md處理規(guī)模城市污水處理廠課程設(shè)計

1、課 程 設(shè) 計題目：40000m3/d處理規(guī)模城市污水處理廠（課程）設(shè)計學(xué)生學(xué)院 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 專業(yè)班級 學(xué) 號 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 2014年 3 月目錄摘要1第一章 設(shè)計概述2 第一節(jié) 設(shè)計原則、任務(wù)、內(nèi)容及依據(jù)2 一、設(shè)計題目2 二、設(shè)計原則2 三、設(shè)計內(nèi)容2 四、設(shè)計依據(jù)2 第二節(jié) 設(shè)計規(guī)模3第二章 工藝流程及說明4 第一節(jié) 工藝路線選定(處理方法和工藝流程)4 工藝流程框圖5 第二節(jié) 流程各結(jié)構(gòu)介紹5第三章 工藝流程設(shè)計計算7 第一節(jié) 粗格柵7 一、 設(shè)計說明7 二、 設(shè)計參數(shù)7 三、 設(shè)計計算7 四、 機械設(shè)備選型9 第二節(jié) 污水提升泵房9 一、設(shè)計說明9 二、設(shè)計參數(shù)9 三

2、、泵房設(shè)計計算10 第三節(jié) 細格柵10 一、 設(shè)計說明10 二、 設(shè)計參數(shù)10 三、 設(shè)計計算10 四、 機械設(shè)備選型12 第四節(jié) 曝氣式沉砂池13 一、 設(shè)計說明13 二、 設(shè)計參數(shù)13 三、 設(shè)計計算13 四、 機械設(shè)備選型15 第五節(jié) 平流式初沉池15 一、 設(shè)計說明15 二、 設(shè)計參數(shù)15 三、 設(shè)計計算16 第六節(jié) 生化反應(yīng)池18 一、 設(shè)計參數(shù)18 二、 設(shè)計計算18 三、 生物反應(yīng)池主要尺寸20 四、 生物反應(yīng)池進、出水系統(tǒng)計算21 五、 配水井設(shè)計22 六、有關(guān)設(shè)備計算與選擇23 第七節(jié) 輻流式二沉池的設(shè)計24 一、設(shè)計說明24 二、設(shè)計計算24 第八節(jié) 紫外線消毒槽27 一、

3、設(shè)計說明27 二、設(shè)計參數(shù)28第四章 污泥處理構(gòu)筑物設(shè)計計算28 第一節(jié) 回流污泥泵房28 一、設(shè)計說明28 二、回流污泥泵設(shè)計選型28 第二節(jié) 剩余污泥泵房29 一、設(shè)計說明29 二、設(shè)計選型29 第三節(jié) 污泥濃縮池29 一、設(shè)計說明29 二、設(shè)計參數(shù)29 三、設(shè)計計算30 四、機械設(shè)備選型32 第四節(jié) 消化池32 一、設(shè)計參數(shù)32 二、設(shè)計計算32第五章 惡臭氣體的處理計算34 一、惡臭氣體的來源及分類34 二、城市污水處理廠主要處理構(gòu)筑物惡臭散發(fā)率34 三、惡臭污染物廠界標準35 四、惡臭氣體處理特點35 五、除臭原理35 六、本設(shè)計中產(chǎn)生惡臭的地方、濃度和氣體總量35 七、除臭工藝36

4、 八、吸附設(shè)計36 九、風機、電機的選擇37第六章 平面布置和高程布置38 第一節(jié) 平面布置38 一. 平面布置38 第二節(jié) 污水廠的高程布置39 一、概述39 二、高程布置原則39 三、高程計算3940000m3/d處理規(guī)模城市污水處理廠生物處理工藝設(shè)計摘要現(xiàn)代化工業(yè)進程的加快，城市化進程的進步，使得廢水污染物的產(chǎn)生量也明顯的增加。為使環(huán)境污染和生態(tài)破壞加劇趨勢得到基本控制，就要對工業(yè)廢水污染進行綜合防治。污水處理主要對象為有機物（COD）、氨氮和磷酸鹽。控制富營養(yǎng)化為目的的氮磷脫除已成為各國重要的奮斗目標。在此情況下，發(fā)展可持續(xù)污水處理工藝變得勢在必行。所謂可持續(xù)污水處理工藝就是朝著最小C

5、OD氧化，最低的CO2釋放，最少的剩余污泥產(chǎn)量以及實現(xiàn)磷回收和處理重金屬回收等方向努力。著需要較綜合的方式來解決污水處理問題，即污水處理不應(yīng)僅僅滿足單一的水質(zhì)改善，同時也需要一并考慮污水及所含污染物的資源化和能源化問題，且所采用的技術(shù)必須以低能耗、低成本付出，避免出現(xiàn)污染物的轉(zhuǎn)移現(xiàn)象為前提。我國現(xiàn)有城市污水處理廠80%以上都采用活性污泥處理系統(tǒng)，其余采用一級處理、強化一級處理、穩(wěn)定塘及土地處理發(fā)等。目前，我國新建的城市污水處理廠所采用的工藝中，各種類型的活性污泥發(fā)為主流，占90%。從國情出發(fā)，我國的城市污水處理發(fā)展趨勢：1）氮磷營養(yǎng)物質(zhì)的去除仍為重點也是難點；2）工業(yè)廢水處理開始轉(zhuǎn)向全過程控制

6、；3）單獨分散處理開始轉(zhuǎn)為城市污水集中處理；4）水質(zhì)控制指標越來越嚴；5）由單純工藝技術(shù)研究轉(zhuǎn)向工藝工程的綜合集成與產(chǎn)業(yè)化及經(jīng)濟、政策標準的綜合性研究；6）污水再生利用提上日程；7）中小城鎮(zhèn)污水污染與治理問題開始受到重視。在我國工業(yè)生產(chǎn)中，許多仍沿用高能耗、低效益的粗放性方式。造成資源、能源利用率低，污染物產(chǎn)生量大，結(jié)構(gòu)型污染問題突出。我國水資源不足和時空分布不均勻，水環(huán)境容量低，工業(yè)污染源排放污染物達到水環(huán)境質(zhì)量改善要求的任務(wù)是長期而艱巨的。隨著都市發(fā)展和人民生活水平的提高，城市對文明的衛(wèi)生水平的要求也越來越高，企業(yè)和外商對投資環(huán)境的期望也越高。沒有污水治理將使城市的環(huán)境質(zhì)量惡化，使投資減少

