武汉理工大学水质工程学二课程设计

1、武汉理工大学水质工程学课程设计说明书1新丰市污水处理厂初步设计摘要众所周知，中国的国际地位不断提高，对世界的影响力逐渐扩大，所以我们必须提高环保意识，改善中国现有污浊的环境。根据城市所处的地理位置和污水厂的规模，并结合考虑需脱氮除磷的要求，城市污水处理厂设计采用传统 sequencing batch reactor 工艺。该工艺污水处理流程为：中格栅提升泵房细格栅沉砂池sbr 反应池消毒池出水排放。污泥处理流程为：污泥集泥井污泥浓缩池贮泥池污泥脱水机房泥饼外运。通过此工艺的处理，出水水质将达到城镇污水处理厂污染物排放标准 （gb18918-2002）一级 b 标准。设计中对整个水处理流程的各主

2、体构筑物如格栅、平流沉砂池、sbr 反应池、接触池等进行了系统、详细的设计计算和说明。理论上给出了这个流程中 bod、cod、ss 的去除率及脱氮除磷的效率。武汉理工大学水质工程学课程设计说明书21 设计说明书1.1 工程概况1.1.1 设计依据1.收纳污水厂出水的河流： 类水体，从城市南边西向东流过，河流保证率 95%的流量为 3m3/s，河道最高水位 151.03m（黄海高程系，下同）2.污水厂厂址位于城东河流北岸 300m 处，地形平坦，地面标高为 153.12m，污水厂大门朝北。3.城市污水干管终点水面标高为 150.09m，处理厂污水纳入超越管渠，经 3.8km 的渠道排入水体，渠道

3、总水头损失为 2m。4 厂区地质良好，地下水位标高为 146.91m，夏季主导风向为东北风。1.1.2 设计规模新星市近期（2020 年）规划人口为 10 万人，平均日污水量为 25000m3/d，远期（2030 年）规划人口为 15 万人，平均日污水量为 35000m3/d，总变化系数kz=1.43，qmin=0.5qmax。1.1.3 设计水质bod5=200mg/l，ss=220mg/l，夏季水温 25，冬季水温 15，平均水温 20。出水水质达到城镇污水处理厂污染物排放标准一级 b 排放标准。1.2 污水处理厂工业设计1.2.1 工业流程选择与布置城市污水处理厂的方案，既要考虑有效去除

4、 bod5又要适当去除 n，p 故可采用 sbr 或氧化沟法，或 a/a/o 法,以及一体化反应池即三沟式氧化沟得改良设计。本设计采用传统 sbr 法为核心工艺：工作流程：见下图武汉理工大学水质工程学课程设计说明书3中格栅与提升泵房细格栅沉砂池计量堰sbr 生物池消毒间集泥井污泥浓缩池污泥贮柜污泥脱水机房泥饼外运排入河流曝气工作原理：、sbr 是通过其主要反应器-曝气池的运行操作而实现的。曝气池的运行操作，是有流入，反应，沉淀，排放，待机等 5 个工序所组成。这五个工序都在曝气池这一个反应器内进行实施。工作特点：采用集有机污染物降解与混合液沉淀于一体的反应器。无需设污泥回流设备，不设二次沉淀池

5、，曝气池容积也小于连续式。无设置调节池的必要。svi 值较低，污泥易于沉淀，一般情况下，不产生污泥膨胀现象。在单一的曝气池内能够进行脱氮和除磷反应。应用电动阀，液位计，自动计时器及可编程序控制器等自控仪表，可能使本工艺过程实现全部自动化，而由中心控制室控制。运行管理得当，处理水水质优于连续式。1.2.2 处理构筑物设计1.中格栅和提升泵房（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

6、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，改建成长方武汉理工大学水质工程学课程设计说明书4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 2540mm2) 机械清除 1625mm3) 最大间隙 40mm（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 0.2m3),一般应采用机械清渣。（3）格栅倾角一般用

7、450750。机械格栅倾角一般为 600700，（4）通过格栅的水头损失一般采用 0.080.15m。（5）过栅流速一般采用 0.61.0m/s。运行参数：栅前流速 0.7m/s 过栅流速 0.9m/s栅条宽度 0.01m 栅条净间距 0.02m栅前槽宽 1.44m 格栅间隙数 42 水头损失 0.103m 每日栅渣量 1.20m3/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 0.8。如电动机容量大于 55kw 时，则不得小于 1.0m，

