AO2法处理工业废水 毕业设计.doc

目录前言1第1章 总论21.1 项目背景21.2 设计原则、任务、内容及依据21.2.1设计原则21.2.2设计内容21.2.3设计依据21.3 设计基础资料、规模、经济指标31.3.1设计基础资料31.3.2设计规模31.3.3经济指标分析与运行报表3第2章 工艺选择及论证42.1 工艺选择原则及处理限度42.1.1工艺选择原则42.1.2活性污泥法、生物膜法的使用范围和处理限度42.2 活性污泥的净化机理52.2.1活性污泥简介62.2.2活性污泥法的净化机理62.3 活性污泥工艺流程的比较72.3.1各种工艺流程概述72.4 生物膜法净化机理92.5 生物膜法工艺比较102.6 工艺确定11第3章 污水、污泥处理构筑物及高程设计计算113.1 进水预处理设计计算113.1.1 泵前格栅123.1.2 污水提升泵房133.1.3 泵后细格栅143.1.4沉砂池163.1.5调节池193.2 污水处理203.2.1反应池213.2.2反应池的计算213.2.3生物接触氧化池243.2.4二沉池323.3 污泥处理构筑物设计计算373.3.1回流污泥泵房373.3.2剩余污泥泵房383.3.2.2设计选型383.3.3污泥浓缩池393.3.4贮泥池及污泥泵413.4 高程计算413.4.1水头损失计算413.4.2高程确定42第4章 设备选型434.1 设备的选择原则434.1.1设备的选型概述434.1.2设备选型的原则444.2 沉淀池的选型444.2.1沉淀池444.2.2辐流式沉淀池454.3 风机的选型464.4 曝气器的选型474.4.1曝气设备的发展历程474.4.2目前我国正在使用和研制的几种曝气器的技术简介484.4.3各种曝气器性能比较504.5 回流污泥泵的选型504.6 搅拌器及附件514.6.1搅拌器的作用514.6.2搅拌器的形式514.6.3搅拌器附件524.6.4搅拌器的选择524.6.5选型524.6.6 污水提升泵选择53第5章 污水厂布置555.1 厂址选择555.1.1厂址选择遵循的基本原则555.1.2厂址选择的基本要求555.1.3厂址选择中的环保要求555.1.4厂址的确定565.2 总平面布置565.2.1 概述565.2.2平面布置原则565.2.3管道布置565.2.4其他575.2.5平面布置图575.3 污水厂的高程布置575.3.1概述575.3.2高程布置原则575.3.3高程布置图57第6章 环境保护、安全生产、社会效益586.1 环境保护586.1.1气味和噪声控制586.1.2厂区废水、废渣处置596.1.3防止事故性排放596.2 安全生产596.2.1劳动保护596.2.2消防606.3 社会效益60参考文献61致谢辞62前言随着经济飞速发展，工业化步伐的不断加快，工业污水的产生量也日益增加。为较好地控制环境污染和生态破坏日益加剧的趋势，必须对工业污水污染进行有效治理。工业废水有排放量大且水质水量不稳定等特点，传统的污水处理工艺往往难以适应，因此发展新颖的适合行业生产工艺、生产规模和排污特点与达到排放标准相匹配的污水处理工艺是目前水处理技术的发展方向。控制出水的水质的cod、bod5和氨氮是工业废水处理的主要目标，根据本设计处理工业污水的污染特点，本设计拟选用厌氧好氧生物接触氧化（a/o/o）工艺，以求经该工艺处理后能达标排放。a/o/o工艺是厌氧好氧活性污泥法和生物接触氧化法的结合，其主要原理是，a/o段既能有效地降低污水中高浓度的有机污染物浓度（cod、bod5），同时还具有反硝化作用，达到较好的脱氮效果。生物接触氧化池可以进一步降低a/o段出水的有机污染物浓度，利用水中较好的好氧环境实现硝化作用，降低污水中的硝态氮，实现控制出水总氮含量达标的目的。该工艺具有脱氮效果佳、耐负荷冲击、运行管理简便等优点。将两者有机结合，有效的提高了对工业污水的净化效果。此工艺稳妥可靠、操作管理方便，被广泛应用于污水处理。通过大型工业污水处理厂工艺的选择、设计，培养环境工程专业学生利用所学到的水污染控制理论，系统的掌握污水处理方案比较、优化；各主要构筑物结构设计与参数计算；主要设备选型包括格栅、提升泵、鼓风机、曝气器、污泥脱水机等；以及平面布置和高程计算。然后根据所确定的工艺和计算结果，绘制污水处理厂总平面布置图，高程布置图、工艺流程图及各主要构筑物图等。63第1章 总论1.1 项目背景 随着经济的发展，巨化工业化步伐的不断加快，废水的产生量也明显的增加，对乌溪江及周边地区产生了较大的污染，为使环境污染和生态破坏加剧趋势得到基本控制，对工业废水污染进行综合防治，建立一座大型污水厂势在必行。