某镇污水处理厂工艺设计说明书

目录前言1第一章绪论211概述2111气候资料2112城镇污水的组成2113设计内容212设计原始资料3121气象、地质资料3122水量水质资料3第二章总体设计521污水处理厂的选址522污水处理工艺选择6221污水处理工艺选择原则6222污水可生化性6223污水处理工艺评述6224活性污泥主要工艺评述7225本设计处理工艺的确定923AAO工艺介绍10231工艺流程10232AAO工艺优缺点11233总氮和总磷的去除率1124工艺流程1225处理效果预测分析1326各项指标去除率分析13第三章构筑物设计计算1431格栅间14311中格栅15312细格栅17313格栅间尺寸2032污水提升泵房2133旋流式沉砂池2134初沉池2335AAO生物池2836二沉池3837接触消毒池42371接触池43372加氯间和氯库4438回流污泥泵房4539污泥浓缩池46310贮泥池48311污泥脱水间49第四章污水处理厂总体布置5141污水处理厂平面布置51411污水处理厂平面布置原则51412污水处理厂的平面布置5242污水厂的高程布置52421污水处理厂高程布置原则53422本设计高程计算54第五章组织结构与人员编制61第六章污水处理厂投资估算6261土建部分6262设备部分6363总投资费用6464经济效益分析64总结66致谢67参考文献68前言水是地球上分布最广的物质，是人类最宝贵的自然资源，是地球上一切生命赖以生存不可缺少的基本物质，也是人类生产和生活以及社会可持续发展的物质基础。而如今，纵览世界各国在工业化、城市化和现代化过程中，许多湖泊、江河、内海及地下水等的水体往往遭到不同程度的污染。这些水体污染来自工厂企业排水、矿山排水、城市污水、农田排水、畜禽养殖粪尿污水以及降水地表径流等。水体受污染后使水质及水生环境变差，降低了水体的有益使用价值。污染状况严重时还会对人体、植物、动物土壤造成严重损害，酿成种种公害事故。在我国，人口的增长、经济的发展、城市化进程的加速，都给水资源的开发与利用带来巨大压力，许多城市水资源短缺严峻。同时，水污染仍未得到基本控制，水环境与水生生态状况依然十分严峻，威胁着人类的生存与发展。因此，保护水资源，治理水污染，维护水环境及水生生态的均衡，对污染的江河湖海进行综合整治，已成为刻不容缓的任务。本设计为某镇污水处理厂工艺设计，设计水质为90生活污水及10工业污水，设计规模为40000M3/D，采用生物处理工艺，出水达到城镇污水处理厂污染物排放标准（GB189082002）（一级B标准）。本设计最终选择采用AAO工艺，该工艺流程简洁，污泥在厌氧、缺氧、好氧环境中交替进行，丝状菌不能大量繁殖，污泥沉降性好，该处理系统出水中磷浓度基本可达到1MG/L以下，氨氮也可达到8MG/L以下，是目前比较成熟的工艺。第一章绪论11概述随着城镇化的不断加快，城镇水污染已越来越受到社会的关注，与大城市相比，城镇污水处理设施普遍缺乏科学的规划和系统的设计，已经不同程度的制约了城镇社会经济的可持续发展111气候资料本设计参考青岛市城市资料，青岛地处北温带季风区域，属温带季风气候，略有海洋性气候。最冷月为1月份，平均温度为05，最热月为8月份，平均温度为253，以东南风为主导风向，年平均相对湿度为73。112城镇污水的组成经由城镇下水道系统集中起来的污水，称为城镇污水。一般城镇下水道系统不仅有住宅、医院、公共场所等处的生活污水排入，而且还有部分工业的污水排入。其组成如下城镇污水工业废水处理）医院污水（经消毒等预所污水）公共污水（公共建筑场等）包括洗浴、洗涤、厨用亦称灰水，亦称黑水；杂用污水，家庭污水（粪便污水，生活污水城镇污水中所包括的工业污水，来自工业废水。113设计内容本次毕业设计的主要任务是完成某镇污水处理厂的设计，主体工艺选用AAO。工程设计内容包括1、通过现场实习调研，查阅文献，进行传统、典型和先进方案的比较，分析优缺点，论证可行性，通过自然条件、城市特点及经济因素确定最终处理方案；进行总体布局、竖向设计、厂区管道布置、厂区道路及绿化设计，完成污水处理厂总平面及高程布置图；2据所选方案，正确选择、设计计算污水处理构筑物；3、进行污水处理厂单体构筑物工艺计算包括初步设计和图纸设计、设备选型，图中应有设备、材料一览表和工程进程表；4、进行辅助建筑物（包括鼓风机房、泵房、脱水机房等）的设计包括尺寸、面积、层数的确定；完成设备选型。12设计原始资料121气象、地质资料冰冻线深度为05M，另外气象资料如下表表11气象资料月平均最高气温253年最高气温374月平均最低气温05年最低气温16温度低于5天数22D温度低于30天数114D122水量水质资料设计水量Q40000M3/D4630L/S，则最大设计水量QMAXKZQ其中KZ为变化系数。10872Q则KZ14010810846372由此QMAXKZQ1404000056000M3/D表12进出水水质表CODBOD5SSNH3NTP处理前930420300356处理后60202081注出水达到城镇污水处理厂污染物排放标准（GB189082002）一级B标准第二章总体设计21污水处理厂的选址污水处理厂厂址选择，应遵循以下原则（1）污水处理厂应选在城镇水体下游，污水处理厂处理后出入排入的河段，应对上下游水源的影响最小。