污水處理廠課程設計

1、課程設計課題名稱： 環(huán)境工程 目錄第一章 總論21、1 設計任務書21、2 設計依據(jù)和原則31、3 主要設計資料4第二章 污水處理工藝流程說明52、1 工藝流程的確定（污水、污泥）52、2 工藝流程敘述6第三章 處理構筑物設計選型63、1 格柵63、2 沉砂池103、3初沉池133、4曝氣池173、5 二沉池243、6消毒253、7提升泵的計算27第四章 構建筑物一覽表27第五章 總圖布置28第六章 污水處理廠的運行管理286、1 安全措施286、2 污水廠運行管理286、3污水廠運行中注意事項296、4污泥性狀異常及其分析29參考文獻31第一章 總論1、1 設計任務書1、設計題目某污水處理廠

2、工藝設計及運行管理2、基本資料（1）處理量：16萬噸/天（2）進水水質(zhì)：CODcr 300mg/L BOD5 200mg/L SS 250mg/L 氨氮15mg/L（3）出水水質(zhì)：CODcr100mg/L BOD530mg/L SS30mg/L（4）處理工藝：污水擬采用傳統(tǒng)活性污泥法工藝處理，具體流程如下：污水格柵泵房沉砂池初沉池曝氣池二沉池消毒池出水（5）氣象與水文資料：風向：夏季主導風向為東南風（頻率為12%），冬季主導風向為西北風（頻率為10%）氣溫：年平均氣溫為12.9，最低氣溫為-26.5，最高氣溫為42.7水文：年均降水量為557mm，地下水水位地面下10m地形：西北高，東南低，自

3、然坡度為1，海撥6883米（大沽高程系）3、設計內(nèi)容（1）對工藝構筑物選型做說明；（2）主要處理設施（格柵、沉砂池、曝氣池、二沉池）的工藝計算；（3）繪制污水處理廠的平面布置圖；（4）污水處理廠運行過程中的常見問題及對策。4、設計成果（1）設計說明書一份；（2）設計圖紙1張：平面布置圖。5、時間安排 布置任務，講解設計方法1天；學生查閱資料1天；計算、總平面布置設計4天，找出運行過程中的常見問題及提出對策1.5天，整理說明書、計算書及繪圖2天，講評考核0.5天 。1、2 設計依據(jù)和原則1、設計依據(jù)國家有關水污染防治的政策法規(guī)與標準。國家的有關水污染防治法，國家對區(qū)域水污染防治的規(guī)劃和目標任務，

4、國家地面水環(huán)境質(zhì)量標準，污水綜合排放標準，某些行業(yè)的水污染物排放標準等。省部級政府關于區(qū)域水污染治理的任務和限期目標，區(qū)域水污染防治物總量控制規(guī)劃。地方政府的水污染治理規(guī)劃，城市或企業(yè)的排水系統(tǒng)現(xiàn)狀和規(guī)劃，包括現(xiàn)有和規(guī)劃的點源污染治理情況。污水處理工程的建設范圍，建設規(guī)模和建設地址。污水處理工程的設計服務范圍的污水產(chǎn)生，排放，水質(zhì)水量特征。污水處理后擬達到的排放標準。污水或污泥的綜合利用目標。污水和污泥處理的總體工藝方案。城市或企業(yè)概況和自然環(huán)境條件。2、設計原則污水廠的設計和其他工程設計一樣符合適用的要求，首先必須確保污水廠處理后達到排放要求?？紤]現(xiàn)實的經(jīng)濟和技術條件，以及當?shù)氐木唧w情況，在

5、可能的基礎上，選擇的處理工藝流程，構建筑物形式，主要設備，設計標準和數(shù)據(jù)等，最大限度的滿足污水廠功能的實現(xiàn)，使處理后污水符合水質(zhì)要求。污水廠設計采用的各項設計參數(shù)可靠。設計時充分掌握和認真研究各項自然條件，如水質(zhì)水量資料，同類工程資料。按照工程的處理要求，全面地分析各種因素，選擇好各項設計數(shù)據(jù)，在設計中遵守線性的設計規(guī)范，保證必要的安全系數(shù)。對新工藝，新技術，新結構和新材料的采用持積極慎重的態(tài)度。污水處理廠設計復合經(jīng)濟要求。污水處理工程方案設計完成后，總體布置，單體設計級藥劑選用等盡可能采取合理措施降低工程造價和運行管理費用。污水廠設計力求技術合理。在經(jīng)濟合理的原則下，根據(jù)需要，盡可能采用先進

6、的工藝，機械和自控技術，但確保安全可靠。污水處理廠的設計注意近遠期的結合，不宜分期建設的部分，如配水井，泵房及加藥間等，其土建部分一次建成；在無遠期規(guī)劃的情況下，設計為今后的發(fā)展留有挖潛和擴建的條件。污水廠設計考慮安全運行的條件，適當設置分流設施，超越管線，甲烷氣的安全貯存等。污水廠的設計在經(jīng)濟條件允許情況下，廠內(nèi)布局，構建筑物外觀，環(huán)境及衛(wèi)生等加以適當?shù)拿烙^和綠化。污水處理廠的出水盡可能回用，以緩解城市嚴重缺水問題。污泥級浮渣處理盡量完善，消除二次污染。1、3 主要設計資料（1）處理量：16萬噸/天（2）進水水質(zhì)：CODcr 300mg/L BOD5 200mg/L SS 250mg/L 氨

