某城市污水处理厂工艺设计课程设计.doc

某城市污水处理厂工艺设计课程设计某城市污水处理厂工艺设计课程设计 前前 言言 水是一切生物生存必不可少的物质之一，没有水的世界是无法想象的。虽 然我国水资源总量非常丰富，年径流总量 2.711012m3，居世界第六位，但 是由于人口众多，人均占有仅 2262m3，约为世界平均的 1/4，属世界缺水国 家之一。我国幅员辽阔，各地气候迥异，经济发展水平差异也很大。随着我 国经济的快速发展和人们生活水平的不断提高，政府、企业、居民的环保意 识不断增强，对生活质量和环境质量的要求越来越高，水污染治理也越来越 受到人们的关注。目前，各城市都面临着不同的水环境污染。因此，根据城 市规模，建立一套与自己经济发展相适应的控制水污染、保护水环境的方针、 政策、标准和法规，同时建设与经济发展水平相适应的污水处理厂，就成为 防止因水资源短缺而制约城市社会经济发展的必要手段，利用有限资源的必 须部分。在人们日常生活中，盥洗、淋浴、生活洗涤等都离不开水，用后便 成为污水。在工业企业中，几乎没有一种工业水是人们日常生活中不可或缺 的宝贵资源，水的供给与排放处理水亦是合理不用到水。水经生产过程使用 后，绝大部分变成废水，生产废水携带着大量污染物质，这些物质多数是有 害和有毒的，但也是有用的，必须妥善处理或加以回收利用。 水污染控制技术在我国社会主义建设中有着十分重要的作用。从环境保护 方面讲，水污染控制技术有保护和改善环境、消除污水危害的作用，是保障人 民健康和造福子孙后代的大事；从卫生上讲，水污染控制技术的兴起对保障人 民健康具有深远的意义；对预防和控制各种疾病、癌症或是“公害病”有着重要 的作用；从经济上讲，城市污水资源化，可重复利用于城市或工业，这是节约 用水和解决淡水资源短缺的重要途径，它将产生巨大的经济效益。 总之，在实现四个现代化过程中，水污染控制技术对环境保护、促进工农 业生产和保障人民健康有现实意义和深远影响，并使经济建设、城乡建设与环 境建设同步规划，同步实施，同步发展。这样才能实现经济效益、社会效益和 环境效益的统一。 目目 录录 第第 1 1 章章 绪绪 论论1 1.1 设计题目 1 1.2 设计目的 1 1.3 设计任务 1 1.4 设计资料 1 第第 2 2 章章 总体设计总体设计3 2.1 设计方案的选择与确定.3 2.1.1 推流式曝气法3 2.1.2 渐减曝气法系统和逐级进水3 2.1.3 完全混合曝气法 3 2.1.4 sbr 法 4 2.1.5 a/a/o 法 4 2.2 工艺流程说明5 2.2.1 工艺流程图5 2.2.2 流程说明5 第第 3 3 章章 处理构筑物设计计算处理构筑物设计计算6 3.1 格栅.6 3.1.1 格栅的设计7 3.1.2 设计参数 7 3.1.3 单组中格栅设计计算 7 3.2 提升泵站.10 3.2.1 泵站设计的原则.10 3.2.2 泵房形式及工艺布置.11 3.2.3 设计参数.11 3.2.4 泵房设计计算.11 3.3 沉砂池.13 3.3.1 曝气沉砂池.13 3.3.2 设计参数.13 3.3.3 单个曝气沉砂池的设计计算.14 3.4 初沉池.16 3.4.1 池形选择 .17 3.4.2 设计参数 .17 3.4.3 单座初沉池尺寸 .18 3.5 曝气池（采用鼓风曝气系统，推流式曝气池）.20 3.5.1 曝气池设计计算.20 3.5.2 鼓风曝气系统设计计算.22 3.6 二沉池.25 3.6.1 设计参数 .25 3.6.2 尺寸 .25 3.7 接触消毒池与加氯间28 3.7.1 设计参数.28 3.7.2 设计计算.28 3.8 污泥重力浓缩池29 3.9 贮泥池及污泥泵房31 3.10 污泥脱水间32 3.10.1 参数选取32 3.10.2 设计计算32 第第 4 4 章章 污水处理厂总体布置污水处理厂总体布置.33 4.1 污水处理厂平面布置33 4.1.1 各处理单元构筑物的平面布置.33 4.1.2 管线布置.34 4.1.3 污水厂平面布置图（见附图一）.34 4.2 污水处理厂高程布置34 4.2.1 高程布置的原则.34 4.2.2 污水厂高程布置图（见附图二）.35 心得体会心得体会36 参考文献参考文献37 1 第第 1 章章 绪绪 论论 1.1 设计设计题目题目 某城市污水处理厂工艺设计。 1.2 设计目的设计目的 （1）通过课程设计，使学生掌握水处理工艺选择、工艺计算的方法，掌握平面 布置图、高程图及主要构筑物的绘制方法，掌握设计说明书的写作规范。 （2）本设计是水污染控制工程教学中一个重要实践环节，要求综合运用所学有 关知识，在设计中掌握解决实际工程问题的能力，并进一步巩固和提高理论知 识。 1.3 设计任务设计任务 根据已知资料，进行污水处理厂的设计。要求确定污水处理方案和流程， 计算各处理构筑物的尺寸和选择设备，布置污水处理厂总平面图和高程图。 1.4 设计资料设计资料 （1）设计水量：100,000m3/d。 （2）水质：污水水质见表 1。 表 1-1 污水进水水质 mg/l（ph 除外） 项 目 codcrbod5ssnorgtntpnh3-nph 进水水质300350 200 2003001020304034203079 （3）处理要求：出水水质达到城镇污水处理厂污染物排放标准（gb 18918- 2002）中的二级标准。 表 1-2 污水出水水质 mg/l（ph 除外） 项 目 codcrbod5ssnorgtntpnh3-nph 2 进水水质 1003030325 69 （4）厂址：见图 1。 图 1 预留污水处理厂厂区平面图 （5）气象及工程地质：常年平均气温 13，厂址周围工程地质良好，适于建 污水处理厂。 （6）设计依据 设计依据主要是国家有关法律法规： 中华人民共和国环境保护法 ； gb38382002地面水环境质量标准 ； gb189182002城镇污水处理厂污染物排放标准 ； gb500142006室外排水设计规范 ； gb503352002污水再生利用工程设计规范 。 3 第第 2 章章 总体设计总体设计 2.1 设计方案的选择与确定设计方案的选择与确定 2.1.1 推流式曝气法推流式曝气法 优点： （1）池起始端易进入对数生长期，末端微生物进入内源呼吸，池的率效高。 （2）曝气时间长，吸附量大，去除率高 9095%。 （3）污泥颗粒大，易沉降。 （4）污泥量少，剩余污泥量占不到回流的 10%。 缺点： （1）不适于水质变化大的水质。 （2）长廊式供氧利用率低，能耗较高。 （3）处理时间长，曝气 48h 。 2.1.2 渐减曝气法系统和逐级进水渐减曝气法系统和逐级进水 优点： （1）有机场分配均匀，需氧量均匀。 （2）活性污泥浓度不均匀，前端浓，后端稀，有利于提高曝气池利用率，出流 混合液浓度降低。 （3）在相同的 bod 负荷条件下，逐步曝气法的 bod 容积负荷可明显增大，去除 一定量的 bod，曝气池容积仅为普通法的一半，减少占地面积。 缺点： （1）工艺复杂，运行管理要求高。 （2）渐减曝气或多点进水管线，阀门增多。 4 2.1.3 完全混合曝气法完全混合曝气法 优点： （1）完全混合法进水与池内废水完全混合，营养物和需氧率都均匀，微生物接 触的浓度进出水相同。故承受负荷高，污泥负荷率高于其它活性污泥法。 （2）微生物的工作点面宽，可以在对数生长期，也可以在衰减增长期。 缺点： （1）池结构复杂，管理要求高； （2）池合建一体，进出水、排泥、回流系统复杂，工艺难度大。 2.1.4 sbr 法法 优点： （1）大多数情况下，无设置调节池的必要。 （2）svi 值较低，易于沉淀，一般情况下不会产生污泥膨胀。 （3）通过对运行方式的调节，进行除磷脱氮反应。 （4）自动化程度较高。 （5）得当时，处理效果优于连续式。 缺点： （1）反应器容积利用率低，水头损失大。 （2）不连续的出水，要求后续构筑物容积较大，有足够的接受能力。而且不连 续出水，使得 sbr 工艺串联其他连续处理工艺时较为困难。 （3）峰值需氧量高，整个系统氧的利用率低。 （4）不适合用于大型污水处理厂（采用 sbr 工艺的污水处理厂规模一般在 20 000t 以下，规模大于 100 000t 的污水处理厂几乎没有采用 sbr 工艺的） 。 2.1.5 a/a/o 法法 优点： （1）该工艺为最简单的同步脱氮除磷工艺 ，总的水力停留时间，总产占地面 积少于其它的工艺 。 5 （2）在厌氧的好氧交替运行条件下，丝状菌得不到大量增殖，无污泥膨胀之虞， svi 值一般均小于 100。 （3）污泥中含磷浓度高，具有很高的肥效。 （4）运行中勿需投药，两个 a 段只用轻缓搅拌，以不啬溶解氧浓度，运行费低。 缺点： （1）除磷效果难于再行提高，污泥增长有一定的限度，不易提高，特别是当 p/bod 值高时更是如此 。 （2）脱氮效果也难于进一步提高，内循环量一般以 2q 为限，不宜太高，否则 增加运行费用。 （3）对沉淀池要保持一定的浓度的溶解氧，减少停留时间，防止产生厌氧状态 和污泥释放磷的现象出现。 比较以上方法选择推流式曝气法。 2.2 工艺流程说明工艺流程说明 2.2.1 工艺流程图工艺流程图 污泥回流 剩余污泥 剩余污泥 工艺流程图 污泥外运 脱水机房 贮泥池 浓缩池 出水 消毒间二沉池 曝气池初沉池 沉砂池污水提升泵中格栅 污水 2.2.2 流程说明流程说明 这套工艺选择相对比较简单，经济上的花费也比较低，也便于人员的操作。 6 （1）格栅间：设在处理构建物之前，用于截流水中较大尺寸的悬浮物和漂浮物， 对后续的处理构筑物起到保护作用，保证其正常运行。 （2）沉砂池：利用物理原理去除污水中密度较大的无机颗粒污染物，属常用的 预处理设施。 （3）初沉池：是一级污水处理厂的主体处理构筑物，或作为二级污水处理厂的 预处理构筑物设在生物处理构筑物的前面。其主要处理对象是悬浮物质，对 ss 的去除率可达 50%60%。