小城鎮(zhèn)污水處理畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、目 錄1緒論 . 61.1前言 .61.1.1我國(guó)水處理現(xiàn)狀與發(fā)展 . 61.2 設(shè)計(jì)原始資料.71.2.1設(shè)計(jì)參數(shù). 72工藝設(shè)計(jì)方案的確定及構(gòu)筑物的選擇 .82.1 污水處理廠的選址 .82.2 污水處理工藝流程的確定 .82.2.1 工藝比較分析 . 82.2.2 工藝流程方案的確定 . 102.3 主要構(gòu)筑物的選擇 . 112.3.1 格柵 . 112.3.2 沉砂池 . 112.3.3 初沉池 . 112.3.4 曝氣池 . 122.3.5 消毒接觸池 . 122.3.6 污泥濃縮池 . 122.3.7 貯泥池 . 122.3.8 消化池 . 132.3.9 污泥脫水 . 133污水

2、處理系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì) .133.1 粗格柵的計(jì)算 . 133.1.1 原始設(shè)計(jì)參數(shù) . 133.1.2 進(jìn)水格柵設(shè)計(jì) . 133.2 曝氣沉砂池的計(jì)算 . 163.2.1 池體計(jì)算 . 163.2.2 沉砂池尺寸計(jì)算 . 173.2.3 排砂設(shè)備 . 183.2.4 曝氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算 . 183.3 輻流初沉池計(jì)算 . 193.3.1 池體計(jì)算 . 193.3.2 進(jìn)出水設(shè)計(jì) . 223.4 SBR池的計(jì)算. 243.4.1 池體計(jì)算 . 253.4.2 曝氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)與計(jì)算 . 293.4.3 供氣量 . 303.4.4 空壓機(jī)房 . 313.4.5 潷水器 . 323.5 消毒接觸池 . 323

3、.5.1 接觸池尺寸計(jì)算 . 323.5.2 加氯間 . 333.5.3 排泥設(shè)施 . 334 污泥處理系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì) .334.1 污泥濃縮池 . 334.2 貯泥池 . 354.3 污泥消化池 . 364.4 脫水機(jī)房 . 365 污水處理廠總體布置 . 375.1 平面布置及總平面圖 . 375.1.1 平面布置的一般規(guī)則 . 375.1.2 各構(gòu)筑物單元的平面布置 . 375.2 污水處理廠高程布置 . 385.2.1 污水處理構(gòu)筑物的注意事項(xiàng) . 385.2.2 污水水頭損失計(jì)算 . 385.2.3 污泥水頭損失計(jì)算 . 396 污水總泵站 . 406.1 概述 . 406.2 泵站設(shè)

4、計(jì) . 416.2.1 設(shè)計(jì)資料 . 416.2.2 泵房形式 . 416.3 泵站的設(shè)計(jì)計(jì)算 . 416.3.1 選泵 . 416.3.2 泵房的平面布置 . 427 結(jié)論 .42參考文獻(xiàn) .43ABSTRACT .44致謝 .452.2 污水處理工藝流程的確定2.2.1 工藝比較分析（1）厭氧池氧化溝工作流程：污水中格柵提升泵房細(xì)格柵沉砂池厭氧池氧化溝二沉池接觸池處理水排放工作原理：氧化溝一般呈環(huán)形溝渠狀7，污水在溝渠內(nèi)作環(huán)形流動(dòng)，利用獨(dú)特的水力流動(dòng)特點(diǎn)，在溝渠轉(zhuǎn)彎處設(shè)曝氣裝置，在曝氣池上方為厭氧池，下方則為好氧段，從而產(chǎn)生富氧區(qū)和缺氧區(qū)，可以進(jìn)行硝化和反硝化作用，取得脫氮的效應(yīng)，同時(shí)氧化

5、溝法污泥齡較長(zhǎng)，可以存活世代時(shí)間較長(zhǎng)的微生物進(jìn)行特別的反應(yīng)，如除磷脫氮。工作特點(diǎn)：在液態(tài)上，介于完全混合與推流之間，有利于活性污泥的適于生物凝聚作用。 對(duì)水量水溫的變化有較強(qiáng)的適應(yīng)性，處理水量較大。污泥齡較長(zhǎng)，一般長(zhǎng)達(dá)1530天，到以存活時(shí)間較長(zhǎng)的微生物，如果運(yùn)行得當(dāng)，可進(jìn)行除磷脫氮反應(yīng)。污泥產(chǎn)量低，且多已達(dá)到穩(wěn)定。自動(dòng)化程度較高，使于管理。占地面積較大，運(yùn)行費(fèi)用低。脫氮效果還可以進(jìn)一步提高，因?yàn)槊摰Ч暮脡暮艽笠徊糠譀Q定于內(nèi)循環(huán)，要提高脫氮效果勢(shì)必要增加內(nèi)循環(huán)量，而氧化溝的內(nèi)循環(huán)量從政論上說(shuō)可以不受限制，因而具有更大的脫氮能力。氧化溝法自問(wèn)世以來(lái)，應(yīng)用普遍，技術(shù)資料豐富。（2）A/A/O法

6、優(yōu)點(diǎn)：該工藝為最簡(jiǎn)單的同步脫氮除磷工藝 ，總的水力停留時(shí)間，總產(chǎn)占地面積少于其它的工藝 。在厭氧的好氧交替運(yùn)行條件下，絲狀菌得不到大量增殖，無(wú)污泥膨脹之虞，SVI值一般均小于100。污泥中含磷濃度高，具有很高的肥效。運(yùn)行中勿需投藥，兩個(gè)A段只用輕緩攪拌，以不嗇溶解氧濃度，運(yùn)行費(fèi)低。缺點(diǎn)：除磷效果難于再行提高，污泥增長(zhǎng)有一定的限度，不易提高，特別是當(dāng)P/BOD值高時(shí)更是如此 。脫氮效果也難于進(jìn)一步提高，內(nèi)循環(huán)量一般以2Q為限，不宜太高，否則增加運(yùn)行費(fèi)用。對(duì)沉淀池要保持一定的濃度的溶解氧，減少停留時(shí)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 濃度也不宜過(guò)高。以防止循環(huán)混合液對(duì)缺反應(yīng)器的干擾