7、氮15mg/L（3）出水水質(zhì)：CODcr100mg/L BOD530mg/L SS30mg/L（4）處理工藝：污水擬采用傳統(tǒng)活性污泥法工藝處理，具體流程如下：污水格柵泵房沉砂池初沉池曝氣池二沉池消毒池出水（5）氣象與水文資料風向：夏季主導風向為東南風（頻率為12%），冬季主導風向為西北風（頻率為10%）氣溫：年平均氣溫為12.9，最低氣溫為-26.5，最高氣溫為42.7水文：年均降水量為557mm，地下水水位地面下10m地形：西北高，東南低，自然坡度為1，海撥6883米（大沽高程系）第二章 污水處理工藝流程說明2、1 工藝流程的確定（污水、污泥）城市污水處理廠的廢水來源主要為生活污水，是指城市

8、機關，學校和居民在日常生活中產(chǎn)生的廢水，包括廁所糞尿，洗衣洗澡水，廚房等家庭排水以及商業(yè)，醫(yī)院和游樂場所的排水等。其中以有機物為主，并不含有害物質(zhì)，具有較好的可生化性，其CODcr 300mg/L，BOD5 200mg/L，屬低濃度可生化有機廢水。因此不需要厭氧反應過程，采用好氧處理。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。普通活性污泥法，也稱傳統(tǒng)活性污泥法，推廣年限長，具有層數(shù)的設計及運行經(jīng)驗，處理效果可靠。自20實際70年代以來，隨著污水處理技術的發(fā)展，本方法在工藝及設備等方面又有了很大改進。在工藝方面，通過增加工藝構筑物可以成為“A/O”或

9、“A2/O”工藝，從而實現(xiàn)脫N和除P。在設備方面，開發(fā)了各種微孔曝氣池，使氧轉(zhuǎn)移效率提高到20%以上，從而節(jié)省了運行費。國內(nèi)已運行的大中型污水處理廠，如西安鄧家村，天津紀莊子，北京高碑店，成都三瓦窯等污水處理廠都采用此方法。目前世界最大的污水處理廠-美國芝加哥市西南西污水處理廠也采用此工藝，該廠1964年建成，設計流量為455萬m3/d。普通活性污泥法如設計合理，運行管理得當，出水BOD5可達到1020mg/L。它的缺點是工藝路線長，工藝構筑物及設備多而復雜，運行管理困難，基建投資及運行費均較高。國內(nèi)已建成的誒污水處理廠但法國基建投資一般為10001300元/（m3·d），運行費為0

10、.20.4元/（m3·d）或更高。2、2 工藝流程敘述原污水格柵沉砂池曝氣池二沉池消毒池外排初沉池污泥回流采用的工藝流程如下圖所示原污水格柵圖一 污水處理工藝流程圖 污水的大致處理流程是通過格柵，去除大的不溶性雜質(zhì)，然后經(jīng)過沉砂池和初沉池，去除一些大顆粒物質(zhì)和懸浮物質(zhì)，之后在曝氣池進行生物處理，降低水的BOD，泥水在二沉池進行分離，并有一部分污泥回流到曝氣池，最后經(jīng)過消毒處理外排。 第三章 處理構筑物設計選型3、1 格柵3、1、1格柵的作用及選擇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，如纖維、碎皮、毛發(fā)、

11、果皮、蔬菜、塑料制品等，以便減輕后續(xù)處理構筑物的處理負荷，并使之正常進行。被截留的物質(zhì)成為柵渣。關于格柵的選擇主要是決定柵條斷面、柵條間隙、柵渣清除方式等。柵條斷面有圓形、矩形、正方形、半圓形等。圓形水力條件好，但剛度差，故一般多采用矩形斷面，本設計采用矩形斷面。格柵分為平面格柵和曲面格柵兩種形式；按柵條間隙，可將其分為粗格柵（50100mm），中格柵（1640mm），細格柵（310mm）三種。柵渣清除方式。按清渣方式，可分為人工清渣和機械清渣兩種。一般按格柵渣量而定，當每日柵渣量大于0.2m3，應采用機械格柵除渣機。小型污水處理廠可采用人工清渣。但目前，一些小型污水處理廠為了改善勞動條件和有

12、利于自動控制，也采用機械格柵清渣。3、1、2格柵的設計構筑物材質(zhì)：鋼筋混凝土渠道。設計總流量：Qmax=2.22m3/s主要設備：采用GH-1400型鏈條回轉(zhuǎn)式多耙平面格柵除污機；電動機功率為1.11.5kw。主要設計參數(shù)格柵寬度：總寬不小于進水渠道的2倍，空隙總有效面積應大于進水渠有效斷面積的1.2倍。過柵流速：一般采用0.61.0，柵前管內(nèi)污水流速0.40.9m/s。柵條間隙：機械清渣：b=1625mm，人工清渣：b=3050mm。格柵傾角：人工清渣時不應大于70º，機械清渣時宜為45º75º，格柵上端應設平臺，格柵下端應低于進水管底部0.5m，距池壁0.50

