灵宝市污水处理厂初步设计_毕业设计论文1.doc

洛阳理工学院毕业设计（论文） i 洛阳理工学院毕业设计（论文） 灵宝市污水处理厂初步设计 洛阳理工学院毕业设计（论文） ii 摘要 根据根据洛阳理工学院土木工程系下达的设计任务，对灵宝市污水处理进行 设计计算。经综合考虑后，本设计主体处理构筑物采用氧化沟，经过处理后使污 水达到所需水质要求。 通过市政管网收集的污水在通过粗格栅去除大的悬浮杂质后，由提升泵站将 污水提升到污水处理厂。在经过细格栅后，进入平流式沉砂池将污水中较大的无 机颗粒去除。而后进入氧化沟，利用活性污泥对污水进行脱氮除磷，降低污水中 的bod、cod。处理后的污水进入接触池消毒，达到排放标准。对氧化沟内产生的 污泥首先进入浓缩池浓缩，在经带式压滤机压滤脱水后外运填埋。 设计中对整个处理流程的各主体构筑物如格栅、平流式沉砂池、氧化沟、接 触池等进行了详细、系统的设计计算和说明。理论上给出了这个流程中 bod、cod、的去除率及脱氮除磷的效率。在泥路中，对浓缩池、脱水机进行设计 计算和说明。再结合灵宝市当地的地形和设计规范，对污水处理厂进行平面布置 和高程计算，从而系统的确定各处理构筑物的标高及布置。 污水经过各处理构筑物后，达标排放至农灌渠，从而缓解灵宝市的用水危机， 并改善灵宝市的环境问题。 关键词：关键词：城市污水 改良型氧化沟 生物处理 脱氮除磷 洛阳理工学院毕业设计（论文） iii the preliminary design in wastewater treatment plant of lingbao city abstract according to the design mission in department of civil engineering of the luoyang college of science and technology, the calculation is carried out for the municipal sewage in lingbao. after consideration, the triple oxidation ditch is adopted in this design; the effluent is made to attain the discharge of the urban sewage. after removing the miscellaneous in municipal sewage which is collected by tube net by the thick space grid. then the municipal sewage is pumped to the plant. after passing the thin bar, the municipal sewage comes into the sand sinking pond to take off the large inorganic substance. then entering to the oxidation ditch, getting rid of the nitrogen and the phosphor by activated sludge, at the same time bod, cod is reduced. at last, it comes into the contact pool to antiseptic, making the effluent be up to the standard of the discharge. collected in the oxidation ditch, the mud is sent to thickener pond first, then it is pressed into piece by the straining dehydrate machine and carried outside. the major content of this design is about the calculation and introduction of main structures such as pump station, grille, desilting basin, contact pond, thickener pond, the oxidation ditch, sludge digestion, sludge impoundment in detail and systematically, which are parts of the procedure. the removal efficiency of bod, cod, denitrification and phosphorus removal efficiency are given in theory. level assign and vertical assign are done according