《水污染课程设计》word版.doc

武夷学院 课程设计说明书课程设计说明书 课程名称：课程名称： 水污染控制工程课程设计 题题 目：目： 某城市污水处理厂工艺设计 学生姓名学生姓名： 许贤强 学号：学号： 20074021013 系系 别：别： 环境与建筑工程系 专业班级：专业班级： 2007 级环境工程 指导老师：指导老师： 赵升云 20102010 年年 6 6 月月 课课 程程 设设 计计 任任 务务 书书 一、课程设计题目一、课程设计题目 某城市污水处理厂工艺设计 二、课程设计的目的二、课程设计的目的 通过课程设计，进一步加深学生对水污染控制工程所学的基本知识的 理解和应用。使学生掌握文献和设计资料使用方法，掌握水处理工艺选择、工 艺计算的方法，掌握平面布置图、高程图及主要构筑物的绘制方法，掌握有关 工程设计文件的编写方法，培养学生具备一定的工程制图和设计能力。 三、设计原始资料三、设计原始资料 1、处理水量及水质 处理水量 （m3/d） CDOCr (mg/L) BOD5 (mg/L) SS (mg/L) NH3-N (mg/L) 20000400200220 2. 污水处理厂的排放指标为： 污水经二级处理后应达到城镇污水处理厂污染物排放标准GB18918 2002 中的一级 B 标准，即： BOD5 20 mg/L； CODcr 60 mg/L；氨氮15mg/L；SS 20 mg/L。 3.设计基础资料 某市拟建污水厂的出水直接排入厂区外部的河流，该河流多年平均流量 179m3/s，其最高洪水位（50年一遇）为65m，常水位为62.2m，枯水位为 59.8m。市区极端最高气温为41.4，极端最低气温为-7.1，年平均气温 19.7，主导风向为北风。该该污水处理厂位于城市中心区排水管渠未端。场 区平均地面坡度0.3%,地势南高北低，厂区征地面积东西400m，南北280m。 4. 处理工艺流程 污水拟采用氧化沟法工艺处理。 四、设计内容和要求四、设计内容和要求 1.设计主要内容 (1)方案确定 按照原始资料数据进行处理方案的确定，拟定处理工艺流程，选择各处理 构筑物，说明选择理由，进行工艺流程中各处理单元的处理原理说明，论述其 优缺点。 (2)工艺计算 进行各处理单元的去除效率估算；各构筑物的设计参数应根据同类型污水 的实际运行参数或参考有关手册选用；各构筑物的尺寸计算；设备选型计算。 (3)总体布置 根据构筑物的尺寸合理进行平面和高程布置。 2.设计文件内容及要求 (1)设计说明书 1 前言 1.1 设计任务和内容 1.2 基本资料 2 工艺流程（方案）确定 3 工艺计算 3.1 主要污染物去除效率 3.2 处理构筑物设计计算 3.3 主要设备说明 4 厂区总体布置 4.1 主要构建物 4.2 厂区平面布置 4.3 厂区高程布置 （2）设计图纸 污水处理厂平面布置图 1 张； 污水处理厂高程图 1 张； 主要构筑物和设备 2-3 张。 目 录 1 前言 1 1.1 设计任务和内容 1 1.1.1 设计任务 1 1.1.2 设计内容 1 2 处理方案的确定 2 2.1 常用工艺简介 2 2.2 氧化沟工艺的选择 3 2.3 工艺流程确定 4 2.4 工艺流程图 5 3 工艺计算 5 3.1 主要污染物的去除率 5 3.2 主要构筑物 8 3.3 处理构筑物的设计计算 8 3.3.1 格栅设计 8 3.3.2 污水泵提升站9 3.3.3 沉沙池.10 3.3.4 氧化沟.11 3.3.5 二沉池.15 3.3.6 回流污泥泵房 .17 3.3.7 消毒池与加氯时间.18 4.污泥处理系统的设计及计算.19 4.1 剩余污泥泵房.19 4.2 污泥浓缩池 .20 4.3 浓缩污泥贮池 .22 4.4 浓缩污泥提升泵房.23 4.5 污泥脱水间.24 4.6 污泥棚 .24 5.污泥处理厂总体布置.24 5.1 污水处理厂的平面布置.24 5.2 污水厂的高程布置 .25 6 供电仪表与供热系统 .26 7.厂址的选择.27 8 设计体会.28 参考资料.29 1 1 1 前言前言 我国污水处理产业发展进步较晚，建国以来到改革开放前，我国污水处 理的需求主要是以工业和国防尖端使用为主。改革开放后，国民经济的快速 发展，人民生活水平的显著提高，拉动了污水处理的需求。进入二十世纪九 十年代后，我国污水处理产业进入快速发展期，污水处理需求的增速远高于 全球水平。 从总体上看，我国污水处理正在经历由规模小、水平低、品种单一、严 重不能满足需求到具有相当规模和水平、品种质量显著提高和初步满足国民 经济发展要求的深刻转变，污水处理需求将逐步实现自给。 1.11.1 设计任务和内容设计任务和内容 1.1.1 设计任务 通过课程设计，进一步加深自身对水污染控制工程所学的基本知识的 理解和应用，掌握文献和设计资料使用方法，水处理工艺选择、工艺计算的方 法，平面布置图、高程图及主要构筑物的绘制方法，以及有关工程设计文件的 编写方法，培养一定的工程制图和设计能力。 1.1.2 设计内容 (1)设计主要内容 a.