水處理計算書

1、 目錄 第1章 設(shè)計概論21.1 設(shè)計題目21.2 原始資料21.3 氣象資料31.4 其他資料31.5 廠的選擇31.6 處理工藝流程方案選擇41.6.1 一級處理系統(tǒng)：41.6.2 二級處理系統(tǒng)41.6.3 污泥處理系統(tǒng)41.7 設(shè)計污水水量91.8 設(shè)計污水水質(zhì)101.9 污水處理程度計算11第2章 污水的一級處理132.1 中格柵132.2 渦流沉砂池計算142.3 初次沉淀池計算17 第3章污水的二級處理223.1 厭氧-缺氧-好氧生物脫氮除磷工藝計算223.1.1 確定AAO反應(yīng)池的設(shè)計參數(shù)：223.1.2 A2O平面尺寸計算223.1.3 進(jìn)出水系統(tǒng)243.1.4 其他管道設(shè)計2

2、53.1.5 剩余污泥量253.1.6 曝氣系統(tǒng)的設(shè)計計算263.1.7 池厭氧設(shè)備選擇（以單組反應(yīng)池計算）283.1.8 缺氧池設(shè)備選擇（以單組反應(yīng)池計算）283.1.9 污泥回流設(shè)備283.1.10 混合液回流設(shè)備293.2 二次沉淀池293.2.1 沉淀池表面積303.2.2 沉淀池直徑303.2.3 沉淀池有效水深303.2.4 徑深比303.2.5 污泥部分所需容積313.2.6 則沉淀池總高度313.2.7 進(jìn)水管的計算323.2.8 進(jìn)水豎井計算323.2.9 穩(wěn)流筒計算323.2.10 出水槽計算333.2.11 出水堰計算333.2.12 出水管343.2.13 排泥裝置34

3、3.2.14 集配水井的設(shè)計計算34第4章 接觸消毒池364.1.1 消毒設(shè)施計算364.1.2 消毒劑的選擇364.1.3 消毒劑的投加364.1.4 平流式接觸消毒池36第5章 水廠內(nèi)各構(gòu)筑物高程計算395.1 水廠沿程水頭損失395.2 泵房形式及泵的選擇39 第1章 設(shè)計概論一、課程設(shè)計目的1. 復(fù)習(xí)和消化課程講授內(nèi)容;2. 理論初步聯(lián)系實(shí)際,培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力;3. 訓(xùn)練設(shè)計與制圖的基本技能二、設(shè)計任務(wù)與步驟新建城市市區(qū)污水處理廠設(shè)計，任務(wù)包括：1. 根據(jù)所給的原始資料，即選出進(jìn)廠的設(shè)計流量和水質(zhì)污染程度；2. 根據(jù)水質(zhì)情況，地形和上述計算結(jié)果，確定污水處理方法和污水，污泥

4、處理的流量以及有關(guān)的處理構(gòu)筑物；3. 對各處理構(gòu)筑物進(jìn)行工藝計算，確定其形式，數(shù)目與尺寸；4. 進(jìn)行各處理構(gòu)筑物的總體布置和污水與污泥處理流程的高程設(shè)計。三、設(shè)計依據(jù)長春城市發(fā)展與改革委員會計字【2015】第2號文件：長春城市污水處理廠計劃任務(wù)書的批復(fù)，同意該城市建設(shè)達(dá)到二級出水水質(zhì)的城市污水處理廠。四、設(shè)計原始資料1.1廠區(qū)附近地勢資料廠區(qū)附近河流常水位標(biāo)高87m,地下水水位標(biāo)高81m;廠區(qū)附近土層構(gòu)造為粘土。 1.2城區(qū)污水資料生活污水 分區(qū) I區(qū) II區(qū) III區(qū) 服務(wù)人口 20萬 30萬 35萬排水量標(biāo)準(zhǔn)（L/d)100120130工業(yè)廢水工廠類型排水量SS變化系數(shù)A300035040

5、01.2B50004004501.2公共建筑排水情況；名稱排水量SS甲4000350350乙60004004001.3氣象資料氣溫 年平均氣溫4.9；月平均最該氣溫27.9； 年最高氣溫38；年最低氣溫-36.5。風(fēng)向 城市夏季主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)椋簴|南風(fēng)向。 .城市排水干渠進(jìn)廠處管底設(shè)計標(biāo)高82m。 .城市污水處理廠出水水質(zhì)應(yīng)滿足國家城市污水排放水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中的一級排放標(biāo)準(zhǔn)。 1.4其他資料 .污水水質(zhì)特征:污水廠出水水質(zhì):BOD5 20mg/L；SS20mg/L； .本市區(qū)（鎮(zhèn)）有一發(fā)電廠與省電力網(wǎng)聯(lián)系在一起，電力供應(yīng)正常，有兩個電源可供連接；城市（鎮(zhèn)）附近沒有污水灌溉農(nóng)田的習(xí)慣，也沒有污水農(nóng)田灌溉系統(tǒng)

6、。 .地震級別為烈度 6 級 1.5廠的選擇 廠址選擇一般原則如下：1. 為了保護(hù)環(huán)境衛(wèi)生的要求，廠址應(yīng)與規(guī)劃居住區(qū)或公共建筑群保持一定的衛(wèi)生防護(hù)距離。2. 廠址應(yīng)設(shè)在受納水體流經(jīng)城市水源的下游。3. 在選擇廠址時盡可能少占農(nóng)田或不占農(nóng)田，而處理廠的位置又應(yīng)便于農(nóng)農(nóng)田灌溉和消納污泥。4. 廠址應(yīng)盡可能在城市和工廠夏季主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)向。5. 廠址如果靠近水體，應(yīng)考慮汛期不受洪水威脅。6. 廠址應(yīng)設(shè)在地質(zhì)條件較好和地下水位較低的地區(qū)，以利于施工，并降低造價。7. 廠址的選擇應(yīng)考慮交通運(yùn)輸及水電供應(yīng)等條件。 1.6 處理工藝流程方案選擇1.6.1 一級處理系統(tǒng)：一級處理系統(tǒng)是由格柵、沉砂池和初次沉淀

