1、54/54水污染控制工程課程設計污水處理廠位置的選擇在城市污水排水系統設計中，污水廠的場址選擇是十分重要的環節。廠址對周圍環境衛生、處理廠基本建設投資及運行費用都有很大的影響。它與城市的總體規劃、城市排水系統的走向、布置和處理后污水的出路都密切相關。當污水處理廠的廠址有多種方案可供選擇時，應從管道系統、泵站、污水處理廠各處理單元為出發點，進行綜合的技術經濟比較與最優化分析，并通過有關專家的反復論證再進行確定。污水處理廠廠址選擇應遵循下列原則：1.無論采用什么處理工藝，應與選定的污水處理工藝相適應，盡量少占農田和不占良田。2.廠址必須位于集中給水水源下游，并設在城鎮、工廠廠區及生活區的下游和夏季

2、主導風向的下風向。為保證衛生要求，廠址應距街區凈距大于300米。3.當處理后的污水或污泥用于農業、工業或市政時，應考慮與用戶靠近便于運輸。當處理水排放時，應與受納水體靠近，但不低于最高洪水位。4.要充分利用地形以滿足處理構筑物高程布置的要求，減少土方工程量。若有可能，采用重力自流以節省動力費用。降低處理成本。5.根據城市總體發展規劃，處理廠的選擇應考慮遠期發展的可能性，留有適當的發展余地，并選擇土質好的地方，便于施工。對于膠南市，在該城市的城區西部和南部分別有一條河流，河流流向分別為自北向南和自東向西，另外該城市的常年主導風向為東北風，考慮到污水廠應選在在城鎮水體的下游、在城鎮夏季最小頻率風向

3、的上風側，即環境影響因素，另外還考慮到廠區面積及交通運輸水電條件等，我們將污水廠設在城市的西南部，即南部河流的下游，處理后的污水直接排入該河流。污水處理程度的確定根據城市各區人口密度及污水資料表、工業企業與公用建筑的排水量水質資料表、接納處理后排放污水的自然水體的原始資料表和出水應達到的排放標準，進行污水處理程度的計算。1.根據 2.求SS的處理程度（1）污水總出口SS的允許濃度(2)按水中SS允許增加量計算：（3）按排放標準的允許濃度計算：3.求BOD5的處理程度：(1)按河水中Do的允許最低濃度，計算對污水中BOD5的處理程度1)求排放口處Do的混合濃度及混合溫度取污水水溫為20，受納水體

4、水溫已知為20, 則 tm=202)求水溫為20時的常數3)求起始點的虧氧量DO和臨界點的虧氧量Dc 查給排水設計手冊一常用資料得20飽和溶解氧Dos=9.2mg/L可得20飽和溶解氧 Do=9.25.83.4 mg/L DC=9.25=4.2mg/L4)用試算法求起始點L0和臨界時間t0第一次試算：設臨界時間tc=1.0d，將此值及其他已知數代入式 第二次試算： 設臨界時間tc=0.90d，將此值及其他已知數代入式得：l0=8.824mg/L 將L0=8.824mg/L代入得tc=0.874第三次試算： tc=0.855d代入，L0=8.616mg/L，將L0=8.616mg/L代入得tc=

5、0.855dtc 符合要求。5）求起點容許的混合20的BOD5:6)求污水處理廠允許排放的20的BOD5:7）處理程度：(2)按河流中BOD5的最高允許濃度，計算BOD5的處理程度 污水BOD5的處理程度：(3)按排放標準的允許濃度計算BOD5處理程度4.根據以上計算，可確定污水的處理程度： 懸浮物SS的處理程度為93.41%。BOD5處理程度為96.3%。第三章 污水與污泥處理工藝的選擇3.1處理工藝流程方案的提出 本設計的處理對象為有生活污水(Domestic Sewage)和工業廢水(Industrial Wastewater)組成的城市污水，其中主要污染物質為懸浮物和呈膠體及溶解狀態的

6、有機物,即BOD5、COD及SS。由上述計算，該處理工藝的設計應達到以上處理效果，即要求處理工藝可以有效的去除BOD5、COD、SS等，所以該設計采用傳統活性污泥法和氧化溝工藝都可滿足技術上的要求。3.2兩種工藝的技術比較1傳統活性污泥法該工藝的一級處理(primary treatment)是由格柵、沉砂池和初沉池所組成，其作用是去除污水中呈懸浮狀的固體污染物。經過一級處理的污水，BOD一般只去除20%30%，達不到排放標準，它屬于二級處理的預處理而已。二級處理(secondary treatment)系統是城市污水處理廠的核心部分，它的主要作用是去除呈膠體和溶解狀的有機污染物（以BOD5或C

7、OD示）。通過二級處理，它的去除率可達90%以上。污水中的BOD5可降至2030mg/L,使有機污染物達到排放水體標準和灌溉要求。污泥(sludge)是污水處理過程的副產品，也是必然產品。它含有大量有機物，富有肥分，可作為農肥使用，但又因其含有細菌、寄生蟲卵以及從污水中帶來的重金屬離子等，需要作穩定化與無害化處理，否則會造成二次污染。對污泥處理系統多采用厭氧消化、脫水、干化等技術組成的系統。本設計采用厭氧兩級中溫消化，產生的沼氣可直接用于消化池的攪拌及附近供暖。消化后的污泥經干化脫水后外運利用，可獲得一定的經濟效益。工藝流程如下： 圖3-1 傳統活性污泥法工藝流程圖2氧化溝工藝氧化溝（oxid

8、ation ditch）又名連續循環曝氣池（Continuous loop reactor），是活性污泥法的一種變形。氧化溝污水處理工藝是在20世紀50年代由荷蘭衛生工程研究所研制成功的。自從1954年在荷蘭的首次投入使用以來。由于其出水水質好、運行穩定、管理方便等技術特點，已經在國內外廣泛的應用于生活污水和工業污水的治理。其工藝流程如下：圖3-2 氧化溝工藝流程圖 3兩種方案各自優缺點（1）傳統活性污泥法 優點：處理程度高、負荷高、占地面積少、設備簡單 缺點: 能耗高、運行管理要求高、可能發生污泥膨脹、生物脫氮功能只能在低負荷下實現。（2）氧化溝工藝 優點：對水溫水質水量的變動有較強的適應性