若由于特殊原因，污水处理厂不能设在城镇水体的下游时，其出水口应设在城镇水体的下游。（2）处理后出水考虑回用时，厂址应与用户靠近，减少回用输送管道，但厂址应与受纳水体靠近，以利安全排放。（3）厂址选择要便于污泥处理和处置。（4）厂址一般应位于城镇夏季主风向的下风侧，并与城镇、工厂厂区、生活区及农村居民点之间，按环境评价和其他相关要求，保持一定的卫生防护距离。（5）厂址应有良好的工程地质条件，包括土质、地基承载力和地下水位等因素，可谓工程的设计、施工、管理和节省造价提供有利条件。（6）我国耕田少、人口多，选厂址时应尽量少拆迁、少占农田和不占良田，使污水厂工程易于实施。（7）厂址选择应考虑元气发展的可能性，应根据城镇总体发展规划，满足将来扩建的需要。（8）厂区地形不应受洪涝灾害影响，不应设在雨季易受水淹的低洼处。靠近水体的处理厂，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，有利于缩短污水厂建造周期和污水厂的日常管理。（10）如有可能，选择在有适当坡度的位置，以利于处理构筑物高程布置，减少土方工程量。22污水处理工艺选择221污水处理工艺选择原则城镇污水处理厂工艺选择的原则如下（1）根据进水水质组成和浓度选择经济有效的城镇污水和污泥处理流程，确保出水符合回用水质要求或排放的水质标准，并使污泥得到安全地利用和处置。（2）处理工艺流程必须废水处理工艺和污泥处理工艺一并考虑，统一研究。（3）综合考虑污水处理厂规模，当地气候、地质、地形、人员素质、经济水平等因素。222污水可生化性污水的可生化性指标为BOD/COD，其中当BOD/COD的值大于02时即有一定的可行性，当BOD/COD的值大于03时即可使用生物处理方法，该值越大污水的可生化性越高。在本设计中BOD/COD045，因此可以选择生物处理方法进行处理。223污水处理工艺评述污水生物处理是利用自然界生物的生命活动来清除污水中有机污染物质的一种方法，它可分为好氧生物处理与厌氧生物处理两大类。但近百年来厌氧生物处理技术进展不大，其原因就是污水在处理过程中停留时间过长，构筑物庞大，一次建设投资高，而好氧生物处理技术发展较快，主要方法有活性污泥法、生物接触氧化法、生物滤池、氧化塘、生物转盘等。特别是活性污泥法由于具有处理效果好、出水水质稳定、运转经验丰富的优点，已成为我国城市污水处理技术的主流。下面对活性污泥法的适用范围做如下说明（1）当城市污水中含一定量的有毒物质或PH值偏高或偏低时需要进行预处理，方可进入活性污泥法处理系统。（2）微生物对有机物的降解功能完全是依靠酶的作用。因此，在很多情况下，某些由人工合成的化学物质难以降解或根本不能降解。（3）活性污泥法处理技术原则上对形成色度的成分是不能分解的，也不能去除污水中的溶解性无机盐类。根据综合分析，本设计采用活性污泥法对污水进行处理以达到排放标准。224活性污泥主要工艺评述自1917年在英国的曼彻斯特和美国的休斯顿分别建造了处理能力为946M3/D和378M3/D的活性污泥法处理厂并进行投入运行以来，随着微生物和细胞学在污水生化处理上的应用，人们开发了不少新工艺，主要有普通活性污泥法工艺、厌氧好氧活性污泥法工艺、间歇式活性污泥法工艺、AB法工艺和氧化沟工艺，下面做简要评述（1）普通活性污泥法工艺该工艺技术成熟、运行经验丰富（欧美国家在20世纪80年代前建造的城市污水处理厂基本上都采用普通活性污泥法工艺）。但该工艺构筑物及设备相对较多，污泥消化工程投资较大；活性污泥易膨胀，耐冲击差，不具备脱氮和除磷功能。（2）厌氧好氧活性污泥法工艺（A/O或A2/O）该工艺最主要的变革是将厌氧状况组合到活性污泥法中（简称为A/O或A2/O），该工艺特点是在去除BOD的同时能有效地去除氮、磷营养物质，但是，其一次性投资大，运行控制难度高。（3）间歇式活性污泥法工艺（SBR）该工艺最主要的变革是将连续运行的活性污泥法改变为间歇运行。如果说连续式推流曝气池是空间上的推流，那么间歇式活性污泥法则是时间上的推流。该工艺特点是处理构筑物简单，不需要设置沉淀池、回流污泥泵等装置，也不易产生污泥膨胀，同时可以实现单体内生物脱氮除磷的目的。但是存在着机械设备较多、曝气易堵塞的弊端。（4）吸附生物降解工艺（AB法）该工艺最主要的变革是在传统两段活性污泥法（ZA法）和高负荷活性污泥法的基础上突破的。该工艺与单级活性污泥法传统相比，微生物群体处在完全隔开的两个系统内，使处理效果更佳和更稳定；对于一个连续的工作A段，从外界连续不断地接种具有很强繁殖能力和适应环境变化能力的短世代原核微生物，大大提高了处理工艺的稳定性。因此其特点是A段负荷高，抗冲击负荷能力强，但A段的污泥产量较高，给污泥处理增加难度。（5）氧化沟工艺该工艺最主要的变革是处理流程简单，为连续形的曝气池，可不设初沉淀（对于T型氧化沟还可同时省去终沉淀），其特点是操作灵活，管理方便，基建费用低，出水水质好。但氧化沟能耗较大，除磷效果不明显。表21活性污泥法主要工艺比较处理工艺普通活性污泥法工艺厌氧好氧活性污泥法工艺（A/O或A2/O）间歇式活性污泥法工艺（SBR）吸附生物降解工艺（AB法）氧化沟工艺参考指标污水处理厂工程投资高高中中中10001300元/（M3/D）单位经营成本高中高低中低0305元/（M3/D）有机物去除率中好好好好8095氨氮去除率中好好中中3080磷去除率无好好中中1050单位电耗高中低低高0203KWH/M3运行管理难度易难中中易_自动化水平中中高中高_污泥产量中低低高低012025KGDS/M3/D占地面积中大中小中0912M2/M3/D225本设计处理工艺的确定由于我国现状及城镇特点等因素决定了再中小城镇建设的污水处理厂首先必须经济、高效、节能和简便易行。