7、池所組成，其作用是去除污水中的固體污染物質(zhì)，從大塊垃圾到顆粒狀的懸浮物。污水中的值，通過一級處理去除20%-30%。1.6.2 二級處理系統(tǒng)：二級處理系統(tǒng)是污水廠的核心，它的主要作用是去除污水中呈膠體和溶解狀態(tài)的有機(jī)污染物。通過二級處理，污水中的值可降至20-30，一般可達(dá)到排放水體和灌溉農(nóng)田的要求。1.6.3 污泥處理系統(tǒng)：在城市二級污水處理廠中，污泥的來源主要是初沉池和二沉池。初沉池污泥中固體成分有兩部分：有機(jī)固體和無機(jī)固體，其含水率一般在95%97%之間。二沉池污泥中固體成分主要為有機(jī)生物體，其含水率一般在99.2%99.6%之間。在常規(guī)的二級處理流程中有時將活性污泥回流到初沉池，從中排

8、出混合污泥，其含水率約為98%99%。污泥含水率高，體積大，不便運(yùn)輸；同時，污泥中還會有大量易腐化發(fā)臭的有機(jī)物，以及毒害物質(zhì)（如寄生蟲卵、病原微生物、重金屬離子等），所以需經(jīng)過有效的處理。污泥處理的目的減量：降低污泥含水率，減小污泥體積；穩(wěn)定：去除污泥中的有機(jī)物，使之穩(wěn)定；無害化：殺滅寄生蟲卵和病原菌；污泥綜合利用。污泥處理系統(tǒng)是由污泥濃縮，污泥消化，污泥機(jī)械脫水系統(tǒng)組成。處理后的污泥含有的細(xì)菌和寄生蟲卵得到去除，可作為肥料用于農(nóng)業(yè)。方案一，處理工藝流程見簡圖3-1：方案一的特點(diǎn)：1 中格柵：位于污水提升泵房之前，它可以攔截污水中較大的漂浮物雜質(zhì)，是一種對后續(xù)處理構(gòu)筑物或水泵機(jī)組具有保護(hù)作用的

9、處理設(shè)備。按形狀可分為平面格柵和曲面格柵；按柵條間隙分為中格柵（16-40mm按清渣方式分為人工清除格柵和機(jī)械清除格柵。沉砂池：其功能是去除比重較大的無機(jī)顆粒。按池內(nèi)水流方向的不同，可分為平流式、豎流式和旋流式三種；按池型可分為平流式沉砂池、豎流式沉砂池、曝氣沉砂池和旋流式沉砂池。本方案采用渦流式沉砂池，利用機(jī)械力控制流態(tài)與流速，加速砂粒的沉淀，有機(jī)物則被留在污水中，具有沉砂效果好、占地省的特點(diǎn)。初次沉淀池：初次沉淀池也是一級污水處理廠的主體處理構(gòu)筑物，或作為二級污水處理廠的預(yù)處理構(gòu)筑物，設(shè)在生物處理的前面，處理對象是懸浮物，約可去除40%50%以上。同時可去除部分，約占總的20%30%，主要

10、是懸浮性的，可改善生物處理構(gòu)筑物的運(yùn)行條件，并降低其負(fù)荷。沉淀池按池內(nèi)水流方向的不同，可分為平流式沉淀池；輻流式沉淀池和豎流式沉淀池。本方案采用輻流式沉淀池。它的特點(diǎn)是：多為機(jī)械排泥，運(yùn)行可靠，管理較簡單；排泥設(shè)備已定型化；但機(jī)械排泥設(shè)備復(fù)雜，對施工質(zhì)量要求高。傳統(tǒng)活性污泥法：生物處理系統(tǒng)即二級處理系統(tǒng)是污水廠的核心，它的主要作用是去除污水中呈膠體和溶解狀態(tài)的有機(jī)污染物。通過二級處理，污水中的值可降至20-30mg/L，一般可達(dá)到排放水體和灌溉農(nóng)田的要求。二級處理有活性污泥法和生物膜法兩種，本設(shè)計采用活性污泥法，它是與生物膜法并列的另一種生物處理法，分好氧生物膜法和厭氧生物膜法兩種類型。優(yōu)點(diǎn)：

11、處理效果好，BOD5Q去除效果可達(dá)90-95%，處理形式靈活，可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)。 缺點(diǎn)：不宜采用過高的有機(jī)負(fù)荷，前段供氧不足后段供氧過剩，浪費(fèi)動力，對沖擊負(fù)荷的適應(yīng)性較弱。輻流二沉池：采用輻流式沉淀池。它的特點(diǎn)是：多為機(jī)械排泥，運(yùn)行可靠，管理較簡單；排泥設(shè)備已定型化；但機(jī)械排泥設(shè)備復(fù)雜，對施工質(zhì)量要求高。 接觸池：污水經(jīng)過二級處理后，仍有大量病原菌存在，因此在排放前必須消毒，采用液氯消毒。污泥處理：污泥處置就是通過適當(dāng)?shù)姆椒▽ξ勰噙M(jìn)行處理，防止污泥腐化發(fā)臭，使其中的有毒有害物質(zhì)得到妥善的處理和綜合利用，變害為利，確保污水處理廠正常運(yùn)行，為污泥找到最終出路。濃縮池：污泥濃縮的主要目的就是減少污

