每组氧化沟曝气机数量考虑备用，每组共设2.4.7剩余污泥计算nn1=字=6.4取n1=78台曝气机。氧化沟生物净产量J.:△X=yQS-KdXrV式(2.20)=0.7*15*104)(0.185-0.05@4X16900=9285(kgVSS/d)氧化沟每日排除的污泥量为W:…X9285W=-=f0.63____=15.510(kgSS/d)=640(kgSS/h)折算为含水率P=99.0%的湿污泥量Q其中污泥容重为1000kg/m3Qw——W=1550m3/d=64.6m3/h10001%2.4.8计算校核氧化沟的水利停留时间T:150000=10.8(h)实际污泥负荷NNsQSr1500000.185XrV3416900=0.137(kgBOD/kgVSSd)式(2.21)污泥龄Q:1434169009285=21.8(d)a20(d)式(2.22)\n符合要求2.5二沉池2.5.1设计说明\n2.5.2设计参数表面负荷qb:qb范围为1.0—1.5m3/m2.h,取q=1.0m3/m2.h固体负荷qs：水力停留时间(沉淀时间)T:T=2.5h2.5.3池体设计计算(1)沉淀池面积A:按表面负荷算：A=9=^250=6250m式(2.23)qb1设共建四座二沉池，每座氧化沟对应一座二沉池，每座二沉池表面积Ai为A一一一2Ai==1562.5m441562.5D=3.14=44.6m式(2.24)二沉淀池直径D:选取D=45m(2)池体有效水深为h1:h1=qbT=1.0X2.5=2.5m式(2.25)(3)存泥区所需容积Vw：氧化沟中混合液污泥浓度X=5000mg/L,设计污泥回流比采用R=100%则回流污泥浓度为Xr=10000mg/L,为了保证污泥回流的浓度，污泥在二沉池的存泥时间不宜小于2.0h,即Tw=2.0h,二沉池污泥区所需存泥容Vw:Vw=16666.67m3式(2.26)2Tw(1R)QX=22(11)62505000XXr500010000(4)污泥区高度为h2:\n每座二沉池存泥区容积VV=Vw_Vw1416666.67=4166.67m3则存泥区高度h2「Vw1h2=——A4166.671562.5=2.67m式（2.27）(5)二沉池总高度h:取二沉池缓冲层高度h3=0.3m,二沉池超高h4=0.3m,则池边总高度h:+h4设污泥斗上部直径R=8m,污泥斗下部分直径R2=6m,倾角a=60。则污泥斗的高度h5：R-R28-6-h5=———2=——tan60=1.73m式（2.28）22设池底度为i=0.05,则池底坡度降为h6丝6D-R226,h6=2i=^2——父0.05=0.387m式（2.29）22则池中心总深度为H:H=h+h+h6=5.77+1.73+0.387=7.88m图2.4二沉池计算草图2.6接触消毒池2.6.1设计说明\n2.6.2设计参数Q'Q=150000m3/d=6250m2/h水力停留时间T:T=0.5h=30min设计投氯量为p:p=4.0mg/L平均水深h:h=4.0m超高hi:\n隔板间隔b：b=7m2.6.3设计计算V=QT=6250x0.5=3125m3式(2.30)表面积A:,V3125…一2"A=—==781.25m式(2.31)h4隔板数采用2个则廊道总宽为B:B=(2+1)x7=21m接触池长度L:,A781.25L===37.2m式(2.32)B21pmax=4.0mg/L每日投氯量为⑴：(D—PmaxQ=4x150000x10-3=600kg/d=25kg/h式(2.33)每日加氯机两台，单台投氯量为10〜20kg/h配置注水泵两台，一用一备，要求注水量Q=3-6m/h,扬程不小于20mHQ:No」QTG2335102No=0.91kW「一2-42」QTG1.06101.7430500\n2.5接触消毒池工艺计算图\n第三章污泥处理构筑物设计计算3.1回流污泥泵房3.1.1设计说明二沉池的活性污泥由吸泥管吸入，由池中心污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，再由排泥管排入剩余污泥泵房中。设计回流污泥量为Q=RQ,污泥回流比R=50%—100%,按最大考虑0:0=100%①150000m3/d3.1.2回流污泥泵房设计选型二沉池水面相对地面标高为0.9m,氧化沟水面相对标高为1.80m，泵自身的损失取2成则污泥回流泵所需提升高度为：1.8-0.9+2=2.9m两座氧化沟设一座回流污泥泵房，共设两座污泥回流泵房，回流污泥量为Q=150000m3/d=6250m3/h3.1.2.1选泵每座泵房选用LXB-1500螺旋泵3台（2用1备），单台提升能力为1760m3/h，提升高度为2.5m－3.0m,电动机转速n=34r/min,功率N=30kW回流污泥泵房一组占地面积为15mx7.3.2剩余污泥泵房3.2.1设计说明氧化沟产生的剩余活性污泥由地下管道自流入剩余污泥泵房，剩余污泥泵（半地下式）将其提升至污泥浓缩池中。