灵宝市污水处理厂初步设计毕业论文.doc

灵宝市污水处理厂初步设计毕业论文目录前言1第1章 设计概论31.1 设计依据和任务31.1.1原始依据31.1.2 设计内容31.1.3 设计要求4第2章 工艺流程图的确定52.1 工艺流程的方案比较52.1.1 SBR工艺52.1.2 氧化沟工艺62.1.3 A2/O工艺72.2 工艺流程的选择82.2.1 污水处理工艺92.2.2污泥处理工艺11第3章 主要构筑物计算133.1 污水主干管133.1.1 设计参数133.1.2 泵前中格栅133.2 污水提升泵房153.3泵后细格栅163.4 沉砂池183.5 初沉池203.6 A2/O工艺223.7曝气系统设计计算253.8二沉池283.9接触池与加氯间303.10污泥泵房313.11污泥浓缩池323.12贮泥池333.13脱水间33第4章平面及高程布置354.1污水厂的平面布置354.1.1平面布置的一般原则354.1.2平面布置的具体内容354.2污水厂的高程布置364.2.1 高程布置原则364.2.2 高程布置的注意事项364.2.3 高程布置方法374.2.4高程布置计算384.2.5污水提升泵静扬程校核404.2.6污泥高程设计计算41结论42谢 辞43参考文献44外文资料翻译45前言本次毕业设计的课题是河南省灵宝市污水处理厂初步设计。灵宝市位于河南省西部，由三门峡市代管。近年来，灵宝市经济社会发展迅速，城市发展所面临的资源环境问题日益突出，尤其是该市没有污水集中处理设施，这不利于该市水污染的有效防治和水资源的充分利用。因此，在强调坚持可持续发展，转变经济增长方式的今天，兴建污水处理厂便有着重大的现实意义。本次设计的灵宝市污水处理厂规模较小，投资不宜过大，应考虑采用稳定可靠，成本低廉的处理工艺。本设计的总体污染物控制指标应达到GB18918-2002 所规定的一级 B标准。在综合比较了多种常用工艺的基础上，为满足相关的技术要求，本设计决定采用A2/O处理工艺。A2/O法又称AAO法，是英文Anaerobic-Anoxic-Oxic第一个字母的简称（厌氧-缺氧-好氧法），是一种常用的二级污水处理工艺，可用于二级污水处理或三级污水处理，以及中水回用，具有良好的脱氮除磷效果。该法是20世纪70年代，由美国的一些专家在AO法脱氮工艺基础上开发的。工艺特点1、本工艺在系统上可以称为最简单的同步脱氮除磷工艺，总水力停留时间少于其他类工艺；2、在厌氧（缺氧）、好氧交替运行条件下，丝状菌不能大量增殖，不易发生污泥丝状膨胀，SVI值一般小于100；3、污泥含磷高，具有较高肥效；4、运行中勿需投药，两个A段只用轻轻搅拌，以不增加溶解氧为度，运行费用低；存在的待解决问题：1、除磷效果难再提高，污泥增长有一定限度，不易提高，特别是P/BOD值高时更甚；2、脱氮效果也难再进一步提高，内循环量一般以2Q为限，不宜太高；3、进入沉淀池的处理水要保持一定浓度的溶解氧，减少停留时间，防止产生厌氧状态和污泥释放磷的现象出现，但溶解氧浓度也不宜过高，以防循环混合液对缺氧反应器的干扰。本次设计是对我们三年大学学习的全面考察，要求我们综合运用所学知识，用科学理论解决具体的实际问题。通过本次设计，我们积累了必要的设计经验，这对我们今后的工作而言是十分重要的。 第1章 设计概论1.1 设计依据和任务1.1.1原始依据设计题目：灵宝市污水处理厂初步设计设计基础资料：污水厂面积：280m140m污水量：近期进水水量30000m3/d，2015年预计达到 60000m3/d。进水水质：BOD5190 mg/L CODcr390 mg/L TN 40mg/LSS 200 mg/L 氨氮 35 mg/L TP 3 mg/L出水水质：BOD5 20 mg/L CODcr 60 mg/L TN 20mg/LSS 20 mg/L 氨氮 15 mg/L TP 1 mg/L去除率：EBOD589.5 ECODcr84.6 ESS 90 E氨氮57.1 ETP 66.67标高：进水管官内底标高为112m，河流洪水位标高为113 m。 1.1.2 设计内容设计内容包括：选择污水处理厂工艺流程，确定主要设计参数、进行主要构筑物的选型和有效尺寸计算、主要处理设备的选型、书写一份完整的设计说明书、图纸绘制等内容。 1.1.3 设计要求要求学生进行污水处理厂的初步设计。设计说明书：约两万字。图纸：一号图纸一张，二号图纸4张。第2章 工艺流程图的确定2.1 工艺流程的方案比较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、A/O除磷工艺、氧化沟法、AB法以及A2/O法等处理工艺。