污水处理厂毕业设计说明书.doc

天津城建学院成人高等教育本科毕业生毕业设计 i 摘 要 本设计是四川省成都市污水处理厂的初步设计，主要任务是完成污水及污泥 处理方法选择、工艺设计计算、污水厂平面图、高程图及单项处理构筑物施工图 设计。 该城市排放的污水中 bod5、codcr 及 ss 严重超标，依据污水的水质、水 量以及受纳水体的环境容量等相关资料，必须对其进行二级处理方可去除水中过 量的有机污染物，达到排放标准进而保护环境，所以本设计采用 sbr 序列间歇式 活性污泥法。 sbr 是序列间歇式活性污泥法的简称，与传统污水处理工艺不同，sbr 技术 采用时间分割的操作方式替代空间分割的操作方式，非稳定生化反应替代稳态生 化反应，静置理想沉淀替代传统的动态沉淀。它的主要特征是在运行上的有序和 间歇操作，sbr 技术的核心是 sbr 反应池，该池集均化、初沉、生物降解、二 沉池等功能于一池，无污泥回流系统。经过这个废水处理工艺的废水可达到设计 要求，可以直接排放。处理后的污泥经机械脱水后用作肥料。 通过此设计，污水处理厂建成后，本市的水污染问题能得到较好的解决，产 生良好的环境效益，同时也会收到很好的经济效益和社会效益。 关键词： sbr 工艺；污水处理厂；城市污水；活性污泥 天津城建学院成人高等教育本科毕业生毕业设计 ii abstract this is the preliminary design of the sewage treatment plant of chengdu in sichuang province. the main task of this project is to complete the scheme selection of sewage and sludge treatment design computation and design the sewage plant horizontal plan elevation map and construction drawing of the monomer structure. the contents of bod5、codcr and ss of the discharged sewage have surpassed the national standard in this city. it must be used secondary treatment to remove excess organic pollutants in sewage in order to meet discharge standards and protect environment，which is based on the quality and quantity of sewage the environmental capacity of the receiving water bodies and other relevant information. therefore，sequencing batch reactor activated sludge process was used in this design. sbr is the abbreviation of the sequencing batch reactor activated sludge process. different from traditional sewage treatment process, sbr technology uses to substitute time division operation mode for space division, non-stable biochemical reactions for stable state, ideal precipitation for the traditional dynamic precipitation. the main feature is the sequencing and batch operation. the core of the sbr technology is sbr tank, which sets all of the functions of homogenization, primary sedimentation, biodegradation