污水处理厂工艺设计—毕业论文设计.docx

第一部分第一章 设计概论1.1设计任务本次毕业设计的任务是在规定的时间内完成河南省鹤壁市淇滨区污水处理厂工艺设计。工艺设计内容包括：1.进行污水处理厂方案的总体设计：确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；完成污水处理厂总平面及高程设计图，及相关构筑物单体图。2. 进行污水处理厂各构筑物设计计算：包括初步设计和设备选型。3.进行辅助建筑物设计目的（重点及拟解决的重点问题）(1)进一步巩固及深化对污水处理技术基本概念与基本理论知识的理解；培养学生综合运用所学各门课程基本理论、基本知识和基本技能、分析解决实际工程问题能力。(2)学习掌握根据实际水量及水质、排放要求定出合适的工艺流程。(3)学习常用设计资料的一般应用方法。(4)培养运用理论知识分析问题与解决问题的初步能力。(5)学习绘制平面图、流程图及施工图的方法与技巧，为走上工作岗位之前打下良好的专业基础。(6)养成每天记录工作日志的习惯。(7)学习掌握各种设计相关的国家标准。1.2城市概况及自然条件鹤壁市淇滨区位于河南省北部，太行山hyperlink /view/167705.htm脉东麓和华北平原的过渡地带。属暖温带半湿润型季风气候，随着人口的增加，工业的发展，水污染日趋严重，污水大量排入附近河流。为防止水污染，根据城市规划，决定在该区兴建污水处理厂一座，经处理后的水排入附近河流或工业回用。污水处理厂拟建在该市东部，服务面积30平方公里，服务区居住建筑有较完善的给排水设施。生活污水占60，工业污水占40，工业废水在排入城市管网前要求在厂内进行无害化处理。 污水厂坐标定位：西南：a0.000m, b=0.000m,东北a=400.00m, b=350.00m设计原始资料：一、水量资料：设计污水总污水量8万m3/日，其中工业废水占40%，生活污水占60%。二、混合污水水质资料： 设计进水水质：bod5为220mg/l，cod为450mg/l，ss质量浓度为244mg/l，tn35 mg/l,tp 3mg/l。冬季污水平均温度：10夏季污水平均温度：18处理后的水质要求：bod530mg/lss30mg/lcodcr90 mg/ltn20mg/lp 1mg/l三、气象资料：1、自然条件（1）气象条件 全年平均气温 14.80c夏季极端最高温度 41.50c冬季极端最低温度 -16.20c冬季最低水温 7.50c全年主导风向 北风风荷载 0.3kpa雪荷载 0.2kpa全年采暖日数 140天全年平均蒸发量 1170mm全年平均降水量 660mm（2）工程地质条件地震烈度 8度最大冻土深度 40cm地基承载能力 120吨/m2（3）水文地质条件 地下水位埋深 7m五、水文资料河流水文资料：污水处理后排入淇河，污水处理厂距此河流500米，此河流最高洪水位为116米。土壤冰冻深度40cm。六、污水处理厂进厂污水干管数据：污水处理厂设计地面标高为127米。污水提升泵房进水间污水管引入标高为125.5米，管径1000mm，充满度0.75。第二章 污水处理厂设计2.1污水处理厂厂址选择污水厂厂址选择应遵循下列各项原则：1、应与选定的工艺相适应2、尽量少占农田或不占良田3、应位于水源下游和夏季主导风向下风向4、应考虑便于运输5、充分利用地形2.2污水、污泥处理工艺选择2.2.1处理工艺流程选择应考虑的因素污水处理厂的工艺流程系指在保证处理水达到所要求的处理程度的前提下，所采用的污水处理技术各单元的有机组合。在选定处理工艺流程的同时，还需要考虑各处理单元构筑物的形式，两者互为制约，互为影响。污水处理工艺流程的选定，主要以下列各项因素作为依据：（1）、污水的处理程度（2）、工程造价与运行费用（3）、当地的各项条件（4）、原污水的水量与污水流入工程该污水处理厂日处理能力为8万m3/d,属于大中规模的污水处理厂。2.22本项目污水处理的特点：（1）污水以有机污染物为主，bod/cod=0.490.3，可生化性较好，重金属及其他难以生物降解的有毒有害污染物一般不超标；（2）本水厂进水为混合污水其中bod5 ：220mg/l，ss：244mg/l，codcr：450mg/l氨磷含量分别为35mg/l、3mg/l，而出水需达到一级a标准水质，故需选用脱氮工艺的污水处理。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。本水厂属于中型水厂。