大型污水厂污水处理设计方案 8万吨污水厂设计方案.doc

水污染控制工程设计书 1 摘要 处理工艺选择是依据污水量 污水水质 和环境容量 在考虑经济条 件和管理水平的前提下 选用安全可靠 技术成熟 节能 运行管理费用 低 投资少 占地少 操作管理方便的先进工艺 根据本项工程的水质 水量及处理要求 为实现以最低的建设费用和运行成本取得最佳的出水效 果的目的 选用处理效果较好的 a2 o 工艺 确定污水处理流程 计算各 处理构筑物的尺寸 绘制水处理厂总平面图和高程图 关键词 格栅 a2 o 沉砂池 沉淀池 消毒池 浓缩池 水污染控制工程设计书 2 第第 1 章 绪论章 绪论 2 1 1 工程概述 2 1 2 原始资料 2 1 2 1自然特征 2 1 2 2规划资料 3 第第 2 章 处理工艺方案选择章 处理工艺方案选择 4 2 1 工艺方案选择原则 4 2 2 工艺比较 5 2 2 1氧化沟方案 5 2 2 2 a2 o法 6 2 3 工艺流程 7 2 4 处理构筑物的选择 8 2 4 1 格栅 8 2 4 2沉砂池 8 2 4 3初沉池 9 2 4 4生物化反应池 10 2 4 5二沉池 13 2 4 6浓缩池 14 2 4 7消毒池 14 2 5 本章小结 15 第第 3 章章 设计计算设计计算 17 3 1 设计参数 17 3 1 1水量计算 17 3 1 1 1设计流量 17 3 1 1 2平均流量 17 3 1 2处理程度计算 17 3 1 2 1污水的ss处理程度计算 17 3 1 2 2污水的bod5处理程度计算 18 3 1 2 3污水的氨氮处理程度计算 18 3 1 2 4污水的总磷处理程度计算 18 3 2 格栅 19 3 2 1单独设置的格栅 19 3 2 1 1栅条的间隙数 19 3 2 1 2栅槽宽度 19 3 2 1 3进水渠道渐宽部分长度 20 水污染控制工程设计书 3 3 2 1 4出水渠道渐窄部分长度 20 3 2 1 5通过格栅的水头损失 20 3 2 1 6栅后槽总高度 21 3 2 1 7格栅槽总长度l 21 3 2 1 8 每日栅渣量 21 3 2 2与沉砂池合建的格栅 22 3 2 2 1栅条的间隙数 22 3 2 2 2栅槽宽度 23 3 2 2 3通过格栅的水头损失 23 3 2 2 4格栅槽部分长度l 23 3 2 2 5进水与出水渠道 24 3 3 沉砂池 24 3 3 1砂池水流部分长度 24 3 3 2水流断面面积 24 3 3 3沉砂池总宽度 25 3 3 4沉砂斗所需的容积 25 3 3 5每个沉砂斗所需的容积 26 3 3 6沉砂斗高度 26 3 3 7沉沙室高度 26 3 3 8沉砂池的总高度 27 3 3 9验算最小流速 27 3 3 10进水渠道 27 3 3 11出水渠道 28 3 3 12排沙管道 28 3 4 初沉池 29 3 4 1沉淀池表面积 29 3 4 2沉淀部分有效水深 30 3 4 3沉淀部分有效容积 30 3 4 4沉淀池长度 30 3 4 5沉沙池宽度 30 3 4 6沉淀池格数 31 3 4 7校核 31 3 4 8污泥部分需要的容积 31 3 4 9每格池污泥所需容积 31 3 4 10污泥斗容积 32 3 4 11沉淀池总高度 32 3 4 12进水配水井 32 水污染控制工程设计书 4 3 4 13进水渠道 33 3 4 14进水穿孔花墙 33 3 4 15出水堰 34 3 4 16出水渠道 34 3 4 17进水挡板 出水挡板 35 3 4 18排泥管 35 3 4 19刮泥装置 35 3 5 生化池 36 3 5 1设计参数 36 3 5 1 1水力停留时间 36 3 5 1 2 曝气池内活性污泥浓度 36 3 5 1 3 回流污泥浓度 36 3 5 1 4污泥回流比 36 3 5 1 5 tn去除率 37 3 5 1 6内回流倍数 37 3 5 2平面尺寸计算 37 3 5 2 1总有效容积 37 3 5 2 2平面尺寸 38 3 5 3进出水系统 39 3 5 3 1曝气池的进水设计 39 3 5 3 2曝气池的出水设计 40 3 5 4其他管道设计 41 3 5 4 1污泥回流管 41 3 5 4 2硝化液回流管 41 3 5 5剩余污泥量 41 3 5 6曝气系统工艺计算 42 3 5 6 1需氧量 42 3 5 6 2供气量 43 3 6 二沉池 45 3 6 1沉淀池表面积 45 3 6 2沉淀池的直径 45 3 6 3沉淀池有效水深 46 3 6 4径深比 46 3 6 5污泥部分所需容积 46 3 6 6沉淀池总高度 47 3 6 7进水管的计算 48 3 6 8进水竖井计算 48 水污染控制工程设计书 5 3 6 9稳流筒计算 49 3 6 10出水槽计算 49 3 6 11出水堰计算 50 3 6 12出水管 51 3 6 13排泥装置 51 3 6 14集配水井的设计计算 51 3 6 14 1配水井中心管直径 51 3 6 14 2配水井直径 51 3 6 14 3集水井直径 52 3 6 14 4进水管管径 52 3 6 14 5出水管管径 52 3 6 14 6总出水管 52 3 7 消毒池 53 3 7 1消毒剂的投加 53 3 7 1 1加氯量计算 53 3 7 1 2加氯设备 53 3 7 