【基于A2O工艺的W县日处理4.6万立方米的污水处理厂设计13000字（论文）】

基于A2O工艺的W县日处理4.6万立方米的污水处理厂设计TOC\o"1-4"\h\z\u摘要 5引言 7第一章设计单元 71.1设计任务 71.2设计内容 71.3厂址选择 71.4水质情况 71.5工艺选择 81.6工艺流程 91.7污水处理构筑物说明 91.7.1格栅 91.7.2提升泵站 91.7.3沉砂池 91.7.4沉淀池 101.7.5A2O反应池 101.7.6紫外线消毒 101.8污泥处理构筑物说明 101.8.1污泥浓缩池 101.8.2厌氧消化池 111.8.3污泥脱水间 11第二章计算单元 112.1污水水量设计 112.1.1居民生活污水量 112.1.2学校所产生的污水量 112.1.3工厂污水量 112.1.4污水总水量 112.2水质处理情况 112.3污水处理构筑物的计算 132.3.1粗格栅 132.3.1.1格栅槽宽度 132.3.1.2通过格栅的水头损失 132.3.1.3栅后槽总高度 132.3.1.4栅槽总长度 132.3.1.5每日栅渣量 142.3.2提升泵房 142.3.2.1流量确定 142.3.2.2杨程计算 142.3.2.3泵房的选择 152.3.2.4集水池 152.3.3细格栅 152.3.3.1格栅槽宽度 152.3.3.2通过格栅的水头损失 162.3.3.3栅后槽总高度 162.3.3.4栅槽总长度 162.3.2.5每日栅渣量 162.3.4旋流式沉砂池 172.3.4.1流量确定 182.3.4.2尺寸确定 182.3.4.3参数校核 182.3.4.4除砂装置 192.3.5平流式沉淀池 192.3.5.1沉淀池总面积 192.3.5.2沉淀区有效水深 192.3.5.3沉淀区有效容积 192.3.5.4沉淀池池长 192.3.5.5沉淀区总宽度 202.3.5.6沉淀池座数或分格数 202.3.5.7校核长宽比、长深比 202.3.5.8污泥部分所需容积 202.3.5.9每格池污泥所需容积 202.3.5.10污泥斗容积 202.3.5.11沉淀池总高度 202.3.5.12沉淀池总长度 202.3.5.13污泥处理 202.3.6A2O生物池 212.3.6.1已知参数 212.3.6.2计算 212.3.7辐流式沉淀池 262.3.7.1部分水面面积 262.3.7.2沉淀池直径 262.3.7.3澄清区高度 262.3.7.4污泥区高度 272.3.7.5池边水深 272.3.7.6污泥斗高 272.3.7.7沉淀池总高 272.3.8紫外线消毒 272.3.8.1灯管数 272.3.8.2消毒渠设计 282.3.8.3复核流速 282.3.8.4紫外线消毒渠道长度 282.3.8.5辐射时间 282.4污泥处理系统的计算 282.4.1、污泥量的计算 282.4.1.1初沉池污泥量 282.4.1.2总污泥量 292.4.2污泥浓缩池 292.4.2.1污泥浓缩池面积 292.4.2.2污泥浓缩池的直径 292.4.2.3有效水深 292.4.2.4污泥斗高度 292.4.2.5池底坡度高差 292.4.2.6浓缩池总高度 292.4.2.7浓缩后污泥体积 302.4.2.8最大时污泥容积 302.4.2.9污泥斗容积 302.4.2.10上清液容积 302.4.3储泥池 302.4.3.1储泥池容积 302.4.3.2储泥池尺寸 302.4.4厌氧消化池 302.4.4.1消化池有效容积 302.4.4.2底部高度 312.4.4.3厌氧消化池柱体高 312.4.4.4集气罩容积 312.4.4.5上锥体容积 312.4.4.6柱体容积 312.4.4.7消化池有效容积 312.4.4.8集气罩表面积 312.4.4.9上盖表面积 312.4.4.10下锥体表面积 312.4.4.11消化池柱体表面积 322.4.4.12消化池总面积 322.4.5脱水机房 322.4.5.1污泥质量 322.4.5.2过滤产率 322.4.5.3压滤机台数 322.4.5.4投配泵的选择 322.4.5.5投加药量 322.4.5.6药液体积 332.4.5.7药泵流量 332.4.5.8反冲洗泵 333.高程布置 333.1污水处理厂高程布置的原则 333.2污水处理厂高程布置注意事项 333.3高程计算 333.3.1各个构筑物的水头损失 333.3.2污水管道水力计算 343.3.3污水构筑物高程 364.平面布置 364.1平面布置原则 365.员工安排 366.建设开销 376.1建设费用 376.2机械费用 386.3总建设开销费用明细 39摘要：本次设计内容是在重庆市W县修建污水处理厂。起初通过设定的水质情况进行剖析，而后根据地址情况、经济发展和技术要求，经过各个主要处理单元相比较，选择出最合理的主要处理单元，为实现污水资源化来解决水资源不足、提高水环境质量。