环境工程毕业论文.doc

青岛农业大学毕 业 论 文（设计） 题 目： 李村某城镇污水处理厂设计 姓 名： 高 鑫 学 院： 资源与环境学院 专 业： 环境工程 班 级： 200801 学 号： 20081824 指导教师： 田 侠 2012年6月15日毕业论文（设计）诚信声明本人声明：所呈交的毕业论文（设计）是在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果，论文中引用他人的文献、数据、图表、资料均已作明确标注，论文中的结论和成果为本人独立完成，真实可靠，不包含他人成果及已获得青岛农业大学或其他教育机构的学位或证书使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。论文（设计）作者签名： 日期： 年 月 日 毕业论文（设计）版权使用授权书本毕业论文（设计）作者同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文（设计）的复印件和电子版，允许论文（设计）被查阅和借阅。本人授权青岛农业大学可以将本毕业论文（设计）全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本毕业论文（设计）。本人离校后发表或使用该毕业论文（设计）或与该论文（设计）直接相关的学术论文或成果时，单位署名为青岛农业大学。 论文（设计）作者签名： 日期： 年 月 日指 导 教 师 签 名： 日期： 年 月 日目录摘要AbstiactII1工程概况11.1设计地区资料11.2设计人口的确定11.3污水设计总量的确定21.4污水水质及排放标准32污水处理工艺选择32.1处理程度计算32.2采用生物脱氮除磷工艺的可行性分析42.3各污水脱氮除磷处理技术比较52.4 A2/O工艺流程简图63主要构筑物说明63.1格栅63.2沉砂池73.4 生物反应池83.5 二沉池93.6浓缩池94主要构筑物设计计算书94.1中格栅设计计算94.2泵房设计计算124.3细格栅设计计算154.4沉砂池设计计算174.5初沉池的计算214.6 A2/O生物反应池设计计算264.7二沉池的设计计算354.8处理水消毒404.9 计量槽设计计算424.10污泥浓缩池设计计算454.11污泥回流泵房和脱水机房设计计算485污水处理厂的总体布置505.1污水处理厂平面布置505.2污水处理厂高程布置516工程总投资估算546.1污水处理厂投资运营费用546.2单位水处理成本估算567结语57致谢57参考文献5960李村某城镇污水处理厂设计环境工程专业 高鑫 指导教师 田侠摘要：随着青岛经济不断发展，人口的不断上升，需要再建设污水处理厂以保证处理能力与污水产生量的匹配。该区域以生活污水为主，设计规模为130000m3/d，污水进水水质测得数据为：CODcr=900，BOD5=400，SS=180，NH3N=58，TP=10。出水水质须达到城镇污水处理厂污染物排放标准GB18918-2002一级A标准。技术先进成熟的A2/O法以其占地面积小、投资成本低、耐冲击负荷强，且工艺总水力停留时间少、不需要外另加碳源、不易产生污泥膨胀等优点选为此次设计的处理工艺。污水处理流程主要包括格栅、曝气沉砂池、中进中出辐流式初沉池、A2/O生物反应池、周进周出辐流式二沉池和紫外线消毒间。其中反应池总停留时间为15h，供气量为15000m3/h。从二沉池和初沉池排除的剩余污泥，经连续式重力浓缩池、污泥脱水间处理成泥饼外运填埋。设计计算公式中采用的经验数值均由给水排水设计手册和污水处理厂工艺设计手册中选取。说明书后附工艺主要构筑物三视图4张以及污水处理总平面图和总高程图各1张。关键词：A2/O；脱氮；除磷；城市污水处理厂Design of Licun sewage treatment plantStudent majoring in environmental engineering Gao XinTutor: Tian XiaAbstiact：With the constant development of economy in Qingdao, the population has been rising, and well need to construction sewage treatment plant to ensure that the processing power and wastewater quantity matching. The region to the sewage design capacity for the 130000m3 / d of sewage water quality measured data: CODcr = 900, BOD5 = 400, SS = 180, NH3-N = 58, the TP = 10. Effluent water must be reached the urban sewage