污水处理课程设计

1、哈尔滨工业大学污水处理课程设计给水处理课程设计学生姓名张 婷学院名称市政环境工程学院专业名称给水排水工程指导教师2013年11月 30日 目 录1 设计说明书31.1 课程设计题目31.2 课程设计的原始数据：31.2.1 原始资料31.3 课程设计(论文)的内容和要求(包括技术要求、图表要求以及工作要求等)41.3.1 设计任务与内容41.3.2 进度安排41.3.3 基本要求41.4 课程设计应完成的技术文件：51.4.1 绘制图纸51.4.2 写出计算书和说明书52 污水处理工程设计52.1 厂址的选择52.2 污水厂平面布置63 设计水质水量与工艺流程的确定63.1 设计污水水量63.

2、1.1 城市每天的平均污水量63.1.2 设计秒流量73.1.3 设计水质73.2 污水处理流程确定93.2.1 污水处理方案的选择93.2.2 具体工艺流程的确定124 污水的一级处理124.1 污水泵站的设计124.1.1 设计依据124.1.2 泵站的设计与计算134.2 格栅154.1.1 设计参数154.1.2 中格栅的设计计算164.1.3 细格栅174.3 沉砂池184.3.1 沉砂池的类型及特点184.3.2 平流沉砂池的设计194.4 初次沉淀池214.4.1 沉淀池的类型及特点214.4.2 设计数据及原则214.4.3 设计计算215 污水的生物处理265.1 设计参数2

3、65.2 平面尺寸计算275.3 剩余污泥量285.4 曝气系统设计计算295.5 空气管系统计算305.6 空压机的选定305.7 反应池进、出水系统计算316 生物处理的后处理336.1 二次沉淀池的计算336.1.1 池型的选择336.1.2 辐流沉淀池336.2 消毒366.2.1 消毒剂的选择366.2.2 消毒剂的投加366.2.3 接触池377 污泥处理构筑物计算397.1 污泥量计算397.1.1 沉淀池污泥量计算397.1.2 剩余污泥量计算407.2 污泥浓缩池407.2.1 辐流浓缩池407.3 贮泥池437.3.1 贮泥池作用437.3.2 贮泥池计算447.3.3 贮

4、泥池污泥泵房457.4 污泥脱水467.4.1 污泥脱水设计参数467.4.2 污泥脱水设计计算468 污水处理厂的平面布置479 高程计算489.1 污水处理厂高程布置考虑事项489.2 污水厂的高程布置499.3 水区、泥区各构筑物间的确定4910 小结与建议51参考文献521 设计说明书1.1 课程设计题目污水处理课程设计1.2 课程设计的原始数据：1.2.1 原始资料1)城市位于我国苏北地区；2)城市设计人口6.0×（1+）万人；Y为学号后两位3)居住区建筑卫生设备：有室内给排水设备：无淋浴设备占60 % ；有室内给排水设备：有淋浴设备占40 %。4)工业废水：(包括厂区生活

5、和淋浴水) 水量：12000×（1+） m3日；(混合污水的K总=1.4；Ks1.1)； 水质：悬浮物：210/L；BOD5：180/L；pH：77.4 有毒物质：微量，对生化处理无不良影响；5)混合污水： 冬季平均温度： 5 ； 夏季平均温度：25 ；6)气象资料： 年平均气温；14；夏季计算气温；27；冬季计算气温：-3；年降水量；720mm；结冰期：28天；主导风向：夏季，东南风；冬季：西北风7)水体资料：95保证率的设计流量15m3秒；出水口水体资料：最高水位： 10.00 m； 平均水位：8.00m； 最低水位：6.00 m。8)污水处理厂厂区资料：厂区地形平坦，地面标高为

6、：12.00 m；地下水位：9.00m； 地基承载力：15吨/； 入厂口管层标高： 8.00m； 9)混合污水处理程度：按悬浮物为90，按BOD5为：89；10)各处理构筑物的工艺设计参数参考设计规范，设计手册及相应的参考资料。11)视设计计算内容，某些数据由指导教师补充指定。1.3 课程设计(论文)的内容和要求(包括技术要求、图表要求以及工作要求等)1.3.1 设计任务与内容1)计算设计水量、水质；2)确定污水及污泥处理方案(处理流程)；3)选择和计算污水和污泥各处理构筑物；4)确定并绘制污水处理厂平面布置图，计算并绘制污水及污泥高程图；5)绘制曝气技术设计工艺图。 进度安排课程设计时间为1

7、.5周，主要完成设计的方案及工艺计算。方案及工艺设计计算 3.5天平面图绘制 2.0天高程图绘制 0.5天编制设计说明计算书。 1.5天1.3.3 基本要求学生应在教师指导下，按时独立完成所规定的内容和工作量，同时必须满足以下几项要求：1)通过调查研究与收集有关资料，拟定设计方案，选择合理的设计方案。2)课程设计说明书，应包括工程设计的主要原始资料、方案比较以及各系统的设备选型分析，说明，参数选择，工艺设计计算与有关简图等，要求内容系统完整，计算正确，论述简洁明了，文理通顺，书写工整，装订整齐。说明书一般应包括目录、前言、正文、小结及参考文献等。3)课程设计图纸应能较准确地表达设计意图，图面力

