《水污染控制工程》课程设计-污水处理厂的设计.doc

水污染控制工程课程设计 水污染控制工程课 程 设 计 题 目： 污水处理厂的设计 学 院： 市政与环境工程学院 专 业： 环境工程 姓 名： 学 号： 指导老师： 目 录 一、总论1 1.1 设计任务内容1 1.1.1设计任务1 1.1.2设计内容1 1.2基本资料2二、污水处理工艺说明2 2.1处理程度计算3 2.2工艺方案选择原则3 2.3工艺方案分析4 2.4工艺流程6三、污水处理构筑物7 3.1 中格栅7 3.1.1 设计依据7 3.1.2设计参数：8 3.1.3设计计算8 3.2 污水提升泵房10 3.2.1设计依据10 3.2.2 设计计算11 3.3细格栅13 3.3.1设计依据13 3.3.2设计参数：13 3.3.3 设计计算143.4 沉砂池153.4.1设计依据153.4.2设计参数173.4.3设计计算173.5厌氧池193.5.1设计依据193.5.2设计参数193.5.3设计计算20 3.6氧化沟203.6.1设计依据203.6.2设计参数223.6.3 设计计算223.7二沉池263.7.1设计依据263.7.2设计参数273.7.3设计计算27 3.8圆锥形涡流式絮凝池293.8.1设计依据293.8.2设计计算303.9接触消毒池313.9.1设计参数323.9.2设计计算33四、污泥处理设施设计计算34 4.1污泥处理34 4.1.1污泥处理的原则34 4.1.2污泥处理方法的选择35 4.2回流污泥泵房35 4.2.1设计参数35 4.2.2设计计算36 4.3剩余污泥泵房36 4.3.1设计说明36 4.3.2设计选型364.4污泥浓缩池37 4.4.1设计参数37 4.4.2设计计算384.5 贮泥池404.6 厌氧消化池414.7脱水机房44五、污水厂平面与高程布置45 5.1平面布置的一般原则45 5.2污水厂高程布置465.2.1构筑物水头损失465.2.2管渠水头损失465.2.3污水处理构筑物高程确定47参考文献48致谢49 一、总论1.1 设计任务内容 1.1.1设计任务 设计水量：污水厂的日处理量为4.4万吨/天。 设计水质：单位：mg/lcodbodsstntp进 水3801902304010出 水501010150.5 表1-1 该水经处理以后，水质应符合城镇污水处理厂污染物排放标（gb18918-2002）的一级a标准,由于进水不但含有bod，还含有大量的n，p所以不仅要求去bod,还应去除水中的n，p达到排放标准。 1.1.2设计内容 针对一座二级处理的城市污水处理厂，要求对主要污水处理构筑物的工艺尺寸进行设计计算，确定污水厂的平面布置高程布置。最后完成设计计算说明书设计图。第 1 页 1.2基本资料 汝阳县位于河南省西部，南部崇山峻岭，最高山峰鸡冠山海拨1602米，中部丘陵起伏，北部为平川丘陵，最低点杜康河底海拨220米，素有“七山二岭一分川”之称。 属暧温带大陆性季风气候，光照充足，气候温，四季分明，年平均日照时数2177.3小时，日照百分率达49%，年平均气温14度，年均降雨量690mm，全年无霜期213天。污水处理厂所在位置基本符合该地的地形特征，交通便利，紧邻河流，全年主导风向东北风。 二、污水处理工艺说明 2.1处理程度的计算 （1）溶解性bod5的去除率 （2）cod的去除率 （3） ss的去除率 （4）总氮的去除率 （5）总磷的去除率 2.2工艺方案选择原则城市污水处理的目的是使之达标排放或污水回用于农田灌溉、城市景观工业生产等，以保护环境不受污染，节约水资源。 污水处理工艺流程的选择应遵循以下原则：（1） 污水处理应达到的处理程度是选择工艺的主要依据。（2） 污水处理工艺的投资运行费用合理，工程投资运行费用也是工艺流程选择的重要因素之一。根据处理的水质、水量，选择可行的几种工艺流程进行全面的技术经济比较，确定工艺先 进合理、工程投资运行费用较低的处理工艺。 （3） 根据当地自然、地形条件及土地与资源利用情况，因地 制宜、综合考虑选择适合当地情况的处理工艺。尽量少占农田或不占农田，充分利用河滩沼泽地、洼地或旧河道。 （4） 施工与运行管理：如地下水位较高、地质条件较差的地区，就不宜选用深度大、施工难度高的处理构筑物。也应考虑所确定处理工艺运行简单、操作方便，便于实现自动控制等。 （5）同时还要要充分考虑该工艺运行后对环境是否有害，是否是环保经济型工艺，要最大化的利用该工艺的优点，改进该工艺的缺点。同时考虑工艺运行后出现问题维修的可行性。对于维修所要花费的人力，物力，财力等要充分的考虑。工艺设备报废后的后续利用也应该充分考虑。2.3工艺方案分析 （1）sbr法 工艺流程： 污水 一级处理 曝气池 处理水 工作原理： 1）流入工序：废水注入，注满后进行反应，方式有单纯注水，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，除p脱n应进行相应的处理工作。 3）沉淀工艺：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活性污泥作为种泥。 5）待机工序：工处理水排放后，反应器处于停滞状态等待一个周期。特点：大多数情况下，无设置调节池的心要。svi值较低，易于沉淀，一般情况下不会产生污泥膨胀。通过对运行方式的调节，进行除磷脱氮反应。自动化程度较高。得当时，处理效果优于连续式。单方投资较少。占地规模大，处理水量较小。（2）厌氧池氧化沟 工作流程： 污水中格栅提升泵房细格栅沉砂池厌氧池氧化沟 二沉池接触池处理水排放 工作原理： 氧化沟一般呈环形沟渠状，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池，下方则为好氧段，从而产生富氧区缺氧区，可以进行硝化反硝化作用，取得脱氮的效应，同时氧化沟法污泥龄较长，可以存活世代时间较长的微生物进行特别的反应，如除磷脱氮。 工作特点： 在液态上，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。对水量水温的变化有较强的适应性，处理水量较大。 污泥龄较长，一般长达1530天，到以存活时间较长的微生物，如果运行得当，可进行除磷脱氮反应。污泥产量低，且多已达到稳定。自动化程度较高，使于管理。占地面积较大，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。（3）a/a/o法 优点： 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 。 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。 污泥中含磷浓度高，具有很高的肥效。 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： 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 。 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。 对沉淀池要保持一定的浓度的溶解氧，减少停留时间，防止产生厌氧状态污泥释放磷的现象出现，但溶解 浓度也不宜过高。以防止循环混合液对缺反应器的干扰。（4）一体化反应池（一体化氧化沟又称合建式氧化沟） 一体化氧化沟集曝气，沉淀，泥水分离污泥回流功能为一体，无需建造单独得二沉池。 其主要特点： 工艺流程短，构筑物设备少，不设初沉池，调节池单独的二沉池，污泥自动回流，投资省，能耗低，占地少，管理简便。 处理效果稳定可靠，其bod5ss去除率均在90-95或更高。cod得去除率也在85以上，并且硝化脱氮作用明显。 产生得剩余污泥量少，污泥不需小孩，性质稳定，易脱水，不会带来二次污染。 造价低，建造快，设备事故率低，运行管理费用少。 固液分离效率比一般二沉池高，池容小，能使整个系统再较大得流量浓度范围内稳定运行。 污泥回流及时，减少污泥膨胀的可能。综上所述，任何一种方法，都能达到降磷脱氮的效果，且出水水质良好，但相对而言，sbr法一次性投资较少，占地面积较大，且后期运行费用高于氧化沟，厌氧池氧化沟虽然一次性投资较大，但占地面积少，耗电量低，运行费用较低，产污泥量大，运行管理各个方面都优于其他处理方法。