上海市15万吨日污水处理厂设计计算书

1、哈 尔 滨 理 工 大 学水污染控制工程课 程 设 计 题 目：上海市15万吨/日污水处理厂设计 学 院： 化学与环境工程学院 班 级: 姓 名： 指导教师： 2013年 12月 27日目 录 I目 录TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc27934 第1章 绪 论 第1章 绪 论1.1设计目的及任务1.1.1设计目的本设计是水污染控制工程教学中一个重要的实践环节，是学生了解废水处理工程设计的一般步骤和基本程序，在设计中学习、巩固和提高工程工程设计理论与解决实际问题的能力；熟悉城市污水处理方案、选择工艺流程的基本原则；深化对本课程中基本概念、基本原理和基本设计计算方法的理

2、解和掌握；了解各种处理工艺和方法在工艺流程中的作用，相互联系和关系以及适用条件、处理效果的分析和比较；了解设计计算书的基本内容和编制方法，初步训练学生查阅技术文献、资料、手册、进行工程的基本计算、工艺设计和制图能力。通过本次课程设计训练是学生具备独立进行城市污水处理厂的工艺选优和技术设计的基本能力，初步具备编制工程设计文件，加强学生对水污染控制工程的综合理解和实际应用能力。1.1.2设计任务正对所给要求，结合上海市所处地理、地势、气候环境等因素，通过对各种工艺的对比确定该城市污水处理厂最佳工艺流程及处理构筑物或设备的类型与数量，进行处理构筑物及设备的工艺设计计算。1.2设计资料1.2.1城市概

3、况上海是中国最大的工商业城市和著名的国际都会，最重要的产业为商贸流通、金融、信息、制造等。上海是中国的铁路与航空枢纽，其港口为世界最大的集装箱港。上海正在致力于建设成国际金融中心、国际航运中心。地处中国漫长海岸线的中心，世界第三大河、亚洲第一大河长江入海口以及长江三角洲城市群龙头核心。地理位置经度纬度：纬度31.20N、经度 121.21E。上海总面积6340.5平方公里，其中陆地面积6218.65平方公里，长江口水域面积1107平方公里，滩涂面积376平方公里。截止至2012年6月，上海城镇人口占总人口的98.4%。上海人口密度为每平方公里4704.11人，是中国人口密度第四的城市，次于澳门

4、、香港、深圳。上海属亚热带湿润季风气候，四季分明，1月份最冷，平均气温为4.9，通常7月份最热，平均气温30.9。1.2.2设计规模污水处理厂位于上海市，要求处理水量为近期：15万吨/日、远期：15万吨/日。故建设规模拟定为15万吨/日。1.2.3进、出水水质该厂污水排入水体前要求达到国家城镇污水污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）一级A级标准处理程度。表1-1 进、出水水质COD(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)NH3-N(mg/L)TN(mg/L)TP(mg/L)pH进水水质40026020040502.878出水（一级A）5010105150.569第2章

5、工艺方案确定2.1国内常见污水处理工艺2.1.1传统活性污泥法传统活性污泥法是指以活性污泥作为主体对废水进行生物处理的一种方法。主要操作：向废水曝气一段时间后，经好氧性的微生物繁殖形成了污泥状絮凝物，其吸附能力与氧化能力很强。BOD去除率高；处理所需的动力费用低。不足：设备较庞大需要停留的时间过长，要不断增加各式各样的构筑物，以致增加处理厂的面积，加大管理难度等。2.1.2间歇式活性污泥法间歇式活性污泥法与传统活性污泥法不同的是其设备较简单小型，主要操作：选择一个处理池进行污水的曝气沉淀排出处理。该方法能使池内流态清晰，运行管理便捷，还可实现无人运转；同时，该方法的缓冲能力较好，具有稳定的处理

6、性能，不但可以除去有机物与悬浮固体，且所取得的脱氮效果较好。间歇式活性污泥法的代表方式：一般是设置两个曝气沉淀池，之后对其连续注入混合污水，再分别错开1/2个周期进行运转，每个周期为6 h，多次进行。2.1.3 A/O工艺A/O工艺有两类：缺氧有氧工艺与厌氧好氧工艺，是一种生物脱氮除磷的污水处理技术。传统生物脱氨的过程中，反硝化菌作为一种异养性细菌，必须有足够的碳源充当其生命能源才能保证完成反硝化过程，但污水在进行了好氧硝化反应之后，水中的有机物浓度大大降低，已不符合参加反硝化反应的条件，所以，以往的生物除磷脱氮工艺需在缺氧单元之前投入甲醇，才能保证有机碳源的充足。A/O工艺则与传统的生物除磷

7、脱氮工艺不同，该工艺是将好氧单元放至缺氧单元之后，将水中的有机物当作碳源，该过程也称为前置反硝化，之后再利用混合液将亚硝酸盐与硝酸盐带至缺氧单元。2.1.4 A2/O工艺A2/O工艺也称厌氧-缺氧-好氧法，具体是指在A/O工艺的缺氧池之前多设一厌氧区，使沉淀池内的回流污泥以及进水先在厌氧区进行除磷反应，再进入缺氧区。由于好氧区具有较强的消化功能，待好氧区内的混合液回流至缺氧区，则会促使其发生反硝化脱氮反应!2.1.5 AB工艺AB工艺是吸附生物讲解法的缩写，由传统的活性污泥法转型改进而成，该方法比一般的活性污泥法有着许多方面的优越性，如：能有效处理浓度较高的城市污水降解较难的工业废水等，该工艺