方案确定 按照原始资料数据进行处理方案的确定，拟定处理工艺流程，选择各处理 构筑物，说明选择理由，进行工艺流程中各处理单元的处理原理说明，论述其 优缺点。 b.工艺计算 进行各处理单元的去除效率估算；各构筑物的设计参数应根据同类型污水 的实际运行参数或参考有关手册选用；各构筑物的尺寸计算；设备选型计算。 c.总体布置 根据构筑物的尺寸合理进行平面和高程布置。 2 (2) 设计文件内容 a.设计说明书 b.设计图纸 污水处理厂平面布置图 1 张； 污水处理厂高程图 1 张； 主要构筑物和设备 2-3 张。 2 2 处理方案的确定处理方案的确定 2.12.1 常用工艺常用工艺简介简介 2.1.1 活性污泥法 活性污泥法是应用最为广泛的生物处理技术，主要是由曝气池、二次沉淀 池、曝气系统以及污泥回流系统等组成。 污水经初次沉淀池后于二次沉淀池底部回流的活性污泥同时进入曝气池。 通过曝气，活性污泥与污水得到充分接触。污水中溶解性的有机物被活性污泥 吸附和分解，被微生物代谢和利用。经过处理后的污水与活性污泥分离，处理 出水排放，活性污泥经过分离浓缩回流到曝气池，部分污泥作为剩余污泥排放。 2.1.2 氧化沟 氧化沟也叫做氧化渠，也称为循环曝气池，是一种改良的活性污泥法。 氧化沟的曝气池呈封闭型，污水和活性污泥在其中做不停的循环流动。采 用氧化沟工艺处理污水时，可以不设置初沉池，二次沉淀池可以和曝气部分分 开设置，此时需要设置污水回流系统。氧化沟可以认为是一个完全混合曝气池， 池中浓度变化极小，新进入的污水将得到迅速的稀释，因此具有很强的抗冲击 负荷能力。 2.1.3AB 法 AB 法污水处理工艺师吸附-生物降解工艺的简称。AB 法污水处理工艺放在 近年得到迅速的发展，并应用到许多城市污水处理厂。通过实践证明，AB 法污 3 水处理工艺与传统的活性污泥法相比，在处理效率、运行稳定性、工程投资和 运行费用等方面都具有明显的优点。 2.1.4SBR 法 SBR 法是批示间歇活性污泥法的简称，是近年来在国内外引起广泛重视和 研究应用的而活性污泥法运行方式，具有一系列优于传统活性污泥法的特点。 SBR 工艺流程简单、占地面积小、处理效果好、脱氮除磷效果好、污泥沉降性 好、易于维护管理，具有良好的适应性 2.1.5UASB 法 UASB 法是升流式厌氧污泥床反应器的简称。UASB 反应器上部设置气、固、 液三相分离器、下部设置为污泥悬浮层区和污泥床区。污水从反应器底部流入， 向上升流至反应器顶部流出，混合液在沉淀区进行固液分离，污泥自行回流到 污泥床区。UASB 反应器污泥床区中污泥可保持较高浓度，污泥可实现颗粒化， 具有较好的沉降性能和很高的产甲烷活性。 除了以上工艺常用的还有 A/O 工艺,A/A/O 工艺、生物转盘法、生物接触氧 化法、生物流化床、厌氧消化池等。 2.22.2 氧化沟工艺的选择氧化沟工艺的选择 1）提高中小城市污水治理率是今后污水治理领域的重点，对于规模小于 10 万吨/天的中小型污水处理厂来说，氧化沟和 SBR 是首选工艺，目前总体来 说应用最多的是氧化沟工艺，在氧化沟各种工艺中，考虑其各自的特点及污水 脱氮除磷的要求，推荐中小城市使用较成熟的卡鲁塞尔氧化沟.对于合建式一体 化氧化沟，国内应用该工艺的污水厂已超过十余座，其示范工程四川新都 污水处理厂己成功运行 5 年多，是未来氧化沟工艺发展的一个主要方向。 2）近年来，在氧化沟中尝试使用各种综合曝气装置，即采用曝气器与水下 混合器独立运行，将氧化沟中的水流循环混合作用与曝气传氧作用区分开来， 使氧化沟中交替出现缺氧与好氧状态，已达到脱氮除磷目的，同时这种运行方 式还能取得节能的效果。据报道，这种综合曝气系统已在国外得到应用，在国 内也可尝试并推广采用这种综合曝气设备。 4 3）微孔曝气氧化沟工艺即保留了氧化沟沿水流方向间断曝气和循环流动的 特点，又克服了氧化沟因采用表面曝气机而占地面积大，充氧效率低，水流断 面流速不均，池底易沉淀等不足，不失为一种可推广使用的工艺。 4）在土地十分紧张的地区，在取得较准确的设计参数的基础上，可考虑使 用立体式循环氧化沟。 5）在氧化沟工艺设计中，沟深的设计是一个很重要的问题，尽管水下推进 器的使用使沟深有所提高，但也并非越大越好，因为有效水深的增加会引起能 量模式的改变，从而需增加动力设备就不同，引起投资和运行费用的提高。不 同地质情况，不同进水水质及处理要求，有不同的沟深要求。因此，每一个选 用氧化沟工艺的污水厂，都因根据各种因素综合分析以确定最佳的沟深。 2.32.3 工艺流程确定工艺流程确定 污水处理工程建设过程中应遵从下列原则：污水处理工艺技术方案，在达 到治理要求的前提下应优先选择基建投资和运行费用少、运行管理简便的先进 的工艺；所用污水、污泥处理和其他技术不仅要求先进，更要求成熟可靠；和 污水处理厂配套的场外工程应同时建设，以使污水处理厂尽快完全发挥效益； 污水处理厂出水应尽可能会用，以缓解城市严重缺水问题；污泥及浮渣处理应 尽量完善，消除二次污染；尽量减少工程占地。 氧化沟的工艺特点：（1）氧化沟特点： a) 工艺流程简单，运行管理方便，氧化沟工艺不需要初沉池和污泥消化池， 有此类氧化沟还可以和二沉池合建，省去污泥回流系统。 