8、作为主要通道宽度不得小于 1.2m。3.泵站为半地下式，长 20m，宽 10m，高 12m，地下埋深 6m。4.水泵为自灌式。2.细格栅和沉砂池细格栅的设计和中格栅相似。运行参数：栅前流速 0.7m/s 过栅流速 0.9m/s栅条宽度 0.01m 栅条净间距 0.01m栅前部分长度 1.09m 格栅倾角 60o栅前槽宽 1.96m 格栅间隙数 84（两组） 水头损失 0.26m 每日栅渣量 2.40m3/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

9、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。2 .设计流量应按分期建设考虑：(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 .沉砂池去除的砂粒杂质是以比重为 2.65，粒径为 0.2 以上的颗粒为主。武汉理工大学水质工程学课程设计说明书54 .城市污水的沉砂量可按每 106m3污水沉砂量为 30m3计算，其含水率为 60%，容量为 1500kg/m3。5.贮砂斗槔容积应按 2 日沉砂量计算，贮砂斗池壁与水平

10、面的倾角不应小于 55排砂管直径应不小于 0.3m。6.沉砂池的超高不宜不于 0.3m 。7 .除砂一般宜采用机械方法。当采用重力排砂时，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 7.5m 池总宽 2.0m有效水深 085m 贮泥区容积 0.36m3（每个沉砂斗）沉砂斗底宽 0.5m 斗壁与水平面倾角为 6003.计量堰选择测量范围在 0.040-0.500m3/s 的巴氏计量槽，其各部分尺寸为：w=0.30m，b=1.350m，a=1.377m，c=0.60m, d=0.84m, 2/3a=0.918m

11、。4.sbr 反应池sbr 池有一座，每座分为 4 个 sbr 反应池。sbr 反应池共设四座。每座曝气池长45m，宽 25m，深 5m，超高 0.5m，有效体积 56253m，4 座反应池总有效体积为225003m。单座 sbr 反应池见草图附表一各池均为独立运行，进水和出水由 dn600mm 的电动蝶阀控制，进气由 dn500mm 的电动蝶阀控制。sbr 反应池设计运转周期为 6 小时（进水曝气 1.5 小时，沉淀 1.5 小时，曝气2.5h，滗水与闲置 1h） 。5接触消毒池城市污水经过一级或二级处理(包活性污泥法和膜法)后，水质改善，细菌含量也大幅度减少，但其绝对值仍很可观，并有存在病

12、源菌的可能。因此，污水排入水体前应进行消毒。消毒剂的选择见下表：武汉理工大学水质工程学课程设计说明书6经过以下的比较，并根据现在污水处理厂现在常用的消毒方法，决定使用液氯毒。设计参数：设计流量：q=35000m3/d=0.579（设二座）3/ms水力停留时间：t=0.5h=30min设计每日投氯量为：25.0mg/l平均水深：h=3.0m 隔板间隔：b=3m设计中采用 zj-1 型转子加氯机，使得处理污水与消毒液充分接触混合，以处理水中的微生物，尽量避免造成二次污染。采用平流式消毒接触池。消 毒 剂优 点缺 点适 用 条 件液 氯效果可靠、投配简单、投量准确，价格便宜氯化形成的余氯及某些含氯化

13、合物低浓度时对水生物有毒害，当污水含工业污水比例大时，氯化可能生成致癌化合物 。适用于，中规模的污水处理厂漂 白 粉投加设备简单，价格便宜。同液氯缺点外，沿尚有投量不准确，溶解调制不便，劳动强度大适用于出水水质较好，排入水体卫生条件要求高的污水处理厂臭 氧消毒效率高，并能有效地降解污水中残留的有机物，色，味，等，污水中 ph，温度对消毒效果影响小，不产生难处理的或生物积累性残余物投资大成本高，设备管理复杂适用于出水水质较好，排入水体卫生条件要求高的污水处理厂次氯酸钠用海水或一定浓度的盐水，由处理厂就地自制电解产生，消毒需要特制氯片及专用的消毒器，消毒水量小适用于医院、生物制品所等小型污水处理站

