水污染控制工程課程設(shè)計說明書

1、南京工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計 南京工業(yè)大學(xué)水污染控制工程課程設(shè)計計算書學(xué) 院：環(huán)境學(xué)院專 業(yè)：環(huán)境工程學(xué) 號：3406090215姓 名：顧 軍指導(dǎo)老師：羅 平二零一二年六月目 錄第一章 概述11.1 設(shè)計任務(wù)11.2 設(shè)計目的11.3 設(shè)計原始資料11.3.1 污水水量與水質(zhì)11.3.2 處理要求11.3.3 處理工藝流程21.3.4 氣象與水文資料21.3.5 廠區(qū)地形3第二章 處理構(gòu)筑物的工藝設(shè)計及附屬設(shè)備的選型42.1 中格柵（格柵設(shè)兩組，按兩組同時工作設(shè)計，一格停用，一格工作校核。）42.1.1 格柵的設(shè)計說明42.1.2 中格柵的設(shè)計參數(shù)42.1.3 中格柵的設(shè)計計算42.1.4 格柵機(jī)的

2、選型62.2 進(jìn)水泵房62.2.1 污水提升泵的設(shè)計說明62.2.2 污水提升泵的設(shè)計計算62.2.3 進(jìn)水泵的選型72.3 細(xì)格柵（格柵設(shè)兩組，按組同時工作設(shè)計。）72.3.1 設(shè)計參數(shù)72.3.2 設(shè)計計算82.3.3 格柵機(jī)的選型92.4 沉砂池102.4.1 沉砂池的設(shè)計說明102.4.2 設(shè)計參數(shù)102.4.3 設(shè)計計算112.4.4 砂水分離器的選擇122.5 CASS池122.5.1 設(shè)計說明122.5.2 設(shè)計參數(shù)122.5.3 設(shè)計計算132.6 鼓風(fēng)機(jī)房202.7 污泥濃縮池212.7.1 污泥濃縮的設(shè)計說明212.7.2 設(shè)計參數(shù)212.7.3 設(shè)計計算212.8 投泥泵

3、房的設(shè)計222.8.1 投泥泵的選型222.8.2 附屬設(shè)備的選型222.9 污泥消化池232.9.1 設(shè)計參數(shù)232.9.2 設(shè)計計算232.10 污泥脫水機(jī)房242.10.1 污泥脫水機(jī)房的設(shè)計說明242.10.2 滾壓帶式壓濾法的設(shè)計參數(shù)252.10.3 污泥脫水機(jī)房的設(shè)計計算252.10.4 污泥脫水設(shè)備選型25第三章 污水處理廠的平面布置263.1 平面布置概述263.2 平面布置原則26第四章 設(shè)計總結(jié)274.1 主體構(gòu)筑物的各項參數(shù)274.2 附屬構(gòu)筑物的各項參數(shù)27參考文獻(xiàn)28II第一章 概述1.1 設(shè)計任務(wù)本課程設(shè)計的目的在于加深理解所學(xué)專業(yè)知識，培養(yǎng)運用所學(xué)專業(yè)知識的能力，

4、在設(shè)計、計算、繪圖方面得到鍛煉。針對二級處理的工廠污水處理設(shè)施，要求對主要污水處理構(gòu)筑物的工藝尺寸進(jìn)行設(shè)計計算，確定污水處理平面布置和高程布置。完成設(shè)計計算說明書和設(shè)計圖，確定污水處理的平面布置圖。設(shè)計深度約為初步設(shè)計的深度。1.2 設(shè)計目的通過凈水廠課程設(shè)計，鞏固學(xué)習(xí)成果，加深對給水處理課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)與理解，掌握凈水廠設(shè)計的方法，培養(yǎng)和提高計算能力、設(shè)計和繪圖水平。在教師指導(dǎo)下，基本能獨立完成一個中、小型給水處理廠工藝設(shè)計，鍛煉和提高分析及解決工程問題的能力。1.3 設(shè)計原始資料1.3.1 污水水量與水質(zhì) 污水處理水量：1.5×104m3/d，總變化系數(shù)為1.2。 污水水質(zhì)：COD

5、Cr：300 mg/L，BOD5：200 mg/L，SS：200 mg/L，NH3-N：20-30 mg/L，TP：3-4 mg/L，pH：6-9。1.3.2 處理要求廢水經(jīng)處理后應(yīng)符合城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB18918-2002）一級B標(biāo)準(zhǔn)：COD：60 mg/L，BOD5：20 mg/L，SS：20 mg/L NH3-N：8 mg/L，TP：1 mg/L，pH：6-9。污泥經(jīng)處理后應(yīng)符合城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB18918-2002）污泥控制標(biāo)準(zhǔn)： 城鎮(zhèn)污水處理廠的污泥進(jìn)行穩(wěn)定化處理后應(yīng)達(dá)到下表的規(guī)定。 表1-1 城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn) 城鎮(zhèn)污水處理廠的污泥進(jìn)行污泥

