污水处理毕业设计论文

目录摘要引言11 设计说明书11.1工程概况11.1.1设计资料11.1.2水质水量资料11.1.3排放标准及设计要求11.2处理方案的确定21.1.1城市污水处理综述及原则21.2.2常用城市污水处理技术31.2.3处理工艺的选择61.2.3.1计算依据61.2.3.2处理程度计算61.2.3.3综合分析71.2.3.4工艺流程71.2.3.5流程说明81.2.4主要构筑物说明81.2.4.1格栅81.2.4.2曝气沉砂池91.2.4.3厌氧池91.2.4.4缺氧池91.2.4.5好氧池91.2.4.6二沉池102 设计计算书102.1格栅的设计102.1.1设计参数102.1.2设计计算102.1.2.1粗格栅102.1.2.2细格栅122.2曝气沉砂池的设计152.2.1设计参数152.2.2设计计算152.3主体反应池的设计182.3.1设计参数182.3.2设计计算182.4配水井的设计2错误！未定义书签。2.4.1设计参数2错误！未定义书签。2.4.2设计计算2错误！未定义书签。2.5幅流式二沉池的设计272.5.1设计参数272.5.2设计计算272.6浓缩池的设计292.7污泥贮泥池的设计302.8构筑物计算结果及说明303 污水厂平面布置323.1布置原则323.2平面布置333.3附属构筑物的布置334 高程计算错误！未定义书签。4.1水头损失错误！未定义书签。4.2标高计算344.2.1二沉池344.2.2配水井错误！未定义书签。4.2.3 A2/O池354.2.4沉砂池354.2.5格栅354.2.6浓缩池354.2.7贮泥池355 投资估算错误！未定义书签。5.1生产班次和人员安排错误！未定义书签。5.2投资估算错误！未定义书签。5.2.1直接费错误！未定义书签。5.2.1.1土建计算365.2.1.2设备费用错误！未定义书签。5.2.2间接费375.2.3第二部分费用385.2.4工程预备费385.2.5总投资385.3单位水处理成本估算395.3.1各种费用395.3.1.1动力费E1395.3.1.2工人工资E2395.3.1.3福利E3错误！未定义书签。5.3.1.4折旧提成费E4405.3.1.5检修维护费E5405.3.1.6其他费用（包括行政管理费、辅助材料费）E6405.3.1.7污水综合利用E7405.3.2单位污水处理成本406 结论40致谢41参考文献错误！未定义书签。 引言随着工农业的发展和人口的增加，污水的排放量迅速增加与日俱增。目前我国每年排放的污水量已超过400亿立方米，且处理率低，大量污水直接排入天然水体，造成了严重的水体污染，据统计已有超过80%的河流受到不同程度的污染。因此，加快污水处理工程的建设，提高污水处理率，保护有限的水资源，已经成为我国环境保护工作的紧迫任务。1996年的全国第四次环境保护会议强调保护环境是实施我国可持续发展的关键，并将防治水污染作为全国性重点。根据预测，从2000年至2020年，我国每年新建的污水处理厂的处理能力将达300400万m3/d，而中小型污水处理厂则是城市污水处理事业的主力军。我国现有668个城市中，仅有123个城市有307座不同处理等级的城市污水处理厂，其中城市污水二级处理率10%左右，全国17000个建制镇，绝大多数没有排水和污水处理设施。因此探索适合中小城市的经济实用的污水处理工艺，以较少的投资建成污水处理厂，以较好的管理运转污水处理厂，达到消除污染、保护环境的目的，从而实现城市可持续发展。1 设计说明书1.1 工程概况1.1.1设计资料S市是江苏省的重要工业城市之一。近些年来，随着改革开放的进一步深入，S市经济发展迅速，人民生活水平不断提高。S市北区的开发建设虽然目前还处于起步阶段，但工业发展势头强劲，工业污染物的排放总量势必有较大增长。随着经济的发展，城市化程度越来越高，人口也将随之猛增。人口的大量增加也将导致生活污水的大量增加，生活污染也将随之加剧。S市属亚热带湿润性季风气候，年平均温度15.3，极端最高温度37.9。常年主导风向为东南风。平均风速3.6m/s，年最大风速19 m/s。1.1.2水质水量资料根据该市中长期发展规划，2020年城市人口20万，2030年城市人口33万。S市北区地势平坦，地形略呈南高北低，原状地面标高一般为5.0m5.8m（黄海高程系），局部地带标高仅4.84.9m。厂区平均海拔高程5.0m。城区地表土层为黄褐色亚粘土，土层厚度约为1.0m，第二层为灰褐色粉质粘土，土层厚度约4.0m。目前城市居民平均用水300L/人.d，日排放工业废水6104m3/d，主要为有机工业废水，具体水质资料如下：项目BOD5CODSSTNNH4+-NTP碱度（CaCO3）pH温度/平均值160350150352542506.09.014251.1.3排放标准及设计要求根据江苏省地面水水域功能类别划分，S市河流执行地表水环境质量标准 (GHZB1-1999)三类水体标准。