3215;104m3d城市污水二级处理厂工艺设计说明书.doc

3104m3/d城市污水二级处理厂工艺设计说明书1 绪 论水是人类的生命之源。它孕育和滋养了地球上的一切生物，并从各个方面为人类服务。水的用途大致有以下几个方面：生活用水、工业用水、农业用水、渔业用水、交通运输用水等。一般情况下，与人类生产和生活密切相关的前三种用水不能大规模取用海洋咸水，而只能取用淡水。但是，水环境中的淡水资源却很少，仅占总量的2.53，而目前能供人类直接取用的淡水资源仅占0.22，加之自然水源的季节变化和地区差异，以及自然水体遭到的普遍污染，致使可能直接取用的优质水量日益短缺，难以满足人们生活和工农业生产日益增长需求，因此保护和珍惜水资源，是整个社会的共同职责。就我国而言，淡水资源人均不超过2545 立方米，不到世界人均值的1/4，因此我们更应该保护和珍惜水资源。SBR 工艺早在20 世纪初已有应用，由于人工管理的困难和繁琐未于推广应用。此法集进水、曝气、沉淀在一个池子中完成。一般由多个池子构成一组，各池工作状态轮流变换运行，单池由撇水器间歇出水，故又称为序批式活性污泥法。该工艺将传统的曝气池、沉淀池由空间上的分布改为时间上的分布，形成一体化的集约构筑物，并利于实现紧凑的模块布置，最大的优点是节省占地。另外，可以减少污泥回流量，有节能效果。典型的SBR工艺沉淀时停止进水，静止沉淀可以获得较高的沉淀效率和较好的水质。本次设计选择SBR工艺作为本污水处理厂工艺的方案。1.1 设计题目3104m3/d城市污水二级处理厂工艺设计1.2 原始资料1.2.1 设计规模近期处理水量3104m3/d远期处理水量6104m3/d1.2.2 污水性质污水水质见表1-1。表1-1 污水水质项目CODBOD5SSTNNH3-NTPpH数值37018025038253.86.08.0注：表中单位除pH外均为mg/L1.2.3 其他资料夏季主导风为西南风，年平均气温11.9，极端最高气温41.2，极端最低气温-16，最大冻土深度0.6m，地下水水位为-8.6m。1.3 处理要求污水经处理后排入污水厂东侧的受纳水体排污渠，出水最终排入某河，该河段为地表水环境质量标准（GB18918-2002）中的类功能水域，出水水质应达到城镇污水厂污水排放标准（GB18918-2002）一级标准B标准。出水水质见表1-2。表1-2 出水水质项目CODBOD5SSTNNH3-NTP数值6020202581.5注：表中单位均为mg/L1.4 毕业设计题目应完成的工作1.4.1 设计完成的主要工作1. 国内城市污水处理工艺发展现状和发展调研；2. 出厂水水质的确定；3. 污水处理工艺的方案论证和比选；4. 污水处理工艺的设计计算5. 污水处理构筑物工艺设计图纸绘制；6. 污水处理厂平面和高程布置及图纸绘制；项目实施以近期为主，结合远期预留用地。1.4.2 最终要求提交成果1. 设计说明书（含工艺计算）一份，字数在1万字以上；2. 污水处理厂工艺设计图纸一套。要求合1#图纸8张以上，其中包含总平面布置图1张，高程布置图1张，高主要构筑物工艺详图至少6张，至少含2张手工绘制图。3. 翻译一篇与设计有关的外文资料。1.5 设计流量城市污水通过市政排水官网收集，来水方向为场区西面，入污水处理厂的城市污水主干管管内底标高为-3.8m，管径DN1000mm，管坡i=0.003，v=1.20m/s，h/D=0.58；经处理后的出水排入拟建污水厂东侧的受纳水体排污渠，排水标高为-4.0m。1.5.1 污水设计流量近期排水量：Q=3104m3/d0.347 m3/s=374L/s远期排水量：Q=6104m3/d0.694 m3/s=694L/s1.5.2 污水总变化系数近期：1.44远期：1.331.5.3 最大设计流量近期最大设计流量: 远期最大设计流量: 1.5.4 最小设计流量近期最小设计流量: 远期最小设计流量: 1.6 处理程度计算城市污水排入受纳水体后，经过物理的、化学的和生物的作用，使污水中的污染物浓度降低，受污染的受纳水体部分地或全部地恢复原状，这种现象称为水体自净或水体净化，水体所具有的这种能力称为水体自净能力。在选择污水处理程度时，既要充分利用水体的自净能力，又要防止水体受到污染，避免污水排入水体后污染下游取水口和影响水体中的水生动植物。1.6.1 SS的去除率1.6.2 BOD5的去除率出水中总.根据课本公式将出水中总的计算成活性污泥的。