环境工程毕业设计（论文）-单沟工艺的城市污水厂初步设计.doc

毕业设计说明书单沟工艺的城市污水厂初步设计PRELIMINARYDESIGNFORURBANSEWAGETREATMENTPLANTBYSINGLEDITCHPROCESS学院化工与环境工程专业环境工程班级环境082学生指导教师（职称）完成时间2012年02月20日至2012年06月15日毕业设计任务书院（系）化工与环境工程学院专业环境工程班级环境082学生学号08014030225一、毕业设计题目单沟工艺的城市污水厂初步设计二、毕业设计工作自2012年02月20日起至2012年06月15日止三、毕业设计进行地点第一教学楼C座9楼环境工程专业实验室四、毕业设计内容要求1课题主要内容本次毕业设计的主要任务是完成8万M3/D城市污水处理工程初步设计，核心工艺选用单沟式氧化沟。设计主要内容如下（1）前言或概述包括设计依据、设计原始资料、设计采用的指标和技术标准、设计原则等；（2）工艺流程的选择确定含城市污水处理的国内外现状，工艺流程的选择，方案比较及各单元构筑物选型的分析说明，本设计的先进性及特点等；（3）污水处理厂各单元构筑物的设计计算包括污水和污泥处理的主要构筑物设计计算（附必要的草图），说明书中应有计算所得的设备工艺参数一览表。；（4）污水处理厂平面布置及高程布置进行污水处理厂方案的总体设计按照所给资料和选定污水处理工艺方案；进行总体布局、竖向设计、厂区管道布置、厂区道路及绿化设计；绘制污水处理厂总平面布置图、工艺流程图及高程图；专业负责人批准日期（5）进行辅助建筑物包括鼓风机房、泵房、配水井、脱水机房等的简单设计包括尺寸、面积、层数的确定；完成设备选型。（6）工程概算与处理成本；（7）编写设计说明书、计算书和绘制污水处理厂主要构筑物工艺图三张。（另外设计说明书还包括结论、致谢、参考文献等内容）。设计基本资料如下1、污水水量、水质（1）设计规模设计日平均污水流量Q80000M3/D；设计最大小时流量QMAX5000M3/H。（2）进水水质CODCR250MG/L，BOD5150MG/L，SS200MG/L，NH3N30MG/L，TP25MG/LPH70852、污水处理要求污水经过二级处理后应符合以下具体要求CODCR60MG/L，BOD520MG/L，SS20MG/L，NO3N20MG/L，TP1MG/L，PH65903、气象资料该市地处内陆中纬度地带，属暖温带大陆性季风气候。年平均气温9132，最热月平均气温212265，最冷月5009。极端最高气温42，极端最低气温249。年日照时数2045小时。多年平均降雨量577毫米，集中于7、8、9月，占总量的5060，受季风环流影响，冬季多北风和西北风，夏季多南风或东南风，年平均风速255米/秒。4、污水排水接纳河流资料该污水厂的出水直接排入厂区外部的河流，其最高洪水位为3800M，常水位为3780M，枯水位为3750M。5、厂址及场地现状该污水处理厂场地地势平坦，由西北坡向东南，场地标高38453835米之间，位于城市中心区排水管渠未端，厂址面积为100000M2。2设计应完成的任务（1）调研、查阅、搜集与课题相关的文献资料，收集设计原始资料；（2）按要求撰写开题报告；初步确定设计的方案；（3）根据课题内容进行工艺流程选择与设计计算；（4）按学校规定要求撰写并按时提交设计说明书（20万字以上），按规范清晰绘制相关图纸6张；（5）按时参加答辩。3调研、文献查阅及外文翻译要求（1）查阅相关文献15篇以上，其中外文文献不少于2篇；（2）翻译其中一篇外文资料2000汉字以上。4学生应提交的毕业设计材料（1）毕业设计开题报告；（2）毕业设计外文资料原文复印件及译文；（3）毕业设计说明书；（4）毕业设计图纸5张（其中A1号图纸不少于5张）。指导教师接受设计论文任务开始执行日期2012年02月20日学生签名摘要我国是个水资源丰富的国家；但人均占有量确很少。随着经济的迅猛发展我国的可用水更是受到严重污染根据统计,我国的江河湖泊和水库中,已经受污染的约占823,全国有监测系统的1200条河流中，已有850条受到污染。对此国家规定城乡以上的地方都必须建污水处理厂。在此背景下本设计研究的重点就是采用日处理量8万T/D的卡鲁赛尔2000氧化沟处理城市污水，进入氧化沟的污水经过搅拌、曝气处理后排出的水达到国家规定的排放标准。本文设计介绍了氧化沟工艺的特点及设计过程。本设计是某某城镇污水处理厂的初步设计和施工图设计。