上海曲阳污水处理厂工程设计正文

目录目录第1章设计概论1.1设计依据和设计任务1.1.1设计题目上海曲阳污水处理厂工程设计1.1.2设计任务根据上海市总体规划和所给的设计资料进行上海松江污水处理厂设计。设计内容如下：1.污水处理程度计算根据原始资料与城市规划情况，并考虑环境效益与社会效益，合理的选择污水处理厂的厂址。然后根据水体要求的处理水质以及当地的具体条件、气候与地形条件等来计算污水处理程度与确定污水处理工艺流程。2.污水处理构筑物计算确定污水处理工艺流程后选择适宜的各处理单体构筑物的类型。对所有单体处理构筑物进行设计计算，包括确定各有关设计参数、负荷、尺寸及所需的材料、规格等。3.污泥处理构筑物计算根据原始资料、当地具体情况以及污水性质与成分，选择合适的污泥处理工艺流程，进行各单体处理构筑物的设计计算。4.污水回用工程设计计算根据污水处理厂出水水质和城市回用水水质标准，确定污水回用工程处理工艺流程，进行设计计算。5.平面布置及高程计算对污水、污泥及中水处理流程要作出较准确的平面布置，进行水力计算与高程计算。对需要绘制工艺施工图的构筑物还要进行详细的施工图所必需的设计计算，包括各部位构件的形式、构成与具体尺寸等。6.污水泵站工艺计算对污水处理工程的污水泵站进行工艺设计，确定水泵的类型扬程和流量，计算水泵管道系统和集水井容积，进行泵站的平面尺寸计算和附属构筑物计算。7.进行运行成本分析根据运行管理费用的规定计算单位污水处理的运行成本。8.专题设计有条件的学生可以在教师的指导下选择一个专题进行深入研究或深入设计，培养学生的自学能力。1.1.3设计（研究）内容和基本要求1.通过阅读中外文文献，调查研究与收集有关的设计资料，确定合适的污水、污泥及中水处理工艺流程，进行各个构筑物的水力计算，经过技术与经济分析，选择合理的设计方案。2.完成一套完整的设计计算说明书。说明书应包括：污水处理工程设计的主要原始资料；污水水量的计算、污泥处理程度计算；污水泵站设计；污水、污泥及中水处理单元构筑物的详细设计计算，（包括设计流量计算、污水管道计算、参数选择、计算过程等，并配相应的单线计算草图）；设计方案对比论证；厂区总平面布置说明；污水厂环境保护方案；污水处理运行成本分析等。设计说明书要求内容完整，计算正确，文理通顺、书写工整，应有300字左右的中英文说明书摘要。3.毕业设计图纸应准确的表达设计意图，图面力求布置合理、正确、清晰，符合工程制图要求，图纸不少于8张（按一号图纸计），有不少于2张图纸采用手工绘制。此外，其组成还应满足下列要求：（1）污水处理厂工艺及污水回用总平面布置图1张，包括处理构筑物、附属构筑物、配水、集水构筑物、污水污泥管渠、回流管渠、放空管、超越管渠、空气管路、厂内给水、污水管线、中水管线、道路、绿化、图例、构筑物一览表、说明等。（2）污水处理厂污水、污泥及污水回用工程处理高程布置图1张，即污水、污泥及中水处理高程纵剖面图，包括构筑物标高、水面标高、地面标高、构筑物名称等。（3）污水总泵站或中途泵站工艺施工图l张（4）污水处理及污泥处理工艺中两个单项构筑物施工平面图和剖面图及部分大样图3～4张（5）污水回用工程中主要单体构筑物工艺施工图1～2张4.设计中建议对有能力的学生进行某一专题或某一部分进行深入的设计，培养学生的独立工作、善于思考的能力。5.完成相关的外文文献翻译1篇（不少于5000汉字）。外文资料的选择在教师指导下进行，严禁抄袭有中文译本的外文资料。6、按照学校要求完成毕业设计文件。1.1.4设计原始资料(一)排水体制：完全分流制(二)设计综合污水水质指标为污水处理厂污废水主要来源于收水范围内各企业工业污废水和居民生活污水。参照类似城市污水处理厂（含工业废水）以及该市污水处理厂水质，确定污水处理厂的进水水质为：CODcr=4000mg/LBOD5=180mg/LSS=230mg/LTN=45mg/LNH3-N=25mg/LpH=6.5～8.5TP=4mg/L（三）水量：污污水处理厂服务区到2015年规划人口为30万人，居住建筑内设有室内给排水卫生设备和淋浴设备。城市公共建筑污水量为2.6万米3/日。服务区工业平均污水量为2.1万米3/日，其中包括工业企业内部生活淋浴污水。城市污水混合变化系数；日变化系数K日=1.1，总变化系数KZ=1.3。（四）污水处理目标：污水处理厂出水水质参考《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的一级A标准，并尽量争取提高出水水质，因此确定本污水厂出水水质控制为：CODCr≤50mg/LSS≤10mg/LBOD5≤10mg/LTN＝15mg/LNH3-N=5(8)mg/LTP≤0.5mg/L城市污水经处理后，就近排入水体，其出水也可作为杂用回用水。（六）基础资料：1、气象资料①气温：年平均温度：16.6℃日极端最高温度：44.5℃日极端最低温度：-13.4℃②风向风速：全年主导风向为东、东北，分别占21％、17％，年平均风速为2.3m/s，最大风速为20.5m/s。③降水量：年平均降水量：1462mm最高年降雨量：2282.4mm年最小降雨量：903.8mm湿度：年平均湿度：82％④日照：年平均日照百分率：45％年平均日照时数：1996.6小时年平均无霜期250天，多霜期115天2、水体、水文资料年平均水位：7.149m（黄海）最高水位：12.449m推测50年一遇最高水位：12.619m（黄海）最低水位：0.619m（黄海）(七)工程地质资料地质条件尚好，以基岩、亚粘土、砂土为主，地基承载力80－200KN/m2。地震裂度＜6度。（九）污水处理厂进水干管数据：管内底标高3.1m，管径DN1000mm，充满度0.70，污水处理厂设计地坪标高8.3m。（十）编制概算资料，并进行经济分析和工程效益分析。（十一）其它1.2设计水量的计算1.2.1城市平均日污水量上海市属于一区特大城市，查《给水排水管道系统》表4-1，平均日居民生活用水定额140—210L/（人∙d），本次设计取200L/（人∙d）。城市平均日生活用水定额由下列公式计算；Q式中Q1——平均日居民生活污水设计流量（L/sN——设计人口数（人）q——平均日居民生活用水定额L/（人∙d）a——排放系数，一般为0.8-0.9，本设计取0.9Q1.2.2城市平均日公共建筑污水量Q2=26000m1.2.3工业废水量Q1.2.4混合污水量1.平均日混合污水量Qz1Q2.最高日混合污水量Qz2Qz2=K式中Qz2——最高日混合污水量，K日——日Qz1——平均日混合污水量，mQ3.最高时混合污水量Qz3Q式中Qz3——最高时混合污水量，KZ——总Qz1——平均日混合污水量，mQ4.设计水量表如下表1-1设计水量表项目设计水量mmmL/s平均日流量1010004208.31.1691168.9最大日流量1111004629.21.2861285.8最大时流量1313005470.81.5201519.71.3设计水质1.3.1进水水质由任务书知混合污水的进水水质为；CODcr=4000mg/LBOD5=180mg/LSS=230mg/LTN=45mg/LNH3-N=25mg/LpH=6.5～8.5TP=4mg/L1.3.2排水水质污水处理厂出水水质参考《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的一级A标准，并尽量争取提高出水水质，因此确定本污水厂出水水质控制为：CODCr≤50mg/LSS≤10mg/LBOD5≤10mg/LTN＝15mg/LNH3-N=5(8)mg/LTP≤0.5mg/L根据排水要求和排水水质，计算去除率如表1-2所示。