北方某市30万td污水处理厂工艺设计

北方某市30万t/d污水处理厂工艺设计摘要随着城市现代化进程的加快，城市内会产生大量的生活污水、工业废水，而这些废水在未经处理的前提下就被排入到江河湖水中，造成很多江河湖水出现严重的水质污染。江河水还有地下水被污染后无法使用，就会造成严重缺水，进而影响城市供水需求。但是污水也是水资源，并且可以长期利用，经过处理后的污水达到国家排放标准可以排放至江水中，也可应用于生活供水、农业、工矿、环卫、绿化等方面。水污染的不达标处理阻碍了国家的经济发展，影响了人民生活，况且我国污水处理能力和水处理厂覆盖率还远远不如其他发达国家，研究污水处理对于我国现如今解决污水处理至关重要。A2/O污水处理工艺可以脱氮除磷，该工艺处理过程主要可分为两部分，即脱氮除磷。除磷是在厌氧条件下污水中的磷释放出聚磷菌，之后又通过好氧条件下吸收磷。脱氮是在溶解氧小于0.7mg/L的条件下，BOD作为氢供给体，在兼氧脱氮菌作用下，好氧池中的硝酸盐和亚硝酸盐被还原成氮气。论文有污水处理系统的计算，流程设计，设备选型等。本研究通过采用此工艺出水水质可以达到出水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918－2002）二级排放标准。关键词：A2/O工艺；流程选择；平面布置Abstract第2章污水处理工程设计概况2.1设计要求与设计资料2.1.1设计任务选择合适的污水处理工艺；设计适合的工艺流程；为工程流程选择相应的设备类型，并设计计算尺寸；为污水处理构筑物设计相应的附属设备或者构筑物；对于主要净化装置的选择和工艺设计，需要有详细的计算过程，并为其选择型号；绘制一整套工艺设计图纸，平面、高程、单体、流程；对此工程设计做工程造价和工艺运行预算分析。2.1.2设计资料2.1.2.1进水流量本污水设计思想为：采用国内先进的和产废水处理工艺路线，设计最大水量为30万吨/天。，取总变化系数Kz=1.3设计最大流量为2.1.2.2进水水质表2-1进水水质指标项目COD（mg/L）BOD（mg/L）SS（mg/L）pH磷酸盐（mg/L）设计进水浓度240-340140-200180-2506-92-32.1.2.3出水水质表2-2出水水质指标项目COD（mg/L）BOD（mg/L）SS（mg/L）NH3-N（mg/L）TP（mg/L）出水浓度<100<30<30<15<3出水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918－2002）二级排放标准。东北电力大学学士学位论文2.2污水处理工艺选择2.2.1污水处理工艺比较2.2.1.1传统活性污泥法此工艺主要通过微生物进行吸附和氧化作用，此工艺在我国经验丰富，去除有机物效率较高，但是出水水质只是一般水平，污泥量不仅大而且容易生污泥膨胀现像，处理水量若发生变化，则处理水不稳定。抗冲击负荷能力差，没有脱氮除磷能力，建设此工艺所需要的基建费用高，土方量较大。图2-1传统活性污泥法流程2.2.1.2氧化沟法氧化沟工艺运作管理容易便捷，具有较强的抗冲击负荷能力，污泥量小，除污效率高，可以除去氮磷，国内有丰富的处理经验。缺点是建设费用高，空间构筑物可用率不高。图2-2氧化沟法流程2.2.1.3A2/O工艺A2/O具有较好的脱氮除磷功能，基建费用相对不高，产生的污泥量低，国内工程实例多，污染物有机物去除率高。系统运行稳定，有经验，但是，此工艺管道多，相对复杂。图2-3A2/O工艺流程2.2.2工艺流程确定综上分析，污水处理厂的设计规模为30万吨每天，属于中低浓度污水，污水量很大。比较发现，A2/O工艺有明显优势，非常适合本设计，而且此工艺在国内工程实施较多，出水水质好且稳定，所以选择方案三。污水首先通过粗格栅，通过提升泵流进细格栅，这一步骤可以去除漂浮物，然后污水再流入沉砂池，除去泥砂，然后废水进入初沉池去除悬浮物再进入A2/O池，首先在厌氧池释磷，缺氧池脱氮，最后在好氧池进行有机物去除、硝化和吸收磷。然后废水通过消毒处理排放。判断是否可以使用A2/O工艺：>8<0.06>0.3，符合条件。2.2.3污泥处理的选择经过以上分析，污泥处理采用污泥浓缩池浓缩，浓缩后的污泥排入贮泥池，送去脱水，最后运出厂外。2.3主要构筑物的确定2.3.1粗、细格栅为保证后续污水处理构筑物和泵的正常运行需要设置格栅，它不仅可以减轻后续构筑物处理负荷，也可以截留漂浮物。在提升泵前后分别设置粗格栅和细格栅，由于污水量大，选用机械格栅。粗格栅设有三台，两用一备。尺寸（每台）：3.78m×2.45m×1.64m数量：三用一备型号：机械清渣过栅流速：0.8m/s栅条间隙：50mm格栅倾角：α=60°栅前水深：1.3m细格栅设有四台，三用一备，格栅倾角60°，过栅流速0.9m/s，栅前水深1.2m，栅条间隙为7mm。