城市生活污水處理設計計算說明書

1、 . . . 目 錄1.設計水量31.1.設計目的31.2.設計任務31.2.1 工藝流程31.2.2 圖紙繪制41.3 設計資料41.3.1.污水來源與水量水質(zhì)41.3.2. 出水水質(zhì)51.3.3 小區(qū)概況61.3.4 氣候情況62.污水處理站工藝設計計算書62.1.設計水量62.2.污水處理程度的確定72.3 集水調(diào)節(jié)池和泵房設計72.3.1 水泵全揚程估算72.3.2 集水調(diào)節(jié)池和泵房尺寸計算:92.4 格柵的設計92.4.1 進水渠寬、水深的確定92.4.2 柵條的間隙數(shù)的確定102.4.3 格柵柵槽寬度102.4.4 進水渠漸寬部分長度112.4.5 柵槽與出水渠連接處的漸窄部分長度

2、112.4.6 過柵水頭損失的計算112.4.7 柵槽總高度、總長度的計算112.4.8 每日柵渣量計算122.4.9 格柵立面圖與平面圖122.5 平流沉砂池的設計132.5.1 平流沉砂池水流部分的長度132.5.2 水流斷面面積132.5.3 池總寬度142.5.4 沉沙斗的容積142.5.5 沉砂斗各部分的尺寸142.5.6 滑沙區(qū)長度、高度142.5.7入水口漸擴段長度l1152.5.9 驗證最小流速152.5.10 平流沉砂池立面圖、平面圖與側(cè)面圖162.5.11 砂水分離器的選型172.6 曝氣氧化池的設計172.6.1 曝氣池污水處理程度的計算與運行方式182.6.2 污泥齡的

3、確定182.6.3 曝氣池的容積計算192.6.4 曝氣池各部位尺寸的計算202.6.5 曝氣池放空管設計202.6.6 曝氣池的平面、立面圖212.6.7 曝氣系統(tǒng)的計算與設計212.6.8 供氣量的計算232.6.9 空氣管系統(tǒng)的計算252.6.10 空氣系統(tǒng)管段的布置圖272.6.11 空壓機的選定282.7 二沉池（輻流式沉淀池）的設計282.7.1 每座輻流式沉淀池表面積和池徑的計算282.7.2 沉淀池有效水深292.7.3 刮泥機的選型292.7.4 沉淀池的計算302.7.5 校核徑深比312.7.6 校核出水堰負荷312.7.7 輻流式沉淀池的立面圖3228 回用水池（接觸消

4、毒池）與消毒的設計322.8.1 接觸消毒池的主要設計數(shù)據(jù)322.8.2 接觸消毒池容積332.8.3 接觸消毒池的平面積332.8.4 接觸消毒池池長、總寬的計算332.8.5 接觸消毒池的總高332.8.6 接觸消毒池的進出水部分332.8.7 接觸消毒池的平面圖3429 污泥濃縮池的設計342.9.1 剩余污泥量的計算342.9.2濃縮池有效容積352.9.3濃縮池面積352.9.4濃縮池直徑352.9.5 校核其他參數(shù)362.9.6 刮泥機選型362.9.7 污泥濃縮后的容積362.9.8 污泥區(qū)容積計算372.9.9 確定排泥時間372.9.10 濃縮池總高度382.9.11 污泥脫

5、水機選型382.9.12 污泥濃縮池剖面圖、平面圖392.10 配水設施的設計402.10.1 平流沉砂池后的配水井402.10.2曝氣氧化池后的配水井412.10.3二沉池后的結(jié)合井422.11 高程計算432.11.1 曝氣氧化池前高程計算442.11.2 曝氣池后高程計算451.設計水量1.1.設計目的目前中國正致力于生態(tài)住宅小區(qū)的建設。生態(tài)小區(qū)是運用生態(tài)學原理，遵循生態(tài)平衡、可持續(xù)發(fā)展、效率優(yōu)先原則，設計、組織小區(qū)外空間中的各種物質(zhì)因素，使物質(zhì)在系統(tǒng)有秩序地循環(huán)轉(zhuǎn)換，從而獲得一種高效、低耗、無污染的平衡生態(tài)環(huán)境。其中水環(huán)境系統(tǒng)要求在保證小區(qū)居民日常生活用水的前提下，采用各項適

6、用技術、達到節(jié)水、節(jié)能、節(jié)地、治污的目的。建設部城市中水設施管理暫行辦法中將中水定義為：部分生活優(yōu)質(zhì)雜排水經(jīng)凈化處理后，達到生活雜用水水質(zhì)標準（CJ25.1-1989），可以在一定圍使用的非飲用水。如將小區(qū)污水凈化處理后用于公共綠地綠化、道路噴灑、地面沖洗等。 85%的生活污水經(jīng)處理后回用，削減廢水排放量，對保護水環(huán)境有十分重要的意義。1.2.設計任務1.2.1 工藝流程提升泵站中格柵曝氣沉沙池 生活污水集水調(diào)節(jié)池污泥泵房濾 池 接觸消毒池 污泥干化場回用水泵房澆灑道路與地面沖洗 綠地綠化 反沖洗水沉渣達標排入廠區(qū)排水系統(tǒng) 中間水池曝氣氧化池二沉池 污泥脫水機房污泥外運污泥濃縮池回流污泥根據(jù)該