14、武汉理工大学水质工程学课程设计说明书71.2.3 污泥处理设计1.集泥井设有效泥深为 5m，则平面尺寸 l*b=4m*3m，集泥井为地下式，池顶加盖，有潜污泵抽送污泥，池底标高为-5.5m，最高泥位为-0.5m。2、污泥浓缩池采用间歇重力式浓缩池，采用静圧排泥。设计规定及参数： 进泥含水率：当为初次污泥时，其含水率一般为 95%97%;当为剩余活性污泥时，其含水率一般为 99.2%99.6%。 污泥固体负荷：负荷当为初次污泥时，污泥固体负荷宜采用 80120kg/(m2.d)当为剩余污泥时，污泥固体负荷宜采用 3060kg/(m2.d)。 浓缩时间不宜小于 12h，但也不要超过 24h。 有效

15、水深一般宜为 4m,最低不小于 3m。运行参数：设计流量：每座 568.9 m3/d ，采用 2 座污泥浓缩时间 15h进泥含水率 99.2% 出泥含水率 97.5%池底坡度 0.08 上部直径 9m贮泥时间 2h 浓缩池总高 5m 设备选用：直径 9m 重力浓缩池两座，池深 5 m，配 d9000 污泥浓缩机各一台，间歇运行。浓缩机不考虑整机备用，而是备用可能会损坏的关键部件。 1.2.4 污水处理厂的总体布置1平面布置各处理单元构筑物的平面布置：处理构筑物是污水处理厂的主体建筑物，在对它们进行平面布置时，应根据各构筑物的功能和水力要求结合当地地形地质条件，确定它们在厂区内的平面布置应考虑：

16、（1）贯通，连接各处理构筑物之间管道应直通，应避免迂回曲折，造成管理不便。（2）土方量做到基本平衡，避免劣质土壤地段（3）在各处理构筑物之间应保持一定产间距，以满足放工要求，一般间距要求510m，如有特殊要求构筑物其间距按有关规定执行。（4）各处理构筑物之间在平面上应尽量紧凑，在减少占地面积。2管线布置（1）应设超越管线，当出现故障时，可直接排入水体。（2）厂区内还应有给水管，生活水管，雨水管，消化气管管线。辅助建筑物：污水处理厂的辅助建筑物有泵房，鼓风机房，办公室，集中控制室，水质分析化验室，变电所，存储间，其建筑面积按具体情况而定，辅助建筑物之间往返距离应短而方便，安全，变电所应设于耗电量

17、大的构筑物附近，化验室应机器间和污泥干化场，以保武汉理工大学水质工程学课程设计说明书8证良好的工作条件，化验室应与处理构筑物保持适当距离，并应位于处理构筑物夏季主风向所在的上风中处。在污水厂内主干道应尽量成环，方便运输。主干宽 69m 次干道宽 34m，人行道宽1.5m2.0m 曲率半径 9m，有 30%以上的绿化。3高程布置为了降低运行费用和使维护管理，污水在处理构筑物之间的流动以按重力流考虑为宜，厂内高程布置的主要特点是先确定最大构筑物的地面标高，然后根据水头损失，通过水力计算，递推出前后构筑物的各项控制标高。根据 sbr 反应池的设计水面标高，推求各污水处理构筑物的水面标高，根据和处理构

18、筑物结构稳定性，确定处理构筑物的设计地面标高。武汉理工大学水质工程学课程设计说明书92 设计计算书2.1 水量计算平均日流量(m3/d)：325000/dqmd平均日平均时污水量：33/ 241042/0.289/hdqqmhms最大日最大时流量：33max1042/0.414/hzqqkmhms最小流量：33minmax0.50.5 0.414/0.207/qqmsms2.2 处理构筑物设计计算2.2.1 格栅2.2.1.1 泵前中格栅设计参数：栅前流速 v1=0.7m/s，过栅流速 v2=0.9m/s栅条宽度 s=0.01m，格栅间隙 e=20mm栅前部分长度 0.5m，格栅倾角 =60单

19、位栅渣量 w1=0.05m3栅渣/103m3污水设计计算（1）确定格栅前水深，根据最优水力断面公式 qmax=b12v1/2计算得:栅前槽宽0.50.51max1(2/)(21.09bqvm栅前水深11.09/ 20.5452bhm（2）栅条间隙数 (取 n=40)max0.414 sin6039.30.02qsinnehv设计两组格栅，每组格栅数 n=20 条（3）栅槽有效宽度2(1)0.01(20 1)0.02 200.59bs nenm总水槽宽（考虑中间隔墙厚 0.2m）220.22 0.590.21.38bbm武汉理工大学水质工程学课程设计说明书10（4）进水渠道渐宽部分长度其中111

