河北某市污水处理厂设计

1、江苏科技大学水处理构筑物课程设计 学 院 环境与化学工程学院 专 业 环境工程 学生姓名 黄慧慧 陈方敏 范红娟 高承娟 班级学号 12430031 指导教师 陈广春 二零一五年十二月河北某市污水处理厂设计（生物脱氮除磷工艺）第1章 绪论1.1 项目概况 河北某市污水处理厂自1996年投入运行，处理该市产生的城市污水，服务面积2800hm2，服务人口24万，采用生物脱氮除磷工艺，处理净化后的出水近期用于农业灌溉和补给护城河，改善城市景观，远期目标是用于工业回用。该污水处理厂为新建污水厂,根据规划位于城市下游,城市海拔高度340.0m,规划用地长宽分别为:700mx400m,场地平整。污水厂进水

2、口位于厂区西南角,进水污水管的标高为336.0m;出水靠外运输出。城市自然状况：气候:大陆行季风气候 主导风向:西北风1.2 废水的水量和水质 （1） 设计进水水质：BOD5 = 120 mg/L，COD =300mg/L,SS = 200 mg/L，TKN =150 mg/L，NH3-N=20 mg/L，磷酸盐=3 mg/L; （2）设计出水水质：BOD5 = 20 mg/L，COD =60mg/L,SS = 20 mg/L，TKN =20 mg/L，NH3-N =8 mg/L，磷酸盐=1.5 mg/L。 （3）各构筑物设计流量按近期水量3250m3/h计1.3排放标准执行污水综合排放标准（

3、GB8978-1996）一级标准，即：pH69、COD100mg/L、SS70mg/L。设计水质根据环保部门要求，出水水质应达到城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）中的一级标准(B标准)1.4设计依据和设计原则设计依据：（1） 建设单位提供的废水量及水质状况；（2） 将设单位提供的有代表性的水样，水质化验数据；（3） 环保部门对污染治理的提示语要求；（4） 室外排水设计规范（GBJ14-87）有关规定；（5） 污水综合排放标准（GB8978-1996）一级排放标准；（6） 环境工程手册水污染防治卷相关设计参数与技术要求。设计原则： （1）污水处理后必须达到排放标准。 （2）

4、要尽量采用成熟的、先进的、可靠的、效率高的处理技术。 （3）防止处理污染物过程中产生二次污染或污染转移。 （4）要充分利用和回收能源。污水处理高程安排应尽量考虑利用自然地势。 （5）设计中应考虑节能、节水。尽量选择能耗底的处理工艺和设备。设计中应尽量较少用水，并考虑经过处理后重复循环利用。 （6）在满足处理要求的前提下，减化流程，节约资金。1.5工艺流程的确定 1.5.1污水处理工艺选择与确定 城市污水处理工艺目前仍在应用的有一级处理、二级处理、深度处理，但国内外最普遍流行的是以传统活性污泥法为核心的二级处理2。城市污水处理工艺的确定，是根据城市水环境质量要求、来水水质情况、可供利用的技术发展

5、状态、城市经济状况和城市管理运行要求等诸方面的因素综合确定的。工艺确定前一般都要经过周密的调查研究和经济技术比较。目前处理城市污水应用较多的生化工艺有氧化沟，A2/O法，A-B法，SBR法等。为了使本工程选择最合理的处理工艺，有必要按使用条件，排除不适用的处理工艺后，再对可以采取的处理工艺方案进行对比和选择。氧化沟工艺，A2/O工艺和CASS工艺三种工艺均能达到处理要求。在设计可行性分析阶段，对氧化沟工艺，A2/O工艺和CASS工艺的比较分析：（a） A2/O工艺一般在A2/O工艺中，为同时实现脱N除P的要求，必须满足如下条件：BOD5/TKN=5-8 实际进水中：BOD5/TKN=120/1

6、50=0.8<5BOD5/TP15 BOD5/TP=120/3=4015 通过比较,采用传统A2/O工艺，脱N所需碳源不足，影响脱N效果，为此采用倒置A2/O工艺。污水先进缺氧段再进厌氧段，或厌氧、缺氧段同时进水，这样既解决了缺氧段的碳源不足的问题，使脱N能够很好的进行，同时也有利于除P，聚磷菌在厌氧段释放P，同时聚集能量，利用厌氧段聚集的能量，在好氧段进行好氧吸P过程，厌氧段结束后立即进入好氧段，能够使聚磷菌在厌氧段聚集的能量，充分用来吸P，加强了除P过程。（b）CAST工艺该工艺是在SBR工艺基础上发展而来的，增加了厌氧段、缺氧段，可实现脱N除P。运行简单，可实现自动化控制。（c）氧

