城市生活污水处理工艺的设计 50页

'城市污水处理工艺的设计 摘要该毕业设计的题目为5万吨/天城市污水处理工程设计，应用的处理工艺为AAO工艺，具有脱氮除磷的效果。进水水质为CODCr=300mg/L，BOD5=250mg/L，SS=200mg/L，TN=30mg/L，TP=6mg/L,pH=7.0~8.5，出水水质为CODCr≤100mg/L，BOD5≤20mg/L，SS≤20mg/L，TN≤15mg/L,TP≤1mg/L，达到污水排放二级标准。根据毕业设计的原始资料及设计要求对出水水质的要求：及要求脱氮除磷，确定A2/O和氧化沟、SBR、AB法污水处理工艺进行设计和经济技术比较。通过投资概算，运行费用的计算，经济比较及技术比较等最总确定A2/O工艺为最佳方案。该污水厂的处理流程为：从粗格栅到泵房到细格栅到沉砂池，进入反应池，进入辐流式二次沉淀池，再进入消毒池，最后出水；从反应池排出的剩余污泥集中输送到污泥浓缩池，由剩余污泥泵直接输送到污泥脱水房脱水，最后外运处置。关键词：A2/O工艺脱氮除磷污水处理 AbstractThesubjectofgraduationis5104tons/dayofmunicipalwastewatertreatmentengineeringdesign,ProcesstheapplicationprocessfortheAAO,Hastheeffectofnitrogenandphosphorusremoval.InfluentwaterqualityisCODCr=300mg/L,BOD5=250mg/L,SS=200mg/L,TN=30mg/L,TP=6mg/L,pH=7.0~8.5,EffluentwaterqualityisCODCr≤100mg/L,BOD5≤20mg/L,SS≤20mg/L,TN≤15mg/L,TP≤1mg/L,tosecondareffluentstandards.Accordingtotheprimitivdataofthegraduationprojectanddemandingforwaterquality:CampareA2/Ocraftwithoxidizeditchcraft,SBRcraft,ABcraftandchoosethebetteronefromtwomajorsewagedisposalcraft.Throughthebudgtaryestimatingofinvestment,operatingthecalcuiationoftheexpenses,comparingofconomyandtechnologyect,finallywehavetheA2/Oditchisthebestscheme.Thesewagetreatmentplantprocessis:fromcoarsetofinegridtothegridtopumpgritchamber,Intothereactionpool,Radialflowintothesecondarysedimentationtank,Re-enteringthedisinfectionofpool,Finallyoutflowofwater.Dischargedfromthereactorsludgeconcentrationdeliveredtothesludgethickener.Bythesludgepumpdirectlytothesludgedewateringhousedehydrated,andfinallySinotransdisposal.Keywords:A2/Oprocess,NitrogenandPhosphorusRemoval,SewageTreatment 目录引言1第一章概述21.1设计题目21.2设计目的21.3设计要求21.4设计步骤2第二章污水处理工艺流程说明22.1气象与水文资料32.2厂区地形32.3污水处理工艺流程说明32.3.1工艺方案分析32.3.2工艺流程5第三章工艺流程设计计算63.1设计流量63.2中格栅的设计计算63.2.1栅条的间隙数n个63.2.2栅槽宽度B63.2.3通过格栅的水头损失h173.2.4栅后槽总高度H，m83.2.5栅槽总长度L，m8 