水污染控制工程課程設(shè)計污水處理工藝（初步）設(shè)計

1、武漢工程大學(xué)環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院水污染控制工程課程設(shè)計 前 言我國陸地水資源總量為2.8×，列世界第6位，但是總體說來，我國陸地水資源的地區(qū)分布是東南多，西北少，由東南向西北逐漸遞減，不同地區(qū)水資源量差別很大。所以，我國總的水資源可利用量并不很大。隨著城市化進程的加快，城市人口增長很快，加之人民生活水平不斷改善，生活用水量增長迅速。全國城鎮(zhèn)生活用水量從1980年到1999年，增長了四倍，為同期城鎮(zhèn)人口增長率的兩倍。工業(yè)作為我國第二用水大戶，其用水量增長較快，節(jié)水潛力也大。在工業(yè)部門中，工藝落后的小造紙，化工，釀造，制革等企業(yè)用水效率低下，污染嚴(yán)重，是污染防治和水資源分配管理中的主要控制

2、對象。我國生活用水量只占總用水量的十分之一。隨著人口增長，生活水平和城市化率的提高，預(yù)計在今后較長時期內(nèi)生活用水量會不斷增加，但總量不會很大。目 錄前 言1第一章 總論31.1設(shè)計任務(wù)31.2設(shè)計依據(jù)和原則31.3 設(shè)計范圍41.4 污水水量、水質(zhì)及出水水質(zhì)41.5、水體污染的類型51.6自然條件6第二章 污水處理方案比較與選擇72.1工藝方案確定原則72.2方案比較與選擇72.3工藝流程敘述72.4水量水質(zhì)的設(shè)計計算9第三章 主要處理單元設(shè)計計算103.1 中格柵設(shè)計計算103.2旋流式沉砂池設(shè)計計算123.3 厭氧池設(shè)計計算143.4. 曝氣池的設(shè)計計算：143.5 污泥濃縮池設(shè)計計算18

3、第四章 構(gòu)筑物一覽表20第五章 總圖布置215.1 污水廠平面布置215.2 污水廠高程布置22參考文獻23課程設(shè)計總結(jié)24第一章 總論1.1設(shè)計任務(wù) 江南某城市污水30萬m3/d A/O 處理工藝（初步）設(shè)計1.2設(shè)計依據(jù)和原則依據(jù)：1.設(shè)計任務(wù)和方向資料：工業(yè)廢水和生活污水的水量、水質(zhì)及其變化情況，污水回收利用等方面的資料；目前城市的污水排放情況、工業(yè)廢水污染所造成的危害情況和排水管道系統(tǒng)分布情況，以及今后城市的發(fā)展規(guī)劃；處理后水的重復(fù)利用及污泥處理、綜合利用領(lǐng)域方面的有關(guān)資料。2.自然條件的資料：本地區(qū)氣象特征資料、歷史數(shù)據(jù)；水文資料；水文地質(zhì)資料；地質(zhì)資料。3.地形資料：污水處理工程所

4、處地段的地形圖及室外給水排水管網(wǎng)和總排放口位置的地形圖。4.概算、預(yù)算和組織施工方面的資料：當(dāng)?shù)亟ㄖ牧?、設(shè)備的供應(yīng)情況和價格；關(guān)于編輯預(yù)算、預(yù)算的定額資料，包括地區(qū)差價、間接費用定額、運輸費用等情況；關(guān)于污水處理工程所處地段周圍建筑物情況，施工前拆遷補償?shù)纫?guī)章和辦法。原則：1.當(dāng)廢水中含的有毒物質(zhì)少，酸堿度呈中性，有機物含量少，且懸浮狀的顆粒物含量高時，這類工業(yè)廢水只需經(jīng)過格柵、沉淀池、初沉池、氣浮池、隔油池等設(shè)施的簡單處理后，就能使廢水基本上呈現(xiàn)生活污水的水質(zhì)，在環(huán)保部門的許可下，送往城市污水處理系統(tǒng)處理；2.當(dāng)一些企業(yè)的工業(yè)廢水，其濃度高，水量較大而且能生化處理時，可以利用生活污水作為稀

5、釋水，這樣，從某角度看，有一定的合理性，但運行的經(jīng)常費用增加，因此，應(yīng)做適當(dāng)?shù)谋容^后予以接納采用；3.當(dāng)工業(yè)廢水對環(huán)境污染較生活污水嚴(yán)重時，將有毒的工業(yè)廢水獨立進行二級處理后排放，不僅從處理效果上較為理想，而且還能減少對城市污水處理系統(tǒng)處理效果的影響，避免不必要的負(fù)荷沖擊；4.必須對該生產(chǎn)過程中的排水情況及生活污水情況做調(diào)查研究，確定其流量及變化情況；5.必須對該廠的生產(chǎn)廢水情況，包括COD、BOD、PH、SS等有害物質(zhì)濃度以及對廢水的腐蝕性或水質(zhì)變化規(guī)律有所了解，并確定處理對象的水質(zhì)情況。6應(yīng)根據(jù)國家排放標(biāo)準(zhǔn)和環(huán)保部門的要求，確定處理后出水水質(zhì)要求，來最終選定合理的工藝設(shè)計方案，并在實驗基礎(chǔ)

