武汉经济技术开发区污水厂设计计划书.doc

武汉经济技术开发区污水厂设计计划书1 工程概况 1.1 工程基本信息武汉经济技术开发区创建于1991年5月，1993年4月经国务院批准为国家级经济技术开发区。2000年4月，经国务院批准，在区内设立了中国中部地区唯一的出口加工区。开发区位于武汉市区西南，东经114度9分，北纬30度29分，濒临长江，地处市区中环线和外环线之间。规划面积31平方公里，已开发20平方公里，远期控制规划面积90.7平方公里，发展腹地广阔。 1.2 地质及地形地貌条件开发区位于长江级阶地上，海拔高度在3943米之间，高于防汛警戒线，地质主要由亚粘土、粘土组成，土层致密坚实。厚度达1830米。地耐力30t平方米(300kpa)以上，具备工业用地各项要求。1.3 气象及水文条件开发区属副热带湿润季风气候，雨量充沛，热量丰富，无霜期长，四季分明。年平均气温1680，年平均降水量1093.3毫米。年晴天日数208.9日。全年主导风向为东南风。2 生活污水概述2.1 来源城市污水是通过下水管道收集到的所有排水，是排入下水管道系统的各种生活污水、工业废水和城市降雨径流的混合水。生活污水是人们日常生活中排出的水。它是从住户、公共设施（饭店、宾馆、影剧院、体育场馆、机关、学校和商店等）和工厂的厨房、卫生间、浴室和洗衣房等生活设施中排放的水。这类污水的水质特点是含有较高的有机物，如淀粉、蛋白质、油脂等，以及氮、磷、等无机物，此外，还含有病原微生物和较多的悬浮物。相比较于工业废水，生活污水的水质一般比较稳定，浓度较低。工业废水是生产过程中排出的废水，包括生产工艺废水、循环冷却水冲洗废水以及综合废水。由于各种工业生产的工艺、原材料、使用设备的用水条件等的不同，工业废水的性质千差万别。相比较于生活废水，工业废水水质水量差异大，具有浓度高、毒性大等特征，不易通过一种通用技术或工艺来治理，往往要求其在排出前在厂内处理到一定程度。降雨径流是由降水或冰雪融化形成的。对于分别敷设污水管道和雨水管道的城市，降雨径流汇入雨水管道，对于采用雨污水合流排水管道的城市，可以使降雨径流与城市污水一同加以处理，但雨水量较大时由于超过截留干管的输送能力或污水处理厂的处理能力，大量的雨污水混合液出现溢流，将造成对水体更严重的污染。2.2 污水性质2.2.1 物理性质城市污水的物理性质包括颜色、气味、水温、氧化还原电位等指标。颜色进水颜色通常为灰褐色，但由于城市下水管道的排水条件和排入的工业废水的影响，实际上进水的颜色通常变化不定。如果进水呈黑色且臭味特别严重，则污水陈腐，可能在管道中存积太久。如果进水中混有明显可辨的其他颜色如红、绿、黄等，则说明有工业废水进入。气味污水除了正常的粪臭味外，有时在集水井附近有臭鸡蛋味，这是管道内因污水腐化而产生的少量硫化氢气体所致。活性污泥混合液也有一定气味，当在曝气池旁嗅到一股土腥味时就说明曝气池运转良好。若城市污水中有汽油、溶剂、香味，可能是有工业废水排入。温度水温对曝气生化反应有着很大的影响。一个污水厂的水温时随季节逐渐缓慢变化的，一天内几乎无甚变化。如果有一天内变化很大，则要进行检查，是否有工业冷却水进入1。2.2.2 化学指标城市污水的化学指标很多，它包括酸碱度（PH）、碱度、生化需氧量（BOD）、化学需氧量（COD）、固体物质、氨氮（NH3-N）、总磷(TP)、重金属含量等。酸碱度（PH）城市污水PH值一般为6.57.5。PH值的微小降低可能是由于城市污水输送管道中的厌氧发酵。雨季时进水较低的PH值往往是城市酸雨造成的，这在合流系统尤其突出。PH值的突然大幅度变化通常是由于工业废水的大量排入造成的。生化需氧量（BOD）城市污水处理中，常用生化需氧量BOD指标反映污水中有机污染物的浓度。生化需氧量是在指定的温度和制定的时间段内，微生物在分解、氧化水中有机物的过程中所需要的样的数量，单位为mg/L。由于微生物的好氧分解速度开始很快，约5天后其需氧量即达到完全分解需氧量的70%左右，因此在实际操作中常用5d生化需氧量（BOD5）来衡量污水中有机物的浓度。化学需氧量（COD）化学需氧量是指用强氧化剂使被测废水中有机物进行化学氧化时所消耗的氧量。COD测定速度快，不受水质限制，用它指导生产较方便。常用的氧化剂为KMnO4和K2Cr4O7。