13、.7m。格柵工作平臺：人工清除時平臺應高出柵前設計，最高水位0.5m，機械時等于或稍高于格柵中的地面標高，平臺寬在污水泵站不小于、1.5m，兩側(cè)過道寬度采用0.61.0m，機械清除時應安置除渣機、減速箱、皮帶輸送機等輔助設施的位置，格柵平臺臨水側(cè)應設欄桿，平臺上應裝置給水閥門，并設具有活動蓋板的檢修機，平臺靠墻應設掛安全帶的掛鉤，平臺上方應設置起重量為0.51.0t的工字梁和電動葫蘆。通過格柵的水頭損失，一般采用0.080.15m。根據(jù)以上的設置原則，本工藝采用矩形斷面中格柵，采用機械清渣。我國常用的機械格柵有鏈條式機械格柵，移動伸縮臂機械格柵，四周回轉(zhuǎn)式機械格柵，鋼絲繩牽引式機械格柵，其特點

14、及使用范圍如表一所示：類 型適 用 范 圍優(yōu) 點缺 點鏈條式機械格柵深度不大的中小型格柵，主要清除長纖維，袋狀物構造簡單，制造方便，占地面積小雜物進入鏈條和鏈輪之間時容易卡住；套筒棍子鏈造價高，耐腐蝕差移動伸縮臂機械格柵中等深度的寬大格柵，現(xiàn)有類型耙斗適用于污水除污不清污時，設備全部在水面上，維修檢查方便，可不停水檢修，鋼絲繩在水面上運行，使用時間長需三套電動機，減速器，構造復雜，移動時，耙齒與柵條間隙的對位較困難四周回轉(zhuǎn)式機械格柵深度較淺的中小型格柵構造簡單，制造方便，運行可靠，容易檢修制造困惱，占地面積大鋼絲繩牽引式機械格柵固定式為中小型格柵，深度范圍較大，移動式為寬大格柵使用范圍廣，無水

15、下固定部件，檢修維護方便鋼絲繩干濕交替，易腐蝕，宜使用不銹鋼絲繩，有水下固定部件，檢修時需停水通過以上的比較，選擇鏈條式機械格柵。由于城市生活污水中長纖維和袋狀物比較多，鏈條是機械格柵比較適用，并且其構造簡單，制造方便，占地面積小，而生活污水基本為中性，對鏈條的腐蝕相對較小，因此選擇鏈條式機械格柵。格柵設置在污水泵站之前，格柵具體計算如下：由前述資料得知：平均水量為16萬噸/天，取變化系數(shù)為1.2，計算并換算得最大水量為2.22m3/s。污水廠進水管為管徑為1100mm的鋼筋混凝土管，其充滿度為72.3%，埋設坡度為1。計算草圖如2圖所示：圖二 格柵設計計算草圖1. 格柵間隙數(shù)的計算：柵前水深

16、：h=1m 過柵流速：v= 1m/s 柵條寬度：s=0.01柵條間隙寬度：b= 0.02m 格柵傾角=60°n=Qmax *(sin60)1/2/ (bhv) =103.4104個2.柵槽寬度B的計算B=S*(n-1)+bn=0.01*(104-1)+0.02*104=3.09m單個柵槽寬1.55m，共設3個，二用一備，便于維修和清理。3. 通過格柵的水頭損失h2的計算設格柵條斷面為銳角矩形斷面：=2.42，=0.96，k=3h2=k*h0求得h0=0.04 h2=0.134. 柵后槽總高度H的計算柵前渠超高h1=0.3m5. 柵前總長度L的計算進水渠寬 B1=1.1m，其漸寬部分展

17、開角度1=20°進水渠道漸寬部分的長度:L1=（B-B1）/2tan20=0.42m柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度；L2=L1/2=0.42/2=0.21mH1=h+h1=1+0.3=1.36. 每日柵渣量W的計算柵渣量 W1=0.1 污水總變化系數(shù) KZ=1.2m37. 柵前流速v的校核 V=Qmax/Bh=0.72 m/s，在0.40.9之內(nèi)，滿足要求。3、1、3 設備選擇計算出單個格柵寬度為1550mm，根據(jù)計算結果，選擇型號為GLGS1580的高鏈式機械格柵。其格柵寬度1580mm，柵高度700至2000mm，柵條間隙20至50mm，除污耙行走速度4.42m/min，格柵

18、傾角75度，電極功率1.1KW。設計3座，2用一備。3、2 沉砂池3、2、1沉砂池的作用污水在遷移、流動和匯集過程中不可避免會混入泥砂。污水中的砂如果不預先沉降分離去除，則會影響后續(xù)處理設備的運行。最主要的是磨損機泵、堵塞管網(wǎng)，干擾甚至破壞生化處理工藝過程。沉砂池主要用于去除污水中粒徑大于0.2mm，密度大于2.65t/立方米的砂粒，以保護管道、閥門等設施免受磨損和阻塞。其工作原理是以重力分離為基礎，故應將沉砂池的進水流速控制在只能使比重大的無機顆粒下沉，而有機懸浮顆粒則隨水流帶起立。沉砂池主要有平流沉砂池、曝氣沉砂池、旋流沉砂池等?，F(xiàn)代設計的主要有旋流沉砂池。沉砂池的設計原則一般有：1) 沉