3.2.6每日栅渣量W，83.3细格栅的工艺设计计算93.3.1栅条的间隙数n1个93.3.2栅槽宽度B93.3.3通过格栅的水头损失h93.3.4栅后槽总高度H，m103.3.5栅槽总长度L，m103.3.6每日栅渣量W，113.4沉砂池设计计算113.4.1曝气沉砂池设计参数113.4.2曝气沉砂池的设计计算123.5辐流式初沉池的设计计算153.5.1沉淀池的水面面积153.5.2池径，D，m163.5.3沉淀池的有效水深，，163.5.4沉淀池部分有效容积163.5.5沉淀池坡底落差163.5.6污泥斗尺寸173.5.7沉淀池的总高度为，173.6工艺设计计算173.6.1设计参数183.6.2有关设计参数18 3.6.3反应池容积V，193.6.4各段水力停留时间和容积：193.6.5剩余污泥量203.6.6反应池进出水系统213.7曝气池233.7.1设计参数243.8二沉池设计计算273.8.1设计参数273.8.2二沉池进水系统计算293.8.3二沉池出水部分设计303.9消毒接触池设计计算313.10污泥浓缩池设计计算323.10.1设计参数323.11贮泥池设计计算343.11.1污泥量343.11.2贮泥池容积343.12脱水间34第四章高程布置及计算364.1高程布置原则364.2高程布置结果364.3高程计算36第五章环境保护39 致谢40参考文献41 引言随着我国国民经济的高速发展和改革开放的不断深入，城市生产力不断增大，与此同时，城市人口数也不断增加。城市速发展每天都会产生的大量污水，若不及时进行收集处理，将严重影响人们的正常的生活。而且我国又是一个严重缺水的国家，水资源分布不平衡，因此大规模建设污水处理厂，将污染物水平降低到符合国家排水的相关规定，有效防止河流被污染，有效的缓解我国水资源紧缺的现状十分重要。根据世界工业发达国家普遍的实践经验来看，水污染综合防治最有效途径之一是由市政部门建设统一的城市污水处理厂，对生活污水与工业废水进行综合的处理。我们国家在各项事业均衡发展的同时，也开始将目光转移到环境问题上来。从“七五”期间开始，在城市污水处理方面开展了土地处理和稳定塘处理系统，城市污水处理厂的建造数量明显增加，经过治理的河流、湖泊水质明显好转；“八五”期间，为了解决水资源短缺和防止水污染，将污水资源化列了国家重点攻关项目，并在北京建造了全国最大的现代化城市污水处理厂，日处理规模100万m3，其中第一期工程50万m3/d已经投产使用；到“九五”期间，重视水工业技术的纵深发展和集成化方面的研究，例如“集成化的污水处理处置和利用技术”和“污泥处理处置利用技术”等重点技术发展项目。近年来，我国沿海地区的一些城市，充分利用海洋（江、河）大水体的稀释自净能力，将污水适当处理后排海。当前，在我国水环境保护、水污染防治已深入人心，受到了国家各级领导的高度重视，随着我国经济实力的增强，城市污水处理厂的建设事业将得到长足的发展。诚然，我们建造污水处理厂不是最终目的，我们的目的是保护水资源，使污水处理厂排放的污水更符合国家的标准，以此来保证人民群众的用水健康和用水安全，同时也对维护社会健康发展产生深远的意义。39 第一章概述1.1设计题目5万吨的城市污水处理厂设计。1.2设计目的（1）温习和巩固所学知识、原理；（2）掌握一般水处理构筑物的设计计算。1.3设计要求（1）独立思考，独立完成；（2）完成主要处理构筑物的设计布置；（3）工艺选择、设备选型、技术参数、性能、详细说明；（4）提交的成品：设计说明书、工艺流程图、高程图、厂区平面布置图。1.4设计步骤（1）水质、水量（发展需要、丰水期、枯水期、平水期）；（2）地理位置、地质资料调查（气象、水文、气候）；（3）出水要求、达到指标、污水处理后的出路；（4）工艺流程选择，包括：处理构筑物的设计、布置、选型、性能参数。（5）评价工艺；（6）设计计算；（7）建设工程图（流程图、高程图、厂区布置图）；39 第二章污水处理工艺流程说明2.1气象与水文资料 风向：多年主导风向为东南风； 水文：降水量多年平均为每年2370mm； 蒸发量多年平均为每年1800mm； 地下水水位，地面下6～7m。 年平均水温：20℃2.2厂区地形 污水厂选址区域海拔标高在19-21m左右，平均地面标高为20m。平均地面坡度为0.3‰～0.5‰，地势为西北高，东南低。厂区征地面积为东西长224m，南北长276m。2.3污水处理工艺流程说明2.3.1工艺方案分析 A2/O脱氮除磷工艺（即厌氧-缺氧-好氧活性污泥法，亦称A-A-O工艺），它是在A2/O除磷工艺基础上增设了一个缺氧池，并将好氧池流出的部分混合液回流至缺氧池，具有同步脱氮除磷功能。