9、；污泥齡一般可達1530天，如果運行得當，可達到脫氮的效應；污泥產率底，且多已達到穩定的程度，不需要再進行消化處理；能耗低，便于自動運行。 缺點：占地面積很大，如果運行不好，容易產生污泥膨脹、泡沫、污泥上浮問題。3.3兩種工藝的經濟比較 1傳統活性污泥法工程造價估算：表3-3 傳統活性污泥法工程造價預算構筑物提升泵站沉沙池初沉池曝氣池二沉池造價（元）9030000114000054300001617000013090000構筑物接觸池濃縮池消化池脫水機房污泥回流泵房造價（元）13900001340000357000059700001500000總造價（元）60.28106 2氧化溝工藝工程造價

10、估算：表3-4 氧化溝工藝工程造價估算構筑物污水提升泵站沉沙池氧化溝二沉池造價（元）903000011400007418000013090000構筑物接觸池脫水機房污泥回流泵房造價（元）139000059700001500000總造價（元）106.3106總結：經過技術經濟比較，在兩方案的處理效果都能達到要求的情況下，方案一經濟上其造價及運行費用較低，所以選方案一為污水處理工藝。第四章 格柵的設計計算4.1格柵(bar screen)格柵的主要作用是將污水中的大塊污物攔截,以免其對后續處理單元的機泵和工藝管線造成損壞。它是由一組平行的金屬柵條或篩網制成，被安裝在污水渠道、泵房集水井的進口處或污

11、水處理廠的端部，用以截留較大懸浮物，以便減輕后續處理構筑物的處理負荷，并使之正常運行。格柵的基本要求：在污水處理系統或水泵前，必須設置格柵； 格柵柵條間空隙寬度，應符合下列要求：在污水處理系統前，采用機械清除時為1625mm，采用人工清除時為2540mm；在水泵前，應根據水泵要求確定。注：如水泵前格柵柵條間空隙寬度不大于20mm時，污水處理系統前可不再設置格柵；污水過柵流速宜采用0.61.0m/s，格柵傾角宜采用4575；格柵上部必須設置工作臺，其高度應高出格柵前景高設計水位0.5m，工作臺上應有安全和沖洗設施；格柵工作臺兩側過道寬度不應小于0.7m。工作臺正面過道寬度，采用機械清除時不應小于

12、1.5m，采用人工清除時不應小于1.2m；格柵間應設置通風設施。圖4-1格柵示意圖1中格柵（與污水泵房合建）設計參數設計流速：建2組，每組設計流量為556.91L/s，柵前流速：v1=0.7m/s,過柵流速v2=0.8m/s柵條寬度：s=0.01m, 柵條間隙：b=0.025m/s,柵前部分長度0.5m，格柵傾角：a=70，單位柵渣量：W1=0.05柵渣/103m3污水確定格柵前水深:根據最優水力端面公式: 得：B1=1.26m 柵前槽寬為1.26m，柵前水深為0.63m。柵條間隙數：設計兩組并列的格柵，則每組格柵間隙數n=22柵槽寬度：所以每個槽寬為0.76，總槽寬為： （沒考慮墻壁后）柵條

13、高度：超高采用h1=0.5m，則柵條高度為H1=0.63+0.5=1.13m由于格柵在污水提升泵前，柵渣清除需要用吊車，為了便于操作將柵條增高0.8m。進水出水漸寬部分長度：柵總長度：每日柵渣量：所以，采用機械清渣。根據格柵設計參數，本設計選用鋼絲繩牽引式格柵除污機。電動機功率1.1kW，提升速度1.9m/min，鋼絲繩采用不銹鋼絲，直徑mm，控制方式采用手動和定時控制，污物由人工小車運送，設備總重2830kg。2、泵后細格柵設計參數設計流速：建3組，每組設計流量為371L/s，柵前流速：v1=0.8m/s,過柵流速：v2=0.9m/s柵條寬度：s=0.01m, 柵條間隙：b=0.005m/s

14、,柵前部分長度0.5m，格柵傾角：a=70。 單位柵渣量：w10.1柵渣/103m3污水格柵前水深：根據最優水力端面公式：得：B1=0.97m 柵條間隙數：設計兩組并列的格柵，每組間隙數為n=82 每個槽寬為1.22m，總槽寬：進水漸寬部分長度為： 出水漸寬部分長度為：柵前槽總高：H1=hh20.490.50.99m 柵后槽總高：H1=hh2h10.490.50.691.68m格柵總長度： 每日柵渣：宜采用機械格柵清渣，選GH型鏈條式回轉格柵除污機，電動機功率2.1KW，整機重量3500kg。第五章 沉砂池的設計計算在污水處理中，沉砂池的主要作用是利用物理原理去除污水中比重較大的無機顆粒，主要

15、包括無機性的砂粒、礫石和較重的有機物質，其比重約為2.65。一般設于初次沉淀池之前，以減輕沉淀池的負荷及改善污泥處理構筑物的條件。目前，應用較多的沉砂池有平流沉砂池、豎流式沉砂池、輻流式沉砂池、曝氣沉砂池、渦流沉砂池以及斜板式沉砂池。本設計中采用曝氣(aeration)沉砂池。其優點是：通過調節曝氣量可控制污水旋轉流速，使之作旋流運動，產生離心力，去除泥砂，排除的泥砂較為清潔，處理起來比較方便；且它受流量變化影響小，除砂率穩定。同時，對污水也起到預曝氣作用。設兩座沉沙池，每座設計流量Q0.557m3/s。(1)有效容積：設t2min(2)流斷面積：設v0.06m/s A=0.557/0.06=

