氧化沟法处理城市生活污水课题设计

1、学 号： 课 程 设 计题 目氧化沟法处理某城市生活污水工艺方案设计学 院专 业环境工程班 级学生姓名指导教师年月日目录1.设计原则和依据41.1设计原则41.2设计依据41.3设计参数：51.4氧化沟法污水处理法工艺流程图：52.污水处理工艺设计计算52.1格栅5格珊计算62.2泵房82.3平流式沉砂池9沉砂池设计说明9沉砂池计算92.4氧化沟12氧化沟说明12氧化沟计算132.5二沉池15设计参数15设计计算162.6接触池17设计计算173.厂区平面及高程设计173.1厂区平面布置18各处理单元构筑物的平面布置18平面布置18管线布置183.2高程设计19高程布置原则193.2.2

2、60;高程布置时的注意事项19污水污泥处理系统高程布置19高程确定193.3厂区给排水设计21给水设计21厂区排水设计224.技术经济分析224.1 工程投资估算224.1.1 土建工程造价224.1.2 设备工程造价224.1.3 其他投资及工程总价估算234.2运行成本概算（单座污水处理站）23基础资料23运行成本概算245.结论和建议245.1结论245.2建议251.设计原则和依据1.1设计原则 （1）选用运行安全可靠、经济合理的工艺流程。 （2）采用先进的技术和设备，合理利用资金，提高污水处理站的自动化程度和管理水平。

3、60;（3）根据基础设施统一规划、分步实施的方针，在方案设计中充分考虑远、近期结合，为发展留有余地。 （4）污水处理厂的位置，应符合城市规划要求，位于城市下游，与周边有一定的卫生防护带，靠近受纳水体，少占农田。 （5）严格执行国家和地方现行有关标准、规范和规定。1.2设计依据地表水环境质量标准（GB3838-2002） 污水综合排放标准 (GB8978-1996) 生活饮用水卫生标准 (GB5749-2006)  污水排入城市下水道水质标准 (CJ3082-1999)  城市污水处理厂污水污泥排放标准 (CJ302

4、5-93) 中华人民共和国环境保护法  建设项目环境保护设计规定  彭州市建设项目环境管理 水污染物排放限值（DB44/26-2001）中的一级标准污水综合排排放标准（GB8978-1996）中的一级标准建筑给水排水设计规范（GBJ15-88）1.3设计参数：(1)设计水量：160000 =1.8519(2)设计进水水质(mg/L)： 365 : 175 SS: 140 : 52 TP: (3)设计出水水质(mg/L）： 60 : 20 SS: 20 : 15 TP: 1 1.4氧化沟法污水处理法工艺流程图： 2.污水处理工

5、艺设计计算2.1格栅  格栅主要是为了拦截废水中的较大颗粒和漂浮物，以确保后续处理的顺利进行。主要是对水泵起保护作用，拟采用中格栅，格栅栅条选用圆钢，栅条宽度S=0.01m，间隙拟定为0.028m。  格栅示意图格珊计算1.格栅间隙数n： 式中：最大设计流量（），（为污水流量总变化系数，） b栅条间隔（m）,取0.028m h栅前水深（m）,取0.5m v污水流经格栅的速度（m/s），取1m/s 格栅安装倾角（°），取60° 经验修正系数则： 条 取整n=15条2.格栅槽总宽B： 式中：B格栅槽宽度（m） S栅条宽度（m）,取0.01m b栅条净间隔（m

6、），取0.028m n格栅间隙数（条）则：3.过栅水头损失h2： 式中：过栅水头损失（m） 计算水头损失（m） 阻力系数，(，=2.43)（栅条断面形状为锐边矩形） g重力加速度（），取9.81 k系数，取k=3则：4.栅后槽的总高度H： 式中：H栅后槽总高度（m） h栅前水深（m）,取0.5m 格栅前渠道超高（m），取0.3m 格栅的水头损失（m）则：5.格栅总长度L： 式中：进水渠道渐宽部分的长度（m）, ，其中，为进水渠道宽度（m），取，为进水渠道渐宽部分的展开角度，取 格栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分的长度（m），一般取 格栅前槽高（m）,则： 6.每日栅渣量W： 式中：W每日栅渣量（

