30万吨污水处理厂初步设计（论文资料）

1、3030万吨污水处理厂初步设计万吨污水处理厂初步设计摘要：摘要：随着城市建设的加快和人口的增加，污水越来越多，超过了水体自净能力。所以建设污水处理厂，通过一级物理法和二级生物法对污水进行处理后达标排放，以减轻受纳水体的自净负担，达到净化水体、保护环境的目的。 本设计流量为 30 万 t/d,属大型污水处理厂，设计拟采用前置缺氧段阶段曝气活性污泥工艺。前置缺氧段属缺氧型选择器，它的设置能够改善污泥沉降性能、避免污泥膨胀、达到脱氮作用、减少二沉池污泥上浮的现象等。阶段曝气法使有机物负荷分布较均匀，均化了需氧量，提高了空气利用率和曝气池的工作能力。并且可根据需要改变进水点的流量，在运行上有较大的灵活

2、性。污水处理流程为：从泵房到格栅，进入曝气沉砂池，进入辐流式初沉池，进入缺氧选择器，进入阶段曝气池，进入辐流式二沉池，进入接触池，最后出水；污泥处理流程为：从初沉池和二沉池排出的剩余污泥进入污泥浓缩池，然后进入污泥消化池，再经脱水设备，最后泥饼外运。其运行成本：若计折旧费，0.31 元/t 污水；若不计折旧费，0.13 元/t 污水。关键词：关键词：30万t/d；活性污泥法；前置缺氧段；阶段曝气；污泥处理Preliminary Design for Sewage Treatment Plant of 300,000 TonsDirective teacher:Deng Chao-sheng(l

3、ecture)Abatract: With the acceleration of urban construction and population increases, More and more sewage over the water self-purification capacity. Therefore, building a sewage treatment plant,Through physical and biological methods of sewage treatment and then its emissions. To reduce the burden

4、 of self-purification of water, To purify water and protect the environment. Design flow for the 300,000 t / d, a large sewage treatment plants.Design uses anoxic aeration activated front of the stage sludge process.Its set up to improve the performance of sludge settlement and avoid sludge expansio

5、n to denitrification, reduce the phenomenon of secondary sedimentation tank sludge floating phenomenon, and so on. Aeration stage of the organic load more evenly distributed of the oxygen demand, Increase aeration tanks the utilization of air and the ability to work. At the same time it can accordin

6、g to request to change the flow of water points, Running on greater flexibility. The wastewater treatment plant for the sewage treatment process: Sewage from the pumping station to the grid, Desilting tank into the aeration, Radiation streaming into the initial sedimentation tanks, Into the choice o

7、f hypoxia,Aeration tanks entered the stage, Convergent flow into the secondary sedimentation tank, Into contact with pool, Finally the water;Sludge treatment process: The remaining sludge from the initial sedimentation tanks and secondary sedimentation tanks into the sludge thickening pool, Then ent

8、er the sludge digestion tank, After further dehydration equipment, Finally mud cake Sinotrans. Its operating costs: If including depreciation charges, 0.31 yuan / t sewage;If excluding the depreciation costs, 0.13yuan / t sewage.Key words: 300,000 t / d; Activated sludge; Pre-hypoxia;Stage aeration;

9、 Sludge Treatment目目 录录1 绪论.12 工程概况.32.1 地形资料 .32.2 象及水文资料 .32.3 水水量水质及处理要求 .32.4 设计任务 .33 工艺流程的确定.43.1 设计依据.43.2 设计原则 .43.3 处理工艺选择和比较.43.4 工艺流程:.74 污水处理厂各工艺的设计计算.84.1 设计流量.84.2 格栅.84.3 沉砂池.104.4 初沉池.134.5 曝气池.164.6 二沉池.254.7 接触池.264.8 污泥浓缩池 .284.9 消化池 .304.10 脱水设备的选择.335 污水处理厂平面布置及高程布置 .346 经济分析 .38

10、致谢.41参考文献.421 绪论绪论水是地球上万物的命脉所在，水滋润万物、哺育生命、创造文明。中国水资源的分布极其不均匀。中国的人均水资源占有量低于 500 立方米，远远低于国际公认的人均所需 1000 立方米的临界值。北方许多大中城市因缺水造成工厂停产或限产，损失的年产值达 1200 亿元，南方一些城市也陆续出现水荒。目前全国 600 多座城市中，有 300 多座缺水，其中严重缺水的有 108 个，缺水量约为 1000 万吨/天左右。几百万人生活用水紧张11 面对“滴水贵如油”的水资源，而人类对它的浪费和污染却是令人痛心的：据统计，全世界污水排放量已达到 4000 亿立方米，使 5.5 万亿

11、立方米水体受到污染，占全世界径流总量的 14%以上。污染的水对人体的影响有很多不利的因素：人体中70%80%是水分，因此长期饮用不良的水质，而导致体质不佳抵抗力自然减弱，则百病发生乃必然，再者长期累积之污染物到达身体无法承受时，再高明的医生、再有效的药物恐怕也难奏效，所以“水是百药之王”的说法一点都不假。 近年来美国环境保护署（EPA）针对1971-1994年间由水所引起的疾病进行一项调查，在740件案例中，其中因原生动物所引起共148件，共有448,486人因而致病，是所有原因中最高者。研究发现，原生动物种类中以隐孢子虫及梨形鞭毛虫二种需要特别注意，最常出现在游憩风景区及畜牧养殖地区，其中又