16、9.3沉沙池分兩格： (3)有效水深為2m，寬深比為1，超高取0.6m，則寬為2m，砂槽寬為0.8m，高0.6m，校核： (4)池長：(5)池總高： H0.620.360.63.56m(6)每格砂槽容積： (7)每格沉沙池，實際沉沙量：設含砂量為20m3/106m3污水，每兩天排放一次，(8)每小時曝氣量：設曝氣管浸水深度為2m，查表可得單位池長所需空氣量為29m3/(mh)(9)排砂設備采用兩臺排砂斗，就近布置，洗砂后外運。沉砂池底部的沉砂通過吸砂泵送至砂水分離器，脫水后的清潔砂外運，分離出來的水回流至泵房吸水井。(10)曝氣沉砂池的曝氣管路設計計算空氣干管設計干管中空氣流速一般為1015m

17、/s,取空氣流速12m/s,則m 支管設計采用豎管曝氣最不易堵塞。豎管配氣和管徑為50mm，一條配氣管設4對空氣豎管，共8根空氣豎管，豎管流速為45m/s，其最大供氣量為：m3/h每根布氣管上設有6根支管，每根支管的最大供氣量為：m3/h由于曝氣沉砂池所需的供氣量和壓力都比曝氣池小得多，所以，鼓風機不用單設，可以與曝氣池合用，具體管路計算與曝氣池相同。第六章 初沉池的設計計算初次沉淀池的作用是對污水中的以無機物為主的比重大的固體懸浮物進行沉淀分離。由于設計流量較大，采用輻流式沉淀池(radiate flow sadimetation tank)。其特點是：（采用中間進水，周邊出水）a.多為機械

18、排泥，運行較好，管理簡單；b.排泥方法完善，設備已趨于定型；c.池內水流速度不穩定，沉降效果較差；d.機械排泥設備復雜，對施工要求高；e.適用于地下水位較高的地區；f.適用于大、中型污水處理廠。1.初沉池主體設計：初沉池計算示意圖如圖4-7所示：（1）沉淀部分水面面積:設表面負荷q=3m3/(m2.h)，池數n2個（2）池子直徑: 取D=30m（池徑大于20m時，一般采用周邊傳動的刮泥機，其驅動裝置設在桁架的外緣。（3）沉淀部分有效水深：設沉淀時間t1h 沉淀部分有效容積：（4） 污泥部分所需容積：設，T=4h， QUOTE =378000人, QUOTE =224000人，N= QUOTE

19、+ QUOTE 。（5）污泥斗容積：設r12m，r21m，60，則h5（r2r1）tan（21）tan601.73m （6）泥斗以上圓錐體部分污泥容積：設池底徑向坡度為0.05，則泥總容積：V1+V2=12.7+176.21=188.916.85m3（7）沉淀池總高度：設超高h10.3m，緩沖層h30.5m Hh1h2h3h4h50.330.50.651.736.18m（8）淀池池邊高度： H=h1h2h30.330.53.8m（9）徑深比： （符合要求）應在612（10）排泥設計由于池徑較大，故采用ZBG-29周邊傳動的刮泥機，其傳動裝置設在衍架外緣，外周刮泥機線速度為3m/min，則刮泥機

20、轉速為：r/minr/h池底接DN200排泥管，連續排泥。(11)浮渣收集浮渣用浮渣刮板收集，設一浮渣箱定期清渣，刮渣板裝在刮泥衍架的一側，高出水面0.15m，在出水堰前設置浮渣擋板，排渣管DN200,渣井設有格柵截流,一周刮兩次。出渣箱尺寸：mm2。2.進水部分設計輻流沉淀池中心處設中心管，污水從池底的進水管中進入中心管，通過中心管壁的開孔流入池中央，中心管處用穿孔障整流板圍成流入區，使污水均勻流動。污水自沉砂池出水，并接DN1000的鑄鐵管進入配水井，從配水井接DN800的鑄鐵管，在初沉池前接閘門，后接DN800的初沉池入流管，。管內流速：介于1.01.4之間，滿足要求。閘門及彎頭水頭損失

21、：m漸縮部分：下端mm；上端mm；高度m；水頭損失m進水采用潛孔入流，潛孔高度：m淹沒水深0.3m，潛孔壁厚0.3m，內徑m，外徑m，平均直徑m設8個潛孔，則潛孔面積:m2潛孔速度:m/s潛孔水頭損失:m中心導流筒按流速規定，取m/s，則導流筒有效面積:m2導流筒內徑:取3.1為布水均勻，中心導流筒外設穿孔擋板，規定穿孔率1020%，取0.14，設穿孔擋板高m，直徑5m，穿孔尺寸cm，m2，則孔數故設計為每排20個孔,均勻交錯排列，孔口流速孔口水頭損失中心管進水沿程水頭損失計算中心管高度m水頭損失=0.0072m故初沉池進口總水頭損失:m3.出水部分設計 堰上負荷初沉池出水堰最大負荷不宜大于2

22、.9L/ms，則每池所需堰長LD，故采用雙側集水。 采用三角堰出水用明渠方法計算出水槽：出水槽外壁距離池壁0.4m。（如果距離過大，會加大出水流速，影響處理效果，過小會增加流速，帶走污泥）每池都是雙側集水：流量m3/s設過水斷面積m2濕周m水力半徑m流速m/s 0.4m/s水力坡度出水堰長 m 三角堰尺寸：采用倒等腰直角三角形薄壁堰。堰高為0.08m，堰寬為0.16m，取堰上水頭為0.04m，堰上水寬為0.08m。實際堰數個，取2622個。單個堰流量m3/s根據給排水設計手冊第一冊，第575頁，三角堰過堰流量代入m3/s，可求得過堰水深m，考慮跌水水頭損失0.16m，則初沉池出水水頭損失為m綜

23、合得出初沉池進水總損失為m 水由槽流到一個出水渠，渠底接DN800的管回流至集配水井外圈。渠道尺寸為m2。第七章 曝氣池的設計計算1污水處理程度的計算及運行方式的選擇（1）污水處理程度的計算：活性污泥處理系統處理水中的BOD值（Se），是由殘存的溶解性BOD核非溶解性BOD兩者組成的，而后者主要以生物污泥的殘屑為主體。對處理水要求達到的BOD值，應當是總BOD即溶解性BOD與非溶解性BOD之和。活性污泥系統的凈化功能，是去除溶解性BOD的，因此從活性污泥的凈化功能考慮，應當非溶解性BOD從處理水的總BOD值中減去。原污水BOD值（So）為541.26mg/L，經初次沉淀池處理后，BOD按降低3

