城市污水处理系统设计毕业设计论文

1、中州大学毕业设计论文题目：城市污水处理系统设计学生姓名指导教师班 级环境监测与治理技术1班专 业环境监测与治理技术学 院化工食品学院目 录 TOC o 1-2 h z u HYPERLINK l _Toc228537724 摘 要 PAGEREF _Toc228537724 h 5 HYPERLINK l _Toc228537725 ABSTRACT PAGEREF _Toc228537725 h 6 HYPERLINK l _Toc228537726 引 言 PAGEREF _Toc228537726 h 7 HYPERLINK l _Toc228537727 1格栅设计 PAGEREF _

2、Toc228537727 h 11 HYPERLINK l _Toc228537728 设计说明 PAGEREF _Toc228537728 h 11 HYPERLINK l _Toc228537729 设计计算 PAGEREF _Toc228537729 h 11 HYPERLINK l _Toc228537730 2 污水提升泵站设计 PAGEREF _Toc228537730 h 13 HYPERLINK l _Toc228537731 2.1 设计说明 PAGEREF _Toc228537731 h 13 HYPERLINK l _Toc228537732 2.2 设计选型 PAGER

3、EF _Toc228537732 h 13 HYPERLINK l _Toc228537733 3 曝气沉砂池设计 PAGEREF _Toc228537733 h 13 HYPERLINK l _Toc228537734 3.1 设计说明 PAGEREF _Toc228537734 h 13 HYPERLINK l _Toc228537735 3.2 池体设计 PAGEREF _Toc228537735 h 14 HYPERLINK l _Toc228537736 3.3 曝气系统设计计算 PAGEREF _Toc228537736 h 14 HYPERLINK l _Toc228537737

4、 3.4 进水、出水及撇油 PAGEREF _Toc228537737 h 14 HYPERLINK l _Toc228537738 3.5 排砂量计算 PAGEREF _Toc228537738 h 15 HYPERLINK l _Toc228537739 4 提砂泵房与砂水别离器 PAGEREF _Toc228537739 h 16 HYPERLINK l _Toc228537740 5 鼓风机房 PAGEREF _Toc228537740 h 16 HYPERLINK l _Toc228537741 6 调节池的设计 PAGEREF _Toc228537741 h 16 HYPERLIN

5、K l _Toc228537742 6.1 设计说明 PAGEREF _Toc228537742 h 16 HYPERLINK l _Toc228537743 6.2 设计计算 PAGEREF _Toc228537743 h 17 HYPERLINK l _Toc228537744 7 初沉池设计 PAGEREF _Toc228537744 h 18 HYPERLINK l _Toc228537745 7.1 设计说明 PAGEREF _Toc228537745 h 18 HYPERLINK l _Toc228537746 7.2 设计计算如图3 PAGEREF _Toc228537746 h

6、 18 HYPERLINK l _Toc228537747 8 曝气池及其曝气系统的设计 PAGEREF _Toc228537747 h 20 HYPERLINK l _Toc228537748 8.1 曝气池的设计 PAGEREF _Toc228537748 h 20 HYPERLINK l _Toc228537749 8.2 曝气系统的设计 PAGEREF _Toc228537749 h 23 HYPERLINK l _Toc228537750 8.3 空气管的计算 PAGEREF _Toc228537750 h 25 HYPERLINK l _Toc228537751 8.4 空压机的选

7、择 PAGEREF _Toc228537751 h 28 HYPERLINK l _Toc228537752 9 污泥回流系统的设计 PAGEREF _Toc228537752 h 29 HYPERLINK l _Toc228537753 9.1 设计说明 PAGEREF _Toc228537753 h 29 HYPERLINK l _Toc228537754 9.2 回流污泥量的计算 PAGEREF _Toc228537754 h 29 HYPERLINK l _Toc228537755 9.3 剩余污泥量X的计算 PAGEREF _Toc228537755 h 29 HYPERLINK l

8、 _Toc228537756 9.4 复核污泥龄c PAGEREF _Toc228537756 h 31 HYPERLINK l _Toc228537757 10 二沉池的设计 PAGEREF _Toc228537757 h 31 HYPERLINK l _Toc228537758 10.1 设计说明 PAGEREF _Toc228537758 h 31 HYPERLINK l _Toc228537759 10.2 池体设计 PAGEREF _Toc228537759 h 32 HYPERLINK l _Toc228537760 10.3 二沉池固体负荷G PAGEREF _Toc228537

9、760 h 33 HYPERLINK l _Toc228537761 10.4 进水配水槽设计 PAGEREF _Toc228537761 h 34 HYPERLINK l _Toc228537762 10.5 出水渠设计 PAGEREF _Toc228537762 h 34 HYPERLINK l _Toc228537763 10.6 排泥装置与方式 PAGEREF _Toc228537763 h 35 HYPERLINK l _Toc228537764 11 回流污泥泵房 PAGEREF _Toc228537764 h 35 HYPERLINK l _Toc228537765 11.1 设

