毕业论文城镇污水处理厂的污水处理设计

摘要本次毕业设计是以相关的资料为依据,设计一座城镇污水处理厂其日处理量近期为10万立方米。由于城市污水的主要成分为有机物,所以本次设计采用了氧化沟工艺主要任务是工艺流程选择及构筑物设计和计算。该污水处理厂的污水处理流程为污水经过粗格栅，由泵房提升后流过细格栅，进入沉砂池，再进入氧化沟，二沉池，最后排入江河。在完成污水和污泥处理构筑物的设计计算后,根据平面布置的原则,综合考虑各方面因素进行了污水厂的平面布置。据污水的流量对连接各构筑物的管渠进行了选径、确定流速以及水力坡降,然后进行了水力损失计算。据水力损失计算对污水和污泥高程进行了计算和布置。在最后阶段完成对平面图、高程图及各种主要的构筑物的绘制。关键词污水处理；CARROUSEL氧化沟；脱氮除磷；污泥浓缩ABSTRACTTHISGRADUATIONPROJECTISTAKETHERELATEDMATERIALASTHEBASIS,DESIGNSATOWNSEWAGETREATMENTPLANTITSDAYPROCESSLOADINTHENEARFUTUREWILLBE100,000CUBICMETERSBECAUSETHECITYSEWAGEPRINCIPALCONSTITUENTISANORGANICMATTER,THEREFORETHISDESIGNHASUSEDTHEOXIDATIONDITCHCRAFTTHEMAINTASKISTHESELECTIONSOFPROCESSFLOWANDTHEDESIGNSANDCALCULATIONCONSTRUCTIONSUSEDINPROCESSFLOWTHEPROCESSOFTHESEWAGETREATMENTPLANTSEWAGECOMEACROSSTHECOARSEGRILLE,SEWAGEWASLIFTEDUPBYPUMPANDFLOWBYTHINCASEBAR,ANDTHENITENTERSTHELAMINARFLOWSANDPOOL,OXIDATIONDITCH,SECONDARYSEDIMENTATIONTANK,FINALLYTHEWATERFALLSOUTTHROUGHAPIPEALONGWAYOUTTORIVERAFTERFINISHINGCALCULATIONOFDESIGN,ACCORDINGTOPRINCIPLEOFLAYING,CONSIDERTHEFACTORSSYNTHETICALLYTOCONFIRMTHEPLACEOFTHESEWAGEFACTORYACCORDINGTOFLOWVOLUMEOFSEWAGEWECANSELECTTHEFOOTPATH,CONFIRMTHEVELOCITYOFFLOWANDWATERCONSERVANCYSLOPE,THENCALCULATEWATERCONSERVANCYLOSSESINTHEEND,FLOORPLAN,PROFILEINELEVATIONANDTHEOTHERMAINLYSTRUCTURESDRAWINGMUSTFINISHEDKEYWORDSWATERTREATMENTCARROUSELOXIDATIONDITCHPHOSPHORUSSEWAGEANDNITROGENSLUDGECONCENTRATIO目录摘要1ABSTRACT2第一章设计概论511设计依据和设计任务5111原始依据5112设计内容和要求5113设计目的612进出水水质6第二章工艺流程的确定721城市污水处理发展和现状7211目前存在的问题7212今后的发展趋势822污水生物处理方法比较823工艺流程的确定13231工艺流程13232污水处理部分14232污泥处理部分1524物料衡算17第三章污水处理系统1831粗格栅1832污水提升泵房2033细格栅2134沉砂池2235均质池2436氧化沟2537配水井3038二沉池3139接触消毒池33310加氯间34311污泥回流泵房34第四章污泥处理系统3541设计参数3542污泥浓缩池3643贮泥池3844污泥稳定3945脱水机房3946污泥的最终处置4047附属构建筑物4048主要构建筑物和设备一览表40第五章污水处理厂总体布置4351污水厂厂址选择4352污水厂平面布置4353污水厂高程布置44第六章运行与管理4761生产组织4762劳动定员4763人员培训47第七章工程技术经济分析4871土建费用及主要设备材料费用4872运行费用计算4973工资福利开支4974生产用水水费开支5075污泥外运费用5076维护维修费5077管理费用5078运行成本核算50第八章环境保护、建筑防火和职业安全防护5181环境保护5182建筑防火5183职业安全防护51结语52致谢53参考文献54第一章设计概论11设计依据和设计任务111原始依据1设计题目CARROUSEL氧化沟城镇污水处理厂的设计2设计基础资料原始数据Q100000M3/D进水水质BOD5190MG/LCODCR380MG/LSS238MG/LNH3N49MG/LTP49MG/L出水水质BOD520MG/LCOD40MG/LSS20MG/LNH3N10MG/LTP05MG/L112设计内容和要求A根据以上水量水质条件和设计资料，设计二级污水处理厂一座。