氧化沟处理工艺设计.doc

分类号 编号烟 台 大 学毕 业 论 文（设 计）某城市污水处理工艺的设计Wastewater treatment plant process design of a city申请学位： 工学学士 院 系： 环境与材料工程学院 专 业： 环境工程 姓 名： 学 号： 指导老师： 、某城市污水处理工艺的设计姓 名： 导 师： 、毕 业 设 计（论文）任 务 书院（系）：环境与材料工业学院姓名学号毕业届别2010 专业环境工程毕业论文（设计）题目某城市污水处理工艺的设计指导教师吴广芬学历硕士职称副教授所学专业环境工程主要内容和基本要求：1查阅相关文献，并写出文献综述2进行相关污水处理厂的实习并搜集有关资料，写出开题报告3进行污水处理方案比较并确定处理方案4进行设备工艺计算及平面草图、进行高程计算5进行平面布置、高程布置及局部工序的布置（绘图）6拟定论文提纲，撰写毕业设计说明书。主要参考资料：高廷耀等.水污染控制工程（第二版）.北京高等教育出版社，1999姜乃昌.水泵与水泵站.北京.中国建筑工业出版社，2001北京市政设计院主编.给水排水设计手册第3、5、10、11册. 北京.中国建筑工业出版社，1986杨岳平等.废水处理工程及实例分析.北京.化学工业出版社，2002张自杰主编.排水工程上下册.北中国建工出版社.1999王海山等.给水与排水常用数据手册.长春：吉林科学技术出版社，1994化学工业出版社组编写.水处理工程典型设计实例.化工出版社.2002.1唐受印.戴友芝.水处理工程师手册.化工出版社.2003.1.1室外排水设计规范；化工、机械、建筑设计规范上网或到图书馆查阅相关资料进度安排：第一周第四周 布置毕业设计任务，了解任务的要求，进行文献检索，完成开题报告第五周 文献检索及必要的实习 第六周第七周 进行水处理厂的初步设计草案即方案确定和设备选型第八周周第十二周 设计计算。第十三周图纸绘制第十四周第十五周图纸修正及设计说明书的编写第十五周毕业答辩 指导教师签字： 2010年01月20日院（系）意见： 、 教学院长（主任）签字： 年 月 日附注：摘要：本次毕业设计的题目为某城市污水处理工艺的设计。主要任务是工艺流程选择及构筑物设计和计算。本次毕业设计是以相关的资料为依据,设计一座城市污水处理厂.其日处理量近期为10万立方米。由于城市污水的主要成分为有机物,所以本次设计采用了氧化沟工艺.氧化沟，又称循环曝气池，类似活性污泥的延时曝气法，近年来我国中小城市污水处理厂采用这一工艺较多。氧化沟不设初沉池，处理设施大大简化。氧化沟具有传统活性污泥法的特点，有机物去除率高，也具有脱氮功能。氧化沟这种高效、简单的特点，适合大、中、小型污水处理。该污水厂的污水处理流程为：从泵房到沉砂池，进入氧化沟，二沉池，最后出水；污泥的流程为：从二沉池排出的剩余污泥首先进入浓缩池，进行污泥浓缩，然后进入消化池，经过消化的污泥再送至带式压滤机，进一步脱水后，运至垃圾填埋场。出水执行国家污水综合排放标准（GB8978-1996）一级标准。关键词：格栅；泵房；氧化沟工艺；二沉池；消化池ABSTRACT：The topic of this design is the design of sewage treatment plant in one City The main task is the selections of process flow and the designs and calculation constructions used in process flow.This graduation project is take the related material as the basis, designs a city sewage treatment plant. Its day process load in the near future will be 100,000 cubic meters. Because the city sewage principal constituent is an organic matter, therefore this design has used the oxidation ditch craft. Oxidation ditch, also called the circulation aeration tank, the similar active sludge time delay aeration law, Our country Small and medium-sized town and city Sewage