毕业论文-某城市日处理5万立方米污水处理厂设计.doc

哈尔滨理工大学学士学位论文某城市污水处理厂设计摘 要本设计污水来源是该城市中的工矿企业、居民的日常生活污水以及回流到污水管道中的市区日常的喷洒及绿化等地表水。设计水量为50000m3/d，其中40000m3/d污水经过处理后直接外排进入当地IV类地表水体，另外二级出水中有10000m3/d用于中水回用，回用水的用途主要是冲厕、喷洒道路和绿化等。设计原水水质为COD 450 mg/l，BOD5 200 mg/l，SS 200 mg/l，TN 40mg/l，TP 3 mg/l，出水水质达到国标GB18918-2002城镇污水处理厂一级A排放标准，即：COD 50 mg/l，BOD5 10 mg/l，SS 10 mg/l，TN 15mg/l，TP 0.5 mg/l，回用水水质标准参照生活杂用水水质标准 CJ 25.1-89，COD 50 mg/l，BOD5 10 mg/l，SS 5 mg/l，NH3-N 10mg/l，总大肠杆菌数3个/l。本设计中，在二级生化处理部分采用工艺，其中的构筑物有格栅、曝气沉砂池、沉淀池、曝气池、接触池等。该系统可进行硝化，反硝化反应，从而达到生物脱氮的功能，在系统前端设有厌氧池，可达到除磷的目的。该系统具有高效，节能的特点，且耐冲击负荷高，出水水质好。在中水处理部分采用絮凝池+斜管沉淀池工艺，构筑物有絮凝池、斜管沉淀池、接触池等。该系统可以完成处理水质要求。关键词：污水处理厂设计；中水回用；污泥处理One urban sewage treatment plant designsAbstractThis design sewage origin is in this city industry and mining enterprise, inhabitants daily life sewage as well as the backflow to surface waters and so on in sewage conduit urban district daily spraying and afforestation. The amount of water designed is 50000m3/d, 40000m3/d of sewage directly enters the local IV kind of surface water body after processing, moreover in two levels of water leakage has 10000m3/d to use in hitting the water sales commission, returns to the water mainly is flushes the restroom, sprays the path and the afforestation and so on.The quality of the wastewater in designing is thatCOD 450 mg/l，BOD5 200 mg/l，SS 200 mg/l，TN 40mg/l，TP 3 mg/l，The water leakage water quality achieved GB18918-2002 discharge standard for waste of the wastewater treatment plant in the city level of A discharges the standard, that is：COD 50 mg/l，BOD5 10 mg/l，SS 10 mg/l，TN 15mg/l，TP 0.5 mg/l.The quality of the reuse water reference to live mixed water used water quality standard CJ 25.1-89, COD 50 mg/l，BOD5 10 mg/l，SS 5 mg/l，NH3-N 10mg/l，the total number of the Backwoods coli 3/l.In this design, it use the technology of at the bio-chemical treatment unite. The constructions have the grill, aerated grit chamber, the sedimentation tank, the aeration basin, the contact pond and so on. The system can nitrification and