城市污水处理厂设计说明.docx

本科课程设计说明书 某市城市污水处理厂 学 院 环境科学与工程学院专 业 08给水排水工程班 学生姓名 毕 祺 指导教师 伍 健 东 提交日期 2011年12月2日 33目 录第一章 概述11.1 设计依据及设计任务11.1.1 设计依据11.1.2 设计内容和要求11.2 项目概况1第二章 污水处理方案的确定32.1 确定污水处理方案的原则32.2污水处理方案的确定32.2.1污水处理方案的比较32.2.2工艺流程的确定72.3主要构筑物的选择7第三章 主要构筑物与设备的设计计算83.1格栅的设计与计算83.1.1设计要求83.1.2格栅的设计与计算83.2集水池提升泵房的设计与计算103.2.1 集水池设计103.2.2提升泵房设计103.3曝气沉砂池的设计与计算103.3.1曝气沉砂池的构造103.3.2曝气沉砂池的设计与计算113.4初沉池的设计与计算123.4.1设计参数123.4.2初沉池的设计与计算133.5 Carrousel氧化沟的设计与计算153.5.1原始数据与设计要求153.5.2确定设计参数153.5.3氧化沟的设计计算153.6二沉池的设计与计算183.6.1设计参数183.6.2二沉池的设计与计算193.7污泥泵房的设计与计算213.7.1回流污泥泵房的设计213.7.2剩余污泥泵房的设计213.8污泥浓缩池的设计与计算223.9消毒设施的设计与计算243.9.1消毒剂的选择243.9.2消毒剂的投加253.9.3平流式消毒接触池25第四章 污水厂的总体布置274.1污水厂平面布置274.1.1污水处理厂平面布的原则274.1.2 污水处理厂的平面布置294.2污水处理厂的高程布置29主要参考文献：33第一章 概述1.1 设计依据及设计任务1.1.1 设计依据1.中华人民共和国环境保护法 （1989年12月26日）2. 城镇污水处理厂污染物排放标准 （GBl8918-2002）3.中华人民共和国水法 （2002年9月2日）4.室外排水设计规范 （GBJ14-87,1997年版）5.给水排水制图标准 （GB/T50106-2001）6.建筑给水排水设计规范 （GB50015-2003）7.给水排水工程管道结构设计规范 （GB50332-2002）8. 中华人民共和国水污染防治法 实施细则（2003.3.20）1.1.2 设计内容和要求1、设计说明书说明概况、设计任务、工程规模、水质水量、工艺设计方案比选、工艺流程、设计参数、主要构筑物的尺寸和个数、主要设备的型号和数量等；各构筑物的设计计算过程、主要设备（如水泵、鼓风机等）的选取、污水处理厂的高程计算等；2、设计图纸污水处理厂总平面布置图，高程布置图，1个主要构筑物工艺图。1.2 项目概况1、主要设计参数设计规模：2万m3/d，日变化系数 K日=1.1，总变化系数1.3。设计水质：进水水质为：BOD5200 mg/L，COD 400mg/L，SS 150mg/L，NH3-N 50 mg/L。出水水质：满足国家城镇污水处理厂污染物排放标准（GBl8918-2002）一级标准的B标准。2、厂区地形（1）污水厂选址区域海拔标高在+64+66m之间，平均地面标高为+64.5m。（2）平均地面坡度位0.30.5，地势位西北高，东南低。（3）厂区征地面积为东西长150m，南北长120m。（4）受纳水体位于厂区南侧，50年一遇最高水位为+59m。（5）厂区工程地质良好，适宜于工程建设。3、自然环境概况该镇地处广东省中部，珠江三角洲北端，属于南亚热带海洋性季风气候，多年平均气温23.5，最高月平均气温（7月）28.5，极端最高气温38.1；最低月平均气温（1月）13.2，极端最气温4。风速、风向：年平均风速2.5m/s，夏季东南风，冬季西北风。第二章 污水处理方案的确定2.1 确定污水处理方案的原则1、符合国家现行的污水排放标准；2、以水解+好氧生化+生物脱氮技术为主，辅以物化手段，进行优化组合的综合工艺，尽量减少占地，减少投资和运行管理费用；3、操作、维护方便，达标并运行稳定；4、贯彻持续发展战略，推广清洁生产工艺，做到综合利用，使环境效益和经济效益有机结合。2.2污水处理方案的确定2.2.1污水处理方案的比较选择污水处理工艺，首先应考虑处理工艺的实际效果，必须使处理工艺的去除效果满足污水处理程度的要求，使污水处理厂出水水质达标。在城镇污水处理厂污染物排放标准（GBl8918-2002）标准中，除了对COD、BOD、SS提出更严格的要求外，还提高了对脱氮除磷的要求。