12、以养猪、养鸭二种最多。统计也显示，23年内所造成的死亡病例共89件，而原生动物造成的死亡案例高达70件22。 水不仅是生命之源，对人类极其重要，而污染又是这样厉害。因此我们更应该预防和保护好水资源，合理利用好水并及时对污染水进行处理。1) 城市污水处理工艺技术现状 我国现有城市污水处理厂80以上采用的是活性污泥法，其余采用一级处理、强化一级处理、稳定塘法及土地处理法等22。 “七五” 、 “八五” 、 “九五”国家科技攻关课题的建立与完成，使我国在污水处理新技术、污水再生利用新技术、污泥处理新技术等方面都取得了可喜的科研成果，某些研究成果达到国际先进水平。同时，随着城市污水处理工程项目的建设，

13、国外许多新技术、新工艺、新设备被引进到我国，AB法、氧化沟法、A/O工艺、A/A/O工艺、SBR法在我国城市污水处理厂中均得到应用。污水处理工艺技术由过去只注重去除有机物发展为具有除磷脱氮功能。国外一些先进、高效的污水处理专用设备也进入了我国污水处理行业市场，如格栅机、潜水泵、除砂装置、刮泥机、曝气器、鼓风机、污泥泵、脱水机、沼气发电机、沼气锅炉、污泥消化搅拌系统等大型设备与装置11。 随着我国对水环境质量要求的提高，国标城镇污水处理厂污染物排放标准(GB 189182002)的颁布，对城镇污水处理厂的出水水质要求的提高，特别是对出水中氮、磷的要求提高，使得新建城市污水处理厂必须考虑氮磷的去除

14、问题。由此开发了改良A/A/O工艺和回流污泥反硝化生物除磷工艺，并已开始在实际工程中应用。如泰安污水处理厂、青岛李村河污水处理厂、天津北仓污水处理厂、北京清河污水处理厂等33。 从工程规模上看，一批大型污水处理厂的相继建成投产标志着我国污水处理事业发展到一个崭新的阶段。如：高碑店污水处理厂，处理规模100万m3/d；上海竹园污水处理厂，其规模为170万m3/d。2） 发展趋势从现阶段我国国情出发，我国城镇污水处理发展趋势：a 氮、磷营养物质的去除仍为重点也是难点；b 工业废水治理开始转向全过程控制； c 单独分散处理转为城市污水集中处理； d 水质控制指标越来越严； e 由单纯工艺技术研究转向

15、工艺、设备、工程的综合集成与产业化及经济、政策、标准的综合性研究； f 污水再生利用提上日程； g 中小城镇污水污染与治理问题开始受到重视。 3) 设计目的意义通过毕业设计，达到对学习成果的综合性总结和检阅，也是以后从事相关工作的最初尝试，并且能在老师的指导下，在设计过程中不断完善自己专业知识。2 2 工程概况工程概况2.12.1 地形资料地形资料该污水处理厂厂址位于某市西北部。厂址所在地区地势比较平坦。污水处理厂所在地区地面平均标高为 40.50 米。地震基本烈度为 7 度。2.22.2 气象及水文资料气象及水文资料某市位于东经，北纬。属温带半湿润季风型大陆性气候，多年平均温度123427.

16、4，冬季长，气候寒冷，多偏北风，最冷月（一月）平均气温-12.7；夏季CC多偏南风，非采暖季节主导风向为东南风，最热月（七月）平均气温24.6。降雨C集中在7-8月，约占全年降雨的50%，多年平均降雨量75毫米。地面冻结深度1.2-1.4米。2.32.3 进水水量水质及处理要求进水水量水质及处理要求 设计水量为300000td，设计时考虑1.21的时变系数。表表 2.12.1 污水进水水质和排放标准污水进水水质和排放标准(mg/L)(mg/L)Tab. 2.1 Sewage water quality and emission standards(mg /L)项目CODcrBOD5SSTN进水

17、水质排放标准4506025020200203820注：执行(GB 189182002)城镇污水处理厂污染物排放标准中一级B标准。2.42.4 设计任务设计任务1) 设计一座小区污水处理厂；2) 编制污水处理厂说明书；3) 污水处理及污泥处理工艺设计，包括各构筑物的尺寸计算；4) 绘制污水处理厂的平面图、高程图以及主要构筑物图；5) 污水处理厂的经济分析。3 3 工艺流程的确定工艺流程的确定3.13.1 设计依据设计依据1) 污水处理工程基本情况资料，包括以下内容：a.国家有关水污染防治的政策法规和标准；b.省（部）级政府的关于区域的任务、限期目标、区域水污染物总量控制规划等；c.地方政府的水污