8、求布局合理、紧凑、正确清晰，符合制图标准，专业规范及有关规定，用工程字注文。1.4 课程设计应完成的技术文件： 绘制图纸l)设计计算说明书一份(3040页)课程设计说明书、计算书应包括目录、前言、正文、小结及参考文献等。要求内容系统完整，计算正确，论述简洁明了，文理通顺，书写工整，装订整齐。2)图纸污水处理厂平面图；比例1：300500：污水及污泥高程图：比例：横1：100；纵：1：10； 曝气池技术设计工艺图（一平、二剖）比例：1：50100。 写出计算书和说明书一份完整的计算书和说明书主要内容包括：1)污水处理方案选择简要理由。2)各系统的计算过程。3)各系统平面布置说明。课程设计说明书、

9、计算书应包括目录、前言、正文、小结及参考文献等。要求内容系统完整，计算正确，论述简洁明了，文理通顺，书写工整，装订整齐。2 污水处理工程设计2.1 厂址的选择在污水处理厂设计中，选定厂址是一个重要环节，处理厂的位置对周围环境卫生、基建投资及运行管理等都有很大影响。因此，在厂址的选择上应进行深入的调查研究和详尽的技术比较。厂址选择的一般原则如下：1、 为了保证环境卫生的要求，厂址应与规划居住区或公共建筑群保持一定的卫生防护距离。2、 厂址应设在受纳水体流经城市水源的下游。3、 在选择厂址时尽可能少占农田或不占农田，而处理厂的位置又应便于农田灌溉和消纳污泥。4、 厂址应尽可能在城市和工厂夏季主导风

10、向的下风向。5、 要充分利用地形，把场址设在地形有适当坡度的城市下游地区，以满足污水处理构筑物之间水头损失，使污水和污泥有自流的可能以节约动力消耗。6、 厂址如果靠近水体，应考虑汛期不受洪水的威胁。7、 厂址应设在地质条件较好、地下水位较低的地区，以利施工，并降低造价。8、 厂址的选择应考虑交通运输及水电供应等条件。9、 厂址的选择应结合城市总体规划，考虑远景发展，留有充分的扩建余地。2.2 污水厂平面布置污水厂平面布置原则如下：1、处理构筑物的布置应紧凑，节约用地；2、处理构筑物应尽可能的按流程顺序布置，以避免管线迂回，同时应充分利用地形，减少土方量；3、经常有人工作的建筑物如办公，化验等用

11、房应布置在夏季主导风向的上风一方；4、在布置总图时，应考虑安装充分的绿化地带；5、总图布置应考虑近远期结合；6、构筑物之间的距离应考虑敷设管道的位置，运转管理的需要和施工的要求，一般采用 510m；7、处理构筑物应尽可能布置成单独的组合，以策安全，并方便管理；8、污水厂内管线很多，应综合考虑，避免发生矛盾，污水管和污泥管应尽可能考虑重力自流；9、污水厂内应设超越管线。3 设计水质水量与工艺流程的确定3.1 设计污水水量3.1.1 城市每天的平均污水量本设计中居民生活用水分为有淋浴和无淋浴，则有淋浴居民生活污水量定额取160L/(人·d)，无淋浴的居民生活污水量定额取120L/(人&#

12、183;d). 公式（3.1）式中：城市每天的平均污水量（）； 各区的平均生活污水量定额； 各区人口数（人）； 工厂平均工业废水量（）。3.1.2 设计秒流量 公式（3.2）式中：设计秒流量（）； 工业废水设计秒流量（）； 各区的平均生活污水量（）； 总变化系数。3.1.3 设计水质城市污水的设计水质主要是确定BOD5和SS的浓度，在无资料时，一般是根据设计人口数及室外排水设计规范中的污染物排放标准来进行计算确定。1、悬浮物 SS(1)生活污水查给排水设计手册第5册，城镇给水生活用水为100170，本设计无淋浴取120，有淋浴取160计算。 公式（3.3）式中：每人每日SS排出的克数，规范规定

13、为3550，本设计取40； 每人每日排水量，以L计； 每人每日用水量，以L计； 排放系数，本设计取0.85。 (2)工业废水： SS=210mg/L (3)对于混合水质的SS： 公式（3.4） 式中：生活污水量，L/s； 工业废水量，L/s； 生活污水的进水SS浓度，mg/L； 工业废水的进水SS浓度，mg/L。2、BOD5(1)生活污水查给排水设计手册第5册，城镇给水综合生活用水为100170，本设计无淋浴取120，有淋浴取160计算。 式中：每人每日BOD排出的克数，规范规定为2035，本设计取25； 每人每日排水量，以L计； 每人每日用水量，以L计； 排放系数，0.85。(2) 工业废水