A2/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<0.739 mg/L，由于兼氧脱氮菌的作用，利用水中BOD作为氢供给体(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。A2/O工艺适用于对氮、磷排放指标均有要求的城市污水处理，其特点如下：①工艺流程简单，总水力停留时间少于其他同类工艺，节省基建投资。②该工艺在厌氧、缺氧、好氧环境下交替运行，有利于抑制丝状菌的膨胀，改善污泥沉降性能。③该工艺不需要外加碳源，厌氧、缺氧池只进行缓速搅拌，节省运行费用。④便于在常规活性污泥工艺基础上改造成A2/O。⑤该工艺脱氮效果受混合液回流比大小的影响，除鳞效果受回流污泥夹带的溶解氧和硝态氮的影响，因而脱氮除磷效果不可能很高。⑥沉淀池要防止产生厌氧、缺氧状态，以避免聚磷菌释磷而降低出水水质和反硝化产生N2而干扰沉淀。但溶解氧含量也不易过高，以防止循环混合液对缺氧池的影响。AAO处理工艺图1.1AAO工艺流程39 2.3.2工艺流程39 第三章工艺流程设计计算3.1设计流量平均流量：Qa=50000t/d≈50000m3/d=2083.3m3/h=0.58m3/sQmax=Kz×Qa=1.3×0.58=0.754m3/s3.2中格栅的设计计算格栅是由一组或数组平行的金属栅条、塑料齿钩或金属删网、框架及相关装置组成，倾斜安装在污水渠道、泵房集水井的进口处或污水处理厂的前端，用来截留污水中较粗大的漂浮物和悬浮物。因此为了避免其中的较粗大杂质阻塞后续处理程序中的管道或泵从而影响整个水处理工艺，首先设置格栅除去较粗大的悬浮物和颗粒。本设计采用粗格栅和细格栅，泵前为粗格栅，泵后为细格栅，并采用机械清渣方式。3.2.1栅条的间隙数n个n=式中——最大设计流量，；a——格栅倾角，（°），取α=60°；b——格栅间隙，m,取b=0.03m；h——栅前水深，m，取h=0.8m；v——过栅流速，m/s，取v=0.9m/s。n==32.46≈333.2.2栅槽宽度B39 设栅条宽度为s=10mm=0.01m则栅槽宽度B=S(n-1)+bn=0.01×(33﹣1)＋0.03×33=1.31m3.2.3通过格栅的水头损失h1①进水渠道渐宽部分的长度L1。设进水渠宽B1=0.4m，其渐宽部分展开角度为α=20°，进水渠道内的流速为0.7m/s。L1=②栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度L2，m③通过格栅的水头损失h1，m式中——设计水头损失，m；——计算水头损失，m；g——重力加速度，9.8；k——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，与栅条断面形状有关，可按手册设栅条断面为锐边距形断面，则。39 =0.059m3.2.4栅后槽总高度H，m设栅前渠道超高3.2.5栅槽总长度L，m式中，为栅前渠道深，，m。=1.25+0.625+1.0+0.5+0.636=4.011m3.2.6每日栅渣量W，式中，W—每日栅渣量.m³/dW1—为栅渣量，m³/(m3污水）；一般取0.1~0.01中格栅一般为0.1~0.05，设计中取W1=0.05污水K—污水流量变化系数。W=>0.2m3/d)宜采用机械清理39 3.3细格栅的工艺设计计算选用三道细格栅，两备一用，保证污水处理设施正常运行3.3.1栅条的间隙数n1个n=式中——最大设计流量，0.754；a——格栅倾角，（°），取α=60°；b——格栅间隙，m,取b=0.01m；h——栅前水深，m，取h=0.8mv——过栅流速，m/s，取v=0.9m/S则：n=3.3.2栅槽宽度B则栅槽宽度B=S(n-1)+bn=0.01×(98-1)+0.01×98=1.95m3.3.3通过格栅的水头损失h①细格栅的进水渠道渐宽部分的长度L1设进水渠宽B1=1.5m，其渐宽部分展开角度，进水渠道内的流速为0.7m/s②栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度③通过格栅的水头损失39 式中——细格栅设计水头损失，m；——计算水头损失，m；g——重力加速度，；k——系数，格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，k=3；——阻力系数，设栅条断面为锐边距形断面，。