7、） 单位体积污水栅渣量（），取则： ，宜采用机械清渣2.2泵房  采用氧化沟工艺方案，污水处理系统简单，对于新建污水处理厂，工艺管线可以充分优化，故污水只考虑一次提升。污水经提升后入平流沉砂池，然后自流通过氧化沟及接触池，最后由出水管道排入关渠堰。  根据最大流量设计，选用4台150QW-180-6-5.5潜污泵（3用1备），每台泵房的设计流量 ，H=6m；采用高、中、低水位分别启动水泵，通过液位计来实现自动控制；出水管上设置管式流量计，对出水流量进行监测和控制。 污水提升泵池尺寸：1000mm×900mm×1500mm 数量：1座&

8、#160;材质：钢筋混凝土 构造：全地埋2.3平流式沉砂池 沉砂池设计说明设计说明：污水经提升泵提升后进入平流沉砂池，共两组对称于提升泵房中轴线布置，每组分为两格。每格宽度B1=0.65m 沉砂池池底采用多斗集砂，沉砂由螺旋离心泵自斗底抽送至高架砂水分离器，砂水分离通入压缩空气洗砂，污水回至提升泵前，净砂直接卸入自卸汽车外运。设计流量为Qmax=1.8519m3/s，设计水力停留时间t=40s，水平最大流速=0.25m/s，城市污水沉砂量X=0.03L/()，清除沉砂的间隔时间T=2d。平流式沉砂池示意图沉砂池计算1.沉砂部分的长度L： L=vt式中：L沉砂池沉砂

9、部分长度（m） v最大设计流量时的速度（m/s），取0.25m/s t最大设计流量时的停留时间（s），取40s则：L=vt=0.25×40=10m2.水流断面面积A： 式中：A水流断面面积（） 最大设计流量（）则： 3.池总宽度B： 式中：B池总宽度（m） 设计有效水深（m），取0.8m则：4.贮砂斗所需容积V： 式中：V沉砂斗容积（） X城镇污水的沉砂量（），取0.03（污水） T排砂时间的间隔（d），取2d则：5.贮砂斗各部分尺寸计算：设贮砂斗底宽；斗壁与水平面的倾角为60°；则贮砂斗的上口宽为：贮砂斗的容积： 式中：贮砂斗容积（） 贮砂斗高度（m），取0.4m分别为贮

10、砂斗下口和上口的面积（）则： 6.贮砂室的高度：假设采用重力排砂，池底设6%坡度坡向砂斗，则： 7.池总高度H： 式中：H池总高度（m） 超高（m），取0.35m则：8.核算最小流速： 式中：设计最小流量（），取0.189 最小流量时工作的沉砂池数目，取2个 最小流量时沉砂池中的过水断面面积（），（，b为每格宽度，取0.7m）则：，符合要求2.4氧化沟氧化沟说明氧化沟又称“循环曝气池”，是50年代由荷兰的Pasveer开发，属于活性污泥法的一种变形。其基本特征是曝气池呈封闭的沟渠形，污水和活性污泥的混合液在环状渠道中不停的循环流动。 工艺特点：  氧化沟一般采用延时曝气，并

11、增加了脱氮功能，它采用机械曝气，一般不设初沉池和污泥消化池。由于氧化沟水深较浅（一般3m左右），流程较长，可以按照曝气器前作为缺氧段与曝气器后作富氧段的方式设计运行。提供兼氧菌与好氧菌交替作用的条件，达到脱氮的目的。 氧化沟内的循环流量很大，进入沟内的原污水立即被大量的循环水所混合和稀释，因此具有很强的承受冲击负荷能力，对不易降解的有机物也具有较好的处理效果；  处理效果稳定可靠，不仅可满足BOD5、SS的排放标准，还可以达到脱氮除磷的效果。  由于氧化沟的水力停留时间和污泥龄都很长，悬浮物、有机物在沟内可获得彻底的降解，活性污泥产量少且趋于稳定，一般不设初沉池和污泥消化池

12、，有的甚至取消二沉池和污泥回流系统，简化了处理流程，减小了处理构筑物，使其基建费用低于一般活性污泥法。  承受水质、水温、水量能力强，出水质好。缺点：  一般除磷需另设厌氧池；  机械曝气，设备数目多；  氧化沟沟体占地面积较大；  对于中、大型污水厂，基建费和运行费比普通活性污泥法高，同时无法得到生物能源。氧化沟示意图氧化沟计算1.有机碳氧化、氨氮硝化所需容积：式中：Q为氧化沟设计流量  为（）去除的浓度（mg/L） ，分别为进水、出水浓度（mg/L） y污泥增长系数，取0.6 污泥龄(d),取6d 则： 2.缺氧反硝化区容积 ：a

