毕业论文-b市x区城市污水处理厂工艺设计3

1、目录第一章总论11.1设计的背景和目的11.1.1设计背景11.1.2设计目的11.2设计参数21.3自然环境状况21.3.1气象资料21.3.2工程地质资料21.4设计内容31.5设计进水31.5.1设计水质水量31.5.2污水处理要求41.5.3污水设计处理程度41.6污水处理厂厂址选择41.7污水处理工艺流程简述51.7.11艺分析51.7.2工艺选择71.73工艺流程图8第二章污水处理系统主体构筑物设计82.1中格栅82.1.1中格栅的作用82.1.2中格栅设计数据92.1.3中格栅的设计计算92.1.4屮格栅设计草图112.2污水提升泵房112.2.1提升泵房设计计算112.3细格栅

2、122.3.1细格栅作用122.3.2细格栅设计计算132.3.3细格栅设计草图142.4沉砂池142.4.1沉砂池作用及类型142.4.2沉砂池一般规定152.4.2旋流沉砂池选型及设计数据162.5辐流式初沉池172.5.1设计参数与数据182.5.2沉淀区尺寸计算182.5.3污泥区计算202.6生化反应池202.6.1生化反应池设计202.6.2主要设计参数选取212.6.3设计计算21反应池进出 水计算252.7曝气系统的计算262.9辐流式二沉池272.9.1二沉池设计272.9.2设计原则272.9.3设计参数282.9.4设计计算282.8.3污泥量302.9接触池302.9.

3、1接触池尺寸计算302.9.2加氯间312.10污泥回流系统设计312.10.1污泥回流泵房313. 污泥处理部分构筑物设计323.1污泥浓缩池设计计算324. 污水厂平面布置334.1污水厂平面布置原则344.2平面布置355. 污水厂高程计算365.1污水厂高程布置原则365.2污水流经各处理构筑物的水头损失37表构筑物水头损失375. 3各处理构筑物间连接管渠的水力计算375.4各污水处理构筑物水位标高计算39结论40第一章总论1.1设计的背景和目的1.1.1设计背景为使污水达到排水某一水体或再次使用的水质要求，并对其进行净化的过程。 污水处理被广泛应用于建筑、农业,交通、能源、石化、环

4、保、城市景观、医疗、 餐饮等各个领域，也越来越多地走进寻常百姓的日常牛活。一级处理，就是对污染水中悬浮的污染固体物质，运用物理处理方法只能完 成一级处理的效果要求。污水经一级处理，bod的含量一般可以去除30%上下， 但这样达不到排放的标准。一般來说，一级处理是进行二级处理的预处理。二级处理，主要是处理污水中胶体以及呈溶解状的有机污染物（bod, c0d 物质），去除率一般可达90%,这样就使有机污染物质达到排放的标准，目前使 用比较广泛的是短纤维，悬浮物去除率达95%出水效果好。三级处理是再二级处理的基础上对较难降解的有机污染物、氮和磷等能够导 致水体富营养化的可溶性无机物等处理。主要有以下

5、方法活性炭吸附法，生物脱 氮除磷法，砂滤法，混凝沉淀法，离子交换法和电渗析法等。目前，国内外城市污水处理厂厂采用的二级处理工艺主要有：ab工艺、sbr 间歇时活性污泥法等工艺、氧化沟工艺（循环混合式活性污泥法）、a/0生物脱 氮活性污泥法、a/a/0生物脱氮除磷工艺。1.1.2设计目的1通过污水处理厂实例设计，将理论应用于实际，学以致用，掌握污水处理 具体流程和工艺，为以后的工作实践提供经验；2通过绘制工艺流程图，加深对工艺流程的理解,理解各管线的进出水位置；3通过绘制主体构筑物图，掌握该构筑物的工作方式等。同时，通过小组内 成员间的合作与沟通能更好的完成设计。1.2设计参数b市x区城市人口

6、50万，工业排水每天10万立方米，其它用水每天4万立 方米，水质为：codg r =240-360mg/l> bod二 140240、nh3=30-38mg/l> ss二 120180 mg/l> ph=6-9;水温 t二 1535°c；1.3自然环境状况1.3.1气象资料i气象特征木市属暖温半湿润大陆性季风气候，受海洋影响较大，温度适中，夏季凉爽， 年h照百分率为62%。2风况市区历年主导风向：夏季为西南风、冬季为东北风。年平均风速3.7m/s,年 静风频率为9.6%,最大风速18m/so3气温市区全年四季分明，历年平均气温10.6°c,最大冻土深度85

7、cm,多年平均 相对湿度为62%,历年最高气温平均34.18°c,历年最低气温平均-15.84°co4降水多年平均降水量为690mm,以中小型降水为主。降水主要集中在夏季，一 般占全年总降水量的70%,多年平均蒸发量为1711mm。1.3.2工程地质资料1地质条件木工程为现状厂地，地层由上至下依次为耕土、杂填土、粉细砂、粉土、细 砂、粗砾石、粉质粘土、中粗砂、卵石、强风化混合花岗岩组成，场地地层分布 基本稳定。2地形地势处理站地势较低，自西北向东南方向有缓坡，坡度0.5%。300m内没有生活 区和办公楼。处理站而积为200mx200mo西北东南走向有一条河流，河流丰水 期水