中小型污水处理厂除了规模较小外，还具有如下特点: 由于负担的排水面积小，污水量较小，一天内水量水质变化较大，频率较高 一般在城镇小区或企业内修建，由于所在地区一般不大，而且厂外污水输送管道也不会太长。所以占地受限制，构筑物布置须紧凑。 一般要求操作简单，维护费用低 由于规模较小，一般不设置污泥消化 由于要求处理效果稳定，产泥量少，剩余污泥以回归自然的处理方法为宜，故一般采用低负荷，延时曝气工艺，尽量减少污泥量同时使污泥部分好氧稳定 与环境协调性好，大多数情况下尾水能就近排放，可作为地面水体的补充水源。根据水厂处理规模（10万吨/天），进出水水质要求gb1918-2002城镇污水处理厂污染物排放标准一级a标准执行，污水处理厂既要求有效地去除bod5，有要求对污水中的进行脱氮除磷处理。考虑该工程的造价与运行费用，当地的自然条件（包括地形、气候、水资源），污水水量及其变化动态，运行管理与施工，并参考典型的工艺流程和各种生物处理法的优缺点及使用条件，将从以下两种方法中选取一种作为处理方法：1. 改良型a/a/o工艺 2氧化沟工艺。2.2.3污水处理工艺流程说明（1）工艺方案选择的原则：根据工程纳污范围内污水水质及处理程度要求，在选择污水处理工艺的时候，积极采用技术先进可靠，处理效果好，占地面积小，维护管理简单，经常运转费用低的工艺，在设备选型时，优先选用国内先进的材料和设备，对于国产质量尚未过关的关键性设备考虑国外进口，以降低建设成本，同时提高机械化自动化程度和工程的可靠性，改善工人操作条件。根据该市的污染现状和该市的环境保护规划，按污水厂出水受纳水体的环境容量，本污水处理工艺流程的选择，除了能够达到去除bod5和ss要求外，并应具有良好的脱氮除磷效果。通过对国内外已运行的大中型污水处理厂的调查，结合要到达的治理目标，可供选择的工艺有“a2/o脱氮除磷工艺”和“三沟交替式t型氧化沟工艺”。（2）a2/o脱氮除磷工艺：1）a2/o工艺简介：在厌氧段，污水中的bod5或codcr有一定程度的下降，氨氮浓度由于细胞的合成也有些降低，但硝酸盐没有变化，磷的含量却由于聚磷菌的释放而上升。在缺氧段污水中的有机物被反硝化细菌利用为碳源，因此bod5或codcr继续降低，磷和氨氮变化较小，硝酸盐氮则因为反消硝化作用被还原成n2，浓度大幅度下降。在好氧段，有机物会因为好氧降解会继续下降，磷和氨氮的浓度会因为硝化和聚磷菌摄磷作用，以较快的速率下降，硝酸盐氮含量却因为硝化作用而上升。2）工艺特点：厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同种类微生物菌群的有机配合，同时具有去除有机物、脱氮除磷的功能；在同时脱氮除磷的工艺中，该工艺流程最为简单，总的水力停留时间也少于同类其他工艺，能耗低，管理维护简单，节约水处理药剂，运行费用较低； 能迅速准确的检测污水处理厂进出水质的变化； 在厌氧-缺氧-好养交替运行条件下，丝状菌不会大量增殖，svi一般小于100，污泥沉降性好；污泥中磷含量高，一般在2.5%以上； 艺稳定性较高。该工艺脱氮效果受混合液回流比大小的影响，除磷效果则受回流污泥中夹带的溶解氧和硝酸态氮的影响，因而脱氮除磷效果不可能很高。（3）三沟交替式t型氧化沟工艺 三沟交替式t型氧化沟工艺简介：氧化沟是活性污泥法的发展，沟中的活性污泥以污水中的有机物作为食料，使之后无机化。在氧化沟系统中，通过转刷（或转盘和其他机械曝气设备），使污水和混合液在环状的渠内循环流动，依靠转刷推动污水和混合液流动以及进行曝气。混合液通过转刷后，溶解氧浓度被提高，随后，在渠内流动过程中逐渐降低。氧化沟通常以延时曝气的方式运行，水力停留时间1024h，污泥龄2030d。通过进出水位置；污泥回流位置；曝气设备位置可以使氧化沟完成消化和反消化功能。氧化沟的渠道内的水流速度为0.250.35m/s。沟的几何形状和具体尺寸，与曝气设备和混合设备密切相关，要根据所选的设备最后确定。工艺特点氧化沟工艺结合了推流和完全混合两种流态:污水进入氧化沟后，在曝气设备的作用下被快速、均匀地与沟中混合液进行混合。混合后的水在封闭的沟渠中循环流动。氧化沟具有明显的溶解氧浓度梯度。氧化沟的整体体积功率密度较低。氧化沟工艺采用的处理流程十分简捷：可不设初沉池，悬浮状的有机物可在氧化沟诶得到部分稳定，这比设立单独的初沉池再次进行单独的污泥稳定要经济。氧化沟处理效果稳定，出水水质好。综上所述，可得比较适合的工艺是氧化沟工艺。因为这种工艺具有较高的cod和nh3-n去除率，适合于处理高浓度cod和氨氮污水;造价低，设备简单，应用逐渐完善和多样化。（4）氧化沟脱氮除磷工艺原理氧化沟是活性污泥法的发展，沟中的活性污泥以污水中的有机物作为食料，使之后无机化。