某城市日处理污水量50万m3_污水处理工程设计 41页

'沈阳航空航天大学课程设计题目某城市日处理污水量50万m3污水处理工程设计班级14040301/14040302学号2011040403025、26、28、29、30、72姓名徐伟俊、张贺、张文奇、赵安强、邹东达、宁国东指导教师魏砾宏沈阳航空航天大学 沈阳航空航天大学课程设计任务书课程名称水污染控制工程院（系）能源与环境学院专业环境工程班级14040301/14040302学号2011040403025、26、28、29、30、72姓名徐伟俊、张贺、张文奇、赵安强、邹东达、宁国东课程设计题目某城市日处理污水量50万m3污水处理工程设计课程设计时间:2013年12月22日至2013年1月10日指导教师魏砾宏2013年12月22日学生签字年月日 沈阳航空航天大学课程设计沈阳航空航天大学课程设计成绩评定单课程名称水污染控制工程院（系）能源与环境学院专业环境工程课程设计题目某城市日处理污水量50万m3污水处理工程设计学号2011040403025姓名徐伟俊答辩日期2013年1月10日指导教师（答辩组）评语：课程设计成绩指导教师（答辩组）签字年月日 沈阳航空航天大学课程设计沈阳航空航天大学课程设计成绩评定单课程名称水污染控制工程院（系）能源与环境学院专业环境工程课程设计题目某城市日处理污水量50万m3污水处理工程设计学号2011040403026姓名张贺答辩日期2013年1月10日指导教师（答辩组）评语：课程设计成绩指导教师（答辩组）签字年月日 沈阳航空航天大学课程设计沈阳航空航天大学课程设计成绩评定单课程名称水污染控制工程院（系）能源与环境学院专业环境工程课程设计题目某城市日处理污水量50万m3污水处理工程设计学号2011040403028姓名张文奇答辩日期2013年1月10日指导教师（答辩组）评语：课程设计成绩指导教师（答辩组）签字年月日 沈阳航空航天大学课程设计沈阳航空航天大学课程设计成绩评定单课程名称水污染控制工程院（系）能源与环境学院专业环境工程课程设计题目某城市日处理污水量50万m3污水处理工程设计学号2011040403029姓名赵安强答辩日期2013年1月10日指导教师（答辩组）评语：课程设计成绩指导教师（答辩组）签字年月日 沈阳航空航天大学课程设计沈阳航空航天大学课程设计成绩评定单课程名称水污染控制工程院（系）能源与环境学院专业环境工程课程设计题目某城市日处理污水量50万m3污水处理工程设计学号2011040403030姓名邹东达答辩日期2013年1月10日指导教师（答辩组）评语：课程设计成绩指导教师（答辩组）签字年月日 沈阳航空航天大学课程设计沈阳航空航天大学课程设计成绩评定单课程名称水污染控制工程院（系）能源与环境学院专业环境工程课程设计题目某城市日处理污水量50万m3污水处理工程设计学号2011040403072姓名宁国东答辩日期2013年1月10日指导教师（答辩组）评语：课程设计成绩指导教师（答辩组）签字年月日 沈阳航空航天大学课程设计目录第一章总论1第一节设计任务与内容1第二节基础资料1第二章污水处理工艺流程说明3第一节污水厂选址3第二节工艺流程说明3第三章处理构筑物设计计算5第一节格栅的设计7第二节沉砂池的设计12第三节计量槽的设计13第四节初沉池的设计13第五节曝气生物滤池的设计21第六节污泥浓缩池的设计31第七节污泥脱水机房的设计33第八节高程计算36第九节污水泵房的设计5第十节污泥泵房的设计26后记：40参考资料：40 沈阳航空航天大学课程设计第一章总论第一节设计任务与内容一、设计题目某城市日处理污水量50万污水处理工程设计三、设计任务1、确定污水处理厂的工艺流程，对处理构筑物选型做说明；2、对主要处理设施进行工艺计算（附必要的计算草图）；参考课本中各构筑物的设计计算方法，选取合适的设计工艺参数，计算确定各构筑物的数量和结构尺寸。3、按扩初标准，画出污水处理厂平面布置图，内容包括表示出处理厂的范围，全部处理构筑物及辅助建筑物、主要管线的布置、主干道及处理构筑物发展的可能性；4、按扩初标准，画出污水处理厂工艺流程高程布置图，表示出原污水、各处理构筑物的高程关系、水位高度以及处理出水的出厂方式；5、污水泵站工艺设计，含部分工艺施工图设计；6、污水处理工艺设计，含部分单体构筑物的工艺施工图设计；7、污泥水处理工艺设计，含部分单体构筑物的工艺施工图设计；8、工程概算；9、编写设计计算书。