1、II西北地區某城市污水處理廠初步設計摘要本設計根據給定的原始資料及相關要求，進行完整的北方地區某城市污水廠工藝設計。污水廠設計水量為150000m3/d，考慮自用水量(自用水量系數為1.3)，則最大污水量為195000m3/d。該污水處理廠工程分兩期建設，包括污水的一級處理階段，廠區內設有污水二級處理工藝、中水回用工藝及污泥處理工藝。本設計對污水處理廠一級、以及以A2/O法為主體的二級處理工藝流程的選擇給予說明，對具體污水及污泥構筑物結構進行了詳細計算。A2/0工藝是缺氧-好氧生物脫氮工藝的簡稱，一般適用于要求脫氮的大中型城市污水廠。A2/O工藝具有流程簡單、投資低、沉淀效果好等優點。本設計要

2、求處理后的水質滿足國家城市污水排放水質標準城鎮污水處理廠污染物排放標準(GB18918-2002)級B標準。由于污水來源主要為生活污水，氮磷含量較高，由此設計中需要考慮到脫氮除磷。該廠二級生物處理主要采用A2/O處理工藝，主要構筑物為：泵前中格柵、提升泵房、細格柵、旋流沉砂池、平流式沉淀池、A2/O反應池、輻流式沉淀池、紫外線消毒渠。污泥處理構筑物有：重力濃縮池、污泥脫水機房等。污水廠設計方案為：污水處理流程：粗格柵一污水提升泵房一細格柵一旋流沉砂池一A2/O反應池一消毒接觸池-排放；污泥處理流程：剩余污泥-濃縮池-貯泥池一污泥脫水機房-泥餅外運。關鍵詞:城市污水；A2/O工藝；深度處理目錄T

3、OC o 1-5 h z目錄01設計說明書3 HYPERLINK l bookmark4 o Current Document 概述31.1.1設計題目31.1.2設計任務31.1.3設計階段（設計程度）31.1.4設計依據31.1.5設計原始資料31.1.6設計工作量51.1.7設計要求51.1.8畢業設計日期5 HYPERLINK l bookmark8 o Current Document 1.2設計要求5 HYPERLINK l bookmark10 o Current Document 1.2.1設計原則5 HYPERLINK l bookmark14 o Current Docum

4、ent 設計內容6 HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 水質分析7 HYPERLINK l bookmark18 o Current Document 進水水質7 HYPERLINK l bookmark20 o Current Document 出水水質7 HYPERLINK l bookmark28 o Current Document 處理程度的計算8 HYPERLINK l bookmark34 o Current Document 工藝選擇8 HYPERLINK l bookmark36 o Current Document 方案對比8

5、 HYPERLINK l bookmark38 o Current Document 污水處理構筑物設計說明10 HYPERLINK l bookmark40 o Current Document 格柵10 HYPERLINK l bookmark44 o Current Document 泵房11 HYPERLINK l bookmark50 o Current Document 1.6.3沉砂池12 HYPERLINK l bookmark54 o Current Document 沉淀池14 HYPERLINK l bookmark60 o Current Document A刀O反應池

6、16 HYPERLINK l bookmark62 o Current Document 接觸池17 HYPERLINK l bookmark66 o Current Document 計量堰17 HYPERLINK l bookmark68 o Current Document 污泥處理構筑物設計說明17污泥處理的意義17 HYPERLINK l bookmark70 o Current Document 污泥處理流程18 HYPERLINK l bookmark72 o Current Document 污泥泵房18 HYPERLINK l bookmark90 o Current Doc

7、ument 污泥的濃縮18 HYPERLINK l bookmark94 o Current Document 1.7.5污泥的脫水20 HYPERLINK l bookmark98 o Current Document 1.8污水處理廠平面及高程布置21 HYPERLINK l bookmark100 o Current Document 1.8.1平面布置21 HYPERLINK l bookmark104 o Current Document 1.8.2高程布置22 HYPERLINK l bookmark110 o Current Document 1.9污水處理廠主要設備表232設計

8、計算書27 HYPERLINK l bookmark122 o Current Document 2.1設計基礎數據的確定27 HYPERLINK l bookmark126 o Current Document 2.2粗格柵的設計27 HYPERLINK l bookmark128 o Current Document 2.2.1設計參數27 HYPERLINK l bookmark130 o Current Document 2.2.2設計計算29 HYPERLINK l bookmark150 o Current Document 2.3泵房312.3.1泵房形式選擇31 HYPERLI

9、NK l bookmark152 o Current Document 選泵322.3.3設計計算32 HYPERLINK l bookmark158 o Current Document 2.3.3泵房草圖32 HYPERLINK l bookmark160 o Current Document 2.4細格柵33 HYPERLINK l bookmark197 o Current Document 設計參數33 HYPERLINK l bookmark166 o Current Document 設計計算33 HYPERLINK l bookmark182 o Current Documen

10、t 旋流沉砂池35 HYPERLINK l bookmark188 o Current Document 設計計算35 HYPERLINK l bookmark195 o Current Document 2.6平流式初沉池362.6.1設計參數37 HYPERLINK l bookmark201 o Current Document 2.6.2設計計算37 HYPERLINK l bookmark250 o Current Document 2.6.3進出水設計39 HYPERLINK l bookmark262 o Current Document 計算圖41 HYPERLINK l bo