14、： BOD5=180mg/L (3) 对于混合水质的BOD5： 式中：生活污水量，L/s； 工业废水量，L/s； 生活污水的进水SS浓度，mg/L； 工业废水的进水SS浓度，mg/L。表3-1污水处理厂进、出水水质指标序号项目进水出 水1SS26526.52PH值77.47.13氨氮2054194.6821.46TN33157TP4.213.2 污水处理流程确定3.2.1 污水处理方案的选择城市污水处理工艺流程是指达到所要求的处理程度的前提下，污水处理各个操作单元的有机组合，确定各处理构筑物的形式，以达到预期的处理效果。城市污水处理工艺流程，工艺流程由完整的二级处理系统和污泥处理系统所组成。该

15、流程的一级处理是有格栅、沉砂池和初次沉淀池所组成，其作用是去除污水中的固体污染物质，从大块垃圾到颗粒粒径为数毫米的悬浮物。污水的BOD值通过一级处理能够去除20%30%。二级处理系统是城市污水处理工程的核心，它的主要作用是去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物。通过二级处理，污水的BOD5值可降至2030mg/L,一般可达到排放水体和灌溉农田的要求。污泥是污水处理过程的副产品，也是必然的产物。如从初沉池排出的沉淀污泥，从生物处理系统排出的生物污泥等。这些污泥应加以妥善处置，否则会造成二次污染。在城市污水处理系统中，对污泥的处理多采用由厌氧消化、脱水、干化等技术组成的系统。选择污水处理工艺流程时

16、，工程造价和运行费用也是工艺流程选择的重要因素，当然，处理水应当达到的水质标准是前提条件。以原污水的水质、水量及其他自然状况为已知条件，以处理水应达到的水质指标为约束条件，而以处理系统最低的总造价和运行费用为目标函数，建立三者之间的相互关系。减少占地面积也是降低建设费用的重要措施，从长远考虑，它对污水处理工程的经济效益和社会效益有着重要的影响。当地的地形、气候等自然条件也对污水处理工艺流程的选定具有一定的影响。在寒冷地区应当用低温季节也能够正常运行，并保证取得达标水质的工艺，而且处理构筑物都应建在露天，以减少建设与运行费用。对污水处理工艺流程选择还应与处理后的污水流入水体的自净能力及处理后污水

17、的出路有关。根据水体自净能力来确定污水处理工艺流程，既可以充分利用水体自净能力，使污水处理工程承担的处理负荷相对减轻，又可防止水体遭受新的污染，破坏水体正常的使用价值。不考虑水体所具有的自净能力，任意采用较高的处理深度是不经济的，将会造成不必要的投资。处理后污水的出路，往往是可以取决于该污水处理工艺的处理水平。若处理后污水的出路是农田灌溉，则应使污水经二级生化处理后在确定无有毒物质存在的情况下考虑排放；如污水经处理后须回用于工业生产，则处理深度和要求根据回用的目的不同而异。污水处理工艺流程方案的比较在选定了污水处理技术路线后，我们对活性污泥法和人工生物净化的几个方案进行筛选，初步筛选到下列几个

18、方案，再进行比较。（1）传统活性污泥法（2）氧化沟（3）A/O脱氮工艺（4）A2/O工艺1、传统活性污泥法(1)传统活性污泥法的工艺特点：利用曝气池中的好氧微生物，依靠鼓风曝气供给的氧生存来分解污水中的有机物质。混合液沉淀分离，或回流到曝气池中去，原污水从池首端进入池内，回流污泥也同步注入，污水与回流污泥形成混合液在池内呈推流形势流动至池的末端，流出池外至二沉池。 (2) 传统活性污泥法的优点：该工艺对污水的BOD和SS总处理效率均为90%95%，适合处理净化程度和稳定程度要求较高的污水；运行可靠，出水水质稳定 ；适宜处理大量污水，所以多用于大中型水厂；对污水的处理程度比较灵活，根据需要可适当

19、调整。(3) 传统活性污泥法的缺点：运行费用高，在曝气池的末端造成供氧的浪费，故提高了运行成本；基建费用高，占地面积大；对水质、水量变化适应能力低；池首端可能出现供氧不足的现象，池后端又可能出现溶解氧过剩的现象；由于沉淀时间短和沉淀后碳源不足等情况，对于N、P的去处率低。2、氧化沟(1)工艺特点：氧化沟一般采用延时曝气，并增加了脱氮功能，它采用机械曝气，一般不设初沉池和污泥消化池。由于氧化沟水深较浅（一般3m左右），而流程较长，可以按照曝气器前作为缺氧与曝气器后作富氧段的方式设计运行。提供兼氧菌与好氧菌交替作用的条件，再好氧段除碳源需氧量及达到脱氮的目的。(2)氧化沟的优点： 氧化沟内的循环流

