畢業(yè)論文 5000立方米生活污水處理廠的工藝設計（氧化溝）.doc

摘要本次畢業(yè)設計的題目為5000立方米/天生活污水處理廠的工藝設計。主要任務是工藝流程選擇及構(gòu)筑物設計和計算。其中初步設計要完成設計說明書一份、污水處理廠流程圖一張，曝氣沉砂池圖一張，氧化溝圖一張，二沉池圖一張。該污水處理廠工程，總規(guī)模達到5000噸/日。該污水廠的污水處理流程為：從泵房到沉砂池，進入氧化溝，二沉池，最后出水；污泥的流程為：從二沉池排出的剩余污泥首先進入濃縮池，進行污泥濃縮，然后進入污泥脫水車間進一步脫水后，運至垃圾填埋場。出水執(zhí)行國家污水綜合排放標準（GB8978-1996）二級標準。關鍵詞：卡魯塞爾氧化溝;生活污水處理;工藝設計5000 cubic meter/day of sanitary sewage treatment plant technological designAbstract This graduation projects topic is 5000 cubic meter/day of sanitary sewage treatment plant technological design.The primary mission is the technical process choice and the construction design and the computation.And the preliminary design must complete design instruction booklet one, Sewage treatment plant flow chart, aeration sand collector chart, oxidation ditch chart, two sink pond chart.This Sewage treatment plant project, the overall scale amounts to 5000 tons/days.This sewage factorys sewage treatment flow is: From the pump house to the sand collector, enters the oxidation ditch, two sink the pond, finally water leakage; The sludge flow is: From two sink the excess sludge which the pond discharges first to enter the concentration basin, carries on the sludge thickening, after then enters the sludge dewatering workshop further dehydrates, transports to trash fills in buries the field.Water leakage execution country sewage synthesis emission standard (GB8978-1996) two levels of standards.Key Words：Carew Sayre oxidation ditch;effluent treatment;process design- 2 -目錄摘要1Abstract2引言11設計任務的概述21.1排水水量、水質(zhì)及排放標準21.2處理出水水質(zhì)標準22污水處理工藝方案選擇32.1設計原則32.2工藝方案分析32.3工藝流程確定73污水處理工藝設計計算93.1水質(zhì)水量的確定93.2格柵93.2.1粗格柵設計93.2.2污水提升泵房的設計103.2.3細格柵的計算113.3曝氣沉沙池133.3.1設計說明133.3.2曝氣沉沙池的的設計與計算143.3.3水面標高173.3.4配水井的計算173.4氧化溝183.4.1設計說明183.4.2設計計算183.5輻流式二沉池213.5.1設計說明213.5.2設計計算223.6管道設計及布置243.6.1進水管、事故管243.6.2污水管253.6.3污泥管263.7高程布置283.7.1布置原則283.7.2建筑物的水頭損失283.7.3注意事項293.7.4計算表30結(jié)論32參 考 文 獻33在學研究成果34致謝35引言本次畢業(yè)設計是以相關的資料為依據(jù),設計一套生活污水處理廠工藝.其日處理量為5000立方米。由于生活污水的主要成分為有機物,所以本次設計采用了氧化溝工藝.氧化溝，又稱循環(huán)曝氣池，類似活性污泥的延時曝氣法，近年來我國中小城市污水處理廠采用這一工藝較多。氧化溝不設初沉池，處理設施大大簡化。氧化溝具有傳統(tǒng)活性污泥法的特點，有機物去除率高，也具有脫氮功能。