卡鲁塞尔氧化沟毕业设计

目录摘要1Abstract11.前言12.设计总则12.1设计原则12.2 设计依据12.3设计的主要内容和范围12.4 污水处理各工艺比较12.5方案论证12.5方案论证12.6设计资料12.7工艺流程13.污水处理构筑物设计计算13.1格栅设计说明及计算13.2集水池设计说明及计算13.3平流式沉砂池设计说明及计算13.4卡鲁塞尔氧化沟的设计说明及计算13.5二沉池设计说明及计算13.6 接触消毒池设计说明及计算14.污泥处理设备1 4.1污泥浓缩池设计说明及计算15. 污水处理厂的布置1 5.1污水处理厂的平面布置1 5.2污水处理厂的高程布置16. 工程预算投资1 6.1一次性投资1 6.2运行费用1结论1总结与体会1致谢1参考文献1 摘要这次设计项目是重庆市大足工业园区污水处理工程设计。 设计废水处理规模为日处理能力30000m3/d，通过设计以卡鲁塞尔氧化沟工艺为处理核心的污水处理厂，设计处理后出水达到城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）一级A标准，对卡鲁塞尔氧化沟工艺的特点、处理效果、使用范围及优缺点进行探讨，对污水处理厂的组成、构造及工艺流程等要素进行设计，对构筑物、建筑物进行尺寸计算及方位布置。在设计中将进行方案论证、各主要构筑物及附属建筑物的设计计算、设备的选型、相关工程图纸的绘制等相关工作，最终完成本次设计。 关键词： 污水处理 卡鲁塞尔氧化沟 AbstractThe project is wastewater treatment engineering design of Chongqing Dazu industrial park . With the design of the sewage treatment plant which treat Carrousel oxidation ditch process as the core of it,I will investigate the feature,treatment effect,range of usage and advantage and advantage of the crafts,calculate and arrange the structures and buildings. The scale of wastewater treatment for daily processing capacity of 30000 m3/d. the designed water is expected to reach (GB18918-2002)level 1 A standard.To calculate the principal structures and outbuildings,to select equipment, to draw engineering drawings and other related work will be one in the process of the design. Keywords:coagulating sedimentation,Carrousel oxidation ditch. 1前言 工业园区是一个国家或区域的政府根据自身经济发展的内在要求，通过行政手段划出一块区域，聚集各种生产要素，在一定空间范围内进行科学整合，提高工业化的集约强度，突出产业特色，优化功能布局，使之成为适应市场竞争和产业升级的现代化产业分工协作生产区。 当前许多工业园区环境现状形势严峻，严重制约工业园区发展的主要因素为废水无处可排、无法处理。全国各地工业园区的数量和规模不断增加，如何控制工业园区对环境所造成的影响是当前工业园区建设和发展的焦点，而工业园区内的企业分类成群,有利于污染物集中控制。工业园区污水的治理就是其中一个重要的组成部分。采用立式低速表面曝气器供氧并推动水流前进，是由荷兰Carrousel发明，该发明人为DHV技术咨询公司雇员，开发这种氧化沟的目的是寻求渠道更深的氧化沟和效率更高、机械性能更好的系统设备，以弥补当时氧化沟的占地面积大等缺点。本文拟以重庆市大足工业园区为例，设计废水处理规模为日处理能力30000m3/d，采用卡鲁塞尔氧化沟工艺处理污水，预期使处理后的污水达到城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）一级A标准，设计过程中逐步研究此工艺的特性，了解工艺的特点。对工业园区污水治理的现状、布局、处理工艺方法和一些主要问题及相关政策进行分析和探讨，并提出相关建议。 