污水处理厂污水处理工艺初步设计--课程设计.docx

此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除课程设计报告课程设计题目：水质课程设计2 学生姓名: 专 业: 给排水科学与工程 班 级: 指导教师: 此文档仅供学习与交流目 录绪论11.1 设计目的11.2 设计背景11. 设计任务书21.1设计项目21.2设计时间21.3设计安排22. 设计说明书52.1 城市污水来源52.2 城市污水水量52.3城市污水水质特点62.4 污水处理厂厂址选择62.5 平面布置基本原则72.6 污水处理工程设施组成72.7 高程布置的基本原则72.8 污水处理方案的选择82.8.1 城市污水主要处理方法82.8.2 污水处理方案的选择93. 设计计算书113.1 设计流量确定113.2 粗格栅间113.2.1 格栅设计参数113.2.2 设计计算113.3 细格栅间123.3.1 设计参数123.3.2 设计计算123.4 污水提升泵房和集水池设计计算133.4.1 泵房设计说明133.4.2 提升泵房设计计算143.4.3 集水池设计说明143.4.4 集水池设计计算153.5 沉砂池153.5.1 设计说明153.5.2 设计参数163.5.2 设计计算163.6 生化池183.6.1 设计说明书183.6.2 厌氧池计算193.6.3 缺氧池计算193.6.4 曝气池计算193.7 二沉池213.7.1 设计参数213.7.2 设计计算213.8 污泥处理构筑物设计与计算223.8.1 污泥浓缩池计算223.8.2 浓缩污泥量的计算223.8.3 浓缩池各部分尺寸计算233.8.4 贮泥池设计计算244. 污水处理厂的布置254.1 污水处理厂平面设置254.1.1平面布置原则254.2 污水处理厂高程布置274.2.1 高程布置原则274.2.2 高程布置结果27致 谢30参考文献31 绪论 1.1 设计目的通过课程设计，加深理解所学专业知识，培养学生运用所学专业知识的能力，在设计、计算、绘图方面得到锻炼，初步学会针对污水处理设计任务如何选择处理工艺方法，如何组织工艺流程，如何计算和确定主要的构筑物、如何选择设备。 1.2 设计背景水是人类生活和生产活动不可缺少、不可替代的宝贵资源，是社会可持续发展的重要因素。由于城市化、工业化和农业集约化的迅速发展，以及人类对水资源、水污染认识上存有一些误区，使得许多城市原有水资源不敷所用，许多地区进入水资源的污染物超过其环境容量，从而导致水体污染。而我国水环境污染和生态破坏相当严重，并呈发展趋势，这都是长期以来城市排水工程欠账太多之故，每年有近300亿立方米污水未经处理而直接排放，使水环境的污染量大大超过了自净能力所能承受的程度，从而破坏了水的良性循环，导致水资源危机的加剧，进而影响城市的可持续发展。水资源的短缺和水污染的加重，使人们已警觉到污水再生处理已直接关系到人民的健康安全和社会、经济的可持续发展、关系到子孙后代的可持续生存。1. 设计任务书1.1设计项目x县污水处理厂污水处理工艺初步设计1.2设计时间2017年10月16日至2017年 10月 29日共2周。1.3设计安排根据所给的设计原始资料，设计污水处理厂，具体内容包括： 1、确定污水处理厂的工艺流程，选择处理构筑物并通过计算确定其尺寸； 2、画出污水处理厂工艺平面布置图，内容包括表示出处理厂范围内全部处理构筑物及辅助构筑物，主要管线的布置、主干道及处理构筑物远期发展的布置； 3、按扩初设计要求，画出污水处理厂工艺流程高程布置图，表示进水管、 各处理构筑物的高程关系，水位高程及处理出水的出产方式； 4、按扩初设计要求，画出主要构筑物单体的平面、剖面图； 5、编写设计说明书、计算书。 1.4 设计基本资料1、 项目提出的背景及投资的必要性随着工业化及城市化的迅速发展，水环境污染问题日趋严重。流经城区的昌江河流均受到较为严重的污染。为减轻水环境污染，有利于水的可持续利用，新建x（市、县、镇）污水处理厂，将城市污水处理后达标排放。2、 城市环境条件概况（以学生家乡所在市、县查阅相关资料补充，设计说明书要有相关内容。）（1） 自然地理 地理位置（后面就按这个来补充）该（市、县、镇）位于赣东北，全市辖区总面积为4215Km2，其中市区建成面积为 Km2。 地形地貌：x县地处东径1162345至1170615，北纬284626至294203之间，位于江西省的东北部，x湖的东岸，北与彭泽县和安徽省东至县交界；南同余干、万年接壤；东于景德镇、乐平市为邻；西北同都昌县山水相连。