经济即占地面积少以节省征地费，必要的设备设施少以减少总投资的一部分费用从而减少总投资；高效即出水在去除有机污染物的同时还能部分的脱氮除磷，防止水体的富营养化；节能即尽量采用经济节能型设备和减少处理设施的数量，如取消初沉池和污泥回流等或采用适当的处理工艺减少甚至无剩余污泥排放，从而减少运行费用以克服我国许多城市建得起污水厂却运行不起的弊端；简便即对操作运行人员的水平要求不高以适应中小城镇污水处理厂运行人员特点，同时减少运行人员的数量，这也在一定程度上减少了运行费用。污水处理工艺的选择是污水处理厂建设的关键，处理工艺已选择是否得当，不仅影响处处理厂的处理效果，而且还影响整个处理工程的基建投资多少、处理工艺运行的可靠程度、运行费用高低、管理操作的复杂程度。因此，必须结合当地污水的水源、水质以及温度、气候、气象、地理、经济等实际情况选择适宜的处理工艺，使出水符合排放标准。根据中小城镇水质、水量的特点，同时考虑到发展的趋势，结合中小城镇的地理环境即“城乡衔接地带”，附近有可利用农田，可进行污水灌溉和污泥用作农肥等便利条件，在污水处理工艺流程的选择上可将污水处理和利用相结合，与保护和改善当地的生态环境和水资源相结合，实现小城镇区域性的生态环境和水资源的良性循环。综上所述，考虑到在常用的处理工艺中氧化沟占地面积较大，运行调控难度大，SBR法使用于较小水量等因素，可得比较适合本设计的工艺为AAO工艺。因为这种工艺具有较好的脱氮除磷功能，具有改善污泥沉降性能的能力，减少污泥排放量；具有提高对难降解生物有机物去除效果，运行效果稳定；技术先进成熟，运行稳妥可靠；管理维护简单，运行费用低；国内工程实例多，容易获得工程设计和管理经验，最为重要的是该工艺总水力停留时间少于其他同类工艺，节省基建费用，占地面积相对较小。最终确定采用AAO工艺。23AAO工艺介绍231工艺流程工艺流程如图21所示。反应池由厌氧池、缺氧池和好氧池组成。从流程图可看出，本工艺实质是厌氧好氧活性污泥法生物除磷和缺氧好氧活性污泥法生物脱氮两种方法的组合。经初沉池沉淀后的废水和回流活性污泥自厌氧池流入，循环硝化液由好氧池用泵送入缺氧池。在厌氧池进行磷的释放，在缺氧池进行脱氮，在好氧池进行硝化和磷的摄取，废水再经二沉池沉淀后排放。图21厌氧缺氧好氧活性污泥法工艺流程为保证厌氧池和缺氧池必要的有机物，在雨季或运行初期。废水经超越管直接送入反应池。一般的城市污水不需另加甲醇等有机碳源和投加NAOH来调节PH。为确保磷达标排放，必要可在好氧池末端投加混凝剂或二沉池后设快滤池进一步去除SS来降低出水磷的浓度。232AAO工艺优缺点AAO工艺优点（1）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他的工艺。（2）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，SVI值一般小于100（3）污泥中含磷浓度高，具有很高的肥效。（4）运行中无需投药，两个A段采用轻缓搅拌，以增加溶解氧浓度，运行费用低。AAO工艺缺点（1）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。（2）脱氮效果也难于进一步提高，内循环量一般以2Q为限，不宜太高，否则增加运行费用。（3）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，但溶解氧浓度也不宜过高。以防止循环混合液对缺氧反应器的干扰。233总氮和总磷的去除率（1）总氮去除率AAO工艺的脱氮原理与缺氧好氧活性污泥法相同，即通过好氧池处理的一部分硝化液（混合液）回流到缺氧池，在缺氧池内进行反硝化。反硝化菌氧化有机物的同时，将混合液中的亚硝化态氮和硝态氮还原为氮气。在好氧池废水中的氨氮被硝化菌氧化成亚硝酸盐和硝酸盐，通过消化后另一部分混合液经二沉池进行固液分离后排放。AAO总氮的去除率与缺氧好氧活性污泥法相同，一般为6070。出水氨氮一般可达到8MG/L以下。（2）总磷去除率AAO工艺的除磷原理基本上与厌氧好氧活性污泥法相同，经初沉池处理的废水与回流活性污泥相混合进入反应池。活性污泥在厌氧池进行磷的释放，混合液中磷的浓度随废水在厌氧池的停留时间的增长而增加，接着废水流入好氧池，活性污泥进行磷的摄取，混合液中磷的浓度岁污水在厌氧池的停留时间的增长而减少。废水最后经二沉池进行固液分离后排放，沉淀的污泥一部分进行回流，剩余的排放。AAO工艺总磷的去除率较之稍低，一般为7080。出水磷浓度一般可达到1MG/L以下。总磷的去除率与进水的C/P比（COD/TP）、SRT和BODSS负荷有关。其中SBR、SRT越短，总磷的去除率越高，而SRT越长，总氮的去除率越高，为了同时进行脱氮除磷，设计SRT采用脱氮的下线，因此本工艺总磷的去除率比SRT短的厌氧好氧活性污泥法稍低。水温虽然对除磷影响较小，但雨水流入会使磷的去除率下降，其原因是雨水殆尽溶解氧或使有机物浓度下降，厌氧池磷的释放不充分。