环境工程毕业设计（论文）-陕西杨凌区污水处理厂设计【全套图纸】.doc

1 原始资料分析全套图纸，加1538937061.1 杨凌概况陕西杨凌，以我国唯一的农科城著称，是西北地区农业科技人才的荟萃之地，示范区由科学园区、产业园区、国际合作园区、现代农业综合园区和若干试验推广基地等五个园区组成。 杨凌农业高新技术产业示范区，位于陕西关中平原中部，西安和宝鸡中间，距省会城市西安大约90公里，中心地处东经10810807，北纬34123420，三面环水，西以杨凌与宝鸡扶风县接壤处为界，东有漆水河与武功县为界，南以渭河与周至县相望，北至韦水河。 示范区规划占地面积约为22.10平方公里，示范区距咸阳机场70公里，陇海铁路横穿东西，细宝中线和西宝高速公路贯通全境，邮电通信实现数字化，并与国际联网，交通通讯比较便利。1.2 自然条件1.2.1 地形地貌 示范区北靠黄土塬，南依渭河，地质构造属于鄂尔多斯地台南端，地形以渭河冲积平原为主体，由渭各级其阶地组成，区内地势北高南低，海拔高度431559米，南北间平均坡度为3.5%，东西向比较平坦，坡度在1%内。1.2.2 气象属于大陆性季风气候；年平均温度13.0；最高温度42.0；最低温度-19.40C；年平均降水量610.2mm；最大冻土深度24cm，最大积雪深度23cm；历年平均盛行东、西风，最大风速21.7m/s；地震列度为7度。1.2.3 水文地质示范区地下含层岩性主要为砂、砂砾石和黄土状钙质结构，地下水流向基本与地势一致（西北流向东南）。区内地层简单，岩性单一，出露地层全部为Q3Q4黄土状亚粘土，除二级阶地局部为一级湿陷性外，其余地区均为二级湿陷性，地基承载力大于15T/m2，区内地下水埋藏深度为265m，地下水对建筑物基础无不良影响。 区内无不良地质现象，规划区内全部用地都适宜于做修建用地。渭河在示范区境内长度约15km，多年平均流量136.53/s，年总经流量43.06亿m3（魏家堡水文张资料），污水量 近期水量: 项 目设计水量m3/dm3/hm3/sL/s平均流量3000012500.347347最高流量4350018130.503503远期水量：项 目设计水量m3/dm3/hm3/sL/s平均流量6000025000.694694最高流量8040033500.9309301.3 污水水质COD=400 mg/L; BOD5=220mg/L;SS=300mg/L；TN=30 mg/L ; P=1.7 mg/L 混合污水温度：夏季按20C，冬季按10 C。1.4 处理要求处理要求:污水经处理后应达到污水综合排放标准GB8978-2002中城市污水厂一级标准，其出水水质COD=60mg/1，BOD=20mg/1，SS=20mg/L；T-N=15mg/1，p=0.5mg/1。污泥应进行稳定化及脱水处理。1.5 处理程度式中：C0原污水浓度Ce出水浓度1、COD去除率：100%=85%2、BOD5去除率：处理水中非溶解性DOD5的值：（参数及公式取自）DOD5=7.1bXaCeCe处理水中悬浮固体浓度20mg/LXa活性微生物在处理水中的所占比例取0.4b微生物自身氧化速率，取0.4 DOD5=7.10.0750.420=4.26 mg/L故水中溶解性DOD5要求小于204.26=15.74 mg/LBOD5去除率：100%=92.8%3、SS去除率：100%= 93.3% T-N去除率：100%=50%T-P去除率：100%=70.6%2 城市污水处理方案的确定2.1 确定处理方案的原则城市污水处理的目的是使之达标排放或污水回用用于使环境不受污染，处理后出水回用于农田灌溉，城市景观或工业生产等，以节约水资源。城市污水处理及污染防治技术政策对污水处理工艺的选择给出以下几项关于城镇污水处理工艺选择的准则：城市污水处理工艺应根据处理规模、水质特征、受纳水体的环境功能及当地的实际情况和要求，经全面技术经济比较后优先确定。工艺选择的主要技术经济指标包括：处理单位水量投资，削减单位污染物投资，处理单位水量电耗和成本，削减单位污染物电耗和成本，占地面积，运行性能，可靠性，管理维护难易程度，总体环境效益。