县境内东北高为低山，向西南方向渐变为丘陵和湖区平原，东西宽71.8公里，南北长90.2公里，总面积为4215平方公里。（2） 气象水文 气象气候：x县属典型的中亚热带季风区，四季分明，热量丰富，雨量充沛，年平均日照数达2098小时，平均气温在16.9-17.7，1-2月为最冷天气，月平均气温为4-5，极冷最低温度日为零下8，7-8月份平均气温高达28.8-30，一年中极端最高温度为39.9。年平均降雨量1300-1700毫米，4-6月为集中雨季占全年降水量50%以上，7-9月为台风雨季带，全年无霜期275天，太阳辐射数为115千卡/平方厘米。 水文及水文地质：水域面积948.7平方公里，占国土面积的22.5%，其中x湖约有313平方公里水域在该县范围内，境内大小河流225条，总长2070公里，大、中、小型水库359座，总库容6.5亿立方米，水资源非常丰富。 3、污水处理厂设计相关 生活污水量现状 供水区现状人口为 12 万人，综合生活用水定额为 200 L/（人d），（根据工程所在地和城市规模按规范取定），生活用水排放系数为 0.9 （据管网完善程度及地下水位情况选定）。 工业废水水量现状据该市市区有 3 个主要企业的工业用水量及排放废水量调查统计，总工业废水年排放量为 78.84 万m3，相当于每天 0.216 万m3/d。（工业污水的排放量自己确定，排污量可按生活污水的1020%大致取定。设计进水水质CODcr=250400mg/L；BOD=90180 mg/L；SS=180250 mg/L；T-N=2035 mg/L；T-P=24 mg/L；Ph=78，总碱度=260290 mg/L。设计出水水质根据GB18918-2002城镇污水处理厂污染物排放标准的相关规定，要求出水水质达到一级标准A标准。水质情况如下：CODcr=50mg/L；BOD=10mg/L；SS=10 mg/L；T-N=15mg/L；T-P=0.5mg/L；pH=69城市自然状况气候：中亚热带季候风； 气温：最低温度 -8 最高气温： 39.9 夏季平均气温： 28.8-30 冬季平均气温：4-5污水处理厂厂区概况该污水处理厂为新建污水厂，根据规划位于城市下游，主城区高程约在 0 m，污水厂规划用地长宽分别为 ，场地较为平整，场地内高差约 2 m（24m），污水厂进水管位于厂区 东 侧，进水管的标高为地面标高以下 6 m（67m）m。污水处理厂出水可重力排入厂区 西 侧的 昌江 ，该河符合地表水环境质量标准中的类标准。该河50年一遇水位为 3 m，20年一遇水位为 0 m，最高水位为 3 m。厂区地下水位深度为3-4m。2. 设计说明书2.1 城市污水来源1.生活污水生活污水主要来自家庭。商业、机关、学校、医院、城镇公共设施及工厂的餐饮、卫生间、浴室、洗衣房等，包括厕所冲洗水、厨房洗涤水、洗衣排水、沐浴排水及其他排水等。生活污水的主要成分为纤维素、淀粉、糖类、脂肪、蛋白质等有机物质，氮、磷、硫等无机盐类及泥沙等杂质，生活污水中还含有多种微生物及病原体。这些物质按化学性质来分，可分为无机物和有机物；按其物理性质来分，可分为不溶性物质、胶体性物质和溶解性物质。生活污水的水质一般较稳定，浓度较低，也较容易通过生物化学方法进行处理。2.工业废水工业废水主要是在工业生产过程中被生产原料、中间产品或成品等物料所污染的水。工业废水中由于种类繁多，污染物成分及性质随生产过程而异，变化复杂。一般而言，工业废水比较严重，往往含有有毒有害物质，需局部处理达到要求后才能进入城镇排水系统，是城镇污水有毒有害污染物的主要来源。3.初期雨水初期雨水是雨雪降至地面形成的初期地表水径流。初期雨水的水质水量随区域环境、季节和时间变化，成分比较复杂。影响初期雨水被污染的主要因素有大气质量、气候条件、地面及建筑物环境质量等。4.城镇污水城镇污水包括生活污水、工业废水等，在合流制排水系统中包括雨水，在半分流制排水系统中包括初期雨水。城镇污水成分性质比较复杂，不仅各城镇间不同，同一城市中的不同区域也有差异，需要进行全面细致的调查研究，才能确定其水质成分及特点。 2.2 城市污水水量污水水量还会与降雨有一定关系，不过现如今的城市管道系统绝大部分采用的是分流系统，即污水管道与雨水管道分开，这样在很大程度上减少了降水对于污水处理厂的压力，雨水经过收集后只需要经过较少的处理就能到排放标准排入自然水体。2.3城市污水水质特点城市污水的水质在主要方面具有生活污水的一切特征。但在不同的城市，因工业的规模和性质不同，城市污水的水质也受工业废水和水量的影响而明显变化。城市污水中90%以上是水，其余是固体物质。