同时可去除部分 bod5，可改善生物处理构筑物的运行 条件并降低其 bod5 负荷。 （4）曝气池：此为活性污泥法的核心部分，它主要作用是去除污水中呈胶体和 溶解状态的有机污染物（以 bod 或 cod 表示） 。通过二级处理，污水的 bod5、ss 去除率达 85%95%。 （5）二沉池： 设在曝气池构筑物的后面，用于泥水分离作用，是混合液澄清， 浓缩和回流活性污泥。其运行效果将直接影响活性污泥处理系统的出水水质和 回流污泥浓度，是传统活性污泥系统的重要组成部分。 （6）消毒间：使污水与加氯机送入的液氯接触消毒。 （7）污泥浓缩池：去除颗粒间的空隙水，以减少污泥体积，为污泥的后续处理 提供便利条件。通过浓缩池可以降低污泥含水率，减小污泥的容积，从而可以 减少处理所需的投药量，缩小用于输送污泥的管道和泵类的尺寸。 （8）贮泥池：贮存处理后的污泥，等待运输。 （9）脱水机房：采用带式压滤机将浓缩后的污泥进行脱水。 第第 3 章章 处理构筑物设计计算处理构筑物设计计算 由设计资料知，该市每天的平均污水量为：。 43 10 10/qmd 平均 查 gb500142006室外排水设计规范可知，总变化系数 ， 3 . 1 k 从而可计算得： 43 10 101.3130000/ z qqkmd 设计平均 7 3.1 格栅格栅 格栅是由一组平行的金属栅条或筛网制成，安装在污水渠道、泵房集水井 的进口处或污水处理厂的端部，用以截留较大的悬浮物或漂浮物，如纤维、碎 皮、毛发、果皮、蔬菜、塑料制品等，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷， 并使之正常进行。被截留的物质称为栅渣。 3.1.1 格栅的设计格栅的设计 城市的排水系统采用分流制排水系统，城市污水主干管流入污水处理厂厂 区，主干管进水水量为。 3 130000/qmd 设计 本设计中采用锐边矩形断面的中格栅，采用机械清渣方式，中格栅设在污 水泵站前，设置两组即 n=3 组，每组的设计流量为。 3 0.5/ms 3.1.2 设计参数设计参数 （1）本设计选用中格栅（10-40mm） ，取栅条间隙为 20mm。 （2）格栅动力装置(不少于两台)，设计采用两个台，一台使用，一台备用。格 栅的动力装置设在室内。 （3）过栅流速一般采用 0.6-1.0m/s，本设计采用 v=0.8m/s。 （4）机器清渣格栅安装倾角一般采用 60-90 o，本设计采用 =60 o。 （5）格栅间必须设置工作台，台面应高出栅前最高设计水位 0.5m，工作台上 应有安全和冲洗设施。 （6）机械清渣时，工作台正面过道宽度不应小于 1.5m，本设计取 2m；格栅间 工作台两侧过道宽度部宜采用 0.7-1.0m，本设计取 1m。 （7）格栅的形状为锐边矩形，规格为 10mm50mm，即栅条宽度 s=10mm。 （8）设置格栅装置的构建物，必须考虑设有良好的通风设施；格栅间内安装吊 运设备，以进行格栅及其设备的检修，栅渣的日常清除。 （9）格栅间应设置通风设施和有毒有害气体的检测与报警装置。 8 3.1.3 单组中格栅设计计算单组中格栅设计计算 （1）进水明渠道宽度计算 在设计中，采用中隔栅，隔栅与明渠连接，提升泵站的来水经过稳压井后 进入隔栅渠道，水流速度 v1=0.8m/s。 根据最优水力断面公式计算得： 22 2 11 11 b v b bhvbq 设计中取污水过栅流速 =0.8 v sm 1 22 0.5 1.12 0.8 q bm 则栅前水深： 1 0.56 2 b hm （2）格栅的间隙数 max sinq n b h v 式中 格栅栅条间隙数，个； n 设计流量，； max qsm3 格栅倾角，； 设计的格栅组数，组； n 格栅栅条间隙，。 bm 设计中取，得： 60 0.02bm 0.5sin60 52 0.02 0.56 0.8 n 个 （3）格栅栅槽宽度 bnnsb1 式中 格栅栅槽宽度，； bm 9 每根格栅条宽度，。 sm 设计中取,得：0.01sm 0.0152 10.02 521.55bm （4）进水渠道渐宽部分的长度计算 1 1 1 2tan bb l 式中 进水渠道渐宽部分长度，； 1 l m 渐宽处角度，。 1 设计中取 1 30 1 1.55 1.12 0.59 2tan20 lm （5）进水渠道渐窄部分的长度计算 1 2 0.59 0.30 22 l lm （6）通过格栅的水头损失 42 3 2 ( )sin 2 sv hk bg 式中 水头损失，； 1 h m 格栅条的阻力系数，查表知； 2.42 格栅受污物堵塞时的水头损失增大系数，一般取。 k 3k 可得： 42 3 2 0.010.8 3 2.42 ()sin600.08 0.022 9.8 hm （7）栅后槽总高度 设栅前渠道超高 1 0.3hm 则栅后槽总高度： 12 0.560.30.080.94hhhhm 10 （8）栅槽总长度 12 0.5 1.0 tan 0.560.3 0.590.300.5 1.0 tan60 2.89 h lll m （9）每日栅渣量 max1 86400 1000 z qw w k 式中 每日栅渣量，； w dm3 每日每 1000污水的栅渣量，污水。 