北区污水处理厂受纳水体为内河，出水水质应执行城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)规定的一级标准的B标准。同时，S市属太湖流域三级保护区，出水指标中总氮执行江苏省太湖流域总氮排放标准(DB32/191-1998)二级标准。因此，该污水厂出水水质标准为： BOD5 20mg/L COD 60mg/L SS 20mg/L NH3-N15mg/L TN25mg/L PO4-P0.5 mg/L1.2 处理方案的确定1.2.1城市污水处理概述城市污水是目前江河湖泊水域污染的重要原因，是制约许多城市可持续发展的主要原因之一。目前，我国正处于城市污水处理事业的大发展时期，尤其随着国家西部大开发战略的实施，中国中西部环境与生态保护已被提上首要议事日程。 城市生活污水处理自200年前工业革命以来，越来越受到人们的重视。城市污水处理率已成为一个地区文明与否的一个重要标志。近200年来，城市污水处理已从原始的自然处理、简单的一级处理发展到利用各种先进技术、深度处理污水，并回用。处理工艺也从传统活性污泥法、氧化沟工艺发展到A/O、A2/O、AB、SBR（包括CCAS工艺）等多种工艺，以达到不同的出水要求。我国城市污水处理相对于国外发达国家、起步较晚，目前城市污水处理率只有6.7%。在我们大力引起国外先进技术、设备和经验的同时，必须结合我国发展，尤其是当地实际情况，探索适合我国实际的城市污水处理系统。 结合我国实际情况，参考国外先进技术和经验，建设城市污水处理厂应符合以下几个发展方向： （1）总投资省。我国是一个发展中国家，经济发展所需资金非常庞大，因此严格控制总投资对国民经济大有益处。 （2）运行费用低。运行费用是污水处理厂能否正常运行的重要因素，是评判一套工艺优劣的主要指标之一。 （3）占地省。我国人口众多，人均土地资源极其紧缺。土地资源是我国许多城市发展和规划的一个重要因素。 （4）脱氮除磷效果好。随着我国大面积水体环境的富营养化，污水的脱氮除磷已经成为一个迫切的问题。我国最新实施的国家污水综合排放标准也明确规定了适用于所有排污单位，非常严格地规定了磷酸盐排放标准和氨氮排放标准。这就意味着今后绝大多数城市污水处理厂都要考虑脱氮除磷的问题。1.2.2常用城市污水生物处理技术污水处理所采用的工艺技术是污水处理厂的核心部分，与进水水质、出水要求、处理量、投资大小等等因素密切相关。由于城市污水的主要污染物是有机物，因此目前国内外大多采用生物处理技术处理城市污水，主要有活性污泥法和生物膜法两大类。其中，生物膜法由于处理效率不高，卫生条件较差，我国只有少数几座生物膜法城市污水处理厂；而活性污泥法污水处理厂占绝大多数，其中使用最广泛的主要有四种类型：传统活性污泥工艺和其改进型工艺；AB工艺；SBR及其改进工艺； 氧化沟及其改进工艺。1 AB法工艺AB 法是吸附生物降解法的简称，是联邦德国亚琛大学BBohnke教授于20世纪70年代中期，在传统两段活性污泥法和高负荷活性污泥法基础上开发的一种新工艺，属超高负荷活性污泥法，在技术上有所突破。该工艺不设初沉池，由污泥负荷较高的A段和污泥负荷较低的B段串联组成，并分别有独立的污泥回流系统。该工艺从80年代开始应用于生产实践，由于具有技术成熟、处理高浓度生活污水效果好，出水稳定、水质高的特点，越来越受到污水处理界的青睐。但A/B法也存在污泥量大、构筑物及设备较多，运行管理复杂，脱氮除磷效果不理想的缺点11。青岛海泊河812万m/d污水处理厂采用了该工艺。2 SBR及其改进工艺（1）SBR工艺SBR工艺也叫序批式活性污泥法，其最根本的特点是处理工序不是连续的，而是间歇的、周期的，污水一批一批地经过进水、曝气、沉淀、排水，然后又周而复始。SBR技术的核心是SBR反应池，该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，无污泥回流系统，该工艺具有以下优点：出水水质稳定、水质好；耐冲击负荷；运行管理简单、自控水平高；占地面积小、造价低、操作灵活。但SBR法存在的曝气系统易堵塞，故障率高，人工操作管理繁琐，监测手段要求高等缺点也影响了其使用。美国Cnmdy3000m/d污水处理厂和澳大利亚的Tmmwqdth污水厂采用了该工艺。（2）ICEAS工艺传统SBR是问歇进水，切换频繁，并且至少需要两池以上来回倒换，很不方便，于是出现了连续进水的ICEAS工艺。