该处理厂处理城市污水,水质较复杂五日生化需氧量（BOD5）150MG/L；悬浮物（SS）220MG/L；化学需氧量（CODCR）250MG/L；NH3N30MG/L；TP25MG/L处理后的水质要求BOD520/L；SS20/L；CODCR60/L；NH3N20/L；TP1MG/L关键词污水厂处理初步设计单沟工艺氧化沟污水处理厂卡鲁赛尔2000ABSTRACTOURCOUNTRYISACOUNTRYRICHINWATERRESOURCESBUTFEWTRULYPERCAPITAALONGWITHTHERAPIDDEVELOPMENTOFECONOMYOFOURCOUNTRYWATERISSEVERELYCONTAMINATEDACCORDINGTOSTATISTICS,CHINASRIVERSANDLAKESANDRESERVOIRS,ALREADYCONTAMINATEDACCOUNTEDFORABOUT1,ACROSSTHECOUNTRYHAVEMONITORINGSYSTEM,EXISTING1200RIVER850POLLUTEDTHISSTATEPROVISIONSMUSTBEABOVEPLACERURALBUILDINGWASTEWATERTREATMENTPLANTINTHISCONTEXTISTHEFOCUSOFRESEARCHPAPERSFLASHEDBYDAY3MILLIONT/DCAPACITYOFCERNET2000OXIDATIONDITCHPROCESSINGSALOMONKALOUURBANSEWAGE,ENTERTHEOXIDATIONDITCHSEWAGEAFTERMIXING,AERATIONBACKTODEALWITHTHEWATEROUTOFTHESTATEOFTHEPRESCRIBEDDISCHARGESTANDARDSTHISPAPERINTRODUCESTHEDESIGNOFTHEOXIDATIONDITCHPROCESSFEATURESANDDESIGNPROCESSTHEBIOCHEMICALOXYGENDEMANDOFFIVEDAYSBOD5150MG/LSUSPENDEDSUBSTANCESS220MG/LTHECHEMICALOXYGENDEMANDCODCR250MG/LNH3N30MG/LTP25MG/LTREATEDWATERQUALITYISREQUIREDBOD520MG/LSS20MG/LCODCR60MG/LNH3N20MG/LTP1MG/LKEYWORDSSEWAGETREATMENTPLANTPRELIMINARYDESIGNSINGLEDITCHSEWAGETREATMENTPLANTSSALOMONKALOUCERNET2000目录摘要IABSTRACTII第一章引言111选题背景112选题意义113设计基本资料2131污水水量、水质2132污水处理要求2133气象资料2134污水排水接纳河流资料2135厂址及场地现状214设计依据2第二章工艺方案的确定321氧化沟特点及先进性322氧化沟的技术参数323氧化沟工艺的类型4231奥贝尔氧化沟4232交替式氧化沟4233卡鲁赛尔氧化沟424卡鲁赛尔氧化沟相较于其他氧化沟的优点525处理效果及常见问题526工艺方案的确定5第三章工艺流程6第四章设计计算741设计项目概况742设计进出水水质指标743确定处理流程的原则744处理构筑物8441格栅8442提升泵房9443曝气沉砂池9444氧化沟9445二沉池10446接触消毒池11447浓缩池1145构筑物设计计算12451格栅设计12452提升泵房设计13453曝气式沉砂池设计14454配水井16455氧化沟设计计算16456二沉池尺寸设计21457消毒池与加氯间22458污泥泵房23459污泥浓缩池23460污泥脱水间24第五章处理厂总体布置2651污水厂厂址选择26511污水厂厂址选择应遵循下列各项原则2652污水厂平面布置原则26521处理单元构筑物的平面布置26522管、渠的平面布置26523辅助建筑物27524本设计污水处理厂的平面布置27525主要构（建）筑物与附属建筑物2753污水厂的高程布置29531厂高程的布置方法29532筑物水头损失计算29533管道沿程损失29534污水处理部分高程计算30第六章工程造价3361成本分析33611电费计算33612药剂费用34613年成本表3462劳动定员34621生产组织34622劳动定员34623人员培训34624劳动定员和运行费用3463行费用和成本35结论36参考文献37致谢38第一章引言水，是人类生存、养息、发展的根本条件。然而，人类社会在工业化的进程中大量消耗水资源的同时，排出污水，污染河湖，危害环境，造成严重后果。当前，污水治理是重中之重；因此增建和扩建城市污水厂便成为当务之急。本设计是以污水处理设计理论为前提，以生活污水为进水厂源；以氧化沟为核心的处理工艺进行的污水处理厂工程设计工作。11选题背景在污水处理流程中，生物处理工艺利用一个氧化沟设施来完成的成为单沟工艺，于此对应的氧化沟常见类型是卡鲁赛尔氧化沟。在连续运行的条件下，单沟式氧化沟的生物处理和固液分离不能在同一沟内完成。氧化沟（OXIDATIONDITCH）是本世纪50年代由荷兰工程师发明的一种新型活性污泥法，其曝气池呈封闭的沟渠形，废水和活性污泥的混合液在其中不断循环流动，因此被称为“氧化沟”。实际上它是活性污泥法的一种变型，因为废水和活性污泥的混合液在环状的曝气渠道中不断循环流动，有人称其为“循环曝气池”、“无终端的曝气系统”。自1954年荷兰建成第一座间歇运行的氧化沟以来，氧化沟在欧洲、北美、南非及澳大利亚得到了迅速的推广应用。至1985年，美国已建有553座氧化沟污水处理厂，荷兰216座，西德226座，丹麦300座。其工艺和构造也有了很大的发展和进步，处理能力不断提高，至今已有规模达65万M3D的大型氧化沟处理厂；处理范围不断扩大，不仅能处理生活污水，也能处理工业废水、城市废水，而且在脱氮除磷方面表现了极好的性能。