b) 运行稳定，处理效果好，氧化沟的 BOD 平均处理水平可达 95%左右。 c) 能承受水量水质的冲击负荷，对浓度较高的工业废水有较强的适应能力， 这主要是由于氧化沟水力停留时间长，泥龄长，一般为 2030d，污泥在 沟内达到除磷脱氮的目的，脱氮效率一般80%，但要达到较高的除磷效 果，则需要采取另外措施。 d)基建投资省，运行费用低和传统活性污泥工艺相比，在去除 BOD，去除 BOD 和 NH3-N 及去除 BOD 和脱氮情况下更省，同时统计表明在规模较小 的情况下，氧化沟的基建投资比传统活性污泥法更省。 氧化沟工艺通过多年的研究和应用，已有了很多有效的改进，形成许多新 的工艺，并且在不断发展。国内已有很多城市污水处理厂采用氧化沟处理工艺， 5 如何在现有的条件下，因地制宜低推广改进氧化沟工艺，合理地进行设计和运 行操作管理，是尚待解决的问题。 2.42.4 工艺流程工艺流程图图 图 1 氧化沟法污水处理及污泥处理工艺流程图 3 3 工艺计算工艺计算 表 3-1 进出水质表 序号控制项目进水水质一级 B 标准 1COD40060 2BOD520020 3SS22020 4PH6-9 5T19.7 3.1 主要污染物去除效率 （1）COD 去除率为：；%80%100 400 06-004 （2）BOD5去除效率为：；%90%100 200 20-002 6 （3）SS 的去除率为：；% 9 . 90%100 220 20-220 32 主要构筑物说明 3.2.1 格栅 格栅是用来去除可能堵塞水泵机组及管道阀门的较粗大悬浮物，并保证后 续处理设施能正常运行。格栅是由一组（或多组）相平行的金属栅条与框架组 成。倾斜安装在进水的渠道，或进水泵站集水井的出口处，以拦截污水中粗大 的悬浮物及杂质。格栅栅条常用的端面形式有圆形、正方形、矩形、半圆形等。 圆形断面水力条件好，但刚度较差；矩形断面刚度好，水力条件不如圆形；半 圆形断面水力条件和刚度都较好，但形状相对复杂，一般多采用矩形断面。 3.2.2 沉砂池 沉砂池的作用是为了去除比重相对较大的无机颗粒(如泥砂，煤渣等)。沉 砂池一般设于初沉池前，以减轻沉淀池的负荷及改善污泥处理构筑物的处理条 件；也可设于泵站、倒虹管前,以便减轻无机颗粒对水泵、管道的磨损。常用的 沉砂池有钟式沉砂池、平流沉砂池、曝气沉砂池和多尔沉砂池等。 3.2.3 厌氧池 厌氧池为矩形钢筋混凝土池，进水设旋转布木器，使进水均匀缓慢，不出 现短流现象。厌氧他处理气浮池来水，利用厌氧菌进行生化反应，将好氧或兼 氧菌难降解的物质变成易降解的物质，为下段处理创造条件。 3.2.4 氧化沟 氧化沟污水处理技术是一种典型的污水处理方法，并有多种改进工艺。 （1）卡鲁塞尔（Carrousel）氧化沟 卡鲁塞尔氧化沟是一种单沟式环形氧化沟，在氧化沟的顶端设有垂直表面 曝气机，兼有供氧和推流搅拌作用。污水在沟道内转折巡回流动，处于完全混 合形态，有机物不断氧化得以去除。 （2）奥贝尔(Orbal)氧化沟 奥贝尔氧化一般沟由三个同心椭园形沟道组成，污水由外沟道进入，与回 7 流污泥混合后，由外沟道进入中间沟道再进入内沟道，在各沟道循环达数百到 数十次。最后经中心岛的可调堰门流出，至二次沉淀池。在各沟道横跨安装有 不同数量水平转碟曝气机，进行供氧兼有较强的推流搅伴作用。 （3）三沟交替工作型氧化沟 三槽式氧化沟是带有沉淀功能的氧化沟，同建在一起的三个氧化沟组成一 个单元。在每个氧化沟中均布置有一定数量的转刷，以达到曝气和环流的要求。 （4）一体化氧化沟 一体化氧化沟工艺的基本特点是将生物处理净化和固液分离合为一体，是 一个集厌氧、缺氧、好氧为一体的。近些年发展起来的生化处理技术，是传统 氧化沟的改进技术。 3.2.5 二沉池 二次沉淀池是整个污水处理系统中非常重要的一个组成部分。本次设计采 用辐流式二沉池。 该池型的流态特点是：污水从池中心进入，在池周边出流，进水口处径向 流速大，这时由于污泥颗粒处于前期絮凝阶段，紊动对絮凝的影响不大，随着 絮凝不断进行，污泥颗粒越来越大，过渡到后期絮凝阶段，紊动的不利影响越 来越大，与絮凝过程的要求相适应，该池型沿径向逐渐减小，紊动越来越小， 近出水槽处横断面径向流速最小。对澄清来说，只要泥水界面没有上升到溢流 堰附近，整个池子就能稳定运行，因此该池型具有一定的耐冲击能力。 3.2.6 污泥浓缩池 污泥浓缩的来泥包括初沉池和二沉池（剩余）污泥，二沉池的剩余污泥通 常先泵至初沉池（如有的话） ，由初沉池统一排往污泥浓缩设备或构筑物。本次 设计采用重力浓缩池。重力浓缩法储存污泥能力高，操作要求低，运行费用低。 3.2.7 消毒池 消毒池作为污水处理厂的出水把好了出水水质的最后一道关。污水处理厂 的出水必须根据有关法律法规严格遵守国家水质排放标准进行规定的消毒处理 才能排放。本次设计采用接触式消毒池。 8 3.33.3 处理构筑物设计计算处理构筑物设计计算 3.3.13.3.1 格栅的设计格栅的设计 （1）设计参数： 设计流量：平均日流量=20000=0.231 d Qdm / 3 sm / 3 最大日流量= max Q z K d Q 总变化系数： 11.0 7.2 d z Q K =48 . 