水污染控制工程设计计算说明书.doc

此文档收集于网络，如有侵权，请 联系网站删除18.7万立方米污水厂设计初步设计目 录1 设计规模的确定51.1 污水来源及水量水质51.2 出水水质52 污水处理程度的确定53工艺流程方案的选择64 集水泵房设计64.1集水调节池设计74.2 污水提升泵设计参数确定75 格栅设计105.1 规范相应条文105.2 参数计算116 平流沉砂池设计146.1 沉砂池水流部分参数计算146.2 沉沙斗所需容积156.3 沉砂斗实际尺寸计算156.4 滑沙区尺寸156.5 沉砂池总高度166.6 沉砂池实际长度166.7 最小流速验算166.8 砂水分离器选型177 曝气氧化池设计187.1 污水处理程度的计算及曝气池的运行方式187.2 曝气池的计算与各部位尺寸的确定197.3 曝气系统的计算与设计238 二沉池设计（幅流式沉淀池）308.1 规范标准：308.2 每座沉淀池表面积和池径328.3 沉淀池有效水深328.4 刮泥机选型328.5 沉淀池总高度338.6 污泥体积计算348.7负荷校核359 污泥浓缩池设计369.1 规范标准369.2 设计进泥量369.3 污泥浓缩池有效容积和有效面积计算379.4 污泥浓缩刮泥机选型379.6 污泥浓缩池出水量和出泥量399.7 均质池设计。409.8 校核固体负荷4110 污泥机械脱水设计4110.1 脱水设备选型4110.2 脱水机房尺寸4211 污泥井设计4211.1 设计思路4211.2 污泥井容积4212 配水井设计4212.1 配水井设计思路4212.2 沉砂池与曝气氧化池之间配水井设计（配水井1）4412.3 结合井到消毒池间之配水井设计（配水井2）4413 曝气氧化池与二沉池结合井设计4513.1混合液配水井4513.2 结合井外层二沉池上清液出水井4514 消毒池4514.1 规范标准4514.2 接触消毒池容积4614.3 接触消毒池表面积4614.4 接触消毒池尺寸4614.5 接触消毒池池高4714.6 进出水部分4714.7 消毒池平面图4715 城市污水处理厂总平面布置4715.1 平面布置的一般原则4715.2 污水处理站平面布置的内容4815.3 平面布置面积4916 高程计算4916.1 曝气氧化池及其前端处理构筑物高程计算5016.2 曝气氧化池及其后端构筑物高程计算过程511 设计规模的确定1.1 污水来源及水量水质此项工程所处理回用的是小区全截流生活污水。生活污水排水量按给水量的85%计。该小区的给水量及生活排水量见表1，污水水质见表2。表1 人均生活污水排水量类 别水量（m3）所占百分率（%）备 注给 水 量220000100%总排放量187000占给水的85%其中：厕所 厨房 洗澡 盥洗、洗衣 合 计：7367829172441324001818700039.4%15.6%23.6%21.4%100%全部截流处理后回用表2 小区生活污水水质排 水 类 别BOD（mg/L）COD（mg/L）SS（mg/L）厕所厨房洗澡盥洗、洗衣25080060703501350130120300混合废水水质252405300 1.2 出水水质1）要求二沉池的出水经中间水池溢流排放时的水质要达到国家城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18919-2002）中的一级A标准，即：CODCr 50mg/L，BOD5 10mg/L，SS 10mg/L，pH值6.09.0，NH4-N 5mg/L，总P 0.5mg/L，大肠菌群 1000个/L。2 污水处理程度的确定根据国家城镇污水处理厂污染物排放标准要求以及原始资料给出的实测水质，通过加权平均方法确定一个污水进水水质，然后再计算各项指标的去除效率，最后将结果列成如下表3：表3 水质一览表项 目BOD5（mg / L）CODcr（mg / L）SS（mg / L）实测水质（mg / L）（经过加权平均法计算）252405300出水水质标准（mg / L）105010去除率（%）96.087.796.73工艺流程方案的选择本设计为某个生活小区生活污水的处理方案，处理过后的水还要排入城市污水排水系统，这些污水 还要经过城市污水处理厂的净化处理，为节省投资，小区污水处理站就不再考虑总氮及磷酸盐的去除工艺。