畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-某日用化工廢水處理工藝設(shè)計(jì)

XX工業(yè)大學(xué)2014級(jí)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書第一章緒論1.1設(shè)計(jì)的目的通過某日用化工廢水污水處理設(shè)計(jì)，深化學(xué)習(xí)成果，鞏固對(duì)專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)與理解，掌握污水處理設(shè)計(jì)的方法，培養(yǎng)和提高計(jì)算能力、設(shè)計(jì)和繪圖水平。鍛煉和提高學(xué)生分析及解決工程問題的能力。1.2工程概況本設(shè)計(jì)為某日用化工廢水的處理。日用化工廢水來(lái)源于日用化工產(chǎn)品，是指人們?cè)谌粘Ｉ钪兴玫幕ぎa(chǎn)品，如洗滌劑、化妝品、牙膏、油墨以及粘合劑、皮革毛皮防護(hù)劑、殺蟲劑等，與人們?nèi)粘Ｉ钕⑾⑾嚓P(guān)的化工產(chǎn)品。本設(shè)計(jì)中日化廢水的各項(xiàng)指標(biāo)為BOD：220mg/L，COD：350mg/L，SS：450mg/L，pH：8，LAS：70mg/L。本設(shè)計(jì)廢水的特點(diǎn)是含有高濃度的LAS，LAS本身具有一定毒性，對(duì)動(dòng)植物和人體有慢性毒害作用；LAS還可以降解水中氧的傳遞速度，阻礙水體自凈。本工程處理水量：按2000m3/天。1.3處理工藝要求要求經(jīng)過處理后水質(zhì)達(dá)到國(guó)家《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978——1996）中一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（BOD5≤20mg/L，SS≤20mg/L，CODcr≤60mg/L，TP≤0.5mg/L，NH3-N≤15mg/L）。針對(duì)污水的特點(diǎn)，優(yōu)選適宜的處理工藝，確定污水處理廠的處理工藝流程和處理構(gòu)筑物的類型與數(shù)量，進(jìn)行處理構(gòu)筑物及設(shè)備的工藝設(shè)計(jì)計(jì)算和污水廠各構(gòu)筑物以及各種管渠等總體布置。經(jīng)計(jì)算確定格柵、沉砂池、沉淀池、處理構(gòu)筑物及污泥部分的構(gòu)筑物尺寸，并在附圖中對(duì)必要的構(gòu)筑物進(jìn)行描述。1.4研究的主要問題1）分析待處理污水特點(diǎn)；2）擬定廢水處理工藝設(shè)計(jì)方案與工藝流程，對(duì)不同方案進(jìn)行比較，并對(duì)各單體構(gòu)筑物選型進(jìn)行分析說明；3）污水處理工藝設(shè)計(jì)及構(gòu)筑物的工藝施工圖設(shè)計(jì)；4）污泥處理方法及污泥處理構(gòu)筑物的工藝設(shè)計(jì)；5）總體系統(tǒng)設(shè)計(jì)；第二章設(shè)計(jì)說明2.1污水排放標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)《城鎮(zhèn)污水處理廠污物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）對(duì)城鎮(zhèn)污水排放標(biāo)準(zhǔn)的分級(jí)要求，處理后的水應(yīng)符合城市污水排放一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（表2-1）。表2-1基本控制項(xiàng)目最高允許排放濃度（日均值）序號(hào)項(xiàng)目單位標(biāo)準(zhǔn)限值（一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)B）1CODmg/L602BODmg/L203SSmg/L204動(dòng)植物油mg/L35石油類mg/L36陰離子表面活性劑mg/L17總氮mg/L208氨氮mg/L159總磷mg/L110色度NTU3011PHmg/L6-912糞大腸菌群數(shù)個(gè)/L1042.2污泥處理要求（1）城市污水處理廠污泥應(yīng)本著綜合利用，化害為利，保護(hù)環(huán)境，造福人民的原則進(jìn)行妥善處理和處置。（2）城市污水處理廠污泥應(yīng)因地制宜采取經(jīng)濟(jì)合理的方法進(jìn)行穩(wěn)定處理。（3）在廠內(nèi)經(jīng)穩(wěn)定處理后的城市污水處理廠污泥宜進(jìn)行脫水處理，其含水率宜小于80%。（4）污水處理廠處理的污泥如果用于農(nóng)業(yè)，應(yīng)符合GB4284標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。如果用于其它方面時(shí)，也應(yīng)符合相應(yīng)的有關(guān)現(xiàn)行規(guī)定。（5）城市污水處理廠污泥不得任意棄置。禁止向一切地面水體及其沿岸、山谷、洼地、溶洞以及劃定的污泥堆場(chǎng)以外的任何區(qū)域排放城市污水處理廠污泥。城市污水處理廠污泥排海時(shí)應(yīng)按GB3097及海洋管理部門的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。2.3廠址及規(guī)模確定廠址確定應(yīng)滿足以下原則：（1）廠址選擇應(yīng)與所選擇的的工藝相適應(yīng)；（2）盡量減少拆遷和農(nóng)田的占用，要有一定的衛(wèi)生防護(hù)距離；（3）廠址位于集中給水水源下游，且應(yīng)設(shè)在城鎮(zhèn)、工廠廠區(qū)及生活區(qū)的下游和夏季主風(fēng)向的下風(fēng)向；（4）處理后的污水或污泥用于農(nóng)業(yè)、工業(yè)或市政時(shí)，廠址應(yīng)考慮與用戶靠近，以便于運(yùn)輸。當(dāng)處理水排放時(shí)，則應(yīng)與受納水體靠近；（5）要充分利用地形，如有條件可選擇有適當(dāng)坡度的地區(qū)，以滿足污水處理構(gòu)筑物高程布置的需要，減少工程土方量；（6）有良好的工程地質(zhì)條件及方便的交通、運(yùn)輸、水電條件；（7）廠址不應(yīng)選擇低洼處，防止雨水淹沒，靠近水體的處理廠，要保證不受洪水威脅，盡量設(shè)在地形條件好的地方；（8）廠址的選擇應(yīng)考慮遠(yuǎn)期發(fā)展的可能性，有擴(kuò)建的余地。第三章污水處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算3.1污水水量確定生活污水總變化系數(shù)≤5L/s5L/s＜＜1000L/s≥1000L/s2000m3/天=23.15L/s污水總變化系數(shù)：=2.7/Qd0.11=2.7/23.150.11=1.9城市污水的最大設(shè)計(jì)流量：23.15×1.9=43.985L/s=3800m3/天3.2污水處理程度（1）SS的去除率由設(shè)計(jì)資料知SS原=450mg/L，SS出=20mg/L故SS的去除率=（SS原-SS出）/SS原=（450-20）/450=95.56%。（2）BOD的去除率由設(shè)計(jì)資料知BOD原=220mg/L，又BOD出=20mg/L-非溶解性BOD非溶解性：BOD=7.1×b×Xa×Ce式中：b——微生物自身氧化速率，取值范圍0.05-0.1，該工程取0.06；——處理水中懸浮固體，取0.4；——處理水中懸浮固體濃度20mg/L；故非溶解性BOD=7.1×b×Xa×Ce=7.1×0.06×0.4×20=3.41mg/LBOD出=20mg/L-非溶解性BOD=20-3.41=16.59mg/Lη2=（BOD原-BOD出）/BOD原=（220-16.59）/220=92.46%3.3工藝流程的確定3.3.1處理要求要求經(jīng)過處理后水質(zhì)達(dá)到國(guó)家《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978——1996）中一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（BOD5≤20mg/L，SS≤20mg/L，CODcr≤60mg/L，TP≤0.5mg/L，NH3-N≤15mg/L）。