10、计说明 PAGEREF _Toc228537765 h 35 HYPERLINK l _Toc228537766 11.2 回流污泥泵设计选型 PAGEREF _Toc228537766 h 36 HYPERLINK l _Toc228537767 12 接触消毒池与加氯时间 PAGEREF _Toc228537767 h 36 HYPERLINK l _Toc228537768 12.1 设计说明 PAGEREF _Toc228537768 h 36 HYPERLINK l _Toc228537769 12.2 设计计算 PAGEREF _Toc228537769 h 36 HYPERLIN

11、K l _Toc228537770 四 结语 PAGEREF _Toc228537770 h 38 HYPERLINK l _Toc228537771 参考文献 PAGEREF _Toc228537771 h 39 HYPERLINK l _Toc228537772 致 谢 PAGEREF _Toc228537772 h 40摘 要随着我国社会和经济的高速开展,环境问题日益突出,尤其是城市水环境的恶化,加剧了水资源的短缺,影响着人民群众的身心健康,已经成为城市可持续发 展的严重制约因素。近年来,国家和地方政府非常重视污水处理事业,正以前所未有的速度推进城市污水处理厂的建设。本次主要是城市污水处

12、理厂的设计，处理方法的核心构筑物是生物化处理-曝气池。污水主要经过格栅、沉砂池、初次沉淀池等预处理设备，去除污水中呈悬浮状态的固体污染物，然后经推流式曝气池、二次沉淀池等主要的构筑物，去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质，最后进行消毒投氯。到达规定标准可以进行中水回用或排放。关键词：城市污水处理 处理工艺 沉淀池 沉砂池 回用 ABSTRACTAlthough our country society and the high-speeds developments of economy, the environmental problems get more and more outsta

13、nding day by day, especially the deterioration of the urban water environment, which has aggravated the shortage of the water resource. Influencing the peoples physical and mental health, it has already become the serious restriction factor of sustainable development of the city. In recent years, co

14、untry and local government pay much attention to the sewage disposal, with the quick construction of sewage treatment plants urban for pace. It is mainly a design of the urban sewage treatment plant this time, the key structures of the treatment method are the living beings treatment -Expose to the

15、sun pool. mainly sewage the grid, sink the sand pool, precipitate apparatus of preconditioning such as the pool for the first time, remove and present solid pollutant which suspends the state in the sewage, then the angry pool, Precipitate main structures such as the pool, etc. twice, remove and pre

16、sent colloid and dissolve the organic polluter of the state in the sewage, sterilize and throw the chlorine. Reach and stipulate the standard can carry on the retrieval and utilization of normal water or discharge.Key Words: Sewage disposal of the city Handle the craft Precipitate the pool Sink the

17、sand pool Retrieval and utilization引 言中国是一个干旱缺水严重的国家。淡水资源总量为28000亿立方米，占全球水资源的6，仅次于巴西、俄罗斯和加拿大，居世界第四位，但人均只有2200立方米，仅为世界平均水平的14、美国的15，在世界上名列121位，是全球13个人均水资源最贫乏的国家之一。 扣除难以利用的洪水径流和散布在偏远地区的地下水资源后，中国现实可利用的淡水资源量那么更少，仅为11000亿立方米左右，人均可利用水资源量约为900立方米，并且其分布极不均衡。到20世纪末，全国600多座城市中，已有400多个城市存在供水缺乏问题，其中比拟严重的缺水城市达11

18、0个，全国城市缺水总量为60亿立方米。 据监测，目前全国多数城市地下水受到一定程度的点状和面状污染，呈逐年加重的趋势。日趋严重的水污染不仅降低了水体的使用功能，进一步加剧了水资源短缺的矛盾，对中国正在实施的可持续开展战略带来了严重影响，而且还严重威胁到城市居民的饮水平安和人民群众的健康。另一方面，随着城市和工业的飞速开展，污水、废水的排放量与日俱增。据统计资料，我国城市污水的年排放量已达400多亿立方米，但在我国680多个城市中，仅有200余座在建或建成的污水处理厂，并且在近100个城市中，全国污水处理率只有25%左右。污水的大量排放，导致了水环境的污染和水资源可利用性的降低。根据中国环境保护

19、远景目标纲要的要求，到2021年全国的污水平均处理率为：设市城市和建制镇不小于50%，设市城市不小于60%，重点城市不小于70%。按照?污水综合排放标准?的要求，为了满足出水排放标准，绝大多数城镇污水处理厂都必须二级生化处理或深度处理工艺技术。然而，我国城市平均每100万人才占有1座污水处理厂，而美国等兴旺国家那么为每1万人就占有1座至20世纪70年代末，美国已有城市污水处理厂18000座，英国、法国、德国兴建有70008000座。所以，为了保护环境和充分利用水资源，污水、废水的处理与再用已迫在眉睫，大力兴建污水处理厂势在必行。80年代，随着城市化进程的加快和城市水污染问题日益受到重视，城市排