6、脫水處理后，含水率應(yīng)<80%。1.3.3 處理工藝流程 廢水?dāng)M采用兩級處理，具體流程如下：污水處理工藝流程圖砂鼓風(fēng)機(jī)房砂水分離器豎流式沉砂池中格柵細(xì)格柵進(jìn)水泵房進(jìn)水CASS池出水排泥泵房消化池投泥泵房濃縮池脫水外運1.3.4 氣象與水文資料風(fēng)向：多年主導(dǎo)風(fēng)向為北風(fēng)和東風(fēng)；氣溫：最冷月平均為-3.5°C；最熱月平均為32.5°C。水文：降水量多年平均為每年728mm；蒸發(fā)量多年平均為每年1210mm；地下水水位，地面下5-6m。1.3.5 廠區(qū)地形污水廠選址區(qū)域海拔標(biāo)高在64-66m之間，平均地面標(biāo)高64.5m。第二章 處理構(gòu)筑物的工藝設(shè)計及附屬設(shè)備的選型2.1 中格柵

7、（格柵設(shè)兩組，按兩組同時工作設(shè)計，一格停用，一格工作校核。）2.1.1 格柵的設(shè)計說明格柵由一組或數(shù)組平行的金屬柵條、塑料齒鉤或金屬篩網(wǎng)、框架及相關(guān)裝置組成，傾斜安裝在污水渠道、泵房集水井的進(jìn)口處或污水處理廠的前端，用來截留污水中較粗大的漂浮物和懸浮物，防止堵塞和纏繞水泵機(jī)組、曝氣器、管道閥門、處理構(gòu)筑物配水設(shè)施、進(jìn)水水口，減少后續(xù)處理產(chǎn)生的浮渣，保證污水處理設(shè)施的正常運行。2.1.2 中格柵的設(shè)計參數(shù)31設(shè)計流量：Q=Qmax2=0.1042 m3s ；柵條凈間隙：b=20 mm；過柵流量：v=0.9 ms；格柵安裝傾角：=60°；柵前水深：h=0.2m；中格柵計算草圖2.1.3

8、中格柵的設(shè)計計算（1）柵槽寬度B柵條的間隙數(shù)nn=Qsinbhv=0.1042sin60°0.02×0.2×0.927（個）柵槽寬度B柵槽寬度一般比格柵寬0.20.3m，取0.2m；設(shè)計選用寬度為S=0.01m，斷面為銳邊矩形的柵條B=Sn-1+bn+0.2=0.01×27-1+0.02×27+0.2=1m校核：柵前流速v=QBh=0.10421×0.2=0.52ms 符合。（2）通過格柵的水頭損失h1因柵條斷面為銳邊矩形斷面，=2.42；=(Sb)43=2.42(0.010.02)43=0.96h0=v22gsin=0.96

9、5;0.922×9.8×sin60°=0.03 mh1=h0k=0.03×3=0.09 m（3）柵后槽總高度H設(shè)柵前渠道超高h(yuǎn)2=0.3mH=h+h1+h2=0.2+0.09+0.3=0.59(m)0.6(m)柵前渠道深H1=h+h2=0.2+0.3=0.5(m)（4）柵槽總長度L進(jìn)水渠道漸寬部分的長度L1。設(shè)進(jìn)水渠寬B1=0.6m；其漸寬部分展開角度1=20°，進(jìn)水渠道內(nèi)的流速為0.81m/s。L1=B-B12tan1=1-0.62×tan20°=0.55(m)柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度L2。L2=L12=0.55

10、2=0.28(m)柵槽總長度LL=L1+L2+1.0+0.5+H1tan=0.55+0.28+1.0+0.5+0.5tan60°=2.6(m)（5）每日柵渣量W。本設(shè)計格柵間隙為20mm，取單位體積污水柵渣量為W1=0.05m3103m3污水W=86400QW11000KZ=86400×0.1042×0.051000×1.2=0.38(m3d)因每日柵渣量 W=0.38m3d>0.2m3d，需采用機(jī)械清渣。2.1.4 格柵機(jī)的選型機(jī)械清渣選用GSGL型高鏈?zhǔn)礁駯懦蹤C(jī)。 用途：可用于泵站進(jìn)水渠攔截水中的漂浮物，保證水泵正常運行。 特點： 構(gòu)造簡單，

11、動作可靠； 除格柵部件齒耙在柵條部位除污時處，其他部件均在正常最高 水位以上，不易腐蝕，便于維修； 具有過載保護(hù)裝置，如過扭保護(hù)，設(shè)有避讓彈簧的耙臂和撇渣 機(jī)構(gòu)上的限載重錘等，確保除污機(jī)安全可靠； 采用新型的軸裝式減速器，不用聯(lián)軸器，安裝簡便，占地少。 主要技術(shù)參數(shù)見下表：型號格柵寬度/mm柵渠寬度/m安裝角度/°柵條凈距/mm柵條厚度/mmGSGL-1.210601.27075154080表2-1 GSGL型高鏈?zhǔn)礁駯懦蹤C(jī)的主要技術(shù)參數(shù)2.2 進(jìn)水泵房2.2.1 污水提升泵的設(shè)計說明采用SBR工藝方案，污水處理系統(tǒng)簡單。對于新建污水處理廠，工藝管線可以充分優(yōu)化，故污水支考慮一次提