8、位可满足污水处理厂出水水质要求。1.4设计内容本次设计主要为设计一座城市二级污水处理厂，出水要求达到三类水体排放 标准，按城镇污水处理厂污染物排放标准gb18918-2002出水水质将达到一 级b。其主要设计内容包括：设计课题的背景和目的；设计任务的概况；处理工 艺的选择和工艺流程的概述；主要设备及构筑物的设计计算并附计算草图；实际 说明书和计算书的撰写；设计后附一张工艺流程图（选择污水处理厂厂址，确定 污水处理厂的工艺流程，画出工艺流程图）和一张主题构筑物图（按初步设计扩 大画出主体构筑物平面，立面和剖面图）。1.5设计进水1.5.1设计水质水量进水水质：cod=240-360mg/l、bo

9、d二 140240、nh3=30-38mg/l、ss=120180mg/l、ph=69；水温 t=1535°c；进水质量：本次设计中，b市x区城市人口 50万，故为大城市，工业排水 每天10万立方米，其它用水每天4万立方米。设定该市处于二区城市，根据给 排水设计手册，城市居民牛活用水量标准gb/t 50331-2002,可设计二区大城市 人均综合生活用水量指标为130210 l/ （人天），这里取160 l/ （人天），排放 系数取0.80,则该地区人口平均每天排水量qj =500000x06x0.8=6.4x 104m3/d, 工业排水量q2=l x 105 m3/d,其他用水量q

10、3=4x 104 m3/d,平均排水量：qa=qi+q2+q3=6.4x 104 m3/d+l x 105 m3/d+4x 104 m3/d=2.04 x 105m3/d=2.36m3/s总变化系数:k =亘=2.72 =8z qaqai 236o0-108*则设计流量：qmax= kzxqa= 1.18x204000m3/d=240720 m3/d 二2.79 m3/s 所以b市x区设计口处理量约为24万吨。1.5.2污水处理要求要求排入地表水环境质量要求三类水体，根据城镇污水处理厂污染物排放 标准(gb18918-2002)应执行污水排放一级b标准。1.5.3污水设计处理程度进水浓度(mg

11、/l)出水浓度(mg/l)处理效率()codor3606083.3bod52402083.3nh3-n3887&9ss180208&81.6污水处理厂厂址选择水厂址选择原则恰当地选择污水处理厂的位置对于城市规划的总体布局、 城市环境保护要求、污水污泥的利用和出路、污水管网系统的布局、污水处理厂 的投资和运行管理等都有重要影响。 污水处理厂厂址的选择应符合以下原则: 根据控制性详细规划的要求，同时结合实际发展情况进行厂区规划，解决好 污水处理与企业建设协调的问题。 结合污水管道系统布置及出水口位置，污水处理厂的位置选择应与污水管道系 统布局统一考虑。从污水自流排放出发，厂址宜选在

12、城市低处，沿途尽量不设或 少设提升泵站；此外，厂址宜结合出水口位置考虑，污水处理厂设在接纳污水的 水体附近，便于处理后的出水就近排入水体，减少排放渠道的长度。 污水处理厂宜设在水体附近以便于排水，但又要考虑到不受洪水的威胁； 必须有满足污水处理工艺所需的土地保证； 厂址的选择需考虑交通运输及水电供应等条件； 为保证环境卫生的要求，厂址应与规划居住区或公共建筑群等保持一定的卫 生防护距离。 厂址应该位于整个服务区主导风向的下风向。1.7污水处理工艺流程简述1.7.1工艺分析根据2013国家鼓励发展的环境保护技术目录，日处理能力达到24万吨， 且污染物去除率能达到上述标准的污染处理设施，可选用氧化

13、沟活性污泥 法、a2/o城市污水处理技术。两种工艺都有其独特的方面，般根据具体情况而 定。主要特点如下：(1) 氧化沟工艺氧化沟又称循环混合式活性污泥法。一般采用延时曝气，同时具有去除bod5 和脱氮的功能，它采用机械曝气，一般不设初沉池和污泥消化池。普通卡鲁赛尔氧化沟处理污水的原理如下：氧化沟中的污水直接与回流污泥 一起进入氧化沟系统。在充分掺氧的条件下，微生物得到足够的溶解氧來去除 bod；同吋，氨也被氧化成硝酸盐和亚硝酸盐，此吋，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。微生物的氧化过程消耗了水中溶解氧，