針對(duì)污水的特點(diǎn)，優(yōu)選適宜的處理工藝，確定污水處理廠的處理工藝流程和處理構(gòu)筑物的類型與數(shù)量，進(jìn)行處理構(gòu)筑物及設(shè)備的工藝設(shè)計(jì)計(jì)算和污水廠各構(gòu)筑物以及各種管渠等總體布置。經(jīng)計(jì)算確定格柵、調(diào)節(jié)池、二沉池、處理構(gòu)筑物及污泥部分的構(gòu)筑物尺寸，并在附圖中對(duì)必要的構(gòu)筑物進(jìn)行描述。廢水廢水格柵調(diào)節(jié)池氣浮絮凝水解池生物接觸氧化池二沉池排放污泥濃縮化糞池殘?jiān)膺\(yùn)圖3-1處理工藝流程圖污泥回流沉砂池3.3.2工藝的確定原則城市污水處理工藝方案的選擇一般應(yīng)體現(xiàn)以下總體要求：（1）滿足處理功能與效率要求城市污水處理廠工藝方案應(yīng)確保高效穩(wěn)定的處理效果，城市污水處理設(shè)施出水應(yīng)達(dá)到國(guó)家或地方規(guī)定的水污染物排放控制的要求。對(duì)城市污水處理設(shè)施出水水質(zhì)有特殊要求的，須進(jìn)行深度處理。這是污水處理最重要的目標(biāo)，也是污水處理廠產(chǎn)品的基本質(zhì)量要求。（2）規(guī)模與工藝標(biāo)準(zhǔn)因地制宜污水處理廠工藝方案的確定必須充分考慮當(dāng)?shù)氐纳鐣?huì)經(jīng)濟(jì)和資源環(huán)境條件。要實(shí)事求是的確定城市污水處理工程的規(guī)模、水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、工藝流程以及管網(wǎng)系統(tǒng)布局等問題;處理規(guī)模大小對(duì)處理工藝的影響很大，城市污水處理設(shè)施建設(shè)應(yīng)按照遠(yuǎn)期規(guī)劃確定最終規(guī)模，以現(xiàn)狀水量為主要依據(jù)確定近期規(guī)模。（3）技術(shù)成熟可靠切實(shí)可行根據(jù)城市污水處理技術(shù)政策，城市污水處理設(shè)施建設(shè)，應(yīng)采用成熟可靠的技術(shù)。根據(jù)污水處理設(shè)施的建設(shè)規(guī)模和對(duì)污染物排放控制的特殊要求，可積極穩(wěn)妥地選用污水處理新技術(shù)。因此，必須合理把握工藝先進(jìn)性和成熟性（可靠性）的辨證關(guān)系。（4）經(jīng)濟(jì)合理效益顯著城市污水處理廠建設(shè)與運(yùn)行的重要前提是節(jié)省工程投資與運(yùn)行費(fèi)用。合理確定處理標(biāo)準(zhǔn)，選擇簡(jiǎn)捷緊湊的處理工藝，盡可能地減少占地，盡量降低地基處理和土建造價(jià)。同時(shí)，必須充分考慮節(jié)省電耗和藥耗，減少運(yùn)行費(fèi)用。3.3.3工藝的選擇日用化工廢水處理工藝流程的是指在保證處理水達(dá)到所要求的處理程度的前提下，所采用的廢水處理技術(shù)的有機(jī)組合。在選擇處理工藝、進(jìn)行廢水治理項(xiàng)目的設(shè)計(jì)時(shí)，采用哪幾種處理方法組成系統(tǒng)，主要是根據(jù)廢水水質(zhì)、水量的特點(diǎn)及去除的對(duì)象及廢水處理要求等原始資料。根據(jù)污水水質(zhì)以及出水標(biāo)準(zhǔn)選擇合適的工藝流程。原污水水質(zhì)，根據(jù)水質(zhì)檢測(cè)結(jié)果可知：COD=350mg/L，BOD5=220mg/L，SS=450mg/L，pH=8，LAS=70mg/L。以污水排放一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)各參數(shù)作比較發(fā)現(xiàn)：所設(shè)處理構(gòu)筑物應(yīng)有格柵、沉砂池、調(diào)節(jié)池、反應(yīng)池、水解池、接觸氧化池、二沉池、濃縮池、化糞池、脫水機(jī)械。為了避免堵塞泵站和處理更細(xì)小的懸浮固體，泵站前要設(shè)置格柵；為了構(gòu)造簡(jiǎn)單，截留無(wú)機(jī)顆粒效果較好，采用平流沉砂池；為了使泥水分離效果好，避免污泥的二次污染，采用二沉池。3.4格柵的計(jì)算3.4.1設(shè)計(jì)概述格柵是由一組平行的金屬柵條或篩網(wǎng)制成的框架設(shè)備。被安裝在污水取到、泵房集水井的進(jìn)口處或處理廠的端部，用以截留較大的懸浮物或漂浮物，減輕后續(xù)處理構(gòu)筑物的處理符合，保護(hù)后續(xù)處理設(shè)施。雖然格柵不是廢水處理的主體設(shè)備，但因其設(shè)置在廢水處理流程之首或泵找進(jìn)口處等咽喉位置，所以相當(dāng)重要。格柵按形狀可分為平面格柵與曲面格柵兩種，按格柵柵條的凈間隙可分為粗格柵（50~100mm）、中格柵（10~40mm）、細(xì)格柵（3~10mm）。按清渣方式可分為人工清渣和機(jī)械清渣兩種。3.4.2設(shè)計(jì)要點(diǎn)（1）機(jī)械格柵不宜少于2臺(tái)。如為1臺(tái)時(shí)，應(yīng)設(shè)人工清除格柵備用。（2）為合理地控制過柵流速，能夠使格柵最大程度發(fā)揮攔截作用，保持最高的攔污效率。污水在柵前渠道流速一般控制在0.4~0.9m/s，過柵流速一般應(yīng)控制在0.6~1.0m/s。（3）格柵傾角一般采用45°~75°（4）通過格柵的水頭損失，一般采用0.08~0.15m（5）格柵間必須設(shè)置工作臺(tái)，后面應(yīng)高出柵前最高設(shè)計(jì)水位0.5m。（6）格柵間工作臺(tái)兩側(cè)過道寬度不應(yīng)小于0.7m。（7）設(shè)計(jì)格柵裝置的構(gòu)筑物，必須考慮設(shè)有良好的通風(fēng)措施。3.4.3設(shè)計(jì)計(jì)算表3-1格柵預(yù)去除率表指標(biāo)COD/mg/LBOD5/mg/LSS/mg/L進(jìn)水350230450出水332.5218.5405去除率/%5510（1）柵前水深確定柵前水深，根據(jù)最優(yōu)水力斷面公式=計(jì)算得：柵前槽寬：B1=，柵前水深：h=。式中v1——柵前流速，取0.4m/s（2）格柵間隙數(shù)：n==式中v2——過柵流速，取0.6m/s（3）柵槽有效寬度：總水槽寬：B=+0.2=0.59+0.2=0.79m（考慮中間隔墻厚0.2m），取0.8m式中：e——柵條間隙寬度，取0.01m.s——柵條寬度，取0.01m.（4）進(jìn)水渠道漸寬部分長(zhǎng)度：（其中α1進(jìn)水渠展開角）（5）柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長(zhǎng)度：（6）過柵水頭損失，因柵條邊為矩形截面，取k=3，β=2.42則符合要求。污水過柵水頭損失《給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)》中規(guī)定過柵的水頭損失一般為0.08-0.15m。據(jù)全國(guó)多數(shù)污水廠的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，污水過柵水頭損失小于0.3m時(shí)，既不影響工藝的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，又方便管理，所以過柵水頭損失應(yīng)控制在0.3m以內(nèi)。（7）柵后槽總高度H取柵前渠道超高，則柵前槽總高度：H1=h+=0.23+0.3=0.53m。柵后槽總高度：H=H1+h1=0.53+0.16=0.69m，設(shè)0.7m。（8）格柵總長(zhǎng)度L=++0.5+1.0+=0.44+0.22+0.5+1.0+=2.83m（設(shè)為3m）（9）每日柵渣量W==式中，-柵渣量，格柵間距為10mm時(shí)，0.1m3柵渣/103m3污水故W>0.2m3/d，宜采用機(jī)械格柵清渣。注：格柵采用一用一備。圖3-2格柵設(shè)計(jì)計(jì)算示意圖（單位：m）（10）格柵尺寸L×B×H=3.0m×0.8m×0.7m3.5調(diào)節(jié)池的計(jì)算3.5.1設(shè)計(jì)概述調(diào)節(jié)池在廢水處理工藝流程中的最佳位置，應(yīng)依據(jù)每個(gè)處理系統(tǒng)的具體情況而定，某些情況下，調(diào)節(jié)池可攝于一級(jí)處理之后，生物處理之前，這樣可以減少調(diào)節(jié)池重點(diǎn)浮渣和污泥.如把調(diào)節(jié)池設(shè)于初沉池之前，設(shè)計(jì)中則應(yīng)考慮足夠的混合設(shè)備，以防止固體沉淀和厭氧狀態(tài)的出現(xiàn)。