因此，采用厌氧池+氧化沟为本设计的工艺方案。2.4工艺流程进水中格栅进水泵房细格栅沉砂池初沉池生物反应池二沉池出水 鼓风机房污泥回流泵房加氯间贮泥池消化池污泥脱水机房泥饼外运三、污水处理构筑物3.1 中格栅 用以截留较大的悬浮物或漂浮物，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷，并使之正常运行。要根据流量选择清渣方式，人工清渣格栅适用于小型污水厂，机械清渣格栅适用于栅渣量大于0.2m3/d。提升泵站前用中格栅，提升泵站后用细格栅。 3.1.1 设计依据 给水排水设计手册第5册5.1.1栅渣量与地区的特点、格栅的间隙大小，污水量以及下水道系统的 类型等因素有关。在无当地有运行资料时，可采用：格栅间隙1625mm,0.100.05m栅渣/10m污水格栅间隙3050mm, 0.030.01m栅渣/10m污水室外排水设计规范（gb50014-2006） 6.3 规定：1） 污水处理系统或水泵前，必须设置格栅。2） 格栅栅条间隙宽度，应符合下列要求： 粗格栅：机械清除时宜为1625mm，人工清除时宜为2540mm。特殊情况下，最大间隙可为100mm； 细格栅：宜为1.510mm； 水泵前，应根据水泵要求确定。3） 污水过栅流速宜采用0.61.0m/s。除转鼓式格栅除污机外，机械清除格栅的安装角度宜为6090。人工清除格栅的安装角度宜为3060。4） 格栅上部必须设置工作平台，其高度应高出格栅前最高设计水位0.5m，工作平台上应有安全冲洗设施。5） 格栅工作平台两侧边道宽度宜采用0.71.0m。工作平台正面过道宽度，采用机械清除时不应小于1.5m，采用人工清除时不应小于1.2m。6）粗格栅栅渣宜采用带式输送机输送；细格栅栅渣宜采用螺旋输送机输送。3.1.2设计参数： （1）设计流量： 平均日流量： 最大日流量： （2）栅前流速v1=1.0m/s，过栅流速v2=0.9m/s （3）栅条宽度s=0.02m，格栅间隙e=40mm （4）栅前部分长度0.5m，格栅倾角=60 （5） 单位栅渣量1=0.03m3栅渣/污水3.1.3设计计算 （1）确定格栅前水深，根据最优水力断面公式计算得:栅前 槽宽 ，则栅前水深（2）栅条间隙数 （取30） 设计两组格栅，每组格栅间隙数15.（3） 栅槽有效宽度 栅槽的总宽度b=2b+0.2=1.78m（4）进水渠道渐宽部分长度 其中1为进水渠展开角为，进水渠宽b1=1.0m。（5）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度 （6）过栅水头损失（h1） 因栅条边为矩形截面，取k=3，则 其中：h0：计算水头损失k：系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增加倍数，取k=3：阻力系数，与栅条断面形状有关，当为矩形断面时=2.42， （7）栅后槽总高度h 取栅前渠道超高 h2=0.3m 栅前槽总高度:=0.5+0.3=0.8m 栅后槽总高度:=0.5+0.12+0.3=0.92m 格栅总长度（8）每日栅渣量w 宜采用机械清渣(取=1.2)。3.2 污水提升泵房 3.2.1设计依据室外排水规范gb50014-2006中规定如下：1）排水泵站宜按远期规模设计，水泵机组可按近期规模配置。2）排水泵站宜设计为单独的建筑物。3）抽送会产生易燃易爆有毒有害气体的污水泵站，必须设计为单独的建筑物，并应采取相应的防护措施。4） 排水泵站的建筑物附属设施宜采取防腐蚀措施。5） 雨水泵站应采用自灌式泵站。污水泵站合流污水泵站宜采用自灌式泵站。6）泵房宜有二个出入口，其中一个应能满足最大设备或部件的进出。7） 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。8） 雨水泵站的设计流量，应按泵站进水总管的设计流量计算确定。当立交道路设有盲沟时，其渗流水量应单独计算。