环境工程本科毕业论文.doc

兰州交通大学毕业设计（论文）环境工程本科毕业论文毕业设计目录1. 设计任务及资料11.1设计任务11.2设计目的及意义11.2.1设计目的11.2.2设计意义11.3设计要求11.3.1污水处理厂设计原则11.3.2污水处理工程运行过程中应遵循的原则21.4设计资料21.4.1水质情况21.4.2环境条件状况31.4.3排水系统31.5设计依据32. 设计方案42.1污水处理厂流程比选42.1.1确定处理流程的原则42.1.2污水处理流程的选择42.1.3污水处理流程方案的介绍与比较52.1.4污水处理流程方案的确定122.2厂址选择163. 主要构筑物的选择183.1格栅183.2沉砂池183.2.1沉砂池的选择183.3 SBR池193.4接触消毒池193.5集泥井193.6 浓缩池193.7贮泥池203.8脱水间204. 水质水量计算214.1设计污水水量214.2污水处理程度计算215. 一级处理构筑物设计计算245.1格栅计算245.1.1粗格栅计算245.1.2细格栅计算265.2提升泵站计算275.3沉砂池计算286. 二级处理构筑物设计计算296.1 SBR工艺计算296.1.1经典SBR工艺296.1.2 空气管系统计算356.1.3鼓风机的选定406.1.4滗水器406.1.5曝气池进出水设计406.1.6 SBR池前配水井设计416.2接触消毒池与加氯间426.2.1设计参数426.2.2设计计算426.2.3接触池进出水设计446.2.4计量设备457. 污泥处理设计计算497.1污泥处理的目的与处理方法497.2污泥提升泵房兼集泥井497.3污泥浓缩507.4 贮泥池507.4.1贮泥池的作用507.4.2贮泥池的计算507.5污泥脱水518. 污水处理厂布置538.1污水处理厂平面布置538.1.1平面布置原则538.1.2平面布置558.2污水处理厂高程布置568.2.1主要任务568.2.2高程布置原则578.2.3水头损失计算57结论64参考文献65致谢6667兰州交通大学毕业设计（论文）1. 设计任务及资料1.1设计任务某市10万吨污水处理厂工艺设计。1.2设计目的及意义1.2.1设计目的(1) 温习和巩固所学知识、原理；(2) 掌握一般水处理构筑物的设计计算。1.2.2设计意义设计是实现高等工科院校培养目标所不可缺少的教学环节，是教学计划中的一个有机组成部分，是培养学生综合运用所学的基础理论、基础知识以及分析解决实际问题能力的重要一环。它与其他教学环节紧密配合，相辅相成，在某种程度上是前面各个环节的继续、深化和发展。近200年来，城市污水处理已从原始的自然处理、简单的一级处理发展到利用各种先进技术、深度处理污水，并回用。处理工艺也从传统活性污泥法、氧化沟工艺发展到A/O、A2/O、AB、SBR（包括CCAS工艺）等多种工艺，以达到不同的出水要求。结合我国发展，尤其是当地实际情况，探索适合我国实际的城市污水处理系统。其次，做本设计可以使我得到很大的提高，可在不同程度上提高调查研究，查阅文献，收集资料和正确熟练使用工具书的能力，提高理论分析、制定设计方案的能力以及设计、计算、绘图的能力；技术经济分析和组织工作的能力；提高总结，撰写设计说明书的能力等。 1.3设计要求1.3.1污水处理厂设计原则（1） 污水厂的设计和其他工程设计一样，应符合适用的要求，首先必须确保污水厂处理后污水达到排放要求。考虑现实的经济和技术条件，以及当地的具体情况（如施工条件）。在可能的基础上，选择的处理工艺流程、构（建）筑物形式、主要设备设计标准和数据等。（2） 污水处理厂采用的各项设计参数必须可靠。设计时必须充分掌握和认真研究各项自然条件，如水质水量资料、同类工程资料。按照工程的处理要求，全面地分析各种因素，选择好各项设计数据，在设计中一定要遵守现行的设计规范，保证必要的安全系数。对新工艺、新技术、新结构和新材料的采用积极慎重的态度。（3） 污水处理厂（站）设计必须符合经济的要求。污水处理工程方案设计完成后，总体布置、单体设计及药剂选用等尽可能采用合理措施降低工程造价和运行管理费用，（4） 污水厂设计应当力求技术合理。在经济合理的原则下，必须根据需要，尽可能采用先进的工艺、机械和自控技术，但要确保安全可靠。