to the landform of lingbao and design specification. the effluent is discharged into channel after each processing structure. the environment of lingbao has been improved, and it also alleviates the crisis of water. key words: municipal sewage; the meliorative oxidation ditch; biological treatment; removal the nitrogen and phosphor 洛阳理工学院毕业设计（论文） iv 目录 前言前言1 第第 1 1 章章 设计任务及设计资料设计任务及设计资料2 1.11.1 设计概况设计概况 .2 1.21.2 设计任务与内容设计任务与内容 .2 1.31.3 设计原始资料设计原始资料 .2 1.3.1 城市气象资料.2 1.3.2 城市地形资料.2 1.3.3 设计规模.4 1.3.4 进出水水质.4 第第 2 2 章章 设计说明书设计说明书 .5 2.12.1 处理程度的计算处理程度的计算 .5 2.1.1 bod5的去除率为.5 2.1.2 codcr 的去除率为5 2.1.3 ss 的去除率为5 2.1.4 nh4-n 的去除率为.5 2.1.5 tp 的去除率为5 2.22.2 城市污水处理工艺的选择城市污水处理工艺的选择 .5 2.2.1 工艺流程的比较.6 2.2.2 工艺流程选择.8 2.2.3 格栅和泵房.9 2.2.4 沉砂池的设计.11 2.2.5 氧化沟的设计.12 2.32.3 消毒剂的选择消毒剂的选择 .18 2.3.1 消毒工艺概述.18 2.3.2 方案的确定.18 2.42.4 接触池的确定接触池的确定 .19 2.52.5 计量设施的确定计量设施的确定 .19 2.62.6 污泥输送方式的确定污泥输送方式的确定 .20 2.72.7 重力浓缩池机械脱水设备的确定重力浓缩池机械脱水设备的确定 .20 2.7.1 污泥浓缩、脱水方式选择20 2.7.2 污泥脱水方式的基本构造及特点.20 洛阳理工学院毕业设计（论文） v 2.7.3 污泥脱水设备选型.22 2.7.4 污泥最终处置.22 2.82.8 污水厂平面高程布置污水厂平面高程布置 .22 2.8.1 平面布置.22 2.8.2 管道布置.23 2.8.3 高程布置.23 第第 3 3 章章 污水厂设计计算书污水厂设计计算书 .24 3.13.1 中格栅的设计计算中格栅的设计计算 .24 3.1.1 栅条间隙数.24 3.1.2 格栅宽度.25 3.1.3 进水渠道渐宽部长度.25 3.1.4 栅槽与出水渠道连接处渐窄部分长度.25 3.1.5 过栅水头损失.25 3.1.6 栅后槽总高度 h26 3.1.7 栅槽总长度.26 3.1.8 每日栅渣量.26 3.1.9 设备选型.27 3.1.10 计算草图.27 3.23.2 集水井与提升泵房集水井与提升泵房 .27 3.2.1 泵房.27 3.2.2 水泵选型.28 3.2.3 集水井.28 3.33.3 细格栅的计算细格栅的计算 .28 3.3.1 栅条间隙数.29 3.3.2 格栅宽度.29 3.3.3 进水渠道渐宽部长度.30 3.3.4 栅槽与出水渠道连接处渐窄部分长度.30 3.3.5 过栅水头损失.30 3.3.6 栅后槽总高度 h31 3.3.7 栅槽总长度.31 3.3.8 每日栅渣量.31 3.3.9 设备选型.31 3.43.4 沉砂池沉砂池 .31 3.4.1 沉砂池长度 l32 3.4.2 水流断面面积 a32 3.4.3 池总宽度 b32 3.4.4 有效水深 h2：.32 3.4.5 贮砂斗所需容积 v1.32 3.4.6 每个污泥沉砂斗容积 v0.32 洛阳理工学院毕业设计（论文） vi 3.4.7 沉砂斗各部分尺寸及容积 v33 3.4.8 沉砂室高度.33 3.4.9 沉砂池总高度 h33 3.4.10 验算最小流量时的流速.33 3.4.11 砂水分离装置.34 3.4.12 计算草图见图 3234 3.53.5 三沟式氧化勾的设计计算三沟式氧化勾的设计计算 .35 3.5.1 氧化沟的设计流量.35 3.5.2 设计进水水质.35 3.5.3 设计出水水质.35 3.5.4 bod5去除率计算.35 3.5.5 曝气池容积 v1的计算（及好氧区）36 3.5.6 好氧在水里停留时间 t1的计算 .36 3.5.7 剩余污泥量 x 计算.36 3.5.8 脱氮方面的计算.37 3.5.9 脱氧区所需容积 v2的计算37 3.5.10 脱氧水力停留时间.38 3.5.11 氧化沟总容积 v 及停留时间 t38 3.5.12 氧化沟尺寸的计算.39 3.5.13 需氧量的计算.39 3.5.14 进水管和出水管.41 3.5.15 出水堰和出水竖井.41 3.5.16 