水污染控制工程课程设计(AAO)

1、水污染控制工程课程设计(AAO) 课程设计课程名称： 水污染控制工程 设计题目：50000m3/d城市污水处理厂设计（A2/O） 学生姓名： 张 赛 辉 学 号： 0109 学 院：化学与生物工程学院 班 级：环境工程1101班 指导教师： 曾经 赵文玉 刘春华 2013 年12月23至2014年1月4日目 录引 言1第一章 设计任务任务及设计资料2设计任务书2设计题目2出水要求2设计内容2设计成果3时间分配3成绩考核办法3设计原始资料3设计规模3 水质情况4气象与水文资料4厂区地形4第二章 设计说明书5设计原则5设计依据5进出水水质5设计水质及处理后排放水质5去除率6工艺的选择6污水处理工艺

2、的选择6污泥工艺的选择8污水厂总平面图的布置9设计流量9污水处理构筑物的选择9格栅9集水井10污水泵房10沉砂池11初沉池11 A/A/O反应池12二沉池13消毒13污泥处理构筑物的选择13污泥泵房13污泥浓缩池14污泥脱水14污水厂的平面及高程布置14平面布置14管线布置15 高程布置15第三章 污水厂设计计算书16去除率的计算16溶解性BOD5的去除16 CDDCr的去除率16 SS的去除率16总氮的去除率17磷酸盐的去除率17格栅设计原则17细格栅18中格栅20集水井23污水提升泵房24设计说明24设计选型24旋流沉砂池25设计依据25设计参数26设计计算26排砂方法27排砂量计算27初

3、沉池28设计参数28设计计算28进出水设计30 A/A/O反应池32厌氧池32缺氧池32曝气池33二沉池39设计概述39设计计算40紫外线消毒装置41设计计算42计量堰43污泥处理设备的计算44污泥浓缩池设计计算44贮泥池47污泥脱水机房47剩余污泥泵房49高程49污水处理部分高程50污泥处理部分高程51第四章 污水厂成本概算52土建工程53污水污泥处理构筑物建设53厂区附属建筑物建设53公用工程53供电53自动检测与控制53投资及运营54投资估算范围及原则54劳动定员54设计总结56致 谢58参考文献584引 言生命起源于水环境，水是所有生物生存不可缺少的重要因素，亦是人类发展的物质基础，是

4、不可替代的宝贵资源。目前我国人均用水量是世界人均用水量的30%左右，人均水资源占有量仅为世界平均水平的四分之一，严重制约着我国社会主义经济的发展。中国经济的高速发展，我们为止付出的是环境污染的代价。眼下环境问题受到了人们的普遍关注，为保护环境，解决城市污水的排放对水体的污染，为了保护自然环境和自然生态系统，为了保证人民的身体健康，就必须要建立有效的污水处理设施，来解决这一问题。综合废水处理工程是一项保护环境、治理污染、促进健康、造福社会的公益事业。本设计就是基于水污染的危害性和严重性，以保护环境为宗旨，以达到城镇污水处理厂污染物排放标准为要求对系统进行全面设计。长期以来，城市污水处理均以去除有

5、机物和悬浮物为目的，其工艺为普通活性污泥法该法对氮、磷等无机营养物去除效果很差一般来说，氮的去除率只有2030，磷的去除率只有1020随着大量的化肥、农药、洗涤剂等高浓度氮、磷工业废水的排出，导致城市污水中N、P浓度急剧增加，从而引起水体中溶解氧降低及水体富营养化，同时影响了处理后污水的复用所以，要求在城市污水处理过程中不仅要有效地去除BOD和SS，而且要有效地脱氮除磷八十年代以来，生物脱氮除磷工艺已成为现代污水处理的重大课题，特别是以厌氧缺氧好氧（AnaerobicAnoxicaerobic，简称A2O工艺）系统的生物脱氮除磷工艺，因其特有的技术经济优势和环境效益，越来越受到人们的高度重视。

6、本设计中即采用厌氧缺氧好氧（AnaerobicAnoxicaerobic，即A2O工艺）对某城市生活污水进行处理，日处理能力50000m3。出水达到1996年颁布的国家综合污水排放标准水质要求。第一章 设计任务任务及设计资料设计任务书设计题目50000m3/d城市污水处理厂设计（A2/O法）出水要求符合污水综合排放标准一级标准：BOD520mg/L CODCr60 mg/L SS20mg/L 氨氮15mg/L 磷酸盐（以P计）L设计内容1.方案确定按照原始资料数据进行处理方案的确定，拟定处理工艺流程，选择各处理构筑物，说明选择理由，进行工艺流程中各处理单元的处理原理说明，论述其优缺点，编写设计