denitrification, and thereby achieve the biological nitrogen removal functions of the system with front-end anaerobic pond Phosphorus can achieve the objective. The system is highly efficient, energy-saving features, and resistance to shock loading, the water quality good. In the treatment of the middle water it uses the technology of flocculation pond + the slope tube sedimentation pond craft. The constructions have the flocculation pond, the slope tube sedimentation pond, the contact pond and so on. All the system can finish the acquirement of the wastewater treatment.Keywords: Sewage treatment plant design; Water Reuse; sludge processing不要删除行尾的分节符，此行不会被打印- II -目 录摘要IAbstractII第1章 绪论11.1 设计目的与意义11.2 设计条件11.3 设计内容11.4 设计原则21.5 成果提交31.6 设计要求4第2章 方案的选择52.1 设计方案的选择52.1.1 可行性方案的确定52.1.2 污水处理工艺流程的确定52.1.3 污泥处理部分工艺流程62.1.4 中水回用部分工艺流程62.2 主要构筑物的选择72.2.1 粗格栅、细格栅72.2.2 泵房72.2.3 沉沙池72.2.4 初沉池与二沉池82.2.5 曝气池92.2.6 接触池与计量槽92.2.7 浓缩池102.2.8 消化池102.2.9 污泥脱水102.2.10 机械絮凝池112.2.11 斜管沉淀池112.3 污水处理程度的计算11第3章 污水处理系统构筑物设计133.1 粗格栅133.1.1 设计参数133.1.2 工艺尺寸133.1.3 栅渣量143.1.4 格栅除污机选型143.2 提升泵房143.2.1 水泵选择143.2.2 集水池153.2.3 泵位及安装153.3 细格栅153.3.1 设计参数153.3.2 工艺尺寸163.3.3 栅渣量163.3.4 格栅除污机选型173.4 曝气沉砂池173.4.1 设计参数173.4.2 曝气沉砂池尺寸183.4.3 曝气系统183.5 初沉池193.5.1 设计参数203.5.2 沉淀池尺寸203.6 曝气池223.6.1 设计参数计算223.6.2 曝气池容积计算243.6.3 剩余污泥量273.6.4 需氧量的计算283.6.5 供气量的计算293.6.6 空气管系统计算303.6.7 其他设备313.7 二沉池323.7.1 设计参数333.7.2 沉淀池尺寸333.8 接触消毒池363.8.1 加氯间363.8.2 接触池373.9 巴氏计量槽37第4章 污泥处理系统构筑物设计394.1 污泥泵房394.1.1 设计参数394.1.2 污泥泵394.1.3 集泥池394.1.4 泵位及安装404.2 污泥浓缩池404.2.1 设计参数404.2.2 浓缩池尺寸404.3 污泥消化池414.3.1 容积414.3.2 消化池各部分表面积计算424.3.3 消化池热工计算434.3.4 热交换器计算444.3.5 沼气混合搅拌计算454.4 贮泥池464.4.1 消化污泥量464.4.2 贮泥池容积464.4.3 贮泥池尺寸464.4.4 搅拌设备464.5 脱水机房474.5.1 过滤流量474.5.2 加药量的计算47第5章 中水回用系统构筑物设计485.1 机械絮凝池485.1.1 设计要点485.1.2 设计计算495.2 斜管沉淀池515.2.1 设计参数525.2.2 沉淀池各部分尺寸计算525.3 接触消毒池535.3.1 加氯间535.3.2 接触池54第6章 污水处理厂的总体布置556.1 污水处理厂的平面布置556.1.1 污水处理厂设施组成556.1.2 平面布置的一般原则556.1.3 平面布置566.2 污水处理厂的高程布置566.2.1 高程布置的一般原则566.2.2 污水处理系统的高程布置576.2.3 中水回用系统高程布置586.2.4 污泥处理系统的高程布置59结论62致谢63参考文献64附录A65附录B76千万不要删除行尾的分节符，此行不会被打印。