根据灵宝市污水处理厂的实际情况，考虑到其设计规模较小，属于小型污水处理设施，应在满足技术可行性的同时，应满足必要的经济可行性指标，尽量降低工程投资和运行成本。综上，本设计决定对SBR工艺、A 2/O和氧化沟工艺三种工艺进行方案比选，从中选取最优方案作为本设计的最终方案。2.1.1 SBR工艺SBR（Sequencing Batch Reactor）工艺又称批序式活性污泥法，其主要特点是在单一的反应池内，污水顺序按进水、曝气、沉淀、排水周期进行，周而复始。SBR工艺实现了在同一反应器内完成一系列工序，其主要工序包括：流入工序：注入原污水反应器，注满后进行反应，注水方式有单纯注水，曝气，缓速搅拌三种。曝气工序：当污水注满后即开始曝气，根据污水处理的目的，脱氮除磷应进行相应的处理工作。沉淀工艺：使混合液泥水分离，此时反应器相当于二沉池，排放工序：排除曝气沉淀后产生的上清液，作为处理水排放，一直到最低水位，在反应器底部残留一部分活性污泥作为种泥。待机工序：处理水排放后，反应器处于停滞状态等待下一个周期。优点：(1) 大多数情况下，无设置调节池的必要；(2) SVI值较低，易于沉淀，一般情况下不会产生污泥膨胀；(3) 通过对运行方式的调节，可灵活地进行脱氮除磷反应；(4) 自动化程度较高；(5) 当程序设置得当时，处理效果优于连续式； (6) 单方投资较少。缺点：(1) 设备利用率较低，处理水量较小；(2) 运行维护量大，操作要求高。图 21 SBR 工艺流程图2.1.2 氧化沟工艺氧化沟又名氧化渠或循环曝气池，1950 年由荷兰公共工程研究所研究成功。其基本特征是曝气池呈封闭的沟渠形，形成闭合的廊道。污水和活性污泥的混合液在廊道中不停地循环流动，其水力停留时间一般较长，为1516h, 泥龄长达1530天，氧化沟工艺属于改进的延时曝气活性法。 氧化沟处理系统的构造形式较多，有圆形、马蹄形，平行多渠道形等。与氧化沟配套的二沉池也有合建或分建等多种形式，其供氧和推流均靠提升式表面曝气设备，这种设备分为早期使用的水平中心轴旋转叶轮和后来出现的卡鲁塞尔氧化沟所用的垂直或带叶片的曝气器，由于氧化沟水深较浅（一般 3米左右），且流程较长，可以按照曝气器前作缺氧段，曝气器后作好氧段的方式设计运行，提供厌氧菌与好氧菌交替作用的条件，达到在缺氧段反硝化，在好氧段除BOD及硝化的设计目的。优点：(1) 工艺流程短，构筑物和设备少，不设初沉池，投资省，管理简便；(2) 处理效果稳定可靠，有机污染物去除率较高，并且脱氮作用明显；(3) 剩余污泥量少，污泥不需消化，性质稳定，易脱水，不会带来二次污染；(4) 造价低，建造快，设备事故率低，运行管理费用少；(5) 污泥回流及时，不易产生污泥膨胀。(6) 水力停留时间较长，耐冲击负荷。缺点：(1) 占地面积较大，土地利用率较低；(2) 单位污水处理能耗稍高，不利于节能。图 22 氧化沟工艺流程图2.1.3 A2/O工艺A2/O工艺是一种实用化的脱氮除磷工艺。在该工艺中，厌氧池用于生物除磷，缺氧池用于生物脱氮，原污水中的碳源物质（BOD）首先进入厌氧池，其中的聚磷菌优先利用污水中的易生物降解的有机物成为优势菌种，为生物除磷创造了有利条件，污水然后进入缺氧池，反硝化菌利用其他可以利用的碳源将回流到缺氧池的硝态氮还原成氮气排入大气中，达到生物脱氮的目的。优点：(1) 水力停留时间较短，总占地面积较小；(2) 不易出现污泥膨胀，出水水质较好；(3) 用于大型污水厂时运行费用较低；缺点：(1) 污泥需进行内回流，能耗较高；(2) 污泥渗出液需化学除磷；(3) 沼气回收经济效益差。图 23 A2/O 工艺流程图2.2 工艺流程的选择本设计要求处理工艺既能有效地去除BOD、COD、SS等，又能达到同步脱氮除磷的效果。进水水质和出水水质的要求是选择除磷脱氮工艺的一个重要因素。为了达到排放标准，应该选用具有除磷和硝化功能的三级处理。根据灵宝市污水处理厂的实际情况和本次设计的具体要求，对上述三种工艺方案进行了横向比较，综合考虑了各方案的工艺流程以及各自的优缺点后，本设计决定采用A2/O脱氮除磷处理工艺。此工艺的特点是管理维护简单；总水力停留时间小于其它的同类设备；厌氧(缺氧)/好氧交替进行，不宜于丝状菌的繁殖；基本不存在污泥膨胀问题；不需要外加碳源，厌氧和缺氧进行缓速搅拌，运行费用低；节省基建费用，占地面积相对较小；处理效率一般能达到BOD5和SS为，总氮为以上，磷为左右。国内工程实例多，容易获得工程设计和管理经验技术先进成熟。因此宜选采用此方案来处理本次设计的污水。 本设计的具体工艺流程如下图：图 24 A2/O 工艺流程图2.2.1 污水处理工艺1. 格栅本污水处理厂设置粗、细两道格栅。