污水處理畢業(yè)設(shè)計論文

1、目錄摘要引言11 設(shè)計說明書11.1工程概況11.1.1設(shè)計資料11.1.2水質(zhì)水量資料11.1.3排放標準及設(shè)計要求11.2處理方案的確定21.1.1城市污水處理綜述及原則21.2.2常用城市污水處理技術(shù)31.2.3處理工藝的選擇61.2.3.1計算依據(jù)61.2.3.2處理程度計算61.2.3.3綜合分析71.2.3.4工藝流程71.2.3.5流程說明81.2.4主要構(gòu)筑物說明81.2.4.1格柵81.2.4.2曝氣沉砂池91.2.4.3厭氧池91.2.4.4缺氧池91.2.4.5好氧池91.2.4.6二沉池102 設(shè)計計算書102.1格柵的設(shè)計102.1.1設(shè)計參數(shù)102.1.2設(shè)計計算1

2、02.1.2.1粗格柵102.1.2.2細格柵122.2曝氣沉砂池的設(shè)計152.2.1設(shè)計參數(shù)152.2.2設(shè)計計算152.3主體反應(yīng)池的設(shè)計182.3.1設(shè)計參數(shù)182.3.2設(shè)計計算182.4配水井的設(shè)計2錯誤！未定義書簽。2.4.1設(shè)計參數(shù)2錯誤！未定義書簽。2.4.2設(shè)計計算2錯誤！未定義書簽。2.5幅流式二沉池的設(shè)計272.5.1設(shè)計參數(shù)272.5.2設(shè)計計算272.6濃縮池的設(shè)計292.7污泥貯泥池的設(shè)計302.8構(gòu)筑物計算結(jié)果及說明303 污水廠平面布置323.1布置原則323.2平面布置333.3附屬構(gòu)筑物的布置334 高程計算錯誤！未定義書簽。4.1水頭損失錯誤！未定義書簽。

3、4.2標高計算344.2.1二沉池344.2.2配水井錯誤！未定義書簽。4.2.3 a2/o池354.2.4沉砂池354.2.5格柵354.2.6濃縮池354.2.7貯泥池355 投資估算錯誤！未定義書簽。5.1生產(chǎn)班次和人員安排錯誤！未定義書簽。5.2投資估算錯誤！未定義書簽。5.2.1直接費錯誤！未定義書簽。5.2.1.1土建計算365.2.1.2設(shè)備費用錯誤！未定義書簽。5.2.2間接費375.2.3第二部分費用385.2.4工程預(yù)備費385.2.5總投資385.3單位水處理成本估算395.3.1各種費用395.3.1.1動力費e1395.3.1.2工人工資e2395.3.1.3福利e3

4、錯誤！未定義書簽。5.3.1.4折舊提成費e4405.3.1.5檢修維護費e5405.3.1.6其他費用（包括行政管理費、輔助材料費）e6405.3.1.7污水綜合利用e7405.3.2單位污水處理成本406 結(jié)論40致謝41參考文獻錯誤！未定義書簽。 引言隨著工農(nóng)業(yè)的發(fā)展和人口的增加，污水的排放量迅速增加與日俱增。目前我國每年排放的污水量已超過400億立方米，且處理率低，大量污水直接排入天然水體，造成了嚴重的水體污染，據(jù)統(tǒng)計已有超過80%的河流受到不同程度的污染。因此，加快污水處理工程的建設(shè)，提高污水處理率，保護有限的水資源，已經(jīng)成為我國環(huán)境保護工作的緊迫任務(wù)。1996年的全國第四次環(huán)境保護

5、會議強調(diào)保護環(huán)境是實施我國可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵，并將防治水污染作為全國性重點。根據(jù)預(yù)測，從2000年至2020年，我國每年新建的污水處理廠的處理能力將達300400萬m3/d，而中小型污水處理廠則是城市污水處理事業(yè)的主力軍。我國現(xiàn)有668個城市中，僅有123個城市有307座不同處理等級的城市污水處理廠，其中城市污水二級處理率10%左右，全國17000個建制鎮(zhèn)，絕大多數(shù)沒有排水和污水處理設(shè)施。因此探索適合中小城市的經(jīng)濟實用的污水處理工藝，以較少的投資建成污水處理廠，以較好的管理運轉(zhuǎn)污水處理廠，達到消除污染、保護環(huán)境的目的，從而實現(xiàn)城市可持續(xù)發(fā)展。1 設(shè)計說明書1.1 工程概況1.1.1設(shè)計資料s市是

6、江蘇省的重要工業(yè)城市之一。近些年來，隨著改革開放的進一步深入，s市經(jīng)濟發(fā)展迅速，人民生活水平不斷提高。s市北區(qū)的開發(fā)建設(shè)雖然目前還處于起步階段，但工業(yè)發(fā)展勢頭強勁，工業(yè)污染物的排放總量勢必有較大增長。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，城市化程度越來越高，人口也將隨之猛增。人口的大量增加也將導(dǎo)致生活污水的大量增加，生活污染也將隨之加劇。s市屬亞熱帶濕潤性季風(fēng)氣候，年平均溫度15.3，極端最高溫度37.9。常年主導(dǎo)風(fēng)向為東南風(fēng)。平均風(fēng)速3.6m/s，年最大風(fēng)速19 m/s。1.1.2水質(zhì)水量資料根據(jù)該市中長期發(fā)展規(guī)劃，2020年城市人口20萬，2030年城市人口33萬。s市北區(qū)地勢平坦，地形略呈南高北低，原狀地面標