7、。（3）一體化反應(yīng)池（一體化氧化溝又稱合建式氧化溝）一體化氧化溝集曝氣，沉淀，泥水分離和污泥回流功能為一體8，無(wú)需建造單獨(dú)得二沉池?；具\(yùn)行方式大體分六個(gè)階段。主要特點(diǎn)：工藝流程短，構(gòu)筑物和設(shè)備少，不設(shè)初沉池，調(diào)節(jié)池和單獨(dú)的二沉池，污泥自動(dòng)回流，投資省，能耗低，占地少，管理簡(jiǎn)便。處理效果穩(wěn)定可靠，其BOD5和SS去除率均在90-95或更高。COD得去除率也在85以上，并且硝化和脫氮作用明顯。產(chǎn)生得剩余污泥量少，污泥不需小孩，性質(zhì)穩(wěn)定，易脫水，不會(huì)帶來(lái)二次污染。 造價(jià)低，建造快，設(shè)備事故率低，運(yùn)行管理費(fèi)用少。固液分離效率比一般二沉池高，池容小，能使整個(gè)系統(tǒng)再較大得流量和濃度范圍內(nèi)穩(wěn)定運(yùn)行。污泥回

8、流及時(shí)，減少污泥膨脹的可能。（4）SBR工藝SBR法是序批式（間歇）活性污泥法的簡(jiǎn)稱9，是由按一定順序間歇操作運(yùn)行的SBR反應(yīng)器組成的；SBR工藝的一個(gè)完整操作過(guò)程，即每個(gè)SBR反應(yīng)器在處理廢水時(shí)的操作過(guò)程包括五個(gè)階段：進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、出水、閑置。SBR法的運(yùn)行2次以間歇操作為主要特征。SBR法工藝流程見(jiàn)圖1。 圖1 SBR法工藝流程該工藝具有以下特點(diǎn)10： 處理效果穩(wěn)定，對(duì)水量、水質(zhì)變化適應(yīng)性強(qiáng)；耐沖擊負(fù)荷； 理想的推流過(guò)程使生化反應(yīng)推力大，效率高； 污泥活性高，濃度高且具有良好的污泥沉降性能，附上污泥膨脹； 脫氮除磷效果好； 工藝簡(jiǎn)單，不需二沉池，回流及其設(shè)備，一般情況下不必設(shè)置調(diào)節(jié)池，

9、多數(shù)情況下，可省去初沉池。因此工程造價(jià)及運(yùn)行費(fèi)用低，易于維護(hù)治理。存在的問(wèn)題： 間歇周期運(yùn)行，對(duì)自控要求高； 變水位運(yùn)行，電耗增大； 污泥穩(wěn)定性不如厭氧消化好。適用于中小型污水處理廠。該污水處理廠的建設(shè)規(guī)模為10000m3/d，10000m3/d（平均日流量）的污水處理廠屬中小型污水廠。為了實(shí)現(xiàn)污水處理廠高效穩(wěn)定運(yùn)行和節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用、建設(shè)費(fèi)用11，要求選擇的處理工藝技術(shù)成熟，處理效果穩(wěn)定，保證出水達(dá)到排放要求；基建投資和運(yùn)行費(fèi)用低；運(yùn)行管理方便；具備脫氮除磷功能；工藝簡(jiǎn)單自動(dòng)化程度高。經(jīng)過(guò)比較分析，最后選擇SBR作為該處理廠的工程設(shè)計(jì)方案。2.2.2 工藝流程方案的確定該流程的一級(jí)處理是有格柵、

10、沉砂池和初次沉淀池所組成，其作用是去除污水中的固體污染物質(zhì)，從大塊垃圾到顆粒粒徑為數(shù)毫米的懸浮物。污水的BOD值通過(guò)一級(jí)處理能夠去除20%30%。二級(jí)處理系統(tǒng)是該污水處理設(shè)計(jì)的核心，由SBR池、接觸池等組成。由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(guò)二級(jí)處理，污水的BOD5值可降至2030mg/L,一般可達(dá)到排放水體和灌溉農(nóng)田的要求。本設(shè)計(jì)主要流程見(jiàn)圖2。2.3 主要構(gòu)筑物的選擇2.3.1 格柵格柵是一組平行的金屬柵條或篩網(wǎng)組成12，安裝在污水管道、泵房、集水井的進(jìn)口處或處理廠的端部，用以截留雨水、生活污水和工業(yè)廢水中較大的懸浮物或漂浮物，如纖維、碎皮、毛發(fā)、木屑、果皮等，起

11、凈化水質(zhì)，保護(hù)水泵的作用，同時(shí)也減輕后續(xù)處理構(gòu)筑物的處理負(fù)荷，使之正常運(yùn)行。截留污物的清除方法有兩種，即人工清除和機(jī)械清除。大型污水處理廠截污量大，為減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，一般應(yīng)用機(jī)械清除截留物。2.3.2 沉砂池沉砂池的形式有平流式、豎流式、曝氣沉砂池。其中，平流式矩形沉砂池是常用的形式，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、處理效果好的優(yōu)點(diǎn)。其缺點(diǎn)是沉砂中含有15%的有機(jī)物，使沉砂的后續(xù)處理難度加大。曝氣沉砂池是在池體的一側(cè)通入空氣，使污水沿池旋轉(zhuǎn)前進(jìn)，從而產(chǎn)生與主流垂直的橫向環(huán)流。其優(yōu)點(diǎn)：通過(guò)調(diào)節(jié)曝氣量，可以控制污水的旋流速度，使除砂效果較穩(wěn)定；受流量變化的影響較?。煌瑫r(shí)還對(duì)污水起預(yù)曝氣作用，而且能克服平流式沉砂池的缺