氧化溝這種高效、簡單的特點，適合大、中、小型污水處理。氧化溝目前常用的有卡魯塞爾氧化溝、奧貝爾氧化溝、三溝及雙溝等交替式氧化溝等幾種形式，其中以前兩種更為常用。氧化溝的共同特點是污水在循環(huán)水池中流動，曝氣方式主要采用表曝方式（近年來，也有鼓風曝氣方式的氧化溝，也被稱作氧化溝池型的普曝，結(jié)合了氧化溝及微孔曝氣的優(yōu)點）。氧化溝內(nèi)緩慢流動時大量有機物被去除.處理后的水達到國家規(guī)定的二級排放標準.允許直接排放入河流和湖泊或用于農(nóng)田灌溉.處理后的活性污泥經(jīng)脫水后用于肥料。第一章設計任務的概述生活污水主要是指日常生活中廚房、衛(wèi)生間、淋浴房、洗衣房等生活設施中排出的廢水，由于其中含有泥沙、油脂、皂液、食物屑、病菌、雜物等物質(zhì)，體現(xiàn)在水質(zhì)指標上，即生化需氧量（BOD5）、化學需氧量（COD）、懸浮物（SS）含量高，氮、磷含量高，富營養(yǎng)化。若不經(jīng)處理，直接排入水體（江、河、湖、海和地下水）和土壤，將使水體和土壤中有機物濃度過高，而使水體及土壤富營養(yǎng)化。1.1 排水水量、水質(zhì)及排放標準（1） 水量生活污水主要包括：化糞池出水、淋浴水、洗滌水及廚房污水等。本方案設計處理量為：5000 m3/d（2） 水質(zhì)及排放濃度指標PHCODcrBOD5SSNH3-N水質(zhì)范圍69200300mg/l100180mg/l150200mg/l2040mg/l設計進水水質(zhì)69240mg/l130mg/l160mg/l30mg/l1.2 處理出水水質(zhì)標準根據(jù)污水處理廠出水進入的水體水質(zhì)按國家3類水體標準控制，同時執(zhí)行國家關于污水排放的規(guī)范和標準，擬定出水水質(zhì)指標為水量：5000T/d； CODcr100mg/L； BOD530mg/L； SS30mg/L ； NH3-N10mg/L第二章污水處理工藝方案選擇2.1設計原則(1).本設計方案嚴格執(zhí)行國家有關環(huán)境保護的各項規(guī)定,廢水處理后必須確保各項出水水質(zhì)指標均達到城市廢水排放要求。(2).針對本工程的具體情況和特點,采用成熟可靠的處理工藝和設備,盡量采用新技術、新材料,實用性與先進性兼顧,以實用可靠為主。(3).處理系統(tǒng)運行應有較大的靈活性和調(diào)節(jié)余地,以適應水質(zhì)、水量變化。(4).管理、運行、維修方便,盡量考慮操作自動化,減少勞動強度。(5).在不影響處理效果的前提下,充分利用原有的構(gòu)筑物和設施,節(jié)省工程費用,減少占地面積和運行費。(6).降低噪聲,改善廢水處理站及周圍環(huán)境。(7).本處理工藝流程要求耐沖擊負荷,有可靠的運行穩(wěn)定性。2.2 工藝方案分析1、 概述生活污水處理工藝目前已相當成熟，其核心技術為活性污泥法和生物膜法，對活性污泥法（或生物膜法）的改進及發(fā)展形成了各種不同的生活污水處理工藝，傳統(tǒng)的活性污泥法處理工藝在中小型生活污水處理已較少使用。根據(jù)污水的水量、水質(zhì)和出水要求及當?shù)氐膶嶋H情況，選用合理的污水處理工藝，對污水處理的正常運行、處理費用具有決定性的作用。2、 處理工藝分析比較典型的生活污水處理完整工藝如下：污水前處理 生化法 二沉池消毒 出水 | | -污泥處理系統(tǒng)- 前處理也稱為預處理技術，常用的有格柵或格網(wǎng)、調(diào)節(jié)池、沉砂池、初沉池等。由于生活污水處理的核心是生化部分，因此我們稱污水處理工藝是特指這部分，如接觸氧化法、SBR法、A/O法等。用生化法（包括厭氧和好氧）處理生活污水在目前是最經(jīng)濟、最適用的污水處理工藝，根據(jù)生活污水的水量、水質(zhì)及現(xiàn)場的條件而選擇不同的污水處理工藝對投資及運行成本具有決定性的影響。下面就目前常用的生活污水處理工藝作一簡介。1、 無能耗地埋式小型生活污水裝置即改進型化糞池，工藝流程如下：污水厭氧水解池 厭氧過濾池 氧化溝出水厭氧水解池即為國標化糞池，厭氧過濾池即為厭氧接觸氧化池，內(nèi)置填料，氧化溝即利用排水溝及強制通風，空氣中的氧氣溶入污水中的過程為自然進行。這一污水處理工藝適宜單個住宅樓的生活污水處理，且可與國標化糞池組合使用，其最大的優(yōu)點是運行費用為零。出水水質(zhì)可達到國家污水綜合排放標準中的二級標準。該工藝適宜于污水量小于20m3/d的污水處理工程，可在較為富裕的農(nóng)村地區(qū)使用。2、 A/O法即厭氧好氧污水處理工藝，流程如下：污水前處理厭氧水解池接觸氧化池沉淀池過濾池出水 |_ 污泥回流_|設計要點：A：厭氧水解池采用上升流式厭氧污泥床反應器的形式，設計水力停留時間為24小時。厭氧池下部為污泥床區(qū)，污泥床厚度通常控制在11.2M之間，進水系統(tǒng)可采用脈沖進水中阻力布水系統(tǒng)，底部設布水溝，保留污泥不沉積底部，呈懸浮狀態(tài)。