20、()/ 2tan(1.38 1.09)/ 2tan200.40lbbm 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 l2=l1/2=0.20m（6）过栅水头损失 h1，因栅条边为矩形截面，取 k=3,=2.42 则 42231sin/ 2sin( / )/ 2hkivgks evg 4230.866 3 2.42 (0.01/0.02)0.9 / 2/9.810.103m （7）栅后槽总高度 h 取栅前渠道超高 h2=0.3m，则栅前槽总高度 h1=h+h2=0.545+0.3=0.845m 栅后槽总高度 h= h1+h1=0.845+0.103=0.95m（8）格栅总长度 l

21、=l1+l2+0.5+1.0+h/tan=0.4+0.2+0.5+1.0+0.95/tan60=2.65m（9）每日栅渣量33max186400/1000864000.05/1000/1.431.24/0.2/zwqwkmdmd 所以宜采用机械格栅清渣2.2.1.2 泵后细格栅设计参数设计流量 qmax=0.4143/ms栅前流速 v1=0.7m/s，过栅流速 v2=0.9m/s栅条宽度 s=0.01m，格栅间隙 e=10mm栅前部分长度 0.5m，格栅倾角 =60单位栅渣量 w1=0.10m3栅渣/103m3污水设计计算（1）确定格栅前水深，根据最优水力断面公式 qmax=b12v1/2计算

22、得:栅前槽宽，0.50.51max1(2/)(21.09bqvm栅前水深11.09/ 20.5452bhm（2）栅条间隙数) ,取 80.max0.414 sin6078.50.01qsinnehv设计两组格栅，每组格栅数 n=40（3）栅槽有效宽度2(1)0.01(40 1)0.01 400.79bs nenm总水槽宽（考虑中间隔墙厚 0.2m）220.22 0.790.21.78bbm（4）进水渠道渐宽部分长度（其111()/ 2tan(1.78 1.09)/ 2tan200.95lbbm 中 1为进水渠展开角）武汉理工大学水质工程学课程设计说明书11（5）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长

23、度 l2=l1/2=0.48m（6）过栅水头损失 h1，因栅条边为矩形截面，取 k=3,=2.42 则 42231sin/ 2sin( / )/ 2hkivgks evg 4230.866 3 2.42 (0.01/0.01)0.9 / 2/9.810.260m （7）栅后槽总高度 h 取栅前渠道超高 h2=0.3m，则栅前槽总高度 h1=h+h2=0.545+0.3=0.845m 栅后槽总高度 h= h1+h1=0.845+0.260=1.1m（8）格栅总长度 l=l1+l2+0.5+1.0+h/tan=0.95+0.48+0.5+1.0+1.1/tan20=5.95m（9）每日栅渣量33m

24、ax186400/1000864000.1/1000/1.432.50/0.2/zwqwkmdmd 所以宜采用机械格栅清渣2.2.2 提升泵房设计计算污水提升泵站设于中格栅和细格栅之间，用于污水提升，使污水在工艺流程中按重力依次流向下个构筑物。其中泵房工程结构按远期流量设计，设计流量：qmax=1458m3/h本设计采用传统活性污泥法工艺系统，污水处理系统简单，只考虑一次提升。污水经提升后再过细格栅，然后经平流沉砂池，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纳污河流。泵房设计计算根据后面构筑物高程计算可知，细格栅水面标高为 156.43m，中格栅水头损失为0.1m,泵房水头损

25、失为 2m,安全水头取 2m，从城市污水干管终点到细格栅的管渠水头损失按 1m 算 水泵扬程为 h=156.43-150.09+2+0.1+1+2=11.44m 根据流量和扬程选择三台 300qw800-15-55，两备一用，流量为 800m3/h,扬程为15m. 泵房采用圆形平面钢筋混凝土结构,尺寸为 20 m10m,泵房为半地下式,泵房为半地下式地下埋深 6m，水泵为自灌式2.2.3 沉砂池本设计根据实际情况选择平流式沉砂池2.2.3.1 设计参数武汉理工大学水质工程学课程设计说明书12设计流量：qmax=0.414，设计 1 组沉砂池，每组分为 2 格，每组沉沙池流量3/msqmax=0