荷兰DHV公司研发的卡鲁赛尔氧化沟在世界范围内更是得到了广泛的应用；自1996年起就有800多座投入运行，处理规模达到400万M3/D的惊人处理量。我国在20世纪80年代以来也较多地开展对氧化沟工艺的研究。并在广州、昆明、上海、长沙等地设计建造了一批氧化沟污水处理厂。目前氧化沟工艺已广泛应用于城市污水污水、工艺废水的处理中（周雹等，2003）。12选题意义我国是人口大国，在其经济迅猛发展的同时，也带来了新的环境污染问题。在发展工业过程中产生的废水进入环境后，会对人体，水体，土壤，动物等产生巨大的危害，会严重影响人与自然的和谐共存，会对环境造成不可逆转的危害，因此，我们必须重视各种工业废水、城市污水的危害，加强对此类废水的处理力度，尽量的减少其对环境的危害，为人与环境的和谐共处创造有利的条件。通过本设计，可为各污水处理厂提供污水处理设计方案，也有利于锻炼自己，将课本知识综合利用起来；进一步培养考虑问题的思维，力求做到面面俱到。13设计基本资料131污水水量、水质（1）设计规模设计日平均污水流量Q80000M3/D；设计最大小时流量QMAX5000M3/H。（2）进水水质CODCR250MG/L，BOD5150MG/L，SS200MG/L，NH3N30MG/L，TP25MG/LPH7085132污水处理要求污水经过二级处理后应符合以下具体要求CODCR60MG/L，BOD520MG/L，SS20MG/L，NO3N20MG/L，TP1MG/L，PH6590133气象资料该市地处内陆中纬度地带，属暖温带大陆性季风气候。年平均气温9132，最热月平均气温212265，最冷月5009。极端最高气温42，极端最低气温249。年日照时数2045小时。多年平均降雨量577毫米，集中于7、8、9月，占总量的5060，受季风环流影响，冬季多北风和西北风，夏季多南风或东南风，年平均风速255米/秒。134污水排水接纳河流资料该污水厂的出水直接排入厂区外部的河流，其最高洪水位为3800M，常水位为3780M，枯水位为3750M。135厂址及场地现状该污水处理厂场地地势平坦，由西北坡向东南，场地标高38453835米之间，位于城市中心区排水管渠未端，厂址面积为100000M2。14设计依据污水综合排放标准（GB897896）室外排水设计规范（GB500142006）总图制图标准（GB/T501032001）城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准（CJJ3189）城镇污水处理厂污染物排放标准（GB189182002）第二章工艺方案的确定21氧化沟特点及先进性在污水处理流程中，生物处理工艺利用一个氧化沟设施来完成的成为单沟工艺，于此对应的氧化沟常见类型是卡鲁赛尔氧化沟。在连续运行的条件下，单沟式氧化沟的生物处理和固液分离不能在同一沟内完成。氧化沟结合推流和完全混合的特点，有利于克服短流和提高缓冲能力，通常在氧化沟曝气区上游安排入流，在入流点的在上游点安排出流；氧化沟具有明显的溶解氧溶度梯度，特别适用于硝化反硝化生物处理工艺；氧化沟沟内功率密度的不均匀配备，有利于氧的传质，液体混合和污泥絮凝；氧化沟的整体功率密度较低，可节约能源；氧化沟构造形式的多样性赋予了它灵活机动的运行性能，可按照任意一种活性污泥法的运行方式运行，并且组合其他工艺单元以满足不同的出水水质的要求；污泥产量少，污泥性质稳定；氧化沟的水利停留时间和污泥龄都比一般生物处理法长，悬浮状态有机物可以与溶解性有机物同时得到较彻底的稳定，排除的剩余污泥已得到高度稳定，剩余污泥量也较少。工艺流程简单，构筑物少，节省基建费用，减少占地面积，便于管理等工艺特点是我选择本方案的理由。另外氧化沟工艺特别适合用于处理中小城镇生活污水以及溶度较低的厂矿工业废水；出水基本能达到国家一级B的标准。22氧化沟的技术参数氧化沟污水处理技术能在近五十年来取得迅速的发展，主要是由于它出水水质好，运行稳定，管理方便，并具有区别于传统活性污泥法的一系列技术特征，现概括如下氧化沟常用的技术参数如下有机物容积负荷0204KGBOD5M3D有机物污泥负荷005015KGBOD5KGVSSD水力停留时间1024HR污泥龄1030DAY活性污泥浓度20006000MG/L出水水质BOD51015MG/LSS1020MGLNH3N13MGL氧化沟所采用的有机物负荷和水力停留时间与延时曝气法接近，但所取得的出水水质较好。当然，氧化沟也可采用不同于上列的技术参数。如采用较高的有机物负荷、较短的水力停留时间，使其运行的特征接近于高负荷活性污泥法或其他类型的活性污泥法。23氧化沟工艺的类型231奥贝尔氧化沟奥贝尔氧化沟一般由三个同心椭园形沟道组成，污水由外沟道进入，与回流污泥混合后，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。奥贝尔氧化沟在时间和空间呈现出阶段性，各沟道内溶解氧呈现出厌氧缺氧好氧分布，对高效硝化和反硝化十分有利。奥贝尔氧化沟具有推流式和完全混合式两种流态的优点。