因此本污水处理工艺的选择，首先考虑的是工艺方案，必须能够达到除磷脱氮的效果。在选择污水处理工艺时，还要考虑工艺的可靠性、稳定性。因为城市污水是不断变化的，随时间的推移，会在水质水量上产生一定的变化，因此要求稳定、可靠的工艺，在保证达标的前提下，则应考虑工艺的经济指标。投资少、运行费用低的工艺是人们的首选，另外，占地少、工艺流程短，运行管理方便亦是选择工艺时应注意的问题。1）生物膜法方案 生物膜法主要用于从污水中去除溶解性有机污染物，是一种被广泛采用的生物处理方法。生物膜法的主要优点是对水质、水量变化的适应性较强。生物膜法从本质上与土地处理的过程相似，是污水灌溉和土地处理的人工化和强化。生物膜法的主要设施是生物滤池、生物转盘、生物接触氧化池和生物流化床等。生物膜法是一大类生物处理法的统称，共同的特点是微生物附着在介质“滤料”表面上，形成生物膜，污水同生物膜接触后，溶解的有机污染物被微生物吸附转化为 H2O、CO2、NH3 和微生物细胞物质，污水得到净化，所需氧气一般直接来自大气。 污水中若含有较多的悬浮固体，应先用沉淀池去除大部分悬浮固体后再进入处理构筑物，以免引起堵塞，并减轻其负荷。老化的生物膜不断脱落下来，随水进入二次沉淀池，将其去除。2） 活性污泥法 活性污泥法是处理城市污水最广泛使用的方法。它能从污水中去除溶解的和胶体的可生物降解有机物以及能被活性污泥法吸附的悬浮固体和其他一些物质。无机盐类（磷和氮的化合物）也能部分地被去除。类似的工业废水也可用活性污泥法处理。活性污泥法既能适用于大流量的污水处理，也适用于小流量的污水处理。普通活性污泥法，也称传统活性污泥法，推广年限长，具有成熟的设计及运行经验，处理效果可靠。自 20 世纪 70 年代以来，随着污水处理技术的发展，本方法在工艺及设备等方面又有了很大改进。在工艺方面，通过增加工艺构筑物可以成为“A/O”或“A2/O”工艺,从而实现脱N 和 P。在设备方面，开发了各种微孔曝气池，使氧转移效率提高到 20%以上，从而节省了运行费。普通活性污泥法若设计合理，运行管理得当，出水 BOD5 可达到 1020mg/L。3） 序批式活性污泥法序批式活性污泥法(Sequencing Batch Reactor)，通常简称SBR,属于活性污泥法的一种。它不同于传统的活性污泥法,是采用间歇曝气方式来运行的污水生物处理系统,从目前的污水好氧生物处理的研究、应用和发展趋势来看, SBR技术是一种简易、快捷且低耗的污水处理技术。自从1985年我国首次建成用于肉类加工厂的SBR系统在上海市吴淞肉联厂投产运行以后,SBR在国内已陆续应用于屠宰、苯胺、含酚、啤酒、绝缘漆、化工试剂、造漆、鱼产品加工、制药等工业废水和城市污水处理。 1994年SBR技术被国家环保局列为最佳应用技术推广计划项目 。1996年在上海市桃浦工业园区建成大型SBR污水处理厂,处理量为60000t/d。昆明市第三污水厂1997年竣工,它采用澳大利亚BHPE公司的SBR改进技术,采用间歇反应器体系的连续进水、周期排水、延时曝气的好氧活性污泥工艺,简称ICEAS技术,处理量为30000t/d。扬州市丁家套污水处理厂日处理污水量10104m3,污水来源于市区内生活污水和工业废水。进入污水厂水质水量变化大,要求出水水质氨氮、磷达到排放要求,经过几种处理工艺方案比较,选择SBR的变型工艺周期循环式活性污泥法工艺，即CASS工艺。周期循环活性污泥法（Cylic Activated Sludge System），简称CASS，整个工艺为一间隙式反应器,在此反应器中活性污泥法过程按曝气和非曝气阶段不断重复,将生物反应过程和泥水分离过程结合在一个池子中进行。CASS方法在七十年代开始得到研究和应用,随着电子计算机的日益普及,由于其投资和运行费用低、处理性能高超,尤其是优异的脱氮除磷功能而越来越得到重视。该工艺已广泛应用于城市污水和各种工业废水的处理,目前全世界有300余座各种规模的CASS污水处理厂正在运行或建造中。其主要原理是：把序批式活性污泥法（SBR）的反应池沿长度方向分为两部分，前部为生物选择区也称预反应区，后部为主反应区，在反应区后部安装了可升降的撇水装置，曝气、沉淀等在同一池子内周期循环运行，省去了常规活性污泥法的二沉池和污泥回流系统。CASS工艺包括充水曝气、充水泥水分离、滗水和充水闲置等四个阶段。不同的运行阶段,根据需要调整运行方式。共分为三个反应区:生物选择区(DO0.5 mg/L)和好氧区(DO =(23)mg/L)。生物选择器为CASS池前端的小容积区,通常在厌氧或兼氧条件下运行。有机污染物通过三个区的连续降解,可以达到很好的处理效果,同时能够实现脱氮除磷。