污水处理工艺选择与可行性分析毕业论文.doc 78页

'污水处理工艺选择与可行性分析毕业论文1、污水厂的设计规模近期污水量为2×104m3/d，远期污水量为4×104m3/d，其中生活污水和工业废水所占比例约为6:4。污水厂主要处理构筑物拟分为二组，这样既可满足近期处理水量要求，又留有空地以二期扩建之用。2、进出水水质单位：mg/LCODBOD5SSNH3－NTNTP进水50018042030605出水6020208201由于进水不但含有BOD5，还含有大量的N，P所以不仅要求去除BOD5　还应去除水中的N，P使其达到排放标准。3、处理程度的计算1.BOD5的去除率2.COD的去除率3.SS的去除率　4.总氮的去除率5.总磷的去除率4、本工程采用生物脱氮除磷工艺的可行性BOD5：N：P的比值是影响生物脱氮除磷的重要因素，氮和磷的去除率随着78第页 BOD5/N和BOD5/P比值的增加而增加。理论上，BOD5/N>2.86才能有效地进行脱氮，实际运行资料表明，BOD5/N>3时才能使反硝化正常进行。在BOD5/N=4～5时，氮的去除率大于50%，磷的去除率也可达60%左右。本工程BOD5/N=3,可以满足生物脱氮的要求。对于生物除磷工艺，要求BOD5/P=33～100。本工程BOD5/P等于36，能满足生物脱氮除磷工艺对碳源的要求，由此本工艺采用生物脱氮除磷的工艺。在脱氮方面，由脱氮除磷的机理可知，有机负荷是影响硝化反应的重要因素之一，在碳化与硝化合并处理工艺中，硝化菌所占的比例很小，约5%。一般认为处理系统的BOD5负荷小于0.15kgBOD5/kgMLSS.d时，处理系统的硝化反应才能正常进行。根据所给定的污水水量及水质，参考目前国内外城市污水处理厂的设计及运转经验，对于生活污水占比例较大的城市污水而言，以下几种方法最具代表性：A2/O法、AB法、生物滤池、循环式活性污泥法（改良SBR）、氧化沟法。5、工艺比较及确定城市污水处理厂的方案，既要考虑去除BOD5又要适当去除N，P故可采用SBR或氧化沟法，或A2/O法。AA2/O法A2/O工艺即缺氧/厌氧/好氧活性污泥法,A2/O法处理城市污水的特点：运行费用较传统活性污泥法低，曝气池池容小，需气量少，具有脱氮除磷功能，BOD5和SS去除率高，出水水质较好，工作稳定可靠，有较成熟的设计、施工及运行管理经验，产泥量较传统活性污泥法少；污泥脱水性能较好；无需设初沉池；对水质和水温度化有一定适应能力；另外，从节省能耗的角度看，A2/O可以充分利用硝化液中的硝态氧来氧化BOD5，回收了部分硝化反应的需氧量，反硝化反应所产生的碱度可以部分补偿硝化反应消耗的碱度，因此对含氮浓度不高的城市污水可以不另外加碱来调节PH。优点：78第页 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，无污泥膨胀之虑，SVI值一般均小于100，有利于泥水分离。③污泥中含磷浓度高，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，以不溶解氧浓度，运行费低。⑤缺氧、厌氧和好氧三个分区严格分开，有利于不同微生物菌群的繁殖生长，脱氮除磷效果好。缺点：①内循环量一般以2Q为限，不宜太高，否则增加运行费用。②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氧反应器的干扰。BSBR法工艺流程：污水→一级处理→曝气池→处理水工作原理：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，除P脱N应进行相应的处理工作。3）沉淀工艺：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：工处理水排放后，反应器处于停滞状态等待一个周期。78第页 特点：①大多数情况下，无设置调节池的心要。②SVI值较低，易于沉淀，一般情况下不会产生污泥膨胀。③通过对运行方式的调节，进行除磷脱氮反应。④自动化程度较高。⑤得当时，处理效果优于连续式。⑥单方投资较少。⑦占地规模大，处理水量较小。C　氧化沟工作流程：污水→中格栅→提升泵房→细格栅→沉砂池→氧化沟→二沉池→接触池→处理水排放工作原理：氧化沟一般呈环形沟渠状，污水在沟渠内作环形流动，利用独特的水力流动特点，在沟渠转弯处设曝气装置，在曝气池上方为厌氧池，下方则为好氧段，从而产生富氧区和缺氧区，可以进行硝化和反硝化作用，取得脱氮的效应，同时氧化沟法污泥龄较长，可以存活世代时间较长的微生物进行特别的反应，如除磷脱氮。工作特点：①在液态上，介于完全混合与推流之间，有利于活性污泥的适于生物凝聚作用。②对水量水温的变化有较强的适应性，处理水量较大。③污泥龄较长，一般长达15－30天，到以存活时间较长的微生物，如果运行得当，可进行除磷脱氮反应。④污泥产量低，且多已达到稳定。78第页 ⑤自动化程度较高，使于管理。⑥占地面积较大，运行费用低。⑦脱氮效果还可以进一步提高，因为脱氮效果的好坏很大一部分决定于内循环，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政论上说可以不受限制，因而具有更大的脱氮能力。⑧氧化沟法自问世以来，应用普遍，技术资料丰富。D曝气-沉淀一体化反应池（一体化氧化沟又称合建式氧化沟）一体化氧化沟集曝气，沉淀，泥水分离和污泥回流功能为一体，无需建造单独得二沉池。基本运行方式大体分六个阶段（包括两个过程）。阶段A：污水通过配水闸门进入第一沟，沟内出水堰能自动调节向上关闭，沟内转刷以低转速运转，仅维持沟内污泥悬浮状态下环流，所供氧量不足，此系统处于缺氧状态，反硝化菌将上阶段产生的硝态氮还原成氮气逸出。在这过程中，原生污水作为碳源进入第一沟，污泥污水混合液环流后进入第二沟。第二沟内转刷在整个阶段均以高速运行，污水污泥混合液在沟内保持恒定环流，转刷所供氧量足以氧化有机物并使氨氮转化成硝态氮，处理后的污水与活性污泥一起进入第三沟。第三沟沟内转刷处于闲置状态，此时，第三沟仅用作沉淀池，使泥水分离，处理后的出水通过已降低的出水堰从第三沟排出。阶段B：污水入流从第一沟调入第二沟，第一沟内的转刷开始高速运转。开始，沟内处于缺氧状态，随着供氧量增加，将逐步成为富氧状态。第二沟内处理过的污水与活性污泥一起进入第三沟，第三沟仍作为沉淀池，沉淀后的污水通过第三沟出水堰排出。阶段C：第一沟转刷停止运转，开始泥水分离，需要设过渡段，约一小时，至该阶段末，分离过程结束。在C阶段，入流污水仍然进入第二沟，处理后污水仍然通过第三沟出水堰排出。阶段D：污水入流从第二沟调至第三沟，第一沟出水堰开，第三沟出水堰关停止出水。同时，78第页 第三沟内转刷开始以低转速运转，污水污泥一起流入第二沟，在第二沟曝气后再流入第一沟。此时，第一沟作为沉淀池。阶段D与阶段A相类似，所不同的是反硝化作用发生在第三沟，处理后的污水通过第一沟已降低的出水堰排出。阶段E：污水入流从第三沟转向第二沟，第三沟转刷开始高速运转，以保证该段末在沟内为硝化阶段，第一沟作为沉淀池，处理后污水通过该沟出水堰排出。阶段E与阶段B类似，所不同的是两个外沟功能相反。阶段F：该阶段基本与C阶段相同，第三沟内的转刷停止运转，开始泥水分离，入流污水仍然进入第二沟，处理后的污水经第一沟出水堰排出。其主要特点：①工艺流程短，构筑物和设备少，不设初沉池，调节池和单独的二沉池，污泥自动回流，投资省，能耗低，占地少，管理简便。②处理效果稳定可靠，其BOD5和SS去除率均在90％-95％或更高。COD的去除率也在85％以上，并且硝化和脱氮作用明显。