=0.26m3.3.4栅后槽总高度H，m设栅前渠道超高栅前槽高3.3.5栅槽总长度L，m式中，为栅前渠道深，，m=2.64m39 3.3.6每日栅渣量W，式中，￣栅渣量，污水，本设计格栅间隙为10mm,取=0.1污水。W=(>0.3m3/d)故采用机械清渣3.4沉砂池设计计算沉砂池的作用是去除废水中比重较大的无机颗粒，如砂粒、石子、煤渣等。一般设在泵站后沉淀池前，以减轻水泵和管道的磨损，防止后续构筑物管道的堵塞，缩小污泥处理构筑物的容积，提高污泥有机组分的含量，提高污泥作为肥料的价值。常用的沉砂池有平流沉砂池、竖流式沉砂池、曝气沉砂池、多尔沉砂池和涡流式沉砂池。本设计中采用曝气沉砂池，其优点是：通过曝气，使污水产生作旋流运动，产生离心力，去除泥砂，通过曝气量来控制其旋流速度大小，从而控制沉砂量。其排除的泥砂较为清洁，处理起来比较方便。曝气沉砂池除砂率稳定，受流量变化影响小，同时，对污水也起到预曝气作用[4]。沉砂池是不可缺少的预处理构筑物，能去除水中相对密度较大的无机颗粒，如泥砂等，其设计停留时间一般为30～60s。沉砂池通常设于二级处理之前，以减轻后续处理单元的沉积以及机械与管道的磨损。沉砂池大都容量较小，还有卫生方面的问题，应注意及时清渣排砂。不重视日常管理易使沉砂池失效，将泥砂带入氧化沟中，长期下去会减少构筑物的容积等，清掏非常麻烦。常用的沉砂池有平流式沉砂池、曝气沉砂池与竖流式沉砂池等。本设计选择曝气沉砂池。3.4.1曝气沉砂池设计参数39 1、废水在曝气沉砂池过水断面周边的最大旋转速度为0.25～0.30m/s,水平流速宜为0.1m/s。2、最高时流量的停留时间应大于2min。3、宽深比宜为1～1.5，有效水深取为2.0～3.0m。4、处理每立方米污水的曝气量宜为0.1～0.2m3空气。5、进水方向应与池中旋流方向一致，出水方向应与进水方向垂直，并考虑设置横向挡板。6、污水的沉砂量，可按每立方米污水0.03L计算。7、砂斗容积不应大于2d的沉砂量，沉砂池除砂宜采用机械方法，并经砂水分离后贮存或外运。8、池底坡度一般取为0.1～0.5[4]。3.4.2曝气沉砂池的设计计算本设计中选择一组曝气沉砂池，N=1组。1、沉砂池有效容积（3-12）式中：—沉砂池有效容积，；t—停留时间，，本设计取t=3。2、水流断面面积（3-13）式中：A—水流断面面积，；—水平流速，取=0.1。39 3、池总宽度（3-14）式中：B—沉砂池宽度，m；h—沉砂池有效水深，取h=2.5m值在1.0~1.5之间，符合要求。4、池长5、每小时所需的空气量（3-15）式中：q—每小时所需的空气量，；d—每立方米污水所需要的空气量，本设计取d=0.2污水6、沉砂室所需容积（3-16）式中：X—城市污水沉砂量，一般取X=30污水T—清除沉砂的间隔时间，设计中取T=2d。设计两个沉沙斗，从而可计算得每个沉砂斗的容积为：39 7、沉砂斗几何尺寸计算本设计取沉砂斗壁与水平面的倾角为=，沉砂斗底宽为0.5，沉砂斗高度。沉砂斗的上口宽度为沉砂斗的有效容积：8、池子总高设池底坡度为0.4，池子超高。则：池底斜坡部分的高度池子总高9、进水渠道格栅的出水通过的管道送入沉砂池的进水渠道，然后进入沉砂池，进水渠道的水流流速式中—进水渠道水流流速，；—进水渠道宽度，；—进水渠道水深，。设计中取=1.2，=0.8。水流经过进水渠道再分别由进水口进入沉砂池，进水口尺寸900×900，流速校核：m/s进水口水头损失39 代入数值得：进水口采用方形闸板，SFZ型明杆或镶钢铸铁方形闸门SFZ—900，沉砂斗采用H46Z—2.5旋启式底阀，公称直径200mm。10、出水堰计算出水采用沉砂池末端薄壁出水堰跌落出水，出水堰可保证沉砂池内水位标高恒定，堰上水头为式中堰上水头，；流量系数，一般取0.4~0.5，设计中取=0.4；堰宽，，等于沉砂池的宽度。出水堰后自由跌落高度0.12，出水流入出水槽，出水槽宽度1.0，出水槽水深0.6，水流流速。采用出水管道在出水槽中部与出水槽连接，出水槽管径，管内流速，水利坡度‰，水流经出水槽流入集配水井。3.5辐流式初沉池的设计计算沉淀池主要去除依附于污水中的可以沉淀的固体悬浮物，按在污水流程中的位置，可以分为初次沉淀池和二次沉淀池。初次沉淀池是对污水中的以无机物为主体的比重大的固体悬浮物进行沉淀分离。沉淀池按水流方向可分为平流式的、竖流式的和辐流式的三种。本设计采用辐流式初沉池。3.5.1沉淀池的水面面积39 ―最大设计流量，―表面水力负荷，经查表得―为设计沉淀池的数量，取n=23.5.2池径，D，m3.5.3沉淀池的有效水深，，停留时间取同上取直径与水深的比为（宜为6~12），符合要求3.5.4沉淀池部分有效容积3.5.5沉淀池坡底落差取坡底落差为39 3.5.6污泥斗尺寸污泥斗上口半径，下口半径。