treatment plant used this craft to be many in recent years.Sludge Process : two from the settling tank discharge of the first to reach the remaining sludge thickening tank, sludge thickening, and then enter Digester, After digestion of sludge sent to the belt filter presses, and further dehydration, transported to the landfill.Implementation of the national sewage effluent discharge standards (GB8978-1996) 1 standard.Key words：Grid; Pumping Station; The craft of oxidation ditch; Secondary sedimentation tank; digestion tank目 录1总 论1项目提出的背景及意义11.1.1项目提出的背景11.1.2提出的意义11.2城市环境条件11.2.1地理条件11.2.2气象水文21.2.3厂址概况21.4排水现状和污染情况21.4.1排水现状21.4.2城市污水的来源及危害21.4.3水处理的发展和现状32污水处理厂工艺设计42.1污水厂的设计规模42.1.1处理水量的设计规模42.1.2设计流量42.2污水处理程度的确定42.2.1进出水水质42.2.2处理程度的计算52.3污水处理工艺方案设计62.3.1城市污水处理厂工艺流程方案的选择63污水处理构筑物设计计算及设备选型133.1 粗格栅133.2 泵站153.3 细格栅163.4 沉砂池183.4.1 设计数据183.4.2 具体计算183.4.3 草图203.5 氧化沟203.5.1氧化沟相关计算203.6 二沉池的设计和计算223.6.1 池表面积223.6.2沉淀部分有效水深224污泥处理系统234.1 污泥量计算234.2 污泥浓缩池234.2.1 设计参数234.2.2 设计计算244.3 消化池254.4 脱水间265污水处理厂总体布置275.1 污水厂厂址选择275.1.1 污水处理厂平面布置原则275.1.2 处理单元构筑物的平面布置275.1.3 管、渠的平面布置285.3 污水厂的高程布置295.3.1 污水厂高程布置原则295.3.2污水厂高程布置注意事项295.3.2 污水部分水头损失305.3.3污泥部分水头损失315.4高程的计算316工程概算346.1 土建费用造价346.2 主要设备清单346.3 直接投资费用357小结36致谢36参考文献38附 设计图纸（平面布置图、高程图、氧化沟的平面、剖面图）39烟台大学毕业论文（设计）1总论1.1项目提出的背景及意义1.1.1项目提出的背景改革开放30年来，经济发展蓬勃向上，各方面的变化日新月异，国家对基础设施建设投入加大了许多。随着城市工业生产的发展，城市人口的递增，城市规模的扩大，工业废水和生活污水排出量日益增多，大量未经处理的污水直接排入周围河流，致使城市周围环境污染十分严重，不但直接污染了市区的地下饮用水，而且对河流下游地区的农业生产和人民生活造成了危害，人类和生物赖以生存的生态环境受到了日益严重的威胁。同时，水生态系统体现了人与水的和谐共存与协调发展，是城市生态系统的主要组成部分和关键因素，与一个城市的可持续发展密切相关。因而，城市污水治理已成为当前迫切需要解决的问题之一。1.1.2项目提出的意义理论是用于实践的，将自己在课堂上所学的知识，尤其是专业知识用于本次毕业设计之中，以提高自己的工程设计能力，为自己走上工作岗位进行工程设计打下坚固的实践基础。通过毕业设计，能够熟悉并掌握排水工程的设计内容、设计原理、方法和步骤，能根据原始设计资料正确地独立地选定设计方案，掌握污水厂设计的基本流程及各构筑物的设计方法，熟悉设计计算书和设计说明书的编写内容和编制方法，并绘制工程图纸。该区是一个新区，风景优美可以说山清水秀，但近年来由于工业的快速发展和城区人口的不断增加，未经处理的大量工业废水和生活废水直接排入城区河道和海洋，造成近海区域的海水和河道污染，不但给生产和生活带来不利的影响，而且影响了海水浴场及海滨旅游景观，同时也给水产养殖业带来严重的威胁。为了控制水体污染，保护水资源和生态环境，保障人民的健康，保证国民经济的快速、持久的发展，规划在该城区拟建一座污水处理厂，将生活污水和工业废水进行处理。