黄州氧化沟计算成本说明书

1、一.总论1.设计内容本项目为湖北省黄州市火车站经济开发区污水处理厂工程工程初步设计。根据所给资料完成黄州污水厂工艺的设计（水质：BOD5140mg/l，COD250mg/l，SS150mg/l），污水处理核心单元采用氧化沟，一期处理规模2万m3/d，使出水达到一级A排放标准。设计要求确定合理的污水污泥处理方案，编写设计说明书、设计计算书以及绘制设计图纸，图纸不少于7张一号图。2.设计资料2.1地理位置黄州火车站经济开发区位于古城黄冈市区东北部，距黄州中心城区17公里。东南临长江支流巴水与浠水县隔水相望，北倚大别山余脉峰火山与团风县相邻，西襟回龙镇、陶店乡。现状总人口约 2.6 万人，规划控制面

2、积13.77平方公里。2.2地形地貌黄州火车站开发区内地形较为崎岖，地势为东北高，西南低，最高海拔高程 96.5m，最低 32m。整个开发区属丘陵地带，土壤资料表明，规划区内的土地属中生代第四季大成岩中变质岩区，土质为亚粘土，地基承载力13吨左右。2.3气候情况黄州火车站经济开发区属大陆性季风气候区，四季分明，雨量充沛。历年平均气温 16.8，极端最高气温 40.3，极端最低气温12.2；历年平均相对湿度 71%；年平均降雨量 1269mm，其中最大年降雨量 3079mm，最小降雨量 587.2mm；常年主导风向与东南风和北风，历年最多风向频率 ESE12%，年平均风速 2.8/s；历年平均日

3、照 285 天；霜期 131 天左右。2.4服务范围污水处理厂服务范围为湖北黄州火车站经济开发区地区近期建设用地范围，面积约为15.57平方公里。服务人口规模：近期约为4.09万人，远期约为7.8万人。2.5进出水水质类别水质设计进水水质(mg/L)设计出水水质(mg/L)CODcr40060BOD518020SS20020TN3520NH3-N258TP3.013.设计任务3.1平面布置（1）与黄冈城市总体规划和黄州火车站开发区规划相衔接，并与周边环境相 协调；（2）厂区功能分区明确，构筑物布置紧凑，力求经济合理地利用土地，减少占地面积；流程力求简短、顺畅，避免迂回重复；（3）近远期结合良好

4、，近期构筑物尽量集中，形成一完整整体，并为远期留下发展余地。远期施工避免对近期工程运行造成影响；（4）建筑物尽可能布置在南北朝向；（5）厂区构筑物与周边建筑有一定宽度的卫生防护距离，减小污水厂对周边环境的影响；（6）厂区绿化面积不小于 40%，总平面布置满足消防要求；（7）交通顺畅，便于施工与管理。（8）厂区平面布置除遵循上述原则外，还应根据城市主导风向、进水方向、排 放水体位置、工艺流程特点及厂址地形、地质条件等因素进行布置，既要考虑流 程合理、管理方便、经济实用，还要考虑建筑造型、厂区绿化与周围相协调等因素。3.2高程布置（1）根据污水处理厂的平面布置，选择一条最长的污水和污泥流程，进行水

5、力计算，以确定各处理构筑物及管渠的水面、泥面标高；（2）计算连结各构筑物管渠的沿程和局部水头损失；（3）估算进出各构筑物及配水设备的水头损失；（4）考虑扩建时预留的储备水头；（5）绘制污水、污泥高程布置图。二.污水厂总体设计1.污水水量及处理程度计算黄州污水处理厂近期设计污水量为2.0万m3/d，kz=1.48，远期设计流量4.0万m3/d，kz=1.37。本工程设计进厂水质按一期工程设计值确定，出水水质应执行国家城镇污水处理厂排放标准（2003年7月1日执行）的一级B标准。黄州火车站经济开发区污水处理厂设计进出水水质一览表类别水质设计进水水质(mg/L)设计出水水质(mg/L)处理效率COD

6、cr4006080%BOD51802085.7%SS2002086.7%TN352042.8%NH3-N25868%TP3.0171.4%2.各期工程量表一期工程量表序号构筑物名称土建规模（万m3/d）设备规模（万m3/d）1粗格栅间442进水泵房423细格栅444涡流沉砂池225水解酸化池226氧化沟227污泥污水泵房228二沉池229接触消毒池4210贮泥池4411浓缩脱水车间44二期工程量表序号构筑物名称土建规模（万m3/d）设备规模（万m3/d）1粗格栅间2进水泵房23细格栅4涡流沉砂池225水解酸化池226氧化沟227污泥污水泵房228二沉池229接触消毒池 210贮泥池 11浓缩脱

