氧化沟法处理城市废水工艺设计

1、氧化沟法处理城市废水工艺设计目录1 引言 12工艺设计 42.1设计水量 42.2本次设计的各项进出水指标 42.3处理程度计算： 42.4 设计任务 42.5设计依据 42.6 污水处理过程中的主要原则 52.7排水出路 52.8污泥出路 53 污水处理工艺方案选择 63.1设计原则 63.2主要污水处理工艺的比较 64主体构筑物的设计计算 124.1粗格栅的设计计算 12设计参数 12设计计算 124.2提升泵 15提升泵的选型 154.3细格栅的设计计算 15设计参数 154.4 沉砂池的设计计算 18设计计算 184.5改良式卡鲁塞尔氧化沟的设计计算 20设计计算参数 20设计计算 2

2、14.6二沉池的设计计算 27设计计算参数 27设计计算 274.7消毒池 29投药量计算 29设备选型 294.8污泥浓缩池设计计算 29设计计算参数 29设计计算 305 污水处理厂的厂址选择 326 污水处理厂的平面布置和高程布置 336.1污水处理厂的平面布置 336.2城市污水处理厂的高程布置 34总体高程布置 34高程计算 347 结论 398 谢辞 40参考文献 411 引言 地球是水的星球，地球的表面大部分被水所覆盖 ，大概占到地球表面积的 80%，然而能被陆地上居民所利用的水资源却只有很少很少的一部分，与地球上的 水所比简直就是微乎其微甚至可以忽略。然而就是这微少的水资源养活

3、着全球几十 亿的人口。人口、资源、环境是当今全世界所有国家都所面对的三大主要问题，对 于现阶段而言，水资源问题是全球最受瞩目的问题之一，水资源的开发 困难和技 术的限制，使海水、地下水、冰雪等固态谁难以被直接利用，只有容易开发的、与 人类生产关系比较接近的水资源才可以直接被人类所利用 1 。但是所能被利用的水 资源直占全球淡水资源的 0.34%，甚至不到全球水资源的万分之一。就是这微少的 水资源养育着全球几十亿的人口。 1995 年联合国世界卫生协会的调查报告指出： 大 约占全世界人口 40%的 90 多个国家都面临着水资源匮乏的危机， 发展中的国家大约 有 12 亿人口都喝不到干净的饮用水，

4、 25 亿的人口没有良好的环境卫生设施，大约 每年都会有 3000万的人口死于饮用不干净的水资源 2 。联合国世界卫生协会预测， 到 2030 年的时候，全世界将会有大约一半的人口生活在水资源匮乏的缺水的地区 【2。 从目前现状来看，缺水或者水资源极度匮乏的地区正在以飞快的速度扩张，以非洲 最为严重。中国地域内水资源相对丰富，但是我国人口众多，地域面积大，水体分 布不均匀，南多北少，东多西少，导致很多地区的水资源供不应求，不能解决人民 的生活需要。而且农村的生活用水量较大，但是水的循环利用太差，以致水资源的 浪费严重。我国是一个严重缺少水资源的国家，虽然中国地域内水资源相对丰富，但是我 国人口

5、众多，地域面积大，水体分布不均匀，南多北少，东多西少，导致很多地区 的水资源供不应求，不能解决人民的生活需要。而且农村的生活用水量较大，但是 水的循环利用太差，以致水资源的浪费严重。许多城市都面临着缺水或者严重缺水 的现状。水资源的缺乏也严重影响着我国的经济社会发展，成为我国社会经济发展 的所面临的重要难题。世界上有许多国家也面临着水资源严重缺乏的问题。随着人 民生活水平的提高，人们对于环境的要求也不断提高，环境问题的日益加剧、省会 经济的飞速发展、尤其是全国性的水资源污染加重，迎着着人们的身体健康，制约 了我国可持续发展的道路。根据全国性的监测对比报告得出，我国的城市水资源污 染问题已经发展

6、成为带有普遍性的、紧迫的、急需解决的最重要问题之一，它不 仅污染了生态环境、加剧了水资源的恶化、更造成了巨大的社会净经济损失3 。然而在几十年前有些国家已经开始从事这方面的研究，并取得了相应的成果。 他们把城市污水经过再生化处理来达到循环利用的效果，并取得了相应的环境经济 社会效益，这些都值得我们所借鉴。我国近些年来也一直致力于污水再生资源化的 研究，也取得了相应的成果。水资源短缺、水污染、水资源浪费是目前我国水资源 所面临的三个巨大问题，另外，水资源的过度开发、水土流失、生态恶化等因素也 是造成现状的一些主体因素。目前在很多大城市中有很多城市污水处理厂和各种工 业污水处理系统设施。城市污水处

7、理再次利用应是我国面对水资源缺乏最重要的部 分。污水处理再生利用不仅需要国家的大力发展支持还需要我们国民的自觉性，节 约水资源，减少污水的产生。水资源是全球的生态环境系统中最重要的主体因素， 更是世界上最宝贵的资源。水是生命之源，任何生物的生存都离不开水，水是人类 社会生产中所不可替代的资源。随着水资源的日益减少和污染的日益加重，水资源 正面临着前所未有的危机，给我们人类社会的生存带来了巨大的挑战。废水性质一般比较复杂，所含污染物的种类非常多，一般需要专用的分析仪器 才能确定污水中各个物质的性质指标，从而进行定性定量的评价与分析。污水的性质指标一般分为：物理性质指标、化学性质指标、生物性质指标