12、點(diǎn) 。綜上所述，采用曝氣沉砂池。2.3.3 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，可以分為初次沉淀池和二次沉淀池。初次沉淀池是對(duì)污水中的以無(wú)機(jī)物為主體的比重大的固體懸浮物進(jìn)行沉淀分離。二次沉淀池是對(duì)污水中的以微生物為主體的、比重小的、因水流作用易發(fā)生上浮的固體懸浮物進(jìn)行分離。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(jiǎn)便，管理簡(jiǎn)單，污泥處理技術(shù)穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)。2.3.4 曝氣池本設(shè)計(jì)采用間歇式

13、活性污泥法13，簡(jiǎn)稱SBR工藝，又稱序批式活性污泥法，是近年來(lái)在國(guó)內(nèi)外被廣泛應(yīng)用的一種污水生物處理技術(shù)。SBR工藝的運(yùn)行工況是以間歇操作為主要特征，其工況是按時(shí)序來(lái)運(yùn)行的，一個(gè)操作過(guò)程分五個(gè)階段：進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、排水、閑置。曝氣系統(tǒng)采用鼓風(fēng)曝氣，選擇其中的網(wǎng)狀微孔空氣擴(kuò)散器。2.3.5 消毒接觸池城市污水經(jīng)二級(jí)處理后，水質(zhì)改善，但仍有存在病原菌的可能，因此在排放前需進(jìn)行消毒處理。液氯是目前國(guó)內(nèi)外應(yīng)用最廣泛的消毒劑，它是氯氣經(jīng)壓縮液化后，貯存在氯瓶中，氯氣溶解在水中后，水解為HCl和次氯酸，其中次氯酸起主要消毒作用。2.3.6 污泥濃縮池污泥濃縮池主要是降低污泥中的空隙水，來(lái)達(dá)到使污泥減容的目

14、的。濃縮池可分為重力濃縮池和浮選濃縮池。重力濃縮池按其運(yùn)行方式分為間歇式或連續(xù)式。（1）浮選濃縮池：適用于濃縮活性污泥以及生物濾池等較輕的污泥，并且運(yùn)行費(fèi)用較高貯泥能力小。（2）重力濃縮池：用于濃縮初沉池污泥和二沉池的剩余污泥，只用于活性污泥的情況不多,運(yùn)行費(fèi)用低，動(dòng)力消耗小。綜上所述，本設(shè)計(jì)采用重力濃縮池。2.3.7 貯泥池貯泥池可以調(diào)節(jié)來(lái)自初沉池及濃縮池的污泥量，以便及時(shí)將污泥提升至一級(jí)消化池。本設(shè)計(jì)采用矩形貯泥池，貯存來(lái)自初沉池和濃縮池的污泥。2.3.8 消化池消化池的作用是使污泥中的有機(jī)物得到分解，防止污泥發(fā)臭變質(zhì)，且其產(chǎn)生的沼氣能作為能源，可發(fā)電用。本設(shè)計(jì)采用二級(jí)中溫消化，池形采用圓

15、柱形消化池，優(yōu)點(diǎn)是減少耗熱量，減少攪拌所需能耗，熟污泥含水率低。2.3.9 污泥脫水污泥機(jī)械脫水與自然干化相比較，其優(yōu)點(diǎn)是脫水效率較高，效果好，不受氣候影響，占地面積小。常用設(shè)備有真空過(guò)濾脫水機(jī)、加壓過(guò)濾脫水機(jī)及帶式壓濾機(jī)等。本設(shè)計(jì)采用帶式壓濾機(jī)，其特點(diǎn)是：濾帶可以回旋，脫水效率高；噪音??；省能源；附屬設(shè)備少，操作管理維修方便，但需正確選用有機(jī)高分子混凝劑。另外，為防止突發(fā)事故，設(shè)置事故干化場(chǎng)，使污泥自然干化。3污水處理系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)3.1 粗格柵的計(jì)算3.1.1 原始設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)流量：污水的最大處理水量為Qmax=Qd´Kz=m3/s0.15m3/s= 557.2m3/h，Kz=1.

16、29 來(lái)自城市污水管網(wǎng)的平均流量Q=10000 m3/d= 0.12m3/s= 416.7m3/h3.1.2 進(jìn)水格柵設(shè)計(jì)（1）柵條的間隙數(shù)Q設(shè)計(jì)污水廠設(shè)計(jì)流量（m3/s）；格柵傾角，=60o；h柵前水深（m），h=0.4m；v過(guò)柵流速（m/s），取v=0.9m/s；b格柵間隙寬度（m），b=0.025m；n格柵組數(shù)，n=2。Q0.15帶入各值，得N= = =8 0.025´0.4´0.9´2bhvn（2）柵槽寬度設(shè)柵條寬度S=0.01m，則柵槽寬度B2=S（n-1）+bn=0.01´（8-1）+0.025´8=0.27m總槽寬：B=2B2=2

17、´0.27=0.54（3）柵槽總高度設(shè)前渠道超高h(yuǎn)2=0.30m，H=h+ h1+ h2=0.4+0.1+0.3=0.8m（4）每日柵渣量W=Q平均W1´864000.12´0.1´86400=1.0368m3/d>0.2 m3/d 10001000式中 W1柵渣量（m3/103m3），本設(shè)計(jì)取W1=0.1；Q平均污水廠平均污水量（m3/s）。故采用機(jī)械清渣。圖3 格柵示意圖（6）格柵除污機(jī)的選型格柵選用2臺(tái)LXG鏈條旋轉(zhuǎn)背耙式格柵除污機(jī)，每臺(tái)的過(guò)水流量為0.15/3=0.05m3/s。根據(jù)江都市亞太環(huán)保設(shè)備制造總廠提供的該格柵除污機(jī)的有關(guān)技術(shù)資料