調(diào)節(jié)池的設(shè)計(jì)主要是選擇池型和確定其有效容積，然后計(jì)算其各部尺寸，并選擇攪拌設(shè)備。調(diào)節(jié)池有效容積的確定分停留時(shí)間法和累積曲線法兩種，停留時(shí)間法是目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用最普遍的方法，關(guān)鍵在于確定合適的停留時(shí)間。停留時(shí)間經(jīng)驗(yàn)值為4~12h，連續(xù)進(jìn)水取4h，間斷取12h。本設(shè)計(jì)中，擬選用矩形水質(zhì)調(diào)節(jié)池，兼具調(diào)節(jié)水量和水質(zhì)的作用，停留時(shí)間取4h。3.5.2設(shè)計(jì)要點(diǎn)（1）調(diào)節(jié)池的幾何形狀宜為方形或者圓形，以利于形成完全混合狀態(tài)，長(zhǎng)形池宜設(shè)多個(gè)進(jìn)口和出口。（2）調(diào)節(jié)池的容積（或停留時(shí)間）應(yīng)根據(jù)廢水的水質(zhì)，水量的變化情況及后續(xù)處理構(gòu)筑物的要求而定。（3）調(diào)節(jié)池出口宜設(shè)測(cè)流裝置，以監(jiān)控所調(diào)節(jié)的流量.提升泵可設(shè)于調(diào)節(jié)池的前面或后面。（4）調(diào)節(jié)池中應(yīng)設(shè)水質(zhì)均化系統(tǒng)，如曝氣系統(tǒng)潛水?dāng)嚢铏C(jī)等，沖洗裝置，溢流裝置，排出浮漂物和泡沫裝置，以及灑水消泡裝置。（5）工藝上調(diào)節(jié)池可作為預(yù)處理的場(chǎng)所，如曝氣氧化，也可與生化相結(jié)合，如兼氧調(diào)節(jié)池等。（6）建設(shè)過程中調(diào)節(jié)池可與集水池合并即集水調(diào)節(jié)池。3.5.3設(shè)計(jì)計(jì)算表3-2調(diào)節(jié)池預(yù)去除率指標(biāo)COD/mg/LBOD5/mg/LSS/mg/L進(jìn)水332.5218.5405出水315.9207.6364.5去除率/%5510（1）池子的實(shí)際容積設(shè)廢水在池內(nèi)停留時(shí)間為T=4h水處理流量：Q=3800m3/d則池內(nèi)廢水量為：Q1=取調(diào)節(jié)池的有效容積為=633.3m3（2）池子的尺寸計(jì)算取池子的有效水深為6m，長(zhǎng)和寬分別為10m，池子超高0.5m即調(diào)節(jié)池尺寸L×B×H=10.0m×10m×6.5m池子的實(shí)際體積為=10×10×6.5=650m33.6沉砂池的設(shè)計(jì)計(jì)算3.6.1設(shè)計(jì)概述沉砂池是城市污水處理廠必不可少的處理設(shè)施，主要去除污水中粒徑大于0.2mm的砂粒，除砂的目的是為了避免砂粒對(duì)后續(xù)處理工藝和設(shè)備帶來(lái)的不利影響。砂粒進(jìn)入初沉池內(nèi)會(huì)使污泥刮板過度磨損，縮短更換周期；砂粒進(jìn)入泥斗后，將會(huì)干擾正常排泥或堵塞排泥管路；進(jìn)入泥泵后將使污泥泵過度磨損，使其降低使用壽命；砂進(jìn)入帶式壓濾脫水機(jī)將大大降低污泥成餅率，并使濾布過度磨損。以上情況，足以說明除砂對(duì)污水處理廠的重要性。常用的沉砂池有平流式、豎流式、曝氣式和渦流式四種形式。平流式沉砂池具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，處理效果較好的優(yōu)點(diǎn)；豎式沉砂池處理效果一般較差；曝氣沉砂池的最大優(yōu)點(diǎn)是能夠在一定程度上使砂粒在曝氣的作用下互相磨擦，可以去除砂粒上附著的有機(jī)污染物，同時(shí)，由于曝氣的氣浮作用，污水中的油脂類物質(zhì)會(huì)升到水面形成浮渣而被除去；渦流式沉砂池利用水力渦流，使沉砂和有機(jī)物分開，以達(dá)到除砂目的。四種形式沉砂池有各自不同的適用條件，其選型應(yīng)視具體情況而定。本設(shè)計(jì)中選用平流沉砂池，它具有顆粒效果較好、工作穩(wěn)定、構(gòu)造簡(jiǎn)單、排沙較方便等優(yōu)點(diǎn)。3.6.2設(shè)計(jì)要點(diǎn)（1）沉砂池按去除相對(duì)密度2.65、粒徑0.2mm以上的砂粒設(shè)計(jì)。（2）設(shè)計(jì)流量應(yīng)按分期建設(shè)考慮。當(dāng)污水為自流進(jìn)入時(shí)，應(yīng)按每期的最大設(shè)計(jì)流量計(jì)算；當(dāng)污水為提升進(jìn)入時(shí)，應(yīng)按每期工作水泵的最大組合流量計(jì)算；在合流制處理系統(tǒng)中，應(yīng)按降雨時(shí)的設(shè)計(jì)流量計(jì)算。（3）沉砂池個(gè)數(shù)或分格數(shù)不應(yīng)小于2個(gè)，并宜按并聯(lián)系列設(shè)計(jì)。當(dāng)污水量較小時(shí)，可考慮一格工作、一格備用。（4）城市污水的沉砂量可按106m3污水沉砂30m3計(jì)算，其含水率為60%，容量為1500kg/m3；合流制污水的沉砂量應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況確定。（5）砂斗容積應(yīng)按不大于2天的沉砂量計(jì)算，斗壁與水平面傾角不應(yīng)小于55°。（6）除砂一般宜采用泵吸式或氣提式機(jī)械排砂，并設(shè)置貯砂池或曬砂場(chǎng)。排砂管徑不應(yīng)小于200mm。（7）沉砂池的超高不宜小于0.3m。3.6.3設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)流量：=0.044，設(shè)計(jì)2組沉砂池，每組分為2格，一組工作，一組備用。每組沉沙池流量：Q=0.044。有效水深應(yīng)不大于1.2m，一般采用0.25-1m，每格寬度不宜小于0.6m。進(jìn)水頭部應(yīng)采取消能和整流措施。池底坡度一般為0.01~0.02。設(shè)置除砂設(shè)備時(shí)，要求考慮池底形狀。3.6.4設(shè)計(jì)計(jì)算（1）沉砂池長(zhǎng)度式中：v——設(shè)計(jì)流速，一般取0.15~0.3m/s，該設(shè)計(jì)取v=0.15m/s；t——水力停留時(shí)間，不小于30s，一般采用30-60s，該設(shè)計(jì)取t=30s。（2）水流過水?dāng)嗝婷娣e（3）沉砂池寬度取式中：——設(shè)計(jì)有效水深（m），一般采用0.25~1.00m。設(shè)計(jì)中取0.25m。（4）沉砂室所需容積式中：——平均流量（m3/s）；X——城市污水沉砂量（m3/污水），本設(shè)計(jì)采用30m3/污水；T——清除沉砂的間隔時(shí)間（d），一般采用1~2d，本設(shè)計(jì)取2d。（5）每個(gè)沉砂斗容積式中：n——沉砂斗個(gè)數(shù)，設(shè)計(jì)中每一個(gè)分格有2個(gè)沉砂斗，共有2個(gè)。（6）沉砂斗高度沉砂斗高度應(yīng)能滿足沉砂斗儲(chǔ)存沉砂的要求，沉砂斗的傾角>60°。0.20式中：——沉砂斗的高度（m）；——沉砂斗上口面積；——沉砂斗下口面積，一般采用。設(shè)計(jì)中取沉砂池上口面積為，下口面積為；取沉砂斗高度為校核沉砂斗角度1.77，，滿足要求。（7）沉砂室高度式中：——沉砂室的高度（m）；——沉砂池底坡度，一般采用0.01~0.02；——沉砂池底長(zhǎng)度（m）。設(shè)計(jì)中取沉砂池的坡度（8）沉砂池總高度，取1.0m式中：——沉砂池總高度（m）；——沉砂池超高，一般采用0.3~0.5m，設(shè)計(jì)中取0.5m。（9）沉砂池尺寸L×B×H=6.0m×0.5m×1.0m（10）驗(yàn)算最小流速，滿足要求。式中：——最小流速（m/s），一般采用——最小流量，一般采用0.75——沉砂池格數(shù)（個(gè)），最小流量時(shí)取1——最小流量時(shí)的過水?dāng)嗝婷娣e（11）進(jìn)水渠道調(diào)節(jié)池出水通過的管道送入沉砂池的進(jìn)水管道，然后向兩側(cè)配水進(jìn)入進(jìn)水管道，污水在渠道內(nèi)的流速為：式中：——進(jìn)水渠道水流流速（m/s）——進(jìn)水渠道寬度（m）取1.0m——進(jìn)水渠道水深（m）取0.8m（12）出水管道出水采用薄壁出水堰跌落出水，出水堰可保證沉砂池水位標(biāo)高恒定，堰上水頭為：0.17m式中：——堰上水頭（m）；——沉砂池內(nèi)設(shè)計(jì)流量；——流量系數(shù)，一般采用0.4~0.5；——堰寬（m），等于沉砂池寬度。