（5） 污水厂设计必须注意近远期的结合，不宜分期建设的部分，如配水井、泵房及加药间等，其土建部分应一次建成；在无远期规划的情况下，设计时应为今后发展留有挖潜和扩建的条件。（6） 污水厂设计必须考虑安全运行的条件，如适当设置分流设施、超越管线、甲烷气的安全储存等。（7） 污水厂的设计在经济条件允许情况下，场内布局、构（建）筑物外观、环境及卫生等可以适当注意美观和绿化。1.3.2污水处理工程运行过程中应遵循的原则在保证污水处理效果同时，正确处理城市、工业、农业等各方面的用水关系，合理安排水资源的综合利用，节约用地，节约劳动力，考虑污水处理厂的发展前景，尽量采用处理效果好的先进工艺，同时合理设计、合理布局，做到技术可行、经济合理。1.4设计资料1.4.1水质情况污水处理厂进水水质指标为：COD 390mg/lBOD5 180mg/lSS 180mg/lNH3-N 40mg/lP6mg/l处理后的出厂污水水质标准为：COD 100mg/lBOD5 20mg/lSS 20mg/lNH3N 15mg/lP 1 mg/l处理后的污水排入M河。1.4.2环境条件状况该市区属温带季风型大陆性气候，春季多风干燥，夏季受北太平洋暖流影响，温暖而潮湿，秋季温润凉爽，冬季受蒙古和西伯利亚高气压带控制，寒冷干燥。年平均降水量约550毫米，年平均气温8。本地区气候主要受季风影响，主导风向夏季为南风、西南风；冬季北风、西北风。地震裂度6度。1.4.3排水系统城市的排水系统采用分流制排水系统，城市污水主干管由西北方向流入污水处理厂厂区，主干管进入污水处理厂处的管径为1250mm，管道水面标高为80.0m。1.5设计依据设计依据主要是国家有关法律法规：1、中华人民共和国环境保护法；2、GB38382002地面水环境质量标准；3、GB189182002城镇污水处理厂污染物排放标准；4、GB500142006室外排水设计规范；5、GB503352002污水再生利用工程设计规范2. 设计方案城市污水处理厂的设计规模与进入处理厂的污水水质和水量有关，污水的水质和水量可以通过设计任务书的原始资料计算。2.1污水处理厂流程比选2.1.1确定处理流程的原则城市污水处理的目的是使之达标排放或污水回用用于使环境不受污染，处理后出水回用于农田灌溉，城市景观或工业生产等，以节约水资源。 城市污水处理及污染防治技术政策对污水处理工艺的选择给出以下几项关于城镇污水处理工艺选择的准则： 城市污水处理工艺应根据处理规模、水质特征、受纳水体的环境功能及当地的实际情况和要求，经全面技术经济比较后优先确定； 工艺选择的主要技术经济指标包括：处理单位水量投资，削减单位污染物投资，处理单位水量电耗和成本，削减单位污染物电耗和成本，占地面积，运行性能，可靠性，管理维护难易程度，总体环境效益； 在水质组成复杂或特殊时，进行污水处理工艺的动态试验，必要时应开展中试研究； 积极地采用高效经济的新工艺，在国内首次应用的新工艺必须经过中试和生产性试验，提供可靠性设计参数，然后进行运用。 2.1.2污水处理流程的选择首先，该污水的可生化性判断：，故可用生化法来处理。我国城市污水处理相对于国外发达国家、起步较晚。近200年来，城市污水处理已从原始的自然处理、简单的一级处理发展到利用各种先进技术、深度处理污水，并回用。处理工艺也从传统活性污泥法、发展到氧化沟工艺、A/O、A2/O、AB、SBR（包括CCAS等工艺）等多种工艺，以达到不同的出水要求。虽然如此，我国的污水处理技术还是落后于许多国家。在我们大力引进国外先进技术、设备和经验的同时，必须结合我国发展，尤其是当地实际情况，探索适合我国实际的城市污水处理系统。我国城市污水处理技术随着水污染控制与环境治理的实践，在吸取国外技术经验的同时，结合我国国情的特点，逐步改进提高，初步形成了一些适用的技术路线，主要如下：1.以回用为目的的污水深度处理技术路线；2.以自然生物净化为主的人工生物净化与自然生物净化相结合的技术路线；3.对传统活性污泥法进行改造或予以取代后的人工生物净化技术路线；4.以污水扩散排放为主，处理为辅的技术路线。人工生物净化与自然生物净化相结合的技术路线，对于大规模污水处理厂来说，主要指氧化塘处理和土地法处理，它们都具有运行费用低，外加能源消耗少和管理简单的优点，在我国一些城市也被因地制宜的采用。