1 w 3 m 333 10 mm 设计中取污水,得： 333 1 0.0510wmm 4 33 10 100.05 50.2 1000 wmdm d 应采用机械除渣及皮带输送机或无轴输送机输送栅渣，采用机械栅渣打包 机将栅渣打包，汽车运走。 500 b 1 1 1 h 1h 2 h 1000 b tg 1 h 2 1 h h1 h b1 h 剖剖剖剖剖剖 3.2 提升泵站提升泵站 污水总泵站接纳来自整个城市排水管网来的所有污水，其任务是将这些污 11 水抽送到污水处理厂，以利于处理厂各构筑物的设置。因采用城市污水与雨水 分流制，故本设计仅对城市污水排水系统的泵站进行设计。 3.2.1 泵站设计的原则泵站设计的原则 （1）泵站集水池的容积，不应小于最大一台水泵 5min 的出水量；如水泵机组 为自动控制时，每小时开动水泵不得超过 6 次。 （2）池底应设集水坑，倾向坑的坡度不宜小于 10%。 （3）水泵吸水管设计流速宜为 0.71.5 m/s。出水管流速宜为 0.82.5 m/s。 3.2.2 泵房形式及工艺布置泵房形式及工艺布置 本设计设计流量选用最高日最高时流量。 33 1300001.5/qm dms （1）泵房形式 为运行方便，采用自灌式泵房。自灌式水泵多用于常年运转的污水泵站， 它的优点是：启动及时可靠，管理方便。该泵站流量小于，且鉴于其设 3 2/ms 计和施工均有一定经验可供利用，故选用矩形泵房。由于自灌式启动，故采用 集水池与机器间合建，前后设置，大开槽施工。 （2）工艺布置 本设计采用来水为一根污水干管，无滞留、涡流等不利现象，故不设进水 井，来水管直接经进水闸门、格栅流入集水池，经机器间的泵提升污水进入出 水井，然后依靠重力自流输送至各处理构筑物。 3.2.3 设计参数设计参数 设计流量为，集水池最高水位为 9.65m，出水管提升至沉沙池， 3 1.5qms 其水面标高为 3.15m。 12 3.2.4 泵房设计计算泵房设计计算 （1）集水池的设计计算 设计中选用 5 台污水泵（4 用 1 备） ，则每台污水泵的设计流量为： 3 max 1 1.5 0.375/ 44 q qms 按一台泵最大流量时 5min 的出水量设计，则集水池的容积为： 3 1 0.375 5 60112.5vqtm 取集水池的有效水深为，则集水池的面积为： 2.0hm 2 112.5 56.25 2 v am h 集水池保护水深 0.71m，实际水深为 2.0+0.71=2.71m。 （2）水泵总扬程估算 集水池最低工作水位与所需提升最高水位之间的高差为： 9.65(3.152)8.5m 泵站内的管线水头损失假设为 1.5m，考虑自由水头为 1.0m，则水泵总扬程为： 1.58.5 1.011.0hm （3）选泵 本设计单泵流量为，扬程。查给水排水 3 1 0.375/375 /qmsl s 11.0m 设计手册第 11 册常用设备，选用 300tlw-540ib 型的立式污水泵。该泵的规 格性能见表 3-1。 表 3-1 300tlw-540ib 型的立式污水泵的规格性能 流量 q污物通过能力 hm3sl 扬程 h m 转度 n minr 电动 机功 率 n kw 效率 % 固体 mm 纤维 mm 气蚀余量 r npsh m 重量 kg 1414392.816.69701107725015008.03150 13 泵站剖面图 最底 水位 中格栅 进水总管 3.3 沉砂池沉砂池 沉砂池是借助污水中的颗粒与水的比重不同，使大颗粒的砂粒、石子、煤 渣等无机颗粒沉降，以去除相对密度较大的无机颗粒。常用的沉砂池有平流沉 砂池、曝气沉砂池、竖流式沉砂池、涡流式沉砂池和多尔沉砂池。这几种沉砂 池各有其优点，但是在实际工程中一般多采用曝气沉砂池。本设计中采用曝气 沉砂池，其优点是：通过调节曝气量可控制污水旋转流速，使之作旋流运动， 产生离心力，去除泥砂，排除的泥砂较为清洁，有机物含量只有 5%左右，处理 起来比较方便；且它受流量变化影响小，除砂率稳定。同时，对污水也起到预 曝气作用。 3.3.1 曝气沉砂池曝气沉砂池 本设计中选择三组曝气沉砂池，n=3 组。每组沉砂池的设计流量为。 3 0.5ms 3.3.2 设计参数设计参数 （1）水平流速宜为 0.1ms。 （2）最高时流量的停留时间应大于 2min。 （3）有效水深宜为 2.03.om，宽深比宜为 11.5。 （4）处理每立方米污水的曝气量宜为 0.10.2m3 空气。 14 （5）进水方向应与池中旋流方向一致，出水方向应与进水方向垂直，并宜 设置挡板。 （6）污水的沉砂量，可按每立方米污水 0.03l 计算，合流制污水的沉砂量应根 据实际情况确定，其含水率约为 60%。 （7） 砂斗容积不应大于 2d 的沉砂量，采用重力排砂时，砂斗斗壁与水平面的 倾角不应小于 55。 （8）池底坡度一般取为 0.10.5。 （9）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。排砂管应考虑防堵塞措施。 3.3.3 单个曝气沉砂池的设计计算单个曝气沉砂池的设计计算 （1）沉砂池有效容积 max 60vqt 式中 沉砂池有效容积，； v 3 m 停留时间，。 tmin 本设计中取3mint 3 60 0.50 390vm （2）水流断面面积 1 v q a 式中 水流断面面积，； a 2 m 水平流速，。 1 vsm 设计中取，得： 1 0.1vm s 2 0.5 5.0 0.1 am （3）池总宽度 1 a b h 15 式中 沉砂池宽度，； bm 沉砂池有效水深，。 1 h m 设计中取 1 2hm 1 5.0 2.5 2 a bm h 校核：，符合要求。 1 2.5 1.01.251.5 2 b h （4）池长 90 18 5.0 v lm a 校核：应设置横向挡板。 18 7.25 2.5 l b （5）每小时所需的空气量 max 60qdq 式中 每小时所需的空气量，； q 3 / minm 1的污水所需要的空气量，。 d 3 m 污水 33 mm 设计中污水，得： 33 0.2dmm 3 60 0.2 0.56/ minqm （6）沉砂室所需容积 6 10 86400 txq v 式中 城市污水沉砂量，设计中取污 x 污水 363 10 mm363 3010xmm 水。 清除沉砂的间隔时间，设计中取。 t 2td 3 6 4 6 10 2301010 mv 16 从而可计算得每个沉砂斗的容积为： 3 0 2 3 6 m n v v （7）沉砂斗几何尺寸计算 设计中取沉砂斗底宽为，沉砂斗壁与水平面的倾角为(方 1 0.5bm 60 斗)，沉砂斗高度， 2 1.3hm 则沉砂斗的上口宽度为： 2 21 22 1.3 0.52.0 tan60tan60 h bbm 沉砂斗的有效容积： 符合要求。 2 11212 22 22 3 1.3 2.00.52.0 0.5 3 2.2752 h vssss mm （8）池子总高 设池底度为 0.4(i=0.1-0.5)，坡向沉砂斗，池子超高， mh3 . 0 1 则池底斜坡部分的高度： 32 0.4 ()0.4 (2.52.0)0.20hbbm 池子总高： 1123 20.3 1.30.203.8hhhhhm （9）核算最小流速 最小流速时工作的沉沙池仅有两格池子工作即 n=2，则： min min 100000 0.12/0.10/ 2 2 2.5 24 3600 q vm sm s nhb 符合要求。 min 0.10/0.3/m svm s 17 剖剖剖剖剖剖剖剖 剖剖 3.4 初沉池初沉池 初沉池是一级污水处理系统的主要处理构建物，或作为生物处理法中预处 理的构建物，对于一般城镇污水，初沉池去除对象是悬浮固体，可以去除 40%- -55%，同时可去除 20%-30%的 bod5，可降低后续生物处理构建物的有机负荷。 3.4.1 池形选择池形选择 沉淀池一般分为平流式、竖流式和辐流式，查给水排水设计手册 第五 册 ：各种池型的优缺点和适用条件见下表： 池型优点缺点适用条件 平流式 1.沉淀效果好 2.对冲击负荷和温度 变化的适应能力强 3.施工简单，造价较 低 1.池子配水不易均匀 2.采用多斗排泥时，每个泥斗需单独设 排泥管各自排泥，操作量大；采用链 带式 刮泥机排泥时，链带的支承件和驱动 件都浸于水中，易锈蚀 1.地下水位高及 地质教差地区 2.适用于大、中、 小型污水处理 厂 竖流式 1.排泥方便，管理简 单 2.占地面积较小 1.池子深度大，施工困难 2.对冲击负荷和温度变化适应能力较差 3 造价较高 4.池径不宜过大，否则布水不匀 处理水量不大的 小型污水处理厂 18 辐流式 1.多为机械排泥，运 行较好，管理较简 单 2.排泥设备已趋定型 1.池内水速不稳，沉淀效果较差 2.机械排泥设备复杂，对施工质量要求 高 1.地下水位较高 地区 2.大中型污水处 理厂 由上表可得：采用平流沉淀池，按最大时流量设计。 3.4.2 设计参数设计参数 （1）设计流量（最大流量）； max q 33 130000/(1.5/ )mdms （2）表面负荷 ； )/(0 . 2 23 hmm （3）沉淀时间 1.8h； （4）池底坡度 ； 0.05i （5）沉淀池型 圆形辐流式 （6）辐流式沉淀池 2 座，每座设计流量为。 3 0.75/ms 3.4.3 单座初沉池尺寸单座初沉池尺寸 （1）单池面积 2 max 0.75 3600 1350 2 q am q （2）沉淀池直径 ，取 44 1350 41.5 3.14 a dm 42dm （3）有效水深 32 20 2.0/() 1.83.6hq tmmhhm （4）有效容积 3 max 0.75 3600 1.84860vqtm （5）集泥斗 上部直径为，下部直径为，倾角为，泥斗高 1 r m5 . 