③产生得剩余污泥量少，性质稳定，易脱水，不会带来二次污染。④造价低，建造快，设备事故率低，运行管理费用少。⑤固液分离效率比一般二沉池高，池容小，能使整个系统再较大得流量和浓度范围内稳定运行。⑥污泥回流及时，减少污泥膨胀的可能。缺点：构造尚待进一步完善，运行也待进一步完善。综上所述，任何一种方法，都能达到除磷脱氮的效果，且出水水质良好，但相对而言，SBR法一次性投资较少，占地面积较大，且后期运行费用高于氧化沟，厌氧池+氧化沟虽然一次性投资较大，但占地面积也不少，耗电量低，运行费用较低，产污泥量大，但构筑物多且复杂。一体化反映池科技含量高，投资省，但其工艺在国内还不完善。综合考虑本工程的建设规模、进水特性、处理要求、运行费用和维护管理等情况，经技术经济比较、分析，确定采用倒置A278第页 /O法生物处理工艺。6、工艺流程的选择78第页 二、污水厂设计计算书设计技术参数1、污水处理厂服务范围及建设规模:本工程所在地为某市新区，辖区基础设施齐全，具备承载大规模现代化工业发展的能力。服务范围北起渭河，南至西潼高速路；东起渭清路，西至零河（见附图）。近期污水量为2×104m3/d，远期污水量为4×104m3/d，其中生活污水和工业废水所占比例约为6:4。2、污水处理厂进水水质:根据该污水处理厂工程可行性研究报告和环境影响报告书的批复，并参考类似工程，确定污水处理厂进厂水质指标如下:COD：500mg/lBOD5：180mg/lSS：420mg/lTN：60mg/lTP：5mg/lT≥13ºCNH4+-N：30mg/L3、污水处理厂出水水质:根据国家现行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中一级B类标准，该污水处理厂工程可行性研究报告及环境影响报告书的批复，考虑到接纳水体的环境容量确定出厂水质指标为：COD≤60mg/lBOD5≤20mg/lSS≤20mg/lNH4+-N：≤8mg/LTN≤20mg/LT-P≤1.0mg/LpH：6～9粪大肠菌群数104个/l城市自然状况1、城市性质与规模规划面积18km2，，人口4.5万人。78第页 2、地形、地貌、地质、地震该高新区的地形南高北低，拟建场地距受纳水体渭河仅约350m，地貌属渭河南岸一级阶地，场地平坦。绝对高程在348.30m～349.05m之间。场地区地下水位埋深12m左右，据区域水文地质资料，场地区地下水位年变幅小于1m，多年水位变幅3m左右。可不考虑地下水对基础的腐蚀性。地基土对混凝土结构及钢筋混凝土结构中的钢筋均无腐蚀性。拟建场地为非自重湿陷性场地，地基湿陷等级为Ⅰ级（轻微），按《中国地震烈度区划图》划分，基本地震烈度为八度。3、排水现状该区域为新规划建设开发区，根据总体规划，将在开发区内的主次干道上分别敷设雨水和污水管道，形成分流制雨、污水排水系统，在污水厂建设同时，排水管网将同时建设。排水系统的输送能力能保证污水处理厂2万m3/d的工程规模。4、气象工程场地属温暖带半湿润大陆性季风气候，具有冬长夏短，春秋温凉典型特征。四季分明，春季和冬季干旱多风，夏季炎热，降雨集中，秋季天气晴朗，日照充足。气温：年平均气温：13.5℃，极端最低气温：-15.8℃，极端最高气温：42.2℃，年平均相对湿度：70～85%降雨：年平均降水量：577.4mm，日最大降水量：835.6mm，日最小降水量：301.0mm，年平均蒸发量：1524～1638mm风：冬季平均风速：1.8m/s，夏季平均风速：2.2m/s，主导风向：东、东北冻土深度：最大冻土深度：36cm污水处理厂厂区概况78第页 该污水处理厂为新建污水厂，规划用地面积68亩。污水厂进水口位于厂区西南角，进水污水管管底标高343.60m。污水经处理后出水靠重力流直接排入规划用地北侧的渭河,该河流符合《地表水环境质量标准》中的Ⅲ类标准。河水最高水位343.40m。水量：近期：2×104m3/d=0.231m3/s=231L/s远期：4×104m3/d=0.463m3/s=463L/s1、污水处理构筑物设计计算1.1、进水控制井计算1、（1）进水管按远期计算，根据流量从《给水排水管网系统》查：设计流量q(L/s)在458.72—545.92时，管径取1000mm；粗糙系数为nm=0.014;最小坡度I=0.28‰（2）出水管：设计流量按近期取，q(L/s)在225.50—285.39时，管径取600mm；粗糙系数为nm=0.014；最小坡度为I=1.26‰2、尺寸计算：平面草图如下：控制井中事故水量，即水力停留时间取60s,则事故管管底标高为：78第页 60×0.463=27.78m327.78÷23.9÷2.2=3.2378m取3.2m则：343.60+3.2=346.80m进水管管底标高为343.60m，事故管管径为1000mm，最小坡度为0.61‰厂距渭河350m；所以降落量为：350×0.61‰=0.2135m；则入河口处事故管管底标高为：346.80－0.2135=346.59m剖面草图如下：1.2、粗格栅的计算设计中选择二组格栅，N=2组，每组格栅单独设置，每组格栅的设计流量为近期水的一半，即0.1155m3/s.1、格栅的间隙数式中n—格栅的间隙数（个）Q1—设计流量（m3/s）α—格栅倾角（o）b—格栅栅条间隙（m）h—格栅栅前水深（m）v—格栅过栅流速（m/s）78第页 设计中取h=0.4m,v=0.8m/s,b=0.02m,α=600个取17个1、格栅宽度B=s(n-1)+bn式中B—格栅槽宽度（m）S—每根格栅条的宽度（m）设计中取S=0.01mB=0.01(17-1)+0.02×17=0.5m2、进水渠道渐宽部分的长度式中L1—进水渠道渐宽部分的长度（m）B1—进水明渠宽度（m）α1——渐宽处角度（0），一般采用10o—30o设计中取B1=0.4m，α1=20o≈0.15m3、出水渠道渐窄部分的长度式中L2—出水渠道渐窄部分的长度（m）α2——渐窄处角度（0），取20o≈0.15m4、通过格栅的水头损失78第页 式中h1—水头损失（m）β—格栅条的阻力系数，查表β=2.42k—格栅受污物堵塞时的水头损失增大系数，一般取k=3m1、栅后明渠的总高度H=h+h1+h2式中H—栅后明渠的总高度（m）h2—明渠超高（m），一般采用0.3—0.5m设计中取h2=0.3mH=0.4+0.0815+0.3≈0.78m7、格栅槽总长度L=L1+L2+0.5+1.0+H1/tanα式中L—格栅槽总长度（m）H1—格栅明渠的深度（m）L=0.15+0.15+0.5+1.0+0.7/tan60°≈2.2m8、每日栅渣量式中W—每日栅渣量（m3/d）W1—每日每103m3污水的栅渣量（m3/103m3污水），一般采用0.04—0.06m/103m3污水设计中取W1=0.05m3/103m3污水=0.998﹥0.2m3/d78第页 应采用机械除渣及皮带输送机或无轴输送机输送栅渣，采用机械栅渣打包机将栅渣打包，汽车运走。9、进水与出水渠道城市污水通过DN900㎜的管道送入进水渠道，设计中取进水渠道宽度B1=0.5m,进水水深h=0.4m,出水渠道B2=B1=0.5m，出水水深h=0.4m10、校核(1)栅前流速：实际计算过水断面为：0.4×0.5=0.2㎡则栅前流速为：符合栅前流速在0.4～0.8m/s的设计要求。（2）过栅流速：实际计算过水断面为：㎡则过栅流速为：符合过栅流速在0.6～1.0的设计要求。