应切合实际地确定污水进水水质，优先工艺设计参数必须对污水的现状，水质特征，污染物构成进行详细调查或测定，做出合理的分析预测。在水质组成，复杂或特殊时，进行污水处理工艺的动态试验，必要时应开展中试研究。2.2 污水处理方案的选择我国城市污水处理技术随着水污染控制与环境治理的实践，在吸取国外技术经验的同时，结合我国国情的特点，逐步改进提高，初步形成了一些适用的技术路线，主要如下： 对传统活性污泥法进行改造或予以取代后的人工生物净化技术路线； 以自然生物净化为主的人工生物净化与自然生物净化相结合的技术路线； 以扩散排放为主，处理为辅的技术路线； 以回用为目的的污水深度处理技术路线，结合该污水处理工程的具体情况分析进行选择： 首先，3和4这两条技术路线对于自然环境条件因素要求较高，从而不可取，所以应选择1和2这两条路线，尤其以2这种路线应予以推广。下面着重分析以自然生物净化为主与人工生物净化相结合的技术路线和对传统活性污泥法进行改造或予以取代的人工生物净化路线。人工生物净化与自然生物净化相结合的技术路线，对于大规模污水处理厂来说，主要指氧化塘处理和土地法处理，它们都具有运行费用低，外加能源消耗少和管理简单的优点，在我国一些城市也被因地制宜的采用。氧化塘一般分好氧氧化塘、厌氧氧化塘、兼性氧化塘，它们所需要的停留时间都很长，一般需要几天到几十天，占地面积很大，而且对周围环境卫生的影响较大，需要慎重考虑，所以，在没有低洼地可利用的情况下，若购置占用大量的良田，平地筑塘是很不经济的，本工程的情况不宜采用氧化塘处理。土地法处理，就是按照要求对污水达到处理的同时，达到对控制渗流污染的要求，有计划的将污水排放到大面积的土地上下渗，利用土壤的过滤、吸附、分解以及土壤微生物的代谢能力等物理、化学、生物化学等作用，使污水达到净化。这种仿有利于污水中水肥资源的利用和土壤微粒结构的改善，但是，这种处理需要广阔的土地面积，而且要注意对地下水的污染问题。在我国人均土地面积不足的情况下，土地法处理必须与污水灌溉合理的结合，污水灌溉在农业增产方面取得了显著的成绩，但是，这只是对污水的灌溉利用和污水的土地利用处理还有一定差距。主要表现在： 污水灌溉按土地处理污水的要求控制水量、水质，有些地下水以及其它水源、水体造成污染； 由于灌溉季节性变化和灌溉面积的限制，不能做到终年昼夜对污水的处理； 没有经过严格水质控制的灌溉，往往会造成对粮食作物，特别是对蔬菜作物的使用质量的影响，这主要来自一些重金属的污染；所以，污水灌溉作为对适当处理获得城市污水的有效利用，无疑是非常有价值的，但作为对污水的完善土地处理，从而取代其它的污水处理措施，在本工艺的具体条件下，尚不现实或者不可行。综上所述，以自然生物净化为主的人工生物净化与自然生物净化相结合的路线，本工程不具备采用的条件，当然也就不宜采用。人工净化就是人为的创造条件，使微生物大量繁殖，提高微生物净化的效率，主要包括活性污泥法与生物膜法，其中以活性污泥法采用较为普遍，是目前国内外城市污水处的主体工艺。传统的活性污泥法净化，有较丰富的实践经验和技术资料，运行可靠，处理所效果好，但是也存在能耗较多和费用高等特点，所以对其流程改革更新后，出现了A-B工艺，氧化沟法，SBR间歇活性污泥法，A/O脱氮工艺，A2/O同步脱氮工艺等常用工艺，它们各自具有相对不同的优点。结合本工艺的具体情况，在已排除了前述三个技术路线之后，我认为采用传统活性污泥法或对传统活性污泥法进行改造的人工生物净化技术路线是比较合适，可行的。主要有以下特点：（1）不需要占用大面积的土地；（2）处理后污水可用于灌溉、非灌溉季节排放，又不会造成污染；（3）为以后在经济条件可以的情况下，进行三级处理提供工业回用打下基础。陕西杨凌区污水处理厂的污水要求达到工程所要求的污水处理程度，必须采用二级处理，目前国内外城市二级处理厂大多采用活性污泥法，这种方法能有效去除城市污水中的主要污染物，而且比较经济，本污水厂还要求高效脱氮除磷，常用的方法有AB法，A2/O法，氧化沟工艺，SBR等。