7、該小區(qū)污水的水量、水質(zhì)，結(jié)合目前國這類廢水的處理現(xiàn)狀，擬訂污水處理系統(tǒng)工藝流程如下：圖1 污水處理系統(tǒng)工藝流程圖按照擬訂的系統(tǒng)處理流程，根據(jù)所給的資料、規(guī)、手冊等對每個處理構(gòu)筑物進行設計計算（此次不做加藥部分的計算），并將計算結(jié)果用工程圖紙表達出來；1.2.2 圖紙繪制完成如下圖紙繪制： 1）污水處理廠總平面布置圖與高程布置圖（用A1圖紙繪制）； 2）完成指定的單體平面圖、主視剖面圖與側(cè)剖面圖(用A1圖紙繪制)。1.3.制圖要求；總平面圖與高程圖一起用繪制在A1號圖紙上（用計算機軟件Auto CAD 繪制成工程圖）。1.3設計資料1.3.1.污水來源與水量水質(zhì)此項工程所處理回用的是小鎮(zhèn)全截流生

8、活污水。生活污水排水量按給水量的85%計。給水量按地區(qū)的不同而不同,居民最高日用水量按200400L/人·d 考慮,該小區(qū)的人均給水量與生活排水量見表1，污水水質(zhì)見表2。表 1 小區(qū)生活污水排水量類別水量（m3/d）所占百分率（%）備注給水量206578.67100總排放量175591.87占給水的85%其中：廁所69183.2039.4全部截流處理后回用廚房27392.3315.6洗澡41439.6823.6盥洗、洗衣37576.6621.4合計175591.87100表2 小區(qū)生活污水水質(zhì)排水類別BOD（mg/L）COD（mg/L）SS（mg/L）廁所200300250廚房500

9、900洗澡50120盥洗、洗衣6090混合廢水水質(zhì)181.44306.18250混合廢水水質(zhì)計算：BOD（mg/L）=200*39.4%+500*15.6%+50*23.6%+60*21.4%=181.44mg/LCOD（mg/L）=300*39.4%+900*15.6%+120*23.6%+90*21.4%=306.18 mg/LSS（mg/L）=250 mg/L1.3.2. 出水水質(zhì)1）要求二沉池的出水經(jīng)中間水池溢流排放時的水質(zhì)要達到國家城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準（GB18918-2002）中的一級A類污水排放標準，即： CODCr50mg/L，BOD5 10mg/L，SS 10mg/L

10、，pH值69， NH4-N 5（8）mg/L，TP 0.5mg/L，大腸菌群 1000個/L。注：磷和氮的去除在本次設計中暫時不做考慮。表3 GB 12941-1991 生活雜用水水質(zhì)標準編號項目廁所便器沖洗綠化、洗車等1 渾濁度（度）1052 溶解性固體（mg/L）120010003 懸浮性固體（mg/L）1054 色度（度）3030 5嗅無不愉快感覺無不愉快感覺 6 pH 值6.5 9.0 6.5 9.07 BOD5 mg/L）1010 8 CODCr （mg/L）5010 9 氨氮（以N計）（mg/L）20 10 10總硬度（以CaCO3計）（mg/L）450450 11氟化物（mg/L

11、）350300 12陰離子合成洗滌劑（mg/L）1.00.5 13鐵（mg/L）0.40.4 14錳（mg/L）0.10.1 15游離性余氯（mg/L）管網(wǎng)末端0.2管網(wǎng)末端0.2 16總大腸菌群數(shù)（個/L）33 2）回用水水質(zhì)根據(jù)建設部頒布的生活雜用水水質(zhì)標準(GB12941-1991)規(guī)定(表3)，濾池的出水水質(zhì)經(jīng)過加氯消毒后才能達到綠化和道路沖洗用水質(zhì)；（注：如果中水用于沖廁，則要求在污水深度處理時要盡可能去除廢水中的污染物，特別是有機污染物，要盡可能使其無機化。由于該小鎮(zhèn)的綠化與沖洗路面的用水量較大，可回用的中水剛好能滿足其水量要求，所以，不考慮中水回用沖廁。綠化與沖洗路面的用水水質(zhì)主

12、要考慮懸浮性固體、渾濁度、BOD5、CODCr、總大腸菌群數(shù)等幾項指標）。1.3.3小區(qū)概況該小鎮(zhèn)位于省中部某市，屬熱帶和亞熱帶季風氣候區(qū)。市區(qū)地勢平坦，除東部有一座較高的山（主峰海拔382m）外，市區(qū)主要建在臺地和平原上。小鎮(zhèn)居住人口約50000人,用水時變化系數(shù) kh = 1.3。小鎮(zhèn)污水經(jīng)污水處理后的溢流部分排入小鎮(zhèn)的排水管網(wǎng)，小鎮(zhèn)排水管網(wǎng)將接入城市的排水管道系統(tǒng)。小鎮(zhèn)的地質(zhì)條件良好，地基承載力10.5kg/cm2。1.3.4氣候情況 1）市多年來的極端高溫38.7，每年68月份的氣溫最高。而到了冬季（122月）溫度較低,多年來的極端低溫為0,全年平均溫度2024。 2）年平均相對濕度為