7、高一般為5.0m5.8m（黃海高程系），局部地帶標高僅4.84.9m。廠區(qū)平均海拔高程5.0m。城區(qū)地表土層為黃褐色亞粘土，土層厚度約為1.0m，第二層為灰褐色粉質(zhì)粘土，土層厚度約4.0m。目前城市居民平均用水300l/人.d，日排放工業(yè)廢水6×104m3/d，主要為有機工業(yè)廢水，具體水質(zhì)資料如下：項目bod5codsstnnh4+-ntp堿度（caco3）ph溫度/平均值160350150352542506.09.014251.1.3排放標準及設(shè)計要求根據(jù)江蘇省地面水水域功能類別劃分，s市河流執(zhí)行地表水環(huán)境質(zhì)量標準 (ghzb1-1999)三類水體標準。北區(qū)污水處理廠受納水體為內(nèi)河

8、，出水水質(zhì)應(yīng)執(zhí)行城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準(gb18918-2002)規(guī)定的一級標準的b標準。同時，s市屬太湖流域三級保護區(qū)，出水指標中總氮執(zhí)行江蘇省太湖流域總氮排放標準(db32/191-1998)二級標準。因此，該污水廠出水水質(zhì)標準為： bod5 20mg/l cod 60mg/l ss 20mg/l nh3-n15mg/l tn25mg/l po4-p0.5 mg/l1.2 處理方案的確定1.2.1城市污水處理概述城市污水是目前江河湖泊水域污染的重要原因，是制約許多城市可持續(xù)發(fā)展的主要原因之一。目前，我國正處于城市污水處理事業(yè)的大發(fā)展時期，尤其隨著國家西部大開發(fā)戰(zhàn)略的實施，中國中西部環(huán)

9、境與生態(tài)保護已被提上首要議事日程。 城市生活污水處理自200年前工業(yè)革命以來，越來越受到人們的重視。城市污水處理率已成為一個地區(qū)文明與否的一個重要標志。近200年來，城市污水處理已從原始的自然處理、簡單的一級處理發(fā)展到利用各種先進技術(shù)、深度處理污水，并回用。處理工藝也從傳統(tǒng)活性污泥法、氧化溝工藝發(fā)展到a/o、a2/o、ab、sbr（包括ccas工藝）等多種工藝，以達到不同的出水要求。我國城市污水處理相對于國外發(fā)達國家、起步較晚，目前城市污水處理率只有6.7%。在我們大力引起國外先進技術(shù)、設(shè)備和經(jīng)驗的同時，必須結(jié)合我國發(fā)展，尤其是當?shù)貙嶋H情況，探索適合我國實際的城市污水處理系統(tǒng)。 結(jié)合我國實際情

10、況，參考國外先進技術(shù)和經(jīng)驗，建設(shè)城市污水處理廠應(yīng)符合以下幾個發(fā)展方向： （1）總投資省。我國是一個發(fā)展中國家，經(jīng)濟發(fā)展所需資金非常龐大，因此嚴格控制總投資對國民經(jīng)濟大有益處。 （2）運行費用低。運行費用是污水處理廠能否正常運行的重要因素，是評判一套工藝優(yōu)劣的主要指標之一。 （3）占地省。我國人口眾多，人均土地資源極其緊缺。土地資源是我國許多城市發(fā)展和規(guī)劃的一個重要因素。 （4）脫氮除磷效果好。隨著我國大面積水體環(huán)境的富營養(yǎng)化，污水的脫氮除磷已經(jīng)成為一個迫切的問題。我國最新實施的國家污水綜合排放標準也明確規(guī)定了適用于所有排污單位，非常嚴格地規(guī)定了磷酸鹽排放標準和氨氮排放標準。這就意味著今后絕大多

11、數(shù)城市污水處理廠都要考慮脫氮除磷的問題。1.2.2常用城市污水生物處理技術(shù)污水處理所采用的工藝技術(shù)是污水處理廠的核心部分，與進水水質(zhì)、出水要求、處理量、投資大小等等因素密切相關(guān)。由于城市污水的主要污染物是有機物，因此目前國內(nèi)外大多采用生物處理技術(shù)處理城市污水，主要有活性污泥法和生物膜法兩大類。其中，生物膜法由于處理效率不高，衛(wèi)生條件較差，我國只有少數(shù)幾座生物膜法城市污水處理廠；而活性污泥法污水處理廠占絕大多數(shù)，其中使用最廣泛的主要有四種類型：傳統(tǒng)活性污泥工藝和其改進型工藝；ab工藝；sbr及其改進工藝； 氧化溝及其改進工藝。1 ab法工藝ab 法是吸附生物降解法的簡稱，是聯(lián)邦德國亞琛大學(xué)bbo

12、hnke教授于20世紀70年代中期，在傳統(tǒng)兩段活性污泥法和高負荷活性污泥法基礎(chǔ)上開發(fā)的一種新工藝，屬超高負荷活性污泥法，在技術(shù)上有所突破。該工藝不設(shè)初沉池，由污泥負荷較高的a段和污泥負荷較低的b段串聯(lián)組成，并分別有獨立的污泥回流系統(tǒng)。該工藝從80年代開始應(yīng)用于生產(chǎn)實踐，由于具有技術(shù)成熟、處理高濃度生活污水效果好，出水穩(wěn)定、水質(zhì)高的特點，越來越受到污水處理界的青睞。但a/b法也存在污泥量大、構(gòu)筑物及設(shè)備較多，運行管理復(fù)雜，脫氮除磷效果不理想的缺點11。青島海泊河812萬m³/d污水處理廠采用了該工藝。2 sbr及其改進工藝（1）sbr工藝sbr工藝也叫序批式活性污泥法，其最根本的特點是