KMnO4的氧化能力较弱，往往只有一部分被氧化，因此需所测定的结果与实际情况有很大的差别，而K2Cr4O7的氧化能力很强，能使污水中的绝大部分有机物氧化，故常用K2Cr4O7来测定。在城市污水处理分析中，把的BOD5/COD比值作为可生化性指标。当BOD5/COD0.3时，可生化性较好，适宜采用生化处理工艺。溶解固体（DS）和悬浮固体（SS）城市污水中含有大量的固体物质，按其物理性质可分为悬浮固体SS和溶解固体DS。悬浮固体（SS）简称悬浮物，是检测污水的重要指标。SS指标的意义为：表示污水的污染情况，SS含量的多少直接影响着水环境的外观情况，也不利于水的复氧过程；可以反映用简单沉淀法去除污染物的效果和难易程度。总氮（TN）、氨氮（NH3-N）和总磷(TP)氮、磷含量是重要的污水水质指标之一，在污水生化处理过程中微生物的新陈代谢需要消耗一定量的氮、磷。如果氮、磷排入到水体中，将会导致水体中藻类的超量增长，造成富营养化问题。总氮是污水中各类有机氮和无机氮的总和。氨氮是无机氮的一种，总磷是污水中各类有机磷和无机磷的总和。2.2.3 生物指标目前应用较多的生物指标是细菌总数、总大肠杆菌数和病毒。水中细菌总数反映了水体受细菌污染的程度，可用来评价水质清洁程度和考核水净化效果的指标，一般细菌总数越多，表示病原菌存在的可能性越大。大肠杆菌则被视为最基本的粪便污染指示菌群。2.3 危害未经处理的城市污水会因为水中溶解氧、氮磷等超标造成水体污染，会造成农业以及引用水源污染。主要危害有：死亡有机质未经处理的城市生活污水、造纸污水、农业污水、都市垃圾等会造成消耗水中溶解的氧气, 危及鱼类的生存，致使需要氧气的微生物死亡，致使小溪失去自我净化能力从而导致河流和溪流发黑、变臭、毒素积累。有机和无机化学药品它们进入江河湖泊会毒害或毒死水中生物，引起生态破坏。一些有机化学药品会积累在水生生物体内, 致使人食用后中毒。 而有机化学药品污染的水难以得到净化, 人类的饮水安全和健康受到威胁。磷大量施用含磷洗衣粉及磷氮化肥会引起水中藻类疯长，使水体富营养化。疯长的藻类在水面越长越厚，消耗大量的溶解氧，致使水体中鱼大量缺氧死亡。石油化工洗涤剂 大多数洗涤灵都是石油化工的产品，难以降解，排入河中不仅会严重污染水体，而且会积累在水产物中，人吃后会出现中毒现象。重金属 采矿和冶炼过程、工业废弃物、制革废水、纺织厂废水、生活垃圾(如电池, 化状品) 会对人、畜有直接的生理毒性，而用含有重金属的水来灌溉庄稼，可使作物受到重金属污染，致使农产品有毒性，而沉积在河底、海湾、通过水生植物进入食物链，经鱼类等水产品进入人体。 2.4 国内外处理城市污水的概况北美超过800座，美国现在有超过9200个州市安装了氧化沟2。美国是目前世界上污水处理厂最多的国家， 平均5000人就有l座，其中78为二级生物处理厂；英国共有处理厂约8000座， 平均7000人l座 ，几乎全部是二级生物处理厂；日本城市废水处理厂约630座，平均20万人l座，但其中二级处理厂及高级处理厂占986 ；瑞典是目前污水处理厂施最普及的国家，下水道普及率99以上，平均5O00人1座污水处理厂，其中91为二级生物处理厂。这些国家的经验表明，大力兴建二级处理厂对改善水体卫生情况起了很大的作用。如美国7000多条河流的水质有了明显改善；日本不符合环境标准的水域， 已从1971年的06下降到1980年的0.05%；欧洲莱菌河的有机污染已基本控制，部分河段水质明显显改善，鱼类复生；英国泰晤士河绝迹100多年的鱼群又重新出现， 目前已达l19种。发达国家已经基本普及二级处理，但二级生物处理耗能多，运行费用高，基建投资也不低。发展中国家普遍“建不起”，或是“养不起”，因此纷纷寻求适用于本国国情的经济高效技术。就连美国也因废水处理费用的高昂引起了众多非议。据悉，美国每年二级生物处理厂所耗能费用已超过10亿美元，因此美国也在大力研究新技术，或改节传统的流程。我国城市污水处理事业开始于1921年，近几年来随着经济的发展，水污染控制所面临的问题也愈加严重，据统计，全国城镇污水处理率达到50%。然而，同先进国家相比，我国城市污水处理事业无论从数量、规模、普及率以及机械自动化程度都存在着较大差距。