污水处理工艺设计 2 42页

'环境工程专业课程设计计算说明书污水处理工艺设计编制人：***班级：环工0901学号：34060901**指导老师：罗平编制日期：2012年6月南京工业大学环境学院 目录1设计目的12设计任务13设计原始资料13.1污水水量与水质13.2处理要求13.3气象与水文资料23.4厂区地形24总体设计24.1污水处理程度的确定24.2方案选择24.3工艺流程24.4工艺特点35处理构筑物设计35.1粗格栅35.1.1设计说明35.1.2设计参数35.2细格栅55.2.1设计说明55.2.2设计参数55.3进水泵房65.3.1设计说明65.3.2设计参数75.4沉砂池75.4.1设计说明75.4.2设计参数75.5AB段工艺计算95.5.1设计说明95.5.2AB工艺参数95.5.3A段曝气池135.5.4B段曝气池195.6鼓风机房245.7中间沉淀池245.7.1设计说明245.7.2设计参数245.8二次沉淀池265.8.1设计说明265.8.2设计参数265.9回流污泥泵房295.9.1设计说明295.9.2设计选型29 5.10排泥泵房295.11污泥浓缩池设计计算305.11.1设计说明305.11.2设计参数305.12投泥泵房315.13消化池设计计算315.13.1设计说明315.13.2设计参数325.14脱水376污水处理厂的平面布置规划387参考文献38 某城市污水处理厂工艺设计1设计目的本课程设计目的在于通过净水厂课程设计，巩固学习成果，加深对水处理课程内容的学习与理解，掌握净水厂的设计的方法，培养和提高计算能力、设计和绘图水平。在教师知道下，基本能独立完成一个中、小型水处理厂工艺设计，锻炼和提高分析及解决工程问题的能力。2设计任务本课程设计目的在于通过净水厂课程设计，巩固学习成果，加深对水处理课程内容的学习与理解，掌握净水厂的设计的方法，培养和提高计算能力、设计和绘图水平。在教师知道下，基本能独立完成一个中、小型水处理厂工艺设计，锻炼和提高分析及解决工程问题的能力。针对二级处理的工厂污水处理设施，要求对主要污水处理构筑物的工艺尺寸进行设计计算，确定污水处理平面布置和搞成布置。完成设计计算说明书和设计图，确定污水处理的平面布置图，设计深度约为初步设计的深度。3设计原始资料3.1污水水量与水质污水处理水量：2.6×104m3/d，总变化系数为1.2。污水水质：CODCr：300mg/L，BOD5：200mg/L，SS：200mg/L，NH3-N：20~30mg/L，TP：3~4mg/L，pH为6~9。3.2处理要求废水经处理后应符合《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级B标准。污泥经处理后应符合《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）污泥控制标准。表3-1污水控制标准项目BOD5/mg/LSS/mg/LCODCr/mg/LNH3-N/mg/LTP/mg/LpH数值20206081.06~937 污泥控制标准：城镇污水处理厂的污泥进行污泥脱水处理，脱水后污泥含水率应小于80%。3.3气象与水文资料风向：多年主导风向为北东风气温：最冷月平均为—3.5℃；最热月平均为32.5℃。水文：降水量多年平均为每年728mm；蒸发量多年平均为每年1210mm；地下水水位，地面下5~6厘米。3.4厂区地形污水厂选址区域海拔标高在64~66m之间，平均地面标高为64.5m。4总体设计4.1污水处理程度的确定该城市污水处理厂处理水量最大设计流量(1)污水中SS的处理效率：(2)污水中BOD5的处理效率：(3)污水中CODCr的处理效率：(4)污水中氨氮的处理效率：(5)污水中总磷的处理效率：4.2方案选择该污水处理工艺主要以去除有机污染为主，去除目标为SS、BOD5、COD及部分含氮含磷污染物。本设计采用AB法处理，在两段曝气池降解有机物的同时,B段曝气池也能发挥出脱氮除磷的作用。4.3工艺流程37 AB法污水及污泥的处理工艺流程如图1所示：4.4工艺特点（1）全系统公分预处理段，A段,B段等3段.在预处理段只设格栅,沉砂池等简易处理设备,不设初沉池。