城市污水處理系統(tǒng)設(shè)計畢業(yè)設(shè)計論文

1、中州大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文題目：城市污水處理系統(tǒng)設(shè)計學(xué)生姓名指導(dǎo)教師班 級環(huán)境監(jiān)測與治理技術(shù)1班專 業(yè)環(huán)境監(jiān)測與治理技術(shù)學(xué) 院化工食品學(xué)院目 錄 TOC o 1-2 h z u HYPERLINK l _Toc228537724 摘 要 PAGEREF _Toc228537724 h 5 HYPERLINK l _Toc228537725 ABSTRACT PAGEREF _Toc228537725 h 6 HYPERLINK l _Toc228537726 引 言 PAGEREF _Toc228537726 h 7 HYPERLINK l _Toc228537727 1格柵設(shè)計 PAGEREF _

2、Toc228537727 h 11 HYPERLINK l _Toc228537728 設(shè)計說明 PAGEREF _Toc228537728 h 11 HYPERLINK l _Toc228537729 設(shè)計計算 PAGEREF _Toc228537729 h 11 HYPERLINK l _Toc228537730 2 污水提升泵站設(shè)計 PAGEREF _Toc228537730 h 13 HYPERLINK l _Toc228537731 2.1 設(shè)計說明 PAGEREF _Toc228537731 h 13 HYPERLINK l _Toc228537732 2.2 設(shè)計選型 PAGER

3、EF _Toc228537732 h 13 HYPERLINK l _Toc228537733 3 曝氣沉砂池設(shè)計 PAGEREF _Toc228537733 h 13 HYPERLINK l _Toc228537734 3.1 設(shè)計說明 PAGEREF _Toc228537734 h 13 HYPERLINK l _Toc228537735 3.2 池體設(shè)計 PAGEREF _Toc228537735 h 14 HYPERLINK l _Toc228537736 3.3 曝氣系統(tǒng)設(shè)計計算 PAGEREF _Toc228537736 h 14 HYPERLINK l _Toc228537737

4、 3.4 進(jìn)水、出水及撇油 PAGEREF _Toc228537737 h 14 HYPERLINK l _Toc228537738 3.5 排砂量計算 PAGEREF _Toc228537738 h 15 HYPERLINK l _Toc228537739 4 提砂泵房與砂水別離器 PAGEREF _Toc228537739 h 16 HYPERLINK l _Toc228537740 5 鼓風(fēng)機(jī)房 PAGEREF _Toc228537740 h 16 HYPERLINK l _Toc228537741 6 調(diào)節(jié)池的設(shè)計 PAGEREF _Toc228537741 h 16 HYPERLIN

5、K l _Toc228537742 6.1 設(shè)計說明 PAGEREF _Toc228537742 h 16 HYPERLINK l _Toc228537743 6.2 設(shè)計計算 PAGEREF _Toc228537743 h 17 HYPERLINK l _Toc228537744 7 初沉池設(shè)計 PAGEREF _Toc228537744 h 18 HYPERLINK l _Toc228537745 7.1 設(shè)計說明 PAGEREF _Toc228537745 h 18 HYPERLINK l _Toc228537746 7.2 設(shè)計計算如圖3 PAGEREF _Toc228537746 h

6、 18 HYPERLINK l _Toc228537747 8 曝氣池及其曝氣系統(tǒng)的設(shè)計 PAGEREF _Toc228537747 h 20 HYPERLINK l _Toc228537748 8.1 曝氣池的設(shè)計 PAGEREF _Toc228537748 h 20 HYPERLINK l _Toc228537749 8.2 曝氣系統(tǒng)的設(shè)計 PAGEREF _Toc228537749 h 23 HYPERLINK l _Toc228537750 8.3 空氣管的計算 PAGEREF _Toc228537750 h 25 HYPERLINK l _Toc228537751 8.4 空壓機(jī)的選

7、擇 PAGEREF _Toc228537751 h 28 HYPERLINK l _Toc228537752 9 污泥回流系統(tǒng)的設(shè)計 PAGEREF _Toc228537752 h 29 HYPERLINK l _Toc228537753 9.1 設(shè)計說明 PAGEREF _Toc228537753 h 29 HYPERLINK l _Toc228537754 9.2 回流污泥量的計算 PAGEREF _Toc228537754 h 29 HYPERLINK l _Toc228537755 9.3 剩余污泥量X的計算 PAGEREF _Toc228537755 h 29 HYPERLINK l

8、 _Toc228537756 9.4 復(fù)核污泥齡c PAGEREF _Toc228537756 h 31 HYPERLINK l _Toc228537757 10 二沉池的設(shè)計 PAGEREF _Toc228537757 h 31 HYPERLINK l _Toc228537758 10.1 設(shè)計說明 PAGEREF _Toc228537758 h 31 HYPERLINK l _Toc228537759 10.2 池體設(shè)計 PAGEREF _Toc228537759 h 32 HYPERLINK l _Toc228537760 10.3 二沉池固體負(fù)荷G PAGEREF _Toc228537

9、760 h 33 HYPERLINK l _Toc228537761 10.4 進(jìn)水配水槽設(shè)計 PAGEREF _Toc228537761 h 34 HYPERLINK l _Toc228537762 10.5 出水渠設(shè)計 PAGEREF _Toc228537762 h 34 HYPERLINK l _Toc228537763 10.6 排泥裝置與方式 PAGEREF _Toc228537763 h 35 HYPERLINK l _Toc228537764 11 回流污泥泵房 PAGEREF _Toc228537764 h 35 HYPERLINK l _Toc228537765 11.1 設(shè)

10、計說明 PAGEREF _Toc228537765 h 35 HYPERLINK l _Toc228537766 11.2 回流污泥泵設(shè)計選型 PAGEREF _Toc228537766 h 36 HYPERLINK l _Toc228537767 12 接觸消毒池與加氯時間 PAGEREF _Toc228537767 h 36 HYPERLINK l _Toc228537768 12.1 設(shè)計說明 PAGEREF _Toc228537768 h 36 HYPERLINK l _Toc228537769 12.2 設(shè)計計算 PAGEREF _Toc228537769 h 36 HYPERLIN