treatment plants standards for pollutants discharge GB18918-2002 level A standard. Technology advanced and mature A2 / O method with its cover an area of an area small, low investment cost, resistance to shock loading, and the process always hydraulic retention time less, no additional carbon source, this end of the advantages of the election difficult to produce sludge bulking the design of the treatment process. Sewage treatment process mainly includes the grille, aeration sink in the pool, the sand into the early solar pond, streaming A2 / O biological reaction pool, a week spoke streaming the second pond and ultraviolet disinfection room. Among them the reaction tank for 15 h time always stay reforming for 15000 m3 / h. From the second pond and initial pond ruled out the excess sludge, the successive gravity concentration pool, between sludge dewatering processing into mud cake sinotrans landfill. Design formula of the experience by numerical all the water drainage design manual and the sewage treatment plant process design manual select. Instructions accompanying the process three view four main structures and sewage treatment plan and the total elevation diagram of each one.Key words: A2/O; Denitrification; Phosphorus removal; Urban sewage treatment plants设计说明书1工程概况1.1设计地区资料 青岛位于山东半岛东南部。地理位置北纬3535-3709，东经11930-12100，东南濒临黄海，以水产养殖加工、海洋运输为主，经济发达，人口密集，污水主要以生活污水为主且产生量大。本设计位于青岛李村河附近，该区域年平均气温20，最低气温-5，最高气温36。平均降雨2100mm，一日最大降雨760mm。年平均风速4.0m/s，历年最大风速10.5m/s，年主导风向西北风。1.2设计人口的确定利用幂函数法人口推算公式： 式中 A、a由人口资料计算得出的常数令 则上式变为：年度人口数年度人口数20051585262008210400200618341920092345352007208713表1-1李沧区20052009人口统计数据采用最小二乘法得到下表数据表1-2人口统计结果表年度nx=lgnx2PnPnP0lg（PnP0)=yxy2005015852602006100183419248934.396070200720.301030.09062208713501874.700591.41502200830.477120.22764210400518744.714942.24959200940.602060.36248234535760094.880872.93858合计1.380210.6807418.692476.60319代入公式得l2005-2015是10年即n=10则 得出李沧区2015年的人口约为30万。1.3污水设计总量的确定 表1-3居民生活污水定额和综合综合生活污水定额1 单位：L/(capd)城市规模分区居民生活污水定额（平日）综合生活污水定额（平均日）特大城市大城市中、小城市特大城市大城市中、小城市一12018010016085145180290160265145240二95135751206010012520511018095155三9513575110609512019510017085145青岛市划分归为二区特大城市（市区和近郊区非农业人口100万及以上的城市）故取其生活污水定额（居民生活污水定额和综合生活污水定额）为285L/(capd) 即平均日平均时污水量约为Q=990L/s 生活污水量Kz变化系数与平均流量的关系是式中 Q平均日平均时污水流量（L/s）故居住区生活污水设计流量为 该工程覆盖面积内有化工、建材、能源等工业废水排放，工业废水排放约为2104 t/d。