11、okmark264 o Current Document 2.7曝氣池（A/O）41 HYPERLINK l bookmark571 o Current Document 2.7.1設計參數41判斷是否可采用A2/O412.7.3曝氣池計算（A2/O池）422.7.4設備選型49 HYPERLINK l bookmark532 o Current Document 2.8集配水井49 HYPERLINK l bookmark569 o Current Document 二沉池50設計參數50 HYPERLINK l bookmark577 o Current Document 2.9.2設計計

12、算50 HYPERLINK l bookmark593 o Current Document 2.9.3進出水系統計算51排泥量計算54輻流式二沉池計算圖如下：56 HYPERLINK l bookmark657 o Current Document 接觸池56消毒方法的選擇56消毒接觸池設計參數57消毒接觸池主體設計57消毒接觸池排泥設施58進水部分設計58 HYPERLINK l bookmark757 o Current Document 消毒接觸池平面圖59加氯間設計計算60 HYPERLINK l bookmark761 o Current Document 計量堰60 HYPERL

13、INK l bookmark763 o Current Document 尺寸設計61水頭損失計算61巴氏計量槽計算圖63 HYPERLINK l bookmark776 o Current Document 2.12污泥處理構筑物的設計計算632.12.1污泥濃縮池632.12.2污泥脫水間68污泥泵房69 HYPERLINK l bookmark840 o Current Document 中水處理構筑物設計69沉淀702.13.3過濾V型濾池70 HYPERLINK l bookmark860 o Current Document 污水廠平面布置72 HYPERLINK l bookma

14、rk862 o Current Document 污水廠高程布置73概述73構筑物之間管渠的連續及水頭損失的計算73構筑物之間管渠的連續及污泥損失的計算76 HYPERLINK l bookmark900 o Current Document 2.15經濟核算78參考文獻801設計說明書1.1概述設計題目根據給定的原始資料及相關要求，進行西北地區某市排水工程設計的規劃及排水治理工程的擴大初步設計。設計任務本設計內容是西北某城市污水處理廠設計，設計規模為15萬m3/d。1.1.3設計階段（設計程度）完成整套城市污水治理工程的初步設計（方案設計與單體工藝設計）。1.1.4設計依據西北某市城市發展與

15、改革委員會計字2006第一號文件：“西北某城市排水治理工程計劃任務書的批復”，同意該城市采用完全分流制排水系統，設計內容包括全城規劃區內的污水管道、雨水管道和城市污水處理廠。1.1.5設計原始資料（一）城市規劃資料1、城市總平面圖，比例：1:10000。圖上標有間隔1.0m的等咼線，城市區域的劃分、工廠及大型獨立性公共建筑物的位置如圖所示。2、水量水質名稱排水量(m3/d)SS(mg/L)COD(mg/L)BOD(mg/L)NH-N4(mg/L)TN(mg/L)TP(mg/L)150000255400180324053、排放要求：城市污水處理廠二級處理出水水質應滿足城市污水排放國家標準城鎮污水

16、處理廠污染物排放標準（GB18918-2002）級B標準。主要水質指標為：指標單位濃度值CODcrmg/L60BOD5mg/L20SSmg/L20NH-Nmg/L8TNmg/L20TPmg/L1大腸桿菌個/L3.0,C0D/TN7,滿足反硝化需求。1.3.2出水水質污水應達到城鎮污水處理廠污染物排放標準（GB8918-2002）中的一級標準（B標準）。因此確定西北某市污水處理廠二級出水標準為：表1-2出水水質數據水質指標BOD5(mg/L)CODcr(mg/L)SS(mg/L)NH-N3(mg/LTN(mg/)L)P(mg/L)原水水質W20W60W20W8W20W11.4處理程度的計算1)B

17、OD5的去除率-駕存x100%二90-00%2)COD的去除率404存X100%二8500%3)SS的去除率X罟x100%二9000%4)總氮的去除率曙X100%二6000%工藝選擇按城市污水處理和污染防治技術政策要求推薦，20萬t/d規模大型污水廠一般采用常規活性污泥法工藝,10-20萬t/d污水廠可以采用常規活性污泥法、氧化溝、SBR、AB法等工藝，小型污水廠還可以采用生物濾池、水解好氧法工藝等。對脫磷或脫氮有要求的城市，應采用二級強化處理,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。1.5.1方案對比表1-3生物處理方法的特點和適用條件工

18、藝類型氧化溝SBR法A2/O法技術比較1.污水在氧化溝內的停留時間長，污水的混合效果好；2污泥的BOD負荷低，對水質的變動有較強的適應性；處理流程短，控制靈活；系統處理構筑物少，緊湊，節省占地；具有較好的除P脫N功能；改善污泥沉降性能的能力，減少污泥排放量；3技術先進成熟，運行穩妥可靠。經濟比較可不單獨設二沉池，使氧化溝二沉池合建，節省了二沉池合污泥回流系統投資省，運行費用低，比傳統活性污泥法基建費用低30%管理維護簡單，運行費用低；沼氣可回收利用。使用范圍中小流量的生活污水和工業廢水中小型處理廠居多大中型污水處理廠穩定性一般一般穩定考慮該設計是中型污水處理廠，A2/0工藝比較普遍，穩定，且出