12、泥體積，從而降低后續(xù)處理構(gòu)筑物和設(shè)備的負(fù)荷，減少處理費(fèi)用。本設(shè)計采用氣浮濃縮。消化池：本設(shè)計采用二級中溫消化，目的是節(jié)省污泥加溫與攪拌所需的能量。第一級消化池有加溫、攪拌設(shè)備，并有集氣罩收集沼氣。第二級消化池沒有加溫與攪拌設(shè)備，依靠余熱繼續(xù)消化。來自格柵的格柵截留物經(jīng)壓濾后外運(yùn)；來自沉砂池的砂經(jīng)過旋流式砂水分離器，洗砂后外運(yùn)。方案二，處理工藝流程見簡圖3-2：圖3-2 污水處理工藝流程方案二的特點(diǎn)：1.中格柵：在污水提升泵前設(shè)有一道中格柵。經(jīng)計算滿足設(shè)計要求。既減少了施工，又節(jié)省了造價。2.渦流沉砂池：是較為常用的形式，污水在池內(nèi)沿水平方向流動，它的構(gòu)造簡單，處理效果好，工作穩(wěn)定。功能是去除比

13、重較大的無機(jī)顆粒。本設(shè)計把其設(shè)于初次沉淀池前，以減輕沉淀池負(fù)荷及改善污泥處理構(gòu)筑物的處理?xiàng)l件。3.初次沉淀池：采用輻流式沉淀池，它的沉淀效果好，對沖擊負(fù)荷和溫度變化適應(yīng)性強(qiáng)，施工方便，造價較低，平面布置緊湊，占地面積小。適用于地下水位較高，地質(zhì)較為差的地區(qū)，同時適用于大中小型水廠。所以采用此種形式沉淀池完全能夠滿足要求。因?yàn)槲鬯疄樽粤鬟M(jìn)入。4.生物化反應(yīng)池：A2/O工藝是厭氧缺氧好氧生物脫氮除磷工藝的簡稱，該工藝同時具有脫氮除磷的功能，可以針對現(xiàn)今污水特點(diǎn)（水體富營養(yǎng)化）進(jìn)行有效處理。該工藝在厭氧好氧除磷工藝（A/O）中加入缺氧池，將好氧池流出的一部分混合液回流至缺氧池前端，以達(dá)到硝化脫氮的目

14、的。A2/O工藝流程圖如圖2.2所示：圖2.2 A2/O工藝流程圖在厭氧池中，原污水及同步進(jìn)入的從二沉池的混合液回流的含磷污泥的注入，本段主要功能為釋放磷，使污水中P的濃度升高，溶解性有機(jī)物被微生物細(xì)胞吸收而使污水中BOD濃度下降；別外，NH3-N，因細(xì)胞的合成而被去除一部分，使污水中NH3-N濃度下降，但NO3-N含量沒有變化。在缺氧池中，反硝化菌利用污水中的有機(jī)物作碳源，將回流混合液中帶入的大量NO3-N和NO2-N還原為N2釋放至空氣，因此濃度下降，NO3-N濃度大幅度下降，而磷的變化很小。在好氧池中，有機(jī)物被微生物生化降解，而繼續(xù)下降，有機(jī)氮被氨化繼而被硝化，使NH3-N濃度顯著下降，

15、但隨著硝化過程使NO3-N濃度增加，P隨著聚磷菌的過量攝取，也比較快的速度下降。脫氮過程是各種形態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為N2從水中脫除的過程。在好氧池中，污泥中的有機(jī)氮被細(xì)菌分解成氨，硝化作用使氨進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氨（主要是依靠細(xì)菌水解氨化作用和依靠亞硝化菌與硝化菌的硝化作用）；在缺氧池中，硝態(tài)氨進(jìn)行反硝化，硝態(tài)氨還原成N2逸出（主要是依靠反硝化菌的反硝化作用）。除磷過程是使水中的磷轉(zhuǎn)移到活性污泥或生物膜上，而后通過排泥或旁路工藝加以去除。在厭氧池中，使含磷化合物成溶解性磷，聚磷細(xì)菌釋放出積儲的磷酸鹽；在好氧池中聚磷細(xì)菌大量吸收并積儲溶解性磷化物中的磷合成ATP與聚磷酸鹽，而這一過程是依靠好氧菌聚磷細(xì)菌。

16、整個工藝的關(guān)鍵在于混合液回流，由于回流液中的大量硝酸鹽回流到缺攪拌的目的是使池內(nèi)污泥溫度與濃度均勻，防止污泥分層氧池后，可以從原污水得到充足的有機(jī)物，使反硝化脫氮得以充分進(jìn)行，有利于降低出水的硝酸氮，同時也可以解決利用微生物的內(nèi)源代謝物質(zhì)作為碳源的碳源不足問題，改善出水水質(zhì)。所以，A2O工藝由于不同環(huán)境條件，不同功能的微生物群落的有機(jī)配合，加之厭氧、缺氧條件下，部分不可生物降解的有機(jī)物（CODNB）能被開環(huán)或斷鏈，使得N、P、有機(jī)碳被同時去除，并提高對CODNB的去除效果。它可以同時完成有機(jī)物的去除，硝化脫氮、磷的過量攝取而被去除等功能，脫氮的前提是NH3N應(yīng)完全硝化，好氧池能完成這一功能，缺