要求该污水处理厂生物处理工艺采用CARROUSEL氧化沟技术，处理水质达到广东省地方标准DB44/262001一级标准排放要求。B完成一套完整的设计计算说明书，说明书应包括（1）设计任务；（2）设计资料；（3）设计流量、处理效率等计算；（4）污水、污泥处理流程确定及设计方案对比论证。包括处理流程的阐述，主要处理构筑物的选型及理由，绘出工艺流程示意图；（5）处理构筑物设计计算，包括设计流量计算、参数选择、计算过程、计算草图；（6）厂区总平面布置说明；（7）处理构筑物一览表名称、型式型号、主要尺寸、数量、参数；（8）辅助建筑物一览表名称、面积、尺寸；（9）污水处理工程建设的技术经济初步分析等。C设计图纸内容（1）总平面布置图1张1号图纸；包括处理构筑物、附属构筑物、配水、集水构筑物、污水污泥管渠、回流管渠、厂内给水、污水管线、道路、绿化、图例、构筑物一览表、说明等。（2）高程配置图1张；即污水处理高程纵剖面图，包括构筑物标高、水面标高、地面标高、构筑物名称。（3）主要处理构筑物图34张。D完成与设计题目有关的英文翻译1篇（不少于2000汉字）。外文资料的选择在教师指导下进行，要与城市污水CARROUSEL氧化沟处理技术紧密联系，严禁抄袭有中文译本的外文资料。E按照学校要求完成毕业设计文件。113设计目的水是一种宝贵的自然资源，是自然界的基本要素，也是人类和一切生物赖以生存的物质基础。虽然地球上水的储量很大，但是，人类能直接取用的河、湖淡水资源却十分有限。随着工农业的发展和人口的增长，污水的排放量迅速增加，且处理率低，大量污水直接排入天然水体造成了严重的水体污染，据统计已有超过80的河流受到不同程度的污染。因此加快污水处理工程的建设，提高污水处理率，保护有限的水资源，已经成为我国环境保护工作的紧迫任务。通过对城市污水处理厂处理工艺的选择、设计，可以培养环境工程专业学生利用所学到的水污染控制理论，系统的掌握污水处理方案比较、优化，各主要构筑物结构设计与参数计算的能力。12进出水水质处理水质达到广东省地方标准DB44/262001一级标准。根据排水要求和进水水质，计算去除率如表11。表11水质处理效率计算序号基本控制项目广东省一级标准进水水质去除率1COD403808952BOD5201908953SS202389164NH3N10497965TP0549898注1取温水12的控制指标8,水温12的控制指标15第二章工艺流程的确定21城市污水处理的发展和现状经济发达国家水污染防治从20世纪60年代的末端治理到20世纪70年代的防治结合，20世纪80年代的集中治理到20世纪90年代的清洁生产，不断更新处理工艺技术、设施及设备。近年来，随着可持续发展和循环经济理念的推广，工业文明时代正被人们有意识地转向环境文明时代，生态环境的标准在日益提高。相应的污水处理标准也在逐步提高，因此，污水处理的节能降耗和系统的高效稳定运转成为各国科学技术工作者研究的重点。从世界范围来看，目前对城市污水处理及工业重点污染行业石油、造纸、纺织印染、化工、焦化、食品、制药、农药等废水的治理大多采用生物处理工艺。因此，先进的污水生物处理技术对水污染控制十分重要。自1914年英国曼彻斯特活性污泥法处理技术问世以来，一直被世界各国广泛采用，目前发达国家已普及了二级生物处理。但由于活性污泥法存在着流程负载，投资大，能耗高，运行管理繁琐等缺点，各国科学技术工作者对该技术不断进行改造和发展。污水处理是一门综合性技术，与其他学科的发展息息相关。目前，先进的自动控制、测量技术和高效能的设备及构筑物为人们给需要的菌群提供适宜的条件打下了坚实的基础。随着近代生物学的发展以及人们对生物技术的掌握，不同菌群的生物学特性日益为人们所熟悉。污水处理技术由以单纯工艺改革向着以生物特性研究、促进工艺改革的方向发展，以达到高效低耗。生活污水和工业废水脱氮除磷是我国需要紧迫解决的问题，目前发展趋势为多种技术组合为一体的新技术、新工艺，如同步脱氮除磷好氧颗粒污泥技术、电生物耦合技术、吸附生物再生工艺以及利用光、声、电与高效生物处理技术相结合处理高浓度有毒有害难降解有机废水的新型物化生物处理组合工艺技术，如光催化氧化生物处理新技术、超声波预处理高效生物处理技术、电化学高级氧化高效生物处理技术等。这些工艺与设备结合正在向模块化方向发展。1211目前存在的问题A污水处理厂建设资金的短缺B污水处理厂运行经费不能到位C进口设备的维修及设备备件的开发D污水处理工艺选择有一阵风的现象，不结合本地区的实际情况选热门艺E污水处理后的再生水得不到充分的利用F污泥没有真正达到无害化，没有最终处置的途径G污水处理厂没有除臭装置212今后的发展趋势A经济发展与污水处理事业协调发展B扶植国内环保产业（污水处理行业）的发展C多方筹资加速污水处理厂的建设，以最短的时间控制、治理已造成污染的水环境D改变污水处理行业的运营机制，由事业型向企业经营型转变E加强污水处理工艺选择机制，为各地区污水处理厂建设的工艺审查把关F政府应给予污水处理行业优惠的政策G再生水回用H加大宣传力度，提高全民水的忧患意识22污水处理中生物方法的比较221国内外城市污水处理的流行工艺国内外城市污水处理工艺大致可分为两大类活性污泥法、生物膜法。