杭州市城市污水处理厂设计.doc

哈尔滨理工大学课程设计论文杭州市城市污水处理厂设计摘要本设计是杭州污水处理厂的初步设计和施工图设计，此污水处理厂主要处理城市生活污水,水质较为复杂。根据设计要求，该污水处理厂进水中N、P含量均偏高，在去除BOD5和SS的同时，还需要进行脱氮除磷处理，故采用采用以一体式氧化沟为主体的污水处理工艺流程，以及浓缩池为主体的污泥工艺流程。该工艺具有工艺流程短、处理效果好、出水水质稳定、剩余污泥少、运行管理方便、基建与运行费用低等特点。因此,更具有广泛的适应性，完全适合本设计的实际要求。关键词：杭州市 生活污水 氧化沟目录第1章 绪论41.1 设计资料41.1.1 城市概况41.1.2 自然特征41.1.3 规划资料5第2章 工艺设计62.1 厂址选择62.2 工艺流程的确定62.3 处理构筑物的选择62.3.1 格栅的选择62.3.2 沉砂池的选择62.3.3 生化工艺的选择72.3.4 二沉池的选择82.3.5 消毒接触池的选择82.3.6 污泥处理构筑物的选择8第3章 处理构筑物的设计计算93.1 格栅的计算93.1.1 粗格栅的计算93.1.2 细格栅的计算113.2 泵房143.2.1 设计计算：143.3 平流沉砂池143.3.1 沉砂池长度153.3.2 水流过水断面面积153.3.3 沉砂池宽度153.3.4 沉砂室所需容积153.3.5 每个沉砂斗容积163.3.6 沉砂斗高度163.3.7 沉砂室的高度163.3.8 沉砂池总高度173.3.9 验算最小流速173.3.10 进水渠道173.3.11 出水渠道183.3.12 排沙管道183.4 氧化沟工艺的计算183.4.1 氧化沟内混合液污泥浓度183.4.2 污泥龄183.4.3 回流污泥浓度183.4.4 回流污泥比193.4.5 尺寸计算193.4.6 设计参数校核213.4.7 进出水系统213.4.8 剩余污泥量223.4.9 需氧量223.5 消毒243.5.1 消毒剂的选择243.5.2 消毒剂的投加253.5.3 平流式消毒接触池253.6 计量设备273.6.1 计量设备的选择273.6.2 巴氏计量槽的设计273.7 污泥浓缩池293.7.1 沉淀部分有效面积303.7.2 沉淀池直径303.7.3 浓缩池的容积303.7.4 沉淀池有效水深303.7.5 浓缩后剩余污泥量313.7.6 池底高度313.7.7 污泥斗容积313.7.8 浓缩池总高度323.7.9 浓缩后分离出的污水量323.7.10 溢流堰333.7.11 溢流管333.7.12 刮泥装置333.7.13 排泥管333.8 贮泥池333.8.1 贮泥池设计进泥量343.8.2 贮泥池的容积343.8.3 贮泥池高度353.8.4 管道部分353.9 污泥脱水机35第4章 污水厂平面布置37第5章 污水厂高程布置385.1 高程布置原则385.2 高程布置结果385.2.1 污水处理高程布置385.2.2 .污泥处理高程布置39第1章 绪论1.1 设计资料1.1.1 城市概况杭州位于中国东南沿海北部，坐标为东经11821-12030，北纬2911-3033,东临杭州湾，南与绍兴、金华相接，西南与衢州相接，北与湖州、嘉兴两市毗邻，西南与安徽省黄山市交界，西北与安徽省宣城交接。杭州地处长江三角洲南沿和钱塘江流域，地形复杂多样。杭州市西部属浙西丘陵区，主干山脉有天目山等。东部属浙北平原，地势低平，河网密布。具有典型的“江南水乡”特征。杭州市中心地理坐标为东经12012，北纬3016。 杭州处于亚热带季风区，四季分明，夏季气候炎热，湿润，有小火炉之称，相反，冬季寒冷，干燥。春秋两季气候宜人，是观光旅游的黄金季节。 杭州的城市原点（零公里标志）设在上城区紫薇园坐标原点。紫薇园坐标原点从1913年开始就作为杭州市的中心。城市内的建筑、道路、水系及名胜古迹，都可根据该原点标出方位和与原点的距离。杭州有着江、河、湖、山交融的自然环境。全是丘陵山地占总面积的65.6%，平原占26.4%，江、河、湖、水库占8%，世界上最长的人工运河-京杭大运河和以大涌潮文明的钱塘江穿越而过。