表1-2去除率序号基本控制项目进水水质（mg/L）一级A出水水质（mg/L）去除率%1BOD5180≤1094.442CODCr400≤5087.53SS230≤1095.654TN451566.675NH3-N255(8)806TP4≤0.587.5第2章工艺流程的确定2.1污水处理中生物方法的比较2.1.1适用于大中型污水处理厂脱氮除磷工艺根据《城市污水处理及污染防治技术政策》，日处理能力在10～20万立方米的污水处理设施，可选用常规活性污泥法、氧化沟法、SBR法和AB法等成熟工艺。本市污水处理厂方案，既要考虑有效去除BOD5又要适当去除N和P，故可选择三种典型的工艺流程，有三种可供选择的工艺：（1）间歇式活性污泥法（SBR工艺）；（2）氧化沟工艺；（3）好氧—缺氧（A/O）脱氮工艺。各种工艺都有其独特的方面，一般根据具体情况而定。主要特点如下：（1）SBR工艺SBR是序批间歇式活性污泥法的简称，是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥水处理技术，又称序批式活性污泥法。SBR的运行工况以间歇操作为特征。五个工序都在一个设有曝气或搅拌装置的反应器中依次进行，所以省去了传统活性污泥法中的沉淀池和污泥回流设施。在处理过程中，周而复始地循环这种操作周期，以实现污水处理的目的。优点如下：①工艺流程简单，运转灵活，基建费用低；②处理效果好，出水可靠；③具有较好的脱氮除磷效果；④污泥沉降性能良好；⑤对水质水量变化的适应性强。缺点如下：

①反应器容积率低；②水头损失大；③不连续的出水，要求后续构筑物容积较大，有足够的接受能力；④峰值需要量高；⑤设备利用率低；⑥管理人员技术素质要求较高。（2）A/O工艺A/O工艺法也叫厌氧好氧工艺法，A(Acrophobic)是厌氧段，用与脱氮除磷；O(Anoxic)是好氧段，用于除水中的有机物。优点：①流程简单，勿需外加碳源与后曝气池，以原污水为碳源，建设和运行费用较低；②反硝化在前，硝化在后，设内循环，以原污水中的有机底物作为碳源，效果好，反硝化反应充分；③曝气池在后，使反硝化残留物得以进一步去除，提高了处理水水质；④A段搅拌，只起使污泥悬浮，而避免DO的增加。O段的前段采用强曝气，后段减，少气量，使内循环液的DO含量降低，以保证A段的缺氧状态。缺点：①由于没有独立的污泥回流系统，从而不能培养出具有独特功能的污泥，难降解物质的降解率较低；②若要提高脱氮效率，必须加大内循环比，因而加大运行费用。从外，内循环液来自曝气池，含有一定的DO，使A段难以保持理想的缺氧状态，影响反硝化效果，脱氮率很难达到90％。③影响因素：水力停留时间（硝化＞6h，反硝化＜2h）循环比MLSS（＞3000mg/L）污泥龄（＞30d）N/MLSS负荷率（＜0.03）进水总氮浓度（＜30mg/L）。（3）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。DE氧化沟是指两个相同容积的氧化沟组成的处理系统。DE型氧化沟为双沟半交替工作式氧化沟系统，具有良好的生物除氮功能。它与D型、T型氧化沟的不同之处是二沉池与氧化沟分开，并有独立的污泥回流系统。而T型氧化沟的两侧沟轮流作为沉淀池。DE氧化沟内两个氧化沟相互连通，串联运行，交替进水。沟内设双速曝气转刷，高速工作时曝气充氧，低速工作时只推动水流，基本不充氧，使两沟交替处于厌氧和好氧状态，从而达到脱氮的目的。若在DE氧化沟前增设一个缺氧段，可实现生物除磷，形成脱氮除磷的DE型氧化沟工艺。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，而局部又具有推流特性，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污泥产量少，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。氧化沟的缺点如下：①单纯的氧化沟工艺的除磷效率很低，需要增设厌氧段才能达到一定的除磷效率；②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。2.1.2生物处理工艺的选择本污水处理厂的进水水质CODcr/BOD5=0.45，同时在去除BOD5和SS的同时，还需要进行脱氮处理，经过比较分析，可以选择A/O法和氧化沟工艺，但是经过再进一步的比较分析，氧化沟工艺除了具有A/O的效果外，还具有如下特点：1)具有独特的水力流动特点，有利于活性污泥的生物凝聚作用，而且可以将其工作区分为富氧区，缺氧区，用以进行硝化和反硝化作用，取得脱氮效果；2)泥量少，不用污泥消化池；3)BOD负荷低，使氧化沟具有对水温、水质、水量的变动有较强的适应性，污泥产率低，勿需进行硝化处理；4)脱氮效果还能进一步提高；5)电耗较小，运行费用低。所以本设计选用氧化沟处理工艺。2.2工艺流程的确定图2-1工艺流程图2.3对各级处理的出水水质估算表2-2各级处理的出水水质估算项目工艺去除率出水水质一级处理格栅—沉沙池—初沉池CODCr=17.2%SS=60%BOD5=17.2%TN＝0%NH3-N=0%TP=0%CODCr=331.2mg/LSS=92mg/LBOD5=149mg/LTN＝45mg/LNH3-N=25mg/LTP=4mg/L二级处理氧化沟—二沉池CODCr=82.2%SS=80%BOD5=87%TN＝66.7%NH3-N=80%TP=77.5%CODCr=59mg/LSS=20mg/LBOD5=19.4mg/LTN＝15mg/LNH3-N=5mg/LTP=0.9mg/L三级处理混凝—沉淀—过滤—消毒CODCr=17%SS=55%BOD5=53.6%TN＝0%NH3-N=0%TP=44.4%CODCr=49mg/LSS=9mg/LBOD5=9mg/LTN＝15mg/LNH3-N=5mg/LTP=0.5mg/L第3章一级处理构筑物3.1格栅格栅是由一组平行的金属栅条或筛网制成，安装在污水渠道、泵房集水井的进口处或污水处理厂的端部，用以截留较大的悬浮物或漂浮物，如纤维、碎皮、毛发、果皮、蔬菜、塑料制品等，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷，并使之正常进行。被截留的物质称为栅渣。设计中格栅的选择主要是决定栅条断面、栅条间隙、栅渣清除方式等。格栅断面有圆形、矩形、正方形、半圆形等。圆形水力条件好，但刚度差，故一般多采用矩形断面。格栅按照栅条形式分为直棒式格栅、弧形格栅、辐流式格栅、转筒式格栅、活动格栅等；按照格栅栅条间距分为粗格栅和细格栅（1.5～10mm）；按照格栅除渣方式分为人工除渣格栅和机械除渣格栅，目前，污水处理厂大多都采用机械格栅；按照安装方式分为单独设置的格栅和与水泵池合建一处的格栅。3.1.1格栅的设计城市的排水系统采用分流制排水系统，主干管进水水量为，污水进入污水处理厂处的管径为1000mm，充满度0.70，管内底标高3.1m,管道水面标高为3.8m。本设计中采用矩形断面并设置两道格栅（中格栅一道和细格栅一道），采用机械清渣。其中，中格栅设在污水泵站前，细格栅设在污水泵站后。