2设计总则 2.1设计原则1.贯彻执行国家关于环境保护的政策，符合国家的有关法规、规范及标准。2.从城市的实际情况出发，在城市总体规划的指导下，使工程建设与城市的发展相协调，既保护环境，又最大程度地发挥工程效益。3.根据设计进水水质和出厂水质要求，所选污水处理工艺力求技术先进、成熟、处理效果好、运行稳妥可靠、高效节能、经济合理、确保污水处理效果，减少工程投资及日常运行费用。4.妥善处理和处置污水处理过程中产生的栅渣、沉砂和污泥，避免造成二次污染。5.为确保工程的可靠性及有效性，提高自动化水平，降低运行费用，减少日常维护检修工作量，改善工人操作条件，本工程中的关鍵设备拟从国外引进。其它设备和器材则采用合资企业或国内名牌产品。6.采用现代化技术手段，实现自动化控制和管理，做到技术可靠、经济合理。7.为保证污水处理系统正常运转，供电系统需有较高的可靠性，采用双回路电源，且污水厂运行设备有足够的备用率。8.在污水厂征地范围内，厂区总平面布置力求在便于施工、便于安装和便于维修的前提下，使各处理构筑物尽量集中，节约用地，扩大绿化面积，并留有发展余地。使厂区环境和周围环境协调一致。9.竖向设计力求减少厂区挖、填土方量和节省污水提升费用。10.厂区建筑风格力求统一，简洁明快，美观大方，并与厂区周围景观相协调。11.积极创造一个良好的生产和生活环境。 2.2 设计依据 城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）一级A标准； 给水排水设计手册第五册 城市排水 ； 给水排水快速设计手册第二册 排水工程 。 2.3 设计的主要内容和范围本设计的主要内容包括工艺流程的确定、主要构筑物的设计、设备的选型、平面高程布置、土建电气照明等附属设施的说明、工程概预算等。从废水集水池进水口至废水处理站的放流池排放口。地基处理和废水处理站外的废水收集管道系统由公司自行处理。 2.4 污水处理各工艺比较1、氧化沟工艺 氧化沟是活性污泥法的一种变形，其池体狭长，故称为氧化沟。氧化沟有多种构造型式，典型的有：A：卡罗塞式；B：奥巴尔型；C：交替工作式氧化沟；D：曝气沉淀一体化氧化沟氧化沟技术已广泛应用于大中型城市污水处理厂，其规模从每日几百立方米至几万立方米，工艺日趋完善，其构造型式也越来越多。其主要特点是：进出水装置简单；污水的流态可看成是完全混合式，由于池体狭长，又类似于推流式；BOD负荷低，处理水质良好；污泥产率低，排泥量少；污泥龄长，具有脱氮的功能。2、A/O法 生物接触氧化法是一种介于活性污泥法与生物滤池之间的生物膜法工艺，其特点是在池内设置填料，池底曝气对污水进行充氧，并使池体内污水处于流动状态，以保证污水与污水中的填料充分接触，避免生物接触氧化池中存在污水与填料接触不均的缺陷。该法中微生物所需氧由鼓风曝气供给，生物膜生长至一定厚度后，填料壁的微生物会因缺氧而进行厌氧代谢，产生的气体及曝气形成的冲刷作用会造成生物膜的脱落，并促进新生物膜的生长，此时，脱落的生物膜将随出水流出池外。生物接触氧化法具有以下特点：由于填料比表面积大，池内充氧条件良好，池内单位容积的生物固体量较高，因此，生物接触氧化池具有较高的容积负荷；由于生物接触氧化池内生物固体量多，水流完全混合，故对水质水量的骤变有较强的适应能力；剩余污泥量少，不存在污泥膨胀问题，运行管理简便。特点:生物接触氧化法具有生物膜法的基本特点，但又与一般生物膜法不尽相同。一是供微生物栖附的填料全部浸在废水中，所以生物接触氧化池又称淹没式滤池。二是采用机械设备向废水中充氧，而不同于一般生物滤池靠自然通风供氧，相当于在曝气池中添加供微生物栖附的填料，也可称为曝气循环型滤池或接触曝气池。三是池内废水中还存在约25的悬浮状态活性污泥，对废水也起净化作用。因此生物接触氧化法是一种具有活性污泥法特点的生物膜法，兼有生物膜法和活性污泥法的优点。生物接触氧化法净化废水的基本原理与一般生物膜法相同，就是以生物膜吸附废水中的有机物，在有氧的条件下，有机物由微生物氧化分解，废水得到净化。 生物接触氧化池内的生物膜由菌胶团、丝状菌、真菌、原生动物和后生动物组成。在活性污泥法中，丝状菌常常是影响正常生物净化作用的因素；而在生物接触氧化池中，丝状菌在填料空隙间呈立体结构，大大增加了生物相与废水的接触表面，同时因为丝状菌对多数有机物具有较强的氧化能力，对水质负荷变化有较大的适应性，所以是提高净化能力的有力因素。分流式的曝气装置在池的一侧填料装在另一侧依靠泵或空气的提升作用，使水流在填料层内循环，给填料上的生物膜供氧。此法的优点是废水在隔间充氧，氧的供应充分，对生物膜生长有利。缺点是氧的利用率较低，动力消耗较大；因为水力冲刷作用较小，老化的生物膜不易脱落新陈代谢周期较长生物膜活性较小；同时还会因生物膜不易脱落而引起填料堵塞。