8、的主要操作：将传统活性污泥法中的曝气池一分为二，分别是A段与B段，其中A段主要起吸附吸收有机物的作用，B段则主要起吸收、氧化有机物的作用。2.1.6间歇式活性污泥法（SBR法）SBR法是一种古老的工艺，最初是在一个池中间歇进水、间歇曝气，然后沉淀、排水、排泥，处理工序相当简单。若采用延时曝气的SBR法，还可省去污泥消化、沼气贮存利用工序，整个污水厂只需要几个构筑物。目前，我国在一些规模不大的城市污水厂应用，规模为10000m3/d以下，但由于其突出的简易特点，已显示出管理简单、运行稳定等优点，逐渐引起人们广泛的重视。该工艺工艺简单，且对水量水质的变化有很强的适应性，可以省去调节池，不存在污泥膨

9、胀的危险，污泥沉降性好，可以脱氮除磷，出水水质好，占地省，在一定规模下造价省，运行费用低。不足：进水、曝气倒换频繁，且由于排出装置，国内尚未形成该工艺，发展有一定限制，还未能推广。2.1.7氧化沟法氧化沟平面形状多为椭圆形，使用定向控制的曝气和搅动装置，向混合液传递水平速度，从而使被搅动的混合液在氧化沟闭合渠道内循环流动。同时采用多点或非全池曝气方式，沟内存在明显的溶解氧浓度梯度，形成厌氧-缺氧-好氧的工艺流程环境。具有明显的溶解氧浓度梯度，适用于硝化反硝化生物处理工艺，沟内功率密度的不均匀配备，有利于氧的传质，液体混合和污泥絮凝。具有工艺流程简单、运行稳定、运行方式灵活、管理方便、构筑物少、

10、处理费用低、耐冲击负荷能力强等优点。不足：当废水中碳氧化合物较多时，pH偏低，Do不足时易发生污泥膨胀，易出现污泥上浮问题。2.1.8氧化塘工艺氧化塘工艺构造十分简单维护与管理方便水体净化结果较好能源损耗小。该工艺在处理污水时，其过程与自然水体的自净过程十分相似，先是污水在氧化塘内缓缓流动贮存，再利用微生物进行的代谢活动，让有机污染物进行讲解，最后实现净化的目的!据有关资料显示，该工艺在众多国家中都得到了较广泛的应用，主要是因为它具有许多显著的优势: 能够因地制宜，工程简单容易，且基建投资较少；水体净化效果较好，提高资源的利用率，所需成本较低等。2.1.9小结目前我国污水处理工艺的应用正是处于

11、一种百花齐放的状态，即各种污水处理工艺在我国都得到了一定规模的应用。其中以A/O、A2/O及其变形工艺、氧化沟、SBR为主。且各种工艺结合起来应用的例子越来越多优势互补的效果也比较明显，相信在未来会成为一种趋势。但到目前为止对活性污泥法在运行方式上还没有大的突破，往往是一些局部的改进。但在曝气方式上取得了较大的进展，活性污泥法的另一个发展趋势是朝多功能方向发展，如培养或驯化专用细菌等!总之具有脱氮除磷、产泥量少且污泥达到稳定高效率低投入低运行成本成熟可靠且能适用于小城镇污水处理的的工艺将是工艺选择的首选并成为工艺改进与研究的导航仪。2.2常用基本工艺流程1. 按原理可分为物理处理法、化学处理法

12、和生物处理法三类。(1) 物理处理法：利用物理作用分离污水中呈悬浮状态的固体污染物质的处理方法，主要有筛滤法（格栅、筛网），沉淀法（沉砂池、沉淀池）、气浮法，过滤法（快滤池、慢滤池等），反渗透法（有机高分子半渗透膜）等。(2) 化学处理法：利用化学反应分离污水中的污染物质的处理方法，主要有中和、电解、氧化还原和电渗析、气提、吸附、吹脱、萃取等。(3) 生物处理法：利用微生物的代谢作用，使污水中呈溶解性、胶体状态的有机污染物转化为稳定的无害物质的处理方法(主要可分为两大类：利用好氧微生物作用的好氧氧化法和利用厌氧微生物作用的厌氧还原法。好氧氧化法广泛用于处理城市污水，主要有活性污泥法，生物膜法；

13、厌氧还原法主要有厌氧塘，污泥的厌氧消化池等。2. 按照处理程度，可以分为一级、二级和三级污水处理工艺。(1) 一级处理：在污水处理设施进口处设置格栅，主要是采用物理处理法截留较大的漂浮物或悬浮物，以便减轻后续处理构筑物的负荷，使之能够正常运转(沉砂池一般设在格栅后面，也可以设在初沉池前，目的是去除比重较大的无机颗粒(初沉池对无机物有较好的去除效果，一般设在生物处理构筑物的前面。经过一级处理后的污水BOD，一般可去除30%左右，达不到排放标准，只能作为二级处理的预处理。(2) 二级处理：主要去除污水中呈胶体和溶解性状态的有机污染物质，通常采用生物处理法。生物处理构筑物是处理流程中最主要的部分，利

14、用微生物的代谢作用，将污水中呈溶解性、胶体状态的有机污染物转化为无害物质，从而达到排放的要求，一般去除率能达到90%以上，有机污染物可达到排放标准，处理后的BOD5可降至2030%。二沉池的主要功能是去除生物处理过程中所产生的以污泥形式存在的生物脱落物或已经死亡的生物体。(3) 三级处理：在一级、二级处理后，用来进一步处理难以降解的有机物!磷和氮等能够导致水体富营养化的可溶性无机物等。主要处理方法有生物脱氮除磷法、混凝沉淀法、砂滤法、活性炭吸附法、离子交换法和电渗析法等。通过三级处理，BOD5能进一步降到5mg/L以下。(4) 污泥处理：污泥是污水处理过程中的产物，城市污水处理产生的污泥中含有

