污水处理厂课程设计设计说明书及方案(模版)

1 概述1.1 工程概况依据城市总体规划，华东某市在城西地区兴建一座城市污水处理厂，以完善该地区的市政工程配套，控制日益加剧的河道水污染，改善环境质量。该城市现状叙述如下：1、2号居住区人口3万，污水由化粪池排入河道；3、4号居住区人口5万，正在建设1年内完成；5号居住区人口4.5万，待建，2年后动工，建设周期2年。还有部分主要公共建筑，宾馆5座，2000个标准客房；医院2座，1500张床。以上排水系统均采用分流制系统。同时新区内还有部分排污工厂：电子厂每天排水1500m3，BOD5污染负荷为3000人口当量；食品厂每天排出污水量500 m3，污染负荷为1500人口当量。旧城区原仅有雨水排水系统，污水排水系统的改造和建设工程计划在10年内完成，届时整个排水区域服务人口将达到18万。依据上述情况，整个工程划分为近期和远期两个建设阶段，现在实施的工程为近期建设。近期建设周期大概在3年左右，设计服务范围应该包括新区5个已建和待建的居住区、新区内部分主要公共建筑以及2个工厂。依据环保部门以及排放水体的状况，排放水要求达到城镇污水处理厂污染物排放标准（GB 18918-2002） 一级B标准。1.2 设计依据城镇污水处理厂污染物排放标准（GB 18918-2002）室外排水设计规范(GB50101)城市污水处理工程项目标准给水排水设计手册，第5册城镇排水给水排水设计手册，第10册技术经济 城市污水处理以及污染物防治技术政策（2002）污水排入城市下水道水质标准CJ3082-1999地表水环境质量标准GB3838-2002城市排水工程规划规范GB50381-20001.3设计任务和范围（1）收集相关资料，确定废水水量水质及其变化特征和处理要求；（2）对废水处理工艺方案进行分析比较，提出适宜的处理工艺方案和工艺流程；（3）确定为满足废水排放要求而所需达到的处理程度；（4）结合水质水量特征，通过经济技术分析比较，确定各处理构筑物的型式；（5）进行全面的处理工艺设计计算，确定各构筑物尺寸和设备选型；（6）进行废水处理站平面布置及主要管道的布置和高程计算；（7）进行工程概预算，说明废水处理站的启动运行和运行管理技术要求2 原水水量与水质和处理要求：2.1 原水水量与水质一期工程：Q=36000m3/dBOD5=230mg/l SS=280 mg/lTN=40 mg/l TP=4.5 mg/lPH=6.5-8.0二期工程：Q=47000 m3/d2.2 处理要求污水排放的要求执行城镇污水处理厂污染物排放标准（GB 18918-2002） 一级B标准BOD520 mg/l SS20 mg/lTN20 mg/l TP1 mg/lPH=6.5-8.03.工艺流程选择和评价3.1水质分析该城市污水由市政废水与工业废水组成，其中工业废水的量占的相当小，污水中主要是可溶性有机物、氮、磷等，而且有机物的浓度不是特别高，可生化性较好，在处理时需要考虑常规的脱氮除磷。3.2流程的拟定3.2.1国内外城市污水处理的流行工艺一、活性污泥法针对城市污水处理的要求，当前流行的污水处理工艺有：AB法、SBR法、氧化沟法、普通曝气法、A/A/O法、A/O 法、UNITANK等，这几种工艺都是从活性污泥法派生出来的，且各有其特点。 AB法(AdsorptionBiooxidation)该法由德国Bohuke教授首先开发。该工艺对曝气池按高、低负荷分二级供氧，A级负荷高，曝气时间短，产生污泥量大，污泥负荷2.5kgBOD/(kgMLSSd)以上，池容积负荷6kgBOD/(m3d)以上；B级负荷低，污泥龄较长。A级与B级间设中间沉淀池。二级池子F/M(污染物量与微生物量之比)不同，形成不同的微生物群体。AB法尽管有节能的优点，但不适合低浓度水质，A级和B级亦可分期建设。 SBR法(Sequencing Batch Reactor)SBR法早在20世纪初已开发，由于人工管理繁琐未予推广。此法集进水、曝气、沉淀、出水在一座池子中完成，常由四个或三个池子构成一组，轮流运转，一池一池地间歇运行，故称序批式活性污泥法。现在又开发出一些连续进水连续出水的改良性SBR工艺，如ICEAS法、CASS法、IDEA法等。这种一体化工艺的特点是工艺简单，由于只有一个反应池，不需二沉池、回流污泥及设备，一般情况下不设调节池，多数情况下可省去初沉池，故节省占地和投资，耐冲击负荷且运行方式灵活，可以从时间上安排曝气、缺氧和厌氧的不同状态，实现除磷脱氮的目的。