设备选择.42 3.5.17 氧化沟计算草图.42 3.63.6 消毒剂的设计计算消毒剂的设计计算 .42 3.73.7 接触池的计算接触池的计算 .43 3.7.1 设计参数.43 3.7.2 设计计算.43 3.83.8 巴式计量槽的计算巴式计量槽的计算 .43 3.93.9 污泥处理构筑物及其相关设计计算污泥处理构筑物及其相关设计计算 .44 3.9.1 污泥回流泵房.44 3.9.2 排泥泵房.45 3.9.3 污泥浓缩池.45 3.9.4 浓缩池及提升泵.46 3.9.5 水间47 3.103.10 高程计算高程计算 .47 3.10.1 选用管道.47 3.10.2 管道计算.48 洛阳理工学院毕业设计（论文） vii 3.10.3 个构筑物高程阻力计算.48 3.10.4 污水厂高程布置方法.53 结结 论论 54 谢谢 辞辞55 参考文献参考文献 56 附附 录录57 外文资料翻译外文资料翻译 .58 洛阳理工学院毕业设计（论文） 1 前言前言 水是人类生产、生活中不可缺少的组成部分，在各个领域内发挥着重要的作 用。但水是不可再生资源，随着人类文明的进步、社会的发展、工农业生产水平 的提高，人类对水资源的污染、破坏确日益严重，水危机威胁着地球，水污染的 防治已进入人类的日程安排。对污水进行排放前的处理，即是控制污染源，以达 到从根本上防止水体污染的目的。 本方案的设计对象灵宝市，近年来，随着该市工农业的发展及人民生活水平 的不断提高，城市生活污水量和工业废水量也相应的大幅度增加。为保障人民的 身体健康，提高生活质量，城市排水问题的解决也日益迫切。本设计即进行污水 处理厂的初步设计，完成污水泵站、污水及污泥处理的方案选择、技术经济分析、 工艺设计及部分施工图设计等。本设计的处理对象为城镇生活污水，主要污染质 为悬浮固体（即 ss）及溶解和胶体状态的有机污染物（即 bod） 。因此，采用活 性污泥法，具体的工艺流程为：进水中格栅集水井细格栅平流沉砂池 氧化沟二沉池接触池出水；二沉池剩余污泥提升泵 浓缩池贮泥池 脱水干泥外运。 洛阳理工学院毕业设计（论文） 2 第1章 设计任务及设计资料 1.1 设计概况 灵宝市是一个发展矿产、化工、建材为主的现代化城镇，目前市委、市政 府非常关注水污染的问题，已在县城东南征地 39200m2，（长 280m，宽 140m，合 计 58.8 亩），建污水厂，地形见图 1-1 所示。 1.2 设计任务与内容 根据排放标准，选择合适的污水处理工艺；对相应的工艺流程进行详细的工 艺计算，水力计算，对工程进行概算，回执污水处理厂的总平面图、流程高程图， 单体构筑物工艺图。工艺要求对污水进行脱氮除磷。 1.3 设计原始资料 1.3.1 城市气象资料 经调查和咨询，该城市的气象资料见表1 表表 1 -1 污污水水处处理厂所理厂所处处城市气象城市气象资资料料 年平均气温 13.8 最高气温 42.7 最低气温 -17 年平均降雨量 641.8 气候温暖带季风主风向西南风 日平均气温大于 10的天数 182-210 日照百分率50 1.3.2 城市地形资料 城市主干管在进入污水处理厂时管内底标高为112米，河流洪水位标高为113 米。 洛阳理工学院毕业设计（论文） 3 城市主干管 118.00m 117.00m 河流 图 1-1 灵宝污水厂址地形图 洛阳理工学院毕业设计（论文） 4 1.3.3 设计规模 根据灵宝市环境监测站的预测，灵宝市污水处理厂近期进水水量为 30000m3/d， （2015年预计达到60000 m3/d） 1.3.4 进出水水质 该水经处理以后，水质应符合该市要求的排放标准，由于进水不但含有bod5，还含有大 量的n，p所以不仅要求去bod5除还应去除不中的n、p达到排放标准。进出水质见表2 表1-2污水厂设计进出水水质对照表 单位：mg/l codcrbod5ss nh3n tp 进水 390190200353 出水 602020151 去除率84.689.59057.166.67 洛阳理工学院毕业设计（论文） 5 第2章 设计说明书 2.1 处理程度的计算 2.1.1 bod5的去除率为 %5 .89 190 20190 2.1.2 codcr 的去除率为 % 6 . 84 390 60390 2.1.3 ss 的去除率为 %90 200 20200 2.1.4 nh4-n 的去除率为 % 1 . 57 35 1535 2.1.5 tp 的去除率为 % 7 . 66 3 13 2.2 城市污水处理工艺的选择 洛阳理工学院毕业设计（论文） 6 污水一级处理 2.2.1 工艺流程的比较 城镇污水处理厂的设计方案，要考虑有效去除和氨氮，污水处理 5 bod 不大，一般宜采用氧化沟工艺和 sbr 工艺 1.1. sbrsbr 法法 其工艺流程： 其工作原理如下： （1）流入工序：污水注入，注满后进行反应，方向有单纯注水，曝气， 缓速搅拌三种。 （2）曝气反应工序：当污水注满后即开始曝气操作，这是最重要的工序， 根据污水处理的目的，脱氮应进行相应的处理工作。 （3）沉淀工序：使混合液泥水分离，相当于二沉池 （4）排放工序：排除曝气沉淀后产生的上清液，作为处理水排放，一直 到最低水位，在反应器残留一部分污泥作为种泥。 （5）待机工序：处理水排放后，反应器处于停滞状态等待一个周期。 其工艺特点是： 1大多数条件下无设置调节池的必要 2svi 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，进行脱氮除磷反应 4自动化程度较高 5得当时，处理效果优于连续式 6单方投资较少 7占地规模大，处理水量较小 2.2. 氧化沟法氧化沟法 其工作流程： 曝气池污水 洛阳理工学院毕业设计（论文） 7 污水中格栅提升泵房细格栅沉砂池 氧化沟二沉池接触池处理水排放 其工作原理如下： 氧化沟一般呈环形沟渠式，污水在沟渠内作环形流动，利用独特的水力流动 特点，在沟渠转弯处设曝气装置，在曝气池上方为厌氧段，下方则为好氧段，从 而产生富氧区和缺氧区，可以进行硝化和反硝化，取得脱氮的效果，同时氧化沟 法泥龄较长，可以存活时代时间较长的微生物进行特别的反应，如脱氮除磷。 其工作特点： （1）液态上，介于完全混合与推流之间，有利于活性污泥的适于生物凝聚作用。 （2）对水量水温的变化有较强的适应性，处理水量较大。 （3）污泥龄较长，一般长达 1530 天 （4）污泥产量低，且多已达到稳定 （5）自动化程度较高，便于管理 （6）占地面积大，运行费用低 脱氮效果还可以进一步提高，因为脱氮效果的好坏很大一部分决定于内循环， 要提高脱氮效果还可以进一步提高脱氮效果势必要增加内循环量，而氧化沟的内 循环量从政论上说可以不受限制，因而具有更大的脱氮能力，氧化沟法自问世以 来，应用普遍，技术资料丰富。 中、小型城市污水处理厂的优选工艺是氧化沟和 sbr，它们的共同特点是： （1）去除有机物效率很高，有的还能脱氮、除磷或既脱氮又除磷，而且处理设 施十分简单，管理非常方便，是目前国际上公认的高效、简化的污水处理工艺， 也是世界各国中小型城市污水处理厂的优选工艺。 （2）在 10104 m3/d 规模以下，氧化沟和 sbr 法的基建费用明显低于常规活 性污泥法、a/o 和 a2/o 法；对于规模为(510)104 m3/d 的污水厂，氧化沟与 sbr 法的基建费用通常要低 10%15%。规模越小，两者差距越大，这对缺少 资金建污水厂的中小城市很有吸引力。即使在 10104 m3/d 规模以下，氧化沟和 洛阳理工学院毕业设计（论文） 8 sbr 法的电耗和年运营费用仍高于常规活性污泥法，但如果与基建费用一起来比 较，基建费加上 20 年的运营费总计还是比常规活性污泥法低些。规模越小，低 得越多，规模越大，差距越小，当规模为 10104 m3/d 时，两类工艺的总费用大 致相当。因此，对于中小型污水厂采用氧化沟与 sbr 法在经济上是有利的。 （3）氧化沟与 sbr 工艺通常都不设初沉池和污泥消化池，整个处理单元比常 规活性污泥法少 50%以上，操作管理大大简化，这对于技术力量相对较弱、管理 水平相对较低的中小型污水处理厂很合适。 （4）氧化沟和 sbr 工艺的设备基本上实现了国产化，在质量上能满足工艺要 求，价格比国外设备便宜好几倍，而且也省去了申请外汇进口设备的种种麻烦。 （5）氧化沟和 sbr 工艺的抗冲击负荷能力比常规活性污泥法好得多，这对于 水质、水量变化剧烈的中小型污水厂很有利。 氧化沟和 sbr 工艺有上述很多共同特点，也有各自的特点和适用性，在选定方 案时需要仔细分析。 （1）从基建投资看，sbr 工艺是合建式，一般情况下征地费和土建费较氧 化沟低，而设备费较氧化沟高，总造价的高低则要视具体情况决定。 a.地价高，对氧化沟不利。b.进水 bod 浓度高，反应容积与沉淀容积的比值高， 对氧化沟有利；bod 浓度低，反应容积与沉淀容积的比值低，对 sbr 有利。 （2）从运营费用看，sbr 工艺通常用鼓风曝气，氧化沟工艺通常用机械曝 气。一般说来，在供氧量相同的情况下，鼓风曝气比机械曝气省电；第二方面， sbr 工艺是合建式，不用污泥回流(有的少量回流)，氧化沟工艺是分建式要大量 回流，电耗较大；第三方面，sbr 工艺是变水位运行，增大了进水提升泵站的扬 程。综合考虑，通常氧化沟工艺的电耗要比 sbr 工艺大些，运营费要高些。 （3）氧化沟工艺是连续运行，不要求自动控制，只是在要求节能时用自动控 制；sbr 工艺是周期间歇运行，各个工序转换频繁，需要自动控制。 （4）sbr 工艺是静态沉淀，氧化沟工艺是动态沉淀，因而 sbr 的沉淀效率 更高，出水水质更好。 2.2.2 工艺流程选择 综上所述，任何一种方法，都可以达到降磷除氮的效果，且出水水质良好。 但相对而言，sbr 设计过程复杂，维护要求高，运行对自动控制依赖性强；氧化 沟工艺虽然基建一次性投资较大，但是后期运行费用低，易于操作管理。基于对 设计的研究，污水处理厂的工艺流程要在达到所要求的处理程度的前提下，污水 处理各单元有机组合，以满足污水处理的要求，综合各方面，该城市的污水 0.3 可生化性较强，日处理量为 30000 ，为中小型污水处理 5/cr bodcod 3 /md 洛阳理工学院毕业设计（论文） 9 厂的规模，综合考虑经济技术等方面的因素，本次设计采用氧化沟是适的。 