20、量很大，进入沟内的原污水立即被大量的循环水所混合和稀释，因此具有很强的承受冲击负荷能力，对不易降解的有机物也具有较好的处理效果；处理效果稳定可靠，不仅可满足BOD5、SS的排放标准，还可以达到脱氮除磷的效果；由于氧化过的水力停留时间和污泥龄都很长，悬浮物、有机物在沟内可获得彻底的降解，活性污泥产量少且趋于稳定，一般不设初沉池和污泥消化池，有的甚至取消二沉池和污泥回流系统，简化了处理流程，减小了处理构筑物，使其基建费用都低于一般活性污泥法。 承受水质、水温、水量能力强，出水质好。(3)氧化沟的缺点：对于中、大型污水厂，基建费和运行费比普通活性污泥法高，同时无法得到生物能源；氧化沟沟体占地面积较大

21、。3、A/O工艺A/O工艺的功能是去处有机物和脱氮。(1) A/O的工艺特点：该工艺将曝气池分为前段缺氧和后段好氧段。缺氧段不曝气，采用浸没式搅拌，DO不大于0.5mg/L。好氧段进行曝气充氧，DO等于2 mg/L左右，在好氧段污水中的有机碳得到生物氧化降解，同时有机氮转变成NH3-N，并被硝化，将好氧段含大量NOx-N的混合液部分回流到前段缺氧段，在反硝化菌的作用下，利用进水中的BOD5作为碳源，将NOx-N还原成N2从水中溢出，从而实现脱氮，然后进入好氧段去除污水中的有机物和NOx-N的硝化。(2) A/O的优点：该工艺对污水的BOD和 SS总处理效率为90%95%，总氮的处理效率为70%

22、以上；流程简单，构筑物少，只有一个污泥回流系统和混合液回流； (3) A/O的缺点：主要缺点是对N、P的去除率很低；该工艺一般适合于南方对出水水质要求脱氮的大中型城市污水厂。4、 工艺(1)各反应器单元功能与工艺特征厌氧反应器，原污水进入，同步进入的还有从沉淀池排出的含磷回流污泥，本反应器的主要功能是释放磷，同时部分有有机物进行氨化。污水经过第一厌氧反应器进入缺氧反应器，本反应器的首要功能是脱氮，硝态氮是通过内循环由好氧反应器送来的，循环的混合液量大，一般为2Q(Q为原污水量)。混合液从缺氧反应器进入好氧反应器曝气池，这一反应器单元是多功能的，去除BOD，硝化和吸收磷等项反应都在本反应器内进行

23、。这三项反应都是重要的，混合液中含有硝态氮，污泥中含有过剩的磷，而污水中的BOD则得到去除，流量为2Q的混合液从这里回流缺氧反应器。沉淀池的功能是泥水分离，污泥的一部分回流到厌氧反应器，上清液作为处理水排放。(2) 本工艺具有的特点 本工艺在系统上可以称为最简单的同步脱N除P工艺；总的水力停留时间少于其他同类工艺；在厌氧（缺氧），好氧交替运行条件下，丝状菌不能大量增殖，无污泥膨胀之忧；污泥中P的浓度高，污泥有很好的肥效；厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境和不同的微生物种群的有机配合，能同时去除有机物和除磷脱氮的功能。(3) 存在问题 除磷效果很难提高，污泥增长有一定的限度，不易提高。特别是当P/B

24、OD值高时更是如此； 脱氮效果有也难以进一步提高，内循环量一般以2Q为限，不宜太高； 进入沉淀池的处理水要保持一定的DO，减少停留时间，防止产生厌氧状态和污泥释放磷现象的发生；但DO浓度不宜太高，以防循环混合液对缺氧反应器的干扰。综上所述：在本次设计中采用工艺脱氮除磷，无论从工艺结构或是造价，护管理等方面，选择该工艺都是比较合理的。3.2.2 具体工艺流程的确定经比较选用工艺具体流程如下：图3-1污水处理工艺流程4 污水的一级处理4.1 污水泵站的设计污水泵站用于水处理前端的污水提升，以满足后续工艺的高程布置，本工程根据具体情况，将泵站和中格栅合建。4.1.1 设计依据1、应根据远近期污水量，

25、确定污水泵站的规模，泵站设计流量一般与进水管设计流量相同；2、应明确泵站是一次建成还是分期建设，是永久性还是半永久性，以决定其标准和设施。并根据污水经泵站抽升后，出口入河道、灌渠还是进处理厂处理来选择合适的泵站位置；3、污水泵站的集水池与机器间在同一构筑物内时，集水池和机器间须用防水隔墙隔开，不允许渗漏，做法按结构设计规范要求；分建时，集水井和机器间要保持的施工距离，其中集水池多为圆形，机器间多为方型；4、泵站构筑物不允许地下水渗入，应设有高出地下水位0.5米的防水措施。4.1.2 泵站的设计与计算1、流量的确定Q ，取设计秒流量为选择集水池与机器间合建式矩形泵房，本设计拟订选用3台泵（2用1