2平流式消毒接触池 53 3 7 2 1消毒池面积 53 3 7 2 2消毒池表面积 54 3 7 2 3消毒池池长 54 3 7 2 4池高 55 3 7 2 5进水部分 55 3 7 2 6混合 55 3 8 浓缩池 55 3 8 1污泥量计算 55 3 8 1 1初沉池污泥量计算 55 3 8 1 2曝气池每日增加的污泥量 56 3 8 1 3曝气池每日排出的污泥量 57 3 8 2重力浓缩池 57 3 8 2 1沉淀部分有效面积 57 3 8 2 2沉淀池直径 57 3 8 2 3浓缩池的容积 58 3 8 2 4沉淀池有效水深 58 3 8 2 5浓缩后剩余污泥量 58 3 8 2 6池底高度 59 3 8 2 7污泥斗容积 59 3 8 2 8浓缩池总高度 60 水污染控制工程设计书 6 3 8 2 9浓缩后分离出的污水量 60 3 8 2 10溢流堰 60 3 8 2 11溢流管 61 3 8 2 12刮泥装置 61 3 8 2 13排泥管 61 3 9 污泥脱水 62 3 9 1污泥脱水计算 62 3 9 2脱水机的选择 62 3 9 3附属设施 63 3 9 3 1污泥贮池 63 3 9 3 2溶药系统 64 3 9 3 3污泥净化装置 65 3 10 巴氏计量槽设计 65 3 10 1计量槽主要部分尺寸 65 3 10 2计量槽总长度 66 3 10 3计量槽的水位 66 3 10 4渠道水力计算 67 3 10 5水厂出水管 68 3 11 本章小结 68 第第 4 章章 高程设计高程设计 69 4 1 污水处理厂平面布置 69 4 1 1污水处理厂设施组成 69 4 1 2平面布置原则 70 4 1 3平面布置 71 4 2 污水处理厂高程布置 73 4 2 1高程布置原则 73 4 2 2污水处理构筑物的高程布置 73 4 2 2 1构筑物水头损失 73 4 2 2 2管道水力损失 74 4 2 3污水处理高程布置 74 4 2 3污泥处理构筑物高程布置 75 4 2 3 1污泥管水头损失 57 4 3 3 2污泥处理构筑物的水头损失 76 4 3 3 3污泥高程布置 76 4 4 本章小结 77 第第 5 章章 总结总结 78 水污染控制工程设计书 7 参考文献 79 水污染控制工程设计书 8 第第 1 章 章 绪论绪论 1 1 工程概述工程概述 某城镇位于河北唐山地区 现有常住人口 757 73 万人 生活 污水排放定额为 250 升 人 天 拟建一城镇污水处理厂 处理 全城镇污水 现规划建设一城市污水处理厂 设计规模为 80000 吨 日 污水处理厂排放标准为中华人民共和国国家标准 城镇 污水处理厂污染物排放标准 gb18918 2002 中一级标准的 a 标准 1 2 原始资料原始资料 1 2 1 自然特征自然特征 1 最高气温为 39 6oc 2 最低气温为 21 9oc 3 全年平均气温为 11 1oc 4 冬季平均温度 10 4 oc 5 主要风向 冬季 西北风 夏季 东南风 6 冰冻线 0 55m 1 2 2 规划资料规划资料 该城镇将建设各种完备的市政设施 其中排水系统采用完全 分流制体系 生活污水和工业污水混合后的水质水量预计为 1 设计水量 水污染控制工程设计书 9 近期 8 万吨 日 2 设计水质 该厂污水排入水体前要求达到国家城镇污水污水处理厂污染 物排放标准 gb18918 2002 一级 a 标准处理程度 表 1 1 设计水质 相关城镇污水污水处理厂污染物排放标准 gb18918 2002 参照下表 表格 1 2 基本控制项目最高允许排放浓度 日均值 单位 mg l 指指 标标codcrbod5ssphnh3 n tn tp 原原 水水 指指 标标 375mg l 195mg l 205mg l 7 8 25mg l 48mg l 4mg l 排排 放放 指指 标标 50mg l 10mg l 10mg l 6 9 5 8 mg l 15mg l 0 5mg l 水污染控制工程设计书 10 第第 2 章 处理工艺方案选择章 处理工艺方案选择 2 1 工艺方案选择原则工艺方案选择原则 作为乡镇基础设施的重要组成部分和水污染控制的关键环节 乡镇污水处理厂工程的建设和运行意义重大 由于乡镇污水处理 厂的建设和运行不但耗资较大 而且受多种因素的制约和影响 其中处理工艺方案的优化选择对确保处理厂的运行性能和降低费 用最为关键 因此有必要根据确定的标准和一般原则 从整体优 化的观念出发 结合设计规模 污水水质特性以及当地的实际条 件和要求 选择切实可行且经济合理的处理工艺方案 经全面技 术经济比较后优选出最佳的总体工艺方案和实施方式 污水处理厂厂址的选择应结合城市的总体规划 地形 管网 布置 环境保护的要求等因素综合考虑 必须进行现场踏勘 进 行多方案的技术经济比较 一般应考虑以下几个问题 1 地形地质条件要有利于处理构筑物的平面与高程的布 置及施工 地质条件指地基好 地下水位底 岩石较少 2 不受洪水威胁 否则应考虑防洪措施 3 少占农田 尽可能不占农田 4 考虑周围环境卫生条件 废水处理厂应布置在城镇集 中给水水源的下游 距城镇或生活区 300 米以上 并便于处理后 废水的排放 废水处理厂尽可能设在夏季主风向的下方 5 技术成熟 处理效果稳定 保证出水水质达到国家规 定的排放要求 6 