污水厂AB法设计计算书

摘要新化市位于湖南中部，资水中游，雪峰山东南麓。污水厂待处理水量大，日处理规模为污水100000m3/d，规划占地面积6.2现阶段排放污水中以生活污水为主，工业废水占很小比例。本工程进水水质主要指标为COD=450mg/L，BOD5浓度S0=260mg/L，TSS浓度X0=260mg/L，VSS=200mg/L，MLSS/MLSS=0.7，pH=7~8，平均水温在20℃左右。出水水质主要指标为COD=100mg/L，BOD5浓度Se=30mg/L，TSS浓度Xe=25mg/L。对BOD5、COD、SS的去除率要求分别到达88.5%、77.8%、90.4%以上。根据污水水质特点及排放要求，本污水厂的污水处理工艺选择充分考虑污水量和污水水质及经济条件和管理水平，优先选用技术先进、平安可靠、低能耗、低投入、少占地和操作管理方便的成熟处理工艺。本工程拟采用的工艺如下：一级处理采用细格栅和曝气沉砂池，二级处理采用生物吸附降解工艺，简称AB法。处理过程中产生的污泥，经过浓缩脱水后外运填埋。AB法由于两阶段曝气中每个阶段有相互隔离和独立的曝气过程、泥水别离过程和活性污泥回流过程。因此相比传统推流式活性污泥工艺，AB法处理工艺抗冲击负荷强，可以实现更稳定的处理效果，基建和运转费用大大节省，适合分期建造。污水厂出水水质指标到达了《城镇污水处理厂污染物排放标准》〔18918-2002关键词：污水处理；AB法；污泥回流AbstractXinhuaCityislocatedinthemiddleofHunan,themiddlereachesoftheZijiangRiverThisstagethedischargeofsewagetothemainsewage,industrialwastewaterconstitutesaverysmallproportion.Inthisproject,themainindicatorsofintakewaterare:COD=450mg/L,concentrationofBOD5isS0=260mg/L,concentrationofTSSisX0=260mg/L,VSS=200mg/L,pH=7~8andtheaveragetemperaturesis20℃.Themainindicatorsofoutwardwaterare:COD=100mg/L,concentrationofBOD5isSe=30mg/L,concentrationofTSSisXe=25mg/L.TheremovalratestandardforBOD5,COD,SSarerequiredabove88.5%,77.8%,90.4%respectively.Accordingtothequalityfeatureanddrainagestandardofthesewage,thefollowingfactorsaregivenfullyconsideration:thevolumeofsewage,thequalityofsewage,theeconomiccapabilityandthemanagementability,andmaturetreatmentmethodswithadvancedtecheniqare,safety,lowcost,lowinvestment,lowareaoccupationandconvenientmanagementarepreferentiallyselected.Thetreatmentprocessadoptedinthisprojectareasfollows:inthefirsttreatmentprocess,finegridandthegritchamberareselected,andinthesecondtreatmentprocess,biosorptiondegradationareselected,whichisreferredtoasABmethod.TreatmentsludgegeneratedintheprocesswasconcentratedSinotranslandfillafterdewatering.Asthereareisolatedandindependentaerationprocesssludgedewateringprocessandthereturnprocessinthetwo-stageinABmethod,comparedtotraditionalmethodtheABmethodbearshighimpactloading,whichcanrealizemorestabletreatmenteffectandconstruction,greatlycutthecostandissuitabletothebystageconstruction.Thetreatedeffluentqualityindexmeetsthesecondlevelofthe“urbansewagetreatmentplantemissionstandards”〔18918-2002Keywords:XinhuaCity;wastewatertreatmentplant;ABmethod；sludgereturn目录第一章前言1第二章概述32.1设计题目32.2设计依据32.3设计任务及设计内容32.4设计要求42.5城市概况4第三章污水处理厂设计73.1厂址的选择73.2污水处理工艺73.2.1污水处理工艺的选择原那么83.2.2方案比照与选择83.3AB法工艺103.3.1AB法工艺的工艺流程103.3.2AB法工艺的主要特征103.3.3AB法工艺的处理机理和适用范围113.3.4AB法工艺的脱氮除磷123.3.5AB法的局限性12第四章污水一级处理134.1闸门井134.2污水提升泵房134.2.1设计参数134.2.2集水池的容积134.2.3选泵前总扬程的估算134.3格栅134.3.1格栅的选择134.3.2粗格栅144.3.3细格栅174.4沉砂池184.4.1沉砂池的选择184.4.2曝气沉砂池尺寸的设计19第五章污水的生物处理235.1设计参数235.2A段曝气池尺寸计算245.3B段曝气池尺寸计算275.4剩余污泥量计算305.5污泥龄的计算325.6曝气系统设计计算325.7污泥回流设备36第六章沉淀池设计计算376.1中间沉淀池和二次沉淀池的选择376.2沉淀池的计算376.3级配水井的设计计算43第七章生物处理后处理457.1消毒池的计算457.2接触池的计算477.3计量设备的选择487.4水厂出水管的设计48第八章污泥处理498.1污泥处理工艺498.2污泥最终处理508.3污泥量的计算508.3污泥浓缩池计算518.4贮泥池558.5脱水设备568.5.1脱水污泥量计算578.5.2脱水机的选择57第九章厂区平面及高程的布置599.1污水处理厂设施组成599.2平面布置599.2.1总平面布置原那么599.2.1总平面的布置609.3高程布置609.3.1概述609.3.2高程布置原那么609.3.3高程计算609.3.4污泥处理构筑物高程布置63第十章结论65参考文献67致谢69附录71第一章前言世界任何国家的经济开展，都会推向社会进步、促进工农业生产能力得到提高，使人民生活得到进一步改善，但是也随之带来不同程序的环境污染。