故设计水量总和约为13104t/d，每日最大流量 ，每日平均流量 。1.4污水水质及排放标准指标选取现李村河污水处理厂进水水质（平均指标） 表1-4李村河污水水质平均指标 污染物指标BOD5CODSSNH3-NTPpHSS进水水质（mg/L）400900180581068180为保护生活环境，防止海洋污染，污水厂应严格执行城镇污水处理厂污染物排放标准GB18918-2002一级A的标准 表1-5城镇污水处理厂污染物排放标准GB18918-2002一级A标准 污染物指标CODcrBOD5SSTNNH3-NTP色度pH排放浓度mg/L50 10101550.530692污水处理工艺选择2.1处理程度计算BOD5 的去除效率CODcr的去除率SS的去除率 氨氮的去除率总磷的去除率 上述结果表明 BOD5、CODcr、SS、NH3-N、TP 的去除率均很高，需要采取脱氮除磷工艺。2.2采用生物脱氮除磷工艺的可行性分析 需要生化去除BOD的量为400-10=390mg/L ，根据BOD:N:P=100:5:1，去除390mg/L的BOD5 同时同化去除的N和P分别为19.4mg/L和3.9mg/L。根据一级A类的排放要求需要通过生化、物化去除的N、P浓度分别为N=58-19.4-5=33.6mg/L P=10-3.9-0.5=5.6mg/L 当BOD/COD0.3时可生化性较好，适应于生化处理工艺，本设计为BOD/COD=400/900=0.45，可生化性好，适宜生物处理。 由于反硝化细菌是在分解有机物过程中进行反硝化脱氮的，在不投加外来碳源条件下，污水中必须要有充分的碳源才足以保证反硝化的顺利进行，BOD/TN这一指标是来评价能否采用生物脱氮工艺进行污水处理，当BOD/TN接近于4时即表明可以采用。本设计数值为BOD/TN=6.8，适宜采用生物脱氮工艺。较高的BOD负荷可以取得较好的除磷效果。 BOD/TP是用来评价工艺能否采用生物除磷的一项指标。进行生物除磷的底限是BOD/TP=17，聚磷菌在厌氧池释放的越充分，其在好氧池摄取量也越大。本设计BOD/TP=400/10=40，适宜采用生物除磷工艺2。综上所述，本设计可以采用生物法对污水进行脱氮除磷的处理。2.3各污水脱氮除磷处理技术比较鉴于上文得出来的结论，本次污水设计需要采用生物脱氮除磷才能达到出水标准，所以处理工艺的选择只能限于成熟且处理效果良好的生物脱氮除磷工艺，据查给水排水快速设计手册得知本设计的进水量13104t/d为中等规模3。因为设计的污水主要是以生活污水为主且城市排水管网本社也有着巨大的调蓄、混合作用，故进入污水处理厂的水量、水质可设定为较为平稳、均匀。以此为基本条件进行如下的各工艺综合比较。表2-1工艺技术经济性综合比较工艺类型氧化沟ABSBRA2/OCOD、BOD去除率较好（85%-00%）好（85%-90%）较好（85%-80%）较好（85%-80%）脱氮除磷效果好较好一般较好适宜规模中等规模中等规模小型规模大中规模技术成熟度耐冲击负荷，处理流程简单耐冲击负荷好，处理流程复杂耐冲击负荷，处理流程简单耐冲击负荷好，处理流程复杂操作及管理维护产泥量适中，无需后续处理，操作管理方便产泥量大，后续处理及操作均较为复杂无污泥回流、污泥膨胀但操作要求复杂产泥量适中，后续处理简单，但操作较复杂占地及投资运营成本占地面积适中，投资运营成本较大占地面积较大，投资运营成本较大占地面积小，为普通活性污泥法的1/3，投资运营成本大占地面积较小，投资运营成本适中由表2-1对比分析，综合其他污水处理厂实际资料考虑，以及设计水量水质、污染物去除率要求，技术先进成熟的A2/O法不仅占地面积小投资成本低、耐冲击负荷强，且工艺总水力停留时间少、不需要外另加碳源节省了运行费用。厌氧好氧的交替进行，使丝状菌的产生变得困难，基本不会存在污泥膨胀问题。其处理效率能达到BOD5和SS在90%95%，TN可以在70%以上，TP为90%上下。在对其他处理工艺各方面的比较中有较大的优势，适宜处理本设计背景下的污水，故选用A2/O作为本次设计的污水处理工艺。2.4 A2/O工艺流程简图图2-1 A2/O工艺流程简图3主要构筑物说明3.1格栅格栅是由一组平行的金属栅条或筛网组成，一般设置在污水提升泵房集水井前后，作用是去除污水中较大的悬浮物、漂浮物、纤维物质和固体颗粒物质，以保证后续处理单元和水泵的正常安全运行，减轻后续处理单元的负荷，防止排泥管道的阻塞。本设计分别在提升泵前集水井进口处和提升泵出口处的管渠上设置中格栅和细格栅。格栅种类有臂式、链式刚生式、回转式四种4。设计中，中格栅共设2组，一用一备；细格栅为四组并联，三用一备。