某16000吨城镇污水处理厂工艺本科毕业设计(论文)_secret(同名18604)

目录摘要IVABSTRACTV第一章前言111设计的目的及意义112设计指导思想113设计的内容114国内外发展概况215设计依据及原则2151设计依据2152设计原则216设计规模与水质指标3161设计规模3162水质指标3第二章污水处理厂工艺方案421设计方案论证422原污水可生化性分析523污水处理厂工艺方案比选6231A2/O工艺6232奥贝尔（ORBAL）氧化沟7233CASS工艺9234工艺方案选择1124处理程度计算12241CODCR的处理程度12242溶解性BOD5的处理程度12243SS的处理程度12244TN的处理程度13245NH3N的处理程度13246TP的处理程度13第三章设计计算1431粗格栅设计计算14311设计说明14312栅条的间隙数14313栅槽宽度15314进水渠道渐宽部分的长度16315栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度16316过栅水头损失16317栅后槽总高度17318栅槽总长度17319每日栅渣量计算W1732泵站的设计计算17321泵房规范要求17322集水池18323污水泵计算1833细格栅设计计算19331设计说明19332栅条的间隙数19333栅槽宽度19334过栅水头损失20335栅后槽总高度21336栅槽总长度21337每日栅渣量计算W2134沉砂池的选择计算22341沉砂池的选择22342沉砂池设计计算一般规定22343设计参数23344设计计算2335厌氧生物池的计算24351设置厌氧池的目的24352厌氧池体积计算24353潜水搅拌器2536配水井的设计25361设计要求25362设计计算2637CASS池的设计计算27371基本设计参数27372曝气时间TA28373沉淀时间TS28374排水时间TD28375周期数的确定28376进水时间TF29377CASS反应池容积计算29378CASS反应池的构造尺寸29379反应池液位控制303710需氧量303711曝气器及空气管计算313712产泥量及排泥系统343713回流污泥泵房363714进出水管路计算3638加氯接触池38381接触池功能38382接触池设计计算38383加氯量的确定38384加氯间3839重力浓缩池计算39391设计参数39392设计与计算39310污泥脱水设计计算413101压滤机设计计算413102附属设备42311其它构筑物43第四章污水处理厂配套工程设计4441厂区平面设计44411平面布置原则44412总平面布置4442厂区高程设计45421高程布置注意事项45422高程计算46第五章环境保护及劳动卫生5051项目施工期对环境影响及对策50511项目施工期对环境的影响50512施工期对环境影响的对策5152项目运营期对环境影响及对策52521项目运营期对环境的影响52522运营期环境影响的对策5353劳动保护与安全生产54第六章工程投资估算及效益分析5561投资估算55611土建费用估算55612材料及设备费用估算5662运行成本估算5763效益分析57631环境效益57632社会效益58第七章结论59参考文献60致谢61附录6216000M3/D城镇污水处理厂工艺设计摘要当今，随着经济的快速发展，人民生活水平的不断提高，环境污染日趋严重，加大城市生活污水治理力度势在必行。现拟建一座某城市生活污水处理厂，处理规模为16000M3/D，设计出水水质执行城镇污水处理厂污染物排放标准GB189182002一级B标准。本设计采用周期循环曝气活性污泥法（CASS）工艺，经比选，此工艺具有投资省，处理效果好，运行管理方便等优点，适用于大中型污水处理厂使用。本设计包含污水处理工艺流程的确定，工艺流程中各单体的计算，施工图纸的绘制等。本工程的实施将显著改善受纳水体水质，同时间接产生经济效益，促进经济可持续发展。关键字污水处理厂，CASS工艺，设计16000M3/DMUNICIPALWASTEWATERTREATMENTPLANTDESIGNABSTRACTNOWADAYS,WITHTHERAPIDECONOMICDEVELOPMENTANDTHEPEOPLESLIVINGSTANDARDIMPROVED,ENVIRONMENTALPOLLUTIONISMORESERIOUSSOITISBOTHINEVITABLEANDNECESSARYTODEVELOPTHEURBANSEWAGETREATMENTNOW,ASEWAGETREATMENTPLANTWILLBEPLANEDTOBUILDINXXXCITYTREATMENTSCALEOFSEWAGEIS16000M3/DTHEEFFLUENTQUALITYCARRIESOUTBLEVELSTANDARDSFROMPOLLUTANTEMISSIONSTANDARDSOFURBANSEWAGETREATMENTPLANTGB189182002THISDESIGNUSESCYCLICACTIVATEDSLUDGESYSTEMCASSTHOUGHSCHEMECOMPARISON,THEPROCESSHASSOMEADVANTAGESLIKESAVINGINVESTMENT,GOODTREATMENTEFFECT,EASYOPERATIONANDMANAGEMENTANDSOONANDAPPLYTOBIGANDMEDIUMSIZEDSEWAGETREATMENTPLANTSUSETHISDESIGNCONTAINSTHEIDENTIFICATION,EACHMONOMERPROCESSOFCALCULATION,CONSTRUCTIONDRAWINGSDRAWINGETCTHEIMPLEMENTATIONOFTHISPROJECTWILLSIGNIFICANTLYIMPROVETHEWATERQUALITYOFRECEIVINGWATER,ANDINDIRECTECONOMICBENEFITSANDPROMOTESUSTAINABLEECONOMICDEVELOPMENTKEYWORDSSEWAGETREATMENTPLANT,CASSTECHNIQUE,DESIGN第一章前言11设计的目的及意义毕业设计是总结在校期间学习成果，完成工程技术人才基本技能训练的一个重要环节；毕业设计是我们在毕业前的综合训练阶段，是学习、深化和拓展综合教学的重要过程；是我们对学习、研究与实践的全面总结，是培养我们综合素质和工作实践的重要方法。毕业设计是培养学生在制定设计方案、设计计算、工程绘图、实验方法、数据处理、文件编辑、文字表达、文献查阅、计算机应用、工具书使用等方面的基本工作实践能力，使学生初步掌握科学研究的基本方法；培养将所学理论运用于解决实际工程问题的独立工作能力，培养刻苦钻研及创造精神；学习和领会有关技术规定和技术规范，使学生树立具有符合生产实际的正确设计思想和观点；树立严谨、负责、实事求是、刻苦钻研、勇于探索、具有创新意识、善于与他人合作的工作作风。12设计指导思想决定城市污水处理厂投资和运行成本的很重要因素是污水处理工艺的选择。目前，在城市污水处理领域，很多城市普遍存在着追求“新工艺”的倾向。一座城市污水厂处理工艺的选择，虽然应由污水水质、水量、排放标准及受纳水体性质等因素来确定，但是，忽略污水处理厂投资和运行成本，过分强调污水处理工艺的先进是不足取的。实际上，有些城市采取的高投资、高运行费的“新工艺”，由于水质不稳定，水量波动大等缘故，并未收到理想的处理效果。CASS（CYCLICACTIVATEDSLUDGESYSTEM）工艺是在SBR工艺的基础上发展起来的，是与活性污泥法并列的一种污水生物处理技术，发展起步早，技术比较成熟，是近年来国际公认的生活污水及工业废水先进处理工艺。13设计的内容本设计按照工程实际的具体要求完成一个设计规模为16000M3/D的城镇污水处理厂的工艺设计，包括工艺计算和图纸绘制两部分工作。工艺设计要能满足现行国家规范和标准的相关要求，污水处理厂原水水质为城镇污水常用设计参数，出水水质要达到城镇污水处理厂污染物排放标准GB189182002的一级B标准。图纸绘制要根据相关工程绘图技术规范进行。14国内外发展概况随着人类社会的不断发展，城市规模不断扩大，城市的用水量和排水量都在不断增加，加剧了用水紧张和水质污染，环境问题日益突出，由此造成的水危机已经成为社会经济发展的重要制约因素。我国污水处理事业的历史始于1921年，但是真正是在80年代才得以发展，改革开放三十年来取得了迅速的发展，但仍然滞后于城市发展的需要，处理量的增加仍远远滞后于污水排放量的增长，两者之间的差距还有进一步拉大的趋势。我国城市污水处理相对于国外发达国家，起步较晚，到现在为止，全国还有60的城市污水得不到妥善的处理，城市污水处理率较低，很多老城区的排水管网甚至不成系统。在我们大力引进国外先进技术、设备和经验的同时，必须结合我国发展规划，尤其是当地的实际情况，探索适合我国实际的污水处理系统。15设计依据及原则151设计依据1）室外排水设计规范GBJ14872）地表水环境质量标准GB383820023）工业企业厂界噪声标准GB12348904）泵站设计规范GB/T50265975）城镇污水处理厂污染物排放标准GB1891820026）给水排水设计规范GBJ1588152设计原则污水处理工程设计过程当中应遵循下列原则1）污水处理工艺技术方案，达到治理要求的前提下应优先选择投资和运行费用少、运行管理简便的工艺；2）所用污水、污泥处理技术和其他技术不仅要求先进，更要求成熟可靠；3）和污水处理厂配套的厂外工程应同时建设，以使污水处理厂尽快完全发挥效益；4）污水处理厂出水应尽可能回用，以缓解城市严重缺水问题；5）污泥及浮渣处理应尽量完善，消除二次污染；6）尽量减少工程用地。16设计规模与水质指标161设计规模正常日处理量16000吨/日162水质指标1）进水水质本设计针对城市生活污水设计，所有工厂生产废水必须经处理后达到污水排入城市下水道水质标准CJ308299后才能排入本项目污水收集系统。进水水质见下表11。表11设计进水水质项目CODCRBOD5SSTNNH3NTPPH进水水质/MG/出水水质根据受纳水体类别或者是否回用选择排放标准，根据项目所在地的实际情况，确定该污水处理厂设计出水水质执行城镇污水处理厂污染物排放标准GB189182002一级B标准。污水排放标准见表12。