19、水水質要求不是很高，本設計選擇A2/O工藝。污泥處理流程圖污水處理構筑物設計說明1.6.1格柵161.1格柵的作用格柵是由一組平行的的金屬柵條制成的框架，斜置在污水流經的渠道上，或泵站集水井的井口處，用以截阻大塊的呈懸浮或漂浮狀態的污物。在污水處理流程中，格柵是一種對后續處理構筑物或泵站機組具有保護作用的處理設備。格柵的選擇（1）格柵的選擇：格柵的選擇主要是決定柵條斷面、柵條間隙、柵渣清除方式。（2）柵條斷面有圓形、矩形、正方形、半圓形等。圓形水條件好，但剛度差。一般多采用矩形斷面。（3）柵渣清除方式：一般按柵渣量而定，當每日柵渣量大于0.2m3，應采用機械清渣。粗格柵參數柵槽寬1.69m,共

20、設四組，便于維修和清洗柵渣量為4.54m3/d，宜采用機械格柵清渣。污水是由直徑為1600mm管子引入格柵間。柵前水深：h=0.54m過柵流速：v=0.9m/s柵條間隙寬度：b=40mm格柵傾角a=6001.6.1.4細格柵參數污水廠的污水由直徑為1600mm的管子從提升泵站引入細格柵間。柵前水深：h=0.54m過柵流速：v=0.9m/s柵條間隙寬度：e=10mm格柵傾角a=60柵槽寬2.87m,共設四組，便于維修和清洗。柵渣量為12.02m3/d,宜采用機械格柵清渣。1.6.1.5格柵示意圖見圖1-2圖1-2格柵示意圖1.6.2泵房由于該泵站為常年運轉且連續開泵，故選用自灌式泵房。又由于該泵

21、站流量較大，故選用矩形泵房。矩形泵房工藝布置合理，運行管理較方便，現已普遍采用。1.621水泵的選擇本工程中選用500WQ2700-16-185型潛水排污泵四臺，它滿足本設計中流量及揚程的要求，并且能夠在高效區內運行。1.6.2.3水泵的適用范圍及性能特點適用范圍：WQ型潛污泵是在吸收國外先進技術的基礎上，研制而成的潛水排污泵。適用于市政污水處理廠、泵站、工廠、醫院、建筑、賓館排水。性能特點：見表1-4表1-4WQ型潛污泵性能型號流量(mh)揚程(m)轉速(r/min)電動機功率(kw)效率(%)出口直徑(mm)500WQ2700-16-185270016725185825001.6.2.4污

22、水提升泵房(1)污水提升泵房見圖1-3圖1-3提升泵房1.6.3沉砂池1.6.3.1沉砂池的作用沉砂池的作用是從污水中分離相對密度較大的無機顆粒，沉砂池一般設于倒虹管、泵站、沉淀池前，保護水泵和管道免受磨損，防止后續處理構筑物管道的堵塞，減小污泥處理構筑物的容積，提高污泥有機組分的含量，提高污泥作為肥料的價值。1.6.3.2沉砂池的形式沉砂池有三種形式：平流式、曝氣式和渦流式。平流式矩形沉砂池是常用的型式，具有結構簡單、處理效果較好的優點。其缺點是沉砂中含有15%的有機物，使沉砂的后續處理難度加大。曝氣沉砂池是在池的一側通入空氣，使污水沿池旋轉前進,從而產生與主流垂直的橫向恒速環流。曝氣沉砂池

23、的優點是通過調節曝氣量，可以控制污水的旋流速度，使除砂效率較穩定，受流量變化的影響小，同時，還對污水起預曝氣的作用。渦流式沉砂池是利用水力渦流，使泥砂和有機物分開，以達到除砂目的。該池型具有基建、運行費用低和除砂效果好等優點,在北美國家廣泛應用。1.6.3.3旋流式沉砂池考慮到除磷工藝的厭氧要求所以不采用曝氣沉砂池，而采用現在應用比較廣泛的旋流式沉砂池。具有占地省、除砂效率高、操作環境好、設備運行可靠等優點。本工程選用旋流式沉砂池I,旋流式沉砂池I是一種渦流式沉砂池，由進水口、出水口、沉砂分選區、集砂區、砂提升管、排沙管、電動機和變速箱組成。污水由流入口沿切線方向流入沉砂區，利用電動機及傳送裝

24、置帶動轉盤和斜坡式葉片旋轉，在離心力的作用下，污水中密度較大的砂粒被甩向池壁，掉入砂斗，有機物則被留在污水中。調整轉速，可達到最佳沉砂效果。沉砂用壓縮空氣經砂提升管、排沙管清洗后排出，清洗水回流至沉砂區。根據處理水量的不同，旋流式沉砂池可分為不同型號，各部分尺寸可查給排水設計手冊第五冊，本工程設計流量為2257L/S，可選用兩座型號為1300型旋流式沉砂池I。A=5480mmB=1500mmC=1100mmD=2200mmE=400mmF=2200mmG=1000mmH=610mmJ=630mmK=800mmL=1850mm.沉砂池設計簡圖如下：1一電機癱逋器S.ft動軸4一葉輪良哦砂泵懇労皺