根据该该小区污水的水量、水质，结合目前国内这类废水的处理现状，拟订污水处理系统工艺流程如下：提升泵站中格栅曝气沉沙池 生活污水集水调节池污泥泵房滤 池接触消毒池 污泥干化场回用水泵房浇洒道路及地面冲洗 绿地绿化 反冲洗水沉渣达标排入厂区排水系统 中间水池曝气氧化池二沉池 污泥脱水机房污泥外运污泥浓缩池回流污泥4 集水泵房设计4.1集水调节池设计4.1.1 排水规范相关条文 规范第4.2.1条 1）集水池容积不应小于最大一台水泵5min的出水量； 2）集水池的长、宽、深还应满足格栅和污水泵吸水管的要求及水泵工作时的水力条件，减少滞留或涡流； 3）流入池子的污水要能及时抽走，以免污物沉积和腐化。4.1.2设计数据 1）集水池与泵房合建（采用潜污泵），水池水面位于泵房平台下方，如图1 ； 2）以污水站地面为0.000，集水池最低水位按-5m -6m计，最低水位至池低有1m吸水安全水深，有效水深1.52m，总水深2.53m。4.2 污水提升泵设计参数确定4.2.1 设计水量按最高日最大时流量设计Q设计=Qh=Qd24Kh=187000241.3=10129.17m3/h=2813.66L/sQd 最高日流量Kh 生活污水时变化系数，取 水泵全扬程计算公式为：H H1 + H2 + h1 + h2 + h3式中： H1 吸水地形高度(m),为集水池常水位与水泵轴线标高之差；其中常水位是集水池运行中经常保持的水位，在最高与最低水位之间，由泵站管理单位根据具体情况决定，一般采用最低水位进行设计计算；H2 压水地形高度(m)，为水泵轴线与格栅池最高水位之间高差； 格栅最高水位高出地面暂按5 6m考虑（实际工程中按设计要求考虑）；初步设计中h1 + h2=2(mH20)进行估算h1 吸水管水头损失(m)，一般包括吸水喇叭口（带底阀）、90度弯头、渐缩管 、直线段等 ； h2 出水管头损失(m),一般包括渐扩管、一个电动闸门一个手动阀门、90度弯头(或三通)、格栅处进水管淹没式出流局部阻力系数 式中 1、 2 局部阻力系数(见给水排水设计手册第1册常用资料)： v1 吸水管流速，根据规范第4.3.2条，为0.71.5 m/s； v2 出水管流速，根据规范第4.3.2条，为0.82.5 m/s； g 重力加速度，为9.81m； h3 安全水头(m)，估算扬程时可按0.5 1.0 m计；详细计算时 应慎用，以免工况点偏移，见手册P.193图3-23。本次设计中，初步估算泵的扬程，则H1 =0；H2=(5+6)=11m；h1+ h2 =2m；h3 =0.8泵的扬程为：H H1 + H2 + h1 + h2 + h3=0+(5+6)+2+0.8=13.8m4.2.3 选泵考虑的因素 1） 设计水量、水泵全扬程的工况点应靠近水泵的最高效率点；2） 由于水泵在运行过程中，集水池中的水位是变化的，所选水泵的高效区应考虑集水池中的水位变化范围； 3）根据规范第4.3.1条，确定污水泵的型号与台数；前面已考虑了集水池与泵房合建，池位于泵房下方，水泵采用吸上式。 注(1):由于是污水处理,采用潜污泵, 潜污泵优点是效率高(70%80%)降低运行费,而真空泵水头损失大,运行费用偏高. (2) 潜污泵有干式和湿式(耦合)两种,选用湿式(耦合),其优点是泵检修时可用滑轮将其提出水面而无须抽干池内水.(见1图)(3) 潜污泵台数:至少需要有一台泵备用.图1 泵房4.2.4 选泵根据流量和扬程选择3台550QW3000-16-200潜污泵并联，并采用3用1备，其中工况流量为937.88L/s。表4 550QW3000-16-200潜污泵性能基本参数水泵型号流量扬程H(m)转速n(r/min)电动机功率(Kw)效率出口直径（mm）m3/hL/s550QW3000-16-2003000833.31674020086.18550图2 潜污泵安装信息图3 潜污泵安装尺寸4.2.5 计算集水池的容积集水池容积不应小于最大一台水泵5min的出水量，用最高日最高时水泵工况点的流量来计算集水池的容积，集水池容积 WV5min =937.885601000=281.36m5 格栅设计 表5 格栅设计内容及主要参数设计内容主要设计参数格栅渠宽度过栅水头损失格栅总高度栅槽总长度每日栅渣量9.8m0.11m1.11m7.92m9.3m3/d5.1 规范相应条文 具体设计规范见室外排水设计规范GB50014-20066.3 格栅 ;给排水设计手册第5册，5.1 格栅。