18、染治理规划；d.污水处理工程的建设规模和建设地址；e.污水处理工程的进水水质、水量、排放制度以及出水水质要求；f.污水和污泥处理的总体工艺方案；g.城市或企业概况和自然情况，包括水文地质、工程地质、地形地貌等。2) 设计任务书3) 污水处理厂技术资料，包括工程地质、水文地质等方面的勘察报告。对于采用新技术，应包括新设备、新药剂、新工艺。4) 污水处理厂设计资料，包括地形图、污水管网或河道断面图，用水、用电、用气和交通运输方面的协议书等。3.23.2 设计原则设计原则1) 执行国家关于环境保护的政策，符合国家地方的有关法规、规范和标准；2) 采用先进可靠的处理工艺，确保经过处理后的污水能达到排放

19、标准；3)采用成熟 、高效、优质的设备，并设计较好的自控水平，以方便运行管理；4) 全面规划、合理布局、整体协调，使污水处理工程与周围环境协调一致；5) 妥善处理污水净化过程中产生的污泥固体物，以免造成二次污染；6) 综合考虑环境、经济和社会效益，在保证出水达标的前提下，尽量减少工程投资和运行费用。3.33.3 处理工艺选择和比较处理工艺选择和比较污水处理厂的工艺选择应根据原水水质、出水要求、污水处理厂规模，污泥处置方法及当地温度、工程地质、征地费用、电价等因素作慎重考虑44。城市污水主要来源于城市居民生活中产生的污水、各工业企业在生产制造过程中产生的生产废水以及城市降水和部分受污染的地表水这

20、三个方面。城市居民日常产生的污水包括居民家庭、宾馆饭店、机关单位、学校、商场、等设施由于居民日常活动排放的污水，如洗菜、做饭、淋浴、冲厕等。这类污水的水质特点是往往含有较高的有机物，如淀粉、蛋白质、油脂等以及氮、磷等无机物，此外，还含有病原微生物和较多的悬浮物。各工业企业在生产制造过程中产生的废水包括生产工艺废水、循环冷却水冲洗废水以及综合废水。由于生产行业不同，其产生的废水水质也不相同。这类废水总的来说废水排放量较大、污染物含量高、较难进行处理、对环境危害大。这类废水是城市污水的重要组成部分，目前也得到了广泛的重视，有许多污水处理工程的处理实例，取得了比较满意的处理效果。城市降水和受污染的地

21、表水在城市污水中还没有占到很大的比例，这类污水水量水质差别较大常受气候、时间、地理位置及周边环境影响。在对这些污水进行处理时，应针对具体污水水质选择是否需要与其它污水混合稀释后处理55。城市污水处理技术通常采用二级生化处理方法，其工艺构成多种多样，可分为活性污泥法、生物膜法和自然生物处理等。目前国内较通用的污水处理工艺有活性污泥法及其变形工艺系列、AB法工艺系列、标准A/O法和A2/O工艺系列、氧化沟工艺系列和SBR工艺系列等。该污水处理厂设计规模为30万吨/d，属大型污水处理厂，并结合城市污水处理及污染防治技术政策（此文件系建设部 国家环境保护总局 科学技术部 联合发布）中明确指出：二级处理

22、工艺日处理能力在20万立方米以上(不包括20万立方米/日)的污水处理设施，一般采用常规活性污泥法。也可采用其它成熟技术。传统活性污泥的重要矛盾是供氧和需氧的矛盾。在推流式的传统曝气池中混合液的需氧量在长度方向是逐步下降的，而实际情况是：前半段氧远远不够而后半段氧超过需要。为了解决这个矛盾，阶段曝气是通过进水分配的均匀性上来改善66。阶段曝气法又称多点进水法，是传统活性污泥法的一种变形工艺。该法是污水沿曝气池池长分段多点进水，使有机物负荷分布较均匀，从而均化了需氧量避免了前段供氧不足，后段过剩的缺点；同时微生物在微生物比较均匀的条件下，能充分发挥氧化分解有机物的能力。阶段曝气法的另一特点是污泥浓

23、度沿池长逐步降低，前段高于平均浓度，后端低于平均浓度，曝气池出流的混合液浓度较低。这样可减轻二沉池的负荷，对二沉池运行有利。实践证明，阶段曝气法可以提高空气利用率和曝气池的工作能力，并且能够根据需要改变各进水点的流量，运行上有较大得灵活性77。表表3.13.1 几种常用污水处理工艺的特点和适用条件几种常用污水处理工艺的特点和适用条件Tab. 3.1 Several characteristics of the sewage treatment process and the conditions of application工艺名称污泥负荷kgBOD5/(kgMLVSS d)MLSSmg/L停

24、留时间h特点适用条件传统活性污泥法分段进水法吸附再生法0.2-0.40.2-0.40.2-0.61500-30002000-35002000-80004-83-53-5属中等符负荷处理工艺，出水水质好而且稳定，运行管理较简单。由于污泥不稳定，增加了稳定处理运行环节，污泥沼气可发电或驱动鼓风机使污水处理总能耗降低和运行成本降低规模大于20万吨/d的大型城市污水处理厂氧化沟序批式一体化池0.05-0.30.05-0.30.05-0.33000-60001500-50001500-50008-3612-5012-50属低符负荷处理工艺，出水水质好，耐冲击负荷性好，污泥龄长，污泥较稳定。污泥可不作稳定

