排水工程课程设计说明书

1、 排水工程ii课程设计说明书专 业： 2007级给水排水1班 学生姓名： cy 学 号： 2007 完成时间： 2010年6月27日 目 录摘 要1abstract21前言31.1 设计题目31.2 设计目的31.3 工程内容31.4 原始资料31.5 设计文件编制52设计水质水量的计算62.1 污水处理厂的处理规模确定62.1.1 城市人均生活污水量定额62.1.2 城市工业万元产值用水量62.1.3 2011年城市每天的平均污水量72.1.4 设计规模72.1.5 最大流量72.2 设计水质82.2.1 设计进水水质82.2.2 设计出水水质92.2.3 主要污染物去除程度93处理工艺选择

2、和方案比较103.1 生物处理工艺的选择103.1.1 改良型氧化沟工艺103.1.2 改良uct工艺113.1.3 oco工艺114构筑物的设计计算144.1 格栅144.1.1粗格栅设计计算144.1.2细格栅设计计算164.2 提升泵站174.3沉砂池174.4改良uct工艺计算184.4.1 设计参数184.4.2 剩余污泥量204.4.3 生物反应池的平面尺寸布置214.4.4 水下搅拌器214.5 曝气设备的设计214.5.1 需氧量224.5.2 供气量的计算234.6 二沉池254.6.1 设计计算254.6.2 排泥装置304.6.3 刮泥设备304.7计量设备315污水处理

3、厂的布置325.1 污水处理厂的平面布置325.2 污水厂的高程布置325.2.1污水高程水头损失计算325.2.2 水力计算336 结语377致谢38参考文献39摘 要环境污染问题是当今世界上最大的社会问题之一，因此水处理的发展对我国能否实现可持续发展的战略目标起着重要作用。本设计按原规划要求在r 河过境下游建设污水处理厂，以解决城市污水对r河市区段及下游河段的污染问题。根据当地的现状资料，确定了该污水厂的进出水水质及处理规模。结合考虑受纳水体的水质标准、脱氮除磷及回用的要求，该污水处理厂的生物处理采用了改良a2/o工艺，消毒采用了二氧化氯消毒，并对各构筑物尺寸及设备选型等进行了详细的计算和

4、说明。城市污水经统一处理后一部分排放河流，另一部分用作回用，处理后的出水可达城镇污水处理厂污染物排放标准（gb18919-2002）中的一级a标准。关键词：污水处理厂 脱氮除磷 改良uct工艺 消毒abstractthe problem of environmental pollution is nowadays one of the greatest social concerns in the world, so the development of water treatment plays a decisive role to realize the strategic objecti

5、ve of sustainable development. according to the original design, a sewage treatment plant was constructed crossing downstream of r river to address pollution problems of the urban sewage on r river urban and the downstream. according to the local status, this design determined the water quality and

6、the scale of the treatment plant. considering of the water quality standards of the receiving water, the nitrogen and phosphorus removal and recycling requirements, the biological treatment used the modified anaerobic-anoxic-aerobic process, and the disinfectant used chlorine dioxide. the size of al

7、l structures and equipment type selection were calculated and described in detail. after the unified treatment, part of the urban sewage will be discharged into the river, and the other part will be reused. the effluent of the treatment plant will reach municipal wastewater treatment plant pollutant

8、 emission standards (gb18919-2002) in the a standard. keywords: wastewater treatment plant, the nitrogen and phosphorus removal, modified university of capetown process, disinfection tank1前言1.1 设计题目某城镇污水处理厂污水处理与回用水处理工程1.2 设计目的随着人口的增长及工业的发展，该城镇污水排放量越来越大，已对流经城镇市区的r河造成了污染影响，该城镇按原规划要求拟在r河过境下游建设城镇污水处理厂，以

9、解决城市污水对r河市区段及下游河段的污染问题。同时由于目前水污染较为严重，为缓解用水紧张问题，对污水厂二级出水进行深度处理，并回用到城市某些部门和工业企业之中。1.3 工程内容（1）以2009年城市现状人口，工业总产值及生活、工业排水状况为基础，以20062009年间城镇社会发展规划确定2010年建成污水处理厂的设计处理规模；（2）依据设计任务水质实际监测资料和处理目标要求，确定工程设计进水水质、出水水质；（4）由确定的选址状况和设计处理水质与目标，进行污水预处理与污泥处理设计，其主要内容有：污水生物处理工艺流程设计、厂区平面图设计、厂内管网系统设计。1.4 原始资料（1）自然条件拟建污水处理

