水处理工程课程设计报告12 0

水处理工程课程设计报告学院：空间与环境学院专业：环境工程成员：孙雨佳（14005069） 李垚（15271001）班级：153021指导教师：梁大为41目 录第一章 设计任务及资料41.1设计任务41.2设计目的及意义41.2.1设计目的41.2.2设计意义41.3设计要求41.3.1污水处理厂设计原则41.3.2污水处理工程运行过程中应遵循的原则51.4设计资料51.4.1项目概况51.4.2水质情况51.4.3环境条件状况61.4.4排水系统61.5设计依据6第二章 设计方案论证62.1厂址选择62.2污水厂处理流程的选择72.2.1确定处理流程的原则72.2.2污水处理流程的选择72.2.3污水处理流程方案的介绍与比较72.3设计污水水量72.4污水处理程度计算82.4.1污水的COD处理程度计算82.4.2污水的BOD5处理程度计算82.4.3污水的SS处理程度计算82.4.4污水的氨氮处理程度计算8第三章 污水的一级处理构筑物设计计算83.1格栅83.1.1格栅的设计83.1.2设计参数93.1.3中格栅设计计算93.1.4细格栅设计计算103.2提升泵站113.2.1泵站设计的原则113.2.2泵房形式及工艺布置113.2.3泵房设计计算113.3沉砂池133.3.1曝气沉砂池133.3.2设计参数133.3.3曝气沉砂池的设计计算133.3.4曝气沉砂池曝气计算15第四章 污水的二级处理设计计算154.1厌氧池+DE型氧化沟工艺计算164.1.1设计参数164.1.2厌氧池计算174.1.3 DE型氧化沟计算174.1.4设计参数的校核184.1.5进出水系统计算184.1.6剩余污泥量计算194.1.7需氧量计算194.1.8供气量计算194.2辐流式沉淀池204.2.1设计原则设计参数204.2.2设计计算214.3消毒设施计算234.3.1消毒剂的选择234.3.2消毒剂的投加244.3.3平流式消毒接触池244.4计量设备254.4.1计量设备的选择254.4.2设计参数254.4.3巴氏计量槽25第五章 污泥处理设计计算275.1污泥处理的目的与处理方法275.1.1污泥处理的目的275.1.2污泥处理的原则275.1.3 污泥处理方法的选择275.2污泥泵房设计275.2.1 集泥池计算275.2.2回流污泥泵的选择285.2.3剩余污泥泵的选择285.3污泥浓缩池285.3.1设计参数及原则285.3.2竖流浓缩池285.4贮泥池305.4.1贮泥池的作用305.4.2贮泥池的计算305.5污泥脱水315.5.1设计参数及原则315.5.2污泥设计计算315.5.3附属设施计算32第六章 污水处理厂的布置336.1污水处理厂平面布置336.1.1平面布置原则336.1.2平面布置346.2污水处理厂高程布置346.2.1主要任务346.2.2高程布置原则356.2.3污水处理厂构筑物高程布置计算356.2.4污泥处理构筑物高程布置36第七章 供电仪表与供热系统设计377.1变配电系统377.2监测仪表的设计377.2.1设计原则377.2.2监测内容387.2.3供热系统的设计38第八章 劳动定员388.1定员原则388.2污水厂人数定员38参考文献39附 录39第一章 设计任务及资料1.1设计任务此次课程设计题目为“某市卫星城（A区）污水处理厂设计”，即根据规划和所给的其他原始资料，设计污水处理厂，具体内容包括：1.选择污水厂的厂址；2.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（附必要草图）；3.污水厂的工艺平面布置图，内容包括：标出水厂的范围、全部处理构筑物及辅助建筑物、主要管线的布置、主干道及处理构筑物发展的可能性（1#图）；4.污水厂工艺流程高程布置，表示远水、各处理构筑物的高程关系、水位高度以及污水厂排放口的标高（1#图）；5.按施工图标准画出曝气池的平面、剖面图（1#图）；6.按扩大初步设计的要求，画出二沉池的工艺设计图，包括平面图、纵剖面以及横剖面图（1#图）；7.编写设计说明书、计算书。1.2设计目的及意义1.2.1设计目的课程设计目的主要包括：1. 学习城市污水处理厂工艺设计的一般步骤和方法；2. 