13、65%，春季濕度大，約為6590%； 3）雨季集中在49月份，這段時間的降雨量占全年降雨量的80%以上，49月份為受熱帶氣旋影響的主要時段，降雨量大，多出現(xiàn)暴雨，年平均降雨量為1930mm； 4）風向：冬季（122月）主導風向為東北風，夏季的主導風向為東南風。2.污水處理站工藝設計計算書2.1.設計水量根據(jù)所給資料,該小區(qū)用水時變化系數(shù)Kh=1.3,最高日給水量為206578.67m3,污水總排放量按給水量的85%計，故而最高日污水的總排放量Q=206578.67*85%=175591.87m3。該小區(qū)人均生活污水排放量見表1，小區(qū)生活污水水質(zhì)見表2。2.2.污水處理程度的確定根據(jù)城鎮(zhèn)污水處理

14、廠污染物排放標準（GB18918-2002）要求以與原始資料給出的實測水質(zhì)，通過加權平均方法確定一個污水進水水質(zhì)，然后再計算各項指標的去除效率，最后將結(jié)果列成如下表3：表4水質(zhì)一覽表項目BOD5（mg / L）CODcr（mg / L）SS（mg / L）實測水質(zhì)（mg / L）（經(jīng)過加權平均法計算）181.44306.18250出水水質(zhì)標準（mg / L）105010去除率（%）94.4983.67962.3 集水調(diào)節(jié)池和泵房設計 最高日污水排放流量：Qw最高日=206578.67*85%=175591.87m3/d。所以最高日平均時污水排放量為Qw平均時=175591.87/24=7316

15、.33m3/h。 最高日最高時污水排放量：Q=7316.33*1.3=9511.23m3/h=2642.01L/s。為了防止水量起伏變化大和檢修時照樣可以正常工作，因此設置水泵三用一備，泵的設計流量：Q單泵=2642.01/3=880.67L/s。2.3.1水泵全揚程估算H H1 + H2 + h1 + h2 + h3式中： H1吸水地形高度(m),為集水池常水位與水泵軸線標高之差；其中常水位是集水池運行中經(jīng)常保持的水位，在最高與最低水位之間，由泵站管理單位根據(jù)具體情況決定，一般采用最低水位進行設計計算；H2壓水地形高度(m)，為水泵軸線與格柵池最高水位之間高差；格柵最水位高出地面暫按5 6m

16、考慮（實際工程中按設計要求考慮）；初步設計中h1 + h2=2(mH20)進行估算； h1吸水管水頭損失(m)，一般包括吸水喇叭口（帶底閥）、90度彎頭、漸縮管、直線段等；h2 出水管頭損失(m)，一般包括漸擴管、一個電動閘門一個手動閥門、90度彎頭(或三通)、格柵處進水管淹沒式出流局部阻力系數(shù)與直線段等，止回閥放在泵房外的輸水管上；式中：1、2局部阻力系數(shù)(見給水排水設計手冊第1冊常用資料)：v1吸水管流速，根據(jù)規(guī)第4.3.2條，為0.71.5 m/s；v2出水管流建，根據(jù)規(guī)第4.3.2條，為0.82.5 m/s； g重力加速度，為9.81m；h3 安全水頭(m)，估算揚程時可按0.5 1.

17、0 m計；詳細計算時應慎用，以免工況點偏移，見手冊P.193圖3-23HH1+H2+h1+h2+h3集水池最低水位按-6m計，格柵高出地面按6m計，h1+h2先估算為2 m；h3安全水頭先估算為1 m。HH1+ H2+h1+h2+h3=6+6+2+1=15m按照三泵并聯(lián)設計， Q單泵=880.67L/s為單泵設計流量，水泵揚程為15m，通過智能選泵軟件，所選泵的型號為600QW3750-17-250：表5600QW3750-17-250型泵相關參數(shù)型號流量（L/s）揚程（m）轉(zhuǎn)速（r/min）600QW3750-17-25090017740功率（KW）效率（%）出口直徑（mm）重量（kg）25

18、086.776004690注;廠家為三聯(lián)泵業(yè)股份600QW3750-17-250型泵的外型與安裝尺寸如下：(單位：mm)圖2 600QW3750-17-250型泵的外型與安裝尺寸2.3.2集水調(diào)節(jié)池和泵房尺寸計算: 根據(jù)要求,本次設計采用集水池與泵房合建, 水池位于泵房下方，水泵采用吸上式。根據(jù)室外排水設計規(guī)（GB50014-2006）（2014年版）集水池的設計規(guī)：污水泵站集水池的容積，不應小于最大一臺水泵5min的出水量，故而集水池的容積為：Vmin=Q單泵×t =900×5×60÷1000=270m32.4 格柵的設計本次設計采用中格柵，分兩格平行

19、設計，格柵柵條的凈間隙圍為1040mm，此次設計采用間隙為20mm。格柵的斷面形狀采用馬蹄形，根據(jù)給排水手冊第五冊5.1中表5-1，表5-3對柵條尺寸規(guī)定為：直徑10mm,長為50mm,形狀系數(shù)=1.83，過柵水頭損失為0.080.15m。2.4.1 進水渠寬、水深的確定按照3臺水泵最大機組搭配工作時的最大流量Qmax=900*3L/s=2700L/s=2.7m3/s，由于水泵的輸出口的直徑為600mm，污水直接通過水泵的輸出管道排入明渠，為了便于檢查和維修，明渠的兩邊以與管道間需要預留200-300mm的間距，本次設計取200mm。因此，進水渠的寬度B1=0.2*4+3*0.6m=2.6m。