1.2 设计原则、任务、内容及依据1.2.1设计原则1、对废水处理工艺流程选择先进成熟、稳妥可靠、操作管理方便的流程;2、对设备、仪器、仪表选型本着先进、可靠、适用的原则。1.2.2设计内容1、对工艺流程的选择说明；2、对工艺处理构筑物选型说明；3、主要处理设施的工艺计算；4、污水处理厂的平面、高程布置。1.2.3设计依据需要参考的设计指南、规范和设计手册:1、中华人民共和国环境保护法（试行）2、中华人民共和国水污染防治法3、中华人民共和国水污染防治法实施细则4、给水排水设计手册-第五卷5、巨化集团公司污水处理厂工程设计说明书1.2.4工艺采用的规范标准1、地面环境质量标准（gb3838-88）2、地表水环境标准（gbhzb1-1999）3、室外排水设计规范（gbj14-87）4、污水综合排放标准（gb8978-1999）5、污水排放城市下水道水质标准（cj18-86）1.3 设计基础资料、规模、经济指标1.3.1设计基础资料温度： 年平均温度：17.3 ； 最冷月（一月）平均温度：5.2；最热月（七月）平均温度：29.2降雨量： 年平均降雨量1664.4mm； 年最大降雨量：2464.5mm； 一日最大降雨量：148.1mm ； 一次最大降雨量：285.8mm风： 常年主导风向：东北； 夏季主导风向：西南； 冬季主导风向：东北 全年地面平均风速：3m/s1.3.2设计规模 1.3.2.1 污水水量与水质实际进水量：q=10万 m3/d水质 codcr：8001000mg/l bod5：300400 mg/l nh3-n：4050mg/l ss：300mg/lph：241.3.2.2处理要求污水经二级处理后应符合以下要求：codcr：7080mg/l bod5：1020 mg/l nh3-n15mg/l ss30mg/lph：691.3.3经济指标分析与运行报表工程经济分析和工程造价管理是基本建设的重要组成内容，也是投资控制的基本依据，所以要合理、有效、科学地编制和确定工程的概预算。在工程完工后的运行成本也要尽量节约，以减少单位生产成本。运行报表包括以下内容：1、处理污水量：一般用巴氏剂量槽或其他流量计测量；2、bod5去除率；3、ss去除率；4、砂、栅渣、浮渣的去除；5、泥饼量；6、沼气产量及沼气的利用指标；7、设备完好率和设备使用率；8、出水水质达标率，出水水质达标天数应在95以上；9、电耗或能源消耗；10、运行原始记录与报表。第2章 工艺选择及论证2.1 工艺选择原则及处理限度2.1.1工艺选择原则（1）活性污泥工艺、生物膜法应根据处理规模，水质粘性，排放标准及当地的实际情况和要求经全面技术经济比较后待选确定。（2）工艺选择的主要技术经济指标包括，处理单位污染物电耗和成本，占地面积，运行性能可靠性，管理维护难易，总体环境效益等。（3）应切实际确定废水进水质，优化工艺参数。必须对废水的现状水质特征，污染物构成进行详细调查测定，做出合理的分析预测。在水质构成复杂或特殊时，应进行处理工艺的研究试验，必要时应进行中试。（4）积极审慎地采用高经济的新工艺，对在国内首次在应用的新工艺，必须经过中试和生产性试验，提供可靠的设计参数，再进行应用。2.1.2活性污泥法、生物膜法的使用范围和处理限度任何一种废水处理技术都不是万能的，都有其使用范围和处理限度，活性污泥法和生物膜法也不例外。因此，在选择活性污泥法和生物膜法之前，需了解它们的使用范围和处理限度。2.1.2.1活性污泥法的处理范围活性污泥法主要去除废水中可生化的有机物。由于活性污泥法主要是利用微生物对废水中有机物进行降解，从而实现去除废水中的有机污染物，因此适合可生化性高的废水处理。对某些由人工合成的有机物，在多数情况下根本被降解，或者在较短的时间内不能被降解。因此在自然形成的微生物生态系统中，微生物不具有分解这些物质的酶，或者需要很长的驯化时间才能建立降解这些物质的酶系统。活性污泥法用来去除废水中含氮化合物和含磷化合物。活性污泥微生物的细胞核和酶等的主要组成元素是氮、磷和微量元素。如果废水中这些营养物质不足，则有机物就不能被分解。相反，如果磷和氮含量高，需要采用生物除磷和生物脱氮的二级强化处理活性污泥法加以处理。活性污泥法产生的剩余活性污泥比物理化学法产生的污泥难于缩水和脱水，但其污泥量比物理化学法产生污泥量少。它的生物反应速度较化学反应慢，因此占地面积大，但投资和运行费用可能省。处理含有害物质和ph值偏低和偏高的废水时，需进行预处理。2.1.2.2生物膜法的处理范围生物膜法主要用于从污水中去除溶解性有机污染物，使一种被广泛采用的生物处理方法。生物膜法的主要优点是对水质、水量变化的适应性较强。生物膜法从本质上与土地处理的过程相似，是污水灌溉和土地处理的人工化和强化。生物膜法的主要设施是生物滤池、生物转盘、生物接触氧化法和生物流化床等。