環(huán)境工程設(shè)計(jì)課設(shè)-南昌大學(xué)

1、NANCHANG UNIVERSITY環(huán)境工程設(shè)計(jì)目錄第一章 設(shè)計(jì)說明書- 3 -一、概述- 3 -1.1 工程概況- 3 -1.2 設(shè)計(jì)背景- 3 -1.2.1 城市概況及自然條件- 3 -1.2.2 供水現(xiàn)狀及存在的問題- 3 -1.2.3 排水現(xiàn)狀及存在的問題- 3 -1.3 污水水質(zhì)、水況- 4 -1.4 設(shè)計(jì)規(guī)范及依據(jù)- 4 -二、設(shè)計(jì)概要- 4 -2.1 設(shè)計(jì)參數(shù)- 4 -2.2 工藝流程比選- 5 -2.2.1 工藝流程介紹- 5 -2.2.2 污水處理工藝的確定- 6 -2.2.3 工藝流程方案確定- 7 -第二章 設(shè)計(jì)計(jì)算書- 8 -一、污水預(yù)處理- 8 -1.1 粗格柵-

2、8 -1.1.1 設(shè)計(jì)參數(shù)- 8 -1.1.2 設(shè)計(jì)計(jì)算- 9 -1.2 提升泵房- 10 -1.2.1 設(shè)計(jì)參數(shù)- 10 -1.2.2 集水池- 10 -1.2.3 泵房- 11 -1.2.4 設(shè)備選型- 11 -1.3 細(xì)格柵- 12 -1.3.1 設(shè)計(jì)原則- 12 -1.3.2 設(shè)計(jì)參數(shù)- 12 -1.3.3 設(shè)計(jì)計(jì)算- 12 -1.4 曝氣沉砂池- 14 -1.4.1 設(shè)計(jì)參數(shù)- 14 -1.4.2 池體計(jì)算- 14 -1.4.3 曝氣系統(tǒng)計(jì)算- 16 -二、污水生化處理- 16 -2.1氧化溝- 16 -2.1.1 設(shè)計(jì)參數(shù)- 17 -2.1.2 確定回流比- 17 -2.1.3 設(shè)

3、計(jì)計(jì)算- 17 -2.1.4 缺氧區(qū)- 20 -2.1.5 厭氧區(qū)- 21 -3.1 曝氣系統(tǒng)- 22 -3.2 二沉池- 23 -3.2.1 設(shè)計(jì)參數(shù)- 24 -3.2.3 二沉池的計(jì)算- 24 -3.2.4 進(jìn)水設(shè)計(jì)- 25 -3.2.5 出水設(shè)計(jì)- 26 -3.3 配水集泥井- 27 -3.3.1 配水井- 27 -3.3.2 集泥井- 28 -3.4 紫外消毒池- 29 -3.4.1 設(shè)計(jì)參數(shù)- 29 -3.4.2 設(shè)計(jì)計(jì)算- 29 -3.5 貯泥池- 30 -三、水力計(jì)算- 30 -3.1 水頭損失計(jì)算- 30 -3.2 高程確定- 32 -3.3 工程投資估算- 33 -附圖- 3

4、5 -第一章 設(shè)計(jì)說明書一、概述1.1 工程概況吉安市是廬陵古城，位于江西的中西部，地處贛江中游地帶，是江西省贛中地區(qū)經(jīng)濟(jì)文化中心，歷史悠久，文化淵源。保護(hù)水體，防止污染也是現(xiàn)代化城市建設(shè)的需要。城市環(huán)境與人們生活息息相關(guān)，城市是政治、經(jīng)濟(jì)文化的中心，隨著京九鐵路的建成和吉安市向現(xiàn)代化城市建設(shè)的發(fā)展，以及改善招商引資等方面的需要，城市污水處理是改善城市投資環(huán)境的重要的一環(huán)。為了改善吉安市的水體環(huán)境，吉安市政府決定對(duì)河西區(qū)的水體環(huán)境污染進(jìn)行綜合治理，并由吉安市建筑設(shè)計(jì)規(guī)劃研究院和吉安市城市建設(shè)投資開發(fā)公司共同編制了吉安市污水處理工程項(xiàng)目建議書，內(nèi)容包括城市排水系統(tǒng)改造工程、后河綜合治理改造工程以

5、及螺子山污水處理廠工程。因而，吉安市政府按照總體規(guī)劃的要求，決定新建吉州區(qū)的螺子山污水處理廠。建設(shè)規(guī)模4萬噸/天。1.2 設(shè)計(jì)背景1.2.1 城市概況及自然條件（1）自然條件吉安市是廬陵古城，位于江西的中西部，地處贛江中游地帶，是江西省贛中地區(qū)經(jīng)濟(jì)文化中心，歷史悠久，文化淵源。（2）城市供排水工程概況1.2.2 供水現(xiàn)狀及存在的問題供水管網(wǎng)不完善，可靠性一般，用水普及率不高，部分地段無供水干管，水壓不穩(wěn)定，管網(wǎng)存在漏水現(xiàn)象。1.2.3 排水現(xiàn)狀及存在的問題 1、未經(jīng)處理的污水直接排入水體，對(duì)水體污染嚴(yán)重。 2、管道阻塞較嚴(yán)重，影響居民日常生活。 3、現(xiàn)地下排水管道主街道為涵管式，街巷大都為明溝