24、0考慮，則進入曝氣池的污水，其BOD（Sa）為： 處理水中非溶解性的BOD值：BOD5=7.1bXaCeb微生物自身氧化率，d1，取b0.09Xa在處理水的懸浮固體中，有活性的微生物所占的比例 取Xa0.4Ce活性污泥處理系統的處理水中的懸浮固體濃度，取Ce20mg/L則 處理水中溶解性的BOD5值為： 205.1114.89mg/L則 去除率： （2）曝氣池運行方式的選擇在本設計中應考慮曝氣池運行方式的靈活性和多樣化。即以傳統活性污泥法系統作為基礎，又可按階段曝氣系統和再生曝氣系統運行。2曝氣池的計算與各部分尺寸的確定曝氣池按BOD污泥負荷法計算（1）BOD污泥負荷率的確定采用BOD-污泥符

25、合率為0.2kgBOD5/(kgMLSS.d)，但為穩妥計，需加以校核，校核公式為： 取K20.019，Se14.89mg/L ，代入各值，計算結果可證，NS取0.2是適宜的。（2）確定混合液污泥濃度（X）：根據已確定的NS值，得相應得SVI值，取110，回流污泥濃度 則 （3）確定曝氣池得容積：（注：按平均流量作為設計流量）（4）確定曝氣池的各部分的尺寸：設3組曝氣池，每組2座，每座容積為池深取4.5m，則每座池面積為：池寬取5m， 介于12之間 符合要求。池長（注意池長指的是水流流過的長度，并不是單池的長度）設5廊道式曝氣池，廊道長：取超高為0.5m，則池總高為4.50.55m（5）水力停

26、留時間：名義水力停留時間：實際水力停留時間： （6）泥齡：污泥產泥系數取Y=0.6， 衰減系數取Kd0.05則 （7）污泥產量：取f0.75 則混合液揮發性懸浮固體濃度則系統每日排出的剩余污泥量 去除每kgBOD5的泥量為：每kg活性污泥日產泥量： 由二沉池底排剩余污泥，則排泥量為在曝氣池對初沉池和二沉池的一側，各設橫向配水渠道，并在池中部設縱向中間配水渠道與橫向配水渠道相連接，在兩側橫向配水渠道上設進水口，每組曝氣池共有5個進水口。 在面初沉池的一側（前側），每組曝氣池的一端，廊道1進水口處設污泥回流泥井，井內設污泥空氣提升器，回流污泥由污泥泵站送入井內，由此通過空氣提升器回流曝氣池。按圖所

27、示平面布置，設曝氣池有多種運行方式：1）按傳統活性污泥法系統運行，污水及回流污泥同步從廊道1的前側進水口進入。2）按階段曝氣系統運行，回流污泥從廊道1的前側進入，而污水則分別從兩側的配水渠道的5個進水口均量的進入。3）按再生曝氣系統運行，回流污泥從2進入，工作為再生池，在這種情況下，污水則從廊道2的后側進水。 圖4-8 曝氣池平面圖3嚗氣系統的計算與設計本設計采用鼓風嚗氣系統 （1）平均時需氧量的計算：取 a0.5，b0.15 （2）最大時需氧量 （3）最大時需氧量與平均時需氧量之比 （4）每日去除的BOD5值： （5）kgBOD5的需氧量 ：4供氣量的計算采用網狀模型中微孔空氣擴散器，敷設于

28、距池底4.3m，計算溫度定為30，查資料得：水中溶解氧飽和度：CS(20)=9.17mg/L, CS(30)7.63mg/L （1）空氣擴散器出口處的絕對壓力（Pb） 按下式計算，即 代入各值，得 （2）空氣離開嚗氣池面時，氧的百分比按下式計算EA空氣擴散器的氧轉移效率，對網狀模型中微孔空氣擴散器，取值12代入EA值得， （3）嚗氣池混合液中平均氧飽和度（按最不利的溫度條件考慮）最不利條件按30考慮，代入各值，得： （4）換算為在20條件下，脫氧清水的充氧量 取值代入各值：相應的最大值需氧量為： （5）嚗氣池平均時供氣量， 代入各值得： （6）嚗氣池最大時供氣量： （7）去除每kgBOD5的供

29、氣量 （8）每m3污水的供氣量 （9）本系統的空氣總用量： 除采用鼓風嚗氣外，本系統還采用空氣在回流污泥井提升污泥，空氣量按回流污泥量的8倍考慮，回流污泥比取值37.5%，這樣提升回流污泥所需空氣量為： 總需空氣量為：8516900017516/h5、空氣管系統計算按嚗氣池的平面圖，布置空氣管道，在相鄰的兩個廊道的隔墻上設一根干管，共5根干管，在每根干管上設10對配氣豎管，共20條配氣豎管。全嚗氣池共設1條配氣豎管。每根豎管的供氣量為： 嚗氣池平均面積為： 5060.53275每個空氣擴散器的服務面積按0.5計，則所需空氣擴散器的總數為：為安全計，本設計采用6600個空氣擴散器，每個豎管上安設

30、的空氣擴散器的數目為：每個空氣擴散器的配器量為：將已布置的空氣管路及布設的空氣擴散器繪制成空氣管路計算圖，用以進行計算。選擇一條從鼓風機房開始的最遠最長的管路進行計算，在空氣流量變化處，設計算節點，統一編號后，列表進行空氣管道計算。空氣干管和支管一級配氣豎管的管井。根據通過的空氣量和相應的流速來確定，計算結果列入表中第六項。空氣管道流速，干管、支管為1015m/s，豎管、小支管為45m/s。空氣管路的局部阻力損失，根據配件的類型折算成當量長度，則并計算出管道的計算長度(m)，為管段長度，列入表中的8、9兩項。計算溫度和曝氣池水深查附錄3求得,結果列入表中第10項。空氣壓力按估算，第9與第10項