20、格柵的水深一般為0.4-0.6m，這次設計取水深h=0.5m。因此，進水渠的流速為：2.7/（2.6*0.5）m/s=2.08m/s在排水手冊中，對于混凝土磨面明渠的最大設計流速為4m/s，長度不小于1.2m，因此v1=2.08m/s符合設計要求。2.4.2 柵條的間隙數(shù)的確定根據(jù)Qmax =900*3L/s=2700L/s=2.7m3/s，采用兩個格柵進行攔截，單個格柵的流量為Q1=2700/2L/s=1350L /s=1.35 m3/s。柵前水深h0.5m，格柵傾角60°，柵條間隙e20mm=0.02m，在給排水設計手冊3.1.5中，規(guī)定了過柵流速為0.61.0m/s，取其為v3

21、1.0m/s，則柵條數(shù)n為：=125.63，故而n取126。式中，n格柵間隙數(shù)；e柵條凈間隙，mm； h柵前水深，m；Q1最大設計流量，m3/s； v3過柵流速，m/s； 經(jīng)驗系數(shù)；2.4.3 格柵柵槽寬度由于設計中選擇的柵條斷面形狀為馬蹄形，其格條寬度取S=10mm，因此，柵槽寬度為：B=S（n-1）+en=0.01*（126-1）+0.02*126=3.77m式中，B柵槽寬度，m；S格條寬度，m；根據(jù)排水工程（下）P55表3-1，格柵柵槽寬度B可查得為B=3800mm，故而取B=3800mm，代入柵槽寬度驗算式，得到：n=（B+S）/(S+e)=（3.8+0.01）/（0.01+0.02）

22、=127，故而取格柵條數(shù)為127條。2.4.4進水渠漸寬部分長度根據(jù)之前的計算，B=3800mm=3.8m，B1=2600mm=2.6m，進水渠道漸寬部分的展開角度1一般可以采用20度。因為兩個格柵并行排布，因此漸寬后的明渠的寬度為B2=2B+0.2=2*3.8+0.2=7.8m根據(jù)計算公式，l1=（7.8-2.6）/（2tg1）=7.14m。驗證柵前流速V2=Qmax/（B2*h）=2.7/（7.14*0.5）m/s=0.76m/s，符合規(guī)中柵前流速圍為0.40.9m/s的要求。2.4.5 柵槽與出水渠連接處的漸窄部分長度 根據(jù)l1與l2的關系式，可以求出柵槽與出水渠連接處的漸窄部分長度為：

23、l2= l1/2=7.14/2=3.57m2.4.6 過柵水頭損失的計算根據(jù)給排水手冊第五冊5.1中表5-3對格柵的規(guī)，馬蹄形斷面的格柵的形狀系數(shù)=1.83，因此，阻力系數(shù)=（S/e）4/3=1.83*（0.01/0.02）4/3=0.73。過柵水頭損失計算公式：h1=k*h0h0=*v32/（2g）*sin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)；格柵傾角，度，取60度；所以，h0=*v32/（2g）*sin=0.73*12/（2*9.81）*sin60=0.03m；h1=k*h

24、0=3*0.03=0.09m，符合給排水手冊第五冊中過柵水頭損失的規(guī)0.080.15m。2.4.7 柵槽總高度、總長度的計算H=h+h1+h2式中，H柵槽總高度，m；h柵前水深，m；h2柵前渠道超高，m，一般用0.3m。 所以柵槽的總高度H=h+h1+h2=0.5+0.09+0.3=0.89m柵槽的總長度計算式為：L=l1+l2+0.5+1.0+H1/tg式中， L柵槽總長度，m； H1柵前槽高，m； l1進水渠道漸寬部分長度，m； l2柵槽與出水渠連接渠的漸縮長度，m。柵前槽高：H1=h+h2=0.5+0.3m=0.8m柵槽總長度：L=l1+l2+0.5+1.0+H1/tg=7.14+3.5

25、7+0.5+1.0+0.8/tg60m=12.67m2.4.8 每日柵渣量計算式中，W每日柵渣量，m3/d；W1柵渣量（m3/103m3污水），取0.1-0.01，粗格柵用小值，細格柵用大值，中格柵用中值，本次采用中格柵，故取W1=0.05；K總生活污水流量總變化系數(shù)，取1.3。因此，每日柵渣量為=8.97m3/d,采用機械清渣。2.4.9 格柵立面圖與平面圖圖3 格柵立面圖圖4 格柵平面圖2.5 平流沉砂池的設計沉砂池的功能是去除比重較大的無機顆粒（如泥沙、煤渣等）。沉砂池一般設于泵站、倒虹管前，以便減輕無機顆粒對水泵、管道的磨損；也可設于初沉池前，以減輕沉淀池負荷與改善污泥處理構(gòu)筑物的處理

26、條件。本次設計采用平流沉砂池，平流沉砂池由入流渠、出流渠、閘板、水流部分與沉沙斗組成。它具有截留無機顆粒效果較好、工作穩(wěn)定、構(gòu)造簡單、排沉砂較方便等優(yōu)點。2.5.1 平流沉砂池水流部分的長度沉砂池兩閘板之間的長度為水流部分長度，計算公式為：L=v*t式中，L水流部分長度，m；V最大流速，m/s； t最大設計流量時的停留時間，s；本次設計中，最大流速v取0.30m/s，最大設計流量時的停留時間t取45s，因此，沉砂池部分水流長度L=v*t=0.30*45=13.5m。2.5.2 水流斷面面積A=Qmax/v式中，A水流斷面面積，m2； Qmax最大設計流量，m3/s。根據(jù)之前的數(shù)據(jù)可求得：水流斷

