DE型氧化沟毕业设计设计计算书.doc

教学单位 学生学号 xxx大学（学院）毕 业 设 计 (论文)题 目： 年 级： 学 号： 姓 名： 专 业： 指导教师： 2011 年 6 月 19 日2 设计计算书2.1 设计基础数据的确定本设计中污水处理厂的设计流量为8万m3/d，即平均日流量。平均日流量一般用来表示污水处理厂的规模，用来计算污水厂的栅渣量、污泥量、耗药量及年抽升电量；最大设计流量用于污水处理厂中管渠计算及各处理构筑物计算。污水的平均处理量为： （2-1）污水的最大处理量为: =； (2-2) =； 取=1.3; =0.92591.3=1.204m3/s；2.2 粗格栅格栅是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，用以截留较大的悬浮物或漂浮物。本设计采用中细两道格栅。本设计采用平面粗格栅。2.2.1 设计参数 (1) 格栅本设计单独设置格栅井，采用机械除渣。 (2) 格栅宽度 格栅的总宽度不宜小于进水管渠宽度的2倍，格栅空隙总有效面积应大于进水管渠有效断面积的1.2倍。 (3) 过栅流速过栅流速一般采用0.61.0m/s。雨水泵站格栅前进水管内的流速应控制在1.01.2m/s；当流速大于1.2m/s时，应将临近段的入流管渠断面放大或改建成双管渠进水。污水泵站格栅前进水管内的流速一般为0.60.9m/s。 (4) 格栅倾角 本设计采用机械除渣，所以倾角应该在6090之间，由于90的倾角不利于渣的悬挂，可采用60倾角，格栅上端应设置一个平台，便于放清渣机械，格栅下端应低于进水管底部0.5m，距池壁0.50.7m。 (5) 格栅工作平台工作平台应等于或稍高于格栅井的地面标高。平台宽度到污水泵站不应小于2m；雨水泵站不应小于2m。两侧过道宽度采用1.0m，安置除渣机减速箱，皮带输送机等辅助设施的位置。格栅平台临水侧应设栏杆，平台上应装置给水阀门，流速监测仪，进入进水渠的梯子，并设置具有活动盖板的检修孔；平台靠墙面应设挂安全带的挂钩；平台上方应设置起重量为1t的工字梁和电动葫芦。 (6) 格栅井通风 由于阜新位于东北，冬天比较冷，格栅必须设置在室内，必须设置永诀的机械通风，而且要有必要的采暖设备，防治冬天结冰。2.2.2 设计计算污水处理厂由阜新市区直接进入格栅间，格栅设为两个，一用一备。设格栅前水深为1.0m，流速为0.8m/s，格栅间隔为b=40mm，则：（1） 栅条间隙数栅条间隙数用以下公式计算：n= (2-3) 式中： 污水厂设计流量（m3/s）；格栅倾角（o），取=60o； h栅前水深（m），h=1.0m；v过栅流速（m/s），取v=0.8m/s； b格栅间隙宽度（m），取b=0.040m。 （2） 栅槽宽度 =0.01（35-1）+0.0435=1.74m (2-4) 式中 b格栅槽宽度（m）； s栅条宽度，取s=0.010m； n格栅间隙数。（3） 进水渠道渐宽部分长度设进水渠道渐宽部分展开角a=25o，渠宽： b=； (2-5) (2-6)（4） 栅槽与出水渠连接处渐窄部分长度出水渠渐窄部分长度为进水渠渐宽长度的一半，即： l2=0.13m (2-7)（5） 通过格栅的水头损失设栅条断面为锐边矩形断面，水头损失可用下式计算： ； (2-8) ； (2-9) ； (2-10) (2-11)式中 k系数，格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般k=3； 形状系数，本设计中栅条采用锐边矩形断面，=1.67； 阻力系数； 计算水头损失； 过栅水头损失。