1、WORD.73/73理工大學畢業(yè)設計（論文）說明計算書學 院： 環(huán)境與市政工程學院專 業(yè)：給水排水學生: 吳娟 學 號: 200805438 設計（論文）題目：膠南市污水處理廠三期工程工藝設計(5104m3/d)起迄日期:2011年 3月19日 6月22日 設計（論文）地點: 1教605室 指 導 教 師: 畢學軍 教 研 室 主 任： 周 利日期：2012年6月15日摘 要本文針對膠南市污水處理廠三期工程進行了設計計算。膠南市污水處理廠的建設規(guī)模：50000m3/d，進水各項水質指標與處理后須達到的要求如下：水質指標BOD5CODSSNH3NTNTPpH預測數值(mg/L)350900550

2、457076-9要求處理后水質達到國家城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準（GB18918-2002）一級A標準的要求，相應指標限值如下：水質指標BOD5CODSSNH3NTNTPpH預測數值(mg/L)1050105（8）150.56-9本文根據其進水水質，水量與出水情況，分析比較了各種污水處理工藝，確定該污水處理廠采用A2/O工藝，產生的污泥經濃縮，脫水后外運。主要設計容包括：污水處理工藝選擇與各工藝單元的設計（包括工藝流程的確定與各單體構筑物的設計）；污泥處理工藝設計（包括工藝流程的確定與各單體構筑物的設計）；污水處理廠的平面與高程布置（包括污水處理廠處理構筑物和輔助構筑物的平面圖與高程圖的繪制

3、）。關鍵詞：污水處理 ，A2/O工藝，構筑物，工程，設計ABSTRACTThe technological design of the small town of Jiaonan wastewater Treatment plants which have the water quality of 50000m3/d are discussed in this paper.Before the treatment the wastewater quality was be forecasted as followed: Water qualityBOD5CODSSNH3NTNTPpHForec

4、asted vaule (mg/L)350900550457076-9 After treatment ,the water need to meet the first class effluent standard of nation ,that is to say the water quality should be changed to :Water qualityBOD5CODSSNH3NTNTPpHForecasted vaule (mg/L)1050105(8)150.56-9According to the need of wastewater in quality and

5、analyzing several technological design of Wastewater Treatment Plants , A2/o process is been into use. A quantity of excess sludge is produced with the treatment ,which will becarried out after sludge-thickened and dewatered.The main content include:selecting of the technological designs and designi

6、ng every single unit(including the settling of the technological process and designing every single unit of the construct building );designing unit about treatment of sludge (including the settling of the technological process and designing every single unit of the construct building );arranging pla

7、ne and elevation about the wastewater Treatment Plants (including the drawing of the plane figure and elevation figure which about wastewater Treatment construct build and subsidiary construct build).KEY WORDS：wastewaterTreatment,A2/Oprocess,construct building ,design ,engineering目 錄前言第1章 設計任務1.1 主要

8、容與要求1.1.1 設計目的1.1.2 設計要求1.2 主要技術參數1.2.1 處理水量1.2.2 污水水質第2章 工藝方案的選擇2.1 工藝方案選擇的原則2.2 原污水的生化處理可行性2.3 工藝流程的組成2.3.1 機械(一級)處理工段2.3.2 二級生物處理工段2.3.3 污泥處理工段2.3.4 三級處理工段2.4 可供選擇的方案比較2.4.1 常規(guī)A/A/O工藝（方案一）2.4.2 倒置A/A/O工藝（方案二）2.5綜合分析2.6 三級處理方案的比選2.7 污水消毒工藝方案比較第3章 污水處理廠設計計算3.1 處理負荷3.1.1水力負荷3.1.2 污染負荷3.2 污水處理工藝單元設計計

9、算3.2.1 粗格柵3.2.2 進水泵房3.2.3 細格柵3.2.4 曝氣沉砂池3.2.5 初次沉淀池3.2.6 生物反應池3.2.7二沉池3.3 污泥處理系統(tǒng)的設計計算3.3.1 回流污泥3.3.2 剩余污泥3.3.3污泥貯池3.3.4污泥脫水機房第4章 污水處理廠的平面與高程布置4.1 平面布置4.1.1 平面布置的一般原則4.1.2 主要構筑物和建筑物的尺寸4.2高程布置4.2.1 污水處理構筑物高程布置4.2.2 污泥處理構筑物高程布置總結致參考文獻前 言隨著工業(yè)的日益發(fā)展，環(huán)境污染問題日趨嚴重，其中，水，氣，渣三大公害為主要的污染物，給人們的生活帶來了諸多方便。而水體污染表現的極其突

10、出，工業(yè)發(fā)展迅速，人民生活水平提高，對生態(tài)環(huán)境的要求日益提高，要求越來越多的污水處理后達標排放。城市污水一般由生活污水和工業(yè)廢水組成，城市污水的水質與城市的規(guī)模，生活水平，工業(yè)企業(yè)的狀況與廢水處理水平，排水系統(tǒng)的形成與完善程度，氣候環(huán)境等因素有關。對一些有毒有害工業(yè)廢水必須進行預處理才能排入城市下水道，以免對城市污水處理系統(tǒng)造成沖擊。城市污水處理程序包括一級處理，二級處理，濃度處理與污泥處理，其中的核心部分是二級生化處理。一級處理構筑物主要包括格柵，沉砂池和初次沉淀池，二級處理構筑物主要包括曝氣池，濃度處理構筑物和二沉池。二級處理主要是通過微生物的新代作用將污水中的大部分有機物轉化成CO2和H