12、升。污水經(jīng)提升達(dá)到最高水位點，然后自流通過后續(xù)構(gòu)筑物。2.2.2 污水提升泵的設(shè)計計算設(shè)置提升泵房以提高污水的水位，保證污水能在整個污水處理流程過程中流過，從而達(dá)到污水的凈化。設(shè)計選用3臺泵（2臺使用，1臺備用）。污水提升泵房的集水池容積：（以一臺水泵工作5分鐘的水量計算）設(shè)有效水深，則集水池的面積因此本設(shè)計取集水池面積：，選擇的池長為，寬為。2.2.3 進(jìn)水泵的選型主要根據(jù)工藝要求，選擇相應(yīng)流量滿足揚(yáng)程需要的水泵。原則是大小結(jié)合，目的是保證在水量變化時有不同組合，確定泵高效運行；有開有備，以滿足24h不斷進(jìn)水要求，防止因泵故障造成的停產(chǎn)；盡可能選功率小的水泵，這樣能最大量節(jié)約電耗，增大單位電

13、耗抽升量。本設(shè)計采用LBX型螺旋提升泵，由傳動裝置、上支座、螺旋泵軸、導(dǎo)槽、擋水板、下支座、潤滑系統(tǒng)等組成。選用3臺LBX-1400-3-Z型泵，兩用一備。螺旋外緣直徑D/mm1400軸承直徑d/mm700螺旋頭數(shù)/頭3螺旋導(dǎo)程/mm1400轉(zhuǎn)速n/r·min40安裝角度/°30流量/ m3h-11890表2-2 LBX-1400-3-Z型提升泵的主要技術(shù)參數(shù)2.3 細(xì)格柵（格柵設(shè)兩組，按組同時工作設(shè)計。）2.3.1 設(shè)計參數(shù)設(shè)計流量：Q=Qmax2=0.1042m3s ；柵條凈間隙：b=10 mm；過柵流量：v=0.8ms；格柵安裝傾角：=60°；柵前水深：h=

14、0.3m；細(xì)格柵計算草圖2.3.2 設(shè)計計算（1）柵槽寬度B柵條的間隙數(shù)nn=Qsinbhv=0.1042sin60°0.01×0.3×0.841（個）柵槽寬度B柵槽寬度一般比格柵寬0.20.3m，取0.2m；設(shè)計選用寬度為S=0.01m，斷面為圓形的柵條B=Sn-1+bn=0.01×41-1+0.01×41=0.81m校核：柵前流速v=QBh=0.10420.81×0.3=0.43ms 符合。（2）通過格柵的水頭損失h1因柵條斷面為圓形斷面，=1.79；=(Sb)43=1.79(0.010.01)43=1.79h0=v22gsin=

15、1.79×0.822×9.8×sin60°=0.05 mh1=h0k=0.05×3=0.15 m（3）柵后槽總高度H設(shè)柵前渠道超高h(yuǎn)2=0.3mH=h+h1+h2=0.3+0.15+0.3=0.75(m)柵前渠道深H1=h+h2=0.3+0.3=0.6(m)（4）柵槽總長度L進(jìn)水渠道漸寬部分的長度L1。設(shè)進(jìn)水渠寬B1=0.6m；其漸寬部分展開角度1=20°，進(jìn)水渠道內(nèi)的流速為0.58m/s。L1=B-B12tan1=0.81-0.62×tan20°=0.29(m)柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度L2。L2=L12

16、=0.292=0.15(m)柵槽總長度LL=L1+L2+1.0+0.5+H1tan=0.29+0.15+1.0+0.5+0.6tan60°=2.79(m)（5）每日柵渣量W。本設(shè)計格柵間隙為10mm，取單位體積污水柵渣量為W1=0.10m3103m3污水W=86400QmaxW11000KZ=86400×0.1042×0.11000×1.2=0.75(m3d)因每日柵渣量 W=0.75>0.2m3d，需采用機(jī)械清渣。2.3.3 格柵機(jī)的選型根據(jù)有效柵寬選擇XGC-1000型旋轉(zhuǎn)格柵除污機(jī)。XGC型旋轉(zhuǎn)格柵除污機(jī)為新型的細(xì)格柵除污設(shè)備，可攔截并連續(xù)自

17、動清除污水中的各種形狀固體雜物。它不僅使用深池格柵井中的顆粒懸浮物的截留，對淺池也同樣適用。該機(jī)分為不銹鋼網(wǎng)齒和非金屬網(wǎng)齒兩種，最大特點是能自動固液分離。此結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，正常運行時有自凈作用，無堵塞，設(shè)備動力消耗少，工作時無噪聲，主要參數(shù)見下表：設(shè)備寬/mm1150溝渠寬/mm1200柵齒間隙/mm520運行速度/m·min-12卸料高度/mm700安裝角度/°6075電機(jī)功率/kW1.1柵條總寬/mm1000表2-3 XGC型旋轉(zhuǎn)格柵除污機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)2.4 沉砂池2.4.1 沉砂池的設(shè)計說明本設(shè)計選用旋流式沉砂池。沉砂池的作用是從污水中去除砂子，煤渣等比重較大的顆粒，