6、上確定必要的設(shè)計參數(shù)，供工程設(shè)計使用。1.3 設(shè)計范圍對江南某城市污水30萬m3/d A/O處理工藝工程設(shè)計的主體工程和部分與之配套的輔助工程的設(shè)計。1.4 污水水量、水質(zhì)及出水水質(zhì)1、水量的確定（1） 生活污水量 Q1： Q1=300000*220L/d=66000m3/d.（2） 工業(yè)污水量Q2： Q2=1400m3/d（3） 污水廠總污水量Q ：Q=Q1+Q2=66000+1400=67400m3/d 取污水流量變化系數(shù)KZ=1.4，則 設(shè)計最大流量Qmax=1.4*300000=420000m3/d=4.86m3/s2、水質(zhì)的確定根據(jù)污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)城鎮(zhèn)二級污水處理廠排放標(biāo)準(zhǔn)如下；SS

7、=20mg/L; BOD5=20 mg/L; CODcr=60 mg/L；TP=0.5 mg/L； NH-N=15 mg/L 根據(jù)城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)一級B類標(biāo)準(zhǔn)如下；SS=20mg/L; BOD5=20 mg/L; CODcr=60 mg/L； TN=20 mg/L ; NH3-N=8 mg/L ; TP=0.5 mg/L。所以，得到污水處理廠的進、出水水質(zhì)如下表：污染物種類CODcr mg/LBOD5 mg/LSS mg/LNH3-N mg/LTP mg/L進水水質(zhì)350200250304.5出水水質(zhì)602020150.5處理程度92%90%83%50%88%1.5、水體污染的類型

8、1. 病原物污染主要來自城市生活污水、醫(yī)院污水、垃圾及地面徑流等方面。病原微生物的特點是：（1）數(shù)量大；（2）分布廣；（3）存活時間長；（4）繁殖速度快；（5）易產(chǎn)生抗性，很難消滅；（6）傳統(tǒng)的二級生化污水處理及加氯消毒后，某些病原微生物、病毒仍能大量存活；此類污染物實際上通過多種途徑進入人體，并在體內(nèi)生存，引起人體疾病。2. 需氧有機物污染有機物的共同特點是這些物質(zhì)直接進入水體后，通過微生物的生物化學(xué)作用而分解為簡單的無機物質(zhì)二氧化碳和水，在分解過程中需要消耗水中的溶解氧，在缺氧條件下污染物就發(fā)生腐敗分解，惡化水質(zhì)，常稱這些有機物為需氧有機物。水體中需氧有機物越多，耗氧也越多，水質(zhì)也越差，說

9、明水體污染越嚴(yán)重。3. 富營養(yǎng)化污染一種氮、磷等植物營養(yǎng)物質(zhì)含量過多引起的水質(zhì)污染現(xiàn)象。4. 惡臭惡臭是一種普遍的污染危害，它也發(fā)生于污染水體中。惡臭的危害表現(xiàn)為：（1）妨礙正常呼吸功能，使消化功能減退；精神煩躁不安，工作效率降低，判斷力、記憶力降低；長期在惡臭環(huán)境中工作和生活會造成嗅覺障礙，損傷中樞神經(jīng)、大腦皮層的興奮和調(diào)節(jié)功能；（2）某些水產(chǎn)品染上了惡臭無法食用、出售；（3）惡臭水體不能作游泳、養(yǎng)魚、飲用，而破壞了水的用途和價值；（4）還能產(chǎn)生硫化氫、甲醛等毒性危害。5. 酸、堿、鹽污染:酸、堿污染使水體PH發(fā)生變化，破壞其緩沖作用，消滅或抑制微生物的生長，妨礙水體自凈，還腐蝕橋梁、船舶、

10、漁具。酸與堿往往同時進入同一水體，中和之后可產(chǎn)生某些鹽類，從PH值角度看，酸、堿污染因中和作用而自凈了，但產(chǎn)生各類鹽類，又成了水體的新污染物。6. 地下水硬度升高高硬水，尤其是永久性硬度高水的危害表現(xiàn)為多方面：難喝；可引起消化道紊亂、腹瀉、孕禽流產(chǎn)；對人們?nèi)沼貌槐?；耗能多；影響水壺、鍋爐壽命；鍋爐用水結(jié)垢，易造成爆炸；需要進行軟化、純化處理，酸、堿、鹽流失到環(huán)境中又會造成地下水硬度升高，形成惡性循環(huán)。7. 有毒污染物質(zhì)有毒污染物質(zhì)是水污染中特別重要的一大類，種類繁多，但共同的特點是對生物有機體的毒性危害。水環(huán)境受污染可造成一系列危害，會直接危害人體健康，還影響工農(nóng)業(yè)和水產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，破壞生態(tài)平衡

