982-城镇污水处理厂设计【外文翻译+开题报告+毕业论文+cad图纸】【机械全套资料】
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氧化沟工艺在污水处理中的应用与发展 摘要： 本文主要阐述了 化沟的结构、工艺机理、运行过程中存在的问题和相应的解决方法。最后，介绍了 关键词： 化沟 除磷脱氮 结构 机理 of in At up to . 前言 氧化沟（ 名连续循环曝气池（ 是活性污泥法的一种变形。氧化沟污水处理工艺是在 20世纪 50年代由荷兰卫生工程研究所研制成功的。自从 1954年在荷兰的首次投入使用以来。由于其出水水质好、运行稳定、管理方便等技术特点，已经在国内外广泛的应用于生活污水和工业污水的治理 1。 目前应用较为广泛的氧化沟类型包括：帕斯韦尔（ 化沟、卡鲁塞尔（ 化沟 、奥尔伯（ 化沟、 沟式氧化沟）、 氧化沟和一体化氧化沟。这些氧化沟由于在结构和运行上存在差异，因此各具特点 2。本文将主要介绍 理、存在的问题及其最新发展。 2. 化沟的结构 967年由荷兰的 原 化沟的基础上 000系统（见图 1），实现了更高要求的生物脱氮和除磷功能。至今世界上已有 850多座 化沟和 000系统正在运行 3。 由图可见， 混合液传递水平速度，从而使被搅动的混合液在氧化沟闭合渠道内循环流动。因此氧化沟具有特殊的水力学流态，既有完全混合式反应器的特点，又有推流式反应器的特点，沟内存在明显的溶解氧浓度梯度。氧化沟断面为矩形或梯形，平面形状多为椭圆形，沟内水深一般为 深比为 2:1，亦有水深达 7中水流平均速度为 s。氧化沟曝气混合设备有表面曝气机、曝气转 刷或转盘、射流曝气器、导管式曝气器和提升管式曝气机等，近年来配合使用的还有水下推动器 46。 图 1 000系统平面结构图 3. 化沟的机理 化沟处理污水的原理 最初的普通 化沟的工艺 中污水直接与回流污泥一起进入氧化沟系统。表面曝气机使混合液中溶解氧 3。在这种充分掺氧的条件下，微生 物得到足够的溶解氧来去除 时，氨也被氧化成硝酸盐和亚硝酸盐，此时，混合液处于有氧状态。在曝气机下游，水流由曝气区的湍流状态变成之后的平流状态，水流维持在最小流速，保证活性污泥处于悬浮状态（平均流速 s）。微生物的氧化过程消耗了水中溶解氧，直到 降为零，混合液呈缺氧状态。经过缺氧区的反硝化作用，混合液进入有氧区，完成一次循环。该系统中， 连续过程，硝化作用和反硝化作用发生在同一池中。由于结构的限制，这种氧化沟虽然可以有效的去处 除磷脱氮的能力有限7。 为了取得更好的除磷脱氮的效果， 000 系统在普通 化沟前增加了一个厌氧区和绝氧区（又称前反硝化区）。全部回流污泥和 10污水进入厌氧区，可将回流污泥中的残留硝酸氮在缺氧和 10源条件下完成反硝化，为以后的绝氧池创造绝氧条件。同时，厌氧区中的兼性细菌将可溶性 磷菌获得 需能量来源于 聚磷的水解并导致磷酸盐的释放。厌氧区出水进入内部安装有搅拌器的绝氧区，所谓绝氧就是池内混合液既无分子氧，也无化合物氧（硝酸根）， 在此绝氧环境下， 70污水可提供足够的碳源，使聚磷菌能充分释磷。绝氧区后接普通 一步完成去除 氮和除磷。最后，混合液在氧化沟富氧区排出，在富氧环境下聚磷菌过量吸磷，将磷从水中转移到污泥中，随剩余污泥排出系统。这样，在000系统内，较好的同时完成了去除 8。 综合采用该工艺的昆明第一污 水厂 9、长沙市第二污水净化中心 10及漯河市污水处理厂的运行效果可见：经过 000系统处理后， 去除率均达到了 90%以上， 0%， 去除率也达到了 90%。 化沟除磷脱氮的影响因素 影响 酸盐浓度及基质浓度。研究表明，当总污泥龄为 810%，为异养菌体质量的 11%，但当污泥龄超过 15而达不到 最大除磷效果。因此，一味延长污泥龄（例如 20d、 25d、 30d）是没有必要的，宜在 815时，高硝酸盐浓度和低基质浓度不利于除磷过程。 影响 O、硝酸盐浓度及碳源浓度。研究表明，氧化沟内存在溶解氧浓度梯度即好氧区 ，缺氧区 是发生硝化反应及反硝化反应的前提条件。同时，充足的碳源及较高的 C/7。 4. 化沟存在的问题及解决方法 尽管 冲击负荷能力强、除磷脱氮效率高、污泥易稳定、能耗省、便于自动化控制等优点。但是，在实际的运行过程中，仍存在一系列的问题。 泥膨胀问题 当废水中的碳水化合物较多， N、 化沟中污泥负荷过高，溶解氧浓度不足，排泥不畅等易引发丝状菌性污泥膨胀；非丝状菌性污泥膨胀主要发生在废水水温较低而污泥负荷较高时。微生物的负荷高，细菌吸取了大量营养物质，由于温度低，代谢速度较慢，积贮起大量高粘性的多糖类物质，使活性污泥的表面附着水大大增加， 成污泥膨 胀。 针对污泥膨胀的起因，可采取不同对策：由缺氧、水温高造成的，可加大曝气量或降低进水量以减轻负荷，或适当降低 制污泥回流量），使需氧量减少；如污泥负荷过高，可提高 调整负荷，必要时可停止进水，闷曝一段时间；可通过投加氮肥、磷肥，调整混合液中的营养物质平衡（ N： P=100： 5： 1）； 投加石灰调节；漂白粉和液氯（按干污泥的 加），能抑制丝状菌繁殖，控制结合水性污泥膨胀11。 沫问题 由于进水中带有大量油脂，处理系统不能完全有效 地将其除去，部分油脂富集于污泥中，经转刷充氧搅拌，产生大量泡沫；泥龄偏长，污泥老化，也易产生泡沫。用表面喷淋水或除沫剂去除泡沫，常用除沫剂有机油、煤油、硅油，投量为 。通过增加曝气池污泥浓度或适当减小曝气量，也能有效控制泡沫产生。当废水中含表面活性物质较多时，易预先用泡沫分离法或其他方法去除。另外也可考虑增设一套除油装置。但最重要的是要加强水源管理，减少含油过高废水及其它有毒废水的进入 12。 