and secondary sedimentation in a tank, and no sludge return system. the outlet water of the plant meets the design requirements, which is allowed direct discharge into rivers. the treated sludge is used for fertilizer after mechanical dewatering. water pollution problems of this city can be solved when the sewage treatment plant is completed. it has very good environmental benefits economic and social benefits. key words： sbr process；sewage treatment plant；urban sewage；activated sludge 天津城建学院成人高等教育本科毕业生毕业设计 iii 目目 录录 第第 1 1 章章 绪论绪论 .1 1 1.1 概述 .1 1.2 设计原始资料 .2 第第 2 2 章章 工艺设计方案的确定及构筑物的选择工艺设计方案的确定及构筑物的选择 .3 3 2.1 污水处理厂的选址 .3 2.2 污水处理工艺流程的确定 .3 2.3 主要构筑物的选择 .6 第第 3 3 章章 污水处理系统工艺设计污水处理系统工艺设计 .9 9 3.1 粗格栅的计算.9 3.2 曝气沉砂池的计算.13 3.3 辐流初沉池的计算 .17 3.4 sbr 池的计算 .20 3.5 消毒接触池 .28 第第 4 4 章章 污泥处理系统工艺设计污泥处理系统工艺设计 .3030 4.1 污泥浓缩池 .30 4.2 贮泥池 .32 4.3 污泥消化池 .33 4.4 脱水机房.35 第第 5 5 章章 污水处理厂总体布置污水处理厂总体布置 .3636 5.1 平面布置及总平面图 .36 5.2 污水处理厂高程布置 .39 第第 6 6 章章 污水总泵站污水总泵站 .4747 6.1 概述 .47 6.2 泵站设计 .48 6.3 泵站的设计计算 .48 参考文献参考文献 .5555 附附 录录 .5656 致致 谢谢.57 天津城建学院成人高等教育本科毕业生毕业设计 1 第 1 章 绪论 1.1 概述 1.1.1 环境概述 随着科学技术的不断发展，环境问题越来越受到人们的普遍关注，为保护环 境，解决城市排水对水体的污染以保护自然环境、自然生态系统，保证人民的健 康，这就需要建立有效的污水处理设施以解决这一问题，这不仅对现存的污染状 况予以有效的治理，而且对将来工、农业的发展以及人民群众健康水平的提高都 有极为重要的意义，因此，城市排水问题的合理解决必将带来重大的社会效益。 本设计是针对四川省成都市的排水工程，包括城市污水处理厂，进行系统全面的 设计。 1.1.2 本设计的目的和依据 了解污水处理采用的流行技术，了解污水厂的选址，掌握污水厂工艺流程的 选择及参数选定，掌握污水处理构筑物工艺尺寸的计算及其它工艺计算，熟悉污 水处理构筑物的构造，完善工程设计的思路和程序，加强计算机绘图，进一步熟 悉工程设计的步骤及要求，为工程设计打下基础。 给水排水工程设计手册1、11，给排水设计规范， 污水处理厂工艺设计 手册。 1.1.3 设计内容 （1）污水处理工艺选择及各工艺单元的设计，包括工艺流程的确定,各单体 构筑物的工艺设计，要求绘制部分主要构筑物的工艺施工图； （2）污泥处理方法选择及污泥处理构筑物的工艺设计计算。包括工艺流程 的确定，单体构筑物的设计； （3）污水泵站的工艺设计。可以是终点泵站，也可以是中途提升泵站。包 括选泵、泵站工艺设计计算和泵站工艺图的绘制； （4）污水处理厂的平面布置。包括污水处理厂处理构筑物和辅助建筑物的 平面布置图及工艺平面图绘制； （5）污水处理厂竖向布置及高程计算； 天津城建学院成人高等教育本科毕业生毕业设计 2 （6）绘制相关图纸。 1.2 设计原始资料 1.2.1 气象资料 年平均气温()16.2最冷月平均气温()2.4最热月平均气温()30.0 最高气温()37.3最低气温()-5.9主风向西北 1.2.2 地质资料 (1) 土壤类别： 亚粘土 。 (2) 平均地下水位：地下 9 m。 (3) 冰冻线：地面以下 0 m。 (4) 城市污水总干管进入污水厂入口处的管径 1000 mm，管顶覆土为 3.3 m。 (5) 污水厂所在地面标高为 140 m。 1.2.3 水质与水量资料 codcr mg/l bod5 mg/l ss mg/l 总氮 mg/l 总磷 mg/lph 水温 处理前4501902803087.020 处理后 60 2020 151.07820 污水的平均处理量为 70000 m3/d，污水的最大处理水量为 ，总变化系数取 3 max 1.04/ dz qqkms 0.11 2.7 1.29 z k q 1.2.4 纳污水体的水文和地质资料 在水体自净的最不利情况下，河水流量为 3 m3/s，河水平均流速为 0.25 m/s，河水温度 7 ，河水中原有溶解氧浓度为 5 mg/l，bod5 4 mg/l，ss= 20 mg/l，ss 允许增加量为 5 mg/l。在污水总出水口下游 65 km 处为集中取水口的卫生防护区，要求 bod5 2.0 mg/l。河流洪水水 位 138 m，枯水水位 133 m，常水位 135 m。 天津城建学院成人高等教育本科毕业生毕业设计 3 第 2 章 工艺设计方案的确定及构筑物的选择 2.1 污水处理厂的选址 城市污水处理工程的厂址选择，应遵循下列各项原则 （1）应与选定的污水处理工艺相适应，尽量做到少占农田和不占农田。 （2）厂址必须位于集中给水水源的下游，并应设在城镇、工厂厂区及生活 区的下游和夏季主风向的下风向。为保证卫生要求，厂址应与城镇、工厂厂区、 生活区及农村居民点保持与 300m 以上的距离，但也不宜太远，以避免增加管道 长度，提高造价。 （3）当处理后的污水或污泥用于农业、工业或市政时，厂址应考虑与用户 靠近，或者便于运输。当处理水排放时，则应与受纳水体靠近。 （4）厂址不宜设在雨季易受水淹的低洼处。靠近水体的处理工程，要考虑 不受洪水威胁。厂址尽量设在地质条件较好的地方，以方便施工，降低造价。 （5）要充分利用地形，应选择有适当坡度的地区，以满足污水处理构筑物 的高程布置的需要，减少土方工程量。若有可能，宜采用污水不经水泵提升而自 流入处理构筑物的方案，节省动力费用，降低处理成本。 （6）根据城市总体发展规划，污水处理工程厂址的选择应考虑远期发展的 可能性，有扩建的余地。 2.2 污水处理工艺流程的确定 2.2.1 工艺流程选择 城市污水处理工艺流程是指达到所要求的处理程度的前提下，污水处理个操 作单元的有机组合，确定各处理构筑物的形式，以达到预期的处理效果。 城市污水处理工艺流程，工艺流程由完整的二级处理系统和污泥处理系统所 组成。 该流程的一级处理是有格栅、沉砂池和初次沉淀池所组成，其作用是去除污 水中的固体污染物质，从大块垃圾到颗粒粒径为数毫米的悬浮物。污水的 bod 值 通过一级处理能够去除 20%30%。 二级处理系统是城市污水处理工程的核心，它的主要作用是去除污水中呈胶 天津城建学院成人高等教育本科毕业生毕业设计 4 体和溶解状态的有机污染物。通过二级处理，污水的 bod5值可降至 2030mg/l, 一般可达到排放水体和灌溉农田的要求。 污泥是污水处理过程的副产品，也是必然的产物。如从初沉池排出的沉淀污 泥，从生物处理系统排出的生物污泥等。这些污泥应加以妥善处置，否则会造成 二次污染。在城市污水处理系统中，对污泥的处理多采用由厌氧消化、脱水、干 化等技术组成的系统。 选择污水处理工艺流程时，工程造价和运行费用也是工艺流程选择的重要因 素，当然，处理水应当达到的水质标准是前提条件。以原污水的水质、水量及其 他自然状况为已知条件，以处理水应达到的水质指标为约束条件，而以处理系统 最低的总造价和运行费用为目标函数，建立三者之间的相互关系。 减少占地面积也是降低建设费用的重要措施，从长远考虑，它对污水处理工 程的经济效益和社会效益有着重要的影响。 当地的地形、气候等自然条件也对污水处理工艺流程的选定具有一定的影响。 在寒冷地区应当用低温季节也能够正常运行，并保证取得达标水质的工艺，而且 处理构筑物都应建在露天，以减少建设与运行费用。 对污水处理工艺流程选择还应与处理后的污水流入水体的自净能力及处理后 污水的出路有关。根据水体自净能力来确定污水处理工艺流程，既可以充分利用 水体自净能力，使污水处理工程承担的处理负荷相对减轻，又可防止水体遭受新 的污染，破坏水体正常的使用价值。