尺寸（每台）：3.89m×2.9m×2.02m数量：三用一备型号：机械清渣栅条间隙：7mm2.3.2提升泵房提升泵可以提高污水的水位，从而使污水自由流下。为充分利用空间，提升泵房采用集水池与泵房合建的半地下式泵房，优点是布置紧凑，节省空间位置，简单方便，减少经济预算，操作方便。提升泵选用四台水泵，三台使用，一台备用，每台泵容量为1540L/s，选择700LZ-25型立式单级离心清水泵。布置集水池的长度取24m，宽10m，高3.5m。2.3.3沉砂池沉砂池可以去除污水中较大的颗粒泥砂，避免污水中的泥砂进入到后续构筑物中影响工艺进程、损害泵阀管路等。沉砂池主要有平流沉砂池、曝气沉砂池、旋流沉砂池等。由于水量大，需要选择平流式沉砂池，简单高效，容易操作，并采用重力排砂的方式，池子设六格。尺寸：10m×18m×2.02m数量：6格型号：平流式沉砂池2.3.4初沉池初沉池主要去除污水中的可沉淀固体悬浮物，初沉池可以分离污水中以无机物为主体的比重大的固体悬浮物，使细小的固体絮凝成较大的颗粒，强化了固液分离效果。对胶体物质具有一定的吸附去除作用。辐流式沉淀池适合应用在大型污水处理厂，并且简单高效，方便管理，污泥处理稳定。所以型号采用辐流式沉淀池，并且从中央进水，周边出水。刮泥机选择周边传动刮泥机，设计初沉池六座，对于刮泥机，选用ZBG-45周边传动刮泥机。尺寸：ɸ42m×7.28m数量：6格型号：辐流式沉淀池2.3.5A2/O池该工艺为最简单的脱磷除氮工艺，占地相对少，无污泥膨胀。此工艺主要分为三个区域，为厌氧池、缺氧池和好氧池。厌氧池主要作用为释放磷，缺氧池则负责脱氮，好氧池内需要曝气处理，池内的微生物可以降解有机物和除磷。好氧池和厌氧池相互作用，将污水中的磷除去，好氧池和缺氧池相互作用，共同将污水中氮除去。厌氧、缺氧、好氧水力停留时间比值为：1:1:3，从好氧池到厌氧池的污泥回流比：R=50%，此工艺的水力停留时间为：t=8h。一共设有六座，采用五廊道式，每道廊宽10m。单组反应池长L=72.23m，宽B=50m，高H=5.6m。2.3.6二沉池二沉池可以将污水中的泥水分离，使经过生物处理的混合液澄清，流入到接触池，二沉池还可以对混合液中的污泥进行浓缩。二沉池是污水生物处理的最后一个环节，起着保证出水水质悬浮物含量合格的决定性作用。采用辐流式二沉池，设六座。尺寸：ɸ47m×7.41m数量：8格型号：辐流式沉淀池2.3.7接触消毒池经过一系列处理，需要设置消毒池污水水质需要进行消毒才可以排放，需要在接触池内投入消毒剂，除去病原微生物。采用液氯消毒，形式采用隔板式接触消毒池。尺寸：30m×55m×3m数量：2组型号：隔板式接触反应池加氯量：W=11.2t/d2.3.8浓缩池浓缩池用来将运送来的含水率较高的污泥进行浓缩，使其污泥含水率降低，方便运送处理。形式：辐流式间歇式重力浓缩池；浓缩后污泥含水率：97%；浓缩池数量：两座；单池流量：Q'=60.2m3/h；直径（每座）：D=20m；高：H=5.2m；刮泥机型号：ZBG-18周边传动刮泥机。2.3.9贮泥池贮泥池作用是对经过污水处理后得到的污泥进行消纳处置，可用来贮存从浓缩池输送来的污泥，污泥总量为Q=1637.28m3/d。贮泥池采用一座竖流式沉淀池构造。2.3.10脱水机房脱水机采用带式压滤机，其应用了机械挤压的原理，可以将污泥进行连续脱水。使用带式压滤机有以下优点：管理方便、操作容易、能耗低、设备少、脱水效率强。机器数量：选用三台，两用一备；型号：DY-3000型带式压滤机；脱水机房尺寸：长L=6.5m，宽B=10m，高H=4m。2.4污水处理程度的计算2.4.1污水中的COD处理C：进水COD浓度，mg/L；Ce：处理后污水排放的化学需氧量的浓度，mg/L2.4.2污水中的BOD5处理L：进水BOD5浓度，mg/L；L0：处理后污水排放的BOD5浓度，mg/L2.4.3污水中的SS处理M：进水SS浓度，mg/L；M0：处理后污水排放的悬浮物浓度，mg/L2.4.4污水中的氨氮处理M：进水氨氮浓度，mg/L；M0：处理后排入自然水体的氨氮浓度，mg/L2.4.5污水中的总磷处理P：进水总磷浓度，mg/L；P0：处理后污水排放的总磷浓度，mg/L。第3章设备设计计算第3章设备设计计算3.1格栅粗格栅共三台，两用一备，每台格栅为总最大设计流量的一半，单组Q为2.257m3/s。3.1.1粗格栅设计参数选用格栅倾角：60°；栅条间隙：b=50mm；栅条宽度：S=10mm；污水过栅流速：v=0.8m/s；污水栅前流速：v1=0.6m/s；栅前部分长度：0.5m；栅后部分长度：1m；栅前水深：h=1.3m；进水渠渐宽处角度：α1=20°；进水渠道渐宽：B1=0.6m；栅前渠道超高：h2=0.3m；格栅条的阻力系数：β=2.42；格栅受污染物阻碍时的水头损失增大系数：k=3；单位栅渣量：W1=0.02m3栅渣/103m3污水；粗格栅数量：共三台，两台工作，一台存放，采用机械清渣。