設(shè)計(jì)中取。出水堰自由跌落0.1~0.15m后進(jìn)入出水槽，出水槽寬度1.0m，有效水深0.8m，水流流速0.62m，出水流入出水管道，出水管道采用鋼管，管徑，管內(nèi)流速。3.7氣浮絮凝池的設(shè)計(jì)計(jì)算3.7.1設(shè)計(jì)概述氣浮是水處理中常用的一種方法。氣浮與絮粒進(jìn)行重力自然沉降的沉淀、澄清工藝不同，它是依靠微氣泡，使其粘附于絮粒上，從而實(shí)現(xiàn)絮粒強(qiáng)制性上浮，達(dá)到固液分離的一種工藝。由于氣泡的重度遠(yuǎn)小于水，浮力很大，因此，能促使絮粒迅速上浮，因而提高了固液分離的速度。由于氣浮是依靠氣泡來(lái)托起絮粒的，絮粒越多、越重，所需氣泡量越多，故氣浮不宜用于高濁度原水的處理，而適用于：低濁度的原水（一般原水常年濁度在100NTU以下）含藻類及有機(jī)雜質(zhì)較多的原水。低溫度水，包括因冬季水溫較低而用沉淀、澄清處理效果不好的原水。水源受到污染，色度高、溶解氧低的原水。3.7.2設(shè)計(jì)要點(diǎn)（1）要充分研究原水水質(zhì)條件，分析采用氣浮工藝的合理性。（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果選擇恰當(dāng)?shù)娜軞鈮毫盎亓鞅龋ㄖ溉軞馑颗c待處理水量之比值），通常溶氣壓力采用0.2~0.4MPa，回流比取5%~10%。（3）根據(jù)試驗(yàn)選定的絮凝劑種類及其投加量和完成絮凝的投機(jī)時(shí)間及難易程度，確定絮凝的形式和絮凝時(shí)間。通常絮凝時(shí)間取10~20min。（4）為避免打碎絮粒，絮凝池宜與氣浮池連建。進(jìn)入氣浮接觸室的水流盡可能分布均勻，流速一般控制在0.1m/s左右。接觸室應(yīng)對(duì)氣泡與絮粒提供良好的接觸條件，其寬度還應(yīng)考慮安裝和檢修的要求。水流上升流速一般取10~20mm/s，水流在室內(nèi)的停留時(shí)間不宜小于60s氣浮分離室應(yīng)根據(jù)帶氣絮粒上浮分離的難易程度確定水流流速，一般取1.5~2.5mm/s，即分離室表面負(fù)荷率取5.4~9.0m3/（m2·h）氣浮池的有效水深一般取2.0~2.5m，池中水流停留時(shí)間一般為15~30min。氣浮池的長(zhǎng)寬比無(wú)嚴(yán)格要求，一般以單格寬度不超過10m，池長(zhǎng)不超過15m為宜。3.7.3設(shè)計(jì)計(jì)算表3-3絮凝沉淀池預(yù)去除率指標(biāo)COD/mg/LBOD5/mg/LSS/mg/L進(jìn)水315.9207.6364.5出水284.3166.0872.9去除率/%102080平流式氣浮池是目前采用較多的一種形式。平流式氣浮池的特點(diǎn)是池深淺（有效水深約2m左右），造價(jià)低，管理方便。本設(shè)計(jì)氣浮池采用平流式氣浮池。氣浮實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)得：在水溫20℃溶氣壓力為0.25MPa時(shí)，采用TS型溶氣釋放器，其釋氣量為40mL/L。采用孔室旋流絮凝，絮凝池分為6格，每格1.4×1.4，停留時(shí)間為15min。（1）溶氣水量=Q=5%×3800÷24=7.92m3/h。式中：Q——?dú)飧〕卦O(shè)計(jì)產(chǎn)水量（m3/h）——選定溶氣壓力下的回流比（%）（2）氣浮所需空氣量==7.92×40×1.2=380.16h/L式中：——選定溶氣壓力下的釋放量（L/m3），取40——水溫校正系數(shù)，取1.1~1.3（生產(chǎn)中最低水溫與實(shí)驗(yàn)時(shí)水溫相差大者取高值）。（3）空壓機(jī)所需額定氣量式中：——安全與空壓機(jī)效率系數(shù)，一般取1.2~1.5（4）氣浮池設(shè)計(jì)氣浮池的有效水深一般取2.0~2.5m，取2m。池中水流停留時(shí)間一般為15~30min，取15min。氣浮池的長(zhǎng)寬比無(wú)嚴(yán)格要求，一般以單格寬度不超過10m，池長(zhǎng)不超過15m為宜。接觸室平面面積=，取5m2式中：——選定的接觸室水流上升平均速度（m/s）設(shè)接觸室的長(zhǎng)L=2m，則寬B=2.5m分離室平面面積=，取24m2設(shè)分離室的長(zhǎng)L=9.6米，則寬B=2.5m。式中：——選定的分離室水流向下平均速度（m/s）壓力溶氣罐直徑D=式中：I——單位罐截面積的過流能力，對(duì)填料罐選用100~200m3/（m2·h）壓力溶氣罐高度Z壓力溶氣罐一般采用階梯環(huán)為填料，填料層高度一般采用1.0~1.5m，取1.3m，罐直徑一般根據(jù)過水?dāng)嗝尕?fù)荷率100~200m3/（h·m2）選取，罐高度在2.5~3.5m之間，取3m。取沉淀池超高0.5m，故絮凝沉淀池的高為3.5m溶氣釋放器個(gè)數(shù)n溶氣釋放器采用TS-Ⅰ型，在0.2MPa下的出流量為0.32m3/hn=取25式中：q——選定溶氣壓力下，單個(gè)釋放器的出流量（m3/h）。圖3-3氣浮絮凝池平面圖與剖面圖3.8厭氧水解池的設(shè)計(jì)計(jì)算3.8.1厭氧水解概述廢水厭氧生物處理是指在無(wú)分子氧的條件下通過微生物的作用，將廢水中各種復(fù)雜的有機(jī)物分解轉(zhuǎn)化成甲烷和二氧化碳等物質(zhì)的過程。厭氧生化處理過程：高分子有機(jī)物的厭氧降解過程可以被分為四個(gè)階段：水解階段、發(fā)酵（或酸化）階段、產(chǎn)乙酸階段和產(chǎn)甲烷階段。（1）水解階段水解可定義為復(fù)雜的非溶解性的聚合物被轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單的溶解性單體或二聚體的過程。（2）發(fā)酵（或酸化）階段發(fā)酵可定義為有機(jī)物化合物既作為電子受體也是電子供體的生物降解過程，在此過程中溶解性有機(jī)物被轉(zhuǎn)化為以揮發(fā)性脂肪酸為主的末端產(chǎn)物，因此這一過程也稱為酸化。（3）產(chǎn)乙酸階段在產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌的作用下，上一階段的產(chǎn)物被進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為乙酸、氫氣、碳酸以及新的細(xì)胞物質(zhì)。（4）甲烷階段這一階段，乙酸、氫氣、碳酸、甲酸和甲醇被轉(zhuǎn)化為甲烷、二氧化碳和新的細(xì)胞物質(zhì)。3.8.2設(shè)計(jì)要點(diǎn)（1）水解酸化池的設(shè)計(jì)主要是確定其有效容積。（2）其水力停留時(shí)間一般控制在2.5~8.0h之間。（3）反應(yīng)池的高度一般為4~6m。（4）水力負(fù)荷為0.5~2.5m3/（m2·h），有機(jī)負(fù)荷為1.95~8.8kgCOD/（m3·d）。（5）由于水解酸化要在一定溫度下進(jìn)行，所以必須加蓋。3.8.3設(shè)計(jì)計(jì)算表3-4厭氧池池預(yù)去除率指標(biāo)COD/mg/LBOD5/mg/LSS/mg/L進(jìn)水284.3166.0872.9出水241.6141.262.0去除率/%151515（1）水解池的容積水力停留時(shí)間一般控制在2.5~8.0h之間，可取水力停留時(shí)間為4h。V=m3（2）尺寸的確定水解池的上升流速控制在0.5~1.8m/h，取1.0m/h。根據(jù)，可計(jì)算出：池截面面積m2，池高m水解池超高0.3m，故池子高度H=3.2+0.3=3.5m則水解池池長(zhǎng)L=15m,寬B=11m，有效水深3.2m。水解池總高度H=4m。水解池實(shí)際體積：V′=15×11×4=660m3>633.3m3。水解池上升流速校核反應(yīng)器高度H=3.5m上升流速：=（符合設(shè)計(jì)要求）3.9生物接觸氧化池的設(shè)計(jì)計(jì)算3.9.1設(shè)計(jì)概述二段生物接觸氧化法（略稱二段法）將傳統(tǒng)的生物接觸氧化池分為二段：第一段充分利用微生物處于對(duì)數(shù)增長(zhǎng)期的吸附特性，以低能耗、高負(fù)荷、快速的生物吸附和合成為主，能夠去除污水中70%?80%的有機(jī)物，稱為吸附合成期；第二段在低負(fù)荷下利用微生物的氧化分解作用，對(duì)污水中殘留的有機(jī)物進(jìn)行氧化分解，以進(jìn)一步改善出水水質(zhì)，稱為氧化分解階段。