污水处理厂设计论文

. . . . 目录第一章.绪论21.1设计任务21.2城市概况21.3国外污水处理现状3第二章.工艺处理方案确定42.1工艺方案选择原则42.2工艺方案分析42.3工艺流程52.4本章小结6第三章.污水处理构筑物73.1粗格栅73.2污水提升泵房93.3细格栅103.4平流沉砂池113.5平流初沉池153.6A2/O生物反应池213.7辐流二沉池313.8静态混合器393.9搅拌式澄清池403.10接触式消毒池503.11计量设备533.12本章小结57第四章.污泥处理构筑物584.1污泥量计算584.2污泥浓缩池594.3贮泥池644.4污泥消化池644.5污泥脱水644.6本章小结64第五章.污水处理厂的布置665.1平面布置665.2高程布置665.3本章小结67第一章绪论 设计任务1.1设计任务1.1.1设计水量近期： 10 万吨日远期； 5 万吨日1.1.2设计水质进水 COD380mg/l BOD=250mg/lSS 100mg/l NH3-N=45mg/lTP 8mg/l PH78TN60mg/l出水 该厂污水排入水体前要求达到国家城镇污水污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）一级B级标准。1.2城市概况1.2.1城市气温属中温带大陆性干旱气候，春秋两季较短，冬夏两季较长，昼夜温差大。最暖的七、八月平均气温为25.7，最冷的一月平均气温为-15.2。极端气温最高47.8，最低-41.5，年平均温度5.7。1.2.2城市降水乌鲁木齐属中温带大陆性干旱气候，年均降水量194毫米1.2.3城市地质乌鲁木齐市位于博格达弧形隆起带和准噶尔盆地南缘乌鲁木齐山前凹陷的接合部位。在接合部位的边缘凹陷中沉积有巨厚的中、新生代地层，以其轴向大概为北向断续延伸的背斜、向斜，以与与其相平行的压性与压扭性断裂组成。坐落在东经86度37分33秒至88度58分24秒，北纬45度45分32秒至44度08分00秒，总面积1.2万平方公里，其中超过50%是山地，海拔600 900米。乌鲁木齐是亚洲的地理中心，是世界上离海洋最远的城市。1.2.4城市风向乌鲁木齐地区风能资源丰富。市区全年盛行北风和西北风，北部平原和大西沟等地全年盛行南风，达坂城谷地盛行西风，南部中低山区盛行东北风和南风。在天山影响下，山谷风也较明显，无论冬夏季节，天气稳定晴朗时，夜间均吹南风山风，白天吹北风谷风。1.3国外污水处理现状在世界各国，水污染逐步受到高度重视。起初，城市污水处理技术以生物滤池为主。生物滤池运行稳定，但由于其占地面积过大、易产生灰蝇、臭味比较严重等缺点，以后逐渐被活性污泥所取代。与生物滤池相比，活性污泥运行管理方便，净化效果好，但是从整体工艺上看，存在工程投资高、运行费用高、能耗高等不足。特别是20世纪60年代后，水体富营养化日益严重，城市污水含有机物外还含有氮、磷等营养物质，而传统活性污泥法不能满足脱氮、除磷的要求。因此各国开发了许多改进型活性污泥工艺技术。如法、法、氧化沟法、SBR法等。20世纪90年代以来，新技术在我国广泛应用，但仍未改变“三高一低”的问题。同时我国中小城市与大城市相比，发展缓慢，存在基础设施薄弱、经济实力小、管理水平低等问题。因此，我国提出2010年全国建制镇的污水处理率不低于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%的城市污水处理目标。根据中小城市社会经济发展状况，进行污水处理工艺的技术的综合评价，选出工艺先进可靠、经济高效、管理方便、适合其特点的污水处理新技术，十分重要。第二章工艺处理方案确定2.1工艺方案选择原则城市污水处理的目的是使之达标排放或污水回用于农田灌溉、城市景观和工业生产等，以保护环境不受污染，节约水资源。污水处理工艺流程的选择应遵循以下原则：（1）污水处理应达到的处理程度是选择工艺的主要依据。（2）污水处理工艺的投资和运行费用合理，工程投资和运行费用也是工艺流程选择的重要因素之一。根据处理的水质、水量，选择可行的几种工艺流程进行全面的技术经济比较，确定工艺先进合理、工程投资和运行费用较低的处理工艺。（3）根据当地自然、地形条件与土地与资源利用情况，因地制宜、综合考虑选择适合当地情况的处理工艺。尽量少占农田或不占农田，充分利用河滩沼泽地、洼地或旧河道。（4）施工与运行管理：如地下水位较高、地质条件较差的地区，就不宜选用深度大、施工难度高的处理构筑物。也应考虑所确定处理工艺运行简单、操作方便，便于实现自动控制等。2.2工艺方案分析2.2.1处理污水特点由于本项污水以有机污染为主，BOD/COD=0.658，可生化性较好，重金属与其它难以降解的有毒有害污染物一般不超标。