某城市5万吨污水处理厂工艺设计

摘 要随着我国国民经济的高速发展和改革开放的不断深入，城市生产力不断增大，与此同时，城市人口数也不断增加。城市速发展每天都会产生的大量污水，若不及时进行收集处理，将严重影响人们的正常的生活。而且我国又是一个严重缺水的国家，水资源分布不平衡，因此大规模建设污水处理厂，将污染物水平降低到符合国家排水的相关规定，有效防止河流被污染，有效的缓解我国水资源紧缺的现状十分重要。此次任务对北方某城市5.0万m3/d污水处理厂进行工艺设计，由水质分析可知，该城市污水水量大，污染物水平高。因此主体工艺选择UASB+氧化沟工艺，UASB工艺的优点是污泥床内生物量多，容积负荷率高，废水在反应器内的水力停留时间较短，适合处理污染物浓度高的水质。经UASB池处理后的污水，其污染物浓度降到一定水平，但还不能达标排放，在其后再加上氧化沟工艺，便可达到目标排放要求。氧化沟工艺流程简单、污泥产生量少、管理维护简单等，去除COD、BOD5等主要污染物效率极高，而且适合处理大规模水量。由于污水中动植物油浓度很高，因此在主体处理工艺前设计了隔油池和气浮池等。在二级处理工艺后又设了一个超级膜工艺，用于对部分污水作进一步处理。二级三级出水均达到目标要求。关键词：城市污水；UASB；DE氧化沟；深度处理；工艺设计AbstractWith the development of our national economy and the deepening of the reform and opening，urban productivity is Increasing constantly, the population is increasing at the same time. Large amounts of sewage will be produced everyday in the city, without collection and processing timely, this sewage will affect peoples normal life seriously. China is also a serious water shortage country, and is unbalanced of water resources, so building large-scale sewage treatment plants for reducing the level of pollutants to meet the relevant provisions of the national drainage，Preventing the rivers be polluted and easing of current situation of Chinas water shortage effectively is very important. It is suitable for handling large-scale water.The mission is to design a process of sewage treatment plant for the northern city of 50,000 m3 per day. By the analysis of the water quality, we can see that the amount of urban sewage is large and the concentration of pollutants is high. So we choose UASB and oxidation ditch to be our main process. The advantage of UASB is the amount of biomass in the sludge bed is large, and the burden rate of volumetric is high, and the time of its HRT is short. It is suitable deal with high concentrations of pollutants. After the process of UASB, the