污水也是造成环境污染的来源之一，这个污染源的出现引起了世界各国政府的关注，治理水污染环境的课题被列入世界环保组织的工作日程。我国污水处理事业的历史始于1921年，到改革开放的近二十年来取得了迅速的开展，但仍然滞后于城市开展的需要。据统计，到2000年底，全国已建设城市污水处理厂427座，其中二级处理厂282座。这些污水处理厂的建设，极大地提高了城市污水的处理水平，但处理量的增加仍远远滞后于污水排放量的增长，两者之间的差距还有进一步拉大的趋势。即便按98年资料，我国城市污水的处理率也仅为15.8%，西方兴旺国家如美国早在1980年就已到达了70%。我国的污水处理事业的实际情况是污水处理率低，很多老城区的排水管网甚至不成系统。城市污水处理能力增长缓慢和污水处理率低是造成我国水环境污染的主要原因，由此导致了水环境的持续恶化，并严重的制约了我国经济与社会的开展。我国城市污水处理能力增长缓慢的主要原因可以归结为以下三个方面：污水处理技术落后；资金短缺，投资力度不够；管理水平低。从建国初期的治理到70~80年代的开展变化以及到如今国家“七五”、“八五”、“九五”科技攻关课题的建立，使我国污水处理的新技术、污泥处理的新技术、再生水回用的新技术都取得了可喜的科研成果，某些工程到达国际先进水平，我国处理污水技术不断提高。国外污水处理新技术、新工艺、新设备被引进到我国，在活性污泥法工艺应用的同时，AB法、A/O法、A/A/O法、CASS法、SBR法、氧化沟法、稳定塘法、土地处理法等也在污不处理厂的建设中得到应用。由过去只具有去除有机物功能的污水处理工艺技术开展为具有除磷脱氮多功能的工工艺技术，国外一些先进的、高效的污水处理专用设备进入了我国污水处理行业的市场。如格栅机、潜水泵、除砂装置、刮泥机、曝气器、鼓风机、污泥泵、脱水机、沼气发电机、沼气锅炉、污泥消化搅拌系统等大型设备。而从“十一五”规划实施以来，我国首先明确、落实责任。明确了各地政府是城市污水处理的责任主体，着力加强政府部门指导、推动和监督管理的作用，充分调动地方政府推进城市污水处理工作的积极性。措施实施以来，各地政府积极配合响应，取得了诸多成绩。河南省2007年在全国率先实现了县县建成污水处理厂，2009年进一步通过实施“运营管理年”活动，强化污水厂的运行管理；浙江、江苏等省在实现县县建有污水处理厂的目标根底上，继续推进建制镇的污水处理设施建设。其次是，完善城镇污水处理开展的政策机制。例如，建立、完善污水收费制度，根据保本微利原那么，逐步提高征收标准，强化征收手段，加强资金使用监管；再有，完善资金筹措渠道，在开展改革委中央预算补助和财政“以奖代补”专项资金的大力支持下，城镇污水处理设施建设的投入力度不断加大；还有积极引入市场机制，建立公平公开的标准管理制度和特许经营制度，打破行业垄断，引入竞争，提高效益，依据“政府建网、社会建厂”的原那么，鼓励多元投资主体参与污水处理的建设运营管理，配合有关部门，出台鼓励污水处理开展的一系列“财税政策”。再次是，建立完善工程建设及运行中的长效考核管理机制。比方，建立了“全国城镇污水处理管理信息系统”，通过整理与分析全国数据，实时掌握城镇污水处理的建设运行情况；又如，形成了“量质结合”的城镇污水处理考核体系，通过对污水处理设施覆盖率、城镇污水处理率、设施利用率、污染物削减率等指标的考核，全方位考评各级地方政府的污水处理管理工作；再如，与有关部门密切协作，采用定期督查与随机抽检相结合的方式，加强前期规划审核、工程工程建设、运营平安管理、污水达标排放的全过程监管，研究建立监管考核长效机制。据统计，近年来我国污水处理厂呈小型化开展趋势，2009年污水处理厂平均设计规模比2005年下降了24%。与此同时，污水处理处理厂分布区域快速扩大，2008年建有污水处理厂的城市比2005年增加了近一倍〔更多详情参见中国水网《中国污水处理设计与工程市场分析报告》〕。现阶段，我国污水处理厂的建设重心逐渐由大城市向中小城市转移，呈现单体小型化、区域分散化的开展趋势。新化市污水处理厂即为其中一例。为解决现已存在的经济开展与环境不相协调的问题，改善新化市的城市水体环境，提高城市抗涝灾能力和整体提高人民的生活质量和城市的投资环境，结合最新工艺的特点及各方面的条件，选用AB法做为新化市污水处理厂的工艺。第二章概述2.1设计题目新化市污水处理厂工艺设计2.2设计依据毕业设计任务书及相关设计标准，包括：1.污水量设计流量：2.污水厂进出水水质污水进水水质见表2.1。表2.1污水进水水质序号工程进水水质(mg/L)1BOD52602CODcr4503TSS2604VSS2005PH7-8出水水质要求到达一级B标准3.进水管管底标高30.5m，出水管标高29m，地面标高322.3设计任务及设计内容准备工作，具体内容如下：1.熟悉设计对象及相关设计资料；2.明确毕业设计任务书；3.设计的根本知识学习；4.设计方案初步考虑；5.收集缺乏资料。完成以上任务后，需填写毕业设计任务书〔原始资料局部〕。1.污水厂流程的比照及选择选择不同的工艺流程进行比拟，从经济和技术两个不同的角度论证其可行性。推荐采用AB法工艺。2.进行扩大初步设计的计算及绘制图纸、说明书的整理，内容如下：〔1〕确定污水处理厂占地面积；〔2〕构筑物的计算；〔3〕施工图设计内容包括：①污水处理厂给排水平面布置图②污水处理厂给排水高程布置图③污水提升泵房布置图④浓缩池工艺图⑤A段曝气池工艺图⑥沉砂池工艺图〔含格栅〕⑦B段曝气池工艺图⑧二沉池工艺图〔4〕绘制完施工图后，整理、编写计算说明书。3.编制污水处理厂施工图预算〔选做〕，主要内容如下：〔1〕收集资料，熟悉图纸；〔2〕计算工程量，工程量汇总；〔3〕套用预算单价；〔4〕计算各项费用。2.4设计要求1.通过阅读中外文文献、调查研究与收集有关的设计资料，确定合理的水处理工艺流程，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.说明书及图纸说明书写明设计任务，设计原始资料，处理站规模，污水处理方案选择，各处理构筑物的设计尺寸等。计算书除有计算过程外，还需附计算草图。平面布置图：除绘出构筑物及其连接管渠、检查井外，图中还应注明比例尺，指北针、底标轴线、地面标高，围墙，道路，大门，绿化及其相关位置，还应列出构筑物和辅助建筑物一览表，图例以及必要的说明。污水、污泥高程图：反响处理工艺流程中各构筑物高程的相关关系。图中应标出地面高程，各处理构筑物的顶面，底面，水面高程，以及连接管渠的底或中心高程。平面布置图的比例采用1:100~1:500；高程布置图的比例：水平(1:100~1:500)；垂直(1:50~1:100)其他各单体构筑物设计图按标准执行。2.5城市概况新化市位于湖南中部，资水中游，雪峰山东南麓。地处北纬27°31′~28°14′，东经110°45′~111°41′，辖区总面积3567平方公里，辖26个乡镇。新化市历史上无发生地震记载。地质条件较好，地基耐压力在12kg/cm2以上。该区受季风影响，湿度大，雨水多，夏季温度高，属于大陆性气候闷热地区。常年主导风向为西北风。绝对最高温度43.2℃，绝对最低温度-8℃，平均最低温度0℃；历年平均气温22.5℃。年降雨量一般在1300毫米左右，最高降雨量为1780毫米；最低降雨量为1020.2毫米，年平均降雨量为1500毫米。