水中普遍含有以下各种污染物： 悬浮物：一般为200500毫克/升，有时候可超过1000毫克/升。其中无机和胶体颗粒容易吸附有机毒物、重金属、农药、病原菌等，形成危害大的复合污染物。悬浮物可经过混凝、沉淀、过滤等方法与水分离，形成污泥而去除。病原体：包括病菌、寄生虫、病毒三类。常见的病菌是肠道传染病菌，每升污水可达几百万个，可传播霍乱、伤寒、肠胃炎、婴儿腹泻、痢疾等疾病。常见的寄生虫有阿米巴、麦地那丝虫、蛔虫、鞭虫、血吸虫、肝吸虫等，可造成各种寄生虫病。病毒种类很多，仅人粪尿中就有百余种，常见的是肠道病毒、腺病毒、呼吸道病毒、传染性肝炎病毒等。每升生活污水中病毒可达50万到7000万个。 需氧有机物：包括碳水化合物、蛋白质、油脂、氨基酸、脂肪酸、酯类等。其浓度常用五日生化需氧量(BOD5)来表示。也可用总需氧量(TOD)、总有机碳(TOC)、化学需氧量(COD)等指标结合起来评价。常用BOD5与COD的比例来反映污水的可生化降解性，用微生物呼吸氧量随时间变化曲线来反映生化降解的快慢。城市污水BOD5一般为每升300500毫克，造纸、食品、纤维等工业废水可高达每升数千毫克。植物营养素：生活污水、食品工业废水、城市地面径流污水中都含有植物的营养物质氮和磷。城市污水中磷的含量原先每人每年不到1千克,近年来由于大量使用含磷洗涤剂，含量显著增加。来自洗涤剂的磷占生活污水中磷含量的3075%，占地面径流污水中磷含量的17%左右。氮素的主要来源是食品、化肥、焦化等工业的废水，以及城市地面径流和粪便。硝酸盐、亚硝酸盐、铵盐、磷酸盐和一些有机磷化合物都是植物营养素，能造成地面水体富营养化、海水赤潮和地下肥水。硝酸盐含量过高的饮水有一定的毒性，能在肠胃中还原成亚硝酸盐而引起肠原性青紫症。亚硝酸盐在人体内与仲胺合成亚硝胺类物质可能有致畸作用、致癌作用。 城市污水中除含以上四类普遍存在的污染物外，随污染源的不同还可能含有多种无机污染物和有机污染物，如氟、砷、重金属、酚、氰、有机氯农药、多氯联苯、多环芳烃等。2.4 污水处理厂厂址选择城市污水处理厂位置的选择宜符合下列要求：1.在城市水系的下游并应符合供水水源防护要求；2.在城市夏季最小频率风向的上风侧； 3.与城市规划居住。公共设施保持一定的卫生防护距离；4.靠近污水、污泥的排放和利用地段； 5.应有方便的交通、运输和水电条件。2.5 平面布置基本原则1.以处理构筑物为主体，辅助建筑物应服从处理构筑物；2.应满足功能和水力上的要求；3.各构筑物互相联系应考虑日常管理工作的方便；4.应考虑构筑物与建筑物之间的相互位置与间距；5.构筑物之间的连接管道应走向简捷、距离短；6.土方量要基本平衡；各种管线的平面布置避免相碰、互相干扰。2.6 污水处理工程设施组成污水处理工程中主要有以下几方面：1.生产性构筑物：处理污水池、污泥反应池、泵站、鼓风机房等2.辅助设施：仓库、办公室、生活区等3.管道、渠：厂区给排水，加药管等4.绿化、道路2.7 高程布置的基本原则 1.以距离最长、水头损失最大的流程进行水力计算；2.水力计算时以近期的Q max作为设计流量来计算其水头损失；3.涉及远期流量的管渠和设备时，应以远期的Q max计算；4.控制点：受纳污水水体的最高水位，然后逆处理流程向上倒推计算，以使洪水季节能自流排出；5.污水、污泥流程应配合好，尽量减少需抽升的污泥量；6.比例：横向1:500、纵向 1:501:12.8 污水处理方案的选择2.8.1 城市污水主要处理方法城市污水处理厂的方案，要考虑有效去处BOD5，又要适当去除N、P故可采用SBR法、氧化沟法或A2O法。（1）SBR法SBR法为序批式活性污泥法，它比连续流活性污泥法出现的更早，但由于当时运行管理条件限制而被连续流系统所取代。随着自动化控制水平的提高，SBR法重新被人们重视，该工艺在国内已广泛应用于屠宰、啤酒、化工、鱼品加工、制药等工业废水和生活污水的处理。表21 SBR法特点优点缺点1.同时脱氮除磷；2.静置沉淀可获得低SS出水；3.耐受水力冲击负荷；4.操作灵活性好，兼具二沉池功能1.同时脱氮除磷时操作复杂；2.滗水设施的可靠性对出水水质影响大；3.设计过程复杂，池体容积大；4.不适合5万吨/天以上污水量的处理；5.维护要求高，运行对自动控制依赖性强（2）氧化沟法 本工艺50年代初期发展形成，因其构造简单，易于管理，很快得到推广，且不断创新，有发展前景和竞争力，当前可谓热门工艺。氧化沟在应用中发展为多种形式，比较有代表性的有：帕式(Passveer)简称单沟式，奥式(Orbal)简称同心圆式，卡式(Carrousel)简称循环折流式和三沟式氧化沟(T型氧化沟)等。 