万吨环境工程课程设计说明书

1、吉林农业大学 课程设计计算书 题 目：15万吨城市污水厂初步设计 学生姓名：王博 专业年级： 环境工程2008级 指导教师：马秀兰 2018年10月16日 目录 摘要：4 1 总论 5 1.1 设计任务及要求 5 1.2 基本资料 5 2 总体设计 5 2.1 工艺流程的确定 5 2.2 处理构筑物及设备型式选择 6 2.2.1 格栅 6 2.2.2 泵房 7 2.2.3 沉砂池 8 2.2.4 沉淀池 10 2 2.2.5 A2/O 反应池 13 2.2.6 接触池 14 2.3 污泥处理构筑物设计说明 15 2.3.1 污泥处理的意义 15 2.3.2 污泥处理流程 15 2.3.3 污泥

2、泵房 15 2.3.4 污泥的浓缩 16 2.3.5 污泥的脱水 17 2.4 污水处理厂主要设备表 18 3 设计计算书 22 3.1 设计基础数据的确定 22 3.2 粗格栅的设计 22 3.2.1 设计参数 22 3.2.2 设计计算 24 3.3 泵房 26 3.3.1 泵房形式选择 26 3.3.2 选泵 27 3.3.3 设计计算 27 3.3.4 泵房草图 29 3.4 细格栅 29 3.4.1 设计参数 29 3.4.2 设计计算 29 3.5 旋流沉砂池 31 3.5.1 设计参数： 31 3.5.2 设计计算： 31 3.6 平流式初沉池 33 3.6.1 设计参数 34

3、3.6.2 设计计算 34 3.6.3 进出水设计 36 3.6.4 计算图 38 3.7 曝气池 A/O ) 38 3.7.1 设计参数 38 2 3.7.2曝气池计算A /O池)39 3.7.3设备选型50 3.8 集配水井 50 3.9 二沉池 51 3.9.1 设计参数 51 3.9.2 设计计算 51 3.9.3进出水系统计算 52 3.9.4 排泥量计算 56 3.9.5 辐流式二沉池计算图如下： 58 3.10 接触池 58 3.10.1 消毒方法的选择 59 3.10.2消毒接触池设计参数 60 3.10.3 消毒接触池主体设计 60 3.10.4 消毒接触池排泥设施 61 3

4、.10.5 进水部分设计 61 3.10.6 消毒接触池平面图 62 3.10.7 加氯间设计计算 62 3.11 计量堰 63 3.11.1 尺寸设计 64 3.11.2 水头损失计算 64 3.12 污泥处理构筑物的设计计算 66 3.12.1 污泥浓缩池 66 3.12.2 污泥脱水间 70 3.12.3 污泥泵房 71 3.13 污水厂平面布置 71 3.14 污水厂高程布置 72 3.14.1 概述 72 72 3.14.2 构筑物之间管渠的连续及水头损失的计算 4 水厂总体布置 77 4.1 水厂的平面布置 77 4.2水厂的高程布置 78 5 设计体会 78 参考文献 79 摘要

5、： 本设计根据给定的原始资料及相关要求，进行某城市污水厂工艺设计。污水 厂设计水量为 150000m3/d ，考虑自用水量 自用水量系数为 1.3），则最大 污水量为 195000m3/d 。 该污水处理厂工程分两期建设，包括污水的一级处理阶段，厂区内设有污水二 级处理工艺、中水回用工艺及污泥处理工艺。本设计对污水处理厂一级、 以及 以 A2/O 法为主体的二级处理工艺流程的选择给予说明，对具体污水及污泥构 筑物结构进行了详细计算。 A2/O 工艺是缺氧 - 好氧生物脱氮工艺的简称，一般 适用于要求脱氮的大中型城市污水厂。 A2/O 工艺具有流程简单、投资低、沉 淀效果好等优点。 本设计要求处

6、理后的水质满足国家城市污水排放水质标准城镇污水处理厂污 染物排放标准 GB 18918-2002 ）一级 B 标准。由于污水来源主要为生活污 水，氮磷含量较高，由此设计中需要考虑到脱氮除磷。该厂二级生物处理主要 采用 A2/O 处理工艺，主要构筑物为：泵前中格栅、提升泵房、细格栅、旋流 沉砂池、平流式沉淀池、 A2/O 反应池、辐流式沉淀池、紫外线消毒渠。污泥 处理构筑物有：重力浓缩池、污泥脱水机房等。 污水厂设计方案为： 污水处理流程：粗格栅-污水提升泵房-细格栅-旋流沉砂池 -A2/0 反应池消毒接触池排放； 污泥处理流程：剩余污泥 - 浓缩池 - 贮泥池- 污泥脱水机房 - 泥饼外 运。

7、 关键词 :城市污水； A2/0 工艺；深度处理 1总论 1.1设计任务及要求 1 ）独立思考，独立完成； 2 ）完成主要处理构筑物的设计布置； 3 ）工艺选择、设备选型、技术参数、性能； 4 ）提交成品：设计说明书、工艺流程图 总平面图、单体构筑物图）手工 图 总平面图、单体构筑物图） 工程 BOD5 SS 入水mg/L ） 200 200 出水mg/L） 25 30 去除率%） 87.5 85 1.2基本资料 该污水处理厂厂址位于某市西北部。厂址所在地区地势比较平坦。污水处 理厂所在地区地面平均标高为 40.50.地震基本烈度为7度。 2总体设计 2.1工艺流程的确定 考虑该设计是中型污水

