某城镇污水处理厂工艺设计_环境污水处理毕业论文.doc

某城镇污水处理厂工艺设计摘 要本次设计所处理的对象是某城镇的城镇污水。本次设计总水量为45000m3/d；COD450mg/L；BOD5290mg/L；SS250mg/L；PH=69；TN45 mg/L；TP4.0 mg/L；NH3-N30。通过一定合适的工艺处理后达到城镇污水处理厂一级A排放标准，即COD50mg/L；BOD510mg/L；SS10mg/L；PH=69；TN15 mg/L；TP0.5 mg/L ；NH3-N5。通过查阅一定的参考资料，并在导师的精心指导下，决定采用氧化沟工艺作为本次设计的处理方案。在处理过程中，最终使之达标排放。确定工艺流程后，根据本设计处理规模45000m3/d，再对各个水处理构筑物进行了选型及工艺参数的取值。论文中对整个废水处理工艺的选型作了详细的论述和说明；在设计计算说明书中对各个处理构筑物进行了必要的工艺计算。通过对本方案在处理效果和经济效果上的分析比较，可以得出该方案使可行的。设计成果包括毕业设计论文和设计计算说明书各一份，设计图纸10张。关键词 城镇污水；氧化沟工艺；脱氮除磷Some cities sewage treatment plant project technological design AbstractThe object of this design is domestic water.The total capacity of water is 45000m3/d; chemical oxygen demand (COD)450mg/L；biological oxygen demand (BOD5)290mg/L；suspend solid (SS)250mg/L；PH=69；total nitrogen (TN)45 mg/L；total phosphate (TP)4.0 mg/L；ammonia-nitrogen(NH3-N)30.By the way of some propel treatment ,then can achieve the discharge A standarad of domestic water : COD50mg/L; BOD510mg/L; SS10mg/L; PH=69; TN15 mg/L; TPmg/L ;ammonia-nitrogen(NH3-N) 5.I consulted many literature and with the help of my professor, then decided to adopt oxidation ditch process for my treatment plan. According to my treatment ,the effluent can achieve the standard .I chose the kind ofconstruc building and parameter of provision based on the determined treatment scale .I have detailed instruction of all the technology course ,and theres an essential technology calculate in the instruction .Compared with economic and the effect of treatment ,I can have the conclusion :my treatment technology is feasible .Our achievement contains the instruction of calculate and 10 piece of drawiong .Keywords domestic water；oxidation ditch process ; rmoval of nitrogen and phosphorus 目 录1 绪 论12 工程概况22.1 设计资料22.2 设计依据23 原水水量、水质及达标要求33.1 水量确定33.2 水质确定及达标要求33.2.1 进水水质33.2.2 出水水质44 污水处理工艺方案比较和选定5污水处理厂设计原则54.2 工艺流程选定依据54.3 工艺方案比较64.3.1 技术比较64.3.2 主要构筑物的比较94.3.3 经济比较104.3.4 方案确定11工艺流程确定115 污水处理厂主要构筑物工艺设计计算125.1 泵前中格栅125.2 泵房135.3 细格栅145.4 旋流沉砂池155.5 厌氧池165.6 氧化沟175.7 二沉池225.8 混凝反应池245.9 平流式沉淀池265.10 滤池295.11 