且氨氮、总氮的进口浓度与处理目标相差较远，所以要选取除氮效率相对较高的工艺方案。2.2.2选择工艺方案（1）A0系统用以往的生物处理工艺进行城市污水三级处理，旨在降低污水中以BOD、COD综合指标表示的含泼有机物和悬浮固体购浓度。一般情况7，去除串COD可达70以上，BOD可达90，6以上SS可达85以上，但氮的去除率较低。（2）传统A2/O法传统A2/O工艺即厌氧缺氧好氧法，其三个阶段是以空间来划分的，是在具有脱N功能的缺氧好氧法的基础上发展起来的具有同步脱N除P的工艺。 该工艺在系统上是最简单的同步脱N除P工艺，其总的水力停留时间一般要小于其它同类工艺（如Bardenpho工艺）。在经过厌氧、缺氧、好氧运行的条件下，丝状菌不能大量繁殖，无污泥膨胀之虞，SVI值一般小于100，处理后的泥水分离效果好。所以选择该工艺。（3）传统的SBR工艺由于该工艺脱氮、除磷功能一般，鉴于出水指标，所以该工艺暂不考虑。综上所述，能够满足脱氮除磷的污水处理工艺很多，其基本原理都是一样的，每一种工艺均各有特点，分别适用于各种不同场合，应该具体问题具体分析后加以采用。根据本工程特点，采用A2/O法。2.3工艺方案设计方案如下：原水粗格栅污水提升泵房细格栅平流沉砂池初沉池：平流沉淀池静态混合器辐流沉淀池A2/O生物处理工 艺搅拌澄清池接触消毒池计量堰出水贮泥池污泥消化污泥浓缩运输污泥脱水2.4本章小结依据原则根据设计水量、水质选择适宜的工艺，并按照出水指标设计相应流程，并校验。第三章.污水处理构筑物3.1粗格栅3.1.1格栅的认识格栅由一组平行的金属栅条或筛网制成，安装在污水渠道、泵房集水井的进口处或污水处理厂的端部，用以截留较大的悬浮物或漂浮物，如纤维、碎皮、毛发、果皮、蔬菜、塑料制品等，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷，并使之正常进行。被截留的物质成为栅渣。关于格栅的选择主要是决定栅条断面、栅条间隙、栅渣清除方式等。栅条断面有圆形、矩形、正方形、半圆形等。圆形水力条件好，但刚度差，故一般多采用矩形断面。按栅条间隙，可将其分为粗格栅（40mm），中格栅（1535mm），细格栅（110mm）三种。按清渣方式，格栅可分为人工清渣和机械清渣两种。一般按格栅渣量而定，当每日栅渣量大于0.2m3，应采用机械格栅除渣机。小型污水处理厂可采用人工清渣。3.1.2相关重要参数重要参数的取值依据取值格栅倾角栅前水深h=0.8m栅条间距宽：粗:40mm 中:1535mm 细：110mm=40mm =10mm水流过格栅速度v=0.9m/s格栅受污染物堵塞时的水头损失增大系数k=3明渠超高0.30.5m=0.3m进水渠道渐宽处角度一般取=1.5每日每污水的栅渣量污水每根格栅条的宽度SS=0.015m格栅条的阻力系数=2.423.1.3格栅的间隙数设计中选择二组格栅，N=2组，每组格栅单独设置，其中一组与沉砂池合建。每组格栅的设计流量为近期水的一半，即0.578m3/s。=18.695取n=19个3.1.4格栅槽宽度 B=S(n-1)+bn=0.015(19-1)+0.0419=1.03m3.1.5通过格栅的水头损失=0.07m3.1.6栅后明渠总高度H=0.8+0.07+0.3=1.17m3.1.7进水渠道渐宽部分的长度渐宽部分取，（进水渠道的流速为）3.1.8进水渠道渐宽部分的长度3.1.9粗格栅槽总长度式中 格栅槽总长度（）格栅明渠的深度（）计算得。3.1.10每日栅渣量0.2应采用机械除渣与皮带输送机或无轴输送机输送栅渣，采用机械栅渣打包机将栅渣打包，汽车运走。3.2污水提升泵房3.2.1水泵的选择设计水量为100000 m3/d，选择用五台潜污泵（4用1备），则单台流量为 Q1=1000004=25000 m3/d=1041.67m3/h所需扬程为 10.57 m选择250WS-450B型污水泵，参数如下：流量扬程转速轴功率电机功率效率/%质量/kg排除口径/mm4201173518.022797502003.2.2集水池（1）容积 按一台泵最大流量时6min的出流量设计，则集水池的有效容积V42 m3（2）面积 取有效水深H为2m则面积F为F=VH=422=21m2集水池长度取5m，则宽度为4.2m，集水池平面尺寸为LB=54.2保护水深取1m，则实际水深为3m3.2.3泵位与安装污水泵直接置于集水池，经核算集水池面积大于污水泵的安装要求。污水泵检修采用移动吊架。