某城镇污水处理工艺设计

1、第 1 页 共 59 页摘要随着国民经济的发展要求和人民生活水平的提高，水环境质量的重要地位不断提升，这使得我国的水污染控制工程建设项目的数量不断上升。现在我国的工业发展和城市建设带来大量的污水排放，水污染是当前我国面临的严重环境问题，在水资源日益短缺的今天， 做好污水的处理和再生利用， 有利于保护水环境，保护水源，促进水资源的持续开发利用。本次课程设计的题目为某城镇污水处理工艺设计，主要任务是完成个该地区污水的处理设计，主要按近期规模设计，并考虑远期的发展。其中初步设计要完成设计说明书一份、污水处理厂总平面图一张及污水处理厂污水与污泥高程图一张；单项处理构筑物施工图设计中，主要是完成平面图和

2、剖面图及部分大样图。该设计采用 a2/o 工艺。a2/o 工艺的生物处理部分由厌氧池、 缺氧池和好氧池组成。 厌氧池主要功能是释放磷 , 同时部分有机物进行氨化。缺氧池的主要功能是脱氮。好氧池是多功能的, 能够去除 bod 、硝化和吸收磷。关键词 ：设计流量、 a2/o 工艺、处理构筑物、平面布置、高程计算第 2 页 共 59 页目录1.前言-5 2.设计任务与资料 -5 3.设计要求 -5 4.污水处理工艺的选取 -6 4.1 原水水质和水量分析 -6 4.1.1 水质分析 -7 4.1.2 水量分析 -8 4.2 确定污水处理工艺流程 -8 4.2.1 工艺流程的比较 -8 4.2.2 a

3、ao 法-10 5.主体构筑物及设备设计 -10 5.1 中格栅 -11 5.2 污水提升泵房 -14 5.2.1 设计依据 -15 5.2.2 水泵机组的选择 -15 5.2.3 水泵选型 -15 5.2.4 集水池 -16 5.3 细格栅 -17 5.4 沉砂池 -20 5.4.1 沉砂池工程设计原理 -20 5.4.2 沉砂池设计参数 -21 5.4.3 沉砂池设计 -21 5.5 辐流式初沉池 -24 5.5.1 初沉池选择 -24 5.5.2 初沉池计算 -24 5.6 配水井 -27 5.6.1 配水井选择 -27 5.6.2 配水井计算 -27 第 3 页 共 59 页5.7 a

4、ao 池设计-28 5.7.1 设计要点 -28 5.7.2 设计说明 -29 5.7.3 设计计算 -29 5.7.4 生物池设备选择 -36 5.8 二沉池 -38 5.8.1 设计要求 -38 5.8.2 二沉池设计参数 -39 5.8.3 池体设计计算 -39 5.8.4 生物池设备选择 -36 5.9 接触消毒池 -43 5.10 污泥浓缩池 -44 5.10.1设计要求 -45 5.10.2设计参数 -45 5.10.3设计计算 -45 5.11 贮泥池 -48 5.12 污泥泵房 -48 5.13 污泥脱水间 -50 6.构建筑物和设备一览表 -50 7.平面布置 -52 7.1

5、 平面布置一般原则 -52 7.2 总平面布置 -53 8.高程布置 -53 8.1 高程布置方法 -53 8.2 高程布置注意事项 -54 8.3 高程计算 -54 9.结束语 -58 参考文献 -59 致谢辞 -59 附录-60 第 4 页 共 59 页1 前言该污水厂的污水处理流程为： 从粗格栅到泵房， 从细格栅到沉砂池， 再通过初沉池后进入反应池，进入辐流式二次沉淀池，最后出水；污泥的流程为：从反应池排出的剩余污泥进入集泥配水井，再由污水泵送入浓缩池， 最后进入脱水机房脱水，最后外运处置。本设计中格栅按远期流量设计， 提升泵按近期流量设计但泵房的面积按远期流量设计，其他的构筑物均按近期

6、流量设计且分两组，同时水厂占地按远期考虑且远期的只需预留。2 设计任务与资料运某城镇排水工程设计基础资料：根据城市规划，到2010 年，镇区城镇人口 4.8 万人，到 2020 年，镇区城镇人口9.0 万人。设计综合污水定额包括人均居民生活污水定额、 人均公建商业污水定额和工业用水定额。综合用水量定额为： 2010年，420 升/ 人/ 天；2020年，510 升/ 人/ 天。城 市 污 水 水 质 如 下 ： bod5150220 mg/l ， codcr230340 mg/l ，ss200320mg/l ， nh3-n 1540mg/l ，磷酸盐6.89.4mg/l ， ph6.58，水温

7、1230。工业污水水质经城市污水处理厂处理之后要求出水水质达到城镇污水处理厂污染物排放标准 gb18918-2002一级标准的 b标准要求如下：codcr60 mg/l、bod520mg/l、ss 20 mg/l、nh3n8mg/l、tp 1.5 mg/l 。3 设计要求根据所提供的基础设计资料和图纸，完成某市污水处理厂厂址的选择、污水处理工艺流程的方案比较， 对推荐处理工艺的处理构筑物和附属建筑物进行设计计算，绘制污水厂平面图、 工艺流程图和主要的处理构筑物工艺图；完成某市污水处理厂设计说明书和计算书的编制。图纸内容及要求1、污水处理厂主要构筑物工艺图- 各主要处理构筑物的平面图和剖面图、节