格栅的主要作用是将污水中的大块污物拦截，以免其对后续处理单元的机泵或工艺管线造成损害。按栅条的种类可分为链条式格栅、弧形格栅、辐射式格栅、转筒式格栅和活动栅条式格栅。由于链条式格栅运行可靠，布局简洁，易于安装维护，本工艺选用链条式格栅。格栅与水泵房的设置方式如下图所示：图24格栅与泵房布置示意图2. 沉砂池沉砂池的形式，按池内水流方向的不同，可分为平流式、竖流式和旋流式三种；按池型可分为平流式沉砂池、竖流式沉砂池、曝气沉砂池和旋流沉砂池。平流式沉砂池是常用的形式，污水在池内沿水平方向流动，具有构造简单、截留物及颗粒效果较好的优点；竖流式沉砂池是污水自下而上由中心管进入池内，无机物颗粒藉重力沉于池底，处理效果一般较差；曝气沉砂池是在池的一侧通入空气，使污水沿池旋转前进，从而产生与主流垂直的横向恒速环流。权衡比较之后，考虑到拟建污水处理厂的水质特点，从实际处理效率和经济运行成本出发，决定采用平流式沉沙池。3. A2/O工艺为了更好的脱氮除磷，采用倒置A2/O工艺4. 沉淀池平流式沉淀池：由流入装置、流出装置、沉淀区、缓冲层、污泥区及排泥装置等组成。流入装置由配水槽、挡流板组成，流出装置由流出槽与挡板组成，缓冲层的作用时避免已沉污泥被水流搅起以及缓解冲击负荷，污泥区起贮存、浓缩和排泥作用，排泥方式有静水压力法、机械排泥法。辐流式沉淀池：池型成圆形或正方形，直径（或边长）6-60m，池周水深1.5-3.0m，用机械排泥，池底坡度不宜小于 0.05。可用作初沉池或二沉池。竖流沉式淀池：池型可用圆形或正方形。为了池内水流分布均匀，池径不宜太大，一般采用4-7m。沉淀区呈柱形，污泥斗呈截头倒锥体。辐流沉淀池工艺成熟，适合范围广，故采用之。5. 污水消毒设施紫外线消毒法的投资较小，但不能长时间持续其消毒效果；臭氧消毒效率高，不产生难处理或生物积累性残余物，但其设备投资高昂，维护工作复杂；液氯消毒效果可靠，设备简单，成本低廉，故本设计采用液氯消毒工艺。本设计设置隔板式接触池和配套的加氯、贮氯设施。2.2.2污泥处理工艺1. 污泥处理的要求污泥生物处理过程中将产生大量的生物污泥，有机物含量较高且不稳定，易腐化，并含有寄生虫卵，若不妥善处理和处置，将造成二次污染。污泥处理要求如下：第一，减少有机物，使污泥稳定化；第二，减少污泥体积，降低污泥后续处置费用；第三，减少污泥中有毒物质。2. 常用污泥处理的工艺流程： 图25 常用污泥处理工艺流程图城市污水处理厂所产生的污泥约为处理的水的体积的 0.5%-1.0%左右。这些污泥一般富含有机物、病菌等，若不加处理随意堆放，将对周围环境造成新的污染。在上图所示的几种常用的工艺中，由于本方案中氧化沟已经要求实现污泥的好养稳定，且作为小型污水厂建设、维护污泥消化设施尚有很多现实问题，故不采用方法 1；方法 3设备投资和运行费用过于昂贵，目前仅用于工业污泥和垃圾的处理，不具有经济可行性；方法 4直接作用于农田，对重金属的含量要求十分严格，本设计中的污水处理厂同时处理生活污水和工业废水，其中工业废水中将不可避免的含有较多量的重金属，会对农田造成较为严重的二次污染。因此，经过几种工艺的比较，决定采用方法 2，即对污泥进行浓缩，脱水处理后，将泥饼外运，进行最终处置。其中污泥浓缩，脱水有两种方式选择，污泥含水率均能达到80%，方案如下： 1. 方案一：污泥机械浓缩、机械脱水； 2. 方案二：污泥重力浓缩、机械脱水。表21 两种污泥浓缩方法比较项目方案一方案二主要构筑物污泥贮泥池 浓缩、脱水机房污泥浓缩池 脱水机房主要设备浓缩池刮泥机浓缩池刮泥机、脱水机占地面积小大絮凝剂总用量3.04.0kg/d4.0kg/d对环境的影响小大总土建费用小大总设备费用一般稍大由上表可见方案一优于方案二，因此本工程污泥处理工艺选用污泥机械浓缩，机械脱水。洛阳理工学院毕业设计（论文）第3章 主要构筑物计算3.1 污水主干管污水主干管将城市污水收集后输送至污水处理厂，本设计中污水主干管采用钢筋混凝土圆管。 3.1.1 设计参数设计流量：平均流量：Qa=30000m3/d=347 L/S=0.579 m3/s生活污水量总变化系数Kz=1.45(查表)则Qmax=1.45347503 L/S=0.503 m3/s3.1.2 泵前中格栅格栅由一组或数组平行的金属栅条、塑料齿钩或金属筛网、框架及相关装置组成，倾斜安装在污水渠道、泵房集水井的进口处或污水处理厂的前端、用来截留污水中较粗大漂浮物和悬浮物。