具体参数如下： 中格栅：栅条净间距，b中=0.03m；中格栅间隙数=54；栅条宽度S=0.01m；栅槽宽B=2.4m；栅前水深h=0.9m；格栅倾角=70。栅后槽总高H=1.5m栅槽总长度L=4.2m。细格栅：栅条净间距，b细=0.005m；细格栅间隙数=105；栅条宽度S=0.01m；栅槽宽B=1.8m；栅前水深h=0.9m；格栅倾角=70。栅后槽总高H=2.3m栅槽总长度L=2.9m。3.2沉砂池沉砂池设置在污水处理厂前段，其主要主用是从废水中分离出密度较大的无机颗粒，保护水泵和管道免受磨损，提高污泥有机组分的含率，提高污泥作为肥料的价值，缩小污泥处理构筑物容积。普通沉砂池的沉砂中大约有15%的有机物，这会使沉砂后的处理难度增加。为了克服这一缺点，本设计采用曝气沉砂池。通过对曝气沉沙池曝气量的调节可以控制污水的旋流速度，使沉砂效率提高并且更加稳定。此外在水中曝气起到脱臭、改善水质、预曝气的作用，有利于后续处理。对后续的沉淀池、生物反应池等构筑物的正常运行及对沉沙的最终处置提供了有利条件5。本设计曝气沉沙池设2组并联运行。具体参数如下：有效水深h2=2.5m；池长L=12m；单池宽度b=2.5m；单池曝气量q=540mh-1；水力停留时间t=2min。沉砂池采用PXS5000型行车式泵吸砂机，池宽为5000mm，轨距为5300mm，整机功率为5.15KW，行车速度为1.3mmin-1，并利用SLF型螺旋渣水分离器实现砂水分离，其处理能力为5580。曝气设备选用YBM-2型膜式扩散器，共设置45个，每个空气扩散器间距为0.5m。3.3初沉池一级污水处理系统的主要处理构筑物就是初沉池，它也可以作为生物处理法中预处理的构筑物。对于一般的城镇污水，初沉池的去除对象是悬浮固体。生活污水经初沉后可以去除SS约40%55%，去除20%30%的BOD5，减轻后续处理设施的负荷。同时一定程度上，初沉池可起到调节池的作用，对水质起到一定程度的均质效果。减缓水质变化对后续生化系统的冲击，并使细小的固体絮凝成较大的颗粒，强化了固液分离效果。按去除单位质量BOD5或固体物计算，初沉池是经济上最为节省的净化步骤。其种类按水流方向可分为平流式、竖流式和辐流式6。设计采用两组并联中进周出辐流式初沉池，其设计参数如下：沉淀时间t=2h；直径D=45m；有效水深h2=4h。刮泥机选用DZG-45型单周边传动刮泥机，功率为1.5KW。3.4 生物反应池3.4.1 厌氧池回流的污泥与进入厌氧池的污泥混合并在厌氧的环境下，污泥中的聚磷菌释磷，同时水解酸化部分有机物。设计厌氧池3组并联运行，采用2廊道闭合循环。其设计参数如下：有效水深H=5m，污泥回流比R=50%，水力停留时间t=3h，单池的有效容积V=4285.9m3，单池尺寸为43m20m5.5m。每个廊道加QJB1.5/6-1800/2-42/P型推流式潜水搅拌机，功率为1.5kw每台。3.4.2 缺氧池污水在厌氧池与从好氧池回流的有大量硝酸盐、亚硝酸盐的混合液混合发生生物反硝化反应，并且去除一部分的COD。设计缺氧池3组并联运行，采用2廊道闭合循环。其设计参数如下：有效水深H=5m，污泥回流比R=50%，水力停留时间t=3h，单池的有效容积V=4285.9m3，单池尺寸为43m20m5.5m。每个廊道加QJB1.5/6-1800/2-42/P型推流式潜水搅拌机，功率为1.5kw每台。3.4.3好氧池 混合液成生物脱氮后进入曝气池。在好氧的作用下，异养微生物首先进行BOD的降解，与此同时聚磷菌大量吸磷。随着反应池内有机物浓度的不断降低，自养微生物开始进行生物硝化反应，将氨氮降解成亚硝态氮和硝态氮。7具体反应公式为8：设计好氧池三组并联运行，有效水深H=5m，混合液回流比R=287%，水力停留时间t=9h，单池的有效容积V=12857.6m3，每好氧氧池的尺寸为52m50m5.5m。每个池子设置QJB1.5/6-1800/2-42/P型推流式潜水搅拌机，安装在第五廊道中，功率为每台1.5kw。曝气器采用WBB1.5-S型微孔曝气器，每个好氧池设置480个，廊道曝气器平面布置为244个。3.5 二沉池二沉池是城市污水二级处理的重要组成部分，主要作用为泥水分离，使污泥得到初步浓缩。同时将分离出的部分污泥再重新回流到厌氧池，为生物处理提供接种微生物9。二沉池通过排放大部分剩余污泥来完成生物除磷，设计采用双堰出水可以确保总磷的去除效果。本设计二沉池采用4组并联运行的周边进水周边出水辐流式二沉池，处理效果更佳。其设计参数为：沉淀时间t=2h；直径D=35m；有效水深H=4m；采用ZBG型支座式单周边驱动刮泥机，功率为2.2kw。3.6浓缩池浓缩的主要目的是减少污泥体积，以缩小后续构筑物建设容积，便于后续的单元操作。浓缩池的作用是降低有待于稳定、脱水处置或投弃的污泥的体积。污泥浓缩后污泥浓度增大，污泥的含水率明显降低，污泥的体积大幅度地减小，从而可以大大降低其他工程措施的投资。污泥浓缩的种类分为重力浓缩、气浮浓缩和离心浓缩等10。