接触消毒池295.12 污泥泵房315.13 污泥浓缩池325.14 贮泥池335.15 脱水机房346 污水处理厂总体布置与高程计算366.1 污水处理厂的平面布置366.2 高程计算377 工程概预算和经济技术指标397.1 土建费用397.2 设备费用407.3 工程总费用概算407.4 技术经济指标41各项污染物去除率417.4.2 运行费用42结论与体会43参 考 文 献44附录A 译文45附录B 外文原文581 绪 论我国水资源缺乏，是世界13个缺水国家之一，全国600多个城市中目前大约一半的城市缺水，且水污染严重，全国75%的湖泊出现了不同程度的富营养化;90%的城市水域污染严重，南方城市总缺水量的60%-70%是由于水污染造成的。我国水体污染主要来源于超标排放的工业废水和大量未经处理直接进人水体的城市生活污水。据2003年中国环境状况公报公布2003年，全国废水排放总量为460亿t，其中城市生活污水排放量亿t,占污水排放总量的53.8%。城市生活污水正成为水污染的最大“公害”之一。因此，城市生活污水的处理对于改善城市环境质量与居民生存环境，促进社会的可持续发展具有十分重要的意义。我国城市污水年排放量大约在400亿立方米左右，但城市污水处理率、二级处理率、污水回用率都比较低。根据“十五”计划纲要的要求，到2005年，我国城市污水集中处理率要达45%。根据城市污水处理及污染防治技术政策:2010年全国设市城市和建制镇的污水平均处理率不低50%，设市城市的污水处理率不低于60%，重点城市的污水处理率不低于70%。全国设市城市和建制镇均应规划建设城市污水集中处理设施。达标排放的工业废水应纳人城市污水收集系统并与生活污水合并处理。根据我国国情，在不影响经济建设的前提下，提高污水处理率、解决污水处理问题的关键在于污水处理工艺的选择。某城镇的居民生活污水将排入河道，而该河流入流某具有重要使用功能和水质要求的水源地，该废水中含有许多的有机物、氮、磷等营养物质，拟建的城镇污水处理厂为防治该水源地的富营养化问题，要求对污水进行有效的脱氮除磷处理，并使处理出水达到城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）中一级A标准。因此该厂所需的废水处理工艺在较好去除有机物的同时，还必须达到较为严格的脱氮除磷要求。2 工程概况2.1 设计资料某镇现有两个居民新村，居住人口为90000，目前正在规划第三居民新村，设计人口为50000。居民区有较完善的服务商业系统。其中有旅馆三家，有医院一家，托儿所、幼儿园两家；有饭店五家，合计排放污水3500 m3/d；有食品加工厂一家，每天排放污水约为8000人口当量，排放污染物（CODcr、BOD5及SS等）负荷约为6000当量。要求废水处理后达到城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）表1一级A中的相应标准。2.2 设计依据城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）室外排水设计规范（GB50014-2006）给水排水设计手册 第二版 城市居民生活用水量标准（GB/T50331-2002） 给水排水制图标准 （GB50106-2001） 城市污水处理以及污染物防治技术政策（2002） 3 原水水量、水质及达标要求3.1 水量确定在人类的生活和生产中，使用着大量的水。水在使用的过程中受到不同程度的污染，改变了原有的化学成分和物理性质，这些水称为污水或废水。污水也包括雨水及冰雪融化水。污水按来源的不同，分为生活污水、工业废水和降水三类。假设设计需要采用分流制，不考虑雨污合建的情况，污水厂的设计规模按污水量和工业废水量来确定。居民区内有设计人口：140000人；商业系统合计排放污水3500 m3/d；一家食品加工厂每天排放污水约为8000人口当量，排放污染物（CODCr ，BOD5及SS等 ）负荷约为6000当量。根据给排水手册第5期 城镇排水中表1-4人均综合用水定额：170-280 L/人d。a. 生活污水量Q1的确定根据设计任务书查得设计地区城市人口数N = 140000人，最高日综合生活污水定额对给排水系统完善的地区按用水定额的90%计即采用250 L/人d。生活污水量的确定以城市人口数，污水量标准或用水标准乘系数，一般取k =左右，即生活污水量：Q1 = kNq = 1140000250 L/d = 35000m3/db. 商业系统合计排放污水：Q2= 3500m3/dc. 食品加工厂每天排放污水约为8000人口当量，则：Q3 =18000250 L/d = 2000000 L/d = 2000 m3/dd. 