城镇污水粗格栅集水井细格栅平流沉砂池 配水井氧化沟二沉池出水接触池 污泥浓缩池 贮泥池 污泥脱水 回流污泥 泥饼外运滤液回流 2.2.3 格栅和泵房 1. 泵前中格栅的设计 中格栅用以截留污水中的较大悬浮物或者漂浮物，以减轻后续处理物的负荷， 用以去除可能堵塞水泵机组驻管道阀门的较粗大的悬浮物，并保证后续处理设施 的正常运行的装置。 格栅的设计应该满足以下要求： （1）水泵处理系统前格栅栅条间隙，应符合：人工清渣 2540mm，机械清渣 1625mm,最大间隙 40mm； （2）在大型污水处理厂或泵站前原大型格栅（每日栅渣量0.2m3） ，一般应采 用机械清渣 （3）格栅倾角一般用 4575，机械格栅倾角一般 6070 （4）通过格栅的水头损失一般采用 0.080.15m （5）过栅流速一般为 0.61.0m/s 设计参数： 洛阳理工学院毕业设计（论文） 10 栅条间距 b=20mm 栅条宽度 、格栅间隙数bnnsb) 1( bhv aq n sin 格栅安装角度 =60. 栅前水深 h=0.56m. 过栅流速 =0.8m/s 栅条的间隙数 n=52.v 格栅宽度 b=1.55 栅后槽总高度 h=1.154m 栅槽总长度 l=3.012 水头损失 0.094m 每日栅渣量 w=1.51 3 m d 设计中的各参数均按规范规定的数值来取。 2 集水井与提升泵房 设计集水池为矩形，其尺寸为长 a=4m,宽 b=5m，高 h=5m，池容为 70 。同时为 3 m 减少滞流和涡流可将集水池的四角设置成内圆角。并应设置相应的冲洗或清泥设施。 提升泵的说明: （1）泵房进水角度不大于 45 （2）相邻两机组突出部分的间距，以及机组突出部分与墙壁的间距，应保证水 泵轴或电动机转子再检修时能够拆卸，并不得小于 0.8 米，如电动机容量大于 55kw 时，则不得小于 1m，作为主要通道宽度不得小于 1.2m 水 （3）泵为自罐式 泵型及参数见表 2-1 所选 qw 泵参数 型号 流量 m3/h 扬程 m 功率 kw 转速 r/min 排出口径 mm 重量 kg 350qw-1000-90100012909803501300 表 2-1 洛阳理工学院毕业设计（论文） 11 3. 泵后细格栅 经污水提升泵站提升的污水中还含有粒径比较小的漂浮物，前面粗格栅无法 拦截的，但是又会给后面的处理带来负担和不便。在泵房后面要对这些小颗粒的 漂浮物进一步进行处理。故在泵房后面设置细格栅。 细格栅的设计与粗格栅相 似 设计参数： 栅条宽度 b=10mm 格栅安装角度 =60 栅前水深 h=0.56m 过栅流速 =0.8mv 栅条的间隙数 n=90（设计两组格栅，每组格栅间隙数为 n=45 条） 格栅宽度 b=2.26m 栅后槽总高度 h=1.297m 栅槽总长度 l=4.46m 水头损失 0.237m 每日栅渣量 w=1.51 3 m d 2.2.4 沉砂池的设计 沉砂池的作用是从污水中将比重较大的颗粒去除，其工作原理是以重力分离 为基础，故应将沉砂池的进水流速控制在只能使比重大的无机颗粒下沉，而有机 悬浮颗粒则随水流带起立。 沉砂池设计中，必需按照下列原则7： （1）城市污水厂一般均应设置沉砂池，座数或分格数应不少于 2 座(格)，并 按并联运行原则考虑。 （2）设计流量应按分期建设考虑： 当污水自流进入时，应按每期的最大设计流量计算； 当污水为用提升泵送入时，则应按每期工作水泵的最大组合流 量计算； 合流制处理系统中，应按降雨时的设计流量计算。 （3）沉砂池去除的砂粒杂质是以比重为 2.65，粒径为 0.2 以上的颗粒为 主。 （4）城市污水的沉砂量可按每 106m3污水沉砂量为 30m3计算，其含水率 为 60%，容量为 1500kg/m3。 洛阳理工学院毕业设计（论文） 12 （5）贮砂斗槔容积应按 2 日沉砂量计算，贮砂斗池壁与水平面的倾角不 应小于 55排砂管直径应不小于 0.3m。 （6）沉砂池的超高不宜不于 0.3m 。 （7）除砂一般宜采用机械方法。当采用重力排砂时，沉砂池和晒砂厂应 尽量靠近，以缩短排砂管的长度。 说明： 采用平流式沉砂池，具有处理效果好，结构简单的优点，分两格。 运行参数： 沉砂池长度 10m 池总宽 3m 有效水深 0.67m 贮泥区容积 0.47m3（每个沉砂斗） 沉砂斗底宽 0.6m 斗壁与水平面倾角为 550 斗高为 0.5m 斗部上口宽 1.3m 2.2.5 氧化沟的设计 氧化沟又称“循环混合式曝气池” ，污水和活性污泥的混合液在环状曝气渠道 中循环流动。属于活性污泥的一种变形，氧化沟的水力停留时间可达10-30h,污泥 龄20-30d有机负荷很低 0.05-0.15kgbod /(kgmlss.d),实质上相当于曝气活性污泥系 统。 5 由于它运行成本低，构造简单，易于维护管理，出水水质好、耐冲击负荷、运行稳定、 并可脱氮除磷 。 