1 231 7 . 2 11 . 0 =1.48 20000=29600=0.343 max Qdm / 3 sm / 3 粗格栅栅条间隙为取 e20mm=0.02m，栅条宽度 s=10mm=0.01m；栅前水深 h=0.8m,栅前渠道流速=0.50m/s，过栅流速 u=0.9m/s；栅条间隙宽度 1 u d=20mm。格栅倾角一般采用 4575，取 =60； a.栅条间隙数（栅条间隙数（n） 个 21 9 . 08 . 002 . 0 60sin343 . 0 sin max bhv Q n 栅槽有效宽度（B） 设计采用10 圆钢为栅条，即栅条宽度 S=0.01m mdnnSb17 . 3 10602 . 0 ) 1106(01 . 0 ) 1( 取 b=3.2m b.进水渠道渐宽部分的长度（进水渠道渐宽部分的长度（） 1 l 设进水渠宽=2.5m 其渐宽部分展开角度= 1 b 20 = 1 lm mtgtg bb 96 . 0 202 5 . 22 . 3 2 1 1 栅槽与出水渠道连接处渐窄部分长度（） 2 l 9 =0.5=0.48m 2 l 1 l 设计中考虑到由于格栅受筛余物堵塞后，格栅阻力增大的系数，可用经验 式 32 . 1 36 . 3 vk ，一般采用 k=3，本式中采用 k=3，重力系数 g=9.8 m2/s，阻 力系数，其中根据查的资料取 1.79，则=0.53 3/4 b S m g v kh028 . 0 75sin 8 . 92 6 . 0 53 . 0 3sin 2 22 1 c.栅槽总高度（栅槽总高度（H） 槽安全高度=0.3m o h H=h+=0.8+0.3+0.028=1.128m o h 1 h d.栅槽总长度（栅槽总长度（L） m H llL58 . 3 60tan 3 . 08 . 0 5 . 00 . 148 . 0 96 . 0 tan 5 . 00 . 1 1 1 21 e.栅渣量的计算（栅渣量的计算（W） 设每日栅渣量为 0.07，取=1.34 33 1000/mm 2 K dmdm K WQ W z /2 . 0/5 . 1 100034 . 1 8640007 . 0 343 . 0 1000 86400 331max 根据以上数值，拟采用机械清渣。 3.3.23.3.2 污水泵提升站污水泵提升站 设计说明 采用氧化沟工艺方案，污水处理比较简单，对于新建污水处理厂，工艺管 线可以充分优化，故污水只考虑一次提升。污水经提升后入曝气沉砂池。然后 直流通过氧化沟、二沉池及消毒池。 设计选型 设计流量为 833.33，采 2 台用潜污泵，一台备用hm / 3 10 hmhm Q Q/11.411/ 3 33.1233 3 33max 单 故选选用 350QZ100 型轴流式潜水电泵，见表 1。 表 1 型轴流式潜水电泵参数100350QZ 扬程/m流量/(m3/h)转速/(r/min)轴功率/kw效率/% 7.221210145029.979.5 集水池 （1）容积 按一台泵最大流量时 6min 的出流量设计，则集水池有效容积 3 1216 60 1210 mV （2）面积 取有效水深 H=3m，则面积 21 3 . 40 3 121 m H Q F 集水池长度取 10m，则宽度，取 4.5m。m l F B03 . 4 10 3 . 40 集水池平面尺寸 L B=10m 4.5m 保护水深为 1.2m，实际水深为 4.2m （3）泵位及安装 潜水电泵直接置于集水池中，电泵检修采用移动吊架。 3.3.33.3.3 沉砂池沉砂池 设计说明 沉砂池的作用是从污水中去除砂子、煤渣等比重比较大的无机颗粒，以免 这些杂质影响后续构筑物的正常运行。常用的沉砂池有平流式沉砂池、曝气沉 砂池、竖流沉砂池和多尔沉砂池等。平流式沉砂池构造简单，处理效果较好， 工作稳定，但沉砂中夹杂一些有机物，易于腐化散发臭味，难以处置，并且对 有机物包裹的砂粒去除效果不好。曝气沉砂池在曝气的作用下颗粒之间产生摩 擦，将包裹在颗粒表面的有机物除掉，产生洁净的沉砂，通常在沉砂中的有机 物含量低于 5%，同时提高颗粒的去除效率。多尔沉砂池设置了一个洗砂槽，可 产生洁净的沉砂。涡流式沉砂池依靠电动机机械转盘和斜坡式叶片，利用离心 11 力将砂粒甩向池壁去除，并将有机物脱除。后 3 种沉砂池在一定程度上克服了 平流式沉砂池的缺点，但构造比平流式沉砂池复杂。 和其它形式的沉砂池相比，曝气沉砂池的特点是：一、可通过曝气来实现 对水流的调节，而其它沉砂池池内流速是通过结构尺寸确定的，在实际运行中 几乎不能进行调解；二、通过曝气可以有助于有机物和砂子的分离。如果沉砂 的最终处置是填埋或者再利用(制作建筑材料)，则要求得到较干净的沉砂，此 时采用曝气沉砂池较好，而且最好在曝气沉砂池后同时设置沉砂分选设备。通 过分选一方面可减少有机物产生的气味，另一方面有助于沉砂的脱水。