11、。當(dāng)水受到污染，會危及水生生物生長和繁殖，并造成漁業(yè)大幅度減產(chǎn)。如黃河的蘭州段原有18個魚種現(xiàn)已絕跡。自1987年以來連續(xù)3次發(fā)生的死魚事故，直接造成經(jīng)濟損失達1000多萬元。我國淡水捕撈量50年代為60萬噸，60年代為40萬噸，70年代為30萬噸由于水體污染也會使魚的質(zhì)量下降，據(jù)統(tǒng)計每年由于魚的質(zhì)量問題造成的經(jīng)濟損失多達300億元。1.6自然條件地理位置：污水廠地勢平坦，自南向北逐漸升高，地面標(biāo)高60.00米，地面坡度為5%。氣象資料：該市地處內(nèi)陸中緯度地帶，屬大陸性季候風(fēng)。年平均氣溫：24，夏季主導(dǎo)風(fēng)：東南風(fēng)，臺風(fēng)最高達9-10級，10米以上構(gòu)筑物應(yīng)考慮臺風(fēng)影響。歷年平均降水量為：1520

12、mm。歷年平均相對濕度：81%。污水排放接納河流資料：接納水體：位于廠區(qū)西邊，最高洪水位（50年一遇）：56.08米。第二章 污水處理方案比較與選擇2.1工藝方案確定原則 在選擇處理的工藝方案時，應(yīng)充分考慮的基本原則是：合法性、先進性、先進性、安全性、簡潔性，以及實際情況。2.2方案比較與選擇選擇處理工藝路線時一般要經(jīng)過三個階段:1.收集資料，調(diào)查研究這是選擇處理工藝路線的準(zhǔn)備階段。在此階段，根據(jù)要處理的污染物種類、數(shù)量、規(guī)模，有計劃、有目的地收集國內(nèi)外同類污染物處理的有關(guān)資料，包括處理技術(shù)路線的特點、工藝參數(shù)、運行費用、消耗材料、處理效果以及各種技術(shù)路線的發(fā)展情況與動向等經(jīng)濟和技術(shù)資料。2、

13、綜合比較綜合比較收集到的處理污染的各種處理工藝路線在國內(nèi)外應(yīng)用的狀況及發(fā)展趨勢；處理效果的狀況；處理湖量和規(guī)模的狀況；處理時材料和能源消耗的狀況；工程項目的總投資和處理運行費用狀況；其他特殊情況。3、處理工藝路線最終的確定經(jīng)過以上分析，綜合各種處理方法的優(yōu)點，減少缺點，最終確定出最優(yōu)的處理工藝路線，使該處理工藝路線無論在技術(shù)上，還是在經(jīng)濟上都可行。2.3工藝流程敘述1.A/O工藝除磷原理工藝前段為厭氧池，城市污水和回流污泥進入該池，并借助水下推進式攪拌器的作用使其混合?；亓魑勰嘀械木哿拙趨捬醭乜晌杖コ徊糠钟袡C物，同時釋放出大量磷。然后混合液流入后段好氧池，污水中的有機物在其中得到氧化分解

14、，同時聚磷菌攝取污水中比在厭氧條件下釋放的更多的磷，然后通過排放高磷剩余污泥而使污水中的磷得到去除。好氧池在良好的運行狀況下，剩余污泥中磷的含量在2.5%以上，整個A/O工藝的BOD5去除率大致與一般活性污泥法相同，而磷的去除率為70%-80%,處理后出水磷濃度一般都小于1.0mg/L.該工藝在進水中TP/BOD值很高時，由于BOD負(fù)荷較低，剩余泥量較少，較難收到穩(wěn)定的處理效果。聚磷菌是活性污泥在厭氧好氧交替過程中大量繁殖的一種好氧菌，雖然競爭能力很差，但卻能在細(xì)胞內(nèi)貯存聚羥基丁酸（PHB）和聚磷酸鹽（Poly-p）。在厭氧耗氧過程中，聚磷菌在厭氧池中為優(yōu)勢菌種，構(gòu)成了活性污泥絮體的主體，它吸

15、收分子的有機物（如脂肪酸），同時將貯存在細(xì)胞中比在厭氧條件下釋放的更多的磷（Poly-p）中的磷，通過水解而釋放出來，并提供必須的能量。而在隨后的好氧池中，聚磷菌所吸收的有機物將被氧化分解并提供能量，同時能從污水中攝取比厭氧條件所釋放的更多的磷，在數(shù)量上遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其細(xì)胞合成所需磷量，將磷以聚磷酸鹽的形式貯藏在菌體內(nèi)，而形成高磷污泥，通過剩余污泥系統(tǒng)排出，因而可獲得相當(dāng)好的除磷效果。由于生物除磷系統(tǒng)的除磷效果與排放的剩余污泥量直接相關(guān)，剩余污泥量又取決于系統(tǒng)的泥齡，有人報道，當(dāng)泥齡為30d時，除磷率為40%；當(dāng)泥齡為17d時，除磷率為50%；泥齡降至5d時，除磷率可提高到87%，所以一般認(rèn)為泥齡在

