污水廠計算說明書

馮澤寧：貴陽市花溪污水處理廠工藝設(shè)計2014屆給水排水工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文）摘要本設(shè)計是貴陽市花溪污水處理廠工藝設(shè)計。主要任務(wù)是完成該污水處理廠初步設(shè)計和單項處理構(gòu)筑設(shè)計及再生水處理設(shè)計。本項目污水處理的特點：（1）污水以有機污染物為主，BOD/COD=0.6＞0.3，可生化性較好，重金屬及其他難以生物降解的有毒有害污染物一般不超標(biāo)；(2）污水中主要污染物指標(biāo)BOD、COD、SS值都比較低，屬普通城市污水；（3）進(jìn)水中總磷含量高于污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)一級標(biāo)準(zhǔn)，需添加除磷工藝。針對以上特點以及出水要求，現(xiàn)有城鎮(zhèn)污水處理技術(shù)的特點以采用生化處理最為經(jīng)濟。由于總磷超標(biāo)，處理工藝尚用除磷。根據(jù)處理規(guī)模（4萬噸/天）進(jìn)水水質(zhì)﹑出水質(zhì)要求，污水處理廠既要求有效地去除BOD5，又要求對污水中的COD磷進(jìn)行適當(dāng)處理。根據(jù)原始資料和對出水水質(zhì)的要求及再生水水質(zhì)要求選擇奧貝爾（Orbal）氧化溝工藝，并進(jìn)行了構(gòu)筑物的比選，設(shè)計計算、總平面圖、高程圖的以及構(gòu)筑物詳圖的繪制。關(guān)鍵詞：污水處理廠；氧化溝；接觸池；再生水ABSTRACTThisdesignisHuaxisewagetreatmentplantprocessdesign.Themaintaskistocompletethepreliminarydesignofthesewagetreatmentplantdesignandbuildasingletreatmentandrecyclingwatertreatmentdesign.Featuresofthesewagetreatmentproject;(1)Organicpollutantsinsewagemain,BOD/COD=0.6>0.3,betterbiodegradability,heavymetalsandotherhard-biodegradabletoxicandharmfulpollutantsaregenerallynotexceeding;(2)IndicatorsofmajorpollutantsinwastewaterBOD,COD,SSvaluesarerelativelylow,arecommonurbanwastewater.(3)Totalphosphoruscontentoftheinfluentwastewaterdischargestandardsahigherstandard,youneedtoaddphosphorusremovalprocesses.Fortheabovecharacteristicsandwaterrequirements,characteristicsofexistingmunicipalwastewatertreatmenttechnologiestotheuseofbiologicaltreatmentismosteconomical.Duetoexcessivetotalphosphorus,phosphorustreatmentprocessisstillused.Accordingtodealwiththescale(40,000tons/day)waterquality、thequalityrequirements,thesewagetreatmentplantrequiresbotheffectiveremovalofBOD5,andrequirementsforwastewaterCODphosphorusforproperdisposal.AccordingtotheoriginaldataandonthewaterqualityofreclaimedwaterqualityrequirementsandaskedtochooseOrbaloxidationditchprocess，andtheselectionofstructure,designcalculation、generallayout、elevationandconstructiondetaildrawing.KEYWORDS：SewageTreatmentPlant；OxidationDitch；Contacttank；Recycledwater目錄TOC\o"1-2"\h\u421第1章工程概況 第1章工程概況1.1設(shè)計題目貴陽市花溪污水處理廠工藝設(shè)計1.2設(shè)計背景貴陽市花溪污水處理工程要求花溪鎮(zhèn)南、鎮(zhèn)北、養(yǎng)牛、洛平、陳亮片區(qū)的生活污水及工業(yè)廢水經(jīng)2071m輸水管重力輸送至陳流工業(yè)區(qū)課米田處，經(jīng)進(jìn)水泵站提升至污水處理廠，處理后經(jīng)500m排水管直接排入小黃河。其中污水收集系統(tǒng)：養(yǎng)牛區(qū)排水管網(wǎng)DN700、L=5.4km洛平片區(qū)排水管網(wǎng)DN800、L=6.3km，污水輸送系統(tǒng)：隧洞B×H=2.0×2.5m長2071m，輸送干管DN1000長1729m，排放水管DN1000長500m.1.3設(shè)計資料1.3.1.水質(zhì)資料

花溪城區(qū)工業(yè)不多且規(guī)模較小，生產(chǎn)廢水水質(zhì)與生活污水相似，且規(guī)劃嚴(yán)格控制有污染的項目，因此，花溪城區(qū)的污水水質(zhì)參照貴陽市污水水質(zhì)確定，具體數(shù)值如下：BOD5180mg/lCOD300mg/lSS200mg/lNH3-N30mg/lTP3mg/lPH6-9油類20mg/l最高水溫：30℃最低水溫：15℃平均水溫：20℃

1.3.2設(shè)計水質(zhì)

污水處理廠的污水排放標(biāo)準(zhǔn)由受納水體的水域功能確定，花溪污水處理廠的出水直接排入陳亮河，根據(jù)《貴陽市城市總體規(guī)劃（1996-2010)》，陳亮河的水域功能按《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-88）Ⅲ類水體控制，依據(jù)《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-1996）一級B排放標(biāo)準(zhǔn)，同時應(yīng)滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污水排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）即污水排放標(biāo)準(zhǔn)為：BOD5≦20mg/lCOD≦60mg/lSS≦20mg/lNH3-N15mg/lTP≦1.0mg/lPH6-9油類6.0mg/l處理后的污水一部分排放，其中經(jīng)過3.2萬m3/日中水系統(tǒng)處理成為再生水用于城市綠化用水，用水標(biāo)準(zhǔn)（GB/T18921—2002）：1.3.3氣象地理資料花溪區(qū)位于黔中腹地，全區(qū)地貌以山地和丘陵為主，花溪區(qū)具有高原季風(fēng)濕潤氣候的特點，冬無嚴(yán)寒，夏無酷暑，濕度較大年平均氣溫14.9度，主導(dǎo)風(fēng)向為東南風(fēng)。1.4設(shè)計內(nèi)容根據(jù)《貴陽市花溪片區(qū)分區(qū)規(guī)劃》，花溪區(qū)居民生活污水量標(biāo)準(zhǔn)（300升/人.