排水工程课程设计.doc

目录目录 第一部分 设计说明书3 1工程概况.3 1.1 城市概况.3 1.2 自然条件3 1.3 工程规模.3 1.4 设计水质.3 2设计原则和依据.4 2.1 设计原则.4 2.2 设计依据.5 3设计方案.5 3.1 工艺方案比较与选择.5 3.2 设计工艺流程.6 4主要处理单元及设备.6 4.1 进水渠.6 4.2 沉砂池.7 4.3 初沉池.7 4.4 生物反应池（A2/O）.7 4.5 二沉池.8 4.6 消毒池.8 4.7 出水泵房.8 5问题与建议9 第二部分 设计计算书9 1. 主要设计参数.9 2. 单元计算.9 2.1 集水井（机械格栅及水泵）.9 2.2 沉砂池.13 2.3 初沉池.14 2.4 生物反应池.17 2.5 二沉池.25 2.6 消毒池.27 2.7 需氧量计算及鼓风机选择.28 2.8 出水泵房.32 3. 工艺高程水力计算.32 3.1 基本参数.32 3.2 出水口消毒池：32 3.3 二沉池.33 3.4 配水井33 3.5/OA2池; .34 3.6 初沉池34 3.7 配水井35 3.8 旋流式沉砂池35 3.9 细格栅.36 3.10 粗格栅36 3.11 集水井.36 3.12 泵（进水泵房）36 3.13 贮泥室高程37 3.14 回流污泥泵房高程.37 第一部分 设计说明书 1工程概况工程概况 1.1 城市概况城市概况 江南某城市位于长江冲击平原，污水收集范围包括主城区大部分、城西镇 工业小区、经济开发区期地块、江东居住区及国际商贸部分地块、义亭特色工 业小区及镇区等地块，总建设用地面积为 133 km2。该市排水系统采用完全分 流制体制，经过多年的开发建设，逐步形成了主城区的污水系统，并已初具规 模，现有城区排水管道 40530m。 1.2 自然条件自然条件 该市地形由南向北略有坡度，平均坡度为 0.5，地面平整，海拔高度为黄 海绝对标高 3.95.2 m，地坪平均绝对标高为 4.80 m（黄海高程） 。属长江冲击 粉质砂土区，承载强度 711 t/m2，地震设防强度 6 度。全年最高气温 40， 最低 -10。夏季主导风向为东南风。极限冻土深度为 17 cm。污水处理厂出水 排入污水处理厂西侧，距厂边界 150 m 的隋塘河中，隋塘河的最高水位 4.60 m，最低水位 1.80 m，常年平均水位 3.00 m。 1.3 工程规模工程规模 污水处理规模 12.0 万 m3/d； 污泥处理要求：初沉污泥和二沉池剩余污泥经浓缩脱水后外运处置。 1.4 设计水质设计水质 污污水水厂厂进进水水水水质质 项目CODCrBOD5NH4-NTPSSpH 浓度（mg/L）400150353.020069 该市污水处理厂出水水质指标执行城镇污水处理厂污染物排放标准 （GB18918-2002）一级标准的 B 标准。 污水处理厂应达到的处理效率如下： 进进出出水水水水质质及及去去除除率率 项 目 水 质 进水水质(mg/L)出水水质(mg/L)去除效率(%) CODCr4006085 BOD51502087 SS2002090 NH4-N351557 TP3167 2设计原则和依据设计原则和依据 2.1 设计原则设计原则 （1）基础数据可靠 认真研究各项基础资料、基础数据，全面分析各项影响因素，充分掌握水 质水量的特点和地域特性，合理选择好设计参数，为工程设计提供可靠的依据。 （2）厂址选择合理 根据城镇总体规划和排水工程专业规划，结合建设地区地形、气象条件， 经过全面的分析比较，选择建设条件好、环境影响小的厂址。 （3）工艺先进实用 选择技术先进、运行稳定、投资和处理成本合理的污水污泥处理工艺，积 极慎重的采用经过实践证明行之有效的新技术、新工艺、新材料和新设备，使 污水处理工艺先进，运行可靠，处理后水质稳定地达标排放。 （4）总体布置考虑周全 根据处理工艺流程和各建筑物、构筑物的功能要求，结合厂址地形、地质 和气候条件，全面考虑施工、运行和维护的要求,协调好平面布置、高程布置及 管线布置间的相互关系，力求整体布局合理完美。 （5）避免二次污染 污水处理厂作为环境保护工程，应避免或尽量减少对环境的负面影响，如 气味、噪声、固体废物污染等；妥善处置污水处理过程中产生的栅渣、沉砂、 污泥和臭气等，避免对环境的二次污染。 （6）运行管理方便 以人为本，充分考虑便于污水厂运行管理的措施。污水处理过程中的自动 控制，力求安全可靠、经济实用，以利提高管理水平，降低劳动强度和运行费 用。 （7）近期远期结合 污水处理厂设计应近远期全面规划，污水厂的厂区面积，应按项目总规模 控制，并做出分期建设的安排，合理确定近期规模。 （8）满足安全要求 污水处理厂设计须充分考虑安全运行要求，如适当设置分流设施、超越管 线等。厂区消防的设计和消化池、贮气罐及其他危险单元设计，应符合相应安 全设计规范的要求。 2.2 设计依据设计依据 设计依据如下： （1） 排水工程课程设计任务书 （2） 水污染控制工程 （第三版）下册，高等教育出版社 （3） 给水排水设计手册 （第二版） ，第一、五、九、十一册 （4） 室外排水设计规范 （GB500142006） （5） 城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002) （6） 城市污水厂处理设施设计计算 ，崔玉川等编，化学工业出版社 （7） 排水工程 （第四版） ，中国建筑工业出版社 （8） 污水处理厂设计与运行 ，化学工业出版社 3设计方案设计方案 3.1 工艺方案比较与选择工艺方案比较与选择 工艺选择应根据原水水质、出水要求、污水厂规模，污泥处置方法及当地 温度、工程地质、征地费用、电价等因素作慎重考虑。