污泥床平均濃度為3035g/l,則污泥負荷為0.350.30kgCODcr/kg(ss).d。B：生物接觸氧化工藝是介于活性污泥法與生物膜法之間的一種污水處理工藝。池內(nèi)設有填料，微生物一部分以生物膜的形式固著于填料表面，一部分則以絮狀懸浮生長于水中，因此它兼有活性污泥法與生物濾池的特點。曝氣系統(tǒng)可采用鼓風或射流曝氧增氧系統(tǒng)（設計時必須考慮投資及運行成本）。為培養(yǎng)微生物的不同的優(yōu)勢菌種，將接觸氧化池分為兩格是行之有效的。第一格有效水力停留時間為2.5小時，有機負荷為1.15kgBOD5/m3.d。第二格有效水力停留時間為1.5小時有機負荷0.768kgBOD5/m3.d。A/O法的主要特點是：適應能力強；耐沖擊負荷；高容積負荷；不存在污泥膨脹；排泥量非常少；具有較好的脫氮效果。由A/O法衍生的A2/O、A3/O污水處理工藝，原理上是相似的。3、SBR法即間歇式活性污泥法，由于它具有一系列優(yōu)于普通活性污泥法的特征，目前已普遍應用于污水處理工程中。SBR法中曝氣池兼具沉淀的作用，厭氧、好氧也在同一池進行。其運行操作由流入、反應、沉淀、排放、待機五個工序組成。通過調(diào)節(jié)每個工序的時間，可達到除磷脫氮的效果。前處理SBR反應器 過濾出水 | 污泥處置設計要點：理論上SBR反應器的容積負荷有一個較在的范圍為0.11.3 kgBOD5/m3.d，但為安全計，一般取低值，如0.1 kgBOD5/m3.d左右。最高水位和最低水位，最高水位即反應時的水位，最低水位是指排放工序結(jié)束時的水位，最低水位必須保證在排水在此水位時，沉淀污泥不隨上清液而流失。SBR工藝的主要特點有：出水水質(zhì)較好；占地少；不產(chǎn)生污泥膨脹；除磷脫氮效果好。4、氧化溝氧化溝是活性污泥法的一種變形，其池體狹長，故稱為氧化溝。氧化溝有多種構(gòu)造型式，典型的有：A：卡羅塞式；B：奧巴爾型；C：交替工作式氧化溝；D：曝氣沉淀一體化氧化溝氧化溝技術已廣泛應用于大中型城市污水處理廠，其規(guī)模從每日幾百立方米至幾萬立方米，工藝日趨完善，其構(gòu)造型式也越來越多。其主要特點是：進出水裝置簡單；污水的流態(tài)可看成是完全混合式，由于池體狹長，又類似于推流式；BOD負荷低，處理水質(zhì)良好；污泥產(chǎn)率低，排泥量少；污泥齡長，具有脫氮的功能。設計要點：混合液懸浮固體濃度5000mg/l；生物固體平均停留時間，去除BOD5時，取58天，當要求硝化反應時取1030天；水力停留時間為20、24、36、48h，根據(jù)對處理水水質(zhì)要求而定；BODSS負荷（Ns）為0.030.07kgBOD/（kgMLSS.d）；BOD容積負荷（Nv）為0.10.2 kgBOD/（m3.d）；污泥回流比為50150%；混合液在渠內(nèi)的流速為0.40.5m/s；溝底流速為0.3 m/s。 本項目污水以有機污染為主，可生化性較好，重金屬及其他難以生物降解的有毒有害污染物一般不超標，針對這些特點，以及出水要求，現(xiàn)有城市污水處理技術的特點，以采用生化處理最為經(jīng)濟。由于將來可能要求出水回用，處理工藝尚應硝化。根據(jù)國內(nèi)外已運行的大、中型污水處理廠的調(diào)查，要達到確定的治理目標，可采用“普通活性污泥法”或“氧化溝”法。普通活性污泥法，也稱傳統(tǒng)活性污泥法，推廣年限長，具有成熟的設計運行經(jīng)驗，處理效果可靠，如設計合理，運行得當，出水BOD5可達10-20mg/L，它的缺點是工藝路線長，工藝構(gòu)筑物及設備多而復雜，運行管理困難，運行費用高。氧化溝處理技術是20世紀50年代有荷蘭人首創(chuàng)。60年代以來，這項技術在國外已被廣泛采用，工藝及構(gòu)筑物有了很大的發(fā)展和進步。隨著對該技術缺點（占地面積大）的克服和對其優(yōu)點的逐步深入認識，目前已成為普遍采用的一項污水處理技術。氧化溝工藝一般可不設初沉池，在不增加構(gòu)筑物及設備的情況下，氧化溝內(nèi)不僅可完成碳源的氧化，還可實行脫氮，成為A/O工藝，由于氧化溝內(nèi)活性污泥已經(jīng)好氧穩(wěn)定，可直接濃縮脫水，不必厭氧消化。氧化溝污水處理技術已被公認為一種成功的革新的活性污泥法工藝，與傳統(tǒng)活性污泥系統(tǒng)相比較，它在技術、經(jīng)濟等方面具有一系列獨特的優(yōu)點。1、 工藝流程簡單、構(gòu)筑物少，運行管理方便。一般情況下，氧化溝工藝可比傳統(tǒng)活性污泥法少建初沉池和污泥厭氧消化系統(tǒng)，基建投資少。另外，由于不采用鼓風曝氣和空氣擴散器，不建厭氧硝化系統(tǒng)，運行管理方便。2、 處理效果穩(wěn)定，出水水質(zhì)好。3、 基建投資省，運行費用低。4、 污泥量少，污泥性質(zhì)穩(wěn)定。