4） CASS工艺特点：CASS工艺与SBR的区别在于CASS工艺为连续进水，而SBR为间断进水。因此，在池子结构上前者分为2个区，中间设置了格墙，而后者只有一个反应池。因此，在废水排放为连续和半连续时，CASS工艺更适应。从CASS工艺投入运行的实例分析,该工艺与其他工艺相比具有一定的经济优势。首先，建设费用低，比普通曝气法省25%，无初沉池、二沉池；其次,占地面积少,比普通曝气法省20%30%；另外，运行费用低，自动化程度高，管理方便，脱氮除磷不需要另加药剂，运行费用省25%左右。5） 氧化沟工艺基本原理与技术特征（1） 基本原理氧化沟是活性污泥法的发展，沟中的活性污泥以污水中的有机物作为食料，使其降解、无机化。在氧化沟系统中，通过转刷（或转盘和其他机械曝气设备），使污水和混合液在环状的渠内循环流动，依靠转刷推动污水和混合液流动以及进行曝气。混合液通过转刷后，溶解氧浓度被提高，随后在渠内流动过程中又逐渐降低。氧化沟通常以延时曝气的方式运行，水力停留时间为1024h，污泥泥龄为2030d。通过设置进水、出水位置及污泥回流位置、曝气设备位置，可以使氧化沟完成硝化和反硝化功能。如果主要去除BOD5或硝化，进水点通常设在靠近转刷的位置（转刷上游），出水点在进水点的上游处。氧化沟的渠道内的水流速度为0.250.35m/s。沟的几何形状和具体尺寸与曝气设备和混合设备密切相关，要根据所选的设备最后确定。常用的氧化沟曝气和混合设备是转刷（盘）、立轴式表曝机和射流曝气机。目前也有将水下空气扩散装置与表曝机或水下扩散装置与水下推进器联合使用的工程实例。污泥沉淀设施可采用分建式或合建式。（2）氧化沟的技术特征氧化沟工艺结合了推流和完全混合两种流态污水进入氧化沟后，在曝气设备的作用下被快速、均匀的与沟中混合液进行混合，混合后的水在封闭的沟渠中循环流动。如考虑水流在沟渠中的流速为0.250.35m/s，氧化沟的总长为90600m，则完成一个循环所需时间为520min。由于废水在氧化沟中的水力停留时间多为1024h，因此可以推算，废水在每个停留时间内要完成30200次循环。氧化沟在短时间内（如一个循环中）呈现推流式，而在长时间内（如多次循环中）则呈现完全混合特征，两者的结合可减少短流现象，使进水被数十倍甚至数百倍的循环水稀释，从而提高了氧化沟系统的缓冲能力。氧化沟具有明显的溶解氧浓度梯度由于氧化沟的曝气装置一般是定位布置的，因此在装置下游混合液的溶解氧浓度较高，随着水流沿沟长的流动，溶解氧浓度逐步下降，在某些位置溶解氧的浓度甚至可以降至零，出现明显的溶解氧浓度梯度。利用溶解氧在沟中的浓度变化以及存在好氧区和厌氧区的特征，氧化沟工艺可以在同一构筑物中实现硝化和反硝化，这样不仅可以利用硝酸盐中的氧，节省了10%25%的需氧量，而且通过反硝化恢复了硝化过程消耗的部分碱度，有利于节约能源和减少化学药剂的用量。氧化沟的整体体积功率密度较低氧化沟中的混合液一旦被推动即可使液体在沟内循环流动，一定的流速可以防止混合液中悬浮固体的沉淀，同时充入混合液中的溶解氧随水流流动也加强了氧的传递。水流在循环中仅需要克服沟的沿程阻力损失和局部阻力损失，而这两部分的水头损失通常很小。另外，氧化沟中曝气设备不是沿沟长均匀分布，而是集中布置在几处，所以，氧化沟可在比其他系统低得多的整体体积功率密度下保持液体流动、固体悬浮和充氧，能量的消耗自然降低。当污泥固体在非曝气区逐步下沉到沟底部时，随着水流输送到曝气区，在曝气区高功率密度的作用下，又可被重新搅拌悬浮起来，这样的过程对于污泥吸附进水中的非溶解性物质很有役畜。当氧化沟被设计为具有脱氮功能时，节能的效果是很明显的，据国外的一些研究报道，氧化沟比常规的活性污泥法能耗降低20%30%。在传统的活性污泥中，曝气的功率密度一般为2030kwh/m3,而氧化沟曝气区的功率密度通常可达100210 kwh/m3,平均速度梯度G100s-1。这样高强度的功率密度可加速液面的更新，促进氧的传递，同时提高混合液中泥、水混合程度，有利于充分切割絮凝的污泥，也利絮凝。氧化沟工艺采用的处理流程十分简捷氧化沟工艺处理城市污水时可不设初沉池，悬浮状的有机物可在氧化沟内得到部分稳定，这比设立单独的初沉池再进行单独的污泥稳定要经济。由于氧化沟采用的污泥平均停留时间较长，其剩余污泥量少于一般活性污泥法产生的污泥，而且氧化沟排放的剩余污泥已经在沟内得到一定程度的稳定，因此一般可不设污泥消化处理装置。为防止无机沉渣在沟中的积累，原污水应先经过格栅及沉砂池的预处理。