7、化沟工艺氧化沟工艺目前在城市污水处理方面应用最为广泛，处理工艺成熟，结构、设备简单，管理运行费用低。CAST工艺与氧化沟工艺比较如表2-2：表1-1：CAST工艺与氧化沟工艺比较方案一（CAST工艺）方案二（奥贝尔氧化沟）单池间歇多池连续。多座反应池交替运行保持进、出水连续连续进水，连续出水。有机物降解与沉淀在一个池子完成，无需设独立的沉淀池及其刮泥系统。在氧化沟中完成有机物降解，在沉淀池中进行泥水分离，需设独立的沉淀池和刮泥系统。通过每一个周期的循环，造成有氧和无氧的环境，对氮和磷有很好的去除效果。氧化沟系统三个沟道的DO值呈0-1-2的梯次变化，脱氮效果好，除磷效果一般。固体停留时间较长，

8、可抵抗较强的冲击负荷。较长的固体停留时间，可抵抗冲击负荷。污泥有一定的稳定性污泥有一定的稳定性采用鼓风曝气，曝气器均布池底，动力效率高；能耗较低；间歇运转须采用高质量的膜式曝气器，设备的闲置率较高，曝气器寿命较短，维修及维护量大。采用表面曝气，设有转碟曝气设备，转碟分点布置；设备少，管理简单，维护量小，但能耗较高。自动化水平高，对电动阀门等设备的可靠性需求较高，控制管理较复杂。设备少且经久耐用，控制管理简单。耗电量较小，运行费用低。耗电量较大，运行费用较高。自控系统编程工作量较大，PLC硬件费用高，自动化水平较高，劳动强度较低，对操作人员的素质要求较高，总设备费用较高。自控系统编程工作量较小，

9、PLC硬件费用低，自动化水平较低，劳动强度较高，对操作人员的素质要求较低，总设备费用较低。（1）氧化沟工艺与A2/O工艺相比，具有如下优势：（a）工艺流程简单，处理构筑物少，机械设备少，运行管理方便。与A2/O法比较，可不设初沉池，没有混合液内回流系统，由于污泥相对好氧稳定，一般不设污泥的厌氧消化系统。（b）A2/O工艺由于停留时间较短，剩余污泥的稳定性较差，一般需要污泥消化和浓缩过程，这不利于除P，生物除P是通过聚磷菌在好氧条件下，过量吸P而使废水中的P得到去除的，最终P随聚磷菌进入剩余污泥中除去，剩余污泥长时间处于厌氧状态，将导致聚磷菌吸收的P重新释放出来，影响除P效果。氧化沟的水力停留时

10、间较长，污泥泥龄较长，具有延时曝气的特点，悬浮有机物在沟内可获得较彻底的降解，污泥在沟内达到相对好氧稳定，剩余污泥量少，根据国内外经验，氧化沟不再设污泥厌氧消化处理系统，剩余活性污泥只须经机械浓缩、脱水即可利用或污泥后处置，简化了污泥后序处理程序。污泥在进行机械浓缩、脱水过程中，停留时间很短，基本没有污泥中磷的释放问题。（c）转碟曝气，混合效率较高，水流在沟内的速度最高可达0.60.7m/s，在沟道使水流能快速进行有氧、无氧交换，交换次数可达5001000次，可同时进行有机物的降解和氮的硝化、反硝化，并可有效的去除污水中的磷。沟道的这种脉冲曝气和大区域的缺氧环境，可以较高程度地实现“同时硝化反

11、硝化”的效果。（d）污水进入氧化沟，可以得到快速的有效的混合，由于池容较大，缓冲稀释能力强，耐高流量，高浓度的冲击负荷能力强，具有完全混合式和推流式曝气池的双重优势，对难降解有机物去除率高，出水水质稳定。（e）供氧量的调节，可以通过改变转碟的转速、浸水深度和转碟安装个数等多种手段来调节整体供氧能力，使池内溶解氧值经常控制在最佳值，保证系统稳定、经济、可靠的运行。（f）曝气转碟由高强度玻璃钢制成，使用寿命可达20年以上，独特的结构设计使其具有较高的混合和充氧能力，新型转碟曝气机可以使氧化沟的工作水深达到5.0米以上。氧化沟转碟曝气机工作在水面上，而且安装的数量少，安装、巡检、维修方便，可以即时发

12、现了解设备运行情况，随时解除存在隐患。而A2/O法所用的鼓风曝气设备使用寿命短，目前市场上的曝气器一般正常使用23年左右，而且会随着使用时间的增长效率降低。曝气器位于池底，日常无法了解水下设备运行状况，检修或者更换都需要放空，这会给污水厂的运行带来很大的不便。通过对以上三种工艺的比较，可以看出，这三种工艺都能达到要求，各具优势，但考虑到城市现状和对工作人员的要求，最终选择工艺成熟、应用广泛的氧化沟工艺作为此污水处理厂污水生化处理主体工艺。（2） 氧化沟工艺的选择目前用于处理城市污水的氧化沟主要有以下几种：（a）卡鲁塞尔氧化沟卡鲁塞尔氧化沟是一种单沟环形氧化沟，主要采用表面曝气机，兼有供氧和推流