氧化沟一般不设初沉池，负荷低，耐冲击，污泥少。建设费用及电耗视采用的沟型而变，如在转碟和转刷曝气形式中，再引进微孔曝气，加大水深，能有效地提高氧的利用率(提高20%)和动力效率达2.53.0 kgO2/(kWh)。表22 氧化沟法特点优点缺点1.工艺流程简单，运行管理方便；2.耐受水力冲击负荷； 3.污泥量少、性质稳定4.出水水质较好1.溶解氧量难以控制；2.污泥容易沉积；3.脱氮除磷效果不显著（3）A2O法城市生活含有大量的氮磷，由于氮磷的富集会对天然水体造成富营养化，导致湖泊河流的藻类泛滥破坏生态环境及影响水生生物的生存和人类生活。故对城市污水提出脱氮除磷的要求。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。污水在流经厌氧、缺氧、好氧三个不同功能分区的过程中，污水在厌氧区(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达到除磷目的，同时污水进入缺氧区（DO0.3,可生化性比较好，重金及其他难以生物降解的有毒有害污染物一般不超标。（2）污水中主要污染物指标BOD、COD、SS值为典型城市污水值。此外考虑到氨氮出水浓度排放要求比较高，因此需要采用能够同时脱氮除磷降磷且效果较好的工艺。（3）从上述比较分析，可知SBR间歇运行，全赖电脑控制，对处理厂的管理人员素质要求很高，变水位运行，电耗增大；而且除磷脱氮效果一般，所以不采用。对于本设计而言，工程规模较大，为大中型规模的污水处理厂。其主要污水来源为生活污水，污水生化性好，难降解污染物少，氧化沟的一些优点得难以得到体现。而且，污水处理厂冬季气温低，若采用氧化沟工艺的话，设备检修困难。A2O工艺虽然基建费用相对较高，但运行费用低，管理维护相对方便，出水水质稳定，脱氮除磷效果显著，优势相对突出。而再根据本城市污水的特点：其主要污水来源为生活污水，污水生化性好，难降解污染物少，氧化沟的一些优点难以得到体现。而且，污水处理厂冬季气温低，若采用氧化沟工艺的话，设备检修困难。A2O工艺虽然基建费用相对较高，但运行费用低，管理维护相对方便，出水水质稳定，脱氮除磷效果显著，优势相对突出。通过对各种工艺比选、城镇污水自身的特点以及对投资费用，运行管理的考虑，本工程设计决定采用A2O工艺来处理城市污水，具体的污水处理工艺流程图21如下：图 21城市生活污水处理工艺流程3. 设计计算书3.1 设计流量确定平均流量：Qd=23760m3/d=275L/s污水日变化系数：Kz=2.7Qd0.11=1.46最大日设计流量：Qmax=KzQd=2751.46=401.5L/s=0.4015m3/s3.2 粗格栅间格栅设在处理构筑物之前，用于拦截水中较大的悬浮物和漂浮物，保证后续处理设施的正常运行。3.2.1 格栅设计参数栅条宽度S10.0mm ； 栅条间隙宽度b=50.0mm； 栅前部分长度0.5m； 过栅流速v=0.9m/s； 栅前渠道流速u=0.6m/s ； 栅前倾角=603.2.2 设计计算1）确定格栅前水深，根据最优水力断面公式Q=B12v2 计算得栅前槽宽 B1=0.95m，取栅前水深h=B12=0.48m2）栅条的间隙数n个:n=Qmaxsinbhv=0.4015sin60/0.050.480.918 格栅建筑宽度B:B=Sn-1+bn=0.0118-1+0.0518=1.07m,取B=1.1m。3）由上可知进水渠道宽度B10.95m ，其渐宽部分展开角度为120。进水渠渐宽部分长度:l1=B-B12tan20=0.1m栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长：l2=0.5l1=0.054）通过格栅的水头损失h1（格栅条断面形状为锐边矩形,故=2.42，k=3）设计水头损失为：h1=h0k=kSb43v22gsin=32.420.010.05430.9219.6sin60=0.03m栅后槽总高度H:H=h+h1+h2=0.48+0.03+0.3=0.81m其中栅前渠道超高h2=0.35）栅槽总长度L:L=l1+l2+1+0.5+H1tan1=0.1+0.05+1+0.5+0.48+0.3tan60=2.1m3.3 细格栅间3.3.1 设计参数设计流量Qmax=401.5L/s=0.4015m3/s， 过栅流速v=0.8m/s栅条间隙宽度b=10mm， 栅前长度L1=1.0m， 栅后长度L2=1.0m 格栅倾角=60， 栅条宽度S=10mm， 栅前渠超高h2=0.5m3.3.2 设计计算1）确定格栅前水深，根据最优水力断面公式Q=B12v2 计算得栅前槽宽 B1=1m，取栅前水深h=B12=0.5m2）栅条的间隙数n个:n=Qmaxsinbhv=0.4015sin60/0.010.50.894 格栅建筑宽度B:B=Sn-1+bn=0.0194-1+0.0194=1.87m,取B=1.9m。