毕业设计（论文）-6万吨每天污水处理工艺设计 63页

'西安工程大学本科毕业设计（论文）摘要我国水体污染主要来自两方面，一是工业发展超标排放工业废水，二是城市化中由于城市污水排放和集中处理设施严重缺乏，大量生活污水未经处理直接进入水体造成环境污染。工业废水近年来经过治理虽有所减少，但城市生活污水有增无减，占水质污染的51%以上。本设计要求处理水量为60000m3/d的城市生活污水，设计方案针对已运行稳定有效的A2/O活性污泥法工艺处理城市生活污水。A2O工艺由于不同环境条件，不同功能的微生物群落的有机配合，加之厌氧、缺氧条件下，部分不可生物降解的有机物（CODNB）能被开环或断链，使得N、P、有机碳被同时去除，并提高对CODNB的去除效果。它可以同时完成有机物的去除，硝化脱氮、磷的过量摄取而被去除等功能，脱氮的前提是NH3－－N应完全硝化，好氧池能完成这一功能，缺氧池则完成脱氮功能。厌氧池和好氧池联合完成除磷功能。关键词：城市生活污水、传统活性污泥法、好氧池、微生物群落 西安工程大学本科毕业设计（论文）AbstractChina"swaterpollutionmainlyfromtwoaspects,oneexcessivedischargeofindustrialwastewaterofindustrialdevelopment,urbanization,thesecondisduetoaseriouslackofsewagetreatmentfacilitiesinthecityandconcentratealargenumberofsewagedirectlyintothewaterpollutioncausedbyuntreated.Industrialwastewatertreatmentinrecentyears,despitethedecreasethrough,butthecitysewageincrease,accountingforover51%ofwaterpollution.Thedesignrequirementsfortreatedwateris60000m3/dofmunicipalwastewater,thedesignhasbeenrunningforastableandeffectiveA2/Oactivatedsludgeprocessformunicipalsewage.A2Oorganiccomplexprocessduetothedifferentconditions,differentfunctionsofmicrobialcommunities,combinedwithanaerobic,anoxicconditions,somenon-biodegradableorganics(CODNB)canbeopenorbrokenlinks,sothatN,P,organiccarboniswhileremovingandimproveCODNBremoval.Itcanbedonewhileremovingorganics,excessiveintakeofdenitrificationandphosphorusareremovedandotherfunctions,thepremiseofdenitrificationisNH3-Nshouldcompletenitrification,aerobictankcanaccomplishthisfunction,theanoxictankiscompletedoffnitrogenfunction.AnaerobicandaerobicpoolpoolcompletethephosphorusjointfunctionKeyword:MunicipalSewageConventionalactivatedsludgeprocessAerobictankMicrobialcommunities 西安工程大学本科毕业设计（论文）目录第1章绪论11.1设计任务11.1.1设计内容11.1.2设计原则11.1.3设计依据2第2章工艺流程及说明32.1工艺方案分析32.1.1项目污水处理的特点32.1.2A2/O工艺特点32.2工艺流程42.2.1工艺流程图42.2.2流程各结构介绍4第3章构筑物计算83.1粗隔栅83.2提升泵房103.3细格栅103.4沉砂池123.5配水井133.6生化池153.6.1已知条件153.6.2设计计算153.6.3校核氮磷负荷163.6.4剩余污泥量163.6.5反应池尺寸173.6.6反应池进、出水系统计算173.6.7曝气系统设计计算191 西安工程大学本科毕业设计（论文）3.6.8厌氧池设备选择（以单组反应池计算）223.6.9缺氧池设备选择（以单组反应池计算）223.6.10污泥回流设备233.6.11混合液回流设备233.7二沉池243.7.1池体设计计算253.7.2进水管计算263.7.3进水竖井263.7.4稳流筒计算263.7.5出水三角堰计算263.8消毒接触池273.9污泥泵房283.10污泥浓缩池293.11贮泥池303.12脱水间303.13消化池容积计算313.13.1一级消化池313.13.2一级消化后污泥量333.13.3二级消化池343.13.4二级消化后污泥量363.13.5消化池热工计算373.13.6消化池池体的耗热量383.13.7混合搅拌设备413.13.8沼气产量423.13.9管道系统计算433.13.10贮气柜47第4章污水处理厂总体布置484.1总平面布置484.1.1总平面布置原则482 西安工程大学本科毕业设计（论文）4.1.2总平面布置结果494.2高程布置494.2.1高程布置原则494.2.2高层布置计算过程49结论55参考文献56致谢573 西安工程大学本科毕业设计（论文）第1章绪论1.1设计任务根据所给资料设计一座二级处理城市污水处理厂，要求对其主要污水处理构筑物的工艺尺寸进行设计计算，确定污水厂的平面布置和高程布置。最后完成设计计算说明书和设计图。设计深度为初步设计的深度。本项目设计进出水水质根据生活污水来源和《芜湖市地方标准－水污染物排放限值》标准列出，采用GB18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》中一级标准的B标准，具体如表1.1表1.1设计进出水水质项目SSTP进水水质/（mg/L）3902105025015出水水质/（mg/L）60208201去除率/%84.090.084.092.093.0处理后应符合以下具体要求：COD≤60mg/L，BOD5≤20mg/L，NH3-N≤8mg/L，TP≤1mg/L。其对应的去除率为COD≥84%，BOD5≥90%，NH3-N≥84%，TP≥93%。1.1.1设计内容1)细化工艺流程2)选定参数3)计算（构筑物尺寸、管道、阀门、泵、填料、控制及监测设备、土建要求）4)绘制符合规范的工程图5)编制设计说明书1.1.2设计原则1)严格执行国家有关环境保护的各项法规。0 西安工程大学本科毕业设计（论文）2)采用先进、成熟、合理、可靠、节能的工艺，确保处理量及水质排放达到标准。3)流程布局合理，整体感强，外观装饰美观大方，环境绿化优美。