表12设计出水水质项目CODCRBOD5SSTNNH3NTPPH出水水质/MG/L6020202081069第二章污水处理厂工艺方案21设计方案论证污水生物处理技术主要是利用自然界中广泛分布的个体微小、代谢营养类型多、适应能力强的微生物的新陈代谢作用，将污水中的污染物质转化为微生物细胞及CO2、H2O、H2S、N2、CH4等多种物质，从而使污水得到净化的过程。污水生物处理技术分为好氧生物处理、缺氧生物处理和厌氧生物处理。好氧生物处理又分为活性污泥法，生物膜法等。目前对于城市生活污水的处理多为好氧处理。一、活性污泥法处理系统有效运行的基本条件是1、有大量起吸附和分解作用的微生物。2、污水中含有足够的可溶解性易降解有机物，作为微生物生理活动所必需的营养物质。3、混合液中含有足够的溶解氧。4、活性污泥连续回流，同时，还要及时地排出剩余污泥，使曝气池中保持恒定的活性污泥浓度。5、活性污泥在曝气池中呈悬浮状态，能够与污水充分接触。6、没有对微生物有毒害作用物质进入。二、环境因素对微生物生长的影响1、营养物质微生物为合成自生的细胞物质，必须不断地从其周围环境中摄取自身生存所必需的营养物质，主要的营养物质是碳、氮、磷等，微生物还需要硫、钠、钾、钙、镁、铁等元素作为营养，但需要量甚微。对微生物来讲，碳、氮、磷营养有一定的比例，一般为BOD5NP10051。生活污水中大多含有微生物能利用的碳源，氮和磷的含量也高，可以满足生物法处理时微生物的营养需求。如果某种营养元素低于需求可以加淀粉浆料补充碳源，投加尿素、硫酸铵等补充氮源，投加磷酸钾、磷酸钠等补充磷源。2、温度温度是影响微生物正常生理活动的重要因素之一。温度适宜，能够促进、强化微生物的生理活动，温度不适宜，能够减弱甚至破坏微生物的生理活动。可能使微生物死亡。一般好氧生物处理中的微生物多属于中温微生物，其生长繁殖的最适温度范围为2037。3、PH值微生物的生理活动与环境的酸碱度密切相关，只有在适宜的酸碱度条件下，微生物才能进行正常的生理活动。PH值对微生物的影响主要作用于引起细胞膜电荷的变化，从而影响了微生物对营养物质的吸收，改变生长环境中营养物质的可给性。PH值的变化还能改变有害物质的毒性。高浓度的氢离子还可导致菌体表面蛋白质和核酸水解而变性。4、溶解氧溶解氧是影响生物处理效果的重要因素。在好氧生物处理中，如果溶解氧不足，其活性将受到影响，新陈代谢能力降低，同时对溶解氧要求较低的微生物将逐步成为优势种属，影响正常的生化反应过程，造成处理效果下降。5、有毒物质（抑制物质）有毒物质对微生物生理功能毒害作用的原因，效果都比较复杂，取决于较多的因素。22原污水可生化性分析污水处理厂进水营养物比值见下表21。表21进水营养物比表项目比值BOD5/CODCR056BOD5/TN45BOD5/TP45污水生物处理是以污水中所含污染物质作为营养物质，利用微生物代谢作用使污染物被降解，污水得到净化。因此，对污水营养成分的分析以及判断污水能否采用生物处理是设计污水生物处理工程的前提。BOD5和COD是污水处理过程中常见的两个水质指标，一般情况下，BOD5/CODCR的比值越大，说明污水可生物处理性越好。综合国内外的研究成果，一般认为BOD5/CODCR的比值045可生化性较好，BOD5/CODCR的比值03较难生化，BOD5/CODCR的比值025不易生化。BOD5/TN（即C/N）是鉴别能否采用生物脱氮的重要指标，由于反硝化细菌是在分解有机物的过程当中进行消化脱氮的，在不投加外来碳源的条件下，污水中必须有足够的有机物，才能保证反硝化的顺利进行。一般认为，C/N3，即可认为污水有足够的碳源供反硝化菌利用，才能进行有效脱氮。BOD5/TP（即C/P）是鉴别能否采用生物除磷的重要指标，生物除磷是活性污泥中除磷菌在厌氧条件下分解细胞内的聚磷酸盐同时放出H3PO4和ATP，并利用ATP将废水中的脂肪酸等有机物摄入细胞，以PHB（聚羟基丁酸）及糖原等有机颗粒的形式贮存于细胞内，同时随着聚磷酸盐的分解，释放磷；一旦进入好氧环境，除磷菌又可以利用聚羟基丁酸氧化分解所释放的能量来超量摄取废水中的磷，并把所摄取的磷合成聚磷酸盐而贮存于细胞内，经沉淀分离，把富含磷的剩余污泥排除污泥，达到生物除磷的目的。进水中的BOD5是作为营养物质供除磷菌活动的基质，BOD5/TP是衡量能否达到除磷的重要指标，一般认为该值要大于20，比值越大，生物除磷效果越好。综上所述，该城市污水处理厂进水水质不仅适宜于采用二级生物工艺，而且还适宜于采用生物脱氮除磷工艺。23污水处理厂工艺方案比选城市污水处理厂设计处理方案时，既要考虑有效去除BOD5又要考虑适当去除N、P。从表21原污水可生化性分析结果可以知道可采用的工艺有很多，而相对来说处理效果好而且技术成熟的工艺有以下几种。1、A2/O工艺2、奥贝尔（ORBAL）氧化沟工艺3、周期循环曝气活性污泥法（CASS）工艺231A2/O工艺AAO工艺，亦称A2/O工艺，是英文ANAEROBICANOXICOXIC第一个字母的简称，按实质意义来说，本工艺称为厌氧缺氧好氧法。本法是在70年代，由美国的一些专家在厌氧好氧（ANO）法脱氮工艺的基础上开发的，其宗旨是开发一项能够同步脱氮除磷的污水处理工艺。A2/O工艺由厌氧段和好氧段组成，两段可以分别建也可以合建，合建时两段应该以隔板隔开。厌氧池中必须严格控制厌氧条件，使其既无分子态氧，也无NO3等化合态氧，厌氧段水力停留时间为12H。