日）及工業(yè)用水量指標(biāo)（0.015萬立方米/公頃.日）。服務(wù)人口8.22萬人，公建用水量0.49萬噸/日，工業(yè)用水量1.74萬噸/日，市政及未預(yù)見水量0.50萬噸/日，平均日總用水量4.33萬噸/日，污水形成率90％，平均日污水量3.90萬噸/日，所以本工程建設(shè)規(guī)模4.0萬m3/日污水處理廠一座。第2章城市污水處理方案的確定2.1確定污水處理方案的原則根據(jù)設(shè)計進(jìn)水水質(zhì)和出廠水質(zhì)要求，所選污水處理工藝力求技術(shù)先進(jìn)、成熟、處理效果好、運行穩(wěn)妥可靠、高效節(jié)能、經(jīng)濟合理、確保污水處理效果，減少工程投資及日常運行費用。妥善處理和處置污水處理過程中產(chǎn)生的柵渣、沉砂和污泥，避免造成二次污染。2.2污水方案的確定現(xiàn)代污水處理技術(shù)大致可分為活性污泥法、生物膜法及UNTTANK法?；钚晕勰喾ǎ簢鴥?nèi)外城市污水處理廠目前普遍采用的工藝有SBR間歇式活性污泥法、循環(huán)式活性污泥法（CAST或CASS）、AB法、A/O生物脫氮活性污泥法、A2/O生物脫氮除磷工藝、氧化溝法（循環(huán)混合式活性污泥法）等工藝。⑴SBR法（SequencingBatchReactor）序批式反應(yīng)池(SBR)屬于“注水—反應(yīng)—排水”類型的反應(yīng)器，其操作流程由進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、出水和閑置五個基本過程組成，所有處理過程都是在同一個設(shè)有曝氣或者攪拌裝置的反應(yīng)器內(nèi)依次進(jìn)行，混合液始終留在池中，從而不需另設(shè)沉淀池。曝氣池兼具沉淀的作用，厭氧、好氧也在同一池進(jìn)行。通過調(diào)節(jié)每個工序的時間，可達(dá)到除磷脫氮的效果。其工藝系統(tǒng)組成簡單；耐沖擊負(fù)荷；反應(yīng)推動力大，運行操作靈活；可通過計算機自動控制，易于維護(hù)管理。目前采用其工藝的有云南昆明市第三污水處理廠,工程規(guī)模為15萬m3/d,浙江金華市污水處理廠，工程規(guī)模為8萬m3/d，貴州遵義市污水處理廠，處理規(guī)模為8萬m3/d。本工藝在污水廠運行時的優(yōu)點是運行效果穩(wěn)定，污水在理想的靜止?fàn)顟B(tài)下沉淀需要時間短，效率高，耐沖擊負(fù)荷，池內(nèi)有滯留的處理水，對污水有稀釋緩沖作用有效抵抗水量和有機物的沖刷。缺點是間歇周期運行，對自控要求高，變水位運行電耗大，脫氮除磷效率不太高。⑵循環(huán)活性污泥工藝（cyclicactivatedsludgetechnology）CAST工藝是SBR工藝的一種變形，池體內(nèi)用隔墻隔出生物選擇區(qū)、兼性區(qū)和主反應(yīng)區(qū)三個區(qū)域，整個工藝的曝氣、沉淀、排水等過程在同一池內(nèi)周期循環(huán)運行，省去了常規(guī)污泥處理工藝中的二沉池和污泥回流系統(tǒng)。其建設(shè)費用、運轉(zhuǎn)費用低；有機物去除率高；污泥產(chǎn)量低、性質(zhì)穩(wěn)定；運行管理簡單，不易發(fā)生污泥膨脹。目前采用其工藝的有鎮(zhèn)江市征潤州污水處理廠。一期處理規(guī)模為1萬m3/d，總規(guī)模為2萬m3/d。其優(yōu)點是CAST工藝可實現(xiàn)同步硝化與反硝化，耐沖擊負(fù)荷能力強，征潤州污水處理廠的出水水質(zhì)基本穩(wěn)定，各項指標(biāo)均達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。針對CAST工藝運行特點，選用羅茨風(fēng)機并合理設(shè)計供氣總管，使恒水位、變水位二組模塊曝氣來自不同的供氣管，有效解決二組模塊氣量分配不均的現(xiàn)象。試運行以來，效果良好。⑶AB法（Adsorption—BiooxidationProcess）吸附—生物降解工藝，簡稱AB法，整個污水處理系統(tǒng)共分為預(yù)處理段、A段、B段三段，在預(yù)處理段只設(shè)格柵、沉砂等處理設(shè)備，A段由吸附池和中間沉淀池組成，B級由曝氣池和二沉池組成，A、B級各自擁有獨立的污泥回流系統(tǒng)。該工藝處理效果穩(wěn)定，具有抗沖擊負(fù)荷能力。目前采用本工藝的有山東淄博市污水處理廠，處理規(guī)模為14萬m3/d，其優(yōu)點是曝氣池容積比傳統(tǒng)方法可減少30%左右，全廠占地面積節(jié)省20%左右，每噸污水電耗可節(jié)省20%-30%。處理效果良好。⑷A2/O法，A2/O法同步除磷脫氮機制由兩部分組成：一是除磷，污水中的磷在厭氧狀態(tài)下釋放出聚磷菌，在好氧狀況下又將其更多吸收，以剩余污泥的形式排出系統(tǒng)。二是脫氮，缺氧段由于兼性脫氮菌的作用，利用水中BOD作為氫供給體將來自好氧池混合液中的硝酸鹽及亞硝酸鹽還原成氮氣逸入大氣，達(dá)到脫氮的目的。其總的水力停留時間少于其他同類工藝；在厭氧（缺氧）、好氧交替運行條件下，絲狀菌不能大量增殖，無污泥膨脹之慮，SVI值一般均小于100；污泥中含磷濃度高，具有很高的肥效；運行中勿需投藥，運行費用低。若降低污泥濃度、壓縮污泥齡、控制硝化，以去除磷、BOD5和COD為主，則可用A/O工藝。采用本工藝的有昆明市第二污水處理廠，其規(guī)模為10

萬m3/d，采用瑞典ET公司提供的多格厭氧池和以同心圓BOD/N池為主體的表面曝氣A2/O處理工藝。優(yōu)點是運行穩(wěn)定，易于控制除磷脫氮效果好，可有效防止污水廠處理出水對滇池水域的二次污染。缺點該廠建成運行后，由于經(jīng)處理后出水TP一直可達(dá)標(biāo)，故化學(xué)除磷設(shè)施一直未投入使用，原設(shè)計未考慮進(jìn)水懸浮固體、污泥齡、污水水質(zhì)及生物處理系統(tǒng)的特性等因素對污泥量及污泥組成的影響，而認(rèn)為剩余污泥只是由有機物降解產(chǎn)生，從而導(dǎo)致設(shè)計數(shù)據(jù)與實際運行數(shù)據(jù)出現(xiàn)較大偏差，影響了污水處理廠的正常運行。⑸氧化溝法，氧化溝是延時曝氣法的一種特殊形式，一般采用圓形或橢圓形廊道，池體狹長，深度較淺，在溝槽中設(shè)有機械曝氣和推進(jìn)裝置，池體的布置和曝氣、攪拌裝置都有利于廊道內(nèi)的混合液單向流動。多數(shù)情況下，氧化溝系統(tǒng)需設(shè)二沉池。其特點為在流態(tài)上介于完全混合和推流之間，有利于活性污泥的生物凝聚作用，而且可以將其區(qū)分為富氧區(qū)、缺氧區(qū)，可以進(jìn)行硝化和反硝化，取得脫氮的效果；可考慮不設(shè)置初沉池，原污水經(jīng)過格柵和沉砂池預(yù)處理，已經(jīng)有效防止污水中無機沉渣沉積，有機性懸浮物在氧化溝內(nèi)能夠達(dá)到好氧穩(wěn)定的程度；BOD負(fù)荷低，因此對水溫、水質(zhì)、水量的變動有較強的適應(yīng)性，污泥產(chǎn)率低，具有較大的脫氮潛力，運行費用較低。生物膜法：生物膜法包括生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、生物接觸氧化池、曝氣生物濾池及生物流化床等工藝形式。通過微生物附著生長在濾料或填料表面上，形成生物膜，污水與生物膜接觸后，污染物被微生物吸附轉(zhuǎn)化，污水得到凈化。目前所采用的生物膜法多數(shù)是好氧工藝，其對水質(zhì)、水量變化的適應(yīng)性強，處理效果好，同其他方法組合應(yīng)用可實現(xiàn)更高效率的處理效果。UNITANK法：UNITANK工藝是一種三溝式氧化溝的變形，它是由三個矩形組成的，其中兩側(cè)的矩形池即可做曝氣池，又可做沉淀池，中間一個矩形池只做曝氣池。