畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）文成縣城市污水處理廠初步設(shè)計(jì)

1、文成縣城市污水處理廠初步設(shè)計(jì)摘 要本設(shè)計(jì)的題目是“文成縣城市污水處理廠初步設(shè)計(jì)”從給定的設(shè)計(jì)資料得知文成縣設(shè)計(jì)人口20萬(wàn)，日排放污水5萬(wàn)噸，其中生活污水占60%，工業(yè)廢水占40%。污水處理廠的設(shè)計(jì)處理量按遠(yuǎn)期目標(biāo)日處理10萬(wàn)噸設(shè)計(jì)。污水處理廠的出水水質(zhì)參考國(guó)家規(guī)定的城鎮(zhèn)污水處理廠排放污染物的標(biāo)準(zhǔn)中的一級(jí)a類排放標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計(jì)水質(zhì)經(jīng)環(huán)保部門監(jiān)測(cè)得知污廢水主要污染物、tp 、ss、tn以及重金屬和少量有毒物質(zhì)。為達(dá)到出水標(biāo)準(zhǔn)，本設(shè)計(jì)所采用的處理工藝為改良型a2/o法，即a+a2/o法，此法對(duì)tp、tn的去除率很高，能滿足出水要求。本設(shè)計(jì)中主要構(gòu)筑物有格柵、旋流沉砂池、a+a2/o生物池、二沉池+高效沉

2、淀池、接觸消毒池、及回流污泥泵房等一些輔助建筑物。其中主要構(gòu)筑物a+a2/o生物池是標(biāo)準(zhǔn)a2/o生物池前加設(shè)預(yù)缺氧池，各種實(shí)驗(yàn)以及實(shí)踐結(jié)果表明,前置預(yù)缺氧池能夠強(qiáng)化脫氮。此外,系統(tǒng)中tp去除率達(dá)到90%以上,表示其加入的預(yù)缺氧池能夠有效的促進(jìn)厭氧池的厭氧釋磷,提高去除率。關(guān)鍵詞：污水處理廠，改良型a2/o法，預(yù)缺氧池，tpabstractthis design topic iswencheng county ofcitysewage treatment plant preliminary designlearned from thedatagiven：the design ofa popula

3、tion of 200000,wencheng county,emissions of50000 tons of sewage,sewage accounted for60%,accounting for 40% ofindustrialwastewater. moreover,the design capacityof sewage treatment plantaccording to thelong-term goal ofthe daily processing 100000 tons ofdesign. a class adischarge standard ofsewage tre

4、atment planteffluent qualityreferencestate of theurban sewage treatmentplantpollutantdischargestandard. design of water qualitymonitoring by the environmental protection departmentlearned that themain pollutants ofwastewaterbod,cod,tp,ss,tn anda small amount ofheavy metalsandtoxic substances.in orde

5、r to reach theeffluent standard,which are used in thedesignprocess oftheimproved a2/omethod,a+a2/o method, the methodoftp,the removal rate of tnis very high,can meet therequirementsof effluent. thedesign of the mainstructures ofgrid,grit chamber,a+a2/o biologicalpond,two sink the pond+ efficientsedi

6、mentation tank,contact disinfection tank,sludgepumpandsome other auxiliarybuildings. themain structures ofa+a2/o biologicalpondis the standardof a2/o biological pondbeforeadding prehypoxiapool, a variety of experimentaland practicalresults,preanoxic tankcan beenhanced nitrogen removal. in addition,t

7、he systemtpremoval rate reached more than 90%,saidtheaddition ofpre hypoxia poolcan effectively promote theanaerobicphosphorus release inanaerobicpool,improve the removal rate.key words: sewage treatment plant,the modified a2/omethod,the pre hypoxiapool,tp目錄前言1第1章概述21.1設(shè)計(jì)任務(wù)和依據(jù)21.1.1 設(shè)計(jì)任務(wù)21.1.2 設(shè)計(jì)依據(jù)2

8、1.2 設(shè)計(jì)原則41.2.1確定處理方案的原則41.2.2構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)原則41.2 設(shè)計(jì)水量41.2.1 污水來(lái)源及狀況41.2.2 污水量51.3設(shè)計(jì)人口與當(dāng)量人口51.3.1 一級(jí)處理以主要去除ss為主61.3.2 二級(jí)處理以主要去除bod5為主61.4 處理程度61.4.1進(jìn)出水水質(zhì)見(jiàn)表2-261.4.2去除率：61.4.3其他條件7第2章 工藝流程的選擇82.1 污水水質(zhì)分析82.2處理工藝方案對(duì)比82.3 工藝的確定112.4 工藝概述11第3章 污水處理單體構(gòu)筑物計(jì)算133.1 格柵的設(shè)計(jì)計(jì)算133.1.1 格柵設(shè)計(jì)規(guī)定133.1.2 中格柵設(shè)計(jì)參數(shù)和工藝尺寸143.1.3 細(xì)格柵

9、設(shè)計(jì)參數(shù)和工藝尺寸173.2 提升泵房203.3 旋流式沉砂池的設(shè)計(jì)計(jì)算213.4 aao池的設(shè)計(jì)計(jì)算233.4.1 aao池設(shè)計(jì)參數(shù)233.4.2 aao池平面尺寸計(jì)算243.4.3 aao池進(jìn)出水設(shè)計(jì)263.4.4 aao池的需氧量計(jì)算5283.4.5 其他管道設(shè)計(jì)293.5 輻流式二沉池的設(shè)計(jì)計(jì)算303.5.1 輻流式二沉池平面尺寸計(jì)算313.5.2 輻流式二沉池進(jìn)出水設(shè)計(jì)343.6 接觸消毒池設(shè)計(jì)計(jì)算393.6.1 消毒劑的選擇393.6.2 消毒劑的投加量393.6.3 平流式消毒接觸池平面尺寸計(jì)算403.7 巴氏計(jì)量槽設(shè)計(jì)計(jì)算423.7.1 巴氏計(jì)量槽平面尺寸計(jì)算423.8 污泥處