基建投资和运行费用低 以尽可能少的投入取得尽可 能多的效益 7 运行管理方便 运转灵活 并可根据不同的进水水质 和出水水质要求调整运行方式和工艺参数 最大限度的发挥处理 装置和处埋构筑物的处理能力 8 选定工艺的技术及设备先进 可靠 9 便于实现工艺过程的自动控制 提高管理水平 降低 劳动强度和人工费用 本工程要求的污水处理程度较高 对污水处理工艺选择应十 分慎重 本方案设计的污水处理工艺选择针对该城镇污水量和污 水水质以及经济条件考虑适应力强 调节灵活 低能耗 低投入 水污染控制工程设计书 11 少占地和操作管理方便的成熟先进工艺 下面将对各种工艺的特 点进行论述 以便选择切实可行的方案 2 2 工艺比较工艺比较 2 2 1 氧化沟方案氧化沟方案 氧化沟污水处理技术 是 20 世纪 50 年代由荷兰人 pasveer 首创 60 年代以来 这项技术在欧洲 北美 南非 澳大利亚 等国已被广泛采用 工艺及构造有了很大的发展和进步 随着对 该技术缺点 占地面积大 的克服和对其优点 基建投资及运行 费用相对较低 运行效果高且稳定 维护管理简单等 的逐步深 入认识 目前已成为普遍采用的一项污水处理技术 目前常用的 几种商业性氧化沟有荷兰 dhv 公司 60 年代开发的 carrousel 氧 化沟 美国 envirex 公司开发的 orbal 氧化沟 丹麦 kruger 公司 发明的 de 氧化沟等 在我国 氧化沟工艺是使用较多的工艺 氧化沟工艺一般可不设初沉池 在不增加构筑物及设备的情 况下 氧化沟内不仅可完成碳源的氧化 还可实现硝化和脱硝 成为 a o 工艺 氧化沟前增加厌氧池可成为 a2 o a a o 工 艺 实现除磷 由于氧化沟内活性污泥已经好氧稳定 可直接浓 缩脱水 不必厌氧消化 氧化沟污水处理技术已被公认为一种较成功的革新的活性污 泥法工艺 与传统活性污泥系统相比 它在技术 经济等方面具 有一系列独特的优点 工艺流程简单 构筑物少 运行管理方便 一般情况下 氧化沟工艺可比传统活性污泥法少建初沉池和污泥厌氧消化系统 基建投资少 另外 由于不采用鼓风曝气的空气扩散器 不建厌 氧消化系统 运行管理要方便 处理效果稳定 出水水质好 实际运行效果表明 氧化 沟在去除 bod5和 ss 方面均可取得比传统活性污泥法更高质量 的出水 运行也更稳定可靠 同时 在不增加曝气池容积时 能 方便地实现硝化和一定的反硝化处理 且只要适当扩大曝气池容 积 能更方便地实现完全脱氮的深度处理 基建投资省 运行费用低 实际运行证明 由于氧化沟 工艺省去初沉池和污泥厌氧消化系统 且比较容易实现硝化和反 水污染控制工程设计书 12 硝化 当处理要求脱氮时 氧化沟工艺在基建投资方面比传统活 性污泥法节省很多 同样 当仅要求去除 bod5时 对于大规模 污水厂采用氧化沟工艺运行费用比传统活性污泥法略低或相当 而要求去除 bod5且去除 nh3 n 时 氧化沟工艺运行费用就比 传统活性污泥法节省较多 污泥量少 污泥性质稳定 由于氧化沟所采用的污泥龄 一般长达 20 30d 污泥在沟内得到了好氧稳定 污泥生成量就 少 因此使污泥后处理大大简化 节省处理厂运行费用 且便于 管理 具有一定承受水量 水质冲击负荷的能力 水流在氧化 沟中流速为 0 3 0 4m s 氧化沟的总长为 l 则水流完成一个 循环所需时间 t l s 当 l 90 600m 时 t 5 20min 由于废水 在氧化沟中设计水力停留时间 t 为 10 24h 因此可计算出废水 在整个停留时间内要完成的循环次数为 30 280 次不等 可见原 污水一进入氧化沟 就会被几十倍甚至上百倍的循环量所稀释 因此具有一定承受冲击负荷的能力 占地面积少 由于氧化沟工艺所采用的污泥负荷较小 水力停留时间较长 使氧化沟容积会大于传统活性污泥法曝气池 容积 占地面积可能会大些 但因为省去了初沉池和污泥厌氧消 化池 占地面积总的来说会少于传统活性污泥法 2 2 2 a2 o 法法 a2 o 工艺是 anaorobic anoxic oxic 的英文缩写 它是厌氧 缺氧 好氧生物脱氮除磷工艺的简称 a2 o 工艺于 70 年代由 美国专家在厌氧 好氧除磷工艺 a o 的基础上开发出来的 该工艺同时具有脱氮除磷的功能 可以针对现今污水特点 水体 富营养化 进行有效处理 a2 o 工艺自被开发以来 就因为其特有的经济技术优势和环 境效益 愈来愈受到人们的广泛重视 通常称为 a2 o 工艺的实际 上可分为两类 一类是厌氧 好氧工艺 另一类是缺氧 好氧工艺 厌 氧状态和缺氧状态之间存在着根本的差别 在厌氧状态下既有无 分子态氧 也没有化合态氧 而在缺氧状态下则存在微量的分子态 氧 do 浓度 60 3 3 7 沉沙室高度沉沙室高度 3 24 2 33 ilhh 式中 h3 沉沙室高度 i 沉沙池底坡度 取 0 02 l2 沉沙池底长度 m mh65 0 24 125 7 5 002 0 60 0 3 水污染控制工程设计书 32 3 3 8 沉砂池的总高度沉砂池的总高度 3 25 321 hhhh 式中 h 沉砂池的总高度 m h1 沉砂池超高 取 0 3m mh75 1 65 08 03 0 3 3 9 验算最小流速验算最小流速 3 26 1min min min na q v 式中 vmin 最小流速 m s 0 15m s