8、处理厂，A2/O 工艺比较普遍，稳定，且出水水质 要求不是很高，本设计选择A2/O工艺。 污泥 污泥浓缩池 脱水机房 污泥外运 出水 污泥处理流程图 2.2处理构筑物及设备型式选择 2.2.1格栅 2.2.1.1格栅的作用 格栅是由一组平行的的金属栅条制成的框架，斜置在污水流经的渠道上，或泵 站集水井的井口处，用以截阻大块的呈悬浮或漂浮状态的污物。在污水处理流 程中，格栅是一种对后续处理构筑物或泵站机组具有保护作用的处理设备。 2.2.1.2格栅的选择 1 ）格栅的选择：格栅的选择主要是决定栅条断面、栅条间隙、栅渣清除 方式。 2 ）栅条断面有圆形、矩形、正方形、半圆形等。圆形水条件好，但刚度

9、 差。一般多采用矩形断面。 适用范围： WQ型潜污泵是在吸收国外先进技术的基础上，研制而成的 潜水排污泵。适用于市政污水处理厂、泵站、工厂、医院、建筑、宾馆排水。 (2性能特点：见表1-4 表1-4 WQ型潜污泵性能 型号 流量 (m 3/h 扬程 (m 转速 (r/mi n 电动机功率 (kw 效率 (% 出口直径 (mm 500WQ2700-16- 185 2700 16 725 185 82 500 222.3污水提升泵房 污水提升泵房见图1-3 图1-3提升泵房 2.2.3沉砂池 2.2.3.1沉砂池的作用 沉砂池的作用是从污水中分离相对密度较大的无机颗粒，沉砂池一般设于 倒虹管、泵站

10、、沉淀池前，保护水泵和管道免受磨损，防止后续处理构筑物管 道的堵塞，减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。 2.2.3.2 沉砂池的形式 沉砂池有三种形式：平流式、曝气式和涡流式。 平流式矩形沉砂池是常用的型式，具有结构简单、处理效果较好的优点。 其缺点是沉砂中含有 15% 的有机物，使沉砂的后续处理难度加大。曝气沉砂池 是在池的一侧通入空气，使污水沿池旋转前进，从而产生与主流垂直的横向恒 速环流。曝气沉砂池的优点是通过调节曝气量，可以控制污水的旋流速度，使 除砂效率较稳定，受流量变化的影响小，同时，还对污水起预曝气的作用。涡 流式沉砂池是利用水力涡流，使

11、泥砂和有机物分开，以达到除砂目的。该池型 具有基建、运行费用低和除砂效果好等优点 ,在北美国家广泛应用。 2.2.3.3 旋流式沉砂池 考虑到除磷工艺的厌氧要求所以不采用曝气沉砂池，而采用现在应用比较 广泛的旋流式沉砂池。具有占地省、除砂效率高、操作环境好、设备运行可靠 等优点。本工程选用旋流式沉砂池I，旋流式沉砂池I是一种涡流式沉砂池，由 进水口、出水口、沉砂分选区、集砂区、砂提升管、排沙管、电动机和变速箱 组成。污水由流入口沿切线方向流入沉砂区，利用电动机及传送装置带动转盘 和斜坡式叶片旋转，在离心力的作用下，污水中密度较大的砂粒被甩向池壁， 掉入砂斗，有机物则被留在污水中。调整转速，可达

12、到最佳沉砂效果。沉砂用 压缩空气经砂提升管、排沙管清洗后排出，清洗水回流至沉砂区。 根据处理水量的不同，旋流式沉砂池可分为不同型号，各部分尺寸可查给 排水设计手册第五册，本工程设计流量为 2257L/S ，可选用两座型号为 1300 型旋流式沉砂池 I。A=5480mmB=1500mmC=1100mmD=2200mm E=400mm F=2200mm G=1000mm H=610mm J=630mm K=800mm L=1850mm. 2.2.4沉淀池 2.2.4.1 沉淀池的作用及形式 沉淀池按工艺布置的不同 ,可分为初次沉淀池和二次沉淀池。沉淀池的处 理对象是悬浮物质(约去除40%55%，

13、同时可去除部分BOD5(约占总BOD5 的20%30%，主要是悬浮性 BOD5，可改善生物处理构筑物的运行条件并 降低其 BOD 5 负荷。初沉池是对污水中的以无机物为主体的比重大的固体悬浮 物进行沉淀分离。二沉池是对污水中的以微生物为主体的比重小的、且因水流 作用易发生上浮的固体悬浮物进行分离。 沉淀池按池内水流方向的不同，可分为平流式沉淀池，辐流式沉淀池和竖流 式沉淀池。平流式沉淀池沉淀效果好、对冲击负荷和温度变化的适应能力强、 施工简易。竖流式沉淀池适用于小型污水厂。辐流式沉淀池适用于大中型污水 处理厂，运行可靠，管理简单。 本设计初沉淀选用平流式沉淀池，二沉池选用辐流式沉淀池。 2.2

14、.4.2 沉淀池设计参数 见表 1-9 表 1-9 设计参数表 沉淀池类型 沉淀时间 表 面 水 力 负 荷 污泥量污泥含水率 (% (hm3/(m2 hg/(p L/(p 初次沉淀池 0.5-2.01.5-4.516-360.36-0.8395-97 二生 二次沉 物 96-98 99.2-99.6 淀池 膜 1.5-4.01.0-2.010-26 法 后 活 性 污 1.5-4.00.6-1.512-32 泥 法 后 2.2.4.3初沉池外形尺寸 见表1-10 表1-10初沉池尺寸 池内水深 (m 3 L:h 9 L:B 4.5 污泥斗容积 (m3 62.3 池子总高度 (m 8.77 池