杭州西部、中部和南部属浙西中低丘陵，东北部属浙北平原，江河纵横，湖泊密布，物产丰富。杭州素有“鱼米之乡”、“丝绸之府”、“人间天堂”之美誉。杭州属亚热带季风性气候，雨量充沛。全年平均气温17.5，平均相对湿度70.3%，年降水量1454毫米，年日照时数1765小时。杭州生物种类繁多，国家一级保护动物13种，二级保护动物有55种，二级保护植物有13种。全市平均森林覆盖率为63.7%。矿产资源有大中型和非金属和金属矿床。临安、昌化出产一种世界罕见的鸡血石，为收藏石和图章石中的精品。1.1.2 自然特征自然特征：1.最高温度：402.最低温度：-9.63.年平均温度：174.冬季平均温度：2.35.冰冻期：6.风向：NNW7.冰冻线：1.1.3 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：1.1.3.1 设计水量：近期： 35 万吨日远期； 万吨日1.1.3.2设计水质：进水 COD 250 mg/lBOD 140 mg/lSS 76 mg/l NH3-N 30 mg/l TP 2 mg/lPH78TN 47 mg/l出水 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 级标准处理程度。1.1.3.3设计工艺设计工艺主要采用氧化沟工艺。1.1.3.4污水处理标准 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标准程度。COD=50mg/l, BOD=10mg/l, SS=10mg/l, 氨氮5mg/l, TP=0.5mg/l, PH=6-9, TN=15mg/l第2章 工艺设计2.1 厂址选择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. 形地质条件是否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. 受洪水威胁，否则应考虑防洪措施；3. 占农田，尽可能不占农田；4. 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。如不得已，处理厂下游有给水水源，则处理厂排放的废水与河水混合后到达给水取水点上游1公里处的河道内应符合地面水水质卫生标准。废水处理厂尽可能设在夏季主风向的下方；5. 有发展的可能性，留有扩建余地2.2 工艺流程的确定粗格栅水泵细格栅平流沉砂池氧化沟辐流式沉淀池消毒计量堰出水 污泥浓缩池 污泥脱水 运走2.3 处理构筑物的选择2.3.1 格栅的选择格栅是由一组平行的金属栅条或筛网制成，安装在污水渠道上、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。本污水处理系统中设计粗、细两道格栅。粗格栅设于进水泵房前，其作用是拦截较大的悬浮物和漂浮物，以保护水泵，防止堵塞管件和阀门：细格栅设在沉砂池前，用于拦截粗格栅未截留的悬浮物和漂浮物，保证后续处理构筑物的正常运行。2.3.2 沉砂池的选择沉砂池通畅设置在细格栅后，以出去进水中的砂子、煤渣等比重较大的无机颗粒：保护水泵叶轮和管道不被磨损；避免沙粒占据处理构筑物的有效容积；保证后续处理构筑物及设备的正常运行。沉砂池的工作原理是重力分离，控制进水的流速使比重较大的无机颗粒下沉，而比重较小的无机颗粒以及有机悬浮颗粒则被水带走。沉砂池可分为平流式、竖流式和曝气沉沙池三种主要形式。竖流式沉淀池是污水自下而上由中心管进入池内，无机颗粒借助重力沉于池底，处理效果差，很少在污水处理厂中使用。国内外普遍采用的是平流式沉砂池、曝气沉砂池等。本设计中因为生物处理选用氧化沟，如使用曝气沉砂池则对氧化沟的厌氧阶段有破坏，所以本设计中不适用曝气沉砂池，所以选用平流沉砂池。