污水处理的每项工艺技 术都有其优点、特点、适用条件和不足之处，不可能以一种工艺代替其他一切 工艺，也不宜离开当地的具体 条 件和我国国情。同样的工艺，在不同的进水 和出水条件下，取用不同的设计参数，设备的选型并不是一成不变的。 城市污水处理投资大，运行费用高。为了降低投资和运行成本，因地制宜 地进行工艺方案(主要是生物处理方案)比较是必要的。进行多种工艺方案的比 较，说明处理工艺技术的优缺点。下面我们来讨论生物处理工艺方案的优缺点： AN/O 优点：在好氧前去除 BOD，节能；硝化前产生碱度；前缺氧具有选择 池的作用。 缺点：脱氮效果受内循环比影响；可能存在诺卡氏菌的问题；需要控 制循环混合液的 DO。 AP/O 优点: 工艺过程简单；水力停留时间短；污泥沉降性能好；聚磷菌碳 源丰富，除磷效果好。 缺点：如有硝化发生除磷效果会降低；工艺灵活性差 /O 优点：同时脱氮除磷；反硝化过程为硝化提供碱度；反硝化过程同 2 A 时去除有机物；污泥沉降性能好 缺点：回流污泥含有硝酸进入厌氧区，对除磷效果有影响；脱氮受 内回流比影响；聚磷菌和反硝化菌都需要易降解有机物 除此之外还有很多工艺方案，如：倒置 AAO、UCT、Bardenph、PhoStrip、SBR 及变形工艺。 通过综合考虑各个工艺的优缺点，此次主要工艺选用推流/O 工艺 2 A 3.2 设计工艺流程设计工艺流程 此设计采用推流/O 工艺，处理工艺流程如下图： 2 A 进水 提升泵 进水渠 格栅井 集水井 沉砂池 初沉池 A2/O 生物反应池 二沉池 消毒池 出水 贮泥池 清液返回集水井 污泥浓缩脱水一体机 泥饼外运处置 （污水处理工艺流程图）（污水处理工艺流程图） 4主要处理单元及设备主要处理单元及设备 4.1 进水渠进水渠 进水分为：雨水、生活污水、工业废水等 4.2 沉砂池沉砂池 （1）格栅安装角度：70 ；栅条间距：0.005m；过栅流速：0.8m/s；沉砂 o 池进水渠道内布置 2 台 GH1600 型粗格栅，格栅有效宽度为 1600mm；渐宽部 分展开角度：20 0 （2）沉砂池内选取 2 组格栅，栅槽宽度为 1.5m 内回流 污泥外回流 风机曝气 （3）沉砂池：采用旋流式沉砂池 1300 型 2 座（具体尺寸见计算书） ，并 配置 LSSF-260 型砂水分离器，沉砂经过分离后外运处置。 4.3 初沉池初沉池 （1） 此次设计选用辐流式沉淀池 4 座，直径取 30m；有效水深 3m；表 面水力负荷 q 取 3.0m /()；水力停留时间 HRT=1.0h；底板坡度 i=0.06；缓 3 h m2 冲层上缘高出刮泥板 0.3m 4.4 生物反应池（生物反应池（A2/O） 项目设计数值规范参考数值 BOD5 污泥负荷/（kg BOD5/kgMLSS*d） 0.10.10.2 污泥浓度 MLSS/（mg/L）266725004000 污泥龄d C / 101020 水力停留时间 t/h10.61714 各段停留时间比例 A/A/O1:1:31:1:31:1:4 污泥回流比 R/%8050100 混合液回流比 R 内/%200100300 规范指室外排水设计规范（GB50014-2006） （1）污泥龄 SRT 取 15d；混合液悬浮固体浓度（MLSS）=3000mg/L；污 泥回流比 R=0.5； （2）采用 4 组 A2/O 生物反应池，则每组流量 Qs=30000dm / 3 （3）最低平均气温 14 C，最高平均气温 25 C； oo （4）活性污泥挥发型固体含量 MLVSS/MLSS=0.7； （5）污泥负荷 Ls=0.12kgBOD /(kg MLVSSd)； 5 (6)在 22 C 时反硝化速率 Kde=0.3F/M+0.029=0.08 kg-N/(kg 0 3 NO MLVSSd)； （7）污泥产率系数 Y=0.3kg MLSS/ kg BOD .d； 5 （8）内源呼吸速率 Kd=0.03/d； （9）剩余污泥含水率 99.2%； （10）厌氧池平均停留时间 t=1.5h； （11）回流污泥悬浮固体浓度取 10000mg/L,相当于 SVI=100； （12）污泥回流比 R=0.5 (13)混合液污泥浓度：X=2500 mg/L （14）回流污泥浓度：=75 R XX R R1 2500 5 . 0 5 . 01 4.5 二沉池二沉池 （1）选用 8 座直径为 35m 的辐流式沉淀池；有效水深取 3m；表面负荷 q=1.0m /()；水力停留时间 HRT=3.0h；底板坡度 i=0.06；缓冲层上缘高出 3 h m2 刮泥板 0.3m 4.6 消毒池消毒池 （1）采用加氯消毒，加氯量取 7mg/L，消毒渠 4 座，设置推流式廊道， 廊道宽度取 1.2m；设计消毒时间取 30min；污水在混合室停留时间取 10s。 （2）加氯机设计 3 台，间距 0.7m，高于地面 1.5m。 （3）消毒池长度为 7.42m;由流量计算可得过水面积 1.51m 廊道宽度为 2 1.2m。 4.7 出水泵房出水泵房 因常水位以下时污水可重力自留排出，所以本设计部采用此设备。 5问题与建议问题与建议 （1）规划区面积过大，不能使土地充分利用 建议：减少征地面积，同时也能降低造价和运行费用。 （2）A /O 计算得到的数据与经验有较大偏差 2 建议：对传统 A /O 工艺进行改进，充分利用处理构筑物。 2 （3）二沉池做成周边进水计算比较困难 建议：二沉池做成周边进水的计算方法的资料很少，希望能提供一 些相应的施工实例。 