人工净化就是人为的创造条件，使微生物大量繁殖，提高微生物净化的效率，主要包括活性污泥法与生物膜法，其中以活性污泥法采用较为普遍，是目前国内外城市污水处理的主体工艺。传统的活性污泥法有较丰富的实践经验和技术资料、运行可靠、处理效果好，但是也存在能活较多和费用高等特点，所以对其流程改革更新后，出现了AB工艺，氧化沟法，SBR间歇活性污泥法，A/O脱氮工艺，A2/O同步脱氮除磷工艺等常用工艺，它们各自具有相对不同的优点。结合本工艺的具体情况，本污水厂还要求高效脱氮除磷，常用的方法有AB法，SBR，A2/O法，氧化沟工艺等。2.1.3污水处理流程方案的介绍与比较（1）传统活性污泥法一、工作原理及优缺点经初次沉淀池活水解算话装置处理后的污水从一端进入曝气池，与此同时，从二沉池连续回流的活性污泥，作为接种污泥，也于次同步进入曝气池。此外，从空压机站送来的压缩空气，通过干管和支管的管道系统和铺设在曝气池底部的空气扩散装置，以细小气泡的形式进入污水中，气作用除向污水充氧外，还使曝气池内的污水、活性污泥处于剧烈搅动的状态。活性污泥与污水相互混合、充分接触，使活性污泥反应得以正常进行，反应的结果是污水中的有机污染物得到讲解、去除，污水得以净化。其优点是：处理污水效果好，BOD5的去除率可达70%，COD和SS的去除率可达90%；有丰富的技术资料和成熟的管理经验；适宜处理大量污水，运行可靠，水质稳定。缺点是:运行费用高，由于在曝气池的末端造成的浪费，故提高了运行成本；基建费用高，占地面积大；.对外界条件的适应性差；由于沉淀时间短和沉淀后碳源不足等情况，对于N、P去除率非常低，只有20%-40%。二、工艺流程 （2）氧化沟法一、工作原理及其优缺点氧化沟一般呈环形沟渠状，污水在沟渠内作环形流动，利用独特的水力流动特点，在沟渠转弯处设曝气装置，在曝气池上方为厌氧池，下方则为好氧段，从而产生富氧区和缺氧区，可以进行硝化和反硝化作用，取得脱氮的效应，同时氧化沟法污泥龄较长，可以存活世代时间较长的微生物进行特别的反应，如除磷脱氮。其优点是：在液态上，介于完全混合与推流之间，有利于活性污泥的适于生物凝聚作用，可以将其区分为富氧区、缺氧区，用以进行硝化和反硝化，取得脱氮的作用；BOD去除率可达95%，COD可达90%，N可达75%，P可达65%。对水量水温的变化有较强的适应性，处理水量较大；污泥龄较长，一般长达1530天，到以存活时间较长的微生物；污泥产量低，且多已达到稳定；自动化程度较高，运行费用低，便于管理。其缺点：占地面积较大；容易引起流速不均，污泥膨胀等问题二、工艺流程 （3）A2/O法一、工作原理及其优缺点A2/O工艺从实质意义上来说为厌氧缺氧好氧法。是一项能够同步脱氮除磷的污水处理工艺。原污水和沉淀池派出的含磷回流污泥同步进入厌氧反应器，厌氧反应器的作用是释放磷，同时部分有机物进行氨化。污水经过厌氧反应器后进入缺氧反应器，主要功能是脱氮，硝化氮通过内循环有好氧反应器送来的循环的混合液量较大，一般为2Q，混合液从缺氧反应器进入好氧反应器，这一反应器是多功能的，去除BOD，硝化和吸收磷等，从而达到处理污水的作用。其优点是：总的水力停留时间少于其他同类工艺；在厌氧（缺氧）、好氧交替运行条件下，丝状菌不能大量增殖，无污泥膨胀之虞，SVI值一般均小于100；污泥中含P浓度高，一般为2.5%以上，具有很高的肥效；运行中勿需投药，两个A段只用轻缓搅拌，以不增加溶解氧为度，运行费用低；厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同种类微生物菌群的有机配合，能同时具有去除有机物、脱N除P的功能；脱N效果受混合液回流比大小的影响，除P效果则受回流污泥中夹带溶解氧的浓度和硝酸态氧的影响，因而脱N除P效率不可能很高。其缺点是：除P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；脱N效果也难于进一步提高，内循环量一般以2Q为限，不宜太高；进入沉淀池的处理水要保持一定浓度的溶解氧，减少停留时间，防止生产厌氧状态和污泥释放P的现象出现，但溶解氧的浓度也不宜过高，以防循环混液对缺氧反应器的干扰。二、工艺流程 （4）A/O法一、工作原理及其优缺点A/O法工艺系统的运行是一个缺氧好氧交替循环的反应过程，所以除了二沉池的活性污泥回流外，必须做到混合液的内循环回流，其循环回流比约为13倍。