生物滤池有间歇生物滤池、普通生物滤池、塔式生物滤池等多种形式。间歇生物滤池只适用于个别场合，一般不采用。2.1.2.3处理的限度所谓处理限度，就是只用一种处理单元能够将污水处理到什么程度的问题。处理限度是由经济性和技术性条件决定的，而不是处理程度越高越好。例如普通活性污泥法bod去除率为90%左右，厌氧缺氧好氧生物除磷脱氮活性污泥法的总氮去除为6070，总磷去除为7090。2.2 活性污泥的净化机理2.2.1活性污泥简介活性污泥是污水活性污泥处理系统的反应作主体，是由细菌、微型动物为主的微生物悬浮物质，胶体物质混杂在一起所形成的絮状体颗粒。良好的活性污泥具有很强的吸附分解有机物的能力和良好的沉降性能，絮体大小约0.020.2mm，多为茶褐色，微具泥腥味，密度约为1.005g/cm3 ,含水率在99左右。活性污泥由有机物及无机物两部分组成，组成比例因污泥性质的不同而异。例如，城市污水处理系统中的活性污泥，其有机成分为7585，无机成分仅占1525。活性污泥中有机成分只要由生长在活性污泥中的微生物组成，这些微生物构成了一个相对稳定的生态系统和实物链，其中以各种细菌及原生动物为主，也存在真菌、放线菌、酵母菌以及轮虫等低等后生生物。在活性污泥上还吸附着被处理的废水中所含有的无机和有机固体物质，在有机固体物质中包括某些惰性的难以被细菌降解的物质。2.2.2活性污泥法的净化机理活性污泥法是废水处理技术生物处理的一种方法。自1913年在英国建立第一座活性污泥试验以来，采用活性污泥法处理废水已有90多年的历史。几十年以来，活性污泥处理技术发展很快，现在成为世界各国最广泛采用的污水处理方法。我国是较早采用活性法技术的国家之一，从1921至今，我国已建成几百座污水处理厂。活性污泥法是在人工充氧的条件下，对废水和各种微生物群体进行培养和驯化，形成活性污泥，利用活性污泥的吸附和氧化利用，分解去除废水中的有机物，然后进入二沉池使污泥与水分离，大部分污泥回流到曝气池，多余部分则排出活性污泥系统。随着废水处理的实际需要和处理技术的不断发展，出现了各种活性污泥法，如普通活性污泥法，缺氧好氧活性污泥法，好氧缺氧好氧，厌氧缺氧好氧等。2.2.2.1活性污泥对有机物的吸附在气液和固液等相界面上，物质因物理及化学作用而被浓缩，这个现象称为吸附。活性污泥对有机物的吸附就是有机物在活性污泥表面的浓缩现象。将废水和活性污泥进行混合曝气，废水中的有机物就会减少，被去除。有机物去除量和活性污泥耗氧量随曝气时间的变化，在废水与活性污泥开始接触短时间内，有机物被大量地去除，这种现象称为初期吸附。被吸附去除的有机物经水解后，被微生物摄入体内，接着被氧化和同化。在初期吸附，活性污泥的耗氧量与表面有机物去除量无关，它与被氧化和同化有关。2.2.2.2被吸附有机物的同化和氧化以被活性污泥吸附的有机物作为营养物，经氧化和同化作用，被微生物利用，表示如下： 被吸附的有机物：被氧化分解（产生能量）被吸附的有机物：被同化分解（合成细胞）所谓氧化是指微生物为了获得合成细胞和维持其生命活动等所需的能量，将吸附的有机物进行分解，这个过程可用下式表示：cyhyoz+(x+y/4-z/2)o2xco2+y/2h2o+能量所谓同化是指微生物利用氧化所得的能量，将有机物合成为新的细胞物质。这个过程可用下式表示：ncyhyoz+nnh3+n(x+y/4-z/2-5)o2能量(c5h7no2)+n(x-5)co2+n/2(y-4)h2o式中 cxhyoz污水中的有机物；（c5h7no2）n活性污泥微生物的细胞物2.3 活性污泥工艺流程的比较2.3.1各种工艺流程概述2.3.1.1普通活性污泥法普通活性污泥法又称为传统活性污泥系统。废水和回流活性污泥从曝气池的首端进入，是推流式到曝气池末端流出。活性污泥对有机物吸附，氧化和同化过程是在统一的曝气池内连续进行的。曝气池进口处有机物的浓度高，沿池长逐渐降低，需氧量也沿池长逐渐减少，当进水bod5 浓度较高时，进水端污泥处于增殖期，当进水bod5 降低时，则污泥处于停滞期。经68小时曝气后，池末端污泥已进入内源呼吸期，这时污水中的bod5 浓度很低，活性污泥微生物细胞内的储存物质也将耗尽，bod5 去除率一般为9095，出水水质好。其工艺特点：（1）适于大中型城市处理厂，日处理能力在20斤m3 以上的污水处理厂，一般采用普通活性污泥法。（2）本工艺主要用于含碳有机物（bod5 ）的去除，对氮和磷的去除率比较低，约2050。（3）本工艺剩余活性污泥量比较大，污泥处理和处理费用比较高，剩余活性污泥量一般为处理水量的12。（4）当活性污泥中丝状微生物大量繁殖时，使二沉池中活性污泥的污泥的沉降性能下降，若出现污泥膨胀现象。（5）供应的氧不能被充分利用。