31、相乘，得到壓力損失，結果列入表種第11項。表中11項各值累加，得空氣管道系統的總壓力損失為：網狀模空氣擴散器的壓力損失為5.88KPa，則總壓力損失為 5.884.94810.828Kpa為安全計，設計取值11Kpa。6空壓機的選定空氣擴散裝置安裝在距嚗氣池底0.2m處，因此空壓機所需壓力為：P=(4.5-0.2+1.0)9.8=51.94Kpa空壓機供氣量：最大時： 8516900017516/h =291.93m3/min平均時： 7096900016096m3/h=268.27m3/min根據所需壓力及空氣量，決定采用6臺L93WD羅茨鼓風機。正常情況下：4用2備，高負荷時5用1備。7污

32、泥回流系統的設計回流污泥自流進污泥提升井，氣力提升進入曝氣池。回流污泥量：m3/s8 污泥提升設備的選擇設計污泥回流采用螺旋泵，其優點是：電耗小，不宜堵塞，近年來使用較多。按污泥回流最大設計回流流程，污泥回流比為。故選用DN1100，轉數r/min，m3/h，提升高度m的螺旋泵6臺，4臺工作，2臺備用。9.其它附屬設施的設計本設計考慮到城市工業發展迅速，大量的工業廢水排入污水處理廠中，測曝氣池中將會產生大量的泡沫，影響到污水處理的效果及衛生條件。因此，本設計中采用消泡管，消泡用水來源為處理廠的處理回用水。另外，考慮到檢修問題，本設計中在曝氣池的底部設置排氣管，將水排入廠區下水道。第八章 二沉池

33、設計計算1.概述二次沉淀池是設置在曝氣池之后的沉淀池，是以沉淀、去除生物處理過程中產生的污泥，獲得澄清的處理水為主要目的的。二沉池有別于其它沉淀池，其作用一是泥水分離，二是污泥濃縮，并因水量、水質的時常變化還要暫時貯存活性污泥。活性污泥處理系統的重要組成部分，其作同時泥水分離，使混合液澄清，濃縮和回流活性污泥。其運行處理效果將直接影響活性污泥系統的出水水質和回流污泥濃度。本設計采用機械吸泥的向心式輻流沉淀池，進水采用中心進水周邊出水。2.二沉池的設計計算（1）沉淀部分水面面積:設表面負荷q=1.3m3/(m2h)，池數n3個（2）池子直徑:取D=36m（池徑大于20m時，一般采用周邊傳動的刮泥

34、機，其驅動裝置設在桁架的外緣。）（3）沉淀部分有效水深：設沉淀時間t2.5h （4）沉淀部分有效容積：污泥部分所需容積：設，T=4h，N=246618人污泥斗容積：設r12m，r21m，a60，則h5（r2r1）tan2a（21）tan601.73m（5）污泥斗以上圓錐體部分污泥容積：設池底徑向坡度為0.05，則（6）污泥總容積：V1+V2=12.7+304.79=317.49m310.96m3（7）沉淀池總高度：設超高h10.3m，緩沖層h30.5m Hh1h2h3h4h50.33.30.50.6731.736.5m（8）沉淀池池邊高度： H=h1h2h30.33.30.54.1m（9）徑深

35、比： 出水堰的計算二沉池是污水處理系統中的主要構筑物，污水在二沉池中得到凈化后，出水的水質指標大多已定，故二沉池的設計相當重要。本設計考慮到薄壁堰不能滿足堰上負荷，故采用三角堰出水。為了便于安裝及維修，采用與初沉池相同幾何尺寸的三角堰。如圖4-13所示。設堰底寬0.16m，三角堰高0.08m，則實際總堰長：m實際堰負荷：m3/m2h介于58之間，符合要求。鋸齒形堰總數為：單個三角堰流量：m3/s三角堰過堰流量為：計算可得m，考慮自由跌水水頭損失0.15m，則出水堰總水頭損失為m。出水槽的接管與二沉池集水井相連。第九章 消毒接觸池和計量堰設計計算9.1消毒接觸池(contact disinfec

36、tion chamber)1.消毒接觸池設計參數本設計采用效果可靠，投配設備簡單、投量準確、價格便宜的液氯進行消毒。（1）加氯量510mg/L，取10mg/L，則加氯量為Kg/d；（2）接觸時間：min；（3）沉降速度：1.01.3mm/s；（4）保證余氯不小于0.5mg/L。接觸池主體設計計算采用隔板式接觸反應池（1）接觸池容積取水力停留時間 t30min V=Qt1113.81033060=2004.84（2）水流速度：平均水深 h3m，隔板間距為1.5m（3）表面積：（4）廊道總寬：隔板采用15個，則廊道總寬為B=16b161.524m （5）接觸池長度：（6）水頭損失：取0.3m（7）

37、超高 h10.3m，（8）池總高 h30.33.3m9.2計量堰(weir)1.計量堰尺寸設計本設計設計流量m3/s，根據給排水設計手冊第五冊412頁表10-3，選擇測量范圍在0.2501.800m3/s的巴式計量槽，如圖4-15所示，其各部分尺寸為： m，m，m，m，m，m。圖9-1 巴氏計量槽示意圖3.計量堰水頭損失計算計量堰按自由流計，根據給排水設計手冊第五冊，414頁，表10-4，查得應采用的計量堰尺寸為：當，m3/s時，m；自由流取則m，故計量堰水頭損失為m（1）上游流速水力計算如下：濕周m過水斷面m2水力半徑m水力坡度（2）下游流速水力計算如下：濕周m過水斷面m2水力半徑m水力坡度

38、上游渠道長度應不小于渠寬的23倍，設渠道寬為1.65m，故取上游長度m；下游渠道長度應不小于渠寬的45倍，故取下游長度m。則全部直線段長度為： 不小于渠寬的810倍，符合要求。（3）計量堰水頭損失計算上游水頭損失為：m下游水頭損失為：m第十章 污泥構筑物的設計計算1.污泥處理方法的選擇污泥處理的一般方法與流程的選擇約定與當地條件、環境保護要求、投資情況、運行費用及維護管理等多種因素。本設計從節能和資源再利用兩方面考慮，選擇厭氧二級中溫消化工藝。污泥在厭氧條件下有堿性菌核轉型厭氧菌降解污泥中的有機物，生成CO2、CH4，使污泥得到穩定。具體流程為：生污泥 濃縮 兩級消化 機械脫水 利用2.污泥濃