但因每个池子都需要设曝气和输配水系统，采用滗水器及控制系统，间歇排水水头损失大，池容的利用率不理想，因此，一般来说并不太适用于大规模的城市污水处理厂 。 A/A/O法(AnaerobicAnoxicOxic)由于对城市污水处理的出水有去除氮和磷的要求，故国内10年前开发此厌氧缺氧好氧组成的工艺。利用生物处理法脱氮除磷，可获得优质出水，是一种深度二级处理工艺。A/A/O法的可同步除磷脱氮机制由两部分组成：一是除磷，污水中的磷在厌氧状态下(DO0.3mg/L)，释放出聚磷菌，在好氧状况下又将其更多吸收，以剩余污泥的形式排出系统。二是脱氮，缺氧段要控制DO12.5)，BOD/TKN为1.53.5，COD/TP为3060，BOD/TP为1640(一般应20)。若降低污泥浓度、压缩污泥龄、控制硝化，以去除磷、BOD5和COD为主，则可用A/O 工艺。有的城市污水处理的出水不排入湖泊，利用大水体深水排放或灌溉农田，可将脱氮除 磷放在下一步改扩建时考虑，以节省近期投资。 普通曝气法及其变法本工艺出现最早，至今仍有较强的生命力。普曝法处理效果好，经验多，可适应大的污水量，对于大厂可集中建污泥消化池，所产生沼气可作能源利用。传统普曝法的不足之处是只能作为常规二级处理，不具备脱氮除磷功能。近几年在工程实践中，通过降低普通曝气池容积负荷，可以达到脱氮的目的；在普曝池前设置厌氧区，可以除磷，亦可用化学法除磷。采用普通曝气法去除BOD5，在池型上有多种形式(如下文所述的氧化沟)，工程上称为普通曝气法的变法，亦可统称为普通曝气法。 氧化沟法本工艺50年代初期发展形成，因其构造简单，易于管理，很快得到推广，且不断创新，有发展前景和竞争力，当前可谓热门工艺。氧化沟在应用中发展为多种形式，比较有代表性的有：帕式(Passveer)简称单沟式，表面曝气采用转刷曝气，水深一般在2.53.5m，转刷动力效率1.61.8kgO2/(kWh)。奥式(Orbal)简称同心圆式，应用上多为椭圆形的三环道组成，三个环道用不同的DO(如外环为0，中环为1，内环为2)，有利于脱氮除磷。采用转碟曝气，水深一般在4.04.5m，动力效率与转刷接近，现已在山东潍坊、北京黄村和合肥王小郢的城市污水处理厂应用。若能将氧化沟进水设计成多种方式，能有效地抵抗暴雨流量的冲击，对一些合流制排水系统的城市污水处理尤为适用。卡式(Carrousel)简称循环折流式，采用倒伞形叶轮曝气，从工艺运行来看，水深一般在3.0m左右，但污泥易于沉积，其原因是供氧与流速有矛盾。三沟式氧化沟(T型氧化沟)，此种型式由三池组成，中间作曝气池，左右两池兼作沉淀池和曝气池。T型氧化沟构造简单，处理效果不错，但其采用转刷曝气，水深浅，占地面积大，复杂的控制仪表增加了运行管理的难度。不设厌氧池，不具备除磷功能。氧化沟一般不设初沉池，负荷低，耐冲击，污泥少。建设费用及电耗视采用的沟型而变，如在转碟和转刷曝气形式中，再引进微孔曝气，加大水深，能有效地提高氧的利用率(提高20%)和动力效率达2.53.0 kgO2/(kWh)。UNITANK工艺 它和类似的TCBS工艺、MSBR工艺一样，都是SBR法新的变型和发展。它集“序批法”、“普通曝气池法”及“三沟式氧化沟法”的优点，克服了“序批法”间歇进水、“三沟式氧化沟法”占地面积大、“普通曝气池法”设备多的缺点。典型的UNITANK工艺是三个水池，三池之间水力连通，每池都设有曝气系统，外侧的两池设有出水堰及污泥排放口，它们交替作为曝气池和沉淀池。污水可以进入三池中的任意一个，采用连续进水、周期交替运行。在自动控制下使各池处在好氧、缺氧及厌氧状态，以完 成有机物和氮磷的去除。UNITANK工艺由比利时Seghers公司首先建在我国的澳门特区，处理水量14104m3/d(不下雨时平均处理水量为7104m3/d)，池型封闭，设计采用的容积负荷为0.58kgBOD/(m3d)，总的反应池体积为46800m3，曝气池水力停留时间为8h，出水的BOD5、SS20mg/L。这类一体化工艺是传统活性污泥工艺的变形，可以采用活性污泥工艺的设计方法对不同的污染物加以去除，如考虑硝化，其负荷一般在0.050.10 kgBOD5/(kgMLSSd)，硝化率视污水温度而异。而要求污泥稳定化，其污泥负荷和污泥龄要远远超过硝化时的数值。容积利用率低是此类一体化工艺共同的主要问题，就是说在一个较长停留时间的曝气系统内，有50%左右的池容用于沉淀。UNITANK工艺的成功与否有赖于系统采用稳定可靠的仪表及设备，因此引进技术，消化、吸收和开发先进的自控系统是应用此工艺的关键问题。