8万ｍ3╱d污水处理工程初步设计（奥贝尔氧化沟工艺）.doc

毕业设计（论文）目录第一部分 设计说明书1第一章 概 述11.1设计背景11.2工程设计依据及规范11.3设计原则11.4基本资料1第二章 废水水质分析及建筑规划32.1污水处理工程的设计规模32.1.1污水处理工程的设计规模32.1.2污水处理工程占地规模32.1.3设计流量32.2污水处理程度的确定32.2.1进水水质32.2.2设计出水水质42.2.3处理程度计算4第三章 城市污水处理方案的备选53.1确定污水处理方案的原则53.2污水处理方案的确定53.2.1 A2/O 同步脱氮除磷工艺53.2.2序列间歇式活性污泥法（SBR工艺）63.2.3改良的氧化沟工艺（奥贝尔氧化沟工艺）73.3工艺及处理设备的备选9第二部分 设计计算书10第一章 污水处理系统的设计101.1 格栅的设计101.1.1 粗格栅的工艺设计111.1.2 细格栅的工艺设计131.2 污水进水泵房的设计151.2.1流量设计151.2.2扬程的估算151.2.3选泵151.2.4 泵房高度的确定151.3旋流沉砂池的设计161.3.1 设计要求161.3.2 设计参数161.3.3 设计计算161.4 氧化沟的设计161.4.1 设计依据与要求161.4.2 设计参数161.4.3 设计计算171.5二沉池的设计221.5.1设计要求221.5.2 设计参数221.5.3设计计算231.6 紫外线消毒261.6.1设计参数261.6.2设计计算261.7计量设施271.7.1计量设备的选择271.7.2设计依据271.7.3设计计算28第2章污泥处理工艺的设计292.1浓缩池的设计292.1.1设计要求292.1.2设计参数292.2污泥泵房322.3污泥脱水机房322.3.1设计依据322.3.2设计参数322.3.3设计计算33第3章 污水处理工程总体布置343.1平面布置及总平面图343.1.1平面布置的一般原则343.1.2污水厂平面布置的具体内容343.2.1污水处理厂高程布置应考虑事项343.2.2污水厂的高程布置353.2.3高程计算35第4章劳动定员394.1定员原则394.2 污水厂定员39第5章 工程概算395.1第一部分单项构筑物工程造价计算395.2 第二部分费用405.3利润405.4单位制水成本405.5工程项目总费用40致 谢41参考文献4243第一部分 设计说明书第一章 概 述1.1设计背景石嘴山市惠农区8万3/d污水处理工程初步设计，设计日处理废水81043/d,废水处理后出水水质达到城镇污水处理厂污染物排放标准(GB189182002)一级标准的B标准。1.2工程设计依据及规范1.可行性研究报告的批准文件和工程建设单位的设计委托书；2.污水处理厂提供的有关设计文件和基础数据；3.本工程执行城镇污水处理厂污染物排放标准 (GB189182002)一级标准的B标准；4.污水处理厂扩建部分的设计主要分为污水处理和污泥处理及处置两部分。1.3设计原则1.严格执行有关环境保护的各项规定，废水处理后出水水质达到城镇污水处理厂污染物排放标准 (GB189182002)一级标准的B标准。2.设备选型能够在生产过程具较大的灵活性和调节余地，能适应水质水量的变化，确保出水水质稳定、达标排放。3.尽可能地减少污水处理厂对周围环境的不良影响，防止二次污染。4.适当地考虑自动化操作，以简化操作管理和减轻工人的劳动强度，并易于维护保养。5.节约能源，最大限度降低运行费用，工程投资少，占地面积小，见效快。1.4基本资料地理位置石嘴山市惠农区位居黄河中游上段、宁夏回族自治区北部，东西宽约88.8公里，南北长119.5平方公里，位于东经1055810639，北纬38213925之间。东临鄂尔多斯台地，西踞银川平原北部。气象资料石嘴山市惠农区是典型的温带大陆性气候，全年日照充足，降水量集中，蒸发强烈，空气干燥，温差较大，无霜期短。春暧而多风,夏热而短促，秋凉而短早，冬寒而漫长。该地区年平均气温8.49.9。年最低平均气温-19.423.2，年最高平均气温32.436.1。降雨状况石嘴山市惠农区年平均降水量的地理分布较为均匀，该区年平均降水量在167.5毫米188.8毫米。年蒸发量在1708.72512.6毫米，是降水量的1014倍，处于干旱半干旱地区。绝对无霜期为125165天。年平均相对湿度为39%56%，年降水量在不同地区、季节分配极不均匀；年平均蒸发量为1799毫米2500毫米，是年降水量的610倍，亦为宁夏之冠。全年多偏北风和偏南风，年平均风速2.0米/秒3.0米/秒。