11、2O.污泥處理是污水處理的最后一個環(huán)節(jié)，在污水處理中占有重要地位，污泥處理主要包括濃縮，消化，脫水等。活性污泥法一直是城市污水處理的主導工藝，為滿足日益嚴格的環(huán)境要求，并降低運行成本，簡化管理，許多新技術 ，新工藝，新設備并被開發(fā)出來和推廣應用，如：AB工藝，A/O工藝，常規(guī)A/A/O工藝，倒置A/A/O工藝，SBR工藝，氧化溝與酸化水解與好氧法的串聯處理工藝，新工藝的應用大大提高了我國污水處理的總體水平，降低了投資和運行費用 ，緩和了環(huán)保投資嚴重不足的矛盾。污水處理廠工藝設計針對水量水質特點，從實際出發(fā)，因地制宜，力求做到經濟，合理，高效。采用A/A/O工藝對該城鎮(zhèn)污水經行有效的處理，以達到

12、排放標準。該設計說明書較全面地講解詳細得敘述了該設計方案的選擇，主要處理構筑物的設計與計算，污水處理廠平面與高程布置。隨著城市建設和經濟的快速發(fā)展，污水處理廠需要擴大處理規(guī)模以滿足日益增加的污水處理需求。因此膠南市污水處理廠擬建設三期工程，其處理規(guī)模為50000m3/d.設計將根據國家城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準(GB18918-2002)進行合理的初步設計。通過畢業(yè)設計，不僅使我們熟悉了污水處理廠設計過程，了解了現代污水處理的工藝流程，還培養(yǎng)分析解決問題的能力，樹立高度的工作責任感。 設計任務主要容與要求1.1.1設計目的通過完成城鎮(zhèn)污水處理工藝的設計，掌握工程設計的基本步驟，掌握城市污水處

13、理工藝設計，廠區(qū)平面布置以與各處理單元構筑物設計計算的基本方法。1.1.2設計要求1. 完成城鎮(zhèn)污水處理工藝設計與計算;2. 處理水質指標達到國家城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準（GB18918-2002）一級A標準的要求。主要技術參數1.2.1處理水量本工程設計規(guī)模為50000m3/d。污水水質表1-1 污水水質綜合預測水質指標BOD5CODSSNH3NTNTPpH預測數值(mg/L)350900550457076-9一級A（mg/L）1050105150.56-9工藝方案的選擇2.1 工藝方案選擇的原則由于城市污水處理廠工程的建設和運行不但耗資較大，而且受多種因素的制約和影響，其中污水處理工藝

14、方案的優(yōu)化選擇對確保處理廠的運行性能和降低費用最為關鍵，因此要從整體優(yōu)化的觀念出發(fā)，結合設計規(guī)模，污水水質特性以與出水要求，結合當地的實際條件和要求，選擇切實可行且經濟合理的處理工藝方案。對于中小型污水處理廠工藝選擇必須注重經濟，高效，節(jié)能和簡便易行。經濟是指占地少，節(jié)省征地費用，必要的處理設施少，減少總投資。高效是指出水效果好，在去除有機污染物的同時還能脫氮除磷。節(jié)能是指盡可能的減少處理設施的數量，或采用適當的處理工藝，減少剩余污泥的排放以減少運行費用。簡便是指對操作運行人員的技術水平要求不高，或減少運行人員的數量，維護管理方便。2.2 原污水的生化處理可行性原污水能否采用生化處理，特別是是

15、否適合用于生物脫氮除磷工藝，取決于原污水中各種營養(yǎng)成分的含量與其比例能否滿足生物生長的需要，因此首先就判斷相關的指標能否滿足要求。表2-1 膠南市污水處理廠進水營養(yǎng)化項目BOD5/CODBOD5/TNBOD5/TP比值0.39550BOD5/COD比值污水BOD5/COD值是判斷污水可生化性的最簡便易行和最常用的方法。 一般認為BOD5/COD0.3,微生物可降解，可生化性較好;BOD5/COD0.3較難生化:BOD5/COD0.2m3/d.宜采用機械清渣。根據規(guī)要求擬采用帶式輸送機輸送。柵渣采用卡車外運。圖31 粗格柵示意圖9) 設備的選擇選用GH 型鏈條式回轉格柵除污機。設備臺數：2臺（一

16、用一備）設備基本參數：公稱柵寬B1.8m格柵間隙 b25mm安裝角度 75電機功率 N2.2kW柵條截面積（銳邊矩形） 5010mm2進水泵房1.泵房形式的選擇采用潛水泵站。潛水泵站不同于干式泵站，潛水泵的電機防水密封，可以長期浸入清水和雨污水池中，不存在受潮問題，潛水泵電機機組整體安裝，結構緊湊，運行穩(wěn)定，便于就位和更換，所以潛水泵站無需上部廠房，也簡化了地下結構，降低了工程造價，但是由于潛水泵在水下運行，要有可靠的產品質量、自動控制和保護功能作依托，因此，潛水泵價格較高。潛水泵的選擇選用QW型潛水式排污泵設備型號：400QW1500-15-75設備臺數：三臺（兩用一備）設備基本參數：單臺流

17、量 Q=1500m3/h設計揚程 H=15m 單臺功率 N=75kW 口 徑 D=400mm3.2.3細格柵1.設計流量細格柵用最大設計流量進行設計計算：Qmax=2874m3/h=0.798m3/s選用兩套設備，每臺設備的設計流量為：Qmax=0.399m3/s2.設計參數選擇與計算要把室外排水設計規(guī)，細格柵采用機械清除時格柵柵條凈間隙應滿足1.5mm10mm；污水過柵流速應滿足0.6m/s1.0m/s;格柵渠道的水流速一般為0.6m/s0.8m/s;機械清除格柵傾角應滿足6090（傾角小時較省力，但占地多）。柵條間隙數式中：Qmax最大設計流量，m3/s；格柵傾角設計取60；b 柵條間隙寬