10、理453.8.1 污泥泵房453.8.2 污泥濃縮池453.8.3 污泥脫水503.8.4 附屬設(shè)施51第4章 污水廠的總體布置544.1 污水廠總體布置的內(nèi)容544.2 污水廠的平面布置544.2.1 污水廠平面布置原則544.2.2 污水廠的平面布置554.3 污水廠的高程布置564.3.1 污水廠高程布置原則564.3.2 污水水頭損失的確定574.3.3 污泥水頭損失的確定61結(jié)論63謝 辭65參考文獻(xiàn)66附錄68外文資料翻譯72前言污水如果直接排入江河會(huì)加重環(huán)境負(fù)擔(dān)，大量污水未經(jīng)處理直接排入自然水體對(duì)居民的飲用水安全和生活環(huán)境都會(huì)造成重大威脅。城市污水處理可以除去污水中有害物質(zhì)，減少

11、污水對(duì)于自然界的危害，處理后的污水也可以直接被利用，實(shí)現(xiàn)水資源的循環(huán)利用。我國(guó)對(duì)于污水處理發(fā)展較晚，但是現(xiàn)今國(guó)內(nèi)污水處理廠也已經(jīng)逐漸興起，人們?cè)絹?lái)越認(rèn)識(shí)到污水就是人類第二水資源。在眾多污水處理方法中，生物處理工藝更為成熟，效果穩(wěn)定已被實(shí)踐所證明。生物處理分為活性污泥法和生物膜法，而活性污泥法又可分為普通活性污泥法、a/o法、a2/o法、sbr法、氧化溝法等，而生物膜法則有生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤等。各處理工藝有各自優(yōu)缺點(diǎn)，按照實(shí)際情況選取或者改良后運(yùn)用。在本次工程設(shè)計(jì)中，包括對(duì)污水處理廠的主要工藝設(shè)計(jì)以及支持該工藝所需的各種構(gòu)筑物的選擇、設(shè)計(jì)以及布局，和其他輔助建筑物的設(shè)計(jì)及布局，整體廠區(qū)的規(guī)劃包括

12、對(duì)非功能區(qū)以及運(yùn)營(yíng)人員生活與辦公區(qū)的規(guī)劃設(shè)計(jì)。傳統(tǒng)污水處理技術(shù)對(duì)于磷的去除率一直很難提高，而本工程設(shè)計(jì)中為了達(dá)到國(guó)家一級(jí)a類標(biāo)準(zhǔn)，必須使tp的去除率達(dá)到90%以上，因此提高tp去除率是關(guān)鍵。傳統(tǒng)工藝提高tp的去除率的方法一般是后期進(jìn)行化學(xué)除磷，這樣極大的提高了運(yùn)營(yíng)成本，得不償失。因此本課題圍繞著提高tp去除率，并且保證其他污染物的去除率符合要求，擬采用aao工藝進(jìn)行污水處理。第1章概述1.1設(shè)計(jì)任務(wù)和依據(jù)1.1.1 設(shè)計(jì)任務(wù)根據(jù)城市總體規(guī)劃圖和所給的設(shè)計(jì)資料進(jìn)行污水處理廠設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)內(nèi)容如下：a.污水處理廠工藝總平面圖布置；b.污水處理廠污水和污泥高程圖布置；c.污水泵站工藝設(shè)計(jì)；d.污水處理工

13、藝設(shè)計(jì)，含部分單體構(gòu)筑物的工藝圖設(shè)計(jì)；e.污泥處理工藝設(shè)計(jì)，含部分單體構(gòu)筑物的工藝圖設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)成果要求：a.畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書一份；b.繪制圖紙不得少于6張1號(hào)圖，此外其組成還應(yīng)滿足下列要求：c.污水處理廠工藝工程平面布置圖和高程布置圖各1張；d.污水處理及污泥處理工藝中主要構(gòu)筑物平面圖和剖面圖及部分大樣圖。e. 查閱到20篇以上與題目相關(guān)的文獻(xiàn)。并需翻譯 1萬(wàn)印刷符 ( 或譯出 3000 漢字 ) 以上的有關(guān)技術(shù)資料（并附原文）。f.畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書符號(hào)學(xué)校要求的格式。1.1.2 設(shè)計(jì)依據(jù)a.排水體制：合流制b.污水量(1)文成縣設(shè)計(jì)人口20萬(wàn)，居住建筑內(nèi)設(shè)有室內(nèi)給排水衛(wèi)生設(shè)備和淋浴設(shè)備。 (2)

14、該縣每天排出污水5萬(wàn)m3/d，其中生活污水3萬(wàn)m3/d，占60%；工業(yè)廢水2萬(wàn)m3/d，占40%。遠(yuǎn)期目標(biāo)10萬(wàn)m3/d。c.混合污水水質(zhì)bod5=250mg/l，codcr=450mg/l，ss=370mg/l，nh3-n（氨氮）=30mg/l，tp（總磷）=5mg/l ， ph=7-8重金屬及有毒物質(zhì)微量，冬季平均污水溫度10，夏季平均污水溫度20。d.出水水質(zhì)城市污水經(jīng)處理后，就近排入明渠。污水處理廠出水水質(zhì)參考城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（gb18918-2002）中的一級(jí)a類排放標(biāo)準(zhǔn)，因此確定本污水廠出水水質(zhì)控制為：bod510mg/l，codcr50mg/l，ss10mg/l，nh

15、3-n5mg/l，tp0.5mg/le.氣象資料(1)氣溫：年平均12.8 夏季平均28 冬季平均 -5 (2)風(fēng)速：夏季東北風(fēng) 冬季西北風(fēng) 最大風(fēng)速15m/s(3)年平均降雨量 690.23mm(4)冰凍期 30天f.水文資料(1)水體資料河流最高水位 474.00m, 正常水位472.00m，最低水位470.00m.河道寬度 10.0m ，河底高程468.0m 。河水水質(zhì)：平均溶解氧6.1mg/l，平均ss 65.0mg/m3.(2)區(qū)域地下水為潛水，地下水位6.010.0m ，隨季節(jié)變化，水質(zhì)對(duì)混凝土無(wú)侵蝕性.g.工程地質(zhì)資料：土壤承載力13t/m2，設(shè)計(jì)地震裂度7度。h.污水處理廠廠區(qū)