3.3细格栅设计中选择2组格栅，即N=2组，每组格栅与沉砂池合建，则每组格栅的设计流量为近期水量的一半，即0.578 m3/s3.3.1格栅的间隙数=取n=383.3.2格栅槽宽度 B=S(n-1)+bn=0.015(38-1)+0.0238=1.315m3.3.3通过格栅的水头损失=0.177m3.3.4栅后明渠总高度H=0.8+0.177+0.3=1.277m3.3.5粗格栅槽总长度式中 格栅槽总长度（）格栅明渠的深度（）计算得。3.3.6每日栅渣量0.2应采用机械除渣与皮带输送机或无轴输送机输送栅渣，采用机械栅渣打包机将栅渣打包，汽车运走。3.4平流沉砂池3.4.1沉砂池的理解沉砂池是借助于污水中的颗粒与水的比众不同，使大颗粒的砂粒、石子、煤渣、等无机颗粒沉降，减少大颗粒物质在输水管沉积和笑话池沉积。平流沉砂池主要有点是设备设计简便，操作简单。但缺点是沉砂中约含15%的有机物。但后续的A2/O工艺处理后亦可达标。曝气沉砂池对后续的A2/O工艺缺氧，厌氧段的处理有不利影响。设计中选择两组平流式沉砂池，N=2组，分别与格栅连接，每组沉砂池设计流量为0.578m3/s 。3.4.2沉砂池的长度L=vt式中 L沉砂池的长度（m)； v设计流量的流速（m/s），一般采取0.150.3 m/s；t停留时间（s），一般采用3060s；设计中取t=30s，v=0.25m/sL=0.2530=7.5m3.4.3水流过水断面面积式中 A水流过水断面面积（）3.4.4沉砂池宽度式中 B沉砂池宽度（m）沉砂池有效水深（m）,一般采用0.251m设计中取=0.9m，每组沉砂池分为两个格3.4.5沉砂室所需容积式中 平均流量（） X城市污水沉砂量（m3/106m3污水），一般采用30m3/10m3污水；设计中取清除沉砂池的间隔时间T=2d，城市污水沉砂量X=30m3/106污水=33.4.6每个沉砂斗容积式中 V0每个沉砂斗容积（m3） n沉砂斗格数 设计中取每一个分格有两个沉砂斗，共有n=222=8个沉砂斗3.4.7沉砂斗高度式中 沉砂斗的高度（m）沉砂斗上口面积（）沉砂斗下口面积（）设计中取沉砂斗上口面积为1.24m1.24m，下口去0.5m0.5m=m设计中取沉砂斗的高度为0.55m校核沉砂斗角度 =1.4865 =3.4.8沉砂池高度式中 沉砂室高度（m）；沉砂池坡度，一般采取0.010.02；机械一般采取0.06沉砂池底长度（m）设计中取沉砂池坡底度=0.060.44+0.06=0.59m3.4.9沉砂池总高度式中 沉砂池总高度（m）沉淀池超高（m），一般采用0.30.5m设计中取=0.3m0.3+0.9+0.59=1.79m3.4.10验算最小流速式中 最小流速（m/s），一般采用0.15m/s；最小流速（m3/s）,一般采取0.75；沉砂池格数（个），最小流量时取1；最小流速是的过水断面面积（）。m/s3.4.11进水渠道与格栅相连格栅的出水通过800mm的管道送入沉砂池的进水渠道，然后向两侧配水进入进水渠道，污水在渠道的流速为：式中 进水渠道水流流速（m/s）进水渠道宽度（m）进水渠道水深（m）设计中取=1m，=0.8mm/s3.4.12出水管道式中堰上水头（m）沉砂池设计流量（）m流量系数，一般采用0.40.5堰宽（m），等于沉砂池的宽度设计中取 m=0.4, =1.28m=0.4m出水堰后自由跌落0.12m，出水流入出水槽，出水槽宽度B2=1.0m，出水槽水深=0.8m，水流流速=0.723m/s。采用出水管道在出水槽中部与出水槽连接，出水管道采用钢管，钢管DN=900mm，管流速=1.19m/s。3.4.13排砂装置采用吸砂泵排砂，排砂泵设置在沉砂斗，借助空气提升将沉砂排出沉砂池，吸砂泵管径DN=200mm3.5平流初沉池设计中选择两组平流沉淀池，N=2组，每组平流沉淀池设计流量为0.578，从沉砂池流出来的污水进入配水井，经过配水井分配流量后流入平流沉淀池。3.5.1沉淀池表面积式中 A沉淀池表面积（） Q设计流量（）表面负荷/（h）,一般采用1.53.0 /（h）设计中取=2 /（h）3.5.2沉淀部分有效水深式中沉淀部分有效水深（m）,一般采用1.02.0h t沉淀时间（h）,一般采用1.02.0h 设计中取 t=1.5h3.5.3沉淀池部分有效容积3.5.4沉淀池长度式中 L沉淀池长度（m） v设计流量时的水平流速(mm/s),一般采用v5mm/s 设计中取v=5mm/s3.5.5沉淀池宽度式中B沉淀池宽度（m）3.5.6沉淀池格数式中 n1沉淀池格数（个） b沉淀池分格的每格宽度（m） 设计中取 b=5.0m 取8个3.5.7校核长宽比与长深比 长宽比L/b=27/5=5.44 (符合长宽比大于4的要求，避免池水流产生短流现象)。