環(huán)境工程水污染設(shè)計(jì)任務(wù)說明書SBR

1、1.設(shè)計(jì)任務(wù)說明書水是一切生物生存必不可少的物質(zhì)之一，沒有水的世界是無法想象的。雖然我國水資源總量非常豐富，年徑流總量2.711012m3，居世界第六位，但是由于人口眾多，人均占有僅 2262m3 ，約為世界平均的 1/4，屬世界缺水國家之一。我國幅員遼闊，各地氣候迥異，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平差異也很大。隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人們生活水平的不斷提高，政府、企業(yè)、居民的環(huán)保意識(shí)不斷增強(qiáng)，對(duì)生活質(zhì)量和環(huán)境質(zhì)量的要求越來越高，水污染治理也越來越受到人們的關(guān)注。水污染控制技術(shù)在我國社會(huì)主義建設(shè)中有著十分重要的作用。從環(huán)境保護(hù)方面講，水污染控制技術(shù)有保護(hù)和改善環(huán)境、消除污水危害的作用，是保障人民健康和造福子孫后

2、代的大事；從衛(wèi)生上講，水污染控制技術(shù)的興起對(duì)保障人民健康具有深遠(yuǎn)的意義；對(duì)預(yù)防和控制各種疾病、癌癥或是 “公害病 ”有著重要的作用；從經(jīng)濟(jì)上講，城市污水資源化，可重復(fù)利用于城市或工業(yè)，這是節(jié)約用水和解決淡水資源短缺的重要途徑，它將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益?？傊?，在實(shí)現(xiàn)四個(gè)現(xiàn)代化過程中，水污染控制技術(shù)對(duì)環(huán)境保護(hù)、促進(jìn)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和保障人民健康有現(xiàn)實(shí)意義和深遠(yuǎn)影響，并使經(jīng)濟(jì)建設(shè)、城鄉(xiāng)建設(shè)與環(huán)境建設(shè)同步規(guī)劃，同步實(shí)施，同步發(fā)展。這樣才能實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益的統(tǒng)一。1.1設(shè)計(jì)任務(wù)隨著經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，人民生活水平的提高，對(duì)生態(tài)環(huán)境的要求日益提高，要求越來越多的污水處理后達(dá)標(biāo)排放。在全國乃至世界范圍內(nèi)，

3、正在興建及待建的污水廠也日益增多。根據(jù)日處理污水量將污水處理廠分為大、中、小三種規(guī)模：日處理量大于10 萬m3 為大型處理廠， 1-10 m3萬為中型污水處理廠， 小于 1 萬 m3的為小型污水處理廠 ,本組按要求設(shè)計(jì) 10萬m3的污水處理廠。通過城市污水處理廠工藝的選擇、設(shè)計(jì)，可以使我們環(huán)境工程專業(yè)的學(xué)生利用所學(xué)到的水污染控制理論，系統(tǒng)的掌握污水處理方案比較、優(yōu)化，掌握各主要構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與參數(shù)計(jì)算，主要構(gòu)筑物及設(shè)備包括格柵、提升泵、鼓風(fēng)機(jī)、曝氣器、污泥脫水機(jī)、砂水分離器、刮泥機(jī)、水下攪拌器、淹沒式循環(huán)泵等，同時(shí)學(xué)會(huì)平面布置和高程計(jì)算。1.2設(shè)計(jì)資料設(shè)計(jì)水質(zhì)根據(jù)常用市政污水?dāng)?shù)據(jù)及污水綜合排放

4、標(biāo)準(zhǔn)（GB8978-1999），計(jì)劃使污水處理廠出水達(dá)到水污染物排放一級(jí)B 標(biāo)準(zhǔn)。- 1 -設(shè)計(jì)水質(zhì)如下表 1 所示。表 1設(shè)計(jì)水質(zhì)情況項(xiàng) 目CODcrBOD5SSNH 3-NTN入水4001801504050（mg/L ）出水6025 20 1520（mg/L ）去除率（%） 85%86.1% 86.6% 62.5%60%設(shè)計(jì)水量污水的平均處理量為Q平 =5 104m3/d=2100m3/h=0.58m3/s；污水的最大處理量為Qmax=7104m3/d =2950 m3/h =0.81 m3/s。日變化系數(shù)取 K日 為 1.4，時(shí)變化系數(shù)取 K 時(shí) 為1.38。氣象及水文資料青島市位于北緯

5、 3535 3709，東經(jīng) 1193012100，瀕臨黃海，屬于海洋季風(fēng)性氣候。海拔 76.0m，夏季平均氣壓 997.2毫巴，全年日照百分率為56%，冬季日照百分率為 61%；年平均溫度為 12.2，極端最高溫度為 35.4，極端最低溫度為 -15.5，最熱月平均最高為 28.5；冬季平均風(fēng)速為 5.7m/s，多偏北風(fēng)，夏季平均風(fēng)速為 4.9m/s，多偏南風(fēng)，全年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|南風(fēng)；降雨集中在 7-8月，約占全年降雨的 50%，平均降雨 2100，一日最大降雨 760mm。1.3 設(shè)計(jì)依據(jù)（ 1）室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范（ GBJ14-87）相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)；（ 2）地表水環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)（ GBHZB1-199

