水污染控制工程课程设计说明书

1、54/54水污染控制工程课程设计污水处理厂位置的选择在城市污水排水系统设计中，污水厂的场址选择是十分重要的环节。厂址对周围环境卫生、处理厂基本建设投资及运行费用都有很大的影响。它与城市的总体规划、城市排水系统的走向、布置和处理后污水的出路都密切相关。当污水处理厂的厂址有多种方案可供选择时，应从管道系统、泵站、污水处理厂各处理单元为出发点，进行综合的技术经济比较与最优化分析，并通过有关专家的反复论证再进行确定。污水处理厂厂址选择应遵循下列原则：1.无论采用什么处理工艺，应与选定的污水处理工艺相适应，尽量少占农田和不占良田。2.厂址必须位于集中给水水源下游，并设在城镇、工厂厂区及生活区的下游和夏季

2、主导风向的下风向。为保证卫生要求，厂址应距街区净距大于300米。3.当处理后的污水或污泥用于农业、工业或市政时，应考虑与用户靠近便于运输。当处理水排放时，应与受纳水体靠近，但不低于最高洪水位。4.要充分利用地形以满足处理构筑物高程布置的要求，减少土方工程量。若有可能，采用重力自流以节省动力费用。降低处理成本。5.根据城市总体发展规划，处理厂的选择应考虑远期发展的可能性，留有适当的发展余地，并选择土质好的地方，便于施工。对于胶南市，在该城市的城区西部和南部分别有一条河流，河流流向分别为自北向南和自东向西，另外该城市的常年主导风向为东北风，考虑到污水厂应选在在城镇水体的下游、在城镇夏季最小频率风向

3、的上风侧，即环境影响因素，另外还考虑到厂区面积及交通运输水电条件等，我们将污水厂设在城市的西南部，即南部河流的下游，处理后的污水直接排入该河流。污水处理程度的确定根据城市各区人口密度及污水资料表、工业企业与公用建筑的排水量水质资料表、接纳处理后排放污水的自然水体的原始资料表和出水应达到的排放标准，进行污水处理程度的计算。1.根据 2.求SS的处理程度（1）污水总出口SS的允许浓度(2)按水中SS允许增加量计算：（3）按排放标准的允许浓度计算：3.求BOD5的处理程度：(1)按河水中Do的允许最低浓度，计算对污水中BOD5的处理程度1)求排放口处Do的混合浓度及混合温度取污水水温为20，受纳水体

4、水温已知为20, 则 tm=202)求水温为20时的常数3)求起始点的亏氧量DO和临界点的亏氧量Dc 查给排水设计手册一常用资料得20饱和溶解氧Dos=9.2mg/L可得20饱和溶解氧 Do=9.25.83.4 mg/L DC=9.25=4.2mg/L4)用试算法求起始点L0和临界时间t0第一次试算：设临界时间tc=1.0d，将此值及其他已知数代入式 第二次试算： 设临界时间tc=0.90d，将此值及其他已知数代入式得：l0=8.824mg/L 将L0=8.824mg/L代入得tc=0.874第三次试算： tc=0.855d代入，L0=8.616mg/L，将L0=8.616mg/L代入得tc=

5、0.855dtc 符合要求。5）求起点容许的混合20的BOD5:6)求污水处理厂允许排放的20的BOD5:7）处理程度：(2)按河流中BOD5的最高允许浓度，计算BOD5的处理程度 污水BOD5的处理程度：(3)按排放标准的允许浓度计算BOD5处理程度4.根据以上计算，可确定污水的处理程度： 悬浮物SS的处理程度为93.41%。BOD5处理程度为96.3%。第三章 污水与污泥处理工艺的选择3.1处理工艺流程方案的提出 本设计的处理对象为有生活污水(Domestic Sewage)和工业废水(Industrial Wastewater)组成的城市污水，其中主要污染物质为悬浮物和呈胶体及溶解状态的

6、有机物,即BOD5、COD及SS。由上述计算，该处理工艺的设计应达到以上处理效果，即要求处理工艺可以有效的去除BOD5、COD、SS等，所以该设计采用传统活性污泥法和氧化沟工艺都可满足技术上的要求。3.2两种工艺的技术比较1传统活性污泥法该工艺的一级处理(primary treatment)是由格栅、沉砂池和初沉池所组成，其作用是去除污水中呈悬浮状的固体污染物。经过一级处理的污水，BOD一般只去除20%30%，达不到排放标准，它属于二级处理的预处理而已。二级处理(secondary treatment)系统是城市污水处理厂的核心部分，它的主要作用是去除呈胶体和溶解状的有机污染物（以BOD5或C

7、OD示）。通过二级处理，它的去除率可达90%以上。污水中的BOD5可降至2030mg/L,使有机污染物达到排放水体标准和灌溉要求。污泥(sludge)是污水处理过程的副产品，也是必然产品。它含有大量有机物，富有肥分，可作为农肥使用，但又因其含有细菌、寄生虫卵以及从污水中带来的重金属离子等，需要作稳定化与无害化处理，否则会造成二次污染。对污泥处理系统多采用厌氧消化、脱水、干化等技术组成的系统。本设计采用厌氧两级中温消化，产生的沼气可直接用于消化池的搅拌及附近供暖。消化后的污泥经干化脱水后外运利用，可获得一定的经济效益。工艺流程如下： 图3-1 传统活性污泥法工艺流程图2氧化沟工艺氧化沟（oxid

8、ation ditch）又名连续循环曝气池（Continuous loop reactor），是活性污泥法的一种变形。氧化沟污水处理工艺是在20世纪50年代由荷兰卫生工程研究所研制成功的。自从1954年在荷兰的首次投入使用以来。由于其出水水质好、运行稳定、管理方便等技术特点，已经在国内外广泛的应用于生活污水和工业污水的治理。其工艺流程如下：图3-2 氧化沟工艺流程图 3两种方案各自优缺点（1）传统活性污泥法 优点：处理程度高、负荷高、占地面积少、设备简单 缺点: 能耗高、运行管理要求高、可能发生污泥膨胀、生物脱氮功能只能在低负荷下实现。（2）氧化沟工艺 优点：对水温水质水量的变动有较强的适应性