泥上浮问题 当废水中含油量过大，整个系统泥质变轻，在操作过程中不能很好控 制其在二沉池的停留时间，易造成缺氧，产生腐化污泥上浮；当曝气时间过长，在池中发生高度硝化作用，使硝酸盐浓度高，在二沉池易发生反硝化作用，产生氮气，使污泥上浮；另外，废水中含油量过大，污泥可能挟油上浮。 发生污泥上浮后应暂停进水，打碎或清除污泥，判明原因，调整操作。污泥沉降性差，可投加混凝剂或惰性物质，改善沉淀性；如进水负荷大应减小进水量或加大回流量；如污泥颗粒细小可降低曝气机转速；如发现反硝化，应减小曝气量，增大回流或排泥量；如发现污泥腐化，应加大曝气量，清除积泥，并设法改善池内水力条件 12。 速不均及污泥沉积问题 在 了获得其独特的混合和处理效果，混合液必须以一定的流速在沟内循环流动。一般认为，最低流速应为 s，不发生沉积的平均流速应达到 s。氧化沟的曝气设备一般为曝气转刷和曝气转盘，转刷的浸没深度为 250300盘的浸没深度为 480 530氧化沟水深（ 比，转刷只占了水深的 1/101/12，转盘也只占了 1/61/7，因此造成氧化沟上部流速较大（约为 至更大），而底部流速很小 （特别是在水深的 2/3或 3/4以下，混合液几乎没有流速），致使沟底大量积泥（有时积泥厚度达 大大减少了氧化沟的有效容积，降低了处理效果，影响了出水水质。 加装上、下游导流板是改善流速分布、提高充氧能力的有效方法和最方便的措施。上游导流板安装在距转盘（转刷）轴心 游），导流板高度为水深的 1/51/6，并垂直于水面安装；下游导流板安装在距转盘（转刷）轴心 流板的材料可以用金属或玻璃钢，但以玻璃钢为佳。导流板与其他改善措施相比，不仅不会增加动力消耗和运转成本，而且还能够较大幅度地提高充氧能力和理论动力效率 13。 另外，通过在曝气机上游设置水下推动器也可以对曝气转刷底部低速区的混合液循环流动起到积极推动作用，从而解决氧化沟底部流速 低、污泥沉积的问题。设置水下推动器专门 用于推动混合液可以使氧化沟的运行方式更加灵活，这对于节约能源、提高效率具有十分重要的意义 14。 5. 化沟的发展 由于污水处理标准中对除磷脱氮的要求越来越严格， 前，研究及应用较多的包括以下两种类型：微孔曝气型 000系统、 000系统。 孔曝气型 000 系统 微孔曝气型 000 系统采用微孔曝气 （供氧设备为鼓风机），微孔曝气器可产生大量直径为 1大大提高了气泡的表面积，使得在池容积一定的情况下氧转移总量增大（如池深增加则其传质效率将更高）。根据目前鼓风机生产厂家的技术能力，池的有效水深最大可达 8m，因此可根据不同的工艺要求选取合适的水深。传统氧化沟的推流是利用转刷、转碟或倒伞型表曝机实现的，其设备利用率低、动力消耗大。微孔曝气型 000 系统则采用了水下推流的方式，即把潜水推进器叶轮产生的推动力直接作用于水体，在起推流作用的同时又可有效防止污泥的沉降。因而，采 用潜水推进器既降低了动力消耗，又使泥水得到了充分地混合。 从水力特性来看，微孔曝气型 000系统为环状折流池型，兼有推流式和完全混合式的流态。就整个氧化沟来看，可认为氧化沟是一个完全混合曝气池，其浓度变化系数极小甚至可以忽略不计，进水将迅速得到稀释，因此它具有很强的抗冲击负荷能力。但对于氧化沟中的某一段则具有某些推流式的特征，即在曝气器下游附近地段 度较高，但随着与曝气器距离的不断增加则 现缺氧区）。这种构造方式使缺氧区和好氧区存在于一个构筑物内，充分利用了其水 力特性，达到了高效生物脱氮的目的。 微孔曝气型 000 系统尽管具有充氧能力强、除磷脱氮效果好、占地面积少和能耗低等优点，但同时它也存在微孔曝气设备维修的问题。目前，国内微孔曝气器的使用寿命为 45年，好的可达 810年，但与进口微孔曝气器相比还有一定的差距。曝气器的维修不像表曝设备那样方便，它需要干池才能检修，也就是说一旦微孔曝气器出现问题需采用 平行两组或三组来解决问题，或者采用提升装置等来解决，这也将会给生产和管理带来极大的不便 15 16。 000 系统 000 系统是在 000系统前再加上一个生物选择区。该生物选择区是利用高有机负荷筛选菌种，抑制丝状菌的增长，提高各污染物的去除率，其后的工艺原理同 000 系统。 000 系统的较大提高表现在：一是增加了池深，可达 m，同心圆式，池壁共用，减少了占地面积，降低造价同时提高了耐低温能力（可达 7 ）；二是曝气设备的巧妙设计，表曝机下安装导流筒，抽吸缺氧的混合液，采用水下推进器解决流速问题；三是使用了先进 的曝气控制器 采用一种多变量控制模式）。四是采用一体化设计，从中心开始，包括以下环状连续工艺单元：进水井和用于回流活性污泥的分水器；分别由四部分组成的选择池和厌氧池。这之外是有三个曝气器和一个预反硝化池的 000系统（如图 2 所示）。五是圆形一体化的设计使得氧化沟不需额外的管线，即可实现回流污泥在不同工艺单元间的分配 17。 6. 结论 冲击负荷能力和运行管理方便等优点，已经得到了广泛的应用。但由于科技的发展和社会的进 步，该工艺必将得到进一步的提高。作者认为： 化沟的未来研究方向将主要体现在以下几方面。 1 结合生物膜法，研究和开发生物模型 样不仅可以提高单位反应器的微生物总量，从而提高有机负荷，而且生物膜本身具有的内置 A/18。 2 不断提高 化沟中微生物的活性。例如在氧化沟中投加 一菌种、投入铁盐使微生物驯化成生物铁、投入活性炭增强菌胶团的形成并提高耐毒性冲击等。 3 提高 高表曝机、 水下推进器的性能，减少维修工作量；利用 4 提高 毒性能，减少占地面积和工程造价。膜理论的应用、深池水力条件和工艺性能的研究为降低工程造价、提高耐寒耐毒性能等提供了可能的方向。 参考文献： 1 An 2004, 39(4):11111117. 2 X, H. J.; J. W. of to in 1996, 34(1195202. 3 汪大，雷乐 成。水处理新技术及工程设计 M。北京化学工业出版社， 2000。 