3）由上可知进水渠道宽度B11m ，其渐宽部分展开角度为120。进水渠渐宽部分长度:l1=B-B12tan20=1.24m栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长：l2=0.5l1=0.624）通过格栅的水头损失h1（格栅条断面形状为锐边矩形,故=2.42，k=3）设计水头损失为：h1=h0k=kSb43v22gsin=32.420.010.01430.8219.6sin60=0.21m栅后槽总高度H:H=h+h1+h2=0.5+0.21+0.3=1.01m其中栅前渠道超高h2=0.35）栅槽总长度L:L=l1+l2+1+0.5+H1tan1=1.24+0.62+1+0.5+0.5+0.3tan60=3.82m3.4 污水提升泵房和集水池设计计算3.4.1 泵房设计说明污水泵房在污水处理系统中常被称为污水提升泵房，其作用主要是将上游来水提升至后续处理单元所要求的高度，使其实现重力自流。特点及组成它的工作特点是它所抽升的水是不干净的，一般含有大量的杂质，而且来水的流量随时都在变化。 污水泵房的基本组成包括：机器间、集水池、格栅、辅助间。机器间内设置水泵机组和有关的附属设备。提升泵房说明：（1）泵房进水角度不大于45度 ；（2）相邻两机组突出部分得间距，以及机组突出部分与墙壁的间距，应保证水泵轴或电动机转子再检修时能够拆卸，并不得小于0.8。如电动机容量大于55KW时，则不得小于1.0m，作为主要通道宽度不得小于1.2m；（3）泵站为半地下式；（4）水泵为自灌式；3.4.2 提升泵房设计计算本设计采用传统活性污泥法工艺系统，污水处理系统简单，只考虑一次提升。污水经提升后入沉砂池，然后自流通过生化池、二沉池，最后由出水管道排入河流。1）集水池最高水位污水进水总管管底标高为-6m，相对地面符合要求。粗格栅的水头损失为0.03m,则最高水位为-6+0.48-0.03=-5.55细格栅的栅前水位标高为1.99m1.99（5.55）=7.54m2）水泵总扬程估算 泵站内的管线水头损失假设为2m，考虑自由水头为2m 水头总扬程为H=7.54+2+2=11.54m3）单台水泵设计流量722.7m3/h，故考虑选用选用3台300QW800-1575型潜污泵（流量800m3/h，扬程15m，转速990r/min，功率75kw），两用一备。3.4.3 集水池设计说明集水池的作用是汇集、储存和均衡废水的水质水量。各个车间的生产废水，其排出的废水水量和水质一般来说是不均衡的，生产时有废水，不生产时就没有废水，甚至在一日之内或班产之间都可能有很大的变化，如果清浊废水不分流，则工艺浓废水与轻污染废水的水质水量变化很大，这种变化对废水处理设施设备的正常操作及处理效果是很不利的，甚至是有害的。因此废水在进入主要污水处理系统前，都要设置一个有一定容积的废水集水池，将废水储存起来并使其均质均量，以保证废水处理设备和设施的正常运行。 集水池容积要满足水工布置、格栅及污水提升泵吸水管的安装要求,在及时将来水抽走和避免水泵起闭频繁的基础上,尽量减小池容,以减低费用和减少污物在池内淤积和腐化。集水池容积包括死水容积和有效容积两部分。死水容积是指最低水位以下的容积,有效容积是指集水池内最高水位和最低水位之间的容积。将废水储存起来并使其均质均量，以保证废水处理设备和设施的正常运行。集水池实际参数及其要求：（1）集水池的有效容积不宜小于最大一台污水泵5min的出水量；（2）污水泵每小时启动次数不宜超过6 次。3.4.4 集水池设计计算（1）选择集水池与机器间合建的半地下式圆形泵站，用3台泵（2用1备）。（2）每台泵最大流量0.21m3/s（3）集水池容积V集水池容积不小于最大一台泵的5min出水量 V=Qt=0.21560=63m3（4）集水池面积S（集水池有效水深一般为1.52.0m，本设计中取2.0m） S=Vh=31.5m2（5）集水池长度L 取集水池宽B=6m L=SB=5.25m（6）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。3.5 沉砂池3.5.1 设计说明污水在迁移、流动和汇集过程中不可避免会混入泥砂。