在目录上点右键“更新域”，然后“更新整个目录”。打印前，不要忘记把上面“Abstract”这一行后加一空行- V -第1章 绪论1.1 设计目的与意义本毕业设计是对某一污水处理工程的模拟，通过设计，使学生系统的熟悉和掌握环境工程专业图纸设计方面的内容体系、操作程序，培养学生综合运用所学理论知识解决实际问题的能力，为今后从事工程实际设计或施工工作打下基础。通过本次毕业设计可以培养学生以下几方面的能力：（1）加深对所学的基础理论、基本技术能和专业知识的理解，培养学生的综合运用所学知识的能力；（2）培养学生独立工作、独立思考和分析解决实际问题的能力，特别是培养学生的创新能力和实践能力；（3）培养学生的图纸设计、文件编辑、文字表达、文献查阅、计算机应用、工具使用等基本工作的实践能力。1.2 设计条件原水条件：处理水量Q=50000m3/dCOD=350-450mg/lBOD5=200mg/lSS=150-200mg/lTN=40mg/lTP=3mg/l出水水质： 达到国标GB18918-2002城镇污水处理厂一级A排放标准。二级出水中有10000m3/d的水量用于回用冲洗与喷洒绿地，回用标准参见杂排水回用标准GJJ25.1-89。图纸条件： 厂地平整，以室外地坪标高（0.00）为基础标高。出水排至附近河道，洪水水位以-10.00米计。气候与地质条件：该污水厂位于我国北方地区，冬季最低气温为-15,夏季最高气温34,常年主导风向为西北风，地震裂度为5级。1.3 设计内容1、本次设计包括两部分内容：a、污水二级处理处理厂设计（Q=50000m3/d）；b、部分二级出水作为中水回用工程设计（Q=10000m3/d）。2、污水处理方案的技术经济比较，方案确定。3、计算说明书的编制4、污水处理厂（站）的总体布置。5、污水处理厂（站）管道布置。6、污水处理系统的工艺流程及高程计算。7、主要污水处理构筑物的详图设计。8、主要设备单体图设计。1.4 设计原则根据城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）关于城镇污水（municipal wastewater）的定义，即指城镇居民生活污水，机关、学校、医院、商业服务机构及各种公共设施排水，以及允许排入城镇污水收集系统的工业废水和初期雨水等。江南某城镇污水处理厂可定性为指对进入城镇污水收集系统的污水进行净化处理的污水处理厂。执行的水质标准：2006年5月8日国家环境保护总局公告2006年第21号城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）4.1.2.2修改为：城镇污水处理厂出水排入国家和省确定的重点流域及湖泊、水库等封闭、半封闭水域时，执行一级标准的A标准，排入GB3838地表水III类功能水域（划定的饮用水源保护区和游泳区除外）、GB3097海水二类功能水域时，执行一级标准的B标准。此污水处理厂应该执行新的规定即一级标准的B标准，但按照设计的具体情况，执行二级标准。相关标准如下：注：下列情况下按去除率指标执行：当进水COD大于350mg/l 时，去除率应大于60%；BOD大于160mg/l时，去除率应大于50%。括号外数值为水温12时的控制指标，括号内数值为水温12时的控制指标。表1-1 基本控制项目最高允许排放浓度（日均值）mg/l基本控制项目一级标准A 标准一级标准B 标准二级标准三级标准化学需氧量（COD）5060100120生化需氧量（BOD5）10203060悬浮物（SS）10203050动植物油13520石油类13515阴离子表面活性剂0.5125总氮 （以N 计）1520-氨氮（以N 计）5（8）8（15）2（30）-总磷（以P 计）2005 年12 月31 日前建设的2006 年1 月1 日起建设的10.51.513355色度（稀释倍数）30304050pH6-96-96-96-9粪大肠菌群数（个/l）103104104-1.5 成果提交1、设计计算说明书1份。撰写规范见本科毕业设计（论文）撰写规范。计算书说明书中应至少包括以下内容：本设计计算说明书的中英文摘要和关键词；方案比较与确定；主要构（建）筑物的设计计算；必要的附图；设计体会；参考文献（不少于10篇）；致谢等。2、污水处理厂（站）的总平面图（比例：1000）。包括厂（站）区内的道路设计、绿化设计、构物设计及附属建筑物设计（如综合楼、控制室、化验室、值班室、泵房、污泥干化场等）。3、厂（站）区管线平面布置图（比例：1：1000）。包括水路、泥路、气路、及必要的电路系统。4、污水处理厂（站）的工艺流程图（参考比例：1：500）。包括水位、池体标高及排水口的标高。5、主要污水处理构筑物的详图设计（参考比例：1：100）。