日处理16万吨城市生活污水处理厂的初步设计-卡鲁塞尔式氧化沟

日处理16万吨城市生活污水处理厂的初步设计目录日处理16万吨城市生活污水处理厂的初步设计1目录1第一章设计概况311设计依据和设计原则3111原始依据3112设计原则412设计内容和要求413设计目的514设计任务5141工程规模5142进水水质5143出水要求5第二章工艺流程的确定621城市生活污水处理的现状和发展6211当前存在的问题6212今后的发展趋势722污水处理中生物方法的比较7221适合于中小型的污水处理厂的脱氮除磷工艺7222SBR工艺和氧化沟工艺的比较9223氧化沟较普通活性污泥法的优点10224氧化沟的选择1023工艺流程的确定13231工艺流程图13232格栅13233沉砂池14234氧化沟14235消毒14236污泥处理15第三章基本构筑物计算1631格栅16311设计说明16312设计计算1632提升泵房18321设计说明18222设计计算1833沉砂池19331设计说明19332设计计算1934氧化沟工艺设计21341设计说明21342设计计算21343卡鲁塞尔式氧化沟的应用前景2635二沉池2635设计说明2635设计计算2636消毒28361设计说明28362设计计算2937污泥泵房30371设计说明30372设计计算3038污泥浓缩池31381设计说明31382设计计算3139污泥消化系统32391设计说明32392设计计算32310贮泥池343101设计说明343102设计计算34311脱水机房353111设计说明353112设计计算35第四章污水处理厂总体布置3641污水厂厂址选择36411污水厂厂址选择应遵循下列各项原则3642污水厂平面布置原则36421处理单元构筑物的平面布置36422管、渠的平面布置37423辅助建筑物37424本设计污水处理厂的平面布置3743污水厂的高程布置38431污水厂高程的布置方法38第五章工程造价及成本分析3851工程造价3852成本分析381电费计算382药剂费用393年成本表39第六章劳动定员4061生产组织4062劳动定员4063人员培训4164劳动定员4165劳动定员和运行费用4166运行费用和成本41小结42参考文献43第一章设计概况11设计依据和设计原则111原始依据日处理16万吨城市生活污水处理厂初步设计（1）依据资料国家及地方有关环境保护法律法规和技术政策；污水水质水量情况通过分析确定；中华人民共和国给排水设计规范1997年版，给水排水设计手册（中国建筑工业出版社，200310）和环境工程手册水污染防治卷（张自杰主编，高等教育出版社，1996年）；同类污水工程实践经验。（2）城市概况JJ地处东径113O57116O53,北纬28O4730O06。全境东西长270公里,南北宽140公里,总面积18823平方公里,占江西省总面积的113,其中市区规划面积715平方公里,建成区面积48平方公里、JJ地势东西高,中部低,南部略高,向北倾斜,平均海拔32米市区海拔20米,修水九岭山海拨1794米,为JJ最高峰,星子县蛤蟆石附近的鄱阳湖底,海拔937米,为全市最低处全市山地占总面积的164,丘陵占445,湖泊占18,耕地36522万亩,俗称“六山二水分半田,半分道路和庄园“JJ地处中亚热带向北亚热带过渡区,年平均气温1617C年降雨量13001600毫米,其中40以上集中在第二季度年无霜期239266天,年平均雾日在16天以下112设计原则严格遵守国家及地方有关环保法律法规和技术政策；考虑综合给水排水系统，总体设计布局合理；贯彻经济性与可靠性并重的设计原则，在达到给定设计情况下，合理降低工程造价和运行费用，提高工程效益，同时最大限度地提高系统的可靠性；采用技术先进，运行可靠，操作管理简便的工艺，使先进性和可靠性有机地结合起来；在总体规划指导下，结合实际情况，尽量减少投资和占地；在工程设计中贯彻节能的原则，最大限度地降低污水的处理成本；最大限度地降低二次污染。12设计内容和要求（1）根据水量水质条件和设计资料，设计二级污水处理厂一座。建议该污水处理厂生物处理工艺采用氧化沟技术，处理水质达到96年国家污水综合排放二级标准。（2）完成一套完整的设计计算说明书。说明书应包括污水水量的计算；设计方案对比论证；污水、污泥处理工艺流程确定；污水、污泥处理单元构筑物的详细设计计算，并配相应的单线草图；厂区总平面布置说明；污水厂环境保护方案；污水处理工程建设的技术经济初步分析等。（3）完成以下初步设计图纸污水处理厂总平面布置图；污水、污泥处理系统高程布置图；主要构筑物（沉砂池、二沉池、污泥浓缩池）各1张；氧化沟的平面及剖面施工图；工艺流程图1张。总共图纸5张，其中计算机绘图至少1张。（4）按照学校要求完成毕业设计论文。13设计目的随着经济飞速发展，人民生活水平的提高，对生态环境的要求日益提高，要求越来越多的污水处理后达标排放。在全国乃至世界范围内，正在兴建及待建的污水厂也日益增多。有学者曾根据日处理污水量将污水处理厂分为大、中、小三种规模日处理量大于10万M3为大型处理厂，110M3万为中型污水处理厂，小于1万M3的为小型污水处理厂。