中细两道格栅都设置三组即N=3组，每组的设计流量为0.506。3.1.2设计参数1、格栅栅条间隙宽度，应符合下列要求：粗格栅：机械清除时宜为16～25mm；人工清除时宜为25～40mm。特殊情况下，最大间隙可为100mm。细格栅：宜为1.5～10mm。水泵前，应根据水泵要求确定。2、污水过栅流速宜采用0.6～1.0m/s。除转鼓式格栅除污机外，机械清除格栅的安装角度宜为60～90°。人工清除格栅的安装角度宜为30°～60°。3、当格栅间隙为16～25mm时，栅渣量取0.10～0.05污水；当格栅间隙为30～50mm时，栅渣量取0.03～0.01污水。4、格栅除污机，底部前端距井壁尺寸，钢丝绳牵引除污机或移动悬吊葫芦抓斗式除污机应大于1.5m；链动刮板除污机或回转式固液分离机应大于1.0m。5、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0.5m，工作平台上应有安全和冲洗设施。6、格栅工作平台两侧边道宽度宜采用0.7～1.0m。工作平台正面过道宽度，采用机械清除时不应小于1.5m，采用人工清除时不应小于1.2m。7、粗格栅栅渣宜采用带式输送机输送；细格栅栅渣宜采用螺旋输送机输送。8、格栅除污机、输送机和压榨脱水机的进出料口宜采用密封形式，根据周围环境情况，可设置除臭处理装置。9、格栅间应设置通风设施和有毒有害气体的检测与报警装置。10、沉砂池的超高不应小于0.3m。3.1.3中格栅设计计算1、进水渠道宽度计算根据最优水力断面公式计算设计中取污水过栅流速=0.8则栅前水深：2、格栅的间隙数n（个）式中格栅栅条间隙数，个；设计流量，；格栅倾角，º；设计的格栅组数，组；格栅栅条间隙数，。设计中取=0.02个3、格栅栅槽宽度B式中格栅栅槽宽度，； 每根格栅条宽度，。设计中取=0.0154、进水渠道渐宽部分的长度计算式中 进水渠道渐宽部分长度，； 渐宽处角度，º。设计中取=5、进水渠道渐窄部分的长度计算6、通过格栅的水头损失式中 水头损失，； 格栅条的阻力系数，查表知=2.42； 格栅受污物堵塞时的水头损失增大系数，一般取=3。则7、栅后槽总高度设栅前渠道超高则栅后槽总高度：8、栅槽总长度中格栅示意图如图3-1图3-1中格栅示意草图9、每日栅渣量式中 每日栅渣量，； 每日每1000污水的栅渣量，污水。设计中取=0.05污水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、进水与出水渠道城市污水通过DN1000mm的管道送入进水渠道，然后，就由提升泵将污水提升至细格栅。3.1.4细格栅设计计算设计中取格栅栅条间隙数=0.01，格栅栅前水深=0.9，污水过栅流速=1.0，每根格栅条宽度=0.01，进水渠道宽度=0.8，栅前渠道超高，每日每1000污水的栅渣量=0.05则格栅的间隙数：个格栅栅槽宽度：进水渠道渐宽部分的长度：进水渠道渐窄部分的长度计算：通过格栅的水头损失：栅后槽总高度：栅槽总长度：每日栅渣量：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。细格栅示意图见图3-2图3-2细格栅示意图3.2提升泵站3.2.1选泵1.水泵流量计算设计采用矩形潜水泵站，设置5台潜水泵，4用1备。Q=2.水泵扬程估算H=h1+h2+h3式中：h1―静扬程h2―管路损失，取2mh3―安全水头，一般取1.5～2m水泵静扬程=地面标高-水面标高+集水井有效水深2.5m+(4～5)m=8.30-3.66+2.5+4=11.14m水泵扬程H=11.14+2+2=15.14m3.选用350QW-1500-15-90型潜水排污泵，四用一备，其部分参数如下：表3-1350QW-1500-15-90型潜水排污泵部分参数流量扬程转速功率效率出口直径重量1500m3/h15m990r/min90kW82.1350mm2000kg表3-2350QW-1500-15-90型潜水排污泵安装参数名称参数/mm名称参数/mm名称参数/mmDN350D1445D2490e770f870g780h880H1765L888M800m150n90p27k880H2140F2465hmm500H2680J650P1450×1200l383水泵剖面水泵剖面图3-3水泵安装参数图3.2.2泵房布置1.泵房集水池容积泵房集水池最小有效容积：Vmin=Tmin×Q4式中：Q–––水泵工作流量，m2/s；Tmin–––水泵最小工作周期，按每小时启动6次计，Tmin=600s。V校核一台水泵5min流量：Q=泵房集水池有效容积125m3。根据潜水泵房布置要求，查《给排水设计手册第五册》查得布置参数A～G如下：表3-3潜水泵房布置参数名称参数/mm名称参数/mmA6400D850B2800E、F2400C1300G1350图图3-4泵房布置图集水池长L：L=集水池宽B：B=A-E+k+J+集水池有效水深H=2.5m校核集水池有效容积V=2.5×13.8×6=207符合要求。2.泵房尺寸泵房长L´L泵房宽B´B泵房深度H´H式中：D–––最高水位至地面距离，mH3.3曝气沉砂池3.3.1沉砂池概述沉砂池的功能是利用物理原理去除污水中密度较大的无机颗粒污染物，如泥沙、煤渣等，它们的相对密度约为2.65。城市污水处理厂一般均应设置沉砂池。沉砂池常见的形式有平流式沉砂池、曝气式沉砂池、竖流式沉砂池及涡流式沉砂池等。3.3.2设计概述1、一般规定普通沉砂池的沉砂中含有约15%的有机物，使沉砂的后续处理难度增加。采用曝气式沉砂池可以克服这一缺点。曝气式沉砂池是在池的一侧通入空气，使池内水流产生与主流垂直的横向旋流。曝气沉砂池的优点是通过调节曝气量，可以控制污水的旋流速度，使除砂效率较稳定，受流量变化的影响较小。同时，还对污水起预曝气作用。2、设计参数（1）旋流速度应保持在0.25～0.3m/s；（2）水流速度为0.1m/s；（3）最大时流量的停留时间为1～3min；（4）有效水深为2～3m，宽深比一般采用1～1.5；（5）长宽比可达5，当池长比池宽大得多时，应考虑设置横向挡板；（6）处理每立方米污水的曝气量为0.1～0.2m³空气；（7）空气扩散装置设在池的一侧，距池底约0.6～0.9m，送气管应设置调节气量的阀门；（8）池子的形状应尽可能不产生偏流或死角，在集砂槽附近可安装纵向挡板；（9）池子的进口和出口布置，应防止发生短路，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；3.3.3曝气沉砂池设计计算本设计使用一座双格曝气沉沙池，设计流量Q=1.52m1、沉砂池有效容积式中 沉砂池有效容积，； 停留时间，。本设计中取=22、水流断面面积式中 水流断面面积，； 水平流速，。设计中取=0.1则单格面积A=3、池总宽度式中 沉砂池宽度，； 沉砂池有效水深，。设计中取=2.5,取3m在1～1.5之间。4、池长5、每小时所需的空气量式中—— 每小时所需的空气量，；——1的污水所需要的空气量，。设计中=0.2污水6、沉砂室所需容积式中 城市污水沉砂量，设计中取=30污水 清除沉砂的间隔时间，设计中取=2。