14、知道 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 作用发生在一个池子内。由于结构的限制，这种氧化沟虽然可以有效去除bod,但脱氮除磷的能力有限。氧化沟的主要优点如下：1 氧化沟的液态在整体上是完全混合的，而局部乂具有推流特性，使得在污 水中能形成良好的混合液生物絮凝体，提高二沉池的污泥沉降速度及澄清效果, 另外，其独特的水流性能对除磷脱氮也是极其重要的。2. 处理效果稳定，出水质好，并可实现脱氮。3. 污泥厂量少，污泥性质稳定。4. 能承受水量，水质冲击负荷，对高浓度工业废水有很大的稀释能力氧化

15、沟的缺点如下：虽然污泥产量少，耐冲击负荷，但是这是建立在该工艺很低的污泥负荷上的，且要求处理构筑物内水深要浅，而这又决定了在处理相同水质，水量污水的 情况下，该工艺是最占土地的，也即增加了基建费用。（2）a%工艺a2o是anaeroxic-anoxic-oxic的英文缩写,a2o生物脱氮除磷工艺是传统活 性污泥工艺、生物硝化及反硝化工艺和生物除磷工艺的综合。其工作原理：牛物池通过曝气装置、推进器（厌氧段和缺氧段）及回流渠道的 布置分成厌氧段、缺氧段、好氧段。bod5、ss和以各种形式存在的氮和磷将一 一被去除。a20生物脱氮除磷系统的活性污泥中，菌群主要由硝化菌和反硝化 菌、聚磷菌组成。在好氧

16、段，硝化细菌将入流中的氨氮及有机氮氨化成的氨氮, 通过生物硝化作用，转化成硝酸盐；在缺氧段，反硝化细菌将内回流带入的硝酸 盐通过生物反硝化作用，转化成氮气逸入到大气中，从而达到脫氮的目的；在厌 氧段，聚磷菌释放磷，并吸收低级脂肪酸等易降解的有机物；而在好氧段，聚磷 菌超量吸收磷，并通过剩余污泥的排放，将磷除去。a?/0工艺优点：1 .流程简单，构筑物少，大大节省基础费用2.在原污水c/n较高（大于4）时，不需外加碳源以原污水中的有机物为碳 源保证了充分的反硝化，节省了费用3好氧池在缺氧池之后，可使反硝化残留的得到进一-步清除，提高岀水水质4.缺氧池在好氧池之前，一方面由于反硝化消耗了一部分碳源

17、有机物，可减 轻好氧池的有机负荷，另一方而也可起到生物选择器的作用，有利于控制污泥膨 第6页胀。5该工艺在低污泥负荷、长泥龄条件下运行，因此系统剩余污泥量少，有一 定稳定性6.便于在常规活性污泥基础上改造成a1/0脱氮工艺a?/。工艺缺点：1. a2/0工艺的缺点；2. 反应池容积比a/o脱氮工艺述耍大；3污泥内回流量大，能耗较高；4. 用于中小型污水厂费用偏高；5. 沼气回收利用经济效益差；6. 污泥渗出液需化学除磷。1.7.2工艺选择对a2/o工艺、氧化沟工艺进行比选。a2/o除了具有氧化沟的效果外，还具 有如下特点：构筑物少，大大节省基础费用，厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境 条件和不同种

18、类微牛物菌群的有机配合，能同时具有去除有机物、脱氮除磷的功 能。在同时脱氧除磷去除有机物的工艺中，该工艺流程最为简单，总的水力停留 时间也少于同类其他工艺，污泥沉降性能好。所以木课题选择a2/0工艺。1.7.3工艺流程图污水管线 污泥、栅渣、沉砂管线管 空气管线第二章污水处理系统主体构筑物设计2.1中格栅2.1.1中格栅的作用中格栅是由一组或数组平行的金属栅条、塑料齿钩或金属筛网、框架及相关 装置组成，其栅条净间隙为1040mm,倾斜安装在污水渠道、泵房集水井的进 口处或污水处理厂的前端，用来截留较大的悬浮物和漂浮物，如：纤维、碎皮、 毛发、果皮、蔬菜、木片、布条、塑料制品等，以防止后续的水泵

19、机组、管道阀 门、处理构筑物配水等设施被堵塞或缠绕，减少后续处理产生的浮渣，保证污水 处理设施的正常运行。被截留的物质成为栅渣。2.1.2中格栅设计数据（1）污水处理系统前格栅栅条净间隙，应符合下列要求：1）人工清除:25-100mm2）机械清除：16100mm3）最大间隙：100mm污水处理厂可设置中、细两道格栅。为了节约人力资源，采用机械清除。（2）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。（3）过栅流速一般采用0.6-1.0m/so此次采用0.8m/so（4）格栅前渠道内的水流速度，一般采用0.4-0.9m/so此次采用0.7m/s。（5）格栅角度，一般采用45°