16、地坪設(shè)計(jì)標(biāo)高為481.00m.i.污水處理廠進(jìn)水干管數(shù)據(jù):管內(nèi)底標(biāo)高478.00m，管徑1500mm，充滿度0.65。 1.2 設(shè)計(jì)原則本課題是文成縣污水處理廠的初步設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)原則主要包含處理確定處理方案的原則和圍繞處理方案確定的構(gòu)筑物的選取和設(shè)計(jì)原則。最佳的處理方案要體現(xiàn)以下優(yōu)點(diǎn)：1.保證處理效果，運(yùn)行穩(wěn)定；2.基建投資省，耗能低，運(yùn)行費(fèi)用低；3.占地面積小，泥量少，管理方便。1.2.1確定處理方案的原則1.城市污水處理應(yīng)采用先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備，要求經(jīng)濟(jì)合理，安全可靠，出水水質(zhì)好；保證良好的出水水質(zhì)，效益高；2.為確保處理效果，采用成熟可靠的工藝流程； 3.污水處理采用生物處理；4.查閱相關(guān)的資

17、料確定其方案；1.2.2構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)原則1.污水廠的處理構(gòu)筑物要求布局合理，建設(shè)投資少，占地少；自動(dòng)化程度高，便于科學(xué)管理，力求達(dá)到節(jié)能和污水資源化，進(jìn)行回用水設(shè)計(jì)；2.污泥脫水采用機(jī)械脫水并設(shè)事故干化廠；污水采用季節(jié)性消毒；3.提高自動(dòng)化程度，為科學(xué)管理創(chuàng)造條件；4.提高管理水平，保證運(yùn)轉(zhuǎn)中最佳經(jīng)濟(jì)效果；5.充分利用沼氣資源，把沼氣作為燃料；6.為確保處理效果，采用成熟可靠的處理構(gòu)筑物1.2 設(shè)計(jì)水量設(shè)計(jì)水量是指處理廠在設(shè)計(jì)年限內(nèi)可能達(dá)到的最高日處理水量1.2.1 污水來(lái)源及狀況每天排出污水5萬(wàn)m3/d，其中生活污水3萬(wàn)m3/d，占60%；工業(yè)廢水2萬(wàn)m3/d，占40%。1.2.2 污水量q

18、=50000m3/d生活污水占60%,即q1=30000 m3/d工業(yè)廢水占40%,即q2=20000 m3/d設(shè)計(jì)水量見(jiàn)表2-1城市生活污水總變化系數(shù)近期取kz1=1.3遠(yuǎn)期取k=1.2工業(yè)廢水總變化系數(shù)取kz2=1.0。工業(yè)廢水近遠(yuǎn)期產(chǎn)量穩(wěn)定表2-1污水廠設(shè)計(jì)用水量項(xiàng)目設(shè)計(jì)用水量m3/dm3/hl/s近期平均日水量500002083.33578.70近期最大日最大時(shí)水量590002458.33682.86遠(yuǎn)期平均日水量1000004166.671157.40遠(yuǎn)期最大日最大時(shí)水量1120004666.671296.301.3設(shè)計(jì)人口與當(dāng)量人口當(dāng)量人口數(shù)：n= 式中: n當(dāng)量人口數(shù)，人；c混合

19、污水中bod5或ss的濃度，mg/l；q混合污水量，m3/d；as每人每天排放的bod5或ss的克數(shù)，g/pd；根據(jù)規(guī)范規(guī)定：按ss計(jì)時(shí)，as=3550g/pd；按bod5 計(jì)時(shí)， as=2035g/人d。1.3.1 一級(jí)處理以主要去除ss為主取as=45g/人d, c=370mg/l則：nss=411112（人）1.3.2 二級(jí)處理以主要去除bod5為主取as=30mg/人d, c=250mg/l則：nbod=416667（人）1.4 處理程度本課題中污水處理程度是排放水質(zhì)需達(dá)到國(guó)家規(guī)定排放標(biāo)準(zhǔn)中的一級(jí)a類標(biāo)準(zhǔn)1.4.1進(jìn)出水水質(zhì)見(jiàn)表2-2表2-2處理廠進(jìn)出水水質(zhì)bod5（mg/l）codc

20、r（mg/l）ss（mg/l）nh3-n（mg/l）tp（mg/l）進(jìn)水250450370305.0出水1050105.0去除率：e=100%式中：c0進(jìn)水物質(zhì)濃度；ce出水物質(zhì)濃度。(1)bod5去除率：e=100%=96.0%；(2)codcr去除率：e=100%=88.89%；(3)ss去除率：e=100%=97.30%；(4)nh3-n去除率：e=100%=83.33%；(5)tp去除率：e=100%=90.0%。1.4.3其他條件1.ph值：ph值78，在可生化處理的范圍內(nèi)，符合要求。2. 重金屬及有毒物質(zhì)：微量，對(duì)生化處理無(wú)不良影響。第2章 工藝流程的選擇2.1 污

21、水水質(zhì)分析是經(jīng)流廢水可生化處理性的指標(biāo)。當(dāng)0.3時(shí)，污水越易于生化處理。根據(jù)所給處理污水水質(zhì)特點(diǎn)，確定污水的可生化性：，即污水的可生化性較好，故可采用二級(jí)生物處理方法對(duì)污水進(jìn)行處理。應(yīng)污水排放標(biāo)準(zhǔn)的要求，污水中含有一定量的有機(jī)物和ss，故需要采用一定的手段去除；污水中含有一定量的氮和磷，故必須對(duì)污水進(jìn)行脫氮除磷的處理；污水的ph為78，故不需要對(duì)污水的ph進(jìn)行調(diào)節(jié)。根據(jù)國(guó)內(nèi)外常用污水處理方法和現(xiàn)有城市污水處理技術(shù)的特點(diǎn)以及出水要求，可采用傳統(tǒng)活性污泥法工藝處理和生物膜法對(duì)本設(shè)計(jì)中的污水進(jìn)行處理。2.2處理工藝方案對(duì)比由污水水質(zhì)分析可知，所處理的城市污水可生化性較好，且對(duì)脫氮除磷有一定的要求，可

