水质生物净化工程课程设计.doc

0 目目 录录 1.1.目的目的2 2.2.任务任务2 3.3.设计内容和范围设计内容和范围.2 4.4.工程概况工程概况3 4.1 城市现状与发展规划：.3 4.2 自然资料.4 4.3 设计期限及建设分期.5 5.5.设计计算概要设计计算概要.5 5.1 污水处理厂位置的选择.5 5.2 污水处理程度及处理流程的决定.6 5.2.1 设计流量.6 5.2.2 污水处理程度.7 5.2.3 处理流程选择.7 5.3 构筑物型式的选择.12 5.3.1 格栅.12 5.3.2 沉砂池.12 5.3.3 沉淀池.13 5.4 生物处理单元.13 5.4.1 污泥浓缩池.13 5.4.2 污泥消化池.14 5.4.3 脱水设备.14 5.5 构筑物的设计计算.14 5.5.1 格栅.14 5.5.2 沉砂池.16 5.5.3 初沉池.18 5.5.4 曝气池.20 5.5.5 二沉池.25 5.5.7 贮泥池.29 5.5.8 消化池.29 5.5.9 真空过滤脱水机.33 6污水厂平面与高程布置污水厂平面与高程布置35 6.1 总平面布置35 6.2 污水厂管、渠道布置：36 6.3 高程布置36 6.3.1污水高程计算如下：.39 6.3.2 污泥高程计算.41 6.4 污水处理厂的配水与计量42 6.5 辅助建筑物43 1 6.6 厂区道路及绿化43 7.设计依据设计依据.44 8. 污水出路及污泥处置措施污水出路及污泥处置措施.44 9. 污水处理效果的估计与分析污水处理效果的估计与分析 .45 2 水质生物净化工程课程设计计算说明书水质生物净化工程课程设计计算说明书 1.目的目的 结合课程讲授内容，设计一个城市污水处理厂，综合运用所学 知识独立完成某一城市污水处理厂工艺设计，从而巩固课堂所学的 理论知识，培养和提高学生解决生产实际问题的能力。学习工程设 计的基本方法、步骤、技术资料的运用；训练基本计算方法、及绘 图能力；综合运用理论知识解决实际工程问题；熟悉贯彻国家环境 保护及基本建设的政策法规、标准，规范等。 2.任务任务 完成某城镇污水处理厂工艺设计。平面高程设计达到初步设计要 求；单体构筑物设计计算达到初步设计水平；完成详细的设计计 算说明书。 3.设计内容和范围设计内容和范围 a. 污水处理厂位置的选择； b. 污水处理程度及污水处理流程的决定； 3 c. 单体构筑物型式的选择及其尺寸的设计； d. 污水处理厂平面及高程布置； e. 绘制污水处理厂总平面布置图，单体构筑物工艺计算草图， 污水处理厂污水、污泥处理高程布置图。 4.工程概况工程概况 4.1 城市现状与发展规划城市现状与发展规划： 某城市现有人口250000人，是一个以机电制造、钢铁、纺织 为主的新型工业城市，位于中南地区，属丘陵地带，河流由南 向北穿过城市，有一铁路跨河而过，全城分东西两区，主要集 中在东区，西区为商业区、生活区。根据该城市建设部门提供 的材料该市以后会在重工业和轻工业方面得到大力发展，东西 区人口都会大大增加，成为一个综合性中型城市。 现在东区各工业企业生产、生活污水由各单位自行处理后排 放河流。西区尚未建设完整的污水处理系统，计划在三至五年 内完成西区污水截流工程和污水处理厂建设。本设计仅考虑西 区。 设计人口15万人，设计污水量标准: 150l/人天（10万人） ，200l/人天（5000人） 。生活污水中ss为350mg/l，bodu为 40g/人天，区域内工业企业的生产和生活污水量为2000m3/天， bod5为400mg/悬浮物浓度200mg/l。 4 污水处理厂自然地面标高为44.542.5m。 4.2 自然资料自然资料 气温：历年最高温度41c，最低-8c，平均19c。 雨量：年最高降雨量1880毫米，最低1123.4毫米，平均1427毫 米。 风向：常年主力风向为南风，频率37，夏季主风向为西南风， 频率15。 最大风力：8级，年平均2.73.4级。 最大风速：24m/s，平均3.1m/s。 水文及水文地质资料： 区域内河流最高水位39.00米，最低水位28.08米，平均水位 31.00米。 河宽：50800m不等。 年平均流量250 m3 /s；最大洪峰时平均流量1290 m3/s，最枯 水日平均流量25 m3/s，流速0.8m/s。 污水岸边排放，混合条件很差。 年平均水温19.4c，夏季平均水温26c。 年平均总硬度1.609mg当量/l，年平均ph7.0。 年平均溶解氧 8.3mg/l，夏季溶解氧为5.2mg/l（昼夜平均） 。 地下水为：地面以下10m。 地质：砂质黏土，第四纪沉积性亚粘土，耐性强度1.23.5公 斤/厘米2。 