11、K l _Toc228537770 四 結(jié)語 PAGEREF _Toc228537770 h 38 HYPERLINK l _Toc228537771 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc228537771 h 39 HYPERLINK l _Toc228537772 致 謝 PAGEREF _Toc228537772 h 40摘 要隨著我國社會和經(jīng)濟(jì)的高速開展,環(huán)境問題日益突出,尤其是城市水環(huán)境的惡化,加劇了水資源的短缺,影響著人民群眾的身心健康,已經(jīng)成為城市可持續(xù)發(fā) 展的嚴(yán)重制約因素。近年來,國家和地方政府非常重視污水處理事業(yè),正以前所未有的速度推進(jìn)城市污水處理廠的建設(shè)。本次主要是城市污水處

12、理廠的設(shè)計，處理方法的核心構(gòu)筑物是生物化處理-曝氣池。污水主要經(jīng)過格柵、沉砂池、初次沉淀池等預(yù)處理設(shè)備，去除污水中呈懸浮狀態(tài)的固體污染物，然后經(jīng)推流式曝氣池、二次沉淀池等主要的構(gòu)筑物，去除污水中呈膠體和溶解狀態(tài)的有機(jī)污染物質(zhì)，最后進(jìn)行消毒投氯。到達(dá)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)可以進(jìn)行中水回用或排放。關(guān)鍵詞：城市污水處理 處理工藝 沉淀池 沉砂池 回用 ABSTRACTAlthough our country society and the high-speeds developments of economy, the environmental problems get more and more outsta

13、nding day by day, especially the deterioration of the urban water environment, which has aggravated the shortage of the water resource. Influencing the peoples physical and mental health, it has already become the serious restriction factor of sustainable development of the city. In recent years, co

14、untry and local government pay much attention to the sewage disposal, with the quick construction of sewage treatment plants urban for pace. It is mainly a design of the urban sewage treatment plant this time, the key structures of the treatment method are the living beings treatment -Expose to the

15、sun pool. mainly sewage the grid, sink the sand pool, precipitate apparatus of preconditioning such as the pool for the first time, remove and present solid pollutant which suspends the state in the sewage, then the angry pool, Precipitate main structures such as the pool, etc. twice, remove and pre

16、sent colloid and dissolve the organic polluter of the state in the sewage, sterilize and throw the chlorine. Reach and stipulate the standard can carry on the retrieval and utilization of normal water or discharge.Key Words: Sewage disposal of the city Handle the craft Precipitate the pool Sink the

17、sand pool Retrieval and utilization引 言中國是一個干旱缺水嚴(yán)重的國家。淡水資源總量為28000億立方米，占全球水資源的6，僅次于巴西、俄羅斯和加拿大，居世界第四位，但人均只有2200立方米，僅為世界平均水平的14、美國的15，在世界上名列121位，是全球13個人均水資源最貧乏的國家之一。 扣除難以利用的洪水徑流和散布在偏遠(yuǎn)地區(qū)的地下水資源后，中國現(xiàn)實可利用的淡水資源量那么更少，僅為11000億立方米左右，人均可利用水資源量約為900立方米，并且其分布極不均衡。到20世紀(jì)末，全國600多座城市中，已有400多個城市存在供水缺乏問題，其中比擬嚴(yán)重的缺水城市達(dá)11

18、0個，全國城市缺水總量為60億立方米。 據(jù)監(jiān)測，目前全國多數(shù)城市地下水受到一定程度的點狀和面狀污染，呈逐年加重的趨勢。日趨嚴(yán)重的水污染不僅降低了水體的使用功能，進(jìn)一步加劇了水資源短缺的矛盾，對中國正在實施的可持續(xù)開展戰(zhàn)略帶來了嚴(yán)重影響，而且還嚴(yán)重威脅到城市居民的飲水平安和人民群眾的健康。另一方面，隨著城市和工業(yè)的飛速開展，污水、廢水的排放量與日俱增。據(jù)統(tǒng)計資料，我國城市污水的年排放量已達(dá)400多億立方米，但在我國680多個城市中，僅有200余座在建或建成的污水處理廠，并且在近100個城市中，全國污水處理率只有25%左右。污水的大量排放，導(dǎo)致了水環(huán)境的污染和水資源可利用性的降低。根據(jù)中國環(huán)境保護(hù)

19、遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要的要求，到2021年全國的污水平均處理率為：設(shè)市城市和建制鎮(zhèn)不小于50%，設(shè)市城市不小于60%，重點城市不小于70%。按照?污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)?的要求，為了滿足出水排放標(biāo)準(zhǔn)，絕大多數(shù)城鎮(zhèn)污水處理廠都必須二級生化處理或深度處理工藝技術(shù)。然而，我國城市平均每100萬人才占有1座污水處理廠，而美國等興旺國家那么為每1萬人就占有1座至20世紀(jì)70年代末，美國已有城市污水處理廠18000座，英國、法國、德國興建有70008000座。所以，為了保護(hù)環(huán)境和充分利用水資源，污水、廢水的處理與再用已迫在眉睫，大力興建污水處理廠勢在必行。80年代，隨著城市化進(jìn)程的加快和城市水污染問題日益受到重視，城市排

20、水設(shè)施建設(shè)有較快開展。國家適時調(diào)整政策，規(guī)定在城市政府擔(dān)保還貸條件下，準(zhǔn)許使用國際金融組織、外國政府和設(shè)備供給商的優(yōu)惠貸款，由此推動了一大批城市污水處理設(shè)施的興建。我國第一座大型城市污水處理廠天津市紀(jì)莊子污水處理廠于1982年破土開工，1984年4月28日竣工投產(chǎn)運(yùn)行，處理規(guī)模為26萬m3/d。在此成功經(jīng)驗的帶動下，北京、上海、廣東、廣西、陜西、山西、河北、江蘇、浙江、湖北、湖南等省市根據(jù)各自的具體情況分別建設(shè)了不同規(guī)模的污水處理廠幾十座。 “八五期間，隨著城市環(huán)境綜合治理的深化以及各流域水污染治理力度的加大，城市污水處理設(shè)施的建設(shè)經(jīng)歷了一個開展高潮時期。到1995年，我國城市排水系統(tǒng)排水管道