另外，为了保持缺氧池中的活性污泥处于悬浮状态而不沉淀。需要在缺氧池中装设搅拌设备。有关资料介绍的缺氧池与好氧池停留时间出入较大，一般缺氧池的水力停留时间为13h，好氧池进行硝化的停留时间为48h。流程特点：可进行A/O工艺生物脱氮处理；可以按照常规活性污泥法或单独硝化工艺处理城市污水；有利于对已有城市污水处理厂二级生物处理构筑物及设施的技术构造；由于该流程设有初沉池去除了水中悬浮物质，故节省了二级处理的能耗。优点：主要优点是污水在个生物处理系统中可以去除BOD5、COD、SS同时去除N，对BOD可去除70%以上，COD可达80%，但对氨氮的去除率只能达到30%左右，。它比在常规生物处理后面加上除N系统要简单的多，既节省费用又管理方便。去除效高；节省水处理药剂；节省动力消耗；污泥沉降性好；运行成本低；易于将原有的活性污泥系统改造成A/O系统。二、工艺流程（5）AB法一、工作原理及特点A-B两段曝气法是在传统活性污泥法的基础上发展起来的新工艺，由联邦德国在1976年首先开始研究，现在国外已有不少污水处理工程采用，国内已开始采用。“A-B”的含义是“吸附+生化处理”。特点：充分利用整个下水道系统中所繁殖的微生物的活力使污水进行一次高负荷短时间的吸附曝气处理（即A级曝气、沉淀与回流），然后再进入常负荷的B级处理（B级曝气、沉淀与回流）。这样形成的两种各自与其水质和运行条件相对应的完全不同的微生物群落。优点：A级细菌具有高的繁殖和变异能力，A级能很好的承受水质，水量和PH的冲击及毒物的影响，使B级进水稳定；A级在短时间内从污水中去除50%以上的BOD5，而且这个去除主要通过絮凝、吸附、沉淀等物理生物化学过程实现的，能耗较低。B级时间短，池子小；运行稳定可靠，加之A级大量吸附，所以脱N效果有所提高，大约是传统法的23倍；在投资紧缺的情况下，适于分步实施，先进行A级处理，其出水水质要比传统曝气法的一级处理好。缺点：与传统法相比，A-B法多一套污泥回流系统，而且产泥量较大；由于该法产泥量大，对污泥处理系统需增加很大投资；脱N效果虽然有提高，但由于污泥龄太短，仅靠吸附作用远不能达到脱N除P要求。适用于处理浓度较高、水质水量变化较大的污水，通常要求进水BOD5250mg/L，AB法才有明显的优势。本工程设计BOD5进水为180mg/l，采用AB法显然不合适。二、工艺流程 （6）SBR法一、工作原理及特点1.流入工序：废水注入，注满后进行反应，方式有单纯注水，曝气，缓速搅拌三种，2.曝气反应工序：当污水注满后即开始曝气操作，这是最重要的工序，根据污水处理的目的，除P脱N应进行相应的处理工作。3.沉淀工艺：使混合液泥水分离，相当于二沉池，4.排放工序：排除曝气沉淀后产生的上清液，作为处理水排放，一直到最低水位，在反应器残留一部分活性污泥作为种泥。5.待机工序：工处理水排放后，反应器处于停滞状态等待一个周期。6.特点：大多数情况下，无设置调节池的必要；SVI值较低，易于沉淀，一般情况下不会产生污泥膨胀；通过对运行方式的调节，进行除磷脱氮反应；自动化程度较高；得当时，处理效果优于连续式；单方投资较少；占地规模大，处理水量较小。二、工艺流程各种工艺总结比较：方法P去除率占地投资能耗1常规活性污泥法低大大高2SBR法一般较大小较低3氧化沟较高较大较小 低4AB法较高一般一般一般5A2/O法高大一般一般6A/O法低一般低低本设计进水所要求的处理程度为：通过上述各种比较，传统活性污泥法、A/A/O法、A/O法、AB法四者的脱氮除磷效果达不到本设计的要求。而且氧化沟法和SBR法有如下的优点：去除有机物效率很高，有的还能脱氮、除磷或既脱氮又除磷，而且处理设施十分简单，管理非常方便，是目前国际上公认的高效、简化的污水处理工艺，也是世界各国中小型城市污水处理厂的优选工艺。在10104 m3/d规模以下，氧化沟和SBR法的基建费用明显低于常规活性污泥法、A/O和A2/O法；对于规模为(510)104 m3/d的污水厂，氧化沟与SBR法的基建费用通常要低10%15%。规模越小，两者差距越大，这对缺少资金建污水厂的中小城市很有吸引力。即使在10104 m3/d规模以下，氧化沟和SBR法的电耗和年运营费用仍高于常规活性污泥法，但如果与基建费用一起来比较，基建费加上20年的运营费总计还是比常规活性污泥法低些。