13、處理工序不是連續(xù)的，而是間歇的、周期的，污水一批一批地經(jīng)過進水、曝氣、沉淀、排水，然后又周而復(fù)始。sbr技術(shù)的核心是sbr反應(yīng)池，該池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，無污泥回流系統(tǒng)，該工藝具有以下優(yōu)點：出水水質(zhì)穩(wěn)定、水質(zhì)好；耐沖擊負荷；運行管理簡單、自控水平高；占地面積小、造價低、操作靈活。但sbr法存在的曝氣系統(tǒng)易堵塞，故障率高，人工操作管理繁瑣，監(jiān)測手段要求高等缺點也影響了其使用。美國cnmdy3000m³/d污水處理廠和澳大利亞的tmmwqdth污水廠采用了該工藝。（2）iceas工藝傳統(tǒng)sbr是問歇進水，切換頻繁，并且至少需要兩池以上來回倒換，很不方便，于是出現(xiàn)了連

14、續(xù)進水的iceas工藝。該工藝的主要改進是在反應(yīng)池中增加一道隔墻，將反應(yīng)池分隔為小體積的預(yù)反應(yīng)區(qū)和大體積的主反應(yīng)區(qū)，污水連續(xù)流人預(yù)反應(yīng)區(qū)，然后通過隔墻下端的小孔以層流速度進人主反應(yīng)區(qū)。在保持傳統(tǒng)的sbr工藝特點的同時，該工藝省去了問歇進水的麻煩。但該工藝設(shè)備造價偏高，技術(shù)全部進口，操作運行要求嚴格。(3) cast工藝cast工藝是sbr工藝中脫氮除磷效率最好的一種，它對sbr工藝最大的改進是在反應(yīng)池前段增加一個選擇段，污水首先進入選擇段，與來自主反應(yīng)區(qū)的回流混合液混合，在厭氧條件下，選擇段相當于前置厭氧池，為高效除磷創(chuàng)造了有利條件。該工藝的另一個特點是利用同步硝化反硝化原理脫氮，在主反應(yīng)區(qū)，

15、反應(yīng)時段前期控制溶解氧不大于0.5mg/l ，處于缺氧工況，利用池中原有的硝態(tài)氮反硝化，然后利用同步硝化產(chǎn)生的硝態(tài)氮反硝化；到反應(yīng)時段后期。加大充氧量，使主反應(yīng)區(qū)處于好氧工況，完成生物除磷反應(yīng)，并保證出水有足夠的溶解氧。cast工藝設(shè)計和運行管理簡單，處理效果穩(wěn)定，已被多座中小型污水處理廠所采用，規(guī)模8萬m³/d的貴陽市小河污水處理廠以及深圳、天津及云南的一些污水處理廠都采用了該工藝。（4）unitank工藝unitank工藝是20世紀90年代比利時西格斯公司在三溝式氧化溝的基礎(chǔ)上開發(fā)出來的。它由3個矩形池組成，其中外邊兩側(cè)的矩形池既可做曝氣池，又可做沉淀池，中問一個矩形池只做曝氣池

16、。該工藝連續(xù)進水、連續(xù)出水、常水位運行，具有脫氮功能及流程簡單的特點，同時還有容積利用率低、設(shè)備閑置率高、除磷功能差等不足，要求除磷時則需要化學(xué)除磷。我國石家莊高新區(qū)10萬m³/d污水處理廠、上海石洞口40萬m³/d污水處理廠及廣西梧州污水處理廠均采用此工藝。(5) msbr 工藝msbr即改良型的sbr(modified sbr)，是a/o法和sbr法工藝組合合成的工藝系統(tǒng)，它具有二者的一些優(yōu)點，因而出水水質(zhì)穩(wěn)定。msbr是一種可連續(xù)進水、高效的污水處理工藝，且簡單、容積小、單池，易于實現(xiàn)計算機自動控制。在較低的投資和運行費用下，能有效地處理含高濃度bod5，tss、氮和

17、磷的污水。但msbr的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，各種設(shè)備較多，操作管理也比較麻煩，這些都有待進一步優(yōu)化改進。加拿大的estevan污水處理廠、深圳市鹽田污水處理廠、北京海淀區(qū)某醫(yī)院污水處理項目均采用了該工藝。3 氧化溝工藝氧化溝又稱循環(huán)曝氣池、無終端曝氣池，是活性污泥法的一種變型，通常采用延時曝氣，在污水凈化的同時污泥得到穩(wěn)定處理。常見的氧化溝有carrousel氧化溝、交替工作式氧化溝、orbal氧化溝、一體化氧化溝等。與活性污泥法相比，它具有處理工藝及構(gòu)筑物簡單、無初沉池和污泥消化池(一體式氧化溝還可以取消二沉池和污泥回流系統(tǒng))、泥齡長、剩余污泥少且容易脫水、處理效果穩(wěn)定等特點；但也存在著負荷低、占地大的

18、缺點。邯鄲市東污水廠處理水量為10萬m³/d污水處理廠采用了該工藝。4 傳統(tǒng)活性污泥工藝及其改進型工藝(1)傳統(tǒng)活性污泥工藝 傳統(tǒng)活性污泥法是應(yīng)用最早的工藝，它去除有機物和懸浮物的效率很高，對于城鎮(zhèn)污水，可確保出水bod5 和ss達到30mg/l 以下，因此，在1996年前在我國尚未要求去除氮磷，該工藝是城鎮(zhèn)污水處理廠的主體工藝。隨著城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準(gb189182002)的頒布實施，我國對城鎮(zhèn)污水處理廠的出水水質(zhì)，尤其是對出水的氮、磷指標要求更加嚴格。傳統(tǒng)的活性污泥工藝已經(jīng)不能滿足國家標準對氮、磷的去除要求，必須加以改造，一種是用于除磷的厭氧一好氧工藝(a/o)，一種