18、所選設(shè)備的技術(shù)參數(shù)為：1）安裝角度為60°；2）電機(jī)功率為1.5Kw；3）設(shè)備寬度為B+450mm；4）井寬<2800mm；5）井深<6000mm；6）過(guò)柵流速為0.51.2m/s；7）耙齒柵隙為25mm；8）水頭損失<19.6kpa。細(xì)格柵的計(jì)算：Q=12 （1）柵條間隙數(shù)n=bhv0.025´0.6´0.8式中：n柵條間隙數(shù)，個(gè)；Qmax最大設(shè)計(jì)流量，m3s，Qmax=0.15m3s；a格柵傾角，o，取a= 60o；b柵條間隙，m ，取b=0.025m；h柵前水深，m，取h=0.6m；v過(guò)柵流速，s，取v=0.8s；格柵設(shè)兩組同時(shí)工作設(shè)計(jì)，一

19、個(gè)停用，一個(gè)工作校核（2）柵槽有效寬度B=S(n-1)+bn+0.2=0.01×(12-1)+0.025×12+0.2=0.65(m)=0.7(m)柵槽寬度一般比格柵寬0.20.3m，取0.2m，設(shè)柵條寬度S=10mm（0.01m）（3）柵后槽總高度H，m，設(shè)柵前渠道超高h(yuǎn)2=0.3mH=h+h1+h2=0.6+0.0605+0.3=0.96(m)（4）柵槽總長(zhǎng)度L，m L=1.0+0.5+H1o+ L1+ L2=1.0+0.5+0.9/tan60+0.07+0.035=2.12(m) tan（5）每日柵渣量W，m3/d W=86400QmaxW186400´0.

20、15´0.05=5.02>0.2m3/d， =1000´1.291000Kz式中，W1為柵渣量，m3/103m3污水格柵間隙1625mm，處理W1=0.10-0.05柵渣/103m3污水柵渣間隙3050mm，處理W1=0.03-0.01柵渣/103m3污水本工程格柵間隙為25mm，取W1=0.05m3/103m3污水須機(jī)械格柵。柵條的斷面形狀有圓形、銳邊矩形、迎水面為半圓形的矩形、迎水面背水面均為半圓的矩形幾種。其中迎水面為半圓形的柵條具有強(qiáng)度高，阻力損失小的優(yōu)點(diǎn)14。 格柵除污機(jī)的選型：格柵選用2臺(tái)XQ型循環(huán)齒耙式格柵除污機(jī)，每臺(tái)的過(guò)水流量為0.15/2=0.075

21、m3/s。根據(jù)某設(shè)備廠提供的該格柵除污機(jī)的有關(guān)技術(shù)資料所選設(shè)備的技術(shù)參數(shù)為：1）安裝角度為60°；2）井深20007500mm；3）地面以上高度1700mm；4）耙齒柵隙為5mm。3.2 曝氣沉砂池的計(jì)算沉砂池有4種：平流式、豎流式、曝氣式、鐘式和多爾式。普通平流沉砂池的主要缺點(diǎn)是沉砂中含有15%的有機(jī)物，使沉砂的后續(xù)處理難度增加。采用曝氣沉砂池可以克服這一缺點(diǎn)15。3.2.1 池體計(jì)算（1）池子總有效容積VV=Qmaxt´60=0.15´3´60=27 m3式中：Qmax最大設(shè)計(jì)流量，m3/s，Qmax=0.15m3s；t最大設(shè)計(jì)流量時(shí)的停留時(shí)間，mi

22、n，一般為1 min 3min，此處取t=3min。（2）水流斷面面積A A=Qmax0.15=5 m3 =v0.03式中：v最大設(shè)計(jì)流量時(shí)的水平流速，m/s，一般為0.045m/s0.12m/s，取v=0.045m/s（水平流速）（3）池子總寬度BB=A5=5m =h21.0式中：h2設(shè)計(jì)有效水深，m，一般為1m3m，取h2=1.0m。則：（4）池子單格寬度b，設(shè)n=4格， b=（5）校核寬深比： B5 =1.25m n4b1.25=1.25 h21.0在12范圍內(nèi)，符合要求。6）池長(zhǎng)L L=（7）校核長(zhǎng)寬比：V27=5.4m =A5L5.4=4.32，在45之間，符合要求。 b1.25由以

23、上計(jì)算的：共一組曝氣池分四格，每格寬1.25m，水深1.0m，池長(zhǎng)5.4m。（8）每小時(shí)所需空氣量qq=dQmax´3600=0.2´0.15´3600=108(m3/h)式中：d每m3污水所需空氣量，m3/m3，取d =0.2m3/m3污水。3.2.2 沉砂池尺寸計(jì)算(1) 砂斗所需容積VV=QmaxXT´864000.15´30´2´864003=0.603»1=m 661.29´10K總´10式中：X城市污水沉砂量，m36m3污水，取X=30m36m3污水；T 兩次清除沉砂相隔的時(shí)間，d，

24、取T=2d；K總生活污水流量總變化系數(shù)，由設(shè)計(jì)任務(wù)K總=1.29。(2) 每個(gè)砂斗所需容積VoVo=V1=0.25m3 n4式中：n砂斗個(gè)數(shù)，設(shè)沉砂池每個(gè)格含兩個(gè)沉砂斗，有2個(gè)分格，沉砂斗個(gè)數(shù)為4個(gè)(3) 砂斗實(shí)際容積V1h2V1=42a12+2a2+2a1a2）=2.03m3>V0=0.25m3 6式中：a1砂斗上口寬，m；a2砂斗下口寬，m，取a2=0.5m；h4砂斗高度，m，取h4=0.5m；a斗壁與水平面傾角，o，取a=60o。(4) 沉砂池總高度H（采用重力排砂）H=h1+h2+h3+h4=0.3+1.0+0.34+0.5=2.14m式中：h1超高，m，取h1=0.3m；h3砂