该工艺的主要改进是在反应池中增加一道隔墙，将反应池分隔为小体积的预反应区和大体积的主反应区，污水连续流人预反应区，然后通过隔墙下端的小孔以层流速度进人主反应区。在保持传统的SBR工艺特点的同时，该工艺省去了问歇进水的麻烦。但该工艺设备造价偏高，技术全部进口，操作运行要求严格。(3) CAST工艺CAST工艺是SBR工艺中脱氮除磷效率最好的一种，它对SBR工艺最大的改进是在反应池前段增加一个选择段，污水首先进入选择段，与来自主反应区的回流混合液混合，在厌氧条件下，选择段相当于前置厌氧池，为高效除磷创造了有利条件。该工艺的另一个特点是利用同步硝化反硝化原理脱氮，在主反应区，反应时段前期控制溶解氧不大于0.5mg/L ，处于缺氧工况，利用池中原有的硝态氮反硝化，然后利用同步硝化产生的硝态氮反硝化；到反应时段后期。加大充氧量，使主反应区处于好氧工况，完成生物除磷反应，并保证出水有足够的溶解氧。CAST工艺设计和运行管理简单，处理效果稳定，已被多座中小型污水处理厂所采用，规模8万m/d的贵阳市小河污水处理厂以及深圳、天津及云南的一些污水处理厂都采用了该工艺。（4）UNITANK工艺UNITANK工艺是20世纪90年代比利时西格斯公司在三沟式氧化沟的基础上开发出来的。它由3个矩形池组成，其中外边两侧的矩形池既可做曝气池，又可做沉淀池，中问一个矩形池只做曝气池。该工艺连续进水、连续出水、常水位运行，具有脱氮功能及流程简单的特点，同时还有容积利用率低、设备闲置率高、除磷功能差等不足，要求除磷时则需要化学除磷。我国石家庄高新区10万m/d污水处理厂、上海石洞口40万m/d污水处理厂及广西梧州污水处理厂均采用此工艺。(5) MSBR 工艺MSBR即改良型的SBR(Modified SBR)，是A/O法和SBR法工艺组合合成的工艺系统，它具有二者的一些优点，因而出水水质稳定。MSBR是一种可连续进水、高效的污水处理工艺，且简单、容积小、单池，易于实现计算机自动控制。在较低的投资和运行费用下，能有效地处理含高浓度BOD5，TSS、氮和磷的污水。但MSBR的结构复杂，各种设备较多，操作管理也比较麻烦，这些都有待进一步优化改进。加拿大的Estevan污水处理厂、深圳市盐田污水处理厂、北京海淀区某医院污水处理项目均采用了该工艺。3 氧化沟工艺氧化沟又称循环曝气池、无终端曝气池，是活性污泥法的一种变型，通常采用延时曝气，在污水净化的同时污泥得到稳定处理。常见的氧化沟有Carrousel氧化沟、交替工作式氧化沟、Orbal氧化沟、一体化氧化沟等。与活性污泥法相比，它具有处理工艺及构筑物简单、无初沉池和污泥消化池(一体式氧化沟还可以取消二沉池和污泥回流系统)、泥龄长、剩余污泥少且容易脱水、处理效果稳定等特点；但也存在着负荷低、占地大的缺点。邯郸市东污水厂处理水量为10万m/d污水处理厂采用了该工艺。4 传统活性污泥工艺及其改进型工艺(1)传统活性污泥工艺 传统活性污泥法是应用最早的工艺，它去除有机物和悬浮物的效率很高，对于城镇污水，可确保出水BOD5 和SS达到30mg/L 以下，因此，在1996年前在我国尚未要求去除氮磷，该工艺是城镇污水处理厂的主体工艺。随着城镇污水处理厂污染物排放标准(GB189182002)的颁布实施，我国对城镇污水处理厂的出水水质，尤其是对出水的氮、磷指标要求更加严格。传统的活性污泥工艺已经不能满足国家标准对氮、磷的去除要求，必须加以改造，一种是用于除磷的厌氧一好氧工艺(A/O)，一种是用于脱氮的缺氧一好氧工艺；A/O法则是既脱氮又除磷的工艺。天津纪庄子30万m/d污水处理厂、北京高碑店100万m/d污水处理厂、沈阳北部污水处理厂40万m/d污水中的20万m/d采用的均是活性污泥污水处理技术。(2) A/O工艺 A/O(缺氧好氧)法对于大型活性污泥法污水处理厂来说，处理效果较稳定，且实现了脱氮或除磷的目标，能耗和运营费用也较低；其缺点是处理单元多，管理较复杂，且不能同步脱氮和除磷。用于除磷的A/O工艺的最主要特征是高负荷运行、泥龄短、水力停留时间短；用于脱氮的A/O工艺的负荷很低，泥龄长、水力停留时间长。沈阳北部污水处理厂设计处理的4O万m/d污水中的20万m/d采用的是A/O脱氮的污水处理技术。（3）A/O工艺A/O(厌氧缺氧好氧)工艺同时具有脱氮除磷的效果，其工艺原理是磷在厌氧区被释放，在好氧区被吸收，达到除磷目的；污染物在好氧区被氧化降解，去除COD和BOD5，同时在硝化菌作用下，有机氮转化的氨氮继续转化为亚硝酸氮和硝酸氮，含有硝酸氮的大量混合液回流到缺氧区进行反硝化脱氮。该工艺主要优点是对COD、BOD5、SS等具有较高的去除率，对脱氮除磷也具有较高的去除效果，具有运行费用低、占地少，出水水质好等特点。A+A/O工艺就是在此基础上在厌氧池前加了一个污泥厌氧消化池，以便污泥更好的处理。