长深比L/=27/3=9 (符合长深比812之间的要求)3.5.8污泥部分所需容积式中 Q平均污水流量（）进水悬浮物浓度（mg/L）出水悬浮物浓度（mg/L），一般采用沉淀效率=40%60%生活污水量总变化系数r污泥容量（),约为1污泥含水率（%）设计中取 T=1d, =97%,=50%,3.5.9每格沉淀池污泥部分所需的容积式中 每格沉淀池污泥部分所需容积（m3）=5.23.5.10污泥斗容积 污泥斗设在沉淀池的进水端，采用重力排泥，排泥管伸入污泥斗底部，为防止污泥斗底部积泥，污泥斗底部尺寸一般小于0.5m，污泥斗倾角大于60o式中 V1污泥斗容积（m3）沉淀池污泥斗上口边长（m）沉淀池污泥斗下口边长（m），一般采用0.40.5m污泥斗高度（m） 设计中取=4.8m，=3.72m，=0.5m =3.5.11沉淀池总高度式中 H沉淀池总高度（m）沉淀池超高（m）,一般采用0.30.5m缓冲层高度（m）,一般采用0.3m污泥部分高度(m),一般采用污泥斗高度与池底坡度i=1%的高度之和设计中取=3.72+0.01（27-4.8）=3.94m =0.3m =0.3mH=0.3+3+0.3+3.94=7.54m3.5.12进水配水井沉淀池分为2组，每组分为8格，每组沉淀池进水端设进水配水井，污水在配水井平均分配，然后流进每组沉淀池。配水井中心管直径式中 配水井中心管直径（m）配水井中心管上升流速（m/s），一般采用0.6 m/s设计中取=0.7m/s=1.45m配水井直径式中配水井直径（m）配水井污水流速（m/s），一般取v=0.20.4m/s设计中取=0.3m/s=2.65m3.5.13进水渠道沉淀池分为两组，每组沉淀池进水端设进水渠道，配水井接出的DN1000进水管从进水渠道中部汇入，污水沿进水渠道向两侧流动，通过潜孔进入配水渠道，然由穿孔花墙流入沉淀池。式中 进水渠道水流速度（m/s），一般采用0.4m/s进水渠道宽度（m）进水渠道水深（m），一般采用0.52.0设计取=1.0m =0.8m=0.7225m/s 0.4m/s3.5.14进水穿孔花墙进水采用配水渠道通过穿孔花墙进水，配水渠道宽0.5m，有效水深0.8m，穿孔花墙的开孔总面积为过水断面面积的6%20%，则过孔流速为式中穿孔花墙过孔流速（m/s）,一般采用0.050.15m/s孔洞的宽度（m）孔洞的高度（m）孔洞数量（个）设计中取=0.2m,=0.4m,=10个0.09m/s3.5.15出水堰沉淀池出水经过出水堰跌落进入出水渠道，然后汇入出水管道排走。出水堰采用矩形薄壁堰，堰后自由跌落水头0.10.15m，堰上水深H为式中流量系数，一般采用0.45 b出水堰宽度（m） H出水堰顶水深（m） H=0.039m出水堰后自由跌落采用0.1m，则出水堰水头损失为0.139m3.5.16出水渠道沉淀池出水端设出水渠道，出水管与出水渠道连接，将污水送至集水井。式中出水渠道水流速度（m/s）,一般采用0.4m/s出水渠道宽度（m）出水渠道水深（m），B3 ：H3一般采用0.52.0设计中取B3=1.0m，H3=0.8m出水管道采用钢管，管径DN=1000mm3.5.17进水挡板、出水挡板沉淀池设进水挡板和出水挡板，进水挡板距进水穿孔花墙0.5m，挡板高出水面0.3m，深入水下0.8m。出水挡板距出水堰0.5m，挡板高出水面0.3m，深入水下0.5m。在出水挡板处设一个浮渣收集装置，用来收集拦截的浮渣。3.5.18排泥管沉淀池采用重力排泥，排泥管直径DN=250mm,排泥时间t4=20min，排泥管流速v4=0.8m/s排泥管伸入污泥斗底部。排泥管上端高出水面0.3m，便于清通和排气。排泥静水压头采用1.2m.3.5.19刮泥装置沉淀池采用行车式刮泥机，刮泥机设于池顶，刮板深入池底，刮泥机行走时将污泥推入污泥斗。3.6生物反应池3.6.1设计参数（1）水力停留时间A2/O工艺的水力停留时间t一般采用68h，设计中取t=8h（2）曝气池活性污泥浓度曝气池活性污泥浓度XV一般采用20004000mg/L，设计中取XV=3000mg/L（3）回流污泥浓度式中 Xr回流污泥浓度（mg/L）SVI污泥指数，一般采用100 r系数，一般采用r=1.2（4）污泥回流比式中 R污泥回流比回流污泥浓度（mg/L），=0.7512000=9000mg/L 解得：R=0.5（5）TN去除率式中 eTN去除率（%） S1进水TN浓度（mg/L） S2出水TN浓度（mg/L）设计中取=60mg/l =20mg/l=66.67%（6）回流倍数式中 回流倍数=2.00，设计中取为200%3.6.2平面尺寸计算（1）总有效容积式中 V总有效容积（) Q进水流量(/d),按平均流量计 t水力停留时间（d） 设计中取Q=100000 /d33333 厌氧、缺氧、好氧各段水力停留时间的比值为1：1：3，则每段的水力停留时间分别为：厌氧池水力停留时间=1.6h缺氧池水力停留时间=1.6h好氧池水力停留时间=4.8h（2）平面尺寸 曝气池总面积式中 A曝气池总面积（） h曝气池有效水深（m）设计中取h=4.2m=7936.4 每组曝气池面积式中每座曝气池面积（） N曝气池个数（个）设计中N=2=3968.2每组曝气池共设5廊道，第1廊道为缺氧段，第2廊道为厌氧段，后3个廊道为好氧段，每个廊道宽取7m，则廊道长式中 L曝气池每个廊道长（m） b每个廊道宽度（m） n廊道数 设计中取b=7m,n=5=113.4m3.6.3进出水系统（1）曝气池的进水设计初沉池的来水通过DN1200mm管道送入A2/O池首端的进水渠道。