地形地貌石嘴山市惠农区境地貌由贺兰山丘陵地、洪积倾斜平原、黄河冲积平原三个单元组成，面积1254平方千米，人口23万（2008年），海拔在1090米1300米之间，耕地面积26万亩。污水处理工程选址污水处理工程地址选择在河滨工业园区东部，黄河西岸，地势较平坦的地方，处理后的水直接排入黄河。二十年一遇的洪水，黄河最高水位为1091.88m（黄海高程系）。服务区范围与人口惠农区污水处理工程服务区为东起静安新区，西至二矿地区，北起西河桥区域，南至河滨工业园区。面积为1254km2。规划服务人口23万人区域排水系统部分为雨、污分流制，部分为雨、污合流制。合流排水系统污水截流倍数n0=1。第二章 废水水质分析及建筑规划2.1污水处理工程的设计规模2.1.1污水处理工程的设计规模污水工程规模以处理水量的平均时流量计。见表1，该城市污水工程的处理规模定为：近期、远期均为8万m3/d表1 污水处理工程的设计规模期限单位污水总量近期、远期m3/d80000L/s925.92.1.2污水处理工程占地规模污水处理工程的占地面积规划为9.51公顷，其中近期占地面积为7.91公顷，预留污水深度处理用地1.6公顷，构筑物占地面积2.38公顷。2.1.3设计流量当污水处理工程建设时，以相应的各期流量作为设计流量。各设计水量的具体数据见下表2表2 污水处理工程的设计流量项目计算值近期、远期最高日最大时(m3/d)100000最高日最大时(L/s)1157.4平均日平均时(m3/d)80000平均日平均时(L/s)925.92.2污水处理程度的确定2.2.1进水水质根据原始资料，污水进水水质分别为：BOD5为120mg/l CODcr为200mg/lSS为130mg/l TN(NH3-N)为35mg/lTP(PO43P)为2.5mg/l2.2.2设计出水水质出水水质要求符合城镇污水处理厂污染物排放标准 (GB189182002)一级标准的B标准，见表4。表4 污水的实测水质、设计进水水质、出水水质标准水质标准实测水质设计进水水质出水水质标准BOD5(mg/l)12012020CODcr(mg/l)20020060SS(mg/l)13013020TN(mg/l)(NH3-N)353515TP (mg/l)(PO43P)2.52.512.2.3处理程度计算1.溶解性BOD5去除率=（120-20）120100%=83.3%2. CODcr的去除效率=（200-60）200100%=70.0%3.SS的去除效率=（130-20）130100%=85.7%4.总氮的去除效率=（35-15）35100%=57.1%5.磷酸盐的去除率=（2.5-1）2.5100%=60%统计各污染物的去除率状况如下表所示（见表5）表5 各种污染物处理程度项目BOD5 (mg/L)COD(mg/L)SS(mg/L)TN(mg/L)P(mg/L)进水120200130352.5出水206020151去除率83.3%70.0%85.7%57.1%60%第三章 城市污水处理方案的备选3.1确定污水处理方案的原则1城市污水处理应采用先进的技术设备，要求经济合理，安全可靠，出水水质好；保证良好的出水水质，效益高；2污水工程的处理构筑物要求布局合理，建设投资少，占地少；自动化程度高，便于科学管理，力求达到节能减排和污水资源化，进行回用水设计；3.为确保处理效果，采用成熟可靠的工艺流程和处理构筑物；提高自动化程度，为科学管理创造条件；4.查阅相关的资料确定其方案。3.2污水处理方案的确定根据测量的水量、水质和环境容量降低的结论确定污水及污泥处理应达到的标准，本节对其处理工艺流程进行方案筛选，并通过论证选择合理的污水及污泥处理工艺流程。初步选到下列三种工艺，再进行比较：a.A/A/O同步脱氮除磷工艺；b.序批式活性污泥法（SBR工艺）c改良的氧化沟工艺（奥贝尔氧化沟）。3.2.1 A2/O 同步脱氮除磷工艺图1 普通A/A/O法处理工艺流程a.普通A/A/O脱氮除磷工艺流程优点(1)本工艺是简单的同步脱N除P工艺，总的水力停留时间少于其他同类工艺；(2)在厌氧、缺氧、好氧交替运行条件下，丝状菌不能大量增殖，无污泥膨胀，污泥中含P浓度高，具有很高的肥效；(3)脱氮除磷效果较好，运行费用低；b.普通A/A/O脱氮除磷工艺流程缺点(1)除P效果难于再提高，污泥增长有一定的限度，不易提高。(2)脱N效果也难于进一步提高，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DO，减少停留时间，防止生产厌氧状态和污泥释放P的现象出现。3.2.2序列间歇式活性污泥法（SBR工艺）SBR是序列间歇式活性污泥法的简称,又称序批式活性污泥法。