最大积雪深度为15厘米，冻土深度为0.2厘米。第三章污水处理厂设计城市污水排入受纳水体后，经过物理的、化学的和生物的作用，使污水中的污染物浓度降低，受污染的受纳水体局部地或全部地恢复原状，这种现象称为水体自净或水体进化，水体所具备的这种能力称为水体自净能力。在选择污水处理程度时，既要充分利用水体的自净能力，又要防止水体受到污染，防止污水排入水体后污染下游取水口和影响水体中水生动植物。城市污水处理厂的设计规模与进入处理厂的污水水质和水量有关，污水的水质和水量可通过设计任务书的原始资料计算，也可通过实地调查测定取得。3.1厂址的选择在污水处理厂设计中，选定厂址是一个重要环节，处理厂的位置对周围环境卫生、基建投资及运行管理等有很大影响。因此，在厂址的选择投资上应进行深入的调查研究和详尽的技术比拟。厂址选择的一般原那么如下：1.为了保证环境卫生的要求，厂址应与规划居住区或公共建筑群保持一定的卫生防护距离。2.厂址应设在受纳水体流经城市水源的下游。3.在选择厂址时尽可能少占农田或不占农田，而处理厂的位置又应便于农田灌溉和消纳污泥。4.厂址应尽可能在城市和工厂夏季主导风向的下风向。5.要充分利用地形，把厂址设在地形有适当坡度的城市下游地区，以满足污水处理构筑之间的水头损失，使污水和污泥有自流的可能以节约动力消耗。6.厂址如果靠近水体，应考虑汛期不受洪水的威胁。7.厂址应设在地质条件较好、地下水位较低的地区，以利施工，并降低造价。8.厂址的选择应考虑交通运输及水电供给等条件。9.厂址的选择应结合城市总体规划，考虑远景开展，留有充分的扩建余地。3.2污水处理工艺城市污水处理厂出水排入水体时，其处理程度及方法的选择应满足现行的国家规定和地方有关的规定，根据污水的水量和水质；并结合受纳水体的稀释能力，污水利用等条件、进行多方案的技术经济比拟，选用出水达标排放，运行平安可靠、技术先进节能、运行本钱低、投资少，占地少，操作管理方便的成熟处理工艺，选择适宜的污水处理工艺，不仅可以降低工程投资，还有利于污水处理厂的运行管理及减少污水处理厂的常年费用，以保证污水处厂的出水水质。污水处理工艺的选择原那么污水处理工艺选择的一般原那么如下：1.工艺合理，技术先进，水质变化适应能力强，出水达标且稳定，污水易于处置；2.经济合理，电耗省，造价低，占地省；3.易于管理，操作方便，设备可靠；4.重视环境、臭气的防护，噪声的控制；5.厂区景观与环境相协调，文明生产。根据对出水水质的分析，本工程对BOD5、COD、SS的去处率分别到达88.5%、77.8%、90.4%以上，因而对污水处理工艺的选择要慎重。本工程的污水处理工艺选择充分考虑污水量和污水水质及经济条件和管理水平，优先选用技术先进、平安可靠、低能耗、低投入、少占地和操作管理方便的成熟处理工艺。方案比照与选择根据国内外已运行污水处理厂的调查，要到达确定的治理目标，可采用的方法有：“普通活性污泥法”、“氧化沟法”、“SBR活性污泥法”和“AB法”。1.普通活性污泥法工艺普通活性污泥法，应用年限长，具有成熟的设计及运行经验，处理效果可靠。自20世纪70年代以来，随着污水处理技术的开展，本方法在工艺及设备等方面又有了很大改良。在工艺方面，通过增加工艺构筑物可以成为“A/O”或“A2/O”工艺，从而实现脱N和P。在设备方面，开发了各种微孔曝气器，使氧转移效率提高到20%以上，从而节省了运行费。国内外以运行的中大型污水处理厂，如西安邓家村〔12m3/d〕、天津纪庄子〔26万m3/d〕、北京高碑店〔50万m3/d〕、成都三瓦窑〔20万m3/d〕等污水处理厂都采用此方法。目前世界最大的污水处理厂—美国芝加哥市西南西污水处理厂也采用此工艺，该厂于1964年建成，设计流量为455万m3/d普通活性污泥法如设计合理、运行管理得当，出水BOD5可到达10~20mg/L。它的缺点是工艺路线长，工艺构筑物及设备多而复杂，运行管理困难，基建投资及运行费均较高。国内已建的此类污水处理厂，基建投资一般为1000~1300元/m3，运行费为0.2~0.4元/〔m3/d〕或更高。2.氧化沟工艺氧化沟污水处理技术，是20世纪50年代由荷兰人首创。60年以来，这项技术在欧洲、北美、南非、澳大利亚等国家以被广泛采用，工艺及构筑有了很大的开展和进步。据报道，1963~1974年英国共兴建了300多座氧化沟，美国已有500多座，丹麦已建成300多座。目前世界最大的氧化沟污水厂是德国路维希港的BASF污水处理厂，设计最大流量为76.9万m3/d，1974年建成。由于该工艺在水流流态和曝气装置上的特殊性，其处理流程简单、构筑物少，一般情况下可不建初沉池和污泥消化系统，某些情况下还可不建二沉池和污泥回流系统，对于中小型污水处理厂，为节省投资或降低维护管理难度时，会得到首选。其处理效果好且运行稳定可靠，不仅可满足BOD5和SS的排放标准，在运行方式适宜时还能实现脱氮和除磷的效果，而不像传统活性污泥法〔要脱氮除磷时〕要做大量改造工作。同时该工艺还具有较强冲击负荷承受能力、剩余污泥少污泥稳定程度好、机械设备少等优点。当有脱氮的处理要求时，氧化沟工艺在基建投资方面比传统活性污泥法节省很多；但是当仅要求去除BOD5而在脱氮方面不作要求时，对于污水厂采用氧化沟工艺运行费用比传统活性污泥法略低或相当，不占优势。但是该工艺因存在污泥中的有机物质最终是在氧化沟中局部好氧代谢去除的，所以氧化沟工艺在节约能耗、降低运行费用方面不具有优势。3.SBR活性污泥法工艺SBR全称为间歇式活性污泥法，间歇式活性污泥法作为一项新技术，不管在工业企业还是城市污水处理工程中得到了更广泛的应用。目前国内一些运行此工艺的城市有云南昆明市第三污水处理厂，处理流量为15万m3/d；浙江金华市污水处理厂，处理流量为8万m3/d；贵州遵义市污水处理厂，处理流量为8万但该工艺要求配备专用排水装置和自动控制系统，在目前环保资金还比拟紧张的条件下，限制了SBR工艺的高效稳定运行。由于是间歇运行，该工艺空气扩散器堵塞的可能性大于传统活性污泥法，假设采用大气泡空气扩散器〔为降低投资〕，那么其节能效果不如传统活性污泥法。4.AB法工艺AB法即吸附生物氧化处理法，德国亚琛大学B.Böhnke教授于70年代中期开创，80年代初开始应用于工程实践。该工艺对进水负荷变化适应性强、运行稳定、污泥不易膨胀、较好的脱氮除磷效果等优点。由于其具有抗冲击负荷能力强、对pH值变化和有毒物质具有明显缓冲作用的特点，故主要应用于污水浓度高、水质水量变化较大，特别是工业污水所占比例较高的城市污水处理厂。目前全世界已有60多座AB法污水处理厂在运行和设计、规划之中。德国有34座污水处理厂采用AB法工艺。国内一些运行此工艺的城市有山东青岛市海泊河污水处理厂，工程规模为8万m3/d；山东淄博市污水处理厂，工程规模为14万m3/d；广东深圳市罗芳污水处理厂，工程规模为10万m3/d；广东广州猎德污水处理厂工程规模为22万m实践证明AB工艺可以比传统活性污泥法节省工程投资15%~25%，节省占地10%~15%，降低运转费15%~25%，已成为近10年来开展最快的城市污水处理工艺。根据系统工程的理论，AB法工艺省去了初沉池；从生物反响动力学的角度出发，采用了经济合理的二段处理工艺流程；根据微生物的生长、繁殖规律及其对有机质的代谢关系，使二段的污泥回流系统分开而保证处理过程中生物相的稳定性。