8、点大样图、材料设备一览表，图例明确，尺寸要标准清楚、准确。第 5 页 共 59 页2、污水处理厂总平面布置图 - 具体要求：根据污水处理厂布置原则进行污水处理厂总平面的布置，要考虑远期用地及绿化带、办公室、化验室等的用地。3、污水处理厂污水处理流程高程布置图- 要求作出详细的高程标注， 包括构筑物的控制标高及水位标高。4 污水处理工艺的选取4.1 原水水质和水量分析4.1.1 水质分析单位： mg/l codcr bod5ss nh3n tp 进水340 220 320 40 9.4 出水60 20 20 8 1.5 由于进水不但含有bod5，还含有大量的n，p所以不仅要求去 bod5除还应去

9、除不中的 n ，p达到排放标准。cod 的去除率：%100ieiccce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）%35.82%10034060340ebod5的去除率：%100ieiccce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）第 6 页 共 59 页%91.90%10022020220ess的去除率：%100ieiccce式中ess的处理程度，（）ci未处理污水中 ss的平均浓度，（

10、mg/l）ce允许排入水体的已处理污水中ss的平均浓度，（mg/l）%75.93%10032020320enh3-n 的去除率：%100ieiccce式中enh3-n 的处理程度，（）ci未处理污水中 nh3-n 的平均浓度，（mg/l）ce允许排入水体的已处理污水中nh3-n 的平均浓度，（mg/l）%80%10040840etp的去除率：%100ieiccce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）%04.84%1004.95.14.9e4.1.2 水量分析设计流量：第 7 页 共 59 页近期 20

11、10 年（平均流量）：q = 4.8 万420l/人/ 天/1000=20160 m3/d = 0.233 m3/s = 233.33 l/s; 远期 2020 年（平均流量）：q = 9.0 万510l/人/ 天/1000=45900 m3/d =0.531 m3/s = 531.25 l/s. 总变化系数：11.07.2qkz式中 kz总变化系数q 平均日平均时污水流量 （l/s ） ，当 q1000 l/s 时，kz =1.3。近期 2010 年：48.133.2337.211.0zk远期 2020 年：35.125.5317.211.0zk最大时流量（最大设计流量） ：近期 2010

12、年：smqkqz/345.048.1233.03max; slqkqz/33.34548.133.233max. 远期 2020 年：smqkqz/717.035.1531.03max; slqkqz/19.71735.125.531max.4.2 确定污水处理工艺流程4.2.1 工艺流程的比较（1）氧化沟工艺：优点：1. 处理流程简单，构筑物少，基建费用省；2. 处理效果好，有稳定的除p脱n 功能； 3. 对高浓度的工业废水有很大稀释作用；4. 有较强的抗冲击负；5. 能处理不容易降解的有机物； 6. 污泥生成量少， 污泥不需要消化处理， 不需要污泥回流系统； 7. 技术先进成熟，管理维护简

13、单； 8. 国内工程实例多，容易获得第 8 页 共 59 页工程设计和管理经验； 9. 对于中小型无水厂投资省， 成本底；10. 无须设初沉池，二沉池。缺点：1. 周期运行，对自动化控制能力要求高； 2. 污泥稳定性没有厌氧消化稳定； 3. 容积及设备利用率低； 4. 脱氮效果进一步提高需要在氧化沟前设厌氧池。（2）ao 工艺：优点： 1污泥沉降性能好；污泥经厌氧消化后达到稳定；3. 用于大型水厂费用较低； 4. 沼气可回收利用。缺点： 1. 用于小型水厂费用偏高；2. 沼气利用经济效益差； 3，污泥回流量大，能耗高。（3）a2o 工艺：优点：1. 具有较好的除 p脱n 功能；2. 具有改善污

14、泥沉降性能的作用的能力，减少的污泥排放量； 3. 具有提高对难降解生物有机物去除效果，运行效果稳定；4. 技术先进成熟，运行稳妥可靠；5. 管理维护简单，运行费用低；6沼气可回收利用7. 国内工程实例多，容易获得工程设计和管理经验。缺点：1. 处理构筑物较多； 2，污泥回流量大，能耗高。 3. 用于小型水厂费用偏高； 4. 沼气利用经济效益差。（4）sbr 工艺：优点：1. 流程十分简单； 2. 合建式，占地省，处理成本底；3. 处理效果好，有稳定的除 p脱n功能；4. 不需要污泥回流系统和回流液；不设专门的二沉池； 5.除磷脱氮的厌氧，缺氧和好氧不是由空间划分的，而是由时间控制的。缺点：1.

