8.5万吨城市污水处理厂初步设计.doc

jiu jiang university 水污染控制工程水污染控制工程课程课程设设计计 题 目 8.5 万吨/日城市污水处理厂的初步设计 院 系 化学与环境工程学院 专 业 姓 名 年 级 指导教师 二零一三年 六 月 1 摘要摘要 本次课程设计的题目为某城市污水处理厂初步设计，主要任务是完成该污 水处理厂的平面布置、高程布置和各处理构筑物的初步设计。 初步设计要完成设计说明书一份，污水处理厂平面布置图 1 张、 污水处理 构筑物高程布置图 1 张。该污水处理厂工程规模为 8.5 万吨/日，进水水质见下 表 表 1 进水水质（单位：mg/l） 指标 codcrbod5ss 氨氮 磷酸盐（以 p 计） 数值 200180200304.0 本次设计所选择的 a2o 工艺，具有良好的脱氮除磷功能。该污水处理厂的 污水处理流程为：污水从粗格栅到污水提升泵房，再从泵房到细格栅，然后到 沉砂池，进入初沉池再进入生物池（即 a2o 反应池） ，再从生物池进入二沉池， 污水再经过接触消毒池后排入自然水体；污水处理厂处理后的出水水质要达到 污水排放标准执行污水综合排放标准（gb18918-2002）一级 b 标准。污泥处理 流程为：初沉池产生的污泥和二沉池产生的剩余污泥则送入贮泥池，经过贮泥、 加药处理后的污泥，进入污泥浓缩脱水车间，最后外运处理。 关键词：关键词：a2o 工艺；脱氮除磷；污水处理 2 目录目录 摘要1 引言1 1 设计任务书.5 1.1 工程设计资料.5 1.2 设计任务.6 1.3 基本要求6 1.4 毕业设计图纸内容及张数.6 2 设计说明书7 2.1 城市污水来源、水量及水质特点分析.7 2.1.1 城市污水来源.7 2.1.2 城市污水水量.8 2.1.3 城市污水水质特点.8 2.2 污水处理方案的选择.9 2.2.1 城市污水主要处理方法.9 2.2.2 污水处理方案的选择.11 2.3 污水处理工艺原理及工程说明.13 2.3.1 粗格栅.13 2.3.2 泵房和集水池.14 2.3.2.1 泵房14 2.3.2.2 集水池15 2.3.3 细格栅.15 2.3.4 沉砂池.16 2.3.5 配水井.18 2.3.6 初沉池.18 2.3.7 生化池.19 2.3.8 配水井.21 2.3.9 二沉池.22 2.3.10 接触消毒池.23 3 设计计算书.25 3.1 粗格栅间.25 3.1.1 设计参数.25 3 3.1.2 设计计算.25 3.2 集水池和泵房27 3.2.1 设计参数.27 3.2.2 集水池设计计算27 3.2.3 水泵扬程计算.28 3.3 细格栅.29 3.3.1 设计参数.29 3.3. 2 设计计算29 3.4 沉砂池.30 3.4.1 设计参数30 3.4.2 设计计算.30 3.5 配水井.33 3.5.1 设计参数.33 3.5.2 设计计算.33 3.6 初沉池.34 3.6.1 设计参数.34 3.6.2 设计计算35 3.7 厌氧池.36 3.7.1 设计参数36 3.7.2 设计计算.36 3.8 缺氧池.37 3.8.1 设计参数37 3.8.1 设计计算37 3.9 曝气池.38 3.9.1 设计参数设计参数.38 3.9.2 污水处理程度的计算.38 3.9.3 曝气池的计算与各部位尺寸的确定.39 3.10 配水井.41 3.10.1 设计参数.41 3.10.2 设计计算.41 3.11 二沉池.42 3.11.1 设计参数.42 3.11.2 设计计算42 4 3.12 消毒池44 3.12.1 设计参数.44 3.12.2 设计计算.44 3.13 高程计算.46 结论49 参考文献50 附录51 1 引言引言 1、选题的依据及意义 随着城市化进程的加快和经济建设的飞速发展，城市污水排放量也迅速增加， 大量未经处理的污水任意排放，将对水体造成严重污染。如果不能得到妥善处理， 将给城市及水环境造成严重污染，影响人居住环境质量和城市的可持续发展。因 此必须建设污水处理厂对城市排放的污水进行处理。而经当地环保部门批准，污 水排放标准执行污水综合排放标准（gb18918-2002）一级 b 标准。由于污水中含 氮磷较多，易使水体富营养化，所以选择的污水处理工艺应具有一定的脱氮除磷 功能。 本课题对城市污水的污染物去除进行研究，根据我国水环境的现状，分析水 样中污染物的含量及其处理工艺等方面作讨论，同时需确定污水处理厂的处理工 艺流程和处理构筑物的类型与数量，进行处理构筑物及设备的工艺设计计算和污 水厂各构筑物以及各种管渠等总体布置，为实际的城市污水处理实践提供技术和 方法参考。 二、国内外研究现状及发展趋势 城市污水是城市水环境污染的主要来源之一，解决城市污水污染的根本措施 是建设集中式城市污水处理厂。