9、；污泥龄一般可达1530天，如果运行得当，可达到脱氮的效应；污泥产率底，且多已达到稳定的程度，不需要再进行消化处理；能耗低，便于自动运行。 缺点：占地面积很大，如果运行不好，容易产生污泥膨胀、泡沫、污泥上浮问题。3.3两种工艺的经济比较 1传统活性污泥法工程造价估算：表3-3 传统活性污泥法工程造价预算构筑物提升泵站沉沙池初沉池曝气池二沉池造价（元）9030000114000054300001617000013090000构筑物接触池浓缩池消化池脱水机房污泥回流泵房造价（元）13900001340000357000059700001500000总造价（元）60.28106 2氧化沟工艺工程造价

10、估算：表3-4 氧化沟工艺工程造价估算构筑物污水提升泵站沉沙池氧化沟二沉池造价（元）903000011400007418000013090000构筑物接触池脱水机房污泥回流泵房造价（元）139000059700001500000总造价（元）106.3106总结：经过技术经济比较，在两方案的处理效果都能达到要求的情况下，方案一经济上其造价及运行费用较低，所以选方案一为污水处理工艺。第四章 格栅的设计计算4.1格栅(bar screen)格栅的主要作用是将污水中的大块污物拦截,以免其对后续处理单元的机泵和工艺管线造成损坏。它是由一组平行的金属栅条或筛网制成，被安装在污水渠道、泵房集水井的进口处或污

11、水处理厂的端部，用以截留较大悬浮物，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷，并使之正常运行。格栅的基本要求：在污水处理系统或水泵前，必须设置格栅； 格栅栅条间空隙宽度，应符合下列要求：在污水处理系统前，采用机械清除时为1625mm，采用人工清除时为2540mm；在水泵前，应根据水泵要求确定。注：如水泵前格栅栅条间空隙宽度不大于20mm时，污水处理系统前可不再设置格栅；污水过栅流速宜采用0.61.0m/s，格栅倾角宜采用4575；格栅上部必须设置工作台，其高度应高出格栅前景高设计水位0.5m，工作台上应有安全和冲洗设施；格栅工作台两侧过道宽度不应小于0.7m。工作台正面过道宽度，采用机械清除时不应小于

12、1.5m，采用人工清除时不应小于1.2m；格栅间应设置通风设施。图4-1格栅示意图1中格栅（与污水泵房合建）设计参数设计流速：建2组，每组设计流量为556.91L/s，栅前流速：v1=0.7m/s,过栅流速v2=0.8m/s栅条宽度：s=0.01m, 栅条间隙：b=0.025m/s,栅前部分长度0.5m，格栅倾角：a=70，单位栅渣量：W1=0.05栅渣/103m3污水确定格栅前水深:根据最优水力端面公式: 得：B1=1.26m 栅前槽宽为1.26m，栅前水深为0.63m。栅条间隙数：设计两组并列的格栅，则每组格栅间隙数n=22栅槽宽度：所以每个槽宽为0.76，总槽宽为： （没考虑墙壁后）栅条

13、高度：超高采用h1=0.5m，则栅条高度为H1=0.63+0.5=1.13m由于格栅在污水提升泵前，栅渣清除需要用吊车，为了便于操作将栅条增高0.8m。进水出水渐宽部分长度：栅总长度：每日栅渣量：所以，采用机械清渣。根据格栅设计参数，本设计选用钢丝绳牵引式格栅除污机。电动机功率1.1kW，提升速度1.9m/min，钢丝绳采用不锈钢丝，直径mm，控制方式采用手动和定时控制，污物由人工小车运送，设备总重2830kg。2、泵后细格栅设计参数设计流速：建3组，每组设计流量为371L/s，栅前流速：v1=0.8m/s,过栅流速：v2=0.9m/s栅条宽度：s=0.01m, 栅条间隙：b=0.005m/s

14、,栅前部分长度0.5m，格栅倾角：a=70。 单位栅渣量：w10.1栅渣/103m3污水格栅前水深：根据最优水力端面公式：得：B1=0.97m 栅条间隙数：设计两组并列的格栅，每组间隙数为n=82 每个槽宽为1.22m，总槽宽：进水渐宽部分长度为： 出水渐宽部分长度为：栅前槽总高：H1=hh20.490.50.99m 栅后槽总高：H1=hh2h10.490.50.691.68m格栅总长度： 每日栅渣：宜采用机械格栅清渣，选GH型链条式回转格栅除污机，电动机功率2.1KW，整机重量3500kg。第五章 沉砂池的设计计算在污水处理中，沉砂池的主要作用是利用物理原理去除污水中比重较大的无机颗粒，主要

15、包括无机性的砂粒、砾石和较重的有机物质，其比重约为2.65。一般设于初次沉淀池之前，以减轻沉淀池的负荷及改善污泥处理构筑物的条件。目前，应用较多的沉砂池有平流沉砂池、竖流式沉砂池、辐流式沉砂池、曝气沉砂池、涡流沉砂池以及斜板式沉砂池。本设计中采用曝气(aeration)沉砂池。其优点是：通过调节曝气量可控制污水旋转流速，使之作旋流运动，产生离心力，去除泥砂，排除的泥砂较为清洁，处理起来比较方便；且它受流量变化影响小，除砂率稳定。同时，对污水也起到预曝气作用。设两座沉沙池，每座设计流量Q0.557m3/s。(1)有效容积：设t2min(2)流断面积：设v0.06m/s A=0.557/0.06=

