环境工程水污染设计任务说明书SBR

1.设计任务说明书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。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。1.1设计任务随着经济飞速发展，人民生活水平的提高，对生态环境的要求日益提高，要求越来越多的污水处理后达标排放。在全国乃至世界范围内，正在兴建及待建的污水厂也日益增多。根据日处理污水量将污水处理厂分为大、中、小三种规模：日处理量大于10 万m3 为大型处理厂，1-10 m3万为中型污水处理厂，小于1 万m3的为小型污水处理厂,本组按要求设计10万m3的污水处理厂。通过城市污水处理厂工艺的选择、设计，可以使我们环境工程专业的学生利用所学到的水污染控制理论，系统的掌握污水处理方案比较、优化，掌握各主要构筑物结构设计与参数计算，主要构筑物及设备包括格栅、提升泵、鼓风机、曝气器、污泥脱水机、砂水分离器、刮泥机、水下搅拌器、淹没式循环泵等，同时学会平面布置和高程计算。1.2设计资料1.2.1设计水质根据常用市政污水数据及污水综合排放标准（GB8978-1999），计划使污水处理厂出水达到水污染物排放一级B标准。设计水质如下表1所示。表1 设计水质情况 项 目CODcrBOD5SSNH3-NTN入水（mg/L）4001801504050出水（mg/L）6025201520去除率（%）85%86.1%86.6%62.5%60%1.2.2 设计水量 污水的平均处理量为=5104m3/d=2100m3/h=0.58m3/s；污水的最大处理量为Qmax=7104m3/d =2950 m3/h =0.81 m3/s。日变化系数取为1.4，时变化系数取K为1.38。1.2.3气象及水文资料青岛市位于北纬35353709，东经1193012100，濒临黄海，属于海洋季风性气候。海拔76.0m，夏季平均气压997.2毫巴，全年日照百分率为56%，冬季日照百分率为61%；年平均温度为12.2，极端最高温度为35.4，极端最低温度为-15.5，最热月平均最高为28.5；冬季平均风速为5.7m/s，多偏北风，夏季平均风速为4.9m/s，多偏南风，全年主导风向为东南风；降雨集中在7-8月，约占全年降雨的50%，平均降雨2100，一日最大降雨760mm。1.3设计依据（1）室外排水设计规范（GBJ14-87）相关设计参数；（2）地表水环境标准（GBHZB1-1999）有关规定；（3）污水综合排放标准（GB8978-1999）有关规定；（4）城市污水处理厂污水污泥排放标准(GJ3025-93） 有关规定；（5）给水排水工程快速设计手册1-5 指示与要求。2.污水处理工艺流程及简介细格栅进水泵房粗格栅进水井污水 渣外运 渣外运 消毒剂 鼓风机曝气沉砂池接触池SBR生物池初沉池污泥浓缩池 砂外运 污泥脱水 图1 SBR工艺流程图SBR是一种间歇式的活性泥泥系统，其基本特征是在一个反应池内完成污水的生化反应、固液分离、排水、排泥。可通过双池或多池组合运行实现连续进出水。SBR 通过对反应池曝气量和溶解氧的控制而实现不同的处理目标，具有很大的灵活性。SBR 池通常每个周期运行4-6 小时，当出现雨水高峰流量时，SBR 系统就从正常循环自动切换至雨水运行模式，通过调整其循环周期，以适应来水量的变化。SBR 系统通常能够承受3-5 倍旱流量的冲击负荷。SBR 工艺具有以下特点：（1）SBR 工艺流程简单、管理方便、造价低。SBR 工艺只有一个反应器，不需要二沉池，不需要污泥回流设备，一般情况下也不需要调节池，因此要比传统活性污泥工艺节省基建投资 30%以上，而且布置紧凑，节省用地。由于科技进步，目前自动控制已相当成熟、配套。这就使得运行管理变得十分方便、灵活，很适合小城市采用。（2）处理效果好。SBR 工艺反应过程是不连续的，是典型的非稳态过程，但在曝气阶段其底物和微生物浓度变化是连续的(尽管是处于完全混合状态中），随时间的延续而逐渐降低。反应器内活性污泥处于一种交替的吸附、吸收及生物降解和活化的变化过程之中，因此处理效果好。（3）有较好的除磷脱氮效果。SBR 工艺可以很容易地交替实现好氧、缺氧、厌氧的环境，并可以通过改变曝气量、反应时间等方面来创造条件提高除磷脱氮效率。（4）污泥沉降性能好。SBR 工艺具有的特殊运行环境抑制了污泥中丝状菌的生长，减少了污泥膨胀的可能。