qmin 最小流量 m3 s 为 0 75q n1 沉砂池格数 个 取 1 amin 最小流量是的过水断面面积 m2 smsmv 15 0 6 0 84 1 2 1 1 736 0 75 0 min 3 3 10 进水渠道进水渠道 格栅出水通过 dn1200mm 的管道送入沉砂池的进水渠道 然后向两侧配水 进入进水渠道 污水在渠道中的流速 3 27 11 1 hb q v 式中 v1 进水渠道水流流速 m s b1 进水渠道宽度 m 取 1 0m h1 进水渠道水深 m 取 0 8m 水污染控制工程设计书 33 sm v 58 0 8 0 0 1 46 0 1 3 3 11 出水渠道出水渠道 出水采用薄壁出水堰跌落出水 出水堰课保证沉沙池内水位 标高很定 堰上水头为 3 28 3 2 2 1 1 2 gmb q h 式中 h1 堰上水头 m q1 沉砂池内设计流量 m3 s m 流量系数 取 0 4 b2 堰宽 m 等于沉砂池宽度 mh22 0 81 9 224 1 4 0 46 0 3 2 1 出水堰自由跌落 0 1 0 15m 后自动进入出水槽 出水槽 1 0m 有效水深 0 8m 水流流速 0 62m s 出水流入出水管道 出水管采用钢管 管径 dn 800mm 管内流速 v2 0 99m s 水 里坡度 1 46 3 3 12 排沙管道排沙管道 采用沉沙池底部管道排沙 排沙管道直径 dn 200mm 水污染控制工程设计书 34 图 3 2 平流式沉砂池形式 3 4 初沉池初沉池 沉砂池设两组 按两组同时工作设计 故 每组的设计流量 为 q 0 46 m3 s 460l s 3 4 1 沉淀池表面积沉淀池表面积 q q a 3600 3 29 式中 q 表面负荷 m3 m2 h 取 q 2 0 m3 m2 h m2828 2 360046 0 a 水污染控制工程设计书 35 3 4 2 沉淀部分有效水深沉淀部分有效水深 3 30tqh 2 式中 h2 沉淀部分有效水深 m t 沉淀时间 s 取 1 5h mtqh0 35 12 2 3 4 3 沉淀部分有效容积沉淀部分有效容积 3 313600 tqv 3 248436005 146 0 mv 3 4 4 沉淀池长度沉淀池长度 3 326 3 tvl 式中 l 沉淀池长度 m v 设计流量时的平均水平流速 mm s 取 5mm s ml276 35 15 3 4 5 沉沙池宽度沉沙池宽度 3 33 l a b 式中 b 沉沙池宽度 m m l a b 6 30 27 828 水污染控制工程设计书 36 3 4 6 沉淀池格数沉淀池格数 3 34 b b n 1 式中 n1 沉淀池格数 个 b 沉淀池分格的每格宽度 m 取 4 8m 则个 7 个3 6 8 4 6 30 n 3 4 7 校核校核 校核长宽比 符合要求 46 5 8 4 27 b l 校核长深比 符合要求 89 0 3 27 2 h l 3 4 8 污泥部分需要的容积污泥部分需要的容积 按设计人口算 3 35 n snt v 1000 式中 v 污泥部分需要的容积 s 每人每日污泥量 l 人 d 根据实际情况取 0 6 l 人 d t 两次清除污泥间隔时间 重力排泥 取 1d n 设计人口数 n 沉淀池组格数 m32271 21000 175700006 0 v 水污染控制工程设计书 37 3 4 9 每格池污泥所需容积每格池污泥所需容积 3 36 n v v 3 4 324 7 2271 mv 3 4 10 污泥斗容积污泥斗容积 3 37 aa 3 1 1 2 1 2 41 aahv 式中 v1 污泥斗容积 m3 a 沉淀池污泥上口边长 m 取 4 8m a1 沉淀池污泥下口边长 m 取 0 5m h4 污泥斗高度 m 取 3 72m 33 1 309 31 5 08 45 05 08 48 4 72 3 3 1 mmv 3 4 11 沉淀池总高度沉淀池总高度 3 38 4321 hhhhh 式中 h 沉淀池总高度 m h1 沉淀池超高 m 取 0 3m h3 缓冲层高度 m 取 0 3m h4 污泥部分高度 m 采用污泥斗高度与池底坡底 i 1 的 高度之和 mh94 3 8 427 01 0 72 3 4 则mhhhhh54 794 33 00 33 0 4321 水污染控制工程设计书 38 3 4 12 进水配水井进水配水井 沉淀池分为 2 组 每组分为 7 格 每组沉淀池进水端设进水 配水井 污水在配水井内平均分配 然后流进每组沉淀池 配水井内中心管直径 3 39 2 4 v q d 式中 d 配水井内中心管直径 m v2 配水井内中心管上升流速 m s 取 0 7m s md29 1 7 014 3 92 04 配水井直径 3 40 2 2 3 4 d v q d 式中 d3 配水井直径 m v3 配水井内污水流速 m s 取 0 3m s md37 2 29 1 3 014 3 92 04 2 3 3 4 13 进水渠道进水渠道 沉淀池分为 2 组 每组沉淀池进水端设进水渠道 配水井接 出的 dn1000 进水管从进水渠道中部汇入 污水沿进水渠道向两 侧流动 通过潜孔进入配水井渠道 然后由穿孔花墙流入沉淀池 3 41 111 hbqv 式中 v1 进水渠道水流流速 m s b1 进水渠道宽度 