在进水渠道，水流分别流向两侧，从缺氧段进入，进水渠道宽1.0m，渠道水深0.8m，则渠道的最大水流速度为式中 渠道的最大水流速度（m/s）进水渠道宽度（m）进水渠道有效宽度（m）设计中取=1.2m,=1.0m=0.482m/s反应池采用潜孔进水，孔口面积式中 F每座反应池所需孔口面积（）孔口流速（m/s），一般采用0.21.5m/s设计中取=0.4m /s=1.446设每个孔口尺寸为0.50.5m，则孔口数为式中 n每座曝气池所需孔口数（个） f每个孔口的面积（）=5.784工程中取6个(2)曝气池的出水设计A2/O池的出水采用矩形薄壁堰，跌落水头，堰上水头式中 H堰上水头（m）Q每座反应池出水量（/s）,指污水最大流量（1.157 /s）与回流污泥量、回流量之和（0.578 250%/s） m流量系数，一般采用0.40.5 b堰宽（m）；与反应池宽度相等设计中取m=0.4,b=7mm,设计中取0.23mA2/O反应池的最大出水流量为（1.157+0.578250%）=2.602 m3/s，出水管管径采用DN1000mm，送往二沉池，管流速为0.737m/s。3.6.4其他管道设计（1）污泥回流管在本设计中，污泥回流比为64%，从二沉池回流过来的污泥通过两根DN400mm的回流管道分别进入首端的缺氧池和厌氧池，管流速为0.85m/s。（2）硝化液回流管硝化液回流比为200%，从好氧池出水至缺氧段首端，硝化液回流管道管径为DN1000mm,管流速为0.9m/s。3.6.5剩余污泥量式中 W剩余污泥量（/d）污泥产率系数，一般采用0.50.7 b污泥自身氧化系数（),一般采用0.050.1平均日污水流量（）-反应池去除的SS浓度（),=50-20=30mg/L=0.030反应池去除的BOD5浓度（),=250-20=230 mg/L=0.23设计中取=0.6，b=0.05=13800-5000+1500=10300kg/d3.6.6曝气系统设计（1）需氧量 平均时需氧量设计中取活性污泥微生物每代1kgBOD所需的氧气kg数，被降解的浓度，每1kg活性污泥每天自身氧化所需要的氧气kg数，曝气池有效容积V、挥发性总悬浮固体浓度可以用下式求得的去除率的污泥负荷率设计中取有机物最大比降解速度与饱和常数的比值，处理后出水中浓度，MLVSS/MLSS的值，则 曝气池混合业污泥浓度设计中取污泥回流比，系数，污泥容积系数SVI=100，则 曝气池的有效容积设计中取曝气池的进水量Q为，曝气池进水中的浓度值，则 挥发性总悬浮固体 平均时需氧量最大时需氧量最大时需氧量计算方法同上，只需将污水的平均流量换为最大流量最大时需氧量与平均是流量之比（2）供气量 采用Ww 180型网状膜微孔空气扩散器，每个扩散器的服务面积为，敷设于池底0.2m处，淹没深度为4.0m，计算温度设定10。 查表得0和10时，水中饱和溶解氧值为：； 空气扩散器出口处的绝对压力 设计中取扩散器上淹没深度 空气离开曝气池池面时，氧的百分比 设计中取空气扩散器的氧转移效率取 曝气池混合液中平均氧饱和度（按最不利的温度条件考虑） 设计中10时，在大气压力条件下，氧的饱和度，则 换算为在0条件下，脱氧清水的充氧量设计中取混合液需氧量，修正系数，压力修正系数，曝气池出口处溶解氧浓度，则 平均时需氧量为： 最大时需氧量为：曝气池供气量曝气池平均时供气量： 曝气池最大时供气量：（3）空气管路计算 按照图例所示的曝气池平面图，布置空气管道，在相邻的两个廊道的隔墙上设一根干管，共7根干管。在每根干管上设8对曝气竖管，共16条配气竖管。曝气池共设112条配气竖管，每根竖管的供气量为： 曝气池的平面面积为，每个空气扩散器的服务面积按计，则所需空气扩散器的总数为：每根竖管上安装的空气扩散器的个数为： 每个空气扩散器的配气量为：（4）空压机选择 空气扩散装置安装在距离池底0.2 m，曝气池有效水深为4.2m，空气管路的水头损失按1.0m计，则空压机所需压力为：空压机供气量：最大时：平时： 根据所需压力与空气量，选择省市恒容机泵厂的3L63WD三叶型罗茨鼓风机，共11台，该鼓风机风压49kPa，风量55。