21、長度約為110062km，按效勞面積計算，城市排水管網(wǎng)普及率為64.8。與1990年相比，城市排水管道增加54373km，平均每年增長10874km；城市污水處理廠169座(其中二級生化處理廠116座)，年處理污水17.49億m3，處理率8.69。與1990年相比，城市污水處理廠增加89座(其中有北京高碑店、天津東郊、石家莊橋西、廣州大坦沙、無錫蘆村、濟(jì)南等大中型城市污水處理廠)，平均每年建污水處理廠17座。我國現(xiàn)有城市污水處理廠80以上采用的是活性污泥法，其余采用一級處理、強(qiáng)化一級處理、穩(wěn)定塘法及土地處理法等。 “七五、“八五、“九五國家科技攻關(guān)課題的建立與完成，使我國在污水處理新技術(shù)、污水

22、再生利用新技術(shù)、污泥處理新技術(shù)等方面都取得了可喜的科研成果，某些研究成果到達(dá)國際先進(jìn)水平。同時，借助于外貸城市污水處理工程工程的建設(shè)，國外許多新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備被引進(jìn)到我國，AB法、氧化溝法、A/O工藝、A/A/O工藝、SBR法在我國城市污水處理廠中均得到應(yīng)用。污水處理工藝技術(shù)由過去只注重去除有機(jī)物開展為具有除磷脫氮功能。國外一些先進(jìn)、高效的污水處理專用設(shè)備也進(jìn)入了我國污水處理行業(yè)市場，如格柵機(jī)、潛水泵、除砂裝置、刮泥機(jī)、曝氣器、鼓風(fēng)機(jī)、污泥泵、脫水機(jī)、沼氣發(fā)電機(jī)、沼氣鍋爐、污泥消化攪拌系統(tǒng)等大型設(shè)備與裝置。 我國80年代以前建設(shè)的城市污水處理廠大局部采用普通曝氣法活性污泥處理工藝，由于該

23、工藝主要以去除BOD和SS為主要目標(biāo)，對氮磷的去除率非常低。為了適應(yīng)水環(huán)境及排放要求，一些污水處理廠正在進(jìn)行改造，增加或強(qiáng)化脫氮和除磷功能。 AB法污水處理工藝于80年代初開始在我國應(yīng)用于工程實踐。由于其具有抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、對pH值變化和有毒物質(zhì)具有明顯緩沖作用的特點，故主要應(yīng)用于污水濃度高、水質(zhì)水量變化較大，特別是工業(yè)污水所占比例較高的城市污水處理廠。 目前氧化溝工藝是我國采用較多的污水處理工藝技術(shù)之一。應(yīng)用較多的有奧貝爾氧化溝工藝，由我國自行設(shè)計、全套設(shè)備國產(chǎn)化，已有成功實例。DE型氧化溝和三溝式氧化溝在中高濃度的中小型城市污水處理中也有應(yīng)用。采用卡羅塞爾氧化溝工藝的城市污水處理廠大局部

24、為外貸工程。 多種類型的SBR工藝在我國均有應(yīng)用，如屬第二代SBR工藝的ICEAS工藝，屬第三代的CAST工藝、UNITANK工藝等。 隨著我國對水環(huán)境質(zhì)量要求的提高，修訂后的國家?污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)?(GB89781996)也越來越嚴(yán)，特別是對出水氮、磷的要求提高，使得新建城市污水處理廠必須考慮氮磷的去除問題。由此開發(fā)了改進(jìn)A/A/O工藝和回流污泥反硝化生物除磷工藝，并已開始在實際工程中應(yīng)用。如泰安污水處理廠、青島李村河污水處理廠、天津北倉污水處理廠、北京清河污水處理廠等。 33。 據(jù)統(tǒng)計，到2000年底，全國已建設(shè)城市污水處理廠427座，其中二級處理廠282座，二級處理率約為15。2000年

25、用于城市污水處理工程建設(shè)的總投資約為150億元。但目前絕大多數(shù)小城鎮(zhèn)尚未建污水處理設(shè)施。隨著我國城市化和工業(yè)化的開展,城市污水排放量必將大大增加。近20年來,我國城市污水年排放量以每年6%的速度增長,預(yù)測到2021年將超過500億t。據(jù)統(tǒng)計現(xiàn)階段我國城市污水處理率30%,二級處理率15%,工業(yè)用水的重復(fù)利用率為30%40%,實際可能更低,而興旺國家為75%80%,甚至已達(dá)100%。經(jīng)預(yù)測,如果要在2021年以前根本遏制城市水污染的蔓延趨勢,保護(hù)城市供水水源,并在2030年以前使水環(huán)境有明顯改善,2021年全國城市和建制鎮(zhèn)的污水平均處理率應(yīng)不低于50%,重點城市的污水處理率不低于70%;2030

26、年城市污水的有效處理率必須到達(dá)80%以上。否那么我國的水污染不僅不能得到控制,甚至還要繼續(xù)擴(kuò)展。要到達(dá)以上目標(biāo),我們還要大力興建城市污水處理廠,提高污水處理率?？傊?我國城市污水處理廠的建設(shè)和污水回用工程的實施還大有潛力,應(yīng)給予充分的重視,把它作為解決城市水危機(jī)的重要措施來實行。為了到達(dá)預(yù)期的目標(biāo)，我們必須設(shè)計合理的污水處理系統(tǒng)，選擇適宜的工藝流程。本設(shè)計采用的是活性污泥法，通過以計算例題的形式，主要對城市污水常規(guī)處理工藝中的單元處理設(shè)施的工藝設(shè)計計算內(nèi)容和要求進(jìn)行具體介紹。內(nèi)容包括調(diào)節(jié)池、配水池、格柵、沉砂池、初沉池、曝氣池、二沉池以及消毒設(shè)施等。 選題背景：某城市污水處理廠，進(jìn)水BOD5=