池底径向坡度污泥斗壁与水平夹角为60°则污泥斗高为因此污泥斗的容积—污泥斗上口面积—污泥斗下口面积设沉淀池超高缓冲层高3.5.7沉淀池的总高度为，3.6工艺设计计算39 首段厌氧池，流入原污水及同步进入的从二沉池回流的含磷污泥，本池主要功能为释放磷，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；另外，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的浓度增加，P随着聚磷菌的过量摄取，也以较快的速度下降。所以，A2/O工艺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。3.6.1设计参数项目BOD5CODSSTNTP单位mg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/L进水水质250300200306出水水质≤20≤100≤20≤15≤1.0根据上表数据,判断是否可以采用A2/O法COD/TN=300/30=10>8TP/BOD5=6/250=0.024<0.06，符合要求。3.6.2有关设计参数①污泥负荷。②回流污泥浓度=6000。③污泥回流比R=100％。④混合液悬浮固体浓度。39 3.6.3反应池容积V，取反应池总水力停留时间：3.6.4各段水力停留时间和容积：缺氧∶厌氧∶好氧=1∶1∶3厌氧池水力停留时间，厌氧池容积缺氧池水力停留时间缺氧池容积好氧池水力停留时间好氧池容积校核氮磷负荷kgTN/(kgMLSS·d)好氧段总负荷：厌氧段总负荷：39 3.6.5剩余污泥量取污泥增值系数,污泥自身氧化率将各值代入碱度校核每氧化1mgNH3-N需消耗碱度7.14mg，每还原1mgNO3--N产生碱度3.57mg，去除1mgBOD5产生碱度1mg。剩余碱度SALR=进水碱度－硝化消耗的碱度+反硝化产生的碱度+去除BOD5产生的碱度假设污泥中的含氮量以12.4%计，则每日用于合成总氮=0.124×4940=612.56mg/L即进水总氮中有用于合成被氧化的NH3-N=进水总氮－出水氮量－用于合成的总氮量所需脱硝量=30－15－12.25=2.75mg/L需还原的硝酸盐氮量39 各个反应池设计的有效水深h=4m，超高1.0m。则反应池的总有效面积为则三个池的池体面积分别为1400m2，1400m2，4200m2设计成4套的A2/O工艺池,则每套工艺池的三个池体面积分别为、、，采用廊道式设计，厌氧池和缺氧池各设计1个廊道，每个廊道宽b=5m，池长L=40m。好氧池设计3个廊道，每个廊道宽b=5m，池长L=40m。校核：则反应池总高H=1+4=5m3.6.6反应池进出水系统反应池进水尺寸1、进水管单套反应池进水管设计流量设管道流速管道过水面积管径取出水管管径DN700mm校核管道流速2、回流污泥管单组反应池回流管设计流量QR39 设管道流速管道过水面积管径取回流污泥管管径DN700mm3、进水井反应池进水孔尺寸：进水孔过流量孔口流速孔口过水断面积孔口尺寸取进水竖井平面尺寸4、出水堰及出水竖井按矩形堰流量公式：式中——堰宽，H——堰上水头高，m出水孔过流量孔口流速39 孔口过水断面积孔口尺寸取进水竖井平面尺寸5、出水管单组反应池出水管设计流量管道流速管道过水断面积管径取出水管管径DN900mm校核管道流速3.7曝气池　曝气池一般和沉淀池组成联合工艺流程。设置在曝气池前面的称初次沉淀池，设置在曝气池后面的称为二次沉淀池,分别用于废水的预处理和后处理。曝气池也有和二次沉淀池合建的。这种设施由曝气区、导流区、沉淀区、回流区四部分组成。导流区的作用是使污泥凝聚和使气水分离，为沉淀创造条件。在曝气区内废水与回流污泥充分混合,然后经导流区流入沉淀区,澄清后的水经溢流堰排出。沉淀污泥沿曝气区底部回流入曝气池。这种设施结构紧凑，流程短，可以节省污泥回流设备。曝气池（aerationtank）利用活性污泥法进行污水处理的构筑物。池内提供一定污水停留时间，满足好氧微生物所需要的氧量以及污水与活性污泥充分接触的混合条件。曝气池主要由池体、曝气系统和进出水口三个部分组成。池体一般用钢筋混凝土筑成，平面形状有长方形、方形和圆形等。