10万m3生活污水处理厂设计解析

1、中北大学 2012 届本科毕业设计说第1页共 53 页1 绪论1.1 本课题研究的背景水是一切生物生存必不可少的物质之一，没有水的世界是无法想象的。虽然我国水资源总量非常丰富，居世界第六位，但是由于人口众多，人均占有仅2300m3,约为世界平均的 1/4,属世界缺水国家之一。人民生活离不开水，工农业生产发展 更离不开水，无论是生活污水还是工业废水都会带来不同程度的污染。城市污水处理的滞后，已经成为影响我国区域水污染防治目标实现的一个重要因素，并且严重制约了城市社会经济的可持续发展，所以加快建设城市污水集中处理刻不容缓。近年来，国家在污水处理方面又加大了一些工程建设投入，兴建了一批城市污水处理厂

2、，在工业废水治理和城市污水处理方面取得了很大进展，克服了与国外一些大城市共同存在的自动化缺乏，管道堵塞、设备过时和工作强度过大等的操作问 题。据初步估算，近 3 年我国城市污水处理厂规模的增长相当于建国 50 多年的 建设总量。目前我国新建的城市污水处理厂所采用的工艺中，各种类型的活性污泥法仍为主流，占 90%以上，其余则为一级处理、强化一级处理、生物膜法及与其他 处理工艺相结合的自然生态净化法等污水处理工艺技术。随着城市水体富营养化程度加剧，各种具有除磷脱氮的新工艺开始应用， 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。城市污水处理的重点和难点转为氮、磷营养物 质的去除。

3、面对淡水资源的宝贵要求，人们重新认识再生水，把再生水利用的渠道 拓宽，因地制宜根据需要确定利用途径，充分利用经污水处理厂净化后的再生水30.2m3d1.3汇1000应采用机械除渣及皮带输送机或无轴输送机输送栅渣，采用机械栅渣打包机将 栅渣打包，汽车运走。10、格栅除渣机的选择经计算本工程采用机械清渣，格栅清污采用 GH 链条式回转除渣机，其功能如下:表 4.1 GH-1800 链式旋转除污机技术参数型号电机功率(kw)格栅宽度(mm)整机重量(kg)栅条间隙(mm)安装角度GH-10000.752.210003500-55002560 11、进水与出水渠道城市污水通过 DN1200 的管道送入

4、进水渠道，然后，就由提升泵将污水提升至 细格栅。4.2 提升泵站4.2.1 一般规定(1) 应根据污水量，确定污水泵站的规模，泵站设计流量一般与进水管设计流量 相同；(2) 应明确泵站是一次建成还是分期建设，是永久性还是半永久性，以决定其标 准和设施。L = LiL20.5 1.0h2式 4.5中北大学 2012 届本科毕业设计说第18页共 53 页(3) 根据污水经泵站抽升后，出口入河道、灌渠还是进处理厂处理来选择合适的 泵站位置；污水泵站的集水池与机器间在同一构筑物内时，集水池和机器间须用防水隔 墙隔开，允许渗漏，做法按结构设计规范要求；分建式，集水井和机器间要 保持的施工距离，其中集水池

5、多为圆形，机器间多为方形；(5)泵站构筑物不允许地下水渗入， 应设有高出地下水位0.5 米的防水措施。422 选泵1、污水泵站选泵应考虑因素(1) 选泵机组泵站泵的总抽升能力，应按进水管的最大时污水量计，并应满足 最大充满度时的流量要求；(2) 尽量选择类型相同(最多不超过两种型号)和口径相同的水泵，以便维修, 但还须满足低流量时的需求；(3) 由于生活污水，对水泵有腐蚀作用，故污水泵站尽量采用污水泵，在大的 污水泵站中，无大型污水泵时才选用清水泵。2、具体计算泵站选用集水池与机器间合建式(1)流量的确定本设计拟定选用 4 台泵(3 用 1 备)，则每台泵的设计流量为:(2)选泵前扬程估算设计

6、进水管管底高程为4.3m，管径DN 1300，充满度0.75;出水管提升后的水面高程为12.80m;原地面高程为0.00m;经过格栅的水头损失取0.5m集水池正常工作水位与所需提升经常高水位之间的高差：12.84. 3 1.6 0. 75 -0. 5m1 (集水池有效水深2m，正常按1m计)(3)水泵总扬程：总水力损失为2.80m，考虑安全水头0.5mH -2.88.80.5 m1 21000003m3. d = 1388 m3h中北大学 2012 届本科毕业设计说第19页共 53 页根据总扬程和水量选用350QW1500 -15 - 90型型潜污泵24表 4.2350QW1500 _15 _