6、式，影響市容環(huán)境衛(wèi)生。1.3 污水水質(zhì)、水況設(shè)計(jì)水量4萬m3/d，進(jìn)水水質(zhì)BOD5：100150mg/L，SS：200250mg/L，CODCr：200300mg/L，NH4-N：35mg/L，TP：4mg/L。污水排放執(zhí)行城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB18918-2002）一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)。1.4 設(shè)計(jì)規(guī)范及依據(jù)（1）污水處理和污泥處理工藝的選擇要考慮到盡量節(jié)省投資的條件下，獲得最大的社會(huì)效益和環(huán)境效益。同時(shí)，還應(yīng)最大限度的降低污水和污泥的運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用。（2）污水處理廠的設(shè)計(jì)和污水處理工藝的選擇要配合當(dāng)?shù)氐某鞘薪ㄔO(shè)規(guī)劃以及當(dāng)?shù)氐南嚓P(guān)環(huán)境法律法規(guī)和污染物排放標(biāo)準(zhǔn)。（3）在設(shè)計(jì)過程中根據(jù)國家最新的有關(guān)

7、規(guī)定，標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)規(guī)范。其中編制依據(jù)如下： 1、中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法 2、中華人民共和國水污染防法 3、室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范GBJ14-87 4、污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)GB8978-1996 5、氧氣曝氣設(shè)計(jì)規(guī)程CECS114:2000 6、城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB18918-2002 7、給水排水工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GBJ69-84）二、設(shè)計(jì)概要2.1 設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)水量4萬m3/d，進(jìn)水水質(zhì)BOD5：100150mg/L，SS：200250mg/L，CODCr：200300mg/L，NH4-N：35mg/L，TP：4mg/L。污水排放執(zhí)行城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB18918-2002）

8、一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)。各物質(zhì)含量按照參數(shù)范圍中最大值計(jì)算，詳見表1。表1 設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)指 標(biāo)CODcr(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)NH3-N(mg/L)TP(mg/L)進(jìn) 水250150250354排放標(biāo)準(zhǔn)()60202081.02.2 工藝流程比選根據(jù)以上對(duì)污水處理廠的設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)和要求達(dá)到的出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的分析，確定最合適本工程的污水處理工藝是生物脫氮除磷工藝。該工藝可在滿足生物脫氮除磷要求的前提下，同時(shí)去除污水中的BOD5、CODCr和SS，使污水處理廠出水完全可以滿足排放標(biāo)準(zhǔn)要求。經(jīng)過初步篩選，選擇A2/O工藝、氧化溝工藝、SBR工藝進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)等多方面比較，并最終比選確定技

9、術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理、適合本地情況的工藝技術(shù)方案作為推薦方案。2.2.1 工藝流程介紹方案一：A2/O工藝A2/O（Anaerobic厭氧、Anoxic缺氧、Oxic好氧）工藝是城市污水處理廠除磷脫氮常用的工藝，有成熟的運(yùn)轉(zhuǎn)經(jīng)驗(yàn)。該工藝是在傳統(tǒng)A/O除磷工藝基礎(chǔ)上增設(shè)了一個(gè)厭氧區(qū)，具有同步脫氮除磷的功能。工藝流程示意圖如圖1所示。 粗格柵進(jìn)水泵房細(xì)格柵平流沉砂池厭氧池缺氧池好氧池沉淀池提升泵水池過濾間紫外消毒計(jì)量槽鼓風(fēng)機(jī)房內(nèi)回流反沖洗貯泥池回流污泥污泥濃縮脫水機(jī)進(jìn)水出水泥餅外運(yùn)剩余污泥圖1 A2/O工藝流程圖方案二：SBR工藝SBR工藝是序列間歇式活性污泥法（Sequencing Batch Re

10、actor Activated Sludge Process）的簡稱，是近幾十年來活性污泥處理系統(tǒng)中較引人注目的一種廢水處理工藝。該工藝集缺氧、曝氣、沉淀、出水于同一生物池中，通過控制系統(tǒng)在該生物池內(nèi)交替完成不同的反應(yīng)過程。其生物碳氧化硝化原理與推流式活性污泥法相同，具有成熟的運(yùn)轉(zhuǎn)經(jīng)驗(yàn)和節(jié)省占地和構(gòu)筑物的顯著特點(diǎn)。近年來通過工程實(shí)踐發(fā)展的SBR變型工藝有CASS法、UNTANK法、ICEAS法、循環(huán)式SBR工藝等。工藝流程示意圖如圖2所示。進(jìn)水粗格柵提升泵房沉砂池SBR反應(yīng)池紫外消毒鼓風(fēng)機(jī)房細(xì)格柵砂水分離器污泥濃縮池板框壓濾機(jī)出水柵渣壓榨外運(yùn)砂水分離液排砂剩余污泥回流污泥上清液上清液圖2 SB