设计最高日污水量Qd的确定设计地区城市最高日污水量Qd为Qd = Q190% + Q2 + Q3 = 35000+3500+2000 =40500m3/d所以污水厂处理规模为：Q=45000m3/d3.2 水质确定及达标要求 进水水质根据室外排水设计规范（GB50014-2006）中关规定：城镇污水的设计水质应根据调查资料确定，或参照邻近城镇、类似工业区和居住区的水质确定。表3.1 设计进水水质项目CODCrBOD5SSTNNH3-NTP进水水质/(mg/L)45029025045303.2.2 出水水质a. 中华人民共和国国家标准城镇污水处理厂污染物排放标准（GB 189182002）中一级A标准表3.2 设计出水水质 项目CODCrBOD5SSTNNH3-NTPpH出水水质/(mg/L)50101015569b. 污水的处理程度根据处理水的出路和污水的水质，确定污水中各种污染物的处理程度。污水的处理程度如下表3.3表 3.3 污水各种污染物的处理程度项目BOD5 (mg/L)COD (mg/L)SS (mg/L)NH3-N (mg/L)TP (mg/L)TN(mg/L)进水2904502503045出水105010515去除率96.6%88.9%96%83.3%87.5%66.7%4 污水处理工艺方案比较和选定a. 从实际情况出发对污水处理厂进行总体规划，统筹安排，与当地的经济发展及现有条件相适应。b. 根据城市污水的实际水质、水量等情况以及地区的发展规划，选择最合适的污水处理工艺，对水质变化适应能力强，运行管理简便、灵活、稳定。并考虑其低能耗、低运行费用、低投资费用、运行管理简便和工艺成熟的污水处理工艺路线。c. 妥善处置污水处理过程中产生的污泥和栅渣等固废，以及对重点产生噪音的设备进行降噪，避免造成二次污染，污水处理排出的污泥应易于处理和处置d. 选用性能优良的设备，同时尽可能采用自动控制，提高污水厂管理水平，降低劳动强度及运行费用。e. 工艺方案应有利于以后的扩建。4.2 工艺流程选定依据污水处理厂的工艺流程系指保证处理水达到所要求的处理程度的前提下，采用的污水处理技术各单元的有机组合。在选定处理工艺流程的同时，还需要考虑确定各技术单元构筑物的型式，两者互为制约，互为影响。污水处理工艺流程选定，主要以下列各项因素作为依据。a. 污水水质和水量的变化情况除水质外，原污水的水量也是选定处理工艺需要考虑的因素，水质、水量变化较大的污水，应考虑设调节池或事故贮水池，或选用承受冲击负荷能力较强的处理工艺。工程施工的难易程度和运行管理需要的技术条件也是选定处理工艺流程需要考虑的因素，地下水位高，地质条件较差的地方，不宜选用深度大、施工难度高的处理构筑物b. 工程造价和运行费用工程造价与运行费用也是工艺流程选定的重要因素，当然处理水应当达到的水质标准是前提条件。这样，以原污水的水质、水量及其他自然状况为已知条件，以处理水应达到的水质指标为制约条件，而以处理系统最低的总造价和运行费用为目标函数，建立三者之间的相互关系。减少占地面积也是降低建设费用的重要措施，从长远考虑，它对污水处理厂的经济效益和社会效益有着重要的影响。c. 当地的各项条件当地的地形、气候等自然条件也对污水处理工艺流程的选定具有一定的影响。当地的原材料与电力供应等具体问题，也是选定处理工艺应当考虑的因素。d. 运行管理对于运行管理水平有限的小型污水处理厂或工业废水处理站，宜采用操作简单、运行可靠的处理工艺；对于运行管理水平较高的大型污水处理厂，应尽量采用处理效率高、净化效果好的新工艺。对于地质条件较差的地区，不宜采用池体较深、施工难度较大的处理构筑物。4.3 工艺方案比较在当前城市污水处理工程中，随着人口的不断膨胀和经济的飞速发展，废水排放量急剧增长，全球性水污染问题已对人类生存和社会经济的发展构成严重的威胁，因此各国对污水处理要求也越来越严格，传统活性污泥工艺在多功能性、稳定性和经济性等方面已难以满足不断提高的要求。20世纪90年代以来废水生物处理新工艺、新技术的研究、开发、应用取得了长足的进步，许多新工艺应运而生，这些新工艺的共同特点是高效、稳定、节能，并具有脱氮除磷等多功能性，其中较典型的有：（1）氧化沟工艺；（2）A2/O工艺；（3）SBR工艺；（4）生物膜法等等。上述工艺中考虑到工艺成熟程度、处理规模、运行管理等因素。选用厌氧池+氧化沟和A2/O进行比较，确定最终方案。4.3.1 技术比较技术比较范围：污水处理厂的污水及污泥处理工程以及附属建筑等工程。1. A2/O工艺A2/O称为厌氧-缺氧-好氧法，生物脱氮除磷工艺的简称。 A2/O工艺是流程最简单，应用最广泛的脱氮除磷工艺。污水首先进入厌氧池，兼性厌氧菌将污水中的易降解有机物转化成VFAs。回流污泥带入的聚磷菌将体内的聚磷分解，此为释磷，所释放的能量一部分可供好氧的聚磷菌在厌氧环境下维持生存，另一部分供聚磷菌主动吸收VFAs，并在体内储存PHB。