27、200mg/l，SS=250 mg/l，要求出水BOD5=25mg/l，SS=60 mg/l，日處理污水量20104 m3/h，要求選用活性污泥法處理廢水，請進(jìn)行如下設(shè)計與計算。主要內(nèi)容：污水處理工藝流程的選定；設(shè)計污水處理廠曝氣池容積，確定曝氣池的主要尺寸；計算需氧量，供氣量及曝氣系統(tǒng)的設(shè)計；其他相關(guān)設(shè)計。1格柵設(shè)計 由于不采用池底空氣擴(kuò)散器形成曝氣，故格柵的截污主要對水泵起保護(hù)作用，擬采用中格柵，而提升水泵房選用螺旋泵，為敞開式提升泵，為減少柵渣量，格柵條間隙已擬定為25.00mm。設(shè)計流量：平均日流量Qd =2105m3/d=2.31 m3/s取總變化系數(shù)Kz=1.2，那么最大日流量Qm

28、ax m3/s設(shè)計參數(shù)：柵條間隙b=25.00mm，柵前水深h=1.2m,過柵流速v=0.6m/s,安裝傾角a=75。柵條間隙數(shù)n為 n=Qmax0.6)154(條) 柵槽有效寬度B設(shè)計采用(15154=5.38(m) 通過格柵的水頭損失h1.1 進(jìn)水渠道漸寬局部的長度為L1。設(shè)進(jìn)水渠寬B1=4.0 m，其漸寬局部展開角度 a1=20，進(jìn)水渠道內(nèi)的流速為0.77m/s。 L1=B-B1/2tan a1=(5.38-4.0)/2tan20=1.92(m).2 柵槽與水渠道連接處的漸窄局部長度L2，m L2= L1/2=1.92/2=0.96(m).3 通過格柵的水頭損失h1,m h1=(s/b)

29、4/3v2/2gsina(0.01/0.025) 4/32/19.6) sin753=0.038(m).4 柵后槽總高度H，m設(shè)柵前渠道超高h(yuǎn)2 H=h+h1+h2=1.2+0.038+1.0=2.24(m).5 柵槽總長度L，m L= L1+ L2+1.0+0.5+H1/tana式中，H1為柵前渠道深，H1= h+h2，m/tan75=4.97(m).6 每日柵渣量，m3/d W=86400QmaxW1/1000Kz式中，W1為柵渣量，m3/103 m3污水，格柵間隙為1625mm時，W1=0.10 m3/103 m3污水；格柵間隙為3050 mm時，W1 m3/103 m3污水。本工程格柵

30、間隙為25mm，取W1 m3/103 m3污水。 W=864000.07/(10001.2)=14.01(m3/d)攔截物量大于0.2 m3/d，須機(jī)械除污。.7 格柵的選用根據(jù)上面計算，選用回轉(zhuǎn)式格柵除污機(jī)，優(yōu)點：可以自動去除污水中的懸浮物。型號：HF1100，五個，設(shè)備寬1100mm，耙齒柵度936mm，安裝角度70，齒柵運(yùn)動速度2m/min，柵片間凈距10mm，功率175KW，介質(zhì)最高的溫度60。2 污水提升泵站設(shè)計2.1 設(shè)計說明 對于新建污水處理廠，污水只考慮一次提升。污水經(jīng)提升后入曝氣沉砂池。設(shè)計流量Qmax104 m3/h.2.2 設(shè)計選型 采用螺旋泵，設(shè)計流量Qmax104 m

31、3/h，采用5臺螺旋泵，單臺提升流量為2000 m3/h。根據(jù)上面計算，采用LXB1500型螺旋泵6臺，5用1備。該泵提升流量為21002300 m3m2。3 曝氣沉砂池設(shè)計3.1 設(shè)計說明污水經(jīng)螺旋泵提升后進(jìn)入平流曝氣沉砂池，共兩組對稱于提升泵房中軸線布置，每組分為兩格。沉砂池底采用多斗集砂，沉砂由螺旋螺旋離心泵自斗底抽送至高架砂水別離器，砂水別離通入壓縮空氣洗砂，污水回至提升泵前，凈砂直接卸入自卸汽車外運(yùn)。 設(shè)計流量Qmax= m3/s，設(shè)計水力停留時間t=2.0min,水平流速v=0.1m/s,有效水深H10m。3.2 池體設(shè)計 曝氣沉砂池有效容積V V=Qmaxt260334(m3)共

32、4格，每格有效容積V1=V/4=334/4=83.5( m3)每格池平面面積為Ai= V1/ H1 (m2) 沉砂池水流局部的長度L L=v60=12(m)那么單格池寬B1=Ai每組池寬 B=2B13.3 曝氣系統(tǒng)設(shè)計計算 m3/( m3h) m3 m3/min穿孔管布置：于每格曝氣沉砂池池長邊兩側(cè)分別設(shè)置2根穿孔曝氣管，每格2根，共8根。曝氣管管徑DN100mm，送風(fēng)管管徑DN150 mm。3.4 進(jìn)水、出水及撇油 污水直接從螺旋泵出水渠進(jìn)入，設(shè)置進(jìn)水擋墻，出水由另一端淹沒出水，出水端前部設(shè)出水擋墻，進(jìn)出水擋墻均為1.5m。在曝氣沉淀池會有少量浮油產(chǎn)生，出水端設(shè)置撇油管DN200，人工撇除浮