3.1.2粗格栅的计算（1）栅条间隙数n东北电力大学学士学位论文则取21（2）栅槽宽度B则m（3）通过格栅的水头损失h1则m（4）进水渠道逐渐加宽处的长度计算l1则m，取0.9m（5）进水渠道逐渐变窄部分的长度计算l2m（6）栅后槽总高度H则m（7）栅槽总长度L则mm（8）每日栅渣量W则m3/d，大于0.2m3/d，适合用机械清渣。（9）计算示意图图3-1粗格栅计算示意图3.1.3粗格栅选型根据以上计算数据分析后，决定选用GH型链条式回转格栅除污机，三台，每台水流量为2.257m3/s，其主要性能规格见表3-1。表3-1GH型链条式回转格栅除污机性能尺寸型号安装角度（度）电机功率（kW）过栅流速（m/s）栅条间隙（mm）栅槽宽度（mm）GH型链条式600.72~2.20.815~8013003.2提升泵房将进厂污水提升到细格栅，选择集水池与机械间合建的半地下矩形自灌式泵房。3.2.1泵的选择及集水池的计算选用四台水泵，三台使用，一台备用，每台泵容量为1540L/s（1）集水池容积Wm3取集水池的有效水深取2m（2）集水池的面积F为m2集水池长度：L=24m；宽：B=10m；保护水深：a=1m，实际水深：H=3m；泵房的安全水头取1.5m。（3）泵的选型查《给排水设计手册》第11册常用设备，选用700LZ-25型立式单级离心清水泵，其主要性能参数见表3-2。表3-2700LZ-25型立式单级离心清水泵型号流量（m3/h）扬程（m）转数（r/min）电动机功率（kW）效率（%）700LZ-25型56652559048089.5（4）出水管的选择每一台泵与一根出水管相连，每台泵的设计流量为1540L/s，选用DN1000的铸铁管，根据《给排水设计手册》第一册常用资料，查得流速=1.96m/s，1000=4.12。3.3细格栅选用四台机械格栅，三用一备，每台细格栅设计流量为1.505m3/s。3.3.1细格栅设计参数细格栅倾角为60°；栅条间隙取7mm；栅前流速v1=0.7m/s；过栅流速v=0.9m/s；栅前部分长度0.5m；栅后部分长度1m；栅前水深取h=1.3m；栅前渠道超高：h2=0.3m；栅条宽度S=0.01m；进水渠宽B1取0.3m；单位栅渣量：W'=0.1m3栅渣/103m3污水；设栅条断面为锐边矩形断面；3.3.2细格栅的计算（1）栅条间隙数n则个（2）栅槽宽度B则m，取1m（3）通过格栅的水头损失h1则m（4）进水渠道逐渐变宽部分计算l1则m（5）进水渠道逐渐变窄长度计算l2m（6）栅后槽总高度H则（7）栅槽总长度L则mm（8）每日栅渣量W则m3/d大于2m3/d，适合用机械清渣。3.3.3细格栅选型根据以上计算数据，分析后，决定选用四台XGS旋转式格栅除污机，单台过水流量为1.505m3/s，其主要性能规格见表3-3。表3-3XGS-1000旋转式格栅除污机性能尺寸型号安装角度（度）电机功率（kW）筛网运行速度（m/min）栅条间隙（mm）栅槽宽度（mm）XGS-1000751.12710003.4沉砂池的计算设六格沉砂池，池子分为六格，形式选用平流式沉砂池，总设计流量为4.514m3/s。3.4.1沉砂池的设计参数选用平流式沉砂池；最大设计流量：Q=4.514m3/s；沉砂池最大设计流量停留时间：t=40秒；沉砂池最大设计流量时的水平流速：v=0.25米/秒；池子分格数：n=6个；每格宽：b=3米；清砂的时间间隔：T=2d；城市污水沉砂量：X=30m3/106m3污水；沉砂斗斗底宽：a1=0.5m；斗壁与水平面的倾角：α=55°；斗高：h3'=0.5m；池底坡度：0.06；进水口池宽：B1=16m；两砂斗间隔壁厚：0.2m；超高：h1=0.3m。3.4.2沉砂池的计算（1）长度L则m（2）水流断面面积A则m2（3）池总宽度B设六格，每格宽b为3米，则m（4）有效水深h2m（5）沉砂室所需容积V则m3（6）沉砂斗容积V0设每一分格有两个沉砂斗m3（7）沉砂斗上宽a则m（8）沉砂斗容积V0（9）沉砂室高度h3沉砂池形式：重力排砂；池底坡度为：0.06；沉砂室的宽度为：则则m（10）池总高度H则m（11）校核最小流量时流速最小流量m3/s则m/s>0.15m/s，符合要求。平流式沉砂池示意图图3-2沉砂池计算示意图3.4.3排砂设计在沉砂池旁设贮砂池，采用重力排砂的方式。（1）贮砂池容积Vz则（2）贮砂池平面面积Ah：贮砂池有效水深，取2.5m；则3.5初沉池设六座初沉池，形式采用辐流式沉淀池。污水从中间流入初沉池，经过沉淀，再从周边流出。