11、计算草图如下：1.3、污水提升泵房78第页 1、水泵的选择设计水量为20000m3/d，选择用三台潜污泵（2用1备），则单台流量为Q1=20000÷2=10000m3/d=416.67m3/h所需扬程为10.57m（见水力计算和高程布置）选择250WS-450B型污水泵，参数如下：流量m3/h扬程H/m转速/r·min-1轴功率p/kW电机功率p/kW效率/%质量㎏排出口径/㎜4201173518.022797502002、集水池（1）容积按一台泵最大流量时6min的出流量设计，则集水池的有效容积V42m3（2）面积取有效水深H为2m则面积F为F=V÷H=42÷2=21m2集水池长度取5m，则宽度为4.2m，集水池平面尺寸为L×B=5×4.2保护水深取1m，则实际水深为3m3、泵位及安装污水泵直接置于集水池内，经核算集水池面积大于污水泵的安装要求。污水泵检修采用移动吊架。4、泵房草图如下：78第页 1.4、与曝气沉砂池合建的细格栅设计中选择二组格栅，即N=2组，每组格栅与沉砂池合建，则每组格栅的设计流量为近期水量的一半，即0.1155m3/s.1、格栅的间隙数式中n—格栅的间隙数（个）Q1—设计流量（m3/s）α—格栅倾角（o）b—格栅栅条间隙（m）h—格栅栅前水深（m）v—格栅过栅流速（m/s）设计中取h=0.4m,v=1.0m/s,b=0.01m,α=600个工程中取27个78第页 1、格栅宽度B=s(n-1)+bn式中B—格栅槽宽度（m）S—每根格栅条的宽度（m）设计中取S=0.01mB=0.01(27-1)+0.01×27=0.53m2、通过格栅的水头损失式中h1—水头损失（m）β—格栅条的阻力系数，查表β=2.42k—格栅受污物堵塞时的水头损失增大系数，一般取k=3m3、栅后明渠的总高度H=h+h1+h2式中H—栅后明渠的总高度（m）h2—明渠超高（m），一般采用0.3—0.5m设计中取h2=0.3mH=0.4+0.32+0.3=1.02m5、格栅槽总长度L=0.5+1.0+H1/tanα式中L—格栅槽总长度（m）H1—格栅明渠的深度（m）L=0.5+1.0+0.7/tan60°≈1.9m6、每日栅渣量78第页 式中W—每日栅渣量（m3/d）W1—每日每103m3污水的栅渣量（m3/103m3污水），一般采用0.04—0.06m/103m3污水设计中取W1=0.05m3/103m3污水=0.998﹥0.2m3/d应采用机械除渣及皮带输送机或无轴输送机输送栅渣，采用机械栅渣打包机将栅渣打包，汽车运走。1、进水与出水渠道城市污水通过提升泵房送入进水渠道，格栅的进水渠道与格栅槽相连，格栅与沉砂池合建一起，格栅出水直接进入沉砂池，进水渠道宽度B1=B=0.53m，渠道水深h=0.4m8、校核(1)栅前流速：实际计算过水断面：㎡则栅前流速为：符合栅前流速在0.4～0.8m/s的设计要求。（2）过栅流速：实际计算过水断面为：㎡则过栅流速为：符合过栅流速在0.6～1.0的设计要求。9、计算草图如下：78第页 1.5、曝气沉砂池设计中选择二组曝气沉砂池，N=2组，分别与格栅连接，每组沉砂池设计流量为0.1155m3/s。1、沉砂池有效容积V=60Qt式中V—沉砂池有效容积（m3）Q—设计流量（m3/s）t—停留时间（min），一般采用1—3min设计中取t=3minV=60×3×0.1155=20.79m32、水流过水断面面积式中A—水流过水断面面积（㎡）78第页 V1—水平流速（m/s），一般采用0.06—0.12m/s设计中取V1=0.06m/s≈1.93㎡1、沉砂池宽度式中B—沉砂池宽度（m）h2—沉砂池有效水深（m）,一般采用2—3m设计中取h2=2m=0.965m为施工方便取1m2、沉砂池长度式中L—沉砂池长度（m）≈10.77m3、每小时所需空气量式中q—每小时所需空气量（m3/h）d—1m3污水所需空气量（m3/m3污水），一般采用0.1—0.2m3/m3污水.设计中取d=0.2m3/m3污水q=3600×0.1155×0.2=83.16m3/h4、沉砂室所需容积式中Q—污水流量（m3/s）78第页 X—城市污水沉砂量（m3/106m3污水），一般采用30m3/106m3污水T—清除沉砂的时间（d），一般取1—2d设计中取T=1d，X=30m3/106m3污水≈0.6m31、每个沉砂斗容积式中V0—每个沉砂斗容积（m3）n—沉砂斗数量（个）设计中取n=2个=0.3m32、沉砂斗上口宽度式中a—沉砂斗上口宽度（m）h3’—沉砂斗高度（m）α—沉砂斗壁与水面的倾角（o），一般采用圆形沉砂池α=55o，矩形沉砂池α=60oa1—沉砂斗底宽度（m）,一般采用0.4—0.5m设计中取h3’=0.4m,α=60o,a1=0.5m≈0.96m3、沉砂斗有效容积）式中V0’—沉砂斗有效容积（m3）78第页 ）≈0.22m31、格栅出水通过DN900mm的管道送入沉砂池的进水渠道，然后向两侧配水进入沉砂池，进水渠道的水流速度式中v1—进水渠道的水流速度（m/s）B1—进水渠道宽度（m）H1—进水渠道水深（m）设计中取B1=1.1m，H1=0.3m=0.35m/s2、出水装置出水采用沉砂池末端薄壁出水堰跌落出水，出水堰可以保证沉砂池内水位标高恒定，堰上水头式中H1—堰上水头（m）Q1—沉砂池内设计流量（m3/s）m—流量系数，一般采用0.4—0.5b2—堰宽（m），等于沉砂池的宽度设计中取m=0.4,b2=1m≈0.162m出水堰后自由跌落0.1m，出水流入出水槽，出水槽宽度B2=0.5m，出水槽水深h2=0.25m，水流流速v2=0.8m/s。采用出水管道在出水槽中部与出水槽连接，出水管道采用钢管，钢管DN=500mm，管内流速v2=0.9m/s。3、排砂装置78第页 采用吸砂泵排砂，排砂泵设置在沉砂斗内，借助空气提升将沉砂排出沉砂池，吸砂泵管径DN=150mm1、曝气沉砂池剖面图如下1.6、平流式初沉池设计中选择两组平流沉淀池，N=2组，每组平流沉淀池设计流量为0.1155m3/s，从沉砂池流出来的污水进入配水井，经过配水井分配流量后流入平流沉淀池。1、沉淀池表面积式中A—沉淀池表面积（㎡）Q—设计流量（m3/s）qˊ—表面负荷﹝m3/（m2·h）﹞,一般采用1.5—3.0m3/（m2·h）设计中取qˊ=2m3/（m2·h）78第页 =207.9㎡1、沉淀部分有效水深qˊ·t式中h2—沉淀部分有效水深（m）t—沉淀时间（h）,一般采用1.0—2.0h设计中取t=1h2×1=2m2、沉淀部分有效容积=415.8m33、沉淀池长度式中L—沉淀池长度（m）v—设计流量时的水平流速(mm/s),一般采用v≤5mm/s设计中取v=5mm/s=18m4、沉淀池宽度式中L—沉淀池宽度（m）=11.55m5、沉淀池格数式中n1—沉淀池格数（个）b—沉淀池分格的每格宽度（m）78第页 设计中取b=2.5m=4.62个（取5个）1、校核长宽比及长深比长宽比L/b=18/2.5=7.2＞4(符合长宽比大于4的要求，避免池内水流产生短流现象)。长深比L/h2=18/2=9＞8(符合长深比8—12之间的要求)2、污泥部分所需容积（1）按设计人口计算式中V—污泥部分所需容积（m3)S—每人每日污泥量〔L/(人·d)〕,一般采用0.3—0.8L/(人·d)T—两次清除污泥间隔时间（d），一般采用重力排泥时，T=1—2d,采用机械排泥时，T=0.05—0.2dN—设计人口（人）n—沉淀池组数。