39、縮池(sludge thickening tank )設計本設計采用輻流式連續運行的重力濃縮池，濃縮來自二沉池的污泥。池形如圖4-16所示。總泥量：Q=污泥濃度7.5g/L,含水率為99.4，污泥固體負荷為30kg/(m2d),濃縮后污泥含水率97%。（1）濃縮池直徑濃縮池面積： 采用兩個濃縮池，每個濃縮池面積為 濃縮池直徑： 取D=16m（2）濃縮池有效水深， 取h14m（3）水力停留時間：濃縮池有效容積：污泥在池中停留時間：（濃縮池容積應按濃縮1016h進行校核，不宜過長，否則將發生厭氧分解核反消化。）（4）濃縮后污泥體積： 貯泥區所需容積，按6h泥量計，（5）排泥斗體積：泥斗上口r11m

40、，下口r20.7m泥斗高h51m，則V=V1+V2=19.87+6.9=26.77m3 23.21m3 （滿足要求）（6）濃縮池總高度：超高h20.3m，緩沖層h30.3m，總高 hh1h2h3h4h50.340.30.5116.11m根據以上計算結果，選擇NZS-12型中心傳動濃縮機，功率0.75kw，外緣線速度為1.56m/min。4.污泥消化池(sludge digestion tank) 本設計采用消化形式為中溫厭氧消化(mesophilic anaerobic digestion)。其原理是：污泥在無氧條件下，由兼性菌和專性厭氧菌講解污泥中的有機物，使之產生CO2和CH4，是污泥得到

41、穩定，鼓污泥厭氧消化又稱為污泥生物穩定。（1）一般規定及參數取值如下： 溫度中溫厭氧消化，消化溫度為3335，有機物負荷2.53.0kgBOD/(m3/d)，產氣量1.01.3m3/(m3d)，消化時間約為20天。本設計為消化溫度為35的二級消化。 投配率中溫消化投配率以5%8%為宜，相應消化時間為2012.5d，有機物降解率大于40%。一級消化池污泥投配率為5%，二級消化池污泥投配率為10%。 混合與攪拌目的在于使消化菌與有機物從分接觸。實踐證明，有攪拌比無攪拌產氣量增加30%。因此，一級消化進行加溫攪拌。 污泥濃度污泥固體含量一般采用3%4%，最大可行范圍為10%12%。兩極消化后，污泥的

42、含水率一般達到92%左右。 PH值與堿度消化系統中，應保持堿度在2000mg/L(以CaCO3計)以上，使其具有足夠的緩沖能力，可有效防止PH下降。 C/N比以（1020）：1為宜。 污泥的投配方式污泥投配方式分為間歇性投配和連續性投配，本設計選用連續性投配，它能夠為污泥消化創造一個良好的消化環境，運行良好，但管理水平要求較高。（2）污泥厭氧消化的工藝選擇二級消化工藝為兩個消化池串聯運行，生污泥首先進入一級消化池中，接受攪拌與加熱，消化溫度達到35，并設有集氣設備，不排除上清液。污泥中的有機物分解主要在一級消化池中進行，產氣量占總產氣量的80%。經一級消化池消化的污泥重力排入二級消化池，二級消

43、化池內污泥不加熱、不攪拌，利用一級消化的余溫進行消化。二級消化池的溫度保持在2026。二級消化池應設有集氣設備并撇除上清液，產氣量占總產氣量的20%。同時，二級消化池還起著污泥濃縮池的作用。（3）消化池個部分結構設計與參數池頂結構為固定蓋式，截圓錐形。池頂中部設集氣罩，通過管道與沼氣柜直接連通，防止產生負壓。消化池結構示意圖如圖4-19所示。消化池污泥量初沉池污泥量為：Q初200.64m3/d濃縮后的泥量：Q農317.9m3/d總消化池污泥量為：Q= Q初+ Q農=200.64+317.9=518.54m3/d一級消化池總容積： 采用2座一級消化池，則每座池子的有效容積為 取5200m3。消化

44、池直徑D采用20m；集氣罩直徑d1采用2m；池底下錐直徑d2采用2m；集氣罩高度h1采用2m；上錐高度h2采用3m。消化池的柱體高度h3應大于，采用16m；下錐體高度h4采用2m。則消化池總高度為：Hh1h2h3h42316223m集氣罩容積：7弓形部分面積：圓柱部分的容積為：下錐體部分的容積為：V0=V3+V4=5024+232.36=5256.36m35200m3二級消化池采用一座二級消化池，總容積 取V0=5186m3其余各部分尺寸同一級消化池。消化池各部分的表面積計算集氣罩表面積為： 池頂表面積為：則池蓋表面積為：F1+F2=15.70+43.96=59.66m2池壁表面積為：F3=3

45、.14Dh53.14207.2452.16m2（地上部分） F4=3.14Dh63.14204.8301.44m2（地下部分）池底表面積為：（4）產氣量及儲氣柜沼氣柜內部的體積應按需要的最大調節容量決定，無資料可按平均日產量的25%-40% 即6-10h的平均產氣量計算。采用的沼氣柜為低壓浮蓋式濕式沼氣柜，浮動罩直徑與高度之比一般為1.5：1。沼氣系統的壓力一般為：1176-1960Pa。沼氣柜內部必須進行防腐處理，外部應涂反射性色彩。浮動罩下部的小室，在冬季應有防凍措施。產沼氣量按8倍的泥量計算： V沼518.5484148.32m3/d沼氣柜的容積： V=4148.3230%=1244.5