5 地震等级：6级以下。 电力供应情况：良好。 4.3 设计期限及建设分期设计期限及建设分期 污水厂投资巨大，宜按近期规模设计，近远期结合，保留 远期用地。考虑到远期征地需求，需要建设审批部门的支持。 5.设计计算概要设计计算概要 5.1 污水处理厂位置的选择污水处理厂位置的选择 制定城市污水处理系统方案，污水处理厂厂址的选择是重要的 环节，它与城市的总体规划，城市排水系统走向布置处理后污水 的出路密切相关。 当污水处理厂的厂址有多种方案可供选择时，应从管道系统泵 站污水处理厂各处理单元考虑，进行综合的技术经济比较与最优 化分析，并通过有关专家的反复论证后在行确定。 污水处理厂厂址的选择应遵循如下原则： 1. 与污水处理工艺相适应。 2. 尽量少占用农田。 4. 厂址必须位于集中给水水源的下游，并在城镇生活区下游 300米以外，夏季主风向的下风向。 6.处理后的污水回用时要与用户靠近，排放时应与受纳水体 6 靠近。 8. 厂址不宜设在雨季易受水淹的低洼地带。尽量设在地质较 好的地方，便于施工。 11. 充分利用地形，应选择有自然坡度的地区，便于高程布置。 7. 根据城市远期规划，考虑远期发展可能性，有扩建余地。 依据上述原则，选择污水处理厂。污水处理厂自然地面标高 44.5-42.5米，自然坡向水体。常年主力风向为南风，频率37， 夏季主风向为西南风，频率15。污水岸边排放，混合条件很差。 地下水为：地面以下10m；地质为砂质黏土，第四纪沉积性亚粘土， 耐性强度1.23.5公斤/厘米2；地震等级6级以下，电力供应情况 良好。 5.2 污水处理程度及处理流程的决定污水处理程度及处理流程的决定 5.2.1 设计流量 根据城市现状及发展规划，设计人口15万人，设计污水量标 准: 150l/人天（10万人） ，200l/人天（5000人） 。生活污 水中ss为350mg/l，bodu为40g/人天，区域内工业企业的生产 和生活污水量为2000m3/天，bod5为400mg/悬浮物浓度 200mg/l。污水处理厂设计流量按 近期设计如下： 7 25000 m3/d 2000 m3/d 27000 m3/d d q 1 q 2 q k k =1.3*25000+2000=34500m3/d max qd d1 q d2 q k +k =1.44*25000+1.4*2000=38800 max qh z1 q h2 q m3/d 5.2.2 污水处理程度 要求处理出水达到国家污水综合排放标准一级标准。 进水水质： ss 350*25000200*2000 339mg/l 27000 bod = 5 (0.69 0.99 40 150000400 2000)/27000181.4mg/l 出水水质：ss20mg/l bod 20mg/l 5 处理程度 ss： 0 0 100%94.1% cc c bod ： 5 0 0 100%89.0% cc c ss当量：350 25000/150000 58.33g/a（人日） bod 当量： 5 40 0.69 0.9927.32 /ga人日 工业区ss当量人口数： 200 2000 6858 58.33 人 工业区bod当量人口数：400 2000/27.32292823人 8 5.2.3 处理流程选择 污水处理厂的工艺流程系指在保证处理水达到所要求的处 理程度的前提下，所采用的 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，还需要考虑确定各处理技术 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的同时，主要以下列各项因素作为 依据。 1.污水的处理程度 这是朽水处理工艺流程选定的主要依据，而污水的处理程 度又主要取决于处理水的出 路、去向。排放水体，这是对处理水最常采用的途径，也是处 理水的“自然归宿” 。 当处理水排放水体时，污水处理程度可考虑用以下几种方 法进行确定。 (1)按水体的水质标准确定，即根据当地环境保护部门对该 受纳水体规定的水质标推 进行确定。 (2)按城市污水处理j所能达到的处理程度确定，一般多以 二级处理技术所能达到的 9 处理程度作为依据。本污水处理厂出水水质 bod 20mg/l，ss20mg/l。 5 (3)考虑受纳水体的稀释自净能力，这样可能在定程度上 降低对处理水水质的要求， 降低处理程度，但对此应采取慎审态度，取得当地环境保护部 门的同意。 处理水回用，在前章已有较深入的阐述；城市污水的处理 水有多种回用途径，可用于农 出灌溉、浇灌菜田；可作为城市的杂用水，用于冲洗公厕、喷 洒绿地、公园；冲洗街道和城市景观水域的补给水等。 