学会使用工具书和参考资料，培养独立进行工艺设计的能力；3. 学会使用计算机绘图，掌握CAD绘制工程设计图纸的技能；4. 通过课程设计，进一步系统地掌握所学的专业知识。1.2.2设计意义课程设计是水处理工程课程教学中的一个重要的实践环节，通过课程设计，学生可以综合运用所学的相关知识，在设计中提高解决实际问题的能力，并进一步巩固对所学知识的理解。目前根据已有资料，我们可进行城市污水处理厂的初步设计，如初步确定污水处理工艺流程，计算各单体处理构筑物的尺寸，布置污水处理厂总平面图和高程图等，从而培养我们独立分析问题和解决工程实际问题的能力。1.3设计要求1.3.1污水处理厂设计原则1. 贯彻国家关于环境保护的基本国策，执行国家的相关法规、政策、规范和标准。2. 统筹考虑整个城市或地区污水处理厂的具体情况，因地制宜，优化和完善污水处理厂的设计方案。3. 工程设计中注重污水处理厂实际运行的灵活性和抗冲击性，提高污水处理厂的适应能力。4. 污水处理厂设计中应尽量减少污水处理厂本身对环境的负面影响，如气味、噪音、固体废弃物等，并妥善处理和处置污水处理过程中产生的栅渣、沉砂和污泥，避免造成二次污染。5. 在污水处理厂高程设计及平面布置中，考虑近期、远期的结合，避免重复工程和废弃工程，平面布置上按功能分区，保证厂区内环境质量。6. 根据污水处理厂进出水水质要求，选择先进有效的处理工艺，并结合污水处理厂的设计特点，提高自动化管理水平，使管理方便、运行稳定。7. 污水处理厂内设置必要的监控仪表，采用先进的监控设备，使原水、污泥处理过程能在受控条件下进行，先进的监控仪表须运行稳定、维修方便。8. 污水处理厂处理专用设备，须选用质量好、效率高的设备，并在国内外都有成功应用实例的产品，保证设备运行的可靠性。9. 污水处理厂的远期工程的建设将不影响近期的正常运行。10. 以人为本，充分考虑便于污水处理厂运行管理的工程措施。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的同时，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项目概况图1 某市卫星城（A区）地形图根据城市总体规划，某市卫星城（A区）将在近期内建成以轻工、科研和文教事业为主的小城镇，其中：工业以五个工厂为主体，人口为22万人。地形图如图1所示。1.4.2水质情况污水处理厂需处理污水的进水情况如表1-1：表1-1 A区需处理工业废水与生活污水的水量、水质情况类别流 量（m3/d）COD (mg/L)BOD5 (mg/L)SS(mg/L)NH4+-N (mg/L)pH生活污水25,0004002002006067工业废水甲厂3,0006003004005067乙厂3,0001,2005002001406.8-7.5丙厂1,0008002501000中性丁厂1,000700350100280中性戊厂4,8004501801000中性注：1. 表中数值为日平均值；2. 工业废水的时变化系数为1.3，生活污水总变化系数为1.4；3. 污水平均温度为25C（夏季），15C（冬季）；4. 工业废水的水质不影响生物处理。5. A区地面由北向南坡度为1%，污水处理厂拟用场地选在A区南段。此处由西北向东南方向坡度为0.5%，进入污水厂的A区排水管端点的地面标高为220.00 m。污水厂的处理水量按最高日最高时流量，污水厂的日处理量为：该厂按远期5.0万吨/天建设完成。经当地环保部门商定，拟建设污水处理厂出水水质应达到城镇污水处理厂污染物排放标准（GB 18918-2002）中的一级B标准，处理后污水排入水体。据1960-2008年连续观测，拟接纳污水排水河流河道的最高洪水位标高为214.00 m，常水位标高位211 m，枯水位标高为209 m。有：COD 60 mg/L；BOD5 20 mg/L；SS 20 mg/L；水温12时，NH4+-N8mg/L，水温12时，NH4+-N15 mg/L；pH在6-9范围内。1.4.3环境条件状况1. 