有机物浓度低也会使脱氮反应速度降低。24工艺流程工艺流程最终确定如下图中格栅细格栅提升泵房沉砂池初沉池厌氧池缺氧池好氧池二沉池接触消毒池混合液回流进水浓缩池贮泥池污泥脱水间排砂出水泥饼外运回流污泥剩余污泥图22工艺流程图25处理效果预测分析表22处理效果分析序号项目名称SSCODBODNH3NTP进水300930420356去除率501旋流式沉砂池出水150930420356进水150930420356去除率5030252初沉池出水75558315356进水75558315356去除率60959380853AAO生物池出水30282271进水60282271去除率5030254二沉池出水15201771出水2060208126各项指标去除率分析处理去除率100进水出水进水C表23处理去除率分析CODBOD5SSNH3NTP进水（MG/L）930420300356出水（MG/L）60202081去除率93559524933377148333第三章构筑物设计计算31格栅间在污水处理系统（包括水泵）前，均需设置格栅，以拦截较大的呈悬浮或漂浮状态的固体污染物。主要作用是去除可能堵塞水泵机组及管道阀门的叫租大悬浮物并保证后续处理设施正常运行。按形状，可分为平面格栅和曲面格栅两种；按栅条净间隙，可分为粗格栅（50100MM）、中格栅（1640MM）、细格栅（310MM）三种；按清渣方式，可分为人工清除格栅和机械清除格栅两种。格栅设计数据（1）水泵前格栅栅条间隙，应根据水泵要求确定。（2）污水处理系统前格栅栅条净间隙，应符合下列要求人工清除为25100MM，机械清楚为16100MM，最大间隙为100MM，污水处理厂中可设置中、细两道格栅，大型污水处理厂亦可设置粗、中、细三道格栅。（3）栅渣与地区的特点、格栅的间隙大小、污水流量以及下水道系统的类型等因素有关。在无当地运行资料时，可采用格栅间隙为1625MM时取010005M3栅渣/103M3污水；格栅间隙为3050MM时取003001M3栅渣/103M3污水。（4）在大型污水处理厂或泵站前的大型格栅（每日栅渣量大于02M3），一般应采用机械清渣。小型污水处理厂也可采用机械清渣。（5）机械格栅不宜少于2台。如为1台时，应设人工清除格栅备用。（6）过栅流速一般采用0610M/S。（7）格栅前渠道内的水流速度一般采用0409M/S。（8）格栅倾角，一般采用4575。人工清除的格栅倾角小时，较省力，但占地多。（9）通过格栅的水头损失，一般采用008015M。（10）格栅间必须设置工作台，台面应高于栅前最高设计水位05M。工作台上应有安全和冲洗设施。（11）格栅间工作台两侧过道宽度不应小于07M，工作台正面过道宽度人工清除不应小于12M，机械清楚不应小于15M。（12）机械格栅的动力装置一般宜设在室内，或采取其他保护设备的措施。（13）设计格栅装置的构筑物，必须考虑设有良好的通风措施。（14）格栅间内应安设吊运设备，以进行格栅及其他设备的检修、栅渣的日常清除。本设计中采用中、细两道格栅。311中格栅1已知条件QMAX065M3/S栅前流速V107M/S过栅流速V208M/S栅前部分长度05M采用机械格栅75格栅间隙B25MM设计3组相同型号格栅，一组备用。2设计计算（1）确定栅前水深H根据最有水力断面Q，其中QQMAX/20325M3/S2VB则B1096M2VQ7035因此栅前水深HB1/2048M（2）栅条间隙数NN2SINBHVQ其中N栅条间隙数（N）QMAX最大设计流量（M3/S）；格栅倾角（）；B栅条间隙，粗格栅B50100MM，中格栅B1040MM，细格栅B310MM，此处取B25MM；H栅前水深（M）；V2过栅流速（M/S）代入数值得N333（取N34）804507SIN3（3）栅槽宽度BBSN1BN其中B栅槽宽度（M）；S栅条宽度（M）取001M；代入数值得B001（341）002534118M（4）进水渠道渐宽部分长度L1进水渠宽B1096M渐宽部分展开角120此时进水渠道内流速V1071M/SHBQ48096325则进水渠道渐宽部分长度L1030M1TAN22T96（5）栅槽与出水渠道连接接触的渐窄部分长度L2L2L1/2030/2015M（6）通过格栅的水头损失H1H1KH0H0SINGV2其中H0计算水头损失（M）；G重力加速度（M2/S）；K系数，格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般采用3；阻力系数，其值与栅条断面形状有关，当采用迎水面4BS为半圆形的矩形断面时，183。18305434BS340251H0SIN054SIN750017MGV289H1KH0300170051M（7）栅后槽总高度HHHH1H2其中H2栅前渠道超高，一般采用03M则栅前渠道深H1HH204803078M因此HHH1H20480051030831M（8）栅槽总长度LLL1L21005TAN1H其中L1进水渠道渐宽部分的长度（M）；B1进水渠宽（M）；L2栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度（M）；H1栅前渠道深（M），H1HH2；代入数值计算得L0300151005216M75TAN80（9）每日栅渣量WWZMASKWQ1064其中W1栅渣量（M3/103M3污水），格栅间隙为1625MM时，W1010005，格栅间隙为3050MM时，W1003001，此处取W1005；KZ生活污水流量总变化系数，KZ140代入数值得W10M3/D02M3/D401865320因此采用机械清渣312细格栅1已知条件QMAX065M3/S栅前流速V107M/S过栅流速V208M/S栅前部分长度05M采用机械格栅75格栅间隙B10MM设计3组相同型号格栅，一组备用。