式中：b微生物自身氧化率。取值范围为0.050.1；Xa在处理水的悬浮物固体中，在活性的微生物所占的比例。的取 值：对高负荷活性污泥处理系统为0.8；延时曝气系统为0.1；其他活性污泥处理系统，在一般负荷条件下，可取0.4。活性污泥处理系统的处理水中的悬浮固体浓度mg/L。则出水溶解性为： 则的去除率为 1.6.3 COD的去除率2 工艺流程的确定2.1 污水污泥处理工艺的选择由于该污水厂出水排入的河段为地表水环境质量标准（GB3838-2002）中的三类功能水域，执行一级B标准。根据现代污水处理技术，按处理程度划分，可分为一级、二级和三级处理。一级处理，主要去除污水中呈悬浮状态的固体污染物质，物理处理法大部分只能完成一级处理的要求。经过一级处理的污水，BOD一般可去除30%左右，达不到排放标准。一级处理属于二级处理的预处理。二级处理，主要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质(BOD，COD物质)，去除率可达90%以上，使有机污染物达到排放标准。三级处理，进一步处理难降解的有机物、氮和磷等能够导致水体富营养化的可溶性无机物等。主要方法有生物脱氮除磷法，混凝沉淀法，砂滤法，活性炭吸附法，离子交换法和电渗分析法等。整个过程为通过粗格栅的原污水经过污水提升泵提升后，经过格栅或者砂滤器，之后进入沉砂池，经过砂水分离的污水进入初次沉淀池，以上为一级处理(即物理处理)，初沉池的出水进入生物处理设备，有活性污泥法和生物膜法，(其中活性污泥法的反应器有曝气池，氧化沟等，生物膜法包括生物滤池、生物转盘、生物接触氧化法和生物流化床)，生物处理设备的出水进入二次沉淀池，二沉池的出水经过消毒排放或者进入三级处理，一级处理结束到此为二级处理，三级处理包括生物脱氮除磷法，混凝沉淀法，砂滤法，活性炭吸附法，离子交换法和电渗析法。二沉池的污泥一部分回流至初次沉淀池或者生物处理设备，一部分进入污泥浓缩池，之后进入污泥消化池，经过脱水和干燥设备后，污泥被最后利用。2.1.1 污水处理设计按城市污水处理和污染防治技术政策要求推荐，20万t/d规模大型污水厂一般采用常规活性污泥法工艺，10-20万t/d污水厂可以采用常规活性污泥法、氧化沟、SBR、AB法等工艺，小型污水厂还可以采用生物滤池、水解好氧法工艺等。对脱氮除磷有要求的城市，应采用二级强化处理，如A2 /O工艺，A/O工艺，SBR及其改良工艺，氧化沟工艺，以及水解好氧工艺，生物滤池工艺等。由于该设计中的污水对脱氮除磷有要求故选取二级强化处理可供选取的工艺：氧化沟工艺，SBR及其改良工艺等。以下是氧化沟工艺，A2/O工艺及SBR工艺对污水处理的比较：氧化沟工艺：严格地说，氧化沟不属于专门的生物除磷脱氮工艺。但是随着氧化沟技术的发展，它早已超出原先的实践范围，出现了一系列除磷脱氮技术与氧化沟技术相结合的污水处理工艺流程。按照运行方式，氧化沟可以分为连续工作式、交替工作式和半交替工作式。连续工作式氧化沟，如帕斯韦尔氧化沟、卡鲁塞尔氧化沟。奥贝尔氧化沟在我国应用比较多，这些氧化沟通过设置适当的缺氧段、厌氧段、好氧段都能取得较好的除磷脱氮效果。连续工作式氧化沟又可分为合建式和分建式。交替工作式氧化沟一般采用合建式，多采用转刷曝气，不设二沉池和污泥回流设施。交替工作式氧化沟又可分为单沟式、双沟式和三沟式，交替式氧化沟兼有连续式氧化沟和SBR工艺的一些特点，可以根据水量水质的变化调节转刷的开停，既可以节约能源，又可以实现最佳的除磷脱氮效果。氧化沟具有以下特点：（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。有些类型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平均处理水平可达到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、泥龄长和循环稀释水量大。（4）污泥量少、性质稳定。由于氧化沟泥龄长。一般为2030 d，污泥在沟内已好氧稳定，所以污泥产量少从而管理简单，运行费用低。（5）可以除磷脱氮。可以通过氧化沟中曝气机的开关，创造好氧、缺氧环境达到除磷脱氮目的，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。