（6）栅后槽总高度设栅前渠道超高： (2-12） 栅槽总高度： 栅槽总长度l=l+l+0.5+1.0+ (2-13) =0.26+0.13+0.5+1.0+=2.64（7） 每日栅渣量 (2-14)式中 栅渣量（m3/103m3）,本设计取=0.04； 污水厂平均污水量（m3/s）。带入上述数值，则每日栅渣量： =1.6m3/d0.2 m3/d。故采用机械清渣。格栅采用链条回转式格栅，它由驱动机构、主传动链轮轴、从动链轮轴、牵引链、齿耙、过力矩保护装置和机架等组成。驱动机构布置在栅体上部的左侧或右侧，通过安全保护装置将扭矩传给主传动链轮轴，主传动链轮轴两侧主动链轮使两条环形链条作回转运动，在环形链条上均布68块齿耙，齿耙间距与格栅栅距配合并插入栅片间隙一定深度，运行时齿耙栅片上的污物随齿耙上行，当齿耙转到格栅体顶部牵引链条换向时齿耙也随之翻转，格栅截留的栅渣脱落到工作平台上端的卸料处，由卸料装置将污物卸至输送机或集污容器中。格栅清渣装置起动由水位差控制开关控制，当格栅前后水位差大于0.08m时，开始工作。(8)设备选型； 通过参考相关材料，粗格栅选我gh-1800型链条回转式多耙格栅。则实 际格栅宽度为1.8，过栅流速为。电动机功率为。2.3细格栅细格栅设为两个，一用一备。设栅前水深h=1.2 m，栅前流速v=0.9m/s，栅条间隙b=15mm，则：（1）栅条间隙数 栅条间隙数用以下公式计算： (2-15)式中 污水厂设计流量（m3/s）；格栅倾角（o），取=60o； h栅前水深（m），h=1.2m；v过栅流速（m/s），取v=0.9m/s； b格栅间隙宽度（m），取b=0.015m； 将上述数值代入上式，则栅条间隙数： = 62个（2）栅槽宽度设栅条宽度s=0.01m，则栅槽宽度= (2-16)（3）进水渠道渐宽部分长度设进水渠道渐宽部分展开角a=25 o，渠宽b=m，取1.2m； (4）栅槽与出水渠连接处渐窄部分长度出水渠渐窄部分长度为进水渠渐宽长度的一半，即： =0.34=0.17m (2-18)（5）通过格栅的水头损失设栅条断面为两边为半圆的矩形栅条，水头损失可用下式计算： (2-19) (2-20) = (2-17)式中 k系数，格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般k=3； 形状系数，本设计中栅条采用两边为半圆的矩形栅条，=0.97； g重力加速度（m/s2）。则通过格栅的水头损失：。 （6）栅后槽总高度设栅前渠道超高，栅前槽高h= (2-21) 栅槽总高度：h= 栅槽总长： l=0.5+1.0+ (2-22) =0.34+0.17+0.5+1+ （7）每日栅渣量 (2-23)式中 栅渣量（m3/103m3）,本设计取=0.06； 污水厂平均污水量（m3/s）。带入上述数值，则每日栅渣量： =4.8m3/d0.2 m3/d。故采用机械清渣。格栅采用链条回转式格栅，它由驱动机构、主传动链轮轴、从动链轮轴、牵引链、齿耙、过力矩保护装置和机架等组成。驱动机构布置在栅体上部的左侧或右侧，通过安全保护装置将扭矩传给主传动链轮轴，主传动链轮轴两侧主动链轮使两条环形链条作回转运动，在环形链条上均布68块齿耙，齿耙间距与格栅栅距配合并插入栅片间隙一定深度，运行时齿耙栅片上的污物随齿耙上行，当齿耙转到格栅体顶部牵引链条换向时齿耙也随之翻转，格栅截留的栅渣脱落到工作平台上端的卸料处，由卸料装置将污物卸至输送机或集污容器中。格栅清渣装置起动由水位差控制开关控制，当格栅前后水位差大于0.1m时，开始工作。2.4沉砂池沉砂池的功能是去除比较大的无机颗粒（如泥沙、煤渣等，它们的相对密度为2.65、粒径0.2mm以上）。