标准活性污泥法作为脱氮的主要工艺包含了几种不同溶解氧浓度下的反应，或者是仅仅一种反应在交互交互式的好氧/缺氧阶段作用下，在非常规情况下，氧含量通常被控制在硝化和反硝化细菌共存的浓度上，这证明了反硝化作用能发生在有氧的条件下进行，硝化作用也能在低溶解氧条件下进行，然而，在非常规作用下氮的损失总是引起关注，这种同时发生硝化和反硝化作用的现象在许多领域都可以观察到，甚至从实验室到田地里水生植物。2222活性污泥法针对城市污水处理的要求，当前流行的污水处理工艺有AB法、SBR法、氧化沟法、普通曝气法，A2/O法、A/O法、UNITANK等，这几种工艺都是从活性污泥法派生出来的，且各有其特点。2211AB法ADSORPTIONBIOOXIDATIONAB法污水处理工艺，系吸附生物降解（ADSORPTIONBIODEGRATION）工艺的简称。是德国亚琛工业大学宾克（BOHNKE）教授于70年代中期开创的。从80年代开始用于实践。由于该工艺具有一系列独特的特征，受到污水处理专家的重视。3该工艺对曝气池按高、低负荷分二级供氧，A级负荷高，曝气时间短，产生污泥量大，污泥负荷25KGBOD/KGMLSSD以上，池容积负荷6KGBOD/M3D以上；B级负荷低，污泥龄较长。A级与B级间设中间沉淀池。二级池子F/M污染物量与微生物量之比不同，形成不同的微生物群体。AB法尽管有节能的优点，但不适合低浓度水质，A级和B级亦可分期建设。2212SBR法SEQUENCINGBATCHREACTORSBR法早在20世纪初已开发，由于人工管理繁琐未予推广。此法集进水、曝气、沉淀、出水在一座池子中完成，常由四个或三个池子构成一组，轮流运转，一池一池地间歇运行，故称序批式活性污泥法。现在又开发出一些连续进水连续出水的改良性SBR工艺，如ICEAS法、CASS法、IDEA法等。这种一体化工艺的特点是工艺简单，由于只有一个反应池，不需二沉池、回流污泥及设备，一般情况下不设调节池，多数情况下可省去初沉池，故节省占地和投资，耐冲击负荷且运行方式灵活，可以从时间上安排曝气、缺氧和厌氧的不同状态，实现除磷脱氮的目的。当序批式活性污泥系统工作时，单个反应器就可以实现硝化、反硝化和除磷过程。和标准活性污泥系统相比，序批式活性污泥系统有很多优势，如运行费用较低、脱氮除磷效率高、污泥膨胀少等。另外，处理阶段的先后顺序可以适用于各种处理方法。例如当营养物生物去除（BNR）工艺对处理阶段顺序进行如下调整时，工艺已经可以非常成功地被使用；对填充物、填料、厌氧段、缺氧段、好氧段、空闲段等进行安排，使每一段维持特定的时间。为了促进传统活性污泥法系统聚磷微生物的生长，厌氧好氧的次序和厌氧段中脂肪酸短链的存在性都有要求。在厌氧条件下，聚磷菌通过它们的细胞膜吸收利用细胞内聚磷水解释放的能量，将脂肪酸转化为醋酸。然后再转化为植物血凝素和糖类。在厌氧条件下，磷的释放与有机物的存贮有关。在好氧条件下，糖类被用作细胞生长和聚磷的能量源。当磷的聚集量超过细胞正常生长所需要的量或者生物量过剩时，普遍认为生物除磷能力会提高。因为在基质可以被除磷生物体利用之前，反硝化菌消耗了一部分基质，所以反硝化作用使生物除磷过程更加复杂。这就限制了该系统的除磷作用。因此，氮的转化抑制了厌氧区磷的释放。根据最近的研究表明，一些除磷微生物可以利用硝酸盐代替氧气和好氧嗜磷菌之类作为电子受体。减少磷释放的一个可能原因是反硝化细菌吸收硝酸盐的同时对磷酸盐进行积累。如果聚磷菌完全不同于反硝化菌，它们对有机基质的争夺将会造成脱氮能力的下降。对于标准的生物除磷系统来说，像硝酸盐或氧气这样的电子受体，电子供体（COD）都包含在厌氧阶段中。在实践中，生物除磷通常和脱氮同时进行。因此，这很容易将硝酸盐引入厌氧段。厌氧区中磷的释放要么在无氧条件下利用硝酸盐作为最终电子受体，要么在有氧条件下利用溶解氧作为最终电子受体。CAOMEAU报道说,当回流污泥硝酸盐浓度小于5毫克/升时，磷在厌氧阶段可以被释放。PH值的变化通常可以为持续生物反应提供了一个很好的指示。监测序批式活性污泥法系统营养物去除PH值的分布将可以提供处理工艺的优化方法。4因为每个池子都需要设曝气和输配水系统，采用滗水器及控制系统，间歇排水水头损失大，池容的利用率不理想，因此，一般来说并不太适用于大规模的城市污水处理厂。2213氧化沟法OXIDATIONDITCH如同活性污泥法一样，自从第一座氧化沟问世以来，至今氧化沟工艺演变出了许多变形工艺方法及配套设备。根据氧化沟构造和运行特征，并根据不同的发明者和专利情况可分为以下几种有代表性的类型。氧化沟是需要较长时间的污泥生物处理法的积极改进，同时也实现部分的脱氮作用，氧化沟法最大的优势就是实现了脱氮作用在较简单的操作和较低的运行成本上，在过去的两个十年，超过一百个它们被建造在市政污水处理上。A卡鲁塞尔氧化沟应用立式低速表面曝气器供氧并推动水流前进，由荷兰CARROUSEL发明，该发明人为DHV（DARSHEEDERIKVERHEY）技术咨询公司雇员，开发这种氧化沟的，目的是寻求渠道更深的氧化沟和效率更高、机械性能更好的系统设备，以弥补当时氧化沟的占地面积大等缺点。