2设计计算（1）确定栅前水深H根据最有水力断面Q，其中QQMAX/20325M3/S2VB则B1096M2VQ7035因此栅前水深HB1/2048M（2）栅条间隙数NN2SINBHVQ其中N栅条间隙数（N）QMAX最大设计流量（M3/S）；格栅倾角（）；B栅条间隙，粗格栅B50100MM，中格栅B1040MM，细格栅B310MM，此处取B10MM；H栅前水深（M）；V2过栅流速（M/S）代入数值得N832（取N84）804175SIN3（3）栅槽宽度BBSN1BN其中B栅槽宽度（M）；S栅条宽度（M）取001M；代入数值得B001（841）00184167M（4）进水渠道渐宽部分长度L1进水渠宽B1096M渐宽部分展开角120此时进水渠道内流速V1071M/SHBQ48096325则进水渠道渐宽部分长度L1098M1TAN22T967（5）栅槽与出水渠道连接接触的渐窄部分长度L2L2L1/2098/2049M（6）通过格栅的水头损失H1H1KH0H0SINGV2其中H0计算水头损失（M）；G重力加速度（M2/S）；K系数，格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般采用3；阻力系数，其值与栅条断面形状有关，当采用迎水面4BS为半圆形的矩形断面时，183。18318334BS3401H0SIN183SIN750058MGV2892H1KH0300580174M（7）栅后槽总高度HHHH1H2其中H2栅前渠道超高，一般采用03M则栅前渠道深H1HH204803078M因此HHH1H20480174030954M（8）栅槽总长度LLL1L21005TAN1H其中L1进水渠道渐宽部分的长度（M）；B1进水渠宽（M）；L2栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度（M）；H1栅前渠道深（M），H1HH2；代入数值计算得L0980491005219M75TAN80（9）每日栅渣量WWZMASKWQ1064其中W1栅渣量（M3/103M3污水），格栅间隙为1625MM时，W1010005，格栅间隙为3050MM时，W1003001，此处取W1009；KZ生活污水流量总变化系数，KZ140代入数值得W18M3/D02M3/D4018693250因此采用机械清渣313格栅间尺寸本设计将中格栅及细格栅均置于格栅间中，格栅间尺寸设置为长宽80M60M，地下埋深259M。HH1H2HBB1L1/TGL2图31格栅计算尺寸图32污水提升泵房泵房采用半地下式建造，平面尺寸为长宽120M80M，地下埋深424M，采用WL型立式污水泵，泵房内防止六台150WL414114型立式污水泵（五用一备）。单泵流量为Q单QMAX/556000/511200M3/D46667M3/H通过高程计算所需扬程为1020M集水池容积考虑5MIN流量，取集水池有效水深为25M表31150WL414114型立式污水泵性能流量（M3/H）扬程（M）转速（R/MIN）轴功率（KW）电动机功率（KW）效率（）重量（KG）41411414501682277115033旋流式沉砂池污水中的无机颗粒不仅会磨损设备和管道，降低活性污泥活性，而且会板积在反应池底部减小反应器有效容积，甚至在脱水时扎破滤袋损坏脱水设备。沉砂池的设置目的就是去除污水中泥沙、煤渣等相对密度较大的污泥颗粒，以免影响后续处理构筑物的正常运行。沉砂池的工作原理是以重力分离或离心力分离为基础，即控制进入沉砂池的污水流速或旋流速度，使相对密度大的无机颗粒下沉，而有机悬浮颗粒则随水流带走。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；按池型分为平流式沉砂池、竖流式沉砂池、曝气沉砂池和旋流式沉砂池。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。截留无机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则通入空气，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，可以控制污水的旋流速度，使除砂效率较稳定，受流量变化的影响较小。同时，还对污水起预曝气作用。按生物除磷设计的污水处理厂，为保证除磷效果，为保证除磷效果，一般不采用曝气沉砂池。近年来日益广泛使用的旋流式沉砂池是利用机械力控制流态和流速，加速砂粒的沉淀，有机物则被留在污水中，具有沉砂效果好、占地省的优点。沉砂池设计一般规定（1）沉砂池按去除相对密度265、粒径02MM以上的砂粒设计。