10、厂厂址位于城镇东南部方向，距市区边沿交通干道1.6km，r河东岸，地表高程为113.1-114.3m，占地为一长方形地块，南北方向长220m，东西方向宽200m，占地总面积为44000m2（折合66亩，计划本期工程占地220120m，26400 m2，约39.6亩）。厂址为r河谷平原区，区内属洪积倾斜平原及冲积河谷平原等地形地貌类，厂区地层为黄潮土及粉土，平均地耐力为1518t/m2，厂址范围内无不良地基。地面（原始地坪）绝对标高为116.0116.5m。厂址地区属大陆性半干旱季风气候区，年均气温14.7，极端最高气温42，最低气温-8.4。主导风向夏季为东南风、东风，冬季为东北风、东北偏东风

11、，年均风速2.4m/s。年均降雨量为1044mm，日最大降雨量为119.7mm，最大冻土深度220mm。厂址西侧为r河，其厂西围界墙距r河东大堤200m，r河在年均流量时水位标高110.5m，最大洪水位标高为112.5m。污水进厂干管管底高程96.0m（2）现状资料某城镇2009年人口为10万人，工业产值为6亿元，其生活污水排放量1.3万m3/d,工业废水排放量1.2万m3/d，其水质状况见表1和表2，该城镇20062009年社会发展规划确定，其间人口增长率不高于20，工业产值增长在10%左右。（随着人们生活质量的提高，人口排水当量每年增加3%；随着工业发展技术含量的提高，万元产值排水量每年降

12、低5%）。表1 某城镇2009年排水量一览表项 目生活污水工业废水合 计污水量（万m3/d）1.31.52.8表2 某城镇2009年城市污水水逐月均值污染物时间水温phcod(mg/l)bod5（mg/l）ss（mg/l）n-nh3（mg/l）tn（mg/l）tp（mg/l）1月117.237616217045653.02月117.129315916648593.53月127.330514719043583.84月137.132714917636573.15月147.042517019139503.26月166.933616516234514.17月176.938517518043604.68

13、月196.737616820540564.89月176.935414920944564.010月167.031015218349634.611月157.234616519953694.912月127.139918820651724.3 （3）处理标准a、处理后排水水和回用水质应分别执行城镇污水处理厂污染物排放标准（gb18919-2002）中水污染物排放标准一级a标准和城市污水再生利用 工业用水水质（gb/t19923-2005）中敞开式循环冷却水系统补充水标准等要求，如表3、表4。表3 污水处理厂出水水质限值标准项目phcodbod5ssnh3-n*tntp粪大肠杆菌一级a标准值(mg/l)

14、6-95010105(8)150.5103一级b标准值(mg/l)6-96020208(15)201.5104二级标准值(mg/l)6-9100303025(30)-3.0104* 括号外数值为水温大于12时的控制指标，括号内数值为水温小于12时的控制指标。表4 再生水用作工业用水水源的水质标准序号控制项目冷却用水洗涤用水锅炉补给水工艺与产品用水直流冷却水敞开式循环冷却水系统补充水1ph值6.59.06.58.56.59.06.58.56.58.52悬浮物（ss）（mg/l） 30303浊度（ntu）5554色度（度）30303030305生化需氧量（bod5）（mg/l）3010301010

15、6化学需氧量（cod cr）（mg/l）6060607铁（mg/l）0.30.30.30.38锰（mg/l）0.10.10.10.19氯离子（mg/l）25025025025025010二氧化硅（sio2）5050303011总硬度（以caco3计/mg/l）45045045045045012总碱度（以caco3计 mg/l）35035035035035013硫酸盐（mg/l）60025025025025014氨氮（以n计 mg/l）10101015总磷（以p计 mg/l）11116溶解性总固体（mg/l）1000100010001000100017石油类（mg/l）11118阴离子表面活性剂