污水可以進(jìn)入三個池中的任意一個，采用連續(xù)進(jìn)水、周期交替運行。在自動控制下使各池處在好氧、缺氧及厭氧的交替狀態(tài)下，實現(xiàn)有機物及氮磷的去除。但它的容積利用率低，設(shè)備閑置率高，除磷功能差，并且不適用于大型的城市污水處理廠。我國目前在污水處理方面80%都選用活性污泥法，本污水處理廠也選用活性污泥法。2.3回用水處理方案的確定污水可回用的領(lǐng)域：1.回用于工業(yè)用水。目前，污水回用在大多數(shù)地區(qū)還沒有普及，污水回用率偏低，主要制約因素包括：污水水源距離用水工業(yè)太遠(yuǎn)，供水成本加大；回用水水質(zhì)特別是對食品、釀造行業(yè)存在潛在的健康影響；由于污水處理廠運行的不穩(wěn)定性，導(dǎo)致供水水量的持續(xù)性和供水水質(zhì)可靠性不能保證；不同工業(yè)對水質(zhì)的具體要求不同，回用水質(zhì)與工業(yè)所需水質(zhì)存在差異，需要改變工業(yè)現(xiàn)有生產(chǎn)程序和水處理方式等因素都制約著污水回用發(fā)展。2.回用于居民及社區(qū)的非飲用水。對城鎮(zhèn)居民來說，污水主要回用于沖洗馬桶、灌溉。在社區(qū)，污水回用的非飲用水用途還包括室外小區(qū)、市政綠化、車輛清洗及非人體接觸的景觀用水。本設(shè)計回用水用于城市綠化。2.4污水處理構(gòu)筑物的選擇表1氧化溝法采用的主要曝氣裝置與特性形式概要特性橫向軸橫向水平軸上裝有放射狀的葉片或由兩個半半圓組成的盤片，水表面經(jīng)攪拌實現(xiàn)曝氣充氧，推動水流和防止污泥沉淀供氧量可通過轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，但流速難以實現(xiàn)控制；反應(yīng)池水深為2.5-3.5m，轉(zhuǎn)刷直徑主要有0.7m和1.0m兩種周長最大為9.0m縱向軸電動機安裝在反應(yīng)池的水面上部，葉輪浸沒在水面下，可進(jìn)行表面曝氣供氧量可通過轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，但流速難以實現(xiàn)控制；動力效率一般為1.8-2.3kgO2/(kwh),反應(yīng)池水深4-5m螺旋型螺旋旋轉(zhuǎn)形成負(fù)壓，使空氣進(jìn)入，形成微小氣泡并在水中擴散實現(xiàn)曝氣的方法供氧與流速的控制可分別實現(xiàn)曝氣裝置選擇縱軸立式曝氣裝置表2沉砂池類型特點平流沉砂池截留無機顆粒效果好、工作穩(wěn)定、構(gòu)造簡單排沉砂較方便曝氣沉砂池沉淀下來的砂粒清潔，含有有機污染物的量低于5%；具有預(yù)曝氣、脫臭、防止污水厭氧分解、除泡作用，加速污水中油類的分解。鐘式沉砂池占地面積小，沉砂效果受水量變化影響很小，砂水分離效果好，分離出的砂子含水率低率，有機物含量少便于運輸。表3沉淀池形式特點平流式沉淀池構(gòu)造簡單、造價較低、操作方便和凈水效果穩(wěn)定，進(jìn)出水配水不易均勻，多斗排泥時每個斗均需設(shè)置排泥管輻流式沉淀池采用機械排泥，運行較好，設(shè)備較簡單，排泥設(shè)備已有定型產(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。池水水流速度不穩(wěn)定，受進(jìn)水影響較大；底部刮泥、排泥設(shè)備復(fù)雜，對施工單位的要求高，占地面積較其他沉淀池大，一般適用于大、中型污水處理廠。豎流式沉淀池占地面積小，排泥容易，深度大，施工困難，造價高。常用于處理水量小于20000m3/d的污水處理廠。綜上選用平流式沉砂池和平流式沉淀池。2.5污泥處理構(gòu)筑物的選擇污泥濃縮選用重力濃縮，采用輻流式濃縮池。2.6工藝流程的確定我國目前在污水處理方面80%都選用活性污泥法，本污水處理廠也選用活性污泥法。下面是活性污泥法中幾種方法的比較:表4標(biāo)準(zhǔn)活性污泥法特性原理本法為懸浮型生物處理的代表方法。污水與活性污泥混合液在曝氣池中經(jīng)曝氣充氧、混合攪拌，污水中有機物被活性污泥吸附、氧化分解合同化合成而被去除。同時形成沉淀性能良好的活性污泥絮體，在二沉池中進(jìn)行固液分離設(shè)計參數(shù)BOD-SS負(fù)荷0.2-0.4kgBOD/(kgSSd)；BOD容積負(fù)荷0.3-0.8kgBOD/(m3d）；MLSS1500-2000mg/L；污泥回流比20%-70%；曝氣時間6-8h；初沉池表面負(fù)荷35-50m3/(m2d）；二沉池表面負(fù)荷20-25m3/(m2d）；污泥齡2-4d；氣水比3-7；有效水深4-6m；超高0.5-0.8m處理性能處理水質(zhì)（BOD、SS）營養(yǎng)鹽類抗沖擊負(fù)荷能力出水透明度高，BOD、SS去除率高控制反應(yīng)池內(nèi)DO濃度，可實際脫氮除磷必要時可設(shè)置調(diào)節(jié)池產(chǎn)泥量產(chǎn)泥量約為進(jìn)水SS量的80%所需面積池面積池容積初沉池到接觸池約為0.1-0.2m2/m3(污水）約為0.3-0.7m2/m3(污水）維護(hù)管理管理機械種類多，主要包括：初沉池刮泥機；曝氣設(shè)備；剩余污泥泵；二沉池刮泥機；消毒設(shè)備；鼓風(fēng)機；回流污泥泵工程應(yīng)用大中規(guī)模應(yīng)用較多表5氧化溝法特性原理及特征有機物負(fù)荷低，曝氣時間長，反應(yīng)池內(nèi)活性污泥微生物處于底物不足狀態(tài)，并進(jìn)行自身分解，剩余污泥量少可不設(shè)初沉池。機械式曝氣裝置，水深較淺的無終端循環(huán)式低負(fù)荷活性污泥法，固液在二沉池中沉淀分離。低負(fù)荷有利于硝化脫氮反應(yīng)，抗水量、水質(zhì)變化及水溫低能力強，處理效果穩(wěn)定。反應(yīng)池內(nèi)MLSS濃度、堿度等基本一致。剩余污泥得到好氧分解，比標(biāo)準(zhǔn)法污泥穩(wěn)定。反應(yīng)池HRT長，水深較淺，故占地面積較大。設(shè)計參數(shù)反應(yīng)池：BOD-SS負(fù)荷0.03-0.07kgBOD/(kgSSd)；MLSS2500-5000mg/L；污泥回流比100%-200%；HRT24-48h；污泥齡15-50d；硝化速度0.2-0.7mgN/(gMLSSh)；脫氮速度0.1-0.4mgN/(gMLSSh)；需氧量1.4-2.2kgO2/kgBOD二沉池：沉淀時間6-12h；有效水深3-4m；表面負(fù)荷6-12m3/(m2d）；出水堰負(fù)荷25-30m3/(m2d）處理性能處理水質(zhì)（BOD、SS）營養(yǎng)鹽類抗沖擊負(fù)荷能力同標(biāo)準(zhǔn)法連續(xù)式氧化溝內(nèi)DO濃度沿程變化，可實現(xiàn)脫氮反應(yīng)反應(yīng)池內(nèi)HRT長，抗沖擊負(fù)荷能力強產(chǎn)泥量與標(biāo)準(zhǔn)活性污泥法相比較，固體物量減少20%，污泥量按含水率計算增加10%-20%池面積池容積耗電量為標(biāo)準(zhǔn)法的3.8倍為標(biāo)準(zhǔn)法的2.6倍為標(biāo)準(zhǔn)法的1.8倍維護(hù)管理管理機械較少，維護(hù)管理方便，主要包括：曝氣裝置；剩余污泥泵；二沉池刮泥機；消毒裝置；回流污泥泵工程應(yīng)用小規(guī)模污水處理廠實際應(yīng)用最多，信賴度最大表6SBR法特性原理與特性本工藝是在同一反應(yīng)池中進(jìn)行進(jìn)水、曝氣反應(yīng)、沉淀、排水等工序，根據(jù)處理要求各工藝時間可以調(diào)整。小規(guī)模處理廠可采用低負(fù)荷設(shè)計運行。特點1.活性污泥混合液能在理想靜態(tài)條件下沉淀分離；2.每一個反應(yīng)池在一個周期內(nèi)可按好氧-缺氧-厭氧條件運行，可實現(xiàn)生物硝化與反硝化；3.