第二节基础资料1、污水水量、水质（1）设计规模设计日平均污水流量Q为50万m3/d；（2）进水水质CODCr=220mg/L，BOD5=160mg/L，SS=200mg/L，NH3-N=35mg/L，pH=7.0~8.52、污水处理要求污水经过二级处理后应符合以下具体要求：CODCr≤100mg/L，BOD5≤20mg/L，SS≤20mg/L，NH3-N≤15mg/L3、处理工艺流程污水拟采用曝气生物滤池工艺处理，具体流程如下：原污水污水泵房格栅沉砂池初沉池曝气生物滤池出水污泥泵房污泥浓缩池污泥脱水机房泥饼外运 沈阳航空航天大学课程设计4、气象资料该市地处内陆中纬度地带，属暖温带大陆性季风气候。年平均气温9~13.2℃，最热月平均气温21.2~26.5℃，最冷月-5.0~-0.9℃。极端最高气温42℃，极端最低气温-24.9℃。年日照时数2045小时。多年平均降雨量577mm，集中于7、8、9月，占总量的50~60%，受季风环流影响，冬季多北风和西北风，夏季多南风或东南风，市区全年主导风向为东北风，频率为18%，年平均风速2.55m/s。5、污水排水接纳河流资料：该污水厂的出水直接排入厂区外部的河流，其最高洪水位（50年一遇）为380.0m，常水位为378.0m，枯水位为375.0m。6、厂址及场地现状该污水处理厂选址于东郊，场地地势平坦，由西北坡向东南，场地标高384.5~383.5m之间，位于城市中心区排水管渠未端。厂区交通便利，厂址面积为充足。 沈阳航空航天大学课程设计第二章污水处理工艺流程说明第一节污水厂选址根据数据资料显示，将污水处理厂选址于东郊，距离城区500米、离河道300米左右。水厂建于流经该城的河流下游。水厂地质条件较好，地下水位也较低，便于施工。水厂地面标高384.5—383.5m之间，河流最高水位380.0米，水厂不会受到冲淹。该市常年主导风向东北风。水厂设在城市主导风向的下方，不会影响城区的环境卫生。厂内的生活区位于主导风向的上方，可以保证员工生活环境良好。第二节工艺流程说明1、污水处理工艺流程污水处理厂得到工艺流程系指在保证处理水达到要求的处理程度的前提下，所采用的污水处理技术各单元的有机组合。在选定处理工艺流程的同时，还需要考虑确定各处理技术单元构筑物的型式，两者互为制约，互为影响。水体有一定的自净能力，可根据水体自净能力来确定污水处理程度。设计中既要充分利用水体的自净能力，又要防止水体遭到污染，破坏水体的正常使用价值，采用何种处理流程还要根据污水的水质和水量，回首其中有用物质的可能性和经济性，排放水体的具体规定，并通过调查研究和经济比较后决定，必要时还应当进行科学论证。城市生活污水一般以BOD物质为其主要去除对象，因此，处理流程的核心是二级生物处理法——活性污泥法为主。该流程的一级处理是由格栅、沉砂池所组成，其作用是去除污水中的固体污染物质，从大块垃圾到颗粒粒径为数mm的悬浮物（非溶解性的和溶解性的）。污水的BOD值，通过以一级处理能够去除20%—30%。二级处理系统是城市污水处理厂的核心，它的主要作用是去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物（以BOD或COD表示）。通过二级处理，污水的BOD5值可降至15—20mg/L，一般可达到排放水体和灌溉农田的要求。如运行得当二级处理还能够具有反硝化的作用。 沈阳航空航天大学课程设计第三章处理构筑物设计计算第一节格栅的设计计算(由于水量过大，故分为5组格栅，每组格栅流量Q′==1.508m³／s)（1）栅条的间隙数nn==196式中Qmax——最大设计流量，5000001.3=650000m3/d=7.54m3/s——格栅倾角，度,取=600h——栅前水深，m，取h=0.4me——栅条间隙，m，取e=0.02mn——栅条间隙数，196个v——过栅流速，m/s，取v=0.9m/s（2）栅槽宽度B栅槽宽度一般比格栅宽0.2-0.3米，取0.2米。设栅条宽度S=0.01m则栅槽宽度:B=s(n-1)+en=0.01(196-1)+0.02196=5.87m所以B=5.87+0.2=6.07m栅槽内设两台格栅机，选择GH-3000型链条回转式多耙格栅除污机（3）通过格栅的水头损失h 沈阳航空航天大学课程设计式中——过栅水头损失，m——计算水头损失，mg——重力加速度，9.81k——系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增大的倍数，一般采用k=3——阻力系数，与栅条断面形状有关，，当为矩形断面时，=2.42。