16、（mg/l）0.50.50.519余氯（mg/l）0.050.050.050.050.0520粪大肠菌群（个/l）20002000200020002000注：当敞开式循环冷却水系统换热器为铜质时，循环冷却系统中循环水的氨氮指标应小于1 mg/l。加氯消毒时管末梢值。城市污水再生利用工业用水水质（gb/t 19923-2005）b、其它标准 见参考资料所列标准与规范。1.5 设计文件编制（1）设计文件应包括：设计说明书、设计计算书和设计图纸。（2）污水预处理和污泥处理工程设计（工艺部分）图纸要求： 污水与回用水处理厂平面布置图（1:200500） 工艺流程及高程布置图（竖向按比例，其它以清晰为限

17、）； 厂区工艺管道布置图（1:200500）；2设计水质水量的计算2.1 污水处理厂的处理规模确定 2.1.1 城市人均生活污水量定额其中， q1城市的平均生活污水量定额（m3/(人d)）； 城市每天的平均污水量（m3/d）； n城市人口数（人）。 则2011年的平均生活污水定额为 2.1.2 城市工业万元产值用水量 其中，q2城市的万元产值用水量（m3/(万元)）； q2工业废水排放量（m3/d）； b城市的工业产值（万元）。 则2011年的城市万元产值用水量为 2.1.3 2011年城市每天的平均污水量其中，城市的平均生活污水量； b12013年城市的工业产值； n12013年城市人口数。

18、 2.1.4 设计规模考虑城市污水管网的普及率及实际收集的污水量，根据经验取生活污水收集率为80%，由于工业废水必须完全去除，收集率为100%。考虑地下水渗入量，按生活污水量的10%计，即1435.2m3/s,根据设计规范下水道设计一般不考虑污水管网的入渗量和渗漏量，但我国现行规范规定在地下水位较高的地区，宜适当考虑地下水入渗量,本设计中不考虑污水的渗漏量和入渗量。则取设计规模为3万m3/d。 2.1.5 最大流量其中 kz日综合变化系数，取1.4； qmax设计流量（m3/d）。取4.2万m3/d。2.2 设计水质 2.2.1 设计进水水质污水处理系统设计时，污水水质是污水处理厂规划、设计和

19、运行管理的重要基础数据，也是确保达到处理目标的必要条件。设计进水水质一般考虑:（1）实测现状水质，即对服务区域污水排放口水质进行采样分析；（2）根据室外排水设计规范（gb50014-2006）的有关规定，用人均当量法计算水质；（3）与相似污水处理厂设计及现状水质指标类比确定。根据任务书中的进水水质数据可确定该污水处理厂每月的平均进水水质如下表。 表5每月的进水水质均值项目cod(mg/l)bod5（mg/l）ss（mg/l）n-nh3（mg/l）tn（mg/l）tp（mg/l）月均值35316218644604最大值42518820953724.9最小值29314716234503室外排水设计

20、规范（gb50014-2006）中规定：生活污水的bod5可按每人每天2550g计算,；ss量可按每人每天4065g计算，；tn可按每人每天511g计算，；tp可按每人每天0.71.4g计算；bod5/cod比值约为0.40.65。工业废水进水中各项水质指标均按最大值设计，工业废水的设计水质如表6所示。由生活污水和工业废水的进水设计水质加权得到综合污水设计水质，则该厂的综合污水设计进水水质如表6所示。表6 该污水处理厂的设计水质水质指标cod(mg/l)bod5(mg/l)ss(mg/l)nh3-n(mg/l)tn(mg/l)tp(mg/l)生活污水1773548817714123011231

21、8392.55.0工业废水5003004003545.58.5综合污水3674402122492933302530344367该城镇污水中工业污水的比值为60%，处理规模为3万m3/d。根据国内相似污水处理厂设计进水指标（如表7所示）确定该污水处理厂的设计水质为cod为420mg/l， bod5为200mg/l，ss为300mg/l ，nh3-n为25mg/l， tn为35mg/l，tp为4mg/l。表7 国内相似污水处理厂设计进水指标 厂名西安市邓家村污水处理厂潍坊市污水处理厂昌乐县污水处理厂广州市开发区黄陂污水处理厂规模(万m3/d)161025工业废水比例（%）707061cod(mg/