20、水设施建设有较快开展。国家适时调整政策，规定在城市政府担保还贷条件下，准许使用国际金融组织、外国政府和设备供给商的优惠贷款，由此推动了一大批城市污水处理设施的兴建。我国第一座大型城市污水处理厂天津市纪庄子污水处理厂于1982年破土开工，1984年4月28日竣工投产运行，处理规模为26万m3/d。在此成功经验的带动下，北京、上海、广东、广西、陕西、山西、河北、江苏、浙江、湖北、湖南等省市根据各自的具体情况分别建设了不同规模的污水处理厂几十座。 “八五期间，随着城市环境综合治理的深化以及各流域水污染治理力度的加大，城市污水处理设施的建设经历了一个开展高潮时期。到1995年，我国城市排水系统排水管道

21、长度约为110062km，按效劳面积计算，城市排水管网普及率为64.8。与1990年相比，城市排水管道增加54373km，平均每年增长10874km；城市污水处理厂169座(其中二级生化处理厂116座)，年处理污水17.49亿m3，处理率8.69。与1990年相比，城市污水处理厂增加89座(其中有北京高碑店、天津东郊、石家庄桥西、广州大坦沙、无锡芦村、济南等大中型城市污水处理厂)，平均每年建污水处理厂17座。我国现有城市污水处理厂80以上采用的是活性污泥法，其余采用一级处理、强化一级处理、稳定塘法及土地处理法等。 “七五、“八五、“九五国家科技攻关课题的建立与完成，使我国在污水处理新技术、污水

22、再生利用新技术、污泥处理新技术等方面都取得了可喜的科研成果，某些研究成果到达国际先进水平。同时，借助于外贷城市污水处理工程工程的建设，国外许多新技术、新工艺、新设备被引进到我国，AB法、氧化沟法、A/O工艺、A/A/O工艺、SBR法在我国城市污水处理厂中均得到应用。污水处理工艺技术由过去只注重去除有机物开展为具有除磷脱氮功能。国外一些先进、高效的污水处理专用设备也进入了我国污水处理行业市场，如格栅机、潜水泵、除砂装置、刮泥机、曝气器、鼓风机、污泥泵、脱水机、沼气发电机、沼气锅炉、污泥消化搅拌系统等大型设备与装置。 我国80年代以前建设的城市污水处理厂大局部采用普通曝气法活性污泥处理工艺，由于该

23、工艺主要以去除BOD和SS为主要目标，对氮磷的去除率非常低。为了适应水环境及排放要求，一些污水处理厂正在进行改造，增加或强化脱氮和除磷功能。 AB法污水处理工艺于80年代初开始在我国应用于工程实践。由于其具有抗冲击负荷能力强、对pH值变化和有毒物质具有明显缓冲作用的特点，故主要应用于污水浓度高、水质水量变化较大，特别是工业污水所占比例较高的城市污水处理厂。 目前氧化沟工艺是我国采用较多的污水处理工艺技术之一。应用较多的有奥贝尔氧化沟工艺，由我国自行设计、全套设备国产化，已有成功实例。DE型氧化沟和三沟式氧化沟在中高浓度的中小型城市污水处理中也有应用。采用卡罗塞尔氧化沟工艺的城市污水处理厂大局部

24、为外贷工程。 多种类型的SBR工艺在我国均有应用，如属第二代SBR工艺的ICEAS工艺，属第三代的CAST工艺、UNITANK工艺等。 随着我国对水环境质量要求的提高，修订后的国家?污水综合排放标准?(GB89781996)也越来越严，特别是对出水氮、磷的要求提高，使得新建城市污水处理厂必须考虑氮磷的去除问题。由此开发了改进A/A/O工艺和回流污泥反硝化生物除磷工艺，并已开始在实际工程中应用。如泰安污水处理厂、青岛李村河污水处理厂、天津北仓污水处理厂、北京清河污水处理厂等。 33。 据统计，到2000年底，全国已建设城市污水处理厂427座，其中二级处理厂282座，二级处理率约为15。2000年

25、用于城市污水处理工程建设的总投资约为150亿元。但目前绝大多数小城镇尚未建污水处理设施。随着我国城市化和工业化的开展,城市污水排放量必将大大增加。近20年来,我国城市污水年排放量以每年6%的速度增长,预测到2021年将超过500亿t。据统计现阶段我国城市污水处理率30%,二级处理率15%,工业用水的重复利用率为30%40%,实际可能更低,而兴旺国家为75%80%,甚至已达100%。经预测,如果要在2021年以前根本遏制城市水污染的蔓延趋势,保护城市供水水源,并在2030年以前使水环境有明显改善,2021年全国城市和建制镇的污水平均处理率应不低于50%,重点城市的污水处理率不低于70%;2030

26、年城市污水的有效处理率必须到达80%以上。否那么我国的水污染不仅不能得到控制,甚至还要继续扩展。要到达以上目标,我们还要大力兴建城市污水处理厂,提高污水处理率。总之,我国城市污水处理厂的建设和污水回用工程的实施还大有潜力,应给予充分的重视,把它作为解决城市水危机的重要措施来实行。为了到达预期的目标，我们必须设计合理的污水处理系统，选择适宜的工艺流程。本设计采用的是活性污泥法，通过以计算例题的形式，主要对城市污水常规处理工艺中的单元处理设施的工艺设计计算内容和要求进行具体介绍。内容包括调节池、配水池、格栅、沉砂池、初沉池、曝气池、二沉池以及消毒设施等。 选题背景：某城市污水处理厂，进水BOD5=