結(jié)構(gòu)包括池體，填料，布水裝置，曝氣裝置。工作原理為：在曝氣池中設(shè)置填料，將其作為生物膜的載體。待處理的廢水經(jīng)充氧后以一定流速流經(jīng)填料，與生物膜接觸，生物膜與懸浮的活性污泥共同作用，達(dá)到凈化廢水的作用。在運(yùn)行方面，對(duì)沖擊負(fù)荷有較強(qiáng)的適應(yīng)能力，在間歇運(yùn)行條件下，仍能夠保持良好的處理效果，對(duì)排水不均勻的企業(yè)，更具有實(shí)際意義；操作簡(jiǎn)單、運(yùn)行方便、易于維護(hù)管理，勿需污泥回流，不產(chǎn)生污泥膨脹現(xiàn)象，也不產(chǎn)生濾池蠅；污泥生成量少，污泥顆粒較大，易于沉淀。生物接觸氧化池工藝設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是計(jì)算填料的有效容積和池體的尺寸，計(jì)算空氣量和空氣管道系統(tǒng)等。目前一般是在用有機(jī)負(fù)荷計(jì)算填料容積的基礎(chǔ)上，按照構(gòu)造要求確定池子的具體尺寸、池?cái)?shù)以及池的分級(jí)。對(duì)于工業(yè)廢水，最好通過實(shí)驗(yàn)確定有機(jī)負(fù)荷，也可審慎地采用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。3.9.2設(shè)計(jì)要點(diǎn)（1）生物接觸氧化池一般按平均日廢水量設(shè)計(jì)。填料體積按填料容積負(fù)荷計(jì)算，而填料的容積負(fù)荷則應(yīng)通過實(shí)驗(yàn)確定。當(dāng)無(wú)實(shí)驗(yàn)資料時(shí)，對(duì)于生活污水或以生活污水為主的城市污水，容積負(fù)荷一般采用1000~1500gBOD5/（m3·d）。（2）生物接觸氧化池的座數(shù)不少于2個(gè)，并按同時(shí)工作考慮。（3）廢水在生物接觸氧化池內(nèi)的有效接觸時(shí)間不得小于2h。（4）進(jìn)水BOD5濃度應(yīng)控制在100~300mg/L范圍內(nèi)，當(dāng)大于300mg/L時(shí)，可考慮采用廢水處理水回流稀釋。（5）填料層總高度一般取3m，當(dāng)采用蜂窩填料時(shí)，應(yīng)分層裝填，每層高1m，蜂窩內(nèi)切孔徑不宜小于25mm。（6）接觸氧化池中的溶解氧含量一般應(yīng)維持在2.5~3.5mg/L之間，氣水比為15~20：1。（7）為保證布水布?xì)饩鶆?，每格氧化池面積一般應(yīng)不大于25m2。3.9.3設(shè)計(jì)計(jì)算表3-5生物接觸氧化池預(yù)去除率指標(biāo)COD/mg/LBOD5/mg/LSS/mg/L進(jìn)水241.6141.262.0出水28.9914.118.6去除率/%889070（1）平面尺寸計(jì)算1）生物接觸氧化池的有效容積填料容積：m3式中：V——氧化池有效容積（m3）Q——平均日污水量（m3/d）——進(jìn)水BOD5濃度（mg/L）——出水BOD5濃度（mg/L）M——容積負(fù)荷（gBOD5/（m3·d）），取1500gBOD5/（m3·d）2）池子總面積式中：H——填料層總高度，取3.0m設(shè)池長(zhǎng)L=10m，寬B=8.5m3）池子分格數(shù)。式中：a——單池池面積，為了保證布水、布?xì)饩鶆颍扛癯孛娣e不宜大于25m2。設(shè)計(jì)中a取4m24）池子總高度式中：——池子總高度（m）；——超高（m），一般采用0.3~0.5m，本設(shè)計(jì)中取0.5m；——填料上水深（m）；取0.5m；——配水區(qū)高度（m）；取0.5m。5）有效接觸時(shí)間6）池子尺寸為L(zhǎng)×B×H=10×8.5×4.5（2）平面布置生物接觸氧化池共分3組，每組7格，中間為進(jìn)水渠道，兩側(cè)為出水渠道。（3）進(jìn)水系統(tǒng)1）生物接觸氧化池的進(jìn)水設(shè)計(jì)厭氧池的出水通過DN300mm的管道送往生物接觸氧化池，管道內(nèi)的水流速度為0.977m/s，然后分成兩條DN250mm的管道進(jìn)入進(jìn)水總渠道，以保障配水均勻，管道內(nèi)的水流速為0.804m/s。從配水支渠向反應(yīng)池配水采用孔口，每格孔口所需面積式中：N——反應(yīng)池個(gè)數(shù)，為21格。設(shè)孔口尺寸為0.05×0.05m，則孔口數(shù)為17個(gè)2）生物接觸氧化池的出水設(shè)計(jì)生物接觸氧化池的出水采用矩形薄壁堰，跌落出水，堰上水頭。式中：m——流量系數(shù)，一般采用0.4~0.5。本設(shè)計(jì)取0.4；b——堰寬（m），取5.0m。（4）曝氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需氣量D=Q=5×3800=19000m3/d。式中：——每立方米污水需氣量（m3/m3），取5。鼓風(fēng)機(jī)的選擇鼓風(fēng)機(jī)選用RD-130型號(hào)2臺(tái)，一用一備，進(jìn)口流量13.6m3/min，口徑為125A，轉(zhuǎn)速970r/min。排氣壓力9.8kpa。在生物接觸氧化池中，曝氣系統(tǒng)多采用穿孔管布?xì)狻４┛坠芄軓綖?0mm，中心間距100mm布置，共50根。穿孔管上孔眼直徑為3mm，孔眼中心間距100mm，即每根穿孔管上開孔50個(gè)。則孔口空氣流速：圖3-4穿孔管布置及孔口示意圖（6）填料設(shè)計(jì)選擇ZH150×80型組合填料，該填料由纖維束、塑料環(huán)片、套管、中心繩幾部分組成，塑料環(huán)片直徑（包括纖維）為150mm，塑料環(huán)片間距為80mm。該填料及安裝示意圖如下所示。圖3-5填料及安裝示意圖（7）剩余污泥量在《生物接觸氧化池設(shè)計(jì)規(guī)范》推薦該工藝系統(tǒng)污泥產(chǎn)率為0.3~0.4kgDS/kgBDO5，含水率為96%%~98%。本設(shè)計(jì)中，污泥產(chǎn)率以Y=0.4kgDS/kgBDO5，含水率為98%。則干污泥量用下式計(jì)算：WDS=YQ（-）+式中：WDS——污泥干重，kg/dY——活性污泥產(chǎn)率，kgDS/kgBDO5——進(jìn)水總SS濃度值，kg/m3——進(jìn)水中SS活性部分量，kg/m3——出水SS濃度值，kg/m3設(shè)該污水中SS的50%為可生物降解活性物質(zhì)，污泥齡SRT取3d，SS去除率取50%。1）污泥干重：WDS=0.4×3800×（0.141-0.014）+（0.131-0.131×0.5-0.039）×3800=293.74（kg/d）2）污泥體積：=3）泥斗容積計(jì)算公式：=式中：——污泥斗容積，mh——污泥斗高，mA′——污泥斗上口面積，m2A″——污泥斗下口面積，m2設(shè)計(jì)2個(gè)污泥斗，高為1.5m，污泥斗下口取1.0m×1.0m則污泥斗體積：=1/3×1.5×（41.4+1.0+）=23.9m32=2×23.9=47.8>14.693.10二沉池的設(shè)計(jì)計(jì)算3.10.1設(shè)計(jì)概述由于處理水量較小，二沉池選用豎流式沉淀池。理論依據(jù)：豎流式沉淀池中，水流方向與顆粒沉淀方向相反，其截留速度與水流上升速度相等，上升速度等于沉降速度的顆粒將懸浮在混合液中形成一層懸浮層，對(duì)上升的顆粒進(jìn)行攔截和過濾。因而豎流式沉淀池的效率比平流式沉淀池要高。豎流式沉淀池的工作原理：在豎流式沉淀池中，污水是從上向下以流速v做豎向流動(dòng)，污水中的懸浮顆粒有以下三種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)：①當(dāng)顆粒沉速u>v時(shí)，則顆粒將以u(píng)-v的差值向下沉淀，顆粒得以去除；②當(dāng)u=v時(shí)，顆粒處于隨機(jī)狀態(tài)，不下沉亦不上升；③當(dāng)u<v時(shí)，顆粒將不能沉淀下來(lái)，而會(huì)被上升水流帶走。3.10.2設(shè)計(jì)要點(diǎn)（1）為了使水流在沉淀池內(nèi)分布均勻，池子直徑與有效水深之比不大于3.池子直徑不宜大于8m，一般采用4~7m。（2）中心管內(nèi)流速小于等于30mm/s。