22、采用二級(jí)生物處理的方法進(jìn)行處理?，F(xiàn)有以下幾種方案可供選擇：1、氧化溝工藝在20世紀(jì)50年代，氧化溝工藝在荷蘭被首次創(chuàng)立。之后被各個(gè)國(guó)家廣泛采用。在采用的過(guò)程中，結(jié)合自身處理功能在工藝及構(gòu)造方面有了很大的改造，進(jìn)而推動(dòng)了氧化溝污水處理技術(shù)的發(fā)展。久而久之，在時(shí)間和空間的發(fā)展和改造下，氧化溝技術(shù)的缺點(diǎn)被改進(jìn)，優(yōu)點(diǎn)被逐步發(fā)展。其優(yōu)點(diǎn)有：1) 由于氧化溝污水處理技術(shù)的水力停留時(shí)間較長(zhǎng)，所以污水在構(gòu)筑物內(nèi)的混合效果較好；2) 污泥負(fù)荷低，對(duì)水質(zhì)的變化有較強(qiáng)的適應(yīng)性；3) 氧化溝一般不設(shè)置初沉池，減少構(gòu)筑物的土建費(fèi)用；4) 由于氧化溝處理工藝的水力停留時(shí)間較長(zhǎng)，且池體容積一般較大，池內(nèi)活性污泥在好氧區(qū)已經(jīng)

23、被好氧穩(wěn)定，所以排出的污泥不需要厭氧消化，可以直接濃縮脫水。該工藝缺點(diǎn)如下：1) 氧化溝工藝存在污泥膨脹、污泥上浮、污泥沉積等問(wèn)題；2) 與sbr和傳統(tǒng)活性污泥法比較，能耗高，占地面積較大。2、sbr法sbr法即序批式活性污泥法。sbr法操作規(guī)程不是連續(xù)的，從開(kāi)始處理到閑置結(jié)束，需要經(jīng)過(guò)五個(gè)基本過(guò)程，主要由進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、出水、閑置組成，有機(jī)物含量較高的工業(yè)廢水大多采用sbr工藝。其工藝的優(yōu)點(diǎn)如下：1) sbr工藝組成較為簡(jiǎn)單，曝氣池除了能夠降解有機(jī)物，而且能夠充當(dāng)二次沉淀池的作用，且在此工藝中，不需要對(duì)污泥進(jìn)行回流；2) 耐沖擊負(fù)荷，通常不設(shè)置調(diào)節(jié)池，可獲得低ss出水；3) 通過(guò)適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)

24、可實(shí)現(xiàn)對(duì)氮、磷元素的去除；4) svi值較低，有效防止絲狀菌膨脹；5) 易于自動(dòng)化控制,操作靈活性好。該工藝缺點(diǎn)如下：1) 同時(shí)脫氮除磷時(shí)操作復(fù)雜；2) 設(shè)計(jì)過(guò)程復(fù)雜，維護(hù)要求高，運(yùn)行對(duì)自動(dòng)化控制依賴性強(qiáng)；3) 池體容積較大。3、aao法aao工藝具有厭氧、缺氧、好氧區(qū)在同一個(gè)處理系統(tǒng)中，可以實(shí)現(xiàn)有機(jī)物的降解以及對(duì)n、p的去除。其特點(diǎn)為：1) 能同時(shí)脫氮除磷；2) 反硝化過(guò)程為硝化提供堿度；3) 反硝化同時(shí)去除一部分有機(jī)物；4) 污泥的沉降性能較好。該工藝缺點(diǎn)如下：1) 脫氮效果受內(nèi)循環(huán)比影響；2) 可能存在諾卡氏菌的問(wèn)題；3) 需要控制循環(huán)混合液的do。4、傳統(tǒng)活性污泥法傳統(tǒng)活性污泥法又稱為

25、普通活性污泥法，污水從池子首段進(jìn)入池內(nèi)，二沉池回流的污泥也同步進(jìn)入，污水在池內(nèi)呈推流形式流至池子末端，流出池外進(jìn)入二沉池，進(jìn)行泥水分離。污水在推流過(guò)程中，有機(jī)物在微生物的作用下得到降解，濃度逐漸降低。該工藝優(yōu)點(diǎn)如下：1) 有機(jī)物在曝氣池內(nèi)降解經(jīng)歷了第一階段的吸附和第二階段的代謝的完整過(guò)程，活性污泥也精力了對(duì)數(shù)增長(zhǎng)、減速增長(zhǎng)、內(nèi)源呼吸的完整生長(zhǎng)周期。2) 對(duì)污水才處理效果好，bod去除率可達(dá)到90%以上。3) 適合用于處理凈化程度高和穩(wěn)定程度要求較高的污水。該工藝缺點(diǎn)如下：1) 耐沖擊負(fù)荷低，產(chǎn)生的泥量大；2) 對(duì)進(jìn)水水質(zhì)、水量變化的適應(yīng)性較低；3) 占地面積大，土建投資高等缺點(diǎn)。 5、曝氣生物

26、濾池曝氣生物濾池是90年代初興起的污水處理新工藝，已經(jīng)在發(fā)達(dá)國(guó)家廣為流行。該工藝具有去除ss、cod、bod、硝化、脫氮、除磷、去除aox（有害物質(zhì)）的作用。它是集生物氧化和截留懸浮固體為一體的處理工藝。該工藝的優(yōu)點(diǎn)如下：1) 總體投資少，包括機(jī)械設(shè)備、自控電氣系統(tǒng)、土建和征地費(fèi)。2) 占地面積小，通常為常規(guī)處理工藝占地面積的80%，使廠區(qū)布置緊湊、美觀。3) 處理出水水質(zhì)好，可達(dá)到中水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)或生活雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。4) 工藝流程短，氧的傳輸效率高，供氧動(dòng)力消耗低，處理單位污水耗電量低。5) 過(guò)濾速度高，處理負(fù)荷高于常規(guī)處理工藝。該工藝缺點(diǎn)如下：1) 運(yùn)行維護(hù)較復(fù)雜，尤其是填料的反洗與更換；2