设计中取S=0.6L/(人·d)，采用重力排泥时，清除污泥间隔时间T=1d=13.5m3（2）按去除水中悬浮物计算式中Q—平均污水流量（m3/s）C1—进水悬浮物浓度（mg/L）C2—出水悬浮物浓度（mg/L），一般采用沉淀效率η=40%—60%K2—生活污水量总变化系数r—污泥容量（t/m3),约为178第页 p0—污泥含水率（%）设计中取T=1d,p0=97%,η=50%,C2=〔100%-50%〕×C1=0.5C1≈69.85m31、每格沉淀池污泥部分所需容积式中—每格沉淀池污泥部分所需容积（m3）=13.97m310、污泥斗容积污泥斗设在沉淀池的进水端，采用重力排泥，排泥管伸入污泥斗底部，为防止污泥斗底部积泥，污泥斗底部尺寸一般小于0.5m，污泥斗倾角大于60o式中V1—污泥斗容积（m3）—沉淀池污泥斗上口边长（m）1—沉淀池污泥斗下口边长（m），一般采用0.4—0..5m—污泥斗高度（m）设计中取=4m，=3m，1=0.5m=18.25m3＞13.97m311、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—0.5mh3—缓冲层高度（m）,一般采用0.3m78第页 h4—污泥部分高度(m),一般采用污泥斗高度与池底坡度i=1%的高度之和设计中取h4=3+0.01（18-4）=3.14m,h1=0.3m,h3=0.3m=5.74m12、进水配水井沉淀池分为2组，每组分为5格，每组沉淀池进水端设进水配水井，污水在配水井内平均分配，然后流进每组沉淀池。配水井内中心管直径式中Dˊ—配水井内中心管直径（m）v2—配水井内中心管上升流速（m/s），一般采用v2≥0.6m/s设计中取v2=0.7m/s≈0.648m配水井直径式中—配水井直径（m）v3—配水井内污水流速（m/s），一般取v=0.2—0.4m/s设计中取v3=0.3m/s≈1.18m13、进水渠道沉淀池分为两组，每组沉淀池进水端设进水渠道，配水井接出的DN500进水管从进水渠道中部汇入，污水沿进水渠道向两侧流动，通过潜孔进入配水渠道，然由穿孔花墙流入沉淀池。78第页 式中—进水渠道水流速度（m/s），一般采用≥0.4m/s—进水渠道宽度（m）—进水渠道水深（m），：一般采用0.5—2.0设计中取=0.5m,=0.4=0.5775m/s＞0.4m/s1、进水穿孔花墙进水采用配水渠道通过穿孔花墙进水，配水渠道宽0.4m，有效水深0.5m，穿孔花墙的开孔总面积为过水断面面积的6%—20%，则过孔流速为式中v2—穿孔花墙过孔流速（m/s）,一般采用0.05—0.15m/sB2—孔洞的宽度（m）h2—孔洞的高度（m）n1—孔洞数量（个）设计中取B2=0.2m,h2=0.2m,n1=8个≈0.072m/s2、出水堰沉淀池出水经过出水堰跌落进入出水渠道，然后汇入出水管道排走。出水堰采用矩形薄壁堰，堰后自由跌落水头0.1—0.15m，堰上水深H为式中m0—流量系数，一般采用0.45b—出水堰宽度（m）78第页 H—出水堰顶水深（m）H=0.028m出水堰后自由跌落采用0.1m，则出水堰水头损失为0.1281、出水渠道沉淀池出水端设出水渠道，出水管与出水渠道连接，将污水送至集水井。式中v3—出水渠道水流速度（m/s）,一般采用v3≥0.4m/sB3—出水渠道宽度（m）H3—出水渠道水深（m），B3：H3一般采用0.5—2.0设计中取B3=0.5m，H3=0.4m=0.5775m/s＞0.4m/s出水管道采用钢管，管径DN=800mm,管内流速v=0.6m/s，水力坡降i=2.37‰2、进水挡板、出水挡板沉淀池设进水挡板和出水挡板，进水挡板距进水穿孔花墙0.5m，挡板高出水面0.3m，深入水下0.6m。出水挡板距出水堰0.5m，挡板高出水面0.3m，深入水下0.4m。在出水挡板处设一个浮渣收集装置，用来收集拦截的浮渣。3、排泥管沉淀池采用重力排泥，排泥管直径DN=250mm,排泥时间t4=20min，排泥管流速v4=0.8m/s排泥管伸入污泥斗底部。排泥管上端高出水面0.3m，便于清通和排气。4、刮泥装置沉淀池采用行车式刮泥机，刮泥机设于池顶，刮板深入池底，刮泥机行走时将污泥推入污泥斗内。78第页 1、平流沉淀池剖面图如下1.7、A2/O生物反应池1.7.1设计参数1、水力停留时间A2/O工艺的水力停留时间t一般采用6—8h，设计中取t=8h2、曝气池内活性污泥浓度曝气池内活性污泥浓度XV一般采用2000—4000mg/L，设计中取XV=3000mg/L3、回流污泥浓度式中Xr—回流污泥浓度（mg/L）SVI—污泥指数，一般采用100r—系数，一般采用r=1.24、污泥回流比78第页 式中R—污泥回流比—回流污泥浓度（mg/L），=0.75×12000=9000mg/L解得：R=0.51、TN去除率式中e—TN去除率（%）S1—进水TN浓度（mg/L）S2—出水TN浓度（mg/L）设计中取S2=20mg/L=66.67%2、内回流倍数式中—内回流倍数=2.0003，设计中取为200%1.7.2平面尺寸计算1、总有效容积式中V—总有效容积（m3)Q—进水流量(m3/d),按平均流量计t—水力停留时间（d）设计中取Q=20000m3/d78第页 ≈6666.67m3缺氧、厌氧、好氧各段内水力停留时间的比值为1：1：3，则每段的水力停留时间分别为：缺氧池内水力停留时间t1=1.6h厌氧池内水力停留时间t2=1.6h好氧池内水力停留时间t3=4.8h2、平面尺寸曝气池总面积式中A—曝气池总面积（㎡）h—曝气池有效水深（m）设计中取h=3.2m≈2083.33㎡每组曝气池面积式中—每座曝气池面积（㎡）N—曝气池个数（个）≈1041.67㎡每组曝气池共设5廊道，第1廊道为缺氧段，第2廊道为厌氧段，后3个廊道为好氧段，每个廊道宽取5m，则廊道长式中L—曝气池每个廊道长（m）b—每个廊道宽度（m）n—廊道数78第页 设计中取b=5m,n=5≈41.67mA2/O池的平面布置图如下：1.7.3进出水系统1、曝气池的进水设计初沉池的来水通过DN900mm管道送入A2/O池首端的进水渠道。在进水渠道内，水流分别流向两侧，从缺氧段进入，进水渠道宽0.8m，渠道内水深0.6m，则渠道内的最大水流速度为78第页 式中—渠道内的最大水流速度（m/s）b1—进水渠道宽度（m）h1—进水渠道有效宽度（m）设计中取b1=0.8m,h1=0.6m≈0.24m/s反应池采用潜孔进水，孔口面积式中F—每座反应池所需孔口面积（㎡）v2—孔口流速（m/s），一般采用0.2—1.5m/s设计中取v2=0.2m/s=0.5775㎡设每个孔口尺寸为0.4×0.4m，则孔口数为式中n—每座曝气池所需孔口数（个）f—每个孔口的面积（㎡）≈3.6工程中取4个孔口布置图如下：78第页 2、曝气池的出水设计A2/O池的出水采用矩形薄壁堰，跌落水头，堰上水头式中H—堰上水头（m）Q—每座反应池出水量（m3/s）,指污水最大流量（0.231m3/s）与回流污泥量、回流量之和（0.231×250%m3/s）m—流量系数，一般采用0.4—0.5b—堰宽（m）；与反应池宽度相等设计中取m=0.4,b=5mm,设计中取0.13mA2/O反应池的最大出水流量为（0.231+0.231×250%）=0.8085m3/s，出水管管径采用DN1500mm，送往二沉池，管内流速为0.8m/s。1.7.4其他管道设计78第页 1、污泥回流管在本设计中，污泥回流比为50%，从二沉池回流过来的污泥通过两根DN400mm的回流管道分别进入首端的缺氧池和厌氧池，管内流速为0.85m/s。2、硝化液回流管硝化液回流比为200%，从好氧池出水至缺氧段首端，硝化液回流管道管径为DN1000mm,管内流速为0.9m/s。