规模越小，低得越多，规模越大，差距越小，当规模为10104 m3/d时，两类工艺的总费用大致相当。因此，对于中小型污水厂采用氧化沟与SBR法在经济上是有利的。氧化沟与SBR工艺通常都不设初沉池和污泥消化池，整个处理单元比常规活性污泥法少50%以上，操作管理大大简化，这对于技术力量相对较弱、管理水平相对较低的中小型污水处理厂很合适。氧化沟和SBR工艺的设备基本上实现了国产化，在质量上能满足工艺要求，价格比国外设备便宜好几倍，而且也省去了申请外汇进口设备的种种麻烦。氧化沟和SBR工艺的抗冲击负荷能力比常规活性污泥法好得多，这对于水质、水量变化剧烈的中小型污水厂很有利。正是由于上述种种原因，氧化沟和SBR在国内外都发展很快。美国环保局(EPA)把污水处理厂的建设费用或运营费用比常规活性污泥法节省15%以上的工艺列为革新替代技术，由联邦政府给予财政资助，SBR和氧化沟工艺因此得以大力推广，已经建成的污水厂各有几百座。欧州的氧化沟污水厂已有上千座，澳大利亚近10多年建成SBR工艺污水厂近600座。在国内，氧化沟和SBR工艺已成为中小型污水处理厂的首选工艺。故本设计初步选择氧化沟法或SBR法。2.1.4污水处理流程方案的确定 1、 氧化沟工艺的主要分类和特点氧化沟工艺大体上可以分为四类：多沟交替式氧化沟，它的特点是合建式，没有单独的二沉池，采用转刷曝气。它有单沟、双沟和三沟式，最典型的是邯郸三沟式氧化沟。这种氧化沟具有SBR工艺的特点，也可算是SBR的一种类型，它的脱氮除磷效果不稳定，如果要求脱氮除磷，需增加一些设施。卡鲁塞尔氧化沟，它是分建式，有单独的二沉池，采用表曝机曝气，沟深大于多沟交替式氧化沟，长沙水质净化二厂就是这种工艺，它的脱氮除磷效果也不够理想，如果要求脱氮除磷，也需增加一些设施。奥贝尔氧化沟，它也是分建式，有单独二沉池，采用转碟曝气，沟深也较大，现在四川、北京、山东、浙江等地都在采用，它的脱氮效果很好，但除磷效率不够高，要求除磷时还需采取一些措施。一体化氧化沟，是合建式，沉淀池建在氧化沟内，已在四川成都市新都污水厂和山东高密市污水厂应用。它既是连续进出水，又是合建式，且不用倒换功能，从理论上讲最经济合理，但在一些具体技术问题上还不十分成熟，因此影响了它的推广使用。2、SBR工艺的主要分类和特点SBR工艺主要有以下几种类型：传统式SBR工艺，它的所有操作都是间歇的、周期性的，适当控制运行方式，实现好氧、缺氧、厌氧状态交替，具有良好的脱氮除磷效果。工艺流程简单，造价低。主体设备只有一个序批式间歇反应器，无二沉池、污泥回流系统，调节池、初沉池也可省略，布置紧凑，占地面积省。此种工艺在四川中巴污水处理厂已使用。ICEAS工艺，即间歇式循环延时曝气活性污泥法，它用隔墙将反应池分为两部分，前面是预反应区，后面是主反应区，采用连续进水，间歇曝气、沉淀、排水、排泥，已用在昆明第三、第四污水厂。它可以脱氮除磷，但效果不够理想。DATIAT工艺，即连续曝气和间歇曝气相结合的工艺，反应池中部用隔墙分为两部分，前边的DAT连续曝气，后边的IAT间歇曝气、沉淀、排水、排泥，已用于天津开发区污水处理厂。它的脱氮除磷功能一般，需增加设施才能提高脱氮除磷效率 CASS工艺，即循环式活性污泥法，它的反应池用隔墙分为选择区和主反应区，进水、曝气、沉淀、排水、排泥都是间歇周期性运行。它的脱氮除磷效果好，防止污泥膨胀的性能好，但相对传统SBR来说，构造复杂，增加了维护的难度。目前深圳、天津和云南的一些污水处理厂都采用此种工艺。3、氧化沟和SBR工艺的比较氧化沟和SBR工艺有很多共同特点，也有各自的特点和适用性，在选定方案时需要仔细分析。从基建投资看，SBR工艺是合建式，一般情况下征地费和土建费较氧化沟低，而设备费较氧化沟高，总造价的高低则要视具体情况决定。a.地价高，对氧化沟不利。b.进水BOD浓度高，反应容积与沉淀容积的比值高，对氧化沟有利；BOD浓度低，反应容积与沉淀容积的比值低，对SBR有利。 从运营费用看，SBR工艺通常用鼓风曝气，氧化沟工艺通常用机械曝气。一般说来，在供氧量相同的情况下，鼓风曝气比机械曝气省电；第二方面，SBR工艺是合建式，不用污泥回流(有的少量回流)，氧化沟工艺是分建式要大量回流，电耗较大；第三方面，SBR工艺是变水位运行，增大了进水提升泵站的扬程。