20、-75°。人工清除的格栅倾角小时，较省力，但 占地多。此次设计为75°。（6）栅渣量与地区的特点、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：1）格栅间隙 16-25mm： 0.10-0.05m3栅渣/103 m3 污水。2）格栅间隙 30-50mm： 0.03-0.0lm3栅渣/l（?n?污水。此次设计格栅间隙为30mm,单位栅渣量取w,二0.02n?2.13中格栅的设计计算设四台中格栅，格栅间隙b=30mm,栅条宽度s二0.01m,格栅倾角仅= 75。， 设栅前水深h=0.60m,过栅流速v=0.8m/s,栅前流速vo.7 m/

21、s,单位栅渣量取 wj =0.02m3栅渣/1000m3污水,每台格栅前设置闸门，采用机械清渣。（1）栅条间隙数n =2.79jsin75°_ 偲4bhv 4x0.03x0.6x0.8（2）栅槽宽度bb = s（h 1） + b/i + 0.02 = 0.01x（48-1） + 0.020 x48 + 0.02 = 1.45（m）（3）通过屮格栅水头损失设栅条断面为锐边矩形断面:0 = 2.42k=3s 4 y/2h、=讣=#(p sin ak b 2g42.42x0.01 v 0.82.a10.020 丿0.091(/7?)xsin75 x3 19.6(4) 栅后槽的总高度：h?-

22、格栅前渠道超高，设计h2=0.3mh = h-h+li1 =0.6 + 0.091 + 0.3 = 0.991(/71)-1.0(m)(5) 栅前渠道深：hi=h + h2= 0.6 + 0.3 = 0.9(6) 栅槽的总长度l：进水渠道渐宽部分的长度li。设进水渠宽b尸0.85m,其渐宽部分展开角度0=20。(进水渠道内的流速为0.77m/s),b-b2 tan a1.45 - 0.852 tan 20-0-824栅槽与岀水渠道连接处的渐窄部分长度l2 (m)l0.824-0.412 (m)l =厶 + l + 1.0 + 0.5 +tan a0.9tan 75=0.824 +0.412 +

23、0.5 + 1.0 + =2.98 (m)(7) 每日栅渣量w：86400 _ 86400x2.79x0.03loookz 一 1000x1.18-式中：wi为栅渣量，m'/lof 污水，格栅间隙为3050mm时,wj=0.030.01m3/103m3 污水，取 wi=0.03m3/103m3 污水笫io贝2.1.4中格栅设计草图2.2污水提升泵房2.2.1提升泵房设计计算泵站选用集水池与机器间合建的矩形泵站。1流量的确定qmax=2790l/s本设计拟定选用5台泵(4用1备)，则每台泵的设计流量为:q = qmax / 4 二 2790 / 4 二 697.5l / s各构筑物水头损

24、失构筑物估算水头损失(cm)设计中取的水头损失值(cm)格栅102525沉砂池102525辐流沉淀池506050反应池255050接触池103025泵后构筑物总水头损失二接触池水损+氧化沟水损+辐流沉淀池水损+沉砂池 水损+细格栅水损+富余水头二0.25+0.50+0.5+0.5+0.25+0.25+0.5二2.75m水泵扬程二常水位一最低水位+泵后构筑物总损失+泵站内水头损失+富余水 头=2+2.75+2.0+1.0=7.75m水泵提升的流量按最大时流量考虑，q=2790m3/s,按此流量和扬程来选择水 泵。选择tlw型立式污水泵，型号为350tlw-625ii,共5台，4用1备，单泵性 能

25、参数为：350tlw-625ii立式污水泵性能参数型号流量q(m3/s)扬程h(m)转速n(r/min)电动机功率n(kw)效率t) %气蚀余量(npsh)r(m)审量(kg)350tlw-625ii279011.858090834.040503.集水池的设计计算泵站集水池容积一般按不小于最大一台泵5分钟的出水量计算，本次设计集 水池容积按最大一台泵6分钟的出水量计算，有效水深取2.5米。心 2 = 697.5x60x6 = 25.需1000 1000则集水池的最小面积f为= 100.42.3细格栅2.3.1细格栅作用细格栅作用：进一步拦截粗格栅未能去除的较小漂浮物，以免堵塞后续单元的设备和工

26、艺渠道。2.3.2细格栅设计计算设四台细格栅，格栅间隙b=8mm,栅条宽度s二0.01m,格栅倾角 = 75设栅前水深h=0.60m,过栅流速v=0.8 m/s,栅前流速巾二0.7 m/s,单位栅渣量取wi二0.07m3栅渣/looon?污水，每台格栅前设置闸门，采用机械清渣。(1) 单台格栅的间隙数量：吨册一 2加后而=%4bhv 4x0.01x0.8x0.8(2) 单台格栅栅槽宽度：b = s(7?-l) + /?« + o.2 = 0.01x(94-1) + 94x0.008 + 0.2 = 1.882-1.9(3) 通过栅水头损失(设栅条断面为锐边矩形断面儿0 = 2.42，

27、代入数据得:h、= hk = 0(丄) sin akb 2g=2.42 x ()/' xsin 75 x 30.00819 .6=0.39 (m) - 0.40 (m)(4)栅后槽的总高度：h = h 4- /?( + /?2 = 0.8 + 0.40 +0.3 = 1.5(m)式中：h“栅前水深，取0.80m ； h2-格栅前渠道超高，h2=0.3m(5)栅前渠道深:h j = h + h2 = 08 + 0.3 = 1 .1 (m )栅槽的总长度l：进水渠道渐宽部分的长度li。设进水渠宽b尸0.90m,其渐宽部分展开角度= 20 (进水渠道内的流速为0.70m/s),1 .3 0.