1.7.5剩余污泥量式中W—剩余污泥量（㎏/d）—污泥产率系数，一般采用0.5—0.7b—污泥自身氧化系数（d-1),一般采用0.05—0.1—平均日污水流量（m3/d）—反应池去除的SS浓度（㎏/m3),=420-20=400mg/L=0.4kg/m3—反应池去除的BOD5浓度（㎏/m3),=180-20=160mg/L=0.16kg/m3设计中取=0.6，b=0.08=1920-1600.0008+4000=4319.9992≈4320㎏/d1.8、曝气系统为了维持曝气池内的污泥具有较高的活性，需要向曝气池内曝气充氧。目前，常用的曝气设备分为鼓风曝气和机械曝气两大类，在活性污泥法中，应用鼓风曝气的较多。下面以传统活性污泥法为例，较少鼓风曝气系统的设计过程。1.8.1需氧量的计算1、平时需氧量：式中O2—混合液需氧量（kgO2/d）；78第页 —活性污泥微生物每代谢1kgBOD所需的氧气kg数，对于生活污水，值一般采用0.42～0.53之间；Q—污水的平均流量（m3/d）；—被降解的BOD浓度（g/L）；—每1kg活性污泥每天自身氧化所需要的氧气kg数，一般采用0.188～0.11；—挥发性总悬浮固体浓度（g/L）。设计中取=0.5，=0.15，=2500mg/L1.8.2供气量微孔曝气器的选型：活性污泥法曝气的主要作用为充氧、搅拌和混合。充氧的目的是为活性污泥微生物提供所需的溶解氧，以保证微生物代谢过程的需氧量。鼓风曝气常采用微孔曝气器作为充氧扩散装置。微孔曝气器一般分为橡胶膜微孔曝气器、高密度聚乙烯复盘形微孔曝气器和刚玉微孔曝气器等三种。本设计选用橡胶膜中的球冠形，该曝气器有江苏省宜兴市文峰环保设备有限公司在原膜片式微孔曝气器的基础上，进行专项研制开发的新型曝气装置。曝气器整体结构科学管理，工艺先进、设计新颖。微孔曝气器及支托盘呈独特的球冠型结构，具有优异的防堵及防水体倒流的性能。较平板膜片式微孔曝气器使用寿命长，单位面积充氧效率更高，是一种较为理想的高效充氧装置。技术性能参数型号规格/mm水深/m适用工作空气量/m3/h·个服务面积/m3/个氧利用率充氧能力/kgO2/h充氧动力效率/kgO2/h曝气器阻78第页 力损失/PaBZQ—Wø192×180ø215×22040.8～30.35-0.624-31%0.169-0.2446.5-6.8≤3200布置、安装和调试：球冠形曝气器设备可成套供应，附件包括布气管道、管件、水平调节器、清除装置、连接件等。曝气器立面布置尺寸，其表面距池底约230mm，布气管中心距池底约110mm，也可依据用户要求调度。布气管宜联成环网，以确保系统布气均匀性。每组应设阀门，便于调节风量。风管流速一般为干管10-15m/s、布气管支管4-5m/s。曝气管安装时，先把调节器按设计所需尺寸用膨胀螺栓固定在池底，然后用管箍把布气管固定在调节器上，经吹净风管后，再安装曝气器。调试检查方法：曝气器安装完成后，池内放入清水，水面至曝气器表面约为100-200mm。然后进行以下三个方面检查。在放水过程中，观察过程中，观察曝气器高程是否在一个水平面上，并进行调整(土建时池底面应保证水平，并留排放口)。在检查所有管道接口等密封处理是否有漏气现象。在标准通气量2m3/h个的条件下，检查曝气器布气是否均匀，每个曝气器透气面积应大于80%。 采用BZQ—W型球冠形橡胶膜微孔空气扩散器，每个扩散器的服务面积为0.49m2，敷设于池底0.2m处，淹没深度为3m，计算温度定位30℃。查表得20℃和30℃时，水中的饱和溶解氧值为：CS（20）=9.17mg/L；CS（30）=7.63mg/L1、空气扩散出口处的绝对压力Pb=1.103×105+9800H式中Pb—出口处绝对压力（Pa）；78第页 H—扩散器上淹没深度（m）。设计中取H=3.2-0.2=3mPb=1.103×105+9800×3=1.307×105Pa空气离开曝气池池面时，氧的百分比式中Ot—氧的百分比（%）EA—空气扩散器的氧转移效率。设计中取EA=12%Ot=2、曝气池内混合液中平均氧饱和度（按最不利的温度条件考虑）CS（30）—30℃时，鼓风曝气池内混合液溶解氧饱和度的平均值（mg/L）；CS—30℃时，在大气压力条件下，氧的饱和度（mg/L）。换算为在20℃下，脱氧清水充氧量式中R—混合液需氧量（kg/h）；、—修正系数；—压力修正系数；C—曝气池出口处溶解氧浓度（mg/L）。设计中取=0.82，=0.95，=1.0，C=2.0平均时需氧量为：78第页 3、曝气池供氧量曝气池内平均供氧量为:Gs=1.9、辐流式二沉池设计中选择二组辅流式沉淀池，N=2，每池设计流量为0.1155m3/s，从曝气池流出的混合液进入集配水井，经过集配水井分配流量后流进辅流沉淀池。1、沉淀池表面积式中F—沉淀部分有效面积（㎡）Q—设计流量（m3/s）—表面负荷〔m3/（㎡·h）〕，一般采用0.5—1.5m3/（㎡·h）设计中取=1m3/（㎡·h）㎡2、沉淀池直径式中D—沉淀池直径（m）m设计中取D=23m，则半径为11.5m。3、沉淀池有效水深78第页 式中—沉淀池有效水深（m）t—沉淀时间（h），一般采用1.5—3.0h设计中取t=3hm4、径深比，合乎（6—12）的要求。5、污泥部分所需容积式中V1—污泥部分所需容积（m3）Q0—污水平均流量（m3/s）R—污泥回流比（%）X—曝气池中污泥浓度（mg/L）Xr—二沉池排泥浓度（mg/L）设计中取Q0=0.231m3/s，R=50%式中SVI—污泥容积指数，一般采用70—150r—系数，一般采用1.2设计中取SVI=10012000mg/L4000mg/L78第页 m36、沉淀池总高度式中H—沉淀池总高（m）—沉淀池超高（m），一般采用0.3—0.5m—沉淀池有效水深（m）—沉淀层缓冲层高度（m）,一般采用0.3m—沉淀池底部圆锥体高度（m）—沉淀池污泥区高度（m）设计中取=0.3m，=0.3m,=3m根据污泥部分容积过大及二沉池污泥的特点，采用机械刮泥机连续排泥，池底坡度为0.05.式中—沉淀池底部圆锥体高度（m）r—沉淀池半径（m）—沉淀池进水竖井半径（m），一般采用1.0m—沉淀池池底坡度。设计中取r=11.5m,=1.0m,=0.05m式中—污泥部分所需容积（m3）78第页 —沉淀池底部圆锥体容积（m3）—沉淀池表面积（㎡）mm辐流式二沉池剖面图及计算图如下：78第页 6、进水管的计算式中Q1—进水管设计流量（m3/s）Q—单池设计流量（m3/s）R—污泥回流比（%）Q0—单池污水平均流量（m3/s）设计中取Q=0.1155m3/s,Q0=0.231m3/s,R=50%m3/s进水管管径取D1=500mm流速m/s7、进水竖井计算进水竖井直径采用D2=2.0m进水竖井采用多孔配水，配水口尺寸a×b=0.3m×0.6m,共设7个沿井壁均匀分布；流速m/s＜(0.15—0.2)，符合要求；孔距：m8、稳流桶计算桶中流速：m/s（设计中取0.02）；稳流桶过流面积：78第页 ㎡稳流桶直径D3m10、出水槽计算采用单边90o三角堰出水槽集水，出水槽沿池壁环形布置，环行槽中水流由左右两侧汇入出水口。每侧流量：Q=0.1155m3/s集水槽中流速v=0.5m设集水槽宽B=0.4m槽内终点水深h2:m槽内起点水深h1式中hk—槽内临界水深（m）α—系数，一般采用1g—重力加速度m78第页 m设计中取出水堰后自由跌落0.1m，集水槽高度：0.1+0.6024=0.7024m，取0.7m。集水槽断面尺寸为：0.4m×0.7m11、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）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·m)〕设计中取b=0.10mm个，工程中取697个L/SmL/(s·m)78第页 根据规定二沉池出水堰上负荷在1.5～2.9L/(s·m)之间，计算结果符合要求。