與氧化溝法相比，SBR法占地面積?。?.反應(yīng)池內(nèi)易積蓄浮渣；5.出水為間歇式排放設(shè)計參數(shù)BOD-SS負(fù)荷0.03-0.4kgBOD/(kgSSd）；排水比1/2-1/6；泥面上最小保護(hù)水深0.5m，HRT24-48h；周期數(shù)2-3個/d；MLSS1500-5000mg/L污水調(diào)節(jié)池HRT6h；需氧量高負(fù)荷為0.5-1.5kgO2/kgBOD,低負(fù)荷為1.5-2.5kgO2/kgBOD處理性能處理水質(zhì)抗沖擊負(fù)荷能力同標(biāo)準(zhǔn)法可以間歇運行，實現(xiàn)溶解氧濃度變化；高負(fù)荷法時脫磷效率高；低負(fù)荷時脫氮效率高。曝氣時進(jìn)水流量有限，抗沖擊負(fù)荷能力較差；高負(fù)荷時應(yīng)設(shè)計調(diào)節(jié)池產(chǎn)泥量高負(fù)荷時，污泥量比標(biāo)準(zhǔn)法增加30%-40%；低負(fù)荷時，固體物量減少20%，污泥量按含水率計算增加10%-20%池面積池容積耗電量標(biāo)準(zhǔn)法的1.5倍（高負(fù)荷時）；標(biāo)準(zhǔn)法的2.1倍（低負(fù)荷時）標(biāo)準(zhǔn)法的2.0倍（高負(fù)荷時）；標(biāo)準(zhǔn)法的2.8倍（低負(fù)荷時）標(biāo)準(zhǔn)法的1.2倍（高負(fù)荷時）；標(biāo)準(zhǔn)法的1.8倍（低負(fù)荷時）維護(hù)管理需要時間控制器，實現(xiàn)自動控制；閘門檢修頻率高；主要維護(hù)管理機械有：曝氣裝置，剩余污泥泵，潷水器，消毒設(shè)備工程應(yīng)用比氧化溝少，改良SBR法應(yīng)用較多表7污水水質(zhì)BOD5180mg/lCOD300mg/lSS200mg/lNH3-N30mg/lTP3mg/lPH6-9油類20mg/l花溪區(qū)位于黔中腹地，全區(qū)地貌以山地和丘陵為主，花溪區(qū)具有高原季風(fēng)濕潤氣候的特點，冬無嚴(yán)寒，夏無酷暑，濕度較大年平均氣溫14.9度，主導(dǎo)風(fēng)向為東南風(fēng)。要建4.0萬m3/日污水處理廠一座。本項目污水處理的特點：（1）污水以有機污染物為主，BOD/COD=0.6＞0.3，可生化性較好，重金屬及其他難以生物降解的有毒有害污染物一般不超標(biāo)；(2）污水中主要污染物指標(biāo)BOD、COD、SS值都比較低，屬普通城市污水；（3）進(jìn)水中總磷含量高于污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)一級標(biāo)準(zhǔn)，需添加除磷工藝。針對以上特點，以及出水要求，現(xiàn)有城鎮(zhèn)污水處理技術(shù)的特點，以采用生化處理最為經(jīng)濟。由于總磷超標(biāo)，處理工藝尚用除磷。根據(jù)處理規(guī)模（4萬噸/天），進(jìn)出水質(zhì)﹑出水質(zhì)要求，污水處理廠既要求有效地去除BOD5，又要求對污水中的COD﹑磷進(jìn)行適當(dāng)處理。本課題可供選擇的工藝：如A2/O工藝，A/O工藝，SBR及其改良工藝，氧化溝工藝，以及水解好氧工藝，生物濾池工藝等。最終研究方案即工藝流程定為奧巴勒（Orbal）氧化溝工藝。工藝流程圖如下：第3章處理構(gòu)筑物工藝設(shè)計3.1設(shè)計流量的確定3.1.1平均日流量平均日流量為Qa=4.0萬m3/d3.1.2最大日流量污水日變化系數(shù)取K日=Kz/Kh=1.38/1.2=1.15,而Qd=K日×Qa，則有最大日流量：Qd=1.15×4.0=4.6萬m3/d3.1.3最大日最大時流量（設(shè)計最大流量）時變化系數(shù)取K時=1.2，而Qh=K時Qd/24，則有：最大日最大時流量Qh=1.2×4.6/24=0.23萬m3/h=0.64m3/s3.2泵前中格柵設(shè)計計算中格柵用以截留水中的較大懸浮物或漂浮物，以減輕后續(xù)處理構(gòu)筑物的負(fù)荷，用來去除那些可能堵塞水泵機組駐管道閥門的較粗大的懸浮物，并保證后續(xù)處理設(shè)施能正常運行的裝置。3.2.1格柵的設(shè)計參數(shù)(1)水泵處理系統(tǒng)前格柵柵條間隙，應(yīng)符合下列要求：人工清除25～40mm機械清除16～25mm最大間隙40mm(2)過柵流速一般采用0.6～1.0m/s.(3)格柵傾角一般用450～750。機械格柵傾角一般為600～700.(4)格柵前渠道內(nèi)的水流速度一般采用0.4～0.9m/s.(5)柵渣量與地區(qū)的特點、格柵間隙的大小、污水量以及下水道系統(tǒng)的類型等因素有關(guān)。在無當(dāng)?shù)剡\行資料時，可采用：1）格柵間隙16～25mm適用于0.10～0.05m3柵渣/103m3污水；2）格柵間隙30～50mm適用于0.03～0.01m3柵渣/103m3污水.大型污水處理廠或泵站前的格柵（每日柵渣量大于0.2m3），一般應(yīng)采用機械清渣。通過格柵的水頭損失，粗格柵一般為0.2m，細(xì)格柵一般為0.3～0.4m格柵間必須設(shè)置工作臺，臺面應(yīng)高出柵前最高設(shè)計水位0.5m。工作臺上應(yīng)有安全和沖洗設(shè)施。格柵間工作臺兩側(cè)過道寬度不應(yīng)小于0.7m。工作臺正面過道寬度，采用人工清除是不應(yīng)小于1.2m，采用機械清除時不應(yīng)小于1.5m。3.2.2格柵尺寸計算(1)柵槽寬度柵條的間隙數(shù)n個，（3.1）式中—最大設(shè)計流量，m3/s；—格柵傾角，取=60°；—格柵間隙，取=0.02m；—柵條間隙數(shù)，個；—柵前水深，取=0.4m；—過柵流速，取=0.9m。格柵設(shè)兩組，按兩組同時工作設(shè)計，一格停用，一格工作校核。則：=42（個）2)柵槽寬度柵槽寬度一般比格柵寬0.2-0.3m，取0.2m；設(shè)柵條寬度=0.01m，則柵槽寬度=(-1)++0.2(3.2)=0.01×(42-1)+0.02×42+0.2=1.45m通過格柵的水頭損失通過格柵的水頭損失，m=(3.3),,(3.4)式中—設(shè)計水頭損失，m；—計算水頭損失，m；—重力加速度m/s2；—系數(shù)，格柵受污物堵塞時水頭損失增大倍數(shù)，一般采用3；—阻力系數(shù)，與柵條斷面形狀有關(guān)，可按手冊提供的計算公式和相關(guān)系數(shù)計算；設(shè)柵條斷面為銳邊矩形斷面，=2.42。==0.1m柵后槽總高度，m設(shè)渠前總高度=0.3m，==0.4+0.1+0.3=0.8m柵槽總長度，m進(jìn)水渠道漸寬部分的長度。設(shè)進(jìn)水渠道寬=0.85m，其漸寬部分展開角度，進(jìn)水渠道內(nèi)的流速為0.77m/s.==0.82m柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度，m=/2=0.41m,=++1.0+0.5+(3.5)式中，為柵前渠道深，=，m。=0.82+0.41+1.0+0.5+0.7/=3.13m每日柵渣量，m3/d(3.6)式中，為柵渣量，污水，格柵間隙為16～25mm時，=0.10～0.05m3/103m3污水；格柵間隙30～50mm時，=0.03～0.01m3/103m3污水。本格柵間距為20mm，取=0.07m3/103m3污水。=2.8m3/d>0.2m3/d,采用機械清渣。3.3污水提升泵房設(shè)計計算3.3.1提升泵房設(shè)計說明本設(shè)計采用氧化溝工藝系統(tǒng)，污水處理系統(tǒng)只考慮一次提升。污水經(jīng)提升后入平流沉砂池，然后自流通過氧化溝、二沉池及接觸池，最后由出水管道部分排入小黃河，一部分經(jīng)過深度處理回用于城市綠化。