4 李正明。导管式氧化沟设计介绍。化工给排水设计， 1997， 2： 1618。 5 朱谋溪。自吸式射流曝气器在中小型氧化沟中的应用。给水排水， 1999， 25(8)： 1318。 6 J. of in 995,29(9):22172219. 7 . of an -D 1997,36(5):269276. 8 A.; G. an 2003,37(2):429435. 9 施成忠。昆明第一污水厂氧化沟工艺运行实践及分析。中国给水排水， 1997， 13(3)： 1719。 10 张华。氧化沟工艺处理低浓度城市污水的研究。广西土木建筑， 1998， 23(4)： 183187。 11 潘玲，徐得潜，张乐英。氧化沟活性污泥膨胀原因及控制措施。工业用水与废水， 2003， 34(6)： 4952。 12 吴昊，刘庆臣，李强利等。氧化沟工艺运行中常见问题与解决方法。给水排水， 2002，28(5)： 2629。 13 曹瑞钰，付见中。改善氧化沟流速分布的措施 中国给水排水， 2001， 17(2)：1618。 14 李伟民，邓荣森，王涛等。水下推动器对氧化沟混合液的循环作用。中国给水排水， 2003， 19(9)： 4547。 15 黄伏根，朱炳林。微孔曝气、 金矿山设计与建设， 2000， 32(6)： 2327。 16 黄祖安。氧化沟脱氮 除磷工艺的运行控制。中国给水排水， 2003， 19(12)： 101102。 17 白晓慧，王宝贞。一种新型的 水排水， 1999， 25(3)： 2730。 18 S.; A. of on in an 2000,34(5):17561762. in of of in of of by of on in At up to . a is a a of to in be to by in 0s 0 954 in a at in to is to . ( ( E to to of of in 2. of to be to HV HV in of in to to in 000 , of by in up to 50 000 . up to of up is in , of of is or is is , is :1, ms in .3 of to or to of in 6. 3. of he at in in of in in of of O of of go to by t be in be by of of in be in .3 s)to in O to is a to in of of by . of by 000 a in he in 00of in to to of of FA in a is a to no no is 0of to do OD by in in 000 to do at by in s of of in of of 000 SS to to a 90% N to a 80%, P to to a 90%. by by is 1% a % is 5 d is to in in by of on ( 050is to no to 15 in by of O, O 3.5 L, O 0.5 L is a to 7. 4. of a at by in of a of , P of pH is in in up in in in ot in in in at is is is of is is to of to to is at in or to or f to a of an in :P=100:5:1);of pH to to of in 1. to of in t of to in in to he is to is to or by do in by an of .5 to in in in or up , in in in or do to to a of by to of 2. on in t to in at in to in at in in in or in to to of or as up or as f up or f is 2. is to n is in an .5 is to to to , to of to no 50300 to no 80530 .6 to in , to , in to .2 is at is , no to a 1.0 to to a to is a to at be to .0 ： to to as in , in he to at be to to .0 to or as to t 3. in on to to of to to in in in 4. 5. of to by to 000 000 000 000 in in as of as a or so in in if in be of to of is to a 8 by to is to is to of to to a or is 000 to in of at to to to at a to 000 In to is a to do it at of a of in in in in O of in in to , of to an 000 by co筑龙网给排水所有资料全都免费 污水厂设计 计算 书 第一章 污水处理构筑物设计计算 一、 泵前中格栅 1设计参数： 设计流量 Q=104m3/d=301L/s 栅前流速 s，过栅流速 s 栅条宽度 s=栅间隙 e=20前部分长度 栅倾角 =60 单位栅渣量 1=1032设计计算 （ 1）确定格栅前水深，根据最优水力断面公式2 1211 计算得 :栅前槽宽 ，则栅前 水深 （ 2）栅条间隙数 e (取 n=36) （ 3）栅槽有效宽度 B=s（ +36+36= 4）进水渠道渐宽部分长度 