一般认为，UNITANK工艺不太适用于大型(10104m3/d)的城市污水处理厂。二、生物膜法生物膜法主要是指曝气生物滤池，它实质上是常说的生物接触氧化池，相当于在曝气池中添加供微生物栖附的填(滤)料，在填料下鼓气，是具有活性污泥特点的生物膜法。曝气生物滤池(BAF)70年代末起源于欧洲大陆，已发展为法、英等国设备制造公司的技术和设备产品。由于选用的填料不同，以及是否有脱氮要求，设计的工艺参数是不同的，如要求处理出水BOD5、SS20mg/L，去除BOD5达90%以上的工艺，其容积负荷为0.73.0 kgBOD5/(m3d)，水力停留时间12h；以硝化(90%以上)为主的工艺，其容积负荷为0.52.0kgBOD5/(m3d)，水力停留时间23h。一般认为，生物膜法处理城市污水，在国内尚需积累经验，处理规模不宜过大，约5 104m3/d左右为宜。国外(主要在欧洲)处理水量有达到36104m3/d的，这与其填料材质、自控手段和先进的反冲洗装置有关，也与其有长期积累的运行 管理经验有关。3.2.2 比较工艺的选择以及叙述通过以上论述，初步确定运用的工艺应该为活性物泥法，在活性污泥法中，根据室外排水设计规范（GB50101-2005）推荐对于设计流量小于10104m3/d的城市污水处理厂可以采用氧化沟法、SBR、A/A/O法进行设计。由于氧化沟对于脱氮除磷效果不是很好，而且占地比较大，所以采用A/A/O和SBR的变形CASS工艺进行比较。方案一：A/A/O工艺A/A/O工艺流程图如图3-1所示：图3-1关于方案一的说明：第一阶段为预处理部分，即粗格栅+细格栅+曝气沉砂池+初沉池，中格栅去除城市污水中较大的漂浮物，细格栅去除城市污水中较细小的漂浮物，后续工艺以及设备的正常运行提供保证。水经过泵房提升后进入曝气沉砂池，去除砂粒，经吸砂机将沉砂池中的砂吸走至砂水分离器，砂水分离器工作，截留下砂，而水则自重力流向前方泵房的格栅井。从曝气沉砂池出来的水流向初沉池，去除SS以及部分有机物。水从初沉池出来以后进入生物反应池，该生物反应池分为四个区，回流污泥反硝化区，厌氧区，反硝化区，硝化区。回流污泥反硝化区的设置可以减少传统A/A/O工艺中厌氧池受回流污泥中硝态氧的影响。磷的去除依靠厌氧池中聚磷菌一类微生物的充分释磷以及在好氧池的过量吸磷来去除水体中的磷。氮的去除主要依靠曝气池中硝化菌的将氮转化为硝态以及亚硝态氮，然后通过内回流将曝气池中的混合液回流至前方的反硝化区依靠反硝化菌将亚硝态氮转化为氮气从而去除氮。有机碳主要依靠曝气池中的微生物降解。该池的脱氮除磷效果较好。后处理阶段，主要通过二沉池澄清出水，加氯混合池的作用是消毒以达到出水中对于微生物数量限制。污泥处理主要通过污泥连续重力浓缩和机械脱水来完成，从脱水机房出来的污泥主要是外运填埋。对于脱氮除磷工艺的污泥来讲，运用重力浓缩会带来一个问题：污泥中磷的释放，上清液富含磷。由此该工艺将浓缩池中的上清液同脱水机房的滤液一起集中在反应沉淀池中，通过投加钙盐形成沉淀去除磷。形成的沉淀单独外运填埋或另作他用。从沉淀池出来的上清液再回流至前方泵站内的格栅井。方案二：CASS工艺CASS工艺如图3-2所示：图3-2关于方案一的说明：第一阶段为预处理部分，即粗格栅+细格栅+曝气沉砂池+初沉池，中格栅去除城 市污水中较大的漂浮物，细格栅去除城市污水中较细小的漂浮物，后续工艺以及设备的正常运行提供保证。水经过泵房提升后进入曝气沉砂池，去除砂粒，经吸砂机将沉砂池中的砂吸走至砂水分离器，砂水分离器工作，截留下砂，而水则自重力流向前方泵房的格栅井。从曝气沉砂池出来的水直接进入CASS反应池，CASS反应池最大的特点是在CASS反应池的前端存在一个生物选择区，通常在厌氧或兼氧条件下运行。生物选择器是根据活性污泥反应动力学原理而设置的。通过主反应区污泥的回流并与进水混合,不仅充分利用了活性污泥的快速吸附作用而加速对溶解性底物的去除并对难降解有机物起到良好的水解作用,同时可使污泥中的磷在厌氧条件下得到有效的释放,而且在完全混合反应区之前设置选择器,还有利于改善污泥的沉降性能,防止污泥膨胀问题的发生。此外,选择器中还可发生比较显著的反硝化作用(回流污泥混合液中通常含2mg/ L 左右的硝态氮) ,其所去除的氮可占总去除率的20 %左右。选择器可定容运行,亦可变容运行,多池系统中的进水配水池也可用作选择器。而主反应区的曝气阶段则是去除有机物、进行磷的释放、硝化作用。沉淀和闲置阶段整个池可以保持缺氧或是厌氧状态，有释磷和反硝化作用。