目前为了适应脱磷脱氮的要求，又开发了卡鲁塞尔2000等类型的氧化沟。B交替工作式氧化沟早期是丹麦KRGER公司开发的工艺流程，目前该公司被法国OTV公司兼并，称为OTVKRGER公司。在国外采用的形式主要是双沟（D）式氧化沟，即双沟交替在好氧和沉淀的状态下工作，以免除分离式的二次沉淀池，并可完成硝化与反硝化过程。由于双沟式氧化沟的设备闲置率高（利用率125，BOD/TKN为1535，COD/TP为3060，BOD/TP为1640一般应20。若降低污泥浓度、压缩污泥龄、控制硝化，以去除磷、BOD5和COD为主，则可用A/O工艺。62216UNITANK工艺它和类似的TCBS工艺、MSBR工艺一样，都是SBR法新的变型和发展。它集“序批法”、“普通曝气池法”及“三沟式氧化沟法”的优点，克服了“序批法”间歇进水、“三沟式氧化沟法”占地面积大、“普通曝气池法”设备多的缺点。典型的UNITANK工艺是三个水池，三池之间水力连通，每池都设有曝气系统，外侧的两池设有出水堰及污泥排放口，它们交替作为曝气池和沉淀池。污水可以进入三池中的任意一个，采用连续进水、周期交替运行。在自动控制下使各池处在好氧、缺氧及厌氧状态，以完成有机物和氮磷的去除。UNITANK工艺由比利时SEGHERS公司首先建在我国的澳门特区，该厂污水处理量140KM3/D不下雨时平均处理水量为70KM3/D，池型封闭，设计采用的容积负荷为058KGBOD/M3D，总的反应池体积为46800M3，曝气池水力停留时间为8H，出水的BOD5、SS20MG/L。这类一体化工艺是传统活性污泥工艺的变形，可以采用活性污泥工艺的设计方法对不同的污染物加以去除，其负荷一般在005010KGBOD5/KGMLSSD（考虑硝化），硝化率视污水温度而异。而要求污泥稳定化，其污泥负荷和污泥龄要远远超过硝化时的数值。容积利用率低是此类一体化工艺共同的主要问题，就是说在一个较长停留时间的曝气系统内，有50左右的池容用于沉淀。7UNITANK工艺的成功与否有赖于系统采用稳定可靠的仪表及设备，因此引进技术，消化、吸收和开发先进的自控系统是应用此工艺的关键问题。一般认为，UNITANK工艺不太适用于大型100KM3/D的城市污水处理厂。222生物膜法生物膜法主要是指曝气生物滤池，它实质上是常说的生物接触氧化池，相当于在曝气池中添加供微生物栖附的填滤料，在填料下鼓气，是具有活性污泥特点的生物膜法。曝气生物滤池BAF70年代末起源于欧洲大陆，已发展为法、英等国设备制造公司的技术和设备产品。由于选用的填料不同，以及是否有脱氮要求，设计的工艺参数是不同的，如要求处理出水BOD5、SS20MG/L，去除BOD5达90以上的工艺，其容积负荷为0730KGBOD5/M3D，水力停留时间12H；以硝化90以上为主的工艺，其容积负荷为0520KGBOD5/M3D，水力停留时间23H。一般认为，生物膜法处理城市污水，在国内尚需积累经验，处理规模不宜过大，约50KM3/D左右为宜。国外主要在欧洲处理水量有达到360KM3/D的，这与其填料材质、自控手段和先进的反冲洗装置有关，也与其有长期积累的运行管理经验有关。8223氧化沟的选择A选择目前应用较为广泛的氧化沟类型包括帕斯韦尔（PASVEER）氧化沟、奥贝尔（ORBAL）氧化沟、三沟式氧化沟（T型氧化沟）、卡鲁塞尔（CARROUSEL）氧化沟、DE型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。帕式PASSVEER简称单沟式，表面曝气采用转刷曝气，水深一般在2535M，转刷动力效率1618KGO/KWH。2ORBAL氧化沟，即“0、1、2”工艺，由内到外分别形成厌氧、缺氧、和好氧三个区域，采用转碟曝气。由于从内沟好氧区到中沟缺氧区之间没有回流设施，所以总的脱氮效率较差。在厌氧区采用表面搅拌设备，不可避免的带入相当数量的溶解氧，使得除磷效率较差。三沟式氧化沟T型氧化沟，此种型式由简单，处理效果不错，但其采用转刷曝气，水深浅，占地面积大，复杂的三池组成，中间作曝气池，左右两池兼作沉淀池和曝气池。T型氧化沟构造控制仪表增加了运行管理的难度。不设厌氧池，不具备除磷功能。CARROUSEL氧化沟系统是1967年由荷兰的DHV公司开发研制的。为了满足越来越严格的水质排放标准，CARROUSEL氧化沟已在原有基础上开发出新的设计，实现了新的功能。这些新的CARROUSEL氧化沟提高了处理效率、降低了运行能耗、改进了活性污泥性能并实现了脱氮除磷。在污水脱氮除磷的工艺设计中必须具备厌氧、缺氧、好氧3个基本条件，但是在实施过程中由于所需的处理构筑物多、污泥回流量大，从而造成投资大、能耗多、运行管理复杂。而卡鲁塞尔氧化沟将厌氧、缺氧、好氧过程集中在一个池内完成，各部分用隔墙分开自成体系，但彼此又有联系。该工艺充分利用污水在氧化沟内循环流动的特性，把好氧区和缺氧区有机结合起来，实现无动力回流，节省了去除硝酸盐氮所需混合液回流的能量消耗。CARROUSEL氧化沟由于具有良好的出磷脱氮能力、抗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。所以这里我们也将选择卡鲁塞尔氧化沟作为生物处理工艺。