2.3.1.2 缺氧好氧活性污泥法（生物脱氮）本工艺又称前置反硝化生物脱氮。反应池前段为缺氧池，后段为好氧池。废水和回流活性污泥从缺氧池流入。通过好氧池处理的一部分硝化液（混合液）回流到缺氧池，在缺氧池内进行反硝化。反硝化菌氧化有机物的同时，将混合液中的亚硝态氮和硝态氮还原成氮气。在好氧池废水中的氨氮被硝化菌氧化亚硝酸盐和硝酸盐。通过硝化后另一部分混合液经二沉池进行固液分离后排放。其工艺特点：（1）总氮去除率为6670，生物反应器的容积比普通法大。（2）反应池也需要分隔，在构造上必须保证缺氧池保持缺氧状态。（3）为使硝化液循环，需设硝化液循环系统。（4）由于反应池mlss浓度比普通法高，因此二沉池的设计表面水力负荷应比普通法小，有效水深为大。（5）由于设循环系统和缺氧池等使运行管理项目增加。（6）本工艺与普通活性污泥法相比，不仅提高总氮的去除率，而且bod ，ss的去除率也可提高。本工艺由于废水中部分有机物，在缺氧池中进行的脱氮反应中被去除，因此比强化硝化活性污泥法去除bod所需的氧量小。2.3.1.3、好氧缺氧好氧活性污泥法（生物脱氮）为了保证有必需的有机碳源，本工艺原则上不设初沉池，废水直接流入反应池。反应池由好氧池（硝化池），缺氧池（脱氮池）和好氧池（再曝气池）组成。好氧池（硝化）后有缺氧池（脱氮），缺氧池脱氮反应所需的氧供体为在好氧池被活性污泥吸附和储存于细胞内的有机物，因此脱氮反应不需外加有机碳源。而缺氧好氧污泥法生物脱氮需投加硝化液供给脱氮反应的有机碳源。反应池后段的再曝气池是为使进入二沉池的混合液保持好氧状态，避免在二沉池发生脱氮反应而使污泥上浮而设置的。工艺特点（与缺氧好氧活性污泥法比较）：缺氧好氧法总氮的去除率为6070（2）在硝化池后设置缺氧池，因此在反应池末端需设再曝气池。（3）本工艺不需回流，不需设硝化液循环系统。（4）本工艺反应池客积，一般为缺氧好氧法的1.21.3倍。（5）本工艺为确保脱氮反应充分的有机碳源，原则上不设初沉池。（6）硝化池溶解氧的浓度保持在0.5mg/l左右，使在好氧条件也能进行脱氮反应，因此即使与缺氧好氧法相同的反应池容积，也能得到总氮去除很高的处理水。（7）缺氧好氧法由于脱氮池在前，脱氮反应生成的碱度，可补给后继续硝化反应，但有时应根据进水的碱度和总氮浓度，如果硝化过程因消耗碱度而使ph下降时，则需投加naoh等来提高碱度。2.4 生物膜法净化机理废水长期流过固体滤料表面时，在其表面就会形成生物膜，它实质上是粘附在滤料表面上的一层微生物群体，是一层充满微生物的枯膜。膜中微物的生长繁殖必须依靠有机营养物和氧的供应。当温度适宜时，一般微生物膜一周时间就可形成，从洁净的无膜滤床逐渐形成长满生物膜的滤床，为驯化-挂膜阶段。在生物膜外，附着一层薄薄的水层，附着水流动很慢，其中的有机物大多已被生物膜中的微生物所摄取，其浓度要比流动水层中的有机物浓度低得多。因此，废水在滤料表面流动时，有机物就会从流动水层中转移到附着水层中去，并进一步被生物膜所摄取。这层附着水对后续进水还可起到有机物浓度扩散和稀释作用。生物膜在有充足氧的条件下对有机物进行分解，将其转化为无机盐和二氧化碳。二氧化碳沿着相反方向从生物膜经水层排到空气中去。当生物膜中微生物和废不不断接触，并吸附有机物，自身亦不断增殖。由于微生物的增殖和悬浮固体的累积，生物膜逐渐增厚，膜表面由于易于吸取营养和溶解氧，微生物增殖迅速，形成了由好氧和兼性微生物组成的好氧层。而在生物膜内部，由于缺氧而形成由厌氧和兼性微生物组成的厌氧层。随着生物膜的增厚和外伸，厌氧层也随着变厚。当厌氧增加过厚时，厌氧代谢产物过多，好氧、厌氧膜层间将失去平衡，好氧层膜内的生态系遭到破坏，生物膜呈老化状态而自然脱落，并开始增长新的生物膜。生物膜的增长、脱落和更新才能保证微生物生命活动的延续。当生物膜较厚、滚水中有机物浓度较大时，空气中的氧很快被表层生物膜所消耗，靠近滤料的一层生物膜就得不到充足氧供应，就使厌氧微班物生长起来，并产生有机酸、甲烷及硫化氢等厌氧分解产物，它们中有的很不稳定，有的带有臭味，将会影响出水水质。新生生物膜不宜太厚或太薄，以0.5-1.mm为佳。生物膜法处理污水过程复杂，它包括污水的紊流运动、不同浓度污水的混合稀释、氧的扩散和吸附、有机物的分解和微生物的新陈代谢等。在这些综合作用下，污水才得以净化。2.5 生物膜法工艺比较2.5.1生物膜法概述60年代末期开始出现，在工业废水处理方面曾研究了高负荷生物滤池、塔式生物滤池等，后来则主要研究了接触氧化法，并在纺织、印染、化纤等行业废水中广泛应用。接触氧化工艺由于缺乏经久耐用和价格低廉的填料、大型池的均匀布水布气尚有困难等原因，在市政污水处理上特别是在大中型污水处理厂中没有得到应用。