26、.414，设计流速：v=0.25m/s。3/ms水力停留时间：t=30s: i=0.0022.2.3.2 设计计算（1）沉砂池长度：l=vt=0.2530=7.5m（2）水流断面积：a=q/v=20.414/0.251.66m（3）有效水深：有效水深介于 0.41.0m 之间，本设计取 h2=0.8m（4）池总宽度： 设计 n=2 格，每格宽，取 b1=1.00.6m。池总宽度12/ 21.66/ 2/0.81.04bahmb=2b1=2.0m（5）沉砂室所需容积：v=86400qmaxtx1/106kz式中：t清除沉砂的间隔时间，一般采用 12d，本设计取d；x1城市污水沉砂量，一般采用 3

27、0m3/（106m3污水） ；kz污水流量总变化系数，本设计中 kz =1.43代入各数据得，6386400/1.431.50vm（6）每个沉砂斗容积每格沉砂池设两个沉砂斗，则每个沉砂斗容积31/ 41.50/ 40.375vvm（7）贮砂斗各部分尺寸及容积：设计斗底宽 a1=0.5m，斗壁与水平面倾角为 600，斗高 h3=0.7m则沉砂斗上口宽：a=2h3/tan60+a1=2*0.7/tan60+0.5=1.31m贮砂斗容积 v0=h3(a2+aa1+a12)/3=0.7(1.312+1.31*0.5+0.52)/3=0.61m30.36m3, 符合要求。（8）沉砂斗高度：采用重力排砂，

28、设计池底坡度为 0.06，坡向沉砂斗长度为：l2=(l-2a-0.2)/2=(7.5-2*1.31-0.2)/2=2.34m（两个沉砂斗之间隔壁厚取 0.2m）则沉砂斗高度 h3=h3+0.06l2=0.7+0.06*2.34=0.84m （9）池总高度 ：取超高 h1=0.3m，池总高度 h=h1+h2+h3=0.3+0.8+0.84=1.94m（10）校核最小流量时的流速：武汉理工大学水质工程学课程设计说明书13vmin=qmin/n1amin式中：vmin最小流速（m/s） ，一般0.15m/sqmin最小流量（m3/s） ，一般取 qmin=05 qmaxn1沉砂池格数，最小流量时为

29、1 个amin最小流量时的过水断面面积代入各数据得，满足要求min0.207/(1)0.25/vm s (11)排砂管道采用沉砂池底部管道排砂，排砂管道管径 dn=200mm。2.2.4 计量堰2.2.4.1 计量堰尺寸设计 本设计设计流量，根据给排水设计手册第五册 567 页表 10-3，3max0.414/qms选择测量范围在 0.040-0.500m3/s 的巴氏计量槽，其各部分尺寸为：w=0.30m，b=1.350m，a=1.377m，c=0.60m, d=0.84m, 2/3a=0.918m。计量堰按自由流计，根据给排水设计手册第五册，查的应采用的计量堰尺寸为：当 w=0.30 时，

30、 时， , 自由流取 h2/h1=0.63max0.414/qms1.52210.720.680qh h2=0.60.72 =0.432m, ,故计量堰水头损失为 h1-h2=0.70-0.432=0.268m2.2.4.2 上游设计上游流速： 11/0.414/(0.84 0.70)0.70/vq dhm s水力计算如下：湿周：f=b+2h1=1.350+2*0.72=2.79m过水断面：f=bh1=1.35*0.72=0.9722m水力半径：r=f/f= 0.972/2.79=0.35m水力坡度：i=(vnr-2/3) 2=2/3 24(0.7 0.013 0.35)3.36 102.2.

31、4.3 下游设计下游流速：v=q/dh2=0.414/0.84/0.432=1.14m/s 水利计算如下：湿周：f=b+2h2=1.350+2*0.432=2.21m过水断面：f=bh2=1.35*0.432=0.5832m水力半径：r=f/f= 0.583/2.21=0.26m水力坡度：i=(vnr-2/3) 2=(1.13*0.013*0.26-2/3 )2=1.30*10-3武汉理工大学水质工程学课程设计说明书142.2.5 sbr 反应池2.2.5.1 运行周期反应器个数，周期时间 t=6h，周期数 n2=4，每周期处理水量 1562.5，每周期分14n 3m为进水曝气沉淀排水四个步骤