concentrations of pollutants is reduced to a certain level, but it is also can not meet the discharge standards. This can be solved to add a oxidation ditch after the UASB. The oxidation ditch is chosen for the process f is simple, the amount of sludge production is small and it is easy to manage, The removal of COD, BOD5 and other major pollutants is also extremely high. The oxidation ditch is suitable for large amount of sewage. We also design grease traps and flotation tanks before the main process as the concentration of oil is too high .The ultrafiltrations are used for further processing after the secondary treatment. This process all can achieve the requirements.Keywords: Urban sewage; UASB; DE oxidation ditch; Depth of processing; Process design目 录引 言1第一章 设计任务及资料21.1 设计任务21.2 设计目的及意义21.3 设计原则21.4 设计资料21.5 设计依据3第二章 设计方案论证42.1 厂址选择42.2 污水厂处理流程的选择42.2.1 确定处理流程的原则42.2.2 污水处理流程的选择42.2.3 污水处理流程方案的介绍与比较52.2.4 污水处理流程方案的确定6第三章 一级处理工艺73.1 设计污水水量73.2 污水处理程度计算73.2.1 污水的COD处理程度计算73.2.2污水的BOD5处理程度计算83.2.3 污水的SS处理程度计算83.2.4 污水的氨氮处理程度计算83.2.5 动植物油的处理程度计算93.3 格栅93.3.1 格栅的设计93.3.2 设计参数103.3.3 格栅的设计计算103.4 提升泵站133.4.1 泵站设计的原则133.4.2 泵房形式及工艺布置133.4.3 泵房设计计算133.5 沉砂池143.5.1 曝气沉砂池143.5.2 设计参数143.5.3 曝气沉砂池的设计计算153.5.4 曝气沉砂池曝气计算173.6 隔油池设计183.6.1 设计参数183.6.2 设计计算183.7 气浮池213.7.1 设计说明213.7.2 设计参数223.7.3 设计计算223.7.4 上浮液渣排除设备24第四章 污水二级处理设计计算254.1 UASB设计254.1.1 设计说明254.1.2 设计参数254.1.3 设计计算264.1.4 配水系统设计274.1.5 三相分离器设计294.1.6 出水系统设计324.1.7 排泥系统设计324.1.8 理论上每日的污泥量324.1.9 产气量计算324.2 DE型氧化沟工艺计算324.2.1 设计参数324.2.2 DE型氧化沟计算334.2.3 设计参数的较核354.2.4 剩余污泥量计算354.2.5 需氧量计算364.2.6 供气量374.2.7 鼓风微孔曝气器空气管路计算394.2.8 鼓风机的选择：394.2.9 进出水系统计算394.3 二次沉淀池404.3.1 设计原则设计参数404.3.2 二沉池设计计算414.4 污泥处理464.4.1 污泥处理的目的464.4.2 污泥处理的原则464.4.3 集泥池计算464.4.4 浓缩池474.4.5 脱水车间494.4.6 污泥泵的选择494.5 污水的深度处理504.5.1 超滤工艺介绍504.5.2 设计参数504.5.3 超滤设计计算51第五章 污水处理厂的布置535.1 污水处理厂平面布置535.1.1 平面布置原则535.1.2 平面布置535.2 污水处理厂高程布置545.2.1 高程布置原则545.2.2 污水处理厂构筑物高程布置计算555.2.3 污泥处理构筑物高程布置56第六章 主要构筑物及经济分析576.1 污水处理厂的主要处理构筑物576.2 处理厂主要附属物576.3 经济分析586.3.1 材料价格586.3.2 项目总投资58结 论60参考文献61谢 辞63引 言随着工业水平的进一步提高，城市化的程度进一步加深，人民生活也得到了得到进一步改善，但是也随之带来不同程度的环境问题，城市生活生产产生的大量污水是造成环境污染的来源之一。