A2/O工艺：A2/O处理工艺是AnaerobicAnoxicOxic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工艺是在厌氧好氧除磷工艺的基础上开发出来的，该工艺同时具有脱氮除磷的功能。A2/O工艺的特点：（1）厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同种类的微生物菌群的有机配合，能同时具有去除有机物、脱氮除磷功能；（2）在同时脱氮除磷去除有机物的工艺中，该工艺流程最为简单，总的水力停留时间也少于同类其它工艺。（3）在厌氧-缺氧-好氧交替运行下，丝状菌不会大量繁殖，SVI一般小于100，不会发生污泥膨胀。（4）污泥中含磷量高，一般为2.5%以上。SBR工艺：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）有很好的除磷脱氮效果。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。根据该地区污水水质特征，污水处理工程，主要的去除目的是BOD5、COD、SS、N和P，本污水厂处理水量小，考虑到本污水厂的规模、管理、造价，本设计采用SBR间歇式的活性泥泥系统。污水生物处理过程中将产生大量生物污泥，有机物含量较高且不稳定，易腐化且含有寄生虫卵，若不经妥善处理和处置，将造成二次污染，污泥处理要求如下：（1）减少有机物，使污泥稳定；（2）减少污泥体积，降低污泥后续处置费用；（3）减少污泥中有毒物质；（4）利用污泥中可用物质，化害为利。根据该地区污水水质特征，污水处理工程有脱氮除磷的特殊要求，主要的去除目的是BOD5，COD，SS，TP，TN和NH3-N，故本设计采用SBR工艺处理，曝气池采用曝气沉砂池，SBR工艺前设置厌氧水解酸化池。2.1.2 污泥处理设计由于本设计污水采用SBR工艺，污泥多已达到稳定程度，勿需再进行消化处理，近期水量30000m3d，污泥量较少，污泥处理采用如下方案：SBR产生污泥首先进入集泥井，再由集泥井进入浓缩池，本设计设计两个间歇式重力浓缩池，污泥浓缩主要是减小污泥体积，降低污泥含水率，为污泥消化处理提供方便，SBR产污泥含水99.2%，经浓缩池浓缩后含水率降为97%，污泥经浓缩池浓缩后进入贮泥池，随后进入脱水车间进行机械脱水，经过脱水后的泥饼外运出去。2.2 污水处理厂工艺流程图进水 粗格栅 提升泵房 细格栅 曝气沉砂池 厌氧池 SBR反应池 接触池 计量槽 出水 外运 砂水分离 砂泵 外运 污泥脱水 贮泥池 浓缩池 集泥井2.3 处理构筑物2.3.1 污水处理1.格栅格栅由一组平行的金属栅条或筛网制成，安装在污水管道、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，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷，并使之正常运行。在污水处理系统（包括水泵）前，均需设置格栅，其按形状可分为平面格栅和曲面格栅；按栅条净间隙，可分为粗格栅（50100mm）,中格栅（1640mm）,细格栅（310mm）；按清渣方式，可分为人工清除格栅和机械清除格栅。本设计中采用矩形断面并设置两道格栅（中格栅和细格栅），其中中格栅设在污水泵站前，细格栅设在污水泵站后。2. 曝气沉砂池曝气沉砂池 是一长形渠道，沿渠壁一侧的整个长度方向，距池底60-90cm处安设曝气装置，在其下部设集砂斗，池底有i=0.1-0.5的坡度，以保证砂粒滑入。由于曝气作用，废水中有机颗粒经常处于悬浮状态，砂粒互相摩擦并承受曝气的剪切力，砂粒上附着的有机污染物能够去除，有利于取得较为纯净的砂粒。 在旋流的离心力作用下，这些密度较大的砂粒被甩向外部沉入集砂槽，而密度较小的有机物随水流向前流动被带到下一处理单元。另外，在水中曝气可脱臭，改善水质，有利于后续处理，还可起到预曝气作用。普通沉砂池截留的沉砂中夹杂有15%的有机物，使沉砂的后续处理难度增加，采用曝气沉砂池，可在一定程度上克服此缺点。设计参数（1）水平流速宜为0.060.12 ms。（2）最高时流量的停留时间1-3min。（3）有效水深宜为2.03.Om，宽深比宜为11.5。（4）处理每立方米污水的曝气量宜为0.10.2m3空气。（5）进水方向应与池中旋流方向一致，出水方向应与进水方向垂直，并宜设置挡板。