水质工程学课程设-城市污水二级生化处理工艺设计

福建工程学院课 程 设 计 说 明 书课程：水质工程学系别：环境设备工程系专业：给水排水工程班级：0802学生姓名：学 号： 0908103208指导教师：完成日期： 2011/12/171水质工程学课程设计任务书一、设计题目城市污水二级生化处理工艺设计二、设计原始资料（一）工程概况拟建污水处理厂地处某城市郊。 总占地24公顷，服务人口约30万。建设规模近期为10万m3/d，其中生活污水占 57.3%，工业废水占 42.7%。设计时应预留远期用地。远期规模为20万m3，其中生活污水占，工业废水占。/d39.3%60.7%（二）设计基础资料1.气象资料最高温度39.3oC最低温度-2oC年平均温度18.2oC冬季平均温度12oC主导风向为东北风，夏季偏南风为主。水文与水文地质资料河流位于城市的西南部，污水处理厂厂址所在河段的常水位为32.00m，最低水位为30.80m，20年一遇洪水位35.00m。厂址地形、地质资料1）厂区附近地势：厂区地面基本平坦，高程为 38.00m。2）工程地质情况：土质基本是沙砾石层，无不良工程地质现象。3）地下水水位埋深：-4.00m，地下水对混凝土无腐蚀现象。（三）污水水质污水水质见下表：表1 城市污水水质分析表 单位：mg/L指标 CODCr BOD5 SS NH3－N TP数值 386 300 225 49 4.9（四）处理后的水质标准排放标准执行《污水综合排放标准》（GW8978－1996）中一级排放标准，其主要水质指标应达到下列要求：表2出水水质标准单位：mg/L指标CODCrBOD5SSNH3－NTP数值602020150.1三、设计内容通过课程设计实践，灵活应用污水处理基本原理、基本工艺方法，结合相关文献资料的查阅以及本项目实际情况，设计出一套可行的城市污水处理方案。具体为：（1）通过查阅相关资料和文献熟悉城市污水水质水量特点。2（2）查阅相关资料和文献，深入了解国内外城市污水处理方法及工艺流程。（3）确定处理方案，进行详尽的设计计算，即对各构筑物设计计算、总平面布置设计和流程布置设计。（4）用CAD制图，包括：总平面布置图、工艺流程图。（5）总结各部分数据，参考相关资料，撰写设计说明书。四、成果（一）绘制设计图纸本设计应做出下列两张 1号图纸：（1）厂区总平面图（1：500），图中应表示出各工艺构筑物的确切位置，外型尺寸，相互距离，各构筑物间连接管沟的位置，其他辅助性构筑物的位置，厂区道路绿化及卫生防护区的布置等， 图中应绘出各种线条表示的图例， 说明构筑物名称。（2）流程高程图（纵向比例尺 1：50~1：200），该图应标出各工艺构筑物的顶、底、水面、主要构件及沟管的设计标高，室内外地平标高。上述图纸中应注明图及比例尺， 图中文字一律用仿宋字体书写， 图中线条应粗细主次分明，图纸大小应符合标准，图右下角留标题栏。（二）说明书说明书要简明扼要的说明设计任务、 设计依据、采用方案的理由并对整个设计作出基本说明，内容充实，重点突出。（三）计算书计算书要求步骤清楚，内容完整，并附有必要的简图，其中公式及引证数据应注明出处，标明参考文献、图书资料的名称及出版单位等内容， 计算过程应符合现代设计规范。五、设计时间周3水质工程学课程设计指导书一、设计准备明确设计目的、内容和要求。熟悉设计原始资料。原始资料是设计工作的基础和依据，一般由建设单位和有关单位提供，本设计所需资料在任务书中已列出，设计中可依此进行。熟悉有关设计规范。设计规范是工程设计的指导性准则，工程设计必须依据相关规范进行设计，因此，在设计前应先熟悉有关规范。二、设计步骤据水质、水量、地区条件、施工条件和一些水厂运转情况确定处理工艺流程和选定处理方案；对各构筑物进行工艺计算，确定其形式、数目与尺寸；进行各处理构筑物的总体布置和污水、污泥流程的高程设计；绘制本设计指导书中指定的技术图纸；就设计中需要加以说明的主要问题和计算成果，写成设计计算说明书。