好氧段结构型式与普通活性污泥法相同，且要保证溶解氧不低于2MG/L，水力停留时间24小时。A2/O工艺流程图如图21所示。进水厌氧池缺氧池好氧池沉淀池回流污泥排放剩余污泥图21A2/O工艺流程图内循环A2/O工艺优点1）在厌氧的好氧交替运行条件下，丝状菌得不到大量增殖，污泥不易膨胀。2）脱氮效果难于进一步提高，内循环量一般以2Q为限，不宜太高，否则增加运行费用。3）基建费用低，具有较好的脱氮、除磷功能。4）具有改善污泥沉降性能，减少污泥排放量。5）具有提高对难降解生物有机物去除效果，运转效果稳定。6）技术先进成熟，运行稳妥可靠。7）管理维护简单，运行费用低。8）国内工程实例多，工艺成熟，易获得工程管理经验。9）出水水质好，较易于深度处理，出水水质稳定，对外界条件变化有一定的适应性。A2/O工艺缺点1）处理构筑物较多，施工较难。2）需增加内循环系统。232奥贝尔（ORBAL）氧化沟1）奥贝尔（ORBAL）氧化沟的形式奥贝尔（ORBAL）氧化沟是由南非的HUISMAN提出，其后由美国的ENVIREX公司改进加以推广，一般采用转碟曝气器。奥贝尔氧化沟为多环反应器系统，通常由三个同心的沟渠串联组成，沟渠呈圆形或椭圆形。污水从外沟道进入，然后流入中沟道，再经过内沟道后由中心岛流出。奥贝尔氧化沟有两个特点，其一是使用曝气盘。由于曝气盘上有大量的曝气孔和三角形凸出物，有助于充氧和推进混合液。尽管盘厚很薄，但具有良好的混合功能。在设计中可以采用较深的氧化沟，同时可以借助配置在氧化沟中各槽中曝气盘数目的不同，变化输入每一槽的供氧量。其二是其反应器的形式为独特的同心圆形的多沟槽系统，因为几个串联的完全混合槽和单槽的动力学是不同的，奥贝尔系统中的每一圆形沟渠均表现单个反应器的特性。2）奥贝尔（ORBAL）氧化沟工艺流程图奥贝尔（ORBAL）氧化沟工艺流程图如图22所示。3）奥贝尔（ORBAL）氧化沟的工艺特点总投资省。一般来说，进氧化沟不需设初沉池，对于城市污水，只需要设置格栅和沉砂池，对于没有砂和大块杂物的工业废水，可以直接进入氧化沟。此外，氧化沟的缓冲能力较强，污水可以不设调节池。污泥量少。奥贝尔氧化沟一般为延时曝气，由于污泥龄较长，污泥量少，因此污泥处理费用较低。处理效果好，有较稳定的脱氮除磷功能。奥贝尔氧化沟的出水有机物比其他的活性污泥法都低，在外沟道形成交替的耗氧和大区域的缺氧环境，较高程度地发生“同时消化反硝化”，即使在不设内回流的条件下，也能获得较好的脱氮效果。有抗冲击负荷的能力，对高浓度废水有很大的稀释能力。技术先进成熟，管理维护简单。处理构筑物较多，回流污泥溶解氧较高，对除磷有一定的影响。容积及设备利用率不高。转盘曝气的充氧效率低。这是奥贝尔氧化沟的缺点，其转盘动力效率不超过20KGO2/KWH。233CASS工艺1）CASS工艺工作原理CASS（CYCLICACTIVATEDSLUDGESYSTEM）是在SBR是基础上发展起来的，即在SBR池内前端加了一个生物选择器，实现联系进水，间歇排水的周期循环运行。设置周期选择器的主要目的是使系统选择出絮凝性能好，抗冲击性强的优质细菌，其容积约占整个池子的10。生物选择器的工艺过程遵循活性污泥的基质积累再生理论，使活性污泥在选择器中经历一个高负荷的吸附阶段，随后在主反应区经历一个较低负荷的基质降解阶段，以完成整个基质降解的全过程和污泥再生。CASS工艺对污染物质的降解是一个时间上的推流过程，其构筑物集反应、沉淀、排水于一体，是一个好氧/缺氧/厌氧交替运行的过程，因此具有一定的脱氮除磷效果。2）CASS工艺主要技术特征连续进水，间歇排水传统SBR工艺为间断进水，间歇排水，而实际污水排放大都是联系或半连续的，CASS工艺可连续进水，克服了SBR工艺的不足，比较适合实际排水的特点，拓宽了SBR工艺的应用领域。虽然CASS工艺设计时均考虑为连续进水，但在设计运行中即使有间断进水，也不影响处理系统的运行。运行上的时序性CASS反应池通常按曝气、沉淀、排水和闲置四个阶段根据时间依次进行。运行过程的非稳态性每个工作周期内排水开始时CASS池内液位最高，排水结束时，液位最低，液位的变化幅度取决于排水比，而排水比与处理废水的浓度、排水标准及生物降解的难易程度有关。反应池内混合液体积和基质浓度均是变化的，基质降解是非稳态的。溶解氧周期性变化，浓度梯度高CASS在反应阶段是曝气的，微生物处于好氧状态，在沉淀和排水阶段不曝气，微生物处于缺氧甚至厌氧状态。因此，反应池中溶解氧是周期性变化的，氧浓度梯度大、转移效率高，这对提高脱氮除磷效率、防止污泥膨胀及节约能耗是有利的。实践证实对同样的曝气设备而言，CASS工艺与传统活性污泥法相比有较高的氧利用率。3）CASS工艺流程CASS工艺流程图如图23所示。进水沉砂池CASS池回流污泥排放剩余污泥图23CASS工艺流程图格栅4）CASS工艺主要优点工艺流程简单，占地面积小，投资较低。CASS工艺的核心构筑物为CASS池，没有二沉池，一般情况不设调节池及初沉池。生化反应推动力大。在完全混合式连续流曝气池中的底物浓度等于二沉池底物浓度，底物流入曝气池的速率即为底物降解速率。沉淀效果好。CASS工艺在沉淀阶段几乎整个反应池均起沉淀作用，沉淀阶段的表面负荷比普通二次沉淀池小得多，虽然有进水的干扰，但其影响很小，沉淀效果较好。