9）污水泵合流污水泵的设计扬程，应根据设计流量时的集水池水位与出水管渠水位差水泵管路系统的水头损失以及安全水头确定。10） 集水池的容积，应根据设计流量、水泵能力水泵工作情况等因素确定。一般应符合下列要求： 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；注：如水泵机组为自动控制时，每小时开动水泵不得超过6次。雨水泵站集水池的容积，不应小于最大一台水泵30s的出水量； 合流污水泵站集水池的容积，不应小于最大一台水泵30s的出水量。 3.2.2 设计计算 采用氧化沟工艺方案，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。污水经提升后入平流沉砂池，然后自流通过厌氧池、氧化沟、二沉池及接触池，最后由出水管道排出。 1） 流量确定 =0.61m3/s=2196m3/h， 考虑采用4台潜污泵(三用一备)，则每台设计流量为 2） 集水池容积 考虑不小于一台泵5min的流量，则：w=取有效水深h=2.0m，则：集水池面积a=可取（设计）集水池尺寸lb=65m保护水深1.2m,则实际水深3.2m集水池尺寸lbh=6.0m5.0m3.2m3） 水泵的扬程由泵的参数知道 水泵提升静扬程z=9.05m则提升前水位4m,水泵水头损失取2m。从而需水泵扬程h=z+h=11.05m 污水提升泵站中污水只经一次提升，然后靠重力使污水通过整个处理系统。泵站选用集水池与机器间合建式泵站。 5）泵的选型选350qw1200-18-90型潜污泵四台（三用一备），该泵性能参数为： 流量：600 扬程：12m转速：590r/min 功率：55kw3.3细格栅 3.3.1设计依据 给水排水设计手册第5册5.1.1：栅渣量与地区的特点、格栅的间隙大小，污水量以及下水道系统的类型等因素有关。在无当地有运行资料时，可采用：格栅间隙1625mm,0.1000.5m栅渣/10m污水格栅间隙3050mm, 0.030.01m栅渣/10m污水室外排水设计规范（gb50014-2006） 6.3 规定：1） 污水处理系统或水泵前，必须设置格栅。2） 格栅栅条间隙宽度，应符合下列要求： 粗格栅：机械清除时宜为1625mm，人工清除时宜为2540mm。特殊情况下，最大间隙可为100mm； 细格栅：宜为1.510mm； 水泵前，应根据水泵要求确定。3） 污水过栅流速宜采用0.61.0m/s。除转鼓式格栅除污机外，机械清除格栅的安装角度宜为6090。人工清除格栅的安装角度宜为3060。4） 格栅上部必须设置工作平台，其高度应高出格栅前最高设计水位0.5m，工作平台上应有安全冲洗设施。5） 格栅工作平台两侧边道宽度宜采用0.71.0m。工作平台正面过道宽度，采用机械清除时不应小于1.5m，采用人工清除时不应小于1.2m。6） 粗格栅栅渣宜采用带式输送机输送；细格栅栅渣宜采用螺旋输送机输送。3.3.2设计参数： （1）设计流量： 平均日流量： 最大日流量： （2）栅前流速v1=1.0m/s，过栅流速v2=0.9m/s （3）栅条宽度s=0.01m，格栅间隙e=10mm （4）栅前部分长度0.5m，格栅倾角=60 （5）单位栅渣量1=0.05m3栅渣/103m3污水3.3.3 设计计算 （1）确定格栅前水深：由粗格栅知栅前水深h为0.5m； （2）栅条间隙数n (取118） 设计两组格栅，则每组格栅的间隙数为59条。（3）栅槽有效宽度 栅槽的总宽度 b=2b+0.2=2.54m（4）进水渠道渐宽部分长度 其中1为进水渠展开角为，进水渠宽b1=1.0m。（5）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度 （6）过栅水头损失（h1） 因栅条边为矩形截面，取k=3，则 其中： h0：计算水头损失 k：系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增加倍数，取k=3 ：阻力系数，与栅条断面形状有关，当为矩形断面时=2.42， (7)栅后槽总高度h 取栅前渠道超高 h2=0.3m 栅前槽总高度:=0.5+0.3=0.8m(8)栅后槽总高度:=0.5+0.23+0.3=1.03m 格栅总长度(9)每日栅渣量w 宜采用机械清渣(取=1.2)3.4 沉砂池 3.4.1设计依据 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。