7、，最終是城市不能發(fā)展。因此治理污水已成為城市持續(xù)發(fā)展的保障。第一章設(shè)計概述第一節(jié) 設(shè)計原則、任務(wù)、內(nèi)容及依據(jù)一、設(shè)計題目40000m3/d處理規(guī)模城市污水處理廠綜合設(shè)計二、設(shè)計原則1、對廢水處理工藝流程選擇先進成熟、穩(wěn)妥可靠、操作管理方便的流程；2、對設(shè)備、儀器、儀表選型本著先進、可靠、適用的原則。三、設(shè)計內(nèi)容 1、對工藝流程的選擇說明； 2、對工藝處理構(gòu)筑物選型說明；3、主要處理設(shè)施的工藝計算；4、污水處理廠的平面布置。四、設(shè)計依據(jù)本設(shè)計主要依據(jù)以下批文：污水綜合排放標準GB8978-96廣東省地方標準水污染物排放限值DB 44/262001地面水環(huán)境質(zhì)量標準GB3838-88城市污水處理廠

8、項目建設(shè)情況（1994）城市污水處理廠污水污泥排放標準CJ/T3070-1999室外排水設(shè)計規(guī)范GBJ14-87設(shè)計參考：1. 水污染控制工程 高廷耀 顧國維2. 污水處理工程設(shè)計 徐新陽 于鋒3. 污水處理廠設(shè)計與運行 曾科 卜秋平 陸少鳴4. 廣東省地方標準 水污染物排放限值（DB44/26-2001）5. 總圖制圖標準（ GB/T50103-2001）6. 建筑制圖標準（GB/T50104-2001）7. 建筑結(jié)構(gòu)制圖標準（GB/T50105-2001）8. 給水排水制圖標準（GB/T50106-2001）第二節(jié) 設(shè)計規(guī)模污水總量按40000m3/d計算，設(shè)計原水質(zhì)狀況為：CODCr：2

9、50mg/L； BOD5：100mg/LSS: 100mg/L NH3-N：30mg/L磷酸鹽（以P計）： 5mg/L本項目設(shè)計進出水水質(zhì)根據(jù)廣東省地方標準水污染物排放限值（DB44/26-2001），采用第二時段第二類污染物最高允許排放濃度一級標準。如表1.1：表1.1 設(shè)計進出水水質(zhì)主要污染物原水水質(zhì)排放標準去除率（%）（mg/l)(mg/l)CODCr2504084以上BOD51002080以上SS1002080以上NH3-N301067以上磷酸鹽50.590以上第二章 工藝流程及說明 第一節(jié) 工藝路線選定(處理方法和工藝流程)根據(jù)進出水質(zhì)對污染物的去除率要求均達到80%以上，因此污泥必

10、須經(jīng)過二次處理。通過對污水處理進水水質(zhì)的分析，BOD、COD濃度較高，而且BOD/COD達到0.4，此污水的生化性能較好。按此水質(zhì)，經(jīng)對活性污泥法、生物膜法和物理化學(xué)三種工藝比較，活性污泥處理工業(yè)廢水具有處理效果好，出水水質(zhì)穩(wěn)定，運轉(zhuǎn)經(jīng)驗豐富等優(yōu)點，一般BOD5、SS的去除率可達90%以上，CODcr的去除率達80%以上，能滿足出水水質(zhì)的要求，同時工業(yè)污水處理廠的規(guī)模較大，不宜采用生物膜法和物理化學(xué)法。因此，本工藝采用活性污泥法。按城市污水處理和污染防治技術(shù)政策要求推薦，20萬t/d規(guī)模大型污水廠一般采用常規(guī)活性污泥法工藝，10-20萬t/d污水廠可以采用常規(guī)活性污泥法、氧化溝、SBR、AB法

11、等工藝，小型污水廠還可以采用生物濾池、水解好氧法工藝等。對脫磷脫氮有要求的城市，應(yīng)采用二級強化處理，如A2 /O工藝，A/O工藝，SBR及其改良工藝，氧化溝工藝，以及水解好氧工藝，生物濾池工藝等。由于該設(shè)計對脫氮除磷有要求故選取二級強化處理。最后選用A2/O工藝。A2/O工藝特點:1) 厭氧、缺氧、好氧三種不同的環(huán)境條件和不同種類微生物菌群的有機配合，同時具有去除有機物、脫氮除磷的功能。2) 在同時脫氮除磷的工藝中，該工藝流程最為簡單，總的水力停留時間也少于同類其他工藝。3) 在厭氧缺氧好氧交替運行條件下，絲狀菌不會大量繁殖，SVI一般少于100，污泥沉降性好。4) 污泥中磷含量高，一般在2.