目前国内外处理城市污水的处理方法主要有：活 性污泥法，生物膜法等。下面就这两种方法进行介绍 1活性污泥法 活性污泥法工艺能从污水中去除溶解的和胶体的可生物降解有机物，以及能 被活性污泥吸附的悬浮固体和其他一些物质，无机盐类也能被部分去除1。 当前流行的污水处理工艺有：传统活性污泥法、ab 法、sbr 法、cass 法、 氧化沟法、a2o 法、倒置 a2o 法、a/o 法等 。 1）传统活性污泥法 活性污泥法创建 1917 年，是利用微生物的呼吸作用消耗污水中的有机物，达 到水体净化的目的。传统的活性污泥工艺采用中等污泥负荷，曝气池为连续推流 式在一定程度上有缺陷。目前对传统工艺的改进可以充分满足各种不同的处理要 2 求，改进可以分为池形的改进、运行方式的改进、曝气方式的改进、生物学方面 的改进及投加填料等方面的改进。 2）ab 法 该法由德国 bohuke 教授首先开发。该工艺对曝气池按高、低负荷分二级供 氧，a 级负荷高，曝气时间短，产生污泥量大，污泥负荷 2.5kgbod/(kgmlssd) 以上，池容积负荷 6kgbod/(m3d)以上；b 级负荷低，污泥龄较长。a 级与 b 级间 设中间沉淀池。二级池子 f/m(污染物量与微生物量之比)不同，形成不同的微生物 群体2。自上世纪 80 年代起，中国逐步开始将“ab 法”应用到城市污水处理和工 业废水处理工程中，已建成相当数量的 ab 法工艺的城市污水处理厂，成效显著， 取得了十分可观的社会效益和环境效益。 3）sbr 法 与传统污水处理工艺不同，sbr 技术采用时间分割的操作方式替代空间分割 的操作方式，非稳定生化反应替代稳态生化反应，静置理想沉淀替代传统的动态 沉淀。它的主要特征是在运行上的有序和间歇操作，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。sbr 法为序批式活性污泥法，它比连续流活性污泥法出现的更早，但由于当时运行管 理条件限制而被连续流系统所取代。随着自动化控制水平的提高，sbr 法重新被 人们重视，该工艺在国内已广泛应用于屠宰、啤酒、化工、鱼品加工、制药等工 业废水和生活污水的处理3。 4）cass 法 cass 工艺师 sbr 工艺的一种变形，池体内用隔墙隔出生物选择区、兼 性区和主反应区三个区域，三个区域的体积比大致为 1:2:20，混合液由主反应区回 流到生物选择区，形成一个内循环，是一个连续进水，批次出水的工艺 2。最早 产生于美国，90 年代初引入中国，目前，由于该工艺的高效和经济性，应用势头 迅猛，受到环保部门及拥护的广泛关注和一致好评。经过模拟试验研究，已成功 应用于生活污水、食品废水、制药废水的治理，取得了良好的处理效果，为 cass 法在我国的推广应用奠定了良好的基础。该工艺的特点与 sbr 法类似。 5）氧化沟法 3 本工艺 50 年代初期发展形成，因其构造简单，易于管理，很快得到推广， 且不断创新，有发展前景和竞争力。近年来，在氧化沟中尝试使用各种综合曝气 装置，即采用曝气器与水下混合器独立运行，将氧化沟中的水流循环混合作用与 曝气传氧作用区分开来，使氧化沟中交替出现缺氧与好氧状态，已达到脱氮除磷 目的，同时这种运行方式还能取得节能的效果。据报道，这种综合曝气系统已在 国外得到应用，在国内也可尝试并推广采用这种综合曝气设备。氧化沟在应用中 发展为多种形式，比较有代表性的有：帕式(passveer)简称单沟式，奥式(orbal)简 称同心圆式，卡式(carrousel)简称循环折流式和三沟式氧化沟(t 型氧化沟)2。 氧化沟一般不设初沉池，负荷低，耐冲击，污泥少。建设费用及电耗视采用 的沟型而变，如在转碟和转刷曝气形式中，再引进微孔曝气，加大水深，能有效 地提高氧的利用率(提高 20%)和动力效率达 2.53.0 kgo2/(kwh)5。 6）a2/o 法 城市生活含有大量的氮磷，由于氮磷的富集会对天然水体造成富营养化，导 致湖泊河流的藻类泛滥破坏生态环境及影响水生生物的生存和人类生活。故对城 市污水提出脱氮除磷的要求。利用生物处理法脱氮除磷，可获得优质出水，是一 种深度二级处理工艺。污水在流经厌氧、缺氧、好氧三个不同功能分区的过程中， 污水在厌氧区(do0.3,可生化性比较好，重金及 其他难以生物降解的有毒有害污染物一般不超标。 （2）污水中主要污染物指标 bod、cod、ss 值为典型城市污水值。此外考虑 到氨氮出水浓度排放要求比较高，因此需要采用能够同时脱氮除磷降磷且效果较 好的工艺。 优点缺点 工艺流程简单，运行管理方便； 同时脱氮除磷； 污泥沉降性能好 反硝化过程为硝化过程提供碱 度； 反硝化过程同时去除有机物 （cod） ； 厌、缺、好氧环境交替运行， 丝状菌不能大量繁，不会发生污泥膨胀； 厌、缺氧环境为系统节能，减 少经济费用 聚磷菌和反硝化菌都需要易降 解有机物； 回流污泥含有硝酸盐进入厌氧 区，对除磷效果有影响； 脱氮受内回流比影响； 12 （3）从上述比较分析，可知 sbr 间歇运行，全赖电脑控制，对处理厂的管理 人员素质要求很高，变水位运行，电耗增大；而且除磷脱氮效果一般，所以不采 用。