33、油，池外設(shè)置油水別離槽井。3.5 排砂量計算 對于城市污水，采用曝氣沉砂工藝，產(chǎn)砂量約為 X1 m3/103 m3每日沉砂量Qs為 Qs=QmaxX110510-5 (m3/d)(含水率P=60%)那么存砂所需容積V=Qs m3)折算為P=85.0%的沉砂體積為 (m3)0.5m2砂斗總?cè)莘e為 V=822+2.50.5)/3=51.6(m3)每組曝氣沉砂池尺寸為 LB詳見圖14 提砂泵房與砂水別離器選用直徑0.5m鋼制壓力式旋流砂水別離器2臺，一組曝氣沉砂池1臺。砂水別離器外形高度H1 m，入水口離地面相對高程為11.0 m，那么抽砂泵靜揚(yáng)程為H0=2O,砂水別離器入口的壓力為H22O那么抽砂

34、泵所需揚(yáng)程為 H= H0+ H2=14.5+10.0=24.5mH2O每組曝氣沉砂池設(shè)提砂泵房1座，配2臺提砂泵，1用1備，共4臺。選用螺旋離心泵，Q40.0 m32O,電動機(jī)功率為N11.0kW。提砂泵房平面尺寸：Lm25 鼓風(fēng)機(jī)房砂水別離后，通入氣水混合液洗砂，氣和水分別沖洗或聯(lián)合沖洗。氣和水的沖洗強(qiáng)度均為10L/( m2s),那么用氣量為1.1 m3/min。 m3/min選用TSO-150羅茨鼓風(fēng)機(jī)3臺，2用1備，單臺Qa15.9 m3/min, P19.6kPa, N11.0kw 。4.5m26 調(diào)節(jié)池的設(shè)計6.1 設(shè)計說明根據(jù)生產(chǎn)廢水的排放規(guī)律，后續(xù)處理構(gòu)筑物對水質(zhì)水量穩(wěn)定性的要求

35、，調(diào)節(jié)池停留時間去2.0h。調(diào)節(jié)池采用半地下式，便于利用一次提升的水頭，并便于污泥重力排入集泥井，并有一定的保溫作用，由于調(diào)節(jié)池內(nèi)不安裝工藝設(shè)備或管道，考慮土建結(jié)構(gòu)可靠性高時，故障少，只設(shè)一個調(diào)節(jié)池。6.2 設(shè)計計算調(diào)節(jié)池有效容積 V=TQH2105/24=4166.67 m3調(diào)節(jié)池規(guī)格 4m12m25m3.5m V有=4200 m3調(diào)節(jié)池設(shè)污泥斗4個， 每斗上口面積20m18m，下口面積11m2。，泥斗傾角45，泥斗高3m。每個泥斗容積 Vi=h/3(S1+S2+)=3.5/3(202+1+ (m3)泥斗容積共V=4Vi=4(m3)調(diào)節(jié)池每日沉淀污泥重為W=25040%2105=2107g=

36、20(t)濕污泥體積為V2=20/2.5%=800(m3)(設(shè)污泥密度為1t/ m3)泥斗可存約2天污泥。調(diào)節(jié)池最高水位設(shè)置為+3.00m, 超高為0.50m，頂高為3.50m。 最高水位-0.50 m，池底標(biāo)高-3.20 m。調(diào)節(jié)池出水端設(shè)吸水段。調(diào)節(jié)池設(shè)計計算見圖2 圖2 調(diào)節(jié)池工藝計算圖7 初沉池設(shè)計本設(shè)計選用輔流式沉淀池7.1 設(shè)計說明Qmax m3/s,Kz=1.2,SS1=250mg/l,SS2=60 mg/l7.2 設(shè)計計算如圖3 沉淀局部水面面積F，m2。F= Qmax/nq式中Qmax-最大設(shè)計流量，m3/h,2105/24=10000(m3/h)； N=池數(shù)，個，取n=2個

37、； q外表負(fù)荷，m3/m2h, 取q=2 m3/m2h。那么： F=10000/(22)=2500(m2) 池子直徑D，m D=56.53m取D=57 m 有效水深h2,m h2= qt式中，t為沉淀時間，h，取t=2.5 h。 h2=22.5=5m 沉淀池總高度.1 每天污泥量V，m3 V=SNT/1000n式中，S每日每人污泥量，L/(人d),一般取0.30.8，取S= 0.5L/(人d)； N設(shè)計人口數(shù)，N=1000000人； T兩次去除污泥間隔時間，d，采用機(jī)械刮泥，取T=4h。10000004/(10002 (m3).2 污泥斗容積V1，m3 V1=h5/3(r 12+ r 1 r

38、2+ r 22) 式中，h5-污泥斗高度，m r 1污泥斗上部半徑，m，取r 1=2.0 m r2污泥斗下部半徑，m，取r 2=1.0 m h5=r1- r21.0)tan60=1.73(m) V11.73/3(22+21+12(m3).3 污泥斗以上圓錐體局部容積V2，m3 V2=h4/3(R2+R r1+ r12)式中，h4底坡落差，m； R池子半徑，m。 h4=R- r10.05=(25-2)0.05=1.15(m)因此，池底可貯污泥的體積為： V21.15/3252+252+22 (m3)共可貯存污泥體積為： V1+ V2=12.68+817.29=829.97 (m3(m3)(可見池

39、底有足夠的容積).4 沉淀池總高度H，m H=0.5+5+0.7+0.5+1.73=8.43(m) 沉淀池周邊高度為： H1+h2+h3=0.5+5+0.7=6.2(m) 徑深比擬核D/h2=57/5=11.4,在612范圍內(nèi)，滿足條件。 采用機(jī)械刮泥根據(jù)上面計算，選用某設(shè)備制造廠的周邊傳動式刮泥機(jī)全橋式。型號是RRN-57.0-2/2-S/S。刮泥機(jī)的主要技術(shù)性能參數(shù)有：池徑57m；周邊線速23m/min；單邊功率0.75kw(為普通減速機(jī)拖動的刮泥機(jī))；周邊單個輪壓35kN。8 曝氣池及其曝氣系統(tǒng)的設(shè)計8.1 曝氣池的設(shè)計 確定污泥負(fù)荷率由于進(jìn)入污水廠的污水為城市污水，選定完全變化系數(shù)Kz