16、9.3沉沙池分两格： (3)有效水深为2m，宽深比为1，超高取0.6m，则宽为2m，砂槽宽为0.8m，高0.6m，校核： (4)池长：(5)池总高： H0.620.360.63.56m(6)每格砂槽容积： (7)每格沉沙池，实际沉沙量：设含砂量为20m3/106m3污水，每两天排放一次，(8)每小时曝气量：设曝气管浸水深度为2m，查表可得单位池长所需空气量为29m3/(mh)(9)排砂设备采用两台排砂斗，就近布置，洗砂后外运。沉砂池底部的沉砂通过吸砂泵送至砂水分离器，脱水后的清洁砂外运，分离出来的水回流至泵房吸水井。(10)曝气沉砂池的曝气管路设计计算空气干管设计干管中空气流速一般为1015m

17、/s,取空气流速12m/s,则m 支管设计采用竖管曝气最不易堵塞。竖管配气和管径为50mm，一条配气管设4对空气竖管，共8根空气竖管，竖管流速为45m/s，其最大供气量为：m3/h每根布气管上设有6根支管，每根支管的最大供气量为：m3/h由于曝气沉砂池所需的供气量和压力都比曝气池小得多，所以，鼓风机不用单设，可以与曝气池合用，具体管路计算与曝气池相同。第六章 初沉池的设计计算初次沉淀池的作用是对污水中的以无机物为主的比重大的固体悬浮物进行沉淀分离。由于设计流量较大，采用辐流式沉淀池(radiate flow sadimetation tank)。其特点是：（采用中间进水，周边出水）a.多为机械

18、排泥，运行较好，管理简单；b.排泥方法完善，设备已趋于定型；c.池内水流速度不稳定，沉降效果较差；d.机械排泥设备复杂，对施工要求高；e.适用于地下水位较高的地区；f.适用于大、中型污水处理厂。1.初沉池主体设计：初沉池计算示意图如图4-7所示：（1）沉淀部分水面面积:设表面负荷q=3m3/(m2.h)，池数n2个（2）池子直径: 取D=30m（池径大于20m时，一般采用周边传动的刮泥机，其驱动装置设在桁架的外缘。（3）沉淀部分有效水深：设沉淀时间t1h 沉淀部分有效容积：（4） 污泥部分所需容积：设，T=4h， QUOTE =378000人, QUOTE =224000人，N= QUOTE

19、+ QUOTE 。（5）污泥斗容积：设r12m，r21m，60，则h5（r2r1）tan（21）tan601.73m （6）泥斗以上圆锥体部分污泥容积：设池底径向坡度为0.05，则泥总容积：V1+V2=12.7+176.21=188.916.85m3（7）沉淀池总高度：设超高h10.3m，缓冲层h30.5m Hh1h2h3h4h50.330.50.651.736.18m（8）淀池池边高度： H=h1h2h30.330.53.8m（9）径深比： （符合要求）应在612（10）排泥设计由于池径较大，故采用ZBG-29周边传动的刮泥机，其传动装置设在衍架外缘，外周刮泥机线速度为3m/min，则刮泥机

20、转速为：r/minr/h池底接DN200排泥管，连续排泥。(11)浮渣收集浮渣用浮渣刮板收集，设一浮渣箱定期清渣，刮渣板装在刮泥衍架的一侧，高出水面0.15m，在出水堰前设置浮渣挡板，排渣管DN200,渣井设有格栅截流,一周刮两次。出渣箱尺寸：mm2。2.进水部分设计辐流沉淀池中心处设中心管，污水从池底的进水管中进入中心管，通过中心管壁的开孔流入池中央，中心管处用穿孔障整流板围成流入区，使污水均匀流动。污水自沉砂池出水，并接DN1000的铸铁管进入配水井，从配水井接DN800的铸铁管，在初沉池前接闸门，后接DN800的初沉池入流管，。管内流速：介于1.01.4之间，满足要求。闸门及弯头水头损失

21、：m渐缩部分：下端mm；上端mm；高度m；水头损失m进水采用潜孔入流，潜孔高度：m淹没水深0.3m，潜孔壁厚0.3m，内径m，外径m，平均直径m设8个潜孔，则潜孔面积:m2潜孔速度:m/s潜孔水头损失:m中心导流筒按流速规定，取m/s，则导流筒有效面积:m2导流筒内径:取3.1为布水均匀，中心导流筒外设穿孔挡板，规定穿孔率1020%，取0.14，设穿孔挡板高m，直径5m，穿孔尺寸cm，m2，则孔数故设计为每排20个孔,均匀交错排列，孔口流速孔口水头损失中心管进水沿程水头损失计算中心管高度m水头损失=0.0072m故初沉池进口总水头损失:m3.出水部分设计 堰上负荷初沉池出水堰最大负荷不宜大于2

22、.9L/ms，则每池所需堰长LD，故采用双侧集水。 采用三角堰出水用明渠方法计算出水槽：出水槽外壁距离池壁0.4m。（如果距离过大，会加大出水流速，影响处理效果，过小会增加流速，带走污泥）每池都是双侧集水：流量m3/s设过水断面积m2湿周m水力半径m流速m/s 0.4m/s水力坡度出水堰长 m 三角堰尺寸：采用倒等腰直角三角形薄壁堰。堰高为0.08m，堰宽为0.16m，取堰上水头为0.04m，堰上水宽为0.08m。实际堰数个，取2622个。单个堰流量m3/s根据给排水设计手册第一册，第575页，三角堰过堰流量代入m3/s，可求得过堰水深m，考虑跌水水头损失0.16m，则初沉池出水水头损失为m综