对于每个沟道内来讲，混合液的流态基本为完全混合式，具有较强的抗冲击负荷能力；对于三个沟道来讲，沟道与沟道之间的流态为推流式，有着不同的溶解氧浓度和污泥负荷，兼有多沟道串联的特性，有利于难降解有机物的去除，并可减少污泥膨胀现象的发生。奥贝尔氧化沟一般适用于20万立方米/日以下规模的城市污水处理厂，尤其推荐应用于中小规模的城市污水处理厂。232交替式氧化沟D型氧化沟由相同容积的A和B两池组成，串联运行，交替作为曝气池和沉淀池，勿需设污泥回流系统；一般以8H为一个运行周期。此系统可得十分优质的出水和稳定的污泥。缺点是曝气转刷的利用率仅为375。T型氧化沟由相同容积的A、B和C池组成。两侧的A和C池交替作为曝气池和沉淀池，中间的B池一直为曝气池。原水交替进入A池或C池，处理水则相应地从作为沉淀池的C池或A池流出。T型氧化沟曝气转刷的利用率比D型氧化沟高，可达58左右。这种系统不需要污泥回流系统。通过适当运行，在去除BOD的同时，能进行硝化和反硝化过程，可取得良好的脱氮效果。交替工作型氧化沟必须安装自动控制系统，以控制进、出水的方向，溢流堰的启闭以及曝气转刷的开启和停止。233卡鲁赛尔氧化沟典型的卡鲁赛尔氧化沟是一多沟串联系统，一般采用垂直轴表面曝气机曝气。每组沟渠安装一个曝气机，均安设在一端。氧化沟需另设二沉池和污泥回流装置。沟内循环流动的混合液在靠近曝气机的下游为富氧区，而曝气机上游为低氧区，外环为缺氧区，有利于生物脱氮。表面曝气机多采用倒伞型叶轮，曝气机一方面充氧，一方面提供推力使沟内的环流速度在03M/S以上，以维持必要的混合条件。由于表面叶轮曝气机有较大的提升作用，使氧化沟的水深一般可达45M。卡鲁赛尔氧化沟的内回流具有节省能耗及控制简单两方面的优势。仅水力的内回流就可节能近30。当原水流经厌氧池后，可快速降解有机物的浓度，大大增加其出水与水利内回流的硝化混合。理想的DO条件及高回流比的消化液使反硝化进行的非常的彻底。此外，缺氧段反硝化反应的顺利进行，也为厌氧池磷的释放打下基础。同时卡鲁赛尔氧化沟将不同功能的反应器以功能分区的形式融合在同一空间，省去了很多频繁的空间调配。24卡鲁赛尔氧化沟相较于其他氧化沟的优点从生物处理技术角度，卡鲁塞尔氧化沟系统（包括二沉池和污泥回流），可以构成不同的MLSS浓度、回流污泥浓度、回流率和固体负荷，以求得最优处理参数组合。调节出流堰板或表曝机高低可变动叶轮浸没深度而调整充氧量。对于多沟串联沟型，可方便地组合氧化沟内的好氧、缺氧和厌氧组合而形成AO、A2O（A2C）工艺流程，其灵活性优于三沟交替式氧化沟。从活性污泥动力学理论，氧化沟处理效率与MLSS成正比。国内卡鲁塞尔氧化沟的MLSS已经达到6000MG/L；国外资料报导则达到7000MG/L。几乎高出50。运行正常的卡鲁塞尔氧化沟的单位水量能耗比其他类型氧化沟低。卡鲁塞尔氧化沟在同等设计条件下，例如氧化沟停留时间1214小时，二沉池停留时间24小时，总停留时间仅为1418小时，显然要比三沟交替式氧化沟经济。卡鲁塞尔氧化沟无论是人工或自动控制比较容易实施，可方便地按污水水质调整运行参数。25处理效果及常见问题卡鲁塞尔氧化沟系统的规模小至200M3/D，大至657000M3/D。其BOD5去除率可达9599，脱氮效率可达90，除磷效率约为7080，如配以投加铁盐，除磷效率可达95。主要问题是发现氧化沟中有污泥沉淀现象，最大积泥高度达10M以上，并有污泥成团上翻。说明推动力尚不能满足需要。此外，实际运行的动力费用也较原设计值为高。另一个是垂直轴表面曝气机长期浸没在水里受腐蚀严重。26工艺方案的确定有以上分析得出，奥贝尔型氧化沟的特点卡鲁塞尔氧化沟都可以实现；而奥贝尔型氧化沟采用的卧轴曝气设备存在的不足，与三沟交替式氧化沟一样。奥贝尔氧化沟虽然第一渠在污泥回流条件下可作为前置反硝化段，但与第三渠的容积比，硝化与反硝化容积比与之相反，与理论计算结果很难吻合。综合以上本设计采用卡鲁赛尔氧化沟。第三章工艺流程以氧化沟处理城市污水时，可不设初次沉淀池，悬浮状有机物可在氧化沟中得到好氧稳定，这比设初沉池及污泥稳定池要经济。由于氧化沟所采用的污泥龄很长，其剩余污泥量少于一般活性污泥法，而且已经得到好氧稳定，不需再经污泥消化处理。所以本设计不设初次沉淀池和污泥消化池。为防止无机沉渣在氧化沟中积累，原污水应先经格栅及沉砂池预处理。，污水经过格栅在提升泵的作用下进入旋流沉砂池。经过一级处理后的污水流入卡鲁赛尔氧化沟，污水在氧化沟沟道内以400的回流量不断进行循环；如果以较长的时间间隔为观察基础，认为氧化沟是一个完全混合池，其中的污水水质几近一致，原水一进入氧化沟，就会被几十倍甚至上百倍的循环流量所稀释，因此氧化沟和其它完全混合式的活性污泥系统一样，适宜于处理城市污水，能够承受水量和水质的冲击负荷。但如果着眼于氧化沟中的某一段，即以较短的时间间隔为观察基础，就可以发现某些推流式的特征。水流在搅动的情况下，源着池长变化，出现厌氧、缺氧、好氧区这对生物脱氮十分有利。经过氧化沟的消化反硝化作用后水质已基本达到国家标准。氧化沟流出的水经二沉池泥水分离进入接触消毒池最终排放或用以浇花、灌溉、室内道路养护等。由于污泥在氧化沟内循环流动时已非常稳定，所以排出的污泥经浓缩干化后可当做生物化肥使用。