综合考虑，通常氧化沟工艺的电耗要比SBR工艺大些，运营费要高些。 氧化沟工艺是连续运行，不要求自动控制，只是在要求节能时用自动控制；SBR工艺是周期间歇运行，各个工序转换频繁，需要自动控制。 SBR工艺是静态沉淀，氧化沟工艺是动态沉淀，因而SBR的沉淀效率更高，出水水质更好。在寒冷的气候条件下，因为表面曝气器会造成表面冷却或者结冰，降低污水的温度，对生化反应尤其是硝化反应的影响较大，所以，在寒冷地区，采用氧化沟工艺，需要采取一些特殊措施，如将氧化沟加盖，而这些措施都使氧化沟工艺在和其它工艺竞争中，处于不利的地位。从污泥膨胀来看：工艺原理上，氧化沟工艺属循环反应器，大致上可看作是完全混合反应器，从这一点上理解，发生污泥膨胀的概率会高些；而SBR工艺属间歇反应器，周期分配可以灵活调整，发生污泥膨胀的概率会相对低些。计算比较：A、 用氧化沟计算：奥贝尔氧化沟工艺设计计算：(1) 基本设计参数：污泥产率系数；混合液悬浮固体浓度（MLSS）；混合液挥发性悬浮固体浓度（MLVSS）XV=3000mg/L(MLVSS/MLSS=0.75)；污泥龄；内源代谢系数；20时脱氮率；（还原的）/(kg MLVSSd)。（2）去除BOD计算a、氧化沟出水溶解性BOD5浓度S，为了保证二级出水BOD5浓度Se20mg/L,必须控制氧化沟出水所含溶解性BOD5浓度。 b、好氧区容积V1：c、计算脱氮所需池容: 脱硝率8时氧化的氨氮量需要氧化的氨氮量脱氮所需的容积d、氧化沟总容积V36047+61762=97809m3B、用SBR计算： (1)曝气池体积V：二沉池出水BOD5由溶解性BOD5和悬浮性BOD5组成，其中只有溶解性BOD5与工艺计算有关。出水溶解性BOD5可用下式估算： 式中 -出水溶解性BOD5； -二沉池出水总BOD5，取=20mg/L； -活性污泥自身氧化系数，典型值为0.06； -二沉池出水SS中VSS所占比例，取=0.75 -二沉池出水SS,取=20mg/L。 本设计要求脱氮效率高较，为满足消化要求，曝气段污泥龄30,污泥产率系数Y取0.6，污泥自身氧化系数Kd取0.06，曝气池体积：经过容积比较，选择SBR法。2.2厂址选择在污水处理厂设计中，处理厂的位置对周围环境卫生、基建投资及运行管理等都有很大的影响，所以，厂址选定是一个很重要的环节。因此，在厂址的选择上应进行深入、详尽的技术比较。厂址选择的一般原则为：1、 在城镇水体的下游；2、 便于处理后出水回用和安全排放；3、 便于污泥集中处理和处置；4、 在城镇夏季主导风向的下风向；5、 有良好的工程地质条件；6、 少拆迁，少占地，根据环境评价要求，有一定的卫生防护距离；7、 有扩建的可能；8、 厂区地形不应受洪涝灾害影响，防洪标准不应低于城镇防洪标准，有良好的排水条件；9、 有方便的交通、运输和水电条件。所以，本设计的污水处理厂应建在城区的东北或东南方向较好，又由于城市污水主干管由西北方向流入污水处理厂厂区，则污水处理厂建在城区的东南方向。3. 主要构筑物的选择3.1格栅格栅是一组平行的金属栅条或筛网组成，安装在污水管道、泵房、集水井的进口处或处理厂的端部，用以截留较大的悬浮物或漂浮物，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷。中格栅设在污水泵站前，细格栅设在污水泵站后。截留污物的清除方法有两种，即人工清渣和机械清渣。本设计污水量较大，为减轻劳动强度，选用机械清渣。 1.粗格栅设计参数：中格栅采用栅前水深h=0.8m,过栅流速u=0.9m/s,栅条间隙宽度e=0.050m,栅格倾角=60,采用两座粗格栅。 2.细格栅设计参数 细格栅采用栅前水深h=0.8m,过栅流速u=0.9m/s,栅条间隙宽度e=0.01m,格栅倾角=60，采用两座细格栅。3.2沉砂池3.2.1沉砂池的选择沉砂池的功能是去除比重较大的无机颗粒。沉砂池一般设于泵站倒虹吸管前，以便减轻无机颗粒对水泵、管道的磨损；也可设于初沉池前，以减轻沉淀池负荷及改善污泥处理构筑物的处理条件，沉砂池的形式，按水流方向的不同可分为平流式、竖流式、曝气沉砂池三类。1,平流式沉砂池优点：沉淀效果好，耐冲击负荷，适应温度变化。工作稳定，构造简单，易于施工，便于管理。