SBR的核心是SBR反应池，该池集水质均化、初次沉淀、生物降解、二次沉淀等功能于一体，整个工艺简洁，运行操作可通过自动控制装置完成，管理简单，投资较省。典型SBR工艺的一个完整运行周期由5个阶段组成，即进水阶段、反应阶段、沉淀阶段、排水阶段和闲置阶段。图2.序批式活性污泥法（SBR）的工艺流程图a.SBR优点：(1)运行效果稳定，出水水质好。工艺流程简单、造价低。(2)耐冲击负荷，有效抵抗水量和有机污物的冲击。(3)处理设备少，购置简单，便于操作和维护管理。(4)具有良好的脱氮除磷效果。bSBR缺点(1)连续进水时，单一SBR反应器需要较大的调节池,设备的闲置率较高。(2)对于多个SBR反应器，其进水和排水的阀门自动切换频繁。(3)无法达到大型污水处理项目之连续进水、出水的要求。(4)污水提升水头损失较大。 3.2.3改良的氧化沟工艺（奥贝尔氧化沟工艺）奥贝尔氧化一般沟由三个同心椭园形沟道组成，污水由外沟道进入，与回流污泥混合后，由外沟道进入中间沟道再进入内沟道，在各沟道循环达数百到数十次。最后经中心岛的可调堰门流出，至二次沉淀池。在各沟道横跨安装有不同数量水平转碟曝气机，进行供氧兼有较强的推流搅伴作用。图3.奥贝尔氧化沟工艺流程图a. 奥贝尔氧化沟优点：(1)奥贝尔氧化沟具有较强的抗冲击负荷能力；有利于难降解有机物的去除，并可减少污泥膨胀现象的发生。(2)处理效果稳定可靠，可以达到脱N除P的效果。(3)奥贝尔氧化沟采用的曝气转碟，具有较高的充氧能力和动力效率。(4)活性污泥产量少且稳定，其基建费用和运行费用都低于一般活性污泥法。(5)承受水质、水量、水温能力强，出水水质好。b.奥贝尔氧化沟缺点氧化沟运行管理费用高，沟体占地面积大。设计方案的确定本设计选用三个方案：A2/O 同步脱氮除磷工艺，序批式活性污泥法（SBR工艺）和奥贝尔氧化沟工艺进行比较。如下表所示：表 2-1 三个方案的比较A2/O 脱氮除磷工艺SBR奥贝尔氧化沟污泥负荷中负荷低负荷低负荷污泥龄51520302030污泥量较多多少污泥处理方式消化浓缩脱水直接浓缩脱水直接浓缩脱水曝气方式鼓风曝气表面曝气曝气转刷能耗水平高高中碳化水平好好好脱氮水平好低好除磷水平好较好较好厂区环境一般好好综上所述：经过以上技术经济之间的比较，奥内尔氧化沟工艺这个方案在技术上较先进，经济上造价及运行费用低，所以本次设计采用在国内广泛使用，技术相对成熟的奥贝尔氧化沟工艺。3.3工艺及处理设备的备选(1)粗格栅:选用高链式粗格栅，设计参数：设计流量Q=0.6m3/s，格栅栅条间宽度b=20mm，栅前水深h=1.2m，采用机械清渣方式，链条式除渣机的安装角度为75度。所需设备：自动格栅一台，无轴螺旋输送器一台。(2)进水泵房：采用提升式潜水泵，设计参数：进水流量Q=401L/S，设计泵房高度H=13m，使用潜水泵的功率N=75KW。所需设备提升式潜水泵四台，三备一。 (3)细格栅：选用阶梯式自动细格栅，设计参数：设计流量Q=0.6m3/s，格栅间距b=3mm，安装角度为53度，机械设备使用功率N=2.2KW。所需设备：自动格栅设备两台，螺旋输压实机一台。(4)圆形旋流沉砂池：设计流量Q=0.6m3/s，主要设备有旋流沉砂设备两台，气提装置两台，空气压缩机两台，砂水分离器一台。(5)氧化沟配水、配泥井。设计进水流量Q=1.20m3/s(6)奥贝尔氧化沟：共建设两座，中心岛半径为2.5m，内沟宽10m，中沟宽11m，外沟宽12m，有效水深4m。具体建筑设备中，外沟道设转碟曝气驱动装置6组，每组设计曝气转碟52片，每组轴功率32KW；中沟道设转碟曝气驱动装置4组，每组设计曝气转碟52片，每组轴功率32KW；内沟道设转碟曝气驱动装置4组，每组设计曝气转碟38片，每组轴功率25KW。(7)沉淀池配集水井1=1.9m，2=2.7m，3=2.5m(8)辐流式沉淀池：设计流量为80000 m3/h，表面负荷为1.19 m3/ m3.h，停留时间为3.0h，建筑直径=48m，排泥方式采用桥式刮泥机，共需要两台，污泥同样回流利用，剩余污泥进入浓缩池浓缩。(9)回流及剩余污泥泵房：回流污泥泵，设计流量Q=0.30 m3/s，H=5m；剩余污泥泵，设计流量Q=35L/s，H=1bar。所需设备：轴流式污水泵四台，三台备一台，其中一台为变频调速泵 ，剩余污泥泵采用偏心螺旋杆泵两台（互为备用），设计搅拌器一台。(10)污泥浓缩，脱水机房：污水处理厂污泥干基为Q=12.24t/d，单机流量为Q=5580m/h。所需设备浓缩脱水机两套，絮凝剂制备及投加系统一套，絮凝剂制备系统一套。