第二部分 设计计算书 1. 主要设计参数主要设计参数 处理规模 12.0 万 m3/d； 设计流量 Q=120000m3/d=5000=1389L/s=1.389；h/ 3 msm / 3 生活污水日变化系数 K=1.3； 总 最大流量 Q=1.3 5000=6500=1806L/s=1.806 max h/ 3 mh/ 3 msm / 3 2. 单元计算单元计算 2.1 集水井（机械格栅及水泵）集水井（机械格栅及水泵） 2.1.1 进水渠进水渠 每日流量： 5000h/ 3 m 最高时流量：6500h/ 3 m 进水管直径：1800mm 充满度： 65% 管中水深： 1170mm 2.1.2 集水井集水井 充满度： 65% 进水管直径：1800mm 管中水深： 1170mm 2.1.3 粗格栅粗格栅 设计 2 组格栅 栅前水深： 1170+600=1770mm 栅条间距： b=20mm 过栅流速： 0.7m/s 格栅倾角： 60 o 一个格栅 Q=Q=Q/ 2 =1.806/2=0.903 1maxmax2max sm / 3 （1）栅条间隙数 n 个： =39 个 v Q n bh sin max 7 . 054 . 1 02 . 0 60sin903 . 0 （2）栅槽宽度 B： 设栅条宽度 S=0.01 m 单槽宽度 B=S (n-1)+b n=0.01=1.16m 取3902 . 0 139）（ 1.00m a）进水渠道渐宽部分的长度 L : 1 设进水渠道宽 B =0.8m,其渐宽部分展开角度=20 11 o L = 1 1 1 tan2 BB o 20tan2 8 . 02 . 1 m551 . 0 b）柵槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度： L =0.275m 2 2 1 L 2 55 . 0 两个格栅之间的间距取 800mm 两边各留出 100mm 安放装置 c）通过格栅的水头损失： 设格栅为迎水面为锐边矩形断面,k=3,=2.42 h =() sink 2 b S 3 4 g v 2 2 =2.42() sin3=0.062m 02 . 0 01 . 0 3 4 8 . 92 7 . 0 2 o 60 d）柵后槽总高度 H： 设柵前渠道超高 h =0.5m 1 H=h + h + h =1.54+0.062+0.5=2.04m 12 e）柵槽总长度： L= l + l +0.5+1.0+= 0.55+0.275+1.5+=3.50m 12 tg H1 o 60 1 . 00 . 2 tg f）每日栅渣量： 在格栅间隙 20mm 的情况下，设栅渣量 W =0.06m /(10m ) 1 33 栅渣含水率 80%，密度 960kg/ m ,K=1.3。 3 总 W=5.25 m /d0.2 m /d 1000 1max 总 K WQ 10003 . 1 07 . 0 120000 33 采用机械清渣 选用 2 台 GS 型钢丝绳牵引三索式格栅除污机。 2.1.4 污水泵房污水泵房 （1）集水池面积 选 4 台污水泵（三用一备） ，最大一台泵流量为 452l/s 有效水深取 2.3m 工作周期为 7 分钟 有效容积：V=0.4452 min 3 m190607 集水池面积：A=82.6 H Vmin 3 . 2 190 2 m 由于格栅等设备的占地，对集水池的面积进行折减：A=80m 2 （2）泵房 根据相似污水长设计，采用直径 20m 的圆形构筑物 与格栅相连的高为 7.5m 的弓形部分面积作为集水池, 参照后面的高程计算表格，去排放口处河道最高水位 4.6m，进水泵房一直到最终排放，总损失为 6.24m， 进水泵房最低水位-5.65m 综上，则水泵的计算杨程=5.65+6.24=11.00m 2.1.5 细格栅细格栅 柵前渠道宽 b：1000mm 渠中水流速 v：0.7m/s；Q=1.389sm / 3 渠中水深：h=Q(bv)= 1.58m 渠道总深：H=h+0.3=1.88m 0.3m 为超高 设计两组格栅 柵前水深：1.88m 过柵流速：v=0.8m/s 柵条间隙宽度：b=5mm 格栅倾角：70 o 柵条间隙数：n=39 个 bhv Q 2 60sin 0 max 7 . 054 . 1 01 . 0 60sin451 . 0 o （1）柵槽宽度： 设柵条宽度 S=0.01m 柵槽宽度 B=S(n-1)+bn=0.01=0.76m3901 . 0 139）（ 两边各留出 100mm 安放装置 进水渠道渐宽部分的长度，进水渠道宽 B =1.1m，其渐宽部分 1 展开角度为 20o L =0.55 m 1 1 1 tan2 BB o 20tan2 4 . 08 . 0 柵槽与出水渠道连接处的减窄部分长度 L =0.275 m 2 2 L1 （2）通过格栅的水头损失： 设格栅为迎水面为半圆形的矩形,取467 . 1 k， h =()sink=1.67 ()sin 1 b S 3 4 g v 2 2 005. 0 01 . 0 3 4 8 . 92 8 . 0 2 o 604 =0.52m a）柵后槽总高度： 设柵前渠道超高 h =0.3m 2 H=h+ h + h =1.54+0.16+0.5=2.2m 12 b) 柵槽总长度： L=l +l +0.5+1.0+=0.55+0.275+0.5+ 12 0 1 60tan H o 60tan 1 . 