由于我国工业起步较晚，环境治理意识也相对而言较弱。随着改革开放的不断深入，我国越来越重视环境问题，从而使我国的污水处理事业得到了快速的发展，但是我们还要清醒的看到，我国工业生产发展步伐很快，城市化速度也随之处在过热过快的状态。有些企业环保意识淡薄，过度的追求经济效益而忽视了社会、环境效益，有些地方政府部门则缺乏强有力的监管能力，若长此下去将带来环境受到严重污染的后患。随着未来城市建设的快速发展，污水的排放量将会数倍甚至几十倍的增加，水环境将进一步加速恶化。为防止我国当前水环境继续被污染和恶化，保护我国紧缺的水资源，中小城市污水治理也应该引起足够的重视。所以我们不仅要大力发展经济，努力提高物质生活水平，还要做到经济与环境保护协调发展，人民的生活质量也要不断提高。当前，我国很多城市都建起了污水处理厂，这对减少水的污染和防治起到举足轻重的作用。氧化沟自从50年代初出现以来，因其构造简单，易于管理等优点很快得到推广，且不断创新。氧化沟技术发展的关键在于氧化沟的环流，由于这种环流，使得操作运行都变得十分简单。另外氧化沟具有多功能性、污泥稳定、出水水质好等优点。选用的一定的设计参数、沟型和运行方式，会给设计者和运行者带来极大方便，其适应性和灵活性也很强，有进一步研究、发展和提升的广阔空间。第一章 设计任务及资料1.1 设计任务某城市5.0万m3/d污水处理厂工艺设计。1.2 设计目的及意义北方某小城市，居民约20万人，城市废水主要为食品工业生产废水及居民生活污水，生产废水的主要污染物乳脂肪、乳糖、乳蛋白、硝酸、NaOH等；生活污水主要来源于卫生间、洗澡和洗衣间等。根据国家相关的法律规定，废水必须经过处理后水质达到国家排放标准才允许排放。现根据该厂污水水质情况及国家标准，设计一套处理量为5.0万m3/d的废水处理工艺，去除水中的悬浮物，降低废水的COD浓度，从而降低了生物处理负荷，使出水达到污水综合排放标准，减少环境污染。1.3 设计原则1、基础数据可靠。认真研究各项基本数据、基础资料，全面分析各项影响因素，充分掌握水质特点，合理选择设计参数。2、工艺先进实用。选择技术先进、运行稳定、投资和处理成本低的处理工艺，积极慎重的采用经过实践证明行之有效的新技术、新设备和新材料，使处理后水质能够稳定的达标排放。3、避免二次污染。污水处理厂作为环境保护工程，应避免或尽量减少对环境的负面影响，还要妥善处置污水处理过程中产生的栅渣、沉砂、污泥等，避免对环境的二次污染。4、运行管理方便。充分考虑便于污水厂运行管理的措施，污水处理过程中的自动控制，以利于提高管理水平，降低劳动强度和运行费用等。5、满足安全生产要求。1.4 设计资料 1、进出水水质指标数据，如图1-1所示 表1-1 进出水水质指标 单位：mg/l指 标CODBOD5NH3-N动植物油SS进 水4700290036740 740二级出水三级出水10050201551070152、周边地区地形地貌及气象资料；风向：多年主导风向为西北风；气温：最冷月平均为12.5 ；最热月平均为23 ；极端气温：最高为 35，最低为 25。；水文：年平均降水量：402.5mm；年平均蒸发量：1824.2mm；地下水位，地面下812m。 3、地形地貌：根据需要征地，地势平坦。1.5 设计依据设计依据主要是国家相关法律法规：1、地面水环境质量标准（GB38382002）；2、城镇污水处理厂污染物排放标准（GB189182002）；3、室外排水设计规范（GB500142006）；4、污水综合排放标准（GB8978-1996）；5、城市污水再生利用 工业用水水质（GB/T199232005）；6、污水再生利用工程设计规范（GB/503352002）。第二章 设计方案论证 城市污水处理厂的设计规模所处理的污水水质水量有关，污水的水质水量可以通过设计任务书的数据资料进行计算。