直接式是在氧化池填料底部直接鼓风曝气。生物膜直接受到上升气流的强烈扰动，更新较快，保持较高的活性；同时在进水负荷稳定的情况下，生物膜能维持一定的厚度，不易发生堵塞现象。一般生物膜厚度控制在1毫米左右为宜。A/O法优点在于： 体积负荷高，停留时间短，节约占地面积； 生物活性高； 有较高的微生物浓度； 污泥产量低； 出水水质好且稳定； 动力消耗低； 不产生污泥膨胀； 挂膜方便，可间歇运行； 工艺运行简单，操作方便，抗冲击负荷能力强。 目前存在的问题主要是池内填料间的生物膜有时会出现堵塞现象，尚待改进。研究的方向是针对不同的进水负荷控制曝气强度，以消除堵塞；其次是研究合理的氧化池池型和形状、尺寸和材质合适的填料。3、SBR法序批式活性污泥法（SBRSequencing Batch Reactor）是早在1914年就由英国学者Ardern和Locket发明了的水处理工艺。70年代初，美国Natre Dame 大学的R.Irvine 教授采用实验室规模对SBR工艺进行了系统深入的研究，并于1980年在美国环保局（EPA）的资助下，在印第安那州的Culwer城改建并投产了世界上第一个SBR法污水处理厂。SBR工艺的过程是按时序来运行的，一个操作过程分五个阶段：进水、反应、沉淀、滗水、闲置。 由于SBR在运行过程中，各阶段的运行时间、反应器内混合液体积的变化以及运行状态等都可以根据具体污水的性质、出水水质、出水质量与运行功能要求等灵活变化。对于SBR反应器来说，只是时序控制，无空间控制障碍，所以可以灵活控制。因此，SBR工艺发展速度极快，并衍生出许多种新型SBR处理工艺。 设计要点：理论上SBR反应器的容积负荷有一个较在的范围，为0.11.3 kgBOD5/m3.d，但为安全计，一般取低值，如0.1 kgBOD5/m3.d左右。最高水位和最低水位，最高水位即反应时的水位，最低水位是指排放工序结束时的水位，最低水位必须保证在排水在此水位时，沉淀污泥不随上清液而流失。SBR工艺的主要特点有：出水水质较好；不产生污泥膨胀；除磷脱氮效果好。其缺点是池容和设备利用率低，占地面积较大、运行管理复杂，自控水平要求高。4、曝气生物滤池 曝气生物滤池是90 年代初兴起的污水处理新工艺，已在欧美和日本等发达国家广为流行。该工艺具有去除SS 、COD 、BOD 、硝化、脱氮、除磷、去除AOX （有害物质）的作用 其特点是集生物氧化和截留悬浮固体与一体，节省了后续沉淀池( 二沉池) ，其 容积负荷、水力负荷大，水力停留时间短，所需基建投资少，出水水质好：运行能耗低，运行费用省。曝气生物滤池，相当于在曝气池中添加供微生物栖附的填(滤)料，在填料下鼓气，是具有活性污泥特点的生物膜法。曝气生物滤池(BAF)70年代末起源于欧洲大陆，已发展为法、英等国设备制造公司的技术和设备产品。BAF工艺的优点： 总体投资省，包括机械设备、自控电气系统、土建和征地费；占地面积小，通常为常规处理工艺占地面积的80% ，厂区布置紧凑，美观； 处理出水质量好，可达到中水水质标准或生活杂用水水质标准；工艺流程短，氧的传输效率高，供氧动力消耗低，处理单位污水的电耗低；过滤速度高，处理负荷大大高于常规处理工艺； 缺点：曝气生物滤池运行维护较复杂，尤其是填料的反洗与更换，从而导致运行费用也较高。5、MBR工艺膜-生物反应器工艺（MBR工艺）是膜分离技术与生物技术有机结合的新型废水处理技术。它利用膜分离设备将生化反应池中的活性污泥和大分子有机物质截留住，省掉二沉池。活性污泥浓度因此大大提高，水力停留时间（HRT）和污泥停留时间（SRT）可以分别控制，而难降解的物质在反应器中不断反应、降解。因此，膜-生物反应器工艺通过膜分离技术大大强化了生物反应器的功能。与传统的生物处理方法相比，具有生化效率高、抗负荷冲击能力强、出水水质稳定、占地面积小、排泥周期长、易实现自动控制等优点，是目前最有前途的废水处理新技术之一。 中空纤维膜组件置于MBR中，污水浸没膜组件，通过自吸泵的抽吸，利用膜丝内腔的抽吸负压来运行。膜组件材质为聚乙烯。膜组件公称孔径为0.4 m，是悬浮固体、胶体等的有效屏障；中空纤维膜丝较细，有较好的柔韧性，能保持较长的寿命，即使有膜丝破损的现象发生，由于膜丝内径仅为270 m，可被污泥迅速阻住，对处理水质完全没有影响。 鼓风机曝气，在提供微生物生长所必须的溶解氧之外，还使上升的气泡及其产生的紊动水流清洗膜丝表面，阻止污泥聚集，保持膜通量稳定，设计气水比为201。MBR中产生的剩余污泥由气提泵定量提升至污泥浓缩池，污泥在其中浓缩，并使污泥减容，上清液回流至调节池，MBR出水由自吸泵抽送至回用水池。