23、合得出初沉池进水总损失为m 水由槽流到一个出水渠，渠底接DN800的管回流至集配水井外圈。渠道尺寸为m2。第七章 曝气池的设计计算1污水处理程度的计算及运行方式的选择（1）污水处理程度的计算：活性污泥处理系统处理水中的BOD值（Se），是由残存的溶解性BOD核非溶解性BOD两者组成的，而后者主要以生物污泥的残屑为主体。对处理水要求达到的BOD值，应当是总BOD即溶解性BOD与非溶解性BOD之和。活性污泥系统的净化功能，是去除溶解性BOD的，因此从活性污泥的净化功能考虑，应当非溶解性BOD从处理水的总BOD值中减去。原污水BOD值（So）为541.26mg/L，经初次沉淀池处理后，BOD按降低3

24、0考虑，则进入曝气池的污水，其BOD（Sa）为： 处理水中非溶解性的BOD值：BOD5=7.1bXaCeb微生物自身氧化率，d1，取b0.09Xa在处理水的悬浮固体中，有活性的微生物所占的比例 取Xa0.4Ce活性污泥处理系统的处理水中的悬浮固体浓度，取Ce20mg/L则 处理水中溶解性的BOD5值为： 205.1114.89mg/L则 去除率： （2）曝气池运行方式的选择在本设计中应考虑曝气池运行方式的灵活性和多样化。即以传统活性污泥法系统作为基础，又可按阶段曝气系统和再生曝气系统运行。2曝气池的计算与各部分尺寸的确定曝气池按BOD污泥负荷法计算（1）BOD污泥负荷率的确定采用BOD-污泥符

25、合率为0.2kgBOD5/(kgMLSS.d)，但为稳妥计，需加以校核，校核公式为： 取K20.019，Se14.89mg/L ，代入各值，计算结果可证，NS取0.2是适宜的。（2）确定混合液污泥浓度（X）：根据已确定的NS值，得相应得SVI值，取110，回流污泥浓度 则 （3）确定曝气池得容积：（注：按平均流量作为设计流量）（4）确定曝气池的各部分的尺寸：设3组曝气池，每组2座，每座容积为池深取4.5m，则每座池面积为：池宽取5m， 介于12之间 符合要求。池长（注意池长指的是水流流过的长度，并不是单池的长度）设5廊道式曝气池，廊道长：取超高为0.5m，则池总高为4.50.55m（5）水力停

26、留时间：名义水力停留时间：实际水力停留时间： （6）泥龄：污泥产泥系数取Y=0.6， 衰减系数取Kd0.05则 （7）污泥产量：取f0.75 则混合液挥发性悬浮固体浓度则系统每日排出的剩余污泥量 去除每kgBOD5的泥量为：每kg活性污泥日产泥量： 由二沉池底排剩余污泥，则排泥量为在曝气池对初沉池和二沉池的一侧，各设横向配水渠道，并在池中部设纵向中间配水渠道与横向配水渠道相连接，在两侧横向配水渠道上设进水口，每组曝气池共有5个进水口。 在面初沉池的一侧（前侧），每组曝气池的一端，廊道1进水口处设污泥回流泥井，井内设污泥空气提升器，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。按图所

27、示平面布置，设曝气池有多种运行方式：1）按传统活性污泥法系统运行，污水及回流污泥同步从廊道1的前侧进水口进入。2）按阶段曝气系统运行，回流污泥从廊道1的前侧进入，而污水则分别从两侧的配水渠道的5个进水口均量的进入。3）按再生曝气系统运行，回流污泥从2进入，工作为再生池，在这种情况下，污水则从廊道2的后侧进水。 图4-8 曝气池平面图3嚗气系统的计算与设计本设计采用鼓风嚗气系统 （1）平均时需氧量的计算：取 a0.5，b0.15 （2）最大时需氧量 （3）最大时需氧量与平均时需氧量之比 （4）每日去除的BOD5值： （5）kgBOD5的需氧量 ：4供气量的计算采用网状模型中微孔空气扩散器，敷设于

28、距池底4.3m，计算温度定为30，查资料得：水中溶解氧饱和度：CS(20)=9.17mg/L, CS(30)7.63mg/L （1）空气扩散器出口处的绝对压力（Pb） 按下式计算，即 代入各值，得 （2）空气离开嚗气池面时，氧的百分比按下式计算EA空气扩散器的氧转移效率，对网状模型中微孔空气扩散器，取值12代入EA值得， （3）嚗气池混合液中平均氧饱和度（按最不利的温度条件考虑）最不利条件按30考虑，代入各值，得： （4）换算为在20条件下，脱氧清水的充氧量 取值代入各值：相应的最大值需氧量为： （5）嚗气池平均时供气量， 代入各值得： （6）嚗气池最大时供气量： （7）去除每kgBOD5的供

29、气量 （8）每m3污水的供气量 （9）本系统的空气总用量： 除采用鼓风嚗气外，本系统还采用空气在回流污泥井提升污泥，空气量按回流污泥量的8倍考虑，回流污泥比取值37.5%，这样提升回流污泥所需空气量为： 总需空气量为：8516900017516/h5、空气管系统计算按嚗气池的平面图，布置空气管道，在相邻的两个廊道的隔墙上设一根干管，共5根干管，在每根干管上设10对配气竖管，共20条配气竖管。全嚗气池共设1条配气竖管。每根竖管的供气量为： 嚗气池平均面积为： 5060.53275每个空气扩散器的服务面积按0.5计，则所需空气扩散器的总数为：为安全计，本设计采用6600个空气扩散器，每个竖管上安设

30、的空气扩散器的数目为：每个空气扩散器的配器量为：将已布置的空气管路及布设的空气扩散器绘制成空气管路计算图，用以进行计算。选择一条从鼓风机房开始的最远最长的管路进行计算，在空气流量变化处，设计算节点，统一编号后，列表进行空气管道计算。空气干管和支管一级配气竖管的管井。根据通过的空气量和相应的流速来确定，计算结果列入表中第六项。空气管道流速，干管、支管为1015m/s，竖管、小支管为45m/s。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，则并计算出管道的计算长度(m)，为管段长度，列入表中的8、9两项。计算温度和曝气池水深查附录3求得,结果列入表中第10项。空气压力按估算，第9与第10项