2.1 厂址选择城市污水处理厂的厂址应根据当地的有关水资源情况、受纳水体的功能划分类别、污染与自净状况自然条件等因素确定。具体来说，厂址的选择主要遵循下面几个原则4。1、厂址首先应当与工艺流程相适应；2、尽量减少占用土地面积；3、充分利用地形，选择有适当坡度的地段； 4、在城镇水体的下游，并在城镇夏季主导风向的下风向；5、根据城市总体规划来规划设计，并留有扩建的余地；6、尽可能在地质较好地，下水位较低的地方；7、有方便的交通、运输和水电等条件。2.2 污水厂处理流程的选择2.2.1 确定处理流程的原则1、城市污水处理厂处理工艺应根据处理规模、水质特征、受纳水体的环境功能及当地的经济水平选择相应的处理工艺；2、应切合实际污水进水水质，对污水的现状、水质特征、污染物构成等进行详细调查或测定，做出合理的分析预测；3、在水质组成复杂或比较特殊时，进行污水处理工艺的动态试验，必要时在开展中试验研究；4、积极采用先进、经济的新工艺。2.2.2 污水处理流程的选择污水处理主要是通过一系列的物理、化学及生物的方法使之达标，其中主体工艺是生物处理。传统活性污泥法经过多年的发展，有着较丰富的实践经验和技术资料，其运行可靠、处理效果好、管理比较方便，但同时存在能耗较大费用高等特点，所以对其流程改革更新后，出现了A/O脱氮工艺、AB工艺、A2/O同步脱氮除磷工艺、SBR间歇活性污泥法、氧化沟法等常用工艺，它们各自具有相对不同的优缺点。下面就常用的方法有A2/O法、AB法、SBR，氧化沟工艺等进行介绍比较。2.2.3 污水处理流程方案的介绍与比较1、A2/O工艺A2/O工艺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。A2/O工艺法脱氮除磷机制由两部分组成：一是脱氮，在缺氧状态下，兼氧脱氮菌利用水中BOD作为碳源，将好氧池混合液中的硝酸盐及亚硝酸盐还原成氮气并释放到大气，从而达到脱氮的目的；二是除磷，在厌氧状态下，聚磷菌释放部分磷，在好氧状况下又吸收大量的磷，以剩余污泥的形式排出系统。若降低污泥浓度、控制硝化，以去除磷、COD和BOD5为主，则可选用A2/O工艺。2、AB工艺AB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，污泥产量大， B级负荷低，污泥龄较长。两级之间设中间沉淀池。二级池子的F/M不同，从而形成不同的微生物群体。AB工艺虽然节能，但不适合低浓度水质，A级和B级可分期建设。3、SBR工艺1SBR工艺是序批式间歇活性污泥法的简称，其集进水、曝气、沉淀、出水在同一座池子中完成，常由三到四个池子组成一组，轮流运转，间歇运行。这种工艺特点是工艺简单，不需设二沉池和回流污泥等设备，一般情况下也不设调节池，多数情况下可省去初沉池，故节省占地和投资，SBR工艺可以从时间上安排曝气、缺氧和厌氧的不同状态，达到实现除磷脱氮的目的。但每个池子都需要设曝气和输配水系统，并且采用滗水器及控制系统，间歇排水水头损失大，池的容积利用率不理想，因此，一般来说不太适用于大规模的城市污水处理厂。4、氧化沟工艺氧化沟又称“循环曝气池”，污水和活性污泥的混合液在环状曝气池中循环流动，呈现出缺氧好氧的交替变化，使沟渠中相继进行硝化和反硝化的过程，是活性污泥法的一种变形。常见的类型有：帕式、同心圆式、循环折流式、T型氧化沟、DE型氧化沟。氧化沟一般不设初沉、耐冲击负荷、污泥量少、出水水质好，广泛应用于大规模水处理。2.2.4 污水处理流程方案的确定经过分析本设计可选择的工艺流程，有两种：1、普通A2/O工艺。2、氧化沟处理工艺。两种工艺经过比较：氧化沟除了具有A2/O工艺的效果外，还具有如下特点：（1）不设初沉池，有机性悬浮物在氧化沟内能达到稳定的程度；（2）具有独特的水力流动特点，有利于活性污泥的生物凝聚作用，而且可以将其工作区分为缺氧区、富氧区，呈现出缺氧好氧的交替变化，使沟渠中相继进行硝化和反硝化的过程，有较好的脱氮效果，且脱氮效果还能进一步提高； （3）BOD负荷低，使氧化沟具有对水质、水量、水温的变动有较强的适应性，污泥产率低；（4）电耗较小，运行费用低。所以本设计选用氧化沟处理工艺作为主体处理工艺。