氧化沟处理效果稳定，出水水质好应用实际表明，氧化沟工艺在有机物和悬浮物去除方面，有比传统活行污泥法更好且更稳定的效果。2.2.2工艺流程的确定 综合比较考虑本课题情况选用氧化沟法为本设计的二级处理核心工艺。污水处理工艺流程图如图1所示。 图12.3主要构筑物的选择污水处理构筑物形式多样，在选择时，应根据其适应条件和所在城市应用情况选择。本设计选用曝气沉砂池，普通辅流式沉淀池，卡鲁塞尔（Carrousel）氧化沟，平流式消毒接触池，巴士计量槽，竖流式污泥浓缩池，矩形贮泥池，固定盖式消化池，采用带式压滤机进行污泥脱水。第三章 主要构筑物与设备的设计计算3.1格栅的设计与计算3.1.1设计要求格栅一般斜置在进水泵站之前，主要对水泵起保护作用，截去生活水中较大的悬浮物，它本身的水流阻力并不大，水头损失只有几厘米，阻力主要产生于筛余物堵塞栅条，一般当格栅的水头损失达到1015厘米时就该清洗。格栅按形状可分为平面格栅和曲面格栅两种，按格栅栅条间隙可分为粗格栅（50100mm），中格栅（1650mm），细格栅（316mm）三种。根据清洗方法，格栅和筛网都可设计成人工清渣和机械清渣两类，当污染物量大时，一般应采用机械清渣，以减少人工劳动量。本设计栅渣量大于0.2m3/d,为改善劳动与卫生条件，选用机械清渣，设置一套带有人工清渣格栅的旁通事故槽，便于排除故障。栅渣量与地区特点，格栅的间隙大小，污水流量以及下水道系统的类型等因素有关，在无当地资料时，可采用：（1） 格栅间隙1625mm ，处理0.10-0.05栅渣/103m3污水（2） 格栅间隙3050mm ，处理0.03-0.01栅渣/103m3污水栅渣的含水率一般为80%，容重约为960kg/ m3。栅条的断面形状有圆形、锐边矩形、迎水面为半圆形的矩形、迎水面背水面均为半圆的矩形几种，本设计采用断面为锐边矩形断面的栅条。3.1.2格栅的设计与计算1主要设计参数设计中选择两组粗格栅和中格栅（一备一用）。栅条宽度S取0.01m；粗格栅条间隙b取0.06m；中格栅间隙取0.02m；栅前水深为0.4m；过栅流速为0.8m/s；格栅安装倾角取602工艺尺寸粗格栅：(1) 栅条间隙数： 设计平均流量:Q=20000/(243600)=0.23(m3/s)，总变化系数Kz=1.3则最大设计流量Qmax=0.231.3=0.3(m3/s)(2) 栅槽宽度： (3) 进水渠道渐宽部分长度：设进水渠宽B1为0.65m, 渐宽部分的展开角度为20(4) 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度：(5) 通过格栅的水头损失： 设栅条为矩形断面，取k=3(6) 栅后槽总高度：栅前渠道超高h2采用0.3m, (7) 栅槽总长度：(8) 每日栅渣量：W1在此取定栅渣量W1为0.1m3/103m3污水，污水总变化系数KZ：为1.3适宜采用机械清渣。同理： 可计算中格栅时，取栅条间隙b取0.02m，则：(1) 栅条间隙数：n=44(2) 栅槽宽度：B =1.31m(3) 进水渠道渐宽部分长度： l1=0.43m(4) 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度：l2=0.22m (5) 通过格栅的水头损失：h1=0.081m(6) 栅后槽总高度：H=0.78m (7) 栅槽总长度：L=2.55m(8) 每日栅渣量：W1在此取定栅渣量W1为0.07m3/103m3污水，污水总变化系数KZ为1.3适宜采用机械清渣。3.2集水池提升泵房的设计与计算3.2.1 集水池设计集水池长12m，宽6m，有效水深2m，有效容积120m3，集水池为全地下式，其上为提升泵房及配电间。3.2.2提升泵房设计 采用氧化沟工艺方案，污水处理系统简单，对于新建污水处理厂，工艺管线可以充分优化，故污水只考虑一次提升。污水经提升后入沉砂池，然后自流通过、氧化沟、二沉池及接触池，最后由出水管道排入河流。各构筑物的水面标高和池底埋深见高程计算。提升泵采用4台潜污泵，其主要性能参数为Q=460m3/h，H=14m，N=30kW，带自耦装置。泵房长12m，宽6m，地上建筑物高5.0m，泵房内设电动单梁起重机1台，起重量2t。各水泵的出水管汇集于水井，出水翻过堰口集中在一起，通过连接渠进入中格栅井的配水渠。3.3曝气沉砂池的设计与计算3.3.1曝气沉砂池的构造曝气沉砂池的平面形状为长方形，横断面多为梯形或矩形，池底设有沉砂斗或沉砂槽，一侧设有曝气管。在沉砂池进行曝气的作用是使颗粒之间产生摩擦，将包裹在颗粒表面的有机物除掉，产生洁净的沉砂，同时提高颗粒的去除效率。