6、9 ）有關(guān)規(guī)定；（ 3）污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（ GB8978-1999）有關(guān)規(guī)定；（ 4）城市污水處理廠污水污泥排放標(biāo)準(zhǔn) (GJ3025-93） 有關(guān)規(guī)定；（ 5）給水排水工程快速設(shè)計(jì)手冊 1-5 指示與要求。2.污水處理工藝流程及簡介- 2 -污水進(jìn)水井粗格柵進(jìn) 水 泵細(xì)格柵渣外運(yùn)房渣外運(yùn)消毒劑鼓風(fēng)機(jī)曝氣沉砂池初沉池SBR 生物池接觸池砂外運(yùn)污泥脫水污泥濃縮池圖 1SBR 工藝流程圖SBR是一種間歇式的活性泥泥系統(tǒng)，其基本特征是在一個(gè)反應(yīng)池內(nèi)完成污水的生化反應(yīng)、固液分離、排水、排泥?？赏ㄟ^雙池或多池組合運(yùn)行實(shí)現(xiàn)連續(xù)進(jìn)出水。SBR 通過對(duì)反應(yīng)池曝氣量和溶解氧的控制而實(shí)現(xiàn)不同的處理目標(biāo)，具有很大的靈

7、活性。 SBR 池通常每個(gè)周期運(yùn)行 4-6 小時(shí)，當(dāng)出現(xiàn)雨水高峰流量時(shí)， SBR 系統(tǒng)就從正常循環(huán)自動(dòng)切換至雨水運(yùn)行模式，通過調(diào)整其循環(huán)周期，以適應(yīng)來水量的變化。SBR 系統(tǒng)通常能夠承受 3-5 倍旱流量的沖擊負(fù)荷。SBR 工藝具有以下特點(diǎn)：（1）SBR 工藝流程簡單、管理方便、造價(jià)低。 SBR 工藝只有一個(gè)反應(yīng)器，不需要二沉池，不需要污泥回流設(shè)備，一般情況下也不需要調(diào)節(jié)池，因此要比傳統(tǒng)活性污泥工藝節(jié)省基建投資 30%以上，而且布置緊湊，節(jié)省用地。由于科技進(jìn)步，目前自動(dòng)控制已相當(dāng)成熟、配套。這就使得運(yùn)行管理變得十分方便、靈活，很適合小城市采用。（2）處理效果好。 SBR 工藝反應(yīng)過程是不連續(xù)的

8、，是典型的非穩(wěn)態(tài)過程，但在曝氣階段其底物和微生物濃度變化是連續(xù)的 (盡管是處于完全混合狀態(tài)中），隨時(shí)間的延續(xù)而逐漸降低。反應(yīng)器內(nèi)活性污泥處于一種交替的吸附、吸收及生物降解和活化的變化過程之中，因此處理效果好。（3）有較好的除磷脫氮效果。 SBR 工藝可以很容易地交替實(shí)現(xiàn)好氧、缺氧、厭氧的環(huán)境，并可以通過改變曝氣量、反應(yīng)時(shí)間等方面來創(chuàng)造條件提高除磷脫氮效率。（4）污泥沉降性能好。 SBR 工藝具有的特殊運(yùn)行環(huán)境抑制了污泥中絲狀菌的生長，減少了污泥膨脹的可能。同時(shí)由于 SBR 工藝的沉淀階段是在靜止的狀態(tài)下進(jìn)行的，因此沉淀效果更好。（5）SBR 工藝獨(dú)特的運(yùn)行工況決定了它能很好的適應(yīng)進(jìn)水水量、水質(zhì)

9、波動(dòng)。- 3 -3.污水處理工藝流程及計(jì)算3.1 中格柵進(jìn)水中格柵是污水處理廠第一道預(yù)處理設(shè)施，可去除大尺寸的漂浮物或懸浮物，以保護(hù)進(jìn)水泵的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，并盡量去掉那些不利于后續(xù)處理過程的雜物。設(shè)計(jì)說明設(shè)置格柵的渠道寬度要適當(dāng)，應(yīng)使水流保持適當(dāng)?shù)牧魉?。一方面泥沙不至于沉積在溝渠底部，另一方面又防止把已經(jīng)截留的污物沖過格柵，通常柵前流速采用0.40.9m/s.為了防止柵條間隙堵塞和過柵水頭損失過大，過柵流速一般采用0.61.0m/s。設(shè)計(jì)流量（ 1）日平均流量Qd=5104m3/d 2083.3m3/h=0.579m3/s=579L/s根據(jù)生活污水總變化系數(shù)表得： K z=1.4（ 2） 最大日流量