m 取 1 0m 水污染控制工程设计书 39 h1 进水渠道水深 m 取 0 8m smsmv 4 0 575 08 00 1 46 0 1 3 4 14 进水穿孔花墙进水穿孔花墙 进水采用配水渠道通过穿孔花墙进水 配水渠道宽 0 5m 有效水深 0 8m 穿孔花墙的开孔总面积为过水断面面积的 6 20 则过孔流速为 3 42 1222 nhbqv 式中 v2 穿孔花墙过孔流速 m s b2 孔洞的宽度 m 取 0 2m h2 孔洞的高度 m 取 0 4m n1 孔洞数量 个 取 10 个 0 08m s70 40 20 46 10 2 v 3 4 15 出水堰出水堰 沉淀池出水经过出水堰跌落入出水渠道 然后汇入出水管道 排走 出水堰采用矩形薄壁堰 堰后自由跌落水头 0 1 0 15 吗 堰上水深 h 为 3 43ghbhmq2 0 式中 m0 流量系数 采用 0 45 b 出水堰宽度 m h 出水堰顶水深 m ghh28 445 07 46 0 解得 mh036 0 出水堰后自由跌落采用 0 15m 则出水堰水头损失为 0 188m 水污染控制工程设计书 40 3 4 16 出水渠道出水渠道 沉淀池出水渠道 出水管与出水渠道连接 将污水送至集水 井 3 44 333 hbqv 式中 v3 出水渠道水流流速 m s b3 出水渠道的宽度 m 取 1 0m h3 出水渠道的高度 m 取 0 8m smsmv 4 0 575 0 8 00 1 46 0 3 出水管道采用钢管 管径 dn 1000mm 管内流速 v 0 64m s 水力坡降 i 0 479 3 4 17 进水挡板 出水挡板进水挡板 出水挡板 沉淀池设进水挡板和出水挡板 进水挡板距进水穿孔花墙 0 5m 挡板高出水面 0 3m 伸入水下 0 8m 出水挡板距出水堰 0 5m 挡板高出水面 0 3m 伸入水下 0 5m 在出水挡板处设一 个浮渣收集装置 用来收集拦截的浮渣 3 4 18 排泥管排泥管 沉淀池采用重力排泥 排泥管直径 dn300mm 排泥时间 t4 20min 排泥管流速 v4 0 82m s 排泥管伸入污泥斗底部 排 泥管上端高出水面 0 3m 便于清通和排气 排泥静水压头采用 1 2m 3 4 19 刮泥装置刮泥装置 沉淀池采用行车式刮泥机 刮泥机设于池顶 刮板伸入池底 刮泥机行走时将污泥推入污泥斗内 水污染控制工程设计书 41 图 3 3 平流式沉淀池形式 3 5 生化池生化池 3 5 1 设计参数设计参数 3 5 1 1 水力停留时间 a a o 工艺的水力停留时间 t 一般采用 6 8h 设计中采用 8h 3 5 1 2 曝气池内活性污泥浓度 曝气池内活性污泥浓度 xv一般采用 2000 4000mg l 设计 中取 xv 3000mg l 3 5 1 3 回流污泥浓度 3 55r svi xr 6 10 式中 xr 回流污泥浓度 mg l svi 污泥指数 一般采用 100 水污染控制工程设计书 42 r 系数 一般采用 1 2 lmgxr 120002 1 100 106 3 5 1 4 污泥回流比 3 56 1 rv x r r x 式中 r 污泥回流比 x r 回流污泥浓度 mg l x r f xr 0 75 12000 9000mg l 9000 1 3000 r r 解得 5 0 r 3 5 1 5 tn 去除率 3 57 100 1 21 s ss e 式中 e tn 去除率 s1 进水 tn 浓度 mg l 原水 48 mg l s2 进水 tn 浓度 mg l 一级 a 标准取 15 mg l 75 68 100 48 1548 e 3 5 1 6 内回流倍数 3 58 e 1 e 内 r 式中 r内 内回流倍数 2 2 0 6875 1 0 6875 r 内 设计中取 220 水污染控制工程设计书 43 3 5 2 平面尺寸计算平面尺寸计算 3 5 2 1 总有效容积 3 59tvq 式中 v 总有效容积 m3 q 进水流量 m3 d t 水力停留时间 d 3 m 3 2133324 864000 v 厌氧 缺氧 好痒各段内水力停留时间的比值为 1 1 3 则 每段的水力停留时间分别为 厌氧池内水力停留时间 t1 1 6h 缺氧池内水力停留时间 t2 1 6h 好氧池内水力停留时间 t3 4 8h 3 5 2 2 平面尺寸 曝气池总面积 3 60 h v a 式中 a 曝气池总面积 m2 h 曝气池有效水深 m 取 4 2m 2 4 5079 4 2 21333 3 ma 每组曝气池面积 3 61 n 1 a a 式中 a1 每座曝气池表面积 m2 n 曝气池个数 取 2 2 1 7 2539 2 5079 4 ma 每组曝气池共设 5 廊道 第 1 廊道为厌氧段 第 2 廊道为缺 氧段 第 3 廊道为好氧段 每廊道宽取 0 7m 每廊道长 水污染控制工程设计书 44 3 62 bn a1 l 式中 l 曝气池没廊道长 m b 每廊道宽度 m 取 7 0m n 廊道数 取 5 个 ml 6 72 57 0 2539 7 厌氧 缺氧 好氧池的平面布置 如图所示 图 2 4 厌氧 缺氧 好氧池的平面布置图 水污染控制工程设计书 45 3 5 3 进出水系统进出水系统 3 5 3 1 曝气池的进水设计 初沉池的来水通过 dn1200mm 