本次设计拟定的污水处理量为46000m3/d，排出的污水质量达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准，经过比对采用A2O工艺作为主要处理单元。经过二沉池与紫外线消毒的作用可以使出厂水作为回用水，若再进一步进行净化处理可以使污水再生利用，最后运用污泥脱水技术使污泥资源化利用。关键字：A2O工艺；回用水；污泥资源化利用引言随着社会经济快速发展，县区规模扩大，工业、现代制造业等在大力发展，导致县区人口剧增，生活废水和工业废水产量随之增加，国家高度重视生态环境保护的治理。在“十四五”环境规划中，生态环境部提出了基本消除城市黑臭水体。水体变黑变臭的原由：有机物、氮、磷等外源污染物的排放。因此污水处理厂需要采用生物脱氮除磷的方法进行对污水的处理，使废水适当处理后进行重复使用。第一章设计单元1.1设计任务重庆市W县北部地区修建一座处理水量为46000m3/d的污水处理厂，污水主要来源于居民区、学校和工厂。污水通过管网进入污水处理厂，经过工艺流程的处理，污水水质要求达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》中一级A标准。1.2设计内容（1）选择合适的厂址安置地。（2）通过污水水量情况，得出污水处理厂每日最大处理量。（3）根据当地的实地情况、技术条件和经济基础为考虑对象，选择合理的污水处理流程，使排出的水质达到排放要求，并满足水质循环使用的原则。（4）计算构筑物尺寸。（5）绘画图纸。（6）材料清单。1.3厂址选择（1）设立在空旷的地皮，人流较少的区域；（2）设在靠近水源，便于将达标后的水流入河流或湖泊。（3）设在城市下风向位置，使生活污水、工业污水自重流入污水处理厂，减少经济开销。（4）设在不容易受洪灾、泥石流等灾况的区域。（5）设在有公路可随意进出的区域及水、电充沛条件。1.4水质情况表1-1水质情况表项目BOD5CODSSTNTPNH3-NPH进水水质（mg/L）150350200275306-9出水水质（mg/L）一级A标准84510130.536-9去除率（%）9588955490901.5工艺选择本设计的处理能力为46000m3/d，属于中型规模的污水处理厂。按《城市污水处理和污染防治技术政策》要求，对于脱氮除磷的工艺，中型污水厂应采用二级A强化处理，例如：AO工艺、CAST工艺、MBR工艺、A2O工艺，这些工艺都可以实行脱氮除磷的效果，而且都是现阶段各个污水处理厂常用的工艺装置。因此，我将以它们作为选择之一，并分析，确定最终工艺。表1-2工艺选择比对AO工艺CAST工艺MBR工艺A2O工艺优点1.操作简单、不占太多面积；2.经济成本低；3.提高反硝化速率；4.对好氧池减少负荷1.操作运行敏捷、流程简单；2.提高生物除磷脱氮效果；3.投资成本低4.沉淀效果好1.提高难降解有机物的降解率；2.污泥龄时间长；3.可直接进行固液分离1.不会有污泥膨胀产生；2.污泥沉淀性好；3.最简单的脱氮除磷工艺缺点1.水力停留时间、污泥龄和总氮浓度会对污水净化效果有一定的影响；2.加强脱氮效率，消耗经济费用。1.电能消耗大；2.污泥稳定性差；3.加大水量处理，运行复杂1.污水中总氮、总磷的去除效果不明显；2.购买膜的费用高；3.消耗电能、水能1.占地面积大；2.耗费能偏高；3.污泥回流中活性污泥量较多；由于本次设计为中型污水处理厂，要求脱氮除磷效果较好，防止排出水质会污染水体，使水体富营养化。A2O工艺流程简单便于操作，总的水力停留时间比其他工艺要少，经过处理后的处理效果较好。因此本设计采用A2O工艺。1.6工艺流程1.7污水处理构筑物说明1.7.1格栅格栅是被一组又一组的金属栅条平行拼接一起看似筛网，一般以60°-80°为倾斜角倾斜于提升泵进水口处。通过改变格栅栅条之间的间隙，可将格栅分为三类：细格栅（0.15-1cm）、中格栅（1-4cm）、粗格栅（5-10cm）。粗格栅一般阻拦污水中大型漂浮物或悬浮物，防止水泵、官网堵塞，一般由碳钢或不锈钢来制作粗格栅。细格栅一般阻拦小型漂浮物或悬浮物，例如：塑料袋、树叶、果皮等。它们都是为了之后处理方法便捷，运行顺利而起到的对工艺设备的维护。格栅常采用的清渣方式有人工清渣与机械清渣，若是小型污水处理厂常采用人工清渣为此节约经济开销，中、大型污水处理厂常采用机械清渣为此解决劳动能力。栅条的断面形状可分为：圆形、正方形、矩形、半圆形等。其中圆形的断面水利条件好，但没有矩形的断面刚度好。虽然半圆形的断面水利条件和刚度都好，但形状复杂。因此，本次选择采用矩形断面并设置粗格栅与机械清渣的组合和细格栅与机械清渣的组合，粗格栅放置于提升泵之前，细格栅放置于提升泵之后旋流式沉砂池之前。1.7.2提升泵站污水处理厂中安装提升泵站是为了提高污水的高度，使污水达到一定高度时可以通过污水自降而流经各个污水处理构筑物，而实现污水达标排放。提升泵站包括了水泵、集水槽和泵房。其中水泵以离心泵为主，若根据安装方法可分为干式泵和潜污泵，水泵的选择都是根据杨程、使用途径和调节状态来进行确定。