10、Qmax=KzQd=1.40.579 m3/s =0.8106m3/s設(shè)計(jì)參數(shù)按最大日流量 Qmax=0.8106m3/s 設(shè)計(jì)柵條凈間距為 b=25.0mm柵前流速 1=0.8m/s過柵流速 =0.8m/s柵條寬度 s=0.01m格柵傾角 =60柵前部分長度 0.5m進(jìn)水渠道漸寬部分展開角 1=20，柵后部分長度為 1.0m 單位柵渣量： w1=0.06m3 柵渣 /103m3 污水設(shè)計(jì)計(jì)算（ 1）確定柵前水深 h。根據(jù)最優(yōu)水力斷面公式 QB12計(jì)算得：22h 0sin2 g- 4 -所以柵前槽寬約為1.4m。柵前水深 h0.72m（ 2）中格柵計(jì)算柵條間隙數(shù)（ n）為Qmaxsin0.81

11、06sin 60個(gè))n=0.0250.7252(bhv0.8（ 3）柵槽有效寬度（B ）設(shè)計(jì)采用 ?10 圓鋼為柵條，即 S=0.01m。B0S(n1)bn0.01(521)0.02552=1.81 (m） 1.8(m）因?yàn)闁挪蹖挾纫话惚雀駯艑?.2m0.3m，取 0.3m所以柵槽寬度 B=B0 +0.3=2.1m選用回轉(zhuǎn)式格柵 GH-1000 型兩臺(tái)，格柵槽安裝寬度1.05m，格柵槽有效格柵寬度1000mm，柵條間隙 25mm，整機(jī)（每臺(tái)）功率1.5Kw ，格柵傾角 60。所以實(shí)際柵條間隙數(shù)：nBS1.00.0129(個(gè)）Sb0.0250.01Qmax0.81060.776 m/s過柵流速

12、v2290.025nbh0.72（ 4）通過格柵的水頭損失h1h1Kh02h0sin2 gsb43h0計(jì)算水頭損失；g重力加速度， 9.81m2/s；K 格柵受污物堵塞使水頭損失增大的倍數(shù)，一般取3；阻力系數(shù)， 其數(shù)值與格柵柵條的斷面幾何形狀有關(guān)，對(duì)于圓形斷面， 取 1.79.h131.790.0140.77623sin 60 0.042 m0.025（ 5）柵后槽總高度H29.81- 5 -H=h+h1+h2=0.72+0.3+0.042=1.062(m）h柵前水深h1通過格柵的水頭損失h2柵前渠超高，一般取0.3m（ 6）柵槽總長度 L(m)a.進(jìn)水渠道漸寬部分長度BB11.050.650

13、.549L12tan 202 tan1b.柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度L2L10.2742c.L L1 L2 1.0 0.5H 10.720.30.5490.274 0.5 1.02.912 mtantan60式中 H1柵前渠道深： H1 =h+h2=1.02(m）1 進(jìn)水渠道漸寬部分展開角0.5 柵前部分長度,單位 m;1.0柵后部分長度，單位m（ 7）柵渣量計(jì)算對(duì)于柵條間距 b=25.0mm 的中格柵，對(duì)于城市污水，每單位體積污水爛截污物為 W 1=0.06m3/103m3，每日柵渣量為WQmax W1864000.81060.0686400K z10001.41000=3.0（m3

14、/d）攔截污物量大于0.2m3/d，宜采用機(jī)械清柵。采用LGC-2000 25 格柵除污機(jī)，功率為 2.2KW.污物的排出采用機(jī)械裝置：?600 螺旋輸送機(jī)，選用長度L=8.0m 的一臺(tái)。3.2 泵房設(shè)計(jì)說明污水處理系統(tǒng)簡單，對(duì)于新建污水處理廠，工藝管線可以充分優(yōu)化，故污水只考慮一次提升。污水經(jīng)提升后入細(xì)格柵間。然后自流進(jìn)入各工藝池，本設(shè)計(jì)采用半地下濕式梯形與矩形組合形合建式泵房。設(shè)計(jì)參數(shù)3設(shè)計(jì)流量選用最高日最高時(shí)流量Qmax=1.4 50000=70000 m /d集水池最高水位 -4.80m，集水池最低水位 -6.00m，出水管提升到計(jì)量間，其水面高程為7.50 米，泵站原地面高程為0.0

15、0 米。泵房的設(shè)計(jì)計(jì)算- 6 -（ 1）集水池計(jì)算最大設(shè)計(jì)流量為 70000 m3/d，采用 6 臺(tái)污水泵（5 用 1 備），則每臺(tái)污水泵的設(shè)計(jì)流量為： Q1=Qmax/5= 70000 m3/h=583m3/h取 Q1=600 m3/h524按一臺(tái)泵最大流量時(shí) 6min 的出水量設(shè)計(jì)，集水池容積 V=Qt=600 6m3=60 m360取有效水深 h=1.2m，集水池面積 F=V/h= （60/1.2）m2 =50 m2。（ 2）水泵總揚(yáng)程估算 H（m）集水池最低工作水位與所需提升最高水位的高差為h3=7.50m-（-6.00）m=13.50m出水管線水頭損失：每一臺(tái)泵單用一根出水管，其流量