同时由于SBR 工艺的沉淀阶段是在静止的状态下进行的，因此沉淀效果更好。（5）SBR 工艺独特的运行工况决定了它能很好的适应进水水量、水质波动。3.污水处理工艺流程及计算3.1中格栅 进水中格栅是污水处理厂第一道预处理设施，可去除大尺寸的漂浮物或悬浮物，以保护进水泵的正常运转，并尽量去掉那些不利于后续处理过程的杂物。3.1.1设计说明 设置格栅的渠道宽度要适当，应使水流保持适当的流速。一方面泥沙不至于沉积在沟渠底部，另一方面又防止把已经截留的污物冲过格栅，通常栅前流速采用0.40.9m/s.为了防止栅条间隙堵塞和过栅水头损失过大，过栅流速一般采用0.61.0m/s。3.1.2设计流量（1）日平均流量Qd=5104m3/d2083.3m3/h=0.579m3/s=579L/s根据生活污水总变化系数表 得：Kz=1.4 （2） 最大日流量Qmax=KzQd=1.40.579 m3/s =0.8106m3/s3.1.3设计参数按最大日流量Qmax=0.8106m3/s设计 栅条净间距为b=25.0mm 栅前流速1=0.8m/s过栅流速=0.8m/s 栅条宽度s=0.01m格栅倾角=60 栅前部分长度0.5m 进水渠道渐宽部分展开角1=20，栅后部分长度为1.0m单位栅渣量：w1=0.06m3栅渣/103m3污水3.1.4设计计算（1）确定栅前水深h。根据最优水力断面公式计算得：所以栅前槽宽约为1.4m。栅前水深h0.72m（2）中格栅计算栅条间隙数（n）为 =（3）栅槽有效宽度（）设计采用10圆钢为栅条，即S=0.01m。=1.81 (m）1.8(m） 因为栅槽宽度一般比格栅宽0.2m0.3m，取0.3m所以栅槽宽度B=B0+0.3=2.1m选用回转式格栅GH-1000型两台，格栅槽安装宽度1.05m，格栅槽有效格栅宽度1000mm，栅条间隙25mm，整机（每台）功率1.5Kw，格栅倾角60。所以实际栅条间隙数： 过栅流速m/s（4）通过格栅的水头损失h1 h0计算水头损失；g重力加速度，9.81m2/s；K格栅受污物堵塞使水头损失增大的倍数，一般取3；阻力系数，其数值与格栅栅条的断面几何形状有关，对于圆形断面，取1.79. m（5）栅后槽总高度HH=h+h1+h2=0.72+0.3+0.042=1.062(m）h栅前水深 h1通过格栅的水头损失h2栅前渠超高，一般取0.3m（6）栅槽总长度L(m)m式中H1栅前渠道深：H1=h+h2=1.02(m）1进水渠道渐宽部分展开角 0.5 栅前部分长度 ,单位m;1.0栅后部分长度，单位m（7）栅渣量计算 对于栅条间距b=25.0mm的中格栅，对于城市污水，每单位体积污水烂截污物为W1=0.06m3/103m3，每日栅渣量为 =3.0（m3/d）拦截污物量大于0.2m3/d，宜采用机械清栅。采用LGC-200025格栅除污机，功率为2.2KW.污物的排出采用机械装置：600螺旋输送机，选用长度L=8.0m的一台。3.2泵房3.2.1设计说明 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。污水经提升后入细格栅间。然后自流进入各工艺池，本设计采用半地下湿式梯形与矩形组合形合建式泵房。3.2.2设计参数设计流量选用最高日最高时流量Qmax=1.450000=70000 m3/d集水池最高水位-4.80m，集水池最低水位-6.00m，出水管提升到计量间，其水面高程为7.50米，泵站原地面高程为0.00米。3.2.3泵房的设计计算（1）集水池计算 最大设计流量为70000 m3/d，采用6台污水泵（5用1备），则每台污水泵的设计流量为：Q1=Qmax/5=m3/h=583m3/h 取Q1=600 m3/h按一台泵最大流量时6min的出水量设计，集水池容积V=Qt=600m3=60 m3取有效水深h=1.2m，集水池面积F=V/h=（60/1.2）m2=50 m2。保护水深1.0m，实际水深2.2m。（2）水泵总扬程估算H（m）集水池最低工作水位与所需提升最高水位的高差为h3=7.50m-（-6.00）m=13.50m出水管线水头损失：每一台泵单用一根出水管，其流量为Q1=600 m3/h，选用的管径为300mm的铸铁管，格局给水排水设计手册，查表得v=2.15m/s,1000i=23.7。