包括构筑物的平面图、剖面图、及必要的轴侧图。6、主要设备单体图设计（参考比例：1：100）。包括设备的俯视图、剖视图、及必要的轴侧图。7、毕业设计日志8、中期报告1.6 设计要求图纸数量要求：A0图纸（或折合成A0图纸）不少于3张。设计计算说明书字数：不少于8000字。该设计选用真实题材，设计规模大、难度深，要求每位同学态度认真，注重理论联系实际，在熟练运用理论知识的基础上，能与具体的实际设计相结合，做到计算分析正确，方案优秀，设计内容完整。设计成果体系完整，所采用的数据真实可靠，设计方案切实可行。计算方法应用得当，计算结果正确。论文格式写作规范统一。图纸格式符合作图标准。第2章 方案的选择2.1 设计方案的选择城市污水的生物处理技术是以污水中含有的污染物作为营养源，利用微生物的代谢作用使污染物降解，它是城市污水处理的主要手段，是水资源可持续发展的重要保证。2.1.1 可行性方案的确定生物脱氮除磷工艺（即厌氧缺氧好氧活性污泥法，亦称A-A-O工艺），它是在除磷工艺基础上增设了一个缺氧池，并将好氧池出流的部分混合液回流至缺氧池，具有同步脱氮除磷功能。其基本工艺流程如图2-1所示。图2-1 生物脱氮除磷工艺在生物脱氮除磷工艺中，污水经预处理和一级处理后首先进入厌氧池，在厌氧池中的反应过程与生物除磷工艺中的厌氧反应过程相同；在缺氧池中的反应过程与生物脱氮工艺中的缺氧过程相同；在好氧池中的反应过程兼有生物除磷工艺和生物脱氮工艺中好氧池中的反应和作用。因此工艺可以达到同步去除有机物、硝化脱氮、除磷的功能。2.1.2 污水处理工艺流程的确定根据本城市污水厂处理设计所要求达到的城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）一级A标准，结合生物脱氮除磷工艺所具有的同步脱氮除磷的特点，本设计的污水处理工艺流程图见图2-2。图2-2 污水处理工艺流程图2.1.3 污泥处理部分工艺流程目前，污泥的最终处置有污泥填埋，污泥焚烧，污泥堆肥和污泥工业利用四种途径。该厂的污泥主要来源于城市污水，完全可以再利用。只需在厂内进行预处理将重金属去除，该厂的污泥用于农业是完全可能的。目前暂时有困难，也可将污泥用于园林绿化，使污泥中的肥分得以充分利用，污泥也可得以妥善处置。根据上述原则，决定采用污泥中温厌氧二级消化，再经机械脱水后运出厂外处置，这时的污泥已基本实现了无害化，不会对环境造成二次污染。污泥消化产生的沼气用于烧锅炉和发电，热量可满足消化池污泥加热需要，电能供本厂使用。污泥处理部分的工艺流程图见图2-3。图2-3 污泥处理部分工艺流程图2.1.4 中水回用部分工艺流程城市污水是水量稳定、供给可靠的水资源。在二级生化处理的基础上，对污水再进行适当的深度处理，使其水质达到适于回用的要求，这样能够使对污水单纯净化的城市污水处理厂转变为以污水为原料的“再生水制造厂”。使城市污水成为名副其实的水资源。城市污水经过以生物处理技术为中心的二级处理和一定程度的深度处理后，水质能够达到回用标准，再经过絮凝池可使水中胶体粒子以及微小悬浮物聚集，然后再利用斜管沉淀池沉淀聚集的悬浮颗粒，使污水得到充分的净化，使水资源经过一系列生化反应后再次重复利用，以解水资源缺乏之急。根据上述原则，本次设计中中水回用部分选用的处理工艺流程如图2-4所示。图2-4 中水回用部分工艺流程图2.2 主要构筑物的选择2.2.1 粗格栅、细格栅在污水处理系统（包括水泵）前，均须设置格栅，以拦截较大的呈悬浮或漂浮状态的固体污染物。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、木屑、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，并使之正常运行。本设计中在泵前和泵后各设置一道格栅。泵前为粗格栅，泵后为细格栅。由于污水量大，相应的栅渣量也较大，故采用机械格栅。栅前栅后各设闸板供格栅检修时用，每个格栅的渠道内设液位计，控制格栅的运行。格栅间配有一台螺旋输送机输送栅渣。螺旋格栅压榨输送出的栅渣经螺旋运输机送入渣斗，打包外运。2.2.2 泵房考虑到水力条件、工程造价和布局的合理性，采用长方形泵房。为充分利用时间，选择集水池与机械间合建的半地下式泵房，这种泵房布置紧凑，占地少，机构省，操作方便。水泵及吸水管的充水采用自灌式，其优点是启动及时可靠，不需引水的辅助设备，操作简便。2.2.3 沉沙池沉砂池的形式有平流式、竖流式、辐流式沉砂池。其中，平流式矩形沉砂池是常用的形式，具有结构简单，处理效果好的优点。其缺点是沉砂中含有15%的有机物，使沉砂的后续处理难度加大。竖流式沉砂池是污水自下而上由中心管进入池内，无机物颗粒借重力沉于池底，处理效果一般较差。