（2）A段由吸附池和中间沉淀池组成,B段则由曝气池及二沉池所组成（3）A段和B段各自拥有独立的污泥回流系统，两段完全分开，每段能够培育出各自独特的，适于本段水质的微生物种群。5处理构筑物设计5.1粗格栅5.1.1设计说明格栅由一组平行的金属栅条或筛网制成，安装在污水渠道、泵房集水井的进水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，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷。有关规定（1）泵前格栅栅条间空隙宽度不大于20mm，污水处理系统前可不设格栅。（2）污水过栅流速宜采用0.6～1.0m/s,格栅倾角宜采用45o～75o。（3）污水上部必须设工作台，其高度应高出格栅前最高设计水位0.5m，工作台上应有安全和冲洗设施。（4）格栅工作台两侧过道宽度不应小于0.7m。工作台正面过道宽度，采用机械清渣时不应小于1.5m。（5）格栅应设通风设施。（6）粗格栅间隙50~100mm，细格栅间隙1.5~10mm。（7）栅前渠道内的水流速度一般采用0.4～0.9m/s。5.1.2设计参数37 过栅流速，栅条宽度S=0.01m，栅前部分长度0.5m格栅倾角α=60°，单位栅渣量=0.01m3栅渣/103m3污水，初定粗格栅间隙b=50mm格栅设两组，按两组并开设计，一格停用，一格工作校核。（1）确定栅前水深h：设栅前水深（2）格栅间隙数量n：式中：Qmax—最大设计流量，m3/s—格栅安装倾角，取＝b—栅条间隙，m，根据一般经验公式取b＝50mmn—栅条间隙数，个h—栅前水深，m—过栅流速，m/s—经验修正系数则，取10个，格栅框架内的栅条数目为9根。（3）格栅槽总宽度B：式中：B—格栅槽宽度，mS—栅条宽度，m，取0.01mb—栅条间隙，m（4）进水渠道渐宽部分的长度：设进水渠宽37 设渐宽部分展开角度a1=20°，则（1）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分的长度（2）通过格栅的水头损失：设栅条断面为锐边矩形断面，取k=3阻力系数：（3）栅后槽总高度H：格栅前渠道超高，取0.3m栅前槽高（4）栅槽总长度L（5）每日栅渣量W，选用机械清渣。5.2细格栅5.2.1设计说明单位栅渣量=0.1m3栅渣/103m3污水，初定细格栅间隙b=10mm5.2.2设计参数（1）确定栅前水深h：设栅前水深（2）格栅间隙数量n：，取47个，格栅框架内的栅条数目为46根。37 （1）格栅槽总宽度B：（1）进水渠道渐宽部分的长度：设进水渠宽设渐宽部分展开角度a1=20°，则（5）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分的长度（2）通过格栅的水头损失：设栅条断面为锐边矩形断面，取k=3阻力系数：（3）栅后槽总高度H：格栅前渠道超高，取0.3m栅前槽高（8）栅槽总长度L（9）每日栅渣量W5.3进水泵房5.3.1设计说明污水经过一次提升进入沉砂池，然后通过自流进入后续水处理构筑物。有关规定：（1）泵房进水角度不大于45度37 （2）相邻两机组突出部分的间距，以及机组突出部分与墙壁额间距，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0.8m。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）泵站采用圆形平面钢筋混凝土结构半地下式，尺寸为15m×12m，高12m,地下埋深7m。（4）水泵为自灌式5.3.2设计参数污水提升前水位-4.5m(即泵站吸水池最底水位)，提升后水位8.2m.。所以，提升净扬程Z=8.2-(-4.5)=12.7m，设泵站内的损失为2m，吸压水管路的总损失为2m，则可确定水泵的扬程H：。根据最大设计流量，采用两台350QW1500-15-90潜污泵，一用一备。单台提升流量，扬程15m，转速990r/min，功率90kW。圆形泵房D＝10m，高12m，泵房为半地下式，地下埋深7m，水泵为自灌式。5.4沉砂池5.4.1设计说明沉砂池的功能是去除比重较大的无机颗粒，以减轻沉淀池负荷及改善污泥处理构筑物的处理条件。平流沉砂池的主要缺点是沉沙中约夹杂有15%的有机物，使沉沙的后续处理增加难度。