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水污染控制工程课 程 设 计学 院： 林 学 院 专业年级： 环 境 科 学 学生姓名: 学 号: 设计题目： 城市污水处理工艺设计 2011年7 月 2 日1.设计资料42.处理要求及工艺选择53工艺流程(不设计污泥处理)54处理构筑物设计541格栅6栅条间隙数n：6有效栅宽B：6过栅水头损失：7栅后槽的总高度H：7格栅的总长度：7每日栅渣量：84.2污水提升泵房84.3 沉砂池9平流式沉砂池设计9沉砂部分的长度：9水流断面面积 ：9沉砂池有效水深：10贮砂斗所需容积：10贮沙斗各部分尺寸计算：10贮沙斗的上口宽b2为：10贮砂斗的容积：11贮砂室的高度h3：11池总高度：11核算最小流速：114.4 氧化沟12进水水质12出水水质12去除13浓度：13好氧区容积：13好氧区水力停留时间：14剩余污泥量：14脱氮14需氧化的氨氮量14脱氮量14碱度平衡15脱氮所需的池容15脱氮水力停留时间15氧化沟总容积及停留时间15需氧量16设计需氧量16去除需氧量16剩余污泥中的需氧量16去除耗氧量16剩余污泥中的耗氧量16脱氮产氧量17总需氧量17氧化沟尺寸18进水管和出水管18出水堰及出水竖井19出水堰19出水竖井194.5 设备选择19转刷曝气机19潜水推进器20电动可调旋转堰门205.接触池206.附图21工艺流程图:21平面图:21高程图:211.设计资料城市概况湖南某城镇位于冲击平原，占地约 6.3km2，呈椭圆形状，最宽处为 2.4 km，最长处为2.9 km 。 自然特征该镇地形由南向北略有坡度，平均坡度为0.5 ，地面平整，海拔高度为黄海绝对标高3.95.0m ， 地坪平均绝对标高为4.80 米 。 属长江冲击粉质砂土区，承载强度711 t/m 2 ，地震裂度 6 度，处于地震波及区。全年最高气温40 ，最低 -10 。夏季主导风向为东南风。极限冻土深度为 17 cm 。全年降雨量为1000 mm ，当地暴雨公式为 i = (5.432+4.383*lgP) / (t+2.583) 0.622 ， 采用的设计暴雨重现期 P1 年，降雨历时 t=t 1 +mt 2 , 其中地面集水时间 t 1为10分钟，延缓系数 m=2。污水处理厂出水排入距厂150 米 的河中，河的最高水位约为 4.60 米 ，最低水位约为1.80 米 ，常年平均水位约为3.00 米，属地表水环境质量标准GB3838-2002中的III类水体。 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。规划人口：近期 30000 人， 2020 年发展为 60000 人，生活污水量标准为日平均 200 L / 人。工业污水量近期为 5000 m 3 /d ，远期达 10000 m 3 /d ，工业污水的时变化系数为 1.3 ，污水性质与生活污水类似。生活污水和工业污水混合后的水质预计为： BOD 5 = 200 mg/L ， SS = 250 mg/L ， COD = 400 mg/L ， NH4-N=30 mg/L ，总 P =4 mg/L ；要求达到的出水水质达到国家污水综合排放二级标准。规划污水处理厂的面积约 25600 m2 ，厂区设计地坪绝对标高采用 5.00 m ，处理厂四角的坐标为： X 0 ， Y 140 ； X 0 ， Y 0 ； X 175 ， Y 140 ； X 190 ， Y 0 。 污水处理厂的污水进水总管管径为 D=800mm ，进水泵房处沟底标高为绝对标高 0.315 m ，坡度 1.0 ，充满度 h/D = 0.65 。 初沉污泥和二沉池剩余污泥经浓缩脱水后外运填埋处置。2.处理要求及工艺选择 进水水质: 生活污水和工业污水混合后的水质预计为：BOD5 = 200 mg/L，SS = 250 mg/L，COD = 400 mg/L，NH4-N = 30 mg/L，总P = 4 mg/L。出水水质:出水水质达到国家污水综合排放二级标准。具体为BOD5 = 30 mg/L，SS = 30 mg/L，COD = 100 mg/L，NH4-N = 25 mg/L，总P = 3 mg/L。单位：mg/LCODCrBOD5SSNH3-NTP进水400200250304出水1003030253根据设计资料,选择了氧化沟法中的三沟式氧化沟。可以完成有机物的降解和硝化反硝化过程,能取得良好的BOD5去除效果和脱氮效果,依靠三池工作状态的转换,可以免除污泥回流和混合液回流,运行费用大大降低.处理流程简单,省去初沉池和二沉池,管理方便,基建费用低,占地少。3工艺流程(不设计污泥处理)4处理构筑物设计 进水流量规划人口：近期3万人，2020年发展为6万人，生活污水量标准为日平均200 L/人。工业污水量近期为5000 m3/d，远期达10000 m3/d，工业污水的时变化系数为1.3，污水性质与生活污水类似。按远期设计日最大流量： 41格栅栅条间隙数n： 式中：最大设计流量，； 栅条间隙， ，取=0.03； 栅前水深，取=0.4； 过栅流速，取=0.8； 经验修正系数，取= 60；格栅设两组，一组备用，则 有效栅宽B： 式中：栅条宽度，取0.01 。