污水处理工艺流程方案的介绍与比较在选定了污水处理技术路线后，我们对活性污泥法和人工生物净化的几个方案进行筛选，初步筛选到下列几个方案，在进行比较。氧化沟A-B两段曝气法SBR法2.2.1 氧化沟工艺氧化沟也称氧化渠或循环曝气池，是于20世纪50年代由荷兰的巴斯韦尔（Pasveer）所开发的一种污水生物处理技术，属活性污泥法的一种变法。它把连续式反应池作为生化反应器，混合液在其中连续循环流动。氧化沟使用一种带方向控制的曝气和搅动装置，向反应器中的混合液传递水平速度，从而使被搅动的混合液在氧化沟闭合渠道内循环流动。由于氧化沟运行成本低，构造简单，易于维护管理，出水水质好，运行稳定，并可以进行脱氮除磷，因此日益受到人们的重视，并逐步得到推广，特别适用于南方延时曝气运行。工艺流程氧化沟工艺可不建初沉池和污泥消化池，有时还可以将曝气池与二沉池合建而省去污泥回流系统，常用的处理城市污水的氧化沟工艺流程如图所示：进水 格栅 沉沙池 氧化沟 二沉池 出水 回流污泥 剩余污泥 氧化沟特点：1、工艺流程简单，运行管理方便，氧化沟工艺不需要初沉池和污泥消化池，有此类氧化沟还可以和二沉池合建，省去污泥回流系统。2、运行稳定，处理效果好，氧化沟的BOD平均处理水平可达95%左右。3、能承受水量水质的冲击负荷，对浓度较高的工业废水有较强的适应能力，这主要是由于氧化沟水力停留时间长，泥龄长，一般为2030d，污泥在沟内达到除磷脱氮的目的，脱氮效率一般80%，但要达到较高的除磷效果，则需要采取另外措施。4、基建投资省，运行费用低和传统活性污泥工艺相比，在去除BOD，去除BOD和NH3-N及去除BOD和脱氮情况下更省，同时统计表明在规模较小的情况下，氧化沟的基建投资比传统活性污泥法更省。2.2.2 AB法（A+A2/O）AB法是吸附生物降解法（Absorption.Bio-Degradation）的简称，是原联邦德国亚琛工业大学宾克（Bohnke）教授于70年代中期开发的一种新工艺。AB法的工艺流程与机理AB法的工艺流程的主要特点是不设初沉池。由AB二段活性污泥系统串联运行，并有各自独立的污泥回流系统，它的工艺流程如图所示：进水 沉砂池 初沉池 厌氧池回流混合液 出水 二沉池 好氧池 缺氧池剩余污泥 回流污泥污水由城市排水管网经格栅和沉砂池直接进入A段，该段充分利用原污水中的微生物，并不断繁殖，形成一个开放性的生物动力学系统，A段污泥负荷率高达26kgBOD5/(kgd)，水力停留时间短（一般为30min），污泥龄短（0.30.5d）。A段中污泥的絮凝吸附作用为主，生物降解为辅，对污水中BOD5的去除率的去除率可达40%70%，然后再通过B段处理，B段可为常规的活性污泥法，由此构成的工艺为常规AB法BOD5的去除率为90%，而总磷的去除率为50%70%，总氮的去除率为30%40%，其除磷效果比常规一般活性污泥法好，但不能达到防止水体富营养化的排放标准，所以可把B段设计成生物脱氮除磷工艺。如果要求以脱氮为重点，B段采用A1/O，此时AB工艺为A+A1/O工艺；如果要求除磷为重点，则B段采用A2/O工艺，此时AB工艺为A+A2/O工艺。如氮和磷均需高效去除则B段为A2/O工艺，此时AB工艺为A+A2/O工艺。AB法工艺特点1、不设初沉池，A段由曝气吸附和中沉池组成，为AB工艺为第一处理系统。B段由曝气池和二沉池组成。A段和B段由独自的污泥回流系统，因此二段有各自独立的生物群体，所以处理效果稳定。2、AB工艺对BOD5、COD、SS、N、P的去除率一般高于常规活性污泥阿法。A段负荷高达26kg BOD5/(kgMLSSd)，它具有很强的抗冲击负荷的能力，并具有对PH、有毒有害物质影响的缓冲能力，水力停留时间和污泥龄短，污泥中全部是繁殖很快的细菌。3、A段活性污泥法吸附能力强，能吸附污水中某些重金属难降解有机物以及氮、磷等植物性营养物质，这些物质通过剩余污泥的排放得到去除，故A段具有去除一部分上述物质的功能。