设管长为20m，局部损失占沿程损失30%，则出水管水头损失h=0.0237201.3m=0.62m泵站内的管线水头损失假设为1.5 m，自由水头为0.5 m。水泵总扬程H=13.50+0.62+1.5+1.0m=16.92m选用250QW600-20污水潜水泵（5用3备），根据实用环境工程手册，查得该泵的性能见下表2:表2 250QW600-20污水潜水泵性能转速/(r/min）流量/( m3/h）扬程/m轴功率/KW效率（%）重量/9806002039.6180.51360（3）校核总扬程 水泵总扬程用下式计算：Hh1+h2+h3+h4+h5式中 h1吸水管水头损失（m），h1=1+ h1 h2吹水管水头损失（m）， h2=2+h2局部阻力系数v1吸水管流速（m/s）v2吹水管流速（m/s）h3集水池最低工作水位与所提升最高水位之差（m）h4自由水头，取h4=1.0mh5总管管头损失（m）h1、h2吸水管、出水管沿程损失（m）a吸水管路的水头损失。每根吸水管的流量为Q1=600 m3/h，选用400mm管径，流速v=1.21m/s, 1000i=5.16。直管部分长度1.8m，喇叭口（=0.1），DN400mm的45弯头2个（=0.30m），DN400mm闸门1个，（=0.07），DN400DN250渐缩管1个（=0.20m）。沿程损失 h1=1.85.61/1000=0.009m局部损失 （0.1+20.30+0.07）m+0.20m=0.155m吸水管路总水头损失h1=0.133+ h1=0.155+0.009=0.164mb.出水管路的水头损失。直管部分20m。DN250DN300渐扩管1个（=0.05m），电动闸阀1个（=0.07），旋启式止回阀1个（=3.5），45弯头4个（=0.26m）。 沿程损失h2=20m23.7/1000=0.474m局部损失（0.07+3.5+0.264） m+0.05m=1.111m出水管路的水头损失 h2=2.005+ h2=（1.111+0.474）m=1.585mc.总管管头损失 连接总管管径DN1000mm，长20m，设计流速为1.03m/s,1000i=1.16，异径丁字管4个（=1.5+0.78）。总管管头损失 h5=20+5（1.5+0.78）=0.144m水泵所需总扬程 H= h1+h2+h3+h4+h5=(0.164+1.111+13.50+1.0+0.144）m=15.719m故选用250QW600-20型污水潜泵是合适的。3.3细格栅污水由进水泵房提升至细格栅间，细格栅用于进一步去除污水中较小的颗粒悬浮、漂浮物。其工作原理是通过栅条拦截污水中的漂浮物，当栅条上拦截的漂浮物过多以至影响到格栅过水时，启动机械装置清除栅条上的漂浮物，就这样循环往复。3.3.1设计说明 细格栅栅条间隙较细，一般设置在污水处理构筑物前，栅条间隙一般采用1.510mm。设置格栅的渠道，宽度要适当，应使水流保持适当的速度。一方面泥沙不至于存积在沟渠底部，另一方面又防止把已经截留的污物冲过格栅，通常采用0.40.9m/s。为了栅条间隙堵塞，污水通过栅条间隙的流速（过栅流速）一般采用0.61.0m/s。为了防止格栅前渠道出现阻流回水现象，一般在设置格栅的渠道与栅前渠道的联接部，应具有一定展开角的渐扩部位。3.2.2 设计参数栅条间隙b=10.0mm；栅前流速1=0.8m/s；过栅流速=0.8m/s ；栅前部分长度：0.5m ； 格栅倾角=60,一般为4575； 单位栅渣量：1=0.1m3栅渣/103m3污水。3.3.3设计计算（1）确定栅前水深 根据最优水力断面公式计算得： =1.42m =0.71m式中：h栅前水深，m； B1栅前槽宽，m。即栅前槽宽1.42m，水深0.71m，（2）格栅计算a.栅条间隙数为n 式中：经验修正系数； b栅条间隙，0.01m。 b.格栅宽度B（m） =2.65m式中：S栅条宽度，m。设计采用10圆钢为栅条，即S=0.01m。（3）实际格栅计算 选用回转式格栅HG-1500型两台，两台并联使用，。格栅槽安装宽度1850mm， 格栅槽有效格栅宽度1500mm，栅条间隙10mm，整机（每台）功率3.0Kw，格栅倾角60。a.实际间隙数n 采用公式：求得： 式中：格栅有效宽度，1.5m。b.实际流速v =0.70m/sc.通过格栅的水头损失h2 式中：h0计算水头损失； g重力加速度； K格栅受污物堵塞使水头损失增大的倍数，一般取3； 阻力系数，其数值与格栅栅条的断面几何形状有关，对于圆形断面， 所以， =0.12md.