15、大量有机物，可作农肥使用，但是又含有大量细菌、寄生虫卵以及从生产污水中带来的重金属离子等有害成分，需做污泥减量、稳定、无害化处理。处理的主要方法是减量处理（浓缩、脱水等）、稳定处理（消化等），最后达到可综合利用的目的。2.3 主要构筑物的选择城市污水处理的目的是使之达标排放或污水回用于农田灌溉、城市景观和工业生产等，以保护环境不受污染，节约水资源。污水处理工艺流程的选择应遵循以下原则：(1) 污水处理应达到的处理程度是选择工艺的主要依据。(2) 污水处理工艺的投资和运行费用合理，工程投资和运行费用也是工艺流程选择的重要因素之一。根据处理的水质、水量，选择可行的几种工艺流程进行全面的技术经济比较

16、，确定工艺先进合理、工程投资和运行费用较低的处理工艺。(3) 根据当地自然、地形条件及土地与资源利用情况，因地制宜、综合考虑选择适合当地情况的处理工艺。尽量少占农田或不占农田，充分利用河滩沼泽地、洼地或旧河道。(4) 考虑分期处理与排放利用情况。例如根据当地城市规划，先建一期工程，再建二期工程。(5) 施工与运行管理：如地下水位较高、地质条件较差的地区，就不宜选用深度大、施工难度高的处理构筑物。也应考虑所确定处理工艺运行简单、操作方便，便于实现自动控制等。2.3.1去除率计算去除率： (2-1) C0进水浓度（mg/L）； C1要求出水浓度（mg/L）。(1) COD去除率=100%=87.5

17、%(2) BOD去除率=100%=96.2%(3) SS去除率=100%=95.0%(4) NH3-N去除率=100%=87.5%(5) TN去除率=100%=70.0%(6) TP去除氯=100%=82.1%2.3.2格栅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、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，如纤维、碎皮、毛发、木屑、果皮、蔬菜、塑料制品等，在污水处理系统（包括水泵）前，均须设置格栅，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷，并使之正常运行。本设计中在入水泵前设置两道格栅：中格栅、细格栅。并采用螺旋输送清栅。栅前栅后各设闸板供格栅检修时用，每个格栅的

18、渠道内设液位计，控制格栅的运行。2.3.3沉砂池沉砂池的形式有平流式、竖流式、辐流式沉砂池。平流式矩形沉砂池是常用的形式，具有结构简单，处理效果好的优点。其缺点是沉砂中含有机物。竖流式沉砂池是污水自下而上由中心管进入池内，无机物颗粒借重力沉于池底，处理效果一般较差。曝气沉砂池是在池体的一侧通入空气，使污水沿池旋转前进，从而产生与主流垂直的横向环流。通过调节曝气量，可以控制污水的旋流速度，使除砂效果较稳定，而且能克服平流式沉砂池的缺点。但对之后的脱氮除磷有不利影响。综上所述，采用平流沉砂池。2.3.4初沉池、二沉池沉淀池主要去除依附于污水中的可以沉淀的固体悬浮物，按在污水流程中的位置，可以分为初

19、次沉淀池和二次沉淀池。初次沉淀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。二次沉淀池是对污水中的以微生物为主体的、比重小的、因水流作用易发生上浮的固体悬浮物进行分离。沉淀池按水流方向可分为平流式的、竖流式的和辐流式的三种。平流式，沉淀效果好，对冲击负荷和温度变化的适应能力强，且施工简单，造价低。但配水不易均匀，采用多斗排泥是每个泥斗需单独设排泥管排泥，操作量大。适用于地下水位高及地质较差地区，适用于大、中、小型污水处理厂。竖流式，排泥方便，管理简单，占地面积小。但池子深度大，对冲击负荷和温度变化的适用能力差，造价较高，池径不宜过大，否则布水不均。适用于中、小型污水处理厂。辐流

20、式，多为机械排泥，运行效果好，管理较简单，排泥设备已趋定型。但机械排泥设备复杂，对施工质量要求高。用于地下水位较高地区大、中型污水处理厂。本设计在初沉池和二沉池都选用辐流式沉淀池。2.3.5曝气池在A2/O生物脱氮除磷工艺中，脱氮主要通过缺氧池、好氧池完成。在好氧池中完成氨化、硝化反应生成NO3-N通过内回流至缺氧池，在缺氧反应器进行反硝化生成N2。除磷：好氧池中的聚磷菌在好氧条件下，对磷的过量吸收，并随剩余污泥在厌氧环境将磷排出系统，从而实现污水的生物除磷。好氧池反应器单元是多功能的，去除BOD、硝化和吸收磷都在本反应器内进行。A2/O工艺适用于对氮、磷排放指标均有严格要求的城市污水处理。适

21、用于本设计2.3.6消毒接触池城市污水经二级处理后，水质改善，但仍有存在病原菌的可能，因此在排放前需进行消毒处理。消毒方法分为两类：物理方法和化学方法。物理方法主要有加热、冷冻、辐照、紫外线和微波消毒等方法。化学方法是利用各种化学药剂进行消毒，常用的化学消毒剂的氯及其化合物、各种卤素、臭氧、重金属离子等。氯价格便宜，消毒可靠且经验成熟，液氯是目前国内外应用最广泛的消毒剂，它是氯气经压缩液化后，贮存在氯瓶中，氯气溶解在水中后，水解为HCl和次氯酸，其中次氯酸起主要消毒作用。氯气投加量一般控制在1-5mg/l，接触时间为30分钟。准确的掌握污水处理厂的污水量，并对水量资料和其他运行资料进行综合分析