4)在上述前提下，做到投资少，运行费用低的效果1.1.3设计依据1)《水污染控制工程》高廷耀顾国维2)《污水处理工程设计》徐新阳于锋3)《污水处理厂设计与运行》曾科卜秋平陆少鸣4)《总图制图标准》（GB/T50103-2001）5)《建筑制图标准》（GB/T50104-2001）6)《建筑结构制图标准》（GB/T50105-2001）7）《给水排水制图标准》（GB/T50106-2001）57 西安工程大学本科毕业设计（论文）第2章工艺流程及说明2.1工艺方案分析2.1.1项目污水处理的特点污水以有机污染为主，BOD/COD=0.54,可生化性较好，重金属及其他难以生物降解的有毒有害污染物一般不超标。污水中主要污染物指标BOD、COD值比国内一般城市污水高70﹪左右。针对以上特点，以及出水要求，现有城市污水处理技术的特点，以采用生化处理最为经济。由于将来可能要求出水回用，处理工艺尚应硝化，考虑到NH3-N浓度较低，不必完全脱氮。根据国内外已运行的大、中型污水处理厂的调查，要达到确定的治理目标，可采用A2/O活性污泥法。2.1.2A2/O工艺特点厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同种类微生物菌群的有机配合，同时具有去除有机物、脱氮除磷的功能。在同时脱氮除磷的工艺中，该工艺流程最为简单，总的水力停留时间也少于同类其他工艺。在厌氧—缺氧—好氧交替运行条件下，丝状菌不会大量繁殖，SVI一般少于100，污泥沉降性好。污泥中磷含量高，一般在2.5%以上。该工艺脱氮效果受混合液回流比大小的影响，除磷效果则受回流污泥中携带DO和硝酸态氧的影响，因而脱氮效果不可能很高。57 西安工程大学本科毕业设计（论文）2.2工艺流程2.2.1工艺流程图图2.1工艺流程图2.2.2流程各结构介绍(1)格栅：因为排入污水处理厂的污水中含有一定量较大的悬浮物或漂浮物，所以在处理系统之前设置格栅，以截留这些较大的悬浮物或漂浮物，防止堵塞后续处理系统的管理、孔口和损坏辅助设施。格栅可以根据格栅条的净间隙不同而分为粗格栅、中格栅以及细格栅，分别用于截留不同粒径的杂物而设计，也可以根据栅渣量的大小二选择不同的清渣方式，可采用人工清渣或机械清渣。本设计采用细隔栅进行隔渣，设置在污水提升泵房前,以去除污水中的废渣,由于栅渣量较大，采用机械清渣方式。(2)沉砂池：57 西安工程大学本科毕业设计（论文）沉沙池的功能是去除相对密度较大的无机颗粒（如泥沙、煤渣等，他们的相对密度约为2.65）沉沙池一般设置于泵站、倒虹管前，以便减轻无机颗粒对水泵、管道的磨损；也可以设置于沉淀池前，以减轻沉淀池负荷及消除颗粒对污泥厌氧消化处理的影响。常用的沉沙池有平流沉沙池、曝气沉沙池等。由于本设计的处理量不大，并且污水经过细格栅除渣，对泵站影响不大，为了便于清砂，沉沙池设于泵站后。本设计沉砂池采用了旋流式沉砂池(分两组设2池，型号旋流式沉砂池Ⅱ7)，旋流式沉砂池沉砂效果好且可调节，适应性强，占地少、省投资等特点。采用气提排砂，在排砂之前有一气洗过程，这使得排出的砂含有机物较少，有利于污水的后续生物处理及泥砂的处置。(3).生化反应池工艺是Anaorobic-Anoxic-Oxic的英文缩写，它是厌氧－缺氧－好氧生物脱氮除磷工艺的简称，工艺于70年代由美国专家在厌氧－好氧除磷工艺（A/O）的基础上开发出来的，该工艺同时具有脱氮除磷的功能，可以针对现今污水特点（水体富营养化）进行有效处理。该工艺在厌氧－好氧除磷工艺（A/O）中加入缺氧池，将好氧池流出的一部分混合液回流至缺氧池前端，以达到硝化脱氮的目的。工艺流程图如图2.2所示：图2.2工艺流程图57 西安工程大学本科毕业设计（论文）在厌氧池中，原污水及同步进入的从二沉池的混合液回流的含磷污泥的注入，本段主要功能为释放磷，使污水中P的浓度升高，溶解性有机物被微生物细胞吸收而使污水中BOD浓度下降；别外，NH3-－N，因细胞的合成而被去除一部分，使污水中NH3-－N浓度下降，但NO3-－N含量没有变化。在缺氧池中，反硝化菌利用污水中的有机物作碳源，将回流混合液中带入的大量NO3-－N和NO2-－N还原为N2释放至空气，因此BOD5浓度下降，NO3-－N浓度大幅度下降，而磷的变化很小。在好氧池中，有机物被微生物生化降解，而继续下降，有机氮被氨化继而被硝化，使NH3-－N浓度显著下降，但随着硝化过程使NO3-－N浓度增加，P随着聚磷菌的过量摄取，也比较快的速度下降。脱氮过程是各种形态的氮转化为N2从水中脱除的过程。在好氧池中，污泥中的有机氮被细菌分解成氨，硝化作用使氨进一步转化为硝态氨（主要是依靠细菌水解氨化作用和依靠亚硝化菌与硝化菌的硝化作用）；在缺氧池中，硝态氨进行反硝化，硝态氨还原成N2逸出（主要是依靠反硝化菌的反硝化作用）。除磷过程是使水中的磷转移到活性污泥或生物膜上，而后通过排泥或旁路工艺加以去除。在厌氧池中，使含磷化合物成溶解性磷，聚磷细菌释放出积储的磷酸盐；在好氧池中聚磷细菌大量吸收并积储溶解性磷化物中的磷合成ATP与聚磷酸盐，而这一过程是依靠好氧菌——聚磷细菌。整个工艺的关键在于混合液回流，由于回流液中的大量硝酸盐回流到缺氧池后，可以从原污水得到充足的有机物，使反硝化脱氮得以充分进行，有利于降低出水的硝酸氮，同时也可以解决利用微生物的内源代谢物质作为碳源的碳源不足问题，改善出水水质。所以，A2O工艺由于不同环境条件，不同功能的微生物群落的有机配合，加之厌氧、缺氧条件下，部分不可生物降解的有机物（CODNB）能被开环或断链，使得N、P、有机碳被同时去除，并提高对CODNB的去除效果。它可以同时完成有机物的去除，硝化脱氮、磷的过量摄取而被去除等功能，脱氮的前提是NH3－－N应完全硝化，好氧池能完成这一功能，缺氧池则完成脱氮功能。厌氧池和好氧池联合完成除磷功能。(4)二沉池二沉池在二级处理中，在生物反应池构筑物的后面，在活性污泥工艺中，用于沉淀分离活性污泥并提供污泥回流。二沉池与初沉池相似，按池内水流方向的不同，同样可分为平流式沉淀池、竖流式沉淀池和辐流式沉淀池。57 西安工程大学本科毕业设计（论文）本设计采用辐流式沉淀池。其特点有：沉淀效果效率高，周边配水时容积利用率高，运行好，较好管理。(5)浓缩池浓缩池的作用是用于降低要经稳定、脱水处置过程或投弃的污泥的体积。污泥浓缩后污泥增稠，污泥的含水率降低，污泥的体积大幅度地降低，从而可以大大降低其他工程措施的投资。污泥浓缩的方法分为重力浓缩、气浮浓缩和离心浓缩等。本设计针对污泥量大、节省运行成本，采用了重力浓缩方法，重力浓缩具有以下几个优点：①贮存污泥能力高；②操作要求不高；③运行费用少，尤其是电耗。构筑物的计算：故总变化系数57 西安工程大学本科毕业设计（论文）第3章构筑物计算3.1粗隔栅格栅是由一组平行的金属栅条或筛网制成，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。一般情况下，分粗细两道格栅。设计要求 1.污水处理系统前格栅条间隙，应该符合以下要求：a：人工清除25～40mm；b：机械清除16～25mm；c：最大间隙40mm，污水处理厂也可设细粗两格栅。 2.若水泵前格栅间隙不大于25mm时，污水处理系统前可不再设置格栅。 3.在大型污水处理厂或泵站前的大型格栅（每日栅渣量大于0.2m3），一般采用机械清除。 