25、系統國缸泵提融武雄捷員林池專用設密1.6.4沉淀池1.6.4.1沉淀池的作用及形式沉淀池按工藝布置的不同,可分為初次沉淀池和二次沉淀池。沉淀池的處理對象是懸浮物質(約去除40%55%)，同時可去除部分BOD(約占總BOD的20%30%,主要是懸浮性BOD)，可改善生物555處理構筑物的運行條件并降低其BOD負荷。初沉池是對污水中的以無機物為主體的比重大的固體懸5浮物進行沉淀分離。二沉池是對污水中的以微生物為主體的比重小的、且因水流作用易發生上浮的固體懸浮物進行分離。沉淀池按池內水流方向的不同，可分為平流式沉淀池，輻流式沉淀池和豎流式沉淀池。平流式沉淀池沉淀效果好、對沖擊負荷和溫度變化的適應能力

26、強、施工簡易。豎流式沉淀池適用于小型污水廠。輻流式沉淀池適用于大中型污水處理廠，運行可靠，管理簡單。本設計初沉淀選用平流式沉淀池，二沉池選用輻流式沉淀池。1.6.4.2沉淀池設計參數見表1-9表1-9設計參數表沉淀池類型沉淀時間(h)表面水力負荷m3/(m2h)污泥量污泥含水率(%)g/(pd)L/(pd)初次沉淀池0.5-21.5-4.516-360.36-0.95-97.0831生物1.5-41.0-2.010-2696-98次沉膜法后.0淀活性1.5-40.6-1.512-3299.2-99池污泥法后.0.61.6.4.3初沉池外形尺寸見表1-10表1-10初沉池尺寸池內水深(m)3L:

27、h9L:B4.5污泥斗容積(m3)62.3池子總高度(m)8.77池子個數241.6.4.4平流初沉池剖面圖見圖1-5圖1-5平流初沉池1.6.4.5二沉池外形尺寸見表1-11表1-11二沉池外形尺寸構筑物名稱座數池徑(m)池深有效深度(m)Hi(m)H3(m)H4(m)H5(m)H6(m)二沉池44940.30.51.130.51.73注：表中H1為超高；H3為緩沖層高度H4為沉淀池坡底落差；H5為刮泥機高；H6為污泥斗高.1.6.4.6輻流式二沉池剖面圖見圖1-6圖1-6輻流二沉池1.6.5A2/O反應池本設計生物反應池由8組3廊道組成，每個廊道長80米，寬7米，有效水深5米，超高0.5米

28、，總高度為5.5米。工藝采用A2/O法，厭氧：缺氧：好氧=1：1：4,停留時間為9.7h，污泥回流比為100%。厭氧段、缺氧段之間設置一堵墻，因為它們在同一個廊道中，這樣可以使各個部分有自己的處理空間。各個生物反應池進水管和回流污泥管同時進入進水井，在里面充分混合后進入厭氧廊道。在厭氧段和缺氧段各設8個潛水攪拌機，使泥水進一步混合，并且具有推流作用。污水中的總氮包括有機氮、氨氮、亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮，四者合稱總氮TN。其中氨氮與有機氮合稱凱氏氮TKN，這是衡量污水進行生化處理時氮營養是否充足的依據。在常規生活污水中基本不含亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮，因此一般情況下，對于常規生活污水的TN=TKN，亞

29、硝酸鹽氮和硝酸鹽氮可視為零。厭氧段進水中可溶性磷與溶解性BOD5之比小于0.06，才會有較好的除磷效果。污水中COD/TKN8時氮的去除率可達80%，COD/TKN43092h二3x2.42xx一:一xsin60沁0.041m HYPERLINK l bookmark140 o Current Document 1(0.04丿2x9.81。柵槽總高度：設柵前渠道超高h二0.3m2 HYPERLINK l bookmark144 o Current Document H=h+h+h=0.54+0.041+0.3=0.881m(15)12柵槽總長度：H HYPERLINK l bookmark18

30、4 o Current Document L=L+L+0.5+1.0+1(1一6)12tana=0.5+0.25+0.5+1.0+0.09=2.34m每日柵渣量：格柵間隙40mm情況下，每1000m3污水產0.03m3。W=Qmax*W1*86400/Kz/1000=0.975m3/d0.2m3/d所以宜采用機械清渣。(10)格柵選擇選擇XHG-1400回轉格柵除污機，共4臺。其技術參數見表2-2o表2-2GH-1800鏈式旋轉除污機技術參數型號電機功率設備寬度設備總寬度柵條間隙安裝角度/kw/mm/mm/mmHG-18001.5180020904060(11)計算草圖如下：進水圖2-1粗格柵

31、計算草圖2.3泵房2.3.1泵房形式選擇泵房形式取決于泵站性質，建設規模、選用的泵型與臺數、進出水管渠的深度與方位、出水壓力與接納泵站出水的條件、施工方法、管理水平，以及地形、水文地質情況等諸多因素。泵房形式選擇的條件：(1)由于污水泵站一般為常年運轉，大型泵站多為連續開泵，故選用自灌式泵房。流量小于2m3/s時，常選用下圓上方形泵房。大流量的永久性污水泵站，選用矩形泵房。一般自灌啟動時應采用合建式泵房。綜上本設計采用半地下自灌式合建泵房。自灌式泵房的優點是不需要設置引水的輔助設備，操作簡便，啟動及時，便于自控。自灌式泵房在排水泵站應用廣泛，特別是在要求開啟頻繁的污水泵站、要求及時啟動的立交泵