12、出水管出水管管径DN=500mmm/s13、排泥装置沉淀池采用周边转动刮吸泥机，周边转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。1.10、.接触消毒池1.10.1消毒剂的选择城市污水经过一级或二级处理(包活性污泥法和膜法)后，水质改善，细菌含量也大幅度减少，但其绝对值仍很可观，并有存在病源菌的可能。因此，污水排入水体前应进行消毒。消毒剂的比较选择见下表：消毒剂优点缺点适用条件液氯效果可靠、投配简单、投量准确，价格便宜氯化形成的余氯及某些含氯化合物低浓度时对水生物有毒害，当污水含工业污水比例大时，氯化可能生成致癌化合物。适用于，中规模的污水处理厂漂白粉投加设备简单，价格便宜。同液氯缺点外，沿尚有投量不准确，溶解调制不便，劳动强度大适用于出水水质较好，排入水体卫生条件要求高的污水处理厂臭氧消毒效率高，并能有效地降解污水中残留的有机物，色，味，等，污水中PH，温度对消毒效果影响小，不产生难处理的或生物积累性残余物投资大成本高，设备管理复杂适用于出水水质较好，排入水体卫生条件要求高的污水处理厂经过以上的比较，并根据现在污水处理厂现在常用的消毒方法，决定使用液氯毒。78第页 1.10.2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8.0mg/L。每日加氯量为：式中q—每日加氯量（㎏/d）q0—液氯投量（mg/L）Q—污水设计流量（m3/s）㎏/d2、加氯设备液氯由真空转子加氯机加入，加氯机设计二台，一用一备。每小时加氯量：㎏/h1.10.3平流式消毒接触池本设计采用2个2廊道平流式消毒接触池，单池设计计算如下：1、消毒接触池容积式中V—接触池单池容积（m3）Q—单池污水设计流量（m3/s）t—接触时间（h），一般采用30min设计中取Q=0.1155m3/s，t=30minm32、消毒接触池表面积78第页 式中F—消毒接触池单池面积（㎡）h2—消毒接触池有效水深（m）设计中取h2=2m㎡3、消毒接触池池长式中—消毒接触池廊道总长（m）B—消毒接触池廊道单宽（m）设计中取B=3mm消毒接触池采用2廊道，消毒接触池长：m设计中取17.5m校核长宽比：≥10,符合要求4、池高式中—超高（m），一般采用0.3m—有效水深（m）m5、进水部分每个消毒接触池的进水管管径D=500mm，v=0.8m/s78第页 6、混合采用管道混合的方式，加氯管线直接接入消毒池进水管，为增强混合效果，加氯点后接D=500mm的静态混合器。7、出水部分式中H—堰上水头（m）n—消毒接触池个数（个）m—流量系数，一般采用0.42b—堰宽，数值等于池宽（m）设计中取n=2,b=3mm消毒接触池计算图如下：1.11、计量设备1.10.1计量设备选择78第页 污水厂中常用的计量设备由巴氏计量槽、薄壁堰、电磁流量计、超声波流量计、涡流流量计等。污水测量装置的选择原则是精度高、操作简单，水头损失小，不宜沉积杂物，其中以巴氏计量槽应用最为广泛。其优点是水头损失小，不易发生沉淀。各种计量设备的比较如下：名称优点缺点适用范围巴氏计量槽水头损失小，不易发生沉淀，操作简单施工技术要求高，不能自动记录数据大、中、小型污水厂薄壁堰稳定可靠，操作简单水头损失较大，堰前易沉淀污泥，不能自动记录数据小型污水厂电磁流量计水头损失小，不易堵塞，精度高，能自动记录数据价格较贵，维修困难大、中型污水厂超声波流量计水头损失小，不易堵塞，精度高，能自动记录数据价格较贵，维修困难大、中型污水厂涡轮流量计精度高，能自动记录数据维修困难中、小型污水厂根据比较，本设计的计量设备选用巴氏计量槽，选用的测量范围为：0.17～1.30m3/s。设计中取喉宽w=0.5m1.11.2巴氏计量槽设计1、计量槽主要部分尺寸：mm式中—渐缩部分长度（m）b—喉部宽度（m）—喉部长度（m）78第页 —渐宽部分长度（m）—上游渠道宽度（m）—下游渠道宽度（m）设计中取b=0.5mmmmmm2、计量槽总长度计量槽应设在渠道的直线段上，直线段的长度不应小于渠道宽度的8～10倍，在计量槽上游，直线段不小于渠宽的2～3倍，下游不小于4～5倍；计量槽上游直线段长L1为：式中—上游直线段长（m）—上游渠道宽度（m）m计量槽下游直线段长L2为式中—下游直线段长（m）78第页 —下游渠道宽度（m）m计量槽总长L:m3、计量槽的水位当b=0..5m时：式中H1—上游水深（m）m当b=0.3～2.5m时，≤0.7时为自由流；m;取H2=0.2m4、渠道水力计算（1）上游渠道过水断面A：㎡湿周f：m水力半径R：m流速v：m/s78第页 水力坡度i：式中n—粗糙度，一般采用0.013‰（2）下游渠道过水断面积A：㎡湿周f：m水力半径R：m流速v：m/s水力坡度i：‰巴氏计量槽计算图如下：78第页 平面图剖面图5、水厂出水管采用重力流铸铁管，流量Q=0.231m3/s，DN=800mm，v=0.9m/s,i=2.37‰78第页 2、污泥处理构筑物设计计算2.1、污泥量计算2.1.1初沉池污泥量计算由已计算可知，初沉池采用间歇排泥的运行方式，每1天排泥一次。1、按设计人口计算式中V—污泥部分所需容积（m3)S—每人每日污泥量〔L/(人·d)〕,一般采用0.3—0.8L/(人·d)T—两次清除污泥间隔时间（d），一般采用重力排泥时，T=1—2d,采用机械排泥时，T=0.05—0.2dN—设计人口（人）n—沉淀池组数。设计中取S=0.6L/(人·d)，采用重力排泥时，清除污泥间隔时间T=1d=13.5m32、按去除水中悬浮物计算式中Q—平均污水流量（m3）C1—进水悬浮物浓度（mg/L）78第页 C2—出水悬浮物浓度（mg/L），一般采用沉淀效率η=40%—60%K2—生活污水量总变化系数r—污泥容量（t/m3),约为1p0—污泥含水率（%）设计中取T=1d,p0=97%,η=50%,C2=〔100%-50%〕×C1=0.5C1≈69.85m3两种计算结果取较大值作为初沉池污泥量。初沉池污泥量Q1=2×69.85=139.7m3/d=69.85m3/次以每次排泥时间30min计，每次排泥量139.7m3/h=0.038m3/s2.1.2剩余污泥量计算1、曝气池内每日增加的污泥△式中△X—每日增长的污泥量（㎏/d）—曝气池进水BOD5浓度（mg/L）—曝气池出水BOD5浓度（mg/L）—污泥产率系数，一般采用0.5～0.7Q—污水流量（m3/d）V—曝气池容积（m3）—挥发性污泥浓度MLVSS（mg/L）—污泥自身氧化率，一般采用0.04～0.1根据已计算，设计中取=134.998mg/L；=20mg/L；=0.7；Q=20000m3/d；V=6666.67m3；=2500mg/L；=0.0578第页 △△㎏/d2、曝气池每日排出的剩余污泥量式中Q2—曝气池每日排出的剩余污泥量（m3/d）f—0.75—回流污泥浓度（mg/L）设计中取=12000mg/L2.2污泥浓缩池污泥浓缩的对象是颗粒的间隙水，浓缩的目的是在于缩小污泥的体积，便于后续污泥处理。常用污泥浓缩池分为竖流浓缩池和辐流浓缩池2种。二沉池排出的剩余污泥含水率高，污泥数量较大，需要进行浓缩处理；初沉污泥含水率较低，可以不采用浓缩处理。设计中一般采用浓缩池处理剩余活性污泥。浓缩前污泥含水率99%，浓缩后污泥含水率97%本设计采用辐流式浓缩池。