1.2.3污水处理工艺流程的选择1.2.3.1计算依据设计污水量居民日平均生活用水量：(200.80.3+200.20.15)0.8=4.38(万m3/d)工业废水量：135090140）80%58320m3/d其它污水量：(4.38+5.83)0.15=1.53万m3/d污水总量：4.38+5.83+1.53=12万m3/d转化为L/s为单位，即：（1200001000）/（246060）=1388.89 L/s由此查表污水量总变化系数K总 ，得K总=1.3设计总污水量为：1200001.3=160000 m3/d=1852 L/s1.2.3.2处理程度计算BOD的去除效率COD的去除效率SS的去除效率氨氮的去除效率总磷的去除效率总氮的去处率上述计算表明，BOD、COD、SS、TP、NH3-N去除率高，需要采样三级处理（或深度处理）工艺。1.2.3.3综合分析 由上述计算，该设计要求处理工艺既能有效地去除BOD、COD、SS等，又能达到同步脱氮除磷的效果。进水水质浓度和对出水水质的要求是选择除磷脱氮工艺的一个重要因素。对于大部分城市污水，为了达到排放标准，应该选用具有除磷和硝化功能的三级处理。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、电价等因素作慎重考虑，通过综合分析比较1.2.2 常用城市污水生物处理工艺的优缺点，本设计拟采用A+A2/O脱氮除磷工艺。此工艺的特点是工艺不仅简单，总水力停留时间小于其他的同类设备，厌氧(缺氧)/好氧交替进行，不宜于丝状菌的繁殖，基本不存在污泥膨胀问题，不需要外加碳源，厌氧和缺氧进行缓速搅拌，运行费用低，处理效率一般能达到BOD5和SS为90%95%，总氮为70%以上，磷为90%左右。因此宜选采用此方案来处理本次设计的污水。1.2.3.4工艺流程S市城市污水处理厂拟采用的如下工艺流程（图1）。1.2.3.5流程说明城市污水通过格栅去除固体悬浮物，然后进入曝气沉砂池去除污水中密度较大的无机颗粒污染物（如泥砂，煤渣等），流入初沉池，然后进入生物池进行脱氮除磷氧区，培养不同微生物的协调作用，在处理常规有机物的同时脱氮除磷。经过生物降解之后的污水经配水井流至二沉池，进行泥水分离，二沉池的出水达到城镇污水处理厂污染物排放标准GB18918-2002的一级标准中的B标准，即可排放。二沉池的污泥除部分回流外其余经浓缩脱水后外运。1.2.4主要构筑物说明1.2.4.1格栅格栅是由一组平行的金属栅条或筛网制成，安装在污水渠道上，泵房集水井的进口处或污水处理厂的端部，用以截流较大的悬浮物或漂浮物。城市污水中一般会含有纤维、碎皮、毛发、果皮、蔬菜、塑料制品等，均须进行拦截从而防止管道堵塞，提高处理能力。本设计先设粗格栅拦截较大的污染物，再设细格栅去除较小的污染物质。设计参数：粗格栅栅条间隙e=0.025m 栅条间隙数n=35个 栅条宽度S=0.01m 栅槽宽B=1.3m 栅前水深h=0.7m 格栅安装角 栅后槽总高度H=1.05m 栅槽总长度L=3.13m细格栅栅条间隙e=0.01m 栅条间隙数n=86个 栅条宽度S=0.01m 栅槽宽B=1.8m 栅前水深h=0.7m 格栅安装角 栅后槽总高度H=1.2m 栅槽总长度L=2.7m1.2.4.2曝气沉砂池沉砂池的功能是利用物理原理去除污水中密度较大的无机颗粒污染物，普通沉砂池的沉砂中含有约15%的有机物，使沉砂的后续处理难度增加。采用曝气式沉砂池可克服这一缺点。曝气式沉砂池是在池的一侧通入空气，使池内水产生与主流垂直的横向旋流。曝气式沉砂池的优点是通过调节曝气量，可以控制污水的旋流速度，使除砂效率较稳定，受流量变化的影响较小。同时，还对污水起预曝气作用。设计参数：L12m、B3.0m、H3m，有效水深h=3m，水力停留时间t=2min，曝气量，排渣时间间隔T=1d。1.2.4.3预缺氧池1.2.4.5厌氧池污水在厌氧反应器与回流污泥混合。在厌氧条件下，聚磷菌释放磷，同时部分有机物发生水解酸化。设计参数：L35、B9、H8，有效水深：7m，超高：1m，污泥回流比R=100%，水力停留时间t=1.0h。1.2.4.6缺氧池 污水在厌氧反应器与污泥混合后再进入缺氧反应器，发生生物反硝化，同时去除部分COD。硝态氮和亚硝态氮在生物作用下与有机物反应。设计参数：L53、B9、H8，有效水深：7m，超高：1m，污泥回流比R=100%，水力停留时间t=1.5h。1.2.4.7好氧池发生生物脱氮后，混合液从缺氧反应器进入好氧反应器曝气池。在好氧作用下，异养微生物首先降解BOD、同时聚磷菌大量吸收磷，随着有机物浓度不断降低，自养微生物发生硝化反应，把氨氮降解成硝态氮和亚硝态氮。