4、由于A段的高效絮凝作用，使整个工艺中通过絮凝吸附由污泥排放途径去除的BOD5量大大提高，从而使AB工艺比常规活性污泥法可省去基建投资20%，节省运行能耗15%左右。5、AB法很适用于分布建设，使之缓冲投资上的困难，又能取得较好的处理效果，然后建B段。6、AB工艺不仅适用于新厂建设，还适用于旧厂改造和扩建。2.2.3 循环施活性污泥法（CASS工艺）CASS( Cyclic Activatedsludge System)系统是由Mervyn C.Goronszy教授开发的一种循环施活性污泥法，该法将生物反应器和泥水分离过程结合在一个池子完成。是SBR工艺的一种变形，不同于SBR的一个重要特征在于反应器的进水处设置一个生物反应器，可以有效的抑制丝状菌的大量繁殖，克服污泥膨胀，提高系统性能。如下图所示为CASS活性污泥处理系统的工艺流程：进水 格栅 沉沙池 CASS池 出水 剩余污泥 从图可见，本工艺系统最主要特征是采用集有机污染物降解与混合液沉淀于一体的反应器间CASS池。CASS工艺的特点：1、CASS是SBR的一种变形，它的净化机理与传统活性污泥法基本相同，但2、2、CASS的各个运行期在时间上的有序性，使它具有不同于连续流活性污泥法（Fs）和其他生物处理的一些特性。3、处理效果稳定，对水量、水质变化适应性强，耐冲击负荷。4、CASS在运行操作过程中，可以通过时间上的有效控制和变化来满足多功能的要求，具有极强的灵活性。CASS可以调节曝气时间来满足出水要求，因此运行可靠，效果稳定。另外，CASS独特的时间推流性与空间完全混合性，使得可以对其运行有效的交换，以达到适应多种功能的要求，极其灵活。5、理想的推流过程使生化反应推力大、效率高。6、污泥活性高，浓度高且具有良好的污泥沉降性能。7、由于有机物浓度存在较大浓度梯度，有利于菌胶团的形成，所以可有效地抑制丝状菌的生长，防止污泥膨胀。CASS在沉淀时没有进出水流的干扰，可以避免短流和异重流的出现，是一种理想的静态沉淀，固液分离效果好，易获得澄清的出水。剩余污泥含水率低，浓缩污泥含固率可达到2.5%3%，为后续污泥的处置提供了良好的条件。8、脱氮除磷效果好CASS工艺的时间序列性和运行条件上的较大灵活性为其脱氮除磷提供了得天独厚的条件。9、工艺简单，工程造价及运行费用低，是小规模污水治理的有效方法。目前，我国乡镇企业发展很快，排放污水总量不大，且间断排放，加之技术管理水平较低，经费少，若采用常规的连续式活性污泥系统进行治理，难度很大，若采用CASS，则具有均化水质，勿需污泥回流，不需二沉池，建设与运行费用都较低等优点，CASS是一种高效、经济、管理简便，适用于中小水量污水。2.2.4 方案确定通过几个工艺流程的技术经济比较可知，CASS法较适用于该设计。工艺流程如下:进水 格栅 沉沙池 CASS池 出水 剩余污泥 3 处理构筑物设计3.1 粗格栅间设计（设计参数采自）入厂水位的确定杨凌区北高南低，坡度24，西高东低58，污水管网采用低边式布置，城市污水主干管东西向布置，次干管南北向布置，选主干管入厂坡度：6，入厂管选DN900钢筋混凝土管，查表得充满度为0.62(0.70) 入厂水深为0.620.9=0.56m，管底标高拟定为-5.5m，故入厂水位为-5.5+0.56 =-4.94。基础数据：设计中格栅使用两组，单组设计最大流量为：=0.465m3/s； 栅前水位拟定为-5.04m(溢流井后跌水0.1m)；1、格栅的间隙数n=式中：n格栅的间隙数（个） Q设计流量（m3/s） 格栅倾角（） N设计中的格栅组数（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）设计中取h=0.7m,v=0.9m/s,b=0.025m,=75 n=29个2格栅槽宽度（m） B=S（n-1）+bn 式中：B格栅宽度（m）； S每根格栅条的宽度（m）。设计中取S=0.01m B=0.0128+0.02529=1.00m3通过格栅的水头损失 h1=k（4/3式中h1水头损失（m）; 格栅条的阻力系数，查表=2.42；k格栅受污物堵时的水头损失增大系数，一般采用k=3。 