毕业设计（论文）-长春市新建城区污水处理厂设计.docx

市 政 与 环 境 工 程 系 municipal and environmental engineering department一、设计任务、依据及相关资料1.设计题目长春市新建城区污水处理厂设计2.设计任务1.根据所给的原始资料，即选出进厂的设计流量和水质污染程度；2.根据水质情况、地形和上述计算结果，确定污水处理方法和污水、污泥处理的流量以及有关的处理构筑物；3.对各构筑物进行工艺计算，确定其形式、数目与尺寸；4.进行各处理构筑物的总体布置和污水与污泥处理流程的高程设计。3.设计依据根据长春市城市发展与改革委员会计字2015第4号文件：长春城市污水处理厂计划任务书的批复，同意该城市建设达到二级出水水质的城市污水处理厂。4.相关资料4.1厂区附近地势资料厂区附近河流常水位标高103m，地下水水位标高97m；厂区附近土层构造为粘土；4.2城区污水资料生活污水分区区区区服务人口202632排水量标准(l/d)100120140工业废水工厂类型排水量(m3/d)ss(mg/l)bod5(mg/l)变化 系数a400036022380331.3b600042044440551.4公共建筑排水情况：名 称排水量（m3d）ss(mg/l)bod5(mg/l)甲30003506636077乙500041088420994.3气象资料气温：年平均气温4.9；月平均最高气温27.9；年最高气温38.0；年最低气温-36.5。风向：长春该城市夏季主导风向为：东北风。4.4城市排水干渠进厂处管底设计标高（101.64m）埋深为3.36m。4.5城市污水处理厂出水水质应满足国家城市污水排放水质标准中的一级排放标准。二、污水水质水量的计算1、城市每天的平均污水量： =200.1+260.12+320.14103+4000+6000+3000+5000=96000+18000=114000m/d=4750m3/h式中 城市每天的平均污水量（m/d）各区的平均生活污水量定额m/(人d)各区人口数（人）工厂平均废水量（m/d）2、城市最大用水量 qmax=kz+=1.229600086.4+40001.3+60001.4+3000+500086.4=1605.56l/s=1.606m3/s式中 工业废水设计秒流量（l/s）各区的平均生活污水量（m/s）总变化系数kz = 2.7 / q 0.11 = 1.223、生活污水、工业废水和公共建筑排水混合后污水的ss浓度css=20+25+3010445+(4360.22+6420.44+3350.66+5410.88)103114000=358.07mg/l式中 c污水的ss浓度（mg/l） 各区的平均生活污水量（m3/d） 平均工业废水量（m3/d） 平均公共建筑排水量（m3/d） c不同分区生活污水的ss浓度（mg/l） c不同工厂工业废水的ss浓度（mg/l） c不同公共建筑排水量的ss浓度（mg/l） n各区人口数（人） 没人每天排放的ss克数g/（人d），一般采用45g/（人d)4、生活污水、工业废水和公共建筑排水混合后污水的浓度c= =20+26+3210430+4000380.33+6000440.55+3000360.77+5000420.99114000=269.75mg/l三、水体处理程度根据国家城镇污水处理厂污染物排放标准（gb189182002）中规定城市二级污水厂一级标准，总出水口处污水的bod5浓度为20mg/l，则去除率e = (cbod5 - 20) cbod5 = 92.6%四、处理工艺方案比较选择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，还需要考虑确定各处理技术等构筑物的形式，两者互为制约，互为影响。就目前形势来看，国内外大中小型污水处理厂一般均采用活性污泥法，随着污水处理技术的发展，活性污泥法已由传统型发展为改良型，用于城市污水处理较成熟的方法有：传统活性污泥法、氧化沟法、ab法、sbr法等。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）当地的地形，气候等自然条件、4）原污水的水量与污水流入情况。