40、=0.0196，原污水的BOD5值L0為200mg/l,經(jīng)初次沉淀處理后，按BOD5值降低25%計算，那么進(jìn)入曝氣池的污水其BOD5值LaLa=2001-25%=150mg/l計算去除率，首先計算處理水中非溶性BOD5值，即 BOD5aCe式中，Ce處理水中懸浮固體濃度，取值為25 mg/l； b微生物自身氧化率，一般介于0.050.1之間，取值0.09； Xa活性微生物在處理水中所占比例，取值0.4。帶入各值 BOD56.4mg/l處理水中溶解性BOD5值為 25-6.4=18.6mg/l去除率 =0.876=87.6%取f=0.75(f混合液中揮發(fā)性懸浮固體濃度MLVSS與懸浮固體濃度ML

41、SS之比；對于生活污水，其值常在0.75左右)。 Ns=KzLef/0.32KgBOD5/KgMLSSdNs污泥負(fù)荷率，KgBOD5/KgMLSSd；Le出水有機(jī)物濃度，mg/l。確定污泥濃度根據(jù)Ns值相應(yīng)的SVI=100，可得曝氣池污泥濃度為 X=4000mg/l 確定曝氣池容積 V=Q La/ LaX=2105 (m3) 確定曝氣池主要尺寸取池深H=5 m，設(shè)4組曝氣池，每組池面積為 A1=V/nH= /(41172(m3)取B=8 m，B/H=8/5=1.6(在12之間，符合要求)，那么池長為 L= A1/B=1172/8=146.5m取L=110,符合要求。設(shè)曝氣池為三廊道式，每條廊道

42、長為 L=L/3=150/3=50m m，故總高度為H0=5+0.5=5.5 m曝氣池平面尺寸見圖圖4 曝氣池平面尺寸 進(jìn)水方式為使曝氣池在運(yùn)行中具有靈活性，在進(jìn)水方式上設(shè)計成既可集中從池首進(jìn)水，按傳統(tǒng)活性污泥法運(yùn)行;又可沿配水槽分散多點進(jìn)水，按階段曝氣法運(yùn)行。 在面對初次沉淀池的一側(cè)，在每組曝氣池一端進(jìn)水口處設(shè)回流污泥井，井內(nèi)設(shè)污泥空氣提升管?；亓魑勰嘤晌勰啾谜舅腿刖畠?nèi)，由此通過空氣提升器回流曝氣池。8.2 曝氣系統(tǒng)的設(shè)計 平均需氧量R =aQLr+bVXvR曝氣池混合液需氧量，Kg/d；a氧化每千克BOD所需氧的千克數(shù)；Q污水日流量，m3/d；QLr有機(jī)物降解量Kg/d，Lr= LaLe

43、；b污泥自身氧化率l/d,即每千克污泥每天所需氧的千克數(shù)； VXv混合液揮發(fā)性懸浮固體量；Xv揮發(fā)性懸浮固體濃度。查表可得，a=0.53，b 2105234382500=22345.45Kg/d=931.06Kg/h每日去除的BOD5= QLr/1000= 2105150/1000=30000Kg/d去除每千克BOD的需氧量=/30000=0.75 KgO2/KgBOD5，接近于經(jīng)驗數(shù)值。 最大需氧量 O2max=+24=1196.06Kg/h最大需氧量與平均需氧量之比 O2max/O2 供氣量m，故淹沒水深為2.5m，計算溫度定為30，當(dāng)水溫為20時溶解氧飽和濃度Cs(20)=9.2mg/l

44、; 當(dāng)水溫為30時溶解氧飽和濃度Cs(30)=7.6mg/l?？諝鈹U(kuò)散管出口處絕對壓力Pb105103105(pa),空氣離曝氣池時氧的百分比為Qt=21(1-EA)/79+21(1-EA)100%=21(1-0.12)/79+21(1-0.06)=19%式中，EA空氣擴(kuò)散管的氧轉(zhuǎn)移效率，取EA=12%。曝氣池中平均溶解氧飽和濃度為按最不利條件考慮Csm(30)= CsPb105) + Qt/42=7.6(1.425/2.206+19/42)=8.78(mg/l),Csm(20)=10.2(mg/l)20脫氧清水的充氧量按R0=R Csm(20)/aCs(T)-ClT-20計算式中，Csm(2

45、0)、Csm(T)20時和實際溫度T氧飽和濃度，mg/l； Cl水中實際溶解氧濃度，mg/l；T水溫，；a、修正系數(shù)，其值分別表示為a=污水中的Klaw/清水中的Kla,( Klaw為污水中氧的總轉(zhuǎn)移系數(shù)，Kla為污水中氧的總轉(zhuǎn)移系數(shù))；=污水中的Csw/清水中的Cs；=實際氣壓pa105pa。對于鼓風(fēng)曝氣池，Cs值應(yīng)取擴(kuò)散器出口和曝氣池混合液外表兩處溶解氧濃度的平均值Csm； Csm= CsPb105) + Qt/42式中，Cs大氣壓下水中氧飽和濃度，mg/l； Pb擴(kuò)散器出口處絕對壓力，pa； Qt氣泡離開水面時氧的百分比，%； Qt=21(1-EA)/79+21(1-EA) 100% E

46、A擴(kuò)散器的氧轉(zhuǎn)移系數(shù)。取a=0.82，=0.95，Cl=1.5 mg/l， R0=R Csm(20)/aCs(30)-Cl30-208.78-1.51.219=1388.80(kg/h)相應(yīng)最大時需氧量的R0max=1777.77 (kg/h)曝氣池的平均供氣量為 Gs=O2A=1389104( m3/h)相應(yīng)最大供氣量為 Gsmax=104( m3/h)去除每千克BOD5的供氣量為 =30.88m3空氣/ kg BOD5每立方米污水的供氣量為 =4.63m3空氣/ m3污水本系統(tǒng)采用空氣在回流污泥井提升污泥，空氣量按回流污泥量的5倍考慮，污水回流比R=50%，因此，所需空氣量為 104 (