第二部分 设计计算书第一章 污水处理系统的设计1.1 格栅的设计格栅是一种最简单的过滤设备,通常是由一组或组平行金属条制成的框架,倾斜甚至直立放置在污水流程的渠道中,用于拦截污水中的粗大的浮物,保护处理厂的机械设备并防止管道的堵塞。本设计采用粗细两种格栅，一道粗格栅、两道细格栅。粗格栅与泵站合建，细格栅与圆形旋流沉砂池合建。粗格栅和细格栅计算图如图3-1。图1-1. 格栅计算草图设计要求：(1)粗格栅间隙一般采用1040mm，细格栅采用310mm；(2)格栅不宜少于两台，如为一台时，应设人工清除格栅备用；(3)格栅流速一般采用0.61.0m/s；格栅倾角一般采用45o75o；(4)通过格栅的水头损失一般采用0.080.15m/s；(5)格栅间必须设置工作台，格栅间工作台两侧过道宽度不应小于0.7m，工作台正面过道宽度：人工清除，不小于1.2m；机械清除，不小于1.5m；1.1.1 粗格栅的工艺设计1.粗格栅设计参数设计流量：Q=0.6m3/s（以远期最高日最高时流量计算） 栅前水深：h=1.2m；过栅流速：v=0.8m/s； 格栅间隙：b=20mm； 栅条宽度：s=30mm； 格栅安装倾角：=75o。 2.粗格栅的设计计算 本设计选用一道粗格栅，为了减少格栅磨损，格栅全部使用。 1) 栅条间隙数：n=Qmaxsinabhvm式中： n粗粗格栅间隙数；Qmax最大设计流量，8105m3/d，即；b栅条间隙，取20mm，即0.02m；h栅前水深，取1.2m；v过栅流速，取0.8m/s；格栅倾角，取75o；m设计使用的格栅数量，本设计粗格栅取使用1道。将以上数据带入下式n=Qmaxsinabhvm代入数据得n=58.8 近似取622）栅槽宽度B=s（n-1）+bn式中：B栅槽宽度，m； s栅条宽度，取0.02m。 B=0.02(621)0.0262=2.68m，取3.0m3)粗格栅的栅前进水渠道渐宽部分长度L1： 若进水渠宽B1=1.60m，渐宽部分展开角1 =200，则L1=B-B12tan20=3.07-1.602tan20=2.019m4)粗格栅与进水泵房连接处渐窄部分长度L：L2=L1/2=2.019/2=1.01m5) 粗格栅的过栅水头损失：h中=k（sb）43v22gsina式中：h粗格栅水头损失，m；系数，当栅条断面为矩形时取2.42；k系数，一般取k=3。h中=k（sb）43v22gsina=32.42（0.020.025）430.8229.8sin70o=0.165m6)栅前槽总高度：取栅前渠道超高h2=4m 栅前槽高H1=h+h2=1.24=5.2m 7)栅后槽总高度： H=h+h2+h中=1.2+4+0.165=5.365m 8)栅槽总长度：L=L1+0.5+1.0+H1tana+L2式中：L栅槽总长度； L1粗格栅的栅前进水渠道渐宽部分长度； L2粗格栅与进水泵房连接处渐窄部分长度。L=L1+0.5+1.0+H1tana+L2=2.019+0.5+1.0+5.2tan70+1.01=6.42m设计取8m9)每日栅渣量：w=Qmaxwok总1000带入数据计算得14m3/s0.2m3/d式中：w每日栅渣量，m3/d； w0栅渣量m/103m3污水，本设计中粗格栅取0.07 m3/103m3。所以故采用机械清渣1.1.2 细格栅的工艺设计1.细格栅设计参数(1)栅前水深h=1.2m；过栅流速v=0.70m/s；(2)格栅间隙b细=3mm；栅条宽度s=5mm；格栅安装倾角=53o本设计选用两组细格栅，直接建两组，每组设计流量为0.6m3/s1) 栅条间隙数：n=Qmaxsinabhvm 式中：n细细格栅间隙数；Qmax最大设计流量，80000m3/d，即0.926m3/s；b栅条间隙，取3mm，即0.003m；h栅前水深，取1.2m；v过栅流速，取0.70m/s；格栅倾角，取53o；m设计使用的格栅数量，本设计细格栅取使用2道带入数据得139所以设计取1452)栅槽宽度：B=s（n-1）+bn式中：B栅槽宽度，m；s栅条宽度，取0.005m。B=s（n-1）+bn=0.005（145-1）+0.006145=1.59m取1.6m3）细格栅的栅前进水渠道渐宽部分长度L：若进水渠宽B1=0.8m，渐宽部分展开角1 =20，则L2=L12=1.12=0.55mL1=B-B12tan20=1.6-0.82tan20=1.1m4)细格栅与旋流沉砂池连接处渐窄部分长度L：5)细格栅的过栅水头损失：h细=k（sb）43v22gsina式中：h细细格栅水头损失，m； 系数，当栅条断面为矩形时取2.42；k系数，一般取k=3h细=k（sb）43v22gsina=32.42（0.0050.006）430.70229.8sin70o=0.1337m6)栅前槽总高度： 取栅前渠道超高h2=0.8m 栅前槽高H1=h+h2=1.20.8=2.0m7)栅后槽总高度：H=h+h2+h细=1.2+0.8+0.134=2.134m8)栅槽总长度：L=L1+0.5+1.0+H1tan70o+L2式中：L栅槽总长度； L1细格栅的栅前进水渠道渐宽部分长度； L2细格栅与旋流沉砂池连接处渐窄部分长度。