武漢理工大學(xué)水污染控制工程課程設(shè)計(jì)說明書

1、1 緒言22.設(shè)計(jì)依據(jù)3設(shè)計(jì)題目3設(shè)計(jì)依據(jù)32.2.1 設(shè)計(jì)資料3污染物去除率43 生活污水處理工藝5典型的生活污水處理工藝53.2 污水處理工藝的選擇53.2.1 A2/O工藝5氧化溝工藝63.2.3 傳統(tǒng)活性污泥法8污水處理主要構(gòu)筑物的選擇9污泥處理構(gòu)筑物的選擇104污水處理主要構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)計(jì)算12格柵及泵房的設(shè)計(jì)計(jì)算12粗格柵的設(shè)計(jì)12細(xì)格柵的設(shè)計(jì)15提升泵房設(shè)計(jì)18沉砂池的設(shè)計(jì)19設(shè)計(jì)說明19旋流式沉砂池的設(shè)計(jì)參數(shù)20氧化溝的設(shè)計(jì)21設(shè)計(jì)條件21氧化溝設(shè)計(jì)計(jì)算224.4 二沉池的設(shè)計(jì)264.4.1 設(shè)計(jì)要求及參數(shù)26設(shè)計(jì)計(jì)算（參照給水排水設(shè)計(jì)手冊第5冊)27接觸消毒池31污泥濃縮池31

2、設(shè)計(jì)說明31設(shè)計(jì)計(jì)算31污水廠平面布置33污水處理廠平面布置的特點(diǎn)335.1.2 構(gòu)筑物的布置336. 設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果匯總357 小結(jié)38致謝39參考文獻(xiàn)401 緒言水是人類社會(huì)的寶貴資源，分布于海洋、江河湖和地下水大氣水及冰川共同構(gòu)成的地球水圈中。估計(jì)地球上存在的水量約為×1018m3,其中，海水約占97.3%，淡水僅占2.7% ，可利用的淡水資源只有江河湖水和地下水的一部分，總計(jì)不到淡水總量的1%，價(jià)值近年來西南地區(qū)持續(xù)干旱，淡水資源更加緊缺。在如今淡水資源較嚴(yán)峻的形勢下，節(jié)約用水和加強(qiáng)水污染的智力迫在眉睫。本次課程設(shè)計(jì)的涉及到的是城市生活污水的處理。人類生活過程中產(chǎn)生的污水，是水

3、體的主要污染源之一。主要是糞便和洗滌污水。城市每人每日排出的生活污水量為150400L，其量與生活水平有密切關(guān)系。生活污水中含有大量有機(jī)物，如纖維素、淀粉、糖類和脂肪蛋白質(zhì)等；也常含有病原菌、病毒和寄生蟲卵；無機(jī)鹽類的氯化物、硫酸鹽、磷酸鹽、碳酸氫鹽和鈉、鉀、鈣、鎂等?？偟奶攸c(diǎn)是含氮、含硫和含磷高,在厭氧細(xì)菌作用下，易生惡臭物質(zhì)。我們的任務(wù)是污水處理廠部分構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)和計(jì)算，包括格柵、沉砂池、曝氣池、二沉池和污水處理工藝等的設(shè)計(jì)計(jì)算，編寫課程設(shè)計(jì)說明書。本次課程設(shè)計(jì)旨在讓我們對(duì)水污染控制工程的了解更加深入，初步熟悉生物污水處理工藝及部分構(gòu)筑物生物設(shè)計(jì)方法為以后的學(xué)習(xí)和工作打下基礎(chǔ)。2.設(shè)計(jì)依據(jù)

4、設(shè)計(jì)題目3/d生活污水部分構(gòu)筑物得設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)依據(jù)2.2.1 設(shè)計(jì)資料(1)污水水量×104 m3/d;(2) 進(jìn)出水水質(zhì) 生活污水中的污染物主要為油脂和有機(jī)磷有機(jī)氮，此次設(shè)計(jì)的處理構(gòu)筑物處理的污染物僅考慮BOD5、CODCr、SS、TN和NH3-N的去處。表2-1列出了進(jìn)出水的水質(zhì)狀況：表21 進(jìn)出水水質(zhì)一覽表污染物BOD5CODCrSSTNNH3-N進(jìn)水濃(mg/L)1403001204030出水濃(mg/L)2560302010上表給出了GB 189182002 生活污水的排放標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)表中各項(xiàng)的排放濃度可以知道，該處理工藝處理的出水滿足二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn),據(jù)此設(shè)定總氮的出水濃度為20

5、mg/L. 污染物去除率 去除率計(jì)算公式： （1）式中： C0進(jìn)水物質(zhì)濃度； Ce出水物質(zhì)濃度。(1)BOD5 去除率：E=(140-25)÷140×100% (2)CODcr 去除率：E=(300-60)÷300×100%=80% (3)SS 去除率： E=(120-30)÷120×100%=75%(4)NH3-N去除率： E=(30-10)÷30×100%=66.67%3 生活污水處理工藝典型的生活污水處理工藝 典型生活污水的處理工藝流程如下： 污水進(jìn)水觀察井粗格柵 污水提升泵房細(xì)格柵 沉砂池 回流污泥 氧化溝