1.2城市环境条件1.2.1地理条件该城区地处低山丘陵，中部较平坦，属海相冲平原，北部海岸线曲折多变，海拔178米。1.2.2气象水文气象：受海洋影响较大，一年四季分明，冬季无严寒，夏季无酷暑。年平均气温12.5。C，极端最高气温为36.5。C，极端最低气温-13.8。C，月平均气温以8月分最高，一月份最低。由于受季风影响，降雨多集中在69月份，年均降雨量359.6mm，平均蒸发量为1016.3mm，年平均相对湿度72.7%。该地区全年主导风向为偏北风，出现频率占33%，其次偏西风，频率21%，静风频率占15%。年平均风速4.2m/s，最大风速25 m/s。水文：海岸工程设计水位设计高水位：3.00m设计低水位：1.05m平均海水面：2.00m地下水位标高在23.5米1.2.3厂址概况地质主要岩性为远古代黑云母花岗岩和混合花岗岩，及中生代燕山期斑状花岗闪长岩及花岗岩。地震基本烈度为7度。厂区占地面积6-8公顷，工程地质良好，适宜于工程建设，厂区地形平坦。1.3排水现状和污染情况1.3.1排水现状水是人类宝贵的资源，在人类的生产生活中，水是不可缺少的，在我国，总水资源约有2.7亿立方米，虽居世界第六位，但人均只占世界的四分之一，而且缺水城市很多。在水资源如此贫乏的我国，每年排入水体中的废水量达300亿立方米。其中85%的废水没经过处理就直接排放，有限的水资源受到严重污染，要想从根本上挽回环境污染造成的损失，让环境效益和经济效益相协调，就必须对排入环境中的污染物浓度进行有效控制，把污染物控制在环境自净能力所及的范围内。1.3.2城市污水的来源及危害造成地面水和地下水污染的主要来源属工业污染，在工业生产中要消耗大量的新鲜水，排出大量污水。生活污水中含有有机物、病原菌、虫卵等，排入水体后渗入地下造成污染。微生物在分解有机物中消耗了水体中的氧，会影响鱼类生活，当溶解氧耗尽时，在厌氧状态下，使细菌分解有机物产生硫化氢，水体黑臭，鱼虾绝迹，污水中的氮磷等营养物质排入水体，特别是湖泊、水库将引起水体的富营养化。藻类的过度生长将造成溶解氧的急剧变化，水体在一定时间内处于严重缺氧状态，导致鱼类大量死亡。为此，作为二十一世纪的环保工作者，应尽量采取有效的措施控制废水排放量，循环利用，综合处理，区域防治和加强管理等综合措施，保证用水和废水的循环利用能够顺利进行。1.3.3水处理的发展和现状人类污水处理经历了一个逐步发展的过程，1913年，英国建立了世界上第一座活性污泥法实验工厂。1919年，英国开始有了机械表曝气机。几十年来，污水生物处理技术有了很大发展，在生物膜法方面，出现了塔式滤池，生物转盘，生物接触氧化等。在活性污泥法方面，出现的阶段曝气，生物吸附，延时曝气，氧化沟，纯氧曝气等。我国是世界上较早采用活性污泥法的国家之一，早在1912年，上海建成了东区、西区污水处理厂，都采用了活性污泥法处理废水。新中国成立后，在第一个五年计划期间，我国建成了几座污水处理厂。进入八十年代后，污水处理的重要性逐步为人们所理解，我国污水处理事业得到了快速发展，全国已运行的和正在建设的污水处理厂有几十座。但是，和发达国家相比，我国污水处理事业还处于极其落后的状态，发达国家的污水处理量基本上达到了80%，其中，像瑞典等发达国家已达100%。根据我国人口状况，我国应由3.4万个污水处理厂，但目前仅有二、三百座，从目前来看，我国须大力发展国内污水处理事业。2污水处理厂工艺设计2.1污水厂的设计规模2.1.1处理水量的设计规模表1 污水厂的处理水量规模表Tab 1 Sewage water treatment plant size table期限单位污水总量近期m3/d100000L/s655据此，该市污水厂的处理水量规模为：近期10万m3/d。2.1.2设计流量目前污水处理厂设计流量：Qmax=1.2037m3/S Q平均=0.926m3/S远期规划污水处理厂设计流量：Qmax=1.5046m3/S Q平均=1.157m3/S污水量总变化系数 K=1.30最大日最大时流量如下表：表2 最大日最大时流量表：Tab 2 The maximum flow meter when the maximum daily项目近期（L/s）近期平均日平均时655近期最大日平均时851近期最大日最大时675远期最大日平均时659远期最大日最大时8902.2污水处理程度的确定2.2.1进出水水质根据原始资料，污水处理厂实测污水水质及设计进水水质见下表,出水水质要求符合GB8978-96综合污水排放标准，根据出水水质要求，污水处理厂既要求有效地除去BOD5，又要求对污水中的氮、磷进行适当处理，防止富营养化。