集水槽主要是调节进水量和抽水量的不平衡，从而避免频繁启动水泵，导致水泵损坏。本次设计采用与粗格栅合建的下圆上方形泵站。1.7.3沉砂池沉砂池主要通过物理作用使污水中密度较大的污染物沉于底部，沉淀池根据水流方式不同，可分为平流式沉砂池、竖流式沉砂池、曝气沉砂池、旋流式沉砂池。竖流式沉砂池与其他沉砂池相比处理效果差，因此一般不采用它。平流式沉砂池、爆气沉砂池与旋流式沉砂池与之相比，它们结构不复杂、运行操作简单、处理效果都好，但旋流式沉砂池通过机械动力来控制水流路径与速度，可以去除0.1mm的细砂，实用于中小型污水处理厂。因此，本次选择采用旋流式沉砂池，设两座，一座工作，一座备用。1.7.4沉淀池污水处理中沉淀池可分为初沉池和二沉池，初沉池主要是对SS进行沉淀与分离，经过初沉池的处理，SS的去除率可达到50%。二沉池主要是对经过生物反应池而流出的活性污水而达到经过处理后的污水与活性污泥进行分离，使排出的活性污泥进入污泥浓缩池反应处理。沉淀池一般有四种形式，分别是平流式沉淀池、竖流式沉淀池、辐流式沉淀池与斜管沉淀池。其中竖流式沉淀池实用于污水量较小的污水处理厂，斜管沉淀池不适用作为二沉池使用，平流式沉淀池具有好的沉降效果，实用于污水量较大的污水处理厂，辐流式沉淀池的排泥方式为机械排泥，也实用于污水量较大的污水处理厂。因此，本设计采用平流式沉淀池作为初沉池，辐流式沉淀池作为二沉池。1.7.5A2O反应池A2O反应池，可分为两个A段和一个O段。第一个A段代表厌氧池，在厌氧池中主要是将二沉池中带有磷污泥回流到厌氧池中，通过在分子氧缺乏或不存在的条件下将污泥中的磷分解出来，达到释磷的效果。第二个A段代表缺氧池，利用微生物细菌中的反硝化细菌把缺氧池中的有机物作为碳源进行反硝化，使二沉池流入缺氧池的混合液中的硝酸盐氮和亚硝酸盐氮生成氮气挥发，达到脱氮效果。O段代表好氧池，在好氧条件下，有机物会被分解作为能源提供给吸收磷的微生物，然后聚磷菌又吸取污水中大量的磷，排入沉淀池内以排泥的方式将磷除掉。1.7.6紫外线消毒城镇污水处理厂设置消毒处理系统是因为经过前面两次处理后的水质虽然有所改变，但是污水中含有的细菌也在增加，若排放的污水中含有大量的细菌，也会对水体造成污染，因此污水在排入水源之前都需要进行消毒处理。城镇污水处理厂一般会选用液氯、次氯酸钠、二氧化氯、臭氧和紫外线进行消毒。其中紫外线消毒具有安全和环保的优点，已经在城镇污水处理厂广泛使用。因此本设计采用紫外线消毒。1.8污泥处理构筑物说明1.8.1污泥浓缩池污泥浓缩池主要是为了降低污泥含水量与减少污泥体积，为后续污泥处理运行打好基础。污泥浓缩池采用重力法或气浮法来进行处理。重力浓缩池主要处理活性污泥与初沉污泥的混合体，而气浮浓缩池主要处理脱氮除磷系统的污泥浓缩，不适用初沉池污泥。重力法又可分为连续式重力浓缩池和间歇式重力浓缩池，其中连续式重力浓缩池用于中、大型城镇污水处理厂，间歇式重力浓缩池用于小型城镇污水处理厂。因此，本设计选择连续式重力浓缩池。1.8.2厌氧消化池厌氧消化池主要是为了污泥稳定化，利用厌氧微生物通过水解、酸化、产甲烷菌，甲烷菌通过于污泥中的碳源进行反应生产甲烷，污泥解除对甲烷的限制，达到污泥稳定化。厌氧消化可分为中温厌氧消化和高温厌氧消化，根据消化工艺的不同，厌氧消化可分为传统厌氧消化法、二级厌氧消化法和两相厌氧消化法。因此，本次设计采用圆柱形中温的传统厌氧消化。1.8.3污泥脱水间污泥脱水间主要是为了污泥减量，将污泥制作成污泥饼便捷运输。真空转鼓过滤机、自动板框压滤机、带式压滤机和离心脱水机都是城镇污水处理厂常用的污泥脱水机器，其中带式压滤机可连续自动操作、投资费用低、适合于任何城镇污水处理厂。因此，本设计选用污泥脱水机为带式压滤机。第二章计算单元2.1污水水量设计2.1.1居民生活污水量：设居民人口7万人，每人每日生活污水定额为150L/d，其取K1=1.2，K2=1.3，则Kz1=1.56Q2.1.2学校所产生的污水量：设学校有4万人，每人每日污水排放量为36L/d，Kz2=2.1Q2.1.3工厂污水量：设工厂污水量：Q2.1.4污水总水量：Q总=Q1+Q22.2水质处理情况污水进入各单元进行水质处理，得出各单元中构筑物对水质处理情况如下表2-1：表2-1各单元水质处理情况序号构筑物项目COD（mg/L）BOD5（mg/L）SS（mg/L）TN（mg/L）TP（mg/L）NH3-N（mg/L）PH1格栅、旋转式沉砂池、平流式沉淀池进水350150200275306-9去除率25%25%50%0%0%0%出水262.5112.5100275306-9一级处理总去除率25%25%50%0%0%0%2厌氧池进水262.5112.5100275306-9去除率40%20%15%0%0%10%出水157.59085275276-93缺氧池进水157.59085275276-9去除率20%45%15%52%0%30%出水1265076.513518.96-94好氧池进水1265076.513518.96-9去除率55%80%35%0%90%84%出水56.71049.7130.536-95辐流式沉淀池进水56.71049.7130.536-9去除率20%20%80%0%0%0%出水45810130.536-9二级处理总去除率82.86%92.89%90%52%90%90%6紫外消毒池进水45810130.536-9去除率0%0%0%0%0%0%0%出水45810130.536-9总去除率90%95%95%52%90%90%2.3污水处理构筑物的计算2.3.1粗格栅粗格栅设两台同时使用。