L=L1+0.5+1.0+2.0tan70o+L2=1.1+0.5+1.0+2.0tan70o+0.55=3.88m设计取6m9)每日栅渣量：w=Qmaxwok总1000式中：w每日栅渣量，m3/d； w0栅渣量m3/103m3污水，细格栅取0.11 m3/103m3。w=Qmaxwok总1000=1300000.111.31000=11m3/d0.2m3/d故采用机械清渣1.2 污水进水泵房的设计1.2.1流量设计远、近期最高日最大时流量为80000m3/d，本设计拟定选用5台泵（3用2备）1.2.2扬程的估算H=H 静+2.0+（1.52.0）式中：2.0污水泵及泵站管道的水头损失，m；1.52.0自由水头的估算值，m，取1.5m；H静水泵集水池的最低水位H1与水泵出水水位H2之差；单管出水井的最高水位与地面的高差估计为4.0m；=（20.0+4.0）-16.2=7.8则水泵扬程为：H=7.8+2.0+1.5=11.3m 故取12m1.2.3选泵据计算扬程可查给水排水设计手册第11册用350QW1500-15-90型潜水污水泵其各项性能如下：型号流量m3/h扬程m转速n(r/min)轴功率(kw)效果(%)重量出口直径(mm)200QW1200-12-751200129907582.12000200潜水泵的布置本设计中共有5台潜水泵并排布置，具体的尺寸为：泵轴间的间距为：2000mm； 泵轴与侧面墙的间距为：1000mm；泵轴与进水侧墙的间距为：5200mm； 泵轴与出水侧墙的间距为：3000mm。1.2.4 泵房高度的确定1.地下部分 泵房地下埋深H1=20-14.035+1.20=7.165m2.地上部分 H2=n+a+c+d+e+h式中：n一般采用不小于0.1，取为0.1m；a行车梁高度，查手册11为0.7m；c行车梁底至起吊钩中心距离，查手册11为1.06m；e最大一台水泵或电动机的高度；为2.14m。h吊起物低部与泵房进口处室内地坪的距离，0.2mH2=0.1+0.7+1.06+0.5+2.14+0.2=4.7m，本设计取6.4m。则泵房高度H=H1+H2=7.165+6.4=13.565m1.3旋流沉砂池的设计1.3.1 设计要求a.沉砂池按去除比重2.65，粒径0.2mm以上的沙粒设计；b.沉砂池的超高一般不小于0.3m。1.3.2 设计参数a.本设计采用两座旋流沉砂池；沉砂池的超高取0.3m。b.最大设计流速为0.25m/s，最小设计流速为0.15m/s；1.3.3 设计计算由于旋流沉砂池是定型设备，故本设计不进行计算，而直接选择设备。表3-5 20型旋流沉砂池单台设备参数表处理能力（m3/d）池径（mm）有效水深（mm）沉砂斗高度（mm）8.00万4880168020801.4 氧化沟的设计 1.4.1 设计依据与要求 设计参考书：活性污泥工艺简明原理与设计计算 污泥负荷为：0.050.15kgBOD/(kgMLSSd) 水力停留时间：1236h1.4.2 设计参数 本设计的奥贝尔氧化沟采用泥龄法设计，设计参数如下：a.为了达到污泥的好氧稳定，污泥龄SRT=25d；b.设计流量采用平均流量：Q=8104m3/d=3333.3m3/h；c.设计最低水温为：10；设计最高水温为：25；1.4.3 设计计算1.设计原始数据的确定,氧化沟的计算草图如图3-2所示。图1-2奥贝尔氧化沟计算草图（1).设计流量为：Q=8104m3/d=3333.3m3/h（2).确定污泥龄：本设计为了达到污泥的好氧稳定，取污泥龄SRT=25d。反硝化速率为：Kde=NoSo, N0=TNo-0.05(S0-Se)-TNe式中：N0-反硝化消耗的氮量，mg/l；TN0-进水的TN值，设计值为35mg/l；TNe-出水的TN值，设计值为15mg/l；S0-进水的BOD值，设计值为120mg/l；Se-出水的BOD值，设计值为20mg/l；则反硝化速率为：Kde=35-0.05(120-20)-15120=0.125由于反硝化速率Kde=0.125，且本设计为设缺氧区的反硝化，则：VDV=cdc=0.30式中：VD缺氧区容积，m；V氧化沟的总容积，m；cd缺氧区的污泥龄，d；c氧化沟的总泥龄，d，HRT=25d。