本设计的工艺流程图如图2-1所示：图2-1 工艺流程图第三章 一级处理工艺3.1 设计污水水量由设计资料知，该市每天的平均污水量为： 查室外排水设计规范（GB500142006）知总变化系数 从而可计算设计最大秒流量为： （3-1）式中：城市每天平均污水量，； KZ总变化系数； Q设计最大秒流量，。3.2 污水处理程度计算城市污水排入受纳水体后，在水体的自净作用下，经过物理的、化学的和生物的作用，使污水中的污染物浓度降低，受污染的受纳水体部分地或全部地恢复原状。在选择污水处理程度时，既要考虑水体的自净能力，又要防止水体受到污染，避免污水排入水体后造成二次污染。3.2.1 污水的COD处理程度计算 （3-2）式中：COD的处理程度，%； C进水的COD浓度，mg/L； Ce处理后污水中COD的浓度，mg/L。则： 二级处理程度： 三级处理程度： 3.2.2污水的BOD5处理程度计算 （3-3）式中：BOD5的处理程度，%； C进水的BOD5浓度, mg/L； Ce处理后污水中的BOD5浓度，mg/L。 则：二级处理程度： 3.2.3 污水的SS处理程度计算 （3-4）式中：SS的处理程度，%； C进水的SS浓度，mg/L； Ce处理后污水中的SS浓度，mg/L。则：3.2.4 污水的氨氮处理程度计算 （3-5）式中：氨氮的处理程度，%； C进水的氨氮浓度，mg/L； Ce处理后污水中的氨氮浓度，mg/L。则：3.2.5 动植物油的处理程度计算 （3-6）式中：动植物油的处理程度，%； C进水的动植物油浓度，mg/L；Ce处理后污水中的动植物油浓度，mg/L。 则：3.3 格栅格栅是最简单的过滤设备，是由一组火多组平行的金属栅条或筛网制成的框架，安装在污水渠道、泵房集水井的进口处或污水处理厂的前部，用于截留废水中较大的悬浮物或漂浮物，防止其后构筑物的管道阀门或水泵堵塞，并使之正常进行。被截留的物质称为栅渣。格栅的设计选择主要是由栅条断面、栅条间隙、栅渣清除方式等来决定。格栅断面有圆形、矩形、半圆形等。圆形水力条件好，水流阻力小，但刚度差，一般多采用矩形断面。按形状，格栅可分为平面格栅和曲面格栅两种；按栅条净间隙，可分为粗格栅(50100mm)、中格栅（1040mm）、细格栅（310mm）三种；按清渣方式，可分为人工清除格栅和机械清除格栅两种4。3.3.1 格栅的设计本设计中采用矩形断面中格栅，并采用机械清渣。中格栅设在污水泵站前，设有两组即N=2组，每组的设计流量为0.41。3.3.2 设计参数1、格栅截留的栅渣量 格栅间隙为1625mm，栅渣量取0.100.05污水；格栅间隙为3050mm，栅渣量取0.030.01污水。2、水流通过格栅的水头损失可通过计算确定，一般采用0.08-0.15m，栅后渠底应比栅前相应低0.08-0.15m。栅前渠道内水流速度一般采用0.4-0.9m/s，废水通过栅条间隙的流速可采用0.6-1.0m/s。3、人工清除格栅的安装角度宜为3060，机械清除格栅的安装角度宜为6090。 3.3.3 格栅的设计计算1、进水渠道宽度计算根据最优水力断面公式计算，本设计取污水过栅流速=0.8则栅前水深：。2、格栅的间隙数 （3-7）式中：n格栅栅条间隙数，个； Q设计最大秒流量，； 格栅倾角，本设计取60； N设计的格栅组数，组；b格栅栅条间隙数，本设计取=0.02m。 个，取48个3、格栅栅槽宽度 （3-8）式中：B格栅栅槽宽度，m； S每根格栅条宽度，m，本设计取S=0.02m。4、进水渠道渐宽部分的长度计算 （3-9）式中：进水渠道渐宽部分长度，m；渐宽处角度，取20。5、进水渠道渐窄部分的长度计算6、通过格栅的水头损失 （3-10）式中：水头损失，m； 格栅条的阻力系数，查表知 =2.42； 格栅受污物堵塞时的水头损失增大系数，一般取 =3。则： 7、栅后槽总高度设栅前渠道超高。则栅后槽总高度：8、栅槽总长度中格栅示意图如图3-1所示： 图3-1 中格栅示意图9、每日栅渣量 （3-11）式中：W每日栅渣量，； W1每日每1000污水的栅渣量，污水。中格栅一般为0.10.05，设计中取W1=0.1污水故应采用机械除渣及皮带输送机或无轴输送机输送栅渣。3.4 提升泵站污水总泵站接纳来自整个城市排水管网来的所有污水，其任务是将这些污水输送到污水处理厂，以利于处理厂各构筑物的设置。本设计仅对城市污水排水系统的泵站进行设计。排水泵站的基本组成包括：机器间、集水池、格栅和辅助间。3.4.1 泵站设计的原则 1、污水泵站集水池的容积，不应小于最大一台水泵5min的出水量；如水泵机组为自动控制时，每小时开动水泵不得超过6次。