11、R工藝流程圖方案三：氧化溝工藝氧化溝(Oxidation Ditch)又稱循環(huán)混合式活性污泥法。是于20世紀(jì)50年代由荷蘭的巴斯韋爾（Pasveer）所開發(fā)的一種污水生物處理技術(shù)，屬于活性污泥法中的一種形式。它把連續(xù)式反應(yīng)池作為生化反應(yīng)器，混合液在其中連續(xù)循環(huán)流動(dòng)。氧化溝使用一種帶方向控制的曝氣和攪動(dòng)裝置，向反應(yīng)器中的混合液傳遞水平速度，從而使被攪動(dòng)的混合液在氧化溝閉合渠道內(nèi)循環(huán)流動(dòng)。氧化溝在使用中工藝流程簡單，運(yùn)行管理方便；運(yùn)行穩(wěn)定，BOD處理水平可達(dá)到95%左右；對(duì)水質(zhì)水量變化的沖擊負(fù)荷的適應(yīng)能力比較強(qiáng)；污泥量少、污泥性質(zhì)穩(wěn)定；可以達(dá)到除磷的效果；不設(shè)初沉池，減少了建設(shè)費(fèi)用；運(yùn)行費(fèi)用較低。

12、其系統(tǒng)示意圖見圖3。廢水來自預(yù)處理轉(zhuǎn)刷曝氣器豎軸表面曝氣器二沉池回流污泥處理水圖3 氧化溝系統(tǒng)示意圖2.2.2 污水處理工藝的確定表2 三種方案的主要優(yōu)缺點(diǎn)工藝優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)適用條件SBR工藝流程簡單，運(yùn)轉(zhuǎn)靈活，基建費(fèi)用低；處理效果好，出水可靠；具有較好的脫氮除磷效果；污泥沉降性能良好；對(duì)水質(zhì)水量變化的適應(yīng)性強(qiáng)反應(yīng)器容積率低；水頭損失大；不連續(xù)的出水，要求后續(xù)構(gòu)筑物容積較大，有足夠的接受能力；峰值需要量高；設(shè)備利用率低；管理人員技術(shù)素質(zhì)要求較高適用于中小型型污水廠A2/O流程簡單；建設(shè)和運(yùn)行費(fèi)用較低；設(shè)內(nèi)循環(huán)，反硝化反應(yīng)充分；曝氣池在后，提高了處理水水質(zhì)；難降解物質(zhì)的降解率較低；運(yùn)行費(fèi)用較高；脫氮率

13、很難達(dá)到90小型水廠費(fèi)用偏高要求脫氮除磷或硝化除磷的大型和較大型污水廠氧化溝處理效果穩(wěn)定，出水質(zhì)好；污泥廠量少，污泥性質(zhì)穩(wěn)定；能承受水量，水質(zhì)沖擊負(fù)荷；無需設(shè)初沉池；脫氮除磷效率高；便于自動(dòng)化控制易污泥膨脹；可能有泡沫問題；對(duì)BOD小的水質(zhì)處理能力差；容積及設(shè)備利用率低適用于各種城鎮(zhèn)污水處理廠從以上比較可以看出，從工藝技術(shù)角度考慮，這三種方案都能達(dá)到技術(shù)要求。方案一：A2/O處理電耗較低，運(yùn)行簡單，操作、管理簡便，運(yùn)行成本略低，但是占地略大，工藝投資略高，設(shè)備種類多，維修技術(shù)要求高，曝氣頭更換影響正常運(yùn)轉(zhuǎn)；方案二：SBR生物處理池工藝流程簡單，工程總投資低，占地少，運(yùn)行費(fèi)用、電耗低于方案二，但

14、自動(dòng)控制要求高，運(yùn)行、管理水平要求較高，設(shè)備種類多，維修技術(shù)要求高，曝氣頭更換影響正常運(yùn)轉(zhuǎn)，維護(hù)費(fèi)用較高；方案三：氧化溝工藝具有處理污水出水水質(zhì)好、抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、除磷脫氮效率高、污泥易穩(wěn)定、能耗省、便于自動(dòng)化控制等優(yōu)點(diǎn)。綜合以上分析，推薦方案三作為該污水處理廠的污水處理工藝方案。2.2.3 工藝流程方案確定初步工藝流程圖見圖4。剩余污泥濃縮脫水一體機(jī)消毒池卡魯塞爾氧化溝沉砂池細(xì)格柵提升泵房粗格柵進(jìn)水污泥回流二沉池出水泥餅外運(yùn)濾液圖4 初步工藝流程圖第二章 設(shè)計(jì)計(jì)算書一、污水預(yù)處理污水的預(yù)處理設(shè)施主要包括格柵和沉砂池，可以去除城市污水中大的懸浮物和固體顆粒，設(shè)在污水處理工藝流程核心工藝之前，

15、雖然對(duì)有機(jī)物的去除沒有太大的幫助，但是預(yù)處理的存在可以減小后續(xù)設(shè)施的負(fù)荷，改善和提高核心設(shè)施的功效。本次污水廠的工程設(shè)計(jì)與處理設(shè)施包括粗格柵，提升泵房，細(xì)格柵，沉砂池。1.1 粗格柵格柵是由一組平行的金屬柵條或篩網(wǎng)制成，傾斜安裝在污水渠道、泵房集水井的進(jìn)口處或污水處理廠的前部分，粗格柵是用來截留廢水中較大的懸浮物和漂浮物，以免堵塞水泵和后續(xù)處理構(gòu)筑物的管道。本次工程設(shè)計(jì)的粗格柵設(shè)在提升泵房之前。1.1.1 設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)流量（設(shè)置兩個(gè)粗格柵）柵前流速，過柵流速柵條寬度，格柵間隙柵前部分長度0.5m，格柵傾角柵前水深， 格柵組數(shù)單位柵渣量柵渣/污水柵前渠道超高格柵條斷面為矩形斷面，進(jìn)水渠寬，其漸寬