MBR的技术优势：出水水质好工艺参数易于控制，能实现HRT与SRT的完全分离设备紧凑，省掉二沉池，占地少剩余污泥产量少有利于增殖缓慢的硝化细菌的截留、生长和繁殖克服了常规活性污泥法中容易发生污泥膨胀的弊端系统可采用PLC控制，易于实现全程自动化MBR工艺的缺点：MBR工艺造价相对较高，为普通污水处理工艺的1.5-2.0倍。国产膜片质量较差、使用时间较短，进口膜片价格过高，运行维护及更换费用较高。 三、各种工艺的比较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，包括投资费用、运行费用、占地面积、出水水质、后期管理等各方面进行系统的比较，因地制宜的选择适合的工艺。1、 在生活污水中的应用 随着我国水处理工艺技术的不断改进，近两年A-O、BAF及MBR工艺应用越来越广，前些年氧化沟工艺的应用较多，造价较低，适用于土地资源较丰富的地区。2、 占地面积与总池容氧化沟与SBR工艺占地面积较大，A-O、BAF工艺占地面积较小，MBR占地面积最小（为普通工艺占地面积的60%）。3、 投资费用 相比较而言，氧化沟、SBR投资费用最低，A-O较低，MBR和曝气生物滤池造价相对较高，BAF较普通工艺高出25%左右，MBR根据膜的不同，价格相差较大（采用国产膜，总投资较普通工艺高出40%左右，进口膜则要高80%）。4、 运行成本及管理SBR自动化程度要求较高；氧化沟自动化程度较低；BAF反洗等很难实现自动化操作，需人工操作，则人工费较高；若不考虑折旧费，单从人工费、电费、药剂费来考虑每日运行费用，MBR最低，为0.35元/d左右，BAF、A-O在0.50元/d左右；若考虑折旧费，考虑到MBR和BAF维护及更换费用较高，则其运行费用比A-O要高。5、 出水水质MBR 、BAF、A-O工艺出水水质较好，可满足回用标准，耐冲击负荷较高，运行稳定。四、结论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，因此，要根据现场情况做出适宜的选择。根据甲方提供的相关资料，在可利用面积较少的前提下，不推荐使用氧化沟和SBR工艺。同时，为了降低投资和运行成本，确保出水水质，根据技术上合理，经济上合算，管理方便，运行可靠且有利于近、远期结合的原则，进行工艺方案的优化抉择。鉴于上述的对比，对于污水处理量在 2000T/D以下的企业，要求出水水质标准高或者需要中水回用，且设备运行稳定的企业来说，建议采用卡鲁塞尔氧化沟处理工艺。 2.5方案论证氧化沟（Oxidation Ditch）是一种活性污泥法工艺，污水和活性污泥混合液在其中循环流动，因此被称为“氧化沟”，又称“环形曝气池”。氧化沟属于一般不需要初沉池，并且通常采用延迟曝气；其结构形式采用环形沟渠形式，混合液在氧化沟曝气器的推动下做水平流动。 传统的卡鲁塞尔氧化沟是1967年由荷兰DHV公司开发研制的多沟串联污水生化处理系统。进水与回流活性污泥混合后，沿水流方向在沟内作无终端的循环流动。一般在池的一端安装立式表曝机，每组沟安装一个，不仅起到曝气供氧的作用，而且起到搅拌混合的作用，并向混合液传递水平循环动力。表曝机的这种定位布置形成了在装置下游混合液的溶解氧浓度较高，随着水流沿沟长的流动，溶解氧浓度梯度变化形成了好氧区、缺氧区的特征。卡鲁塞尔氧化沟除了能获得较高的BOD去除率，同时还能在同一池中实现硝化和反硝化的生物脱氮效果。一、氧化沟的技术特点1. 构造形式多样性2. 氧化沟曝气设备的多样性3.曝气强度可调节4.对预处理、二沉池和污泥处理进行工艺简化5.具有推流式流态的某些特征。二、氧化沟与其他生物处理工艺的比较 氧化沟污泥负荷一般小于0.1kgBOD5/(kgMLSSd),因此其出水水质较好，畏怯其运行可靠性和稳定性高。表2-1列出了美国EPA队29个氧化沟处理厂运行数据的统计结果，以及对比其他生物处理法运行效果的统计数据。 表2-1 氧化沟与其他生物处理工艺运行效果的比较 二级生物处理工艺出水浓度/(mg/L)去除率/%TSSBOD5TSSBOD5氧化沟工艺10.512.39493活性污泥工艺3.1268184生物滤池26428279生物转盘23257978 由表2-1中数据可见，氧化沟工艺的出水水质确实比其他生物处理法更优。调查还表明，氧化沟工艺的可靠性也比其他生物处理法好。表2-2列出了采用不同工艺的污水处理厂达标的保证率，从中可以对其运行可靠性作出评价。 表2-2 各种生物处理工艺运行可靠性二级生物处理工艺 达标率/%出水浓度10mg/L出水浓度20mg/L出水浓度30mg/LTSSBOD5TSSBOD5TSSBOD5氧化沟工艺656585909496活性污泥工艺153933655080生物滤池 2 3 15生物转盘223045607090 显然，对比之下氧化沟工艺的出水水质最稳定可靠。