2.3.3 生化工艺的选择活性污泥法工艺是一种广泛应用而行之有效的传统污水生物处理法，也是一项极具发展前景的污水处理技术，这体现在它对水质水量的广泛适应性，灵活多样的运行方式，良好的可控制性，以及通过厌氧或缺氧区的设置使之具有生物脱氮、除磷的效能等方面。活性污泥法工艺能从污水中去除溶解的和胶体的可生物降解有机物，以及能被活性污泥吸附的悬浮固体和其他一些物质，无机盐类也能被部分去除，类似的工业废水也可用活性污泥法处理。活性污泥法本质上与天然水体的自净过程相似，两者都是好氧生物过程，只是活性污泥法的净化强度大，因而可认为是天然水体自净作用的人工强化。主要方法有A2/O工艺、SBR活性污泥法工艺、氧化沟等工艺。2.3.3.1好氧-缺氧-好氧生物脱氮除磷工艺（A2/O工艺）A2/O工艺是好氧-缺氧-好氧生物脱氮除磷工艺的简称，该工艺可具有同时脱氮除磷的功能。该工艺是指在一个处理系统中同时具有厌氧区、好氧区、缺氧区，能够同时做到脱氮、除磷和有机物的降解。该工艺的特点是：采用较短时间的初沉池，使进水中的细小有机悬浮物固体有相当一部分进入生物反应器，以满足反硝化菌和聚磷菌对碳源的要求，并使生物反应器中的污泥能达到较高的浓度；整个系统中的活性污泥都完整的经历过厌氧和好氧的过程，因此排放的剩余污泥中都能充分地吸收磷；避免了回流污泥中的硝酸盐对厌氧释磷的影响；由于反应器中的活性污泥浓度较高，从而促进了好氧反应器中的同步硝化、反硝化因此可以用较少的回流流量达到较好的总氮的去除效果。优点：同时脱氮除磷；厌氧区释磷无硝酸盐的干扰；无混合液回流时，流程简捷，节能；反硝化过程同时去除有机物；好氧吸磷充分；污泥沉降性能好。缺点：厌氧释磷得不到幼稚易降解碳源；无混合液回流时总氮去除效果不高。2.3.3.2SBR活性污泥工艺法序批式活性污泥法，又称间歇式活性污泥法，简称为SBR法，是间歇运行的活性污泥处理工艺。SBR法的工艺设施是由曝气装置、上清液排出装置，以及其他附属设备组成的反应器。SBR对有机物的去除机理：在反应器内余弦培养训话一定量的活性微生物，当废水进入反应器与活性污泥混合接触并有氧存在时，微生物利用废水中的有机物进行新陈代谢，将有机污染物转化成二氧化碳和水等无机物，同时微生物细胞增殖，最后将微生物细胞物质与水沉淀分离，废水得以处理。优点：可同时脱氮除磷；静置沉淀可获得低SS出水；耐受水力冲击负荷；操作灵活性好。缺点：同时脱氮除磷时操作复杂；设施的可靠性对出水水质影响大；设计过程复杂；维护要求高，运行对自动控制依赖性强；池体容积较大。2.3.3.3氧化沟工艺氧化沟也称氧化渠，又称循环曝气池，是活性污泥法的改良与发展，是20世纪50年代荷兰卫生工程研究所首先研究开发的。氧化沟工艺的曝气池呈封闭的沟渠形，池体狭长，可达数十甚至百米以上。曝气装置多采用表面曝气器，污水和活性污泥的混合液在其中做不停循环流动过程，有机物质被混合液中的微生物分解。工艺特征：可考虑不设初沉池，有机性悬浮物在氧化沟内能够达到好氧稳定的程度；可考虑不设二沉池，使氧化沟与二沉池合建，可省去污泥回流装置；BOD负荷低。2.3.3.4氧化沟的选择本设计中选择氧化沟，因为在同等设计要求下，氧化沟节省了初沉池，并且可以使本次设计污水中氮、磷、COD、BOD等指标达到一级A的出水要求，因为水厂在杭州，此地方的水厂多采用氧化沟工艺，所以选择使用氧化沟。2.3.4 二沉池的选择二次沉淀池是整个活性污泥法系统中非常重要的组成部分。整个系统的处理效能与二沉池的设计和运行密切相关，在功能上要同时满足澄清（固液分离）和污泥浓缩（提高回流污泥的含固率）两方面的要求，它的工作效果将直接影响系统的出水水质和回流污泥浓度。本污水处理厂采用辐流式沉淀池。辐流式沉淀池多为机械排泥，运行较好，管理较简单，排泥设计已趋定型，多用于二沉池。2.3.5 消毒接触池的选择城市污水经二级处理后，水质已经改善，细菌含量也大幅度减少，但细菌的绝对值仍很可观，并存在有病原菌的可能。因此在排放水体前或在农田灌溉时，应进行消毒处理。污水消毒的主要方法是向污水投加消毒剂。本污水处理厂采用液氯为消毒剂进行消毒。采用平流消毒池。液氯消毒效果可靠，投配设备简单，投量准确，价格便宜。