7、方案说明书。2.设计计算进行各处理单元的去除效率估算；各构筑物的设计参数应根据同类型污水的实际运行参数或参考有关手册选用；各构筑物的尺寸计算，要求说明书中有计算草图；设备选型、效益分析及投资估算。3.平面和高程布置根据构筑物的尺寸，合理进行平面布置；高程布置应在完成各构筑物计算及平面布置草图后进行，各处理构筑物的水头损失可直接查相关资料，但各构筑物之间的连接管渠的水头损失则需计算确定。4.编写设计说明书、计算书设计成果1.污水处理厂总平面布置图1张（含土建、设备、管道、设备清单等） 2.高程布置图1张 3.主要单体构筑物（沉砂池、曝气池、二沉池等）平面、剖面图1张 4.设计说明书、计算书一份时

8、间分配 表11 时间分配表（第1718周）序号教学内容时间备注1下达设计任务书1天（17周周一）2设计计算5天（17周周二17周周六）3绘制CAD设计图纸5天（17周周日18周周四）4编写设计说明书，装订成册3天（18周周五18周周日）5总计时间14天成绩考核办法 根据设计说明书、设计图纸的质量及平常考核情况由指导教师按优、良、中、及格、不及格评定成绩。设计原始资料设计规模Q50000m3/d 水质情况：BOD5=300mg/L CODCr=600 mg/L SS=250 mg/L 氨氮=40 mg/L 磷酸盐(以P计)=10 mg/L pH=69表12 进出水水质对照表项目CODcr(mg/

9、L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)NH-N(mg/L)TP(mg/L)进水6003002504010出水60202015气象与水文资料风向：多年主导风向为东南风；水文：降水量多年平均为每年2370mm； 蒸发量多年平均为每年1800mm； 地下水水位，地面下67m。年平均水温：20厂区地形：污水厂选址区域海拔标高在19-21m左右，平均地面标高为20m。平均地面坡度为 ，地势为西北高，东南低。第二章 设计说明书设计原则(1)处理工艺符合最佳适用技术（即技术上可行，经济上合理）和清洁生产的基本要求。(2)建设项目符合国家和地方的环境法律法规的有关规定。(3)各处理单元构筑物的平面布置应根据

10、各构筑物的功能要求和水力要求.(4)辅助建筑物的面积或规模应符合有关规定。(5)设备选型和价格经济合理。(6)设计中尽量选用低噪声的动力设备，产生臭气或者噪声的设备或构筑物应加盖处理，防止二次污染。设计依据(1)中华人民共和国环境保护法(2)城镇污水处理厂污染物排放标准（GB 18918-2002）(3)中华人民共和国水污染防治法(4)水处理工程师手册(5)污水处理厂工艺设计手册(6)建设项目环境保护环境管理条例(7)城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准（GJ 31-89）(8)城市污水处理及防治技术政策建城2000124号(9)城市污水处理工程项目建设标准建城200177号进出水水质设计

11、水质及处理后排放水质（1）设计处理水量： 日处理量： 50000m³/d 秒处理量： ³/s根据室外排水设计规范，查表并用内插法得：KZ=表21平均流量与总变化系数平均日流量（L/s）51540701002005001000总变化系数（2）所以设计最大流量: （3）原水水质参数如下：BOD5=300mg/L CODcr=600 mg/L SS=250 mg/L 氨氮=40 mg/L 磷酸盐(以P计)=10 mg/L pH=69去除率进出口水质及去除率见表1-1：（详细计算见：第三章 去除率的计算）表2-2 进出口水质及去除率表项目CODcr(mg/L)BOD5(mg/L)S

12、S(mg/L)NH-N(mg/L)TP(mg/L)进水6003002504010出水60202015去除率% 注： 此处BOD5去除率主要指曝气池的去除率工艺的选择污水处理工艺的选择 处理厂的工艺流程是指在达到所要求处理程度的前提下，污水处理各单元的有机组合；构筑物的选型是指处理构筑物形式的选择。两者是相互联系，互为影响的。城市生活污水一般以BOD物质为主要去除对象。由于经过一级处理后的污水，BOD只去除30左右，仍不能排放；二级处理BOD去除率可达90以上，处理后的BOD含量可能降到20-30mg/L，已具备排放水体的标准*4。又该城市污水处理厂的方案，既要考虑有效去除BOD5又要适当去除N