两种方案想法：方案一：进水格栅间总提升泵平流式沉砂池辐流式初沉池推流式曝气池辐流式二沉池消毒间出水方案二：进水格栅间总提升泵竖流式沉砂池竖流式初沉池sbr反应器消毒间出水方案比较：（1）沉砂池的比较：平流式沉砂池是最常用的形式，污水在池内沿水平方向流动，具有构造简单、截留无机颗粒效果好的优点。而竖流沉砂池是污水自下而上由中心管进入池内，无机颗粒借重力沉于池底，处理效果一般较差。（2）初沉池的比较：辐流式沉淀池用于大型污水处理厂，沉淀池个数较小，比较经济，便于管理，设备定型，排泥方便。而竖流式沉淀池池体深度较大，施工困难，对冲击负荷和温度的变化适应性差，造价相对较高。（3）生物处理构筑物（工艺方案）的比较：方案一采用阶段式活性污泥法，方案二采用sbr法。阶段式活性污泥法是针对传统活性污泥法的基础上进行的改进，将废水沿池长多点进入这种方法除了能平衡曝气池供气量外，还能使微生物营养供应均匀，另一个特点是污泥浓度是沿池长变化的，池子前段污泥浓度高于平均浓度，后段低于平均浓度，曝气池出流混合液浓度降低，对二沉池工作有利。sbr法固然工艺流程简单、造价低。但是该法对自动化控制要求高，排水时间短，后处理设备要求大，滗水深度一般为12m，这部分水头损失被白白浪费，增加了总扬程。由于不设初沉池，易产生浮渣。 根据以上的优缺点比较来看，无论从节省造价、污水处理程度、操作管理要求上来看，方案一（阶段曝气活性污泥法）值得优先采用。五、污水厂平面与高程布置污水处理厂的平面布置：在污水处理厂厂区内有：各处理单元构筑物；连通各处理构筑物之间的管、渠及其他管线；辅助性建筑物；道路以及绿地等。现就在进行处理厂厂区平面规划、布置时考虑的一些原则：1）各处理单元构筑物的贯通、连接各处理构筑物之间的管、渠便捷、直通，避免迂回曲折；土方量做到基本平衡，并避开劣质土壤地段；在处理构筑物之间，应保持一定的间距，以保证敷设连接管、渠的要求。2）管、渠的平面布置应该注意在各构筑物之间，设有贯通、连接的管、渠。此外，还应设有能够使各构筑物独立运行的管、渠；还有应设超越全部处理构筑物，排放水体的超越管。3）同时污水处理厂内的辅助建筑物有：泵房、鼓风机房、办公室、集中控制室、水质分析化验室、变电所、机修、仓库等。它们是污水处理厂不可缺少的部分。污水处理厂的高程布置 污水处理厂污水处理流程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，以按重力流考虑为宜（污泥流动不在此例）。为此，必须精确计算污水流动中的水头损失；污水流经连接前后两处理构筑物管、渠的水头损失；污水流经量水设备的水头损失。同时我们还应该注意下面的事项：1）选择一条距离最长，水头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，处理系统都能运行正常。2）计算水头损失时，一般应以近期最大流量作为构筑物和管渠的设计流量；计算设计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，而水泵需要的扬程则较小，运行费用也较低。4）在作高程布置时还应注意污水流程与污泥流程的配合，尽量减少需抽升的污泥量。在决定污泥干化场、污泥浓缩池、消化池等构筑物的高程，应注意它们的污泥水能自动排入污水入流干管或其他构筑物的可能。六、设计计算书1、格栅设计中选择2组中格栅，n=2，每组格栅单独设置，进水管为dn=1200mm，每组格栅的设计流量为qmax=0.803m3/s，栅条净间隙为 b=16mm，格栅安装倾角60，过栅流速取v=1.78m/s ,进行计算栅前水深h取0.9m。（1）栅条间隙数：n=qmaxsin60bh=1.606sin602*0.016*0.9*148个式中n格栅栅条间隙数（个） qmax设计流量（m3/s） 格栅倾角（） n设计的格栅组数（组） b格栅栅条间隙（m） h格栅栅前水深（m） v格栅过栅流速（m/s）(2)栅槽宽度：设栅条宽度s=0.01m。b=sn-1+bn=0.0148-1+0.0248=1.4m(中格栅)式中 b格栅槽宽度（m） s每根格栅条的宽度（m） n栅条间隙数（个） (3)进水渠道渐宽部分的长度: 设进水渠宽b1=1.0m,其渐宽部分展开角度为20。l1=b-b12tg1=1.4-1.02tg200.54m式中进水渠道渐宽部分的长度（m） b1进水明渠宽度（m）为0.35m 1渐宽处角度（）取20(4)栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度l2 l2 =l1/2 = 0.54/2 = 0.27 m(5)通过格栅的水头损失（m） h1=32.420.010.024/31.0219.6sin60=0.13m式中水头损失（m） 格栅条的阻力系数。