27、200mg/l，SS=250 mg/l，要求出水BOD5=25mg/l，SS=60 mg/l，日处理污水量20104 m3/h，要求选用活性污泥法处理废水，请进行如下设计与计算。主要内容：污水处理工艺流程的选定；设计污水处理厂曝气池容积，确定曝气池的主要尺寸；计算需氧量，供气量及曝气系统的设计；其他相关设计。1格栅设计 由于不采用池底空气扩散器形成曝气，故格栅的截污主要对水泵起保护作用，拟采用中格栅，而提升水泵房选用螺旋泵，为敞开式提升泵，为减少栅渣量，格栅条间隙已拟定为25.00mm。设计流量：平均日流量Qd =2105m3/d=2.31 m3/s取总变化系数Kz=1.2，那么最大日流量Qm

28、ax m3/s设计参数：栅条间隙b=25.00mm，栅前水深h=1.2m,过栅流速v=0.6m/s,安装倾角a=75。栅条间隙数n为 n=Qmax0.6)154(条) 栅槽有效宽度B设计采用(15154=5.38(m) 通过格栅的水头损失h1.1 进水渠道渐宽局部的长度为L1。设进水渠宽B1=4.0 m，其渐宽局部展开角度 a1=20，进水渠道内的流速为0.77m/s。 L1=B-B1/2tan a1=(5.38-4.0)/2tan20=1.92(m).2 栅槽与水渠道连接处的渐窄局部长度L2，m L2= L1/2=1.92/2=0.96(m).3 通过格栅的水头损失h1,m h1=(s/b)

29、4/3v2/2gsina(0.01/0.025) 4/32/19.6) sin753=0.038(m).4 栅后槽总高度H，m设栅前渠道超高h2 H=h+h1+h2=1.2+0.038+1.0=2.24(m).5 栅槽总长度L，m L= L1+ L2+1.0+0.5+H1/tana式中，H1为栅前渠道深，H1= h+h2，m/tan75=4.97(m).6 每日栅渣量，m3/d W=86400QmaxW1/1000Kz式中，W1为栅渣量，m3/103 m3污水，格栅间隙为1625mm时，W1=0.10 m3/103 m3污水；格栅间隙为3050 mm时，W1 m3/103 m3污水。本工程格栅

30、间隙为25mm，取W1 m3/103 m3污水。 W=864000.07/(10001.2)=14.01(m3/d)拦截物量大于0.2 m3/d，须机械除污。.7 格栅的选用根据上面计算，选用回转式格栅除污机，优点：可以自动去除污水中的悬浮物。型号：HF1100，五个，设备宽1100mm，耙齿栅度936mm，安装角度70，齿栅运动速度2m/min，栅片间净距10mm，功率175KW，介质最高的温度60。2 污水提升泵站设计2.1 设计说明 对于新建污水处理厂，污水只考虑一次提升。污水经提升后入曝气沉砂池。设计流量Qmax104 m3/h.2.2 设计选型 采用螺旋泵，设计流量Qmax104 m

31、3/h，采用5台螺旋泵，单台提升流量为2000 m3/h。根据上面计算，采用LXB1500型螺旋泵6台，5用1备。该泵提升流量为21002300 m3m2。3 曝气沉砂池设计3.1 设计说明污水经螺旋泵提升后进入平流曝气沉砂池，共两组对称于提升泵房中轴线布置，每组分为两格。沉砂池底采用多斗集砂，沉砂由螺旋螺旋离心泵自斗底抽送至高架砂水别离器，砂水别离通入压缩空气洗砂，污水回至提升泵前，净砂直接卸入自卸汽车外运。 设计流量Qmax= m3/s，设计水力停留时间t=2.0min,水平流速v=0.1m/s,有效水深H10m。3.2 池体设计 曝气沉砂池有效容积V V=Qmaxt260334(m3)共

32、4格，每格有效容积V1=V/4=334/4=83.5( m3)每格池平面面积为Ai= V1/ H1 (m2) 沉砂池水流局部的长度L L=v60=12(m)那么单格池宽B1=Ai每组池宽 B=2B13.3 曝气系统设计计算 m3/( m3h) m3 m3/min穿孔管布置：于每格曝气沉砂池池长边两侧分别设置2根穿孔曝气管，每格2根，共8根。曝气管管径DN100mm，送风管管径DN150 mm。3.4 进水、出水及撇油 污水直接从螺旋泵出水渠进入，设置进水挡墙，出水由另一端淹没出水，出水端前部设出水挡墙，进出水挡墙均为1.5m。在曝气沉淀池会有少量浮油产生，出水端设置撇油管DN200，人工撇除浮