h=kh=ksin=32.42()sin60°=0.097m（4）栅后槽总高度设栅前渠道超高h=0.4m栅前槽高H=h+h=0.8m栅槽总高H=h+h+h=0.4+0.097+0.40.9m（5）栅槽总长度L进水渠道渐宽部分的长度L1，设进水渠宽B1=2.3m，其渐宽部分展开角度α1=200，进水渠道内的流速为0.77m/s。进水渠道渐宽部分长度L==0.7m栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度LL===0.35m=0.7+0.35+0.5+1.0+=3.01m（6）每台格栅机每日栅渣量W 沈阳航空航天大学课程设计==2.41m³／d式中——每日栅渣量——栅渣量（污水）取0.1-0.01，粗格栅用小值，细格栅用大值，中格栅用中值W=0.05——生活污水流量总变化系数，取1.3粗格栅总栅渣量为10W=24.1m³/d,采用机械清渣。2、细格栅的设计设栅前水深，过栅流速，栅条间隙，格栅安装倾角。设计7组细格栅，2组备用，5组工作。则通过每组细格栅的最大设计污水量。（1）栅条的间隙数：（2）栅槽宽度：设栅条宽度每组格栅设3台格栅机每台格栅机栅槽宽度=B/3=2.81m选择GH-3000型链条回转式多耙格栅除污机（3）进水渠道渐宽部分的长度：设进水渠宽，其渐宽部分展开角度此时进水渠道内的流速，则（4）槽栅与出水渠道连接处的渐窄部分长度：（5）通过格栅的水头损失：设栅条断面为矩形，取，则 沈阳航空航天大学课程设计（6）栅后槽总高度：设栅前渠道超高，栅前槽高则栅后槽总高度（7）栅槽总长度：（8）每日栅渣量：取，则采用机械清渣。3、进水与出水渠道：城市污水通过的管道送入进水渠道，设计中取进水渠道宽度，进水水深，出水渠道，出水水深。第二节沉砂池的设计由于日平均流量为500000m³/d=5.8m³/s=5787L/s，选择平流式沉砂池。查表得生活污水量变化总系数为。则最大设计流量为，最小设计流量为。1.水流部分长度LL=vt；v——最大流速，m/s取v=0.3m/s；t——最大设计流量是的停留时间，s取t=50s；L=vt=0.3×50=15m2.水流断面积A3.池总宽度B——设计有效水深，m取=1.0m； 沈阳航空航天大学课程设计设五座沉砂池，一座备用，四座工作。则每座的B==6.3.A==6.3设沉砂池分为6格，即n=6，每格宽度b4.沉砂斗容积VX——城市污水沉砂量，m³取X=15m³；T——清除沉砂的时间间隔，d取T=2d；设每一分格有2个沉砂斗，则每格沉砂斗的容积5.贮砂斗各部分尺寸：斗底宽=0.5m；斗壁与水平面的倾角=60°；斗高=0.5m；沉砂斗上口宽贮砂斗容积6.沉砂室高度,采用重力排砂，设池底坡度为0.06；7.沉砂池总高度为H8.验算: 沈阳航空航天大学课程设计9.进水渠道格栅的出水通过DN2000mm的管道送入沉砂池的进水渠道，然后向两侧配水进入进水渠道，污水在进水渠道流速为式中—进水渠道水流流速（m/s）；—进水渠道宽度（m）；—进水渠道水深（m）。设计中取，10.出水管道出水采用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；—沉砂池内最大设计流量；—流量系数，一般采用0.4～0.5；—堰宽等于沉砂池宽度。设计中， 沈阳航空航天大学课程设计11.排砂管道采用沉砂池底部管道排砂，排砂管道管径第三节计量槽的设计本设计的计量设备选用巴士计量槽，适用大中小型污水厂，优点是水头损失小，不易发生沉淀，操作简单，缺点是施工技术要求高，不能自己记录数据。计量槽主要部分尺寸：—上游渐缩段长度（m）—喉部长度（m）—上游渐扩段长度（m）—上游渠道宽度（m）—下游渠道宽度（m）最大出水量Q=7.54m3/s，所以选用两个计量槽，则每个计量槽最大出水量Q=3.77m3/s。选择的计量槽各部分尺寸查手册5表10-3，得：该计量槽的测量范围为：0.800-4.200m3/sW(m)B(m)A(m)2/3×A(m)C(m)D(m)1.752.0752.1161.4112.052.581、设计上游渠道，上游水深。上游渠道宽度：上游渠道长度：2、计量槽喉宽：校核上游渠道长度： 沈阳航空航天大学课程设计下游渠道宽度：④取（自由流）下游水深：⑤上游渐缩段长度：⑥上游水位观测口位置。上游渐缩段渠道壁长度为：水位观测空位置：⑦巴氏计量槽长度：总长度：3、下游渠道长度：4、上下游渠道及巴氏槽总长度：，符合要求。第四节初沉池的设计由于污水流量过大，故选择辐流式沉淀池：最大设计流量（1）沉淀区的表面积A，n=6座表面水力负荷：=2.0， 沈阳航空航天大学课程设计每池表面积A=A/n=2262池径D===53.68m，取D=54m；R==27m（2）沉淀区有效水深设污水在沉淀池内的沉淀时间t为1.5h.