18、度，設計選用b=0.01m;h 柵前水深，設計取1m；v 過柵流速，一般采用0.61.0m/s,設計取0.6m/s。代入數據得：n=62個(2)柵槽寬度B = s(n 1) + bn 式中：b柵條間隙寬度，m；n柵條間隙數，個；s柵條寬度，m。已知n=62 個，b=0.01m設柵條寬度 s=0.01m代入數據得：B=1.23m.(3)設備的選擇選用TGS系列回轉式格柵除污機。設備臺數：2臺(同時工作)設備基本參數：耙齒柵寬 B=1260mm 單個設備寬 B1=1400mm 兩臺設備總寬度 B0=1400*2+400=3200mm 格柵間隙 b=10mm 安裝角度 =60(4)進水渠道漸寬部分長

19、度L1=式中：B1進水渠寬，m；1渠漸寬部分的展開角；B0柵槽寬度，m。已知=3.2m；設進水渠寬B1=1.0m，渠漸寬部分展開角度1= 20 代入數據得：L13.02m(5)柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度L2= 代入數據得：L2=1.51m(6)通過格柵的水頭損失 h1=k 式中：形狀系數，設柵條斷面為銳邊矩形斷面，則 取值2.42；格柵傾角；k系數，格柵受污物堵塞式水頭損失增大倍數，一般采用3.0；g重力加速度,m/s2。已知b0.01m,s=0.01m,v=0.6m/s, =60,g 取9.8m/s2代入數據得：h1=0.12m(7)柵后槽總高度H = h + h1+ h2 式中：h

20、2柵前渠道超高,一般采用0.3m。已知h=1m, h1=0.12m代入數據得：H=1.42m(8)柵前渠道深H1= h + h2 已知h=1m, h2=0.3m代入數據得：H1=1.3m圖32 細格柵示意（細格柵草圖可參考粗格柵）(9)柵槽總長度L=L1+L2+1.0+0.5 + 代入數據得： L=6.78m.根據設備所需的實際空間大小，將柵槽總長度調整為7.8m.(10)柵渣量采用機械清渣，結合規(guī)要求柵渣擬采用螺旋輸送機輸送。3.2.4沉砂池1.沉砂池的作用 池的作用是從污水中去除砂子，煤渣等比重較大的顆粒，以保護管道、閥門等設施免受磨損和阻塞，縮小的砂粒污泥處理構筑物容積，提高污泥有機組分

21、的含率，提高污泥作為肥料的價值。其工作原理是以重力分離為基礎，即將進入沉砂池的污水流速控制在只能使比重大的顆粒下沉，而有機懸浮顆粒則隨水流帶走。2.幾種常用沉砂池的比較池在平流式、豎流式、曝氣式和旅流式四種形式。平流式沉砂池具有構造簡單、處理效果好的優(yōu)點；豎流式沉砂池污水由中心管進入池后自下而上流動，無機物顆粒借重力沉于池底，處理效果一般較差；普通沉砂池主要缺點是沉砂中含有15%的有機物，使沉砂后的后續(xù)處理難度增加。采用曝氣沉砂池可以克服這一缺點。池斷面呈矩形，在池的一側通入空氣，使污水沿池旋轉前進，從而產生與主流方向垂直的橫向恒速環(huán)流。砂粒之間產生摩擦作用，可使砂粒上懸浮性有機物得以有效分離

22、，且不使細小懸浮物沉淀，便于沉砂和有機物的分別處理和處置。通過調節(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，同時還對污水起預曝氣作用。 3沉砂池的選用 比較，本設計選用曝氣沉砂池，設兩組池子，同時工作。污水經潛水式排污泵提升經細格柵，由進水渠進入曝氣沉砂池，經曝氣沉砂池處理后，進入出水渠，渠端口處設管道，污水由管道進入生物反應池。兩組池子共用一個進水渠、出水渠，另外，池子兩側分別設有除浮渣部分。圖3-3 曝氣沉砂池計算草圖4.設計計算（1）池子的有效容積V=60 Qmaxt 式中：Qmax最大設計流量，m3/s； t-最大設計流量的停留時間，取8min.代入數據得：

23、V=383.04m3(2)水流斷面面積A= 式中：v最大設計流量時的水平流速v0.06 m/s（一般采用0.080.12m/s）。代入數據得：A=13.3m2（3）池總寬度B=式中：h2-有效水深，取值2m(一般采用23m)代入數據得：B=6.65m設兩組池子，即池數n=2；則每個池寬b=B/n=6.65/2=3.325m寬深比b/h2=3.325/2=1.66(符合要求)（4）池長 L=代入數據得：L=28.8m(取29.5m)(5)每小時所需空氣量q=dQmax3600式中：Qmax-最大設計流量，m3/s d-每m3 污水的曝氣量，取0.2m3代入數據得：q=574.6m3/h(取600

24、m3/h)曝氣系統(tǒng)的選擇:采用鼓風曝氣系統(tǒng)，羅茨鼓風機供氣，穿孔管曝氣。（6）空氣管系統(tǒng)計算兩組曝氣池各設一根干管，共兩根干管，在每根干管上設14條配氣豎管，全曝氣池共設28條配氣豎管。每根豎管的供氣量q=式中：n-配氣豎管的總數，設計取28個。代入數據得：q=21.4m3/h2)所需空氣擴散裝置設計選用HA80可變孔曝氣軟管，管徑，孔縫長5.05.5m,阻力損失3800Kpa.供氣量取3.57m3/(h.m),則每根曝氣豎管上所連接的曝氣軟管長度L=21.4/3.57=6.00m曝氣軟管據沉砂槽底0.9m.每根曝氣軟管下負擔6.00m曝氣軟管，曝氣軟管用兩根，每根長2.00m，分兩排，沿池長