具体反应：设计参数：L66、B24、H8，有效水深：7m，超高：1m，曝气方式：采用表面曝气，水力停留时间t=5.0h，出水口采用跌水。1.2.4.8二沉池二次沉淀池的作用是泥水分离，使污泥初步浓缩，同时将分离的部分污泥回流到厌氧池，为生物处理提高接种微生物，并通过排放大部分剩余污泥实现生物除磷。本设计采用辐流式沉淀池。其设计参数：D40m、H6.95m，有效水深h=3.75m，沉淀时间t=2.5h。2 设计计算书2.1 格栅的设计2.1.1设计参数每日栅渣量大于0.2m3,一般应采用机械清渣。 过栅流速一般采用0.61.0m/s。格栅前渠道内的水流速度一般采用0.40.9m/s。格栅倾角一般采用4575。通过格栅的水头损失，粗格栅一般为0.2m，细格栅一般为0.30.4m。2.1.2设计计算2.1.2.1粗格栅格栅斜置于泵站集水池进水处，采用栅条型格栅，设六组相同型号的格栅，其中两组为备用,过栅流速v2=0.7 m/s，格栅间隙为e=25mm，采用人工清渣，格栅安装倾角为60。栅前水深h 设计流量为： 代入数据 栅前水深 h = 0.7栅条间隙数n 式中：n 栅条间隙数，个；Qmax 最大设计流量，m3/s； 格栅倾角度；e 栅条净间隙，粗格栅e50100mm，中格栅e1040mm，细格栅e310mm；v 过栅流速，m/s。将数值代入上式： 栅槽宽度B B = S（n-1）+ en式中：B 栅槽宽度，m；S 栅条宽度，m,取0.01m；n 栅条间隙数，个；e 栅条净间隙，粗格栅e50100mm，中格栅e1040mm，细格栅e310mm。将数值代入上式：B = S（n-1）+ en0.01(35-1)+0.02535=1.3m进水渠道渐宽部分的长度L1设进水渠道宽B1=0.85m，渐宽部分展开角1= 20， 则进水渠道渐宽部分长度：栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度 过栅水头损失h1 式中：h1 过栅水头损失，m；h0 计算水头损失，m；g 重力加速度，9.81m/s2；k 系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增大的倍数，一般k=3； 阻力系数，与栅条断面形状有关 ， 当为矩形断面时，=2.42。采用矩形断面=2.42，=2.42=0.72h1=kh0=k=30.72sin60=0.05m栅后槽总高度H设栅前渠道超高h2=0.3m，栅前槽高H1 = h + h2 =0.7+0.3=1.0mH= h + h1 + h2 =0.7+0.05+0.3=1.05 m栅槽总长度LL = L1 + L2 + 0.5 + 1.0 + 0.7+0.35+0.5+1.0+ =3.13 m每日栅渣量W 式中： W 每日栅渣量，m3/d； W1 栅渣量，（m3/103m3 污水）取0.10.01；W1 = 0.01 m3/103m3，代入各值：= 0.3m3/d采用机械清渣。2.1.2.2细格栅采用栅条型格栅，设六组相同型号的格栅，其中两组为备用,过栅流速为v2=0.7 m/s，格栅间隙为e=10mm，采用机械清渣，格栅安装倾角为60。栅前水深h 设计流量为： 代入数据 栅前水深 h = 0.7m栅条间隙数n 式中：n 栅条间隙数，个；Qmax 最大设计流量，m3/s； 格栅倾角度；e 栅条净间隙，粗格栅e50100mm，中格栅e1040mm，细格栅e310mm；v 过栅流速，m/s。将数值代入上式： 栅槽宽度B B = S（n-1）+ en式中：B 栅槽宽度，m；S 栅条宽度，m,取0.01m；n 栅条间隙数，个；e 栅条净间隙，粗格栅e50100mm，中格栅e1040mm，细格栅e310mm。将数值代入上式：B = S（n-1）+ en0.01(86-1)+0.0186=1.8m进水渠道渐宽部分的长度L1设进水渠道宽B1=1.5m，渐宽部分展开角1= 20， 则进水渠道渐宽部分长度：栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度 过栅水头损失h1 式中：h1 过栅水头损失，m；h0 计算水头损失，m；g 重力加速度，9.81m/s2；k 系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增大的倍数，一般k=3； 阻力系数，与栅条断面形状有关 ， 当为矩形断面时，=2.42。