17、氧池則完成脫氮功能厭氧池和好氧池聯(lián)合完成除磷功能。 缺點(diǎn)：1.除磷效果難于再行提高， 污泥增長有一定的限度， 不易提高， 特別是當(dāng)P/BOD 值高時更是如此。2.效果也難于進(jìn)一步提高， 內(nèi)循環(huán)一般以2Q 為限， 不宜太高，則增加運(yùn)行費(fèi)用。3.沉淀池要保持一定濃度的溶解氧， 減少停留時間， 防止產(chǎn)生厭氧狀態(tài)和污泥釋放磷的現(xiàn)象出現(xiàn)， 但溶解氧濃度也不宜過高， 以防止循環(huán)混合液對缺氧反應(yīng)器的干擾。5.二次沉淀池：采用輻流式沉淀池，它的優(yōu)點(diǎn)是沉淀池個數(shù)少，比較經(jīng)濟(jì)，便于管理，機(jī)械排泥設(shè)備已定型，排泥較方便。采用周邊驅(qū)動的桁架式雙臂制刮泥機(jī)。二沉池的作用是泥水分離，使混合液澄清、濃縮和回流活性污泥，而由

18、于水量和水質(zhì)的變化，還要貯存污泥來完成污泥濃縮的作用，所以二沉池需要的池面積大于只進(jìn)行泥水分離所需要的池面積。6.接觸池：污水經(jīng)二級處理后 , 水質(zhì)得到較大的改善 , 但細(xì)菌含量絕對值仍較大 , 并有病原菌的存在 , 因此在污水進(jìn)入接觸池之前要進(jìn)行消毒 . 可采用液氯消毒 。優(yōu)點(diǎn) : 效果可靠 , 投配設(shè)備簡單 , 投量準(zhǔn)確 , 價格便宜 ; 缺點(diǎn) : 當(dāng)污水含工業(yè)廢水比例大時 , 氯化可產(chǎn)生致癌物質(zhì) . 7.污泥處理：污泥處置就是通過適當(dāng)?shù)姆椒▽ξ勰噙M(jìn)行處理，防止污泥腐化發(fā)臭，使其中的有毒有害物質(zhì)得到妥善的處理和綜合利用，變害為利，確保污水處理廠正常運(yùn)行，為污泥找到最終出路。濃縮池：本設(shè)計采

19、用氣浮池。在一定溫度下，空氣在液體中的溶解度與空氣受到的壓力成正比，當(dāng)壓力恢復(fù)到常壓后，所溶空氣即變成微細(xì)氣泡從液體中釋放出。大量微氣泡附著在污泥顆粒的周圍，可使顆粒比重減少而被強(qiáng)制上浮，達(dá)到濃縮的目的。消化池：本設(shè)計采用二級中溫消化，目的是節(jié)省污泥加溫與攪拌所需的能量。第一級消化池有加溫、攪拌設(shè)備，并有集氣罩收集沼氣。第二級消化池沒有加溫與攪拌設(shè)備，依靠余熱繼續(xù)消化。消化池的加溫目的在于，維持消化池的消化溫度，使消化能有效地進(jìn)行。本設(shè)計采用池外間接加溫，即把生污泥加溫到足以達(dá)到消化溫度、補(bǔ)償消化池殼體及管道的熱損失。其優(yōu)點(diǎn)是可有效地殺滅生污泥中的寄生蟲卵?；蛐纬筛≡鼘?，緩沖池內(nèi)堿度，從而提高

20、污泥分解速度。本設(shè)計選擇沼氣攪拌。其優(yōu)點(diǎn)是沒有機(jī)械磨損，故障少，攪拌比較充分，不受液面變化的影響，可促進(jìn)厭氧分解，縮短消化時間。污泥機(jī)械脫水：污泥機(jī)械脫水設(shè)備的選擇應(yīng)根據(jù)處理規(guī)模、運(yùn)行費(fèi)用、運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)、污泥出路等方面的實(shí)際情況選擇確定。本設(shè)計采用低速錐筒式離心機(jī)。來自格柵的格柵截留物經(jīng)壓濾后外運(yùn)；來自沉砂池的砂經(jīng)過旋流式砂水分離器，洗砂后外運(yùn)。結(jié)合生活污水的水質(zhì)和水量及處理程度，考慮到技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等多方面因素，經(jīng)過上述兩方案的比較，最后選擇方案二作為該城市的污水處理工藝流程。1.7 設(shè)計污水水量1. 城市每天的平均污水量 式中 城市每天的平均污水量（/d）; 各區(qū)的平均生活污水量定額; 各區(qū)人口數(shù)

21、（人）； 工廠平均工業(yè)廢水量（/d） 一公共建筑平均排水量 =(2000000.100+3000000.120+3500000.130)+(3000+5000)+(3500+5500) =(20000+36000+45500)+17000=74700/d=1185002. 設(shè)計秒流量 式中 Q 設(shè)計秒流量（l/s）； 工業(yè)廢水設(shè)計秒流量（l/s）; 一公共建筑排水設(shè)計秒流量（l/s) 各區(qū)的平均生活污水量（）; 總變化系數(shù)。 1.8 設(shè)計污水水質(zhì)1. 生活污水.工業(yè)廢水和公共建筑排水混合后污水的SS濃度 / / 式中 污水的SS濃度（mg/l）; 各區(qū)的平均生活污水量 (）; 平均工業(yè)廢水量（

22、）; （） 不同分區(qū)生活污水的SS濃度（mg/l）; 不同工廠工業(yè)廢水的SS濃度（mg/l）； 一不同公共建筑排水的SS濃度（mg/l）; 各區(qū)人口數(shù)（人）； 每人每天排放的SS克數(shù)【g/(人·d)】,一般采用40g/(人·d); / =343.88（mg/l）2. 生活污水.工業(yè)廢水和公共建筑排水混合后污水的濃度 / / 式中 污水的濃度（mg/l）; 不同分區(qū)生活污水的濃度（mg/l）; 不同工廠工業(yè)廢水的濃度（mg/l）； 不同公共建筑排水的濃度（mg/l）； 每人每天排放的克數(shù)【g/(人·d)】,一般采用30g/(人·d);1.9 污水處理程度計