4.机械格栅不宜小于两台，若为一台时，应设人工清除格栅备用。 5.过栅流速一般采用0.6～1.0m/s。 6.格栅前渠道内的水速一般采用0.4～0.9m/s。 7.格栅倾角一般采用45～75 ，人工格栅倾角小的时候较为省力但占地多。 8.通过格栅水头损失一般采用0.08～0.15m。 9.格栅间必须设置工作台，台面应该高出栅前最高设计水位0.5m。工作台上应有安全和冲洗设施。 10.格栅间工作台两侧过道宽度不应小于0.7m。格栅型号：链条式机械格栅根据室外排水设计规范，粗格栅采用机械清除时格栅栅条净间隙应满足16mm～25mm；污水过栅流速应满足0.6m/s～1.0m/s；格栅渠道内的水流速一般为0.4m/s～0.9m/s；机械清除格栅倾角应满足60～90°。设计参数：栅条宽度s＝10.0mm57 西安工程大学本科毕业设计（论文）栅条间隙宽度d=20.0mm栅前水深h＝1.6m过栅流速u=0.7m/s栅前渠道流速ub=0.55m/sα=60°31格栅建筑宽度bB=s（n-1)+en=0.01*(31-1)+0.025*31=1.075m取b＝1.1m进水渠道渐宽部分的长度(l1)：设进水渠宽＝0.8m其渐宽部分展开角度α＝20°==0.41m栅槽与出水渠道连接处的渐窄部份长度(l2)：通过格栅的水头损失(h2)：格栅条断面为矩形断面,故k=3,则：栅后槽总高度(h总)：栅前槽高设栅前渠道超高h1=0.3m栅槽总长度(L):57 西安工程大学本科毕业设计（论文）每日栅渣量W：设每日栅渣量为0.07m3/1000m3，取KZ＝1.34采用机械清渣。3.2提升泵房采用工艺方案，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。污水经提升后入旋转式沉砂池，然后自流通过厌氧池、缺氧池、好氧池、二沉池、接触池，最后排入河流。1）污水提升前水位-1.0m（既集水池水面水位）,提升后水位2.5m。所以，提升净扬程Z=3.0-（-1.0）=4m2）从而需水泵扬程3）根据设计流量92L/s=1933，采用4台QW系列污水泵，单台提升流量700。采用QW系列潜水污水泵(250QW700-11)3台，三用一备。该泵出口径250mm，流量700m3/h，扬程11m，转速980r/min，配用功率37kW，轴功率24.66kW，效率83.2％3.3细格栅设计参数的选择及计算 57 西安工程大学本科毕业设计（论文）根据室外排水设计规范，细格栅采用机械清除时格栅栅条净间隙应满足1.5mm～10mm；污水过栅流速应满足 0.6m/s～1.0m/s；格栅渠道内的水流速一般为 0.6m/s～0.8m/s；机械清除格栅倾角应满足 60°～90°(倾角小时较省力,但占地多)。设计参数：栅条宽度s＝10.0mm栅条间隙宽度e=10.0mm栅前水深h＝1.6m过栅流速v=0.65m/s栅前渠道流速ub=0.55m/sα=60°41格栅建筑宽度bb=s（n-1)+en=0.01*(41-1)+0.01*41=0.81m取b＝0.8m进水渠道渐宽部分的长度(l1)：设进水渠宽＝0.65m其渐宽部分展开角度α＝20°==0.22m栅槽与出水渠道连接处的渐窄部份长度(l2)：通过格栅的水头损失(h2)：格栅条断面为矩形断面,故k=3,则：栅后槽总高度(h总)：57 西安工程大学本科毕业设计（论文）设栅前渠道超高h1=0.3m栅前槽高栅槽总长度(L):每日栅渣量W：设每日栅渣量为0.07m3/1000m3，取K＝1.34,,采用机械清渣。3.4沉砂池沉砂池的作用是从污水中去除砂子、煤渣等比重较大的颗粒，保证后续处理构筑物的正常运行。选型：平流式沉砂池设计参数：设计流量，设计水力停留时间水平流速1、长度：2、水流断面面积：3、池总宽度：有效水深4、沉砂斗容积：57 西安工程大学本科毕业设计（论文）1、每个沉砂斗的容积(V0)设每一分格有2格沉砂斗，则2、沉砂斗各部分尺寸：设贮砂斗底宽b1＝0.5m；斗壁与水平面的倾角60°，贮砂斗高h＝1.0m7、贮砂斗容积：(V1)8、沉砂室高度：(h3)设采用重力排砂，池底坡度i＝6％，坡向砂斗，则9、池总高度：(H)10、核算最小流速V式中-----V为最小流速，Q为最小流量，n为最小流量时，工作的沉砂池个数，n=1w为工作沉砂池的水流断面面积则3.5 配水井 57 西安工程大学本科毕业设计（论文）在污水厂中，同一种构筑物的个数不应少于2个，并应考虑均匀配水。处理厂的配水设施虽不是主要处理装置，但因其有均衡的发挥各个处理构筑物运行能力的作用，能保证各处理构筑物经济有效的运行，所以，均匀配水是污水厂工艺设计的重要内容之一。 1. 设计要求 ⑴ 水力配水设施基本的原理是保持各个配水方向的水头损失相等； ⑵ 配水渠道中的水流速度应不大于1.0m/s，以利于配水均匀和减少水头损失； ⑶ 从一个方向和用其中的圆形入口通过内部为圆筒形的管道向其引水的环形配水池，当从一个方向进水时，保证分配均匀的条件是： ① 应取中心管直径等于引水管直径； ② 中心管下的环形孔高应取0.25～0.5D1； ③ 当污水从中心管流出时，不应当有配水池直径和中心管直径之比D/D1大于1.5的突然扩张； ④ 在配水池上部必须考虑液体通过宽顶堰自由流出。2. 设计计算 设计最大处理规模为0.92m3/s，曝气沉砂池的出水经配水井流入初沉池，设二座初次沉淀池。 ⑴ 进水井管径D1 配水井进水管设计流量Q=0.92m3/s。当进水管径为D1=1200mm时，流速为0.85m/s＜1.0m/s，满足设计要求。 ⑵ 矩形宽顶堰 进水从配水井中心进入，经等宽度堰流入2个水斗再由管道接入二座初沉池，每个初沉池的分配水量为q=0.92/2=0.46m3/s,配水井采用矩形宽顶溢流堰至配水管。 ① 堰上水头H 因单个出水溢流堰的流量为0.46m3/s，一般大于100L/s采用矩形堰，小于100L/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；57 西安工程大学本科毕业设计（论文）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。 代入数据得：H=0.51m ② 堰顶厚度B根据有关实验资料，当2.5＜B/H＜10时，属于矩形宽顶堰，取B=1.0米，这时B/H=2.64（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 设配水管管径D2=800mm,流量=0.46m3/s，可算得v=0.95m/s。（满足要求） ④ 配水漏斗上口口径D 配水井内径按1.5倍设计 D=1.5D1=1.5×1200=1800mm ⑶ 配水井平面尺寸 根据上述计算，选择配水井的平面尺寸最大直径为4000mm。3.6生化池设计要求 1.在满足曝气池设计流量时生化反应的需氧量以外，还应使混合液含有一定的剩余DO值，一般按2mg/L计。 2.使混合液始终保持混合状态，不致产生沉淀，一般应该使池中平均流速在0.25m/s左右。 3.设施的充氧能力应该便于调节，与适应需氧变化的灵活性。 4.