故常需配洗砂机，把排砂经清洗后，有机物含量低于10%，称为清洁砂，再外运。曝气沉砂池可克服这一缺点。故采用曝气沉砂池。有关规定：（1）旋流速度控制在0.25～0.30m/s（2）最大时流量的停留时间为1～3min、水平流速为0.1m/s（3）有效水深为1.5～3m，深宽比为1.0～1.5，长宽比可达5（4）曝气装置，可采用压缩空气竖管连接穿孔管（穿孔孔径为2.5～6.0mm）或压缩空气竖管连接空气扩散板，每m3污水所需曝气量为0.1～0.2m3或每m2池表面积3～5m3/h。5.4.2设计参数（1）沉砂池总有效容积：最大设计流量时停留时间t=2min。37 （1）沉砂池设计成两格，每格容积为（2）沉砂池水流断面面积：最大设计流量时水平流速（3）池总宽度B：设有效水深，（4）每格池子宽度b：池子数深宽比：，满足要求。（5）池长L：长宽比：，满足要求，不需要设置横向挡板。（6）每小时所需空气量q：每立方米污水所需空气量污水（7）每格沉砂斗所需容积：设计T=2d，即考虑排泥间隔天数为2天（8）沉砂斗各部分尺寸及容积：设计斗底宽，斗壁与水平的倾角为60°，斗高，则沉砂斗上口宽：（取1.5m）沉砂斗容积：37 （1）沉砂池高度：采用重力排砂，设计池底坡度为0.1，坡向沉砂斗，则沉泥区高度：池总高度H：设超高h1=0.3m曝气沉砂池底部的沉砂通过吸砂泵送至砂水分离器，脱水后的清洁砂粒外运，分离出来的水回流至提升泵房吸水井。曝气沉砂池的出水通过管道直接送往A段曝气池管道设计流量管道流速，管道过水断面面积管径，取管道管径校核管道流速5.5AB段工艺计算5.5.1设计说明AB法处理工艺具有较强的抗冲击负荷能力，对进水中的pH值、有毒物质以及水量、水质等冲击具有很好的缓冲作用。A段由曝气池和中间沉淀池构成，有独立的污泥回流系统。A段污泥具有很强的吸附能力和良好的沉淀性能，对有机物的去除是以细菌的絮凝吸附作用为主。A段工艺污泥负荷高、污泥龄和水力停留时间短。所以A段工艺的投资和运行费用低，属于高负荷的活性污泥系统的强化一级处理。B段接收A段的处理水，水质、水量比较稳定，冲击负荷已不在影响B段，B段的净化功能得以充分发挥，B段属传统活性污泥法。5.5.2AB工艺参数37 表5-1AB法工艺设计参数名称A段B段污泥负荷NS(kgBOD5/kgMLSS.d)3~4(2~6)0.15~0.3（<0.5）容积负荷Nv(kgBOD5/m3.d)6~10(4~12)≤0.9污泥浓度MLSS(g/L)2.0~3.0（1.5~2.0）2.0~4.0（3.0~4.0）污泥龄SRT或（d）0.4~0.7（0.3~0.5）15~20（10~25）水力停留时间HRT（h）0.5~0.752.0~4.0（2.0~6.0）污泥回流比（%）<70(20~50)50~100溶解氧DO（mg/L）0.3~0.7(0.2~1.5))2~3(1~2)气水比(3~4):1(7~10):1污泥沉降指数SVI（mg/L）60~9070~100污泥池沉降时间（h）1~22~4(1.5~4)污泥池表面负荷q1(m3/(m3/h))1~20.5~1.0需氧系数a1(kgO2/kgBOD5)0.4~0.6——NH3-N硝化需氧系数b1（kgO2/kgNH3-N）——4.57污泥综合增长指数a（kgMLSS/kgBOD5）0.3~0.5——污泥含水率（%）98~98.799.2~99.6注：（）内数据供参考。R—设计参数的确定A段污泥负荷：；混合液污泥浓度：；污泥回流比。B段污泥负荷：；混合液污泥浓度：；污泥回流比。②计算处理效率BOD5总去除率应达到90%，A段BOD5去除率EA取60%，则A段出水BOD5浓度LTA为已知B段出水BOD5浓度LTB=20mg/L，B段BOD5去除率EB为③曝气池容积计算进水BOD5浓度，A段BOD5去除量为37 A段混合液挥发性污泥浓度XVA：为系数，取0.8则A段曝气池容积B段BOD5去除量为B段混合液挥发性污泥浓度XVB：为系数，取0.8则B段曝气池容积④水力停留时间计算水力停留时间则A段水力停留时间B段水力停留时间⑤最大需氧量A段最大需氧量：式中：—需氧量系数，0.4~0.6kgO2/kgBOD5则B段最大需氧量：37 