31、相乘，得到压力损失，结果列入表种第11项。表中11项各值累加，得空气管道系统的总压力损失为：网状模空气扩散器的压力损失为5.88KPa，则总压力损失为 5.884.94810.828Kpa为安全计，设计取值11Kpa。6空压机的选定空气扩散装置安装在距嚗气池底0.2m处，因此空压机所需压力为：P=(4.5-0.2+1.0)9.8=51.94Kpa空压机供气量：最大时： 8516900017516/h =291.93m3/min平均时： 7096900016096m3/h=268.27m3/min根据所需压力及空气量，决定采用6台L93WD罗茨鼓风机。正常情况下：4用2备，高负荷时5用1备。7污

32、泥回流系统的设计回流污泥自流进污泥提升井，气力提升进入曝气池。回流污泥量：m3/s8 污泥提升设备的选择设计污泥回流采用螺旋泵，其优点是：电耗小，不宜堵塞，近年来使用较多。按污泥回流最大设计回流流程，污泥回流比为。故选用DN1100，转数r/min，m3/h，提升高度m的螺旋泵6台，4台工作，2台备用。9.其它附属设施的设计本设计考虑到城市工业发展迅速，大量的工业废水排入污水处理厂中，测曝气池中将会产生大量的泡沫，影响到污水处理的效果及卫生条件。因此，本设计中采用消泡管，消泡用水来源为处理厂的处理回用水。另外，考虑到检修问题，本设计中在曝气池的底部设置排气管，将水排入厂区下水道。第八章 二沉池

33、设计计算1.概述二次沉淀池是设置在曝气池之后的沉淀池，是以沉淀、去除生物处理过程中产生的污泥，获得澄清的处理水为主要目的的。二沉池有别于其它沉淀池，其作用一是泥水分离，二是污泥浓缩，并因水量、水质的时常变化还要暂时贮存活性污泥。活性污泥处理系统的重要组成部分，其作同时泥水分离，使混合液澄清，浓缩和回流活性污泥。其运行处理效果将直接影响活性污泥系统的出水水质和回流污泥浓度。本设计采用机械吸泥的向心式辐流沉淀池，进水采用中心进水周边出水。2.二沉池的设计计算（1）沉淀部分水面面积:设表面负荷q=1.3m3/(m2h)，池数n3个（2）池子直径:取D=36m（池径大于20m时，一般采用周边传动的刮泥

34、机，其驱动装置设在桁架的外缘。）（3）沉淀部分有效水深：设沉淀时间t2.5h （4）沉淀部分有效容积：污泥部分所需容积：设，T=4h，N=246618人污泥斗容积：设r12m，r21m，a60，则h5（r2r1）tan2a（21）tan601.73m（5）污泥斗以上圆锥体部分污泥容积：设池底径向坡度为0.05，则（6）污泥总容积：V1+V2=12.7+304.79=317.49m310.96m3（7）沉淀池总高度：设超高h10.3m，缓冲层h30.5m Hh1h2h3h4h50.33.30.50.6731.736.5m（8）沉淀池池边高度： H=h1h2h30.33.30.54.1m（9）径深

35、比： 出水堰的计算二沉池是污水处理系统中的主要构筑物，污水在二沉池中得到净化后，出水的水质指标大多已定，故二沉池的设计相当重要。本设计考虑到薄壁堰不能满足堰上负荷，故采用三角堰出水。为了便于安装及维修，采用与初沉池相同几何尺寸的三角堰。如图4-13所示。设堰底宽0.16m，三角堰高0.08m，则实际总堰长：m实际堰负荷：m3/m2h介于58之间，符合要求。锯齿形堰总数为：单个三角堰流量：m3/s三角堰过堰流量为：计算可得m，考虑自由跌水水头损失0.15m，则出水堰总水头损失为m。出水槽的接管与二沉池集水井相连。第九章 消毒接触池和计量堰设计计算9.1消毒接触池(contact disinfec

36、tion chamber)1.消毒接触池设计参数本设计采用效果可靠，投配设备简单、投量准确、价格便宜的液氯进行消毒。（1）加氯量510mg/L，取10mg/L，则加氯量为Kg/d；（2）接触时间：min；（3）沉降速度：1.01.3mm/s；（4）保证余氯不小于0.5mg/L。接触池主体设计计算采用隔板式接触反应池（1）接触池容积取水力停留时间 t30min V=Qt1113.81033060=2004.84（2）水流速度：平均水深 h3m，隔板间距为1.5m（3）表面积：（4）廊道总宽：隔板采用15个，则廊道总宽为B=16b161.524m （5）接触池长度：（6）水头损失：取0.3m（7）

37、超高 h10.3m，（8）池总高 h30.33.3m9.2计量堰(weir)1.计量堰尺寸设计本设计设计流量m3/s，根据给排水设计手册第五册412页表10-3，选择测量范围在0.2501.800m3/s的巴式计量槽，如图4-15所示，其各部分尺寸为： m，m，m，m，m，m。图9-1 巴氏计量槽示意图3.计量堰水头损失计算计量堰按自由流计，根据给排水设计手册第五册，414页，表10-4，查得应采用的计量堰尺寸为：当，m3/s时，m；自由流取则m，故计量堰水头损失为m（1）上游流速水力计算如下：湿周m过水断面m2水力半径m水力坡度（2）下游流速水力计算如下：湿周m过水断面m2水力半径m水力坡度

38、上游渠道长度应不小于渠宽的23倍，设渠道宽为1.65m，故取上游长度m；下游渠道长度应不小于渠宽的45倍，故取下游长度m。则全部直线段长度为： 不小于渠宽的810倍，符合要求。（3）计量堰水头损失计算上游水头损失为：m下游水头损失为：m第十章 污泥构筑物的设计计算1.污泥处理方法的选择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。本设计从节能和资源再利用两方面考虑，选择厌氧二级中温消化工艺。污泥在厌氧条件下有碱性菌核转型厌氧菌降解污泥中的有机物，生成CO2、CH4，使污泥得到稳定。具体流程为：生污泥 浓缩 两级消化 机械脱水 利用2.污泥浓