给水排水设计手册（第05册 城镇排水）： 沉砂池设计中，必需按照下列原则： （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： 1)当污水自流进入时，应按每期的最大设计流量计算； 2)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； 3)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。 (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。3.4.2设计参数 设计流量： 设计流速：v=0.30m/s 水力停留时间：t=40s3.4.3设计计算 沉砂池长度l： 水流断面积a： 池总宽度b：设计n=2格 每格宽取b=4m，则 有效水深h2： h2=a/b=2/8=0.25m （介于0.251m之间） 贮泥区所需容积： 设计t=2d，即考虑排泥间隔天数为t=2天，则沉砂斗容积 式中：城市污水沉砂量0.03l/m3， 污水流量总变化系数1.2 每格沉砂池设两个沉砂斗，共有4个沉砂斗。则每格沉砂斗的体积: 贮砂斗各部分尺寸及容积： 设计斗底宽，斗壁与水平面的倾角为60，斗高， 则贮砂斗上口宽： 贮砂斗容积： （大于，符合要求）。 贮砂室高度h3： 采用重力排砂，设计池底坡度为0.06，坡向沉砂斗长度为： 池总高度h ：设超高 校核最小流量时的流速： ，符合要求。计算草图如下： 3.5厌氧池 3.5.1设计依据 城市污水处理厂设计计算 水处理构筑物设计计算 室外排水设计规范（gb50014-2006）6.6- 1） 生物反应池的超高，当采用鼓风曝气时为0.51.0m；当采用机械曝气时，其设备操作平台宜高出设计水面0.81.2m。 2） 每组生物反应池在有效水深一半处宜设置放水管。 3) 廊道式生物反应池的池宽与有效水深之比宜采用1:12:1。有效水深应结合流程设计、地质条件、供氧设施类型选用风机压力等因素确定，一般可采用4.06.0m。在条件许可时，水深尚可加大。 3.5.2设计参数共建造两组厌氧池 直径 d=20m， 高h=4.3m 1).厌氧池设计参数 设计流量：0.61m3/s，每座设计流量为q1=0.31m3/s，分2座 水力停留时间：t=2.5h，污泥浓度：x=3000mg/l， 污泥回流液浓度：xr=10000mg/l 考虑到厌氧池与氧化沟为一个处理单元，总的水力停留时间超过15h，所以设计水量按最大日平均时考虑。3.5.3设计计算1.厌氧池 （1）厌氧池容积： v= q1t=31010-32.53600=2790m3 （2）厌氧池尺寸：水深取为h=4.0m。 则厌氧池面积：a=v/h=/4=697.5m2 厌氧池直径： d=29.8m(取30） 考虑0.3m的超高，故池总高为h=h+0.3=4+0.3=4.3m。（3）污泥回流量计算： 1）回流比计算 r =x/（xr-x）=3/（10-3）=0.43 2）污泥回流量 qr =rq1=0.430.31=0.13m3/s3.6氧化沟 3.6.1设计依据 城市污水处理厂设计计算 水处理构筑物设计计算 1)生物反应池中的好氧区（池），采用鼓风曝气器时，处理每立方米污水的供气量不应小于3m3。好氧区采用机械曝气器时，混合全池污水所需功率一般不宜小于25w/m3；氧化沟不宜小于15w/m3。缺氧区（池）、厌氧区（池）应采用机械搅拌，混合功率宜采用28w/m3。机械搅拌器布置的间距、位置，应根据试验资料确定。 2)生物反应池的设计，应充分考虑冬季低水温对去除碳源污染物、脱氮除磷的影响，必要时可采取降低负荷、增长泥龄、调整厌氧区（池）及缺氧区（池）水力停留时间保温或增温等措施。 