近年来，大型污水处理厂建设数量相对减少，而中小型污水厂则越来越多。如何搞好中、小型污水处理厂，特别是小型污水厂，是近几年许多专家和工程技术人员比较关注的问题。通过城市中小型污水处理厂工艺的选择、设计，培养环境工程专业学生利用所学到的水污染控制理论，系统的掌握污水处理方案比较、优化，各主要构筑物结构设计与参数计算，主要设备造型包括格栅、提升泵、鼓风机、曝气器、污泥脱水机、砂水分离器、刮泥机、水下搅拌器、淹没式循环泵、加药设备、消毒设备等，以及平面布置和高程计算。然后根据所确定的工艺和计算结果，绘制污水处理厂总平面布置图，管线总平面布置图、工艺流程图及各主要构筑物图。14设计任务141工程规模城市污水包括生活污水和工业废水两部分。根据当地人口数量、工业发展情况及所产的污水量，工程规模定为。3120/MD142进水水质表11进水水质5BODCSS4NH19024023030TABLE11INFLUENTWATER143出水要求要求经过处理后，要求出水水质达到96年国家污水综合排放二级标准。表12出水水质（MG/L）5BODCSS4NH2050208TABLE11EFFLUENTWATER表1396年国家二级排放标准（MG/L）5BODCSS4NH301203025TABLE1396NATIONALEMISSIONSTANDARDSFORTWO第二章工艺流程的确定21城市生活污水处理的现状和发展世界任何国家的经济发展，都会推进社会进步、促进工农业生产能力得到提高，使人民生活得到进一步改善，但是也随之带来不同程度的环境污染。污水也是造成环境污染的来源之一。这个污染源的出现引起了世界各国政府的关注，治理水污染环境的课题被列入世界环保组织的工作日程。中国政府历来重视环保治理工作，敬爱的周恩来总理曾提出了“全面规划，合理布局，综合利用，化害为利，依靠群众，大家动手，保护环境，造福人民”32字方针，历届政府提出根治海河、三河三湖的治理的要求。由于各界政府的高度重视，我国的污水处理事业得到了长足的发展，但是我们要清醒的看到，我国工农业生产发展的步伐很快，特别是改革开放的20年乡镇企业的诞生使我国的企业结构发生了变化，有些企业在追求经济效益时忽视了社会、环境效益，若长此下去将带来环境受到严重污染的后患。为此当今环境污染的治理不能停留在各级政府的重视，而要深化到全民族每位公民环保意识的提高。我们不仅要达到经济发展了，生活水平提高了，还要做到经济与环境保护协调发展，生活的质量不断提高。为此我们要唤起民众为21世纪可持续发展目标的实现，为人类健康的生存，为子孙后代留下优质的环境而努力完成自己的责任。211当前存在的问题（1）污水处理厂建设资金的短缺；（2）污水处理厂运行经费不能到位；（3）进口设备的维修及设备备件的开发；（4）污水处理工艺选择有一阵风的现象，不结合本地区的实际情况选热门工艺；（5）污水处理后的再生水得不到充分的利用；（6）污泥没有真正达到无害化，没有最终处置的途径；（7）污水处理厂没有除臭装置。212今后的发展趋势（1）经济发展与污水处理事业协调发展；（2）扶植国内环保产业（污水处理行业）的发展；（3）多方筹资加速污水处理厂的建设，以最短的时间控制、治理已造成污染的水环境；（4）改变污水处理行业的运营机制，由事业型向企业经营型转变；（5）加强污水处理工艺选择参谋机制，为各地区污水处理厂建设的工艺审查把关；（6）政府应给予污水处理行业优惠的政策；（7）再生水回用；（8）污泥最终处置要向无害化、资源化方向迈进；（9）建设环保型的污水处理厂；（10）环保要从娃娃抓起，提高全民水的忧患意识。22污水处理中生物方法的比较221适合于中小型的污水处理厂的脱氮除磷工艺（1）概论按城市污水处理和污染防治技术政策要求推荐，20万T/D规模大型污水厂一般采用常规活性污泥法工艺，1020万T/D污水厂可以采用常规活性污泥法、氧化沟、SBR、AB法等工艺，小型污水厂还可以采用生物滤池、水解好氧法工艺等。对脱氮除磷有要求的城市，应采用二级强化处理，如A2/O工艺，A/O工艺，SBR及其改良工艺，氧化沟工艺，以及水解好氧工艺，生物滤池工艺等。由于该设计对脱氮除磷有要求故选取二级强化处理。可供选取的工艺A/O工艺，A2/O工艺，SBR及其改良工艺，氧化沟工艺。A/O工艺、A2/O工艺、各种氧化沟工艺、SBR工艺这些从活性污泥法派生出来的工艺都可以实现除碳、除氮、除磷三种流程的组合，都是比较实用的脱氮除磷工艺。在上述各种脱氮除磷工艺中，对中小污水厂来讲，比较有发展前途的工艺是SBR工艺、氧化沟工艺。因为这两种工艺一般都不设初沉池，SBR工艺和合建式氧化沟工艺也不需要二沉池和污泥回流设施，因此，水、泥处理流程大为简化，可以达到占地少、能耗低、投资省、运行管理方便的目的，符合当前污水处理工艺合建、简化发展的总趋势。采用延时曝气的SBR工艺和氧化沟工艺产生的剩余污泥已经基本达到好氧稳定，剩余污泥经过浓缩脱水后就可以直接应用于农田、填埋或者焚烧，不需要搞污泥消化，因此建设、运转的费用大为减少，这一点对中小城镇污水厂来说，是非常有吸引力的。