水控课程设计

贵州大学本科毕业设计（论文） 第 1 页 摘要现拟建一处理规模为 12500m3/d的某城市污水处理厂，设计出水水质执行城镇污水处理厂污染物排放标准GB18918-2002 一级 B标准。本设计采用周期循环曝气活性污泥法（CASS）工艺，此工艺具有投资省，处理效果好，运行管理方便等优点，适用于中小型污水处理厂使用。本设计包含污水处理工艺流程的确定，工艺流程中各单体的计算，施工图纸的绘制等。本污水处理厂的建设将有效改善受纳水体水质，促进环境与经济的的可持续发展。关键字 ：污水处理厂，CASS 工艺，设计第一章：污水处理工艺的选择1.1 基本资料污水厂选址区域海拔标高在 54m左右。厂区征地面积为东西长 206m，南北长 146m。风向：多年主导风向为东南风；水文：降水量多年平均为每年 2370mm；蒸发量多年平均为每年 1800mm；地下水水位，地面下 67m。年平均水温：20此 次 设 计 任 务 书 上 要求按照GB 189182002 一级 B标准要求水质出水。项目 COD（mg/L） BOD（mg/L） NH3-N（mg/L） TP（mg/L） SS（mg/L）进水水质 400 250 60 5 300出水水质 60 20 8 1 20去除率 0.85 0.92 0.87 0.80 0.93 贵州大学本科毕业设计（论文） 第 2 页 1.3 CASS 工艺CASS 工艺一次性投资较少，占地面积较小，运行灵活，抗冲击能力强，可实现不同的处理目标，不易发生污泥膨，剩余污泥量小，性质稳定，查阅工程实例，适用于要求流量的污水处理厂运行。因此我选择了 CASS 工艺.1.3.1 工艺原理：CASS(cyclic activated sludge system)工艺是间歇式污泥法 SBR的一种变革，是近年来国际公认的生活污水及工业废水处理的先进工艺。1978 年，Goronszy 教授利用活性污泥底物积累再生理论，根据底物去除与污泥负荷的实验结果以及活性污泥活性组成和污泥呼吸速率之间的关系，将生物选择器与 SBR工艺有机结合，成功地开发出 CASS工艺。 CASS工艺是将序批式活性污泥法(SBR)的反直池沿长度方向分为两部分，前部为生物选择区也称预反应区，后部为主反应区+在主反应区后部安装了可升降的滗水装置，实现了连续进水间歇排水的周期循环运行，集曝气 沉淀、排水于一体。进水沉砂池 CASS 池回流污泥转盘转盘剩余污泥图 1.3 CASS 工艺流程图格栅1.3.2 工艺优点：1、在反应器人口处设一生物选择器，并进行污泥回流，保证了活性污泥不断在选择器中经历高絮体复合阶段，从而有利于系统中絮凝性细菌的生长并提高污泥活性，使其快速地去除废水中溶解基质，进一步有效地抑制丝状菌的繁殖和增长。CASS系统的运行不取决于水处理厂的进水情况，可以在任意进水率且反应器完全混合的情况下运行不发生污泥膨胀。2、具有良好的污泥沉淀性能。生物转盘贵州大学本科毕业设计（论文） 第 3 页 3、可变容积的运行提高了对水质、水量变化的适应性，操作运行的灵活性。4、具有良好的脱氮除磷性能5、工艺流程简单，土建投资低，无需设置初沉池、二沉池以及规模较大的回流污泥泵站。第二章 设计计算2.1 城市污水水量的确定处理规模：1.5 万 t /d总变化系数：1.072QKz式中 Kz 总变化系数Q平均日平均时污水流量（L/s）已知：Q = 1.5 万 t/d = 173.61L/s 1.5373.61210zK最大时流量（最大设计流量）：m3/h25.964/0maxQKzQ平均日流量（m 3/d） 用以表示污水处理厂的公称规模。主要表示处理总水量；计算污水处理厂的年抽升电耗和耗药量；产生并处理的污泥总量设计最大流量(m 3/d)污水处理厂进厂水管的设计。当污水处理厂的进水用水泵抽升时，则用组合水泵的工作流量作为设计最大流量，但应与设计流量相吻合。污水处理厂的各处理构筑物以及厂内连接各处理构筑物的灌渠，都应满足设计最大流量的要求降雨时的设计流量（m 3/d）包括旱天流量和截流流量 N倍的初期雨水流量，用来校核初沉池以前的处理构筑物和设备贵州大学本科毕业设计（论文） 第 4 页 考虑到最大流量的持续时间较短，当曝气池的设计反应时间在 6h以上时，可采用时平均流量当作曝气池的设计流量当污水处理厂分期建设时，以相应的各期流量为设计流量通常情况下，污水处理厂的使用规模指平均日流量，设计规模指最大流量。