设计计算说明书可参考下列内容书写：（1）目录（2）概述设计任务和设计依据，简要分析设计资料特点；（3）污水、污泥处理流程选择的各种因素分析和依据说明；（4）各种处理构筑物及其辅助设备的工艺设计计算，及其工作特点的说明；水厂平面布置做必要的说明；（5）污水、污泥处理构筑物之间的水力计算及高程计算；（6）处理构筑物总体布置的特点及依据说明。三、设计进度计划（不含周末）1.设计准备、熟悉资料、研究确定设计方案3.0天2.初步进行平面布置，绘制平面布置草图2.0天3.进行各处理构筑物的设计计算4.0天4.绘制平面布置图、流程图图纸4.0天5.编写设计说明书、整理计算书2.0天6.合计15.0天4第一章 设计概述一、设计题目城市污水二级生化处理工艺设计二、设计原始资料（一）工程概况拟建污水处理厂地处某城市郊。 总占地24公顷，服务人口约30万。建设规3模近期为10万m/d，其中生活污水占 57.3%，工业废水占42.7%。设计时应预留3远期用地。远期规模为 20万m/d，其中生活污水占 39.3%，工业废水占 60.7%。（二）设计基础资料1. 气象资料最高温度39.3oC 最低温度-2oC年平均温度18.2oC 冬季平均温度12oC主导风向为东北风，夏季偏南风为主。水文与水文地质资料河流位于城市的西南部，污水处理厂厂址所在河段的常水位为32.00m，最低水位为30.80m，20年一遇洪水位35.00m。厂址地形、地质资料1）厂区附近地势：厂区地面基本平坦，高程为 38.00m。2）工程地质情况：土质基本是沙砾石层，无不良工程地质现象。3）地下水水位埋深：-4.00m，地下水对混凝土无腐蚀现象。（三）污水水质污水水质见下表：表1 城市污水水质分析表 单位：mg/L指标 CODCr BOD5 SS NH3－N TP数值 386 300 225 49 4.9（四）处理后的水质标准排放标准执行《污水综合排放标准》（GW8978－1996）中一级排放标准，其主要水质指标应达到下列要求：表2出水水质标准单位：mg/L指标CODCrBOD5SSNH3－NTP数值602020150.1三、设计内容通过课程设计实践，灵活应用污水处理基本原理、基本工艺方法，结合相关文献资料的查阅以及本项目实际情况，设计出一套可行的城市污水处理方案。具体为：（1）通过查阅相关资料和文献熟悉城市污水水质水量特点。（2）查阅相关资料和文献，深入了解国内外城市污水处理方法及工艺流程。5（3）确定处理方案，进行详尽的设计计算，即对各构筑物设计计算、总平面布置设计和流程布置设计。（4）用CAD制图，包括：总平面布置图、工艺流程图。（5）总结各部分数据，参考相关资料，撰写设计说明书。第二章 污水处理工艺厂工艺说明一、污水厂处理规模1、设计水量的确定根据初始资料可知：拟建污水处理厂地处某城市郊。总占地24公顷，服务人口约30万。建设规模近期为357.3%，工业废水占10万m/d，其中生活污水占342.7%。设计时应预留远期用地。远期规模为20万m/d，其中生活污水占39.3%，工业废水占60.7%。近期水量计算：综合生活污水量总变化系数平均日流量 5 15 40 70 100 200 500 ≥1000L/s）总变化系数2.32.01.81.71.61.51.41.3注：当污水平均日流量为中间值数值时，总变化系数可用内插法求得。居民每日平均污水量：1010410357.3%663.20L/sQ243600总变化系数：2.72.71.32Kz0.11(1010410357.3%)0.11Q243600总污水设计流量：Qh1.3210104m3/d5500m3/h。