（2）设计流量应按分期建设考虑当污水为自流进入时，应按每期的最大设计流量计算；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个，并宜按并联系列设计。当污水量较少时，可以考虑一格工作，一格备用。（4）城市污水的沉砂量可按106M3污水沉砂30M3计算，其含水率为60，容量为1500KG/M3；合流制污水的沉沙量应根据实际情况确定。（5）砂斗容积应按不大于2D的沉沙量计算，斗壁与水平面的倾角不应小于55。（6）除砂板宜采用泵吸式或气提式机械排砂，并设置贮砂池或晒砂场。排砂管直径不应小于200MM。（7）当采用重力排砂时，沉砂池和沉砂池应尽量靠近，以缩短排砂管长度，并设砂闸门于管的首端，使排砂管畅通和易于养护管理。（8）沉砂池的超高不宜小于03M。选定本设计采用旋流式沉砂池。旋流式沉砂池是一种涡流式沉砂池，由进水口、出水口、沉砂分选区、集砂区、砂抽吸管、排砂管、砂泵和电动机组成。该沉砂池的特点是，在进水渠末端设有能产生池壁效应的斜坡，令砂粒下沉，沿斜坡流入池底，并设有阻流板，以防止紊流；轴向螺旋桨将水流带向池心，然后向上，由此形成了一个涡形水流，平底的沉砂分选区能有效地保持涡流形态，较重的砂粒在靠近池心的一个环形孔口落入集砂区，而较轻的有机物由于螺旋桨的作用而与砂粒分离，最终引向出水渠。沉砂用的砂泵经砂抽吸管、排砂管清洗后排除，清洗水回流至沉砂区。根据处理污水量的不同，旋流式沉砂池可分为不同型号，本设计的设计流量为40000M3/D，因此选定型号12的旋流式沉砂池，尺寸如下表3212型旋流式沉砂池型号及尺寸流量万M3/DABCDEFJLPA45036601520720152046020309401520152060LJFABEDC90最小值P图32旋流式沉砂池各部分尺寸34初沉池1说明初次沉淀池对于去除污水中泥沙悬浮物质都能起到很好的作用，而且能够对污水中的BOD5起到一定的去除作用。这样既能使污水的初步处理达到一个较好的水平，减小后续处理的压力，因此考虑设置初次沉淀池。对于一般的城镇污水，初沉池的去处对象是悬浮固体，可以去除SS约4055，同时可去除2030的BOD5。沉淀池一般分平流式、竖流式和辐流式。每种沉淀池均包括五个区，即进水区、沉淀区、缓冲区、污泥区和出水区。沉淀池各种池型优缺点和适用条件如下表表33各种沉淀池优缺点和适用条件池型优点缺点适用条件平流式（1）沉淀效果好（2）对冲击负荷和温度变化的适应能力强（3）施工简易（4）平面布置紧凑（5）排泥设备已趋定型（1）配水不易均匀（2）采用多斗排泥时，每个泥斗需单独设排泥管各自排泥，操作量大（3）采用机械排泥时，设备复杂，对施工质量要求高适用于大、中、小型污水处理厂竖流式（1）排泥方便，管理简单（2）占地面积较小（1）池子深度大，施工困难（2）对冲击负荷和温度变化的适应能力较差（3）池径不宜过大，否适用于小型污水处理厂则布水不均辐流式（1）多为机械排泥，运行可靠，管理较简单（2）排泥设备已定型化机械排泥设备复杂，对施工质量要求高适用于大、中、型污水处理厂沉淀池设计一般规定（1）设计流量应按分期建设考虑当污水为自流进入时，应按每期的最大设计流量计算；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。（2）沉淀池的个数或分格数不应少于2个，并宜按并联系列设计。（3）池子的超高至少采用03M。（4）当表面负荷一定时，有效水深与沉淀时间之比以为定值，即H2/TQ。一般沉淀时间不小于10H；有效水深多采用24M，对伏流沉淀池指池边水深。（5）沉淀池的缓冲层高度，一般采用0305M。（6）沉淀池的斜壁与水平面的倾角方斗不宜小于60，圆斗不宜小于55。（7）初次沉淀池的污泥区容积，一般按不大于2D的污泥量计算，采用机械排泥时，可按4H污泥量计算；二次沉淀池的污泥区容积按不小于2H贮泥量考虑，泥斗中污泥浓度按混合液浓度及底流浓度的平均浓度计算。（8）排泥管直径不应小于200MM。（9）沉淀池的污泥一般采用静水压力排除，初次沉淀池的静水头不应小于15M；二次沉淀池的静水头，生物膜法后不应小于12M，曝气池后不应小于09M。（10）沉淀池的污泥，采用机械排泥时刻连续排泥或间歇排泥，不用机械排泥时应每日排泥。（11）采用多斗排泥时，每个泥斗均应设单独的闸阀和排泥管。（12）初次沉淀池应设置撇渣设施。（13）沉淀池的入口和出口均应采取整流措施。（14）为减轻堰的负荷，或为改善水质，可采用多槽沿程出水布置。（15）当每组沉淀池有两个以上时，为使每个池的入流量相等，应在入流口设置调节闸门，以调整流量。（16）当采用重力排泥时，污泥斗的排泥管一般采用铸铁管，其下端伸入斗内，顶端敞口，伸出水面，以便于疏通，在水面以下1520M处，由排泥管接出水平排出管，污泥藉静水压力由此排至池外。（17）进水管有压力时，应设置配水井，进水管应由井壁接入，不宜由井底接入，且应将进水管的进口弯头朝向井底。最终确定选用普通辐流式沉淀池（中心进水周边出水辐流式沉淀池）。普通辐流式沉淀池呈圆形或正方形，直径（或边长）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,M。工艺为中心进水，周边出水，中心传动排泥的辐流式沉淀池，为了使布水均匀，进水管设穿孔挡板，穿孔率1020。出水堰亦采用锯齿堰，堰前设挡板，拦截浮渣。