27、) 運(yùn)行費(fèi)用也較高。 2.3 工藝的確定在本設(shè)計(jì)中采用aao生物法。該污水處理廠的處理規(guī)模較小，有機(jī)物濃度較低，且對(duì)脫氮除磷有一定的要求，為了工藝簡(jiǎn)單、操作方便、投資少、運(yùn)行費(fèi)用低，故主體工藝選擇aao法工藝，設(shè)計(jì)工藝流程如圖2-1所示： 外運(yùn)進(jìn)水中格柵細(xì)格柵沉砂池厭氧池缺氧池好氧池 二沉池消毒池出水 濃縮池脫水間貯泥池外運(yùn)圖2-1 工藝流程圖2.4 工藝概述從二沉池排出的剩余污泥一部分回流入?yún)捬醭刂校员ＷC厭氧池中活性污泥的活性。好氧池出來(lái)的含有大量硝酸鹽的污水大部分回流入缺氧池內(nèi)，進(jìn)行反硝化過(guò)程，達(dá)到脫氮的目的。污水經(jīng)由城市污水管網(wǎng)匯合進(jìn)入污水處理廠中，經(jīng)過(guò)中格柵和細(xì)格柵，利用不同寬度的柵

28、條截留污水中較粗大的漂浮物和懸浮物粗大的漂浮物和懸浮物。污水進(jìn)入旋流式沉砂池，污水以及污水中的無(wú)機(jī)顆粒在機(jī)械力的作用下，由于密度的差異，無(wú)機(jī)顆粒在離心力的作用下被甩出水流，從而達(dá)到無(wú)機(jī)顆粒的去除；污水進(jìn)入aao生物池，首先進(jìn)入?yún)捬醵?，從污泥泵房回流的污泥和污水充分混合一起進(jìn)入。在此段的反應(yīng)中，聚磷菌厭氧釋磷，同時(shí)大分子有機(jī)物分厭氧分解為小分子的有機(jī)物，部分有機(jī)物被氨化。缺氧段主要進(jìn)行氮的去除，從好氧池回流回來(lái)的含有大量硝酸鹽的污水，在反硝化細(xì)菌的作用下，將含氮有機(jī)物中的氮還原成氮?dú)?，排放到大氣中，從而達(dá)到氮的去除的目的。好氧段進(jìn)一步去除有機(jī)物，硝態(tài)氮和亞硝態(tài)氮被硝化，磷被聚磷菌好氧吸收，然后通

29、過(guò)排放剩余污泥的形式將磷去除。進(jìn)入二沉池利用絮凝沉淀分離懸浮生長(zhǎng)的活性污泥，使處理后的出水得以澄清；最后進(jìn)入消毒池加入藥品去除水中的微生物，達(dá)標(biāo)后排入河流。第3章 污水處理單體構(gòu)筑物計(jì)算3.1 格柵的設(shè)計(jì)計(jì)算格柵一般位于污水處理廠的第一步，由一組或數(shù)組平行的金屬柵條構(gòu)成，斜置在污水進(jìn)口處或泵站前段，截留較大的漂浮物，以免破壞泵的葉片和殼體。粗格柵0.050.1m。中格柵0.010.04m，細(xì)格柵0.010.0015m。3.1.1 格柵設(shè)計(jì)規(guī)定1）水泵處理系統(tǒng)前格柵柵條間隙，應(yīng)符合以下要求2： 人工清除2540mm 機(jī)械清除1625mm 最大間隙40mm2 ) 每日產(chǎn)生的柵渣如果大于0.2，宜采

30、用機(jī)械清除。3）為了方便人工清渣作業(yè)，避免清渣過(guò)程中柵渣回落水中，人工格柵安裝角度一般與水平面成3060；機(jī)械格柵傾角一般為6070。4）格柵渠道寬度要適當(dāng)，使水流保持適當(dāng)?shù)牧魉?。既不至于泥沙沉積在溝渠底部，又能防止已經(jīng)截取的污物沖過(guò)格柵，通常采用0.40.9m/s。為了防止柵條間隙堵塞，污水通過(guò)柵條間隙的流、（過(guò)柵流速）一般采用0.61.0m/s，最大流量時(shí)可高到1.21.4m/s。圖3-1 平面格柵的安裝方式本設(shè)計(jì)中在泵前設(shè)置一道中格柵，泵后設(shè)置一道細(xì)格柵。3.1.2 中格柵設(shè)計(jì)參數(shù)和工藝尺寸圖3-2 格柵水力計(jì)算簡(jiǎn)圖1、中格柵的間隙數(shù)n：式中：； 柵前水深，m； 中格柵傾角，（）； 過(guò)柵

31、流速，； 中格柵間隙寬度，m； 中格柵組數(shù)。（2用1備）經(jīng)驗(yàn)修正系數(shù)。設(shè)計(jì)中取 ，取整n=452、中格柵槽總寬度b：b=s(n-1)+bn式中：中柵條寬度，m； 中格柵條凈間隙，m。 中格柵間隙數(shù)；設(shè)計(jì)中取s=0.01m，n=45，b=0.02m則b=s(n-1)+bn=0.01(45-1)+0.0245=1.34m3、進(jìn)水渠道漸寬部分的長(zhǎng)度 式中：進(jìn)水渠道漸寬部位的展開(kāi)角度，（）； 進(jìn)水渠道的寬度，m。設(shè)計(jì)中取=0.65m，=204、出水渠道漸窄部分的長(zhǎng)度一般取=0.5=0.50.94=0.47m 5、通過(guò)格柵的水頭損失 h 式中：； 采用銳邊矩形 2。 2。 6、柵后明渠的總高h(yuǎn) 式中：中