栅后槽总高度H =1.13m式中：h栅前水深，0.71m； h1栅前渠超高，一般取0.3m。e.栅槽总长度L 因为 ， 所以，B01.42，取B0=1.5m。 =3.02m =1.51m =1.01m 所以， =6.61m式中： B安装宽度，1.85m； B0进水渠宽，取1.5m； L1进水渠渐宽部分长度，m； L2栅槽与出水渠连接处渐窄部分长度，m； 格栅倾角，60； 进水渐宽部分的展开角，一般取20。f.栅渣量W计算 =5.0m3/d式中：W1栅渣量（m3/103m3污水），细格栅取0.1m3/103m3； Kz流量总变化系数，取1.4。因为烂截污物量大于0.2m3/d，宜采用机械清栅。污物的排出采用机械装置：600螺旋输送机，选用长度L=8.0m的一台。3.4沉砂池3.4.1沉砂池选型沉砂池是城市污水处理厂必不可少的处理设施，主要去除污水中粒径大于0.2mm的砂粒，除砂的目的是为了避免砂粒对后续处理工艺和设备带来的不利影响。砂粒进入初沉池内会使污泥刮板过度磨损，缩短更换周期；砂粒进入泥斗后，将会干扰正常排泥或堵塞排泥管路；进入泥泵后将使污泥泵过度磨损，使其降低使用寿命；砂进入带式压滤脱水机将大大降低污泥成饼率，并使滤布过度磨损。以上情况，足以说明除砂对污水处理厂的重要性。沉砂池有平流式、竖流式、曝气式和涡流式四种形式。平流式沉砂池具有结构简单，处理效果较好的优点；竖式沉砂池处理效果一般较差；涡流式沉砂池利用水力涡流，使沉砂和有机物分开，以达到除砂目的；曝气沉砂池的最大优点是能够在一定程度上使砂粒在曝气的作用下互相磨擦，可以去除砂粒上附着的有机污染物，同时，由于曝气的气浮作用，污水中的油脂类物质会升到水面形成浮渣而被除去。曝气池的主要优点是：在沉砂效果相同条件下，适应变化流量能力最强、水头损失最小；通过控制曝气强度，可使沉淀下来的的砂粒的腐化有机物含量低；可在一级处理前作为混合、絮凝、预曝气之用，预曝气可改善进水腐化状况。因此，本设计选择曝气沉砂池。3.4.2设计参数Q=50000m3/dQmax=QZQ=70000 m3/d=0.810m3/s (QZ= 1.4）水平流速v1=0.08m/s；最大设计流量停留时间t=2min；池子的有效水深h2=2m；设每立方米污水的曝气量为d=0.2m3/m3 ；排泥间隔天数T=2d3.4.3设计计算（1）总有效容积VV=60Qmaxt=600.812.5=121.5m V总有效容积，m ；Qmax最大时设计流量，m /s;t最大设计流量时停留时间，min。（2）池断面面积= =8.1m3（3）池总宽度BB=4.05m每个池子宽度:设n=2格,则b= =2.03m2.1m宽深比：=1.05(11.5） 满足要求（4）池总长度LL= =15m（5）每分钟所需空气量qq=60dQmax=600.20.81=9.72m3/min（6）沉砂斗所需容积v 已知城市污水沉砂量0.03L/m3 生活污水流量总变化系数QZ=1.4V= 3 m3每个沉砂斗容积V0= =1.5m3（7）各部分几何尺寸 查阅给水排水设计手册，可得以下参数：设斗底宽a1=0.5m集砂斗壁与水平面倾角=60取集砂斗高h3=0.45ma.沉砂斗上口宽a=2 h3/ 60+a1=1.02mb.沙斗容积V1=( a+a1）h3L/2=6.31.5 m3 符合要求查阅给水排水设计手册，设计池底坡度=0.3；c.沉砂池坡向集砂斗过度部分宽b0=b-a =2.1-1.02=1.08md.沉砂室高h3= h3+b0=0.4+0.31.08=0.774m查阅给水排水设计手册，设超高h1=0.3me.池总高度H：H=h1+h2+h3=0.3+2+0.774=3.074m3.1m（8）罗茨鼓风机的选择压力P=（H0+H1+H2+H）9.8=（0.2+2.1+0.4+0.5）9.8=31.36KPaH0供风管道沿程局部损失之和，取0.2H1曝气管淹没水头，取2.1H2曝气管阻力，取0.4H富余水头，取0.5 q=9.72m3/min10.95 m3/min选用了TRC-100型罗茨鼓风机，在98Kpa排气压力下进口流量为10.95m3/min.，所需轴功率为22.8KW，配电机功率为30KW。