5.2 参数计算1） 本设计考虑采用中格栅，栅条间隙宽度20mm,采用机械清渣；2） 格栅的断面形式可采用圆形、方形、马蹄形，本次设计采用矩形,则尺寸取宽度S=10mm,间隙净间距取20mm，形状系数取=2.42，设计手册对过栅水头损失规定为0.08 0.15m，根据计算公式计算的结果应在此范围之内；5.2.1 格栅间隙数计算 式中：Q max 设计流量(m3/s)（由于沉砂池停留时间短，因此按最大时流量设计） 格栅倾角，45-75；e 栅条净间隙(m)；中格栅e=1040mmh 栅前水深，先假设一个值0.40.5m ； v 过栅流速(m/s)；最大设计流量时为0.81.0m/s令=60 ，e=20mm=0.020m，h=0.5m，v=0.9m/s则：n=2.81320.0200.50.9=20.个，则令n=205.2.2 栅槽宽度计算B = S（n 1）+ en式中：S 栅条宽度（m）；n 格栅间隙数； e 栅条净间隙(m)；则B=0.01（20-1）+0.02020=8.9m可选择用个宽度为2800mm的格栅并联，则B=8.m,n=282个此时栅前流速为：v1=QmaxhB=2.810.58.4=0.67m/s，符合栅前流速为0.40.9 m/s；过栅流速为：v2=Qmaxhen=2.81320.50.020282=0.9m/s，符合过栅流速为0.81.0 m/s每个格栅之间需用墙隔开，且格栅工作台两侧过道宽度0.7m，在格栅之间设置过道，格栅外侧不设置过道，则并联后格栅的总宽度为B总=0.72+8.4=9.8m。由于采用机械清渣，过水面积一般应不小于进水管渠的有效面积的1.2倍，水深不变，因此B1.2B1 则B17000mm。5.2.3 进水渠宽度计算根据排水设计规范GB50014-2006表4.2.6，当水流深度为 0.41.0 m 时，混凝土排水明渠的设计流速为0.44m/s。已知B1.2B1 即B17000mm。由于格栅宽度B已经确定，并且进水渠展开角1取20，则B1越大，会使l1缩短，故先令B1=7000mm，则进水渠水的流速为v0=QhB1=2.810.57=0.80m/s，符合规范的流速要求，且比栅流速v1=0.67m/s略大，符合要求。故进水渠宽度：B1=7.0，进水渠水的流速为：v0=0.80m/s根据室外排水设计规范GB50014-20066.3.5 格栅上部必须设置工作平台，其高度应高出格栅前最高设计水位0.5m，工作平台上应有安全和冲洗设施。设进水渠水深为0.5m，故栅前槽高在1.0以上。由于本次设计采用耦合式的泵，水泵3用1备，可设置三条输水管与进水渠直接相连。已知最高日最高时流量为：Qmax=2813.66L/s=2.81m3/s，每台泵的流量为Q= 1/3Qmax=937.89 L/s，选择1000mm的管径，管中流速为1.19m/s。考虑到安装跟检修的方便，进水管需距离墙壁200mm，进水管之间间距1.8，进水管的连接方式为：进水管出水口竖直朝上连接进水渠。此处将进水管放大的原因是，减少水泵的能量损失；降低出水管的出水流速，有利于水流的渐扩，同时减少对格栅的冲击。5.2.4 进水渠渐宽部分长度计算式中：B1 进水渠宽度（m），1 进水渠渐宽部分展开角，一般用20，B 此处采用并联后格栅的总宽度（m）=3.85m5.2.5 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度计算：l2 = l12=3.852=1.93（m）；5.2.6 过栅水头损失计算h1 = h 0 k （m）， 。式中：h1 过栅水头损失(m)； k 格栅阻塞系数，一般取3； h 0 计算水头损失(m)； 阻力系数= ；栅条采用锐边矩形，栅条宽度为S=10mm，查给排水设计手册第五册，表5-3可得=2.42，则=0.96， h1=0.11m，符合设计规范要求过栅水头损失为0.080.15m。5.2.7 栅前后槽总高度计算设栅前水面超高h2 = 0.5m；则栅前槽高为 H1= h + h2 =0.5+0.5=1.0m；栅后槽高为H = h + h1 + h2=0.5+0.11+0.5=1.11m5.2.8 栅槽总长度计算L = l1 + l2 +0.5 + 1.0 +=3.85+1.93+0.5+1.0+=7.92m11）每日栅渣量计算设格栅间隙为20mm，污水量W1 = 0.05m3/103m3时。