13、、P，以下对上述适合于中小型污水处理厂的除磷脱氮工艺进行经济技术比较。表23适合于中小型污水处理厂的除磷脱氮工艺的比较工艺名称氧化沟A/O工艺A/A/O工艺SBR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，管理维护简单；8.国内工程实例多，容易获得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。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

14、厂费用较低；4.沼气可回收利用。1. 具有较好的除P脱N功能；2. 具有改善污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。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.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

15、率低；4.脱氮效果进一步提高需要在氧化沟前设厌氧池。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。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。1.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。综上所述，可得比较适合本经济开发区的工艺是A/A/O工艺。因为这种工艺具有较好的除P脱N功能；具有改善污泥沉降性能的作用的能力，减少的污泥排放量；具有提高对难降解生物有机物去除效果，运行效果稳定；技术先进成熟，运行稳妥可靠；管理维护简

16、单，运行费用低；沼气可回收利用；国内工程实例多，容易获得工程设计和管理经验技术先进成熟，运行稳妥可靠，最为重要的是该工艺总水力停留时间少于其他同类工艺，节省基建费用，占地面积相对较小，在市场经济的形势下，寸土寸金，该工艺无疑具有非常大的吸引力。污水处理工艺流程如图21所示。该流程包括完整的二级处理系统和污泥处理系统。污水经由一级处理的隔栅、沉沙池和初沉池进入二级处理的厌氧池缺氧池和曝气池，然后在二次沉淀池中进行泥水分离，二沉池出水后直接排放。二沉池中一部分污泥作为回流污泥进入二级处理部分，剩余污泥与初沉池污泥进入污泥浓缩池，经浓缩之后的污泥进入脱水机房加药脱水，最后外图21 污水处理厂设计工艺

17、流程图污泥工艺的选择污水处理所产生的剩余污泥必须按照减量化，无害化的原则进行妥善安全的处理、处置。本工程污水处理工艺，采用生物脱氮除磷的A2/O工艺，污泥龄达15天以上，污泥已基本稳定，无需厌氧消化，可以直接进行机械浓缩脱水，同时可以防止磷的厌氧释放，保证了除磷效果。选择带式浓缩压滤一体机，泥饼含固率高，能耗底，可连续运行，生产效率高。污水厂总平面图的布置本污水处理厂平面布置在满足工艺流程的前提下进行布置，大致分为生活区、污水处理区、污泥处理区三区，布置紧凑，进出水流畅；其中，综合办公楼、宿舍楼、食堂、浴室等在入厂正门一侧附近，方便本厂职工办公和起居生活，同时也方便外来人员；隔栅间气味大，锅炉

18、房多烟尘，污泥区设在夏季主导风向的下风向、在脱水机房附近设有后门，以减少煤、灰、泥饼、栅渣外运时对环境的污染。设计流量Q=50000m³/d污水处理构筑物的选择格栅细格栅用来截留水中比较小的悬浮物或漂浮物，以保证后续处理的正常运行。中格栅用以截留水中的较大悬浮物或漂浮物，以减轻后续处理构筑物的负荷，用来去除那些可能堵塞水泵机组驻管道阀门的较粗大的悬浮物，并保证后续处理设施能正常运行的装置。截留污物的清除方法有两种，即人工清除和机械清除。大型污水处理厂截污量大，为减轻劳动强度，本设计应用机械清除截留物。本工程设计确定采用两道格栅， 40mm 的中格栅和10mm 的细格栅，分别布置在污水

19、泵房前和沉砂池前，形状为矩形，清渣方式为机械清渣。本设计选择GH型回转式格栅除污机，该除污机结构紧凑，占地面积小，运行可靠，安装维修方便，自动控制性好，高效且无缠绕。格栅上部必须设置工作平台，其高度应高出格栅前最高设计水位，工作平台上应有安全和冲洗设施。 格栅工作平台两侧边道宽度宜采用。工作平台正面过道宽度，采用机械清除时不应小于，采用人工清除时不应小于。集水井污水泵站的集水池宜采用敞开式，本工程设计的集水池与泵房和共建，属封闭式。集水池内设通气管，并配备风机将臭气排出泵房。污水泵房 城市污水处理厂的运行费用大部分来自于电能，其中40%的电能为水泵消耗，所以，确定合理的水泵及泵站具污水处理厂的