同时， 污水中的油脂类物质在空气的气浮作用下能形成浮渣从而得以被去除，还可起 到预曝气的作用。只要旋流速度保持在 0.250.35/范围内，即可获得良好 的除砂效果。尽管水平流速因进水流量的波动差别很大，但只要上升流速保持 不变，其旋流速度可维持在合适的范围之内。曝气沉砂池的这一特点，使得其 具有良好的耐冲击性，对于流量波动较大的污水厂较为适用，其对 0.2mm 颗粒 的截流效率为 85%。 选型：平流式沉砂池 设计参数： 设计流量=29600=0.343，设计水力停留时间 t=50s max Qdm / 3 sm / 3 水平流速 v=0.25m/s （1） 长度：l=vt=0.25 50=12.5m （2） 水流断面面积： 2 max 4 . 1 25 . 0 343 . 0 /mvQA （3） 池总宽度： 有效水深=1mmhAB4 . 1 1 25 . 0 /343 . 0 / 2 2 h （4）沉砂斗容积： T=2d，X= 3 66 2 max 2 . 1 1048 . 1 86400230343 . 0 10 86400 m K TXQ V 363 10/30mm （5） 每个沉砂斗的容积（）：V 设每一分格有 2 格沉砂斗，则 3 3 . 0 22 2 . 1 mV 12 （6） 沉砂斗各部分尺寸： 设贮砂斗底宽,斗壁与水平面倾角 60，贮砂斗高mb5 . 0 1 mh0 . 1 mb tg h b65 . 1 60 2 1 3 2 （7） 贮砂斗容积（）： 1 V 322 2121 31 27 . 1 )5 . 065 . 1 5 . 065. 1 (0 . 1 3 1 )( 3 1 mSSSShV （8） 沉砂室高度（）： 3 h 设采用重力排砂，池底坡度 i=6%，坡向砂斗，则 mbbLhlhh27 . 1 2/ )2 . 065 . 1 2 5 . 12(06 . 0 0 . 12/ )2(06 . 0 06 . 0 2 32 33 （9） 池总高度（H）： mhhhH57 . 2 27 . 1 0 . 13 . 0 321 （10）核算最小流速 min V （符合要求）smsmV/15 . 0 /19 . 0 155 . 1 2 231 . 0 min 3.3.43.3.4 氧化沟氧化沟 设计说明 拟用卡罗塞尔氧化沟，去除 COD 与 BOD 之外，还应具备硝化和一定的脱 氮作用，以使出水低于排放标准，故污泥负荷和污泥泥龄应分别低于NNH 3 和高于 20.0d。)/(15 . 0 hkgSSkgBOD 采用卡式氧化沟的优点：立式表曝机单机功率大，调节性能好，节能效果 显著；有极强的混合搅拌与耐冲击负荷能力；曝气功率密度大，平均传氧效率 达到至少 2.1；氧化沟沟深加大，可达到 5.0 以上，是氧化沟占地面)/(hkwkg 积减小，土建费用降低。 氧化沟采用垂直曝气机进行搅拌，推进，充氧，部分曝气机配置变频调速 13 器，相应于每组氧化沟内安装在线溶解氧测定仪，溶解氧讯号传至中控室微机， 给微机处理后再反馈至变频调速器，实现曝气根据溶解氧自动控制 设计计算 设计流量：29600=0.343 max Qdm / 3 sm / 3 进水 BOD5： =200mg/L 出水 BOD5： 20 mg/L 0 S e S 进水 CODcr ：=400mg/L 出水 CODcr： 60 mg/L 0 Z e Z 进水 SS = 220 mg/L 出水 SS 20 mg/L 污泥负荷 =0.1kgBOD5/(kgVSSd) s N 污泥浓度 X 为： MLSS=8000mg/L MLVSS/MLSS=0.8 MLVSS=6400 mg/L 污泥泥龄=10d c a.池体的设计 1.好氧区池体体积（） 1 V 设计中微生物增长常数即每消耗单位底物所形成的微生物量，一般为Y 0.350.8 ，设计中取=0.5 进行计算，微生物自身氧 5 /mgBODmgMLVSSY 化率一般为 0.050.1d-1，设计中取=0.08 进行计算。 d K d K 30max 1 9 . 7322 1008 . 0 16400 20590296005 . 010 1 m kx SSYQ V cd ec 2.厌氧区池体体积（） 2 V 水力停留时间 t=2h 3 1max 2 2467 24 229600 24 m Q V 3.氧化沟总体积（）V =+=V 1 V 2 V 3 19043246716576m 14 4.氧化沟的主要尺寸 分成 6 座氧化沟，则每座氧化沟的体积为 3, 3174 6 19043 6 m V V 取池水深 H=3.0m，安全高度=0.3，沟宽为 B=5m，则氧化沟的长度为： 0 h 3 )0 , 4 . 192 0 . 5)3 . 00 . 3( 3174 ( m BhH V L 每座氧化沟面积为 2 962 4 . 1925mBLAi 单沟直线长度为 取整数为 72m；mL 6 . 71 5 14 . 3 4 . 192962 b.曝气机选型 1.