25、縱向排列。(7)沉沙槽所需容積 V=QmaxXT86400Kz105式中：x-產生沙量，x=2.03.0m3/105m3,取3.0m3/105m3. t-貯泥時間，取t=2.0d. 代入數據得：V=3.00m3設兩組槽，則每個槽所需容積為1.50m3.(8)沉沙槽幾何尺寸確定沉沙槽上口寬為： b2=2h3ctgb1式中：h3沉沙槽高度，設h3=0.4m沉沙槽斜壁與水平面的夾角，設為60 b1沉沙槽底寬，設為0.5m代入數據得：b2=1.0m.沉沙槽實際容積為V=m33.00m3.(9)池底斜坡部分的高度 h4=i式中:i池底坡度，設為0. 5，坡向沉沙槽； b單個池寬，m; b2沉沙槽上口寬，

26、m.代入數據得：h4=0.6m.(10)池子總高H=h1+h2+h3+h4+h5式中：h1池子超高，不宜小于0.3m,安全考慮，設計選用0.65m h5曝氣沉沙池擋板高度，設為2.3m.已知，h2=2m,h3=0.4m,h4=0.6m.代入數據得：H=5.95m.(11)排砂方式沉沙池底采用沉砂斗集砂，沉砂有離心泵自斗底抽升到高架集砂槽，由集砂槽經排砂管排入砂水分離器，砂水分離器通入壓縮空氣洗砂，污水排入區(qū)排水管，凈砂直接由汽車外運。砂水分離器型號：SSFL260型螺旋式砂水分離器，設備臺數：一臺（兩池公用）；電機功率:0.25kw;設備占地：長寬高=3850mm1500mm2050mm.砂水

27、分離器高于細格柵間中。曝氣沉砂池配兩臺提砂泵，每組池子各一臺，兩臺泵同時工作。提砂泵設于桁架上，桁架設導軌與池壁頂上，桁架來回移動，在吸砂的同時對浮渣進行刮渣。最終浮渣被刮到曝氣沉砂池末端，進入無軸螺旋輸送器，經螺旋器最終時入浮渣井。吸砂設備的選擇，選用螺旋離心泵，流量Q=12.5m3/h,揚程H=32mH2O,吸程h=6m.(12)鼓風機房旁的曝氣沉砂池鼓風機設備的選擇：選用羅茨鼓風機，羅茨鼓風機是容積式氣體壓縮機的一種，其特點是在最高設計壓力圍，管網阻力變化時流量變化很小，因此在風量要求穩(wěn)定而阻力變化幅度較大的工作場合，工作適應性較強。設備型號：RC100 口徑： 100mm轉速： 200

28、0r/min臺數： 兩用一備在排氣壓力58.8kpa下的鼓風量為8.02m3/min,所需軸功率La=12.1kw;所配電功率p0=15kw.3.2.5初次沉淀池初沉淀池是一級污水處理廠的主體處理構筑物，也可作為二級污水處理廠的預處理構筑物設在生物處理構筑物的前面。處理的主要對象是懸浮物質（ss，可去除40%50%以上），同時也可去除部分BOD5（約占總BOD5的20%30%,主要是懸浮性的BOD5），也可改善生物處理構筑物的運行條件并降低其BOD負荷。初次沉淀池中沉淀下的物質稱為初次沉淀污泥。1.沉淀池的類型本沉淀池多為大中型污水處理廠所采用，考慮到要抵抗一定的沖擊負荷與實際的施工水平，同時

29、為取得良好的沉淀效果擬采用平流式沉淀池，并用靜水壓力排泥。2. 初次沉淀池的計算池子的總表面積：設表面負荷q=1.5m3/(m2.h) A=Q/q代入數據Q=2874m3/h,得A=1916m2,計算示意圖如下：圖3-4 平流式初沉池計算示意圖沉淀部分有效水深h2=qt式中：t-沉淀時間，取2.0h. 代入數據得：h2=3.0m.沉淀部分有效容積V=Qt代入數據得：V=5748m3.池長 L=3.6 *vt式中：v-水平流速，設為3.7mm/s.代入數據得：L=26.7m.池子總寬度B=A/L代入數據得：B=72m.池子個數n=B/b式中：b-每格池寬，取為6.0m.代入數據得：n=12校核長

30、寬比、長深比：長寬比：L/b=26.6/6=4.434(符合要求)長深比：L/h2=26.6/3=8.878(符合要求)污泥部分的容積:W=Qmax24(C0-C1)100t/（100-p0）式中：C0,C1-進水，出水懸浮物濃度（t/m3）-污泥密度（t/m3）,其值為1.P0-污泥含水率（%），取96。 t-兩次的排泥的時間間隔，初次沉淀池按2d 考慮。代入數據得：W=1862m3,則每天產生931m3的污泥。每格池污泥部分所需的容積V=v/n=1862/12=155.2m3污泥斗容積：采用污泥斗尺寸圖3-5 沉淀池污泥斗計算草圖V1=1/3h4(f1+f2+) h4=tan60=4.76

31、m.式中：h4-污泥斗有效高度；f1-污泥斗底部面積 f2-污泥斗上部截面面積；tan60-污泥斗斜面坡度。代入數據得：V1=62.27m3.(10)污泥斗以上梯形部分的容積 V2= h4bh4=（26.7+0.3-6.0）0.01=0.21m l1=26.7+0.3+0.5=27.5ml2=6.0m式中：l1-梯形長底長度 l2-梯形短底長度 h4-梯形高度代入數據得：V2=21.1m3(11)污泥斗和梯形部分污泥容積 V=V1+V2=62.27+21.1=83.3m345.0m3.(12)池子總高度 H=h1+h2+h3+h4=8.77m.(13)出水部分的設計 初沉池設計進水流量Qmax