式中：—需氧量系数，1.23kgO2/kgBOD5—NH3–N硝化需氧量系数，4.57kgO2/kgNH3–N—需要硝化的氮量二段总需氧量⑥剩余污泥量A段剩余污泥量：设A段SS去除率为75%SS去除量干污泥量为式中：a—污泥增殖系数，0.3—0.5kg/kgBOD5，取0.4kg/kgBOD5Q—污水平均流量，3.12×104m3/d湿污泥量（设污泥含水率PA为98.7%）：则：B段剩余污泥量干污泥量为：式中：a—污泥增殖系数，0.5—0.65kg/kgBOD5，取0.6kg/kgBOD5Q—污水平均流量，3.12×104m3/d湿污泥量（设污泥含水率PB为99.5%）37 则：总泥量⑦污泥龄计算A段污泥龄：其中：aA—A段污泥增殖系数，取0.4kg/kgBOD5NSA—A段污泥负荷，取4.5kgBOD5/（kg·MLSS·d）则B段污泥龄：式中：aB—B段污泥增殖系数，取0.6kg/kgBOD5NSB—B段污泥负荷，取0.125kgBOD5/（kg·MLSS·d）则⑧回流污泥浓度浓度：式中：X—混合液污泥浓度R—污泥回流比A段回流污泥浓度B段回流污泥浓度5.5.3A段曝气池37 ①曝气池的计算和各部位尺寸的确定1）确定曝气池容积A段曝气池共设2个，每个曝气池容积为。2）确定单个曝气池各部位尺寸设池深h为3m，曝气池的面积F为，采用推流式曝气池，池宽B取3.5m，宽深比介于1~2之间，符合规定。池长，取25m。长宽比，介于5~10之间，符合规定。曝气池超高取0.5m，则曝气池池高为H=3+0.5=3.5m②A段曝气池曝气系统设计与计算1）最大需氧量为2）平均时需氧量为3）每日去除的BOD5值为③A段供气量计算采用网状模型微孔空气扩散器，铺设距池底0.3m处，淹没水深2.7m，计算温度30℃。查表得20℃和30℃时水中饱和溶解氧值分别为1）空气扩散出口处的绝对压力：H—空气扩散装置的安装深度，m，一般为则：空气离开曝气池池面时，氧的百分比为其中：EA—空气扩散器的氧转移率，此处取值12%，则37 2）曝气池混合液中平均氧饱和浓度（按最不利的温度条件考虑）为最不利的温度条件按30℃计算，则换算为在20℃条件下，脱氧清水的充氧量其中：—单位时间由于曝气向清水传递的氧量—单位时间向混合液传递的氧量，相当于平均需氧量α—因混合液含污泥颗粒而降低传递系数的修正值（<1），取α=0.8β—废水饱和溶解氧的修正值（<1），取β=0.95ρ—气压修正系数，，取ρ=1.0c—废水实际溶解氧的浓度，取T—混合液设计温度，T=30℃F—曝气扩散设备堵塞系数，通常取0.65~0.9相应的最大时需氧量为3）曝气池的平均时供氧量，则37 曝气池最大供气量去除1kgBOD5的供气量（m3空气/kgBOD）为1m3污水的供气量（m3空气/m3污水）为4）A段曝气池曝气系统的空气总用量除采用鼓风曝气外，系统还采用空气在回流污泥井中提升污泥，空气量按回流污泥量的8倍考虑，污泥回流比R值为60%，则提升回流污泥所需空气量为5）空气管路计算在两个曝气池相邻的隔墙上铺设1根空气干管。在干管上设5对曝气管，共10条配气竖管。则两个曝气池中共有10条配气竖管，每根竖管的供气量为曝气池平面面积为每个空气扩散器的服务面积按0.49m2计算，则所需空气扩散器的总数为每个竖管上安装的空气扩散器的数目为每个空气扩散器的配气量为6）空压机的选定一般希望管道及扩散设备的总压力损失不大于15kPa，其中扩散设备的压力损失，一般取3~5kPa。风压损失hd（Pa）可按下式估算：其中：H—空气扩散器淹没水深，m空气扩散装置安装在距离曝气池底0.3m处，因此，空压机所需压力为供压机供气量最大量估计值（m3/min）为37 平均时供气量估计量为根据所需压力和空气量，采用LG60型空压机5台，该型空压机风压50kPa，风量60m3/min。正常条件下，3台工作，2台备用；高负荷时，4台工作，1台备用。④A段曝气池进、出水系统1）进水管。两组曝气池合建，进水与回流污泥进入进水竖井，经混合后经配水渠、进水潜孔进入曝气池。进水管设计流量管道流速，管道过水断面面积管径，取进水管管径校核管道流速2）配水渠道配水渠道设计流量渠道流速，渠道断面面积取渠道断面渠道超高取1.0m，渠道总高为3）进水孔进水孔过流量为孔口流速，孔口过水断面面积设进水潜孔三个，则每孔过水断面面积为取孔口断面4）回流污泥渠道回流污泥渠道设计流量37 渠道流速，渠道断面面积取渠道断面渠道超高取0.3m，渠道总高为1）进水竖井。