24远期水量计算：居民每日平均污水量：2010410339.3%Q243600909.72L/s6总变化系数：2.72.71.28Kz0.11(20104103Q39.3%)0.11243600总污水设计流量：Qh1.2820104m3/d10666.67m3/h，取11000m3/h。242、污水处理水质（1）、污水的CODCr处理程度计算：E1CC38660C84.5%386式中E1CODCr的处理程度%C进水的CODCr浓度mgLC处理后污水排放的CODCr浓度mgL（2）、污水的BOD5处理程度计算：E2LL30020L93.3%300式中E2BOD5的处理程度%L进水的BOD5浓度mgLL处理后污水排放的BOD5浓度mgL（3）、污水的SS处理程度计算：E3CC22520C91.1%225式中E3SS的处理程度%C进水的SS浓度mgLC处理后污水排放的SS浓度mgL、污水的氨氮处理程度计算：CC4915E469.4%C497式中E4氨氮的处理程度%C进水的氨氮浓度mgLC处理后污水排放的氨氮浓度mgL、污水的磷酸盐处理程度计算：CC4.90.198.0%E5C4.9式中E5磷酸盐的处理程度%C进水的磷酸盐浓度mgLC处理后污水排放的磷酸盐浓度mgL进出水水质及去除率基本控制项目CODCrBOD5SSNH3－NTP进水水质386300225494.9出水水质602020150.1去除率84.5%93.3%91.1%69.4%98.0%二、污水处理基本工艺1、工艺选择根据处理规模（10-20万吨/天）、进出水质（生活污水和工业废水）、出水质要求（国家《污水综合排放标准》〈GB8978—1996〉中一级A标准）、污水处理厂既要求有效地去除BOD5，也要求高效脱氮除磷、当地的自然条件（包括地形、气候、水资源）、污水水量及其变化动态、运行管理与施工、并参考典型的工艺流程和各种生物处理法的优缺点及使用条件。本课题选择典型的工艺流程，有两种可供选择的工艺：1）SBR处理工艺；2）厌氧池+氧化沟处理工艺。两种工艺经过比较，厌氧池+氧化沟具有如下特点：1）工艺流程简单，运行管理方便。2）运行稳定，处理效果好。氧化沟的BOD平均处理水平可以达到95%左右。3）能承受水量、水质的冲击负荷，对浓度较高的工业废水有较强的适应能力。这主要是由于氧化沟水利停留时间长、泥龄长和循环稀释水量大。4）污泥量少、性质稳定。由于氧化沟泥龄长。一般为20～30d，污泥在沟内已好氧稳定，所以污泥产量少从而管理简单，运行费用低。5）脱氮除磷效果好。可以通过氧化沟中曝气机的开关，创造好氧、缺氧环境达到脱氮除磷目的。6）基建投资省、运行费用低。7）即使在工作状况不良的情况下，处理厂一般也不产生臭味。82、确定工艺流程城市污水处理的目的是使之达标排放或污水回用用于使环境不受污染，处理后出水回用于农田灌溉，城市景观或工业生产等，以节约水资源。处理工艺流程选择应考虑的因素：污水处理厂的工艺流程系指在保证处理水达到所要求的处理程度的前提下，所采用的污水处理技术各单元的有机组合。在选定处理工艺流程的同时，还需要考虑各处理单元构筑物的形式，两者互为制约，互为影响。污水处理工艺流程的选定，主要以下列各项因素作为依据。（1）污水的处理程度（2）工程造价与运行费用（3）当地的各项条件（4）原污水的水量与污水流入工程本设计采用的处理工艺流程见图：污水中提细沉厌氧二接排格升格砂氧化沉触江泵栅栅池池沟池池房污泥回流剩余污泥浓贮脱泥缩泥水饼机外池池房运厌氧池+氧化沟处理工艺流程第三章 污水的一级处理一、格栅1、设计参数1）格栅栅条间隙宽度，应符合下列要求：粗格栅：机械清除时宜为16～25mm；人工清除时宜为25～40mm。特殊情况下，最大间隙可为lOOmm。细格栅：宜为1.5～1Omm。水泵前，应根据水泵要求确定。