目前，有关我国城市废水处理方针政策讨论的热点是：工业废水与城市废水是合并处理还是分别处理，世界各国都存在，我国更为突出；工业废水与城市废水处理的关系能否合理的解决，关系到如何发挥投资效益，即能不能使有效的资金用于更好地防治水污染的问题。多数人已认识到，应优先考虑丁业废水与城市废水的合并处理，规定工业废水进入城市下水道的水质标准，并在厂内进行了必要的预处珲， 以控制并处理容易造成的问题，上厂和城市应对城市下水道和废水处理厂的投资及运行费用共同负责，可按水量、水质合理分摊。正确贯彻因地制宜，区别对待的方针。我国地域广大，各地气候、地形、经济条件差异很大，城市规模、性质也不相同。因此不可能有一种废水处理方案来针对所有城市，只有从调查研究入手，通过多方案比较，才能找差距适合本地经济发展有效的好地方。到2010年止，我国新建城市污水处理厂一千余座,总投资达1800亿元3。目前适合我国中小城市的具有除磷脱氮效果的高效低耗城市污水处理工艺，大致分为两大类：第一类为按空间进行分割的连续流活性污泥法及生物膜法；第二类为按时间进行分割的间歇性活性污泥法4。随着城镇经济的快速发展和人口的增加，城镇的污水处理排放量不断增加。目前小城镇生活污水排放量已达到2亿多吨，约占全国污水排放总量的70左右。然而小城镇基础设施建设远远落后于城镇建设的发展。目前90以上的小城镇尚未建立污水处理厂，城镇生活污水处理率不到l0。在今后一段时问内，小城镇污水处理将成为水污染控制的重点。针对小城镇污水量小、水量变化大、水质复杂、波动大、建设与运行资金短缺等问题，开拓适合中国国情的高效、节能、低成本和简便易行的污水处理工艺是当务之急5。3 新增城区污水厂设计工艺选择3.1 废水处理工艺工艺选择城市污水处理厂的方案，既要考虑有效去除BOD5又要适当去除N，P故可采用SBR，或A2O法,以及氧化沟的改良设计。3.1.1 SBR法SBR工艺是序批式活性污泥法的简称，一般有五个步骤，分别是进水、曝气、沉淀、排水、闲置。该工艺优点是节省占地，减少污泥回流量，有节能效果；静止沉淀可以获得较高的沉淀效率和较好的水质。但是SBR技术对自控技术要求较高，另外它的脱氮除磷效果不够稳定，如要求脱氮除磷，需做一些改进6。SBR 集曝气、沉淀池于一体, 不需设二次沉淀池, 省去了污泥回流及设备。 该工艺具有工艺流程简单, 布置紧凑, 占地节省, 运行方式灵活, 除磷脱氮效果较好等一系列优点, 缺点是对自控要求高, 管理较复杂7。3.1.2 氧化沟氧化沟是一种改良的活性污泥法，曝气池成封闭的沟渠形，其流态是一种首尾相接的循环流，延时曝气使得污水和污泥同时得到净化。氧化沟的主要优点是低人工操作和操作以及运行费8，与普通的活性污泥工艺相比，氧化沟工艺能节能约40%9。其主要特点：工艺流程短，构筑物和设备少，不设初沉池，调节池和单独的二沉池，污泥自动回流，投资省，能耗低，占地少，管理简便。处理效果稳定可靠，其BOD5和SS去除率均在9095或更高。COD得去除率也在85以上，并且硝化和脱氮作用明显。产生得剩余污泥量少，污泥不需小孩，性质稳定，易脱水，不会带来二次污染。造价低，建造快，设备事故率低，运行管理费用少。固液分离效率比一般二沉池高，池容小，能使整个系统再较大得流量和浓度范围内稳定运行。 污泥回流及时，减少污泥膨胀的可能。3.1.3 A2O法A2O工艺在我国的大中型城市污水处理厂有很多应用，设计运行经验丰富；通过良好运行，能取得稳定的出水水质。但A2O工艺其主要的缺点其内回流系统控制复杂，提高了对管理水平的要求。优点：水力停留时间，总产占地面积少于其它的工艺 。污泥回流及时，减少污泥膨胀的可能。污泥中含磷浓度高，具有很高的肥效。运行中不需投药，只用轻缓搅拌。造价低，建造快，设备事故率低，运行管理费用少。缺点：除磷效果难于再行提高，污泥增长有一定的限度，不易提高。脱氮效果不佳，内循环量一般以2Q为限，否则增加运行费用。 3.2 工艺的确定综上所述，氧化沟工艺国内外的应用情况证明，它是一种工艺简单，管理方便，投资省，运行费用低，稳定性高，出水水质好的污水处理技术。氧化沟对高浓度工业废水有很强的稀释能力，能够承受水质、水量的冲击负荷。更为重要的是，氧化沟在处理有机物的同时能将污水中的氮、磷去除，使出水水质能够满足对污水排放中氮、磷的高标准要求。因此，采用氧化沟为本设计的工艺方案。