气象条件A区气象条件如表1-2所示：表1-2 A区基本气象资料风向全年主导风向为北风，夏季主导风向为南风年平均风速3.3 m/s降雨量年平均900-1200 mm，其中2/3集中在夏季，7月15日至8月10日为暴雨集中期温度年平均11C，极端温度：最高37.3C，最低-20C土壤冰冻深度0.70.83 m地基承载力各层均在120 Kpa以上地下水位地面下2.0 m2. 工程地质条件地质钻探结果表明，A区沿河地质结构（由上而下）有表土层、亚粘土层、细砂中砂层、卵石层以及基岩层构成。其中表土层2 m以下，亚粘土层3.56.5 m。基岩层最浅7 m以下，最深12 m以下，地基计算强度建议采用2.1 kg/cm2，地下水质对各类水泥均无侵蚀作用，地震基本烈度为7度。1.4.4排水系统A区雨水与污水采用分流制，生活污水与工业废水为合流制，污水处理厂只考虑处理生活污水和工业废水，输入污水厂的污水干管直径为900 mm，管底埋深为地面以下5.3 m，充满度为0.5。1.5设计依据设计依据主要包括：(1) 地面水环境质量标准（GB 3838-2002）；(2) 城镇污水处理厂污染物排放标准（GB 18918-2002）(3) 室外排水设计规范 (GB 500142006)；(4) 给水排水设计手册（第1、5、6、7、9、11册），中国建筑工业出版社；(5) 全国通用给水排水标准图集。第二章 设计方案论证2.1厂址选择从管道系统、泵站、污水处理厂各处理单元考虑，进行综合的技术、经济比较与最优化分析，遵循与工艺相适应、少占农田和不占良田、厂址位于集中给水水源下游，并设在主风向的下风向，靠近处理水的受纳水体、设在地质条件较好的地方以防止洪涝灾害、选择有适当坡度的地区并考虑远期发展的可能性，有扩建的余地等因素后，考虑将将厂址设为A区南段（图中黄色标记处）。此处由西北向东南方向坡度为0.5%，进入污水厂的A区排水管端点的地面标高为220.00 m。2.2污水厂处理流程的选择2.2.1确定处理流程的原则污水处理厂的工艺选择应根据原水水质、出水要求、污水厂规模，污泥处置方法及当地温度、工程地质、征地费用、电价等因素作慎重考虑。具体工艺的选择应遵循如下一些原则和要求：（1）技术合理。技术先进而成熟，对水质变化适应性强；出水达标且稳定性高，满足受纳水体对排水水质要求，污泥易于处理。选择的处理工艺应确保出水水质满足国家和地方现行的有关规定，符合环境影响评价报告的要求。（2）经济节能。基建投资和运行费用低，占地少。（3）易于管理。工艺流程须简捷流畅，以降低工程造价及运行费用，操作管理方便，设备可靠。要求管理简单、运行稳定、维修方便。（4）重视环境。总平面布置力求流程顺畅，合理紧凑，减少占地，土方平衡并考虑防洪、预留远期处理用地。厂区平面布置与周围环境相协调，注意厂内噪声控制和臭气的治理，绿化、道路与分期建设结合好。（4）采用以生物方法为主体的处理工艺，在生物处理构筑物中，去除大部分的污染物。（5）除磷、脱氮效果好，运行稳定。2.2.2污水处理流程的选择2.2.3污水处理流程方案的介绍与比较本方案选定的工艺流程主要包括三个部分：1. 一级处理（物理法）。一级处理包括粗格栅，提升泵房，细格栅，曝气沉砂池四个部分，利用物理截留沉降进行处理。当生活污水和工业废水合流进入污水处理厂后，利用粗格栅对污水中较大的悬浮物和漂浮物进行截流，防止较大物体堵塞构筑物的孔道、闸门和管道或损坏水泵等机械设备，使后续的泵房和管道能正常稳定运行，并对所拦截的栅渣进行打包外运。污水经泵房提升后经细格栅进行固液分离，进行初步筛分。随后污水到达曝气沉砂池，在曝气沉砂池中能有效去除砂粒上附着的有机污染物，有利于取得较为纯净的砂粒。 并且在旋流的离心力作用下，将密度较大的砂粒甩向外部随之沉入集砂槽，而密度较小的有机物随水流向前流动被带入初沉池。经过曝气沉砂池，污水可被有效脱臭，并起到预曝气作用。普通沉砂池截留的沉砂中夹杂有15%的有机物，使沉砂的后续处理难度增加，采用曝气沉砂池，可在一定程度上克服此缺点。2. 二级处理（生物法）。二级处理包括厌氧池+DE型氧化沟，二沉池，接触池，计量池四个部分，利用改良的活性污泥法对污水进行处理，完成有机物的净化过程，以降低污水COD，BOD5。通过二沉池使在曝气池中混合废水进一步澄清、浓缩和回流活性污泥。最后通过接触池加氯对废水进行消毒，通过巴氏计量槽计量后排入水体。3. 污泥处理。本设计采用对污泥进行浓缩和脱水后进行外运的方法对过程中产生的污泥进行处理。