32、格柵前水深，m； 中格柵前渠道超高，一般取 =0.3m； 中格柵水頭損失，m。=0.4+0.3+0.103=0.803m7、格柵槽總長(zhǎng)度l式中：l格柵槽總長(zhǎng)度（m）： 格柵明渠的深度（m）。8、每日柵渣量w式中：w每日柵渣量（）； 單位柵渣量（污水），一般采用0.040.06污水。 污水流量總變化系數(shù)。設(shè)計(jì)中取=0.05污水0.2所以宜采用機(jī)械清渣。9、 格柵除污機(jī)的選擇選擇hg-1400鏈條回轉(zhuǎn)式多耙平面格柵除污機(jī)，共2臺(tái)。其技術(shù)參數(shù)見(jiàn)下表3-1： 表3-1 hg-1400鏈條回轉(zhuǎn)式多耙平面格柵除污機(jī)型號(hào)格柵寬度柵條間隙安裝角度電動(dòng)機(jī)功率hg-14001400mm10-50mm60-751.

33、5kw3.1.3 細(xì)格柵設(shè)計(jì)參數(shù)和工藝尺寸1、細(xì)格柵的間隙數(shù)n：式中：； 柵前水深，m； 中格柵傾角，（）； 過(guò)柵流速，； 中格柵間隙寬度，m； 中格柵組數(shù)。（2用1備）經(jīng)驗(yàn)修正系數(shù)。設(shè)計(jì)中取 ，個(gè)n=66.2，取整n=67；2、格柵槽總寬度b：b=s(n-1)+bn式中：s柵條寬度，m； b細(xì)柵條凈間隙，m； n細(xì)格柵間隙數(shù)。設(shè)計(jì)中取，則b=s(n-1)+bn=0.01(67-1)+0.0167=1.33m3、進(jìn)水渠道漸寬部分的長(zhǎng)度式中：進(jìn)水渠道漸寬部位的展開(kāi)角度，（）； 進(jìn)水渠道寬度，m；設(shè)計(jì)中取=0.65m，=204、 出水渠道漸窄部分的長(zhǎng)度一般取=0.5=0.50.94=0.47m5、

34、通過(guò)格柵的水頭損失 h 式中：，； 其值與柵條斷面幾何形狀有關(guān)，本設(shè)計(jì)中采用銳邊矩形 2。 2。，為了避免柵前涌水，故將柵后槽降低 6、柵后明渠的總高h(yuǎn)式中：柵前水深，m； 細(xì)格柵前渠道超高，一般取 =0.3m； 細(xì)格柵水頭損失，m。=0.6+0.3+0.205=1.105m7、格柵槽總長(zhǎng)度l式中：l格柵槽總長(zhǎng)度（m）： 格柵明渠的深度（m）。8、每日柵渣量w式中：w每日柵渣量（）； 單位柵渣量（污水），一般采用0.040.06污水。 污水流量總變化系數(shù)。設(shè)計(jì)中取=0.04污水0.2所以宜采用機(jī)械清渣。9、格柵除污機(jī)的選擇選擇hg-1400鏈條回轉(zhuǎn)式多耙平面格柵除污機(jī)，共2臺(tái)。其技術(shù)參數(shù)見(jiàn)下表

35、3-2： 表3-2 hg-1400鏈條回轉(zhuǎn)式多耙平面格柵除污機(jī)型號(hào)格柵寬度柵條間隙安裝角度電動(dòng)機(jī)功率hg-14001400mm10-50mm60-752.2kw3.2 提升泵房本設(shè)計(jì)采用矩形地下組合式泵房，占地面積小，布局緊湊，結(jié)構(gòu)較省，在泵房地下設(shè)置一座集水池，在池內(nèi)設(shè)置潛污泵，用來(lái)將污水提升一定高度，以滿足后續(xù)處理構(gòu)筑物水頭的需要。設(shè)計(jì)流量為30000+20000=2460，選擇5臺(tái)泵，每臺(tái)泵的流量為650左右；選用5臺(tái)泵，4用1備，每臺(tái)泵的揚(yáng)程至少要大于11.41m。查qw系列潛水排污泵qw系列潛水排污泵型譜圖，選用250qw650-15-45型泵5臺(tái)，該泵參數(shù)如表3-3所示：表3-3

36、250qw650-15-45型泵參數(shù)型號(hào)排出口徑(mm)流量（m3/h）轉(zhuǎn)速（r/min）揚(yáng)程（m）wq2260-42525060098015電機(jī)功率（kw）效率（%）重量（kg）4582.61456泵房集水池的容積（以一臺(tái)水泵工作一個(gè)小時(shí)的水量計(jì)算）設(shè)有效水深為，則集水池的面積為： 因此本設(shè)計(jì)集水池的面積為：，選擇的池長(zhǎng)為9m，寬為8.5m。3.3 旋流式沉砂池的設(shè)計(jì)計(jì)算污水中的無(wú)機(jī)粒子，會(huì)使管道和管道設(shè)備磨損，如果存在于反應(yīng)池中，會(huì)使反應(yīng)池內(nèi)的微生物活性降低，又會(huì)在反應(yīng)池底部硬化，導(dǎo)致有效的反應(yīng)器體積減小，而且在脫水的時(shí)候會(huì)損壞脫水設(shè)備。所以在處理污水時(shí)需要設(shè)置沉砂池，用以去除污水相對(duì)密度

37、較大的無(wú)機(jī)顆粒，以免影響后續(xù)處理構(gòu)筑物的正常運(yùn)作。目前應(yīng)用最為廣泛的沉砂池有平流式沉砂池、曝氣沉砂池、旋流式沉砂池和豎流式沉砂池。其中占地面積較小，投資較少、效率高、設(shè)備運(yùn)行更可靠是豎流沉砂池的極大特色，因此被廣泛應(yīng)用。本次設(shè)計(jì)采用旋流沉砂池。采用3座旋流沉砂池，2用1備，與細(xì)格柵連接，沉砂池流量0.683。本次設(shè)計(jì)采用旋流式沉砂池。它是利用機(jī)械力控制水流流態(tài)與流速、加速沙礫的沉淀并使有機(jī)物隨水流帶走以免影響后續(xù)構(gòu)筑物正常運(yùn)行的沉砂裝置。旋流沉砂池最高時(shí)設(shè)計(jì)流量時(shí)，停留時(shí)間不應(yīng)小于30s，設(shè)計(jì)水力表面負(fù)荷宜為150200，有效水深宜為1.02.0m,池徑與池身比為2.02.5。根據(jù)處理流量的大