2 =4.14m 柵前渠道深 H = h+ h =1.54+0.50=2.1m 12 选用两条 GH-1600 型链条式格栅，柵条间距 5mm，安装角度 60 o 2.2 沉砂池沉砂池 2.2.1 采用采用 2 个曝气沉砂池，应符合：个曝气沉砂池，应符合： a)水平流速可取 0.080.12m/s,一般取 0.1 m/s； b)最大时流量污水在池内的停留时间为 1-3min; c)池的有效水深宜为 2.03.0m。池宽与池长比为 11.5，池的长宽比 可 达 5，当长宽比比较大时，可考虑设置横向挡板。 d)曝气沉砂池多采用穿孔管曝气，穿孔孔径为 2.56.0mm， 距池底约 0.60.9m,每组穿孔曝气管应设置调节阀门。 e)每立方米污水所需曝气量宜为 0.10.2m ,或每平方米池表 3 面积曝气量 35 m /h。 3 2.2.2 曝气沉砂池设计曝气沉砂池设计 （1）总有效容积 V:取 t=2min V=60Qt=60 1.8062=108.36m max 2 3 （2）池断面面积 A:取=0.1m/s 1 v A=9.03 1 max v Q 1 . 0 2/806 . 1 2 m （3）池总宽度 B:取 h =2m 2 B=4.515m 2 h A 2 03 . 9 取 n=2，每个池子宽 b=m n B 2575 . 2 2 515 . 4 宽深比 b/h =2.2575/2=1.13 满足要求 2 （4） 池长 L: L=12m A V 03 . 9 36.108 （5）所需曝气量 q:d 为没立方米污水所需空气量，取 d=0.2 m / m 33 Q=60dQ=10.836m /h max 2/806 . 1 2 . 060 3 2.3 初沉池初沉池 2.3.1 设计参数的选取设计参数的选取 a）拟设置辐流式初沉池个数为 4 组，即 n=4； b）根据规范，城市污水初沉池表面负荷一般选取 1.54.5/(h),故 3 m 2 m 本设计初沉池取表面负荷为 q=3.0/(h)； 3 m 2 m c) 根据规范，沉淀时间一般选取 0.51.5h，本设计取 t=1.5h； d) 根据规范，城市污水初沉池污泥含水率取 95%97%，本设计取污泥含 水率为 =97%； 0 e）由已知条件知，进水 SS=200mg/L,BOD =150 mg/L,COD=400mg/L， 5cr 令去效率分别为 50%、30%和 25%，则出水 SS=100 mg/L，BOD =105 5 mg/L，COD=300 mg/L； cr f）采用机械排泥，两次清除污泥间隔时间 T=4h，污泥斗尺寸 r =1.8m，r 1 =0.8m，池底径向坡度 i=0.05； 2 g）池超高=0.3m，缓冲层=0.5m； 1 h 3 h h）有效水深 h 宜采用 2.04.0； 2 i） 径深比（D: h ）宜为 612，池径不宜小于 16m。 2 j）刮泥机转速一般 1-3r/min，外周刮泥板线速不超过 3m/min 一般采用 1.5m/min。 2.3.2 设计计算设计计算 （1）沉淀部分水面面积：池数 n 取 4 个；=2； q ）（h m/m 23 F=812.5 nq Q max nq Q max 42 6500 2 m （2）池子直径： D=32.2m 20m 采用周边传动（取 D=33m） F4 5 . 8124 （3）沉淀部分有效水深：取沉淀时间 t=1.5h； h =qt=21.5=3m 2 径深比：D/ h =33/3=11m 符合要求 2 （4）沉淀部分有效容积：V=2437.5t n Qmax 5 . 1 4 6500 3 m 污泥部分所需容积：V= n TCCQ )100( 100)( 0 21max = 4)96100(1000 410010)100200(6500 3 =16.25 3 m T两次除泥间隔，取 4h 进水悬浮物浓度 210t/ 1 C 43 m C 出水悬浮物浓度 110t/ 2 43 m r污泥密度 1t/ 3 m 污泥含水率 96% 0 污泥斗以上圆锥部分污泥容积： 底坡落差 h =（R-r ）0.05=（33/2-1.8）0.735m0.74m 41 05 . 0 污泥斗以上圆锥体积部分：R=33/2=16.5m V =（R +Rr+ ）= （16.5 +16.51.8+ 1.8 ） 2 3 4 h 2 111 r 2 3 735 . 0 22 =235 3 m (6)污泥斗容积 污泥斗高度 h =（r-）tg= =（1.8-0.8）tg60 =1.73m 512 r 5 o V =( r+ r +)= ( 1.8 + 1.80.8+0.8 )=9.6 1 3 5 h 1 2 12 r 2 r 2 3 73 . 1 223 m r 污泥斗上部半径，取 1.8m 1 污泥斗下部半径，取 0.8m 2 r 污泥斗壁倾角，取 60 （7）污泥斗容积： V + V =9.6+235=244.6 12 3 m （8）沉淀池总高度 H=+ h + h + h =0.3+3.0+0.5+0.74+1.73=6.27m 1 h 23 h 45 选用 4 组 ZBG-24 周边传动刮泥机 2.4 生物反应池生物反应池 2.4.1 进入生物反应池前的水质标准进入生物反应池前的水质标准 进进出出水水水水质质及及去去除除率率 项 目 水 质 进水水质(mg/L)出水水质(mg/L)去除效率(%) CODCr4006085 BOD51502087 SS2002090 NH4-N351557 TP3167 2.4.2 采用两组采用两组 A2/O 工艺生物反应池工艺生物反应池 设计参数：（1）最低平均气温 14 C，最高平均气温 25 C； oo （2）活性污泥挥发型固体含量 MLVSS/MLSS=0.7； （3）污泥负荷 Ls=0.12kgBOD /(kg MLVSSd)； 5 (4)在 22 C 时反硝化速率 Kde=0.3F/M+0.029=0.08 kg- 0 3 NO N/(kg MLVSSd)； （5）污泥产率系数 Y=0.3kg MLSS/ kg BOD .d； 5 （6）内源呼吸速率 Kd=0.03/d； （7）剩余污泥含水率 99.2%； （8）厌氧池平均停留时间 t=1.5h； （9）回流污泥悬浮固体浓度取 10000mg/L,相当于 SVI=100； （10）污泥回流比 R=0.5 (11)混合液污泥浓度：X=2500 mg/L （12）回流污泥浓度： =7500mg/l R XX R R1 2500 5 . 