的管道送入厌氧 缺氧 好氧 曝气池首段的进水渠道 管道内的水流速为 0 88m s 在进水渠 道内 水流分别流向两侧 从厌氧段进入 进水渠道宽度为 1 2m 渠道内水深为 1 0m 则渠道内的最大水流速 3 63 11 1 b q hn v v1 渠道内最大水流流速 m s b1 进水渠道宽度 m 取 1 2m h1 进水渠道有效水深 m 取 1 0m smv 38 0 0 12 12 0 92 1 反应池采用潜孔进水 孔口面积 3 64 2 q nv f 式中 f 每座反应池所需孔口面积 m2 v2 孔口流速 m s 取 0 4m s 2 15 1 4 02 0 92 mf 设每个孔口尺寸为 0 5 0 5m 则孔口数 3 65 f n f 式中 n 每座曝气池所需孔口数 个 f 每个孔口的面积 m2 取 5 个 6 4 5 05 0 1 15 n 水污染控制工程设计书 46 3 5 3 2 曝气池的出水设计 厌氧 缺氧 好氧池的出水采用矩形薄壁堰 跌落出水 堰上 水头 3 66 3 2 2 gmb q h 式中 h 堰上水头 m q 每座反应池出水量 m3 s 指污水最大流量 0 92m3 s 与回流污泥量 回流量之和 21 9 160 m3 s m 流量系数 取 0 4 b 堰宽 m 取 7 0m 与反应池宽度相等 mh193 0 81 920 74 02 160736 0 92 0 3 2 厌氧 缺氧 好氧的最大出水流量为 0 92 0 736 160 2 10 m3 s 出水管径采用 dn1800mm 送往二沉池 管道内的水流 速为 0 84m s 3 5 4 其他管道设计其他管道设计 3 5 4 1 污泥回流管 在本设计中 污泥回流比为 50 从二沉池回流过来的污 泥通过两根 dn500mm 的回流管道分别进入首段两侧的厌氧段 管内污泥流速为 0 9m s 3 5 4 2 硝化液回流管 硝化液回流比为 200 从二沉池出水回到缺氧段首段 硝 化液回流管管径为 dn1000mm 内流速为 0 9m s 水污染控制工程设计书 47 3 5 5 剩余污泥量剩余污泥量 3 6750 qlbvx sa rvr 平平 qw 式中 w 剩余污泥量 kg d a 污泥产率系数 取 0 6 b 污泥自身氧化系数 d 1 取 0 05 q平 平均日污水流量 m3 d lr 反应池去除的 ss 浓度 kg m3 sr 反应池去除的 bod5的浓度 kg m3 其中 污水中的 ss 浓度为 205mg l 假定一级处理对 ss 的去除效率为 50 则 进入曝气池中的污水的 ss 浓度 3 68 501 ll ya 式中 la 进入曝气池内污水 ss 浓度 mg l ly 原水中 ss 浓度 mg l lmg a 5 102 501 205l 3 0925 0 5 9210 5 102mkglmgly 同时 污水中的 bod5浓度为 195mg l 假定一级处理对 bod5 的去除效率为 25 则 进入曝气池中的污水的 bod5浓度 3 69 251 ya ss 式中 sa 进入曝气池内污水 bod5浓度 mg l sy 原水中 bod5浓度 mg l lmgla 3 146 251 195 3 136 0 3 13610 3 146mkglmgsr dkgw 4 498250 640000925 0 3 3 133320 05 0 136640006 0 水污染控制工程设计书 48 3 5 6 曝气系统工艺计算曝气系统工艺计算 3 5 6 1 需氧量 1 平均时需氧量 3 70 vr vxbqsao 2 式中 o2 混合液需氧量 a 活性污泥微生物每代谢 1kgbod 所需的氧气 kg 数 取 0 5 q 污水平均流量 m3 d sr 被降解的 bod 浓度 g l b 每 1kg 活性污泥每天自身氧化所需要的氧气 kg 数 取 0 15 xv 挥发性总悬浮固体浓度 g l hkgdkg o 7 66 0 1600 1000 75 0 3000 3 21333 5 3 15 0 1000 10195 640005 0 2 2 最大时需氧量 最大时需氧量计算方法同上 只需要将污水的平均流量转换 为最大流量 hkgdkg q 3 128 0 3080 1000 75 0 3000 3 21333 5 3 15 0 1000 10195 8000005 0 max 3 最大时需氧量与平均时需氧量之比 925 1 0 1600 0 3080 2 max2 q q 3 5 6 2 供气量 采用 wm 180 型网状膜微孔空气扩散器 每个扩散器的服务 面积为 0 49 敷设于池底 0 2m 处 淹没深度为 4 0 计算温 水污染控制工程设计书 49 度定为 30 查表得 20 和 30 时 水中得饱和溶解氧值为 20 s c 9 17mg l 30 s c 7 63mg l 1 空气扩散器出口处的绝对压力 hpb980010013 1 5 3 71 式中 pb 出口处绝对压力 pa h 扩散器上淹没深度 m 设计中取 h 4 0m papb 55 10405 1 4980010013 1 空气离开曝气池池面时 氧的百分比 100 1 2179 1 21 a a t e e q 3 72 式中 qt 氧的百分比 ea 空气扩散器的氧转移效率 取 