采用矩形断面=2.42，=2.42=2.42h1=kh0=k=32.42sin60=0.2m栅后槽总高度H设栅前渠道超高h2=0.3m，栅前槽高H1 = h + h2 =0.7+0.3=1.02mH= h + h1 + h2 =0.72+0.2+0.3=1.2 m栅槽总长度LL = L1 + L2 + 0.5 + 1.0 + 0.42+0.21+0.5+1.0+ =2.7 m每日栅渣量W 式中： W 每日栅渣量，m3/d； W1 栅渣量，（m3/103m3 污水）取0.10.01；W1 = 0.08 m3/103m3，代入各值：= 3.1m3/d采用机械清渣。2.2 曝气沉砂池的设计2.2.1设计参数旋流速度应保持0.250.3m/d。水平流速为0.085 m/d。最大时流量的停留时间为13min。有效水深为23m，宽深比一般采用11.5。长宽比可达5，当池场比池宽大得多时，应考虑设置横向挡板。处理每立方米污水的曝气量为0.10.2m3空气。2.2.2设计计算总有效容积V 式中： V 总有效容积，m3； Qmax 最大设计流量，m3/s； t 最大设计流量时的停留时间，min，取t =2min。将数值代入上式：池断面积A 式中： A 池断面积，m2； V 最大设计流量时的水平前进速度，m/s，取V=0.01 m/s。将数值代入上式： 池总宽度B 式中： B 池总宽度，m； H 有效水深，m,取H = 3m。将数值代入上式： 每个池子宽度b取n=2格， 宽深比：，符合要求。池长L 式中： L 池长，m。将数值代入上式： 曝气系统设计计算：采用鼓风曝气系统，罗茨鼓风机供风，穿孔管曝气。所需曝气量q =式中： q 所需曝气量，m3/h； D 每m3污水所需曝气量，m3/m3,取D=0.2 m3/m3。将数值代入上式： 供气压力P=(h1+h2+h3+h4+) 式中：h1 + h2供风管道沿程局部损失之和，取 0.2m； h3 曝气器淹没水头，取2.8m； h4 曝气器阻力，取0.4m ；h富余水头，取0.5m。P=(0.2+2.8+0.4+0.5)=38.22kpa 沉砂斗所需容积V T取1d x1 城市污水沉砂量 （取3m3/105m3） 每个沉砂斗的容积Vo 设每一格有2个砂斗，共4个砂斗 沉砂斗各部分尺寸 设斗底宽a1=1.2m，斗壁与水平的倾角为55o ，斗高h3=0.6m沉砂斗上口宽：沉砂斗容积: 沉砂室高度H 采用重力排砂，设池底坡度为 0.3。坡向砂斗，超高h1=0.3m 池总高度: 空气管的计算 在沉砂池上设一根干管，每根干管上设4对配气管，共8条配气竖管。则： 每根竖管上的供气量为： 沉砂池总平面面积为： 选用YBM-2型号的膜式扩散器，每个扩散器的服务面积为2m2，直径为200mm，则需空气扩散器总数为： 个。2.3 主体反应池的设计2.3.1设计参数表2 设计参数项目数值BOD5污泥负荷 kgBOD5/（kgMLSS.d）0.18TN负荷 kgTN/（kgMLSS.d）0.05(好氧段)TP负荷 kgTP/（kgMLSS.d）0.06(厌氧段)污泥浓度MLSS（mg/L）30004000污泥龄c(d)1520水力停留时间t(h)811各段停留时间比例A1：A2：A3：O（0.5：1.5：2：3）（0.5：1.5：2：4）污泥回流比R（%）50100混合液回流比R内(%)100300溶解氧浓度DO(mg/L)厌氧池0.2缺氧池0.5好氧池=2COD/TN8TP/BOD50.062.3.2设计计算有关参数判断是否可采用A2/O法符合要求。BOD5污泥负荷N 为保证生物硝化效果，BOD负荷取:0.12 kgBOD5/（kgMLSS.d）。回流污泥浓度XR 根据 式中: SVI 污泥指数，取SVI=150 r 一般取1.2将数值代入上式： 污泥回流比R=100%。混合液悬浮固体浓度混合液回流比R内 TN去除率TN= 混合液回流比R内 为了保证脱氮效果，实际混合液回流比R内取100反应池容积V反应池总水力停留时间：各段水力停留时间和容积：预缺氧段0.5h,厌氧段1.0 h,缺氧段1.5h,好氧段5.0h。池容：V缺=2500m3, V厌=5000m3, V缺=7500 m3, V好=25000 m3。 校核氮磷负荷，kg/(kgMLSSd)好氧段总氮负荷= =0.049 kgTN/(kgMLSSd) 0.05 kgTN/(kgMLSSd)， 符合要求厌氧段总磷负荷= =0.32kgTP/(kgMLSSd)符合100(mg/l) (以CaCO3 计)可维持PH在69。硝化需氧量D2 反硝化脱氮产生的氧量D3D3 = 2.86NT = 2.86693.6 = 1983.70 kgO2/d总需氧量AOR = D1+D2-D3 = 18789.37+8712.77-1983.70= 29485.84kgO2/d = 1228.58 kgO2/h最大需氧量与平均需氧量之比为1.4，则AORmax = 1.4AOR = 1.429485.84 = 41280.18 kgO2/d = 1720.0 kgO2/h去除每1kgBOD5的需氧量：标准需氧量 氧转移效率EA=20%，计算温度T=25。