氧化沟的进本流程见图2-1 污水中格栅提升泵房细格栅沉砂池 氧化沟二沉池接触池处理水排放 图 2-1 氧化沟的基本工艺流程图 氧化沟的出水水质好，一般情况下 bod 去除率可达 95%-99%左右，脱 5 氮率达 90 左右，除磷效率可达 50%左右：如在处理过程中适量投加铁盐，则除 磷率可达 95%，一般的出水水质为 bod 0-15mg/l ; ss= 10-20mg/l;nh -n= 1- 5 4 3 mg/l;p0.15m/s min min 1min q v n w 21 347 . 0 m s 沉砂池最小流速， min v m s 最小流量， min q 3 m h 最小流量时沉砂池中水流断面面积， min w 2 m 最小流量时工作的沉砂池数目，个 1 n 沉砂池要求的设计流速在 0.15 m/s0.30 m/s 之间， 符合要求 3.4.11 砂水分离装置 采用 lsf 型螺旋砂水分离器 3.4.12 计算草图见图32 洛阳理工学院毕业设计（论文） 36 出出出出 平流式沉砂池计算草图 平流沉砂池计算草图 图32 3.5 三沟式氧化勾的设计计算 3.5.1 氧化沟的设计流量 q=3000m /h (因为此时水由泵房提升后进行处理故不考虑变化系数) 3 3.5.2 设计进水水质 bod5190mg/l codcr390 mg/l 氨氮35 mg/l tp3 mg/l tss =200mg/l vss=150 mg/l 根据题目中 bod 、 codcr的比值大于 0.3 故 vss/tss 比值取 0.75。 5 3.5.3 设计出水水质 bod520mg/l codcr60 mg/l 洛阳理工学院毕业设计（论文） 37 tss 20mg/l 氨氮15 mg/l tp1mg/l 3.5.4 bod5去除率计算 原污水的bod 为 190 mg/l，因为未设置初沉池，而格栅对 bod 的去除效 5 果很小，所以进入曝气池的 bod 值(s )近似为污水进厂时的 bod 值，： 0 s =190mg/l 0 则处理水中的非溶解性 bod s 可按下式计算 e s =7.1b x c 1ae 式中：c 处理水中悬浮固体质量浓度，取为 25mg/l； e x 活性微生物在处理水中所占比例，取值 0.4 a b 微生物自身氧化率，取为 0.08 带入各值得 s =7.10.080.420=4.5444.6 1 处理水中的溶解性 bod s 值为： 5e s =20-4.6=15.4（mg/l） e 去除率为： 0.8986=90% 152 4 . 15152 3.5.5 曝气池容积 v 的计算（及好氧区） 1 计算采用动力计算方法 v = 1 ）（ cdv e kx ssq 1 )(y 0c 式中y污泥产生系数 取 y=0.55 污泥龄 d 取 =25d c c q平均流量 m3/h s 进水中 bod 总浓度 05 s 出水中溶解性 bod 浓度 e5 洛阳理工学院毕业设计（论文） 38 xv混合液挥发性悬浮固体浓度，取 xv=2800mg/l kd内源代谢系数，取 kd=0.055 代入数据有: v =10831 1 ）（25055 . 0 18 . 2 )0154 . 0 190 . 0 (30000250.55 3.5.6 好氧在水里停留时间 t 的计算 1 计算公式： t = 1 q v1 式中： v 好氧区的容积 m 1 q 污水的平均流量 m t 好氧区水力停留时间 h 1 带入数据：t =0.361=8.67h 1 30000 10831 3.5.7 剩余污泥量计算 x =q()+qx qxxs c y d k1 12 式中：污泥剩余量x q 污水平均流量 m /d 3 k 内源代谢系数 ，取值 0.055 d 污泥龄 ， 取值 25d c x 进水的 tss 浓度与 tvss 浓度差 1 x 出水的 tss 浓度 mg/l 2 代入数据有： =30000（0.19-0.0154）()+30000（0.2-0.15）300000.02x 250.0551 55 . 0 =1213+1500+600 =3313(kgds/d) 去除每 1kgbod 产生的干污泥量 5 =0.65（kgds/kgbod ） ） 出 sq(s x 0 ）（020 . 0 19 . 0 30000 3313 5 洛阳理工学院毕业设计（论文） 39 3.5.8 脱氮方面的计算 1.需氧化的 nh-n 量的计算。 氧化沟产生的剩余污泥中含氧量为 12.4%，则用于微生物合成的总氮量为： n =0.124y（s - s ）= 0.1240.55（190-15.4）= 11.9 10 e 则需要被氧化的nh-n量，n =进水总氮- 出水氨氮 生物氮 1 n=（ n - n ）-0.124y（s - s ） 0e0 e n=（45-15）- 0.1240.55（190-15.4） =18.1mg/l 式中：n 为进水总氮浓度 mg/l 0 n 出水总氮浓度 mg/l e 2.脱氧量氮的计算 计算公式： n =进水总氮 出水总氮 合成生物的氮 r 带入数据得 ：n =45-25-11.9=8.1mg/l r 3.5.9 脱氧区所需容积 v2的计算 说明：由灵宝市的气候特征可以知道，灵宝市的平均气温为13.8最高温度为 42.7，最低温度为-17，比较河南的气候，确定脱氧所需溶积时采用10进 行设计。