22、，对提高污水处理厂的运行管理水平是十分必要的。为此，应在污水处理系统上设置计量设备。对污水计量设备的要求是精度高、操作简单，不沉积杂物，并且能够配用自动记录仪表。污水处理厂的总处理水量的计量是必要的，总水量的计量设备，一般安装在沉砂池与初次沉淀池之间的渠道上或厂的总出水管渠上。如有可能，在每座主要构筑物上都应安装计量设备，但这样会使水头损失提高。现在污水处理厂常用的水量计量设备是计量槽和薄壁堰，这两种设备基本上都能符合上述要求。本次设计采用的污水计量设备为咽喉式巴氏计量槽。将其安装在接触的末端，以便对污水处理厂的流量进行监控。咽喉式巴氏计量槽的精确度达95%98%，其优点是水头缺失小，底部洗刷

23、力大，不易沉积杂物。计量槽颈部有一较大坡底的底，颈部后的扩大部分则具有较大的反坡。当水流至颈部时产生临界水深的急流，而当流至后面的扩大部分时，便产生水跃。因此，在所有其他条件相同时，水深仅随流量而变化。量得水深后，便可按有关公式求得其流量。2.3.7浓缩池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。浮选浓缩适用于疏水性污泥或者悬浊液很难沉降且易于混合的场合，例如，接触氧化污泥、延时曝起污泥和一些工业的废油脂等。离心浓缩主要适用于场地狭小的场

24、合，其最大不足是能耗高，一般达到同样效果，其电耗为其它法的10倍。从适用对象和经济上考虑，故本设计采用重力浓缩池。形式采用连续式的，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。采用水密性钢筋混凝土建造，设有进泥管、排泥管和排上清夜管2.3.8消化池消化池的作用是使污泥中的有机物得到分解，防止污泥发臭变质且其产生的沼气能作为能源，可发电用。本设计采用二级中温消化，池形采用圆柱形消化池，优点是减少耗热量，减少搅拌所需能耗，熟污泥含水率低。2.3.9污泥脱水污泥机械脱水与自然干化相比较，其优点是脱水效率较高，效果好，不受气候影响，占地面积小。常用设备有真空过滤脱水机、离心

25、脱水机及带式压滤机等。本设计采用带离心滤机，滤带可以回旋，脱水效率高；噪音小；省能源；附属设备少，操作管理维修方便，但需正确选用有机高分子混凝剂。 栅渣外运 栅渣外运 沉砂外运细格栅沉砂池初沉池提升泵中格栅 污水 消毒池二沉池曝气池缺氧池厌氧池 出水回流污泥 剩余污泥 初沉池污泥脱水消化池贮泥池浓缩池 来自二沉池 污泥外运图2-1 上海市15104 m3/d城市污水处理厂工艺流程第3章 污水处理构筑物设计计算3.1格栅计算3.1.1中格栅设计计算日平均流量Q=150000 t/d；合Q平均=1.736 m3/s=1736L/s；取流量变化系数 K总=1.20；最大流量Qmax = 1.201.

26、736 = 2.083 m3/s = 2083 L/s；1. 栅条间隙数 (3-1) Qmax最大设计流量（m3/s）； 格栅倾角（）； N设计的格栅组数； b中格栅栅条净间隙（m）； h栅前水深（m）； 过栅流速（m/s）。取：N=1，h=1 m，=1 m/s，b=0.020m，=60取n=97。2. 格栅槽宽度 (3-2) S栅条宽度（m）；取S=0.01mB = 0.01(97-1)+0.0297 = 2.90 m3. 进水渠道渐宽部分长度 (3-3) B1进水渠宽（m）； B格栅槽宽度（m）； 1渐宽部分展开角，一般采用1530；取B1=1.5m，1=304. 出水道连接处的渐窄部分长

27、度：L2 = L1 = 1.21 m5. 通过格栅的水头损失 (3-4) h2水头损失（m）； S栅条宽度（m）； b中格栅栅条净间隙（m）； 过栅流速（m/s）。 格栅条阻力系数； k格栅受污物堵塞时水头损失增大系数，一般取 k = 3；设计取栅条断面为锐边矩形断面，=2.42，k=36. 栅后槽总高度H = h + h1 + h2 (3-5) h栅前水深（m）； h1栅前渠道超高（m）； h2水头损失（m）；设计取h1=0.3 mH = 1 + 0.3 + 0.13 = 1.43 m取H=1.45 m7. 栅总长度 (3-6) h+h1格栅明渠深度（m）。8. 每日栅渣量 (3-7) Qm

28、ax 最大设计流量（m3/s）； K总取流量变化系数，取1.20； W1 每103 m3污水的栅渣量，取0.050.1 m3/103 m3（粗格栅取小值，细格栅取大值）取W1 = 0.08 m3/103 m3污水，K总=1.20渣量较大宜采用机械清渣。3.1.2细格栅设计计算1. 栅条间隙数由式(3-1)取N=1，h=1.5 m，1=0.80 m/s，b=0.005m，S=0.005m，=60取n=323。2. 格栅槽宽度由式(3-2)B = 0.005(323-1)+0.005323 = 3.23 m3. 进水渠道渐宽部分长度由式(3-3)取B1=1 m，1=304. 出水道连接处的渐窄部分

29、长度：5. 通过格栅的水头损失由式(3-4)设计取栅条断面为锐边矩形断面，=2.42，k=36. 栅后槽总高度由式(3-5)设计取h1=0.3 mH = 1.5 + 0.3 + 0.205 = 2.005 m取H=2 m7. 栅槽总长度由式(3-6)8. 每日栅渣量由式(3-7)设计取W1 = 0.08 m3/103 m3污水，K总=1.20渣量较大宜采用机械清渣。3.2集配水井的设计计算细格栅后设进水配水井，平均分配污水，流进每组沉砂池。配水井内中心管直径 (3-8) Q设计流量（m3/s）； 2 配水井中心管上升流速（m/s），20.6 m/s。取2 = 0.7 m/s取2m配水井直径 (