20、关键所在。泵站行驶的选择取决于水里条件和工程造价，其他考虑因素还有：泵站规模大小、泵站的性质、水文地质条件、地形地物、挖渠及施工方案、管理水平、环境性质要求、选用水泵的形式及能否就地取材等。污水泵站的主要形式1：（1）合建式矩形泵站，装设立式泵，自灌式工作台，水泵数为4台或更多时，采用矩形，机器间、机组管道和附属设备布置方便，启动简单，占地面积大；（2）合建式圆形泵站，装设立式泵，自灌式工作台，水泵数不超过4台，圆形结构水力条件好，便于沉井施工法，可降低工程造价，水泵自动方便。（3）对于自灌式泵房，采用自灌式水泵，叶轮（泵轴）低于集水池最低水位，在最高、中间和最低水位都能直接启动，其优点为启动

21、及时可靠，不需引水辅助设备，操作简单。（4）非自灌式泵房，泵轴高于集水池最高水位，不能直接启动，由于污水泵水管不得设低阀，故需设引水设备。但管理人员必须能熟练的掌握水泵的启动程序。由以上可知，本设计因水量较大，并考虑到造价、自动化控制等因素，以及施工的方便与否，采用自灌式半地下式矩形泵房。 （5）流量小于2m3/s时，常选用下圆上方形泵站，其设计和施工均有一定的经验，故被广泛使用。根据综合考虑，本设计确定采用与集水井合建的下圆上方形泵房。沉砂池沉砂池的功能的去除比重较大的无机颗粒。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12：平流沉砂池 优点：沉淀

22、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。竖流沉砂池 优点：占地少，排泥方便，运行管理易行。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

23、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。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，本工程设计确定采用旋流沉砂池。初沉池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。初沉池的去除对象是悬浮固体，可以去除SS约40%50%，同时可去除20%30%的BOD5，可降低后续生物处理构筑物的有机负荷。按照初沉池的形状和水流特点，通常分为平流式、竖流式、辐流式及斜管四种。比较如下124

24、：平流沉淀池优点包括：沉淀效果好；耐冲击负荷和温度的变化适应性强；施工容易，造价低。它的主要缺点为：池子配水不均匀；采用多斗排泥时，每个泥斗需要单设排泥管各自排泥，操作量大。适用条件：适用于大、中、小型污水处理厂；适用于地下水位较高和地质条件较差的地区。辐流式沉淀池优点包括：多为机械排泥，运行较好，管理较简单；排泥设备已趋定型。它的主要缺点为：池内水速不稳定，沉淀效果较差；机械排泥设备复杂，对施工质量要求高。适用条件：适用于大、中型污水处理厂；适用于地下水位较高的地区。竖流式沉淀池优点包括：排泥方便，管理简单；占地面积较小。它的主要缺点为：池子深度大，施工困难；对冲击负荷和温度变化的适应性能力

25、较差；造价较高；池径不宜过大，否则布水不均匀。适用条件：适用于处理水量不大的小型污水处理厂。斜板（管）沉淀池优点包括：沉淀效率高，停留时间短；占地面积小。它的主要缺点为：用于二沉池时，当固体负荷较大时其处理效果不太稳定，耐冲击负荷的能力较差；运行管理成本高。综上所述，四种沉淀池的优缺点比较，并结合本设计的具体情况；设计水量较大，本设计初沉池采用平流式初沉池。 A/A/O反应池厌氧池污水流入厌氧池中，通过搅拌机的搅拌作用污水与厌氧菌充分结合。厌氧池能将污水中的微生物，有机物进行分解，产生CO2甲烷等物质。建造一组厌氧池，采用推流式设计。缺氧池配合好氧池脱氮除磷，将大分子有机颗粒分解成小分子有机颗

26、粒，可以提高废水的可生化性，一般用于好氧池的前处理。建造一组缺氧池，池中设搅拌装置。曝气池（好氧池）利用活性污泥法进行污水处理的构筑物。池内提供一定污水停留时间，满足好氧微生物所需要的氧量以及污水与活性污泥充分接触的混合条件。本设计采用推流式曝气池，采用鼓风曝气系统。曝气池与厌氧池、缺氧池合建，进水均选用普通铸铁管。其中厌氧池出水进入对称式配水槽为曝气池的两组平行部分均匀布水。出水系统采用倒虹吸式中央配水井，二对沉池进行布水。二沉池 二沉池设在生物处理构筑物后面，用于沉淀去除活性污泥或腐殖污泥（指生物膜法脱落的生膜）。沉淀池主要形式与初沉池一样，主要分析及比较已在前面列出。综合四种沉淀池的优缺