33、油，池外设置油水别离槽井。3.5 排砂量计算 对于城市污水，采用曝气沉砂工艺，产砂量约为 X1 m3/103 m3每日沉砂量Qs为 Qs=QmaxX110510-5 (m3/d)(含水率P=60%)那么存砂所需容积V=Qs m3)折算为P=85.0%的沉砂体积为 (m3)0.5m2砂斗总容积为 V=822+2.50.5)/3=51.6(m3)每组曝气沉砂池尺寸为 LB详见图14 提砂泵房与砂水别离器选用直径0.5m钢制压力式旋流砂水别离器2台，一组曝气沉砂池1台。砂水别离器外形高度H1 m，入水口离地面相对高程为11.0 m，那么抽砂泵静扬程为H0=2O,砂水别离器入口的压力为H22O那么抽砂

34、泵所需扬程为 H= H0+ H2=14.5+10.0=24.5mH2O每组曝气沉砂池设提砂泵房1座，配2台提砂泵，1用1备，共4台。选用螺旋离心泵，Q40.0 m32O,电动机功率为N11.0kW。提砂泵房平面尺寸：Lm25 鼓风机房砂水别离后，通入气水混合液洗砂，气和水分别冲洗或联合冲洗。气和水的冲洗强度均为10L/( m2s),那么用气量为1.1 m3/min。 m3/min选用TSO-150罗茨鼓风机3台，2用1备，单台Qa15.9 m3/min, P19.6kPa, N11.0kw 。4.5m26 调节池的设计6.1 设计说明根据生产废水的排放规律，后续处理构筑物对水质水量稳定性的要求

35、，调节池停留时间去2.0h。调节池采用半地下式，便于利用一次提升的水头，并便于污泥重力排入集泥井，并有一定的保温作用，由于调节池内不安装工艺设备或管道，考虑土建结构可靠性高时，故障少，只设一个调节池。6.2 设计计算调节池有效容积 V=TQH2105/24=4166.67 m3调节池规格 4m12m25m3.5m V有=4200 m3调节池设污泥斗4个， 每斗上口面积20m18m，下口面积11m2。，泥斗倾角45，泥斗高3m。每个泥斗容积 Vi=h/3(S1+S2+)=3.5/3(202+1+ (m3)泥斗容积共V=4Vi=4(m3)调节池每日沉淀污泥重为W=25040%2105=2107g=

36、20(t)湿污泥体积为V2=20/2.5%=800(m3)(设污泥密度为1t/ m3)泥斗可存约2天污泥。调节池最高水位设置为+3.00m, 超高为0.50m，顶高为3.50m。 最高水位-0.50 m，池底标高-3.20 m。调节池出水端设吸水段。调节池设计计算见图2 图2 调节池工艺计算图7 初沉池设计本设计选用辅流式沉淀池7.1 设计说明Qmax m3/s,Kz=1.2,SS1=250mg/l,SS2=60 mg/l7.2 设计计算如图3 沉淀局部水面面积F，m2。F= Qmax/nq式中Qmax-最大设计流量，m3/h,2105/24=10000(m3/h)； N=池数，个，取n=2个

37、； q外表负荷，m3/m2h, 取q=2 m3/m2h。那么： F=10000/(22)=2500(m2) 池子直径D，m D=56.53m取D=57 m 有效水深h2,m h2= qt式中，t为沉淀时间，h，取t=2.5 h。 h2=22.5=5m 沉淀池总高度.1 每天污泥量V，m3 V=SNT/1000n式中，S每日每人污泥量，L/(人d),一般取0.30.8，取S= 0.5L/(人d)； N设计人口数，N=1000000人； T两次去除污泥间隔时间，d，采用机械刮泥，取T=4h。10000004/(10002 (m3).2 污泥斗容积V1，m3 V1=h5/3(r 12+ r 1 r

38、2+ r 22) 式中，h5-污泥斗高度，m r 1污泥斗上部半径，m，取r 1=2.0 m r2污泥斗下部半径，m，取r 2=1.0 m h5=r1- r21.0)tan60=1.73(m) V11.73/3(22+21+12(m3).3 污泥斗以上圆锥体局部容积V2，m3 V2=h4/3(R2+R r1+ r12)式中，h4底坡落差，m； R池子半径，m。 h4=R- r10.05=(25-2)0.05=1.15(m)因此，池底可贮污泥的体积为： V21.15/3252+252+22 (m3)共可贮存污泥体积为： V1+ V2=12.68+817.29=829.97 (m3(m3)(可见池

39、底有足够的容积).4 沉淀池总高度H，m H=0.5+5+0.7+0.5+1.73=8.43(m) 沉淀池周边高度为： H1+h2+h3=0.5+5+0.7=6.2(m) 径深比拟核D/h2=57/5=11.4,在612范围内，满足条件。 采用机械刮泥根据上面计算，选用某设备制造厂的周边传动式刮泥机全桥式。型号是RRN-57.0-2/2-S/S。刮泥机的主要技术性能参数有：池径57m；周边线速23m/min；单边功率0.75kw(为普通减速机拖动的刮泥机)；周边单个轮压35kN。8 曝气池及其曝气系统的设计8.1 曝气池的设计 确定污泥负荷率由于进入污水厂的污水为城市污水，选定完全变化系数Kz