32、=0.798m3/s,初沉池分12格，每格寬度為6.0m.每格負擔流量Q=0.0665m3/s.若初沉池直接橫向設溢流堰出水，則溢流堰最大長度l=6.0m.從而溢流堰負荷q=Q/l=0.0655/6=0.011m3/(sm)=11L/(sm)2.9L/(sm)不符合要求。 從而設計采用多排三角堰縱向布置。 三角堰堰上水頭采用h0=0.05m,則每個三角堰的流量qq=1.4=1.40.052.5=0.00078m3/s每格初沉池所需三角堰的個數nn=Q/q=83.6個，取84個。 設計擬取每格初沉池四排設四排裝有三角堰的渠道，渠道寬度0.60m(含壁厚)，每排渠道兩側均裝設三角堰，每渠道排長度4

33、.5m,沿池長方向縱向布置，則每格初沉池三角堰總長度L=4.524=36m三角堰中心距l(xiāng)=l/n=36/86=0.419m，取0.42m，實際每格三角堰堰個數88個。校核溢流堰負荷：q=Q/l=0.0655/36=0.00182m3/s=1.81L/s0.17kgBOD5/(kgmlss d)為確保處理效果仍取0.17kgBOD5/(kgmlss d)確定混合液污泥濃度X結合實際處理經驗，與生產實際，擬取X=4000mg/l則Xv=xf=3000mg/l3)確定曝氣池容積V=式中：Qave-平均設計流量，m3/d; X-混合液污泥濃度為4000mg/l； Us-BOD污泥負荷為0.17；已知Q

34、ave=50000m3/d,進水BOD=262.5mg/l,出水BOD=20mg/l, 代入數據得V=17830.9m3.（取18000m3）單池的有效面積A=式中:L-單池長度，m;B-單池寬度，m;H-生物池有效水深，取6m.已知V=18000m3,則=1500m2.設計池寬B取7.0m,B/H=7/6=1.2介于12之間，符合規(guī)定。池長：A/B=1500/7=214.3，L/B=214.3/7=30.610,符合規(guī)定。設三廊道式曝氣池，廊道長：L1=L/3=71.4m根據設計要求，生物池各區(qū)容積比例：厭氧：缺氧：好氧=1：1：4V厭=V缺=9180/6=1530m3 V好=6120m3反

35、應池總水力停留時間 t=V/Q=0.4d=9.6h各段停留時間 t厭=t缺=1.6h t好=6.4h 取超高1.0m，則池總高度為6.0+1.0=7.0m.(3)需氧量硝化需氧量:OVN=4.6(出水TN-出水NH3-N)+(4.6-2.9)(進水TN-出水TN)Qave/1000已知：出水TN=15mg/l,出水NH3-N=5mg/l, 進水TN=70mg/l代入數據得：OVN=10462.5m3/d.有機物氧化需氧量：OVC=1.6(進水BOD-出水BOD)Q ave/1000已知：進水BOD=350mg/l,出水BOD=10mg/l代入數據得：OVC=31280m3/d反硝化消耗有機物好

36、氧量：OVN=2.86(進水TN-出水TN)Qave/1000已知:出水TN=15mg/l,進水TN=70mg/l,代入數據得：OVN=12584m3/d.總需氧量：0V=OVN+OVC+OVN 代入數據得：OV=54326.5m3/d.實際供氣量： V=式中：Ea-氧轉移效率，與水深有關，穿孔曝氣管取15%；-空氣密度，取1.293； Qw-空氣含量，取0.233代入數據得：V=1202170.4m3/d.(4)鼓風曝氣裝置1）空氣離開曝氣池面時氧的百分比：Qt=代入數據得：Qt=18.43%2)曝氣池混合液中平均氧飽和度Csm=Cs式中：Cs-清水表面處飽和溶解氧，T=30時，Csw=7.

37、63 Pb-擴散器出口處的絕對壓強，Pb=標準大氣壓+有效水深/100 =0.1013+6/100=0.16Mpa代入數據得:Csm=9.25mg/l3)換算為20條件下脫氧清水的充氧量NO=式中：，一般為0.80.85，設計采用0.8 B，一般為0.90.97，設計采用0.9 CO混合液剩余DO值（一般能夠保持在1.52.0mg/l左右，最不利的情況將出現在盛夏，設計取最不利值2mg/l）.代入數據得：NO=64622.9kgO2/d=2692.6kgO2/h4)供氣體積 G3=代入數據得：G3=59835.6m3/h=997.3m3/min5)設備的選擇選用羅茨鼓風機五臺，四用一備，型號為

38、RG-400,單臺風量為250.7m3/min,排氣壓力為39.2Kpa,所配電功率N=220KW。6)配水井生物池進水分設配水井，生物池前的配水井用以分配向對稱的兩組池子均勻配水。生物池配水井設為圓形，D=3m,中管式配水井。7)空氣管路系統(tǒng)計算 在相鄰的兩個廊道的隔墻上設一根干管，共3根干管。在每根干管上設15對配氣豎管，共30條配氣豎管。全曝氣池共設90條配氣豎管。每根豎管的供氣量為m3/h曝氣池平面面積為3060m2.每個空氣擴散器的服務面積按0.5m2計，則所需空氣擴散器的總數為3060/0.5=6120個。則每個豎管上安設的空氣擴散器的數目為6120/90=68。每個空氣擴散器的配

39、氣量為59835.6/6120=9.8m3/h.（5）空壓機的選定空壓機供氣量:最大時,59835.6m3/h=997.26m3/min. 空氣量，采用RG-500，羅茨鼓風機兩臺，額定壓力49kpa,額定流量386.4m3/min,電機功率400kw,生產廠商鼓風機廠；RG-400，羅茨鼓風機兩臺，額定壓力49kpa,額定流量247.0m3/min,電機功率280kw. 下，RG-500一臺工作，一臺備用；最大時RG-400一臺工作，一臺備用。同時每臺鼓風機均宜設變頻調速設備，通過調整轉速以調節(jié)流量，從而達到節(jié)能降耗的效果。3.2.7二沉池1.設計說明 二沉池是活性污泥系統(tǒng)的重要組成部分，它