18、以免這些雜質(zhì)影響后續(xù)處理構(gòu)筑物的正常運行。沉砂池可分為平流式、豎流式、旋流式、曝氣沉砂池等幾種基本形式。普通平流式沉砂池主要缺點是沉砂中夾雜有15%的有機(jī)物，對被有機(jī)物包覆的沙粒截留效果不佳，沉砂易于腐化發(fā)臭，增加了沉砂后續(xù)處理的難度。本設(shè)計采用旋流式沉砂池，與傳統(tǒng)的平流式沉砂池和曝氣沉砂池相比，旋流沉砂池除砂效率高、耗能低、占地面積小、土建費用低、管理方便；與目前國際流行的鐘式沉砂池相比，則具有更高的有機(jī)物分離效率。旋流式沉砂池從外觀上來看是上面大下面小的圓形，占地很小，與曝氣沉砂池相比差不多節(jié)省一半，表面可封閉，散發(fā)到空氣中的臭味較小，最吸引人的是沒有大型的排砂設(shè)備，而是通過砂泵吸排，或用

19、真空從上面吸排。旋流沉砂池是利用水力旋流，使泥砂和有機(jī)物分開，以達(dá)到除砂目的。污水從切線方向進(jìn)入圓形沉砂池，進(jìn)水渠道末端設(shè)一躍水檻、使可能沉積在渠道底部的泥砂向下滑入沉砂池；還設(shè)有一個擋板使水中的泥砂進(jìn)入沉砂池時向池底流行，并加強(qiáng)附壁效應(yīng)。在沉砂池中間設(shè)有可調(diào)速的漿板，使池內(nèi)的水流保持環(huán)流。漿板、擋板和進(jìn)水水流組合在一起在沉砂池內(nèi)產(chǎn)生螺旋狀環(huán)流，在重力的作用下，使泥砂沉下，并向池中心移動，由于越靠中心流斷面越小，水流速度逐漸加快，最后將沉砂落入砂斗。而較輕的有機(jī)物，則在沉砂池中間部分與泥砂分離。池內(nèi)的環(huán)流在池壁處向下，到池中間則向上，加上漿板的作用，有機(jī)物在池中心部位向上升起，并隨著出水水流進(jìn)

20、入后續(xù)構(gòu)筑物。旋流沉砂池排砂有三種方式：一種用砂泵；另一種用空氣提升器，即在漿板傳動軸中插入一空氣提升器；第三種是在傳統(tǒng)軸中插入砂泵，泵及電機(jī)設(shè)在沉砂池頂部。2.4.2 設(shè)計參數(shù)最大設(shè)計流量：Qmax=0.2083m3s ；最大設(shè)計流量時的流行時間t=30s；城市污水沉砂量X=30m3106m3污水；2.4.3 設(shè)計計算本設(shè)計的最大污水量為Qmax=0.2083m3s，根據(jù)處理污水量的不同，旋流式沉砂池可分為不同型號。故選擇100號型旋流沉砂池，采用2座。其各部尺寸見圖及表2-4。旋流沉砂池簡圖表2-4 旋流沉砂池型號及尺寸（m）型號流量(L/s)ABCDEFGHJKL1001102.131.

21、00.380.760.301.400.300.300.300.801.10（1）沉砂部分所需容積VV=QmaxXT×86400Kz×106=0.2083×30×2×864001.2×106=0.90(m)（2）每個沉砂斗容積V0V0=0.902=0.45(m3)（3）沉砂部分高度hh=B-Etan=1-0.3tan45°=0.7(m)（4）圓截錐部分實際容積V1V1=h3B2+BE+E2=×0.7312+1×0.3+0.32=1.0(m3)>0.45(m3)2.4.4 砂水分離器的選擇采用LSSF-

22、260螺旋砂水分離器，處理量：512 L/s，功率0.37kW，容積1.25m3。2.5 CASS池CASS池是處理廠的中心構(gòu)筑物，CASS工藝去除有機(jī)物的機(jī)理在充氧時與普通活性污泥法相同，污水中的有機(jī)物在微生物的作用下進(jìn)行氧化分解，達(dá)到要求后排出處理系統(tǒng)，不同的是，其在運行時分為，曝氣、沉淀、潷水和閑置四個階段，依次在CASS反應(yīng)池中周期性運行，故CASS反應(yīng)池不需專設(shè)二沉池和污泥回流系統(tǒng)。CASS反應(yīng)池區(qū)別于傳統(tǒng)SBR反應(yīng)池的地方在于CASS池中不存在專門的進(jìn)水階段，在CASS池的四個運行階段都連續(xù)進(jìn)水，由于進(jìn)水流速很小，水流呈層流狀態(tài)，因此，在排水時也不會影響污泥的沉淀。由于CASS池的

23、運行方式特別，池中的溶解氧在不斷的變化之中，有較好的除磷脫氮效果。2.5.1 設(shè)計說明在同一周期內(nèi)，池內(nèi)污水的體積、有機(jī)污染物濃度、溶解氧，污泥濃度時刻都在變化，這是一種非穩(wěn)定態(tài)的反應(yīng)過程。目前CASS工藝的計算方法，有生化反應(yīng)動力學(xué)計算法和容積負(fù)荷計算法兩種。生化反應(yīng)動力學(xué)計算法是通過建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，并根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)指標(biāo)和CASS系統(tǒng)的各項設(shè)計參數(shù)設(shè)定邊界條件，進(jìn)而對數(shù)學(xué)模型求解，此法實際應(yīng)用較少。容積負(fù)荷計算法不考慮CASS池內(nèi)基質(zhì)濃度、活性污泥濃度和溶解氧含量在時間上的變化，只計算進(jìn)出水的有機(jī)物濃度差，同時忽略同一反應(yīng)周期內(nèi)閑置、沉淀、排水階段的生物降解作用，采用與傳統(tǒng)活性污泥法基本相