12、5%以上。5) 該工藝脫氮效果受混合液回流比大小的影響，除磷效果則受回流污泥中攜帶DO和硝酸態(tài)氧的影響，因而脫氮效果不可能很高。工藝流程框圖具體流程如下圖2.1:圖2.1 工藝流程圖第二節(jié) 流程各結(jié)構(gòu)介紹一、格柵因為排入污水處理廠的污水中有雜物，所以在處理系統(tǒng)的前設(shè)置格柵，以攔截較大的雜物，防止雜物堵塞處理系統(tǒng)的管理、孔口和輔助設(shè)施。設(shè)計采用了粗、細兩道格柵，分別攔截較粗和較細的雜物，又因雜物量多，可采用機械清渣。二、沉砂池 城市污水中含有一定數(shù)量的無機物，例如砂粒，砂粒如隨著污水進入處理構(gòu)筑物后，在流速比較慢的地方會沉下來，例如曝氣池的底部、沉淀池底部等，還會隨污泥系統(tǒng)，砂粒會造成管道和機構(gòu)

13、的損壞，因此城市污水處理系統(tǒng)中一般都設(shè)有沉砂池。本工藝選用了曝氣式沉砂池。其功能是從污水中分離密度大的砂粒，將粒徑大于0.2mm的砂粒去除。三、初沉池 初沉池的預(yù)處理可以去除30%的BOD5與55%的懸浮物。本設(shè)計采用平流式沉淀池。四、生物化反應(yīng)池1、A2/O工藝是Anaorobic-Anoxic-Oxic的英文縮寫，它是厭氧缺氧好氧生物脫氮除磷工藝的簡稱，A2/O工藝于70年代由美國專家在厭氧好氧除磷工藝（A2/O）的基礎(chǔ)上開發(fā)出來的，該工藝同時具有脫氮除磷的功能。該工藝在厭氧好氧除磷工藝（A2/O）中加一缺氧池，將好氧池流出的一部分混合液回流至缺氧池前端，以達到硝化脫氧的目的。2、A2/O

14、工藝流程圖如圖2-2所示：圖2-2：A2/O工藝流程圖 3、工藝原理 首段厭氧池流入原污水及同步進入的從二沉池回流的含磷污泥，本段主要功能為釋放磷，使污水中P的濃度升高，溶解性有機物被微生物細胞吸收而使污水中BOD濃度下降；外，NH3N，因細胞的合成而被去除一部分，使污水中NH3N濃度下降，但NO3N含量沒有變化。在缺氧池中，反硝化菌利用污水中的有機物作碳源，將回流混合液中帶入的大量NO3N和NO2N還原為N2釋放至空氣，因此BOD5濃度下降，NO3N濃度大幅度下降，而磷的變化很小。在好氧池中，有機物被微生物生化降解，而繼續(xù)下降，有機氮被氨化繼而被硝化，使NH3N濃度顯著下降，但隨著硝化過程使

15、NO3N濃度增加，P隨著聚磷菌的過量攝取，也比較快的速度下降。所以，A2/O工藝它可以同時完成有機物的去除，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。五、 二沉池 二沉池在二級處理中，在生物反應(yīng)池后面，其作用將活性污泥沉與水分離，使污水與水分離，使污水盡量不帶懸浮物，達到清澈的水質(zhì)排放。采用輻流式沉淀池是因為其運行較好，管理較簡單，排泥設(shè)備已趨定型。六、濃縮池 城市污水含水率高，體積大，因此對污泥的處理、利用及輸送都造成困難，故先濃縮。濃縮后的污泥近似糊狀，體積縮小，但仍可保持其流動性，可以

16、用泵輸送，運送方便，可大大降低運輸費用和后續(xù)處理費用。對剩余污泥的處理，尤其不可缺少。本工藝過程采用了重力濃縮池。由濃縮池出來的污泥經(jīng)脫水機脫水后外運填埋處理。第三章 工藝流程設(shè)計計算 第一節(jié) 粗格柵一、 設(shè)計說明粗格柵用以截留水中的大懸浮物或大漂浮物，以減輕后續(xù)處理構(gòu)筑物的負荷，并保證后續(xù)處理設(shè)施能正常運行的裝置。格柵是由一組（或多組）相平行的金屬柵條與框架組成。傾斜安裝在進水渠道，或進水泵站集水井的進口處，以攔截污水中較粗大的懸浮物及雜質(zhì)。格柵按柵條的種類可分為直棒式柵條格柵、弧形格柵、輻射式格柵、轉(zhuǎn)筒式格柵和活動?xùn)艞l式格柵。由于直棒式格柵運行可靠，布局簡潔，易于安裝維護，本工藝選用直棒式

17、格柵。二、 設(shè)計參數(shù)本設(shè)計格柵分粗細兩道格柵，粗格柵位于提升泵前的集水井進口處，細格柵位于提升泵出口處的管渠上。具體設(shè)計參數(shù)如下：粗格柵用以截留水中的大懸浮物或大漂浮物，以減輕后續(xù)處理構(gòu)筑物的負荷，并保證后續(xù)處理設(shè)施能正常運行的裝置。共設(shè)兩組，其中一組備用。設(shè)計參數(shù)：格柵斜置于泵站集水池進水處，采用柵條型格柵，設(shè)兩組相同型號的格柵，其中一組為備用。渠內(nèi)柵前流速v1=0.7 m/s，過柵流速v2=0.9 m/s，由于污水處理第一道格柵間隙較粗一些，一般采用1640mm，所以該粗格柵格柵間隙取e=30mm，采用人工清渣，格柵安裝傾角為60°。日平均流量 Qd=40000m3/d =0.4

18、63m3/s=463L/s （5 L/sQd1000 L/s )故總變化系數(shù) Kz=2.7/Qd0.11=2.7/4630.11=1.96三、 設(shè)計計算1. 柵前水深hQmax=0.463×1.96=0.91(m3/s)由得柵前水深 h = 0.8m2. 柵條間隙數(shù)n 得出n=293. 柵槽寬度BB=S（n-1）+enS為柵條寬度，取0.01m；得 ，取B=1.3m4. 進水渠道漸寬部分長度設(shè)漸寬部分展開角20°，進水渠道寬度B1=B/1.2=1.08m，此時進水渠道內(nèi)的流速為 (m)5. 柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度 (m)6. 過柵水頭損失h2因柵條邊為圓形截面，