沉砂池设于初次沉淀池前，以减轻沉淀池负荷及能使无机颗粒与有机颗粒分离便于分别处理和处置，改善污泥处理构筑物的处理条件。目前应用较多的沉砂池池型有平流沉砂池、曝气沉砂池、竖流沉砂池和旋流沉砂池（又叫涡流沉砂池）。本设计是采用平流式沉砂池。平流沉砂池是常用的形式，污水在池内沿水平方向流动，具有构造简单、截留无机颗粒效果较好、排沉砂较方便的优点；但平流沉砂池的主要缺点是沉砂中约夹杂有15%的有机物，是沉砂的后续处理增加难度，故常需配洗砂机，把排砂经清洗后，有机物含量低于10%，称为清洁砂，再外运。2.4.1设计参数（1）流速为0.150.3m/s，取=0.20m/s；（2）水力停留时间为3060s，取=50s；（3）=1.204m/s；（4）沉砂池两座，n=2；单池=75%=75%1.204=0.903m/s。2.4.2设计计算（1）沉砂池长度： (2-24)（2）水流断面积： (2-25)（3）池总宽度： = (2-26) 式中： 为0.250.1m，取0.9m。 单池宽度； (2-27) （4） 沉砂斗容积： (2-28)x城市污水沉砂量 （污水），一般采用；t储泥时间，取t=2天。（5）单个沉砂斗容积：设每一个池都有两个砂斗，所以。 (2-29)（6）沉砂斗各部分尺寸 设贮砂斗底宽;斗壁与水平面的倾角，斗高。 沉砂斗上口宽 (2-30)（7）沉砂斗容积： (2-31)（8）沉砂池高度：采用重力排砂，设计池底坡度为0.06，坡向 则沉泥区高度为，其中。 (2-32) (9)池总高度： (2-33) 超高，取。（10） 校核最小流量时的流速：（最小流量即平均日流量） (2-34) 最小流量是工作的沉砂池数目，则。 (2-35) (2-36) 符合要求。2.5厌氧池2.5.1设计说明: 为了使氧化沟起到生物除磷效果,在氧化沟前加厌氧池且将厌氧池与氧化沟合建为一个处理单元 ,总的水力停留时间超过15h,所以设计水量按最大日平均时流量考虑。2.5.2设计参数 设计流量； 每座设计流量为，分2座； 水力停留时间：t=1.5h；在氧化沟的设计中停留时间在1-2h。 污泥浓度：x=3000mg/l；氧化沟污泥浓度一般采用（3000-4000mg/l）氧化沟设计中混合污泥回流比宜采用r=60%-200%,本工程设计混合污泥回流比为100%,r=60%-100%,核算水力停留时间:当时， 当时， 实际水力停留时间约(46-60)min, 基本符合德国atv-a208规范的除磷要求, 也处于反硝化速率较大的时段,有利于生物脱氮。 污泥回流液浓度：； 污泥回流量为。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，所以设计水量按最大日平均时考虑。2.5.3.设计计算（1）厌氧池容积： （2-37）（2）厌氧池尺寸：水深取为h=5.0m 则厌氧池面积： a=v/h=3250.8/5=650.16m2 （2-38） 取池宽为20m，则池长为32.508m，取长为33m。 所以厌氧池的尺寸为。 为了混合搅拌，每池分为六格，六格为10m*11m，。有效水深为5m。 （3）池总高度为： （2-39） 式中：超高，取。（4）核算水力停留时间：氧化沟设计中污泥回流比宜采用60%200%，本设计采用回流比为100%。 （2-40） 实际水力停留时间约为（3545min）基本符合德国atva208规范的除p要求，也处于反硝化速率较大的时段，有利于生物脱氮。（5）搅拌器的选型：厌氧池上面采用0.2m的混凝土密封，并设有搅拌器，采用浆式搅拌器，每个设置一台，共设12个格，所以有12台。