2.3.6 污泥处理构筑物的选择本污水处理厂中污泥浓缩池采用竖流式重力浓缩池，贮泥池采用矩形贮泥池，消化池采用圆形污泥厌氧消化池，脱水干化采用折带式真空转鼓过滤机和干化场。第3章 处理构筑物的设计计算3.1 格栅的计算3.1.1 粗格栅的计算本污水处理厂设计中选择二组格栅，N=2组，每组格栅的设计流量为近期水的一半，即2.03 m3/s.3.1.1.1格栅的间隙数量n可由下式决定： （3-1）式中： Q1最大设计流量，4.05m3/s；b栅条间隙，0.05m； h栅前水深，0.8m；v污水流经格栅的速度，一般取0.9m/s；格栅安装倾角，(60)；经验修正系数设计中取栅前水深h=0.8m，过栅流速取v=0.9m/s，栅条间隙b=0.05m，格栅安装倾角=60格栅的间隙数：=52个3.1.1.2槽总宽度B：B=s(n-1)+bn （3-2）式中：B格栅槽宽度；S栅条宽度，0.015m；b栅条净间隙，0.05m；n格栅间隙数；设计中取栅条宽度S=0.015mB=S（n-1）+bn=0.015(52-1)+0.0552=3.37m 3.1.1.3过栅水头损失：通过格栅的水头损失h1可以按下式计算：h1=kh0 h0= （3-3）式中：h1过栅水头损失，m； h0计算水头损失，m； 阻力系数，=，此处=2.42 g重力加速度，取9.81m/s2 k系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增大倍数，一般取k=3h1=kh0=k =k=0.05m3.1.1.4栅后槽的总高度H：H=h+h1+h2 （3-4）式中：H栅后槽的总高度； h栅前水深，0.8m； h2格栅前渠道超高，一般取h2=0.3m； h1格栅的水头损失0.05m； 设计中取h2=0.3mH=0.8+0.3+0.05=1.15m3.1.1.5水渠道渐宽部位的长度L1： （3-5）式中：L1 进水渠道渐宽部位的长度； B1进水渠道宽度，3.0m； 进水渠道渐宽部位的展开角度()，一般采用20 设计中取B1=3.0m，=0.51m3.1.1.6栅槽与出水渠道连接处的渐窄部位的长度：L2=0.5L1=0.5 0.51=0.26m （3-6）3.1.1.7格栅的总长度L：格栅的总长度LL=L1+L2+0.5m+1.0m+ （3-7）式中：L格栅的总长度，m； H1格栅前槽高，m，H1= h+h1=0.7mL= L1+L2+0.5m+1.0m+ =0.51+0.26+0.5+1.0+1.1/tan60=2.91m3.1.1.8每日栅渣量W： （3-8）式中：W每日栅渣量，m3/d； W1单位体积污水栅渣量，m3/（103m3污水)， 一般采用0.10.01，细格栅取大值，粗格栅取小值； Kz污水流量总变化系数设计中取W1=0.05 m3/103m3污水 = =13.5m3/d0.2 m3/d应采用机械除渣及皮带传送机。3.1.1.9进水与出水渠道：城市污水通过DN1600mm的管道送进入水渠道，设计中进水渠道宽度B1=3.0m，进水水深h1=h=0.8m，出水渠道B2=3.0m，出水水深h2=0.8m。3.1.2 细格栅的计算设计中选择二组格栅，即N=2组，每组格栅与沉砂池合建，则每组格栅的设计流量为近期水量的一半，即2.03m3/s。3.1.2.1格栅的间隙数量n可由下式决定： (3-9)式中： Q1最大设计流量，4.05m3/s；b栅条间隙，0.05m； h栅前水深，0.8m；v污水流经格栅的速度，一般取0.9m/s；格栅安装倾角，(60)；经验修正系数设计中取栅前水深h=0.8m，过栅流速取v=0.9m/s，栅条间隙b=0.01m，格栅安装倾角=60格栅的间隙数：=262个3.1.2.2槽总宽度B：B=s(n-1)+bn (3-10)式中：B格栅槽宽度；S栅条宽度，0.015m；b栅条净间隙，0.05m；n格栅间隙数；设计中取栅条宽度S=0.01mB=S（n-1）+bn=0.015(262-1)+0.01262=6.54m 3.1.2.3过栅水头损失：通过格栅的水头损失h1可以按下式计算：h1=kh0 