（9）干管、支管选择 设干管流速为1= 11m/s，支管为2= 4m/s，取q=10.95 m3/min=0.1825 m3/sD1=0.145m所以选用150mm管道同理D2= = 0.057m （每隔1m排布1个支管，所以n=181=18个）选用60mm管径的支管3.5 初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。其中，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。它是一级污水处理系统的主要处理构筑物，或作为生物处理法中预处理的构筑物，对于一般的城镇污水初沉池的处理对象是悬浮固体，可以去除SS约40%50%,同时可去除20%30%的BOD5,可降低后续生物处理构筑物的有机负荷。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。竖流式沉淀池适用于处理水量不大的小型污水处理厂。而平流式沉淀池具有池子配水不易均匀，排泥操作量大的缺点。辐流式沉淀池不仅适用于大型污水处理厂，而且具有运行简便，管理简单，污泥处理技术稳定的优点。所以，本设计在初沉池选用了辐流式沉淀池。（1）每座沉淀池表面积A1和池径D (池数n=2 , qx=1.5 m3/( m2h）Qd = 50000 m3/d = 2083.33 m3/h (取总变化系数KZ =1.4）Qmax = KZQd = 500001.4 m3/d = 2916.67 m3/h A1= Qmax/nq = 2916.67(22）= 729.17m2D = = 30.48m（2）沉淀池有效水深h2h2 = qt = 1.52.0 = 3.0m (设沉淀时间t=2.0h）（3）池径比校核 = = 10.16在612之间,符合要求。（4）沉淀区有效面积VV = A1h2 = 729.173 = 2187.51 m3（5）存泥区所需容积VwVw = = = 1.58 m3/d（6）污泥斗容积设污泥斗上部半径r1=2m ，污泥斗下部半径r2=1m ，倾角=55，污泥斗高度h5 = (r1r2 ） tan=（21） tan55=1.43 m污泥斗容积V1 = h5（r12r22 r1 r2 ）3 = 3.141.43（221212）3 = 10.48 m3（7）污泥斗以上锥体部分污泥容积设池底径向坡度为0.05，圆锥体高度h4 = （Rr1）0.05 = （15.242）0.05 = 0.66mV2 = h4 （R2r22 r1 R ）3 = 3.140.66(15.2422215.242）3= 184.26m3（8）污泥总容积V1 V2 = 10.48184.26 = 194.74 m3 20 m3（9）沉淀池总高度设h1=0.3m，h2=0.5m,沉淀池总高度H = h1h2h3h4h5=0.330.50.661.43=5.89m（10）沉淀池池边高度H= h1h2h3 = 0.330.5 = 3.8 m（11）BOD5取进水240mg/L 去除率25%出水BOD5浓度240（1-25%）=180 mg/L（12）SS取进水270mg/L 去除率50%出水BOD5浓度270（1-50%）=135mg/L（13）选择ZG-30型周边传动刮泥机根据环境保护设备选用手册水处理设备，本初沉池选择由江苏一环集团生产的选择ZG-30型周边传动刮泥机，其优点有：a . 传动装置进行了优化设计，效率更高，外形更趋美观，可按照用户要求配进口减速机或轴装式减速机，更美观耐用；b . 该设备处理量大，刮集污泥效果好； c . 该设备结构紧凑，占地面积少，操作维护方便； d. 该设备运行平稳，刮泥、刮浮渣能同时进行，能耗省。其基本参数如下表3：表3 ZG-30型周边传动刮泥机参数型号池径/m电机功率/Kw刮泥机边缘线速度/mmin-1载荷/NZG-303033833853.6 SBR反应池3.6.1基本参数周期数：N=4次/d 周期长：Tc=24/4=6h反应时间：TF=4h/周期 沉淀时间：TS=1h/周期滗水时间：Te=1h/周期 池数M=6 有效水深：H=5m超高：hc=0.7m 安全高度Hf=0.7 X0=2700.5=137.5S0=2400.75=1803.6.2设计流量 进水流量：Q=50000m3 变动系数：fc=1.4 最大进水量Qmax=500001.4=70000m3/d3.6.3 设计计算（1）确定泥龄 好氧泥龄CO：为满足硝化好氧泥龄需满足CO=F3.41.10315-T F为氨氮变化系数， 满足 BODT=50000 m3240mg/L103=1.2104kg/d 其中： BOD51200kg/d, F=1.8; BOD56000kg/d, F=1.45所以，F=1.45。