46、m3采用單級濕式沼氣柜1個，設D=10m, H=9m，則上加一個球冠，R=5m，容積忽略不計。（5）攪拌（agitation） 若采用沼氣攪拌設單位用氣量采用6m3/min103，則用氣量q為 曝氣立管管徑計算曝氣立管的流速采用1015m/s，取12m/s。則所需立管面積為m2選用立管的直徑為Dg=80mm時，每根管的斷面m2，所需立管的總數則為，采用10根。核算立管的實際流速為介于1015m/s之間,符合要求。（6）消化池管道設計投泥管。一般進泥口布置在泥位上層，進泥點及進泥口的形式應有利于攪拌均勻，破碎浮渣。污泥投配管最小管徑為150mm，本設計選用200mm。為使投泥均勻且防止污泥結殼，

47、投泥管在泥面以上中部投泥。出泥管。為防止消化池中產生正負壓變化，及時排泥，應在投泥同時進行排泥。設排泥管徑mm，出泥口布置在池底中央，依靠消化池內靜水壓力將熟污泥排至污泥的后續處理裝置。用閘閥控制使投配泥與排泥時間相等。除泥口的位置應考慮有利與混合均勻。溢流管。消化池投配過量、投泥不及時或沼氣產量與用量不平衡等情況發生時，沼氣室內的沼氣受到壓縮，氣壓增加甚至可能壓破池頂蓋。因此，消化池池頂下沿應設有溢流管，及時溢流，保持沼氣柜內壓力恒定。溢流管的溢流高度必須考慮是在池內收押狀態下工作。在非溢流工作狀態時，溢流管仍需保持泥封狀態。本設計取溢流管mm，設在池頂，使溢流管與最高泥面相同，能溢流，安全

48、排泥。本設計采用倒虹管式消化池溢流裝置如圖4-20所示。 取樣管。取樣管一般設在池頂，至少2根，其最小管徑為100mm，取樣管的長度最少應伸入最低泥位以下0.5m。本設計設3根取樣管，分設在池頂1根，池邊2根，mm。 沼氣管。用以排放沼氣至沼氣柜，管徑取最小管徑，即mm。（7）沼氣混合攪拌計算消化池的混合攪拌采用多路曝氣管式沼氣攪拌。此種方法的優點是：設有機械磨損，攪拌充分，還可促進厭氧分解，縮短消化時間。 攪拌用氣量單位用氣量采用6m3空氣/min1000m3，則用氣量為m3/minm3/s 曝氣立管管徑采用管內沼氣流速為12m/s，則所需立管總面積為m2選用立管直徑DN60mm，每根斷面面

49、積為m2所需立管根數為根取10根。核算立管實際流速符合要求。5.污泥脫水(sludge dewatering)（1）概述污水處理過程中所產生的污泥，一般是帶水的顆粒或絮狀疏松結構。污泥經濃縮、消化后，尚有92%97%的含水率，體積仍然龐大。因此，為了綜合利用和最終處置，需要對污泥進行干化和脫水處理，以降低含水率，縮減污泥體積。污泥脫水的方法很多，一般有：自然干化(sludge drying)、機械脫水、污泥烘干、焚燒(sludge incineration)等方法。（2）污泥量污泥消化過程中由于分解而使體積減小，按消化污泥中有機物含量占60%，分解率為50%，污泥含水率為95%計算： m3/d

50、分解污泥容積 m3故每日污泥量為：m3（3）污泥脫水設備的選擇污泥機械脫水是以過濾介質形成濾液，而固體顆粒倍截流在介質上，形成泥餅（sludge cake），從而達到脫水目的。污泥機械脫水設備的選擇應根據處理規模、運行費用、運行經驗、污泥出路等方面的實際情況進行選擇。本設計選用雙網帶式壓濾機3臺，2備1用。濾帶可以回旋，脫水效率高，噪音小，能源消耗低，附屬設備少，操作管理維修方便。但必須正確地使用有機高分子混凝劑。其特點如下： 脫水泥餅含水率：70%80%； 投資費用較低； 自控、連續型運行方式； 脫水前無需預處理； 適用于大中型污水處理廠。每臺處理污泥能力8.0m3/h，工作周期20h，可處

51、理污泥量：m3m3脫水后污泥含水率為75%，污水體積為：m3脫水后的污泥用車外運處理。第十一章 污泥總泵站設計計算11.1 概述污水總泵站接納來自整個城市排水管網來的所有污水，其任務是將這些污水抽送到污水處理廠，以利于處理廠各構筑物的設置。排水系統整個管網埋深滿足最大埋深要求，固不設加壓泵站。因采用城市污水與雨水分流制，故雨水泵站單獨設置。本章僅對城市污水排水系統中點泵站進行設計。排水泵站的基本組成包括：機器間、集水池、格柵和輔助間。11.1.1污水泵房的一般規定1.應根據遠近期污水量確定污水泵站的規模。泵站設計流量與進水管至設計流量相同。2.在分流制排水系統中，雨水泵房與污水泵房可分建在不同

52、地區，也可合建，但應自成系統。3.污水泵站的集水池與機器間合建在同一構筑物內，集水池和機器間需用防水隔墻分開，不允許滲漏。做法按結構設計規范要求。4.泵站構筑物不允許地下水滲入，應設有高處地下水位0.5m的 防水措施，具體設計見規范。5.泵站位置應結合規劃要求，鑒于排水需要提升的管段，且距排放水體較近的地方。并應盡量避免拆遷、少占耕地。設在污水處理廠內的泵房可與其他構筑物統一布置。11.1.2設計數據1.污水泵站的設計流量一般按最大日最大時確定，所以污水泵站的設計流量L/s。2.進水管管底高程72.40m，管徑為DN1250mm，充滿度為0.7，水面高程73.275m。3.出水管提升后底水面高

53、程為82.50m，經71m管長至處理構筑物。4.泵站設在處理廠內，地面高程77.82m。5.地質條件較好，地下為粘土，地下水位在地表以下7.8m，土壤冰凍深度0.5m。11.1.3泵房形式為運行方便，采用自灌式泵房。自灌式水泵多用于常年運轉的污水泵站，它的優點是：啟動及時可靠，管理方便。由于自灌式啟動，故采用集水池與機器間和建，前后設置。泵房選用半地下式。11.1.4工藝布置本設計采用來水為一根污水干管，無滯留、渦流等不利現象，故不設進水井，來水管直接經進水閘門、格柵流入集水池，經機器間的泵提升送至各處理構筑物。11.2 污水泵站設計計算11.2.1水泵的選擇1.設計流量L/s。2.考慮選用4