12 2 曝气池混合液中平均氧饱和度 按最不利的温度条件考虑 4210066 2 5 30 tb ssb qp cc 3 73 式中 30 sb c 30 时 鼓风曝气池内混合液溶解氧饱和度 的平均值 mg l cs 30 时 在大气压力条件下 氧的饱和度 mg l lmgcsb 63 8 42 96 18 10066 2 10405 1 63 7 5 5 30 换算为在 20 条件下 脱氧清水的充氧量 20 20 0 024 1 t tsb s cc rc r 3 74 式中 r 混合液需氧量 kg l 水污染控制工程设计书 50 20 sb c 20 时 鼓风曝气池内混合液溶解氧饱和度 的平均值 mg l 修正系数 压力修正系数 c 曝气池出口处溶解氧浓度 mg l 设计中 0 2 0 1 95 0 82 0 c 平均时需氧量为 hkgr 93 94 024 1 263 8 195 0 82 0 17 9 7 66 2030 0 最大时需氧量为 hkgr 60 182 024 1 263 8 195 0 82 0 17 9 3 128 2030 max0 3 曝气池供气量 曝气池平均时供气量为 hm e r g a s 94 2636 12 0 3 0 93 94 3 0 30 曝气池最大时供气量为 hm e r g a s 2 5072 12 0 3 0 60 182 3 0 30 3 6 二沉池二沉池 设计中设两组辐流式沉淀池 n 取 2 按两组同时工作设计 故 每组的设计流量为 q 0 46 m3 s 460l s 从生化池中流出的 混合液进入集配水井 经过集配水井分配流量后流入辐流式沉淀 池 水污染控制工程设计书 51 3 6 1 沉淀池表面积沉淀池表面积 3 75 3600 q q f 式中 q 表面负荷 m3 m2 h 取 q 1 4 m3 m2 h 则 2 9 1182 4 1 360046 0 mf 3 6 2 沉淀池的直径沉淀池的直径 3 76 f d 4 式中 d 沉淀池直径 m md9 38 14 3 9 11824 设计时取直径 40 0m 半径即为 20 0m 3 6 3 沉淀池有效水深沉淀池有效水深 3 77 tqh 2 式中 h2 沉淀部分有效水深 m t 沉淀时间 s 取 2 5h mh5 35 24 1 2 3 6 4 径深比径深比 合乎 6 12 的要求 42 11 5 3 0 40 2 h d 水污染控制工程设计书 52 3 6 5 污泥部分所需容积污泥部分所需容积 nxrx xqr v 5 0 1 2 0 1 3 78 式中 v1 污泥部分所需容积 m3 q 污水平均流量 m3 s 取 0 58 m3 s r 污泥回流比 取 50 x 曝气池中污泥浓度 mg l xr 二沉池排泥浓度 mg l 3 79r svi xr 6 10 3 80 r x r r x 1 式中 svi 污泥容积指数 取 100 r 系数 取 1 2 得到 xr 12000mg l x 4000mg l 3 1 2 1987 2 120004000 5 0 4000 3600 736 0 5 01 2 mv 3 6 6 沉淀池总高度沉淀池总高度 3 81 54321 hhhhhh 式中 h 沉淀池总高度 m h1 沉淀池超高 m 取 0 3m h2 沉淀部分有效水深 m h3 沉淀池缓冲层高度 m 取 0 3m h4 沉淀池底部圆锥体高度 m h5 沉淀池污泥区浓度 m 根据污泥部分容积过大及二沉池污泥的特点 采用机械刮泥 机连续排泥 池底坡度 0 05 水污染控制工程设计书 53 3 82irrh 14 式中 h4 沉淀池底部圆锥体高度 m r 沉淀池半径 m 为 20 0m r1 沉淀池进水竖井半径 m 取 1 0m i 沉淀池池底坡度 取 0 05 mh95 005 0 0 10 20 4 3 83 f vv h 21 5 式中 v1 污泥部分所需容积 m3 v2 沉淀池底部圆锥体容积 m3 f 沉淀池表面积 m2 3 84 3 1 2 1 2 42 rrrrhv 6 418 0 1 0 200 1 0 20 95 0 3 22 mh97 0 9 1182 6 4181566 5 mhhhhhh37 6 32 1 95 0 3 05 33 0 54321 3 6 7 进水管的计算进水管的计算 3 85 01 rqqq 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 50 q0 单池污水平均流量 m3 s dmq 644 0 736 05 05 046 0 3 1 进水管管径取 d1 900mm 水污染控制工程设计书 54 流速 3 86 2 1 11 4 d q a q v smv 01 1 9 014 3 644 0 4 2 3 6 8 进水竖井计算进水竖井计算 进水竖井直径采用 d2 2 0m 进水竖井采用多孔配水 配水口尺寸 a b 0 5m 1 2m 共设 6 个沿井壁均匀分布 流速 v 2 015 0 18 0 62 15 0 644 0 1 sm a q v 符合要求 孔距 l m ad l54 0 6 6 2 3 6 9 稳流筒计算稳流筒计算 筒中流速 v3 0 03 0 02m s 设计中取 0 02m s 稳流筒过流面积 2 