13、的作用。污水在沟内转折巡回流动，处于完全混合状态，有机物不断得以去除。表曝机少，灵活性差，设备维修期间沟不能工作，沟内混合液自由流程长，由于紊流导致的流速不均，很容易引起污泥沉淀，影响运行效果。单沟氧化沟的平均溶解氧维持在2mg/L左右，加之单点供氧强度过大，耗氧较高。在一般情况下，单沟很难形成稳定的缺氧段，不利于脱N。（b）三沟式氧化沟三沟式氧化沟工艺有两个边沟，一个中沟，当一个曝气时，另外两个作为沉淀池使用。一定时间后改变水流方向，使两沟作用相互轮换，中沟则连续曝气，三沟式氧化沟无需污泥回流装置，如果条件合适，还可以进行反消化。缺点：进、出水方向，溢流堰的起闭及转刷的开动于停止必须设自动控

14、制系统；自控系统要求管理水平高，稍有故障就会严重影响氧化沟正常工作。由于侧沟交替运行，设备利用率较低。（c）一体化氧化沟一体化氧化沟就是将沉淀池建在氧化沟内，即氧化沟的一个沟内设沉淀槽，在沉淀池两侧设隔板，底部设一导流板。在水面上设集水装置以收集出水，混合液从沉淀池底部流走，部分污泥则从间隙回流至氧化沟。一体化氧化沟将曝气、沉淀功能集于一体，免除了污泥回流系统，但其结构有待进一步完善。（d）奥贝尔氧化沟奥贝尔氧化沟由三个同心椭园形沟道组成，污水由外沟道进入沟内，然后依次进入中间沟道和内沟道，最后经中心岛流出，至二次沉淀池。在各沟道横跨安装有不同数量转碟气机，进行供氧兼有较强的推流搅拌作用。外沟

15、道体积占整个氧化沟体积的5055%，溶解氧控制趋于0.0mg/L,高效地完成主要氧化作用：中间沟道容积一般为25%30%，溶解氧控制在1.0mg/L，作为“摆动沟道”，可发挥外沟道或内沟道的强化作用；内沟道的容积约为总容积的15%20%，需要较高的溶解氧值（2.0mg/L左右），以保证有机物和氨氮有较高的去除率。外沟道的供氧量通常为总供氧量的50%左右，但80%以上的BOD5可以在外沟道中去除。由于外沟道溶解氧平均值很低，绝大部分区域DO为0mg/L，所以，氧传递作用是在亏氧条件下进行的，大大提高了氧传递效率，达到了节约能耗的目的。一般情况下，可以节省电耗20%左右。内沟道作为最终出水的把关，

16、一般应保持较高的溶解氧，但内沟道容积最小，能耗是较低的。中沟道起到互补调节作用，提高了运行的可靠性和可控性。因此，奥贝尔氧化沟可以在确保处理效果的前提下，可以获得较大的节能效益。对于每个沟道内来讲，混合液的流态为完全混合式，对进水水质、水量的变化具有较强的抗冲击负荷能力；对于三个沟道来讲，沟道与沟道之间的流态为推流式，且具有完全不同溶解氧浓度和污泥负荷。奥贝尔氧化沟实际上是多沟道串联的沟型，同时具有推流式和完全混合式两种流态的优点，这种特殊设计兼有氧化沟和A2/O工艺的特点，耐冲击负荷，可避免普通完全混合式氧化沟易发生的污泥膨胀现象，可以获得较好的出水水质和稳定的处理效果。不同工艺的处理效果与

17、其所配套的附属设备是分不开的，往往是新设备的产生、发展带动了工艺的改革，使其处理优越性得以突现。奥贝尔氧化沟采用的曝气转碟，其表面有符合水力特性的一系列凹孔和三角形突起，使其在与水体接触时将污水打碎成细密水花，具有较高的充氧能力和混合效率。通过改变曝气机的旋转方向、浸水深度、转速和开停数量，可以调整其供氧能力和电耗水平。尤其是蝶片可以方便拆装，更为优化运行提供了简便手段。另一方面，由于转碟直径达1.5m，并在碟片最大切线区设置T形推流和切割叶片，增强切割气泡，推动混合液的能力。平行切入在水中旋转运行，具有极强的整流和推流能力。实践证明，在水深为5m ，在不需要水下推进器时，氧化沟池底流速仍可达

18、0.2m/s以上。当污水浓度下降，为节能而减少曝气机运行台数时，一般也不必担心沉淀的发生。这是曝气转碟和奥贝尔沟型所独具的优点。奥贝尔氧化沟的沟道布置，便于采用不同种类的工艺模式。在使用普通活性污泥法时，内沟道用于曝气，外沟道用于需氧消化；使用接触稳定和分段曝气时，是把进水和回流污泥引入相应的沟道中；为了保证高质量而稳定的处理效果和减少污泥量，需要进行硝化时采延时曝气模式。综合比较，选用奥贝尔氧化沟，其兼具氧化沟和A2/O工艺的双重优势。1.5.2 污泥处理工艺选择与确定 污水处理所产生的剩余污泥必须按照减量化，无害化的原则进行妥善安全的处理、处置。本工程污水处理工艺，采用生物脱氮除磷的奥贝尔