进入浓缩池的剩余污泥量0.00099876m3/s，采用2个浓缩池，则单池流量：Q=0.00099876/2=0.00049938m3/s=1.797768m3/h1、沉淀部分有效面积式中F—沉淀部分有效面积（㎡）C—流入浓缩池的剩余污泥浓度（㎏/m3)，一般采用10㎏/m3G—固体通量〔㎏/（㎡/h）〕,一般采用0.8～1.2㎏/（㎡/h）Q—入流剩余污泥量（m3/h）78第页 设计中取G=0.8㎏/（㎡/h）㎡2、沉淀池直径式中D—沉淀池直径（m）,设计中取5.4m3、浓缩池的容积式中V—浓缩池的容积（m3)T—浓缩池浓缩时间（h），一般采用10～16h设计中取T=16h4、沉淀池有效水深式中—沉淀池有效水深（m）5、浓缩后剩余污泥量式中—浓缩后剩余污泥量（m3/s）m3/s=m3/d78第页 6、池底高度辐流沉淀池采用中心驱动刮泥机，池底需做成1%的坡度，刮泥机连续转动将污泥推入污泥斗。池底高度：式中—池底高度（m）—池底坡度，一般采用0.01设计中取0.03m7、污泥斗容积式中—污泥斗高度（m）—污泥斗倾角，为保证排泥顺畅，圆形污泥斗倾角一般采用55o—污泥斗上口半径（m）—污泥斗底部半径（m）设计中取=1m；b=0.2mm污泥斗的容积式中—污泥斗容积(m3)—污泥斗高度（m）m3污泥斗中污泥停留时间78第页 式中V—污泥斗容积（m3）T—污泥在污泥斗中的停留时间（h）8、浓缩池总高度式中—浓缩池总高（m）—超高（m），一般采用0.3m—缓冲层高度（m），一般采用0.3～0.5m设计中=0.3m设计中取沉淀池总高度3.1m9、浓缩后分离出的污水量式中—浓缩后分离出的污水量（m3/s）—进入浓缩池的污水量（m3/s）—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%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。出水槽流量为q=0.0003329m3/s,设出水槽宽0.1m，水深0.05m，则水流速为0.16m/s78第页 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90o三角形出水堰，三角堰顶宽0.15m，深0.08m，每格沉淀池有三角堰16.04/0.15=106.933设计中取107个。每个三角堰流量q0式中—每个三角堰流量（m3/s）—三角堰水深（m）m，设计中取0.004m三角堰后自由跌落0.10m，则出水堰水头损失取0.104m辐流浓缩池计算图如下;78第页 11、溢流管溢流水量0.0003329m3/s，设溢流管管径DN50mm，管内流速v=0.2m/s12、刮泥装置浓缩池采用中心驱动刮泥机，刮泥机底部设有刮泥板，将污泥推入污泥斗。13、排泥管剩余污泥量0.00016646m3/s，泥量很小，采用污泥管道最小管径DN150mm。间歇将污泥排入出泥池。2.3贮泥池贮泥池用来贮存来自初沉池和浓缩池的污泥。由于污泥量不大，本设计采用2座贮泥池，贮泥池采用竖流沉淀池构造。1、贮泥池设计进泥量式中—每日产生污泥量（m3/s）78第页 —初沉污泥量（m3/s）—浓缩后污泥量（m3/s）由前面结果可知，=139.7m3/d,每天排泥一次，每次排泥量0.0388m3/s，持续时间30min；=2×14.38=28.76m3/d。每日产生污泥量m3/d2、贮泥池的容积式中—贮泥池计算容积（m3）—每日产生污泥量（m3/s）t—贮泥时间（h），一般采用8～12hn—贮泥池个数设计中取t=10h,n=2m3贮泥池设计容积式中—贮泥池容积（m3）—贮泥池有效深度（m）—污泥斗高度（m）—污泥贮泥池边长（m）n—污泥贮泥池个数，一般采用2个78第页 b—污泥斗底边长（m）—污泥斗倾角，一般采用60o设计中取n=2,=3.5m,=2.0m,污泥斗底为正方形，边长b=1m.m3﹥35.096m3符合要求3、贮泥池高度式中—贮泥池高度（m）—超高（m），一般采用0.3m—贮泥池有效水深（m）—污泥斗高度（m）设计中取h=4.5m1、管道部分每个贮泥池中设DN=150mm的吸泥管一根，2个贮泥池相互连通，连通管DN=150mm，共设有3根进泥管，1根来自初沉池，管径DN=150mm，另2根来自污泥浓缩池，管径均为150mm。5、计算图如下78第页 2.4污泥消化池污泥消化的目的是为了使污泥中的有机物变为稳定的腐殖质，同时可以减少污泥体积，并改善污泥性质，使之易于脱水，减少和控制病原微生物，获得有用副产物沼气等。目前污泥消化主要采用厌氧消化，主要处理构筑物为消化池。设计拟采用中温二级消化处理，消化池的停留时间为30d，消化池控制温度为33～35oC，计算温度为35oC，新鲜污泥年平均温度为17.3oC，日平均最低温度12oC，池外介质为空气时全年平均气温为13.5oC，一级消化池进行加热搅拌，二级消化不加热，不搅拌，均采用固定盖式消化池。2.4.1容积计算1、一级消化池容积式中——级消化池容积（m3）Q—污泥量（m3/d）P—投配率（%），中温消化时一级消化池一般采用5%～8%78第页 n—消化池个数设计中P=0.05,Q=168.46m3/d，采用2座一级消化池，则每座池子的有效容积m32、各部分尺寸的确定（1）消化池直径D设计中取15m（2）集气罩的直径d1一般采用1～2m，设计中取2m（3）池底锥底直径d2一般采用0.5～2m，设计中取2m（4）集气罩高度h1一般采用1～2m，设计中取2m（5）上椎体高度h2式中—上椎体倾角，一般采用15o～30o设计中取=20o，设计中取2.4m（6）消化池主体高度h3=8m（7）下椎体高度h4式中—下椎体倾角，一般采用5o～15o78第页 设计中取=10o，设计中取1.1m（8）消化池总高度为总高度和圆柱直径的比例：符合0.8～1的要求3、各部分容积集气罩容积弓形部分容积圆柱部分容积下锥部分容积消化池有效容积V0为>1684.6m3符合要求4、二级消化池容积式中—二级消化池容积（m3）78第页 Q—污泥量（m3/d）P—投配率（%），二级消化池一般采用10%n—消化池个数设计中Q=168.46m3/d，采用2座二级消化池，则每座池子的有效容积m3由于二级消化池单池容积为一级消化池的一半，因此二级消化池各部分尺寸为一级消化池尺寸的一半。2.4.2平面尺寸计算1、池盖表面积集气罩表面积池顶表面积池盖表面积2、池壁表面积地面以上部分地面以下部分3、池底表面积78第页 2.4.3消化后的污泥量计算1、一级消化后污泥量：一级消化降解了部分可消化有机物，同时一级消化不排出上清液，消化前后污泥含水量不变，有下式成立：式中—一级消化前生污泥量（m3/d）—一级消化后污泥量（m3/d）—一级消化占可消化程度的比例（%），一般采用70%～80%设计中取=168.46m3/d，=97%，=80%m3/d一级消化池单池排泥量为166.69/2=83.347m3/d2、二级消化后污泥量消化浓缩后污泥含水率由一级消化前的97%降至二级消化池后的95%，每日二级消化池排出污泥式中—生污泥量（m3/d）—二级消化后污泥量（m3/d）78第页 —生污泥含水率（%）—二级消化后污泥含水率（%）设计中取=97%，=95%，=168.46（m3/d）m3/d二级消化池采用2座，单池排泥量为66.2263/2=34.11m3/d2.5污泥脱水污水处理厂污泥二级消化后从二级消化池排出污泥的含水率约95%左右，体积很大。因此为了便于综合利用和最终处置，需对污泥做脱水处理，使其含水率降至60%～80%，从而大大缩小污泥的体积。