32、，其中进水时间为 12241.5ethn n根据滗水器设备性能，排水时间 td=0.5hmlss 取 4000mg/l,污泥界面沉降速度：41.2641.264.6 104.6 1040001.33uxm曝气池滗水高度 h1=1.5m，安全水深，沉淀时间：0.5m 11.50.51.51.33shthu曝气时间：6 1.5 1.50.52.5aesdttttth 反应时间比：2.5 60.42aetth2.2.5.2 曝气池体积 v武汉理工大学水质工程学课程设计说明书15二沉池出水 bod5 由溶解性和悬浮性组成，其中只有溶解性与工艺计算5bod5bod5bod有关。出水溶解性可用下式估计：5

33、bod7.1ezdessk fc式中-出水溶解性es5bod-二沉池出水总，取=20mg/lss5bodss-活性污泥自身氧化系数，典型值为 0.06dk-二沉池出水 ss 中 vss 所占比例，取=0.75ff-二沉池出水 ss，根据城镇污水处理厂污染物排放标准一级 b 排放标ec准。取=20mg/l，ecmg/l207.1es 本例认为进水 tn 较高。为满足硝化要求，曝气段污泥龄取 25，污泥产率系数c1dy 取 0.6，污泥自身氧化系数 kd 取 0.06，曝气池体积：3()20711(1)0.45coedcyqssvmexfk2.2.5.3 复核滗水高度 h1sbr 曝气池共设 4

34、座，即 n2=4，有效水深 h=5m，滗水高度 h1：125 250001.514 20711hqhn v复核值与设定值相同。2.2.5.4 复核污泥负荷25000 2000.134(/)0.45osqsnkgbod kgmlssexv2.2.5.5 剩余污泥产量剩余污泥由生物污泥和非生物污泥组成。剩余生物污泥 计算公式：vx010001000evdssxxyqk vf武汉理工大学水质工程学课程设计说明书16式中，为二沉池出水 ss 中 vss 所占比例，一般；kd 为活性污泥自身氧化系f0.75f 数，kd 与水温有关，水温为 20 度时 kd20=0.06.根据室外排水设计规范的有关规定，

35、不同水温时应进行修正。本例污水冬季温度 15 度20(15 20)1(15)(20)1.040.06 1.040.049()tddkkd冬季剩余生物污泥量：0(10)10001000evdssxxyqk vf200 13.640000.6 250000.4510001000（kg/d）2175.9剩余非生物污泥0(1)1000esbccxqf f式中-设计进水 ss，取 2200c3/md-进水 vss 中可生化部分比例，设bf0.7bf 0(1)1000esbccxqf f 22020250001000 2375(/)kg d剩余污泥总量：2175.923754550.9(/)vskg d

36、剩余污泥含水率按 99.2%计算，湿污泥量334550.9568.9/10(1)1000 0.8/100sxqmdp剩余污泥含水率按 98%计算，湿污泥量为334550.9227.5/10(1)1000 2/100sxqmdp考虑到一定的安全系数，取每天排出 687.6kg 污泥2.2.5.6 复核出水5bod0222424 2008.5(/ )24240.0180.75 2.5 4chaslmg lk ft n2.2.5.7 复核出水 nh3-n武汉理工大学水质工程学课程设计说明书170.098(10)20.51.32me 0.118 (10 15)(10)0.50.28(/ )nemg l

37、10 20(10)0.04 1.040.027nb硝化菌比增长速度为：111/ 250.0270.067()nncbd出水氨氮为;(10)(10)(10)(10)(10)0.280.15(/ )0.190.067nnemnkmg l复核结果表明，出水水质可以满足要求。2.2.5.8 设计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，氨氮硝化需氧量和出水带走的氧量。有机物氧化需氧系数，污泥需氧系数。氧化有机物和污泥需氧量0.5 0.12b 为：1aor10()eaorq sseb xvf 200 13.60.5()0.45 0.12 4000/1000 20711 0.751000 56

38、85.2(/)kg d进水总氮 n0=45mg/l, 出水氨氮 ne=15mg/l, 硝化氨氮需氧量：2aor014.6(0.12)1000ecnnevxfaorq 45 150.45 4000 20711 0.754.6 (250000.12)10001000 25 （kg/d）2832.6反硝化产生的氧量 ：3aor 32.86q0.12)10001000jewcntnevn faor、45200.4520711 0.75=2.86 (250000.12)10001000 25武汉理工大学水质工程学课程设计说明书18 1403.7(/)kg d总需氧量： 5685.22832.6 1403