已知流量Q总=46000m3/d=0.532m3/s；Q总1=0.266m3/s。设格栅倾角α=60°；栅条间隙e=0.06m；过栅流速v=0.8m/s；栅前水深h=0.4m。2.3.1.1格栅槽宽度：（1）栅条的间隙数n:n=（2）栅槽宽度B：设栅条厚度S=10mmB=S×2.3.1.2通过格栅的水头损失：设格栅条断面为矩形断面，则β=2.42h2.3.1.3栅后槽总高度：设栅前渠道超高h2=0.3mH2.3.1.4栅槽总长度：（1）进水道渐宽部分长度L1：设进水渠宽B1=0.6m；渐宽部分展开角度α1=20°L（2）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度L2：L(3)栅槽总长度L：HL=2.3.1.5每日栅渣量：由于格栅间隙取为60mm，取W1=0.02；Kz=1.36W1=Q总1×W1×86400KZ×1000所以采用机械清渣模式，选择型号为SGH的回转式机械格栅除污机，其性能如下：表2-2SGH回转式机械格栅除污机槽宽H(m)安装角度α栅条间隙（mm）功率（kw）处理污水量m3/h生产厂自选60°—80°10-10010100-10000江苏瀚江环保机械2.3.2提升泵房2.3.2.1流量确定：设采用四台泵，三台正常工作运行，一台备用，则每台设计流量为：Q=2.3.2.2杨程计算H=（1）吸水管水头损失设吸水管直径DN=450mm，充满度为0.75，查水力学图可得i=0.003，流速v=1.04m/s。有1m的距离为直管，450*300渐缩管ξ=0.2，90°弯头ξ=0.45，阀门ξ=0.07沿程损失：iL=0.003∗1=0.003局部损失：ξh(2)泵站外管线水头损失：泵站与细格栅距离为20m，其管径为DN=600mm,填满度为0.75，查水力学图可得i=0.0007。则h=0.0007*20=0.014(m)（3）出水管水头损失设出水管分为两段构成，两段分别为A-B,B-C。其中A-B采用管径DN=600mm，填满度为0.75，查水力学图可得i=0.0007，流速v=0.58m/s。有一段0.5m的直管，300*600的渐阔管ξ=0.26，90°弯头ξ=0.6，阀门ξ=0.1沿程损失：iL=0.0007∗0.5=0.00035局部损失：ξB-C段也采用管径DN=600mm,直管长度有5m，含有两个90°弯头ξ=0.6，一个丁字管ξ=0.1沿程损失：iL=0.0007∗5=0.0035局部损失：ξh则杨程为：取自由水头为1m，H=h1+h22.3.2.3泵房的选择选择浙江杨子江泵业有限公司中WQ600-600-9-30的潜水提升泵，其参数如下表：表2-3潜水提升泵参数型号口径(mm)流量（m3/h）杨程(m)功率（kw）转速(r/min)600-600-9-306006009309802.3.2.4集水池设集水池的有效水深H=2m，集水池容积按泵5分钟的出水量计算，则容积为：V=0.133∗60∗5=39.9则集水池的尺寸为：7*3*2=42(m3)＞39.9(m3)2.3.3细格栅设两台细格栅同时工作。已知流量Q总=46000m3/d=0.532m3/s；Q总1=0.532/2=0.266m3/s。设格栅倾角α=60°；栅条间隙e=0.01m；过栅流速v=0.8m/s；栅前水深h=0.4m2.3.3.1格栅槽宽度：（1）栅条的间隙数n:n=（2）栅槽宽度B：设栅条厚度S=10mmB=S×2.3.3.2通过格栅的水头损失：设格栅条断面为矩形断面，则β=2.42h2.3.3.3栅后槽总高度设栅前渠道超高h2=0.3mH2.3.3.4栅槽总长度：（1）进水道渐宽部分长度L1：设进水渠宽B1=0.7m；渐宽部分展开角度α1=20°；进水渠道流速为0.77m/sL（2）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度L2：L(3)栅槽总长度L：HL=2.3.2.5每日栅渣量：由于格栅间隙取为10mm，取W1=0.1；Kz=1.36W1=Q总1×W1×86400KZ×1000所以采用机械清渣模式，选择型号为WGF的阶梯式格栅除污机，其性能如下：表2-4WGF阶梯式格栅除污机参数表槽宽H(m)安装角度α栅条间隙（mm）功率（kw）处理污水量m3/h生产厂自选60°—80°1-200.75-5.50-1000无锡贝利康环保设备有限公