2、水泵吸水管设计流速宜为0.71.5m/s，出水管流速宜为0.82.5m/s。3.4.2 泵房形式及工艺布置为运行方便，采用自灌式泵房。自灌式泵房在排水泵站应用广泛，特别是在要求开启频繁的污水泵站和及时启动的立交泵站，它的优点是：不需要设置引水辅助设备、启动及时可靠、管理方便。该泵站流量小于2m3/s，且常年开启，故选用矩形泵房。由于自灌式启动，故采用集水池与机器间合建，前后设置。3.4.3 泵房设计计算设计流量按照最高日最高时流量。1、集水池的设计计算设计中选用5台污水泵（4用1备），则每台污水泵的设计流量为：按一台泵最大流量时5min的出水量设计，则集水池的容积为：取集水池的有效水深为，则集水池的面积为：集水池保护水深0.71m，实际水深为2.0+0.71=2.71m。 2、水泵总扬程估算（1）集水池最低工作水位与所需提升最高水位之间的高差为：6.3(1.2-2) = 9.5 m泵站内的管线水头损失假设为2m，考虑自由水头为1.0，则水泵总扬程为：（2）选泵本设计单泵流量为，扬程。查给水排水设计手册，选300QW800-15-55型潜水泵。水泵的规格性能如表1-1所示：表3-1 300QW800-15-55型水泵性能泵型号排出口径mm流量扬程m转速r/min功率kw效率%质量kg300QW800-15-55300800159805582.7813503.5 沉砂池沉砂池的作用是去除废水中比重较大的无机颗粒，如砂粒、石子、煤渣等。一般设在泵站后沉淀池前，以减轻水泵和管道的磨损，防止后续构筑物管道的堵塞，缩小污泥处理构筑物的容积，提高污泥有机组分的含量，提高污泥作为肥料的价值。常用的沉砂池有平流沉砂池、竖流式沉砂池、曝气沉砂池、多尔沉砂池和涡流式沉砂池。本设计中采用曝气沉砂池，其优点是：通过曝气，使污水产生作旋流运动，产生离心力，去除泥砂，通过曝气量来控制其旋流速度大小，从而控制沉砂量。其排除的泥砂较为清洁，处理起来比较方便。曝气沉砂池除砂率稳定，受流量变化影响小，同时，对污水也起到预曝气作用4。3.5.1 曝气沉砂池本设计中选择两组曝气沉砂池，N=2组。每组沉砂池的设计流量为0.41。3.5.2 设计参数1、废水在曝气沉砂池过水断面周边的最大旋转速度为0.250.30m/s,水平流速宜为0.1m/s。2、最高时流量的停留时间应大于2min。3、宽深比宜为11.5，有效水深取为2.03.0m。4、处理每立方米污水的曝气量宜为0.10.2m3空气。5、进水方向应与池中旋流方向一致，出水方向应与进水方向垂直，并考虑设置横向挡板。6、污水的沉砂量，可按每立方米污水0.03L计算。7、砂斗容积不应大于2d的沉砂量，沉砂池除砂宜采用机械方法，并经砂水分离后贮存或外运。8、池底坡度一般取为0.10.54。3.5.3 曝气沉砂池的设计计算1、沉砂池有效容积 （3-12）式中：沉砂池有效容积，；t停留时间，本设计取t=3。2、水流断面面积 （3-13）式中：A水流断面面积，；水平流速，取 =0.1。3、池总宽度 （3-14）式中：B沉砂池宽度，m；h沉砂池有效水深，取h=2m。 值在1.01.5之间，符合要求。4、池长5、每小时所需的空气量 （3-15）式中：q每小时所需的空气量，； d每立方米污水所需要的空气量，本设计取d=0.2污水。6、沉砂室所需容积 （3-16）式中：X城市污水沉砂量，一般取X=30污水 T清除沉砂的间隔时间，设计中取T=2d。从而可计算得每个沉砂斗的容积为：7、沉砂斗几何尺寸计算本设计取沉砂斗壁与水平面的倾角为=，沉砂斗底宽为0.5，沉砂斗高度。沉砂斗的上口宽度为 沉砂斗的有效容积：8、池子总高设池底坡度为0.4，池子超高。则：池底斜坡部分的高度 池子总高 9、验算流速当有一格池子出故障，仅有一格池子工作时：10、排砂装置采用吸砂泵排砂，吸砂泵设置在沉砂斗内，吸砂泵管径DN=200mm。曝气沉砂池示意图见下图3-2所示：图3-2 曝气沉砂池示意图3.5.4 曝气沉砂池曝气计算1、空气干管设计干管中空气流速一般为1015m/s,本设计取12m/s,则2、支管设计干管上设6根配气管，则每根竖管上的供气量为：根沉砂池总平面面积为：LB = .选用YBM-2型膜式扩散器，每个扩散器的服务面积为1.5m2，直径为500mm，则需空气扩散器总数为： 8.2/1.55.56个。