进水竖井平面尺寸取为2）出水堰及出水竖井按矩形堰流量公式计算：式中：b—堰宽，取b=7.2mH—堰上水头，m。出水孔过流量孔口流速，孔口过水断面面积孔口尺寸取；出水竖井平面尺寸3）出水管单组曝气池出水管设计流量管道流速，管道过水断面管径，取出水管管径。曝气池的出水通过管道送往中沉池集配水井，输水管道内的流量按最大时流量加上回流的污泥量进行设计，回流比为60%，则输水管的管径为800mm，管内最大流速为0.8m/s。集配水井为内外套筒结构，由A段曝气池过来的输水管道直接进入内层套筒，进行流量分配，通过4根450mm的管道送往4个中沉池，管道内最大水流速度为0.75m/s。37 5.5.4B段曝气池①曝气池的计算和各部位尺寸的确定1）确定曝气池容积A段曝气池共设2个，每个曝气池容积为。2）确定单个曝气池各部位尺寸设池深h为4.2m，曝气池的面积F为，采用推流式曝气池，池宽B取4.5m，宽深比介于1~2之间，符合规定。池长长宽比：，符合规定。每个曝气池设计为五廊道曝气池，廊道长，取29m。曝气池超高取0.5m，则曝气池池高为H=4.2+0.5=4.7m②B段曝气池曝气系统设计与计算1）最大需氧量为2）平均时需氧量为3）每日去除的BOD5值为③A段供气量计算采用网状模型微孔空气扩散器，铺设距池底0.3m处，淹没水深3.9m，计算温度30℃。查表得20℃和30℃时水中饱和溶解氧值分别为1）空气扩散出口处的绝对压力：式中：H—空气扩散装置的安装深度，m，一般为则：37 空气离开曝气池池面时，氧的百分比为其中：EA—空气扩散器的氧转移率，此处取值12%，则H—曝气池混合液中平均氧饱和浓度（按最不利的温度条件考虑）为最不利的温度条件按30℃计算，则换算为在20℃条件下，脱氧清水的充氧量其中：—单位时间由于曝气向清水传递的氧量—单位时间向混合液传递的氧量，相当于平均需氧量α—因混合液含污泥颗粒而降低传递系数的修正值（<1），取α=0.8β—废水饱和溶解氧的修正值（<1），取β=0.95ρ—气压修正系数，，取ρ=1.0c—废水实际溶解氧的浓度，取T—混合液设计温度，T=30℃F—曝气扩散设备堵塞系数，通常取0.65~0.9相应的最大时需氧量为37 H—曝气池的平均时供氧量，则曝气池最大供气量去除1kgBOD5的供气量（m3空气/kgBOD）为1m3污水的供气量（m3空气/m3污水）为4）B段曝气池曝气系统的空气总用量除采用鼓风曝气外，系统还采用空气在回流污泥井中提升污泥，空气量按回流污泥量的8倍考虑，污泥回流比R值为100%，则提升回流污泥所需空气量为5）空气管路计算在每组五廊道曝气池中每两个相邻廊道的隔墙处铺设一根干管，共5根干管。每根干管上设7对曝气管，共14条配气竖管。曝气池中共有60条配气竖管，则每根竖管的供气量为曝气池平面面积为每个空气扩散器的服务面积按0.49m2计算，则所需空气扩散器的总数为每个竖管上安装的空气扩散器的数目为，每个空气扩散器的配气量为6）空压机的选定一般希望管道及扩散设备的总压力损失不大于15kPa，其中扩散设备的压力损失，一般取3~5kPa。风压损失hd（Pa）可按下式估算：37 其中：H—空气扩散器淹没水深，m空气扩散装置安装在距离曝气池底0.3m处，因此，空压机所需压力为供压机供气量最大量估计值（m3/min）为平均时供气量估计量为根据所需压力和空气量，采用LG60型空压机4台，该型空压机风压50kPa，风量60m3/min。正常条件下，3台工作，1台备用；高负荷时，3台工作，1台备用。④B段曝气池进出水系统1）进水管。两组曝气池合建，进水与回流污泥进入进水竖井，经混合后经配水渠、进水潜孔进入曝气池。进水管设计流量管道流速，管道过水断面面积管径，取进水管管径校核管道流速2）配水渠道配水渠道设计流量渠道流速，渠道断面面积取渠道断面渠道超高取1.0m，渠道总高为3）进水孔进水孔过流量为孔口流速，孔口过水断面面积37 设进水潜孔三个，则每孔过水断面面积为取孔口断面同时可按阶段曝气方式运行，在两廊道相邻的隔墙上设配水渠（超高取1.0m），并设进水孔3个，，每个进水孔均装设阀门。1）回流污泥渠道回流污泥渠道设计流量渠道流速，渠道断面面积取渠道断面渠道超高取0.3m，渠道总高为2）进水竖井。