54、臺水泵，3用1備，每臺水泵L/s。3.集水池有效容積集水池的容積，應根據水量、水泵能力和水泵工作情況等因素確定。一般應符合下列要求：污水泵房的集水池容積，不應小于最大一臺水泵5min的出水量；如水泵機組為自動控制時，每小時開動水泵不得超過6次。采用1臺泵5min的容量m3取m3。有效水深采用，則集水池面積為m2采用集水池與泵站合建。4.選泵前總揚程估算（1）設經過中格柵的水頭損失為0.1m。（2）集水池最低工作水位與所需提升泵站最高水位差值82.50（73.2750.11）10.32m（集水池有效水深為2m，正常時按1m計；經過中格柵的水頭損失為0.1m）（3）出水管管線水頭損失4臺泵并聯后，

55、由2根DN700的管匯合出水，設計流量m/s，查給排水手冊得流速m/s，介于1.52.0之間，符合要求，。當一臺水泵運轉時，m/s，查得流速m/s0.7m/s，不會發生淤積。設總出水管管中心埋深0.9m，局部水頭損失為沿程水頭損失的30，則泵站外水頭損失為： 泵站內管線水頭損失假設為1.5m，考慮自由水頭為1m，則水泵總揚程：HS=1.5+0.66+10.32+1=13.48m（4）選泵本設計單泵流量為L/s，揚程13.48m。查給水排水手冊第11冊， 260頁，選用300TLW-540IB型無堵塞立式污水泵。其主要性能參數如下：流量392.8L/s，揚程16.6m；轉速r/min， 效率，配

56、用功率kW；重量3150kg；出口/進口直徑300/300。配電動機型號為：JS-126-6，其參數如下：配用功率KW，轉速r/min；重量kg，價格7150元。（5）水泵進出水管設計規定 吸水管斷面比水泵吸入口大一級并不應小于100mm。 每臺泵設單獨的吸水管。 不設底閥，設喇叭口，直管或90彎頭。水平段應有向水泵上升的坡度。 吸水管流速0.81.5m/s，不得小于0.7m/s。 采用偏心漸縮管時管頂應成水平，管底成斜坡。 出水管斷面比水泵吐出口大一級，并不應小于100mm。 流速1.21.8m/s，不得小于1.0m/s，并不應大于2.5m/s。 壓力干管的高點應設排氣裝置，最低點設泄水裝置

57、。11.2.2泵站的平面布置水泵的平面布置形式可直接影響機器間的面積大小，同時，也關系到養護管理的方便與否。機組間距以不妨礙操作和維修的需要為原則。機組的布置應保持運行安全、裝卸、維修和管理方便，管道總長度最短，接頭配件最少，水頭損失最小，并應考慮泵站有擴建的余地。1.泵站經平剖面布置后對水泵總揚程進行核算選一條最長管路計算其水頭損失（1）吸水管路水頭損失計算每根吸水管L/s，選用DN600mm的管徑，查得m/s，。 喇叭口mm取800mm。mm查得。 閘閥mm，mm，查得。 偏心漸縮管選用，查得mm其中，得m/s。 直管部分為1.0m，管道總長為m則沿程損失為m局部損失 m 吸水管路水頭損失

58、為m（2）出水管路水頭損失計算每根出水管L/s，選用DN500的管徑，查得m/s，從最不利點A為起算點，沿A，B，C，D線順序計算水頭損失。AB段的同心漸擴管mm，查得。 單向止回閥mm，mm，查得。 閘閥mm，mm，查得。 局部損失為mmBC段 直管部分為2.7m。 90彎頭mm，查得，故沿程損失為m局部損失為mCD段 直管mm，m。 同心漸擴管m/smm，查得。 直管，m。 等徑四通mm，m，查得。沿程損失為m局部損失為m故壓水管出水管路總損失為m則水泵所需揚程為 m故選用4臺型號為300TLW-540IB型無堵塞立式污水泵是合適的。水泵揚程示意圖如圖5-1所示。11.2.3泵座基礎設計1

59、泵基礎長度mm，取m。2泵基礎的寬度mm取1.0米。3.泵基礎高度 m取m式中 混凝土基礎的容重；每臺水泵基礎的個數，個。11.2.4泵站儀表1.泵站內應設置的控制儀表有以下幾種：（1）自灌式水泵吸水管上安裝真空表。（2）出水壓力管上設置壓力表。（3）配電設備儀表有電流表、電壓表、計量表。（4）軸承潤滑儀表：泵采用液體潤滑軸承時，軸承內裝置油位指示器。采用軸承循環潤滑時，裝置壓力表及溫度計。2.計量設備采用電磁流量計，其特點是結構簡單、工作可靠、電耗少、精度高、計量方便，但缺點是價格較高。11.3 集水池設計計算由前計算可知，集水池有效容積111m3，有效水深2m，面積55.5m2。集水池最低

60、水位應符合下列規定：池底至吸水喇叭口下緣不小于0.4m，最低水位距吸水喇叭口上緣高度應滿足下列要求：喇叭口流速m/s時，m；m/s時，m；m/s時，m。本設計中m/s故取m。機器間與集水池底平，水泵自灌啟動，安裝高度小于允許吸上真空高度。在集水池側墻明顯的位置設水表尺，并引入值班室，以供控制水泵啟閉和記錄水位時觀察之用。池底坡度為0.010.02，吸水坑深度0.5m，上底寬0.8m，下底寬0.6m。松動沉渣設備：在水泵出水管接DN80的回流反沖管，伸入集水池的吸水坑內。11.3.1機器間設計計算機器間為泵站的主要組成部分，在滿足水泵正常運行和管理方便的條件下，可適當壓縮尺寸，以節約工程造價。它