25、斗以上梯形部分高度，m；i池底坡向砂斗的坡度，取i=0.1，一般值為0.10.53.2.3 排砂設(shè)備采用排砂斗兩臺(tái)，并就近布置貯砂池，洗砂后外運(yùn)。3.2.4 曝氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算采用鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)，穿孔管曝氣?？諝饬浚篞=3600qQmax式中：Q所需曝氣量，m3/h，q每1m3污水所需曝氣量，m3/m3，取q=0.2。則Q=3600´0.2´0.15=108 m/h（1）空氣干管設(shè)計(jì) 3Q=108m3/h，v干管=1015m/s，取12m/s。（2）支管設(shè)計(jì)每池6根支管帶一根穿孔管，空氣豎管間距2m，共計(jì)12根空氣豎管，每根豎管空氣量 q=（3）穿孔管設(shè)計(jì)每根穿孔管長(zhǎng)1.8m，

26、孔徑為50mm，孔距30mm，兩穿孔管軸間距200mm。 管道系統(tǒng)的總壓力損失為0.016mmH2O=16.124Pa=0.016kPa，設(shè)穿孔管的壓力損失為2kpa，則總壓力損失為2.016kpa，為安全計(jì)，設(shè)計(jì)取3kpa。鼓風(fēng)設(shè)備采用與曝氣池空氣系統(tǒng)共用的鼓風(fēng)機(jī)房。（4）管路設(shè)計(jì)1）曝氣沉砂池配水槽來(lái)水由泵站出水井跌水進(jìn)入沉砂池配水槽。水經(jīng)潛孔進(jìn)入沉砂池，過(guò)水流速不宜過(guò)大，- 18 - Q1083=9 m/h 1212控制在v³0.4m/s，取v=0.4m/s。單池配水孔面積F=Qmax0.15=0.2m2 nv2´0.4設(shè)計(jì)孔口尺寸為0.4m´0.4m， 則

27、孔口流速為v=進(jìn)水損失 Qmax0.15=0.47m/sñ0.4m/s nA2´0.4v2h1=x2g式中；x局部損失系數(shù)，查手冊(cè)可知為1.06，代入得：0.472h1=1.06´=0.012m 2´9.82）曝氣沉砂池出水出水采用矩形薄壁跌落堰，堰寬同沉砂池寬b=2.62m，通過(guò)堰口流量Q=式中：H溢流堰上水頭高，m；m流量系數(shù)，取m=0.45計(jì)算得H=0.22m，設(shè)跌水高度0.10m，則沉砂池出水的水頭損失為0.22+0.1=0.32m。 出水槽尺寸 32B=0.9(Qa)0.4=B=0.9´(0.15´1.2)0.4=0.45m

28、式中：B集水槽寬度；Q集水槽設(shè)計(jì)流量；a安全系數(shù)，取1.2。3.3 輻流初沉池計(jì)算3.3.1 池體計(jì)算（1）沉淀部分表面積A，m2 Qmax1´104´1.29=134.4m3 A=nq2´2´24式中：Qmax污水廠設(shè)計(jì)流量，m3/h；N池?cái)?shù)，本設(shè)計(jì)取n=2個(gè)；32q表面負(fù)荷（23m3/m2h），本設(shè)計(jì)取q=2m/mh。（2）池子直徑DD=（3）沉淀池的有效水深h2 =13.1m 取D=14m h2=q¢t=1.4´1.5=2.1m式中：t污水在沉淀池內(nèi)的沉淀時(shí)間，h，取t=1.5h。（4）校核徑深比：D14=6.7，在612內(nèi)，符

29、合要求 h22.1（5）沉淀部分有效容積V¢V¢=Ah2=134.4´2.1=282.24m3（6）沉淀部分所需的容積VV=SNT0.5´20000´0.17=0.85m3 1000n1000´2式中：S每人每日污泥量，L/(人×d），一般范圍為（0.30.8）L/(人×d），取S=0.5L/(人×d）；N設(shè)計(jì)人口數(shù)，人，設(shè)計(jì)該城2萬(wàn)人；T污泥在污泥斗內(nèi)貯存時(shí)間，d，取T=4h=0.17d;n沉淀池個(gè)數(shù)，個(gè)，n=2。按懸浮物去除50%計(jì)，則V=12500´24´(250-250

30、0;50%)´100´243=3.37m/d 1.29´1.0´(100-97)´10´2´243式中：C1進(jìn)水懸浮物濃度（m/d），本設(shè)計(jì)250mg/L；3 C2出水懸浮物濃度（t/m），50%C1；Kz生活污水總變化系數(shù)，1.29； r污泥容重（t/m），取1.0； P0污泥含水率（%），取97%。（7）污泥斗容積V1 3V1=ph532(r12+rr12+r2)=3.14´1.73´(2.02+2.0´1.0+1.02)=12.7m3 3h5=(r1-r2)tana=(2.0-1.0)ta

31、n60o=1.73m式中：h5污泥斗高度，m；r1污泥斗上部半徑，m，取r1=2.0m； r2污泥斗下部半徑，m，取r2=1.0m； a污泥斗傾角，o，取a=60o。（8）污泥斗以上圓錐部分污泥容積V2V2=ph43(R2+Rr1+r12)=3.14´0.775(17.52+17.5´2.0+2.02)=280.06m3 3D35h4=(R-r1)i=(-r1)i=(-2.0)´0.05=0.775m 22式中：h4圓錐體高度，m；R池子半徑，17.5m；i池底徑向坡度，本設(shè)計(jì)取i=0.05。（9）可貯存污泥總?cè)莘eV，m3V=V1+V2=12.7+280.06=2