15、 间歇运行，对自动化控制能力要求高； 2. 污泥稳定性没有厌氧消化稳定；3. 容积及设备利用率低； 4. 变水位运行，电耗增大； 5除磷脱氮效果一般。本设计项目污水处理的特点为： 污水以有机污染为主， bod/cod=0.56 ，可生化性较好，其它难以生物降解的污染物一般不超标：第 9 页 共 59 页 污水中主要污染物指标bod 、cod 、ss值为典型城市污水值。针对以上特点及出水要求， 现有城市污水处理技术的特点， 以采用生化处理最为经济。由于将来可能要求出水回用考虑到出水要求脱氮除磷目地，根据国内外已运行的中、小型污水处理厂的调查，要达到确定的治理目标，可采用“a2/o活性污泥法”。4

16、.2.2 aao 法oa /2法同步脱氮除磷工艺的原理：oa/2分为三大部分，分别为厌氧、缺氧、好氧区。原污水从进水井内首先进入厌氧区， 同步进入的还有从沉淀池排出的含磷回流污泥，本反应器的主要功能是释放磷， 同时部分有机物进行氨化。 污水经过第一厌氧反应器进入缺氧反应器，本反应器的首要功能是脱氮，硝态氮是通过内循环由好氧反应器送来的，循环的混合液量较大，一般为2q(q 原污水流量 ) 。混合液从缺氧反应器进入好氧反应器曝气器，这一反应器单元是多功能的，去触bod，硝化和吸收磷等项反应都在本反应器内进行。这三项反应都是重要的，混合液中含有nno3，污泥中含有过剩的磷，而污水中的bod 则得到去

17、除。5 主体构筑物及设备设计5.1 中格栅中格栅是由一组平行的金属栅条制成, 斜置在污水经过的渠道上或水泵前集水井处 , 用以截流污水中的大块悬浮杂质, 以免给后续处理单元的水泵或构筑物第 10 页 共 59 页造成损害。中格栅的净间隙为1040mm 。 （保护污水提升泵房选用中格栅。 ）（中格栅和提升泵房两者合建在一起）设计规定：(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 25 40mm 2) 机械清除 16 25mm 3) 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32.0m), 一般应采用机械清渣。(3) 格栅倾角一般用045

18、075。机械格栅倾角一般为060070。(4) 通过格栅的水头损失一般采用 0.08 0.15m。(5) 过栅流速一般采用 0.6 1.0m/s 。中格栅计算草图进水总管取 dn800. （中格栅按远期流量设计）第 11 页 共 59 页1、进水渠道宽度计算根据最优水力断面公式22max12111111bvbbhvbq计算设计流量smdmq/717.0/35.14590033max栅前流速10.7/vm s，过栅流速20.9/vm smqb43.17.0717.02max211则栅前水深：mbh715.0243.121=m72.02、格栅的间隙数2sinmaxnehvqn式中n格栅栅条间隙数，

19、个；q最大设计流量，sm3；格栅倾角， o；n设计的格栅组数，组；e格栅栅条间隙数， m；h栅前水深， m ；2v过栅流速，sm。设计中取60 , e=20mm=0.02 m,n=1. 529 .0715.002.060sin717.0n个3、格栅栅槽宽度ennsb1式中b格栅栅槽宽度， m ；s每根格栅条宽度， m。设计中取s=0.015 m第 12 页 共 59 页mb805.104. 1765. 05202. 0152015. 0=m81.14、进水渠道渐宽部分的长度计算111tan2bbl式中1l进水渠道渐宽部分长度，m ；1渐宽处角度， o。设计中取1=20ml52.020tan24

20、3.1805.115、栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分的长度计算mll26.0252.02126、通过格栅的水头损失sin2)(22341gveskh式中1h水头损失， m；格栅条的阻力系数，查表知=2.42；k格栅受污物堵塞时的水头损失增大系数，一般取k=3。则mgh177. 060sin29.0)02.0015. 0(42. 2323417、栅后槽总高度设栅前渠道超高mh3. 02则栅前槽高：mhhh015.13 .0715.021栅后槽总高度：mhhhh2 .13 .0177. 0715. 0218、栅槽总长度第 13 页 共 59 页mhlll87.2586.00.15 .026.052

21、.060tan0 .15.01219、每日栅渣量100010008640011maxwqkwqwz式中w每日栅渣量，dm3；1w每日每 10003m污水的栅渣量，33310 mm污水。设计中取1w =0.0533310 mm污水dmkwqwz/29. 2100035. 18640005. 0717.010008640031maxdmdmw/2.0/29.233，采用机械清渣格栅。级泵站拟采用一天24 小时均匀供水，即占最高日用水量的4.17%。根据给水工程 （第 4 版） ，一级泵站设计流量按下式确定：1q =dq /t =1.114723.125/24 =674.81h/m3式中：1q 一级

22、泵站设计流量，h/m3；水厂自用水系数，取1.1 ； t一级泵站每天工作时数。5.2 污水提升泵房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，从而达到污水的净化。（提升泵按近期流量设计但泵房的面积按远期流量设计。）slhmdmq/33.345/2 .1243/8.298362016048.133max近期最大流量第 14 页 共 59 页5.2.1 设计依据已知拟建污水泵站最高日污水流量（近期最大流量）为345.33l/s ，污水进水管管径 600mm ，管内底标高为4.0m,充满度为 0.65, 泵站室外标高为 6.5m，污水经泵站抽至细格栅间，细格栅间水面标高为12