5、 具有一定承受水量、水質(zhì)沖擊負荷的能力。6、 占地面積少。污水處理廠的基建投資和運行費用與各廠的污水濃度和建設條件有關，但在同等條件下的中、小型污水廠，氧化溝比其他方法低。由以上資料，經(jīng)過簡單的分析比較，氧化溝工藝具有明顯優(yōu)勢，故采用氧化溝工藝。2.3 工藝流程確定：（如圖所示）說明：由于不采用池底空氣擴散器形成曝氣，故格柵的截污主要對水泵起保護作用，擬采用中格柵，而提升水泵房選用螺旋泵，為敞開式提升泵。為減少柵渣量，格柵柵條間隙已擬定為25.00mm。 曝氣沉砂池可以克服普通平流沉砂池的缺點：在其截流的沉砂中夾雜著一些有機物，對被有機物包裹的沙粒，截流效果也不高，沉砂易于腐化發(fā)臭，難于處置。故采用曝氣沉砂池。本設計不采用初沉池，原則上應根據(jù)進水的水質(zhì)情況來確定是否采用初沉池。但考慮到后面的二級處理采用生物處理，即氧化溝工藝。初沉池會除去部分有機物，會影響到后面生物處理的營養(yǎng)成分，即造成C/N比不足。因此不予考慮。擬用卡羅塞爾氧化溝，去除COD與BOD之外，還應具備硝化和一定的脫氮作用，以使出水NH3低于排放標準，故污泥負荷和污泥泥齡分別低于0.15kgBOD/kgss.d和高于20.0d。氧化溝采用垂直曝氣機進行攪拌，推進，充氧，部分曝氣機配置變頻調(diào)速器，相應于每組氧化溝內(nèi)安裝在線DO測定儀，溶解氧訊號傳至中控室微機，給微機處理后再反饋至變頻調(diào)速器，實現(xiàn)曝氣根據(jù)DO自動控制。為了使沉淀池內(nèi)水流更穩(wěn)定（如避免橫向錯流、異重流對沉淀的影響、出水束流等）、進出水更均勻、存泥更方便，常采用圓形輻流式二沉池。向心式輻流沉淀池采用中心進水，周邊出水，多年來的實際和理論分析，認為此種形式的輻流沉淀池，容積利用率高，出水水質(zhì)好。設計流量 Q=5000m3/d=208.3 m3/h，回流比 R=0.7。PAM外運污泥回流污水粗格柵泵房細格柵曝氣沉砂池Caroussel氧化溝配水井污泥泵房二沉池巴士計量曹污泥濃縮池污泥脫水車間集水井排放鼓風機房第三章 污水處理工藝設計計算3.1 水質(zhì)水量的確定1.水量的確定Q=5000m3/d=208.3 m3/h=0.058 m3/s2.水質(zhì)的確定指標CODcrBOD5SSNH3-N設計進水水質(zhì)240mg/l130mg/l160mg/l30mg/l3.2 格柵1.設計說明格柵用以去除廢水中較大的懸浮物、漂浮物、纖維物質(zhì)和固體顆粒物質(zhì)，以保證后續(xù)處理單元和水泵的正常運行，減輕后續(xù)處理單元的負荷，防止阻塞排泥管道。本設計中在泵前和泵后各設置一道格柵。泵前為粗格柵，泵后為細格柵。3.2.1 粗格柵的計算最大設計流量QmaxQmax=KzQp式中的Kz為變化系數(shù)，Kz=1.42 Qmax=1.420.058=0.082 m3/s一 設計參數(shù)設計流量 Qmax =0.082m3/s格柵傾角60 柵條采用斷面形狀為圓形的鋼條,直徑S=25mm格柵間隙凈寬 b=20mm單位柵渣量 0.03m3柵渣/103m3污水二 設計計算1. 柵條間隙數(shù)： 設柵前水深h=0.3m n=15個2. 柵槽寬度： B=S（n-1）+bn =0.025(15-1)+0.0215 =0.65m3. 每日渣量W=QW=50.03 =0.15m3/d 宜采用手工清渣4. 柵前槽高度工作臺臺面高出柵前最高設計水位0.5m故 H1=0.3+0.5=0.8m5. 過柵水頭損失 因柵條斷面為圓形，形狀系數(shù)為 h1=4/3 ()k =1.794/3()( sin60)3 =0.15m6. 柵后槽高度 H2=0.3+0.5+0.15=0.95m7. 采用鋼筋混凝土管3.2.2 污水提升泵房的設計本設計采用潛污泵濕式安裝，即泵直接放在集水池中，泵的效率較高，而且節(jié)省投資和運行費用。一.流量確定Qmax0.082m3/s二.集水池容積考慮不小于泵1min的流量 W5m3 取有效水深h2m，則集水池面積 A=2.5m2三.泵站揚程計算 HST7.78-0.856.93m泵站內(nèi)水頭損失0.8m，自由水頭為0.5m則泵站揚程為H=HST+0.8+0.58.23m四.設備選用據(jù)揚程選用150QW200-10-110型Q200m3/h H=10m r=1460r/minP=15kw 出口直徑DN150 效率79.4 設計泵房高H3.93m3.2.3 細格柵的計算1. 設計參數(shù)設計流量 設計采用兩組細格柵，則單個流量為Qmax=0.041m3/s柵前流速 V1=0.7 m/s 過柵流速 V2=0.8 m/s格柵傾角 60，柵條采用斷面形狀為圓形的鋼條。直徑S=20mm格柵間隙 b=5mm設單位柵渣 0.03m3柵渣/103m3污水2. 設計計算1. 每組柵條的間隙數(shù)：設柵前水深h=0.38mn=（Q設）/bhV =18個2. 