19、砂池的格數(shù)不應小于2格，并應按并列系列設計，水量較小時可考慮一格工作，一格備用。2) 沉砂池按去除密度大于2.65，粒徑大于0.2mm的沙粒設計。3) 設計流量的確定。當污水由水泵提升時按水泵的最大組合流量計算，當污水自流進入時，應按最大設計流量計算。4) 設計流速的確定。設計流量時水平流速、最大流速應為0.3m/s，最小流速應為0.15m/s，最大設計流量時，污水在池內(nèi)停留時間不應小于30s，一般為3060s。5) 設計水深確定。設計有效水深不應大于1.2m，一般采用0.21.0m，每格寬度不宜小于0.6m。6) 沉砂量的確定。城市污水的沉砂量，可按3m3/10×104m3污水計算

20、，沉砂含水率設為60%，容重為1.5t/m3。7) 砂斗容積按2d的沉砂量計算，斗壁傾角5560º。8) 池底坡度為0.010.02。9) 除砂一般采用機械方法，采用人工時，排砂管直徑不應小于200mm。10) 沉砂池超高不宜小于0.3m。沉砂池有平流式、豎流式、曝氣式和旋流式四種形式。由于曝氣沉砂池有占地小，能耗低，土建費用低的優(yōu)點，故多采用曝氣沉砂池。曝氣沉砂池是在平流沉砂池的側(cè)墻上設置一排空氣擴散器。使污水產(chǎn)生橫向流動。形成螺旋形的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。其構造特點在于進水裝置、出水裝置、沉淀區(qū)、曝氣系統(tǒng)和排泥裝置組成。曝氣沉砂池的水流部分是一個長形渠道，在池壁一側(cè)的整個長度距池底0.60.

21、9m 高度處設有空氣擴散裝置，并設有集砂槽，池底設有i=010.5 的坡度，以保證砂礫能夠滑入。曝氣沉砂池可以克服平流沉砂池中沉砂夾雜15%有機物，使沉砂后續(xù)處理難度增加的缺點。并且曝氣沉砂池可以去除水中的一部分BOD，可避免沉砂發(fā)臭，因此該設計選用曝氣沉砂池。3、2、2沉砂池的計算圖三 曝氣沉砂池的設計計算草圖1. 池子總有效容積V的計算V=60Qmaxt=60*2.2*2.5=333.33m3式中 Qmax-最大設計流量，m3/s； t-最大設計流量時的停留時間，min2. 水流斷面面積A A= Qmax /v=2.2/0.09=24.4m2設計計算曝氣池量為2座，n=2A1=A/n=24

22、.4/2=12.2 m2式中 v-最大設計流量時水平流速，m/s； 3. 池子總寬度BB=A1/h2=12.2/2.7=4.57m4. 池長LL=V/A1=333.33/12.2=13.5m5. 每小時所需空氣量qq=3600d Qmax=3600*0.15*2.2=1200 m36. 貯砂斗所需容積V式中 X-污水的沉砂量，對城市污水一般采用30m3/s； T-排砂時間間隔，d7. 貯砂斗各部分尺寸式中 -貯砂斗高度，m；S1，S2-分別為貯砂斗上口和下口面積，m2將兩式聯(lián)立得， =0.94m，S1=2.29 m2，S2=11.8 m28. 貯砂室的高度h3設采用重力排砂，池底坡度i=6%，

23、坡向砂斗，則9. 池子總高度hh=h1+h2+h3=4.18m式中 -超高，0.3m；10. 校核最小流速Vmin式中 Qmin-設計最小流量，m3/s；n1-最小流量是工作的沉砂池數(shù)；Amin-最小流量時沉砂池中水流斷面面積，m2。3、2、3設備選型 其曝氣裝置采用羅茨式鼓風機。曝氣池的空氣量為1200m3/h=20m3/min，選用鼓風機型號為Y132M-4，其轉(zhuǎn)速為1260r/min，升壓34.3KPa，流量7.04m3/min，功率7.5KW。配制數(shù)量為四臺，三用一備，則三臺工作時供氣量為21.12 m3/h，滿足需求。3、3初沉池3、3、1 初沉池的作用 沉淀池是分離懸浮物的一種常用

24、構筑物。按在污水處理流程中所處的位置可分為初次沉淀池和二次沉淀池。沉淀池按水流方向可分為平流式，豎流式和輻流式三種。各種形式沉淀池的特點及適用條件如表2所示表2 各種沉淀池的特點及其適用條件池型優(yōu)點缺點適用條件平流式對沖擊負荷和溫度變化的適應能力較強；施工簡單，造價低采用多斗排泥時，每個泥斗需單獨設排泥管各自排泥，操作工作量大，采用機械排泥時，機械設備的驅(qū)動件均浸沒于水中，易銹蝕適用于地下水位較高及地質(zhì)較差的地區(qū)；適用于大中小型污水處理廠豎流式排泥方便，占地面積小池子深度大，施工困難；對沖擊負荷及溫度變化的適應能力較差；造價高，池徑不宜太大適用于水量不大的小型污水處理廠輻流式采用機械排泥，運行