16、部分展開角度1.1.2 設(shè)計(jì)計(jì)算圖5是粗格柵的設(shè)計(jì)簡圖。 圖5 粗格柵示意圖(1) 柵條間隙數(shù)n故取每組格柵的柵條數(shù)為24個(gè)。(2) 柵槽總寬度B,m(3) 進(jìn)水渠道漸寬部分的長度(4) 柵槽與出水渠道連接處的漸寬部分長度(5) 通過格柵的水頭損失(6) 柵后槽總高度柵前渠道深(7) 柵槽總長度(8) 柵渠過水?dāng)嗝娣e(9) 每日柵渣量所以采用機(jī)械清渣。1.2 提升泵房提升泵房是用來提高污水的水位，以確保污水能在整個(gè)污水處理過程中流過 ，從而使污水凈化。提升泵房安置在污水處理廠的前部，把粗格柵的出水提升。它一般由集水池、水泵間(機(jī)器間)、出水池及附屬建筑物等組成。1.2.1 設(shè)計(jì)參數(shù)(1) 設(shè)計(jì)

17、流量(2) 污水進(jìn)水標(biāo)高：-5.700；經(jīng)提升后水位標(biāo)高：2.750。(3) 采用自灌式泵房。(4) 選擇集水池與機(jī)器間合建式的方形泵站。1.2.2 集水池集水池容積采用相當(dāng)于一臺(tái)泵6min的容量。其有效容積V/m為：有效水深為4m，則集水池的實(shí)際面積S/m2為：1.2.3 泵房泵房內(nèi)設(shè)有三臺(tái)提升泵，其中一臺(tái)為備用泵。提升泵揚(yáng)程計(jì)算公式：式中：吸水管水頭損失，m，一般包括吸水喇叭口，90彎頭，直線段，閘門，減縮管；出水管水頭損失，m，一般包括漸擴(kuò)管，逆止閥，短管，90彎頭（或三通），直接管等，集水池最低工作水位與所需提升最高水位之間的高差，m；自由水頭，m，按0.51.0m計(jì)。(1) 提升泵吸

18、水管水頭損失管徑DN400，Q=0.278m/s，v=1.0m/s，L=10m，一個(gè)90標(biāo)準(zhǔn)彎頭，吸入管入口阻力系數(shù)。管道水力坡度=0.000912（1.02/041.3）（1+0.867/1.0）0.3=0.0024，計(jì)算沿程水力損失：=0.002410=0.024m，計(jì)算局部水頭損失：則提升泵吸水管水頭損失h1=0.024+0.12=0.144m(2) 提升泵提升的高度h3=2.750-（-9）=11.750m(3) 出水管出水自由水頭(4) 提升泵的揚(yáng)程=0.024+0.120+11.750+1.0=12.894m1.2.4 設(shè)備選型本次設(shè)計(jì)中選3臺(tái)潛水泵，兩用一備。單泵流量為，揚(yáng)程為1

19、217m。選擇350QW1000-28-132潛水泵。所選潛水泵的型號(hào)的主要技術(shù)參數(shù)如表3所示。表3 潛水泵型號(hào)參數(shù)型號(hào)350QW1000-28-132軸功率N/kW132 kW流量Q/m3/s1000效率83.2%揚(yáng)程H/m28出口直徑D/mm350轉(zhuǎn)3速n/rmin3745重量/kg28301.3 細(xì)格柵 細(xì)格柵的作用是攔截污水中小的漂浮物，可連續(xù)清除污水中雜物，使固液分離，以保證后續(xù)構(gòu)筑物的順利進(jìn)行。細(xì)格柵一般設(shè)在提升泵房后，也可設(shè)在粗格柵后提升泵房前，本次設(shè)計(jì)細(xì)格柵位于提升泵房后。1.3.1 設(shè)計(jì)原則細(xì)格柵的設(shè)計(jì)原則可參照2.1.1.1所述的原則選擇。1.3.2 設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)流量柵前流

20、速，過柵流速柵條寬度，格柵間隙柵前部分長度，格柵傾角設(shè)柵前渠道超高，柵前水深單位柵渣量格柵條斷面為矩形斷面，進(jìn)水渠寬，其漸寬部分展開角度1.3.3 設(shè)計(jì)計(jì)算(1) 柵前進(jìn)水渠道的設(shè)計(jì)柵前渠寬為：，取。(2) 柵條間隙數(shù)n故取每組格柵的柵條數(shù)為58個(gè)。(3) 柵槽總寬度B，m(4) 進(jìn)水渠道漸寬部分的長度(5) 柵槽與出水渠道連接處的漸寬部分長度(6) 通過格柵的水頭損失(7) 柵后槽總高度柵前渠道深(8) 柵槽總長度(9) 柵渠過水?dāng)嗝娣e(10) 每日柵渣量所以宜采用機(jī)械格柵清渣。1.4 曝氣沉砂池 污水在流動(dòng)過程中會(huì)混入泥沙，若不及時(shí)去除，會(huì)對(duì)后續(xù)設(shè)備造成不良影響。沉砂池主要用于去除污水的砂