运行灵活，抗冲击能力强，可实现不同的处理目标。CASS工艺在设计时已考虑流量变化的因素，能确保污水咋系统内停留预定的时间后经沉淀排放，特别是CASS工艺可以通过调节运行周期来适应进水量和水质的变化。不易发生污泥膨。适用范围广，适合分期建设。CASS工艺可以应用于大型、中型及小型污水处理工程，比SBR工艺适用范围更广泛。剩余污泥量小，性质稳定。传统活性污泥法的泥龄仅27天，而CASS法泥龄为2530天，所以污泥稳定性好，脱水性能佳，产生的剩余污泥少。去除1BOD产生0203剩余污泥，仅为传统法的60左右。生化池分为生物选择器、厌氧区和主曝气区，利用生物选择器及厌氧区对磷的释放、反硝化作用以及对进水中有机底物的快速吸附及吸收作用，增强了系统的稳定性；同时，曝气区和静止沉淀的过程中都同时进行着消化和反硝化反应，因而具有脱氮除磷的作用。自动化程度高，保证出水水质。CASS工艺主要缺点为设备闲置率高，因采用降堰排水，水头损失大；由于自动化程度高，故对操作人员的素质要求也高。三种污水处理工艺方案具体比较如下表表22三种工艺方案比较如下表工艺内容A2/O奥贝尔（ORBAL）氧化沟CASS工艺技术可行性先进、成熟、应用广先进、成熟、应用广先进、成熟、应用广水质指标出水水质好、稳定易于深度处理，对外界条件变化有一定的适应性出水水质好、稳定易于深度处理，对外界条件变化的适应性较好出水水质好、稳定易于深度处理，对外界条件变化的适应性较好基础建设费用较高高高运行费用较高高较高运转操作单元较多复杂操作单元较少方便操作单元较少方便运行管理维修设备多、维修量大设备少、维修量低设备少、维修量低占地较大较大较小要求管理水平高高较高环境影响噪音较大、臭味较小噪音小、臭味较小噪音较大、臭味较小234工艺方案选择综上所述，此三种方法都能达到除磷脱氮的效果，且出水水质良好，但相对而言，CASS工艺一次性投资较少，占地面积较小，运行灵活，抗冲击能力强，可实现不同的处理目标，不易发生污泥膨，剩余污泥量小，性质稳定。A/A/O法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/BOD值高时更是如此。脱氮效果也难于进一步提高，运行费用高。从节约投资、处理效果及运行管理方面考虑，结合项目时间情况，本次设采用周期循环曝气活性污泥法（CASS）工艺。24处理程度计算241CODCR的处理程度（21）10IECE式中ECODCR的处理程度，（）CI未处理污水中CODCR的平均浓度，（MG/L）CE允许排入水体的已处理污水中CODCR的平均浓度，（MG/L）3810326E242溶解性BOD5的处理程度（22）10IEC式中EBOD5的处理程度，（）CI未处理污水中BOD5的平均浓度，（MG/L）CE允许排入水体的已处理污水中BOD5的平均浓度，（MG/L）9810821E243SS的处理程度（23）10IEC式中ESS的处理程度，（）CI未处理污水中SS的平均浓度，（MG/L）CE允许排入水体的已处理污水中SS的平均浓度，（MG/L）09120E244TN的处理程度（24）10IECE式中ETN的处理程度，（）CI未处理污水中TN的平均浓度，（MG/L）CE允许排入水体的已处理污水中TN的平均浓度，（MG/L）051402E245NH3N的处理程度（25）10IECE式中ENH3N的处理程度，（）CI未处理污水中NH3N的平均浓度，（MG/L）CE允许排入水体的已处理污水中NH3N的平均浓度，（MG/L）71038E246TP的处理程度（26）10IECE式中ETP的处理程度，（）CI未处理污水中TP的平均浓度，（MG/L）CE允许排入水体的已处理污水中TP的平均浓度，（MG/L）07514E第三章设计计算31粗格栅设计计算311设计说明处理规模16000M3/D总变化系数（31）1072QKZ式中KZ总变化系数Q平均日平均时污水流量（L/S），当Q1000L/S时，KZ13。已知Q16000M3/D0185M3/S185L/S5218720ZK最大时流量（最大设计流量）SMQZ/803MAXLKZ2518功能去除废水中较大的悬浮物、漂浮物、纤维物质和固体颗粒物质，以保证后续处理单元和水泵的正常运行，减轻后续处理单元的处理负荷，防止堵塞排泥管道。数量一座,渠道数两条312栅条的间隙数（32）BHVQNSINMAX式中QMAX最大设计流量，QMAX028M3/S格栅倾角，取60B栅条间隙，M，取B25MMN栅条间隙数，个H栅前水深，M，取H04MV过栅流速，M/S，取V08M/S。则326取33个8040256SIN8N313栅槽宽度设栅条宽度S10（001M）则栅槽宽度BSN1BN03（33）0013310025330314M由栅槽宽度B可以知道，栅槽宽度较宽，为了便于检修，可以设置两套粗格栅，则每套粗格栅栅条间隙数为33/217个。则单个栅槽宽度BSN1BN030011710025170152088M选用FH900型旋转式机械格栅除污机，具体参数见表31。表31FH900型型旋转式格栅除污机参数型号格栅宽度/MM栅条间距/MM适用槽宽/M电机功率/KW格栅倾角耙行速度/（M/MIN）FH900900251000156026数量两台粗格栅图如下图31所示图31粗格栅设计计算示意图314进水渠道渐宽部分的长度设进水渠宽B107M，其渐宽部分开角度A120。