曝气沉砂池是在池体的一侧通入空气，使污水沿池旋转前进，从而产生与主流垂直的横向环流。其优点：通过调节曝气量，可以控制污水的旋流速度，使除砂效果较稳定；受流量变化的影响较小；同时还对污水起预曝气作用，而且能克服平流式沉砂池的缺点 。综上所述，采用曝气沉砂池。2.2.4 初沉池与二沉池沉淀池主要去除依附于污水中的可以沉淀的固体悬浮物，按在污水流程中的位置，可以分为初次沉淀池和二次沉淀池。初次沉淀池是对污水中的以无机物为主体的比重大的固体悬浮物进行沉淀分离。二次沉淀池是对污水中的以微生物为主体的、比重小的、因水流作用易发生上浮的固体悬浮物进行分离。沉淀池按水流方向可分为平流式的、竖流式的和辐流式的三种。各种型式的沉淀池的性能比较见表2-1。表2-1 平流式、辐流式和竖流式沉淀池比较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）施工简易，造价较低（1）配水不易均匀（2）采用多斗排泥是每个泥斗需单独设排泥管排泥，操作量大（1）适用于地下水位高及地质较差地区（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）占地面积小（1）池子深度大（2）对冲击负荷和温度变化的适用能力差（3）造价较高（4）池径不宜过大，否则布水不均适用于中、小型污水处理厂辐流式（1）多为机械排泥，运行效果好，管理较简单（2）排泥设备已趋定型机械排泥设备复杂，对施工质量要求高（1）用于地下水位较高地区（2）用于大、中型污水处理厂所以，本设计在初沉池和二沉池都选用了辐流式沉淀池。 初沉池共有两座，为了布水均匀，进水管设穿孔挡板，穿孔率为10%-20%，出水堰采用直角三角堰,池内设有环形出水槽，双堰出水。每座沉淀池上设有刮泥机，沉淀池采用中心进水，周边出水，周边传动排泥。二沉池四座，也采用中心进水，周边出水，排泥装置采用周边传动的刮吸泥机。其特点是运行效果好，设备简单。2.2.5 曝气池磷的去除：生物除磷是通过聚磷菌在不同的环境条件下,由于细胞内部发生物质能量转换,导致聚磷菌细胞内部含磷量发生着异而产生，由于聚磷菌在好氧条件下,对磷的过量吸收,并随剩余污泥排出系统,从而实现污水的生物除磷。在生物脱氮除磷工艺中，缺氧池的主要作用是脱氮。硝态氮是通过内循环由好氧池送来的,内循环的混合液量回流量200%，从缺氧反应器进入好氧池,即曝气池,这一反应器单元是多功能的,去除BOD、消化和吸收磷都在本反应器内进行，这三项反应都是重要的,混合液中含有NO3-N,污泥中含有过剩的磷,而废水中的BOD(或COD)则得到去除。工艺适用于对氮、磷排放指标均有严格要求的城市污水处理，其特点如下：工艺流程简单，总水力停留时间少于其他同类工艺，节省基建投资。该工艺在厌氧、缺氧、好氧环境下交替进行，有利于抑制丝状菌的膨胀，改善污泥沉降性能。该工艺不需要外加碳源，厌氧、缺氧池只进行缓速搅拌，节省运行费用。便于在常规活性污泥工艺基础上改造成。2.2.6 接触池与计量槽城市污水经二级处理后，水质改善，但仍有存在病原菌的可能，因此在排放前需进行消毒处理。消毒方法分为两类：物理方法和化学方法。物理方法主要有加热、冷冻、辐照、紫外线和微波消毒等方法。化学方法是利用各种化学药剂进行消毒，常用的化学消毒剂的氯及其化合物、各种卤素、臭氧、重金属离子等。氯价格便宜，消毒可靠且经验成熟，液氯是目前国内外应用最广泛的消毒剂，它是氯气经压缩液化后，贮存在氯瓶中，氯气溶解在水中后，水解为HCl和次氯酸，其中次氯酸起主要消毒作用。氯气投加量一般控制在1-5mg/l,接触时间为30分钟。准确的掌握污水处理厂的污水量，并对水量资料和其他运行资料进行综合分析，对提高污水处理厂的运行管理水平是十分必要的。为此，应在污水处理系统上设置计量设备。对污水计量设备的要求是精度高、操作简单，不沉积杂物，并且能够配用自动记录仪表。污水处理厂的总处理水量的计量是必要的，总水量的计量设备，一般安装在沉砂池与初次沉淀池之间的渠道上或厂的总出水管渠上。如有可能，在每座主要构筑物上都应安装计量设备，但这样会使水头损失提高。现在污水处理厂常用的水量计量设备是计量槽和薄壁堰，这两种设备基本上都能符合上述要求。本次设计采用的污水计量设备为咽喉式巴氏计量槽。将其安装在接触的末端，以便对污水处理厂的流量进行监控。咽喉式巴氏计量槽的精确度达95%-98%，其优点是水头缺失小，底部洗刷力大，不易沉积杂物。计量槽颈部有一较大坡底的底，颈部后的扩大部分则具有较大的反坡。当水流至颈部时产生临界水深的急流，而当流至后面的扩大部分时，便产生水跃。因此，在所有其他条件相同时，水深仅随流量而变化。量得水深后，便可按有关公式求得其流量。2.2.7 浓缩池浓缩池的形式有重力浓缩池，气浮浓缩池和离心浓缩池等。重力浓缩池是污水处理工艺中常用的一种污泥浓缩方法，按运行方式分为连续式和间歇式，前者适用于大中型污水厂，后者适用于小型污水厂和工业企业的污水处理厂。