正常条件下，9台工作，2台备用；高负荷时，10台工作，1台备用。3.7辐流式二沉池设计中选择二组辅流式沉淀池，N=2，每池设计流量为0.578 m3/s，从曝气池流出的混合液进入集配水井，经过集配水井分配流量后流进辅流沉淀池。3.7.1沉淀池表面积式中 F沉淀部分有效面积（） Q设计流量（）表面负荷，一般采用0.51.5 设计中取=1.53.7.2沉淀池直径式中 D沉淀池直径（m）m设计中取D=42m，则半径为21m。3.7.3沉淀池有效水深式中 沉淀池有效水深（m） t沉淀时间（h），一般采用1.53.0h设计中取t=2.5hm3.7.4径深比，合乎（612）的要求。3.7.5污泥部分所需容积式中污泥部分所需容积（）污水平均流量（）R污泥回流比（%）X曝气池中污泥浓度（mg/L）二沉池排泥浓度（mg/L）设计中取=1.157，R=50%式中 SVI污泥容积指数，一般采用70150 r系数，一般采用1.2设计中取SVI=10012000mg/L4000mg/L3.7.6沉淀池总高度式中 H沉淀池总高（m）沉淀池超高（m），一般采用0.30.5m沉淀池有效水深（m）沉淀层缓冲层高度（m）,一般采用0.3m沉淀池底部圆锥体高度（m）沉淀池污泥区高度（m）设计中取=0.3m，=0.3m,=3.75m根据污泥部分容积过大与二沉池污泥的特点，采用机械刮泥机连续排泥，池底坡度为0.05.式中 沉淀池底部圆锥体高度（m） r沉淀池半径（m）沉淀池进水竖井半径（m），一般采用1.0m沉淀池池底坡度。 设计中取 r=21m,=1.0m,=0.05m式中 污泥部分所需容积（）沉淀池底部圆锥体容积（）沉淀池表面积（）3.7.7进水管的计算式中进水管设计流量） Q单池设计流量（） R污泥回流比（%）单池污水平均流量（） 设计中取Q=0.578 ,=0.578,R=50% 进水管管径取=900mm 流速3.7.8进水竖井计算进水竖井直径采用=2.0m进水竖井采用多孔配水，配水口尺寸ab=0.5m1.5m,共设6个沿井壁均匀分布；流速m/s(0.150.2)，符合要求；孔距：m3.7.9稳流桶计算桶中流速：m/s（设计中取0.02）；稳流桶过流面积： 稳流桶直径D33.7.10出水槽计算采用单边90o三角堰出水槽集水，出水槽沿池壁环形布置，环行槽中水流由左右两侧汇入出水口。每侧流量： 集水槽中流速v=0.6m 设集水槽宽B=0.6m 槽终点水深: 槽起点水深式中槽临界水深（m）系数，一般采用1g重力加速度m设计中取出水堰后自由跌落0.1m，集水槽高度：0.1+0.839=0.939m，取0.95m。集水槽断面尺寸为：0.6m0.95m3.7.11出水堰计算式中 q三角堰单堰流量（L/s） Q进水流量（L/s） L集水堰总长度（m）集水堰外侧堰长（m）集水堰侧堰长（m） n三角堰数量（个） b三角堰单宽（m） h堰上水头（m）堰上负荷L/(sm) 设计中取b=0.10m,水槽距池壁0.5m个m 根据规定二沉池出水堰上负荷在之间，计算结果符合要求。3.7.12出水管出水管管径DN=800mm3.7.13排泥装置沉淀池采用周边转动刮吸泥机，周边转动刮吸泥机的线速度为23m/min,刮吸泥机底部设有刮泥板和吸泥管，利用静水压将污泥吸入污泥槽，沿进水竖井中的排泥管将污泥排出池外。3.7.14集配水井的设计计算（1）水井中心管直径式中配水井中心管管径；中心管污水流速（m/s），一般采用0.6m/s；进水流量（）；取=0.7 m/s，Q=1.446.（2）配水井直径式中配水井直径（m）；配水井污水流速（m/s），一般采用=0.20.4m/s；设计中取=0.3m/s。,设计中取3.0m（3）集水井直径式中集水井直径（m）；集水井污水流速（m/s），一般采用=0.20.4m/s；设计中取=0.25m/s。 设计中取4.0m（4）进水管管径取进入二沉池的管径DN=900mm校核流速0.7m/s 符合要求（5）出水管径D=800mm，v=1.0m/s（6）总出水管取出水管管径D=1100mm，v=1.0m/s；集配水井设有超越阀门，以便超越3.8静态混合器静态混合器的水头损失一般小于0.5m，根据水头损失计算公式式中h水头损失（m）；Q处理水量（m3/s）；d管道直径（m）；n混合单元（个）。设计中取d=1.0m，Q=1.16m3/s，当h=0.4m时，需2.5个混合单元，当h=0.5m时，需3.1个混合单元，选DN1000装3个混合单元的静态混合器。加药点设于靠近水流方向的第一个混合单元，投药管插入管径的1/3处，且投药管上多处开孔，使药液均匀分布。3.9机械搅拌澄清池机械搅拌澄清池是利用转动的叶轮使泥渣在池循环流动，完成接触絮凝和澄清过程。