设计的工艺流程图见图31图31工艺流程图第四章设计计算41设计项目概况拟建一座总规模8万M3/D污水处理厂,厂址面积为100000M242设计进出水水质指标本设计进出水水质指标见表41。表41设计进出水水质指标MG/L水质指标CODCRBOD5SSTPNH3N进水2501502202530出水60202012043确定处理流程的原则城市污水处理的目的是使之达标排放或污水回用用于使环境不受污染，处理后出水回用于农田灌溉，城市景观或工业生产等，以节约水源。城市污水处理及污染防治技术政策对污水处理工艺的选择给出以下几项关于城镇污水处理工艺的准则城市污水处理工艺应根据处理规模、水质特征、受纳水体的环境功能及当地的实际情况和要求，经全面技术经济比较后优先确定；工艺选择的主要技术经济指标包括处理单位水量投资，消减单位污染物投资，处理单位水量电耗和成本，消减单位污染物电耗和成本，占地面积，运行性能，可靠性，管理维护难易程度，总体环境效益；应切合实际地确定污水进水水质，优先工艺设计参数必须对污水的现状、水质特指、污染物构成进行详细调查或测定，做出合理的分析预测；在水质组成复杂或特殊时，进行污水处理工艺的动态试验，必要时应开展中试研究；积极地采用高效经济的新工艺，在国内首次应用的新工艺必须经过中试和生产试验，提供可靠性设计参数，然后进行运用。44处理构筑物441格栅因为排入污水处理厂的污水中含有一定量的较大的悬浮物或漂浮物，所以在处理系统之前设置格栅，以截留这些较大的悬浮物或漂浮物，防止堵塞后续处理系统的管理、孔口和损坏辅助设施。格栅可以根据格栅条的净间隙不同而分为粗格栅、中格栅以及细格栅，分别用于截留不同粒径的杂物而设计，也可以根据栅渣量的大小而选择不同的清渣方式，可采用人工清渣或机械清渣。本设计采用格栅进行隔渣，分别设置在污水泵房前，以去除不同大小的废渣，由于栅渣量较大，采用机械清渣方式。见图41图41442提升泵房提升泵房是每个污水处理厂必不可少的构筑物，是二级、三级处理正常运行的前提；它可以将污水提升至后续处理单元所需要的高度，使其实现重力流。同时，合理地设置提升泵房可以为污水处理厂节省许多能耗。本设计中考虑到水位的问题将泵房下埋10M，使流进污水厂的水源都以重力流的形式流入。而泵房与后期构筑物之间的连接通过3台潜水泵来完成，3台潜水泵两用一备。由于潜水泵长期浸在水中，其被腐蚀是件难以避免的事情，所以平时泵组的维护管理是非常重要的。443曝气沉砂池沉砂池的形式，按池内水流方向的不同，可分为平流式、竖流式和旋流式三种；按池型可分为平流式沉砂池、竖流式沉砂池、曝气沉砂池和旋流沉砂池。平流式沉砂池是常用的形式，污水在池内沿水平方向流动，具有构造简单、截留物及颗粒效果较好的优点。竖流式沉砂池是污水自下而上由中心管进入池内，无机物颗粒藉重力沉于池底，处理效果一般较差。曝气沉砂池是在池的一侧通入空气，使污水沿池旋转前进，从而产生与主流垂直的横向恒速环流。曝气沉砂池的优点是，通过调节曝气量，可以控制污水旋流的速度，使除砂效率较稳定，受流量变化的影响较小，从曝气沉砂池排出的沉砂中，有机物只占5左右，长期搁置也不会腐败发臭。曝气沉砂过程的同时，还能起到气浮油脂并吹脱挥发性有机物的作用和预曝气充氧并氧化部分有机物的作用。权衡比较之后，考虑到拟建污水处理厂的水质特点，从实际处理效率和经济运行成本出发，决定采用曝气沉砂池。444氧化沟本设计采用的是卡罗塞尔CARROUSEL2000氧化沟。氧化沟是二级处理的主体构筑物，是活性污泥的反应器，其独特的结构使其具有脱氮除磷功能，经过氧化沟后，水质得到很大的改善。每座CARROUSEL2000型氧化沟中配有一定数量的表曝机，实现沟内混合液的推流、混合和充氧。系统的充氧量可以通过沟内表曝机运行的台数的多少进行调节。另外，从节能的角度考虑，每座氧化沟中还装有一定数量的液下推流器，用于保证混合液具有一定的流速，并防止混合液在部分表曝机运转的情况下，发生污泥沉降分离的现象。本方案表曝机见图42。图42表曝机445二沉池二沉池是活性污泥系统的重要组成部分，一般布置在生化处理构筑物后面，主要用以澄清混合液，并回收浓缩活性污泥，其效果的好坏，直接影响出水的水质和回流污泥的浓度。二沉池除了进行泥水分离外，还需要进行污泥浓缩，同时由于进水的水量和水质的变化，它还要暂时贮存污泥。由于二沉池需要起到污泥浓缩的作用，往往所需要的池面积大于只进行泥水分离所需要的池面积。目前广泛使用的沉淀池有以下几种1平流式沉淀池平流式沉淀池平面多呈矩形，一般由进水装置、出水装置、沉淀区、缓冲区、污泥区和排泥装置等构成。废水从池子的一端流入，按水平方向在池内流动，从另一端溢出，在进口处的底部设储泥斗。平流式沉淀池沉淀效果好，对冲击负荷和温度变化适应性强，而且平面布置紧凑，施工方便。但配水不易均匀，采用机械排泥时设备易受腐蚀。2竖流式沉淀池竖流式沉淀池的表面多呈圆形，也有采用方形和多角形的。废水从中心管流入，由下部流出，通过反射板的阻拦向四周分布，然后沿沉淀区的整个断面上升，沉淀后的出水由池四周溢出。竖流式沉淀池的优点是排泥容易，不需要机械刮泥设备，便于管理。其缺点是池深大，施工难，造价高；每个池子的容量小，废水量大时不适用；水流分布不易均匀等。3辐流式沉淀池辐流式沉淀池一般为圆形。