BCARROUSEL氧化沟的结构由图21可见，CARROUSEL氧化沟使用定向控制的曝气和搅动装置，向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2545，宽深比为21，亦有水深达7M的，沟中水流平均速度为03M/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。图21CARROUSEL氧化沟平面结构图CCARROUSEL氧化沟处理污水的原理最初的普通CARROUSEL氧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DO的浓度增加到大约23MG/L。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BOD；同时，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03M/S）。微生物的氧化过程消耗了水中溶解氧，直到DO值降为零，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，BOD降解是一个连续过程，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除BOD，但除磷脱氮的能力有限。923工艺流程的确定231工艺流程工艺流程草图如图22图22氧化沟处理工艺流程图232污水处理部分2321格栅本污水处理厂设置粗、细两道格栅。格栅的主要作用是将污水中的大块污物拦截，以免其对后续处理单元的机泵或工艺管线造成损害。按栅条的种类可分为直棒式栅条格栅、弧形格栅、辐射式格栅、转筒式格栅和活动栅条式格栅。由于直棒式格栅运行可靠，布局简洁，易于安装维护，本工艺选用直棒式格栅。格栅与水泵房的设置方式。图23格栅与泵房设置方式图2322沉砂池沉砂池的形式，按池内水流方向的不同，可分为平流式、竖流式和旋流式三种；按池型可分为平流式沉砂池、竖流式沉砂池、曝气沉砂池和旋流沉砂池。平流式沉砂池是常用的形式，污水在池内沿水平方向流动，具有构造简单、截留物及颗粒效果较好的优点。竖流式沉砂池是污水自下而上由中心管进入池内，无机物颗粒藉重力沉于池底，处理效果一般较差。曝气沉砂池是在池的一侧通入空气，使污水沿池旋转前进，从而产生与主流垂直的横向恒速环流。曝气沉砂池的优点是，通过调节曝气量，可以控制污水旋流的速度，使除砂效率较稳定，受流量变化的影响较小。10权衡比较之后，考虑到拟建污水处理厂的水质特点，从实际处理效率和经济运行成本出发，决定采用平流式沉沙池。2323氧化沟主要比较已经在前面叙述，采用CARROUSEL氧化沟。2324沉淀池A平流式沉淀池由流入装置、流出装置、沉淀区、缓冲层、污泥区及排泥装置等组成；流入装置由配水槽、挡流板组成，流出装置由流出槽与挡板组成，缓冲层的作用时避免已沉污泥被水流搅起以及缓解冲击负荷，污泥区起贮存、浓缩和排泥作用，排泥方式有静水压力法、机械排泥法。B辐流式沉淀池池型呈圆形或正方形，直径（或边长）一般为660M，最大可达100M，池周水深1530M，用机械排泥，池底坡度不宜小于005。可用作初沉池或二沉池。C竖流沉式淀池池型可用圆形或正方形。为了池内水流分布均匀，池径不宜太大，一般采用47M。沉淀区呈柱形，污泥斗呈截头倒锥体。11平流沉淀池沉淀效果好，建造投资小，适用范围广，故采用之。232污泥处理部分A污泥的处理要求污泥生物处理过程中将产生大量的生物污泥，有机物含量较高且不稳定，易腐化，并含有寄生虫卵，若不妥善处理和处置，将造成二次污染。污泥处理要求如下减少有机物，使污泥稳定化减少污泥体积，降低污泥后续处置费用减少污泥中有毒物质B常用污泥处理的工艺流程图24污泥处理流程图城市污水处理厂所产生的污泥约为处理的水的体积的0510左右。这些污泥一般富含有机物、病菌等，若不加处理随意堆放，将对周围环境造成新的污染。在几种常用的工艺中，B法仅对污泥做脱水处理，方法过于简单，不能起到污泥稳定的作用，其中的微生物也不能杀灭。C法则设备投资和运行费用过于昂贵，目前仅用于工业污泥和垃圾的处理。D法直接作用于农田，对重金属的含量要求十分严格，该污水处理厂同时处理生活污水和工业废水，其中工业废水中将不可避免的含有较多量的重金属。因此，经过几种工艺的比较，我们选用A法，污泥首先进入浓缩池，然后进入消化池，去除其中的大部分挥发性固体，然后经由带式压滤机脱水，最后运出厂外集中处置。12其中污泥浓缩，脱水有两种方式选择，污泥含水率均能达到80，方案如下（1）方案一污泥机械浓缩、机械脱水（2）方案二污泥重力浓缩、机械脱水表21两种污泥浓缩方法比较由表21可见方案一优于方案二，因此本工程污泥处理工艺选用污泥机械浓缩，机械脱水。