40、的作用是泥水分離，使混合液澄清。選用輻流式沉淀池，其出水進水的布置方式中心進水，周邊出水；周邊進水，周邊出水；周邊進水，中心出水三種形式為了布水均勻采用中心進水，周邊出水形式。設計草圖如下：二沉池計算草圖2.設計計算圖3-6 二沉池計算示意圖池表面積A=式中：Q-最大設計流量，m3/h; q-表面負荷，取值為1.0.代入數據得：A=2784m2.單池面積A單池=式中：n-二沉池個數，二沉池設兩個，同時工作。代入數據得：A單池=1392m2.池直徑D= 代入數據得：D=42.1m(取43m)沉淀池部分有效水深h2=qt式中： t-沉淀時間，一般為1.54.0h,取值為4.0h.代入數據得：h2=

41、4.0m二沉池的池徑大于40m時，池邊水深為4.0m，因此符合要求。驗證徑深比：D/h2=10.75,徑深比一般為612，因此符合規(guī)定。沉淀池部分有效容積V0=代入數據得：V0=5808.8m3.沉淀池坡底落差h4=式中：I-池底坡度，坡向泥斗的底坡不宜小于0.05，設計取值為0.05； r1-泥斗上頂半徑，取值為3m.代入數據得：h4=0.925m.沉淀池周邊（有效）水深H0=h2+h3+h5式中：h3-緩沖層高度，采用0.5m. h5-掛泥板高度，取0.5m.代入數據得：h0=5.0m.沉淀池總高度H=H0+h4+h6 式中：h6-二沉池超高，不宜小于0.3m,設計取0.55m. 代入數據

42、得：H=6.475m.泥斗計算污泥斗高度h7=(r1-r2)tg式中：r1-泥斗上頂半徑，取值3m. r2-泥斗下頂半徑，取值2m.-泥斗壁角度，取60.代入數據得：h7=1.732m.2)污泥斗容積V1=)代入數據得：V1=34.5m3.3)池底錐形部分容積V2= 式中:R-二沉池半徑，取值21.5m.h4-底坡落差，取值0.925m代入數據得:V2=389.2m3.因此，池底可貯存污泥體積為：V1+V2=423.7m3.(10)進水系統(tǒng)計算1）進水管設計流量Q進=Q單（1+R）式中：Q單-單池設計流量，本設計為0.399m3/s R-回流比，本設計取值200%代入數據得：Q進=1.197m

43、3/s.驗證：進水管徑D1采用1000mm,則流速V=1.52m/s0.6m/s(符合規(guī))進水豎井進水豎井D2采用2m,出水口尺寸 ,共6個沿井壁均勻分布。出水口流速：v2=0.19m/s0.2m/s.3)紊流筒計算紊流筒過流面積：f=式中:v3-紊流筒中流速一般為0.030.02m/s(取0.03m/s)代入數據得：f=39.9m/s紊流筒直徑： D3=代入數據得：D3=7.4m.(11)出水部分設計1）環(huán)形集水槽流量 q集=已知：Q單=0.399m3/s 代入數據得：q集=0.2m3/s.2）環(huán)形集水槽設計（采用雙側集水環(huán)形集水槽）槽寬：b=式中：k-安全系數，一般采用1.21.5，設計采

44、用1.5（安全考慮）。代入數據得:b=1.11m（設計取1.2m）.槽終點水深 h深= 式中: v-槽中流速，設計采用0.6m/s.代入數據得：h終=0.278m.臨界水深 hk=式中: a-系數，取1.代入數據得：hk=0.15m.槽起點水深 h起=代入數據得：h起=0.467m.校核：當水流增加一倍時，即q集=0.399m/s,槽流速v取0.8m/s則： h終=0.416m hk= hk=0.22m h起=0.61m因此，設計取環(huán)形槽水深為0.61m，集水槽總高度為0.61+0.3（超高）=0.91m（12）出水溢流堰的設計采用出水三角堰，角度為90.1）每個三角堰的流量q1q1=1.4H

45、12.5 式中:H-堰上水頭，本設計取0.05m(H2O)代入數據得：q1=0.00078m3/s2）三角堰個數n1=代入數據得：n1=511.5個（取512個）3）三角堰中心距L1=式中：b1-出水堰距池邊距離，設計取0.85m.代入數據得：L1=0.503m. 圖3-7 二沉池出水堰示意圖（13）二沉池校核1）二沉池底部干物質TSbs=式中：tE-濃縮時間，設計取1h；SVI-污泥容積指數，設計取100代入數據得：TSbs=10kg/m32）曝氣池干物質TSbb=式中：TSrs-回流污泥中的干物質量，TSrs=（0.5-0.7）TSbs，設計取TSrs=0.6TSbs，即TSrs=6kg/

46、m3R-污泥回流比，設計采用200%。代入數據得：TSbb=4kg/m33）污泥沉降比VSV=TSbbSVI代入數據得：VSV=400ml/L4）泥水分離區(qū)高度h2=代入數據得：h2=2.25m.5）污泥容積qsv=TSbbSVI代入數據得：qsv=360L/(m3h)6）存儲區(qū)高度h3=式中：C-經驗濃度值，C=300tE+500=800L/m3代入數據得：h3= 0.61m7）濃縮排泥區(qū)高度h4=代入數據得：h4=1.35m。8）總池深H=h1+h2+h3+h4式中：h1-清水區(qū)高度，設計采用0.5m。代入數據得：H=4.71m1.0m/s,符合要求。3.水頭損失計算（1）沿程水頭損失h1