(锐边矩形)查表=2.42 k格栅受无物堵塞时的水头损失增大系数，一般采用k=3 v过栅流速（m/s）(6)槽后槽总高度 h = 0.78+0.13+0.3 = 1.21m栅前槽高 h1= 0.78+0.3 = 1.08m式中h栅后明渠的总高度（m）栅前渠道超高（m）,取0.3m(7)格栅槽总长度l=0.54+0.27+0.5+1.0+1.08tg60=2.93m式中 l格栅槽总长度（m）h1格栅前的深度（m）(8)每日栅渣量式中 w每日栅渣量（m3/d）w1每日每10 m3污水的栅渣量（m3/10m污水），一般采用0.040.06m3/10m污水。kz生活污水流量总变化系数，见表3-3，查得为1.2，因本设计中格栅间隙为40mm，在此情况下栅渣每1000m污水产0.07mw =864000.070.8031.21000=4.05m/d0.2m/d宜采用机械清渣。2、沉砂池选型：平流式沉砂池；沉砂池的功能是去除比重较大的无机颗粒（如泥砂，煤渣等）。常用的沉砂池有：平流沉砂池；曝气沉砂池；竖流式沉砂池等。沉砂池采用平流式沉砂池，该池具有污水在池内沿水平方向流动，构造简单、截留无机颗粒效果好、工作稳定等优点。平流式沉砂池由流渠、出流渠、闸板、水流部分及沉砂斗组成。简图如下：（1）沉砂池水流部分长度：设v=0.3m/s，t=30s， l=vt=0.3*30=9m式中 v最大设计流量时的流速（m/s） t最大设计流量时的流行时间（s）（2）水流断面积：a=qmaxv=1.6060.3=5.35式中 qmax最大设计流量（m/s）（3）池总宽度：设n=4格，每格宽b=0.8m b=nb=4*0.8=3.2m（4）有效水深：h2=ab=5.353.2=1.67m（5）沉砂室所需容积：设t=2dv=qmaxxt86400kz106=1.606302864001.3106=6.4m式中 x城市污水沉砂量，一般采用30m/106m污水t清除沉砂的间隔时间（d）kz生活污水流量总变化系数，见表1-5（6）每个沉砂斗容积：设每一分格有两个沉砂斗 v0=6.442=0.8m（7）沉砂斗各部分尺寸：设斗底a1=0.8m，斗壁与水平面的倾角为55，斗高h3=0.55m。沉砂斗上口宽：a=2h3tg55+a1=20.55tg55+0.8=1.57m沉砂斗容积： v0=h362a2+2aa1+2a12 =0.556(21.572+21.570.8+20.82) =0.8m(与上面要求一致)（8）沉砂室高度：采用重力排砂，设池底坡度为0.06，坡向砂斗h3=h3+0.06l2=0.55+0.062.85=0.72m（9）池总高度：设超高h1=0.3m，h=h1+h2+h3=0.3+1.67+0.72=2.69m式中 h1超高（m） h3沉砂室高度（m）（10）验算最小流速：在最小流量时，只用一格工作（n1=1）vmin=qminn1wmin=0.1610.80.84=0.24m/s0.15m/s式中 qmin最小流量(/s) n1最小流量时工作的沉砂池数目（个） wmin最小流量时沉砂池中的水流断面面积()（11）出水管 采用钢筋混凝土管dn=1400mm，坡度0.9，流速1.04m/s3、初沉池本设计采用普通辐流式沉淀池，该池运行稳定、管理简单，排泥设备已定型，对大中型污水厂较经济；适用于地下水围较高的地区，适用于大、中型污水厂。简图如下：（1）沉淀部分水面面积：设表面负荷q=2m/(m2h) n=4个，则；f=qnq=1606423.6=722.7m2（2）池子直径：d=4f=4722.7=30.33m取d=30.00m（3）沉淀部分有效水深：设t=1.75h，则：h2=qt=21.75=3.5m（4）沉淀部分有效容积：v=qmaxnt=16063.641.75=2529.45m（5）污泥斗部分所需容积： 设s=0.5l/(人d)，t=4h，则：v=snt1000n=0.588000041000244=18.33m式中 v污泥部分所需容积（m3） s每人每日污泥量l/（人d）,一般采用0.30.8l/（人d） t两次清除污泥间隔时间（d），一般采用重力排泥时，t=12d，采用机械刮泥排泥，t=0.050.2d n设计人口数（人） n沉淀池组数。