柵槽寬度 B=S（n-1）+bn =0.02(36-1)+0.00536 =0.55m3. 過柵水頭損失h1因為柵條為圓形截面，取形狀系數(shù) H1=4/3(V2/2g)()k =1.79()4/3(sin60)3 =0.08m4. 柵前槽總高度H1取超高h2=0.42m H1=h+h2=0.38+0.42=0.8m5. 柵后槽總高H2 H2=h+h1+h2 =0.38+0.08+0.42=0.88m6. 柵槽總長度 因為安裝高度是取60所以格柵所占的渠道長為0.83ctg=0.83ctg60=0.48m柵后長0.57米。所以渠道的總長度L=0.285+0.48+0.57=1.335m7. 格柵渣量 W=50000.0310-3 =0.15m3/d3.3 曝氣沉砂池3.3.1設計說明沉砂池的作用是從污水中去除砂子、煤渣等比重比較大的無機顆粒，以免這些雜質(zhì)影響后續(xù)構(gòu)筑物的正常運行。常用的沉砂池有平流式沉砂池、曝氣沉砂池、豎流沉砂池和多爾沉砂池等。平流式沉砂池構(gòu)造簡單，處理效果較好，工作穩(wěn)定，但沉砂中夾雜一些有機物，易于腐化散發(fā)臭味，難以處置，并且對有機物包裹的砂粒去除效果不好。曝氣沉砂池在曝氣的作用下顆粒之間產(chǎn)生摩擦，將包裹在顆粒表面的有機物除掉，產(chǎn)生潔凈的沉砂，通常在沉砂中的有機物含量低于5%，同時提高顆粒的去除效率。多爾沉砂池設置了一個洗砂槽，可產(chǎn)生潔凈的沉砂。渦流式沉砂池依靠電動機機械轉(zhuǎn)盤和斜坡式葉片，利用離心力將砂粒甩向池壁去除，并將有機物脫除。后3種沉砂池在一定程度上克服了平流式沉砂池的缺點，但構(gòu)造比平流式沉砂池復雜。和其它形式的沉砂池相比，曝氣沉砂池的特點是：一、可通過曝氣來實現(xiàn)對水流的調(diào)節(jié)，而其它沉砂池池內(nèi)流速是通過結(jié)構(gòu)尺寸確定的，在實際運行中幾乎不能進行調(diào)解；二、通過曝氣可以有助于有機物和砂子的分離。如果沉砂的最終處置是填埋或者再利用(制作建筑材料)，則要求得到較干凈的沉砂，此時采用曝氣沉砂池較好，而且最好在曝氣沉砂池后同時設置沉砂分選設備。通過分選一方面可減少有機物產(chǎn)生的氣味，另一方面有助于沉砂的脫水。同時，污水中的油脂類物質(zhì)在空氣的氣浮作用下能形成浮渣從而得以被去除，還可起到預曝氣的作用。只要旋流速度保持在0.250.35/范圍內(nèi)，即可獲得良好的除砂效果。盡管水平流速因進水流量的波動差別很大，但只要上升流速保持不變，其旋流速度可維持在合適的范圍之內(nèi)。曝氣沉砂池的這一特點，使得其具有良好的耐沖擊性，對于流量波動較大的污水廠較為適用，其對0.2mm顆粒的截流效率為85%。由于此次設計所處理的主要是生活污水水中的有機物含量較高，因此采用曝氣沉砂池較為合適。曝氣沉砂池的設計參數(shù)：（1）旋流速度應保持0.250.3m/s；（2）水平流速為0.040.08 m/s；（3）最大流量時停留時間為13min；（4）有效水深為0.81.2m，寬深比一般采用11.5；（5）長寬比可達5，當池長比池寬大得多時，應考慮設置橫向擋板；（6）1污水的曝氣量為0.2空氣；（7）空氣擴散裝置設在池的一側(cè)，距池底約0.14-0.36m, 送氣管應設置調(diào)節(jié)氣量的閥門；（8）池子的形狀應盡可能不產(chǎn)生偏流或死角，在集砂槽附近可安裝縱向擋板；（9）池子的進口和出口布置，應防止發(fā)生短路，進水方向應與池中旋流方向一致，出水方向應與進水方向垂直，并考慮設置擋板；（10）池內(nèi)應考慮設置消泡裝置。3.3.2 曝氣沉砂池的設計與計算1. 最大設計流量Qmax Qmax=0.082 m3/s2. 池子的有效容積V=60Qmaxt式中 V沉砂池有效容積，m3； Qmax最大設計流量，m3/s； t最大設計流量時的流動時間，min，設計時取13min。所以 V=600.0821.5=7.38m33. 水流斷面面積A= 式中 A水流斷面面積，m2 Qmax最大設計流量，m3/s； V水流水平流速，m/s。所以 A=1.2m24. 池寬BB=h沉砂池的有效水深，m。取h=1m。所以B= =1.2m B/h=1.2，滿足要求。5. 池長L= =6.15m，取L=6.2m此時L/B=5滿足要求6. 流速校核 Vmin=0.048m/s，在0.040.08 m/s之間，滿足要求7. 曝氣沉砂池所需空氣量的確定設每立方米污水所需空氣量 d=0.2m3空氣/m3污水 q=dQ=0.20.058=0.0116 m3/s8. 沉砂槽的設計若設吸砂機工作周期為t=1d=24h，沉砂槽所需容積V=0.15 m3式中Qp的單位為m3/h設沉砂槽底寬0.1口寬為0.3槽斜壁與水平面夾角60，沉砂槽高度為 h1=tan60=0.17m沉砂槽容積為 V=0.176.2=0.21 m30.15 m39. 