对于本设计而言，工程规模较大，为大中型规模的污水处理厂。其主要污水 来源为生活污水，污水生化性好，难降解污染物少，氧化沟的一些优点得难以得 到体现。而且，污水处理厂冬季气温低，若采用氧化沟工艺的话，设备检修困难。 a2o 工艺虽然基建费用相对较高，但运行费用低，管理维护相对方便，出水水质稳 定，脱氮除磷效果显著，优势相对突出。而再根据本城市污水的特点：其主要污 水来源为生活污水，污水生化性好，难降解污染物少，氧化沟的一些优点难以得 到体现。而且，污水处理厂冬季气温低，若采用氧化沟工艺的话，设备检修困难。 a2o 工艺虽然基建费用相对较高，但运行费用低，管理维护相对方便，出水水质稳 定，脱氮除磷效果显著，优势相对突出。通过对各种工艺比选、城镇污水自身的 特点以及对投资费用，运行管理的考虑，本工程设计决定采用 a2o 工艺来处理城市 污水，具体的污水处理工艺流程图 21 如下： 粗格栅 进水 泵房细格栅沉砂池初沉池 厌氧池 排 放 贮泥池 加 药 缺氧池好氧池二沉池 消毒池污泥浓缩脱水车间 泥饼外运 混合液回流 回流污泥 图图 2 21 1 城市生活污水处理工艺流程城市生活污水处理工艺流程 13 2.3 污水处理工艺原理及工程说明污水处理工艺原理及工程说明 处理规模： sls m h m d m q k q z /1279279 . 1 17.4604110500850003 . 1 333 max sls m h m d m q984984 . 0 67.354185000 333 _ smhmdm k q q z /76 . 0 / 3 . 2724/6 .65384 3 . 1 85000 333 _ min 2.3.1 粗格栅粗格栅 格栅是一组（或多组）相平行的金属栅条与框架组成，倾斜安装在进水的渠 道，或进水泵站集水井的进口处，用以截阻大块的呈悬浮或漂浮状态的固体污染 物杂质。.因此为了避免其中的较粗大的悬浮物及杂质，堵塞水泵和沉淀池的排泥 管，影响后续处理构筑物或设备的正常工作，首先设置格栅除去较大的悬浮物和 颗粒。 设计参数： （1）水泵处理系统前格栅栅条间隙，应符合下列要求： 人工清除 2540mm 机械清除 1625mm 最大间隙 100mm （2）在大型污水处理厂或泵站前原大型格栅(每日栅渣量大于 0.2m3),一般应 采用机械清渣； （3）格栅倾角一般用 4575； （4）通过格栅的水头损失一般采用 0.080.15m； （5）过栅流速一般采用 0.61.0m/s； 14 （6）机械格栅不少于 2 台，如为一台时，应设人工清除格栅备用; (7) 格栅前渠道内的水流速速一般采用 0.40.9m/s; (8)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。 运行参数： 设计流量 4604.17m3/h 格栅台数 2 台 单台设计流量 639.5l/s 格栅倾角 a=60o 过栅流速 v2=0.8m/s 栅前流速 v1=0.8m/s 栅前水深 h=0.63m 格栅间隙 b=50 栅条宽度 s=0.01m 进水渠展开角 a1=20o 栅前渠道超高 h2=0.3m 单位栅渣量 w1=0.03m3/103m3 栅槽宽度 b=1.37m 过栅水头损失 h1=0.010m 栅槽前渠道宽 0.5m 栅槽后渠道宽 1.0m 进水渠至栅槽渐宽部分长 l1=0.14m 栅槽至出水渠渐缩部分长 l2=0.07m 栅前栅槽总高度 h1=0.93m 栅后栅槽总高度 h=0.94m 栅槽总长度 l=2.25m 2.3.2 泵房和集水池泵房和集水池 2.3.2.1 泵房 泵房采用干式半地下式矩形合建式泵房具有布置紧凑、占地少、结构较省 的特点便于开槽施工，适用于自灌式泵站。集水池和机器由隔水墙分开而且 只有吸水管和叶轮淹没在水中，这样可保持机器间干燥有利于水泵的保养和检 修也可以避免污水对轴承、管道、仪表的腐蚀。 在自动化程度较高的泵站，较重要的地区的雨水泵站、以及开启频繁的污水 泵站中尽量采用自灌式泵站。它的优点是启动及时可靠、不需要引水的辅助设 15 备、操作简便、缺点是泵房较深、增加工程造价。而且由于噪音较大、妨害工作 人员判断水泵是否正常工作。 采用自灌式泵站时水泵叶轮(或轴承)低于集水池的最低水位在最高、中间和 最低水位三种情况下都能直接启动启动可靠。操作方便。但增加了泵站的深度 增加地下工程造价。 水泵的选择原则: 一、污水泵站一般按最大日最大时流量设计通过调整水泵工作台数兼顾其 他流量时段的情况。 二、水泵扬程由污水提升高度和吸水管、压头管水头损失确定。 