司图1格栅示意图2.3.4旋流式沉砂池表2-5旋流式沉砂池规格设计水量(m3/h)180360720108019803170475063007200沉砂区直径A/m1.832.132.433.053.654.875.485.806.10储砂区直径B/m0.910.910.911.521.521.521.521.521.83进水渠宽度C/m0.310.380.460.610.721.071.221.371.68出水渠宽度D/m0.610.760.911.221.522.132.442.743.35锥斗底径E/m0.310.310.310.460.460.460.550.550.55储砂区深度F/m1.521.521.521.682.032.082.132.442.44沉砂区底坡降G/m0.300.30.40.450.6111.31.3进水渠水深H/m0.20.250.380.450.650.750.951.11.1沉砂区水深J/m0.80.80.811.11.451.451.51.5超高K/m0.30.30.350.350.350.40.40.450.45沉砂区深度L/m1.11.11.151.351.451.851.851.951.95驱动机构W0.560.860.860.750.751.51.51.51.5浆板转速(N/min)2020201414131313132.3.4.1流量确定已知流量Q总=46000(m3/d)=1916.7(m3/h)设旋流式沉砂池两座，每座沉砂池设计流量Q砂=Q总/2=958.35(m3/h)。2.3.4.2尺寸确定查表2-5，选择直径3.05m的旋转式沉砂池，各部分尺寸如下表2-6。表2-6旋转式沉砂池尺寸设计水量(m3/h)1080沉砂区底坡降G/m0.45沉砂区直径A/m3.05进水渠水深H/m0.45储砂区直径B/m1.52沉砂区水深J/m1进水渠宽度C/m0.61超高K/m0.35出水渠宽度D/m1.22沉砂区深度L/m1.35锥斗底径E/m0.46驱动机构/W0.75储砂区深度F/m1.68浆板转速(N/min142.3.4.3参数校核（1）表面负荷q=4Q砂π∗A2（2）停留时间a.沉砂区体积V：V=b.停留时间HRTHRT=（3）进水渠流速V1：V1=（4）出水渠流速V2：V2=2.3.4.4除砂装置除砂前，砂水是混合在一起的，为了更好的进行砂水分离，常配用砂水分离器。旋流式沉砂池可通过空气提升、排沙泵等方式进行除砂，但最常用的方法是气提方式进行除砂。因此本设计采用空气提升器和南京奥波尔环保设备有限公司的LSSF-320螺旋式砂水分离器连用。图3旋流式沉淀池样图2.3.5平流式沉淀池设平流式沉淀池两座，一座运行，另一座备用。已知流量Q总=46000(m3/d)=1916.7(m3/h)2.3.5.1沉淀池总面积：取表面负荷q=2m3/(m2·h)A=2.3.5.2沉淀区有效水深:取沉淀时间t=1.5h。h2.3.5.3沉淀区有效容积：V=2.3.5.4沉淀池池长:设最大流量时的水平流速v=5mm/sL=3.6×v×t=3.6×5×1.5=27（m）2.3.5.5沉淀区总宽度:B=2.3.5.6沉淀池座数或分格数：设每格池宽b=5mn=Bb=35.52.3.5.7校核长宽比、长深比长宽比：2.3.5.8污泥部分所需容积:设两次排泥时间间隔T=2天，污泥含水率为97%，去除悬浮物的去除率50%，污泥密度r=1t/m3。W=2.3.5.9每格池污泥所需容积：W2.3.5.10污泥斗容积设污泥斗上口面积f1=5m，污泥斗下底面积f2=0.5m。则：hV2.3.5.11沉淀池总高度：设沉淀池总超高h1=0.4m，h3=0.6m。H=2.3.5.12沉淀池总长度：L2.3.5.13污泥处理平流式沉淀池的污泥通过行车式刮泥机受重力作用进入直径DN=400mm的排泥管，以流速0.9m/s流入污泥斗底部。污泥管应高于沉淀池下端水面0.3m，起到通气便排的作用。图4平流式沉淀池2.3.6A2O生物池经过初沉池的处理，BOD5会被去除25%，因此流入A2O的BOD5的值约为：150*(1-25%)=112.5mg/L。2.3.6.1已知参数已知：（1）流量：Q总=46000m3/d=0.532m3/s。（2）进水水质：项目BOD5CODSSTNTPNH3-NPH进水水质（mg/L）112.5262.5100275306-9（3）出水水质：项目BOD5CODSSTNTPNH3-NPH出水水质（mg/L）1056.749.7130.536-92.3.6.2计算：（1）判断是否采用A2O工艺：TPCODBOD符合要求。