27、点比较，并结合本设计的具体情况；设计水量较大，本设计二沉池采用中心进水、周边出水的辐流式沉淀池。消毒污水处理厂常用的消毒方法有液氯消毒、漂白粉消毒、臭氧消毒和紫外线消毒等四种，他们的优缺点和使用条件如下124：液氯消毒优点：价格便宜，效果可靠，投配设备简单。缺点：对生物有毒害作用，并且可能产生致癌物质。适用于大、中型规模的污水处理厂。漂白粉消毒优点：投加设备简单，价格便宜缺点：除用液氯缺点外，尚有投配量不准确，溶解剂调制不便，劳动强度大。适用于消毒要求不高或间断投加的小型污水处理厂。臭氧消毒优点：消毒效率高，能有效的降解水中残留有机物、色味等，污水温度、PH值对消毒效果影响小，不产生难处理或生

28、物积累性残余物。缺点：投资大，成本高，设备管理负责。紫外线消毒优点：是紫外线照射和氯化共同作用的物理化学方法，消毒效率高，占地面积小，减少土建费用。缺点：紫外线照射灯具货源不足，电耗能量较多。综上四种消毒方法的比较，本设计采用紫外线消毒。污泥处理构筑物的选择污泥泵房（1）回流污泥泵选用LXB-1000螺旋泵*83台（2用1备），单台提升能力为660m3/h，提升高度为电动机转速n=48r/min,功率N=15kW。（2）回流污泥泵房占地面积为9m×6m。（3）剩余污泥泵选两台，2用1备，单泵流量Q>2Qw/2h。选用1PN污泥泵Q 16m3/h, H 14-12m, N 3kW

29、。（4）剩余污泥泵房占地面积L×B=4m×3m。污泥浓缩池污泥浓缩池主要是降低污泥中的间隙水，来达到使污泥减容得目的。经浓缩后的污泥近似糊状，仍保持流动性。浓缩池可分为气浮浓缩池、重力浓缩池和离心浓缩池。重力浓缩池按其运行方式分为间歇式或连续式。（1）气浮浓缩池：依靠微小气泡与污泥颗粒产生粘附作用，使污泥颗粒的密度小于水而上浮，并得到浓缩。适用于浓缩活性污泥以及生物滤池等较轻的污泥，并且运行费用较高，贮泥能力小；（2）连续式重力浓缩池：用于浓缩初沉池污泥和二沉池的剩余污泥，只用于活性污泥的情况不多；（3）间歇式重力浓缩池：主要靠阀门控制污泥的进出和上清液的排出，无刮泥系统，

30、管理简单。（4）离心浓缩池：利用污泥中的固、液相得密度不同，在高速旋转地离心机中受到不同的离心力二是两者分离，达到浓缩目的。离心分离一般要加入助凝剂，且耗电量大，在达到相同的浓缩效果时，其电耗约为气浮法的10倍。综上所述，本设计采用连续式重力浓缩池。污泥脱水污泥脱水的方法有自然干化、机械脱水及污泥烧干、焚烧等方法。本设计采用机械脱水，采用带式压滤机。污水厂的平面及高程布置平面布置各处理单元构筑物的平面布置：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*9：（1）贯通，连接各处理构筑物之间管道应直

31、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。管线布置（1）应设超越管线，当出现故障时，可直接排入水体。（2）厂区内还应有给水管，生活水管，雨水管。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，化验室应原理机器间和污泥处理构筑物，以保

32、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上风中处。在污水厂内主干道应尽量成环，方便运输。主干宽610m次干道宽34m，人行道宽曲率半径9m，有30%以上的绿化。 高程布置为了降低运行费用和使维护管理，污水在处理构筑物之间的流动以按重力流考虑为宜，厂内高程布置的主要特点是先确定最大构筑物的地面标高，然后根据水头损失，通过水力计算，递推出前后构筑物的各项控制标高。根据氧化沟的设计水面标高，推求各污水处理构筑物的水面标高，根据和处理构筑物结构稳定性，确定处理构筑物的设计地面标高。第三章 污水厂设计计算书去除率的计算溶解性BOD5的去除 活泩污泥处理系统处