23、算1. 按二級生物處理后的水質(zhì)排放標(biāo)準(zhǔn)計算SS/BOD處理程度，總出水口處污水的SS/BOD濃度為20mg/l. SS的處理程度2. 的處理程度 第2章 污水的一級處理2.1格柵計算格柵由一組平行的金屬柵條或篩網(wǎng)制成，安裝在污水渠道，泵房集水井的進(jìn)口處或污水處理廠的端部，用以截留較大的懸浮物或漂浮物，以便減輕后續(xù)處理構(gòu)筑物的處理負(fù)荷，并使之正常運(yùn)行。格柵設(shè)計草圖，見圖4-11.格柵設(shè)計參數(shù)確定：格柵數(shù)量：設(shè)計中選擇二組格柵，N=2組，每組格柵單獨(dú)設(shè)置，每組格柵的設(shè)計流量為0.803m3/s. 單柵流量： ; 過柵流速： V=1.0m/s；格柵間隙： b=0.02m； 柵條寬度： s=0.012

24、m； 柵前水深： ；格柵傾角： ；2.柵條間隙數(shù)：3.柵槽寬度：4.通過格柵的水頭損失：設(shè)柵條斷面為銳邊矩形斷面。取=3,=2.42 5.進(jìn)水渠道漸寬部分的長度 設(shè)進(jìn)水渠寬B1=1.0m,漸寬部分展開角6.出水渠道漸窄部分的長度 a2=a1 ,7.柵后槽總高度：設(shè)柵前渠道超高h(yuǎn)2=0.4m8. 柵槽總長度9. 每日柵渣量：在格柵間隙30的情況下，設(shè)格柵柵渣量為1000，污水率0.05。 宜采用機(jī)器清渣。進(jìn)水與出水渠道城市污水通過DN1000的管道送入進(jìn)水渠道，設(shè)計中取進(jìn)水渠道寬度B1=0.9m,進(jìn)水水深h1=h2=0.8m,出水渠道B2=B1=0.9m,出水水深h1=h2=0.8m.2.2渦流

25、沉砂池計算 本設(shè)計選擇二組渦流沉砂池，N=2，每組沉砂池設(shè)計流量為0.803m3/s。1. 沉砂池表面積 式中 A一沉砂池表面積（） Q一設(shè)計流量（m³/s） 一表面負(fù)荷【m³/（.h）】 一般采用200 m³/（.h） 設(shè)計中取 2.沉砂池直徑 式中D一沉砂池直徑（m） 3. 沉砂池有效水深 式中一沉砂池有效水深 t一停留時間（s）, 一般采用2030s 設(shè)計中取t=30s 4.沉砂室所需容積 式中-平均流量（m3/s）； X-城市污水沉砂量（m3/106m3污水），一般采用30 m3/106m3污水； T-清除沉砂的間隔時間（d），一般采用12d設(shè)計中取清除沉

26、砂的間隔時間T=1d，城市污水沉砂量X=30m3/106m3污水 5.每個沉砂斗容積 式中 V-沉砂斗容積； d-沉砂斗上口直徑（m）； h4- 沉砂斗圓柱體的高度（m）； h5- 沉砂斗圓錐體的高度（m）； r- 沉砂斗下底直徑（m）一般取0.40.6m設(shè)計中取d=1.4m， h4=1.4m， r=0.5m， h5=0.8m， 6.沉砂池總高度 H=h1+h2+h3+h4+h5 式中 H-沉砂池總高度； h1-沉砂池超高 一般采用0.30.5m； h3-沉砂池緩沖層高度，h3=0.5(D-d)tan450設(shè)計中取h1=0.4m (D-d)=1.41m H=0.4+1.68+1.41 +1.4

27、+0.8=5.69m7.進(jìn)水渠道格柵的出水通過DN12s00mm的管道送入沉砂池的進(jìn)水渠道，然后向兩側(cè)配水進(jìn)沉砂池，進(jìn)水渠道采用與渦流式沉砂池呈切線方式進(jìn)水，進(jìn)水可以在沉砂池內(nèi)產(chǎn)生渦流設(shè)計中取h=0.8m v=1.0m/s 式中 B1-進(jìn)水渠道寬度； h- 進(jìn)水渠道水深； v-進(jìn)水流速 一般采用0.61.2m/s8.出水渠道 出水渠道與進(jìn)水渠道建在一起，并且滿足夾角大于270度，以延長污水在渦流式沉砂池內(nèi)流動距離 式中 v2-出水流速，一般采用（0.40.6）v1 ，設(shè)計中采用0.5v1, h2=0.8m9.排砂裝置 采用空氣提升泵從渦流式沉砂池底部空氣提升排砂，排砂時間每日一次，每次12小時

28、，所需空氣量為排砂量的15-20倍。2.3初次沉淀池計算 設(shè)計中選擇二組輻流沉淀池，N=2，每組設(shè)計流量為0.803 m3/s，從沉砂池流來的污水進(jìn)入集配水井，經(jīng)過集配水井分配流量后流入輻流沉淀池。1. 沉淀部分有效面積 式中 F-沉淀部分有效面積（m2）；Q-設(shè)計流量（即日平均流量）（m3/s）；q-表面負(fù)荷m3/（m2·h），一般采用1.53.0 m3/（m2·h）。設(shè)計中取沉淀池的表面負(fù)荷q=2 m3/（m2·h）則 2.沉淀池直徑 中：D-沉淀池直徑(m)； 3.沉淀池有效水深 式中：h2-沉淀池有效水深（m）； t-沉淀時間（h），一般采用13h；設(shè)計中