本设计针对污泥量大、节省运行成本，采用了重力浓缩方法，重力浓缩的优点：贮存污泥能力高；操作要求不高；运行费用少，尤其是电耗。但是也存在如下缺点：占地面积大；会产生臭气；对于某些污泥作用少。4主要构筑物设计计算书4.1中格栅设计计算4.1.1中格栅设计参数及规定（1） 每日最大流量，Qmax=1.5ms-1。（2） 栅条净间距，本设计取值b中=30.0mm。（3） 过栅流速0.61ms-1，本设计取v=1ms-1。（4） 栅前流速0.40.9ms-1，本设计取v1=0.9ms-1。（5） 格栅倾角=70。（6） 栅条宽度S=0.01m。（7） 通过格栅水头损失0.080.15m。（8） 格栅间须设置工作台并高出栅前最高设计水位0.5m；且应设有安全设施和冲洗设施。（9） 每日栅渣量0.2m时，须采用机械清渣为好。（10） 格栅的动力装置应设在室内或者有其他的保护措施。（11） 格栅间须设有吊运设备以便进行格栅的检修和栅渣的日常清除11。4.1.2设计计算（1）栅前水深由优水力断面 则 栅前水深 （2）中格栅间隙数 式中 最大设计流量，ms-1；格栅倾角，70过栅流速，m/s，取；栅前水深，m； 栅条间隙，m（3）栅槽宽度 栅槽宽度一般比格栅宽0.20.3 m，本设计取0.25 m（4）过水渠道渐宽部分的长度 式中过水渠道宽，m，取1.4m；渐宽部分展开角，取20（5）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度（6）过栅水头损失 式中设计水头损失，m； 计算水头损失，m； 重力加速度，； 系数，格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般为3； 阻力系数，与栅条断面形状有关，当为矩形断面时形状系数=2.42，将值代入与关系式即可得到阻力系数的值。（7）栅后槽总高度 取 栅槽前总高度 式中 栅前渠道超高，m，取0.5m（8）栅槽总长度（9）每日栅渣量说以需要采用机械清渣式中 栅渣量，当格栅间隙为3050mm时，=0.010.03，取=0.024.1.3格栅除污机选择 据上述数据，由环境设备选用手册查得，选用GL-2500型链条式格栅除污机，其各项具体规格如下表。表4-1GL-2500型链条式格栅除污机规格公称宽度B/mm安装角度/()栅条间隙/mm电机功率/kw250070301.54.2泵房设计计算4.2.1泵房设计参数及规定12（1）泵房进水角度应少于45度为宜。（2）集水池的有效容积须至少满足污水泵5min的出水量。（3）在满足有效容积要求的同时，集水池最高水位适宜采用与进水管渠的设计水位标高相平，集水池最高水位不应超过进水管顶部。（4）集水池应确保水流流态的平稳良好，不应发生涡流或者滞留，如有必要可按需设置导流墙，水泵吸水管则应以集水池的中轴线对称布置。（5）每台泵设单独吸水管及吸水喇叭口，喇叭口直径以水泵吸水管直径的1.5倍为宜，应采用喇叭口直径的0.751.00倍作为喇叭口外缘与集水坑边缘净距。以喇叭口直径的0.8倍设为喇叭口与集水坑的底的距离为宜，相邻喇叭口的中心距离须按照水泵机组布置的要求来确定，至少是喇叭口直径的1.5倍。（6）集水池的标高可采用进水管底标高以下1.52.5m，集水坑深度以0.50.7m为佳，坡度至少为0.05。（7）相邻两机组突出部分的间距和机组突出部分与墙壁的间距，都应保证空间在水泵轴或电动机转子再检修时能够便于拆卸，并不得小于0.8m。如电动机容量大于55KW时，则应大于1.0m，作为主要通道宽度至少是1.2m。泵房与中格栅合建，至少应有满足设备的最大部件搬迁出入的门。（8）水泵为自灌式，集水池与格栅、机器间合建的泵站。4.2.2泵房设计计算（1）每台泵的设计流量（2） 扬程估算式中污水泵及泵站管道水头损失，m，取2m；自由水头估算值，m，取2.0m；水泵集水池的最低水位与H1与水泵出水井水位H2之差。单管出水井的最高水位与地面高差估计值为7.0m，集水池水深为4.0m。4.2.3选泵据上述数据，由环境设备选用手册查得，选用350QW 1500-15-90型潜水排污泵，各项具体规格如下表。表4-2 350QW 1500-15-90型潜水排污泵规格项目规格项目规格转速r/min980功率/kW90流量/(m3/h)1500效率/%82.5扬程/m15排水口径/mm350转速/(r/min)980重量/kg1100 5台泵并排布置，泵轴间的间距为1.5m；泵轴与半圆直径墙的直线间距为2m；泵轴与进水半圆墙的切线间距为3m。4.2.4集水井设计计算（1）最小水深喇叭口在最低水位时淹没水深为1.0m，其最低水位时水深h（m）式中D喇叭口口径，m，进水管管径采用1000mm，则喇叭口口径D=1.51=1.5m。（2）集水池有效容积按一台水泵8min的出水量设计计算，则集水池有效容积V（m）（3）集水池面积式中集水池的有效水深，m，取2m。（4） 集水池尺寸长：（设计取18m）宽： 4.3细格栅设计计算4.3.1细格栅设计参数及规定（1）每日最大流量，Qmax=1.5ms-1。