不考虑水体所具有的自净能力，任意采用较 高的处理深度是不经济的，将会造成不必要的投资。 处理后污水的出路，往往是可以取决于该污水处理工艺的处理水平。若处理 后污水的出路是农田灌溉，则应使污水经二级生化处理后在确定无有毒物质存在 的情况下考虑排放；如污水经处理后须回用于工业生产，则处理深度和要求根据 回用的目的不同而异。 2.2.2 可行性方案的确定 该污水处理厂的建设规模为 7 万 m3/d，7 万 m3/d（平均日流量）的污水处理 厂属中小型污水厂。为了实现污水处理厂高效稳定运行和节省运行费用、建设费 用，要求选择的处理工艺技术成熟，处理效果稳定，保证出水达到排放要求；基 建投资和运行费用低；运行管理方便；具备脱氮除磷功能；工艺简单自动化程度 高。经过比较分析，最后选择 sbr 作为该处理厂的工程设计方案。 sbr 法是序批式(间歇)活性污泥法的简称，是由按一定顺序间歇操作运行的 sbr 反应器组成的；sbr 工艺的一个完整操作过程，即每个 sbr 反应器在处理 废水时的操作过程包括五个阶段：进水、反应、沉淀、出水、闲置。sbr 法的运 行 2 次以间歇操作为主要特征。 天津城建学院成人高等教育本科毕业生毕业设计 5 sbr 法工艺流程见图 2.1 进水反应沉淀排放闲置 图 2.1 sbr 法工艺流程 该工艺具有以下特点： 处理效果稳定，对水量、水质变化适应性强；耐冲击负荷； 理想的推流过程使生化反应推力大，效率高； 污泥活性高，浓度高且具有良好的污泥沉降性能，附上污泥膨胀； 脱氮除磷效果好； 工艺简单，不需二沉池，回流及其设备，一般情况下不必设置调节池， 多数情况下，可省去初沉池。因此工程造价及运行费用低，易于维护治理。 存在的问题： 间歇周期运行，对自控要求高； 变水位运行，电耗增大； 污泥稳定性不如厌氧消化好。 适用于中小型污水处理厂 2.2.3 污泥处理工艺流程 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，决定污泥采用中温厌氧二级消化，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。 天津城建学院成人高等教育本科毕业生毕业设计 6 2.2.4 工艺流程方案的确定 沉 砂 池 初 沉 池 细 格 栅 接 触 池 计 量 槽 脱 水 机 房 贮 泥 池 浓 缩 池 事故干化场 沼气柜 鼓风机房加氯间 干泥外运 加氯间 粗 格 栅 泵 站 污 水 s b r 池 出 水 二 级 消 化 池 一 级 消 化 池 图 2.2 sbr 法处理工艺流程图 2.3 主要构筑物的选择 2.3.1 格栅 格栅是一组平行的金属栅条或筛网组成，安装在污水管道、泵房、集水井的 进口处或处理厂的端部，用以截留雨水、生活污水和工业废水中较大的悬浮物或 漂浮物，如纤维、碎皮、毛发、木屑、果皮等，起净化水质，保护水泵的作用， 同时也减轻后续处理构筑物的处理负荷，使之正常运行。 截留污物的清除方法有两种，即人工清除和机械清除。大型污水处理厂截污 量大，为减轻劳动强度，一般应用机械清除截留物。 2.3.2 沉砂池 沉砂池的形式有平流式、竖流式、曝气沉砂池。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 天津城建学院成人高等教育本科毕业生毕业设计 7 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。 2.3.3 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。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。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。 由于本设计流量较大，所以采用普通辅流式沉淀池。初沉池共有两座，直径 为 35m，高为 6.305m，有效水深为 3.0m。为了布水均匀，进水管设穿孔挡板， 穿孔率为 10%-20%取 15%，出水堰采用倒等腰三角堰,池内设有环形出水槽，双 侧集水。每座沉淀池上设有刮泥机，沉淀池采用中心进水，周边出水，单边传动 排泥。 2.3.4 曝气池 本设计采用间歇式活性污泥法，简称 sbr 工艺，又称序批式活性污泥法，是 近年来在国内外被广泛应用的一种污水生物处理技术。