6、 脫水車間濃縮池 剩余污泥 回流泵房 二沉池 泥餅 紫外消毒出水 圖3-1污水凈化廠流程圖 一般生活污水韓榨汁較多，需要進(jìn)行前處理。前處理也稱為預(yù)處理技術(shù)，常用的有格柵或格網(wǎng)、調(diào)節(jié)池、沉砂池、初沉池等。由于生活污水處理的核心是生化部分，因此我們稱污水處理工藝是特指這部分，如接觸氧化法、SBR法、A/O法等。用生化法（包括厭氧和好氧）處理生活污水在目前是最經(jīng)濟(jì)、最適用的污水處理工藝，根據(jù)生活污水的水量、水質(zhì)及現(xiàn)場的條件而選擇不同的污水處理工藝對(duì)投資及運(yùn)行成本具有決定性的影響。污水處理工藝的選擇 現(xiàn)階段城市污水處理應(yīng)用的多是生物處理系統(tǒng)，應(yīng)用較多的工藝有A2/O、氧化溝，及傳統(tǒng)活性污泥法，現(xiàn)對(duì)這三

7、個(gè)工藝進(jìn)行比較，選出最合適的工藝。3.2.1 A2/O工藝即厭氧好氧污水處理工藝，流程如下： 圖3-1 A2/O工藝流程圖(1)主要特點(diǎn): (a)本工藝在系統(tǒng)上可以稱為最簡單的同步脫N 除P 工藝，總的水力停留時(shí)間少于其他同類工藝； (b)在厭氧（缺氧）、好氧交替運(yùn)行條件下，絲狀菌不能大量增殖，無污泥膨脹之慮，SVI 值一般均小于100； (c)污泥中含P 濃度高，一般為2.5%以上，具有很高的肥效； (d)運(yùn)行中無需投藥，兩個(gè)A 段只用輕緩攪拌，以不增加溶解氧為度，運(yùn)行費(fèi)用低； (e)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(jī)配合，能同時(shí)具有去除有機(jī)物、脫N 除P 的功能；

8、 (f)脫N 效果受混合液回流比大小的影響，除P 效果則受回流污泥中夾帶DO 和硝酸態(tài)氮的影響，因而脫N 除P 效率不可能很高。(2)存在的問題: (a)除P 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(shí)更是如此； (b)脫N 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；(c)進(jìn)入沉淀池的處理水要保持一定濃度的DO，減少停留時(shí)間，防止生產(chǎn)厭氧狀態(tài)和污泥釋放P 的現(xiàn)象出現(xiàn)，但DO 濃度也不宜過高，以防循環(huán)混合液對(duì)缺氧反應(yīng)器的干擾。氧化溝工藝 其工藝流程圖如圖3-2所示： 圖3-2 氧化溝工藝流程圖(1)工藝特點(diǎn)： 氧化溝又名氧化渠或循環(huán)曝氣池，是195

9、0 年由荷蘭公共工程研究所研究成功的。其本特征是曝氣池呈封閉的溝渠形。污水和活性污泥的混合液在其中不停地循環(huán)流動(dòng)，其水力停留時(shí)間一般較長，為1516h，泥齡長達(dá)1530d，屬于延時(shí)曝氣法。氧化溝處理系統(tǒng)的構(gòu)造形式較多，有圓形或馬蹄形的，有平行多渠道形式以側(cè)渠作為二沉池的，有將二沉池建在渠上或單獨(dú)分建的等等，其供氧和水流動(dòng)力都是靠提升曝氣設(shè)備，這種設(shè)備分為早期使用的水平中心軸旋轉(zhuǎn)葉輪和后來出現(xiàn)的卡魯塞爾氧化溝所用的垂直或帶葉片的曝氣器，由于氧化溝水深較淺（一般3 米左右），而流程較長，可以按照曝氣器前作缺氧與曝氣器后作富氧段的方式設(shè)計(jì)運(yùn)行，提供兼氧菌與好氧菌交替作用的條件，在缺氧段脫硝，在好氧段

10、除碳源需氧量及達(dá)到脫N 的目的。(2)主要技術(shù)參數(shù) BOD5：NS=2.04.0 kgBOD5/m··d； 水力停留時(shí)間：t=1030h； 泥齡：ts=1030d； MLSS：X=25006000mg/l； 出水BOD5：1015mg/l； 出水SS：se=1020 mg/l； 出水NH3-N：Ne=13mg/l； 溝內(nèi)水流速度：V=0.30.5m/s； 環(huán)流周期：T=1530min； 溝內(nèi)水深：H=2.54.5m； 寬深比：B：H=2：1。(3)優(yōu)點(diǎn) (a)氧化溝內(nèi)循環(huán)流量很大，進(jìn)入溝內(nèi)的原污水立即被大量的循環(huán)水所混合和稀釋，因此具有很強(qiáng)的承受沖擊負(fù)荷的能力，對(duì)不易降解的

11、有機(jī)物也有較好的處理效果。 (b)處理效果穩(wěn)定可靠，不僅可滿足BOD5、SS 的排放標(biāo)準(zhǔn)，還可以達(dá)到脫N 除P 的效果。 (c)由于氧化溝的水力停留時(shí)間和泥齡都很長，懸浮物、有機(jī)物在溝內(nèi)可獲較徹底的降解。 (d)活性污泥產(chǎn)量少且趨于穩(wěn)定，一般可不設(shè)初沉池和污泥消化池，有的甚至取消二沉池和污泥回流系統(tǒng)，簡化了處理流程，減少了處理構(gòu)筑物，使其基建費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用都低于一般活性污泥法。 (e)承受水質(zhì)、水量、水溫能力強(qiáng)，出水水質(zhì)好。(4) 缺點(diǎn)：氧化溝運(yùn)行管理費(fèi)用高；氧化溝溝體占地面積大。3.2.3 傳統(tǒng)活性污泥法 其工藝流程圖3-3所示：圖3-3 傳統(tǒng)活性污泥法工藝流程圖·d，曝氣池停留時(shí)