19、取k=3，=1.79其中由和得 (m)7. 柵后槽總高度H由柵前水深h=0.6m，設(shè)柵前渠道超高h1=0.3m，水頭損失h2=0.044m，H= h + h1 + h2 =0.6+0.3+0.044=0.944 (m)8. 柵槽總長度LL = L1 + L2 + 0.5 + 1.0 + L1為進水渠道漸寬部分長度，為0.31m，L2為柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度，為0.155m，H1為格柵前槽高，H1=h+h1=0.9m， 所以L=0.31+0.155+0.5+1.0+0.52=2.485(m)9. 每日柵渣量W 得出W，所以采用機械除渣的方法。四、 機械設(shè)備選型采用HF型回轉(zhuǎn)式格柵除污

20、機，可連續(xù)自動清除污水中細小的毛發(fā)、纖維及各種懸浮物。該設(shè)備由電動減速機驅(qū)動，牽引不銹鋼鏈條上設(shè)置的多排工程塑料齒片和柵條，將漂浮污物送上平臺上方，齒片與柵條旋轉(zhuǎn)過程中自行將污物擠落，屬于自清式污機的一類。根據(jù)上述計算選HF1100回轉(zhuǎn)式格柵機。第二節(jié) 污水提升泵房一、設(shè)計說明提升泵房用以提高污水的水位，保證污水能在整個污水處理流程過程中流過 ，從而達到污水的凈化。二、設(shè)計參數(shù)設(shè)計流量Q=3×104m3/d 最大流量0.49m3/s泵房工程結(jié)構(gòu)按遠期流量設(shè)計。三、泵房設(shè)計計算采用A2/O工藝方案，污水處理系統(tǒng)簡單，故污水只考慮一次提升。污水經(jīng)提升后入曝氣式沉砂池，然后自流通過厭氧池、

21、A2/O、二沉池及接觸池，最后由出水管道排出。各構(gòu)筑物的水面標高和池底埋深見第四章的高程計算。進水、出水高差5.58m，水泵提升高度11.06m。水泵型號選擇250QW600-15-45型，流量揚程15m，管道直徑250mm，配用電機功率45kW，共5臺，三用二備，日常輪流運行。第三節(jié) 細格柵一、 設(shè)計說明細格柵用以截留水中的懸浮物或漂浮物，以減輕后續(xù)處理構(gòu)筑物的負荷，并保證后續(xù)處理設(shè)施能正常運行的裝置。二、 設(shè)計參數(shù)格柵斜置于泵站集水池進水處，采用柵條型格柵，設(shè)三組相同型號的格柵，其中一組為備用。渠內(nèi)柵前流速v1=0.7 m/s，過柵流速v2=0.9 m/s，格柵格柵間隙取e=10mm，采用

22、人工清渣，格柵安裝傾角為60°。日平均流量 Qd=40000m3/d =0.463m3/s=463L/s （5 L/sQd1000 L/s )故總變化系數(shù) Kz=2.7/Qd0.11=2.7/4630.11=1.96三、 設(shè)計計算1. 確定格柵前水深。Qmax=0.463×1.96=0.91(m3/s)設(shè)計流量為：由得柵前水深 h = 0.57(m)2. 柵條間隙數(shù)n 得出n=85設(shè)計三組格柵，每組格柵間隙數(shù)n=43條3. 柵槽寬度S為柵條寬度，取0.01m (m) ， B取1m4. 進水渠道漸寬部分長度設(shè)漸寬部分展開角20°，B1=B/1.2=0.83m (m)

23、5. 柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度(m)6. 通過格柵的水頭損失因柵條邊為圓形截面，取k=3，=1.79由和得 (m)7. 柵后槽總寬度 由柵前水深h=0.42m，設(shè)柵前渠道超高h1=0.3m，水頭損失h2=0.19m， =(m)8. 柵槽總長度L = L1 + L2 + 0.5 + 1.0 + L1為進水渠道漸寬部分長度，為0.23m，L2為柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度，為0.115m，H1為格柵前槽高，H1=h+h1=0.72(m)， 所以L=0.23+0.115+0.5+1.0+0.42=2.265(m)9. 每日柵渣量所以采用機械除渣的方法。四、 機械設(shè)備選型采用HF型回轉(zhuǎn)

24、式格柵除污機，可連續(xù)自動清除污水中細小的毛發(fā)、纖維及各種懸浮物。該設(shè)備由電動減速機驅(qū)動，牽引不銹鋼鏈條上設(shè)置的多排工程塑料齒片和柵條，將漂浮污物送上平臺上方，齒片與柵條旋轉(zhuǎn)過程中自行將污物擠落，屬于自清式污機的一類。根據(jù)上述計算選HF1000回轉(zhuǎn)式格柵機。第四節(jié) 曝氣式沉砂池一、 設(shè)計說明由于城市污水中含有大量的無機懸浮顆粒，這些物質(zhì)在后面的生物過程中，對活性污泥會產(chǎn)生許多不良的影響，并且這些物質(zhì)沉降下來后，會對污泥的處理帶來許多的不便，因此這些物質(zhì)在進入生物處理階段前必須被去除。采用沉砂池可以去除這些無機懸浮顆粒。采用曝氣沉砂池。曝氣沉砂池呈矩形，池底一側(cè)有i=0.10.5的坡度，坡向另一側(cè)

25、的集砂槽。曝氣裝置設(shè)在集砂槽一側(cè)，空氣擴散板距池底0.60.9m，使池內(nèi)水流作旋流運動，無機顆粒之間的相互碰撞與摩擦機會增加，把表面附著的有機物磨去。此外，由于旋流產(chǎn)生的離心力，把相對密度較大的無機物顆粒甩向外層并下沉，相對密度較輕的有機物旋至水流的中心部位隨水帶走。集砂槽中的砂可采用機械刮砂、空氣提升器或泵吸式排砂機排除。二、 設(shè)計參數(shù) 設(shè)置兩個沉砂池，一個備用。旋流速度為0.28m/s;水平流速為0.1m/s，最大流量時水力停留時間2min；有效水深為2.5m，超高0.6m，寬深比為1.225；長寬比為4；每立方米污水所需曝氣量為0.2m³，空氣擴散裝置設(shè)在池的一側(cè)，其距池底0.