47、m3/h)總需氣量 GST104104104( m3/h)8.3 空氣管的計算按圖4所示的曝氣池平面圖，布置空氣管道，在相鄰的兩個廊道的隔墻上設(shè)一根干管，共6根干管。在每根干管上設(shè)5對配氣豎管，共十條配氣豎管。全曝氣池共設(shè)60條配氣豎管。每根豎管的供氣量為 =1170m3/h曝氣池平面面積為： 9650=4800m3每個空氣擴(kuò)散管的效勞面積按1.5 m2計，那么所需空氣擴(kuò)散管的總數(shù)為： =3000個每個擴(kuò)散器的配器量為 =23.4m3/h將空氣擴(kuò)散管和已布置的空氣管路繪制成空氣管路計算草圖見圖5及圖6 圖5 空氣管路計算圖1圖6 空氣管路計算圖2選擇一條從鼓風(fēng)機(jī)房開始的最遠(yuǎn)最長的管路作為計算管

48、路。在空氣流量變化出設(shè)計算節(jié)點，統(tǒng)一編號后列表進(jìn)行空氣管道計算?？諝飧晒芎椭Ч芤约芭錃庳Q管的管徑，根據(jù)通過的空氣量和相應(yīng)的流速可查表確定，計算結(jié)果列入計算表第5項?？諝夤苈酚嬎惚砉芏尉幪柟芏伍L度l/m空氣流量Q()空氣流速管徑配件管件當(dāng)量長度管段計算長度壓力損失9.8 Pa12345678910171632彎頭一個161532三通一個151432三通一個141332三通一個131211732三通一個 異徑管一個121123450三通一個 異徑管一個111046880四通一個 異徑管一個1091170125彎頭三個，閘門一個，三通一個982340150四通一個異徑管一個874680200四通一個

49、異徑管一個767020200四通一個異徑管一個659360200四通一個異徑管一個5411700250四通一個 彎頭二個，異徑管一個4323000300三通一個 異徑管一個3241500400三通一個 異徑管一個2213472000550四通一個 異徑管一個合計空氣管路的局部阻力損失，根據(jù)配件的類型折算成當(dāng)量長度損失L0,并計算出管道的計算長度L+ L0m,(L為管道長度)計算結(jié)果列入計算表中的第7、8兩項?？諝夤艿赖难爻套枇p失，根據(jù)空氣管的的管徑Dmm、空氣量m3/min、 計算溫度和曝氣池水深，可通過查表求得，結(jié)果列入計算表的的第9項。8項與9項相乘，得壓力損失h1+h2，結(jié)果列入計算表

50、的的第10項。將10項各值累加，得空氣管道系統(tǒng)的總壓力損失： 39.8=929.3Pa=0.929KPa網(wǎng)狀膜空氣擴(kuò)散其的壓力損失為5.88KPa，那么總壓力損失為 5.88+0.929=6.809KPa為平安計，設(shè)計取9.8 KPa8.4 空壓機(jī)的選擇空氣擴(kuò)散器安裝在距曝氣池池底0.2m處，因此，空壓機(jī)所需壓力為： P=(4.2-0.2+1.0)9.8=49(KPa)空壓機(jī)供氣量為：最大時：104104 104m3/h=1170m3/min平均時：104104 104m3/h=990m3/min根據(jù)所需壓力和空氣量決定采用選用GM65L，共三臺，兩用一備。進(jìn)口流量：1100m3/h,進(jìn)口壓力

51、:0.098MPa,進(jìn)口溫度:20,排氣壓力0.17MPa，軸功率1351KW,電機(jī)功率1600KW,電機(jī)型號:YK2000-2/9909 污泥回流系統(tǒng)的設(shè)計9.1 設(shè)計說明 該污水廠設(shè)計采用周邊進(jìn)水周邊出水輻流沉淀池。設(shè)計流量Q=2105m3/d104 m3/h；外表負(fù)荷q=1.3m3/(m2h)；固體負(fù)荷qs=200-250kgSS/( m2d)；水力停留時間T=2.0 h設(shè)計污泥回流比R=50%9.2 回流污泥量的計算回流污泥量QR，其值QR=RQ Xr= X=4000mg/l R=X/( Xr-X)=50% QR1.22=5083.33(m3/h)9.3 剩余污泥量X的計算剩余污泥由生

52、物污泥和非生物污泥組成。生物污泥由微生物的同化作用產(chǎn)生，并因微生物的內(nèi)源呼吸而減少。非生物污泥由進(jìn)水懸浮物中不可生化局部產(chǎn)生。活性污泥產(chǎn)率系數(shù)Y=0.6，剩余生物污泥Xv計算公式 Xv=YQ-KdVf式中，Kd為活性污泥自身氧化系數(shù)，Kd與水溫有關(guān)。水溫為20時，Kd20=0.06，根據(jù)?室外排水設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)?GBJ1419871997年版的有關(guān)規(guī)定，不同水溫時，應(yīng)進(jìn)行修正。本例中污水溫度夏季T=25，冬季T=10。Kd25= Kd20T-2025-20-1Kd10= Kd20T-20=0.0610-20-1夏季剩余污泥量Xv252010423438=12393.06 (Kg/d)冬季剩余污泥量X

53、v102010423438=15393.13 (Kg/d)剩余非生物污泥量Xs計算公式 XS=Q1-fbf式中，曝氣池設(shè)計進(jìn)水SS，m3/d，設(shè)=160 mg/l； fb進(jìn)水VSS中可生化局部比例，設(shè)fb=0.7。Xs=Q1-fbf=201040.75=11590Kg/d夏季剩余污泥量 X25=Xv25+ Xs=12393.06+1159023683Kg/d夏季剩余污泥量 X10=Xv10+ Xs=15393.13+1159026983Kg/d9.4 復(fù)核污泥齡c夏季污泥齡c25 c25=XVf/1000X25=4000234380.75/(100026683)=3(d)夏季污泥齡c25 c1