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。中心进水周边出水辐流式沉淀池应用最为广泛；其主要由进水管、出水管、沉淀区、污泥区及排泥装置组成。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。由此可见，幅流式流态符合混合液活性污泥絮凝与沉降过程的要求，其最大水力负荷可达47MM/S。其优点是沉淀池个数较少，比较经济，便于管理；排泥较方便。缺点是池内水流不稳定，沉淀效果相对较差。综合以上考虑本设计采用辐流式沉淀池。其特点有运行好，较好管理。进出水方式为中心进水周边出水。446接触消毒池消毒是保证污水安全排放或回用的最后环节。尽管在污水处理过程中，水中的微生物和可能的致病菌已绝大部分被杀灭（氧化）或随着沉淀物一起被去除，但经过二级处理的城市污水仍可能含有一些游离的微生物（致病菌），其排放仍可能对水体的卫生安全造成威胁。因此，消毒是污水处理必需的最终的处理单元。消毒方法分为两类物理方法和化学方法。物理方法主要有加热、冷冻、辐照、紫外线和微波消毒等方法。化学方法是利用药剂进行消毒，常用的化学消毒剂有氯及化合物、各种卤素、臭氧、重金属离子等。污水消毒常用的消毒剂为氯系消毒剂，主要为液氯和漂白粉。消毒过程在接触池中进行。接触池有水平隔板式、垂直隔板式和搅拌池等，由于水平隔板式（又称廊道式）流态稳定，不易短流和形成漩涡，且阻力较小，因此为最常见的接触池池型。氯价格便宜，消毒可靠且经验成熟，是应用最广的消毒剂，所以本次设计选择液氯消毒。447浓缩池浓缩池的作用是用于降低要经稳定、脱水处置过程或投弃的污泥的体积。污泥浓缩后污泥增稠，污泥的含水率降低，污泥的体积大幅度地降低，从而可以大大降低其他工程措施的投资。污泥浓缩的方法分为重力浓缩、气浮浓缩和离心浓缩等。本设计针对污泥量大、节省运行成本，采用了重力浓缩方法，重力浓缩具有以下几个优点（1）贮存污泥能力高；（2）操作要求不高；（3）运行费用少，尤其是电耗。缺点（1）占地面积大；（2）会产生臭气；（3）对于某些污泥作用少。45构筑物设计计算451格栅设计处理厂的日平均设计流量定为Q800000M3/D093M3/S,总变化系数为27193072K1ZQ该处理厂的最大设计污水量QMAXQKZ093127118M3/S计算草图见图43。图43格栅计算1格栅间隙数N设栅前水深H10M，过栅水流速度V10M/S，栅条间隙宽度B002M,格栅倾斜角60数量为两座N2则/5902/3MAX1SQ取27个76SINBHV2栅槽宽度B设栅条宽度为S001M，则B（N1）SBN001（271）00227080M3进水渠渐宽部分的长度L1设进水渠宽B105M，其渐宽部分的展开角120则410211TGBL4渐窄部分长度L2栅槽与出水渠连接处的渐窄部分的长度L2L1/2021M通过格栅的水头损失H1格栅断面采用锐边矩形，则24/312/SIN01SI653983OVHKBGM5格栅后槽总高度H设栅前渠道超高H203MHHH1H21001303143M6栅槽总长度LLL1L20510H1/TGA04102105101003/TG60287M7每日栅渣量W在格栅间隙20MM的情况下，设栅渣量为006M3/1000M3污水则/D2M0/8327106986431MAXQ根据以上计算可知适宜采用机械清渣。格栅的选择，宜选用NC800型机械格栅，数量为2座。选择NC800型旋转式格栅除污机2台。452提升泵房设计QW系列潜水污水泵,主要用于输送带固体及各种长纤维的淤泥,废水,城市生活污水,被输送介质温度不超过60OC设计计算1设计流量为1016万M3/D即为4233M3/H选用3台潜污泵2用1备则单台流量M3/H14231MAXQ选用350QW25007110型潜污泵详细参数见下表41表41潜污泵参数表1集水池A容积按一台泵最大流量时6MIN的出流量设计,则集水池的有效容积31706VMB面积取有效水深H为4M则面积243F集水池长度L9M则宽度取5M4389FBML集水池平面尺寸5LM保护水深为12M实际水深为52M453曝气式沉砂池设计曝气式沉砂池是在池的一侧通入空气，使池内水流产生与主流垂直的横向旋流。同时，还对污水起曝气作用设计计算1池子总有效容积V，M3AX60VQT式中QMAX最大设计流量，118；3/SMAXQ3/MST最大设计流量时的流行时间，MIN，取T2MIN。则V118260142（）32水流断面积A,2MAQMAX/V0118/00717M2式中，为最大设计流量时的水平流速，取007。1V/MS1V/S3池总宽度B,MBA/17/2852H式中，为设计有效水深，取。2H2型号排出口径MM流量M3/H扬程M转速R/MIN功率KW效率重量KG550QW35007110350170079801107321004每个池子宽度B,M取N4，则BB/4213M，则宽深比B/106，符合要求12的要求2H5池长L,MLV/A142/1783M6每小时所需空气量Q,3/MHQDQMAX3600021183600845M3/H式中，D为每立方米污水所需空气量，取D02/污水。