h0= (3-11)式中：h1过栅水头损失，m； h0计算水头损失，m； 阻力系数，=，此处=2.42 g重力加速度，取9.81m/s2 k系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增大倍数，一般取k=3h1=kh0=k =k=0.43m3.1.2.4栅后槽的总高度H：H=h+h1+h2 (3-12)式中：H栅后槽的总高度； h栅前水深，0.8m； h2格栅前渠道超高，一般取h2=0.3m； h1格栅的水头损失； 设计中取h2=0.3mH=0.8+0.43+0.3=1.53m3.1.2.5水渠道渐宽部位的长度L1： (3-13)式中：L1 进水渠道渐宽部位的长度； B1进水渠道宽度，6.0m； 进水渠道渐宽部位的展开角度()，一般采用20 设计中取B1=6.0m，=0.74m3.1.2.6栅槽与出水渠道连接处的渐窄部位的长度：L2=0.5L1=0.5 0.74=0.37m (3-14)3.1.2.7格栅的总长度L：L=L1+L2+0.5m+1.0m+ (3-15)式中：L格栅的总长度，m； H1格栅前槽高，m，H1= h+h1=0.7m 格栅的总长度LL= L1+L2+0.5m+1.0m+ =0.74+0.37+0.5+1.0+1.1/tan60=3.6m3.1.2.8每日栅渣量W： (3-16)式中：W每日栅渣量，m3/d； W1单位体积污水栅渣量，m3/（103m3污水)， 一般采用0.10.01，细格栅取大值，粗格栅取小值； Kz污水流量总变化系数 设计中取W1=0.05 m3/103m3污水 = =13.5m3/d0.2 m3/d 应采用机械除渣及皮带传送机。3.1.2.9进水与出水渠道：城市污水通过DN1600mm的管道送进入水渠道，设计中进水渠道宽度B1=6.0m，进水水深h1=h=0.8m，出水渠道B2=6.0m，出水水深h2=0.8m。3.2 泵房3.2.1 设计计算：设计选择4台水泵(3台使用，1台备用)，污水提升泵房的集水池容积：（以一台水泵工作6分钟的水量计算） (3-17)设有效水深h=3m。则集水池的面积： (3-18)本设计取集水池面积：S=180，选择池长为13.4m，宽为13.5m。计算结果：提升泵房集水池长：13.4m 提升泵房集水池宽：13.5m有效水深：3m3.3 平流沉砂池设计中选择两组平流式沉砂池，N=2组，分别与格栅连接，每组沉砂池设计流量为0.347 m3/s。3.3.1 沉砂池长度沉砂池长度：L=vt (3-19)式中： L沉砂池的长度，m； v设计流量时的流速，0.25m/s，一般采用0.15-0.30m/s； t设计流量时的流行时间，30s，一般采用30-60s。 设计中取v=0.20m/s, t=30s L=300.25=7.5m3.3.2 水流过水断面面积水流过水断面面积：A= (3-20)式中： A水流过水断面面积，m2； Q设计流量，2.03m/s； A= =m23.3.3 沉砂池宽度沉砂池宽度： (3-21)式中： B沉砂池宽度， m； h2设计有效水深，0.8m，一般采用0.25-1.00m。设计中取h2=0.8m每组沉砂池设两格 =3.3.4 沉砂室所需容积沉砂室所需容积： (3-22)式中： Q平平均流量，m3/s； X城市污水沉沙量，30m3/106m3污水，一般采用30m3/106m3污水； T清除沉砂的间隔时间，2d，一般采用1-2d。设计中取清除沉砂的间隔时间T=2d，城市污水沉砂量X=30 m3/106m3污水 =3.3.5 每个沉砂斗容积每个沉砂斗容积： (3-23)式中： V0每个沉砂斗容积，m3； n沉砂斗格数，8个设计中取每一个分格有2个沉砂斗，共有n=222=8个沉砂斗=3.3.6 沉砂斗高度沉砂斗高度：沉砂斗应满足沉砂斗储存泥砂的要求，沉砂斗的倾角。 (3-24)式中：沉砂斗得高度，m； 沉砂斗上口面积，1.24 沉砂斗下口面积，0.5，一般采用0.4m0.4m-0.6m0.6m。 =设计中取沉砂斗高度=2.5m，校核沉砂斗高度 (3-25)3.3.7 沉砂室的高度沉砂室的高度：h3= +il2 (3-26) 式中： h3沉砂室高度，m； i沉砂池底坡度，一般采用0.01-0.02； l2沉砂池底长度，m。设计中取沉砂池坡度i=0.02h3=2.5+0.02(7.5-21.24)=2.6m3.3.8 沉砂池总高度沉砂池总高度：H=h1+h2+h3 (3-27) 式中：H沉砂池总高度，m； h1沉砂池超高，0.3m，一般采用0.3-0.5m。设计中取h1=0.3mH= h1+h2+h3=0.3+0.8+2.6=3.7m3.3.9 验算最小流速验算最小流速： (3-28)式中： vmin最小流速，m/s，一般采用v0.15m/s；Qmin最小流量，m3/s，一般采用0.75；n1沉砂池格数，个，最小流量时取1；Amin最小流量时的过水断面面积，m2。3.3.10 进水渠道进水渠道：格栅的出水通过 DN1600mm的管道送入沉砂池的进水道，然后向两侧配水进入进水渠道，污水在渠道内的流速为： (3-29)式中： v1进水渠道水流流速，m/s； B1进水渠道宽度，1.0m； H1进水渠道水深，0.8m。设计中取B1=1.0m，H1=0.8m=3.3.11 出水渠道出水渠道：出水采用薄壁出水堰跌落出水，出水堰可保证沉砂池内水位标高恒定，堰上水头为： (3-30)式中：H1堰上水头，m； Q1沉砂池内设计流量，2.03m3/s； m流量系数0.4，一般采用0.4-0.5； b2堰宽，1.24m，等于沉砂池宽度。设计中取m=0.4，b=1.24m=出水堰自由跌落0.1-0.15m后进入出水槽，出水槽宽1.0m，有效水深0.8m，水流流速2.54 m/s，出水流入出水管道。出水管道采用钢管，管径DN=800mm，管内流速v2=0.99 m/s，水力坡度i=1.46。3.3.12 排沙管道排沙管道：采用沉砂池底部管道排沙，排沙管道的管径DN=200mm.3.4 氧化沟工艺的计算3.4.1 氧化沟内混合液污泥浓度氧化沟内污泥浓度X值一般采用2000-6000mg/L之间，设计中取X=4000mg/L。3.4.2 污泥龄本设计在考虑去除的同时，还考虑反硝化，因此污泥龄。3.4.3 回流污泥浓度回流污泥浓度： (3-31)式中 -回流污泥浓度（mg/L）； SVI污泥容积指数； r系数，一般采用r=1.2。设计中取SVI=100=3.4.4 回流污泥比回流污泥比： (3-32)式中 R回流污泥比（%）；%=50%3.4.5 尺寸计算3.4.5.1好氧区有效容积好氧区有效容积： (3-33)式中：好氧区有效容积（m3）； 污泥净产率系数，查表得，Y为0.42；污泥设计流量（m3/d）；分别为进、出水BOD5浓度（mg/L）；污泥龄（d）；X污泥浓度（mg/L）；污泥自身氧化率；设计中取0.075=3.4.5.2缺氧区有效容积反硝化区脱氮量： (3-34)式中：W反硝化区的脱氮量（kg/L）； 进水TN浓度（g/L）； 出水TN浓度（g/L）；反硝化区所需污泥量： (3-35)式中：G反硝化区所需污泥量（kg）； 反硝化速率；设计中=0.02反硝化区有效容积： (3-36)式中：V2反硝化区有效容积(m3)；3.4.5.3总有效容积总有效容积： (3-37)式中V氧化沟有效容积（）；K具有活性作用的污泥占总污泥量的比例设计中K=0.63.4.5.4氧化沟平面尺寸氧化沟分设8组，并联运行，有效水深h=4.2m超高0.3m,则氧化沟总高度4.5m，取氧化沟为矩形断面，沟宽10m。则氧化沟总长度： (3-38)式中：L氧化沟总长度（m）； N氧化沟总组数； h氧化沟的有效深度（m）； B氧化沟的沟宽（m）； 氧化沟每组中分五个廊道，所以每个廊道的宽是110m.3.4.6 设计参数校核3.4.6.1水力停留时间水力停留时间： (3-39)式中：t水力停留时间（t）；介于1024之间，满足要求。