13、.反硝化区脱氮量W： 式中：分别为进口、出口水中总氮浓度（mg/L），取=60mg/L,=20mg/L 0.124微生物细胞分子式中N占12.4%则： b.反硝化区需要的污泥量G： 式中：反硝化速率，当水温为8，氧化沟中X为4000mg/L时，=0.026/d则： c.反硝化区容积 ： 式中：X硝化污泥浓度，取4g/L则： 3.氧化沟容积V： 式中：k泥量的比例，取0.55则：当分成两组三沟式氧化沟，则每组沟容积为，取水深H=3.2m，则每条沟的平面面积为： 4.剩余污泥量: 式中： y污泥增长系数，取0.6       

14、a污泥自身氧化率，取0.06/d   为（）去除的BOD5浓度（mg/L）     污泥龄(d),取6d则：5.需氧量G：式中：降解的需氧量 排放剩余污泥所造成减少的量，=0.75排放剩余污泥所造成减少的量硝化需氧量，分别为进出口水氨氮浓度反硝化过程的产氧量，为还原的浓度（取35mg/L）则： 2.5二沉池 该沉淀池采用中心进水，周边出水的辐流式沉淀池，采用刮泥机。设计中选择4组辐流式二沉池，则每座设计流量为 。设计参数  表面负荷： 范围为，取 固体负荷： 一般范围为  水力停留时间（沉淀时间

15、）：T=2.5h 堰负荷：取值范围为1.52.9 ，取2.0 设计计算 a.沉淀池面积: 按表面负荷算： (2)沉淀池直径： (3)澄清区高度为: (4)污泥区高度为： 式中：R污泥回流比，取50% X氧化沟中污泥浓度，X=4000mg/L Xr二沉池排泥浓度，取12000mg/L则： (5)池边水深： (6)沉淀池底坡落差设池底坡度i=0.05则： (7)沉淀池周边水深: 其中缓冲层高度取             刮泥板高度

16、取  (7)沉淀池总高度H: 设沉淀池超高  b.校核堰负荷：        校核径深比: 二沉池有效水深为4.25m，直径为45m则： 满足规范二沉池直径与有效水深之比宜为6-12，水池直径不宜大于50m 2.6接触池设计计算采用隔板式接触反应池 设计参数：设计流量： （设4座） 水力停留时间：T=0.5h=30min=1800s 设计投氯量为：平均水深：h=2.0m     隔板间隔：b=3.5m

17、60; 设计计算：1.接触池容积：           表面积 隔板数采用2个， 则廊道总宽为B（2+1）×3.510.5m，取11m        接触池长度为 长宽比 实际消毒池容积为     池深取20.42.4m (0.4m为超高) 经校核均满足有效停留时间的要求3.厂区平面及高程设计 3.1厂区平面布置 各处理单元构筑

18、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： (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。 平面布置 本着尽量节约用地，并考虑发展预留用地的原则，进

19、行厂区的总平面布置，本期工程总占地面积约4.5亩，包括污水处理构筑物、建筑物、附属构筑物、道路绿化，按功能分为污水预处理区、污水主处理区、污泥处理区、生活管理区、预留的回用水处理区。管线布置 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大的构筑物附近，化验室应机器间和污泥干化场，以保证良好的工作条件，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

20、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。3.2高程设计 高程布置原则 (1)保证处理水在常年绝大多数时间里能自流排放水体，同时考虑污水厂扩建时的预留储备水头。(2)应考虑某一构筑物发生故障，其余构筑物须担负全部流量的情况，还应考虑管路的迂回，阻力增大的可能。因此，必须留有充分的余地。 (3)处理构筑物避免跌水等浪费水头的现象，充分利用地形高差，实现自流。 (4)在仔细计算预留余量的前提下，全部水头损失及原污水提升泵站的全扬程都应力求缩小。 

21、(5)应考虑土方平衡，并考虑有利排水。 3.2.2 高程布置时的注意事项 在对污水处理厂污水处理流程的高程布置时，应考虑下列事项： (1)选择一条距离最长、水头损失最大的流程进行水力计算，并应适当 留有余地，以保证在任何情况下处理系统能够正常运行。 (2)污水尽量经一次提升就应能靠重力通过处理构筑物，而中间不应再经加压提升。 (3)计算水头损失时，一般应以近期最大流量作为处理构筑物和管（渠）的设计流量。(4)污水处理后应能自流排入下水道或者水体。 污水污泥处理系统高程布置 (1)厂区设计地面标高 