处理厂设一座剩余污泥泵房。污水处理系统每日排出污泥干重为15.5t/d,即为按含水率为99％计的污泥流量Q:Q=15500m7d=64.6m3/h3.2.2设计选型\n3.2污泥浓缩池3.2.1设计说明污泥浓缩池最常用的有两种，即重力浓缩池和浮选浓缩池，浮选浓缩池具有\n较好的浓缩效果，能把含水率99.5%的活性污泥浓缩到94%-96%,其中含水率低于采用重力浓缩达到的含水率，但所需机械设备多、投资大，运行管理操作等较麻烦，且运行费用高。而重力浓缩池可浓缩二沉池的剩余活性污泥，当活性污泥含水率在99.2%〜99.6时，经浓缩后可以达到96%^97%之间，已经能够满足脱水机的脱水的要求。重力浓缩池具有构造简单，机械设备少，运行费用低等特点，故本设计选用连续式重力浓缩池。采用两座辐流式圆形重力连续式污泥浓缩池，用带栅条的刮泥机刮泥，采用静压排泥。3.2.1设计参数进泥浓度：10g/L泥含水率R:P1=99.0%每座污泥总流量QW:Q=15500kg/d=1550m3/d=64.6m3/h设计浓缩后含水率P2：P2=96.0%污泥固体负荷qs：qs=45kgSS/(m2.d)污泥浓缩时间T:T=13h贮泥时间t:t=4h3.2.2设计计算(1)浓缩池池体计算：池所需表面积A=Qw:您以二解吊qs245浓缩池直径D:4A41723.14D=i卜——=J=14.8m取D=15mJI\nQw64.6T__22二7.52=0.18m3/(m2.h)有效水深hi：hi=uT=0.18x13=2.34m取hi=2.4m浓缩池有效容积Vi:V尸Amhi=兀X7.52X2.4=423.9m3=424m3(2)排泥量与存泥容积：浓缩后排出含水率P2=96.0%的污泥Qw'：八，100-P1八100-9933Q=-Qw=x1550=387.5m/d=16m/h100-P2100-96按4h贮泥时间计泥量，则贮泥区所需容积VV2=4Qw'=4x16=64m泥斗容积V3：3.142.4oo3=(2.222.21.4•1.42)=25m3式中：h4——泥斗的垂直高度，取2.4mr1——泥斗的上口半径，取2.2mr2泥斗的下口半径，取1.4m设池底坡度为0.09,池底坡降为：,0.09(15-4.4)h5==0.477m取0.48m2故池底可贮泥容积V4:,&h2_2V4V(R1Ro%)33.140.482233=—-(7.527.52.22.22)=38.98m3：39m33总贮泥容积VW:Vw=V3+V4=25+39=64m3(满足要求)(3)浓缩池总高度:\n浓缩池的超高h2取0.30m,缓冲层高度h3取0.30m,则浓缩池的总高度H:H=h1h2h3h4h5=2.4+0.30+0.30+2.4+0.48=5.88m浓缩池排水量：Q=Q-Qw'=64.6-16=48.6m3/h图3.1浓缩池计算草图3.4污泥脱水间进泥量Q:CW=400ni/d,含水率P=96%出泥饼G:G=64t/d,P=75%泥饼干重W=16t/d选用D—3000带式脱水机，带宽3m,对城市污水厂氧化沟污泥，投加聚丙烯酰胺2.0%时，处理能力为600kg(干)/h，选用3台，每日工作时间约为一班。每台脱水机冲洗用水量35m/h;单台系统总功率N=36.90kW;脱水间平面尺寸LXB=(30.0X18.0)m\n第四章污水处理厂平面与高程布置4.1平面布置4.1.1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，确定它们在厂区内的平面布置应考虑：(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5〜10mi,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。4.1.2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)厂区内还应有给水管，生活水管，雨水管。4.1.3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，以保证良好的工作条件。办公楼、食堂、活动中心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方向。出主体构筑物以外设有主要的辅助构筑物有，仓库LXB=(20X10)m2,维修问LXB=(20Xl0)m2,活动中心LXB=(32.5X12.5)m2,办公楼LXB=(35X30)m2,车库LXB=(30X15),传达室LXB=(5X5)m2,其它辅助建筑面积按具体情况而定。