8、等三 类。其物理性质指标，其中含有一些固体，基本是由漂浮物沉降物胶体物和溶解的 物质所组成的 4 。可分为颗粒、大小、色度、浊度、温度、密度、嗅和味等悬浮固 体和挥发性悬浮固体一般也是污水处理厂设计计算中比较重要的设计参数。生物性 质指标：主要是一些细菌真菌原生动植物以及病毒等，主要为细菌总数、大肠杆菌 数和病毒。污水的化学性质指标，化学性质指标又分为有机物指标和无机物指标。 有机物指标主要主要为生物需氧量、化学需氧量、总有机碳、油类污染物、酚类污 染物、表面活化剂、农药、有机酸碱、笨类化合物等。无机物指标又可以分为酸碱 度、各种营养元素、重金属和各种无机非金属污染物等等。城市污水的主要来源：

9、主要来自城镇居民的生活污水和城市商场工厂的污水， 其中生活污水包括厨房用水，洗涤用水。主要污染物一般是有机物磷氮等物质。水 质比较稳定，一般不含有有毒物质但是却含有大量细菌等。其生化性比较好适用于 各种生物处理方法，工业废水指的是各个工业生产制造过程中产生的废水，主要有 工艺废水。循环水、冷却水、洗涤水以及一些综合性的废水，因为各个工业生产水 的用途不同，它们所排出的废水的水质水量也是大不相同，总的来说，这类废水的 水质水量变化较大，其含有的污染物种类多、含量高、南与处理、对水体的危害较 大5 。城市污水处理的主要工艺有格栅，沉砂池，初次沉淀池，氧化沟，二沉池等 处理工艺。经过多次的工艺程序从

10、而达到国家要求的出水标准。污水处理就是采用一定的方法和流程操作将污水中所含的污染物质减少或者 将其分离，或者将其转化为危害和稳定的物质，从而使污水得到净化达到回复期原 状或者功能的过程。目前国内城市污水的主要处理办法分为物理处理法、化学处理 法、生物处理法等。 城市污水处理的级别按照处理的程度可以分为三级： ( 1)污水的 一级处理，目的主要是去除污水中呈悬浮或者漂浮状态的固体污染物质。 ( 2)污水的 二级处理，主要任务是去除水中呈胶体和溶解态的有机物以及一些能使湖泊水库等 缓流水体营养化的氮磷等可溶性无机污染物。通常采用的生物处理作为二级处理的 主体工艺。 ( 3)污水的三级处理在于能够进

11、一步去除二级处理未能去除的污染物质， 包括微生物降解的有机物以及可导致水体富营养化的植物性无机物，是对二级处理 的出水更进一步的处理阶段和办法 6 。结合本次设计的出水要求和基本参量，本次设计采用的主体工艺是改良式卡鲁 塞尔氧化沟，处理后的污水达到城镇污水处理厂污染物排放标准 (GB18918-2002) 的一级 B 标准，从而达到污水再生化利用的效果。2工艺设计2.1设计水量平均设计流量Q=80000/d,流量变化系数为1.5，最大设计流量Qmax = 120000m3/d2.2本次设计的各项进出水指标表2-1各项进出水指标项目（mg丨）进水指标出水指标COD500100bod520020S

12、S25020NH3-N60202.3处理程度计算：COD 去除率 500 100 =80%500BOD5去除率 200 _20 =90%200SS 去除率 25020 =92%250NH 3 - N 去除率 60 _15 =75%60经过各个工艺处理后的污水需要达到国家相关排放标准的一级B标准，可以直接排入市政管网或者河流。2.4设计任务80000n3/d城市污水处理厂工艺设计，内容为工艺的选择确定，各个构筑物的 设计计算，尺寸的确定，设备的选型以及根据设计计算结果和设备的选型绘制污水 处理厂平面布置图和高程布置图，并合理安排各个建筑物以及减少经济支出增大效 益。2.5设计依据（1） 给排水工

13、程结构设计规范（GBJ169-84（2） 城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002(3) 鼓风曝气设计规程 (CECS97:97)(4) 给排水构筑物施工及验收规范 ( GBJ93-96)(5) 毕业设计任务书2.6 污水处理过程中的主要原则(1) 选择正确的处理工艺，要求工艺先进设备先进。(2) 选择工艺要考虑到经济的可行性，在达到出水要求的情况下，尽量节省经济， 达到效益最大化。(3) 工艺简单，维修管理方便。(4) 在保证达到出水要求的情况下，尽量利用可再生水资源避免浪费。(5) 尽量减少对周边环境的影响。2.7 排水出路 厂址尽量建在空旷附近有水流的区域，以便于出水的排放