1设计参数：栅前流速v1=0.6m/s，过栅流速v2=0.8m/s栅条宽度s=0.01m，格栅间隙b=20mm栅前部分长度0.5m，格栅倾角=60单位栅渣量1=0.08m3栅渣/103m3污水2设计计算（1）确定格栅前水深，根据最优水力断面公式Q=2h2v计算得:栅前槽宽=1.3m,则栅前水深h= B1/2=1.3/2=0.65m（2）栅条间隙数0.503/(0.020.650.8)=45设两组格栅,每组间隙数23个（3）栅槽宽度B1=s（n-1）+bn=0.012310.02230.68m（4）进水渠道渐宽部分长度=(1.561.3)/2tan20=0.36m （其中1为进水渠展开角）（5）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度=0.18m（6）过栅水头损失（h2）因栅条边为矩形截面，取k=3，则 其中=（s/e）4/3 h0：计算水头损失 k：系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增加倍数，取k=3：阻力系数，与栅条断面形状有关，当为矩形断面时=2.42（7）栅后槽总高度（H） 取栅前渠道超高h1=0.5m，则栅前槽总高度H1=h+h1=0.65+0.5=1.15m 栅后槽总高度H=h+h1+h2=0.65+0.09+0.5=1.24m（8）格栅总长度L=L1+L2+0.5+1.0+1.15/tan=0.36+0.18+0.5+1.0+1.15/tan60=2.70m（9）每日栅渣量设每日栅渣量为0.08m3/1000m3，取KZ1.45采用机械清渣。（10）计算草图如下图31 中格栅计算草图3.2 污水提升泵房1. 水泵选择（1）设计水量30000m3/d（2）水泵扬程a:提升净扬程=提升后最高水位泵站吸水池最低水位 =2.5（-4.5）=7.0mb:水泵水头损失取2m则水泵扬程H z+h=7+2=9m （3） 选择250QW型潜水排污泵3台(两用一备)扬程/m流量m3/h转速r/min轴功率出口直径mm效率%117009803725083.22. 集水池、容积按一台泵最大流量时6min的出流量设计，则集水池的有效容积、面积取有效水深，则面积、泵位及安装潜水电泵直接置于集水池内，电泵检修采用移动吊架。3.3泵后细格栅1设计参数：栅前流速v1=0.6m/s，过栅流速v2=0.8m/s栅条宽度s=0.01m，格栅间隙e=10mm栅前部分长度0.5m，格栅倾角=60单位栅渣量1=0.10m3栅渣/103m3污水2设计计算（1）确定格栅前水深，根据最优水力断面公式计算得栅前槽宽=1.3m,则栅前水深h= B1/2=1.3/2=0.65m（2）栅条间隙数0.503/(0.010.650.8=90设计三组格栅，每组格栅间隙数n=30条（3）栅槽有效宽度B2=s（n-1）+en=0.013010.0130=0.59m，所以总槽宽为0.5930.22=2.17m（考虑中间隔墙厚0.2m）（4）进水渠道渐宽部分长度=(2.171.3)2tan20=1.20m（其中1为进水渠展开角）（5）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度=0.60m（6）过栅水头损失（h1） 因栅条边为矩形截面，取k=3，则 其中=（s/e）4/3 h0：计算水头损失 k：系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增加倍数，取k=3 ：阻力系数，与栅条断面形状有关，当为矩形断面时=2.42（7）栅后槽总高度（H） 取栅前渠道超高h1=0.2m，则栅前槽总高度H1=h+h1=0.65+0.5=1.15m， 栅后槽总高度H=h+h1+h2=0.65+0.2+0.5=1.35m（8）格栅总长度L=L1+L2+0.5+1.0+1.1/tan=1.20.600.51.01.15tan60=3.96m(9）每日栅渣量设每日栅渣量为0.1m3/1000m3，取KZ1.43(0.5030.1864001.451000=3.00md0.2md采用机械格栅清渣（10）计算草图如下：详见图31中格栅计算草图3.4 沉砂池采用平流式沉砂池设计参数: 设计流量Qmax =0.503m s;设计流速，设计水力停留时间1、 长度：2、 水流断面面积：A=Qmaxv=0.5030.25=2.012m 3、 池总宽度：B=A/h2=2.012/0.63=3.2m,有效水深h2=0.63m；设计n=2格，每格宽1.6m,(隔墙厚为0.15m)4、 沉砂斗容积：=1.8m3其中T2d，X3m3/106m35、 每个沉砂斗的容积(V0)设每一分格有2格沉砂斗，则6、 沉砂斗各部分尺寸：设贮砂斗底宽b10.5m；斗壁与水平面的倾角60，贮砂斗高h30.6m7、贮砂斗容积：(V1)8、沉砂室高度：(h3)采用重力排砂，设池底坡度i1.2，坡向砂斗，则 