（2）细格栅设置在污水提升泵之后，栅条间隙为1.510mm，本设计取。（3）为防止栅条间隙堵塞，过栅流速，一般采用0.6-1.0，本设计取1。（4）格栅间须设置工作台并高出栅前最高设计水位0.5m，并且应设有安全设施和冲洗设施；格栅间也要设置吊运设备以便进行格栅的检修和栅渣的日常清除。（5）每日栅渣量0.2m时，适宜采用机械清渣。（6）格栅的动力装置应设在室内或者要有其他的保护措施。（7）栅条宽度取S=0.01m。4.3.2细格栅设计计算（1）栅前水深由优水力断面 则 栅前水深 （2）细格栅间隙数 式中 最大设计流量，m/s；格栅倾角，70；过栅流速，取；栅前水深，m； 栅条间隙，m，取0.005m。（3）栅槽宽度 栅槽宽度一般比格栅宽0.20.3 m，本设计取0.2 m取1.8m（4）过水渠道渐宽部分的长度 式中过水渠道宽，m，取2m；渐宽部分展开角，取20。（5）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度（6）过栅水头损失 式中设计水头损失，m； 计算水头损失，m； 重力加速度，； 系数，格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般为3； 阻力系数，与栅条断面形状有关，当为矩形断面时形状系数=2.42，将值代入与关系式即可得到阻力系数的值。（7）栅后槽总高度 栅槽前总高度 式中 栅前渠道超高，m，取0.5m。（8）栅槽总长度（9）每日栅渣量所以应采用机械清渣。式中 栅渣量，当格栅间隙为3050mm时，=0.010.03，取=0.02。4.3.3格栅除污机选择据上述数据，由给排水设计手册查得，选用NHG22型回转式格栅除污机，其各项具体规格如下表。表4-3 NHG22型回转式格栅除污机规格公称宽度B/mm安装角度/()栅条间隙/mm电机功率/kw18007051.54.4沉砂池设计计算4.4.1曝气沉砂池设计参数及规定13（1）曝气沉砂池的超高不宜小于0.3m，本设计取0.5m。（2）污水平流速度 v1 =0.060.12本设计取0.1。（3）最大流量的停留时间 t=13min 本设计取2 min。（4）有效水深 h1=23m 宽深比 12 本设计取3m。（5）长宽比可达5，当长比宽大很多时，可设置横向挡板。（6）1m污水曝气量d=0.2（空气）。（7）空气扩散装置设置在池的一侧，距池底0.60.9m，送气管须设置调节气量的闸门。（8）城市污水沉沙量一般取X=30m/106 m（污水）。（9）砂斗容积应按照至少2d的沉沙量计算，本设计取T=2d。（10）曝气池的形状应设计的尽可能不产生偏流和死角，进水方向须与池中旋流方向一致，出水方向与进水方向垂直，并设置挡板，防止产生短流。4.4.2设计计算（1）池子总有效体积V（）式中t最大设计流量时污水的停留时间，min，取2min。（2）水流断面积A式中 v最大设计流量时水平流速，m/s，取0.1 。（3）池总宽度B（m）式中 曝气沉砂池的有效水深，m，取2.5m。设计为两组并联运行，则单个池子宽度b（m），由上可知宽深比b/=1，符合设计要求宽深比12范围，验证通过。（4）曝气池池长L（m）由上可知长宽比约为L/b=4符合设计要求，验证通过。（5）每小时所需空气量q（m/h）式中d单位体积污水所需曝气量，m3/m3（污水），取0.2 m3/m3（污水）。（6）沉砂室所需容积V沉砂室（m3）式中X城市污水沉沙量，m3/ 106m3（污水），取30 m3/ 106m3（污水）；T清除沉砂的时间间隔，d，一般采用12d，设计取2d。（7） 每个沉砂斗容积（m）式中n沉砂斗数量，个，取n=2。（8）沉砂斗上口宽式中a沉砂斗的上口宽度，m；h2沉砂斗高度，m，取0.8m； 沉砂斗壁与水平面的倾角，矩形沉砂池一般取60；a1沉砂斗底宽，m，一般采用0.40.5m，设计取0.5m。（9）沉砂斗容积 通过设计计算验证。（10）沉砂池高度池底坡降式中曝气设备与池底的距离，m，取0.6m；沉砂池池底坡度，取0.05。，设计取4m式中 h4沉砂池超高，m，取0.5m。（11）进出水装置进水采用两个DN800mm管道进水；出水采用薄壁出水堰跌落出水，出水堰可以保证沉砂池内的有效水位恒定。堰上水头式中 流量系数，一般取0.40.5，取=0.5； 堰宽，等于沉砂池的宽度5m。污水经出水堰后自由跌落0.1m后流入出水槽，出水槽宽B2=1m，水深H3=1.2m，流速为v2出水管道在出水槽中部与出水槽相接，采用DN800mm的钢管。（13）空气干管设计干管管径式中v管内空气流速，一般为1015，取10。（14） 空气竖管设计共安置8条曝气竖管，每条竖管的直径为式中 v竖管内空气流速，一般为45m/s，取5。4.43曝气沉砂池设备选择据上述数据，由环境设备选用手册查得，采用PXS5000型行车式泵吸砂机并利用SLF型螺旋渣水分离器实现砂水分离，其处理能力为5580。其各项具体规格如下表。