表3 实测污水水质及设计进水水质表Tab 3 Measured the water quality of effluent quality and design water table水质指标设计进水水质（mg/L）出水水质标准（mg/L）275BOD520550CODcr60SS225SS2045NH3-N15PH6-96.5-8.5TP10TP12.2.2处理程度的计算2.2.2.1溶解性BOD5去除率活性污泥处理水中的BOD5值是由残存的溶解性BOD5和非溶解性BOD5二者组成，而后者主要以生物污泥的残屑为主体。活性污泥的净化功能是去除溶解性BOD5。因此从活性污泥的净化功能考虑，应将非溶解性BOD5从处理水的总BOD5值中减去。处理水中非溶解性BOD5值可用下列公式求得：BOD5=7.1bXC式中:C处理水中悬浮固体浓度，取值为25mg/L；B微生物自身氧化率，一般介于0.050.1之间，取值0.09；X活性微生物在处理水中所占比例，取值0.4。代入各值，得： BOD5=7.10.090.425=6.396.4mg/L处理水中溶解性BOD5为20-6.4=13.6mg/L,溶解性BOD5的去除率为2.2.2.2 CODcr的去除效率CODcr的去除效率为=89%2.2.2.3 SS的去除效率SS的去除效率=91%2.2.2.4 SS的去除效率总氮的去除率=77.8%2.3污水处理工艺方案设计2.3.1城市污水处理厂工艺流程方案的选择2.3.1.1水处理工艺城市污水中含有机污染物质较多，需要采用生物化学的方法使污染物的总量降低，达到国家及有关部门的排放要求。在城市污水处理领域主要采用好氧法。污水的好氧生物处理技术，又分为活性污泥法和生物膜法两种。活性污泥法在全世界的应用已有80多年的历史，随着在实际中的广泛应用和技术上的不断革新改造，活性污泥法已成为城市污水处理的主要技术，也是当今污水处理领域使用最为广泛的处理技术。根据近年来国内外的实践和该地区的具体情况，确定该地区污水处理厂采用活性污泥法。活性污泥法在应用实践中不断得到改进，国内一-些污水处理厂采用的氧化沟工艺、AB工艺、A/A/O工艺、SBR工艺(序批式处理工艺)等（1)AB工艺优点a不设初沉池，由吸附池和中间沉淀池组成A段。A段是AB工艺的主体，对整个工艺起关键作用。在连续工作的A段曝气池中，由外界不断地接种具有很强繁殖能力和抗环境变化能力的短世代原核微生物，在食物充足的条件下，新陈代谢很快，能较迅速地克服出现的失活和不可逆转的损害作用，大大提高处理工艺的稳定性。bA段和B段各自拥有自己独立的回流系统，这样两段分开，有各自独特的微生物群体，处理效果稳定。A段的微生物特性使吸附池的活性污泥表现为：有较强的絮凝、吸附和降解有机物的能力。COD有较高的降解度，使之降解为易生化处理的BOD物质。适应性强，耐进水水量、水质、pH等的变化，有抗冲击负荷的能力。A段不仅能去除一部份有机物质，而且能起调节和缓冲作用。A段采用高污泥负荷，利用活性污泥的吸附絮凝能力，将污水中的有机物吸附于活性污泥上，进而降解。产生的大量生物污泥在中间沉淀池内沉下，大部分有机物质以剩余污泥方式排除系统外。在A段中，借吸附、絮凝、分解和沉淀等作用，可去除大约40%的有机物。进水格栅沉砂池A段曝气池中沉池B段二沉池出水剩余污泥剩余污泥A段剩余污泥B段剩余污泥c. B段由曝气池和二次沉淀池组成。经过A段后，污水的冲击负荷(水质、水量等)已不再影响B段，污水往水质、水量方面是比较稳定的，B段的净化功能得以充分发挥图1 AB法工艺流程图Fig 1 AB Law Flow Chart (2)SBR法(Sequencing Batch Reactor) SBR法早在20世纪初已开发，由于人工管理繁琐未予推广。此法集进水、曝气、沉淀、出水在一座池子中完成，常由四个或三个池子构成一组，轮流运转，一池一池地间歇运行，故称序批式活性污泥法。现在又开发出一些连续进水连续出水的改良性SBR工艺，如ICEAS法、CASS法、IDEA法等。这种一体化工艺的特点是工艺简单，由于只有一个反应池，不需二沉池、回流污泥及设备，一般情况下不设调节池，多数情况下可省去初沉池，故节省占地和投资，耐冲击负荷且运行方式灵活，可以从时间上安排曝气、缺氧和厌氧的不同状态，实现除磷脱氮的目的。SBR法中曝气池兼具沉淀的作用，厌氧、好氧也在同一池进行。其运行操作由流入、反应、沉淀、排放、待机五个工序组成。通过调节每个工序的时间，可达到除磷脱氮的效果。 该工艺具有很多优点：工艺系统组成简单，不设二沉池，无污泥回流设备；耐冲击负荷，一般不用设置调节池；反映推动力大，易于得到优于连续流系统的出水水质；运行操作灵活，通过适当调节各单元的状态可达到脱氮除磷的效果；污泥沉淀性能好，SVI值较低，能有效的防治丝状菌膨胀；各项运行指标和各操作阶段可通过计算机加以控制，便于自控运行，易于维护管理。