l2=l1-2b22=10-21.252=3.759、池总高度：(H)10、核算最小流速最小流量及平均日流量：Q平均日=347 L/S (符合要求)3-2平流式沉砂池工艺图3.5 初沉池采用平流式沉淀池1、沉淀区的表面积A；表明负荷取2、 沉淀部分有效水深h2 取t2.0h3、 沉淀部分有效容积VV=0.5032.03600=3621.2m4、 沉淀池长度（v=4mm/s,停留时间t=1.5h）5、 沉淀池总宽度B=41.92m6、 沉淀池的数量：取b=6m, n=B/b=41.92/6=6.99, 取n=87、 校核长宽比 L/b=21.6/6=3.6 (介于35之间)8、 污泥部分所需总容积V已知进水SS浓度=200mg/L初沉池效率设计50，则出水SS浓度设污泥含水率96，两次排泥时间间隔T=2d，污泥容重 9、每格池污泥所需容积V0V0=149.86/8=18.7m10、污泥斗容积V1 11、污泥斗以上梯形部分污泥容积V212、污泥斗和梯形部分容积13、沉淀池总高度H 取H=10m3-3辐流式初沉池计算草图3.6 A2/O工艺设计参数1、设计最大流量Q=30 000m3/d2、设计进水水质CODcr390mg/L；BOD5(S0) 190mg/L；SS200mg/L；NH3-N35mg/L；TP3mg/L3、设计出水水质CODcr60mg/L；BOD5 20mg/L；SS20mg/L；NH3-N15mg/L；TP1mg/L4、设计计算，采用A2/O生物除磷工艺BOD5污泥负荷N=0.3kgBOD5/(kgMLSSd)SVI=120 r=1.10污泥回流比R=50%（1） 混合悬浮液固体浓度（2） 反应池容积V原污水的为BOD5mgL经初次沉淀处理，BOD5按25%考虑，则进入曝气池的污水，其BOD5值（S0）为：S0=1901-25%=142.5mgL首先计算处理水中绯溶解性BOD5值，即BOD5=7.1bXaCe式中：Ce处理水中悬浮固体质量浓度，取为20mgL； b微生物自身氧化率，取为0.09； Xa活性火星微生物在处理水中所占比例，取值0.4；代入各值BOD5=7.10.090.425=6.396.4mgL 处理水中溶解性BOD5(Se)值为：20-6.4=13.6mgL则反应池容积为：（3） 反应池总水力停留时间 （4）各段水力停留时间和容积厌氧：缺氧：好氧1：1：3 厌氧池水力停留时间，池容；缺氧池水力停留时间，池容；好氧池水力停留时间，池容；厌氧段总磷负（5）反应池主要尺寸反应池总容积 设反应池2组， 有效水深单组有效面积取池宽5m则B/h=5/3=1.67(介于1-2之间)单组池长L=716.2/5=143.24采用5廊道式推流式反应池，每廊道长为L1=143.24/5=28.65m，取为30m而L1/B=30/5=6(介于5-10之间)符合 取超高为0.5m，则反应池总高(6)反应池进、出水系统计算 进水管单组反应池进水管流量管道流速 管道过水断面面积管径取出水管管径DN500mm校核管道流速 回流污泥渠道。单组反应池回流污泥渠道设计流量QR沉砂池渠道流速取回流污泥管管径DN700mm图3-4反应池计算简图（m）3.7曝气系统设计计算本设计采用鼓风曝气系统（1） 平均需氧量的计算 查课本P197页得代入各值 每日去除的BOD5为：BOD5=去除每千克BOD5的需氧量：（2） 最大需氧量：把 带入 最大时需氧量与平均时需氧量之比:（3） 供气量计算采用网状模型中微孔空气扩散器，安装于距池底处，淹没水深，计算温度定为。查表得：水中溶解氧饱和度：空气扩散器出口处的绝对压力为： 代入各值得 空气离开曝气池面时，氧气的质量分数： 式中：空气扩散器的氧转移效率，取曝气池混合液中平均氧饱和度（按最不利的温度条件考虑）为： 按最不利温度条件考虑，代入各值得水温在条件下，脱氧清水的充氧量： 取其值代入各值得：相应的最大时需氧量为 曝气池平均时供气量，即 代入各值得去除每的供气量为：每立方米污水的供气量为： 曝气池最大时需氧量的供气量： 本系统采用空气提升器在回流污泥井中提升污泥，空气量按回流污泥量的倍考虑，污泥回流比。提升污泥所需空气量为：总需气量为： （4） 空气管的计算按图3-4所示平面图布置管道，在相邻的两个廊道的隔墙上设一根干管，共根干管 。在每根干管上设5对配气竖管，共10条配气竖管，全曝气池共设40条配气竖管。每根竖管的供气量为：曝气池平面面积为： 每个空气扩散器的服务面积按计，则所需空气扩散器的总数为：本设计采用2200个空气扩散器。