sbr 工艺的运行工况是以 间歇操作为主要特征，其工况是按时序来运行的，一个操作过程分五个阶段：进 水、反应、沉淀、排水、闲置。曝气系统采用鼓风曝气，选择其中的网状微孔空 气扩散器。设计六座 sbr 曝气池。 2.3.5 消毒接触池 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。 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。 接触池总长为 54m，分 3 个廊道，每廊道长 18m，宽 4.5m。 天津城建学院成人高等教育本科毕业生毕业设计 8 2.3.6 计量堰 为提高污水厂的工作效率和运转管理水平，并积累技术资料，以总结运转经 验，为今后处理厂的设计提供可靠的依据，设计计量设备，以正确掌握污水量、 污泥量、空气量以及动力消耗等。本设计选用巴式计量槽，设在污水处理系统的 末端。 2.3.7 污泥浓缩池 污泥浓缩池主要是降低污泥中的空隙水，来达到使污泥减容的目的。浓缩池 可分为重力浓缩池和浮选浓缩池。重力浓缩池按其运行方式分为间歇式或连续式。 （1）浮选浓缩池：适用于浓缩活性污泥以及生物滤池等较轻的污泥，并且 运行费用较高贮泥能力小。 （2）重力浓缩池：用于浓缩初沉池污泥和二沉池的剩余污泥，只用于活性 污泥的情况不多,运行费用低，动力消耗小。 综上所述，本设计采用重力浓缩池。 2.3.8 贮泥池 贮泥池可以调节来自初沉池及浓缩池的污泥量,以便及时将污泥提升至一级消 化池。本设计采用矩形贮泥池，贮存来自初沉池和浓缩池的污泥，池数 n=2。 2.3.9 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。 一级消化池四座，直径为 19m，消化温度为 35，二级消化池两座，且尺寸 与一级相同。 2.3.10 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、加压过滤脱水机及带式压滤 机等。本设计采用带式压滤机，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。 天津城建学院成人高等教育本科毕业生毕业设计 9 第第 3 3 章章 污水处理系统工艺设计污水处理系统工艺设计 3.1 粗格栅的计算 3.1.1 原始设计参数 1.设计流量 来自城市污水管网的平均流量 q=70000m3/d=0.81m3/s=810l/s=2916.7m3/h 最大流量 qmax=1.04m3/s=1040l/s=3744m3/h 2.进水管管底高程为 140-4.3=135.7m，管径 dn1000，充满度，8 . 0 d h i=2.3,管底埋深 4.3m。 3.出水井水面高程 143.73m。 4.泵站位置：选择在污水厂厂区内，地面标高 140mm。 5.地质条件：土壤类别为亚粘土，冰冻深度为 1.2m，地下水位-9m。 6.电源由污水厂变电所提供，在泵站内反设控制系统，勿需另配电系统。 3.1.2 进水格栅设计 格栅是安装在泵房集水池前或污水厂前端的构筑物，用以截留污水中较大 的漂浮物和悬浮物，保护水泵机组和后续处理构筑物的正常运行。 1.栅条的间隙数 n= sinq bhvn 设计 式中 q设计污水厂设计流量（m3/s） ； 格栅倾角，=60o； h栅前水深（m） ，h=0.8m； v过栅流速（m/s） ，取 v=1.55m/s； b格栅间隙宽度（m） ，b=0.025m； n格栅组数，n=2。 带入各值，得 天津城建学院成人高等教育本科毕业生毕业设计 10 n= = =16 个 sinq bhvn 设计 1.04sin60 0.025 0.8 1.55 2 2.栅槽宽度 设栅条宽度 s=0.01m，则栅槽宽度 b2=s（n-1）+bn=0.01（16-1）+0.02516=0.65m 总槽宽：b=2b2=20.65=1.3m 3.通过格栅的水头损失 设栅条断面为锐边矩形断面，水头损失可用下式计算 h1= 42 3 ( )sin 2 sv k bg 式中 k系数，格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般 k=3； 形状系数，本设计中栅条采用锐边矩形断面，=2.42； s栅条宽度（m） ； g重力加速度（m/s2） 。 