栅槽宽度一般比格栅宽0.2-0.3m,取0.2m.则： 过栅水头损失： 式中：过栅水头损失，； 计算水头损失，；阻力系数，栅条形状选用正方形断面所以，其中；重力加速度，取=9.81；系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增大倍数，一般采用=3；则： 栅后槽的总高度H： 式中：栅前渠道超高，取=0.3。则： =0.4+0.1+0.3=0.8m格栅的总长度：式中： 进水渠道渐宽部位的长度，其中，为进水渠道宽度,设为0.85,为进水渠道渐宽部位的展开角度，取=20； 格栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度，取； 格栅前槽高，.则： 每日栅渣量： 式中：每日栅渣量，； 单位体积污水栅渣量，取=0.06； 污水流量总变化系数.查表得1.7则： 采用机械设备除泥4.2污水提升泵房提高污水的水位，保证污水能在整个污水处理流程过程中流过设计水量为，选用2台潜水排污泵（一用一备），则流量为。型号排出口径(mm)流量(m3/h)扬程(m)转速(r/min)功率(kw)250QW600-7-222501260797022泵的选型如下：表3-24.3 沉砂池平流式沉砂池设计沉砂部分的长度： 式中： 沉砂池沉砂部分长度，; 最大设计流量时的速度，取。 最大设计流量时的停留时间，s，取=30s。则：水流断面面积 ：式中：水流断面面积，； 最大设计流量，。则： 采用两个分格，B=nb,每格宽度，总宽度沉砂池有效水深： 式中：池总宽度，；设计有效水深，。则： 所以, 0.15m/s,合格4.4 氧化沟 进水水质 浓度；SS = 250 mg/L；COD = 400 mg/L；NH4-N = 30 mg/L；总P=4mg/L出水水质 浓度 ；浓度；混合液挥发性悬浮固体浓度；污泥龄；混合液悬浮固体浓度内源代谢系数去除氧化沟出水溶解性浓度，为了保证氧化沟出水的浓度，必须控制氧化沟出水所含溶解性的的浓度。其中为沉淀池出水中的所构成的。浓度：好氧区容积： 式中：Y污泥的产率系数，取0.55； 污泥龄，25d; 混合液挥发性悬浮固体浓度，2500mg/L; 内源代谢系数，0.055 流量，。则：=11022好氧区水力停留时间： 剩余污泥量： 去除每1kg产生的干污泥量脱氮需氧化的氨氮量氧化沟产生的剩余污泥中含氮率为12.4,则用于生物合成的总氮量为： 脱氮量根据污水排放国家二级标准,设出水的量为15mg/L需要脱氮量=进水-出水-生物合成所需 碱度平衡 保持PH7.2,硝化和反硝化能够正常的进行。脱氮所需的池容 脱硝率, 20时，脱效率为 14 脱氮所需容积 脱氮水力停留时间氧化沟总容积及停留时间 满足水力停留时间1224h。校核污泥负荷 需氧量设计需氧量 去除需氧量剩余污泥中的需氧量+去除耗氧量剩余污泥中的耗氧量脱氮产氧量去除需氧量 =7081.4kg/d剩余污泥中的需氧量（用于生物合成的那部分的需氧量）去除耗氧量每1kg硝化需要消耗剩余污泥中的耗氧量=4.6污泥含氮率氧化沟剩余污泥X1脱氮产氧量每还原产生总需氧量 安全系数1.4,则去除每需氧量标准状态下需氧量设所在地为标准大气压，进水最高温度为30。溶解氧浓度C=2mg/L。去除每的标准需氧量氧化沟尺寸设氧化沟3座，工艺反应有效系数fa=0.58,单座容积三组沟道采用相同的容积，则每组沟道容积为取氧化沟有效水深，超高为0.5m，中间分隔墙厚度为0.25m。氧化沟面积 单沟道宽弯道部分的面积：直线部分的面积直线部分的长度取33米。进水管和出水管进水管流量管道流速管道过水断面管径取校核管道流速出水堰及出水竖井 氧化沟出水设置出水竖井,因此按薄壁堰来计算。出水堰 式中 - 堰宽； -堰上水头高，取0.03m。 出水堰分为两组，每组宽度 出水竖井考虑可调堰安装要求，堰两边各留0.3m的操作距离。出水竖井长出水竖井宽则出水竖井平面：尺寸4.5 设备选择 转刷曝气机 单座氧化沟需氧量SOR1: SOR1 =SOR/n=13537.8/3=4512.6(kgO2/d) =188.025(kgO2/h) 采用直径D=1000的转刷曝气机,充氧能力为4.5(kgO2/mh),单台转刷曝气机有效长度为9m,动力效率为2.5 kgO2/kWh 转刷曝气机有效长度L= SOR1 /4.5=188.025/4.5=41.79m,取45m. 所需曝气转刷台数n=45/9=5台 (中间为3台,两侧边沟各2台) 单台转刷所需轴功率= SOR1 /2.55=188.025/2.55=15Kwh 单台转刷所需电机功率为N=17.5kWh潜水推进器 两侧边沟各设两台潜水推进器,共四台,每台电机功率为N=3kW.电动可调旋转堰门氧化沟每个边沟设电动可调旋转堰门3台,共6台.堰门宽度B=4m,可调高度h=0.3m,电机功率N=0.55kW5.接触池采用传统的隔板反应池。（1）接触池容积V=Qmaxt=1041.670.5=520.9m