19、氧化沟工艺，污泥龄达20天以上，污泥已基本稳定，无需厌氧消化，可以直接进行机械浓缩脱水，同时可以防止P的厌氧释放，保证了除P效果。选择带式浓缩压滤一体机，泥饼含固率高，能耗底，可连续运行，生产效率高。二沉池污泥经贮泥池，直接进入机械脱水阶段，同时投加PAM等药剂，以强化污泥脱水性能。经压滤机压滤后的泥饼含水率一般小于85%，可以直接外运处理。1.5.3 工艺流程图回流污泥出水 进水接触池 钟氏沉砂池二沉池奥贝尔氧化沟格栅外运污泥脱水间剩余污泥气浮浓缩池图1-1：工艺流程第2章 主要污水处理构筑物设计计算 设计依据 某城市要求设计城市污水处理厂一座，设计污水处理规模6万m3/d，为城市生活污水和

20、工业废水的混合污水，设计进出水水质要求如下表： 表2-1 设计进出水水质表水质标准/单位进水水质出水水质去除率/%BOD5(mg/L)1202083COD(mg/L)3006080TSS(mg/L)20020 90TKN(mg/L)1502086TP(mg/L)31.5 50PH7-87-8设计流量设计流量：平均日流量=6.0万m3/d=2500m3/h=0.694m3/s 则变化系数 最大日流量 =0.903m3/s2.1格栅设计2.1.1设计参数a.设计参数(1)栅前水深h中=1.0m；h细=1.2m (2)过栅流速v中=0.8m/s；v细=1.0m/s(3)格栅间隙e中=35mm，e细=

21、8mm；(4)格栅安装倾角=60。 2.1.2设计计算(1)粗格栅的设计计算 图2-1:格栅设计图1) 栅条间隙数： 式中： n中中格栅间隙数； Qmax最大设计流量，m3/s； 栅条间隙，取35mm； 栅前水深，取1.0m； v过栅流速，取0.8m/s； 格栅倾角，度；所以 2)栅槽宽度：B=S(n11)e1n式中：B栅槽宽度，m；S格条宽度，取0.01m。 B=0.01×(301)0.035×30=1.34m，取1.4m 3)中格栅栅前进水渠道减宽部分长度：若进水渠宽B1=1.0m，减宽部分展开角1=20。，则此进水渠道内的流速v1=0.903m/sL1=0.6m4)格

22、栅栅槽后与出水渠道连接处渐窄部分长度：L2=0.3m 5)过栅水头损失 h中=式中：h中中格栅水头损失，m； 系数，当栅条断面为矩形时取2.42； k系数，一般取k=3。 h中=0.045m6)栅前槽总高度：取栅前渠道超高h0=0.3m栅前槽高H1=h0+h1=0.31.0=1.37)栅后槽总高度：H2=h0+h1+h中=0.3+1.0+0.045=1.345m，取H2=1.35m。 8)栅槽总长度：式中：L栅槽总长度，0.5中格栅距格栅前进水渠减宽部分长度；1.0中格栅距格栅后出水渠减窄部分长度；L1格栅距出水渠连接处减宽部分长度；L2格栅距出水渠连接处减窄部分长度。 9)每日栅渣量：w=式

23、中：w每日栅渣量，m3/d； w0 栅渣量m3/103m3污水，一般为0.10.01 m3/103m3，中栅取0.03 m3/103m3。w中=1.8m3/d>0.2m3/d故采用机械清渣。(2)细格栅的设计计算：1)栅条间隙数的计算 式中：n细格栅间隙数；Qmax最大设计流量，m3/s；栅条间隙，取8mm；栅前水深，取1.2m；v过栅流速，取1.0m/s；格栅安装倾角度；87.5,取n=88。2)栅槽宽度：B=S(n细1)e n式中：B栅槽宽度，m；S格条宽度，取0.01m。 B=0.01×(881)0.008×88=1.574m。取B=1.6m。 3) 细格栅栅前

24、进水渠道减宽部分长度：若进水渠宽B1=1.2m，减宽部分展开角1=20。，则此进水渠道内的流速v1=0.627m/sL1=0.55m4)细格栅栅槽后与出水渠道连接处渐窄部分长度：L2=0.275m5)过栅水头损失：h细=k·式中：h细细格栅水头损失，m；系数，当栅条断面为矩形时取2.42；k系数，一般取k=3。h细=0.43m6)栅前槽总高度：取栅前渠道超高h0=0.3m栅前槽高H1=h0+h1=0.31.2=1.5m7)栅后槽总高度：H2=h0+h1+h细=0.3+1.2+0.43=1.93m，取H2=2.0m。8) 栅槽总长度： 式中：L栅槽总长度，0.5细格栅距格栅前进水渠减宽