污水中的砂如果不预先沉降分离去除，则会影响后续处理设备的运行。最主要的是磨损机泵、堵塞管网，干扰甚至破坏生化处理工艺过程。沉砂池主要用于去除污水中相对密度大于2.65、粒径大于0.2mm沙粒，以保护管道、阀门等设施免受磨损和阻塞。其工作原理是以重力分离为基础，故应控制沉砂池的进水流速，使得比重大的无机颗粒下沉，而有机悬浮颗粒能够随水流带走。沉砂池主要有平流沉砂池、曝气沉砂池、旋流沉砂池等。沉砂池主要用于去除污水中粒径大于0.2mm，密度2.65t/m3的砂粒，以保护管道、阀门等设施免受磨损和阻塞。平流式沉砂池具有构造简单、处理效果好的优点。本设计采用平流式沉砂池。3.5.2 设计参数表 31 沉砂池参数名称数值名称数值设计座数2座沉砂斗容积V00.2 m3（每个沉砂斗）每座沉砂池设计流量0.2m3/s沉砂斗底宽a10.3m设计流速v0.3m/s斗壁与水平面倾角60水力停留时间t30s斗高hd0.5m沉砂池长度L9m斗部上口宽a0.88m有效水深h20.7m超高h10.3m3.5.2 设计计算1）沉砂池长度：L=vt=0.330=9m2）水流断面积：A=Qmaxv=0.4015m3/s0.3=1.4m23）池总宽度：设计n=2格，每格宽取b=1m0.6m，池总宽B=2b=2m4）有效水深：h2=A2b=0.7m5）沉砂斗所需总容积V=86400QmaxXT106Kz=1.43m3式中：V 沉砂斗所需容积（m3）； X 城市污水沉砂量,m3/106m3 污水,取X=30m3/106m3； T 清除沉砂的间隔时间d，取T=2d； Kz污水流量总变化系数，取Kz 1.466）每个沉砂斗容积V0设每一分格有2个沉砂斗，共有2n=22=4个沉砂斗，则V0=V2n=0.36m37）沉砂斗上口宽aa=2hdtan+a1=0.88m 式中：hd 沉砂斗的高度，取 hd =0.6m； a1 沉砂斗的底宽，取a1 =0.3m； 斗壁与水平方向的倾角，取=60.8）沉砂斗实际容积V0：V0=hd62a2+2aa1+2a12=0.188m3=0.2m39）沉砂室高度h3采用重力排砂，设池底坡度为0.04，坡向砂斗。沉砂室有两部分组成：一部分为沉砂斗，另一部分为沉砂池坡向沉砂斗的过渡部分l2=L-2a-0.22=9-20.88-0.22=3.52m(0.2 为二沉砂斗之间隔壁厚)h3=hd+0.04l2=0.641m10）沉砂池总高度HH=h1+h2+h3=1.641m式中：H 沉砂池总高度，m； h1 沉砂池超高，m，一般采用0.30.5m，取h1=0.3m。11）验算最小流速在最小流量时，只用1格工作 n=1Qmin=Qd2=0.1375m3/svmin=Qminnbh2=0.196m/s0.15m/s式中：Qmin最小流量（m/s）； n 最小流量时工作的沉砂池的数目（个）。12）计算草图如下：图 31 平流式沉砂池3.6 生化池3.6.1 设计说明书表 32 进出水水质指标序号基本控制项目进水水质出水水质去除率1BOD590180 mg/L10 mg/L93%2SS180250 mg/L10 mg/L95%3COD Cr250400 mg/L50 mg/L83%4T-N2035 mg/L15 mg/L55%5T-P24 mg/L0.5 mg/L83%6Ph78697总碱度260290 mg/LCODTN=40035=11.48TPBOD=4180=0.0220.06，符合使用A2O的条件生物池是A2O工艺的核心部分，由三座池组成，根据污水的流动方向，可将生物池细分为厌氧池、缺氧池和好氧池。1）厌氧反应器，原污水与从沉淀池排出的含磷回流污泥同步进入，本反应器主要功能是释放磷，同时污水中有机物进行厌氧发酵，在酸化阶段有机物转化为挥发性脂肪酸；聚磷菌利用挥发性脂肪酸合成体内所需的聚-羟丁酸、聚-羟戊酸。2）缺氧反应器，首要功能是脱氮，硝态氮是通过内循环由好氧反应器送来的，循环的混合液量较大，一般为2Q（Q为原污水流量）；相对厌氧和好氧来讲，一般是指溶解氧控制在0.2-0.5mg/l之间的生化系统。3）好氧反应器曝气池，这一反应单元是多功能的，去除BOD，硝化和吸收磷等均在此处进行。流量为2Q的混合液从这里回流到缺氧反应器。曝气是使空气与水强烈接触的一种手段，其目的在于将空气中的氧溶解于水中，或者将水中不需要的气体和挥发性物质放逐到空气中。换言之，它是促进气体与液体之间物质交换的一种手段。它还有其他一些重要作用，如混合和搅拌。空气中的氧通过曝气传递到水中，氧由气相向液相进行传质转移。