12、間約為46h，水氣比1:8。(1)工藝特點(diǎn)：利用曝氣池中的好氧微生物，依靠鼓風(fēng)機(jī)曝氣供給的氧來分解污水中的有機(jī)物?；旌弦哼M(jìn)行沉淀分離，活性污泥回流到曝氣池中去，原污水從池首端進(jìn)入池內(nèi)，回流污泥也同步注入，廢水在池內(nèi)呈推流形式流動(dòng)至池的末端，流出池外至二沉池。(2)優(yōu)點(diǎn)：(a)處理污水效果好，BOD5 的去除率可達(dá)90%；(b)有豐富的技術(shù)資料和成熟的管理經(jīng)驗(yàn)；(c)適宜處理大量污水，運(yùn)行可靠，水質(zhì)穩(wěn)定。(3)缺點(diǎn):(a)運(yùn)行費(fèi)用高，由于在曝氣池的末端造成的浪費(fèi)，故提高了運(yùn)行成本；(b)基建費(fèi)用高，占地面積大；(c)對(duì)外界條件的適應(yīng)性差；(d)由于沉淀時(shí)間短和沉淀后碳源不足等情況，對(duì)于N、P 去

13、除率非常低，TN 的去除率僅有20%的效果，NH3-N 用于細(xì)胞合成只能除1218%，P 的去除率也很低。綜合上述三種工藝方法的特點(diǎn)以及出水濃度的要求選擇氧化溝法，除了能去除BOD與COD之外，還具備消化和一定的脫氮作用，以使出水NH3-N低于排放標(biāo)準(zhǔn)。污水處理主要構(gòu)筑物的選擇1）格柵 格柵主要是為了截留較大的懸浮物及漂浮物，減輕后續(xù)處理構(gòu)筑物的處理負(fù)荷。清除截留污物的方法有兩種：人工清除和機(jī)械清除。大型污水處理廠，一般用機(jī)械清除截留物。 本設(shè)計(jì)確定采用兩道格柵，50mm 的粗格柵和10mm的細(xì)格柵。2）進(jìn)水觀察井 進(jìn)水觀察井于廠區(qū)進(jìn)水管和粗格柵間之間。3）污水泵房 根據(jù)污水處理規(guī)模及相關(guān)情況

14、選泵；污水泵站建設(shè)根據(jù)泵站規(guī)模大小、地質(zhì)水文條件、地形及施工方案、管理水平、環(huán)境要求等。 本工程設(shè)計(jì)確定采用與粗格柵合建的潛水泵房。4）沉砂池 沉砂池的功能的去除比重較大的無機(jī)顆粒。按水流方向的不同可分為平流式、豎流式、曝氣沉砂池和旋流沉砂池四類。A.豎流沉砂池排砂方便，效果好，構(gòu)造簡單工作穩(wěn)定。池深大，施工困難，造價(jià)較高，對(duì)耐沖擊負(fù)荷和溫度的適應(yīng)性較差，池徑受到限制，過大的池徑會(huì)使布水不均勻。B.平流沉砂池沉淀效果好，耐沖擊負(fù)荷，適應(yīng)溫度變化。工作穩(wěn)定，構(gòu)造簡單，易于施工，便于管理。占地大，配水不均勻，易出現(xiàn)短流和偏流，排泥間距較多，池中約夾雜有15%左右的有機(jī)物使沉砂池的后續(xù)處理增加難度。

15、C.曝氣沉砂池克服了平流沉砂池的缺點(diǎn)，使砂粒與外裹的有機(jī)物較好的分離，通過調(diào)節(jié)布?xì)饬靠煽刂莆鬯男魉俣?，使除砂效率較穩(wěn)定，受流量變化影響小，同時(shí)起預(yù)曝氣作用，其沉砂量大，且其上含有機(jī)物少。由于需要曝氣，所以池內(nèi)應(yīng)考慮設(shè)消泡裝置，其他型易產(chǎn)生偏流或死角，并且由于多了曝氣裝置而使費(fèi)用增加，并對(duì)污水進(jìn)行預(yù)曝氣，提高水中溶解氧。D.旋流沉砂池（鐘式沉砂池）占地面積小，可以通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，使得沉砂效果最好，同時(shí)由于采用離心力沉砂，不會(huì)破壞水中的溶解氧水平（厭氧環(huán)境）。氣提或泵提排砂，增加設(shè)備，水廠的電氣容量，維護(hù)較復(fù)雜。 基于以上四種沉砂池的比較，本工程設(shè)計(jì)確定采用旋流沉砂池。5）二沉池 由于本設(shè)計(jì)主要