19、是用于脫氮的缺氧一好氧工藝；a/o法則是既脫氮又除磷的工藝。天津紀莊子30萬m³/d污水處理廠、北京高碑店100萬m³/d污水處理廠、沈陽北部污水處理廠40萬m³/d污水中的20萬m³/d采用的均是活性污泥污水處理技術(shù)。(2) a/o工藝 a/o(缺氧好氧)法對于大型活性污泥法污水處理廠來說，處理效果較穩(wěn)定，且實現(xiàn)了脫氮或除磷的目標，能耗和運營費用也較低；其缺點是處理單元多，管理較復(fù)雜，且不能同步脫氮和除磷。用于除磷的a/o工藝的最主要特征是高負荷運行、泥齡短、水力停留時間短；用于脫氮的a/o工藝的負荷很低，泥齡長、水力停留時間長。沈陽北部污水處理廠設(shè)計

20、處理的4o萬m³/d污水中的20萬m³/d采用的是a/o脫氮的污水處理技術(shù)。（3）a²/o工藝a²/o(厭氧缺氧好氧)工藝同時具有脫氮除磷的效果，其工藝原理是磷在厭氧區(qū)被釋放，在好氧區(qū)被吸收，達到除磷目的；污染物在好氧區(qū)被氧化降解，去除cod和bod5，同時在硝化菌作用下，有機氮轉(zhuǎn)化的氨氮繼續(xù)轉(zhuǎn)化為亞硝酸氮和硝酸氮，含有硝酸氮的大量混合液回流到缺氧區(qū)進行反硝化脫氮。該工藝主要優(yōu)點是對cod、bod5、ss等具有較高的去除率，對脫氮除磷也具有較高的去除效果，具有運行費用低、占地少，出水水質(zhì)好等特點。a+a²/o工藝就是在此基礎(chǔ)上在厭氧池前加了一個

21、污泥厭氧消化池，以便污泥更好的處理。1.2.3污水處理工藝流程的選擇1.2.3.1計算依據(jù)設(shè)計污水量居民日平均生活用水量：(20×0.8×0.3+20×0.2×0.15)×0.8=4.38(萬m3/d)工業(yè)廢水量：1350×90×140）×80%58320m3/d其它污水量：(4.38+5.83)×0.15=1.53萬m3/d污水總量：4.38+5.83+1.53=12萬m3/d轉(zhuǎn)化為l/s為單位，即：（120000×1000）/（24×60×60）=1388.89 l/s由

22、此查表污水量總變化系數(shù)k總 ，得k總=1.3設(shè)計總污水量為：120000×1.3=160000 m3/d=1852 l/s1.2.3.2處理程度計算bod的去除效率cod的去除效率ss的去除效率氨氮的去除效率總磷的去除效率總氮的去處率上述計算表明，bod、cod、ss、tp、nh3-n去除率高，需要采樣三級處理（或深度處理）工藝。1.2.3.3綜合分析 由上述計算，該設(shè)計要求處理工藝既能有效地去除bod、cod、ss等，又能達到同步脫氮除磷的效果。進水水質(zhì)濃度和對出水水質(zhì)的要求是選擇除磷脫氮工藝的一個重要因素。對于大部分城市污水，為了達到排放標準，應(yīng)該選用具有除磷和硝化功能的三級處理

23、。根據(jù)原水水質(zhì)、出水要求、污水廠規(guī)模，污泥處置方法及當?shù)販囟?、工程地質(zhì)、電價等因素作慎重考慮，通過綜合分析比較1.2.2 常用城市污水生物處理工藝的優(yōu)缺點，本設(shè)計擬采用a+a2/o脫氮除磷工藝。此工藝的特點是工藝不僅簡單，總水力停留時間小于其他的同類設(shè)備，厭氧(缺氧)/好氧交替進行，不宜于絲狀菌的繁殖，基本不存在污泥膨脹問題，不需要外加碳源，厭氧和缺氧進行緩速攪拌，運行費用低，處理效率一般能達到bod5和ss為90%95%，總氮為70%以上，磷為90%左右。因此宜選采用此方案來處理本次設(shè)計的污水。1.2.3.4工藝流程s市城市污水處理廠擬采用的如下工藝流程（圖1）。1.2.3.5流程說明城市污

24、水通過格柵去除固體懸浮物，然后進入曝氣沉砂池去除污水中密度較大的無機顆粒污染物（如泥砂，煤渣等），流入初沉池，然后進入生物池進行脫氮除磷氧區(qū)，培養(yǎng)不同微生物的協(xié)調(diào)作用，在處理常規(guī)有機物的同時脫氮除磷。經(jīng)過生物降解之后的污水經(jīng)配水井流至二沉池，進行泥水分離，二沉池的出水達到城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準gb18918-2002的一級標準中的b標準，即可排放。二沉池的污泥除部分回流外其余經(jīng)濃縮脫水后外運。1.2.4主要構(gòu)筑物說明1.2.4.1格柵格柵是由一組平行的金屬柵條或篩網(wǎng)制成，安裝在污水渠道上，泵房集水井的進口處或污水處理廠的端部，用以截流較大的懸浮物或漂浮物。城市污水中一般會含有纖維、碎皮、

25、毛發(fā)、果皮、蔬菜、塑料制品等，均須進行攔截從而防止管道堵塞，提高處理能力。本設(shè)計先設(shè)粗格柵攔截較大的污染物，再設(shè)細格柵去除較小的污染物質(zhì)。設(shè)計參數(shù)：粗格柵柵條間隙e=0.025m 柵條間隙數(shù)n=35個 柵條寬度s=0.01m 柵槽寬b=1.3m 柵前水深h=0.7m 格柵安裝角 柵后槽總高度h=1.05m 柵槽總長度l=3.13m細格柵柵條間隙e=0.01m 柵條間隙數(shù)n=86個 柵條寬度s=0.01m 柵槽寬b=1.8m 柵前水深h=0.7m 格柵安裝角 柵后槽總高度h=1.2m 柵槽總長度l=2.7m1.2.4.2曝氣沉砂池沉砂池的功能是利用物理原理去除污水中密度較大的無機顆粒污染物，普通