刮泥机型号：采用周边传动刮泥机。3.5.1初沉池设计参数表面负荷：q'=2m3/(m2·h)；沉淀时间：t=2h；初沉池数：n=6；每人每日污泥量：S'=0.6L/（人·d）；设计人口数：N=100万人；两次清除污泥间隔：T=4小时；污泥斗上口半径：r1=2m；污泥斗下口半径：r2=1m；斗壁与水平面倾角：α=60°；坡度：i=0.05；超高：h1=0.3m；缓冲层高度：h3=0.3m；圆锥体高度：h4=0.95m；污泥斗高度：h5=1.73m；3.5.2初沉池设计计算（1）沉淀部分水面面积F（2）池子直径D（3）沉淀部分有效水深h2（4）校核径深比，在6~12内，符合要求。（5）沉淀部分有效容积V'（6）污泥部分所需容积V（7）污泥斗容积V1污泥斗高度mm3（8）污泥斗以上的部分污泥容积V2（9）污泥总容积V总m3>16.67m3，符合要求。（10）沉淀池总高度H（11）沉淀池池边高度H'（12）初沉池计算草图图3-3初沉池计算示意图3.5.3刮泥机选型由于单个池径较大，经过分析查阅，最终确定刮泥机选用ZBG-45周边传动刮泥机，其性能参数见表3-4。表3-4ZBG-45周边传动刮泥机池径（m）功率（kW）周边线速（m/min）推荐池深（mm）周边轮压（kN）周边轮中心（m）453.043000~50008645.53.6A2/O工艺设反应池六组，采用五廊道式推流式反应池。第一廊道为厌氧段，第二廊道为缺氧段，第三四五廊道为好氧段。曝气系统采用鼓风微孔曝气器，空气扩散装置安装在每个好氧段板上。3.6.1A2/O工艺设计参数表3-5A2/O工艺进出水水质CODBODSSNH3-N进水水质3001508630出水水质100303015BOD污泥负荷：0.15；回流污泥浓度：Xr=8500mg/L；污泥回流比：R=50%；水力停留时间：t=8h；反应池有效水深：h=6m；池子超高：h'=0.6m；3.6.2A2/O工艺设计计算（1）混合液悬浮固体浓度X（2）TN去除率（3）内回流比R内（4）反应池总容积V（5）各段水力停留时间和容积厌氧、缺氧和好氧各段内水力停留时间之比：A1:A2:A3=1:1:3厌氧池内水流停靠时间：t1=1.6h，V1=26000m3；缺氧池内水流停靠时间：t2=1.6h，V2=26000m3；好氧池内水流停靠时间：t3=4.8h，V3=78000m3。（6）单组反应池廊道长度设反应池6组，并采用五廊道式推流式反应池，设廊道宽b=10m，则m3单组反应池长度：m（7）校核长宽比和宽深比（满足）（满足）（8）反应池总高H（9）A2/O示意图图3-4A2/O池计算示意图3.6.3进出水设计（1）进水管单组进水管设计流量为：Q=0.752m3/s；管内水体流速：v=0.8m/s；进水管理论管径，取进水管管径D为1100mm。校核管道流速，取0.8m/s。（2）进水渠道来水进入A2/O池内，通过厌氧、缺氧和好氧，进水渠道宽b=1.5m，深h=0.8m，则渠道内最大水流速度为反应池采用潜孔进水，进水孔口的面积为F'v1：孔口流速，取0.7m/s；则设每个孔口大小为，则每座反应池所需孔口数为n则，取7个（3）出水堰上水头采用矩形薄壁堰，则堰上水头HQ1：反应池出水量；污水最大流量：4.514m3/s；回流污泥量、回流量之和：4.514×155%m3/s；m：流量系数，取0.4；b：堰宽，10m；（4）总出水管A2/O反应池最大出水量为11.51m3/s，管内流速为3.692m/s，出水管理论管径，取DN2000mm，送往二沉池集配水井。3.6.4曝气系统活性污泥微生物每代谢1kg生化需氧量所需的氧气量：a'=0.5kg；被降解的BOD浓度：150-30=120mg/L；每1kg活性污泥每天自身氧化所需氧气数：c'=0.16；挥发性总悬浮固体浓度：=0.75×2833.3=2124.975mg/L；3.6.4.1曝气系统（1）最大时需氧量Rmax（2）平均需氧量R平（3）每日去除BOD量（4）去除每千克BOD的需氧量R1（5）最大需氧量与平均需氧量之比N3.6.4.2供气量本设计采用微孔空气扩散器，将其置于空气柱上，设计算温度设为30℃，查水中溶解氧饱和度为Cs(20)=9.17mg/L，Cs(30)=7.63mg/L。（1）空气扩散器出口处的绝压PbP0：大气压，取1.013×105Pa；P'：水下曝气头造成的压损，Pa；Pb：曝气装置处绝对压力，Pa。则（2）空气离开水面时氧的百分比ObOb：曝气池溢出气体中含氧量，%；EA：氧利用率，取12%；（3）曝气池混合液氧饱和度CsmCs：标准条件下水体表面位置所含有的饱和溶解氧，mg/L；则（4）换算成20℃时，脱氧清水所含有的的氧量Roα：混合液中KLa值与水中KLa值之比，取0.83；β：混合液与清水中的饱和溶解氧的比值，取0.96；C0：混合液剩余DO值，取2mg/L。