3.6.2 厌氧池计算1) 设计流量：最大日最大时流量Qmax=401.5L/s=0.4015m3/s2) 设计座数：2座3) 各生化池水力停留时间之比为114，水力停留时间：T2=1.3h4) 氧池容积：V2=QmaxT2=1880m35) 厌氧池尺寸：水深取h2=4m；考虑0.5m的超高，故池总高为H1=h1+0.5=4.5m。则单座厌氧池面积：A2=V22h2=188024=235m2；厌氧池分为两格，设每格为两条廊道式缺氧池，每条廊道宽B2=4m；则池长：L2=A22B2=29.3m，取长L2为30m。3.6.3 缺氧池计算1) 设计流量：最大日最大时流量Qmax=401.5L/s=0.4015m3/s2) 设计座数：2座3) 水力停留时间：T2=1.3h4) 缺氧池容积：V2=QmaxT2=1880m35) 缺氧池尺寸：水深取h2=4m；考虑0.5m的超高，故池总高为H2=h2+0.5=4.5m。则单座缺氧池面积：A2=V22h2=188024=235m2；缺氧池分为两格，设每格为两条廊道式缺氧池，每条廊道宽B2=4m；则池长：L2=A22B2=29.3m，取长L2为30m。3.6.4 曝气池计算3.6.4.1 污水处理程度的计算原污水BOD5值（S0）为180mg/L，经初沉池及厌氧池、缺氧段处理，按降低25%考虑，则进入曝气池的污水，其BOD5值（S）为：S180（1-25）135mg/L计算去除率，对此，首先按式BOD55（1.42bXCe）=1.4mg/L计算处理水中的非溶解性BOD5值,上式中：Ce处理水中悬浮固体浓度，取用综合排放一级标准10mg/L；b 微生物自身氧化率，一般介于0.05-0.1之间，取0.05；X活性微生物在处理水中所占比例，取值0.4处理水中溶解性BOD5值为：Se=10-1.4=8.6mg/L；去除率=135-8.6135100%=93.6%3.6.4.2 曝气池的计算与各部位尺寸的确定1) 曝气池按BOD污泥负荷率确定拟定采用的BOD-污泥负荷率为0.2kgBOD5/(kgMLSSd)，但为稳妥计，需加以校核，校核公式：Ns=k2Sef=0.268.60.8593.6%=0.2kgBOD5/(kgMLSSd)式中：Ns污泥负荷，kgBOD5/（kgMLSSd）； K2系数，对于城市污水一般在0.01680.0281之间，取0.026； Se处理水中BOD5浓度，8.6mg/L； f 曝气池混合液挥发性悬浮固体与混合液悬浮固体比值，即MLVSS/MLSS， 城市污水一般取0.750.85之间，取0.85； 原污水BOD5去除率，即（Sa-Se）/Sa，为93.6%。计算结果确证，Ns取0.2是适宜的2) 确定混合液污泥浓度（X）根据已确定的Ns值，查相关资料得相应的SVI值为70-100，取值100由式 X=106SVIR1+Rr=4000gMLSS/m3 X曝气池混合液污泥浓度R污泥回流比50%r 取1.2 3) 确定曝气池容积： V=QSXNs=7400m3名义水力停留时间：T2=V3Q=5.1h设两座曝气池，每座容积为3700m3；池深h=4m，取超高0.5m，则池总高为H=4.0+0.54.5m；则每座曝气池面积：A3=925m3；采用每格采用五廊道式推流式曝气池，廊道宽B3=6m；则每座曝气池长：L3=A35B3=30.8m，取31m校核：B3h=1.5（介于12） L3B3=5.2（介于510）3.7 二沉池3.7.1 设计参数1) 设计进水流量：最大日最大时流量Qmax=401.5L/s=0.4015m3/s；2) 设计座数：2座（周进水辐流式沉淀池）；3) 水力停留时间：T=1.5h；4) 表面负荷：q范围为11.5 m3/ m2h ，取q=1m3/ m2h。3.7.2 设计计算1） 单座沉淀池面积：按表面负荷计算：F=Qmaxnq=481.8m2；2） 沉淀池直径：D=4F=24.7m，取25m；3） 有效水深为：h2=qT=3mV=60m37） 二沉池总高度：设超高h1=0.3m，缓冲层高度h3=0.5m,则二沉池总高度：Hh1+h2+h3+h4+h5=5.33m则池边总高度为：Hh1+h2+h3=3.8m8） 校核径深比：Dh2=8.3，在6-12之间，符合要求。3.8 污泥处理构筑物设计与计算3.8.1 污泥浓缩池计算污泥含水率高，体积大，从而对污泥的处理、利用及输送都造成困难，所以对污泥进行浓缩。重力浓缩法是利用自然的重力沉降作用，使固体中的间隙水得以分离。重力浓缩池可分为间歇式和连续式两种，本设计选用间歇式重力浓缩池。