32、92.7620.36m3 足夠大（10）沉淀池總高度HH=h1+h2+h3+h4+h5=0.3+3+0.5+0.775+1.73=6.305m 式中：h1超高，取h1=0.3m；h2有效水深，為3m；h3緩沖層高度，一般值為0.30.5，取h3=0.5m； h4圓錐體高度，為0.775m；h5污泥斗高度，為1.73m。（11）沉淀池池邊高H¢，則：H¢=h1+h2+h3=0.3+3+0.5=3.8m（12）排泥設(shè)計(jì)排泥所選刮泥機(jī)性能見(jiàn)表2。表2 ZBG-35型周邊傳動(dòng)刮泥機(jī)性能表項(xiàng)目 池徑/m 電動(dòng)機(jī)功率/kw 滾輪形式 軌道形式 周邊線速m/min性能 35 2.2 剛滾

33、輪 鋼板 3.2池底接DN200排泥管，利用靜水壓力連續(xù)排泥。（13）浮渣收集浮渣用浮渣刮泥板收集，定期清渣，刮泥板裝在刮泥機(jī)桁架的一側(cè)，高出水面0.2m，在出水堰前設(shè)置浮渣擋板攔截浮渣，排渣管管徑取為200mm。（14）放空管污泥斗中設(shè)放空管，管徑300mm。3.3.2 進(jìn)出水設(shè)計(jì)在兩沉淀池中間設(shè)一座集配水井16，由沉砂池過(guò)來(lái)的輸水管道直接進(jìn)入內(nèi)層套管，進(jìn)行流量分配。（1）集配水井集配水井內(nèi)徑采用3m，來(lái)水由底部進(jìn)入，上部出水經(jīng)溢流堰至配水井，溢流堰筒直徑采用2m，井內(nèi)流速為0.01m/s。外徑取為3.6m，中間墻壁厚300mm，上面設(shè)有閥門，井體高6m。（2）沉淀池進(jìn)水部分設(shè)計(jì)污水自沉砂池

34、出水井接DN1200鑄鐵管進(jìn)入配水井，從配水井接DN900鑄鐵管，在初沉池前接閘門，后接DN800初沉池入流管，i=1.3，管內(nèi)流速v=1.20m/s。漸擴(kuò)部分：下部直徑D1=800mm上部直徑D2=1000mm高度H=0.8m進(jìn)水采用潛孔入流，潛孔高度取h=1m，淹沒(méi)水深0.3m，內(nèi)徑d1=D2=1m，外徑 d2=1+2×0.3=1.6m，平均直徑為d=d1+d21+1.6=1.3m。 22設(shè)八個(gè)對(duì)稱布置的潛孔，每孔寬0.25m，則潛孔面積F=8´0.25´1=2m2潛孔流速 v=Qmax0.15=0.038m/s nf2´2中心導(dǎo)流筒流速按規(guī)定取為v

35、=0.1m/s，則導(dǎo)流筒有效面積為：F=導(dǎo)流筒內(nèi)徑D Qmax0.15=0.075m2 nv2´0.1D=0.95m 為布水均勻，中心導(dǎo)流筒外設(shè)穿孔擋板，穿孔率取15%（1020%），設(shè)穿孔擋板高h(yuǎn)=3.0m，直徑d=5m，穿孔尺寸b=20×30cm，f=0.06m2，穿孔擋板面積為F=pdh=29.85m2則孔數(shù)m=F29.85´15%=´15%=74.63個(gè) f0.06故設(shè)計(jì)為每排20個(gè)孔，共6排，均勻交錯(cuò)排列。孔口流速v=初沉池進(jìn)口總水頭損失 Qmax0.15=0.011m/s nmf2´118´0.06h=0.06+0.003

36、4+0.0003+0.00507=0.069m（3）沉淀池出水部分設(shè)計(jì)采用倒等腰三角形薄壁堰出水，堰負(fù)荷q=4L/(ms)。1）堰長(zhǎng)為：L=Qmax´10000.15´1000=18.75m nq2´4遠(yuǎn)大于池徑，故雙側(cè)集水。2）出水堰在距池壁內(nèi)側(cè)0.5m處設(shè)一道集水槽，流量為Q=0.15=0.04m3/s 4設(shè)集水渠寬0.5m，深0.7m，則水流速v=Q0.04=0.12m/s A0.5´0.7濕周c=B+2h=0.5+2´0.7=1.9m水力半徑R=水力坡度 Ac=0.5´0.7=0.184m 1.9232i=(vnR)=0.35

37、水頭損失 -h=iL=0.35´130=0.0455m3）總水頭損失設(shè)堰后自由落水0.2m，堰上水頭0.04m，則總水頭損失為h=åh=0.0455+0.2+0.04=0.2855m4）初沉池出水初沉池的出水設(shè)管道DN800mm。3.4 SBR池的計(jì)算設(shè)計(jì)方法有兩種：負(fù)荷設(shè)計(jì)法和動(dòng)力設(shè)計(jì)法17，本工藝采用負(fù)荷設(shè)計(jì)法。根據(jù)工藝流程論證，SBR法具有比其他好氧處理法效果好，占地面積小，投資省的特點(diǎn)，因而選用SBR法。該工藝由按一定時(shí)間順序間歇操作運(yùn)行的反應(yīng)器組成。其運(yùn)行操作在空間上是按序排列、間歇的。污水連續(xù)按順序進(jìn)入每個(gè)池，也就是每個(gè)間歇反應(yīng)器在處理廢水時(shí)的操作過(guò)程，包括進(jìn)水