从而可计算得每个沉砂斗的容积为：7、沉砂斗几何尺寸计算设计中取沉砂斗底宽为0.4，沉砂斗壁与水平面的倾角为，沉砂斗高度则沉砂斗的上口宽度为：沉砂斗的有效容积：8、池子总高设池底坡度为0.4，破向沉砂斗，池子超高则池底斜坡部分的高度：池子总高：9、出水堰计算出水采用沉砂池末端薄壁出水堰跌落出水，出水堰可保证沉砂池内水位标高恒定，堰上水头为式中—— 堰上水头，；—— 流量系数，一般取0.4～0.5，设计中取=0.4；—— 堰宽，，等于沉砂池的宽度。出水堰后自由跌落高度0.12，出水流入出水槽，采用出水管道在出水槽中部与出水槽连接，出水槽用钢混管，管径DN=1000m，管内流速v=1.93，水利坡度i=4.0‰，水流经出水槽流入集配水井。3.3.4曝气沉砂池曝气计算1、空气干管设计干管中空气流速一般为10～15m/s,取空气流速12m/s,则2、支管设计干管上设10对配气管，共20根配气管3.4初沉池设计计算3.4.1设计参数采用中心进水辐流式沉淀池：直径或边长6~60m,最大可达100m;中心深度2.5~5m,周边深度1.5~3m;沉淀池个数n=4；水力表面负荷q’=2m3/(m2h)；(一般初次沉淀池2—4，二沉池1.5—3)；池径与有效水深比宜取6—12；直径大于20m,一般都采用机械刮泥；池底坡度一般为0.05，中心泥斗的坡度0.12—0.16；沉淀时间：初次沉淀池1—2h,二沉池1.5—2.5h;缓冲层高度与刮泥机有关，可用0.5m;沉淀池超高取0.3m;出水堰负荷小于2.9L/s·m；沉淀时间T=2h；污泥斗下半径r2=1m，上半径r1=2m；3.4.2池体设计计算1、池表面积A=2、单池面积A3、池直径D=4、沉淀部分有效水深(h2)h5、污泥部分所需要的体积经参考书得初次沉淀池去除率20%BOD5和60%SS，初沉污泥量Q式中C0——进水悬浮物质浓度，mg/Lη——去除率，60%；P0——污泥含水率，取96%；γ——污泥容重，t/m3,约为1；T——本设计用机械刮泥排泥时间间隔T=0.05-0.2d，取0.1d;Q6、沉淀池坡底落差（取池底坡度i=0.05）=2mh7、污泥斗容积污泥斗高度hV8、沉淀池总高度（包含污泥斗高度）式中h1——沉淀池超高，0.3m;h3——沉淀池缓冲层高度，取0.3m。H=图3-5初沉池示意图3.4.3进水集配水井计算中心进水辐流式初沉池设4座，每4座沉淀池用一个进水配水井。1、配水井中心管直径的计算D式中——配水井内中心管上升流速，m/s,一般≥0.6m/s，取=0.8m/s。D2、配水井直径计算D式中——配水井内污水流速，m/s,一般取0.2-0.4m/s，取0.3D3、进水管的计算单池设计污水流量即进水管设计流量为：Q选取管径D1=800mm。校核管道流速：v=4、进水竖管（配水花墙）进水井径采用D2=1.5m，进水竖井选用多孔配水，配水口的尺寸均设为0.4×1.2m²,配水口数6个，沿井壁均匀分布。配水口水口流速为：v=相邻配水孔间的距离L=5、稳流筒计算筒中流速一般取,稳流筒过流面积为：A=稳流筒直径为：D6、出水槽的设计计算本设计的中心进水辐流式初沉池选用90°三角堰出水槽集水，为双侧集水。每侧出水堰的流量为Q槽中水流速度设v=0.6m/s槽的宽度设b=0.5m则槽内终点水深为：h=3.4.4出水溢流堰的设计取三角堰顶宽0.2m，间距0.1m，三角堰高度为0.1m，出水槽外侧三角堰与池壁的距离为0.5m，外侧三角堰直径为29m，三角堰个数29π0.3=304个。取出水槽壁厚0.15m，则内测三角堰直径为29-2×0.5+0.3三角堰有效水深；H=三角堰堰后自由跌落0.04m，堰水头损失为0.086m。出水槽总高度（含三角堰顶高度0.1m）H=0.1+0.04+0.65=0.79m。出水堰负荷校核出水堰长出水堰负荷q图3-6出水堰示意图3.4.5出水挡渣板设计计算挡渣板高出水面0.2m，侵入水下0.5m，挡渣板距离三角堰内侧堰为0.5m，则挡渣板直径26.4m。第4章二级处理构筑物4.1厌氧池+DE型氧化沟工艺计算氧化沟是活性污泥法的改良和发展，曝气池呈封闭渠道形，污水和活性污泥在循环水流的作用下混合接触，完成有机物的净化过程，又称循环曝气池。氧化沟在流态上介于推流式和完全混合式之间，局部流态为推流式，整体为完全混合状态，同时具有这两种混合方式的某些特点。在氧化沟中，污水和活性污泥的混合液在外加动力的作用下，不停的循环流动，有机物在微生物的作用下得到降解。该工艺对水温、水质和水量的变化有较强的适应性，污泥龄长、剩余污泥少、而且具有脱氮的功能。氧化沟有多种不同的类型，如Carrousel式、Orbal式、一体化氧化沟、交替式氧化沟等。若在氧化沟前加一厌氧池，也具有良好的除磷效果。本设计采用厌氧池+DE型氧化沟工艺。取3组厌氧池+DE型氧化沟，则每组设计流量为0.506m3/s.4.1.1设计参数（1）厌氧池的水力停留时间为0.5-1.0h。（2）混合液悬浮固体浓度（MLSS）3500-4500mg/L。（3）污泥负荷0.03-0.08KgBOD5/(KgMLVSS∙d)（4）考虑脱氮和污泥稳定化，水力停留时间12-24h。（5）进水和回流污泥点宜设在缺氧区首端，出水点宜设在充氧器后的好氧区。氧化沟的超高与选用的曝气设备类型有关，当采用转刷、转碟时，宜为0.5m；当采用竖轴表曝机时，宜为0.6～0.8m，其设备平台宜高出设计水面0.8～1.2m。（6）氧化沟的有效水深与曝气、混合和推流设备的性能有关，宜采用3.5～4.5m。（7）根据氧化沟渠宽度，弯道处可设置一道或多道导流墙；氧化沟的隔流墙和导流墙宜高出设计水位0.2～0.3m。4.1.2厌氧池计算1、厌氧池容积V=60Qt式中V——厌氧池容积，m3；t——厌氧池水力停留时间设计中取t=1hV=0.39×1×3600=14042、厌氧池尺寸计算厌氧池面积；设计中取厌氧池水深为h=4m。A=厌氧池尺寸；L×B=39.3×10为了混合搅拌均匀，每池分为二个廊道，每个廊道尺寸为39.3×5，有效水深为4m。3、校核水力停留时间氧化沟设计中污泥回流比宜采用R=60%—80%，本工程设计回流比为100%，校核水利停留时间；t=基本符合要求。4、混合搅拌器采用伞形立式搅拌器，每廊道一台，用PLB2500型搅拌器，其叶轮直径2500mm，搅拌容积（200—300m3）。4.1.3氧化沟设计1、好氧区有效容积V1；V式中；V1——好氧区有效容积，m3Y——污泥净产率系数，KgMLSS/KgBOD5，本设计取Y=0.6KgMLSS/KgBOD5；Q——设计污水流量，m3/d；S0，Se——进、出水BODθc——污泥龄，d，本设计中取θc=20Xv——挥发性污泥浓度，Kg/m3，本设计污泥浓度X=4Kg/m3(MLSS)，则Xv=0.7×4=2.8Kg/m3（MLVSS）；Kd——污泥自身氧化率，L/d；对于城市污水一般采用0.05—0.1，本设计中取Kd=0.055；V单池容积；V2、缺氧区有效容积。反硝化区脱氮量；W=Q式中；W——反硝化区脱氮量，Kg/d；N0、Ne——进、出水TNQ——设计污水流量，m3/d；Y——污泥净产率系数，KgMLSS/KgBOD5，本设计取Y=0.6KgMLSS/KgBOD5；W=101000×缺氧区有效容积V式中；V2——缺氧区有效容积，m3Vdn——反硝化速率，设计中取VV单池容积；V3、氧化沟总有效容积；V=4、氧化沟平面尺寸。设氧化沟3座，单座氧化沟有效容积为V，两组沟道采用相同的容积,则每组沟道容积V每组沟道单沟宽度B=9m，有效水深h=4m，超高0.5m，中间分隔墙厚度b=0.3m。每组沟道面积;A=有可解的；L=85.4m取90m。