（2）设：BOD5污泥负荷N=0.13kgBOD5/（kgMLVSS·d）；回流污泥浓度Xr=6600mg/L；污泥回流比R=100%混合液悬浮固体浓度X==TN去除率ηTN=52%混合液回流比R内=（3）反应池容积V=Q总S0NX=反应池总水力停留时间t:t=VQ总=各段水力停留时间和容积计算如下：由于厌氧：缺氧：好氧=1：1：3，则：厌氧池水力停留时间t厌：t厌氧池容积V厌：V缺氧池水力停留时间t厌：t缺氧池容积V厌：V好氧池水力停留时间t厌：t好氧池容积V厌：V（4）校核氮磷负荷好氧段总氮负荷=Q总TN0厌氧段总磷负荷=Q总TP0（5）剩余污泥量⊿X=PP取污泥增殖系数Y=0.6，污泥自身氧化率kd=0.05d-1,则：PX=YPS=⊿X=PX(6)碱度校核氧化1gNH4-N需要消耗碱度7.14g；还原1gNO3—-N产生碱度3.57g；去除1gBOD5产生碱度0.1g。剩余碱度=进水碱度-硝化消耗碱度+反硝化产生碱度+去除BOD5产生碱度设生物污泥中含氮量以12.4%计，则每日用于合成的总氮量为：0.124×1327.5=164.61(kg/d)进水总氮中有164.61*1000/46000=3.58(mg/L)用于合成。被氧化的NH3-N=进水总氮-出水氨氮量-用于合成的总氮量=27-3-3.58=20.42（mg/L）所需脱销量=27-13-3.58=10.42（mg/L）需还原的硝酸盐氮量NT=46000*10.42/1000=479.32(kg/d)则剩余碱度=280-7.14*20.42+3.57*10.42+0.1*（112.5-10）=181.65（mg/L）＞100（mg/L）（以CaCO3计）符合要求（7）反应池主要尺寸：已知反应池总容积V=13000（m3）,设有效水深h=4（m），则有效面积为：S=V单ℎ采用6廊道式推流式反应池。廊道宽b=8m，则单组反应池长度L：L=校核：b/h=8/4=2（满足b/h=1-2）L/b=68/8=8.5(满足L/h=5-10)取超高为0.5m，则反应池总高H：H=4+0.5=4.5（m（8）反应池进水、出水计算①进水管进水与回流污泥先进入进水槽，经过均匀混合后排入缺氧池中则反应池进水管流量Q：Q=Q总=0.532管道流速V进=0.8m/s，管道过水断面积A为：A=QV进管径d:d=4Aπ取进水管管径DN=1000mm。②回流污泥渠道反应池回流污泥渠道设计流量QR：QR=RQ=1∗0.532=0.532(m渠道流速V回=0.7m/s，则管径d:d=取回流污泥管道直径DN=1000mm。③出水管：反应池出水管流量Q出=（1+R）Q总=1.064(m3/s)管道流速v出=1m/s，则管径d:d=取出水管道DN=1200mm（9）曝气系统计算①需氧量计算碳化需氧量：D1=Q总S硝化需氧量：D2=4.6QN0−反硝化需氧量：D3=2.86NT=2.86∗因此，总需氧量AOR=D1+D2+D3=5014.65+2205.19+1370.86=8590.7(kgo2/d)=357.95(kgo2/h)最大需氧量与平均需氧量之比为1.4，则：AORmax=1.4AOR=1.4∗357.95=501.13(kgo=12027.12(kgo2/d)去除1kgBOD5的需氧量=AORQ总S0−Se②标准需氧量选用鼓风机实行曝气，微孔曝气器布置于反应池底部，距池底约0.15m，淹没深度3.5m，氧转移效率EA=30%，将设计所需氧量AOR换成在标准状态下的需氧量SOR，则结果为：SOR=AOR∗已知所在区大气压为1.013*105Pa，则取值ρ=1；设CL=2mg/L；α=0.85；β=0.95；20°与25°的水中饱和溶解氧值为Cs(20)=9.17mg/L、Cs(25)=8.38mg/L。空气扩散器出口处的绝对压力：Pb=1.013∗10空气离开曝气池池面时，氧的百分比：O好氧反应池中平均溶解氧饱和度：Csm25=则标准状态下的需氧量SOR为：SOR=8590.7∗9.170.85∗0.95∗1∗8.75−2=543.33（kgo2/h）最大标准需氧量SORmax:SORmax=1.4SOR=1.4∗13040=18256（kgo2=760.67（kgo2/h）好氧反应池最大供气量：Gsmax=SORmax③空气压力：设h1+h2=0.002MPa；h3=0.004MPa；h4=0.045MPa；∆h=P=④曝气器数量按供氧能力计算曝气量数量：采用QMZM200平板系列微孔曝气器，其技术参数为如下：工作通气量：1.5-3m3/h·个；氧利用率：22-40%；充氧能力：0.13-0.4kgO2/h；淹没水深为3-7m。取充氧能力qc=0.15kgO2/h。n=SORmaxqc=⑤供风管道计算a.干管供风管道采用树状分布流量：QS=Gsmax设流速v=10m/s，则管径d=取干管管径DN=400mm。b.支管单侧供气流量：QS单=G设流速v单=10m/s，则管径d=取支管管径DN=250mm。双侧供气流量：QS双=2∗G设流速v双=10m/s，则管径d=取支管管径DN=350mm。（10）缺氧池设备选择（以单组反应池计算）将缺氧池分为两格，每格设有QJB5/12-620/3-480S潜水推流式搅拌机，其运行功率为5KW，缺氧池所供功率为2*5=10KW。