h1=32.42=0.13m取为0.20m4格栅槽总长度L=1+3+式中L格栅槽总长度（m）； H1格栅明渠的深度（m）。设计中H1为5.74mL=1+3+=5.54m5每日栅渣量 W= 式中W每日栅渣量（m3/d） W1每日每103污水的栅渣量（m3/103m3污水），一般采用0.040.06m3/103m3污水，设计中取W1=0.06 m3/103m3污水 W=2.41m3/d选择GH-1000型链条回转式多耙平面格栅除污机性能：N=1.5kw 6.计算草图3.2 提升泵房设计：（设计参数采自）1、水泵选型 基本设计参数：近期水量 平均秒流量：347L/s 最大秒流量：503L/s远期水量： 平均秒流量：694L/s 最大秒流量：694 L/s我们选择集水池与泵房合建的矩形泵房，考虑水泵近期取用三台（两用一备），远期增设两台。每台泵的流量为：=252 L/s集水池容积采用最大一台泵5min的流量设计W=76m3集水池设计：HLB=1.5m14m3.6m选泵前扬程估算：入场水位：-4.94m由溢流井至粗格栅前水头损失：100mm经过格栅水头损失：200mm由格栅至集水池跌水100mm集水池最低工作水位于所需提升经常高水位（经高程布置后得出细格栅前水位为2.88m）之间的高差为：2.88-（-5.34）=10.72m水出泵站后直接进入细格栅间，故并无泵站外出水管水头损失，泵站内水头损失假设为1.5m,考虑0.5m安全水头，则估算水泵总扬程为：H=10.92+1.5+0.5=12.72m 选用300WL1000-13型立时污水污物泵（南京蓝深制泵泵集团有限公司），其性能参数为：规格型号流量m3/h扬程m转 速r/min效率%配套功率kw排出口径/吸入口径mm300WL1000-131000139807155300气蚀余量m通过颗粒最大直径mm重 量kg5.21002118安装尺寸：2、吸水管设计：DN500 i=3.92 v=1.23m/s 3、压水管设计：DN400 i=13.0 v=1.92m/s4、基础布置设计： 基础长=F+400=1080mm 基础宽=G+400=1080mm 基础高度=底座地脚螺钉的长度l1+150200mm l1=2032=640mm 基础高度定为800mm基础示意图：5、地沟设计： 沟底至下管壁距离400mm350mm 上管壁至顶盖距离200mm100mm 管壁至一侧沟壁距离400mm350mm 管壁至一侧沟壁距离500mm450mm地沟示意图：6、器材装置选用：（1）吸水管路：喇叭口规格：DN500700闸阀：吸水管路闸阀因为不会经常启闭，只在检修时使用，选用Z45型暗杆式闸阀（DN500），其性能及安装尺寸：（天津塘沽阀门有限公司）适用于液、气介质管路和设备，做为接通和断流之用。特别适用于双向流通管路、直通式管道，流阻小；启闭较省力，不易产生水锤现象，易于安装。适用于受限空间。安装尺寸：偏心异径管： 规格：DN500dn30090度弯头 规格：DN5002）压水管路：异径管： 规格：DN400dn30090度弯头 规格：DN400 可曲挠橡胶接头： 规格；DN400 L=225mm止回阀： 规格：H44T（X）-10型旋启式止回阀 L=900 mm闸阀规格：Z945型电动暗杆式闸阀，其性能及安装尺寸：（天津塘沽阀门有限公司）适用于液、气介质管路和设备，做为接通和断流之用。特别适用于双向流通管路、直通式管道，流阻小；启闭较省力，不易产生水锤现象，易于安装。适用于受限空间。7、机器间高度设计： H=H1+H2 式中： H机器间高度； H1泵房地上部分高度； H1=a+b+c+d+e+h 式中： a单轨吊车梁的高度（m）； b滑车架高度（m）； c起重葫芦在钢丝绳绕紧状态下的长度（m）； d起重绳的垂直长度（对于水泵为0.85X，对于电动机为1.2X,X为起重部件宽度）（m）； e最大一台水泵或电动机的高度（m）； h吊起物底部与泵房进口处室内地坪或平台的距离（一般不小于0.2m）。 