3、为了适应不同流量时的情况，考虑采用四台水泵，其中两台备用。 4、 四、根据水质、水量和提升高度确定水泵的型号，同一泵站应选用类型 相同、口径相同的水泵，以便利于管理和维修。 根据污水高程计算的结果，泵站到细格栅之间的高程差为 8m设泵站内的总 损失为 2m吸压水路管路的总损失为 2m则可确定水泵的扬程 h 为 h=hst+h=8+2+2=12m 水泵提升的流量按最大时流量考虑，q=4604.17m3/h,按此流量和扬程来选择水 泵。 选择 600qw3500-12 型潜水排污泵，共四台，2 用 2 备，单泵性能参数为： 流量为 2302.08m3/h，扬程为 12m转速为 740r/min功率 185kw。 泵房形式及其布置，采用半地下式矩形结构、占地少、结构较省的特点。水泵 为单排并列式布置 2.3.2.2 集水池 集水池的作用是汇集、储存和均衡废水的水质水量。各个车间的生产废水， 其排出的废水水量和水质一般来说是不均衡的，生产时有废水，不生产时就没有 废水，甚至在一日之内或班产之间都可能有很大的变化，如果清浊废水不分流， 则工艺浓废水与轻污染废水的水质水量变化很大，这种变化对废水处理设施设备 的正常操作及处理效果是很不利的，甚至是有害的。因此废水在进入主要污水处 理系统前，都要设置一个有一定容积的废水集水池，将废水储存起来并使其均质 均量，以保证废水处理设备和设施的正常运行。 集水池容积要满足水工布置、格 栅及污水提升泵吸水管的安装要求,在及时将来水抽走和避免水泵起闭频繁的基础 16 上,尽量减小池容,以减低费用和减少污物在池内淤积和腐化。集水池容积包括死水 容积和有效容积两部分。死水容积是指最低水位以下的容积,有效容积是指集水池 内最高水位和最低水位之间的容积。将废水储存起来并使其均质均量，以保证废 水处理设备和设施的正常运行。 集水池实际参数及其要求： （1）集水池的有效容积不宜小于最大一台污水泵 6min 的出水量； （2）污水泵每小时启动次数不宜超过 6 次。 运行参数： 泵的数量 4 台（2 用 2 备） 泵的最大流量 s m q 3 64 . 0 集水池容积 v=192m3 集水池有效水深 2m 最高水位（相对地面标高） 2.64m 最低水位（相对地面标高） 4.64m 集水池面积 s=96m2 集水池长度 l= 16m 水头总扬程 12.049m 2.3.3 细格栅细格栅 细格栅是一种可连续清除流体中杂物的固液分离设备，是城市污水处理、自 机械格栅机来水厂、电厂进水口、纺织、食品加工、造纸、皮革等行业生产工艺 中不可缺少的专用设备，是目前国内普遍采用的固液筛分设备。 运行参数 设计流量 4604.17m3/h 格栅台数 2 台 单台设计流量 639.5l/s 栅前水深 h=0.63m 格栅倾角 a=60o 最大过栅流速 v2=0.8m/s 栅前流速 v1=0.8m/s 格栅间隙 b=10 栅条宽度 s=0.01m 进水渠展开角 a1=20o 栅前渠道超高 h2=0.3m 格栅台数 4 台 17 单位栅渣量 w1=0.13m3/10m3 栅槽宽度 2.23m 过栅水头损失 0.21m 每日栅渣量 11.05m3/d 进水渠宽度 1.26m 进水渠至栅槽渐宽部分长 1.34m 栅槽至出水渠渐缩部分长 0.67m 栅后槽总高度 0.87m 栅槽总长度 4.04m 2.3.4 沉砂池沉砂池 污水在迁移、流动和汇集过程中不可避免会混入泥砂。污水中的砂如果不预 先沉降分离去除，则会影响后续处理设备的运行。最主要的是磨损机泵、堵塞管 网，干扰甚至破坏生化处理工艺过程。沉砂池主要用于去除污水中相对密度大于 2.65、粒径大于 0.2mm 沙粒，以保护管道、阀门等设施免受磨损和阻塞。其工作 原理是以重力分离为基础，故应控制沉砂池的进水流速，使得比重大的无机颗粒 下沉，而有机悬浮颗粒能够随水流带走。沉砂池主要有平流沉砂池、曝气沉砂池、 旋流沉砂池等。 沉砂池设计中，必需按照下列原则： （1）城市污水厂一般均应设置沉砂池，座数或分格数应不少于 2 座(格)， 并 按并联运行原则考虑。 （2）设计流量应按分期建设考虑： 1）当污水自流进入时，应按每期的最大设计流量计算； 2）当污水为用提升泵送入时，则应按每期工作水泵的最大组合流量计 算； 3）合流制处理系统中，应按降雨时的设计流量计算。 （3）沉砂池去除的砂粒杂质是相对密度大于 2.65，粒径大于 0.2mm 的颗粒 为主。 （4）城市污水的沉砂量可按每 106m3污水沉砂量为 30m3计算，其含水率为 60%，容量为 1500kg/m3。 （5）贮砂斗槔容积应按 2 日沉砂量计算，斗璧倾角 55。60。 （6）沉砂池的超高不宜小于 0.3m 。 18 （7）除砂一般宜采用机械方法。当采用人工排砂时，排砂管直径应不小于 200mm。 (8)采用重力排砂时，沉砂池和贮砂池应尽量靠近，以缩短排砂管的长度，并 设排砂闸门管道的首端，使排砂管畅通和易于养护管理。 （9）设计流速的时水平流速：最大流速应为 0.3m/s，最小流速为 0.15m/s； 最大设计流量时，污水在池内的停留时间不应少于 30 s，一般为 3060s; (10)设计有效水深不应大于 1.2m,一般采用 0.251.0m，每格宽度不宜小 1.5t/m3。 说明：采用平流式沉砂池，具有处理效果好，结构简单的优点。 运行参数： 设计座数 两座 （每座两格） 每座沉砂池设计流量： s mq 3 max 64 . 0 设计流速：v=0.3m/s 进水渠水流速度 水力停留时间：t=40ssmv/6 . 0 1 沉砂池长度 12m 池总宽 6m 有效水深 0.37m 贮泥区容积 1.28m3（每个沉砂斗） 沉砂斗底宽 0.5m 斗壁与水平面倾角 600 斗高为 0.7m 斗部上口宽 1.0m 水流断面积 2.2m2 每格宽度 3.0m 池总宽度 6.0m 池底坡度 0.015 沉砂室高 0.77m 超高 0.3m 沉砂池总高度 1.44m 2.3.5 配水井配水井 在污水处理中，通常设置在沉砂池之后，生物处理系统之前。其作用是收集 污水，减少流量变化给处理系统带来冲击。污水经过沉砂池后，首先流到配水井， 达到一定容量后，将污水均匀分配给下一级构筑物进行处理。 19 设计要求： （1）水力配水设施基本原理是保持各个配水方向的水头损失相等； （2）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。 （3）从一个方向和用其中的圆形入口通过内部为圆筒形的管道向其引水的 环形配水池，当从一个方向进水时，保证分配均匀的条件： 1）应取中心管直径等于引水管径； 2）中心管径的环形孔高应取 0.250.5d1； 3）当污水从中心管径流出时，不应当有配水池直径和中心管道直径 （d/d1）大于 1.5 的突然扩张。 运行参数 设计流量 1.279m3/h 水斗个数 2 个 堰上水头 0.40m 堰顶厚度 3.0m 堰高 0.5m 堰宽 3.0m 流量系数 0.33 配水漏斗上口口径 3.0m 2.3.6 初沉池初沉池 初沉池可除去废水中的可沉物和漂浮物。废水经初沉后，约可去除可沉物、 油脂和漂浮物的 50%、bod 的 20%，按去除单位质量 bod 或固体物计算，初沉 池是经济上最为节省的净化步骤，对于生活污水和悬浮物较高的工业污水均易采 用初沉池预处理。 初沉池的主要作用如下： （1）去除可沉物和漂浮物，减轻后续处理设施的负荷； （2）使细小的固体絮凝成较大的颗粒，强化了固液分离效果； （3）对胶体物质具有一定的吸附去除作用； （4）一定程度上，初沉池可起到调节池的作用，对水质起到一定程度的均质 效果。减缓水质变化对后续生化系统的冲击； （5）有些废水处理工艺系统将部分二沉池污泥回流至初沉池，发挥二沉池污 20 泥的生物絮凝作用，可吸附更多的溶解性和胶体态有机物，提高初沉池的去除效 率； 另外，还可在初沉池前投加含铁混凝剂，强化除磷效果。含铁的初沉池污泥 进入污泥消化系统后，还可提高产甲烷细菌的活性，降低沼气中硫化的含量，从 而既可增加沼气产量，又可节省沼气脱硫成本。本设计初沉池采用非机械排泥法。 辐流式沉淀池的主要设计参数： 设计进水量：qmax=110.5103m3/d 座数： 2 座（中央进水辐流式沉淀池） 运行参数： 沉淀池直径 d=38.29m 有效水深 h24m 池总高度 h=5.7m 贮泥斗容积 vw2652m3 设计流量 1.279m3/s 池子座数 2 座 表面负荷： qb范围为 2-2.5 m3/ m2.h ，取 q=2.0 m3/ m2.h 沉淀时间 2h 有效水深 4m 池子直径 38.29m 泥斗下底半径 1m 泥斗上底半径 19.5m 泥斗斜壁倾角 60 泥斗高 0.93m 泥斗底板坡度 0.05 超高 0.3m 缓冲层高度 0.5m 2.3.7 生化池生化池 生物池是 a2o 工艺的核心部分，由三座池组成，根据污水的流动方向，可将 生物池细分为厌氧池、缺氧池和好氧池。 （1）厌氧反应器，原污水与从沉淀池排出的含磷回流污泥同步进入，本反应器主 要功能是释放磷，同时污水中有机物进行厌氧发酵，在酸化阶段有机物转化为挥 发性脂肪酸；聚磷菌利用挥发性脂肪酸合成体内所需的聚-羟丁酸、聚-羟戊 酸。 21 运行参数： 设计进水量： s m d mq k q z 33 max 64. 055250 2 850003 . 1 2 建造两组厌氧池，每组分为两格，每格分为三廊道，采用推流式设计。 厌氧池尺寸: 长 36m，宽 15 米，则每廊道长度为 36 米，宽 2.5 米，高 h=5.0m 设计座数/格数：2 座（每座 2 格） ；水力停留时间：t=1h (12h) 厌氧池容积：m3； 厌氧池尺寸：水深取为 h=4.5m08.2302v 厌氧池面积：m2； 池长取 36m，池宽,15m57.511a 厌氧池分为两格，设每格为三廊道式厌氧池，则每廊道长为 36 米，宽为 2.5 米。 