26、备），则每台泵的设计流量为：2、 集水池容积V（1）泵站集水池容积一般取最大一台泵56分钟的流量设计（2）有效水深h为3米，则水池面积F为: ，取20选250WLZ-13型泵3台,2用1备，单台流量Q=170 L/S，扬程H=13.7m，转速r=970，功率45kw。（3） 选泵前总扬程估算：进水管管底高程8.00m，管径DN900，充满度出水管提升后的水面高程为16.00m经过格栅的水头损失为0.1m集水池正常工作与所需提升经常高水位之间的高差为：16-（8+0.9×0.7-0.1-1.0）=8.47m（集水池有效水深2m，正常时按1m计）出水管管线水头损失：总出水管：Q=330L

27、/s,选用管径为700mm的铸铁管 查表得：v=1.04m/s，1000i=1.88当一台水泵运转时 Q=165L/s，v=0.71m/s>0.7m/s泵站内管线水头损失假设为1.5m，考虑安全水头0.5m，则估算水泵总扬程为H=1.5+8.47+0.5=10.47m 选用350ZZB-12型污水泵，每台Q=200L/s，H=12m泵站经平剖面布置后，对水泵总扬程进行核算。吸水管路水头损失计算：每根吸水管Q=200L/s，管径选用500mm，v=1.02m/s；1000i=2.8根据图示：直管部分长度1.2m，喇叭口（=0.1），DN500×90。弯头一个(=0.5),DN35

28、0闸门一个（=0.1），DN500×DN250减缩管（由大到小）（=0.25）：沿程损失：局部损失：m吸水管路水头总损失计算：0.25+0.0034=0.4790.25m出水管路水头损失计算：每根出水管Q=200L/s，选用450mm的管径，v=1.26m/s，1000i=4.78，以最不利点A为起点，沿A、B、C、D、E线顺序计算水头损失。A-B段：DN300×DN450渐扩管1个（=0.375），DN450止回阀1个(=1.7),DN450×90。弯头1个（=0.50），DN450阀门1个（=0.1）：局部损失：B-C段（选DN600管径，v=0.71m/s，

29、1000i=1.13）直管部分长度0.78m，丁字管1个（=1.5）：沿程损失：局部损失：C-D段（选DN600管径，Q=400L/s，v=1.41m/s，1000i=4.16）：直管部分长度0.78m，丁字管1个（=0.1）：沿程损失：局部损失：D-E段：直管部分长度5.5m，丁字管1个（=0.1），DN600mm×90。弯头2个（=0.6）：沿程损失：局部损失：出水管路水头总损失：0.44+0.0009+0.039+0.0032+0.01+0.023+0.132=0.648m则水泵所需总扬程（不再加安全水头）：H=0.48+0.648+8.47=9.60m，故选用6PWA水泵是合

30、适的。采用350ZZB-15型污水泵3台，二用一备。该泵提升流量1200m3/h，扬程12m，转速980r/min，功率90kW。占地面积为5278.54m2，即为圆形泵房D10m,高12m,泵房为半地下式，地下埋深7m，水泵为自灌式。计算草图如图3-2： 图3-2中格栅及提升泵房计算草图4.2 格栅格栅一般设置在处理系统前，以拦截较大的杂物。按栅条间隙有粗格栅、中格栅、细格栅之分，按清渣方式有人工格栅与机械格栅之分。粗格栅、中格栅一般设于污水提升泵前， 细格栅可设于泵后以减轻后续生物处理的负荷。本设计采用中格栅一道，设于污水泵站前。4.1.1 设计参数1、中格栅间隙1040mm；2、格栅不宜

31、少于两台，如为一台时，应设人工清除格栅备用；3、过栅流速一般采用0.60.8m/s;4、格栅前渠道内水流速度一般采用0.40.9 m/s;5、格栅倾角一般采用45°75°；通过格栅的水头损失一般采用0.080.17 m/s;6、格栅间必须设置工作台，台面应高出栅前最高设计水位0.5m，工作台设有安全和冲洗设施；7、格栅间工作台两侧过道宽度不应小于0.7m,工作台正面过道宽度：人工清除，不小于1.2m，机械清除，不小于1.5m；8、机械格栅的动力装置一般宜设在室内或采取其他保护设备的措施；9、设置格栅装置的构筑物必须考虑设有良好的检修、栅渣的日常清除等。4.1.2 中格栅的设

32、计计算1、假设格栅前水深2、格栅的间隙数： 公式（4.1）式中：格栅栅条间隙数（个）； Q设计流量()，； 格栅倾角()，取； 格栅间隙(mm)，取； 栅前水深(m),取； 过栅流速(m/s)，取(取)3、 格栅槽宽度： 公式（4.2）式中：B栅槽宽度，m； S栅条宽度，取s=0.01m。 4、进水渠道渐宽部分的长度: 公式（4.3）式中：L1进水渠道渐宽部分的长度，m.； B1进水渠道宽度，取； 渐宽处角度，取。 5、栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度式中：L2栅槽与出水渠道连接渠的渐缩部分长度（m）。 6、通过格栅的水头损失： 公式（4.4）式中：水头损失（m）； 格栅受污物堵塞时的水头损