在氧化沟系统中，通过转刷（或转盘和其他机械曝气设备），使污水和混合液在环状的渠内循环流动，依靠转刷推动污水和混合液流动以及进行曝气。混合液通过转刷后，溶解氧浓度被提高，随后，在渠内流动过程中逐渐降低。氧化沟通常以延时曝气的方式运行，水力停留时间1024h，污泥龄2030d。通过进出水位置；污泥回流位置；曝气设备位置可以使氧化沟完成消化和反消化功能。氧化沟的渠道内的水流速度为0.250.35m/s。沟的几何形状和具体尺寸，与曝气设备和混合设备密切相关，要根据所选的设备最后确定。氧化沟工艺污泥不进行厌氧处理，污泥进入浓缩池进行浓缩后直接进入带式压滤机进行脱水，泥饼由卡车运出。2.2.3工艺流程图 进水2. 3主要污水处理构筑物2.3.1中格栅设置在泵房前，以截流较大的悬浮物或漂浮物，减少泵的磨损，使其能正常运行。中格栅与进水泵房共同建造，格栅间的土建按总过水能力10.56万m3/d的规模设计建成，设2组中格栅，每组格栅的间隙数为40，格栅平面尺寸为lb=2m3.3m,栅前槽总高度h1=0.8m,栅后槽总高度h2=1.1m，采用机械清渣，采用gh-1500回转式格栅除污机。2.3.2污水提升泵房污水泵房与细格栅合建，使用潜污泵，减少占地面积。在集水池顶部设有格栅，以便于池内的通风。潜污泵检修时，使用移动起重机将其吊出水面，在地面进行检修。污水提升泵房的平面为: lb=12m8m,高约为10.6m，地下部分为钢筋混凝土结构，泵房内设置4台泵3用1备，型号为：400qw2016-7.25-75型潜污泵，单台提升流量2016m3/h。扬程7.25m，转速740r/min，功率75kw，效率76.2%，出口直径400mm，重量1700kg。2.3.3细格栅格栅间的土建按总过水能力10.56万m3/天的规模设计建成，设2组细格栅，每组格栅的间隙数为51，栅条间隙10mm，格栅平面尺寸为lb=2.5m5.5m,栅前槽总高度h1=1.7m,栅后槽总高度h2=1.96m，采用机械清渣，采用gh-1200型回转式格栅除污机。2.3.4平流沉砂池平流沉砂池由进水口、出水口、沉砂分选区、集砂区、砂抽吸管、排砂管、砂泵和电动机组成。结构简单处理效果好，运行稳定2.3.5氧化沟交替式氧化沟将营养物去除过程结合进氧化沟工艺，通过设置缺氧带或厌氧区，达到反消化或厌氧嗜磷的效果。它的工艺过程类似sbr反应器，好氧、缺氧、厌氧过程在一条沟或几条沟中顺利进行。与常规sbr不同，交替式氧化沟采用连续进出水，因此也就不需调节池。采用三组平行设置，每组氧化沟尺寸为lb=169m54m，有效水深3.5m，超高0.5m。进出水装置均采用自动控制系统控制的进出水堰。2.3.6接触消毒池接触消毒池是处理后的污水出厂前经过的最后一个构筑物，主要是延长污水与氯接触时间，以达到较好的消毒效果。设2座接触消毒池，接触消毒池的单池平面面积为：lb=14m12m，有效水深为3m，池总高为3.5m。2.4污泥处理构筑物2.4.1污泥浓缩池由于污泥产量较少故本设计的污泥浓缩池为重力浓缩池，重力浓缩本质上是一种沉淀工艺，属于压缩沉淀。浓缩前由于污泥浓度较高，颗粒间彼此接触支撑。浓开始缩以后，在上层颗粒的重力作用下，下层颗粒间隙中的水被挤出界面，颗粒间相互拥挤的更加紧密。通过这种拥挤和压缩过程，污泥浓度进一步提高，上层的上清液溢流排出，从而实现污泥浓缩。本设计采用了连续辐流式重力浓缩池，中间进水，周边出水，出水进细格栅前进行处理。浓缩池尺寸为，池径4.1m，池有效水深4m，池深4.505m。2.4.2贮泥池贮泥池采用池壁进泥，池底出泥，池底坡度0.003，池有效水深4m，贮泥池设两座，污泥泵站前一座，浓缩池后一座，泵站前池径为4.5m，浓缩池后池径为3.6m。2.4.3污泥脱水间由于脱水前的污泥量为32.88m3/d,脱水后的含水率为为80，根据带式压滤机的处理能力，本设计选用带式压滤机3台，2用1备，滤带可以回旋，脱水效率高，噪音小，能源消耗低，附属设备少，操作管理方便 ，选用了型号为dyq-2000a的带式压榨过滤机，技术参数为：带宽：2000mm，处理量：50-500m3/h，功率：2.2kw，冲洗耗水量大于等于6m3/h，冲洗水压大于等于0.4mpa，气压：0.5-1.0mpa。 第三章 污水处理厂平面布置3.1污水处理厂平面布置原则3.1.1处理单元构筑物的平面布置水处理构筑物是水处理厂的主体建筑物，在作平面布置时，应根据各构筑物的功能要求和水力要求，结合地形和地质条件，确定它们在厂区内平面的位置，对此，应考虑：(1)功能分区明确，管理区、污水处理区及污泥处理区相对独立。