沉沙池總高設池底坡度為0.3,坡向沉砂槽，池底斜坡部分的高度為h2=0.30.3=0.09m 取h2=0.1m設超高h=0.35m,沉沙池水面離池底的高H=1+0.17+0.1=1.27m10. 曝氣系統(tǒng)的設計采用鼓風曝氣系統(tǒng)，羅茨鼓風機供風，穿孔管曝氣（1）干管直徑d1：由于設置兩座曝氣沉砂池，可將空氣管供應兩座的氣量，即主管最大氣量為q1=0.01162=0.0232m3/s，取干管氣速v=2 m/s，干管截面積A= =0.0116m2d1=m=120mm， 因為沒有120mm的管徑，所以采用接近的管徑100mm。回算氣速v=2.9m/s 雖然超過2.5m/s，但若取150的管氣速又過小，所以還是選擇管徑100mm。（2）支管直徑d2：由于閘板閥控制的間距要在5m以內(nèi)，而曝氣的池長為10.5米，所以每個池子設置三根豎管，設支管氣速為v=0.8 m/s，支管面積 A= =0.00462 m2d2=mm，取整管徑d2=80mm校核氣速v=0.77 m/s（3）穿孔管：采用管徑為6mm的穿孔管，孔出口氣速為設0.8 m/s，孔口直徑取為5mm（在26mm之間）一個孔的平均出氣量 q=0.8(0.005) 2=1.5710-5m3/s孔數(shù)：n=739個孔間隔 為=8.4mm穿孔管布置：在每格曝氣沉砂池池長一側(cè)設置1根穿孔管曝氣管，共兩根。3.3.3 水面標高根據(jù)經(jīng)驗值污水每經(jīng)過一個障礙物水面標高下降35cm，根據(jù)曝氣沉砂池的有效水深以及砂斗的高度可推算出各個構(gòu)筑物的水面標高，本次設計以經(jīng)過一個障礙物水位下降5cm來計算，以曝氣沉砂池的砂槽底為0米進行計算。曝氣沉砂池的水面標高：1.27m細格柵與曝氣沉砂池之間的配水井的水面標高： 1.32m細格柵柵后水面標高： 1.37m細格柵柵前水面標高：1.37+0.08=1.45m配水井外套桶水面標高： 1.5m配水井內(nèi)套桶水面標高： 1.55m設配水井超高為0.35m則整個曝氣沉砂池系統(tǒng)的最高標高為1.9m則曝氣沉砂池的超高為h1=1.9-1.27=0.63m3.3.4 配水井的計算設配水井的平均停留時間為T1.5min，Qp=0.058m3/s，假設配水井水柱高為2.6米。配水井面積為A= =2 m3配水井直徑為d=1.6m3.4 氧化溝3.4.1設計說明擬用卡羅塞爾氧化溝，去除COD與BOD之外，還應具備硝化和一定的脫氮作用，以使出水NH3低于排放標準。采用卡式氧化溝的優(yōu)點：立式表曝機單機功率大，調(diào)節(jié)性能好，節(jié)能效果顯著；有極強的混合攪拌與耐沖擊負荷能力；曝氣功率密度大，平均傳氧效率達到至少2.1kg/（kW*h）；氧化溝溝深加大，可達到5.0以上，是氧化溝占地面積減小，土建費用降低。 氧化溝采用垂直曝氣機進行攪拌，推進，充氧，部分曝氣機配置變頻調(diào)速器，相應于每組氧化溝內(nèi)安裝在線DO測定儀，溶解氧訊號傳至中控室微機，給微機處理后再反饋至變頻調(diào)速器，實現(xiàn)曝氣根據(jù)DO自動控制3.4.2 設計計算（1）.設計參數(shù)：qv=5000m3/d（設計采用雙池，則單池流量=2500 m3/d），設計溫度15，最高溫度25，進水水質(zhì):CODCr=240mg/L，BOD5=128mg/L，NH3-N=30mg/L，出水水質(zhì):CODCr=100mg/L，BOD5=30mg/L，SS=30mg/L，NH3-N=10mg/L（2）.確定采用的有關參數(shù)：取MLSS=3500mg/L,假定其70%是揮發(fā)性的,DO=3.0mg/L,k=0.05，Cs（20）=9.07mg/Ly=0.6mgVSS/mgBOD5，Kd=0.05d-1，qD,20=0.05kgNH3-N/kgMLVSSd，CS(20)=9.07mg/L，=0.90，=0.94，剩余堿度：100mg/L(以CaCO3)，所需堿度7.14mg堿度/mgNH3-N氧化；產(chǎn)生堿度3.0mg堿度/mgNO3-N還原，硝化安全系數(shù)：3。（3）.設計泥齡：確定硝化速率NN=0.47e0.098（T-15）*N/KN+N*DO/ Ko+DO=0.47*e0.098*（15-15）*30/（100.051*15-1.158+30）*2/（1.3+2）=0.22d-1cm=1/=1/0.22=4.5d，設計泥齡c=3*4.5=13.5d為了保證污泥穩(wěn)定，應選擇泥齡為30d（4）.設計池體體積：確定出水中溶解性BOD5的量：出水中懸浮固體BOD5=1.4*0.68*30*70%=20mg/L 出水中溶解性BOD5的量=30-20=10mg/L好氧區(qū)容積計算：V1=y*qv*（So-Se）*c/MLVSS*（1+Kd*c）=0.6*5000*（129.4-10）*30/（0.7*3500*（1+0.05*30）=1763m3水力停留時間t1= V1/ qv =1763/5000=0.35d=8.4h脫氮計算：產(chǎn)生污泥量=y*qv*（So-Se）/（1+Kd*c）=0.6*5000*（129.4-10）/（1000*（1+0.05*30）=143kg/d假設污泥中大約含12.4%的氮，這些氮用于細胞合成，用于合成的氮=0.124*143=17.7kg/d，轉(zhuǎn)化為：17.7*1000/5000=3.55mg/L故脫氮量=30-10-3.55=16.45mg/L。