对分流制系统要考虑雨水渗入，一般可达 2530%。2.2 细格栅设计计算2.2.1 设计说明功能：格栅拦截雨水、生活污水、工业废水中较大的漂浮物以及杂质，起到净化水质、保护水泵的作用，也有利于后续处理和排放。格栅由一组或多组平行的栅条组成，斜置于进站雨、污水流经的渠道或集水池的入口处，并设置格栅间，减少对周边环境的影响和污染。格栅本身所受的水流阻力并不大，大概只有几厘米，阻力主要产生于筛除的污物堵塞栅条，一般当格栅的水力损失达到 1015cm 时就应该进行清渣了。根据格栅的清渣方式和结构形式的不同，可分为人工格栅和机械格栅两大类，机械格栅又可分为回转式、旋转式、齿耙式机械格栅等多种形式。现新建的城镇排水泵站，基本上均使用机械格栅清污机，到达减轻人工提高除污效率的目的。2.2.2 栅条的间隙数bhvQnsinmax式中 Qmax 最大设计流量，Q max = 0.27m3/s格栅倾角，取 60b 栅条间隙，m，中格栅 取 b0.02mn 栅条间隙数，个h 栅前水深，m，取 h0.4m v 过栅流速，m/s，取 v0.9m/s。贵州大学本科毕业设计（论文） 第 5 页 则 34 个9.0420.6sin6n2.2.3 栅槽宽度设栅条宽度 S 10mm （0.01m）则栅槽宽度 BS(n-1)+bn 0.01(34-1)+0.02341m进水渠道渐宽部分长度：进水渠宽度 B1 设为 0.7m，渐宽部分展开角1=20 度，L1=0.41m栅槽与出水渠道链接处的渐窄部分长度：L2=L1/2=0.21m实际生产中，多使用两套以上格栅工作，此处设计两套格栅同时工作2.2.4 过栅水头损失01khsin2g0式中 h 1过栅水头损失，m；H0计算水头损失，m；g 重力加速度，9.81m/s 2； k 系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增大的倍数，一般 k =3；阻力系数，与栅条断面形状有关， ，设计选取栅条3/4bS断面形状为迎水面为半圆形的矩形， 2.42。 khsin2g3/410.097m60sin9.8200.12423/41 h2.2.5 栅后槽总高度设栅前渠道超高 h2=0.3m，H1=h+h2=0.7m贵州大学本科毕业设计（论文） 第 6 页 H = h + h1 + h2 = 0.4+ 0.3 + 0.0097=0.8m 式中 H栅后槽总高度，mh栅前水深，h=0.4m2.2.6 栅前渠道H1=h+h2=0.4+0.3=0.7m2.2.7 栅槽总长度121 tg0.150HLL=0.41+0.21+0.5+1+ 0.7/0.36=2.52m2.2.8 每日栅渣量计算 W在格栅间隙 25mm 的情况下，设栅渣量为每 1000 m3污水产 0.05 m3。W = 10864maxzKQ= .53027= 0.76 m3/d采用机械清渣。2.3 泵站的设计计算2.3.1 泵房规范要求1、污水泵站的设计流量，应按泵站进水总管的最高日最高时流量计算确定。2、单独设置的泵站与居住房屋和公共建筑物的距离，应满足规划、消防和环保部贵州大学本科毕业设计（论文） 第 7 页 门的要求。泵站的地面建筑物造型应与周围环境协调，做到适用、经济、美观，泵站内应绿化。3、泵站室外地坪标高应按城镇防洪标准确定，并符合规划部门要求；泵房室内地坪应比室外地坪高 0.20.3m；易受洪水淹没地区的泵站，其入口处设计地面标高应比设计洪水位高 0.5m 以上；当不能满足上述要求时，可在入口处设置闸槽等临时防洪措施。4、排水泵站的建筑物和附属设施宜采取防腐蚀措施。5、污水泵站集水池的容积，不应小于最大一台水泵 5min 的出水量。6、雨水泵站和合流污水泵站集水池的设计最高水位，应与进水管管顶相平。当设计进水管道为压力管时，集水池的设计最高水位可高于进水管管顶，但不得使管道上游地面冒水。7、集 水 池 的 设 计 最 低 水 位 ， 应 满 足 所 选 水 泵 吸 水 头 的 要 求 。 自 灌 式 泵 房 尚 应 满足 水 泵 叶 轮 浸 没 深 度 的 要 求 。8、 集水池池底应设集水坑，倾向坑的坡度不宜小于 10。9、集水池应设冲洗装置，宜设清泥设施。10、泵房应采用正向进水，应考虑改善水泵吸水管的水力条件，减少滞流或涡流。2.2.2 集水池 污水泵总提升能力按 Qmax 考虑，及 Qmax=104.7m3/h，选1台泵。