設(shè)計流量Qh=0.64m3/s=640L/s(1)泵房進(jìn)水角度不大于45度。(2)相鄰兩機組突出部分得間距，以及機組突出部分與墻壁的間距，應(yīng)保證水泵軸或電動機轉(zhuǎn)子再檢修時能夠拆卸，并不得小于0.8。如電動機容量大于55KW時，則不得小于1.0m，作為主要通道寬度不得小于1.2m。(3)泵站采用矩形平面鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)半地下式，尺寸為15m×12m，高12m，地下埋深7m。(4)水泵為自灌式。3.3.2泵房設(shè)計計算各構(gòu)筑物的水面標(biāo)高和池底埋深計算見高程計算。污水提升前水位1043m（既泵站吸水池最底水位）,提升后水位1053.96m（即細(xì)格柵前水面標(biāo)高）。所以，提升凈揚程Z=1053.96-1043=10.96m水泵水頭損失取2m，安全水頭取2m從而需水泵揚程H=15m。再根據(jù)設(shè)計流量0.64m3/s，選用3臺350QW1200-18-90型潛污泵（流量1200m3/h，揚程18m，轉(zhuǎn)速990r/min，功率90kw），兩用一備，流量Q=0.32m3/s集水池容積:考慮不小于一臺泵5min的流量W=5×60×Q=96m3。取有效水深h=1.2m，則集水池面積為:A=W/h=80m2。泵房采用圓形平面鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),尺寸為15m×12m,泵房為半地式地下埋深7m，水泵為自灌式。3.4泵后細(xì)格柵計算3.4.1細(xì)格柵設(shè)計說明污水由進(jìn)水泵房提升至細(xì)格柵沉砂池，細(xì)格柵用于進(jìn)一步去除污水中較小的顆粒懸浮、漂浮物。細(xì)格柵的設(shè)計和中格柵相似。3.4.2細(xì)格柵計算(1)柵槽寬度1)柵條的間隙數(shù)n個，（3.1）式中—最大設(shè)計流量，m3/s；—格柵傾角，取=60°；—格柵間隙，取=0.01m；—柵條間隙數(shù)，個；—柵前水深，取=0.4m；—過柵流速，取=0.9m。格柵設(shè)兩組，按兩組同時工作設(shè)計，一格停用，一格工作校核。則：=83(個)2)柵槽寬度柵槽寬度一般比格柵寬0.2-0.3m，取0.2m；設(shè)柵條寬度=0.01m，則柵槽寬度=(-1)++0.2(3.2)=0.01×(83-1)+0.02×83+0.2=2.68m通過格柵的水頭損失通過格柵的水頭損失，m=(3.3),,(3.4)式中—設(shè)計水頭損失，m；—計算水頭損失，m；—重力加速度m/s2；—系數(shù)，格柵受污物堵塞時水頭損失增大倍數(shù)，一般采用3；—阻力系數(shù)，與柵條斷面形狀有關(guān)，可按手冊提供的計算公式和相關(guān)系數(shù)計算；設(shè)柵條斷面為銳邊矩形斷面，=2.42。=0.26m(3)柵后槽總高度，m設(shè)渠前總高度=0.3m，==0.4+0.26+0.3=0.96m(4)柵槽總長度，m1)進(jìn)水渠道漸寬部分的長度。設(shè)進(jìn)水渠道寬=0.85m，其漸寬部分展開角度，進(jìn)水渠道內(nèi)的流速為0.77m/s.=2.51m2)柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度，m=/2=1.26m,=++1.0+0.5+(3.5)式中，為柵前渠道深，=，m。=2.51+1.26+1.0+0.5+0.7/=5.67m(5)每日柵渣量，m3/d(3.6)式中，為柵渣量，污水，格柵間隙為16～25mm時，=0.10～0.05m3/103m3污水；格柵間隙30～50mm時，=0.03～0.01m3/103m3污水。本格柵間距為10mm，取=0.1m3/103m3污水。=4.0m3/d>0.2m3/d,采用機械清渣。3.5平流沉砂池設(shè)計計算沉砂池的功能是利用物理原理去處污水中密度較大的無機顆粒污染物，如泥沙、煤渣等，它們的相對密度約為2.65.城市污水廠均應(yīng)設(shè)置沉砂池。3.5.1設(shè)計參數(shù)(1)沉砂池的格數(shù)不應(yīng)少于2個，并應(yīng)按并聯(lián)系列設(shè)計，當(dāng)污水量較小時，可考慮一格工作，一個備用。(2)沉砂池按去除相對密度大于2.65、粒徑大于0.2mm的沙粒設(shè)計。(3)設(shè)計流速的確定。設(shè)計流量時水平流速：最大流速應(yīng)為0.3m/s，最小流速應(yīng)為0.15m/s；最大設(shè)計流量時，污水在池內(nèi)的停留時間不應(yīng)小于30s，一般為30—60s。(4)設(shè)計水深的確定。設(shè)計有效水深不應(yīng)大于1.2m，一般采用0.25—1.0m，每格寬度不宜小于0.6m。(5)沉砂量的確定。城市污水的沉沙量可按3m3/105m3污水計算，沉砂含水率約為60％，容重約為1.5t/m3。(6)砂斗容積按2d的沉沙量計算，斗壁傾角55—60。(7)池底坡度一般為0.01—0.02；當(dāng)設(shè)置除砂設(shè)備時，應(yīng)根據(jù)設(shè)備要求考慮池底形狀。(8)除砂一般以采用機械方法。采用人工排砂時，排砂管直徑不應(yīng)小于200mm。(9)當(dāng)采用重力排砂時，沉砂池和貯砂池應(yīng)盡量靠近以縮短排砂管的長度，并設(shè)排砂閘門于管的首端，使排砂管暢通和易于養(yǎng)護(hù)管理。(10)沉砂池的超高不宜小于0.3m。3.5.2設(shè)計計算(1)沉砂池長度，m(3.7)式中—最大設(shè)計流量時的流速，m/s，取=0.25m/s；—最大設(shè)計流量時的流行時間，s，取=30s。則：=0.25×30=7.5(m)水流斷面面積，m2(3.8)式中，為最大設(shè)計流量，m3/s。=0.64/0.25=2.56(m2)池總寬度，m(3.9)取2格，每隔寬2m；則：=2×2=4.0(m)有效水深，m=/=2.56/4.0=0.64m沉砂斗容積，m3(3.10)式中—城市污水沉沙量，m3/105m3，取=3m3/105m3污水；—清除沉砂的時間間隔，d，取=2d；—污水流量總變化系數(shù)，取=1.38。=2.4(m3),每一分格有2個沉砂斗，共4個沉砂斗，則每個沉砂斗容積=2.4/4=0.6(m3)沉砂斗尺寸1)沉砂斗上口寬，m(3.11)式中—斗高，m取=0.7m；—斗底寬，m，取=0.5m。斗壁與水平面的傾角。=1.48(m)2)沉砂斗容積，m3(3.12)=0.74(m3)沉沙室高度，m采用重力排砂，排砂管道管徑DN=200mm，設(shè)池底坡度為0.06，坡向砂斗。沉砂室有兩部分組成：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，沉砂室寬為[2]。(0.2為沉砂斗之間隔壁厚)=2.17(m)(3.13)=0.83(m)沉砂池總高度，m取超高m=0.3+0.64+0.83=1.77(m)(10)進(jìn)出水漸寬漸窄部分，m==3.4m(3.14)(11)驗算最小流速，m/s在最小流量時，只用一格工作()。(3.15)式中—最小流量，m3/s；—最小流量時沉砂池的個數(shù)，個；—最小流量時沉砂池中的水流斷面面積，m2。(最小流量采用)=0.38m/s大于0.15m/s3.6奧貝爾氧化溝工藝設(shè)計計算氧化溝又稱連續(xù)循環(huán)式反應(yīng)池因其構(gòu)筑物呈封閉的溝渠型而得名。氧化溝式活性污泥法的一種改型。奧貝爾氧化溝是一種多級氧化溝，典型的奧貝爾氧化溝有三個同心溝，而外溝占總?cè)莘e的50%。由沉砂池來的到污水，進(jìn)入外溝在其中以缺氧狀態(tài)運行，促進(jìn)了同時進(jìn)行的硝化和反硝化過程。