11 （其中 1为进水渠展开角） （ 5）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度 （ 6）过栅水头损失（ 因 栅 条 边 为 矩 形 截 面 ， 取 k = 3 ，则 i i 34201 其中 =（ s/e） 4/3 算水头损失 k：系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增加倍数，取 k=3 筑龙网给排水所有资料全都免费 ：阻力系数，与栅条断面形状有关，当为矩形断面时 = 7）栅后槽总高度（ H） 取栅前渠道超高 栅前槽总高度 H1=h+后槽总高度 H=h+h1+ 8）格栅总长度 L=2+= = 9）每日栅渣量 =Q 平均日 1= 4 =dd 所以宜采用机械格栅清渣 （ 10）计算草图如下： 1进水工作平台栅条图 1 中 格 栅 计 算 草 图二、污水提升泵房 设计流量： Q=301L/s，泵房工程结构按远期流量设计 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 。污水经提升后入平流沉砂池，然后自流通过厌氧池、氧化沟、二沉池及接触池，最后由出水管道排入神仙沟。 筑龙网给排水所有资料全都免费 各构筑物的水面标高和池底埋深 见第三章 的高程计算。 污水提升前水位 泵站吸水池最底水位） ,提升后水位 细格栅前水面标高） 。 所以，提升净扬程 Z=泵水头损失取 2m 从而需水泵扬程 H=Z+h=根据设计流量 301L/s=1084m3/h，采用 2 台 列污水泵，单台提升流量542m3/s。采用 列污水泵（ 83 台，二用一备。该泵提升流量 540560m3/h，扬程 速 970r/率 30 占地面积为 52 为圆形泵房 D 10m,高 12m,泵房为半地下式，地下埋深 7m，水泵为自灌式。 计算草图如下： 进水总管中格栅吸水池最底水位图 2 污 水 提 升 泵 房 计 算 草 图 0 . 0 0三、 泵 后细 格栅 1设计参数： 设计流量 Q=104m3/d=301L/s 栅前流速 s，过栅流速 s 栅条宽度 s=栅间隙 e=10前部分长度 栅倾角 =60 单位栅渣量 1=103筑龙网给排水所有资料全都免费 2设计计算 （ 1）确定格栅前水深，根据最优水力断面公式2 1211 计算得栅前槽宽 ，则栅前水深 1 （ 2）栅条间隙数 e （取 n=70） 设计两组格栅，每组格栅间隙数 n=35条 （ 3）栅槽有效宽度 B2=s（ +35+35=以 总 槽宽为 2+虑中间隔墙厚 （ 4）进水渠道渐宽部分长度 a a 11 （其中 1为进水渠展开角） （ 5）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度 （ 6）过栅水头损失（ 因栅条边为矩形截面，取 k=3，则 i i 34201 其中 =（ s/e） 4/3 算水头损失 k：系数，格栅受污物堵塞后，水头 损失增加倍数，取 k=3 ：阻力系数，与栅条断面形状有关，当为矩形断面时 = 7）栅后槽总高度（ H） 取栅前渠道超高 栅前槽总高度 H1=h+后槽总高度 H=h+h1+ 8）格栅总长度 L=2+= 9）每日栅渣量 =Q 平均日 1= 4 筑龙网给排水所有资料全都免费 =dd 所以宜采用机械格栅清渣 （ 10）计算草图如下： 图 3 细 格 栅 计 算 草 图栅条 工作平台进水四、沉砂池 采用平流式沉砂池 1. 设计参数 设计流量： Q=301L/s（按 2010 年算，设计 1 组，分为 2 格） 设计流速： v=s 水力停留时间： t=30s 2. 设计计算 （ 1）沉砂池长度： L=0= 2）水流断面积： A=Q/v= 3） 池总宽度 ： 设计 n=2 格， 每格宽取 b=总宽 B=2b= 4）有效水深： （介于 1m 之间） 筑龙网给排水所有资料全都免费 （ 5）贮泥区所需容积：设计 T=2d，即考虑排泥间隔天数为 2 天，则每个沉砂斗容积 3545111 （每格沉砂池设两个沉砂斗，两格共有四个沉砂斗） 其中 市污水沉砂量 305 K：污水流量总变化系数 6）沉砂斗各部分尺寸及容积： 设计斗底宽 壁与水平面的倾角为 60 ，斗高 则沉砂斗上口宽 ： d a n a 沉砂斗容积 ： 3222112 22(6 d （略大于 合要求） （ 7）沉砂池高度：采用重力排砂，设计池底坡度为 向沉砂斗长度为2 22 则沉泥区高度为 h3=总高度 H ：设超高 H=h1+h2+ 8）进水渐宽部分长度 : a n a n 2 11 （ 9）出水渐窄部分长度 : 1= 10）校核最小流量时的流速： 最小流量即平均日流量 筑龙网给排水所有资料全都免费 Q 平均日 =Q/K=301/s 则 平均日 /A=s，符合要求 （ 11）计算草图如下： 进水图 4 平流式沉砂池计算草图出水五、厌氧池 设计流量： 2010 年最大日平均时流量为 Q=Q/01/s，每座设计流量为 s，分 2 座 水力停留时间： T=泥浓度： X=3000 污泥回流液浓度： 0000 考虑到厌氧池与氧化沟为一个处理单元，总的水力停留时间超过 15h，所以设计水量按最大日平均时考虑。 （ 1）厌氧池容积： V= =0600=1042 2）厌氧池尺寸：水深取为 h= 则厌氧池面积： A=V/h=1042/4=261氧 池直径： 筑龙网给排水所有资料全都免费 6 144 AD m （取 D=19m） 考虑 超高，故池总高为 H=h+ （ 3）污泥回流量计算 ： 1）回流比计算 R =X/（ =3/（ 10=）污泥回流量 16=s=4302m3/d 六、氧化沟 拟用卡罗塞（ 化沟，去除 外，还具备 硝化和一定的脱氮除磷作用，使出水 于排放标准。