33、理水中的BOD5值是由残存的溶解性BOD5和非溶解性BOD5二者组成，而后者主要是以生物污泥的残屑为主体。活性污泥的净化功能，是去除溶解性BOD5。因此从活性污泥的净化功能来考虑，应将非溶解性的BOD5从处理水的总BOD5值中减去。取原污水BOD5值（S0）为300mg/L，经初次沉淀池及缺氧池、厌氧段处理，按降低25考虑，则进入曝气池的污水，其BOD5值（S）为：S300（1-25）225mg/L计算去除率，对此，首先按 BOD55（）=计算处理水中的非溶解性BOD5值,上式中C处理水中悬浮固体浓度，取用综合排放一级标准20mg/L;b-微生物自身氧化率，一般介于之间，取；X-活性微生物在处

34、理水中所占比例，取值 得 BOD5L.处理水中溶解性BOD5值为：L 去除率 CDDCr的去除率 取入水CODc为600mg/L； SS的去除率取入水SS为300mg/L 总氮的去除率出水标准中的总氮为15mg/L，处理水中的总氮设计值取15mg/L，入水总氮取40mg/L，总氮的去除率为： 磷酸盐的去除率进水中磷酸盐的浓度为10mg/L计。如磷酸盐以最大可能成Na3PO4计*5，则磷的含量为10×=L.注意：Na3PO4中P的含量在可能存在的磷酸盐（溶解性）中是含量最大的，这样计算出来的进水水质中的磷含量偏大，对整个设计来说是偏安全的。磷的去除率为 格栅设计原则(1)细格栅间隙一般

35、采用10mm，中格栅间隙一般采用1040mm；(2)格栅不宜少于两台，如为一台时，应设人工清除格栅备用；(3)过栅流速一般采用s；(4)格栅倾角一般采用45º75º；(5)通过格栅的水头损失一般采用 m/ss；(6)格栅间必须设置工作台，台面应高出栅前最高设计水位 ，工作台有 安全和冲洗设施；(7)格栅间工作台两侧过道宽度不应小于，工作台正面过道宽度：人工 清除，不小于；机械清除，不小于；(8)机械格栅的动力装置一般宜设在室内或采取其它保护设备的措施； （9）相关尺寸如图3-1示。 图31 格栅相关尺寸细格栅细格栅设计参数栅前水深：h= 过栅流速：v=s格栅间隙：b细=10

36、mm 栅条宽度：s=10mm格栅安装倾角：=60° 细格栅的设计计算(1)栅条间隙数： 式中：细格栅间隙数最大设计流量，栅条间隙，取 10mm，即 ；栅前水深，取过栅流速，取 s；格栅倾角，取60°；设计使用的格栅数量，本设计中格栅取使用 2 道 取131根(2)栅槽宽度 式中：栅槽宽度，； 格条宽度，取。 取(3)细格栅的栅前进水渠道渐宽部分长度 L1 设进水渠宽，渐宽部分展开角， 根据最优水力断面公式(4)细格栅与出水渠道连接处渐窄部分长度 L2(5）细格栅的过栅水头损失式中：细格栅水头损失，m；系数，当栅条断面为矩形时候为；系数，一般取 k=3。(6)栅后槽总高度设栅

37、前渠道超高=，有：为避免造成栅前涌水，故将栅后槽底下降作为补偿。(7)栅槽总长度 式中：栅槽总长度，m；(8)每日栅渣量式中：每日栅渣量，栅渣量，污水，当栅条间隙为1625mm污水；当栅条间隙为3050mm污水。取污水。>故采用机械清渣。格栅除污机的选择根据计算，可选用江苏一环集团公司生产的XHG-2600型旋转式格栅除污机568，主要技术参数：表3-1 XHG-2600型旋转式格栅除污机技术参数外型总宽/mm设备宽度/mm安装角度电动机功率/kw格栅间距/mm2950260060º10中格栅中格栅的设计参数(1)栅前水深： (2)过栅流速：(3)格栅间隙： (4)栅条宽度：(

38、5)格栅安装倾角：中格栅的设计计算 （1)栅条间隙数： 式中：中格栅间隙数最大设计流量，栅条间隙，取 40mm，即 ；栅前水深，取过栅流速，取 s；格栅倾角，取50°；设计使用的格栅数量，本设计中格栅取使用 2 道，设计取27根（2)栅槽宽度 式中：栅槽宽度，； 格条宽度，取。 取（3)中格栅的栅前进水渠道渐宽部分长度 L1 设进水渠宽，渐宽部分展开角 根据最优水力断面公式（4)中格栅与提升泵房连接处渐窄部分长度 L2 （5）中格栅的过栅水头损失式中：中格栅水头损失，m； 系数，当栅条断面为锐边矩形断面，为； 系数，一般取 k=3。（6)栅后槽总高度设栅前渠道超高=，有，为避免造成栅