3)氧化沟前可不设初次沉淀池。 4)氧化沟前可设置厌氧池。 5)延时曝气氧化沟的主要设计参数，宜根据试验资料确定，无试验资料时， 可按本规范表6.6.25的规定取值。表: 延时曝气氧化沟主要设计参数项 目单 位参数值污泥浓度(mlss)xag/l2.54.5污泥负荷lskgbod5/kgmlssd0.030.008污泥龄cd15污泥产率ykgvss/kgbod50.30.6需氧量o2kgo2/kgbod51.52.0水力停留时间hrth16污泥回流比 r%75150总处理效率 %95(bod5) 6) 进水回流污泥点宜设在缺氧区首端，出水点宜设在充氧器后的好氧区。氧化沟的超高与选用的曝气设备类型有关，当采用转刷、转碟时，宜为0.5m；当采用竖轴表曝机时，宜为0.60.8m，其设备平台宜高出设计水面0.81.2m。7) 氧化沟的有效水深与曝气、混合推流设备的性能有关，宜采用3.54.5m。 8) 氧化沟内的平均流速宜大于0.25ms。 9) 生物反应池中好氧区的供氧，应满足污水需氧量、混合处理效率等要求，一般宜采用鼓风曝气或表面曝气等方式。10) 各种类型的机械曝气设备的充氧能力应根据测定资料或相关技术资料采用。 3.6.2设计参数 氧化沟按设计分2座，按最大日平均时流量设计，每座氧化沟设计流量为q1: 0.31m3/s 总污泥龄：20d mlss=3600mg/l,mlvss/mlss=0.75 则mlvss=2700 曝气池：do2mg/l 0.9 0.98 其他参数：a=0.6kgvss/kgbod5 b=0.05d-1 脱氮速率：qdn=0.0312kgno3-n/kgmlvssd k1=0.23d-1 ko2=1.3mg/l 剩余碱度100mg/l(保持ph7.2): 所需碱度7.1mg碱度/mgnh3-n氧化；产生碱度3.0mg碱度/mgno3-n还原 硝化安全系数：2.5 脱硝温度修正系数：1.083.6.3 设计计算 （1）氧化沟 尺寸 ： lb=80m30m， 高h=3.2m （2）碱度平衡计算： 1）设计的出水为10 mg/l，则出水中溶解性10- 0.7101.42（1e-0.235）=3.2 mg/l 2）采用污泥龄20d，则日产泥量为： kg/d 设其中有12.4为氮，近似等于tkn中用于合成部分为： 0.1241500=186kg/d 即：tkn中有mg/l用于合成。 需用于氧化的nh3-n =40-6.94-2=31.06 mg/l 需用于还原的no3-n =31.06-15=16.06mg/l（3）硝化区容积计算： 硝化速率为 =0.204 l/d 故泥龄：d 采用安全系数为2.5，故设计污泥龄为：2.54.9=12.5d 原假定污泥龄为20d，则硝化速率为： l/d 单位基质利用率： kg/kgmlvss.d mlvss=fmlss=0.753600=2700 mg/l 所需的mlvss总量= 硝化容积：m3 水力停留时间：h （4）反硝化区容积： 12时，反硝化速率为： =0.019kg/(kg.d)还原no3-n的总量=kg/d 脱氮所需mlvss=kg 脱氮所需池容： m3 水力停留时间：h （5）氧化沟的总容积： 总水力停留时间：h 总容积： m3 （6）氧化沟的尺寸： 氧化沟采用4廊道式卡鲁塞尔氧化沟，取池深3.5m，宽7m，则氧 化沟总长:。其中好氧段长度为，缺氧段 长度为。弯道处长度: 则单个直道长: (取171m) 故氧化沟总池长=171+7+14=192m，总池宽=74=28m（未计池壁厚） 池壁厚度按0.35m计算（7）需氧量计算： 采用如下经验公式计算: 其中：第一项为合成污泥需氧量，第二项为活性污泥内源呼吸需氧量，第三项为硝化污泥需氧量,第四项为反硝化污泥需氧量。 经验系数：a=0.5 b=0.1 需要硝化的氧量：nr=25.242678410-3=676kg/d r=0.526784(0.19-0.0032)+0.1110963.6 +4.6294.4-2.6164.9=8530kg/d=355.kg/h 取t=30，查表得=0.8,=0.9,氧的饱度=7.63 mg/l，=9.17 mg/l 采用表面机械曝气时，20时脱氧清水的充氧量为： （8）回流污泥量： 可由公式求得。 