24、同的計算公式。2.5.2 設(shè)計參數(shù)考慮格柵和曝氣沉砂池可去除部分有機(jī)物及SS，取COD，BOD5去除率為10%，SS去除率為30%。CASS池進(jìn)水水質(zhì)：COD=300mgL×1-10%=270mgLBOD5=200mgL×1-10%=180mgLSS=200mgL×1-30%=140mgLCASS池出水水質(zhì)：COD:60mg/L BOD5:20mg/L SS:20mg/L2.5.3 設(shè)計計算（1）BOD-污泥負(fù)荷NSNs=K2×Se×fNSBOD-污泥負(fù)荷，kgBOD5/(kgMLSS·d)；K2有機(jī)基質(zhì)降解速率常數(shù)，L/(mg

25、83;d),生活污水K2取值范圍為0.0168-0.0281，本水廠取值0.0224；有機(jī)基質(zhì)降解率(=Sa-SeSa)，%。f混合液中揮發(fā)性懸浮固體與總懸浮固體濃度的比值，一般在生活污水中，f值為0.7-0.8,本水廠設(shè)計選用0.7。=180-20180=88.9%Ns=0.0224×20×0.7588.9%=0.378kgBOD5kgMLSSd（2）曝氣時間ta取充水比=1m=0.4，混合液懸浮固體濃度（MLSS）：X=3200mgL；ta=24S0NsX=24×0.4×1800.378×3200=1.43h1.5h（3）沉淀時間ts當(dāng)污泥

26、濃度大于3000mg/L時，污泥界面沉降速度為u=4.6×104X-1.26。污泥界面沉降速度：u=4.6×104×3200-1.26=1.76 mh 設(shè)曝氣池水深H=5m，緩沖層高度=1.5m，沉淀時間ts為：ts=H+u=0.4×5+1.51.76=1.99h2.0h（4）運行周期t 設(shè)排水時間td=0.5h。t=ta+ts+td=1.5+2.0+0.5=4.0hCASS單池布置圖每日運行周期數(shù)n2=244.0=6（5）CASS池容積VCASS池容積采用容積負(fù)荷計算法確定，并用排水體積進(jìn)行復(fù)核。采用容積負(fù)荷法計算：V=Q×Sa-SeNeNw

27、f式中：Q城市污水設(shè)計水量，m3/d，Q=15×104m3d；Nw混合液MLSS污泥濃度（kg/m3），本設(shè)計取3.2 kg/m3；NeBOD5污泥負(fù)荷(kg BOD5/kg MLSS·d)，本設(shè)計取0.378kgBOD5/kgMLSS·d；Sa進(jìn)水BOD5濃度（kg/ L），本設(shè)計Sa = 180 mg/L；Se出水BOD5濃度（kg/ L），本設(shè)計Se = 20 mg/L；f混合液中揮發(fā)性懸浮固體濃度與總懸浮固體濃度的比值，本設(shè)計取0.75；則：V=15×103×180-20×10-30.378×3.2×0.7

28、5=2646(m3)本水廠設(shè)計CASS池四座，每座容積Vi=26464=662(m3)排水體積法進(jìn)行復(fù)核反應(yīng)池總?cè)莘e V=Qn2=15×1030.4×6=6250(m3)單池容積為Vi=Vn1=62504=1563(m3) 由于排水體積法計算所得單池容積大于容積負(fù)荷法計算所得，因此單池容積應(yīng)按最大容積值計，即單池容積Vi=1563 m3，反應(yīng)池總?cè)莘eV=6250 m3。（6）CASS池的容積負(fù)荷CASS池工藝是連續(xù)進(jìn)水，間斷排水，池內(nèi)有效容積由變動容積（V1）和固定容積組成，變動容積是指池內(nèi)設(shè)計最高水位至潷水器最低水位之間高度（H1）決定的容積，固定容積由兩部分組成，一是活

29、性污泥最高泥面至池底之間高度（H3）決定的容積（V3），另一部分是撇水水位和泥面之間的容積，它是防止撇水時污泥流失的最小安全距離（H2）決定的容積（V2）。CASS池總有效容積V（m3）：Vn1V1V2V3。池內(nèi)設(shè)計最高水位至潷水機(jī)排放最低水位之間的高度，H1（m）；H1=QHn2V=15×103×56×6250=2(m)潷水結(jié)束時泥面高度，H3（m）已知撇水水位和泥面之間的安全距離，H2=1.5(m);H3=H-H1+H2=5-2+1.5=1.5(m)SVI污泥體積指數(shù)，(mL/g)SVI=H3HNw=1.5×1035×3.2=94(mLg)

30、此數(shù)值反映出活性污泥的凝聚、沉降性能良好。（7）CASS池外形尺寸外形尺寸設(shè)池寬B=10(m)，則B:H=10:5=2，B:H=12，滿足要求。L=Vn1BH=62504×10×5=31.25(m)，取L=32(m)，滿足要求。CASS池總高，H0（m）取池體超高0.5m，則H0=H0.55.5m。微生物選擇區(qū)L1，（m）CASS池中間設(shè)1道隔墻，將池體分隔成微生物選擇區(qū)（預(yù)反應(yīng)區(qū)）和主反應(yīng)區(qū)兩部分。靠進(jìn)水端為生物選擇區(qū)，其容積為CASS池總?cè)莘e的10%左右，另一部分為主反應(yīng)區(qū)。選擇器的類別不同，對選擇器的容積要求也不同。L110L=10%32=3.2m 反應(yīng)池液位控制排水