CASS池运行经过进水曝气阶段、曝气阶段、沉淀阶段、滗水阶段、进水闲置阶段。出水进入加氯混合池，加氯混合池的作用是消毒以达到出水中对于微生物数量限制。污泥处理主要通过污泥连续重力浓缩和机械脱水来完成，从脱水机房出来的污泥主要是外运填埋。对于脱氮除磷工艺的污泥来讲，运用重力浓缩会带来一个问题：污泥中磷的释放，上清液富含磷。由此该工艺将浓缩池中的上清液同脱水机房的滤液一起集中在反应沉淀池中，通过投加钙盐形成沉淀去除磷。形成的沉淀单独外运填埋或另作他用。从沉淀池出来的上清液再回流至前方泵站内的格栅井。3.2.3污水处理方案比较两个方案的主要构筑物设计参数方案一：A/A/O工艺方案二：CASS工艺曝气沉砂池停留时间150 s150 s初次沉淀池表面负荷沉淀时间1.6 m3/m2.h2 h无生物池负荷停留时间0.12 kgBOD5/kg MLSS厌氧池、缺氧池、好氧池的水力停留时间比：1：1：30.1 kgBOD5/kg MLSS充水比=0.24二次沉淀池表面负荷沉淀时间0.8 m3/m2.h2 h无加氯混合池停留时间30 min30 min污泥浓缩池浓缩固体通量45kg40构筑物设计参数选择说明：曝气沉砂池：依据给水排水设计手册第5册 关于城市污水处理厂曝气沉砂池水力停留时间的规定：1-3 min,取2.5 min。曝气沉砂池的大小按照二期流量设计。初次沉淀池：依据室外排水设计规范GB50101关于城市污水处理厂初次沉淀池表面负荷的规定：二级处理前1.5-3.0 m3/m2.h，取1.6 m3/m2.h。关于沉淀时间规定：1.0-2.0 h，取2.0 h。CASS工艺不需要初次沉淀池。生物池：依据室外排水设计规范GB50101关于城市污水处理厂A/A/O脱氮除磷工艺污泥负荷的规定：0.1-0.2 kgBOD5/kg MLSS，取0.12 kgBOD5/kg MLSS。厌氧池、缺氧池、好氧池的水力停留时间比为1：1：3-1：1：4，取1：1：3。CASS池的负荷室外排水设计规范GB50101关于城市污水处理厂关于SBR法污泥负荷规定：当有脱氮除磷要求时，负荷同A/A/O法。取0.1 kgBOD5/kg MLSS。充水比按照经验取0.24。二次沉淀池：依据室外排水设计规范GB50101关于城市污水处理厂关于活性污泥法以后二次沉淀池负荷的规定： 0.6-1.5 m3/m2.h，取0.8 m3/m2.h。加氯混合池：依据室外排水设计规范GB50101关于城市污水处理厂出水消毒池水力停留时间的规定：不小于30min，取30min。解触池大小设计按照二期流量设计。污泥浓缩池：按照连续重力浓缩池设计，两个方案主要构筑物的比较表：序号构筑物名称方案一：A/A/O工艺方案二：CASS工艺1粗格栅泵房机械格栅，格栅间距0.02m提升泵流量Q=36000m3/d,提升扬程h=12m，三用一备，留一个基位给二期建设同左方案2细格栅曝气沉砂池机械格栅，栅条间距0.01m土建以47000m3/d计算体积V=108m3同左方案3初沉池直径D=25m，有效水深H=3.2体积V=4128 m3无4生物池负荷0.12 kgBOD5/kg MLSS停留时间H=10h体积V=15000m3负荷0.1 kgBOD5/kg MLSS充水比=0.24体积V=42500m35二沉池直径D=35.0m，有效水深H=2.0m，V=5945m3无6加氯混合池土建以Q=47000m3/d计算停留时间H=30min体积V=980m3同左方案7鼓风机房供风量Q=13067m3/h气水比8.7:1占地面积450m2供风量Q=15230m3/h气水比10：1占地面积520m28污泥泵房污泥回流比100%，回流量Q=36000m3/d面积6*6m，V= 36m2无9污泥浓缩池Q=564m3/d重力连续浓缩D=7.0m，有效工作水深H=4.0m，两座，每座的有效体积V=308m3Q=2700m3/d重力连续浓缩D=15.0m，有效工作水深H=4.0m，两座，每座的有效体积V=706m310污泥脱水机房浓缩后污泥流量224.6m3/d，选用脱水机DY-1000型带式压滤机，2用1备。占地面积305m2浓缩后污泥流量270m3/d，选用脱水机DY-1000型带式压滤机，2用1备。占地面积305m211沉淀反应池上清液流量Q=653m3/d，池体积36m3上清液流量Q=2430 m3/d池体积V=115m3两个方案的主要优缺点： 方案一：A/A/O工艺方案二：CASS工艺主要优点本法采用的A/A/O工艺解决了传统A/A/O工艺厌氧段释磷效果比较差的问题，而且多点内回流可调控性比较大。