进入缺氧区，反硝化细菌就利用混合液回流带入的硝酸盐及进水中的有机物进行反硝化脱氮，接着进入好氧区，聚磷菌除了吸收利用污水中残留的易降解BOD外，主要分解体内储存的PHB产生能量供自身生长繁殖，并主动吸收环境中的溶解磷，此为吸磷，以聚磷的形式在体内储存。污水经厌氧，缺氧区，有机物分别被聚磷菌 和反硝化细菌利用后浓度已很低，有利于自养的硝化菌的生长繁殖。最后，混合液进入沉淀池，进行泥水分离，上清液作为处理水排放，沉淀污泥的一部分回流厌氧池，另一部分作为剩余污泥排放。 该工艺在系统上可以称为最简单的同步脱氮除磷工艺，总的水力停留时间少于其他同类工艺。而且在厌氧-缺氧-好养交替运行条件下，不易发生污泥膨胀。该工艺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，一般适用于要求脱氮除磷的大中型城市污水厂。但A2/O工艺的基建费和运行费较高，运行管理要求高，所以对目前我国国情来说，当处理后的污水排入封闭性水体或缓流水体引起富营养化，从而影响给水水源时，才采用该工艺。 该工艺具有如下特点： 在系统上可以称为最简单的同步脱氮除磷工艺，总的水力停留时间少于其他同类工艺 在厌氧（缺氧）、好氧交替运行条件下，丝状菌不能大量增殖，无污泥膨胀之虞，SVI值一般均小于100 污泥中含磷浓度高，具有很高的肥效。 也存在如下各项的待解决问题 除磷效果难于再行提高，污泥增长有一定的限度，不易提高脱氮效果也难于进一步提高，内循环量一般以2Q为限，不宜太高 进入沉淀池的处理水要保持一定浓度的溶解氧，减少停留时间，防止产生厌氧状态和污泥释放磷的现象出现、但溶解氧浓度也不宜过高，以防循环混合液对缺氧反应器的干扰。2. 厌氧池+氧化沟 氧化沟又名连续循环曝气池，是活性污泥法的一种变形。氧化沟工艺在城市生活污水及工业废水处理领域已经得到广泛应用，并成为当前占主导地位的活性污泥污水处理技术。氧化沟一般呈环形沟渠状，污水在沟渠内作环形流动，利用独特的水力流动特点，在沟渠转弯处设曝气装置，在曝气池上方为厌氧池，下方则为好氧段，从而产生富氧区和缺氧区，可以进行硝化和反硝化作用，取得脱氮的效应，同时氧化沟法污泥龄较长，可以存活世代时间较长的微生物进行特别的反应，如除磷脱氮。工作特点：在液态上，介于完全混合与推流之间，有利于活性污泥的适于生物凝聚作用。对水量水温的变化有较强的适应性，处理水量较大。污泥龄较长，一般长达1530天，到以存活时间较长的微生物，如果运行得当，可进行除磷脱氮反应。污泥产量低，且多已达到稳定。自动化程度较高，使于管理。占地面积较大，运行费用低。脱氮效果还可以进一步提高，因为脱氮效果的好坏很大一部分决定于内循环，要提高脱氮效果势必要增加内循环量，而氧化沟的内循环量从政论上说可以不受限制，因而具有更大的脱氮能力。氧化沟法自问世以来，应用普遍，技术资料丰富。两者技术比较可简单总结为下表：氧化沟A2/O法主要优点运行成本相对较低，构造简单；耐负荷冲击能力强 ；处理效果高，出水水质好；脱氮、除磷功能稳定；技术较先进，成熟；能处理不容易降解的有机物；污泥量少，污泥性质稳定。运行稳妥可靠，效果稳定；管理维护简单，运行费用低；较好的除磷脱氮功能；具有改善污泥沉降性能的作用的能力，减少污泥排放量；主要缺点占地面积较大；周期运行，对自动化控制能力要求高；构筑物较多、基建费用大，用于中小型污水厂费用偏高；污泥内回流量大，能耗较高；沼气回收利用经济效益差；污泥渗出液需化学除磷。 经济比较经济比较范围包括污水处理工程基建投资、设备、运行费用和其他费用等。表 工艺方案技术经济指标比较表序号项目氧化沟工艺A2/O工艺1处理能力/（万m3/d）2 进水水质/（mg/L）BOD5CODcrSSNH3-NTPTN3出水水质/（mg/L）BOD51010CODcr5050SS1010NH3-N55TPTN15154要求管理水平较简单复杂5土建费用（万元）6设备费用（万元）823.67间接费用（万元）8其他费用（万元）9工程总投资（万元） 方案确定由以上内容知，两种工艺都能达到预期的处理效果，且都为成熟工艺，但考虑到本设计规模较小，属于中小型城镇污水处理厂，在处理效果均理想的情况下，相对而言，A2/O的基建费用较高，而厌氧池+氧化沟工艺虽然占地面积大，但其构造简单，运行成本相对较低，处理效果、出水水质好，管理维护相对方便，在中小规模污水处理厂的运用中优势相对突出。综合以上对比分析，本工程以氧化沟法污水处理厂工艺方案作为最终封方案。工艺流程确定进 水中格栅和提升泵房细格栅和旋流沉砂池厌氧池氧化沟接触消毒室平流沉淀池普通快滤池混凝反应池出 水二沉池外运脱水机房贮泥池污泥浓缩池工艺主要流程图对出水水质要求达到中华人民共和国国家标准城镇污水处理厂污染物排放标准（GB 189182002）中一级A标准，故应设深度处理单元进一步去除水中的BOD5及NH3-N和P，厌氧池加氧化沟及其四沟式循环的独特构造，使它具有很强除磷脱氮功能。故选用此工艺流程。