图4-1生化池简易图5、BOD—污泥负荷率校核；N介于0.03—0.08之间，符合要求。4.1.4进出水系统计算1、进水管和出水管进出水管流量管道流速，则管道过水断面管径，取0.85m。沉砂池的出水通过3根DN850mm的管道进入集配水井，然后，用3条管道送入每组的DE型氧化沟，送水的管径为DN850mm，管内的流速为。回流污泥管径DN900mm，管内流速1.05m/s。2出水堰设计出水堰计算按薄壁堰来考虑堰上水头；H=m取0.4，堰宽b=2.5mH=4.1.5剩余污泥量计算W=湿污泥量；设污泥含水率为P=99.3%Q4.1.6需氧量计算设生物污泥中大约有的氮，用于细胞的合成，则每天用于合成的总氮为：即中有463.76×1000100000=4.64mg/L用于合成细胞。按最不利情况，设出水中量和量各为4mg/L，则需要氧化的量为：需要还原的量为：需氧量（同时去除和脱氮）计算：设计中取=0.23则平均需氧量为：R=Q=101000×-0.56×3740×0.7-2.6×101000×=22366.2Kg/d=932Kg/h4.1.7供气量1、标准需氧量（换算为时的脱氧清水的充氧量）：标准大气压下，时清水中的饱和溶解氧浓度，查表得；标准大气压下，时清水中的饱和溶解氧浓度，；曝气池内溶解氧浓度，；污水传氧速率与清水传速率之比，一般采用0.5～0.95；污水中饱和溶解氧与清水中饱和溶解氧浓度值比，一般采用0.90～0.97 压力修正系数。设计中取=0.9，=0.95，=2，=1.0，Cs44.5=7.63R=2、曝气机数量计算本设计采用垂直轴表面曝气机——曝气转碟采用垂直轴表面曝气机，每组氧化沟设12台，共36台。曝气机采用BZS2—1×9型转刷曝气机。BZS2—1×9型转刷曝气机主要技术参数及外形尺寸转刷轴有效长度L（m）转刷直径（m）H(mm)最大浸没深度（mm）电动机功率（Kw）总质量（Kg）91.415705004531004.2二沉池二次沉淀池（简称二沉池）是整个活性污泥系统中非常重要的组成部分。整个系统的处理效能与二沉池的设计和运行密切相关，在功能上要同时满足澄清（固液分离）和污泥浓缩（提高回流污泥的含固率）两方面的要求，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。从利用悬浮固体与污水的密度差以达到固液分离的原理来看，二沉池与一般的沉淀池并无两样；但是，二沉池的功能要求不同，沉淀的类型不同。因此，二沉池的设计原理和构造上都与一般的沉淀池有所区别。二沉池的构造与污水处理厂的初沉池类似，可以采用平流式、竖流式和辐流式。对于大中型城市污水处理厂，一般在设计沉淀池时，选用平流式和辐流式沉淀池。为了使沉淀池内水流更稳定、进出水配水更均匀、存排泥更方便，常采用圆形辐流式沉淀池。辐流式沉淀池一般采用对称布置，有圆形和正方形。主要由进水管、出水管、沉淀区、污泥区及排泥装置组成。按进出水的形式可分为中心进水周边出水、周边进水中心出水和周边进水周边出水三种类型，其中，中心进水周边出水辐流式沉淀池应用最广。周边进水可以降低进水时的流速，避免进水冲击池底沉泥，提高池的容积利用系数。这类沉淀池多用于二次沉淀池。本设计中采用机械吸泥的向心式圆形辐流沉淀池，进水采用中心进水周边出水[1]。4.2.1设计要求1、沉淀池的超高不应小于0.3m。2、沉淀池的有效水深宜采用2.0～4.0m。3、当采用污泥斗排泥时，每个污泥斗均应设单独的闸阀和排泥管。污泥斗的斜壁与水平面的倾角，方斗宜为60°，圆斗宜为55°。4、活性污泥法处理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；生物膜法处理后的二次沉淀池污泥区容积，宜按4h的污泥量计算。5、沉淀池的设计数据宜按下表的规定取值表4.4沉淀池的设计数据沉淀池类型沉淀时间表面水力负荷每人每日污泥量污泥含水率固体负荷初次沉淀池—二次沉淀池生膜法后活性污泥法后6、排泥管的直径不应小于200mm。7、当采用静水压力排泥时，二次沉淀池的静水头，生物膜法处理后不应小于1.2m，活性污泥法处理池后不应小于0.9m。8、二次沉淀池的出水堰最大负荷不宜大于1.7L/(s·m)。9、沉淀池应设置浮渣的撇除、输送和处置设施。10、水池直径(或正方形的一边)与有效水深之比宜为6～12，水池直径不宜大于50m。11、宜采用机械排泥，排泥机械旋转速度宜为1～3r/h，刮泥板的外缘线速度不宜大于3m/min。当水池直径(或正方形的一边)较小时也可采用多斗排泥。12、缓冲层高度，非机械排泥时宜为0.5m；机械排泥时，应根据刮泥板高度确定，且缓冲层上缘宜高出刮泥板0.3m。13、坡向泥斗的底坡不宜小于0.05。图4-2二沉池示意图4.2.2设计计算设计中选择四组辐流沉淀池，，每组设计流量为0.38。1、沉淀池表面积F=式中Q——设计流量，m3/s；q'——表面负荷，取1.3m3/m2hn——沉淀池个数，取4组；F=池子直径D=2、实际水面面积F实际负荷q=3、沉淀池有效水深h式中t——沉淀时间，取2h;h4、污泥部分所需容积X=则有采用间歇排泥，设计中取两次排泥的时间间隔为V5、污泥斗计算h式中r1——污泥斗上部半径，；r2——污泥斗下部半径，；——倾角，一般为。设计中取r1=，r2=。h污泥斗体积计算V6、污泥斗以上圆锥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0.05h污泥斗以上圆锥体部分体积：V则还需要的圆柱部分的体积：Vh7、沉淀池总高度设计中取超高，缓冲层高度H=h+h4.2.3二沉池进水部分计算中心进水辐流式初沉池设4座，每4座沉淀池用一个进水配水井。1、配水井中心管直径的计算D式中——配水井内中心管上升流速，m/s,一般≥0.6m/s，取=0.8m/s。D2、配水井直径计算D式中——配水井内污水流速，m/s,一般取0.2-0.4m/s，取0.3D3、进水管的计算单池设计污水流量即进水管设计流量为：Q选取管径D1=1000mm。校核管道流速：v=4、进水竖管（配水花墙）进水井径采用D2=2m，进水竖井选用多孔配水，配水口的尺寸均设为0.5×1.5m²,配水口数6个，沿井壁均匀分布。配水口水口流速为：v=相邻配水孔间的距离L=5、稳流筒计算筒中流速一般取,稳流筒过流面积为：A=稳流筒直径为：D6、出水槽的设计计算本设计的中心进水辐流式初沉池选用90°三角堰出水槽集水，为双侧集水。每侧出水堰的流量为Q槽中水流速度设v=0.6m/s槽的宽度设b=0.5m则槽内终点水深为：h=4.2.4出水溢流堰的设计取三角堰顶宽0.2m，间距0.1m，三角堰高度为0.1m，出水槽外侧三角堰与池壁的距离为0.5m，外侧三角堰直径为36m，三角堰个数36π0.3=377个。取出水槽壁厚0.15m，则内测三角堰直径为36-2×0.5+0.3三角堰有效水深；H=三角堰堰后自由跌落0.04m，堰水头损失为0.086m。出水槽总高度（含三角堰顶高度0.1m）H=0.1+0.04+0.65=0.79m。出水堰负荷校核出水堰长L=出水堰负荷q4.2.5出水挡渣板设计计算挡渣板高出水面0.2m，侵入水下0.5m，挡渣板距离三角堰内侧堰为0.5m，则挡渣板直径33.4m。第5章深度处理5.1深度处理工艺流程深度处理工艺流程如图5-1所示图5-1深度处理工艺流程图5.2深度处理泵房应全部污水都要经过深度处理所以泵房设计同上3.2泵房设计5.3机械絮凝池的设计计算5.3.1设计依据1.