（2）氧化沟工艺的特点、各种形式和适用条件严格地说，氧化沟不属于专门的生物脱氮除磷工艺。但是随着氧化沟技术的发展，它早已超出原先的实践范围，出现了一系列脱氮除磷技术与氧化沟技术相结合的污水处理工艺流程。按照运行方式，氧化沟可以分为连续工作式、交替工作式和半交替工作式。连续工作式氧化沟，如帕斯韦尔氧化沟、卡鲁塞尔氧化沟。奥贝尔氧化沟在我国应用比较多，这些氧化沟通过设置适当的缺氧段、厌氧段、好氧段都能取得较好的除磷脱氮效果。连续工作式氧化沟又可分为合建式和分建式。交替工作式氧化沟一般采用合建式，多采用转刷曝气，不设二沉池和污泥回流设施。交替工作式氧化沟又可分为单沟式、双沟式和三沟式，交替式氧化沟兼有连续式氧化沟和SBR工艺的一些特点，可以根据水量水质的变化调节转刷的开停，既可以节约能源，又可以实现最佳的除磷脱氮效果。氧化沟一般呈环形沟渠形式，平面多为椭圆型或圆形，总长为90600M，池壁多为钢筋混凝土结构，也可按土质情况挖成边坡为115以上的斜坡，以100MM素混凝土做护砌而成。通常用管渠从水面上进水，出水设可调堰。多采用转刷或曝叶轮曝气，沟深取决于曝气装置，一般为26M，水平流速为0305M/S，在水流的作用下保持活性污泥处于悬浮状态，整个氧化沟处在内源呼吸阶段，属于延时曝气法。氧化沟具有以下特点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。有些类型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平均处理水平可达到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、泥龄长和循环稀释水量大。D污泥量少、性质稳定。由于氧化沟泥龄长，一般为2030D。污泥在沟内已好氧稳定，所以污泥产量较少，污泥不经消化也容易脱水，故污泥处理费用较低。E可以除磷脱氮。可以通过氧化沟中曝气机的开关，创造好氧、缺氧环境达到除磷脱氮目的，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。F基建投资省、运行费用低。和传统活性污泥法工艺相比，在去除BOD、去除BOD和NH3N及去除BOD和脱氮三种情况下，基建费用和运行费用都有较大降低，特别是在去除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节省更多。G处理厂与其他工艺相比，臭味较小。同时只需要最低限度的机械设备，增加了污水处理厂正常运转的安全性。H构造形式和曝气设备多样化，曝气强度可以调节，并具有推流式流态的某些特征。222SBR工艺和氧化沟工艺的比较如前所述，SBR工艺和氧化沟工艺都比较适合于中小型污水厂，如果设计管理的好，都可以取得比较好的除磷脱氮效果。但是这两种工艺又各有优缺点，分别适用于不同的情况。（1）SBR工艺由于采用合建式，不需要设置二沉池，同时由于采用微孔曝气，可以采用的水深一般为46M，比一般氧化沟的水深34M要深，因此在同样的负荷条件下，SBR工艺的占地面积小，如果污水处理厂所在地的征地费用比较高，对SBR工艺有利。（2）SBR工艺中一个周期的沉淀时间是由活性污泥界面的沉速、MLSS浓度、水温等因素确定的，浑水时间是由滗水器的长度、上清液的滗除速率等因素决定的，对于一个固定的反应系统，沉淀时间和滗水时间的和基本上是固定的，一般都不应小于2小时，因此，每个周期的时间短，反应时间所占的比例就低，反应池的体积利用系数降低。对于对污泥稳定要求不高的污水厂，选择SBR工艺不利。合建式氧化沟工艺也有这个缺点。（3）SBR工艺和交替式氧化沟需要频繁地开停进水阀门，曝气设备，滗水器等，因此，对自控设备的要求比较高。目前，某些国产设备的质量尚不过关，如果考虑进口，自控系统所占的投资比例将增加，而且将增大维修费用。（4）在寒冷的气候条件下，因为表面曝气器会造成表面冷却或者结冰，降低污水的温度，而污水的温度降低，对生化反应尤其是硝化反应的影响较大，所以，在寒冷地区，采用氧化沟工艺，需要采取一些特殊措施，如将氧化沟加盖，而这些措施都使氧化沟工艺在和其它工艺竞争中，处于不利的地位。（5）在一些水量非常小的小城镇，夜间几乎没有污水产生，这时候SBR工艺和交替式氧化沟工艺有优越性，曝气设备可以白天运转，夜间停止运行。223氧化沟较普通活性污泥法的优点与普通活性污泥法相比，氧化沟具有以下特征（1）化沟在流态上介于推流式和完全混合式之间，局部流态为推流式，整体处在完全混合状态，同时具有这两种混合方式的某些特点。（2）力停留时间和污泥龄较长，悬浮有机物和溶解有机物可同时得到较彻底的降解，产泥量少，剩余污泥已得到高度稳定，不需设置初沉池，污泥不需进行厌氧消化。（3）与二沉池合建为一体的氧化沟以及交替运行的氧化沟可以不设二沉池，处理流程更加简单。（4）因省去了初沉池、消化池，有时还可省去二沉池和污泥回流设施，污水处理厂总占地面积不仅没有增加，反而有所减少。（5）具有推流式流态的特征，溶解氧沿池长方向形成浓度梯度，产生好氧、缺氧和厌氧条件，通过系统合理设计与控制可以取得很好的脱氮除磷效果。