（3）排泥管下端距池底不大于0.2m，管上端超出水面不宜小于0.4m。（4）浮渣擋板距集水槽0.25~0.5m，高出水面0.1~0.15m，淹沒深度0.3~0.4m。3-6豎流式沉淀池3.10.3設(shè)計(jì)計(jì)算（1）中心管面積設(shè)，采用2個(gè)豎流式沉淀池，每池最大設(shè)計(jì)流量：圖3-7豎流式沉淀池計(jì)算示意圖中心管面積：（2）中心管直徑：?。?）中心管喇叭口與反射板之間的縫隙高度：設(shè)為0.02m/s，為1.35為1.35×1=1.35取=0.3m（4）沉淀部分有效斷面面積：設(shè)表面負(fù)荷為1.5m3/（m2·h），則（5）沉淀池直徑：采用D=7m（6）沉淀部分有效水深：設(shè)t=2h。（7）校核集水槽出水堰負(fù)荷：集水槽每米出水堰負(fù)荷為：（8）沉淀部分所需總?cè)莘e：設(shè)T=2d式中：，————沉淀池進(jìn)水和出水的懸浮固體濃度，mg/L；γ————污泥容重，kg/m3，含水率在95%以上時(shí)，可取1000kg/m3；————污泥含水率，%。每個(gè)池子所需污泥室容積為：（9）圓截錐部分容積：設(shè)圓截錐體下底直徑為0.4m，則式中：R——圓截錐上部半徑；r——圓截錐下部半徑；（10）沉淀池總高度：設(shè)超高及緩沖層各為0.3m，式中：——超高（m）；——中心管淹沒深（m）；——中心管喇叭口與反射板之間的縫隙高度；——緩沖層高（m）；——污泥室圓截錐部分的高度（m）。3.11消毒池與加氯間的設(shè)計(jì)計(jì)算3.11.1設(shè)計(jì)概述城市污水在經(jīng)過一級(jí)或二級(jí)處理后，水質(zhì)有所改善，水中細(xì)菌含量也大幅度的下降，但其絕對(duì)值仍很可觀，并且有存在病源菌的可能。因此，在污水排入水體前，應(yīng)對(duì)污水進(jìn)行消毒。有物理方法，化學(xué)方法及生物方法，但生物方法利用生物因子去除病原體，作用緩慢，而且滅菌不徹底，一般不用于傳染疫源地消毒，故消毒主要應(yīng)用物理及化學(xué)方法。3.11.2設(shè)計(jì)要點(diǎn)（1）污水消毒一般可采用加氯消毒，加氯量為5~10mg/L。（2）污水加氯后應(yīng)進(jìn)行混合和接觸，城市污水接觸時(shí)間（從混合開始起算）采用30min。（3）平均水深2~3m，水面超高0.2~0.3m，池底坡度2%~3%。（4）投加氯氣裝置必須注意安全，不允許水體與氯瓶直接相連，必須設(shè)置加氯機(jī)。3.11.3設(shè)計(jì)計(jì)算最大設(shè)計(jì)流量為，采用氯消毒工藝，接觸時(shí)間t=30min，設(shè)計(jì)接觸池各部尺寸。（1）加氯量的計(jì)算二級(jí)處理出水采用液氯消毒時(shí)，液氯投加量一般為5~10mg/L，設(shè)計(jì)中液氯投加量采用6mg/L。每日加氯量為：式中：q0——每日加氯量（mg/L）；加氯設(shè)備：液氯由真空轉(zhuǎn)子加氯機(jī)加入，加氯機(jī)設(shè)計(jì)二臺(tái)，一備一用。每小時(shí)加氯量。設(shè)計(jì)中采用ZJ-1型加氯機(jī)。（2）接觸池容積V（3）消毒接觸池表面積（4）消毒接觸池池長(zhǎng)取20m2式中——消毒接觸池廊道總長(zhǎng)；B——消毒接觸池有效水深，取2m；采用3廊道，消毒接觸池長(zhǎng)設(shè)計(jì)中取7m。校核長(zhǎng)寬比：，符合設(shè)計(jì)要求。（5）池高水深h=2.0m，池子超高0.3m，所以池高H=2.3m。（6）堰上水頭式中：n——消毒接觸池個(gè)數(shù)；m——流量系數(shù)，一般采用0.42。（5）復(fù)核池子容積：由以上計(jì)算可得：接觸池寬B=2×4=8.0m，長(zhǎng)L=7m，所以V=8.0×7×2.3=128.8m3>79.17m3接觸池出水設(shè)溢流堰。采用矩形隔板式接觸池一座，一用一備第四章污泥處理系統(tǒng)的計(jì)算4.1.污泥濃縮池的設(shè)計(jì)計(jì)算4.1.1回流污泥量計(jì)算日用化工水處理過程產(chǎn)生的污泥需濃縮的部分主要來(lái)自來(lái)自以下構(gòu)筑物：1）生物接觸氧化池：，含水率98%；2）二沉池：，含水率99%；3）總污泥量為：4）平均含水率為：5）污泥回流量的計(jì)算R為污泥回流比。選用LXB-700螺旋泵2臺(tái)（1用1備），單臺(tái)提升能力為，提升高度為，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n=63r/min,功率N=30kW。4.2輻流濃縮池的設(shè)計(jì)計(jì)算4.2.1設(shè)計(jì)說明為方便污泥的后續(xù)處理機(jī)械脫水，減小機(jī)械脫水中污泥的混凝劑用量以及機(jī)械脫水設(shè)備的容量，需對(duì)污泥進(jìn)行濃縮處理，以降低污泥的含水率。4.2.2設(shè)計(jì)計(jì)算進(jìn)入濃縮池的剩余污泥量為Q=2.28（1）沉淀部分有效面積式中：F——沉淀部分有效面積（m2）C——流入濃縮池的剩余污泥濃度（kg/m3），一般采用10kg/m3G——固體通量kg/m2·h，一般采用0.8-1.2kg/m2·hQ——入流剩余污泥量m3/h（2）沉淀池直徑，取4.6m（3）濃縮池的容積，取40m3式中T——濃縮池濃縮時(shí)間，一般采用10~16h，本設(shè)計(jì)取16h（4）沉淀池有效水深（5）濃縮后剩余污泥量/h（6）池底高度輻流沉淀池采用中心驅(qū)動(dòng)刮泥機(jī)，池底需做成1%的坡度，刮泥機(jī)連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)將污泥推入污泥斗。池底高度：式中i——池底坡度，一般采用0.01（7）污泥斗容積式中h5——污泥斗高度（m）——泥斗傾角，為保證排泥順暢，圓形污泥斗傾角一般采用55°a——污泥斗上口半徑（m），設(shè)計(jì)中取1.25mb——污泥斗底部半徑（m），設(shè)計(jì)中取0.25m污泥斗容積污泥斗中污泥停留時(shí)間（8）濃縮池總高度H=h1+h2+h3+h4+h5=0.3+2.5+0.3+0.023+1.43=4.52m設(shè)計(jì)中濃縮池總高度取4.6m（9）濃縮后分離出的污水量（10）溢流堰濃縮池溢流出來(lái)的水經(jīng)過溢流堰進(jìn)入出水槽，然后匯合進(jìn)入出水管排出。出水槽的流量為q=1.29m3/h。設(shè)出水槽寬0.2m，水深0.1m，則水流速為0.018m/s。溢流堰周長(zhǎng)m，取13m溢流堰采用單側(cè)90°三角出水堰，三角堰頂寬0.1m，深0.08m，每格沉淀池由三角堰13/0.1=130個(gè)取130個(gè)。每個(gè)三角堰流量三角堰水深，取0.005m。三角堰后自由跌落0.1m，則出水堰水頭損失0.105m（11）溢流管溢流水量為1.29m3/h，設(shè)溢流管管徑DN100mm，管內(nèi)流速v=0.23m/s（12）刮泥裝置濃縮池采用中心驅(qū)動(dòng)刮泥機(jī)，刮泥機(jī)底部設(shè)有刮泥板，將污泥推入污泥斗（13）排泥管剩余污泥量為0.00063m3/s，污泥量很小，采用污泥管道最小管徑DN150mm。間歇將污泥排入貯泥池。4.3貯泥池的設(shè)計(jì)計(jì)算濃縮后的剩余污泥進(jìn)入貯泥池，然后經(jīng)投泥泵進(jìn)入消化池處理系統(tǒng)。貯泥池主要作用為調(diào)節(jié)污泥量，由于消化池采用污泥泵投加，貯泥池起到泵前調(diào)節(jié)的作用，平衡前后處置的流量。藥劑投機(jī)池，消化池運(yùn)行條件嚴(yán)格，運(yùn)行中需要投加的藥劑可直接在貯泥池中進(jìn)行調(diào)配。預(yù)加熱池，采用池外預(yù)熱時(shí)，起到預(yù)加熱池的作用。4.3.1.貯泥池設(shè)計(jì)進(jìn)泥量由以上計(jì)算可知，貯泥池的設(shè)計(jì)流量為54.69m3/d4.3.2.貯泥池的容積式中：Q——每日產(chǎn)泥量（m3）t——貯泥時(shí)間（h），一般采用8~12h，本設(shè)計(jì)中取12hn——貯泥池的個(gè)數(shù)，取1座貯泥池建兩座，采用一用一備貯泥斗高度貯泥池的設(shè)計(jì)容積式中：h2——貯泥池有效深度，取2.0mh3——污泥斗高度（m）a——污泥貯池邊長(zhǎng)，取4.0mb——污泥斗邊長(zhǎng)（m），取1.0m4.3.3.