对于本设计：机组重2118kg 选择LDA型电动单梁起重机，起重量3t 参数如下： 跨度(m)起重机总重(t)最大轮压(kn)最小轮压(kn)h1(mm)B(mm)K(mm)I1(mm)7.52.1022.443.1463025002000818.5I2(mm)h(mm)h2(mm)12911050510按照该起重机的安装尺寸图： H1=h2+h+d+e =510+1050+1.2680+200 =2576mm泵房高度定为3.5m水泵间高程布置图 8、经过平、剖面布置后（如上图）对水泵扬程进行核算 （1）吸水管路水头损失计算 直线部分长度：2160mm 喇叭口：1个（=0.1） DN50090弯头1个（=0.96） 偏心渐缩管：DN500dn300 1个（=0.2） 沿程损失：2.16=0.009m 局部损失：（0.1+0.96）+0.2=0.118m 吸水管总损失：0.127m（2）压水管管路水头损失计算： 直线部分长度：524+1509+7970+450=10453mm DN40090弯头4个（=0.90） 渐扩管：DN400dn300 1个（=0.13） DN400止回阀一个（=2.5） DN400闸阀一个（=0.07） 沿程损失：10.453=0.136m 局部损失：（2.5+0.07+40.9）+0.13=1.72m 出水管总损失：1.856m 则水泵所需扬程： H=10.12+0.127+1.856=12.103m 故选该泵是完全合适的。9、附属设施：排水：地面做成1%de坡度，坡向集水坑，坑内设50QW42-9-2.2型潜水泵。将水吸入集水池。吸水坑深0.8m3.3 细格栅间设计（设计参数采自）基础数据：设计中格栅使用两组，单组设计最大流量为：=0.465m3/s； 栅前水深定为1.3m.1、.格栅的间隙数n=式中：n格栅的间隙数（个） Q设计流量（m3/s） 格栅倾角（） N设计中的格栅组数（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）设计中取h=1.3m,v=0.9m/s,b=0.008,=75 n=54个2格栅槽宽度（m） B=S（n-1）+bn 式中：B格栅宽度（m）； S每根格栅条的宽度（m）。设计中取S=0.01m B=0.0153+0.02554=0.93m 取1.00m 3通过格栅的水头损失 h1=k（4/3式中h1水头损失（m）; 格栅条的阻力系数，查表=2.42；k格栅受污物堵时的水头损失增大系数，一般采用k=3。 h1=32.42=0.17m 取0.25m L=1+3+=5.54m4每日栅渣量 W= 式中W每日栅渣量（m3/d） W1每日每103污水的栅渣量（m3/103m3污水），设计中取W1=0.1m3/103m3污水 W=2.41=1.19m3/d选择GH-1000型链条回转式多耙平面格栅除污机性能：N=1.5kw 5.计算草图：平面图3.4 旋流沉砂池设计（设计参数采自）基本参数：两组涡流式沉砂池，与细格栅连接，每组沉砂池设计流量为0.465m3/s。沉砂池表面积 A=式中 A沉砂池表面积（m2）;Q设计流量（m3/s）;表面负荷m3/(m2h)。 设计中取=170m3/m2h A=9.85m21沉砂池直径 D=式中 D沉砂池直径 D= =3.54 取3.6m2沉砂池有效水深 h2= t式中 h2沉砂池有效水深（m）； t 停留时间（s），一般采用2030s。 设计中取t=30s h2=17030/3600=1.42m 取1.5m3沉砂室所需容积 V=式中平均流量（m3/s）; X城市污水沉砂量（m3/106m3污水），一般采用30m3/106m3污水； T清除沉砂的间隔时间（d），一般采用12d。