27、面的面積A= Qmax/v=2.7/0.30=9m2。2.5.3 池總寬度B=A/h2式中,B池總寬度，m； h2設計有效水深，m。根據(jù)水流斷面的面積A=9m2，取有效水深h2為1.0m，可得：池總寬度B=A/h2=9/1.0=9m。本次設計中，采用n=4格沉砂池，則每格沉砂池的寬度為b=B/4=9/4=2.25m，由于每格沉砂池由寬度為20cm的隔墻隔開,沉砂池一邊兩格與另一邊兩格之間設置一條70cm的走道，所以沉砂池的實際總寬度為B總=9+2*0.2+0.7=10.1m。2.5.4 沉沙斗的容積沉砂斗的容積的計算公式為：式中，V沉砂斗的容積，m3；X1城市污水沉沙量，一般采用3m3/105

28、m3； t清除沉砂的時間間隔，d，一般采用2d； K總流量總變化系數(shù)，根據(jù)流量取K總=1.3。根據(jù)之前所計算的相關數(shù)據(jù)，計算出沉沙斗的總?cè)莘e為V=（86400Qmaxtx1）/（105K總）=（86400*2.7*2*3）/（105*1.3）=10.77m3。本次設計中，沉沙池分4格，每格沉沙池設2個沉沙斗，則每個沉沙斗的容積為V1=10.77/（4*2）=1.35m3。2.5.5 沉砂斗各部分的尺寸設沉沙斗斗底寬a1為0.5m，沉沙斗的斗壁與水平面傾角為60度，斗高h3為1.1m，則沉砂斗上底寬為：b1=2*h3/tg60+ a1=2*1.1/tg60+0.5=1.77m 所以沉砂斗的設計容

29、積為：V設=×h3=1/3*1.1*（0.5×0.5+1.77×1.77+=1.56 m3>1.35 m3，因此，設計的沉沙斗容積符合設計要求。2.5.6 滑沙區(qū)長度、高度沉砂室采用重力排沙，設池底坡度為0.06，沉砂斗隔墻寬度為0.2m，坡向砂斗，則沉沙斗高度為：h3= h3+0.06*l2式中，l2滑沙區(qū)的水平方向長度；l2=（L-2b1-0.2）/2=（13.5-2*1.77-0.2）/2=4.88m所以，滑沙區(qū)高度h4=0.06*l2=0.06*4.88=0.29m。2.5.7入水口漸擴段長度l1 漸擴角取20°，沉砂池寬度為B2=2.25

30、*4+0.2*2+0.7=10.1m，根據(jù)之前格柵的計算可知，平流沉砂池入水口寬與格柵出水口寬相等，同為2.6m，則：入水口漸擴的長度l1=(10.1-2.6)/(2*tg20)=10.3m。2.5.8 沉砂池的總高度沉砂池的總高度的計算公式為：H=h1+h2+h3+0.06*l2式中，H總高度，m； h1超高，一般取0.3m； h3貯砂斗高度，m。因此，沉砂池的總高度為：H=h1+h2+h3+0.06*l2=0.3+1.0+1.1+0.06*4.88=2.69m。2.5.9 驗證最小流速在最小流量時，只用一格沉砂池工作（n=1），根據(jù)計算公式：式中，vmin最小流速，m/s；Qmin最小流量

31、，m3/s；min最小流量時沉砂池中的水流斷面面積，m2； n最小流量時工作沉砂池的數(shù)目，個。最小流量為Qmin=Qmax/4=2.7/4=0.68m3/s，最小流量時沉砂池中的水流斷面面積min=h2*b=1*2.25=2.25m2。故而，最小流速=0.68/2.25=0.3m/s>0.15 m/s，符合設計要求。2.5.10 平流沉砂池立面圖、平面圖與側(cè)面圖圖5 平流沉沙池立面圖圖6 平流沉砂池平面圖圖7 平流沉砂池側(cè)面圖2.5.11 砂水分離器的選型根據(jù)先前的計算，在本次設計中，平流沉砂池兩日排沙量為10.77m3，沉砂池有四格八個沉沙斗，每四個沉沙斗配備一個砂水分離器，則每臺砂水

32、分離器的處理砂量為10.77/2=5.39 m3，假設砂水分離器工作時間為15分鐘，則分離器吸砂處理速率為5.39/0.5=10.77 m3/h=2.99L/s，按照此速率進行砂水分離器的選型。本次設計中，選擇了LSSF260型砂水分離器，其相關參數(shù)見表6。表6 LSSF260型砂水分離器相關參數(shù)型號處理量L/s功率KwLL1LSSF2605-120.3743503840L2L3WW1W230001000165313201200HH1H2B1B22100167016001260326A1A2A3進水口直徑溢流口直徑2700100130100150LSSF260型砂水分離器的外形圖圖8 LSSF