25、較好，管理簡單，排泥設備已有定型產(chǎn)品池內(nèi)水流速不穩(wěn)定，機械排泥設備復雜，對施工質(zhì)量要求較高適用于地下水位較高的地區(qū)，適用于大中型污水處理廠該污水處理廠水量較大，屬于大型污水處理廠，并且泥量較大，若采用平流式沉淀池則排泥工作量負荷太大，綜上分析，采用輻流式沉淀池做為初沉池。沉淀池的一般設計原則1) 設計流量沉淀池的設計流量和沉砂池的設計流量相同。當廢水是自流進入沉淀池時，應按照最大流量佐為設計流量；當用水泵提升時，應按照水泵的最大組合流量作為設計流量。在合流制的污水處理系統(tǒng)中應按降雨時的設計流量校核，沉淀時間不應小于30分鐘。2) 沉淀池的座數(shù)對于城市污水處理廠，沉淀池的座數(shù)應不小于2座3) 沉

26、淀池的幾何尺寸沉淀池的超高不應小于0.3m，緩沖層高采用0.3至0.5m，貯泥斗壁的傾角，方斗不小于60度，圓斗不宜小于55度；拍你管直徑不小于20mm。4) 沉淀池出水部分沉淀池出水一般采用堰流，出水堰的負荷為：初次沉淀池應不大于2.9L/(s· m),二次沉淀池一般取1.5至2.9L/(s· m)5) 貯泥斗的容積初次沉淀池貯泥時間按不大于2天計算，二次沉淀池貯泥時間按不超過2h計算6) 排泥部分沉淀池一般采用靜水壓力排泥，排泥管直徑應不小于200mm。靜水壓力數(shù)值：初次沉淀池應不小于1.5m；活性污泥法的二次沉淀池應不小于0.9m；生物膜法的二次沉淀池應不小于1.2m

27、。沉淀池的計算草圖四所示：圖四 輻流式沉淀池計算草圖輻流式沉淀池是一種大型沉淀池，池徑可達100m，池邊水深為1.5至3m。分周邊進水與中心進水兩種形式。輻流式沉淀池一般采用機械刮泥機，刮泥機由刮泥板和桁架組成，刮泥板固定在桁架底部，桁架繞池中心緩慢轉(zhuǎn)動，將沉淀在池底的污泥刮到池中心的泥斗中，泥斗中的污泥可以靠重力排出，也可用污泥泵吸出。刮泥機的傳動方式有周邊傳動和中心傳動兩種。當池徑小于20m時，也可采用多斗排泥而不設置刮泥機。3、3、2 初沉池的計算1、沉淀池部分水面面積A1，根據(jù)生物處理段的特性，中間沉淀池表面負荷q0為1.03.0m3/(m2·h)，選取q0=2.6 m3/(

28、m2·h)，共設兩座沉淀池。式中：Qmax：最大設計流量（m3/h）。n：池數(shù)，n=2。A1：每座池子的表面積，m2。代入各值得，池徑D，取D=45m2、沉淀部分的有效水深h2，設沉淀時間t=2h(1.02.0h)，表面負荷取2.6 m3/(m2·h) q0=1.03.0m3/(m2·h)，則 h2=q0t=2.6*2=5.2m3、污泥區(qū)的容積V，設計采用周邊傳動的刮吸泥機排泥，污泥區(qū)容積按1.5h停留時間確定。式中：T：污泥停留時間，1.5h。R：污泥回流比，30%。Q：設計水量，采用平均日污水量X：混合液懸浮固體濃度kg/m3，取2.0kg/m3。Xr：沉淀池

29、底流污泥濃度，10.0kg/m3。將各數(shù)值代入公式得，每個沉淀池污泥區(qū)的容積：4、污泥區(qū)高度h4(1) 污泥斗高度設池底的徑向坡度為0.02，污泥斗底部直徑D2=2.0m，上部直徑D1=3.0m，傾角為30º。則(2) 圓錐體高度(3) 豎直段污泥部分的高度(4) 污泥區(qū)的高度5、沉淀池的總高度H設超高h1=0.3m，緩沖層高度h3=0.5m，6、徑深比校核D/H=45/7.4=8.5在6至12的范圍內(nèi)，符合要求。3、3、3 設備選型 計算得池徑為45m，根據(jù)該結果選擇刮泥機的型號為ZBXN-45，其功率為45，功率為3KW，周邊線速為4.0m/min，周邊輪壓為8600kg，周邊輪

30、中心45.5m。3、4曝氣池3、4、1 曝氣池的作用曝氣池（aeration tank）利用活性污泥法進行污水處理的構筑物。池內(nèi)提供一定污水停留時間，滿足好氧微生物所需要的氧量以及污水與活性污泥充分接觸的混合條件。 曝氣池主要由池體、曝氣系統(tǒng)和進出水口三個部分組成。池體一般用鋼筋混凝土筑成，平面形狀有長方形、方形和圓形等。曝氣原理是曝氣是使空氣與水強烈接觸的一種手段，其目的在于將空氣中的氧溶解于水中，或者將水中不需要的氣體和揮發(fā)性物質(zhì)放逐到空氣中。換言之，它是促進氣體與液體之間物質(zhì)交換的一種手段。它還有其他一些重要作用，如混合和攪拌?？諝庵械难跬ㄟ^曝氣傳遞到水中，氧由氣相向液相進行傳質(zhì)轉(zhuǎn)移，這