（11）厌氧池设备选择（以单组反应池计算）将厌氧池分为两格，每格设有QJB5/12-620/3-480S潜水推流式搅拌机，其运行功率为5KW，缺氧池所供功率为2*5=10KW。（12）污泥回流设备的选择已知污泥回流比R=100%，污泥回流量为：QR=R设回流污泥泵房一座，内设四台潜污泵，其中三台使用，一台备用，则单泵流量QR选择温州洋河泵业有限公司其型号为300QW800-12-45的潜污泵。（13）混合液回流泵已知混合液回流比R回=200%，混合液回流量为：Q设混合液回流泵于每池两台，每一台泵流量Q选择温州洋河泵业有限公司其型号为300QW1000-25-110的潜污泵。（14）鼓风机选择已知好氧池最大供气量Gsmax=8476.89(m3/h)=141.28(m3/min)，因此选用三叶罗茨鼓风机，其型号为YQSR350，功率为45-280KW，升压可达到14.7-58.8kPa，风量为144-200.06m3/min，重量约为52.3.7辐流式沉淀池设平流式沉淀池两座，一座使用，另一座备用。已知流量Q总=46000(m3/d)=1916.7(m3/h)，R=100%，Q0=938.35(m3/h)2.3.7.1部分水面面积：设表面负荷q=1.5F=2.3.7.2沉淀池直径：D=4Fπ=4×2.3.7.3澄清区高度设沉淀池沉淀时间t=1h，则澄清区高度:

ℎ2.3.7.4污泥区高度设贮泥时间t’=1.5h。ℎ2.3.7.5池边水深：h2.3.7.6污泥斗高：设污泥斗底部直径D1=1.5m，污泥斗上部直径D2=3m，斗壁和水平面呈60°夹角，则污泥斗高度为：h2.3.7.7沉淀池总高：设池底坡度i=0.02，则池中心与池边落差：取超高h6=0.3m，则沉淀池总高为：H=图6辐流式沉淀池示意图2.3.8紫外线消毒（低压高强灯紫外线消毒系统）已知流量Q总=46000(m3/d)=1916.7(m3/h)=0.532(m3/s)2.3.8.1灯管数：本设计灯管选用低压高强灯，每3800m3/d需2.5根灯管，则所需的灯管数量为：n=460003800∗2.5=30.26(根)每个模块由8根灯管构成，设有两道紫外线渠道，单侧需要模块为：m=灯管总数为：4*2*8=64（根）2.3.8.2消毒渠设计：设水流流速为0.7m/s，渠道过水断面积为：A=一般渠道深度要求为1.29m。则渠道宽度：B=AH=0.761.29=0.59(m)2.3.8.3复核流速：v=2.3.8.4紫外线消毒渠道长度：若灯管间距为88.9mm，沿渠道宽度可安装15个模块，故选用UV4000-PLUS系统，两组UV灯，每组UV有15个模块。每个模块长度为2.4m，两个灯组间距为1m，渠道出水设堰板调节，调节堰与灯组间距为2m，则总长为：L=2∗2.4+1∗2+2=8.8(m)2.3.8.5辐射时间：t=图7紫外线消毒渠道示意图2.4污泥处理系统的计算2.4.1、污泥量的计算2.4.1.1初沉池污泥量：取初沉污泥浓度X0=0.05t/m3，则初沉池污泥量为：W已知A2O生物池与二沉池产生的剩余污泥量：⊿X=3500(kg/d)，假设剩余污泥的含水率为99.3%，固体浓度C02.4.1.2总污泥量:W2.4.2污泥浓缩池2.4.2.1污泥浓缩池面积：设污泥固体负荷Nwg=30kg(m2·d)，进泥速度v泥=6g/L，则污泥浓缩池面积为：A=2.4.2.2污泥浓缩池的直径D=4A/π=4∗127.4/3.14=12.7（m2.4.2.3有效水深设浓缩时间T=16(h)，则有效水深为：ℎ2=WT24∗A=2.4.2.4污泥斗高度：设污泥斗底部直径D底=1m，污泥斗上部直径D上=2.5m，壁面与水平面呈60°，则污泥斗高度为ℎ2.4.2.5池底坡度高差：设池底坡度i=0.05，则池底坡度高差为：ℎ2.4.2.6浓缩池总高度设超高h1=0.4m，缓冲层高度h3=0.3m，则浓缩池总高为：H=2.4.2.7浓缩后污泥体积设经过污泥浓缩处理后，污泥含水率为97%，则污泥浓缩后的体积为：W‘=W1−0.9931−0.97=546∗(1−0.993)1−0.972.4.2.8最大时污泥容积：设每隔排泥时间为8h，则最大时污泥容积为：V=5∗W‘=8∗5.31=42.48(2.4.2.9污泥斗容积：ℎVℎVV‘=V‘=53.63m32.4.2.10上清液容积W2.4.3储泥池经过污泥浓缩池处理后的污泥W‘=127.4m3/d，设储泥池一座。2.4.3.1储泥池容积：设污泥停留时间为12h，则容积为：V=127.4∗0.5=63.72.4.3.2储泥池尺寸：L∗B∗H=4∗4∗4.5=722.4.4厌氧消化池经过污泥浓缩池处理后的污泥W‘=127.4m3/d，设一座中温单级厌氧消化池。