浮选浓缩适用于疏水性污泥或者悬浊液很难沉降且易于混合的场合，例如，接触氧化污泥、延时曝起污泥和一些工业的废油脂等。离心浓缩主要适用于场地狭小的场合，其最大不足是能耗高，一般达到同样效果，其电耗为其它法的10倍。从适用对象和经济上考虑，故本设计采用重力浓缩池。形式采用连续式的，其特点是浓缩结构简单，操作方便，动力消耗小，运行费用低，贮存污泥能力强。采用水密性钢筋混凝土建造，设有进泥管、排泥管和排上清夜管2.2.8 消化池消化池的作用是使污泥中的有机物得到分解，防止污泥发臭变质且其产生的沼气能作为能源，可发电用。本设计采用二级中温消化，池形采用圆柱形消化池，优点是减少耗热量，减少搅拌所需能耗，熟污泥含水率低。2.2.9 污泥脱水污泥机械脱水与自然干化相比较，其优点是脱水效率较高，效果好，不受气候影响，占地面积小。常用设备有真空过滤脱水机、离心脱水机及带式压滤机等。本设计采用带离心滤机，其特点是：滤带可以回旋，脱水效率高；噪音小；省能源；附属设备少，操作管理维修方便，但需正确选用有机高分子混凝剂。另外，为防止突发事故，设置事故干化场，使污泥自然干化。2.2.10 机械絮凝池机械絮凝池是利用电机经减速装置带动搅拌器对水流进行搅拌，使水中的颗粒相互碰撞，完成絮凝过程。目前我国的机械絮凝采用旋转的方式，搅拌器采用桨板式，搅拌轴有水平式和垂直式两种。机械搅拌絮凝池一般采用多格串联，适应G值的变化，提高如凝效果。机械絮凝池的絮凝效果好，可以根据水质、水量的变化随时改变桨板的转速，以保证絮凝效果，且水头损失少。缺点是增加机械维修工作。机械絮凝池适用各种水质、水量及变化较大的原水。可与其他类型的絮凝池组合使用。一般与沉淀池的宽度和深度相同。2.2.11 斜管沉淀池斜管沉淀池具有去除率高，停留时间短，占地面积小等优点，故常用于已有的污水处理厂挖潜或扩大处理能力时采用，当受到污水处理厂占地面积的限制时，作为初次沉淀池用。斜管沉淀池处理效果稳定，维护工作量也不大。按水流与污泥的相对运动方向，斜管沉淀池分为同向流、异向流和侧向流三种形式，在城市污水处理中主要采用升流式异向流斜管沉淀池。2.3 污水处理程度的计算由于进入污水处理系统的各污染物的指标分别为：本次设计要求的是出水标准达到城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）一级A排放标准。也即：所以，各污染物指标要求达到的处理程度为：的去除率为：的去除率为：的去除率为：的去除率为：的去除率为：第3章 污水处理系统构筑物设计3.1 粗格栅3.1.1 设计参数城市污水最大设计流量为：；生活污水总变化系数：；设栅前水深：；过栅流速取：；用粗格栅，栅条间隙；格栅安装倾角：。图3-1 粗格栅计算图3.1.2 工艺尺寸1、栅条的间隙数，取36。2、栅槽宽度取栅条宽度，则栅槽宽度为：3、进水渠道渐宽部分长度若进水渠宽，渐宽部分展开角，此时进水渠道内有流速为：。则：槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度：。4、过栅水头损失因栅条为矩形面积，取，取系数，5、栅后槽总高度取栅前渠道超高，栅前槽高，6、栅槽总长度3.1.3 栅渣量取，则每日栅除的泥渣量为：采用机械清渣。3.1.4 格栅除污机选型选用型链式旋转格栅除污机，其性能如表3-1所示。表3-1 型链式旋转格栅除污机性能表项 目型 号安装角过栅流速电机功率性 能链式旋转格栅除污机601.01.53.2 提升泵房3.2.1 水泵选择设计水量为，选择用3台潜污泵（2用1备），则单台流量为：选择350QW1440 5.5 37型潜污泵，泵的参数见表3-2。表3-2 350QW1440 5.5 37型潜污泵参数流量扬程m转速r/min功率kW效率%出口直径mm重量kg14405.5980377635012503.2.2 集水池1）容积 按一台泵最大流量时的出流量设计，则集水池的有效容积：2）面积 取有效水深为，则面积：集水池长度取，则宽度：，取集水池平面尺寸 ；保护水深为，则实际水深为。3.2.3 泵位及安装潜污泵直接置于集水池内，经核算集水池面积远大于潜污泵的安装要求。潜污泵检修采用移动吊架。3.3 细格栅3.3.1 设计参数污水最大设计流量为：；生活污水总变化系数：；设栅前水深：；过栅流速取：；用细格栅，栅条间隙；格栅安装倾角：。3.3.2 工艺尺寸1、栅条的间隙数，取182。2、栅槽宽度取栅条宽度，则栅槽宽度为：3、进水渠道渐宽部分长度若进水渠宽，渐宽部分展开角，此时进水渠道内有流速为：，符合要求。则：槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度：。