则沉淀池的有效水深h2=t=21.5=3m（3）沉淀池总高度由于用机械刮泥所以污泥在斗内贮存时间用t=4h；每池每次污泥P:污泥含水率，取98％。h-污泥斗高度（），---污泥斗上部半径取2.0m---污泥斗下部半径取1.0---污泥斗倾角取60º（4）污泥斗容积： 沈阳航空航天大学课程设计V=（r+rr+r）=12.7m³底坡坡度=0.05底坡落差=（R-）=（27-2）=1.25m因此池底可贮存污泥的体积为==m³共可贮存污泥体积为=12.7+298.3=311m³>W满足条件沉淀池总高度：H=（5）沉淀池周边的高度=（6）径深比校核m10m合格第五节曝气生物滤池曝气生物滤池将水解（酸化）池出水中的碳化有机物进行好氧生物降解，并将TKN转化为氨氮并进行氨氮的部分硝化。曝气生物滤池主要包括缓冲配水室，曝气系统，承托层和滤料层，出水系统，反冲洗系统等，所以曝气生物滤池的计算主要包括上述各部分的计算。假定絮凝沉淀去除50%的BOD和90%的SS.设计日平均污水流量Q=50万m3/d由于流量过大，所以采用16座曝气生物滤池，每座滤池的流量为500000÷16=31250m3/d取滤料的比表面积为：1000㎡/m³，滤池滤料的面积负荷为：0.35gNH-N/（㎡·d） 沈阳航空航天大学课程设计（1）曝气生物滤池池体的设计在本工程中，由于处理对象为废水，曝气生物滤池的作用包括对污水中有机物的去除和对污水中的营养物质如氨氮、磷的去除。曝气生物滤池主要用于去除污水中的有机污染物并进行部分硝化脱氮，其池体的设计计算分按有机负荷法计算与按有机物降解动力学公式计算两种方法，由于按有机负荷法计算方法比较成熟，所以本工程滤池池体按有机负荷法计算。按有机负荷法计算的设计参数主要是BOD有机负荷，COD有机负荷和水力负荷。设计时根据BOD有机负荷进行计算，并用COD有机负荷和水力负荷进行校核。当进水BOD为160mg/L时，BOD容积负荷可达1.3-2.6kgBOD/（m滤料·d），而其COD有机负荷一般控制在6kgCOD/(m3滤料·d）以下。曝气生物滤池按有机负荷法计算：假如有机氮的转化导致氨氮的增加和有机物合成导致氨氮的减少相互抵消，则需硝化的NH-N量为：31250×（35-15）=625000gNH-N/d那么，滤料的总表面积：625000÷0.35=1785715㎡滤料体积：1785715÷1000≈1786m³一般来说，曝气生物滤池内的滤料层高度h在2.5-4.5m之间。在水力负荷一定的条件下，滤料层高则污水与微生物的接触时间长，出水效果好，但相对所需鼓风机的压头也较高，能耗相对也大；滤料层低则污水与微生物的接触时间短，出水效果相对差些，但所需鼓风机的压头也低些，能耗相对也小些。根据国内外已建成运行的曝气生物滤池实际情况，本工程取滤料层高度h=3.0m。则曝气生物滤池的截面积：S=V÷H=1786÷3=595.3≈596㎡由于本设计课程，设计曝气生物滤池数量较多，为了建设的便捷和经济，故采用矩形曝气生物滤池S=596㎡取整为600㎡，因此，曝气生物滤池的长为30米，宽为20米。为考虑进入滤池的废水均匀流过滤料层，在滤料承托层下部设计有缓冲配水室，其高度h一般为1.5-2.5m，考虑到滤头和配水室内布水，布气管的安装方便，以及便于配水室的清洗，本工程取h=2.0m，并在配水室池壁考虑设置检修入孔；另外，考虑到滤池反冲洗时滤料的膨胀，在滤料层上部保证有0.8-1.0m的清水区，本工程取清水区高度h=0.8m；滤池的超高取h=0.5m，承托层取h=0.2，则滤池的总高度为：H=h+h+h+h+h=3.0+2.0+0.8+0.5+0.2=6.5m。 沈阳航空航天大学课程设计曝气生物滤池分为10格，则每格的滤池面积为：1786÷3÷10=59.53㎡≈60㎡每格取有效平面尺寸为：7×9=63㎡①复核容积负荷经过絮凝沉淀后，进入曝气生物滤池的BOD=80mg/L,SS=20mg/LA.BOD容积负荷：N=31250×（0.08-0.02）÷（7×9×10×3）=0.99≈1.0kgBOD/（m³·滤料·d）BOD容积负荷小于2kgBOD（m³·滤料·d）。B.剩余污泥量计算：污泥产率按0.75kgVSS/kgBOD计，则ΔS=0.75×ΔBOD=0.75×31250×（0.08-0.02）=1406.25kgVSS/d≈1407kgVSS/d假设VSS/SS=0.7，则生产污泥量为：1407÷0.7=2010kgTs/dC.