2.5.1脱水污泥量计算脱水后污泥量式中—脱水后污泥量（m3/d）—脱水前污泥量（m3/d）—脱水前污泥含水率（%）—脱水后污泥含水率（%）—脱水后干污泥重量（㎏/d）设计中取=68.2263m3/d，=95%，=75%m3/d㎏/d78第页 污泥脱水后形成泥饼用小车运走，分离液返回处理系统前端进行处理。2.5.2脱水机的选择机械脱水方法有真空吸虑法、压滤法和离心法。目前常用的脱水机械主要有：真空转鼓过滤机、板框压滤机、带式压滤机、离心机。各种脱水机的主要特点如下表：名称特点适用范围真空压滤机能够连续生产，可以自动控制，构造复杂，附属设备多，运行费用高应用较少，适用于工业企业板框压滤机构造简单，劳动强度大，不能连续工作适合小型污泥处理装置带式压滤机可以连续工作，脱水效率高、噪音小、能耗低、操作管理方便应用广泛，适用大中小型污泥处理装置离心机构造简单、脱水效果好、动力消耗大、噪声较大应用广泛，适用大中小型污泥处理装置设计中选用DY—3000型带式压滤机，其主要技术指标为，干污泥产量600㎏/h，你饼含水率75%。设计中共采用2台带式压滤机，其中1用1备。工作周期为每天8小时，则处理污泥量为：㎏/d，可以满足要求。78第页 3高程计算3.1污水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；根据《给水排水设计手册》1钢筋混凝土圆管非满流水力计算查管径（361页）;根据《给水排水管网系统》表3.5查局部阻力系数；计算结果见下表：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2316001.480.843500.0670.90.03240.5504计量堰0.26计量堰至接触池2316001.480.8416.290.0242.40.08640.11接触池0.3接触池至集配水井2316001.480.8460.0073.30.11880.1258集配水井0.278第页 集配水井至二沉池115.54003.080.9217.660.0540.90.03890.093二沉池0.5二沉池至集配水井115.54003.080.9229.050.0890.90.03890.128集配水井0.2配水井至配水井2316001.480.84147.770.2191.80.06480.284集配水井0.2集配水井至曝气池6938003.01.5220.0060.006曝气池0.4曝气池至初沉池2316001.480.84230.0341.80.06480.0988初沉池0.5名称设计流量（L/s）管径（mm）I（‰）V(m/s)管长（m）IL（m）ΣξΣξ（m）Σh（m）初沉池至集配水井115.54003.080.927.250.0220.90.03870.0607集配水井0.2集配水井至沉砂池2316001.480.849.910.0150.015沉砂池0.2细格栅0.2提升泵房安全高度2.0提升泵房至粗格栅2316001.480.8410.20.0150.015粗格栅0.2粗格栅至控制井2316001.480.849.20.0140.90.03240.0464控制井0.23.2高程确定计算污水厂构筑物内水面标高78第页 由于河流最高水位较低，污水厂出水能够在洪水位时自流排出。因此，在污水高程布置上主要考虑土方平衡，设计中以曝气池为基准，则曝气池水面标高为:348.30+2.2=350.50m,池底标高为：350.50-3.2=347.30m;由此向两边推算其他构筑物高程。各污水处理构筑物的设计水面标高及池底标高序号构筑物名称水面上游标(m)水面标高(m)水面下游标高(m)池底标高(m)1细格栅352.10351.78351.262沉砂池351.78351.68351.58349.683集配水井351.56351.46351.36348.304初沉池351.30351.05350.80349.055曝气池350.70350.50350.30347.306集配水井350.294350.194350.094348.307集配水井349.81349.71349.61348.308二沉池349.482349.232348.982344.0979集配水井348.889348.789348.689348.3010接触池348.5632348.4132348.2632346.413211计量堰348.1532348.0232347.8932347.753212出厂管347.8932347.3428出厂管的污水出水口高度高于渭河最高水位，满足设计要求。水泵的扬程：进厂污水管内地标高为343.60m,流量为231L/s；管径DN=1200mm；充满度为h/D=0.75，则水面标高为344.5m；则污水流到总提升泵房时水面标高为344.5-0.2-0.0464-0.2-0.015=344.03m。水泵扬程H=(352.10-344.03)+2.5=10.57m.3.3污泥处理构筑物高程布置1、污泥管道水头损失78第页 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（mm）L—管道长度（m）v—管内流速（m/s）—局部阻力系数差计算表可知污泥含水率97%时，污泥浓度系数=71，污泥含水率95%时，污泥浓度系数=53各连接管道的水头损失如下表名称设计流量（L/s）管径（mm）V(m/s)管长（m）（m）（m）Σh（m）初沉池至贮泥池11.642000.7083.8960.330.0450.375浓缩池至贮泥池6.251500.5715.1570.040.05970.0997一级消化池池至二级消化池6.01500.5320.4670.060.03870.0987二级消化池至脱水车间7.21500.6128.16670.0690.05130.122、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各构筑物的出流水头计算，初沉池、浓缩池、消化池一般取1.5m，二沉池一般取1.2m。3、污泥高程布置78第页 消化池高度较高，可以满足后续脱水机房的要求，考虑土方平衡，确定一级消化池泥面为地上4.0m。再从一级消化池向两边推算。三、致谢在这次设计中我碰到很多困难，但都在老师和同学的帮助下一一解决。首先我要感谢学校给与的这次考察设计的机会，再就是老师的不畏酷暑按时帮我们答疑，尤其是在汶川地震期间，余震不断，人心惶惶，但老师依然按时答疑并耐心指导，很感动。还有就是同学们的帮忙，绘图工具、电脑的查询、组长的按时通知等都是我能按时认真完成设计的重要因素。这是毕业前的最后一次作业，以后再也没有这样的机会来感受了······。很感谢大家创造的这样的氛围。正是由于你们我才更加努力！才更加不畏艰险！愿大家在以后的岁月里都能幸福！78第页 四、参考文献1)张林生,环境工程专业毕业设计指南,中国水力水电出版社2)张智,给水排水工程专业毕业设计指南,中国水力水电出版社3)李圭白，张杰，水质工程学，中国建筑工业出版社4)给水排水设计手册（第1、5、9、11分册），中国建筑工业出版社5)简明给排水设计手册，中国建筑工业出版社6)水处理工程师手册，化学工业出版社7)高俊发,城市污水处理厂工艺设计手册，化学工业出版社8）《室外排水设计规范》(GBJ14-87，1997年版)9）《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）10）《给水排水制图标准》(GBJ106-87)11）《建筑给水排水设计规范》(GBJ15-88)12)《地面水环境质量标准》(GB3838-88)78第页'