04M（34）12TGL207T315栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度02M（35）214316过栅水头损失01KH（36）SIN2G0试中H1过栅水头损失，M；H0计算水头损失，M；G重力加速度，981M/S2；K系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增大的倍数，一般K3；阻力系数，与栅条断面形状有关，当为矩形断面3/4BS时，242。为了避免造成栅前涌水，故将栅后槽底下降H1作为补偿见图4。（37）KSHSIN2GB3/41015M360SIN918005123/41317栅后槽总高度设栅前渠道超高H210MHHH1H2（38）0401510155M式中H栅后槽总高度，MH栅前水深，M318栅槽总长度（39）TG015121HL6T40429M319每日栅渣量计算W在格栅间隙25MM的情况下，设栅渣量为每1000M3污水产005M3。W（310）10864MAXZKQ52080M3/DW02M3/D，所以宜采用机械清渣。32泵站的设计计算321泵房规范要求1）污水泵站的设计流量，应按泵站进水总管的最高日最高时流量计算确定。2）单独设置的泵站与居住房屋和公共建筑物的距离，应满足规划、消防和环保部门的要求。泵站的地面建筑物造型应与周围环境协调，做到适用、经济、美观，泵站内应绿化。3）泵站室外地坪标高应按城镇防洪标准确定，并符合规划部门要求；泵房室内地坪应比室外地坪高0203M；易受洪水淹没地区的泵站，其入口处设计地面标高应比设计洪水位高05M以上；当不能满足上述要求时，可在入口处设置闸槽等临时防洪措施。4）排水泵站的建筑物和附属设施宜采取防腐蚀措施。5）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。6）雨水泵站和合流污水泵站集水池的设计最高水位，应与进水管管顶相平。当设计进水管道为压力管时，集水池的设计最高水位可高于进水管管顶，但不得使管道上游地面冒水。7）集水池的设计最低水位，应满足所选水泵吸水头的要求。自灌式泵房尚应满足水泵叶轮浸没深度的要求。8）集水池池底应设集水坑，倾向坑的坡度不宜小于10。9）集水池应设冲洗装置，宜设清泥设施。10）泵房应采用正向进水，应考虑改善水泵吸水管的水力条件，减少滞流或涡流。322集水池污水泵总提升能力按QMAX考虑，及QMAX1014M3/H，选两台泵，则每台流量为507M3/H。选用250QW潜水排污泵四台，另备用两台（两备两用），单泵提升能力为520M3/H。集水井容积按最大一台泵5MIN出流量计算，则其容积为433（M3）6052集水井的尺寸123M85M24M（部分池底有坡度）集水井最高水位（与格栅连接）43M，最低水位67M，井底715M。323污水泵计算污水泵流量507M3/H2AXQB本设计考虑一次提升，细格栅前为最高水位643M，集水井最低水位625M，细格栅前与集水井之间水头损失为03M，由此知道污水泵所需扬程为130M。根据流量和扬程，选用250QW52015潜水排污泵具体参数见表32。表32250QW52015潜水排污泵参数型号排出口径/MM流量/（M3/H）扬程/M转速/（R/MIN）电机功率/KW泵重/KG250QW5201525052015980551396数量4台，2用2备33细格栅设计计算331设计说明功能去除废水中较大的悬浮物、漂浮物、纤维物质和固体颗粒物质，以保证后续处理单元和水泵的正常运行，减轻后续处理单元的处理负荷，防止堵塞排泥管道。数量一座,渠道数两条332栅条的间隙数（311）BHVQNSINMAX式中QMAX最大设计流量，QMAX028M3/S格栅倾角，取60B栅条间隙，M，取B001MN栅条间隙数，个H栅前水深，M，取H05MV过栅流速，M/S，取V09M/S。则579个取58个905016SIN28N333栅槽宽度设栅条宽度S001M则栅槽宽度BSN1BN03（312）0015810015803145M由栅槽宽度B可以知道，栅槽宽度较宽，可以设置两套细格栅，则每套细格栅栅条间隙数为58/229个则单个栅槽宽度BSN1BN030012910012903087M选用SHG1200型回转式机械格栅除污机，具体参数见表33。表33SHG900型回转式机械格栅除污机参数型号格栅宽度/MM栅条间距/MM适用槽宽/M整机功率/KW格栅倾角耙行速度/（M/MIN）SHG9009001010001560597数量两台细格栅设计计算示意图如图32所示图32细格栅设计计算示意图334过栅水头损失01KH（313）SIN2G0式中H1过栅水头损失，M；H0计算水头损失，M；G重力加速度，981M/S2；K系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增大的倍数，一般K3；阻力系数，与栅条断面形状有关，当为矩形断面时，3/4BS242。为了避免造成栅前涌水，故将栅后槽底下降H1作为补偿见图4。