25、部分长度；1.0细格栅距格栅后出水渠减窄部分长度；L1格栅距出水渠连接处减宽部分长度；L2细格栅距出水渠连接处减窄部分长度。 取取L=3.5m9)每日栅渣量：w=式中：w每日栅渣量，m3/d； w0 栅渣量m3/103m3污水，一般为0.10.01 m3/103m3，细格栅取0.08 m3/103m3。w细=4.8m3/d>0.2m3/d故采用机械清渣。(3).格栅间尺寸的确定工作平台设在格栅上部，高出格栅前最高设计水位0.5m，工作台上设有安全和冲洗措施，工作台正面过道宽度与栅槽宽度相同。 中格栅间的尺寸为：24000×20000mm； 细格栅间的尺寸为：24000×

26、;20000mm；选择型号LXG-1.4-1.0-35粗格栅 LXG-1.6-1.2-8 细格栅2.2.沉砂池 2.2.1设计参数污水设计流量Q=0.903m3/s2.2.2 设计计算（1）池子总有效容积V 设计污水停留时间t=3min , 则 V=Qt×60=0.903×3×60=163m3 （2） 水流断面积A 设v1=0.1m/s, 则 A=Q/v1=0.903/0.1=9.0m2 （3） 池总宽度B 设有效水深h2=2.0m B=A/h2=9/2.0=4.5m （4） 每格池子宽度b 设每组池子为两格，则b=B/n=4.5/2=2.25m b/h2=2.2

27、5/2.0=1.125介于1.01.5之间(符合规定)（5）池长 L=V/A=163/9=18m图2-2：沉沙池计算图（6）沉砂室沉砂斗体积V0 设沉砂斗为沿池长方向的梯形断面渠道， 则沉砂斗体积 其中：a为沉砂斗上顶宽，a1为沉砂斗下顶宽 （a） 沉砂斗上口宽a 取斗高h4=0.42m，斗底宽a1=0.55m，斗壁于水平面的倾角a=60° （b）沉砂斗体积Vo Vo=（1.180.55）/2×0.42×124.36m3（7）沉砂室高度h3 设沉砂室颇向沉砂斗的坡度为i=0.2 有 计算得h3=0.48m （8） 沉砂池总高度 取超高h1=0.6m H=h1h2h

28、3h4=0.62.00.480.42=3.5m（9）排砂量计算城市污水沉砂量按照3m3/10×104m3污水计算，沉砂含水率为60%，容重1.5t/m3，则总沉砂量为3×6×2/10=3.6m3/(6×104m3污水×2d)（10）砂水分离器的选择沉砂池的沉砂经排砂泵装置排除的同时，往往是砂水混合体，为进一步分离砂和水，需配套砂水分离器。清除沉沙时间间隔为2d，根据该工程排砂量3.6 m3/次，选用无轴螺旋砂水分离器2.3氧化沟 2.3.1设计参数（1） 设计水量Q=60000×1.3=78000m3/d （2）设计进水水质 BOD5

29、 = 120 mg/L，COD =300mg/L, TSS = 200 mg/L， VSS=160mg/L (VSS/TSS=0.8)TKN =150 mg/L， NH3-N=20 mg/L，磷酸盐=3 mg/L;（3） 出水水质 BOD5 = 20 mg/L，COD =60mg/L, TSS = 20 mg/L，TKN =20 mg/L， NH3-N =8 mg/L，磷酸盐=1.5 mg/L。2.3.2设计计算（1）基本设计参数 污泥产率系数Y0.55混合液悬浮固体浓度（MLSS）X=4000 mg/L混合挥发性悬浮固体浓度（MLVSS）Xv =3000 mg/L(MLVSS/MLSS=0.

30、75)污泥龄Qc=25d，内源呼吸系数Kd=0.055，200C时脱氮率qdn=0.035kg(还原的NO3N)/(kgMLVSSd)（2） 去除BOD计算（a） 氧化沟出水BOD5浓度为了保证一级出水BOD5浓度Se20mg/L，必须控制氧化沟出水所含溶解性BOD5浓度:（b）好氧区容积:（c）好氧区水力停留时间t1（d）剩余污泥量（3） 脱氮量计算 （a）氧化沟的氨氮量氧化沟产生的剩余污泥中含氮率为12.4%，则用于生物合成的总氮量为：（b）脱氮量Nr=进水总氮量TN-出水总氮量TN-生物合成所需的氮量No =150-20-7.0=123mg/L（d）计算脱氮所需池容V2及停留时间t2脱消

31、率qdn(t)= qdn(20)×1.08(T-20) qdn(20)=0.035T=15oC时，qdn(15)= qdn(20)×1.08(14-20)=0.020脱氮所需容积： 停留时间:t2=V2/Q=13000/78000=0.167d=4.0h（e）氧化沟总容积及停留时间 V总V1+V2=36668+13000=49668m3 t=t1+t2=11.2+4.0=15.2h 校核污泥负荷 设计规程规定氧化沟污泥负荷应为0.050.15kgBOD5/(kgVSS.d)，设计符合要求（4）需氧量计算（a）设计需氧量AOR。 氧化沟设计需氧量AOR=去除BOD5需氧量剩余