4、过栅水头损失因栅条为矩形面积，取，取系数，5、栅后槽总高度取栅前渠道超高，栅前槽高，6、栅槽总长度3.3.3 栅渣量取，则每日栅除的泥渣量为：采用机械清渣。3.3.4 格栅除污机选型选用HF1500型自清式格栅除污机，其性能如表3-3所示。表3-3 HF1500型自清式格栅除污机性能表项 目型 号筛网运动速度设备安装长mm电机功率性 能HF1500型自清式格栅除污机约21.53.4 曝气沉砂池3.4.1 设计参数最大设计流量：；水平流速：；最大设计流量时的停留时间：；旋流速度：；沉砂量：；主干管空气流速：；支管空气流速：图3-2 曝气沉砂池计算图3.4.2 曝气沉砂池尺寸1、总有效容积2、沉砂池断面面积3、沉砂池总宽度有效水深为，设有效水深为，则池总宽度为：设曝气沉砂池分两格，每格池子宽度，：宽深比：，满足要求。4、沉砂池总长度长宽比：，符合要求。则平面尺寸：。5、集砂区集砂斗倾角，高为。6、集油区设集油区宽为，上部与沉砂区隔断，以便集油；下部与沉砂区相遇，以便沉砂返回集砂斗。7、沉砂量。3.4.3 曝气系统1、所需曝气量每污水所需曝气量为，则：2、风机选择选用两台型罗茨鼓风机（一用一备），主要性能指标见表3-4：表3-4 型罗茨鼓风机主要性能指标型号风量（m3/min）风压（9.8Pa）电机功率（KW）LG30103500103、空气管道计算按风机实际风量计算干管管径：，取为。验算气流速度：，符合要求。每隔一米分出两个支管，则支管总数为 个，每一支管气量。取支管气流速度为，则支管管径：，取为。验算气流速度：，符合要求。3.5 初沉池本次设计初沉池选用的是辐流式沉淀池，其进出水方式为中心进水，四周出水。图3-3 初次沉淀池计算图3.5.1 设计参数设计流量（最大流量）：；表面负荷：；沉淀时间：；中心进水管：下部管内流速取；上部管内流速取；出管流速取出水堰负荷：；池底坡度：；沉淀池的数量为沉淀池型：圆形辐流式。3.5.2 沉淀池尺寸1、沉淀部分水面面积2、池子直径，取。3、沉淀部分有效水深：4、沉淀部分有效容积：污泥部分所需的容积：已知污水中悬浮物的浓度为，出水中悬浮物要求达到的浓度为，初沉池污泥含水率为，本设计中初次沉淀池采用机械排泥，两次排泥之间的间隔为。则每天产生的污泥量为：污泥斗容积：设，。则：5、污泥斗以上圆锥体部分污泥容积：设池底径向坡度为,则6、污泥总容积：，符合要求。7、沉淀池总高度：设超高，缓冲层高度8、沉淀池池边高度：9、径深比：，在范围内，满足要求。10、中心进水管下部管径：，取为，实际流速为：；上部管径：，取为，实际流速为：；出流面积：，设置面积为的出水孔个，单孔尺寸。11、导流筒：导流筒的深度为池深的一半，即为。导流筒的面积按沉淀面积的设计，则导流筒的直径为：12、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，由三角堰堰上水头（水深）和过流堰宽之间的关系，可得出水流过堰宽度为。设计堰宽为，流量系数取，则单堰过堰流量为：每个初沉池应该布置的出水堰总数：，取个环形集水渠宽，沿集水渠壁双侧布置出水堰。集水渠内、外圆环直径分别为和（集水渠内壁距池壁，外壁距池壁），出水总周长为：，出水堰总线长为：，出水堰总线长小于出水总周长，满足要求。出水堰布置：内环上布置：外环上布置：由于出水堰总线长小于出水渠两壁总周长，因此，需间隔布置出水堰，两个出水堰堰顶间距：，取13、排泥量污泥量按初沉池对悬浮物SS的去除率计算：进水SS为，初沉池SS的去除率按50%计算。干污泥量为：污泥含水率设计为，污泥密度为，则污泥体积为：单池泥量为：采用连续排泥，集泥斗的作用是收集污泥。3.6 曝气池3.6.1 设计参数计算本设计城市污水设计流量为，处理要求如下：原水水质为：出水水质：达到国标GB18918-2002城镇污水处理厂一级A排放标准。也即：根据处理水质要求， ，可知工艺能满足最终的处理要求，且有较好的经济性。1）水力停留时间HRT为：；2）BOD污泥负荷为：；3）回流污泥浓度为：；4）污泥回流比：；5）曝气池混合液浓度：6）求内回流比取。图3-4 曝气池平面草图3.6.2 曝气池容积计算1、有效容积2、池有效深度：一般为：，本设计取池有效深度为3、曝气池有效面积：，介于之间，符合要求。4、本设计中曝气池分两组，则每组有效面积为：5、采用5廊道推流式曝气池，廊道宽单组曝气池长度：，取校核长宽比：，介于之间，满足要求。取超高为，则反应池总高度为：。6、各段停留时间和容积则厌氧池停留时间为：，池容；则缺氧池停留时间为：，池容；则好氧池停留时间为：，池容。7、校核氮磷负荷，与工艺好氧段TN负荷相同，满足要求。，小于，符合要求。8、生化反应池进、出水系统计算进水管两组反应池合建，进水与回流污泥进入进水竖井经混合后经配水渠、进水潜孔进入厌氧段。