（6）污水的沉砂量，可按每立方米污水0.03L计算；合流制污水的沉砂量应根据实际情况确定。（7）砂斗容积不应大于2d的沉砂量，采用重力排砂时，砂斗斗壁与水平面的倾角不应小于55。（8）池底坡度一般取为0.10.5。（9）沉砂池除砂宜采用机械方法，并经砂水分离后贮存或外运。采用人工排砂时，排砂管直径不应小于200mm。排砂管应考虑防堵塞措施。3. 厌氧池为了使管渠和构筑物正常工作，不受废水高峰流量或浓度变化的影响，需在废水处理设施之前设置调节池。对于有些反应，如厌氧反应对水质、水量和冲击负荷较为敏感，所以对于工业废水适当尺寸的调节池，对水质、水量的调节是厌氧反应稳定运行的保证。调节池的作用是均质和均量，一般还可考虑兼有沉淀、混合、加药、中和和预酸化等功能。作用：对水量和水质的调节，调节污水pH值、水温，有预曝气作用，还可用作事故排水。分类：水量调节池和水质调节池。4. SBR反应池设计方法有两种：负荷设计法和动力设计法，本工艺采用负荷设计法。根据工艺流程论证，SBR法具有比其他好氧处理法效果好，占地面积小，投资省的特点，因而选用SBR法。SBR是序批式间歇活性污泥法的简称。该工艺由按一定时间顺序间歇操作运行的反应器组成。 其运行操作在空间上是按序排列、间歇的。污水连续按顺序进入每个池，SBR 反应器的运行操作在时间上也是按次序排列的。SBR工艺的一个完整的操作过程，也就是每个间歇反应器在处理废水时的操作过程，包括进水期、反应期、沉淀期、排水排泥期、闲置期五个阶段。这种操作周期是周而复始进行的，以达到不断进行污水处理的目的。对于单个的SBR 反应器来说,在时间上的有效控制和变换，即达到多种功能的要求，非常灵活。SBR工艺的操作过程如下：（1）进水期进水期是反应池接纳污水的过程。由于充水开始是上个周期的闲置期，所以此时反应器中剩有高浓度的活性污泥混合液，这也就相当于活性污泥法中污泥回流作用。SBR工艺间歇进水，即在每个运行周期之初在一个较短时间内将污水投入反应器，待污水到达一定位置停止进水后进行下一步操作。因此，充水期的SBR 池相当于一个变容反应器。混合液基质浓度随水量增加而加大。充水过程中逐步完成吸附、氧化作用。SBR充水过程，不仅水位提高，而且进行着重要的生化反应。充水期间可进行曝气、搅拌或静止。曝气方式包括非限制曝气（边曝气边充水）、限制曝气（充完水曝气）半限制曝气（充水后期曝气）。（2）反应期在反应阶段，活性污泥微生物周期性地处于高浓度、低浓度的基质环境中，反应器相应地形成厌氧缺氧好氧的交替过程。虽然SBR 反应器内的混合液呈完全混合状态，但在时间序列上是一个理想的推流式反应器装置。SBR 反应器的浓度阶梯是按时间序列变化的 。能提高处理效率，抗冲击负荷，防止污泥膨胀。（3）沉淀期相当于传统活性污泥法中的二次沉淀池，停止曝气搅拌后，污泥絮体靠重力沉降和上清液分离。本身作为沉淀池，避免了泥水混合液流经管道，也避免了使刚刚形成絮体的活性污泥破碎。此外，SBR 活性污泥是在静止时沉降而不是在一定流速下沉降的，所以受干扰小，沉降时间短，效率高。（4）排水期活性污泥大部分为下周期回流使用，过剩污泥进行排放，一般这部分污泥仅占总污泥的30%左右，污水排出，进入下道工序。（5）闲置期作用是通过搅拌、曝气或静止使其中微生物恢复其活性，并起反硝化作用而进行脱水。5. 接触消毒池城市污水经过一级或二级处理后，水质改善，细菌含量也大幅度减少，但其绝对值仍很可观，并有存在病源菌的可能。因此，污水排入水体前应进行消毒，特别是医院、生物制品以及屠宰场等有致病菌污染的污水，更应严格消毒。目前常用的污水消毒剂是液氯，其次是漂白粉、臭氧、次氯酸钠、氯片、氯氨、二氧化氯和紫外线等。其中液氯效果可靠、投配设备简单、投量准确、价格便宜。其他消毒剂如漂白粉投量不准确，溶解调制不便。臭氧投资大，成本高，设备管理复杂。其他几种消毒剂也有很明显的缺点，所以目前液氯仍然是消毒剂首选。2.3.2 污泥处理1. 污泥浓缩池污泥浓缩主要是减小污泥体积，降低污泥含水率，为污泥消化处理提供方便。污泥中所含水大致分为四类：颗粒间的孔隙水，约占总水分的70%;毛细水，约占20%；污泥颗粒吸附水和颗粒内部水约占10%。浓缩法主要降低的是污泥的孔隙水。污泥中采用重力浓缩。优点：污泥含水率可以从99%降低至96%，污泥体积可减小3/4，含水率从97.5%降低至95%，体积可减小1/2，为后续处理创造条件。2. 