刮泥机由桁架及传动装置组成。当池径小于20M时，用中心传动；当池径大于20M时，用周边传动，周边线速不宜大于3M/MIN，13R/H，将污泥推入污泥斗，然后用静水压力或污泥泵排除。2已知条件表34初沉池设计数据沉淀池类型沉淀时间（H）表面负荷（日平均流量）M3/M2H污泥含水率（）堰口负荷L/SM初次沉淀池102512209597293设计计算（1）沉淀部分水面面积FFNQQMAX其中QMAX最大设计流量（M2/H），QMAX56000M2/D233333M2/H；N池数，本设计设2座初沉池，N2；Q表面负荷M3/M2H，取Q20M3/M2H。代入数值得F58333M3022池子直径DD2725M（取D28M）F4358（3）沉淀部分有效水深H2H2QT其中T沉淀时间（H），取20H代入数值得H2202040（M）（4）沉淀部分有效容积VVFH25833340233332（M3）（5）污泥部分所需容积VVNTCQ1024AX其中C1进水悬浮物浓度（T/M3）；C2出水悬浮物浓度（T/M3）；污泥密度（T/M3），其约值为1；0污泥含水率（），初沉污泥含水率为9597，取96；T两次清除污泥间隔时间（D），取T4H。代入数值得V175M3610249610535（6）污泥斗容积V1V1（R12R1R2R22）35H其中H5污泥斗高度（M）；R1污泥斗上部半径（M），取R12M；R2污泥斗下部半径（M），取R21M。则H5（R1R2）TAN45（21）TAN4510M因此V1（221212）733（M3）3（7）污泥斗以上圆锥体部分容积V2V2（R2RR1R12）34H其中H4圆锥体高度（M）；R池子半径（M）。设池底径向坡度为005，则H4（RR1）005（142）00506（M）因此V2（14214222）1433（M3）360（8）污泥总容积V1V2733143315063M33267M3满足要求（9）沉淀池总高度HHH1H2H3H4H5其中H1保护高，取03M；H2有效水深（M）；H3缓冲层高，非机械排泥时宜为05M，机械排泥时，缓冲层上缘宜高出刮泥板03M；H4沉淀池底坡落差（M）；H5污泥斗高度（M）。代入数值得H0340050610640（M）（10）沉淀池池边高度HHH1H2H303400548（M）（11）校核径深比D/H28/47（负荷径深比为612的要求）35AAO生物池1设计参数表35AAO工艺主要设计参数名称数值BOD5污泥负荷NS/KGBOD5（KGMLSSD）1）01302TN负荷/KGTN（KGMLSSD）1）005（好氧段）TP负荷/KGTP（KGMLSSD）1）006（厌氧段）污泥浓度MLSS/（MG/L）30004000污泥龄C/D1520水力停留时间T/H811各段停留时间比例AAO（113）（114）污泥回流比R/50100混合液回流比R内/100300溶解氧浓度DO/MG/L厌氧池02缺氧池05好氧池2COD/TN8（厌氧池）TP/BOD5006（厌氧池）2设计计算（1）参数确定判断是否可采用A2/O法COD/TN744/3521268TP/BOD56/3150019006符合要求，因此可以采用A2/O法；BOD5污泥负荷为保证生物硝化效果，取NS016KGBOD5/KGMLSSD；回流污泥浓度XR9000（MG/L）；污泥回流比R80；混合液悬浮固体浓度XXR90004000（MG/L）；180混合液回流比R内TN去除率TN10010042860TNE3520混合液回流比R内10010075TN14861为了保证脱氮效果，实际混合液回流比R内取200。（2）反应池容积V196875（M3）XNQS04016353反应池总水力停留时间TV/Q196875/400000492D118H4各段水力停留时间和容积厌氧缺氧好氧114厌氧池水力停留时间T厌118197H，池容V厌196875328125M36161缺氧池水力停留时间T缺118197H，池容V缺196875328125M3好氧池水力停留时间T好118786H，池容V好19687513125M344（5）校核氮磷负荷好氧段总氮负荷0027005KGTN/KGMLSSD符合要求好XVTNQ013254缺氧段总磷负荷0018006KGTP/KGMLSSD符合要求厌P05238146（6）剩余污泥量微生物的增殖污泥W1W1A（S0SE）QBVXV其中Q设计流量（M3/D）；S0进水有机物浓度（KG/M3）；SE出水有机物浓度（KG/M3）；A产率系数（平均去除单位重量的BOD所增殖的微生物量），此处取A055；B活性污泥自身分解系数（D1），此处取B005；XV挥发性悬浮固体浓度（KG/M3），XVFX，F，取F（一般生活MLS污水处理厂曝气池混合液MLVSS/MLSS在0708），则XV07540003000（MG/L）。