表4-4 PXS5000型行车式泵吸砂机规格池宽B/mm规矩/mm行车速度/mmin-1电机功率/kw5000530055.15 对于曝气设备，每根竖管上的供气量为135，据上述数据，由环境设备选用手册查得选用YBM-2型膜式扩散器，共设置32个，每个池子设置16个，每个空气扩散器间距为0.5m。4.5初沉池的计算4.5.1初沉池设计参数及规定14（1）沉淀池个数或者分格数至少为2座，且应按并联系统进行考虑以防发生故障时，其余工作的沉淀池能够承担全部的流量。（2）初沉池的超高值至少为0.3m。（3）初沉池的沉淀时间t不能少于1h，本设计取2h；有效水深H一般取值为24m，对辐流式沉淀池来说是指池边水深；当表面负荷一定时，有效水深与沉淀时间之比是定值，即。（4）沉淀池的缓冲层高度取值在0.30.5m范围内11。（5）污泥斗的斜壁与水平面的倾角，方斗（圆斗）不宜小于60（55）。（6）排泥管直径以大于200mm为佳。（7）沉淀池的污泥当采用机械排泥时可以连续或间歇排泥。不用机械排泥时应每日排泥，初沉池的净水头要大于1.5m。（8）采用多斗排泥时，每个泥斗都应设置单独的闸阀和排泥管。（9）当每组沉淀池有两个以上的池子时，可以考虑在入流口出设置调节阀门调节流量以使他们的入流量均等。（10）进水管如果有压力，应设置配水井，进水管应由池壁接入，不能由井底接入，且应将进水管的进口弯头朝向井底。（11）初沉池的污泥区容积应按不大于2d的污泥量进行计算。（12）池子直径（本设计采用圆形）与有效水深的比值，一般为612,；池径不宜小于16m。（13）池底坡度一般采用0.050.10。（14）在进水口周围应设置开口面积为过水断面积6%20%的整流板。（15）表面水力负荷一般采用2.04.5m3(m2h)-1， 本设计取2m3(m2h)-1。4.5.2设计计算 初沉池采用两组并联的中心进水、周边出水辐流式沉淀池。（1）沉淀部分水面面积式中 Qmax最大设计水量，；n设计沉淀池的数量，个，取n=2； 表面水力负荷，m3/(m2h)，取=2.0 m3(m2h)-1。（2）池子直径（取D=45m）（3）沉淀部分有效水深式中 t沉淀时间，h，取2h。池子直径与有效水深的比值为10.5在范围612之间，符合设计要求。（4）沉淀部分有效容积（5）沉淀部分所需容积式中 S每人每日污泥量，L（人d）-1，一般采用0.30.8L（人d）-1，取0.5L（人d）-1； N设计人口数，人； n设计沉淀池的数量，个，取n=2； T两次清除污泥的时间间隔，d，取T=2d。（6）污泥斗容积式中 h5污泥斗高度，m；污泥斗倾角（），取60 ； D1污泥斗上部半径，m，取4m； D2污泥斗下部半径，m，取2m。（7）污泥斗以上圆锥体部分污泥容积式中 i池底坡度，取0.05； h4池底落差，m。则污泥斗的总容积为595.6+12.68608150 ，符合实际要求。（8）沉淀池池边高度式中 h1池子超高，m，取 0.5m； h3缓冲层高，m，取 0.5m。（9）沉淀池总高度4.5.3初沉池进水系统设计计算 两座沉淀池中间设置一座配水井，沉砂池的水通过两根管径为管径为DN=900mm，流速1.2m/s，水力坡度1.7的管道直接送到内层套筒，进行流量分配。配水井的有效水深取H1=3.0m，内外径分别取去D1=3.0m、D2=5.0m，中间隔墙厚度取0.3m。沉砂池的水由井底进入，流经溢流堰到配水井。4.5.4 沉淀池进水设计计算（1）中心进水管的直径D（m）式中 D中心进水管的直径，mQmax最大设计流量，m/s；v管内流速，取0.9m/s。（2）进水竖井设计设置进水竖井的口径为1.5m并安置8个尺寸为0.51.5m2的出水口沿井壁均匀分布。出水口流速v2（m/s）（3）导流筒 导流筒的过流面积式中单个沉淀池的设计流量，m3s-1； v3导流筒内流速，ms-1，取0.05ms-1； 导流筒的直径4.5.5 沉淀池出水系统设计计算出水整流采用三角堰板溢流形式，在出水堰内侧设置浮渣挡板以防止浮渣随水流冲走，淹没深度为0.4m。设计取集水槽超高0.3m，槽内水深0.5m，槽的总高度为0.8m。（1）环形集水槽的设计流量为（2）集水槽采用单侧集水环形集水槽，集水槽的槽宽式中k安全系数，一般为1.21.5，取1.2；（3）出水溢流堰 采用集水槽双侧90的三角堰口出水。每个三角堰流量式中H1堰上水头，m，取0.04m。所需三角堰的个数4.5.6初沉池刮泥机设备选择 据上述数据，由环境设备选用手册查得，选用DZG-45型单周边传动刮泥机，利用静水压力排泥，排泥管管径取500mm，出水管采用DN800mm的钢管。