16、為 Q1=600 m3/h，選用的管徑為 300mm 的鑄鐵管，格局給水排水設(shè)計(jì)手冊 ，查表得 v=2.15m/s,1000i=23.7。設(shè)管長為 20m，局部損失占沿程損失 30%，則出水管水頭損失 h=0.0237201.3m=0.62m 泵站內(nèi)的管線水頭損失假設(shè)為 1.5 m，自由水頭為 0.5 m。水泵總揚(yáng)程 H=13.50+0.62+1.5+1.0m=16.92m選用 250QW600-20 污水潛水泵（ 5 用 3 備），根據(jù)實(shí)用環(huán)境工程手冊，查得該泵的性能見下表 2:表 2 250QW600-20 污水潛水泵性能轉(zhuǎn)速流量揚(yáng)程 /m軸功率效率重量 /(r/min ）/( m3/h）

17、/KW（%）9806002039.6180.51360（ 3）校核總揚(yáng)程水泵總揚(yáng)程用下式計(jì)算：Hh1+h2+h3+h4 +h5v12式中h1吸水管水頭損失（m）， h1=1+ 2g + h1v22h2吹水管水頭損失（m），h2=2+ 2g +h2局部阻力系數(shù)v1吸水管流速（ m/s）- 7 -v2吹水管流速（ m/s）h3集水池最低工作水位與所提升最高水位之差（m）h4自由水頭，取h4=1.0mh5總管管頭損失（m）h1、 h2吸水管、出水管沿程損失（m）a吸水管路的水頭損失。每根吸水管的流量為13管徑，Q =600 m /h，選用 400mm流速 v=1.21m/s, 1000i=5.16。

18、直管部分長度 1.8m，喇叭口（ =0.1），DN400mm 的 45 彎頭 2 個(gè)（ =0.30m），DN400mm 閘門 1 個(gè)，（ =0.07），DN400 DN250 漸縮管 1 個(gè)（ =0.20m）。沿程損失h1 =1.8 5.61/1000=0.009m局部損失 （0.1+2 0.30+0.07） 1.2123.10229.81m+0.202m=0.155m9.81吸水管路總水頭損失h1=0.133+ h1=0.155+0.009=0.164mb.出水管路的水頭損失。直管部分20m。DN250DN300 漸擴(kuò)管 1 個(gè)（ =0.05m），電動(dòng)閘閥 1 個(gè)（ =0.07），旋啟式止回

19、閥 1 個(gè)（ =3.5）， 45彎頭 4 個(gè)（ =0.26m）。沿程損失 h2 =20m 23.7/1000=0.474m局部損失（ 0.07+3.5+0.264）2.1523.1229.81m+0.052m=1.111m9.8出水管路的水頭損失 h2=2.005+ h2=（1.111+0.474）m=1.585m c.總管管頭損失 連接總管管徑 DN1000mm，長 20m，設(shè)計(jì)流速為1.03m/s,1000i=1.16，異徑丁字管 4 個(gè)（ =1.5+0.78）。總管管頭損失h5 1.03（）1.032=20+51.5+0.782=0.144m10009.81水泵所需總揚(yáng)程H= h1 23

20、 45+h +h +h +h=(0.164+1.111+13.50+1.0+0.144） m=15.719m故選用 250QW600-20 型污水潛泵是合適的。3.3 細(xì)格柵污水由進(jìn)水泵房提升至細(xì)格柵間，細(xì)格柵用于進(jìn)一步去除污水中較小的顆粒懸浮、漂浮物。其工作原理是通過柵條攔截污水中的漂浮物，當(dāng)柵條上攔截的漂浮物過多以至- 8 -影響到格柵過水時(shí)，啟動(dòng)機(jī)械裝置清除柵條上的漂浮物，就這樣循環(huán)往復(fù)。設(shè)計(jì)說明細(xì)格柵柵條間隙較細(xì)，一般設(shè)置在污水處理構(gòu)筑物前，柵條間隙一般采用1.510mm。設(shè)置格柵的渠道，寬度要適當(dāng)，應(yīng)使水流保持適當(dāng)?shù)乃俣?。一方面泥沙不至于存積在溝渠底部，另一方面又防止把已經(jīng)截留的污物