无论回用的途径如何，在进行深度处理之前，城市污水必 须经过完整的二级处理。 2工程造价与运行费用 工程造价和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。 10 3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。例如，如 当地拥有农业开发利用价值不大的旧河道、洼地、沼泽地等， 就可以考虑采用稳定塘、土地处理等污水的自然生物处理系统， 在寒冷地区应当采用在采取适当的技术措施后，在低温季节也 能够正常运行，并保证取得达标水质的工艺，而且处理构筑物 都建在露天，以减少建设与运行费用。 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。 4原污水的水量苟污水流入工况 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、水量变化较大的原污水，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，如完全混合 型曝气池等某些处理工艺，如塔式滤池和坚流式沉淀池只适 用于水量不大的小型污水处理厂。 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 处理工艺流程需要各虑的因素、地厂水位高，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。 总之污水处型工艺流程的选定是项比较复杂的系统 工程，必须对上述各项因素加以综合考虑，进行多种力案的经 济技术比较，必要时应当进行深入的调查研究和试验研究工作。 11 这样才有可能选定技术可行、先进，经济合理的污水处理工艺 流程。 根据污水水质水量和污水处理程度，考虑到脱氮除磷要求 不高，采用典型工艺流程。 该工艺由完整的二级处理系统和污泥处理系统组成。 一级处理由格栅，沉砂池和初沉池组成，作用是去除污水 中的固体污染物质。污水的bod值通过一级处理能够去除20- 30。 二级处理系统是城市污水处理系统的核心，作用是去除城 市污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物。通过二级处理，污 水的bod值可降至20-30mg/l，可达到排放标准。 污泥是污水处理过程的副产物，也是必然产物。从初沉池 排除沉淀污泥，从二沉池排出剩余污泥。这些污泥应加以妥善 处置，否则会造成二次污染。处理流程如下页图： 污水处理流程 生 污 泥 剩余污泥 回流 污泥 污泥脱水间 消化池 浓缩池 二沉池 初沉池 曝气池 沉砂池 格栅 原污水 12 5.3 构筑物型式的选择构筑物型式的选择 5.3.1 格栅 按形状可分为平面格栅和曲面格栅两种。按栅条间隙又可 分为粗格栅，中格栅，洗格栅。新设计的污水厂一般采用粗， 中两道格栅，甚至粗中细三道。按清渣方式可分为人工清渣 和机械清渣。人工清渣适用于小型污水厂。机械清渣适用于 栅渣大于0.2 m3/d的大中型污水厂。 根据栅渣大小和污水厂规模，本设计采用平面中格栅和机 械清渣。 5.3.2 沉砂池 采用控制流速的方法，使无机砂粒沉淀，而有机污泥不沉淀。 沉砂池类型有：平流沉砂池，曝气沉砂池，多尔沉砂池，钟式 13 沉砂池。沉砂池可设在泵前防止叶轮磨损，设在倒虹管前可防 止堵塞，设在沉淀池前便于污泥的输送和处理。 本设计采用平流沉砂池，设于初沉池前。 5.3.3 沉淀池 初沉池控制流速，沉淀可沉的有机物及无机物，减轻后续生 物处理的负荷。二沉池是生物处理系统的重要组成部分，置于 生物处理单元后，用于沉淀活性污泥和腐殖污泥。 常用的沉淀池有：平流沉淀池，竖流沉淀池，辐流沉淀池等。 辐流沉淀池又有普通辐流和向心辐流两种。 根据污水处理工程实际，本设计初沉池采用平流沉淀池， 二沉池采用周进周出向心辐流式沉淀池。 5.4 生物处理单元生物处理单元 根据污水水质情况和污水处理程度，采用阶段曝气池作为生 物处理单元，考虑到实际运行中水质水量变化，曝气池设计可 按多种运行方式运行。根据水厂设计要求，本设计采用传统式 曝气池。 14 5.4.1 污泥浓缩池 采用竖流式污泥浓缩池，以降低污泥含水率，减小污泥体 积，便于后续污泥消化。 5.4.2 污泥消化池 采用中温厌氧二级污泥消化工艺，以去除初沉池污泥和二沉 池剩余污泥的有机物，同时回收利用沼气用于污水厂能源补给。 5.4.3 脱水设备 采用真空过滤机作为污泥脱水设备，脱水干化后的污泥外 运。