其各项具体规格如下：表4-5刮泥机规格表型号池径/m池深/m周边线速度/(m/min)驱动功率/kWDZG-4545431.54.6 A2/O生物反应池设计计算4.6.1 A2/O法生物脱氮除磷设计参数及规定综合水污染控制工程设计指南和水处理厂工艺设计手册对A2/O法生物脱氮除磷工艺的参数要求，制成下表：表4-6 A2/O法生物脱氮除磷设计参数及规定名称数值BOD污泥负荷Ns/kgBOD5(kgMLSSd)-10.150.2污泥浓度/(mg/L-1)20004000污泥回流比/%25100混合液回流比/%100300水力停留时间/h68；厌氧：缺氧：好氧=1:1:(34)TN负荷/kgTN(kgMLSSd)-10.05TP负荷/kgTP(kgMLSSd)-10.0030.006泥龄c/d2030溶解氧浓度/(mg/L)好氧段DO=2；缺氧段DO0.5；厌氧段DO0.2温度/13184.6.2工艺设计可行性判断 设经过初沉池的BOD5降低了20%，此时BOD5=400（1-20%）=320mgL-1，再结合上文章节2.2有关生物脱氮除磷工艺可行性分析的指标，进行评价。（1）BOD5/CODcr=320/900=0.360.35，可生化性较好。（2）BOD5/TN=320/58=5.53，COD/TN=900/58=15.57，满足反硝化需求，且当BOD5/TN5时氮的去除率大于60%。（3）BOD5/TP=320/10=3220，COD/TP=900/10=9030，生物除磷效果明显。 所以符合设计条件要求，验证通过。4.6.3 A2/O生物反应池设计计算 生物反应池设计各项参数取值定为BOD5污泥负Ns=0.15kgBOD5/(kgMLSSd)，回流污泥浓度Xr=10000mg/L，污泥回流比取R=50%。设计拟采用三组生物池并联运行的方式。（1）曝气池混合液浓度X（mg/L）（2）内回流比RN式中TN的去除效率，%；进水总氮浓度，mg/L；出水总氮浓度，mg/L。（3）反应池容积式中Q设计平均流量，m3/d；S0进水BOD5浓度，mg/L；Se出水BOD5浓度，mg/L。（4）生物反应池总水力停留时间（5） 厌氧池、缺氧池和好氧池的水力停留时间和有效容积 设厌氧：缺氧：好氧水力停留时间比为1:1:3，则厌氧池水力停留时间t1=3h；厌氧池有效容积V厌：16121.8m；缺氧池水力停留时间t2=3h；缺氧池有效容积V缺：16121.8m；好氧池水力停留时间t3=9h。好氧池有效容积V好：48365.4m。（6）校核氮磷负荷 好氧段总氮负荷校核： 厌氧段总磷负荷校核：符合设计要求，验证通过。（7）剩余污泥量 污水处理生成污泥量（干重）W1（kg/d）式中 Y污泥增殖系数，0.50.7，取0.6。 内源呼吸作用分解的污泥（干重）W2（kg/d）式中kd污泥自身氧化率，0.050.1，取0.05；Xr有机活性污泥浓度，mg/L；f，取0.75。 不可生物降解和惰性的悬浮物（干重）W3(kg/d) 可降解有机物内源代谢后产生的残留物比例可由微生物分解合成代谢之间的关系得出为。同时可有上文可知惰性悬浮物占进水SS的比例为1-f=25%，所以两者占TSS的比例总和为13.33%+25=38.33%，设计取40%，则则由此可得出剩余污泥量为：（8）生物反应池规格尺寸，设计采用3组并联运行 厌氧池：取有效水深H厌=5m，则单池面积： 取厌氧池长70m，则其宽为16m（分两个廊道，每个宽b=8m）；设超高h=0.5m，则厌氧池的尺寸为70m16m5.5m。 缺氧池：取有效水深H缺=5m，则单池面积： 取缺氧池长70m，则其宽为20m（分两个廊道，每个宽b=8m）；设超高h=0.5m，则厌氧池的尺寸为70m16m5.5m。 好氧池：取有效水深H好=5m，则单池面积： 取缺氧池长70m，则其宽为48m（分五个廊道，每个宽b=9.6m）；设超高h=0.5m，则好氧氧池的尺寸为70m48m5.5m。 有上述数据可知b/h=8/5.5=1.5，符合宽深比12的设计要求，验证通过。L/b=70/10=7，符合长宽比510的设计要求，验证通过。（10）设计需氧量 由微生物合成代谢所需要的BOD：N：P=100:5:1可知，去除320-10=310mg/L有机物的同时要同化310/1005=15.5mg/L的氨氮，因此被同化的氨氮量即为：实际需要最低反硝化的氨氮式中O1碳化需氧量，kgO2/d;O2氨氮硝化需氧量，kgO2/d;O3反硝化脱氮产氧量，kgO2/d最大需氧量与平均需氧量之比为1.4，则（11）标准需氧量 设计准备采用微孔曝气，查其参数取氧转移效率，据工程概况介绍中工程地气象资料中得知水温20。则标准状态下的需氧量SOR式中 气压调整系数，取1CL曝气池内平均溶解氧，mg/L，取2Cs（20）水温为20时清水中的溶解氧饱和度，为9.17mg/LCsm（T）设计水温T时好氧反应池中平均溶解氧的饱和度，mg/L 污水传氧速率与清水传氧速率之比，取0.82 污水中饱和溶解氧与清水中饱和溶解氧之比，取0.85 空气扩散气出口处绝对压，设曝气器敷设于距离池底0.2m处空气离开好氧反应池时氧的百分比：好氧反应池中平均溶解氧饱和度：故标准需氧量为其相应的最大标准需氧量为（12）好氧池平均供气量式中 氧利用率，%，根据设备参数取20%。 故单池的供气量为14794m3/h，最大供气量为62135m3/h，单池最大供气量为20711m3/h。4.6.4生物反应池设备选择 厌氧池/缺氧池：每个廊道加2个QJB1.5/6-1800/2-42/P型推流式潜水搅拌机，三组并联