21、粒，以保護(hù)管道、閥門等設(shè)施免受磨損和阻塞。本設(shè)計(jì)采用曝氣沉砂池。1.4.1 設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)流量， 單池流量水力停留時(shí)間， 水平流速旋流速度， 有效水深寬深比11.5，處理每立方米污水的曝氣量為d=0.2m空氣沉砂量污水，兩次清除沉砂相隔時(shí)間1.4.2 池體計(jì)算 曝氣沉砂池（分兩個(gè)，作為平行設(shè)計(jì)，以計(jì)算單個(gè)池子為例）。池體的計(jì)算示意圖見圖6。圖 6 曝氣沉砂池計(jì)算圖(1) 池子總有效容積 (2) 水流斷面積(3) 池子的寬度(4) 校核尺寸，滿足要求。(5) 池長L/B=11/2.5 =4.45，需要設(shè)置橫向擋板，無需設(shè)置一個(gè)橫向擋板。(6) 每小時(shí)所需空氣量(7) 貯砂所需容積(8) 沉砂斗尺寸

22、 沉砂斗上口寬式中 ； 。斗壁與水平面的傾角60。 沉砂斗容積(9) 沉砂室高度采用中立排砂，設(shè)池底坡度為0.25，坡向砂斗。沉砂室由兩部分組成：一部分為沉砂斗，另一部分為沉砂池坡向沉砂斗的過渡部分，沉砂室的寬度為。(0.2為兩沉砂斗之間的隔壁厚)(10) 沉砂池總高度取超高1.4.3 曝氣系統(tǒng)計(jì)算(1) 選擇曝氣設(shè)備 曝氣管：每個(gè)曝氣沉砂池上各一根曝氣大支管，根據(jù)給排水設(shè)計(jì)手冊(cè)空氣管道一般采用焊接鋼管，設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)流速干、支管為1015m/s，小支管為45m/s。取干管流速為11 m/s，則干管直徑m，取干管管徑DN120。取大支管流速為10m/s，則大支管管徑為：m則取支管管徑為DN60。二、

23、污水生化處理城市污水的生化處理是處理污水經(jīng)一級(jí)處理后，再經(jīng)過具有活性污泥的曝氣池及沉淀池的處理，使污水進(jìn)一步凈化的工藝過程。這一過程主要處理污水中的有機(jī)物污染物。本次工程的二級(jí)處理流程是卡魯塞爾氧化溝-輻流式二沉池-紫外消毒池。2.1氧化溝 氧化溝可以滿足在較深的氧化溝溝渠中混合液的充分混合。使用立式表曝機(jī)，安裝在溝的一端，從而形成了靠近曝氣機(jī)下游的富氧區(qū)和上游的缺氧區(qū)，對(duì)生物絮凝有利。2.1.1 設(shè)計(jì)參數(shù)(1) 最大設(shè)計(jì)流量：設(shè)計(jì)兩座氧化溝，每座氧化溝的流量： (2) 進(jìn)出水水質(zhì)：進(jìn)入氧化溝的水質(zhì)與氧化溝出水水質(zhì)見表4 。表4 氧化溝進(jìn)出水水質(zhì)項(xiàng)目BOD5CODCrSSTNNH3-NTP進(jìn)水

24、水質(zhì)mg/L11719812635202出水水質(zhì)mg/L17.5529.725.21470.9(3) BOD5污泥負(fù)荷N=0.15kgBOD5/(kgMLSSd)2.1.2 確定回流比(1) 回流污泥濃度XR=8000mg/L(2) 外回流比R設(shè)二沉池排底污泥濃度XR=8000mg/L，氧化溝混合液濃度X=4000mg/L，則(3) 混合液懸浮固體濃度(4) 混合液回流比： TN的去除率： 混合液內(nèi)回流比： 取R內(nèi)=22.1.3 設(shè)計(jì)計(jì)算(1) 計(jì)算出水所含溶解BOD5 好氧區(qū)容積按設(shè)計(jì)的最低運(yùn)行溫度時(shí)硝化菌的最大增長率計(jì)算好氧區(qū)的泥齡，并采用一個(gè)安全系數(shù)K值，保證處理系統(tǒng)工藝穩(wěn)定運(yùn)行。欲使出

25、水所含BOD5為18.33mg/L，則出水所含溶解BOD5，即Se應(yīng)為：Se=S-式中：MLVSS/MLSS剩余污泥揮發(fā)固體百分?jǐn)?shù)，%； kBOD的分解速度常數(shù)，d-1，取k=0.23； S出水中BOD5的濃度，mg/L； tBOD5測定的時(shí)間，取t=5d。則：(2) 計(jì)算硝化菌的生長速率和在設(shè)計(jì)環(huán)境條件下硝化所需最小污泥平均停留時(shí)間 式中：硝化菌的生長率，N出水氨氮濃度，mg/L； T設(shè)計(jì)計(jì)算溫度，； DO硝化反應(yīng)池中溶解氧濃度，mg/L； K0溶解氧影響的開關(guān)系數(shù)，mg/L，取K0=1.5。則：硝化反應(yīng)所需的最小泥齡為，則：采用污泥泥齡設(shè)計(jì)安全系數(shù)，取K=3，則硝化速度 單位基質(zhì)利用率，式