考虑 0.5m 的超高，故池总高为 h=h+0.5=4.5+0.5=5.0m。 （2）缺氧反应器，首要功能是脱氮，硝态氮是通过内循环由好氧反应器送 来的，循环的混合液量较大，一般为 2q（q 为原污水流量） ； 相对厌氧和好 氧来讲，一般是指溶解氧控制在 0.2-0.5mg/l 之间的生化系统。 缺氧池运行参数： 设计流量：最大日最大时流量 设 s m h m d mq k q z 333 max 64. 008.230255250 2 850003 . 1 2 计座数/格数：2 座(每座 2 格)； 水力停留时间：t=1h 缺氧池容积：v=2302.08m3 ； 缺氧池尺寸：水深取为 h=4.5m 缺氧池面积：m2； 池长为 36m，池宽为 15m。57.511a 缺氧池分为两格，设每格为三廊道式缺氧池，则每廊道长为 36 米，宽为 2.5 米； 池总高为 h=5.0m 建造两座缺氧池，每座分为两格，每格分为三廊道，采用推流式设计。 缺氧池尺寸: 长 36m，宽 15 米，则每廊道长度为 36 米，宽 2.5 米，高 h=5.0m （3）好氧反应器曝气池，这一反应单元是多功能的，去除 bod，硝化 和吸收磷等均在此处进行。流量为 2q 的混合液从这里回流到缺氧反应器。 22 曝气是使空气与水强烈接触的一种手段，其目的在于将空气中的氧溶解于 水中，或者将水中不需要的气体和挥发性物质放逐到空气中。换言之，它是促进 气体与液体之间物质交换的一种手段。它还有其他一些重要作用，如混合和搅拌。 空气中的氧通过曝气传递到水中，氧由气相向液相进行传质转移。 s m h m d mq k q z 333 max 64. 008.230255250 2 850003 . 1 2 bod 污泥负荷率：0.32bod5/(kgmlssd) 混合液污泥浓度：3333mg/l 水力停留时间： 1.1h 工艺参数： 长：l=38.8m 宽：b=6.0m 有效水深：4.0m 实际停留时间 1.1h 校核：，满足宽深比 12 的设计要求；，满足长宽5 . 1 0 . 4 0 . 6 h b 47 . 6 0 . 6 8 . 38 b l 深比 612 的设计要求。 2.3.8 配水井配水井 在污水处理中，通常设置在沉砂池之后，生物处理系统之前。其作用是收集 污水，减少流量变化给处理系统带来冲击。污水经过沉砂池后，首先流到配水井， 达到一定容量后，将污水均匀分配给下一级构筑物进行处理。 设计要求： （4）水力配水设施基本原理是保持各个配水方向的水头损失相等； （5）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。 （6）从一个方向和用其中的圆形入口通过内部为圆筒形的管道向其引水的 环形配水池，当从一个方向进水时，保证分配均匀的条件： 1）应取中心管直径等于引水管径； 2）中心管径的环形孔高应取 0.250.5d1； 3）当污水从中心管径流出时，不应当有配水池直径和中心管道直径 （d/d1）大于 1.5 的突然扩张。 运行参数 23 设计流量 1.279m3/h 水斗个数 5 个 堰上水头 0.276m 堰顶厚度 1.5m 堰高 0.5m 堰宽 1.5m 流量系数 0.33 配水漏斗上口口径 3.0m 2.3.9 二沉池二沉池 二沉池是主要接纳生物池即 a2o 反应池的出水，是活性污泥系统的重要组成 部分。其作用主要是使污泥分离，使混合液澄清、浓缩和回流活性污泥。在 a2 /o 法中，从曝气池流出的混合液在二沉池中进行泥水分离和污泥浓缩，其工作效果 能够直接影响活性污泥系统的出水水质和回流污泥浓度。 澄清后的出水溢流外排。 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。本设计中采用机械吸泥的 向心式圆形辐流沉淀池，进水采用中心进水周边出水。 设计原则设计参数 1、沉淀池的设计数据宜按下表的规定取值 4-4 沉淀池的设计数据 沉淀池类型 沉淀 时间 h 表面水 力负荷 hmm 23 每人 每日 污泥量 dg人 污泥 含水率 % 固体负荷 dmkg 2 初次沉淀池0 . 25 . 01.5 4.516 3695 97 生膜 法后 1.5 4.01.0 2.010 2696 98150二次 沉淀 池 活性污 泥法后 1.5 4.00.6 1.512 32 99.2 99.6 150 2、沉淀池的超高不应小于 0.3m。 24 3、沉淀池的有效水深宜采用 2.04.om。 4、当采用污泥斗排泥时，每个污泥斗均应设单独的闸阀和排泥管。污泥斗的 斜壁与水平面的倾角，方斗宜为 60，圆斗宜为 55。 