表2-2中数据还说明，控制的出水水质标准越高，氧化沟的优越性也就越突出。 一般氧化沟都能使污水中的氨氮达到95-99%的硝化程度，设计恰当、运行良好的氧化沟可以实现生物脱氮，这是因为在氧化沟中存在好氧区和缺氧区。在好氧区，有机物分解稳定，氨氮则硝化为硝酸盐；在缺氧区，污水中有机物作为反硝化菌的碳源，硝酸盐被反硝化菌还原为氮气，脱氮效果可达80%。如果采用其他生物脱氮流程，不仅流程复杂，而且基建运行费用也较高。3、 基建投资和运行费用比较 美国EPA在对氧化沟和其他生物处理法的运行效果进行比较的同时，也比较分析了基建投资和运行费用。(以相对值表示) 表2-3 氧化沟和其他生物处理法基建投资和运行费用的对比要求脱氮的污水处理流程 基建投资 运行费用3785m3/d18925m3/d3785m3/d18925m3/d传统活性污泥法100100100100氧化沟83788393SBR78818393 比较结果说明，当处理厂的规模分别为3785m3/d和18925m3/d时，氧化沟法工艺的基建投资分别为传统活性污泥法基建投资的83%和78%。当处理厂的规模较小时，其运行费用也较省，如处理水量为3785m3/d时，其年度运行费用约为传统活性污泥法污水厂的83%；当处理厂规模增大至18925m3/d时，其运行费用约为传统活性污泥法的93%。当要求在生物处理中进行硝化时，氧化沟一般不需增加很多投资和运行费用，而其他生物处理法则需要增加很多投资和运行费用。例如，处理水量分别为3785m3/d和37850m3/d的氧化沟法进行硝化时，处理厂的基建投资仅为同等规模的一级活性污泥法基建投资的50%和65%，为二级活性污泥法基建投资的40%和55%；其运行费用则为一级活性污泥法的71%和124%，为二级活性污泥法的61%和112%。可见，当处理厂规模较大时，氧化沟法所需的运行费用比一般活性污泥法略高，因此针对中、小型的污水处理厂氧化沟工艺就清楚地显示出其优越性。但如果要求进行生物脱氮，则氧化沟法就要比其他工艺大大节省基建投资和运行费用。表是清华大学钱易教授根据美国EPA提供的数据进行的统计结果。 表2-4 不同脱氮流程的经济性比较 要求脱氮的污水处理流程 基建投资 运行费用3785m3/d37850m3/d3785m3/d37850m3/d氧化沟 100100100100一级活性污泥法+混合反硝化池291221210137二级活性污泥法+混合反硝化池331241232146一级活性污泥法+固定膜反硝化池308221208123一级活性污泥法+固定膜反硝化池347248228135传统活性污泥+折点加氯法248204189123传统活性污泥+氨吹脱215182147105 2.6设计资料设计流量：Q=30000m3/d=0.347m3/s取污水变化系数KZ=1.3，则：Qmax=QKZ=0.3471.3=0.451m3/s进水水质：BOD5 160mg/L，CODCr 450mg/L，NH3-N 30mg/L，SS 350mg/L，TN 40mg/L， TP 5mg/L出水水质执行城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）一级A标准，即 BOD5 10mg/L，CODCr 50mg/L，NH3-N5mg/L，SS10mg/L，TN15mg/L， TP0.5mg/L 2.7工艺流程 在实际操作中，需要处理的污染物千差万别，处理的方式和方法也是有差异的。选择工艺路线是决定设计质量的关键，必须认真对待。如果某一污染物仅有一种处理方法，也就无须选择；若有几种不同的处理方法，就应该逐个进行分析研究，通过各方面的比较，从中筛选出一种最佳的处理方法，作为下一步处理工艺流程设计的依据。 工艺路线的选择原则：在选择处理的工艺路线时，应注意考虑如下基本原则。1.合法性。2.先进性。3.可靠性。4.安全性。5.结合实际情况。6.简洁和简单性。 3 污水处理构筑物设计计算 3.1格栅设计说明及计算3.1.1格栅的设计说明 格栅是用一组平行的金属栅条或筛网制成，安装在污（废）水渠道和泵房集水井的进口处或污废水处理厂的端部，用于截留较大的悬浮物或漂浮物，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷，防止其后处理构筑物的管道阀门或水泵堵塞。3.1.2格栅的计算 图3-1 格栅设计计算图1.