3.6.1設(shè)計參數(shù)及設(shè)備奧貝爾氧化溝混合液懸浮固體濃度(MLSS)=4000—5000mg/L；污泥負(fù)荷=0.05—0.1kg；考慮脫氮時停留時間=12—24h；渠深4.5m。為簡化曝氣設(shè)備，各溝可取等寬，也可不等，溝深不超過溝寬。直線段盡可能短，彎曲部分約占體積的70%~90%;甚至可做成圓形。在三溝系統(tǒng)中，體積分配為50:33:17，一般第一溝占50%~70%。溶解氧控制比例為0:1:2，存氧量分配按65:20:10考慮。曝氣設(shè)備采用曝氣轉(zhuǎn)碟，直徑=1400mm，每米水平軸上轉(zhuǎn)碟數(shù)不宜超過5個。一般采用型(單溝采用一個電機)和型(兩溝采用一個電機)兩種形式組合。出水采用調(diào)節(jié)堰板。為保證流速=0.3m/s，池底可配置潛水推進(jìn)器，安裝在曝氣轉(zhuǎn)碟的下游。3.6.2設(shè)計計算(1)已知條件及基本設(shè)計參數(shù)設(shè)計水量=40000m3/d，設(shè)計進(jìn)水水質(zhì)：BOD5濃度=180mg/L；TSS濃度=200mg/L；VSS=140mg/L(VSS/TSS=0.7)；NH3-N=30mg/L；最高水溫30℃，最低水溫：15℃，平均水溫：20℃；設(shè)計出水水質(zhì)：BOD5濃度=20mg/L；TSS濃度=20mg/L；NH3-N=15mg/L。污泥產(chǎn)率系數(shù)=0.55；混合液懸浮固體濃度(MLSS)=4000mg/L；混合液揮發(fā)固體濃度(MLVSS)=3000mg/L(MLVSS/MLSS=0.75)；污泥齡=25d；內(nèi)源代謝系數(shù)=0.055；20℃時脫氮率=0.035kg/(kgMLVSSd)。去除BOD計算氧化溝出水溶解性BOD5濃度。為了保證二級出水BOD5濃度20mg/L，必須控制氧化溝出水所含溶解性BOD5濃度。(3.16)=20-1.420.720(1-)=6.41(mg/L)2)好氧區(qū)容積，m3(3.17)=13400(m3)好氧區(qū)水力停留時間，h==13400/40000=0.335(d)=8.04(h)4)剩余污泥量，kg/m3(3.18)式中—進(jìn)水懸浮固體惰性部分的濃度，=200(1-0.7)=0.06kg/m3；—TSS濃度，=0.02kg/m3；其余參數(shù)見已知條件。故=3208kg/d去除1kgBOD5產(chǎn)生的干污泥量=0.5(kgDs/kgBOD5)(3.19)脫氮計算氧化的氨氮量。假設(shè)總氮中非氨態(tài)氮沒有硝酸鹽的存在形式，而是大分子中的化合態(tài)氮，其生物氧化過程中需要經(jīng)過氨態(tài)氮這一形式。另外，氧化溝產(chǎn)生的剩余污泥中含氮率為12.4%。用于生物合成的總氮為：=4.98mg/L(3.20)需要轉(zhuǎn)化的氨氮量=進(jìn)水總氮-出水氨氮-生物合成所需氮量=44.5-15-4.98=24.52mg/L2)脫氮量。需要的脫氮=進(jìn)水總氮-出水總氮-生物合成所需的氮量=44.5-20-4.98=19.52mg/L堿度平衡。保持PH6~9硝化反硝化能夠正常的進(jìn)行計算脫氮所需池容積及停留時間脫氮率(3.21)15℃時==0.024[kg(還原的)/kgMLVSS)脫氮所需要的容積==10844m3，停留時間(3.22)=10844/40000=0.27d=6.48h氧化溝總?cè)莘e及停留時間==13400+10844=24244.0m3，=8.04+6.48=14.52h校核污泥負(fù)荷=0.099[kg]，設(shè)計規(guī)定氧化溝污泥負(fù)荷應(yīng)為0.05~0.1[kg]。需氧量計算設(shè)計需氧量AOR。氧化溝設(shè)計需氧量AOR=去除BOD5需氧量-剩余污泥中BOD5需氧量+去除氨氮耗氧量-剩余污泥中氨氮耗氧量-脫氮產(chǎn)氧量去除BOD5需氧量(3.23)式中—微生物對有機底物氧化分解的需氧率，取0.52；—活性污泥微生物自身氧化的需氧率，取0.12。=12339kg/db.剩余污泥中BOD5需氧量(用于合成的那一部分）(3.24)=2283kg/dc.去除氨氮耗氧量。每一kg需要消耗4.6kgO2。=4.6(進(jìn)水總氮-出水氨氮)=4.6=5428kg/dd.剩余污泥中氨氮耗氧量(3.25)=917.2kg/de.脫氮產(chǎn)氧量。每還原1kg產(chǎn)生2.86kgO2。2233.1kg/d(3.26)總需氧量=12339-2283+5428-917.2-2233.1=12333.7kg/d，考慮安全系數(shù)1.4，則AOR=1.412333.7=17267.18kg/d校核去除每1kgBOD5需氧量==2.49(kgO2/kgBOD5)，氧化溝設(shè)計規(guī)定在1.6~2.5kgO2/kgBOD5。標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下需氧量SOR(3.27)式中—20℃時氧的飽和度，取9.17mg/L；—30℃時氧的飽和度，取7.63mg/L；—溶解氧濃度；—修正系數(shù)，取0.85；—修正系數(shù)，取0.95；—進(jìn)水最高溫度，℃；=0.9。氧化溝采用三溝通道系統(tǒng)，計算溶解氧濃度按照外溝:中溝:內(nèi)溝=0.2:1:2，充氧量分配按照外溝:中溝:內(nèi)溝=65:25:10來考慮，則供氧量分別為：外溝道AOR1=0.65AOR=0.6517267.18=11223.7kg/d中溝道AOR2=0.25AOR=0.2517267.18=4316.8kg/d內(nèi)溝道AOR3=0.1AOR=0.117267.18=1726.7kg/d各溝道標(biāo)準(zhǔn)需氧量分別為：SOR1==15104.9kgO2/d=629.4kgO2/hSOR2==6651.0kgO2/d=277.1kgO2/hSOR3==3248.5kgO2/d=135.4kgO2/h總標(biāo)準(zhǔn)需氧量：SOR=SOR1+SOR2+SOR3=15104.9+6651.0+3248.5=25004kgO2/d=1042kgO2/h校核去除每1kgBOD5的標(biāo)準(zhǔn)需氧量==3.6kgO2/kgBOD5氧化溝尺寸計算設(shè)氧化溝兩座，單座氧化溝容積=12122氧化溝彎道部分按占總?cè)莘e的的80%考慮，直線部分按占總?cè)莘e的20%考慮。=0.812122=9698，=0.212122=2424。氧化溝有效水深h取4.5m，超高0.5m；外、中、內(nèi)三溝道之間隔墻厚度為0.25m。則：=9698/4.5=2155m2，=2424/4.5=539m2。直線段長度。取內(nèi)溝、中溝、外溝寬度分別為8m、8m、9m。則10.78m中心島半徑(式中所指面積為各溝道彎道面積)，2155=(+8+0.25+8+0.25+9/2)9+(+8+0.25+8/2)8+(+8/2)8，解得=0.97m，取=1.0m。校核各溝道比例外溝道面積=[910.78+(1.0+8+0.25+8+0.25+9/2)3.149]2=1437.48m2中溝道面積=[810.78+(1.0+8+0.25+8/2)3.148]2=838.16m2內(nèi)溝道面積=[810.78+(1.0+8/2)3.148]2=423.68m2外溝道占總面積的比例=0.53中溝道占總面積的比例=0.31內(nèi)溝道占總面積的比例=0.16基本符合奧貝爾氧化溝各溝道容積比(一般為50:33:17左右)。進(jìn)出水管及調(diào)節(jié)堰計算進(jìn)出水管污泥回流比=100%，進(jìn)出水管流量=220000m3/d=0.463m3/s；進(jìn)出水管控制流速1m/s。進(jìn)出水管直徑=0.76m，取0.8m(800mm)。校核進(jìn)出水管流速=0.92m/s1m/s(滿足要求)2)出水堰計算。