22、l)520500370400bod5(mg/l)220180180200ss(mg/l)300350240250nh3-n(mg/l)26203025tn(mg/l)403040tp(mg/l)8.5335结合人均当量法、实测法和类比法，该城镇污水处理系统的设计进水水质如表8所示。表8 污水厂的设计进水水质项目cod(mg/l)bod5(mg/l)ss(mg/l)nh3-n(mg/l)tn(mg/l)tp(mg/l)设计进水40020025030455 2.2.2 设计出水水质结合城镇污水处理厂污染物排放标准（gb18918-2002）,处理水质达到城镇污水处理厂污染物排放标准（gb18918

23、-2002）中的一级a标准排放要求和城市污水再生利用 工业用水水质（gb/t19923-2005）中敞开式循环冷却水系统补充水标准等要求。初步拟定出水水质指标要求如表9所示。表9 出水水质指标要求项目cod(mg/l)bod5(mg/l)ss(mg/l)nh3-n(mg/l)tn(mg/l)tp(mg/l)设计出水5010105150.5 2.2.3 主要污染物去除程度根据预测的进水水质和所要达到的出水水质，该污水处理厂各主要污染物去除率见表10。表10 污水处理程度污染物名称进水水质(mg/l)出水水质(mg/l)去除率()codcr4005o87.5bod52001o95ss2501096

24、总氮45l566.7氨氮30583.3总磷5.oo.5903处理工艺选择和方案比较3.1 生物处理工艺的选择城市污水处理厂的方案，要求达到一级a的排放标准，故可采用改良uct工艺、改良型氧化沟工艺或者oco工艺。 3.1.1 改良型氧化沟工艺改良型氧化沟工艺即在a2/o工艺前加了缺氧段，以强化脱氮除磷的效果。其工艺流程图如图1所示。来自二沉池的回流污泥和30%左右的进水进入预缺氧池，微生物利用约30%的进水中的有机物去除所有的回流硝态氮，消除硝态氮对厌氧池的不利影响，从而保证了厌氧池的稳定性。该工艺除了具有普通a2/o 工艺的各项优点外，还具有一些独特的特点。厌氧段缺氧段好氧段二沉池进水30%

25、70%剩余污泥回流污泥预缺氧段缺氧段混合液出水 图1 改良a2/o工艺流程图优点：由于预缺氧、厌氧、缺氧和好氧四区严格分开，有利于不同微生物菌群的生长繁殖，因为脱氮除磷效果良好。改良a2/o工艺采用两点进水的进水方式，微生物利用进水中的有机物去除回流污泥中的硝态氮，并利用进水中少量的氧气进行初步发酵。这样既消除了硝态氮较多情况下硝化细菌对聚磷菌厌氧释磷的影响，也为聚磷菌提供了更好的厌氧环境。硝化细菌易于吸收有机营养物质（初步发酵产物），为聚磷菌厌氧释磷提供了动力源，从而保证了厌氧池的稳定运行。改良a2o系统中，由于反硝化过程产生碱度，硝化过程需消耗碱度，故在整个系统中碱度可以互相弥补，当原污水

26、碱度较高时，一般情况下可不必加碱中和。另外，a2o系统利用原污水的bod成分(有机碳化物)作为反硝化时氢供体，当原污水的bod5/tn35时，一般可不用外加有机碳化物。缺点：浓缩池上清液和污泥脱水过滤液未经化学处理而重新进入粗格栅，致使部分磷在系统内循环，从而影响了除磷效果。水量波动较大时，会对活性污泥造成冲击，影响系统运行效果。在实际操作中，有时各种工艺参数均达到生物除磷条件，但氧化还原电位值变化较大，除磷效果不明显，主要同水的bod/tp有关。3.1.2 改良uct工艺uct(university of capetown)工艺是由南非开普敦大学开发研究的一项新的污水处理工艺，它是类似于a2

27、o工艺的一种脱氮除磷工艺。该工艺既具有较高的cod、ss去除率，又解决了以往其他工艺在脱氮除磷时存在的矛盾问题，是一种值得推广应用的先进工艺，郑州马头岗污水处理厂即采用了该工艺。出水混合液回流i进水剩余污泥回流污泥第一级缺氧池第二级厌氧池好氧池二沉池混合液回流ii厌氧池图2 改良uct工艺流程图 3.1.3 oco工艺oco工艺实际上是集bod、n、p去除于一池的活性污泥法。oco反应池是一个为生物处理提供物理/生化环境的动力系统池原水经过格栅、沉砂池的物理处理以后，进入oco反应池的1区，在厌氧区污水与活性污泥混合。混合液流入缺氧区2，并在厌氧区和好氧区3之间循环一定时间后，流入沉淀池，澄清