进水竖井平面尺寸取为3）出水堰及出水竖井按矩形堰流量公式计算：式中：b—堰宽，取b=8mH—堰上水头，m。出水孔过流量孔口流速，孔口过水断面面积孔口尺寸取；出水竖井平面尺寸4）出水管单组曝气池出水管设计流量管道流速，管道过水断面37 管径，取出水管管径。曝气池的出水通过管道送往二沉池集配水井，输水管道内的流量按最大时流量加上回流的污泥量进行设计，回流比为100%，则输水管的管径为800mm，管内最大流速为0.8m/s。集配水井为内外套筒结构，由B段曝气池过来的输水管道直接进入内层套筒，进行流量分配，通过三根500mm的管道送往3个二沉池，管道内最大水流速度为0.75m/s。5.6鼓风机房鼓风机房要给曝气沉砂池和A、B段的曝气池供气。曝气沉砂池所需空气量为根据所需压力和空气量，A段采用LG60型空压机5台，该型空压机风压50kPa，风量60m3/min。根据所需压力和空气量，B段采用LG60型空压机4台，该型空压机风压50kPa，风量60m3/min。5.7中间沉淀池5.7.1设计说明本设计选择的是平流式沉淀池，平流式沉淀池沉淀效果好，对冲击负荷和温度变化的适应能力强，施工简易，造价低。5.7.2设计参数沉淀池的总设计流量：表面负荷：水力停留时间（沉淀时间）：（1）沉淀区各部分尺寸的确定a)沉淀池总有效沉淀面积采用四座沉淀池，每个池的表面积为，处理量为37 a)沉淀池有效水深b)沉淀池长度每个池宽取6.0m，则池长为，取校核：长宽比，符合要求；长深比，符合要求。（2）污泥区尺寸计算a)每日产生的污泥量：设A段可处理40%SS，污泥含水率为98.7%式中：—最大设计流量，—沉淀池进水和出水的悬浮固体浓度—污泥容重，，含水率在95%以上时，取1000—污泥含水率，%则每个沉淀池的污泥量b)污泥斗的容积：式中：—污泥斗高度，取2.8m—污泥斗上下口面积，，分别取则c)贮泥斗以上梯形部分污泥容积：37 式中：—梯形上下底边长，m；—梯形部分的高度，则容积校核：，符合要求。（1）每个沉淀池的结构尺寸a)沉淀池的总高度（采用机械刮泥设备）式中：—沉淀池超高，一般取0.3m；—沉淀池有效水深，m；—缓冲区高度，机械排泥时，取0.6m；—污泥区高度，m—贮泥斗高度，m则b)沉淀池的总长度：流入口至堰板距离取1m，流出口至堰板的距离取1m，则沉淀池总长度：（2）中间沉淀池出水中沉池的出水采用锯齿堰，沉在底部的沉泥通过刮泥机刮至污泥斗，依靠静水压力排除。出水通过管径为800mm的管道送往B段曝气池，管内流速为0.8m/s。5.8二次沉淀池5.8.1设计说明本设计选择的是平流式沉淀池，平流式沉淀池沉淀效果好，对冲击负荷和温度变化的适应能力强，施工简易，造价低。5.8.2设计参数37 沉淀池的总设计流量：表面负荷：水力停留时间（沉淀时间）：（1）沉淀区各部分尺寸的确定a)沉淀池总有效沉淀面积采用四座沉淀池，每个池的表面积为，处理量为b)沉淀池有效水深c)沉淀池长度每个池宽取6.0m，则池长为，取校核：长宽比，符合要求；长深比，符合要求。（2）污泥区尺寸计算a)每日产生的污泥量：设B段可处理60%SS，污泥含水率为99.5%式中：—最大设计流量，—沉淀池进水和出水的悬浮固体浓度—污泥容重，，含水率在95%以上时，取1000—污泥含水率，%则每个沉淀池的污泥量37 a)污泥斗的容积：式中：—污泥斗高度，取2.8m—污泥斗上下口面积，，分别取则b)贮泥斗以上梯形部分污泥容积：式中：—梯形上下底边长，m；—梯形部分的高度，则容积校核：，符合要求。（1）每个沉淀池的结构尺寸a)沉淀池的总高度（采用机械刮泥设备）式中：—沉淀池超高，一般取0.3m；—沉淀池有效水深，m；—缓冲区高度，机械排泥时，取0.6m；—污泥区高度，m—贮泥斗高度，m则b)沉淀池的总长度：流入口至挡板距离取1m，流出口至挡板的距离取1m，则沉淀池总长度：37 二沉池的出水采用锯齿堰，沉在底部的沉泥通过刮泥机刮至污泥斗，依靠静水压力排除。出水通过管径为800mm的管道送往出水井，管内流速为0.8m/s。5.9回流污泥泵房5.9.1设计说明沉淀池活性污泥由吸泥管吸入，由池中心落泥管排入池外套筒阀井中，再有排泥管排入剩余污泥泵房集泥井中。5.9.2设计选型（1）A段回流污泥泵房设计污泥回流量中沉池水面相对地面标高为0.6m，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，A段曝气池水面相对标高为1.5m，水头损失为2m，则污泥回流泵扬程为：。