氧化沟按 2010 年设计分 2座，按最大日平均时流量设计，每座氧化沟设计流量为 =10000m3/d=s。 总污泥龄： 20d 600, 700 曝气池： 2 化，可利用氧 N 还原 他参数： a= b=氮速率： d 剩余碱度 100(保持 所需碱度 度 /化；产生碱度 度 /原 硝化 安全系数： 硝温度修正系数： （ 1） 碱度平衡计算： 筑龙网给排水所有资料全都免费 1） 设计的出水50 ，则出水中溶解性520 1 5） =6.4 2） 采用污泥龄 20d，则日产泥量为： 0) 0 0 0) 0(1 0 0 0 S kg/d 设其中有 氮，近似等于 用于合成部分为： kg/d 即： 有 0 0 01 0 0 用于合成。 需用于氧化的 需用于还原的 3）碱度平衡计算 已知产生 碱度 /除去 1设进水中碱度为 250，剩余碱度 = 190 = 计算所得剩余碱度以 ，此值可使 .2 （ 2） 硝化区容积计算 ： 硝化速率 为 K 102 泥龄： 1 d 采用安全系数为 设计污泥龄为： 假定污泥龄为 20d，则硝化速率为： n位基质利用率： 1 6 a bu n 龙网给排水所有资料全都免费 f3600=2700 所需的 量 = 0000) 硝化 容积： 力停留时间： 00 1 3） 反硝化区容积 ： 12 时，反硝化速率为： 200 2 4163600190( =原 总 量 = kg/d 脱氮所需 氮所需池容： 力停留时间： 0 8 4） 氧化沟的总容积 ： 总水力停留时间： h 总容积 ： 7 1 5 8 7 1 VV 5） 氧化沟的尺寸 ： 氧化沟采用 4 廊道式卡鲁塞尔氧化沟，取池深 7m， 则氧化沟总长 : 。其中好氧段长度为 ， 。 弯道处长度 : 12 73 筑龙网给排水所有资料全都免费 则单个直道长 : (取 59m) 故氧化沟总池长 =59+7+14=80m，总池宽 =7 4=28m（未计池壁厚）。 校核实际污泥负荷 dk g M L g B /9010000（ 6）需氧量计算 ： 采用如下经验公式计算 : 32 ( S 其中：第一项为合成污泥需氧量，第二项为活性污泥内源呼吸需氧量，第三项为硝化污泥需氧量 ,第四项为反硝化污泥需氧量。 经验系数： A= B=要硝化 的氧量 ： 10000 10d R=10000 (d=h 取 T=30，查表得 =的饱和度)30( ，)20( 采用表面机械曝气时， 20 时脱氧清水的充氧量为： 20)( )20(0 查手册，选用 倒伞型叶轮表面曝气机，直径 机功率 N=55台每小时最大充氧能力为 125h，每座氧化沟所需数量为 n,则 n=2 台 （ 7） 回流污泥量 ： 筑龙网给排水所有资料全都免费 可由公式R r 求得。 式中： X=，回流污泥浓度 10g/L。则： R（ 50 100，实际取 60） 考虑到回流至厌氧池的污泥为 11%，则回流到氧化沟的污泥总量为 49%Q。 （ 8） 剩余污泥量 ： 如由池底排除，二沉池排泥浓度为 10g/L，则每个氧化沟产泥量为： （ 9）氧化沟计算草草图如下： 备用曝气机可暂不安装栏杆筑龙网给排水所有资料全都免费 图 5 氧 化 沟 计 算 草 图上上钢梯走道板走道板出水管 至流量计井及二沉池进水管接自提升泵房及沉砂池七、二沉池 该沉淀池采用中心进水，周边出水的幅流式沉淀池，采用刮泥机。 1设计参数 设计进水量： Q=10000 m3/d （每组） 表面负荷： 围为 1.5 取 q=1.0 体负荷： 140 力停留时间（沉淀时间）： T=2.5 h 堰负荷：取值范围为 (2设计计算 （ 1）沉淀池面积 : 按表面负荷算： 4 172411 00 00 2） 沉淀池直径： 有效水深为 h=m 于 6 12） （ 3） 贮泥斗容积 ： 筑龙网给排水所有资料全都免费 为了防止磷在池中发生厌氧释放，故贮泥时间采用 h，二沉池污泥区所需存泥容积 ： 37 0 61 0 0 0 03 6 0 03 6 0 0241 0 0 0 0)2)1(2 则污泥区高度 为 w （ 4） 二沉池总高度 ： 取二沉池缓冲层高度 高为 池边总高度 为 h=h1+h2+h3+池底度为 i=池底坡度降为 2325 则池 中心总深度为 H=h+ 5） 校核堰负荷 ： 径深比 堰负荷 )./(2)./(0000 以上各项 均符合要求 （ 6）辐 流式二沉池计算草图如下： 筑龙网给排水所有资料全都免费 图 6 辐 流 式 沉 淀 池进水排泥出水图 7 辐 流 式 沉 淀 池 计 算 草 图出水进水八 、接 触消毒池与加氯间 采用隔板式接触反应池 1设计参数 设计流量： Q =20000m3/d=（设一座） 水力停留时间： T=0计投氯量为： 平均水深： h=板间隔： b=设计计算 筑龙网给排水所有资料全都免费 （ 1）接触池容积 ： V=Q T=1030 60=417 表面积 20 9241 7 隔板数采用 2 个， 则廊道总宽为 B（ 2+1） 11m 接触池长度 L= 020 9 取 20m 长宽比 =1 20 2=440 池深取 2 ( 经校核均满足有效停留时间的要求 （ 2）加氯量计算 ： 设计最大加氯量为 ,每日投氯量为 20000 100kg/d=h 选用贮氯量为 120液氯钢瓶，每日加氯量为 3/4 瓶 ,共贮用 12 瓶，每日加氯机两台，单台投氯量为 h。 配置注水泵两台，一用一备，要求注水量 Q=1 3m3/h,扬程不小于 10 3）混合装置 ： 在接触消毒池第一格和第二格起端设置混合搅拌机 2台（立式），混合搅拌机功率 N0 0 0602 3 1 24220 实际选用 310 1 机械混合搅拌机，浆板深度为 叶直径为 叶宽度 率 除消毒池设计为纵向板流反应池。 