39、前涌水，故将栅后槽底下降作为补偿。（7)栅槽总长度 式中：栅槽总长度，m；中格栅的栅前进水渠道渐宽部分长度，m；中格栅与提升泵房连接处渐窄部分长度，m。 （8)每日栅渣量式中：每日栅渣量，栅渣量，污水，当栅条间隙为1625mm，污水；当栅条间隙为3050mm，污水。取 >，故采用机械清渣。格栅除污机的选择：根据计算，可选用杭州杭氧环保成套有限公司生产的HG-1500型回转式格栅除污机5,6,8，主要技术参数：栅条间隙（mm）电机功率（kW）线速度（m/min）栅宽（mm）设备总宽（mm）安装角度 （º）排栅门高度（mm）402 1500172050800表3-2 HG-1500

40、型回转式格栅除污机技术参数集水井 （1）集水池形式1污水泵站的集水池宜采用敞开式，本工程设计的集水池与泵房和共建，属封闭式。 （2）集水池的通气设备1集水池内设通气管，并配备风机将臭气排出泵房。 （3）集水池容积计算1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，有效水深取.本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。则集水池的最小面积 F 为 污水提升泵房设计说明 本设计采用A/A/O工艺方案，该处理系统简单，可以充分优化管线，从设计任务书来看，可只考虑一次提升。在提升后进入如沉砂池，可自流通过厌氧池、氧化沟、二沉池、接触池（消毒池）。当流量小于2m3/s时，常选用

41、下圆上方形泵房1。本设计，故选用下圆上方形泵房。提升泵房说明*6：（1）泵房进水角度不大于45度。（2）相邻两机组突出部分得间距，以及机组突出部分与墙壁的间距，应保证水泵轴或电动机转子再检修时能够拆卸，并不得小于。如电动机容量大于55KW时，则不得小于，作为主要通道宽度不得小于。（3）泵站为半地下式，污水泵房设计占地面积120m2（12*10）高10m,地下埋深5米。（4）水泵为自灌式。设计选型（1）流量的确定 本设计拟定选用 5 台泵（4 用 1 备），则每台泵的设计流量为： （2）扬程的估算1 a.平均地面标高，进水管管底标高：，管径DN=1200mm，则管道埋深为 b.进口平均流量为，假

42、设充满度为，查水力学图2，流速为s， c.进水管头损失h1，设有一个全开阀门。则 d.假设选用泵的扬程为8m，查手册68，可采用天津开明环保有限公司生产的300QW900-8-37潜水排污泵。表3-3 300QW900-8-37潜水排污泵技术参数排出口径（mm）流量（m3/h）扬程（m）转速（r/min）功率（kW）效率（%）重量（kg）3009008980371150 e.总扬程核算： 经过中格栅的水头损失为 出水管 取900mm的铸铁管，查水力学图2，设，则， 出水管头损失h2 ，根据泵的选型，设有两个90º的弯头，一个三通，一个截止阀，则 泵外管线水头损失，拟建25m管长至处理

43、构筑物，则 考虑安全水头，站内管线水头损失为，则扬程 < 符合所选泵，故可选择300QW900-8-37潜水排污泵。旋流沉砂池设计依据（1）城市污水处理厂一般均应设置沉砂池；（2）沉砂池按去除比重，粒径以上的沙粒设计；（3）设计流量的确定：（4）当污水为自流进入时，应按每期的最大设计流量计算；（5）当污水为提升进入时，应按每期工作水泵的最大组合流量计算；（6）在合流制处理系统中，应按降雨时的设计流量计算。设计参数（1） 旋流沉砂池最高时设计流量时，停留时间不应小于30s，取停留时间为40s。（2） 设计水力表面负荷宜为150-200，取200m³/（*h）。（3） 有效水深宜为

44、，取。池径与池深比宜为，取。（4）最大设计流速为s，最小设计流速为s；（5）沉砂池的超高取。设计计算由于本设计沉砂池是旋流式的，而且本设计的沉砂池是定型设备，故不需要进行太多计算。选定两座旋流沉砂池，则。本设计采用的设备为两座550型钟氏旋流式沉砂池28。图3-2 钟氏旋流沉砂池各部尺寸图型号流量()ABCDEFGHJKL550530 表3-4 旋流式沉砂池的部分尺寸（m）排砂方法 旋流沉砂池排砂有三种方式：用砂泵直接从砂斗底部经吸水管排除；用空气提升器，即在桨板传动轴中插入一空气提升器；在传动轴中插入砂泵，泵及电机设在沉砂池顶部1。本设计采用空气提升器排砂，该提升装置由设备厂家与桨叶分离机成