2）污水过栅流速宜采用0.6～1.Om／s。除转鼓式格栅除污机外，机械清除格栅的安装角度宜为60°～90°。人工清除格栅的安装角度宜为 30°～60°。3）当格栅间隙为16～25mm时，栅渣量取0.10～0.05污水；当格栅间隙为30～50mm时，栅渣量取0.03～0.01污水。4）格栅除污机，底部前端距井壁尺寸，钢丝绳牵引除污机或移动悬吊葫芦抓9斗式除污机应大于1.5m；链动刮板除污机或回转式固液分离机应大于 1.Om。（5）格栅上部必须设置工作平台，其高度应高出格栅前最高设计水位0.5m，工作平台上应有安全和冲洗设施。6）格栅工作平台两侧边道宽度宜采用0.7～1.Om。工作平台正面过道宽度，采用机械清除时不应小于1.5m，采用人工清除时不应小于1.2m。7）粗格栅栅渣宜采用带式输送机输送；细格栅栅渣宜采用螺旋输送机输送。8）格栅除污机、输送机和压榨脱水机的进出料口宜采用密封形式，根据周围环境情况，可设置除臭处理装置。格栅间应设置通风设施和有毒有害气体的检测与报警装置。格栅示意图如下：2、中格栅设计计算（1）栅前水深：根据最优水力断面公式B1B12QB1hvB12v2取污水过栅流速v=0.9ms2Q20.511.06mB10.9则栅前水深：h B1 0.53m2（2）栅条的间隙数：n

Q sinNbhv式中 n 格栅栅条间隙数 （个）10Q设计流量m3s格栅倾角（o）N设计的格栅组数（组）b格栅栅条间隙数m取60b=0.02m0.51sin60个，取50个。n0.5349.70.020.9（3）栅槽宽度：BSn1bn式中B格栅栅槽宽度mS每根格栅条宽度m取S=0.015mB0.0155010.02500.7411.74m（4）进水渠道渐宽部分的长度计算：l1BB12tan1式中l1进水渠道渐宽部分长度m1渐宽处角度（o）取1=20l11.741.060.8m2tan20（5）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分的长度计算：l2l10.80.4m22（6）通过格栅的水头损失：S4v20.01540.92mh1k(332.42(3)sin)sin600.16b2g0.022g式中h1——水头损失，m；——格栅条的阻力系数，查表知=2.42；k——格栅受污物堵塞时的水头损失增大系数，一般取k=3。7）栅后槽总高度：设栅前渠道超高h20.3m栅后槽总高度：Hhh1h20.530.160.30.99m（8）栅槽总长度：hh20.80.40.51.00.530.3Ll1l20.51.0tantan60tan3.18mtan60（9）每日栅渣量：11QmaxW186400QW1W10001000KZ式中W每日栅渣量m3dW1每日每1000m3污水的栅渣量（m3103m3污水）取W1=0.05m3103m3污水W101040.055m3d0.2m3d采用机械除渣。10003、细格栅设计计算设计中取格栅栅条间隙数b=0.01m，格栅栅前水深h=0.9m，污水过栅流速v=1.0ms，每根格栅条宽度S=0.01m，进水渠道宽度B1=0.8m，栅前渠道超高h20.3m，每日每1000m3污水的栅渣量W1=0.04m3103m3则，（1）格栅的间隙数：nQsin0.51sin6053个Nbhv0.010.91.0（2）格栅栅槽宽度：BSn1bn0.015310.01531.05m（3）进水渠道渐宽部分的长度：l1BB11.050.80.35m2tan12tan20（4）进水渠道渐窄部分的长度计算：l2l10.35m220.175（5）通过格栅的水头损失：4v241.020.01h1kS32.423sin600.32m()3sin0.012gb2g（6）栅后槽总高度：Hhh1h20.90.320.31.52m（7）栅槽总长度：Ll1l20.51.0hh2tantan0.350.1750.51.00.90.3tan60tan60（8）每日栅渣量：2.72mWQmaxW186400QW1101040.055m3s0.2m3sKZ10001000100012应采用机械除渣。