14、，因出水经过各个工 艺的处理达到国家排放的标准可以直接排放。2.8 污泥出路 污泥应先集中在污泥池，经过处理压缩后通过人工处理向外运输或者当作废 料。3污水处理工艺方案选择3.1设计原则（1）严格遵守国家排放标准，经过处理打达标后方可排放。（2）尽量采用先进可靠成熟方便的处理工艺，处理过程中应注意经济效益环境保 护处理成都等在严格要求保证合格的情况下尽可能减少经济的投入。（3）各个过程处理中所产生的残渣无你等各种垃圾应该集体处置，不可随意堆放 污染环境。（4）所选择的工艺一定要有抗冲击负荷能力，能够适应不同时节气候变化所带来 的水质水量变化等因素的影响，并使出水达到排放标准。（5）尽量提高设备

15、的机械化和自动控制能力，减少人员的投入，要便于人员对设 备的管理和维护。（6）合理选择工艺，尽量减少药品的投放，减少经济支出。（7）所选择工艺应施工方便、便于安装和检修，节约用地、预留下充足空地、增 大绿化面积同时要减少对周围环境的影响。3.2主要污水处理工艺的比较城市污水的来源：城市污水是排入城市污水系统污水的总称。可分为生活污水、 工业废水和径流污水。生活污水主要是日常淋浴、洗涤所产生的废水以及厨房产生 的厨余废水及厕所冲刷废水。其水质和水量有明显的昼夜周期性和季节周期性变化 的特点。工业废水一般是用于对产品的冷却洗涤调节所产生的废水，一般含有固体 原料等甚至含有有毒、有害、难以降解的污染

16、物等。径流污水一般是指雨雪淋洗城 市大气污染物和冲刷建筑物路面所产生的废水废物垃圾而生成的。具有明显的季节 变化特点。城市污水处理过程中一般采用氧化沟、A2/0、A/0等工艺处理。通过各个构筑物的处理作用而达到出去 N P、有机物的作用从而达到排放标准而排放。目前根据城市污水水质水量的变化现状以及国家的政策和水处理研究方案一 般采用以下几种工艺设计方案。（1） a2/o 工艺该处理系统中同时具有厌氧区、缺氧区、好氧区，能够同时达到脱氮除磷以及 有机物的降解的效果。污水经过厌氧反应器、缺氧反应期、好痒反应器的交替运行 作用同时去除了 N、P 和有机物的降解。混合液从厌氧区进入好氧区，如果反硝化

17、作用进行基本完全，混合液中的 COD 浓度已经基本接近排放标准，在好氧区除进 一步降解有机物外主要进行氨氮的硝化和磷的吸收，混合液中硝态氮回流至缺氧反 应区污泥过量吸收的磷通过剩余污泥排放。该工艺的优点：工艺流程简洁、污泥在厌氧、缺氧、好氧气=区的环境中交替运行，丝状菌不能大量繁殖，污泥沉降性能好，碳源充足N、P 出水含量低，可以同时去除N、P,总水力停留时间短，污泥含磷量高，肥效好，过程中不需要投药， 只需搅拌增加溶解氧即可。该工艺缺点：除磷效果难以再次提高，污泥增长有一定的限度。脱氮效果也难 以再次提高。进入沉淀池的处理水要保持一定浓度的溶解氧，减少停留时间防止产 生厌氧状态。系统所排出的

18、污泥中只有一本分经历了完整的厌氧、好氧过程，影响 了污泥对磷的充分吸收。可能存在诺卡氏菌的问题 8 。(2) AB 法(Adsorption Biooxidation)该法由德国 Bohuke 教授首先开发。该工艺特点有：需要对曝气池按高、低负 荷分二级供氧， A 级负荷高， 曝气时间短， 产生污泥量大， 污泥负荷 32.5kgBOD/(kgMLSS d)以上，池容积负荷 6kgBOD/(m d)以上；B级负荷低，污泥 龄较长。A级与B级间设中间沉淀池。二级池子 F/M(污染物量与微生物量之比)不 同，形成不同的微生物群体。 AB 法虽然能够节省能源，但却不适用于低浓度的水 质， A 级和 B

19、 级亦可分期建设。(3) SBR工艺废水+况淀'图3-2 SBR工艺流程图SBR分为进水期、反应期、沉淀期、排水（泥）期、闲置期等几个阶段。SBR可以通过时间栓虚的控制同时达到具有脱氮除磷的效果。该工艺为了取得更好的脱 氮除磷效果，好氧反应后也可以设置缺氧反硝化反映阶段。自动控制系统的快速发 展，也为SBR工艺的应用提供了机械基础以及自动控制手段。该工艺的有点：（1）工艺组成简单，曝气池更是具有二沉池的作用，无需二 沉池，不必设置污泥回流设备。（2）SBR反应器的耐冲击负荷能力强，在一般的城市污水处理中无需设置调节 池。（3）系统的反应推动力大，更容易得到优秀的连续出水的水质。（4）设

20、备的运行操作简单灵活，可以通过各个阶段的各种操作状态达到脱氮 除磷的效果（5）活性污泥的沉降性能好 SVI较低，可以有效的限制丝状菌膨胀此工艺过程简单方便易于自动控制，方便维护管理该工艺的缺点：曝气池体积较大，曝气设备的推动力大，设备的利用率低，设 计过程复杂繁琐，需要解决连续进水的问题，需要多设置一套 SBR 设施，间歇出 水也会给后续深度处理带来不利影响，同时脱氮除磷时的操作复杂。（4）A/O 工艺A/O 工艺是有厌氧区和好氧区组成的，厌氧区和好氧区可以同时消除污水中有 机污染物和磷的处理系统。 磷物质的去除好决定于污水中的以降价的 COD 的含量， 并且微生物对于磷的吸收是可逆的吸附过程