16、5-10d時除磷效果是比較好的。1、A/O工藝除磷工藝流程： 進水格柵沉砂池厭氧池好氧池二沉池出水 回流污泥 污泥外運脫水間濃縮池 污泥泵房貯泥池污水經(jīng)格柵、沉砂等于處理后直接進入?yún)捬醭?。在厭氧池中，由二沉池回流的活性污泥一旦處于厭氧狀態(tài)，其中的磷即以正磷酸鹽的形式釋放到混合液中，隨后進入好氧池，處于好氧狀態(tài)時，有將混合液中的正磷酸鹽大量的吸附到污泥中。使污水中含磷量達到很低，最后進入二沉池，通過固液分離，污泥部分由二沉池回到厭氧區(qū)，部分含磷污泥以剩余污泥的形式從系統(tǒng)中排出，達到除磷和去除BOD的目的。A/O生物除磷工藝既不投藥，也無需考慮內(nèi)循環(huán)，因此建設(shè)費用和運行費用都很低，而且無內(nèi)循環(huán)的影

17、響，厭氧反應(yīng)器能夠保持良好厭氧狀態(tài)。本工藝具有以下特點：在反應(yīng)器內(nèi)的停留時間一般從3小時到6小時，污泥齡是比較短的。反應(yīng)器（曝氣池）內(nèi)污泥濃度一般在27003000mg/L之間。BOD去除率大致與一般活性污泥系統(tǒng)相同,磷的去除率較好,處理水中含磷量一般低于1.0mg/L,去除率約76%左右，沉淀物中含磷率約為4%，污泥肥效好。由于厭氧池設(shè)在好氧池之前，有利于抑制絲狀菌的生長，反應(yīng)活性污泥膨脹，且能減輕好氧池的有機負(fù)荷。混合液的SVI值100，易沉淀，不膨脹。同時，經(jīng)實驗與運行實踐還發(fā)現(xiàn)本工藝具有如下的問題：除磷率難于進一步提高，因為微生物對磷的吸收，既或是過量吸收，也是有一定限度的，特別是進水

18、BOD值不高或廢水中含磷量較高時，即P/BOD值高時，由于污泥的產(chǎn)量低，將更是這樣。在沉淀池內(nèi)容易產(chǎn)生磷的釋放現(xiàn)象，特別是當(dāng)污泥在污泥池內(nèi)停留時間較長時更是如此，應(yīng)注意及時排泥和回流.2.4水量水質(zhì)的設(shè)計計算1.水量的確定 （1） 生活污水量 ：Q1=300000*220L/d=66000m3/d. （2） 工業(yè)污水量： Q2=1400m3/d （3） 污水廠總污水量：Q=Q1+Q2=66000+1400=674000m3/d取污水流量變化系數(shù)KZ=1.4，所以設(shè)計最大流量Qmax=1.4*30000=420000m3/d=4.86m3/s2、水質(zhì)的確定根據(jù)污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)城鎮(zhèn)二級污水處理廠排

19、放標(biāo)準(zhǔn)如下：SS=20mg/l ； BOD5=20mg/l； CODCr=60mg/l； TP=0.5mg/l根據(jù)城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)一級B類標(biāo)準(zhǔn)如下：SS=20mg/l； BOD5=20mg/l； CODCr=60mg/l； TN=20mg/l； NH3-N =8mg/l ； TP=0.5mg/l。所以，得到的污水處理廠的進.出水水質(zhì)如下表：污染物種類CODcr mg/LBOD5 mg/LSS mg/LNH3-N mg/LTP mg/L進水水質(zhì)350200250304.5出水水質(zhì)602020150.5處理程度92%90%83%50%88%第三章 主要處理單元設(shè)計計算3.1 中格柵設(shè)計

20、計算污水由進水泵房提升至中格柵，中格柵用于進一步去除污水中較小的顆粒懸浮物、漂浮物。1.設(shè)計流量：日平均流量：Qav=300000m3/d=300000/86400=3.47m3/s KZ=1.4最大日流量：Qmax= Qav ×KZ =1.4×300000=420000m3/d=420000/86400=4.86 m3/s設(shè)計中格柵6組(4用2備)故每組中格柵的日最大設(shè)計流量為Q= Qmax/4=1.215 m3/s2設(shè)計參數(shù)： 最大流量： Q=1.215m3/s 柵條間距： e=30mm； 柵條寬度： s=10mm過柵流速： v=0.8m/s；柵前水深： h=0.8m柵