这些使得AB法工艺比传统活性污泥法具有更高和更稳定的处理效果，大大的节省了基建和运转费用。在AB法污水处理厂的分期建设中，可以先建AB工艺的A段，既能缓解建设资金的缺乏，又能使大量的污水得到较大程度的处理。待资金充足时，再建B段，这样既容易实施，也可带来巨大的环境经济效应，比拟符合我国的国情。另外，我国已建的2级污水处理厂普遍存在着超负荷的问题。如果把它们改造成用AB法，那么可较大幅度的提高其处理能力。其做法是将原污水厂的沉砂池改为A段曝气池，将原初沉池改为中沉池，再另建一套污泥回流系统即可。该方法经国外有关污水处理厂实践证明是行之有效的，而且具有投资小、经济效益高的优点。AB法需增加一些构筑物和设施如曝气池、回流设施等，在这方面的工程投资要增加。此外，AB法污泥产量较高，如用于污泥消化可产更高的沼气量，否那么给污泥处理和出路增加了难度。3.3AB法工艺3.3.1AB法工艺的工艺流程AB法的工艺流程见图3.1。图3.1AB法工艺流程图3.3.2AB法工艺的主要特征在AB法工艺中，A段的污泥负荷率高达2kgBOD/〔kgMLSS.d〕~6kgBOD/〔kgMLSS.d〕，污水停留时间只有30min~40min，污泥龄短，仅为0.3d~0.5d，池内溶解氧的分子质量为0.2mg/L~0.7mg/L。因此，真核生物无法生存，只有某些世代短的原核细菌才能适应生存并得以生长繁殖。A段对水质、水量、PH值和有毒物质的冲击负荷有极好的缓冲作用。但A段产生的污泥量大，约占整个处理系统污泥产量的80%左右，且剩余污泥中的有机物含量很高。B段可在很低的污泥负荷下运行，负荷范围一般为小于0.15kgBOD/〔kgMLSS.d〕，水力停留时间为2h~5h。污泥龄较长，一般为15d~20d。在B段曝气池中生长的微生物除菌胶团外，还有相当数量的高级真核微生物外，还有相当数量的高级真核微生物，这些微生物世代期较长，并适宜在有机物含量比拟低的情况下生存和繁殖。3.3.3AB法工艺的处理机理和适用范围AB法工艺处理机理：A段的处理机理是以细菌的絮凝吸附作用为主。这与传统的活性污泥法有很大的不同。污水中存在大量已适应污水的微生物，这些微生物具有自发絮凝性，形成“自发絮凝剂”、当污水中的微生物进入A短曝气池时，在A段内原有的菌胶团的诱导促进下很快絮凝在一起，絮凝物结构与菌胶团类似，使污水中的有机物脱稳吸附。在A段曝气池中，“自然絮凝剂”、胶体物质、游离性细菌、SS活性污泥等相互强烈混合，将有机物脱稳吸附。同时，A段中的悬浮絮凝体对水中悬浮物、胶体颗粒、游离细菌及溶解性物质进行网捕、吸附，使相当多的污染物被裹在悬浮絮凝体中而去除，水中的悬浮固体作为“絮核”提高了絮凝效果。B段曝气池是AB法工艺中的核心局部，它的状态好坏与否将直接影响到出水水质，B段去除有机污染物的方式与普通活性污泥法根本相似，它的处理机理主要以氧化为主，难溶性大分子物质在胞外酶作用下水解为可溶的小分子，可溶小分子物质被细菌吸收到细胞内，由细菌细胞的新陈代谢作用而将有机物质氧化为CO2，H2O等无机物，而产生的能量储存于细胞中。B段曝气池为好氧运行，因此它所拥有的生物主要是处于内源呼吸阶段的细菌、原生动物和后生动物，B段的低污泥负荷和长泥龄为原生动物的生长提供了很好的环境条件，而原生动物的大量存在对游离性细菌的去除又有很好的作用。同时由于A段的出水作为B段的进水，水质已相当稳定，为B段微生物种群的生长繁殖创造了有利条件。其数量也比同负荷下的一级活性污泥法多。因为B段去除有机污染物的机理主要以氧化为主，而高级生物的内源呼吸作用要比低级生物强，所以B段产生的剩余污泥量很少。AB工艺的适用范围：要保证A段的正常运行，必须有足够的已经使用该污水的微生物。一般的城市污水水质是可以满足其要求的。这同时也是为什么在A段之前不设初沉池的原因，因为A短的去除主要依靠该段微生物的物理吸附和生物吸附，这样就使得去除率上下与进水微生物直接相关。但在工艺废水或某些工业废水比例高的城市污水中，由于水中重金属等物质的毒害作用，微生物不易繁殖，在这样的管网系统中，相应A段的外源微生物的补充将受到严重影响，使适应污水环境的微生物浓度很低，微生物的吸附作用会大大减弱，造成A段污水环境的微生物浓度很低，微生物的吸附作用很弱，造成A段去除效率降低，对这类污水那么不适宜采用AB工艺。3.3.4AB法工艺的脱氮除磷AB工艺中有A段超高负荷运行，为B段的硝化作用创造了条件。污水经A段吸附处理后，出水BOD大为降低，减轻了B段污泥的有机负荷，创造了硝化菌在微生物群体中存活的条件。假设在B段设计上亦有厌氧—好氧周期地或同时地存在的时空条件，就很方便的形成了厌氧—好氧活性污泥法脱氮工艺。3.3.5AB法的局限性1.AB法剩余污泥量大，选用AB法是需考虑这个因素。目前国内外采用AB法工艺的大型污水处理厂，有条件的多采用厌氧消化处理，回收沼气，但对于小型的污水处理厂，厌氧消化污泥投资比拟大。如果采用好氧消化，增加了运行费用。因此准确评价、应用AB法，还应考虑污水处理厂的规模、污水性质、生化性能以及今后污泥的处理方法或脱水设备的研制。2.A段运行时出现恶臭，影响附近的环境卫生，这主要是由于A段在高有机负荷下运行，使A段曝气池在厌氧甚至缺氧的条件下运行，导致产生H2S、大粪素等恶臭气体。因此，今后A段曝气池应考虑加封盖，以免影响周围环境。3.AB工艺最大的局限性是其脱氮除磷效果差，常规AB工艺总氮去除率约为30%~40%，虽较传统一段活性污泥有所提高，但尚不能满足防止水体富营养化的要求。这是由于AB工艺中不存在缺氧段和及内回流，无法进行反硝化，不具备深度脱氮功能。AB工艺对磷的去除效率也很低，根本是通过微生物的新陈代谢和局部絮凝吸附作用实现的。因此，要对其进行改良，改良的根本做法有两种：一是将B段以不同的脱氮除磷工艺来运行，在工艺流程中增加缺氧段。另一种方法是增加AB两段间的污泥回流。4.AB工艺用于处理低浓度的城市生活污水及工业废水仍是值得进行研究的问题。我国许多城市的污水，由于种种原因，其城市污水的有机物含量偏低，而污水中的氨氮含量并不低。因此，我国一些城市在新建、扩建或改建污水处理厂时，如果对出水的TN和TP有着重要求时，即需要防止受纳水体发生富营养化。第四章污水一级处理4.1闸门井闸门井的作用：接纳输送污水总管，本工程进水管管径取1200mm。根据参考相关类似污水处理厂的闸门井设计，本污水处理厂采用矩形闸门井，与粗格栅合建。4.2污水提升泵房设计参数市政污水的进水管的管径为DN1200，最大流量为Q=1157L/S。选择水池与机器间合建式的方形泵站，用5台泵〔4用一备〕，每台水泵的流量为Q0=1157/4=289.25L/s，取290L/s。集水池的容积集水池的有效容积采用一台水泵5min的出水量，那么集水池的有效容积为：W=0.29×300=87m3，有效水深取H=2m，那么集水池面积为87/2=43.5选泵前总扬程的估算1.水位高差集水池最低水位与所需提升的最高水位之间的高差为：h=36.817-27.576=9.241m2.出水管管线水头损失总出水管流量290L/QUOTEQ=916.6L/ss选用管径为DN600钢管，v=0.99m/sQUOTEv=1.17m/s，1000i=2.06QUOTE1000i=2.39。