21、沖過格柵，通常采用0.40.9m/s。為了柵條間隙堵塞， 污水通過柵條間隙的流速 （過柵流速）一般采用 0.6 1.0m/s。為了防止格柵前渠道出現(xiàn)阻流回水現(xiàn)象，一般在設(shè)置格柵的渠道與柵前渠道的聯(lián)接部，應(yīng)具有一定展開角的漸擴(kuò)部位。設(shè)計(jì)參數(shù)柵條間隙 b=10.0mm；柵前流速 1=0.8m/s；過柵流速 =0.8m/s ；柵前部分長度： 0.5m ；格柵傾角=60 ,一般為 45 75；單位柵渣量： 1=0.1m3 柵渣 /103 m3 污水。（ 1）確定柵前水深QB12v12 計(jì)算得：根據(jù)最優(yōu)水力斷面公式B12Qmax2 0.8101.42 mv10.8=1.42mB1h0.71m2=0.71

22、m式中： h柵前水深， m；B1柵前槽寬， m。即柵前槽寬 1.42m，水深 0.71m，（ 2）格柵計(jì)算a.柵條間隙數(shù)為 n- 9 -Qmax sin0.810sin 60條)（條）n0.010132.7(133bhv0.71 0.8式中：sin經(jīng)驗(yàn)修正系數(shù)；b柵條間隙， 0.01m。b.格柵寬度 B（m）BS(n1)bn0.01 (133 1)0.010 1332m=2.65m式中： S柵條寬度， m。設(shè)計(jì)采用 ?10 圓鋼為柵條，即S=0.01m。（ 3）實(shí)際格柵計(jì)算選用回轉(zhuǎn)式格柵 HG-1500 型兩臺(tái)，兩臺(tái)并聯(lián)使用， 。格柵槽安裝寬度 1850mm， 格柵槽有效格柵寬度 1500mm

23、，柵條間隙 10mm，整機(jī)（每臺(tái)）功率 3.0Kw ，格柵傾角 60。a.實(shí)際間隙數(shù) n采用公式： S(n1)nbB求得：BS1.500.01條)（條）nb0.0177.5(76S0.01式中： B 格柵有效寬度， 1.5m。b.實(shí)際流速 vQmax sin0.810sin60v2 760.010.698m / s 0.70m / snbh0.71=0.70m/sc.通過格柵的水頭損失h2h2Kh02h0sin2g式中： h0 計(jì)算水頭損失；g重力加速度；K 格柵受污物堵塞使水頭損失增大的倍數(shù)，一般取3；阻力系數(shù)，其數(shù)值與格柵柵條的斷面幾何形狀有關(guān)，對(duì)于圓形斷面，-10-s1.79b43所以，

24、0.0140.702h233 1.792sin 60 0.12 m0.019.81=0.12md.柵后槽總高度HHhh1h20.710.30.121.13m=1.13m式中： h柵前水深， 0.71m；h1柵前渠超高，一般取0.3m。e.柵槽總長度 L因?yàn)锽0 h v Qmax ，所以， B01.42，取 B0=1.5m。BB021.85 1.5L1tan 123.02m2tan 20=3.02mL1L21.51m2=1.51mH1hh10.710.31.01m=1.01mH 1所以， LL1L 21.00.5tan3.02 1.51 1.00.51.01tan 60=6.61m式中：B安裝寬

25、度， 1.85m；B0 進(jìn)水渠寬，取 1.5m；L 1 進(jìn)水渠漸寬部分長度， m；L 2 柵槽與出水渠連接處漸窄部分長度，m；格柵傾角， 60；-11-1 進(jìn)水漸寬部分的展開角，一般取 20。f.柵渣量 W 計(jì)算WQmax W1 864000.81 0.1 864005.0m3 / dK z 10001.4 1000=5.0m3/d式中： W1 柵渣量（ m3/103m3 污水），細(xì)格柵取 0.1m3/103m3；K z 流量總變化系數(shù)，取1.4。因?yàn)闋€截污物量大于0.2m3 ，宜采用機(jī)械清柵。/d污物的排出采用機(jī)械裝置： ?600 螺旋輸送機(jī)，選用長度L=8.0m 的一臺(tái)。3.4 沉砂池3.

26、4.1 沉砂池選型沉砂池是城市污水處理廠必不可少的處理設(shè)施，主要去除污水中粒徑大于0.2mm的砂粒，除砂的目的是為了避免砂粒對(duì)后續(xù)處理工藝和設(shè)備帶來的不利影響。砂粒進(jìn)入初沉池內(nèi)會(huì)使污泥刮板過度磨損，縮短更換周期；砂粒進(jìn)入泥斗后，將會(huì)干擾正常排泥或堵塞排泥管路；進(jìn)入泥泵后將使污泥泵過度磨損，使其降低使用壽命；砂進(jìn)入帶式壓濾脫水機(jī)將大大降低污泥成餅率，并使濾布過度磨損。以上情況，足以說明除砂對(duì)污水處理廠的重要性。沉砂池有平流式、豎流式、曝氣式和渦流式四種形式。平流式沉砂池具有結(jié)構(gòu)簡單，處理效果較好的優(yōu)點(diǎn)；豎式沉砂池處理效果一般較差；渦流式沉砂池利用水力渦流，使沉砂和有機(jī)物分開，以達(dá)到除砂目的；曝氣