缺点：占地大，配水不均匀，易出现短流和偏流，排泥间距较大，池中约夹杂有15%左右的有机物使沉砂池的后续处理难度增加。2，竖流沉砂池优点：占地少，排泥方便，运行管理易行。缺点：池深大，施工困难，造价较高，对耐冲击负荷和温度的适应性较差，池径受到限制，过大的池径会使布水不均匀。3，曝气沉砂池优点：克服了平流沉砂池的缺点，使砂粒与外裹的有机物能较好地分离，通过调节布气量可控制污水的旋流速度，使除砂率较稳定，受流量变化影响小，同时起预曝气作用，其沉砂量大，且其上含有机物少。缺点：由于需要曝气，所以池内应考虑设消泡装置，其它型易产生偏流或死角，并且由于多了曝气装置而使费用增加。4，旋流沉砂池优点：一般设计为圆形，池中心设有一台可调速的旋转桨板，进水渠道在圆池的切向位置。它可以通过合理的调节旋转桨板的转速，有效地去除其他沉砂池难以去除的细砂。其具有占地小，除砂效率高等优点。基于以上三种沉砂池的比较，本设计采用旋流沉砂池。3.3 SBR池由方案比选知，选用传统SBR池。3.4接触消毒池采用二氧化氯消毒，比较经济，余氯量小，操作简单，效果也好。该接触池加氯量采用每立方米2.4g。接触时间t=30min,包括接触池后污水管渠中流动时间。出厂二氧化氯余量0.1mg/l，管网末梢二氧化氯余量0.02mg/l。3.5集泥井3.6 浓缩池采用间歇式离心浓缩机。3.7贮泥池3.8脱水间采用离心脱水机4. 水质水量计算4.1设计污水水量由设计资料知，该市每天的平均污水量为：万吨/天 查GB500142006室外排水设计规范知：1157.411000,则取总变化系数为：=1.2从而可计算设计秒流量为: 式中 -城市每天的平均污水量，； -总变化系数； -设计秒流量，.=1.21157.41=1388.892=1.39m3/s4.2污水处理程度计算 （1）污水COD处理程度计算 式中 -COD的处理程度，%； -进水的COD浓度，； -处理后污水排放的COD浓度，；那么 = （2）污水BOD处理程度计算 式中 -的处理程度，%； -进水的浓度，； -处理后污水排放的浓度，。那么（3）污水SS处理程度计算式中 -SS的处理程度，%； -进水的SS浓度，； -处理后污水排放的SS浓度，。那么(4)污水氨氮处理程度计算式中 - 氨氮的处理程度，%； -进水的氨氮浓度，； -处理后污水排放的氨氮浓度，。那么（5）污水P处理程度计算式中 -P的处理程度，%； -进水的P浓度，； -处理后污水排放的P浓度，。那么5. 一级处理构筑物设计计算5.1格栅计算5.1.1粗格栅计算1.根据最优水力断面公式计算污水过栅流速取为，栅前水深取h=0.8m,格栅间隙取e=0.020m。则格栅间隙数 =个 -格栅栅条间隙数，个； -设计流量，； -格栅倾角，；那么每座格栅18个间隙。2.格栅宽度B=S(n-1)+en =0.010(36-1)+0.05036=2.15m式中 B-格栅栅槽宽度，m； S-每根格栅条宽度，m；3.进水渠道渐宽部分长度计算 式中 -进水渠道渐宽部分长度，m； -渐宽处角度，。设计中取= =4.进水渠道渐窄部分长度计算 5.通过格栅的水头损失 式中 h1-水头损失，m。 -格栅条的阻力系数，查表知=2.42； k-格栅受污物堵塞时的水头损失增大系数，一般取 =3。则 6.栅后槽总高度设栅前渠道超高则栅后槽总高度：H=h+h1+h2=0.8+0.029+0.3=1.129m7.栅槽总长度 =1.246+0.623+0.5+1.0+=4.00m8.每日栅渣量式中 -每日栅渣量，；-每日每1000污水的栅渣量，污水。设计中取 =0.01污水故采用机械除渣。9.进水出水渠道城市污水通过DN1250mm的管道送入进水渠道，然后，就由提升泵将污水提升至细格栅。5.1.2细格栅计算设计中取格栅栅条间隙e=0.01m,格栅栅前水深h=0.8m,污水过栅流速v=0.9m/s,每根格栅条宽度S=0.01m,进水渠道宽度B1=0.8m,栅前渠道超高h2=0.3m，每日每1000污水的栅渣量=0.05。则格栅间隙数个那么每座90个间隙。细格栅槽宽度进水渠道渐宽部分长度进水渠道渐窄部分长度通过格栅的水头损失 栅槽总长度 每日栅渣量故采用机械清渣。