在设计时结合了循环流式生物池的特点，采用了类似氧化沟循环流式水力特征的池型，省去了混合液回流以降低能耗，同时在该池中独辟厌氧区除磷及设置前置反硝化区脱氮等有别于常规氧化沟的池体结构，充氧方式采用高效的鼓风微孔曝气、智能化的控制管理，这大大提高了氧的利用率，在确保常规二级生物处理效果的同时，经济有效地去除了氮和磷。3.6.1已知条件设计流量: Q=60000m3/d(不考虑变化系数) 设计进水水质: COD≤390mg/L；BOD5 (S0)≤210mg/L；SS≤250mg/L；≤50mg/L；TP≤15mg/L。 设计出水水质: COD=60mg/L；BOD5(Se)=20mg/L；SS=20mg/L；=8mg/L。3.6.2设计计算57 西安工程大学本科毕业设计（论文）（1）有关设计参数BOD5污泥负荷回流污泥浓度污泥回流比R=100%混合液悬浮固体浓度混合液回流比取污泥龄（2）反应池容积：反应池总水力停留时间：各段水利停流时间和容积比厌氧池：缺氧池：好氧池＝1：1：3厌氧池水力停留时间，池容；缺氧池水力停留时间，池容；好氧池水力停留时间，池容3.6.3校核氮磷负荷好养段总氮负荷符合要求厌氧段总磷负荷符合要求3.6.4剩余污泥量消化菌生成污泥量57 西安工程大学本科毕业设计（论文）式中：——硝化菌产率系数，取——进水氨氮浓度异养菌生成污泥量式中：y——污泥增殖系数，取0.6每天的总污泥量设剩余污泥VSS/SS=0.7则每天产生剩余污泥量：Px=7140/0.7=10200kg/d污泥含水率为99.4%时，剩余污泥体积为：3.6.5反应池尺寸反应池总体积V=27273设反应池2组，单组池容积有效水深取h＝5.0m单组有效面积采用5廊道式推流式反应池，廊道宽b＝8.0m单组反应池长度校核：b/h=8.0÷5.0=1.6(满足1－2)L/b=68÷8.0=8.5（满足5－10）取超高为1.0m，则反应池总高H＝5.0+1.0＝6.0m3.6.6反应池进、出水系统计算进水管57 西安工程大学本科毕业设计（论文）单组反应池进水管段计算流量管道流速取v=0.8m/s管道过水断面积管径取进水管管径DN800㎜校核管道流速<1.0m/s(符合要求)回流污泥管单组反应池回流污泥管设计流量管道流速取v=0.8m/s管道过水断面积管径取回流污泥管管径DN800㎜校核管道流速<1.0m/s(符合要求)进水井进水孔过流量孔口流速取v＝0.8m/s孔口过水断面积孔口尺寸取为1.2m×0.9m进水井平面尺寸取为2.50m×2.50m57 西安工程大学本科毕业设计（论文）出水堰及出水井按矩形堰流量公式计算：式中：b——堰宽，取7.5mH——堰上水头，m堰上水头出水孔过流量孔口流速v=0.8m/s孔口过水断面积孔口尺寸取为2.0m×1.0m出水井平面尺寸取为2.5m×2.5m出水管反应池出水管设计流量管道流速取v＝0.8m/s管道过水断面管径取出水管径DN1000mm校核管道流速<1.0m/s(符合要求)3.6.7曝气系统设计计算设计需氧量AOR57 西安工程大学本科毕业设计（论文）AOR＝（去除BOD5需氧量-剩余污泥中BOD5氧当量）+（NH3-N硝化需氧量-剩余污泥中NH3-N的氧当量）-反硝化脱氮产氧量碳化需氧量D1：硝化需氧量D2：反硝化脱氮产生的氧量：总需氧量：最大需要量与平均需氧量之比为1.4，则去除1kgBOD5的需氧量标准需氧量：采用鼓风曝气，微孔曝气器。曝气器敷设于池底，距池底0.2m，淹没深度3.8m，氧转移效率EA＝20％，计算温度T=25℃。相应最大时标准需氧量：好氧反应池平均时供气量：57 西安工程大学本科毕业设计（论文）最大时供气量：所需空气压力p：式中：曝气器数量计算（以单组反应池计算）按供氧能力计算所需曝气器数量.(个）式中：——按供氧能力所需曝气器个数，个——曝气器标准状态下，与好氧反应池工作条件接近时的供氧能力，。本设计中采用微孔曝气器，工作水深4.3m，在供风量时，曝气器氧利用率，服务面积0.3~0.75m2，充氧能力=0.14kgO2/(h个)以微孔曝气器服务面积(好氧池)进行校核：符合要求供风管道计算:供风干管道采用环状布置。57 西安工程大学本科毕业设计（论文）流量流速管径取干管管径微DN600mm单侧供气(向单侧廊道供气)支管流速管径取支管管径为DN300mm双侧供气流速管径取支管管径DN=500mm3.6.8厌氧池设备选择（以单组反应池计算）厌氧池设导流墙，将池分3格，每格内设潜水搅拌机1台，按5w/m3比容计。厌氧池有效容积混合厌氧池全部污水所需功率：1120×5=5600w则每台潜水搅拌机功率：5600/3=1866w查手册选取：600QJB2.2J3.6.9缺氧池设备选择（以单组反应池计算）缺氧池设导流墙，将池分3格，每格内设潜水搅拌机1台，按5w/m3比容计。缺氧池有效容积全混合池污水所需功率：5×1120=5600w57 西安工程大学本科毕业设计（论文）则每台潜水搅拌机功率：5600/3=1866w查手册选取：600QJB2.2J3.6.10污泥回流设备污泥回流比污泥回流量设回流污泥泵房1座，内设3台潜污泵(2用1备)单泵流量水泵扬程根据竖向流程确定。3.6.11混合液回流设备混合液回流比；安全系数K＝1.2混合液回流量设混合液回流泵房2座，每座泵房内设3台潜污泵(2用1备)单泵流量查手册选取：200WL520-6.7混合液回流管。回流混合液自出水井重力流至混合液回流泵房，经潜污泵提升后送至缺氧段首段以单组计算混合液回流管设计流量泵房进水管设计流速采用v=1m/s取泵房进水管管径DN1000mm57 西安工程大学本科毕业设计（论文）校核管道流速符合要求泵房压力出水总管设计流量设计流速v=1.2m/s取泵房压力出水总管径DN900mm3.7二沉池为了使沉淀池内水流更稳、进出水配水更均匀、存排泥更方便，采用圆形辐流式二沉池，共2座。二沉池面积按表面负荷法计算，水力停留时间t=2.5h，表面负荷为1.5m3/（m2•h-1）。该沉淀池中心进水，周边出水，采用刮泥机。计算草图如下：辐流式二沉池计算草图（1）57 西安工程大学本科毕业设计（论文）辐流式二沉池计算草图（2）3.7.1池体设计计算二沉池表面面积二沉池直径，取33m池体有效水深混合液浓度，回流污泥浓度为为保证污泥回流浓度，二沉池的存泥时间不宜小于2h，二沉池污泥区所需存泥容积Vw采用机械刮吸泥机连续排泥，设泥斗的高度H2为0.5m。二沉池缓冲区高度H3=0.5m，超高为H4=0.3m，沉淀池坡度落差H5=0.63m二沉池边总高度校核径深比二沉池直径与水深比为，符合要求57 西安工程大学本科毕业设计（论文）3.7.2进水管计算单池设计污水流量进水管设计流量选取管径DN1000m，流速坡降为1000i=1.833.7.3进水竖井进水竖井采用D2=1.5m，流速为0.1～0.2m/s出水口尺寸0.45×1.5m²,共6个，沿井壁均匀分布。