单组曝气池进水管设计流量：管道流速取：则管道过水断面积：管径：取进水管管径。校核管道流速：，满足要求。回流污泥管单组曝气池回流污泥管设计流量：管内流速：则管道过水断面积：管径：取管径为。校核管道流速：，满足要求。进水井反应池进水孔尺寸：进水孔过流量孔孔流速：；孔口过水断面积：孔口尺寸取为；进水井平面尺寸取为。出水堰及出水井按矩形堰流量公式计算：式中。堰宽， 堰上水头，。出水孔过流量：；孔口流速：；孔口过水断面积：；孔口尺寸取为：；出水井平面尺寸取为：。出水管反应池出水管设计流量管道流速：；管道过水断面积：；管径：；取出水管管径。校核管道流速：，满足要求。3.6.3 剩余污泥量1、降解产生的污泥量为：式中：W1降解BOD产生的污泥量，kg/d；a污泥增值系数，0.5-0.7；Q设计流量，m3/d；S0进水BOD的浓度，mg/l；Se出水BOD的浓度，mg/l。2、内源呼吸分解泥量：式中：XV挥发性悬浮固体浓度MLVSS（kg/m3）；fMLVSS与MLSS之间的比值，0.75；X污泥浓度MLSS（kg/m3）；W2内源呼吸分解的污泥量，kg/d；b污泥自身氧化率，0.04-0.1；V曝气池体积，m3.3、不可生物降解和惰性悬浮物量（）。该部分占总的约：4、剩余污泥量每日生成活性污泥量：5、湿污泥量（剩余污泥含水率为）6、泥龄3.6.4 需氧量的计算已知、和活性污泥氧当量、及分别为、。需氧量按下式计算：其中：去除量设进水氏氮浓度为，出水中氏氮浓度为，则氨氮被硝化去除量：设出水中硝态氮的浓度为，则硝态氮的脱氮量为：所以，代入得需氧量为：3.6.5 供气量的计算采用网状膜型中微孔空气扩散器，敷设于距池底处，淹没水深为，计算温度定为。水中饱和溶解氧浓度为：，1、空气扩散器出口处的绝对压力为：2、空气离开曝气池面时，氧的百分比为：空气扩散器的氧转移效率，对网状膜型中微孔空气扩散器，取值。3、曝气池混合液中平均氧饱和度为：（最不利温度条件按考虑）4、换算成在条件下，脱氧清水的充氧量为：（取值，）相应最大时标准需氧量：5、曝气池平均时供气量为：最大时供气量：6、去除每的供气量： 7、每污水的供气量：8、本系统的空气总用量：除采用鼓风曝气外，本系统还采用空气在回流污泥井提升污泥，空气量按回流污泥量的倍考虑，污泥回流比取，这样，提升回流污泥所需空气量为：总需气量：9、曝气池中的气水比为：3.6.6 空气管系统计算1、曝气器数量计算（以单组反应池计算）按供氧能力计算所需曝气器数量。式中：按供氧能力所需曝气器个数，个；曝气器标准状态下，与好氧反应池工作条件接近时的供氧能力，。采用微孔曝气器，参照有关手册，工作水深，在供风量时，曝气器氧利用率，服务面积，充氧能力。则：以微孔曝气器服务面积校核：，符合要求。2、供气管道计算供风干管采用环状布置。流量：。流速：；管径：；取干管管径为。单侧供气（向单侧廊道供气）支管：流速：；管径：；取支管管径为。双侧供气（向两侧廊道供气）流速：；管径：；取支管管径为。3.6.7 其他设备1、厌氧池设备选择（以单组反应池计算） 厌氧池设导流墙，将厌氧池分成三个格，每格内设潜水搅拌机一台，所需功率按池容计算。厌氧池有效容积：混合全池污水所需功率为：2、缺氧池设备选择（以单组反应池计算） 缺氧池内设导流墙，将缺氧池分成三格，每格内设潜水搅拌机一台，所需功率按池容计算。缺氧池有效容积：混合全池污水所需功率为：3、污泥回流设备污泥回流比：污泥回流量：设回流污泥泵房一座，内设三台潜污泵（2用1备）；单泵流量：水泵扬程根据竖向流程确定。4、混合液回流设备混合液回流泵混合液回流比：混合液回流量：设混合液回流泵房2座，每座泵房内设3台潜污泵（2用1备）单泵流量：混合液回流管。回流混合液由出水井重力流至混合液回流泵房，经潜污泵提升后送至缺氧段首端。混合液回流管设计流量：泵房进水管设计流速采用：管道过水断面积：管径：取泵房进水管径。校核管道流速：，满足要求。泵房压力出水总管设计流量：设计流速采用：管道过水断面积：管径：取泵房压力出水管管径。校核管道流速：，满足要求。3.7 二沉池二沉池的选取同初次沉淀池一样，也是辐流式沉淀池，中心进水，周边出水。图3-5 二次沉淀池计算图3.7.1 设计参数设计流量（最大流量）：；表面负荷：；沉淀时间：；中心进水管：下部管内流速取；上部管内流速取；出管流速取；出水堰负荷：；池底坡度：；沉淀池的数量为；沉淀池型：圆形辐流式。3.7.2 沉淀池尺寸1、沉淀部分水面面积：2、池子直径，取。3、沉淀部分有效水深：4、沉淀部分有效容积：污泥部分所需的容积：已知污水中悬浮物的浓度为，出水中悬浮物要求达到的浓度为，二沉池污泥含水率为，本设计中二次沉淀池采用机械排泥，两次排泥之间的间隔为。则每天产生的污泥量为：污泥斗容积：设，。则：5、污泥斗以上圆锥体部分污泥容积：设池底径向坡度为,则6、污泥总容积：,符合要求。7、沉淀池总高度：设超高