7、90型潜污泵参数型号流量 m /h转速 r/mi n扬程 m功率 Kw效率%出口直径 mm350QW1500 -15 -901500990159082.13504.3 细格栅设计细格栅两组（1 用 1 备）：最大设计流量Qi =Qma =耳05=0.753m3/s2 2设计中取格栅栅条间隙数b=0.01 m，污水过栅流速 v=1.0m，每根格栅条宽 度S=0.01m，栅前渠道超高h0.3m，每日每 1000m3污水的栅渣量W=0.05m3.103m3则 设计中取污水过栅流速 v =0.9m s栅前槽宽B“2Q2Q= =2 2 0.7530.753二 1.29mXv Y 0.9栅前水深h =-J

8、.29 = 0.65m2 2格栅的间隙数：n n= =Q Q SiSi n n0.753-Sin60n60107.8 个 取 108 个bhv0.01 x 0.65 沢 1.0格栅栅槽宽度：B=S n-1bn -0.01 108-1 0.01 108 = 2.15m进水渠道渐宽部分的长度：誇“2m进水渠道渐窄部分的长度计算：L2= 5 = 12 = 0.6m2 2通过格栅的水头损失：442/2h k-(S)3- sin：=3 2.42001口sin60= 0.32mb2g0.01 2g栅后槽总高度：H =h h, h2-0.65 0.32 0.3=1.27m中北大学 2012 届本科毕业设计说

9、第20页共 53 页栅槽总长度：hhL = Lr亠L2亠0.5 T.0-0.650.3= 1.2 0.6 0.5 1.0 -tan 60 tan 60=3.8m每日栅渣量：W/W8640086400严4004000.7530=2.5m3d0.2m-dKZx10001.3灯000应采用机械除渣及皮带输送机或无轴输送机输送栅渣，采用机械栅渣打包机将 栅渣打包，汽车运走。表 4.3 XHG-1400 回转格栅除污机技术参数型号电机功率(kw)格栅宽度(mm)总宽度(mm)栅条间隙(mm)安装角度XHG-14000.75-1.11400150010604.4 沉砂池由于城市污水中含有大量的无机悬浮颗粒

10、，这些物质在后面的生物处理过程 中，对活性污泥会产生许多不良的影响。并且这些物质沉降下来后，会对污泥的处 理带来许多得不便，因此这些物质在进入生物处理阶段前必须去除。采用沉砂池， 用来去除这些无机悬浮颗粒。沉砂池一般分为平流式、竖流式、环流式和曝气式。由于曝气沉砂池和环流式 沉砂池对流量变化的适应性较强，除砂效果好且稳定，条件许可时，建议尽量采用 曝气式沉砂池和环流式沉砂池。曝气沉砂池还可以克服普通平流式沉砂池的缺点： 在其截流的沉砂中夹杂着一些有机物，对被有机物包裹的砂粒，截流效果也不高， 沉砂易于腐化发臭，难于处置，故本次设计选用曝气式沉砂池25。4.4.1设计参数(1) 水平流速宜为 0

11、.1m/s；(2) 最高时流量的停留时间应大于 2min ;(3) 有效水深宜为 2.03.0m,宽深比宜为 11.5;处理每立方米污水的曝气量宜为 0.10.2m3空气；(5)进水方向应与池中旋流方向一致，出水方向应与进水方向垂直，并宜 设置挡板；中北大学 2012 届本科毕业设计说第21页共 53 页(6) 污水的沉砂量，可按每立方米污水 0.03L 计算；合流制污水的沉砂量应根 实际情况确定；(7) 砂斗容积不应大于 2d 的沉砂量，采用重力排砂时，砂斗斗壁与水平面的 倾角不应小于 55(8) 池底坡度一般取为 0.10.5;(9) 沉砂池除砂宜采用机械方法，并经砂水分离后贮存或外运。采

12、用人工排砂 时，排砂管直径不应小于 200mm，并考虑防堵塞措施。442 曝气沉砂池的设计计算本设计中选择一组曝气沉砂池分为两格，沉砂池的设计流量Q 二 1.505m：s1、沉砂池有效容积VV -60Qt式中V沉砂池有效容积，m2;t-停留时间，min。本设计中取t =2m i n贝 UV =60 1.5 0 52 =1 8.(6m32、水流断面面积AA =Q式 4.7V1式中A 水流断面面积，m2;V1水平流速，ms。设计中取 v1=0.1 m s贝 UA=1505= 15.05m20.13、池总宽度B式 4.6中北大学 2012 届本科毕业设计说第22页共 53 页式 4.8式中B沉砂池宽

13、度，m ；中北大学 2012 届本科毕业设计说第23页共 53 页h沉砂池有效水深，m设计中取h=3mA 15.05厂 cc则B5.02mh 3B二502=1.6在 1.02.0 之间，符合要求h 3每个池子宽度b，m取n=2格，=502二2.51m n 24、沉砂池长L180.615.05二5、每小时所需的空气量qq = 3600QdL 122.4B 5.02式 4.9式中q每小时所需的空气量，m3h ；d 1m3的污水所需要的空气量，m3m3污水设计中d=0.2m3. m3污水贝 U36001.5 05 0.1 0 86m3h6、沉砂斗设计计算(1) 沉砂室所需容积VT 86400106式