23、m 。经考虑水量较大采用合建式矩形泵房，自灌式工作。5.2.2 水泵机组的选择污水泵站设计流量和扬程的确定(1) 污水设计流量按最高日最高日时污水流量345.33l/s 计算。(2) 扬程估算格栅前水面标高 =来水管内底标高 +管内水深格栅前水面标高 =4.0+0.6 0.65=4.39m 集水池最高水位标高 =格栅前水面标高 - 格栅水头损失集水池最高水位标高 =4.39-0.177=4.213m 集水池有效水深取2.0m 则集水池最低水位标高为=4.213-2.0=2.213m 水泵净扬程 =细格栅间水面标高 - 集池最低水位标高 =12-2.213=9.787m 水泵吸压水管路的总的压力

24、损失估计为2.0m,安全压力 h 为 1.5m 选泵前估算扬程h=h静+h+h 式中 h水泵扬程（ m ）h静静扬程（ m ）h总水头损失，一般采用23 m h自由水头，一般为11.5m 则 h=9.787+2+1.5=13.287m。5.2.3 水泵选型设计水量 29836.8m3/d ，选择用 4 台潜污泵 (3 用 1 备) hmqq/4.41432.124333max单=115.11l/s. 单泵的工作参数 h=13.08m ，第 15 页 共 59 页则选择泵型号： kql200/200系列潜污泵。扬程/m 流量/(m3/h) 轴功率 /kw 13.40-12.50 77.80-11

25、1.1 22 长=0.7m；宽=0.7m；h=0.275m ；h1=1.115m ；h2=0.3m ；b1=0.4m ；l3=0.4m。5.2.4 集水池(1) 容积: 按一台泵最大流量时6min 的出流量设计，则集水池的有效容积v: .m12,511.1166011.11533取mv面积: 取有效水深 h=3m ，则面积24312mhvfmmmmblmlfbm2.42. 1141444，实际水深为保护水深为集水池平面尺寸，则宽度集水池长度取（有效水深指栅后水位与最低水位之高差）5.2.5 水泵选型本设计选用自灌式水泵，泵房为半地下式。潜水电泵直接置于集水池内，电泵检修采用移动吊架。第 16

26、页 共 59 页5.3 细格栅第 17 页 共 59 页细格栅计算草图（细格栅按远期流量设计且设两组）(1) 细格栅的净间隙为310mm 。根据最优水力断面公式22max12111111bvbbhvbq计算设计流量smdmq/717.0/35.14590033max栅前流速10.7/vm s，过栅流速20.9/vm smqb43.17.0717.02max211则栅前水深：mbh715.0243.121m72.0栅条间隙宽度 e= 8mm = 0.008m ，栅条倾角 =60，格栅数 n=2，则栅条间隙数 n 为659.0715.0008.0260sin717. 0sin0maxnehvqn个

27、设栅条宽度为 s = 0.010 m ，则栅槽宽度 b 为第 18 页 共 59 页 b=s(n-1)+en=0.010(65-1)+0.008 65=0.64+0.52=1.16m 所以总槽宽为 b=1.162+0.152.47m（考虑中间隔墙厚 0.15m）(2) 水流通过格栅的水头损失为sin2s23/4gvekh式中 h 水流通过格栅的水头损失 ( m )； k 系数，格栅受污堵塞后，水头损失增大倍数，一般 k = 3 ； 形状系数，本设计中，栅条采用锐边矩形断面，= 2.42 ；则mgh35.060sin29 .0)008.0010.0(42.23234(3) 格栅总高度 h 为:

28、h = h + 2h +h 式中2h 栅前渠道超高，取0.3m 则栅槽总高度为 h = 0.715+0.3 +0.35 =1.365m. (4) 栅槽总长度 l 为tghlll1210 .15 .0式中1l 进水管渠道渐宽部分长度( m ) ；1112/)(tgbbl，1b 为进水渠宽，为 1.26，1为进水渠展开角，一般用 20 ；1112/ )(tgbbl=otg202/)43. 147.2(=1.43m 2l 栅槽与出水渠道渐缩长度 ( m ) ，2/12ll=1.43/2=0.715m ；1h 栅前槽高 ( m )，1h = h+2h =0.715+0.3=1.015m；mhlll23

29、1.4586.00.15 .0715.043.160tan0.15 .0121第 19 页 共 59 页(5) 每日栅渣量 w ：100010008640011maxwqkwqwz式中w每日栅渣量，dm3；1w每日每 10003m污水的栅渣量，33310 mm污水。设计中取1w =0.0733310 mm污水dmkwqwz/21. 3100035.18640007. 0717. 010008640031maxdmdmw/2.0/21.333，采用机械清渣格栅。5.4 沉砂池沉砂池用于去除污水中密度较大的无机颗粒物，以改善污泥处理构筑物的处理条件、减轻沉淀池的沉淀负荷， 利用重力作用， 比重较大

30、的无机颗粒物在水流经沉砂池过程中得以沉降， 沉砂池出水由水渠流出， 进入初沉池， 沉砂进入贮砂池。5.4.1 沉砂池工程设计原理城市污水厂一般均应设置沉砂池，沉砂池的座数或分格数应不少于两个，并按并联原则考虑。 当污水量较小时， 可考虑单个工作， 一个备用：当污水流量大时，则两个同时使用。设计流量的确定：当污水自流进入时，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可能组合流量计算；当用于合流制处理系统中，应按降雨时的设计流量计算。沉砂池去除相对密度2.65，粒径大于 0.2mm的沙粒确定。沉沙量的确定生活污水的沉沙量按每人每天0.010.02l ；城市污水按1