27、沉砂池的最大優(yōu)點(diǎn)是能夠在一定程度上使砂粒在曝氣的作用下互相磨擦，可以去除砂粒上附著的有機(jī)污染物，同時(shí)，由于曝氣的氣浮作用，污水中的油脂類物質(zhì)會(huì)升到水面形成浮渣而被除去。曝氣池的主要優(yōu)點(diǎn)是：在沉砂效果相同條件下，適應(yīng)變化流量能力最強(qiáng)、水頭損失最小；通過控制曝氣強(qiáng)度，可使沉淀下來的的砂粒的腐化有機(jī)物含量低；可在一級(jí)處理前作為混合、絮凝、預(yù)曝氣之用，預(yù)曝氣可改善進(jìn)水腐化狀況。因此，本設(shè)計(jì)選擇曝氣沉砂池。3.4.2 設(shè)計(jì)參數(shù)Q=50000m3/dQ =Q Q=70000 m /d=0.810m /s(Q = 1.4）maxZ33Z水平流速 v1 =0.08m/s；最大設(shè)計(jì)流量停留時(shí)間t=2min ；-

28、12-池子的有效水深 h2=2m；設(shè)每立方米污水的曝氣量為d=0.2m3/m3 ；排泥間隔天數(shù) T=2d設(shè)計(jì)計(jì)算（ 1）總有效容積 VV=60Qmaxt=60 0.81 2.5=121.5m 3V 總有效容積， m 3；Qmax最大時(shí)設(shè)計(jì)流量， m 3/s;t最大設(shè)計(jì)流量時(shí)停留時(shí)間，min。（ 2）池?cái)嗝婷娣e AQm ax0.813A =8.1mv0.1（ 3）池總寬度 BB= A = 8.1 =4.05mh22每個(gè)池子寬度 :設(shè) n=2 格 ,則 b= B2.1m=2.03mn寬深比：b =1.05 (11.5） 滿足要求h2（ 4）池總長度 LL=V = 121.5 =15mA8.1（ 5

29、）每分鐘所需空氣量qq=60dQmax=600.2 0.81=9.72m3/min（ 6）沉砂斗所需容積 v已知城市污水沉砂量 0.03L/m3 生活污水流量總變化系數(shù) QZ=1.486400Qmax XT3V =3 m1000QZ每個(gè)沉砂斗容積 V 0= V =1.5m32（ 7）各部分幾何尺寸查閱給水排水設(shè)計(jì)手冊 ，可得以下參數(shù)：-13-設(shè)斗底寬 a1=0.5m集砂斗壁與水平面傾角=60取集砂斗高 h3 =045m.a.沉砂斗上口寬 a=2 h3 /tan 60+a1=1.02mb.沙斗容積 V 1=( a+a1 ）h3 L/2=6.31.53 m 符合要求查閱給水排水設(shè)計(jì)手冊 ，設(shè)計(jì)池底

30、坡度 i =0.3；c.沉砂池坡向集砂斗過度部分寬b0=b-a =2.1-1.02=1.08md.沉砂室高 h3= h3+ib0=0.4+0.3 1.08=0.774m查閱給水排水設(shè)計(jì)手冊 ，設(shè)超高 h1 =0.3me.池總高度 H： H=h1+h2+h3=0.3+2+0.774=3.074m3.1m（ 8）羅茨鼓風(fēng)機(jī)的選擇壓力 P=（H0+H1+H2 + H）9.8=（0.2+2.1+0.4+0.5）9.8=31.36KPaH0 供風(fēng)管道沿程局部損失之和，取0.2H1 曝氣管淹沒水頭，取2.1H2 曝氣管阻力，取0.4H 富余水頭，取 0.5 q=9.72m3/min10.95 m3/min

31、選用了 TRC-100 型羅茨鼓風(fēng)機(jī)，在 98Kpa 排氣壓力下進(jìn)口流量為 10.95m3/min. ，所需軸功率為 22.8KW ，配電機(jī)功率為 30KW 。（ 9）干管、支管選擇設(shè)干管流速為1= 11m/s，支管為 2= 4m/s，取 q=10.95 m3/min=0.1825 m3/s4q D1=0.145mv1所以選用 150mm 管道同理 D2=4q（每隔1m排布1個(gè)支管，所以個(gè)）= 0.057mn=18 1=18v2選用 60mm 管徑的支管3.5 初沉池沉淀池主要去除依附于污水中的可以沉淀的固體懸浮物，按在污水流程中的位置，-14-可以分為初次沉淀池和二次沉淀池。其中，初次沉淀池