(2)构筑物布置力求紧凑，以减少占地面积，并便于管理。(3)考虑近、远期结合，便于分期建设，并使近期工程相对集中。(4)各处理构筑物顺流程布置，避免管线迂回。(5)变配电间布置在既靠近污水厂进线，又靠近用电负荷大的构筑物处，以节省能耗。(6)建筑物尽可能布置为南北朝向。(7)厂区绿化面积不小于30，总平面布置满足消防要求。(8)交通顺畅，使施工、管理方便。厂区平面布置除遵循上述原则外，还应根据城市主导风向，进水方向、排水方向，工艺流程特点及厂区地形、地质条件等因素进行布置，既要考虑流程合理，管理方便，经济实用，还要考虑建筑造型，厂区绿化及与周围环境相协调等因素。3.1.2管、渠的平面布置厂区主要管道有污水管道、污泥管道、超越管道、雨水管道、厂区给水管、厂区污水管等，设计如下：(1)污水管道污水管道为各污水处理构筑物连接管线及厂区污水管道，管道的布置原则是线路短，埋深合理。厂区污水管道主要是排除厂区生活污水、生产污水、清洗污水，厂区污水经污水管收集后接入厂区进水井，与进厂废水一并处理。(2)污泥管道污泥管道主要为氧化沟出泥管，污泥泵房出泥管。管道设计时考虑污泥含水率相对较低的特点，选择适当的管径及设计坡度以免淤积。(3)超越管主要在污水处理厂闸门井前设事故超越管（直接排放），以便在处理构筑物发生事故时污水能全部排出。(4)雨水管道为避免产生积水，影响生产，在厂区设雨水排放管。(5)厂区给水管厂内给水由城市给水管直接接入，给水管道的布置主要考虑各处生活饮用和消防用水。（6）辅助建筑物污水处理厂内的辅助建筑物有：泵房、办公室、综合楼、变电所、维修间、仓库等。它们是污水处理厂不可缺少的组成部分。其建筑面积大小应按具体情况与条件而定。有可能时，可设立试验车间，以不断研究与改进污水处理技术。辅助构筑物的位置应根据方便、安全等原则确定。在污水处理厂内应合理的修筑道路，方便运输，广为植树绿化美化厂区，改善卫生条件，改变人们对污水处理厂“不卫生”的传统看法。按规定，污水处理厂厂区的绿化面积不得少于30%。3.2本设计污水处理厂的平面布置1、根据污水处理厂平面布置的原则，本设计污水处理厂的平面布置采用分区的方法，共分三区：工作区、污水处理区、污泥处理区。（1）工作区布置：设计力争创造一个舒适、安全、便利的条件，以利于工作人员的活动。设有办公楼、集中控制室、食堂、浴室及传达室等。建筑物前留有适当空地可作绿化用。（2）水区布置：设计采用“l”型布置，其优点是布置紧凑、分布协调、条块分明。同时对辅助构筑物的布置较为有利。（3）泥区布置：考虑到空气污染，将泥区布置在夏季主导风向的下风向，同时，远离人员集中地区。脱水机房接近厂区后门，便于污泥外运。2、在厂区平面布置及高程布置时，主要根据各构筑物的功能和流程的要求，结合厂址地形、地质条件、进出水方向的可能来进行布置。在平面布置中根据进水方向，根据排放水体方向及考虑夏季主导风向将污水处理构筑物依其流程由北向南布置,形成处理厂生产区,全厂的行政管理中心办公楼则位于进厂大门的南侧,厂区绿化用地较多,可改善厂内卫生条件。在高程布置上，处理构筑物标高仅按处理后污水能自然排出为前提，使进厂污水泵房扬程最小，节省运行费用。第四章 污水处理厂高程布置4.1污水厂高程的布置方法污水处理厂高程布置的主要任务是：确定各处理构筑物和泵房的标高，确定处理构筑物之间连接管渠的尺寸及其标高，通过计算确定各部位的水面标高，从而能够使污水沿处理流程在处理构筑物之间通畅地流动，保证污水处理厂的正常运行。为了降低运行费用和便于维护管理，污水在处理构筑物之间的流动，以重力流考虑为宜(污泥流动不在此例)。为此，必须精确的计算污水流动中的水头损失，水头损失包括：(1)污水流经各处理构筑物的水头损失。在作初步设计时可进行估算。但应当认识到，污水流经处理构筑物的水头损失，主要产生在进口和出口和需要的跌水(多在出口处)，而流经构筑物本身的水头损失则很小。(2)污水流经连接前后两处构筑物管渠(包括配水设备)的水头损失。包括沿程与局部水头损失。(3)污水流经量水设备的水头损失。在对污水处理厂的高程布置时，应考虑下列事项：(1)选择一条距离最长，水头损失损失最大的流程进行水力计算。并应适当留有余地，以保证在任何情况下，处理系统都能够运行正常。(2)计算水头损失时，一般应以近期最大流量(或泵的最大出水量)作为构物和管渠的设计流量；计算涉及远期流量的管渠和设备时，应以远期最大流量为设计流量，并酌加扩建时的备用水头。