（6）污水在氧化沟中停留时间较长，一般在2448H之间，而污水一个循环流动的时间只有420MIN,整个系统的流态呈完全混合式，具有抗冲击负荷能力强的特点。224氧化沟的选择（1）目前应用较为广泛的氧化沟类型包括帕斯维尔（PASVEER）氧化沟、卡鲁塞尔（CARROUSEL）氧化沟、奥贝尔（ORBAL）氧化沟、T型氧化沟（三沟式氧化沟）、DE型氧化沟和一体化氧化沟。这些氧化沟由于在结构和运行上存在差异，因此各具特点。在污水脱氮除磷的工艺设计中必须具备厌氧、缺氧、好氧3个基本条件，但是在实施过程中由于所需的处理构筑物多、污泥回流量大，从而造成投资大、能耗多、运行管理复杂。而三沟式氧化沟是将曝气与沉淀工序于同一构筑物内，是一个AO（兼氧好氧）活性污泥系统，可以完成有机物的降解和硝化、反硝化过程，能取得良好的去除效果和脱氮除磷效果。同时该工艺系统依靠5BOD三池工作状态的转换，可以免除污泥回流和混合液回流，处理效果稳定且运行费用大大降低。三沟式氧化沟由于具有出水水质好，处理流程简单，省去而沉池，运行管理方便，基建费用低，占地少等优点，已经得到了广泛的应用。所以这里我们也将选择三沟式氧化沟作为生物处理工艺。（2）各种氧化沟比较交替工作式氧化沟交替工作式氧化沟是由丹麦KRUGER公司开发创建。根据运行方式和沟的数量分为单沟（A型）、双沟（D型）和三沟（T型）三种形式。其中双沟在原D型的基础上开发出了VR型氧化沟。这一类氧化沟主要是为了去除BOD，如果要同时除磷脱氮，对于单沟和双沟就要在氧化沟前后分别设置厌氧池和沉淀池，即成为AE型或DE型氧化沟。而三沟式氧化沟除磷脱氮可在同一反应器中完成。交替工作式氧化沟系统没有单独设置反硝化区，通过在运行过程中设置停曝期来进行反硝化，从而获得较高的氮去除率。单沟交替工作氧化沟由于不能保证连续进水，只能间歇运行，故已经很少采用。双沟交替工作氧化沟VR型是将曝气沟渠分为A、B两部分，其间有单向活扳门相连。利用定时改变曝气转刷的旋转方向，以改变沟渠中的水流方向，使A、B两部分交替地作为曝气区和沉淀区。D型氧化沟由容积相同的A、B两池组成，串联运行，交替地作为曝气池和沉淀池，一般以8H为一个运行周期。该系统出水水质好，污泥稳定，不需设污泥回流装置，但是最大的缺点是曝气设施利用率仅为375。三沟式氧化沟（T型）是由3个相同的氧化沟组建在一起作为一个单元运行。3个氧化沟之间双双连通，两侧氧化沟可起曝气和沉淀双重作用，中间氧化沟一直为曝气池，原污水交替地进入两侧氧化沟，处理水则相应地从作为沉淀池的两侧氧化沟中流出，这样提高了曝气设备的利用率（可达58），另外也有利于生物脱氮。三沟式氧化沟基本运行方式大体分为6个阶段，工作周期为8H。通过控制系统自动控制进、出水方向，溢流堰的升降以及曝气设备的开动和停止。三沟式氧化沟运行方式可根据不同的入流水质及出水要求而改变，所以系统运行灵活，操作较方便，但由于无专门的厌氧区，因此，生物除磷效果差，而且由于交替运行，总的容积利用率低，设备总数量多，利用率低。同时要求自动控制程度高。ORBAL奥贝尔氧化沟，即“0、1、2”工艺，由内到外分别形成厌氧、缺氧、和好氧三个区域，采用转碟曝气。典型的奥贝尔氧化沟有三个同心沟，而外沟约占总容积的50。由沉砂池来的污水进入外沟在其中以厌氧状态运行，促进同时硝化和反硝化过程。由于从内沟好氧区到中沟缺氧区之间没有回流设施，所以总的脱氮效率较差。在厌氧区采用表面搅拌设备，不可避免的带入相当数量的溶解氧，使得除磷效率较差。CARROUSEL卡鲁塞尔氧化沟由图21可见，CARROUSEL氧化沟是一个多沟串联的系统，进水与活性污泥混合后在沟内做不停的循环运动，污水和回流污泥在第一个曝气区中混合该氧化沟使用定向控制的曝气和搅动装置，向混合液传递水平速度，从而使被搅动的混合液在氧化沟闭合渠道内循环流动。因此氧化沟具有特殊的水力学流态，既有完全混合式反应器的特点，又有推流式反应器的特点，沟内存在明显的溶解氧浓度梯度。氧化沟断面为矩形或梯形，平面形状多为椭圆形。氧化沟曝气混合设备有表面曝气机、曝气转刷或转盘、射流曝气器、导管式曝气器和提升管式曝气机等，近年来配合使用的还有水下推动器。该氧化沟表面曝气机单机功率大，其水深可以达到5米以上，使氧化沟占地面积减小，土建费用降低。同时，具有极强的混合搅拌和耐冲击负荷能力。可以停止某些曝气器的运行，或者切换较低的转速，在保证水流搅拌混合循环流动的前提下，节约能量消耗。图21CARROUSEL2000系统平面结构图FIGURE21CARROUSEL2000SYSTEMPLANARSTRUCTURE23工艺流程的确定231工艺流程图本工艺先用中格栅去除污水中大颗粒杂物，然后通过提升泵房把水送至沉沙池中。采用的是平流式沉砂池，以减少后继处理的污泥负荷。生物处理采用卡鲁塞尔氧化沟，去除水中的有机物和氨氮。二沉池采用辐流式沉淀池，除水效果好。污泥部分回流，而另一部分则通过污泥浓缩池、消化池、污泥脱水然后外运。