15、子个数 24 224.4平流初沉池剖面图 见图1-5 图1-5平流初沉池 2.2.4.5二沉池外形尺寸 见表1-11 表1-11二沉池外形尺寸 构筑物名 称 座数 池径 (m 池深 有效深度 (m H1 (m H3 (m H4 (m H5 (m H6 (m 二沉池 4 49 4 0.3 0.5 1.13 0.5 1.73 注：表中H1为超高；H3为缓冲层高度; H4为沉淀池坡底落差；H5为刮泥机高；H6为污泥斗高. 2.2.4.6辐流式二沉池剖面图 见图1-6 图1-6辐流二沉池 2 2.2.5 A /O反应池 本设计生物反应池由8组3廊道组成，每个廊道长80M，宽7M，有效水 深5M，超高0

16、.5M，总高度为5.5M。工艺采用A2/O法，厌氧：缺氧：好氧 =1:1: 4，停留时间为9.7h，污泥回流比为100%。 厌氧段、缺氧段之间设置一堵墙，因为它们在同一个廊道中，这样可以使 各个部分有自己的处理空间。各个生物反应池进水管和回流污泥管同时进入进 水井，在里面充分混合后进入厌氧廊道。在厌氧段和缺氧段各设8个潜水搅拌 机，使泥水进一步混合，并且具有推流作用。 污水中的总氮包括有机氮、氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮，四者合称总氮 TN。其中氨氮与有机氮合称凯氏氮TKN，这是衡量污水进行生化处理时氮营 养是否充足的依据。在常规生活污水中基本不含亚硝酸盐氮和硝酸盐氮，因此 一般情况下，对于常规

17、生活污水的TN=TKN，亚硝酸盐氮和硝酸盐氮可视为 零。 厌氧段进水中可溶性磷与溶解性 BOD5之比小于0.06，才会有较好的除磷 效果。污水中CODcr/TKN8 时氮的去除率可达80%，CODcr/TKN7 时不宜 采用生物脱氮 在A2/0阶段污泥泥龄受硝化细菌的世代时间和除磷工艺两方面影响。权 衡这两方面，在A2/0阶段的污泥龄一般为1520d 。 好氧段的DO应为2mg/L，太高太低都不利。对于厌氧段和缺氧段，则 DO值越低越好，但由于回流和进水影响，应保证厌氧段DO小于0.2mg/L , 缺氧段DO值小于0.5mg/L。 回流污泥提升设备应用潜污泥泵代替螺旋泵，以减少提升过程中的富氧

18、, 使厌氧段和缺氧段的DO值最低，以利于脱氮除磷。 厌氧段和缺氧段的水下搅拌器的功率不能过大 宽度 (m 容积 (m3 池深 超咼 h1(m 有效水深 h2(m 池底坡降 h3(m 污泥斗 高 h4(m 接触池 35 7.5 945 0.3 3 0.7 1.73 2.3污泥处理构筑物设计说明 2.3.1污泥处理的意义 污水厂的污泥是指处理污水所产生的固态、半固态及液态的废弃物，除灰 分外，含有大量的水分（95%99%、挥发性物质、病原体、寄生虫卵、重金 属、盐类及某些难分解的有机物，体积非常庞大，且易腐化发臭，如不加处理 的任意排放会对环境造成严重的污染。随着城市化进程加快，污水处理设施的 普

19、及、处理率的提高和处理程度的深化，污水的排放量呈快速上升趋势，污泥 的排放量也快速增长。污泥处理的目的是减量化、稳定化、无害化及为最终处 置与利用创造条件。 2.3.2污泥处理流程 污泥处理流程见图1-7 剩余污泥浓缩池贮泥池污泥脱水机房泥饼外运 图1-7污泥处理流程 2.3.3污泥泵房 2.3.3.1二沉池回流污泥泵 回流泥量：Qr=Q R=1 1.5 104. 24 = 7500m3/h 选型：FR端吸离心污泥泵两台，一台备用。 性能范围：流量Q可达8000m3/h 扬程H 可达70m 2.3.3.2混合污泥泵 二沉池剩余污泥量：Qs = 33.1m3/h 初沉池泥量：Q1 二二 25.2

20、m3 / h 24 选型：100WL126-5-4立式污水污物泵两台，一台备用。 性能参数：流量126m3/ h 扬程5m 排出口径100mm 234污泥的浓缩 污泥浓缩的对象是颗粒间的孔隙水，浓缩的目的是在于缩小污泥的体积， 便于后续处理。浓缩池的形式有重力浓缩池、气浮浓缩池和离心浓缩池等。重 力浓缩池是污水处理工艺中常用的一种污泥浓缩方法，按运行方式分为连续式 和间歇式，前者适用于大中型污水厂，后者适用于小型污水厂和工业企业的污 水处理厂。气浮浓缩池适用于粒子易于上浮的疏水性污泥，或悬浊液很难沉降 且易 于凝聚的场合。离心浓缩池主要用于场地狭小的场合，最大足是能耗高，一般 达到同样的浓缩效

21、果，其电耗为气浮法的 10倍。 综上所述，本设计采用辐流式连续运行的重力浓缩池，其特点是浓缩结构 简单、操作方便、动力消耗小、运行费用低、贮存污泥能力强。 2.3.4.1浓缩池设计参数 混合污泥进泥含水率 R = 98.5% 98% 99%) 浓缩后污泥含水率F2 = 95% 浓缩池高 池深 超咼 缓冲层咼 池底坡降 污泥斗高度 (m3/d 度 h 1(m h2(m 度 h3(m h4(m h5(m 浓缩池 1398.7 15 2.67 0.6 0.6 0.075 1.73 1-7 2.343浓缩池剖面图 见 图1-7浓缩池 2.3.5污泥的脱水 2.3.5.1污泥脱水的原理 污泥机械脱水方法