则每根配气管有1个空气扩散器，每个扩散器的配气量为：3.6 隔油池设计隔油池是利用自然上浮法进行油水分离的一种装置。常用的类型有平流式、平流板式、斜板式和三种，本次设计为工业污水处理，含油率较高，可选择平流式隔油池，其优点是隔油效果好，耐负荷冲击，施工简单。3.6.1 设计参数（1）停留时间T，一般采用1.5-2h；（2）隔油池油珠上浮速度不大于3.0m/h；（3）隔油池水平流速在35mm/s之间；（4）隔油池有效水深一般在1.52.0m/s之间；（5）单格深宽比为0.4m，长宽比4m，每格宽一般取4.5m；（6）池内刮油速度不超过15mm/s。3.6.2 设计计算1、污水中油珠的设计上浮速度：由斯托克斯公式： （3-17）式中：u静水中油珠的设计上浮速度，cm/s；考虑废水悬浮物引起的碰撞的阻力系数，一般取=0.95；水的密度，g/cm3；油珠的密度，g/cm3；d可上浮的油滴的最小粒径，cm；g重力加速度，g=981cm/s2；水的绝对粘度，Pas；实际油珠非球形的修正系数，一般取=1.0。 设油滴最小粒径为d0=100m，温度为25，查得水的水的密度和绝对度18为，得：，=0.0098g/cm3s；油的密度为0.920g/cm3；则：=0.04cm/s=44um/s 2、隔油池表面积4（1）池内水流的水平流速v一般池内水平流速15u，且不宜大于15mm/s，本次设计取v=2.57mm/s。（2）隔油池表面修正系数按照一般公式求出的隔油池表面面积一般往往偏小，这是因为实际的隔油池容积利用率达不到100%，而受水流紊动的影响，因此要乘一个大于1的系数予以矫正。值与系数v/u有关，可由表3-1查得。 表3-1 表面积修正系数与速度比/u的关系/u201510631.741.641.441.371.28=6.425故：=隔油池表面面积A= （3-18）式中：A隔油池表面面积，m2； Q设计中的含油废水流量，m3/h。求得，隔油池的表面面积为：A=3、隔油池水流横断面面积A0=Q/ （3-19）式中：A0隔油池水流横断面面积，m2。则：A0=4、隔油池有效水深本次设计采用机械清除浮油，设隔油池每格宽为B=4.5m，格数为n=22个， h2= A0/nB （3-20）式中：h2隔油池有效水深，m； n隔油池分格数，个； B隔油池每格宽，m。求得隔油池有效水深为：h2=1.5m=1.85m(符合要求)。5、隔油池的有效池长为：L=平流式隔油池尺寸要求h2:B=0.30.4，L:B4; 由上述计算得， (符合要求)，所以应取有效池长L=21.6m。6、隔油池总高度H=h1+h2 （3-21）式中：H隔油池总高度，m；h1隔油池超高，(一般不小于0.4m)，取h1=0.5m。则： H=h1+h2=0.5m+1.85m=2.35m7、出水含油浓度C=C0（1-E） （3-22）式中：C出水含油浓度，mg/L； C0入水含油浓度，mg/L； E隔油池除油效率，%，一般平流式取80%。求得出水含油浓度为： 8、本设计拟采用链带式刮油刮泥机。9、隔油池示意图如下图3-3所示：图3-3 平流式隔油池示意图3.7 气浮池3.7.1 设计说明。气浮法通常作为对含油污水隔油后的补充处理和为生化处理之前预处理。经过气浮处理，可将含油量降到30mg/L以下，再经过后续生化处理，出水含有可达到10mg/L以下1。本设计选用目前最常用的平流式气浮池，废水从池下部进入气浮接触区，保证气泡与污水有一定的接触时间，污水经隔板进入气浮分离区进行分离后，从池底集水管排出，而浮油浮渣则用刮油设备刮入集油槽后排出。平流式气浮池具有池身浅、造价低、构造简单、管理方便等优点4。3.7.2 设计参数（1）本设计中加压水泵采用的是离心泵式，压力溶气气浮的供气方式采用的是水泵空压机供气。（2）压力溶气罐设计参数：过流密度2500m3/(m2d)； 气罐承受能力0.5Mpa；布水区高度取0.2m，贮水区高度取1.0m，填料层高度取1.0m；液位控制高取0.8m(从罐底计)；罐内理论停留时间3min。（3）气浮池设计参数：进入接触室的流速取60mm/s；设计停留时间取30min；表面负荷取8m3/(m2h)；水流上升速度一般取1020mm/s，本设计取12 mm/s；接触室的停留时间取10min4。