出水口流速3.7.4稳流筒计算取筒中流速稳流筒过流面积稳流筒直径3.7.5出水三角堰计算出水三角堰(900)三角堰中距,采取周边出水堰总长三角堰个数57 西安工程大学本科毕业设计（论文）每个三角堰的流量三角堰堰上水头集水槽宽集水槽水深出水堰计算草图3.8消毒接触池采用隔板接触反应池1、设计参数：Q=60000水力停留时间T=30min设计按氯量平均水深h=2.0m隔板间隔b=3.5m2、设计计算（1）接触池容积57 西安工程大学本科毕业设计（论文）表面积隔板数采用4个则廊道总宽度取18m接触处长度取35m长宽比实际消毒池容积实际水深H=2+0.3=2.3m（2）加氯量计算设计最大加氯量选用3台型负压加氯机（2用1备），单台加氯量10Kg/h3.9污泥泵房设计污泥回流泵房2座设计参数：污泥回流比100％设计回流污泥流量50000m3/d剩余污泥量2130m3/d污泥泵：回流污泥泵6台（4用2备），型号200QW350-20-37潜水排污泵剩余污泥泵4台（2用2备），型号200QW350-20-37潜水排污泵集泥池：⑴、容积：按1台泵最大流量时6min的出流量设计，取集泥池容积50m3。57 西安工程大学本科毕业设计（论文）⑵、面积：有效水深，面积集泥池长度取5m，宽度泵位及安装：排污泵直接置于集水池内，排污泵检修采用移动吊架。初沉池污泥含水率大约95％3.10污泥浓缩池设计参数：1、浓缩池尺寸：57 西安工程大学本科毕业设计（论文）2、浓缩后污泥体积采用周边驱动单臂旋转式刮泥机。3.11贮泥池污泥量：贮泥池容积：设计贮泥池周期1d，则贮泥池容积贮泥池尺寸：搅拌设备：为防止污泥在贮泥池终沉淀，贮泥池内设置搅拌设备。设置液下搅拌机1台，功率10kw。3.12脱水间压滤机：57 西安工程大学本科毕业设计（论文）加药量计算：投加量以干固体的0.4%计算.3.13消化池容积计算3.13.1一级消化池1、一级消化池容积因日处理污泥量较小，采用一座一级消化池V=Qt(3-3)式中：V—一级消化池容积，m3Q—污泥量，m3/dt—级消化池停留时间，d中温消化时两级消化停留时间一般采用25~30d设计中取27d，其中一级消化停留时间为18d，Q=347m3/d，则一级消化池的有效容积V=347×18=6246m32、各部分尺寸的确定（1）消化池直径D设计中取18m（2）.集气罩直径d一般采用1~2m，设计中取2m57 西安工程大学本科毕业设计（论文）（3）池底锥底直径d一般采用0.5~2m，设计中取2m（4）集气罩高度h一般采用1~2m，设计中取2m（5）上锥体高度hh=tan()(3-4)式中：—上锥体倾角，一般采用15~30，设计中取20h=tan20()=2.9m，设计中取3m（6）消化池高度h==9m（7）下锥体高度hh=tan()(3-5)式中：—下锥体倾角，一般采用5~15，设计中取10h=tan10()=1.45m，设计中取1.5m（8）消化池总高度H=h+h+h+h=2+3+9+1.5=15.5m设计中取16m(3-6)总高度和圆柱直径的比例：=0.88符合（0.8~1）的要求3、各部分容积集气罩容积V=dh=×3.14×2×2=6.28m3(3-7)弓形部分容积V=h=400m3(3-8)圆柱部分容积57 西安工程大学本科毕业设计（论文）V=Dh=×3.14×16×8=2290m3(3-9)下锥部分容积V=h=285.7m3(3-10)消化池有效容积V=V+V=1607.7+114.6=2576m3＞2082m3符合要求图3-1一级消化池3.13.2一级消化后污泥量一级消化降解了部分可消化有机物，同时一级消化不排除上清液，消化前后污泥含水量不变，有下式成立VP=VP(3-11)V(1-P)=V(1-P)(1-PRm)(3-12)式中：V—一级消化前生污泥量（m3/d）V—一级消化后的污泥量（m3/d）P—生污泥含水率（%）P—一级消化污泥含水率（%）57 西安工程大学本科毕业设计（论文）P—生污泥中有机物含量（%）,一般采用65%R——污泥可消化程度（%），一般采用50%m—一级消化占可消化程度的比例（%），一般采用70%~80%设计中取V=347m3/d，P=95%，m=80%。经计算V=343m3/dP=96%一级消化池排泥量为84.12m3/d3.13.3二级消化池1、二级消化池容积V=Qt(3-13)式中：V—二级消化池容积，m3Q—进入二级消化池的污泥量，m3/dt—二级消化池停留时间，d设计中取Q=343m3/d，t=9d，则二级消化池的有效容积V=343×9=7=3087m32、各部分尺寸的确定（1）消化池直径D设计中取16m（2）集气罩直径d一般采用1~2m，设计中取2m（3）池底锥底直径d一般采用0.5~2m，设计中取2m（4）集气罩高度h一般采用1~2m，设计中取2m（5）上锥体高度h57 西安工程大学本科毕业设计（论文）h=tan()(3-14)式中—上锥体倾角，一般采用15~30，设计中取20h=2.54m，设计中取3.0m（6）消化池高度h=8m（7）下锥体高度hh=tan()(3-15)式中—下锥体倾角，一般采用5~15，设计中取10h=1.23m（8）消化池总高度H=h+h+h+h=2.0+3+8+1.2=14.2m(3-16)总高度和圆柱直径的比例：=0.89符合（0.8~1）的要求图3-2二级消化池3、各部分容积集气罩容积57 西安工程大学本科毕业设计（论文）V=dh=×3.14×2×2=6.28m3(3-17)弓形部分容积V=h=320.28m3(3-18)圆柱部分容积V=Dh=×3.14×12×6.5=1608m3(3-19)下锥部分容积V=h=94m3(3-20)消化池有效容积V=V+V=1702m3＞1544m3，符合要求。3.13.4二级消化后污泥量消化浓缩后污泥含水率由一级消化前的96%降至二级消化后的95%，每日二级消化池排除污泥为：V=V(1-PR)(3-21)式中V—生污泥量（m3/d）V—二级消化后的污泥量（m3/d）P—生污泥含水率（%）P—二级消化污泥含水率（%）设计中取P=96%，P=95%，V=343m3/dV=×85×（1-0.65×0.5）=195.2m3/d二级消化池采用两座，排泥量为94.6m3/d二级消化池上清液排放量57 西安工程大学本科毕业设计（论文）整个消化过程中产生的上清液由二级消化池排除，上清液排放量为：V=VP-VP(3-22)式中：V—上清液排放量（m3/d）V=347×0.96-195.2×0.95=148m3/d二级消化池上清液排放量148m3/d3.13.5消化池热工计算1、一级消化池平面尺寸计算池盖表面积（1）集气罩表面积为：F=d+dh(3-23)F=×3.14×2+3.14×2.0×2.0=15.7m（2）池顶表面积为：F=(4h+D)(3-24)F=32.4m（3）池盖表面积为：F+F=15.7+32.4=48.1m池壁表面积地面以上部分池壁表面积为：F=Dh(3-25)F=3.14×18×5=282.6m地面以下部分池壁表面积为：F=Dh(3-26)F=3.14×18×3=169.56m池底表面积57 西安工程大学本科毕业设计（论文）F=F+（）(3-27)式中：F—池底部分侧面积，计算得F=227.53mF=227.53+3.14×1=230.67m2、提高新鲜污泥温度的耗热量一级消化池投配的最大生污泥量为每座消化池容积为2082m3V=2082×=m年平均耗热量：Q=(T-T)×1000(3-28)式中：Q—提高污泥温度所需要平均耗热量（kcal/h）T—中温消化温度（C），设计中取T=35CT—新鲜污泥年平均温度（C），根据当地气象资料，取18.5CQ=56375kcal/h最大耗热量：Q=(T-T)×1000(3-29)式中：T—新鲜污泥日平均最低温度（C），根据当地气象资料，取12CQ=78583.3kcal/h3.13.6消化池池体的耗热量1、盖部分全年耗热量平均耗热量：Q=FK(T-T)×1.2(3-30)式中：Q—池盖平均耗热量（kcal/h）57 