贮泥池剩余污泥经浓缩后进入贮泥池，贮泥池的主要作用：调节污泥量，药剂投加池。3. 污泥脱水机要目的在于降低污泥中含水率，为污泥的后续处理打好基础。设计中采用带式压滤机脱水，优点：设备简单，动力消耗少，可连续生产。污泥机械脱水的设计，应符合下列规定：（1）污泥脱水机械的类型，应按污泥的脱水性质和脱水要求，经技术经济比较后选用；（2）污泥进入脱水机前的含水率一般不应大于98%；（3）消化后的污泥，可根据污水性质和经济效益，考虑在脱水前淘洗。（4）机械脱水间的布置，应按本规范第5章泵房中的有关规定执行，并应考虑泥饼运输设施和通道；（5）脱水后的污泥应设置污泥堆场或污泥料仓贮存，污泥堆场或污泥料仓的容量应根据污泥出路和运输条件等确定；（6）污泥机械脱水间应设置通风设施。每小时换气次数不应小于6次。污泥在脱水前，应加药调理。污泥加药应符合下列要求：（1）药剂种类应根据污泥的性质和出路等选用，投加量宜根据试验资料或类似运行经验确定；（2）污泥加药后，应立即混合反应，并进入脱水机。泥饼含水率一般可为7580%。压滤机的设计，应符合下列要求：（1）污泥脱水负荷应根据试验资料或类似运行经验确定，污水污泥可按本规范表2-1取值表2-1 泥脱水负荷污泥类别初沉原污泥初沉消化污泥混合原污泥混合消化污泥污泥脱水负荷kg/(mh)250300150200（2）应按带式压滤机的要求配置空气压缩机，并至少应有1台备用；（3）应配置冲洗泵，其压力宜采用0.40.6MPa，其流量可按5.511m3/m（带宽）h计算，至少应有一台备用。3 污水污泥处理计算3.1 污水构筑物计算3.1.1 中格栅我国过栅流速一般采用0.6-1.0m/s。此次设计采用0.9m/s。格栅倾角一般采用45-75。机械清除国内一般采用60-70本设计采用60。格栅前渠道内水流速度一般取0.4-0.9 m/s。本设计取0.9m/s。本设计粗格栅设1组，1备用。1.栅前渠断面面积 （31）=0.566m2式中：最大设计流量，m/s；v1栅前流速，m/s,取v10.90m/s。2.槽宽A （32）B1 1.054（m） 式中:A栅前渠断面面积；B1槽宽。3.栅前水深根据最优水力断面公式B1/h=2，得h 1/21.054 0.527（m） 4.栅条的间隙数n个n （33）32.333（个）式中：最大设计流量，m/s；格栅倾角()，取=73；b格栅间隙，m ，取=0.04 m；n栅条间隙数，个；h栅前水深，0.527m；v2过栅流速，m/s,取v20.90m/s。5.格栅宽度B及栅槽宽度B2（1）格栅宽度B设栅条宽度S10mm（0.01m）得BS（n-1）+bn （34）0.01（33-1）0.03331.31式中：S栅条宽度；b格栅间隙，m ，取=0.04 m；n栅条间隙数，个；h栅前水深，0.527m；v2过栅流速，m/s,取v20.90m/s。（2）栅槽宽度B2栅槽宽度一般比格栅宽0.200.30m，取0.30m，则B2B0.30 （35） 1.61 式中:B1槽宽。 6.通过格栅的水头损失h1=h0k （36）h0= 得：h1h0k0.1m式中：h1设计水头损失，m；h0计算水头损失，m；g重力加速度，m/s2；k系数，格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般采用3；阻力系数，与栅条断面形状有关，可按手册提供的计算公式和相关系数计算；设栅条断面为锐边矩形断面，=2.42。7.栅后槽总高度H，m设栅前渠道超高h2=0.30mHhh1h2 （37）0.5270.10.300.927（m） 式中：h1设计水头损失，m；h2超高，m；h栅前水深，m。8.栅槽总长度L，m（1）进水渠道渐宽部分的长度L1，m设进水渠道渐宽部分展开角度=15L1 （38）1.044m（2）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度L2，mL2=0.522m （39）LL1L21.01.54.54m式中:H1栅前渠道深。H1hh2=0.827m9.每日栅渣量W，m3/dW= （310）1.024（m3/d）0.20（m3/d）采用机械清渣。式中：W 1栅渣量，m3/10m3污水，格栅间隙数为3050mm时，W 10.030.1m3/103m3污水，取0.05 m3/10m3。3.1.2 提升泵房1.