在污水厂内主干道应尽量成环，方便运输。主干宽8〜12m,本污水处理厂的主干道为12m,次干道宽8m,人行道宽1.5m〜2.0m,有30%以上的绿化。详细见平面布置图。4.2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按重力流动为宜，厂内高程布置的主要特点是先根据的出水管的地面标高，然后根据水头损失，通过水力计算，递推出后面各构筑物的各项控制标高。\n4.1.1输送方式污水的输送方式有管道和明渠两种输送方式。根据《室外排水设计规范》并结合本设计，本设计在构筑物内输送污水时采用管道输送。4.1.2污水管材料选取考虑到污水具有腐蚀性，选择采用钢筋混泥土管，具粗糙度n=0.014。4.1.3设计充满度在设计流量下，污水在管道中的水深h和管道直径D的比值称为设计充满度,当h/D=1时，称为满流；h/D<1时，称为非满流。我国《室外排水设计规范》规定，污水管道应按非湖流设计。设计规范规定污水管道的最大设计流量充满度见表4.1表4.1污水管最大设计充满度管径D或渠道最大设计充满管径D或渠道最大设计充满200—3000.55500—9000.70350—4500.65>10000.754.2.4设计流速根据《室外排水设计规范》规定污水管道在设计充满度下最小设计流速为0.6m/s。流速过小会造成水管堵塞，流速过大又会造成水管损失过大，设计流速应介于最小流速与最大流速之间。4.2.5管径设计在污水管道系统的上游部分，污水管段的设计流量一般很小，若根据设计流量计算管径，则管径会很小，极易堵塞。根据污水管的养护统计，直径为150mm的支管的堵塞次数可能达到直径为200mm支管的堵塞次数的两倍，然后运行造价却差不多，因而在污水处理厂中经常采用较大管径进行污水输送。另外可选用较小的管道坡度，可使埋深减小，在街区和厂区内的最小管径为200mm在街道下最小为300mm4.2.6最小设计坡度工程上将相应于最小设计流速的管道坡度称为最小设计坡度。管径相同的管道，因充满度不同，其最小坡度也不同。当在给定设计充满度条件下，管径越大，相应的最小设计坡度值也就越小。所以只需规定最小管径的最小设计坡度值即可。规范规定管径200mm的最小设计坡度为0.004;管径300mm\n的最小设计坡度为0.003。4.2.5污水管道的埋深深度污水管道的埋设深度是指管道的内壁底距地面的垂直距离，称为管道埋深。管道埋深是影响管道造价的重要因素，是污水管道的重要设计参数。污水管道的最小覆土厚度，一般应满足下述三个因素要求：(1)防止管道中的污水冰冻和因土壤冰冻膨胀而损坏管道。(2)防止管道被车辆造成的动荷压坏。(3)满足支管在衔接上的要求。4.3水力损失计算4.3.1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：表4.2处理流程水头损失名称设计L/s管径mmI%oVm/s管长mILm2Em丫22gm2hm水面标图m出厂管173613502.71.93700.1891.000.190.379-2.85消毒问0.3-2.20消毒问至二沉池4349000.900.891000.095.210.210.3二沉池0.60.90二沉池至氧化沟4349000.900.891600.1445.900.2380.382\n氧化沟0.51.8氧化沟至配水86811001.301.221800.2344.500.340.574配水井0.352.80配水井至沉砂池173613502.701.93350.0940.50.0950.190沉砂池0.23.2提升泵房4.9中格栅0.2-1.7进水管-1.54.3.1构筑物水力损失污水流经构筑物时，构筑物本身会有一定的水力损失，查构筑物水头损失表得本设计构筑物的水头损失，见表4.3表4.3本设计污水处理构筑物水头损失表构筑物名称水头损失(m)中格栅0.2曝气沉砂池0.2配水井0.35氧化沟0.6二沉池0.5消毒池0.34.3.3总水力损失(1)总管道损失H:Ha=Hi+H2+H3+H4+H5=0.379+0.30+0.382+0.574+0.190=1.825m\n(2)总构筑物损失HBHB=0.2+0.2+0.35+0.6+0.5+0.3=1.6m4.3高程计算4.3.1设计说明高程计算是用来确定各处理构筑物和泵房等的标高，选定各连接管渠的尺寸并决定其标高。计算决定各部分的水面标高，以使污水能按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。