选用 AS75-4CB潜水排污泵两台（一备一用） ，单泵提升能力为 145m3/h。集水池容积按最大一台泵 5min 出流量计算，则其容积为12 （m 3） 60145集水池面积：取有效水深 ，则面积H2143mHQF集水池长度取 L=2m，则宽度 B=F/L=4/2=2m集水池平面尺寸：2m2m保护水深为 1.2m，实际水深 4.2m泵位及安装：潜水电泵直接置于集水池内，电泵检修采用移动吊架贵州大学本科毕业设计（论文） 第 8 页 2.3.3 污水泵计算污水泵流量： 104.7m3/h bQ本设计考虑一次提升， 根据流量，选用 AS75-4CB潜水排污泵具体参数见表 2.3.3。表 2.3.3 QW400-1500-26-160 潜水排污泵参数型号 排出口径/mm 流量/（m 3/h） 扬程/m转速/（r/min）电机功率/KWAS75-4CB 150 145 10 1450 7.5数量：2 台，1 用 1 备 2.4 沉砂池的选择计算2.4.1 沉砂池的选择沉砂池的工作原理是以重力分离或离心力分离为基础，即控制进入沉砂池的污水流速或旋流速度，使相对密度大的无机颗粒下沉，而有机悬浮颗粒则随水流带走。我国城市污水处理中，常用的沉砂池类型主要有平流式沉砂池、曝气沉砂池、旋流沉砂池。平流式沉砂池靠重力自然沉降而达到砂水分离的目的，其特点是占地面积较大，排泥难度高；曝气沉砂池应用比较广泛，通过池中一侧的空气管控制曝气，使污水形成具有一定速度的螺旋形滚动，有稳定的除砂效果；旋流沉砂池利用水力涡流除砂，粒径在 0.20mm 以上的颗粒沉砂去除率达 85%，砂粒含水率低于 60%。目前，国际上广泛应用的旋流沉砂池主要为钟式和比式两大类，钟式优于比式，应用较多，该池形有基建、运行费用低和处理效果好，占地少的优点。钟式沉砂池采用 270的进出水方式，池体主要由分选取、集砂区两部分构成，起构成特点是在两个分区之间采用斜坡连接。钟式沉砂池的斜坡式设计，使砂粒主要依靠重力沉降。其排砂方式有两种：一种是靠砂泵排砂，其优势在于设备少、操作简便，但是砂泵磨损严重。另一种是气提排砂，其优势在于系统可靠、耐用，气提之前可以进行气洗，将砂粒上的有机物分离出来，但设备相对较多。贵州大学本科毕业设计（论文） 第 9 页 本工程预处理阶段拟采用钟式沉砂池除砂，气提排砂。2.4.2 沉砂池设计计算一般规定1、沉砂池按去除相对密度 2.65、粒径 0.2mm 以上的砂粒设计。 2、 当污水为提升进入时，应按每期工作水泵的最大组合流量计算，在合流制处理系统中，应按降雨时的设计流量计算。3、 沉砂池个数或分格数不应少于 2，并宜按并联系列设计。当污水量较小时，可考虑一格工作，一格备用。4、 城市污水的沉砂量可按 106 m3污水沉砂 30 m3计算，其中含水率为 60%，容重为 1500kg/ m3，合流制污水的沉砂量应根据实际情况确定。 5、砂斗容积应按不大于 2d 的沉砂量计算，砂斗斗壁与水平面的倾角不应小于 55。6、 沉砂池除砂宜采用机械方法，并经砂水分离后贮存或外运。采用人工排砂时，排砂管直径不应小于 200mm。7、 沉砂池的超高不宜小于 0.3m。2.4.3 设计参数1、 最大流速为 0.1m/s，最小流速为 0.02m/s；2、最大流量时，停留时间不小于 20s，一般采用 3060s ； 3、进水管最大流速为 0.3 m/s；4、有效水深宜为 1.02.0m，池径与池深比宜为 2.02.5。 5、设计水力表面负荷宜为 150200m 3(m 2h)。 2.4.4 设计计算在本工程中，由于水量较大，设计两组钟式沉砂池，每套钟式沉砂池的设计流量为 387L/s，查水污染控制工程.下册表 10-3 选用钟式沉砂池的规格如表 2.4.4。钟式沉砂池的各部分尺寸图如图 2.4 所示。表 2.4.4 钟式沉砂池的选型规格贵州大学本科毕业设计（论文） 第 10 页 型号A/mmB/mmE/mmF/mmG/mmL/mmH/mmC/mmD/mmJ/mm50 1830 1000 300 1400 300 1100 300 305 610 200数量：一座2.5 厌氧生物池的计算2.5.1 生物选择器（厌氧池） 污泥中活性微生物的增长都符合 Monod 方程：(1X)(dXdt)=maxS/(KS+S) 式中：X生物体浓度，mg/L S生长限制性基质浓度，mg/L 微生物比增长速率，d-1 KS饱和常数，其值为 =max/2 时的基质浓度，mg/L max在饱和浓度中微生物的最大比增长速率，d=1 贵州大学本科毕业设计（论文） 第 11 页 2.5.2 厌氧池体积计算1、选择器的设计要点 在进行选择器的设计时应注意以下几点： （1）选择器需分格设计 当水力停留时间相同时，选择器的分格数越多则对丝状菌生长的抑制效果就越好，但分格过多将给施工和运行管理带来不便，本设计分为两格。 （2）尽量提高选择器第一格中的 F/M值 研究证明，选择器中第一格的微生物组成和特性对抑制丝状菌的生长有重要影响。若第一格中的 F/M值很大便能有效地抑制丝状菌的生长，并保证后续曝气池中污泥良好的沉降性能。 （3）选择器的水力停留时间 污水在选择器中的停留时间以回流污泥能吸收 80%90%的可溶性有机基质为宜。若停留时间过短则可溶性有机物在选择器中被菌胶团微生物吸收的较少，从而不能有效地抑制丝状菌的生长；若停留时间过长则会造成选择器中微生物活性梯度的增大，同时也增加了运行费用。本设计采用 1.2hm3 5.62410.2QtVP式中：V P厌氧区（池）容积（ m3） ；tP厌氧区（池）停留时间（h） ，宜为 12，取 1.2；Q设计污水流量（m 3d） 。则每座厌氧池体积为 32m3，厌氧池水深 2m，池体面积为 16m2，厌氧池超高 1m，则厌氧池尺寸：4m4m3m贵州大学本科毕业设计（论文） 第 12 页 2.5.3 潜水搅拌器 根据厌氧池的面积，单机服务深度为 1.5，选取 2 台 QJB0.858-2603-740C 潜水搅拌机，每池 1 台，只搅拌不曝气。2.6 配水井的设计2.6.1 设计要求本设计中配水井的配水方式采用堰式配水，进水管在配水井的中心，水从配水井底中心进入，经等宽度堰流入各个水斗，在由水斗经水管流入各个水处理构筑物。这种配水井是利用等宽度堰上水头相等过流量就相等的原理来进行配水的。设计要求：1、 水力配水设施基本的原理是保持各个配水方向的水头损失相等。2、 配水渠道中的水流速度应不大于 1.0m/s，以利于配水均匀和减少水头损失。3、 从一个方向和用其中的圆形入口通过内部为圆筒形的管道想其引水的环形配水池。当从一个方向进水时，保证分配均匀的条件是：1、 应取中心管直径等于引水管直径；2、 中心管下的环行孔高应取 0.250.5D1；3、 当污水从中心管流出时，不应当有配水池直径和中心管直径之比（D/D 1）大于 1.5 的突然扩张；4、 在配水池上部必须考虑液体通过宽顶堰自由出流；5、 当进水流量为设计负荷，配水均匀度误差为 1%；当进水流量偏离设计负荷 25% 时，配水均匀度误差为 2.9%。集配水井计算草图如下图所示：贵州大学本科毕业设计（论文） 第 13 页 进 水 口出 水 口 出 水 口2.6.2 设计计算1、进水管径 D1厌氧池至配水井管道计算，设计流量为污水量与回流量（进水量的 40%）之和，0.0406m3/s，进水管流速控制在 1m/s 以下，取 0.8m/s。进水管直径 vQmax14则 （m） 取 300mm254.08.361D校核进水管流速 （m/s）合符要求。57.03.1.6422maxdv2、矩形宽顶堰进水从配水井底中心进入，经等宽度堰流入 2个水斗，在由管道直接接入后续构筑物，每个后续构筑物的最大分配的水量为 83m3/h，配水采用矩形溢流堰流至配水管。3、配水管管径 D2：配水管管径 D2即配水井至 CASS 池管道，每个时段只有 2 个 CASS 池进水，总水量平均分配到 2 个 CASS 池，每条配水管道流量为 0.0203m3/s，管路流速控制在 1m/s以下，取 0.8m/s。贵州大学本科毕业设计（论文） 第 14 页 出水管直径 vQdmax4则 （m） 取 200mm18.0.32校核出水管流速 （m/s）合符要求。64.02.4.342axdv4、配水漏斗上口口径 D：按配水井内径的 1.5 倍设计： m5.15.1配水井尺寸的大小：长 3m，宽 3m,高 3m。2.7 CASS 池的设计计算 2.7.1 基本设计参数 1、处理规模：Q1250m 3/d。总变化系数为 2.012、进出水水质表 2.7.1.1 进出水水质表项目 进水水质/(mg/L) 出水水质/(mg/L)CODCr 450 60BOD5 220 20SS 330 20污泥负荷的取值按下表的规定取值。