设计说明本设计采用SBR工艺系统，污水处理系统简单，只考虑一次提升。污水经提升后再过细格栅。设计流量：Q=0.5m3/s。（1）泵房进水角度不大于45度。（2）相邻两机组突出部分得间距，以及机组突出部分与墙壁的间距，应保证水泵轴或电动机转子再检修时能够拆卸，并不得小于0.8。如电动机容量大于55kW时，则不得小于1.0m，作为主要通道宽度不得小于1.2m。（3）泵站采用矩形平面钢筋混凝土结构半地下式。（4）水泵为自灌式。2. 设计计算根据污水流量，泵房设计为LB=105m。提升泵选型：采用300QW800-12型潜污泵。转速：980r/min；流量Q：875m3/h；扬程:12m；功率：45kW；购买4台，3台工作，1台备用。流量： （311）式中：最大设计流量，m/s。3.1.3 细格栅细格栅设2组，1备用，按两组同时工作设计。栅前流速0.400.90m/s ，取V10.60m/s=0.500m3/s，Q=0.250 m3/s；格栅倾角，取=60b格栅间隙，m ，取b=0.01 mv1过栅流速，m/s,取v10.60 m/s 删条宽度，取s=0.01m1.栅前渠断面面积 （312）=0.417m2式中：最大设计流量，m/s；v1栅前流速，m/s,取v10.90m/s2.槽宽A （313）B1 0.913m 式中:A栅前渠断面面积；B1槽宽。3.栅前水深根据最优水力断面公式B1:h2，得：h 0.456m2.栅条的间隙数n个 （314）72.973（个）式中: 最大设计流量，m/s； 格栅倾角()，取=60；格栅间隙，m ，取=0.01m；n栅条间隙数，个；h栅前水深，m；v2过栅流速，m/s,取v20.70m/s。3.格栅宽度B及栅槽宽度B2（1）格栅宽度B设栅条宽度S=10mm（0.01m）BS（n-1）bn （315）0.01720.01731.45m式中： S栅条宽度；b格栅间隙，m；n栅条间隙数，个；h栅前水深。（2）栅槽宽度栅槽宽度一般比格栅宽0.20.3m，取0.2m,则B21.450.20 （316） 1.65m式中:B1槽宽。4.通过格栅的水头损失h1=h0k （317）h0= 得：h1h0k0.157m式中：h1设计水头损失，m； h0计算水头损失，m； g重力加速度，m/s2 k系数，格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般采用3；阻力系数，与栅条断面形状有关，可按手册提供的计算公式和相关系数计算；设栅条断面为锐边矩形断面，=2.42；5.栅后槽总高度H，m设栅前渠道超高h2=0.30mHhh1h2 （318） 0.4560.160.30 0.912（m） 式中：h1设计水头损失，m；h2超高，m；h栅前水深，m。6.栅槽总长度（1）进水渠道渐宽部分的长度L1,m设进水渠道渐宽部分展开角度=30L1= （319）0.638m（2）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度L2，mL2 （320） 0.319mLL1L21.000.50 2.89m式中：H1栅前渠道深。H1hh2=0.756m7.每日栅渣量W，m3/dW （321）0.512m3/d0.20m3/d采用机械清渣式中：W1栅渣量，m3/10m3污水，格栅间隙数为3050mm时，W10.030.1m3/103m3污水，取0.05m3/10m3。3.1.4 曝气沉砂池沉砂池是借助污水中的颗粒与水的比重不同，使大颗粒的砂粒、石子、煤渣等无机颗粒沉降，以去除相对密度较大的无机颗粒。常用的沉砂池有平流沉砂池、曝气沉砂池、竖流式沉砂池、涡流式沉砂池和多尔沉砂池。这几种沉砂池各有其优点，但是在实际工程中一般多采用曝气沉砂池。本设计中采用曝气(aeration)沉砂池，其优点是：通过调节曝气量可控制污水旋转流速，使之作旋流运动，产生离心力，去除泥砂，排除的泥砂较为清洁，处理起来比较方便；且它受流量变化影响小，除砂率稳定。同时，对污水也起到预曝气作用。本设计中选择一组曝气沉砂池（两格）。1. 池子总有效容积（V） 设最大设计流量时流行时间t=3min，Qmax=0.5m3/s，Q=0.25m3/sV=Qmaxt60=0.500360=90m3 （322）式中：沉砂池有效容积，；停留时间，。2. 水流断面面积（A） 设最大设计流量时水平流速，A=4.17m2 （323）式中：水流断面面积，；水平流速，。