工艺流程如图所示： 图3.1工艺流程图 3.3 各级处理构筑物设计流量(二级)最高日最高时 5.0万吨最高日平均时 3.84万吨平均日平均时 3.0万吨说明：雨天时不能处理的流量采用溢流井溢流掉，只处理初期雨水。4 水处理工艺设计计算格栅是由一组(或多组)相平行的金属栅条与框架组成。倾斜安装在进水的渠道，或进水泵站集水井的进口处，以拦截污水中粗大的悬浮物及杂质。在排水工程中，粗格栅用以截留水中的较大悬浮物或漂浮物，以减轻后续处理构筑物的负荷，用来去除那些可能堵塞水泵机组驻管道阀门的较粗大的悬浮物，并保证后续处理设施能正常运行的装置。4.1 粗格栅4.1.1 设计参数及规定(1) 水泵前格栅栅条间隙，应根据水泵要求确定。(2) 污水处理系统前格栅栅条间隙，应符合：人工清理2540 mm；机械清除1625 mm；最大间隙40 mm。污水处理厂可设置粗细两道格栅，粗细栅条间隙50150 mm。(3) 如水泵前格栅间隙不大于25 mm，污水处理系统前可不再设置格栅。(4) 栅渣的含水率一般为80%，容量约为960 kg/m3(5) 在大型污水处理厂或泵站前的大型格栅（每日栅渣量大于0.2 m3），一般采用机械清渣。(6) 机械格栅不宜少于2台，如为1台时，应设人工清除格栅备用。(7) 过栅流速一般采用0.6 1.0 m/s。(8) 道内水流速度一般采用0.40.9 m/s。(9) 格栅倾角一般采用4575。(10) 通过格栅水头损失一般采用0.080.15 m。(11) 设置格栅装置的构筑物，必须考虑设有良好的通风设施。4.1.2 粗格栅计算(1)栅前槽宽B1查手册，由公式计算得: (4.1)(2)栅前水深 (4.2)(3)栅条的间隙数（n）过栅水流速度v=0.9 m/s，栅条间隙b=0.02 m，栅倾角60，则，=46.1，取48（个） (4.3)式中 Qmax 最大设计流量，m3/s； 格栅倾角，度（）； h栅前水深，m； v废水的过栅流速，m/s。(4)栅槽有效宽度B设栅条宽度为0.01 m。即S=0.01m。 B=s（n-1）+en=0.01（47-1）+0.0248=1.43m (4.4)(5)进水渠至栅槽间渐宽部分的长度L1设进水槽宽B1=0.1m，其渐宽部分展开角度，则 (4.5)(6)栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度L2 (4.6)(7)通过格栅的水头损失h2考虑该厂水量不大，可选一台人工格栅，格栅倾角60。通过格栅的水头损失h1： (4.7) （4.8） 式中h0计算水头损失； g重力加速度； K格栅受污物堵塞使水头损失增大的倍数，一般取3； 阻力系数，与格栅栅条的断面几何形状有关，取矩形断面（=2.42）。格栅计算公式，得 (4.9) (4.10)(8)栅后槽总高度（H）取栅前超高h2=0.3m，则栅前槽总高度H1=h + h2 = 0.65+0.3=0.95（m）栅槽总长度（L）(4.11)式中 L1进水渠宽，m； L2栅槽与出水渠连接处渐窄部分长度，m； 1格栅倾角，60。(9)每日栅渣量（W）每日栅渣量=Q平均1 = =1.67m3/d0.2m3/d (4.12)因此采用机械清栅式中，W11 m3污水的栅渣量，隔栅间隙为1625mm时，W1取0.100.05m3/d4.2 细格栅(1)栅前槽宽B1根据公式（4.1）得: (2)栅前水深 根据公式（4.2）得： (3)栅条的间隙数（n）根据公式（4.3）得：=92.1，取94（个） 式中 Qmax 最大设计流量，m3/s； 格栅倾角，度（）； h栅前水深，m； v废水的过栅流速，m/s。(4)栅槽有效宽度B根据公式（4.4）得：B=s（n-1）+en=0.01（47-1）+0.0248=1.43m (5)进水渠至栅槽间渐宽部分的长度L1根据公式（4.5）得： (6)栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度L2根据公式（4.6）得： (7)通过格栅的水头损失h2根据公式（4.9），得 (8)栅后槽总高度（H）取栅前超高h2=0.3m，则栅前槽总高度H1=h + h2 = 0.65+0.3=0.95（m） 栅后槽总高度H=h+h1+h2=0.65+0.26+0.3=1.21m(9) 栅槽总长度（L）根据公式（4.11）得：(10) 每日栅渣量（W）根据公式（4.12）得：每日栅渣量=Q平均1 = =3.33m3/d0.2m3/d 因此采用机械清栅图4.14.3 沉砂池沉砂池的作用是从污水中将比重较大的颗粒去除，其工作原理是以重力分离为基础，故应将沉砂池的进水流速控制在只能使比重大的无机颗粒下沉，而有机悬浮颗粒则随水流带起立。