32、是對(duì)污水中的以無機(jī)物為主體的比重大的固體懸浮物進(jìn)行沉淀分離。它是一級(jí)污水處理系統(tǒng)的主要處理構(gòu)筑物，或作為生物處理法中預(yù)處理的構(gòu)筑物，對(duì)于一般的城鎮(zhèn)污水初沉池的處理對(duì)象是懸浮固體，可以去除 SS 約 40% 50%,同時(shí)可去除 20%30%的 BOD5,可降低后續(xù)生物處理構(gòu)筑物的有機(jī)負(fù)荷。沉淀池按水流方向可分為平流式的、豎流式的和輻流式的三種。豎流式沉淀池適用于處理水量不大的小型污水處理廠。而平流式沉淀池具有池子配水不易均勻，排泥操作量大的缺點(diǎn)。輻流式沉淀池不僅適用于大型污水處理廠，而且具有運(yùn)行簡便， 管理簡單，污泥處理技術(shù)穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)。所以，本設(shè)計(jì)在初沉池選用了輻流式沉淀池。（ 1）每座沉淀池表

33、面積 A 1 和池徑 D (池?cái)?shù) n=2 , qx=1.5 m3/( m2h） Qd = 50000 m3/d = 2083.33 m3/h (取總變化系數(shù) K Z =1.4）Qmax = KZQd = 500001.4 m3/d = 2916.67 m3/h A 1= Qmax/nq = 2916.67(22）= 729.17m2D =4A1 =4 729.17 = 30.48m3. 14（ 2）沉淀池有效水深 h2h2 = qt = 1.5 2.0 = 3.0m(設(shè)沉淀時(shí)間 t=2.0h）（ 3）池徑比校核D = 30.48 = 10.16 在 612 之間 ,符合要求。h23（ 4）沉淀

34、區(qū)有效面積VV =A 1h2= 729.17 3 = 2187.51 m3（ 5）存泥區(qū)所需容積VwQ max ? 24( c0c1 ?100)Vw =(100 - p0 )10002916.6724(270135)4=1000(10099)241000= 1.58 m3/d（ 6）污泥斗容積設(shè)污泥斗上部半徑r1=2m ，污泥斗下部半徑r2=1m ，傾角 =55，污泥斗高度-15-h5 = (r1 r2 ） tan=（2 1） tan55=1.43 m污泥斗容積22 r1 r2） 3V 1 = h5（ r1 r2= 3.141.43（ 22 1212） 3= 10.48 m3（ 7）污泥斗以上

35、錐體部分污泥容積設(shè)池底徑向坡度為 0.05，圓錐體高度h4 = （ Rr1） 0.05 = （ 15.242） 0.05 = 0.66m2 4221）=（ Rr2R3Vhr= 3.14 0.66(15.24222 15.242） 3= 184.26m3（ 8）污泥總?cè)莘eV 1 V 2 = 10.48 184.26 = 194.74 m3 20 m3（ 9）沉淀池總高度設(shè) h1=0.3m，h2=0.5m,沉淀池總高度H = h1h2 h3h4h5=0.330.50.66 1.43=5.89m（ 10）沉淀池池邊高度H= h1 h2h3 = 0.330.5 =3.8 m（ 11）BOD 5取進(jìn)水

36、240mg/L去除率 25%出水 BOD 5 濃度 240（ 1-25%）=180 mg/L（ 12）SS取進(jìn)水 270mg/L去除率 50%出水 BOD 5 濃度 270（ 1-50%）=135mg/L（ 13）選擇 ZG-30 型周邊傳動(dòng)刮泥機(jī)根據(jù)環(huán)境保護(hù)設(shè)備選用手冊 水處理設(shè)備，本初沉池選擇由江蘇一環(huán)集團(tuán)生產(chǎn)的選擇 ZG-30 型周邊傳動(dòng)刮泥機(jī)，其優(yōu)點(diǎn)有：a . 傳動(dòng)裝置進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，效率更高，外形更趨美觀，可按照用戶要求配進(jìn)口減速機(jī)或軸裝式減速機(jī)，更美觀耐用；-16-b . 該設(shè)備處理量大，刮集污泥效果好；c . 該設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積少，操作維護(hù)方便；d. 該設(shè)備運(yùn)行平穩(wěn)，刮泥、

37、刮浮渣能同時(shí)進(jìn)行，能耗省。其基本參數(shù)如下表 3：表 3ZG-30 型周邊傳動(dòng)刮泥機(jī)參數(shù)型號(hào)池徑 /m電機(jī)功率 /Kw刮泥機(jī)邊緣線速度 /m min-1載荷 /NZG-303033833853.6 SBR 反應(yīng)池基本參數(shù)周期數(shù)： N=4 次/d周期長： Tc=24/4=6h反應(yīng)時(shí)間： TF=4h/周期沉淀時(shí)間： TS=1h/周期潷水時(shí)間： T周期池?cái)?shù)M=6有效水深：H=5m=1h/e超高： hc=0.7m安全高度f0H=0.7 X =270 0.5=137.5S0=2400.75=180設(shè)計(jì)流量進(jìn)水流量： Q=50000m3變動(dòng)系數(shù)： fc=1.4最大進(jìn)水量 Qmax=500001.4=7000