33M7沉沙室沉沙斗体积,OV3M设沉沙斗为沿池长方向的梯形断面渠道，沉沙斗体积为132OAVHL式中A沉沙斗上顶宽，M沉沙斗下底宽，M1沉沙室坡向沉沙斗的坡度为；沉沙斗侧壁与水平面的夹角；0155O8沉砂斗所需容积设T2D为清除沉砂的间隔时间355MAXM1610843210864TXQVX为城市污水沉砂量。一般用309每个沉砂斗容积（V0），设没一分格有两个沉砂斗V061/80810沉砂斗各部分尺寸设斗底宽A107M,斗壁与水平面的倾角为55O斗高，沉砂斗上口宽305HM312057125OHAMTGTV02222103517663511沉砂室高度H3,采用重力排砂，池底坡度为006，坡向砂斗/2285M2L0A052M2306LH12总高度（H）设超高H103MM82503213算最小流速（VMIN）在最小流速时，只用一格工作，（N11）VMINMIN1052/05/61QSSW计算草图44如下图44曝气式沉砂池454配水井厌氧池后污水进入配水井向氧化沟配水，氧化沟设配水井一座，同时回流污泥也经配水井向氧化沟分配。配水井尺寸3050M。配水井设分水钢闸门两座，选用SYZ型闸门规格为800MM，配手摇式启闭机两台（2T）。455氧化沟设计计算氧化沟设计参数碱度210MGL以CACO3计。设计温度15，最高温度25；泥得到稳定。为确保污泥稳定，采用的最小污泥龄为30D。选取MLSS4500MGL，并设定其75是挥发性的。即MLVSSMLSS075。好氧沟段溶解氧15MGL（平均）硝化所需氧46MGO2MGNH4N反硝化可得到氧26MGO2MGNO3N污泥产率系数Y050MGVSSMGBOD5衰减系数KD005D120时NO3N去除速率QDN200026KGNO3NKGMLVSSDK023D1KO13MGL剩余碱度100MGL保持PH72所需碱度714MG碱度MGNH4N氧化产出碱度30MG碱度MGNO3N还原硝化安全系数25反硝化温度校正系数；108曝气装置低速竖轴涡轮曝气器动力效率186KGO2KWH090098处理厂海平面高度340M计算1活性污泥动力学公式计算好氧沟段容积求出水中溶解性BOD5。VSSSSMLVSSMLSS075，为出水的SS含可降解有机物为2007515MG/L转化为BODU为15142213MG/L又BOD5BODU1EKT2131E02352131E115145MG/L出水中溶解性SEBOD520MG/L145MG/L55MG/L为了保证污泥稳定，选择泥龄为C30D，由公式1好氧区容积为326101MKXVSYQVCDEOC水力停留时间T1V1Q26101101600026D62H2算反硝化缺氧沟段容积反硝化需去除的硝酸盐NO3N氮量由于泥龄C30D，即可计算出生物污泥的产量PX329630510651PXMKSQYCDEO若生物污泥中约含124的用于细胞合成的那部分的总氮为0124687KG/D852KG/D，则总TKN中的用于部分的氮,63104TKN脱氮量NO3N30203664MG/LMLVSS075MLSS075X45003375MG/L反硝化速率由公式SDNRQDNTQDN20T20。已知设计温度T15；取城市污水的QDN2000375GNO3N/GMLVSSD；常数108,则SDNRQDN15QDN20T20002610815200037506810026GNO3N/GMLVSSD则缺氧区容积为，3274105026MXSNTVDR缺氧沟段水力停留时间T27410101600007318H3磷厌氧沟段容积计算按经验数据，厌氧沟段水力停留时间采用T31H。则厌氧沟段容积，V3QT31016001244233M34化沟沟型的计算氧化沟总容积VV1V2V3261017410423337744M3总水力停留时间TT1T2T3621819H氧化沟设计有效果水深为H15M。按水力最优断面构成，宽度为深度的一倍，即B2H02451000M。则每氧化沟平面面积为7549M253741VAII设计氧化沟有6条沟，每沟断面尺寸为BH110M5M每座氧化沟沟道总长M75049BALI其中弯道长度（5个小弯和1个大弯）为M150410251L直线段总长6972单沟道直线段长LIL2/M606/6101M，取LI101M氧化沟外形总长L507210121M总宽B61060M设计需氧量可按下式计算26693（KGO2/D）把实际需氧量折合成标准需氧量。按设定条件，09；098；查表得海平面20时的饱和溶解氧CS907MG/L；取温度校正系数1024；所需的溶解氧CL2MG/L；氧化沟溶解氧饱和度，按不利温度25及海拔120M考虑，则C82410132471013247824MG/L。代入下式1631（KGO2/H）当曝气机的动力效率为N032KG/KWH时，所需曝气机功率NSORN0169132528KW。选用功率180KW的氧化沟专用慢速曝气机4台，3用一备，满足要求。LAS曝气机规格见表42。