26、中：有機(jī)物去除速率，kgBOD5/； 硝化菌比增長率，d-1，為污泥泥齡，d； b異氧微生物內(nèi)源衰減系數(shù)，一般取0.06d-1； a異氧微生物的產(chǎn)率系數(shù)，一般取0.6kgMLVSS/kgBOD5。則： 所需混合液懸浮固體中有機(jī)物的質(zhì)量為MMLVSS，,式中：S0進(jìn)水BOD5濃度，mg/L； Se出水所含溶解BOD5濃度，mg/L； 有機(jī)物去除速率，kgBOD5/則：(3) 好氧段容積 完成去除BOD所需的好氧段容積V1，V1=式中：X好氧段混合液污泥濃度，MLSS，mg/L； Ls活性污泥負(fù)荷，kgBOD5/則：V1= 完成硝化所需好氧段容積V2，V2=則V2=好氧段容積取兩者中大值，故V=5

27、568.5m3 校核吸磷反應(yīng)，滿足吸磷的停留時(shí)間。(4) 好氧區(qū)尺寸好氧區(qū)有效水深h=5m，超高為0.8m，氧化溝深度H=5.5+0.8=6.3m。中間分隔墻厚度為0.3m。好氧區(qū)面積好氧區(qū)有三個(gè)彎道部分第一個(gè)彎道部分寬度b1=12m，其面積第二個(gè)彎道部分寬度b2=24m，其面積第三個(gè)彎道部分寬度b3=12m，其面積直線段部分面積直線段廊道寬度b=12m直線段長度一側(cè)直線段長度另一側(cè)直線段長度。2.1.4 缺氧區(qū)(1) 需還原的硝酸鹽氮量需還原的的量為17.16mg/L。 (2) 缺氧去反硝化速率的確定式中：20的反硝化速率常數(shù)； 溫度系數(shù)。則：(3) 缺氧區(qū)容積(4) 缺氧區(qū)設(shè)計(jì)缺氧區(qū)有效水

28、深h=5m，超高為0.8m，氧化溝深度H=5+0.8=5.8m。中間分隔墻厚度為0.3m。缺氧區(qū)面積廊道總寬度b=12m一側(cè)彎道部分寬度b1=12m，則其面積另一側(cè)彎道部分寬度b2=12m，則其面積彎道部分面積直線段部分面積直線段長度2.1.5 厭氧區(qū)將回流污泥分為兩部分，分別回流到厭氧池（R1）和缺氧池（R2），以減少回流到厭氧池的硝態(tài)氮，同時(shí)為了滿足厭氧污泥占全系統(tǒng)總污泥量比值不小于10%的要求，通過試算，取R1=80%，則厭氧池污泥濃度為 (1) 厭氧池容積 則核算厭氧污泥量比值： 10%，滿足要求。(2) 厭氧區(qū)設(shè)計(jì)厭氧區(qū)有效水深h=5m，超高為0.8m，氧化溝深度H=5+0.8=5.

29、8m，中間分隔墻厚度為0.3m。厭氧區(qū)面積廊道總寬度b=12m，兩側(cè)彎道部分的面積：直線段部分面積直線段長度3.1 曝氣系統(tǒng)(1) 設(shè)計(jì)需氧量AORAOR=(去除BOD5需氧量剩余污泥中BODu)+(NH4+-N硝化需氧當(dāng)量剩余污泥中NH3-N的氧當(dāng)量)反硝化脫氮產(chǎn)氧量 去除BOD5需氧量剩余污泥中BODu，即D1，剩余污泥量，式中：Y產(chǎn)率系數(shù)，即微生物每代謝1kgBOD5所合成的MLVSS，kg； Q（S0Se）每日的有機(jī)污染物去除量，kg/d； Kd內(nèi)源代謝系數(shù)，d-1。則：=/d 硝化需氧量D2式中：N0進(jìn)水總氮濃度，kg/m3； Ne出水NH4+-N濃度，kg/m3。則： 反硝化脫氮產(chǎn)

30、生的氧量D3，D3=2.6Nr式中：Nr反硝化脫除的硝態(tài)氮量需還原的的量為15.92mg/L，見3.1.2.1。則 故總需氧量AOR=D1+D2-D3=2574.7+2444-1071=3948kg/d=164.5kg/h 最大需氧量最大需氧量與平均需氧量之比為1.4，則 去除1kgBOD5的需氧量： (2) 標(biāo)準(zhǔn)需氧量SOR 需氧量修正系數(shù)： 標(biāo)準(zhǔn)需氧量(SOR)： 去除1kgBOD5的標(biāo)準(zhǔn)需氧量： 實(shí)際供氣量：設(shè)氧轉(zhuǎn)移效率EA=20，則3.2 二沉池二沉池是置于生物處理構(gòu)筑物后，沉淀活性污泥或脫落的生物膜，澄清混合液的構(gòu)筑物。本設(shè)計(jì)采用周邊進(jìn)水周邊出水輻流式二沉池。中心進(jìn)水周邊出水的輻流式