32、站，應盡量采用自灌式泵房，并按集水池的液位變化自動控制運行。集水池：集水池與進水閘井、格柵井合建時，宜采用半封閉式。閘門及格柵處敞開，其余部分盡量加頂板封閉，以減少污染，敞開部分設欄桿及活蓋板，確保安全。2.3.2選泵進水管管底高程為4.3m，管徑DN1600，充滿度0.75。出水管提升后的水面高程為1280m。泵房選定位置不受附近河道洪水淹沒和沖刷，原地面高程為7.9m。2.3.3設計計算污水流量選擇集水池與機器間合建式泵站，考慮4臺水泵(1臺備用)每臺水泵的容量為2260/3=753L/S。集水池容積：采用相當于一臺泵6min的容量。W=753*60*6/1000=271有效水深采用H=6

33、.4m,則集水池面積為F=105.12m2選泵前揚程估算：經過格柵的水頭損失取0.5m集水池正常工作水位與所需提升經常高水位之間的高差：12.8(4.+31x60.75J0.m1(集水池有效水深2m，正常按1m計)(4)水泵總揚程：總水力損失為2.80m，考慮安全水頭0.5mH2.8+8.8+0.512.1m臺水泵的流量為Q1QxKZ3x24150000 x1.23x242500m3/h2-1)根據總揚程和水量選用500WQ2700-16-185型潛污泵表2-3500WQ2700-16-185型潛污泵參數型號流量m3/h轉速r/min揚程m功率kW效率%出水口直徑mm50W070046-185

34、270072516185825002.3.3泵房草圖泵房草圖如下：圖2-2泵房草圖2.4細格柵2.4.1設計參數最大流量：Qmax=195000/24/3600=2.26m3/s柵前流速：v=0.9m/s(0.4m/s0.9m/s)1過柵流速：v=0.9m/s(0.6m/s1.0m/s)2柵條寬度：S二0.01m，格柵間隙寬度b二0.01m格柵傾角：a=60o2.4.2設計計算格柵設4個，則每臺格柵設計流量為Q=Qmax/4=0.565m3/s。柵前斷面水力計算：B2v根據最優水力斷面公式Q=亍柵前槽寬B1=設柵前流速v1=0.9m/s則柵前槽寬B1=1.12m柵前水深h=B1/2=0.56柵

35、條間隙數：n=Qlgen(sina)/bhv2=104根柵槽寬度：設柵條寬度S二0.01mTOC o 1-5 h zB=S(n-l)+bn=0.01(104-l)+0.01*104=2.07m(4-1)(4)進水渠道漸寬部分長度：設進水渠道寬B1=1.12m，漸寬部分展開角度a=20 HYPERLINK l bookmark219 o Current Document 1OL1=(B-B1)/2tana1=1.32m(4-2)柵槽與出水渠道連接處的漸寬部分長度：L2=L1/2=0.66通過格柵的水頭損失：h-gMsina，-px02grs丫3lb丿h0計算水頭損失；g重力加速度；K格柵受污物堵

36、塞使水頭損失增大的倍數，一般取3E阻力系數，其數值與格柵柵條的斷面幾何形狀有關，對于銳邊矩形斷面，形狀系犖=2.42；h1-3x2.42x(0.0131001丿內xsin60-0.264-3)柵槽總高度：設柵前渠道超高h2-0.3mH=h1+h2+h3=0.56+0.26+0.3=1.12m柵槽總長度：L-L+L+0.5+1.0+H112tana=1.32+0.66+0.5+1.0+1.12/1.732=4.13m每日柵渣量：格柵間隙10mm情況下，每1000m3污水產0.1m3。4-4)W=Qmax*Wl*86400/Kz/1000=0.325m3/d0.2m3/d所以宜采用機械清渣。(10

37、)格柵選擇選擇XHG-1400回轉格柵除污機，共2臺。型號電機功率kw設備寬度mm設備總寬度mm溝寬度mm溝深mm安裝角度XHG-14000.751.1140017501500400060其技術參數見下表：表2-4XHG-1400回轉格柵除污機技術參數(11)計算草圖同粗格柵2.5旋流沉砂池2.5.1設計計算旋流式沉砂池1：設計參數：Q=150000m3/d=1736.111L/s=1.736111m3/s可選用兩座型號為1750型旋流式沉砂池。停留時間t=30s2：設計計算：(1)池容V：表面負荷=145m3/m2hV=Q*T=52.08333m3每座池容V1=V/n1=26.04167m3

38、(2)每座水流表面積A：表面負荷二145A=(Q/n1)/v1=(3)沉砂池直徑:設有兩座n1=2D=5.238515m實際水面面積A(實際)二(4)實際表面負荷q=0.040277進出水總管進水管設計流量Q=1.736111管道流速v=1管道過水斷面面積A=Q/v1.736111管徑d=1.487147取進水管徑DN800mmm/sm2mm3/m2h=0.040278m/s21.55161m2取實際直徑D=53000mm21.55229m2m/s=144.9962m3/m2h校核管道流速v=Q/A=1m/s(6)進出水豎井進水豎井平面尺寸取為1.4m*1.4m。(7)進水孔進水孔過流量Q=1