式中：x=mlss=3.6g/l，回流污泥浓度取10g/l。则： （50100，实际取60）考虑到回流至厌氧池的污泥为11%，则回流到氧化沟的污泥总量为49%q。（9）剩余污泥量： 如由池底排除，二沉池排泥浓度为10g/l，则每个氧化沟产泥量为： 计算草图： 氧化沟示意图3.7二沉池 3.7.1设计依据 给水排水设计手册第5册 城市排水5.3.4 室外排水设计规范gb50014-20066.5中关于辐流沉淀池设计的规定： 径深比的要求。根据辐流沉淀池的流态特征，径深比宜为612。日本指南前苏联规范都规定为612，沉淀效果较好,本条文采用612。为减少风对沉淀效果的影响，池径宜小于50m。排泥方式及排泥机械的要求。近年来，国内各地区设计的辐流沉淀池，其直径都较大，配有中心传动或周边驱动的桁架式刮泥机，已取得成功经验。故规定宜采用机械排泥。参照日本指南，规定排泥机械旋转速度为13r/h，刮泥板的外缘线速度不大于3m/min。当池子直径较小，且无配套的排泥机械时，可考虑多斗排泥，但管理较麻烦。该沉淀池采用中心进水，周边出水的幅流式沉淀池，采用刮泥机。设置两个二沉池，设计流量为 3.7.2设计参数 设计进水量：q=22000m3/d （每组） 表面负荷：qb范围为1.01.5 m3/ m2.h ，取q=1.0 m3/ m2.h 水力停留时间（沉淀时间）：t=4h 堰负荷：取值范围为1.52.9l/s.m，取2.5 l/(s.m) 3.7.3设计计算（1）沉淀池面积:按表面负荷算：（2）沉淀池直径： 取直径34米 有效水深为 h2=qbt=1.03=4m 沉淀部分有效容积： 污泥斗容积：设r1=2m，r2=1m，=600，则： 污泥斗以上圆锥部分污泥容积：设池底径向坡度为0.05，则： 污泥总容积：（4）二沉池总高度： 取二沉池缓冲层高度h3=0.4m，超高为h1=0.3m则沉淀池总高度为 h=h1+h2+h3+h4+h5=0.3+3+0.4+0.65+1.73=6.08m 则池边高度为h=h1+h2+h3=0.3+3+0.4=3.7m （5）校核堰负荷： 径深比 堰负荷 以上均符合要求。计算草图：3.8圆锥形涡流式絮凝池 3.8.1设计依据 （1）进水管流速0.8-1.0m， 絮凝时间4-10min，底部入口流速采用0.7m，上部圆柱部分的上升流速采用4-8mm/s，底部锥角 （2）超高采用0.3m （3）出水可采用周边集水槽淹没式漏斗或淹没式穿孔管，出水流速不超过0.2m/s,出水孔眼流速也不超过0.2m/s。 （4）池中每米工作高度水头损失（从进水口至出水口）0.02-0.05. （5）圆柱高度可按直径一半计算 3.8.2设计计算 经估算取池数 n=8 ， q=44000m3/d=1833m3/h 。 （1） 圆柱部分截面积f1，上部圆柱部分上升流速采用v1=5mm/s 则 （2）圆柱部分直径d1 （3）圆锥部分底面积f2，底部入口流速采用v2=0.7m/s 则 （4）圆锥底部直径d2 采用d2=0.4m 圆锥部分实际面积 f2=0.13m2 圆锥部分底部入口实际流速 （5）圆柱部分高度 （6）圆锥部分高度h1 ，底部锥角 则 （7）池底立管高 h3 池底立管高h3 =0.58m，（300300mm钢制三通计算） （8）每池容积w （9）絮凝时间 t （10)水头损失 池中每米工作高度的水头损失（进水口至出水口）为h0=0.03m 则 (11)gt值 t=20是时，速度梯度为gt=42.211060=25325=2.5104 (在之内) 3.9接触消毒池污水排入水体前应进行消毒。消毒剂的选择见表：消毒剂优 点缺 点适 用 条 件液氯效果可靠、投配简单、投量准确，价格便宜氯化形成的余氯及某些含氯化合物低浓度时对水生物有毒害，当污水含工业污水比例大时，氯化可能生成致癌化合物 。适用于，中规模的污水处理厂漂白粉投加设备简单，价格便宜。