30、3-9) Q设计流量（m3/s）； 3 配水井中心管上升流速（m/s），一般取3 =0.20.4m/s。取3=0.3 m/s3.3平流沉砂池的设计计算污水经配水井后分为两组进入沉砂池。确定参数如下：平均流量：Q平均=1.736 m3/s=1736L/s；最大流量：Qmax =2.083 m3/s = 2083L/s；组数：N=2。每组设计流量：1. 池子长度L= t (3-10) 平流沉砂池流速，一般取0.150.3 m/s； t 停留时间，一般取3060s；取 = 0.2 m/s，t=30 sL=0.230=6.0m2. 水流断面面积 (3-11)Q设计流量取1.042 m3/s3. 沉砂池

31、宽度 (3-12) h2沉砂池有效水深，一般采用0.251m；取h2=1m，每组沉淀池设4格；单池总宽：取5.2m。单格宽：4. 沉砂室所需总容积 (3-13)Qmax最大流量（m3/s）； X城市污水沉砂量，一般采用0.03 L/m3污水； K总生活污水总变化系数； T排砂时间间隔，一般取12d；取：K总=1.20；T =2d；Qmax=2.083 m3/s5. 单个沉砂斗容积 (3-14)每格有两个沉砂斗，则两组共有242 = 16个沉砂斗6. 沉砂斗高度 (3-15) V0单个沉砂斗容积（m3）； f1 沉砂斗上口面积（m2）； f2 沉砂斗下口面积（m2）；设：沉砂斗上口面积：f1 =

32、 bb = 1.30 m1.30 m = 1.69 m2；下口面积：f2 = 0.5m0.5m = 0.25 m2取h3=0.75m校核砂斗角度 (3-16) 砂斗角度（）； a1 砂斗上宽（m）； a2 砂斗下宽（m）。 = 62607. 沉砂室高度 (3-17) i沉砂池池底坡度；取 i = 0.02h3=0.75+0.02(6 -1.302)=0.82 m8.沉砂池总高度H = h1 + h2 + h3 (3-18) h1超高（m）； h2沉淀池有效水深（m）； h3沉砂室高度（m）；设超高h1=0.3 mH=0.3+1.5+0.82=2.62m9.验算最小流速 (3-19)最小流速mi

33、n一般采用0.15 m/s；最小流量Qmin一般采用0.75Q平均；沉砂池格数n1最小流量时取1；最小流量时过水断面面积Amin取0.5A。符合要求10.进水渠道通过DN 2000mm的管道送入沉砂池的进水渠道，然后进入沉砂池。进水渠道的水流流速 (3-20) B1进水渠道宽度（m）； H1进水渠道水深（m）；取B1=1.5m，H1=1m11.出水装置出水采用沉砂池末端薄壁出水堰跌落出水，出水堰堰上水头 (3-21) Q1 沉砂池内设计流量（m3/s）； m流量系数，一般取0.40.5； B 堰宽等于沉砂池宽度（m）；设计取m=0.4，b =5.2m出水堰后自由跌落0.15m，出水流入出水槽；

34、出水槽宽度B2=1.5m；出水槽水深h2=1m；水流流速2=0.69 m/s；采用出水管道在出水槽中部与出水槽连接，出水管道采用钢管，管径DN=1000mm，管内流速：管内流速3=1.33 m/s；水力坡度i=0.150%12. 排砂装置采用吸砂泵排砂，吸砂泵设置在沉砂池内，借助空气提升将沉砂排出沉砂池，吸砂泵管径DN=500mm 3.4辐流初沉池设计计算确定参数如下：平均流量：Q平均=1.736 m3/s=1736L/s；最大流量：Qmax =2.083 m3/s = 2083L/s；组数：N=4。每组设计流量：1. 沉淀部分有效面积 (3-22) q表面负荷，一般采用1.53.0 m3/(

35、m2h) ； Q设计流量（m3/s）；取Q=0.521 m3/s；q=2m3/(m2h)2. 池子直径取34m。3. 沉淀部分有效水深 (3-23) t沉淀时间，一般采用1.02.0h；取 t=1.5 hh2=21.5=3m4. 沉淀部分有效容积 (3-24)5. 污泥部分所需容积 (3-25) Q设计污水流量（m3/s）； C1 进水悬浮物浓度（mg/L）； C2 出水悬浮物浓度（mg/L）； K总水量总变化系数； 污泥容重； p0污泥含水率(%)； n沉淀池组数； T清除污泥时间间隔，人工排泥一般取12d；机械刮泥一般取0.050.2d。取Q=2.0833 m3/s；C1=200mg/L；

36、C2=(100% -50%)C1=100mg/L（取效率=50%）K总= 1.20； = 1；p0=97%；n=4；T=0.1d6. 污泥斗容积辐流沉淀池采用周边传动刮泥机，池底需做成2%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2m2m，底部尺寸0.5m0.5m，有效高度1.35m，污泥斗的容积 (3-26) h5污泥斗高度； a1沉淀池污泥上边张（m）； a2沉淀池污泥底边长，一般采用0.40.5m；取a1=2m，a2=0.5m，h5=1.35m7. 沉淀池底部圆锥部分体积 (3-27) h4沉淀池底部圆锥部分高度； r1沉淀池污泥斗上口半径（m）； r2

37、沉淀池污泥斗下口半径（m）；设计中取h4=(17-1)2%=0.32m，r1=34/2=17m，r2=1m沉淀都总容积V3= V1+V2=2.36+102.9=105.2m3 12.5m3 8. 沉淀池总高度H = h1 + h2 + h3 + h4 + h5 (3-28) h1沉淀池超高，一般采用0.30.5； h2沉淀部分有效水深； h3缓冲层高度，一般取0.3m； h4沉淀池底部圆锥部分高度； h5污泥斗高度；设计取h1=0.3m，h3=0.3mH=0.3+3+0.3+0.32+1.35=5.27m9. 进水集配水井辐流沉淀池分为四组，在沉淀池进水段设集水井，污水在集配水井中部平均分配，