25、处理而直接处置或应用，简化了运行管理适合规模较小于20万吨/d的中小城市污水处理厂A/O法A2/O法0.05-0.20.1-0.252000-35002000-35006-156-12此两种工艺主要是脱氮除磷技术，出水水质好，耐冲击负荷，污泥较稳定可在传统活性污泥、分段进水法上应用，也可在氧化沟和序批式、一体化池中使用AB法0.3-51500-30003-5采用二次生化处理，工艺适用于高浓度构成较复杂，污泥不稳定，需稳定化处理，管理环节多直接投资比较多，污泥单位处理成本也高城市污水处理的特殊场合表表 3.23.2 传统活性污泥工艺的比较传统活性污泥工艺的比较Tab. 3.2 Tradition

26、al activated sludge process of comparison工艺优点缺点适用性传统曝气工艺有机物去除率较高不易发生污泥膨胀出水水质稳定耐冲击负荷能力差供氧利用率低运行费用高适用大中型水量不控制出水氮磷阶段曝气工艺耐冲击负荷能力较强池内溶解氧较均匀二沉池出水效果好有机物去除率略低易发生污泥膨胀适用大中型水量不控制出水氮磷吸附再生工艺曝气池体积较小有耐冲击负荷能力曝气电耗低有机物去除率较低溶解有机物去除差剩余污泥量大悬浮有机物较多强化一级处理高浓度污水预处理针对该厂进水水质和出水要求，在去除有机物的同时应达到脱氮的效果，故采用前置缺氧段阶段曝气活性污泥法，可以达到污水排放标准

27、的要求。即：在曝气池的前端设置缺氧区。这里样的利用只依赖硝酸盐在脱氮过程中放出的氧离子，使水中的 DO 保持在 0.5mg/L 以下，这种环境给污水处理带来许多好处，比如：污泥沉降性能改善、避免了污泥膨胀、脱氮作用、减少二沉池污泥上浮的现象22。3.43.4 工艺流程工艺流程: :格格栅栅初沉池初沉池曝气池曝气池二沉池二沉池接触池接触池沉砂池沉砂池出水出水回流污泥回流污泥污泥浓缩池污泥浓缩池污泥消化池污泥消化池脱水设备脱水设备沼气利用沼气利用缺氧段缺氧段污泥利用污泥利用图图 3.13.1 污水处理厂工艺流程图污水处理厂工艺流程图Fig. 3.1 Technological process of

28、 sewage treatment plants4 4 污水处理厂各工艺的设计计算污水处理厂各工艺的设计计算4.14.1 设计流量设计流量设计水量KzQQmax式中 Q最大设计流量 m3/d Kz时变化系数，1.21Qmax=300000 1.21=36300m3/d=15125m3/h=4.2m3/s4.24.2 格栅格栅格栅是一种最简单的过滤设备，由一组平行的金属栅条制成的框架，斜置于废水流经的渠道上。格栅设于污水处理厂中所有处理构筑物之前，用于截留废水中粗大的悬浮物或漂浮物，防止其后处理构筑物的管道阀门或水泵堵塞。 本设计采用矩形断面中格栅。4.2.1 设计参数331） 格栅倾角一般采用

29、 45o75o；进水进水2）过栅流速一般采用 0.61.0m/s；3） 栅渣量与地区特点、格栅的间隙大小、污水流量及排水管道系统等因素有关。在无当地运行资料时可采用： 格栅间隙 1625mm 时，0.010.05m3栅渣/103m3污水；1 格栅间隙 3050mm 时，0.030.01 m3栅渣/103m3污水。24） 每日栅渣量大于 0.2m3，一般应采用机械淸渣。4.2.2 设计计算1） 栅槽宽度 栅条的间隙数1bhvQnsinmax式中 格栅倾角，45o75o，取o60b栅条间隙，m，1625mm 取mb02. 0 n栅条间隙数，个 h栅前水深，m,取 h=1.2m v过栅流速，m/s,

30、一般采用 0.61.0m/s,取 v=0.9m/s格栅设两组，按两组同时工作设计，一个停用，一格工作校核。=85 个9 . 04 . 002. 0260sin2 . 4n 栅槽宽度2栅槽宽度一般比格栅宽 0.20.3m,取 0.2m。设栅条宽度 s=10mm=0.01m则栅槽宽度 B= mnbn74. 22 . 08502. 018501. 02 . 01s2） 通过格栅的水头损失 栅前渐宽段的长度1 111tan2BBL式中 B栅槽宽度，m B1进水渠宽，m,设 B1=6.50m 1进水渠展开角度，一般采用 20o=0.74m0120tan22 . 274. 2L 栅后渐宽段的长度2 L2=

31、 m37. 0274. 021L 通过格栅的水头损失301hkh 其中 sin2h20gv34sb式中 h1设计水头损失，m h0计算水头损失，m g重力加速度，m/s2 k系数，一般采用 3 阻力系数，与栅条断面形状有关，设栅条断面为锐边矩形断面42. 2mgvbskkhh104. 060sin81. 929 . 0)02. 001. 0(42. 23sin2234234013） 栅后槽总高度 取栅前渠道超高 h2=0.3m，则栅前槽总高度 H1=h+h2=0.4+0.3=0.7m栅后槽总高度 H=h+h1+h2=0.4+0.104+0.3=0.804m 4） 栅槽总长度L=L1+L2+0.