38、0m3/d設(shè)計(jì)計(jì)算（ 1）確定泥齡好氧泥齡CO：為滿足硝化好氧泥齡需滿足CO15-T=F3.4 1.103F 為氨氮變化系數(shù)， 滿足 BOD T=50000 m3 240mg/L 103=1.2104kg/d其中： BOD 51200kg/d, F=1.8;BOD 56000kg/d, F=1.45 所以， F=1.45。T 按最不利因素計(jì)算，華北一般取T=10C 。 CO=1.45 3.4 1.10315-10=8.05d，取 CO=9d。缺氧泥齡CD ：進(jìn)水總氮進(jìn)水TN =50，出水總氮Ne=20 ，則需反硝化的NO=TN-Ne-0.05(SO-Se）=50-0.05（ 180-20）-2

39、0=22。反硝化速率 K De=NO/ SO=22/180 0.12 查表可得： CD/( CD+CO） =0.4,CD=6d， CF=6+9=15d。好氧時(shí)間： TO=40.4=2.4h, 缺氧時(shí)間： TD=4-2.4=1.6h-17-（ 2）污泥產(chǎn)率：根據(jù)德國ATV 標(biāo)準(zhǔn)，我國修正系數(shù) K 0=0.9, T=10 C0.75X O(10.2)0.170.75 CF1. 072T -150.610.17101.07215Y= K0S00.750.6137.50.80.75151.0725= 0.918010.17101.072 5=0.9(0.75+0.46-0.49）=0.77(kgss/

40、kgBOD5）（ 3）污泥量： X F=Qmax CFY(SO-Se）/1000 =7000015 0.77160/1000 =129360（ kg）TcX T= X F Tf =1293606/4=194040（ kg）（ 4）池容：污泥沉降指數(shù) SVI=150，絕對(duì)沉淀時(shí)間 TS =Te+TS-1/6=2-1/6=1.833。62400? Qh ? H ? TsXt ? SVIHfXTSVIMV=（ Hf+） 1300 ?Ts0.4962400(70000 / 24)5 1.833194040 150?= (0.7+194040150613001.833=3.86912214.53=472

41、58 m3Q max ? H70000 51.23（ 5）排水深度： H=M ?V647258mXt1940404.1H55.45（ 6）污泥濃度： X H = V47258g/L, X L= H L ? X H = 54.11.23mg/LV47258Vi7876（ 7）單池容積： V i= M7876m3,單池面積： F= H1575.265m2單池注水：V i =F H=1575.21.23=1937.5 m3SO180（ 8）污泥負(fù)荷： L s= CF ?Y ? (SOSe ) = 15 0.77 160 =0.098 kgBOD5 /(kgMLSS ）24 V24 4725822.7

42、（ 9）水力停留時(shí)間： T=Q50000h-18-（ 10）供氣量：微孔曝氣器氧利用效率EA=20%, 安裝高度 HA=20 cmOt 為 離開曝氣器時(shí)氧的體積分?jǐn)?shù)。Ot= 21 (120%)100%210.8100% 17.54%7921(120%)79210.8絕對(duì)壓強(qiáng) Pb =P+gh=1.013105+9.8（ 5-0.2） 103 =1.4834 105 PaCSW 為清水在 T和實(shí)際壓力下飽和溶解氧濃度。CST 為清水在 T下飽和溶解氧濃度。取 25時(shí)， CS（ 25） =8.4 mg/L。OtPbSWST422.206 ）C =C（17.541.4834=8.4（422.206

43、）=9.66 mg/LCs修正系數(shù)： K 0=(C sw C o ) ?1.024T 20T 為北方最熱平均氣溫T=25,為污水總傳質(zhì)系數(shù)=0.85.為混合液溶解氧與清水飽和溶解氧之比 =0.9。Cs標(biāo)準(zhǔn)清水飽和溶解氧，Cs=9.2 mg/LCo 為剩余溶解氧濃度，一般取Co=2 mg/LCsK 0=(C swC o ) ?1.024T 209.225 20=0.85(0.99.662) ?1.024=1.436需氧量計(jì)算 :需降解的 BOD 5： St= fcQ(SO-Se）/1000=70000 160/1000=11200 kg需硝化的氨氮量：Nht= fcQ N 0.05(S0 Se ) 2=1.450000 500.05(18020)2=2800 kg/d反硝化氮量：-19-Not= fcQ NO/1000=70000 TN - Ne - 0.05(SO - Se)/1000=7000022/1000=1540 kg/d則 O2=Oc St +4.57Nht-2.86Not。其中，Oc 為降解單位含碳有機(jī)物所需氧量。0.15 CF1.702T 15T15Oc=0.56+ 10.17 CF1.072, T 為北方最熱平均氣溫T=250. 15 15 1.70225 15=0.5