38、而后流进每组沉淀池。配水井内中心管直径 (3-29) Q设计流量（m3/s）； 2配水井中心管上升流速（m/s），20.6 m/s。取2 = 0.7 m/s取2m配水井直径 (3-30) Q设计流量（m3/s）； 3 配水井中心管上升流速（m/s），一般取3 =0.20.4m/s。取3=0.3 m/s10. 进水管及配水花墙沉淀池分四组，每组沉淀池采用池中心进水，通过配水花墙及稳流罩配水。进水管道采用DN=1000mm，截面积A=0.785m2，管内流速0.66m/s，水力坡度i=0.479%，进水管到顶部设穿孔花墙处管径为1400mm。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

39、上部，过孔流速 (3-31) 3 穿孔花墙流速，一般采用0.20.4 m/s； B3孔洞宽度（m）； h3 孔洞高度（m）；设计取B3=0.3m，h3=0.8m，n=10穿孔花墙向四周辐射平均布置，穿孔花墙设稳流罩，稳流罩直径DN=3000mm，高2m。在稳流罩上平均分布100的孔洞360个，孔洞总面积为稳流罩过水断面的20%。11. 出水堰沉淀池出水经过双侧出水堰跌落进入集水槽，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，三角堰直径为33.5m，共有500个三角堰。内测三角堰距挡渣板0.4m，

40、内测三角堰直径为35.4m，共有481个三角堰。两侧三角堰宽度为0.6m，三角堰后自由跌落0.10.15m，三角堰水头损失 (3-32) Q1三角堰流量（m/s）； H1三角堰水头损失，一般采用三角堰高度的1/22/3，m。三角堰堰后自由跌落0.15m，则堰头损失为0.184m堰上负荷 (3-33) q1堰上负荷（ L/(sm) ），一般小于2.9 L/(sm)； D1三角堰出水渠道平均直径（m）。2.9 L/(sm)，符合要求12. 出水挡渣板三角堰前设有出水浮渣挡板，利用刮泥机椼架上的浮渣刮板收集。挡渣板高出水面0.15m，深入水下0.5m，在挡渣板旁设一个浮渣收集装置，采用管径DN300

41、mm的排渣管排出池外。13. 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0.5m，水平流速1.76 m/s。出水槽将三角堰出水送入出水管道，出水管道采用四组钢管DN1000mm，管内流速0=0.66 m/s，水力坡度i=0.50%。14. 刮泥装置沉淀池采用周边传动刮泥机，刮泥机设于池顶，刮板伸入池底，刮泥机上部由刮渣板，将浮渣刮进排渣装置。15. 排泥管沉淀池采用重力排泥，排泥管直径DN300mm，排泥管伸入污泥斗底部，采用1.2m静压头将污泥排除。3.5 A2/O工艺的设计计算3.5.1污水生物处理的设计条件确定参数如下

42、：平均流量：Q平均=150000 t/d =1.736 m3/s=1736L/s；最大流量：Qmax =Q平均K总=180000 t/d=2.083 m3/s = 2083 L/s设置4组A2/O池设计流量：Qs=180000 / 4 = 0.521 m3/s污水中的BOD5=260 mg/L，设一级处理对BOD5的去除率为25%，则进入曝气池的BOD5浓度260原污水的BOD5浓度（mg/L）； Sa进入曝气池中污水的BOD5浓度（mg/L）；污水中的SS浓度为240 mg/L，设计取一级处理对SS去除率为50%，则进入曝气池的BOD5浓度同时，进入A2/O池中TN浓度为50 mg/L，TP

43、浓度为2.8 mg/L。3.5.2设计参数1. 水力停留时间A-A-O工艺的水力停留时间 t 一般采用68h，取t = 8h。2. 曝气池内活性污泥浓度池内活性污泥浓度X一般采用20004000mg/L，取X=3000mg/L。3. 回流污泥浓度 (3-34) 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 (3-35) R污泥回流比； Xv曝气池内活性污泥浓度； Xr回流污泥浓度（mg/L） f MLVSS与MLSS的比值，一般取0.70.8 解得R=50%5. TN去除率 (3-36) S1进水TN浓度（mg/L）； S2出水TN浓度（mg/L）；取S1=5

44、0 mg/L，S2=15 mg/L6. 内回流倍数 (3-37)取R内=240%3.5.3平面尺寸计算1. 总有效容积 (3-38) Q设计进水平均流量（m3/d）； t水力停留时间；取Q=180000 m3/d，t=8h厌氧、缺氧、好氧各段内水力停留时间的比值为1 : 1 : 3，则每段的水力停留时间分别为：厌氧段：t1=1.6h；缺氧段：t2=1.6h；好氧段：t3=4.8h。2. 平面尺寸 曝气池总面积 (3-39) V总有效容积（m3）； h 曝气池有效水深（m）；取h=4.6 m设为4组曝气池，则单组面积为 每组曝气池共设5廊道，第1廊道为厌氧段，第2廊道为缺氧段，后三廊道为好氧段，

45、每段廊道长度 (3-40) A1每组曝气池面积（m3）； b廊道宽度（m）； n廊道数；取b=7.0m，n=5取L=94m3.5.4进出水系统1. 曝气池进水设计沉淀池的出水通过四组DN1000mm的管道送入A2/O反应池，管道内流速为0.66m/s，从厌氧段进入。 (3-41) 1渠道内最大水流速度（m/s）； b1进水渠道宽度（m）； h1渠道内水深（m）；取N=4，b1=1.2m，h1=1.0m反应池采用潜孔进水，孔口面积 (3-42) 2空口流速，一般采用0.21.5 m/s；取N=4，2=0.4 m/s孔口数 (3-43) f孔口面积（m2）取孔口尺寸为0.5m0.5m，设计取n=6