14、 4.10式中X城市污水沉砂量 m3106m3污水；T清除沉砂的间隔时间，d。设计中X=30m3. 106m3污水T=2d中北大学 2012 届本科毕业设计说第24页共 53 页(2) 每个沉砂斗的容积V设每个分格有 2 个沉砂斗，共有 4 个沉砂斗则V0=V 6= 1.5m3N 4(3) 沉砂斗各部分尺寸设计中取沉砂斗底宽为 a1=0.5m，沉砂斗壁与水平面的倾角为:-60，沉砂斗咼度 0 =1.2 m则 沉砂斗的上口宽度为：aa12 1.20.5 =1.9mtan 60ta n60沉砂斗的有效容积：V=匹a2aa1a,=121.921.9 0.5 0.5 1.9m21.5m2符合要求337

15、、沉砂室高度 h2设池底坡度为 0.06,坡向沉砂斗；由沉砂池长度 212a 0.21,得, L -2a -0.212 -2 1.9 - 0.2,l24m2 2则h2= h20.064 =1.44m8 沉砂池总高H设超高 h3= 0.3m则 H = h h2h3= 3 1.44 0.3 = 4.74m9、验算流速Qminmin一式 4.11n 声式中：Qmin-最小流量，m3.S , Qmin =QmaX；Kz最小流量时沉砂池的水流断面面积(m2)，=hb;厲- 最小流量时工作的沉砂池数目，最小流量时，只有一格工作n =1。V10 10430 2106二6m3中北大学 2012 届本科毕业设计

16、说第25页共 53 页10、砂水分离器沉砂池的沉砂经排砂装置排除的同时， 往往是砂水混合体，为进一步分离出砂 和水，需配套砂水分离器。选用螺旋式砂水分离器两台，一用一备，螺旋式砂水分离器由砂斗、溢流堰、 出水管、无轴螺旋带及驱动装置等组成。11、风机选择根据设计流量，选用两台 RE-250 型罗茨鼓风机(一用一备)，鼓风机性能见表4.4。表 4.4 RE-250 型罗茨鼓风机性能型号转速(r/min-1)口径(mm)3_1流量 Qs(m min )轴功率 La(kW)电机功率 Po(kW)RE-2501170250A76.718224.5 初沉池4.5.1 设计概述本设计中采用中央进水幅流式沉

17、淀池 4 座，采用周边传动刮泥机。每座沉淀池 设计流量为0.376m3/s；表面负荷 qb取 2.0m3/(m2 h), 般为 1.53.0m3/(m2 h); 水力停留时间(沉淀时间)为 2h。4.5.2 设计计算1、沉淀池面积按表面负荷计算：A二Q Q 3636J J 376376 3636叭676.8m2qb2.0二 0.20m s 0.06m sQmaxKZ1 3 2.51中北大学 2012 届本科毕业设计说第26页共 53 页=29m3、贮泥斗容积有效水深为： h =qbT =2.0 2 =4m径深比二2、沉淀池直径 D =4 汇676.83.14D29第27页共 53 页中北大学

18、2012 届本科毕业设计说本污水处理厂设计服务人口数为 50 万人。贮泥时间采用 Tw=4h,初沉池污泥区所需存泥容积：4、，SNT0.5疋50汉103Vw10.42m1000 n1000 4 24设池边坡度为 0.05,进水头部直径为 2m，贝 U:h|= 0.05 R - r = 0.05，14.5 -1 = 0.68m锥体部分容积为：11V h R2Rr r20.6814.5214.5 11 = 51.17m310.42m3334、初沉池总高度取初沉池池缓冲层高度 h2二 0.4m，超高为 h3二 0.3m则初沉池总高度： H =h h1h2h3= 4 0.68 0.4 0.3 二 5.

19、38m5、吸泥机选择采用周边传动吸泥机，为了符合型号规格，取直径为D =29m，由给水排水 设计手册(第2 版)第 11 册 P593 查知，选取周边传动吸泥机ZBX -30，其性能 参数如下表 4.5 所示：表 4.5ZBX -30性能参数规格型号池径 D(m)周边线速(m/min)电机功率(kW)压缩空气压力(MPa)ZBX -30301.571.520.14.6A2/O 生化反应池生化池由三段组成，既厌氧段、缺氧段、好氧段。在厌氧段，回流的好氧微生 物因缺氧而释放出磷酸盐，同时得到一定的去除。缺氧段虽不供氧，但有好氧池混 合液回流供给 NO-N作电子受体，以进行反化硝脱氮。在最后的好氧段

20、中，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。4.6.1 设计进水水质和出水水质设计进水水质：COD =300mg. L ； BOD200mg L ； SS=150mg L ；中北大学 2012 届本科毕业设计说V第28页共 53 页TN = 35mg L ; NH3- N = 30 mg L ; TP = 4mg L ;碱度 SALK= 280mg L。设计出水水质：COD =50mg L；BOD5=10mgL；SS = 10mgL；TN=15mgL；NH3-N =8