16、構(gòu)筑物采用A/O工藝，可不設(shè)初沉池。二沉池設(shè)在生物處理構(gòu)筑物的后面，用于去除活性污泥或腐殖污泥。二沉池有平流沉淀池、輻流沉淀池、豎流沉淀池、斜板（管）沉淀池。 綜合比較，四種沉淀池的優(yōu)缺點(diǎn)，結(jié)合本設(shè)計(jì)的具體資料要求，本設(shè)計(jì)二沉池采用中心進(jìn)水、周邊出水的輻流式沉淀池。6）消毒 污水處理廠一般消毒方法有液氯消毒、漂白粉消毒、紫外線消毒和臭氧消毒等四種，比較其優(yōu)缺點(diǎn)本設(shè)計(jì)采用紫外線消毒。污泥處理構(gòu)筑物的選擇1）污泥濃縮 濃縮池有重力濃縮池和浮選濃縮池。重力濃縮池由運(yùn)行方式分間歇式或連續(xù)式重力濃縮池。浮選濃縮池用于濃縮活性污泥及生物濾池等較輕型污泥，貯泥能力小運(yùn)行費(fèi)用較高。重力濃縮池適用于濃縮初沉池污

17、泥和二沉池的剩余污泥，動(dòng)力消耗小運(yùn)行費(fèi)用低。 綜合比較，本設(shè)計(jì)采用連續(xù)式重力濃縮池。2）污泥脫水 污泥脫水的方法：機(jī)械脫水、自然干化和污泥燒干、焚燒等。 本設(shè)計(jì)綜合各種方法后采用帶式壓濾機(jī)的機(jī)械脫水。4污水處理主要構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)計(jì)算 格柵及泵房的設(shè)計(jì)計(jì)算粗格柵的設(shè)計(jì)Qd=56000m3/d3/sb. 最大日流量Qmax=Kz·Qd×3/s3/s1.粗格柵設(shè)計(jì)參數(shù)：(1)柵前水深 ：h=1m；(2)過柵流速：v=0.8m/s；(3)格柵間隙：b粗=50mm；(4)柵條寬度 S=10mm；(5)格柵安裝傾角=60°。圖4-1粗格柵示意圖(1)柵條間隙數(shù)：式中： n粗粗格

18、柵間隙數(shù)； Qmax； b粗柵條間隙，取 50mm，即 0.05m； h柵前水深，取1m； v過柵流速，取0.8m/s；格柵傾角，取 60。(2)柵槽寬度式中：柵槽寬度，；柵條寬度，取m。m 取(3)粗格柵的柵前進(jìn)水渠道漸寬部分長度 L1 若進(jìn)水渠寬漸寬部分展開角， 則此進(jìn)水渠道內(nèi)的流速， 即：m(4)粗格柵與提升泵房連接處漸窄部分長度：m (5)粗格柵的過柵水頭損失：式中：h1過柵水頭損失，m；h0計(jì)算水頭損失，m； g m/s2； k 系數(shù)，格柵受污物堵塞后，水頭損失增大的倍數(shù)，一般k =3；阻力系數(shù)，與柵條斷面形狀有關(guān)，設(shè)計(jì)選取柵條斷面形狀為矩形，。為了避免造成柵前涌水，故將柵后槽底下降

19、h1作為補(bǔ)償見圖4-1。(6)柵前渠道深： 設(shè)柵前渠道超高：柵前渠道深H1=h+h2(6)柵后槽總高度：H=h+h1+h2(7)柵槽總長度式中：柵槽總長度粗格柵的柵前進(jìn)水渠道漸寬部分長度；粗格柵與提升泵房連接處漸窄部分長度(8)每日柵渣量式中：每日柵渣量, m3/d；柵渣量污水一般為每污水產(chǎn) ； m3/d>0.2 m3/d故采用機(jī)械清渣。由給水排水設(shè)計(jì)手冊第5冊，采用旋轉(zhuǎn)式格柵除污機(jī)型號(hào)GH-1400。 細(xì)格柵的設(shè)計(jì)(1)柵前水深： ；(2)過柵流速： ；(3)格柵間隙：b細(xì)=10mm；(4)柵條寬度： s=6mm；(5)格柵安裝傾角：。圖4-2 細(xì)格柵示意圖(1)柵條間隙數(shù)式中：細(xì)格柵

20、間隙數(shù)； 3/s； b細(xì)柵條間隙，取 10mm，即 0.01m； 柵前水深，取0.6m；過柵流速，取 0.8m/s；格柵傾角，取600；設(shè)計(jì)用的格柵數(shù)量為2 道=（個(gè)）(2)柵槽寬度：式中： B柵槽寬度，m； S柵條寬度，取0.006m。經(jīng)過計(jì)算得，(3)細(xì)格柵的柵前進(jìn)水渠道漸寬部分長度 ： 若進(jìn)水渠寬，漸寬部分展開角， 則此進(jìn)水渠道內(nèi)的流速， 即：(4)細(xì)格柵與曝氣沉砂池連接處漸窄部分長度L2 m(5)細(xì)格柵的過柵水頭損失：式中： h1細(xì)格柵水頭損失，；系數(shù)，當(dāng)柵條斷面為矩形時(shí)取 2.42m； k系數(shù)，一般取 k=3(6)柵前渠道深 取柵前渠道超高： h2 柵前渠道深： H1=h+h2(7)