26、8m，送風管設(shè)置調(diào)節(jié)氣量砸門。三、 設(shè)計計算1. 總有效容積V最大設(shè)計流量，停留時間t=2min=120s，代入上式，得2. 池斷面面積A最大設(shè)計流量，最大設(shè)計流量時的水平流速v=0.1m/s，代入上式得，3. 池總寬度池斷面面積A=4.9，有效水深H=2m代入上式，得寬深比=，在12范圍內(nèi)，符合要求。4. 池長L由，A=4.9m³所以長寬比=，符合要求。取池超高h1=0.5(m)，取池底底坡（m）取池底砂槽深h4=0.5m則設(shè)計池深H=h1+h2+h3+h4=0.5+2+0.735+0.5=3.735（m）5. 所需曝氣量每立方米污水所需曝氣量D=0.2，所以供氣采用一根干管送氣，

27、每池設(shè)4根配氣管。每根豎管上的供氣量為：四、 機械設(shè)備選型1L×B=12×2.45=29.4選用YBM-2型號的膜式擴散器，每個擴散器的服務(wù)面積為2m2，直徑為200mm，則需空氣擴散器總數(shù)為： 個。2. 砂粒采用SHX3200型行車式真空吸砂機，整機功率5.15kW，行車速度1.3m/min。3 砂水分離采用SLF320型螺旋渣水分離器，處理能力為電機功率0.37kW。第五節(jié) 平流式初沉池一、 設(shè)計說明初沉池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)在生物處理構(gòu)筑物的前面。初沉池的作用是去除污水中的懸浮物質(zhì)（SS去除率4055），同時可去除部分

28、BOD（約占總BOD的2030），以改善生物處理構(gòu)筑物的運行條件，并降低其BOD負荷，初沉池中沉淀的物質(zhì)稱為初沉污泥。本設(shè)計采用平流式沉淀池。二、 設(shè)計參數(shù)設(shè)計流量按最大設(shè)計流量設(shè)計，沉淀池長寬比不小于4，以45為宜；長深比不小于8，以812為宜；沉淀區(qū)有效水深多介于2.53.0m之間；池底坡不小于0.005，一般采用0.010.02；最大水平流速為初沉池7mm/s，二沉池5mm/s；設(shè)計表面負荷初沉池為1.52.5m³/（。進口處應(yīng)設(shè)擋板，其高出池內(nèi)水面，0.10.15m。擋板淹沒深度為進口處不應(yīng)小于0.25m，出水口一般0.30.4m。擋板位置距進水口0.51.0m，距出水口0.

29、250.5m。堰流多采用三角堰出水，水面宜位于池高的處。出水堰前需要設(shè)置收集和排除浮渣的設(shè)施；污泥斗的排泥管一般采用鑄鐵管，管徑不小于200mm，下端伸入斗底中央，頂端敞口，高出水面200mm以上，靜水排泥三通高度與污泥性質(zhì)有關(guān)，對活性污泥應(yīng)大于0.9m、生物膜法腐質(zhì)污泥應(yīng)大于1.2m、初沉池污泥應(yīng)大于1.5m。三、 設(shè)計計算1. 沉淀區(qū)水面積A式中，A為沉淀區(qū)水面積，；為最大設(shè)計流量，為0.49；q為表面水力負荷，取q=2.02. 沉淀池有效水深式中，為有效水深，m；t為沉淀時間，取2h。得3. 沉淀區(qū)有效容積V由沉淀區(qū)水面積A=882，有效水深=3m，則4. 池長L式中，L為沉淀池長度，m

30、，一般為3050m,長寬比不小于4.長深比不小于8,；v為最大設(shè)計流量時的水平流速，一般不超過取5mm/s ，本裝置取v=5mm/s。所以得5. 池子總寬度B6. 沉淀池分格數(shù)nn為沉淀池分格數(shù)；b為每格寬度，一般為510m，取6m。則7. 校核長寬比校核長深比8. 斗高度h4貯泥斗斜壁傾角取55，池子每一格寬度為6m，下斗直徑取0.5m，則10. 沉淀池的總高度式中，H為總高度，m；h1為超高，采用0.3m；h2為有效水深，為4m；h3為緩沖區(qū)高度，當無刮泥機時，取0.5m，有刮泥機時，取0.3m；本裝置設(shè)置刮泥機，所以h3=0.3m。h4為污泥區(qū)高度，為4.016m。11. 污泥斗容積由式

31、中，f1為斗上口面積， f2為斗下口面積，則第六節(jié) 生化反應(yīng)池（厭氧池缺氧池好氧池）一、 設(shè)計參數(shù) BOD污泥負荷： 回流污泥濃度（MLSS） 污泥回流比二、 設(shè)計計算1. 曝氣池混合液濃度（Xr）2. 混合液內(nèi)回流比（）因為TN去除率為所以混合液回流比為了保證脫氮效果，實際混合液回流比取260.3. 反應(yīng)池容積（V）式中，V為曝氣池容積，m³；N為活性污泥負荷，取Q為與曝氣時間相當?shù)钠骄M水量，取30000；So為曝氣池進水的平均BOD5值，取100mg/L；Se為曝氣池出水的平均BOD5值，20mg/L；X為曝氣池混合液污泥濃度，MLSS或MLVSS，2400mg/L.所以， 4

32、. 生物反應(yīng)池總水力停留時間（t）5. 厭氧池、缺氧池和好氧池的水力停留時間和有效容積 設(shè)厭氧：缺氧：好氧水力停留時間比1:1:2，則厭氧池水力停留時間，缺氧池水力停留時間，好氧池水力停留時間則厭氧池有效容積 缺氧池有效容積 好氧池有效容積6. 剩余污泥量（W）污泥處理生成污泥量（干重）（W1）式中，Y為污泥增殖系數(shù)，取0.6.帶入式中得內(nèi)源呼吸作用分解的污泥（干重）（W2）：式中，代入上式得，不可生物降解和惰性 的懸浮物量（干重）；根據(jù)微生物分解代謝和合成代謝關(guān)系，可降解有機物內(nèi)源代謝后產(chǎn)生的殘留物為，進水中SS中惰性懸浮物比例為1-f=25，故二者占TSS的比例為38.44，計算取40百分