31、種傳質(zhì)擴散的理論，目前應用較多的是劉易斯和惠特曼提出的雙膜理論。雙膜理論認為，在“氣-水”界面上存在著氣膜和液膜，氣膜外和液膜外有空氣和液體流動，屬紊流狀態(tài)；氣膜和液膜間屬層流狀態(tài)，不存在對流，在一定條件下會出現(xiàn)氣壓梯度和濃度梯度。如果液膜中氧的濃度低于水中氧的飽和濃度，空氣中的氧繼續(xù)向內(nèi)擴散透過液膜進入水體，因而液膜和氣膜將成為氧傳遞的障礙，這就是雙膜理論。顯然，克服液膜障礙最有效的方法是快速變換“氣-液”界面。曝氣攪拌正是如此，具體的做法就是：減少氣泡的大小，增加氣泡的數(shù)量，提高液體的紊流程度，加大曝氣器的安裝深度，延長氣泡與液體的接觸時間。曝氣設備正是基于這種做法而在污水處理中被廣泛采用

32、的。曝氣池一般和沉淀池組成聯(lián)合工藝流程。設置在曝氣池前面的稱初次沉淀池，設置在曝氣池后面的稱為二次沉淀池,分別用于廢水的預處理和后處理。曝氣池也有和二次沉淀池合建的。這種設施由曝氣區(qū)、導流區(qū)、沉淀區(qū)、回流區(qū)四部分組成。導流區(qū)的作用是使污泥凝聚和使氣水分離，為沉淀創(chuàng)造條件。在曝氣區(qū)內(nèi)廢水與回流污泥充分混合,然后經(jīng)導流區(qū)流入沉淀區(qū),澄清后的水經(jīng)溢流堰排出。沉淀污泥沿曝氣區(qū)底部回流入曝氣池。這種設施結構緊湊，流程短，可以節(jié)省污泥回流設備。近年來，又創(chuàng)造出一些新型曝氣方法，如深井曝氣、純氧或富氧曝氣和配合其他生物處理方法的曝氣等。深井曝氣一般用直徑16米、深達50150米的曝氣池,利用水壓來提高水中氧

33、的移轉(zhuǎn)速率,以高效去除污水中BOD。這種曝氣池已在英國、德意志聯(lián)邦共和國、法國、加拿大、美國、日本先后投入運行或?qū)嶒炦\行。純氧曝氣是按鼓風曝氣方法向水中鼓入純氧或富氧空氣，池型一般如鼓風曝氣池,上加密封蓋,以充分提高充氧效率。另外還在研究和發(fā)展一些特殊型式的曝氣池，如生物接觸氧化和生物膜載體流化床曝氣池等。曝氣池在朝著高效率、小體積、節(jié)省能源的方向發(fā)展。3、4、2 曝氣池的設計計算傳統(tǒng)推流式曝氣池設計計算1. 污水處理程度的計算及曝氣池的運行方式（1）污水處理程度的計算原污水BOD=200mg/L，經(jīng)初次沉淀處理，BOD按降低30%考慮，S0=200*（1-30%）=140 mg/L計算去除率

34、，首先計算處理水中非溶解性BOD5值；BOD5=7.1bXaCe式中 Ce-處理水中懸浮固體濃度，mg/L，取值為25mg/L； b-微生物自身氧化率，一般介于0.05至0.1之間，取值0.08； Xa-活性微生物在處理水中所占比例，取值0.4。帶入各值，得：BOD5=7.1*0.08*0.4*25=5.685.7mg/L處理水中溶解性BOD5值為：25-5.7=19.3 mg/L去除率（2）曝氣池的運行方式在本設計中應考慮曝氣池運行方式的靈活性和多樣化，即以傳統(tǒng)活性污泥法系統(tǒng)作為基礎，又可按階段曝氣系統(tǒng)和再生-曝氣系統(tǒng)運行。2. 曝氣池的計算與各部位尺寸的確定 (1) 曝氣池按BOD-污泥負

35、荷法計算。 擬采用的BOD-污泥負荷率為0.25kgBOD5/(kgMLSS·d)。但為穩(wěn)妥需加以校核。取K2 =0.0185，Se=18.6 mg/L，=0.862，帶入各值，得：kgBOD5/(kgMLSS·d)計算結果確定那個，Ns值取0.3是適宜的。(2) 確定污泥液混合濃度X的計算根據(jù)已經(jīng)確定的Ns值，查相關資料得SVI值為100至120，取值110。計算確定混合液污泥濃度值X，對此，r=1.2，污泥回流比R=30%，代入各值，得mg/L(3) 確定曝氣池容積V的計算：曝氣池容積按下式計算：帶入相關數(shù)值得（4） 計算曝氣池各部位尺寸：設2組曝氣池，每組容積為m3池

36、深取5m，則每組曝氣池面積為池寬取7.5m，介于1和2之間，符合規(guī)定。池長，符合規(guī)定設5廊道式曝氣池，廊道長：取超高0.3m，則池總高度為5+0.3=5.3m在曝氣池面對初次沉淀池和二次沉淀池的一側(cè)各設橫向配水渠道，并在池中部設縱向中間配水渠道與橫向配水渠道相連接。在兩側(cè)橫向配水渠道上設進水口，每組曝氣池共有5個進水口。曝氣池平面圖如圖五所示：圖五 曝氣池平面圖及計算草圖在面對初次沉淀池的一側(cè)，在每組曝氣池的一端，廊道I進水口處設置回流污泥井，并內(nèi)設污泥空氣提升器，回流污泥由污泥泵送入井內(nèi)，由此通過空氣提升器回流曝氣池。按圖4所示的平面布置，該曝氣池可有多種運行方式：（a）按傳統(tǒng)活性污泥法系統(tǒng)