图22工艺流程回流污泥污泥井接触沉淀消毒池辐流式沉淀池氧化沟沉砂池提升泵房格栅原水排放粗渣外运污泥浓缩池污泥脱水机外运污泥消化池FIGURE22PROCESSMAP232格栅本污水处理厂设置的是粗格栅。格栅的主要作用是将污水中的大块污物拦截，以免其对后续处理单元的机泵或工艺管线造成损害。格栅按栅条的种类可分为直棒式栅条格栅、弧形格栅、辐射式格栅、转筒式格栅和活动栅条式格栅。由于直棒式格栅运行可靠，布局简洁，易于安装维护，本工艺选用直棒式格栅。格栅与水泵房的设置方式粗格栅泵房。进水粗格栅是污水处理厂第一道预处理设施，可去除大尺寸的漂浮物或悬浮物，以保护进水泵的正常运转，并尽量去掉那些不利于后续处理过程的杂物。拟用回转式固液分离机。回转式固液分离机运转效果好，该设备由动力装置，机架，清洗机构及电控箱组成，动力装置采用悬挂式涡轮减速机，结构紧凑，调整维修方便，适用于市政污水处理厂污水预处理。233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。同时，还对污水起预曝气作用。近年来日益广泛使用的旋流式沉砂池是利用机械力控制流态，加速砂粒的沉淀，有机物则被留在污水中，具有沉砂效果好、占地省的优点。但是为了保证除磷效果，一般不采用曝气沉砂池。本设计内容采用的就是曝气沉砂池。234氧化沟主要比较已经在前面叙述，采用卡鲁塞尔式氧化沟。235消毒先针对现行水处理厂中几种主要的消毒技术进行一下比较（1）液氯优点效果可靠、投配设备简单、投量准确、价格便宜缺点氯化形成的余氯及某些含氯化合物低浓度时对水生物有毒害，当污水含工业废水比例大时，氯化可能生成致癌物质适用条件适用于大、中规模的污水处理厂（2）漂白粉优点投加设备简单，价格便宜缺点同液氯缺点外，尚有投量不准确，溶解调制不便，劳动强度大适用条件适用于消毒要求不高或间断投加的小型污水处理厂（3）臭氧优点消毒效率高，并能有效地降解污水中残留的有机物、色、味等，污水PH、温度对消毒效果影响很小，不产生难处理的或生物及类型残余物缺点投资大、成本高，设备管理复杂适用条件适用于出水水质较好，排入水体卫生条件要求高的污水处理厂（4）次氯酸钠优点用海水或一定浓度的盐水，由处理厂就地自制电解产生消毒剂，也可买商品次氯酸钠缺点需要有专用次氯酸钠电解设备和投配设备适用条件适用于边远地区，购液氯等消毒剂困难的小型污水处理厂（5）氯片优点设备简单，管理方便，只需定时清理消毒器内残渣及补充氯片，基建费用低缺点要用特制氯片及专用消毒器，消毒水量小适用条件适用于医院、生物制品所等小型污水处理站（6）紫外线优点是紫外线照射与氯化共同作用的物理化学方法，消毒效率高缺点紫外线照射灯具货源不足，技术数据较少适用条件适用于小型污水处理厂根据本设计污水处理厂的实际情况，采用液氯消毒比较合适。因为液氯对水中细菌、病毒具有较强的灭活能力。基建费用、运行费用较低，液氯消毒应用于污水处理工程中比较合适。236污泥处理（1）污泥的处理要求污泥生物处理过程中将产生大量的生物污泥，有机物含量较高且不稳定，易腐化，并含有寄生虫卵，若不妥善处理和处置，将造成二次污染。污泥处理要求如下A减少有机物，使污泥稳定化；B减少污泥体积，降低污泥后续处置费用；C减少污泥中有毒物质；D利用污泥中有用物质，化害为利；E因选用生物脱氮除磷工艺，故应避免磷的二次污染。2污泥处理的工艺流程一般有以下几种A生污泥浓缩消化机械脱水最终处置B生污泥浓缩机械脱水最终处置C生污泥浓缩消化机械脱水干燥焚烧最终处置D生污泥浓缩自然干化堆肥农田由于该工艺选用氧化沟工艺污泥量较少，稳定，但污水中重金属含量较多，不易采用农田处置方式，干燥焚烧方式没有必要。浓缩后的污泥需要经污泥泵送至设有搅拌器的均质池，以获得均匀的污泥浓度，确保污泥脱水能正常进行。因此综合比较各处理工艺，选用的工艺确定为生污泥浓缩池均质池机械脱水最终处置。第三章基本构筑物计算31格栅311设计说明格栅的主要作用是将污水中的大块污染物拦截,以免其对后续处理单元的机泵或工艺管线造成损害泵前设置粗格栅的作用是保护水泵,而明渠格栅的作用是保证后续处理系统的正常工作目前普遍的做法是将泵前的格栅均做成明渠栅312设计计算主要设计参数设计流量日均污水量Q16万M3/D总变化系数KZ为12,则设计流量QMAX192万M3/D222M3/S栅条宽度S10MM栅条间隙宽度B20MM过栅流速V09M/S栅前渠道流速055M/S栅前渠道水深H12M格栅倾角A600数量N4座栅渣量格栅间隙为20MM栅渣量W1按1000M3污水产渣006M31栅条的间隙数过栅流量Q1QMAX/4433920/56/MDS栅条间隙数N个SINSIN2419OBHV考虑格栅倾角的经验系数SIN2栅槽宽度B021SB02024024091M3进水渠道渐宽部分的长度设进水渠宽B1062M,其渐宽部分展开角度20O（进水渠道内的流速为1077M/S）4栅槽与进水渠道连接处渐窄部分长度12042LM5通过格栅的水头损失设栅条断面为锐边矩形断面2420194M4/321BSVHKG取H1为01MK系数，格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数。