池数一般不少于2个；2.搅拌器排数一般为3-4排（不应少于3排），水平搅拌轴应设于池中水深1/2处，垂直搅拌轴则设于池中间；3.叶轮桨板中心处的线速度，第一排采用0.4m/s-0.5m/s，最后一排采用0.2m/s，各排线速度应逐渐减小；4.水平轴式叶轮直径应比絮凝池水深小0.3m，叶轮尽量与池子侧壁间距不大于0.2m；垂直轴式的上浆板顶端应设于池子水下面0.3m处，下桨板底端设于距池子底端0.3m-0.5m处，桨板外援与池侧壁间距不大于0.25m；5.水平轴式絮凝池每只叶轮桨板数目一般为4-6块，桨板长度不大于叶轮直径的75%；6.同一搅拌器两相邻的叶轮应相互垂直设置；7.每根搅拌轴上桨板总面积宜为水流截面积的10%-20%，不宜超过25%。每块桨板宽度为桨板长度的1/10-1/15，一般采用10-30cm；8.必须注意不要产生水流短路，垂直轴式的应设固定挡板。5.3.2设计参数采用4座水平轴式机械絮凝池，单池设计流量为Q=4208.3/4=1052.075m3/h，絮凝时间T=20min，有效水深为h2=3.5m，采用Z=3排搅拌器。5.3.3絮凝池平面尺寸计算1.絮凝池的有效容积V：V=2.水池长度L：L式中：－系数，一般为1.0-1.5；Z—搅拌器排数；设计中取=1.3，则L=1.3×3.5×3=13.65m取L=14m3.水池宽度B：B=图5-2机械絮凝池示意图（续）图5-2机械絮凝池示意图5.3.4絮凝池搅拌设备计算1.搅拌器尺寸每排采用三个搅拌器，每个搅拌器长l:l=（B-4×0.2）/3=（7.4-4×0.2）/3=2.2m式中：0.2－为搅拌器间净距和其离壁的距离为0.2m。搅拌器外缘直径D：D=h2-2×0.15=3.5-2×0.15=3.2m式中：0.15－为搅拌器上缘离水面及下缘离池底的距离为0.15m。l/D=2.2/3.2=68.75%＜75%，满足要求。每个搅拌器上装有四块叶片，叶片宽度采用0.2m，每根轴上桨板的总面积为2.2×0.2×3×4=5.28m2，占水流截面积7.43.5=25.9m2的20%，在15%-20%之间，满足要求。2.每个搅拌器旋转时可分水阻力所消耗的功率各排叶轮桨板中心线速度采用：v1=0.50m3/s，v2=0.35m3/s，v1=0.20m3/s。轮桨板中心旋转直径：D0=3.2-0.2=3m。叶轮转数及角速度分别为：第一排：第二排：第三排：3.叶轮旋转时克服水的阻力的功率N0由于桨板的长宽比为b/l=0.2/2.2=0.09＜1，查表得：阻力系数，为水的密度1000kg/m3，则故(5-13)式中：N0－叶轮旋转时克服水的阻力的功率，kw；y－每个叶轮上桨板的个数，个；l－桨板的长度，m；r2－叶轮半径，m；r1－叶轮半径与桨板宽度之差，m；w－叶轮旋转的角速度，rad/s；k－系数。设计中y=4个，l=2.2m，r2=D/2=3.2/2=1.6m，r1=r2-b=1.6-0.2=1.4m，则各排叶轮旋转时克服水的阻力的功率分别为：NNN4.电动机的功率：第一排所需电动机的功率为：N第二排所需电动机的功率为：N第三排所需电动机的功率为：N三排搅拌机合用一个电动机，则絮凝池所耗总功率为：N电动机的功率N：N=(5-14)式中：1－搅拌器机械总效率，取1=0.75；2－传动效率，可采用0.6-0.95，取2=0.75。N=5.核算平均速度梯度G和GT值(5-15)式中：G－平均速度梯度，s-1；P－单位时间、单位体积液体所消耗的功，即外加于水的输入功率，kw/m3；－水的动力粘度，Pas，水温16时，μ=1.14×10-3Pa∙s。其中，P=NV=0.507350.7kw/m3(其中G=GT=35.662060=4.3104，在1×104—1×105之间，符合要求。5.4斜管沉淀池的设计计算5.4.1设计参数1.斜管断面一般采用蜂窝六角形或山形（较少采用正方形或者矩形），其内径或者边距d一般采用25-35mm；2.斜管长度一般为800-1000mm左右，可根据水力计算结合斜管材料计算；3.斜管的水平倾角常采用60度；4.斜管上部的清水区不宜小于1.0m，较高的清水区有助于出水均匀和减少日照强度的影响和藻类的繁殖；5.斜管下部的布水区高度不宜小于1.5m，为使布水均匀，在沉淀池进口处应设穿孔墙和格栅等整流措施。图5-3斜管沉淀池示意图5.4.2平面尺寸计算本设计设4座沉淀池，则单池设计流量为：Q=1.169/4=0.3m/s颗粒的沉降速度v0=0.4mm/s，清水区上升流速v1=3.0mm/s，采用塑料片热压六边形蜂窝管，管厚0.4mm，边距d=30mm，斜管的水平倾角采用60度1.清水池面积A：A=Q/v1=0.3/0.003=100m为了配水均匀，采用清水区平面尺寸为7.4m×14m，使进水区沿14m长一边布置。2.斜管长度L:管内流速v2=v1/sin60=3.0/0.866=3.5mm/s；L=mm考虑管端紊流积泥等因素，过度区采用250mm,斜管总长L＇=250+646=896mm，按1000mm计。3.沉淀池高度：采用超高h1=0.3m；清水区h2=1.2m；布水区h4=1.5m；穿孔排泥斗槽高h5=0.8m；斜管高度h3=Lsin=1sin60=0.87m；故池子总高度H=h1+h2+h3+h4+h5=0.3+1.2+0.87+1.5+0.8=4.67m5.4.3沉淀池进水设计计算1,沉淀池进水设计沉淀池进水采用穿孔花墙，孔口总面积A2=Q/v(5-16)式中:A2—孔口总面积（m）；v—孔口流速（m/s），一般取值不大于0.15~0.20m/s。设计中取v=0.15m/sA2=0.3/0.15=2m每个孔口尺寸定为0.2m×0.2m，则孔口数为N=进水孔位置应在布水区，布水区高1.5m，分三层，则每层17个。5.4.4沉淀池集水系统设计计算1.集水槽设计计算布置6条穿孔集水槽，中间为1条集水渠，为施工方便槽底为平坡。集水槽中心距为：L＇=L/n=7.4/3=2.5m每条集水槽长l=（14-0.6）/2=6.7m（集水渠宽0.6m）每条集水槽的流量为q=每条集水槽宽b＇=0.9q0.4=0.27m，槽高0.3m。集水槽双侧开孔，孔径d=25mm，单孔面积A＇=0.00049m2，设出水孔口流速=0.4m/s，则穿孔个数为N=孔间距为0.027m。2.集水渠集水渠的流量为0.3m/s，假定集水渠起端的水流界面为矩形，则渠宽度为b=0.9×考虑到施工方便取0.6m，起端水深0.5m。考虑到集水槽的水进入集水渠时应自由跌水，跌落高度取0.10m，即集水槽水面底应高于集水渠起端水面0.10m。同时考虑到集水槽顶与集水渠顶相平，则集水渠总高度为H1=0.5+0.10+0.3=0.90m3.出水总渠两条集水渠的出水汇集到总渠，总渠宽度1.2m，深度0.6m，则流速为v=0.6/(1.20.6)=0.83m/s出水总管管径为1000mm，流速为0.76m/s。5.4.5沉淀池排泥系统设计计算本设计采用穿孔管进行重力排泥，穿孔管横向布置，沿水流垂直方向共设8根，单向排泥至集泥渠，集泥渠长14m，BH为0.5m0.5m，穿空管长l=7.4m，首端积泥比为0.5，查的kw=0.72，取孔径为25mm，孔口面积为0.00049m2，取孔距为0.3m孔眼采取等距布置每天排泥一次。