28、92 tan 20-0 .55 (m )栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度l2 (m)l2厶=厶+厶2 + 10 + 0.5 +htan a二 0.55 +0.28 +0.5+ 1.0 +0.9tan 75二 2.51 (m)(7) 每日栅渣量w：w = 86400qn“" _ 86400x2.79x0.03 尢 翔肿 loookz1000x1.18*' 丿式中：wi为栅渣量，m3/103m3污水，格栅间隙为10-25mm时,wi=0.10-0.05m3/103m3污水，取 wi=0.03m3/103m3污水。2.3.3细格栅设计草图2.4沉砂池2.4.1沉砂池作用及类型污水

29、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带损坏脱水设备。沉砂 池的设置目的就是去除污水中的泥沙、煤渣等相对密度较人的无机颗粒，以免影 响后续处理构筑物的正常运行。沉砂池按水流方向的不同可分为的不同可分为平流式、竖流式、曝气沉砂池 和旋流沉砂池四类。比较如下：a. 平流沉砂池 优点：沉淀效果好，耐冲击负荷，适应温度变化。工作稳定， 构造简单，易于施工，便于管理缺点：占地大，配水不均匀，易出现短流和偏流， 排泥间距较多，池中约夹杂有15%左右的有机物使沉砂池的后续处理增加难度。b. 竖流沉砂池 优点：占地少，排泥方便，运行管

30、理易行。缺点：池深大， 施工困难，造价较高，对耐冲击负荷和温度的适应性较差，池径受到限制，过大 的池径会使布水不均匀c. 曝气沉砂池 优点：克服了平流沉砂池的缺点，使砂粒与外裹的有机物较 好的分离，通过调节布气量可控制污水的旋流速度，使除砂效率较稳定，受流量 变化影响小，同时起预曝气作用，其沉砂量大，且其上含有机物少。缺点：由于 需要曝气，所以池内应考虑设消泡装置，其他型易产生偏流或死角，并且由于多 了曝气装置而使费用增加，并对污水进行预曝气，提高水中溶解氧。d. 旋流沉砂池（钟式沉淀池）优点：占地面积小，可以通过调节转速，使 得沉砂效果最好，同时由于采用离心力沉砂不会破坏水中的溶解氧水平（厌

31、氧环 境）缺点：气提或泵提排砂，增加设备，水厂的电气容量，维护较复杂。基于以上四种沉砂池的比较，本工程设计确定釆用旋流沉砂池，去除污水屮 比重较大、粒径大于0.2mm的无机砂粒，以减轻后续处理构筑物和设备的磨损、 堵塞，保证后续流程顺利运行。2.4.2沉砂池一般规定城市污水处理厂应设置沉砂池。（1）沉砂池按去除相对密度2.65、粒径0.2mm以上的砂粒设计。（2）合计流量应按分期建设考虑：1）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 吋，应按每期工作水泵的最大组合流量计算。2）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

32、系列设计。当污水量较少 时，可考虑一格工作、一格备用。(4) 城市污水的沉砂量可按每1。6口3污水沉砂30rr?计算，其含水率为60%,容 量为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，斗壁与水平面的倾角不应小于55%(6) 除砂一般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200mmo(7) 当采用重力排砂时，沉砂池和贮砂池应尽量靠近，以缩短排砂管长度，并 设排砂闸门于管的首端，使排砂管畅通和易于养护管理。(8) 沉砂池的超高不宜小于0.3mo设计参数：最大流速为0. 3m/s,最小流速为0. 15m/

33、so最大流量时停留时间不小于30s, 般 采用30-60so有效水深应不大于1. 2m, 一般采用0. 25-lm；每格宽度不宜小于0. 6m。 进水头部应采取消能和整流措施。池底坡度一般为0.01-0. 02,当设置除砂设备时，可根据设备要求考虑池底 形状。设计流量本设计采用分流制处理系统，污水由提升泵进入细格栅，然后进入沉砂池。 流量按最大设计流量计算：qmax=2. 79m3/s。则每座池子的流量qjq" = q_max/ 2 =2. 79/2二 1. 39(nt3/s)=5004(nt3/h)沉砂池数为两个，并联使用。沉沙量按106m3污水沉砂30m3计算，含水率为60%。除