一般采用3G重力加速度（M/S2）取0646栅后槽总高度设栅前渠道超高H203MHHH1H212020317M7栅槽总长度L11205HLTG0402051026OT28MH1栅前渠道深（M）8每日栅渣量96M3/D02M3/DAX186408640261ZQWWK宜采用机械清渣格栅的选择，宜选用NC800型机械格栅，数量为4座。选择NC800型旋转式格栅除污机4台。生产厂家上海南方环保设备有限公司。110962042OLTGT32提升泵房321设计说明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60OC222设计计算1设计流量为192万M3/D即为8000M3/H选用6台潜污泵5用1备则单台流量MAX18016/5QH选用350QW25007110型潜污泵详细参数见下表表31潜污泵参数表TABLE31SUBMERSIBLESEWAGEPUMPPARAMETERSLIST3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3M则面积24F集水池长度L20M则宽度取5M4389FBML集水池平面尺寸5LM保护水深为12M实际水深为42M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KG550QW350071103501700798011073210033沉砂池331设计说明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332设计计算（1）池子总有效容积V，M3MAX60VQT式中QMAX最大设计流量，22；3/SMAXQ3/MST最大设计流量时的流行时间，MIN，取T2MIN。则V22260198（）3（2）水流断面积A,2MAX10AV式中，为最大设计流量时的水平流速，取01。/MS1V/S（3）池总宽度B,M20ABH式中，为设计有效水深，取。2HM（4）每个池子宽度B,M取N4，则，则宽深比，符合要求54BB2514,2BH（5）池长L,M98VLMA（6）每小时所需空气量Q,3/MH3MAX30260154/QDQ式中，D为每立方米污水所需空气量，取D02/污水。3（7）沉沙室沉沙斗体积,OV3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；0155O5沉砂斗所需容积设T2D为清除沉砂的间隔时间V3MAX6684013028425ZQXTMKX为城市污水沉砂量。一般用306每个沉砂斗容积（V0），设没一分格有两个沉砂斗V0342567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305HM312057125OOHAMTGTV0222210351766A358沉砂室高度H3,采用重力排砂，池底坡度为006，坡向砂斗32063506251LM9池总高度（H）设超高H103M10验算最小流速（VMIN）在最小流速时，只用一格工作，（N11）VMINMIN1052/05/61QMSSW23947534氧化沟工艺设计341设计说明本设计采用卡鲁塞尔氧化沟工艺342设计计算（1）去除5BOD氧化沟出水溶解性浓度S。为了保证沉淀池出水浓度55BOD，必须控制氧化沟出水所含溶解性浓度，因为沉淀池出水20/ESMGL52S中的VSS也是构成浓度的一个组成部分。51ES为沉淀池出水中的VSS所构成的浓度1S5BOD02342/19/VTSMGL03596/MGL氧区容积V。好氧区容积计算用动力学计算方法好氧区的水力停留时间T1178409892VTDHQ剩余污泥量X11059206433927586/EDYSXQKCKG去除每1KG产生的干污泥量5BODOEXQS16723890554/SKGDBO（2）脱氮需氧化的氨氮量。氧化沟产生的剩余污泥中含氮率为1241N则用于生物合成的总氮量为301320106478053CDYSK0124104725/9DOYSKCNMGL脱氮量38R碱度平衡。一般认为，剩余碱度达到MG/L（以CACO3计），即可保持,生物反应能够正常进行。每氧化MGNH3N需要消耗714MG碱度72PH每氧化1MG产生01MG碱度；每还原1MGNO3N产生357MG碱度。5BOD剩余碱度SALK1原水碱度硝化消耗碱度反硝化产生碱度氧化产生碱度51807141727535717275011901373（MG/L）此值可保持，硝化和反硝化反应能够正常进行72PH脱氮所需要的容积V脱氮率202018TDNTQ度时10T33516/KGNOKGMLVS还原的脱氮所用容积MAX2975402RDNVQNMX脱氮水力停留时间2740368319VTH3氧化沟总容积V以及停留时间T31261524M54390THQ污泥负荷率5120908/85436OSNKGBODMLVSDXV，满足要求。