表 2.7.1.2 CASS 池设计参数取值表项 目 单 位 参数值BOD污泥负荷 Ls kgBOD5/kgMLSSd 0.10.2污泥浓度 (MLSS) X g/L 2.54.5污泥负荷（F/M）：Ls = 0.18BOD 5 /（kgMLSSd） ，混合液悬浮固体浓度（MLSS ）：X3500mg/L ，贵州大学本科毕业设计（论文） 第 15 页 反应池数 N = 4 座，反应池有效水深 H = 4 m，排除比 1/m = 1/2.8，2.7.2 曝气时间 TA（h） 0.358.21042mXLSsA式中 TA曝气时间，h S0进水平均 BOD5，/Lm排除比 1/m = 1/2.8X混合液悬浮固体浓度（MLSS）：X 3500mg/L ，2.7.3 沉淀时间 TS 活性污泥界面的沉降速度与 MLSS 浓度、水温的关系，可以用下式进行计算。Vmax = 7.4104tXO -1.7 (MLSS3000) Vmax = 4.6104XO-1.26(MLSS3000)式中 Vmax活性污泥界面的初始沉降速度。t水温，X0沉降开始时 MLSS 的浓度，X 03500mg/L，则Vmax = 4.61043500 -1.26 = 1.6 m/s 沉淀时间 TS 用下式计算（h） 5.16.8021max HS式中 TS沉淀时间，hH反应池内有效水深，m安全高度，取 0.8m贵州大学本科毕业设计（论文） 第 16 页 2.7.4 排水时间 TD 在排水期间，就单次必须排出的处理水量来说，每一周期的排水时间可以通过增加排水装置的台数或扩大溢流负荷来缩短，另一方面，为了减少排水装置的台数和加氯混合池或排放出槽底容量，必须将排水时间尽可能延长。实际工程设计时，具体情况具体分析，一般排水时间可取 1.01.5h。此设计取 1.5h。2.7.5 周期数的确定一个周期所需时间 TC T A + TS + TD =3+1.5+1.5= 6.0（h）（次） 40.62n2.7.6 进水时间 TFTF取 1h所以，CASS 工艺运行一个周期需 6h，其中进水和曝气同时进行 1h，再单独曝气2h，沉淀 1.5h，排水 1.5h。运行方式见表 2.7.6。表 2.7.6 CASS 池运行方式时段 1 时段 2 时段 3 时段 4 时段 1 时段 2 时段3时段 4 时段 11#池 曝气 曝气 沉淀 排水 曝气 曝气 沉淀 排水 2#池 沉淀 排水 曝气 曝气 沉淀 排水 曝气 曝气 3#池 排水 曝气 曝气 沉淀 排水 曝气 曝气 沉淀 4#池 曝气 沉淀 排水 曝气 曝气 沉淀 排水 曝气 2.7.7 CASS 反应池容积计算单池容积为 （m 3）取 220m3 8.215048.2QnNmVi反应池总容积 （m 3）i贵州大学本科毕业设计（论文） 第 17 页 式中 单池容积，m 3iVn周期数；m排除比 1/m = 1/2.8N池数；平均日流量， m3/dQ每个反应池都带两个预留孔，预留孔径 500mm2.7.8 CASS 反应池的构造尺寸CASS 反应池为满足运行灵活及设备设备安装需要，设计为长方形，水深宜为4.06.0m，取 4.0m；反应池长度与宽度之比：连续进水时宜为 2.5：14:1，取 4：1，一端为进水区，一端为出水区。CASS 池单池有效水深 H=4.0m，超高 hC 取 1m，保护水深 =0.7m。单池体积 ，取 =11m，L=5m。所以 CASS 有效体积（m 3）HLBViii415iCASS 池外形尺寸： LBH = 5x11x5.7单池面积 （m 2）5420HVSii2.7.9 反应池液位控制排水结束时最低水位 （m ） 57.28.14141 mh基准水位 h2为 4m；超高 1.0m；保护水深 = 0.7m。污泥层高度 （m）7.1.057.21s验证容池：单池一次进水 1h， m3/h，所以每周.5236029Qax h期的进水量（m 3）.513.2hwFTQ贵州大学本科毕业设计（论文） 第 18 页 CASS 反应池单池一周期内能纳水（m 3） 65.785.2412b iShV所以 CASS 池的建造满足水量要求。2.7.10 需氧量设计需氧量包括氧化有机物需氧量，污泥自身需氧量及出水带走的氧量。1、氧化有机物需氧量，污泥自身需氧量 O1以每去除 1BOD 需要 0.45O a 的经验法计算。VXbSQaOeO33 10581.0201254.0 = 574.5O 2/d 式中 Oa 需氧量， O2/d活性污泥微生物每代谢 1BOD 的需氧量，生活污水为0.40.53，取 0.45。