33、失增加系数，取； 格栅条的阻力系数，查表得； 7、栅槽总高度： 公式（4.5）式中：h栅前水深（m）； h2栅前渠道超高（m），取。 8、格栅总长度 9、每日栅渣量： 公式（4.6）式中：W每日栅渣量； W1栅渣量（m3/103污水），取0.10.01，粗格栅取用小值，细格栅取用大值，中格栅取用中值。当1625mm时，W1=0.050.1,本设计取0.07； 生活污水流量总变化系数，。 所以宜采用机械格栅清渣10、计算草图如下： 图4-1中格栅计算草图4.1.3 细格栅 4.1.3.1 设计参数1、 总变化系数2、 设计流量3、 栅前流速，过栅流速4、 栅条宽度，格栅间隙5、 格栅倾角设计计算

34、 1、假设格栅前水深 2、格栅的间隙数(取) 设计两组格栅，每组格栅间隙数条 3、格栅槽宽度 所以总槽宽为（考虑中间隔墙厚0.2m） 4、进水渠道渐宽部分长度:设进水渠道宽，其渐宽部分展开角度 5、栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度 6、通过格栅的水头损失： 因栅条边为矩形截面，取；则 7、栅槽总高度：取栅前渠道超高，则栅槽总高度 8、格栅总长度 9、每日栅渣量：设栅渣量为每污水产 所以宜采用机械格栅清渣4.3 沉砂池4.3.1 沉砂池的类型及特点 沉砂池的功能是去除比重较大的无机颗粒（如泥沙，煤渣等，它们相对密度约为2.65），可设在沉淀池前以减轻沉淀池负荷及改善污泥处理构筑物的处理条件。常

35、见的池型主要有：1、平流沉砂池 它具有截流无机颗粒效果好，工作稳定，构造简单，排沙方便等优点；但沙中夹有有机物，是沉砂的后续处理增加了难度；占地大，配水不均匀；容易出现短流和偏流。2.、曝气沉砂池 曝气沉砂池克服了平流沉砂池的缺点，但增加了曝气装置运行费用较高，工作稳定，通过调节气量可控制污水的旋流速度，应设有泡装置。 本设计拟采用平流沉砂池2座。4.3.2 平流沉砂池的设计4.3.2.1 设计参数1、按最大设计流量设计。 2、设计流量时的水平流速：最大流速为0.3m/s，最小流速0.15m/s。 3、最大设计流量时，污水在池内停留时间不少于30s一般为3060s。 4、设计有效水深不应大于1

36、.2m一般采用0.251.0m每格池宽不应小于0.6m。 5、沉砂量的确定，城市污水按每10万立方米污水砂量为3立方米，沉砂含水率60%，容重1.5t/立方米，贮砂斗容积按2天的沉砂量计，斗壁倾角5560度。 6、沉砂池超高不宜小于0.3m。4.3.2.2 设计计算 1、 设计参数 总变化系数 设计流量设计流速：水力停留时间：2、设计计算（1）沉砂池长度：（2）水流断面积：（3）池总宽度： 设计n=2格，每格宽取b=1.2m，池总宽B=2b=2.4m（4）有效水深： （介于0.251m之间）（5）沉砂室所需容积：设计T=2d，即考虑排泥间隔天数为2天（6） 每个沉砂斗容积（每格沉砂池设两个沉砂

37、斗，两格共有四个沉砂斗）（7）沉砂斗各部分尺寸及容积： 设计斗底宽，斗壁与水平面的倾角为60°，斗高， 则沉砂斗上口宽： 沉砂斗容积： （8） 沉砂池高度：采用重力排砂，设计池底坡度为0.06，坡向沉砂斗长度 则沉泥区高度为（9）池总高度H：设超高，（10）校核最小流量时的流速：在最小流量时只用一格工作（） 最小流量即平均日流量则>0.15m/s，符合要求(11） 计算草图如下：图4-1平流式沉砂池计算草图4.4 初次沉淀池4.4.1 沉淀池的类型及特点初沉池主要用于沉淀SS及部分，以减轻后续构筑物的负荷。常见的池型主要有平流式沉淀池、 竖流式沉淀、辐流池沉淀池。因处理水量较大

38、，如采用平流式沉淀池，则占地面积大，采用竖流式，池数较多，造价高，故拟采用中进周出式辐流沉淀池2座。4.4.2 设计数据及原则1、池子的直径与有效水深的比值，一般采用6122、池径不宜小于16m3、池底坡度一般采用0.054、一般采用机械排泥,也可附有气力提升或静水头排泥设施5、当池径<20m时，也可采用多斗排泥6、进出水管的布置采用中间进水周边出水7、池径<20m时，一般采用中心传动刮泥机，其驱动装置设在池子中心走道板上，池径>20m时,一般采用周边传动刮泥机，其传动装置设在桁架外缘8、刮泥机的旋转速度一般为13转/h，外周刮泥板的线速度不超过3m/min，一般采用1.5m