22、有真空吸滤法、压滤法和离心法等。其基本原理相同， 污泥机械脱水是以过滤介质两面的压力差作为推动力，使污泥水分被强制通过 过滤介质，形成滤液；而固体颗粒被截留在介质上，形成滤饼，从而达到脱水 的目的。 2.3.5.2污泥脱水设备的选用 本设计中选用带式压滤机，它的主要优点是：可以连续生产，效率高，设 备少，投资较少，劳动强度小，能耗维护费低。选用DY-1000型带式压榨过 滤机2台，1用1备 (1带式压滤机的工作原理及构造 通过带式压滤机上一系列的辊及滚筒，将上下两层滤带张紧，滤带上的污泥 在剪力的作用下，污泥中的游离水不断被挤出，从而完成泥水分离过程。脱水 过程一般分为三个阶段：重力脱水段，楔

23、形预压榨段，中、高压剪切脱水段。 压滤机一般由架体、辊、纠偏装置、张紧装置、布泥系统、滤带、刮泥板、冲 洗系统等组成 (2 DY-1000型带式压滤机性能尺寸 性能参数：滤带有效宽度 1000mm 泥饼含水率70% 80% 用电功率2.2KW 2.4污水处理厂主要设备表 序 名称规格 号 一、厂区总平面 手动双偏心法兰 1 式伸缩蝶阀 2室外消火栓 二、格栅 3粗格栅 4细格栅 5皮带输送机 位 DN 600 个 6 SS00/65-1.0 个 8 单 数量 b = 40mm B = 1.69m台 b =10mm , B =2.87 m台4 B = 500mm , L = 5.5m台 8 6方

24、形提板闸 B H = 500m 500m 个 8 7手动闸阀 DN 400,PN =0.6MPa 个 8 三、提升泵房 8潜污泵 500WQ2700-16-185 台 4 9电动机 Y355-50 -6 台 4 方形提板闸 B H = 700m 500m 个 4 手动启闭机 启闭力：4t ,3kw 台 4 电磁阀 DN32, N =0.05KW 个 4 四、曝气沉砂池 手动闸阀 DN 200, PN *0Pa 个 2 启闭机 启闭力：3t 台 4 方形提板闸 B H =600m 600m 个 4 五、初沉池 方形提板闸 B H =600m 600m 个 4 2 行车提板刮泥机 GMN -600

25、0 台 0 六、曝气池 167 微孔曝气器 HWB-2 个 84 电动蝶阀 DN1600, PN =0.6MPa 个 2 电动蝶阀 DN 900,PN =0.6MPa 个 8 电动蝶阀 DN 400,PN =0.6MPa 个 4 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 双法兰伸 22 缩节 DN1600, PN =0.6MPa 个 2 23 双法兰伸缩节 双法兰伸 DN 900,PN =0.6MPa 个 8 24 缩节 七、二沉池 DN 400,PN =0.6MPa 个 4 25 电动蝶阀 2 DN 900, PN =0.6MPa 个 8 6 电动蝶阀 DN 4

26、00, PN =0.6MPa 个 4 27 周边传动刮泥机 八、污泥泵房 FR端吸离心污 ZBG -45 台 4 28 泥泵 Q = 8000m3 / h,H =70m 台 2 29 立式污水污物泵 Q =126m3/h,H =5m 台 2 30 手动伸缩蝶阀 九、鼓风机房 DN600 台 4 31 罗茨鼓风机 RD-127 台 2 32 罗茨鼓风机 十、污泥浓缩池 3 RF 245 台 8 3 中心传动刮泥机 CG18A 台 2 34 电动蝶阀 DN 400,PN =0.6MPa 个 4 1一、加氯间 ZJ-2型转子加 35 氯机 加氯量12.5 kg/h 台 4 36 漏氯中和装置 吸收能

27、力1000kg / h 套 1 3 加药罐 D =1500m3/h,H =2m 个 4 7 十二、污泥脱水间 38 带式压滤机 DY -1000 台 2 39 电动球阀 DN40 个 2 40 手动球阀 DN40 个 2 表1-17主要设备表 序号 名称 型号 数量 1 电磁流量计 0 2500 万 m3/h 1 2 PH测定仪 CPM 252,PH=4 12,4 20 mA 3 3 SS浊度计 0 100 NTU ,4 20 mA 3 4 BOD检测仪 0 500mg/l 3 5 超声波液位差计 FMU 862,0 2.5 M 4 6 超声波泥位计 CUM 750,0 5m,4 20mA 4

28、 7 配超声波传感器 FDU 80 4 8 静压液位计 DB 53.0 5 M 2 不间断电源 UPS, 2000 VA, 30 min 表1-18主要自控设备表 3设计计算书 3.1设计基础数据的确定 本设计中污水处理厂的设计流量为 15万m3/d，即平均日流量。平均日流 量一般用来表示污水处理厂的规模，用来计算污水厂的栅渣量、污泥量、耗药 量及年抽升电量；最大设计流量用于污水处理厂中管渠计算及各处理构筑物计 算。 污水的平均处理量为 Q平=150000m3 / d = 6250m3 /1.736m3 / s ； 污水的最大处理量为Qmax=Kz*Q=150000*1.3=195000m3/

29、d ;总变化 系数取Kz为1.3。 3.2粗格栅的设计 格栅是由一组平行的金属栅条或筛网制成，安装在污水渠道上、泵房集水 井的进口处或污水处理厂的端部，用以截留较大的悬浮物或漂浮物。本设计采 用中细两道格栅。 3.2.1设计参数 (1格栅 水泵型号 2 4MF以下 6MF、6PWL、 8MF、8PWL 栅条间隙 20 30 2 1 PW、4PW、 4MN 旋 泵、 10MN、0PWL、 以上， 废水 12MN 12PW 泵、 L 潜水 泵 40 50 100 宽度 格栅宽度 格栅的总宽度不宜小于进水管渠宽度的 2 倍，格栅空隙总有效面积应大于 进水管渠有效断面积的 1.2 倍。 (3 栅条间隙