代入数值得W1055（0315002）4000000519687533536875（KG/D）不可生物降解和惰性的悬浮物量（NVSS），该部分约占TSS的50W2（TSS0TSSE）50Q（015002）50400002600（KG/D）剩余污泥产量WW1W2353687526006136875（KG/D）设污泥含水率为992（活性污泥的含水率一般为992996）则湿泥量Q7671（M3/D）109287563污泥龄C1283DWXV4（7）反应池主要尺寸反应池总容积V196875M3设2组反应池，则单组池容V单V/2196875/2984375M3有效水深H取50M单组有效面积S单V单/H984375/50196875（M2）采用6廊道式推流反应池，廊道宽B取8M但组反应池长LS单/6B4101M（取池长L41M）861975校核B/H8/516满足B/H12L/B41/85125（满足L/B510）取超高为10M则反应池的总高为H501060（M）（8）反应池进出水系统计算进水管单组反应池进水管设计流量Q112Q/224000（M3/D）0278（M3/S）240其中12安全系数取管道流速V08M/S管道过水断面积AQ1/V0278/080348（M2）管径D0665（M）A43480取进水管管径DN700MM校核管道流速V072（M/S）21704Q28回流污泥管单组反应池回流污泥管设计流量QRR0819200（M3/D）0222（M3/S）21240其中12安全系数；R污泥回流比。取管道流速V05M/S（为防止污泥在流动过程中的稳态应取较小的管道流速0405M/S范围内）管道过水断面积AQR/V0222/050444（M2）管径D0752（M）A404取回流污泥管管径DN800MM校核管道流速V0442（M/S）2804RQ2进水井进水孔过流量Q2（1R）（108）36000（M3/D）0417（M3/S）240取孔口流速V08M/S孔口过水断面积AQ2/V0417/080521（M2）孔口尺寸取06M10M进水井平面尺寸为22M22M出水堰及出水井按矩形堰流量公式计算Q3042B186BG223H23其中Q3（1RR内）Q/2（1082）088（M3/S）；8640B堰宽，取B8M；H堰上水头（M），H（）2/3（）2/3015M；B131出水孔口流量Q4Q3088M3/S取孔口流速V08M/S孔口过水断面积AQ4/V088/0811M2孔口尺寸取为12M10M出水井平面尺寸取22M22M出水管反应池出水管设计流量Q5Q3088M3/S取管道流速V08M/S管道过水断面积AQ5/V088/0811M2管径D118MA41取出水管管径DN1200MM校核管道流速V078M/S2514Q280（9）曝气系统的计算设计需氧量AORAOR去除BOD5需氧量剩余污泥中BOD5氧当量NH3N硝化需氧量剩余污泥中NH3N氧当量反硝化脱氮产氧量A碳化需氧量D1142XV5230ESQ其中Q处理污水流量，M3/D；S0SE系统进出水BOD5浓度差，KG/M3；XV剩余污泥量（以MLVSS计算），KG/D；142污泥的氧当量系数，完全氧化1个单位的细胞（以C5H7NO2表示细胞分子式），需要142单位的氧。代入数据得D1142XV5230ESQ1423536875523041224526（KGO2/D）B假设生物污泥中含氮量以124计则硝化需氧量D246Q（N0NE）46124XV代入数据得D24640000（358）1034601243536875295057（KG/D）C反硝化脱氮产生氧量D3每日用于合成的总氮0124353687543857（KG/D）即进水中总氮有1096（MG/L）的总氮用于合成401578被氧化的NH3N进水总氮出水总氮量用于合成的总氮量35810961604（MG/L）所需脱硝量35201096404（MG/L）需还原的硝酸盐氮量NT400004041031616（MG/L）则反硝化脱氮产生的氧量D3286NT286161646218（KGO2/D）D总需氧量AORD1D2D31224526295057462181473365（KGO2/D）61390（KGO2/H）E最大需氧量与平均需氧量之比为14AORMAX14AOR1414733652062711（KGO2/D）85946（KGO2/H）F去除每1KGBOD的需氧量125（KGO2/KGBOD5）0ESQAOR023154076标准需氧量采用鼓风曝气，微孔曝气器，曝气器敷设于池底，距池底03M，淹没深度为47M，氧转移效率EA20，计算温度T30，将实际需氧量AOR换算成标准状态下的需氧量SORSORFCORTTSS2041其中压力修正系数，工程所在地实际大气5103PA）所在地点实际气压（压约为1013105PA，因此1；C曝气池内平均溶解氧，取C2MG/L；CS（20）水温20时清水中溶解氧的饱和度，MG/L；设计水温T时好氧反应池中平均溶解氧的饱和度，MG/L；TS污水传氧速率与清水传氧速率之比，对于鼓风曝气，值在0408范围内，对于机械曝气则在0610范围内，本设计取07；污水中饱和溶解氧与清水中溶解氧之比，一般约在070098之间变化，通常取095。F曝气扩散设备堵塞系数，通常取06509，本设计取08。查表得不同温度下水中溶解氧的饱和度CS（20）917MG/L，CS（30）763MG/L空气扩散器出口处的绝对压力PDP98103H其中P大气压力，P1013105PA；H空气扩散装置的安装深度，M，一般有效水深03M（距池底03M）。代入数值得，PD101310598103471473105PA气泡离开池面时，氧的体积分数01001279AE其中EA空气扩散装置的氧转移效率，小气泡扩散装置一般取612，微孔曝气器一般