39、/min9、在进水口的周围应设置整流板，整流板的开口面积为池断面积的102010、浮渣用浮渣刮板收集，刮板装在刮泥机桁架的一侧，在出水堰前应设置浮渣挡板4.4.3 设计计算设计中选择二组辐流沉淀池，N=2组，每组设计流量为0.165,从沉砂池流来的污水进入集配水井，经过集配水井分配流量后流入辐流沉淀池。图4-2 初沉池计算草图1、沉淀部分有效面积 式中：Q设计流量()； 表面负荷，本设计中取2 F=0.165×3600/2=297 2、沉淀池直径：式中：D沉淀池直径（m）；取20m3、沉淀部分有效水深： 设沉淀时间t=1.5小时，有效水深 4、污泥部分所需容积（1）按设计人口计算式中

40、：V污泥部分所需容积（）；S每人每日污泥量，一般采用0.30.8，取S=0.6；T两次清除污泥间隔时间（d），一般采用重力排泥时，T=12d，采用机械刮泥排泥时，T=0.050.2d，本设计采用重力排泥，T=0.2d；N设计人口数（人）；n沉淀池组数。（2）按去除水中悬浮物计算式中：平均污水流量（）；进水悬浮物浓度（）；出水悬浮物浓度（），一般采用沉淀效率=40%60%；生活污水量总变化系数；污泥容量（），约为1；污泥含水率（%）。设计中取T=0.1d，=97%，=50%，=辐流沉淀池采用周边传动刮泥机，周边传动刮泥机的周边线速度为23，将污泥推入污泥斗，然后用静水压力将污泥排出池外。5、污泥

41、斗容积辐流沉淀池采用周边传动刮泥机，池底需5%的坡度，刮泥机连续转动将污泥推入污泥斗，设计中选择矩形污泥斗，污泥斗上口尺寸2m×2m,底部为防止污泥斗底部积泥，污泥斗底部尺寸0.5m×0.5m，倾角为60°，有效高度1.35m。式中：污泥斗容积（）； 沉淀池污泥斗上口边长（m）； 沉淀池污泥斗下口边长（m），一般采用0.40.5m； 污泥斗高度（m）。 设计中取=2m，=1.35m，=0.5m污泥斗以上圆锥部分污泥容积： 式中：沉淀池底部圆锥体体积（）； 沉淀池底部圆锥体高度（m）； R沉淀池半径（m）； r沉淀池底部中心圆半径（m）。设计中取，r=1m沉淀斗总容

42、积6、沉淀池总高度式中 H沉淀池总高度（m）； 沉淀池超高（m），一般采用0.30.5m； 缓冲层高度（m），一般采用0.3m；污泥部分高度(m),一般采用污泥斗高度与池底坡度i=1%的高度之和。设计中取 ，7、进水集配水井辐流沉淀池分为两组，在沉淀池进水端设集水井，污水在集配水井部的配水井平均分配，然后流进每组沉淀池。配水井的中心管径式中：配水井内中心管直径（m）； 配水井内中心管上升流速（m/s）,一般采用0.6m/s.设计中取配水井中心管内污水流速=0.6m/s配水井直径式中:配水井直径（m）； 配水井内污水流速（m/s）,一般取v=0.20.4m/s 设计中取=0.2m/s8、进水管及

43、配水花墙沉淀池分为两组，每组沉淀池采用池中心进水，通过配水花墙和稳流罩向池四周流动。进水管采用钢管，管径DN600,管内流速0.60m/s，水力坡度i=0.837，进水管道顶部设穿孔花墙处管径为900mm。沉淀池中心管配水采用穿孔花墙配水，穿孔花墙位于沉淀池中心管上部，布置6个穿孔花墙配水，穿孔流速式中：穿孔花墙过孔流速（m/s），一般采用0.20.4m/s； 孔洞的宽度（m）； 孔洞的高度（m）； 孔洞数量（个）。设计中取=0.3m,=0.8m,=6个穿孔花墙向四周辐射平均布置，穿孔花墙四周设稳流罩，稳流罩直径3.0m,高2.0m，在稳流罩上平均分布100mm的孔洞300个，孔洞的总面积为稳

44、流罩过水断面的33%。9、出水堰沉淀池出水经过双侧出水跌落进入集水槽，然后汇入出水管道排入集水井。出水堰采用双侧90°三角形出水堰，三角堰顶宽0.16m，深0.08m，间距0.05m，外侧三角堰距沉淀池内壁0.4m，三角堰直径19.2m，共有287个三角堰。内侧三角堰距挡渣板0.4m，三角堰直径18.0m，共有269个三角堰。两侧三角堰宽度0.6m，三角堰堰后自由跌落0.10.15m，三角堰有效水深为式中：三角堰流量（）； 三角堰水深（m），一般采用三角堰高度的1/22/3.三角堰堰后自由跌落0.15m，则堰水头损失0.192m。 10、堰上负荷式中：堰上负荷，一般小于2.9； 三角