7、水车间3.污水处理工艺流程的选择从国内城市污水厂的运转经验来看，许多污水厂建有接触消毒池，但极少使用，原因是运行成本太高且必要性也不大。因此，暂不考虑加氯消毒，但预留用地，根据实际需要再建。根据以上的论述，初选的两个工艺方案：改良型氧化沟工艺方案和ICEAS工艺方案，工艺流程分别见。粗格栅间巴士计量槽旋流沉砂池改良型氧化沟配水井二沉池结合井污泥泵房储泥池浓缩、脱水机房回流污泥剩余污泥排放泥饼外运加矾细格栅间进水泵房接触消毒池改良型氧化沟工艺粗格栅间巴士计量槽旋流沉砂池配水井储泥池浓缩、脱水机房回流污泥剩余污泥排放泥饼外运加矾细格栅间进水泵房接触消毒池ICEAS生化池ICEAS工艺ICEAS方案

8、与改良型氧化沟方案不同之处在于用ICEAS池取代氧化沟及二沉池，并增加鼓风机房，其余构筑物相同。上述两个方案都能达到本工程要求的出水水质标准，但在技术上和经济上存在着区别。两个方案的技术和经济比较见表5-8。方案技术比较表项目改良型氧化沟方案ICEAS方案技术先进性先进先进处理工艺成熟性成熟不够成熟工艺流程简单较简单操作、管理及维护简单较复杂构筑物数量较少少设备数量少较多动力效率较高高运转可靠性和灵活性高较差对管理者的要求不高高从上表可看出，在技术上改良型氧化沟处理效果好、出水水质稳定、技术先进且成熟、运转可靠性和灵活性高，而且操作、管理及维护也较简单，综合上述技术比较，本工程推荐采用改良型氧

9、化沟方案。三.污水厂总体设计3.1粗格栅（1）设计参数：设计流量：近期 Q=1.48833m3/h =1233m3/h。远期 Q=1.371667m3/h =2284m3/h设计过栅流速：v=0.80m/s栅条间隙：b=25mm栅前水深：h=0.6m设计中粗格栅:N = 2组（2）粗格栅的间隙数 设计中取h=0.6 m，v=0.8 m/s，b=0.025m，=60 取25个（3）粗格栅槽宽度 式中 B粗格栅槽宽度（m）； S每根格栅条的宽度（m）； 设计中取S=0.01m 设计取0.8m（4）进水渠道渐宽部分的长度 式中 l1进水渠道肩宽部分的长度（m）； B1进水明渠宽度（m）； 渐宽处角度

10、（），取为20； 设计中取B1=0.6m，=20。 （5）出水渠道渐窄部分的长度 式中 l2进水渠道肩宽部分的长度（m）； B1进水明渠宽度（m）； 渐宽处角度（），取为10； 则 l2=l1=0.27m（6）通过粗格栅的水头损失 式中 h1水头损失（m）； 粗格栅条的阻力系数，查表的=2.42； k粗格栅受污染物堵塞时的水头损失增大系数，一般取k=3。 (7)栅后明渠的总高度 式中 h2明渠超高（m），一般采用0.4m。（8）粗格栅槽总长度 式中 L粗格栅槽总长度（m）； H1粗格栅明渠的深度（m）； (9)每日栅渣量 W=式中 W每日栅渣量（m3/d）； W1每日每103m3污水的栅渣量（

11、m3/103m3污水）；设计中取W1=0.05m3/103m3污水 W= m3/d 0.2 m3/d宜采用机械清渣。(10)进水与出水渠道设机械格栅两台，每台格栅宽0.8m，栅槽宽1.05m，栅条间隙为25mm，栅条宽10mm，配用电机功率1.5KW。每台粗格栅前后各设 1 台 BH=8001200闸门用作检修和切换闸门。污水进粗格栅间前，在格栅井前端设 DN800溢流口一个。格栅的运行根据格栅前后水位差或按时间周期自动控制清渣，也可机旁手动控制清渣。3.2进水泵房(1)集水池设计设计流量：近期 Q=1.48833m3/h =1233m3/h。远期 Q=1.371667m3/h =2284m3

12、/h近期设3台泵（2用1备）泵平均流量为Q0=1233/2=616.5m3/h，设计中取625m3/h.，集水间的容积，采用相当于一台泵5min的容量，W=6255/60=52m3有效水深采用2.0m则集水池的面积为F=52/2.0=26m2。集水间的尺寸55.22。（2）水泵的型号选择污水提升前水位23.2m,提升后水位34.64m.。所以，提升净扬程Z=34.64-23.2=11.44m水泵水头损失取2m,从而水泵扬程H=Z+h=13.44m。共设6个泵位，近期安装潜水排污泵 3 台，两台300QW800-15-55，一台250QW600-15-45。每台水泵后设有缓闭止回阀及手动蝶阀各一