3.4.6.2 BOD污泥负荷率BOD污泥负荷率： (3-40)式中：污泥负荷kgBOD/(kgMLVSSd)； 活性污泥浓度（mg/L）；设计中取3000 mg/L kgBOD/(kgMLVSSd)介于0.050.15之间，满足要求。3.4.7 进出水系统3.4.7.1出水管道设计沉砂池的出水通过DN为800mm的管道送往氧化沟渠，管道内的流速为0.88m/s,然后，用四条管道送入每一组氧化沟，送水管经DN为600mm，管内水流流速0.88m/s，回流污泥也同步流入。3.4.7.2氧化沟出水设计采用矩形堰跌落出水。堰上水头： (3-41)式中：H堰上水头（m）； Q每组氧化沟出水量，指污水最大流量与回流污泥量之和； m流量系数； b堰宽（m）；设计中取m为0.4，b取5.0m=0.18m出水管管径采用DN1500mm，管内污水流速为0.77m/s，回流污泥管管径为DN600mm，管内污泥流速为1.27m/s。3.4.8 剩余污泥量剩余污泥量： (3-42)式中：W剩余污泥量（kg/d）；湿污泥量： (3-43)式中：湿污泥量（）； P污泥含水率；设计中取P=99.2%3.4.9 需氧量需氧量：(3-44)式中：同时去除BOD和脱氮所需氧量（kg/d）； t测定BOD时间，一般采用5d； k常数，一般采用0.23左右； W剩余污泥排放量（kg/d）； VSS/SS一般采用0.75左右； 需要氧化的氨氮的浓度（mg/L）； 还原的硝酸盐氮（mg/L）；设计中取k=0.23，VSS/SS=0.75，假设生物污泥中大约含有12.4%的氮，用于细胞的合成，则每天用于合成的总氮为：即TN中有用于合成细胞，按最不利情况，原水中量相同，设出水中各为5mg/L，则需要氧化的量为：30-2.1-5=22.9mg/L需要还原量为：22.9-5=17.9mg/L则： =60396.6kg/d把实际需氧量折合成标准需氧量： (3-45)式中：标准大气压下，20时清水中的饱和溶解氧浓度； 标准气压下，T时清水中的饱和溶解氧浓度； 曝气池内溶解氧的浓度（mg/L）； 污水传氧速率与清水中饱和溶解氧浓度值比； 污水中饱和溶解氧与清水中饱和溶解氧浓度值比；式中取=0.9，=0.95，=2mg/L，=8.24采用垂直轴表面曝气机，每组氧化沟设2台，共16台。曝气机的动力效率一般为2.0kg,则单台曝气机的功率为77kw。3.5 消毒3.5.1 消毒剂的选择污水消毒的主要方法是向污水中投加消毒剂，目前用于污水消毒的常用消毒剂主要有液氯、次氯酸钠、臭氧、二氧化氯、紫外线。消毒剂优 点缺 点适 用 条 件液 氯效果可靠、投配简单、投量准确，价格便宜氯化形成的余氯及某些含氯化合物低浓度时对水生物有毒害，当污水含工业污水比例大时，氯化可能生成致癌化合物 。适用于，中规模的污水处理厂漂 白 粉投加设备简单，价格便宜。同液氯缺点外，沿尚有投量不准确，溶解调制不便，劳动强度大适用于出水水质较好，排入水体卫生条件要求高的污水处理厂臭 氧消毒效率高，并能有效地降解污水中残留的有机物，色，味，等，污水中PH，温度对消毒效果影响小，不产生难处理的或生物积累性残余物投资大成本高，设备管理复杂适用于出水水质较好，排入水体卫生条件要求高的污水处理厂经过以上的比较，并根据现在污水处理厂现在常用的消毒方法，决定使用液氯毒。3.5.2 消毒剂的投加一级处理采用氯消毒时，液氯的投加量一般为20-30mg/L 笨设计中液氯投加量为25mg/L,加氯量为： （3-46）式中：每日加氯量（kg/d）； 液氯投量（mg/L）； 污水设计流量（）；kg/d液氯由真空转子加氯机加入，加氯机设计两台，采用一用一备。每小时加氯量：设计中采用ZJ-1型转子加氯机。3.5.3 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，单池设计计算如下：3.5.3.1.消毒接触池容积 （3-47）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），一般采用30min。设计中取Q=2.03m/s，t=30min3.5.3.2.