32、5+1.0+H1/tan =0.74+0.37+0.5+1.0+(1.2+0.3)/tan60=4.54m5） 每日栅渣量W=Q21max100068400KWQ式中 W1-栅渣量,隔栅间隙为 1625mm 时 W1=0.010.05m3/103m3污水，本工程格栅间隙为 20mm,取 W1=0.05m3/103m3污水 W= 0.2m3/d dm /1521. 1100007. 02 . 4684003所以宜采用机械格栅清渣6） 中格栅简图见图 4.1。4.34.3 沉砂池沉砂池沉砂池的功能是利用物理原理去除污水中密度较大的无机颗粒污染物。如：泥沙、煤渣等。沉砂池常见的形式有平流式沉砂池、竖

33、流式沉砂池、曝气沉砂池及涡流沉砂池3。本设计采用曝气沉砂池，通过调节曝气量可以控制污水的旋流速度，使沉砂效率稳定，同时对污水还起到预曝气的作用。曝气沉砂池剖面图见图 4.2。1进水工作平台栅条图图 4.14.1 中格栅简图中格栅简图Fig. 4.1 Sketch of the grid曝气沉砂池剖面图.压缩空气管 2.空气扩散板 3.集砂槽1-1-压缩空气管；压缩空气管； 2-2-空气扩散板；空气扩散板； 3-3-集砂槽集砂槽1 - the compressed air；2 - Air-proliferation plate; 3 - sandstone slot图图 4.24.2 曝气沉砂池

34、剖面图曝气沉砂池剖面图Fig. 4.2 Aeration desilting tank profiles4.3.1 设计参数：1)最大时流量的停留时间为 1-3min。2)水平流速为 0.1m/s。31030.990.50.64 125.7222aaVhLm3)有效水深为 2-3m/s,宽深比为 1-1.5m/s。4)处理每立方米污水的曝气量为 0.1-0.2m3空气。4.3.2 设计计算1) 池子有效容积 取停留时间 t=2min, V=Qmax35046022 . 460mt2) 水流断面面积 取水平流速 v1=0.1m/s, 21max421 . 02 . 4mvQA3) 池总宽度 取设

35、计有效水深 h2=2.5m 24216.82.5ABmh 取池子格数 n=6 格, 每格池子宽度 mnBb8 . 268 .164) 池长mAVL12425045) 每小时所需空气量 取每立方米所需的空气量 d=0.2m3/m3污水 3max36000.2 4.2 36003024/qd Qmh6) 沉砂室各部分尺寸沉砂室由两部分组成：一部分为沉砂池坡向沉砂斗的过渡部分，另一部分为沉砂斗。设沉砂斗为沿池长方向的梯形断面渠道。 沉砂斗上顶宽1312tanhaa式中 斗高，m,取=0.35m3h3h 1沉砂斗下底宽，m，取1=0.5maa沉砂斗侧壁与水平面的夹角，取=55o2 0.350.50.9

36、9tan55oam 沉砂室高度 设计采用重力排砂，池底坡度为 0.06 坡向砂斗23320.06hhL 其中 220.2122 0.990.24.9122LaLm 30.350.06 4.910.64hm 沉沙池总高度 取超高，310.3hm 1230.32.50.643.44Hhhhm 沉砂斗体积4 31030.990.50.64 125.7222aaVhLm7) 曝气沉砂池示意图图图 4.34.3 曝气沉砂池计算图曝气沉砂池计算图Fig. 4.3 Aeration desilting tank diagram4.44.4 初沉池初沉池初次沉淀池的作用是对污水中密度大的固体悬浮物进行沉淀分离

37、，是悬浮物在重力作用下沉淀下来成为污泥，而相对密度小于 1 的细小漂浮物则浮至水面形成浮渣而除去。按照初次沉淀池的形状和水流特点，通常将初次沉淀池分为平流式、竖流式、辐流式及斜板（管）四种。每种沉淀池均包含进水区、沉淀区、缓冲区、污泥区和出水区五个区。本设计拟采用辐流式初沉池，采用中心进水，周边出水，污水由池中心向池四周辐射流动，流速由大变小，水中悬浮物流动中在重力作用下沉降至沉淀池底部，然后用刮泥机将污泥推至污泥斗排走，澄清水从池周溢流入出水渠。辐流沉淀池由进水装置、中心管、穿孔花墙、沉淀区、出水装置、污泥斗及排泥装置组成。如下：出出出出出出图图 4.44.4 中心进水辐流式沉淀池中心进水辐