46、2. A2/O池出水设计A2/O池出水采用矩形薄壁堰跌落出水，自由跌落0.15m，堰上水头 (3-44) Q每座反应池出水量（m3）；包括污水最大流量2.083 m3/s与回流污泥量、回流水量之和0.463+1.736(50%+240%)m3/s； m流量系数，一般采用0.40.5； b 堰宽（m），一般与反应池宽度相等。取m=0.4，b=7.0A2/O单池最大出水量为(2.083+1.736290%)/4=7.12 m3/s，出水管管径采用DN2000mm，送往二沉池，管内流速为2.26m/s。3.5.5其他管道设计1. 污泥回流管本次设计中，污泥回流比为50%，从二沉池回流的污泥通过两根D

47、N1000mm的回流管道分别进入首段两侧的厌氧段。2. 硝化液回流管硝化液回流比为200%，从二沉池出水回至缺氧段首段，硝化液回流管管径为DN2000mm。3. 污泥回流量 (3-45) W剩余污泥量（kg/d）； a污泥产率系数，一般采用0.050.1； b污泥自身氧化系数（d -1），一般采用0.050.1； V 总有效容积（m3）； X池内活性污泥浓度（kg/m3）；Q平均平均日污水流量（m3/d）； Sr反应池去除的BOD浓度（kg/m3）； Lr反应池去除的SS浓度（kg/m3）；取a=0.6，b=0.08Sr= So - Se =195 - 10=185mg/L=0.185kg/m

48、3Lr= Lo - Le=100 - 10=90mg/L=0.090kg/m3W=0.61500000.185-0.08600003+0.09015000050%=9000kg/d3.6辐流二沉池设计计算确定参数如下：平均流量：Q平均=1.736 m3/s=1736L/s；最大流量：Qmax =2.083 m3/s = 2083 L/s；组数：N=4。每组设计流量：设计中选择4组辅流沉淀池，N=4，每池设计流量为0.521m3/s，从A2/O流出的混合液进入集配水井，经过集配水井分配流量后流进辐流沉淀池。1. 沉淀池的表面积 (3-46) Q设计流量（m3/s）； q表面负荷m3/(m2h)，

49、一般采用0.51.5m3/(m2h)。取q=1.4m3/(m2h)2. 沉淀池直径取D=40m3. 沉淀池有效水深 (3-47) h2沉淀池有效水深（m） t沉淀时间（s），一般采用1.53.5h取 t = 2.5h4. 径深比符合要求（612）。5. 污泥部分所需的容积 (3-48) V1 污泥部分所需容积（m3）； Q平均污水平均流量（m3/s）； R污泥回流比（%）； X曝气池中污泥浓度（mg/L）； Xr二沉池排泥浓度（回流污泥浓度）（mg/L）；取R=50%，Q平均=1.736m3/s，X=3000mg/L，Xr=12000mg/L6. 沉淀池总高度 (3-49) h1沉淀池超高（m

50、） h2沉淀池有效水深（m） h3沉淀池缓冲层高度（m） h4沉淀池底部圆锥体高度（m） h5沉淀池池底坡度（m）取h1=0.3m，h2=3.5m，h3=0.3m (3-50) r 沉淀池半径（m） r1沉淀池进水竖井半径（m），一般采用1.0m i 沉淀池底坡坡度取r=D/2=40 / 2=20m；r1=1m；i=0.05沉淀池底部圆锥体的体积： (3-51) (3-52) F沉淀池表面积（m2）H=0.3+3.5+0.3+0.95+1.07=6.12m根据污泥部分容积过大及二沉池污泥的特点，采用机械刮吸泥机连续排泥。7. 进水管的计算 (3-53) Q1进水管设计流量（m3/s） Q单池设

51、计流量（m3/s） R污泥回流比（%） Q0单池污水平均流量（m3/s）进水管管径取流速：8. 进水竖井计算进水竖井直径D2=2.0m;进水竖井采用多孔配水，配水口尺寸ab=0.5m1.5m，共设6个沿井壁均匀分布；流速：符合要求。孔距：9. 稳流筒计算筒中流速：3=0.020.03m/s，取3=0.02m/s稳流筒过流面积：稳流筒直径： (3-54)10. 出水槽计算采用双90边三角堰出水槽集水，出水槽沿池壁环形布置，环形槽中水流由左右两侧汇入出水口。单侧流量：集水槽中流速=0.6m/s设集水槽宽B=0.6m槽内终点水深：槽内起点水深： (3-55) (3-56) hk槽内临界水深（m） 系

52、数，一般取1 g 重力加速度设计中取出水堰后自由跌落0.1m；集水槽高度：0.1+0.76=1.86m集水槽断面尺寸为：0.6m1.86m11. 出水堰计算 (3-57) (3-58) (3-59) EQ (3-60) (3-61) q三角堰单堰流量（L/s） Q进水流量（L/s） L集水堰总长度（m） L1集水堰外侧堰长（m） L2集水堰内侧堰长（m） n三角堰数量 b三角堰单宽（m） h堰上水头（m） q0堰上负荷 L/(ms) 设计中取b=0.10m，水槽距池壁0.5m EQ EQ 根据规定二沉池出水堰上负荷在1.52.9L/s之间，计算结果符合要求。12. 出水管出水管管径D=1000