31、結(jié)束時最低水位h1=5×m-1m=5×2.5-12.5=3(m)基準(zhǔn)水位h2為5.0m；超高0.5m；保護(hù)水深 = 1.5m。污泥層高度hs=h1-=3-1.5=1.5(m)則：撇水水位和泥面之間的安全距離，H2=hs=1.5m（8）連通孔口尺寸隔墻底部設(shè)連通孔，連通兩區(qū)水流，因單格寬10m，根據(jù)設(shè)計規(guī)范要求，此時連通孔的數(shù)量取為n3=4。連通孔面積A1設(shè)孔口流速U=100mh；A1=Q24n1n3U+BL1H11U=1.5×10424×4×4×100+10×3.2×2×1100=0.65m2孔口尺寸設(shè)計

32、孔口沿墻均布，孔口寬度取0.7m，孔高為0.65/0.7=0.9m。為：0.7m×0.9m（9）復(fù)核出水溶解性BOD5處理水中非溶解性BOD5的值：BOD5=7.1bXaCeCe處理水中懸浮固體濃度20mg/LXa活性微生物在處理水中的所占比例取0.4b微生物自身氧化速率取0.075BOD5=7.10.075×0.4×20=4.26mg/L故水中溶解性BOD5要求小于204.26=15.74 mg/L而該設(shè)計出水溶解性BOD5：Se=24S024+K2Xftan2=24×18024+0.0224×3200×0.75×1.5&

33、#215;6=8.51mgL設(shè)計結(jié)果滿足設(shè)計要求。（10）計算剩余污泥量理論分析，知溫度較低時，產(chǎn)生生物污泥量較多。本設(shè)計最冷時是冬季平均最冷溫度是-3.5。-3.5時活性污泥自身氧化系數(shù)：Kd(-3.5)=Kd(20)tT-20=0.06×1.04-3.5-20=0.024剩余生物污泥量XV：XV=YQS0-Se1000-KdViX1000fta24n1n2=0.6×15000×180-8.511000-0.024×1563×32001000×0.75×1.524×4×6=1408kgd剩余非生物污泥量

34、Xs：Xs=Q1-fbf×C0-Ce1000=15000×1-0.7×0.75×140-201000=855kgd剩余污泥總量：X=XV+XS=1408+855=2263kg/d剩余污泥濃度NR：NR=Nw1-=35001-0.4=5833mgL=5.833kgm3剩余污泥含水率按99.7%計算，濕污泥量為388m3/d。（11）復(fù)核污泥齡c=fNwVin1n2ta24XV=0.75×3.200×1563×4×6×1.524×388=15(d)經(jīng)校核，污泥齡滿足硝化要求。（12）需氧量設(shè)計需氧量

35、考慮最不利情況，按夏季時高水溫計算設(shè)計需氧量。根據(jù)室外排水設(shè)計規(guī)范GB50014-2006第6.8.2條，設(shè)計需氧量O2：AOR=0.001aQS0SecXV+b0.001QNkNke0.12XV式中，a、b、c為常數(shù)，a=1.47，b=4.57，c=1.42。AOR=0.001×1.47×15000×180-8.51-1.42×388+4.57×0.001×15000×30-8-0.12×388=4526(kgd)（13）標(biāo)準(zhǔn)需氧量標(biāo)準(zhǔn)需氧量計算公式：SOR=AOR×Cs(20)Csb(T)-C

36、5;1.024(T-20)Csb(T)=CsT(pb2.026×105+Ot42)Ot=211-EA79+211-EA=p1.013×105式中 Cs（20）20時氧在清水中飽和溶解度，取Cs（20）=9.17mg/L；雜質(zhì)影響修正系數(shù)，取值范圍=0.780.99，本例選用=0.85；含鹽量修正系數(shù)，本例取=0.95；氣壓修正系數(shù)；p所在地區(qū)大氣壓力，Pa；T設(shè)計污水溫度，本設(shè)計考慮最不利水溫，夏季T=32.5；Csb（T）設(shè)計水溫條件下曝氣池內(nèi)平均溶解氧飽和度mg/L；Cs（T）設(shè)計水溫條件下氧在清水中飽和溶解度；pb空氣擴(kuò)散裝置處的絕對壓力，Pa，pb =p+9.8&#

37、215;103H；H 空氣擴(kuò)散裝置淹沒深度，；Ot氣泡離開水面時，氧的百分比，%；EA空氣擴(kuò)散裝置氧轉(zhuǎn)移效率； C曝氣池內(nèi)平均溶解氧濃度，取C=2mg/L。工程所在地海拔高度64.5m，大氣壓力p為0.9986×105Pa,壓力修正系數(shù)：=p1.013×105=0.9986×1051.013×105=0.99微孔曝氣頭安裝在距池底0.3m處，淹沒深度4.7m，其絕對壓力為：pb=p+9.8×103H=1.013×105+9.8×103×4.7=1.47×105(Pa)本設(shè)計選用微孔擴(kuò)散裝置，氧轉(zhuǎn)移效率EA