21、，污水长时间的曝气和污泥长时间的沉 淀都对于磷的吸收有抑制的效果。影响磷吸收的主要因素有厌氧环境条件、有机物 的浓度及其可利用的程度性能、污泥的污泥龄、酸碱度温度及其他等等。 A/O 的主 要特点：（ 1） 其工艺流程操作简单易懂（ 2）厌氧池设在好氧池之前，可以达到生 物选择器的选择作用，有益于抑制污泥中丝状菌的膨胀，可以改善活性污泥的沉降 性能，并能减轻后续好氧池的负荷，以便于后续处理单元的运行操作。（5）生物膜法生物膜法消除污水中的有机物是一个复杂繁琐的过程，生物膜法处理污水主要 依靠各种物质在生物膜中的扩散传递和有机物的吸附氧化分解以及微生物自身的 氧化新陈代谢分解的过程。污水中的有机

22、污染物可以被生物膜内存在的微生物进行 利用氧化分解，通过微生物细胞内的酶的水解作用分解为微生物可以直接进行利用 的营养物质，从而解决。影响生物膜法污水处理效果的主要因素有很多，主要有水 底底物的浓度、各种营养物质、无你的有机负荷和容积负荷、污水的水力负荷、污 水的溶解氧浓度、生物膜的数量、污水的酸碱度、温度以及污水内的有毒物质浓度 等。生物膜法处理污水的处理特征可以分为：微生物方面的特征其中包括微生物的 种类和微生物存活的世代时间：处理方面的特征：生物膜法处理方式能对水质、水 量变化幅度较大的情况适应能力大，能过的到较稳定的出水指标，生物膜法处理污 水适用于低浓度污水有机物的处理，通过此方法处

23、理所产生的剩余污泥产量较少， 而且此工艺方法运行操作简单，不需要投入大量的时间精力去维护。次处理方案的 缺点需要考虑生物膜滤料的投资，滤料投资所占工程费用的比重较大，此外还需考 虑到滤料周期性更换所需要的费用， 此方法不适合用于大型污水处理厂的工艺案 9 。（6）改良式卡鲁塞尔氧化沟卡鲁塞尔氧化沟是一个多沟串联的系统，进水与活性污泥混合后在沟内不停的 循环运动。采用垂直安装的低俗表面曝气器曝气器下游的富氧区和上游以及外环的 缺氧区。不但可以有利于生物的凝聚，还能是活性污泥易于沉淀。改良式卡鲁塞尔 氧化沟还特别设置了反硝化脱氮区域，还在氧化沟出水区域与反硝化区域之间设置 了内回流渠，建设投资没有

24、明显增加，不添加额外动力提升的条件下达到了更高的 脱氮除磷效果。更加充分利用了生物反硝化的工艺资源不仅有益于丝状菌膨胀更加 不利于菌群的生长。该工艺的优点：（1）因为表面曝气机的功率大，氧化沟体积小，土建费用低。（2）有较强的耐冲击负荷能力和搅拌能力，对浓度较高的各种废水有较强适 应能力。（3）可以节约能量消耗。（4）氧的转移效率高。（5）有益于一直丝状菌膨胀抑制不利菌群的生长。（6）能够提升生物系统的稳定性和适应性。（7）工艺简单易于操作，脱氮除磷效果更好。（8）工艺流程简单，运行方便。（9）不需要设置初沉池。（10）基建投资小，运行成本较低.综上，选择改良式卡鲁塞尔氧化沟工艺的方法，改良式

25、卡鲁塞尔氧化沟能够更 好地处理处理本次设计的城市污水处理厂的设计，此工艺方案能使出水水质达到所 需要达到的水准，经过此工艺处理后的再生水可以直接排放河流和市政管网之内。 3.3工艺流程图图3-3改良式卡鲁塞尔氧化沟工艺流程图污水进入后在经过粗格栅，经粗格栅取出较大的漂浮物和固体颗粒，粗格栅可 以保护后续设备。污水经过粗格栅后进入提升泵，提升泵将污水提升至设计的高度, 然后流入细格栅，并使后续的处理单元的运行以水流的重力流动为基础。细格栅去 除一些较小的漂浮物和残渣，截留下来的残渣需要定期专业的处理。然后污水进入 沉砂池，沉砂池可以起到泥水分离的作用， 使混合在污水里面的泥沙与谁分离沉底， 分离

26、的泥沙在池底进入沉砂池的储砂区域，泥沙定期的专业处理清理。污水在进入 工艺的主体阶段改良式卡鲁塞尔氧化沟区域先经过厌氧区在经过缺氧区最后经过 氧化沟，此时已经基本达到要求的脱氮除磷效果 10。在此阶段后， 污水进入二沉池， 此池的作用是泥水分离澄清出水。经过二沉池的出水此时已澄清，在经过消毒车间 的消毒，经过处理后的水即达到排放标准可再次排放至河流或者市政管网。影响改良式卡鲁塞尔氧化沟除磷的主要因素是污泥龄、硝酸盐的浓度以及基质 的浓度等。经研究表明，当污泥龄超过15d时，污泥中的含磷量有明显的下降趋势， 污泥龄宜在 8-15d 的范围内选取，与此同时，高浓度的硝酸盐浓度和低浓度的基质 不利于