项目方案一方案二主要构筑物污泥贮泥池浓缩、脱水机房污泥浓缩池脱水机房主要设备浓缩池刮泥机浓缩池刮泥机脱水机占地面积小大絮凝剂总用量3040KG/DS40KG/TDS对环境的影响小大总土建费用小大总设备费用一般稍大24物料衡算表22物料衡算表单位MG/LBOD5CODCRNH3NSS进水出水去除率进水出水去除率进水出水去除率进水出水去除率粗格栅238225546细格栅225210667平流沉砂池19018052638037026349474082101204286卡式氧化沟18020888937040891947107872120208333二沉池2014500403850010955002019500第三章污水处理系统设计流量平均流量QA100000M/D416667M/H116M/S333总变化系数010127246ZAKQ式中QA平均流量，L/S。设计流量QMAXQMAXKZQA124100000124000M/D516667M/H144M/S33331粗格栅设计说明栅条的断面主要根据过栅流速确定，过栅流速一般为0610M/S，槽内流速05M/S左右。如果流速过大，不仅过栅水头损失增加，还可能将已截留在栅上的栅渣冲过格栅，如果流速过小，栅槽内将发生沉淀。此外，在选择格栅断面尺寸时，应注意设计过流能力只为格栅生产厂商提供的最大过流能力的80，以留有余地。如前面所述，选用三座平面矩形格栅并联使用。图31格栅示意图311格栅的间隙数量取过栅流速09M/S,格栅倾角60,栅条间距B40MM,栅前水深08M5190846SIN/21MAXOBHVQ取N16式中QMAX单格格栅最大设计流量，M3/S；格栅倾角，60；OB栅条间隙M；H栅前水深,M；V污水流经格栅的速度,M/S。312格栅的建筑总宽度B设计采用圆钢为栅条，栅条宽度S取001MMBNSB7901641601格栅总宽度B3729进水渠道渐宽部分的长度L1设进水渠宽B12M其渐宽部分展开角度201MBL6120TANT211式中B为格栅总宽度,M；B1为进水渠宽,M；为渐宽部分展开角度,20。O栅槽与出水渠道连接处的渐窄部份长度L2MLL81052313过栅水头损失栅条断面形状为圆形MKGVBSKGVKH036IN819204791IN2SI33420式中阻力系数，其值与栅条断面形状有关，圆形取179；K格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般取3。314栅后槽的总高度MHH10821总式中H2栅前渠道超高，取03米315格栅的总建筑长度MLL042TAN/356TAN/50112式中进水渠道渐宽部位长度，M；1L格栅槽与出水渠道连接处的渐窄部位的长度，M；2过栅水头损失，M；1H进水渠渐宽部分展开角，20。316每日栅渣量的计算工程格栅间隙为40MM，取W1002M3/103M3DMKQZV/20/6702486010864331MAX式中KZ生活污水流量总变化系数。因为每日栅渣量02M3，宜采用机械清渣317清渣设备（1）亚太环保公司的FH型旋转式格栅除污机，2台，N15KW。（2）SY型栅渣压榨机，2台,功率15KW。318构筑物大小400M（长）079M（宽）113M（高）32污水提升泵房（1）设计流量QMAX516667M3/H，表31选择350QZ50型轴流式潜水电泵型号扬程/M流量/M3/H功率/KW350QZ5090117780所需泵台数516720N台考虑到经济实用性，拟采用7台350QZ100型轴流式潜水电泵作为污水提升装置，5用2备。为了避免设备24小时运转，平时7台水泵替换使用，可有效延长设备使用寿命，同时，在某台水泵出现故障时，可启用备用水泵，实现污水处理厂的不间断持续运转。2集水池设计集水池容积采用相当于一台泵的15MIN流量325946017MV取有效水深H45M，则集水池面积20HWA3泵房平面尺寸据所选泵型，每台泵宽030M，取机器间隔为10M，则L03071081010M则BA/L6050/1010599M取600M泵房平面尺寸即为LB1010600M24选择LDA型电动单梁起重机，整机与CD1型、MD1型电动葫芦配套使用，其起重量为1T10T。跨度为75225M，工作级别为A3A5，工作环境温度为25OC40OC。据安装尺寸，设计泵房高H93M。33细格栅拟建3座细格栅。331设计参数设计流量QMAX144M3/S，栅前水深10M，过栅流速V09M/S栅条间隙B10MM，栅前长度L110M，栅后长度L210M格栅倾角A60，栅条宽度S10MM，栅前渠超高H205M332设计计算图31细格栅计算示意图（1）栅条的间隙数634901SIN48SINMAXOBHVQ取N50个（2）格栅的建筑宽度取S001MMNBSB90515011取B1M（3）通过栅头的水头损失设格栅断面为锐边矩形断面MKGVBSKGVKH260360IN81924IN2SI3420234式中阻力系数，其值与栅条断面形状有关，圆形取242；K格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般取3。（4）栅后槽总高度MHH761502121（5）栅前渠道深（6）栅槽总长度LO87260TAN510TAN121（7）每日栅渣量DMKWQZV/0AX式中W1为栅渣量，对于城市污水，栅条间距B10MM时，取W1006M3/103M3拦截污物量大于02M3/D时，宜采用机械清栅。（8）构筑物大小287M（长）099M（宽）176M（高）333清渣设备（1）JT10型格栅除污机，3台，电机功率22KW。