40、=0.0196，原污水的BOD5值L0为200mg/l,经初次沉淀处理后，按BOD5值降低25%计算，那么进入曝气池的污水其BOD5值LaLa=2001-25%=150mg/l计算去除率，首先计算处理水中非溶性BOD5值，即 BOD5aCe式中，Ce处理水中悬浮固体浓度，取值为25 mg/l； b微生物自身氧化率，一般介于0.050.1之间，取值0.09； Xa活性微生物在处理水中所占比例，取值0.4。带入各值 BOD56.4mg/l处理水中溶解性BOD5值为 25-6.4=18.6mg/l去除率 =0.876=87.6%取f=0.75(f混合液中挥发性悬浮固体浓度MLVSS与悬浮固体浓度ML

41、SS之比；对于生活污水，其值常在0.75左右)。 Ns=KzLef/0.32KgBOD5/KgMLSSdNs污泥负荷率，KgBOD5/KgMLSSd；Le出水有机物浓度，mg/l。确定污泥浓度根据Ns值相应的SVI=100，可得曝气池污泥浓度为 X=4000mg/l 确定曝气池容积 V=Q La/ LaX=2105 (m3) 确定曝气池主要尺寸取池深H=5 m，设4组曝气池，每组池面积为 A1=V/nH= /(41172(m3)取B=8 m，B/H=8/5=1.6(在12之间，符合要求)，那么池长为 L= A1/B=1172/8=146.5m取L=110,符合要求。设曝气池为三廊道式，每条廊道

42、长为 L=L/3=150/3=50m m，故总高度为H0=5+0.5=5.5 m曝气池平面尺寸见图图4 曝气池平面尺寸 进水方式为使曝气池在运行中具有灵活性，在进水方式上设计成既可集中从池首进水，按传统活性污泥法运行;又可沿配水槽分散多点进水，按阶段曝气法运行。 在面对初次沉淀池的一侧，在每组曝气池一端进水口处设回流污泥井，井内设污泥空气提升管。回流污泥由污泥泵站送入井内，由此通过空气提升器回流曝气池。8.2 曝气系统的设计 平均需氧量R =aQLr+bVXvR曝气池混合液需氧量，Kg/d；a氧化每千克BOD所需氧的千克数；Q污水日流量，m3/d；QLr有机物降解量Kg/d，Lr= LaLe

43、；b污泥自身氧化率l/d,即每千克污泥每天所需氧的千克数； VXv混合液挥发性悬浮固体量；Xv挥发性悬浮固体浓度。查表可得，a=0.53，b 2105234382500=22345.45Kg/d=931.06Kg/h每日去除的BOD5= QLr/1000= 2105150/1000=30000Kg/d去除每千克BOD的需氧量=/30000=0.75 KgO2/KgBOD5，接近于经验数值。 最大需氧量 O2max=+24=1196.06Kg/h最大需氧量与平均需氧量之比 O2max/O2 供气量m，故淹没水深为2.5m，计算温度定为30，当水温为20时溶解氧饱和浓度Cs(20)=9.2mg/l

44、; 当水温为30时溶解氧饱和浓度Cs(30)=7.6mg/l。空气扩散管出口处绝对压力Pb105103105(pa),空气离曝气池时氧的百分比为Qt=21(1-EA)/79+21(1-EA)100%=21(1-0.12)/79+21(1-0.06)=19%式中，EA空气扩散管的氧转移效率，取EA=12%。曝气池中平均溶解氧饱和浓度为按最不利条件考虑Csm(30)= CsPb105) + Qt/42=7.6(1.425/2.206+19/42)=8.78(mg/l),Csm(20)=10.2(mg/l)20脱氧清水的充氧量按R0=R Csm(20)/aCs(T)-ClT-20计算式中，Csm(2

45、0)、Csm(T)20时和实际温度T氧饱和浓度，mg/l； Cl水中实际溶解氧浓度，mg/l；T水温，；a、修正系数，其值分别表示为a=污水中的Klaw/清水中的Kla,( Klaw为污水中氧的总转移系数，Kla为污水中氧的总转移系数)；=污水中的Csw/清水中的Cs；=实际气压pa105pa。对于鼓风曝气池，Cs值应取扩散器出口和曝气池混合液外表两处溶解氧浓度的平均值Csm； Csm= CsPb105) + Qt/42式中，Cs大气压下水中氧饱和浓度，mg/l； Pb扩散器出口处绝对压力，pa； Qt气泡离开水面时氧的百分比，%； Qt=21(1-EA)/79+21(1-EA) 100% E

46、A扩散器的氧转移系数。取a=0.82，=0.95，Cl=1.5 mg/l， R0=R Csm(20)/aCs(30)-Cl30-208.78-1.51.219=1388.80(kg/h)相应最大时需氧量的R0max=1777.77 (kg/h)曝气池的平均供气量为 Gs=O2A=1389104( m3/h)相应最大供气量为 Gsmax=104( m3/h)去除每千克BOD5的供气量为 =30.88m3空气/ kg BOD5每立方米污水的供气量为 =4.63m3空气/ m3污水本系统采用空气在回流污泥井提升污泥，空气量按回流污泥量的5倍考虑，污水回流比R=50%，因此，所需空气量为 104 (