但因每个池子都需要设曝气和输配水系统，采用滗水器及控制系统，间歇排水水头损失大，池容的利用率不理想，因此，一般来说并不太适用于大规模的城市污水处理厂。格栅沉砂池初沉池曝气池出水进水间歇曝气图3 SBR法工艺流程图Fig 3 SBR method flow chart (3)A/A/O法(AnaerobicAnoxicOxic)由于对城市污水处理的出水有去除氮和磷的要求，故国内10年前开发此厌氧缺氧好氧组成的工艺。利用生物处理法脱氮除磷，可获得优质出水，是一种深度二级处理工艺。A/A/O法的可同步除磷脱氮机制由两部分组成：一是除磷，污水中的磷在厌氧状态下(DO0.3mg/L)，释放出聚磷菌，在好氧状况下又将其更多吸收，以剩余污泥的形式排出系统。二是脱氮，缺氧段要控制DO12.5)，BOD/TKN为1.53.5，COD/TP为3060，BOD/TP为1640(一般应20)。若降低污泥浓度、压缩污泥龄、控制硝化，以去除磷、BOD5和COD为主，则可用A/O 工艺。有的城市污水处理的出水不排入湖泊，利用大水体深水排放或灌溉农田，可将脱氮除 磷放在下一步改扩建时考虑，以节省近期投资。出水二沉池污水氧化沟配水井污水泵房沉砂池回流污泥污泥泵房剩余污泥图 3 A2/O工艺流程图Fig 3 A2 / O process flow chart(4)氧化沟处理工艺优点：1）氧化沟具有独特的水力流动特点，有利于活性污泥的生物凝聚作用，而且可以将其工作区分为富氧区、缺氧区，用以进行消化和反消化作用，取得脱氮的效果。2）不使用初沉池，有机性悬浮物在氧化沟内能够达到好氧稳定的程度。3）BOD负荷低，类同于活性污泥法的延时曝起系统。该氧化沟具有对水温、水质、水量的变动有较强的适应性；污泥泥龄一般在18-20d左右，为传统活性污泥系统的36倍，可以存活，繁殖世代时间长、增殖速度慢的微生物硝化菌，在氧化沟中能产生硝化反应，如运行得当，氧化沟能够具有较高的脱氮效果；污泥产泥率低，且多已达到稳定的程度，不需再进行消化处理。4）脱氮效果还能进一步提高，因为脱氮效果的好坏很大一部分决定于内循环量，而氧化沟的内循环量从理论上说可以是不受限制的，从而氧化沟具有较大的脱氮潜力。5）氧化沟只有曝气器和池中的推进器维持沟内的正常运行，电耗较小，运行费用低。图4 氧化沟工艺流程图Fig 4 Oxidation Ditch Flow Chart2.3.1.2方案的确定该设计在水质处理中要求达到如下表的处理效果。即要求处理工艺能有效地去除BOD5、COD、SS等，又能达到脱氮除磷的效果。现有两种可供选择的工艺流程：普通A/A/O法处理工艺和氧化沟处理工艺。技术方面方案一（A/A/O法处理工艺）优点：1）该工艺为最简单的同步脱氮除磷工艺，总的水力停留时间、总的占地面积少于其它同类工艺。2）在厌氧池（缺氧）好氧交替运行条件下，丝状菌得不到大量繁殖，无污泥膨胀之虞，SVI值一般均小于100。3）污泥中含磷浓度高，具有很高肥效。4）运行中勿须投药，两个A段只用轻缓搅拌，以不增加溶解氧浓度，运行费用低。缺点：1）除磷效果难于再行提高，污泥增长有一定的限度，不易提高，特别是当P/BOD值高时更是如此。2）效果也难于进一步提高，内循环一般以2Q为限，不宜太高，则增加运行费用。3）沉淀池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，以防止循环混合液对缺氧反应器的干扰。方案二（氧化沟处理工艺）优点：1）氧化沟具有独特的水力流动特点，有利于活性污泥的生物凝聚作用，而且可以将其工作区分为富氧区、缺氧区，用以进行消化和反消化作用，取得脱氮的效果。2）不使用初沉池，有机性悬浮物在氧化沟内能够达到好氧稳定的程度。3）BOD负荷低，类同于活性污泥法的延时曝起系统。该氧化沟具有对水温、水质、水量的变动有较强的适应性；污泥泥龄一般在18-20d左右，为传统活性污泥系统的36倍，可以存活，繁殖世代时间长、增殖速度慢的微生物硝化菌，在氧化沟中能产生硝化反应，如运行得当，氧化沟能够具有较高的脱氮效果；污泥产泥率低，且多已达到稳定的程度，不需再进行消化处理。4）脱氮效果还能进一步提高，因为脱氮效果的好坏很大一部分决定于内循环量，而氧化沟的内循环量从理论上说可以是不受限制的，从而氧化沟具有较大的脱氮潜力。5）氧化沟只有曝气器和池中的推进器维持沟内的正常运行，电耗较小，运行费用低。缺点：氧化沟的占地面积很大。出水水质指标方案一出水水质好，较易于深度处理，出水水质稳定，对外界条件变化有一定的适应性。