30、 栅条间隙可根据进水水质和水泵性质确定。一般卧式和立式离心泵其最大 间隙宽度可按下表取值，轴流泵宜采用 70mm 。格栅间隙具体见表 2-1 。 表 2-1 格栅栅条最大间隙宽度 (4过栅流速一般采用 0.61.0m/s。雨水泵站格栅前进水管内的流速应控 制在1.01.2m/s ;当流速大于1.2m/s时，应将临近段的入流管渠断面 放大或改建成双管渠进水。污水泵站格栅前进水管内的流速一般为 0.4 0.9m/s 。 (5 格栅倾角 在人工清渣时，格栅倾角不应大于 70;机械清渣时，宜为 7090，格 栅上端应设平台，格栅下端应低于进水管底部0.5m ，距离池壁 0.5 0.7m ，或按机械除渣

31、的安装和操作需要确定。 (6 格栅工作平台 人工清除，工作平台应高出格栅前设计最高水位 0.5m ;机械清除，工作平 台应等于或稍高于格栅井的地面标高。平台宽度到污水泵站不应小于 1.5m ;雨水泵站不应小于 2.5m。两侧过道宽度采用 0.61.0m，机械清 除时，应有安置除渣机减速箱，皮带输送机等辅助设施的位置。常用的机 械格栅有链条式格栅除污机钢丝牵引式格栅除污机。 格栅平台临水侧应设栏杆，平台上应装置给水阀门，并设置具有活动盖板 的检修孔；平台靠墙面应设挂安全带的挂钩；平台上方应设置起重量为 0.5t的工字梁和电动葫芦。 （7格栅井通风 格栅井内可能存在硫化氢、氢氰酸等有害气体。为了保

32、护操作、检修、维 修人员的健康和安全须考虑通风换气措施，在室外的格栅井，采用可移动 的机械通风系统；在格栅室内，设置永久性的机械通风系统。室内通风换 气次数为8次/h，格栅井内为12次/h ;格栅井内的通风换气体积应包括 格栅井的进水管和出水管空间。格栅井的进水管空间指格栅井至井前闸门 之间的管段空间。出水管空间指格栅井至水泵集水池之间的管段空间，通 风管应采用防腐阻燃材料制成。 3.2.2设计计算 污水厂的污水由一根 1600钢筋混凝土管从城区直接接入格栅间。格栅设 4个，则每台格栅设计流量为 Q=Qmax/4=2.25/4=0.56 m3 / s。栅前流速: V1=0.7 m/s ;过栅流

33、速：V2=0.9m/s ;栅条宽度：0.01m ;格栅间隙宽度: b=0.04m ;格栅倾角：a=75 C . 1 ）栅前断面水力计算：最优水力断面公式Q二旦上1-1 ） 栅前槽宽B1=1.26m 1-2 栅前水深h=B i/2=0.63m /bhv2=26 根 +b n=0.02(21-1+0.04*2 仁 1.24m 5 )进水渠道渐宽部分长度：进水渠道宽B1=0.7m，渐宽部分展开角度 :=20; L1=/2/0.364=0.50m 6 )栅槽与出水渠道连接处的渐宽部分长度：L2=L 1 /2=0.50/2=025m 7 )通过格栅的水头损失： h1 二 k ho1-3 ) hoJ si

34、n： 2g b 1-4) h0计算水头损失; g 重力加速度； K格栅受污物堵塞使水头损失增大的倍数，一般取3; L阻力系数，其数值与格栅栅条的断面几何形状有关，对于锐边矩 形断面，形状系数B= 2.42 ; h12.42 吧0； 0.9 yn 60-0.041m 2 9.81 8 )栅槽总高度：设栅前渠道超高h0.3m H = h h1 h, =0.54 0.041 0.3 = 0.881m1-5 ) 9)栅槽总长度： H L =匚 L2 0.5 1.0- =0.5+0.25+0.5+1.0+0.09 =2.34m ta 1-6 ） 10 ）每日栅渣量：格栅间隙40mm情况下，每1000m3

35、污水产0.03m3。 W=Qmax*W1*86400/Kz/1000= 0.975m3/d 0.2m3/d 所以宜采用机械清渣。 11 ）格栅选择 选择XHG-1400回转格栅除污机，共4台。其技术参数见表2-2 表2-2 GH-1800链式旋转除污机技术参数 型号 电机功率 设备宽度 设备总宽度 栅条间隙 安装角 /kw /mm /mm /mm 度 HG- 1.5 1800 2090 40 60 1800 由于污水泵站一般为常年运转，大型泵站多为连续开泵，故选用自灌式 泵房。 (2 流量小于 2m3 /s 时，常选用下圆上方形泵房。 (3 大流量的永久性污水泵站，选用矩形泵房。 (4 一般自

36、灌启动时应采用合建式泵房。 综上本设计采用半地下自灌式合建泵房。 自灌式泵房的优点是不需要设置引水的辅助设备，操作简便，启动及时， 便于自控。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、要求及时启动的立交泵站，应尽量采用自灌式泵房，并按集水池的液位变 化自动控制运行。 集水池 ： 集水池与进水闸井、格栅井合建时，宜采用半封闭式。闸门及格栅处 敞开，其余部分尽量加顶板封闭，以减少污染，敞开部分设栏杆及活盖板，确 保安全。 3.3.2 选泵 (1进水管管底高程为4.3m，管径DN 1600，充满度0.75。 (2 出水管提升后的水面高程为 12.80m。 (3 泵房选定位置不受