21、前部分長度： L1=0.5m； 柵后部分長度:L2=1.0m；格柵傾角： =60°；每日柵渣量： w1=0.05m3柵渣/103m3污水；生活污水流量總變化系數(shù)： KZ=1.4；格柵前渠道超高：h1=0.3m;進水渠道漸寬部位的展開角度：1=20°；3其他尺寸的計算（1）格柵的間隙數(shù)量（n）：（2）柵槽總寬度（B）： 設(shè)計采用Ø10圓鋼為柵條，即S=0.01m。 B=S(n-1)+en=0.01×(59-1)+0.02×59=2.35(m) 中格柵計算示意圖核算實際流速：（3）通過格柵的水頭損失h2: 柵條的斷面形式采用沉水面為半圓的矩形 式中

22、：h0-計算水頭損失， ； g-重力加速度; K-格柵受污染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)值與格柵刪條斷面幾何形狀有關(guān),關(guān)于圓形斷面， 則，(符合要求)（4）柵后槽總高度H： 柵前槽高:H1=h+h1=0.9+0.3=1.2m h1-柵前渠超高,一般取0.3m.（5）格柵總長度L：進水渠長度：B1=Q/(h·v2)=1.215/(0.858×0.8)=1.770mL=L1+L2+1.0m+0.5m+H/tan60°=0.797+0.398+1+0.5+1.1/ tan60°=3.33m式中：L1-進水渠漸寬部位長,m; L2-柵

23、槽與出水渠連接處漸窄部分長度,m;每日柵渣量W=3.7m3/d0.2 m3/d采用機械清渣。3.2旋流式沉砂池設(shè)計計算城市污水廠一般均應(yīng)設(shè)置沉砂池，工業(yè)污水是否要設(shè)置沉砂池，要根據(jù)出水水質(zhì)而定。城市污水廠沉砂池的只數(shù)和分格數(shù)不應(yīng)少于2，并按并聯(lián)原則考慮。目前應(yīng)用較多的沉砂池有平流式沉砂池、豎流式沉砂池和旋流式沉砂池，幾種沉砂池各有特點，應(yīng)結(jié)合實際情況綜合考慮選定。本設(shè)計選用旋流式沉砂池。旋流沉砂池是利用機械力控制水流流態(tài)與流速、加速沙粒的沉淀并使有機物隨水流帶走的沉砂裝置。旋流沉砂池有多種類型，某些形式還屬于專利產(chǎn)品。沉砂池由流入口，流出口，沉砂區(qū)，砂斗、渦輪驅(qū)動裝置以及排沙系統(tǒng)等組成。污水由

24、流入口切線方向流入沉砂區(qū)，進水渠道設(shè)一跌水堰，使可能沉積在渠道底部的沙子向下滑入沉砂池；還設(shè)有一擋板，使水流及砂子進入沉砂池時向池底流行，并加強附壁效應(yīng)。在沉砂池中間設(shè)有可調(diào)速的槳板，使池內(nèi)的水流保持環(huán)流。槳板、擋板和進水水流組合在一起，旋轉(zhuǎn)的渦輪葉片使砂粒呈螺旋形流動，促進有機物和砂粒的分離，由于所受離心力不同，相對密度較大的砂粒背甩向池壁，在重力作用下沉入砂斗；而較輕的有機物，則在沉砂池中間部分與砂子分離，有機物隨出水旋流帶出池外。通過調(diào)整轉(zhuǎn)速，可以達到最佳的沉砂效果。砂斗內(nèi)沉砂可以采用空氣提升、排沙泵排沙等方式排除，再經(jīng)過砂水分離達到清潔排沙的標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計計算：采用鐘式沉砂池，設(shè)置四座每座

25、最大流量（1）沉砂池的直徑： 式中： Q-最大設(shè)計流量，m3/s； q-表面負(fù)荷。 則 取D=5.3m（2）沉砂池的有效水深h2： 式中： Q-最大設(shè)計流量，m3/s； t-水力停留時間，t=40s；則 在2.02.5范圍內(nèi)符合要求。(3）沉砂室所需體積V式中： Qd-最大設(shè)計流量，m3/s； X-城市污水沉砂量，X=30m3/106m3污水； T-消除沉砂的間隔，d，t=1d。則（4）沉砂斗容積式中： d-沉砂斗上口直徑，m，設(shè)計中取d=1.5m； h4-沉砂斗圓柱體的高度，m，設(shè)計中取1.5m； h5-沉砂斗圓臺體的高度，m； r-沉砂斗下底直徑，一般采用0.40.6m，設(shè)計中取0.4m；

26、 符合要求。（5）沉砂室總高度H式中： h1-沉砂池超高，m，一般采用0.30.5m設(shè)計中取0.4m； h3-沉砂池緩沖高度，m，設(shè)計中取1.5m； h5-沉砂斗圓臺體的高 則（6）進水渠道進水渠道與渦流沉砂池呈切線方向進水，以提供渦流的初速度渠寬進水渠道長度（7）出水渠道出水渠道和進水渠道建在一起，中間建設(shè)閘板，以便在沉砂池檢修時超越沉砂池，兩渠道夾角360°，最大限度的延長沉砂池內(nèi)的水力停留時間。渠寬直線段長度滿足即可3.3 厭氧池設(shè)計計算1.設(shè)計參數(shù)：水力停留時間t=1.6h 有效水深 H=4.7m2. 其他尺寸的計算：厭氧池體積 V=Q.t=(300000×1.5)