47、m3/h)总需气量 GST104104104( m3/h)8.3 空气管的计算按图4所示的曝气池平面图，布置空气管道，在相邻的两个廊道的隔墙上设一根干管，共6根干管。在每根干管上设5对配气竖管，共十条配气竖管。全曝气池共设60条配气竖管。每根竖管的供气量为 =1170m3/h曝气池平面面积为： 9650=4800m3每个空气扩散管的效劳面积按1.5 m2计，那么所需空气扩散管的总数为： =3000个每个扩散器的配器量为 =23.4m3/h将空气扩散管和已布置的空气管路绘制成空气管路计算草图见图5及图6 图5 空气管路计算图1图6 空气管路计算图2选择一条从鼓风机房开始的最远最长的管路作为计算管

48、路。在空气流量变化出设计算节点，统一编号后列表进行空气管道计算。空气干管和支管以及配气竖管的管径，根据通过的空气量和相应的流速可查表确定，计算结果列入计算表第5项。空气管路计算表管段编号管段长度l/m空气流量Q()空气流速管径配件管件当量长度管段计算长度压力损失9.8 Pa12345678910171632弯头一个161532三通一个151432三通一个141332三通一个131211732三通一个 异径管一个121123450三通一个 异径管一个111046880四通一个 异径管一个1091170125弯头三个，闸门一个，三通一个982340150四通一个异径管一个874680200四通一个

49、异径管一个767020200四通一个异径管一个659360200四通一个异径管一个5411700250四通一个 弯头二个，异径管一个4323000300三通一个 异径管一个3241500400三通一个 异径管一个2213472000550四通一个 异径管一个合计空气管路的局部阻力损失，根据配件的类型折算成当量长度损失L0,并计算出管道的计算长度L+ L0m,(L为管道长度)计算结果列入计算表中的第7、8两项。空气管道的沿程阻力损失，根据空气管的的管径Dmm、空气量m3/min、 计算温度和曝气池水深，可通过查表求得，结果列入计算表的的第9项。8项与9项相乘，得压力损失h1+h2，结果列入计算表

50、的的第10项。将10项各值累加，得空气管道系统的总压力损失： 39.8=929.3Pa=0.929KPa网状膜空气扩散其的压力损失为5.88KPa，那么总压力损失为 5.88+0.929=6.809KPa为平安计，设计取9.8 KPa8.4 空压机的选择空气扩散器安装在距曝气池池底0.2m处，因此，空压机所需压力为： P=(4.2-0.2+1.0)9.8=49(KPa)空压机供气量为：最大时：104104 104m3/h=1170m3/min平均时：104104 104m3/h=990m3/min根据所需压力和空气量决定采用选用GM65L，共三台，两用一备。进口流量：1100m3/h,进口压力

51、:0.098MPa,进口温度:20,排气压力0.17MPa，轴功率1351KW,电机功率1600KW,电机型号:YK2000-2/9909 污泥回流系统的设计9.1 设计说明 该污水厂设计采用周边进水周边出水辐流沉淀池。设计流量Q=2105m3/d104 m3/h；外表负荷q=1.3m3/(m2h)；固体负荷qs=200-250kgSS/( m2d)；水力停留时间T=2.0 h设计污泥回流比R=50%9.2 回流污泥量的计算回流污泥量QR，其值QR=RQ Xr= X=4000mg/l R=X/( Xr-X)=50% QR1.22=5083.33(m3/h)9.3 剩余污泥量X的计算剩余污泥由生

52、物污泥和非生物污泥组成。生物污泥由微生物的同化作用产生，并因微生物的内源呼吸而减少。非生物污泥由进水悬浮物中不可生化局部产生。活性污泥产率系数Y=0.6，剩余生物污泥Xv计算公式 Xv=YQ-KdVf式中，Kd为活性污泥自身氧化系数，Kd与水温有关。水温为20时，Kd20=0.06，根据?室外排水设计标准?GBJ1419871997年版的有关规定，不同水温时，应进行修正。本例中污水温度夏季T=25，冬季T=10。Kd25= Kd20T-2025-20-1Kd10= Kd20T-20=0.0610-20-1夏季剩余污泥量Xv252010423438=12393.06 (Kg/d)冬季剩余污泥量X

53、v102010423438=15393.13 (Kg/d)剩余非生物污泥量Xs计算公式 XS=Q1-fbf式中，曝气池设计进水SS，m3/d，设=160 mg/l； fb进水VSS中可生化局部比例，设fb=0.7。Xs=Q1-fbf=201040.75=11590Kg/d夏季剩余污泥量 X25=Xv25+ Xs=12393.06+1159023683Kg/d夏季剩余污泥量 X10=Xv10+ Xs=15393.13+1159026983Kg/d9.4 复核污泥龄c夏季污泥龄c25 c25=XVf/1000X25=4000234380.75/(100026683)=3(d)夏季污泥龄c25 c1