采用2台污水泵，一用一备。单台提升流量，扬程5m，转速980r/min，功率30kW，排出口径400mm。（2）B段回流污泥泵房设计污泥回流量中沉池水面相对地面标高为0.6m，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，A段曝气池水面相对标高为1.5m，水头损失为2m，则污泥回流泵扬程为：。采用2台污水泵，一用一备。单台提升流量，扬程5.5m，转速980r/min，功率37kW，排出口径350mm。5.10排泥泵房排泥泵房为中间沉淀池和二次沉淀池所共用。排泥泵房接收含水率为99％计的污泥流量为90.8，污泥泵的所需静水头为1.2~2.4m，总扬程为2~4.5m。采用两台潜污泵，一用一备。每台流量为37 ，扬程7m，电机功率，出口直径为100mm。5.11污泥浓缩池设计计算5.11.1设计说明采用2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，排泥泵房将污泥送至浓缩池。5.11.2设计参数A段剩余污泥，含水率为98.7%；B段剩余污泥，含水率为99.5%。则总污泥量为：。进泥浓度：6g/L；污泥固体负荷M：30kgSS/(m2.d)；污泥密度为；污泥含水率；浓缩后污泥含水率为；污泥浓缩时间：T=12h；贮泥时间：t=4h；池底坡度为0.08；每座浓缩池污泥总流量:。（1）浓缩池池体计算每座浓缩池所需表面积：浓缩池直径：水力负荷：有效水深：有效容积：（2）排泥量与贮泥容积按4h贮泥时间计泥量，则贮泥区所需容积：泥斗容积：37 式中：—泥斗的垂直高度，取1.5m—泥斗的上口半径，取2.6m—泥斗的下口半径，取1.4m则池底坡降为：污泥池的贮泥容积为：总贮泥容积为（满足要求）（1）浓缩池总高度浓缩池的超高取0.30m，缓冲层高度取0.30m，则浓缩池的总高度H为：，取5.42m。（2）浓缩池排水量（3）管道确定进泥管和排泥管均采用D=300mm，排上清液采用D=100mm。5.12投泥泵房将浓缩池的污泥通过污泥泵输送至消化池。经浓缩后排出含水率为97%的污泥流量为，静水头为3~12m，总扬程为12~24m。采用两台潜污泵，一用一备。每台流量为，扬程15m，电机功率，出口直径为50mm。5.13消化池设计计算5.13.1设计说明对来自投泥泵房37 的污泥进行消化，采用固定式盖式消化池，两级消化。一级消化池投配率为2.5%，二级消化池污泥投配率为5%。采用中温消化，消化温度为33~35℃。一级消化池进行加温搅拌，二级消化池不加热、不搅拌，利用一级消化的余温。5.13.2设计参数进泥量：经浓缩排出含水率P2＝97%的污泥为①消化池容积计算K—一级消化池计算部分一级消化池总容积V为采用2座一级消化池，则每座池子的有效容积V0为消化池直径D为取消化池直径为22m。集气罩直径d1采用2m，高度h1采用2m；上锥体高度h2采用3m；池底下锥体直径d2采用2m，池底坡度i取为0.08；则池底下锥体高度h4为集气罩容积V1为池顶截锥部分体积池底截锥部分体积池体圆柱部分体积池体圆柱部分高度消化池总高度L—二级消化池计算部分二级消化池的总容积为二级消化池的直径为37 二级消化池共设1座，与2座一级消化池串联，二级消化池的各部分尺寸与一级消化池相同。②消化池各部分表面积计算集气罩表面积池顶截锥部分表面积其中截锥母线长度则池壁表面积（地上部分）为池壁表面积（地下部分）为池底表面积其中截锥母线长度则③消化池热工计算K—提高新鲜污泥温度的耗热量中温消化温度TD=35℃，新鲜污泥年平均温度TS=17℃，日平均最低温度为12℃。每座一级消化池投配的最大生污泥量为则全年平均耗热量为最大耗热量为L—消化池池体的耗热量37 固定盖消化池各部分的传热系数当能满足以下数值时，其保温结构厚度认为是满意的，各部分传热系数允许值如下：池盖K≤2.94kJ/（m2·h·℃）池壁在地上部分为K≤2.52kJ/（m2·h·℃）池壁在地下部分及池底为K≤1.89kJ/（m2·h·℃）消化池各部分所采用的传热系数值如下：池盖K=2.94kJ/（m2·h·℃）池壁在地上部分为K=2.52kJ/（m2·h·℃）池壁在地下部分及池底为K=1.89kJ/（m2·h·℃）池外介质为大气时，全年平均气温TA=13℃，冬季室外计算温度TA=–2℃池外介质为土壤时，全年平均气温TB=15℃，冬季室外计算温度TB=2℃池盖部分全年平均耗热量为最大耗热量为在地面以上部分的池壁，全年平均耗热量为最大耗热量为在地面以下部分的池壁和池底，全年平均耗热量为最大耗热量为每座消化池全年平均总耗热量为37 全年最大耗热量为④热交换器的计算：消化池的加热采用池外套管式泥—水热交换器，全天均匀投配。