38、流式沉淀池Fig. 4.4 Convergence center influent flow sedimentation tank4.4.1 设计参数1） 池子直径不宜小于 16m；2） 池子直径与有效水深的比值为 612；3） 池子直径小于 20，一般采用中心驱动式的刮泥机，其驱动装置设在池子中心走道板上；池子直径大于 20 时，一般采用周边驱动式的刮泥机，其驱动装置设在桁架的外缘33。4.4.2 设计计算1） 单池表面积 表面负荷一般采用 1.5-3.0，本设计取=2.5，沉淀池座数32/()mmhq32/()mmhn=62max151251008.3362.5QAmnq2） 池子直径 （

39、D 取 36m）20m 24 1008.3335.844mAD采用周边驱动式的刮泥机，其驱动装置设在桁架的外缘。3） 沉淀部分有效水深 设沉淀时间 t = 2h ,则 有效水深： h2 =qt =2.51.8=4.5m 4） 径深比校核 D/ h2 = 36/4.5 = 8 (在 612 范围内，符合要求) 5） 沉淀池总高度 每天污泥量 1 3033100100 200 0.5 30000030.3/10 (100)10(10096%) 1000CQVmdP 污泥斗容积2 设污泥斗上部半径 r11.8m，污泥斗下部半径 r2=0.8m，倾角取=60，则污泥斗高度： h5 = （r2- r1）

40、tan=（1.8-0.8）tan60=1.73m 污泥斗容积： V1 = （r12+r2r1+r22）h53 = （1.82+1.80.8 +0.82）3.14 1.733=9.6m3 污泥斗以上圆锥体部分污泥容积3池底坡度采用 i=0.05，沉淀池半径 R=18m则圆锥体的高度为： h4 = （R- r1）i=（18-1.8）0.05 = 0.81m 则 22320.81(1818 1.8 1.8 )304.93Vm圆锥体部分污泥容积：V= V1+ V2 =9.6+304.9 =314.5 m330.3m3可见池内有足够容积。 沉淀池总高度4 设沉淀池超高 h1=0.3m，缓冲层高 h3 =

41、0.5m，沉淀池总高度： H = h1+h2 +h3+h4 +h50.3+4.5+0.5+0.81+1.737.84 m 6） 沉淀池池边高度 H= h1+h2 + h3 = 0.3+4.5+0.5 = 5.3 m 7）沉淀池示意图r1Ri=0.05r2h1h2h3h4h5图5 辐流式沉淀池计算草图图图 4.54.5 初沉池示意图初沉池示意图Fig. 4.5 Sketch of the initial sedimentation tanks4.54.5 曝气池曝气池本设计采用前置取样段阶段曝气活性污泥法，即在曝气池前设置缺氧段（缺氧选生物择器）停留时间为 40min22. 生物选择器是用生物竞

42、争的原理，人为的在曝气池中再成某种有利于选择性的发展菌胶团细菌的生态环境，使菌胶团细菌迅速增长，抑制丝状菌过度增殖，从而控制污泥膨胀，其具体方法是在曝气池前段设置一个停留时间比曝气池短得多的区段，称为生物选择器。在生物选择器中，起始原污水的基质浓度很高，可局部提高F/M 值。在此环境下，菌胶团细菌迅速摄取、转化并贮存污水中大部分可溶性有机物，夺取了丝状菌的营养源，成为优势菌。在后续的曝气池中，由于丝状菌缺少营养而受到抑制，菌胶团细菌却可以继续氧化内源贮存物而得到增殖，因而抑制了丝状菌增长，控制了污泥膨胀的发生。 根据选择器内部运行条件的不同，可分为好氧型、缺氧型和厌氧型，本设计采用缺氧型选择器

43、，该缺氧选择器除需较高的基质浓度梯度外，菌胶团在有硝酸盐的缺氧条件下，有比丝状菌高出两个数量及的机制利用率和硝酸盐还原速率。 因此，在曝气池前段设置缺氧选择器改善污泥沉降性能，控制污泥膨胀，同时达到脱氮的效果。4.5.1 工艺模式为取得最佳效果，节约能源，采用微孔空气扩散装置，将曝气池平均分为 4 段，每段为一个完整的混合反应器。每段进水比例均为 25%，回流污泥从第一段首端进入，混合液从最后一段末端流出。工艺流程模式如下77：图图 4.64.6 工艺模式图工艺模式图Fig. 4.6 Model of technologyQ进水流量；S0进水 BOD5 浓度；R回流比；XR回流污泥浓度；Se出

44、水 BOD5 浓度；QW剩余湿污泥量；V曝气池体积；Q1Q4曝气池各段进水流量；V1V4曝气池各段体积；X1X4曝气池各段混合液污泥浓度。其中 Q1=Q2=Q3=Q4=Q/4；V1=V2=V3=V4=V/44.5.2 设计运行参数表表 4.14.1 设计运行参数设计运行参数V1 X1 V2 X2 V3 X3 V4 X4二沉池Q S0(R+1)QQW SeQW XRRQ XRQ SeV1 X1 V2 X2 V3 X3 V4 X4二沉池Q S0(R+1)QQW SeQW XRRQ XRQ SeTab. 4.1 Design and operation parameters项目参数曝气时间（h）ML