80年代中期在研究a/o、a2/o、ab法、sbr工艺、新型氧化沟等悬浮生长工艺技术的同时，也开展了高负荷生物滤池/固体接触(tf/sc)和生物曝气滤池(baf)等附着生长技术方面的试验研究。研究结果表明生物膜法在市政污水处理方面前景良好。2.5.1.1曝气生物滤池（baf）曝气生物滤池实质上是常说的生物接触氧化池，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。由于选用的填料不同，以及是否有脱氮要求，设计的工艺参数是不同的，如要求处理出水bod5、ss20mg/l,去除bod5达90%以上的工艺，其容积负荷为0.73.0kgbod5/(m3d)，水力停留时间12h；以硝化(90%以上)为主的工艺，其容积负荷为0.52.0kgbod5/(m3d)，水力停留时间23h。baf有两种运行方式，一种是从池上进水，水流与空气逆向运行，称之为逆向流或向下流。另一种是池底进水，与空气流同向运行，即同向流或向上流。同向流负荷高，出水水质略差，必须设二沉池。而逆向流在流速较小时，可不设二沉池。国内主要是研究逆向流baf，国外厂商提供的工艺设备也主要是逆向流。baf前可设置有填料的厌氧滤池而形成a/a/o工艺膜法。2.5.1.2高负荷生物滤池/固体接触(tf/sc)工艺高负荷生物滤池/固体接触(tf/sc)是美国在80年代初根据其城市污水处理厂70%为高负荷生物滤池，其出水达不到提高后的出水水质标准而开发出来的新工艺。我国于1990年由中国市政工程西北设计研究院和兰州铁道学院合作进行试验室、中间试验和工程生产试验，获得了完整的设计参数。国内设计公司据此成果进行了两座污水量为 10104m3/d规模处理厂设计建设。生物滤池可以是卵石填料高负荷生物滤池，也可以是塑料填料的深式或塔式滤池。tf/sc工艺中生物滤池系按不完全处理设计，采用了较一般高负荷生物滤池还要高的负荷，美国采用的负荷为0.41.4kgbod5/(m3d)(填料体积)，最终出水bod5可达10mg/l以下。我国研究结果是卵石填料的负荷在3.5kgbod5/(m3d)时最终出水bod5可在30mg/l以下。生物滤池设计的bod5去除率以50%左右较为经济，其主要功能是去除溶解性bod5和将大分子等难降解的物质降解为易降解物质。在我国采用卵石填料比较经济，因塑料填料的价格要高20倍以上。固体接触池是tf/sc工艺高效的关键之一，它是将回流污泥与生物滤池出水混合曝气，进行生物絮凝和生物吸附，将废水中细小颗粒和凝聚性差的生物膜絮凝成易于沉淀的絮体，同时吸附和降解污水中的有机污染物，因而污水在固体接触池中的停留时间一般都较短（美国典型tf/sc处理厂最短的仅2.0min，一般为30min左右），我国设计的停留时间较长，多在45min左右，因滤池负荷较美国高。固体接触池的污泥负荷比一般活性污泥法高1倍，若出水bod5要求低于30mg/l，污泥负荷为0.40.8kgbod5/(kgmlssd)。絮凝沉淀池与一般二沉池最大的不同之处是设有进水絮凝区，借助于外力进行再絮凝。它是根据生物可以再絮凝原理设计的，从而较大幅度提高了表面负荷并使细小不易絮凝沉淀的生物膜得以去除，出水悬浮物可达10mg/l。2.6 工艺确定参考工艺设计原则，比较各种工艺流程，本设计选择缺氧好氧活性污泥法和生物接触氧化法相结合的工艺流程。工艺流程图见附图1。第3章 污水、污泥处理构筑物及高程设计计算3.1 进水预处理设计计算3.1.1 泵前格栅3.1.1.1设计参数q=10万吨/d=1.0108kg/d=1.0105m3/d=1157.4l/s栅前流速v1=0.7m/s(0.40.9) 过栅流速v2=0.9m/s(0.6-1.0)栅条宽度 s=0.01m 格栅间距e=0.02m栅前部分长度 0.5m 格栅倾角 =60 单位格栅量 w1=0.05 m3/ 103m33.1.1.2 设计计算(1)确定格栅栅前水深，根据最优水力断面公式q1= 计算，得栅前槽宽b1=1.82m则栅前水深h=0.91m(2)栅条间隙数n=65.76(取n=66)(3)栅槽有效宽度b=s(n-1)+en =0.01(66-1)+0.0266=1.91m(4)进水渠道渐宽部分长度l1=0.21m(其中为进水渠展开角)(5)栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度l2=0.105m(6)过栅水头损失(h1) 因栅条边为矩形截面,取k=3,则 h1=kh0=ksin = =2.42h1=32.42sin60=0.103mh0:计算水头损失;k:系数,格栅受污物堵塞后水头损失增加倍数,取k=3;:阻力系数,与栅条断面形状有关,当为矩形断面时=2.42.