T按最不利因素计算，华北一般取T=10C 。CO=1.453.41.10315-10=8.05d，取CO=9d。 缺氧泥龄CD： 进水总氮进水TN=50，出水总氮Ne=20，则需反硝化的NO=TN-Ne-0.05(SO-Se）=50-0.05（180-20）-20=22。反硝化速率KDe=NO/ SO=22/1800.12 查表可得：CD/(CD+CO） =0.4,CD=6d，CF=6+9=15d。 好氧时间：TO=40.4=2.4h, 缺氧时间：TD=4-2.4=1.6h（2）污泥产率：根据德国ATV标准，我国修正系数K0=0.9, T=10C Y= K0 = 0.9 =0.9(0.75+0.46-0.49） =0.77(kgss/kgBOD5） （3）污泥量：XF=QmaxCFY(SO-Se）/1000 =70000150.77160/1000 =129360（kg） XT= XF=1293606/4=194040（kg）（4）池容：污泥沉降指数SVI=150，绝对沉淀时间TS=Te+TS-1/6=2-1/6=1.833。 V=（Hf+ ） = (0.7+ =3.86912214.53=47258 m3（5）排水深度：H= m（6）污泥浓度：XH= g/L, XL=mg/L（7）单池容积：Vi= m3, 单池面积：F= m2 单池注水：Vi=FH=1575.21.23=1937.5 m3（8）污泥负荷：Ls=0.098 kgBOD5/(kgMLSS）（9）水力停留时间：T= h（10）供气量：微孔曝气器氧利用效率 EA=20%, 安装高度HA=20 cm Ot为 离开曝气器时氧的体积分数。Ot= 绝对压强Pb=P+gh=1.013105+9.8（5-0.2）103=1.4834105 Pa CSW为清水在T和实际压力下饱和溶解氧浓度。CST为清水在T下饱和溶解氧浓度。取25时，CS（25）=8.4 mg/L。 CSW=CST（） =8.4（） =9.66 mg/L 修正系数：K0= T为北方最热平均气温T=25, 为污水总传质系数=0.85. 为混合液溶解氧与清水饱和溶解氧之比 =0.9。Cs标准清水饱和溶解氧，Cs=9.2 mg/LCo为剩余溶解氧浓度，一般取Co=2 mg/L K0= = =1.436 需氧量计算: 需降解的BOD5：St= fcQ(SO-Se）/1000=70000160/1000=11200 kg 需硝化的氨氮量：Nht= fcQ =1.450000 =2800 kg/d 反硝化氮量：Not= fcQ NO/1000=70000/1000=7000022/1000=1540 kg/d 则 O2=OcSt +4.57Nht-2.86Not。其中，Oc为降解单位含碳有机物所需氧量。 Oc=0.56+, T为北方最热平均气温T=25 =0.56+ =0.56+0.738 =1.30 O2=OcSt +4.57Nht-2.86Not =1.311200+4.572800-2.861540 =22951.6 kg/d 标准需氧量：Os= K0 O2=1.43622951.6=32958.5 kg/d 供气量：Gs= m3/d 曝气时间To=2.4 h， 则Gs（ih）=10217.8 m3/（h池）（11） 布气系统：SBR主体池设计，采用矩形池型，每两池建在一起，长宽：5330 m2。曝气器采用BYW1.2微孔曝气器，服务面积 S=0.5 m2/个，曝气量q=1 m3/h，每池采用一支主干管。 主干管直径：取流速V=15 m/s， Gs（ih）=360015（D/2）2 D= = =0.490 m 取主干管直径D=500 mm。 已知BYW1.2微孔曝气器，曝气量q=1 m3/h则每池所需个数为Nb=10217.8/1=10217.8个每平方米需安装 Na=10217.8/1575.2=6.5 个/m2由于不方便安装曝气头，因此，为方便计算Na=9个/m2。则每米安装三个。 取流速v=3 m/s 支管管径=m 取管径d=100 mm（12）滗水器：采用BS型，每小时流量为Qb=2000 m3（13）潜水搅拌器：KHX三宽叶式搅拌器（14）剩余污泥泵：每池一台，共六台。