（2）SY型栅渣压榨机，3台,功率15KW。34沉砂池341设计数据（1）最大流速为03M/S，最小流速为015M/S。（2）最大流量时停留时间不小于30S，一般采用3060S。（3）有效水深应不大于12M，一般采用0251M，每格宽度不宜小于06M。（4）进水头部应采取效能和整流措施。（5）池底坡度一般为001002，当设置除砂设备时，可根据设备要求考虑池底形状。342具体计算设计2个沉砂池平行处理SMQQ3AXMA720（1）沉砂池长度取V025M/S，T30SLVT0253075M2）水流断面2MAX8507VQA（3）池总宽度有效水深取1M,单池宽B为H821/B2设N2BNB2288576M（4）贮砂斗所需容积取排砂时间间隔为2天，城市污水沉砂量为30M/10M63单个沉砂池所需贮砂斗容积366MAX0112470810KZXT84QV式中X城市污水的沉沙量，一般采用30M/10M（污水）33T排砂时间间隔，DKZ生活污水流量的总变化系数贮砂斗所需总容积36021VNV（5）每个贮砂斗容积设每个沉砂池设有两个贮砂斗3052M（6）贮砂斗各部分尺寸设斗底宽B114M，斗壁与水平面的倾角为60，斗高703H贮砂斗上口宽MBHBOO21460TAN7260TAN213贮砂斗容积32221231653HV贮砂室高度假设采用重力排砂，设池底坡度为006，坡度坡向砂斗贮砂室高度MBLH79021557062063池总高度设超高H04M1HH19704321核算最小流速VMINSMSANQV33MI1I55870符合要求式中设计最小流量，M/S；INQ3最小流量时工作的沉沙池数目，取；11N最小流量时沉沙池中的水流断面面积，M2。INA343草图图32沉砂池草图344砂水分离装置LSF型螺旋砂水分离器2套，N037KW345构筑物大小75长288宽219高M35均质池在沉砂池后设2个均质池，用以调节进水的成分及条件。351设计参数设计流量SMQ/413AX水力停留时间T1H352设计计算1总流量SMQ/413AX2有效容积3MAX5860TV3池面积取有效水深H40M2194HA4池平面尺寸设均质池为矩形，每个池宽取25M，长L为取L26M12965LNB5池总高度取超高H301MHH34016溢流堰位于池子出水端1M处，设置一堵溢流墙，墙上设有坡度，减小水头损失。7进出水管进水采用铸铁管，承接沉砂池明渠建设，可达到调节出水水质的目的。出水采用铸铁管连接氧化沟沟体建设。36氧化沟CARROUSEL氧化沟设计流量100K，设计为五组氧化沟。为了使氧化沟在任一DM/3组发生故障时还能正常工作，每组设计流量3102554QQKD361原始设计参数Q100KM3/D（共设5组，每组设计流量）；SM/90/33进水水质出水水质；LMGCODCR/80LGCODCR/40；B195B25；S/23S/；NH4MNH13。LGTP/LGTP/0362选取设计参数污泥产率系数Y06；内源代谢系数；105DKD假设可生物降解的VSS比例；63BF设混合液中70为挥发性的；选择总MLSS浓度为4000MG/L；曝气器采用立式低速表曝机；反应池中溶解氧浓度C20MG/L；，；908；/23DKGMLVSNKGOQDN脱氮温度修正系数。01363去除BOD5的设计计算（1）计算污泥龄DFKBDC25643057（2）计算出水和去除率5BODLMGYSDC/93181假设出水SS20MG/L,VSS/SS07,则VSS的BOD5/8207635所以总出水BOD5LGBOD/1395达到排放标准。1690/05）（的去除率DK/42413）（去除量（3）计算好养区容积VGKSQYXCD/0505610）（取MLSS4000MG/L,则3172431MXFV（4）校核水力停留时间和污泥负荷水力停留时间HQ60257符合要求（一般取10H40H）污泥负荷KGMLVSBODXFVBODMF除量符合要求（温带取01025）（5）计算剩余污泥量每天产生的剩余污泥按下式计算QXKYSQXEICD12502503802516049250）（G/如果沉淀部分污泥浓度为1，则每天排泥DKGXQW/（6）校核VSS产率/5046/255BODVSVS计算的产率比其取的Y值小，这是由于进水不完全是溶解性。5（7）复核可生物降解VSS比例（）BFXKYSYKYFDRDRDRB2704其中，代入求得3105460XKYSDR64BF如果值与最初的假设值相差较大，（1）（6）需要重新计算。