曝气沉砂池沉砂的排除一般采用提砂设备或抓砂设备。3.3.2曝气沉砂池的设计与计算已知参数，最大设计流量Qmax=0.3m3/s，日设计流量Q=20000m3/d。沉砂池格数为2，并按并联设计，由于污水处理量较少，故一用一备。计算草图见图2图2（1）池子的有效容积：设最大设计流量时的流动时间t=2min，池子的有效容积V=60Qmaxt=600.32=36（m3）（2）水流断面面积设最大设计流量时的水平流速v=0.06 m3/s，水流断面面积 （3）池总宽度：设有效水深h2=2m，池总宽度 宽深比b/h2=1.25，符合要求。（4）池长：（5）每小时所需空气量设每立方米污水所需空气量d=0.2m3空气/m3污水，每小时所需空气量（6）沉砂槽所需容积设贮砂时间T=2d，沉砂槽所需容积 （7）沉砂槽几何尺寸确定：设沉砂槽底宽0.5m，沉砂槽斜壁与水平面的夹角为60，沉砂槽高度h3=0.4m，沉砂槽上口宽为：沉砂槽容积为：（8）池子总高：设池底坡度为0.06，坡向沉砂槽，池底斜坡部分的高度为：设超高h1=0.3m，池子总高H=h1+h2+h3+h4=0.3+2+0.4+0.05=2.75(m)3.4初沉池的设计与计算3.4.1设计参数1、沉淀池的设计数据宜按下表的规定取值沉淀池类型沉淀时间表面水力负荷每人每日污泥量污泥含水率固体负荷初次沉淀池二次沉淀池生膜法后活性污泥法后2、沉淀池的超高不应小于0.3m。 3、沉淀池的有效水深宜采用2.04.Om。 4、当采用污泥斗排泥时，每个污泥斗均应设单独的闸阀和排泥管。污泥斗的斜壁与水平面的倾角，方斗宜为60，圆斗宜为55。 5、活性污泥法处理后的二次沉淀池污泥区容积，宜按不大于2h的污泥量计算，并应有连续排泥措施；生物膜法处理后的二次沉淀池污泥区容积，宜按4h的污泥量计算。 6、排泥管的直径不应小于200mm。 7、当采用静水压力排泥时，二次沉淀池的静水头，生物膜法处理后不应小于1.2m，活性污泥法处理池后不应小于0.9m。 8、二次沉淀池的出水堰最大负荷不宜大于1.7L(sm)。 9、沉淀池应设置浮渣的撇除、输送和处置设施。 10、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。11、宜采用机械排泥，排泥机械旋转速度宜为13rh，刮泥板的外缘线速度不宜大于3mmin。当水池直径(或正方形的一边)较小时也可采用多斗排泥。12、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。13、坡向泥斗的底坡不宜小于0.05。3.4.2初沉池的设计与计算1、池型选择：采用辐流式沉淀池，中心进水，周边出水，共两座。每组设计流量为150L/s，沉淀池表面负荷q取2 m3/(m2h) ，沉淀时间t=1.5h2、工艺尺寸：计算草图见图3图3（1）单池面积为：F=Qmax/(nq)= 1080/(22)=270m2（2）池子直径： D=(4F/)0.5 =(4270/)0.5 =18.55m，取20m（3）沉淀部分有效水深：h2=q t=21.5=3m（4）沉淀部分有效容积：VFh2810 m3（5）污泥部分所需容积： 其中： V污泥部分所需容积，m3； S每日每日产泥量；初沉池一般采用0.30.8 L/(人d )，取0.5L/(人d ) N设计人口数，本设计设每人每日生活污水排放量为150L，初步估计 服务人口为15万。 T两次排泥的时间间隔，d，初次沉淀池一般采用2d，二次沉淀池可按 2h考虑，机械排泥初次沉淀池和生物膜法处理后的二次沉淀池可按 4h考虑；采用间歇排泥，设计中取两次排泥的时间间隔为T=4h。（6）污泥斗容积：由于直径D20m，所以采用周边传动刮泥机，设计选择锥形泥斗，池 底坡度0.05，污泥斗上口半径2m,下口半径1m，倾角为60。 污泥斗的容积按下式进行计算： 其中 V1污泥斗容积 h5污泥斗高度 r1污泥斗上口半径 r2污泥斗下口半径 将相关数据代入得：坡度落差：圆锥体部分污泥体积：污泥区总容积：，足够。（7）沉淀池总高度：设h1=0.3m，h3=0.5m （8）沉淀池池边高度： （9）径深比校核：D/ h2 = 19/3 =6.3 （在612m范围内）（10）集水槽堰负荷校核 设集水槽双面出水，则集水槽出水堰的堰负荷为： 3.5 Carrousel氧化沟的设计与计算3.5.1原始数据与设计要求设计规模：2万m3/d，日变化系数 K日=1.1，总变化系数1.3。进水水质为：BOD5200 mg/L，COD 400mg/L，SS 150mg/L，NH3-N 50 mg/L。