54需氧量实际需氧量AORAOR去除BOD5需氧量剩余污泥中BOD5氧当量去除NH3N耗氧量剩余污泥中NH3N的耗氧量脱氮产氧量A去除BOD需氧量D14105291090641254368ODAQSBV剩余污泥中BOD的需氧量D2（用于生物合成的那部分BOD需氧量）（KG/D）21273589106DXC去除NH3N需氧量D3每1KGNH3N硝化需要消耗46KGO2346419430/1010TNKGD余QD剩余污泥中NH3N耗氧量D44162758413/DXKGD余E脱氮产氧率D5每还原1KGN2产生286KGO2D5286脱氮量28617275192000/10009486（KG/D）总需氧量12345AORD69548061930479867考虑安全系数14，则AOR146493057909028（KG/D）去除每1KGBOD5的需氧量0AORQS928164155/KGBD标准状态下需氧量SOR1204STSTAORCS20987853514T1470/KGD20度时氧的饱和度取917MG/L2SCT25度25度时氧的饱和度取838MG/LSC溶解氧的浓度取2MG/L修正系数取0955510291033所在地区实际气压修正系数取095去除每1KGBOD的标准需氧量OESORQ14709265/KGBD（5）氧化沟的尺寸设氧化沟8座氧化沟分4组，则单座氧化沟容积为，即V3123690548VM氧化沟水深取H5M,超高1M氧化沟深度H516M中间分隔墙厚度为025M则每组氧化沟平面面积为219054389AH单沟道宽度B12M弯道部分的面积2210533102514689273154AM直线段部分面积2189A单沟直线段长度取L56M65344LM（1）进水管和出水管污泥回流比R100进出水管流量33MAX119208/056/6QRDS管道流速V10M/S则管道过水断面205AV管径，取085M850MM4684D校核管道流速2609871/05QMS（7）出水堰以及出水竖井初步估算因此按薄壁堰来计算/6H出水堰32186QBH式中B堰宽；H堰上水头高取02M。1332205648BM为了便于设备选型B取34M,校核堰上水头H2213305619760864QH出水竖井。考虑可调堰安装要求堰两边各留03M的操作距离出水竖井长00LBM出水竖井宽B14M满足安装要求则出水竖井平面尺寸为41B氧化沟出水孔尺寸为305BH（7）曝气设备选择单座氧化沟需氧量22147018/763/SORKGODKGHN每座氧化沟设两台卡鲁塞尔专用曝气机去氧能力为32KG/KWH则所需电机功率为取N120KW56312NW表面曝气机叶轮直径D4000MM343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。5BOD而且，氧化沟排放的剩余污泥可满足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。35二沉池35设计说明二沉池选用圆形的向心流辐流式沉淀池,即周边进水周边出水方式。因其可设计的个数较少,运行管理较简单向心流辐流式沉淀池在一定程度上也克服了普通辐流式沉淀池中心进水流速较大对池底污泥干扰等缺点，容积利用率大大提高较普通辐流式沉淀效率更高35设计计算在采用了氧化沟法后,沉淀时间取T20H,表面负荷2315/QMH则有效水深设计池数N为8座3HQTM1沉淀部分水面面积2MAX126046785QFN2池子直径取D30M42913DM3较核堰口负荷Q029543/36QQLSMD式中Q0单池最大设计流量4较核固体负荷G20241241502815/6RXKGDF140G1512160符合要求式中R污泥回流比，取50X混合液悬浮物固体浓度，2800MG/L5沉清区高度H2（有效水深）023QTHQMF6污泥区高度H2，设污泥停留时间为2H21154281448967RTRQXF7池边水深H2230M8污泥斗高H4设污泥斗底直径D210M,上口直径D120M斗壁与水平夹角60O则214TAN605TAN6087HM8池总高H二沉池泥采用全桥式刮泥机，池底坡度取001，排泥设备中心立柱的直径为18M池中心与池边落差，取超高302104HM103HM故池总高23548765HH9流入槽设计采用环行平底槽，等距设布水孔，孔径50MM,并加100MM长短管。流入槽。设流入槽宽B08M槽中流速V08M槽中水深101506368OQRHMVB布水孔数N布水孔平均流速2NMTG式中配水孔平均流速，0308M/S；NVT导流絮泥区平均停留时间，S，池周有效水深为24M时，取360720S污水的运动黏度，与水温有关。导流絮泥区平均速度梯度，一般可取1030。MG1S取T650S,20,水温20时，106，故1SOC2/MS62650074NVT布水孔数21583ONQRVS个孔距L08342DBMN较核MG21/21MVGT式中配水孔平均流速，0308M/S；1导流絮泥区平均向下流速，M/S，；2V2QVF导流絮泥区环形面积，。F2M设导流絮泥区的宽度与配水槽同宽，则2110504/360368OQRSDB在1030之间，合格。