22、;暂定厂区自然地平标高为地面标高，可根据厂区现场实际情况对土方适当平衡。 (2)工艺流程竖向设计 处理厂进水管道管底标高暂定为-2.500m，以此为依据，进行污水处理流程的竖向设计。高程确定 各处理构筑物的高程确定： 设计氧化沟处的地坪标高为3.0m（并作为相对标高±0.00），按结构稳定的原则确定池底埋深-2.0m，再计算出设计水面标高为3.0-2.01.0m，然后根据各处理构筑物的之间的水头损失，推求其它构筑物的设计水面标高。经过计算各污水处理构筑物的设计水面标高见下表。再根据各处理构筑物的水面标高、结构稳定的原理推求各构筑物地面标高及池底

23、标高。(1) 水头损失计算各构筑物的水头损失如下表所示：表1构筑物水头损失表构筑物名称水头损失/m中格栅0.1泵房0.2沉砂池0.33氧化沟0.5二沉池0.5接触池0.3计算厂区内污水在处理流程中的水头损失，选最长的流程计算，局部水头损失按估算法计算，即为沿程损失的50%，所以 。结果如下表：表2污水厂水头损失计算表名称管径D/(mm)I/()V/(m/s)管长L/(m)IL/(m)v2/2g /(m)h/(m)h总/(m)出水管6001.480.84800.1181.00.0360.1540.231接触池0.30.3二沉池0.50.5二沉池至氧化沟4003.080.92100.0313.84

24、0.1660.1970.296氧化沟0.50.5氧化沟至沉砂池4003.080.92120.0374.220.1820.2190.329沉砂池0.330.33泵房0.20.2中格栅0.10.1本设计地面标高为3m，由表1与表2可以确定构筑物的高程，如下表所示：各污水处理构筑物的设计水面标高及池底标高构筑物名称水面标高/m构筑物名称水面标高/m进水管2.617氧化沟3.399中格栅2.597二沉池3.104泵房2.497接触池2.804沉砂池12.1873.3厂区给排水设计 给水设计 厂址在规划区内，自来水直接接入厂区内供全厂的消防、生活和部分生产用水。消防、生产、生活水管道

25、共用，管道在厂区内布置成环状。 厂区排水设计 厂区排水按雨污分流设计。生产、生活污水经厂区污水管道收集后排入中格栅前的进水井，与原污水一并处理。厂区雨水经雨水管道，汇集排至厂外河道。4.技术经济分析 4.1 工程投资估算 4.1.1 土建工程造价 土建工程造价见表4。 表4 土建部分投资估算序号工程名称数量单价一期价/万元1格栅井1座10000元/座1.02提升泵房1座600元/2.423平流沉砂池一座400元/4.84氧化沟2座400元/9605集泥井1间5000元/间0.56加氯间1间3000元/间0

26、.37变配电间1间64500元/间6.458中心控制室64400元/3.569土建工程造价合计979.034.1.2 设备工程造价 主要设备投资估算见表5表5 主要设备投资估算序号工程名称规格、型号数量一期价/万元1格栅中格栅、不锈钢1座3.52提升泵150QW-180-6-5.54台3.03污泥泵LXB-9003台3.34污泥输送机1套1.55脱水机1台1.46刮泥机1GC型支座式中心驱动1台2.27自动化控制系统1套238电控部分1套89管道及附件1套510工程管道、阀门1套411变压器QZB自耦变压器1台0.812电缆840米1213自动加药装置国产TP26

27、601套214配电箱GGD2套0.215其它配件85216设备工程造价合计155.1由于一些设备以及设备附件资料不全并且所需数量有所波动，还包括一部分不可遇见费用无法确定，所以无法给出明确细节，根据经验参数并参见同水量同工艺污水厂基本设备费，故在此设备总投资粗略估计在450万元左右。4.1.3 其他投资及工程总价估算 其他投资及工程造价估算见表6 表6 其他投资及工程总价估算序号名称取费标准价格/万元1土建工程造价979.032设备工程造价155.13小记1+21134.134设计费3×5%56.715运输管理费2×3%4.656安装调试费2×8%12.417税金（3+4+5+6）×6%72.478总计1280.374.2运行成本概算（单座污水处理站） 基础资料 电费：0.80元/（kw·h） ClO2生