出水水质：满足国家城镇污水处理厂污染物排放标准（GBl8918-2002）一级标准的B标准，即BOD520 mg/L，COD60 mg/L，SS20 mg/L，NH3-N8 mg/L。3.5.2确定设计参数产率系数（微生物降解1kg BOD所合成的MLVSS（kg）数）Y=0.5；活性污泥自身氧化率Kd=0.05；f=0.7；MLSS=4000 mg/L；本厂区污泥不进行污泥消化，要求污泥在氧化沟内达到稳定，设计污泥龄；保持pH7.2。采用曝气转刷进行曝气，动力效率为2kgO2/(kWh)，水质修整系数=0.85，氧饱和度修正系数=0.95。3.5.3氧化沟的设计计算采用两套氧化沟系统，每个氧化沟的设计污水量为10000m3/d。 （1）去除BOD所需氧化沟容积： 停留时间： 污泥负荷： （2）计算反硝化所要求增加的氧化沟的体积（每组）：如假设，反硝化条件时溶解氧的浓度DO=0.2mg/L，计算温度仍采用15，20反硝化速率rDN，取0.07mgNH-3N/（mgVSSd），则： 式中：实际的反硝化速率mg/（mgVSSd）；反硝化速率mg/（mgVSSd），在温度为1527，城市污水取值范围0.030.11；DO反硝化条件下的溶解氧浓度根据MLVSS浓度和计算所得的反硝化速率，反硝化所要求增加的氧化沟的体积。由于合成的需要，产生的生物污泥中约有12%的氮，因此首先计算这部分的氮量。每日产生的生物污泥量为： 由此,生物合成的需氮量为12%360=43.2kg/d 折合每单位体积进水用于生物合成氮量为：43.2100010000=4.32mg/L 反硝化量所需去除氮量因此,反硝化所需求增加的氧化沟的体积为 所以每组氧化沟总体积为 脱氮水力停留时间为（3）确定氧化沟的工艺尺寸：设计有效水深3.0m，宽度6.0m，则所需沟的总长度为342m，超高取0.5m，总高为3.5m。 单座氧化沟设4条廊道，其中弯道长度为；因此氧化沟廊道直线段长度为（342-119）/4=55.7556m（4）每组沟需氧量的确定：速率常数K取。 =3355kg/d=140kg/h式中：同时去除和脱氮所需的氧量（kg/d）；Q 污水流量；进水；出水；K 速率常数；t 实验天数（d）；每日产生的生物污泥量（VSSkg/d）；进水氮浓度；出水氮浓度；还原或反硝化的硝酸盐氮量（mg/L）如取水质修正系数，压力修正系数，温度为20、25时的饱和溶解氧浓度分别为。标准状态需氧量：（5）曝气设备设计。需要配置的曝气转刷的功率： 选用电动机功率为25kW、转刷直径为1000mm、转轴长为6m的曝气转刷5台。(6) 回流污泥量计算：根据物料平衡，进水：式中：回流污泥量； 回流污泥浓度，根据公式： SVI取100，取1，为10000mg/L，其他符号同上。 =12733，回流比R为78%（60%200%）。 (7)剩余污泥量计算： =1228.6kg/d=1230kg/d3.6二沉池的设计与计算3.6.1设计参数1、沉淀池的设计数据宜按下表的规定取值沉淀池类型沉淀时间表面水力负荷每人每日污泥量污泥含水率固体负荷初次沉淀池二次沉淀池生膜法后活性污泥法后2、沉淀池的超高不应小于0.3m。 3、沉淀池的有效水深宜采用2.04.Om。 4、当采用污泥斗排泥时，每个污泥斗均应设单独的闸阀和排泥管。污泥斗的斜壁与水平面的倾角，方斗宜为60，圆斗宜为55。 5、活性污泥法处理后的二次沉淀池污泥区容积，宜按不大于2h的污泥量计算，并应有连续排泥措施；生物膜法处理后的二次沉淀池污泥区容积，宜按4h的污泥量计算。 6、排泥管的直径不应小于200mm。 7、当采用静水压力排泥时，二次沉淀池的静水头，生物膜法处理后不应小于1.2m，活性污泥法处理池后不应小于0.9m。 8、二次沉淀池的出水堰最大负荷不宜大于1.7L(sm)。 9、沉淀池应设置浮渣的撇除、输送和处置设施。 10、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。11、宜采用机械排泥，排泥机械旋转速度宜为13rh，刮泥板的外缘线速度不宜大于3mmin。当水池直径(或正方形的一边)较小时也可采用多斗排泥。12、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。13、坡向泥斗的底坡不宜小于0.05。3.6.2二沉池的设计与计算1、池型选择：采用辐流式沉淀池，中心进水，周边出水，共两座。