（6）污泥斗容积：设a=2.80m,a1=1.50m,=45，则： v1=13h5a2+aa1+a12 =131.32.802+2.801.50+1.502=19.44m式中 污泥斗高度(m),h5=a-a1tg=2.8-1.5tg45=1.3m 污泥斗倾角（） 污泥斗上口边长（m） 污泥斗底部边长（m）（7）污泥斗以上圆锥部分污泥体积：设池底径向坡度为0.05，则：坡地落差： h4=r-a0.05=(15-2.8)0.05=0.61m沉淀池底部圆锥体体积：v2=13h4(r2+ra+a2) =130.61(152+152.8+2.82) =175.48m式中 r池子半径（m） h4坡地落差、圆柱体高度（m）（8）污泥总体积：v1+v2=19.44+175.48=194.92m18.33m（符合要求）（9）沉淀池总高度：设超高h1=0.30m，缓冲层h3=0.50m，则：h=h1+h2+h3+h4+h5=0.30+3.50+0.50+0.61+1.30=6.21m（10）沉淀池边高度：h=h1+h2+h3=0.30+3.50+0.50=4.30m（11）径深比：dh2=303.5=8.57(在6-12内，满足要求)（12）堰负荷计算：q=qmax4d=1606430=4.26l/(sm)2.9l/(sm)要设双边进水的集水槽。（13）进水集配水井辐流沉淀池分为4组，在沉淀池进水端设置集配水井，污水在集配水井中部的配水井平均分配，然后流进每组沉淀池。配水管的中心直径: d2=4qv2=41.6060.8=1.6m式中 d2配水井中心管直径（m）； v2配水井内中心管上升流速（m/s），一般采用v20.6m/s。设计中取v2=0.8m/s配水井直径:d3=4qv3+d22=41.6060.3+1.62=3.06m式中 d3配水井直径m； v3配水井内污水流速m/s，一般采用v=0.20.4m/s.设计中取v3=0.3m/s（10）进水管及配水花墙 初沉池分为4组，每组沉淀池采用中心进水，通过配水花墙和稳流罩向池四周流动。进水管道用铸铁管，管径dn=800mm，管内流速0.8m/s，水力坡度i=0.96，进水管道顶部设穿孔花墙处的管径为1400mm。沉淀池中心管配水采用穿孔花墙配水，穿孔花墙位于沉淀池中心管上部，布置6个穿孔花墙，过孔流速v4=qb4h4n4=0.4020.30.88=0.21m/s设计中取b=0.3m，h=0.8m，n=8个式中 v4穿孔花墙过孔流速（m/s），一般采用0.20.4m/s b4孔洞的宽度（m） h4孔洞的高度（m） n4孔洞个数(个)穿孔花墙向四周辐射平流布置，穿孔花墙四周设稳流罩，稳流罩直径3.0m，高2.0m，在稳流罩上平均分布100mm的孔洞306个，孔洞的总面积为稳流罩过水断面的15%。（11）出水堰沉淀池出水经过双侧出水堰跌落进入集水槽，然后汇入出水管道排入集水井。出水堰采用双侧90三角形出水堰，三角堰顶宽0.16m，深0.08m，间距0.05m，外侧三角堰距沉淀池内壁0.4m，三角堰直径为29.2m，共有496个三角堰。内侧三角堰距挡渣板0.4m，三角堰直径为28.4m，共有478个三角堰。两侧三角堰宽度0.6m，三角堰堰后自由跌落0.10.15m，三角堰有效水深为：h1=0.7q123=0.7（0.08）23=0.13m式中 h三角堰流量（m/s） q三角堰水深（m），一般采用三角堰高度的1/22/3了三角堰堰后自由跌落0.15m，则堰水头损失0.192m11.出水挡渣板三角堰前设有出水浮渣挡渣板，利用刮泥机桁架上的浮渣刮板收集。挡渣板高出水面0.15m，伸出水下0.5m，在挡渣板旁设一个浮渣收集装置，采用管径dn30mm的排渣管排出池外。12.出水渠道出水槽设在沉淀池四周，双侧收集三角堰出水，距离沉淀池内壁0.4m，出水槽宽0.6m，深0.7m，有效水深0.6m，水平速度0.76m/s。出水槽将三角堰出水汇集送入出水管道，出水管道采用管，管径dn800mm,管内流速v0=0.79m/s,水力坡度i=0.913.刮泥装置沉淀池采用周边传动刮泥机，周边传动刮泥机的线速度1.52.5m/min，刮泥机底部设有刮泥板，将污泥堆入污泥斗，刮泥机上设有刮泥板，将浮渣刮进排渣装置。14. 排泥管沉淀池采用重力排泥，排泥管管径dn300mm，排泥管伸入污泥斗底部，排泥静压头采用1.2m，连续将污泥排出池外贮泥池内。