则（5）相应的最大时需氧量Romaxkg/h（6）曝气池最大时供气量Gmaxm3/h（7）曝气池平均时供气量G平m3/h（8）每除1千克BOD的供气量m3（9）每立方米污水的供气量m33.6.4.3曝气系统（1）曝气器数量计算在每个好氧池廊道的靠近厌氧池的那一面隔墙上布置一个空气干管，每组三根干管，此管与廊道同长度，并在每根干管上装配20条配气竖管。经计算，曝气池共设360条竖管。每根竖管的配气量为：好氧段总平面面积为：每个空气扩散器服务面积取0.5m2，则需要空气扩散器的总数为：，取8668个。每根竖管上安装的空气扩散器个数：，取25个每个空气扩散器的配气量：（2）供风管道计算供风管道采用环状布置。供气主干管流量Qg空气流速取8m/s，则取干管管径为DN2000mm。每支供气支管的流量Qz空气流速为8m/s，则取干管管径为DN500mm。3.6.5回流管道（1）单组池污泥回流量QhR：污泥回流比，50%；Q：设计污水流量，m3/s（2）污泥回流管污泥回流管内流速设为0.8m/s，则，取DN800mm，校核流速v=0.75m/s。（3）混合液回流管混合液回流比：100%；回流量：0.752m3/s；管内流速：0.8m/s；管径：DN1100mm；3.6.6设备选型（1）鼓风机鼓风机最大时总供气量为89995.28m3/h。根据以上数据，确定选择RG-450型罗茨鼓风机，其性能参数见表3-6。表3-6RG-450型罗茨鼓风机性能型号口径（mm）转速（r/min）进口流量（m3/min）排气压力（KPa）RG-450450A630313.698（2）微孔曝气器通过相关计算所得数据，确定选用BZ·GJ69×2型微孔管式曝气器。其性能参数见表3-7。表3-7BZ·GJ69×2型微孔管式曝气器性能型号规格（mm）有效长度（mm）服务面积（m2/m）通气量（m3/m）氧利用率（%）BZ·GJ69×2Φ69350~10001.1~2.0829.963.7辐流式二沉池为了使沉淀池内水流更稳、进出水配水更均匀、存泥方便，采用圆形辐流式沉淀池，设8座，则单池进水流量为0.564m3/s。3.7.1二沉池设计参数表面负荷：q'=1.2；二沉池数：n=6；沉淀时间：t=3.3h；每人每日污泥量：S=0.6L/（人·d）；设计人口数：N=100万人；两次清除污泥相隔时间：T=4h；污泥斗上部半径：r1=2m；污泥斗下部半径：r2=1m；斗壁与水平面倾角：α=60°；坡度：i=0.05；超高：h1=0.3m；缓冲层高度：h3=0.3m；圆锥体高度：h4=1.075m；污泥斗高度：h5=1.73m；3.7.2二沉池设计计算（1）沉淀部分水面面积Fm2（2）池子直径D（3）沉淀部分有效水深h2m（4）校核径深比，在6~12内，符合要求。（5）沉淀部分有效容积V'm3（6）污泥部分所需容积Vm3（7）污泥斗容积V1污泥斗高度h5则mm3（8）污泥斗以上圆锥体部分污泥容积V2（9）污泥总容积V总m3>12.5m3，符合要求。（10）沉淀池总高度H则H=7.41m（11）沉淀池池边高度H'则H'=4.6m（12）二沉池示意图图3-5二沉池计算示意图3.7.3进出水系统（1）进水管的计算R：总回流比，取150%；Qj：单池进水设计流量，0.564m3/s；则流速v=0.804m/s，管径取DN1500mm。（2）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，环形槽中出水由左右两侧汇入出水口。每侧流量：Qj=0.564m3/s；集水槽宽：b=0.5m；集水槽起点水深：h1=0.75b=0.375m；集水槽终点水深：h2=1.25b=0.625m；槽深0.7m，采用双侧集水环形集水槽计算，取集水槽超高0.3m，总高为1m。（3）出水管v=0.73m/s，取DN=1000mm。3.7.4设备选型二沉池采用周边传动刮泥机，排泥管管径为DN1000mm，流速为0.73m/s。经数据分析，选用ZBG-45周边传动刮泥机，其性能参数见表3-8。表3-8ZBG-45周边传动刮泥机池径（m）功率（kW）周边线速（m/min）推荐池深（mm）周边轮压（kN）周边轮中心（m）453.043000~50008645.53.7.5集配水井（1）配水井中心管直径D1：配水井中心管直径，m；v1：中心管内污水流速，取0.8m/s；Q：进水流量，m3/s；则m（2）配水井直径D2：配水井直径，m；v2：配水井内污水流速，取0.3m/s；则（3）集水井直径D3:集水井直径，m；v3：集水井内污水流速，取0.3m/s；则（4）总出水管根据出水流量取流速为v=2.603m/s，DN=1500mm。