21、mg L；TP =0.5mg L。4.6.2 设计计算1、判断是否可以采用符合要求。2、有关设计参数(1) BOD5污泥负荷，Ns=0.18kgBOD5. kgMLSS d ；(2) 回流污泥浓度，X10500mg L ；(3) 污泥回流比，R=50%；(4) 曝气池混合液浓度XR0.5.XXR10500 =3500mg LR+10.5+1(5) 内回流比 RTN1 -TNi57%则甩二芒m?%m?%3 3%取甩二200200%3、设计计算(1) 反应池容积VQSQNsX2A /O 工艺COD型=10830TNTP=0.020.06BOD5200式中:TN35-1535式 4.12中北大学 2

22、012 届本科毕业设计说V第29页共 53 页式中：SQ进水 BOD5的浓度，S。二 200mg L ；中北大学 2012 届本科毕业设计说第30页共 53 页NsB0D5污泥负荷，Ns=0.18kgBOD5kgMLSS d ；X曝气池混合液浓度，X 二 3500mg L ;Q 设计流量，Q = 100000 m3d(2) 反应池总水力停留时间 t=3174632d=7.86hQ 100000各段水力停留时间和容积厌氧：缺氧：好氧=1: 1: 411厌氧池水力停留时间t厌工7.86=1.31h，池容V厌工31746 =5291m3；6611缺氧池水力停留时间t厌=-7.86=1.31h，池容V

23、厌二-3174 5291m3；66好氧池水力停留时间t厌二-7.86 = 5.24h，池容V厌二-31746 = 21164m3。664、校核氮磷负荷，kgTN. kgMLSS dQ TN 100000 35 好氧段总氮负何：0.047kg 0.05kg符合要求XV 好 3500 汉 21164厌氧段总磷负荷：？100000 4二 0.022kg 51 -e硝化需氧量D=Q（S-Se）=1-0.23 5w1 -e中北大学 2012 届本科毕业设计说第39页共 53 页D2=4.6Q N0-Ne-4.6 12.4% Xw= 8931kgO2d反硝化脱氮产生的氧量D3=2.86NT=2.86 12

24、42 = 3552.12kgO2d总需氧量AOR 二 D1D2-D3=11801.18 8931 -3552.12 = 1718O.O6kgO2,d= 715.8kgO2d最大需氧量与平均需氧量之比为 1.4,则AORmax=1.4AOR =24O52.O8kgO2, d =1OO2.12kgO2h(2) 标准需氧量 SOR采用鼓风曝气，微孔曝气器，曝气敷设于池底，距池底 0.2m，淹没深度 4.8m， 氧转移效率 EA=20%，计算温度 T=25 摄氏度。将实际需氧量 AOR 转换成标准状态 下的需氧量 SOR。_AOR C（20）_JCsmT-oj 1.024 2所在地区实际气压54.6

25、100000 35 - 81000-4.6 0.124 6116.71去除每 1kgBOD5的需氧量AOR17180.06QS0-Se100000 0.2 -0.01=0.9kgO2. kgBOD5气压调整系数,式 4.15，工程所在地区实际大气压为中北大学 2012 届本科毕业设计说第40页共 53 页1.013 10所以p =0.24.80.40.5 = 5.9m第41页共 53 页中北大学 2012 届本科毕业设计说 空气扩散器出口处绝对压为:Pb= 1.013 1059.8 103H= 1.013 1059.8 1034.8-1.483 105Pa空气离开好氧反应池时氧的百分比：。爲琵

26、100100%5454%好氧反应池中平均溶解氧饱和度:Sm 25Cs(25 J.Pb52.066 10=8.3851.483 10l2.06605=9.51mg LQt+ J4217.5442标准需氧量为:17180.06汉9.17-0.820.95 0.96 9.51 -21.024心=25571.2 kgO2. d 1065kgO2. h相应最大时标准需氧量：SORmax=1.4SOR = 1.4 25571.2 =35799.68kgO2d =1491.7kgO2h好氧反应池平均时供气量：GSSOR0.3EA1001065100 =17750m3. h0.3汇20最大供气量:GSmax=

27、1.4GS=1.4 17750 = 24850m3h(3)所需空气压力p(相对压力)p = 0 h2h3h4二 h式中：h1h2供风管道沿程与局部阻力之和，取 h h 0.2m ；h3曝气器淹没水头，0 二 4.8m ；式 4.16h4曝气器阻力，取 h4-0.4m ；h富余水头，=0.5m。中北大学 2012 届本科毕业设计说第42页共 53 页（4）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式中：Ni按供氧能力所需曝气器个数，个；qc曝气器标准状态下，与好氧反应池工作条件接近时的供氧能力，kgO2h 个。采用微孔曝气器，工作水深 4.8m,在供气量 13m3/ （h个）