(3)设置终点泵站的污水处理厂，水力计算常以接纳处理后污水水体的最高水位作为起点，逆污水处理流程向上倒推计算，以使处理后污水在洪水季节也能自流排出，而泵需要的扬程则较小，运行费用也较低。但同时考虑到构筑物的挖土深度不宜过大，以免土建投资过大和增加施工上的困难。在作高程布置时还应注意污水流程与污泥流程的配合，尽量减少抽升的污泥量，在决定污泥干化场、污泥浓缩池，消化池等构筑物高程时，应注意它们的污泥水能自动排入污水入流干管或其它构筑物的可能。第二部分 设计计算书第一章 污水处理构筑物设计计算1.1中格栅1. 设计参数：生活污水q1=800000.6=48000m3/d工业废水q2=800000.4=32000 m3/dq平均=80000 m3/d =0.926 m3/s最高日qd=q平均k日=80000m3/d*1.1=1.02 m3/s最高日最高时qmax=q平均k总=1.021.2m3/d =1.224m3/s=105600 m3/d 设计流量q=10.56104m3/d=1.224 m3/s =1224l/s栅前流速v1=0.9m/s，过栅流速v2=0.9m/s栅条宽度s=0.01m，格栅间隙b=20mm栅前部分长度0.5m，格栅倾角=60栅前水深为0.75m，单位栅渣量1=0.08m3栅渣/103m3污水1. 计算草图图1-1 中格栅计算简图3设计计算（1）栅条间隙数 设计两组格栅，每组格栅数n=401. 栅槽有效宽度：设栅条宽度s=0.01m m 取有效栅宽b2=1.5m,则格栅数n=50，栅槽总宽度(考虑中间隔墙宽度0.3m)1. 进水渠道渐宽部分长度 进水渠道宽b1=2m，其渐宽部分展开角度1=200、 （4）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度（5）过栅水头损失h1设栅条断面为半圆形矩形，取k=3,=1.83则其中h0为计算水头损失（6）栅后槽总高度h 取栅前渠道超高h2=0.3m，则栅后槽总高度h=h+h1+h2=0.75+0.047+0.3=1.097m取h=1.1m1. 格栅总长度l=l1+l2+0.5+1.0+h1/tan=0.13+0.26+0.5+1.0+2/tan60=2.045m 取2m（8）每日栅渣量 所以宜采用机械格栅清渣，则选用gh-1500回转式格栅除污机。（9）进水与出水渠道城市污水通过dn1000mm的管道送入进水渠道，设计中取进水渠道宽度2m，进水水深h=0.75m，出水渠道b2=1m，出水水深h2=0.75m。1.2污水提升泵房1.设计参数设计流量：q=105600m3/d=1.224m3/s=1224l/s2.泵房设计计算采用氧化沟处理工艺方案，污水处理系统简单，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。污水经提升后入细格栅，然后自流通过平流沉砂池、氧化沟等，最后排入河流。各构筑物的水面标高和池底埋深见高程计算。污水提升前水位126.150m（既泵站吸水池最底水位）,提升后水位131.750m（即细格栅前水面标高）。所以，提升扬程z=131.750-126.150=5.6m再根据设计流量1224l/s=4406.5m3/h，采用4台（三用一备）400qw2016-7.25-75型潜污泵，单台提升流量2016m3/h。扬程7.25m，转速740r/min，功率75kw，效率76.2%，出口直径400mm，重量1700kg。考虑泵房内集水池容积和中格栅，泵房设为泵房为半地下式，水泵为潜污泵，。1.3 细格栅1. 设计参数：采用两组细格栅，则单池水量设计流量q=0.612m3/s,过栅流速v2=0.8m/s；栅条宽度s=0.01m；格栅间隙b=10mm；格栅倾角=60；栅前水深h=1.4m进水宽度2.0m2.设计计算草图 图1-2 细格栅计算草图3设计计算（1）栅条间隙数 取51根1. 栅槽有效宽度 栅槽总宽度 （3）进水渠道渐宽部分长度（其中1为进水渠展开角）（4）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度（5）过栅水头损失设栅条断面为锐边矩形截面，取k=3,=2.42则其中h0为计算水头损失（6）栅后槽总高度（h） 取栅前渠道超高h2=0.3m，则栅后槽总高度h=h+h1+h2=1.4+0.26+0.3=1.96m （7）格栅总长度l=l1+l2+0.5+1.0+h1/tan=1.88+0.94+0.5+1.0+（1.7）/tan60=5.3m,取5.5m（8）每日栅渣量 所以宜采用机械格栅清渣，选用gh-1000回转式格栅除污机 1.4平流沉砂池1. 