37、運行，污水及回流污泥同步從廊道I的前側(cè)進水口進入；（b）按階段曝氣系統(tǒng)進行，回流污泥從廊道I的前側(cè)進入，而污水則分別從兩側(cè)配水渠道的5個進水口均量的進入；（c）按再生曝氣系統(tǒng)運行，回流污泥從廊道I的前側(cè)進入，以廊道I作為污泥再生池，污水則從廊道II的后側(cè)進水口進入，在這種情況下，再生池為全部曝氣池的20%，或者以廊道I及廊道II為再生池，污水則從廊道III的前側(cè)進水口進入，此時，再生池為40%。各種運行方式可靈活運用。3. 曝氣系統(tǒng)的計算與設計（本設計采用鼓風曝氣系統(tǒng)）（1） 平均時需氧量的計算，由公式Oz=aQSr+bVXv取a=0.52， b=0.16，帶入各值，得：（2） 最大需氧量的計

38、算根據(jù)原始數(shù)據(jù)，Kz=1.2代入各值得：（3） 每日去除的BOD值（4）去除沒千克BOD的需氧量（5） 最大時需氧量與平均時需氧量之比4. 供氣量的計算采用網(wǎng)狀模型中微孔空氣擴散器，敷設于距池底0.2m處，淹沒水深4.0m，計算溫度定為30。查表得水中溶解氧飽和度Cs（20）=9.17mg/L; Cs(30)=7.63 mg/L(1) 空氣擴散器出口處的絕對壓力Pb按下式計算，即：Pb=1.013*105+9.8*104H（Pa）代入各值，得Pb=1.013*105+9.8*104*7.5=1.5*105（Pa）(2) 空氣離開曝氣池面時，氧的百分比按下式計算，即：式中 EA-空氣擴散器的氧轉(zhuǎn)

39、移效率，對網(wǎng)狀模型中微孔空氣擴散器，取值12%，帶入EA值，得：(3) 曝氣池混合液中平均氧飽和度（按最不利的溫度條件考慮）按下式計算，即：代入數(shù)值，得：(4) 換算為在20條件下，脫氧清水的充氧量，按下式計算，即：=0.95,=0.82,=1.0,C=2.0代入各值，得：相應的最大時需氧量為：(5) 曝氣池平均時供氣量，按下式計算，即：帶入各值，得：(6) 曝氣池最大時供氣量(7) 去除每千克BOD5的供氣量：(8) 每立方米污水的供氣量：(9) 本系統(tǒng)的空氣總用量除采用鼓風曝氣外，本系統(tǒng)還采用空氣在回流污泥提升污泥，空氣量按回流污泥量的8倍考慮，污泥回流比R取值30%，這樣，提升回流污泥所

40、需空氣量為總需氣量為：38016+34877=72892m3/h3、4、3 設備選型 每平方米設一個微孔曝氣器，池總面積為6000m2，設微孔曝氣器（Ø150mm）6000個3、5 二沉池3、5、1 二沉池的作用二沉池的作用主要是將曝氣階段的泥水進行分離。其它與初沉池類似。本設計采用輻流式中心進水周邊出水，采用四座池子。3、5、2 二沉池的設計計算1沉淀部分水面積設比表面負荷q=1.6 m3/·h, n=4 Qmax=6666.67 m3/h2池子直徑 ,取D=40m；3實際水面面積校核：實際負荷<1.7 L/s·m，符合要求。沉淀部分有效水深設停留時間ts

41、=2.5hh=qts=1.6*2.5=4m4、泥部分所需容積規(guī)范規(guī)定：二沉池每人每天污泥量1021g/cap·d,含水率99.299.6%，這里?。好咳嗣咳瘴勰嗔?6 g/cap·d。含水率99.4%，當量人口數(shù)N=160萬人式中：S：每人每日污泥量（L/人·d）采用周邊傳動的刮吸泥機連續(xù)排泥，排泥時間按2小時計算污泥部分有效容積圓錐體部分污泥容積設池底徑向坡度為1/12，設池底直徑D1=4m則>28.1m37、 沉淀池總高設超高h1=0.3m，緩沖層高h3=0.5mH=h1+h2+h3+h4=0.3+4+0.5+1.55=6.3m8、沉淀池池邊高度H= h

42、1+h2+h3=0.3+4+0.5=4.8m9、 徑深比D/h2=40/4=10 (符合要求，介于612之間)3、5、3設備選型 計算得池徑為40m，根據(jù)該結果選擇沉淀池的型號為ZBXN-40，其功率為40，功率為2.2KW，周邊線速為4.0m/min，周邊輪壓為8000kg，周邊輪中心40.5m。3、6消毒3、6、1 消毒池簡介 經(jīng)過二級處理的污水往往不能直接外排，需要進行深度消毒處理。 采用加氯消毒的方式，向清水池進水口處加氯，采用此種方法的優(yōu)點 具有余氯的持續(xù)消毒作用； 價值成本低； 操作簡單；準確； 不需龐大的設備。3、6、2消毒池的計算1. 接觸消毒池的計算1） 消毒池的計算設計流量