28、液排入处理厂出口，污泥一部分回流到oco反应池，另一部分作为剩余污泥予以处理，oco工艺典型流程见图3。1-厌氧区 2-缺氧区 3-好氧区图3 oco工艺典型流程该工艺的优点：oco工艺由于集厌氧-缺氧-好氧环境于一池，除完成bod去除外，还可实现生物脱氮除磷高级处理，出水水质完全达标。该工艺土建投资低，较传统的活性污泥法可减少25%30%。利用水解作用和反硝化作用，降解有机物时对充氧量的要求降低，电耗减少，是运行维护费用降低。oco工艺污泥浓度高，污泥负荷低，污泥絮凝沉降强且沉降污泥稳定，剩余污泥少。操作过程灵活，可实现全自动控制。由于各池单独运行，可根据污水处理厂规模增大而增加oco池数。

29、好氧区与缺氧区之间的污水交换（内回流）不需泵送，以上两个区域之间有一段是该工艺的缺点：圆形池平面布置不如矩形池紧凑，占地面积相对较大。微孔曝气器易堵塞，给管理和检修带来工作量。原水中以去除有机物浓度较低时，除磷效果会降低，需采用铁盐进行化学除磷。化学除磷需增加设备及装置，使投资及日常运行费用有所增加。上述三种工艺中，oco工艺的处理效果较好,对氮磷的去除率都较高，但自动控制技术要求高，且国内技术不成熟；a2/o工艺操作简单，处理效果稳定，去除效率高，运行费用低，能耗少，但是工艺本身存在固有的缺陷，构筑物和污泥回流系统复杂，综上所述，根据该城市污水的特性及处理要求，最合理的选择是改良uct工艺。

30、整个污水厂的污水及污泥处理工艺流程图如下图所示：鼓风机房fecl3c进水粗格栅提升泵房细格栅旋流沉砂池uct生物反应池出水二沉池皮带运输机螺旋输送机砂水分离器机械搅拌澄清池v型滤池消毒池泵房回用栅渣外运图4 污水处理厂污水及污泥处理工艺流程图4构筑物的设计计算4.1 格栅设计中格栅的选择主要是决定栅条断面、栅条间隙、栅渣清除方式等。格栅断面有圆形、矩形、正方形、半圆形等。圆形水力条件好，但刚度差，故一般多采用矩形断面。格栅按照栅条形式分为直棒式格栅、弧形格栅、辐流式格栅、转筒式格栅、活动格栅等；按照格栅栅条间距分为粗格栅和细格栅（1.510mm）；按照格栅除渣方式分为人工除渣格栅和机械除渣格栅

31、，目前，污水处理厂大多都采用机械格栅；按照安装方式分为单独设置的格栅和与水泵池合建一处的格栅。4.1.1粗格栅设计计算1、进水渠道宽度计算根据最优水力断面公式有设计中取污水过栅流速=0.8 则 栅前水深：2、格栅的间隙数 式中 格栅栅条间隙数，个； 设计流量，； 格栅倾角，； 设计的格栅组数，组； 格栅栅条间隙数，。 设计中取 =0.02 个3、格栅栅槽宽度 式中 格栅栅槽宽度，； 每根格栅条宽度，。 设计中取=0.0154、进水渠道渐宽部分的长度计算 式中 进水渠道渐宽部分长度，； 渐宽处角度，。 设计中取 = 5、进水渠道渐窄部分的长度计算 6、通过格栅的水头损失 式中 水头损失，； 格栅

32、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 9、每日栅渣量 式中 每日栅渣量，； 每日每1000污水的栅渣量，污水。设计中取 =0.10污水 本工程粗格栅采用国产钢丝绳格栅除污机，2台，宽1.2m，格栅间隙20 mm，栅条宽10 mm，过栅流速0.8 m/s。应采用机械除渣及皮带输送机或无轴输送机输送栅渣，采用机械栅渣打包机将栅渣打包，汽车运走。4.1.2细格栅设计计算设计中取格栅栅条间隙数=0.01，污水过栅流速=1.0，每根格栅条宽度=0.01，栅前渠道超高，每日每1000污水的栅