4.3.1 沉砂池的设计规定沉砂池设计中，必需按照下列原则：1.城市污水厂一般均应设置沉砂池，座数应不少于2座，并按并联运行原则考虑。2.设计流量应按分期建设考虑： 当污水自流进入时，应按每期的最大设计流量计算；污水用提升泵送入时，应按每期工作水泵的最大组合流量计算；合流制处理系统中，应按降雨时的设计流量计算。沉砂池去除砂粒杂质是以比重为2.65，粒径为0.2以上的颗粒为主。城市污水的沉砂量按每106m3污水沉砂量为30m3计算，其含水率为60%，容量为1500kg/m3。贮砂斗槔容积应按2日沉砂量计算，贮砂斗池壁与水平面的倾角不应小于55排砂管直径应不小于0.3m。沉砂池的超高不宜不于0.3m 。除砂一般宜采用机械方法。当采用重力排砂时，沉砂池和晒砂厂应尽量靠近，以缩短排砂管的长度。4.3.2 沉砂池设计 (1)池总面积 A=Q/v=0.579/0.25=2.316m2 (4.13)(2)沉淀部分有效水深 h2=A/B=2.316/4.6=0.5m （介于0.251m之间） (4.14)(3)贮泥区所需容积贮泥区所需容积：设计T=2d，即考虑排泥间隔天数为2天，则每个沉砂斗容积 (4.15)（每格沉砂池设两个沉砂斗，两格共有四个沉砂斗）其中X1：城市污水沉砂量3m3/105m3， K：污水流量总变化系数1.5(4)池长设水平流速为0.25m/s，水力停留时间：t=30s L=vt=0.2530=7.5m (4.16)池总宽度 设计n=2格，每格宽取b=1.5m0.6m，池总宽B=2b=3.0m (4.17)（6）沉砂斗各部分尺寸及容积：设计斗底宽a1=0.7m，斗壁与水平面的倾角为60，斗高hd=0.5m，则沉砂斗上口宽： (4.18)沉砂斗容积： (4.19) （略大于V1=0.5m3，符合要求） 沉砂池高度： （符合要求） (4.20)采用重力排砂，设计池底坡度为0.06，坡向沉砂斗长度为 （4.21） 则沉泥区高度为 h3=hd+0.06L2 =0.5+0.062.45=0.65m （4.22） 池总高度H ：设超高h1=0.3m， H=h1+h2+h3=0.3+0.5+0.65=1.45m （4.23）(8) 进水渐宽部分长度: (4.24)(9) 出水渐窄部分长度:L3=L1=1.15m (4.25)(10) 校核最小流量时的流速：最小流量即平均日流量Q平均=Q/K=579/1.5=386L/s （4.26）则Vmin=Q平均/A=0.386/1.204=0.170.15m/s，符合要求4.4 氧化沟氧化沟是活性污泥法的一种变型，其曝气池呈封闭的沟渠型，所以它在水力流态上不同于传统的活性污泥法，它是一种首尾相连的循环流曝气沟渠，污水渗入其中得到净化，最早的氧化沟渠不是由钢筋混凝土建成的，而是加以护坡处理的土沟渠，是间歇进水间歇曝气的，从这一点上来说，氧化沟最早是以序批方式处理污水的技术。目前应用较为广泛的氧化沟类型包括：帕斯韦尔氧化沟、卡鲁塞尔、奥尔伯氧化沟、T型氧化沟、DE型氧化沟和一体化氧化沟。4.4.1 设计参数考虑到污水需要脱氮除磷，拟用卡罗塞（Carrousel）氧化沟，去除BOD5与COD之外，还具备硝化和一定的脱氮除磷作用，使出水NH3-N低于排放标准。氧化沟分2座，按最大日平均时流量设计，每座氧化沟设计流量为：Q1=19231m3/d=222.6L/s。