21、柵后槽總高度： (8)柵槽總長度： 式中：柵槽總長度細(xì)格柵的柵前進(jìn)水渠道漸寬部分長度；細(xì)格柵與提升泵房連接處漸窄部分長度(9)每日柵渣量式中： W每日柵渣量, m3/d； W1柵渣量m3/103m3污水一般為每1000m3 污水產(chǎn)0.01-0.1 m3 ，細(xì)格柵取0.1 m3 ； >0.2 m3/d；故采用機(jī)械清渣。由給水排水設(shè)計(jì)手冊第5冊，選用弧形格柵除污機(jī)（兩臺(tái)）HGZ-1000。提升泵房設(shè)計(jì)4.1.2.1 設(shè)計(jì)說明污水經(jīng)過一次提升進(jìn)入沉砂池，然后通過自流進(jìn)入后續(xù)水處理構(gòu)筑物。設(shè)計(jì)計(jì)算選型污水泵總提升能力按Qmax考慮，及Qmax=2333.3 m3/h，選兩臺(tái)AS75-4CB潛水排

22、污泵（一備一用），單泵提升能力為145 m3/h。集水池容積按最大一臺(tái)泵6min出流量計(jì)算，則其容積為集水池面積：取有效水深，則面積 集水池長度取L=4m，則寬度B=F/L=7.25/4=1.81m, 取2.0m；集水池平面尺寸：4m×； 。 泵位及安裝：潛水電泵直接置于集水池內(nèi)，電泵檢修采用移動(dòng)吊架根據(jù)流量，選用AS75-4CB潛水排污泵，具體參數(shù)見表3.1。表4-1 AS75-4CB潛水排污泵參數(shù)型號(hào)排出口徑流量揚(yáng)程轉(zhuǎn)速功率額定電壓AS75-4CB150mm145m3/h10m1450r/minKW380V數(shù)量：2臺(tái)，1備1用 。沉砂池的設(shè)計(jì) 本工藝選取的是旋流式沉砂池中的鐘式沉

23、砂池，其型號(hào)和尺寸可以根據(jù)高廷耀等編寫的水污染控制工程第三版下冊表10-3鐘式沉砂池型號(hào)及尺寸來選擇。設(shè)計(jì)說明 鐘式沉砂池有基建、運(yùn)行費(fèi)用低和處理效果好，占地少的優(yōu)點(diǎn)，所以本設(shè)計(jì)采用鐘式沉砂池除砂。沉砂池設(shè)計(jì)計(jì)算一般規(guī)定：1）沉砂池按去除相對(duì)密度2.65、粒徑0.2mm以上的砂粒設(shè)計(jì)。 2）當(dāng)污水為提升進(jìn)入時(shí)，應(yīng)按每期工作水泵的最大組合流量計(jì)算，在合流制處理系統(tǒng)中，應(yīng)按降雨時(shí)的設(shè)計(jì)流量計(jì)算。3）沉砂池個(gè)數(shù)或分格數(shù)不應(yīng)少于2，并宜按并聯(lián)系列設(shè)計(jì)。當(dāng)污水量較小時(shí)，可考慮一格工作，一格備用。4）城市污水的沉砂量可按106 m3污水沉砂30 m3計(jì)算，其中含水率為60%，容重為1500kg/ m3，合

24、流制污水的沉砂量應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況確定。 5）砂斗容積應(yīng)按不大于2d的沉砂量計(jì)算，砂斗斗壁與水平面的傾角不應(yīng)小 于55°。6）沉砂池除砂宜采用機(jī)械方法，并經(jīng)砂水分離后貯存或外運(yùn)。采用人工排砂時(shí)，排砂管直徑不應(yīng)小于200mm。 7）沉砂池的超高不宜小于0.3m。旋流式沉砂池的設(shè)計(jì)參數(shù)1)最大流速為0.1m/s，最小流速為0.02m/s；2)最大流量時(shí)，停留時(shí)間不小于20s，一般采用3060s； 3)進(jìn)水管最大流速為0.3 m/s；4)有效水深宜為1.02.0m，池徑與池深比宜為2.02.5。 設(shè)計(jì)水量為Qmax=855L/s,據(jù)此查表得出鐘式沉砂池的型號(hào)及各部分的尺寸見表4-2：表4-2

25、鐘式沉砂池的型號(hào)及尺寸型號(hào)流量/(L/s)ABCDEFGHJKL9008804870150010002000400220010005106008001850 圖4-3 鐘式沉砂池各部分尺寸4.3 氧化溝的設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)采用卡魯塞爾氧化溝 圖4-4 一般氧化溝的構(gòu)造4.3.1設(shè)計(jì)條件(1) 水量 Q=56000m/d；(2) BOD5濃度S0= 140mg/L,Se=20mg/L；(3) TSS濃度X0=120×（1-50%）=60mg/L，VSS=42mg/L；(4) TSS濃度 Xe=25mg/L；(5) 進(jìn)水TN=40mg/L,NH3-N=30mg/L；(6) 出水TN=20mg/

26、L，NH3-N=10mg/L；(7) 最低水溫 T=5ºC.設(shè)計(jì)參數(shù)(1)有效水深 h5m； (2)污泥負(fù)荷 N=0.050.1kgBOD5/(kgMLVSS·d)； (3)污泥泥齡 ； (4)水力停留時(shí)間 1828h； (5)污泥產(chǎn)率系數(shù) ； (6)混合液懸浮固體濃度（MLSS）X=2800 mg/L； (7)混合揮發(fā)性懸浮固體濃度（MLVSS）XV=2100 mg/L(MLVSS/MLSS=0.75)；(8)污泥齡QC=30d Q=30d； ； (9)內(nèi)源呼吸系數(shù) Kd=0.055； (10)20C 時(shí)脫氮率 qdn=0.035kg。4.3.3氧化溝設(shè)計(jì)計(jì)算(1)去除