则通过格栅的水头损失 h1=0.228m，取 h1=0.3m 42 3 0.011.55 3 2.42 ()sin60 0.0252 9.8 4.栅槽总高度 设前渠道超高 h2=0.50m， h=h+ h1+ h2=0.8+0.3+0.5=1.6m 5.每日栅渣量 w= 1 86400 1000 qw 平均 式中 w1栅渣量（m3/103m3）,本设计取 w1=0.1； q平均污水厂平均污水量（m3/s） 。 则每日栅渣量 w=6.998m3/d0.2 m3/d 0.81 0.1 86400 1000 故采用机械清渣。格栅采用链条回转式格栅，它由驱动机构、主传动链轮轴、 从动链轮轴、牵引链、齿耙、过力矩保护装置和机架等组成。驱动机构布置在栅 体上部的左侧或右侧，通过安全保护装置将扭矩传给主传动链轮轴，主传动链轮 轴两侧主动链轮使两条环形链条作回转运动，在环形链条上均布 68 块齿耙， 齿耙间距与格栅栅距配合并插入栅片间隙一定深度，运行时齿耙栅片上的污物随 齿耙上行，当齿耙转到格栅体顶部牵引链条换向时齿耙也随之翻转，格栅截留的 栅渣脱落到工作平台上端的卸料处，由卸料装置将污物卸至输送机或集污容器中。 天津城建学院成人高等教育本科毕业生毕业设计 11 格栅清渣装置起动由水位差控制开关控制，当格栅前后水位差大于 0.1m 时， 开始工作。 图 3.1 格栅示意图 6.格栅除污机的选型 格栅选用 2 台 lxg 链条旋转背耙式格栅除污机，每台的过水流量为 1.04/3=0.52m3/s。根据江都市亚太环保设备制造总厂提供的该格栅除污机的有关 技术资料所选设备的技术参数为： 1）安装角度为 60； 2）电机功率为 1.5kw； 3）设备宽度为 b+450mm； 4）井宽2800mm； 5）井深6000mm； 6）过栅流速为 0.51.2m/s； 7）耙齿栅隙为 25mm； 8）水头损失=1.0 3 m=2. 03v 3 m (4) 沉砂池总高度（采用重力排砂）h 1234 hhhhh 31 ()hla i 式中：超高，取=0.3； 1 hm 1 hm 砂斗以上梯形部分高度，； 3 hm 池底坡向砂斗的坡度，取 =0.1，一般值为 0.10.5 ii 则： 31 ()(122) 0.10.988hla im 天津城建学院成人高等教育本科毕业生毕业设计 16 h=0.3+2.0+0.988+0.8=4.088m 4321 hhhh 3.2.3 排砂设备 采用排砂斗两台，并就近布置贮砂池，洗砂后外运。 3.2.4 曝气系统设计计算 采用鼓风曝气系统，穿孔管曝气 空气量： max 3600qqq 式中：q所需曝气量，m3/h; q每 1m3污水所需曝气量，m3/m3，取 q=0.2。 则 q=3600=748.8 m /h04 . 1 2 . 0 3 （1）空气干管设计 ，v干管=1015m/s，取 12m/s。 3 748.8/qmh （2）支管设计 每池 6 根支管带一根穿孔管，空气竖管间距 2m，共计 12 根空气竖管，每根 竖管空气量 q=62.4 m /h 12 q 12 8 . 748 3 （3）穿孔管设计 每根穿孔管长 1.8m，孔径为 50mm，孔距 30mm，两穿孔管轴间距 200mm。 图 3.2 空气管路布置示意图 选择从鼓风机房开始的最长管路作为计算管路，在空气流量变化处设计算节 点，如上图，统一编号后列表进行空气管路计算，计算结果见下表： 天津城建学院成人高等教育本科毕业生毕业设计 17 表 3.1 空气管路计算表 管段 编号 管段 长度 空气流量 m /h m /min 33 空气 流速 m/s 管径 mm 配件 管段 当量 长度 管段 计算 长度 压力损失 （pa/m） 9.8kpa 9.8pa 1-22124.82.084.24100弯头一个1.753.750.2450.919 2-32249.64.163.9150三通一个7.589.580.1421.36 3-42374.46.245.72150三通一个2.179.580.3853.688 4-52499.28.324.32200三通一个10.712.70.1121.422 5-62624.010.45.2200三通一个10.712.70.1942.464 6-750.0748.812.484.48250三通一个13.963.990.0986.271 管道系统的总压力损失为 0.016mmh o=16.124pa=0.016kpa，设穿孔管的压力损 2 失为 2kpa，则总压力损失为 2.016kpa，为安全计，设计取 3kpa。 