2.6 de型氧化沟2.6.1 de型氧化沟的设计参数（1） 污泥浓度（mlss）:;（2） 污泥负荷：;（3） 污泥龄：；（4） 每千克bod需氧量：。2.6.2 设计计算 （1）出水中溶解性： 根据德国水污染控制协会(atv)a1316提供的数据,出水中每增加1mg/l的悬浮物(ss),就会引起(0.3-1.0)mg/l的增加, 因此为了保证氧化沟出水, 就必须控制出水中溶解性浓度(s)。 （2-41） （2-42） 式中：出水溶解性浓度，; 出水浓度，； 出水中产生的，； 设为0.7； 剩余浓度，。（2）好氧区容积：为达到污泥的好氧稳定, 泥龄应保持在( 2030)d, 而需同时脱氮除磷时, 泥龄可取（1220）d , 设计取，由于是生活污水，所以污泥产率系数y取0.45, 污泥内源代谢系数, 污泥浓度。挥发性污泥浓度： （2-43）（2-44）（3） 好氧区停留时间： （2-45）（4） 剩余污泥量：湿污泥量：设污泥含水率为 每降解所产生的干泥量： 氧化沟里的污泥一部分将随污水进入二沉池，由二沉池池底排出，另一部分由氧化沟池底排出。（5） 脱氮： 需要氧化的量： 氧化沟产生的剩余污泥中含氮率为12.4%，则用于生物合成是总氮量为；生物合成的氮： 碱度平衡: 一般认为剩余碱度100时即可保持ph7.2,生物反应能够进行, 每氧化消耗碱度, 每氧化1mg产0.1碱度, 每还1mg产生3.57碱度, 原水碱度一般在280。剩余碱度： 脱氮量： 脱氮所需的容积： 脱硝率： 时, 脱氮水力停留时间： 总池容： 总停留时间： 校核污泥负荷： 在（0.050.11）范围。 ； 所以主体尺寸为：。（6） 需氧量： 设计温度（1525）度，经核算，25度是需氧量最大，设计按温度为25度时计算供氧量。 碳化需氧量： 式中：氧化每公斤所需氧量，； 内源呼吸需氧系数，； 为污水中污泥的浓度，。 硝化需氧量： 式中：合成需氧量，； 每氧化； 进水，; 出水，。 反硝化产生的氧量： 式中：反硝化中被还原的的量，。总需氧量: 换算成标准状态下需氧量： 当时，代入， 式中：时清水饱和溶解氧浓度，； 氧转移折算系数，一般采用0.50.95，取； 氧溶解度折算系数，一般采用0.900.97，取； 时氧的平均饱和度，; 氧化沟平均氧浓度，。曝气机数量计算（以单组反应池计算）设计中计算两种曝气机，分别为：鼓风微孔曝气器和垂直轴表面曝气机。第一种：鼓风微孔曝气器计算按供氧能力计算所需要的曝气机数量，计算公式为： 式中：曝气器标准状态下，与好氧反应池工作条件接近时的供氧能力 。设计中采用鼓风曝气，微孔曝气器，参照给水排水设计手册常用设备知：每个曝气头通气量按时，服务面积为，曝气器氧利用率为，充氧能力为则 个，取2700个以微孔曝气器服务面积进行较核：，在之间，符合要求。第二种：垂直轴表面曝气机曝气转碟采用垂直轴表面曝气机，每组氧化沟设5台，共10台。曝气机的动力效率为。单盘充氧能力为：。按照好氧容积与总容积的0.7计算。则充氧量：；所需碟片：；氧化沟设35组转碟：每组。每组安装：，符合要求。为了满足出水要求，2.7 二沉池该沉淀池采用中心进水，周边出水的幅流二沉池，采用刮泥机。辐流式沉淀池一般采用对称布置，有圆形和正方形。主要由进水管、出水管、沉淀区、污泥区及排泥装置组成。按进出水的形式可分为中心进水周边出水、周边进水中心出水和周边进水周边出水三种类型，其中，中心进水周边出水辐流式沉淀池应用最广。周边进水可以降低进水时的流速，避免进水冲击池底沉泥，提高池的容积利用系数。这类沉淀池多用于二次沉淀池。2.7.1 设计参数 （1）设计流量：，拟建两座二沉池，并联运行。