每个竖管上安设的空气扩散器的数目为：每个空气扩散器的配气量为：（5）剩余污泥量的计算tw= Y=其中，Fw污泥负荷率取0.3KgBOD5/(KgMLSS/d)a污泥增值系数0.7 b污泥自身氧化率0.08Lr去除的BOD浓度 tw污泥龄 Q单位（m3/h） 带入可得：Y=13.8二沉池为了使沉淀池内水流更稳、进出水配水更均匀、存排泥更方便，常采用圆形辐流式二沉池。二沉池为中心进水，周边出水，幅流式沉淀池，共2座。二沉池面积按表面负荷法计算，水力停留时间t=2.5h，表面负荷为1.5m3/（m2h-1）,池底坡度0.06.1) 池体设计计算. 二沉池表面面积二沉池直径D=4A=4603.63.14=27.7m，取28m. 池体有效水深二沉池缓冲区高度h3=0.5m，超高为h1=0.3m，沉淀池坡度落差h4=0.05m,污泥斗的高度h5为0.5m。.二沉池总高度. 校核径深比二沉池直径与水深比为，(在6-10之间)，符合要求2) 进水系统计算. 进水管计算进水管设计 选取管径DN1000mm，流速坡降为1000i=0.983) 排泥部分设计 单池污泥量总污泥量为回流污泥量加剩余污泥量回流污泥量剩余污泥量集泥槽沿整个池径两边集泥3-5辐流式二沉池计算草图3.9接触池与加氯间采用隔板式接触反应池 1设计参数 设计流量：Q=0.503m/s水力停留时间：T=0.5h=30min设计投氯量为：4.0mg/L平均水深：h=2.5m隔板间隔：b=4m2设计计算（1）接触池容积： V=QT=0.5033060=905.4m3 表面积 隔板数采用2个，则廊道总宽为B（2+1）412m 取13m 接触池长度 取30m 长宽比 实际消毒池容积为V=BLh=13302.5=975m3 池深取2.50.32.8m (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=1.4543000010-3=7.25kg/h 选用3台REGAL-2100型负压加氯机（2用一备），单台加氯量7.25kg/h3.10污泥泵房设计污泥回流泵房2座1、设计参数污泥回流比50设计回流污泥流量905.4m3/h剩余污泥量265.2m3/h污泥泵回流污泥泵6台（4用2备），型号250QW250-17-22剩余污泥泵4台（2用1备），型号150QW200-22-302、 集泥池、容积按1台泵最大流量时6min的出流量设计取集泥池容积40m3、面积有效水深，面积集泥池长度取4m，宽度3、 泵位及安装排污泵直接置于集水池内，排污泵检修采用移动吊架3.11污泥浓缩池初沉池污泥含水率大约95设计参数：浓缩后污泥流量Q w=3.12贮泥池1、污泥量2、贮泥池容积设计贮泥池周期4h，则贮泥池容积 3、贮泥池尺寸4、搅拌设备为防止污泥在贮泥池终沉淀，贮泥池内设置搅拌设备。设置液下搅拌机1台，功率10kw。3.13脱水间1、压滤机过滤流量166.5设置2台压滤机，每台工作6h，则每每台压滤机处理量选择DY20带式压滤脱水机2、加药量计算投加量以干固体的0.4%计33 第4章平面及高程布置4.1污水厂的平面布置污水处理厂的平面布置包括：处理构筑物的布置；办公、化验及其它辅助建筑物的布置以及各种管道、道路、绿化等的布置。4.1.1平面布置的一般原则(1) 处理构筑物的布置应紧凑，节约土地并便于管理；(2) 处理构筑物的布置应尽可能按流程顺序布置，以避免管线迂回，同时应充分利用地形以减少土方量；(3) 经常有人工作的地方如办公、化验等用房应布置在夏季主导风的上风向，在北方地区也应考虑朝阳，设绿化带与工作区隔开；(4) 构筑物之间的距离应考虑敷设管渠的位置，运转管理的需要和施工的要求，一般采用510m；(5) 污泥处理构筑物应尽可能布置成单独的组合，以备安全，并方便管理；(6)变电所的位置应设在耗电量大的构筑物附近，高压线应避免在厂内架空敷设；(7) 污水厂应设置超越管以便在发生事故时，使污水能超越一部分或全部构筑物，进入下一级构筑物或事故溢流管；(8) 污水和污泥管道应尽可能考虑重力自流；(9) 在布置总图时，应考虑安排充分的绿化地带，为污水处理厂的工作人员提供一个优美舒适的环境； (10) 总图布置应考虑远近期结合，有条件时可按远景规划水量布置，将处理构筑物分为若干系列分期建设。4.1.2平面布置的具体内容(1) 处理构筑物的平面的布置；(2) 附属构筑物的平面的布置；(3) 管道、管路及绿化带的布置；(4) 具体布置结果详见总平面图，整个厂区的平面尺寸为： LB=280m140m4.2污水厂的高程布置为了降低污水厂的运行费用，污水经提升泵站提升至一定水位后，在之后的各构筑物间流动按重力流考虑。污水处理厂污水处理高程布置的主要任务是：确定各构筑物和泵房的标高，确定处理构筑物之间连接管(渠)的尺寸及其标高，确定污水提升泵的扬程。