污泥浓缩池的上清液和真空压滤机滤液回流至流程前面处 理。 15 5.5 构筑物的设计计算构筑物的设计计算 5.5.1 格栅 采用两组中格栅。设栅前水深h=0.4m，过栅流速v=0.9m/s，栅条间 隙e=20mm，格栅安装倾角60度。=/2=0.225 m3/s。 hmax q hmax q 条数： ，取29根 max sin60 0.225 sin60 29.08 0.02 0.4 0.9 q q n ehv 栅槽宽度：s=0.01m， b=s(n-1)+en=9 . 02902. 0) 129(01 . 0 进水渠道渐宽部分长度：b =0.65m， 11 20 (v渠=0.77m/s，在不淤流速0.4m/三与不冲流速0.9m/s之间） 栅槽与出水渠连接处的渐宽部分长度：17 . 0 2/,34 . 0 202 12 1 1 ll tg bb l o 通过格栅的水头损失 设栅条断面为锐边矩形截面，取k=3，则通过格栅的水头损 失： 0.103 o g v kkhh60sin 81 . 9 2 9 . 0 ) 02 . 0 01 . 0 (42 . 2 3sin 2 2 3/4 2 01 其中： 4/3 ( / )s e h0：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。 16 栅后槽总高度：8 . 0, 3 . 0 212 hhhhh 栅槽总长度：41 . 2 60 0 . 15 . 0 1 21 o tg h lll 每日栅渣量： dmdm k wq wmmw z h /2 . 0/81 . 0 1000 86400 ,10/06. 0 331max333 1 格栅计算图 17 5.5.2 沉砂池 水自然进入，不用提升，采用最大设计流量计算。 长度：设v=0.25m/s，t=40s。l=v*t=0.25*40=10m。 2 hmax 2 366 3 hmax 6 z 3 0 1 q0.225 a0.9m v0.25 b1mha/b0.9m1.2m t2dx30m /10 m qx t 86400 v0.81m k10 v0.81/ 20.405m a0.6m 水流断面面积： 池总宽度：设则有效水深：小于 沉砂池所需容积：设，城市污水沉砂量污水，则 每个沉砂斗容积：设每池设两个沉砂斗， 沉砂斗各部分尺寸：设斗底宽，斗壁与水平面的倾 3 3 13 223 3 011 55h0.35m 2h aa1.2mh0.5 tg55 h v2a2aa2a0.47m 6 角为度，斗高 沉砂斗上口宽：，取 沉砂斗容积： 沉砂斗高度：采用重力排砂，设池底坡度为0.06坡向砂斗。 2432 2a l3.3mhh0.06l0.70m 2 l ， 1 h0.3mh0.30.90.701.9m池总高度：设超高， 沉砂池计算图： 18 5.5.3 初沉池 采用两组平流沉淀池，按最大时流量设计 。 总表面积：设表面负荷q=2 m3/（m2*h） ，a=405。 q 3600*qhmax 沉淀部分有效水深：（沉淀时间1.8h） 2 hqt3.6m 19 3 hmax vqt36001458m v4.5mm/sl3.6vt29.16mm ba/l13.5m 4b3.4m 3030 /8.84/8.38m 3.43.6 沉淀部分有效容积： 池长：设水平流速，取30 池子总宽度： 池子格数：格， 校核长宽比，长深比：长宽，长深。符合要求 沉淀污泥所需污泥斗容积 3 3 0 1234 1 2 3 4 snt0.6 156858 2 w188.2m 10001000 s0.6l/p dnss2d v188.2/823.5m hhhhh h0.3m h3m h0.5m h,2% 其中：污泥（）；为当量人口数；重力排泥，排泥时间间隔取 每格设两斗，每斗容积 沉淀池总高度： ：超高 ：沉淀区高度 ：缓冲区高度，无刮泥机取 ：污泥区高度池底坡度， 沉淀池总长度为l=25+0. 3（流出口至挡板距离 4 3 1121 2 3 2 12 h(300.3+0.53.4 2) 0.02tg60(3.40.4)/ 23.08m 1 wfff f11.34m , 3 (3.40.4) 2.6 2 1 w2(30.86.8) 0.0230.68m 2 ww42 m bb 5 o 5 ）+0. 5（流入口至挡板距离） 污泥斗容积：h （） t g60 其中污泥斗高度为h 梯形部分容积：（l） 33 .02m19.6m l0.50.33030.8m 883.419.4m0.225 1000/(4 19.4)2.892.9l/(s m) ，符合要求 沉淀池总长度： 每池出水堰长度：，出水堰负荷： 初沉池计算图： 20 平流沉淀池 平流沉淀池 泥斗 5.5.4 曝气池 分两组，按最大日流量计算。 