表3-9各类型曝气池特点39 类型特点推流式曝气池进人曝气池的污水及回流污泥按时间先后互不相干，污水在池内的停留时间相同，不会发生短流，出水水质较好。完全混合式曝气池对入流水质水量的适应能力强，但受曝气系统混合能加制，池型和池容都需符合规定，当搅拌混合效果不佳时易发生短流。由于城市污水水质水量比较均匀，可生化性好，不会对曝气池造成很大冲击，且推流式曝气池的设计应能灵活选择进水方式，使曝气池根据需要改为阶段曝气法或吸附再生法加以运行。但是阶段曝气法或吸附再生法去除率不如普通活性污泥法，尤其对溶解性有机物较多的废水其处理效果明显下降。故本设计采用推流式曝气池。3.7.1设计参数设计流量（日平均流量）Q=0.754m3/s曝气池2座；池型廊道式；进水浓度250mg/L去除率90%，则出水浓度为25mg/L污泥浓度；污泥回流比50%；污泥负荷；系数。曝气池容积尺寸取有效水深4.5m，则每座曝气池的面积为39 取廊道宽8m，（在1~2之间），满足要求。廊道总长，(>10)，符合要求。每座曝气池采用三廊道，则每个廊道长每座曝气池实际面积单座曝气池平面尺寸；取曝气池的超高为1.0m。故曝气池的总高度；水力停留时间曝气系统需氧量日平均需氧量最大时需氧量最大时需氧量与日平均需氧量之比为470.3/339.4=1.36采用可变微孔曝气器，氧转移效率设计为20%，则空气离开曝气池时的百分比为18.43%，温度为20℃时清水中的溶解氧饱和浓度为。取。充氧量39 日平均供气量最大时供气量曝气器曝气器形式采用HWB-2型微孔曝气器，具体参数见表3-10.表3-10HWB-2型微孔曝气器直径微孔平均孔径孔隙率曝气量服务面积氧利用率%阻力20015040～501～30.3～0.520～25150～350单个曝气器的通气量为。则曝气器数量为每个曝气池设置曝气器数量1888个。曝气器的布置每个廊道应布置校核每个曝气器服务面积符合要求。鼓风机的选定风机供气量最大时：39 平均时：根据所需压力及空气量，决定采用RF—245型罗茨鼓风机8台。该型风机风压88.2KPa，风量64.6。正常条件下，6台工作，2台备用；高负荷时7台工作，1台备用。表3-11RF—245型罗茨鼓风机风机型号口径转速进口流量所需轴功率所配电机功率RF—24580064.61351603.8二沉池设计计算二次沉淀池是对污水中的以微生物为主体的、比重小的、因水流作用易发生上浮的固体悬浮物进行分离。本设计中二沉池主要接纳生物池即A2/O反应池的出水，用以去除生物悬浮固体的沉淀池。通常，大中型污水处理厂均采用辐流式沉淀池，机械排泥，其沉淀效果好，排泥通畅，运行稳定可靠，辐流式沉淀池有中心进水周边出水和周边进水周边出水两种形式。本工程采用中心进水周边出水的辐流式沉淀池。3.8.1设计参数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，常采用圆形辐流式二沉池。二沉池为中心进水，周边出水，幅流式沉淀池，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）。39 1、沉淀池部分水面面积—最大设计流量，n—池数，个。取n=2q—表面负荷，2、池子的直径D3、沉淀池有效水深h2水力停留时间取直径与水深的的比为，符合要求。4、沉淀池部分有效容积:5、沉淀池坡底落差，取坡底落差，污泥斗下口半径1m.6、污泥斗容积设污泥斗底直径D2=1m,上口直径D1=4.0m,斗角与水平夹角为45度则污泥斗高度39 因此,贮泥斗容积7、池底可储存的污泥量为8、二沉池缓冲区高度h3=0.5m，超高为h1=0.3m，沉淀池坡度落差H5=0.5m3.8.2二沉池进水系统计算1、进水系统计算（1）进水管计算单池设计污水流量进水管设计流量选取管径DN1000mmv1=1.0m/s（2）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39 （3）紊流筒计算筒中流速紊流筒过流面积紊流筒直径3.8.3二沉池出水部分设计1、单池设计流量0.377m3/s2、环形集水槽内流量3、环形集水槽设计采用周边集水槽，单侧集水，每池只有一个总出水口，安全系数k取1.2集水槽宽度取槽深取0.7m，采用双侧集水环形集水槽计算，取槽宽b=0.8m，槽中流速槽内终点水深槽内起点水深39 集水槽总高度为0.7+0.2（超高）=0.9m，采用90°三角堰。