二、污水泵房1、水泵的选择原则：1）污水泵站一般按最大日最大时流量设计，通过调整水泵工作台数兼顾其他流量时段的情况。2）污水泵站集水池的容积，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。（3）集水池池底应设集水坑，倾向坑的坡度不宜小于 10%。4）根据水质、水量、和提升高度确定水泵的型号，同一泵站应选用类型相同、口径相同的水泵，以利于管理和维修。5）水泵吸水管设计流速宜为0.7～1.5m/s。出水管流速宜为0.8～2.5m/s。其他规定见GB50014—2006《室外排水规范》。2、泵房的选择设计流量为Q 5500m3/h 1527.8L/s。预估集水池最高水位为 37.6m，出水管提升至细格栅，细格栅水面标高为41.8m。泵站设在处理厂内，泵站的地面高程为38.3m。（1）集水池的设计计算：设计中选用 5台污水泵（ 4用1备），则每台污水泵的设计流量为：Q1Q1527.8381.95L/s，按一台泵最大流量时5min的出水量设计，则集44水池的容积为：VQt382560114600L114.6m3,取115m31集水池的面积为：设计中取集水池的有效水深为h2.0mFV11557.5m2h2集水池保护水深0.8m，实际水深为2.0+0.8=2.8m。2）水泵总扬程估算：集水池最低工作水位与所需提升最高水位之间的高差为：41.8-（37.6-2）=6.2m3）出水管管线水头损失：每一台泵 单用一根出水管，其 流量为Q1 381.95L/s，选用的管径为DN600mm的铸铁管，查《给水排水设计手册》第一册常用资料得流速V 1.30m/s（介于 0.8～2.5ms之间），1000i 3.44。出水管出水进入一进水渠，然后再均匀流入细格栅。设水头损失为2.0m，考虑自由水头为 2.0m，则水泵总扬程为：H 2.0 6.2 2.0 10.2m（4）选泵本设计单泵流量为Q1 381.95L/s，扬程H 10m。查《给水排水设计手册》13第11册常用设备，选用350TSW-650ⅡA型的立式污水泵。该泵的规格性能见表。350TSW-650ⅡA型的立式污水泵的规格性能型号流量Q转度电动效率扬程机功重量nH率NLsrminkg%3mkWmh350TSW-650ⅡA1587440.812.2735907524003、泵房形式及工艺布置本设计采用地下湿式矩形合建式泵房，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。鉴于其设计和施工均有一定经验可供利用，故常选用下圆上方形泵房。由于自灌式启动，故采用集水池与机器间合建，前后设置。大开槽施工。进水直接经进水闸门、格栅流入，经机器间的泵提升来水进入出水井，然后依靠重力自流输送至各处理构筑物。三、沉砂池本设计选用平流式沉砂池。1、设计参数1）最大流速为0.3m/s，最小流速为0.15m/s。2）最大流量时停留时间不小于30s，一般采用30～60s。3）有效水深应不大于1.2m，一般采用0.25～1m；每格宽度不宜小于0.6m。4）进水头部应采取消能和整流措施，应设置进水阀门控制流量，出水应采取堰跌落出水，保持池内水位不变化。5）池底坡度一般为0.01～0.02，当设置除砂设备时，可根据设备要求考虑池底形状。2、设计计算设两座沉砂池运行。