39、缩池(sludge thickening tank )设计本设计采用辐流式连续运行的重力浓缩池，浓缩来自二沉池的污泥。池形如图4-16所示。总泥量：Q=污泥浓度7.5g/L,含水率为99.4，污泥固体负荷为30kg/(m2d),浓缩后污泥含水率97%。（1）浓缩池直径浓缩池面积： 采用两个浓缩池，每个浓缩池面积为 浓缩池直径： 取D=16m（2）浓缩池有效水深， 取h14m（3）水力停留时间：浓缩池有效容积：污泥在池中停留时间：（浓缩池容积应按浓缩1016h进行校核，不宜过长，否则将发生厌氧分解核反消化。）（4）浓缩后污泥体积： 贮泥区所需容积，按6h泥量计，（5）排泥斗体积：泥斗上口r11m

40、，下口r20.7m泥斗高h51m，则V=V1+V2=19.87+6.9=26.77m3 23.21m3 （满足要求）（6）浓缩池总高度：超高h20.3m，缓冲层h30.3m，总高 hh1h2h3h4h50.340.30.5116.11m根据以上计算结果，选择NZS-12型中心传动浓缩机，功率0.75kw，外缘线速度为1.56m/min。4.污泥消化池(sludge digestion tank) 本设计采用消化形式为中温厌氧消化(mesophilic anaerobic digestion)。其原理是：污泥在无氧条件下，由兼性菌和专性厌氧菌讲解污泥中的有机物，使之产生CO2和CH4，是污泥得到

41、稳定，鼓污泥厌氧消化又称为污泥生物稳定。（1）一般规定及参数取值如下： 温度中温厌氧消化，消化温度为3335，有机物负荷2.53.0kgBOD/(m3/d)，产气量1.01.3m3/(m3d)，消化时间约为20天。本设计为消化温度为35的二级消化。 投配率中温消化投配率以5%8%为宜，相应消化时间为2012.5d，有机物降解率大于40%。一级消化池污泥投配率为5%，二级消化池污泥投配率为10%。 混合与搅拌目的在于使消化菌与有机物从分接触。实践证明，有搅拌比无搅拌产气量增加30%。因此，一级消化进行加温搅拌。 污泥浓度污泥固体含量一般采用3%4%，最大可行范围为10%12%。两极消化后，污泥的

42、含水率一般达到92%左右。 PH值与碱度消化系统中，应保持碱度在2000mg/L(以CaCO3计)以上，使其具有足够的缓冲能力，可有效防止PH下降。 C/N比以（1020）：1为宜。 污泥的投配方式污泥投配方式分为间歇性投配和连续性投配，本设计选用连续性投配，它能够为污泥消化创造一个良好的消化环境，运行良好，但管理水平要求较高。（2）污泥厌氧消化的工艺选择二级消化工艺为两个消化池串联运行，生污泥首先进入一级消化池中，接受搅拌与加热，消化温度达到35，并设有集气设备，不排除上清液。污泥中的有机物分解主要在一级消化池中进行，产气量占总产气量的80%。经一级消化池消化的污泥重力排入二级消化池，二级消

43、化池内污泥不加热、不搅拌，利用一级消化的余温进行消化。二级消化池的温度保持在2026。二级消化池应设有集气设备并撇除上清液，产气量占总产气量的20%。同时，二级消化池还起着污泥浓缩池的作用。（3）消化池个部分结构设计与参数池顶结构为固定盖式，截圆锥形。池顶中部设集气罩，通过管道与沼气柜直接连通，防止产生负压。消化池结构示意图如图4-19所示。消化池污泥量初沉池污泥量为：Q初200.64m3/d浓缩后的泥量：Q农317.9m3/d总消化池污泥量为：Q= Q初+ Q农=200.64+317.9=518.54m3/d一级消化池总容积： 采用2座一级消化池，则每座池子的有效容积为 取5200m3。消化

44、池直径D采用20m；集气罩直径d1采用2m；池底下锥直径d2采用2m；集气罩高度h1采用2m；上锥高度h2采用3m。消化池的柱体高度h3应大于，采用16m；下锥体高度h4采用2m。则消化池总高度为：Hh1h2h3h42316223m集气罩容积：7弓形部分面积：圆柱部分的容积为：下锥体部分的容积为：V0=V3+V4=5024+232.36=5256.36m35200m3二级消化池采用一座二级消化池，总容积 取V0=5186m3其余各部分尺寸同一级消化池。消化池各部分的表面积计算集气罩表面积为： 池顶表面积为：则池盖表面积为：F1+F2=15.70+43.96=59.66m2池壁表面积为：F3=3

45、.14Dh53.14207.2452.16m2（地上部分） F4=3.14Dh63.14204.8301.44m2（地下部分）池底表面积为：（4）产气量及储气柜沼气柜内部的体积应按需要的最大调节容量决定，无资料可按平均日产量的25%-40% 即6-10h的平均产气量计算。采用的沼气柜为低压浮盖式湿式沼气柜，浮动罩直径与高度之比一般为1.5：1。沼气系统的压力一般为：1176-1960Pa。沼气柜内部必须进行防腐处理，外部应涂反射性色彩。浮动罩下部的小室，在冬季应有防冻措施。产沼气量按8倍的泥量计算： V沼518.5484148.32m3/d沼气柜的容积： V=4148.3230%=1244.5