4、出水溢流堰的设计采用出水三角堰（90°）（1)堰上水头（即三角口底部至上游水面的高度）H1=0.05m（H2O）（2)每个三角堰的流量q1（3）三角堰个数n1（4）三角堰中心距3.9消毒接触池设计计算经过处理后，污水出水水质已经达标，但是处理水中含有细菌、病毒和病卵虫等致病微生物，因此采用液氯、臭氧或紫外线消毒将其杀灭，防止其对人类及牲畜的健康产生危害和对环境造成污染，使排水达到国家规定的细菌学指标。消毒方法分为两类：物理方法和化学方法。物理方法主要有加热、冷冻、辐照、紫外线和微波消毒等方法。化学方法是利用各种化学药剂进行消毒，常用的化学消毒剂有氯及其化合物、各种卤素、臭氧、重金属离子等。城市污水经一级、二级处理后，水质有所改善，细菌含量大幅减少，但细菌的绝对值仍然很可观，并存有病原菌的可能。因此，在排放水体或农田灌溉之前，应进行消毒处理。本设计采用液氯为消毒剂，其原理是污水与液氯混合后，其产生的OCl一，是很强的消毒剂，可以杀灭细菌与病原体。其特点是：效果可靠，投配设备简单，投量准确，价格便宜，适用于大、中型规模的污水处理厂。39 每座池容积则水流长度L=将每座接触池分为3格,则每格池长为4、加氯间⑴、加氯量按每立方米投加5g计，则⑵、加氯设备选用3台REGAL-2100型负压加氯机（2用1备），单台加氯量为10kg/h3.10污泥浓缩池设计计算浓缩池的形式有重力浓缩池，气浮浓缩池和离心浓缩池等。重力浓缩池是污水处理工艺中常用的一种污泥浓缩方法，按运行方式分为连续式和间歇式，前者适用于大中型污水厂，后者适用于小型污水厂和工业企业的污水处理厂。气浮浓缩适用于疏水性污泥或者悬浊液很难沉降且易于混合的场合，例如，接触氧化污泥、延时曝气污泥和一些工业的废油脂等。离心浓缩主要适用于场地狭小的场合，其最大不足是能耗高，一般达到同样效果，其电耗为其它法的10倍。从适用对象和经济上考虑，故本设计采用连续重力浓缩池。形式采用连续式的，其特点是浓缩结构简单，操作方便，动力消耗小，运行费用低，贮存污泥能力强。采用水密性钢筋混凝土建造，设有进泥管、排泥管和排上清夜管。3.10.1设计参数39 初沉池污泥含水率大约95％1、浓缩池面积A浓缩污泥为剩余活性污泥，根据下表，污泥固体通量选用。浓缩池面积式中Q——污泥量，；——污泥固体浓度，；G——污泥固体通量，。=2、浓缩池直径D设计采用个圆形辐流池。单池面积浓缩池直径，取D=16.53、总高度39 4、浓缩后污泥体积3.11贮泥池设计计算3.11.1污泥量3.11.2贮泥池容积设计贮泥池周期1d，则贮泥池容积1、贮泥池尺寸2、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脱水间污泥机械脱水与自然干化相比较，其优点是脱水效率较高，效果好，不受气候影响，占地面积小。常用设备有真空过滤脱水机、加压过滤脱水机及带式压滤机等。本设计采用带式压滤机，其特点是:滤带可以回旋，脱水效率高；噪音小；省能源；附属设备少，操作管理维修方便，但需正确选用有机高分子混凝剂。1、压滤机39 2、加药量计算投加量以干固体的0.4%计.39 第四章高程布置及计算4.1高程布置原则①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。②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。③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。④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高程布置结果由于该污水处理厂出水排入市政排水总干管后，经终点泵站提升才排入河流，故污水处理厂高程布置由自身因素决定。采用普通活性污泥法，辐流式二沉池、曝气池、初沉池占地面积较大，如果埋深设计过大，一方面不利于施工，也不利于土方平衡，故按尽量减少埋深。从降低土建工程投资考虑，出水口水面高程定为64m，则相应的构筑物和设施的高程可以从出水口逆流计算出其水头损失,从而算出来。