33、渣量=0.04则 进水渠道宽度:栅前水深：格栅的间隙数： 个 格栅栅槽宽度：进水渠道渐宽部分的长度： 进水渠道渐窄部分的长度计算： 通过格栅的水头损失： 栅后槽总高度：栅槽总长度： 每日栅渣量：细格栅与涡流沉砂池合建，采用进口沃特林克阶梯格栅，2座，渠宽1.2 m，栅条间隙10mm。过栅流速1.0m/s，配用电机1.1 kw。应采用机械除渣及皮带输送机或无轴输送机输送栅渣，采用机械栅渣打包机将栅渣打包，汽车运走。4.2 提升泵站本设计采用地下湿式矩形合建式泵房，设计流量选用最高日最高时流量，选用3太泵，2用1备，水泵扬程为30m。4.3沉砂池采用旋流沉砂池，2座，每座直径3.6 m，池深2.1

34、7 m，砂斗直径1.52 m，砂斗深2.03 m，搅拌机采用进口，提砂方式为气提。4.4改良uct工艺计算 4.4.1 设计参数生物反应池两座，设计参数如下：(1)厌氧区的计算 厌氧区容积按水力停留时间计算。根据国内外大量实践，厌氧池的最小实际水力停留时间（包括回流污泥在内）不小于0.75h，。随着时间的延长，水解过程越彻底，越有利于生物除磷，但时间过长，费用增加过多，对聚磷菌的生长过程不利，所以水力停留时间不宜超过2h。取厌氧区的水力停留时间为1.5h，则厌氧池的体积为： (2)预缺氧区的计算预缺氧区的主要目的是去除回流污泥中的硝态氮，取停留时间0.5h，则预缺氧区体积为：（3）缺氧区计算由

35、于合成的需要，产生的生物污泥中约含有12.4%的氮，首先得计算这部分的氮量。每日的生物污泥量为：式中 kd污泥内源呼吸系数； y污泥产率系数。因此生物合成的需氧量为12.4%977=121.15kg/d，折合每单位体积的进水由于生物合成的氮量为：反硝化硝态氮量:故所需去除氮量:因此反硝化所需要增加的生物处理池体积为：式中 kde脱氮效率，宜根据试验资料确定。无实验资料时，20时的值为0.030.06 ，并按规范公式进行温度校正。缺氧区水力停留时间：（4）好氧区计算与a/o脱氮工艺相同。uct脱氮工艺好氧区的基本计算公式为：式中 v1反应池池容，m3；q反应池设计流量,m3/h；c泥龄,d，本设

36、计中取15d；y污泥产率系数,kg ss/kg bod，本设计中取0.6 kg ss/kg bod;s0进水bod浓度,mg/l;se出水bod浓度,mg/l;x反应池混合液浓度,g/l。其中，q、s0、se值均为设计初始条件，是反映原水水量、水质和处理要求的，在设计计算前已经确定。则则好氧区水力停留时间为故单座生物反应池的总面积为总水力停留时间为校核污泥负荷好氧区污泥负荷为：污泥表观产率式中 c污泥泥龄，d； xv生物反应池内混合液挥发性悬浮固体平均浓度，g mlvss/l； kd衰减系数，d-1,20的数值为0.040.075，本设计中取0.06。 4.4.2 剩余污泥量式中 w剩余污泥量

37、，kg/d； a污泥产率系数，一般采用0.50.7； b污泥自身氧化系数，d-1一般采用0.050.1； q平均日污水量，m3/d；lr反应池去除的ss浓度，kg/m3，lr=250-10=240mg/l=0.24 kg/m3；sr反应池去除的bod5浓度，kg/m3，sr=200-10=190mg/l=0.19 kg/m3；设计中取a=0.6，b=0.05（1） 降解bod生成的污泥量为（2） 内源呼吸分解泥量（3） 不可生物降解和惰性悬浮物量，该部分占总ss的约50%。（4） 剩余污泥量4.4.3 生物反应池的平面尺寸布置取水深为5.0m，则各区的平面积分别为125m2、62.5m2、54