32、污泥中BOD5的需氧量脱氮产氧量 （b）去除BOD5需氧量D1 D1=a*Q(S0-S)+b*VX 其中a微生物对有机底物氧化分解的需氧率，取0.50；b活性污泥自身氧化需氧率，取0.10；（c）剩余污泥量BOD需氧量D2（用于合成的那一部分） （d）脱N产氧量D3D3=2.86×10×78000/1000=2230.8 kg/d 总需氧量24400.8-4103.9-2230.818066kg/d考虑安全系数1.4，则AOR1.4×1806625292kg/d校核去除每1kgBOD5的需氧量25292/78000×（0.25-0.0064）1.33kg

33、O2/kgBOD5氧化沟设计值在1.2-2.5 kgO2/kgBOD5之间，设计合格。（e）标准状态下需氧量SOR 式中Cs（20）20氧的饱和度，取Cs（20）9.17mg/LCs（25）25氧的饱和度，取Cs（25）8.38mg/LC-溶解氧浓度修正系数，取0.85修正系数，取0.95=0.900T-进水最高温度， 奥贝尔氧化沟采用三沟通道系统，计算溶解氧浓度C按照外沟：中沟：内沟0.2：1：2。充氧量分配按照外沟：中沟：内沟65:25:10来考虑，则供氧量分别为：外沟道AOR1=0.65AOR=0.65×25292=16439.80kg/d 中构道AOR20.25AOR0.25

34、×252926323.00kg/d内沟道AOR30.1AOR0.1×252922529.20kg/d 各构道标准需氧量分别为： SOR=SOR1+SOR2+SOR3=30499+11730+4692=46921kgO2/d=1955.04 kgO2/h 校核去除每kgBOD5的标准需氧量1955.04 /78000×(0.12-0.00447)=0.102 kgO2/ kgBOD5（5）氧化沟尺寸计算：氧化沟设二座单座氧化沟容积：V1=V/239131/2=19565.5m3设计有效水深：h=4.0m，超高0.8m设外沟，中沟，内沟宽分别为12m，10m，8m。中

35、心岛半径：r=2.5m直线段长度：L=25m则外沟，中沟，内沟面积分别为： 则氧化沟总面积：A=A外+A中+A内=2653.56+1504.80+739.12=4897.48m2实际氧化沟总容积：V=A×h=4897.48×4.0=19589.92m3>19565.5m3外沟，中沟，内沟面积分配比例分别为：54.18%，30.73%，15.09%。基本符合奥贝尔氧化沟各沟道容积比（一般为60-70：20-30：10左右） 图2-3:奥贝尔氧化沟（6）进出水管及调节堰计算（a）进出水管污泥回流比R=100%，进出水管流量Q=39000m3/d×2=0.45m3

36、/s×2。进水水管控制流速 v1m/s。进出水管直径 取800mm 校核进出水管流速v =Q/A=0.45/3.14×0.42=0.9m/s<1m/s，满足要求（b）出水堰计算 为了能够调节曝气转蝶的淹没深度，氧化沟出水处设置出水竖井，竖井内安装电动可调节堰。初步估计/H<0.67，因此按照薄壁堰来计算：Q=1.86bH3/2 取堰上水头高H=0.2m则堰b=Q/1.86H3/2=0.45/1.86×0.23/2=2.7m 取3.0m 考虑可调节堰的安装要求（每边留0.3m）。则出水管径长度L=0.3×2b=0.63.0=3.6m出水竖井宽度

37、B取1.2m(考虑安装高度)。则出水竖井平面尺寸为L×B=3.6m×1.2m；出水井出水口尺寸b×h=3.0m×0.5m。正常运行时，堰定高出孔口底边0.1m，调节堰上下调节范围为0.3m。出水竖井位于中心岛曝气转蝶上游。 （7）曝气设备选择曝气设备选用氧化沟转蝶曝气机，选择YBP1500-T型转碟曝气机，转蝶直径D=1500mm，单蝶（ds）充氧能力为2.36kgO2/(h·ds)，单碟配用轴功率为1.3kw/ds，平均底部流速0.32m/s（在不设置导流板的情况下），每米轴安装蝶片不多于4片。单沟设计计算（a） 外沟道外沟道标准需氧量SOR

38、1=20554/（24×2）=428.2kgO2/h所需蝶片数量n= SOR1/2.36=428.2/2.36=181片，取180片。外沟道安装4组，每组转蝶安装的蝶片数=180/4=45片。校核每米轴安转蝶片数=45/12=3.75片<4片，满足要求。故外沟道共安装4组曝气转蝶，每组安装蝶片数45片，配用电机功率为45kw。校核单蝶充氧能力=428.2/45×4=2.38kgO2/(h·ds)=2.38 kgO2/(h·ds)，基本满足要求。（b）中沟道中沟道标准需氧量SOR2=7905/（24×2）=164.7 kgO2/h所需蝶片数

39、量n= SOR2/2.36=164.7/2.36=69.8片，取70片。中沟道安装两组，每组转蝶安装的蝶片数=70/2=35片校核每米轴安转蝶片数=35/10=3.5片<4片，满足要求。故中沟道共安装两组曝气转蝶，每组安装蝶片数35片。校核单蝶充氧能力=164.7/35×2=2.35kgO2/(h·ds)<2.36kgO2/(h·ds)，满足要求。（c）内沟道内沟道标准需氧量SOR3=3162/（24×2）=65.9kgO2/h所需蝶片数量n= SOR3/2.36=65.9/2.36=27.9片，取30片。内沟道安装两组，每组转蝶安装的蝶片数