29、取沉淀時間t=2.0 h 則h2=2=4m。4.污泥部分所需容積(1)按設(shè)計人口計算 式中：V-污泥部分所需容積（m2）； S-每人每日污泥量L/（人·d），一般采用0.30.8 L/（人·d）； T-兩次清除污泥間隔時間（d），一般采用重力排泥時，T=12； 采用機(jī)械刮泥時，T=0.050.2d； N-設(shè)計人口數(shù)（人） n-沉淀池組數(shù)。設(shè)計中S=0.6 L/（人·d），采用機(jī)械刮泥時，清除污泥間隔時間T=0.1d。 (2)按去除水中懸浮物計算 式中：Q-設(shè)計流量（m3/s） C1-進(jìn)水懸浮物濃度（mg/L) C2-出水懸浮物濃度（mg/L)，一般采用沉淀效率=4

30、0%60% K2-生活污水量總變化系數(shù) -污泥容重（t/m3），約為1 P0-污泥含水率（%）設(shè)計中取T=0.1d,Q=1.371m3/s,C1=343.88mg/L,C2=0.5*C1=171.94mg/L,P0=97%, 5.污泥斗容積輻流沉淀池采用中心傳動刮泥機(jī)，設(shè)計中選擇矩形污泥斗，污泥斗上口尺寸2m×2m，底部尺寸0.5m×0.5m，傾角為60，則污泥斗有效高度：h5=（2-0.5）tg60=1.35m 污泥斗的容積 式中 V1-污泥斗的容積（m3）； h5-污泥斗高度（m）； a-污泥斗上口邊長（m）； a1-污泥斗底部邊長（m）。 則 沉淀池底部圓錐體體積 式

31、中 V2 沉淀池底部圓錐體體積（m3）; h4 沉淀池底部圓錐體高度（m）; R 沉淀池半徑（m）; r 沉淀池底部中心圓半徑（m）;設(shè)池底徑向坡度為0.02, 設(shè)計中取h4=0.32m r=1.0m 沉淀斗總?cè)莘e 6沉淀池總高度 H=h1+h2+h3+h4+h5式中：H-沉淀池總高度（m）；h1-沉淀池超高（m），一般采用0.30.5 m；h3-沉淀池緩沖層高度（m），一般采用0.3m。設(shè)計中取h1 =0.4 , h3=0.3;H=0.4+4+0.3+0.32+1.35=6.37m在612之間。（符合要求）7.進(jìn)水集配水井 輻流沉淀池分為二組，在沉淀池進(jìn)水端設(shè)集配水井，污水在集配水井中部的配

32、水井平均分配，然后流進(jìn)每組沉淀。（1）配水井中心管直徑 式中 D2-配水井中心管直徑（m）； v2中心管內(nèi)污水流速（m/s），一般采用v20.6m/s； Q進(jìn)水流量（m2/s）； 設(shè)計中取v2=0.7 m/s， （2）配水井直徑 式中 D3配水井直徑（m）； v3配水井內(nèi)污水流速（m/s），一般采用v2=0.20.4m/s；設(shè)計中取v3=0.3 m/s 8.進(jìn)水管及配水花墻 沉淀池分為二組，每組沉淀池采用池中心進(jìn)水，通過配水花墻和穩(wěn)流罩向池四周流動。進(jìn)水管道采用鋼管，管徑DN=1000mm，管內(nèi)流速0.63m/s,水力坡度i=0.479，進(jìn)水管道頂部設(shè)穿孔花墻處的管徑為1200mm沉淀池中心管

33、配水采用穿孔花墻配水，穿孔花墻位于沉淀池中心管上部，布置6個穿孔花墻，過孔流速 式中v3-穿孔花墻過孔流速（m/s),一般采用0.20.4m/s B3-孔洞的寬度（m) h3-孔洞的高度（m) n3-孔洞數(shù)量（個）設(shè)計中取B3=0.3m，h3=0.7m, n=8個。 穿孔花墻向四周輻射平均布置，穿孔花墻四周設(shè)穩(wěn)流罩，穩(wěn)流罩直徑3.0m，高2.0m，在穩(wěn)流罩上平均分布。9. 出水堰 沉淀池出水經(jīng)過雙側(cè)出水堰跌落進(jìn)入集水槽，然后匯入出水管道排入集水井。出水堰采用雙側(cè)90°三角形出水堰，三角堰頂寬0.16m，深0.08m，間距0.05m，外側(cè)三角堰距沉淀池內(nèi)壁0.4m，三角堰直徑為32.2

34、m，共有496個三角堰。內(nèi)側(cè)三角堰距擋渣板0.4m，三角堰直徑為34.0m，共有478個三角堰。兩側(cè)三角堰寬度0.6m，三角堰堰后自由跌落0.1-0.15m，三角堰有效水深為 式中 Q1-三角堰流量（m3/s）H1-三角堰水深（m），一般采用三角堰高度的1/22/3 三角堰堰后自由跌落0.15m，則堰上水頭損失為0.192m10. 堰上負(fù)荷 式中 q1堰上負(fù)荷L/（s），一般小于3.9L/（s）；D1三角堰出水渠道平均直徑（m）； 11. 出水擋渣板 三角堰前設(shè)有出水浮渣擋板，利用刮泥機(jī)桁架上的浮渣刮板收集。擋渣板高出水面0.15m，伸入水下0.5m，在擋渣板旁設(shè)一個浮渣收集裝置，采用管徑DN