通过计算确定各部位的水面标高，从而能够使污水沿处理流程在处理构筑物之间通畅的流动，保证污水处理厂的正常运行。4.2.1 高程布置原则(1)算管道沿程损失，局部损失，各处理构筑物，计量设备及联络管渠的水头损失；考虑最大时流量，雨天流量和事故时流量的增加，并留有一定余地；还应考虑当某作构筑物停止运行时，与其并联运行的其余构筑物及有关的连接管渠能通过全部流量。 (2)考虑远期发展，水量增加的预留水头。 (3)预处理构筑物之间跌水等浪费水头的现象，充分利用地形高差，实现自动流水。 (4)计算并留有余量的前提下，力求缩小全程水头损失及提升泵的扬程，以降低运行费用。 (5)需要排放的处理水，在常年大多数时间里能够自流排放水体。注意排放水位不一定选取水体多年最高水位，因为其出现时间较短，已造成常年水头浪费。而应选取经常出现的高水位作为排放水位，当水体水位高于设计排放水位时，可进行短时间的提升排放。4.2.2 高程布置的注意事项(1) 选择一条最长、水头损失最大的流程进行水力计算，并应适当留有余地，以保证任何情况下，处理系统都能够运行正常；(2) 计算水头损失时一般以近期最大的流程作为构筑物和管渠的设计流量；计算涉及远期流量的管渠和设备时，应以远期最大流量为设计流量，并酌加扩建时的备用水头；(3) 设置终点泵站的污水处理厂，水力计算常以接纳处理后污水水体的最高水位作为起点，逆污水处理流程向上倒推计算，以使处理后污水在洪水季节也能自流排出，而泵需要的扬程则较小，运行费用也较低。但同时考虑到构筑物的挖土深度不宜过大，以免土建投资过大和增加施工上的困难。(4)在作高程布置时还应注意污水流程与污泥流程的配合，尽量减少抽升的污泥量，在决定污泥干化场、污泥浓缩池，消化池等构筑物高程时，应注意它们的污泥水能自动排入污水入流干管或其它构筑物的可能。4.2.3 高程布置方法(1)选择两条距离较低，水头损失最大的流程进行水力计算。(2)以污水接纳的水体的最高水位为起点逆污水处理流程向上计算。(3)在作高程布置时，还应注意污水流程与污泥流程积极配合。污水处理厂污水处理流程高程布置的主要任务是：确定各处理构筑物和泵房的标高，确定处理构筑物之间连接管渠的尺寸及其标高，通过计算确定各部位的水面标高，从而能够使污水沿处理流程在处理构筑物之间通畅地流动，保证污水处理厂的正常运行。为了降低运行费用和便于维护管理，污水在处理构筑物之间的流动，以重力流考虑为宜(污泥流动不在此例)。为此，必须精确的计算污水流动中的水头损失，水头损失包括：1)污水流经各处理构筑物的水头损失。在作初步设计时可按下表所列数据估算。但应当认识到，污水流经处理构筑物的水头损失，主要产生在进口和出口和需要的跌水(多在出口处)，而流经构筑物本身的水头损失则很小。表4-1各构筑物污水水头损失计算表构筑物名称水头损失(cm)构筑物名称水头损失(cm)格栅1025双层沉淀池1020沉砂池1025曝气池污水潜流池入池2550辐流沉淀池5060污水跌入水池50150厌氧池1020混合池和接触池10302)污水流经连接前后两处构筑物管渠(包括配水设备)的水头损失。包括沿程与局部水头损失。3)污水流经量水设备的水头损失。4.2.4高程布置计算本次设计的污水厂厂址所在区域地势较为平缓，地面的自然标高在117.0118.0m之间，取设计地面标高为117.0m；城市污水主干管的管内底标高为112.0m，受纳水体的洪水位标高为113.0m。1. 各处理构筑物间连接管渠的长度：表4-2各处理构筑物间连接管渠的长度管渠名称长度(m)管渠名称长度(m)出厂管入河至接触池90初沉池至沉砂池30接触池至二沉池20沉砂池至细格栅20二沉池与反应池60细格栅至提升泵房15反应池至初沉池35提升泵房至中格栅15河流洪水位标高：113m跌水位：1.2m跌水井水位：114.2m出水厂管总损失：0.000790=0.0630m接触池出水管总损失：0.00090520=0.0181m接触池出水口的损失：0.20m合计：0.281m接触池水位：117.85m接触池进口损失；0.20m合计：0.20m混合池水位：118.05m混合池进水口损失：0.20m混合池入水管总损失：0.00123160=0.0.0739m二次沉淀池出水口损失：0.20m合计：0.4739m二次沉淀池出水总渠起端水位与集水槽出水口水位相同，其水位为118.92m，二次沉淀池集水槽堰上水头：0.30m自由跌水：0.15m合计：0.45m二次沉淀池水位：119.37m二次沉淀池进水头部的损失：0.15m二次沉淀池进水管总损失：0.00123110=0.01231m集泥配水井内出口损失：0.10m合计：0.262m集泥配水井内井水位：119.632