46、m3采用单级湿式沼气柜1个，设D=10m, H=9m，则上加一个球冠，R=5m，容积忽略不计。（5）搅拌（agitation） 若采用沼气搅拌设单位用气量采用6m3/min103，则用气量q为 曝气立管管径计算曝气立管的流速采用1015m/s，取12m/s。则所需立管面积为m2选用立管的直径为Dg=80mm时，每根管的断面m2，所需立管的总数则为，采用10根。核算立管的实际流速为介于1015m/s之间,符合要求。（6）消化池管道设计投泥管。一般进泥口布置在泥位上层，进泥点及进泥口的形式应有利于搅拌均匀，破碎浮渣。污泥投配管最小管径为150mm，本设计选用200mm。为使投泥均匀且防止污泥结壳，

47、投泥管在泥面以上中部投泥。出泥管。为防止消化池中产生正负压变化，及时排泥，应在投泥同时进行排泥。设排泥管径mm，出泥口布置在池底中央，依靠消化池内静水压力将熟污泥排至污泥的后续处理装置。用闸阀控制使投配泥与排泥时间相等。除泥口的位置应考虑有利与混合均匀。溢流管。消化池投配过量、投泥不及时或沼气产量与用量不平衡等情况发生时，沼气室内的沼气受到压缩，气压增加甚至可能压破池顶盖。因此，消化池池顶下沿应设有溢流管，及时溢流，保持沼气柜内压力恒定。溢流管的溢流高度必须考虑是在池内收押状态下工作。在非溢流工作状态时，溢流管仍需保持泥封状态。本设计取溢流管mm，设在池顶，使溢流管与最高泥面相同，能溢流，安全

48、排泥。本设计采用倒虹管式消化池溢流装置如图4-20所示。 取样管。取样管一般设在池顶，至少2根，其最小管径为100mm，取样管的长度最少应伸入最低泥位以下0.5m。本设计设3根取样管，分设在池顶1根，池边2根，mm。 沼气管。用以排放沼气至沼气柜，管径取最小管径，即mm。（7）沼气混合搅拌计算消化池的混合搅拌采用多路曝气管式沼气搅拌。此种方法的优点是：设有机械磨损，搅拌充分，还可促进厌氧分解，缩短消化时间。 搅拌用气量单位用气量采用6m3空气/min1000m3，则用气量为m3/minm3/s 曝气立管管径采用管内沼气流速为12m/s，则所需立管总面积为m2选用立管直径DN60mm，每根断面面

49、积为m2所需立管根数为根取10根。核算立管实际流速符合要求。5.污泥脱水(sludge dewatering)（1）概述污水处理过程中所产生的污泥，一般是带水的颗粒或絮状疏松结构。污泥经浓缩、消化后，尚有92%97%的含水率，体积仍然庞大。因此，为了综合利用和最终处置，需要对污泥进行干化和脱水处理，以降低含水率，缩减污泥体积。污泥脱水的方法很多，一般有：自然干化(sludge drying)、机械脱水、污泥烘干、焚烧(sludge incineration)等方法。（2）污泥量污泥消化过程中由于分解而使体积减小，按消化污泥中有机物含量占60%，分解率为50%，污泥含水率为95%计算： m3/d

50、分解污泥容积 m3故每日污泥量为：m3（3）污泥脱水设备的选择污泥机械脱水是以过滤介质形成滤液，而固体颗粒倍截流在介质上，形成泥饼（sludge cake），从而达到脱水目的。污泥机械脱水设备的选择应根据处理规模、运行费用、运行经验、污泥出路等方面的实际情况进行选择。本设计选用双网带式压滤机3台，2备1用。滤带可以回旋，脱水效率高，噪音小，能源消耗低，附属设备少，操作管理维修方便。但必须正确地使用有机高分子混凝剂。其特点如下： 脱水泥饼含水率：70%80%； 投资费用较低； 自控、连续型运行方式； 脱水前无需预处理； 适用于大中型污水处理厂。每台处理污泥能力8.0m3/h，工作周期20h，可处

51、理污泥量：m3m3脱水后污泥含水率为75%，污水体积为：m3脱水后的污泥用车外运处理。第十一章 污泥总泵站设计计算11.1 概述污水总泵站接纳来自整个城市排水管网来的所有污水，其任务是将这些污水抽送到污水处理厂，以利于处理厂各构筑物的设置。排水系统整个管网埋深满足最大埋深要求，固不设加压泵站。因采用城市污水与雨水分流制，故雨水泵站单独设置。本章仅对城市污水排水系统中点泵站进行设计。排水泵站的基本组成包括：机器间、集水池、格栅和辅助间。11.1.1污水泵房的一般规定1.应根据远近期污水量确定污水泵站的规模。泵站设计流量与进水管至设计流量相同。2.在分流制排水系统中，雨水泵房与污水泵房可分建在不同

52、地区，也可合建，但应自成系统。3.污水泵站的集水池与机器间合建在同一构筑物内，集水池和机器间需用防水隔墙分开，不允许渗漏。做法按结构设计规范要求。4.泵站构筑物不允许地下水渗入，应设有高处地下水位0.5m的 防水措施，具体设计见规范。5.泵站位置应结合规划要求，鉴于排水需要提升的管段，且距排放水体较近的地方。并应尽量避免拆迁、少占耕地。设在污水处理厂内的泵房可与其他构筑物统一布置。11.1.2设计数据1.污水泵站的设计流量一般按最大日最大时确定，所以污水泵站的设计流量L/s。2.进水管管底高程72.40m，管径为DN1250mm，充满度为0.7，水面高程73.275m。3.出水管提升后底水面高

53、程为82.50m，经71m管长至处理构筑物。4.泵站设在处理厂内，地面高程77.82m。5.地质条件较好，地下为粘土，地下水位在地表以下7.8m，土壤冰冻深度0.5m。11.1.3泵房形式为运行方便，采用自灌式泵房。自灌式水泵多用于常年运转的污水泵站，它的优点是：启动及时可靠，管理方便。由于自灌式启动，故采用集水池与机器间和建，前后设置。泵房选用半地下式。11.1.4工艺布置本设计采用来水为一根污水干管，无滞留、涡流等不利现象，故不设进水井，来水管直接经进水闸门、格栅流入集水池，经机器间的泵提升送至各处理构筑物。11.2 污水泵站设计计算11.2.1水泵的选择1.设计流量L/s。2.考虑选用4