3. 池总宽度（B）设设计有效水深h2=2m，则m （324）式中：B沉砂池宽度，；沉砂池有效水深，。在1.01.5之间。4. 池长（L）L=10.79m 取L=11m5. 每小时所需空气量设，每m3污水的空气量q=dQmax3600=360m3/h （325）式中：每小时所需的空气量，； 1的污水所需要的空气量，。6. 沉砂室所需容积 （326）式中：城市污水沉砂量，设计中取=30污水清除沉砂的间隔时间，设计中取=2。=2.592m3从而可计算得每个沉砂斗的容积为： 7. 沉砂斗几何尺寸计算设沉砂槽底宽0.3m，沉砂槽斜壁与水平面的夹角为，沉砂槽高度，沉砂槽槽口宽为：m沉砂斗容积为： 8. 池子总高设池底坡度为0.1，坡向沉砂槽，池底斜坡部分的高度为：设超高池子总高 H=h1+h2+h3+h4=2.68m9. 排砂装置采用吸砂泵排砂。3.1.5 厌氧池1.设计参数设计流量：Q=0.5000m3/s 设计容积负荷为Nv=0.36kgBOD5/(m3d) 设计BOD5去除率为11.1%2. 池体积算（1）有效容积VV=Qmaxt （327）=432005/24=9000 m3式中：Qmax最大设计流量，m/s；t停留时间，取5h。取池有效高度H=5.5m，其中超高0.5m，则有效水深h=5m。池面积设两座池子每座取池宽B=30m，则池长（2）上升流速校核: (在0.8-1.8m/h内) 3布水配水系统（1）配水方式：本设计采用大阻力配水系统，为了配水均匀一般对称布置，各支管出水口向下句池底约20cm，位于所服务面积的中心。 查曝气生物滤池污水处理新技术及工程实例其设计参数如下：表3-1 管式大阻力配水系统设计参数表干管进口流速1.01.5m/s开孔比0.20.25支管进口流速1.52.5m/s配水孔径912mm支管间距0.20.3m配水孔间距730mm（2）干管管径的设计计算Q=0.25m3/s，设干管流速为1.4m/s,则干管横切面积为：所以管径取D=480mm校核： 在1.02.5m/s范围内给排水设计手册第一册选用DN=500mm的钢管（3）布水支管的设计计算设布水支管的中心间距为0.75m，则支管的间距数为个 支管数为（40-1）2=78根每根支管的进口流量m3/s所以采用管径为DN50mm的布水支管，则流速为介于1.52.5m/s之间每根支管的长度为：3.1.6 SBR反应池1.设计说明根据工艺流程论证，SBR法具有比其他好氧处理法效果好，占地面积小，投资省的特点，因而选用SBR法。SBR是序批式间歇活性污泥法的简称。该工艺由按一定时间顺序间歇操作运行的反应器组成。 其运行操作在空间上是按序排列、间歇的。 污水连续按顺序进入每个池，SBR反应器的运行操作在时间上也是按次序排列的。SBR工艺的一个完整的操作过程，也就是每个间歇反应器在处理废水时的操作过程，包括进水期、反应期、沉淀期、排水排泥期、闲置期五个阶段，如图3-3。这种操作周期是周而复始进行的，以达到不断进行污水处理的目的。对于单个的SBR反应器来说,在时间上的有效控制和变换，即达到多种功能的要求，非常灵活。SBR工艺特点是：(1) 工程简单，造价低；(2) 时间上有理想推流式反应器的特性；(3) 运行方式灵活，脱N除P效果好；(4) 良好的污泥沉降性能；(5) 对进水水质水量波动适应性好；(6) 易于维护管理。SBR工艺的操作过程如下： 进水期进水期是反应池接纳污水的过程。由于充水开始是上个周期的闲置期，所以此时反应器中剩有高浓度的活性污泥混合液，这也就相当于活性污泥法中污泥回流作用。SBR工艺间歇进水，即在每个运行周期之初在一个较短时间内将污水投入反应器，待污水到达一定位置停止进水后进行下一步操作。因此，充水期的SBR池相当于一个变容反应器。混合液基质浓度随水量增加而加大。充水过程中逐步完成吸附、氧化作用。SBR充水过程，不仅水位提高，而且进行着重要的生化反应。充水期间可进行曝气、搅拌或静止。曝气方式包括非限制曝气（边曝气边充水）、限制曝气（充完水曝气）半限制曝气（充水后期曝气）。 反应期在反应阶段，活性污泥微生物周期性地处于高浓度、低浓度的基质环境中，反应器相应地形成厌氧缺氧好氧的交替过程。虽然SBR反应器内的混合液呈完全混合状态，但在时间序列上是一个理想的推流式反应器装置。SBR反应器的浓度阶梯是按时间序列变化的 。能提高处理效率，抗冲击负荷，防止污泥膨胀。 