31、二沉池沉淀池中心導(dǎo)流筒內(nèi)的流速相對(duì)較大，活性污泥在中心倒流筒內(nèi)難以絮凝，且水流向下流動(dòng)時(shí)的動(dòng)能較大，易沖擊二沉池池底的沉泥，使得池容利用系數(shù)也減少。而周邊進(jìn)水周邊出水向心式輻流沉淀池由于在進(jìn)水和出水上做了改進(jìn)，在可以在一定程度上可以克服中心進(jìn)水周邊出水式輻流式二沉池的缺點(diǎn)，比較適合于本次工程設(shè)計(jì)。3.2.1 設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)流量，共兩座，并聯(lián)運(yùn)行。每座二沉池分擔(dān)流量；固體負(fù)荷率G=150； 沉淀時(shí)間t=2.5h；污泥停留時(shí)間T=2h； 泥斗上方錐體坡度i=0.05；污泥斗底直徑D2=1.0m； 污泥斗上口直徑D1=2.0m；斗傾角=60； 沉淀池超高h(yuǎn)1=0.3m；槽內(nèi)流速v=1.5m/s； 集水

32、槽寬b2=0.6m流入槽寬B1=0.8m； 污水的運(yùn)動(dòng)粘度=1.0610-6 m2/s導(dǎo)流絮凝區(qū)平均停留時(shí)間s；導(dǎo)流絮凝區(qū)的平均速度梯度3.2.3 二沉池的計(jì)算（1）沉淀池部分水面面積F：（2）池子的直徑：(取38m)（3） 校核堰口負(fù)荷 （4） 澄清區(qū)高度，取2.3m（5）污泥區(qū)高度(取2.0m)（6） 池邊水深h2（7） 污泥斗高h(yuǎn)4（8）池中心與池邊落差h3h3=h3=（9） 池總高H，（10） 徑深比校核，介于612之間，符合要求。3.2.4 進(jìn)水設(shè)計(jì)流入槽采用環(huán)形平底槽，等距離設(shè)布水孔，孔徑100mm，并加10mm長短管。(1) 流入槽設(shè)流入槽寬B1=1.0m，槽中流速取v=1.4m

33、/s(2) 布水孔數(shù)n，式中：配水孔平均流速，0.30.8m/s；布水孔平均流速,則：布水孔數(shù)(3) 孔距L(4) 校核Gm式中：v1配水孔水流收縮斷面的流速，m/s，因設(shè)有短管，取； v2導(dǎo)流絮凝區(qū)平均向下流速，m/s，； f導(dǎo)流絮凝區(qū)環(huán)形面積，m2。設(shè)導(dǎo)流絮凝區(qū)的寬度與配水槽同寬，則Gm在1030之間，合格。3.2.5 出水設(shè)計(jì)(1) 集水槽二沉池單池流量，如果采用單側(cè)集水，則堰上負(fù)荷q因此采用一條環(huán)形雙側(cè)溢流集水槽，設(shè)槽寬B3=0.8m，槽中流速v3=0.7m/s，集水槽為平底，集水槽終點(diǎn)水深為h5，則槽內(nèi)起點(diǎn)水深h6，其中3.3 配水集泥井二沉池配水集泥井共3個(gè)部分，從里到外為中心進(jìn)水

34、管、二沉池配水井、集泥井。3.3.1 配水井 采用水利配水，因其構(gòu)造簡單，操作方便，可自動(dòng)配水。常見的水力配水設(shè)施有對(duì)稱式、堰式和非對(duì)稱式。本次設(shè)計(jì)采用堰式配水。進(jìn)水從配水井底中心進(jìn)入，經(jīng)等寬度堰流入各個(gè)水斗再流向各構(gòu)筑物。它是利用等寬度堰上水頭相等、過水流量就想等的原理來進(jìn)行配水的，優(yōu)點(diǎn)是配水均勻、誤差小。 (1) 進(jìn)水管管徑D1設(shè)計(jì)流量，當(dāng)進(jìn)水管管徑D1 =1000mm時(shí)，查水力計(jì)算表，得知，滿足設(shè)計(jì)要求。(2) 矩形寬頂堰 進(jìn)水從配水井井底中心進(jìn)，經(jīng)等寬度堰流入2個(gè)水斗再由管道接入后續(xù)的兩座二沉池中，每個(gè)后續(xù)構(gòu)筑物的分配配水量為q=1000m3/h，配水采用矩形寬頂溢流堰至配水管。 堰上

35、水頭H：矩形堰的流量：式中 q矩形堰流量，m3/s； H堰上水頭，m； b堰寬，m,取b=1m； m0流量系數(shù)，通常采用0.3270.332，取0.33。所以，H= 堰頂厚度B當(dāng)時(shí)，屬于矩形寬頂堰。取B=2m，則。該堰屬于矩形寬頂堰。 配水管管徑D2設(shè)配水管管徑D2=600mm，流量q=1000m3/h，查水力計(jì)算表，得知 配水漏斗上口口徑D 按配水井內(nèi)徑的1.5倍設(shè)計(jì)，D=1.5D1=1.51000=1500mm，高度為5.5m。3.3.2 集泥井取D=1000mm，其高度設(shè)置為3.5m，池頂與中心進(jìn)水筒在同一水平面。污泥回流泵和剩余污泥泵設(shè)置在集泥井內(nèi)。(1) 污泥回流 設(shè)計(jì)計(jì)算回流污泥量