0 5 . 01 2.4.3 A2/O 工艺曝气池有效容积：工艺曝气池有效容积： 污泥负荷 Ls=0.18kgBO/(kg MLSSd)，X=3500 mg/L 5 D 按照平均流量计算：经过一级处理后=105mg/L;S =20mg/L 0 S e V=34000 m XL SSQ S e) ( 0 250012 . 0 )20105(120000 3 2.4.4 水力停留时间水力停留时间 HRT 总水力停留时间 HRT：t=6.8h Q V 24/120000 34000 各段水力停留时间和容积： 厌氧池：缺氧池：好氧池=1：1:3 厌氧池水力停留时间=6.8/5=1.36h 厌 t 厌氧池容积=34000/5=3125 m 厌 V 3 缺氧池水力停留时间=2.5h 缺 t 缺氧池容积=6800m 缺 V 3 好氧池水力停留时间=6.8=7.2h 好 t 5 3 好氧池容积=34000=9000 m 好 V 5 3 3 2.4.5 各段有效容积计算各段有效容积计算 （1）厌氧池平均停留时间=1.8h p t 厌氧池容积：=9000 m p V 24 Q p t 24 120000 8 . 1 3 （2）缺氧池设计容积： 污泥产率系数 Y=kg0.35kg MLSS/ kg BOD5 进水总凯氏氮浓度取 55mg/L k N 出水总氮浓度=16 mg/L te N 在 22 C 时反硝化速率 Kde=0.08 kg-N/(kg MLVSSd)； 0 3 NO = n V X X12 . 0 )N(001 . 0 k de vte K NQ 其中= 1000 SSQ 7 . 0 e0 1 ）（ YXv 1000 )20150(120000 35 . 0 7 . 0 =5242.5kgMLVSS/d 带入公式可得：=21901m n V 3 水力停留时间=/Q=21901/120000=4.4h n t n V24 (3)好氧池容积：=V-=34000-9000-21901=3099m 0 V p V n V 3 2.4.6 校核氮磷负荷校核氮磷负荷 (1) 厌氧段总磷负荷 =0.016kgTN/(kgMLSSd)符合要求 厌 XV TPoQ 90002500 3120000 2.4.7 生物反应池主要尺寸生物反应池主要尺寸 反应池总容积 V=34000 m 3 设反应池 2 单元，每单元 2 组，单组池容 V=16500m 单 4 V 3 单组有效面积 S=2125m 单 h V单 4 8500 2 采用 5 廊道式推流反应池，廊道宽 b=7.5 m; 单池反应池长度 L=56.67m B 单 S 7.55 2125 校核：b/h=7.5/4=1.9 (满足 1-2) L/b=56.67/7.5=7.6 (满足 5-10) 取超高为 1.0m,则反应池高 H=4.0+1.0=5.0m 2.4.8 反应池进、出水系统计算反应池进、出水系统计算 （1）进水管 单池反应池进水管设计流量 Q =0.347m /s 1 4 Q 864004 120000 3 管道流速 v=0.7m/s 管道过水断面面积 A=0.434m v Q1 8 . 0 347 . 0 2 管径 d=0.434m A4 434 . 0 4 取进水管道管径 DN800mm （2）回流污泥管 单组反应池汇流污泥管设计流量： Q =R=0.5=0.694m /s R 4 Q 864004 120000 3 管道流速 v=0.6m/s 管道过水断面面积 A=1.16 m v QR 6 . 0 694 . 0 2 管径 d=1.123m A4 991 . 0 4 取回流污泥管管径 DN1200mm （3）进水井 反应池进水孔尺寸: 进水孔过流量 Q =（1+R）=（1+0.5）=1.389 m /s 2 4 Q 864004 120000 3 孔口流速 v=0.6m/s 孔口过水断面面积 A=0.868 m v Q2 6 . 0 521. 0 2 孔口尺寸取 mm7 . 03 . 1 进水井平面尺寸取 2.4m 2.2m （4）过水堰及出水井 按矩形堰流量公式计算：取 R =200%；堰宽 b=7.5m； 内 Q =0.42bH =1.86bH 3 g2 2 3 2 3 式中 Q =（1+R+ R ）=（1+0.5+2）=1.389m 3内 4 Q 4 86400/120000 3 堰上水头 H=0.225m 3 2 3 86 . 1 b Q 3 2 5 . 786 . 1 215. 1 出水孔过流量 Q =Q =1.389m 43 3 孔口流速 v=0.8m/s 孔口过水断面面积 A=1.736m v Q4 8 . 0 389 . 1 2 孔口尺寸取 2.1m 1.0m 出水井平面尺寸取 2.7mm0 . 