38、7.5m2、1282.5m2，平面尺寸布置见附图。 4.4.4 水下搅拌器水下搅拌器可以推进水流，增加池底流速、防止污泥下沉并可提高曝气效果。在预缺氧池、选择池、厌氧池和缺氧池选内均需设水下推进器。单组生物池中，选择池和预缺氧池分别设一台，厌氧池和缺氧池分别设两台。水下搅拌器的特点是结构紧凑、安装简单、操作方便、易于维修、动力消耗较小。 4.5 曝气设备的设计对曝气设备的要求：供养能力强，搅拌均匀，构造简单，能耗少，价格低廉，性能稳定，故障少，不产生噪声和其他公害。鼓风曝气的曝气系统有加压设备、布气设备和管道三部分组成。鼓风曝气就是由鼓风机向曝气池中充入一定的空气（或氧气），气量要满足生化反应

39、所需的氧量和能保持混合液悬浮固体均匀混合。气压要足以克服管道系统和扩散的摩阻损耗以及扩散器上部的静水压。扩散器是鼓风曝气系统的关键部件。扩散器又可分为大、中、小气泡扩散器。 4.5.1 需氧量（1）好氧段平均时需氧量按下式计算：设计需氧量：设计需氧量=去除需氧量剩余污泥中的需氧量+去除耗氧量剩余污泥中的的耗氧量脱氮产氧量；去除需氧量：剩余污泥需氧量为：去除氨氮的需氧量为(每1kg 硝化需要消耗4.7kgo2)剩余污泥中氨氮的耗氧量：脱氮产氧量：总需氧量= （2）最大时需氧量的计算取k=1.4,则最大时需氧量为（3）每日去除bod5的值（4）去除每千克bod5的需氧量（5） 最大时与平均时需氧量

40、之比 4.5.2 供气量的计算采用网状模型中微孔空气扩散器，敷设于距池底0.2m处，淹没水深4.8m，计算温度定为30。水中溶解氧饱和度：cs(20)=9.17mg/l; cs(30)= 7.63mg/l（1）空气扩散器出口处的绝对压力 代入各值，得（2）空气离开曝气池面时，氧气的百分比式中，ea空气扩散器的氧转移速率，对网状模型中微孔空气扩散器，取值12%。代人ea值，得（3）曝气池混合液中平均氧饱和度（按最不利的温度条件考虑）按最不利温度条件30考虑，代入各值得（4）换算为在20条件下，脱氧清水的充氧量，即取其值=0.82，=0.95，c=2.0，=1.0代入各值得相应的最大时的需气量：（

41、5）曝气池平均时供气量，即代入各值得曝气池最大时供气量（6）去除每kgbod5的供气量18005.5/570024=75.8 m空气/ kgbod5（7）每m3污水的供气量：18005.5/3000024=14.4m3空气/（m3污水h）（8）本系统所需空气总量：除采用鼓风曝气外，本系统还采用空气在回流污泥井提升污泥。空气按回流污泥的8倍考虑，污泥回流比50，这样提升回流污泥所需空气量为，总需气量19902.8+5000=24902.8m3/h。 表11 鼓风机性能参数型号转速 n(r/min)压力（kpa)进口流量q（m3/min)轴功率（kw)配套电动机主机重量型号功率kw（kg)l81w

42、d58058.876.2113js127-81304100据所需压力和空气量决定采用l系列罗茨鼓风机七台，正常条件下五台工作，两台备用，高负荷时，六台工作，一台备用，型号为l81wd(l81wda)。该型号鼓风机性能参数如表11。4.6 二沉池 4.6.1 设计计算设计中选择二组辐流式沉淀池，n=2，每池的设计流量为0.243m3/s。（1）沉淀池的面积式中 f沉淀部分有效容积，m2； q设计流量，m3/s; q表面负荷,m3/（m2h）,一般采用0.51.5 m3/（m2h）。设计中取q=1.0 m3/（m2h）。（2）沉淀池直径设计时取34m，则半径为17 m。校核：实际水面面积为实际负荷