设计的参数和选择2. 流速取0.3m/s3. 最大流量时停留时间取30s4. 设3格每格宽1.2m5. 进水头部应采取效能和整流措施6. 池底坡度为0.027. 排泥时间间隔2d8. 计算草图9. 设计计算10. 长度：v=0.25m/s，t=30s， 1. 水流断面面积： a=qmax/v=1.22/0.3=4.07m2 1. 池总宽度：设n=3，每格宽b=1.2m， b=nb=31.2=3.6m1. 有效水深： h2=a/b=4.07/3.6=1.13m1. 沉砂室所需容积：t=2d 1. 每个沉砂斗容积：设每一分格有两个沉砂斗， 1. 沉砂斗各部分尺寸：斗底宽a1=0.5m，斗壁与水平面的倾角为600，斗高h3，=0.9m。沉砂斗上口宽： 沉砂斗容积： =1.02m30.8m38）沉砂室高度：采用机械排砂，设池底坡度为0.06，坡向砂斗， h3=h3+0.06l2=0.9+0.062.65=1.059m 9）池总高度：设超高h1=0.3m， h=h1+h2+h3=0.9+1.13+1.059=3.089m 取h=3.1m 10)验算最小流速：在最小流量时，只用两格工作（n1=1）， 符合规定。1. 排砂方式采用机械排砂，选用单口泵吸式排砂机。砂泵、真空泵、吸砂管、旋流分离器均安装在行走桁架上。桁架沿池长方向往返行走排砂。经旋流分离器分离的水分回流到沉砂池，沉砂经砂水分离器处理。1.5集水井初定集水井直径为6.00m，进水流量为q=105600m3/d=1.22 m3/s。集水井表面积为 =28.6m2水力停留时间取t=5min=367m3集水井有效水深为 =367/28.6=12.8m，取13m超高取0.5m，则集水井深度为 进氧化沟前集水井池径取3.0m则面积为s=7.065m2水力停留时间取t=5min 集水井有效水深为 ,取17.5m超高取0.5m集水井高度为1.6三沟交替式氧化沟 1. 设计的参数和选择 考虑到中型处理厂污泥需进行厌氧或好氧消化稳定，因此设计污泥龄取12h。为提高系统抗负荷变化的能力，选择混合液污泥浓度mlss为4000mg/l，f=mlvss/mlss=0.7，溶解氧浓度c=2.0mg/l。平行设计三组氧化沟，每组设计流量q=35200m3/d，每组沟中的三条沟污泥浓度分布为4300、3400、4300mg/l。实际设计泥龄。三沟交替式氧化沟是将沉淀工艺结合进氧化沟系统，三条沟在不同的时间段功能进行切换，如消化、反消化、沉淀等，其中一条边沟总处于沉淀状态不设专门的污泥回流系统。 2.氧化沟工艺系统的设计计算t型氧化沟的系统组成（1）进水水质： bod5为220mg/l，cod为450mg/l，ss质量浓度为244mg/l，tn35 mg/l,tp 3mg/l。碱度校核 出水碱度剩余碱度=进水碱度（以caco3计）+3.57反消化no3-n的量+0.1去除bod5的量-7.14氧化沟氧化总氮的量=250+3.5719+0.1170-7.1429=128mg/l（以caco3计）100满足碱度要求1. 计算消化细菌的生长速率消化所需最小污泥平均停留时间。最低温度100c氧的半速常数k取2.0mg/l,ph按7.2考虑。=0.13d-1 因此，满足消化最小污泥停留时间为 =1/=7.7d。选择安全系数来计算氧化沟设计污泥停留时间=sf=2.5*7.7=19.23d。设计污泥龄取20d，对应的生长速率 1. 计算去除有机物及硝化所需的氧化沟体积：除非特殊说明，以下均按每组进行计算。污泥内源呼吸系数kd取0.05d-1，污泥产率系数y取0.5kg vss/kg去除bod5.1. 计算反硝化所要求增加的氧化沟体积（每组）：如假设，反硝化条件时溶解氧的浓度do=0.2mg/l，计算温度仍采用100c，200c反硝化速率rdn，取0.07mgno3-/（mgvss d），则 no3-n/（mgvss.d）根据mlvss浓度和计算所得的反硝化速率，反硝化所需要增加的氧化沟的体积。由于合成的需要，产生的生物污泥污泥中约含有12%的氮，因此首先计算这部分的氮量。每日产生的生物污泥量为xvss=1672kg/d因此，生物合成的需氮量为12%*1672=200.64kg/d拆合每单位体积进水用于生物合成的氮量为200.64*1000/35200=5.7mg/l反硝化no3-n量no3=35-5.7-20=9.3mg/l所需去除氮量sno3=9.3*35200/1000=327.36kg/d因此，反硝化所要求增加的氧化沟的体积为 所以，每组氧化沟总体积为 氧化沟设计水力停留时间为 1. 