2.3设计污水水量（1）平均日流量Qa=25000+3000+3000+1000+1000+4800=37800m3/d（2）最大日流量Kd =KzKh=1.41.3=1.08Qd=KdQa=1.0837800=40824 m3/d（3）最高日最高时流量（设计污水厂处理水量）Qh=KhQd24=1.34082424=2211.3 m3/h2.4污水处理程度计算2.4.1污水的COD处理程度计算进水水质COD=(25000400+3000600+30001200+1000800+1000700+4800450)/37800=504.2mg/L出水水质COD 60 mg/L 处理程度：C0 -CC0100%=88.1%2.4.2污水的BOD5处理程度计算进水水质BOD5=(25000200+3000300+3000500+1000250+1000350+4800180)/37800=234.5mg/L出水水质BOD5 20 mg/L处理程度：C0 -CC0100%=91.5%2.4.3污水的SS处理程度计算进水水质SS=(25000200+3000400+3000200+1000100+1000100+4800100)/37800=197.9mg/L出水水质SS 20 mg/L处理程度：C0 -CC0100%=89.9%2.4.4污水的氨氮处理程度计算进水水质NH4+-N=(2500060+300050+3000140+10000+1000280+48000)/37800=62.2mg/L出水水质水温12时，NH4+-N8mg/L，水温12时，NH4+-N15 mg/L处理程度：水温12时 C0 -CC0100%=87.1% 水温12时 C0 -CC0100%=75.9%第三章 污水的一级处理构筑物设计计算3.1格栅格栅由一组平行的金属栅条或筛网制成，安装在污水渠道、泵房集水井的进口处或污水处理厂的端部，用以截留较大的悬浮物或漂浮物，如纤维、碎皮、毛发、木屑、果皮、蔬菜、塑料制品等，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷，并使之正常运行。被截留的物质称为栅渣。栅渣的含水率约为70%80%，容重约为750 mg/m3。3.1.1格栅的设计城市的排水系统采用分流制排水系统，城市污水主干管由东北方向流入污水处理厂厂区，主干管进水水量为Q=2211.3 m3/h=0.61425 m3/s，污水进入污水处理厂处的管径为900 mm，管道水面标高为-4.85 m。本设计中采用矩形断面并设计两道格栅（中格栅一道和细格栅一道），采用机械清渣。其中，中格栅设在污水泵站前，细格栅设在污水泵站后。中细两道格栅都设置两组即N=2组，每组的设计流量为0.308 m3/s。3.1.2设计参数1. 格栅栅条间隙宽度，应符合下列要求：a. 粗格栅：机械清除时宜为1625 mm；人工清除时宜为2540 mm。特殊情况下，最大间隙可为100 mm。b. 细格栅：宜为1.510 mm。c. 水泵前，应根据水泵要求确定。2. 污水过栅流速宜采用0.61.0 m/s。除转鼓式格栅除污机外，机械清除格栅的安装角度宜为6090。人工清除格栅的安装角度宜为3060。3. 当格栅间隙为1625 mm时，栅渣量取0.100.05 m3/103m3污水；当格栅间隙为3050 mm时，栅渣量取0.030.01 m3/103m3污水。4. 格栅除污机，底部前端距井壁尺寸，钢丝绳牵引除污机或移动悬吊葫芦抓斗式除污机应大于1.5m；链动刮板除污机或回转式固液分离机应大于1.0m。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。6. 格栅工作平台两侧边道宽度宜采用0.71.0m。工作平台正面过道宽度，采用机械清除时不应小于1.5m，采用人工清除时不应小于1.2m。7. 粗格栅栅渣宜采用带式输送机输送；细格栅栅渣宜采用螺旋输送机输送。8. 格栅除污机、输送机和压榨脱水机的进出料口宜采用密封形式，根据周围环境情况，可设置除臭处理装置。9. 格栅间应设置通风设施和有毒有害气体的检测与报警装置。10. 沉砂池的超高不应小于0.3m。3.1.3中格栅设计计算1. 