33、260砂水分離器外形圖2.6 曝氣氧化池的設計本次設計采用的是A2/O工藝，即預缺氧、厭氧、缺氧、好氧四個階段，好氧段采用的曝氣方式為階段曝氣。2.6.1 曝氣池污水處理程度的計算與運行方式原污水的BOD值（S0）為181.44mg/L，經(jīng)過初次沉淀池（平流沉砂池）處理，BOD5按降低15%計算，則進入曝氣池的污水BOD5值（Sa）為：Sa =181.44*（1-15%）=154.22mg/L處理水中非溶解性BOD5值的計算：BOD5=7.1*bXaCe式中，Ce處理水中懸浮固體濃度，取值為10mg/L； b微生物自身氧化率，一般介于0.05-0.1之間，取值0.09； Xa活性微生物在處理水

34、中所占的比例，取值0.4。代入數(shù)據(jù)，BOD5=7.1*bXaCe=7.1*0.09*0.4*10=2.562.6mg/L處理水中溶解性BOD5值（Se）為：10-2.6=7.4mg/L所以，去除率為:=(154.22-7.4)/154.22=146.82/154.22=0.9520.95曝氣氧化池運行方式在本設計中應考慮曝氣池的運行方式的靈活性和多樣化，即：以傳統(tǒng)活性污泥法系統(tǒng)作為基礎，又可按階段曝氣系統(tǒng)和再生曝氣系統(tǒng)運行。2.6.2 污泥齡的確定根據(jù)污泥去除負荷率：利用勞倫斯麥卡蒂公式計算污泥齡，式中，生物固體平均停留時間，即污泥齡，d； Y微生物產(chǎn)率，mg微生物量/mg被微生物利用（降解）

35、的有機底物，對于生活污水， Y值一般介于0.50.65之間，取0.6； Kd衰減系數(shù)，即微生物的自身氧化率，d-1，Kd值在0.050.1之間，取0.05。則=13.2d2.6.3 曝氣池的容積計算曝氣池按照BOD污泥負荷法計算，計算式為：Ns=K2Sef/對于城市污水，完全混合曝氣池的K2值介于0.0168-0.0281之間，取K2=0.0281；Se=7.4 mg/L；=0.95；f=0.75，代入各值：Ns=K2Sef/=0.0281*7.4*0.75/0.95=0.160.2 kgBOD5/（kgMLSS*d）根據(jù)已經(jīng)確定的Ns值，通過查圖9得到相應的SVI值為確定混合液污泥濃度（X）

36、圖9 SVI與BOD、MLSS與污泥回流比之間的關系根據(jù)已經(jīng)確定的Ns值，通過查圖9中BOD-污泥負荷與SVI值之間的關系圖得到相應的SVI值為125。根據(jù)SVI值求出污泥回流濃度：=106/125*1.2=9600mg/L。因為SVI=125，MLSS=3000mg/L，查圖9中SVI、MLSS、污泥回流比的關系，可以得出回流比R=0.6。根據(jù)公式：X=3600mg/L污泥容積負荷:，符合階段曝氣要求0.41.2kgBOD/m3·d。根據(jù)計算式確定曝氣池的容積，其中，Q為最高日平均時設計流量，取Q=175591.87m3/d；Sa=154.22mg/L；X=3600mg/L；Ns

37、=0.2 kgBOD5/（kgMLSS*d），代入各值：=175591.87*154.22/（3600*0.2）=37610.8m32.6.4 曝氣池各部位尺寸的計算設兩組曝氣池，每組的容積為：37610.8/2=18805.4m3池深取H=6m，則每組曝氣池的表面積為:F=18805.4/6=3134.23m2池寬取B=10m，B/H=10/6=1.67，介于1-2之間，符合設計規(guī)定。池長：L=F/B=3134.23/10=313.42m設置五廊道式曝氣池，廊道長為：L1=L/5=313.42/5=62.68m池長寬比為：L1/B=62.68/10=6.276，符合池長與池寬之比為5-10的

38、規(guī)定。取超高為0.5m，則池的總高度為：H總=6+0.5=6.5m配水渠的尺寸計算曝氣池進水槽與曝氣池間連接進水短管加閥門自由跌落式進水；其中，Q為原流量的1/2，即為175591.87/2=87795.94m3/d=1.02 m3/s。槽流道流速取1m/s，則進水槽橫截面積為A=1.02/1=1.02m2，槽寬取0.9m，則槽深h=1.02/0.9=1.13m。2.6.5 曝氣池放空管設計由規(guī)6.6.6條每組曝氣池在有效水深一半處，宜設置排放上清液的管道。所以在池體1/2處設放空管，管徑尺寸本設計不作計算。2.6.6 曝氣池的平面、立面圖圖10 曝氣池平面圖圖11 曝氣池橫剖面圖圖12 曝氣

39、池側(cè)剖面圖2.6.7 曝氣系統(tǒng)的計算與設計本設計采用鼓風曝氣系統(tǒng)。平均時需氧量的計算：根據(jù)公式，平均時需氧量計算為：式中混合液平均需氧量，；活性污泥微生物對有機污染物的氧化分解過程的需氧率，即活性污泥每代1kgBOD所需要的氧量，以kg計，；污水日平均流量，m3/d；經(jīng)活性污泥微生物代活動被降解的有機污染物量，以BOD計；活性污泥微生物通過源代的自身氧化率過程的需氧率，即每kg活性污泥自身氧化所需要的氧量，以kg計；曝氣池容積，m3；單位曝氣池容積的揮發(fā)性懸浮固體（MLVSS）量，kg/m3。查排水工程P173表419，取a0.5kg O2/kgBOD5，b0.15kg O2/kgMLVSS&