每日需氧量（） 2 O 设计中有机物代谢的需氧系数，一般为 0.250.76 kg/kgBOD5，设计中 a 取 0.5 进行计算；污泥自身氧化需氧系数，一般为 0.100.37 kg/(kgMLVSSd)， b 设计中取 0.2 进行计算。 碳化需氧量 VxbSSQaO e 0max hkgOdkgO/743/17839 106400 9 . 73222 . 0)20590(296005 . 0 22 3 硝化需氧量 399610)1545(296005 . 45 . 4 3 max2 r NQOdkgO / 2 污泥自身氧化需氧量 8 . 11425190430 . 32 . 0 2 VXbO r dkgO / 2 合计实际需氧量 8 . 16164 8 . 114253996743 2 OdkgO / 2 标准需氧量为 0 R 20)-(2520)-(T )( 0 1.0242.0)-8.880.95(10.90 9.17 8 . 16164 024 . 1 )( )20( Ts Cs C RC R 22917dkgO / 2 9 . 954hkgO / 2 15 2.曝气机数量 选用 BDY-300 型倒伞式叶轮曝气机，设备参数如下表所示 表 2 BDY-300 型倒伞式叶轮曝气机技术参数 型 号直径 A/mm转速/rmin-1电机功率/kW充氧量/kgh BDY-3003000334075 则曝气机数量 n 台 7 . 12 75 955 n 每组氧化沟曝气数量为 1 n 台，取 3 台12 . 2 6 7 . 12 1 n 考虑到备用，每组共设 4 台曝气机 c.剩余污泥的计算（）x 设计中污泥合成系数即每去除 1kgBOD5形成的活性污泥的 kg 数，a =0.300.72，设计中取 0.6 进行计算，污泥自身氧化系数，单位 d-ab 1， =0.020.18，设计中取 0.05 进行计算.污泥负荷 =0.1kgBOD5/(kgVSSd)，b s N BOD5去除率去除负荷%90%100 200 20200 %100 0 0 S SS e 即单位重量活性污泥在单位时间所去除的有机物重量， r N kgBOD5/(kgVSSd)。090.01.090.0 )( 0 s e r N Vx SSQ N xbVQaNx r max dkgVSS / 8 . 582 106400317405 . 0 29600090 . 0 6 . 0 3 每日氧化沟排除的污泥量为W dkgSS f x W/ 5 . 728 8 . 0 8 . 582 16 则算为含水率 P=99.0%的湿污泥量 w Q dmQw/ 9 . 72 1000)99 . 0 1 ( 5 . 728 3 hm /04 . 3 3 3.3.53.3.5 二沉池的设计二沉池的设计 设计说明 对于大规模的城市污水处理厂，一般在设计沉淀池时，选用平流试和辐流 式沉淀池。为了使沉淀池内的水流更稳（如避免横向错流、异重流对沉淀的影 响、出水束流等） 、进出水配水更均匀、存排泥更方便，常采用圆形辐流式二沉 池。 辐流式沉淀池一般采用对称布置，有圆形和正方形。主要由进水管、出水 管、沉淀区、污泥区及排泥 装置组成。按进出水的形式可分为中心进水周边出 水、周边进水中心出水和周边进水周边出水三种类型，其中，中心进水周边出 水辐流式沉淀池应用最广。周边进水可以降低进水时的流速，避免进水冲击池 底沉泥，提高池的容积利用系数，这类沉淀池多用于二次沉淀池。本设计中采 用机械吸泥的向心式圆形辐流沉淀池，进水采用中心进水周边出水。 设计计算 设计流量=29600=1233.3=0.343 max Qdm / 3 hm / 3 sm / 3 表面负荷 =1.5q)/( 23 hmm 水力停留时间 t=2h 污泥回流比 50%100% a.池体设计计算 1.沉淀池表面面积（A） 2max 2 . 822 5 . 1 3 . 1233 m q Q A 共设三座二沉池，没两座氧化沟对应一座二沉池，每座二沉池表面积为 i A 17 2 1 . 274 3 2 . 822 mAi 二沉池直径D m A D i 7 . 18 14 . 3 1 . 27444 取整数 D=19.0m 2.池体有效水深（） 1 H mqtH325 . 1 1 3.存泥区所需容积（） w V 氧化沟混合液污泥浓度 X=6400 mg/L， ，设计中污泥回流比采用 R=75%， 则回流污泥浓度 LmgX R Xr/149336400) 75 . 0 1 1 () 1 1 ( 则二沉池污泥区所需存泥容积为 3max 2590 24)149336400( 640029600)75 . 0 1 (22)1 (2 m XX XQRt V r w 4.存泥区高度() 2 H 每座二沉池存泥区容积 3 863 3 2590 3 m V V w wi 则存泥区去高度 m A V H i wi 1 . 3 274 863 2 5.二沉池总高度 二沉池缓冲层高度=0.5,安全高度=0.3，则 3 H 4 H mHHHHH9 . 63 . 05 . 01 . 33 4321 6.污泥斗计算 设计中污泥斗上部半径 =，污泥斗下部半径=，倾角为r2m 1 r1m60 C mrrH73 . 