47、=ajL式中：a-比阻，設計采用1. L- 生物池到回流污泥泵房回流污泥管管長，根據后續(xù)平面布置數據，設計采用140m.代入數據得:h1=0.33m.（2）局部水頭損失h2=（1+2+3+4）式中：1-管徑為1m的45 彎頭局部水頭損失系數，管段擬四個45彎頭，1=40.51=2.042-管徑為1m的90彎頭的局部水頭損失，管段擬設兩個90彎頭， 2=21.01=2.02 3-閘門的局部水頭損失系數，3 =0.12 4-三通兩個，4= v-排泥管流速，v=1.48m/s代入數據得：h2=0.646m污泥井水位與生物池進口水位高差h污泥井出口水位58.663m生物池進口水位61.742m 根據后

48、續(xù)高程布置知其值h=61.742-58.663=3.079m.總水頭損失H回=h1+h2+h代入數據得：H回=4.055m（設計取4.1m）3.回流污泥泵的選擇選用TLW型立式污水泵型號 350TLW-625B ；臺數 四臺（三用一備）單臺流量 Q=1442m3/h;揚程 H=8.5m ; 氣蝕余量 Hs=3.5m電動機功率 N=55 kw.3.3.2剩余污泥1.剩余污泥量計算 揮發(fā)性剩余污泥量（干重）的計算公式：X=YQ（S0-Se）-KdVXv+fQ(SS0-SSe)式中：X-剩余污泥量（kgSS/d）；V-生物反應池容積（m3），18000m3 Y-污泥產率系數（kgVSS/kgBOD5

49、）,20為0.4-0.8，此處取0.5Q-設計平均日污水量，50000m3/d； S0-生物反應池進水BOD5，0.2625kg/m3； Se-生物反應池出水BOD5，0.016kg/m3； Kd-衰減系數（d-1），設計取0.07； Xv-生物反應池混合液揮發(fā)性懸浮固體濃度（gMLVSS/L），設計取3 gMLVSS/L； f-SS的污泥轉換率，無試驗資料時可取0.5-0.7gMLSS/gSS,此處取0.7gMLSS/gSS； SS0-生物反應池進水懸浮物濃度（初沉池去除SS按40%計），設計取0.330kg/m3； SSe-生物反應池出水懸浮物濃度，設計取0.02kg/m3；代入數據得：X

50、=13232.5kgSS/d.污泥總量：X總=kg/d污泥濃度Xr:由R=200%,已知X=4000mg/l,則Xr=6g/l.2.剩余污泥量的計算式中：p-污泥含水率，設計采用99.4%代入數據得：Q剩=2205.4m3/d=91.89m3/h 3.剩余污泥泵的選擇 選用WDB無堵塞泵。型號WDB-100-100-250C臺數 兩臺（一用一備）單泵流量Q=95 m3/h揚程H=10m吸程Hs=5m 軸功率N5.17kw3.3.3污泥貯池各構筑物為間歇排泥，污泥貯池設為圓形池，池頂不加蓋，設有潛攪拌器，污泥在污泥貯池的停留8小時后，自流進入污泥脫水機房。污泥量計算回流污泥量Q回=式中：Q-平均

51、設計流量，2083m3/h; R-污泥回流比，200%。代入數據得：Q回=4166m3/h剩余污泥量由以上得Q剩=2205.4m3/d=91.89m3/h（3）總污泥量Q總=Q回+Q剩代入數據得：Q總=4256.71m3/h.2.貯泥池容積式中：t-停留時間，設計采用8h.代入數據得：V=725.68m3.污泥貯池尺寸： D=式中：h-有效水深，設計采用4m. 已知V=725.68m3.代入數據得：D=15.2m（設計取16m）3.3.4初沉污泥的濃縮初沉池排泥為間歇的，兩天一次，本設計擬采用的重力濃縮池運行方式為連續(xù)式，從而二者之間應設置初沉污泥貯池。 初沉污泥貯池的計算：初沉污泥排泥間隔2

52、d，流量Q初=931m3/d=38.8m3/h,含水率97%，污泥濃度C=30g/l.從而初沉污泥貯池的有效容積V=QT=931m3.建造鋼筋混凝土結構圓筒形污泥貯池，設直徑D=20m，從而污泥貯池的高度H=5.93m(取6m)初沉池設計排泥時間為30min,從初沉池到污泥貯池污泥輸送管管徑DN500，池前端設一根DN500的進泥管，池后設一根DN300的出泥管污泥貯池上總應加蓋，以防異味污染廠區(qū)環(huán)境。 圖3-9 重力濃縮池計算草圖濃縮污泥固體通量初沉污泥的污泥固體通量采用80-120kg/(m2d),本設計采用120kg/(m2d).濃縮池面積A=代入數據得：A=232.75m2.濃縮池直徑

53、 D=17.2m(取18m).濃縮池工作部分的高度取污泥濃縮時間T=18h,則濃縮池工作部分的高度 h1=3.0m.濃縮后污泥體積濃縮池進泥含水率p1=97%,濃縮污泥的含水率p2=92%,濃縮后污泥體積 V2=349.125m3/d.污泥斗容積設污泥斗上部半徑r1=2m,污泥斗下部容積r2=1m,傾角，污泥斗高度h5=(r1-r2)tan=(2-1)tan60=1.73m. 污泥斗容積V1=(=12.6m3.污泥斗以上圓錐部分污泥容積設池底徑向坡度0.05，則池底倒圓錐體高度 h4=(R-r1)=0.35m.圓錐體部分污泥 V2=37.75m3.污泥總容積V1+V2=37.75+12.6=5