31、05m3污水产生沉砂污水产生沉砂3m3计；沉砂含水率约为60% ，容量 1500kg/m3，贮砂斗的容积按两日以内的沉沙量考虑，斗壁与水平面倾角为5560。池底坡度一般为0.010.02 ，并可根据除砂设备要求，考虑池底的形状。第 20 页 共 59 页5.4.2 沉砂池设计参数最大设计流量时，最大流速为0.3m/s ，最小流速为 0.15m/s 。 （这样的流速范围可基本保证无机颗粒沉降去除，而有机物不能下沉。）最大流量时，停留时间不小于30s，一般采用 30s60s。有效水深应不大于1.2m，一般采用 0.251.0m，每格宽度不宜小于0.6m，超高不宜小于 0.3m。进水部位应采取消能和

32、整流措施，应设置进水闸门控制流量， 出水应采取堰跌落出水，保持池内水位不变化。5.4.3 沉砂池设计进水图4 平流式沉砂池计算草图出水平流式沉砂池设计计算草图（沉砂池按近期到2010 年流量设计）近期最大设计流量：smq/345.03max。设计流速 v0.3m/s ，最大流量时停留时间t 30s. 沉砂池水流部分的长度l （沉砂池两闸板之间的长度为水流部分长度） lvt 第 21 页 共 59 页式中： l水流部分长度， m; v最大流速， m/s; t 最大设计流量时的停留时间，s.则 l0.3 309m. 沉砂池水流断面面积a amaxq/v 式中： a水流断面积， ; maxq最大设计

33、流量，sm/3. 则 amaxq/v 0.3450.3 1.15 池总宽度：设计 n=2格，每格宽取 b=1.5m0.6m ，池总宽 b=2b=3m 有效水深：2h a / b 式中： b池总宽度， m; 2h 设计有效水深， m. h2=1.15/3=0.6m （介于 0.25 1m之间）沉砂斗所需容积v 5max1086400?总ktxqv式中： t排砂时间间隔， t2d；x排砂时间间隔， x3m3/105m3；总k污水流量变化系数。则355max21.1104801086400mktxqvv总?、沉砂斗各部分尺寸计算第 22 页 共 59 页沉砂池有两格，每格有

34、两个沉砂斗，共4 个沉砂斗。每个沉砂斗容积v1为 v1v41.21/4=0.3 m3设斗底宽1a =0.5m，斗壁与水平面的夹角为60o，斗高 hd=0.5m，则沉砂斗上口宽：mahad1.15 .060tan5 .0260tan21沉砂斗容积：322211234.0)5.025.01.121 .12(65.0)222(6maaaahvd（略大于 v1=0.3m3 ，符合要求）沉砂池高度：采用重力排砂，设计池底坡度为0.06 ，坡向沉砂斗长度为mall4.321.129222则沉泥区高度为h3=hd+0.06l2 =0.5+0.06 3.4=0.704m 池总高度 h ：设超高 h1=0.3m

35、，h=h1+h2+h3=0.3+0.6+0.704=1.604m 进水渐宽部分长度 : mbbl2 .220tan243.1320tan211出水渐窄部分长度 : l3=l1=2.2m 验算最小流速minv（在最小流速时，只用一格工作）按最小流量时，池内最小流速minv0.15m/s 进行验算。min1minminwnqv式中：minv最小流速， m/s; 第 23 页 共 59 页minq最小流量，sm/3（最小流量取平均流量minq=0.233m3/s ）; n最小流量时，工作的沉淀池个数; w工作沉砂池的水流断面面积，2m. 则smwnqv/203.015. 11233. 0minmin

36、(0.15m/s，合格 ) 沉砂池底部的沉砂通过吸砂泵， 送至砂水分离器， 脱水后的清洁砂粒外运，分离出来的水回流至泵房。排砂管的管径取dn200. 5.5 辐流式初沉池5.5.1 初沉池选择初沉池的作用是对污水中密度大的固体悬浮物进行沉淀分离，在一级处理中能有效的降低 ss的量，去除 40%-50% ，同时能去除 20%-30% 的 bod ，可以改善处理构筑物运行条件和降低bod 负荷。按水流方式的不同分为： 平流沉淀池、 辐射式沉淀池、竖流式沉淀池。各自工艺的特点：（1）平流式沉淀池：构造简单，处理效果好，处理水量大，但是占地面积较大。（2）辐射式沉淀池：构造简单，处理效果好，处理水量大

37、，占地面积小，易于污泥的去除。（3）竖流式沉淀池：构造较复杂， 处理水量小， 不易于作为大型水处理构筑物。辐流沉淀池是利用污水从沉淀池四周进入, 流入中心再向池四周辐射流动, 流速由大变小 , 水中的悬浮物在重力作用下下沉至沉淀池底部, 然后用刮泥机将污泥推至污泥斗排走,或用吸泥机将污泥吸出排走。综合上述，选择普通辐流式沉淀池，数量n=2座。5.5.2 初沉池计算第 24 页 共 59 页图6 辐流式沉淀池进水排泥出水设计参数：表面水力负荷 q=2.0)/(23hmm，n=2座；取沉淀时间 t=1.5h. (初沉池按近期最大流量设计且分两组) smq/345. 03max =1242 m3/h