28、时，曝气器 氧利用率 EA=20%,服务面积 0.30.75m2，充氧能力 qc=0.14kgO2 h 个。2 3 3600NiSORmax24qc式 4.17N11491.72 0.14-5327.5个第43页共 53 页以微孔曝气器服务面积进行校核:（5）供风管道计算供风干管采用环状布置流量“穿二号25宀45八取干管管径为 DN700mm单侧供气（向单廊道供气）支管24850=1.15 m3s流速v =10m s=0.38m取支管管径为 DN400mm亠50 37.5 “21符合要求风速管径v = 10m sd y3 34545 nV片兀汉 10=0.66m管径4 1.15V 兀汉 10中

29、北大学 2012 届本科毕业设计说第44页共 53 页中北大学 2012 届本科毕业设计说 双侧供气（向两侧廊道供气）流速v = 10m s取支管管径为 DN550mm10、厌氧池设备选择以单组反应池计算，厌氧池设导流墙，将厌氧池分为3 格，每格内设潜水搅拌机一台，所需功率按 5W/m3计算。厌氧池有效容积 V 厌=50 8 4 = 1 6 0n6f混合全池污水所需功率5 1 6 0 & 8 0 0V011、缺氧池设备选择以单组反应池计算，所需功率按 5W/m3 池容计算缺氧池有效容积V缺二40 7 5 =1400m3混合全部污水所需功率为5 1400 =7000W12、污泥回流设备污

30、泥回流比R=50%污泥回流量 QR二 RQ=0.5 100000 = 50000m3d = 2083.3m3h设回流污泥泵房 1 座，内设 3 台潜污泵（2 用 1 备），则单泵流量QR单QR2083.3 = 1041.7 m : h2 2水泵扬程根据竖向流程确定。12、混合液回流设备（1）混合液回流泵混合液回流比 R 内二 200%混合液回流量 QR=R 内 Q=2 100000= 200000m3d = 8333.3m3. h设混合液回流泵房 1 座，内设 3 台潜污泵（2 用 1 备）QS双2GSmaxX32248503 36003 t=2.3m . s管径J 竺空=0.54m1 兀 x

31、10第45页共 53 页、1 Q 1单泵流量QR单R8333.3 = 2083.3m3h2 24(2)混合液回流管回流混合液由出水井中自流至混合液回流泵房，经潜污泵提升后送至缺氧段首端。混合液回流管设计流量QR内Q1000001.157 m3. s224 x 3600泵房设计管设计流速采用 v = 0.8 m s管道过水断面面积取泵房进水管管径 DN1400mm泵房压力出水总管设计流量 Q7= Q5= 0.43m s设计流速采用 v =1.2m s管道过水断面面积A号二詈“如2取泵房压力出水管管径 DN650mm4.7 二沉池沉淀池是分离悬浮固体的一种常用构筑物，二沉池是活性污泥处理系统的重要

32、 组成部分，其作用是泥水分离，使混合液澄清，浓缩和回流活性污泥。沉淀池常按 池内水流方向不同分为平流式沉淀池、竖流式沉淀池和辐流式沉淀池三种。本设计 中二沉池采用校核管道流速Q61.1577:d21.42=0.75 m s二0.62m管径 d 二=1.36m管径 d 二4 0.36JI中北大学 2012 届本科毕业设计说第46页共 53 页中心进水，周边出水的辐流式沉淀池。辐流式沉淀池多呈圆形，池的进水在中心为止，出口在周围。水流在池中呈水中北大学 2012 届本科毕业设计说第47页共 53 页平方向向四周辐射，由于过水断面面积不断变大，故池中的水流速度从池中心向池 四周逐渐减慢。泥斗设在池中

33、央，池底向中心倾斜，污泥常用刮泥机(或吸泥机) 机械排除。其主要的特点是采用机械排泥，运行较好。4.7.1 辐流式二沉池的设计参数(1) 池子直径(或者正方形的一边)与有效水深的比值大于6；(2) 池径不宜小于 16m；池底坡度一般采用 0.050.1m；(4) 一般采用机械刮泥，也可附有空气提升或净水头排泥设施；(5) 当池径(或正方形的一边)较小(小于 20m)时，也可采用多斗排泥；(6) 停留时间 2.53h;表面负荷 0.61.5m3/ (m2h)。4.7.2 设计计算21设计中选择四组辐流沉淀池，N =4，每组设计流量为 0.376m3；s。1、沉淀池表面面积FF式 4.18nq式中

34、：Q设计日平均流量，m3/h;n沉淀池个数，本设计设置 4 座沉淀池；q-表面负荷，m3/(m2h)，本设计取 1.0m3/(m2h)。池子直径 D =产 J354. .2=4 仙V JI V Tt采用周边传动吸泥机，为了符合型号规格，取直径为D =45m，由给水排水 设计手册(第 2 版)第 11 册 P593 查知，选取周边传动吸泥机ZBX -45,其性能 参数如下表4.6Fnq1.50463 36004 1.0=1354.2m2取 42m中北大学 2012 届本科毕业设计说集泥斗上部直径为 5m，下部直径为 3m，倾角为 60 度。第48页共 53 页实际负荷3、沉淀区有效水深 h1h1