38、小按表3-4選用型號(hào)并確定相關(guān)尺寸，圖3-3為鐘式沉砂池的各部分尺寸。表3-4 鐘式沉砂池型號(hào)及尺寸表 （單位：m）型號(hào)流量l/sabcdefghjkl150501.831.00.3050.610.30001001102.131.00.3800.760.30002001802.431.00.4500.900.301.350.40.300.400.81.153003103.051.00.6101.200.301.550.450.300.450.81.355505303.661.50.7501.500.401.700.500.

39、510.580.81.459008804.801.51.002.000.402.21.000.510.600.81.85130013205.400.402.51.000.610.630.81.851750175002.400.402.51.300.750.700.81.952000220002.400.402.51.300.890.750.81.55圖3-3 鐘式沉砂池設(shè)計(jì)流量：q=59000m/d =683l/s選用3個(gè)沉砂池(2用1備)，沉砂池的流量q=341.5l/s故選用沉砂池型號(hào)為550。排砂裝置：采用空氣提升泵從旋流沉砂池

40、底部空氣提升排砂。排砂時(shí)間每日一次，每次12小時(shí)，所需空氣量為排砂量的1520倍。參數(shù)如下：直徑：3.66m高度：3.75m有效水深：1.5m3.4 aao池的設(shè)計(jì)計(jì)算aao工藝共包含厭氧池、缺氧池、好氧池三個(gè)池體。在厭氧池中，聚磷菌在厭氧條件下釋磷，同時(shí)降解小分子有機(jī)物，并分解一部分大分子有機(jī)物，有利于后續(xù)處理中對(duì)大分子有機(jī)物的降解。在缺氧池中主要進(jìn)行的是脫氮作用。在好氧區(qū)內(nèi)被硝化菌和亞硝化菌氧化的硝化液通過(guò)內(nèi)循環(huán)回流到缺氧池，內(nèi)回流比一般取24，在缺氧池內(nèi)，含氮有機(jī)物被反硝化細(xì)菌還原并轉(zhuǎn)化為氮?dú)?，排入大氣，從而達(dá)到氮的去除。在好氧池中，主要進(jìn)行氮的氧化，氨態(tài)氮在亞硝化菌和硝化菌的作用下，轉(zhuǎn)

41、化為硝態(tài)氮，經(jīng)內(nèi)回流系統(tǒng)輸送到缺氧池進(jìn)行脫氮。聚磷菌在好氧條件下大量或過(guò)量吸磷，在二沉池中經(jīng)排放剩余污泥的方式達(dá)到磷的去除4。3.4.1 aao池設(shè)計(jì)參數(shù)1、水力停留時(shí)間aao工藝的水力停留時(shí)間t一般采用68h，設(shè)計(jì)中取t=8h。2、曝氣池內(nèi)活性污泥濃度之間，設(shè)計(jì)中取；mlvss曝氣池中揮發(fā)性污泥濃度，。3、回流污泥濃度式中：； svi污泥容積指數(shù)； r系數(shù)，一般采用r=1.2。設(shè)計(jì)中取svi=1004、污泥回流比式中：r污泥回流比（%）； 回流污泥的濃度（mg/l），解得：r=0.64。5、tn去除率式中：etn去除率（%）； （mg/l）； （mg/l）。設(shè)計(jì)中取=15mg/l6、內(nèi)回流倍

42、數(shù)式中：內(nèi)回流倍數(shù)。3.4.2 aao池平面尺寸計(jì)算1、總有效容積v=qt式中：生物池的有效容積（）； 進(jìn)水流量（）； 水力停留時(shí)間（d）。設(shè)計(jì)中取q=40000v=qt=500008/24=16666.67，則厭氧池內(nèi)水力停留時(shí)間；缺氧池內(nèi)水力停留時(shí)間；好氧池內(nèi)水力停留時(shí)間。2、平面尺寸曝氣池總面積式中：a曝氣池總面積（）； h曝氣池有效水深（m）。設(shè)計(jì)中h=5.0m每組曝氣池面積式中：； n曝氣池個(gè)數(shù)。設(shè)計(jì)中取n=2每組曝氣池共設(shè)5廊道。 式中：b每廊道寬度（m）； n廊道數(shù)。設(shè)計(jì)中取b=4.5m，n=5設(shè)計(jì)中取75.0m。厭氧缺氧好氧池的平面布置如圖3-4所示：圖3-4 厭氧缺氧好氧池平

43、面圖3.4.3 aao池進(jìn)出水設(shè)計(jì)1、曝氣池的進(jìn)水設(shè)計(jì)來(lái)水經(jīng)dn800mm鋼制管道進(jìn)入aao生物池首段厭氧區(qū)，管內(nèi)流速為進(jìn)水渠道取寬為0.8m，水深為1.0m則渠道內(nèi)的最大水流速度式中：； 進(jìn)水渠道寬度（m）； 進(jìn)水渠道有效水深（m）。反應(yīng)池采用潛孔進(jìn)水，孔口面積式中：； 孔口流速，一般采用0.21.5m/s。設(shè)計(jì)中取=0.4m/s式中：n每座曝氣池所需孔口數(shù)（個(gè)）； f每個(gè)孔口的面積（）。個(gè)取整n=5。2、曝氣池的出水設(shè)計(jì)厭氧缺氧好氧生物池出水采用矩形薄壁堰，跌落出水，堰上水頭式中：堰上水頭（m）； 每座反應(yīng)池出水量()； 流量系數(shù)，一般采用0.40.5； 。設(shè)計(jì)中取m=0.4，b=4.5m