Q2Q1.528m3/s，设计水力停留时间20.7642t30s，水平流速v0.3m/s（1）池子度长：lvt0.330＝9m（2）水流断面面积：AQ20.7642v2.55m0.33）池总宽度：有效水深h21mBA/h22.552.55m1设n=4格，每格宽b=0.64m4）沉砂斗容积：设t2d，即考虑排泥间隔天数为2天，14VQXT864000.764302864003m3KZ1061.32106（5）每个沉砂斗的容积V1：设每一分格有2格沉砂斗，则V1230.375m34（6）沉砂斗各部分尺寸及容积：设斗底宽a10.6m，斗壁与水平面的倾角为'0.4m，55度，斗高h3则沉砂斗的上口宽：2h3'a120.40.61.16matan55tan55h3'22aa12V2a2a160.421.16221.160.620.62630.375m3（）0.32m（7）沉砂室高度：设采用重力排砂，池底坡度i＝6％，坡向砂斗，则h3h'30.06l2h'30.06(l2a)/20.40.063.340.6m（8）池总高度：设超高h10.3m，Hh1h2h30.31.00.61.9m（9）核算最小流速：在最小流速时只用两格工作，即n2Qmax0.7640.45m/s0.15m/sVmin1.3221.00.64nwmin第四章 污水的二级处理一、厌氧池厌氧池的池形有矩形、方形和圆形。圆形厌氧池具有结构稳定的特点，本设计中采用圆形厌氧池。1、设计参数（1）水力停留时间T2.5h。（2）污泥浓度X4.5g/L。（）污泥回流液浓度XL10g/L。32、设计计算设计流量Q 5500m3/h，设4座厌氧池每座的设计流量15Q11375m3/h0.38m3/s。考虑到厌氧池与氧化沟为一个处理单元，总的水力停留时间超过15h，所以设计水量按最大日平均时考虑。（1）厌氧池容积：VQ1T0.382.536003420m3（2）厌氧池尺寸：设计中取有效水深h=5m，水池超高h1=0.3m。则厌氧池面积：AV3420684m2h5厌氧池为圆形，则D4A468429.5m,取30m厌氧池高：Hhh150.35.3m(3)污泥回流比：RX4.50.82XeX104.5污泥回流量：QRRQ10.820.388640026922.24m3/d二、氧化沟氧化沟，又称循环曝气池。在氧化沟中，污水和活性污泥的混合液在外加动力作用下，不停的循环流动，有机物质在微生物的作用下得到降解。该工艺对水温、水质和水量的变化有较强的适应性，污泥龄长、剩余污泥少、而且具有脱氮的功能。氧化沟有不同的类型，本设计中采用卡鲁塞尔氧化沟。1、设计参数（1）氧化沟内混合液污泥浓度 X直一般采用2000～6000mg/L之间，设计中取X=4000mg/L。（2）本设计在考虑去除 BOD5的同时，还考虑反硝化，因此 c 30d。（3）回流污泥浓度Xr=12000mg/L。（4）污泥回流比R=158%2、设计计算1）好氧区有效容积：设计中取污泥净产率系数Y=0.42（kgMLSS/kgBOD5）；污泥自身氧化率Kd=0.07(l/d)。S0、Se为BOD5进出水浓度。V124QcYS0Se245500300.423002037556m3X1Kd400010.0730c2）缺氧区有效容积：反硝化区脱氮量W 24QN0-Ne 0.124Y24QS0 Se55004915/10000.1240.4224550030020/10002563.12kg/d反硝化区所需污泥量：设计中取反硝化速率 VDN=0.0216G W/VDN 2563.12/0.02 128156kg反硝化区有效容积 V2 G/X 128156/4 32039m3（3）总有效容积：V V1 V2/K 37556 32039/0.55 126536m34）氧化沟平面尺寸：氧化沟共设4组，即N=4，并联进行。采用表面曝气，则取氧化沟的有效水深设为4m，即h=4m，超高为1m，则氧化沟的总高度H=5m。