27、整个过程的除磷效果 11。影响改良式卡鲁塞尔氧化沟脱氮的主要因素是 DO、硝酸盐浓度以及碳源浓度， 研究表明，好氧区DO达到3-3.5mg/L，缺氧区DO达到0-0.5mg/L是发生笑话与反 硝化反应的前提。充足的碳源和较高的 C/N 也有利于整个过程的脱氮效果。虽然改良式卡鲁塞尔氧化沟有着出水水质好、 抗冲击负荷强、 脱氮除磷效果好、 污泥稳定、节省能源、运行操作方便等优点，但是在实际的运行操作过程中让然会 有一些问题。污泥膨胀的问题：当污水中碳化合物较多，N、P含量不平衡、pH值较低、污泥负荷较高、 DO 不足，等情况时容易引起丝状菌性污泥膨胀，非丝状菌 性污泥膨胀问题是由于污水温度较低而

28、污泥负荷较高，微生物代谢速度慢，积蓄较 多糖类物质，使污泥的表面附着水大大增加， SVI 值较高，容易形成污泥膨胀。为 了解决污泥膨胀的问题可以增加曝气量、降低进水量、或者控制污泥的回流量 12。 泡沫问题：主要发生泡沫问题的因素是污水中的大量油脂未能完全去除，可以通过 减少曝气量、或者设置去油设施解决。最主要的还是加强水源管理，减少含油过高 的废水进入污水处理单元。污泥上浮问题：没有控制好二沉池的停留时间、二沉池 发生反硝化作用、含油量大等因素可能引起污泥的上浮现象。可以暂停进水找明原 因，若发生反硝化作用可以减小曝气量，若发生污泥腐化，应增大曝气量。流速不 均以及污泥沉积的问题：将水流流速

29、控制在 即可解决。4主体构筑物的设计计算4.1粗格栅的设计计算i|亠'1111u1L2图4-1格栅计算简图设计参数粗格栅设置两道设计流量 Q=80000m3d =0.926m/s ,流量变化系数取© =1.5最大设计流量 Qmax = 120000m3/d = 1.39m/s栅前流速取0.7m/s，格栅倾斜程度选取600过栅流速取0.8m/s ，格栅间隙取0.07m，栅钱部分长度选取0.5m，设计计算(1) 格栅间隙数nQmax - sina n =bMhHvH2格栅安装倾角取a=600栅条间隙b=0.07m,污水流经格栅的流速v取0.8m/s ,栅前水深h取0.4m,n=1

30、.39 . sin600.07 0.4 0.8 2= 28.9 = 29 （个）2.格栅槽总宽度B=S （n-1） +b nB:格栅槽总宽度S:栅条宽度取0.02mb:栅条间隙mn：栅条间隙数B=0.02（29-1）+0.07 29=2.3m最优水力断面：阻力系数最小的水力断面，在影响过水断面的变量中，水流的阻力 与过水断面的面积S负相关，与湿周X正相关，S/X最小时，阻力系数最小，此时 的过水断面为最优水力断面12 渐宽部分长度L1 根据最优水力断面公式2.17m- Qmax1.391= 2 v 2 0.8 0.4L12ta n20°=0.236m200为进水渠道渐宽部位的展开角度

31、粗格栅与提升泵链接渐窄部分长度 L2L2 丄=0.118m2 2粗格栅的水力损失计算h2 二 k h0产v2h0sin:2g般取 3,K:系数，水头损失增大系数, 格栅断面形状为锐边矩形，取卞=2.42，g 取 9.81 ,:取 60°,v过栅流速取0.8 m/sS栅条宽度取0.02m,b栅条间隙取0.07m4h2=3 2.42 00208sin60°=0.0 3 8n60.072* 9.81栅后槽的总高度H=hi+h2+h3h:栅前水深取0.4m,h,:格栅前渠道超高，一般取h1=0.3mb :过栅水头损失H =h h1 g = 0.4 0.3 0.0386 = 0.73

32、86m格栅槽的总长度L= L1 L2+0.5+1.0+H1tan 60°B1:进水渠道渐宽部分长度L=0.236+0.118+0.5+1.0+0.4 0.3ta n60°= 2.26m每日栅渣量W=Qmax W1 86400Kz 10001.39 0.01 864001.5 1000二 0.80m3/dKz :污水流量总变化系数W1 :单位体积污水栅渣量，01-0.01m3/（103m3污水），一般粗格栅选取最小值，细 格栅选取最大值。当每日栅渣大于0.2m3/d时栅渣清除用机械清渣。所以粗格栅每日产生的栅渣 采用机械清渣14。4.2提升泵421提升泵的选型根据粗格栅出水的