1 （5）出水管 反应池出水管设计流量 Q =Q =0.521 m /s 52 3 孔口流速 v=0.9m/s 管道过水断面面积 A=0.579 m v Q5 9 . 0 521. 0 2 管径 d=0.94m A4 579 . 0 4 取出水管管径 DN1000mm 校核管道流速 v=0.805m/s A Q5 2 9 . 0 4 521 . 0 2.4.9 剩余污泥量剩余污泥量，kg/d 计算计算X (1) =P +PX xS P=YQ(S -S )-K VX X0edV P =Q(TSS-TSS )50% Se 取污泥产率系数 Y=0.6，污泥内源代谢系数 K =0.04d，X =fX ,f=0.7 dVR 将值代入： P=3400=5406kg/d X 04 . 0 02 . 0 105 . 0 1200006 . 0）（7 . 05 . 7 P =120000=4200kg/d S %5002 . 0 09 . 0 ）（ =P +P =5406+4200=9606kg/dX xS (2) 碱度校核 每氧化 1mgNH需消耗碱度 7.14mg；每还原 1mg可回N 3 NNO 3 收碱度 3.57mg；去除 1mgBOD 产生碱度 0.1mg 5 剩余碱度=进水碱度-硝化硝化碱度+反硝化回收碱度+去除 BOD 产 5 生碱度 假设生物污泥中含氮量以 12.4%计。则： 每日用于合成的总氮=0.1245406=670.344Kg/d 即，进水总氮中有=5.59mg/l 用于合成 120000 1000344.670 被氧化的 NH=进水总氮-出水总氮量-用于合成的总氮量N 3 =35-15-5.59=14.41mg/L 所需脱硝量=35-15-5059=14.41mg/L 需还原的硝酸盐氮量 N =120000=1729.2mg/L t 1000 1 41.14 将各值代入 剩余碱度 S=280-7.14 ALK ）（201053 . 041.1457 . 3 41.14 =254.06mg/L100mg/L （以 CaCO 计） 可维持 PH7.2 3 2.4.10 厌氧池设备选择（按单个设备选择）厌氧池设备选择（按单个设备选择） 厌氧池设导流墙，将厌氧池分成 3 格，每隔内设潜水搅拌机 1 台，所需功 率按 12W/m 池容计算。 3 厌氧池有效容积 V=64=5760 m 厌 125 . 7 3 混合全池污水所需功率为 6KW56.34W345605760 选用三台搅拌器 500-65，HG5-221-65 型 2.4.11 缺氧池设计选择（按单个设备选择）缺氧池设计选择（按单个设备选择） 缺氧池设导流墙，将缺氧池分成 6 格，每格内设潜水搅拌机 1 台，所需 功率按 12W/m 池容计算。 3 缺氧池有效容积 V= 64 =11520 m 缺 125 . 72 3 混合全池污水所需功率为 6KW12.69W6912011520 选用 3 台搅拌器 500-65，HG5-221-65 型 2.4.12 污泥回流设备污泥回流设备 污泥回流比 R=0.5 污泥回流量 Q =RQ=0.5=78000 m /d=32500 m /h R 3 . 1120000 33 设回流污泥泵房 2 座，每座内设 2 台潜污泵（1 用 1 备） ； 2.4.13 混合液回流设备混合液回流设备 （1）混合液回流泵 混合液回流比 R=2 N 混合液回流量 Q = RQ=21200001.3=312000 m /d=13000 m /h RN 33 设混合液回流泵房 4 座，每座泵房内设 3 台潜流泵（2 用一备） ； 单泵流量 Q=1625 m /h，则内回流泵流量为 1625 m /h， R单 2 1 4 1 R Q 33 另外其对扬程要求较低 共选用 12 台 350QZ-70G 型轴流泵（8 用 4 备） （2）混合液回流管 回流混合液由出水井重力流至混合液回流泵房，经潜流泵提升后送至缺 氧段首段。 混合液回流管设计流量 Q =1.389m /s 6 2 Q R 内 2 86400/120000 2 3 泵房进水管设计流速采用 v=0.9m/s； 管道过水断面面积 A=1.543 m v Q6 9 . 0 389 . 1 2 管径 d= =0.93m； A4 543 . 1 4 取泵房进水管管径为 1000mm。 （2）泵房压力出水总管设计流量 Q = Q =1.389m /s 76 3 设计流速采用 v=1.3m/s 管道过水断面面积 A=1.068 m v Q7 3 . 1 1.389 2 管径 d= =1.166m A4 068 . 1 4 取泵房压力出水管管径为 DN1200mm. 2.5 二沉池二沉池 2.5.1 幅流式沉淀池幅流式沉淀池 设计参数选取： 采用 2 组幅流式沉淀池，每组四个，共八个沉淀池，周边进水，中心出 水 取表面负荷 q=0.9m /m h； 32 取污泥停留时间 t=2.0h； 沉淀部分水面面积 A=903m nq Qmax 9 . 08 6500 2 沉淀池直径 D=33.9m，取 D=34m A4 9034 G= F XQR 0 )1 (24 沉淀部分有效水深：h =qt=0.92=1.8m 2 澄清区高度： h =2.18m / 2 污泥区高度： h =0.4m / 2 ACN tNQr uW W )(5 . 0 )1 ( max N-混合液悬浮物浓度 4（kg/m ） W 3 C -底流浓度 240（kg/m ） u 3 池边水深：h = h + h +0.3=2.88m 2 / 2 / 2 沉淀池总高度： 设池底坡度为 0.05，污泥斗直径 d=2m 设超高 h =0.3m；缓冲层高度 h =0.5m 13 污泥斗高度 h =1.0m 4 H= h + h + h + h =0.3+2.88+0.5+1.0=4.68m 1234 选用 8 组 ZGB-36 型周边传动刮泥机。 