5 污水处理厂主要构筑物工艺设计计算5.1 泵前中格栅中格栅（栅条间距为1040mm）。设置中格栅的目的主要是截留污水中的大块悬浮固体，对水泵起保护作用。1设计参数：栅前流速v1=/s，过栅流速v2=0.9m/s栅条宽度，格栅间隙栅前部分长度，格栅倾角=60单位栅渣量栅渣/103m3污水渐扩部位展开角1=20，设栅前水深格栅计算草图2设计计算：设有两台中格栅并联运行，进水由渠道经过中格栅总变化系数： ， 则设计流量Q=521L/s(1) 格栅的间隙数n= =34（个）(2) 栅槽宽度 设计采用锐边矩形钢条为栅条，即栅条宽度s =m B=S (n-1)+bn=0.01(34-1)+0.0234=m(3) 进水渠道渐宽部分的长度设进水渠宽=，其渐宽部分展开角度1=20，=（）/(2tg)0.49m(4) 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度(5) 通过格栅的水头损失,设栅条断面为锐边矩形断面, =2.42(0.01/0.02) sin60 3()=0.103m(6) 栅后槽总高度设栅前渠道超高h2=, 为避免造成栅前涌水，故将栅后槽底下降h1作为补偿。 H=h+h1+h2=0.4+0.103+0.3=0.803m(7)栅槽总长度 L=+1.0+0.5+H1/tg=0.49+0.245+1.0+0.5+(0.4+0.3)/ tg60 =m(H1为栅前渠道深=h+h2)(8) 每日栅渣量的计算在格栅间隙20mm时，设栅渣量为（m3/103m3污水）)，有W=1.8 宜采用机械清渣5.2 泵房通过高程计算，从吸水面到泵后细格栅栅栅前水深之间距离为m，水泵自身水头损失和安全水头损失为m，所以提升扬程在15m左右，参照选泵的依据，选择潜水泵型号为350QW1500-15-90型潜污泵，电动机功率90.0kw，990 r/min，出口直径50mm,泵重60kg,两用一备。5.3 细格栅1.设计参数：细格栅的栅条间距为310mm，设置细格栅的目的主要是截留污水中的悬浮固体，对后续生物池等处理设施起保护作用。栅前流速v1=/s，过栅流速v2=0.8m/s栅前部分长度0.5m，格栅倾角=75单位栅渣量渐扩部位展开角1=20细格栅计算草图2.计算过程：设有两台细格栅并联运行，进水由两条渠道经过细格栅，(1) 格栅的间隙数n= =51（个）(2) 格栅的宽度 设计采用锐边矩形钢条为栅条，即栅条宽度s =10mm B=S(n-1)+bn=0.01(51-1)+0.00651=0.806m(3) 进水渠道渐宽部分的长度设进水渠宽=，其渐宽部分展开角度=，=（0.806）/(2tg)0.49m(4) 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度(5) 通过格栅的水头损失,设栅条断面为锐边矩形断面, =2.42(0.01/0.006) sin60 3()=0.41m(6) 栅后槽总高度设栅前渠道超高h2=, 为避免造成栅前涌水，故将栅后槽底下降h1作为补偿 H=h+h1+h2=1.0+0.41+0.3=m。(7) 格栅总长度 L=+1.0+0.5+H1/tg=0.49+0.245+1.0+0.5+(1.0+0.3)/ tg=(H1为栅前渠道深=h+h2)(8) 每日栅渣量的计算在格栅间隙6mm时，设栅渣量为（m3/103m3污水）)，有=0.6 宜采用机械清渣5.4 旋流沉砂池设计计算:(1) 旋流沉砂池选择该污水厂设计流量Q=45000=521(l/s)，设有2座旋流沉砂池并联运行，根据设计水量，单座沉砂池的设计水量为L/s,查给水排水设计手册 （第05册）城镇排水第二版中P291表5-10和给水排水工程快速设计手册P84表4-6，选择单座旋流沉砂池的各部分尺寸和规格如下：旋流沉砂池计算草图旋流沉砂池型号及尺寸(mm)型号流量（L/s）ABCDEFGHJKL30031030501000610120030015504503004508001350计水量/（ 104 m3/d）沉砂池直径/m沉砂池深度/m砂斗直径/m2.253.051.35砂斗深度/m驱动机构/W桨板转速/(N/min)1.550.7514 (2) 排砂方法旋流沉砂池排砂有三种方式:第一种是用砂泵直接从砂斗底部经吸水管排除;第二种是用空气提升器，即在桨板传动轴中插入一空气提升器;第三种是在传动轴中插入砂泵，泵及电机设在沉砂池顶部。本工程采用空气提升器排砂，该提升装置由设备厂家与桨叶分离机成套供应。5.5 厌氧池1. 设计参数设计流量：考虑到厌氧池与氧化沟为一个处理单元，总的水力停留时间超过15h，设计水量按最大日平均时考虑。每座设计流量为Q1，分4座。水力停留时间：T=2h污泥浓度：X=3000mg/L污泥回流液浓度：Xr=10000mg/L2. 