39、.736111m3/s孔口流速v=0.6m/s孔口過水斷面面積A=Q/v=2.893519m2取孔口斷面B*H=0.8*0.8=0.64m校核實際流速v=2.712674m/s(8)進水配水渠道配水渠道設計流量Q1=Q/2=0.868056渠道流速取v=1m/s渠道過水斷面A=Q/v=0.964506取渠道斷面B*H=0.6*0.43進水渠直道長度應為寬度的7倍且不小于4.5m，取為4.5m.渠道超高取0.57m,渠道總高為0.43+0.57=1.0m.(9)出水渠道渠道寬度應為進水渠道寬度的2倍取1.2m。渠道總高為1.0m2.6平流式初沉池沉淀池一般分平流式、豎流式和輻流式，本設計初沉池采

40、用平流式沉淀池。下表為各種池型優缺點和適用條件。表2-5池型優點缺點適用條件平流式沉淀效果好對沖擊負荷和溫度變化的適應能力強施工簡易平面布置緊湊排泥設備已趨于穩定配水不易均勻采用機械排泥時，設備復雜，對施工質量要求高適用于大、中、小型污水廠豎流式排泥方便占地面積小池子深度大，施工困難對沖擊負荷和溫度變化的適應能力差適用于小型污水廠輻流式多為機械排泥，運行可靠，管理簡單排泥設備已定型化機械排泥設備復雜，對施工質量要求高適用于大中型污水處理廠2.6.1設計參數表面負荷q/=2m3/(m2h)池子個數n=20個沉淀時間t二1.5h(1.0h2.0h)污泥含水率為95%。2.6.2設計計算池子總表面積

41、：A=Q*3600/q=19500/24/2=4062.5m2(6-1)沉淀部分有效水深：h二q/1二2x1.5二3m2沉淀部分有效容積：V=Qt*3600=2.26*1.5*3600=12204m3(6-2)池長：設水平流速v二5mm/s,L=vtx3.6=5x1.5x3.6=27m池子總寬：B=A/L=4062.5/27=150m池子個數：設每格池寬b二6m,n=B/b=150/6=25個校核長寬比、長深比： V242 L27長寬比：二二4.54符合要求b6L27小長深比：廠=二-=9符合要求h32(8)污泥部分所需的總容積：設T=2d，污泥含水率為95%,V_Q*(C1-C2)*8640

42、0*T*100(100-P0)*r*Kz2.26x(200-200 x50%)x10-6x86400 x2x100=(100-95)x1x1.2=650.88m3其中：Q最大設計流量，m31hT兩次清泥間隔時間，dC1進水懸浮物濃度，t/m3，C2出水懸浮物濃度，t/m3丫一污泥密度，t/m3，取1.0p0污泥含水率，%(9)每格池污泥部分所需容積：VV”=650.88/25=26m3n(f1+f2+6-4)(10)污泥斗容積：1V_h134h/4(6-0.5)2tan600_4.76m匕_*x4.76(6x6+05x05+_62.3m3沉淀池污泥斗上邊長為6m,下邊長為0.5m,h4為污泥斗

43、高度(11)污泥斗以上梯形部分污泥容積：6-5)l+l-4h/=(27+0.3-6)x0.01=0.213m4l=27+0.3+0.5=27.8m1(27.8+6)2x0.213x621.6m3(12)污泥斗和梯形部分污泥容積:V+V=62.3+21.6=83.9m325m312(13)池子總高度：設緩沖層高度h3=05m,H=h+h+h+h1234h=h/+h/=0.213+4.76=4.97m444H=0.3+3+0.5+4.97=8.77m2.6.3進出水設計進水部分平流初沉池采用配水槽，10個沉淀池合建為一組，共用一個配水槽，共兩組。配水槽尺寸為：BxLxH=2x60 x2.5=300

44、m3，其中槽寬B取2m。H=1.25xB=2.5m，L與池體同寬取60m。進水矩形孔的開孔面積為池斷面積的6%20%，取15%。方孔面積F=6x3k15=%m2.即0.9x0.45m2o出水部分出水堰取出水堰負荷：q/=3L/匕孑)，2.1每個沉淀池進出水流量：Q=0.105m3/s020Q0.105x1000則堰長：L=$=35mq/3采用90三角堰，每米堰板設5個堰口，每個堰出口流量Oq=等=5=0.6L/s=0.0006m3/s堰上水頭損失h=5（豊）2=5（0.00406）2=0.045m集水槽槽寬B=0.9xfd|V口2丿0.4(21、0.40.9x1.3xV=1m安全系數取13（1

45、.21.5）,集水槽臨界水深hk=31.3X(Q2)2gB21.3X(21)29.81X1=0.53m集水槽起端水深h=1.73h=1.73x0.53=0.92mko設出水槽自由跌落高度h=0.1m2集水槽總高度h=h+h+h=0.045+0.1+0.92=1.07m12O平流初沉池的刮泥機選用GMN-6000型行車提板刮泥機，共二十個。表2-6GMN-6000型行車提板刮泥機的安裝尺寸（mm）型號輪距刮板長度池寬L池深撇渣板中線高GMN-6000650058006000200040007002.6.4計算圖圖2-4平流沉淀池剖面圖2.7曝氣池（AO）設計參數水力停留時間HRT:理論值A:A:

46、O=1:1:(34)，實際操作中值可為A:A:O=1:1:(610)BOD污泥負荷一般為0.130.2kgBOD5/(kgMLSSd)，本設計取值0.15kgBOD5/(kgMLSSd)。(3)回流污泥濃度:Xr=6600mg/L污泥回流比一般采用50%100%，本設計取R=100%設計流量Q=150000m3/d(不考慮變化系數)(6)曝氣池混合液的質量濃度R1X=Xrx6600=3300mg/L1+RR1+1TN-TN42-20TN去除率耳入尸一0ex100%x100%52.4%混合液回流比R內NTN042門0524RNx100%x100%110%(100%300%)內1-n1-0.524

47、N設計進水水質：CODcr=557.1mg/L,BOD5=260.5mg/L,SS=277.1mg/L,TN=44mg/L，氨氮=45mg/L,TP=5mg/L。設計出水水質：CODcr三60mg/L,BOD520mg/L，SS20mg/L，TN20mg/L，氨氮W8mg/L，TP8TP/BOD5=5/195.38=0.025100mg/L(以CaCO3計)可維持pH7.26污泥齡計算污泥齡=曝氣池有效容積xXr剩余污泥x100059206x660025225x1000=15.5d,滿足污泥齡1520d要求。7反應池進出水系統計算(1)進水管Q1.94單組反應池進水管設計流量Qi=0.243m

48、3/sn8管道流速v=0.7m/s；Q0.243管道過水斷面面積A=0.346m2v0.7：4x0.3463.14二0.664m取進水管徑DN700mm。(2)回流污泥管單組反應池回流污泥管設計流量Q194Qr二RxQ=1x二0.243m3/sRn8管道流速v=0.7m/s。取回流污泥管管徑DN700mm。(3)進水井反應池進水孔尺寸：Q1.94進水孔過流量Q2=(1+R)x=(1+1)x=0.485m3/sn8孔口流速v=0.5m/s；孔口過水斷面面積A=2二：尊5二0.97m2；v0.5孔口尺寸取0.5mx0.5m,取4個孔口;進水井平面尺寸取4mX7m。(4)出水堰及出水井33按矩形堰流

49、量公式計算：03=0.42J2gbH2=1.86bH2Q1.94式中Q3=(1+R+R內-二(1+1+1.1)x亍二0.75m3/sb堰寬，B=7m；H堰上水頭，m。斗=嚴1.86b1.86x72)3=0.149m。(5)出水井反應池出水管設計流量Q5=2Q3=1.5m3/s；管道流速v=0.7m/s；Q1.5管道過水斷面面積A=蘭5=-2.15m2v0.7：4x2.153.14=1.65m取出水管管徑DN1700mm；42 角和管道內流速v=3=0.66m/sA5.7248曝氣系統設計計算（1）設計需氧量AORAOR=去除BOD5需氧量-剩余污泥中BODu氧當量+NH3-N硝化需氧量-剩余污

50、泥中NH3-N的氧當量-反硝化脫氮產氧量碳化需氧量D=Q（P0_卩r）-1.42Px1ekt式中kBOD5的分解速度常數（d-），取k=0.23；tBOD5試驗時間，取t=0.23；Px生物污泥產量Px=X1-X2=17537.5-11642.4=5895.1kg/dS出水溶解性bod5的質量濃度(7-5)pr=pe一1.42fpe(1e-kt)=20一1.42x0.75x20 x(1e-0.23x5)=5.45mg/L=0.00545kg/m3150000 x(0.195375-0.00545)1e0.23x51.42x5895.1=33320kg(O)/d2硝化需氧量D2=4.6Q(N0N

51、e)4.6x12%xPx=4.6x150000 x(0.00420.02)4.6x0.12x5895.1=4.6x150000 x(0.0420.02)4.6x0.12x5895.1=11926kg(O2)/d反硝化脫氮產生的氧量D=2.86N=2.86x2569.5mg/l=7348.77kg(O)/d3T2總需氧量AOR=D1+D2+D3=33320+11926-7348.77=37897.23kg(O2)/d=37952.67+13612.578396=43169.24kg(O2)/d最大需氧量與平均需氧量之比為1.5，則Dmax=1.5D=1.5x93169.24=64753.86kg

52、(O2)/dAOR去除每1kg中的B0D5的需氧量=-5Q(PO-PJ37897.23150000 x(0.1953750.02)=1.44kg(O2)/d(2)標準需氧量SOR采用鼓風曝氣，微孔曝氣器。曝氣器敷設于池底，距池底0.2m，淹沒深度4.8m,氧轉移效率EA=20%,計算溫度T=25C，將實際需氧量AOR換算成標準狀態下的需氧量SOR。SOR=AORCS(20)%PPCsb(T)-CL(7-6)式中AOR曝氣池的標準需氧量(kg/d)CS(20)水溫20C時清水中溶解氧的飽和度(mg/L)Cb(T)設計水溫T時好氧反應池中平均溶解氧的飽和度(mg/L)sb(T)CL好氧反應池中溶解

53、氧濃度(mg/L)T設計污水溫度(C)a污水好氧速率與清水傳氧速率之比P污水中飽和溶解氧與清水中飽和溶解氧之比p氣壓調整系數,所在地區實際氣壓1.013x105工作所在地區實際大氣壓為0.912X1050.912x105P=二0.9；1.013x105取CT=2mg/L；取0=0.82,B=0.95；查手冊得CS(20)=9.17mg/L,CS(25)=8.38mg/L。LSS空氣擴散器出口處絕對壓力=1.013x105+9.8x103x4.8=1.483x105Pa空氣離開好氧反應池時氧的百分比：Qt=借亀x100%=21x(120%)79+21x(120%)x100%=17.54%(7-7