确定氧化沟的工艺尺寸参与生物降解的每组氧化沟总体积为17510m3。考虑沟中用于沉淀需要的体积，氧化沟的总体积为 af为工艺反应系数（考虑运行条件、污泥分布因素），对于运行周期为8h时，af=0.55。1. 确定氧化沟的工艺尺寸：氧化沟有效深度3.5m，超高0.5m。采用转刷曝气机，有效宽度9m，沟宽54m，沟长169m。2. 每组氧化沟需氧量的确定：选用直径1000mm的转刷，长9m。高速运转时转速72r/min，功率45kw，充氧能力75kgo2/h；低速运行时转速48r/min，功率30kw。每组氧化沟安装转刷曝气机14台，其中高速转刷（单速）8台，位于两端的转刷桥上；双速转刷6台，位于中间的转刷桥上，主要起混合和推流作用。因此需要的设备功率为540-630kw。3. 每组沟剩余污泥量计算：=35200（220-30）0.5/0.7(1+0.0520)+(240-200)35200-303520010-3=2740kg/d=2.74m3/d剩余污泥分别由两条边沟排出。1. 氧化沟的运行本污水厂采用三组平行的t型氧化沟系统，沟中采用转刷曝气机进行曝气和混合。每组氧化沟系统的三个沟通过共用沟壁间的连通孔（1m3）连接，中间沟的转刷连续运转。两侧边沟交替作为曝气、反硝化或沉淀运行，其中转刷只在曝气阶段和混合反硝化阶段运转。处理后的水在作为沉淀池的边沟中沉淀，经过自动调节出水堰溢出，流入出水泵站。在每条沟的中间桥上设有一个膜电极溶解氧连续测定探头，将水中的溶解氧值及时反馈至plc控制器及总控室，由预先编设的程序，控制转刷的启闭。在两条边沟的出水端，设有可调式溢流出水堰，每条边沟有8台，每组氧化沟共设计16台，用于控制出水和调节转刷的侵水深度。污水厂运行时，可根据要求将运行程序输入可编程控制器（plc）中，有可编程控制器按程序切换进水和改变沟内运行方式，以控制整个工艺的运行。在时间控制的基础上，溶解氧控制系统可以根据沟内设定的溶解氧范围自动开启或停止部分转刷的运行，从而达到节约能源的目的。运行模式有两种，即消化运行模式和硝化-反硝化模式，两种模式如图所示。消化状态溶解氧控制浓度为2.0mg/l，反硝化状态溶解氧浓度大于0.5mg/l。按硝化运行模式运行时，只完成nh4+-n的氧化；按硝化-反硝化模式运行时，可实现生物脱氮。管理人员可以根据水质等具体情况调整模式（10）进出水系统集配水井的来水通过dn900mm的管道，管道内的水流速度为1.02m/s水头损失i=1.3。进水装置设在配水进水井中，进水配水堰降落后进水，抬起则不进水。且需要有加热装置，防止堰被冰冻。进水装置采用自动控制系统，依据预先设置好的程序，完成定时开启。氧化沟中的出水装置（堰），除完成排出处理后水的作用外，还可以通过调节堰的起落高低控制沟内水位高低，以调节曝气机侵没深度，进而调节充氧和推动效果。出水装置采用自动控制系统，依据预先设置好的程序，完成定时的开启。需要有加热装置，防止堰被冰冻。1.7集水井初定集水井直径为6.00m，进水流量为q=105600m3/d=1.22 m3/s。集水井表面积为 =28.6m2水力停留时间取t=5min=367m3集水井有效水深为 =367/28.6=12.8m，取13m超高取0.5m，则集水井深度为 1.8接触消毒池1.设计参数的选择及确定 采用漂白粉消毒，其主要成分为ca（ocl）2，含有效氯为20%溶解后漂白粉溶液的浓度为10%，每日配药两次。2.设计计算 漂白粉用量 式中 w-漂白粉用量（kg/d） q-设计水量（m3/d） 最大加氯量（kg/m3），根据水质不同，采用0.0015kg/m3c-有效氯量，采用20% =792kg/d 2.溶解池设计 溶解池容积 式中 v1-溶解池的容积（m3） b-溶解后漂白粉溶液浓度； n-每日药剂配置次数，一般不小于三次。 =3.96m3，取4m3 溶解池共设2座，每座溶解池的平面尺寸为1.51.5m，有效水深为2m，池总高为2.5m。1. 溶液池设计 溶解池内调制好的漂白粉溶液进入溶液池进一步加水稀释，配制成浓度为1%的溶液。计算出溶液池的容积v2为 3 溶液池的有效水深为2.5m，超高0.5m，溶液池总深度为3m溶液池的平面尺寸为长宽=4.0m4.0m。 溶液池共设2座，轮流使用。溶液池内设搅拌桨，先将溶液混合均匀，然后静沉，待澄清后由计量设备投加到水中。1. 投加设备选择 配置好的漂白粉澄清液，通过投药泵定量地送入管道中，与滤后水进行混合。投药泵设两台，一用一备，每台投药泵设两根吸水，可以从两个溶液池中进行吸取漂白粉澄清液，吸水管上设阀门，便于操作管理。 