1 60tan)( 15 18 污泥斗体积计算： 322 2 11 25 7 . 12)1122( 3 73 . 1 14 . 3 )( 3 mrrrr H Vx b.排泥方式与装置 为降低池底坡度和池总深，拟采用机械排泥，刮泥机将污泥送置吃中心， 在有管道。 因为池径大 20m,采用周边传动的刮泥机，其传动装置在绗架的缘外，刮泥 机旋转速度一般为 13rad/h。外围刮泥板的线速度不超过 3m/min，一般采用 1.5m/min，则刮泥机为 1.5rad/min。 本二沉池选用墩式单边传动刮渣机型号为 CG35C，该机中心传动，周边线 速度 2r/min，电动机功率为 0.75kw。该机直径（公称）35m，配有刮渣机、吸 泥管、浮渣漏斗及撇渣机构。 3.3.63.3.6 回流污泥泵房回流污泥泵房 设计说明 二沉池活性污泥由吸泥管吸入，由池中心落泥管及排泥管排入池外套筒阀 井中，然后由管道输送至回流污泥泵站。其他污泥由刮泥板刮如污泥斗中，再 由排泥管排入剩余污泥泵站集泥井中。 设计选型 污泥回流比=0.75R 氧化沟剩余污泥量 =582.8xdkgVSS / 污泥回流污泥量为= R QdkgxR/ 1 . 437 8 . 58275 . 0 a.扬程 二沉池水面相对地面标高为+0.50m，套筒阀井泥面相对高程为 0.10.2m，回流污泥泵房泥面相对标高为-0.20.3m。 氧化沟水面相对标高为 1.0m，配水井最大水面标高为+1.31.5m。 污泥回流泵所需提升高度为 1.8m。 所需最大扬程为 5.3m。 19 b.流量 两座氧化沟设一座回流污泥泵房，每泵房回流污泥量为 14722038.5kg/d c. 选泵 选用 150QW-250-6-7.5 型潜水排污泵 2 台，其个参数如表 3 表 3 潜水排污泵 150QW-250-6-7.5 型各参数 流量 Q / 13 hm 扬程 H m/ 转速 n 1 min/ r 泵效率 / 功率 Pm kW/ d /mm 25061450727.515 3.3.73.3.7 接触消毒池与加氯时间接触消毒池与加氯时间 设计说明 污水经过以上的构筑物处理后，虽然水质得到了改善，细菌数量也大幅度 的减少，但是细菌的绝对值还十分可观，并有存在病原菌的可能。因此，污水 再排放水体前，应进行消毒处理。 目前常用的污水消毒剂是液氯，其次是漂白粉、臭氧、次氯酸钠、氯片、 氯氨、二氧化氯和紫外线等。其中液氯效果可靠、投配设备简单、投量准确、 价格便宜。其他消毒剂如漂白粉投量不准确，溶解调制不便。臭氧投资大，成 本高，设备管理复杂。所以目前液氯仍然是消毒剂首选。本设计中选用液氯作 为消毒剂。 设计计算 设计流量=29600=1233.3=0.343；水力停留时间 t=0.5h； max Qdm / 3 hm / 3 sm / 3 设计投氯量为为 C=3.05.0mg/L a.设置消毒池（接触式）一座 池体容积 V=t=1233.3 0.5=616.7 max Q 3 m 消毒池池长 L=27m，池分 4 格，每格池宽 B=6.0m，长宽比为 L/B=4.5 20 接触消化池总宽 B=nb=4 6.0=24.0m 消毒池有效水深 h=1.5m 实际消毒池容积=BLh=24.0 27 1.5=972 V 3 m b.加氯量计算 设计最大投氯量=5.0mg/L max 每日加氯量为 W=5.0 29600 10=148kg/d=6.2kg/h max max Q 3 选用贮氯量为 600kg 的液氯钢瓶，每日投加量为 1/5 瓶，共贮存 12 瓶。加氯机 两台，单台投加量为 1020kg/h。 4 4 污泥处理系统的设计计算污泥处理系统的设计计算 污泥处理的一般方法与流程的选择约定与当地条件、环境保护要求、投资 情况、运行费用及维护管理等多种因素。本设计从节能和资源再利用两方面考 虑，选择厌氧二级消化工艺。污泥在厌氧条件下有碱性菌核转型厌氧菌降解污 泥中的有机物，生成 CO2、CH4，使污泥得到稳定。 4.14.1 剩余污泥泵房剩余污泥泵房 设计说明 二沉池产生剩余活性污泥及其他处理构筑物排出污泥由地下管道自流入集泥井， 剩余污泥泵（采用地下式）将其提升至污泥处理系统。 设计选型 每两座二沉池设置剩余污泥泵房一座。污泥处理系统每日排出污泥干重为 728.5 ，按含水率 99.0%计算，污泥流量为dkg / =72.9=3.0 w Qdm / 3 hm / 3 a.污泥泵扬程 辐流式浓缩最高泥位（相对标高）为 3.5m，剩余污泥集泥池位为-2.0m 则 污泥泵静扬程为=55m。 0 HOH2 21 b.污泥泵选型 污泥泵选用 2 台，共 4 台，两用两备。 单泵流量=3.0Q w Qhm / 3 选用 1PN 污泥泵，=7.2，H=12m，N=12kM。Qhm / 3 OH2 c.剩余污泥泵房 占地面积 L B=（6.0 5.0） 2 m 集泥池占地面积 )0 . 50 . 5( 2 1 mHm 4.24.2 污泥浓缩池污泥浓缩池 设计说明 污泥处理的主要目的是去除污泥颗粒中的空隙水，减少污泥体积，从而降 低后续处理构筑物和设备的负荷，减少处理费用。