40、=30/2=15片。校核每米轴安转蝶片数=15/10=1.5片<4片，满足要求。故内沟道共安装2组曝气转蝶，每组上共有蝶片数15片。校核单蝶充氧能力=65.9/15×2=2.20kgO2/(h·ds) <2.36 kgO2/(h·ds)，满足要求。 中沟与内沟转碟合建，每组共用一台减速机，安装碟片数：中沟35+内沟15=50片，配用电机功率为45kw。每座氧化沟共设A型转蝶4组，轴长12m，安装碟片数45片，配用电机功率45kw。B型转蝶2组，轴长10m+10m。安装碟片数70+30=100片，配用电机功率45kw。（8）碱度校核：剩余碱度=进水碱度(

41、以CaCO3计)+3.57×反硝化NO3-N的量+0.1×去除BOD5的量-7.14×氧化沟氧化氮的量剩余碱度:S=210+3.57×14.93+0.1×(120-20)-7.14×21.93=116.72mg/L>100mg/L(以CaCO3计),可维持PH7.2。2.4辐流式二沉池2.4.1设计参数设计流量Q=3250m3/h，氧化沟中悬浮固体浓度X=4000mg/L，二沉池底流生物固体浓度Xr=10000mg/L，污泥回流比R=50%。设计采用中心进水周边出水辐流式二沉池。2.4.2 设计计算（1）沉淀部分水面面积F根据生

42、物处理段的特性，选取二沉池表面负荷q=1.0m3/(m2·h)，设4座沉淀池n=4。 （2） 池子直径D 取D=33m（3）校核固体负荷G（4）沉淀部分的有效水深h2 设沉淀时间t=3.0h，h2qt1.0×3.03.0m （5）污泥区的容积V设计采用周边传动的刮吸泥机排泥，污泥区容积按t=3h贮泥时间确定每个沉淀池污泥区的容积V=8357.14/4=2089.3m3（6）污泥区高度h4（a）污泥斗高度设池底的径向坡度为0.05，污泥斗底部直径D2=1.5m，上部直径D1=3.0m，倾角60°则 （b） 竖直段污泥部分高度h4则污泥区的高度 （7）沉淀池的总高度H

43、设超高h1=0.3m，缓冲层高度h3=0.5m。 H=h1+h2+h3+h4=0.3+3.0+0.5+3.86=7.66m （8）选用双周边传动式刮板刮吸泥机此刮吸泥机为双周边转动，中心支墩式，上部设有浮渣收集装置。周边线速度2m/min，驱动功率1.5×2kw。 进水管管径800mm，排泥管管径400mm。2.5消毒池2.5.1设计参数最大设计流量Q=3250m3/h，采用液氯消毒工艺，接触时间t=30min。采用矩形隔板式接触池。水流长度：宽=72：1，池长：单宽=18：1，有效水深：单宽（h/b）1时效果最佳。2.5.2 设计计算（1）接触池容积VV= Q×t=325

44、0×0.5=1625m3 （2）采用矩形隔板式接触室一座n1，每座池容积V1=1625m3（3）取接触室水深h3.0m，单格宽b2.0m，池长取L=36m， 水流长度L1=72×2.0=144m 接触池面积F=V1/ h=1625/3.0=542m2 每座接触池的分格数542/（36×2）=7.5格，取8格。（4）复核池容 由以上计算，接触池宽B=2.0×8=16m，长L=36m，水深h3.0m，所以V1=36×16×3.0=1728m3>1625m3。接触池出水设溢流堰。进水管管径1000mm，出水管管径1000mm。2.6液

45、氯投配系统2.6.1设计参数二级处理后出水液氯投加量为5-10mg/L，设计按8mg/L，仓库储氯量按15d设计。混合池混合时间5-15min，处理水量78000m3/d。2.6.2设计计算（1）投加量加氯量：G=8×10-3×78000/24=26.0kg/h 储氯量：W=15×24×G=15×24×26.0=9360kg。（2）加氯机，氯瓶采用加氯量为0-20kg/h的加氯机四台，三用一备，并轮换使用。液氯储存选用容积为1000 kg的钢瓶，共10只。（3）加氯间与氯库合建，加氯间内布置四台加氯机及其配套投加设备，三台水

46、加压泵。氯库外设事故池，池中长期储水，水深1.5m。（4）加氯间，氯库通风设计根据工艺设计，加氯间总容积V1=5.0×8.0×5.0=200m3氯库容积V2=5.0×8.0×10.0=400m3为保证安全每小时换气8-12次，并安装一台漏氯探测仪，位置在室内地面上20cm。2.7计量堰梯形堰：取堰口宽为：B=1.5m则堰内水深：, 取50cm 其余尺寸如图： 图2-4：计量堰计量堰水头损失堰上水头：0.1m自由跌落：0.1m合计：0.2m 第三章 污泥处理构筑物设计计算3.1 概述在污泥处理的过程中，分离和产生出大量的污泥，这些污泥含水率高，容积大，不便