32 r m5 . 1 60 19 为，则泥斗有效容积 12 5 () tan 2 rr h m73 . 1 22 5 011 22 22 3 () 3 1.733.53.51.51.5 ()() 32222 9 h vrrrr m 污泥斗以上圆锥体部分容积 为： 1 v )( 3 2 11 2 4 1 rrrr h v 为坡底落差为： 4 h 1 4 () 0.050.96 2 dr hm 223 1 0.96 2121 1.75 1.75 483 3 vm 则共可贮存污泥体积为： 3 01 9483492vvvm （6）沉淀池池边总高 缓冲层高度，超高，则总高为： 3 0.5hm 1 0.3hm 123 0.33.60.54.4hhhhm （7）沉淀池中心高度 45 4.40.96 1.73 7.09 hhhh m （8）出水堰 初沉池采用正三角形出水堰，设计堰上水头为，三角堰的角度为 w h cm5 ，由三角堰堰上水头（水深）和流过堰宽之间的关系，可得 60b 2 tan 2 w h b 出水流过堰宽度为。 bcm77. 5 设计堰宽为，流量系数取，单堰过堰流量为： cm10d c 62 . 0 20 5 2 5 2 3 8 2tan 152 860 0.622 9.8tan0.05 152 0.00047/ dw qcgh ms 每个初沉池应该布置的出水堰总数n 取为个。 max 0.75 1595.7 20.00047 q n q 个 n1596 环形集水渠宽，沿集水渠臂双侧布置出水堰。 m6 . 0 b hw 图 3.5 三角堰水力计算图 （9）排泥量 污泥量按初沉池对悬浮物的去除率计算，进水为，初沉 )(ss ss 200/mg l 池的去除率按计。污泥含水率为 95-97，设计为，污泥密度 ss0 0 50 00 96 为 ，则污泥体积为： 3 /1000mkg max 0 3 100 1000 (100) 130000 50% 200 100 2 1000 1000 (10096) 650 qss vt p m 单池泥量为： 符合要求。 33 325/492/ 2 v vmdmd （10）刮泥设备 选择型双周边传动刮泥机，其主要技术参数见下表。 40nqg 表 3.7 nqg-40 型双周边驱动刮泥机主要技术参数 21 池径/m池深/m周边线速度 /mmin-1 驱动功率 kw 400 . 4375. 0 排泥管进水管 挡渣板 出水管 导流筒 中 心 筒 出水渠 r 1/2h 1/10r h 中心进水周边出水式辐流式初沉池 3.5 曝气池（采用鼓风曝气系统，推流式曝气池）曝气池（采用鼓风曝气系统，推流式曝气池） 3.5.1 曝气池设计计算曝气池设计计算 （1）污水处理程度的计算 原污水的 bod5 为 200 mg/l，经初次沉淀处理 bod5 按 25%考虑，则进入曝 气池的污水其 bod5 值为： 0 s 0 200(125%)150/smgl 计算 bod5 的去除率，对此，首先计算处理后出水非溶解性 bod5 值，即 5 7.1 7.1 0.08 0.4 20 4.5444.5/ bodb xa ce mg l 式中：ce 处理水中悬浮固体质量浓度，设计资料要求出水的悬浮体 质量浓度为 20mg/l，故取 20mg/l； b 微生物自身氧化率，取值范围 0.050.1d-1,取 0.08； xa 活性微生物在出水悬浮物固体中所占的比例，取 0.4。 22 处理后的出水中溶解性 bod5 值（se)为： 304.525.5/semgl 因此，bod5 的去除率为: 0 15025.5 83% 150 oe ss s （2）bod 污泥负荷率的确定 拟定采用的 bod污泥负荷率为,但为了稳妥需要 5 0.3/()kgbodkgmlss d 加以校正，校正如下： )/(3 . 0)/(295. 0 5 . 1587. 001295. 001295 . 0 55 1918 . 1 1918 . 1 dkgmlsskgboddkgmlsskgbod sn es 计算结果证明，污泥负荷率取是合适的。 5 0.3/()kgbodkgmlss d （3）混合液污泥浓度（x）的确定： 根据已确定的,确定相应的 r 为 50%，取 5 0.3/()nskgbodkgmlss d svi=100，r=1.2，则： 66 100.5 1.2 10 4000/ (1)(10.5) 100 r r xmgl r svi （4）曝气池容积（v）的确定 3 ()100000(15025.5) 10375 0.34000 oe s q ss vm n x （5）确定曝气池各部位尺寸 取水深为 4m，设三组曝气池，每组池面积为： 2 10375 865 34 v am n h 取池宽 b=6.0m，则 b/h=6.0/4.0=1.5 介于 1-2 之间，符合规定，则池长为： 865 144 6.0 a lm b 设曝气池为三廊道式，每廊道长为： 1 144 48( ) 33 l lm 取超高为 0.5m，则总高 h=4+0.5=4.5m。 