26、沉砂池的沉砂中含有約15%的有機物，使沉砂的后續(xù)處理難度增加。采用曝氣式沉砂池可克服這一缺點。曝氣式沉砂池是在池的一側(cè)通入空氣，使池內(nèi)水產(chǎn)生與主流垂直的橫向旋流。曝氣式沉砂池的優(yōu)點是通過調(diào)節(jié)曝氣量，可以控制污水的旋流速度，使除砂效率較穩(wěn)定，受流量變化的影響較小。同時，還對污水起預(yù)曝氣作用。設(shè)計參數(shù)：l12m、b3.0m、h3m，有效水深h=3m，水力停留時間t=2min，曝氣量，排渣時間間隔t=1d。1.2.4.3預(yù)缺氧池1.2.4.5厭氧池污水在厭氧反應(yīng)器與回流污泥混合。在厭氧條件下，聚磷菌釋放磷，同時部分有機物發(fā)生水解酸化。設(shè)計參數(shù)：l35、b9、h8，有效水深：7m，超高：1m，污泥回流

27、比r=100%，水力停留時間t=1.0h。1.2.4.6缺氧池 污水在厭氧反應(yīng)器與污泥混合后再進入缺氧反應(yīng)器，發(fā)生生物反硝化，同時去除部分cod。硝態(tài)氮和亞硝態(tài)氮在生物作用下與有機物反應(yīng)。設(shè)計參數(shù)：l53、b9、h8，有效水深：7m，超高：1m，污泥回流比r=100%，水力停留時間t=1.5h。1.2.4.7好氧池發(fā)生生物脫氮后，混合液從缺氧反應(yīng)器進入好氧反應(yīng)器曝氣池。在好氧作用下，異養(yǎng)微生物首先降解bod、同時聚磷菌大量吸收磷，隨著有機物濃度不斷降低，自養(yǎng)微生物發(fā)生硝化反應(yīng)，把氨氮降解成硝態(tài)氮和亞硝態(tài)氮。具體反應(yīng)：設(shè)計參數(shù)：l66、b24、h8，有效水深：7m，超高：1m，曝氣方式：采用表面

28、曝氣，水力停留時間t=5.0h，出水口采用跌水。1.2.4.8二沉池二次沉淀池的作用是泥水分離，使污泥初步濃縮，同時將分離的部分污泥回流到厭氧池，為生物處理提高接種微生物，并通過排放大部分剩余污泥實現(xiàn)生物除磷。本設(shè)計采用輻流式沉淀池。其設(shè)計參數(shù)：d40m、h6.95m，有效水深h=3.75m，沉淀時間t=2.5h。2 設(shè)計計算書2.1 格柵的設(shè)計2.1.1設(shè)計參數(shù)每日柵渣量大于0.2m3,一般應(yīng)采用機械清渣。 過柵流速一般采用0.61.0m/s。格柵前渠道內(nèi)的水流速度一般采用0.40.9m/s。格柵傾角一般采用45°75°。通過格柵的水頭損失，粗格柵一般為0.2m，細格柵一

29、般為0.30.4m。2.1.2設(shè)計計算2.1.2.1粗格柵格柵斜置于泵站集水池進水處，采用柵條型格柵，設(shè)六組相同型號的格柵，其中兩組為備用,過柵流速v2=0.7 m/s，格柵間隙為e=25mm，采用人工清渣，格柵安裝傾角為60°。柵前水深h 設(shè)計流量為： 代入數(shù)據(jù) 柵前水深 h = 0.7柵條間隙數(shù)n 式中：n 柵條間隙數(shù)，個；qmax 最大設(shè)計流量，m3/s； 格柵傾角度；e 柵條凈間隙，粗格柵e50100mm，中格柵e1040mm，細格柵e310mm；v 過柵流速，m/s。將數(shù)值代入上式： 柵槽寬度b b = s（n-1）+ en式中：b 柵槽寬度，m；s 柵條寬度，m,取0.0

30、1m；n 柵條間隙數(shù)，個；e 柵條凈間隙，粗格柵e50100mm，中格柵e1040mm，細格柵e310mm。將數(shù)值代入上式：b = s（n-1）+ en0.01×(35-1)+0.025×35=1.3m進水渠道漸寬部分的長度l1設(shè)進水渠道寬b1=0.85m，漸寬部分展開角1= 20°， 則進水渠道漸寬部分長度：柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度 過柵水頭損失h1 式中：h1 過柵水頭損失，m；h0 計算水頭損失，m；g 重力加速度，9.81m/s2；k 系數(shù)，格柵受污物堵塞后，水頭損失增大的倍數(shù)，一般k=3； 阻力系數(shù)，與柵條斷面形狀有關(guān) ， 當為矩形斷面時，=2

31、.42。采用矩形斷面=2.42，=2.42×=0.72h1=kh0=k=3×0.72××sin60°=0.05m柵后槽總高度h設(shè)柵前渠道超高h2=0.3m，柵前槽高h1 = h + h2 =0.7+0.3=1.0mh= h + h1 + h2 =0.7+0.05+0.3=1.05 m柵槽總長度ll = l1 + l2 + 0.5 + 1.0 + 0.7+0.35+0.5+1.0+ =3.13 m每日柵渣量w 式中： w 每日柵渣量，m3/d； w1 柵渣量，（m3/103m3 污水）取0.10.01；w1 = 0.01 m3/103m3，代入各