38、 ，单座处理水量q=qmax/2=1242/2=621 m3/h 。1、 单座池子表面积a，表明负荷 q=2.0)/(23hmm, a=qmax/q=621/2=310.5m22、 沉淀部分有效水深h2: h2=q*t/a=621*1.5/310.5=3.0m. 3、 单座沉淀池的池径d ：第 25 页 共 59 页d=a4=19.89m，取 19.90m. 4、沉淀池污泥量：(1)每池每天的污泥总量 : w=nsnt1000=24210004108.45.04=2 m3 近期设计人口为 4.8 万人；s取 0.5l/(p*d)（查城市污水沉淀池设计数据及产生的污泥量表） ；由于用机械刮泥机，

39、所以在污泥斗内的停留时间为4h. (2) 污泥斗的几何容积v1:设计中选择矩形污泥斗 , 污泥斗上口尺寸2m 2m,底部尺寸1m 1m,倾角为60，池底坡度 i=0.05 。v1=)(32221215rrrrh=)11*22(373.1*22=12.70 m3 mtgtgrrh73. 160) 12()(2151r- 污泥斗上表面半径2r- 污泥斗下表面半径h5污泥斗高度（3）底坡落差 h4=（r-1r）*0.05= （9.95-2.00 ）*0.05=0.3975m，取 0.40m。r=d/2=19.90/2=9.95m. （4）池底可存污泥体积为v2：v2=)(321124rrrrh=)0

40、 .22*95.995.9(340.0*22=51.46 m3共可存污泥体积： v1+v2=12.70+51.46=64.16 m3，大于 2 m3，满足要求。(5 ）沉淀池总高度 h：h=h1+h2+h3+h4+h5=0.3+3.0+0.5+0.40+1.73=5.93m. (6) 沉淀池周边处高度为：h1+ h2+h3=0.3+3.0+0.5=3.8m. 第 26 页 共 59 页(7) 池径深比校核：d/h2=19.90/3.0=6.63，满足要求（符合612 范围） ，合格。5.6 配水井5.6.1 配水井选择配水井主要用于给2 组或多组污水处理构筑物均匀分配污水，减小污水符合冲击，在

41、污水处理中，作用是收集污水，减少流量变化给处理系统带来冲击。污水首先流到配水井， 达到一定容量再下一步处理。混合器井作用差不多， 收集不同的污水或者加药使污水的成分、浓度相对稳定。5.6.2 配水井计算1. 设计参数(1) 确定水力停留时间，一般按1-5min 考虑。(2 ）按流量公式计算体积，但一般多5% 的加无效面积。(3) 再根据厂高程布置和配水管的规格及进水水位、出水水位。(4) 溢流，一般按 100% 的进水量设计2. 设计计算取 t=1min，q= qmax= kz q= 1.48 0.233 =0.345 m3/s （按近期流量设计）（1）体积： v=t*q=1*60*0.345

42、=20.7m3(2) 尺寸：沉砂池出口渠宽度5.73m,采用配水管连接，配水井出水管采用1200mm*2 ，则配水井尺寸为 , 假设池壁厚 0.2m, ，出水管距离进水渠壁0.3m,有效水深取 h=3m 有效长： l=6.0m 有效宽： b=v/（l*h）=1.15m 第 27 页 共 59 页进水口出水口出水口配水井简图5.7 aao 池设计5.7.1 设计要点污水中生物降解的有机物对脱氮除磷的影响厌氧段进水可溶性磷与溶解性bod5之比小于 0.06 ，才会有较好的除磷效果。污水中 cod tkn 8 时，氮的总去除率可达80，cod tkn 7 时不宜采用生物脱氮。污泥龄在 aao 阶段污

43、泥泥龄受硝化细菌的时间间隔和除磷工艺两方面的影响。权衡这两方面， aao 阶段的污泥泥龄一般为1520d。溶解氧好氧段的 do应为 2mg/l，太高太低都不利。对于厌氧段和缺氧段，则do越低越好，但由于回流和进水影响，应保证厌氧段do小于 0.2mg/l，缺氧段 do 小于 0.5mg/l。回流污泥提升设备应用潜污泵代替螺旋泵，以减少提升过程中的复氧，使厌氧段和缺氧段的 do最低，以利于脱氮除磷。厌氧段和缺氧段的水下搅拌器的功率不能过大（一般为3w/m3的搅拌功率即可） ，否则会产生涡流，导致混合液do升高，影响脱氮除磷的效果。第 28 页 共 59 页原污水和回流污水进入厌氧段和缺氧段时应为

44、淹没入流，以减少复氧。硝化的 tkn的污泥负荷应小于0.05 tkn/(kgklss ?d) ，反硝化进行水溶解性bod5浓度与硝态氮浓度之比大于4。水温 1318时，污染物质去除率较稳定，一般不宜超过30。5.7.2 设计说明污水中的总氮包括有机氮， 氨氮和硝态氮， 其中主要为氨氮， 有机氮和硝态氮，硝态氮远低于氨氮，故在设计中视进水中的总氮为氨氮。 设在硝化阶段全部的氨氮转化为了硝态氮，而全部的硝态氮在反硝化阶段转化为氮气，忽略细菌合成细胞过程中所去除的氨氮。5.7.3 设计计算初沉池去除了 40% 的 ss ，去除了 20% 的 bod.项目cod bod5ss nh3-n tp 进水水