机械搅拌澄清池对水质、水量变化的适应性强，处理效率高，应用也最多，一般适用于大、中型水厂。3.9.1平面尺寸计算（1）进水管与配水槽设计A.进水管管径式中-进水管管径(m);进水管流速(m/s)，一般采用左右。设计中取则设计中取进水管管径为DN800mm，管实际流速v=1.15m/sB.配水槽断面积式中-配水槽断面积();配水槽流速(m/s )，一般采用公0. 4m/s,设计中取,因为进水管送水人配水槽后是向两侧配水，因此公式中应除以2配水槽断面为直角三角形，底和高均为0.9m。在配水槽底部开设进水孔，则所需孔口总面积孔口总面积();孔口流速(m/s)设计中取设进水孔口直径为10cm，则孔口总数一月L口总个数;每个孔口直径(m)设计中取=0.1m（2）第二絮凝室设计A.第二絮凝室断面积式中第二絮凝室断面积();第二絮凝室与导流室流速(m/s)，一般采用0.040.06m/s;一第二絮凝室计算流量()，一般采用设计流量的35倍设计中取，B.第二絮凝室直径式中 第二絮凝室直径(m)o考虑导流板占部分面积，设计中取为8m ，则实际为50.24C.第二絮凝室高度式中第二絮凝室高度(m);-第二絮凝室停留时间(s)，一般采用3060s设计中取（3）导流室设计A.导流室直径式中 -导流室直径(m);第二絮凝室外径(m);导流室断面积()设计中近似认为认与相等，;导流室断面积考虑导流板占部分面积，设计中取为11.5mB.导流室高度式中 导流室高度(m)（4）分离室设计A.分离室断面积式中分离室断面积()分离室上升流速(m/s)，一般采用0.00080.0011m/s设计中取B.澄清池径D首先求出澄清池总面积:式中澄清池总面积导流室外径设计中近似认为与相等，。计算澄清池径:式中-澄清他径(m)，设计中取为33m（5）澄清池总高式中 澄清池总高度(m) 澄清池超高(m)，一般采用0.30.5m 澄清池直壁高度(m) 澄清池圆台高度(m) 澄清池底圆锥高度(m)设计中取（6）澄清池总停留时间A澄清池圆柱部分容积式中圆柱部分容积()B澄清池圆台部分容积式中 圆台部分容积() 圆台底直径（m）C澄清池总容积:一 澄清池总容积().D清池总停留时间: 澄清池总停留时间(h)（7）第一絮凝室设计A第一絮凝室直径式中-第一絮凝室直径(m);进水三角槽直角边长(m)设计中取B第一絮凝室高度式中 第一絮凝室高度(m)C回流缝面积与宽度第一絮凝室伞形板延长线交点处直径式中 伞形板延长线交点处直径(m)o回流缝总面积 回流缝总面积(); 泥渣回流量(/s);泥渣回流缝流速(m/s)，一般采用0.10.2m/s设计中取, 回流缝宽度回流缝宽度(m)3.9.2排水系统（1）集水槽设计A孔口布置采用8条辐射槽，每条集水槽与澄清池周壁上环形集水槽相连接。每条辐射槽和环形槽侧均匀开孔。设孔口中心线上的水头h=0.05m.,式中一一所需孔口总面积(mZ); -超载系数，设计中取; -流量系数，设计中取。所需孔总面积选用孔口直径为25mm，单孔面积孔口总数8条辐射集水槽的开孔部分总长度为:上式中假定环形集水槽宽度为0.5m靠池壁的环形槽开孔部分长度穿孔集水槽(包括辐射槽和环形槽)的开孔部分总长度为:孔口间距x应为:B集水槽断面尺寸集水槽沿程的流量逐渐增大，应按槽的下游出日处最大流量计算集水槽的断面尺寸。每条辐射集水槽开孔数为，取179个孔口流速 集水槽孔口流速，一般在0.60. 7m/s之间每槽的计算流量等于辐射式集水槽的宽度 集水槽的宽度(m)。集水槽终点水深式中 集水槽终点水深(m) 集水槽流速(m/s) 设计中取槽外保护高0.1m，孔上水头0.05.,槽跌落水头0.10，则集水槽的总高度为0.5m。环形集水槽水流从两个方向流至出口，槽流量按计，得环形集水槽宽度环形槽起端水深，考虑到辐射槽水流进人环形槽时应自由跌水，跌落高度取0.05m，同时考虑环形槽顶与辐射槽顶相平，则环形槽总高度（2）搅拌设备选择选用J折桨式搅拌机。（3）排泥系统设计采用重力式排泥，泥渣先在泥渣浓缩室进行浓缩，之后经排泥管排除。同时在池底部设放空、排泥管，管径为800mm3.10平流式消毒接触池消毒剂优 点缺 点适 用 条 件液 氯效果可靠、投配简单、投量准确，价格便宜氯化形成的余氯与某些含氯化合物低浓度时对水生物有毒害，当污水含工业污水比例大时，氯化可能生成致癌化合物 。适用于，中规模的污水处理厂漂 白 粉投加设备简单，价格便宜。同液氯缺点外，沿尚有投量不准确，溶解调制不便，劳动强度大适用于出水水质较好，排入水体卫生条件要求高的污水处理厂臭 氧消毒效率高，并能有效地降解污水中残留的有机物，色，味，等，污水中PH，温度对消毒效果影响小，不产生难处理的或生物积累性残余物投资大成本高，设备管理复杂适用于出水水质较好，排入水体卫生条件要求高的污水处理厂城市污水经过一级或二级处理(包活性污泥法和膜法)后，水质改善，细菌含量也大幅度减少，但其绝对值仍很可观，并有存在病源菌的可能。