4、曝气池本设计采用推流式曝气池，池子呈长方廊道形。污水从池子的一段流入，在后继水流的推动下沿池长度流动，并从池的另一端流出池外。简图如下：原污水的bod值（s0）为269.75mg/l，经初沉池处理，bod5按降低25考虑，则进入曝气池的污水，其bod5值（sa）为： sa=269.751-25=202.31mg/l计算去除率，对此，首先按式子计算处理水中非溶解性bod5值，即：bod5=7.1bxace=7.10.080.425=5.68mg/l式中 ce处理水中悬浮固体浓度，取值25 mg/l b微生物自身氧化率，一般介于0.050.1之间，取值0.08 xa活性微生物在处理水中所占比例，取值0.4。处理水中溶解性bod5值为：25-5.68=19.32mg/l去除率：=202.31-19.32202.31=0.9054.1曝气池的计算和各部分尺寸的确定：（1）bod污泥负荷率的确定拟定采用的bod-污泥负荷率为0.3kgbod5/(kgmlssd)。但为稳妥计，需加以校核，校核公式，即ns=k2sef=0.018219.320.760.905=0.2960.3kgbod5/(kgmlssd) k2值取0.0182 se=19.32mg/l =0.905 f=mlvssmlss=0.76计算结果确证，ns值取0.3是适宜的。（2）确定混合液污泥浓度（x） 根据已确定的ns值，查图4-7得相应的svi值为100120，取值120 确定混合液污泥浓度值x。对此r=1.2,r=50，代入各值，得：x=rr106(1+r)svi=0.51.2106(1+0.5)120=3333mg/l3300mg/l式中 r是考虑污泥在二次沉淀池中停留时间、池深、污泥厚度等因素的有关系数，一般取值1.2左右 r污泥回流比，一般采用25%75%，这里取50（3）确定曝气池容积v=qsansx=1140002020.33300=23260m sa=202.31mg/l，近似取值202 mg/l。（4）确定曝气池各部分尺寸 设2组曝气池，每组容积：232602=11630m池深取5米，则每组曝气池的面积为：f=116305=2326 池宽取6米，bh=65=1.2，介于12之间，符合规定。池长：fb=23266=387.7mlb=387.76=64.6110，符合规定。设五廊道式曝气池，廊道长：l1=l5=387.75=77.54m78m取超高0.5米，则池总高度为：5+0.5=5.5m4.2进出水系统设计计算4.2.1曝气池进水设计（阶段曝气多点进水）初沉池的出水通过dn1400mm的管道送入曝气池进水渠道，然后从两个曝气池的中央配水渠向两边的曝气池配水，污水在管道内的流速：v1=4qsd2=41.6061.22=1.04m/s式中 qs污水的最大流量（m） d进水管管径（m）曝气池采用潜孔进水，所需空口总面积：a=qsnv3=1.60620.4=2.008m2式中 a所需孔口的总面积 v3孔口流速，一般采用0.21.5 m/s，此处取0.4 m/s设每个孔口尺寸为0.5m0.5m,则孔口数：n=aa=2.0080.50.5=8.032设计中一侧曝气池的廊道边取8个4.2.2曝气池出水设计曝气池出水采用矩形薄壁堰，跌落出水，堰上水头h1=q1mb12g23=1.606+0.8500.452g23=0.37m 式中 q1曝气池内总流量，指污水最大流量和回流污泥量之和 h1堰上水头（m） m流量系数，一般采用0.40.5，此处取0.4 b1堰宽，一般等于曝气池宽度，b1=5m每组曝气池出水管经为dn900mm，管内流速：v4=4qsnd12=41.60621.02=1.02m/s式中 d1出水管管径，取d1=1.0m两条出水管汇成一条直径为dn=1600的总管送往二沉池，管内的流速为1.11m/s4.2.3其他管路设计（1）中位管曝气池中部设中位管，在活性污泥培养驯化时排放上清液。中位管管径为dn=600mm（2）放空管曝气池在检修时，需要将水放空，因此应在曝气池底部设放空管，放空管管径为dn=500mm（3）污泥回流管二沉池的污泥需要回流至曝气池首端，因此应设污泥回流管，污泥回流管管径。d2=4q2v5=40.85021.0=0.50m式中 每组曝气池回流污泥量（m） 回流污泥管内污泥流速，一般采用0.62.0m/s，取1.0 m/s设计中取dn=500mm（4）消泡管在曝气池隔壁上设置消泡管，管径为dn25mm，管上设阀门。