27、BOD 計(jì)算 (a)氧化溝出水BOD濃度S為了保證二級(jí)出水BOD濃度Se 25mg/L,必須控制氧化溝出水所含溶解性 BOD濃度：S=Se-1.42()TSS(1-e) (b)好氧區(qū)容積 V(c)好氧區(qū)水力停留時(shí)間 t(d)剩余污泥量 X , kg/m 按表觀污泥產(chǎn)率計(jì)算： 計(jì)算系統(tǒng)排出的以揮發(fā)性懸浮固體計(jì)的干污泥量：總排泥量為：(2)脫氮量計(jì)算 (a)氧化溝的氨氮量 氧化溝產(chǎn)生的剩余污泥中含氮率為 12.4%,則用于生物合成的總氮量為需要氧化的氨氮量 N=進(jìn)水 TK-出水氨氮量-出水生物合成所需氮量 N(b)脫氮量 Nr=進(jìn)水總氮量-出水總氮量-生物合成所需的氮量 (c)計(jì)算脫氮所需池容 V

28、及停留時(shí)間 T 脫氮率q=q考慮最不利的條件水溫，最低水溫為 5脫氮所需容積停留時(shí)間(3） 氧化溝總?cè)莘e及停留時(shí)間 t 校核污泥負(fù)荷 設(shè)計(jì)規(guī)程規(guī)定氧化溝污泥負(fù)荷應(yīng)為 0.050.1kgBOD5/(kgMLVSS.d) ，故在此應(yīng)當(dāng)通過提高氧化溝的容積來減小污泥負(fù)荷，取氧化溝總?cè)莘e為28000m3,此時(shí)剛好能滿足要求。(4)需氧量計(jì)算 (a)設(shè)計(jì)需氧量 AOR 氧化溝設(shè)計(jì)需氧量 AOR=去除 BOD5 需氧量剩余污泥中 BOD5的需氧量 +去除 NH3-N 耗氧量剩余污泥中 NH3-N 的耗氧量 脫氮產(chǎn)氧量 去除 BOD 需氧量 D式中:a微生物對(duì)有機(jī)底物氧化分解的需氧率，取 0.52； b活性

29、污泥自身氧化需氧率，取 0.12；剩余污泥量 BOD 需氧量 D（用于合成的那一部分）去除氨氮的需氧量 D剩余污泥中 NH3-N 耗氧量 D脫氮產(chǎn)氧量 D5每還原 1kgNO3產(chǎn)生 總需氧量=D1-D2+D3-D4-D5考慮安全系數(shù) 1.4，則 AOR=標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下需氧量 SOR 式中：Cs（20）20氧的飽和度，取 Cs（20） Cs（25）-25氧的飽和度，取 Cs（25）C-溶解氧濃度 修正系數(shù)，取 0.85 修正系數(shù)，取 0.95 T-進(jìn)水最高溫度，(5)氧化溝尺寸計(jì)算： 設(shè)計(jì)四座氧化溝 單座氧化溝有效容積容積 V單=V/4=19661.87/44916m設(shè)計(jì)氧化溝有效水深 H=5m，超

30、高設(shè)計(jì) 1m，氧化溝深度 h=5+1=6m，中間分隔墻厚度為 0.25m。 氧化溝面積 A=V設(shè)計(jì)單溝道寬度 b=5m;彎道部分面積 單溝道直線段長度 L (6)進(jìn)水管和出水管計(jì)算 污泥回流比：R=38.9%；進(jìn)出水管流量：Q=(1+R)Q/4=(1+0.389)=19446m/s進(jìn)水水管控制流速：V1m/s；進(jìn)出水管直徑： 取0.6m，校核該進(jìn)出水管流速：，符合要求。(7)曝氣設(shè)備選擇 單座氧化溝需氧量 SOR/h。選擇污泥泵 根據(jù)前邊計(jì)算回流比和剩余污泥量，來選擇回流污泥泵和剩余污泥泵。回流污泥泵選用型號(hào)：200WQ400-7-15型潛污泵，設(shè)計(jì)3臺(tái)（2用1備），單泵Q=400m3/h，N

31、=15kw，每天連續(xù)工作。 剩余污泥泵選用型號(hào)：200WQ310-13-22型潛污泵，設(shè)計(jì)2臺(tái)（1用1備），單泵Q=310m3/h，H=13.0m，N=kw，每天設(shè)計(jì)工作四小時(shí)。4.4二沉池的設(shè)計(jì) 在本次設(shè)計(jì)中為了提高沉淀效率，節(jié)約土地資源，降低籌建成本，采用機(jī)械刮泥吸泥機(jī)的輻流沉淀池，進(jìn)出水采用中心進(jìn)水，周邊出水，以獲得較高的容積利用率和較好的沉淀效果。4.4.1設(shè)計(jì)要求及參數(shù)(4） 沉淀池的直徑一般不小于 ，當(dāng)直徑小于 時(shí)，可采用多斗排泥；當(dāng)直徑大于 時(shí)，應(yīng)采用機(jī)械排泥；(5） 沉淀池有效水深大于，池子直徑與有效水深比值不小于；.(6） 池子超高至少應(yīng)采用 ；(7） 池底坡度不小于 ； (