BF364脱氮的设计计算假设非氨态氮中没有硝酸盐的存在形式，而是大分子中的化合态氮，其在生物氧化过程中需要经过氨态氮这一形态，所以（1）需要去除的氮量为/DKGNTDKGXFQNT/25798025104925030（2）设反硝化池水温为，则反硝化速率为CO3DNN/8823KGMLSTDN（3）缺氧区（反硝化区）容积计算316514079MXNVDNT脱氮水力停留时间HQ251365氧化沟总体积及总水力停留时间的计算3165107MVTH763366氧化沟尺寸设计计算氧化沟计算草图如图33所示图33氧化沟草图（1）沟体尺寸设氧化沟宽度，取氧化沟水深，超高，间分隔墙MB08MH051MH602厚度为，氧化沟总高H为B250621每组沟道的面积为227340563HVA每组氧化沟小弯道面积为22190180MB每组氧化沟大弯道面积为2222348350215A小弯道部分长度为MBL712852031大弯道部分长度为03543504042直线部分面积为22131692892736AA直线部分长度为MBL130843氧化沟的总长度为取460ML94565172321（2）出水堰及出水竖井出水堰出水堰计算按薄壁堰来考虑Q186H23B式中B堰宽H堰上水头,取003MMHQ308619B223出水堰分为三组,每组宽度01出水竖井考虑可调式出水堰安装要求,在堰两边各留03M的操作距离出水竖井L03210106M出水竖井宽B14M考虑安装要求要求则出水竖井平面尺寸LB106M14M367曝气设备的设计计算（1）需氧量计算碳源需氧量1DVXBSQA047065132041925HKGDKG/3/79硝化需氧量2HKGDKGD/81/825646432）（被氧化的氮脱氮产生的氧气量3（一般情况下，用于合成微生物有机体的氮量为124,用于合成的氮量为合NKXN/1031402合在进水中的当量浓度为合N合LMGQ/52533合合设被还原氮浓度为，则被还原的氮量为还C还NHKGDKQ/6027/610210493还还GD589768623还总需氧量为KK/9/34457321总（2）标准需氧量计算根据下列公式计算SOR式中1HGCAORSTTSS/3871026890032由于水中有机物会使溶解氧降低，为了安全起见，将标准需氧量取为。K（3）配置曝气设备氧化沟水深一般要小于叶轮直径的3倍，一般取叶轮直径的15倍。混合全池污水容积所需功率一般不宜小于25W/M。氧化沟沟宽约为叶轮直径的2224倍取中值，沟深约为沟宽的05倍，氧化沟污水容积所需功率应不小于15W/M3，合适功率是20W/M。氧化沟内不宜设立柱，如需设置立柱，立柱至叶轮中心的距离应大于叶轮直3径。氧化沟中间隔墙至叶轮外缘间距以01倍叶轮直径为宜。选用LYI3600型表面曝气机进行曝气。表32曝机参数表型号曝气机平盘直径（MM）电机功配用率KW电机轴功率（KW）充氧量KGO/H2LYI3600360016012800384448设每台表曝机每小时充氧量，则表曝机台数HKGON/402取3台15SRN台潜水推进器每组氧化沟设四台潜水推进器,共二十台,每台电机功率N3KW。37配水井在氧化沟后设一配水井，保证布水均匀。371设计参数设计流量SMQ/413AX水力停留时间T2MIN372设计计算（1）总流量S/3MAX（2）有效容积3MAX81726041MTQV（3）池面积取有效水深H30M253A（4）池平面尺寸A976（5）池总高度取超高H01MHH301（6）溢流堰位于池子出水端1M处，设置一堵溢流墙，墙上设有坡度，减小水头损失。（7）进出水管进水采用铸铁管，承接配水井集水槽建设。出水管分12根出水，可达到均匀出水的目的。38二沉池的设计和计算381二沉池选型平流式沉淀池适用于地下水位较高，地质条件较差的地区，且对大、中、小型污水处理厂都适用。平流式沉淀池具有沉淀效果好，对冲击负荷和温度变化适应性强，施工方便，平面布置紧凑，占地面积小等特点。故二沉池选用平流式。382二沉池总表面积设二沉池表面水力负荷，二沉池总表面积A为/5123HMQ2AX4535167MQ式中A沉淀池的总表面积，M2；QMAX最大设计流量，M3/H；Q表面水力负荷，M3/M2H。383沉淀部分的有效水深设沉淀时间T20H，二沉池沉淀部分有效水深H2为MTQH03512式中沉淀池的有效水深，多采用24M；2H沉淀时间，H。T384沉淀部分有效容积32510345AHV式中沉淀部分有效容积，M3；V385二沉池长度MVTL626式中L沉淀池的长度，M，长深比一般采用812，长宽比以35为宜。V最大设计流量时的水平流速，初沉池取7MM/S，二沉池取5MM/S；386二沉池总宽度LAB6895034式中B沉砂池的总宽度，M；387沉淀池个数设沉淀池个数N12，每个池子宽度B为取9568712BBMNB08式中B单个沉淀池宽度，M；N沉淀池个数，个。388校核长深比及长宽比校核长深比符合要求23601LH校核长宽比符合要求4580B389污泥部分所需容积（1）已知污水悬浮物浓度与去除率，污泥量可按下式计算301MAX45724910102384675024MTPCQV式中QMAX设计日流量，M3/D；C0,C1沉淀池进水和出水的悬浮固体浓度，MG/L，如有浓缩池、消化池及污泥脱水机的上清液回流至初次沉淀池，则式中的C0应取进水浓度的13倍，C1应取13C0的5060。因为不设初沉池，故进出水悬浮固体浓度原值；污泥容重，含水率在95以上时，可取；3/KG3/1MKGP0污泥含水率，；T两次排泥的时间间隔，D，初沉池按2D考虑，活性污泥法后二沉池按2H考虑，机械排泥初沉池和生物膜法后二沉池按4H设计计算。（2）设沉淀池个数N12，则每个沉淀池污泥斗容积为V32914537MNV3810贮泥区各部分尺寸（1）污泥斗容积污泥斗底采用，上口采用，