消泡管是用来消除曝气池在运行初期和运行过程中产生的泡沫，消泡水采用自来水。（5）空气管曝气池内需设置空气管路，并设置空气扩散设备，起到充氧和搅拌混合的作用。5、曝气系统的计算和设计 本设计曝气方式采用鼓风曝气5.1需氧量（1）平均需氧量： q2=aqsr+bvxv=0.53114000202-25100024+0.188232602530100024=21756kg/d=906.5kg/h式中 q2混合液需氧量，kgq2/d a活性污泥微生物对有机污染物氧化分解过程的需氧率，即活性污泥微生物每代谢1kgbod所需要的氧量，以kg计 q污水流量，m/d sr经活性污泥微生物代谢活动被降解的有机污染物，以bod值计 b活性污泥微生物通过内源代谢的自身氧化过程的需氧率，即每kg活性污泥每天自身氧化所需要的氧量，以kg计 v曝气池容积，m xv单位曝气池容积内的挥发性悬浮物固体（mlvss）量，kg/m（2）最大时需氧量 q2(max)=aqmaxsr+bvxv =0.535781.6202-251000+0.188232602530100024=1003.3kg/h（3）每日去除的bod5值bodr=114000(202-25)1000=20178kg/d（4）去除每kgbod的需氧量q2=2175620178=1.08kgq2/kgbod（5）最大时需氧量与平均时需氧量之比q2(max)q2=1003.3906.5=1.115.2供气量采用网状膜型中微孔空气扩散器，敷设于距池底0.2m处，淹没水深4.8m，计算温度定为25。查附录1，得出水中溶解氧饱和度：cs20=9.17mg/l；cs25=8.38mg/l（1）空气扩散器出口处的绝对压力：pb=1.013105+9.8103h=1.013105+9.81034.8=148340pa式中 h空气扩散装置的安装深度，单位为m（2）空气离开曝气池面时，氧的百分比：ot=21(1-ea)79+21(1-ea)100=21(1-0.1)79+21(1-0.1)100=19.3式中 ea空气扩散器的氧转移效率，对网状膜型中的微孔空气扩散器，取值在612，这里取10（3）曝气池混合液中的平均氧饱和度：（按最不利的温度条件考虑）csbt=cspb2.026105+ot42最不利温度条件，按25考虑，代入各值，得csb30=8.381483402.026106+19.342=9.99mg/l式中 csbt在某温度下，鼓风曝气池内混合液溶解氧饱和度的平均值mg/l cs在大气压力条件下，氧的饱和度，mg/l pb空气扩散装置出口处的绝对压力pa，其值等于下式：pb=p+9.8103h h空气扩散装置的安装深度，m p大气压力，p=1.013105pa（4）换算成在20条件下，脱氧清水的充氧量，即：r0=rcs(20)csbt-c1.024t-20取值=0.82；=0.95；c=2.0;=1.0r0=906.59.170.820.9519.99-21.02425-20=1202kg/h相应的最大时需氧量为：r0(max)=1003.39.170.820.9519.99-21.02425-20=1330kg/h（5）曝气池平均时供气量：gs=r00.3ea100=12020.310100=40066.7m/h（6）曝气池最大供气量：gs(max)=r0(max)0.3ea100=13300.310100=44333.3m/h（7）去除每kgbod5的供气量：40066.72017824=47.66m空气/kgbod（8）每m污水的供气量：40066.711400024=8.44m空气/m3污水（9）本系统的空气总用量： 除了采用鼓风曝气外，本系统还采用空气在回流污泥并提升污泥，空气量按回流污泥量的8倍考虑，污泥回流比r取值60，这样，提升回流污泥所需空气量为：80.611400024=22800m/h总需气量：44333.3+22800=67133.3m/h5.3空气管系统计算按曝气池平面图，布置空气管道，在相邻的两个廊道的隔墙上设一根干管，共5根干管。在每根干管上设13对配气竖管，共26条配气竖管。全部曝气池共设130条配气竖管。