设计计算（1）厌氧池容积：V= Q1T=100.210-33 （2）厌氧池尺寸：水深取为。则厌氧池面积：2 设计厌氧池长约为宽的2倍，则可取 厌氧池的总容积193,有效容积为3,则体积有效系数为79.94%,符合有机负荷要求 水力负荷率V2=(Q/24)3/(m2.h)对于颗粒污泥，水力负荷V2=0.10.9 m3/(m2.h),符合要求。5.6 氧化沟拟用卡鲁塞尔（Carrousel）氧化沟，去除BOD5与COD之外，还具备硝化和一定的脱氮除磷作用，使出水NH3-N低于排放标准。氧化沟设计分4座，按最大日平均时流量设计，每座氧化沟设计流量为Q1L/sm3/d。总污泥龄：20dMLSS=3600mg/L,MLVSS/MLSS=0.75,则MLVSS=2700曝气池：DO2mg/L脱氮速率：qdn3-N/kgMLVSSdK1 l/d Ko2剩余碱度100mg/L(保持PH7.2):3-3-N还原硝化（1）碱度平衡计算：1）设计的出水BOD5为10 mg/L，则水中非溶解性BOD5的值为：BOD5fSe（1-e5）mg/L因此，处理水中的溶解性BOD5 为：10-=mg/L2）采用污泥龄30d，则日产泥量为： kg/d 一般情况下，其中有12.4为氮，近似等于TKN中用于合成部分为： kg/d 即：TKN中有mg/L用于合成。 需用于氧化的 mg/L 需用于还原的 mg/L3）碱度平衡计算 已知产生0.1mg/L碱度 /除去1mg BOD5，且设进水中碱度为250mg/L，剩余碱度=25（290） mg/L 计算所得剩余碱度以CaCO3计，此值可使PH7.2 mg/L（2）硝化区容积计算： 硝化速率为 l/d（T=12）故泥龄：d 原假定污泥龄为20d，则硝化速率为： l/d 单位基质利用率： kg/kgMLVSS.d MLVSS=f53600=2700 mg/L 所需的MLVSS总量= 硝化容积：m3 水力停留时间：h （3）反硝化区容积： 12时，反硝化速率为： kgNO-3-N/kgMLVSS.d还原NO-3-N的总量=kg/d 脱氮所需MLVSS=kg 脱氮所需池容： m3 水力停留时间：h （4）氧化沟的总容积： 总水力停留时间：h 总容积：m3 （5）氧化沟的尺寸： 氧化沟采用4廊道式卡鲁塞尔氧化沟，取池深3.5m，宽7m，则氧化沟总长:。其中好氧段长度为，缺氧段长度为。弯道处长度:则单个直道长: （取46m） 故氧化沟总池长=46+7+14=67m，总池宽=74=28m（未计池壁厚）。 校核实际污泥负荷 （6）需氧量计算： 采用如下经验公式计算: 其中：第一项为合成污泥需氧量，第二项为活性污泥内源呼吸需氧量，第三项为硝化污泥需氧量,第四项为反硝化污泥需氧量。 需要硝化的氧量： Nr=10-3=1kg/d 4421.13 =2kg/d=kg/h 采用表面机械曝气时，20时脱氧清水的充氧量为： 取T=30，查表得=0.8,=0.9,氧的饱和度=7.63 mg/L， =9.17 mg/L 查手册，选用DY325型倒伞型叶轮表面曝气机，直径3.5m,电机功率N=55kW,单台每小时最大充氧能力为125kgO2/h，每座氧化沟所需数量为n,则 取n=2台（7）回流污泥量： 可由公式求得。式中：X=MLSS=3.6g/L，回流污泥浓度取10g/L。则： （50100，实际取60）考虑到回流至厌氧池的污泥为11%，则回流到氧化沟的污泥总量为49%Q。 （8）剩余污泥量： 如由池底排除，二沉池排泥浓度为10g/L，则每个氧化沟产泥量为： （9）氧化沟计算草草图如下：5.7 二沉池采用两座中心进水，周边出水的幅流式沉淀池，1设计参数 设计进水量：每座沉淀池流量Q=m3/h 表面负荷：qb1.5 m3/ m2.h ，取q=1.0 m3/ m2.h 固体负荷：qs =140 kg/ m2.d 水力停留时间（沉淀时间）：T=3 h2.9L/s.m，取2.0 L/(s.m)计算：二沉池计算草图(1)单池沉淀部分水面面积A，根据生物处理段的特性，选取二沉池表面负荷 q=m3/m2.h，沉淀时间为T=3h。A=m2(2) 池体直径D=m，取D=35m(3) 沉淀部分的有效水深h2=qT=3m(4) 污泥区的容积(为了防止磷在池中发生厌氧释放，故贮泥时间采用Tw=2h)V=1m3 (5) 污泥区的高度h4 污泥斗高度。设池底的径向坡度为，污泥斗底部直径D2=，泥斗上部直径D1=，污泥斗倾角60，泥斗区高度=泥斗的容积V1=3 锥体区高度=（）i=0.775m锥体体积V2=m3 竖直部分的高度=m泥区的总高度h4=+=1.73+0.775+=3.965m(6) 沉淀池的总高度H。设沉淀池的超高h1=，缓冲层的高度h3H=h1+h2+h3+h4=0.3+3+0.5+3.965 =m(7) 确定出水堰的尺寸构造、校核堰上水力负荷：二沉池采用双侧环形集水槽，槽宽度取b=堰上水头。