1活性污泥每天自身氧化所需要的氧量生活污水为 0.110.188，b取 0.15。总需氧量：O 2/d 5.742aOCASS 池的剩余污泥主要来自微生物代谢的增值污泥，还有很少部分由进水悬浮物沉淀形成。CASS 池生物代谢产泥量为：rssrrrr QSLbaSbaQVbXaS31092518.07. 贵州大学本科毕业设计（论文） 第 19 页 （kg/d ）4.16式中 剩余污泥量，kgMLSS/d；XQ设计平均日流量，m 3/d；a微生物代谢增值系数，取 0.72kgVSS/kgCOD；b微生物自身氧化率，0.07d -1；Sr去除的 COD 浓度，kgCOD/m 3；Xr回流污泥浓度， mg/L；V反应池容积，m 3；LsBOD 污泥负荷，0.18BOD 5 /（ kgMLSSd） ；单池每周期需氧量为：（O 2/周期） 91.354.7422OT一周期曝气 3h，所以单位时间曝气量为：（/h）123.2Th单池每周期单位时间需要空气量计算：（m 3/h） 2.195.03.12.031.2.0 hsOG式中 可变微孔曝气器氧利用率，一般在 18%27.7%，这里取 22%；0.21空气中氧气体积分数；1.331标准状况下氧气的密度为 1.331/ m 3。每个时段都有 2 个 CASS 池在进行曝气，系统小时需氧量为：195.22 = 390.4 m3/h2.7.11 曝气器及空气管计算1、曝气器的选择曝气器选用沈阳水处理设备厂生产的 S-MB-300 膜式曝气器。产品参数及相关技术贵州大学本科毕业设计（论文） 第 20 页 参数见表 2.7.11.1.1、2.7.11.1.2。表 2.7.11.1 .1 S-MB-300 膜式曝气器产品参数型号 曝气头尺寸/mm曝气膜运行平均孔隙/m材质 质量/kgS-MB-300 d=300 7590 橡胶膜ABS 1.5表 2.7.11.1.2 S-MB-300 膜式曝气器技术参数服务面积/m2曝气阻力/mmH2O空气流量/（m 3/h）氧利用率/%充氧能力/（kgO 2/h）0.350.75 180280 1.73.2 19.428.2 0.1150.195单池曝气头数量： （个）取整为 84 个9.8314.02enh式中 e充氧能力，取 0.143kgO2/h，曝气头以 4 列 21 排分布于池底，实际布置 84 个曝气头。校核：单池曝气面积 F1 = 55m2，单孔服务面积 （m 2/个） ，符合65.0841nFSo在 0.250.75m 2/个的要求。每个曝气器的曝气量 （m 3/h） ，.8495nGs符合要求。2、布气系统计算鼓风机房到 CASS 池由一根干管连接，设其流速 v1为 10m/s；在 2 个 CASS 池的隔墙上设 2 根空气支管，设其流速 v2为 10m/s；在每根支管上设置 4 条单侧供气(向单侧廊道供气)配气支管，设其流速 v3为 4m/s。每条配气支管于池底 4 列曝气头连接，为CASS 池配气。每一时段都有 2 个 CASS 池在曝气，需空气量为 390.4m3/h空气干管直径（m） 选用18.04.60936041s vGD干 管DN150mm 钢管；空气支管直径（m）选用 DN100mm 钢管；贵州大学本科毕业设计（论文） 第 21 页 每根配气支管供气量 m3/h6.974.30ssG空气配气竖管直径（m） 选用093.41.06972s vD配 气 管DN100mm 钢管；3、风管阻力损失计算风管的总阻力损失可用下式计算：h = h1 + h2 （Pa）式中 h1风管沿程阻力损失，Pa；h2风管局部阻力损失，Pa。风管沿程阻力损失可以按下式计算：（Pa） PTaiL1式中 i单位管长阻力（Pa/m） ，查附录二可得各管径对应风速下的值；L风管长度，m；aT温度为 T时，空气密度的修正系数，取 1.00；aP大气压为 P 时的修正系数，取 1.00； 取最长的一条管路进行阻力损失计算，干管：i=0.876 mmH 2o/m=8.15 Pa/m，长度为 50m；支管：i=1.528 mmH 2o/m=14.22 Pa/m，长度为 30m；配气管：i=0.262mmH2o/m=2.44 Pa/m，长度为 20m；124.30.15.81 h= 882.9 （Pa） = 94.9mmH2o风管局部阻力损失 h2可以按下式计算：（Pa） 10gv式中 局部阻力系数，给排水设计手册第 1 册常用资料取；v风管中平均空气流速，m/s；空气密度，20下，取 1.205kg/m3。