32、8） 表面負(fù)荷取 ，沉淀效率 ；(9） 池子直徑一般大于 ，有效水深大于 ；(10） 池底坡度一般采用 ；(11） 排泥管設(shè)于池底，管徑大于 ，管內(nèi)流速大于，排泥靜水壓力，排泥時(shí)間大于 。 .2設(shè)計(jì)計(jì)算（參照給水排水設(shè)計(jì)手冊第5冊)設(shè)計(jì)選用 4座輻流式沉淀池，分為兩個(gè)系列，每個(gè)系列有2個(gè)沉淀池。1）二沉池主要尺寸的計(jì)算式中： Fi池表面積 m2 Qi設(shè)計(jì)流量 m3/h q3/m2·h3）二沉池直徑為 ：，本設(shè)計(jì)取30m。4）二沉池池邊水深的計(jì)算 清水區(qū)高度為： h1 分離區(qū)高度為: 緩沖區(qū)高度為：h3 池邊超高為： h5 污泥濃縮區(qū)高度為： 則二沉池的池邊水深為： 校核沉淀時(shí)間 ：=

33、1.5/0.75=2h(合格）5）二沉池刮泥設(shè)備的選擇和池底高度的計(jì)算 池底高度為 ：=0.07×30/2=1.05m 刮泥設(shè)備選擇由給水排水設(shè)計(jì)手冊（第2版）第11冊P592查知，選擇 ZBG-35 周邊傳動(dòng)刮泥機(jī)； 設(shè)備參數(shù)如下： 表 4-2 ZBG-35 周邊傳動(dòng)刮泥機(jī)設(shè)備參數(shù)表型號(hào)池徑（m）單機(jī)功率（kW）周邊線速度（m/min）積泥斗高度（mm）ZBG-35282-37006）二沉池總水深及徑深比校核 二沉池總水深： 校核徑深比：=30/1.5=18.7>6合格。 7）二沉池出水堰的設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)二沉池的出水堰采用90°三角鋸齒堰雙邊出流，處理水經(jīng)過出水堰進(jìn)入出

34、水槽，然后匯入出水管排出。單個(gè)二沉池處理水的出流量為：出水堰周長：式中： 出水堰采用雙側(cè)900 三角出水堰，三角形頂寬0.20m,堰頂?shù)拈g距為0.05m,每個(gè)二沉池有三角堰其中外圈有388個(gè)900三角形出水堰，內(nèi)圈有381個(gè)900 三角形出水堰每個(gè)三角堰的流量為由得，三角出水堰的堰上水頭為：8 ）二沉池環(huán)形出水槽的設(shè)計(jì)：式中： Qa環(huán)形出水槽一側(cè)的流m33/s B則環(huán)形出水槽的高度為：m3.二沉池集配水井的設(shè)計(jì)計(jì)算（1）配水井中心管徑取1m式中： v1中心管內(nèi)污水流速，m/s，一般采用0.6m/s，取 0.8m/s； Qb集配水井的設(shè)計(jì)流量，m3/s，0.6212 m3/s（2）配水井的直徑取

35、2m 式中： v2 （3）集水井的直徑取式中： v3Qc集配水井的設(shè)計(jì)流量m33/s（4）配水井中心管的水通過薄壁堰溢流到配水井，薄壁堰堰上水頭計(jì)算如下薄壁堰的流量公式為： 式中： Qb集配水井的設(shè)計(jì)流量，m3/s M0薄壁堰的流量系數(shù)，取 b 可調(diào)節(jié)堰的堰長，m，b=3.14×D1 H 堰上水頭，將上式變換得,堰上水頭為：接觸消毒池 因?yàn)榧{污河段水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB3838-88）中“IV”標(biāo)準(zhǔn)，故需要消毒后處理出水才能排放。 氯價(jià)格便宜，消毒可靠且經(jīng)驗(yàn)成熟，是應(yīng)用最廣泛的消毒劑，所以本設(shè)計(jì)選用液氯消毒。污泥濃縮池設(shè)計(jì)說明 二沉池產(chǎn)生剩余活性污泥及其他處理構(gòu)筑物排除污泥

36、由地下管道自流入集流井，剩余污泥泵(采用地下式)將其提升至污泥處理系統(tǒng)。設(shè)計(jì)計(jì)算剩余污泥量Wx： 濕泥量Qs:1）濃縮池面積A 相關(guān)的設(shè)計(jì)參數(shù)如下： （1）池體數(shù)量N=1 （2）濃縮時(shí)間T一般為1224h，有效水深不小于3m，一般以4m左右為宜 （3）濃縮前污泥含水率P1=99.4%，濃縮后含水率P2=97% （4）濃縮前污泥固體濃度C1=（1P1）×103 =（10.994）×103 =6kg/m3（5）濃縮前污泥固體濃度C2=（1P2）×103 =（10.97）×103 =30kg/m32）濃縮池面積A: 其中：QS污泥量，m3/d C污泥固體濃度，

37、kg/L M污泥固體通量，kg/(m2·d)，對(duì)于剩余污泥，一般取為1035kg/(m2·d)，本次設(shè)計(jì)取M=20kg/(m2·d)3）池體直徑D：4）池體總高H： 其中:h1濃縮池工作部分有效水深， h2 h3 h4刮泥設(shè)備所需池底坡度造成的深度，,取5mm。. h5 H= 1.73+0.3+0.3+0.043+0.8=3.18m。5 廠址選擇和總體布局5.1污水廠平面布置5污水處理廠平面布置的特點(diǎn) 在該污水構(gòu)筑物設(shè)計(jì)中，將污水處理構(gòu)筑物和污泥處理構(gòu)筑物都按一字型排列，布置緊湊，流線清楚。1) 從大門為綜合樓、食堂等，形成入口的生活活動(dòng)區(qū)，該區(qū)位于主導(dǎo)風(fēng)向的上風(fēng)