进水渠道宽度计算根据最优水力断面公式Q=B1hv=B1B12v=B122v计算设计中取污水过栅流速v=0.8 m/s则B1=2Qv=20.3080.8m=0.88m则栅前水深：h=B12=0.44m2. 格栅的间隙数n=QsinNbhv式中：n格栅栅条间隙数，个；Q设计流量，m3/s；格栅倾角，；N设计的格栅组数，组；b格栅栅条间隙宽度，m。设计中取=60，b=0.02m则n=0.308sin600.020.440.8=41个3. 格栅栅槽宽度B=Sn-1+bn式中B格栅栅槽宽度，m；S每根格栅条宽度，m。设计中取S=0.015m则B=0.01541-1+0.0241=1.42m4. 进水渠道渐宽部分的长度计算L1=B-B12tan1式中L1进水渠道渐宽部分长度，m；1渐宽处角度，。设计中取1=20L1=1.42-0.882tan20=0.74m5. 进水渠道渐窄部分的长度计算L2=L12=0.742=0.37m6. 通过格栅的水头损失h1=k(Sb)43v22gsin式中h1水头损失，m；格栅条的阻力系数，与栅条断面形状有关，当为矩形断面时形状系数=2.42；k格栅受污物堵塞时的水头损失增大系数，一般取k=0.3。则h1=32.42(0.0150.02)430.822gsin60=0.14m7. 栅后槽总高度设栅前渠道超高h2=0.3m则栅前槽总高度H1=h+h2=0.44+0.3=0.74m栅后槽总高度H=h+h1+h2=0.44+0.14+0.3=0.88m8. 格栅总长度L=L1+L2+0.5+1.0+H1/tan=0.74+0.37+0.5+1.0+0.74tan60=3.04m中格栅示意图如图3-1。图3-1 中格栅示意草图9. 每日栅渣量W=QmaxW186400KZ1000=QW11000式中W每日栅渣量，m3/d；W1每日每1000m3污水的栅渣量，m3/103m3污水。设计中取W1=0.05 m3/103m3污水W=51040.051000=2.5m3/d0.2m3/d故应采用机械除渣及皮带输送机或无轴输送机输送栅渣，采用机械栅渣打包机将栅渣打包，汽车运走。10. 进水与出水渠道城市污水通过DN900mm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。3.1.4细格栅设计计算设计中取格栅栅条间隙宽度b=0.006m，格栅栅前水深h=0.9m，污水过栅流速v=1.0m/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1000m3污水的栅渣量W1=0.04m3/103m3。则格栅的间隙数：n=QsinNbhv=0.308sin600.0060.91.0=53个格栅栅槽宽度：B=Sn-1+bn=0.0153-1+0.00653=0.84m进水渠道渐宽部分的长度：L1=B-B12tan1=0.84-0.82tan20=0.06m进水渠道渐窄部分的长度计算：L2=L12=0.062=0.03m通过格栅的水头损失：h1=k(Sb)43v22gsin=32.42(0.010.006)431.022gsin60=0.63m栅后槽总高度：H=h+h1+h2=0.9+0.63+0.3=1.83m栅槽总长度：L=L1+L2+0.5+1.0+H1/tan=0.06+0.03+0.5+1.0+1.2tan60=2.28m每日栅渣量：W=QmaxW186400KZ1000=QW11000=51040.051000=2.5m3/d0.2m3/d应采用机械除渣及皮带输送机或无轴输送机输送栅渣，采用机械栅渣打包机将栅渣打包，汽车运走。细格栅示意图如图3-2。图3-2 细格栅示意草图3.2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，以利于处理厂各构筑物的设置。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。排水泵站的基本组成包括：机器间、集水池、格栅和辅助间。3.2.1泵站设计的原则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6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0.71.5 m/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。