35、= qt式 4.19式中：h1沉淀区有效水深，m；t 沉淀时间，1.54.0h;取 2.0h。所以0 = qt = 0.9 4.0 = 3.6m 取 4mD 45径深比兰二竺=11.25在 612 之间，符合要求hi44、 沉淀部分有效容积VV =F h =1589.636358.5m35、 污泥部分所需容积V采用间歇排泥，设计中取两次排泥的时间间隔为T =2h2(1+RQXT(1+0.5$ 100000汉3500汇2汇23V11562.5mX XRN3500105004 246、沉淀池周边水深设缓冲层 h2二 0.5m，刮泥机高 0 = 0.5m有效水深的高度：H0二 h, h2h3= 4

36、0.5 0.5 = 5m规格型号池径 D(m)周边线速(m/min)电机功率(kW)压缩空气压力(MPa)ZBX-45452.202.220.12、实际水面面积F：451589.63m4Q q =nF1.50463 36004 1589.63=0.9m2. m2符合要求表 4.6ZBX -45性能参数22中北大学 2012 届本科毕业设计说第49页共 53 页7、污泥斗容积则有污泥斗高度：h4 =ri-a tan：= 2.5-1.5tan60 = 1.73m污泥斗有效容积为：oo3 14x1 73oooV44r12r1r2r；22.522.5 1.5 1.5 U22.18m33亠污泥斗以上圆锥

37、体部分污泥容积设计中采用机械刮吸泥机连续排泥，池底坡度为0.05uD -2r 45 -2 2.5 “ .h50.050.05 = 152 28 沉淀池的咼度：设超咼 h6= 0.3mH 二 H0h4hsh6= 5 1.73 1 0.3 二 8.03m9、二沉池进水部分计算辐流式沉淀池中心处设中心管，污水从池底的进水管进入中心管，通过中心管壁的开孔流入池中央，中心管处用穿孔整流板围成流入区，使污水均匀流动，污水 曝气池出水并接 DN1600 的铸铁管进入配水井，从配水井接 DN1000 的铸铁管，在 二沉池前接阀门，后接 DN1000 的二沉池入流管。二沉池进水部分采用中心进水，中心管采用铸铁管

38、，出水端用渐扩管。为了配 水均匀，岩套管周围设一系列潜孔，并在套管外设稳流罩。(1)进水管计算当回流比R =50%时，单池进水管设计流量为Q1= 1 RQ= 1 0.50.376 二 0.564 m3s进水管管径取为 U = 1000mm贝 U流速-0.56420.89m sA 3.14汉1.0当为非满流时，查给水排水设计手册常用资料知：流速为 1.43m s二h4中北大学 2012 届本科毕业设计说第50页共 53 页(2)进水竖井计算进水竖孔直径为 D2= 2000mm中北大学 2012 届本科毕业设计说第51页共 53 页进水竖井采用多孔配水，配水口尺寸为0.5m 1.5m，共设 8 个

39、沿井壁均匀分布;流速为：八；匕.50鳥613心0.150.2，符合要求孔距为：丨亠0.56/0 3.14-0.5 6 = 0.285m6 6设管壁厚为 0.15m，则D 外=2.0 0.152 -2.3m(3) 稳流罩计算稳流筒过流面积式 4.20式中 v稳流筒筒中流速，一般采用 0.03 0.02m并设置罩高为3.2m(4) 集配水井的设计计算1配水井中心管直径式 4.21式中D2配水井中心直径， m；V2中心管内污水流速，一般采用V- 0.6m s；设计中取v2=0.8m. s设计中取 v = 0.03m s稳流筒直径0.5640.03=18.8m24fD2218S2.02=9.79m 3

40、.14D3中北大学 2012 届本科毕业设计说第52页共 53 页4*1.505= 1.56m设计中取D2= 1600mm3.14 0.8故采用双侧集水出水溢流堰的设计（采用出水三角堰 90采用等腰直角三角形薄壁堰，取堰高 0.8m，堰宽 0.16m，堰上水头（即三 角口底部至上游水面的高度）0.4m，堰上水宽为 0.8m。每池出水堰长：配水井直径:D34Qmax丄厂r + D2式 4.22式中D3配水井直径，m；V3配水井内污水流速，一般米用v3= 0.2 0.4 m s设计中取v3=0.35m sD34551.6 2.84m3.14 0.352集水井直式中D,V14QD3式 4.23集水井

41、直径，m;集水井内污水流速，一般采用Vi=0.2 0.4ms设计中取w = 0.3m s4QD3_Vi处1.505+2.842= 3$m3.14 0.311、二沉池出水部分设计每池所需堰长L11000Qnq1000 1.5054 1.0= 376m，且D = “二型119.742m兀3.14D2二v2中北大学 2012 届本科毕业设计说第53页共 53 页L = D -0.4 2 j 亠 | D - 0.42 -0.8 0.15 22 二42 -0.83.1442-0.8-2.23.14 =251.8m实际堰负荷：Q1.505 1000,q1.49 L s m4 L4 251.8实际堰个数：k