在第一格每隔 纵向垂直折流板，在第二格每隔 三格不设 （ 4） 接触消毒池计算草图如下： 筑龙网给排水所有资料全都免费 图 8 接 触 消 毒 池 工 艺 计 算 图筑龙网给排水所有资料全都免费 第二章 污泥处理构筑物 设计计算 一、回流污泥泵房 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 Q,污泥回流比 R=50 100。按最大考虑，即 100%Q=s 20000m3/d （ 1） 扬程： 二沉池水面相对地面标高为 筒阀井泥面相对标高为 流污泥泵房泥面相对标高为 化沟水面相对标高为 污泥回流泵所需提升高度为： 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 20000m3/d 833m3/h （ 3） 选泵： 选用 旋泵 3 台（ 2 用 1 备），单台提升能力为 480m3/h，提升高度为 动机转速 n=48r/率 N=55 4） 回流污泥泵房占地面积为 9m 、剩余污泥泵房 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 2 d,即为按含水率为 99计的污泥流量 22 d d h （ 1） 污泥泵扬程 : 筑龙网给排水所有资料全都免费 辐流式浓缩池最高泥位（相对地面为） 余污泥泵房最低泥位为 -（ 污泥泵静扬程为 泥输送管道压力损失为 由 水头为 污泥泵所需扬程为 H=+1= （ 2） 污泥泵选型 : 选两台， 2用 1备，单泵流量 Q2 h。选用 1 16m3/h, H 14 N 3 3） 剩余污泥泵房 : 占地面积 L B=4m 3m，集泥井占地面积 三 、污泥浓缩池 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。 进泥浓度： 10g/L 污泥含水率 每座污泥总流量 : d=d=h 设计浓缩后含水率 污泥固体负荷： 5污泥浓缩时间： T=13h 贮泥时间： t=4h （ 1） 浓缩池池体计算 ： 每座浓缩池所需表面积 3 4 浓缩池直径 取 D=力负荷 )./(3232 w 筑龙网给排水所有资料全都免费 有效水深 h1=13= 取 缩池有效容积 2） 排泥量与存泥容积 : 浓缩后排出含水率 污泥 ,则 Q w = 3961 0 0991 0 0 0 0 3321 按 4贮泥区所需容积 4Q w 4 斗容积 )(3 22212143 = 2 中： 泥斗的垂直高度，取 泥斗的上口半径，取 泥斗的下口半径，取 池底坡度为 底坡降为： 故池底可贮泥容积： )(3 21112154 = 322 m因此，总贮泥容积为 32343 w （满足要求） （ 3） 浓缩池总高度 ： 筑龙网给排水所有资料全都免费 浓缩池的超高 冲层高度 浓缩池的总高度 54321 = 4）浓缩池排水量： Q=w =h （ 5）浓缩池计算草图： 图 8 浓 缩 池 计 算 草 图出泥进泥上清液四 、贮泥池及污泥泵 1设计参数 进泥量：经浓缩排出含水率 96%的污泥 2Q w =2 d，设贮泥池 1座，贮泥时间 T 2h 2设计计算 池容为 V=2Q 泥池尺寸（将贮泥池设计为正方形） L B H= 有效容积 V=缩污泥输送至泵房 筑龙网给排水所有资料全都免费 剩余污泥经浓缩处理后用泵输送至处理厂南面的苗圃作肥料之用 污泥提升泵 泥量 Q=d=h 扬程 H=4+1=用 1用一备，单台流量 16m3/h,扬程 12率 房平面尺寸 L B=4m 3m 筑龙网给排水所有资料全都免费 第三章 高程计算 一、 水头损失计算 计算厂区内污水在处理流程中的水头损失，选最长的流程计算，结果见下表 ： 污水厂水头损失计算表 名 称 设 计 流 量 （ L/s） 管 径 （ I （ ） V (m/s) 管 长 （ m） m） m） h （ m） 出厂管 00 0 触池 水控制井 水控制井至二沉池 00 00 沉池 沉池至流量计井 00 0 量计井 化沟 化沟至厌氧池 00 2 氧池 氧池至配水井 151 450 5 水井 水井至沉砂池 301 600 0 砂池 格栅 升泵房 龙网给排水所有资料全都免费 中格栅 水井 、 高程确定 1. 计算污水厂处神仙沟的设计水面标高 根据式设计资料，神仙沟自本镇西南方向流向东北方向，床水位控制在 而 污水厂厂址处的地坪标高基本上在 右（ 大于神仙沟最高水位 对污水厂地面标高为 污水经提升泵后自流排出 ，由于不设污水厂终点泵站 ，从而布置高程时，确保接触池 的水面标高大于 即神仙沟最高水位 ( ,同时考虑挖土埋深。 2. 各处理构筑物的高程确定 设计氧化沟处的地坪标高为 作为相对标高 按结构稳定的 原则确定池底埋深 计算出设计水面标高为 后根据各处理构筑物的之间的水头损失，推求其它构筑物的设计水面标高。经过计算各污水处理构筑物的设计水面标高见下表。再根据 各处理构筑物的水面标高 、 结构稳定的原理推求 各构筑物 地面标高及池底标高。 具体结果见污水、污泥处理流程图。 各污水处理构筑物的设计水面标高及池底标高 构筑物名称 水面标高(m) 池底标高(m) 构筑物 名称 水面标高(m) 池底标高(m) 进水管 砂池 格栅 氧池 房吸水井 化沟 格栅前 沉池 格栅后 触池 筑龙网给排水所有资料全都免费 1 污水厂设计说明书 一、污水厂的设计规模 设计规模 ： 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2010年一期 天建设完成，污水厂主要处理构筑物拟分为二组，每组处理规模为 天。这样既可满足近期处理水量要求，有留有空地以三期扩建之用。 远期 一 期建设，计算主要按 远 期计算，由于没有工业废水的变化系数，所以按生活污水量来取其时变化系数。 