鼓风设备采用与曝气池空气系统共用的鼓风机房。 3.3 辐流初沉池的计算 3.3.1 池体计算 （1）沉淀部分表面积 a,m2 max q a nq 式中：污水厂设计流量，； max q hm / 3 n池数，本设计取 n=2 个； 表面负荷（23） ，本设计取=2。 q 32 /mm h q hmm 23 / 则： a= 3 4 max 6 . 940 2422 29 . 1 107 m nq q （2）池子直径d 4a d 则： 取35 44 940.6 34.6 3.14 a dm d m 天津城建学院成人高等教育本科毕业生毕业设计 18 （3）沉淀池的有效水深 h2 2 h q t 式中： 污水在沉淀池内的沉淀时间，取 =1.5。 t h t h 则： 2 1.5 2.03.0hq tm （4）校核径深比： 2 32 7.1 4.5 d h ，在 612 内，符合要求 （5）沉淀部分有效容积 v 2 vah 则： 3 2 786 4.53537vahm （6）沉淀部分所需的容积v 1000 snt v n 式中：每人每日污泥量，查给排水设计手册5，一般 s ）人 dl/( 范围为（0.30.8），取=0.5；）人 dl/( s ）人 dl/( 设计人口数，人，设计 f 城 25 万人； n 污泥在污泥斗内贮存时间，d，取=4=0.17d; tth 沉淀池个数，个，n=2。 n 则： 3 0.5 250000 0.17 10.4 10001000 6 snt vm n 按悬浮物去除 50%计，则 12 max () 24 100 (100) z cct vq k rp n 式中：c1进水悬浮物浓度（） ，本设计 280mg/l； 3 /md c2出水悬浮物浓度（） ，50%c1； 3 / t m kz生活污水总变化系数，1.29； r污泥容重（） ，取 1.0； 3 / t m p0污泥含水率（%） ，取 97%。 则： 3 6 (280280 50%) 100 24 89856 2427.09/ 1.29 1.0 (10097) 102 24 vmd 故取 v=27.09。 3 /md 天津城建学院成人高等教育本科毕业生毕业设计 19 （7）污泥斗容积 v1 22 5 111 22 () 3 h vrrrr 512 ()tanhrr 式中：污泥斗高度，； 5 h m 污泥斗上部半径，取=2.0； 1 r m1 r m 污泥斗下部半径，取=1.0； 2 r m2 r m 污泥斗倾角， ，取=60 。 则： 512 ()tan(2.0 1.0)tan601.73hrrm 22223 5 111 22 3.14 1.73 ()(2.02.0 1.0 1.0 )12.7 33 h vrrrrm （8）污泥斗以上圆锥部分污泥容积 2 v 22 4 211 () 3 h vrrrr 411 ()() 2 d hrr ir i 式中：圆锥体高度，； 4 hm 池子半径，17.5;rm i池底径向坡度，本设计取 i=0.05。 则： 411 35 ()()(2.0) 0.050.775 22 d hrr ir im 22223 4 211 3.14 0.775 ()(17.517.5 2.02.0 )280.06 33 h vrrrrm （9）可贮存污泥总容积 v，m3 12 12.7280.06292.76vvv20.36m3 足够大 （10）沉淀池总高度h 12345 hhhhhh 式中：超高，取=0.3m； 1 h 1 h 有效水深，为 3m； 2 h 缓冲层高度，一般值为 0.30.5，取=0.5； 3 h 3 hm 圆锥体高度，为 0.775m； 4 h 污泥斗高度，为 1.73m。 5 h 则： 天津城建学院成人高等教育本科毕业生毕业设计 20 12345 0.330.50.775 1.736.305hhhhhhm （11）沉淀池池边高 h 123 hhhh 则： 123 0.330.53.8hhhhm （12）排泥设计 表 3.2 zbg-35 型周边传动刮泥机性能表 项目池径 m电动机 功率 kw 滚轮形 式 轨道形 式 周边线 速 m/min 性能352.2刚滚轮钢板3.2 池底接 dn200 排泥管，利用静水压力连续排泥。 （13）浮渣收集 浮渣用浮渣刮泥板收集，定期清渣，刮泥板装在刮泥机桁架的一侧，高出水 面 0.2m，在出水堰前设置浮渣挡板拦截浮渣，排渣管管径取为 200mm。 （14）放空管 污泥斗中设放空管，管径 300mm。 3.4 sbr 池的计算 采用高负荷间歇进水方式，周期大，排放比大。 3.4.1 池体计算 1.已知条件：污水进水 70000m3/d，进水 bod 190mg/l，水温 20，处理水 质 bod20mg/l。 sbr 反应池设置 6 个，排出比 1/m=1/2，反应池水深 h=5m。 2.设计参数 （1）污水处理程度的计算 原污水经过初次沉淀池的处理，ss 按降低 50%，bod5按去除 25%考虑，则 进入曝气池污水的 bod5值（sa）： 190 (1 25%)142.5/ a smg l 天津城建学院成人高等教育本科毕业生毕业设计 21 ss 值为： 280(1 50%)140/ ss cmg l 其中，水中非溶解性含量 5 bod 5 7.1 ae bodbx c 式中： 微生物自身氧化率，一般在 0.050.10 之间，取=0.08；bb 活性微生物在处理水中所占的比例，取=0.4； a x a x 处理水中悬浮固体浓度，=20。 e cmg l e cmg l 则： 5 7.17.1 0.08 0.4 204.54 ae bodbx cmg l 出水中的总含量 20，故处理水中溶解性含量 5 bodmg l 5 bod e s 5 204.5415.46/ e sbodbodmg l 总 则的去除率为 5 bode 142.5 15.6 100%100%0.89 142.5 ae a ss s （2）污泥负荷率的确定 5 bod s n 为保证曝气池在低温季节也能取得良好的处理效果，故拟定采用的 5 bod 污泥负荷率为 0.2，为稳妥计，应加以校核，公式为： 5 kgbodkgmlss d 2e s k s f n 式中：污泥负荷，； s n 5 kgbodkgmlss d 2 k 系数（0.01680.0281） ，取=0.0180； 2 k 系数，一般为 0.70.8，取=0.75。f/mlvss mlssf 则： 2 5 0.0180 15.46 0.75 0.23/() 0.89 e s k s f nkgbodkgmlss d 在 0.20.4之间，符合设计要求。 s n 5 kgbodkgmlss d （3）确定混合液污泥浓度x 6 10 (1) r r x rsvi 式中：污泥体积指数，一般为（100120）mg/取=120svimg lsvi ；mg l r污泥回流比，取=50%；r 考虑污泥在二沉池中停留时间、池深、污泥厚度等因素的有r 关系数，取 =1.2；r 则： 天津城建学院成人高等教育本科毕业生毕业设计 22 66 1050% 1.2 10 3333 (1)(1 50%) 120 r r xmg l rsvi 3.反应池运行周期各工序时间计算 （1）曝气时间 24 s a sa c t nm c 式中：cs进水平均 bod5(mg/l)，142.5mg/l; casbr 池内 mlss 浓度(mg/l)，3300mg/l; nsbod 污泥负荷，0.23 5 kgbodkgmlss d 1/m排出比，设为 1/2； 则： 2424 142.5 1.8 0.23 2 3300 s a sa c th nm c （2）沉淀时间 初期沉降速度 41.7 max 7.4 10 a vtc 水温 t=20，则 41.7 max 7.4 1020 33001.54/vm h 因此，必要的沉降时间为 max 1 hs m ts v 式中：h反应池内水深，本设计取 5m； s超高，取为 0.5m。 则： max 11 5.00.5 2 1.62 1.54 hs m tsh v （3）排水时间 沉淀时间在 1.62h，排水时间在 2h 左右，与沉淀时间合计为 4h，因此排水时 间取为 2h。 （4）一个周期所需时间 tc1.8+4.0=5.4h 取 t=6h。 所以周期数为 n=24/5.4=4.4 （5）进水时间 天津城建学院成人高等教育本科毕业生毕业设计 23 6 1.0 6 c p t th n 式中：nsbr 反应池个数。 4.反应池容积的计算 （1）反应器容积 nn m qv s 式中 n周期数； 排出比； m 1 n池的个数； = nn m qv s 3 6 . 7291 64 5 . 270000 m （2）进水流量变动的计算 根据进水时间和进水流量变化模式，一个周期的最大进水量变化比为 r=1.5。超过