33、需要，提升泵的选跟根据给排水设计手册选为潜水排水 泵表4-1 提升泵的参数流量900m3/h扬程9m输出功率37kw功率84.5kw型号300QW900-9-37本次设计采用5台泵，4台工作，1台备用4.3细格栅的设计计算耳亠1rlu1卜艺、A工rr 7 7/ /Ll 50Q1Q00LS图4-2 细格栅计算简图设计参数最大设计流量Qmax=1.39m/s栅前流速0.7m/s，过栅流速v=0.75m/s,栅条宽度S=0.01m，格栅间隙e=0.01m,格栅安装倾斜角a=55432设计计算本次设计采用两道细格栅Qmax sin :- n 二env 21.39 sin5500.01 0.4 0.75

34、 2= 210 根h :栅前水深0.4mV:过栅流速0.75m/s栅槽宽度B=S（ n-1）+e n=0.01 209+0.01+210=4.19m最优水力断面：阻力系数最小的水力断面，在影响过水断面的变量中，水流的阻力 与过水断面的面积S负相关，与湿周X正相关，S/X最小时，阻力系数最小，此时 的过水断面为最优水力断面。细格栅栅前进水渠道渐宽部分长度 L1根据最优水力断面公式=2.17m- Qmax1.39厂 2 v h 一 2 0.8 0.42 tan 200=0.236m200为进水渠道渐宽部位的展开角度 粗格栅与提升泵链接渐窄部分长度 L2B1 =Qmax2 v h1.392 0.4

35、0.8=2.17mL1 =Bp2ta na200a2 :进水渠道部分的展开角度2ta n200二 5.78mL2 :细格栅与出水渠道渐窄部位的展开角度L2 = X9m水头损失42h=3 2.42*(0.01)3075sin55°=0.171m0.012汉9.81栅后槽总高度H = h h, h2h:栅前水深取0.4m,hi格栅前渠道超高取0.3mh2水头损失，H=0.4+0.24+0.3=0.94m栅槽总长度Lh . h2L=L1+L2+0.5+1.0+0 =10.66mtan 55°每日栅渣量Qmax W1 86400W= Kzx1000W1 :单位体积污水栅渣量，一般取

36、 3心03m3污水），细格栅取最大值, 粗格栅取最小值。Kz :污水流量总变化系数1.39 0.1 86400“ 3 W=87m3/d1.5 汇 1000当每日栅渣大于 采用机械清渣。0.2m3/d时栅渣清除用机械清渣。所以粗格栅每日产生的栅渣4.4沉砂池的设计计算设计计算简图图4-3 沉砂池计算简图442设计计算(1) 沉砂部分长度L=vtV :最大设计流量时的流速取0.25m/sL:沉砂池尘沙部分长度T:最大设计；流量时的停留时间取 40sL=0.25 40=10m(2) 水流断面面积AA=q maxQmax:最大设计流量1.39 L LC 2 A=5.56m0.25(3) 池总宽度BB=

37、 h2h,:有效水深取1mB=5.56/仁 5.56m取B=6m 设置5个池子，每个池子有2个沉砂区，每格宽0.6m 沉砂斗容积86400Qmax T XV= 一1000KZV:沉砂斗容积X :城市污水沉砂量，一般取 0.03L/ (m3污水)T:排砂时间的间隔2dKz :污水流量的总变化系数1000 1.5每个沉沙斗容积V。一个沉砂池有2个分格，每格2个沉沙斗，拱4个池子V0=4.80 丸亦2 2 4(4) 贮砂斗的各部分尺寸计算设贮砂斗底宽b,=0.5m,贮砂斗倾斜角度a=600 ;则贮砂斗上口宽b?为b22h31tan600b1设 h31 = 0.4m2*0 4则 b20.5 = 0.9

38、62mtan600贮砂斗的容积Vi1 1 Vi =3人3($S2.§S2)31一汉0.4(0.52 + 0.9622 + 0.5 x 0.962) =0 2 0 75m3 3贮砂室的高度h3假设采用重力排砂，池底设0.06坡度坡向砂斗，则1l -2b° bh3 =h30.06 L2 =0.4 0.06 0.0622b :排砂管的直径200mm贝U h 0.636m(5) 池总高度设超高h|为0.3mH= h1 h2 h3 = 0.3 1 0.636 = 1.936m4.5改良式卡鲁塞尔氧化沟的设计计算设计计算参数平均流量Q=80000m3d最大设计流量Qmax=120000

39、m3d污水流量变化系数Kz=1.5进水指标 BOD5=200mg/lCOD 二 500mg /lSS =250mg/lNH3 -N = 60mg/l出水指标 BOD5=20mg/lCOD=80mk/lSS=20mk/lNH3 -N =8（15 mk/l基本设计参数： 污泥总产率系数1.05kgvss/kg BOD5混合液悬浮固体浓度（mlss）X=4g/l(mlvss/mlss=0.7)MLVSSXv=2.8g/l污泥自身氧化系数Kd=0.05d， 好氧区设计污泥龄 15d设计计算（1）好氧区面积v QmaSSecYt =85050m3/d1000X好氧区水力停留时间t1为V1t1- =25.