45、SS(mg/L)污泥回流比(%)容积负荷(kgBOD5/m3d)污泥负荷(kgBOD5/kgMLSSd)送气量(m3/m3d)污泥龄(d)BOD 去除率(%)462000300025750.41.40.20.43724954.5.3 设计计算1） 污水处理程度的计算 原污水经过初次沉淀池的处理，SS 按降低 50%，BOD5按去除 25%考虑，由原污水中的 SS 为 200mg/L, BOD5为 250mg/L,则进入曝气池污水的 BOD5值为: 250(1 25%)187.5/aSmg L进入曝气池污水的 SS 值为: 200(1 50%)100/SSCmg L剩二沉池出水 BOD5由溶解性

46、 BOD5和悬浮性 BOD5组成，其中只有溶解性 BOD5与工艺计算有关，出水溶解性 BOD5可用下式估算： Se=Sz-7.1KdfCe 式中：Se出水溶解性 BOD5;Sz二沉池出水总 BOD5;Sz=20mg/lKd活性污泥自身氧化系数，典型值为 0.06d-1;f二沉池出水 SS 中 VSS 所占比例，去 f=0.75;Ce二沉池出水 SS,Ce=20mg/l;Se=20-7.1 0.06 0.75 20=13.61mg/l则曝气池 BOD5去除率： 187.5 13.61=100%100%93%187.5aeaSSS2） 确定污泥负荷 NS= 2eK S f50.023 13.61

47、0.750.25/0.93kgBODkgMLSS d 式中 K2动力学参数，取值范围 0.0168-0.0281，取 K2=0.0233） 确定混合液污泥浓度选取污泥回流比 R 为 60%，回流污泥浓度为 8000mg/l,则曝气池混合液污泥浓度平均为： 1111()40.250.50.7510.6 80001111()40.60.250.60.50.60.750.6 14142/RRXXRRRRmg l各段污泥浓度12340.6 80005647/0.250.60.250.6 80004364/0.50.60.50.6 80003556/0.750.60.750.6 80003000/10.

48、6 1RRRRRXXmg LRRXXmg LRRXXmg LRRXXmg LR4） 确定曝气容积采用污泥负荷法计算曝气容积。 3300000 187.5543224142 0.25asQSVmXN5） 复核出水 BOD5根据生物动力学原理，当曝气池体积 V,曝气池混合液污泥浓度 X 已知时，进水BOD5浓度 Sa与出水 BOD5浓度 Se之间的关系可用下式表示 2()aeeQ SSK SXfV由上式得: 2aeQSSQK XfV其中 Q1=Q2=Q3=Q4=Q/4=75000m3/dV1=V2=V3=V4=V/4=54322/4=13580.5m3第一段出水水质11121175000 187.

49、5750000.023 5647 0.75 13580.510.06/aeQ SSQK X fVmg L第二阶段出水水质112212222()75000 10.0675000 187.5(7500075000)0.023 4364 0.75 13580.512.64/eaeQ SQ SSQQK X fVmg L第三段出水水质12233123233()()(7500075000) 12.6475000 187.5(750007500075000)0.023 3556 0.75 13580.515.08/eaeQQ SQ SSQQQK X fVmg L第四段出水水质12334441234244(7

50、50007500075000) 15.0875000 187.5(75000750007500075000)0.023 3000 0.75 13580.517.41/eaQQQ SQ SSeQQQQK X fVmg L如果采用推流式传统曝气工艺，X=3000mg/L,出水溶解性 BOD5浓度：2300000 187.518.08/3000000.023 3000 0.75 54322aeQSSmg LQK XfV复核结果表明，采用阶段曝气工艺进行，出水水质好于传统曝气工艺。6） 计算剩余污泥剩余污泥由生物污泥和非生物污泥组成。生物污泥由微生物的同化作用产生，并因微生物的内源呼吸而减少，非生物污

51、泥由进水悬浮物中不可生化部分产生，活性污泥产率系数 Y=0.6，剩余污泥Xv计算公式： ae-S10001000VdSXXYQK Vf第一阶段剩余生物污泥量ae11111-S10001000187.5 10.656470.6 75000.0613580.5 0.75100010004533.79/VdSXXYQK V fkg d第二阶段剩余生物污泥量1e121222212e122S()10001000S241000100010.06 187.52 12.6443640.6 750000.0613580.5 0.75100010005085.66/aeVdaedQQ SQQ SXXYQK V f

52、SSXQYK V fkg d 第三阶段剩余生物污泥量12e2312333313e2333(+)S()100010002S34100010002 12.6 187.53 15.0835560.6 750000.0613580.5 0.75100010005366.15/aeVdaedQQQ SQQQ SXXYQK V fSSXQYK V fkg d 第四阶段剩余生物污泥量123e3412344444e3444(+)S()100010003S44100010003 15.08 187.54 17.4130000.6 750000.0613580.5 0.75100010005506.13/aeVd