33、號。故剩余污泥產(chǎn)量（干重）：。 設(shè)剩余污泥含水率為99,相對密度為1，則剩余污泥量濕重與體積為：7. 泥齡（Qs） 式中，V為曝氣池或好氧池有效容積，m³；X為曝氣池混合液濃度，mg/L；W為曝氣池日增長活性污泥量，kg/d。將上述計算數(shù)據(jù)代入得三、 生物反應(yīng)池主要尺寸設(shè)2組并聯(lián)運行1. 厭氧池厭氧池有效容積V1為3200，取有效水深4m，則單池面積： 取其長40m,寬10m（分兩個廊道，每廊道寬5m，形成閉路循環(huán)）；設(shè)超高0.3m，則其設(shè)計尺寸為。2. 缺氧池 缺氧池的有關(guān)尺寸計算同厭氧池，超高取0.4m，其設(shè)計尺寸為。3. 好氧池好氧池有效容積V3為7202m³，取有效

34、水深4m，則單池面積：取其長40m，寬20米（分四廊道，每廊道寬5m）；設(shè)超高0.5m，則其設(shè)計尺寸為 。校核：四. 曝氣計算設(shè)計需氧量：式中，為碳化需氧量（或去除BOD5需氧量剩余污泥中BODu氧當量），kg/d; 為氨氮硝化需氧量（即扣除剩余污泥氨氮氧當量的實際硝化需氧量），kg/d；為反硝化脫氮產(chǎn)氧量，kg/d。其中碳化需氧量：硝化需氧量 根據(jù)微生物合成所需BOD：N：P=100:5：1的比例， 去除100-20=80（mg/L）有機物的同時需要同化（80/100）×5=4（mg/L）的氨氮，故被氧化的氨氮為：反硝化脫氮產(chǎn)氧量 由于實際需要最低反硝化的氨氮為：故設(shè)計需氧量 ）最

35、大需氧量與平均需氧量之比為1.4，則五. 生物反應(yīng)池進、出水系統(tǒng)計算1. 進水管渠單組反應(yīng)池進水管設(shè)計流量：取管道平均流速，則管道過水斷面積：進水管渠斷面尺寸：管徑2 回流污泥管 二沉池活性污泥先依靠重力流回流至污泥管池，后通過污泥泵分別提升至各厭氧池。二沉池回流至污泥池的污泥管設(shè)計流量：管道為滿流設(shè)計，取管道平均流速v=0.7m/s。管道過水斷面積 管徑：3 好氧池出水堰按矩形堰流量公式計算：式中，b為堰寬，取6m；H為堰上水頭，m。因為 所以 4 好氧池至二沉池配水井出水管取管道平均流速v=0.8m/s。管徑過水斷面積：管徑：六 配水井設(shè)計 為保持配水井向各二沉池配水均勻且盡可能降低水頭損

36、失，配水渠道中的水流速度以不大于1.0m/s為宜。本設(shè)計取水流設(shè)計速度1.0m/s。因為配水井總進水量為（1+R）Q或3，即0.936；二沉池采用2座，配水采用矩形寬頂堰制水，則每個堰口出流流量為0.468；根基矩形堰流流量計算公式：式中，H為堰上水頭，m；b為堰寬，去堰寬b=1.5m；為流量系數(shù)，通常采用0.3270.332，取0.33。則此時，在范圍內(nèi)，滿足設(shè)計要求。七有關(guān)設(shè)備計算與選擇 1. 厭氧池厭氧池單池內(nèi)設(shè)水下推進器，因池內(nèi)污水、污泥流量為查水下推進器的相關(guān)技術(shù)參數(shù)進行選型(QJB11/6型)，可得單臺設(shè)備功率為11kW。每臺安裝2臺，共4臺。2. 缺氧池缺氧池混合液固體濃度、池體

37、積與厭氧池相同，但其流量增加了的內(nèi)回流，故實際池內(nèi)流量為單臺水下推進設(shè)備功率20kW。 每池安裝2臺，共4臺。3. 好氧池 好氧池通過曝氣進行攪拌，曝氣攪拌功率能夠達到活性污泥處于懸浮狀態(tài)，并保持微生物、污水、空氣三相充分傳質(zhì)量，不需要投資另設(shè)水下推進裝置。但缺氧池回流混合液需要水下推進設(shè)備輸送，因回流比為，故設(shè)水下推進設(shè)備一臺，選擇QJB11/6型，功率為11kW。 每池安裝1臺，共2臺。4. 污泥回流泵污泥回流比單池污泥回流量污泥泵選擇流量選擇型號為300QW800-15-55，流量揚程15m，配用功率55kW。共設(shè)4臺，二臺二備。第七節(jié) 輻流式二沉池的設(shè)計一、設(shè)計說明 輻流式二沉池采用機

38、械吸泥。二、設(shè)計計算1 二沉池池徑 設(shè)計擬3座二沉池，一座備用，則每座沉淀池表面積和池徑（D）：式中，為單池表面積，；Q為進入二沉池的混合液流量，；n為設(shè)計二沉池數(shù)量；為二沉池表面水力負荷，；D為二沉池直徑，。將數(shù)值代入上式： ，鑒于定型設(shè)備規(guī)格，擬取D=30m，選擇ZBXN-30型吸泥機。二沉池周邊線速度1.8m/min，功率，壓縮空氣壓力0.1MPa。2. 沉淀池有效水深 根據(jù)吸泥機產(chǎn)品規(guī)格及技術(shù)參數(shù)，ZNXN-30型吸泥機二沉池周邊有效水深為=。檢驗校核：，合格。3. 沉淀池總高度： 式中，H為總高度，；為超高，?。粸橛行?，取2.8m；為緩沖層高，m，機械排泥時取0.3m；為沉淀池底