222/1/67495MVGSTMG设备选择ZBGN30Q全桥式刮泥机，生产厂家南京蓝深环境工程设备公司36消毒361设计说明消毒的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各种化学药剂进行消毒。本实验采用紫外线消毒法。紫外线通过改变细菌、病毒和其他微生物细胞的遗传物质（DNA），使其不再繁殖而达到对水和废水进行消毒的目的。紫外线消毒具有广普性，符合现在社会的环境保护的要求，因不需要运输、使用、储藏有毒或危险化学药剂，且占地面积小，运行成本较氯低等优点而越来越受到青睐。362设计计算紫外线消毒设备采用浸水式，其紫外线利用率高，杀菌效能好。1峰值流量370125870/QMD峰（2灯管数初步选用UV4000PLUS紫外线设备，每3800需25根灯管，3/故2546380N平根7峰根拟选用6根灯管为一模块。则模块数N96根根3消毒渠设计按设备要求渠道深度为129CM，设渠中水流速度为03M/S。渠道过水断面积2MAX8750383246QAMV渠道宽度19BH若灯管间距为889CM，模块宽为B88965334M则块2649053BB故选用UV4000PLUS系统，两个UV组，每个UV组模块渠道长度每个模块长度为246M，两个灯组间距10M，渠道出水设堰板调节。调节堰与灯组间距15M，则渠道总长L为2461035942M复核辐射时间符合要求03TS紫外线消毒渠道布置如下图所示。图31紫外线消毒渠溢流堰出水管进水管灯组FIGURE31UVDISINFECTIONCHANNELSLAYOUT37污泥泵房371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。372设计计算1剩余污泥量选用200QW4501022型潜污33167289/68/WQMDH泵3台2用1备生产厂家上海申宝泵业有限公司。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3698420VB面积有效水深H为3M,则集泥池面积234816VFMH集泥池长度L取5M,则宽度，取B25M1625BL集泥池平面尺寸52M集泥池底部保护水深为12M,则实际水深为42M38污泥浓缩池381设计说明污泥主要有初沉池和二沉池组成，初沉池和A2/O氧化池及二沉池的污泥首先将进入污泥集泥池，然后通过污泥泵输送到污泥浓缩池进行处理。对于大中型污水处理厂,采用重力浓缩。因其相对具有贮泥能力强，动力消耗小，操作简单的优点，故本设计采用辐流连续式重力浓缩池。382设计计算1设计污泥浓度总的污泥量为3167238905/10XQMDP污泥浓缩前含水率992，浓缩后含水率6，P2P（混合污泥密度按计算）3/KGM浓缩前污泥浓度33109108/CPKG2浓缩池面积根据设计参数表,取污泥固体通量M，有260MG/D2095876QCAM3浓缩池直径D设计采用N4个圆形辐流池。单池面积214浓缩池直径,取D10M。1698AM4浓缩池深度H浓缩池工作部分的有效水深2058247QTH式中T为浓缩时间，H,取T20H。取超高，缓冲层高度，浓缩池设机械刮泥，池底坡度，103HM3M01污泥斗下底直径,污泥斗上底直径。1D24D池底坡度造成的深度2408H污泥斗高度215TAN6有效水深，符合规定。123531HM则总高度40824H5浓缩后污泥体积污泥浓缩前含水率浓缩后含水率19P296P每天产生污泥体积3125418QV浓缩设备选择采用NG型浓缩池刮泥机生产厂唐山清源环保机械公司39污泥消化系统391设计说明在城市污水处理厂一级处理阶段产生的初沉池污泥和生物处理阶段产生的剩余污泥中仍含有大量有机物。若不进行稳定处理将会对环境造成二次污染。高浓度的有机污泥通过厌氧或好氧消化,污泥中的挥发性固体变成稳定的腐殖质,同时减少污泥体积,改善污泥性状,控制致病微生物,为污泥的后续处理做好准备。392设计计算设计参数污泥量Q418M3/D污泥投配率5停留时间20D消化温度计算温度为35OC35OC新鲜污泥年平均温度173OC全年平均气温116OC冬季室外计算气温,采用历年平均每年不保证5D的日平均温度9OC消化池各部分传热系数池盖池壁在地面以上部分2108/KWMK2207/KWMK1有效容积（按污泥龄计算）采用座消化346VQT池,则单池容积3029542消化池尺寸采用圆柱形消化池,柱体部分直径D取M,集气罩直径D1取3M,池底下锥底直径D2取3M集气罩高度H1取M,上锥体高度H2取M,消化池柱体高度H3取1MD/2,下锥体高度H4取M,则消化池总高度12452HM3消化池容积A集气罩容积231314DVHB弓形部分容积22324355924HDMC圆柱部分容积233187VHD下锥体部分容积22223241145157133DVHM则消化池有效容积330345871625809M4消化池表面积集气罩表面积221134132594FDHM池顶表面积22598D池盖总表面积21M消化池全部在地面以上,则池壁表面积233142594FH池底表面积F4DL其中22431DLM则22451