(7)栅后槽高度(h) 取栅前渠道超高h2=0.3m则栅前槽总高h1=h+h2=0.91+0.3=1.21m栅后槽总高度h=h+h1+h2=0.91+0.103+0.3=1.313m(8)格栅总长度l=l1+l2+1.0+0.5+h1/tan =0.21+0.105+1.0+0.5+1.21/tan60=2.51m(9)每日栅渣量 w=q平均日w1=0.05=3.33 m3/d0.2 m3/d 所以宜采用机械格栅清渣。(10)计算草图如下：3.1.2 污水提升泵房3.1.2.1设计参数 设计流量：q=1157.4l/s3.1.2.2泵房设计计算 采用a/0/0工艺方案，污水处理系统简单，对于新建污水厂，工艺管线可以充分优化，故污水只考虑一次提升。污水经提升后入平流沉砂池，然后自流通过缺氧池一段好氧池-一段沉淀池-二段好氧池-二段沉淀池，最后由出水管道排出。 各构筑物的水面标高和池底埋深见第三章高程计算。 污水提升前水位-5.23m(即泵站吸水池最低水位)，提升后水位3.65(既细格栅前水面标高)，提升净扬程 z=3.65-(-5.23)=8.88m水泵头损失取2m,所以需水泵扬程hzh=10.88根据设计流量1.0108kg/d=1.0105m3/d=4166.67m3/h采用4台35os16污水泵，三用一备，该提升泵流量1440m3/h,扬程13.4m,转速1450r/min，功率71kw.占地面积62113.04m2,即圆形泵房d12m，高14m泵房为半地下式，地下埋深7m，水泵为自灌式。计算草图如下：3.1.3 泵后细格栅3.1.3.1设计参数q=10万吨/d=1.0108kg/d=1.0105m3/d=1157.4l/s栅前流速v1=0.7m/s(0.40.9) 过栅流速v2=0.9m/s(0.6-1.0)栅条宽度 s=0.01m 格栅间距e=0.01m栅前部分长度 0.5m 格栅倾角 =60 单位格栅量 w1=0.10 m3/ 103m33.1.3.2 设计计算(1)确定格栅栅前水深，根据最优水力断面公式q1= 计算，得栅前槽宽b1=1.82m则栅前水深h=0.91m(2)栅条间隙数n=131.5(取n=132)设计两组格栅,每组格栅间隙数 n=66(3)栅槽有效宽度b=s(n-1)+en =0.01(66-1)+0.0166=1.31m所以总槽宽度为1.312+0.2=2.82m(考虑中间隔墙厚0.2 m)(4)进水渠道渐宽部分长度l1=1.37m(其中为进水渠展开角)(5)栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度l2=0.685m(6)过栅水头损失(h1) 因栅条边为矩形截面,取k=3,则 h1=kh0=ksin = =2.42h1=32.42sin60=0.26mh0:计算水头损失;k:系数,格栅受污物堵塞后水头损失增加倍数,取k=3;:阻力系数,与栅条断面形状有关,当为矩形断面时=2.42.(7)栅后槽高度(h) 取栅前渠道超高h2=0.3m则栅前槽总高h1=h+h2=0.91+0.3=1.21m栅后槽总高度h=h+h1+h2=0.91+0.26+0.3=1.47m(8)格栅总长度l=l1+l2+1.0+0.5+h1/tan =1.37+0.685+1.0+0.5+0.77/tan60=4.00m(9)每日栅渣量 w=q平均日w1=0.01=6.67 m3/d0.2 m3/d 所以宜采用机械格栅清渣。(10)计算草图如下：3.1.4沉砂池3.1.4.1沉砂池的作用：沉砂池的作用是在废水中分离密度较大的无机颗粒，它一般设在污水处理厂的前端。保护水泵和管道免受磨损，缩小污泥处理构造物容积，提高污泥作为肥料的价值。3.1.4.2沉砂池的类型：分为四种，平流式沉砂池，竖流式沉砂池，曝气沉砂池，钟式沉砂池。平流式沉砂池是常用的型式，污水在池内沿水平方向流动。平流式沉砂池归入流渠，闸板，水流部分及沉砂斗组成，它具有截留无机颗粒效果好，工作稳定，结构简单，故本设计采用平流式沉砂池。3.1.4.3沉砂池设计规定：（1）污水处理厂应设置沉砂池；（2）沉砂池按去除相对密度2.65，粒径0.2mm以上的沉砂设计；（3）污水流量按10000m3/d计算；（4）沉砂池个数不应小于2个，并宜并联系列设计；（5）污水的沉砂量按1000000 m3污水沉砂30 m3计算，其含水量为60，容量为1500kg/ m3；（6）砂斗容积应不大于2d的沉砂量计算，斗壁与水平面的倾角不应小于55；（7）除砂一般宜采用机械方法，当采用重力排砂时，沉砂池与储存池尽量靠近。（8）沉砂池超高不宜小于0.3 m。