53、mm；流速0.66m/s13. 排泥装置沉淀池采用周边传动刮吸泥机，周边传动刮吸泥机的线速度为23m/min，刮吸泥机底部设有刮泥板和吸泥管，利用静水压力将污泥吸入污泥槽，沿进水竖井中的排泥管将污泥排除池外。排泥管管径DN500mm，回流污泥量：流速1.11m/s。3.7接触消毒池污水消毒的主要方法是向污水中投加消毒剂，目前用于污水消毒的常用消毒剂主要是液氯、次氯酸钠、臭氧、二氧化氯、紫外线。有原始资料可知，该水厂处理规模较大，收纳水体卫生条件无特殊要求，设计中采用液氯作为消毒剂对污水进行消毒。3.7.1消毒剂投加1.加氯量计算二级处理出水采用液氯消毒时，液氯投加量一般为510mg/L，本设计

54、中液氯投量采用8.0mg/L。每日加氯量为： (3-65) q每日加氯量（kg/d）； q0 液氯投量（mg/L）； Q污水设计流量（m3/s）；2.加氯设备液氯有真空转子加氯机加入，加氯机设计二台，采用一用一备。每小时加氯量：1440 / 24 = 60.00kg/h设计中采用两台ZJ-1型转子加氯机。3.7.2平流接触消毒池本设计采用4个3廊道平流接触消毒池，单池流量：0.521m3/s单池设计如下：1. 消毒接触池容积V=Qt (3-66) Q单池污水设计流量(m3/s)； t消毒接触时间（h），一般采用30minV=0.5213060=937.5m3 消毒接触池表面积 (3-67) Q

55、UOTE h2消毒接触池有效水深（m）取 QUOTE h2=2.5m3. 消毒接触池池长 (3-68) L消毒接触池廊道总长（m） B消毒接触池廊道单宽（m）取B=5.0m消毒池采用3廊道，消毒接触池池长：校核长宽比：4. 池高 h1超高（m），一般取0.3m； h2有效水深（m）。5. 进水部分每个消毒接触池的进水管管径D=800mm，=1.0m/s。6. 混合采用管道混合的方式，加氯管线直接接入消毒接触池进水管，为增强混合效果，加氯点后接D=1000mm的静态混合器。7. 出水部分 (3-69) H堰上水头（m） n消毒接触池个数 m流量系数，一般采用0.42 b堰宽，数值等于池宽（m）。

56、取n=4；b=5.0m出水送往计量设备管径DN=2000mm流速0.66m/s3.8 计量设备设计计算3.8.1计量设备选择污水厂中常用的计量设备有巴氏计量堰，薄壁堰，电磁流量计，超声波流量计，涡轮流量计等。污水测量装置的选择原则是精度高，操作简单，水头损失小，不宜沉淀积杂物，其中巴氏计量堰应用最为广泛。其优点是水头损失小，不易发生沉淀。本次设计采用的计量设备选用巴氏计量槽。3.8.2巴氏计量堰设计计算1.计量槽主要部分尺寸 A1减缩部分长度（m）； b喉部宽度（m）； A2喉部长度（m）； A3渐扩部分长度（m）； B1上游渠道宽度（m）； B2下游渠道宽度（m）；最大流量Q=2.0833m

57、3/s查表取：b=1.5mB1=2.28mB2=1.80mA1=1.95mA2=0.60mA3=0.92m2.计量堰总长度计量槽应设在渠道的直线段上，直线段的长度不应小于渠道宽度的810倍，在计量堰上游，直线段不小于渠宽的23倍，下游不小于45倍；计量堰上游直线段长L1为： L1上游直线段长（m）； B1上游渠道宽度（m）；计量堰下游直线段长L2为： L2上游直线段长（m）； B2上游渠道宽度（m）；计量堰总长L：3.计量槽水位当b=1.5m时，Q=3.668H11.586 H1上游水深（m）； H2下游水深（m）； Q流量（m3）当b=0.32.5m时，H2/H10.7m时为自由流；H20.

58、70.70=0.49m；取H2=0.40m4.渠道水力计算(1)上游渠道过水断面积A：湿周f：水力半径R：流速：水力坡度i： (3-70) n粗超度，一般采用0.013；(2)下游渠道过水断面积A；湿周f：水力半径R:流速：水力坡度：渠道水力计算采用重力铸铁管，流量Q=2.083m3/s，DN=2000mm，=0.663m/s，i=1.0%。3.9曝气系统工艺计算3.9.1需氧量1. 平均时需氧量 (3-71) O2混合液需氧量（kg O2/d）； a活性污泥微生物没代谢1kg所需的氧气量（kg O2/ kg），对于生活污水，一般采用0.420.53之间； Q污水的平均流量（m3/d）； Sr

59、被降解的BOD5浓度（kg/m3）； b每1kg活性污泥每天自身氧化所需要的氧气量（kgO2/kgd），一般采用0.190.11； V曝气区容积（m3）； X挥发性总悬浮固体（MLVSS）浓度（kg/m3）。取a=0.45，b=0.15，S r = So - Se =195 - 10=185mg/L=0.185kg/m3V=600003 / 5 =36000m3；X =3 kg/m3，Q=180000m3/d2. 最大时需氧量最大时需氧量计算方法同上，只需将污水的平均流量换为最大流量3. 最大时需氧量与平均时流量之比O2/ O2=1299.4 / 1195.3=1.0873.9.2供气量采用W

60、M180型网状膜微孔空气扩散器，每个扩散器的服务面积为0.49 m2，敷设于池底0.2m处，淹没深度为4.4m（有效水深4.6m），设定气压101.325kPa。查表得20和30时，水中饱和溶解氧值为：Cs(20)=9.17mg/LCs(30)=7.63mg/L1. 空气扩散器出口处的绝对压力 (3-72)设计中取扩散器上淹没深度H=4.4mPb=101.3103+10009.84.4=144.4103Pa2. 空气离开曝气池池面时，氧的百分比 (3-73) EA氧转移效率；小气泡扩散装置取EA=10%3. 曝气池混合液中平均氧饱和度（按最不利的温度条件考虑） (3-74) Csb(30)30