2.5.2 污泥回流井计算污泥回流井计算 污泥回流井设计为圆形，个数为 2。 每四座二沉池共用一个污泥回流井，每个井配置三台潜污泵（两用一备） ， 则每台泵设计流量 Q=L/s，并根据高程计算的结果， 22 18065 . 0 选取 250QW600-7-22 型潜水排污泵。 2.6 消毒池消毒池 消毒渠设计：按设备要求渠深为 1.29m,设渠中水流速度为 0.3m/s 渠道过水面积：A=1.51m 3600243 . 0 39000 2 渠道宽度: B=1.17m （取 1.2m） H A 29 . 1 51 . 1 2.7 需氧量计算及鼓风机选择需氧量计算及鼓风机选择 2.7.1 需氧量计算需氧量计算 降解有机物需氧量 O =-1.42P 1 523 . 0 0 1 )( e SSQ X =-1.42=7323.48kgO 523 . 0 1 02 . 0 105 . 0 120000 e ）（ 5406d/ 2 硝化氨氮需氧量 O =4.57Q(N -N )-4.5712.4%P 2oex =4.57(35-15)-4.5712.4%5406120000 1000 1 =10967.978kgOd/ 2 反硝化过程提供化合态氧当量 O =2.86N =2.86 1729.2=4945.512 kgO 3T d/ 2 总需氧量 R=去除 BOD 需氧量+NH -H 硝化需氧量-反硝化脱氮气产氧 53 量=O + O -O 123 =7323.48+10967.978-4945.512 =13345.946 kgOd/ 2 最大需氧量与平均需氧量之比为 1.3，则 AOR=1.3R=1.3=17349.73 kgO max 946.13345d/ 2 2.7.2 鼓风机设计鼓风机设计 （1）标准需氧量 采用鼓风曝气，微孔曝气器。曝气器敷设于池底，距池底 0.2m，淹没深 度 5.8m，氧转移效率 E =40%,计算温度 T=15。将实际需氧量 AOR 换 A 算 （2）标准状态下的需氧量 SOR。 SOR=1970 m /h )20( )( )20( 024 . 1 )( T LTsm S CC CAOR 3 式中 气压调整系数，=所在地区实际气压/1.013 10 ，取=1 5 C 曝气池内平均溶解氧，取 C =2mg/L； LL 20时水中溶解氧饱和度：C=9.17mg/L, )20(s 15时水中溶解氧饱和度：C=10.15mg/L。 )25(s 空气扩散气出口处绝对压强： P =1.01310 +9.810 H=1.01310 +9.8105.8=1.58110 pa b 5 3 5 3 5 空气离开好氧反应池时的养氧的百分比： Q = t )1 (2179 )1 (21 A A E E % 2 . 17%100 E 空气扩散装着的养转移效率，取 22% A 好氧反应池中平均溶解氧饱和度： C=C（+）=10.15（+）=11.9mg/L )15(sm )15( s 5 10066 . 2 b P 42 t Q 5 5 10066 . 2 10518 . 1 42 2 .17 C=C（+）=9.17(+）=10.77mg/L )20(sm)20(s 5 10066 . 2 b P 42 t Q 5 5 10066 . 2 10581 . 1 42 2 .17 标准需氧量： SOR=47275kgO )20( )( )20( 024 . 1 )( T LTsm s CC CAOR 5 024. 12 9 . 119 . 07 . 0 77.1023770 ）（ d/ 2 =1970 kgOh/ 2 (3)好氧反应池最大时供气量： G =100=29848.48m /h s 223 . 0 SOR 100 223 . 0 1970 3 采用 GY-ZZ 微孔曝气器，参照有关手册，工作水深 6m，在供风量 23m （h个）时，曝气器氧利用率 E =22%,服务面积 0.30.6m ，充氧能力 3 A 2 q =0.18kgO /( h个） c 2 (4)所需空气压力 p（相对压力） p=h +h +h +h +h 1234 式中 h +h 供风管沿程与局部阻力之和，取 h +h =0.2m； 1212 h 曝气淹没水头，h =5.8m； 33 h 曝气器阻力，取 h =0.4m； 44 h富余气压，h=0.5m。 P=0.2+3.8+0.4+0.5=4.9m （5）曝气器数量计算（以单组反应池计算） 按供氧能力计算所需曝气器数量 =2736 个 1 n c mac q SOR 4 c 18 . 0 4 1970 以微孔曝气器服务面积进行校核 f=0.38m 0.75m 1 n F 2736 25 . 769 22 （6）供风管道计算 供风主干干管 Q=4.15m /s；取 v=10m/s；选择管径 800mm 的风管； 23600 5 . 29848 3 供风干管采用环状布置。 双侧供气（向两侧廊道供气） 流量=7462.125m /h=2.07 m /s s Q 2 1 maxs G 2 1 2 5 . 29848 33 流速 v=10m/s 管径 d=0.513m,取干管管径为 520mm v Q 4 10 07 . 2 4 双侧供气（向两侧廊道供气） =/2=2.07 m /s 双S Q 2 1 maxs G 3 流速 v=5m/s 管径 d=0.726m v 4 双s Q 5 07 . 