消毒接触池表面积 （3-48）式中 F消毒接触池单池面积（m2）；h2消毒接触池有效水深（m）。设计中取 m23.5.3.3.消毒接触池池长 （3-49）式中消毒接触池廊道总长（m）；B消毒接触池廊道单宽（m）。设计中B=10m消毒接触池采用3廊道，消毒接触池长：=校核长宽比：，合乎要求。3.5.3.4.池高 （3-50）式中 h1超高（m），一般采用0.3m； h2有效水深（m）。3.5.3.5.进水部分每个消毒接触池的进水管管径D=800mm，v=1.0m/s。3.5.3.6.混合采用管道混合的方式，加氯管线直接接入消毒池进水管，为增强混合效果，加氯点后接D=800mm的静态混合器。3.5.3.7出水部分 (3-51)式中 H堰上水头（m）； n消毒接触池个数； m流量系数，一般采用0.42； b堰宽，数值等于池宽（m）；设计中取n=2，b=5.0m3.6 计量设备3.6.1 计量设备的选择污水厂中常用的计量设备由巴氏计量槽、薄壁堰、电磁流量计、超声波流量计、涡流流量计等。污水测量装置的选择原则是精度高、操作简单，水头损失小，不宜沉积杂物，其中以巴氏计量槽应用最为广泛。其优点是水头损失小，不易发生沉淀。本设计的计量设备选用巴氏计量槽，选用的测量范围为：0.171.30 m3/s。设计中取喉宽w=0.5m。3.6.2 巴氏计量槽的设计3.6.2.1计量槽主要部分尺寸计量槽主要部分尺寸： (3-52)式中 减缩部分长度（m） 喉部宽度（m） 喉部长度（m） 渐扩部分长度（m） 上游渠道宽度（m） 下游渠道宽度（m） 设计中取b=0.75mmmmmm3.6.2.2计量槽总长度计量槽总长度：计量槽应设在渠道的直线段上，直线段的长度不应小于渠道宽度的810倍，在计量槽上游，直线段不小于渠宽的23倍，下游不小于45倍；计量槽上游直线段长L1为： (3-53)式中 上游直线段长(m) 上游渠道宽度(m)m 计量槽下游直线段长L2为 (3-54)式中 下游直线段长(m) 下游渠道宽度(m)m计量槽总长L: (3-55)m3.6.2.3计量槽的水位当b=0.5m时：式中 H1上游水深(m) (3-56)当b=0.32.5m时，0.7时为自由流； 取=1.2m3.6.2.4渠道水力计算 上游渠道：过水断面A： (3-57) 湿周f： (3-58)水力半径R： (3-59)流速v：m/s (3-60)水力坡度i： (3-61)式中 n粗糙度，一般采用0.013 下游渠道： 过水断面积A： (3-62) 湿周f：m (3-63)水力半径R：m (3-64)流速v： (3-65)水力坡度i： (3-66)3.6.2.5水厂出水管采用重力流铸铁管，流量Q=4.05m3/s，DN=1250mm，v=2.02m/s,i=2.33.7 污泥浓缩池污泥浓缩的对象是颗粒的间隙水，浓缩的目的是在于缩小污泥的体积，便于后续污泥处理。常用污泥浓缩池分为竖流浓缩池和辐流浓缩池2种。二沉池排出的剩余污泥含水率高，污泥数量较大，需要进行浓缩处理；初沉污泥含水率较低，可以不采用浓缩处理。设计中一般采用浓缩池处理剩余活性污泥。浓缩前污泥含水率99%，浓缩后污泥含水率97%本设计采用辐流式浓缩池。进入浓缩池的剩余污泥量0.007 m3 /s，采用2个浓缩池，则单池流量：Q=0.007/2=0.0035 m3 /s=12.6 m3 /h3.7.1 沉淀部分有效面积沉淀部分有效面积： (3-67)式中 F沉淀部分有效面积() C流入浓缩池的剩余污泥浓度(kg/ m3)，一般采用10kg/ m3 G固体通量kg/(/h),一般采用0.81.2kg/(/h) Q入流剩余污泥量(m3 /h) 设计中取G=1.0kg/(/h)3.7.2 沉淀池直径沉淀池直径： (3-68)式中 D沉淀池直径(m),设计中取12.6m3.7.3 浓缩池的容积浓缩池的容积： (3-69)式中 V浓缩池的容积(m3) T浓缩池浓缩时间(h)，一般采用1016h设计中取T=15h3.7.4 沉淀池有效水深沉淀池有效水深： (3-70)式中 沉淀池有效水深(m)3.7.5 浓缩后剩余污泥量浓缩后剩