54、0.35m3349.125m3,需要增加的體積V=349.125-50.35=298.775m3.通過增加池體深度來實現，h=1.2m.濃縮池池體總高度設超高h2=0.3m,緩沖層高度h3=0.3m,總高度H=h1+h2+h3+h4+h5+h=3+1.73+0.35+0.3+0.3+1.2=6.88m.重力濃縮池到投配池之間的提升泵最小流量Qs=14.5m3/h=4.04L/s,所需最小揚程為H=7.00m(考慮到實際運行可能的阻力增加應適當留一部分備用揚程）。設備選型：25ZD型渣漿泵兩臺（一用一備）揚程： 12.8m流量： 17m3/h電機功率：3kw效率： 39%根據實際情況對泵的流量、

55、揚程加以控制。3.3.5污泥脫水機房污泥脫水機房采用地上式框架結構。剩余污泥濃縮剩余污泥濃縮的目的污泥含水率高，體積非常大，從而對污泥的后續(xù)處理千萬困難。污泥濃縮的目的在于減容。（2）工藝的選擇污泥濃縮主要有重力濃縮、氣浮濃縮和離心濃縮三種方法，設計采用離心濃縮法。離心濃縮法的原理是利用污泥中的固體、液體的比重差，在離心場所受到的離心力的不同而分離。雖然離心濃縮法運行費用和機械維修費用較高，但由于離心力幾千倍于重力，因此，離心濃縮法占地面積小，造價低。（3）設備的選用1）污泥濃縮機設備類型：轉篩濃縮機； 設備臺數：一臺；設備參數：單機處理量 W=100m3/h 轉篩直徑 D=1200mm 轉篩

56、長度 L =3800mm 功 率 N=3.0kw2）輔機轉篩濃縮絮凝反應器 臺數 一臺 單機處理量 W=100m3/h 直徑 1000mm 電機功率 0.55kw轉篩濃縮反沖洗裝置 壓力 0.6Kpa 電機功率 4Kw污泥脫水設計擬將初沉污泥與剩余污泥的脫水污泥混合后一起進行脫水。剩余污泥濃縮后的量：Q縮=Q剩式中：p1-剩余污泥濃縮前的含水率，取99.4%； p2-剩余污泥濃縮后的含水率，取95%。代入數據得：Q縮=11.03m 3/h初沉池產生污泥量： Q初=38.8m3/h，含水率97%混合后污泥量 Q合=Q縮+Q初=49.83m3/h。混合池混合池容積按15min的混合污泥量計算V2=

57、Q合t=12.45m3。采用鋼筋混凝土圓筒，直徑D1=3.5m高度H1=1.29m，取1.5m。池中設混合攪拌設備混合池到離心脫水機設螺桿泵輸送，螺桿泵應根據實際機組布置選擇合理設備。LWD430W型臥螺離心式污泥脫水機組，自帶螺桿泵，根據實際選用即可。（1）污泥脫水前的預處理污泥進入脫水機前，在污泥中加入助凝劑使污泥顆粒絮凝，比阻降低，改善脫水性能，提高脫水效果和脫水設備的生產能力。（2）設備的選擇1）污泥脫水機 設備類型：臥螺離心式污泥脫水機； 設備臺數：一臺；設備參數： 單機處理能力 W=1018m3/h 工作時間 t=16h 轉鼓直徑 D=430mm 長徑比 L：D=4：1 功率 N=

58、3.0kw2）輔機污泥切割機： 臺數 一臺 單機流量 Q=50100m3/h 進口壓力 0.08Kpa 電機功率 5.5Kw污泥進料泵 臺數 一臺 單機流量 Q=50100m3/h 進口壓力 0.3Kpa電機功率 30Kw污泥計量泵 臺數 一臺 最大流量 Q=120m3/h 額定壓力 4.0Mpa絮凝劑投配系統(tǒng) 臺數 一臺 電機功率 3.0Kw藥劑泵 臺數 兩臺 單機流量 Q=0.51.5m3/h 揚程 0.4Kpa 電機功率 1.5Kw螺旋輸送機 臺數 一臺 單機流量 Q=6m3/h 進口壓力 6Kpa 電機功率 4Kw計量設備與構筑物為保證測量穩(wěn)定同時設超聲波流量計和計量堰。兩測量設備均設

59、置于曝氣沉砂池與初次沉淀池中間。 超聲波流量計采用智能型超聲波流量計，型號DMU93，兩臺，適用管徑50-3000mm,量程0-15m/s,精度0.5，一臺設于曝氣沉砂池與初次沉淀池中間，一吧設于三級處理最終出水口處。同時設信號線將流量同步顯示到值班室中。 計量堰采用巴氏計量堰，其優(yōu)點是水頭損失小，不易發(fā)生沉淀，精確度可達98%，但施工要求技術高。 根據流量，所選取的計量槽尺寸為：W=0.50m B=1.450m A=1.479m 2/3A=0.986m C=0.80m D=1.08m流量計算公式為：Q=1.162上游水深H1=0.79m.設計取自由流，則下游水深 H20.7H1=0.55m,

60、取0.50m.圖3-10 巴氏計量堰3.5三級處理工藝的設計本設計要求出水水質達到一級A標準，要達標排放僅靠一二級處理尚難達到，或并不經濟或運行效果不穩(wěn)定，故污水經二級處理后需要再經過三級處理然后再排放或復用。本設計二級處理除氮外出水按一級B標準設計設計，出水指標如下：表3-1 二級處理后預計出水水質水質指標BOD5CODSSNH3-NTNTPpH規(guī)定數值（mg/L）20602052016-9最終出水按照一級A標準設計，出水指標規(guī)定如下：表3-2 一級A標準水質指標BOD5CODSSNH3-NTNTPpH規(guī)定數值（mg/L）1050105150.56-9根據出水各項水質指標要求并結合技術經濟比