35、400mm的排渣管排出池外。12. 出水渠道 出水槽設(shè)在沉淀池四周，雙側(cè)收集三角堰出水，距離沉淀池內(nèi)壁0.4m，出水槽寬0.7m，深0.7m，有效水深0.50m，水平流速0.84m/s，出水槽將三角堰出水匯集送入出水管道，出水管道采用鑄鐵管，管徑DN1000mm,管內(nèi)流速v0=0.63m/s , 水力坡度i=0.479.13. 刮泥裝置 沉淀池采用周邊傳動刮泥機(jī)，周邊傳動刮泥機(jī)的線速度為23m/min，刮泥機(jī)底部設(shè)有刮泥板，將污泥推入污泥斗，刮泥機(jī)上部設(shè)有刮渣板，將浮渣刮進(jìn)排渣裝置。14.排泥管沉淀池采用重力排泥，排泥管管徑DN300mm，排泥管伸入污泥斗底部，排泥靜壓頭采用1.2m，連續(xù)將污

36、泥排出池外貯泥池內(nèi)。15.（1）初次沉淀污泥量：BOD5的去除率（%）=96.6%SS的去除率（%）=93.8%初次沉淀污泥產(chǎn)量 =SS 去除率(BOD包含在SS中）=0.938×587.0494500 /1000=52035.81初沉池出水含 BOD5 =0.966×316.40×94500/1000=28883.30初沉池出水含 SS =0.938×587.04×94500/1000=52035.81假設(shè)初沉污泥的濃度 =5.0%，泥餅含水率 =95%，設(shè)泥餅中揮發(fā)性固體含量為=50%干固體比重=250/(100+1.5×100&

37、#215;50%)=1.429脫水的泥餅比重=1.429/（95%×1.429+50%）=1.015初次沉淀污泥流量 W1=52035.81/（0.05×1.015×1000）=1025.34初沉池出水流量 Q =94500-1025.34=93474.66初沉池出水BOD5濃度=28883.30×1000/93474.66=308.99初沉池出水SS濃度=52035.81×1000/93474.66=556.68第3章污水的二級處理3.1厭氧-缺氧-好氧生物脫氮除磷工藝計算3.1.1確定AAO反應(yīng)池的設(shè)計參數(shù)：1. 水力停留時間：t=6-8h

38、，設(shè)計中取t=8h.2. 曝氣池內(nèi)活性污泥濃度曝氣池內(nèi)活性污泥濃度一般采用2000-4000mg/L,設(shè)計中取=3000mg/L3. 回流污泥濃度： 式中 -回流污泥濃度 SVI-污泥指數(shù)，一般采用100 R-系數(shù)，一般采用r = 1.2 4. 污泥回流比： 式中 R-污泥回流比； -回流污泥濃度（mg/l), 解得：R = 0.55.TN的去除率 S2=15mg/l 6.內(nèi)回流比 3.1.2 A2O平面尺寸計算1. 總有效容積 V = Qt 式中 V-總有效容積（）； Q-進(jìn)水流量（）； T-水力停留時間（d )。 設(shè)計中取 厭氧.缺氧.好氧各段內(nèi)水力停留時間比1:1:3，則每段的水力停留時

39、間分別為： 厭氧池內(nèi)水力停留時間t1=1.6h 缺氧池內(nèi)水力停留時間t2=1.6h 好氧吃內(nèi)水力停留時間t3=4.8h.2.平面尺寸曝氣池總平面式中 A曝氣池總面積（m2） h 曝氣池有效水深（m） 池有效深度 h=4.5m 每組曝氣池面積 式中 -每座曝氣池表面積（）； -曝氣池個數(shù)。 設(shè)計中取N = 2 采用5廊道曝氣池，每個廊道寬9.0m。則每廊道長 式中 L曝氣池每廊道長（m）； b每廊道寬度（m）； n廊道數(shù)。設(shè)計中取b=9.0m, n=5。厭氧缺氧好氧池的平面布置圖：3.1.3進(jìn)出水系統(tǒng)1.曝氣池的進(jìn)水設(shè)計 初沉池的來水通過DN1200mm的管道送入?yún)捬?缺氧-好氧曝氣池首端的進(jìn)水

40、渠道，管道內(nèi)水流速度為0.86m/s。在進(jìn)水渠道內(nèi)，水流分別流向兩側(cè)，從厭氧段進(jìn)入，進(jìn)水渠道寬1.4m，渠道內(nèi)水深為1.0m，則渠道內(nèi)的最大水流速度 式中 -渠道內(nèi)最大水流速度(m/s); -進(jìn)水渠道寬度(m); -進(jìn)水渠道有效水深(m). 設(shè)計中取b1=1.4m ,h1=1.0m 反應(yīng)池采用潛孔進(jìn)水，孔口面積 式中 F每座反應(yīng)池所需孔口面積； -孔口流速, 一般采用 0.2-1.5m/s 設(shè)計中取0.6m/s。 設(shè)每個孔口的尺寸為0.5×0.5m，則孔口數(shù) 式中 n每座曝氣池所需孔口數(shù)（個）； f每個孔口的面積（m2）. 2.曝氣池出水設(shè)計厭氧-缺氧-好氧池的出水采用矩形薄壁堰，跌