每根竖管的供气量为：44333.3130=341m/h曝气池平面面积为：7860=4680m2每个空气扩散器的服务面积按0.60计，所需空气扩散器的总数为：46800.60=7800个每个竖管上安设的空气扩散器的数目为：7800130=60个每个空气扩散器的配气量为：44333.37800=5.68m/h将已布置的空气管路及布设的空气扩散器绘制空气管路计算图，用以计算：选择了一条从鼓风机房开始的最远最长的管路作为计算管路。在空气流量变化处设计算节点，统一编号后列表进行空气管道计算。 相关计算全部列于表格中：空气管道系统的总压力损失为：h1+h2=102.449.8=1.004kpa网状膜空气扩散器的压力损失为5.88kpa，则总压力损失为：5.88+1.004=6.884kpa为安全起见，设计取值9.8kpa。4.空压机选择 空气扩散装置安装在距离池底0.2m处，曝气池有效水深为5m，空气管路内的水头损失按1.0m计，则空压机所需压力为： p=(5-0.2+1.0)9.8=56.84kpa空压机供气量：平均时： gs=40066.7m/h=667.8m3/min最大时：gs(max)=44333.3m/h=738.9m3/min 根据所需压力及空气量，决定采用rf-290型空压机6台，型空压机风压58.8kpa,风量131.1m3/min，转速980r/min。常条件下，4台工作，2台备用，高负荷时5台工作，1台备用。6、二沉池本设计中二次沉淀池采用向心辐流式沉淀池，共设4组，n=4。二沉池的集配水井是采用双层中管式集配水井，曝气池的来水经中心管进入内层配水井，由配水均匀的分配给二沉池，二沉池的出水经集水槽汇集，送入外层集水井；然后由集水井进入出水管道送走。每座沉淀池配有刮泥机1座，刮泥机线速度为1.5m/min。二沉池设有专门放空时用的放空管道。由于放空管的高程位置限制，池内部分存水不能放尽，需要在放空井内设置临时潜水泵抽升，方可放空。当地下水位较高时，二沉池不能完全放空，以免引起二沉池池体上浮。简图如下：（1）沉淀部分水面面积：设表面负荷的取值范围为1.01.5m/，q=1.5m/(m2h)f=qnq=160641.53.6=963.6m2（2）池子直径：d=4f=4963.6=35.04m取d=35.00m（3）沉淀部分有效水深：设t=2h，则：h2=qt=1.52=3m 径深比：dh2=35.043=11.68,合乎612的要求。（4）污泥区容积：v=4(1+r)qr(1+2r)8=4(1+0.5)16060.5(1+20.5)8=301.13m（5）污泥部分所需容积：v1=2(1+r)q0x12(x+xr)n=21+0.50.653333.312(3333+10000)43600=1755m式中 v1污泥部分所需容积（m） q0污水平均流量（m3/s），设计中取0.65 m3/s x曝气池中污泥浓度（mg/l） xr二沉池排泥浓度（mg/l）取r=50，r一般采用1.2 xr=106svir=1061201.2=10000mg/l x=0.51+0.510000=3333.3mg/l（6）沉淀池总高度： 设计中半径r=17.5，r=1，坡度i=0.05h4=17.5-10.05=0.825mh5=v1-v2f=1755-280.42963.6=1.53m式中 v1污泥部分所需容积（m3） v2沉淀池底部圆锥体容积（m3） v2=3h4r2+rr+r2=30.82517.52+17.51+12=280.42m设超高h1=0.30m，缓冲层h3=0.30m，则：h=h1+h2+h3+h4+h5=0.30+3.50+0.30+0.825+1.53=6.455m（7）沉淀部分有效容积：v=qmaxnt=16063.642=2890.8m（8）污泥斗部分所需容积： 设s=0.6l/(人d)，t=4h，则：v=snt1000n=0.688000041000244=21.99m式中 v污泥部分所需容积（m3） s每人每日污泥量l/（人d）,一般采用0.30.8l/（人d） t两次清除污泥间隔时间（d），一般采用重力排泥时，t=12d，采用机械刮泥排泥，t=0.050.2d n设计人口数（人） n沉淀池组数。