脱销率的计算 在 t =20时 取脱氮率 n =0.035kg no-n/(kgvssd) dn 脱氮率计算公式为v（t）= v1.08 dndnt 20t 当温度为 10带入数据得 n=0.0351.08=0.016 no-n/(kgvss.d) dn 2010 脱氧所需溶积为： v = 2 v x dn r n nq 代入数据得 v =5424 (m ) 2 28000.016 8.130000 3 3.5.10 脱氧水力停留时间 计算公式 t = 2 q v2 洛阳理工学院毕业设计（论文） 40 式中t 脱氧水力停留时间，h 2 代入数据得 t =244.339=4.34h 2 30000 5424 3.5.11 氧化沟总容积 v 及停留时间 t 1.氧化沟总容积 v=v + v 12 式中 v 好氧区容积 1 v 脱氮所需容积 2 代入数据得 v=5424+10831=16255 (m ) 3 2)污水停留时间 t= q v 代入数据得 t=13.004=1324 30000 16255 3）校核污泥负荷 n= v v 0 x qs 代入数据得 n=0.1252=0.125 kgbodkgmlvss/d 162558002 19030000 3.5.12 氧化沟尺寸的计算 设氧化沟两座，工艺反应的有效系数f =0.6 s 单座氧化沟有效容积：v=27092/2 单效 0.62 vv 26 . 0 v 21 26 . 0 108315424 =13546m 3 三组沟道采用相同的容积，则每组沟道容积： v=4515m 单沟 3 v单效 3 135463 设每组沟道单沟宽度b为15m，有效水深h取3.5m,超高取h=0.5m,中间隔墙厚 0.25m 则每组道沟面积a为 a=1290m h v单沟 3.5 4515 2 洛阳理工学院毕业设计（论文） 41 弯道部分面积a =176.7m 1 2 2 b） （ 2 2 15） （ 2 直线部分面积a =a - a =1290 176.7= 1113.3 m 21 2 直线段长度l： l = =74.22, 取75m 15 3 . 1113 3.5.13 需氧量的计算 设计需氧量aor aor=去除bod需氧量 - 剩余污泥中bod的需氧量+去除nh-n的耗氧量- 余污泥中 的nh-n耗氧量 - 氮的产氧量 1.bod需氧量d1 计算公式 d = aq s +bx v 1rv 式中 a微生物每去除1kgbod 所需的氧量 kg o /kg bod 25 b活性污泥微生物自身氧化的需氧量，及每千克mlvss每天自身 氧化所需的氧量，kg o /(kgmlss.d) 2 生活污水的a值一般为0.42-0.53，b值介于0.11-0.188.这里a 取0.5，b取0.15。 s 去除的bod 的值，mg/l r5 代入数据得d = 0.530000（0.19-0.0154）+0.122.816255 1 =8080.68kg/d=336.7kg/h 2.剩余污泥中bod需氧量d2 d =1.42 =1.42 21 x cd k1 syq 式中 氧化沟剩余污泥， kgds/d 1 x 氧化沟处理bod量 mg/ls 带入数据得 =1.42=1723kg/d 25055 . 0 1 0154 . 0 19 . 0 3000055 . 0 ）（ 3.去除nh-n 的需氧量d3 每1kg nh-n 硝化需要消耗 4.6kg o2 洛阳理工学院毕业设计（论文） 42 计算公式d =4.6（ 进水总氮出水nh-n）q/1000 3 =4.6(4515 )30000/1000=4140kg /d 4.剩余污泥中nh-n耗氧量 d4 计算公式 d =4.6污泥含n率氧化沟剩余污泥 41 x =4.60.124 cd k1 syq =4.60.1241219 =695 kg/d 5.脱氮产氧量d5 每还原1 kg n 产生 2.86 kg o 22 计算公式：d =2.86脱氮量 5 =2.8618.130000/1000=1553 kg/d 6. 总需氧量 aor=d=d +d +d +d +d 12345 =8080 +1723 +4140 +695 +1553 =16191 kg/d=675 kg /h 7. 标况下需氧量 sor= )20( )20( 024 . 1 )( aorg t s s cc c 式中c20 c时氧的饱和度，取c=9.17mg/l )20(s 0 )20(s c进水最高温度为t时氧的饱和度 )( s t c 溶解氧浓度，取 2.0 mg/l 修正系数 ，取0.83 修正系数 ，取0.95 t 进水最高温度，取27 = ，取 1 5 10103 . 1 所在地区实际压力 代入数值得： sor=33463kg/d ）（ ）（ 2027 024 . 1 238 . 8 82 . 0 95 . 0 83 . 0 17 . 9 16191 则取出每1kgbod的标准需氧量： =6.43 kg o / kg bod )s-q(s sor e0 )0154 . 