41、落出水，堰上水頭 式中 H 堰上水頭 Q每座反應(yīng)池出水水量，指污水最大流量與回流污泥量,回流量之和 m流量系數(shù)，設(shè)計中取0.5 b堰寬；與反應(yīng)池寬度相等。 ，設(shè)計中取0.20m。厭氧-缺氧-好氧池的最大出水流量為（1.606+0.803×160%）=2.89,出水管徑采用DN1400mm，送往二沉池，管道內(nèi)的流速為0.84m/s。3.1.4其他管道設(shè)計1. 污泥回流管 在本設(shè)計中，污泥回流比為50%，從二沉池回流過來的污泥通過兩根DN500的回流管道分別進(jìn)入首端兩側(cè)的厭氧段，管內(nèi)污泥流速為0.9m/s。2. 硝化液回流管硝化液回流比為200%，從二沉池出水至缺氧段首端，消化液回流管道

42、管徑為DN1000mm，管內(nèi)流速為0.9m/s。3.1.5剩余污泥量 式中 W剩余污泥量（kg/d）; a 污泥產(chǎn)量率系數(shù)，一般采用0.50.7; b 污泥自身氧化系數(shù)（d-1）,一般采用0.050.1; Q平 平均日污水流量（m3/d）; Lr 反應(yīng)池去除SS 濃度（kg/m3）,Lr=203.62-20=183.62mg/l=0.18362kg/m3; 池去除BOD5 濃度（kg/m3）,Srr=214.31-20=194.31mg/l=0.19432kg/m3.設(shè)計中取a=0.6, b=0.05 3.1.6曝氣系統(tǒng)的設(shè)計計算設(shè)計需氧量碳化需氧量 （kg O2/d）硝化需氧量（kg O2/

43、d） 反硝化需氧量 （kg O2/d）總需氧量 D1+D2-D3 = 14805.3+12311.5-1405.4 = 25711.4(kg O2/d)1.標(biāo)準(zhǔn)需氧量采用鼓風(fēng)曝氣，微孔曝氣器。取氣壓調(diào)整系數(shù)，曝氣池內(nèi)平均溶解氧CL2mg/l,水中溶解氧Cs(20)=9.17 mg/l,CS(25)8.38 mg/l空氣擴(kuò)散氣出口處絕對壓力 空氣離開好氧反應(yīng)池對氧的百分比 好氧反應(yīng)池中平均溶解氧飽和度 標(biāo)準(zhǔn)需氧量好氧反應(yīng)池平均時供氣量好氧反應(yīng)池最大時供氣量 2.所需空氣壓力P（相對壓力） 取 供氣管道沿程與局部阻力之和 h1+h2=0.2m 曝氣器淹沒水頭 h3=3.8m，曝氣器阻力 h4=0.

44、4m，富余水頭 h=0.5mP=0.2+3.8+0.4+0.5=4.9(m)3.曝氣器數(shù)量計算（以單相反應(yīng)池計算）按提供氧能力計算所需曝氣器數(shù)量曝氣器個數(shù) 4.供氣管道計算供氣干管采用環(huán)狀布置 流速v=10m/s 管徑取干管管徑 DN250mm單側(cè)供氣（向單側(cè)廊道供氣）支管 流速v=10m/s 管徑取支管管徑 DN150mm雙側(cè)供氣流速v=10m/s 取支管管徑 DN250mm3.1.7厭氧池設(shè)備選擇（以單組反應(yīng)池計算）厭氧池設(shè)導(dǎo)流墻，將池分3格，每格內(nèi)設(shè)潛水?dāng)嚢铏C(jī)1臺，按5w/m3比容計。厭氧池有效容積 V厭=46×4.5×4.0=828m3全混合池污水所需功率：5

45、15;828=4140w則每臺潛水?dāng)嚢铏C(jī)功率：4140/3=1380w3.1.8缺氧池設(shè)備選擇（以單組反應(yīng)池計算）缺氧池設(shè)導(dǎo)流墻，將池分3格，每格內(nèi)設(shè)潛水?dāng)嚢铏C(jī)1臺，按5w/m3比容計。缺氧池有效容積V卻=46×4.5×4.0=828m3全混合池污水所需功率：5×828=4140w則每臺潛水?dāng)嚢铏C(jī)功率：4140/3=1380w3.1.9污泥回流設(shè)備污泥回流比：R=100%污泥回流量：QR=RQ=1××1.29/24=5079.38 m3/h設(shè)回流污泥泵房一座，內(nèi)設(shè)3臺潛污泵（2用1備）單泵流量QR單=0.5QR=0.5×5665.68

46、=2539.69 m3/h3.1.10混合液回流設(shè)備1.混合液回流比 R內(nèi)=200%混合液回流量 QR=R內(nèi)Q=2×138799×1.29/24=14920m3/h設(shè)混合液回流泵房2座，（2用1備）單泵流量QR單=0.5×QR/2=3730m3/h2.混合液回流管。回流混合液自出水井重力流至混合液回流泵房，經(jīng)潛污泵提升后送至缺氧段首段以單組算 混合液回流管設(shè)計流量Q6=Q內(nèi)Q/2=1.04 m3/s泵房進(jìn)水管設(shè)計流速采用v=0.8 m/s A=/v=1.04/0.8=1.3 取泵房進(jìn)水管管徑 DN1200mm5.泵房壓力出水總管設(shè)計流量Q7=Q6=1.04 m3/s設(shè)計流速v=1.2 m/s 取DN1000mm3.2二次沉淀池設(shè)計中選擇二組輻流式沉淀池，N=2，每池設(shè)計流量為0.803m3/s，從曝氣池流出的混合液進(jìn)入集配水井，經(jīng)過集配水井分配流量后流進(jìn)輻流式沉淀池。輻流式沉淀池如圖所示：3.2.1沉淀池表面積式中 F沉淀部分有效面積； Q設(shè)計流量； q表面負(fù)荷，一般采用0.51.5m3/(m2/h)設(shè)計中取q=1.5 m3/(m2/h) 3.2.2沉