40、525hQ max0.001Qmax(Nk-Nte)-0.12XV2缺氧区容积V2缺氧去容积采用反硝化动力学计算KdeXV2：缺氧区有效容积N k：生物池进水NH3-N浓度Nte:生物池出水 NH3-N浓度K de：脱单速率 Kde（t）二 Kde（20）二心取 0.06 温度系数1.08T:设计水温取100Kde（20）= O.O6*1.O810'0 =0.028排出生物反应系统微生物量XvXyYtmax(S0-Se)1000y=07=MLVSS/MLSS：Xv = 15876kg/d缺氧区容积VV2 =47144.25m3水力停留时间t2t2VQ max=9.45h厌氧区容积V3厌

41、氧区水力停留时间1-2h，取t=2h3V3 = Qmax t3 = 10000m总容积V=142194.25m3总水力停留时间t=36.975h校验污泥负荷Smax 0XvV1= 0.100kgB0D5/(kgMLVSS d)符合要求 剩余污泥量X 二 yYtQmax(S0-Se) - KdMXv fQmax(X°-Xe)X =20529kg/d去除1KgBOD5产生干污泥量为0.95KgDs/KgBOD 5(2) 需氧量污水需氧量AORAOR =0.001aQmax(S。-SJ -c ：Xv -0.2b b.001Qmax (60 -15) - 0.126013.76(kgO2/d

42、)其中 a 取 1.47 b=4.57 c=1.42AORmax=1.58AOR=9O51.74kgO2/d=395.91kgO2/h去除1KgBOD5需氧量=9051.74120000 0.18-0.42假设当地大气压为0.96 x105pa标准状态下需氧量SORAOR Cs(20)亠所在地区大气压51.013 10SOR=:丨一 ：.(t)_C 1.024T-200.960.9481.013A 取 0.85 B取 0.9SOR=11189.17( KgO2/d) =466.215 (KgO2/h)SORmax=1.58SOR=736.62(KgC2/h)=17678.88(KgO2/d)(

43、3) 氧化沟尺寸设计计算将氧化沟分为8组单组氧化沟有效容积85050 47144.25 100叭切彳卅取氧化沟有效水深h=5m超高为1m单组氧化沟面积A单二凹空=3555m35氧化沟高度H=有效水深+超高=5+1=6m好氧区尺寸单组氧化沟好氧区容积3乂单=10631.25m好氧区面积A1单10631.25 =2126.25m25好氧区采用2道单沟 道宽取16m中间分隔墙取0.25m则弯道部分面积162 3.142* 2 =803.84m直线段部分面积A值二 2126.25-803.84 = 1322.41m2直线部分长度,1322.41L值二2 16=41.33 m缺氧区尺寸计算单组氧化沟缺氧

44、区容积缺氧区面积V2单47144.258=5893m358931178.6m2缺氧区宽度与好氧区沟道同宽B2 =2 160.25 = 32.25m缺氧区长度,1178.6匚L 236.55m32.25厌氧区尺寸计算单组氧化沟厌氧区容积V3 单二100008 =1250 m3厌氧区面积1250250 m2厌氧区长度L3与好氧区沟道同宽则L3 =2 160.2 32.25m250B37.75m32.25(4) 进水管、回流污泥管以及进水晶的设计计算进水管 单组氧化沟进水管设计流量Qi1.5 =0.1736m/s8管道流速v=0.8m/s管径d=总严6取管道直径DN=550mm 校验Q八A=0.73

45、m/s设计符合回流污泥管设计计算污泥回流比R=100%则单组氧化沟回流污泥设计流量Qr =R Qmax 单1200001 -0.1055m/s8*142194.254 0.1055 门“管道流速取0.8m/s则管径d=Y 314汉08= 0.41m 取管径 DN=450mm进水孔过流量进水井设计计算。进水潜孔设于厌氧池首端Q2=Qi+QR=0.1736+0.1055=0.2791m/s孔口流速v取0.6m/s孔口过水断面面积A 0.27912A0.465m0.6孔口尺寸取b h=0.7 0.7校核0.27910.465 76°m/s符合要求进水井平面尺寸取2m 2m出水堰的设计计算初

46、步估算 H ：'°.67因此出水堰按照薄壁出水堰计算3Q1.86bH2Q3 = Q1 Qr = 0.2791m/sH 取 0.12m, b=3.61m,取 b=4m校核2-0.112m广0.2791卡<1.86*4 J符合要求 选用电动调节阀门，通径4m 0.5m出水堰两边各留0.5m的操作距离 出水竖井长L =0.5 2 4 = 5为了满足安装要求，出水竖井宽取 1.6m竖井平面尺寸为L B = 5m 1.6 m氧化沟出水孔尺寸为b h = 4m 0.5m单组反应池出水管设计流量Q4 = 0.2791m/s管道流速取0.8m/sd = 4 0.2791- 3.14 0

47、.8=0.667m取 DN700mm校核v=0.726m/s符合要求内回流计算R 内-100% 400%则内回流流量0内=R内Q 单=1 41500000.10550.4220 m/s142194.25内回流通径取0.7m 0.7m(5) 曝气设备的选择计算单组氧化沟需氧量SORmax =S°RmaX8 = 221(kgO2/d)二92.1(kgO2/d)每组氧化沟设置1台改良式卡鲁塞尔氧化沟所特用的曝气机，其充氧能力为2.5KgO2/(Kwh)所需要的电动功率N=43.0KVy取N=45K，专用曝气机的表面曝气 机的叶轮直径取D=300mm以单组氧化沟计算取厌氧区、缺氧区的设备选择