40、#183;d，則混合液揮發(fā)性懸浮固體平均濃度：Xv= fX=0.75×3600 =2700mg/L。代入各值，有：=0.5*175591.87*（154.22-7.4）/1000+0.15*2700/1000*37610.8=28122.57kgO2/d=1171.77 kgO2/h。最大時需氧量計算：根據(jù)原始數(shù)據(jù)，K=1.3式中混合液最大需氧量，；污水最大時流量，m3/d。代入數(shù)據(jù)，有:=0.5*175591.87*1.3*（154.22-7.4）/1000+0.15*2700/1000*37610.8=31989.63 kgO2/d=1332.90 kgO2/h。每日去除的BOD

41、5值：=175591.87*（154.22-10）/1000=25323.86kg/d去除每Kg BOD5的需氧量：最大時需氧量與平均時需氧量之比：2.6.8 供氣量的計算本次設計采用微孔曝氣器，選用GQ260型號的曝氣頭，生產(chǎn)廠家為市格強設備材料，敷設于距池底0.2m處，淹沒水深為5.7m。其主要性能參數(shù)如表7。表7 GQ260型微孔曝氣器頭相關參數(shù)長度（mm）直徑（mm）適用工作空氣量（m3/個* h）服務面積（m2/個）氧利用率（水深3.2m）（%）2602151.530.350.7518.427.7氧總轉(zhuǎn)移系數(shù)kla（20）（min-1）充氧能力（kgO2/m3*h）充氧動力效率(kg

42、O2/kwh)曝氣器阻力損失（mmH2O）0.2040.3370.1120.1854.465.19180280曝氣器的安裝布氣管道按通常的的環(huán)形布置，曝氣器按供氣量和池形布置密度，每組進氣管應設置閥門，便于調(diào)節(jié)空氣量空氣管設計流速：干管為10-15m/s，支管為5m/s。曝氣器表面據(jù)池底安裝高度：270mm、250mm，推板式為200mm。曝氣器和布氣管道的連接采用G3/4螺紋連接，底座為螺紋（固定于布氣管道上），曝氣器為螺紋，安裝時先把條街區(qū)按所需尺寸用膨脹螺栓固定在池底，然后用抱箍把布氣管道固定在調(diào)節(jié)器上，為防止其他作業(yè)如電焊火花和土建時，混凝土等重物損壞曝氣裝置，必須等土建工程結(jié)束后在防

43、水前把曝氣器裝上，為防止管道和連接部分漏氣，應放水超過曝氣器10cm左右深度試漏，然后通氣如發(fā)現(xiàn)有管道連接部分漏氣應與時排除，然后正式投運。查排水工程下冊（第四版）附錄1，得到水中溶解氧飽和度為：Cs（20）=9.17mg/L Cs（30）=7.63mg/L空氣擴散器出口處的絕對壓力按下式計算：Pb=1.013×105+9.8×103H Pa式中Pb空氣擴散器出口處的絕對壓力，Pa；H曝氣頭的安裝深度，m。代入各值，得：Pb=1.013*105+9.8*103*5.7=1.572*105pa空氣離開曝氣池面時，氧的百分比：式中Qt氣泡離開池面時，氧的百分比；EA曝氣頭的氧轉(zhuǎn)

44、移效率，18.4-27.7%（水深3.2m）。代入各值，算出曝氣池混合液中平均氧飽和度計算曝氣池混合液中平均氧飽和度（按最不利的溫度條件考慮），即按下式計算：式中 Csb鼓風曝氣池混合液溶解氧飽和度的平均值，mg/L；Cs在標準大氣壓力下，清水中飽和溶解氧，mg/L。最不利溫度條件，按水溫30oC考慮，代入各值，得=7.63*=8.85mg/L換算為標準條件下的充氧量在20oC條件下，脫氧清水的充氧量按下式計算：式中R0在標準條件下，轉(zhuǎn)移到曝氣池的總氧量，kg/h；R曝氣池的需氧量，kg/h；C混合液溶解氧濃度， mg/L，一般在1.5-2.0mg/L，取2.0mg/L；污水中KLa值與清水中

45、KLa值之比，一般為0.81.0，取0.82；混合液的飽和溶解氧值與清水的飽和溶解氧之比，一般為0.90.97，取0.95；T最不利溫度條件，按水溫30oC考慮。代入數(shù)據(jù)，得：=1613.28kg/h相應的最大需氧量為：=1835.12kg/h曝氣池平均時與最大時供氣量的計算：式中Gs平均供氣量，m3/h；R0、EA同上。代入各值，則平均時的供氣量為：同理，最大時的供氣量為：去除每kgBOD5的供氣量的計算：每m3污水的供氣量的計算：本系統(tǒng)空氣總用量除了鼓風曝氣外，本系統(tǒng)還采用空氣在回流污泥井提升污泥，空氣量按回流污泥量的8倍考慮，污泥回流比R取值60%，這樣提升污泥回流所需空氣量為：總需空氣

46、量為：22083.27+35118.37=57201.64m3/h2.6.9 空氣管系統(tǒng)的計算根據(jù)曝氣池平面圖布置空氣管道，在相鄰的兩個廊道隔墻上設置一根干管，共11根干管。在每根干管上設11對配氣豎管，共22條配氣豎管。全曝氣池共設110條配氣豎管。每根豎管的供氣量為：=200.76m3/h曝氣池平面面積為：A1=62.68*100=6268m2每個空氣擴散器的服務面積按0.55m2計，則所需空氣擴散器的總數(shù)為：=11396.3611397個為了安全考慮，本設計采用11500個空氣擴散器，每個豎管上安設的空氣擴散器的數(shù)目為：=104.55104個每個空氣擴散器的配氣量為:=1.92m3/h將