4.3高程计算h1—沿程水头损失h1=il,i—坡度i=0.005h2—局部水头损失h2=h1×50%39 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、沉淀池高程损失计算l=40mh1=il=0.005×40=0.20mh2=h1×50%=0.10mh3=0.45mH2=h1+h2+h3=0.20+0.10+0.45=0.75m沉淀池相对地面标高-0.6000md、A2/O反应池高程损失计算l=55mh1=il=0.005×55=0.275mh2=h1×50%=0.1375mh3=0.60mH3=h1+h2+h3=0.275+0.1375+0.60=1.0125mA2/O反应池池相对地面标高0.4625me、辅流式沉砂池高程损失计算l=12m39 h1=il=0.005×12=0.06mh2=h1×50%=0.03mh3=0.3mH4=h1+h2+h3=0.06+0.03+0.30=0.39m辅流式沉砂池相对地面标高0.8525ma、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=5mh1=il=0.005×5=0.025mh2=h1×50%=0.0125mh3=0.20mH6=h1+h2+h3=0.025+0.0125+0.20=0.2375m污水提升泵相对地面标高-4.1600m39 第五章环境保护污水处理厂的建设，其目的是改善城镇的水质环境，减少污染物排放量，最终达到减少对城市地下水源及江河的污染，因而该工程以改善地面水环境质量，做到经济增长和环境保护协调发展，对城市建设有重大意义。对于该市污水处理厂可能在水、声、气、渣等方面产生的环境污染，本工程进行了综合分析评价并采取了有效措施：污水:主要为污水处理厂经处理后的排放水。本设计中采用的AAO工艺，在我国已得到成功运用，在技术方面已经相当完善，且有成熟的设计、施工、调试运行及管理经验，出水水质完全能达到国家标准。污水处理本身做为一项环境保护工程，不会对城市水域造成新的污染。噪声:主要为表曝机、水泵等机械产生的噪声。该污水厂拟建于市郊，远离城镇中心，对周围环境的影响减到很低。不良气体:主要为污水和污泥产生的气味。污水经过处理后气味基本消除，在一级处理和污泥部分夏季可能会泄露少许臭味。设计上采取了卫生分区布置和进出管线地下埋设、机械强制换气及考虑在厂区设置绿化隔离带等一系列强化技术保障措施，最低限度地减少臭味散发，把有可能对环境产生的影响减到最小。废渣:主要为系统产生的污泥。污泥经浓缩脱水后，其泥饼含水率为75%左右，为非流质固体，可用运输工具直接外运。污泥装运设计有汽车水冲洗系统，污泥运输用汽车采用全密封汽车。该处理厂处理的是城市污水，重金属以及有害物质含量很低，污泥的含有丰富的植物生长所需要的营养物质，因此污泥可外运用于果树、速生林等当作肥料，在将污泥可能产生的影响降到最低的同时也减少了化肥的使用，对于环境具有重大的意义。39 致谢参考文献[1]高廷耀、周琪.水污染控制工程（第三版）.北京.高等教育出版社.2006[2]高俊发、王社平.污水处理厂工艺设计手册.北京.化学工业出版社.2003[3]王启童.ABR-高负荷生物滤池污水处理工艺调试运行分析.天津大学.2007年[4]郑铭、陈万金.环保设备—原理•设计•应用.北京.化学工业出版社.2001[5]魏先勋.环境工程设计手册（修订版）.长沙.湖南科学技术出版社.2002[6]李梅、于军亭、孟德良.氧化沟技术在城市污水处理厂中应用.水处理技术.2007.33(1)[7]张大群.污水处理机械设备设计与应用.化学工业出版社.2003[8]陶俊杰、于军亭、陈振选.城市污水处理技术及工程实例.北京.化学工业出版社.2005[9]Mikkel、G.Mandt.袁懋梓译.污水处理的氧化沟技术.北京.中国建筑工业出版社.1988[10]张自杰.排水工程（第四版）.北京.中国建筑工业出版社，2000[11]王凯军.UASB工艺中的理论与工程实践．中国环境科学出版社.2000[12]郭庆礼.UASB-射流曝气法处理玉米淀粉废水工程应用.同济大学环境科学与工程学院.2007年[13]石志红.许昌市污水处理工艺初探《许昌师专学报(自然科学版)》.2001年[14]谭万春.UASB工艺及工程实例.化学工艺出版社，2009[15]何圣兵.城市污水处理厂工程设计指导.北京.中国建筑工业出版社.2011[16]鞠兴华、王社平、彭党聪.城市污水处理厂设计进水水质的确定方法.中国给水排水.2007.23(14)[17]许保玖.当代给水与废水处理原理.北京高等教育出版社，1990[18]杜广生.工程流体力学.北京.中国电力出版社。2007[18]黄祖安.Carrousel氧化沟脱氮除磷工艺的运行控制.中国给水排水.2003.19(12) [19]崔玉川.城市污水厂处理设施设计计算.北京.化学工业出版社.2004[20]闪红光.环境保护选用手册—水处理设备.北京.化学工业出版社.200139'