4.3.2设计计算表4.4各构筑相对标高构筑物名称有效水深(m)超局(m)总高(m)水面标高(m)池底标高(m)池顶标高(m)埋深(m)中格栅-2.6-4.0沉砂池0.080.00配水井-1.90-2.1氧化沟-1.70-2.0二沉池-6.586.88消毒池-4.00-4.30\n第五章工程概预算从工程经济角度来讲，建设项目的综合经济评价应包括项目的建设费以及投产后的生产经营管理总费用两大部分的综合评价，尽管计算方法多种多样，都反应了工程投资估算预经济评价成果的实际关系。5.1.基本建设投资基本建设投资由工程建设投资费用、其他基本建设费用、工程预备费、设备材料价差预备费和建设期利息组成。在估算和预算阶段通常称工程建设费用为第一部分费用，其他基本建设费用为第二部分费用。(1)第一部分费用一一工程建设费工程建设费用由建筑工程费用、设备购置费用、安装工程费用、工器具及生产用具购置费组成。(2)第二部分费用和其他基本建设费用其他基本建设费用是根据有关规定应列入投资的一些费用。包括建设单位管理费、生产职工培训费、供电贴费、引进技术和设备的其他费用等。(3)工程预备费指建设项目在建设过程中批准的建设投资范围内，修改设计的增添的用；由于一般自然灾害所造成的损失和预防自然灾害所采取的措施费用；(4)设备、材料价差预备费设备、材料价差预备费指价格浮动引起的造价变动。此项目费用根据建设周期，物价上涨指数和建设进度综合计算(5)建设期利息指项目的借贷资金在建设期的利息，生产期的利息不计投资之内。投资估算\n\n5.1运行费用5.1.1运行成本估算\n第六章设计结论日常生活过程中，洗涤、洗浴、冲厕等也都需要使用水，使用后的水中携带有各种人工合成化学物质、粪便、废弃物，它们含有大量的腐败性有机物质和这些有机物质所滋生的各种细菌、病毒等致病性微生物。这些污水所含的物质和生物多数是有毒和有害的，如果不加控制，任意排放，将影响人们生活环境和自然环境，甚至导致各种公害，危害人们的身体健康，破坏自然生态平衡。水是非常宝贵的自然资源，它在国民经济的各部门都是不可缺少的，但本已匮乏的水资源却有许多因为遭到污染而不能使用或降低了使用价值，这造成了巨大的浪费和损失。因此，可以说，污水处理厂的兴建对于城市的经济发展是具有巨大的现实意义和深远影响的，而对其进行深入的研究、设计以寻求合理的完善的方案，从而更好的处理污水来减小污染并能节省投资也是非常必要的。本次设计采用以氧化沟为主的处理工艺，经过一系列的处理工艺后，使污水出水水质CODcrC63mg/L;BOEK14mg/L;SS030mg/L;氨氮03mg/L,均达到国家污水综合排放二级标准排放，及产生的污泥得到了妥善的处置。\n参考文献1曾光明袁兴中李彩亭主编.环境工程设计与运行案例.化学工业出版社,20042许保玖主编.当代给水与废水处理原理,第二版.北京:高等教育出版社,20003王国华，任鹤云主编.工业废水处理工程设计与实例.北京:化学工业出版社,20054隋红,李鑫钢等主编.活性污泥废水处理系统优化研究.天津:中国系统工程学会,20065高俊发主编.污水处理厂工艺设计手册.北京:化学工业出社,20037贾莉,主编.氧化沟处理生活污水的工艺设计.池州师专学报,20068郑兴灿,主编.城市污水处理技术决策与典型案例.中国建筑工业出版社,20079崔玉川,主编.水处理设计计算丛书-城市污水厂处理设施设计计算.化学工业出版社,200410北京市政设计院主编，给水排水设计手册，第1、5、11册.北京.中国建筑工业出版社，1986.11杨岳平,许新华,刘传富,主编.废水处理工程及实例分析.化学工业出版社,200312曾科，卜秋平，陆少鸣.污水处理厂设计与运行.北京：化学工业出版社，200113郑铭，主编.环保设备：原理•设计•应用.化学工业出版社，200114张志刚，杨开，刘俊良.给水排水工程专业课程设计.北京：化学工业出版社，200415史惠祥,主编.实用环境工程手册：污水处理设备.化学工业出版社,200116JournalofEnvironmentalSciences.SciencePressBeijing,Volume16,Number12,200417Treatment,AgriculturalUniversity,Wageningen,TheNetherlands,1992,pp.50-63.\n14J.SOJIADEYINKAandA.RIM-RUKEH.EFFECTOFHYDROGENPEROXIDEONINDUSTRIALWASTEWATEREFFLUENTS:ACASESTUDYOFWARRIREFININGANDPETROCHEMICALINDUSTRY.DepartmentofChemicalEngineering,UniversityofPortHarcourt,P.M.B.5323,Choba,PortHarcourt,Nigeria,Received17April1997;acceptedinrevisedform16September1998\n附录A英文文献及译文2―235103510