需氧量的计算需氧量N=1.46×BOD+4.57ΔN=31250×1.46×（0.08-0.02）+4.57×31250×（0.035-0.015）=5593.75kgO/d≈5594kgO/dD.COD有机负荷当滤料的体积为1786m³，每天经曝气生物滤池去除的COD的重量为ΔW=（Q·ΔC）÷1000ΔW----在曝气生物滤池中每天需去除的COD重量Q-----每天进入曝气生物滤池的废水量m³/dΔC----进入曝气生物滤池的COD浓度差mg/L代入数据： 沈阳航空航天大学课程设计ΔW=31250×（220-100）÷1000=3750kg/d实际上曝气生物滤池内COD的有机负荷为q=ΔW/V=3750÷1786=2.09≈2.1kgCOD/（m³·滤料·d）所以曝气生物滤池内的实际COD有机负荷小于6kgCOD/（m³·滤料·d），满足要求。（2）滤料层、承托层曝气生物滤池中可以采用的滤料种类很多，但合适的滤料首先必须具备大比表面积，比表面积大可以西服大量的微生物膜，使滤池单位容积中的微生物量大大提高，从而提高有机物的去除效率；其次滤料的空隙率，密度必须合适，有利于滤池的气，水反冲洗；另外滤料还必须具备交好的机械强度和交好的耐磨性能，并且应有交好的化学稳定性和不含对微生物，人类健康有毒的物质。   本次设计的曝气生物滤池中选用了球形陶粒作为滤料。在设计中，由于进入C/N曝气生物滤池的污水为水解酸化池出水，其中喊有一定量的悬浮物，C/N曝气生物滤池的作用除去除污水中的有机物和部分氨氮硝化外，还需对悬浮物进行截留，所以选用了直径为3-5mm的球形陶粒滤料，按一定的级配填装。由于陶粒粒径较小，为防止滤头堵塞而不能直接田庄在承托滤板上，所以在陶粒层下部宜设置有承托层。承托层选用鹅卵石，并按一定的级配布置，总高度为0.2m。（3）滤池出水系统曝气生物滤池出水系统采用单侧出水，并在出水口设计为60°斜坡和设置栅形稳流板，以降低出水口处的水流流速，在反冲洗时有可能被带至出水口处的陶粒与稳流板碰状，导致流速降低而在该处沉降，并沿斜坡下滑回滤池中。    由于采用单侧出水，所以正常运行时的出水槽与反冲洗排水槽在同一侧，正常运行时，反冲洗排水槽出水总管阀门关闭，处理后出水从正常出水槽直接排放；反冲洗时，打开反冲洗排税草出水总管阀门，反冲洗排水直接由反冲洗排水槽出水总管排走，而不进入正常出水槽。（4）曝气生物滤池配水系统一般滤池的配水系统有大阻力，中阻力和小阻力等三种形式，曝气生物滤池的配水系统一般采用小阻力形式。考虑到曝气生物滤池采用气水联合反冲洗，所以滤头采用长柄滤头，长柄滤头在正常运行时起均匀布水作用，在反冲洗时起布水，布气作用。曝气生物滤池所选用的长柄滤头在结构形式上与给水滤头有差别，由于良种滤头所作用的介质和选用的滤料不一样，所以其缝隙的尺寸和开缝方向也不一样，滤头结构也有差别。曝气生物滤池所选用的长柄滤头为EPT-1型，滤水帽，滤水管为一体成型，（5）曝气系统曝气生物滤池的曝气系统早期采用的主要是穿孔管曝气，但由于穿孔管曝气氧的利用率低，同时在滤池中较容易堵塞，所以随着该工艺的发展，国外有多种生物滤池专用空气扩散器问世并得到应用。本工程设计中采用了生物滤池专用单孔膜曝气器，该曝气器是针对曝气生物滤池的特点专门研制的，具有空气扩散效果好，氧的利用率高，在滤料中不易堵塞的特点。曝气生物滤池的供氧量包括去除污水中BOD的需氧量和氨氮部分硝化需氧量两部分。 曝气生物滤池去除污水中单位重量BOD的需氧量为：  △Ro=0.82×△SBOD/TBOD+0.32So/TBOD=0.82×（160-20）/160+0.32×（44÷160）=0.7175+0.088 沈阳航空航天大学课程设计=0.8055kg即去除1kgBOD需要提供0.8055kgO，则曝气生物滤池每天去除BOD需提供的总氧量为：Ro=Q×△SBOD×△Ro=[31250×（160-20）÷1000]×0.8055=3524.06kg取3524kg在 曝气生物滤池中TKN将转化为氨氮，使得污水中实际氨氮浓度升高。根据试验结果，在曝气生物滤池处理废水时，滤池污水中的实际氨氮量约为 30mg/L,出水要求氨氮量为15mg/L，则氨氮部分硝化每天的需氧量为：RN=Q×4.57N0=31250×4.57×[(35-15)÷1000]=2856.25kg取2856kg则去除污水中BOD的需氧量和氨氮部分硝化的需氧量（标态）合计为：∑R=R0+RN=3524+2856=6380kg当滤池氧的利用率为EA=30%时，从滤池中逸出气体中含氧量的百分率为：Qt=21×（1-EA）=21×（1-0.3）=14.7%当滤池水面压力P=1.013×100000Pa,曝气器安装在滤池水面下H=3.0m 深度时，曝气器处的绝对压力为：Pb=P+9.8×103H=1.013×100000+9.8×1000×3.2=1.307×100000Pa则当水温为25℃时.