38、按20%計算：Ot=211-EA79+211-EA=211-20%79+211-20%=17.5%水溫32.5，清水氧飽和度Cs(32.5)=7.35mg/L，曝氣池內(nèi)平均溶解氧飽和度：Csb(32.5)=Cs(32.5)pb2.026×105+Ot42=7.35×1.47×1052.026×105+17.542=8.4(mgL)標(biāo)準(zhǔn)需氧量SOR：SOR=AOR×Cs20Csb32.5-C×1.02432.5-20=4526×9.170.85×0.95×0.9×8.4-2×1.0243

39、2.5-20=7005kgd=292kgh空氣擴(kuò)散裝置的供氣量，可通過下式確定：Gs=SOR0.28EA=2920.28×0.20=5214m3h最大氣水比=4867×2415000=7.8（14）空氣管系統(tǒng)設(shè)計曝氣系統(tǒng)管道布置方式為，相鄰的兩個廊道的隔墻上設(shè)兩根干管，共四根干管，在每根干管上設(shè)5條配氣豎管，全曝氣池共設(shè)4×5=20條配氣豎管。每根豎管的配氣量為： m3/h 曝氣池平面面積為： 每個空氣擴(kuò)散器的服務(wù)面積按1.0 m3計，則所需空氣擴(kuò)散器的總數(shù)為：個為安全計，本設(shè)計采用1200個空氣擴(kuò)散器，每個豎管上安設(shè)的空氣擴(kuò)散器的數(shù)目為：每個空氣擴(kuò)散器的配氣量為

40、 m3/h曝氣系統(tǒng)管道布置圖空氣管道的流速，一般規(guī)定為：干、支管為1015m/s，通向空氣擴(kuò)散裝置的豎管、小支管為45m/s。根據(jù)對于管道流速的規(guī)定，確定本設(shè)計管道系統(tǒng)各管段管徑為：12段DN50mm，23段DN75mm，34段DN100mm,45段DN150mm，56段DN200mm，67段DN300mm?？諝夤艿酪话惴笤O(shè)在地面上，接入曝氣池的管道，應(yīng)高出池水面0.5m以免產(chǎn)生回水現(xiàn)象。（15）污泥回流系統(tǒng)、剩余污泥系統(tǒng)排出系統(tǒng)設(shè)計污泥回流系統(tǒng)污泥回流比按20%設(shè)計，每天回流污泥量Q=20%×15000=3000m3d每周期回流污泥量Q'=Q6=500m3，而每周期T=4h

41、，本設(shè)計回流污泥進(jìn)泥時間每周期取t=2h,回流污泥泵在運行過程中是間歇運行的。則單格CASS池進(jìn)泥流量為q=Q'n1×Tt=50016×42=15.6m3h，根據(jù)流量選用污泥回流泵型號：50QW18-15-1.5，出口直徑50mm,重量60kg，每座CASS池內(nèi)設(shè)該種泵一臺。出泥管管徑取d=150mm。剩余污泥排出系統(tǒng)由上述計算知道，剩余污泥產(chǎn)生量Q=388m3d，每個周期單個池體產(chǎn)生的污泥量q=Qn1n2=3884×6=16.2m3，每個周期排泥時間利用周期后0.5h，則泵的流量為：32.4m3h。根據(jù)流量選用剩余污泥泵型號：50QW40-15-4，出口

42、直徑d=50mm，重量121kg，每座CASS池內(nèi)設(shè)該種泵一臺。出泥管管徑取150mm。2.6 鼓風(fēng)機(jī)房總供氣量為Gs=521460=86.9m3min選用TSD-150型羅茨鼓風(fēng)機(jī)3臺。鼓風(fēng)機(jī)房平面尺寸：6m×4m；2.7 污泥濃縮池2.7.1 污泥濃縮的設(shè)計說明污泥處理是污水處理的重要組成部分，它的主要目的是減少污泥量并使其穩(wěn)定，便于污泥的運輸和最終處置。污泥處理工藝主要由污泥的性質(zhì)以及污泥最終處置的要求所決定。污泥濃縮的目的在于去除污泥顆粒間的空隙水，以減少污泥體積，為污泥的后續(xù)處理提供便利條件。污泥濃縮有重力濃縮、氣浮濃縮、離心濃縮、微孔濾機(jī)濃縮及隔膜濃縮等方法。本設(shè)計采用連

43、續(xù)式重力濃縮池，適合于大中型污水處理廠。2.7.2 設(shè)計參數(shù)活性污泥含水率：99.7%剩余污泥量：Q=388(m3/d)污泥固體通量：G=30kg/(m2d)污泥固體濃度：C0=6(kg/m3)2.7.3 設(shè)計計算（1）濃縮池面積A 濃縮污泥為剩余活性污泥。A=QC0G=388×630=77.6(m2)（2）濃縮池直徑D 設(shè)計采用2個圓形輻流池。單池面積 A1=A2=77.62=38.8(m2)濃縮池直徑 D=4A1=4×38.8=7(m)（3）濃縮池深度H 濃縮池工作部分的有效水深取h2=4m。 復(fù)核濃縮時間 T=24h2AQ=24×4×77.6388