44、。出水管采用dn800mm鋼管，送入二沉池，管道內(nèi)的流速為3.4.4 aao池的需氧量計(jì)算5式中：； 一每日增長(zhǎng)的揮發(fā)性活性污泥量，kg/d； 需要氧化的氨氮濃度（mg/l）；一內(nèi)源代謝系數(shù)，取0.05；y一活性污泥的產(chǎn)率系數(shù)，gvss/gbod，取0.6；v一生物反應(yīng)池的容積，m3；一活性污泥負(fù)荷，kg/(kg)，取0.25； 出水的硝酸鹽氮（mg/l）。假設(shè)按最不利情況，原水中與tn量相同，且回流硝化液和出水中的全部來(lái)自原水中的，設(shè)出水中含量為5mg/l，則需要氧化的量為：30.0-5.0=25.0mg/l 需要還原的量為25.0-5.0=20.0mg/l則： 把實(shí)際需氧量折合成標(biāo)準(zhǔn)需氧量

45、： 式中：標(biāo)準(zhǔn)需氧量（kg/d）； 查表得； ； ； 0.900.97。，=8.24，取采用倒傘形葉輪表面曝氣機(jī)，每組生物池設(shè)2臺(tái)，共4臺(tái)。采用型號(hào)、性能及安裝要求如表3-5所示表3-5 倒傘形葉輪表面曝氣機(jī)性能及安裝要求型號(hào)葉輪直徑電機(jī)額定功率（kw）充氧量（kg/h）葉輪升降動(dòng)程（mm）hds350b35009095-198型號(hào)葉輪直徑電機(jī)額定功率（kw）充氧量（kg/h）葉輪升降動(dòng)程（mm）ds32532505521-1073.4.5 其他管道設(shè)計(jì)1、污泥回流管污泥回流比為，回流污泥管徑為管內(nèi)污泥流速為2、硝化液回流通道在好氧池與缺氧池相隔的墻面上留有寬為2.0m的口，做為內(nèi)回流通道。3

46、、剩余污泥量式中：w剩余污泥量（kg/d）； 濕污泥量式中：濕污泥量（）； 污泥含水率。設(shè)計(jì)中取p=99.2% 4、 水下推進(jìn)器的設(shè)置由于aao生物池的容積較大，為防止aao生物池內(nèi)的水流發(fā)生斷流，短流等現(xiàn)象導(dǎo)致aao生物池的有效容積減小，避免不必要的水頭損失，所以設(shè)置8臺(tái)水下推進(jìn)器，采用qjb4/4-1800/2-65/p型潛水推流器3，其型號(hào)及參數(shù)見(jiàn)表3-6表3-6 qjb4/4-1800/2-65/p型潛水推流器參數(shù)拌機(jī)型號(hào)額定功率額定電進(jìn)葉輪直徑葉輪輪速(r/min)重量(kg)qjb4/4-1800/2-65/p48.81800651653.5 輻流式二沉池的設(shè)計(jì)計(jì)算在污水處理工藝中

47、，二次沉淀池是重要的單體構(gòu)筑物。在二次沉淀池中實(shí)現(xiàn)了泥水分離，既對(duì)污水進(jìn)行了進(jìn)一步的凈化，又縮小了污泥的體積，減小了污泥處理的負(fù)擔(dān)。一般中大型規(guī)模的城市污水處理廠，常選用平流式和輻流式沉淀池。由于輻流式沉淀池具有池內(nèi)水流更穩(wěn)，進(jìn)出水配水更均勻，避免橫向錯(cuò)流、異重流的影響，污泥的貯存和排泥更方便，所以在設(shè)計(jì)重常采用圓形輻流式沉淀池6。輻流式沉淀池一般占地面較大，直徑可達(dá)5100m，有效水深一般取1.53.0m，進(jìn)水方式有中心進(jìn)水與周邊進(jìn)水兩種。在本設(shè)計(jì)中采用中心進(jìn)水周邊出水的圓形輻流式沉淀池。設(shè)計(jì)中選擇兩組輻流式沉淀池，每池設(shè)計(jì)流量為，經(jīng)過(guò)集配水井分配流量后進(jìn)入輻流式沉淀池進(jìn)行沉淀。3.5.1

48、輻流式二沉池平面尺寸計(jì)算圖3-5輻流式沉淀池結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖1、沉淀池表面積f式中：； 設(shè)計(jì)流量（）； 表面負(fù)荷，一般采用0.51.5.設(shè)計(jì)中取=1.3。2、沉淀池直徑d式中：d沉淀池直徑（m）。設(shè)計(jì)中取d=35m，半徑為17.5m。3、沉淀池有效水深式中：沉淀時(shí)間（），一般采用1.53.0。設(shè)計(jì)中取t=2.54、徑深比，合乎（612）的要求。5、污泥部分所需容積式中：污泥部分所需容積（）； 污水平均流量（）； 污水回流比（%）； 曝氣池中的污泥濃度（mg/l）； 二沉池的排泥濃度（mg/l）。設(shè)計(jì)中取，r=64%。式中：svi污泥容積指數(shù)，一般采用70150； r系數(shù)，一般采用1.2。設(shè)計(jì)中取svi=100，=12000mg/l，x=3500mg/l6、沉淀池總高度h式中：沉淀池總高度（m）； 沉淀池的超高（m），一般采用0.30.5m； 沉淀池的有效水深（m）； 沉淀池緩沖層高度（m），一般采用0.3m； 沉淀池底部圓錐體高度（m）； 沉淀池的池底坡度（m）。設(shè)計(jì)中取=0.3m；=0.3m；=3.25m池底坡度取0.05式中：； 沉淀池的半徑（m）； 沉淀池進(jìn)水豎井半徑（m），一般采用1.0m； 沉淀池的池底坡度。設(shè)計(jì)中取r=16.75m，=1.0m，i=0.05式中：污泥部分所需容積（）； 沉淀池底部圓錐