54、0=XVf/1000X10=4000234380.75/(100026983)3(d)复核结果说明，无论冬季或夏季，污泥龄都在允许范围内。10 二沉池的设计10.1 设计说明 对于大规模的城市污水处理厂，一般在设计沉淀池时，选用平流式和辅流式沉淀池。为了使沉淀池内水流稳定如防止横向错流、异重流对沉淀的影响、出水束流等、进出水配水更均匀、存泥排泥更方便，常采用圆形辅流式二沉池。向心式辅流式沉淀池，采用周边进水、周边出水，多年来的实际和理论分析，认为此种形式的辅流沉淀池，容积利用系数比普通沉淀池高17.4%,出水水质也能提高20.0%24.2%以出水SS和BOD5指标衡量。该污水厂设计采用周边进水

55、周边出水辅流沉淀池。设计流量Q=2105m3/d=8333.33 m3/h外表负荷q=1.0 m3/(m2h)固体负荷qs=200250kgSS/( m2d)水利停留时间T=2.0 h设计污泥回流比R=50%10.2 池体设计 沉淀池外表积A A=Q/q=8333.33/1=8333.33( m2)设共建四座二沉池，每座曝气池对应一座二沉池，每座二沉池的外表积Ai为 Ai=8333.33/4=2083.33m3) 二沉池直径D D=51.52 m m 池体有效水深H1 二沉池有效水深为 H1 = qTm 存泥区所需容积Vw曝气池中污泥浓度X=4000mg/l,设计污泥回流比采用R=50%，那么

56、回流污泥浓度为Xr = 12000 mg/l(Xr=X)。为保证污泥回流的浓度，污泥在二沉池的存泥时间不宜小于2.0h，即Tw=2.0h。二沉池污泥区所需存泥容积Vw为 Vw = 2Tw1+RQX/(X+Xr) = 22(1+0.50)4000/(12000+4000) =12500(m3) 存泥高度H2 每座二沉池存泥区容积Vw1 Vw1 = Vw/4=12500/2=3125(m3)那么存泥区高度H2为 H2= Vw1/Ai=4350/2083.33=1.5m 二沉池总高度H 取二沉池缓冲层高度H3=0.4 m，二沉池超高为H4=0.5 m,那么二沉池总高度H为H=H1+H2+H3+H4

57、=2.0+1.5+0.4+0.5=4.4m设计二沉池底坡度i=0.01,那么池底坡降为H5=D-2.5/20.01=0.25(m),池中心总深度为 =H+ H5(m)池中心污泥斗深度为H6=0.98m，那么二沉池总深度H7为 H7=+ H6=4.65+0.98=5.53m校核径深比 二沉池直径与水深之比为 D/( H1+H3二沉池直径与池边总水深之比为 D/( H1+H2+H3符合要求。二沉池设计见图图7 二沉池工艺设计图10.3 二沉池固体负荷G 二沉池固体负荷G按下式计算 G=1+RQX/A当R=0.51.0时，G分别为 G12105/8333.33=144kgSS/(m2d) G1210

58、5/8333.33=192kgSS/(m2d)介于144192 kgSS/(m2d)之间，符合要求。10.4 进水配水槽设计 采用环形平底配水槽，等距设布水孔，孔径100mm，并加100mmL150mm短管。配水槽底配水区设挡水板，高0.8 m。配水槽配水流量Q=1+RQh8333.33=14583.33(m3/h)=4.05(m3/s) 。设配水槽宽1.0 m，水深1.2 m，那么配水槽流速为 u14)=0.84(m/s)设100配水孔孔距为S=1.10 m那么配水孔数量为 n=(D-1)/S=(52-1)/1.10=145.58(个)取n=146个，那么实际S=1.10 m配水孔眼流速为u

59、2 u2=Q/(4nd 3)=4.05/(41462)=0.88(m/s)槽底环形配水区平均流速u3 u3=Q/nLB=Q/n(D-1.0)B=4.05/146(52-1)10-4(m/s)环形配水平均速度梯度G G=1/2=()1/2s-130s-1 104105符合要求。10.5 出水渠设计 池周边设出水总渠一条，另外距池边2.5 m处设溢流渠一条，溢流渠与出水总渠设辐射式流通渠，在溢流渠两侧及出水总渠一侧设溢流堰板。出水总渠宽1.0m,水深1.2 m。出水总渠流速v1=Q/4hb=2.31/(4)=0.48(m/s)出水堰溢流负荷q=2.0L/(ms)那么溢流堰总长为L1000/2.0=

60、1155m每池溢流堰长度需要 Li5289m出水总渠及溢流渠上三条溢流堰板总长为 52-4.0+22=445.88m每堰口长150mm，共设2973个堰口，单块堰板长3.0 m，共149块。每堰堰口流量为Qi Qi=Q/4n=2.31/(4297310-4(m3/s)每堰水头h H=()10-4/1.4)=0.029(m) m之间。10.6 排泥装置与方式 为降低池底坡度和池总深，拟采用机械排泥，刮泥机将污泥送至池中心，再由管道排出池外。根据上面计算，本二沉池选用周边传动刮泥机，型号C G52BI型支墩式双周边传动刮泥机，主要参数性能：周边线速度2.0r/min，驱动功率为1.5kw。这种机型