33 dmaxdmax qq/234500/2m /0.1996m /sd 原污水的s0（bod5）为181.4mg/l，经初沉池处理，bod5按降低30% 考虑，则进入曝气池的污水，其sa（bod5）值为：127.0mg/l。 处理水中非溶解性bod5=7.1bxace=5.68mg/l。 （ce=20mg/l，自身氧化系数b=0.1，xa=活性污泥微生物在处理水中 所占比例取0.4） 21 处理水中溶解性bod5为 se=20- 5.68=14.32mg/l，f=14.32/20=0.72。 =（127.0-14.32）/127.0=88.7% 运行方式： 在本设计中应考虑曝气池运行方式的灵活性与多样性。即：以传 统活性污泥法作为基础，又可按阶段曝气法和再生曝气系统等运行 方式调试运行。 曝气池的计算与各部位尺寸的确定： 按bod-污泥负荷率计算。bod-污泥负荷率为0.2kg bod5/（kgmlss*d） 。为稳妥计，校核如下： =0.0185*14.32*0.72/0.887=0.21。f/skn e2s 确定混合液淤泥浓度x： ss 6 3 a s n0.21nsvisvi110 140130 x2000-3500mg/lx3000mg/l rr 10 r50%x3077mg/l 1rsvi qs34500/2 127 v3651m n x0.2 3000 ，查与关系曲线得，取 范围在之间，按经验取。 按最不利情况校核：时，基本吻合。 （） 确定曝气池容积： 22 2 1 4mf3651/4912.75m 5mb/h5/41.251-2 f/b182.6,182.6/536.5m10m ll/536.5m37m 0.5mh4.5m 确定曝气池各部分尺寸： 池深取，则每组面积 池宽取，介于之间 池长：而长宽比 设五廊道式曝气池，廊道长取 超高，则池高 在曝气池面对初沉池和二沉池的一侧，各设横向配水渠道，并在池中部设纵向 中间配水渠道与横向配水渠道相连，设五个进水口. 23 2rv 2maxhmaxrv oa qsb vx 0.5 3450012720 3029kg/d 126.2kg/h a0.5b0.15 oa qsb vx 0.5 38800 (12720)/10000.15 3651 3000 0.72/1000 135.8kg/ 曝气系统的计算： 采用鼓风曝气。 （）/1000+072/1000 （，） 最大时需氧量： 5r 522 2max 2 s20 h bodbod3450012720 /10003691.5kg/d kgbodo3029/3691.50.821kgo /kgbod o 1.08 o 0.2m3.8m20 c9.17mg/l （） 每日去除的值：（） 去除每需氧量： 最大时需氧量与平均时需氧量之比： 供气量计算： 采用网状微孔空气扩散器，敷设于距池底处，淹没水深，计算温度度。 查得水中溶解氧饱和度： 空气扩散器出口 35 b pp9.8 10 hp1.013 10 pa处的绝对压力（） 535 b a ta a 5 bt sb30s 55 p1.013 109.8 103.81.385 10 pa 21 1 e o100%18.43%,e12% 7921 1 e 30 po1.385 10 cc7.638.56mg/l 2.026 10422.026 10 （） 空气离开曝气池面时，氧的百分比： （） （） 曝气池混合液中平均氧饱和度（按最不利的温度条件度）： （）（+18.4/42） 24 s20 0 t-20 sbt 30 20 0max 0 s a 20 c rc r cc 1.024 126.2 9.17 0.82 (0.95 1.0 8.562.0) 1.024 181.6kg/h 0.820.95c2.01.0 r195.4kg/h r g1005044 0.3e （） （） （） 换算为下脱氧清水充氧量： 其中：，曝气池出口处溶解氧浓度， 相应的最大时需氧量： 曝气池平均时供气量： 3 .4m /h 3 smax 3 333 3 g5427.8/h kgbod5044.4 24/3691.532.80m/kgbod m5044.4 24/345003.51m/m 5427.812327.8m /h m 最大时供气量： 去除每的供气量：空气 每污水供气量：空气污水 本系统空气总用量：80.634500/24+ 3 2 : 51050 5427.8/50108.6m /h h1mh o9.8kpa 0.2m p4-0.2 1.0 *9.848kpa 空气管系统计算 布置空气管道，在相邻两个廊道隔墙上设一根干管，共五根干管。 