西安工程大学本科毕业设计（论文）F—池盖表面积（m），F=32.19mK—池盖传热系数[kcal/(m•h•C)],一般采用K=0.7kcal/(m•h•C)T—室外大气平均温度（C）T—冬季室外计算温度（C）根据当地气象资料，池外介质为大气，设计中取T=12C，T=-6CQ=48.1×0.7×(35-12)×1.2=929.92kcal/h最大耗热量：Q=FK(T-T)×1.2(3-31)Q=48.1×0.7×(35+6)×1.2=1656.56kcal/h2、壁在地面以上部分全年耗热量平均耗热量Q=FK(T-T)×1.2(3-32)式中：Q—地面上池壁平均耗热量（kcal/h）F—地面上池壁表面积（m），F=282.6mK—池壁传热系数[kcal/(m•h•C)],池壁以上部分一般采用K=0.6kcal/(m•h•C)Q=282.6×0.6×（35-12）×1.2=4679.86kcal/h最大耗热量Q=FK(T-T)(3-33)Q=282.6×0.6×(35+6)×1.2=8242.35kcal/h3、壁在地面以下部分全年耗热量平均耗热量Q=FK(T-T)×1.2(3-34)57 西安工程大学本科毕业设计（论文）式中：Q—地面下池壁平均耗热量（kcal/h）F—地面下池壁表面积（m），F=169.56mK—池壁传热系数[kcal/(m•h•C)],池壁以下部分一般采用K=0.45kcal/(m•h•C)T—室外大气平均气温（C）T—冬季室外计算温度（C）池外介质为土壤，设计中取T=11C，T=3.5CQ=169.56×0.45×（35-11）×1.2=2197.50kcal/h最大耗热量Q=FK(T-T)×1.2(3-35)Q=169.56×0.45×(35-3.5)×1.2=2884.22kcal/h4、池底全年耗热量平均耗热量Q=FK(T-T)×1.2(3-36)式中：Q—池底平均耗热量（kcal/h）F—池底表面积（m），F=205.39mK—池底传热系数[kcal/(m•h•C)],池底K=0.6kcal/(m•h•C)Q=230.67×0.45×（35-11）×1.2=3985.98kcal/h最大耗热量Q=FK(T-T)×1.2(3-37)Q=230.67×0.45×(35-3.5)×1.2=5231.60kcal/h5、消化池池体全年耗热量平均耗热量57 西安工程大学本科毕业设计（论文）Q=Q+Q+Q+Q(3-38)Q=11793.26kcal/h最大耗热量Q=Q+Q+Q+Q(3-39)Q=17814.73kcal/h6、消化池总耗热量全年平均耗热量=Q+Q(3-40)=10020.67+62687.5=72708.17kcal/h全年最大耗热量=Q+Q(3-41)=90376.56kcal/h3.13.7混合搅拌设备3.13.7.1搅拌方式的选择由于厌氧消化是由微生物与底物进行的接触反应，因此必须使二者充分混合，混合同时能使池温和浓度均匀，防止污泥分层和形成浮渣，故厌氧消化需设混合搅拌设备。消化池中污泥的搅拌方法采用沼气搅拌，即用消化池产生的沼气，经沼气压缩机加压后进入池内进行搅拌，特点是没有机械磨损，搅拌力度大，范围广。[5]设计中采用多路曝气管式沼气搅拌，即将沼气从贮气罐中抽出，经沼气压缩后通入插入消化池污泥中的竖管进行曝气搅拌。多路曝气管的竖管口延伸至距池底1.5m，呈环状布置。3.13.7.2搅拌用气量单池搅拌用气量为：q=q(3-49)式中：q—单池搅拌用气总量（m3/s）57 西安工程大学本科毕业设计（论文）q—搅拌单位用气量m3/(min•1000m3)，一般采用5~7m3/(min•1000m3)，设计中取q=6m3/(min•1000m)V—消化池有效容积（m3）Q=12.50m3/min=0.208m3/s3.13.7.3沼气曝气管直径的选择沼气曝气管的总面积为：A=(3-50)式中：A—沼气曝气立管的总面积（m）—管内沼气流速（m/s），一般采用7~15m/s，设计中取=11m/sA=0.020m设计中选用立管直径DN=80mm，每根断面积为0.00385mn=5.1（根）为方便布置，设计中取5根立管，实际流速为：=(3-51)=13.51m/s，符合要求。3.13.8沼气产量3.18.8.1消化池降解的污泥量消化池降解的污泥量为：X=（1-P）VPR(3-52)式中：X—消化池降解污泥量（kg/d）P—生污泥含水率（%）V—生污泥量（m3/d）P—生污泥有机物含量，一般采用65%R—污泥可消化程度，一般采用50%设计中取P=96%，V=347m3/d57 西安工程大学本科毕业设计（论文）X=（1-0.96）×347×65%×50%×1000=4511kg/d3.18.8.2消化池的产气量消化池的产气量为：q=aX(3-53)式中：q—消化池沼气产量（m3/d）a—污泥沼气产率（m3/kg污泥），一般采用0.75~1.10m3/kg污泥设计中取a=0.9m3/kg污泥，则每日产气量为：q=0.9×4511=4059.9m3/d=0.047m3/s3.13.9管道系统计算3.13.9.1一级消化池的管道系统1、进泥管Q=(Q+Q)/n(3-54)式中：Q—进泥管投泥量（m3/d）Q—投加生污泥量（m3/d）Q2—循环污泥量（m3/d），一般采用Q=（2~4）Q，设计中取Q2=2Qn—消化池数，设计中n=3Q=347m3/d采用间歇运行，每日运行6hQ=347/（6×3600）=0.0161m3/s管内污泥流速为：=(3-55)式中：—管内污泥流速（m/s）D—投配管直径（mm），设计中为防止阻塞，取D=150mm=0.91m/s2、排泥管57 西安工程大学本科毕业设计（论文）为了防止消化池中产生正负压的变化，在投泥的同时还要进行排泥。管内污泥流速为：=(3-56)式中：Q—一级消化池排泥量（m3/d）—管内污泥流速（m/s）D—排泥管直径（mm）设计中为防止堵塞，设计中取D=150mm，一级消化池单池排泥量Q=84.12m3/d，采用间歇排放，运行时间2h，用闸阀控制排泥，出泥口设在池底中央处。Q=343/（2×3600）=0.0159m3/s=0.90m/s3、循环出泥管=(3-57)式中：Q—循环污泥量（m3/d）—管内污泥流速（m/s）D—循环出泥管直径（mm）设计中取Q=2Q,n=3，采用间歇运行，每日运行6hQ=343×2/（（6×3600）*3）=0.0107m3/s设计中为防止堵塞，设计中取D=150mm=.0.61m/s4、取样管在池中不同位置设置取样管，共设4根，DN=500mm。5、沼气集气管的设计计算57 西安工程大学本科毕业设计（论文）Q=Q+Q(3-58)Q=(3-59)=(3-60)式中：Q—集气管沼气流量(m3/s)Q1—消化池产生的沼气流量(m3/s)Q2—搅拌所需沼气流量(m3/s)q—每日产生沼气总量(m3/d)a—一级消化池产气量占总产气量的比率（%）n—一级消化池数量—集气管内沼气流速(m/s)D—沼气集气管直径（mm）设计中取Q=0.208m3/s，q=4059.9m3/d，n=3，沼气管DN=200mmQ=0.0376m3/sQ=0.0376+0.208=0.2456m3/s=5.01m/s，符合要求（7~8m/s）设计中取最高产气量为平均产气量的2倍，最高时产气量Q=2Q+Q=2×0.047+0.208=0.302m3/s==6.16m/s6、溢流管为防止池内液位超过限定的最高液位，池内应设置溢流管，采用溢流管DN=200mm。