39、.77114.1/296.4/aorkg dkg h2.2.5.9 标准需氧量(20)(20)( )c) 1.024stsb taor csorc式中20 度时氧在清水中饱和溶解度，为 9.17mg/l.(20)sc 氧总转移系数，0.5 氧在污水中饱和溶解度修正系数，0.95 因海拔高度不同而引起的压力系数 p所在地区大气压力 t设计污水温度 设计水温条件下曝气池内平均溶解氧饱和度( )csb t 设计水温条件下氧在清水中饱和溶解度( )cs t 空气扩散装置处的绝对压力，bpot气泡离开水面时含氧量 ea空气扩散装置氧转移效率c曝气池内平均溶解氧浓度，2mg/l 工程所在地海拔高度 153

40、m，大气压力估为 0.98，压力修正系数为5pa50.98/1.0130.971.013 10p 微孔曝气头安装在距池底 0.3m 处，淹没深度 h=4.7m，其绝对压力为35559.81.013 100.098 104.71.47 10 ()bpphpa微孔曝气头氧转移效率 ea 为 20%，气泡离开水面时含氧量：21(1)100%7921(1)ataeoe 21 (1 0.2)100%17.5%7921(1 0.2)武汉理工大学水质工程学课程设计说明书19夏季水温 25 度，清水氧饱和度为 8.4mg/l,曝气池内平均溶解氧饱和度：(25)sc(25)5()2.02642btsbspocc

41、 551.47 1017.58.4)9.6/2.026 1042mg l夏季标准需氧量;(20)25 205(25)296.4 9.17() 1.0240.85(0.95 0.97 9.62) 1.024ssbaor csorcc 525.8/kg h夏季平均空气用量：33525.88763.3/146.1/ min0.30.3 0.2asorkzmhme 最大时空气用量：33525.8 1.4312531.6/208.9/ min0.30.3 0.2asorkzmhme 2.2.5.10 曝气池的布置sbr 反应池共设一座，每个曝气池长 45m，宽 25m，深 5m，超高 0.5m，有效体积

42、5625，4 个反应池总有效体积为 22500。单座 sbr 反应池见草图附表一3m3m2.2.5.11 鼓风曝气设施鼓风机房土建按远期建设，设备按近期安装。内容新 丰 污 水 处 理 厂功能 提供 sbr 生物池生物处理所需氧气，保证 bod5及 n、p 去除备 注鼓风机数量（台） 0.32 用 1 备风 量（m3/min） 90设计参数风 压 （mh2o） 5.88武汉理工大学水质工程学课程设计说明书20 2.2.6 消毒池1.设计依据室外排水设计规范gb50014-20066.13二级处理出水的加氯量应根据试验资料或类似运行经验确定。无试验资料时，二级处理出水可采用 615mg/l，再生

43、水的加氯量按卫生学指标和余氯量确定。功 率 (kw)/台 132主要工程内容 1 座，平面尺寸 3212m，鼓风机房内 3 台鼓风机，2 用 1 备。单机流量 90m3/min，风压5.88mh2o，功率 132kw。运行根据 sbr 生物池溶解氧浓度调节鼓风机导叶片来自动调节风量，调节范围 10045%。武汉理工大学水质工程学课程设计说明书21二氧化氯或氯消毒后应进行混合和接触，接触时间不应小于 30min。2.设计参数水力停留时间 t=30min加氯量取 12mg/l池体平均水深 h=3m污水量按远期最大流量计：350001.43=50050=0.5793/md3/ms3. 设计计算加氯量

44、计算每日加氯量为：086400 100012 0.579 86400 1000600.3125.01/qqqkg dkg h加氯设备液氯由真空转子加氯机加入，加氯机设计两台，采用一用一备，每小时加氯量为 25.01 kg/l设计中采用 zj-1 型转子加氯机,加注量达 545kg/h。加氯间尺寸设计为 lb=1010m平流式消毒接触池本设计采用两个平流式消毒接触池，1）消毒接触池容积：30.579 30 601042vqtm2）消毒接触表面积，取有效水深为 3m：21042 3347av hm单个消毒池面积3）消毒池池长：bal式中 l-消毒池池长廊道总长(m)； b-消毒接触池廊道单宽(m)

45、；设计中取 b=3m174 358la bm消毒接触池采用 5 道，消毒接触池长：/558/511.6llm校核长宽比：，符合要求20360bl4）池高 mhhh3 . 30 . 33 . 021式中 h1-超高(m)，一般采用 0.3m； h2-有效水深(m)。5）进水管消毒接触池的进水管管径 d=900mm，v=0.96m/s，1000i=1.12.3 污泥处理系统21742aam武汉理工大学水质工程学课程设计说明书222.3.1 集泥井（1）集泥井容积的计算：根据上面计算，sbr 反应池的排泥 687.6/d.3m考虑构筑物构筑物的每日排泥量 687.6，需在 2h 内抽完，集泥井容积为