在每根干管上设对配气竖管，共条配气竖管。全曝气池共设条配气竖管。 每根竖管供气量为： 根据经验取通气管风压损失。 空压机选定： 空气扩散装置安装在距曝气池底处，因此空压机所需压力为： （） 空压机供气量：最 33 33 5427.8m /h 90.46m /min 5044.4m /h 84.07m /min 大时：， 平均时：， 25 出水 进水 曝气池 5.5.5 二沉池 采用周进周出向心辐流沉淀池，用最大时流量设计。 s /45m . 0 d/38800mq 33 dmax 淀部分水面面积：设沉淀池数量为 n=2 个，表面负荷 32 q1.0m / mh （） f=q/n=38800/（21.024）=808 q 2 m 池子直径： 4f d32.1m32m 取 实际水面面积：f= 22 d /4804m =q/nf=1.01 q ）（h*m/m 23 单池设计流量 q0=808 3 m /h 26 核堰口负荷：符合要求（d/2=9m 取 11m。下椎体高度 h4=1m。 则消化池高度 h=h1+h2+h3+h4=2+3+11+1=17m。 消化池各部分容积计算： 2 3 11 1 22 3 2 2 23 33 22 3 422 4 33 034 3.14d h v3.14 4 2/46.28m 4 3.14h (3d4h ) v395.6m 24 v3.14d h /42797.7m 3.14h d/2d d /4d /2 v95.3m 3 vvv2893m2826m v15 v p 集气罩容积： 弓形部分容积： 圆柱部分容积： （）（） 下锥体部分容积： 则消化池的有效容积为： 二级消化池总容积： 3 6.8 122.6 2826m 10% 1 采用座二级消化池，尺寸和一级消化池相同。 消化池各部分面积计算： 集气罩表面积： 池盖表面积： 2 21 2 2 2 2 2 11 2 1 1 1m.58ff 39m.42 4 d4h14 . 3 f 15.7mh14d . 3 4 14d . 3 f 则池盖总面积共为： ）（ 池顶表面积为： 32 2 35 2 46 2 2 5 d sad 3 f3.14dh339.1m f3.14dh226.1m dd f3.14 l254.3m 2 t35 c t20 ct15 c v2826 5%141.3m /d 池壁表面积为： （地面以上部分） （地面以下部分） 池底表面积：（） 消化池热工计算 提高新鲜污泥温度的耗热量：中温消化温度 新鲜污泥年平均温度：，日平均最低温度 每座一级消化池投配最大生污泥量为： 则全年每天平 1ds 1max qvtt1000 1.163/24102707w q136943w 均耗热量为：（） 最大耗热量为： 消化池池体耗热量： ）（池壁在地面以上部分： ）（池盖 用消化池各部传热系数采 cm/7w . 0 k cm/8w . 0 k : 2 2 2 a a b b 2da 2max k0.52w/ mc t19 c t8 c t20 c t5 c qfktt1.258.1 0.7 (35 19) 1.2 1.163 908.14w q58.1 0.7 (358) 1.2 池盖表面积 池壁在地下及池底：（） 池外介质为大气时，全年平均气温 冬季室外大气计算温度 池外介质为土壤时，全年平均温度 冬季室外计算温度 池盖部分年均耗热量为： （） 最大耗热量： 1.1632440.6w 33 33da 3max 44db 4ma qfktt1.2339.1 0.6 (35 19) 1.2 1.163 4543.2w q339.1 0.6 (358) 1.2 1.16312209.8w qf ktt1.2226.1 0.45 (3520) 1.2 1.163 2129.9w q 池壁在地面以上部分，年平均耗热量： （） 最大耗热量： 池壁在地面以下部分，年平均耗热量： （） 最大耗热量： x 55db 5max 226.1 0.45 (355) 1.2 1.1634259.8w qf ktt1.2254.3 0.45 (3520) 1.2 1.163 2395.6w q254.3 0.45 (355) 1.2 1.1634791.2w 池底部分： 年平均耗热量： （） 最大耗热量： x2345 xmax2max3max4max5max 1x max1maxxmax qqqqq9976.8w qqqqq23701.4w qqq112683.8w qqq160644.4w 每座消化池池体全年平均耗热量： 每座消化池池体全年最大耗热量： 每座池体年均总耗热量为： 每座池体年均总耗热量为： 5.5.9 真空过滤脱水机 采用真空转鼓过滤机。