（314）KSHSIN2GB3/41028M360SIN9180123/41335栅后槽总高度设栅前渠道超高H208MHHH1H2（315）0802805158M式中H栅后槽总高度，MH栅前水深，M336栅槽总长度（316）TG0151HL6T21M式中L栅槽总长度H1栅前渠道深M337每日栅渣量计算W在格栅间隙10MM的情况下，设栅渣量为每1000M3污水产010M3。W（317）10864MAXZKQ3218M3/DW02M3/D，所以宜采用机械清渣。34沉砂池的选择计算341沉砂池的选择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。我国城市污水处理中，常用的沉砂池类型主要有平流式沉砂池、曝气沉砂池、旋流沉砂池。平流式沉砂池靠重力自然沉降而达到砂水分离的目的，其特点是占地面积较大，排泥难度高；曝气沉砂池应用比较广泛，通过池中一侧的空气管控制曝气，使污水形成具有一定速度的螺旋形滚动，具有稳定的除砂效果；旋流沉砂池利用水力涡流除砂，粒径在020MM以上的颗粒沉砂去除率达85，砂粒含水率低于60。为保证除磷效果，按生物除磷设计的污水处理厂，一般不采用曝气沉砂池。目前，国际上广泛应用的旋流沉砂池主要为钟式和比式两大类，钟式优于比式，应用较多，该池形有基建、运行费用低和处理效果好，占地少的优点。钟式沉砂池采用270的进出水方式，池体主要由分选取、集砂区两部分构成，起构成特点是在两个分区之间采用斜坡连接。钟式沉砂池的斜坡式设计，使砂粒主要依靠重力沉降。其排砂方式有两种一种是靠砂泵排砂，其优势在于设备少、操作简便，但是砂泵磨损严重。另一种是气提排砂，其优势在于系统可靠、耐用，气提之前可以进行气洗，将砂粒上的有机物分离出来，但设备相对较多。综上所述，本工程预处理阶段拟采用钟式沉砂池除砂，气提排砂。342沉砂池设计计算一般规定1）沉砂池按去除相对密度265、粒径02MM以上的砂粒设计。2）当污水为提升进入时，应按每期工作水泵的最大组合流量计算，在合流制处理系统中，应按降雨时的设计流量计算。3）沉砂池个数或分格数不应少于2，并宜按并联系列设计。当污水量较小时，可考虑一格工作，一格备用。4）城市污水的沉砂量可按106M3污水沉砂30M3计算，其中含水率为60，容重为1500KG/M3，合流制污水的沉砂量应根据实际情况确定。5）砂斗容积应按不大于2D的沉砂量计算，砂斗斗壁与水平面的倾角不应小于55。6）沉砂池除砂宜采用机械方法，并经砂水分离后贮存或外运。采用人工排砂时，排砂管直径不应小于200MM。7）沉砂池的超高不宜小于03M。343设计参数1最大流速为01M/S，最小流速为002M/S；2最大流量时，停留时间不小于20S，一般采用3060S；3进水管最大流速为03M/S；4有效水深宜为1020M，池径与池深比宜为2025。5设计水力表面负荷宜为150200M3M2H。344设计计算在本工程中，由于水量较大，设计两组钟式沉砂池，每套钟式沉砂池的设计流量为014M3/S，查小城镇污水处理技术装备适用指南表335选用钟式沉砂池的规格如表34、35、36，钟式沉砂池的各部分尺寸图如图33所示。表34钟式沉砂池的选型规格型号A/MMB/MME/MMH/MMF/MMG/MML/MMH/MMC/MMD/MMJ/MM功率/KWXL252500100050085013004001400350450800400037数量两座表35排砂泵和空压机主要技术参数表流量砂泵容量空压机型号L/SL/SXL2515095容量242M3/MIN压力6KG/CM2功率55KW数量两套表36SF型砂水分离器主要技术参数型号处理量/（L/S）电机功率/KW进水口直径/MM出水口直径/MMSF3201220037DN150DN200数量一套图33钟式沉砂池的各部分尺寸图35厌氧生物池的计算351设置厌氧池的目的设置生物选择器（厌氧池）主要目的使系统选择出絮凝性能好，抗冲击性强的优质细菌，生物选择器的工艺过程遵循活性污泥的基质积累再生理论，使活性污泥在选择器中经历一个高负荷的吸附阶段，随后在主反应区经历一个较低负荷的基质降解阶段，以完成整个基质降解的全过程和污泥再生。厌氧池可以同时起到生物选择器的作用，生物选择器和厌氧池合建为一体，其容积约占主反应池的10。厌氧池内完成P的释放，取15H的水力停留时间，是有效的释P时间。设置两座等体积厌氧池。352厌氧池体积计算1000M3（318）51246051QV厌则每座厌氧池体积为500M3，厌氧池水深4M，池体面积为125M2，厌氧池超高1M，则厌氧池尺寸125105，其容积约占主反应池的10，体积比列符合要求。353潜水搅拌器根据厌氧池的面积，单机服务深度为45，选取6台QJB4/6400/3980S潜水搅拌机，每池三台，只搅拌不曝气。QJB4/6400/3980S潜水搅拌机相关参数见表37。表37QJB系列潜水搅拌机型号规格功率/KW转速/（R/MIN）电流/A叶轮直径/MM重量KGQJB4/6400/3980S49801240073数量6台36配水井的设计361设计要求本设计中配水井的配水方式采用堰式配水，进水管在配水井的中心，水从配水井底中心进入，经等宽度堰流入各个水斗，在由水斗经水管流入各个水处理构筑物。这种配水井是利用等宽度堰上水头相等过流量就相等的原理来进行配水的。设计要求1）水力配水设施基本的原理是保持各个配水方向的水头损失相等。