栅渣量计算公式： 式中：Kz 平均日变化系数，根据流量为2813.66L/S，根据给排水设计手册第五册，表1-5可得，Kz=1.3=9.3m3/d图4 格栅里面图图5 格栅平面图6 平流沉砂池设计6.1 沉砂池水流部分参数计算根据污水在沉砂池的处理程度，选择水平流速v=0.28m/s,停留时间为t=30s,有效水深为h2=1.0m， 则沉砂池水流部分的长度为L=vt=0.2830=8.40m；水流断面面积为A=Qmaxv=2.810.28=10.04；池总宽度 B=Ah2=10.041.0=10.04m6.2 沉沙斗所需容积V 沉砂斗所需容积，m；Qmax 最大设计流量，m3/s；X1城市污水沉砂量，3m/105mt 清除沉砂的时间间隔，d；Kz 流量总变化系数已知最大设计流量为Qmax=2.81 m3/s，贮砂斗的容积按2d的沉砂量计，Kz取1.2则：=12.14m6.3 沉砂斗实际尺寸计算采用4格并列的沉砂池，池的上口和下底都采用正方形，每一格只有一个沉砂斗，砂斗设在中间，左右两边设置滑沙区，将砂滑到砂斗中。每个沉砂斗的宽度为：b=B4=10.044=2.51m;上口宽度为：a=b=2.51m;沉砂斗的高度：h3=a-a12tan60=2.51-0.523=1.74m;单个沉砂斗的容积为：V。=16h3（2a12+2a2+2a122a2)= 161.74（20.52+22.512+20.5222.512)=4.53m则砂斗的总乘砂量为V总=4.534=18.11m3V=12.14m，符合需求。6.4 滑沙区尺寸滑沙区长度为：L2=L-a2=8.40-2.512=2.95m滑沙区高度为：h3=L2 0.06=2.9450.06=0.18m6.5 沉砂池总高度设沉砂池的超高为h1=0.3m，则沉砂池的总高度：H=h1+h2+h3+ h3=0.3+1.0+1.74+0.18=3.22m6.6 沉砂池实际长度L=2.952+2.51=8.41m6.7 最小流速验算按最小流量时，池内最小流速vmin0.15m/s进行验算。vmin=Qminnwvmin 最小流速，m/s;Qmin 最小流量，m/s，按最高时的一半流量作为最小流量进行验算;n 最小流量时工作沉砂池的个数，按总数的一半计算；w 工作沉砂池的水流断面面积，。则：vmin=Qminnw=2.81222.51=0.28m/s0.15m/s符合要求。图6 平流沉砂池设计图6.8 砂水分离器选型根据两天排一次砂的需求，沉砂池每两个集砂斗的排砂管并联，共用一个砂水分离器，总共设置两台砂水分离器，一次排砂时间设置为15min，已知每次需要排砂的总量是12.14m，则每台砂水分离器所需的工作流量为：Q=12.1410321560=6.74L/s选择河北智潜泵业有限公司的LSSF-260型螺旋式砂水分离器，处理流量为512 L/s，电机功率为0.37kw。图7 LSSF-260 型螺旋式砂水分离器外形安装尺寸图图8 LSSF-260 型螺旋式砂水分离器参数7 曝气氧化池设计7.1 污水处理程度的计算及曝气池的运行方式7.1.1 污水处理程度的计算原污水BOD5=252mg/L，要求处理水质达到10mg/L，经过平流沉砂池后有机物去除了15%，则进入曝气池的污水，其BOD5值（Sa）为：Sa=252（1-0.15）=214.2 mg/L处理水中非溶解性BOD5值BOD5=7.1bXCeb微生物自身氧化率，d-1取值范围为0.050.1，取值0.05；X活性微生物在废水中所占比例，取值0.4；Ce处理水中悬浮固体浓度，mg/L，按出水水质中SS=10 mg/L，取值10 mg/L。代入数值得：BOD5 =7.10.050.410=1.421.4 mg/L则处理水中溶解性BOD5 值（Se）为：Se=10-1.4=8.6 mg/L去除率=Sa-SeSa=214.2-8.6214.2=0.9590.967.1.2 曝气池的运行方式本设计曝气池的运行方式采用阶段曝气活性污泥法7.2 曝气池的计算与各部位尺寸的确定7.2.1 曝气池按BOD污泥负荷法计算拟采用的BOD污泥负荷NS取值范围为0.20.4 (kg/(kgd)，计算值需在此范围内。但由于排放标准中出水水质的BOD5降低了，而规范的负荷范围没有跟着更新，因此算出来的负荷如果小于这个范围也可以污泥接受负荷：K2取值范围为：0.01680.0281，取0.0281；=MLVSSMLSS,对生活污水，值为0.70.8，取=0.8；=0.96。代入数值得：，在经验范围之内。7.2.2 确定混合液污泥浓度根据Ns0.20kgBOD/m3d，再查BOD-污泥负荷与SVI值之间的关系图(排水工程下P108,图4-7)，以0.20为横坐标垂直做直线与曲线相交，得到交点坐标约为120, SVI取值120mL/g，见图9。图9 SVI与BOD、MLSS及污泥回流比之间的关系回流污泥浓度:Xr=106SVIr （mg/L）其中r是考虑污泥在二次沉淀池中停留时间、池深、污泥厚度等因素的有关系数，一般取1.2。