总出水管管中心埋深0.5m，出水管长10m泵站内管线水头损失假设为3.0m，考虑平安水头0.5m选用4台型号为350QW1500-15-90潜污泵，扬程15m，出口口径350mm，电机功率90KW，效率82.1%，其重量为选用CD2-12D型电动葫芦，起重重量2t，起升高度12m4.3格栅格栅的选择格栅是由一组平行的金属栅条制成，斜置在污水流经的渠道上或水泵前集水井处，用以截留污水中的大块悬浮杂质，以防止后续处理单元的水泵或构筑物造成损害。格栅有粗格栅、中格栅和细格栅之分，栅条间距在4~10mm为细格栅、中格栅栅条间距在15~25mm，间距大于40mm的为粗格栅。格栅的选择和设计应尽量满足以下要求：1.格栅栅条间隙宽度，粗格栅：机械去除时宜为16~25mm；人工去除时宜为25~40mm。特殊情况下，最大间隙可为l00mm。细格栅：宜为1.5~10mm，设置在水泵前的格栅栅条间距应满足水泵的要求。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，机械去除格栅的安装角度宜为60°~90°，人工去除格栅的安装角度宜为30°~60°，常用安装角度为75°3.污水处理厂也可设两道格栅，总提升泵站前设置粗格栅〔50~100mm〕或中格栅〔10~40mm〕，处理系统前设置中格栅或细格栅〔3~10mm〕。假设泵站前栅条间距不大于粗格栅根据污水厂的建设规模，其近期的处理水量为100000m3/d,设计中选择两组格栅，N=2组，按两组同时工作设计，每组格栅的设计流量0.579m1.格栅的间隙数(4.1)式中：n——格栅栅条间隙数，个；Q——设计流量，m3/s；α——格栅倾角，°，格栅倾角一般采用45°~75°；N——设计的格栅组数，组；b——格栅栅条间隙，m；h——格栅栅前水深，m；v——格栅过栅流速，m/s，一般采用0.6~1.0m/s。设计中取h=0.8m，v=0.8m/s，b=0.05m，a=60°，那么格栅栅条间隙为：2.格栅槽宽度(4.2)式中：B——格栅槽宽度，m；S——每根格栅的宽度，m。设计中取S=0.01m，那么格栅槽宽度为：3.进水渠道渐宽局部的长度(4.3)式中：l1——进水渠道渐宽局部长度，m；B1——进水明渠宽度，m；α1——渐宽处角度，°，一般采用10°~30°；设计中取B1=0.8m，a1=20°，那么进水渠道渐宽局部长度为：4.出水渠道渐窄局部的长度(4.4)式中l1——进水渠道渐宽局部长度，m；出水渠道渐窄局部的长度为：5.通过格栅水头损失(4.5)式中：h1——水头损失，m，粗格栅一般为0.2m；β——格栅条的阻力系数，查表β=2.42；k——格栅受污染物堵塞时水头损失增大系数，一般采用k=3。那么通过格栅的水头损失为：符合要求。6.栅后明渠的总高度(4.6)式中：H——栅后明渠的总高度，m；h2——明渠超高，m，一般采用0.3~0.5m设计中取h2=0.5m，那么栅后明渠的总高度为：7.格栅槽总长度(4.7)式中：L——格栅槽总长度，m；H1——格栅明渠的深度，m。那么格栅槽总长度为：8.每日栅渣量(4.8)式中：W——每日栅渣量，m3/d；W1——每日每10m3污水的栅渣量，m3/103m3污水，一般采用0.04~设计中取W1=0.05m3/103m3污水，那么每日栅渣量为：应采用机械除渣或无轴输送栅渣，采用机械栅渣打包机将栅渣打包，汽车运走。9.进水与出水渠道城市污水通过DN1200mm的管道送入进水渠道，设计中取进水渠道宽度B1=0.8m，进水水深=0.8m，出水渠道B2=B1=0.8m,出水水深h2=h1=0.8m。10.粗格栅设备选型根据《给水排水设计受册第11册—常用设备》，选用GH型链条式回转格栅除污机，GH型链条式回转格栅除污机适用于各种泵站的前处理。给水排水提升泵站和污水处理厂的进水口处，均应设置格栅，用来拦截、去除漂浮物，从而保护水泵送水，亦减少后续设备的处理负荷。其性能规格及外形尺寸见表4.1：表4.1GH型链条式回转格栅除污机性能规格及外形尺寸公称栅宽〔m〕槽深H〔mm〕安装角度〔°〕栅条间隙〔mm〕电动机功率〔KW〕栅条截面积〔mm〕整机重量〔kg〕生产厂自选自选60500.75~2.250×103500~5500无锡通用机械厂细格栅根据污水厂的建设规模，其近期的处理水量为100000m3/d,设计中选择两组格栅，N=2组，按两组同时工作设计，每组格栅的设计流量0.579m1.格栅的间隙数设计中取h=1.0m，v=1.0m/s，b=0.01m，a=60°，根据公式(4.1)得格栅的间隙数为：2.格栅槽宽度设计中取S=0.01m，根据公式(4.2)得格栅槽宽度为：3.进水渠道渐宽局部的长度设计中取B1=0.8m，a1=20°，根据公式(4.3)得进水渠道渐宽局部的长度为：4.出水渠道渐窄局部的长度根据公式(4.4)得出水渠道渐窄局部的长度为：5.通过格栅水头损失根据公式(4.5)得通过格栅水头损失为：6.栅后明渠的总高度设计中取h2=0.5m，根据公式(4.6)得栅后明渠的总高度为：7.格栅槽总长度根据公式(4.7)得格栅槽总长度为：8.每日栅渣量设计中取W1=0.05m3/103m3污水，根据公式(4.8)得每日栅渣量为：应采用机械除渣或无轴输送栅渣，采用机械栅渣打包机将栅渣打包，汽车运走。9.进水与出水渠道城市污水通过DN1200mm的管道送入进水渠道，格栅的进水渠道与格栅槽相连，格栅与沉砂池合建一起，格栅出水直接进入沉砂池，设计中取进水渠道宽度B1=0.8m，进水水深=1.0m。10.细格栅设备选型根据《给水排水设计手册—第11册—常用设备》，结合设计要求，选用回转式格栅〔齿耙〕除污机适用于市政污水处理厂预处理工艺，是目前国内先进的固液筛分设备。其性能参数及外形尺寸见表4.2：表4.2TGS系列回转式格栅除污机性能及外形尺寸型号电动机功率〔KW〕耙齿栅宽〔mm〕设备宽〔mm〕设备高(mm)设备总宽设备安装长水槽最小宽度排渣高度A型B型A型B型TGS-15001.1~2.2136015004035~110353335~1103518502320~11153160014647644.4沉砂池沉沙池用以和去除水流中有害或多余泥沙的构筑物。沉沙池的断面大于引水渠道的断面，水流经过时，流速降低，水流挟沙能力减少，使大于及等于设计粒径的泥沙沉积下来，到达澄清水流、防止渠道淤积及泥沙对水力机械、管道磨损的目的当沉沙池被泥沙淤积到一定程度，因而流速加大使具有设计粒径的泥沙难以下沉时，那么须采用水力或机械方法去除淤沙。沉沙池是污水处理系统前的一个预处理构筑物，起作用有两个：1.在原水进入污水处理系统以前，利用沉沙池去除水中大颗粒物质，减少后续处理工艺的负荷及污泥量；2.原水通过沉沙池时，通过水流的作用，使附着在颗粒物上的有机物脱落，建减少颗粒物上有机物的含量。沉砂池的选择沉砂池按池内水流方向的不同，可分为平流式、竖流式和旋流式；按池型可分为平流式沉砂池、竖流式沉砂池、曝气沉砂池和旋流沉砂池等。不同的沉砂池尤其各自的优缺点，比拟如表4.3。