27、/24=20000 m3 A=Vp'/h=20000/4.7=4255m2取池長56m，則寬B=A/56=4255/56=80.0m，設(shè)計五個廊道，則每個B'=80.0/5=16m則厭氧池的容積56×16×5.2m3 3.4. 曝氣池的設(shè)計計算：1設(shè)計參數(shù)：混合液污泥濃度：X=4500mg/l污泥泥齡：c=10d；污泥產(chǎn)率系數(shù)：；污泥內(nèi)源呼吸系數(shù)：Kd=0.089d-1.（Kd一般采用0.060.1d-1，f=VSS/SS一般采用0.60.75，取0.75）污泥負(fù)荷Ls=0.3kgBOD/(kgMLSS·d) 剩余污泥含水率 P=99%有效水深h=

28、4.2m 池寬 B=8m (校核 B:h=8:4.2=1.9)2. 曝氣池容積：（1）總體積V：（2）反應(yīng)池分6組，則單池池容為：按表現(xiàn)污泥產(chǎn)率計算：按污泥負(fù)荷計算：取兩者中的最大值設(shè)6組好氧池，故 取有效水深為h=4.2m 取池寬B=8m，則B/h=8/4.2=1.9,介于12之間符合要求。廊道長 L=F/B=1904.8/8=238.1m 取L=240m采用5廊道式曝氣池，則每廊道長 L1=L/5=240/5=48m 超高取0.5m，則曝氣池總高：h=4.2+0.5=4.7m進水方式：多種方式同時進水 設(shè)6組5廊道曝氣池，在曝氣池的進水端和出水端設(shè)橫向配水渠道，在兩池中間設(shè)配水渠道與橫向配

29、水渠相連，每個曝氣池設(shè)5個進水口。 a.傳統(tǒng)活性污泥法：污水從第一廊道進入； b.階段曝氣法：污水從那個5個廊道的5個進水口均量進入； c.吸附再生法：污水從第二（或第三或第四）廊道進入。3.曝氣池的水力停留時間： t=V/Q=(48000×24)/300000=3.84h4.每日的剩余污泥量：按表觀污泥產(chǎn)率計算：表觀產(chǎn)率系數(shù) 揮發(fā)性剩余污泥量Xv=YobsQ（s0-se）=0.32×500000×（200-20）×10-3=17280kg/d 總污泥量X=Xv/f=17280/0.75=23040kg/d按污泥齡計算：所以，經(jīng)過計算，取每日剩余污泥量X

30、=23040kg/d取兩者的最大值即23040kg/d，進行排放量的計算，剩余污泥含水率按99%計算每天排放濕污泥：23040/1000=23.04噸（干泥），23.04/(100%-99%)=2304m35.曝氣池的需氧量計算平均需氧量計算 Xv=YobsQov（s0-se）=17280g/d = =79387.2O2/d最大需氧量計算Xv=YobsQmax（s0-se）=24192kg/d O2（max）=-1.42Xvmax=-1.42×24192×10-3 =111142kgO2/d最大需氧量與平均需氧量的比值O2（max）： O2（max）=1.40每日去除的BO

31、D5值: BOD5=300000×（200-20）=5.4×107g/d去除每1kgBOD5的需氧量: O2=9.02×107/9×107=1.0gO2/gBOD56. 空氣的量計算采用鼓風(fēng)曝氣，曝氣池的有效水深4.2m，曝氣安裝距池底0.2m，則擴散器上靜水壓為4m，其他相關(guān)參數(shù)的選擇如下：=0.82 =0.9 =1曝氣設(shè)備堵塞系數(shù)：F=0.8 采用管式微孔擴散設(shè)備，氧轉(zhuǎn)移率為：18%擴散器壓力損失：4kPa 20時水中溶解度飽和度Cs（20）=9.17mg/l 最高水溫30 30時水中溶解度飽和度Cs（30）=7.63mg/l（1）空氣離開曝氣池面時

32、，氣泡含O2的體積分?jǐn)?shù)： O2（2）擴散器出口處的絕對壓力 Pd=P+9.8×103×H=1.1×105×9.8×103×4=1.405×105Pa（3）最高溫度（30）時，曝氣池混合液中平均氧飽和度： Cs（30）=Cs（30）×（）=7.63×（） =8.54mg/l 換算為標(biāo)準(zhǔn)條件（20，脫氧清水）充氧量： Os= = =153961kg/d=6415kg/h 相應(yīng)的最大需氧量為：Os(max)=kg/d =215544.7kg/d=8981kg/h(5)曝氣池平均供氣量： Gs=m3/h=1272