方案二出水水质好，稳定易于深度处理，对外界条件变化适应性较好。环境影响方案一噪声较大，臭味较小。产泥量较大，未稳定。方案二噪声小，臭味较小。产泥量小且基本稳定。结论经过以上各方面的比较，方案二在技术上较先进，经济费用也较低，且对环境的影响较小。所以选氧化沟工艺为污水厂处理工艺。氧化沟工艺工艺流程图如下表:图 5 氧化沟工艺流程图Fig 5 Oxidation Ditch Flow Chart3污水处理构筑物设计计算及设备选型3.1粗格栅 设计说明：栅条的断面主要根据过栅流速确定，过栅流速一般为0.61.0m/s，槽内流速0.5m/s左右。如果流速过大，不仅过栅水头损失增加，还可能将已截留在栅上的栅渣冲过格栅，如果流速过小，栅槽内将发生沉淀。此外，在选择格栅断面尺寸时，应注意设计过流能力只为格栅生产厂商提供的最大过流能力的80%，以留有余地。 如前面所述，选用平面矩形格栅（三座）图 6 格栅示意图Fig 6 Grid diagram3.1.1格栅的间隙数量n取过栅流速0.9m/s,格栅倾角=60，栅条间距b=30mm,栅前水深0.6mn =Qmaxsina/（bhv）=64.3取n=65式中: Qmax最大设计流量，m3/sa-格栅倾角b-栅条间隙，mh-栅前水深，mv-污水流经格栅的速度，m/s3.1.2格栅的建筑宽度B 设计采用圆钢为栅条，即s= 0.01mB=s(n-1)+bn=0.01(65-1)+0.0265=2.59m3.1.3过栅水头损失栅条断面形状为圆形H1=(v22g)sinK=0.192式中:-阻力系数，其值与栅条断面形状有关，圆形取1.79k-格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般取33.1.4栅后槽的总高度H总 = H+H1+H2=1.392 m式中: H2-栅前渠道超高，取0.3米3.1.5格栅的总建筑长度L=L1+L2+0.5+0.1+H1/tana式中: L1进水渐宽部位长度，mB1进水渠渠宽，取1.0米；a1 进水渠渐宽部分展开角，取20L2L2=L1/2L=L1+L2+0.5+0.1+H1/tana=4.41m3.1.6每日栅渣量的计算工程格栅间隙为30mm，取W1=0.02m3/103m3每日栅渣量 W每日栅渣量（m3/d）Qmax最大设计流量（m3/s）W11 m3污水的栅渣量，取0.02Kz污水流量总变化系数W =1.60m3/d式中：KZ生活污水流量总变化系数，取1.3因为每日栅渣量0.23/，宜采用机械清渣3.1.7 清渣设备FH型旋转式格栅除污机，2台，N=1.5KW。 3.1.8 构筑物大小 4.41 m（长）2.59 m（宽）1.39 m（高）3.2泵站 设计流量Qmax=1.203m3/s，考虑到经济实用性，拟采用螺旋泵作为污水提升装置为了避免设备24小时运转，决定共配备6台螺旋泵，四用二备，在平时6台水泵替换使用，可有效延长设备使用寿命，同时，在某台水泵出现故障时，可启用备用水泵，实现污水处理厂的不间断持续运转每台泵的设计水量为：Q1.203/41082 m3/集水池容积采用相当于一台泵的15min流量，即：3.3细格栅3.3.1设计参数设计流量Qmax=1.203m3/s，栅前水深1.0m，过栅流速v=0.9m/s栅条间隙b=10mm，栅前长度L1=1.0m，栅后长度L2=1.0m格栅倾角a=60，栅条宽度S=10mm，栅前渠超高h2=0.5m3.3.2设计计算3.3.2.1栅条的间隙数n=115.6取n=116个3.3.2.2 格栅的建筑宽度b取s= 0.01m =2.31m3.3.2.3通过栅头的水头损失设格栅断面为锐边矩形断面H0-格栅的水头损失（m）k-系数，一般采用3g-重力加速度 （m/s2）v-过栅流速(m/s)-格栅倾角（度）-阻力系数S-栅条宽度（m）d-栅条间距（m）栅条断面为锐边矩形断面，取2.42，k取3，取60度，v取0.8m/s，g取9.8m/s.H1=H0k=0.26m3.3.2.4栅后槽总高度H=h+h1+h2=1.0+0.26+0.5=1.763.3.2.5栅前渠道深H1=h1+h2=1.0+0.5=1.5m3.3.2.6栅槽总长度：3.3.2.7每日栅渣量W=1.60m3/d式中：W1为栅渣量，对于城市污水，栅条间距b=10mm时，W1=0.02m3/103m3 拦截污物量大于0.2m3/d时，宜采用机械清栅。 