溢流管水封高度采用0.8m，水封的作用是防止池内沼气沿溢流管泄露。二级消化池的管道系统二级消化池采用浮动罩式消化池，不加热、不搅拌。二级消化池管路主要有进泥管、排泥管、沼气管、上清液排放管、取样管等。57 西安工程大学本科毕业设计（论文）1、进泥管二级消化池为1座，采用间歇进泥的运行方式，每日进泥时间2h。Q=(3-61)=(3-62)式中：Q—进泥管流量(m3/s)V—二级消化池每日进泥量(m3/d)n—二级消化池数量t—二级消化池每日进泥时间(h)—管内污泥流速(m/s)D—二级消化池进泥管直径（mm）设计中取D=200mm，V=343m3/d，n=1，t=2hQ=0.0027m3/s=0.76m/s2、排泥管二级消化池采用间歇排泥，排泥时间1h。Q=(3-63)=(3-64)式中：Q—二级消化池排泥量(m3/s)V—二级消化池每日排泥量(m3/d)t—二级消化池每日排泥时间h—管内污泥流速(m/s)D—排泥管直径（mm）设计中取D=200mm，V=195.2m3/d,n=1，t=1hQ=0.027m3/s57 西安工程大学本科毕业设计（论文）=0.86m/s3、沼气管Q=(3-65)=(3-66)式中：Q—二级消化池单池沼气流量（m3/s）q—每日产生沼气总量（m3/d）b—二级消化池产气量占总产气量的比率（%），一般采用20%n—二级消化池数量—管内沼气流速（m/s）D—沼气管直径（mm）设计中取q=4059.9m3/d，采用管径DN=150mm，n=1Q=0.0047m3/s=0.27m/s设计中取最高时产气量为平均产气量的2倍，最高时产气量为0.0046m3/s=0.54m/s4、上清液排放管Q=(3-67)=(3-68)式中：V—二级消化池上清液排放总量(m3/d)Q—上清液排管设计流量(m3/s)n—二级消化池数量t—二级消化池排上清液时间（h），一般采用进泥时间—上清液排管管内流速（m/s）D—上清液排管直径（mm）设计中取V=148m3/d，n=1，t=2h，D=150mmQ=0.021m3/s=0.59m/s57 西安工程大学本科毕业设计（论文）5、取样管同一级消化池3.13.10贮气柜1、设计中采用单级低压浮盖式贮气柜贮气柜最大调节容积V=qc(3-69)式中：V—最大调节容量(m3)q—每日产气量(m3/d)c—容积调节比率（%），一般采用25%~40%设计中取q=4059.9(m3/d)，c=35%V=4059.9×0.35=1421m32、贮气柜外形尺寸V=H(3-70)式中；V—最大调节容量(m3)D—贮气柜直径（m）n—贮气柜数量H—贮气柜调节高度（m）设计中取D=1.5H，n=1,V=1421m3H=9.4m，设计中取9.0mD=1.5H=1.5×9.0=13.5m，设计中取14.0m第四章污水处理厂总体布置4.1总平面布置4.1.1总平面布置原则该污水处理厂为新建工程，总平面布置包括：污水与污泥处理工艺构筑物及设施的总平面布置，各种管线、管道及渠道的平面布置，各种辅助建筑物与设施的平面布置。总图平面布置时应遵从以下几条原则。处理构筑物与设施的布置应顺应流程、集中紧凑，以便于节约用地和运行管理57 西安工程大学本科毕业设计（论文）工艺构筑物（或设施）与不同功能的辅助建筑物应按功能的差异，分别相对独立布置，并协调好与环境条件的关系（如地形走势、污水出口方向、风向、周围的重要或敏感建筑物等）。构（建）之间的间距应满足交通、管道（渠）敷设、施工和运行管理等方面的要求。管道（线）与渠道的平面布置，应与其高程布置相协调，应顺应污水处理厂各种介质输送的要求，尽量避免多次提升和迂回曲折，便于节能降耗和运行维护。协调好辅建筑物，道路，绿化与处理构（建）筑物的关系，做到方便生产运行，保证安全畅道，美化厂区环境。4.1.2总平面布置结果污水处理厂呈长方形，控制楼、职工宿舍及其他主要辅助建筑位于厂区西部综合楼，占地较大的水处理构筑物在厂区东部，沿流程自北向南排开，污泥处理系统在厂区的东部。厂区主干道宽10米，两侧构（建）筑物间距不小于15米，次干道宽8米，两侧构筑物间距不小于10米。总平面布置参见附图——平面布置图。4.2高程布置4.2.1高程布置原则充分利用地形地势及城市排水系统，使污水经一次提升便能顺利自流通过污水处理构筑物，排出厂外。协调好高程布置与平面布置的关系，做到既减少占地，又利于污水、污泥输送，并有利于减少工程投资和运行成本。做好污水高程布置与污泥高程布置的配合，尽量同时减少两者的提升次数和高度。协调好污水处理厂总体高程布置与单体竖向设计，既便于正常排放，又有利于检修排空。4.2.1高层布置计算过程（1）简单计算过程57 西安工程大学本科毕业设计（论文）h1—沿程水头损失h1=—坡度=0.005h2—局部水头损失h2=h1×50%h3—构筑物水头损失a、巴氏计量槽H=0.3m巴氏计量槽标高：-1.7000mb、消毒池的相对标高排水口的相对标地面标高：0.00m消毒池的水头损失：0.30m消毒池相对地面标高：-1.4000mc、A2/O反应池高程损失计算l=60mh1==0.005×60=0.3mh2=h1×50%=0.15mh3=0.60mH3=h1+h2+h3=0.6+0.15+0.30=1.05mA2/O反应池池相对地面标高：0.4625md、平流式沉砂池高程损失计算l=10mh1==0.005×10=0.05mh2=h1×50%=0.025h3=0.3mH4=h1+h2+h3=0.05+0.025+0.30=0.375m平流式沉砂池相对地面标高0.8525m57 西安工程大学本科毕业设计（论文）a、细格栅高程损失计算h1=0.30mh2=h1×50%=0.15mh3=0.30mH5=h1+h2+h3=0.30+0.15+0.30=0.75m细格栅相对地面标高1.6025mb、污水提升泵高程损失计算l=8mh1==0.005×8=0.04mh2=h1×50%=0.02mh3=0.20mH6=h1+h2+h3=0.04+0.2+0.20=0.44m污水提升泵相对地面标高-4.1600m（2）详细计算过程在污水处理工程中，为简化计算一般认为水流是均匀流。管渠水头损失主要有沿程水头损失和局部水头损失。沿程水头损失按下式计算：式中：——为沿程水头损失，；——为管段长度，；——为水力半径，；——为管内流速，；——为谢才系数。局部水头损失为：式中：——局部阻力系数。57 西安工程大学本科毕业设计（论文）（1）构筑物水头损失由于各构筑物的水头损失比较多，计算起来比较烦琐，本设计中若在设计计算过程中计算了的就用计算的结果，若在设计计算过程中没计算的就用经验数值。构筑物水头损失见表4-1表4-1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）粗格栅0.1消毒池0.30细格栅0.75平流接触池0.3平流沉砂池0.38巴氏计量槽0.3污水提升泵房0.24管渠水力计算计量槽至出水口有一个突然扩大和突然缩小，局部阻力系数为：0.958+0.10=1.058。