堿度計算：剩余堿度=300-7.14*20+3.0*16.45+0.1（129.4-10）=218.5mg/L(以CaCO3)大于100mg/L，可以滿足pH7.2缺氧區(qū)容積計算：qD=qD,20*1.08T-20=0.05*1.0815-20=0.032 kgNH3-N/kgMLVSSdV2=qv*N/qD/MLVSS=5000*16.45/0.032/0.7/3500=1049m3水力停留時間t2=V2/qv=1049/5000=0.21d=5h總池容積計算V=V1+V2=1763+1049=2812m3，t=t1+t2=7.4+5=12.4h（5）.曝氣量計算計算需氧氣量R=（So-Se）qv*/（1-e-kt）-1.42Px+4.6*qv*N-2.6*qv*NO3-0.56Px=5000*（129.4-10）/（1-e-kt）/1000-1.42*143+4.6*5000*20/1000-2.6*5000*16.45/1000-0.56*143=839kg/d=35 kg/h實際需氧量Ro=1.2*R=1.2*35=42kg/h（6）.溝型尺寸設計及曝氣設備選型采用卡式氧化溝（兩座并聯(lián)）：取有效水深H=2.1m，單溝的寬度b=4.6m，進水量2500 m3/d,則單溝長=V/2-0.5(2b)2 h-2*0.5b2 h/4Hb=29m,單溝好氧區(qū)總長度=單溝長*4* V1 /V=73m單溝厭氧區(qū)總長度=單溝長*4* V2 /V=43m曝氣設備：SBQ2200：D=2.2m，P=23kW，n=46r/min，清水充氧量：44kg/h (7).配水井設計污水在配水井的停留時間最少不低于3min（不計回流污泥的量），設截面中半圓的半徑為r，矩形的寬度為r，長度為2r，設計的有效水深為2.5m（2*r*r+0.5r2）*2.5=5000*3/24/60r=1.1m(8).其它附屬構(gòu)筑物的設計工程設計中墻的厚度為150mm；氧化溝體表面設置走道板的寬度為470mm；倒流墻的設計半徑為2.3m；配水井的進水管道采用的規(guī)格為DN600,污泥回流管道采用的規(guī)格為DN300；出水井的設計尺寸為3000mm*1000mm*1000mm,出水堰高為60mm,堰孔直徑為25mm，出水管采用的規(guī)格為DN500。3.5 輻流式二沉池3.5.1設計說明1.二沉池的類型二沉池的類型有：平流式二沉池、豎流式二沉池、輻流式二沉池、斜流式二沉池。其中，輻流式二沉池又分為：中進周出式、周進周出式、中進中出式。2.選擇輻流式（中進周出）二沉池的原因由于平流式二沉池占地面積大；豎流式二沉池多用于小型廢水中絮凝性懸浮固體的分離；斜流式二沉池較多時候，在曝氣池出口污泥濃度高，而且沒有設置專門的排泥設備，容易造成阻塞。因此選擇輻流式二沉池。從出水水質(zhì)和排泥的方面考慮，理論上是周進周出效果最好。但是，實際上，考慮異重流，是中進周出的效果最好。因此，選擇了選擇輻流式（中進周出）二沉池。3.5.2設計計算1.污泥回流比：2.沉淀部分水面面積：流量：Q= =208(m3/h)最大流量（設計流量）： Q=(1+R)= (1+0.54)208=320 (m3/h)單個池子的設計流量： Q= = =160 (m3/h)污泥負荷q取1.1m3/(m2.h)， 池子數(shù)n為2 。沉淀部分水面面積： F= =145 (m3)3.校核固體負荷：G= = =142 (kg/ m2.d)因為142150，符合要求。4.池子直徑池子直徑： 13.6 (m) 根據(jù)選型取池子直徑為14m。5.沉淀部分的有效水深沉淀時間t為2.5s 有效水深：6.沉淀池總高H=0.15+2.75+0.2+0.05(- )+0=3.459 (m)7.進水管的設計單體設計污水流量： Q= =0.03 (m3/s)進水管設計流量： Q進=（1+R）Q=(1+0.54)0.03=0.046 (m3/s)取管徑D=350mm ，流速為 0.046/=0.49 (m3/s)8.穩(wěn)流筒進水井的流速為0.6m/s ，則過水面積為 =0.076(m2)過水面積和泥管面積的總和： 0.076+0.22=0.107(m2)由過水面積和泥管面積的總和求出直徑為0.37 (m)筒壁厚為100mm， 取管徑為350mm。進行校核：過水面積為 (0.352 0.22 )=0.06 (m2)流速為 =0.5 (m/s)筒上有4個小孔 ，孔面積為S2= =0.02(m2)，所以=0.57(m/s)二沉池采用的是ZBX型周邊傳動吸泥機，穩(wěn)流筒的直徑為1550mm。