出水堰长度L=m堰上水力负荷q=L/s m1.7 L/s m(符合要求)出水堰的形式和尺寸。采用90度三角堰出水，每米堰板设5个堰口，每个堰口出流量q=0.248248三角个数：n=，取n=1051个假设堰上水头时，每个三角堰出流量由公式： 式中q为过堰流量，。=32（m）算出堰上水头在之间。符合要求。 集水槽临界水深=0.32（m）集水槽启端水深0.32=0.55（m）设出水槽自由跌落高度=则集水槽总深度h=+32+0.2+0.55=0.782(m)设计取环形槽内水深为0.80m。5.8 混凝反应池 常规的好氧生物处理工艺主要功能是出去废水中的有机碳化物，废水中的含磷化合物除少部分用于微生物自身生长繁殖的需要外，在常规的生物处理工艺中大部分难以去除而以磷酸盐的形式随二级处理出水排入受纳水体。废水的二级生物出水中的磷含量常常超过0.51.0mg/l，故在二级处理后加一混凝反应池，采用投加石灰的化学除磷法去除污水中的剩余磷，出水磷能达标排放。 本设计采用机械混凝反应池，机械混凝池是利用电机经减速装置带动搅拌器对水流进行搅拌，使水中的颗粒相互碰撞，完成混凝。机械混凝采用旋转的方式，搅拌器采用桨板式，搅拌轴为垂直式。机械搅拌混凝池采用多格串联，适应G值的变化，提高混凝效果。机械混凝池的混凝效果好，可以根据水质水量的变化随时改变桨板的转速，水头损失。缺点是增加机械维修工作。机械混凝池适用于各种水质、水量及变化较大的原水，与平流式沉淀池合建。 1，设计要点 (1)混凝池不少于两组。每组混凝池内一般放36挡搅拌机，各搅拌机之间用隔墙分开，隔墙上、下交错开孔。 (2)混凝时间为1520min。 (3)机械混凝池的深度一般为34m。 (4)0.2m/s，各挡搅拌速度梯度值G一般取2030s-1。 (5)每一搅拌轴上的桨板总面积为混凝池水流断面的10%20%，每块桨板的长度不大于叶轮直径的75%，宽度一般为100300mm。 (6)0.5m处，桨板外缘距离池壁小于0.25m，为避免产生短路，设置固定挡板。 (7)水平搅拌轴设于池身一半处，搅拌机上的桨板直径小于池水深0.3m，桨扳的末端距池壁不大于0.2m。 2，设计计算： (1)每个池的容积： V=QT/60n，取混凝时间为15min，容积为： V=187515/（603 5.0m。 (2)水深 H=V/F=234.375/（25 (3)搅拌设备 混凝池种每一格设置一台搅拌设备，分格墙上过水孔道上下交错布置，叶轮直径取池宽的80%,采用4.0m。 叶轮桨板中心点线速度采用v1=0.5m/s,v2=0.35m/s。 桨板长度取l=1.4m,桨板宽度取b=0.12m。 每根轴上板数16块，内外各8块。旋转桨板面积与混凝池过水断面之比：161.4/(54.7)=11.44 % 池子周围设8块固定挡板，固定挡板宽为0.2m，高为1.2m。8块挡板的面积与混凝池过水断面之比为：81.2/（54.7）=8.17% 桨板总面积占过水断面之比为11.44 %+8.17%=19.61%4(符合要求) 长深比=L/h2=36/4=98(符合要求) 表面负荷q=Qmax/A=1875/（3626）=2.0（m3/(m2h) (符合要求) (6)污泥部分的容积V 污泥区的容积按不小于2h的贮泥量计算则：V=4（1+R）QX/（X+Xr）24 式中 Q日均污水流量，m3/d X混合污泥浓度，mg/l Xr回流污泥浓度，mg/l R回流比，%V=4（1+50%）80583500/（3500+10000）24） =373（m3） 每格沉淀池所需污泥部分的容积V（m3） (7)污泥斗的容积 采用污泥斗的尺寸如图所示，每格沉淀池设一个泥斗，则每斗容积V0 V0=1/3h4(f1+f2+ ) 式中 f1污泥斗上口面积，m3 f2污泥斗下口面积，m3 h4污泥斗高度，m 污泥斗为方斗，=50。，则h4=（）/2tan50。 f12 f12 V0=1/3h4(f1+f2+ ) =52.2 m3 (8)污泥斗以上梯形部分的容积V2 V2=（L+l）/（2 h4b） 式中 L梯形上部的长度，即沉淀池长，m l梯形下部的长度， m h4梯形部分的高度，m 由上可知：L=36m， h4 V23 (9)污泥区的总高度h4 h4= h4+ h4+ h4 污泥层厚度h4=（V-V1-V2）/A 式中 A为单池面积，即A= A/2=365/2 h4=（V-V1-V2）/A 所以h4= h4+ h4+ h4（m）(10)沉淀池总高度H 设缓冲层高度h3，超高h1H= h1+h2+h3+h4 2，进水花墙 采用砖砌进水花墙，孔眼形式为半砖孔洞，尺寸为 单孔面积A1（m2） 孔眼流速一般为，取v1，孔眼总面积A0=Q0/v13/s孔眼数n0= A0/ A1 取n0=52个，则孔眼实际流速v=Q0/（ n0 A1）（） =0.198 m/s 3,出水堰 (1)堰长L 设计出水堰负荷q=1.6L/(sm) 则L=Q0/ q（m） (2)出水堰的形式和尺寸 采用90。