清水中饱和溶解氧浓度为Cs=8.4mg/L,则25℃时滤池内混合液溶解氧饱和浓度的平均值Csm(25)为:Csm(25)=Cs×(Qt+Pb)=8.4×(14.7+1.307)=134.4(mg/L)当水温为25℃时，C/N曝气生物滤池实际需氧量R为：R=∑RCsm(25)×a×1.024T-20[βρCsm(25)-C1]对于废水，a=0.8，β=0.9，ρ=1，而且假定滤池出水溶解氧浓度为3mg/L,代入公式后：R=∑RCsm(25)×a×1.024T-20[βρCs(25)-C1]=6380×134.4÷1000×0.8×1.024×25-20（0.9×1×（134.4-3））=17561-2365=15196曝气生物滤池总供气量为：∑Gs=R÷EA÷Qt=15196÷0.3÷0.147=344580.5kg/d=11882.0m³/d=495m³/h每个单孔膜滤池专用曝气器供气量为0.2-0.3m3/（个·h），取曝气器供气量为0.3m3/（个·h），则曝气生物滤池需曝气器数量为n=495÷0.3=1650个,曝气器的布置间距为54mm.2、反冲洗布气系统曝气生物滤池的反冲洗采用气水联合反冲洗，反冲洗过程通过EPT-1型长柄滤头完成。（6）曝气生物滤池的详细设计参数和结果：1，名称：曝气生物滤池池数：16座尺寸：7m×9m×6.5m配水形式：专用滤头布水系统 沈阳航空航天大学课程设计出水类型：栅形稳流器，单堰出水排泥形式：反冲洗排泥曝气形式：无堵塞滤池专用单孔膜曝气器空气来源：鼓风机反冲洗形式：气水联合反冲洗反冲洗周期：根据实际运行情况而定，一般24-48h填料：圆形陶粒容积负荷：1.0kgBOD/(m3滤料·d)正常供氧量:633.2kgO2/h反冲洗水速:15m/h反冲洗气速:50m/h2、设备及材料部分圆形陶粒滤料a比表面积:1.5-1.8m2/cm3性能参数:粒径3-5mm数量:115m3滤层级配:有级配堆积密度:0.9-0.95g/cm3密度:1.8-2.3g/cm3b滤池专用单孔膜曝气器数量:1650个性能参数:膜孔直径1mm空气流量:0.2-0.3m3/（个·h）安装密度28个/m2接触消毒池设计参数；设进水Q=3125m3/d=0.36m3/s=130.20m3/h停留时间：1.5h设停留时间HRT=1.5h,尺寸确定：1、池体容积：长×宽×高为：V1=QT=130.2*1.5=195.3（m³）7×9×3.5m32、设有效水深为3.2m,超高为0.3m池子格数：10个池深：3.2+0.3=3.5m有效水深：2.5m3、设池子为一格最大投氯量：5.0mg/L设计池子长宽高为：7×9×3.2=220.5m34、实际消毒池容积：V2=7×9×3.2=201.6m3＞130.2×1.5=195.3m3所以满足有效停留时间要求。(8)鼓风机房,反冲洗水泵房曝气生物滤池正常工作时需空气量为8.25m3/min,反冲洗空气强度为50m3/h,最大反冲洗气量为7×9×50=3150m3/h=52.5m3/min.选用两台GM20L型离心鼓风机,正常曝气时一用一备,反冲洗时两台同时起用,单机风量Q=100m3/min,风压H=7.5-8mH2O,电机功率N=160kW.正常曝气供气管与反冲洗供气管之间由电动阀门切换控制.反冲洗供水强度为15m3/（m2·h）,反冲洗最大供水量为3307.5m3/h,每次反冲洗用水60min, 沈阳航空航天大学课程设计一次需反冲洗水3300m3。选用250S14A单级双吸离心泵十台,九用一备,单台流量Q=320-504m3/h,扬程8.6-13.7m,电机功率18.5kW.滤池所有的供水,供气管,阀门均集中在管廊中,并根据需要有计算机或人工进行流量的控制和调节.第六节污泥浓缩池的设计本设计采用辐流浓缩池。进入污泥浓缩池的剩余污泥量为2250，采用2个浓缩池，则单池流量为。1、浓缩池面积A，混合污泥含水量99.4％（固体浓度6kg/m³）A=QC/GA:浓缩池面积C：入流污泥固体浓度，（）。G：固体通量。