3.2.2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Q=2211.3m3/h=54000m3/d。1. 泵房形式为运行方便，采用自灌式泵房。自灌式水泵多用于常年运转的污水泵站，它的优点是：启动及时可靠，管理方便。该泵站流量小于2 m3/s，且鉴于其设计和施工均有一定经验可供利用，故选用矩形泵房。由于自灌式启动，故采用集水池与机器间合建，前后设置。大开槽施工。2. 工艺布置本设计采用来水为一根污水干管，无滞留、涡流等不利现象，故不设进水井，来水管直接经进水闸门、格栅流入集水池，经机器间的泵提升污水进入出水井，然后依靠重力自流输送至各处理构筑物。3.2.3泵房设计计算1. 设计参数设计流量为Q=2211.3m3/h=54000m3/d=614.25 L/s，出水管提升至细格栅，出水管长度为5m，泵站设在处理厂内。2. 泵房的设计计算（1）集水池的设计计算设计中选用5台污水泵（4用1备），则每台污水泵的设计流量为：Q1=Q4=614.254=153.6 L/s，按一台泵最大流量时5min的出水量设计，则集水池的容积为：V=Q1t=153.6560=46080L=46.08m3取集水池的有效水深为h=2.0m集水池的面积为：F=Vh=46.082=23.04m2集水池保护水深0.71m，实际水深为2.0+0.71=2.71m。（2）水泵总扬程估算1）集水池最低工作水位与所需提升最高水位之间的高差经过格栅的水头损失为0.77m，进水管渠内水面标高（以地面为基准）为-4.85m，则格栅后的水面标高为：-4.85-0.77=-5.62m，设集水池的有效水深为2m，则集水池的最低工作水位为-5.62-2=-7.62m，所需提升的最高水位为-4.4m，集水池最低工作水位与所需提升最高水位之间的高差为：-4.4-(-7.62)=3.22m2）出水管管线水头损失每一台泵单用一根出水管，其流量为Q1=153.6 L/s，选用的管径为DN450mm的铸铁管，查给水排水设计手册第一册常用资料得流速0.97m/s（介于0.82.5m/s之间），1000i=2.94。出水管出水进入一进水渠，然后再均匀流入细格栅。设局部损失为沿程损失的30%，则总水头损失为：h=52.9410001.3=0.019m泵站内的管线水头损失假设为1.5m，考虑自由水头为1.0，则水泵总扬程为：H=1.5+0.019+3.22+1.0=5.739m（3）选泵本设计单泵流量为Q1=153.6 L/s，扬程5.739m。查给水排水设计手册第11册常用设备，选用250TLW-400A型的立式污水泵。该泵的规格性能见表3-1。表3-1 250TLW-400A型的立式污水泵的规格性能流量Q扬程H（m）转速n（r/min）电动机功率N（kW）效率（%）污物通过能力气蚀余量 (NPSH)r（m）重量（kg）m3/hL/s固体（mm）纤维（mm）599166.46.573518.57620012003.815283泵站总扬程的校核水泵的平面布置形式可直接影响机器间的面积大小，同时，也关系到养护管理的方便与否。机组间距以不妨碍操作和维修的需要为原则。机组的布置应保持运行安全、装卸、维修和管理方便，管道总长度最短，接头配件最少，水头损失最小，并应考虑泵站有扩建的余地。（1）吸水管路的水头损失每根吸水管的流量为Q1=153.6 L/s，选用的管径为DN450mm，流速为v=0.97m/s，坡度为1000i=2.94。吸水管路的直管部分的长度为1.0m，设有喇叭口（=0.01），DN450mm的90弯头1个（=0.67），DN450mm的闸阀1个（=0.06），DN450DN350渐缩管1个（=0.20）。 喇叭口喇叭口一般取吸水管的1.31.5倍，设计中取1.3则喇叭口直径为：D=1.3450=585mm，取600mmL=0.8D=0.8600=480mm1.5m28. 池子总高设池底坡度为0.4，破向沉砂斗，池子超高h1=0.3m，则池底斜坡部分的高度：h3=0.4b-B2=0.42.0-1.542=0.23m池子总高：H=h+h1+h2+h3=2+0.3+1.3+0.23=3.83m9. 