表42LAS曝气机LSA50HP37777210021060325LSA60HP45945225022570350LSA75HP551155250025070370LSA100HP751575275027575375LSA125HP901935300030080400LSA150HP1102310350035090420LSA180HP13227703750375100475LSA220HP16033604000400110520LSA240HP18037904100410120550故选用型号为LSA240HP功率为180W的曝气机。5剩余污泥计算氧化沟生物净产量为X，则3056701120328035KGVSS/D335（KGVSS/H）氧化沟每日排出的污泥为W（KGVSS/H）58603FXW6计校核实际污泥负荷NS37451061VXQSRS010KGBOD5/KGVSSD符合005010的范围污泥龄C4037WR28,7D20D卡鲁塞尔式氧化沟的应用前景卡鲁塞尔式氧化沟是新一代氧化沟工艺的典型代表,这种氧化沟工艺结合了许多新的污水处理操作方式。通过对生产性氧化沟的调查研究表明,这种工艺处理效果十分稳定,满足和悬浮物浓度小于30MG/L的频率分别为92和96。而且，氧化沟排放的5BOD剩余污泥可满足EPA推荐的级污泥病原菌排放标准。其反硝化运行和硝化运行的时间比TDN/TN对调节该氧化沟脱氮效果起着重要的作用,是一个关键的运行参数,针对不同的污水水质,调节TDN/TN可达到比较好的氮去除效果。该氧化沟工艺能耗低,运行管理方便,是适合我国中小型城市使用的简便、高效的污水处理技术。456二沉池尺寸设计该沉淀池采用中心进水，周边出水的幅流式沉淀池，采用刮泥机。设计参数设计进水量Q80000M3/D表面负荷QB范围为1015M3/M2H，取Q12M3/M2H固体负荷QS200KG/M2D水力停留时间（沉淀时间）T25H出水堰负荷取值范围不大于30L/MS，取26L/MS设计计算（1）沉淀池面积按表面负荷算2784210BQQA（2）沉淀池直径取60MM16593D有效水深为H1QBT12253M4M（3）贮泥斗容积为了防止磷在池中发生厌氧释放，故贮泥时间采用TW2H，二沉池污泥区所需存泥容积RR1R20430540973M62103757524892RWXQRTV则污泥区高度为M92862AHW（4）二沉池总高度取二沉池缓冲层高度H304M，超高为H403M则池边总高度为HH1H2H3H4329040365M设池底坡度为I005，则池底坡度降为M805235IDBH则池中心总深度为HHH5650873M（5）校核堰负荷径深比符合（612）的要求MHD283760（6）辐流式二沉池计算草图如下45图45457消毒池与加氯间采用隔板式接触反应池设计参数设计流量Q80000M3/D927L/S（设一座）水力停留时间T05H30MIN设计投氯量为40MG/L平均水深H40M隔板间隔B35M设计计算（1）接触池容积VQT92710330601760M3表面积M240176HVA隔板数采用3个，则廊道总宽为B（31）3514M接触池长度431L长宽比MB095实际消毒池容积为VBLH1431491758M3池深取40343M03M为超高经校核均满足有效停留时间的要求（2）加氯量计算设计最大加氯量为MAX40MG/L,每日投氯量为MAXQ480000103320KG/D133KG/H选用贮氯量为160KG的液氯钢瓶，每日加氯量为2瓶,共贮用12瓶，每日加氯机两台，单台投氯量为78KG/H。配置注水泵两台，一用一备，要求注水量Q13M3/H,扬程不小于10MH2O（3）混合装置在接触消毒池第一格和第二格起端设置混合搅拌机2台（立式），混合搅拌机功率N0KWQTGN901053697061532420实际选用JWH3101机械混合搅拌机，浆板深度为15M,浆叶直径为031M,浆叶宽度09M，功率40KW解除消毒池设计为纵向板流反应池。在第一格每隔38M设纵向垂直折流板，在第二格每隔633M设垂直折流板，第三格不设458污泥泵房设计说明本工艺污泥主要集在初沉池和二沉池中，由于两池的污泥浓度不相同，结合本工艺的要求，在污泥进入污泥浓缩池之前首先用污泥泵将二池中的污泥送到集泥池中使其浓度相对均衡。设计计算1剩余污泥量为8035KGVSS/D选用200QW4501022型潜污泵2台2用1备生产厂家。2集泥池A容积按一台泵最大流量时6MIN的出流量计算,则集泥池的有效容积2167M0235VB面积有效水深H为3M,则集泥池面积M65371HVF234816VFMH集泥池长度L取3M,则宽度，取B2M8365LB集泥池平面尺寸M23集泥池底部保护水深为12M,则实际水深为42459污泥浓缩池采用两座幅流式圆形重力连续式污泥浓缩池，用带栅条的刮泥机刮泥，采用静压排泥，剩余污泥泵房将污泥送至浓缩池。设计参数进泥浓度10G/L污泥含水率P1990，每座污泥总流量Q8035KG/D8035M3/D设计浓缩后含水率P2960污泥固体负荷QS45KGSS/M2D污泥浓缩时间T13H贮泥时间T4H设计计算（1）浓缩池池体计算每座浓缩池所需表面积M21804596SWQQA浓缩池直径，采用N3三个辐流池取D9M748136/D水力负荷H/016D/805AQU232W有效水深H1UT018513242M取H125M取超高，缓冲层高度，浓缩池设机械刮泥，池底坡度，13M3HM01污泥斗下底直径,污泥斗上底直径。10D24D池底