沉淀期相当于传统活性污泥法中的二次沉淀池，停止曝气搅拌后，污泥絮体靠重力沉降和上清液分离。本身作为沉淀池，避免了泥水混合液流经管道，也避免了使刚刚形成絮体的活性污泥破碎。此外，SBR活性污泥是在静止时沉降而不是在一定流速下沉降的，所以受干扰小，沉降时间短，效率高。排水期活性污泥大部分为下周期回流使用，过剩污泥进行排放，一般这部分污泥仅占总污泥的30%左右，污水排出，进入下道工序。闲置期作用是通过搅拌、曝气或静止使其中微生物恢复其活性，并起反硝化作用而进行脱水。2. SBR工艺各工序的时间计算本设计设计流量 本设计设计反应池的数量4个，并且均为并联设计。四个SBR池每个周期进水量水43200/4=10800m3一个SBR池一天进水4次，每次进水2700m3（1）进水时间计算 （328） = =1.5h式中 tF 每池每周期所需要的进水时间，h； t一个运行周期需要的时间，h； n 每个系列反应池个数。（2）反应时间计算 （329）=1.783取tR=2h式中：m 充水比，取0.5。 So 反应池进水五日生化需氧量，mg/L； LS 反应池的五日生化需氧量污泥负荷，kgBOD5/（kgMLSSd）； X 反应池内混合液悬浮固体（MLSS）平均浓度，kgMLSS/m3。（3） 沉淀时间ts宜为1h。 （4）排水时间tD宜为1.0 h1.5h，本设计取1.5h。 （5） 一个周期所需时间可按下式计算：t=tF+tR+tS+tD （330） =1.5+2+1+1.5=6h式中：tF进水时间；tR反应时间；tS 沉淀时间；tD排水时间。3. 反应池有效反应容积计算 （331）=21600m3每个反应池容积为=5400 m3式中：V1 反应池有效容积，m3； Q 每个周期进水量，m3； S o反应池进水五日生化需氧量，mg/L； LS 反应池的五日生化需氧量污泥负荷，kgBOD5/（kgMLSSd）； X 反应池内混合液悬浮固体（MLSS）平均浓度，kgMLSS/m3； tR 每个周期反应时间，h。4SBR反应池构造尺寸SBR反应池为满足运行灵活及设备安装需要，设计为长方形，一端为进水区，另一端为出水区本设计建四个SBR反应池设每个SBR反应池单池平面（净）尺寸为46m24m（长比宽在1:12:1）水深为5.0m，池深5.5m，其中超高为0.5m。单池容积为V=46245.5=6072m3则保护容积为Vb=46240.5=552m34个池总容积 V=4V=44851=24288m35SBR反应池运行时间与水位控制SBR池总水5.0m,按平均流量考虑，则进水前水深为2.5m，进水结束后5.0m，排水时水深5.0m，排水结束后2.5m。5.0m水深中，换水水深为2.5m，存泥水深1.5m，保护水深1m，保护水深的设置是为避免排水时对沉淀及排泥的影响。进水开始与结束由水位控制，曝气开始由水位和时间控制，曝气结束由时间控制，沉淀开始与结束由时间控制，排水开始由时间控制，排水结束由水位控制。6排水口高度和排水管管径（1）排水口高度为保证每次换水的水量及时快速排出，以及排水装置运行的需要，排水口应在反应池最低水位之下约0.50.7，设计排水口在最高水位之下3。（2）排水管管径每池设自动排水装置一套，出水口一个，排水管1根；固定设于SBR墙上。排水管管径DN800。设排水管排水平均流速为1.71m/s，则排水量为：则每周期（平均流量时）所需排水时间为：7SBR产泥量SBR的剩余污泥主要来自微生物代谢的增值污泥，还有很少部分由进水悬浮物沉淀形成。SBR生物代谢产泥量为x =aQSr bXrV （332）=(a-b/Ns)QSr 式中: a微生物代谢增系数，kgVSS/kgBOD5b微生物自身氧化率，l/d设a =0.70，b =0.05,则有：x=3080.16kg/d假定排泥含水率为98%，则排泥量为Qs=154m3（P=98%）或，Qs=385.02 m3（P=99.2%）考虑一定安全系数，则每天排泥量为400 m3/d。排泥系统剩余污泥在重力作用下通过污泥管路排入集泥井。8需氧量计算（1）需氧量计算SBR反应池需氧量O2计算式为O2=aQSr+bXV=aQSr+b（QSr/Ns） （333）式中:a微生物代谢有机物需氧率，kg/kgO2b微生物自氧需氧率，l/dSr去除的BOD5(kg/m3)经查有关资料表，取a=0.50，b=0.190,需氧量为：R=O2=（0.5+0.19