表4.3各类型沉砂池的比拟名称工艺优点工艺缺点适用条件平流沉砂池结构简单，动力消耗小，工作稳定沉砂效果好沉砂有机物含量大〔约15%〕，沉砂后继处理难度大一般设于泵站、倒虹管前以减轻机械管道的磨损，在污水处理系统中设于初次沉淀前，减轻后续构筑物的条件曝气沉砂池结构简单，沉砂效果好沉砂有机物含量较少〔小于10%〕，动力消耗大一般用于城市污水规模较大的一级处理，在生物除磷型污水处理厂，一般不推荐使用曝气沉砂池比式沉砂池沉砂效果好，占地面积小，能耗低，除砂效率高沉砂有机物含量较少〔小于10%〕，动力消耗大主要用于污水处理厂中的预处理，设于初沉池之前，细格栅之后，去除污水中较大的无机颗粒旋流沉砂池结构简单，动力消耗小，沉砂效果好沉砂有机物含量较少〔小于10%〕主要用于污水处理厂中的预处理，设于初沉池之前，细格栅之后，去除污水中较大的无机颗粒由以上分析比拟，由于本工程设计流量较大，所以选用曝气沉砂池。曝气沉砂池尺寸的设计设计中选择两组沉砂池，分别与格栅连接，每组沉砂池的设计流量为0.579m31.沉砂池有效容积(4.9)式中：V——沉砂池有效容积，m3；Q——设计流量，m3/s；t——停留时间，min，一般采用1~3min。设计中取t=2min，那么沉砂池有效容积为：2.水流断面面积(4.10)式中：A——水流过水断面面积，m2；v1——最大设计时的水平流速，m/s，一般采用0.06~0.12m/s。设计中取v1=0.1m/s，那么水流过水断面面积为：3.池总宽度(4.11)式中：B——沉砂池宽度，m；h2——沉砂池有效水深，m，一般采用2~3m,宽深比一般采用1~2。设计中取h2=2m，那么沉砂池宽度为：满足要求，取B=2.9m。4.沉淀池长度沉淀池的长度为：5.每小时所需空气量(4.12)式中：q——每小时所需的空气量，m3/h；d——污水所需空气量，m3/m3污水，一般采用0.1~0.2m3/m取d=0.2m3/m设计中取空气管内空气流速为10m3取空气支管管径为200mm，空气横管管径为250mm。6.沉砂室所需容积(4.13)式中：B——沉砂室所需容积，m3；——平均流量，m3/s；X——城市污水沉砂量，30m3/106m3污水，一般采用污水T——去除沉砂的间隔时间，d，一般取1~2d。取T=2d，X=30m3/106m3污水，那么沉砂池所需容积为：7.每个沉砂斗容积(4.14)式中：V0——每个沉砂斗容积，m3；n——沉砂斗数量，个。8.沉砂斗几何尺寸确定(4.15)式中：b1——沉砂斗上口宽度，m；h3——沉砂斗高度，m；a——沉砂斗壁与水平面的倾角；a1——沉砂斗底宽度，m，一般采用0.4~0.5m。取h3=0.8m，a=60°，a1=0.5m，那么沉砂斗上口宽度为：沉砂斗容积为：池子总高：设池底坡度为0.06，坡向沉砂斗，那么池底斜坡局部的高度为：设超高h1=0.3m，那么池子总高为：9.进水渠道细格栅与沉砂池合建，细格栅出水，向两侧配水通过进水小孔进入沉砂池，进水渠道的水流流速(4.16)式中：v1——进水渠道水流流速，m/s；B1——进水渠道宽度，m；H1——进水渠道水深，m。设计中取B1=0.8m，H1=1.0m，那么进水渠道水流流速为：进水渠的长度取4m，宽度取0.8m。10.出水装置出水采用沉砂池末端薄壁堰出水堰跌落出水，出水堰可保证沉砂池内水位标高恒定，堰上水头为：(4.17)式中：H1——堰上水头，m；Q1——沉砂池设计流量，m3/s；m——流量系数，一般采用0.4~0.5；b2——堰宽，m，等于沉砂池宽度。设计中取m=0.5，b2=2.895m，那么堰上水头为出水堰后自由跌落0.20m，出水流入出水槽，出水槽宽度B2=2.0m，出水槽水深=0.5，水流速度=0.56m/s。出水竖井采用的尺寸为2.0×0.9m，采用出水管道在出水槽底部与出水槽连接，出水槽采用钢管，管径DN2=1200mm，管内流速v2=0.91m/s，水力坡度i=1.02‰。11.排砂装置采用吸砂泵排砂，吸砂泵设置在沉砂斗内，借助空气提升将沉砂排出沉砂池，吸砂泵管径DN=100mm。12.砂水别离器的选择沉砂池的沉砂经排砂装置排除的同时，往往是砂水混合体，为进一步别离出砂和水，需配套砂水别离器。去除沉砂的间隔时间为2d，根据该工程的排砂量，选用螺旋砂水别离器。第五章污水的生物处理AB工艺系生物吸附一降解活性污泥法，是在常规活性污泥法和两段活性污泥法根底上开展起来的污水处理上艺。该工艺属高负荷活性污泥法，与常规活性污泥法比拟具有处理负荷高、节能、对水质变化适应能力强、处理效果好等优点。AB工艺不设初沉池，由A、B两段组成，A段由A段曝气池和中间沉淀池构成，B段由B段曝气池和二次沉淀池构成。AB两段各自设污泥回流系统，污水先进入高负荷的A段，然后再进入低负荷的B段，AB两段串联运行。A段污泥具有很强的吸附能力和良好的沉淀性能。A段对有机物的去除是以细菌的絮凝吸附作用为主。A段工艺污泥负荷高、泥龄和水力停留时间短。所以，A段工艺的投资和运行费用低，属于高负荷的活性污泥系统的强化一级处理。5.1设计参数1.AB法工艺的设计参数见表5.1。表5.1AB法工艺的设计参数名称A段B段污泥负荷NS(kgBOD5/kgMLSS.d)3~4(2~6)0.15~0.3〔<0.5〕容积负荷Nv(kgBOD5/m3.d)6~10(4~12)≤0.9污泥浓度MLSS(g/L)2.0~3.0〔1.5~2.0〕2.0~4.0〔3.0~4.0〕污泥龄SRT或〔d〕0.4~0.7〔0.3~0.5〕15~20〔10~25〕水力停留时间HRT〔h〕0.5~0.752.0~4.0〔2.0~6.0〕污泥回流比〔%〕<70(20~50)50~100溶解氧DO〔mg/L〕0.3~0.7(0.2~1.5))2~3(1~2)气水比(3~4):1(7~10):1污泥沉降指数SVI〔mg/L〕60~9070~100污泥池沉降时间〔h〕1~22~4(1.5~4)污泥池外表负荷q1(m3/(m3/h))1~20.5~1.0需氧系数a1(kgO2/kgBOD5)0.4~0.6—NH3-N硝化需氧系数b1〔kgO2/kgNH3-N〕—4.57污泥综合增长指数a〔kgMLSS/kgBOD5〕0.3~0.5—污泥含水率〔%〕98~98.799.2~99.62.BOD—污泥负荷率A段曝气池的BOD—污泥负荷取4kgBOD5/(kgMLSS·d)；B段曝气池的BOD—污泥负荷取0.2kgBOD5/kgMLSS·d)。3.曝气池内混合液污泥浓度A段曝气池内的混合液污泥浓度取为2500mg/L；B段曝气池内混合液污泥浓度取为3500mg/L。4.污泥回流比A段曝气池的污泥回流比RA取RA=50%；B段曝气池的污泥回流比RB取RB=100%。5.计算处理效率假设A段去除率EA为60%，那么A段出水BOD(5.1)式中：SAE——A段出水BOD浓度，mg/L。根据出水要求，出水水质应打到一级B标，所以处理后出水BOD浓度SBE应小于30mg/L，所以B段的BOD去除率为：(5.2)式中：EB——B段去除率，%。5.2A段曝气池尺寸计算1.A段曝气池容积(5.3)式中：VA——A段曝气池容积，m3；S0——A段进水BOD浓度，mg/L；Q——最大流量，m3/d；NSA——A段BOD污泥负荷率KgBOD5/(kgMLSS·d)；XrA——污泥浓度MLSS，mg/L，XvA=2500mg/L。2.A段水力停留时间(5.4)式中：TA——A段水力停留时间，h。3.A段曝气面积(5.5)式中：n——曝气池数量，取n=1FA——A段曝气池总面积，m2；HA——A段曝气池有效水深，m。设计中取HA=4.0m，那么A段曝气面积为：4.A段曝气池平面形式：曝气池采用推流式，共两组，每组3廊道，廊道宽5米，每廊道长：(5.6)式中：LA——A段每廊道长度，m；NA——A段反响池分组数；nA——廊道数；bA——每廊道宽度，m。