二、进出水水质 单位： S N 水 380 190 238 49 水 60 20 20 15 水经处理以后，水质应符合国家 污水综合排放标准 （ 1996） 中的一级标准，由于进水不但含有 含有大量的 N， 还应去除不中的 N， 三、处理程度的计算 活泩污泥处理系统处理水中的 是由残存的溶解性 非溶解性后者主要是以生物污泥的残屑为主体。活性污泥的净化功能，是去除溶解性 此从活性污泥的净化功能 来考虑，应将非溶 解性的 处理水中非溶解性 (此公式仅适用于 氧化沟 ) ( 处理水中溶解性 0 溶解性 % 001 90 0 筑龙网给排水所有资料全都免费 2 2 % 003 80 603 80 去除率 %00238 20238 出水标准中的总氮为 15，处理水中的总氮设计值取 15，总氮的去除率为： % 0049 1549 进水中磷酸盐的浓度为 计。如磷酸盐以最大可能成 磷的含量为 的含量在可能存在的磷酸盐（溶解性）中是含量最大的，这样计算出来的进水水质中的磷含量偏大，对整个设计来说是偏安全的。 磷的去除率为 %0 四、城市污水处理设计 1、工艺流程的 比较 城市污水处理厂的方案，既要考虑有效去除 ， A/A/以及一体化反应池即三沟式氧化沟得改良设计 . A 工艺流程： 污水 一级处理 曝气池 处理水 工作原理 ： 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 应进行相应的处理工作。 筑龙网给排水所有资料全都免费 3 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。 特点 ： 大多数情况下，无设置调节池的心要。 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。 B 厌氧池氧化沟 工作流程： 污水 中格栅 提升泵房 细格栅 沉砂池 厌氧池 氧化沟 二沉池 接触池 处理水排放 工作原理： 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。 工作特点 ： 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 。 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 15 30 天，到以存活时间较长的微生物，如果运行得当，可进行除磷脱氮反应。 筑龙网给排水所有资料全都免费 4 污泥产量低，且多已达到稳定 。 自动化程度较高，使于管理。 占地面积较大，运行费用低。 脱氮效果还可以进一步提高，因为脱氮效果的好坏很大一部分决定于内循环，要提高脱氮效果势必要增加内循环量，而氧化沟的内循环量从政论上说可以不受限制，因而具有更大的脱氮能力。 氧化沟法自问世以来，应用普遍，技术资料丰富 。 C A/A/O 法 优点： 该工艺为最简单的同 步脱氮除磷工艺 ，总的水力停留时间，总产占地面积少于其它的工艺 。 在厌氧的好氧交替运行条件下，丝状菌得不到大量增殖，无污泥膨胀之 虞， 00。 污泥中含磷浓度高，具有很高的肥效。 运行中勿需投药，两个 A 段只用轻缓搅拌，以不啬溶解氧浓度，运行费低。 缺点： 除磷效果难于再行提高，污泥增长有一定的限度，不易提高，特别是当 P/。 脱氮效果也难于进一步提高，内循环量一般以 2宜太高，否则增加运行费用。 对沉淀池要保持一定的浓度的溶解氧，减少停留时间 ，防止产生厌氧状态和污泥释放磷的现象出现，但溶解 浓度也不宜过高。以防止循环混合液对缺反应器的干扰。 D 一体化反应池（一体化氧化沟又称合建式氧化沟） 一体化氧化沟集曝气，沉淀，泥水分离和污泥回流功能为一体，无需建造单独得二沉池。 基本运行方式大体分六个阶段（包括两个过程）。 筑龙网给排水所有资料全都免费 5 阶段 A：污水通过配水闸门进入第一沟，沟内出水堰能自动调节向上关闭，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，此系统处于缺氧状态，反硝化菌将上阶段产生的硝态氮还原成氮气逸出。在这过程中，原生污水作为碳源 进入第一沟，污泥污水混合液环流后进入第二沟。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，处理后的污水与活性污泥一起进入第三沟。第三沟沟内转刷处于闲置状态，此时，第三沟仅用作沉淀池，使泥水分离，处理后的出水通过已降低的出水堰从第三沟排出。 阶段 B：污水入流从第一沟调入第二沟，第一沟内的转刷开始高速运转。开始，沟内处于缺氧状态，随着供氧量增加，将逐步成为富氧状态。第二沟内处理过的污水与活性污泥一起进入第三沟，第三沟仍作为沉淀池，沉淀后的污 水通过第三沟出水堰排出。 阶段 C：第一沟转刷停止运转，开始泥水分离，需要设过渡段，约一小时，至该阶段末，分离过程结束。在 C 阶段，入流污水仍然进入第二沟，处理后污水仍然通过第三沟出水堰排出。 阶段 D：污水入流从第二沟调至第三沟，第一沟出水堰开， 第三沟出水堰关停止出水。同时， 第三沟内转刷开始以低转速运转，污水污泥一起流入第二沟，在第二沟曝气后再流入第一沟。此时，第一沟作为沉淀池。阶段 D 与阶段 A 相类似，所不同的是反硝化作用发生在第三沟，处理后的污水通过第一沟已降低的出水堰排出。 阶段 E：污水入流从第三沟转向第 二沟，第三沟转刷开始高速运转，以保证该段末在沟内为硝化阶段，第一沟作为沉淀池，处理后污水通过该沟出水堰排出。阶段 E 与阶段 B 类似，所不同的是两个外沟功能相反。 阶段 F：该阶段基本与 C 阶段相同，第三沟内的转刷停止运转，开始泥水分离，入流污水仍然进入第二沟，处理后的污水经第一沟出水堰排出。 其主要特点： 筑龙网给排水所有资料全都免费 6 工艺流程短，构筑物和设备少，不设初沉池，调节池和单独的二沉池，污泥自动回流，投资省，能耗低，占地少，管理简便。 