中格栅的计算(1)栅条间隙数n 式中：最大设计流量(m3/d) n栅条间隙数(个) 格栅倾角()，一般为4575，取=60 b栅条间隙(m)，取b=0.03m h栅前水深(m)，取h=0.4m v过栅流速(m/s)，一般为0.40.9m/s，取v=0.8m/s 经验修正系数则： (2) 栅槽宽度B 式中：B格栅槽宽度(m) bs栅条宽度(m)，取bs=0.01m n格栅间隙数(个) b栅条间隙(m)则： B=0.02(41-1)+0.0341=2.03m(3)进水渠至栅槽间渐宽部分的长度L1 式中：L1 进水渠道渐宽部分的长度(m) B1 进水渠宽(m)，设 B1 =1.70m 1进水渠道渐宽部分的展开角度()，取1=20则： (4)栅槽至出水渠间渐缩部分长度L2 (5)通过格栅的水头损失h2 式中：h2过栅水头损失(m) h0计算水头损失(m) 阻力系数，与栅条的断面几何形状有关，取，=2.42 g重力加速度，取g=9.81m/s2 k系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增大倍数，一般取k=3则：(6) 栅后槽的总高度H 式中：h1栅前渠道超高(m)，一般取h1=0.3m h2过栅水头损失(m) h栅前水深(m)则：H=0.4+0.3+0.081=0.780.8(7) 栅槽总长度L L=L1+L2+0.5+1.0+式中：L栅槽总长度(m) L1进水渠道渐宽部分的长度(m) L2栅槽与出水渠道连接处的渐宽部分的长度(m) H1格栅前渠道深(m)则：L=0.45+0.23+0.5+1.0+=2.58m(8) 每日栅渣产量W 式中：Qmax最大设计流量(m3/s) 每日栅渣量(m3/d) 单位体积污水栅渣量（m3/(103m3污水)），格栅间隙为3050mm时，=0.030.01m3/d，取=0.03m3/(103m3污水) 污水流量总变化系数，取=1.3则：，宜采用机械清渣2.细格栅的计算(1)栅条间隙数n 式中：最大设计流量(m3/d) n栅条间隙数(个) 格栅倾角()，一般为4575，取=60 b栅条间隙(m)，取b=0.03m h栅前水深(m)，取h=0.4m v过栅流速(m/s)，一般为0.40.9m/s，取v=0.8m/s 经验修正系数则： (2)栅槽宽度B 式中：B格栅槽宽度(m) bs栅条宽度(m)，取bs=0.01m n格栅间隙数(个) b栅条间隙(m)则： B=0.02(87-1)+0.0387=3.11m(3)进水渠至栅槽间渐宽部分的长度L1 式中：L1 进水渠道渐宽部分的长度(m) B1 进水渠宽(m)，设 B1 =2.78m 1进水渠道渐宽部分的展开角度()，取1=20则： (4)栅槽至出水渠间渐缩部分长度L2 (5)通过格栅的水头损失h2 式中：h2过栅水头损失(m) h0计算水头损失(m) 阻力系数，与栅条的断面几何形状有关，取，=2.42 g重力加速度，取g=9.81m/s2 k系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增大倍数，一般取k=3则：(6)栅后槽的总高度H 式中：h1栅前渠道超高(m)，一般取h1=0.3m h2过栅水头损失(m) h栅前水深(m)则：H=0.4+0.3+0.081=0.780.8(7)栅槽总长度L L=L1+L2+0.5+1.0+式中：L栅槽总长度(m) L1进水渠道渐宽部分的长度(m) L2栅槽与出水渠道连接处的渐宽部分的长度(m) H1格栅前渠道深(m)则：L=0.45+0.23+0.5+1.0+=2.58m(8)每日栅渣产量W 式中：Qmax最大设计流量(m3/s) 每日栅渣量(m3/d) 单位体积污水栅渣量（m3/(103m3污水)），格栅间隙为1625mm时，=0.100.05m3/d，取=0.01m3/(103m3污水) 污水流量总变化系数，取=1.3则：，宜采用机械清渣3.1.3格栅设备选型 根据中格栅计算结果，选择JPS型阶梯式机械格栅。一用一备。本阶梯式机械格栅由不锈钢材制成，主要技术参数见表3-1。 工称栅宽/mm有效栅宽/mm安装角度/()栅条间隙/mm栅条净距/mm电机功率/kW槽深/m80030006002800607514507400.753.0 3 表3-1 JPS型阶梯式机械格栅技术参数 根据细格栅计算结果，选择GSGL-2.0型系列高链式格栅除污机。一用一备。该型号除污机用于泵站进水渠（井），拦截水中的漂浮物。主要技术参数见表3-2。