53、aedQQQQ SQQQQ SXXYK V fSSXQYK V fkg d 剩余非生物污泥0110020(1)300000 (1 0.7 0.75)11400kg/d10001000ebCCXQff剩余污泥总量v123414533.795085.665366.155506.131140031891.73/vvvXXXXXXkg d 7） 复核污泥龄4142 0.75 543228.21000 (4533.795058.665366.155506.13)CVXfVdX8） 设计需氧量第一段设计需氧量11111111110001000410001000187.5 10.0656470.5 7500

54、00.1213580.5 0.751000100013556.02/aeaeQ SQ SXAORabV fSSXQabV fkg d第二阶段设计需氧量112122222122()100010002410001000187.5 10.062 12.6443640.5 750000.1213580.5 0.751000100011794.38/eaeeaeQ SQ SQQ SXAORabV fSSSXQabV fkg d 第三阶段设计需氧量122312333332333()()10001000234100010002 12.64 187.53 15.0835560.5 750000.1213580

55、.5 0.751000100010629.05/eaeaeQQ SQ SQQQ SXAORabV fSSSXQabV fkg d 第四阶段设计需氧量12334123444443444()()10001000344100010003 15.08 187.54 17.4130000.5 750000.1213580.5 0.75100010007982.99/eaeaeQQQ SQ SQQQQ SXAORabV fSSSXQabV fkg d 总设计需氧量 123413556.02 11794.38 10629.057982.9943962.44/1831.77/AORAORAORAORAORkg

56、 dkg h以上计算表明，采用阶段曝气工艺，可以提高曝气池混合液浓度，缩小曝气池体积，均衡需氧量，出水水质优于传统曝气工艺。9） 标准需氧量和用气量微孔曝气头安装在距池底 0.3m 处，淹没深度 4.7m, 曝气头氧转移效率 EA为 20%其绝对压力 35559.8 100.013 100.098 104.71.47 10bPPHPa气泡离开水面时含氧量 AtA21(1 E )21(1 0.2)O100%100%17.5%7921(1 E )7921(1 0.2)清水氧饱和度 CS(25)为 8.4mg/L，则曝气池内平均溶解氧浓度5Sb(25)S(25)551.47 1017.5CC()()

57、9.4/2.2026 10422.2026 1042btPOmg L标准需氧量 SOR (20)20(25)25 20() 1.0241831.7 79.170.85 (0.95 9.42) 1.0242532.73/AORSTSbQCSORCCkg h 空气用量 (25)33F(25)ASOR2533.73Q =42212.17/703.54/min0.3E0.3 0.2mhm10） 曝气池布置曝气池采用矩形廊道型，分 6 座 单池池容1 354322905466VVm单 单座曝气池有效面积 曝气池有效水深 h=5m,2 31810.8VAm单单9054h5 曝气池宽度 采用四廊道式，廊道宽

58、 b=6.2m,曝气池宽度：3 44 6.224.8Bbm 曝气池长度：4 1810.874.0m24.8ALB单 校核宽深比：5 6.21.24m5bh廊道宽水深宽深比大于 1 小于 2，满足设计要求。 校核长宽比：6 74.011.910b6.2L池长廊道宽满足设计规范要求。 曝气池总高 曝气池高取 0.8m，750.85.8Hm11） 曝气池布置设曝气池 6 座，每座有效容积 V=54322/6=9054m3,每座长 85m,宽 24m,深5.8m。 （按 1.21 的时变系数考虑）每座池分为 4 个廊道，每个廊道宽为 6m。 在曝气池前端设置长为曝气池长 1/3、宽为曝气池宽 1/4

59、的池子作为缺氧段。污水由缺氧选择器流出后再分别送入曝气池各段。4.64.6 二沉池二沉池二沉池的处理对象是活性污泥混合液，它具有浓度高、有絮凝性、质轻、沉速较慢等特点，沉淀时泥水之间有清晰的界面，属于成层沉淀。二沉池除了进行泥水分离外，还起着污泥浓缩的作用，在二沉池中进行两种沉淀，即：成层沉淀和压缩沉淀。设计采用六座中心进水、周边出水幅流式二次沉淀池，每座分担流量Q=2520.8m3/h4.6.1 设计参数表面负荷 q=1.3m3/m2.h ，沉淀时间 T=2.5h。4.6.2 设计计算1） 单池表面积 2max1 .19393 . 1615125mnqQA2） 单池直径 D=47.9m，取

60、D=50m20m A41 .41939 采用中心传动排泥设备，其驱动装置设在桁架的外缘。3） 校核固体负荷G=206.8kg/md150kg/m(符合要求) AXQR0)1 (242d 24） 有效水深 h2=q T=1.3 2.5=3.25m 5） 污泥区的容积(按照 2h 贮泥时间计算)V=27290.4m3）（rXX24X) 1(2QRT）（800041422441423000006 . 122单池的污泥区所需的容积 V =27290.4/6=4548.4m3 6） 污泥区的高度 污泥斗高度1泥斗下部直径 D2=2.0m，上部直径 D1=3.5m，斗倾角 60，泥斗上方锥体坡度i=0.0