孔眼数目为：M=l/s-1=14/0.3-1=45个孔眼总面积为：w穿空管断面积为：穿空管直径为：D0=取直径为250mm，孔眼向下与中垂线成45度角，并排排列，采用气动快开式排泥阀。5.4.6沉淀池校核1、雷诺数Re雷诺数(5-17)式中:R—水力半径，cm；—水的运动粘度，cm/s。设计中当温度t=20℃时，水的运动粘度=0.01cm/sR2、斜管终点沉淀时间(5-18)式中:l1—斜管长度，m；设计中取l1=1m。T=1.0/0.0035=286s=4.8min基本满足要求（一般在2~5min）5.5过滤5.5.1池型选择因含污能力强，气水反洗、表面扫洗结合，反洗效果好，单池面积大，故本设计采用V型滤池。5.5.2V型滤池特点及设计参数1、滤速可达7~20m/s，一般为12.5~15.0m/s；2、采用单层较厚均粒滤料，粒径一般为0.95~1.35mm，允许扩大到0.7~2.0mm，不均匀系数1.2~1.6或1.8之间；3、对于滤速在7~20m/h之间的滤池，其滤层厚度在0.95~1.5之间选用，对于更高的滤速还可以增加；4、气冲强度为50~60m3/(h·m2)，清水冲洗强度为13~15m3/(h·m2)，表面扫洗用原水，一般为5~8m3/(h·m2)；5、滤层以上的水深一般不大于1.2m，反冲洗时水位下降到排水槽顶，水深只有0.5m。5.5.3V型滤池设计计算1.参数选择=1\*GB3①滤速采用v=12m/h；=2\*GB3②第一步气冲冲洗强度q气1=15L/s∙m2；第二步气—水同时反冲，空气强度为q气2=3\*GB3③第一步气冲时间t气=3min，第二步气—水同时反冲时间为t气水=4min，单独水冲时间为t水=5min=4\*GB3④冲洗周期为T=48h；=5\*GB3⑤反冲横扫强度1.8L/s∙m22.设计计算（1）池体设计=1\*GB3①滤池工作时间t't=2\*GB3②滤池总面积FF=3\*GB3③滤池的分格为节省用地采用双格V型滤池，池底板用混凝土，单格宽B单=3.5m，池长L单=14m，面积为49m2，共N=4座，每座面积为f=98m2=4\*GB3④校核强制滤速v'v满足小于17m/h的要求；=5\*GB3⑤滤池高度确定滤池超高H滤层上水深H滤料层厚H滤板厚H滤板下布水区高度取H则滤池总高为H=H=6\*GB3⑥水封井设计滤池采用单层加厚均粒滤料，粒径0.95~1.35mm，不均匀系数为1.2~1.6。均粒滤料清洁滤料层的水头损失为：∆式中：V—水的运动黏度，cm2/s，20℃时为0.0101m0d0l0—滤层厚度，cm，lv—滤速，cm/s，取12m/h；φ—滤料颗球度系数，取0.8。∆根据经验，滤速为8~10m/h时，清洁滤料层的水头损失一般为30~40cm。计算值比经验值低，取经验值的低限30cm为清洁滤料层的过滤水头损失。正常过滤时，通过长柄滤头的水头损失∆h≤0.22m。忽略其他水头损失，则每次反冲洗后刚开始过滤时水头损失为：∆为保证滤池正常过滤时池内的液面高出滤料层，水封井出水堰顶标高与滤料层相同。设计水封井平面尺寸2m×2m，堰底板比滤池底板低0.3m，水封井出水堰总高：H每座滤池过滤水量为：Q则水封井出水堰堰上水头为：h则反冲洗完毕，清洁滤料层过滤时，滤池液面比滤料层高0.19+0.52=0.71（2）反冲洗管渠系统=1\*GB3①反冲洗用水量Q反的计算反冲洗用水流量按水洗强度最大时计算。单独水洗时反洗强度最大为5L/(s∙mQV型滤池反冲洗时，表面扫洗同时进行，其流量为：Q=2\*GB3②反冲洗配水系统的断面计算配水干管（渠）进口流速应为1.5m/s左右，配水干管（渠）的截面积为：A反冲洗配水干管用钢管，DN600，流速1.6m/s。反冲洗水由反洗配水干管输送至气水分配渠，由气水分配渠底侧的布水方孔配水到滤池底部布水区。反冲洗水通过配水方孔的流速按反冲洗配水支管的流速取值。=3\*GB3③反冲洗用气量Q气的计算反冲洗用气流量按气冲强度最大时的空气流量计算。这时气冲的强度为15L/(s·m2)。Q④配气系统的断面计算配气干管（渠）进口流速应为5m/s左右，则配气干管（渠）的截面积为：A反冲洗配气干管用钢管，DN600，流速4.8m/s。反冲洗用空气由反冲洗配气干管输送至气水分配渠，由气水分配渠两侧的布气小孔配气到滤池底部布水区。布气小孔紧贴滤板下缘，间距与布水方孔相同，共计40个。反冲洗用空气通过配气小孔的流速按反冲洗配气支管的流速取值。反冲洗配气支管流速或孔口流速应为10m/s左右，则配气支管（渠）的截面积为：A每个布气小孔面积为：A孔口直径为：d每个孔配气量为：Q=5\*GB3⑤气水分配渠的断面设计对气水分配渠断面面积要求的最不利条件发生在气水同时反冲洗时，亦即气水同时反冲洗时要求气水分配渠断面面积最大。因此，气水分配渠的断面设计按气水同时反冲洗的情况设计。气水同时反冲洗时反冲洗水的流量为：Q气水同时反冲洗时反冲洗用空气的流量为：Q气水分配渠的气、水流速均按相应的配气、配水干管流速取值。则气水分配干渠的断面积为：A（3）滤池管渠的布置①反冲洗管渠a.气水分配渠气水分配渠起端宽取0.8m，高取1.5m，末端宽取0.8m，高取lm。b.排水集水槽排水集水槽顶端高出滤料层顶面0.5m，则排水集水槽起端槽高为：HH坡度为：i=c.排水集水槽排水能力校核由矩形断面暗沟（非满流，n=0.013)计算公式校核集水槽排水能力。设集水槽超高0.3m，则槽内水位h排集=0.73m，槽宽湿周：X=b+2h=0.8+2×0.73=2.26m水流断面：A水力半径：R=水流速度：v=过水能力：Q实际过水量：Q反②进水管渠a.进水总渠四座滤池分成独立的两组，每组进水总渠过水流量按强制过滤流量设计，流速0.8~1.2m/s，则强制过滤流量为：Q进水总渠水流断面积为：A进水总渠宽1m，水面高0.78m。b.每座滤池的进水孔每座滤池由进水侧壁开三个进水孔，进水总渠的浑水通过这三个进水孔进入滤池。两侧进水孔孔门在反冲洗时关闭，中间进水孔孔口设手动调节闸板，在反冲洗时不关闭，供给反洗表扫用水。调节闸门的开启度，使其在反冲洗时的进水最等于表扫水用水量。孔口两侧液位差取0.1m，则孔口总面积为：A中间孔面积按扫洗流量计算，则面积为：A孔口宽B中孔=0.16m，孔口高两个侧孔口设阀门，采用橡胶囊充气阀，两个侧孔面积为：A孔口宽B侧孔=0.3m，孔口高c.每座滤池内设的宽顶堰为保证进水稳定性，进水总渠引来的浑水经过宽顶堰进人每座滤池内的配水渠，再经滤池内的配水渠分配到两侧的V型槽。宽顶堰堰宽b宽顶=5m，宽顶堰与进水总渠平行设置，与进水总渠侧壁相距0.5mh（4）V型槽设计V型槽槽底设表扫洗水出水孔，直径取dV孔=0.025m，间隔0.175m，每槽共计81A表扫水出水孔低于排水集水槽堰顶0.15m，即V型槽槽底的高度低于集水槽堰顶0.15m。则表面扫洗时V型槽内水位高出滤池反冲洗时液面的高度为：h集水槽长b=L排槽=14m，单格滤池反冲洗水量为Q反单hV型槽倾角45°，垂直高度1m，壁厚0.05m。反冲洗时V型槽顶高出槽内液面的高度为：15.6消毒设施计算5.6.1消毒剂选择污水消毒的主要方法是向污水中投加消毒剂，目前用于污水消毒的常用消毒剂有液氯、次氯酸钠、臭氧、二氧化氯、紫外线。通过对常用消毒剂的比较以及给出的原始资料，选用液氯消毒。5.6.2消毒剂的投加1.加氯量的计算二级处理出水采用液氯消毒时，液氯投加量一般为5-10mg/L，本设计中液氯投加量采用8.0mg/L。