23 推流式曝气池平面图 3.5.2 鼓风曝气系统设计计算鼓风曝气系统设计计算 （1）平均需氧量 vxvbqsraq 2 查给水排水设计手册得， 代入各值得： 5 . 0a15. 0b 4 2 15025.54000 0.75 0.5 10 10()0.15 10375 10001000 10894(/)454(/ ) q kg dkg h 每天去除的为： 5 bod 4 5 10 10(15025.5) 12450(/) 10001000 qsr bodkg d 去除每千克的的需氧量： 5 bod 225 10894 0.875(/) 12450 qkgobod （2）供气量： 采用网状膜型微孔空气扩散器，安装在距池底 0.2m 处，故淹没深度为 3.8m，计算温度定为。 c 0 30 查给水排水设计手册得水中溶解氧饱和度：; lmgcs/17 . 9 )20( 。 lmgcs/63 . 7 )30( 24 空气扩散器出口处的绝对压力为： )(103854 . 1 8 . 3108 . 910013. 1 535 papb 空气离开曝气池时，氧的质量分数为： %96.18%100 )12. 01 (2179 )12 . 0 1 (21 )1 (2179 )1 (21 a a t e e q 式中：空气扩散器的氧转移效率，取 12%。 a e 则水温为时，曝气池中溶解氧饱和度为： c 0 20 (20)(20) 5 5 5 () 2.026 1042 1.3854 1018.96 9.17 () 2.026 1042 10.41/ bt sbs pq cc mg l 脱氧清水的充氧量为： c 0 20 (20) 0 (20) ( ) (30 20) 1.024 305 10.41 0.80.9 1 10.41 2.01.024 10 424.87/ sb t s t rc r cc kg h 式中： r平均需氧量； 温度为 t 时清水中的氧溶解度，mg/l； st c 污水中氧的实际质量浓度，mg/l，一般取 2.0mg/l； c 污水水质对氧转移的影响系数，取 0.8； 1 污水中含盐量对氧溶解度的影响系数，取 0.9； 1 压力修正系数，取 1。 pak325.101 所在地区实际气压 相应最大时需氧量的充氧量为： 25 max(20) 0(max) (20) ( ) (30 20) 1.024 342 10.41 0.80.9 1 10.41 2.01.024 10 476.41(/ ) sb t s t rc r cc kg h 曝气池平均时供氧量为： )/(11802100 123 . 0 87.424 100 3 . 0 3 0 hm e r g a s 去除每千克的供气量为： 5 bod )(88.3324 8360 11802 3 m 每立方米污水的供气量为： 3 11802 242.83() 100000 m 相应最大时需氧量的供气量为： )/(13234100 123 . 0 41.476 100 3 . 0 3(max)0 (max) hm e r g a s 本系统除了给推流式曝气池供气外，还给曝气沉砂池供气，污泥回流有污 泥 回流泵把污泥抽回去曝气池首端。 （3）鼓风机的选择： 本设计空气压力不具体计算，但一般规定，空气管道和空气扩散器装置的 总压力损失要控制在 14.7kpa 以内，空气管道和空气扩散器装置的总压力损失 取最大值 14.7kpa。 14.7 (40.2) 9.8(40.2) 9.851.94 9.8 phkpa 根据所需气量和压力选择鼓风机，查给水排水设计手册选择鼓风机型号和 台数，选用 l 系列罗茨鼓风机 6 台，4 台工作，2 台备用。 3.6 二沉池二沉池 选用中心进水周边出水辐流式二沉池，全厂设 6 座。 26 3.6.1 设计参数设计参数 （1）设计流量（最大流量）； max q 33 130000/(1.5/ )mdms （2）表面负荷 ； 32 1.25/()mmh （3）沉淀时间 2.5h； （4）池底坡度 ； 0.05i （5）沉淀池型 圆形辐流式 （6）辐流式沉淀池 6 座，每座设计流量为。 3 0.25/ms 3.6.2 尺寸尺寸 （1）单池面积 2 max 0.25 3600 720 1.25 q am q （2）沉淀池直径 44 720 30 3.14 a dm （3）有效水深 32 20 1.25/() 2.53.1hq tmmhhm （4）有效容积 3 max 0.75 3600 2.56750vqtm （5）集泥斗 集泥斗为上部直径为、下部直径为、倾斜角为，集泥斗 1 rm5 . 3 2 rm5 . 1 60 高为，则集泥斗有效容积为 5 h 12 () tan 2 rr m73 . 