设计中取T=1d，X=30m3/106m3污水 V= =0.90m34每个沉砂斗容积 V=d2h4+h5（d2+dr+r） 式中 V=沉砂斗容积； d沉砂斗上口直径（m）； h4沉砂斗圆柱体的高度（m）； h5沉砂斗圆锥体的高度（m）； r沉砂斗下底直径（m），一般采用0.40.6 设计中取d=1.5m, h4=1.15m, r=0.4m, h5=0.55m V=5沉砂池总高度 H=h1+h2+h3+h4+h5 式中 H沉砂池总度高（m）； h1沉砂池超高（m）一般采用0.30.5m; h3沉砂池缓冲层（m），h3=（D-d）tg45设计中取 h1=0.5m, h3=(3.6-1.5)tg45=0.49m 取0.5m H=0.5+1.45+0.4+1.15+0.55=4.05m6进水渠道格栅的出水通过DN1200mm的管道送入沉砂池的进水渠道，然后向两侧配水进入沉砂池，进水渠道采用与涡流式沉砂池呈切线方式进水，进水可以在沉砂池内产生涡流。 B1=式中 B1进水渠道宽度（m）； h1进水渠道水深（m）； v1进水流速（m/s），一般采用0.61.2m/s。 设计中取h1= 0.8m,v1=0.86m/s B1=0.67m7出水渠道出水渠道与进水渠道建在一起，并且满足夹角大于270，以延长污水在涡流沉砂池内流动距离。 B2= 式中 B2出水渠道宽度（m）； h2出水渠道水深（m）； v2出水流速（m/s），一般采用（0.40.6）v1。 设计中取v2=v1=0.43m/s,h2=0.8m B2=1.33m8排砂装置采用空气提升泵从涡流沉砂池底部空气提升排砂，排砂时间每日一次，每次0.5小时，所需空气量为排砂量的1520倍。Q=0.920/0.5=3.6m3/h设风机房搞沉砂池损失1.0m，所需风压为：9.8（4.5+1）=53.9kpa选风机RB-50型罗茨风机。QS:0.76m3/min 配电动机功率：3kw涡流式沉砂池布置如图所示。3.5 CASS池设计（设计参数采自）1、曝气时间：TA=TA1个周期的曝气时间，h;S0 进水的平均BOD5,mg/l; LSBOD污泥负荷，kgBOD/（kgMLSSd）;1/m排出比TA= TA=2.93h 取3h 2、沉淀时间：TS=Vmax=7.410tCA-1.7,MLSS3000mg/L;Vmax=4.610CA-1.26,MLSS3000mg/L;TS沉淀时间，h；H反应池内水深，m；安全高度，m；Vmax活性污泥界面初期沉降速度，m/h；T水温，；1个周期的时间：TcTA+TS+TDTc一个周期所需的时间，h；TD排水时间，h10摄氏度时：Vmax=7.410tCA-1.7=7.4101030001.7=0.91 m/hTS= = =2.38h20摄氏度时：Vmax=7.410tCA-1.7=7.4102030001.7=1.82 m/hTS= = =1.19h沉淀时间取2.5h3、运行周期排水时间：取2小时，停滞时间：取0.5小时每个周期时间8h（进水时间2h，并且在进水阶段内不曝气）每日周期数n2=34、曝气池容积V曝气池个数 n1=4,每座曝气池容积：V=7500m35、复核出水溶解性BOD5处理水中非溶解性DOD5的值：（参数及公式取自）DOD5=7.1bXaCeCe处理水中悬浮固体浓度20mg/LXa活性微生物在处理水中的所占比例取0.4b微生物自身氧化速率 普通负荷：0.4 高负荷：0.8 延时曝气系统：0.1 本设计取0.4 DOD5=7.10.0750.420=4.26 mg/L故水中溶解性DOD5要求小于204.26=15.74 mg/L而该设计出水溶解性DOD5： Se=12.9 mg/L 设计结果满足设计要求。6、计算剩余污泥量 10时活性污泥自身氧化系数： Kd（10）=Kd（20）=0.061.04（1020）=0.041 剩余生物污泥量XV=YQKdVfn1n2=0.6300000.04175004 0.753=2690kg/d 剩余非生物污泥XSXS=Q（1-fbf）=30000=8400kg/d 剩余污泥总量：X=XV+XS=2690+8400=11987m3/d 剩余污泥浓度NR取10g/l，剩余污泥含水率99.0%计算。湿污泥量为=1199m3/d。