33、82m3/h(6)曝氣池的最大供氣量： Gs(max)=178194m3/h(9)系統(tǒng)的總空氣用量： 本系統(tǒng)除了采用鼓風(fēng)曝氣以外，還采用空氣在回流污泥井中提升污泥，污泥回流比R=60%；這樣，提升回流污泥所需空氣量為： 860%300000/24=60000m3/h總需氧量為： 60000+178194=238194m3/h(10)鼓風(fēng)機的選擇：曝氣頭安裝在距池底0.2m鼓風(fēng)機所需壓力： H風(fēng)=h+h=(4.2-0.2)+1.5=5.5m 即P=5.59.8=53.9kPa最大的供氣量： Gs(max)=(278194+10000)m3/h=3136.6m3/min 所以，選擇風(fēng)機：羅茨鼓風(fēng)機

34、LSR300WD(風(fēng)量Q=994.6m3/min),6臺（4用2臺）。平均供氣量時采用3用3備，最大供氣量時4用2備，最小供氣量時2擁備。3.4 二沉池設(shè)計計算（沒有行車刮泥機的平流式沉淀池） 設(shè)計流量=500000m3/d，即為大型污水處理廠，采用輻流沉淀池（周進周出）。1.設(shè)計參數(shù)：設(shè)計流量為:Q=300000m3/d； 表面水力負(fù)荷：q0=1.5m3/(m2·h)；沉淀池超高：h=0.3m； 緩沖層高度：h=0.8m；沉淀池個數(shù)：n=6； 兩次排泥時間：T=4h；采用機械排泥，含水率P=98%； 污泥容重：=1000kg/m3；貯泥斗斜壁的傾角=55°； 坡向泥斗的坡

35、度：i=0.05；泥斗的圓形臺，上部直徑D1=4m，下部直徑D2=2m。2.設(shè)計計算（1）每座沉淀池的表面積和直徑： 池表面積 池直徑 取50m（2）沉淀池的有效水深（1/2R處的深處）h2=q0×t=1.5×2.8=4.2m (校核：D:h2=50:4.2=11.9，在612范圍之內(nèi)，符合要求)（3）污泥區(qū)的體積： Vw=每個泥斗的容積為：Vw'=575/6=95.8m3（4）沉淀區(qū)的有效容積：V=A·h2=1944.4×4.2=8166.5m3（5）沉淀池的總高度：坡降高度：h4=（D-D1）/20.05=1.15m泥斗深：h5=（D1-D2

36、)/2tan60°=1.7mH=h1+h2+h3+h4+h5=0.3+4.2+0.8+1.15+1.7=8.15m（6）污泥斗體積：貯泥斗以上圓錐處泥容積V2V2=1/3h4(R2+r2+Rr)=1/3×3.14×1.15×(252+25×2+22)=817.29m3V1+V2=(12.45+817.29)=829.74m3>95.8m3（7）校核出水堰的最大負(fù)荷： 輻流式沉淀池的出水集水渠位于池壁的1/10R處<1.7L/(s·m)3.5 污泥濃縮池設(shè)計計算1.設(shè)計參數(shù)：生活污水f=之值,取0.75（0.60.8）； 二

37、沉池污泥含水率P=99%；污泥密度=1000kg/m3； 濃縮時間t=20h；污泥濃縮池后的含水率P=96%； 濃縮池超高h(yuǎn)1=0.5m;緩沖層的高度h3=0.5m； 池底坡度i=0.05；污泥的固體通量G=40kg/(m2·d); 污泥斗上底直徑r1=2.0m,下底直徑r2=1.0m.2.設(shè)計計算剩余污泥量的計算 X=216000kg/d=2160m3/d濃縮池的面積 A=m2 設(shè)計4個輻流池，則每個濃縮池的面積 m2濃縮池直徑 D=13.1m 取14m濃縮池深度H： 濃縮池工作部分的有效水深 池底坡度造成的深度： h4=(-)×i=(-)×0.05=0.3m

38、污泥斗高度：h5=(-)×tan600=×tan550=0.87m所以污泥濃縮池池深H:H=h1+h2+h3+h4+h5=0.5+3.3+0.5+0.3+0.87=5.47m濃縮后污泥體積：V2=135m3/d則可以得出清液的體積為：V3=V1-V2=2160/6-135=405m3/d第四章 構(gòu)筑物一覽表序號名稱規(guī)格數(shù)量設(shè)計參數(shù)材料備注1格柵L×B=3.33m×2.35m6座設(shè)計流量Qd=30萬m3/d格柵間隔e=3mm柵前水深h=0.8m過柵流速v=0.858m/s鋼筋混凝土4用2備2沉砂池D=5.3m,H=5.58mB1=1.38m,L1=9.66

39、mB2=2.76m,L2=2.7m4座表面負(fù)荷200，水力停留時間t= 40s，有效水深h1= 2.2 m,鋼筋混凝土、塑料旋流沉砂池3厭氧池L×B×H=56m×16m×5.2m1座沉淀時間t=1.6h,鋼筋混凝土采用五廊道式4曝氣池L×B×H=48m×8m×4.7m6座進水BOD5=200出水BOD5=20污泥產(chǎn)率系數(shù)Y=0.6KgMLSS/(kgBOD5)污泥齡=10d，f=0.75，污泥內(nèi)源呼吸系數(shù)：Kd=0.089d-1鋼筋混凝土采用鼓風(fēng)曝氣，五廊道式5二沉池直徑D=50m,有效水深h2=4.2m,H=8.