每组设计流量为150L/s，沉淀池表面负荷q取1.0m3/(m2h) ，沉淀时间t=4h2、工艺尺寸：计算草图见图4图4（1）单池面积为：F=Qmax/(nq)= 1080/(1.02)=540m2（2）池子直径： D=(4F/)0.5 =(4540/)0.5 =26.22m，取27m（3）沉淀部分有效水深：h2=q t=1.04=4m（4）沉淀部分有效容积：VFh22160 m3（5）污泥部分所需容积： 其中： V污泥部分所需容积，m3； R污泥回流比，设计取78%； Q最大小时设计流量，m3/h；（6）污泥斗容积：由于直径D20m，所以采用周边传动刮泥机，设计选择锥形泥斗，池 底坡度0.05，污泥斗上口半径2m,下口半径1m，倾角为60。 污泥斗的容积按下式进行计算： 其中 V1污泥斗容积 h5污泥斗高度 r1污泥斗上口半径 r2污泥斗下口半径 将相关数据代入得：坡度落差：圆锥体部分污泥体积：则还需圆柱部分的体积：高度为：（7）沉淀池总高度：设h1=0.3m，h3=0.5m （8）沉淀池池边高度： （9）径深比校核：D/ h2 =27/4 =6.75 （在612m范围内）（10）集水槽堰负荷校核 设集水槽双面出水，则集水槽出水堰的堰负荷为： 3.7污泥泵房的设计与计算3.7.1回流污泥泵房的设计1.设计说明二沉池活性污泥由吸泥管吸入，由池中心落泥管及排泥管排入池外套筒阀井中，然后由管道输送至回流泵房，其他污泥由刮泥板刮入污泥井中，再由排泥管排入剩余污泥泵房集泥井中。设计回流污泥量为QR=12733m3/d。2.回流污泥泵设计选型（1）扬程：二沉池水面相对地面标高为0.6m,套筒阀井泥面相对标高为0.2m，回流污泥泵房泥面相对标高为-0.2-0.2-0.4m，氧化沟水面相对标高为1.5m，则污泥回流泵所需提升高度为：1.5-（-0.4）1.9m。（2）流量：两座氧化沟设一座回流污泥泵房，泵房回流污泥量为12733m3/d531m3/h。（3）选泵：选用螺旋泵3台（2用1备），单台提升能力为270m3/h，提升高度为2.0m2.5m,电动机转速n=27r/min,功率N=10kW。（4）回流污泥泵房占地面积为9m5.5m。3.7.2剩余污泥泵房的设计1.设计说明二沉池产生的剩余活性污泥及其它处理构筑物排出污泥由地下管道自流入集泥井，剩余污泥泵（地下式）将其提升至污泥浓缩池中。处理厂设一座剩余污泥泵房（两座二沉池共用）污水处理系统每日排出污泥干重为1230kg/d，即为按含水率为99计的污泥流量Qw123m3/d5.12m3/h2.设计选型（1）污泥泵扬程:辐流式浓缩池最高泥位（相对地面为）-0.4m，剩余污泥泵房最低泥位为 -（5.34-0.3-0.6）-4.53m,则污泥泵静扬程为H0=4.53-0.44.13m，污泥输送管道压力损失为4.0m，自由水头为1.0m，则污泥泵所需扬程为H=H0+4+1=9.13m。（2）污泥泵选型:选两台，2用1备，单泵流量Q2Qw/25.56m3/h。（3）剩余污泥泵房: 占地面积LB=4m3m，集泥井占地面积3.8污泥浓缩池的设计与计算采用两座幅流式圆形重力连续式污泥浓缩池，用带栅条的刮泥机刮泥，采用静压排泥，剩余污泥泵房将污泥送至浓缩池。1.设计参数 进泥浓度：10g/L 污泥含水率P199.0，每座污泥总流量:Q12302kg/d=61.5m3/d=2.56m3/h 设计浓缩后含水率P2=96.0 污泥固体负荷：qs=45kgSS/(m2.d) 污泥浓缩时间：T=13h 贮泥时间：t=4h2.设计计算（1）浓缩池池体计算：每座浓缩池所需表面积 m2。 浓缩池直径 取D=4.2m 水力负荷 有效水深h1=uT=0.18513=2.40m 取h1=2.4m浓缩池有效容积V1=Ah1=29.652.4=71.16m3（2）排泥量与存泥容积:浓缩后排出含水率P296.0的污泥,则Q w= 按4h贮泥时间计泥量，则贮泥区所需容积 V24Q w40.642.56m3 泥斗容积 = m3 式中：h4泥斗的垂直高度，取1.2m r1泥斗的上口半径，取1.1m r2泥斗的下口半径，取0.6m 设池底坡度为0.08，池底坡降为： h5= 故池底可贮泥容积： = 因此，总贮泥容积为 （满足要求）（3）浓缩池总高度： 浓缩池的超高h2取0.30m，缓冲层高度h3取0.30m，则浓缩池的总高度H为 =2.4+0.30+0.30+1.2+0.16=4.36m 3.9消毒设施的设计与计算 污水经过以上构筑物处理后，虽然水质得到了改善，细菌数量也大幅度的减少，但是细菌的绝对值还十分可观，并有存在病原菌的可能。因此，污水再排入水体前，应进行消毒处理。