设备选型为XWB-0.8-1.5背耙式细格栅，外形尺寸8001500450（mm） 图5.1 格栅计算草图5.2提升泵站计算（1）提升泵站：污水总泵站接纳来自整个城市排水管网来的所有污水，其任务是将这些污水抽送到污水处理厂，以利于处理厂个构筑物的设置。因采用城市污水与雨水分流制，故本设计仅对城市污水排水系统的泵站进行设计。（2）泵站设计原则：1.污水泵站集水池的容积，不应小于最大一台水泵5min的出水量；如水泵机组为自动控制时，每小时开动水泵不得超过六次。2.集水池池底应设集水坑，倾向坑的坡度不宜小于10%。3.水泵吸水管设计流速宜为0.71.5m/s，出水管流速宜为0.82.5 m/s。其他规定见GB500142006室外排水规范。（3）泵房形式及工艺布置：本设计采用地下湿式矩形合建式泵房，设计流量选用最高日最高时流量。5.3沉砂池计算本设计依据前面比较采用旋流式沉砂池，选为旋流式沉砂池型号1300,处理流量1320(L/s)。表5-1：型号流量（L/s）ABCDEFGHIL130013205480150011002200400220010006106301850图5.26. 二级处理构筑物设计计算6.1 SBR工艺计算6.1.1经典SBR工艺（1）运行周期：反应器个数n1=6,周期时间t=6h,周期数n2=4,每周期处理水量4167m3,每周期分为进水、曝气、沉淀、排水4个阶段。其中进水时间： 根据滗水器设备性能，排水时间MLSS取4000mg/L，污泥界面沉降速度： 曝气池滗水高度，安全水深，沉淀时间： 曝气时间： 反应时间比：(2)曝气池体积V：出水BOD5由溶解性BOD5和悬浮性BOD5组成，其中只有溶解性BOD5与工艺计算有关。出水溶解性BOD5可用下式估算： 式中 -出水溶解性BOD5； -出水总BOD5，取=20mg/L； -活性污泥自身氧化系数，典型值为0.06； -出水SS中VSS所占比例，取=0.75 -出水SS,取=20mg/L。 本设计要求脱氮效率高较，为满足消化要求，曝气段污泥龄30,污泥产率系数Y取0.6，污泥自身氧化系数Kd取0.06，曝气池体积：（3）复核滗水高度：SBR曝气池共设6座，即n1=6,有效水深H=5m,滗水高度h1: 复核结果与设定值相同。 （4）复核污泥负荷： （5） 剩余污泥产量：剩余污泥由生物污泥和非生物污泥组成。剩余生物污泥XV计算公式： XV= 为活性污泥自身氧化系数，它与温度有关，水温为 时。根据室外排水设计规范（GBJ 14-1987,1997年版）的有关规定，不同水温时应进行修正。本设计选择8。 冬季剩余生物污泥量: XV(8)= = =3566(kg/d) 剩余非生物污泥Xs计算公式：Xs =式中 -设计进水SS,m3/d，取=160mg/L。-进水VSS中可生化部分比例，设=0.7。Xs =剩余污泥总量： X=XV+Xs= 3566+7600=11166（kg/d） （6）复核出水BOD5： 复核结果表明，出水BOD5可以达到设计要求。（7）复核出水氨氮： 式中 -标准水温（15）时消化菌最大比增长速度，取0.5； T-设计条件下污水温度，取8； DO-曝气池内平均溶解氧，DO=2mg/L； K0-溶解氧半速度常数，取1.3； PH-污水PH值，取7.2将有关参数代入，得： 消化菌比增长速度为： 出水氨氮为： 复核结果表明，出水水质符合要求。（8）设计需氧量：设计需氧量包括氧化有机物需氧量、污泥自身需氧量、氨氮硝化需氧量和出水带走的氧量。有机物氧化需氧系数 ，污泥需氧系数。氧化有机物和污泥需氧量AOR1为： 进水氨氮，出水氨氮，硝化氨氮需氧量AOR2： =16262反硝化产生的氧量： 总需氧量： (9) 标准需氧量： 式中-20时氧在清水中饱和溶解度，（查城市污水厂处理设施设计计算附录十二）； -氧总转移系数，； -氧在污水中饱和溶解度修正系数，； -因海拔高度不同而引起的压力系数，按下式计算： ； -所在地区大气压力，；-设计污水温度，本设计为； -设计水温条件下曝气池内平均溶解氧饱和度，按下式计算：； -设计水温条件下氧在清水中饱和溶解度； -空气扩散装置处的绝对压力，； -空气扩散装置淹没深度，； -气泡离开水面时含氧量，按下式计算： ； -空气扩散装置氧转移效率，可由设备样本查得； -曝气池内平均溶解氧浓度，；工程所在地海拔设为250米，大气压力