2）配水渠道中的水流速度应不大于10M/S，以利于配水均匀和减少水头损失。3）从一个方向和用其中的圆形入口通过内部为圆筒形的管道想其引水的环形配水池。当从一个方向进水时，保证分配均匀的条件是1）应取中心管直径等于引水管直径；2）中心管下的环行孔高应取02505D1；3）当污水从中心管流出时，不应当有配水池直径和中心管直径之比（D/D1）大于15的突然扩张；4）在配水池上部必须考虑液体通过宽顶堰自由出流；5）当进水流量为设计负荷，配水均匀度误差为1；当进水流量偏离设计负荷25时，配水均匀度误差为29。集配水井计算草图如下图所示进水口出水口出水口图34配水井简图362设计计算1）进水管径D1厌氧池至配水井管道计算，设计流量为原污水量与回流量之和，0392M3/S，进水管流速控制在1M/S以下，取09M/S。进水管直径VQMAX14则（M）取800MM7409321D校核进水管流速（M/S）合符要求。73081242MAXDV2）矩形宽顶堰进水从配水井底中心进入，经等宽度堰流入两个水斗，在由管道直接接入后续构筑物，每个后续构筑物的最大分配的水量为706M3/H，配水采用矩形溢流堰流至配水管。3）配水管管径D2配水管管径D2即配水井至CASS池管道，每个时段只有两个CASS池进水，总水量平均分配到两个CASS池，每条配水管道流量为0196M3/S，管路流速控制在1M/S以下，取09M/S。进水管直径VQDMAX4则（M）取550MM5309136校核进水管流速（M/S）合符要求。8041422AXDV4）配水漏斗上口口径D按配水井内径的15倍设计M151配水井尺寸的大小长4M，宽4M,高3M。37CASS池的设计计算371基本设计参数1）处理规模Q16000M3/D。总变化系数为1522）进出水水质表38进出水水质表项目进水水质/MG/L出水水质/MG/LCODCR32060BOD518020SS20020TN4020NH3N308TP4010PH6869污泥负荷（F/M）LS03BOD5/（KGMLSSD），混合液悬浮固体浓度（MLSS）X2800MG/L，反应池数N4座，反应池有效水深H5M，排除比1/M1/25，372曝气时间TA（H）（319）028530124MXLSTSA式中TA曝气时间，HS0进水平均BOD5，/LM排除比1/M1/25X混合液悬浮固体浓度（MLSS）X2800MG/L，373沉淀时间TS活性污泥界面的沉降速度与MLSS浓度、水温的关系，可以用下式进行计算。VMAX74104TXO17MLSS3000VMAX46104XO126MLSS3000式中VMAX活性污泥界面的初始沉降速度。T水温，X0沉降开始时MLSS的浓度，X02800MG/L，则VMAX741042028001725M/S沉淀时间TS用下式计算（H）（320）01521MAXHS式中TS沉淀时间，HH反应迟内水深，M安全高度，取05M374排水时间TD在排水期间，就单次必须排出的处理水量来说，每一周期的排水时间可以通过增加排水装置的台数或扩大溢流负荷来缩短，另一方面，为了减少排水装置的台数和加氯混合池或排放出槽底容量，必须将排水时间尽可能延长。实际工程设计时，具体情况具体分析，一般排水时间可取0530H。此设计取07H。375周期数的确定一个周期所需时间TCTATSTD20100737（H）（次）取6次567324N376进水时间TF（H）24NC式中N一个系列反应池数量。所以，CASS工艺运行一个周期需4H，其中进水和曝气同时进行2H，沉淀1H，排水07H，闲置03H。运行方式见表39。表39CASS池运行方式时段1时段2时段3时段4时段1时段2时段3时段4时段11池曝气曝气沉淀排水曝气曝气沉淀排水2池沉淀排水曝气曝气沉淀排水曝气曝气3池排水曝气曝气沉淀排水曝气曝气沉淀4池曝气沉淀排水曝气曝气沉淀排水曝气377CASS反应池容积计算单池容积为（M3）（321）1604652QNNMVI反应池总容积（M3）4I式中单池容积，M3IN周期数；M排除比1/M1/25N池数；平均日流量，M3/DQ378CASS反应池的构造尺寸CASS反应池为满足运行灵活及设备设备安装需要，设计为长方形，一端为进水区，一端为出水区。CASS池单池有效水深H45M，超高HC取1M，保护水深05M。单池体积，取14M，L264M。所以CASS有效体积（M3）HLBVIII54126ICASS池外形尺寸LBH2641455单池面积（M2）3695410HVSII379反应池液位控制排水结束时最低水位（M）7251411H基准水位H2为45M；超高10M；保护水深05M。污泥层高度（M）20721S验证容池单池一次进水2H，QH667/2M3/H，所以每周期的进水量（M3）62HWFTQCASS反应池单池一周期内能纳水（M3）673975412BISV所以CASS池的建造满足水量要求。3710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、氨氮硝化需氧量及出水带走的氧量。1）氧化有机物需氧量，污泥自身需氧量O1以每去除1BOD需要048OA的经验法计算。（322）VXBSQAOEO3310286410218064803460O2/D式中OA需氧量，O2/D活性污泥微生