54、)好氧反應池中平均溶解氧飽和度：CC(Pb+(25)C(25)(2.026x105+8.38x(1.483x1052.026x10517.54%)9.64mg/L所以標準需氧量為：43169.24x9.170.82x0.95x0.9x9.64x2x1.024(25-20)二62926.86kg(O2)/d二2621.95kg(O2)/h相應最大時標準需氧量：SORmax二1.5SOR=1.5x62926.86kg(O2)/d二94390.25kg(O2)/d=3932.925kg(O2)/h好氧反應池平均時供氣量：Gs=SORx100=2621.95x100=43699.17M3/h0.3EA

55、0.3x20%最大時供氣量：Gsmax=1.5GS=1.5x43699.17=65548.755m3/h(3)所需空氣壓力p(相對壓力)p=h+h2+h3+h4+hg式中h1+h2供風管道沿程與局部阻力之和，取h1+h2=0.2m；h3曝氣器淹沒水頭，h3=4.8m；h4曝氣器阻力，取h4=0.4m；富余水頭，取h5=0.5m。p=0.2+4.8+0.4+0.5=5.9m4）曝氣器數量計算（以單組反應池計算）n1=S0Rmax24xqc式中n1按供氧能力所需曝氣器個數，個；qc曝氣器標準狀態下，與好氧反應池工作條件接近時的供氧能力，kgO2/（h個）采用微孔曝氣器，參照有關手冊，工作水深4.8

56、m,在供風量13m3/（h個）時，曝氣器氧利用率EA=20%，服務面積0.30.75m2,qc=0.14kgO2/（h個）。貝3932.925E=7023個每個廊道有7023T=1756個，設計中取1800個，每組反應池共計7200個曝氣器。以微孔曝氣器服務面積進行校核：70 x8x4/=7200=0.31m2滿足服務面積0.30.75m2，符合要求（5）供風管道計算（按一個系列計算）供風管道采用環狀布置。 干管流量：111Qs二Gsmax二xx65548.755m3/h二316387.19m3/h二4.55m3/ss2smax22流速v=10m/s,Jf4Qs/4x4.55管徑d-0,761

57、m，取DN=800mm。兀v3.14x10采用雙側供氣（向兩側廊道供氣），單組供氣支管取1個，8組共計空氣支管8個。則支管流量1Gsmax1x65548.755Q雙=厶4096.797m3/h1.138m3/sS雙n8流速v=10m/s;管徑dM雙；4x138兀v3.14x100.381m取支管管徑DN400mm厭氧池設備選擇（以單組反應池計算）厭氧池內設潛水攪拌機8臺，所需功率按5W/m3池容計算。厭氧池有效容積V厭70 x8x52800m3混合全部污水所需功率為5x280014000W缺氧池設備選擇（以單組反應池計算）缺氧池內設潛水攪拌機8臺，所需功率按5W/m3池容計算。缺氧池有效容積V

58、缺40 x7x51400m3混合全部污水所需功率為5x14007000W污泥回流設備污泥回流比R=100%，污泥回流量：QRRQ1x166666.67166666.67m3/d6944.45m3/h污泥回流泵見設備選型混合液回流設備（1）混合液回流泵見設備選型（2）混合液回流管回流混合液由回流泵送至缺氧段首端。Q1.94混合液回流管設計流量Q6R內=1.1x0.267m3/sN8混合液回流管出水流速v=0.8m/s；Q0.267管道過水斷面面積A望p-0.334m2v0.8管徑d巫；43340.652m3.14取回流污泥出水管管徑DN700mm。2.7.4設備選型主要設備見下表表3-3曝氣池設

59、備一覽表設備名稱型號數量備注潛水泵50QW100-34電動調節閥AS56154水下攪拌器QJB015-400128電機功率1.5kW溶解氧探頭DO36-196微孔曝氣器STEDCO100288002.8集配水井設集配水井內徑5000mm,外徑10000mm,墻厚250mm。配水井中心管管徑為DN1600的鑄鐵管，當回流比R=100%時，設計流量Q=2256L/S，查手冊水力計算表得,v二1.044m/s,i二0.647心,水井進口=1.0，則局部水頭損失為：v21.0442h=c=1.0 x=0.056m2g2x9.812256設沉淀池進水管管徑為DN1000的鑄鐵管，當回流比R=100%時，

60、設計流量Q=4=564L/s，查手冊水力計算表得，v=0.588m/s，i=0.332000g=0.5，則局部水頭損失為：7v20.5882h=C=0.5x=0.008m2g2x9.812256二沉池出水管管徑為DN1000的鑄鐵管，設計流量Q=564L/s查手冊水力計算表得,4v=0.588m/s,i=0.33200。，C=1.0，則局部水頭損失為：v20.5582h=c=1.0 x=0.016m2g2x9.81設總出水管管徑為DN1600的鑄鐵管，設計流量Q=2256L/S查手冊水力計算表得，v=1.044m/s,i=0.647力，g=0.5則局部水頭損失為：v21.0442h=C=0.5