则单池流量 ； （2）单池表面负荷：，设计取； （3）污泥浓缩时间。2.7.2 设计计算 图2-4 幅流二沉池（1） 单池表面积： （2） 沉淀池直径： ，取。（3） 有效水深： （4） 沉泥斗尺寸： 本设计采用机械刮吸泥机连续排泥，池底设坡度为0.05，坡向中心，为了防止磷在二沉池中发生厌氧释放，故贮泥时间采用两小时，则沉淀部分有效容积: （5） 沉淀池坡度落差： 设污泥斗上部半径，下部半径为，。 圆锥体体积： （6）污泥斗高： 污泥斗的容积； （7）沉淀池周边水深： 式中：缓冲层高度，取； 刮泥板高度，取。 校核径深比： （8）污泥部分所需容积: 式中：回流污泥比，取； 贮泥时间，取； 回流污泥浓度，。 （9）单池污泥区所需容积: 校核：，符合要求。 （10）沉淀池总高度: 式中：超高，取。2.7.3 进水部分设计二沉池进水部分采用中心进水，中心管采用铸铁管，出水端用渐扩管。进水采用配水渠。（1）进水配水槽计算： 单池设计污水量： 进水端槽宽： ,取0.6m。 槽中水流速取0.6m/s；进水端水深： 进水端水深： 2.7.4 出水部分设计计算： （1）单池设计流量： （2）环形集水槽内流量： （3）环形集水槽设计：采用周边集水槽，单侧集水，每池只设一个总出水口； 则集水槽宽度： 式中：为安全系数，取。 集水槽起点水深： 集水槽终点水深： （4）出水溢流堰设计：采用90三角堰出水, 堰上水头：h 单个三角堰流量： 三角堰的总个数： 三角堰的中心距（单侧出水）： 2.8消毒池污水经de型双沟式氧化沟处理之后、氨氮含量等都大幅度下降，三级处理可采用消毒处理。污水经二沉池处理后直接流入消毒接触池的进水渠道。2.8.1 消毒剂的选择目前常用的污水消毒剂是液氯，其次是漂白粉、臭氧、次氯酸钠、二氧化氯和紫外线等。其中液氯效果可靠、投配设备简单、价格便宜。其他消毒剂如漂白粉投量很难确定，溶解调制也极为不放便。而臭氧的投资大，成本高，且设备管理复杂。所以目前液氯仍然是消毒剂首选。本设计中选用液氯作为消毒剂，共设2座消毒接触池，每座流量为。2.8.2 消毒剂的投加（1）加氯量计算二级处理出水采用液氯消毒，液氯的投加量为则每日的加氯量为：（2）加氯设备 液氯由真空转自加氯机加入，加氯机设计三台，采用二用一备。每小时的加氯量为：。 设计中采用型转子加氯机。2.8.3 平流式消毒接触池 设计中取布水槽宽。图2-5 平流式消毒接触池示意图 （1）消毒接触池容积： 式中： 消毒接触时间，一般取。 （2）消毒接触池表面积： 式中：消毒接触池有效水深，取。 （3）消毒接触池池长： 式中：消毒接触池廊道总长，m； 消毒接触池廊道单宽，取。消毒接触池采用3廊道，消毒接触池长为： 校核长宽比： （4）池高： 式中：超高，取。 （5）进水部分本设计取接触池的进水管管径为，。 （6）混合本设计采用管道混合的方式，加氯管线直接接消毒接触池进水管，为增强混合效果，加氯点后有的静态混合器。2.9污泥处理2.9.1 污泥处理的目的众所周知污水处理厂在处理污水的同时，要产生大量的污泥，这些污泥中都含有大量的可以轻易被分解的有机物质，对环境具有一定潜在的危害，若是不进行有效处理，必然会对环境造成不必要的二次污染。同时，污泥含水率高，体积较大，处理和运输均极为困难。因此，在最终处置前必须对污泥进行有效的处理，以减少水分及降低污泥中的有机物的含量。最大限度的减少污泥对环境的污染。其中主要步骤如下：（1）减量：降低污泥含水率，减小污泥体积；（2）稳定：去除污泥中的有机物，使之稳定；（3）无害化：杀灭寄生虫卵和病原菌；（4）污泥综合利用。