同液氯缺点外，还有投量不准确，溶解调制不便，劳动强度大适用于出水水质较好，排入水体卫生条件要求高的污水处理厂臭氧消毒效率高，并能有效地降解污水中残留的有机物，色，味，等，污水中ph，温度对消毒效果影响小，不产生难处理的或生物积累性残余物投资大成本高，设备管理复杂适用于出水水质较好，排入水体卫生条件要求高的污水处理厂次氯酸钠用海水或一定浓度的盐水，由处理厂就地自制电解产生，消毒需要特制氯片及专用的消毒器，消毒水量小适用于医院、生物制品所等小型污水处理站经过以上的比较，并根据现在污水处理厂现在常用的消毒方法，决定用液氯消毒。采用隔板式接触反应池3.9.1设计参数 设计流量：q=22000m3/d=255.8l/s（设两座） 水力停留时间：t=0.5h=30min设计投氯量为：4.0mg/l平均水深：h=2.0m隔板间隔：b=5m3.9.2设计计算 (1) 接触池容积： v=qt=511.610-33060=460.5m3 表面积m2 隔板数采用3个， 则廊道总宽为b（3+1）520m 接触池长度, 长宽比 实际消毒池容积为v=blh=2011.52=460m3 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 maxq=42200010-3=80kg/d=3.33kg/h 选用贮氯量为120kg的液氯钢瓶，每日加氯量为3/4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第二格起端设置混合搅拌机2台（立式），混合搅拌机功率n0 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解除消毒池设计为纵向板流反应池。在第一格每隔3.8m设纵向垂直折流板，在第二格每隔6.33m设垂直折流板，第三格不设四、污泥处理设施设计计算4.1污泥处理 4.1.1污泥处理的原则 1)、城镇污水污泥，应根据地区经济条件环境条件进行减量化、稳定化无害化处理，并逐步提高资源化程度。 2)、污泥的处置方式包括用作肥料、作建材、作燃料填埋等，污泥的处理流程应根据污泥的最终处置方式选定。 3)、污泥作肥料时，其有害物质含量应符合国家现行标准的规定。 4)、污泥处理构筑物个数不宜少于2个，按同时工作设计。污泥脱水机械可考虑一台备用。 5)、污泥处理过程中产生的污泥水应返回污水处理构筑物进行处理。污泥处理过程中产生的臭气，宜收集后进行处理。 4.1.2污泥处理方法的选择污泥处理的一般方法与流程的选择、当地条件、环境保护要求、投资情况、运行费用及维护管理等多种因素有关。污泥处理可供选择的方案大致有：（1）生污泥浓缩消化自然干化最终处置（2）生污泥浓缩自然干化堆肥最终处置（3）生污泥浓缩消化机械脱水最终处置（4）生污泥浓缩机械脱水最终处置（5）生污泥湿污泥地最终处置（6）生污泥浓缩消化机械脱水最终处置综合多种因素本设计优先选用第（6）种方案，即：4.2回流污泥泵房 4.2.1设计参数 二沉池活性污泥由吸泥管吸入，由池中心落泥管及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qr=rq,污泥回流比r=50100。按最大考虑，即qr=100%q=254.5l/s22000m3/d 4.2.2设计计算 （1）扬程：二沉池水面相对地面标高为-0.3m,套筒阀井泥面相对标高为0.2m，回流污泥泵房泥面相对标高为0.2-0.5-0.5m，氧化沟水面相对标高为1.8m，则污泥回流泵所需提升高度为：1.8-（-0.5）2.3m（2）流量：两座氧化沟设一座回流污泥泵房，泵房回流污泥量为22000m3/d916m3/h（3）选泵：选用lxb-900螺旋泵3台（2用1备），单台提升能力为480m3/h，提升高度为2.0m2.5m,电动机转速n=48r/min,功率n=55kw（4）回流污泥泵房占地面积为9m5.5m4.3剩余污泥泵房 4.3.1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，剩余污泥泵（地下式）将其提升至污泥浓缩池中。处理厂设一座剩余污泥泵房（两座二沉池共用）污水处理系统每日排出污泥干重为21334.4kg/