44、=19.2(h) 符合設(shè)計規(guī)范。超高h(yuǎn)1=0.3m，緩沖層h3=0.3m，濃縮池設(shè)機(jī)械刮泥，池底坡度i=0.05，污泥斗下部直徑D1=0.3m，上底直徑D2=0.6m。池底坡度造成的深度 h4=D-D22×i=7-0.62×0.05=0.16(m)污泥斗高度 h5=D2-D12tan60°=0.26(m)濃縮池深度 H=h1+h2+h3+h4+h5=0.3+4+0.3+0.16+0.26=5.02(m)（4）濃縮后的污泥量Q'=Q100-P0100-P=388×100-99.7100-98=58.2(m3/d)2.8 投泥泵房的設(shè)計2.8.1 投

45、泥泵的選型污泥提升泵選用LXB型螺旋提升泵，主要技術(shù)參數(shù)見下表：泵軸直徑d/mm700螺旋頭數(shù)/頭3螺旋導(dǎo)程/mm1400轉(zhuǎn)速n/r·min40安裝角度/°30流量m3h-11890螺旋外緣直徑D/mm 1400表2-5 LBX型螺旋泵主要技術(shù)參數(shù)2.8.2 附屬設(shè)備的選型選用ZBXN-22型周邊傳動半橋式吸泥機(jī)。ZBXN型周邊傳動半橋式吸泥機(jī)將沉降在池底上的污泥刮集至一組沿半徑方向布置的吸泥管管口，再通過中心排泥管排出，同時還可以撇出液面浮渣。主要特點：A 結(jié)構(gòu)簡單，重量輕；B 節(jié)約運行費用，維護(hù)管理方便；C 結(jié)構(gòu)緊湊，效率高；D 可配置過扭保護(hù)機(jī)構(gòu)，當(dāng)扭矩達(dá)設(shè)定值時自動

46、報警停機(jī)，安全可靠。中心筒直徑/m1.25排泥管直徑/m0.4流動面載荷/KN2×6中心筒載荷/KN16滾道寬度/m0.45周邊線速度/m·min1.8池直徑/m22真空系統(tǒng)電機(jī)功率/kW3表2-6 ZBXN型周邊傳動半橋式吸泥機(jī)主要技術(shù)參數(shù)2.9 污泥消化池2.9.1 設(shè)計參數(shù)污泥量Q=58.2m3d；一級污泥投配率P1=5%；二級污泥投配率P2=10%2.9.2 設(shè)計計算（1）消化池容積計算：一級消化池容積：V=QP1×100=58.25×100=1164(m3)采用2座一級消化池，則每座池子的有效容積為V0=V2=11642=582m3，取600m

47、3。消化池直徑D采用9m集氣罩直徑d3采用1m池底下錐底直徑d2采用1m集氣罩高度h4采用1m上錐體高度h3采用1m消化池主體高度h1采用9m下錐體高度h2采用1m則消化池總高度為厭氧消化池計算草圖H=h1+h2+h3+h4=9+1+1+1=12(m)消化池各部分容積的計算：集氣罩容積為V4=d324h4=3.14×124×1=0.79(m3)上蓋容積為V3=3h3D24+Dd34+d324=3×2×924+9×14+124=47.62(m3)下錐體容積等于上蓋容積，即V2=V3=47.62(m3)圓柱部分容積為V1=D24×h1=4

48、×92×9=572.2(m3)則消化池的有效容積為V=V1+V2+V3=572.2+47.62+47.62=667.44(m3)>600(m3)二級消化池總?cè)莘e為V=QP2×100=58.210×100=582(m3)采用一座二級消化池，與兩座一級消化池串聯(lián)，其有效容積為V0=V=582(m3)，取600m3。二級消化池各部尺寸同一級消化池。（2）消化池各部分表面積計算：集氣罩表面積：A4=4d32+d3h4=4×12+×1×1=3.9(m2)上蓋表面積：A3=2D+d3×h3sin=29+1×1s

49、in15°=60.7(m2)下錐體表面積：A2=d224+2D+d2×h2sin=×124+29+1×1sin15°=61.5(m2)消化池柱體表面積：A1=Dh1=×9×9=254.3(m2)故消化池總面積：A=A1+A2+A3+A4=254.3+61.5+60.7+3.9=380.4(m2)2.10 污泥脫水機(jī)房2.10.1 污泥脫水機(jī)房的設(shè)計說明污泥脫水方法，主要有自然干化和機(jī)械脫水。污泥機(jī)械脫水的方法有真空吸濾法、壓濾法和離心法等。常用的污泥脫水機(jī)械油真空轉(zhuǎn)鼓過濾機(jī)、自動半框壓濾機(jī)、滾壓帶式壓濾機(jī)、離心脫水機(jī)四種。本設(shè)計采用滾壓帶式壓濾機(jī)。2.10.2 滾壓帶式壓濾法的設(shè)計參數(shù)污泥量2263kg(干泥)/d污泥含水率97%泥餅含水率80%壓濾機(jī)帶寬2.0m表2-8 帶式壓濾法的設(shè)計參數(shù)2.10.3 污泥脫水機(jī)房的設(shè)計計算 過濾產(chǎn)率當(dāng)濾餅含水率達(dá)80%時，濾布移動速度，過濾產(chǎn)率