因此，污水排入水体前应进行消毒。消毒剂的比较选择见下3.10.1消毒剂的投加（1）加氯量计算三级处理出水采用液氯消毒时，液氯投加量一般为，本设计中液氯投加量采用。每日加氯量为：式中 q每日加氯量（/d） q0液氯投量（mg/L） Q污水设计流量（m3/s）（2）加氯设备液氯由真空转子加氯机加入，加氯机设计二台，一用一备。每小时加氯量：kg/h设计中采用ZJ-1型转子加氯机3.10.2平流式消毒接触池本设计采用2个3廊道平流式消毒接触池，单池设计计算如下：（1）消毒接触池容积式中 V接触池单池容积（） Q单池污水设计流量（） t接触时间（h），一般采用30min 设计中取Q=0.578，t=30min（2）消毒接触池表面积式中 F消毒接触池单池面积（）消毒接触池有效水深（m） 设计中取=2.5m（3）消毒接触池池长式中 消毒接触池廊道总长（m） B消毒接触池廊道单宽（m）设计中取B=6mm 消毒接触池采用3廊道，消毒接触池长：m设计中取23.5m校核长宽比：10,符合要求（4）池高式中 超高（m），一般采用0.3m有效水深（m）m（5）进水部分每个消毒接触池的进水管管径D=800mm，v=1.5m/s（6）混合采用管道混合的方式，加氯管线直接接入消毒池进水管，为增强混合效果，加氯点后接D=800mm的静态混合器。（7）出水部分式中 H堰上水头（m） n消毒接触池个数（个） m流量系数，一般采用0.42 b堰宽，数值等于池宽（m）设计中取n=2,b=6mm3.11计量设备3.11.1计量设备选择污水厂中常用的计量设备由巴氏计量槽、薄壁堰、电磁流量计、超声波流量计、涡流流量计等。污水测量装置的选择原则是精度高、操作简单，水头损失小，不宜沉积杂物，其中以巴氏计量槽应用最为广泛。其优点是水头损失小，不易发生沉淀。各种计量设备的比较如下：名称优点缺点适用围巴氏计量槽水头损失小，不易发生沉淀，操作简单施工技术要求高，不能自动记录数据大、中、小型污水厂薄壁堰稳定可靠，操作简单水头损失较大，堰前易沉淀污泥，不能自动记录数据小型污水厂电磁流量计水头损失小，不易堵塞，精度高，能自动记录数据价格较贵，维修困难大、中型污水厂超声波流量计水头损失小，不易堵塞，精度高，能自动记录数据价格较贵，维修困难大、中型污水厂涡轮流量计精度高，能自动记录数据维修困难中、小型污水厂根据比较，本设计的计量设备选用巴氏计量槽，选用的测量围为：0.171.30 m3/s。设计中取喉宽w=0.8m3.11.2巴氏计量槽设计（1）计量槽主要部分尺寸：mm式中 渐缩部分长度（m）b 喉部宽度（m）喉部长度（m）渐宽部分长度（m）上游渠道宽度（m）下游渠道宽度（m）设计中取b=0.8mmmmmm（2）计量槽总长度计量槽应设在渠道的直线段上，直线段的长度不应小于渠道宽度的810倍，在计量槽上游，直线段不小于渠宽的23倍，下游不小于45倍；计量槽上游直线段长为：式中 上游直线段长（m）上游渠道宽度（m）m计量槽下游直线段长L2为式中 下游直线段长（m）下游渠道宽度（m）m计量槽总长L:m（3）计量槽的水位当b=0.8m时：式中上游水深（m）m当b=0.32.5m时，0.7时为自由流；m;取=0.35m（4）渠道水力计算A上游渠道过水断面A： 湿周f：m水力半径R：m流速v：m/s水力坡度i：式中 n粗糙度，一般采用0.013B下游渠道 过水断面积A： 湿周f：m水力半径R：m流速v： m/s水力坡度i：%（5）水厂出水管采用重力流铸铁管，流量Q=0.578m3/s，DN=800mm，v=1.5m/s,i=0.1%3.12本章小结根据进水与出水指标，得出工艺流程设备的尺寸、类型等。选择正确适宜的设备。第四章.污泥处理构筑物4.1污泥量计算4.1.1初沉池污泥量计算由已计算可知，初沉池采用间歇排泥的运行方式，每4小时排泥一次。按去除水中悬浮物计算式中 Q平均污水流量（m3） C1进水悬浮物浓度（mg/L） C2出水悬浮物浓度（mg/L），一般采用沉淀效率=40%60% K2生活污水量总变化系数r污泥容量（t/ m3),约为1污泥含水率（%）设计中取 T=4h,=97%初沉池污泥量Q1=267=84/d=7/次以每次排泥时间30min计，每次排泥量14 /h=0.004 /s4.1.2剩余污泥量计算（1）曝气池每日增加的污泥式中 X每日增长的污泥量kg/d）曝气池进水BOD5浓度（mg/L）曝气池出水BOD5浓度（mg/L）污泥产率系数，一般采用0.50.7 Q污水流量（ /d） V曝气池容积（）挥发性污泥浓度MLVSS（mg/L）