3.8接触消毒池采用隔板式接触反应池，设两座。3.8.1接触池设计参数水力停留时间：T=0.5h；设计投氯量：;有效水深：h2=2.5m；接触池个数：n=2；接触池池宽：B=5m；廊道数：m=11。3.8.2接触池设计计算（1）接触池容积V则m3（2）接触池平面面积A（3）接触池池长Lm2m（4）单廊道长L03.8.3加氯间（1）加氯量W则选用5台J-1型加氯机，4用1备，单台加氯量。加氯机主要性能参数见表3-9。表3-9J-1型加氯机性能规格及安装尺寸型号加氯量（kg/h）进水压力（MPa）H（mm）A（mm）B（mm）B1（mm）J-140>0.2·0.3800780400375（2）储氯钢瓶贮存15天的氯量为W15考虑实际情况，采用容量为1000kg的液氯瓶17个，16个使用，1个备用。3.9计量设备设计3.9.1计量设备类型及尺寸（1）类型采用标准巴氏计量槽。（2）结构计算示意图图3-6巴氏计量槽计算示意图（3）尺寸大小查《给排水设计手册.第二版第01册.常用资料》得：喉道宽：b=2.1m；喉道长度：L=0.6m；槽脊高度：P1=0.23m；下游观测孔与槽底的高差：x=0.05m；下游观测孔与槽底的水平距离：y=0.075m；进口段上游底宽：B1=3m；进口段轴线长度：L1=2.25m；上游水头观测点到槽脊的距离：La=1.534m；出口段下游底宽：B2=2.4m；出口段轴线长度：L2=0.92m；出口段末端至脊顶的高度：P2=0.08m；墙高D=1m；水头损失：0.08~0.8m；淹没系数：。（4）污水厂出水管采用重力铸铁管，流量为Q=16250.4m3/h，流速v=1.464m/s，DN=2000mm。第4章污泥处理系统的设计第4章污泥处理系统的设计4.1污泥量计算4.1.1初沉池污泥量计算Q：平均污水量，m3/s；C1：进水悬浮物浓度，mg/L；C2：出水悬浮物浓度，mg/L；Kz：总变化系数；γ：污泥容量，t/m3,取1；P0：污泥含水率，%，取96%；T：两次清除污泥间隔时间，取4h；则初沉池的污泥量为。4.1.2剩余污泥量的计算ΔX：每日增长（排放）的挥发性污泥量，kg/d；Sa-Se：每日有机物降解量，kg/d；Y：污泥产率，取0.5；Xv：挥发性悬浮物固体量，kg；Kd：衰减系数，取0.07；Xr：回流污泥浓度，8500mg/L；东北电力大学学士学位论文则则剩余污泥量：4.1.3回流污泥量计算（1）回流污泥量QhR：污泥回流比，取50%；则（2）回流污泥泵选型根据高程计算可知扬程为，选用五台泵，四用一备。选择500LZ-24型立式单级离心清水泵，其性能见表4-1。表4-1500LZ-24型立式单级离心清水泵型号流量（m3/h）扬程（m）转数（r/min）电动机功率（kW）效率（%）500LZ-24型212424.1970185884.2污泥浓缩池设计计算采用辐流式重力浓缩池，并采用间歇式，浓缩前污泥含水率为99%，浓缩后污泥含水率为97%。进入浓缩池的剩余污泥量为120.4m3/h，采用两座浓缩池，则单池流量：Q'=60.2m3/h。（1）沉淀部分有效面积FF：沉淀部分有效面积，m2；C:流入浓缩池的剩余污泥浓度，取6kg/m3；G：固体通量，取1.2kg/(m2·h)；Q'：单池流量，m3/h；则（2）沉淀池直径DD：沉淀池直径，m；则，,取20m（3）浓缩池的容积V'T：浓缩池浓缩时间，取15h；则（4）沉淀池有效水深h'则（5）浓缩后剩余污泥量Q1=0.0056m3/s（6）池底高度h1采用中心驱动刮泥机，池底需要做成1%的坡度，刮泥机连续转动，将污泥推入污泥斗。i：池底坡度，0.01；则（7）污泥斗高度h2α：污泥斗倾角，55°（为保证排泥顺畅，圆形污泥斗倾角一般为55°）；：污泥斗上口半径，取1.3m；：污泥斗底部半径，取0.4m；则，取1.3m（8）污泥斗容积V1则（9）浓缩池总高度Hh3：超高，取0.5m；h4：缓冲层高，取0.3m；则（10）浓缩后分离出的污水量Q2（11）溢流堰浓缩池溢流出水经过溢流堰进入出水槽，再从出水管排出。出水槽流量为0.012m3/s，设出水槽宽0.5m，水深0.05m，则水流速为0.48m/s。溢流堰周长CD：浓缩池直径，m；b：出水槽宽，m；则，取60m溢流堰采用单侧90°三角形出水堰，三角堰宽0.16m，深0.08m，每格沉淀池有三角堰个。每个三角堰流量为三角堰水深为则三角堰后自由跌落0.1m，则出水堰水头损失为0.1+0.011=0.111m。（12）溢流管溢流水量0.012m3/s，设溢流管管径为DN100mm，流速为v=1.39m/s（13）排泥管剩余污泥量为0.0056m3/s，污泥管道管径采用DN200mm。浓缩池采用ZBG-18周边传动刮泥机，将污泥推入污泥斗，其性能见表4-2。