45、质 （mg/l）340 220 320 40 9.4 经初沉池处理后（mg/l）340 176 (s0) 192 40 9.4 出水水质 （mg/l）60 20(se) 20 8 1.5 因 cod tn 340408.5 8 tp bod59.4 1760.053 0.06 ，符合条件，故可用aao 法。进水厌氧池缺氧池好氧池沉淀池回流污泥排放剩余污泥a2/o 工艺流程图内循环第 29 页 共 59 页按近期 2010 年设计流量（平均流量） ：q =20160 m3/d ( 不考虑变化系数 ) 求内回流比 r：混合液的回流比（内回流）进水 tn浓度： s1=40mg/l 出水 tn浓度：

46、s2=8mg/l tn去除率： e=(s1-s2)/s1 100%=(40-8)/40 100%= 80% 内回流倍数 :内r =e/(1-e)=0.8/(1-0.8)=4 设计中取内r =400% 设计参数：(1) bod5污泥负荷 n =0.15kgbod5/(kgmlssd) (2) 回流污泥浓度 xr=6600mg/l (3) 污泥回流比 r=100% (4) 混合液悬浮固体浓度lmgxrrxr/330066001111(5) 反应池容积 v 30716833000.1517620160nxqsmv(6) 反应池总水力停留时间hdt53.8356.0201607168qv(7) 各段水

47、力停留时间和容积厌氧：缺氧：好氧 1：1：3 厌氧池水力停留时间ht706.153. 82.0厌，池容36.143371682. 0mv厌；缺氧池水力停留时间ht706.153. 82.0缺，池容36.143371682. 0mv缺；好氧池水力停留时间ht118.553. 86.0好，池容38.430071686 .0mv好(8) 厌氧段总磷负荷dkgmlsskgtnxvtpq?/04. 06.143333004.9201600厌(9) 反应池主要尺寸第 30 页 共 59 页反应池总容积37168mv设反应池 2 组，单组池容335842/71682/mvv单采用 5 廊道式推流式反应池，廊

48、道宽mb0.5；有效水深mh0.4mnhbvl84.355453584单校核：25.10.4/0.5/ hb ( 满足21/ hb) 17.70 .5/84.35/ bl ( 满足105/bl) 取超高为 0.5m，则反应池总高mh5.45.00 .4厌氧池尺寸：l1=mnhbv2. 7)545/()2/6.1433(/()2/(厌尺寸为： 7.2 254.5 （m) 缺氧池尺寸：l2=mnhbv2. 7)545/()2/6.1433(/()2/(缺尺寸为： 7.2 254.5 （m) 好氧池尺寸：l3=mnhbv5.21) 545/()2/8.4300(/()2/(好尺 寸 为 ： 21.5

49、 254.5（m) 剩余污泥量 x计算：x=px+ps=y （l0-le）平q -kdvxv-（s0-se）平q 501）降解 bod 生成污泥量：y（l0-le）平q =0.5(176-20) 0.233 243600= 1570.23kg/d 污泥增值系数 y取 y=0.5 2）内源呼吸分解泥量： xv=fx=0.753.3= 2.475 kdvxv=0.0671682. 475=1064.45kg/d 污泥自身氧化率 kd取 kd=0.06 px=y （l0-le）平q -kdvxv=1570.23-1064.45=505.78kg/d 第 31 页 共 59 页3）不可降解和惰性悬浮物

50、量，该部分占总tss的约 50：ps=（s0-se）平q 50=1000360024233.0)20192(50=1731.28kg/d 剩余污泥量： x=px+ps =1570.23-1064.45+1731.28=2237.06kg/d 污泥含水率 99% ，剩余湿污泥量：q=2 .5761000)99.01(5762p)-1000(1wm3/d 污泥龄 c：c=25462.943.323.973505vxw 24d （符合 1525d）碱度校核 每氧化 1mgnh3-n 需消耗碱度 7.14mg；每还原 1mgno3-n 产生碱度3.57mg;取出 1mgbod5产生碱度 0.1mg 剩

51、余碱度 salk1=进水碱度 - 硝化消耗碱度 +反硝化产生碱度 +去除 bod5产生碱度假设生物污泥中含氮量以12.4 计，则：每日用于合成的总氮 =0.124 px=0.124505.78=62.72kg /d 即，进水总氮中有lmg11.320160100072.62用于合成被 氧 化 的nh3-n= 进 水 总 氮 - 出 水 总 氮 量 - 用 于 合 成 的 总 氮 量=40-8-3.11=28.89mg /l 所需脱硝量 =40-8-3.11=28.89mg /l 需还原的硝酸盐氮量lmgnt42.5821000189.2820160(10)反应池进、出水系统计算进水管单组反应池

52、进水管设计流量smqq/117. 0)864002/(201602/31管道流速smv/7.0管道过水断面面积21167.07 .0/117. 0/mvqa管径mad46.0167.044取出水管管径 dn500mm 校核管道流速smaqv/597.0196.0117.0)25. 0(117. 02=sm/60.0回流污泥渠道第 32 页 共 59 页单组反应池回流污泥渠道设计流量qrsmqrqr/117.08640022016013渠道流速smv/6.0管道过水断面面积21195.06.0/117.0/mvqa管径mad498.0195.044取回流污泥管管径dn500mm 进水井反应池进水