43、Q=160000萬m3/d=6666.7m3/h；水力停留時間T=0.5h；設計氯量為C=4mg/L設置接觸式消毒池一座池體容積V=QT=3333.3 m3 消毒池池長L=38m，每鉻池寬b=7.0m，長寬比L/b=5.4 接觸消毒池總寬度B=nb=3*7=21m消毒池的有效水深設計為H1=4.0m實際消毒池容積V為V=BLH1=nbLH1=3*7*38*4=3192.0m3滿足有效停留時間的要求。2） 加氯量的計算 a最大投藥量，mg/L； Q要消毒的水量，m3/h； 加氯量取5mg/L代入數(shù)值計算，得：選用貯氯量為1000kg的液氯鋼瓶，每日加氯量為4/5鋼瓶，工貯用12瓶。每日加氯機兩臺

44、，混合攪拌機動率實際選用JBK-2200框式調(diào)速攪拌機，攪拌器直徑2200mm，高度2000mm，電動機功率為4KW。3、7提升泵的計算3、7、1 泵的作用 按照泵作用于液體的原理，泵可分為葉片式和容積式兩大類，其中葉片式泵是由泵內(nèi)的葉片在旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的擠壓作用將液體吸入和壓出。在該設計中，使用泵將污水一次提到足夠高，之后污水通過自身重力作為動力3、7、2 泵的相關計算1. 泵揚程估算查相關數(shù)據(jù)得，各污水處理設備水頭損失為：格柵0.3m 沉砂池0.5m 初沉池 0.6m 曝氣池 0.4m 二沉池0.6m 消毒池0.5m 故總水頭損失為H=0.3+0.5+0.6+0.4+0.6+0.5=3.1m由

45、于資料有限，污水流過管道的阻力損失不可知，估算泵的揚程為2. 流量計算Q=16*1.2=19.2萬m3/d=2200L/s3、7、3泵的選型根據(jù)計算結果，選擇型號為700QZ-85G的泵，葉片安裝角度為+4度。工作時兩個該型號的泵并聯(lián)，則其流量可達到2600L/s，揚程為7。復合要求。第四章 構建筑物一覽表（名稱、型式、主要尺寸、數(shù)量、單位）序號名稱規(guī)格數(shù)量設計參數(shù)主要設備1格柵L*B=6m*3m2座Qmax=1Qmax=19.2萬噸/天Qh=16萬噸/天柵條間隙b=0.02柵前水深h=1m過柵流速v=1m/s鏈式格柵除污機3臺超聲波水位計3套螺旋壓榨機1臺螺紋輸送機2臺剛閘門6扇2進水泵房L

46、*B=6m*4m1座Qmax=19.2萬噸/天Qh=16萬噸/天設計揚程3.5m選泵揚程7m700QZ-85G潛水泵3臺，2用1備3曝氣沉砂池L*B =13*4.52座設計流量Qmax=19.2萬噸/天水平流速v=0.09最大停留時間t=2.5設計有效水深h2=2.7m羅茨式鼓風機Y132M-43臺，2用1備消聲器6個4輻流式初沉池D*H=45m*6.7m2座設計流量Qmax=19.2萬噸/天效水深h2=3.12停留時間1.2minZBXN-45刮泥機2套，撇渣斗4個5曝氣池La*B=80*7.55廊道2Qmax=1Qmax=9.2萬噸/天Qh=16萬噸/天微孔曝氣器（Ø150mm）

47、6000個6二沉池D*H=40m*5m4Qh=16萬噸/天沉淀時間t=2.5停留時間T=2dZBXN-40刮泥機2套，撇渣斗8個7消毒池L*B=38m*7m3Qh=16萬噸/天加氯量取5mg/L貯氯量為1000kg的液氯鋼瓶，每日加氯量為4/5鋼瓶，工貯用12瓶。每日加氯機兩臺8鍋爐房L*B=38m*7m1鍋爐第五章 總圖布置 污水廠平面布置第六章 污水處理廠的運行管理6、1 安全措施 考慮到全廠發(fā)生事故時，構筑物檢查停用時可將進入污水廠的污水通過超越管排入河流，故在進水閘前，厭氧混合池前和接觸池前分別設置超越管，管徑1500mm. 為了能夠隨時掌握廠內(nèi)各構筑物的運行情況，設中央控制系統(tǒng)進行全方位監(jiān)測，并在廠內(nèi)及各高位處設置監(jiān)視器。6、2 污水廠運行管理 定期進行培訓考核，提高污水廠操作工人的污水處理基本知識和基本技能； 定期對處理系統(tǒng)進行巡視和做好處理構筑物的清潔保養(yǎng)工作； 切實做好控制，觀察、記錄分析試驗工作對于檢驗數(shù)據(jù)設立技術檔案并妥善保管； 對污水處理廠的運行采用自動監(jiān)測，自動記錄，自動化設備與人工操作相結合，并設中控室實行集中管理。 加強廠區(qū)環(huán)境保護和綠化工作，確保工作人員有一個良