代入数据得:Xr=1061201.2=10000 mg/L设回流比R=0.4，则X=R1+RXr=0.41+0.410000=2857 mg/L2900 mg/L 7.2.3 曝气池容积计算V=QSaNsX =187000214.20.22900=69061m7.2.4污泥龄计算根据污泥去除负荷率： Nrs=K2Se =0.02818.60.24利用劳麦公式： 计算污泥龄Y污泥产率系数（kgVSS/kgBOD5） ；宜根据试验资料确定，无试验资料时，一般取为 0.40.8。设计污泥泥龄（d），其数值为 0.215； Kd衰减系数，20的数值为 0.040.075，取0.05。c=1YNrs-Kd =10.50.24-0.0514d，符合设计污泥龄的规范范围。7.2.5 曝气池各部位尺寸计算设2组曝气池，每组的容积为：690612=34530 m根据室外排水设计规范GB50014-2006(2014年版)：第6.6.3条 生物反应池的超高，当采用鼓风曝气时为 0.51.0m第6.6.5条 每组生物反应池在有效水深一半处宜设置放水管。第6.6.6条 廊道式生物反应池的池宽与有效水深之比宜采用 1:12:1。有效水深应结合流程设计、地质条件、供氧设施类型和选用风机压力等因素确定，一般可采用 4.06.0m。在条件许可时，水深尚可加大。设池深H=5.5m，池宽与有效水深之比BH=2，则B=11m。池的横截面积：A=BH=115.5=60.5。池的长度为:L=3453060.5=570m，则池的长宽比L/B=5210。每组曝气池设置5个廊道，每个廊道有效长度为：l=L/5=114m。曝气池的超高取0.8m，则曝气池的总高度为：5.5+0.8=6.3m。7.2.6 曝气池放空管设计由规范6.6.6条每组曝气池在有效水深一半处，宜设置排放上清液的管道。所以在池体1/2处设放空管，同时在曝气池的底部、三分之一处也设置放空管，管径尺寸本设计不作计算。7.2.7 曝气池进水槽按三边环绕式设计本次设计采用阶段曝气活性污泥法，在曝气池的进水与出水两侧，增设污水配水渠道，中间并用中间渠道联通。曝气池的进水与进泥口均设于水下，采用淹没出流方式，以免形成短路，并设闸门，以调节流量。曝气池的出水采用溢流堰的方式，处理水流过堰顶，溢流流入排水渠道。1) 曝气池进水槽与曝气池间连接进水短管加阀门淹没式进水（见图10）,以满足多点进水的要求，根据规范要求进水口分布在曝气池的前(n1)条廊道内，本次设计每组曝气池共有4个进水口。2) 短管管径DN的计算流量按最高日最高时的一半，且采用单点进水时最不利运行方式。最高日最高时流量的一半为1407L/s，选择DN800的钢管。图10 曝气池进水槽与曝气池连接进水短管示意图3): 三边环绕式进水槽流量按最高日最高时流量的一半计算,。根据室外排水设计规范GB50014-2006(2014年版)表4.2.6，当水流深度为 0.41.0 m 时，混凝土排水明渠的设计流速为0.44m/s。且槽内流速V按明渠不淤流速0.7m/s以上考虑得出进水槽过水断面尺寸. 进水槽宽度不应小于0.7m,这样做目的可考虑其上方加盖板可做1.1m1.2m宽的人行道。设明渠内水的流速3m/s,则进水槽过水断面面积为:1.41/3=0.47，设明渠的宽度为1.0m，则明渠的深度为0.47m。4):多折式廊道推流式曝气池导流墙开口宽为单廊道宽的1.21.5倍,转弯半径为单廊道宽。则导流墙的开口宽为1.211=13.2m，转弯半径为11m。7.2.8 曝气池出水渠1) 平面尺寸: 出水槽按矩形设计一边尺寸与曝气氧化池单廊道宽一致,另一边尺寸最小不应小于1.2 m (见图11)。2) 立面尺寸: 出水渠渠底与曝气氧化槽底相平(见图12)。图11 曝气池出水渠平面布置图12 曝气池出水渠立面布置7.3 曝气系统的计算与设计本设计采用鼓风曝气系统。7.3.1 计算需氧量O2=aQSr+bVXV活性污泥微生物每代谢1KgBOD所需要的氧量，以Kg计；b每Kg污泥每天自身氧化所需要的氧量，以Kg计。查 排水工程P173表419，取0.53kgO2/kgBOD5，b0.188kg O2/kgMLVSSd。混合液挥发性悬浮固体平均浓度：XV= fX=0.82857 =2285.6mg/L。经活性污泥微生物代谢活动被降解的有机物量：Sr=Sa-Se=214.2-8.6=205.6 mg/L。