37、附近河道洪水淹没和冲刷，原地面高程为 7.9m 。 3.3.3设计计算 (1 污水流量 选择集水池与机器间合建式泵站，考虑 4 台水泵 1 台备用)每台水泵的 容量为 2260/3=753L/S (2集水池容积：采用相当于一台泵6min的容量 W=753*60*6/1000=271 有效水深采用H=6.4m，则集水池面积为F=105.12m 2 (3选泵前扬程估算：经过格栅的水头损失取 0.5m 集水池正常工作水位与所需提升经常高水位之间的高差: 12.8-4.346 0.75-0.5-1 =8.8m集水池有效水深2m，正常按1m计) (4水泵总扬程：总水力损失为2.80m，考虑安全水头0.5

38、m H =2.8 8.8 0.5 =12.1m 台水泵的流量为 Q心 3 24 150000 1.2 3 24 3 =2500m / h 2-1 根据总扬程和水量选用500WQ2700 -16 T85型潜污泵 表2-3 500WQ2700-16-185型潜污泵参数 型号 流量 m3/h 转速 r /min 扬程 m 功率 kW 效率 % 出水口 直径mm 500W270016-185 2700 725 16 185 82 500 334泵房草图 图2-2泵房早图 3.4细格栅 3.4.1设计参数 最大流量：Qmax=195000/24/3600=2.26 m3 / s 栅前流速：w = 0.9

39、m/s 0.4m/s 0.9m/s) 过栅流速：v2 二 0.9m/s栅前断面水力计算： 根据最优水力断面公式Q =色出 2 栅前槽宽B1 = 设栅前流速V1=0.9m/s 则栅前槽宽Bi=1.12m 栅前水深h=B 1/2=0.56 (2 栅条间隙数：n=Q1ge n(s in a/bhv2=104根 (3栅槽宽度：设栅条宽度S=0.01m B=S( n-1+b n=0.01(104-1+0.01*104=2.07m进水渠道渐宽部分长度： 设进水渠道宽B1=1.12m，渐宽部分展开角度=20： L1=B-B1 ) /2tan a=1.32m栅槽与出水渠道连接处的渐宽部分长度：L2=L 1/2

40、=0.66 (6通过格栅的水头损失： h1 = k h0 2 4 3 h0乞 sin ： ,S 02g ，b h 0计算水头损失； g 重力加速度； K格栅受污物堵塞使水头损失增大的倍数，一般取3 ; k阻力系数，其数值与格栅栅条的断面几何形状有关，对于锐边矩形 断面，形状系数B = 2.42 ; h1 =3 2.42 I001 10.01 432 汉 0.9 汉 si n60 = 0.26 m 栅槽总高度：设栅前渠道超高h2 =0.3m H=h1+h2+h3=0.56+0.26+0.3=1.12m (8栅槽总长度: L = L| 亠 L?亠 0.5 T.O 亠 tana =1.32+0.66

41、+0.5+1.0+1.12/1.732=4.13m （9每日栅渣量：格栅间隙10mm情况下，每1000m3污水产0.1m3。 W=Qmax*W1*86400/Kz/1000= 0.325m3/d - 0.2m3/d4-4 ） 所以宜采用机械清渣。 （10格栅选择 选择XHG-1400回转格栅除污机，共2台。 其技术参数见下表： 表2-4 XHG-1400 回转格栅除污机技术参数 型号 电机功率 kw 设备宽度 mm 设备总宽度 mm 沟宽度 mm 沟深 mm 安装 角度 XHG-1400 0.75 1.1 1400 1750 1500 4000 60 （11计算草图同粗格栅 3.5旋流沉砂池

42、3.5.1设计参数： Q=150000m 3/d=1736.111L/s=1.736111m3/s 可选用两座型号为1750型旋流式沉砂池。 停留时间t=30s表面负荷=145 m 3/m 2 h 3.5.2设计计算： 1 ）池容V: V=Q*T=52.08333m3 设有两座n仁2 每座池容V仁V/n1=26.04167m (2 每座水流表面积 A ： 表 面 负 荷 =145m /m h=0.040278m/s A=(Q/n1/v1=21.55161m (3 沉砂池直径 D=5.238515m 取实际直径 D=53000mm 实际水面面积 A 实际表面负荷 32 q=0.040277m/s

43、=144.9962m3/m 2 h (5 进出水总管 进水管设计流量 Q=1.736111m 3 管道流速 v=1m/s 管道过水断面面积 A=Q/v1.736111m 管径 d=1.487147m 取进水管径 DN800mm 校核管道流速 v=Q/A=1m/s (6 进出水竖井 进水竖井平面尺寸取为 1.4m*1.4m (7 进水孔 进水孔过流量 Q=1.736111m 3 /s 孔口流速 v=0.6m/s 孔口过水断面面积 A=Q/v=2.893519m 2 取孔口断面 B*H=0.8*0.8=0.64m 校核实际流速 v=2.712674m/s (8 进水配水渠道 配水渠道设计流量 Q1

44、=Q/2=0.868056 渠道流速取 v=1m/s 渠道过水断面 A=Q/v=0.964506 取渠道断面 B*H=0.6*0.43 进水渠直道长度应为宽度的 7 倍且不小于 4.5m ，取为 4.5m. 渠道超高取 0.57m ，渠道总高为 0.43+0.57=1.0m. (9 出水渠道 渠道宽度应为进水渠道宽度的 2 倍取 1.2m 。 渠道总高为 1.0m 3.6 平流式初沉池 沉淀池一般分平流式、竖流式和辐流式，本设计初沉池采用平流式沉淀 池。下表为各种池型优缺点和适用条件。 适用 池型 优点 缺点 条件 (1 沉淀效果好 (1 配水不易均匀 适用 (2 对冲击负荷和温度 平流 (2