验算流速当有一格池子出故障，仅有一格池子工作时：Vmin=QmaxnhB=0.616121.540.2m/s0.10m/s10. 进水渠道格栅的出水通过DN1250mm的管道送入沉砂池的进水渠道，然后进入沉砂池，进水渠道的水流流速v1=QB1H1式中v1进水渠道水流流速，m/s；B1进水渠道宽度，m；H1进水渠道水深，m。设计中取B1=1.2m，H1=0.8m。v1=0.3081.20.8=0.32m/s水流经过进水渠道再分别由进水口进入沉砂池，进水口尺寸900900，流速校核：v=QmaxA=0.6160.90.92=0.38m/s进水口水头损失h=v22g(=1.06)代入数值得：h=1.060.38229.81=0.008m进水口采用方形闸板，SFZ型明杆或镶钢铸铁方形闸门SFZ900，沉砂斗采用H46Z-2.5旋启式底阀，公称直径200mm。11. 出水堰计算出水采用沉砂池末端薄壁出水堰跌落出水，出水堰可保证沉砂池内水位标高恒定，堰上水头为H2=(Qmb22g)23式中H2堰上水头，m；m流量系数，一般取0.40.5，设计中取m=0.4；b2堰宽，m，等于沉砂池的宽度。H2=(0.3080.41.5429.81)23=0.23m出水堰后自由跌落高度0.12m，出水流入出水槽，出水槽宽度B2=1.0m，出水槽水深h2=0.6m，水流流速v2=0.84m/s。采用出水管道在出水槽中部与出水槽连接，出水槽用钢混管，管径DN=800mm，管内流速v3=1.34m/s，水利坡度i=2.39，水流经出水槽流入集配水井。12. 排砂装置采用吸砂泵排砂，吸砂泵设置在沉砂斗内，借助空气提升将沉砂排出沉砂池，吸砂泵管径DN=200mm。曝气沉砂池示意图见下图3-3。图3-3 曝气沉砂池剖面图示意图1压缩空气管 2空气扩散管 3集砂槽3.3.4曝气沉砂池曝气计算1. 空气干管设计干管中空气流速一般为1015m/s,取空气流速12m/s,则d=4qv=42221.763.14123600=0.12m2. 支管设计干管上设10根配气管，则每根竖管上的供气量为：q10=221.7610=22.176m3/h/根沉砂池总平面面积为：LB = 3.082=6.16m2，取6m2。选用YBM-2型号的膜式扩散器，每个扩散器的服务面积为1.5m2，直径为500mm，则需空气扩散器总数为：61.5=4个，为使分配均匀取5个空气扩散器。则每两根配气管有1个空气扩散器，每个扩散器的配气量为： 221.765=44.35m3/h。第四章 污水的二级处理设计计算污水经过一级处理后会处理掉一部分的悬浮物（SS）和BOD5，处理程度按表4-1取值，而氮磷按不变计算。表4-1 处理厂的处理效果处理级别处理方法主要工艺处理效果（%）SSBOD5一级沉淀法沉淀（自然沉淀）4055%2030%二级生物膜法初次沉淀、生物膜反应、二次沉淀6090%6590%活性污泥法初次沉淀、活性污泥反应、二次沉淀7090%6595%设计中取处理效果为：SS=40%，BOD5 =20%则进入曝气池中污水的BOD5浓度：Sa=Sy(1-20%)=234.50.8=187.6mg/L进入曝气池中污水的SS浓度：La=Ly(1-40%)=197.90.6=118.7 mg/L4.1厌氧池+DE型氧化沟工艺计算DE型氧化沟为双沟半交替工作式氧化沟系统，具有良好的生物除氮功能。它与D型、T型氧化沟的不同之处是二沉池与氧化沟分开，并有独立的污泥回流系统。而T型氧化沟的两侧沟轮流作为沉淀池。DE氧化沟内两个氧化沟相互连通，串联运行，交替进水。沟内设双速曝气转刷，高速工作时曝气充氧，低速工作时只推动水流，基本不充氧，使两沟交替处于厌氧和好氧状态，从而达到脱氮的目的。若在DE氧化沟前增设一个缺氧段，可实现生物除磷，形成脱氮除磷的DE型氧化沟工艺。该工艺的运行分为四个阶段，具体如下。阶段A：污水与二沉池回流污泥均流入缺氧池，经池中的搅拌器作用使其充分混合，避免污泥沉淀，混合液经配水井进入第一沟。第一沟在前一阶段已进行了充分的曝气和硝化作用，微生物已吸收了大量的磷，在该阶段，第一沟内转刷以低转速运转，仅维持沟内污泥悬浮状态下环流，所供氧量不足，此系统处于厌氧状态，反硝化菌将上阶段产生的硝态氮还原成氮气逸出。