总污泥龄：20dMLSS=3600mg/L,MLVSS/MLSS=0.75 则MLSS=2700曝气池：DO2mg/LNOD=4.6mgO2/mg NH3-N氧化，可利用氧2.6mgO2/NO3N还原0.9 0.98其他参数：a=0.6kgVSS/kgBOD5 b=0.07d-1脱氮速率：qdn=0.0312kgNO3-N/kgMLVSSdK1=0.23d-1 Ko2=1.3mg/L剩余碱度100mg/L(保持PH7.2):所需碱度7.1mg碱度/mgNH3-N氧化；产生碱度3.0mg碱度/mgNO3-N还原硝化安全系数：2.5脱硝温度修正系数：1.084.4.2 设计计算（1）碱度平衡计算：1）设计的出水为20 mg/L，则出水中溶解性BOD520-0.7201.42（1e-0.235）=6.4 mg/L （4.27）2）采用污泥龄20d，则日产泥量为： kg/d （4.28）设其中有12.4为氮，近似等于TKN中用于合成部分为： 0.1241174.6=145.6 kg/d 即： TKN中有mg/L用于合成。 需用于氧化的NH3-N =34-14.56-2=17.44 mg/L 需用于还原的NO3-N =17.44-11=6.44 mg/L 3）碱度平衡计算已知产生0.1mg/L碱度 /除去1mg BOD5，且设进水中碱度为250mg/L，剩余碱度=250-7.117.44+3.06.44+0.1（2106.4）=165.86 mg/L 计算所得剩余碱度以CaCO3计，此值可使PH7.2 mg/L（2）硝化区容积计算： 硝化速率为 （4.29） =0.204 d-1 故泥龄：d 采用安全系数为2.5，故设计污泥龄为：2.54.9=12.5d 原假定污泥龄为20d，则硝化速率为： d-1 单位基质利用率：kg/kgMLVSSd （4.30） MLVSS=fMLSS=0.753600=2700 mg/L （4.31）所需的MLVSS总量= 硝化容积：m3 水力停留时间：h（3）反硝化区容积： 12时，反硝化速率为： （4.32） =0.017kgNO3-N/kgMLVSS.d还原NO3-N的总量=kg/d脱氮所需MLVSS=kg脱氮所需池容： m3水力停留时间：h（4）氧化沟的总容积： 总水力停留时间： h 总容积： m3（5）氧化沟的尺寸：氧化沟采用4廊道式卡鲁塞尔氧化沟，取池深3.5m，宽7m，则氧化沟总长:。其中好氧段长度为，缺氧段长度为弯道处长度:则单个直道长: (取105m)故氧化沟总池长=105+7+14=126m，总池宽：74=28m（未计池壁厚）。 校核实际污泥负荷 （4.38）（6）需氧量计算：采用如下经验公式计算: （4.39）其中：第一项为合成污泥需氧量，第二项为活性污泥内源呼吸需氧量，第三项为硝化污泥需氧量,第四项为反硝化污泥需氧量。 经验系数：A=0.5 B=0.1需要硝化的氧量：Nr=25.171923110-3=335.4kg/dR=0.519231(0.21-0.0064)+0.18683.62.7+4.6335.4-2.664.4 =5677.69kg/d=236.57kg/h取T=30，查表得=0.8,=0.9,氧的饱和度=7.63 mg/L，=9.17 mg/L采用表面机械曝气时，20时脱氧清水的充氧量为： （3.40） 查手册，选用RD型鼓风机，直径100m,电机功率N=4.0kW,单台每小时充氧能力为457.2kgO2/h，每座氧化沟所需数量为n,则取n=1台。（7）回流污泥量： 可由公式求得 （3.41）式中：X=MLSS=3.6g/L，回流污泥浓度取10g/L。则： （50100，实际取60）考虑到回流至厌氧池的污泥为11%，则回流到氧化沟的污泥总量为49%Q。 （8）剩余污泥量 （4.42） 如由池底排除，二沉池排泥浓度为10g/L，则每个氧化沟产泥量为： （9） 氧化沟计算草草图如下：图4.24.5 二沉池二沉池是活性污泥处理系统的重要组成部分，其作用是泥水分离，使混合液澄清，浓缩和回流活性污泥。沉淀池常按池内水流方向不同分为平流式沉淀池、竖流式沉淀池和辐流式沉淀池三种。本设计中二沉池采用中心进水，周边出水的辐流式沉淀池。辐流式沉淀池多呈圆形，池的进水在中心为止，出口在周围。水流在池中呈水平方向向四周辐射，由于过水断面面积不断变大，故池中的水流速度从池中心向池四周逐渐减慢。泥斗设在池中央，池底向中心倾斜，污泥常用刮泥机（或吸泥机）机械排除。其主要的特点是采用机械排泥，运行较好；排泥设备有定性产品。