39、坡落差，m；為污泥斗高度，m。 由池底坡度為0.05，上斗口半徑為2m，池半徑為 所以沉淀池底坡落差 由上斗口半徑為2m，下斗口半徑為1m，坡底角度為60°，則。 則4.二沉池進水管計算 根據(jù)二沉池吸泥機產(chǎn)品規(guī)格及技術(shù)參數(shù)，本二沉池進水配水管管徑D3為1.9m。由于二沉池單池進水量為，設(shè)配水井至二沉池進水管道平均流速0.9m/s；則管道過水斷面積：進水管徑：5. 配水系統(tǒng)計算： a配水豎井 進水井徑采用1.5m，出水口尺寸0.45×1.5，共4個沿井壁均勻分布，出水口流速：b紊流筒計算筒中流速紊流筒過流面積紊流筒直徑6. 出水系統(tǒng)計算a 出水集水槽采用集水槽雙側(cè)90

40、6;三角堰口出水。集水槽沿二沉池池邊1.5m處環(huán)形布置。集水槽集水流量為：取集水槽中水流速度0.6m/s、集水槽寬度0.5m/s，則集水槽終點水深：取集水槽起點三角堰出水只有跌落0.25m，則出水口槽深為0.4+0.25=0.65（m），集水槽起點斷面尺寸為0.25m×0.5m，出口處斷面尺寸為0.65m×0.5m，集水槽底坡為0.012。b 出水堰式中，q為三角堰單堰流量，L/s；Q為單池進水流量，L/s；L為集水堰總長度，L1和L2分別為內(nèi)側(cè)堰和外側(cè)堰長度，m；n為三角堰數(shù)量，個； b為三角堰單寬，m，取單寬0.10m；qo為堰上負荷，。 則 c 出水管去管內(nèi)出水流速1

41、.0m/s，則管徑為:7. 排放剩余污泥量 每池每天污泥量W（前面已經(jīng)計算）: 剩余污泥產(chǎn)量（干重） 。 設(shè)剩余污泥含水率為99，相對密度為1，則剩余污泥量濕重與體積為： 單池產(chǎn)生剩余污泥量濕重與體積為：。第八節(jié) 紫外線消毒槽一、設(shè)計說明 處理出水含油少量細菌和病毒，為確保水體環(huán)境安全，需要對出水聯(lián)系消毒。二、設(shè)計參數(shù)設(shè)計流量：。紫外線照射計量:。設(shè)鋼砼消毒槽1座，平面尺寸為。分成兩個流道，每個流道安裝一套紫外線消毒系統(tǒng)。設(shè)備功率N=80kW。單池水面寬度2.6m，有效水深0.9m，超高0.3m。 出水通過排水溝渠排放，并經(jīng)巴氏計算槽計量后就近排入河流。第四章 污泥回流泵房與污泥脫水第一節(jié) 回

42、流污泥泵房一、設(shè)計說明二沉池活性污泥由吸泥管吸入，由池中心落泥管及排泥管排入池外套筒閥井中，然后由管道輸送至回流泵房，其他污泥由刮泥板刮入污泥井中，再由排泥管排入剩余污泥泵房集泥井中。設(shè)計回流污泥量為V回=rV剩,污泥回流比r=50100。按最大考慮，即V回=50%V剩=86.9m3/d二、回流污泥泵設(shè)計選型（1）揚程：二沉池水面相對地面標高為0.45m,套筒閥井泥面相對標高為0.2m，回流污泥泵房泥面相對標高為-0.4m，A2/O水面相對標高為3.0m，則污泥回流泵所需提升高度為：3.5-（-0.4）3.9m（2）流量：一個A2/O池設(shè)一座回流污泥泵房，泵房回流污泥量為173.8m3/d7.

43、24m3/h（3）選泵：選用LXB-40螺旋泵2臺（1用1備），單臺提升能力為40m3/h，提升高度為2.0m2.5m,電動機轉(zhuǎn)速n=110r/min,功率N=2kW。（4）回流污泥泵房占地面積為7m×5.5m 第二節(jié) 剩余污泥泵房一、設(shè)計說明二沉池產(chǎn)生的剩余活性污泥及其它處理構(gòu)筑物排出污泥由地下管道自流入集泥井，剩余污泥泵（地下式）將其提升至污泥濃縮池中。處理廠設(shè)一座剩余污泥泵房。污水處理系統(tǒng)每日排出污泥干重為869kg/d,即為按含水率為99計的污泥流量Qw86.9m3/d=3.62m3/d。二、設(shè)計選型（1）污泥泵揚程:輻流式濃縮池最高泥位（相對地面為）-0.45m，剩余污泥泵

44、房最低泥位為 -2.05m,則污泥泵靜揚程為4.08m，污泥輸送管道壓力損失為4.0m，自由水頭為1.0m，則污泥泵所需揚程為H=H0+4+1=9.08m。（2）污泥泵選型:選兩臺，1用1備，單泵流量Q>2Qw/27.3m3/h。選用1PN污泥泵Q 7.216m3/h, H 14-12m, N 3kW。（3）剩余污泥泵房: 占地面積L×B=4m×3m。第三節(jié) 污泥濃縮池一、設(shè)計說明采用兩座幅流式圓形重力連續(xù)式污泥濃縮池，用帶柵條的刮泥機刮泥，采用靜壓排泥，剩余污泥泵房將污泥送至濃縮池。二、設(shè)計參數(shù) 進泥濃度：10g/L 污泥含水率P199.0，每座污泥總流量:W173