36、為，式中：R污泥回流比則： 設(shè)備選型設(shè)計(jì)中選用350QW1000-28-132型潛污泵3臺(tái)（兩用一備），其主要技術(shù)參數(shù)見表5。表5 回流污泥泵的主要技術(shù)參數(shù)型號(hào)350QW1000-28-132型潛污泵揚(yáng)程/m28流量/（m3/h）1000功率/kW132效率/%83.2出口直徑/mm350轉(zhuǎn)速/（r/min）745重量/kg2830(2) 剩余污泥 設(shè)計(jì)說明二沉池產(chǎn)生的剩余污泥由地下管道自流入集泥井，剩余污泥泵將其提升至貯泥池中。 設(shè)計(jì)計(jì)算故QS=3.4 紫外消毒池3.4.1 設(shè)計(jì)參數(shù)紫外消毒燈渠的設(shè)計(jì)參數(shù)見表6。表6 紫外消毒燈渠的設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)備型號(hào)UV3000PLUS設(shè)計(jì)流量/ （m3/d）

37、48000渠道數(shù)/組2性能二級(jí)出水3800m3/d需14根燈管每模塊燈管數(shù)/根11渠中水流速度/（m/s）0.3燈組間距/m1調(diào)節(jié)堰與燈組間距/m1.5每個(gè)模塊長度/m2.46燈管間距/cm8.893.4.2 設(shè)計(jì)計(jì)算(1) 燈管數(shù)每3800m3/d需要14根燈管，則(2) 模塊數(shù)N選用11根燈管為一個(gè)模塊，則模塊數(shù)N13.4個(gè)N16個(gè)(3) 消毒池設(shè)計(jì)按設(shè)備要求渠道深度為1.29m，設(shè)渠道中水流速度為0.3m/s。 渠道過水?dāng)嗝娣eA 渠道寬度B若燈管間距為8.89m，沿渠道寬度可安裝16個(gè)模塊，所以選用UV3000PLUS系統(tǒng)，兩個(gè)UV燈組，每個(gè)UV燈組8個(gè)模塊。 渠道長度L每個(gè)模塊長度為2

38、.46m，兩個(gè)燈組間距1.0m，渠道出水設(shè)堰板調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)堰與燈組間距1.5m，則渠道總長L為：L=，取7.5m 復(fù)核輻射時(shí)間，（符合要求）3.5 貯泥池剩余污泥經(jīng)污泥提升泵提升后進(jìn)入貯泥池，它的作用是調(diào)節(jié)污泥的量。設(shè)計(jì)貯泥池一座，剩余污泥量為22.3m3/h，貯泥時(shí)間為12h。貯泥池有效容積V，V=QST式中：QS剩余活性污泥量，m3/h； T污泥停留時(shí)間，h。則：將貯泥池建成圓柱，DH=8.45，其有效容積V=277m3由于安裝攪拌設(shè)備，所以留取安裝安全距離3m，所以貯泥池總高為8m。3.6 脫水車間將濃縮脫水機(jī)、加藥設(shè)備設(shè)成一排，設(shè)備間隔為2.0m，設(shè)備距墻壁1.5m，則脫水車間的長L=4

39、+2.0+1.46+1.5+1.5=10.46m，取11m。寬B=10m，高為5m。故脫水車間尺寸LBH（m）為11105。三、水力計(jì)算3.1 水頭損失計(jì)算參考給水排水手冊(cè)（第5冊(cè)）城鎮(zhèn)排水（第二版）可確定，水流經(jīng)各構(gòu)筑物的水頭損失部分可根據(jù)下表7所示：表7 水流經(jīng)各構(gòu)筑物的水頭損失構(gòu)筑物名稱水頭損失/m格柵0.10.25提升泵房0.10.3曝氣沉砂池0.10.25Carrousel 2000型氧化溝0.10.3輻流式沉淀池0.50.6紫外消毒池0.10.3各個(gè)設(shè)計(jì)點(diǎn)的管渠設(shè)計(jì)參數(shù)表見表8。表8 管渠設(shè)計(jì)參數(shù)表名稱流量(m/s)管徑(mm)i流速(m/s)長度(m)消毒池出水管0.556600

40、0.0020.8345二沉池出水總管0.5568000.00451.240二沉池出水分管 0.2786000.00120.722配水井出水管0.2786000.0020.916氧化溝出水管0.2786000.00121.130曝氣池出水管0.5569000.00131.040下面計(jì)算水流經(jīng)過連接前后兩構(gòu)筑物的管渠的水頭損失，它包括沿程與局部水頭損失，可按下列公式計(jì)算確定：式中：h1沿程水頭損失，m；h2局部水頭損失，m；i單位管長的水頭損失（水力坡度），根據(jù)流量、管徑和流速等查閱給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)獲得；L連接管段長度，m；局部阻力系數(shù)，查閱給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)獲得；g重力加速度，m/s2；v連接管中流速，m/s。連接管中流速一般取0.71.5m/s。污水管道材質(zhì)選用T型接口離心鑄造球墨鑄鐵管，則水力坡度計(jì)算公式為：；式中：i水力坡降；摩阻系數(shù)；管子的計(jì)算內(nèi)徑，m；g重力加速度，9.81m/s2。當(dāng)v1.2