3.3.3清渣设备1. JT-10型格栅除污机2台，电机功率2.2kw 2. SY型栅渣压榨机,功率1.5kw 图 7 细格栅计算示意图Fig 7 Schematic diagram of fine grid computing3.4沉砂池 3.4.1设计数据 （1）最大流速为0.3m/s，最小流速为0.15m/s （2）最大流量时停留时间不小于30s，一般采用3060s（3）有效水深应不大于1.2m，一般采用0.251m，每格宽度不宜小于0.6m（4）进水头部应采取效能和整流措施（5）池底坡度一般为0.010.02，当设置除砂设备时，可根据设备要求考虑池底形状 3.4.2具体计算设计2个沉砂池平行处理3.4.2.1沉沙池长度取v=0.25m/s，t=30s， L=vt=0.2530=7.5m 3.4.2.2水流断面3.4.2.3池总宽度 b设n=2，b=1.0m，B=nb=20.8=2.0m3.4.2.4有效水深3.4.2.5沉砂室所需容积式中：X-城市污水的沉沙量，一般采用30m/106m3（污水）T-排水时间间隔，dKZ-生活污水流量的总变化系数3.4.2.6每个沉砂斗容积设每一分格有两个沉砂斗3.4.2.7沉砂斗各部分尺寸 设斗底宽a1=0.6m，斗壁与水平面的倾角为55，斗高 h3=0.35m沉砂斗上口宽：沉砂斗容积：采用重力排砂，设池底坡度为0.06：，坡向砂斗池总高度：设超高h1=0.4mH=h1+h2+H3=2.11m3.4.3草图图 8 沉砂池草图Fig 8 Fine grit chamber sketch3.4.4沙水分离装置 LSF型螺旋砂水分离器(2套)，N=0.37kw 3.4.5 构筑物大小7.5(长)2.0(宽)2.11(高)m 3.5氧化沟 Carrousel氧化沟的设计可用延时曝气池的设计方法进行,即从污泥产量WV=0出发,导出曝气池体积,然后按氧化沟工艺条件布置成环状 混合式或carrousel式。氧化沟中循环流速为0.30.6m/s，有效深度15m。该污水处理厂日处理水量100000m3，共设计四组氧化沟，每组氧化沟日处理水量为25000m3,进水BOD5浓度为275mg/l,出水BOD5浓度要求小于20mg/l,根据他人经验性数据,我们假定氧化沟中挥发固体浓度X=4000mg/(lVSS),二沉池底挥发固体浓度Xr=12370mg/(lVSS),产率系数y=0.4,微生物自身衰减系数Kd=0.1d-1,反应速度常数K=0.1L(mg/d)。3.5.1氧化沟相关计算3.5.1.1 氧化沟所需容积V（WV0）3.5.1.2曝气时间Tb3.5.1.3回流比R3.5.1.4需氧量G在延时曝气氧化沟中，由微生物去除的全部底物都作为能源被氧化而WV0，故系统中每天需氧量为：折合最终生化需氧量为LT去除单位质量BOD5的需氧量为L/G3.5.1.5复合污泥负荷N3.5.1.6氧化沟主要尺寸已知氧化沟的容积为6375m3，取水深H3.0，沟宽为B6m，则氧化沟的长度为：采用每组氧化沟四廊道：则由可计算氧化沟直道长度两弯道长度：L1=38m L2=38m总弯道长度: L=76m氧化沟直道长度为：L直=3.6二沉池的设计和计算3.6.1池表面积 式中: A-池表面积,m2Q-最大时污水量,m3/hq-水力表面负荷,m3/(m3h),一般为0.51.5 m3/(m3h)拟设计2个二沉池则Q=100000/2=50000m3/d=2083m3/h,取q=1.0 m3/(m3h),那么A=Q/q=2083m2池体直径3.6.2沉淀部分有效水深H=q式中：水力停留时间h,一般为1.01.5h取=1.5h,则H=1.5m4污泥处理系统4.1污泥量计算二沉池污泥量：式中: x二沉池每日排泥量，kg/d；Q平平均日处理污水量，m3/dLr去除的BOD浓度，kg/m3；Kd衰减系数，1/d，一般为0.050.1Qc污泥龄，d湿污泥体积：式中: p污泥含水率，%，取99.4%总污泥量：708.3m34.2污泥浓缩池拟采用辐流式重力浓缩池4.2.1设计参数1）进泥含水率当为初次污泥时,其含水率一般为95%98%;当为剩余活性污泥时,其含水率一般为99.2%99.6%;当为混合活性污泥时,其含水率一般为98%99.5%2）污泥固体负荷当为初次污泥时,污泥固体负荷宜采用80120kg/(m2d); 当为剩余活性污泥时,污泥固体负荷宜采用3060kg/(m2d); 当为混合活性污泥时,污泥固体负荷宜采用2580kg/(m2d)3）浓缩后污泥含水率由二沉池进入污泥浓缩池的污泥含水率,当采用99.2%99.6%时,浓缩后污泥含水率宜为97%98%4）污泥停留时间浓缩时间不宜小于12小时,但也不要大于24小时,以防止污泥厌氧腐化5）有效池深一般为4m,最低不小于3m4.2.2设计计算4.2.2.1浓缩池直径式中: Q污泥量，m3/dC污泥固体浓度,g/l, 进泥含水率取99.4%,则C=6g/lM浓缩池污泥固体通量,kg/(m2/d), 