貯泥池高度h=h1+h2+h3=0.3+2+2.6=4.9m，取5.0m式中：h1——超高（m），一般采用0.3mh2——貯泥池有效深度h3——污泥斗高度（m）4.3.4.管道部分貯泥池中設(shè)DN150mm的吸泥管，兩根進(jìn)泥管，一根來(lái)自生物接觸氧化池，一根來(lái)自二沉池，管徑均為DN=150mm。圖4-1貯泥池示意圖4.4污泥脫水脫水后污泥量式中：Q——脫水后污泥量m3/dQ0——脫水前污泥量m3/dP1——脫水前含水率（%）P2——脫水后含水率（%）M——脫水后干污泥重量（kg/d）==3.28(1-75%）1000=820.2kg/d污泥脫水后形成泥餅用小車運(yùn)走，分離液返回處理系統(tǒng)前端進(jìn)行處理。選取DYQ-500A型帶式壓榨過濾機(jī)，其工作參數(shù)如表4-1：表4-1DYQ-500A型帶式壓榨過濾機(jī)工作參數(shù)濾網(wǎng)電動(dòng)機(jī)控制器型號(hào)最大沖洗耗水量(m3/h）(mm）沖洗壓力（Mpa）氣動(dòng)部分輸入壓力（MPa）有效寬（mm）速度Kw/min型號(hào)功率（Kw）5000.4-5JJTY21-41.1LP90-2-1.54≥0.40.5-1氣動(dòng)部分流量(m3/h）處理能力【kg/h·m2】泥餅含水率（%）外形尺寸（長(zhǎng)X寬X高）（mm）重量（kg）0.2-0.850-50065-753000×1250×16503000本設(shè)計(jì)采用兩臺(tái)壓濾機(jī)，一用一備，并排安裝。壓濾機(jī)房尺寸為：L×B×H=5m×4m×3m第五章污水廠平面布置5.1平面布置概述污水廠的平面布置主要包括各構(gòu)筑物及其輔助構(gòu)筑物、管線的布置，廠區(qū)內(nèi)還有道路系統(tǒng)，綠化帶，按照各自不同的功能將其分成生產(chǎn)區(qū)和生活區(qū)，便于維護(hù)和管理。根據(jù)處理廠的規(guī)模大小，一般采用1:200~1:1000，比例尺的地形圖繪制總平面圖，常用比例尺為1:500。5.2布置的一般原則5.2.1.各處理單元構(gòu)筑物的平面布置（1）處理構(gòu)筑物是污水處理廠的主體建筑物，在做平面布置時(shí)，應(yīng)根據(jù)各構(gòu)筑物的功能要求和水力要求，結(jié)合地形條件，確定他們?cè)趶S區(qū)內(nèi)的位置。（2）貫通、連接各構(gòu)筑物之間的管、渠，使之便捷直通，避免迂回曲折。（3）在構(gòu)筑物之間保持一定的間距，保證敷設(shè)連接管、渠的要求，一般的間距可取5~10m（4）各構(gòu)筑物之間應(yīng)盡量緊湊。（5）污泥處理構(gòu)筑物應(yīng)盡可能單獨(dú)布置，以方便管理，應(yīng)布置在廠區(qū)夏季主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)向。5.2.2.管、渠的平面布置（1）各構(gòu)筑物之間設(shè)有貫通的管、渠，還應(yīng)設(shè)有能夠使構(gòu)筑物獨(dú)立運(yùn)行的管、渠，當(dāng)某一構(gòu)筑物停止運(yùn)行之后，其后接構(gòu)筑物仍能夠正常運(yùn)行。（2）應(yīng)設(shè)超越全部處理構(gòu)筑物直接排放水體的超越管。5.2.3.輔助建筑物的平面布置（1）輔助建筑物建筑面積的大小應(yīng)按具體情況與條件而定。輔助建筑物的位置應(yīng)根據(jù)方便、安全等原則確定。（2）生活居住區(qū)、綜合樓等建筑物應(yīng)與處理構(gòu)筑物保持一定的距離，應(yīng)位于廠區(qū)夏季主風(fēng)向的上風(fēng)向。（3）操作工人的值班室應(yīng)盡量布置在使工人能夠便于觀察各處理構(gòu)筑物運(yùn)行情況的位置。5.2.4.廠區(qū)綠化平面布置時(shí)應(yīng)設(shè)置充分的綠化帶，改善水廠的衛(wèi)生條件，為污水廠工作人員提供優(yōu)美的工作環(huán)境。5.2.5.道路布置為了方便運(yùn)輸，在污水處理廠內(nèi)應(yīng)合理修建道路，通向各處理構(gòu)筑物和輔助構(gòu)筑物，通道的設(shè)計(jì)應(yīng)符合如下要求：（1）主車行道的寬度：?jiǎn)诬嚨罏?~4m,雙車道為6~7m，并且應(yīng)設(shè)有回車道。（2）車行道的轉(zhuǎn)彎半徑不宜小于6m；（3）人行道的寬度為1.5~2m。5.3具體平面布置5.3.1工藝流程布置工藝流程布置根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書提供的面積和地形，采用折角型布置。5.3.2構(gòu)（建）筑物平面布置按照功能，將污水處理廠布置分成兩個(gè)區(qū)域：（1）水處理區(qū)，由各項(xiàng)污水處理設(shè)施組成。包括：污水泵站、格柵間、調(diào)節(jié)池、沉砂池、絮凝池、厭氧池、生物接觸氧化池、二沉池、消毒池、鼓風(fēng)機(jī)房等。（2）生活區(qū)，該區(qū)是將辦公室、宿舍、食堂、鍋爐房、浴房等建筑物組合的一個(gè)區(qū)，位于主導(dǎo)風(fēng)向的上風(fēng)向。5.3.3各構(gòu)筑物尺寸（1）格柵尺寸：L×B×H=3.0m×0.8m×0.7m（2）污水提升泵房尺寸：L×B×H=4m×3m×3m（3）調(diào)節(jié)池尺寸：L×B×H=10.0m×10.0m×6.5m（4）沉砂池尺寸：L×B×H=4.5m×1.2m×1.0m（5）絮凝池尺寸：接觸室L×B×H=2.0m×2.5m×3.5m分離室L×B×H=9.5m×2.5m×3.5m（6）厭氧池尺寸：L×B×H=15m×11m×4m（7）生物接觸氧化池尺寸：L×B×H=10.0m×8.5m×4.5m（8）輻流式二沉池尺寸：D=7m（9）消毒接觸池尺寸：B×L×H=8.0m×7.0m×2.3m（10）濃縮池尺寸：D=4.6mH=4.6m（11）貯泥池尺寸：B×L×H=4.0m×4.0m×5m（12）脫水機(jī)房尺寸為：L×B×H=5m×4m×3m（13）污泥提升泵房尺寸為：L×B×H=4m×3m×3m表4-1處理構(gòu)筑物設(shè)備一覽表編號(hào)名稱尺寸大小（長(zhǎng)×寬×高）（m）個(gè)數(shù)1細(xì)格柵3×0.8×0.722污水提升泵房4.0×3.0×3.013調(diào)節(jié)池10.0×10.0×6.514沉砂池4.5×1.2×1.025絮凝池11.5×2.5×3.526厭氧池15.0×11.0×4.017生物接觸氧化池10×8.5×4.518豎流式二沉池D=7.0mH=9.0m29接觸消毒池8.0×7.0×2.3110濃縮池D=4.6mH=4.6m211貯泥池4.0m×4.0m×5.0m212脫水機(jī)房5.0m×4.0m×3.0m113污泥提升泵房4.0×3.0×3.0114污泥回流泵房4.0×3.0×3.01水廠規(guī)模是2000，按照《給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)》第三冊(cè)確定各建筑物面積如下：1）辦公樓與化驗(yàn)樓面積取80，定員取10人，長(zhǎng)寬尺寸為10m×8m；2）食堂面積取用36，2.4m2/人，定員15人，長(zhǎng)寬尺寸為6m×6m；3）宿舍面積取40，4m2/人，定員10人，長(zhǎng)寬尺寸為8m×5m；4）浴室面積取30，長(zhǎng)寬尺寸為6m×5m；5）傳達(dá)室面積取用20；長(zhǎng)寬尺寸為5m×4m；6）保衛(wèi)處面積為20；長(zhǎng)寬尺寸為5m×4m。5.3.4污水廠管線布置（1）污水廠工藝管道（2）污泥工藝管道（3）廠區(qū)排水管道（4）空氣管道由鼓風(fēng)機(jī)機(jī)房通向曝氣沉砂池和好氧池，起到曝氣充氧、混合攪拌等作用。（5）穿越管道當(dāng)處理構(gòu)筑物出現(xiàn)大的故障無(wú)法進(jìn)行水處理時(shí)，可以流經(jīng)穿越管直接進(jìn)入河流。（6）廠區(qū)該水管道和消火栓布置根據(jù)消防要求，在廠外應(yīng)每隔120m設(shè)置消火栓，使消防用水能夠送至各構(gòu)筑物用水點(diǎn)。5.3.5廠區(qū)道路布置（1）主廠道路布置由廠外道路與廠內(nèi)辦公樓連接的道路為主廠道路，道寬6.0m，設(shè)雙側(cè)設(shè)人行道，并植樹綠化。（2）車行道布置廠區(qū)內(nèi)各主要構(gòu)（建）筑物布置車行道，道寬4.0m呈環(huán)狀布置。（3）步行道布置對(duì)于沒有物品、器材運(yùn)輸?shù)慕ㄖ?，?yīng)設(shè)步行道與主干道或者車行道相連。