7、复核污泥龄 =式中：污泥龄 Y污泥产率系数20摄氏度时0.40.8 取0.6 Kd衰减系数20摄氏度时0.040.075 取0.05 FW污泥负荷 0.2 = = =14d硝化所需最小污泥龄（参数及公式取自）=（1/1.103（15-T）fs硝化所需最小污泥龄d-1；硝化细菌的增长速率d-1：T=15摄氏度时，为0.47；fs安全系数：为保证出水氨氮小与5mg/L 取2.33.0；取2.3；T污水温度：取冬季最不利温度10摄氏度；=（1/1.103（15-T）fs=(1/0.47)1.10352.3=7.9d经校核，污泥龄满足硝化要求。8、复核滗水高度h1曝气池有效水深H=5m，滗水高度h1：h1=1.67m 复核结果与设定值相同。9、设计需氧量考虑最不利情况，按夏季时高水温计算设计需氧量。根据室外排水设计规范GBJ141987（1997年版）第6.7.2条，设计需氧量AOR： AOR=aQ+bQ（N0-Ne）0.12C 式中，第二部分为氨氮硝化需氧量，a、b、c为计算系数，a=1.47,b=4.6,c=1.42.AOR=aQ+bQ（N0-Ne）0.12XVcXV=1.4730000+4.630000（0.1226901.422690=5898kg/d=246kg/h 10、标准需氧量，标准需氧量计算公式：SOR=Cab（T）=Cs（T）（+） Ot= =式中Cs（20）20时氧在清水中饱和溶解度，取Ca（20）=9.17mg/L 杂质影响修正系数，取=0.780.99； 含盐量修正系数，取=0.95； 气压修正系数 P所在地区大气压力，Pa； T设计污水温度，本设计冬季T=10，夏季T=20； CSb（T）设计水温条件下曝气池内平均溶解氧饱和度mg/L; Cs（T）设计水温条件下氧在清水中饱和溶解度； Pb空气扩散装置处的绝对压力，pa，pb=p+9.8103H； H 空气扩散装置淹没深度，m； Ot气泡离开水面时含氧量，% EA空气扩散装置氧转移效率，%，可由设备样本查得。 C曝气池内平均溶解氧浓度，取C=（2mg/L）。工程所在地海拔高度431559m，大气压力p为0.96105pA,压力修正系数： =0.94 微孔曝气安装在距池底0.3m处,淹没深度4.7m,其绝对压力为： Pb=P+9.8103H=0.96105+0.0981054.7=1.42105（Pa） 微孔曝气头氧转移效率EA为20%，气泡离开水面时含氧量： Ot=100%=17.5% 水温20，清水氧饱和度Cs（20）为9.17mg/L,曝气池内平均溶解氧饱和度：CSb（20）=Cs（20）（+） =9.17（） =10.2mg/L 标准需氧量SOR： SOR= = =371.7 空气用量： =6193m3/h 最大气水比=4.9511、曝气池布置SBR曝气池共高4座，每座曝气池长84m，宽18m，水深5m，超高0.5m有效体积7500m3。12、厌氧选择池， 停留时间30min60min 厌氧池停留时间定为一小时 V=QiT V选择器容积m3； Qi进水流量，m3/h; T停留时间，h; V=12501=1250m3 厌氧选择池布置:L1BH=14m18m5m13、空气管道系统设计 按下图所示的空气布置方式：每个池子有六根竖管，每根竖管配气量：=1032m3/h=17.2m3/min曝气池平面面积为8418=1512m2本设计选用网状膜曝气头，每个扩散器服务面积按0.5m2计算。则所需空气扩散器总数为：=3086个取3120个，这样每个竖管上安装520个曝气头。每个扩散器的配气量为： =1.98m3/s曝气头安装距离池底0.3m,该曝气头压力损失为5.88kpa,总压力损失为： +5.88=9.28kpa为保证安全，取为9.8kpa。 空压机所需压力p： p=（50.3+1）9.8=56kpa 因为有两座池子同时曝气，所需风量为： 17.22=34.4m3/min空气管路计算表：管段编号长度空气流量管径流速配件当量长度计算长度压力损失mm3/hm3/smmm/sL0L0+L9.8帕/m9.8帕0 10.72.0 0.001 750.00 0.70.14 0.10 1 2 0.74.0 0.001 750.25 三通一