取25kg/(m3/d)A=708.3627=157.4m2采用两个污泥浓缩池,每个池面积为A/2=78.7m2则浓缩池直径为4.2.2.2浓缩池工作部分高度h1取污泥浓缩时间T=16h,则4.2.2.3超高h2超高h2取0.3m4.2.2.4缓冲层高h3h3取0.3m4.2.2.5浓缩池总高度H=h1+h2+h3=3.6m4.2.2.6浓缩后污泥体积4.3消化池 本设计采用一级消化图 9 消化池Fig 9 Digester4.3.1池体设计 池型：圆柱形，固定盖池子中温消化：33-35 4.3.1.1消化池的容积计算式中:V消化池有效容积,m3V每天要处理的污泥量,m3/dP污泥投配率,当污泥温度为30-35,P可取6%8%已知V=141.7m3/d,P取6%,V=2362m3考虑到事故和检修,消化池座数不得少于两座,本设计拟建两座消化池,则每座容积为2362/2=1181m34.3.1.2圆柱形池体直径又根据柱体高等于半径这一规律，容积已知，计算出柱体半径等于7.3m，直径等于14.6m4.3.1.3圆柱形池体柱高圆柱形池体柱高取7.5m4.3.1.4消化池总高取总高与直径之比为1.0，则总高为15m4.3.1.5池底坡度池底坡度取0.084.3.1.6池顶圆柱体直径取2m，高度与直径相同，也取2m4.3.1.7检修口直径取0.7m，每个消化池设两个检修口4.4脱水间 4.4.1脱水设备选用GD-1000型带式压滤机，单机处理量4m3h-1，2台，一用一备，配用电机功率2.05KW,外形尺寸4.1m1.62m2.15m，处理后泥饼含固率22%23。4.4.2加药设备药剂投加一体化系统1套药剂种类：干粉配药能力：4kgPAM/h 药液浓度：0.1%0.5%加药泵，搅拌电机等功率：1.42kw 单螺杆泵 LG60-1型 2台Q45m3/h H0.4Mpa N7.5Kw 水平螺旋输送机：套直径：D350 mm长度：L12 m 功率：1.1 kW。 5污水处理厂总体布置5.1污水厂厂址选择 5.1.1污水处理厂平面布置原则 （1）按功能分区，配置得当主要是指对生产、辅助生产、生产管理、生活福利等各部分的布置，要做到分区明确、配置得当、而又不过分独立分散。既有利于生产，又避免非生产人员在生产区同姓和逗留，确保安全生产。在有条件时（尤其新建厂时），最好把生产区和生活区分开，但两者之间不必设置围墙。（2）功能明确。布置紧凑首先应保证生产的需要，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）顺流排列，流程简捷指处理构（建）构筑物尽量按流程方向布置，避免与进（出）水方向相反安排；各构筑物之间的连接管（渠）应以最短路线布置，尽量避免不必要的转弯和用水泵提升，严禁将管线埋在构（建）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，降低工程费用某些构筑物放在较高处，便于减少土方，便于放空、排泥，又减少了工程量，而另一些构筑物放在较低处，使水按流程按重力顺畅输送。（5）必要时应预留适当余地，考虑扩建和施工可能（尤其是对大中型污水处理厂）。（6）构（建）筑物布置应注意风向和朝向将排放异味、有害气体的构（建）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处理单元构筑物的平面布置 处理构筑物事务水处理厂的主体建筑物，在作平面布置时，应根据各构筑物的功能要求和水力要求，结合地形和地质条件，确定它们在厂区内平面的位置，对此，应考虑：（1）贯通、连接各处理构筑物之间的管、渠便捷、直通，避免迂回曲折； （2）土方量做到基本平衡，并避开劣质土壤地段； （3）在处理构筑物之间，应保持一定的间距，以保证敷设连接管、渠的要求，一般的间距可取值510m，某些有特殊要求的构筑物，如污泥消化池、消化气贮罐等，其间距应按有关规定确定； （4）各处理构筑物在平面布置上，应考虑适当紧凑。 （5）考虑到安全问题，厂内的高压线尽量减少其长度，所以变配电间设置在厂区边缘与泵房相近。 （6）较深的构筑物由于地下部分较深，其周围附近不宜设其他构筑物，距离最好10米以上。 5.1.3管、渠的平面布置 （1）在各处理构筑物之间，设有贯通、连接的管、渠。此外，还应设有能够使处理构筑物独立运行的管、渠，当某一处理构筑物因故障停止工作时，其后接处理构筑物，仍能够保持正常的运行。 （2）应设超越全部处理构筑物，直接排放水体的超越管。 （3）在厂区内还设有：给水管、空气管、消化气管、蒸汽管以及输配电线路。这些管线有的敷设在地下，但大部都在地上，对它们的安排，既要便于施工和