43、（3）沉淀池有效水深式中 h2 沉淀池有效水深，m； t 沉淀时间，h，一般采用1.54.0h。设计中取t=4h（4）径深比合乎（612）的要求。（5）污泥部分所需体积式中 v1 污泥部分所需体积,m3；v q0污泥平均流量，m3/s; r污泥回流比，%； x曝气池中污泥浓度，mg/l； xr二沉池排泥浓度，mg/l。设计中取q0=0.347m3/s。r=50%。式中 svi污泥体积指数，一般采用70150； r系数，一般采用1.2。设计中取svi=100（6）沉淀池高度沉淀池底部圆锥体高度式中 h4沉淀池底部圆锥体高度，m；r沉淀池半径，m；r沉淀池进水竖井半径，m，一般采用0.8m；i沉淀

44、池池底坡度。根据污泥部分容积过大及二沉池污泥的特点，采用机械刮吸泥机连续排泥，池底坡度为0.05。设计中取r=17m,r1=0.8m,i=0.05沉淀池底部圆锥体体积沉淀池污泥区高度沉淀池总高度式中 h沉淀池总高度，m； h1保护高，一般采用0.30.5m，本设计取0.3m； h2有效水深，m； h3缓冲层高，本设计取0.3m； h4沉淀池底部圆锥体高度，m； h5污泥区高度，m。=0.3+4.0+0.3+0.81+0.78=6.19m（7）进水管的计算式中 q1进水管设计流量，m3/s； q单池设计流量，m3/s；r污泥回流比，%；q0污水平均流量，m3/s。设计中取q=0.243 m3/s

45、, q0=0.347 m3/s,r=50%进水中心管管径取d1=600mm(8)出水槽计算采用双边90三角堰出水槽集水，出水槽沿池壁环形布置，环形槽中水流由左右两侧汇入出水口。每侧流量：集水槽中流速v=0.5m/s；设集水槽宽b=0.5m；槽内终点水深h2：槽内起点水深h1：式中 hk槽内临界水深，m； 系数，一般采用1； g重力加速度。设计中取出水堰后自由跌落0.10m，集水槽高度为0.10+0.51=0.61m，取0.65m。集水槽断面尺寸为0.5m0.65m。集水槽水力计算湿周： 水力半径： 水流坡度： 则沿程水头损失为：局部按沿程水头损失的30%计，则集水槽内水头损失为：(9)出水堰计

46、算式中 q三角堰单堰流量，l/s； q进水流量，l/s；l集水堰总长度，m；l1集水堰外侧堰长，m；l2集水堰内侧堰长，m；n三角堰数量，；b三角堰单宽，m；h三角堰有效水深，m；q0堰上负荷，l/(sm)。设计中取b=0.10m，水槽距池壁0.6m根据规定二沉池出水堰负荷不宜大于1.7l/(sm)之间，计算结果符合要求。考虑三角堰堰后自由跌落水头0.10m，则出水堰总水头损失为0.36+0.10=0.46m(10)出水管出水管直径d=500mm 4.6.2 排泥装置（1）回流污泥量为：剩余污泥量则单座二沉池排出的污泥总量为108.2l/s。（2）排泥管直径由于排泥管中污泥的流速不宜超过0.8

47、m/s，则设计时取0.6m/s，则排泥管的直径为：设计中取排泥管的直径为dn500mm。 4.6.3 刮泥设备沉淀池采用周边传动刮吸泥机，行走车轮采用铁芯橡胶轮沿池顶走道作圆周运动，池底污泥经刮板刮集由吸泥管吸出，通过排泥槽及排泥槽排出池外，它是中心配水中心排泥型虹吸式排泥。液面设有浮渣刮集装置，池臂四周设有溢流装置和浮渣排出装置。 4.7计量设备污水厂常用的计量设备有巴氏计量槽、薄壁堰、电磁流量计、超声波流量计、涡轮流量计等。本设计的计量设备选用巴氏计量槽，选用的测量范围为选择测量范围为0.080.9m3/s的巴氏计量槽，设计时取喉宽w=0.75m。 （1） 巴氏计量槽主要部分尺寸a1 = 0.5b +1.2a2 = 0.6a3 = 0.9b1 =1.2b + 0.48b2 = b + 0.3式中 a1渐缩部分长度，m；b喉部宽度，m； a2 喉部长度，m;a3 渐扩部分长度，m；b1 上游渠道宽度，m；b2 上游渠道宽度，m。设计中取b=0.75m，（2）计量槽总长度计量槽应设在渠道的直线段上，直线段的长度不应小于渠道宽度的810倍，在计量槽上游，