4.5.1 设计参数设计进水量：Q=19231 m3/d （每组） 表面负荷： qb范围为1.01.5 m3/ m2.h ，取q=1.0 m3/ m2.h 固体负荷： qs =140 kg/ m2.d 水力停留时间（沉淀时间）：T=2.5 h 堰负荷：取值范围为1.52.9L/s.m，取2.0 L/(s.m)4.5.2 设计计算（1）沉淀池面积:按表面负荷算： m2 （4.43）（2）沉淀池直径：有效水深为 h=qbT=1.03.5=3.5m4m （4.44） （介于612）（3）贮泥斗容积：为了防止磷在池中发生厌氧释放，故贮泥时间采用Tw=2h，二沉池污泥区所需存泥容积： （4.45）则污泥区高度为： （4）二沉池总高度：取二沉池缓冲层高度h3=0.4m，超高为h4=0.3m则池边总高度为h=h1+h2+h3+h4=23.5+1.7+0.4+0.3=5.9m设池底度为i=0.05，则池底坡度降为 则池中心总深度为H=h+h5=5.9+0.9=6.8m（5）校核堰负荷： 径深比 （4.46） （4.47） 堰负荷 （4.48） 以上各项均符合要求6）辐流式二沉池计算草图如下：图4.34.6 接触消毒池接触消毒池指的是使消毒剂与污水混合，进行消毒的构筑物。主要功能是杀死处理后污水中的病原性微生物。 污水处理厂常用消毒试剂：NaClO、液氯、CaClO等，其有效成分均为次氯酸根。结合实际情况采用隔板式接触反应池，综合考虑到成本及效果，采用生石灰消毒。4.6.1 设计参数设计进水量：Q=38462 m3/d 表面负荷：qb范围为1.01.5 m3/ m2.h ，取q=1.0 m3/ m2.h固体负荷：qs =140 kg/ m .d水力停留时间：T=2.5 h堰负荷：取值范围为1.52.9L/s.m，取2.0 L/(s.m)4.6.2 设计计算（1）接触池容积： V=QT=445.410-33060=802 m3表面积m2 隔板数采用4个，则廊道总宽为B（4+1）3.517.5m 取18m接触池长度L= 取23m长宽比实际消毒池容积为V=BLh=18232=828m3 池深取20.32.3m (0.3m为超高)经校核均满足有效停留时间的要求（2）加氯量计算：设计最大加氯量为max=4.0mg/L,每日投氯量为 maxQ=43846210-3=153.9kg/d=6.41kg/h选用贮氯量为120kg的液氯钢瓶，每日加氯量为3/2瓶,共贮用12瓶，每日加氯机两台，单台投氯量为33.5kg/h。配置注水泵两台，一用一备，要求注水量Q=13m3/h,扬程不小于10mH2O（3）混合装置：在接触消毒池第一格和第二格起端设置混合搅拌机2台（立式），混合搅拌机功率N0： （4.49）实际选用JWH3101机械混合搅拌机，浆板深度为1.5m,浆叶直径为0.31m,浆叶宽度0.9m，功率4.0Kw解除消毒池设计为纵向板流反应池。在第一格每隔3.8m设纵向垂直折流板，在第二格每隔6.33m设垂直折流板，第三格不设（4）接触消毒池计算草图如下：图4.44.7 污泥浓缩池污泥浓缩是降低污泥含水率、减少污泥体积的有效方法。污泥浓缩主要减缩污泥的间隙水，经浓缩后的污泥近似糊状，仍保持流动性。污泥浓缩中所排出的污泥水含有大量有机物质，一般混入原污水一起处理，不能直接排放，以免污染环境。污泥浓缩池，有连续式和间歇式两种。浓缩池的构造类似沉淀池,大多采用直径为520米的圆池，内设搅拌机械作缓慢搅拌。采用两座幅流式圆形重力连续式污泥浓缩池，用带栅条的刮泥机刮泥，采用静压排泥，剩余污泥泵房将污泥送至浓缩池。4.7.1 设计参数进泥浓度：10g/L 污泥含水率P199.0，每座污泥总流量:Q2720kg/d=272m3/d=11.33m3/h设计浓缩后含水率P2=96.0污泥固体负荷：qs=45kgSS/(m2.d)污泥浓缩时间：T=13h 贮泥时间：t=4h4.7.2. 