38、向，距離格柵及污泥處理系統(tǒng)較遠(yuǎn)，并且加強(qiáng)綠化，所以該區(qū)為生活區(qū)環(huán)境較好。2) 污泥區(qū)和污水區(qū)之間由一條主要道路分開。3) 設(shè)有后門，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的柵楂、泥餅等由后門運(yùn)走，而不從前門運(yùn)起，避免影響大門處生活區(qū)的環(huán)境清潔。4) 在兩組構(gòu)筑物之間有一條寬4m的道路，用于工作人員巡視和設(shè)備搬運(yùn)，其間可通過一輛汽車。5) 廠區(qū)內(nèi)道路設(shè)計(jì)考慮工作人員可以順利地到達(dá)任何一處。污水廠廠區(qū)主要車行道寬68m，次要車行道寬34m，一般人行道13m，道路兩旁應(yīng)留出綠化帶及適當(dāng)間距。構(gòu)筑物的布置1）各處理單元構(gòu)筑物的平面布置。處理構(gòu)筑物是污水處理廠的主體建筑，在作平面布置時(shí)，根據(jù)各構(gòu)筑物的功能要求，結(jié)合地形和地質(zhì)條

39、件確定它們在廠區(qū)內(nèi)平面的位置，作如下考慮：（）貫通連接各處理構(gòu)筑物之間的管、渠，應(yīng)便捷、直通，避免迂回曲折；（）基本在處理構(gòu)筑物之間應(yīng)保持一定的間距，以保證敷設(shè)連接管、渠的要求，一般的間距可取值58；（）各處理構(gòu)筑物在平面布置上，應(yīng)考慮盡量緊湊；（）污泥處理系統(tǒng)在下風(fēng)向、生活區(qū)在上風(fēng)向。附屬構(gòu)筑物的平面布置。輔助構(gòu)筑物的位置應(yīng)根據(jù)方便、安全等原則確定。變電間設(shè)在泵房附近；化驗(yàn)室設(shè)在綜合樓內(nèi)，遠(yuǎn)離污泥堆場，以保證良好的工作環(huán)境；辦公室、會(huì)議室與處理構(gòu)筑物保持適當(dāng)?shù)木嚯x，并位于主導(dǎo)風(fēng)向的上風(fēng)向。2）廠區(qū)內(nèi)道路規(guī)劃。在廠區(qū)內(nèi)設(shè)置環(huán)狀道路，方便運(yùn)輸，踟邊種植樹木美化廠區(qū)。設(shè)有使工作人員方便的巡視各處理

40、構(gòu)筑物的道路。主干道8m；次干道4m；人行道2m。3）管線布置。除了在各處理構(gòu)筑物之間設(shè)有貫通連接的管、渠，還應(yīng)設(shè)置能夠使各個(gè)處理構(gòu)筑物獨(dú)立運(yùn)行的超越管道，當(dāng)某一處理構(gòu)筑物因故障停止要作時(shí)，其后的構(gòu)筑物仍然保持正常的運(yùn)行。同時(shí)還應(yīng)設(shè)置事故排放管，它可超越全部處理構(gòu)筑物，直接排放水體。此外在廠區(qū)內(nèi)還設(shè)有：給水管、輸配電線管、雨水管、廠區(qū)內(nèi)污水管等。4）廠區(qū)占地面積及綠化率。綠化區(qū)廠區(qū)面積的30%以上。5）污泥處理部分場地面積預(yù)留，可相當(dāng)于污水處理部分占地面積的20%30%。6.設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果匯總表6-1 格柵的有關(guān)參數(shù)計(jì)算表參數(shù)Qd(m3/s)KzQmax(m3/s)h(m)v(m/s)b(mm)

41、S(mm)(º)W(m3)粗格柵1501060細(xì)格柵10660參數(shù)nB(m)L1(m)L2(m)h1(m)h2(m)H(m)L(m)粗格柵203細(xì)格柵5014注：表中各項(xiàng)參數(shù)的表示意義Qd日平均流量，Kz污水流量總變化系數(shù)，Qmax日最大流量，h柵前水深，v過柵流速，b格柵間隙，S柵條寬度，格柵安裝傾角W每日柵渣量，n粗格柵間隙數(shù)，B柵槽寬度，L1粗格柵的柵前進(jìn)水渠道漸寬部分長度，L2柵槽與出水渠連接處的漸窄部分長度，h1過柵水頭損失，h2柵前渠道超高，H柵后槽總高度L柵槽總長度 。表6-2 沉砂池設(shè)計(jì)計(jì)算表ABCDEFGHJKL4870150010002000400220010005106008001850注：參照上圖看個(gè)部分的數(shù)值，表中單位為mm。表6-3 氧化溝設(shè)計(jì)計(jì)算表好氧區(qū)容積 V1(m3) 池?cái)?shù)單座氧化溝有效容積容積 V(m3)有效水深H m氧化溝面積A m3氧化溝深度 h(m)4491656中間分隔墻厚度(m)超高單溝道直線段長度 L