m集泥配水井进口损失：0.20m总损失：0.00090525=0.0226m合计：0.024m曝气池积水槽水位：119.656m曝气池集水槽堰上水头：0.30m自由跌水：0.15m合计：0.45m曝气池水位：120.106m曝气池进水口损失：0.20m合计：0.20m曝气池配水口水位：120.306m配水进出水损失：0.20m合计：0.20m配水井井内水位：120.506m配水井进口损失：0.20m辐流式初沉池出水管损失：0.00080530=0.024m合计0.22m辐流式初沉池配水口水位：120.726m配水井进口损失：0.15m沉砂池出水总管损失：0.00090520=0.0181m合计0.17m平流沉砂池出水总渠起端与集水槽出水口水位相同，其水位为：120.90m沉砂池出水堰的堰上水头：0.30m自由跌水：0.15m合计：0.45m沉砂池水位：121.35m细格栅过栅水头损失：0.2m细格栅前水位：121.55m中格栅栅后的水面标高中格栅前城市污水主干管的水面标高为 112.75m，且粗格栅的过栅水头损失为0.150m，则中格栅栅后的水面标高为：112.750.15=112.60m4.2.5污水提升泵静扬程校核因为细格栅栅前水深为121.55m，中格栅栅后水深为 112.60m，则污水提升泵所需静扬程为：H=121.55112.60=8.95m。静扬程为11m,大于所需静扬程，故所选提升泵能满足设计要求。4.2.6污泥高程设计计算 表4-3二沉池至污泥回流泵房盐城水头损失计算表管 道名 称流 量Q（m3/s）管径 DN（mm）流速（m/s）坡 降1000i管长m水头损失m二 沉 池排 泥 管0.1636001.163.21200.06局部水头损失取为0.25，二沉池至污泥泵房的水头损失为：0.06+0.25=0.31，污泥泵房的睡眠标高为：119.61-0.31=119.6041 结论经过紧张的设计计算，本次毕业设计终于完成。由于设计者的水平所限，这份灵宝市污水处理厂的初步设计肯定存在着诸多瑕疵和不足。不过这对我而言也是一笔宝贵的财富，使我有机会综合运用大学三年所学的专业知识，全面了解工程设计的一般步骤和常用方法，更使我深刻的体会到了作为一名工程技术人员所应有的科学、严谨、认真的精神。 本次毕业设计的题目是灵宝市污水处理厂初步设计。设计的主要内容包括该处理厂的污水及污泥处理工艺的比选确定，主要处理构筑物的设计计算两大部分。 在处理工艺的比选确定阶段，本设计主要对国内目前常用的三种污水处理工艺进行了横向的比较，并根据该污水处理厂的实际情况，最终选择了以A2/O污水处理工艺和以机械浓缩、机械脱水为主体的污泥处理工艺。 在主要处理构筑物的计算阶段，本设计主要对污水及污泥工艺中的主要够处理构筑物进行了设计计算。重点确定了构筑物的结构尺寸，并对相关设备进行了设计选型。A2/O工艺对BOD5、COD、SS、氮、磷都有很高的去除效果。当然本工艺设计也存在以下待解决的问题：脱氮除磷效果不稳定，难以进一步提高，泥龄长，碳源不足。但从总体来看其运行费用低，勿需投药；总水力停留时间少于其它同类工艺；在厌氧（缺氧）、好氧交替运行的条件下，丝状菌不能大量地繁殖，无污泥膨胀之虞；污泥中含磷浓度高，具有很高的肥效。根据设计资料，水量，以及泰安市的经济状况，选用A2/O工艺较为适合。该工艺技术简单，污泥处理的难度较小，在技术上都是可行的。谢 辞在我三个多月的毕业设计生活中，老师和同学们给予了我很多的帮助，在此我向他们表示衷心的感谢！首先，我要感谢王新文对我的耐心指导和悉心关怀。你给我们留下了深刻的印象；在给予我设计上的指导时，老师科学的思考方法和严谨的治学态度使我受益匪浅、终生难忘。在此，我衷心地祝愿老师你家庭和美，身体健康，万事如意，培养出更多更好的学生！其次，感谢三年来给予我教育的老师们。是他们让我对专业课和各项基础知识有了深入的了解，使我的知识得到了充实，也让我对本专业产生了浓厚的兴趣，使我对日后的工作充满了希望和信心。尤其对各门专业基础课及专业课有了更深的认识，为我以后的学习和帮助有了坚强的基础，也为我更好的从事本专业工作树立了信心。在此，我再一次衷心的感谢我所有的任课教师。再次，感谢指导我设计的每一位老师，他们在教会我知识的同时也教会了我们做人的道理和他们严谨的治学作风，让我受益非浅，并将伴随一生。我衷心祝愿给排水教研室的每一位老师，身体健康，事业有成，桃李满天下！最后，感谢我的同学们。他们在日常的学习生活中给予了我很多帮助，帮我度过了一个个难关，点点滴滴见真情，他们是我的好同学好朋友。祝他们早日飞黄腾达一展宏图，也祝愿每一位同学能够在将来的工作中为洛阳理工学院争光添彩！感谢所有帮助过我的人！我爱