34、砂采用气提式机械排砂，并设置砂水分离器。2.4.2旋流沉砂池选型及设计数据根据给水排水设计手册(第05册 城镇排水)及设计流量的限制，选用型号为1-2000 旋流沉砂池。表2.1旋流沉砂池尺寸型号流塑(l/s) a b c d e f g h j k l数据计算：1)表面水里负荷竺丄乡00471.31何加")tta2 3.14x6.12'72)沉沙区体积vna2(/ + h) ng / °°、v =- + ca2+ab + b2)3.14 x 6.12 x (0.75 + 0.89)3.14 x 1.3 qq+x (6.12 + 6.1 x 1.5 + 1

35、.52)4=64.44(m3)停留时间3)hrt = 3600x二 3600 x 6444q5004 %36(s)4)进水渠流速v!50045)出水流速v23600dj50043600x2.4x0.75= 0.77(77? /5)3600cj3600x 1.2x 0.75"2.5辐流式初沉池沉淀池的设计规定：(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；(2) 沉淀池的个数或分格数不应小于2个，并宜按并联系列考虑；(3) 沉淀池的超高至少采用0. 3m；(4) 一般沉淀时间不小于lh；有效水深多采用24m,对幅流式式沉淀池指 池边水深；(5) 污

36、泥斗的斜壁与水平面的倾角，方斗不宜小于60°，圆斗不宜小于55° ；（6）排泥管直径不应小于200mm。（7）沉淀池的污泥，采用机械排泥时可连续排泥或间歇排泥。初次沉淀池静 水头不应小于1.5m；二次沉淀池的静水头，曝气池后不应小于0. 9mo（8）当采用重力排泥时，污泥斗的排泥管一般采用铸铁管，其下端深入斗内， 顶端敞口，伸出水面，以便于疏通。在水面以下1. 5-2. 0m处，由排泥管接出水 平排出管，污泥借静水压力由此排出池外。（9）进水管有压力时，应设置配水井，进水管应由池壁接入，不宜由井底接 入，且应将进水管的进口弯头朝向井底。00）初次沉淀池的污泥区容积，宜按不大

37、于2d的污泥量计算。曝气池后的二 次沉淀池污泥区容积，宜按不大于2h的污泥量计算，并应有连续排泥措施。机 械排泥的初次沉淀池和生物膜处理后的二次沉淀池污泥池污泥区容积，宜按4h 的污泥量计算。2.5.1设计参数与数据幅流式初沉池的池子直径与有效水深的比值，宜为6-12；池径不宜小于16m；池底坡度，一般采用0. 05；一般均采用机械刮泥，也可附有空气提升或静水头排泥设施；5、一般按表面负荷计算，按水平流速校核。最大流速：初沉池为7mm/s;二 沉池为5mm/s ；6、进出口处应设置挡板，高岀池内水面0.10.15。挡板淹没深度：进口 处视沉淀池深度而定，不小于0. 25m, 一般为0. 5-1

38、. 0m；出口处一般为0. 3- 0.4m。挡板位置:距进水口为0. 51. 0m；距出水口为0. 250. 5m。2.5.2沉淀区尺寸计算按表面负荷计算法池表面积4 q 5004 “心 3a = = 2502mq 2式中 7表面水力负荷，即要求去除的颗粒沉速，取h)。单池面积设四座初沉池(3) 池直径沉淀部分有效水深hr = q xt = 2x2 = 4%7rd27沉淀部分有效容积t = 3.14x399 x2 = 2499.46m34沉淀池坡底落差取池底坡度i=0. 0539 9=0.90m= 0.05x 竺-22沉淀池周边有效水深h()=l屮+% =4+0.5+0.5=5/w式中：l为缓

39、冲层高度，取0. 5m； b为挂泥板高度，取0.5m。污泥斗容积()污泥斗高度h6 = ( _ ) tan a = (2 -1) x tan 60° = 1.732m岭=警(才 + 砖 + 才)=3.14;1.732 x(22+2x14-12) = 1 2.69a/3 因此，池底可储存污泥的体积为：岭二警 x(f +心+ 心=卫竽竺 x(l*+ 18x2 + 22) = 312.4/共可储存污泥体积为:v； + % = 12.69 + 312.4 = 325.09m3沉淀池总高度/7 =耳)+人+人+03 = 5 + 09 + 1732 + 03 = 7932加(° 3皿超

40、高)2.5.3污泥区计算沉淀池的去除率" = 50%初沉污泥量=540m3 / dlooco77qmax _100xl80x0.5x24xl04103(100-p)p - 1000x(100-96)x1000式中 c°进水悬浮物质浓度，mg/l；71去除率，；p污泥含水率，取96%；p沉淀污泥密度，以1000kg/m3o2.6生化反应池2.6.1生化反应池设计生化池由厌氧段、缺氧段、好氧段组成。在厌氧段中，回流的好氧微生物因 缺氧而释放出磷酸盐，同时使得磷得到一定的去除。缺氧段虽不供氧，但有好氧 池混合液回流供给no.rn电子受体，以进行反硝化作用脱氮。在最后的好氧段 屮，