3.1.4.4平流式沉砂池设计参数规定：（1）最大流量为0.3m/s，最小流量为0.15m/s；（2）最大流量时停留时间不小于30s，一般采用3060 s；（3）有效水深应不小于1.2m，一般采用0.251m，每格宽度不宜小于0.6m；（4）进水头部应采用取消能和整流措施；（5）池底坡度一般为0.010.02。3.1.4.5平流式沉砂池计算表1 平流式沉砂池计算公式名称公式符号意义长度l（m）水流断截面积a(m2)池总宽度b（m）沉砂室所需容积v(m3)池总高度h(m)验算最小流速vmia(m/s)l=vta=qmax/vb=a/h2v=86400t.x.qmax/kz106h=h1+h2+h3vmin=qmin/n1.wminv流速 (m/s) t流行时间(s)qmax最大设计流量(m3 /s)h2设计有效水深(m)x沉砂量(m3/106 m3 )一般采用30 t清楚沉砂时间间断kz污水流量总变化系数h1超高h3沉砂池高度qmin最小流量n1最小流量工作的沉砂池数目wmin最小流量时沉池中水流断面面积3.1.4.6 设计参数设计流量q1157.4l/s (设计1组，分2格)设计流速0.25m/s(vmax=0.3vmin=0.15) 水力停留时间t=30s (30-60s)3.1.4.7设计计算(1)沉砂池长度lvt=0.2530=7.5m(2)水流断面积aq/v1.1574/0.254.63m2(3)池总宽度设计n=2格，每格宽取b=3.5m0.6m,池总宽b2b=7m(4)有效水深h2=a/b=4.63/7=0.66m(介于0.251m之间)(5)贮泥区所需容积 设计t2d即考虑排泥间隔天数为2天，则每个沉砂斗容积：v11m3(x1:城市污水沉砂量3m3/105m3;k:污水流量总变化系数1.5)(每格沉砂池设两个沉砂斗，两格共有四个沉砂斗)(6)沉砂斗各部分尺寸及容积设计斗底宽a1=0.5m, 斗壁与水平面的倾角为55，斗高hd=0.8m则沉砂池上口宽a=+a1=+0.5=1.62m沉砂斗容积：v(2a2+2aa1+2a12) =(21.622+20.50.62+20.52) =1.01m31m3符合要求(7)沉砂池高度：采用重力排砂，设计池底坡度为0.06，坡向沉砂斗长度为l21.91m则污泥区高度为h3=hd+0.06l2=0.8+0.061.91=0.915m池总高度h：设超高h1=0.3m h=h1+h2+h3=0.3+0.66+0.915=1.875m(8)出水渐宽部分长度：l19.23m(9)出水渐窄部分长度：l3l19.23(10)校核最小流量时的流速：最小日平均流量：q平均日q/k=1157.4/1.5=771.6l/s 则vmin= q平均日/a=0.7716/4.63=0.17m/s0.15m/s(符合要求)(11)计算草图如下：3.1.5调节池3.1.5.1调节池概述在本工艺中，调节池主要是用来调节水量和酸碱性。调节时需对池内废水进行混合，本工艺采用机械搅拌混合方法。调节池在结构上可分为砖石结构、混凝土结构、钢结构。目前常用的是利用调节池特殊的结构形式进行差时混合，即水力混合。主要有对角线出水调节池和折流调节池。本工艺选择对角线出水调节池。对角线出水调节池的特点是出水槽沿对角线方向设置，同一时间流入池内的废水，由池的左右两侧，经过不同时间流倒出水槽。从而达到自动调节、均和的目的。为防止废水在池内短路，可以在池内设置若干纵向隔板。其空气量为1.53m3/(m2.h)。调节池有效水深为1.52m，纵向隔板间距为11.5m。其平面图如下： 进水 出水图5 调节池计算图3.1.5.2调节池的计算调节池的体积v (m3)t调节时间h,取4h取调节池有效水深取2m则面积为取池宽为55 m，则调节池池长取纵向隔板间距为1.5 m，则所需的纵向隔板数(个)3.1.5.3调节池中的中和处理用化学去除废水的酸或碱，使ph值达到中性左右的过程称为中和。处理酸、碱的碱或酸称为中和剂。酸性废水的中和方法有利用碱性废水或废渣进行中和、投加碱性药剂及通过中和性能的虑料过滤三种方法。碱性废水的 中和方法有利用酸性废水或碱性废渣进行中和，投加酸性药剂等。投加中和法是酸碱废水中和处理使用最广泛的一种方法，碱性药剂有石灰、石灰石、苏打、苛性钠等，酸性废水中和处理常用的药剂是石灰。由于本工艺中废水ph值24，而处理后的ph值要求为69，则需投加碱性物质naoh和na2co3的混合液。3.1.5.4搅拌机为防止泥砂等杂质沉淀于调节池，在调节池内设搅拌机。采用江苏天雨环保集团有限公司生产的zj1000型搅拌机。该产品具有结构紧凑，操作方便，搅拌效果好等特点。