取NA=2，廊道数nA=3，每廊道宽度bA=4m，那么每廊道长为：校核：，满足宽深比为1~2中间的要求；，满足长宽比5~10中间的要求。取超高为0.5m，那么A段曝气总高为H=4.0+0.5=4.5m。5.A段曝气池的进，出水系统设计=1\*GB3①进水管：两组曝气池合建，进水与回流污泥进入进水竖井，经混合后经配水渠，进水潜孔进入曝气池。进水管设计流量管道流速v=0.8m/s管道过水断面面积管径取进水管管径DN1400mm校核管道流速=2\*GB3②配水渠道配水渠道设计流量渠道流速v=0.7m/s渠道断面面积取渠道断面渠道超高取0.5m，渠道总高1.0+0.5=1.5m=3\*GB3③进水孔进水孔过流量为孔口流速v=0.6m/s孔口过水断面面积设进水潜孔三个，那么每孔过水断面面积为取孔口断面=4\*GB3④回流污泥渠道回流污泥渠道设计流量渠道流速v=0.7m/s渠道断面面积取渠道断面渠道超高取0.3m，渠道总高为0.7+0.3=1.0m=5\*GB3⑤进水竖井进水竖井平面尺寸取为=6\*GB3⑥出水堰及出水竖井按矩形堰流量公式计算：(5.7)式中：B——堰宽，取b=5m；H——堰上水头，m。出水孔过流量孔口流速v=0.6m/s孔口过水断面面积孔口尺寸取1.45m×1m出水竖井平面尺寸取为2.0m×2.0m=7\*GB3⑦出水管单组曝气池出水管设计流量管道流速v=0.8m/s管道过水断面管径取出水水管管径DN1200mm5.3B段曝气池尺寸计算1.B段曝气池容积(5.8)式中：VB——B段曝气池容积，m3；S0——B段进水BOD浓度，mg/L；Q——最大流量，m3/d；NSB——B段BOD污泥负荷率kgBOD5/(kgMLSS·d)；XrB——污泥浓度MLSS，mg/L，XvB=3500mg/L。2.B段水力停留时间(5.9)式中：TB——B段水力停留时间，h。3.B段曝气面积(5.10)式中：n——曝气池数量，取n=1；FB——B段曝气池总面积，m2；HB——B段曝气池有效水深，m。设计中取HB=5.0m，那么B段曝气面积为：4.B段曝气池采用推流式，共两组，每组5廊道，廊道宽8m，那么每廊道长度(5.11)式中：LB——B段每廊道长度，m；NB——B段反响池分组数；nB——廊道数；BB——每廊道宽度，m。取NB=2，廊道数nB=5，每廊道宽度bB=7m，那么那么每廊道长度为：校核：，满足宽深比为1~2中间的要求；，满足长宽比5~10中间的要求。取超高为0.5m，那么B段曝气总高为H=5.0+0.5=5.5m。5.B段曝气池的进，出水系统设计=1\*GB3①进水管两组曝气池合建，进水与回流污泥进入进水竖井，经混合后经配水渠，进水潜孔进入曝气池。进水管设计流量管道流速v=0.8m/s管道过水断面面积管径取进水管管径DN1400mm校核管道流速=2\*GB3②配水渠道配水渠道设计流量渠道流速v=0.7m/s渠道断面面积取渠道断面渠道超高取0.5m，渠道总高1.2+0.5=1.7m=3\*GB3③进水孔进水孔过流量为孔口流速v=0.6m/s孔口过水断面面积设进水潜孔五个，那么每孔过水断面面积为取孔口断面=4\*GB3④回流污泥渠道回流污泥渠道设计流量渠道流速v=0.7m/s渠道断面面积取渠道断面渠道超高取0.3m，渠道总高为1.2+0.3=1.5m=5\*GB3⑤进水竖井。进水竖井平面尺寸取为=6\*GB3⑥出水堰及出水竖井按矩形堰流量公式计算：式中：；b——堰宽，取b=7m；H——堰上水头，m。出水孔过流量孔口流速v=0.6m/s孔口过水断面面积孔口尺寸取1.6m×1.2m出水竖井平面尺寸2.0m×2.0m=7\*GB3⑦出水管单组曝气池出水管设计流量管道流速v=0.8m/s管道过水断面管径取出水水管管径DN1400mm5.4剩余污泥量计算1.A段剩余污泥量设沉砂池对SS的去除率为20%，A段曝气池对SS的去除率为80%，那么A段去除SS浓度为：(5.12)式中：WA——A段剩余污泥量，kg/d；Q平——平均流量，m3/d；LrA——A段SS的去除浓度，kg/m3；SrA——A段BOD5的去除浓度，0.104，kg/m3；a——A段曝气池增长系数，一般采用0.4~0.6。取a=0.5，那么A段剩余污泥量为：设污泥含水率为98.7%〔一般为98%~98.7%〕，那么A段产生的湿污泥量：2.B段剩余污泥量(5.13)式中：WB——B段剩余污泥量，kg/d；Q平——平均流量，m3/d；SrB——B段BOD5的去除浓度，kg/m3；a1——B段曝气池增长系数，一般采用0.5~0.65。取a1=0.5，那么B段剩余污泥量为：设污泥含水率为99.6%〔一般为99.2%-~99.6%〕，那么B段产生的湿污泥量：3.总剩余污泥量每天产生的湿污泥量：A段和B段曝气池每天产生的剩余污泥通过排泥管送至污泥处理构筑物，A段和B段曝气池的剩余污泥分别通过DN150mm的干管流出，汇成DN200mm的总管。5.5污泥龄的计算1.A段污泥龄(5.14)式中：θcA——A段污泥龄；αA——A段污泥增长系数。介于0.4~0.7之间，满足要求。2.B段污泥龄(5.15)式中：θcB——B段污泥龄；αB——B段污泥增长系数。介于10~25之间，满足要求。5.6曝气系统设计计算1.设计需氧量A段曝气池设计需氧气量(5.16)式中：——A段需氧量系数〔kg02/kgBOD5〕，一般采用0.4~0.6；Q——最大流量，m3/h；SrA——A段去除BOD5〔kgBOD5/m3〕，。B段曝气池设计需氧气量(5.17)式中：——B段需氧量系数〔kg02/kgBOD5〕，取=1.23；Q——最大流量，m3/h；——B段去除BOD5〔kgBOD5/m3〕，104-30=74mg/L；B——去除1kg需氧量，取b=4.57；——需要硝化的氮量，取=0.03。总需氧量：2.标准需氧量A段、B段曝气均采用鼓风曝气，将实际需氧量换算成标准状态下需氧量SOR。(5.18)式中：AOR——设计总需氧量〔mg/L〕；a、、——修正系数，a=0.82，=0.95，=，取=1.0；CL——曝气池中容解氧浓度，取A段CL〔A〕=0.5mg/L，B段CL〔B〕=2mg/L。A段、B段均采用微孔曝气器，敷设于池底，距池底0.2m，淹没深度3.8m，氧转移效率EA=20%，计算温度T=25℃查城市污水厂处理设施计算附表十二，CS(25)=8.38mg/L，CS(20)=9.17mg/L。空气扩散器出口处绝对压力：A段：B段：空气离开曝气池时氧的百分比：曝气池中平均溶解氧浓度：A段B段A段标准需氧量为：B段标准需氧量为：总标准需氧量：SOR=SORA+SORB=11387.5+32209.6=43597kg/dA段供气量：B段供气量：总供气量3.所需空气压力p〔相对压力〕(5.19)式中：h1+h2——供风管沿程和局部阻力之和，取h1+h2=0.2m；h3——曝气器淹没水头，取h3=3.8mh4——曝气器阻力，取h4=0.4m；——充裕水头，取△h=0.5m。4.曝气器数量计算〔以单组曝气池计算〕①按供氧能力计算曝气器数量(5.20)式中qc——曝气器标准状态下，与曝气池工作条件接近时的供氧能力，kgO2/(h·个)。