48、厌氧区的有效容积3V3单=32.25 7.751250m厌氧区混合功率按照7w/m3计算则混合全池内的污水所需要的功率7 1250875W厌氧区设置8搅拌机单机的功率为1.1Kw校核混合全池内的污水所需要的功率8 汉1 1X1100,38二 7.744 w / m3池容1250符合要求缺氧区的混合功率按照6w/m3计算缺氧区有效容积32.25 36.25 5 = 5894m3混合全吃内的污水所需要的功率6 5894 二 35364w缺氧区设置6台改良式卡鲁塞尔氧化沟所特用的搅拌机，单机的功率为6.0KW 校核混合全池内污水所需要的功率6 6.0 1000 =6.11 w/m3池容 58944.

49、6二沉池的设计计算设计计算参数已知条件：最大设计流量 Qmax=120000m3d=1.39m3s，变化系数Kz=1.5，氧化沟 中悬浮固体浓度X=3000mg/l，取二沉池表面水力负荷1.0m3 (卅/h)二沉池底物 生物浓度Xr=10000mg/l，污泥回流比R=50%。Qmax=120000m3d=5000m3h 本次设计设置 4 座二沉池 n=416设计计算(1)二沉池沉淀部分水面面积QmaX 50001250m3F= n q 1 4(2)二沉池直径D4Fd=39.90 = 40mD= 3.14取 D=40m(3)沉淀池部分水深h2设沉淀时间t=2.5hh2 =qt =2.5m(4)污

50、泥区容积污泥区容积按2h贮泥时间确定V 赞 T (1 R) QX F25 80000 3000 =4615.4m324 (1 Xr)24 13000h41 = Di 化 ta门60° = 1.732m2沉淀区容积Vi13.14h4122(D12d1d2 d2 )3.14 1.732123(16 8 4) =12.70m圆锥体的高度圆锥体容积114 2V2113.14h412(D12D23D1D2502.14m竖直段污泥部分高度1140.511mF沉淀池的总高度H超高h1=0.3m缓冲层高度h3=0.5mH=h1+h2+h3+h4=0.3+2.5+0.5+1.732+1.14+0.51

51、1=6.683m(6) 沉淀池每日的排泥量1 Kd tic 4Lr :去除 BOD浓度 0.002Kg/m3Kd：衰减系数1/d6b:污泥龄10dX =20m3/d回流污泥计算3Q回二 Qmax R =625m /d总污泥量=20+625=645m3d4.7消毒池投药量计算Q=80000m3d=3333.3m3h投药量G按照有效氯计算每立方米按照加7g氯计算G =0.007 3333.3 = 23.4( kgh)设备选型为了产生氯气进行投药需要选用 7台HB-6000型二氧化氯发生器每台设备产气量6Kg/h，7台设备6台运行1台备用。4.8污泥浓缩池设计计算设计计算参数二沉池产生污泥量Q=25

52、80m3d其含水率为99%浓缩后含水率为97%设计计算污泥浓度按照1000Kg/m3计算3C。（1-99%） 1000 = 10Kg/mC1（1-97%）1000 =30Kg/m3浓缩池的面积QC。G:污泥固体铜梁取A= G30 kg /(m3 d)2A=860m2浓缩池直径D分为2个圆形浓缩池8602二 430m21 4AD3.14=23.4m直径D取24m浓缩池深度H污泥浓缩时间T=12h浓缩池工作部份有效深度h2一 QTh 23m24A超高取hi=0.3m缓冲层高度h3=0.3,假设浓缩池采用机械刮泥，池底的坡度为0.05,浓缩池倾斜角度为60污泥斗下部直径Di=1m，上部直径D2=3m

53、池底坡度所造成的深度DD221h4 =(2) i0.0 0.525m22污泥斗高度(D2 Di)fan60° = 1.732m2浓缩池的纵深度HH 二 h2 h3 h4 h5 =0.3 0.3 3 0.525 1.732 二 5.85m5 污水处理厂的厂址选择污水处理厂的厂址选择是此次设计中的重要环节污水处理厂的选址和总体 厂址规划要考虑到许多的综合因素。例如：城市市政系统排水管网的走向、布置、 厂址附近有无河流或者河流的支流，需要考虑到污水处理过程结束后再生水的排 放路线以及污水处理厂建造过程所需要的经济消耗。污水处理的厂址选择应该遵 循以下原则：（ 1）污水处理厂的厂址应该尽量选在城市水体的下游部分，以便于处理后排放的再生水体可以直接排放进入河流，此选址原则可以尽量减少对上游部分水体 的影响。（2）经过处理后的再生水考虑再利用时，厂址应该与再生水用户的工厂相近， 这样可以减少管道的输送距离，且厂址的的水要方便安全排放。（3）厂址的选择要方便无你的处理处置和运输外排。（4）厂址尽量选在下风口，需要按照环境影响评价和其他的要求选择。（5）厂址的选择应该根据当地的水利水文条件选择，为工程建造减少不必要的