（3).计算产泥系数 Y=K0.75+0.6X0S0-1-0.20.17c1.072T-150.751+0.17c1.072T-15式中：K系数取0.9；X0进水的SS值，设计值为140mg/l；Y=0.90.75+0.6140120-1-0.20.17251.07210-150.751+0.17251.07210-15=0.89235kgSS/kgBOD校核氧化沟的污泥负荷：LS=SoCY(So-Se)=120250.8924(120-20)=0.632kgBOD/(kgMLSSd)(4).确定污泥浓度由于采用设缺氧区的氧化沟工艺，同时污泥达到好氧稳定，因此本设计的浓度取：X=4.0gMLSS/L;取污泥的容积指数为SVI=120mL/g。污泥在二沉池的浓缩时间取：tE=2h。故回流污泥浓度XR为： XR=0.71000SVI3tE=0.7100012032=7.35mg/L则相应的回流比为：R=XXR-X=4.57.35-4.5=158%(符合要求)2.奥贝尔氧化沟容积的计算V=24QcYSO-Se1000X=244166.7270.879(120-20)10004.5=52740.42m33.奥贝尔氧化沟沟型的设计（1).氧化沟尺寸的基本数据本设计的氧化沟数量为：M=2座；有效水深取：H=4.0m；中心岛半径为2.5m；各个沟道之间的宽度差为1m，即内沟道宽10m，中沟道宽11m，外沟道宽12m。（2).氧化沟沟型的说明奥贝尔氧化沟可看作是由外沟,中沟和内沟串联的一种多级氧化沟:外沟道的功能主要是高效完成碳源氧化,反硝化及大部分硝化,容积通常占氧化沟容积的50%55%,可去除80%左右的有机物,溶解氧浓度一般在0mg/l0.5mg/l之间。中沟道是联系外沟与内沟的过渡段,进行互补调节,进一步去除剩余的有机物及继续完成氨氮硝化,并可充分发挥外沟道或内沟道的强化作用,有利于保证系统运行的可靠性,中沟道容积一般占 25%30%,溶解氧浓度控制在1.0mg/l左右。内沟道主要是为了确保氧化沟出水水质,溶解氧浓度约在2.0mg/l左右,以保证有机物和氨氮较高的去除率,同时保证出水带有足够的溶解氧进入二沉池,抑制磷的释放，内沟道容积约占氧化沟总容积的15%20%。4.需氧量的计算（1).设计的基本数据需氧量按最不利工况设计，设计流量按高日流量设计。最不利工况为：T=25，c=25d，查手册的单位BOD的耗氧量为Oc=0.85kgO/kgBOD。单位时间消耗的BOD量为：St=fcQ(So-Se)10-3式中：fc系数，本设计取1.1；St=1.110000024120-2010-3=458.3kgBOD/h单位时间硝化的氮量为：Nht=QaTNo-0.05So-Se-210-3式中：Q高日流量，m3/h，本设计取5000m3/h；Nht=500035-0.05120-20-210-3=140kgN/h单位时间反硝化的脱氮量为：Not=QaTNo-0.05So-Se-TNe10-3则单位时间反硝化的脱氮量为：Not=500035-0.05120-20-1510-3=75kgN/h（2).需氧量(AOR)的设计计算奥贝尔氧化沟充氧量的计算方法与普通氧化沟一样, 结合奥贝尔氧化沟的工艺特点,应对三条沟道分别进行计算对于硝化/反硝化完全的氧化沟系统,需氧量(AOR)包括碳源氧化需氧及硝化需氧两部分,并考虑扣 除剩余活性污泥排放减少的有机物耗氧及反硝化过程可利用的氧量.氧化沟单位时间的需氧量为：AOR=1.35St+4.57Nht-2.86Not=1.35458.3+4.57140-2.8675=1048.6kgO2/h结合设计条件，实际需氧量转化为标准需氧量的系数k=1.59。本设计氧化沟的实际需氧量为：SOR=kAOR=1.591048.6=1667.3kgO2/h降解单位BOD的耗氧量为:AORSt=1048.6458.3=2.29kgO2/kgBOD(合格)奥贝尔三沟道需氧量的计算对BOD的去除比例为a1,a2,a3分别设为70%,20%,10%.;三沟容积比为b1,b2,b3分别设为51%,31%,18%;硝化反应的发生比例为c1,c2,c3分别为60%,30%,10%; 反硝化反应的发生比例为d1,d2,d3分别为100%,0,0从而，对各沟需氧量拆分公式3,可得各沟需氧量,分别为: AOR外=1.47a1QSBOD5-1.42b1VMLVSS/c+4.57c1NNH4-2.86d1NNO3=1.4770%100-1.4251%110/25+4.5760%15-2.86100%2 =1167.11kgO2/hAOR中=1.47a2QSBOD5-1.42b2VMLVSS/c+4.57c2NNH4-2.86d2NNO3 =1.4720%100-1.4231%110/25+4.5730%15-2.8602 =333.46kgO2/hAOR内=1.47a3QSBOD5-1.42b3VMLVSS/c+4.57c3NNH4-2.86d3NNO3 =1.4710%100-1.4218%110/25+4.5710%15-2.8602 =166.73kgO2/h（3）氧化沟剩余污泥量的计算氧化沟剩余污泥量为：XWT=QY(So-Se)1000=1000000.89(120-20)1000=8900kgSS/kgBODQWT=XWTXR=89007.35=1210.9m3/h5.氧化沟设备的选定奥贝尔氧化沟的曝气设备外沟道设转碟曝气驱动装置6组，每组设计曝气转碟52片，每组轴功率32KW；中沟道设转碟曝气驱动装置4组，每组设计曝气转碟52片，每组轴功率32KW；内沟道设转碟曝气驱动装置4组，每组设计曝气转碟38片，每组轴功率25KW。6.氧化沟管渠的设计（1).氧化沟的管渠都按最高日最大时流量设计，管道如下表所示： 表3-8氧化沟管渠计算表名称计算公式流量Q（L/s）管径DN（mm）流速v（m/s）坡降i（）一个系列氧化沟进水总管Q/2752.310001.130.0012单个氧化沟超越管Q/4376.157001.051.92单个氧化沟进水管(Q+QR)/4970.510001.280.0016单个氧化沟出水水管(Q+QR)/4970.510001.280.0016一个系列氧化沟出水总管(Q+QR)/21940.9515001.40.0008一个系列氧化沟回流污泥管QR/21188.65(2).氧化沟的可调节堰的设计本工程的氧化沟采用可调节堰控制出水，堰上水头按薄壁堰设计计算如下：薄壁堰的流量公式为：Qi=mob2gH32式中：m0薄壁堰的流量系数，取0.42；b可调节堰的堰长，本设计取6m；H堰上水头，m；Qi单个氧化沟出水流量，m3/s;则将上式转换得，堰上水头为：H=(Qimob2g)23=(970.510000.42629.8)23=0.196m（3).氧化沟出水槽的设计出水槽的高度为：Hb=1.733Qi29.18B2+0.50式中：B出水槽的设计宽度，取1.2m； 0.50出水槽的超高，则带入数据得出水槽的高度为1.217m1.5二沉池的设计1.5.1设计要求a.沉淀池的直径一般不小于10m，当直径小于20m时，可采用多斗排泥b.沉淀池有效水深大于3m，池子直径与有效水深比值不小于6c.池子超高至少应采用0.3m；池底坡度不小于0.05d.用机械刮泥机时，生活污水沉淀池的缓冲层上缘高出刮板0.3m1.5.2 设计参数a.表面负荷取0.51.5m3/m2.h，沉淀效率40%60%b.池子直径一般大于10m，有效水深大于3m；池底坡度一般采用0.050.08c.排泥管设于池底，管径大于200mm，管内流速大于0.4m/s，排泥静水压力1.22.0m，排泥时间大于10min。图1-3 中心进水周边出水辐流式沉淀池图1-4 二沉池计算草图1.5.3设计计算设计选用4座辐流式沉淀池，分为两个系列，每个系列有2个沉淀池。1.二沉池主要尺寸的计算1).单池的流量为:Qi=Qmax/4=80000 m3/d/4=833.3m3/h2).单个二沉池的表面积为：Fi=Qiq式中：F池表面积，m2； Qi设计流量，m3/s；q表面负荷，本设计0.70m3/m2hFi=833.3/0.7=1190.4m23).二沉池直径为：将数据带入，得D=48m4).二沉池池边水深的计算清水区高度为：h1=0.8m分离区高度为：h2=0.5q(1+R)1-SVIX1000=0.50.75(1+1.58)1-1204.51000=2.103m缓冲区高度为：h3=0.5m污泥浓缩区高度为：h4=XSVIq(1+R)tE231000=0.51200.75(1+1.58)2231000=1.66m池边超高为：h5=0.3m则二沉池的池边水深为：H=h1+h2+h3+h4+h5=0.8+2.103+0.5+1.66+0.3=5.36m校核沉淀时间：t=h2q=2.1030.75=2.80h(合格)5).二沉池池底高度的计算池底坡度选择为:i=0.065池底高度为：h6=iD/2=0.06548/2=1.56m6).二沉池总水深：将数据代入=7.62m2.