45、堰出水渠道平均直径（m）。 11、出水挡渣板三角堰前设有出水浮渣挡渣板，利用刮泥机桁架上的浮渣刮板收集。挡渣板高出水面0.15m，伸入水下0.5m，在挡渣板旁设一个浮渣收集装置，采用管径DN300mm的排渣管排出池外。 12、出水渠道出水槽设在沉淀池四周，双侧收集三角堰出水，距离沉淀池内壁0.4m，出水槽宽0.6m，深0.7m，有效水深0.50m，水平流速0.83m/s。出水槽将三角堰出水汇集送入出水管道，出水管道采用钢管，管径DN1000mm，管内流速v0=0.63m/s,水力坡度i=0.479。 13、刮泥装置沉淀池采用周边传动刮泥机，周边传动刮泥机的线速度为23m/min，刮泥机底部设有

46、刮泥板，将污泥推入污泥斗，刮泥机上部设有刮渣板，将浮渣刮进排渣装置。图4-3辐流沉淀池剖面图14、排泥管沉淀池采用重力排泥，排泥管管径DN300mm，排泥管伸入污泥斗底部，排泥静压水头采用1.2m，连续将污泥排出池外贮泥池内。5 污水的生物处理5.1 设计参数1、水力停留时间工艺的水力停留时间t一般采用68h，设计中取t=8h.2、曝气池内活性污泥浓度曝气池内活性污泥浓度Xv一般采用20004000mg/L，设计中取Xv=3000mg/L.3、回流污泥浓度式中：Xr回流污泥浓度（mg/L）； SVI污泥指数，一般采用100； R系数，一般采用r=1.2。4、污泥回流比式中：R污泥回流比；回流污

47、泥浓度（mg/L），=0.75×12000=9000mg/L. 则解得R=0.55、TN去除率式中: TN去除率（%）； 进水TN浓度（mg/L）； 出水TN浓度（mg/L）则6、内回流倍数式中：内回流倍数。，设计中取为140%5.2 平面尺寸计算1、总有效容积V=Qt式中：V总有效容积（）； Q进水流量（）； T水力停留时间,取8h设计中取Q=20361.6×1.4=28506.24 V=Qt=28506.24×8/24=9502.08厌氧、缺氧、好氧各段内水力停留时间比值为1:1:3，则每段的水力停留时间分别为：厌氧池内水力停留时间=1.6h；缺氧池内水力停留

48、时间=1.6h；好氧池内水力停留时间=4.8h。 2、平面尺寸曝气池总面积式中：A曝气池总面积（）； H曝气池有效水深（）。设计中取h=4.2m每组曝气池面积式中：A每座曝气池表面积（）； N曝气池个数。设计中取N=2每组曝气池共设5廊道，第一廊道为厌氧段，第二廊道为缺氧段，后三个廊道为好氧段，每廊道宽7.0m，则单组曝气池长：（取33m）厌氧-缺氧-好氧池的平面布置如图5-1所示图5-1 厌氧-缺氧-好氧池平面布置图5.3 剩余污泥量1、降解BOD产生的污泥量式中：进入生物池BOD浓度，初沉池对BOD的去除率按20%计算； =（1-20%）×194.68=156mg/L 出水BOD

49、浓度，取21 mg/L； 2、内源呼吸分解泥量式中：曝气池内活性污泥浓度，设计中取3000mg/L； B污泥自身氧化系数（）,一般采用0.050.1，设计中取0.07。3、不可生物降解和惰性悬浮物（NVSS），该部分占TSS约50%，则式中：进入生物池SS浓度，其中认为初沉池对BOD的去除率按50%计算； =（1-20%）×265.06=212mg/L 出水SS浓度，26.5mg/L4、剩余污泥量5、污泥龄，取19天(符合1525天)污泥稳定，无须消化。5.4 曝气系统设计计算1、设计需氧量AOR 取0.420.53,取0.1880.11 最大时需氧量最大需氧量与平均需氧量之比为0.87 每日去除的BOD值=20361.6×（0.212-0.021）=3889.07kg/d 去除每1kg的需氧量=6220.5/3889.07=1.60kgO2/Kg2、标准供气量采用鼓风曝气，微孔曝气器。曝气器设于池底，距池底0.2m，淹没深度4.0m，氧转移效率EA=20%，计算温度T=25。将实际需氧量AOR换算成标准状态下的需氧量SOR其余参数意义同前，查附率录十二得水中溶解氧饱和度：Cs（20）=9.17 mg/L Cs（25）=8.38 mg/L空气扩散器出口处绝对压为