表4-2ZBG-18周边传动刮泥机池径（m）功率（kW）周边线速（m/min）推荐池深（mm）周边轮压（kN）周边轮中心（m）181.12.23000~50002018.364.3贮泥池设计4.3.1贮泥池设计说明贮泥池用来贮存从浓缩池输送来的污泥，污泥总量为Q=2Q1+V1=0.0112m3/s+0.00775m3/s=0.019m3/s=1637.28m3/d。贮泥池采用一座竖流式沉淀池构造。4.3.2贮泥池设计计算（1）贮泥池容积VT：贮泥时间，取8h；则贮泥池设计容积V：a：贮泥池边长，取7m；b：贮泥池污泥斗底边长，取4m；h2：贮泥池有效水深，取6m；h3：污泥斗高度，m；α：污泥斗倾角，取60°；则>545.76m3（2）贮泥池高度计算Hh1：贮泥池超高，取0.5m；则（3）贮泥池设计示意图图4-1贮泥池计算示意图（4）管道部分设计贮泥池设吸泥管，取DN200mm吸泥管12根。4.4污泥脱水设计4.4.1脱水机房设计参数及原则4.4.2脱水污泥设计计算（1）脱水后污泥量QtQ：脱水前污泥量，1637.28m3/d；P1：脱水前污泥含水率，97%；P2：脱水后污泥含水率，75%；M：脱水后干污泥重量，kg/d；则（2）脱水机的选择选用带式压滤机将污泥进行脱水，选用三台，两用一备，型号为DY-3000型带式压滤机。其性能如表4-3所示：表4-3DY-3000型带式压滤机性能及尺寸滤带宽度B（mm）电动机功率（kW）进泥含水率（%）滤饼含水率（%）产泥量（kg/m2）尺寸（mm）30007.595~9860~8050~5004500×3660×2450脱水机房尺寸取：长6.5m，宽10m，高4m。4.4.3溶药系统溶液罐：Vr：溶液罐体积，m3；M：脱水后干污泥重量，kg/d；a：聚丙烯酰胺投量，取0.2%；b：溶液池药剂浓度，取2%；n：溶液罐个数，取4个；则第5章污水处理厂的布置第5章污水处理厂的布置5.1污水处理厂平面布置5.1.1水厂平面布置原则（1）构筑物在在厂区内的平面位置需要结合形和地质条件，为了避免构筑物布置线弯曲迂回产生较多水头损失，构筑物布置尽可能按照流程呈直线型进行布置。（2）所有污水处理构筑物的布置呈直线型排列，从第一个构筑物到最后一个构筑物都是直线型的，这样设置管线顺畅便捷，施工方便，可以在构筑物边布置扩建场地。（3）水厂构筑物布置需紧凑，节约用地，为不影响水处理设备的安装使用，在施工时要避开劣质土地。（4）为了保证管渠的合理连接敷设，方便施工管理，构筑物与构筑物之间需要有一定间距五到十米的间距是很合适的。不过通常部分设施需要符合国家相关规定布置距离大小.（5）有人工作的地方，比如办公房、化验室，这类地方多是人们聚集的区域，为塑造较好的环境，应该布置在夏季主风向的上风向。（6）污水厂需要足够的绿化处理，要布置紧凑充分合理。（7）构筑物的布置需要合理的适应周围环境地形，减少空间浪费，结合工程地质情况布置。（8）在一些耗电量较大的构筑物周围，需要布置距离较近的变电站。为了方便维护和检修，污水厂内压力管线和电缆可以合并敷设。（9）水厂各构筑物造型简单干净，有较大的绿化带，布置需要与周围环境相匹配适应，建造各构筑物时不浪费材料。（10）管理生活区域需要与污水处理构筑物保持一定安全距离。（11）在厂区内需要布置给水管道、空气管道、污泥管道及输配电线压力管线等，并且符合国家防火规范要求。（12）辅助建筑物需要布置工人宿舍、工人浴室、污水处理厂配电间、污水处理厂水体控制、水厂维修间、工人仓库、工人食堂、办公楼、化验楼等。（13）道路布置应合理，方便各种材料的运输。道路的设计需符合如下要求：东北电力大学学士学位论文主要车行道的宽度：单车道为3~4m，双车道为6~7m，并应有回车道；车行道的转弯半径至少大于6m；人行道的宽度为1.5~2.0m；通向高架构筑物的扶梯倾角应该小于45°，一般采用30°；天桥宽度不应小于1m；车道、通道布置应符合国家防火规范要求。（14）污水厂设置的围墙高度不小于2m。（15）处理构筑物需要有相应的栏杆，防滑设施以保证人身安全，高架构筑物布置防雷设施。（16）污水厂的大门应设置符合最大量车或设备进出的尺寸，为了方便排渣需要设置侧门或后门。（17）位于寒冷地带的构筑物需要有保温防冻措施。（18）污水厂需布置构筑物的超越管渠。（19）污水厂可以根据需要布置可以堆放材料或者废物的位置，需要留出较大的场地可作为日后建造其他设施的场地。5.1.2水厂平面布置（1）筑物平面布置污水处理工艺流程按照工艺流程图的顺序做直线型布置，这种布置方式便于管理，水头损失小，不占用较多的空间。厂区主要将污水厂分成四个区域，居住工作区、污水处理区、污泥处理区和厂区绿化区。