45、 采用机械排泥 于大、 变化的适应能力强 式 时，设备复杂，对施 中、小型 (3 施工简易 工质量要求高 污水厂 (4 平面布置紧凑 (5排泥设备已趋于稳 (1池子深度大， 施工困难 适用 (1排泥方便 竖流式 (2对冲击负荷和 于小型污 (2占地面积小 温度变化的适应能力水厂 差 适用 (1多为机械排泥，运 机械排泥设备复 于大中型 辐流式行可靠，管理简单 杂，对施工质量要求 污水处理 (2排泥设备已定型化 高 厂 表2-5 361设计参数 表面负荷q/ =2m3/ m2h 池子个数n = 20个 沉淀时间 t =1.5h 1.0h2.0h 污泥含水率为95%。 3.6.2设计计算 (1池子

46、总表面积: )(2沉淀部分有效水深: A=Q*3600/q=19500/24/2=4062.5m26-1 h2 =qS =2 1.5 =3m (3沉淀部分有效容积: V=Qt*3600=2.26*1.5*3600=12204m3池长：设水平流速v=5mm/s , L = vt 3.6 = 5 1.5 3.6 = 27m (5池子总宽： B=A/L=4062.5/27=150m (6池子个数：设每格池宽b = 6m , n=B/b=150/6=25 个 (7校核长宽比、长深比： L 27 长宽比：丄二勺=4.54符合要求 b 6 L 27 长深比：一=9符合要求 h23 (8污泥部分所需的总容积

47、：设T =2d，污泥含水率为95%, 污泥斗容积： M 1 h4 (fi + f2 + “ f； ) 6-4 ) 3 h：. 6 _0.5 ta in 60 = 4.76m 2 Vi =1 4.76 6 6 0.5 0.56； 0.5； =62.3 m3 沉淀池污泥斗上边长为6m，下边长为0.5m , h4为污泥斗高度 (11污泥斗以上梯形部分污泥容积: li l； 2 h4b GMN60006500 580060002000 4000 700 3.6.4计算图 3.7曝气池vA/O ) 3.7.1设计参数 ，本设计取值 0.15kgBOD 5/(kgMLSS d。 2 )回流污泥浓度：Xr=

48、6600mg/L 3 )污泥回流比一般采用 50%100%，本设计取R=100% 4 )设计流量Q=150000m 3/d不考虑变化系数) 5 )曝气池混合液的质量浓度 R1 XXR6600 =3300mg/L 1 R 11 TN去除率 混合液回流比R内 n JN TNe I。 =42 _20I。 =52.4% TNo42 口 n0 524 R内100%100% =110% 100% 300% ) 1-n1-0.524 设计出水水质：BOD 525mg/L , SS30mg/L。 3.7.2曝气池计算 （2）池有效水深h=5m （3）池总有效面积 A = = 59206 = 11841m2 h

49、 5 A 11841 反应池分8组，单组有效面积A单二-二=1480m2 单88 （4）采用6廊道推流式反应池，廊道宽 b=7m （5）单组反应池长度L1480 =35.23m 6汇b 6汉7 取L=35.23m，故有效面积为11841m 2，有效容积为59206m 3 （6）校核 b/h=7/5=1.4 满足 b/h=1 2） L/b=35.23/7=5.03/(kg(MLSS d 厌氧段总磷负荷： Q TPo X V厌 150000 5 3300 9867.7 = 0.023 kg(TP/(kg(MLSS 4剩余污泥量 X =YQ(PoPe)KdVXV+Q(C0Ce)x；50%(7-4 取

50、污泥增殖系数丫=0.60.50.7)，污泥自身氧化系数 Kd=0.070.05 0.1 )。 则降解BOD5产生的污泥量 ：X! =YQ( G - 匚)=0.6 150000 (0.20-0.02) = 16200kg/d 内源呼吸分解污泥量 a3300 ：X2 二 KdVXV = 0.07 59206 0.75kg /d = 10257kg/d 1000 不可降解和惰性悬浮物 mg/L=29.13mglL 所需脱硝量=(42-20-4.87=17.13mg/L 需还原的硝酸盐氮量 Nt 150000 17.13 1000 =2569.5mg/L 将各值带入 剩余碱度 Salk 280 -7.

51、14 21.614 3.57 17.614 0.1 (195.375 - 20)mg / L ：149mg/L100mg/L7.2 6污泥龄计算 污泥龄= 曝气池有效容积X R 剩余污泥 1000 59206 6600 25225 1000 = 15.5d,满足污泥龄1520d要 求。 7反应池进出水系统计算 1 )进水管 单组反应池进水管设计流量 Q1 = Q =194二0.243m3 / s n 8 管道流速v=0.7m/s ; 管道过水断面面积A = Q1二0.243二0.346m2 v 0.7 4A 4 0.346 官径 d0.664m 取进水管径DN700mm 。 (2回流污泥管 单

52、组反应池回流污泥管设计流量 Qr = R Q =1 = 0.243m3 / s n 8 管道流速v=0.7m/s 。 取回流污泥管管径DN700mm。 (3进水井 反应池进水孔尺寸： 进水孔过流量 Q2 =(1 R) Q =(1 1) 到=0.485m3/s n8 孔口流速 v=0.5m/s ； q 0 485 孔口过水断面面积 A= 一 =0.97 m2 ； v 0.5 孔口尺寸取0.5m X0.5m，取4个孔口； 进水井平面尺寸取4m X7m。 (4出水堰及出水井 33 按矩形堰流量公式计算：Q3二0.42.函bH 3二1.86bH 式中 Q3 =(1 R R内)Q 二(1 1 1.1)