每台投药泵的流量 式中 q1每台投药泵的流量（m3/d） c1溶液池中漂白粉浓度。 投药泵的扬程取10m，选择投药泵的型号为：ih50-32-160。1. 投药间与药房的布置 漂白粉仓库与漂白粉溶液投加间合建，用墙隔开。其平面布置如图所示6接触池设计参数最大设计流量q=105600m3/d=1.22 m3/s；水力停留时间t=30min；平均水深h=2.5m,超高取0.5m；隔板间隔b=5.0m；隔板数n=2块；设两座接触池设计计算接触池容积v=qt=1.223060=2196m3表面积2196/2.5=878.4m2水流速度总廊道数为6，则廊道总宽度为b=nb=56=30m接触池长度，取30m接触池的尺寸为 ，池容积v1=2250m32196m3。接触池出水口设溢流堰。接触池计算简图第二章 污泥处理构筑物的计算在城镇污水处理过程中，产生大量的污泥，如果不予以有效的处理和处置还会对环境产生二次污染。污泥在最终处置前必须进行处理，目的是降低有机物含量并减少水分，最终处置的体积减少，便于运输和处理。3.1污泥的种类和特征本设计污泥主要来自氧化沟中的剩余污泥，系指活性污泥法系统排出来的污泥。剩余污泥外观为黄褐色絮状物，有土腥味，含固率一般在0.5%0.8%之间，取决于所采用的不同的生化处理工艺。有机物常在70%85%之间。与污水处理中是否设初沉池及污泥龄的长短有关。剩余的污泥的ph值在6.57.5之间，取决于污水处理系统的工艺及控制状态。当采用硝化工艺时，活性污泥的ph值有时会低于6.5。3.2污泥处理的一般处理工艺典型的污泥处理工艺流程包括四个阶段。第一阶段为污泥浓缩，主要目的是使污泥初步减容，缩小后续处理构筑物的容积或设备容量；第二阶段为污泥消化，使污泥中的有机物分解，使污泥趋于稳定；第三阶段为污泥脱水，使污泥进一步减容，便于运输；第四阶段为污泥处理，采用某种适宜的途径，将最终的污泥予以消纳和处置。污泥处理污泥脱水污泥浓缩污泥 上清液 滤液 污水处理系统典型污泥处理工业艺流程3.3污泥的输送本设计采用管道输送方式，设有污泥泵站和贮存池。污泥采用管道输送是最经济的方法且安全、卫生。本设计采用自流管道形式。为防止管道的堵塞，减少磨损，防止块状、条状及较大颗粒的物质（特别是金属颗粒）进入污泥管道，在进入管道前应设置管式破碎机。本设计采用dn150mm铸铁圆管输送，最小流速为0.7m/s水力坡降为 式中y=1.5n粗糙系数，d=150mm，n取0.0133.4污泥量计算 氧化沟污泥量计算 每组氧化沟排泥量为2.74m3/d，三组氧化沟共排泥8.22 m3/d。 3.5贮泥池（1）设计说明贮泥池采用池壁进泥，池底出泥，池底坡度为0.003，超高取0.5m（2）设计计算由于氧化沟工艺产泥量小故污泥处理前设贮泥池在进行污泥处理，贮泥池需贮存十天的污泥量q=82.2m3，池深采用4m则 ,=m,取5.2m池直径取5.2m超高取0.5m 故贮泥池总深度为 h=h1+h2=0.5+4=4.5m3.6重力浓缩池（1）参考资料污泥含水率99% 浓缩后含水率为95%污泥温度：20污泥的固体浓度为8kg/m3污泥固体负荷为25kg/（）进入浓缩池泥量为82.2m3/d有效水深取4m（2）设计计算重力浓缩池面积为设2座浓缩池则每座池表面积为 池径为 取4.1m中间进水部分宽1m，池底坡度去0.003，则池底深 池超高取0.5m 0.5+0.00465+4=4.50465m1. 计算草图重力浓缩池计算草图3.7贮泥池（1）设计说明贮泥池采用池壁进泥，池底出泥，池底坡度为0.003，超高取0.5m（2）设计计算经浓缩池浓缩后污泥含水率为97.5%，则污泥量为 32.88选用一座贮泥池，池深取4m则池面积为 池径为 =3.23m 取3.5m池底坡度为0.003，则池底高度为 超高取0.5m池总高度为 =4.505m 3.8污泥脱水间（1）设计参数1.脱水前污泥含水率为92%；2.脱水后污泥含水率按80%（2）设计计算1) 脱水后污泥量：式中q0脱水前污泥量，（m3/d）p1脱水前污泥含水率，（%）p2脱水后污泥含水率，（%）m脱水后干污泥重量，（kg/d）污泥脱水后形成的泥饼用汽车运走，分离液返回处理前端进行处理。2) 脱水机的选择选用机械离心脱水机，型号为lwd430w三台，二用一备，其具体参数如下处理能力 10-18 ，转鼓直径430mm，战鼓转数0-3200r/min，污泥切割机功率5.5kw，污泥进料泵功率5.5kw，外形尺寸（mm）机器重量：5300kg。 第四章 构筑物高程计算4.1污水高程设计计算（1）构筑物水头损失表4-1 构筑