為了能夠調(diào)節(jié)曝氣轉(zhuǎn)碟的淹沒深度，氧化溝出水設(shè)置出水豎井，豎井內(nèi)安裝電動可調(diào)節(jié)堰。初步估計為0.67，因此按照薄壁堰來計算。取堰上水頭=0.2m。則堰寬=2.78m，取2.8m。考慮可調(diào)節(jié)堰的安裝要求(每邊留0.3m),則出水豎井長度=3.4m，出豎井寬度B取1.2m，則出水豎井平面尺寸為3.4m1.2m。出水井出水孔尺寸為=2.8m0.5m，正常運行時，堰頂高出出水孔底邊0.1m，調(diào)節(jié)堰上下調(diào)節(jié)范圍為0.3m。出水豎井位于中心島，曝氣轉(zhuǎn)碟上游。曝氣設(shè)備選擇。曝氣設(shè)備選用轉(zhuǎn)碟式氧化溝曝氣機，轉(zhuǎn)碟直徑=1400mm，單碟(ds)充氧能力1.3kgO2/(hds),每米軸安裝碟片不大于5片。外道溝標(biāo)準(zhǔn)需氧量SOR1=629.4/2=314.7kgO2/h，所需碟片數(shù)量為=SOR1/1.3=314.7/1.3=242.07,取243片。每米軸安裝碟片數(shù)為4個(最外側(cè)碟片距池內(nèi)壁0.25m)。則所需曝氣轉(zhuǎn)碟組數(shù)==243/35=7,取8組。每組轉(zhuǎn)碟安裝的碟片數(shù)=243/8=30.3，取31片。校核每米軸安裝碟片數(shù)=(31-1)/(9-0.252)=3.53<5片滿足要求。故外溝道共安裝8組曝氣轉(zhuǎn)碟，每組上共有碟片31片。校核單碟充氧能力=314.7/318=1.27<1.3kgO2/(hds)滿足要求。中溝道中溝道標(biāo)準(zhǔn)需氧量SOR2=277.1/2=138.6kgO2/h，所需碟片數(shù)量=SOR2/1.3=138.6/1.3=106.6,取107片。每米軸安裝碟片數(shù)先考慮為4個(最外側(cè)碟片距池內(nèi)壁0.25m)。則所需曝氣轉(zhuǎn)碟組數(shù)==107/31=3.45,取4組。每組轉(zhuǎn)碟安裝的碟片數(shù)=107/4=26.8，取27片。校核每米軸安裝碟片數(shù)=(27-1)/(8-0.252)=3.5<5片滿足要求。故外溝道共安裝4組曝氣轉(zhuǎn)碟，每組上共有碟片27片。校核單碟充氧能力=138.6/314=1.12<1.3kgO2/(hds)滿足要求。內(nèi)溝道內(nèi)溝道標(biāo)準(zhǔn)需氧量SOR3=135.4/2=67.7kgO2/h，所需碟片數(shù)量為：=SOR3/1.3=67.7/1.3=52.1,取52片。每米軸安裝碟片數(shù)先考慮為4個(最外側(cè)碟片距池內(nèi)壁0.25m)。則所需曝氣轉(zhuǎn)碟組數(shù)==52/31=1.67,為了便于安裝取4組。每組轉(zhuǎn)碟安裝的碟片數(shù)=52/4=13取14片。校核每米軸安裝碟片數(shù)=(14-1)/(8-0.252)=1.7<5片滿足要求。故外溝道共安裝4組曝氣轉(zhuǎn)碟，每組上共有碟片14片。校核單碟充氧能力=67.7/144=1.21<1.3kgO2/(hds)滿足要求。為了使表面較高流速轉(zhuǎn)入池底，同時降低混合液表面流速，在每組曝氣轉(zhuǎn)碟下游2.5m處設(shè)置導(dǎo)流板與水平成角傾斜安裝，頂部距水面0.2m。導(dǎo)流板采用玻璃鋼，寬為0.9m，長度與渠道寬度相同。根據(jù)上述計算，每座氧化溝共設(shè)A型(短軸）轉(zhuǎn)碟8組，軸長9m。B型(長軸)轉(zhuǎn)軸4組，軸長(8+8)m。碟片數(shù)：外溝318=248片，中溝274=108片，內(nèi)溝144=56片，單座氧化溝所需電機功率=228+224+18.54=338(kW)(9)磷的去除氧化溝產(chǎn)生的剩余污泥中含磷率為1%，則用于生物合成的磷量為mg/L，需加入化學(xué)藥劑去除的磷量為(3-1.0-0.8)=1.2mg/L。在氧化溝中加入硫酸鐵鹽，可使磷的去除率達(dá)95%以上，則投加鐵鹽的量為mol/d。3.7平流式二沉池的設(shè)計計算二沉池的作用是泥水分離，使混合液澄清、污泥濃縮并將分離的污泥回流到生物處理段。其工作效果直接影響回流污泥的濃度和活性污泥處理系統(tǒng)的出水水質(zhì)。3.7.1設(shè)計概述(1)平流式沉淀池構(gòu)造要求1)池體。池子的長度與寬度之比不小于4，長度與有效水深的比值不小于8。2)流入裝置。由設(shè)有側(cè)向或槽底潛孔的配水槽、擋流板組成。擋流板應(yīng)高出水面0.15~0.2m，深入水下深度不小于0.25m，一般為0.5~1.0m，距流入槽0.5~1.0m。為使水流均勻分布，流入口流速一般不大于25mm/s。3)流出裝置。由流出槽與擋板組成，多采用自由溢流堰式集水槽。4)排泥裝置。由于活性污泥質(zhì)輕，含水率高，不易被刮除，故需采用泵吸泥機，此時平流式沉淀池可采用平底。5)沉淀池各部分尺寸。平流式沉淀池總高由池子的超高、有效水深、緩沖層高度及污泥區(qū)高度4部分組成。池子超高0.3m，有效水深2~4m，緩沖層高度，緩沖層上緣宜高出刮泥板0.3m。沉淀池每格池寬一般為5~10m，刮泥機行進(jìn)速度為0.3~1.2m/min。(2)平流式二沉池設(shè)計參數(shù)活性污泥法后沉淀時間1.5~4.0h，表面水力負(fù)荷0.6~1.5m3/(m2h)，含水率99.2%~99.6%，水平流速5.0mm/s，出水堰負(fù)荷1.7[L/(m/s)]，在靠近出水堰處的上升流速應(yīng)為3.7~7.3m/h。圖5平流式沉淀池計算圖(單位mm)3.7.2設(shè)計計算(1)已知條件平均日污水量=40000m3/d，最大小時流量=2300m3/h，污泥指數(shù)=120，混合液污泥濃度=4000mg/L，回流污泥濃度=10000mg/L，回流比=100%。(2)按沉淀時間和水平流速計算平流式二沉池1)池長，選取設(shè)計參數(shù)，水平流速=3.5mm/s，，沉淀時間=3.5h，則=44.1m池面積，池的有效水深采用=3.0m則==2683m2池寬，=2683/44.1=60.8，取60m池個數(shù)，設(shè)每格池寬為=10m，則=60/10=6個校核長寬比==44.1/10=4.4>4，長深比==44.1/3.0=14.7>8,表面負(fù)荷==2300/(44.160)=0.9m3/(m2h)，符合要求。污泥部分的容積，污泥區(qū)的容積按2h的貯泥量計。則(3.28)式中—日均污水流量，m3/d；—混合液污泥濃度，mg/L；—回流污泥濃度，mg/L；—污泥回流比，%。=3810m3，每格沉淀池所需污泥部分容積=3810/6=635m3。污泥斗容積采用污泥斗的容積如圖。每格沉淀池設(shè)兩個污泥斗，則每斗容積(3.29)式中—污泥斗上口面積，m2；—污泥斗下口面積，m2；—污泥斗的高度，m。=1010=100m2；=11=1m2；污泥斗為方斗，，則==6.4m，=236.8m3，兩個污泥斗的總?cè)莘e為473.6m3。污泥斗以上梯形部分的容積(3.30)式中—梯形上部的長度，即沉淀池長，m；—梯形下部的長度，m；—梯形部分的高度，m。由上可知=44.1m，=102=20m。0.23m，=73.7m3。污泥區(qū)的總高度，=++，污泥層厚度=，式中為單池面積=，m2；則==0.2m，所以=++=6.4+0.23+0..2=6.83m沉淀池的總高度為，設(shè)緩沖層高m，超高0.3m，所以==0.3+3+0.3+6.83=10.4m。(11)進(jìn)水花墻采用磚砌進(jìn)水花墻，孔眼形式為半磚孔洞，尺寸為0.125m0.063m。單孔面積=0.008m2；孔眼流速一般為0.2~0.3m/s，取=0.2m/s，每格沉淀池進(jìn)水流量=0.1m3/s，孔眼面積=0.1/0.2=0.5m2；孔眼數(shù)=0.5/0.008=62.5,取64個。