47、于输送于处置；同时还含有大量的有机物，使污泥易腐化发臭，此外污泥还含有一些有毒有害物质，所以必须对其进行有效处理，并达到如下四个目的：（1） 减量化：较少污泥最终处置前的体积，以降低污泥处理及最终处置的费用。 （2） 稳定化：通过处理使容易腐化变臭的污泥稳定化，最终处置后不再产生污泥的进一步降解，从而避免产生二次污染。（3） 无害化：使有毒、有害物质得到妥善处理或利用，达到污泥的无害化与卫生化，如去除重金属或灭菌等。 （4） 资源化： 在处理污泥的同时达到变害为利、综合利用、保护环境的目的，如产生沼气等。3.2 污泥处理工艺流程的选择污泥处理的工艺流程一般有以下几种13：（1）生污泥浓缩消化机

48、械脱水最终处理（2）生污泥浓缩机械脱水最终处理（3）生污泥浓缩消化机械脱水干燥焚烧最终处理（4）生污泥浓缩自然干化堆肥农田污泥处理方案的选择应根据污泥的性质和数量，投资情况，运行管理，环境保护要求等多种因素综合考虑后选定，污泥处理的一般方法与流程的选择约定与当地条件、环境保护要求、投资情况、运行费用及维护管理等多种因素。综合上述的原理，故本设计采用（2）。3.3污泥回流泵房回流和剩余污泥泵房主要设计参数如下：（1）设计流量：Q=3250m3/h=902.8L/s（2）污泥回流提升泵： 型号：LRB型污泥泵 ， 台数：5台（四用一备） ，流量：860.5m3/h， 扬程：22m ，功率：15kW

49、 ，回流污泥管管径800mm。（3）剩余污泥提升泵： 型号：50QW18-15型潜水排污泵 ， 台数：3台（二用一备） ， 流量：7.11m3/h 扬程：25m，功率：15kW ， 剩余污泥管管径300mm。（4）污泥泵房尺寸：L×B×H=18m×12m×8m 半地下式钢筋混凝土结构。（5）起重机选用DX型电动单梁起重机，起重量3t，跨度9m。 3.4气浮浓缩池 3.4.1 设计参数 （1）溶气比应通过气浮实验确定。无试验资料时一般采用0.0050.04，入流污泥固体浓度锆石取下限，反之取上限4。 （2）溶气罐的容积一般按加压水停留13分钟计算，罐内容器

50、压力为24kgf/c，容器效率一般为50%80%，溶气罐的直径：高度=1：（24）。 （3）气浮浓缩池可采用矩形或圆形。每池处理能力小于100m³/h，多采用矩形池。大于100小于1000时多采用圆形辐流沉淀池。 （4）矩形气浮池，长宽比=34，深宽比0.3，水平流速410mm/s。辐流式气浮池深度不小于3m。 （5）系统的进泥量：当为活性污泥是，其进泥浓度不应超过5g/L，即含水率应大于99.5% （包括气浮池的回流）。 每日来自二沉池的剩余活性污泥进入气浮浓缩池浓缩，气浮浓缩系统包括气浮浓缩池及控制室（设在综合泵房内）。气浮浓缩池共2座，进水含水率按99.6%，出水含水率按96%

51、计算，气浮池停留时间t=2.44h，表面水力负荷0.6m³/（·h），水平流速v=4.4m/s，加压水停留时间为3min，气固比为0.0054。溶气罐中的绝对压力P=0.5MPa。3.4.2 设计计算拟采用无回流加压溶气气浮工艺设计计算。（1）确定溶气比。用全部污泥加压溶气，溶气比为： 式中： Sa在1atm下（101325Pa),水中空气饱和溶解度，mg/L,Sa=空气在水中溶解度×空气容重； f溶气效率即回流加压水中，已达到的空气饱和系数，取0.5； C0 回流污泥固体浓度，kg/m³，此为4kg/m³； P所加压力，一般为24kgf/cm

52、2由于C0较低，预设取=0.015,当水温为200C时，由相关资料可得 Sa=0.0187×1164=21.77（mg/L）故 =0.015 P=7.51kgf/cm2 压力太大，不合适考虑给定的条件，取p=4kgf/cm2，则=0.0054（2）气浮池面积A,用表面水力负荷计算，当进泥为剩余活性污泥且采用无回流加压气浮流程时q=0.51.8m3/(m2h) 取q=0.6m3/(m2h) 来自二沉池的剩余污泥量Q0Qo=1171m³/d49m³/h100m³/h所以选择矩形气浮浓缩池。 则气浮池的面积 A=49/0.6=81.67 (m2) （3用表面固体负荷校核 =(49×4)/81.67=2.4 kg/(m2h) 在25之间符合规定 （4）气浮池尺寸，共两座，则单池面积为41 矩形气浮池，长宽比=34，则单池尺寸取12m×