2、每座浓缩池面积,设两座浓缩池，n=2A=450/2=225㎡3、浓缩池直径：式中D：沉淀池直径（m），取D=17m4、浓缩池总高度：H超高=0.3m5、工作部分高度：沉淀池有效水深浓缩时间取t=15小时 沈阳航空航天大学课程设计缓冲层高度6、浓缩后剩余污泥量：式中：7、池底坡产生高度：辐流沉淀池采用中心驱动刮泥机，池底需做成1%坡度，刮泥机连续转动将污泥堆入污泥斗。式中：池底高度；：污泥斗上部分宽取：池底坡度，一般取0.05。8、污泥斗高度：式中：污泥斗高度：泥斗倾角，为保证排泥顺畅，圆形污泥斗一般倾角采用；：污泥斗上口半径；：污泥斗下口半径；设计中取，，则 沈阳航空航天大学课程设计9.浓缩池总高度式中H：浓缩池总高度：超高，一般用：缓冲层高度，一般用，设计中取10.浓缩后分离出来的污水量：式中：浓缩后分离出的污水量；：进入浓缩池的污泥量；：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%。11、排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，将污泥推入泥斗。12、排泥管剩余污泥量为750，排泥管应设两根，采用污泥管道最管径DN=150mm【查第一册常用资料】，间歇将污泥排入污泥浓缩池内。第七节污泥脱水机房的设计 沈阳航空航天大学课程设计污水处理厂污泥二级消化后从二级消化池排出的污泥含水率约95%左右，体积很大。因此为了便于综合利用和最终处置，需对污泥作脱水处理，使其含水率降至60%~80%，从而大大缩小污泥的体积。1、脱水污泥量计算脱水后污泥量：式中—脱水后污泥量；—脱水前污泥量；—脱水前污泥含水率（%）；—脱水后污泥含水率（%）；—脱水后干污泥重量。设计中，，2、脱水机的选择根据污泥量及各项参数选择可以连续工作，脱水效率高，噪音小，能耗低，操作管理方便的带式压滤机。设计中选用DY—3000型带式压滤机。其主要技术参数为：，泥饼含水率75%，絮凝剂聚丙烯酰胺，投量按干污泥量的2.0‰。设计中共采用五台压滤机，其中1台备用，工作周期为10小时，共可以处理泥量为：，可以满足要求。3、污泥贮池式中—污泥贮池所需容积；—消化后污泥量；—脱水污泥量； 沈阳航空航天大学课程设计—排泥时间；设计中取，采用间歇排泥，排泥时间，带式压滤机工作周期，脱水污泥量污泥贮池所需容积污泥贮池采用方形池体式中—污泥贮池容积；—污泥贮池有效深度；—污泥斗高度；—污泥贮池边长；—污泥斗底边长；—污泥贮池个数，一般采用2个；—污泥斗倾角，一般采用60°。设计中采用2座污泥贮池，正方形边长，有效深度，污泥斗底为正方形，边长。=589.6m³，符合要求。污泥贮池高度：式中—污泥贮池高度； 沈阳航空航天大学课程设计—超高，一般采用0.3m；—污泥贮池有效深度；—污泥斗高。4、溶药系统（1）溶药罐式中—溶药罐体积；—脱水后干污泥重量；—聚丙烯酰胺投量（%），一般采用污泥干重的0.09%~0.2%；—溶液池药剂浓度（%），一般采用1%~2%；—溶液罐个数。设计中取每日配置一次设计中取采用JYB型玻璃钢溶药罐，外形尺寸，有效容积，搅拌机功率。聚丙烯酰胺溶解困难，水解时间长（8~48h），设计中以聚丙烯酰胺水解时间24h计，需设同样规格的溶药罐4个，起到溶药，贮液的作用。5、加药泵采用四台耐腐蚀加药泵，溶药罐、溶液罐各设4台，型号为50PWF，电机功率。6、空气净化装置污泥脱水过程中有臭味产生，设计中采用木屑和生物炭滤床的方式对空气进行净化。采用三组空气净化器，在每台带式压滤机上部设集气罩，由通风机将臭气送至净化器。第八节高程计算污水处理厂的水流常依靠重力流动，以减少运行费用。为此，必须精确计算其水头损失。水头损失包括：水流通过各处理构筑物的水头损失，包括从进池到出池的所有水头损失在内；水流通过连接前后两构筑物的管渠（包括配水设备）的水头损失，包括沿程与局部水头损失；水流流过量水设备的水头损失。 沈阳航空航天大学课程设计污水处理厂的水流常依靠重力流动，以减少运行费用。为此，必须精确计算水头损失。水头损失包括：水流通过各处理构筑物的水头损失，包括池到出水池的所有水头损失在内，水流通过连接前后两构筑物灌渠（包括配水设备）的水头损失，包括沿程与局部水头损失，水流流过量水设备的水头损失。选择一条距离最长，水头损失最大的流程进行水力计算，并适当留有余地。使实际运用时能有一定的灵活性，以近期最大水量（泵的最大出水量）最为构筑物和灌渠设计流量，计算水头损失。污水设计高程见图。本设计处理后的污水排入河流水位远低于水厂的地面标高，而且洪水位时也不会发生倒灌。考虑构筑物的挖土深度不宜过大，综合各方面条件，以曝气池埋深作为起点，推算各水面标高。