41、好氧微生物进行硝化和去除剩余bod的同时，还能大量吸收溶解性磷酸盐， 并将其转化为不溶性多聚正磷酸盐而在菌体内贮藏起来，通过沉淀池排放剩余污 泥而达到除磷的目的。2.6.2主要设计参数选取1）设计计算参数确定a）设计进水量：q=240000 m3/d；b）设计给水水质：进水水质：codcr=360mg/l, bod5=240mg/l, nh3-n=38mg/l, ss=180mg/l, ph=6-9,水温 t=15°c；c）设计出水水质：codcr二60mg/l, bod5=20mg/l, nh3-n=8mg/l, ss=20mg/l, ph=69,水温 t=15°c；d）

42、污泥负荷：ls=0.10kgbod5/（kgmlss-d）；污泥回流比 r=60%；e）污泥体积指数svi二150,尸1.2,则回流污泥浓度为：106sviio6r=150xk2 = 8000(mg/l)则混合液悬浮固体浓度为:去品 x8000500 阴l)f) nh3-n去除率：nncxl00% =_qxl00% = 78.9%38g）混合液内回流比r内:xl00% =0,7891-0.789x 100% = 373.9%取只内=400%o2.6.3设计计算1）反应池容积v：式中：q日平均流量，240000m3/d；so进水屮溶解性有机物浓度，mg/l； se出水中溶解性有机物浓度，mg/l

43、； x混合液悬浮固体浓度，mg/l；ls污泥负荷，kgbod5/ (kgmlss d)o2) 生物反应池总水力停留时间t：176000240000= 0.73(1 = 17.6(/2)取 z=18ho3) 各段水力停留时间与容积：设厌氧：缺氧：好氧=1 ： 1 ： 3,于是有t =lxl8 = 3.6(h)1厌氧池水力停留时间'5,池容积= 1x 176000 =35200(m3)；t 弹=xl8 = 3.6(h)缺氧池水力停留时间' 5，池容积v2 =x 176000 =35200(m3)；3 t =-xl8 = 10.8(h)q好氧池水力停留时间5,池容积v3 = fx 1

44、76000 =105600(m3)o4) 校核氮磷负荷：e / qn0 240000 x 38/、好氧段氨氮负荷=忒=3000 % 105600 = 0-028kgtn/(kgmlss.d)符合要求5) 剩余污泥量w：1. 污水处理生成污泥量m (干重)：吩 y(s°-se)q=0.6 x (0.240 一 0.020) x 240000= 31680(kg/d)式中：y产率系数，gvss/gbod5,取0.6。2. 内源呼吸作用分解的污泥阴(干重)：%=kdxm=0.06 x 0.8 x 3000 x 105600-1000= 15206.4(kg/d)式中：kd内源代谢系数，d1

45、,取0.06；x混合液挥发性悬浮固体浓度，xr=fx； f = mlvss ,取0.8； rmlss3. 不可生物降解和惰性悬浮物量畅(干重)，占总ss50%：w. =(tsso-tsse)qx5o%=(080-0.020) x 240000 x50%= 19200(kg/d)则污泥产生量w：骂一吧+化= 31680-15206.4 + 19200= 35673.6(kg/d)污泥含水率设为99.2%,则剩余污泥量牛q = 4459.2(m3/d)(1 - 99.2%) x 10003)污泥泥龄°：vxww2105600x331680 -15206.4取 19do4)生物反应池主要尺

46、寸:设反应池分6组运行。单组有效面积为：取 a=5000m2o采用5廊道式推流式反应池，廊道宽z?=10m,则单组反应池长度为:r 5000l =5x10= 100(m)1. 厌氧池取有效水深h=6.0m,则其水平而积为:% _ 3520()6h 6x6= 977.77(0?)设超高h=0.3m,取长度为98m,则厌氧池尺寸为98.0(m)xl00(m)x6.3(m)。2. 缺氧池取有效水深h=6.0m,则其水平面积为：k _352006h 6x6= 977.77(m2)设超高/2=0.3m,取长度为98m,则厌氧池尺寸为98.0(m)xl0.0(m)x6.3(m)3. 好氧池有效容积为105

47、600m3,取有效水深h=6.0m,则其水平血积为：匕6h1056006x6= 2933(11?)设超高h=0.3m,宽度为30m,取长度为98m,则厌氧池尺寸为98.0(m) x 10.0(m) x 6.3(m)反应池进出水计算4. 进水管渠反应池进水管设计流量q=2.79m3/so设计两条管道一起进水，取管道平均流速i-0.9m/s,则管道过水断面面积a为:a =279 = 12v 0.9管径d为:=1.41(m)5.冋流污泥管渠二沉池回流至厌氧池设计流量为:qr =rq = 0.6 x2.79 = 1.674(m3 管渠为满管设计，取管道平均流速为v=0.7m/s,则管道过水断面面积为:

48、人二型=丄§星=20（赤）2v 1.4取渠道断而/?x/t=3mxlmov = 人 = o.4(m/s)校核流速bxh 3x1,渠道超高取0.3m,渠道总高为l3m。6.进水竖井进水孔通过流量qi为:21 =-(e + <2r)=-x(2.79 + 1.674) = 2.232(m3 /s)2 2孔口流速取v=0.6m/s,则孔口过水段面积a为:7.岀水堰及出水井按矩形堰流量公式：7q2 = 0.42 莎bh.86xbxh 勺式中：b 为堰宽，m, b = 6.0m ；h为堰上水头高，m。22=ei=2.232(m3/s)h=w=fep=0-34(m)2.7曝气系统的计算设计需

49、氧量aor：需氧量包括碳化需氧量和消化需氧量，同时还应考虑反硝化脱氮产生的氧量。则aor =碳化需氧量£)| +消化需氧量2-反硝化产氧量。a)碳化需氧量os。-,)1 -kt 142(=240000x(0豐,00059) +2x(皿0-4838.4)1 e= 32909(kgo2/d)式中：px生物污泥产泥量，心二说-；kbod5的分解速度常数，取k=0.23d"；tbod5试验吋间,z=5d 0s出水溶解性bod5, mg/lo5 = 20-1.42xf xtss(l-e_kl) =20-1.42x0.8x25x(1-eg")=0.59(mg/l)b)消化需氧

50、量d2 = 4.60(n() nc) 4.6 x 12.4% x 口=4.6x240000x(0.38 一 0.08) -4.6x12.4% x (10080-4838.4)= 32820(kgo2/d)故总需氧量为:aor = ©,+ d2 = 32909 + 32820 = 65729 (kgo2 / d)设最大需氧量与评价需氧量之比为1.4,则最大需氧量为：aor max = 1.4 aor = 1.4x 65729 = 9202 l(kgo2 /d)风机的选择离心式鼓风机噪声较小，且效率较高，适用于大中型污水厂，选用时与生产 厂密切配合，机组工作点应避开湍振区。gm型齿轮增速

51、组装式离心鼓风机采用 三元半开式混流型叶轮，比普通离心叶轮外径小30%-40%,-般鼠笼式电动机即 可满足要求。风量可通过进口导页或蝶阀调节，机组效率曲线平坦。本设计出口压力为14& 3kpa,进口流量为118100 m3/h,查设计手册初步选 择gm75型齿轮增速组装式离心鼓风机6台2.9辐流式二沉池2.9.1二沉池设计二次沉淀池是活性污泥系统重要的组成部分，它设在生物处理构筑物后面，在功能上 同时满足澄清(固液分离)污泥浓缩(提高冋流污泥的含固率)两方面要求，它的工作效果 将直接影响系统的出水水质和回流污泥浓度。选择辐流式二沉池，并采用机械吸泥机。2.9.2设计原则除了初沉池的设计

52、原则外，二沉池还有其他的原则：1、二次沉淀池的设计流量应为污水的最大设计流量。2、二次沉淀池屮心筒的下降流速一般不应超过0.03m/s.o3、二次沉淀池的固体负荷g般为140160kg/(m2.d)o4、二次沉淀池出水堰负荷不宜大于l7l/(sm)。5、二次沉淀池污泥斗的容积不宜过大，对于曝气池后二次沉淀池一般规定 污泥斗的贮泥时间为2h,生物膜法后按4h污泥量计算。6、二次沉淀池采用连续机械排泥措施。当用静水压力排泥时，二次沉淀池的进水水头，曝气池后不小于0.9m。2.9.3设计参数水力表面负荷q'二l2m7(n?h)；幅流式沉淀池个数n二4；沉淀时间t二3h。2.9.4设计计算池表

53、面积a=e = w0007 1.2=8333.3m2单池面积池直径取52加沉淀部分有效水深/?2 = cf'xt = 1.2x3 = 3.6m沉淀部分有效容积tib1 3.14x522o_a1 a 3v =h0 =x3.6 = 8501.4/?24 4沉淀池坡底落差取池底坡度i二0. 050.05 x(21.2m沉淀池周边有效水深hq =冋 + 応 +尽=3.6+0.5+0.5=4.6m式中：h3为缓冲层高度，取0. 5m； h5为挂泥板高度，取0.5m。污泥斗容积（）污泥斗高度h6 =（斤- ）«tana = （l-0.5）xtan60° = 0.886m污泥斗储存污泥体积v严警叶 + “ + 才）=314;0&6 x（2 + x0 5 + 0.52） = 1.58m3 因此，池底可储存污泥的体积为：匕=西乂（疋 +心 + 彳）=3.14乂0.65乂（152+ 15x1 +12） = 164.0/共可储存污泥体积为：% +匕二 1.58 + 164.0 = 165.58m3沉淀池总高度（0. 3m超高）h = ho + 九 + 力6 + 0.3 = 4.6 + 0.95 + 0.886 + 0.3 = 6.466m二沉池计算简图如图2-42.8.3污泥量二沉池污泥量二沉池去除率为80%looco77gmax _