2.4.4.1消化池有效容积：设厌氧消化时间t=20d，则消化池有效容积为：V=2.4.4.2底部高度：取消化池直径D=15m，池底底部直径d2=2m，锥角α=20°，锥底底部高度：h2.4.4.3厌氧消化池柱体高：h2.4.4.4集气罩容积：取集气罩直径d3=2m，集气罩高度h4=2m，则集气罩容积为：V2.4.4.5上锥体容积V则V1=165.06（m3）2.4.4.6柱体容积：V2.4.4.7消化池有效容积V=2.4.4.8集气罩表面积A2.4.4.9上盖表面积A2.4.4.10下锥体表面积A2.4.4.11消化池柱体表面积A2.4.4.12消化池总面积：A=2.4.5脱水机房2.4.5.1污泥质量：已知W‘=127.4(m3/d)，其质量为：Q泥=ρW‘（1-97%）=1000*127.4*（1-97%）=3822(kg/d)2.4.5.2过滤产率：设滤带宽度为1m，滤布移动速度v=0.6m/min，过滤产率28kg/h，安全系数k=1.2，经过压滤后的滤饼含水率为80%，则带式压滤机过滤产率为：28∗12.4.5.3压滤机台数：压滤机每日工作时间T=18h，则所需压滤机台数：n=Q泥18∗233.3=3822本次设计采用两台选用DY-1000带式压滤机。一台使用，另一台备用。表2-7带式压滤机参数滤带宽度（mm）滤饼含水率产泥量（kg/h·m2）电功率（kw）1000≤80%100-5001.52.4.5.4投配泵的选择Q选择两台G35-1型号的单螺杆泵，其参数如下：表2-8螺杆泵参数型号扬程(m)流量(m3/h)电机功率（kw）压力（MPa）G35-10-120830.62.4.5.5投加药量：本设计采用聚丙烯酰胺为PAM，设投加量为0.2%，则每天PAM的投加量为：M=2.4.5.6药液体积设聚丙烯酰胺浓度为0.01，则药液体积为：V液=M0.01若每日配置药品两次，则每次配药体积为：V‘本次采用两个容量为1m3的药箱，分别配置JBK-700框式搅拌机。还需选择两套在线稀释设备，其中包括两台水射器、流量仪、调节控制阀门。2.4.5.7药泵流量：Q投加PAM药剂的泵选用两台G20-1的单型螺杆泵。2.4.5.8反冲洗泵若脱水机进行反冲洗时所消耗的水量在8—14m3/h，反冲洗压力在0.5-1MPa，需配置两台（一用一备的形式）离心清水泵进行反冲洗。3.高程布置在处理单元中各构筑物的标高和构筑物之间的管道连接的尺寸及标高都属于高程布置，这样才能使污水通过自重流经各处理构筑物，使污水水质达到排放标准。3.1污水处理厂高程布置的原则：（1）构筑物和管道连接的水头损失的计算。（2）利用构筑物的水面高差，实现污水、污泥通过自重作用流经各处理单元。（3）排放水位应选取最常见的高水位作为排水位。（4）构筑物之间的管道连接的水头损失包括了局部水头和沿程水头之和。（5）计量仪器的水头损失一般为0.2m。3.2污水处理厂高程布置注意事项：（1）污水通过提升泵一次性提升到污水处理厂中构筑物最高点，中途不能再次加压提升。（2）常采用污水处理厂最大流量来进行计算水头损失。（3）在进行高程布置时，需考虑污水处理厂的地形和地势条件。（4）高程布置时避免增加资金的开销和施工难度。3.3高程计算3.3.1各个构筑物的水头损失：表3-1各构筑物水头损失构筑物水头损失（mm）粗格栅19细格栅200旋流式沉砂池200平流式沉淀池300A2O反应池500辐流式沉淀池550紫外消毒池200污泥浓缩池110003.3.2污水管道水力计算本设计管渠采用钢筋混凝土圆管，按非满流n=0.014，污水出口水位为-1m。（1）紫外消毒池至水源DN=1000mm，L=200m，i=0.0005，v=0.7m/s，充满度为0.75，采用两个90°弯头、一个阀门（全开）。沿程损失：iL=0.0005∗200=0局部损失：ξ(2)辐流式沉淀池至紫外消毒池DN=800mm，L=60m，i=0.0023，v=1.32m/s，充满度为0.75，采用一个90°弯头、一个阀门（全开）。沿程损失：iL=0.0023∗60=0.138局部损失：ξ(3)A2O反应池至辐流式沉淀池DN=1200mm，L=80m，i=0.0003，v=0.58m/s，充满度为0.75，采用两个90°弯头、一个阀门（半开）。沿程损失：iL=0.0003∗80=0.024局部损失：ξ(4)平流式沉淀池至A2O反应池DN=1000mm，L=60m，i=0.0007，v=0.84m/s，充满度为0.75，采用一个90°弯头。沿程损失：iL=0.0007∗60=0.042局部损失：ξ(5)旋流式沉砂池至平流式沉淀池DN=1250mm，L=40m，i=0.0002，v=0.54m/s，充满度为0.75。沿程损失：iL=0.0002∗40=0.008局部损失：ξ(6)细格栅至旋流式沉砂池DN=600mm，L=20m，i=0.0045，v=0.9m/s，充满度为0.75。沿程损失：iL=0.0045∗20=0.09局部损失：ξ(7)进水口至粗格栅DN=900mm，L=100m，i=0.0012，v=1.04m/s，充满度为0.75，闸阀一个（半开）。沿程损失：iL=0.0012∗100=0.12局部损失：ξ表3-2管道水头损失管渠设计参数水头损失D（mm）i（‰）V(m/s)L(m)沿程局部合计紫外消毒池至水源10000.00050.72000.10.0680