居住工作区是厂区内多数人聚集的地方，需要建造办公楼用来办公、开会、做实验等，还有中央配水室，工人食堂、工人宿舍、维修间、工人仓库、配电室等，位于厂区主导风向的上风向；污水处理区是主要构筑物所在位置，采用直线型布置，建造紧凑，简单清晰，主要构筑物有格栅、泵房、沉砂池、初沉池、二沉池、A2/O池、接触消毒池；污泥区有浓缩池，脱水机房，贮泥池等。厂区绿化带需要布置较大面积，有利于空气清新等作用。（2）厂区通道平面布置1）车行道宽6m，路面材质采用混凝土路面；2）主要道路宽8m，混凝土路面；3）道路转弯半径在6或8m，路面材质为混凝土路面；4）人行道宽2m，水泥路面。（3）绿化布置在厂区的部分位置做绿化，详见附图污水处理厂平面图。5.1.3主要附属构筑物设计一览表表5-1主要附属构筑物一览表附属构筑物面积（m2）尺寸（m）办公楼40020×20×2化验室30030×10×2维修间707×10×2仓库30030×10×2宿舍10010×10×2食堂20020×10×2浴室20020×10×2停车库20020×10×25.2污水处理厂高程布置5.2.1污水处理厂高程布置的原则（1）选择距离最长，水头损失最大的流程进行水力计。这样可以在任何情况下都可以正常运行。（2）为了保证污水能在各构筑物之间顺利运行，污水确保经过提升泵一次提升就可以达到依靠重力自流，后期不再施压，这样简单方便，经济合算。（3）计算各个构筑物水头损失应该使用最大流量，还有管道之间的局部损失和计算沿程损失的时候也是一样，在计算管渠时应该使用最大流量作为计算流量，而且留有一定的余地。（4）为了让污水自由流出，在计算时，从接受污水排放的最高水位开始，从后往前逆流倒推计算高程。（5）构筑物挖土深度不可以太大，以防止土建施工困难，并减少土建投资。（6）污水厂构筑物的布置要适应周围环境与地形，紧凑布置，不可以影响污水的自然流动。5.2.2污水处理厂的高程布置计算5.2.2.1水头损失的计算公式（1）沿程水头损失i：每米管道的水头损失，m/m；L：沿程管道长，m。（2）局部水头损失：局部阻力系数。（3）构筑物水头损失表5-2构筑物水头损失构筑物水头损失（m）构筑物水头损失（m）粗格栅0.15提升泵房0.2细格栅0.3A2/O反应池1.5沉砂池0.35接触消毒池0.3初沉池0.25集配水井0.3二沉池0.2巴氏计量槽0.255.2.2.2水头损失的计算表5-3高程和水头损失的计算构筑物D（m）i（1000i）v（m/s）L（m）沿程水头损失（m）局部水头损失（m）总水头损失（m）构筑物水面标高（m）进水口20000.9321.46480///-5集水池与提升泵间///////-5.1提升泵至细格栅14001.4891.468120.0350.240.275细格栅5.073细格栅至沉砂池14001.4891.46813.40.020.110.13沉砂池4.593沉砂池至初沉池11000.630.8142.060.090.070.16初沉池4.183初沉池至A2/O池11000.630.880.860.050.070.12A2/O池2.563A2/O池至二沉池11000.630.8164.20.1030.140.243二沉池2.12二沉池至接触池113000.5900.8591850.1090.080.189接触池1.188接触池至出水口20000.9321.464600.060.3280.388出水口0东北电力大学学士学位论文5.2.2.3污泥高程的布置（1）污泥管道水头损失计算沿程损失：局部损失：CH：污泥浓度系数；D：污泥管直径；v：管内流速；L：长度；ζ：局部阻力系数表5-4污泥管道水头损失构筑物名称流量（m3/s）直径（mm）速度（m/s）i（1000i）长度（m）沿程损失（m）局部损失（m）总水头损失（m）浓缩池至贮泥池0.00562000.341.86250.0210.0060.027贮泥池至脱水机房0.00562000.341.8650.0070.0060.013污泥高程布置表5-5污泥构筑物高程构筑物污泥面高（m）浓缩池6.84贮泥池5.313脱水机房5.3第6章工程预算6.1成本预算设计流量为30万t/d，单位投资1000元/m3，钢材20kg，水泥100kg，木材0.014m3，金属管10kg，非金属管5kg。6.1.1水量处理价污水处理价：0.88元/m3，则污水处理价为26.4万元/天。6.1.2工程造价表6-1各构筑物工程造价构筑物造价（万元）构筑物造价（万元）粗格栅200提升泵房400细格栅240A2/O反应池800沉砂池400接触消毒池500初沉池450集配水井300二沉池450巴氏计量槽240污泥泵房400污泥浓缩池300脱水机房100贮泥池100宿舍100办公楼200仓库70车库80化验楼150食堂200绿化建筑300其他50以上费用合计6030万。6.1.3污水处理成本6-2成本估算费用