处理效果稳定可靠，其 S 去除率均在 90 更高。 去除率也在 85以上，并且硝化和脱氮作用明显。 产生得剩余污泥量少，污泥不需小孩，性质稳定，易脱水，不会带来二次污染。 造价低，建造快，设备事故率低，运行管理费用少。 固液分离效率比一般二沉池高，池容小，能使整个系统再较大得流量和浓度范围内稳定运行。 污泥回流及时，减少污泥膨胀的可能。 综上所述，任何一种方法，都能达到降磷脱氮的效果，且出水水质良好，但相对而言， 地面积较大，且后期运行费用高于氧化沟，厌氧池氧化沟虽然一次性投资较大，但占地面积也不少，耗电量低，运行费用较低，产污泥量大，而 且构筑物多而复杂。一体化反映池科技含量高，投资省，运行管理各个方面都优于其他处理方法。本设计的处理水量较大在，且处理水量可达 30万吨 /天，因此，采用一体化反映池为本设计的工艺方案。 根据任务书上所给的原始资料，与上海石洞口污水厂比较，有很多相类似的地方。因此在做本设计时，参照其运行设计污水厂方案。 2、工艺流程的选择 至苗圃回流污泥厌氧池二沉池加氯间排放接触池氧化沟剩余污泥流量计沉沙池沙沙水分离器细格栅提升泵房栅渣压干机栅渣卡罗塞浓缩池污水中格栅栅渣压干机栅渣栅渣外运筑龙网给排水所有资料全都免费 7 旱流时水中的各项指标均较高，故应设二级处理单元去除水中的 P， 厌氧池加氧化沟及 其 四沟 式循 环的独特构造，使它具有很强除磷脱氮功能。故选用此工艺流程。 3、 各 级处理构筑物设计流量 (二级 ) 最高日最 高 时 最 高 日 平均时 平均日平均时 说明：雨天时不能处理的流量采用溢流井溢流掉，只处理初期雨水。 五、污水处理构筑物设计 栅和提升泵房 （两者合建在一起） 中 格栅用以截留水中的较大悬浮物或漂浮物，以减轻后续处理构筑物的负荷，用来去除那些可能堵塞水泵机组驻管道阀门的较粗大的悬浮物，并保证后续处理设施能正常运行的装置。 提升泵房用以提 高污水的水位，保证污水能在整个污水处理流程过程中流过 ，从而达到污水的净化。 设计 参数 ： 因为格栅与水泵房合建在一起。因此在格栅的设计中，做了一定的修改，特别是在格栅构造和外型上的设计，突破了传统的“两头小，中间大”的设计模式，改建成长方体形状利于均衡水流速度，有效的减少了粗格栅的堵塞。建成一座潜地式格栅，因此在本次得设计中，将不计算栅前高度，格栅高度，直接根据所选择的格栅型号进行设计。 （ 1） 水泵处理系统前格栅栅条间隙，应符合下列要求： 1) 人工清除 25 40) 机械清除 16 25) 最大间隙 40 2） 在大型污水处理厂或泵站前原大型格栅 (每日栅渣量大于 一般应采用机械清渣。 （ 3） 格栅倾角一般用 450 750。机械格栅倾角一般为 600 700， （ 4） 通过格栅的水头损失一般采用 筑龙网给排水所有资料全都免费 8 （ 5） 过栅流速一般采用 s。 运行参数： 栅前流速 s 过栅流速 s 栅条宽度 栅条净间距 前槽宽 格栅间隙数 36 水头损失 每日栅渣量 d 设计中的各参数均按照规范规定的数值来取的。 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 电动机容量大于55不得小于 为主要通道宽度不得小于 直径 D 10m，高 12m， 地下埋深 7m。 2、细格栅和沉沙池 细 格栅的设计和 中 格栅相似 . 运行参数： 栅前流速 s 过栅流速 s 栅条宽度 栅条净间距 前部分长度 格栅倾角 60o 栅前槽宽 格栅间隙数 70（两组 ） 水头损失 每日栅渣量 d 沉砂池设计 沉砂池的作用是从污水中将比重较大的 颗粒去除，其工作原理是以重力分离为基础，故应将沉砂池的进水流速控制在只能使比重大的无机颗粒下沉，而有机悬浮颗粒则随水流带起立。 沉砂池设计中，必需按照下列原则： 1. 城市污水厂一般均应设置沉砂池，座数或分格数应不少于 2座 (格 )，并按并联运行原则考虑。 筑龙网给排水所有资料全都免费 9 2 (1)当污水自流进入时，应按每期的最大设计流量计算； (2)当污水为用 提 升泵送入时，则应按每期工作水泵的最大组合流量计算； (3)合流制处理系统中，应按降雨时的设计流量计算。 3 径为 4 060含水率为 60%，容量为 1500kg/ 日沉砂量计算，贮砂斗池壁与水平面的倾角不应小于 55 排砂管直径应不小于 7 采用重力排砂时，沉砂池和晒砂厂应尽量靠近，以缩短排砂管的长度。 说明： 采用平流式沉砂池，具有处理效果好，结构简单的优点，分两格。 运行参数 ： 沉砂池长度 池总宽 效水深 贮泥区 容积 个沉砂斗） 沉砂斗底宽 斗壁与水平面倾角为 600 斗高为 斗部上口宽 、 厌氧池和 氧化沟 说明： 本设计采用的是 卡罗塞（ 化沟 。 二级处理的主体构筑物，是活性污泥的反应器，其独特的结构使其具有脱氮除磷功能，经过氧化沟后，水质得到很大的改善。 运行参数： 共建造两 组 厌氧池和两 组 氧化沟 ，一组 一 条。 厌氧池直径 D=19m， 高 H=化沟 尺寸 L B=80m 28m， 高 H=龙网给排水所有资料全都免费 10 给水系统：通过池底放置的给水管，在池底布置成六边行，再加上中心共七个供水口，利用到职喇叭口，可以均化水流，减少对膜式曝气管得冲刷。尽可能的提高膜式曝气管得使用寿命。 出水系统：采用双边溢流堰，在边池沉淀完毕，出水闸门开启，污水通过溢流堰，进行泥水分离。澄清液通过池内得排水渠，排到接触消毒池。在排水完毕后，出水闸门关闭。 曝气系统：采用 表面机械曝气 面曝气机。 排泥系统：采用轨道式吸泥机，由于池体为 氧化沟 ，其边沟完成沉淀阶段后，转变为缺氧池，因
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