54、0=XVf/1000X10=4000234380.75/(100026983)3(d)復(fù)核結(jié)果說明，無論冬季或夏季，污泥齡都在允許范圍內(nèi)。10 二沉池的設(shè)計10.1 設(shè)計說明 對于大規(guī)模的城市污水處理廠，一般在設(shè)計沉淀池時，選用平流式和輔流式沉淀池。為了使沉淀池內(nèi)水流穩(wěn)定如防止橫向錯流、異重流對沉淀的影響、出水束流等、進(jìn)出水配水更均勻、存泥排泥更方便，常采用圓形輔流式二沉池。向心式輔流式沉淀池，采用周邊進(jìn)水、周邊出水，多年來的實際和理論分析，認(rèn)為此種形式的輔流沉淀池，容積利用系數(shù)比普通沉淀池高17.4%,出水水質(zhì)也能提高20.0%24.2%以出水SS和BOD5指標(biāo)衡量。該污水廠設(shè)計采用周邊進(jìn)水

55、周邊出水輔流沉淀池。設(shè)計流量Q=2105m3/d=8333.33 m3/h外表負(fù)荷q=1.0 m3/(m2h)固體負(fù)荷qs=200250kgSS/( m2d)水利停留時間T=2.0 h設(shè)計污泥回流比R=50%10.2 池體設(shè)計 沉淀池外表積A A=Q/q=8333.33/1=8333.33( m2)設(shè)共建四座二沉池，每座曝氣池對應(yīng)一座二沉池，每座二沉池的外表積Ai為 Ai=8333.33/4=2083.33m3) 二沉池直徑D D=51.52 m m 池體有效水深H1 二沉池有效水深為 H1 = qTm 存泥區(qū)所需容積Vw曝氣池中污泥濃度X=4000mg/l,設(shè)計污泥回流比采用R=50%，那么

56、回流污泥濃度為Xr = 12000 mg/l(Xr=X)。為保證污泥回流的濃度，污泥在二沉池的存泥時間不宜小于2.0h，即Tw=2.0h。二沉池污泥區(qū)所需存泥容積Vw為 Vw = 2Tw1+RQX/(X+Xr) = 22(1+0.50)4000/(12000+4000) =12500(m3) 存泥高度H2 每座二沉池存泥區(qū)容積Vw1 Vw1 = Vw/4=12500/2=3125(m3)那么存泥區(qū)高度H2為 H2= Vw1/Ai=4350/2083.33=1.5m 二沉池總高度H 取二沉池緩沖層高度H3=0.4 m，二沉池超高為H4=0.5 m,那么二沉池總高度H為H=H1+H2+H3+H4

57、=2.0+1.5+0.4+0.5=4.4m設(shè)計二沉池底坡度i=0.01,那么池底坡降為H5=D-2.5/20.01=0.25(m),池中心總深度為 =H+ H5(m)池中心污泥斗深度為H6=0.98m，那么二沉池總深度H7為 H7=+ H6=4.65+0.98=5.53m校核徑深比 二沉池直徑與水深之比為 D/( H1+H3二沉池直徑與池邊總水深之比為 D/( H1+H2+H3符合要求。二沉池設(shè)計見圖圖7 二沉池工藝設(shè)計圖10.3 二沉池固體負(fù)荷G 二沉池固體負(fù)荷G按下式計算 G=1+RQX/A當(dāng)R=0.51.0時，G分別為 G12105/8333.33=144kgSS/(m2d) G1210

58、5/8333.33=192kgSS/(m2d)介于144192 kgSS/(m2d)之間，符合要求。10.4 進(jìn)水配水槽設(shè)計 采用環(huán)形平底配水槽，等距設(shè)布水孔，孔徑100mm，并加100mmL150mm短管。配水槽底配水區(qū)設(shè)擋水板，高0.8 m。配水槽配水流量Q=1+RQh8333.33=14583.33(m3/h)=4.05(m3/s) 。設(shè)配水槽寬1.0 m，水深1.2 m，那么配水槽流速為 u14)=0.84(m/s)設(shè)100配水孔孔距為S=1.10 m那么配水孔數(shù)量為 n=(D-1)/S=(52-1)/1.10=145.58(個)取n=146個，那么實際S=1.10 m配水孔眼流速為u

59、2 u2=Q/(4nd 3)=4.05/(41462)=0.88(m/s)槽底環(huán)形配水區(qū)平均流速u3 u3=Q/nLB=Q/n(D-1.0)B=4.05/146(52-1)10-4(m/s)環(huán)形配水平均速度梯度G G=1/2=()1/2s-130s-1 104105符合要求。10.5 出水渠設(shè)計 池周邊設(shè)出水總渠一條，另外距池邊2.5 m處設(shè)溢流渠一條，溢流渠與出水總渠設(shè)輻射式流通渠，在溢流渠兩側(cè)及出水總渠一側(cè)設(shè)溢流堰板。出水總渠寬1.0m,水深1.2 m。出水總渠流速v1=Q/4hb=2.31/(4)=0.48(m/s)出水堰溢流負(fù)荷q=2.0L/(ms)那么溢流堰總長為L1000/2.0=

60、1155m每池溢流堰長度需要 Li5289m出水總渠及溢流渠上三條溢流堰板總長為 52-4.0+22=445.88m每堰口長150mm，共設(shè)2973個堰口，單塊堰板長3.0 m，共149塊。每堰堰口流量為Qi Qi=Q/4n=2.31/(4297310-4(m3/s)每堰水頭h H=()10-4/1.4)=0.029(m) m之間。10.6 排泥裝置與方式 為降低池底坡度和池總深，擬采用機(jī)械排泥，刮泥機(jī)將污泥送至池中心，再由管道排出池外。根據(jù)上面計算，本二沉池選用周邊傳動刮泥機(jī)，型號C G52BI型支墩式雙周邊傳動刮泥機(jī)，主要參數(shù)性能：周邊線速度2.0r/min，驅(qū)動功率為1.5kw。這種機(jī)型