47、已布置的空氣管路與布設的空氣擴散器繪制成空氣管路計算圖，用以進行計算空氣管道總壓力損失的計算：選擇一條從鼓風機房開始到最遠最長的管路作為計算管路。在空氣流量變化處設計算節(jié)點，統(tǒng)一編號后進行空氣管道計算?？諝夤艿揽倝毫p失h包括空氣管道的沿程損失h1、局部阻力損失h2、曝氣頭阻力損失h3以與水面到曝氣頭間水深的水壓h4。表8 空氣管段的沿程損失h1計算管段管段長度（m）空氣流量空氣流速（m/s）管徑D（mm）沿程損失（m3/h）（m3/min）9.8pa/mKpa1-23022083.27368.0521.716002.60.762-4408833.31147.228.686000.450.18

48、4-1593.484416.6573.614.346000.120.1115-1812.3200.763.351.782000.080.0118-234.591.251.520.812000.050.0023-242.518.260.300.162000.020.00合計1.06局部損失為h2=0.2 h1=0.2*1.06=0.21Kpa。曝氣頭阻力損失h3=280mmH2O=0.0098*280Kpa=2.74Kpa。水面到曝氣頭間水深的水壓h4=1000*9.8*（6-0.2）=56.84Kpa所以總損失為h= h1+ h2+ h3+ h4=1.06+0.21+2.74+56.84=60

49、.85Kpa。2.6.10 空氣系統(tǒng)管段的布置圖圖13 空氣系統(tǒng)管段布置2.6.11 空壓機的選定空氣擴散裝置安裝在距曝氣池池底0.2m處，因此，空壓機所需壓力為：P=60.85Kpa空壓機供氣量計算最大時：Gs（max）=22083.27 =368.05 m3/min平均時：Gs=19413.72 m3/h=323.56 m3/min根據(jù)所需壓力與空氣量，決定采用TAR-300型雙級羅茨鼓風機5臺，三用（并聯(lián)）兩備，生產(chǎn)廠家為鼓風機廠XX公司。該型號的相關參數(shù)如表9所示。表9 TAR-300型雙級羅茨鼓風機相關參數(shù)口徑（mm）轉(zhuǎn)速（r/min）理論流量（m3/min）升壓（Kpa）流量（m3

50、/min）軸功率（Kw）配套電機最大冷卻水量（L/min）極數(shù)功率（Kw）300250730150.29812323262504802.7 二沉池（輻流式沉淀池）的設計本次設計采用輻流式沉淀池，其主要功能為去除沉淀池中沉淀的污泥以與水面表層的漂浮物。它具有采用機械排泥，運行較好，設備簡單、排泥設備有定型產(chǎn)品、沉淀性效果好、日處理量大、對水體攪動小，有利于懸浮物的去除等優(yōu)點。2.7.1 每座輻流式沉淀池表面積和池徑的計算根據(jù)Qmax=175591.87m3/d=7316.33 m3/h，可以設置4座輻流式沉淀池，即n=4。計算公式式中， A1每池的表面積，m2；D每池直徑，mn池數(shù)；q0表面水力

51、負荷，二沉池用于活性污泥后，一般在1.0-1.5m3/(m2·h)，參考大坦沙數(shù)據(jù)1.0-1.43m3/(m2·h)，本設計取1.4 m3/(m2·h)；代入數(shù)據(jù)進行計算，得：每池的表面積：=1306.49 m2每池的直徑：=40.78m，取D=42m校核二沉池的表面積A=*422/4=1385.44m2經(jīng)過計算，q0=1.32，在1.0-1.43圍，符合要求。2.7.2 沉淀池有效水深根據(jù)公式式中，h2有效水深，m； t污水沉淀時間，參照大坦沙污水廠二沉池工藝參數(shù)，水力停留時間為3.63h，此次設計水力停留時間為3.0h。代入數(shù)據(jù)，計算得：=1.32*3.0=3

52、.96m2.7.3 刮泥機的選型根據(jù)每個沉淀池的直徑和有效水深進行設備的選型，選用新河水工業(yè)設備的半橋式周邊傳動刮泥機，型號為XZBG-42。其相關參數(shù)見表10.參考 detail.1688./offer/1203400637.html表10 XZBG-42型半橋式周邊傳動刮泥機相關參數(shù)參數(shù)型參號池徑（m）周邊線速（m/min）單邊功率（KW）周邊單個輪壓P(KN)滾輪輪距1（m）池邊深H（mm）坡度 lXZBG-4242 2-31.5/0.75 8242.43000-5000 0.052.7.4 沉淀池的計算每池每天污泥量的計算式中，T沉淀池污泥沉淀時間，取2h； X曝氣池混合液濃度，mg/L； Xr污泥回流濃度，mg/L； R回流比。代入數(shù)據(jù)，得：=133.02m3污泥斗容積計算設污泥斗上斗寬r1=2m，下斗寬r2=1m，斗壁與水平面的夾角為60°，則污泥斗的斗高為：h5=（r1-r2）*tg60°=（2-1）* tg60°