（1）平均时需氧量O2=aQSr+bVXV=0.53187000205.61000+0.188690612285.61000=50052 kg O2/d=2085 kg O2/h（2）最大时需氧量：O2=aQmaxSr+bVXV=0.531870001.3205.61000+0.188690612285.61000=56165 kg O2/d=2340 kg O2/h（3）每日去除的BOD5值BODr=SrQ1000=205.61870001000=38447kg/d(4) 去除每KgBOD的需氧量Ob=O2BOD=50052384471.30 kgO2/kgBOD（5）最大时需氧量与平均时需氧量之比O2(max)/ O2(avg)= 2340208 供气量的计算采用BZQ球冠形可张微孔曝气器（见图13）, 敷设于距池底约0.2m处。，淹没水深5.3m，计算温度定为20。参考网址：/yxyjhb-Products-1470524/1）曝气器尺寸：192180mm2）适用工作空气量：0.8-3m3/h个3）服务面积：0.35-0.6m2/个4）氧利用率：24-31%（6米水深时可达40.7%）5）充氧能力：0.169-0.244kgO2/h6）充氧动力效率：6.5-6.8kgO2/h7）曝气器阻力损失：3200Pa在安装时，再把支承托盘装于布气管道顶部的螺纹接咀上图13 微孔曝气头（1）水中溶解氧饱和度：CS(20)=9.17mg/L（2）空气扩散器出口处的绝对压力：Pb=1.013105+9.8103H Pa=1.013105+9.81035.3=153240 Pa=1.5324105（3）空气离开曝气池面时，氧的百分比：EA空气扩散器的氧利用率，BZQ球冠形可张微孔曝气器取31%，代入得：Ot=21（1-0.31）79+21（1-0.31)100%15.5%(4) 曝气池混合液中平均氧饱和度（按最不利的温度20考虑）根据公式：式中 CS在标准大气压力下，清水中饱和溶解氧mg/L。最不利温度条件，按水温20oC考虑，代入各值，得:=6.97mg/L(5)换算为在20条件下，脱氧清水的充氧量,根据公式：式中：R曝气池的需氧量kg/h；C混合液剩余溶解氧浓度，取2.0mg/L污水中KLa值与清水中KLa值之比，一般为0.81.0；混合液的饱和溶解氧值与清水的饱和溶解氧之比，一般为0.90.97。取0.8，0.90，C2.0mg/L，=1.0则标准条件下，平均时的需氧量为：=5593kg/h最大时的需氧量为：RO(max)= =6277 kg/h（6）曝气池平均时供气量：=60140m/h（7）曝气池最大时供气量：=67495m/h（8）去除每KgBOD5的供气量：601402438447=37.5m空气/KgBOD(9)每m污水的供气量：6014024187000=7.72m空气/m污水3 m空气/m污水，符合要求。7.33 空气管系统计算（1）布管原则：1）每相邻的两廊道共设一根干管(或每廊道设一根干管)；2）空气立管间距按4.5 5.5 m；3）每排支管根数尽量取偶数，支管间距取0.70.9m；4）每根支管单侧的曝气头个数45个；5）最边上的曝气头距离池壁0.3m，支管末端堵头距离池壁为0.1m。（2）曝气装置布置根据所选BZQ球冠形可张微孔曝气器，设每个曝气头的服务面积为0.51.0m。单个廊道曝气的长度为114m，廊道宽度为B=11m，曝气面积为：1254，总曝气面积为12540，需要的曝气头总个数为12540/0.5=25080个。在单廊道长度方向上设置的曝气头个数为114/0.5=228个。在廊道宽度方向上设置的曝气头个数为11/1.0=11个，最边上的两个曝气头中心距离池壁0.5m。则每个廊道曝气头的个数为：11228=2508个，总曝气头数为25080个=25080个，符合需求。每个曝气头的工作流量是6749525080=2.7m/h，符合曝气头的工作流量范围0.8-3m3/h个。曝气头布置：每条支管上装有10个曝气头，每根支管单侧的曝气头个数为5个，支管间间距为1.0m，每条立管间距为5m，设置23根立管，每根立管上连接11根支管。其中，干管的最后一根立管上的每一根支管上设置8个曝气头，此立管距离相邻立管4.5m。将已布置的空气管路及布设的空气扩散器绘制成空气管路计算图（如图14-图15所示），用以进行计算。图 14 空气管路计算图（1）图15 空气管路计算图（2）（3）空气管路损失计算室外排水设计规范GB50014-2006(2014年版) 6.8.14 输气管道中空气流速宜采用：干支管为 1015m/s；竖管、小支管为45m/s。