3.9.1消毒剂的选择目前，用消毒剂消毒能产生有害物质，影响人们的身体健康已广为人知，氯化是当今消毒采用的普遍方法。氯与水中有机物作用，同时有氧化和取代作用，前者促使去除有机物或称降解有机物，而后者则是氯与有机物结合，氯取代后形成的卤化物是有致突变或致癌活性的。所以，目前污水消毒一是要控制恰当的投剂量，二是采用其他消毒剂代替液氯或游离氯，以减少有害物的生成。消毒设备应按连续工作设置。消毒设备的工作时间、消毒剂代替液氯或游离氯，以减少有害物的生成。消毒设备应按连续工作设置，消毒设备的工作时间、消毒剂投加量，可根据所排放水体的卫生要求及季节条件掌握。一般在水源的上游、旅游日、夏季应严格连续消毒，其他情况时可视排出水质及环境要求，经有关单位同意，采用间断消毒或酌减消毒剂投量。目前常用的污水消毒剂是液氯，其次是漂白粉、臭氧、次氯酸钠、氯片、氯氨、二氧化氯和紫外线等。其中液氯效果可靠、投配设备简单、投量准确、价格便宜。其他消毒剂如漂白粉投量不准确，溶解调制不便。臭氧投资大，成本高，设备管理复杂。其他几种消毒剂也有很明显的缺点，它们的比较见下表。所以目前液氯仍然是消毒剂首选。本设计中选用液氯作为消毒剂。各种消毒方法比较消毒剂优点缺点适用条件液氯效果可靠、投配简单、投量准确，价格便宜氯化形成的余氯及某些含氯化合物低浓度时对水生物有毒害，当污水含工业污水比例大时，氯化可能生成致癌化合物适用于，中规模的污水处理厂漂白粉投加设备简单，价格便宜同液氯缺点外，沿尚有投量不准确，溶解调制不便，劳动强度大适用于出水水质较好，排入水体卫生条件要求高的污水处理厂臭氧消毒效率高，并能有效地降解污水中残留的有机物，色，味，等，污水中PH，温度对消毒效果影响小，不产生难处理的或生物积累性残余物投资大成本高，设备管理复杂适用于出水水质较好，排入水体卫生条件要求高的污水处理厂次氯酸钠用海水或一定浓度的盐水，由处理厂就地自制电解产生，消毒需要特制氯片及专用的消毒器，消毒水量小适用于医院、生物制品所等小型污水处理站3.9.2消毒剂的投加 1、加氯量计算二级处理出水采用液氯消毒，液氯的投加量为，则每日的加氯量为： 2、加氯设备液氯由真空转自加氯机加入，加氯机设计两台，采用一用一备。每小时的加氯量为：设计中采用型转子加氯机。3.9.3平流式消毒接触池本设计采用2个3廊式平流式消毒接触池，计算如下：1、 消毒接触池容积式中 接触池单池容积，； 消毒接触时间，一般取。设计中取2、 消毒接触池表面积式中 消毒接触池有效水深，。设计中取3、消毒接触池池长式中 消毒接触池廊道总长，；消毒接触池廊道单宽，设计中取B=3m消毒接触池采用3廊道，消毒接触池长为：校核长宽比：，合乎要求4、池高设计中取超高为：5、进水部分每个消毒接触池的进水管管径DN500,v=0.6m/s。6、混合采用管道混合的方式，加氯管线直接接入消毒接触池进水管，为增强混合效果，加氯点后接的静态混合器。7、出水计算采用非淹没式矩形薄壁堰出流 ，设计堰宽为b=3m，计算为：出水管采用DN700的管道将水送入巴氏计量槽，流速为0.43m/s。第四章 污水厂的总体布置4.1污水厂平面布置4.1.1污水处理厂平面布的原则1、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)功能分区明确，管理区、污水处理区及污泥处理区相对独立。(2)构筑物布置力求紧凑，以减少占地面积，并便于管理。(3)考虑近、远期结合，便于分期建设，并使近期工程相对集中。(4)各处理构筑物顺流程布置，避免管线迂回。(5)变配电间布置在既靠近污水厂进线，又靠近用电负荷大的构筑物处，以节省能耗。(6)建筑物尽可能布置为南北朝向。(7)厂区绿化面积不小于3O，总平面布置满足消防要求。(8)交通顺畅，使施工、管理方便。厂区平面布置除遵循上述原则外，还应根据城市主导风向，进水方向、排水方向，工艺流程特点及厂区地形、地质条件等因素进行布置，既要考虑流程合理，管理方便，经济实用，还要考虑建筑造型，厂区绿化及与周围环境相协调等因素。2、管、渠的平面布置厂区主要管道有污水管道、污泥管道、超越管道、雨水管道、厂区给水管、厂区污水管及电缆管线等，设计如下：(1)污水管道污水管道为各污水处理构筑物连接管线及厂区污水管道，管道的布置原则是线路短，埋深合理。厂区污水管道主要是排除厂区生活污水、生产污水、清洗污水、构筑物数量大，厂区污水经污水管收集后接入厂区进水泵房，与进厂污水一并处理。(2)污泥管道污泥管道主要为氧化沟出泥管，污泥泵房出泥管以及脱水机房污泥管。管道设计时考虑污泥含水率相对较低的特点