3.7.3 设计计算1、溶气罐的容积 （3-23）式中：溶气罐有效容积系数，本设计取60%罐内实际停留时间，取5min溶气用水量，取处理水量的10%， 代入得溶气罐直径 （3-24）代入得 溶气罐高度Z取下式计算: 2、接触区设计计算 气浮池接触区面积: （3-25）式中：接触区水深上升平均流速，=12mm/s 回流水量， 则： 3、气浮池分离区面积: （3-26）式中：气浮分离速度，本设计取2.0mm/s。则： 4、气浮池有效水深： （3-27）式中：气浮池分离区水利停留时间，本设计取1.5min则： 5、气浮池的有效容积:： （3-28）则可求出： 气浮池个数取4座，以并联方式运行。取池有效长度L和池宽B的比L:B=2.0，则可求出：L=38.8m；B=19.4m接触室长度一般与池宽B相同，则，其宽度气浮池的总高H： （3-29）式中：h1 为标高，取为0.5m3.7.4 上浮液渣排除设备气浮池中水面有大量的上浮液、浮渣，若得不到及时的清除，刮渣时对渣层的扰动过于剧烈，因此需要将上浮液、浮渣及时排除，本设计中采用链条牵引式刮渣机，采用逆水流方向刮渣，刮渣板运行速度取60mm/s。气浮池示意图如图3-4所示图3-4 平流式示意图第四章 污水二级处理设计计算污水经过一级处理后会处理掉部分BOD5、COD和悬浮物（SS）等，处理程度按表4-1取值。表4-1 污染物经处理程度处理级别处理效率一级SSBOD540%50%20%30% 设计中取处理效果为：SS=，BOD5=。则进入曝气池中污水的BOD5浓度： 进入曝气池中污水的SS浓度：4.1 UASB设计4.1.1 设计说明UASB即上流式厌氧污泥床，集生物反应与沉淀于一体，是一种结构紧凑，效率高的厌氧反应器。它的污泥床内生物量多，容积负荷率高，废水在反应器内的水力停留时间较短，因此所需池容大大缩小。设备简单，运行方便，勿需设沉淀池等装置，不需充填填料，也不需在反应区内设机械搅拌装置，造价相对较低，便于管理，且不存在堵塞问题14。4.1.2 设计参数1、参数选取设计参数选取如下：（1）容积负荷（Nv）6.0kgCOD/(m3d)；（2）污泥产率0.1kgMLSS/kgCOD；（3）产气率0.5m3/kgCOD2、设计水质设计水质如下表4-2所示：表4-2 UASB反应器进出水水质指标水质指标CODBODSS进水水质(mg/l)37602320444去除率（%）7578.490出水水质(mg/l)94050044.43、设计水量Q50000m3/d=2080m3/h=0.58 m3/s4.1.3 设计计算1、反应器容积计算 （4-1）式中：UASB有效容积 Q 设计流量，m3/s S0 进水COD含量,mg/L Nv容积负荷,kgCOD/(m3d)=500003760/10.0=18800m3将UASB设计成圆形池子，布水均匀，处理效果好，取水力负荷q0.95m3/(m2h)，则： A= 2080/0.95=2189m2采用4座相同的UASB反应器则 A1=A/42189/4= 547.25 m2 取D=26.5m则实际横截面积为A2=D2=3.1426.52=551.3m2实际表面水力负荷为 =2080/(4551.3)=0.941.0故符合设计要求。4.1.4 配水系统设计本系统设计为圆形布水器，每个UASB反应器设126个布水点111、相关参数每个池子流量： Q2080/4 = 520 m3/h2、设计计算布水系统设计计算草图见下图4-1所示：图4-1 ASB布水系统设计计算图圆环直径计算：每个孔口服务面积为:在25m2之间，符合设计要求。可设6个圆环，最里面的第一圈设6个孔口，第二圈设12个孔口，第三圈18个，第四圈24个，第五圈30个，第六圈36个。（1）第一圈6个孔口设计服务面积：S164.37=26.22m2，折合为服务圆的直径为： 用服务圆的直径作一个虚圆，在该圆内等分服务圆虚圆面积处设一实圆环，其上布6个孔口，则圆的直径计算如下： （4-2）则： （2）第二圈12个孔口设计服务面积：S2=124.37=52.44m2，折合成服务圆直径为：第二圈实圆直径计算如下：(102-d22)S2d2=8.16依次算得第三圈服务圆面积S3= 78.66m2，服务圆直径D3=14.16m，实圆直径d3=12.26m；第四圈服务圆面积为S4=104.88m2，服务圆直径D4=18.28m，实圆直径d4=16.35m；第五圈服务圆面积为S5=131.1m2，服务圆直径D5=22.38m，实圆直径d5=20.4m；