6.8.15 鼓风机房应设置备用鼓风机，工作鼓风机台数在4台以下时，应设1台备用鼓风机；工作鼓风机台数在4台或4台以上时，应设2台备用鼓风机。备用鼓风机应按设计配置的最大机组考虑。由上计算可知每个曝气头的工作流量是2.7m/h，根据空气计算管路图，选择一条从鼓风机房开始的最远最长的管路作为计算管路。在空气流量变化处设计计算节点，统一编号后列表进行管道计算，管道沿程损失计算如表6所示。由表可得，沿程损失总和为h1=191.739.8=1.879KPa，局部阻力总损失为：1.8790.2=0.376KPa，BZQ球冠形可张微孔曝气器阻力损失最大为3.2KPa，则总压力损失为：1.879+0.376+3.2=5.455KPa表6 空气管路沿程损失计算表管段编号管段长度 L(m)空气流量空气流速 v(m/s)管径 D(mm)压力损失m/hm/min9.8(Pa/m)9.8(Pa)36-350.5 2.70.05 0.4500.06 0.03 35-340.5 5.40.09 0.8500.19 0.09 34-330.5 8.10.14 1.19500.38 0.19 33-320.25 10.80.18 1.59500.63 0.16 32-311.0 21.60.36 0.341500.01 0.01 31-301.0 43.20.72 0.691500.04 0.04 30-291.0 64.81.08 1.031500.07 0.07 29-281.0 86.41.44 1.381500.12 0.12 28-271.0 1081.80 1.721500.18 0.18 27-2611.6 237.63.96 3.791500.73 8.41 26-254.5 475.27.92 0.565500.01 0.02 25-245.0 1069.217.82 1.255500.02 0.10 24-235.0 1663.227.72 1.955500.05 0.23 23-225.0 2257.237.62 2.655500.08 0.38 22-215.0 2851.247.52 3.355500.12 0.58 21-205.0 3445.257.42 4.045500.17 0.83 20-195.0 4039.267.32 4.745500.22 1.10 19-185.0 4633.277.22 5.445500.29 1.43 18-175.0 5227.287.12 6.135500.36 1.78 17-165.0 5821.297.02 6.835500.44 2.20 16-155.0 6415.2106.92 7.535500.53 2.63 15-145.0 7009.2116.82 8.225500.63 3.13 14-135.0 7603.2126.72 8.925500.73 3.63 13-125.0 8197.2136.62 9.625500.84 4.20 12-115.0 8791.2146.52 10.325500.96 4.80 11-105.0 9385.2156.42 11.015501.09 5.43 10-95.0 9979.2166.32 11.715501.22 6.10 9-85.0 10573.2176.22 12.415501.37 6.83 8-75.0 11167.2186.12 13.15501.52 7.60 7-65.0 11761.2196.02 13.85501.68 8.38 6-55.0 12355.2205.92 14.55501.85 9.23 5-45.0 12949.2215.82 15.25502.02 10.10 4-332.7 13543.2225.72 15.895502.20 71.94 3-211.0 27086.4451.44 6.6612000.17 1.82 2-130.0 67495.0 1124.92 16.6112000.94 28.05 合计191.73 （4）空压机的选定空气扩散装置安装在距曝气池池底0.2m处，因此，空气压缩机所需压力为：P=（5.5-0.2）9.8+5.455=57.395KPa空压机的供气量：最大时为：67495 m/h=1125 m/min平均时为：60140m/h=1002 m/min根据所需压力及空气量，选用5台AGR-445型罗茨鼓风机，性能参数如表7所示。正常条件下，3台工作，2台备用，高负荷时4台工作，1台备用。