5、活性污泥法处理后的二次沉淀池污泥区容积，宜按不大于 2h 的污泥量计 算，并应有连续排泥措施；生物膜法处理后的二次沉淀池污泥区容积，宜按 4h 的 污泥量计算。 6、排泥管的直径不应小于 200mm。 7、当采用静水压力排泥时，二次沉淀池的静水头，生物膜法处理后不应小于 1.2m，活性污泥法处理池后不应小于 0.9m。 8、二次沉淀池的出水堰最大负荷不宜大于 1.7l(sm)。 9、沉淀池应设置浮渣的撇除、输送和处置设施。 10、水池直径(或正方形的一边)与有效水深之比宜为 612，水池直径不宜大 于 50m。 11、宜采用机械排泥，排泥机械旋转速度宜为 13rh，刮泥板的外缘线速 度不宜大于 3mmin。当水池直径(或正方形的一边)较小时也可采用多斗排泥。 12、缓冲层高度，非机械排泥时宜为 0.5m；机械排泥时，应根据刮泥板高度 确定，且缓冲层上缘宜高出刮泥板 0.3m。 13、坡向泥斗的底坡不宜小于 0.05。排泥系统：采用周边传动轨道式吸泥机。 设计进水量： s m h m d m q k q z 33 3 max 279. 117.4604110500850003 . 1 座数： 5 座（中央进水辐流式沉淀池） 表面负荷： qb范围为 0.51.5 m3/ m2.h ，取 q=1.5 m3/ m2.h 水力停留时间（沉淀时间）：t=2.0 h 沉淀池直径 d=27.96m 有效水深 h3.0m 池体总高度 h=9m 贮泥斗容积 vw2040m3 池底坡度 0.05 超高 0.3m 缓冲层 0.3m 池边体总高度 3.07m 底坡落差 1.73m 25 2.3.10 接触消毒池接触消毒池 水消毒处理的目的是解决水中的生物污染问题。城市污水经过二级处理后， 水质改善，细菌含量大幅度减少，但细菌的绝对值可观，并存在病原可能，为防 止对人类健康产生危害和对生态造成污染，在污水排入水体前应进行消毒。 接触消毒池（disinfecting tank）指的是使消毒剂与污水混合，进行消毒的构筑 物。主要功能：杀死处理后污水中的病原性微生物。经过处理后，污水出水水质 已经达标，但是处理水中含有细菌、病毒和、病卵虫等致病微生物，因此采用液 氯、臭氧或紫外线消毒将其杀灭，防止其对人类及牲畜的健康产生危害和对环境 造成污染，使排水达到国家规定的细菌学指标。 运行参数： 设计流量 4604.17m3/h 池子组数 1 座 2 格 每格廊道数 3 廊道 池子容积 5145.36m3 消毒时间 30min 平均水深 2m 消毒池长 38.98m 每廊道宽 5.5m 消毒池宽 33m 3.设计计算书设计计算书 3.1 粗格栅间粗格栅间 s m h m d m q k q z 33 3 max 279. 117.4604110500850003 . 1 3.1.1 设计参数设计参数 设计流量 4604.17m3/h 格栅台数 2 台 单台设计流量 639.5l/s 格栅倾角 a=60o 过栅流速 v2=0.8m/s 栅前流速 v1=0.8m/s 26 格栅间隙 b=50 栅条宽度 s=0.01m 进水渠展开角 a1=20o 栅前渠道超高 h2=0.3m 单位栅渣量 w1=0.03m3/103m3 3.1.2 设计计算设计计算 设栅前流速 v1=0.8m/s，过栅流速 v2=0.8m/s，格栅安装倾角为 60 度则: （1）栅条间隙数(取 n=23)21 . 2 2 8 . 063. 005 . 0 60sin6395 . 0 sinmax 2 bhv q n （2）栅槽有效宽度mbnnsb37. 12305 . 0 ) 123(01. 0) 1( （3）进水渠宽 m q b v 26. 1 0.8 6395 . 0 22 1 max 1 栅前水深m b h63. 0 2 26 . 1 2 1 （4）进水渠道渐宽部分长（1为进水渐宽部m bb l14 . 0 20tan2 26 . 1 37 . 1 tan2 1 1 1 分 渠展开角度） （5）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度m l l07 . 0 2 14 . 0 2 1 2 （6）过栅水头损失（h1） 因栅条边为矩形截面，取 k=3，则 m g v kkhh010 . 0 60sin 81 . 9 2 8 . 0 ) 05. 0 01 . 0 (42 . 2 3sin 2 2 3 4 2 01 通过格栅的水头损失一般为 0.080.15m 其 )( 3 4 b s h0：计算水头损失,m; k：系数，格栅受污物堵塞时水头损失增加倍数，一般采用 k=3; ：阻力系数，与栅条断面形状有关，可按手册提供计算公式和系数计算； 27 设栅条断面为锐角边矩形断面时 =2.42; g：重力加速度，取 9.81m/s2。 （7）栅后槽总高度 h，m 取栅前渠道超高 h2=0.3m，则栅前槽总高度 h1=h+h2=0.63+0.3=0.93m 栅后槽总高度 h=h+h1+h2=0.63+0.010+0.3=0.94m （8）格栅总长度 l，m m h lll52 . 2 60tan 93. 0 0 . 150.07 . 0 14 . 0 60tan 0 . 15 . 0 1 21 （9）每日栅渣量 dmdm k wq w/2 . 0/5 . 2 3 . 11000 03 . 0 279 . 1 86400 1000 86400 33 1max 所以宜采用机械格栅清渣 (10)粗格栅的计算见草图 2 l 图图 31 粗格栅粗格栅 3.2 集水池和泵房集水池和泵房 3.2.1 设计参数设计参数 泵的数量 4 台（2 用 2 备） 泵的最大流量 s m q 3 64 . 0 集水池容积 v=192m3 集水池有效水深 2m 28 最高水位（相对地面标高） 2.64m 最低水位（相对地面标高） 4.64m 集水池面积 s=96m2 集水池长度 l= 16m 水头总扬程 12.049m 3.2.2 集水池设计计算集水池设计计算 （1）选择集水池与机器间合建的半地下式圆形泵站，用 4 台泵（2 用 2 备） 。 （2）每台泵最大流量m3/s64 . 0 2 279 . 1 max n q q （3）集水池容积 v 集水池容积不小于最大一台泵的 5min 出水量 m319260564. 0tqv （4）集水池面积 s 集水池有效水深一般为 1.52.0m，设计中取 2.0m m296 0 . 2 192 h v s 集水池底部保护水深为 1.2m，则实际水深为 3.2m （5）集水池长度 l 取集水池宽 b=6m m16 0 . 6 96 b s l （6）泵位及安装 排污泵直接置于集水池内，排污泵检修采用移动吊架。 3.2.3 水泵扬程计算水泵扬程计算 根据污水高程计算的结果，泵站到细格栅之间的高程差为 8m， 设泵站内的总损失为 2m，吸压水路管路的总损失为 2m，则可确定水 29 泵的扬程 h 为 h=hst+h=8+2+2=12m 水泵提升的流量按最大时流量考虑，q=4604.17m3/h,按此流量和 扬程来选择水泵。 选择 600qw3500-12 型潜水排污泵，共四台，2 用 2 备，单泵性能参数为：流量为 2302.08m3/h，扬程为 12m,，转速为 740r/min，功率 185kw。 泵房形式及其布置，采用半地下式矩形结构、占地少、结构较省 的特点。水泵为单排并列式布置 3.3 细格栅细格栅 s m h m d m q k q z 33 3 _ max 279. 117.4604110500850003 . 1 3.3.1 设计参数设计参数 设计流量 4604.17m3/h 格栅台数 2 台 单台设计流量 639.5l/s 栅前水深 h=0.63m 格栅倾角 a=60o 最大过栅流速 v2=0.8m/s 栅前流速 v1=0.8m/s 格栅间隙 b=10mm 栅条宽度 s=0.01m 进水渠展 a1=20o 栅前渠道超高 h2=0.3m 单位栅渣量 w1=0.13m3/103m3 30 3.3. 2 设计计算设计计算 （1）设栅前流速，格栅安装倾角为 60 度则:栅前槽宽0.8m/s 1 v 栅前水深m q b v 1.26 0.8 0.639522 1 max 1 m b h63. 0 2 26. 1 2 1 （2）栅条间隙数(取 n=112)05.111 8 . 063 . 0 10 . 0 60sin0.6395sinmax 2 bhv q n 设计四组格栅，每组格栅间隙数 n=112 条 （3）栅槽有效宽度 b=s（n-1）+ bn=0.01（112-1）+0.01112=2.23m （4）进水渠道渐宽部分长（1为进水渐宽 m bb l34 . 1 20tan2 46 . 1 23 . 2 tan2 1 1 1 部分渠展开角度） （5）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度mm l l67 . 0 2 1.34 2 1 2 （6）过栅水头损失（h1） 因栅条边为矩形截面，取 k=3，则 m g v kkhh12 . 060sin 81 . 9 2 8 . 0 ) 10 . 0 01. 0 (42. 23sin 2 2 3 4 2 01 其 )( 3 4 b s h0：计算水头损失,m; k：系数，格栅受污物堵塞时水头损失增加倍数，一般采用 k=3; ：阻力系数，与栅条断面形状有关，可按手册提供计算公式和系数计算； 设栅条断面为锐角边矩形断面时 =2.42; g：重力加速度，取 9.81m/s2。 （7）栅后槽总高度 h，m 取栅前渠道超高 h2=0.3m，则栅前槽总高度 h1=h+h2=0.63+0.3=0.93m 栅后槽总高度 h=