38、器、反應(yīng)期、沉淀期、排水排泥期、閑置期五個(gè)階段，如圖4。這種操作周期是周而復(fù)始進(jìn)行的，以達(dá)到不斷進(jìn)行污水處理的目的。對(duì)于單個(gè)的SBR反應(yīng)器來(lái)說(shuō)，在時(shí)間上的有效控制和變換，即達(dá)到多種功能的要求，非常靈活。SBR工藝操作過(guò)程見(jiàn)圖4。圖4 SBR工藝操作過(guò)程SBR工藝的操作過(guò)程如下： 進(jìn)水期進(jìn)水期是反應(yīng)池接納污水的過(guò)程。由于充水開(kāi)始是上個(gè)周期的閑置期，所以此時(shí)反應(yīng)器中剩有高濃度的活性污泥混合液，這也就相當(dāng)于活性污泥法中污泥回流作用。SBR工藝間歇進(jìn)水，即在每個(gè)運(yùn)行周期之初在一個(gè)較短時(shí)間內(nèi)將污水投入反應(yīng)器，待污水到達(dá)一定位置停止進(jìn)水后進(jìn)行下一步操作。因此，充水期的SBR池相當(dāng)于一個(gè)變?nèi)莘磻?yīng)器?；旌弦夯?/p>

39、質(zhì)濃度隨水量增加而加大。充水過(guò)程中逐步完成吸附、氧化作用。SBR充水過(guò)程，不僅水位提高，而且進(jìn)行著重要的生化反應(yīng)。充水期間可進(jìn)行曝氣、攪拌或靜止。曝氣方式包括非限制曝氣（邊曝氣邊充水）、限制曝氣（充完水曝氣）、半限制曝氣（充水后期曝氣）。 反應(yīng)期在反應(yīng)階段，活性污泥微生物周期性地處于高濃度、低濃度的基質(zhì)環(huán)境中，反應(yīng)器相應(yīng)地形成厭氧-缺氧-好氧的交替過(guò)程。雖然SBR反應(yīng)器內(nèi)的混合液呈完全混合狀態(tài)，但在實(shí)踐序列上是一個(gè)理想的推流式反應(yīng)期裝置。SBR反應(yīng)器的濃度階梯是按時(shí)間序列變化的。能提高處理效率，抗沖擊負(fù)荷，防止污泥膨脹。 沉淀期相當(dāng)于傳統(tǒng)活性污泥法中的二次沉淀池，停止曝氣攪拌后，污泥絮體靠重力

40、沉降和上清液分離。本身作為沉淀池，避免了泥水混合液流經(jīng)管道，也避免了使剛剛形成絮體的活性污泥破碎。此外，SBR活性污泥是在靜止時(shí)沉降而不是在一定流速下沉降的，所以受干擾小，沉降時(shí)間短，效率高。 排水期活性污泥大部分為下周期回流使用，過(guò)剩污泥進(jìn)行排放，一般這部分污泥僅占總污泥的30%左右，污水排出，進(jìn)入下道工序。閑置期作用是通過(guò)攪拌、曝氣或靜止使其中微生物恢復(fù)其活性，并起反硝化作用而進(jìn)行脫水。3.4.1 池體計(jì)算（1）設(shè)計(jì)參數(shù)1）污水處理程度的計(jì)算原污水經(jīng)過(guò)初次沉淀池的處理，SS按降低50%，BOD5按去除25%考慮，則進(jìn)入曝氣池污水的BOD5值（Sa）：SaCOD值：ScSS值為：Css=20

41、1(´25%)-165/=mgL =450´(1-25%)=337.5mg/L =250(1-50%)=125mg/L其中，水中非溶解性BOD5含量BOD5=7.1bXaCe=7.1´0.08´0.4´20=4.54mgL式中： b微生物自身氧化率，一般在0.050.10之間，取b=0.08；Xa活性微生物在處理水中所占的比例，取Xa=0.4；Ce處理水中懸浮固體濃度，mgL，Ce=20mgL。出水中BOD5的總含量10mgL，故處理水中溶解性BOD5含量SeSe=BOD總-BOD5=10-4.54=5.46mg/L2）BOD5污泥負(fù)荷率Ns的

42、確定為保證曝氣池在低溫季節(jié)也能取得良好的處理效果，故擬定采用的BOD5污泥負(fù)荷率為0.2kgBOD5kgMLSS×d，為穩(wěn)妥計(jì)，應(yīng)加以校核，公式為：K2Sef=0.0180´5.46´0.75=0.2kgBOD5/(kgMLSS×d) 0.89Ns=h式中：Ns污泥負(fù)荷，kgBOD5kgMLSS×d；，取K2=0.0180； K2系數(shù)（0.01680.0281）f系數(shù)，MLVSS/MLSS，一般為0.70.8，取f=0.75。 Ns在0.20.4kgBOD5kgMLSS×d之間，符合設(shè)計(jì)要求。3）硝化所需要的最低好氧污泥齡 S,N (

43、d)qS,N=´1.013(15-T)´fs=´2.0=4.26d m0.47µ 硝化細(xì)菌比生長(zhǎng)速率（d-1），t= 15 時(shí)，µ= 0.47 d-1。fs 安全系數(shù)，取fs= 2.0。T 污水溫度，T= 15 。如果考慮硝化作用，出水氨氮計(jì)算采用動(dòng)力學(xué)公式： 11mN=mMNKN+N設(shè)出水氨氮Ne=N，將上式進(jìn)行變換帶入有關(guān)參數(shù)得，出水氨氮為：Ne10=KN10mN10mm10-mN10=0.28´-0.067=0.08 復(fù)核結(jié)果表明，出水水質(zhì)可以滿足要求。4）TN、TP的去除能力根據(jù)SBR工藝實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明18：曝氣時(shí)間為5小時(shí)

44、時(shí)，脫氮除磷效果最佳，TN和TP的去除率分別達(dá)到87.1%-90.8%、64.3%-70.2%。故選擇曝氣時(shí)間為5小時(shí)，出水TN為4mg/L，TP為0.45mg/L，均滿足出水要求。5）系統(tǒng)所需要的反硝化能力（NO3-ND）/BOD5 kgN/kg BOD5TNi-TNe-0.02´S0(NO3-ND)/BOD5=0.005kgN/kgBOD5 BOD5TNi 進(jìn)水總氮濃度，TNi= 45 mg/l。TNe 出水總氮濃度，TNe= 15 mg/l。S0 進(jìn)水BOD5濃度，S0= 220 mg/l。6）反硝化所需要的時(shí)間比例tan/(tan+ta)一般認(rèn)為約有75%的異氧微生物具有反硝