54、台水泵，3用1备，每台水泵L/s。3.集水池有效容积集水池的容积，应根据水量、水泵能力和水泵工作情况等因素确定。一般应符合下列要求：污水泵房的集水池容积，不应小于最大一台水泵5min的出水量；如水泵机组为自动控制时，每小时开动水泵不得超过6次。采用1台泵5min的容量m3取m3。有效水深采用，则集水池面积为m2采用集水池与泵站合建。4.选泵前总扬程估算（1）设经过中格栅的水头损失为0.1m。（2）集水池最低工作水位与所需提升泵站最高水位差值82.50（73.2750.11）10.32m（集水池有效水深为2m，正常时按1m计；经过中格栅的水头损失为0.1m）（3）出水管管线水头损失4台泵并联后，

55、由2根DN700的管汇合出水，设计流量m/s，查给排水手册得流速m/s，介于1.52.0之间，符合要求，。当一台水泵运转时，m/s，查得流速m/s0.7m/s，不会发生淤积。设总出水管管中心埋深0.9m，局部水头损失为沿程水头损失的30，则泵站外水头损失为： 泵站内管线水头损失假设为1.5m，考虑自由水头为1m，则水泵总扬程：HS=1.5+0.66+10.32+1=13.48m（4）选泵本设计单泵流量为L/s，扬程13.48m。查给水排水手册第11册， 260页，选用300TLW-540IB型无堵塞立式污水泵。其主要性能参数如下：流量392.8L/s，扬程16.6m；转速r/min， 效率，配

56、用功率kW；重量3150kg；出口/进口直径300/300。配电动机型号为：JS-126-6，其参数如下：配用功率KW，转速r/min；重量kg，价格7150元。（5）水泵进出水管设计规定 吸水管断面比水泵吸入口大一级并不应小于100mm。 每台泵设单独的吸水管。 不设底阀，设喇叭口，直管或90弯头。水平段应有向水泵上升的坡度。 吸水管流速0.81.5m/s，不得小于0.7m/s。 采用偏心渐缩管时管顶应成水平，管底成斜坡。 出水管断面比水泵吐出口大一级，并不应小于100mm。 流速1.21.8m/s，不得小于1.0m/s，并不应大于2.5m/s。 压力干管的高点应设排气装置，最低点设泄水装置

57、。11.2.2泵站的平面布置水泵的平面布置形式可直接影响机器间的面积大小，同时，也关系到养护管理的方便与否。机组间距以不妨碍操作和维修的需要为原则。机组的布置应保持运行安全、装卸、维修和管理方便，管道总长度最短，接头配件最少，水头损失最小，并应考虑泵站有扩建的余地。1.泵站经平剖面布置后对水泵总扬程进行核算选一条最长管路计算其水头损失（1）吸水管路水头损失计算每根吸水管L/s，选用DN600mm的管径，查得m/s，。 喇叭口mm取800mm。mm查得。 闸阀mm，mm，查得。 偏心渐缩管选用，查得mm其中，得m/s。 直管部分为1.0m，管道总长为m则沿程损失为m局部损失 m 吸水管路水头损失

58、为m（2）出水管路水头损失计算每根出水管L/s，选用DN500的管径，查得m/s，从最不利点A为起算点，沿A，B，C，D线顺序计算水头损失。AB段的同心渐扩管mm，查得。 单向止回阀mm，mm，查得。 闸阀mm，mm，查得。 局部损失为mmBC段 直管部分为2.7m。 90弯头mm，查得，故沿程损失为m局部损失为mCD段 直管mm，m。 同心渐扩管m/smm，查得。 直管，m。 等径四通mm，m，查得。沿程损失为m局部损失为m故压水管出水管路总损失为m则水泵所需扬程为 m故选用4台型号为300TLW-540IB型无堵塞立式污水泵是合适的。水泵扬程示意图如图5-1所示。11.2.3泵座基础设计1

59、泵基础长度mm，取m。2泵基础的宽度mm取1.0米。3.泵基础高度 m取m式中 混凝土基础的容重；每台水泵基础的个数，个。11.2.4泵站仪表1.泵站内应设置的控制仪表有以下几种：（1）自灌式水泵吸水管上安装真空表。（2）出水压力管上设置压力表。（3）配电设备仪表有电流表、电压表、计量表。（4）轴承润滑仪表：泵采用液体润滑轴承时，轴承内装置油位指示器。采用轴承循环润滑时，装置压力表及温度计。2.计量设备采用电磁流量计，其特点是结构简单、工作可靠、电耗少、精度高、计量方便，但缺点是价格较高。11.3 集水池设计计算由前计算可知，集水池有效容积111m3，有效水深2m，面积55.5m2。集水池最低

60、水位应符合下列规定：池底至吸水喇叭口下缘不小于0.4m，最低水位距吸水喇叭口上缘高度应满足下列要求：喇叭口流速m/s时，m；m/s时，m；m/s时，m。本设计中m/s故取m。机器间与集水池底平，水泵自灌启动，安装高度小于允许吸上真空高度。在集水池侧墙明显的位置设水表尺，并引入值班室，以供控制水泵启闭和记录水位时观察之用。池底坡度为0.010.02，吸水坑深度0.5m，上底宽0.8m，下底宽0.6m。松动沉渣设备：在水泵出水管接DN80的回流反冲管，伸入集水池的吸水坑内。11.3.1机器间设计计算机器间为泵站的主要组成部分，在满足水泵正常运行和管理方便的条件下，可适当压缩尺寸，以节约工程造价。它