全场剩余污泥量：XWT=XF/CF=129360/15=8624 kg/d 按最低水位时浓度算：Qw=8624/5.45=1582.4 m3/d每池每周期排泥：Qwi=1582.4/（64）=66 m3/（池周期）3.7污泥处理构筑物设计计算3.7.1污泥泵房设计污泥泵房的污泥来自初沉池和SBR池的污泥，用DN300mm排泥管送至污泥泵房。然后通过DN250mm的输泥管泵入污泥浓缩池。污泥泵房设计结果见表4。表4 污泥泵房设计结果项目数量及规格项目规格设备型号WQ400-10-22平面尺寸/m108.0台数/台4台，3用1备建筑面积/m2803.7.2 污泥浓缩池设计计算（1） 设计参数设计污泥量QW=Vc+Vs =220 m3/d，污泥含水率为p0=99%（及固体浓度为c0=10kg/ m3），浓缩后使污泥含水率降到pu=97%，使固体质量浓度cu=30kg/ m3，污泥浓缩时间T=18h；贮泥时间为12h。（2）设计计算1）浓缩池面积：浓缩污泥为初沉污泥和SBR池的污泥的混合液，经查询资料，污泥固体通量取G=80kg/（m2d），面积为m22）浓缩池直径：设计一座圆形辐流浓缩池，直径为m，取D=5.9m3） 浓缩池工作部分高度：m4） 校核水力停留时间浓缩池有效容积 V=Ah2=(27.56.0）m3=165.0 m3污泥在池中停留时间 h，符合要求。5） 确定泥斗尺寸浓缩后的污泥体积m3/d贮泥区所需容积 按储泥时间12h泥量计，则m3取污泥斗上底直径D1=2.0m，下底直径D2=0.8m，斗壁与水平面倾角55。池底坡度造成的深度 h4=m泥斗高度 h5=mV3=m3 V4=m3因此，排泥斗体积为 V=V3+V4=(3.7+1.4）m3=5.1m3由于125.1m3=61.2m336.7m36） 浓缩池总高度 超高取h1=0.3m，缓冲层高度取h3=0.3m。浓缩池总高度H=h1+h2+h3+h4+h5=(0.3+6.0+0.3+0.16+0.86）=7.62m7） 各种管道的确定 进泥管采用DN250；排泥管也采用DN250；排上清液采用DN100。3.7.3 污泥脱水机房 污泥脱水是将污泥含水率降到85%以下的操作。将脱水后的污泥制作成泥饼，以便于最终处置。在脱水前要对污泥进行调理，改善污泥的脱水性能。本设计采用投加聚丙烯酰胺高分子絮凝剂，采用带式压滤机压滤缩水。污泥脱水机房包括机械间、药剂贮存间、控制室。机械间包括脱水机、带式输送机、泥浆机、储泥罐等。药剂贮存间包括脱水前预处理所需要的药剂。污泥脱水设备采用2台带式压滤机，每台处理污泥量为： Qw=1.53m3/h3.8 配水井处理构筑物往往建成两座或两座以上并联运行，配水均匀与否，成为一个重要问题。配水方式可用于明渠或暗管，构筑物数目不超过4座，否则，层次过多，管线占地过大。这种配水形式必须完全对称；在场地狭窄处，也有配水。这种形式采用较少，因为流量是变化的，水力计算不可能精确，因此配水很难达到均匀；当污水厂的规模较大时，构筑物的数目较多，往往采用配水渠道向一侧进行配水的方式；在这种情况下，由于配水渠道很长，渠中水面坡降可能很大，而渠道终端又可能出现壅水，故配水很难均匀。解决的办法是适当加大配水渠道断面，使其中水流流速小于0.3m/s，以降低沿程水头损失，这样，渠中水面坡降极小，较易达到均匀配水的目的。为了避免渠中出现沉淀，可在渠底设曝气管搅动。对于大中型污水厂，此种配水方式更为适用；为了均匀配水，辐流沉淀池一般采用中心配水井，中心配水井分为有堰板和无堰板两种，前者水头损失较大，但配水均匀度较高；各种配水设备的水头损失，可按一般水力学公式计算。3.8.1 配水井一的计算（1） 设计两个初沉池前用一个配水井，只用一座。Qw=m3/d=0.810m3/s（2） 配水井来水管管径取=1000mm，其管内流速为 则： m/s（3） 上升竖管管径取=1200mm，其管内流速为则：m/s（4） 竖管喇叭口口径，其管内流速为mm 取=1600mm则：m/s（5） 喇叭口扩大部分长度，取=则：m（6） 喇叭口上部水深0.3m，其管内流速为则：m/s（7） 配水井尺寸：直径D4=D3+(1.02.0），取D4=D3+2则：D4=D3+2=1.6+2=3.6m（8）设配水井的平均停留时间为T1.5min，Qp=0.810m3/s配水井面积为=m2配水井高度为m3.8.2配水井二的计算（1） 设计两个初沉池后用两个配水井。