污泥量 q282.6，用化学调节预处d/m 3 理，投加石灰作为助凝剂，投加量为 10（占污泥固体重量） ，混 凝剂铁盐 5（占污泥固体重量） 。 原污泥浓度=3%=30kg，。 0 c 3 /m 33 0 q282.6m /d11.78m /h 34 2 2 2 w30 11.78353.4kg/hl3.45kg/m h 10% 5%f1 10/1005/1001.15. wf353.4 1.15 1.15 a135.47m l3.45 ) 15m 135.47/159.039 。过滤产率（） 所加助凝剂和混凝剂分别为、。所以， （为安全系数，考虑污泥不均匀分布及滤布阻塞 每台真空过滤机的过滤面积为， 则需真空过滤机，取台。 真空过滤脱水所需附属设备： 真空泵：抽气量为每过滤面积 0.5-1.0 真空度为 200- 2 m 3 m /min, 500mmhg，最大 600mmhg。 选择真空泵，所需电机按每 1 台。计算。真空泵不少于两抽气量配 2kw . 1 min/m3 空压机：压缩机按每平方米过滤面积为 0.1，绝对压力为 0.2-min/m3 0.3mpa 选择空压机。空压机所需电机按空气量每 1配 4kwmin/m3 计算。空压机不少于两台。 气水分离罐：容积按 3min 的空气量计算。 35 消化池计算图 水 射 器 进泥 排泥 蒸气 排气 6污水厂平面与高程布置污水厂平面与高程布置 6.1总平面布置总平面布置 在污水处理厂厂区内有：各处理单元构筑物，联通各处理构筑 物之间的管、渠及其他管线，辅助性建筑物，道路及绿地。 构筑物平面布置应当遵循以下原则： a. 构筑物间的管渠应当直通，避免迂回曲折。 b. 土方量尽量平衡，避开劣质土壤地段。 c. 处理构筑物之间应当保持一定距离以保证敷设连接管、渠的要求， 一般的间距可取 510m，某些有特殊要求的构筑物。 36 d. 各处理构筑物在平面布置上，应当尽量紧凑。 6.2污水厂管、渠道布置：污水厂管、渠道布置： 在各处理构筑物之间，设有贯通、连接的管渠。此外，还应设 有能够使各处理构筑物独立运行的管渠，当某一构筑物因事故停止 运转时，使其后接处理构筑物，仍能构保持正常运行。 应设超越全部构筑物，直接排放水体的超越管。 在厂区内还设有：给水管、空气管、消化气管、蒸汽管及输配 电线路。这些管线有的敷设在地下，但大部分都在地上，对他们的 安排，既要便于施工和维护管理，但也要紧凑，少占用地，也可以 采用架空方式敷设。 6.3高程布置高程布置 污水处理厂污水处理流程南程布置的主要任务是：确定各处理 构筑物和泵房的标高，确定处理构筑物之间连接管渠的尺寸及其标 高，通过计算确定各部位的水面标高，从而能够使污水沿处理流程 在处理构筑物之间通畅地流动，保证污水处理厂的正常远行。 为了降低远行费用和便于维护管理，污水在处理构筑物之间的 流动，以按重力流考虑为宜(污泥流动不在此例)。为此，必须精确 地计算污水流动中的水头损失，水头损失包括： (1)污水流经各处理构筑物的木头损失。在作初步设计时，可按 下表所列数据估算。但应当认识到，污水流经处理构筑物的水头损 37 失，主要产生在进口和出口和需要的跌水(多在出口处)，而流经处 理构筑物本体的水头损失则较小。 构筑物名称 水头损失 （cm） 构筑物名称 水头损失 （cm） 配水井1030 平流沉 1 淀 池 2040 格栅1025辐流沉淀池5060 沉砂池1025曝气池2550 (2)污水流经连接前后两处理构筑物管渠(包括配水设备)的水头 损失，包括沿程和局部水头损失。 (3)污水流经量水设备的水头损失。 在对污水处理厂话水处理流程的高程布置时，应考虑下列事项： (1)选择一条距离最长，水头损失最大的流程进行水力计算。并 应适当留有余地，以保证在任何情况下，处理系统都能够运行正常； (2)计算水头损失时，一般应以近期最大流量(或泵的最大出水量)作 为构筑物和管渠的设计流量；计算涉及远期流量的管渠和设备时， 应以远期最大流量为设计流量，并酌加扩建时的备用水头。 (3)设置终点泵站的污水处理厂，水力计算常以接纳处理后污水 38 水体的最高水位作为起点，逆污水处理流程向上倒推计算，以使处 理后污水在洪水季节也能自流排出，而水泵需要的扬程则较小，运 行费用也较低。但同时应考虑到构筑物的挖土深度不宜过大，以免 土建投资过大和增加施工上的困难。还应考虑到因维修等原因需将 池水放空而在高程上提出的要求。 (4)在作高程布置时还应注意污水流程与污泥流程的配合，尽量 减少需抽升的污泥量。在决定污泥干化场、污泥浓缩池(湿污泥池)、 消化池等构筑物的高程时，应注意它们的污泥水能自动排入污水入 流干管或其他构筑物的可能。 高程计算中，沟管的沿程水头损失按所定的坡度计算，局部水 头损失按流速水头的倍数计算。堰上水头按有关堰流公式计算，沉 淀池、曝气池集水槽为平底，且均匀集水，自由跌水出流。 b0.9q， 4 . 0 bh25 . 1 0 式中：q 为集水槽设计流量，为保证安全，再乘上 1.2-1.5 的安全系 数，m3/s。 b 为集水槽宽。 39 为集水槽起端水深。 0 h 采用水力坡降公式或比阻公式计算沿程水头损失。现采用 h1alq2计算（aak） 采用局部阻力系数法计算局部水头损失，公式 h2v2/2g 查比阻表可知不同管径比阻，查局阻表可知不同管件局阻系数。 污泥管道水头损失按下式计算： 1.85 h 1.17 6.82()()c50) ff h lv hh dc (式中：为沿程水头损失, 6.3.1 污水高程计算如下： 高程 m 灌溉渠道(点 8)水位 40.50m 排水总管(点 7)水位 跌水 0.8m 41.30m 集水井后水位 沿程损失=0.0011250=0.29m 局部水头损失:蝶阀 0.0051m 合计：0.2951m 41.59m 集水井前水位 管顶平接，两端水位差 0.05 41.64m 40 二次沉淀池出水井水位 沿程损失=0.001329.4=0.039m 局部水头损失：600mm 管径 90弯管 0.034m 合计： 0.073m 41.71m 二次沉淀池出水总渠起端水位 沿程损失：估算 0.20m 41.91m 二次沉淀池池中水位 集水槽起端水位：1.250.9（1.2808/3600）0.4= 0.67m 说明：上式为集水槽起端水位计算公式，1.2 为安全系数；808/3600 为单个 二沉池流量，单位为 m3/s。 自由跌落 ：0.10m 堰上水头： 0.02m 合计：0.79m 42.70m 第二计量槽前水位 沿程水头损失： 0.001326.1m=0.034m 局部水头损失：600mm 管径 90弯管 0.034m 蝶阀 0.0051m 合计： 0.0731m 42.77m 第二计量槽水位 计量槽出水管： 0.005m 计量槽进水间： 0.051m 合计： 0.056m 42.83m 曝气池出水口水位 沿程水头损失： 0.0202m+0.0083m=0.0285m 局部水头损失：90三通 600-800mm 汇合流 0.166m 400mm 管径 90弯管 0.034m 蝶阀 3 个 0.00513=0.0153 合计： 0.244m 43.07m 曝气池出水总渠起端水位 沿程水头损失：估算 0.20m 43.27m 曝气池池中水位 集水槽中水位：估算 0.40m 43.67m 曝气池前进水管水头损失：估算 0.30m 43.97m 初沉池后水位 沿程水头损失： 0.026m+0.012m+0.008m+0.003m=0.049m 局部水头损失：90三通 600-800mm 汇合流 0.166m 90三通 500-600mm 汇合流 0.159m 90三通 400-500mm 汇合流 0.161m 90三通 300-400mm 汇合流 0.163m 41 90弯头 300mm 0.027m 蝶阀 2 个 0.0052=0.001m 合计：0.726m 44.70m 初沉池中水位 出水总渠沿程损失：估算 0.10m 集水槽起端水位： 1.250.9（1.20.4491/8）0.4 =0.38m 自由跌落：0.10m 堰上水头：0.03m 合计：0.61m 45.51m 第一计量槽后水位 沿程水头损失：0.026m+0.006m+0.024m=0.056m 局部水头损失：90弯头 300mm 管径 0.027m 90三通 400-300mm 分支流 0.085m 90三通 600-400mm 分支流 0.090m 90弯头 600mm 管径 0.034m 蝶阀 2 个 0.0052=0.010m 合计： 0.302m 45.61m 第一计量槽前水位 计量槽出水管： 0.005m 计量槽进水间： 0.051m 合计： 0.056m 45.67m 格栅沉砂池构筑物出水口水位 沿程水头损失：0.019m 局部水头损失：蝶阀 2 个 0.005m2=0.010m 合计： 0.029m 45.70m 格栅沉砂池构筑物起端水位 沿程水头损失： 0.02m 沉砂池出口局部损失：0.05m 沉砂池中水头损失 0.20m 过栅水头损失 0.25m 合计： 0.52m 46.22m 总水头损失：