第二沟的出水堰自动降低，处理后的污水由第二沟流入二沉池。在阶段A的末了时，由于第一沟处于缺氧状态，吸收的磷将释放到水中，因此此沟中磷的浓度将会升高。而第二沟内转刷在整个阶段均以高速运行，污水污泥混合液在沟内保持恒定环流，转刷所供氧量足以氧化有机物并使氨氮转化成硝态氮，微生物吸收水中的磷，因此该沟中磷的浓度将下降。阶段B：污水与二沉池回流污泥、配水后进入第一沟，此时第一沟与第二沟的转刷均高速运转充氧，进水中的磷与阶段A第一沟释放的磷进入好氧条件的第二沟中，第二沟中混合液磷含量低，处理后污水由第二沟进入二沉池。阶段C：阶段C与阶段A相似，第一沟和第二沟的工艺条件互换，功能刚好相反。阶段D：阶段D与阶段B相似，阶段B与阶段D是短暂的中间阶段。第一沟和第二沟的工艺条件相同。两个沟中转刷均高速运转充氧，使吸收磷的微生物和硝化菌有足够的停留时间。但第一沟和第二沟的进出水条件相反。从上述的运行过程来看，通过适当调节处理过程的不同阶段，则可以得到低浓度的TP和TN的出水。DE型氧化沟的优点：（1）由于两沟交替硝化与反硝化，缺氧区和好氧区完全分开，污水始终从缺氧区进入，因此可保持较好的脱氮效果，且不需要混合液内回流系统。（2）单独设置二沉池，提高了设备的利用率和池体容积的利用率。（3）同时两沟池体和转刷设备的交替运转均可通过自控程序进行控制运行。DE型氧化沟的缺点：（2）DE氧化沟存在氧化沟的沟深较浅，因此占地面积较大。（3）由于工艺为了满足两沟交替硝化与反硝化的功能需要，曝气设备按照双电机配置，投资和运行费用较高，并且增加了设备投资和运行检修的复杂性。本设计中选用厌氧池+DE型氧化沟工艺。取两组厌氧池+DE型氧化沟，则每组的设计流量为0.307m3/s。4.1.1设计参数（1）厌氧池的水力停留时间为0.5-1.0h。（2）氧化沟的处理能力取决于污水温度和沟内活性生物固体（MLVSS）的浓度。工艺设计通常是依据进水中污染物负荷、污泥龄、污泥负荷F/M和污水温度等。设计污泥龄、F/M和水温者之间有一定的函数关系：表4-2 污泥龄、F/M和水温者之间有一定的函数关系温度（）5101520污泥龄（d）201284F/MkgBOD5/(kgVSSd)0.060.100.150.20DE型氧化沟设计F/M=0.050.1kgBOD5/(kgVSSd)，相应的污泥龄为1230d，而MLSS浓度通常设计为35005500mg/L，其取值是依据污泥的沉淀性能和污泥在沟中的贮存量。（3）污泥负荷0.03-0.08KgBOD5/(KgMLVSSd)。（4）进水和回流污泥点宜设在缺氧区首端，出水点宜设在充氧器后的好氧区。氧化沟的超高与选用的曝气设备类型有关，当采用转刷、转碟时，宜为0.5m；当采用竖轴表曝机时，宜为0.60.8m，其设备平台宜该出设计水面0.81.2m。（5）氧化沟的有效水深与曝气、混合和推流设备的性能有关，宜采用3.54.5m。（6）根据氧化沟渠宽度，弯道处可设置一道或多道导流墙：氧化沟的隔流墙和导流墙宜高出设计水位0.20.3m。（7）延时曝气氧化沟的主要设计参数，宜根据试验资料确定，无试验资料时可按下表43的规定取值。 表 4-3 DE氧化沟的主要设计参数项目单位参数值污泥浓度污泥负荷容积负荷污泥龄污泥产率需氧量水力停留时间污泥回流比总处理效率（8）氧化沟内的平均流速宜大于0.25m/s，混合液在渠内流v=0.40.5m/s。4.1.2厌氧池计算设计流量Q= 0.614 m3/s。（1）厌氧池容积：V=60Qt式中V厌氧池容积（m3）；t厌氧池水力停留时间（h）。设计中取 t =60minV=600.30760=1105.2m3（2）厌氧池尺寸：水深取为h=3.0m则厌氧池面积：A=Vh=1105.23=368.4m2取池宽为17m，则池长为21.7m，取长为22m。厌氧池实际面积为： A=1722=374m2（3）池总高度为：H=h+h2=3.0+0.3=3.3m式中：h2超高，取0.3m。（4）污泥回流量计算：设计中取污泥回流比为R=80%则 Q1=RQ=0.80.614=0.4912m3/s=42440 m3/d（5）搅拌机的选择查给水排水设计手册第11册常用设备，设计选用DQT型低速潜