則實際孔眼流速==0.1/(640.008)=0.2m/s，孔眼布置成8排，每排孔眼8個。(12)出水堰堰長設(shè)計取出水堰負(fù)荷=1.6L/(m/s)，則=(0.11000)/1.6=62.5,出水堰采用三角堰出水，每米堰板設(shè)5個堰口，詳細(xì)尺寸見圖。每個堰口流量=0.32L/s=0.00032m3/s。堰上水頭，每個三角堰出流量，則=0.035m。集水槽寬，為確保安全，集水槽設(shè)計流量=(1.2~1.5),=0.4m槽深度集水槽臨界水深=0.22m，集水槽起端水深，0.38m，設(shè)出水槽自由跌落高度=0.1m；則集水槽總深度=0.035+0.1+0.38=0.52m。3.8液氯消毒工藝設(shè)計計算水消毒處理的目的是解決水中的生物污染問題。城市污水經(jīng)過二級處理后，水質(zhì)改善，細(xì)菌含量大幅度減少，并存在病原菌的可能，為防止對人類健康的危害，在污水排入水體前應(yīng)進(jìn)行消毒。3.8.1設(shè)計參數(shù)(1)投加量對于城市污水，一級處理后為15~25mg/L；二級處理后為5~10mg/L；取7mg/L。(2)混合池混合時間為5~15s。(3)消毒時間氯消毒時間采用30min，保證余氯量不小于0.5mg/L。(4)加氯間和氯庫可合建，但應(yīng)有獨立向外開的門，方便藥劑運輸。(5)氯庫的儲藥量一般按最大日用量的15~30d計算，倉庫儲量按15d計。(6)加氯機不少于2套，間距0.7m，一般高于地面1.5m。(7)加氯間、氯庫應(yīng)設(shè)置每小時換氣8~12次的通風(fēng)設(shè)備。排風(fēng)扇安裝在低處，進(jìn)氣孔在高處。(8)液氯探測器安裝位置不宜高于室內(nèi)地面35cm。3.8.2設(shè)計計算(1)加氯量=11.7kg/h(2)儲氯量=4212kg(3)加氯機和氯瓶采用投加量為0~20kg加氯機2臺，一用一備，并輪換使用。液氯的儲存選用容量為1000kg的鋼瓶，共6只。(4)加氯間和氯庫加氯間和氯庫合建，加氯間布置2臺加氯機及其配套投加設(shè)備，兩臺水加壓泵。氯庫中6只綠瓶一排布置。為搬運綠瓶方便，氯庫內(nèi)設(shè)置單軌電動葫蘆一個，軌道在綠瓶上方，并通到氯庫大門外。氯庫外設(shè)置事故池，池中長期貯水，水深1.5m加氯系統(tǒng)的電控柜，自動控制系統(tǒng)均安裝在值班控制室內(nèi)。為方便巡視，值班室與加氯間設(shè)大型觀察窗及連通的門。(5)加氯間與氯庫的通風(fēng)設(shè)備根據(jù)加氯間和氯庫的工藝設(shè)計，加氯間總?cè)莘e=145.8m3，氯庫容積=194.4m3。為保證安全每小時換氣8~12次。加氯間每小時換氣量=1749.6m3，氯庫每小時換氣量=2332.8m3，故加氯間選用一臺通風(fēng)軸流風(fēng)機配電功率0.25kW，氯庫選用兩通風(fēng)軸流風(fēng)機，配電功率0.4kW，并各安裝一臺漏氯探測器，位置在地面以上20cm。3.9隔板接觸池設(shè)計計算3.9.1設(shè)計概述接觸池的作用是保證消毒計與水有充分接觸的時間，使消毒劑發(fā)揮作用，達(dá)到預(yù)期的殺菌效果。氯與污水的混合接觸時間，(包括接觸池后污水在管區(qū)中流動的全部時間)采用30min。接觸池容積應(yīng)按最大小時污水量設(shè)計。接觸池池形可采用矩形隔板式，隔板應(yīng)沿縱向分隔，當(dāng)水流長度:寬度=72:1，池長:單格寬=18:1，水深:寬度()1.0時，接觸效果最好。3.9.2設(shè)計計算(1)接觸池容積1150m3(2)采用矩形隔板接觸池兩座，每座池容積=575m3(3)取接觸池水深2m，單格寬2m，則池長=36m，水流長度==144m，每座接觸池的分格數(shù)=144/36=4格(4)復(fù)核池容由以上計算，接觸池寬=8m，長m，水深2m。所以=576m3>575m3。3.10配水井的設(shè)計堰式配水是污水處理廠極常用的配水設(shè)施。進(jìn)水從配水井底中心進(jìn)入，經(jīng)等寬堰流入各個水斗再流向各構(gòu)筑物。3.10.1設(shè)計要求應(yīng)取中心管直徑等于引水管直徑中心管轄的環(huán)形孔高應(yīng)取0.25-0.5D在配水池上部必須考慮液體通過寬頂堰自由出流。當(dāng)進(jìn)水流量為設(shè)計負(fù)荷，配水均勻程度誤差為1%，當(dāng)進(jìn)水流量偏離設(shè)計負(fù)荷25%時，配水均勻度誤差為2.9%。圖7配水井計算圖3.10.2設(shè)計計算進(jìn)水管管徑配水井進(jìn)水管的設(shè)計流量為m3/h,當(dāng)進(jìn)水管管徑mm時，查水力計算表得m/s，滿足設(shè)計要求。矩形寬頂堰進(jìn)水從配水井底中心進(jìn)入，經(jīng)等寬度堰流入6個水斗再由管道接入后續(xù)構(gòu)筑物，每個構(gòu)筑物的分配水量為m3/h,配水采用矩形寬頂溢流堰至配水管。堰上水頭。因單個出水溢流堰的流量為L/s，一般大于100L/s，采用矩形堰，堰高取0.5m。矩形堰的流量(3.31)式中—矩形堰的流量，m3/s；H—堰上水頭，m；—堰寬取0.8m；—流量系數(shù)取0.33.則=0.2m。堰頂厚度當(dāng)2.5<<10時，屬于矩形寬頂堰。取m，這時=3.符合要求配水管管徑mm，流量L/s，查水力計算表得m/s配水漏斗上口口徑按配水井內(nèi)徑的1.5倍設(shè)計，=1350mm3.11計量設(shè)施的設(shè)計污水測量裝置的選擇原則是精密度高、操作簡單，水頭損失小，不宜沉積雜物，污水廠常用的計量設(shè)備有巴氏計量槽、薄壁堰、電磁流量計、超聲波流量計、渦流流量計。其中巴氏計量槽應(yīng)用最為廣泛且具備以上特點。本設(shè)計的計量設(shè)備選用巴氏計量槽，選用的測量范圍為：0.2-1.5m3/s。出水排放區(qū)的設(shè)計考慮最佳水力斷面：m，H=B/2=0.6m,因此計量槽上游水深為0.6m。流量取40000m3/d=0.46m3/s，在自由流條件下，根據(jù)公式試算選取喉寬b=0.50m的巴氏槽。3.11.1主要部位尺寸漸縮部分長度m，喉部長度m，漸擴部分長度m上游渠道寬度m下游渠道寬度m3.11.2計量槽總長度計量槽應(yīng)設(shè)在渠道的直線段上，直線段的長度不應(yīng)小于渠道寬度的8-10倍，在計量槽上游，直線段不小于渠寬的2-3倍，本設(shè)計取3；下游不小于4-5倍，本設(shè)計取5；計量槽上游直線段長度m計量槽下游直線段長度m計量槽總長m第4章污泥系統(tǒng)的設(shè)計4.1輻流式污泥濃縮池設(shè)計計算4.1.1設(shè)計概述污泥濃縮的目的在于去除污泥顆粒間的空隙水，以減少污泥體積，為污泥后續(xù)處理提供便利條件。連續(xù)式重力濃縮池可采用沉淀池形，一般為豎流或輻流式，帶有刮泥機和攪動?xùn)拧Ｎ勰酀饪s時間不宜小于12h，當(dāng)濃縮池不設(shè)刮泥機時，污泥斗壁與水平面形成的角度不小于，設(shè)刮泥機時，池底坡度為0.05，刮泥機周邊線速度一般為1~2m/min。圖9濃縮池計算圖4.1.2設(shè)計計算(1)濃縮池面積濃縮池為剩余活性污m3/d，含水率=99%，固體濃度為=10kg/m3,濃縮后污泥固體通量為=30kg/(m2d),含水率=97%。濃縮池面積107m2濃縮池直徑設(shè)計采用個圓形輔流池。單池面積m2，濃縮池直徑m，取m。濃縮池深度濃縮池工作部分的有效水深式中，為濃縮時間取15h，則m，超高m，緩沖層高度m，濃縮池設(shè)機械刮泥，池底坡度，污泥斗下底直徑m，上底直徑m。池底坡度造成的深度0.165m，污泥斗高度m，則濃縮池深度：m。(4.1)4.2污泥泵房的設(shè)計采用回流污泥泵和剩余污泥泵房合建。4.2.1回流污泥泵的設(shè)計選型氧化