13、台，用于水泵切换与检修。3.3细格栅细格栅间与涡流沉砂池合建，共设一座。按远期规模 4 万 m3/d 一次建成，远期不需增建。（1）设计参数：设计流量：近期 Q=1.48833m3/h =1233m3/h。远期 Q=1.371667m3/h =2284m3/h设计过栅流速：v=0.45m/s栅条间隙：b=10mm栅前水深：h=0.45 m栅后水深：h=0.45m设计中粗格栅:N = 2组（2）粗格栅的间隙数取136个（3）粗格栅槽宽度 式中 B粗格栅槽宽度（m）； S每根格栅条的宽度（m）；设计中取S=0.006m设计取2.2m（4）进水渠道渐宽部分的长度 式中 l1进水渠道肩宽部分的长度（m

14、）； B1进水明渠宽度（m）； 渐宽处角度（），取为20；设计中取B1=1.0m，=20。 （5）出水渠道渐窄部分的长度 式中 l2进水渠道肩宽部分的长度（m）； B1进水明渠宽度（m）； 渐宽0处角度（），取为10； 则 l2=l1=1.65m（6）通过粗格栅的水头损失 式中 h1水头损失（m）； 粗格栅条的阻力系数，查表的=2.42； k粗格栅受污染物堵塞时的水头损失增大系数，一般取k=3。 （7）栅后明渠的总高度 式中 h2明渠超高（m），一般采用0.4m。 （8）粗格栅槽总长度 式中 L粗格栅槽总长度（m）； H1粗格栅明渠的深度（m）； （9）每日栅渣量 W=设计中取W1=0.05m

15、3/103m3污水 W= m3/d 0.2 m3/d宜采用机械清渣。3.4涡流沉沙池近期 Q=1.48833m3/h =1233m3/h=0.34L/s远期Q=1.371667m3/h =2284m3/h=最大水力表面负荷：156m3/ m2h 水力停留时间：30s。根据流量选用550型涡流沉砂池，单座设计流量530L/s。远期设两座。3.5水解酸化池水解工艺是将厌氧发酵阶段过程控制在水解与产酸阶段,作为废水在主体处理工艺生物处理池前的预 处理, 提高废水的可生化性, 降低生物处理池进水的CODcr浓度，适用于中低浓度污水的处理。在水解酸化池内，由于水解菌和产酸菌的作用，不溶性有机物水解为溶解

16、型有机物，难降解的大分子物质转化为易于生物降解小分子物质，提高了污水的可生化性，为下一步生物处理提供了良好的条件（1）设计参数设计流量：近期 Q=1.48833m3/h =1236m3/h。远期 Q=1.371667m3/h =2284m3/h水力负荷：1.5m3/ m2h水力停留时间：2.8h c.近期设设计一组水解池，分为2格。（2）平面尺寸计算总有效容积 V=Qt设计中Q=1236 m3/h,t=2.8hV=12362.8=3460.8m3设计中取3520m3水深取4.4 m，超高0.5m，长宽比 2：1，每格池宽 10m，池总宽 20m，池长 40m。水解酸化池每格池分为164个小格，

17、每个小格尺寸为2.52.5（m2）。（3）配水方式总进水管道采用钢管，直径850mm，每格进水管600mm。出水分别排入两个氧化沟，出水管道为钢管，直径为600mm。（4）排泥系统设计近期两组水解池的处理效果：CODcr去除率30%，BODcr去除率5%，SS去除率30%。污泥有机部分产量式中 W1每日污泥有机部分产量(kg/d)； Sa进水BOD浓度(mg/L)； Se出水BOD浓度(mg/L)； Y污泥产率系数； Q污水设计流量； 水解率；设计中Y取0.3，取0.3，则污泥惰性部分产泥量式中 W2污泥惰性部分产泥量；总悬浮物TSS惰性组成比例；SS去除浓度；则活性污泥总产量 式中fvss为

18、污泥中有机部分的质量含量，取0.7 。 每组水解酸化池分别通过200mm钢管通入氧化沟。3.6改良型氧化沟按近期设计流量：Q=2.0万m3/d=833m3/h共设2座氧化沟，每组设计流量Q=1.0万m3/d=417 m3/h。污泥负荷：0.1kg BOD5/kgMLSSd污泥浓度：MLSS=3500 mg/L。设计水温：最高 30，最低14。厌氧区水力停留时间1.0h。设计污泥龄为30d。混合污泥浓度MLSS=3500 mg/L，溶解氧浓度为2.0mg/L，平行设计两组氧化沟，每组设计流量为417m3/h。厌氧池容积：V1= Qt1=4171.0=417m3(1)碱度校核出水碱度剩余碱度=进水