3.8.2 浓缩污泥量的计算1) 剩余污泥量计算：X=YS0-SeQmax-KdVXV=3567.5-1509.6=2057.9kg/d式中：X降解有机物所产生的污泥增殖，kg/d； Y 污泥产率系数，即微生物每代谢1kgBOD所合成的MLSS量，一般取0.40.8，本设计取0.6； Kd活性污泥微生物的自身氧化率（或衰减系数），d-1，一般为0.040.075，本设计取0.06； V曝气池体积，V=7400m3； XV生物反应池内混合液挥发性悬浮固体平均浓度（gMLSS/L）；XV=fX=0.854000=3400gMLSSL2) 综上所述污泥量：Qs=XfXr=201.8m3/d式中：回流污泥浓度Xr=106SVIr=12g/L采用间歇式排泥，剩余污泥量为201.8m3/d，含水率P199.5%(即污泥浓度0=5/3)；浓缩后的污泥浓度为C=30kg/m3，含水率P297 %。3.8.3 浓缩池各部分尺寸计算1) 浓缩池面积：A=C0QsC=201.8530=33.6m2式中：Q污泥量，m3/d； C0污泥固体浓度，kg/m3；C污泥固体通量，kgm2.d2) 浓缩池之径D：设计采用2座圆形辐流池，单池面积为：A1=An=33.62=16.8m2浓缩池直径D:D=4A1=416.83.14=4.62m，取D=5m。3) 浓缩池深度H：有效水深h2：h2=QsT24A=201.8122433.6=3.75m，取h2=3m式中：T污泥浓缩时间，采用12h设超高h1=0.3m，缓冲层高度h3=0.3m，浓缩池设机械刮泥设备，池底坡度i =0.02，则池底坡度造成的深度h4为：h4=D2i=520.02=0.05m污泥斗上底半径r2=1m，下底半径r1=0.2m，泥斗倾角，取45，污泥斗高度h5为：h5=r2-r1tan55=1-0.2tan45=0.8m则浓缩池总高度为： H=h1+h2+h3+h4+h5 =0.3+3+0.3+0.05+0.8 =4.45m4) 污泥斗容积：V1=h53r12+r1r2+r22=1m35) 排泥管剩余污泥泥量很小，采用最小管径DN200mm ，连续地将污泥排入贮泥池里。3.8.4 贮泥池设计计算浓缩后的剩余污泥进入贮泥池，本设计采用2座贮泥池，贮泥池采用竖流沉淀池构造。1) 由于该设计没有初沉池所以只有浓缩后的二沉池污泥，其为201.8m3/d，贮泥时间为12h,即0.5d。2) 单座贮泥池容积：V=Qtn=201.80.52=50.45m3；设尺高h2=3m，则贮泥池表面积：A=Vh2=16.8m2；设贮泥池宽B=4m，则池长L为：L=AB=4.2m；贮泥池底部为斗形，下底为0.6m0.6m，高度h3=0.8m，超高h1=0.3m；则贮泥池总高度为：H=h1+h2+h3=4.1m。4. 污水处理厂的布置在污水处理厂的厂区内有各处单元的构筑物；连通个处理构筑物之间的管渠及其他管线；辅助性建筑物；道路以及绿地等。因此，要对污水处理厂区各种工程设施进行合理的平面规划。4.1 污水处理厂平面设置污水处理厂的平面布置包括：生产性的处理构筑物和泵房、鼓风机房、维修间、化验室等辅助性建筑物以及各种管线等的布置。在厂区内还有道路系统、室外照明系统和美化的绿地设施。4.1.1平面布置原则1、污水厂的厂区面积，应按项目总规模控制，并作出分期建设的安排，合理确定近期规模，近期工程投入运行一年内水量宜达到近期设计规模的60。2、污水厂的总体布置应根据厂内各建筑物和构筑物的功能和流程要求，结合厂址地形、气候和地质条件，优化运行成本，便于施工、维护和管理等因素，经技术经济比较确定。3、污水厂厂区内各建筑物造型应简洁美观，节省材料，选材适当，并应使建筑物和构筑物群体的效果与周围环境协调。4、生产管理建筑物和生活设施宜集中布置，其位置和朝向应力求合理，并应与处理构筑物保持一定距离。5、污水和污泥的处理构筑物宜根据情况尽可能分别集中布置。处理构筑物的间距应紧凑、合理，符合国家现行的防火规范的要求，并应满足各构筑物的施工、设备安装和埋设各种管道以及养护、维修和管理的要求。6、污水厂的工艺流程、竖向设计宜充分利用地形，符合排水通畅、降低能耗、平衡土方的要求。7、厂区消防的设计和消化池、贮气罐、污泥气压缩机房、污泥气发电机房、污泥气燃烧装置、污泥气管道、污泥干化装置、污泥焚烧装置及其他危险品仓库等的位置和设计，应符合国家现行有关防火规范的要求。8、污水厂内可根据需要，在适当地点设置堆放材料、备件、燃料和废渣等物料及停车的场地。9、污水厂应设置通向各构筑物和附属建筑物的必要通道，通道的设计应符合下列要求：1） 主要车行道的宽度：单车道为3.54.0m，双车道为6.07.0m，