接触池至计量槽有一个突然扩大和突然缩小，局部阻力系数为：0.10+0.77=0.87。二沉池至接触池有一个突然扩大和突然缩小及两个弯头，局部阻力系数为：。集配水井至二沉池有一个突然扩大和突然缩小，局部阻力系数为：0.48+0.973=1.453。好氧池至集配水井有一个突然扩大、一个弯头和一个突然缩小，局部阻力系数为：0.48+1.08+0.973=2.533。缺氧池至厌氧池有两个突然扩大和突然缩小，局部阻力系数取为。集配水井至厌氧池有一个突然扩大、一个弯头和一个突然缩小，局部阻力系数为：0.48+0.55+0.973=2.003。在沉砂池至集配水井有一个突然扩大、一个直角弯头和一个突然缩小，局部阻力系数为：0.48+1.05+0.973=2.503。管渠水力计算见表4-2表4-2污水管渠水力计算表57 西安工程大学本科毕业设计（论文）管渠及构筑物名称流量管渠设计参数水头损失（‰）沿程局部合计出水口至计量槽694.79002.050.91500.30750.1380.307计量槽至接触池694.79002.050.9300.0620.1140.176接触池至二沉池694.710002.330.9800.1860.3740.560二沉池至集配水井694.710002.330.7500.0170.1520.169集配水井至好氧池694.710002.000.8500.1000.2680.368好养池至缺氧池694.710002.000.8200.0400.3070.347缺氧池至集厌氧池694.78002.390.8450.1080.1830.291厌氧池至初沉池694.78002.391.060.0140.2290.243（2）污泥管道的水头损失管道沿程损失按下式计算：管道局部损失计算：式中：——污泥浓度系数；——污泥管管径，；57 西安工程大学本科毕业设计（论文）——管内流速，；——管道长度，；——局部阻力系数。查《给水排水设计手册》可知：当污泥含水率为97%时，污泥浓度系数=71，污泥含水率为95%时，污泥浓度系数为=53。各连接管道的水头损失见下表4-4表4-4连接管道的水头损失管渠及构筑物名称流量管渠设计参数水头损失（）（‰）沿程局部合计浓缩池至贮泥池29.62000.866.8100.0470.0830.130贮泥池至脱水机房29.62000.866.8100.0470.0830.1302、污泥处理构筑物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，浓缩池一般取1.5m，二沉池一般取1.2m。3、污泥高程布置地面标高6.0m设计中污泥只是在二沉池到污泥浓缩池提升，后面的按重力流考虑。脱水机房采用地面式（即有效容积在地面，污泥斗设在地下），其污泥泥面标高为6.0+3.2=9.2m污泥高程布置计算如下表4-5表4-5污泥高程布置计算表序号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）57 西安工程大学本科毕业设计（论文）1脱水机房6.006.002贮泥池至脱水机房6.056.046.003贮泥池7.036.004浓缩池至贮泥池6.066.026.005浓缩池6.006.0057 西安工程大学本科毕业设计（论文）结论通过本次的设计，了解到温度，HRT，水力冲击，有机负荷对COD,BOD,SS去除率的影响规律。在一定的温度范围内，随着温度的升高，污水的COD,BOD,SS的去除率增加。特别是温度在20～33℃范围内，去除效率达到很高的水平，并且处理效果在这一温度范围内变化也不大。但是当温度接近10℃时，其处理效果下降很快，此时温度是去除率的最大影响因素。但是随着温度的不断上升，COD,BOD,SS的去除率会突然下降，随后又开始上升废水停留时间对CODcr、去除率的影响呈正相关关系，延长水力停留时间虽可提高COD，BOD,SS的去除率，但当提高到一定程度后，去除率增加幅度大为减缓,出COD,BOD,SS仍然很高。找出水力冲击对COD、BOD、SS等去除率的影响。水力冲击太大,会把本来凝聚在一起的菌胶团冲散,使污泥不宜下沉,从而降低SS的去除率。水力冲击的大小直接影响着反应池占地面积、工程基建投资，水力冲击小、工程设施越大，投资费用也越大；反之，投资费用越小．在水力冲击较小时，A2/O池对水中污染物的去除基本集中在前半部分(进水端)，后半部分(出水端)的去除能力并未发挥出来，在水力冲击较大时，A2/O池又不能达到脱氮的目的，因此选择合适的水力冲击，有利于充分发挥反应池的去污脱氮功能。低有机负荷条件下有利于比表面积大的丝状菌增殖并抑制菌胶团的生长，从而导致污泥膨胀，可以通过排出部分膨胀污泥和提高进水有机物浓度来提高污泥负荷的方法进行控制和恢复。随有机容积负荷增加，CODCr，BOD,SS均呈现去除率减小的规律。57 西安工程大学本科毕业设计（论文）参考文献[1]城镇污水处理厂污染物排放标准GB18918-2002.[2]高廷耀.水污染控制工程（第二版）[M].高等教育出版社,2003[3]陈季华.废水处理工艺设计及实例分析[M].北京：高等教育出版社，1993.[4]给水排水设计手册（1）常用资料[M].中国建筑工业出版社,1986[5]实用环境工程手册（污水处理设备）[M].化学工业出版社,2002[6]给水排水设计手册（10）（第二版）[M].中国建筑工业出版社,2000[7]周雹著.活性污泥简明原理及设计计算[M].北京：中国建筑工业出版社，2005[8]杨岳平.废水处理工程与实例分析[M].北京：化学工业出版社，2003.[9]王志魁.化工原理[M].北京：化学工业出版社，1998.[10]张自杰.排水工程[M].北京：中国建筑工业出版社，2004.[11]W.Z.TangandR.Z.Chen.DecolorizationKineticsandMechanismsofCommercialDyesbyHydrogenPeroxide/IronPowderSystem.Chemosphere.1996,32(59):947-958.[12]A.Nag.UtilizationofCharredSawdustasanAdsorbentofDyes,ToxicSaltsandOilfromWater.ProcessSafetyandEnvironmentalProtection.1995,73(134):299-304.57 西安工程大学本科毕业设计（论文）致谢在设计完成之际，我要特别感谢我的指导老师李波老师的热情关怀和悉心指导。在设计的过程中，李老师倾注了大量的心血和汗水，无论是在开始的选题、构思和资料的收集方面，还是在工艺的研究以及成文定稿方面，我都得到了李老师悉心细致的教诲和无私的帮助，特别是他广博的学识、深厚的学术素养、严谨的治学精神和一丝不苟的工作作风使我终生受益，在此表示真诚地感谢和深深的谢意。在论文的写作过程中，也得到了许多老师和同学的宝贵建议，在此一并致以诚挚的谢意。感谢所有关心、支持、帮助过我的良师益友。最后，向在百忙中抽出时间对本文进行评审并提出宝贵意见的各位专家表示衷心地感谢！57'