46、污泥泵提升流3m量的 10min 体积，3687.657.32 60/10vm（2）集泥井的尺寸计算设有效泥深为 5m，则平面尺寸 l*b=4m*3m，集泥井为地下式，池顶加盖，有潜污泵抽送污泥，池底标高为-5.5m，最高泥位为-0.5m。（3）污泥提升泵的选择选择 gmp 型自吸式离心泵，流量 180m3/h,扬程 17.5。2.3.2 污泥浓缩池采用间歇式重力浓缩池，2 座（1）设计说明运行周期 22h，其中进泥 2h，浓缩 15h，排水和排泥 3h，贮泥 2h。污泥含水率 p199.2，每座污泥总流量 q=568.9m3/d(2)设计计算 300/568.9 (1 99.2%)/(1 9

47、7.5%)182/vvccmd则浓缩池体积不小于 182+568.9750m3工艺构造尺寸：设计污泥浓缩池 2 座，每个不小于 375m3，设计平面尺寸为 9*9，浓缩池上部高度为 5m，有效泥深 4m，浓缩池下部为锥形，下部尺寸为 1*1，锥斗髙为 4m，。污泥浓缩池总容积为 9*9*5+195=600m3375m3 满222212813 3m足要求。武汉理工大学水质工程学课程设计说明书23（3）排水和排泥排水：浓缩后池内上清液利用重力排放，由站区溢流管道进入调节池，浓缩池设四根排水管于池壁，管径 dn100mm，于浓缩池最高水位处设置一根，向下每隔 1m，0.6m，0.4m处设置一根，下面

48、三根安装蝶阀。排泥：浓缩后污泥泵抽送污泥贮柜。污泥泵抽升流量 182/3=62m3/h,浓缩池最低泥位-0.5m，最高 5.5m,则污泥泵所需扬程 6m。（4）设备选择直径 9m 重力浓缩池两座，池深 5 m，配 d9000 污泥浓缩机各一台，间歇运行。浓缩机不考虑整机备用，而是备用可能会损坏的关键部件。2.3.3 污泥贮柜 浓缩后需排出污泥 182m3/d，则污泥贮柜的体积大于 182m3，设直径 7m，高度 5m，则贮泥有效体积 v=，可满足污泥贮存要求。2375192.34m2.3.4 污泥脱水机房(1)污泥产量经过浓缩处理后，产生含水率为 97.5%的干污泥 182m3/d。(2)污泥

49、脱水机根据所需污泥处理量，选用 dyq300 型带式压滤机一台，购买两台，使用一台，备用一台。该脱水机参数：处理量 22m3/h,滤带有效宽度 3000mm，滤带运行速度 0.5-4.0，主机功率 1.5kw，外形尺寸 6.4*3.5*2，设备质量 6500kg。(3)干污泥饼体积 v设泥饼的含水率为 75%300(/ )182 (1 97.5%)/(1 75%)18.2vvccm(4)机房尺寸l*b*h=15m*5m*5m2.4 污水处理厂平面布置与高程布置2.4.1 平面布置(1)根据前面的设计计算可以确定各处理构筑物的几何尺寸。中格栅 l*b*h=2.65m*1.38m*0.95m提升泵

50、细格栅 l*b*h=5.95m*1.78m*1.1m沉砂池 总长度 7.5m，总高度 1.94m，池总宽度为 2m，两格沉砂池，每格设置 2 个沉沙斗，设计斗底宽 a1=0.5m，斗壁与水平面倾角为 600，斗高 h3=0.7m，沉砂斗上口宽为 1.31m，沉砂斗高度为 0.84m武汉理工大学水质工程学课程设计说明书24计量堰 w=0.30m，b=1.350m，a=1.377m，c=0.60m, d=0.84m, 2/3a=0.918m。sbr 反应池 每个曝气池长 45m，宽 25m，深 5m，超高 0.5m，有效体积 5625，4 个反。3m消毒池 l*b*h=11.6m*15m*3.3m集泥井 有效泥深为 5m，则平面尺寸 l*b=4m*3m污泥浓缩池