1、构筑物之间管渠的连接及水头损失的计算：细格栅：，，，沿程损失：局部损失：污水泵房：沿程损失：局部损失：沉砂池：，，，沿程损失：局部损失：计量槽：，，，沿程损失：局部损失： 沈阳航空航天大学课程设计曝气生物滤池：L=20，沿程损失：局部损失：=2.76m2、污水处理部分高程计算：最高洪水位常水位枯水位场地标高为跌水位合计二沉池总损失二沉池水位氧化沟总损失氧化沟水位计量槽总损失计量槽水位沉砂池出水堰上水位沉砂池总损失平流沉砂池水位细格栅总损失细格栅水位污水泵房总损失污水泵房水位3、污泥处理部分高程计算污泥自流：污泥提升出于紊流状态： 沈阳航空航天大学课程设计其中：D：污泥管径L：输送距离V：污泥流速P：污泥含水率二沉池到污泥泵房：L=220，D=0.8，V=0.75，，P=99%污泥泵房：污泥泵房到污泥浓缩池：L=500，D=0.15，V=0.25，，P=97%污泥浓缩池：污泥浓缩池到污泥脱水机房：L=260，D=0.15，V=0.28，，P=75%污泥脱水机房：第九节污水泵房的设计1、污水量：设计日平均污水流量=5800L/s设计最大小时流量=27144m/h=7540L/s考虑选择12台水泵，其中2台备用，每台水泵的容量为：2、集水池的容积计算： 沈阳航空航天大学课程设计集水池容积，采用相当于一台泵的容量：有效水深采用，则集水池面积为：，设计集水池的长宽为。2、水泵的总扬程：进水管2个,使用铸铁材料。设计泵站进水管径，充满度，，进水管管底高程为，出水管提升后的水面高程。经过格栅的水头损失为，则集水池正常工作水位与所需提升一般水位之间的高度差为：H1=。（集水池的有效水深，正常时按）出水管管线水头损失：出水总管管径，设计流速为，，管总长为，设总出水管管中心埋深，局部水头损失按沿程水头损失的计，则出水总管的水头损失为：。泵房内管线水头损失暂时按估算，安全水头按考虑，则估算水泵扬程为。3、选泵：因最大秒流量，所以选择集水池与机器间合建式半地下自灌式的下圆上方形泵房。选用型污水泵，每台,扬程。4、水泵总扬程进行核算：吸水管路水头总损失计算：每根吸水管，管径选，流速，，吸水管管长为。泵的管径，流速，。则吸管沿程水头损失为：。喇叭口的局部水头损失系数，弯头一个，旋启式止回阀一个，渐缩管（由大到小）局部损失：吸水管路水头总损失：出水管路水头损失计算：每根出水管，管径选，流速， 沈阳航空航天大学课程设计，出水管长度为。则出管沿程水头损失为：。突然扩大管1个，弯头两个，旋启式止回阀一个，蝶阀一个。局部损失：出水管路水头损失：则水泵所需总扬程：，故选择型污水泵是合适的。第十节污泥泵房的设计污泥泵房特点：提升的介质为粘稠度比污水大的污泥。1、污泥量：则剩余污泥量考虑选择5台污泥泵，其中1台备用，每台污泥泵的容量为：2、集泥井的容积计算：集泥井容积：有效深度采用，则集泥井面积为：，设计集泥井的。3、污泥泵的总扬程：设计泵站进泥管径，充满度，，进泥管管底高程为，浓缩池距泵站约，设计出泥管提升后的水面高程为。则集泥井正常工作污泥高度与所需提升一般污泥高度之间的高度差为：。（集泥井的有效深度，正常时按）出泥管管线水头损失：出泥总管管径，设计流速为，，管总长为，局部水头损失按沿程水头损失的计，则出泥总管的水头损失为：。 沈阳航空航天大学课程设计泵房内管线水头损失暂时按估算，安全水头按考虑，则估算污泥泵扬程为。4、选泵：选用型潜水排污泵，每台，扬程。5、污泥泵总扬程进行核算：局部水头损失：吸泥管路水头总损失计算：每根吸泥管，管径选，流速，，吸泥管管长为。则吸管沿程水头损失为：。出泥管路水头损失计算：每根出泥管，管径选，流速，，出泥管长度为。则出管沿程水头损失为：。（1）喇叭口的局部水头损失系数，。（2）弯管3个，设,，。（3）渐缩管，。（4）渐扩管，（5）闸阀2个，。总局部损失：。则泥泵所需总扬程：，故选择型潜水排污泵是合适的。 沈阳航空航天大学课程设计 沈阳航空航天大学课程设计后记：通过三个星期的课程设计，我们不仅收获了知识，还收获了阅历，还收获了成熟，通过查阅大量的资料，请教老师，以及不懈的努力，不仅培养了独立思考、动手操作的能力，在各种其它能力上也都有了提高。更重要的是，在这其中，我们学会了很多学习的方法。而这是日后最实用的，真的是受益匪浅。要面对社会的挑战，只有不断的学习、实践，再学习、再实践。虽然课设期间遇到很多问题，有的没有做到最好，但是我们没有放弃，相反，我们更加努力。感谢学校给我们这次的实习机会，也感谢魏老师对我们的指导，使我们的课程设计能够顺利的完成。'