53、孔尺寸：进水孔过流量smqrq/233.086400220160)11(2)1(32孔口流速smv/5.0孔口过水断面积2466.05 .0233.0mvqa孔口尺寸取mm15.0进水竖井平面尺寸mm5.25.2出水堰及出水竖井按矩形堰流量公式：2323386.1242. 0bhbhgq2)1(3qrrq内sm /7.086400220160)411(3式中mb0.7堰宽，h堰上水头高， m mbqh054.0)0.786. 17. 0()86.1(32323出水孔过流量smqq/7.0334孔口流速smv/6.0孔口过水断面积217.16.07.0mvqa孔口尺寸取mm0 .10.2进水竖井

54、平面尺寸mm0.25.2出水管单组反应池出水管设计流量第 33 页 共 59 页smqq/35.02/7. 02/335管道流速smv/8.0管道过水断面积254375.08.035.0mvqa管径mad75.014.34375.044取出水管管径 dn800mm 校核管道流速smaqv/697.0)28 .0(35.025(11)曝气系统设计计算曝气池的需要量包括活性污泥对有机污染物的氧化分解及其本身的内源代谢两部分的耗氧量。设计需氧量 aor。aor（去除 bod5需氧量 -剩余污泥中 bodu 氧当量） +（nh3-n 硝化需氧量 -剩余污泥中 nh3-n 的氧当量） -反硝化脱氮产氧量

55、碳化需氧量 d1dkgoepessqdx/4.388621.71861.460478.50542.11)02.0176.0(2016042.11)(2523. 0523.001硝化需要量 d2dkgopnnqdxe/06.2679497.288552.296778.5054 .126. 4001. 0)840(201606. 44 .126. 4)(6 .4202反硝化脱氮产生的氧量dkgondt/72.166542.58286. 2)(86.223需还原的硝酸盐氮量总需要量hkgodkgodddaor/16.204/74.489972.166506.26794 .388622321最大需要量

56、与平均需氧量之比为1.4，则hkgoaoraor/824.28516.2044 .14.1max2去除 1kgbod5的需氧量520/56.1)02.0176.0(2016074.4899)(bodkgossqaor第 34 页 共 59 页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0.2m，淹没深度 3.8m，氧转移效率 ea20，计算温度 t=25。hkgodkgocccaorsortltsms/58.153/92.3685204.1)212.9909.095.0(82.017.974.4899204.1)(225)20()()20(相应最大时标准需氧量hkgodkgos

57、orsor/01.215/288.51604. 122max好氧反应池平均时供气量hmesorgas/67.2559100203 .058.1531003.03最大时供气量hmggss/54.35834.13max所需空气压力 p mhhhhhp9. 45. 04.08 .32 .04321式中阻力之和供凤管到沿程与局部mhh2 .021曝气器淹没水头mh8.33曝气器阻力mh4. 04富裕水头mh5.0曝气器数量计算 (以单组反应池计算 ) 按供氧能力计算所需曝气器数量。)(76814. 0201.2152max1个cqsorh供风管道计算供风干管道采用环状布置。流量smhmgqss/498

58、.0/77.179154.3583212133max流速smv/2管径mvqds56.014.32498.044第 35 页 共 59 页取干管管径微 dn600mm 单侧供气 (向单侧廊道供气 )支管smhmgqs/166.0/26.597654.358323133max单流速smv/2管径mvqds33. 02166. 044单取支管管径为 dn400mm 双侧供气smqqss/332.023单双流速smv/2管径mvqds46. 02332. 044双取支管管径 dn=500mm 5.7.4 生物池设备选择1. 厌氧池设备选择（以单组反应池）将厌氧池分成 3 格，每格内设潜水搅拌器一台，

59、 所需功率按 5w/m3池容计算。 厌氧池有效容积310000 .4550mv厌混合全池污水所需功率为w5000100052. 缺氧池设备选择（以单组反应池）选用 gqt 型高速潜水推流器，其性能参数：缺氧池设备选择（以单组反应池）将缺氧池分成 3 格，每格内设潜水搅拌器一台，所需功率按5w/m3池容计算。缺氧池有效容积310000. 4550mv缺；3 污泥回流设备污泥回流比%100r污泥回流量hmdmrqqr/840/2016020160133设回流污泥泵房 1 座，内设 3 台潜污泵 (2 用 1 备) 第 36 页 共 59 页单泵流量hmqqrr/42084021213单水泵扬程根据

60、竖向流程确定。4. 混合液回流设备混合液回流泵混合液回流比内400r混合液回流量hmdmqrqr/3360/8064020160433内设混合液回流泵房2 座，每座泵房内设3 台潜污泵 (2 用 1 备) 单泵流量hmqqrr/8403360412213单混合液回流管。混合液回流管设计smqqrq/47.024236内泵房进水管设计流速采用smv/0.1管道过水断面积2647.00 .147.0mvqa管径mad77. 047.044取泵房进水管管径dn800mm 校核管道流速smdqv/0.177.0447.04226泵房压力出水总管设计流量smqq/47.0367设计流速采用smv/2.1