40、15m6座表面水力負(fù)荷q=1.5，沉淀時間t=2.8h,污泥含水率P0=0.98，兩次排泥相隔時間T=4h梯形坡度i=0.05鋼筋混凝土幅流式沉淀池6污泥濃縮池D=14m,H=5.47m4座進泥含水率P1=98%出泥含水率P2=96.0%排泥量Q=216m3/d停留時間T=20h固體濃度G=40kg/m2鋼筋混凝土第五章 總圖布置5.1 污水廠平面布置1總平面布置原則 本項目新建的城市污水處理廠，根據(jù)該城市地勢走向，排水系統(tǒng)現(xiàn)狀及城市總體規(guī)劃，選擇在該市南外環(huán)路排水總干管末端，清水河西側(cè)建廠，該位置對于接納污水進廠，處理出水排放十分方便。該污水處理廠為新建工程，總平面布置包括：污水與污泥處理工

41、藝構(gòu)筑物及設(shè)施的總平面布置，各種管線，管道及渠道的平面布置，各種輔助建筑物與設(shè)施的平面布置。總圖平面布置時應(yīng)遵從以下幾條原則：（1）處理構(gòu)筑物與設(shè)施的布置應(yīng)順從流程，集中緊湊，以便于節(jié)約用地和運行管理。（2）工藝構(gòu)筑物（或設(shè)施）與不同功能的輔助建筑物應(yīng)按功能的差異，分別相對獨立布置，并協(xié)調(diào)好與環(huán)境條件的關(guān)系（如地形走勢，污水出口方向，風(fēng)向，周圍的重要或敏感建筑物等）。（3）構(gòu)（建）之間的間距應(yīng)滿足交通，管道（渠）敷設(shè)，施工和運行管理等方面的要求。（4）管道（線）與渠道的平面布置，應(yīng)與其高程布置相協(xié)調(diào)，應(yīng)順應(yīng)污水處理廠各種介質(zhì)輸送的要求，盡量避免多次提升和迂回曲折，便于節(jié)能降耗和運行維護。（5）

42、協(xié)調(diào)好輔建筑物，道路，綠化與處理構(gòu)（建）筑物的關(guān)系，做到方便生產(chǎn)運行，保證安全通道，美化廠區(qū)環(huán)境。2.總平面布置結(jié)果污水廠北臨外環(huán)路，污水由南外環(huán)路排水總干管截留進入，經(jīng)處理后由該排水總干管和泵站排入清水河。污水處理廠呈長方形，東西長305米，南北長237米。綜合樓，控制樓，職工宿舍及其他輔助建筑位于廠區(qū)西北，正門在西北角面對南環(huán)路，占地較大的水處理構(gòu)筑物在廠區(qū)中部，沿流程自西向東排開。污泥處理系統(tǒng)及出水消毒設(shè)施位于廠區(qū)東端。為了改善辦公及生活區(qū)環(huán)境，在長東北角另設(shè)大門，以便污泥及沉沙外運。廠區(qū)地勢低洼，為解決廠區(qū)排澇與土方平衡問題，除就近處理一部分棄土外，廠內(nèi)地面普通填高0.3-0.5m，使

43、地面到達64.8-65.0m高程。廠區(qū)主干道寬6m,兩側(cè)構(gòu)筑物間距不小于15m，次干道寬4m，兩側(cè)構(gòu)筑物間距不小于10m。氧化溝工藝方案總平面圖布置參見附錄圖1.5.2 污水廠高程布置1.高程布置應(yīng)遵從以下原則：污水處理廠在常年絕大多數(shù)時候里能自流排放水體。計算各處理構(gòu)筑物的水頭損失時，應(yīng)選擇距離最長，水頭損失最大的流程進行水利計算。設(shè)置終點泵站的污水處理廠，水力計算常以接受處理后污水水體的最高水位作為起點，逆流程倒推計算。以使處理后污水在洪水季節(jié)也能自流排出，而水泵需要的揚程則較小，運行費用也較低，但同時應(yīng)考慮到構(gòu)筑物的挖土深度不宜過大，以免土建投資過大而增加施工上的難度。還應(yīng)考慮到因維修等原因需將水放空而在高程上提的要求。在仔細(xì)計算并留有余量的前提下，全程水頭損失及原污水提升泵站的全揚程都應(yīng)力求最小。在作高程布置時，還應(yīng)注意污水