（Pa）2221044.3.31.0594.789898h 贵州大学本科毕业设计（论文） 第 22 页 风管的总阻力损失为 94.78Pa，即 9.67mmH2O；则 h= h1 + h2 =94.9+9.67=104.6mmH2o 假设管路富余压头为 100mmH2O，S-MB-300 膜式微孔曝气压力损失为 200mmH2O，则曝气系统总压力损失为：H 总 = 104.6+100+200 = 404.6mmH2O = 0.405 mH2O4、鼓风机鼓风量：4 个 CASS 池每小时曝气量为：390.4m 3/h=6.51 m3/min 使用 4 台鼓风机供气，则每台供气量为 1.63m3/min，由附录一查得所用鼓风机为 C15-1.18（4 用 4 备） ，具体参数如表 2.7.11.4 所示。表 2.7.11.4 C15-1.5 型鼓风机技术参数压力风机型号转速nr/mim进口kPa出口kPa进口流量m3/min轴功率 kwC15-1.18 2940 98.07 147.10 15 22数量：8 台 ，4 用 4 备2.7.12 产泥量及排泥系统上面计算出 CASS 池的代谢产泥量为 161.4（kg/d）假定剩余污泥含水率为 99.2%，则排泥量为：（m 3/d） 18.20%.910461033 pXQs排泥系统：2 池设置三台剩余污泥泵，两用一备，在排水阶段把剩余污泥排入污泥浓缩池。排泥时间为 1.4 小时，则排泥流量为 3.6m3/h（20.18/ （1.44） ） 。浓缩池清水面标高为 4.00m，CASS 池底标高为 0.01m，高程差为 3.99m，排泥管流速控制在 1m/s 以下，取 0.8m/s。排泥管直径 vQds3604则 （m） 取 50mm04.81.贵州大学本科毕业设计（论文） 第 23 页 校核排泥管流速 m/s1m/s 合符要求。51.0.14.3603422 dQvsCASS 池至污泥浓缩池之间的阻力损失 1.92m，高程差为 3.99m，需要污泥泵的最低扬程为 5.91m，流量为 3.6m3/h。选取 JYWQ40-8-15-1000-1.1 型污泥泵，其相关性能参数见表 2.7.12。表 2.7.12 65FBZ-25 型污泥泵性能参数规格型号 流量m3/h 扬程 m排出口径 mm配用电机功率 kw 转速r/min搅拌范围 mm效率%JYWQ40-8-15-1000-1.1 8 15 40 1.1 2900 1000 40数量：6 台，4 用 2 备2.7.13 回流污泥泵1、设计说明污泥回流是按照一定的比例把 CASS 池的浓污泥回到生物选择池，使系统选择出絮凝性能好，抗冲击性强的优质细菌，利于后续生物降解。回流污泥量 Qr=污泥回流比 R污水流量 Q而污泥回流比 R 可以通过 R=X/（Xr-X)计算，其中，X 为混合液污泥浓度，Xr 为回流污泥浓度。而 X、Xr 都是 SVI 的函数，这样，可以通过选定不同的 SVI 值，分别计算出多组 X、Xr 值和 R 值本设计取污泥回流比：40 %设计回流污泥量：25m3/h2、回流污泥泵设计选型每一时段都有 2 个 CASS 池在回流，设计回流总污泥量：25m 3/h，则单池回流污泥量为 12.5m3/h。CASS 池池底标高为 0.01m，厌氧池污泥回流进口标高为 4.652m（厌氧池污泥回流进口设置在比厌氧池水面高 0.5m 处） 。则高程差为 4.542m，排泥管流速控制在 1m/s 以下，取 0.8m/s。排泥管直径 vQd3604贵州大学本科毕业设计（论文） 第 24 页 则 （m） 取 75mm412.50.743608d校核进水管流速 m/s1m/s 合符要求。786.05.1.36222 dQvCASS 池池底至厌氧池之间阻力损失 1.042m，高程差为 4.542m，需要污泥泵的最低扬程为 5.684m，流量为 12.5m3/h。选取 IHF 型污泥泵，其相关型号及参数见表2.7.13。表 2.7.13 JYWQ50-15-15-1200-2.2 型污泥泵型号及参数规格型号 流量m3/h扬程/m转速r/min排出口径 mm效率/%JYWQ50-15-15-1200-2.2 15 15 2900 50 51数量：2 用 2 备，共 4 台2.7.14 滗水器：单池容积为 218.8 m3，滗水体积为 218.8/2.8 = 78.14 m3，排水时间取 1.5h，则滗水能力为 78.14/1.5=55.8 m3/h。 