45、化能力，在缺氧階段微生物的呼吸代謝能力為好氧階段的80%左右。(NO3-ND)´2.9tanBOD5 =0.015(tan+ta)0.8´0.75´1.6tan缺氧階段所經(jīng)歷的時(shí)間，h。ta 好氧階段所經(jīng)歷的時(shí)間，h。7）確定混合液污泥濃度XR×r´10650%´1.2´106X=3333mgL (1+R)×SVI(1+50%)´120式中：SVI污泥體積指數(shù)，mgL，一般為（100120）mg/取SVI=120mgL；R污泥回流比，取R=50%；r考慮污泥在二沉池中停留時(shí)間、池深、污泥厚度等因素的有關(guān)系

46、數(shù)，取r=1.2；（2）反應(yīng)池運(yùn)行周期各工序時(shí)間計(jì)算1）曝氣時(shí)間TA=24Cs24´165=4h Ns´m´CA0.2´2´3300式中：Cs進(jìn)水平均BOD5(mg/L)，165mg/L；CASBR池內(nèi)MLSS濃度(mg/L)，3300mg/L；NsBOD污泥負(fù)荷，0.2kgBOD51/m排出比，設(shè)為1/2；- 27 - kgMLSS×d；2）沉淀時(shí)間初期沉降速度vmax=7.4´104´20´3300-1.7=1.54m/h水溫t=20，因此，必要的沉降時(shí)間為Ts=H´vmax1+s式中：H反

47、應(yīng)池內(nèi)水深，本設(shè)計(jì)取5m；s超高，取為0.5m。則：Ts=3）排水時(shí)間 H´11+s5.0´+0.5=1.62h vmax1.54沉淀時(shí)間在1.62h，排水時(shí)間在2h左右，與沉淀時(shí)間合計(jì)為4h，因此排水時(shí)間取為2h。4）一個(gè)周期所需時(shí)間Tc4+4.0=8h取T=8h。所以周期數(shù)為n=24/8=35）進(jìn)水時(shí)間Tp=式中：NSBR反應(yīng)池個(gè)數(shù)。（3）反應(yīng)池容積的計(jì)算1）反應(yīng)器容積 Tc8=1.3h N6V=Qs´式中 n周期數(shù)；m n´N1排出比； mV=Qs´m10000´2.5=1041.7m3 =n´N4´6 N池

48、的個(gè)數(shù)；（4）SBR池的污泥產(chǎn)量SBR池的剩余污泥主要來(lái)自微生物代謝的增殖污泥還有很少部分由進(jìn)水懸浮物沉淀形成，SBR池生物代謝產(chǎn)泥量為X=a´Q´Sr-b´Xr´V=a´Q´Sr-b´Q´a 微生物代謝增殖系數(shù)，kgMLSS/kgBOD；b 微生物自身氧化率，1/d；Sr每日的有機(jī)污染物降解量，kg/d，SrSr Ns=S0-Se；Q每日揮發(fā)性懸浮固體（MLVSS）凈增加量；取a=0.8，b=0.05a´Q´Sr-b´Q´0.05Sr=（0.8-）´10000&#

49、180;(165-10)´10-3=903kg/d 0.23Ns定排泥含水率為98%，則污泥量為Qs3=903=112.88m3/d考慮一定安310´(1-99.2%)全系數(shù)，則每天排泥量120 m/d。3.4.2 曝氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)與計(jì)算SBR池運(yùn)行方式：本設(shè)計(jì)共設(shè)立6個(gè)曝氣池，6座建在一起，所有池子從一側(cè)進(jìn)水，每池進(jìn)水采用配水管配水使水分布均勻。出水采用一根出水管，污泥采用潛污泵提升設(shè)于每池的池尾19。（1） 需氧量計(jì)算SBR反應(yīng)池需氧量O2計(jì)算式O2=a'´Q´Sr+b'´X´V=a'´Q´

50、Sr+b'´X´V式中O2混合液需氧量kgO2/d；a微生物代謝有機(jī)物需氧率，kg/kg； 'b'微生物自養(yǎng)需氧率，1/d；Sr去除的BOD5，kg/m3，（Sr=S0-Se）經(jīng)查有關(guān)資料表，取a=0.50，b=0.19，需氧量為 R=0.5´10000´(165-10)´10-3''+0.19´1´10000´(165-10)´10-3 0.23=2055.4kgO2/d=85.6kgO2/h（2） 最大時(shí)需氧量計(jì)算O2max=0.5´10000

51、0;1.29´(165-10)´10-3+0.19´=2280.2kgO2/d=95kgO2/h（3） 每日去除的BOD5的需氧量BOD5=10000´(165-10)/1000=1550kg/d=64.58kg/h（4） 去除每kgBOD的需氧量 1´10000´(165-10)´10-3 0.23O2=2055.4=1.32 O2/kgBOD 1550（5） 最大時(shí)需氧量與平均時(shí)需氧量之比Q2max95=1.47 64.58O23.4.3 供氣量采用WM-180型網(wǎng)狀膜微孔空氣擴(kuò)散器，每個(gè)空氣擴(kuò)散器的服務(wù)面積0.5m，敷設(shè)于距池底0.2m處，淹沒(méi)深度4.8m，計(jì)算溫度定為30，查得20和30時(shí)，水中飽和溶解氧值為：Cs(20)2=9.17mg/L，Cs(30)=7.63mg/L（1） 空氣擴(kuò)散器出口處的絕對(duì)壓力（Pb）按下式計(jì)算Pb=1.013×105+9.8×103H=1.013×105+9.8×103×4.8=1.