45、套应。排砂量计算 城镇污水的沉砂量按污水计算，其含水率为60%，容重约为，则总沉砂量为 沉砂池的沉砂经排砂泵装置排除的同时，往往是砂水混合体，为进一步分离砂和水，需配套砂水分离器。清除沉砂的时间间隔为2d，根据排砂量，选用南京蓝深环境工程设备有限公司LSSF-260无轴螺旋砂水分离器。初沉池设计参数表面负荷：qb范围为 m3/ ，取q=（）； 沉淀时间t一般取1h，本设计取t=；一般采用机械排泥时，宽度根据排泥设备确定；池子超高至少应采用；若采用机械刮泥时，池底坡度不小于，一般为；沉淀池的长度一般为30-50m，不宜大于60m，本设计取40m；池长与有效水深比值不宜小于8；池长与池宽比不宜小于

46、4；沉淀池不少于2座，本设计取2座。图33平流式沉淀池设计计算 （1）（1）池子总面积 （2）沉淀区有效水深 （3）沉淀区有效容积 （4）池长 设最大设计流量时的水平流速 （5）池子总宽度 （6）沉淀池数量 设每格池宽 ，取8个。 （7）校核长宽比、长深比 长宽比： 符合要求 长深比： 符合要求 （8）污泥区的容积 设两次排泥的时间间隔，污泥含水率为97%，去除SS的去除率为50%，污泥容重为则： （9）每格池污泥部分所需容积 （10）污泥斗容积 （设） （11）污泥斗以上梯形部分污泥容积 取入口挡板距离为，出水挡板距离为 ； （12）污泥斗和梯形部分污泥容积 （13）沉淀池总高度 设沉淀池超

47、高；缓冲层高度 进出水设计（1）进水部分 平流初沉池采用配水槽，8个沉淀池合建为一组，共用一个配水槽，共两组。配水槽尺寸为：，其中槽宽B取2m。，L与池体同宽取。进水矩形孔的开孔面积为池断面积的6%20%，取15%。方孔面积。 （2）出水部分 出水堰： 取出水堰负荷：， 每个沉淀池进出水流量： 则堰长： 采用90º三角堰，每米堰板设5个堰口，每个堰出口流量 堰上水头损失： 集水槽：槽宽：安全系数取（）， 集水槽临界水深： 集水槽起端水深： 设出水槽自由跌落高度： 集水槽总高度： 平流初沉池的刮泥机选用淄博颜山环保工程有限公司生产的PG型行车抬耙式刮泥撇渣机。表3-5 PG型行车抬耙式

48、刮泥撇渣机的主要技术参数型号池宽（m）池深（m）电机功率（Kw）运行速度（）3 A/A/O反应池厌氧池设计参数 设计流量：最大日平均时流量：Qmax=787L/s 水力停留时间：T=1h设计计算 （1）厌氧池容积： V= QT=×1×3600= （2）厌氧池尺寸：水深取为h=。 则厌氧池面积： A=V/h= 池宽取30m，则池长： L=F/B=30=。取21m。 设双廊道式厌氧池。 考虑的超高，故池总高为： H=h+=+=。缺氧池设计参数 设计流量：最大日平均时流量Q=787L/s 水力停留时间：T=1h设计计算 （1）缺氧池容积： V=QT=×1×36

49、00= （2）缺氧池尺寸：水深取为h=。 则缺氧池面积： A=V/h= 池宽取30m，则池长： L=F/B=1112/30=。取21m。 考虑的超高，故池总高为： H=h+=+=。曝气池 本设计采用传统推流式曝气池污水处理程度的计算取原污水BOD5值（S0）为300mg/L，经初次沉淀池及缺氧池、厌氧段处理，按降低25*10考虑，则进入曝气池的污水，其BOD5值（S）为：S300（1-25）225mg/L计算去除率，对此，首先按式BOD55（）=计算处理水中的非溶解性BOD5值,上式中C处理水中悬浮固体浓度，取用综合排放一级标准20mg/L;b-微生物自身氧化率，一般介于之间，取；X-活性微生物在处理水中所占比例，取值得BOD5L.处理水中溶解性BOD5值为：L去除率：曝气池的计算与各部位尺寸的确定曝气池按BOD污泥负荷率确定 （1）拟定采用的BOD-污泥负荷率为(kgMLSS·kg)但为稳妥计，需加以校核，校核