3.2 污水处理3.2.1反应池3.2.1.1 a/o工艺设计要求（1）好氧池出口溶解氧1-2mg/l以上（2）适宜温度为20-30,最地水温不低于13,低于13硝化速度明显低（3）tkn负荷0.05kg.tkn/kg(mlssd)（4）ph=8.0-8.4（5）反硝化状况:溶解氧趋近于零生化反应池进水溶解氧与bod浓度之比应在4以上,即(s-bod5:not-n4:1),理论bod消耗量为1.72gbod/gnot-n,实际为ph=6.5-8.03.2.1.2设计参数表2 a/o工艺设计参数项目参数水力停留时间（h）a段0.51（2）o段2.56a：o1：3-4泥龄（d）10污泥负荷kg.tkn/kg(mlss.d)0.10.17（0.18）污泥浓度x（mg/l）20005000（3000）总氮负荷率kg.tkn/kg(mlss.d)0.05液合液回流比rn(%)50100反硝化池s-bod5/not-n43.2.2反应池的计算3.2.2.1设计参数表3 进出水指标指标（mg/l）codcrbod5ssphnh3n进水9004003002450出水200115906918q1.0108kg/d=1.0105m3/d4166.7m3/h 水温为17.329.2设kz=1.2（1）bod5污泥负荷ns0.15 kgbod5/kgmlss.d（2）污泥指数svi：存设计中要向获得好的svi值就得在设计中选用适当的污泥浓度（mlss）值，当进入反应器的有机物量一定时，污泥浓度越高，则污泥负荷f/m就越小，所以在设计中必须选择正确的f/m。mlss、f/m、曝气池体积v之间的关系如下：f/msa:bod5的浓度kg/m3 v:m3在设计中一般根据污泥负荷来选择确定污泥指数svi。表4 污泥负荷与污泥指数svi的关系资 料污泥指数值svi污水种类f/m0.05kg(kg.d)f/m0.05kg(kg.d)混有少量有机工业废水的生活污水10015075100混有大量有机工业废水的生活污水150180100150由表4可知，svi值越小沉降性能就好，故取150。（3）污泥回流浓度：xr=6667mg/l（4）污泥浓度：为了减少曝气量，miss宜采用3000mg/l左右，本设计采用3000mg/l（5）污泥回流比x30006667r0.82（6）回流比r1（0.7）（0.750/18）10.94（7）tn去除率：n=100%=64%（8）内回流比 rnrr0.940.820.123.2.2.2 a/o池的主要尺寸计算(1)有效容积v88888m3(2)有效水深h15m(3)曝气池有效面积s1v/h188888/517778m2(4)分两组每组有效面积s1s/217778/28889m2(5)设7个廊道曝气，廊宽b=10m 单组曝气池长l1126.8m 取127m（6）污水在a/o池中停留时间：t=21.3h（7）停留时间a池：o池1：4则在a池中停留时间为4.26h,o池中停留时间为17.04h3.2.2.3 剩余泥量wq1lrbvxv+srq50% :0.5-0.7 b:0.05(1)降解bod5生成的污泥量w1q1lr0.61.0105（0.40.115）17100kg/d(2)内源呼吸分解泥量xv=fx=0.753000=2250mg/l=2.25kg/lw2= bvxv=0.05888882.25=9999.9kg/d(3)不可降解和惰性泥量（mvss）占该部分总tss的50%w3srq150%（0.30.09）1.010550%10500kg/d(4)剩余泥量ww1w2w3171009999.91050017600.1kg/d每天生成的活性污泥量：xw=w1-w2=17100-9999.9=7100.1(5)剩余污泥含水率在99.2%99.6%之间，取p99.2%qs=2200m3/d(6)污泥年龄c=28.17d10d3.2.2.4 需氧量计算o2akq(lo-le)+bqk(nk0-nke)-0.12xw-bqk(nk0-nke)-0.12xw-bqk(nk0-nke-noe)-0.12xw0.56-cxw =1.01.21.0105(0.4-0.115)+4.61.01051.2(0.05-0.018)-0.127100.1-4.61.01051.2(0.05-0.018-0.005)-0.127100.10.56-1.427100.1 =317711.1kg/d=1321.3kg/h3.2.3生物接触氧化池接触氧化池主要由池体、填料床、曝气装置及进出水装置等构成。生物接触氧化池设计要点：(1)生物接触氧化池一般小应少于2座;(2)设计时采用的bods负荷最好通过实际确定。也可以采用经验数据，一般处理城市污水可用1.0-1.8kgbod5/(m3.d)，处理bod5500mg/l的污水时可用1.0-3.0 kgbod5/(m3.d);(3)污水在池中的停留时间小应小于1-2h(按有效容积计);(4)进水bod5浓度