42、L251.8=1574 个0.16 0.16二 0.03m考虑自由跌水水头损失 0.15 m,贝 U出水堰总水头损失为:h 0.15 =0.03 0.15 =0.18m出水槽的接管与二沉池集水井相连。3环形集水槽设计采用双侧集水环形集水槽计算。设出水槽外壁距离池壁0.4m，槽 0.8m,集水槽总高度为 0.4+0.4 （超高）=0.8 m,每池都双侧集水。则出水堰流量：=2设二！505=0.376 m3. s44取安全系数为=1.5,则集水槽设计流量Q 1.5 Q 单=1.5 0.376 = 0.564 m3. s取槽内流速为 v =0.6m s，则槽内终点水深:槽内起点水深为式 4.24每个

43、三角堰的流量 Qi:QiI .505432.39 10一m . s1574 4h4q_Q单vb 2 0.6 0.8=0.59m过堰水深:2*2.39如 0h3h22中北大学 2012 届本科毕业设计说第54页共 53 页式中 hk槽内临界水深，m；:-系数，一般采用 1.0。中北大学 2012 届本科毕业设计说第55页共 53 页设过水断面积：A=B 0.72=0.9 0.72 = 0.6m2湿周：f =B 2h =0.9 2 0.8 = 2.5m集水槽水力计算兀314L2D -0.4 2 -0.15 2-0.6542 - 0.8 - 0.3 - 0.65 = 63.2m2 24.8 深度处理

44、二级处理后到澄清池，进行混凝和沉淀；再通过消毒和过滤后再出水，处理后的中水可用于冲厕、洗车、道路清扫、绿化景观用水等。4.8.1 混凝混凝包括混合和絮凝两部分。混合设备采用的是管式静态混合器，由一根进水总管通过混合器进入四座对称布置的折板絮凝池内。混凝采用的是高效折板絮凝池，折板尺寸为长 宽 厚=1500 500 60mm，折板夹角 90 度。4.8.2 沉淀沉淀部分采用的是正六边形的斜管沉淀池。斜管内径30mm，长度 1000mm，水平倾角 60 度，管内上升设计流速 3.5mm/s。清水区上升速度v = sin 60 v = 3.03 m s清水区表面积c Q100000 10002S95

45、.5mv 4 24 3600 3.03斜管占据面积为3%,清水区总面积 S = 1 3% S 二 1 3%95.5 二98.3m2-a：21.0尹、20.376、2g 0.8二0.2mh3二2hkV h2h22 0.220.590.59-0.72m则斜管区高度中北大学 2012 届本科毕业设计说第56页共 53 页4.8.3 过滤采用转盘式微过滤器，它设备水头损失小，不需用水泵单独提升，可直接利用h =Lsin 60 = 886mm中北大学 2012 届本科毕业设计说第57页共 53 页式中：h2接触池的有效水深，取为3.0mVF二h21354.52二451.5m3.0(3)接触池池长LF L

46、二B式中：L接触池廊道总长,式 4.26B接触池廊道单宽,m；取为 5m。水位差进行过滤，运行费用省。采用网丝作为机械过滤介质，可以有效降低悬浮固体 SS 浓度，同时在转盘前投加铁盐(或铝盐)后也可降低SS、COD、BOD5和总磷的浓度。转盘过滤面积大、通过流量大、占地小、可以全封闭结构。过滤后的水 直接用于冲洗滤网的悬浮物，可以连续运行，反洗过程通过液位进行自动控制。可 以最优方式安装在混凝土池中或不锈钢箱体内，构造简单。4.8.4 接触消毒池城市污水经一级或二级处理后，改善水质，细菌含量也大幅度减少，但仍存在 有病原菌的可能，因此污水排放水体前应进行消毒。本设计中采用液氯为消毒剂，其优点是

47、效果可靠，投配设备简单、投量准确、价格便宜。1、 接触池的设计参数加氯量：510mg/L，本设计中取 8mg/L;氯与污水的接触时间为 T=30min ；(3) 设计流量是 Qmax =1.219m3s；(4) 本设计设 2 座 3 廊道式平流接触池。2、 接触池的设计计算(1) 池体容积V1 5053V=QT30 60 = 1354.5m32(2) 接触池表面积FV F =h2式 4.25中北大学 2012 届本科毕业设计说第58页共 53 页则L =451.5= 90.3m5接触池采用 3 廊道，所以接触池长为：L:L=30.im3校核长宽比：L二90.3二18.06m _ 10符合要求B

48、 5(4)接触池高度H = h| h2h3式 4.27式中：h 池底坡降，坡度i为 0.05,坡底在进水端；h2-接触池有效水深，3m ；hs-接触池超高，0.3m。则H = g h2h3= L i 3 0.3 二 30.1 0.05 3.3m 二 4.8m3、加氯间设计本设计中加氯间的设计计算过程如下：(1) 投氯量计算m -Qmax式 4.28式中：投氯量，取为 8mg/L;3Qmax-1.505m /s。中北大学 2012 届本科毕业设计说第59页共 53 页(2) 加氯设备选用 4 台 ZJ-2 型转子加氯机，三用一备，单台加氯量为 14kg/h，加氯机外型尺寸为 550mmx310m