能够很好的进行脱氮除磷，操作简单，设备的要求不高。工程改扩建比较方便。工艺流程相对比较简单，没有沉淀池，扩建方便。对于进水水质发生变化时可通过改变曝气的时间来予以缓冲。主要缺点由于有沉淀池，占地比较大，所用到的一些机械比较贵，在曝气段操作的灵活性不高。脱氮除磷的效率不够高，需要比较麻烦的控制才能实现理想的效果。设备的闲置率较高，因用降堰排水所以水头损失较大。由于自动化程度较高，对于操作人员的素质要求也相当高。讨论：通过以上两个方案的比较，可以看出方案一可调控性灵活，操作方便，设备利用率较高，造价相对于方案二比较便宜，只是操作运转费用较方案二稍大，但是考虑到造价高出的部分比运转费用要高，所以认为总体上是在处理上方案一比较占有优势。同时考虑到脱氮除磷的要求，CASS的脱氮除磷的条件比较复杂，生物选择区的生长条件不像A/A/O容易创造，运行出来的实际结果可能会有很大的波动，再加上CASS的操作对于人员要求事非常高的，技术含量很大，设备有些要从国外进口，维修也不方便，故采用方案一A/A/O。4.工艺参数和设计计算4.1水质水量的确定4.1.1水量的确定居民每人每天的排水量值取160L/cap.d宾馆每个床位每天的排水量值取400 L/cap.d医院每张床位每天的排水量值取200L/ cap.d一期工程:服务居民人口数12.5万，则平均流量Q平均1=0.1612.5104=2104 m3/d时变化系数KZ1=1.48 ，设计流量Q设计1=Q平均1KZ1=2.96104 m3/d宾馆有2000个标准客房，共4000个床位，则平均流量Q平均2=0.40.4104=0.16104 m3/d,时变化系数KZ2=2.0，设计流量Q设计2=Q平均2KZ2=0.32104 m3/d医院共共有1500个床位，则平均平均流量Q平均3=0.20.15104=0.03104 m3/d,时变化系数KZ2=2.0，设计流量Q设计2=Q平均2KZ2=0.06104 m3/d 新区内还有若干机关与事业单位，主要排出的废水是生活污水，这一部分的流量可以计在总的居民生活污水中，不再单独作为一块流量计算。工业废水流量为Q设计4=0.2104 m3/综上所述一期工程的设计流量为Q= Q设计1+ Q设计2+ Q设计3+ Q设计4=（2.96+0.32+0.06+0.2）104=3.54104 m3/d取设计流量为3.6104 m3/d二期工程：同一期工程相比二期工程的不同只是服务的居民数量上发生了变化二期工程服务居民数量为18万，则平均流量Q平均1=0.1618104=2.88104 m3/d时变化系数KZ1=1.43，设计流量Q设计1=Q平均1KZ1=4.12104 m3/d二期工程设计流量为：Q= Q设计1+ Q设计2+ Q设计3+ Q设计4=（4.12+0.32+0.06+0.2）104=4.7104 m3/d4.1.2水质的确定说明：新区工业主要是两个工厂：电子厂、食品厂。电子厂的废水中含有一些重金属，经调查电子厂预先将生产废水进行了处理，使得其重金属的含辆达到了接入市政管网的要求，所以设计不用再考虑对重金属物质进行预处理。设计资料中已给出电子厂的废水中污染物质主要是BOD5。电子厂和食品厂的污染负荷人口当量分别为3000，1500。宾馆和医院的废水水质缺乏实质资料，可以根据服务的人口取与生活污水相似的人口当量值。设计BOD5浓度的确定 依据室外排水设计规范BOD5人口当量值取40g/cap.d居民生活污水中含BOD5值m1=12.510440=5106g工业废水中含BOD5值m2=0.4510440=0.18106g宾馆污水和医院污水中含BOD5值m3=0.5510440=0.22106g总流量为：Q平均= Q平均1+ Q平均2+ Q平均3+ Q设计4=（2+0.16+0.03+0.2）104=2.39104 m3/dBOD5浓度为（m1+ m2+ m3）/ Q平均=225.9mg/L取设计BOD5浓度为230 mg/L设计SS浓度的确定依据室外排水设计规范SS人口当量值取50g/cap.d居民生活污水中含SS值n1=12.510450=6.25106g食品厂废水中含SS值n2=0.1510450=0.075106g宾馆污水和医院污水中含SS值n3=0.5510450=0.275106g总流量为：Q平均= Q平均1+ Q平均2+ Q平均3+ Q设计4=（2+0.16+0.03+0.2）104=2.39104 m3/dSS浓度为（n1+ n2+ n3）/ Q平均=276.2mg/L取设计SS浓度为280mg/L设计TN浓度的确定依据室外排水设计规范TN人口当量值取7g/cap.d居民生活污水中含TN值k1=12.51047=0.875106g食品厂废水中含TN值k2=0.151047=0.0105106g宾馆污水和医院污水中含TN值k3=0.551047=0.0385106g总流量为：Q平均= Q平均1+ Q平均2+ Q平均3+ Q设计4=（2+0.16+0.03+0.2）104=2.39104 m3/dTN浓度为（k1+ k2+k3）/ Q平均=38.7mg/L取设计TN浓度为40 mg/L设计TP浓度的确定依据室外排水设计规范TP人口当量值取0.8g/cap.d居民生活污水中含TP值s1=12.51040.8=0.1106g食品厂废水中含TP值s2=0.151040.8=0.0012106g宾馆污水和医院污水中含TP值s3=0.551040.8=0.0044106g总流量为：Q平均= Q平均1+ Q平均2+ Q平均3+ Q设计4=（2+0.16+0.03+0.2）104=2.39104 m3/dTP浓度为（s1+ s2+s3）/ Q平均=4.41mg/L取设计TP浓度为4.5 mg/L综上所述：设计进水的水量：Q1=3.6104 m3/d水质状况：BOD5=230 mg/LSS=275 mg/LTN=45 mg/LTP=4.5 mg/L二期工程设计进水水量：Q2=4.7104 m3/d4.2构筑物尺寸确定4.2.1粗格栅(按照二期流量设计)设计参数：设计流量：Q=47000m3/d栅前流速：v1=0.7m/s 过栅水速v2=0.9m/s栅条宽度s=0.01m，格栅间隙e=0.02m栅条前部分长度L1=0.5m，栅条后部分长度L2=1.0m格栅倾角=754-1粗格栅草图计算过程：假设水流由两条渠道经过格栅，栅前断面面积S=0.389m2则栅前渠道宽B1=400mm,最大有效水深he=950mm栅条间隙数n=33.75，取n=34栅槽宽度B=S(n-1)+ne=m,取B=1.00m选用FH-900型旋转式格栅除污机，共两台。进水渠渐扩段长L3=0.275m，取L3=0.3m出水渐缩段长L4=0.15m过栅水头损失(按照一期流量计算) H1=0.12m总高度H=4.76m格栅总长度L=L1+ L2+ L3+ L4+=0.5+1.0+0.3+0.15+1.275=3.225m4.2.2泵房通过高程计算，从吸水面到泵后细格栅栅栅前水深之间距离为10.44m，压水管路上水力损失为0.5m，水过泵的损失估计在1.0m，所以提升扬程在13m左右，参照选泵的依据，选择潜水泵型号为S2508H型芬兰沙林泵，电动机功率50.0kw，1482r/min，两用一备。泵房建设按照二期流量建设，泵前集水井的体积V=50m34-2图泵房布置图4.2.3细格栅(按照二期流量设计)设计参数：设计流量：Q=47000m3/d栅前流速：v1=0.7m/s 过栅水速v2=0.9m/s栅条宽度s=0.01m，格栅间隙e=0.01m栅条前部分长度L1=0.5m，栅条后部分长度L2=1.0m格栅倾角=75 计算过程：假设水流由两条渠道经过格栅，栅前断面面积S=0.389m2则栅前渠道宽B1=500mm,最大有效水深he=0.95mm栅条间隙数n=38.1，取n=40栅槽宽度B=S(n-1)+ne=m,取B=0.8m选用WXB-0.8-1.5型旋背耙式格栅除污机电动机功率0.8kw，共2台进水渠渐扩段长L3=0.84m出水渐缩段长L4=0.42m过栅水头损失(按照一期流量计算) H1=0.17m总高度H=1.105m总长度L=L1+ L2+ L3+ L4+=0.5+0.9+0.84+0.42+0.4=3.06m4-3图细格栅草图4.2.4曝气沉砂池(按照二期流量设计)设计参数：设计流量：Q=47000 m3/d水力停留时间：T=150 s水平流速v=0.06m/s，旋流速度0.3m/s计算过程：曝气沉砂池体积V=81.6m3过水断面面积A=9.07m3，取过水断面面积A=9.0m2断面尺寸：取有效水深h=2.0m尺宽B=4.5m，分两格每格宽b=2.25m校核尺寸：=1.125，合格尺长：L=9.07m，取L=9.1m实际体积V实际=81.9m3按照一期流量运行时，开一格，校核其是否符合要求：一期设计流量q=36000m3/d校核水平流速：v=0.093m/s，符和要求。