型号栅渠宽度/m格栅宽度/mm安装角度/()栅条净距/m栅条厚度/m正常最大水深/m栅渠底与格栅间地面的距离/m电机功率/kwGSGL-2.02186070751540801.66.02.2 表3-2 GSGL-2.0型型高链式格栅除污机主要技术参数 3.2集水池设计说明及计算设计流量=0.451m3/s，设污水泵房选用一用一备，则每台泵的平均流量为0.451m3/s，集水井的有效容积按一台泵5min的流量计算，则： 取集水井的深度为H=6m，集水井水面表面积为设井宽B=4.1m，则L=5.5m,取超高为1m,浮渣高为0.5m,则集水井实际井深为： 3.3平流式沉砂池设计说明及计算3.3.1 平流式沉砂池的设计说明 沉砂池可去除密度较大的无机颗粒，如泥沙和煤渣等，它一般设置于泵站和虹吸管之前，以便减轻无机颗粒对水泵和管道的磨损；也可设置于初沉池前，以便减轻沉淀池负荷及改善污泥处理构筑物的处理条件。3.3.2 平流式沉砂池的计算 图3-2 平流式沉砂池设计计算简图(1)沉砂池的长度L 式中：L沉砂池长度(m) v最大设计流量时的流速(m/s)，一般为0.150.3m/s，取v=0.25m/s t最大设计流量时的流行时间(s)，一般为3060s，取t=40s则： L=0.2540=10m(2) 水流截面面积A 式中：A水流截面面积(m2) Qmax最大设计流量(m3/s) v最大设计流量时的流速(m/s)则： (3) 沉砂池的总宽度B B=bn式中：B沉砂池的总宽度(m) b沉砂池每格宽度(m)，设b=1m n沉砂池分格数(个)，设n=2则： B=21=2m(4) 有效水深h2 式中：h2有效水深(m) A水流截面面积(m2) B沉砂池的总宽度(m)(5) 沉砂斗所需容积V 式中：V沉砂斗所需容积(m3) X城市污（废）水沉砂量【m3/106m3污（废）水】，一般取X=30m3/10污（废）水 T清除沉砂的时间间隔(d)，取T=2d KZ污水流量总变化系数，取KZ=1.3则：(6)每个沉砂斗所需容积V0设每个分格中有两个沉砂斗，则：(7) 沉砂斗设计尺寸 设斗底宽度a1=0.6m，斗壁倾角为55，斗高h斗=0.6m则： 沉淀斗上口宽： 沉砂斗容积：， 所以设计符合要求。(8)沉砂室高度h3 设采用重力排砂，池底设6%坡度坡向砂斗，则： (9) 池高度H 式中：H池总高度(m) h1超高(m)，取h1=0.3m h2有效水深(m) h3沉砂室高度(m)则：(10) 验算最小流速 最小流量时只用一格工作，其过水断面面积，所以最小流速为：，符合设计要求。 3.3.3设备选型 根据计算数据，选择PXS-3000型泵吸式排砂机，一用一备。该机多用于平流式沉砂池沉砂的排除，由行走装置、行车大梁、疏砂泵、砂水分离器、动力线及信号线的收放装置等组成。PXS-型泵吸式排砂机技术参数如下表。 表3-3 PXS-3000型泵吸式排砂机技术参数型号池宽/mm轨距/mm整机功率/kW行车速度/mmin-1PXS-3000300033005.151.3 3.4卡鲁塞尔氧化沟的设计说明及计算3.4.1卡鲁塞尔氧化沟的设计说明 卡鲁塞尔氧化沟系列是有荷兰DHV公司开发研制的，采用立式表面曝气机。污水经过格栅和沉砂池后，不经过预沉淀，直接与回流污泥一起进入氧化沟系统 ，在充分搅拌的曝气区下游，逐渐形成推流，水流维持在最小流速，保证活性污泥处于悬浮状态。水流有曝气区的湍流变成平流状态，从而改变了污泥的沉降性能，提高了出水质量。3.4.2卡鲁塞尔氧化沟的计算 图3-3 氧化沟设计计算简图(1)设计参数 假设污泥龄c=15d，查资料得：当c=15d时，Y=0.56，污泥浓度X=4000mg/L(2)好氧区容积V1 式中：V1 好氧区容积(m3/d) Q污水设计流量(m3/d) X污泥浓度（kg/m3） L0,Le分别为进、出水BOD5浓度（mg/L） LrLr= L0-Le ,去除的BOD5浓度（mg/L） c污泥龄（d） Y污泥净产率系数（kgMLSS/kgBOD5)，一般为0.40.8 Kd污泥自身氧化率（d-1)，对于城市污水一般为0.040.075d-1则： 好氧区停留时间 (3)缺氧区容积 反硝化区脱氮量W W=进水总氮量-（随剩余污泥排放的氮量+随水带走的氮量） 式中：W反硝化区脱氮量（kg/d） LrLr= L0-Le ,去除的BOD5浓度（mg/L） N0,Ne分别为进、出水BOD5浓度（mg/L）则： 反硝化区所需污泥量 式中：G反硝化区所需污泥量（kg） W反硝化区脱氮量（kg/d） VDN反硝化速率（kgNO3-N)/(kgMLSSd),取VDN=0.026（kgNO3-N)/(kgMLSSd)则： 反硝化区容积 缺氧区停留时间 式中：t2 反硝化区污水停留时间（s） V2反硝化区容积（m3） Q污水设计流量（m3/d）则：(4)厌氧区容积V3 式中：V3厌氧区容积（m3） T厌氧区污水停留时间（h）,一般为12h,取t=1.5h则：（5） 氧化沟总容积V 则：设氧化沟为矩形断面，取氧化沟水深H0=4m,超高h=0.3，则氧化沟总高度H=4.3m,氧化沟长为90m,氧化沟平面面积为沟宽。