BSL型旋转式滗水器由滗水装置、传动装置、撇渣浮筒装置及回转支承等组成。驱动机构通过可伸缩推杆带动滗水装置 及撇渣浮筒装置绕旋转支承旋转，从而使滗水堰口上下弧形运动，达到滗出上清液的目的。每台滗水器使用一台 1.1KW的电机。表 2.7.14 BSL 型连杆式旋摆滗水器技术参数表型号处理水量(m3/h)出水管直径/mm驱动功率（kw）滗水高度（ m）BSL-100 100 250 0.75 25数量：4 台贵州大学本科毕业设计（论文） 第 25 页 2.7.15 进出水管路计算1、进水管计算泵房至厌氧池的管道，设计流量 Qmax=0.029m3/s，进水管流速控制在 1m/s 以下，取 0.8m/s。进水管直径 vdmax4则 （m） 取 250mm215.08.39校核进水管流速 m/s1m/s 合符要求。.42maxdQv厌氧池至配水井管道计算，设计流量为原污水量与回流量之和，0.0406m 3/s，进水管流速控制在 1m/s 以下，取 0.8m/s。进水管直径 vdmax4则 （m） 取 300mm254.081.36校核进水管流速 m/s1m/s 合符要求。57.03.1.6422maxdQv配水井至 CASS 池管道计算，每个时段有 2 个 CASS 池进水，总水量平均分配到2 个 CASS 池，每条配水管道流量为 0.0203m3/s，管路流速控制在 1m/s 以下，取0.8m/s。进水管直径 vQdmax4则 （m） 取 200mm18.0.32校核进水管流速 m/s1m/s 合符要求。645.02.4.342axdv贵州大学本科毕业设计（论文） 第 26 页 2.8 污泥浓缩池计算2.8.1 设计参数设计参数：当为初次沉淀污泥时，其含水率一般为 95%97%，污泥固体负荷宜采用80120kg/(m 2d),浓缩后的污泥含水率可达到 90%92%；当为活性污泥时，其含水率一般为 99.2%99.6%,当为活性污泥时，污泥固体负荷宜采用 2030 kg/m 2d，浓缩后的污泥含水率可以达到 97%；当为初次沉淀污泥及新鲜活性污泥时，其进泥的含水率，污泥固体负荷及浓缩后的污泥含水率，可按两种污泥的比例进行计算；浓缩时间不宜小于 12h，但不要超过 24h；浓缩池的有效水深一般宜为 4 米，最低不小于 3m；当采用定期排泥时，两次排泥间隔一般可采用 8 小时；污泥浓缩池一般均散发臭气，必要时应考虑防臭或脱臭措施；2.8.2 设计与计算1、设计说明污泥总量 Qs = 20.18 m3/d = 0.841m3/h，入流污泥浓度 C = 6.3kg/m3（含水率 99.2%） ，浓缩污泥固体负荷 q =30 kg/m2d，设计浓缩后含水率 P2 = 97%。2、浓缩池池体计算浓缩池的面积 (m2) 4.30.618.2qCQAs浓缩池直径 (m) 24.1.34D为保证有效表面积和容积，并与刮泥机配套，选 D = 4 m水力负荷 u贵州大学本科毕业设计（论文） 第 27 页 m3/(m2h)05.2841.AQus水力停留时间 T 22 h则有效水深 H1为(m)73.05.2u3、排泥量与存泥容积浓缩后排除含水率 P2 = 97%的污泥：m3/d 8.597.012812pQs5.38m3/d = 0.224 m3/h，设计污泥层（存泥区）厚度位 0.5m，池底坡度为 i = 1/20，污泥斗上底直径 D1=1.0m，下底直径 D2=0.5m。池底坡降 (m)075.14215 iH污泥斗深度 (m)298.0tan2.5tan16 4、浓缩池深度有效水深 H1为 0.737m；缓冲层高度 H2为 0.5m；存泥区高度 H3为 0.5m；池体超高 0.5m；池底坡降 H5为 0.075m。(m)取 2.5m 31.54321（3.32）5、出水渠与堰板排水量 Q = (20.18 -5.38)m3/d = 14.8m3/d = 0.617m3/h=1.7210-4m3/s，取出水渠宽b=0.2m，出水渠中流速 0.05m/s，出水渠水深为：0.062(m)605.2017buh出水渠断面设计为 0.2m0.2m。取出水堰口负荷为 1.0L/（sm） ，校核堰口负荷；L/（sm ） 4.34 L/（sm） ，溢0136.214.36.7026.30 r