生污泥在进入一级污泥消化池之前与回流的一级消化池污泥先行混合再进入热交换器，其比例为1：2。生污泥量QS1为回流的消化污泥量QS2为进入热交换器的总污泥量QS为生污泥的日平均最低温度为TS=12℃生污泥与消化池回流污泥混合后的温度为热交换器按最大总耗热量计算：内管管径选用DN55mm，外径选用64mm，则污泥内管中的流速为介于1.5—2.0m/s之间，符合要求。外管管径选用DN90mm。平均温差的对数△Tm按下式计算：其中：△T1—热交换器入口的污泥温度（TS）和出口的热水温度（TW/）之差，℃K—T2—热交换器出口的污泥温度（TS/）和入口的热水温（TW）之差，℃则出口污泥温度为热交换器的入口热水温度采用TW=85℃，TW–TW/采用10℃。则热水循环量37 核算内外管之间的热水流速v为：，介于1.0—1.5m/s之间，符合要求。；则热交换器的传热系数选用K=600kcal/m2·h·℃，则每座消化池的套管式泥—水热交换器的总长度为：设每根长5m，则根数n为，选用7根。⑤消化池保温结构厚度计算固定盖形式的消化池，池体为钢筋混凝土时，其各部分保温材料的厚度可按下式简化计算：其中：δB—保温材料的厚度，mδG—池顶、池壁及池底各部分钢筋混凝土结构厚度，mλB—保温材料导热系数，kJ/m2·h·℃λG—池顶、池壁及池底各部分钢筋混凝土的导热系数，kJ/m2·h·℃K—池顶、池壁及池底各部分传热系数允许值，kJ/m2·h·℃消化池各部分传热系数允许值采用：池盖为K=2.94kJ/m2·h·℃池壁在地上部分为K=2.52kJ/m2·h·℃池壁在地下部分及池底为K=1.89kJ/m2·h·℃池盖保温材料厚度的计算：设消化池池盖混凝土结构厚度δG=0.25m，钢筋混凝土的导热系数λG=5.59kJ/m2·h·℃，采用聚氨酯泡沫塑料作为保温材料，导热系数λB=0.084kJ/m2·h·℃。则保温材料的厚度为37 池壁在地面以上部分保温材料厚度的计算：设消化池池盖混凝土结构厚度δG=0.40m，采用聚氨酯泡沫塑料作为保温材料，导热系数λB=0.084kJ/m2·h·℃。则保温材料的厚度为池壁在地面以上的保温材料延伸到地面以下的冻深加0.5m池壁在地面以下部分以土壤作为保温层时，其最小厚度的核算：土壤导热系数λB=4.2kJ/m2·h·℃，则土壤保温层厚度为池底以下土壤作为保温层，其最小厚度的核算：消化池池底混凝土结构厚度为δG=0.70m，则土壤保温层厚度为因采用土壤保温形式，选取消化池建筑位置时应保证地下水位在池底混凝土结构厚度以下超过1.7m。池盖、池壁的保温材料采用聚氨酯泡沫塑料。其厚度分别为0.025m和0.027m，均按0.027m计算，乘以1.5的修正系数，采用0.04m。二级消化池的保温结构材料及厚度均与一级消化池相同。5.14脱水消化污泥最后进入污泥脱水机房，脱水设备采用带式压滤机。污泥消化过程因分解使体积减少，按消化污泥中有机物含量占60%~70%，可生物降解的有机物被降解35%~45%，体积可减少60%~70%，污泥含水率为计算，则由于含水率降低而剩余的污泥量为：分解污泥容积消化后剩余的污泥量选用压滤机为DYQ-1000B型，处理量为，功率为1.5kw。脱水后，污泥的含水率为75%，污泥体积为20.5m3，最后的处理污泥外运。37 6污水处理厂的平面布置规划见附图7参考文献（1）中国建筑工业出版社，《给水排水设计手册》，1986（1、5、11册）；（2）高廷耀等编，《水污染控制工程》，高等教育出版社，2007；（3）周敬宣主编，《环保设备及课程设计》，化学工业出版社，2007；（4）高俊发等编，《污水处理厂工艺设计手册》，化学工业出版社，2003；（5）崔玉川主编，《城市污水处理厂处理设施设计计算》，化学工业出版社，2011。37'