32、值：= 0.3m3/d采用機械清渣。2.1.2.2細格柵采用柵條型格柵，設(shè)六組相同型號的格柵，其中兩組為備用,過柵流速為v2=0.7 m/s，格柵間隙為e=10mm，采用機械清渣，格柵安裝傾角為60°。柵前水深h 設(shè)計流量為： 代入數(shù)據(jù) 柵前水深 h = 0.7m柵條間隙數(shù)n 式中：n 柵條間隙數(shù)，個；qmax 最大設(shè)計流量，m3/s； 格柵傾角度；e 柵條凈間隙，粗格柵e50100mm，中格柵e1040mm，細格柵e310mm；v 過柵流速，m/s。將數(shù)值代入上式： 柵槽寬度b b = s（n-1）+ en式中：b 柵槽寬度，m；s 柵條寬度，m,取0.01m；n 柵條間隙數(shù)，個；

33、e 柵條凈間隙，粗格柵e50100mm，中格柵e1040mm，細格柵e310mm。將數(shù)值代入上式：b = s（n-1）+ en0.01×(86-1)+0.01×86=1.8m進水渠道漸寬部分的長度l1設(shè)進水渠道寬b1=1.5m，漸寬部分展開角1= 20°， 則進水渠道漸寬部分長度：柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度 過柵水頭損失h1 式中：h1 過柵水頭損失，m；h0 計算水頭損失，m；g 重力加速度，9.81m/s2；k 系數(shù)，格柵受污物堵塞后，水頭損失增大的倍數(shù)，一般k=3； 阻力系數(shù)，與柵條斷面形狀有關(guān) ， 當為矩形斷面時，=2.42。采用矩形斷面=2.42

34、，=2.42×=2.42h1=kh0=k=3×2.42××sin60°=0.2m柵后槽總高度h設(shè)柵前渠道超高h2=0.3m，柵前槽高h1 = h + h2 =0.7+0.3=1.02mh= h + h1 + h2 =0.72+0.2+0.3=1.2 m柵槽總長度ll = l1 + l2 + 0.5 + 1.0 + 0.42+0.21+0.5+1.0+ =2.7 m每日柵渣量w 式中： w 每日柵渣量，m3/d； w1 柵渣量，（m3/103m3 污水）取0.10.01；w1 = 0.08 m3/103m3，代入各值：= 3.1m3/d采用機械清

35、渣。2.2 曝氣沉砂池的設(shè)計2.2.1設(shè)計參數(shù)旋流速度應(yīng)保持0.250.3m/d。水平流速為0.085 m/d。最大時流量的停留時間為13min。有效水深為23m，寬深比一般采用11.5。長寬比可達5，當池場比池寬大得多時，應(yīng)考慮設(shè)置橫向擋板。處理每立方米污水的曝氣量為0.10.2m3空氣。2.2.2設(shè)計計算總有效容積v 式中： v 總有效容積，m3； qmax 最大設(shè)計流量，m3/s； t 最大設(shè)計流量時的停留時間，min，取t =2min。將數(shù)值代入上式：池斷面積a 式中： a 池斷面積，m2； v 最大設(shè)計流量時的水平前進速度，m/s，取v=0.01 m/s。將數(shù)值代入上式： 池總寬度b

36、 式中： b 池總寬度，m； h 有效水深，m,取h = 3m。將數(shù)值代入上式： 每個池子寬度b取n=2格， 寬深比：，符合要求。池長l 式中： l 池長，m。將數(shù)值代入上式： 曝氣系統(tǒng)設(shè)計計算：采用鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)，羅茨鼓風(fēng)機供風(fēng)，穿孔管曝氣。所需曝氣量q =式中： q 所需曝氣量，m3/h； d 每m3污水所需曝氣量，m3/m3,取d=0.2 m3/m3。將數(shù)值代入上式： 供氣壓力p=(h1+h2+h3+h4+) 式中：h1 + h2供風(fēng)管道沿程局部損失之和，取 0.2m； h3 曝氣器淹沒水頭，取2.8m； h4 曝氣器阻力，取0.4m ；h富余水頭，取0.5m。p=(0.2+2.8+0.4

37、+0.5)=38.22kpa 沉砂斗所需容積v t取1d x1 城市污水沉砂量 （取3m3/105m3） 每個沉砂斗的容積vo 設(shè)每一格有2個砂斗，共4個砂斗 沉砂斗各部分尺寸 設(shè)斗底寬a1=1.2m，斗壁與水平的傾角為55o ，斗高h3'=0.6m沉砂斗上口寬：沉砂斗容積: 沉砂室高度h 采用重力排砂，設(shè)池底坡度為 0.3。坡向砂斗，超高h1=0.3m 池總高度: 空氣管的計算 在沉砂池上設(shè)一根干管，每根干管上設(shè)4對配氣管，共8條配氣豎管。則： 每根豎管上的供氣量為： 沉砂池總平面面積為： 選用ybm-2型號的膜式擴散器，每個擴散器的服務(wù)面積為2m2，直徑為200mm，則需空氣擴散器

38、總數(shù)為： 個。2.3 主體反應(yīng)池的設(shè)計2.3.1設(shè)計參數(shù)表2 設(shè)計參數(shù)項目數(shù)值bod5污泥負荷 kgbod5/（kgmlss.d）<0.18tn負荷 kgtn/（kgmlss.d）<0.05(好氧段)tp負荷 kgtp/（kgmlss.d）<0.06(厭氧段)污泥濃度mlss（mg/l）30004000污泥齡c(d)1520水力停留時間t(h)811各段停留時間比例a1：a2：a3：o（0.5：1.5：2：3）（0.5：1.5：2：4）污泥回流比r（%）50100混合液回流比r內(nèi)(%)100300溶解氧濃度do(mg/l)厭氧池0.2缺氧池0.5好氧池=2cod/tn8tp/