每日投加量：q=式中：q—每日投加量，kg/d；q0—液氯投加量，mg/L；Q—污水设计流量，m3/s；q=2.加氯设备液氯由真空转子加氯机加入，加氯机设计3台，采用2用1备。每小时加氯量：808设计中采用J-1型加氯机，其性能参数见表5-6表5-6J-1型加氯机性能参数型号加氯量水射器主要生产厂进水压力（MPa）背压力（MPa）进水管（mm）出水管（mm）J-120kg/h＞0.2-0.3＜0.054030上海自来水给水设备工程公司5.6.3平流式接触消毒池本设计采用2座3廊道平流式接触消毒池，单池设计计算如下：1.接触消毒池容积式中：V—接触消毒池容积，m3；Q—单池污水设计流量，m3/s；t—消毒接触时间，s；一般采用30min设计中取Q=0.59m3/s，t=30minV=0.59×30×60=10622.接触消毒池表面积F=式中：F—接触消毒池单池表面积，m2；h2—接触消毒池有效水深，m；设计中取h2=3.0m，F=3.接触消毒池池长L式中：L′—消毒接触池池长，m；B—消毒接触池单廊道宽，m；设计中取B=4m，则：L消毒接触池采用3廊道，消毒接触池池长：L=校核宽深比：L4.接触消毒池高度(5-43)式中：H—接触消毒池高度，m；h1—超高，m；一般采用0.3mh2—有效水深，m；5.进水部分每个接触消毒池的进水管管径D=800mm，v=1.17m/s6.混合采用管道混合的方式，加氯管线直接接入接触消毒池进水管，为增强混合效果，加氯点后接D=800mm的静态混合器。7.出水部分H=式中：H—堰上水头，m；m—流量系数；一般采用0.42b—堰宽；数值等于池宽设计中取b=4.0m，则：H=5.7计量槽设计选用喉宽b=1.50m，则巴氏计量槽主要部位尺寸为：图图5-5巴氏计量槽示意图第6章污泥处理系统6.1浓缩池设计6.1.1浓缩池选型本设计采用辐流式重力浓缩池6.1.2设计参数1.初沉池污泥含水率一般为95%~97%，本设计采用96%，二沉池污泥含水率一般为99.2%~99.6%，本设计采用99.3%，浓缩池出泥含水率为96%；2.两次排泥时间为8h；3.浓缩池浓缩时间一般都小于12h，不大于24h，本设计采用15h；4.集泥设施：辐流式污泥浓缩池的集泥装置，当采用吸泥机时，池底坡度可采用0.003；当采用刮泥机时，不宜小于0.01。不设刮泥设备时，池底一般设有泥斗。泥斗与水平面的倾角，应不小于50度。刮泥机的回转速度为0.75~4r/min，吸泥机的回转速度为lr/h，其外缘线速度一般宜为l~2m/min。同时在刮泥机上可安设栅条，以便提高浓缩效果，在水面设置除浮渣装置；5.构造及附属设施：一般采用水密性钢筋混凝土建造。内设污泥投入管、排泥管、排上清液管，排泥管最小管径采用150mm，一般采用铸铁管。6.1.3设计计算1、初沉池泥量Q式中C0——进水悬浮物质浓度，mg/Lη——去除率，60%；P0——污泥含水率，取96%；γ——污泥容重，t/m3,约为1；Q污泥浓度为；C2、剩余污泥量由DE工艺计算知；Q污泥浓度为；3、总污泥量Q=混合污泥浓度C4、浓缩池尺寸的确定（1）浓缩池面积为：A式中：Q—污泥量，m3/d；C—污泥固体浓度，kg/L；M—污泥固体通量，Kg/m2∙d，根据表6-1N—池子个数A=表6-1重力浓缩池设计参数污泥种类进泥含水率%出泥含水率%水力负荷m固体通量Kg/溢流TSS(mg/L)初沉池污泥95~9792~9524~3380~120300~1000生物膜969994~982.0~6.035~50200~1000剩余污泥99.2~99.697~982.0~4.010~35200~100混合污泥98~9994~964.0~10.025~80300~800（2）浓缩池直径D=5、浓缩池高度（1）有效水深为：h式中：T—浓缩时间（12h<T<24h），本设计取浓缩时间为15h；Q—污泥量，m3/d；A—浓缩池面积，m2。h（2）浓缩池超高h1，一般取0.3m。（3）缓冲层高度h3，一般取0.3m。（4）刮泥设备所需池底坡度造成的深度h4：h式中：i—池底坡度，根据排泥设备取0.003~0.01，本设计采用0.05；D—池子直径，m。D1—污泥斗上底直径，本设计取2.4m。h（5）泥斗深度h5：采用的污斗为圆台形，泥斗斗底倾角采用55°，泥斗上口直径D1=2.4m，泥斗斗底直径为h（7）浓缩池总深度为：H6、浓缩后污泥量Q式中Q0—浓缩后污泥量，m3/dQ—浓缩前污泥量，m3/d；P—浓缩前污泥含水率；P0—浓缩后污泥含水率，设计中取96%；Q7、选用XG-18型悬挂式中心传动刮泥机。单边式刮泥机，适用于池径为18m，池深为3.5~4m的浓缩池。它的结构简单、成本低，适用于中小型的浓缩池。刮泥机的回转速度为0.75~4r/h。6.2污泥脱水从初沉池、二沉池排出的污泥，含水率仍然很高，污泥体积仍然很大，因此，需进行强制脱水，常用的污泥脱水方式有，压滤脱水、离心脱水、自然干化、焚烧等，本设计采用压滤脱水，使用带式压滤机，带式压滤机有如下优点：（1）运行可连续运转，生产效率高，噪音小；（2）耗电少，仅为真空过滤机的十分之一；（3）低速运转时，维护管理简单，运行稳定可靠；（4）运行费用低，附件设备较少。6.2.1脱水后污泥量Q=式中：P1—脱水前污泥含水率，取96％P2—脱水后污泥含水率，取75％Q0—脱水前的泥量，mQ污泥脱水后形成泥饼用小车运走，分离液返回处理系统的前端进行处理6.2.2带式压滤机的选择根据产生的污泥量，选择DY-3000型带式压滤机3台，其中2用1备，工作时间为12h，干污泥产量为600kg/h，泥饼含水率为75%，絮凝剂聚丙烯酰胺投量为干污泥投量的2.0%。第7章总体布置及高程水力计算7.1污水厂的平面布置在污水处理厂厂区内有：各处理单元构筑物；连通各处理构筑物之间的管、渠及其他管线；辅助性建筑物；道路以及绿地等。现就在进行处理厂厂区平面规划、布置时，应考虑的一般原则阐述如下。7.1.1污水厂平面布置原则（1）按功能分区，配置得当主要是指对生产、辅助生产、生产管理、生活福利等各部分布置，要做到分区明确、配置得当而又不过分独立分散。既有利于生产，又避免非生产人员在生产区通行或逗留，确保安全生产。在有条件时（尤其建新厂时），最好把生产区和生活区分开，但两者之间不必设置围墙。（2）功能明确、布置紧凑首先应保证生产的需要，结合地形、地质、土方、结构和施工等因素全面考虑。布置时力求减少占地面积，减少连接管（渠）的长度，便于操作管理。（3）顺流排列，流程简捷指处理构（建）筑物尽量按流程方向布置，避免与进（出）水方向相反安排；各构筑物之间的连接管（渠）应以最短路线布置，尽量避免不必要的转弯和用水泵提升，严禁将管线埋在构（建）筑物下面。目的在于减少能量（水头）损失、节省管材、便于施工和检修。（4）充分利用地形，平衡土方，降低工程费用某些构筑物放在较髙处，便于减少土方，便于放空、排泥，又减少了工程量，而另一些构筑物放在较低处，使水按流程按重力顺畅输送。（5）必要时应预留适当余地，考虑扩建和施工可能（尤其是对大中型污水处理厂）。（6）构（建）筑物布置应注意风向和朝向将排放异味、有害气体的构（建）筑物布置在居住与办公场所的下风向；为保证良好的自然通风条件，建筑物布置应考虑主导风向。7.1.2污水厂的平面布置污水厂的平面布置是在工艺设计计算之后进行的，根据工艺流程、单体功能要求及单体平面图形进行，污水厂总平面图上应有风向玫瑰图、构（建）筑物一览表、占地面积