二沉池的剩余污泥来自氧化沟，活性污泥微生物在降解有机物的同时，自身污泥量也在不断增长，为保持曝气池内污泥量的平衡，每日增加的污泥量必须排除处理系统，这一部分污泥被称作剩余污泥。剩余污泥含水率较高，需要进行浓缩处理，然后进行脱水处理。2.9.2 污泥处理的原则 （1）城镇污水污泥，应根据地区经济条件和环境条件进行减量化、稳定化和无害化处理，并逐步提高资源化程度。 （2）污泥的处置方式包括用作肥料、作建材、作燃料和填埋等，污泥的处理流程应根据污泥的最终处置方式选定。 （3）污泥作肥料时，其有害物质含量应符合国家现行标准的规定。 （4）污泥处理构筑物个数不宜少于2个，按同时工作设计。污泥脱水机械可考虑一台备用。 （5）污泥处理过程中产生的污泥水应返回污水处理构筑物进行处理。 （6）污泥处理过程中产生的臭气，宜收集后进行处理。2.9.3 集泥池 回流污泥量为： 剩余污泥量为： 总污泥量为： 本设计中污泥首先进入集泥池中，污泥回流从集泥池中回流，选用5台（4用1备）回流污泥泵，2台（1用1备）剩余污泥泵。则每台回流泵的流量为： 泵房集泥池有效容积按不小于最大一台5分钟出水量来计算，则 集泥池的面积为： 式中：有效水深，取h=2.0m。集泥池尺寸为： 2.9.4 污泥浓缩池本设计中采用间歇式重力浓缩池中的竖流浓缩池。 （1）设计参数 污泥固体负荷宜采用30-60； 浓缩时间不宜小于12； 由生物反应池后二次沉淀池进入污泥浓缩池的污泥含水率，为99.2%99.6%时，浓缩后污泥含水率可为97%-98%； 有效水深宜为4；（2）设计原则采用栅条浓缩机时，其外缘线速度一般宜为1-2，池底坡向泥斗的坡度不宜小于0.05。污泥浓缩池一般宜设置去除浮渣的装置。当采用生物除磷工艺进行污水处理时，不应采用重力浓缩。污泥浓缩脱水可采用一体化机械。间歇式污泥浓缩池应设置可排出深度不同的污泥水的设施。（3）设计计算 本设计中进入竖流浓缩池的剩余污泥量为658.3，设计中采用2座浓缩池，单池流量为：。设计中浓缩前污泥含水率为，浓缩后污泥含水率为。图26 竖流浓缩池示意图 中心进泥管面积： 式中：中心进泥管流速，一般小于0.03。管内的实际流速为： 式中：中心进泥管直径，m。中心进泥管喇叭口与反射板之间的缝隙高度： 式中：中心进泥管喇叭口与反射板之间的缝隙高度，m； 污泥从中心进泥管喇叭口与反射板之间缝隙流出速度，一般采用，取； 喇叭口直径，一般采用。浓缩后分离出来的污水量： 式中：浓缩前污泥含水率为； 浓缩后污泥含水率为。浓缩池有效面积： 式中：污水在浓缩池内上升流速，一般采用，取。浓缩池直径： 式中：浓缩池有效水深，m； 浓缩时间，不小于12h，取。浓缩后剩余污泥量： 浓缩池污泥斗容积：污泥斗设在浓缩池底部，采用重力排泥 式中：污泥斗高度，m；浓缩池半径，；污泥斗底部半径，一般用；污泥斗倾角，圆形池污泥斗倾角，取。污泥在泥斗中的停留时间 浓缩池总高度： 式中：超高，取；缓冲层高度，取。溢流堰 浓缩池溢流出水经过溢流堰进入出水槽，然后汇入出水管排出。单池出水槽流量，设出水槽宽，水深为，则水流速为。溢流堰周长： 溢流堰采用单侧三角形出水堰，堰宽，深。每格沉淀池有个，取115个三角堰。三角堰的流量为： 三角堰堰水深为： 三角堰后自由跌落，则出水堰水头损失为。11.排泥管浓缩剩余污泥量为，泥量小，采用间歇排泥方式，污泥管道选用钢筋混凝土管，管径为，每次排泥时间为，每日排泥2次，间隔时间为。每次排泥量： 管内流速： 2.9.5贮泥池（1）设计计算图62贮泥池池示意图 贮泥池贮存来自浓缩池的污泥，污泥量。由于污泥量不大，本设计采用1座贮泥池，贮泥池采用竖流沉淀池构造。贮泥