将实际需氧量AOR换算成标准状态下的需氧量SOR。 式中： 气压调整系数，工程所在地区实际大气压约为1.013105Pa，故此 CL 曝气池内平均溶解氧，取CL=2mg/L； CS（20） 水温20时清水中溶解氧的饱和度，mg/L； Csm(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0.95。 查表得水中溶解氧饱和度：CS（20）=9.18 mg/L，CS（30）=8.38 mg/L 空气扩散气出口处绝对压为：pb = 1.013105+9.8103H = 1.013105+9.81034 = 1.405105 Pa 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： 标准需氧量为： 相应最大时标准需氧量：SORmax = 1.4SOR = 1.449242.46 = 64739.44 kgO2/d = 2697.48kgO2/h好氧反应池平均时供气量：最大时供气量：Gsmax = 1.4Gs = 44958.06 m3/h供气压力P=(h1+h2+h3+h4+) 式中：h1 + h2供风管道沿程局部损失之和，取 0.2m； h3 曝气器淹没水头，取3.8m； h4 曝气器阻力，取0.4m ；h富余水头，取0.5m。P=(0.2+3.8+0.4+0.5)=40.82kpa曝气头数量计算（以单组曝气池计算）按供氧能力计算曝气器数量h1=式中h1 按供氧能力所需曝气器个数，个；qc曝气器标准状态下，与曝气池工作条件相似的供氧能力，kgO2 /（h个）。采用微孔曝气器，参照有关工作手册，工作水深4.3m，在供风量13m3 /（h个）时曝气器氧利用率EA=20%，服务面积0.30.75m2，充氧能力qc =0.14 kgO2 /（h个），则：好氧池中曝气器数量h1=2409（个）厌氧池设备选择（以单组反应池计算） 厌氧池设导流墙，将厌氧池分成3格，每格内设潜水搅拌机1台。 厌氧池有效容积V 厌=3598=2520m3缺氧池设备选择（以单组反应池计算）两座 缺氧池设导流墙，将缺氧池分成3格，每格内设潜水搅拌机1台。 预缺氧池有效容积V 缺=16108=1274m3 缺氧池有效容积V 缺=5398=3816m3污泥回流设备 污泥回流比R=100% 污泥回流量QR=RQ=1160000=160000m3/d=6700m3/h 设回流污泥泵房1座，内设4台潜污泵（2用1备） 单泵流量 水泵扬程根据竖向流量确定混合液回流设备混合液回流泵 混合液回流比R内=100% 混合液回流量QR=R内Q=1160000=160000m3/d=6700m3/h 设混合液回流泵房1座，内设4台潜污泵（4用1备） 单泵流量混合液回流管 回流混合液由出水井重力流至混合液回流泵房，经潜污泵提升后送至缺氧段首端。 混合液回流管设计流量 泵房进水管设计流速采用v=1.2m/s 管道过水断面积 管径 取进水管管径DN1000mm 校核管道流速泵房压力出水总管设计流量 设计流速采用v=1.2m/s 管道过水断面积 管径 取进水管管径DN1000mm2.4 配水井的设计2.4.1设计参数水力配水设施基本的原理是保持各个配水方向的水头损失相等。配水渠道中的水流速度应不大于1.0m/s，以利于配水均匀和减少水头损失。2.4.2设计计算进水管管径D1 配水井进水管的设计流量为Q = 160000/24 = 6700 m3/h,当进水管管径D1=1550mm时，查水力计算表，得知v=1.0m/s，满足设计要求。矩形宽顶堰进水从配水井底部中心进入，经等宽度堰流入4个水斗再由管道接入4座后续构筑物，每个后续构筑物的分配水量为q = 6700/4 = 1675 m3/h 。配水采用矩形宽顶溢流堰至配水井。堰上水头H 因单个出水溢流堰的流量为q = 6700/4 = 1675 m3/h = 465.3L/s，一般大于100 L/s采用矩形堰，小于100 L/s采用三角堰，所以，本设计采用矩形堰（堰高h取0.5m）。 矩形堰的流量： 式中： q 矩形堰的流量，m3/s； H 堰上水头，m； b 堰宽，m，取堰宽b = 1.2m； mo 流量系数，通常采用0.3270.332，取0.33。 则，堰顶厚度B 根据有关实验资料，当时，属于矩形宽顶堰。取B = 1.2m，这时（在2.510范围内），所以，该堰属于矩形宽顶堰。配水管管径D2 设配水管管径D2 = 900mm,流量q = 6700/4 = 1675 m3/h = 465.3 L/s，查水力计算表，得知v=0.85m/s。