3 1 2 32 02 0 644 0 m v q f 稳流筒直径 d3 md f d7 62 14 3 2 3244 22 23 3 6 10 出水槽计算出水槽计算 采用双边 90 三角堰出水槽集水 出水槽沿池壁环形布置 环形槽中水流由左右两侧汇入出水口 每侧流量 q 0 46 2 0 23m3 s 集水槽中流速 v 0 6m s 水污染控制工程设计书 55 设集水槽槽宽 b 0 6m 槽内终点水深 h2 m vb q h63 0 6 06 0 23 0 2 槽内起点水深 h1 2 2 2 3 1 2 h h h h k 2 2 3 gb q hk 3 87 3 88 式中 hk 槽内临界水深 m 系数 一般采用 1 g 重力加速度 mhk25 0 6 081 9 23 0 2 2 3 mh67 0 63 0 63 0 26 0 2 2 3 1 设计中取出水堰后自由跌落 0 10m 集水槽高度 0 10 0 67 0 77m 取 0 80m 集水槽断面尺寸为 0 6m 0 80m 3 6 11 出水堰计算出水堰计算 3 89 n q q 3 90 b l n 3 91 21 lll 3 92 5 2 7 0 qh 3 93 l q q 0 式中 q 三角堰单堰流量 l s q 进水流量 l s l 集水堰总长度 m l1 集水堰外堰堰长 m l2 集水堰内堰堰长 m 水污染控制工程设计书 56 n 三角堰数量 个 b 三角堰单宽 m 取 0 10m h 堰上水头 m q0 堰上负荷 l s m 19 1 15 241 100046 0 36 0 191 0 7 0 191 0 2412 10 0 15 241 15 241 69 118 26 00 1 0 40 46 122 0 1 0 40 0 5 2 21 2 1 msl l q q mh sl n q q b l n mlll ml ml 个 根据规定二沉池出水堰上负荷在 1 5 2 9 l s m 之间 计算 结果负荷要求 3 6 12 出水管出水管 出水管直径 d 800mm sm d q v 91 0 8 014 3 2 92 0 4 2 4 22 3 6 13 排泥装置排泥装置 沉淀池采用周边传动刮吸泥机 周边传动刮吸泥机的线速度 为 2 3m min 刮吸泥机底部设有刮泥板和吸泥管 利用静水压 力将污泥吸入污泥槽 沿进水竖井中的排泥管将污泥排出池外 排泥管管径 500mm 回流污泥量 179 3l s 流速 0 91m s 水污染控制工程设计书 57 3 6 14 集配水井的设计计算集配水井的设计计算 3 6 14 1 配水井中心管直径 3 94 2 2 4 v q d 式中 d2 配水井中心管径 m v2 中心管内污水流速 m s 取 0 7m s q 进水流量 m3 s 取 1 355 m3 s md57 1 7 0 355 1 4 2 设计中取 1 60m 3 6 14 2 配水井直径 3 95 2 2 3 3 4 d v q d 式中 d2 配水井直径 m v2 配水井内污水流速 m s 取 0 3m s md88 2 6 1 3 0 355 1 4 2 2 设计中取 2 90m 3 6 14 3 集水井直径 3 96 2 3 1 1 4 d v q d 式中 d2 集水井直径 m v2 集水井内污水流速 m s 取 0 25m s 水污染控制工程设计书 58 md91 3 9 2 25 0 355 1 4 2 2 设计中取 3 90m 3 6 14 4 进水管管径 取进入二沉池的管径 dn 900mm 校核流速 符合要求 smsm d q v 7 0 07 1 9 014 3 2 355 1 4 2 4 2 3 6 14 5 出水管管径 由前面的结果可知 dn 800mm v 1 0m s 3 6 14 6 总出水管 取出水管管径 d 1100mm v 1 0m s 集配水井内设有超越 阀门 以便超越 3 7 消毒池消毒池 3 7 1 消毒剂的投加消毒剂的投加 3 7 1 1 加氯量计算 一级处理出水采用液氯消毒时 液氯投加量一般为 20 30mg l 本设计中液氯投量采用 25 0mg l 每日加氯量为 3 971000 86400 0 qqq 式中 q 污水设计流量 m3 s q 每日加氯量 kg d 水污染控制工程设计书 59 q0 液氯投加量 mg d dkgq 2 19871000 8640092 00 25 3 7 1 2 加氯设备 液氯由真空转子加氯机加入 加氯机设计 2 台 采用一用一 备 每小时加氯量 hgq 8 82 24 2 1987 设计采用 zj 1 型转子加氯机 3 7 2 平流式消毒接触池平流式消毒接触池 本设计采用 2 个 3 廊道平流式消毒接触池 单池设计如下 3 7 2 1 消毒池面积 3 98qtv 式中 v 接触池单池容积 m3 q 单池污水设计流量 m3 s t 消毒接触时间 h 采用 30min 3 828603046 0 mqtv 3 7 2 2 消毒池表面积 3 99 2 h v f 式中 f 消毒池单池表面积 m2 h2 消毒池有效水深 m 取 2 5m 水污染控制工程设计书 60 2 2 2 331 5 2 828 m h v f 3 7 2 3 消毒池池长 3 100 b f l 式中 l 消毒池