5.3.6廠區(qū)綠化布置在生活區(qū)內(nèi)布置2座花壇，在圍墻和廠內(nèi)主干道之間種植1到2排的樹木，利用道路和構(gòu)筑物間的帶狀空地進(jìn)行綠化，綠化帶以草皮為主，靠路一側(cè)種植綠籬，臨靠構(gòu)筑物一側(cè)栽種花木或灌木，草地中栽種一些花卉。第六章構(gòu)筑物高程計(jì)算6.1高程布置概述為使污水可以在各處理構(gòu)筑物之間流動(dòng)通暢，保證處理廠的正常運(yùn)行，應(yīng)進(jìn)行高程布置，來(lái)確定各構(gòu)筑物及連接管道的高程。為了便于維護(hù)管理和降低運(yùn)行費(fèi)用，污水在處理構(gòu)筑物之間的流動(dòng)以按重力流考慮為宜；污泥也最好利用重力流動(dòng)，若需提升時(shí)，應(yīng)盡可能的減少抽升次數(shù)。為了保證污泥順利自流，應(yīng)精確的計(jì)算各處理構(gòu)筑物之間的水頭損失，并考慮擴(kuò)建時(shí)的預(yù)留儲(chǔ)備水頭。6.2高程布置的主要任務(wù)污水處理廠污水處理流程高程布置的主要任務(wù)是：（1）確定泵房和各處理構(gòu)筑物的標(biāo)高；（2）確定各處理構(gòu)筑物之間的連接管渠的標(biāo)高和尺寸；（3）通過計(jì)算確定各部分的水面標(biāo)高，從而可以保證污水沿處理流程在處理構(gòu)筑物之間流動(dòng)暢通，保證污水處理廠的正常運(yùn)行。6.3高程布置的主要原則在整個(gè)污水處理過程中，應(yīng)盡可能的利用污水和污泥的重力作用，但在多數(shù)情況下需要提升。本設(shè)計(jì)高程布置嚴(yán)格遵循以下原則：（1）保證污水可以在各構(gòu)筑物之間順利的自流。（2）認(rèn)真的計(jì)算管道的沿程水頭損失、局部水頭損失，各處理構(gòu)筑物、聯(lián)絡(luò)管渠及計(jì)量設(shè)備的水頭損失；考慮雨天流量、最大時(shí)流量和事故時(shí)流量的增加，并留有一定余地；還應(yīng)考慮到當(dāng)某座構(gòu)筑物停止運(yùn)行時(shí)，與其并聯(lián)運(yùn)行的其它構(gòu)筑物及有關(guān)的連接管渠可以通過全部流量。（3）考慮到遠(yuǎn)期發(fā)展和水量增加的預(yù)留水頭。（4）選擇一條距離最遠(yuǎn)，水頭損失最大的流程進(jìn)行水力計(jì)算。（5）計(jì)算水頭損失時(shí)，一般應(yīng)以近期的最大流量來(lái)作為構(gòu)筑物和管渠的設(shè)計(jì)流量；計(jì)算涉及到遠(yuǎn)期流量的管渠及設(shè)備時(shí)，要以遠(yuǎn)期最大流量為設(shè)計(jì)流量，并酌加擴(kuò)建后的備用水頭。（6）終點(diǎn)設(shè)置泵站的污水廠，水力計(jì)算時(shí)常以受納水體的最高水位作為起點(diǎn)，逆著污水處理流程向上倒推計(jì)算，以防止處理后的污水不能自由流出。二級(jí)泵站所需揚(yáng)程較小，運(yùn)行費(fèi)用也較低。但同時(shí)還應(yīng)考慮到挖土深度不宜過大，以避免土建投資過大以及增加施工上的困難。（7）高程布置時(shí)，還應(yīng)注意到污泥流程和污水流程的配合，盡量減少提升污泥量。（8）協(xié)調(diào)好平面布置與高程布置之間的關(guān)系，做到既有利于污水、污泥輸送又減少占地，并有利于減少工程上的投資以及運(yùn)行成本。6.4高程布置計(jì)算部分由于該污水處理廠出水排入市政排水總干管后，經(jīng)終點(diǎn)泵站提升才排入河流，故污水處理廠高程布置由自身因素決定。6.4.1構(gòu)筑物之間管渠的連續(xù)及污水水頭損失的計(jì)算（1）管渠水力計(jì)算在污水處理工程中，為簡(jiǎn)化計(jì)算一般認(rèn)為水流是均勻流。管渠水損主要有沿程水損和局部水損。沿程水損按下式計(jì)算：式中：——為沿程水損，；——為管段長(zhǎng)度，；——為水力半徑，；——為管內(nèi)流速，；——為謝才系數(shù)。局部水損按下式計(jì)算：式中——局部阻力系數(shù)注：以下計(jì)算局部阻力系數(shù)取值如下：——進(jìn)口局部阻力系數(shù)，取值0.2；——出口局部阻力系數(shù)，取值1.0；——閘門局部阻力系數(shù)，取值0.05；——彎頭局部阻力系數(shù)，取值0.71；同類構(gòu)筑物有多個(gè)時(shí)，按最不利情況（L最長(zhǎng)）計(jì)算。1）細(xì)格柵污水提升泵站L=5.3m，DN=400mm，v=0.64m/s，i=1.5‰mh=h1+h2=0.064m2）污水提升泵房調(diào)節(jié)池L=5.3m，DN=400mm，v=0.64m/s，i=1.5‰mh=h1+h2=0.033m3）調(diào)節(jié)池沉砂池L=6.0m，DN=400mm，v=0.64m/s，i=1.5‰mh=h1+h2=0.064m4沉砂池絮凝池L=10.0m，DN=400mm，v=0.64m/s，i=1.5‰h=h1+h2=0.10m5）絮凝池厭氧池L=8.5m，DN=400mm，v=0.64m/s，i=1.5‰h=h1+h2=0.069m6）厭氧池生物接觸氧化池L=15m，DN=400mm，v=0.64m/s，i=1.5‰h=h1+h2=0.079m7）生物接觸氧化池豎流式二沉池L=91m，DN=300mm，v=1.12m/s，i=5.1‰h=h1+h2=0.547m8）二沉池消毒池L=9.0m，DN=400mm，v=0.64m/s，i=1.5‰h=h1+h2=0.07m9）消毒池計(jì)量堰L=4.0m，DN=400mm，v=0.64m/s，i=1.5‰h=h1+h2=0.031m10）計(jì)量堰出水口L=17m，DN=400mm，v=0.64m/s，i=1.5‰h=h1+h2=0.07m表6-1污水管渠水力計(jì)算表管渠及構(gòu)筑物名稱水頭損失（m）沿程局部合計(jì)出水口到計(jì)量堰0.0230.0450.068計(jì)量堰至接觸池0.0150.2460.261接觸池至匯水點(diǎn)0.0180.1940.212匯水點(diǎn)至輻流式二沉池0.2630.3860.649輻流式二沉池至配水井0.0060.0140.02配水井至A/A/O反應(yīng)池0.1070.3560.463A/A/O反應(yīng)池至匯水點(diǎn)0.060.1940.254匯水點(diǎn)至輻流式初沉池0.0580.2330.291管渠及構(gòu)筑物名稱水頭損失（m）沿程局部沿程輻流式初沉池至匯水點(diǎn)0.0610.1940.255匯水點(diǎn)至曝氣沉砂池0.0060.0610.067霸氣沉砂池至匯水點(diǎn)0.0020.1210.123匯水點(diǎn)至細(xì)格柵0.0040.1490.153（2）各個(gè)污水處理構(gòu)筑物的水頭損失見下表（表5-2）：表6-2構(gòu)筑物水頭損失表構(gòu)筑物名稱水頭損失（m）構(gòu)筑物名稱水頭損失（m）細(xì)格柵0.2輻流式二沉池0.5曝氣沉砂池0.2接觸池0.3輻流式初沉池0.5計(jì)量堰0.26A/A/O反應(yīng)池0.4（3）污水處理高程布置水力計(jì)算以接受處理后污水水體的最高水位作為起點(diǎn)，沿污水處理流程向上倒推計(jì)算，以使處理后的污水在洪水季節(jié)也能自流排除。計(jì)算結(jié)果見表5-3。表6-3構(gòu)筑物及管渠水面標(biāo)高計(jì)算表序號(hào)管渠及構(gòu)筑物名稱水面上游標(biāo)高（m）水面下游標(biāo)高（m）構(gòu)筑物水面標(biāo)高（m）地面標(biāo)高（m）1出水口至計(jì)量堰186.570186.50187.002計(jì)量堰186.770186.570186.670187.003計(jì)量堰至消毒池186.801186.770187.004消毒池187.101186.801186.951187.005消毒池至二沉池187.171187.101187.006二沉池187.671187.171187.421187.007二沉池至生物接觸氧化池188.218187.671187.008生物接觸氧化池188.718188.218188.468187.009生物接觸氧化池至厭氧池188.797188.718187.0010厭氧池189.097188.797188.947187.0011厭氧池至絮凝池189.166189.097187.0012絮凝池189.466189.166189.316187.0013絮凝池至沉砂池189.568189.466187.0014沉砂池189.738189.568