停留时间：T=98.2 s=1.673min，符合要求。曝气量的求算：为达到良好的除砂效果，将曝气头淹没在水下2.0m左右，则相应的每单位池长所需的空气量为29(m3/m2h)则单池的空气需求量为q空气=263.9m3/h4-4图 曝气沉砂池（单格）草图机械选型：选择BX-5000型泵吸砂机1台功率泵功率3kw，行走功率1.1kwLSF-355型螺旋砂水分离器1台，功率3kw。4.2.5初沉池采用两座幅流式沉淀池，每座分担流量Q=750m3/h设计参数：表面负荷q=1.6m3/m2.h沉淀时间T=2h计算过程：单池表面积F=468.75m2单池直径D=24.4m，取D=25m有效水深h2=qT=3.2m校核径深比 D/h2=7.8 (符合6-12的要求)查阅资料初沉池对于SS的去除率约在50%左右，初沉污泥的含水率在97%由此可以计算出初沉污体积V=式中日平均流量Q平均=23900m3/d设计进水SS浓度C1=280mg/L设计出水SS浓度C2=140mg/L排泥时间t=24h取103含水率Po=97V=56m3/d泥斗以及贮泥区小泥斗底部下半径r2=1.0m，上半径r1=2.0m泥斗倾角=75泥斗区高度h5=1.73m泥斗的体积V1=12.7m泥斗上方锥体坡度i=0.05锥体区高度h4=（）i=0.525锥体体积V2=101.8m3泥区总体积V= V1 +V2=101.8+12.7=114.5 m3/d56m3/d沉淀池的总高度取沉淀池的超高h1=0.3m缓冲层的高度h3H=h1+ h2+ h3+ h4+ h5=0.3+3.2+0.5+0.525+1.73=6.255m确定出水堰的尺寸构造、校核堰上水力负荷：初沉池采用单侧环形集水槽，槽宽度取b=0.5m槽宽度b=0.516m，取b=0.55m槽内起点水深ha=0.75b=0.4125m，槽内终点水深hb=1.25b=0.6875m设计取环形槽内水深为0.8m。按照要出水点低于终点水深的要求，初沉池出水跌水为0.2m。校核堰上水头负荷出水堰的长度L=75.046m堰上水力负荷q=2.77L/s m4=184/4.5=40.8917进水碱度约为280mg/L设计参数：BOD5去除负荷N=0.12kg BOD5/kg MLVSS回流污泥浓度Xr=6600mg/L污泥回流比R=100%池体悬浮固体浓度X=3300mg/LTN去除率=50%，内回流比R内=100%计算过程：反应池的体积V=14910m3反应池停留时间T=9.94h，取T=10h反应池各段水力停留时间：T厌氧: T缺氧:T好氧=1：1：3则T厌氧=2h ; T缺氧=2h ;T好氧=6h相应的各段池子的体积为厌氧池V厌氧=3000m3缺氧池V缺氧=3000m3好氧池V好氧=9000m3校核氮磷负荷：好氧段总氮负荷=0.04850.05厌氧段总磷负荷=0.0160.06由于本法中采用改进的A/A/O，厌氧段的1/3用作回流污泥反硝化、混合液回流控制点迁移，故重新校核总磷负荷，依据室外排水规范，考虑厌氧池内最短停留时间为1h,则：厌氧段总磷负荷=0.032100 mg/L符合碱度要求反应池的布置:反应池分为2组4座，每座的容积V单池=3750 m3有效水深he=4.0 m单座面积S=973.5 m2设置为5廊道，单条廊道的面积为187.5 m2，廊道宽b=5.0 m。廊道长L=37.5 m校核池型：宽高比=1.25（满足=12）长宽比=7.5（满足=510）取超高为1.0m，则反应池总高H=4.0+1.0=5.0 m单池进、出水系统的设计进水管进水设计流量Q单池=0.104 m3/s设计流速v=0.8m/s管道直径Dn=0.407m取管道直径Dn=400mm回流污泥管设计流量Qr=0.104m3/s管道内流速v=0.8m/s 管道直径Dn=0.407m取管道直径Dn=400mm进水井（由于回流污泥进入反硝化区，故不进入进水井）窗口尺寸窗口跌水h为0.1m出水堰以及出水井按照矩形堰流量公式计算Q堰=1.86bH1.5堰宽b=5.0m，流量Q堰=Q单池（1+R+R内）=0.312 m3/s堰上水头H=0.12m跌水高度设为出水管出水设计流量Q出水=（1+R）Q单池=0.208 m3/s管道流速0.8m/s管径Dn=0.58m，取Dn=600mm校核管道流速v=0.74m/s核算A/A/O生物池的内部水头损失：=0.1+0.12+0.2=0.32m曝气系统的设计：设计需氧量AORAOR=D1-D2+D3碳化需氧量D1=6951( kgO2/d)硝化需氧量D2=4.6Q(TNo-TNe)-4.612.4%Px =4.636000(0.04-0.02)-4.612.4%1219.5 =2616( kgO2/d)脱硝产生的氧量D3=2.86NT=568.82.86=1627( kgO2/d)AOR=6951+2616-1627=7940( kgO2/d )=331 (kgO2/h)AORmax=1.4AOR=11116 (kgO2/d)= 463.4( kgO2/h)去除1kg BOD5所需氧量=1.35( kgO2/kg BOD5)标准需氧量SOR采用鼓风曝气机，微空曝气器。 曝气器设于池底，距池底0.2m，淹没深度3.8m氧转移效率EA=20%，计算温度T=25。将实际需氧量AOR折算成标准状态下需氧量SOR。SOR= 气压调整系数=，工程所在地实际大气压为0.912105pa标准大气压为1.013105pa。=0.909曝气池内平均溶解氧CL=2mg/L污水氧传递效率与清水氧传递效率之比=0.82污水中饱和溶解氧与清水中饱和溶解氧之比=0.95查表水中溶解氧饱和度CS（20）=9.17mg/L，CS（25）=8.38 mg/L空气扩散口绝对压力Pb=1.013105+9.8103H =1.013105+9.81033.8 =1.385105Pa空气离开好氧池时氧的百分比Ot=17.54%好氧池中平均溶解氧浓度Csm(25)=Cs(25)( )=9.12 mg/L标准需氧量为SOR=13422.3( kgO2/d )=560(kgO2/h)SORmax=1.4 SOR=18791.22( kgO2/d )=784(kgO2/h)好氧池最大时供气量Gmax=13066.7(m3/h)气水比8.7：1曝气器数量的计算(以单池计算)单池最大需氧量SOR单池max=SORmax/4=196(kgO2/h)曝气器个数的求算N=采用微孔曝气器，参照给水排水设计手册，KBB曝气器在工作水深4-5m，在供风量为13m3/(h 个)时，曝气器的氧利用率EA=20.9%30.1%，服务面积为0.5m2，充氧能力qc=0.0830.296(kg/h)(kgO2/h 个)N=1125(个) 以微孔曝气器充氧能力进行核算：qc=0.175(kg/h)，在充氧能力范围内，符合要求供风管道的布置总干管内风量QZG=Gmax=13066.7(m3/h)=3.63(m3/s)总干管内风速vZG=10.0m/s总干管直径Dn=0.68mm，取总干管直径Dn=650mm校核流速vZG=10.95 m/s单池干管内风量QDG=Gmax/4=3266.7(m3/h)=0.9075(m3/s)单池干管内风速vDG=10.0 m/s单池干管直径Dn=0.34m，取单池干管直径Dn=300mm校核单池干管内流速vDG=12.85m/s单侧廊道供气管内风量Q1=QDG/3=0.3025(m3/s)单侧廊道供气管风速v1=10. 0m/s单侧廊道供气管直径Dn=0.196m，取单侧廊道供气管直径Dn=200mm校核单侧廊道供气管内流速v1=9.63 m/s双侧廊道供气管内风量Q2=2QDG/3=0.605(m3/s)双侧廊道供气管风速v1=10. 0m/s双侧廊道供气管直径Dn=0.278m，取单侧廊道供气管直径Dn=250mm校核双侧侧廊道供气管内流速v1=12.3 m/s所需要的空气压力p=49.0Mpa选用RMF-300型罗茨鼓风机，3用1备，给二期预留一个机位曝气沉砂池所需要的风压为39.2Mpa选用RC-100型罗茨鼓风机，1用1备，鼓风机参数如下：型号口径(mm)转速 (r/min)排气口压力(Mpa)进口流量(m3/h)所需轴功率(kw)所配电动机功率(kw)RT-300300A117049.082.5110120RC100100A250039.211.310.615搅拌设备采用环流搅拌机JBG-2.2，功率7kw浙江宏宇环保集团生产。单池一共12个，共48台。混合液回流设备：SS066型芬兰沙林泵功率6kW，电动机转速980r/min，单池一用一备。共8台 污泥回流泵：S3508M型芬兰沙林泵功率50kW，一用一备，置于污泥泵房内，转速726r/min。4-5图A/A/O生物池草图4.2.6二沉池采用两座幅流式沉淀池，每座分担流量Q=750m3/h设计参数：表面负荷q=0.8m3/m2.h沉淀时间T=2h计算过程：单池表面积F=937.5m2单池直径D=34.5m，取D=35m校