1 0 v 由公式（3.33） )( 3 2 221 2 1 5 0 rrrr h v 223 5 0 3.53.51.51.5 ()() ()() 9 32222 h vm 27 污泥斗以上圆锥体部分容积 1 v )( 3 2 11 2 4 1 rrrr h v 为坡底落差 4 h 1 4 () 0.050.66 2 dr hm 223 1 0.66 1515 1.75 1.75 176 3 vm 共可贮存污泥体积为： 3 01 9 176185vvvm （6）沉淀池池边总高 缓冲层高度为，超高为，则总高 3 hm5 . 0 1 hm3 . 0 mhhhh9 . 35 . 01 . 33 . 0 321 （7）沉淀池中心高度 45 3.90.66 1.736.3hhhhm （8）出水堰 采用正三角形出水堰。设计堰上水头为，三角堰的角度为， w h cm5 60 由三角堰堰上水头（水深）和过流堰宽之间的关系，可得出水流b 2 tan 2 w h b 过堰宽度为。bcm77 . 5 设计堰宽为，流量系数取，则单堰过堰流量cm10 d c62. 0 smq/00047 . 0 05. 0 2 60 tan8 . 9262 . 0 15 8 325 每个二沉池应该布置的出水堰总数n ，取为 532 个。 max 0.25 531.9 20.00047 q n q 个 n 环形集水渠宽，沿集水渠内壁（单侧）布置出水堰。 m6 . 0 （9）排泥量 污泥量按曝气池对悬浮物的去除率计算，进水为，二沉 )(ss ss 150/mg l 池的去除率按计。污泥含水率为 99.2-99.6，设计为，污泥 ss 00 90 00 99.4 28 密度为，则污泥体积为： 3 /1000mkg max 0 3 100 1000 (100) 130000 83% 150 100 2 24 1000 1000 (10099.4) 225 qss vt p m 单池泥量为： 符合要求。 33 37.5/185/ 6 v vmdmd 排泥管进水管 挡渣板 出水管 导流筒 中 心 筒 出水渠 r 1/2h 1/10r h 图 3.7 中心进水周边出水式辐流式二池 3.7 接触消毒池与加氯间接触消毒池与加氯间 城市污水经一级、二级处理以后，水质有所改善，细菌含量大幅度减少， 但其绝对值仍然可观，并有存在病原菌的可能。因此，污水排放前应进行消毒。 接触池的作用是保证消毒剂与水有充分的接触时间，使消毒剂发挥作用， 达到预期的杀菌效果。采用不同的消毒方法，接触池停留时间、形式也不同。 本设计采用液氯作为消毒剂，其特点是：效果可靠、投配设备简单、投量 准确、价格便宜，适用于大、中规模的污水处理厂。 29 3.7.1 设计参数设计参数 （1）设计流量： 33 130000/(1.5/ )mdms （2）水力停留时间：t=0.5h=30min （3）设计投氯量为：4.0mg/l （4）平均水深：h=2.0m （5）隔板间隔：b=3.5m （6）设 4 个消毒池，每个池的流量为 33 32500/(0.376/ )mdms 3.7.2 设计计算设计计算 （1）接触池容积 3 0.376 30 60676.8vq tm 表面积 2 676.8 338.4 2 v am h 隔板数采用 2 个，则廊道总宽为： 取 11m 2 (2 1) 3.510.5bm 接触池长度 取 33m338.4 10.532.2 a lm b 实际消毒池容积为 3 11 33 2726vblhm 池深取 20.32.3m (0.3m 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 max=4.0mg/l,每日投氯量为: 3 max 4 32500 10130/5.4/wqkg dkg h 30 选用贮氯量为 130kg 的液氯钢瓶，每日加氯量为 1 瓶,共贮用 12 瓶，每日 加 氯机两台，单台投氯量为 1.52.5kg/h。配置注水泵两台，一用一备，要求注 水量 q=13m3/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 机功率为： kw qtg n276 . 0 1053 500602604 . 0 1006 . 1 1053 2 24 2 2 0 实际选用 jwh3101 机械混合搅拌机，浆板深度为 1.5m,浆叶直径为 0.31m,浆叶宽度 0.9m，功率 4.0kw。 3.8 污泥重力浓缩池污泥重力浓缩池 （1）曝气池每日排放的剩余污泥量 00 () 0.3 (0.20.0255) 100000 5235/ e xy ss q kg d 式中 每日排放的剩余污泥量，kg/d； x 污泥产率系数，kgmlss/kgbod5； 0 y s0进水 bod5 浓度，g/l； se出水 bod5 浓度，g/l； q每日污水量，m3/d （2）浓缩池面积 2