45、8kg/d=173.8m3/d=7.24m3/h 設(shè)計濃縮后含水率P2=96.0 污泥固體負荷：qs=45kgSS/(m2.d) 污泥濃縮時間：T=13h 貯泥時間：t=4h三、設(shè)計計算（1）濃縮池池體計算：每座濃縮池所需表面積 m2 濃縮池直徑 取D=7.0m 水力負荷 有效水深h1=uT=0.1913=2.45m 取h1=2.5m濃縮池有效容積V1=Ah1=38.622.5=94.6m3（2）排泥量與存泥容積:濃縮后排出含水率P296.0的污泥,則 按4h貯泥時間計泥量，則貯泥區(qū)所需容積 V24 41.817.24m3 泥斗容積 = m3 式中：h4泥斗的垂直高度，取1.2m r1泥斗的上

46、口半徑，取1.1m r2泥斗的下口半徑，取0.6m 設(shè)池底坡度為0.08，池底坡降為： h5= 故池底可貯泥容積： = 因此，總貯泥容積為 （滿足要求）（3）濃縮池總高度： 濃縮池的超高h2取0.30m，緩沖層高度h3取0.30m，則濃縮池的總高度H為 =2.5+0.30+0.30+1.2+0.23=4.53m （4）濃縮池排水量：V=Vw-Q =7.24-1.81=5.43m3/h（5）濃縮池計算草圖：四、機械設(shè)備選型 選用懸掛式污泥濃縮刮泥機。NG-10型中心傳動濃縮機，池徑D10m,池深H33.5m,周邊線速度1.1r/min，電機功率0.370.55 kW。 第四節(jié) 消化池一、設(shè)計參數(shù)

47、 進泥量：經(jīng)濃縮排出含水率P296%的污泥2 =243.45=86.9m3/d，設(shè)消化池1座，污泥齡。二、設(shè)計計算 池容為： V=2Vc=86.920=1738m3 池體設(shè)計 采用中溫兩級消化，容積比一級：二級=2：1，則一級消化池總?cè)莘e為1200 m3，用2座池，二級消化池總?cè)莘e為600 m3，用1座。消化池直徑用D10m，集氣罩直徑的d3=2m，高h4=2m,池底直徑d2=2m,錐角采用150。 故m, 消化池柱體高h1=7m, 消化池各部分容積： 集氣罩容積 上蓋容積 下錐體容積V2=V3 柱體容積 故消化池有效容積V=V1+V2+V3+V4=627.18m3>600 m3 消化池

48、各部分表面積 上蓋面積 下錐體表面積 消化池柱體表面積 故消化池總表面積274.88m2 消化池產(chǎn)生的氣體用于照明等。第五章 惡臭氣體的處理計算一、惡臭氣體的來源及分類 來源：污水中存在的H2S可以擴散到污水表面或進入空氣層，與其中的溶解氧結(jié)合，在硫細菌作用下被氧化為硫酸，使混凝土或鑄鐵受到腐蝕，不僅影響美觀，也降低了結(jié)構(gòu)的牢固性。 分類：污水處理工程中產(chǎn)生的惡臭成分是由蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物的微生物呼吸、發(fā)酵過程的產(chǎn)物和不完全產(chǎn)物，一般分為三類：（1）含硫化合物硫化氫、甲硫醇、甲基硫醚等；（2）含氮化合物氨三甲胺；（3）碳、氧或碳、氫、氧組成的化合物低級醇、醛、脂肪酸。二、城市污水處理廠主

49、要處理構(gòu)筑物惡臭散發(fā)率處理構(gòu)筑物最低值平均值最高值進水35714005577格柵828520032669曝氣沉砂池403320024902來自沉砂池的砂礫58511002019初沉池：水面401230012903初沉池：進水堰1258770047386中間沉淀池（水面）1158460017962調(diào)節(jié)池47401000022693雨水池1104501826三、惡臭污染物廠界標準序號控制項目單位一級二級三級新改擴建現(xiàn)有新改擴建現(xiàn)有1氨mg/m31.01.52.04.05.02三甲胺mg/m30.050.080.150.450.803硫化氫mg/m30.030.060.100.320.604甲硫醇m

50、g/m30.0040.0070.0100.0200.0355甲硫醚mg/m30.030.070.150.551.106二甲二硫mg/m30.030.060.130.420.717二硫化碳mg/m32.03.05.08.0108苯乙烯mg/m33.05.07.014199臭氣濃度無量綱1020306070四、惡臭氣體處理特點 污水處理廠惡臭污染的治理有別于一般空氣污染的治理，主要有以下特點：1污水處理廠產(chǎn)生的惡臭排放點一般為敞開式，惡臭濃度低，處理量大；2惡臭通過呼吸系統(tǒng)刺激嗅覺器官，嗅覺閾值低，處理后氣體中要求惡臭物濃度更低甚至為零；3惡臭物種類多，成分復(fù)雜，往往需多種處理工藝配合使用；4測定

51、困難，嗅覺閾值一般遠超出分析儀器對惡臭物質(zhì)的最低檢測濃度。 五、除臭原理 在常溫常壓下高壓脈沖放電將空氣中氧分子電離成臭氧（O3）、原子氧（O）、羥基自由基（OH）等活性氧，活性氧中的離子氧具有極強的氧化能力，其氧化能力是氧氣的上千倍，可以將氨、硫化氫、硫醇，以及惡臭異味其它有機物迅速氧化，氧化時間只需百分之幾秒，同樣，活性氧的壽命只有數(shù)秒。一般污水廠脫硫工藝中，活性氧劑量在1×10-625×10-6，該工藝反應(yīng)停留時間是重要參數(shù)，與惡臭濃度及去除要求有關(guān)，一般為幾秒到幾分鐘。 六、本設(shè)計中產(chǎn)生惡臭的地方、濃度和氣體總量產(chǎn)生惡臭的地方有進水泵房、初沉池、曝氣池、儲泥池、污泥濃縮池、污泥脫水機房以及堆棚處；產(chǎn)生惡臭氣體的總量估算為30000m3/h。惡臭物的濃度見下表：化合物平均濃度(mg/m3)濃度范圍(mg/m3)硫化氫0.0320.0150.089氨氣6.1204.5369.065