二沉池管渠的设计计算表3-10 二沉池管渠计算表名称计算公式流量Q（L/s）管径DN（mm）流速v（m/s）坡降i（）一个系列二沉池进水总管(Q+QR)/21940.9515001.40.0008单个二沉池进水管(Q+QR)/8485.248001.070.0016单个二沉池排泥管(Q+QR)/8297.165001.630.0075两个二沉池汇合后排泥管QR/4594.337001.660.0057一个系列二沉池出水总管Q/2752.310001.130.0012二沉池出水总管Q1504.614001.140.00082).二沉池出水堰的设计本工程二沉池的出水堰采用90三角锯齿堰双边出流，处理水经过出水堰进入出水槽，然后汇入出水管排出。单个二沉池处理水的出流量为： Qi=Qmax/4=80000 m3/d/4=833.3 m3/h出水堰周长：C=D1+D2=34.6+34.3=216.35m式中：D1环形出水槽外圈直径34.6m；D2环形出水槽内圈直径34.3m；每个二沉池有三角堰，每个三角堰的流量为：Qa=Qin=0.188866=2.17110-4m3/s由Qa=1.4Ha2.5得，三角出水堰的堰上水头为：Ha=(Qa1.4)0.4=(2.17110-41.4)0.4=0.0299m3).二沉池环形出水槽的设计环形出水槽的高度为：Hb=1.733Qc29.18B2+0.20式中：Qc环形出水槽一侧的流量，Qc=Qi/2=0.094m3/s；B环形出水槽的设计宽度，取0.3m；0.20出水槽的超高则环形出水槽的高度为：Hb=1.7330.09429.180.32+0.20=0.581m 设计取0.59m3.二沉池集配水井的设计计算1).配水井中心管径D1=4Qbv1=41.9410.7=1.88m 施工时取1.9m式中：v1中心管内污水流速0.7 Qb集配水井的设计流量1.941m3/s2).配水井直径D2=4Qbv1+D12=41.9410.7+1.92=2.67m，施工时取2.7m式中：v2配水井内污水流速，一般采用0.20.4m/s，取0.3m/s3).集水井直径 D3=4Qcv1+D12=40.75230.7+1.92=2.23m，本设计取2.5m式中：v3集水井内污水流速0.2m/s； Qc集配水井的设计流量0.7523m3/s1.6 紫外线消毒城市污水经处理后，水质已经改善，细菌含量也大幅度减少，但其绝对值仍很可观，并有存在病原菌的可能。因此，污水排放水体前应进行消毒。本设计采用紫外线消毒，消毒效率高，占地面积小。1.6.1设计参数依据加拿大TROJAN（特洁安）公司生产的紫外线消毒系统的主要参数，选用设备型号UV4000PLUS；辐射时间：10100s。1.6.2设计计算1.灯管数UV4000PLUS紫外线消毒设备每3800m3/d需2.5根灯管，每根灯管的功率为2800w。计算草图如图1-5所示。则平均日流量时需：n=10000038002.5=65.8根，取n=66根拟选用8根灯管为一个模块，则模块数N=10.75个，取11个2.消毒渠设计按设备要求渠道深度为129cm，设渠中水流速度为0.3m/s。渠道过水断面面积：渠道宽度： B=AH=5.021.29=3.89m，取4m若灯管间距为8.89cm，沿渠道宽度可安装48根灯管，故选取用UV4000PLUS系统，两个UV灯组，一个UV灯组6个模块。渠道长度每个模块长度2.46m，本设计为便于施工取2.50m。渠道出水设堰板调节，调节堰到灯组间距1.5m，进水口到灯组间距1.5m，两个灯组间距1.0m，则渠道总长L为：L=2.502+1.5+1.5+1.0=9.00m校核辐射时间：T=2.4620.3=16.4s（符合10100s）图1-5 紫外线消毒渠计算示意图1.7计量设施1.7.1计量设备的选择本设计采用巴氏计量槽设在总出口处，其特点是：a.精确度可达9598%；水头损失小，底部冲刷力大，不易沉积杂污；b.操作简单；施工技术要求高，尺寸不准确测量精度将会受到影响。1.7.2设计依据a.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8-10倍；在计量槽的上游，直线段不小于渠宽的2-3倍；下游不小于4-5倍b.计量槽中心线应与渠道中心线重合，上下游渠道的坡度应保持均匀，但坡度可以不同；计量槽喉宽一般采用上游渠道宽度的1/31/2c.设计计量槽时，应尽可能做到自由流，但无论在自由流还是在潜没流的情况下，均宜在上下游设置观察井1.7.3设计计算1.根据最大出水量为：Q=0.926m3/s和CJ/T3008.5-92巴式计量槽的设计规程，选择吼宽为b=1.20m的巴式计量槽，各部分尺寸查手册5表10-3，得：该计量槽的测量范围为：35.02000L/s 则巴式计量槽的各部分尺寸如图1-6所示。2.选