配水漏斗上口口径D 按配水井内径的1.5倍设计，D = 1.5D1 = 1.51550 = 2325 mm2.5 辐流式二沉池的设计2.5.1设计参数池子直径与有效水深之比宜为612。池子直径不宜小于16m。池底坡底不宜小于0.05。2.5.2设计计算每座沉淀池表面积A1和池径D 式中： A1 每池表面积，m2； D 每池直径，m； n 池数； qo 表面水力负荷，m3/(m2.h)。 取qo=1.5 m3/(m2.h)，n=4座将数值代入上式： ，取D=40m有效水深h2 h2 = qoth2 = qot 式中： h2 有效水深，m； t 沉淀时间。 取沉淀时间t=2.5h h2 = qot = 1.52.5 = 3.75 m D/ h2 = 40/3.75 10.67,合格沉淀池总高度H H = h1 + h2 + h3 + h4 + h5 式中： H 总高度，m； h1 保护高，取0.3m； h2 有效水深，m； h3 缓冲层高，m，非机械排泥时宜为0.5m；机械排泥时，缓冲层上缘宜高出刮泥板0.3m； h4 沉淀池底坡落差，m； h5 污泥斗高度，m。 每池每天污泥量W1 ，其中S取0.5L/（p.d），由于用机械排泥，所以污泥在斗内贮存时间用4h，N为设计人口20万。 设池底进向坡度为0.05，污泥斗底部直径r2 = 1m，上部直径r1 = 2m，倾角60。 污泥斗容积h5 = (r1-r2)tg = (2-1) tg60=1.7m坡底落差h4 = （R-r1）0.05 = （20-2）0.05 = 0.9 m，R = D/2因此，池底可贮存污泥的体积为:共可贮存污泥体积为V1 + V2 = 12.46 + 313.69 = 326.15 m3 5.83 m3，足够。沉淀池总高度H = h1 + h2 + h3 + h4 + h5 =0.3+3.75+0.3+0.9+1.7= 6.95 m沉淀池周边处的高度为：h1 + h2 + h3 =0.3+3.75+0.3= 4.35 m2.6 浓缩池的设计 本次设计采用重力浓缩池，在前面已经算出日产剩余污泥量为： 设含水率po=99.2%，（即固体浓度Co =8kg/m3），浓缩池面积A根据查固体通量经验值，污泥固体通量选用40kg/(m2.d)。浓缩池面积式中： Q 污泥量，m3/d； Co 污泥固体浓度，kg/m3； G 污泥固体通量，kg/(m2.d)。 浓缩池直径D设计采用n=2个圆形辐流池。单池面积浓缩池直径，取D=15m浓缩池深度H浓缩池工作部分的有效水深，式中，T为浓缩时间，h，取T=15h。 超高h1=0.3m，缓冲层高度h3=0.3m，浓缩池设机械刮泥，池底坡度i=1/20,污泥斗下底直径D1=1.0m，上底直径D2=2.4m。 池底坡度造成的深度 污泥斗高度 浓缩池深度H = h1 + h2 + h3 + h4 + h5 = 0.3+3.125+0.3+0.3+1.2 = 5.23m2.7 污泥贮泥池的设计进泥量：两座，每座设计进泥量为QW=14852=783m3/d贮泥时间：T=12h单个池容为：V=QWT=783.1224=400m3贮泥池尺寸：将贮泥池设计为正方形，其LBH=10m10m4m2.8 构筑物计算结果及说明表3 构筑物计算结果一览表序号类型尺寸选型及备注1粗格栅栅前水深 h = 0.7m栅槽宽度B=1.3m栅后总高H=1.05m栅槽总长L=3.13m1. 每日栅渣量W=0.3m3/d。2. 共6组格栅，2组备用。3. 选用三台GH2500型链条回转式多耙格栅除污机，功率为1.52.2KW。2提升泵房10 m5 m1. 采用5台（4用1备），每台水泵的设计流量Q=1725m3/h2. 选用400QW180032型排水泵，处理流量1800m3/h ，扬程32m，出水口径400mm，功率为186.71KW。3细格栅栅前水深 h = 0.7m栅槽宽度B=1.8m栅后总高H=1.2m栅槽总长L=2.7m1. 每日栅渣量W=3.1m3/d。2. 共6组格栅2组备用。3. 选用三台GH2500型链条回转式多耙格栅除污机，功率为1.52.2KW。4曝气沉砂池总宽B=6.0m每格宽b=3.0m池长L=12m曝气量q=1303.2m3/h1. 采用曝气沉砂池，不增加沉砂的后续处理难度，兼扶氧。2. 分为两格 。3. 选用PXS6000型行车式泵吸砂机，功率5.15 KW。4. 采用YBM-2型号的膜式扩散器。5. 钢筋砼结构，矩形池。5厌氧池厌氧池有效容积V 厌=3598=2520m31. 设导流墙，将厌氧池分成3格，每格内设SM7.5潜水搅拌机1台，功率5 KW。 2. 钢筋砼结构，矩形池。6缺氧池缺氧池有效容积V 缺=5398=3816m31. 设导