采用微孔曝气器，参照有关手册，工作水深3m，在供风量1~3时曝气器氧利用率，效劳面积0.3~0.75，充氧能力，那么：A段曝气池曝气器数量：B段曝气池曝气器数量：②以微孔曝气器效劳面积进行校核A段曝气池效劳面积：，符合要求；B段曝气池效劳面积：，符合要求。5.供风管道计算①A段曝气池供风管道a.供风干管供风干管采用环状布置：流量：流速：管径：取干管管径为DN400mmb.支管〔布气横管〕单侧供气〔向单侧廊道供气〕：流量：流速：管径：取支管管径为DN200mm②B段曝气池供风管道a.供风干管供风干管采用环状布置：流量：流速：管径：取干管管径为DN650mmb.支管〔布气横管〕单侧供气〔向单侧廊道供气〕：流量：流速：管径：取干管管径为DN400mm双侧供气〔向双侧廊道供气〕：流量：流速：管径：取干管管径为DN500mm5.7污泥回流设备1.A段污泥回流设备A段污泥回流设比：污泥回流量：设污泥回流泵房一座，内设三台潜污泵，2用1备。单泵流量：水泵扬程根据竖向流程确定。2.B段污泥回流设备B段污泥回流设比：污泥回流量：设污泥回流泵房2座，内设三台潜污泵，2用1备。单泵流量：水泵扬程根据竖向流程确定。第六章沉淀池设计计算6.1中间沉淀池和二次沉淀池的选择选择沉淀池的一般原那么：沉淀池一般可分为平流式、辐流式、竖流式和斜管〔板〕等几类。平流式沉淀池可用于大、中、小型污水厂，但一般多用于初沉池，作为二沉池比拟少见。平流式沉淀池配水不易均匀，排泥设施复杂，不易管理。辐流式沉淀池一般采用对称布置，配水采用集配水井，这样各池之间配水均匀，结构紧凑。辐流式沉淀池排泥机械已定型化，运行效果好，管理方便。辐流式沉淀池适用于大、中型水厂。竖流式沉淀池一般用于小型污水处理厂以及中小型污水厂的污泥浓缩池。该池行的占地面积小、运行管理简单，施工困难，耐冲击负荷差。斜管〔板〕沉淀池具有沉淀效率高、停留时间短、占地少等优点。一般常用于小型污水处理厂或工艺企业内的小型污水处理站。斜管(板)沉淀池处理效果不稳定，容易形成污泥堵塞，维护管理方便。综上所述，采用辐流式沉淀池。设计中选择四组辐流沉淀池，N=4，每池设计流量为0.2894m36.2沉淀池的计算1.沉淀池外表积(6.1)式中：F——沉淀局部有效面积，m2；Q——设计流量，m3/s；q′——外表负荷，m3/(m2·h)，一般采用0.5~1.5m3/(m2取中沉池q′=1.3m3/(m2·h)，二沉池q′=1.2m3/(m中沉池：：2.沉淀池直径(6.2)式中：D——沉淀池直径，m。：二沉池：设计中中沉池直径取为32m，那么半径为16m；二沉池直径取为34m，那么半径为17m。3.校核堰口负荷中沉池：二沉池：4.校核固体负荷G中沉池：二沉池：5.澄清区高度设沉淀池沉淀时间t=2.5h，那么：中沉池：二沉池：6.污泥区高度设污泥停留时间2h，那么：(6.3)式中：Q——设计流量，m3/s；X——曝气池悬浮固体浓度。：：7.池边水深中沉池：二沉池：8.污泥斗高度设中沉池污泥斗上部半径r1=2m，污泥斗下部半径r2=1m，倾角a=60°，污泥斗高度：设二沉池污泥斗上部半径r1=3m，污泥斗下部半径r2=1.5m，倾角a=60°，污泥斗高度：池总高H沉淀池拟采用单管吸泥机排泥，池底径向坡度为0.05，排泥设备中心立柱的直径为2m。9.池中心与池边落差中沉池：二沉池：取超高，那么中沉池池总高：二沉池池总高：10. 进水管的计算(6.4)式中：Q1——进水管设计流量，m3/s；Q——单池设计流量，m3/s；R——污泥回流比，%；Qo——单池污水平均流量，m3/s。取中沉池Q=0.2893，Qo=0.2893，R=50%，二沉池Q=0.2893，Qo=0.2893，R=100%，那么：中沉池进水管设计流量：二沉池进水管设计流量：中沉池进水管管径取DN700mm二沉池进水管管径取DN900mm中沉池的流速：二沉池的流速：11. 流入槽设计采用环行平底槽，等距设布水孔，孔径50mm，并使水从水面1/2处流入。设中沉池流入槽宽B=0.6m，槽中流速取v=1.2m/s；二沉池流入槽宽B=0.8m，槽中流速取v=1.2m/s。①槽中水深：中沉池：二沉池：②布水孔数n布水孔平均流速：(6.5)式中：vn——配水孔平均流速，0.3~0.8m/s；t——导流絮凝区平均停留时间，池周有效水深为2~4m时，取360~720s；v——污水的运动黏度，与水温有关。Gm——导流絮凝区的平均速度梯度，一般可取10~30s-1。取t=650s，Gm=20s-1，水温为20oC时，v=1.06×10-6m布水孔数n：中沉池：二沉池：③孔距l中沉池：二沉池：④校核Gm(6.6)式中：v1——配水孔水流收缩断面的流速，m/s，，因设有短管，取=1；v2——导流絮凝区平均向下流速，m/s，；f——导流絮凝区环形面积，m2。设导流絮凝区的宽度与配水槽同宽，那么：中沉池：Gm在10~30之间，合格。二沉池：Gm在10~30之间，合格。12.出水槽计算采用单边90°三角堰出水槽集水，出水槽沿池壁环形布置，环形槽中水流由左右两侧汇入出水口。设集水槽中流速v=0.6m，集水槽宽B=0.6m那么：槽内终点水深h2：槽内起点水深h1：(6.7)(6.8)式中：hk——槽内临界水深，m；——系数，一般采用1；g——重力加速度。设计中取出水堰后自由跌落0.10m，集水槽高度：0.1+0.84=0.94m，取1m。集水槽断面尺寸为：0.6m×1m。13.出水管计算取中沉池出水管管径D=500mm，那么出水管平均流速为：取二沉池出水管管径D=600mm，那么出水管平均流速为：14.排泥装置沉淀池采用周边传动刮吸泥机，周边传动刮吸泥机的线速度为2~3m/min，刮吸泥机底部设有刮泥板和吸泥管，利用静水压力将污泥吸入污泥槽，沿底部的排泥管将污泥排出池外。刮泥机采用ZBG-40，功率2.2kW，周边轮压80KN。A段曝气池回流污泥量579L/s，取排泥管管径800mm，流速1.15m/s，B段曝气池回流污泥量1157L/S，取排泥管管径1000mm6.3级配水井的设计计算1.配水井中心管直径(6.9)式中：D2——配水井中心管直径，m；v2——中心管内污水流速，m/s，一般采用≧0.6m/s；Q——进水流速，m3/s。设计中取v2=0.8m/s，Q=1.157m3/s，那么配水井中心管直径为：，设计中取1.4m。2.配水井直径(6.10)式中：D3——配水井直径，m；v3——配水井内污水流速，m/s，一般采用v3=0.2~0.4m设计中取v3=0.3m/s，那么配水井直径为：3.集水井直径(6.11)式中：D1——集配水井直径，m；v1——集水井内污水流速，m/s，一般采用v1=0.2~0.4m设计中取v1=0.3m/s，那么集配水井直径为：4.进水管管径取中沉池进水管管径D1=1400mm，二沉池进水管管径D1=1600mm，进行流速校核：中沉池：二沉池：5.出水管管径取中沉池进水管管径D1=700mm，二沉池进水管管径D1=900mm，进行流速校核：中沉池：，符合要求。二沉池：，符合要求。第七章生物处理后处理7.1消毒池的计算1.消毒方式的选择水消毒处理的目的是解决水中的生物污泥问题。城市污水经过二级处理后，水质改善，细菌含量大幅度减小，但细菌的绝对值仍很可观，并存在病原菌的可能，为防止对人类健康产生危害和对生态造成污染，在污水排入水体前应进行消毒。目前，城市污水处理厂中最常用的消毒剂仍是液氯，其次尚有次氯酸钠、二氧化氯、臭