取穩(wěn)流筒出流速度為0.1m/s， 則過水面積為 =0.46 (m2)穩(wěn)流筒下部與池底距離為 =0.1(m)所以穩(wěn)流筒下部與池底距離大于0.1m，即符合要求。9. 配水井配水井設計為馬蹄形，在外圍加寬280mm為污泥井。時間取3分鐘 流量為 3=10.5 m3取配水井直徑為D=1200mm 則配水井高度h=2.4m其中，設計水深為2m，超高為0.4m。10.出水部分單池設計流量： Q=0.03 m3/s出水溢流堰設計（1） 堰上水頭 H=0.05mH2O（2） 每個三角堰的流量0.783L/s（3） 三角堰個數(shù) n= =38.3 因此取n=39（個）11.排泥部分回流污泥量為 (RQ)單2=0.540.032=0.032 m3/s剩余污泥量為：=5.810-5 m3/s因為剩余污泥量小，所以忽略不計，即總污泥量為0.032 m3/s。取流速為0.6（m/s） 直徑為D=0.18m 取直徑為D=200mm綜上， 二沉池采用的是ZBX型周邊傳動吸泥機 池徑為14000mm.3.6 管道設計及布置3.6.1 進水管、事故管由設計任務書知，進水管的管徑為DN=700mm，采用的是鋼筋混凝土管。設計流量計算如下：考慮生活污水的變化系數(shù)，生活污水量：Q=5000 m3/d=0.058 m3/s生活污水的總變化系數(shù)為：Kz=1.42所以總設計流量為Qmax=KzQp=1.420.058=0.082 m3/s=82L/s取設計流量為Q=100L/s。查溝道水力學算圖得，管內(nèi)流速v=0.8m/s，充滿度H/D=0.6， 1000i=1。校核管內(nèi)流速：v=0.8m/s0.6 m/s，故設計合理。事故管與進水管采用同一材料同一規(guī)格的管。3.6.2 污水管1、從泵房到曝氣沉砂池的管道、從曝氣沉砂池到配水井的管道流量設計為Q=5000 m3/d=0.058 m3/s，配水井只設一個。管道擬用鑄鐵管。由以及得，取流速v=0.7m/s。 則，取整后D=600mm。校核流速。，介于0.6m/s-1.5 m/s之間， 設計合理。查鐵管及鑄鐵管水力計算表得，當管徑D=600mm，設計流量時，坡度，滿流，管內(nèi)流速。2、從氧化溝到下一個配水井的管道設計流量，都是滿流管，擬用鑄鐵管。取流速。則，取整D=500mm。將取整后的D=500mm代入校核流速。則，介于0.6m/s-1.5 m/s之間，設計合理。查鐵管及鑄鐵管水力計算表得，當管徑D=500mm，設計流量時，坡度，滿流，管內(nèi)流速。3、從配水井到二沉池的管道污泥回流比，設有兩個二沉池，則設計流量：取流速計算管徑，取整后D=350mm。將取整后的D=350mm代入校核流速。則，介于6m/s-1.5 m/s之間，設計合理。擬用鑄鐵管，查鐵管及鑄鐵管水力計算表得，當管徑D=350mm，設計流量時，坡度，滿流，管內(nèi)流速4、二沉池出水管的管道設計流量：取流速計算管徑，取整后D=200mm。校核流速，介于6m/s-1.5 m/s之間，設計合理。擬用鑄鐵管，查鐵管及鑄鐵管水力計算表得，當管徑D=200mm，設計流量時，坡度，滿流，管內(nèi)流速。5、出廠管的管道設計流量，都是滿流管，擬用鑄鐵管。取流速。則，取整D=400mm。將取整后的D=400mm代入校核流速。則，介于0.6m/s-1.5 m/s之間，設計合理。查鐵管及鑄鐵管水力計算表得，當管徑D=400mm，設計流量時，坡度，滿流，管內(nèi)流速。3.6.3 污泥管從污泥泵房到污泥濃縮池的管道，即剩余污泥管，其設計流量為：Q=0.058L/s取流速，則剩余污泥管的管徑為： 取整后D=10mm。查鐵管及鑄鐵管水力計算表得，管徑D=10mm，1000i=58.6，管內(nèi)流速，采用鐵管。從污泥泵房到氧化溝的回流污泥管道，即回流污泥管。回流比為0.54。設計流量Q=0.032 m3/s，取設計流速，則：取整D=200mm。查鐵管及鑄鐵管水力計算表得，管內(nèi)流速，1000i=1.6，采用鑄鐵管。從二沉池到污泥泵房的管道設計流量：因為剩余污泥量小，所以忽略不計，即總污泥量為0.032m3/s。采用鑄鐵管。查鐵管及鑄鐵管水力計算表得，管徑D=200mm，流速，1000i=2.5，符合設計要求。雨水管、廠區(qū)污水管雨水管和廠區(qū)污水管通常采用非金屬的管材，雨水管采用的管徑，廠區(qū)污水管采用的管徑。給水管給水管擬采用鋼管，采用的管徑。布置結(jié)果布置結(jié)果見附圖3.7 高程布置3.7.1 布置原則污水處理工程的污水流程高程布置的只要任務是確定各處理構(gòu)筑物和泵房的標高,確定處理構(gòu)筑物之間連接灌渠的尺寸及其標高;通過計算確定各部位的水面標高,從而使污水能夠處理構(gòu)筑物之間暢通地流動,保證污水處理工程的正常運行.污水處理工程的高程布置一般應遵守如下原則：（1） 認真計算管道沿程損失，局部損失，各處理構(gòu)筑物，計量