安装尺寸图如图16所示。（参考网址：/proinfo.aspx?proid=26）表7 AGR-445型罗茨鼓风机性能参数转速r/min理论流量m3/min升压kPa流量m3/min轴功率kW配套电机机组最大重量kg型号功率kW740350.0668.6306425Y4504-845093008 二沉池设计（幅流式沉淀池）8.1 规范标准：室外排水设计规范GB50014-2006(2014年版) 6.5.12 辐流沉淀池的设计，应符合下列要求： 1 水池直径(或正方形的一边)与有效水深之比宜为 612，水池直径不宜大于 50m； 2 宜采用机械排泥，排泥机械旋转速度宜为 13r/h，刮泥板的外缘线速度不宜大于 3m/min。当水池直径(或正方形的一边)较小时也可采用多斗排泥； 3 缓冲层高度，非机械排泥时宜为 0.5m；机械排泥时，应根据刮泥板高度确定，且缓冲层上缘宜高出刮泥板0.3m； 4 坡向泥斗的底坡不宜小于0.05。规范第6.4.6条： 排泥管的直径不应小于200mm。（根据手册P.301上的经验数据：排泥管下端距池底0.2m，管上端超出水面0.4m）； 泥斗设计问题：机械排泥一般设一个泥斗（在池的前端），但如果泥斗太深时，应考虑23个泥斗,泥斗的上、下底都为正方形，斗壁倾角600 ,斗底宽度应比排泥管直径宽出0.2m（如排泥管直径为200mm时，斗底宽度取0.4m），每个斗都要单独接出一根排泥管，在池外会合后通过输泥管至污泥泵房（含贮泥池的）。图 16 AGR-445型罗茨鼓风机安装尺寸图8.2 每座沉淀池表面积和池径进入二沉池的最大流量为Qmax=10129.17m3/h，水力负荷q0参照大坦沙污水处理厂为1.11.43m/（m2h），取1.43 m/（m2h）, 设计4座二次沉淀池，则每座二沉池表面积为：A1=Qmaxnq0=10129.1741.43=1171m2D=4A1=411713.14=47m，取50m则每座二沉池的实际面积为：5023.144=1962.5校核负荷为q0=QmaxnA1=10129.1741962.5=1.29m/（m2h），符合1.11.43m/（m2h）要求范围。8.3 沉淀池有效水深h2=q0th2有效水深，m；t污水沉淀时间，参照大坦沙污水处理厂，水力停留时间平均值为3.63h，峰值为2.80h，本次设计取3.2h代入数据求得：h2=1.293.2=4.1m水池直径与有效水深之比为：40/4.1=9.8，符合612的范围。8.4 刮泥机选型根据二沉池池径和有效水深，选择河北智潜环保科技有限公司生产的周边传动刮泥机，型号为ZBGN-40（如图17所示），其参数如表8所示，安装图及安装尺寸如图18和表9所示。表8 ZBGN-40型号刮泥机参数型号池直径(D)m池边深度（H)m刮板外缘线速度m/min单边驱动功率kwZBGN-4050表9 刮泥机安装尺寸表D1（mm)D2(mm)H（mm)坡度i5800500050000.08图17 周边传动式刮泥机图18 刮泥机安装尺寸图8.5 沉淀池总高度H=h1+h2+h3+h4+h5H沉淀池总高度，m；h1 保护高度，取0.3m；h2 有效水深，m；h3 缓冲层高度，m；h4 沉淀池底坡度落差，m；h5 污泥斗高度。由安装尺寸得沉淀池周边处的高度H为5.0m，可得缓冲层高度：h3= H-h1- h2=5.0-0.3-4.1=0.6m;污泥斗坡度取55，污泥斗高度h5=D1-D22tg55=5.8-5.02tg55=0.57m；沉淀池底坡落差:h4=D-D12i=50-5.820.08=1.77m。代入数据，解得H=0.3+4.1+0.6+1.77+0.57=7.34m二沉池各部分尺寸如图19所示：图19 二沉池剖面图8.6 污泥体积计算（1）计算污泥区所需容积，二沉池污泥区按不小于2h的贮泥量考虑，并应有连续排泥措施。计算公式如下：（泥斗中污泥浓度按混合液浓度及底层污泥浓度的平均值计算）T浓缩时间h，X混合液悬浮固体浓度 mg/L，浓缩池底污泥浓度，即回流浓度mg/L，Q设计流量，m3/h，R回流比，V污泥区体积m3代入数据解得：V=2（1+0.4）10129.172900（2900+10000）224=531.3m每个二沉池所需的污泥室容积Vn = V / n=531.3/4=132.8m（n为池数）；（2）二沉池实际可储存污泥的容积每个沉淀池底可储存污泥的体积为：V1=h43(R2+RD12+D124)= 3.141.773(252+255.82+5.824)=1308m每个污泥斗容积为：V