常用的污泥浓缩有重力浓缩 法、气浮浓缩法和离心浓缩法。 设计计算 剩余污泥泵房将污泥送至浓缩池，污水含水率=99.0%，污泥流量 1 P =72.9=3.0，W=3397.5=142kg/h w Qdm / 3 hm / 3 dkg / 设计浓缩后含水率=96% 2 P 设计固体负荷=2.0q)/( 2 hmkgSS a.浓缩池池体计算 浓缩池表面积 A 2 71 0 . 2 142 m q W A 浓缩池直径 D=m A 6 . 9 14 . 3 7144 22 为保证有效表面积和容积，并与刮泥机配套，选 D=6.0m。 水力负荷 )/(11 . 0 3 0 . 3 23 2 hmm A Qw 水力停留时间 t12.0h 则有效水深为 1 H mtH32 . 1 0 . 1211. 0 1 b.排泥量与存泥容积 浓缩后排出含水率=96%的污泥=85=3.6。设计污泥层（存 2 P w Qdm / 3 hm / 3 泥区）厚度为 1.25m，池底坡度为 0.02，坡降为 0.13m，污泥层高度 h=1.45 则 存泥区容积为： 322 21 2 2 2 1 5 . 91)25 . 1 725 . 1 7( 3 14 . 3 45 . 1 )( 3 mSSSS h Vw 存泥时间 Th Q V w w 5 .300 . 3 c.浓缩池总高度 有效水深=1.3m，缓冲层高度=0.5m，存泥区高度=1.25m，池底安全 1 H 2 H 3 H 高度=0.3m，池底坡降=0.13m，池中心排泥集泥斗高位=1.4m，则浓 4 H 5 H 6 H 缩池总深度为 +=1.3+0.5+1.25+0.3+0.13+1.4=4.88mH 1 H 2 H 3 H 4 H 5 H 6 H d.进泥中心管 进泥管 DN150mm；中心进泥筒；反射板。mm500mm900 e.出水渠和堰板 排水量 Q=14.2-3.6=10.6，出水渠流量为hm / 3 10.6=；出水渠宽 b=0.9 2 1 hm / 3 sm /105 . 1 33 ，k 为安全系数 1.21.5；取mkq085 . 0 )105 . 14 . 1 (9 . 0)( 4 . 034 . 0 23 b=0.12m；出水渠流速为 0.3m/s，出水渠中深为 h m b q h04 . 0 3 . 012 . 0 105 . 1 3 出水渠断面设计为 h b=（0.04 0.12）m 设计出水溢流堰上水头损失为 H=0.012m，则没堰流量为 smHq/102 . 2012 . 0 4 . 14 . 1 355 . 25 . 2 所取堰口数为个，取 n=69 个。 2 . 68 102 . 2 105 . 1 5 3 i q q n f.污泥浓缩机 为了促进投药后污泥絮凝聚集，又起到刮泥利用，选用 NG-16 型中心传动 浓缩机，周边线速度 2.3r/min，电动机功率 1.5kW。 4.34.3 浓缩污泥贮池浓缩污泥贮池 浓缩池排除含水率为=96%的污泥 85。 2 Pdm / 3 贮泥池贮泥时间 t=1.0d 设计贮泥池为 L B H=6.0m 5.0m 3.0m 贮泥池有效容积为 3 90356mV 进泥管和出泥管均为 DN300mm 焊接钢管。溢流管为 DN200mm 焊接钢管。 4.44.4 浓缩污泥提升泵房浓缩污泥提升泵房 污泥提升泵 流量=85=3.6 w Qdm / 3 hm / 3 选用 1PN 污泥泵，=7.2，H=12m，N=12kM。Qhm / 3 OH2 泵房 平面尺寸 L B=（6.0 5.0） 2 m 24 4.54.5 污泥脱水间污泥脱水间 进泥量=85=3.6，=96% w Qdm / 3 hm / 3 2 P 出泥饼=13.59，=75% w Gdm / 3 3 P 污泥干重 W=4.8t/d 选用 DY500 带式脱水机，带宽 0.7m，对城市污水厂混合泥或氧化沟泥， 投氯聚丙烯酰胺 2.0%时，处理能力为 1.53，选用三台。hm / 3 每台脱水机冲洗用水量8；单台系统总功率 N=1.1Kw，脱水间平面尺寸hm / 3 L B=（30.0 18.0） 2 m 4.64.6 污泥棚污泥棚 每天堆放泥饼量 W=4.8 t/d，约占地面面积为 20，堆泥棚占地面积设计值尺 2 m 寸 L B=（15.0 8.0） 2 m 配螺旋输送机 3 台，300 机械长度 L=6.0m，最大倾角，电动机功率30 N=4Kw。 5 5 污水处理厂总体布置污水处理厂总体布置 5.15.1 污水处理厂的平面布置污水处理厂的平面布置 污水处理厂的平面布置包括：处理构筑物的布置；办公、化验及其它辅助 建筑物的布置以及以及各种管道、道路、绿化等的布置。根据处理厂的规模大 小，采用 1：500-1：1000 的比例尺的地形图绘制总平面图。 5.1.15.1.1 平面布置的一般原则平面布置的一般原则 （1）处理构筑物的布置应紧凑，节约土地并便于管理，可以沟渠代替联络管线， 25 最大可能减少沿程和局部损失； （2）总图布置应考虑远近期结合，有条