39、bod50.062.3.2設(shè)計計算有關(guān)參數(shù)判斷是否可采用a2/o法符合要求。bod5污泥負荷n 為保證生物硝化效果，bod負荷取:0.12 kgbod5/（kgmlss.d）。回流污泥濃度xr 根據(jù) 式中: svi 污泥指數(shù)，取svi=150 r 一般取1.2將數(shù)值代入上式： 污泥回流比r=100%。混合液懸浮固體濃度混合液回流比r內(nèi) tn去除率tn= 混合液回流比r內(nèi) 為了保證脫氮效果，實際混合液回流比r內(nèi)取100反應(yīng)池容積v反應(yīng)池總水力停留時間：各段水力停留時間和容積：預(yù)缺氧段0.5h,厭氧段1.0 h,缺氧段1.5h,好氧段5.0h。池容：v缺=2500m3, v厭=5000m3, v缺

40、=7500 m3, v好=25000 m3。 校核氮磷負荷，kg/(kgmlss·d)好氧段總氮負荷= =0.049 kgtn/(kgmlss·d) <0.05 kgtn/(kgmlss·d)， 符合要求厭氧段總磷負荷= =0.32kgtp/(kgmlss·d)符合<0.06 kgtp/(kgmlss·d)，符合要求剩余污泥量w生成的污泥量w1 式中： y 污泥增殖系數(shù)，取y=0.6。將數(shù)值代入上式內(nèi)源呼吸作用而分解的污泥w2式中： kd 污泥自身氧化率，取kd=0.05。 xr 有機活性污泥濃度，xr=fx，（污泥試驗法） xr=

41、0.75×4000=3000mg/l不可生物降解和惰性的懸浮物量（nvss）w3，該部分占tss約50% 剩余污泥產(chǎn)量w w = w1 - w2 + w3 = 10080-6000+7800=11880 kg/d污泥含水率q設(shè)為99.2% 剩余污泥量：污泥齡ts 反應(yīng)池主要尺寸 反應(yīng)池總?cè)莘ev=40000m3 設(shè)反應(yīng)池2組，單組池容 有效水深h取7.0m 單組有效面積 采用5廊道式推流式反應(yīng)池，廊道寬b取10m 單組反應(yīng)池長 校核：b/h=10/7=1.4（滿足b/h=12） l/b=57/10=5.7（滿足l/b=510） 取超高為1.0m，則反應(yīng)池總高h = 7.0 + 1.0

42、=8.0 m反應(yīng)池進、出水系統(tǒng)計算進水管 單組反應(yīng)池進水管設(shè)計流量 取管道流速v=0.8m/s 管道過水斷面積 管徑 取進水管管徑dn1200mm回流污泥管 單組反應(yīng)池回流污泥管設(shè)計流量 取管道流速v=0.8m/s 管道過水斷面積 管徑 取進水管管徑dn1200mm進水井 反應(yīng)池進水孔尺寸： 進水孔過流量 取孔口流速v=0.8m/s 孔口過水斷面積 孔口尺寸取為2m×1.2m 進水井平面尺寸取為3.2m×3.2m出水堰及出水井 按矩形堰流量公式計算： 式中： b 堰寬，b=8m h 堰上水頭,m, 出水孔過流量q4=q3=2.78m3/s 取孔口流速v=0.8m/s 孔口過

43、水斷面積 孔口尺寸取為2.5m×1.6m 出水井平面尺寸取為3.2m×2.6m出水管 反應(yīng)池出水管設(shè)計流量q5=q1=0.93m3/s 取管道流速v=0.8m/s 管道過水斷面積 管徑 取進水管管徑dn1200mm 校核管道流速曝氣計算設(shè)計需氧量aoraor = 去除bod5需氧量 - 剩余污泥中bodu氧當量 + nh3-n硝化需氧量 剩余污泥中nh3-n的氧當量 - 反硝化脫氮產(chǎn)氧量 碳化需氧量d1假設(shè)生物污泥中含氮量以12.4%計，則：每日用于合成的總氮=0.124×4080=506.0（kg/d）即，進水總氮有用于合成。被氧化的nh3-n = 進水總氮 出

44、水總氮量 用于合成的總氮量 = 35 15 4.22 = 15.78 mg/l所需脫硝量 = 35 25 4.22= 5.78 mg/l需還原的硝酸鹽氮量設(shè)進水堿度為250，將各值代入：剩余堿度salk1 =2507.14×15.78+3.57×5.78+0.1×（16020）=172>100(mg/l) (以caco3 計)可維持ph在69。硝化需氧量d2 反硝化脫氮產(chǎn)生的氧量d3d3 = 2.86nt = 2.86×693.6 = 1983.70 kgo2/d總需氧量aor = d1+d2-d3 = 18789.37+8712.77-1983.

45、70= 29485.84kgo2/d = 1228.58 kgo2/h最大需氧量與平均需氧量之比為1.4，則aormax = 1.4aor = 1.4×29485.84 = 41280.18 kgo2/d = 1720.0 kgo2/h去除每1kgbod5的需氧量：標準需氧量 氧轉(zhuǎn)移效率ea=20%，計算溫度t=25。將實際需氧量aor換算成標準狀態(tài)下的需氧量sor。 式中： 氣壓調(diào)整系數(shù)，工程所在地區(qū)實際大氣壓約為1.013×105pa，故此 cl 曝氣池內(nèi)平均溶解氧，取cl=2mg/l； cs（20） 水溫20時清水中溶解氧的飽和度，mg/l； csm(t) 設(shè)計水溫t

46、時好氧反應(yīng)池中平均溶解氧的飽和度，mg/l； 污水傳氧速率與清水傳氧速率之比，取0.82； 污水中飽和溶解氧與清水中飽和溶解氧之比，取0.95。 查表得水中溶解氧飽和度：cs（20）=9.18 mg/l，cs（30）=8.38 mg/l 空氣擴散氣出口處絕對壓為：pb = 1.013×105+9.8×103h = 1.013×105+9.8×103×4 = 1.405×105 pa 空氣離開好氧反應(yīng)池時氧的百分比： 好氧反應(yīng)池中平均溶解氧飽和度： 標準需氧量為： 相應(yīng)最大時標準需氧量：sormax = 1.4sor = 1.4