49、mX710mm。4.9 污泥浓缩池采用重力浓缩池，污泥浓缩池仅处理剩余活性污泥4.9.1设计参数m =Qmax8 1.505 864001000=1040 kg d设计流量3Qw= 1665.38m ;浓缩后含水率97%;中北大学 2012 届本科毕业设计说2第60页共 53 页h40.1 21 -50.8m(1) 浓缩池所需表面面积A(2) 浓缩池直径DD = 4A =仁333333, , = = 20.5m，取 21m(3) 浓缩池工作高度 h1TQw_ 16 1665.38 24A一24 333.1(4) 浓缩后污泥体积Qw污泥浓缩前含水率 P1为 99.2%，浓缩后含水率 P2为 97

50、%，则浓缩后每天产生污泥体积Qw(5) 浓缩池泥斗容积集泥斗上部直径为 D1=5.0m，下部直径为 D2=2.0m，倾角为 60D1_ D2ta门60 =(5一2).3=2.17m 2 2集泥斗的有效容积 V。设池底坡度为 0.1,池底坡降为:污泥浓度浓缩时间浓缩池固体通量浓缩池数量4.9.2 设计计算C=6g/L ；T =16h；M = 30 kg. m2d ；1 座。QwCM1665.38 6302=333.1mh1Qw(1-R)1 -P21665.381 -0.99210.97=444.1m3V。=328.2m第61页共 53 页中北大学 2012 届本科毕业设计说 故池底可贮泥容积 V

51、4:3.14；0.8223(10.5210.5 2.52.52) =119.5m33因此，总贮泥容积为：33Vw二 V。V4二 328.2 119.5 二 447.7m 444.1m(满足要求)(6) 浓缩池总高度取超高h h2为 0.3m，缓冲层高度 h3=0.3m，则总高度为H = h1h2h3h4h0= 3.33 0.3 0.3 0.8 2.17二6.9m浓缩设备26采用 NG24 型单周边传动中心支墩式刮泥机，并且配置栅条以利于污泥的浓 缩。其性能参数见表 4.7。表 4.7 NG24 型浓缩池刮泥机池径(m)池深(m)沉淀面积(m2)驱动功率(kW)243.54520.754.10

52、脱水机房污泥脱水在污泥处理工艺中非常关键，其脱水效果将直接影响污泥后处置。设计采用带式压滤机，在污泥脱水时投加聚丙烯酰胺(PAM)有机高分子絮凝剂，将污 泥浓缩池浓缩后的污泥进行脱水，进一步降低含水率，便于污泥运输和最终处置。 主要设备为带式压滤机、污泥泵、加药泵、加药罐、反冲洗泵及空压机等27。机械脱水需要控制泥量增加，采用高分子絮凝剂时，通过絮凝剂吸附污泥颗粒 使小颗粒污泥凝聚成团，释放水分，泥量基本不发生变化，其肥效和热值都不降低， 如果采用无机药剂，泥量会明显增加，使脱水机的处理能力大大降低28。4.10.1 污泥设计计算(1) 脱水后污泥量式中 P 浓缩后含水率，为 97%;v2h(

53、D. _D322R1R1-122q =Qw100-P100-P2式 4.29中北大学 2012 届本科毕业设计说第62页共 53 页B 脱水后污泥含水率设计中 F2=75%100 - 973I所以q =444.153.29 m d100-75脱水后干污泥重量为：M 二 q1-F21000 =53.29 1 -75% 1000 = 13322.5kg d = 555.1kg h(2) 加药量计算本设计中用带式压滤机脱水的污泥， 采用聚丙烯酰胺絮凝剂，对于混合污水污泥投加量按干污泥重的0.15% 0.5%计算，设计中取0.4%计算。则 W =0.4%M =0.004 13322.5 = 53.29

54、kg d4.10.2 脱水机型号的选择设计中选用 3 台 DY-3000 型带式压滤机，2 用 1 备，带式压滤机的主要技术指 标为800kg h，泥饼含水率75%。工作周期定为 18 小时29。则每次处理的泥量为： m = 800 12 2 = 19200kg V中北大学 2012 届本科毕业设计说第63页共 53 页5 污水处理厂总体布置5.1 总平面布置1、工艺流程布置工艺流程布置根据设计任务书提供的面积和地形，采用直线型布置。这种布置 方式生产联络管线短，水头损失小，管理方便，且有利于日后扩建。2、筑物平面布置30按照功能，将污水处理厂布置分成三个区域：(1) 污水处理区，由各项污水处理设施组成，呈直线型布置。包括：污水总泵站、 格栅间、曝气沉砂池、A2/0、辐流沉淀池、消毒池、鼓风机房。(2) 污泥处理区，位于厂区主导风向的下风向，由污泥处理构筑物组成，呈直线