（9）污泥斗容积：设a=2.80m,a1=1.50m,=45，则： v1=13h5a2+aa1+a12 =131.32.802+2.801.50+1.502=19.44m式中 污泥斗高度(m),h5=a-a1tg=2.8-1.5tg45=1.3m 污泥斗倾角（） 污泥斗上口边长（m） 污泥斗底部边长（m）（10）污泥斗以上圆锥部分污泥体积：设池底径向坡度为0.05，则：坡地落差： h4=r-a0.05=(17.5-2.8)0.05=0.74m沉淀池底部圆锥体体积：v2=13h4(r2+ra+a2) =130.74(152+152.8+2.82) =212.88m式中 r池子半径（m） h4坡地落差、圆柱体高度（m）（11）沉淀池边高度：h=h1+h2+h3=0.30+3.50+0.30=4.10m（12）堰负荷计算：q=qmax4d=1606435=3.65l/(sm)2.9l/(sm)要设双边进水的集水槽。（13）进水集配水井辐流沉淀池分为4组，在沉淀池进水端设置集配水井，污水在集配水井中部的配水井平均分配，然后流进每组沉淀池。配水管的中心直径: d2=4qv2=41.6060.8=1.6m式中 d2配水井中心管直径（m）； v2配水井内中心管上升流速（m/s），一般采用v20.6m/s。设计中取v2=0.8m/s配水井直径:d3=4qv3+d22=41.6060.3+1.62=3.06m式中 d3配水井直径m； v3配水井内污水流速m/s，一般采用v=0.20.4m/s.设计中取v3=0.3m/s（14）进水管q1=q+q02r=0.402+0.6520.5=0.56m/s式中 q1进水管设计流量（m3/s） q单池设计流量（m3/s） r污泥回流比（%），取r=50% q0单池污水平均流量（m3/s），取q0=0.65m3/s所以，进水管选钢筋混凝土管，管径取dn=900mm 流速：v=4qd2=40.560.92=0.88m/s（15）出水管 同进水管,选钢筋混凝土管，管径取dn=900mm（16）总出水管 总出水管管径选钢筋混凝土管，管径取dn=1400mm7、消毒接触池污水经过以上构筑物处理后，虽然水质得到了改善，细菌数量也大幅减少，但是细菌的绝对值仍然十分可观，并有存在病原菌的可能。因此，污水在排放水体前，应进行消毒处理。1.加氯量确定采用液氯消毒，加氯量应经试验确定。对生活污水，当无实测资料时，可采用下列数值：（a）一级处理后的污水2030mg/l；（b）不完全人工二级处理的污水1015mg/l；（c）完全人工二级处理后的污水510mg/l。本工程无实测资料，采用加氯量为8mg/l，则：m总=q0q=81606864001000000=1110.07kg/d式子：m总每日加氯量（kg/d） q0液氯投量（mg/l) q污水设计流量（m3/s)2.加氯设备污水的二级处理加氯消毒一般采用季节性加氯，在夏季污水污染严重时加氯消毒。本工程选用zj-1型加氯机2台，氯库共存氯15天，需要30个氯瓶；另外，设1个专用水池为氯瓶降温和安全之用。3.接触池 此次设计采用2组3廊道（1）接触池容积：v=qt=0.8033060=1445.4m式中 q单位污水设计流量（m3/s） v接触池单池容积(m3) t接触时间，采用min（2）池体表面积f：f=vh2=1445.44=361.35m2式中 h2消毒接触池有效水深（m），设计取4m（3）消毒接触池池长、池宽：设消毒接触池廊道池宽5m池长：l=fb=361.355=72.27m因为采用3廊道，消毒接触池池长：l2=l3=72.273=24.09m,设计取24m校核长宽比：lb=72.275=14.4510，符合要求（4）池高：h=h1+h2=0.3+4=4.3m式中 h1超高（m），一般采用0.3m h2有效水深（m）（5）进水部分：进水管径dn=1400mm，钢筋混凝土管（6）混合：采用管道混合的方式，加氯管线直接接入消毒接触池进水管，在加氯点后接上d=900mm的静态混合器，以加强混合效果。（7）出水部分：堰上水头：h=(qnmb2g)23=1.60620.42529.8=0.08m式中 n为接触池个数：设计中取2 m为流量系数：一般采用0.42 b为堰宽：b=池宽b=5m q为设计秒流量：q=1.606m/s8、计量堰设计计算污水测量装置的选择原则是精度高、操作简单，水头损失小，不宜沉积杂物，其中巴氏计量槽应用范围广泛。其优点是水头损失小，不易发生沉淀，操作简单；缺点是施工技术要求高，不能自动记录数据。所以本设计采用巴氏计量槽。（1）计量槽主要部分尺寸：a1=0.5b+1.20 a2=0.60m a3=0.90m b1=1.2b+0.48 b2=b+0.30式中 a1渐缩部分长度（m） b喉部宽度（m） a2喉部长度（m） a3渐扩部分长度（m） b1上游渠道宽度（