0 19 . 0 (30000 33463 25 洛阳理工学院毕业设计（论文） 43 3.5.14 进水管和出水管 进出水管流量q=10000 m /d=0.167 m /s 3 q 3 3000033 管道流速取v=0.4 m/s 则管径d=0.729 v . q4 4 . 0 0.1674 取 d=700mm 3.5.15 出水堰和出水竖井 1.出水堰计算按薄壁堰来考虑，计算公式 q=1.86 bh 2 3 式中：b堰宽； h堰上水头，取0.03m。 则b=17.3m h86 . 1 q 2 3 2 3 03 . 0 86 . 1 167 . 0 2.出水竖井 考虑调试出水堰安装要求，在堰两边各留0.3m的操作距离 出水竖井长l=0.32+1.4=2.0m 出水竖井宽b=1.4m（满足安装要求） ； 则出水竖井平面尺寸为lb=2.01.4。 3.5.16 设备选择 1.曝气设备 aor=675 kg /h 单沟需氧量 =674/4=168.5 kg/h 采用db400t 立轴表面平推曝气机曝气机： 叶轮直径：4000mm，电机额定功率：110kw， 充氧量：50200kg/h 2.潜水推进器 两侧边沟各设两台潜水推进器，共四台，每台电机功率为n=3kw。 3.5.17 氧化沟计算草图 洛阳理工学院毕业设计（论文） 44 三沟式氧化沟计算草图33 3.6 消毒剂的设计计算 投药量g的计算 按有效氯计算，每立方米中加7g的氯，则 g. q日处理水量，m /h 1000 q7 3 g=12.5kg/h 1000 17877 3.7 接触池的计算 3.7.1 设计参数 1.氯与污水混合接触时间（包括接触池后污水在管区中流动的全部时间）采 用30min； 2.接触池容积应按最大小时污水量设计； 3.接触池池型可采用矩形隔板式、竖流式和辐流式； 4.矩形隔板式接触池的隔板应沿纵向分割，当水流长度：宽度=72：1，池长： 单格宽=18：1，水深:宽度（h/b）1.0时，接触效果最好。 3.7.2 设计计算 已知条件：最大设计流量qmax=1800 b 洛阳理工学院毕业设计（论文） 45 接触时间t=30min 1. 接触池容积v 采用矩形隔板式接触池两座 v= qmaxt=180030/60=900m 3 2. 取接触水深h=3.5m,单格宽b=2m 则池长l=182=36m, 水流长度l=722=144m 接触池的分格数= =4 36 144 3. 复核容积 由以上计算，接触池宽b=24=8m, 长l=36m 水深h=3.35 所以=3683.5=1008m 900 3 3.8 巴式计量槽的计算 巴式计量槽主要部位尺寸计算公式：见下图 图34 l =0.5b+1.2 (m) 巴式计量槽尺寸图 1 l =0.6(m) 2 l =0.9(m) 3 b =1.2b+0.48(m) 1 b =b+0.3(m) 2 计量槽的流量按下式计算 q=0.372b(3.28h ) 1 026 . 0 569 . 1 b 式中q过堰流量,m /s 3 b喉宽.，m h 上游水深，m 1 洛阳理工学院毕业设计（论文） 46 3.9 污泥处理构筑物及其相关设计计算 3.9.1 污泥回流泵房 1. 设计说明 氧化沟中活性污泥由吸泥管吸入，由排泥管排入池外套筒阀井中，然后由管 道输送至回流泵房，其他污泥由刮泥板刮入污泥井中，再由排泥管排入剩余污泥 泵房集泥井中。 设计回流污泥量为=rq,污泥回流比 r=50100。按最大考虑，即 r q =q=500l/s43200，r=100% r q 3 m d 2. 回流污泥泵选型 （1）扬程： 根据经验初选扬程 2.5m-4m （2）流量： 两座氧化沟设一座污泥回流泵房，泵房污泥回流量为 43200m /d =1800 m /h 33 （3）选泵： 根据扬程和流量，选用 lxb-1000 螺旋泵 5 台（3 用 2 备） ，单台提升能力为 660，提升高度为 2.5m3.5m,电动机转速 3 m h n=48r/min,功率 n=55kw。 3.9.2 排泥泵房 1. 设计说明 二沉池产生的剩余活性污泥及其它处理构筑物排出污泥由地下管道自 流 入集泥井，污泥浓缩池中,剩余污泥泵（地下式）将其提升至脱水间. 处理厂设一座剩余污泥泵房（两座氧化沟池共用） 污水处理系统每日排出污泥干重为 3313 ，即为按含水率为 99%计的污 kg d 泥流量=331.3 ，即 13.8m3/h w q %)9911000 3313 （ 3 m d 洛阳理工学院毕业设计（论文） 47 2. 泵的选型 （1）扬程：假设污泥泵的扬程为 10m （2）选 3 台，2 用 1 备，单泵流量 13.8/2=6.9m3/h。 选用 1pn 污水泥浆泵，q=7.2-16m3/h，h=12-14m，功率 n=3kw *排泥泵房和污泥回流泵房合建，占地面积 lb=107,集泥井直径选 3m,深 3m. 3.9.3 污泥浓缩池 1. 设计参数 污泥总流量=3313=331=13.8，设计浓缩后的含水率 w q kg d 3 m d 3 m h =96.0%，污泥固体