设计计算（1）浓缩池池体计算：每座浓缩池所需表面积 m2浓缩池直径 取D=8.8m水力负荷 有效水深 h1=uT=0.18713=2.45m 浓缩池有效容积 V1=Ah1=60.442.45=148.08m3（2）排泥量与存泥容积: 浓缩后排出含水率P296.0的污泥,则Q w=按4h贮泥时间计泥量，则贮泥区所需容积 V24Q w42.8311.32m3泥斗容积 m3 式中： 泥斗的垂直高度h4，取1.2m 泥斗的上口半径r1，取1.4m 泥斗的下口半径r2，取0.7m设池底坡度为0.08，池底坡降为： h5=故池底可贮泥容积： =因此，总贮泥容积为 （满足要求）（3）浓缩池总高度： 浓缩池的超高h2取0.30m，缓冲层高度h3取0.30m，则浓缩池的总高度H为 =2.45+0.30+0.30+1.2+0.24=4.49m（4）浓缩池排水量：Q=Qw-Q w=11.33-2.83=8.5m3/h（5） 浓缩池计算草图：图4.54.8 贮泥池及污泥泵4.8.1 设计参数 进泥量：经浓缩排出含水率P296%的污泥2Q w=268=136m3/d，设贮泥池1座，贮泥时间T0.5d=12h4.8.2 设计计算池容为 V=2QwT=1360.5=68m3贮泥池尺寸（将贮泥池设计为正方形） LBH=4.24.24.2m 有效容积V=74.09m3污泥提升泵泥量Q=136m3/d=5.67m3/h扬程H=2.3-(-1.5)+4+1=7.8m选用1PN污泥泵两台，一用一备，单台流量Q7.216m3/h,扬程H1412mH2O,功率N=3kW泵房平面尺寸LB=4m3m4.9 其他处理构筑物4.9.1污泥脱水车间采用板框压滤机，车间设置为4m3m3m4.9.2污水提升泵房污水提升前水位-5.20m（既泵站吸水池最底水位）,提升后水位2.97m（即细格栅前水面标高）。所以，提升净扬程Z=2.97-（-5.20）=8.17m水泵水头损失取2m从而需水泵扬程H=Z+h=10.17m再根据设计流量521L/s=38462m3/h，采用2台MF系列污水泵，单台提升流量1042m3/s。采用ME系列污水泵（8MF-13B）5台，二用一备。该泵提升流量540560m3/h，扬程11.9m，转速970r/min，功率30kW。占地面积为5278.54m2，即为圆形泵房D10m,高12m,泵房为半地下式，地下埋深7m，水泵为自灌式。5 污水厂总体布置及高程水力计算5.1 污水处理厂的平面布置5.1.1 污水厂平面布置原则污水厂的平面布置应遵循以下原则：(1) 按功能分区，配置得当又不过分分散；确保安全生产。(2) 确保生产需要，结合地形、地质、土方、结构和施工等因素全面考虑。布置时力求减少占地面积，减少连接管（渠）的长度，便于操作管理。(3) 处理构筑物尽量按流程方向布置，尽量避免不必要的转弯和用水泵提升，严禁将管线埋在构筑物下面。目的在于减少能量（水头）损失、节省管材、便于施工和检修。(4) 充分利用地形，平衡土方，降低工程费用。(5) 必要时应预留适当余地，考虑扩建和施工可能。(6) 构筑物布置应注意风向和朝向。将排放异味、有害气体的构筑物布置在居住与办公场所的下风向；为保证良好的自然通风条件，建筑物布置应考虑主导风向。5.1.2 污水厂的平面布置(1) 为避免平面上的分散和凌乱，可以考虑把几个构筑物和建筑物在平面、高程上组合起来，进行组合布置。(2) 生产辅助建筑物的布置上应尽量考虑组合布置。(3) 必要时预留生产设施的扩建用地。(4) 生活附属建筑物宜尽量与处理构筑物分开单独设置，可能时应尽量放在厂前区。应避免处理构筑物与附属生活设施的风向干扰。(5) 污泥区的布置上由于污泥的处理和处置一般与污水处理相互独立，且污泥处理过程卫生条件比污水处理差，一般将污泥处理放在厂区后部；若污泥处理过程中产生沼气，则应按消防要求设置防火间距。(6) 在各处理构筑物之间应有连通管，还应有使各处理构筑物独立运行的管。5.1.3 总平面管网布置污水厂内有给水管、排水管、污泥管等。其布置原则如下；(1) 管线布置一般要求：a在铺设和检修管道时，不应相互影响；b排水管损坏时，不应影响附近建筑物和构筑物的基础或污染生活用水；c排水管道与道路中心线平行铺设。(2) 厂内给水管设计原则a应优先采取重力输水管渠布置力求线路短；b给水管应采用相同的管材和管径，并在适当的距离设置连同管；c给水管的阀门直径一般与管径相同。(3) 厂内排水管的设计原则a符合地形趋势，顺坡排水；b尽量避免穿越不宜通过的地带和构筑物；c安排好控制点（出口、起点、管线交叉点等）的高程。5.2 污水厂的高程布置5.2.1 污水厂高程布置原则污水厂高程布置是为了使污水和污泥尽可能按重力流循环处理流程中各构筑物通畅流通，同时又避免使某些构筑物和泵房的有关标高及其响应的水面标高产生矛盾。因此，确定各处理构筑物和其它构筑物的标高，正确选定各连接管渠的尺寸与标高，这是污水处理