19、碱度（以CaCO3）+3.57反硝化NO3-+0.1去除BOD5的量-7.14氧化沟氧化总氮的量=250+3.579.88+0.1160-7.1421.88=145.05(以CaCO3计)100(2)计算硝化菌的生长速率硝化所需最小污泥平均停留时间，取最低温度14C，氧的半速常数KO2取2.0mg/L，PH按7.2考虑。 =0.20d-1因此满足硝化最小污泥停留时间为=1/n=5.0d。选择安全系数来计算氧化沟设计污泥停留时间=SF=2.55=12.5d,由于对污泥进行部分的稳定，污泥龄选为 30d，对应的生长速率为n实际=1/30=0.03d-1。(3)计算去除有机物及硝化所需的氧化沟体积：

20、除非特殊说明，以下计算按每组进行计算。污泥内源呼吸系数Kd取0.05d-1，污泥产率系数Y取0.6kgVSS/kg去除BOD5。V1=设计中取2800m3(4)计算反硝化所需要增加的氧化沟的体积（每组）：反硝化条件时溶解氧的浓度DO=0.2mg/L，计算温度采用14，20反硝化速率rDN，取0.07mgNO3N/(mgVSS.d)则=rDN1.09（T-20）(1-DO)=0.071.09（14-20）（1-0.2）=0.033mg NO3N/(mgVSS.d)根据MLVSS浓度和计算所得的反硝化速率，反硝化所要求增加的氧化沟体积。由于合成的需要，产生的生物污泥中约含有12%的氮，因此首先计算

21、这部分的氮量。 每日产生的生物污泥量为268.8kg/d因此生物合成的需氮量为12%268.8=32.26kg/d折合每单位进水用于生物合成的氮量为32.26100010000=3.23mg/L反硝化NO3- -N为 NO3=35-3.23-20=11.77mg/L所需去除氮量SNO3=11.7710000/1000=117.7kg/d因此，反硝化所要求增加的氧化沟的体积为 V2=XMLVSS，MLVSS=0.7MLSS=0.73500=2450 mg/L V2=设计中取1470 m3。所以，每组氧化沟总体积为 V总=V1+V2=2800+1470=4270m3 (5)确定氧化沟的工艺尺寸：设

22、计有效水深4.0m，宽度为6m，则所需的总长度为178m。超高取0.5m。(6)每组沟需氧量的确定：速率常数K取0.22d-1。 O2=Q = = 1909.56kg/d水质修正系数=0.85，=0.95，压力修正系数为1，温度为20，25时的饱和溶剂氧浓度分别为C20=9.17mg/L，C25=8.4mg/L标准状态需氧量： SOR=3059.73kg/d=127.5kg/h(7)回流污泥量计算：根据物料平衡： 进水：（TSS）Q+XRQR=(QR+Q)X XR=20010000+10000QR=(10000+QR)3500 QR=5077m3/d 回流比为50.77%。(8)两组沟剩余污泥

23、量计算： +X1Q-XeQ =+0.30.220000-0.0220000 =1661.2kg/d污泥的含水率P=99.4%，湿污泥量Qs=(9)进出水系统氧化沟的出水采用矩形堰跌落出水，堰上水头为H=b堰宽（m）采用5.0m。m流量系数，设计中取0.4.Q每组氧化沟出水量（m3/s），指的是污水最大流量（417 m3/h）与回流污泥量（211.5 m3/h）之和。H=0.07m3.7二沉池该沉淀池采用中心进水，周边出水的幅流式沉淀池（1）设计参数设计流量：按近期 2.0万m3/d，Q=1.482万m3/d=1.48833m3/h =1236 m3/h表面负荷（最大流量）qb：0.9m3/m2

24、h总水力停留时间：2.5h。近期设两座。（2）设计计算沉淀池面积:按表面负荷算：m2沉淀池直径：设计中采用28.5m有效水深为 h=qbT=1.02.5=2.5m （介于612）（3）贮泥斗容积： 为了防止磷在池中发生厌氧释放，故贮泥时间采用Tw=2h，二沉池污泥区所需存泥容积： Vw=设计中R=50%，X=12000mg/L，X=4000mg/L，Q0=1.82/2=0.91万m3/d则 Vw=568.75则污泥区高度为 设计取1.0m（4）二沉池总高度： 取二沉池缓冲层高度h3=0.4m，超高为h4=0.5m则池边总高度 h=h1+h2+h3+h4=2.5+1.0+0.4+0.5=4.4m为设池底度为i=0.05，则池底坡度降为 则池中心总深度为H=h+h5=4.4+0.66=5.06m（5）校核堰负荷： 径深比 堰负荷数值在1.5-2.9 之间，符合要求3.8接触消毒池由