Qmax=35000m3/d=0.405m3/s（2） 配水井来水管管径取=800mm，其管内流速为 则：m/s（3） 上升竖管管径取=1000mm，其管内流速为则：m/s（4） 竖管喇叭口口径，其管内流速为mm 取=1300mm则：m/s（5） 喇叭口扩大部分长度，取=则：m（6） 喇叭口上部水深0.2m，其管内流速为则：m/s（7） 配水井尺寸：直径D4=D3+(1.02.0），取D4=D3+1.6则：D4=D3+1.6=1.6+1.3=2.9m（8）设配水井的平均停留时间为T1.5min，Qp=0.405m3/s配水井面积为=m2配水井高度为m3.9管路设计与计算3.9.1进水管、事故管设计进水管的管径为DN=1200mm，采用的是钢筋混凝土管。设计流量计算如下：生活污水的总变化系数为：所以总设计流量为Qmax=70000m3/d=0.810m3/s取设计流量为L/s。查沟道水力学算图得，管内流速v=1.03m/s，1000i=1.16，此时管径D=1000mm。事故管与进水管采用同一材料同一规格的管。3.9.2污水管 由于厂内的污水及污泥管路型号各异，经设计需用不同的管路。在选用管路类型方面铸铁管其无污染、高强度、长寿命、水阻力小、综合费用低、符合潮流等特点曾被遴选为污水处理厂的常用管路，现就铸铁管道的管径进行设计。（1）进厂水管根据Qmax=70000m3/d=0.810m3/s，设定关内流速为v=0.8m/s由以及得，故m，取整后D=1200mm。校核流速m/s，介于0.6m/s-1.5 m/s之间，设计合理。查铁管及铸铁管水力计算表得，当管径D=1200mm，设计流量m3/s时，坡度，管内流速m/s。（2）从泵房到细格栅间，从细格栅间到曝气沉砂池的管道根据Qmax=70000m3/d=0.810m3/s，配水井设一个，管道拟用铸铁管。由以及得，取流速m/s。则m，取整后D=1000mm。校核流速m/s，介于0.6m/s-1.5 m/s之间，设计合理。查铁管及铸铁管水力计算表得，当管径D=1000mm，设计流量m3/s时，坡度，满流，管内流速m/s。（3）从曝气沉砂池到配水井的管道，从配水井到初沉池的管道以Qmax=70000m3/d=0.810m3/s，都是满流管，拟用铸铁管。由以及得，取流速m/s。则m，取整后D=1000mm。校核流速，介于0.6m/s-1.5 m/s之间，设计合理。查铁管及铸铁管水力计算表得，当管径D=1000mm，设计流量m3/s时，坡度，满流，管内流速m/s。（4）从初沉池到下一配水井的的管道从上可知Qmax=35000m3/d=0.405m3/s，也都是满流管，拟用铸铁管。配水井设两个。取流速m/s。则m，取整D=800mm。将取整后的D=800mm代入校核流速。则0m/s，介于0.6m/s-1.5 m/s之间，设计合理。查铁管及铸铁管水力计算表得，当管径D=800mm，设计流量0.405m3/s时，坡度，管内流速m/s。（5）从下一配水井至SBR池的管道 由于设计了6个SBR池，保证至少有3个池子在工作，可得流量为：m3/s，都是满流，拟用铸铁管设定流速v=0.8m/s，则m，取整D=700mm。查铁管及铸铁管水力计算表得，当管径D=700mm，设计流量m3/s时，坡度，管内流速m/s。（6）出厂管的管道以近期的设计流量进行设计，即Qmax=70000m3/d=0.810m3/s，分期建设，都是满流管，拟用铸铁管。取流速m/s。则m，取整后D=1000mm。校核流速m/s，介于0.6m/s-1.5 m/s之间，设计合理。查铁管及铸铁管水力计算表得，当管径D=1000mm，设计流量m3/s时，坡度，满流，管内流速m/s。3.9.3污泥管（1）从SBR池至污泥干化厂的管道及从SBR池至污泥泵房的管道其设计流量为m3 每周期为6h，设计管速v=0.7m/s，则污泥管的管径为：m，取整后D=300mm，采用铁管。（2）从污泥泵房至污泥浓缩池的管道设计流量m3/d=m3/s，取设计流速v=0.7m/s，则：m，取整D=200mm。3.9.4雨水管、厂区污水管雨水管和厂区污水管通常采用非金属的管材，雨水管采用的管径，厂区污水管采用的管径。3.9.5给水管给水管拟采用钢管，采用的管径。3.10 鼓风机房（1）主干管直径取流速V=15 m/s， Gs（ih）