三角堰出水，每米堰板设5个堰口，详细尺寸见图 q= q/5=1.6/5=0.32（L/s）=0.00032(m3/s) (3)堰上水头h1，每个三角堰出水流量15/2 h1=2（m） (4)集水槽宽度B B=0.9Q，为了保证安全，集水槽设计流量Q=（）Q0 B=0.9Q=0.9（）（m） (5)槽深度 集水槽临界水深hk=0.28(m) 集水槽起端水深h0=1.73hk=1.730.28=0.48(m) 设出水槽自由跌落高度h2 则集水槽总深度h=h1+h2+h0=0.035+0.1+0.48 =0.615(m)5.10 滤池1设计参数 设计流量：Q，=45000m345000=47250 m3/d冲洗时间：t0 冲洗周期：T12h滤速：v=5m/h 冲洗强度：q=14L/(sm2) 2设计计算（1）滤池工作时间T， 滤池24小时运转，其有效工作时间为 T，= T-t0=24-0.124/12=23.8h 式中未考虑排放初滤水。（2）滤池总面积F F=Q/(v T，2 滤池个数采用N=6，用双行排列，则每个滤池面积为:2（3）单池平面尺寸 滤池长宽比采用L/B=1.5,则滤池平面尺寸为：（4）校核强制滤速v,=Nv/(N-1)=65/(6-1)=6m/h（5）滤池高度H 采用承托层厚度H1=0.45m,滤料层厚度H2=0.70m,沙面上水深H3=1.70m,滤池超高H4=0.30m,则滤池总高度为： H=H1+H2+H3+H4。5.11 接触消毒池 采用矩形隔板式接触反应池 1设计参数 设计流量：Q=45000m3/d（设一座）水力停留时间：T=0.5h=30min设计投氯量为：平均水深： 隔板间隔： 2设计计算（1）接触池容积： V=QT= m3 表面积m2 采用5个隔室，单隔宽，则池总宽 接触池长度L= 取27m 长宽比 符合池形要求池深取2为超高)经校核均满足有效停留时间的要求加氯池草图 设计最大加氯量为max,每日投氯量为maxQ=44500010-35.12 污泥泵房二沉池剩余污泥m=2876.2 kg/d，含水率99.4%(污泥浓度6kg/m3)，浓缩后使污泥固体浓度为30kg/m3（即污泥含水率P=97%）一、回流污泥泵房1.设计说明二沉池活性污泥由吸泥管吸入，由池中心落泥管及排泥管排入池外套筒阀井中，然后由管道输送至回流泵房，其他污泥由刮泥板刮入污泥井中，再由排泥管排入剩余污泥泵房集泥井中。设计回流污泥量为QR=RQ,污泥回流比R=50100。按最大考虑，即QR=20000m3/d2.回流污泥泵设计选型（1）扬程：二沉池水面相对地面标高为0.6m,套筒阀井泥面相对标高为，回流污泥泵房泥面相对标高为，氧化沟水面相对标高为，则污泥回流泵所需提升高度为：-（）（2）流量：两座氧化沟设一座回流污泥泵房，泵房回流污泥量为20000m3/d833m3/h（3）选泵：选用LXB-900螺旋泵3台（2用1备），单台提升能力为480m3/h，提升高度为2.5m,电动机转速n=48r/min,功率N=55kW（4）回流污泥泵房占地面积为二、剩余污泥泵房1.设计说明二沉池产生的剩余活性污泥由剩余污泥泵（地下式）将其提升至污泥浓缩池中。处理厂设一座剩余污泥泵房（两座二沉池共用）污水处理系统每日排出污泥干重为21334.4kg/d,即为按含水率为99计的污泥流量2Qw3/d3/d3/h2.设计选型（1）污泥泵扬程:辐流式浓缩池最高泥位（相对地面为），剩余污泥泵房最低泥位为 -（）-4.53m,则污泥泵静扬程为H0，污泥输送管道压力损失为，自由水头为，则污泥泵所需扬程为。（2）污泥泵选型:选两台，2用1备，单泵流量Q2Qw/23/h。选用1PN污泥泵16m3/h, H 14-12m, N 3kW（3）剩余污泥泵房:占地面积LB=4m3m5.13 污泥浓缩池采用两座幅流式圆形重力连续式污泥浓缩池，用带栅条的刮泥机刮泥，采用静压排泥，剩余污泥泵房污泥送至浓缩池。 进泥浓度：10g/L 污泥含水率P1， 每座污泥总流量:Q33/h 设计浓缩后含水率P2 污泥固体负荷：qs=45kgSS/(m2.d) 污泥浓缩时间：T=15h 贮泥时间：t=4h (1) 浓缩池面积A: 浓缩污泥为剩余活性污泥取两座，每座的面积A=2 (2) 浓缩池直径D，设计采用n=2个圆形辐流池每座的直径D=m，取D=9.0m(3) 浓缩池深度H，浓缩池工作部分的有效水深h2=QT/24A=m。浓缩池的超高h1取，缓冲层的高度h3取，浓缩池设机械刮泥，池底坡度i=0.05,污泥斗下底直径D1=，上底直径D2=池底坡度造成的深度h4=0.2m污泥斗高度h5=浓缩池总高度H= h1+h2+h3+h4+h5=0.5+0.3+0.2+0.714=4.294m浓缩后污泥的体积V浓缩=m3/d每日排出上清液V上清液1=V-V浓缩=m3/d5.14