（6） 剩余污泥量Xw 式中：Xw剩余污泥量（kg/d） LrLr= L0-Le ,去除的BOD5浓度（mg/L） c污泥龄（d） Kd衰减系数，取Kd=0.05 Q平平均流量（m3/d） Y污泥净产率系数（kgMLSS/kgBOD5)则： 湿污泥量QS：式中：P含水率 QS湿污泥量（m3/d）则： (7)总水力停留时间t 式中：t总水力停留时间(h) V氧化沟总容积（m3） Q污水设计流量（m3/d）则： （8） 污泥负荷 式中：L0-Le 去除的BOD5浓度（mg/L） NS污泥负荷(kgBOD5/kgMLSSd) Xv污泥活性系数则：, 0.1NS0.2,符合要求（9） 最大需要量(kg/d) 3.4.3设备选型1.曝气设备选型： PE型表面曝气机适用于污水处理的充氧曝气及氧化塘的曝气，选用PE-1800型表面曝气机，十二台，备用四台。本机采用立式传动，分恒速和调速两种结构，叶轮为泵E型式，叶轮可升降调整。其主要技术参数见表。 表3-4 PE型立式表面曝气机主要技术参数 型号叶轮直径/mm叶轮形式功率/kW充氧量/(kg/h)叶轮升降/mmPE-18001800 泵E型22 528 1402.搅拌机选型：JBS型框式双桨搅拌机适用于给水和排水工程中的混合池，反应池原水与各种药剂的混合及反应过程的搅拌。两用一备。其主要技术参数见表。 表3-5 JBS型螺旋桨搅拌机主要技术参数型号转数/(r/min)功率/kW外形尺寸/mmJBS型80.3752001400910 3.5二沉池设计说明及计算3.5.1二沉池的设计说明 二沉池是活性污泥系统的重要组成部分，它用以澄清混合液，并回收、浓缩活性污泥，其效果的好坏，直接影响出水的水质和回流污泥的浓度。因为沉淀和浓缩效果不好，出水中就会增加活性污泥悬浮物，从而增加出水的BOD浓度；同时，回流污泥浓度也会降低，从而降低曝气池中混合液浓度，影响净化效果。二沉池除了进行泥水分离外，还需进行污泥浓缩。同时，由于进水的水量、水质的变化，它还要暂时贮存污泥。 3.5.2二沉池的计算 图3-4 辐流式二沉池设计计算简图 设计最大流量Qmax=1.330000=39000m3/d=1625m3/h(1)二沉池表面积（m2） 式中：Qmax污水最大设计流量（m3/d） n二沉池座数 q0二沉池水力负荷m3/(m2h),取q0=2m3/(m2h) A1二沉池表面积(m2)则：(2) 二沉池池子直径（m） 式中：D二沉池池子直径（m） A1二沉池表面积(m2) 则： ，取D=24m,则：R=12m(3)有效水深（m）取沉淀时间t=1.5h, h2=q0t=21.5=3m(4)污泥部分所需容积VW 式中：S每人每日污泥量，L/人d N人数 T污泥在斗内停留时间（h），取T=4h n二沉池座数则：(5)污泥斗容积V1 设中心泥斗的上口半径r1=2m，下底半径r2=1m,斗壁倾角=60，则泥斗高： h5=(r1-r2)tan=(2-1)tan60=1.73m 污泥斗容积： (6)泥斗以上池底污泥容积V2 缓冲层高度： 泥斗以上池底污泥容积： (7) 沉淀池容纳污泥的总能力 (8) 沉淀池总高度 式中：h1超高，取h1=0.3m则：(9) 沉淀池池周高度H (10) 径深比校核： ，在612范围内，符合要求3.5.3设备选型 根据计算数据，选用CGX-25C单周边传动刮吸泥机，两用一备。 CGX-C机型适用于活性污泥工艺中二沉池活性污泥的回流及沉淀污泥的排除。该机为中心支柱，周边传动、垂架式，采用周边进水，周边出水，中心排泥的方式与其他形式刮泥机相比，具有回流污泥泥质新鲜、活性强，既可以减少污泥的回流量又可减少生化池的曝气量等优点，是一种较为理想的活性污泥回流设备。 表3-6 CGX-25C型单周边传动刮吸泥机主要设计参数型号池径D/m池深H/m周边线速度/mmin-1电机功率/kWCGX-25C 25 3.55 2.5 0.75 3.6 接触消毒池设计说明及计算3.6.1 接触消毒池设计说明 城市污水经一级、二级处理后，水质有所改善，细菌含量大幅减少，但细菌的绝对值仍然很可观，并存有病原菌的可能。因此，在排放水体或农田灌溉之前，应进行消毒处理。接触消毒池指的是使消毒剂与污水混合，进行消毒的构筑物。 3.6.2 消毒接触池设计计算1.消毒接触池容积 设停留时间t=30min，平均流量Q=30000m3/d。 则容积：2. 消毒接触池表面积 设有效水深h2=5m,则表面积：3.池长 设每格池宽1.5m，则总池长：+=每个廊道长：