53、凹 二 0.75m3/s n8 b堰宽，B=7m ; H 堰上水头， m。 1.86b 0.75 1.86 7) 43 / 79 5 ）出水井 反应池出水管设计流量Q5=2Q3=1.5m3/s ; 管道流速v=0.7m/s ; 2.15m2 二 1.65m 管道过水断面面积a仝=汗 取出水管管径DN1700mm ; 角和管道内流速v=Q15 = 0.66m/s A 71 x1.72 4 8曝气系统设计计算 （1）设计需氧量AOR AOR=去除BOD5需氧量-剩余污泥中BODu氧当量+NH 3-N硝化需氧量- 剩余污泥中NH 3-N的氧当量-反硝化脱氮产氧量 碳化需氧量 D1 二 Q（：二）_1

54、.42Px 1 -e 式中k BOD5的分解速度常数d-），取k=0.23 ； t BOD5实验时间，取t=0.23 ； Px 生物污泥产量 Px= ZX1 - /d 反硝化脱氮产生的氧量 D3 =2.86Nt =2.86 2569.5mg/1 = 7348.77kg(O2)/d 总需氧量 AOR =D1 D2 D3 =33320+11926-7348.77=37897.23 kg(O2/d = 37952.6713612.57 -8396 = 43169.24kg(O2)/ d 最大需氧量与平均需氧量之比为1.5，则 D max =1.5D =1.5 93169.24 = 64753.86k

55、g(O2)/d 去除每1kg中的BOD 5的需氧量= AOR Q( - ：?e) 37897.23 150000 (0.195375-0.02) =1.44kg(O2/d (2) 标准需氧量SOR 采用鼓风曝气，微孔曝气器。曝气器敷设于池底，距池底0.2m，淹没深度 AOR换 4.8m，氧转移效率Ea=20%，计算温度T=25 C,将实际需氧量 算成标准状态下的需氧量SOR AOR *Cs(2o) (7-6 :冷 Csb(T) Cl 1.024(T0) 式中AOR曝气池的标准需氧量 水温20 C时清水中溶解氧的饱和度vmg/L ) Csb(T设计水温T时好氧反应池中平均溶解氧的饱和度 vmg/

56、L Cl好氧反应池中溶解氧浓度vmg/L ) T设计污水温度=9.17mg/L,C s(25=8.38mg/L。 空气扩散器出口处绝对压力 = 1.013 105 9.8 103 4.8 = 1.483 105Pa 空气离开好氧反应池时氧的百分比： 21(1Ea)21汉(1一20%) Qt100%100% =17.54% (7-7 79 +21(1 Ea)79 + 21 汇(1 20%) 好氧反应池中平均溶解氧饱和度: Csb(25) = Cs(25) Pb 5 Q2) 2.026 105 =8.38 ( 1.483 105 2.026 105 17.54% 42 )=9.64mg/L 所以标

57、准需氧量为： 43169.24 汉9.17 SOR(25 20) 0.82汇0.95 汉 0.9 汉 9.64 汉一2汉1.024() 二 62926.86kg(O2) / d = 2621.95kg (O2)/ h 相应最大时标准需氧量: SORmax =1.5SOR=1.5 62926.86kg(O2)/d = 94390.25kg(O2)/d =3932.925kg(O2)/h 好氧反应池平均时供气量： Gs=_SR 1002621.9510 43699.17 m3/h 0.3Ea0.3 汇20% 最大时供气量: 3 Gsmax =1.5Gs =1.5 43699.17 =65548.7

58、55m /h (3) 所需空气压力p相对压力) h1 h2 h3 h4 h5 h1+h 2=0.2m ； 式中h1+h 2供风管道沿程与局部阻力之和，取 h3曝气器淹没水头，h3=4.8m ； h4曝气器阻力，取 h4=0.4m ； h5富余水头，取 h5=0.5m。 p =0.2 4.8 0.4 0.5 = 5.9m (4) 曝气器数量计算 以单组反应池计算) SORmax n1 二 24 qc 式中ni按供氧能力所需曝气器个数，个； q c 曝气器标准状态下，与好氧反应池工作条件接近时的供氧能 力，kgO 2/(h 个 采用微孔曝气器，参照有关手册，工作水深4.8m，在供风量13m3(h

59、个 时，曝气器氧利用率EA=20%，服务面积0.3 0.75m 2,qc=0.14kgO 2/(h 个。贝U 3932.925 m 47023个 24914 7023 每个廊道有1756个，设计中取1800个，每组反应池共计7200个曝气 4 器。以微孔曝气器服务面积进行校核： 70 8 42 f0.31 m满足服务面积0.30.75m 2，符合要求 7200 (5) 供风管道计算 按一个系列计算) 供风管道采用环状布置。 干管流量： 1 11333 QsG smax=65548.755m / h = 316387.19m /h=4.55m /s 2 2 2 流速 v=10m/s ， 管径-倍

60、.Oh761m，取 DN=800mm。 采用双侧供气 向两侧廊道供气)，单组供气支管取 1个，8组共计空气支管8 个。则支管流量: 1 Gs max 2 Qs双二 1 65548.755 2 33 =4096.797m /h =1.138m /s 流速 v=10m/s 4 1.138 3.14 10 =0.381m 取支管管径DN400mm 9厌氧池设备选择 以单组反应池计算） 厌氧池内设潜水搅拌机8台，所需功率按5W/m 3池容计算 厌氧池有效容积V厌二70 8 5二2800m3 混合全部污水所需功率为5 2800 =14000W 10缺氧池设备选择 以单组反应池计算） 缺氧池内设潜水搅拌机