47、5;49242.46 = 64739.44 kgo2/d = 2697.48kgo2/h好氧反應(yīng)池平均時供氣量：最大時供氣量：gsmax = 1.4gs = 44958.06 m3/h供氣壓力p=(h1+h2+h3+h4+) 式中：h1 + h2供風(fēng)管道沿程局部損失之和，取 0.2m； h3 曝氣器淹沒水頭，取3.8m； h4 曝氣器阻力，取0.4m ；h富余水頭，取0.5m。p=(0.2+3.8+0.4+0.5)=40.82kpa曝氣頭數(shù)量計算（以單組曝氣池計算）按供氧能力計算曝氣器數(shù)量h1=式中h1 按供氧能力所需曝氣器個數(shù)，個；qc曝氣器標準狀態(tài)下，與曝氣池工作條件相似的供氧能力，kgo

48、2 /（h·個）。采用微孔曝氣器，參照有關(guān)工作手冊，工作水深4.3m，在供風(fēng)量13m3 /（h·個）時曝氣器氧利用率ea=20%，服務(wù)面積0.30.75m2，充氧能力qc =0.14 kgo2 /（h·個），則：好氧池中曝氣器數(shù)量h1=2409（個）厭氧池設(shè)備選擇（以單組反應(yīng)池計算） 厭氧池設(shè)導(dǎo)流墻，將厭氧池分成3格，每格內(nèi)設(shè)潛水攪拌機1臺。 厭氧池有效容積v 厭=35×9×8=2520m3缺氧池設(shè)備選擇（以單組反應(yīng)池計算）兩座 缺氧池設(shè)導(dǎo)流墻，將缺氧池分成3格，每格內(nèi)設(shè)潛水攪拌機1臺。 預(yù)缺氧池有效容積v 缺=16×10×

49、8=1274m3 缺氧池有效容積v 缺=53×9×8=3816m3污泥回流設(shè)備 污泥回流比r=100% 污泥回流量qr=rq=1×160000=160000m3/d=6700m3/h 設(shè)回流污泥泵房1座，內(nèi)設(shè)4臺潛污泵（2用1備） 單泵流量 水泵揚程根據(jù)豎向流量確定混合液回流設(shè)備混合液回流泵 混合液回流比r內(nèi)=100% 混合液回流量qr=r內(nèi)q=1×160000=160000m3/d=6700m3/h 設(shè)混合液回流泵房1座，內(nèi)設(shè)4臺潛污泵（4用1備） 單泵流量混合液回流管 回流混合液由出水井重力流至混合液回流泵房，經(jīng)潛污泵提升后送至缺氧段首端。 混合液回

50、流管設(shè)計流量 泵房進水管設(shè)計流速采用v=1.2m/s 管道過水斷面積 管徑 取進水管管徑dn1000mm 校核管道流速泵房壓力出水總管設(shè)計流量 設(shè)計流速采用v=1.2m/s 管道過水斷面積 管徑 取進水管管徑dn1000mm2.4 配水井的設(shè)計2.4.1設(shè)計參數(shù)水力配水設(shè)施基本的原理是保持各個配水方向的水頭損失相等。配水渠道中的水流速度應(yīng)不大于1.0m/s，以利于配水均勻和減少水頭損失。2.4.2設(shè)計計算進水管管徑d1 配水井進水管的設(shè)計流量為q = 160000/24 = 6700 m3/h,當進水管管徑d1=1550mm時，查水力計算表，得知v=1.0m/s，滿足設(shè)計要求。矩形寬頂堰進水從

51、配水井底部中心進入，經(jīng)等寬度堰流入4個水斗再由管道接入4座后續(xù)構(gòu)筑物，每個后續(xù)構(gòu)筑物的分配水量為q = 6700/4 = 1675 m3/h 。配水采用矩形寬頂溢流堰至配水井。堰上水頭h 因單個出水溢流堰的流量為q = 6700/4 = 1675 m3/h = 465.3l/s，一般大于100 l/s采用矩形堰，小于100 l/s采用三角堰，所以，本設(shè)計采用矩形堰（堰高h取0.5m）。 矩形堰的流量： 式中： q 矩形堰的流量，m3/s； h 堰上水頭，m； b 堰寬，m，取堰寬b = 1.2m； mo 流量系數(shù)，通常采用0.3270.332，取0.33。 則，堰頂厚度b 根據(jù)有關(guān)實驗資料，當

52、時，屬于矩形寬頂堰。取b = 1.2m，這時（在2.510范圍內(nèi)），所以，該堰屬于矩形寬頂堰。配水管管徑d2 設(shè)配水管管徑d2 = 900mm,流量q = 6700/4 = 1675 m3/h = 465.3 l/s，查水力計算表，得知v=0.85m/s。配水漏斗上口口徑d 按配水井內(nèi)徑的1.5倍設(shè)計，d = 1.5×d1 = 1.5×1550 = 2325 mm2.5 輻流式二沉池的設(shè)計2.5.1設(shè)計參數(shù)池子直徑與有效水深之比宜為612。池子直徑不宜小于16m。池底坡底不宜小于0.05。2.5.2設(shè)計計算每座沉淀池表面積a1和池徑d 式中： a1 每池表面積，m2； d 每池直徑，m； n 池數(shù)； qo 表面水力負荷，m3/(m2.h)。 取qo=1.5 m3/(m2.h)，n=4座將數(shù)值代入上式： ，取d=40m有效水深h2 h2 = qoth2 = qot 式中： h2 有效水深，m； t 沉淀時間。 取沉淀時間t=2.5h h2 = qot = 1.5×2.5 = 3.75 m d/ h2 = 40/3.75 10.67,合格沉淀