2 4 取支管管径为 800mm （7）鼓风机设计 选用 6 台鼓风机，每 3 台供应一组反应池 P=h +h +h +h +h=6.734m=66KPa 1234 式中 h -供风管道沿程损失 1 h -局部阻力损失 2 h -曝气器淹没水头,取 h =5.8m 33 h -曝气器阻力，取 h =0.4m 44 h富余水头，取=0.5mh 选一条管线最长的通风管进行计算 主干管长度：60m 沿程损失：h=60=0.007m15 . 1 g/103 干管长度：145m 支管折合干管长：5m 则总干管长：150m 沿程损失 h=150=0.027mg/10/15 . 1 3 总沿程损失：h =0.034m 1 局部水头损失：估算 h =0.5m 2 进口流量：82.6（m /min） 3 选择 6 台 GM-25 型鼓风机 2.8 出水泵房出水泵房 本设计不采用出水泵房。 3. 工艺高程水力计算工艺高程水力计算 3.1 基本参数基本参数 处理厂内管段按满流压力管计算。流量取最大流量，管材使用钢管。 当流量为 1806L/S 时，当 D=1500mm 时，v=1.022m/s,i=0.682； 当流量为=903L/S 时，当 D=1100mm 时，v=0.950m/s,i=0.892；2Qmax 当流量为=451.5L/S 时，当 D=800mm 时，v=0.898m/s,i=1.12；4Qmax 当流量为=225.75/S 时，当 D=600mm 时，v=0.798m/s,i=1.34；8Qmax 排放河道隋塘河的最高水位为 4.60m，平均水位为 3.00m。以最高水位计算，靠 重力排出。以厂区道路中心线标高 5.00m（黄海高程）为相对标高0.00m. 3.2 出水口出水口消毒池：消毒池： 管长 210m,流量为 1806,D=1500mmsL 延程损失：mLih143 . 0 210%682 . 0 1 局部损失：，弯头个，出口进口.12.70390.0,31.50 则 h =0.187m 2 g V 2 2 8 . 92 022 . 1 1 . 25 . 00 . 1 ）（ 出水堰：堰自由跌落 0.1m 堰口水头损失：303 . 0 ) 2 Q (H 3 2 bgmc mh403 . 0 3 则消毒池-出水口总水头损失:mhhhh733.0 321 消毒池水面标高:4.6+0.733=5.333m,取 5.50m . 3.3 二沉池二沉池 消毒池-二沉池: 800m 管段管长 40m,600m 管段管长 54m 沿程损失:miLh117 . 0 %.34154.12%140 o1 局部损失:进口出口 600mm 管段 弯头 ,一个三，.50.0,190一个7.60 通5.235.203 则m g v h186 . 0 8 . 92 798 . 0 3.25)(1 8 . 92 898 . 0 .5067 . 0 2 222 2 总 出水堰:二沉池出水堰口自由跌落 0.2m 堰口水头损失:m bmc 009 . 0 ) 3685 . 1 186 . 0 () 2g Q (H 3 2 3 2 mh09.2009.002 . 0 3 则消毒池-二沉池总水头损失:mhhhh512 . 0 321 二沉池水面标高: 0.512+5.60=6.112m, 取 6.2m; 3.4 配水井配水井 二沉池-配水井: 管长 10m, D=600mm 沿程损失:miLh0134 . 0 %.34110 1 局部损失:进口出口 一个阀门,弯头 ，.50.0,16.00902个 4.317.602 则m g v h094 . 0 8 . 92 798 . 0 4.316.005 . 01 2 22 2 总 出水堰:堰自由跌落 0.2m 堰口水头损失:m bmc 901 . 0) 1.285 . 1 184 . 0 () 2g Q (H 3 2 3 2 39 . 0 190 . 0 2 . 0 3 h 则配水井-初沉池总水头损失:mhhhh497.0 321 配水井水面标高:0.497+6.40=6.897m,取 7.0m; 3.5池池; /OA2 配水井-池池:/OA2 管长 332m, D=1400mm,则 v=0.922m/s,i=0.745% 沿程损失:miLh240 . 0 %745. 0332 1 局部损失:进口 出口 弯头 ，.5090.0,31个4.028.603 则m g v h154 . 0 8 . 92 09 . 1 04 . 2 5 . 01 2 22 2 总 出水堰:堰自由跌落 0.2m 堰口水头损失:m bmc 034 . 0 ) 885 . 1 288 . 0 () 2g Q (H 3 2 3 2 mh234 . 0 034 . 0 2 . 0 3 则二沉池-池总水头损失:/OA2mhhhh628 . 0 321 池水面标高:0.628+7.20=7.828m,取 8.0m;/OA2 3.6 初沉池初沉池 池-初沉池:/OA2 D=1500mm 管长 11m, D=800mm 管长 132m,D=600mm,管长 68m, 沿程损失: miLh.2010%.12168%928 . 0132%682 . 0 11)( ooo1 局部损失:进口出口 弯头 ,，.5090.0,1一个7.60 则m g v h115 . 0 8 . 92 91.01 7.605 . 01 2 22 2 总 出水堰:堰自由跌落 0.2m 堰口水头损失:m bmc 110 . 0) 2785 . 1 481 . 0 () 2g Q (H 3 2 3 2 mh211