取氧化沟为矩形断面，沟宽为10m，则氧化沟总长度LV/NhB126536/4510633m其中好氧区长度为480m，缺氧区长度为153m。（5）水力停留时间：t24V/24q24126536/24550023h(介于1024h之间，满足要求)BOD污-泥负荷率：设计中取XVfX0.754000Ns24QS0Se24550030020XVV40000.1kgBOD5/kgMLVSSd0.75126536NS介于0.05-0.15之间，满足要求。（6）剩余污泥量：W24QYS0Se2455000.42300201Kd10.073010005007.5Kg/dc湿污泥量：QsW15007.5500.8m3/d20.9m3/h1P10000.991000（7）氧化沟进水设计：设计中取管道流速 V 0.9m/sQ1Q5500m3/h1375m3/h0.38m3/s44则管道过水断面AQ0.38mV0.90.42管径D4A40.420.73,取0.75m（750mm）。m（8）氧化沟出水设计：氧化沟采用可调节堰控制出水，堰上水头按薄壁堰设计取薄壁堰的流量系数m00.42，可调节堰的堰长b6m，3薄壁堰的流量公式为：Qim0b2gH2污水最大流量：Q5500m3/h1.53m3/s17回流污泥量为：QRRQ1.581.532.42m3/s则：QiQQR3.95m3/s则堰上水头为：22Qi3QimH0.5m0b2g1.8669）需氧量：氧化沟单位时间的需氧量为：AOR1.35St4.57Nht2.86NotAOR 1.351668.33 4.57 238.33 2.86140.83 2938.64KgO2/h由于厂区的设计地面标高为38.00m,近似为标准大气压，在水温为25℃时，实际需氧量转化为标准需氧量的系数k=1.50。则 本设计氧化沟的实际需氧量为：SOR K AOR 1.50 2938.64 4407.96KgO2/h降解单位BOD的耗氧量为：AOR2938.641.76KgO2/KgBOD合格St1668.33（10）曝气设备设计：总需氧量为：4407.96KgO2/h，4个氧化沟设置 16台表面曝气机；则单台曝气机的供气量为：SOR4407.96/h8275.50KgO216三、化学除磷计量磷的去除有化学除磷和生物除磷两种工艺。由于本设计要求污水处理厂出水标准执行《污水综合排放标准》（GW8978－1996）中一级A的排放标准，污水经二级处理后，其出水总磷不能达到要求，故要采用化学处磷工艺处理。化学除磷的基本原理是通过投加化学药剂形成不溶性磷酸盐沉淀物，然后通过固液分离将磷从污水中除去。可用于化学除磷的金属盐有三种，钙盐、铁盐‘铝盐。最长用的是石灰（Ca(OH)2）、硫酸铝（Al2(SO4)318H2O）、铝酸钠（NaAlO2）、三氯化铁（FeCl3）、硫酸铁（Fe2(SO4)3）、硫酸亚铁（FeSO4）和氯化亚铁FeCl2）。1、设计原则1）化学除磷可采用生物反应池的前置投加、后置投加和同步投加，也可采用多点投加。182）化学除磷设计中，药剂的种类、剂量和投加点宜根据实验资料确定。3）采用铝盐或铁盐做混凝剂时，其投加混凝剂与污水中总磷的摩尔比宜采用1.5～3。4）化学除磷时，应考虑产生的污泥量。5）化学除磷时，对接触腐蚀性物质的设备和管道应采取防腐蚀措施。本设计对污水处理厂化学除磷采用后置投加，混凝剂采用二价铁盐与钙混合投加。2、设计计算在化学沉析除磷时，去除 1mol30gP至少需要1mol56gFe，即至少需要1.856倍的Fe，或者0.927倍的Al。也就是说去除1gP至少需要1.8g的Fe，3131或者0.9g的Al。为了保证除磷效果本设计采用投加系数1.5，选取FeSO4作为除磷药剂。经过沉砂池磷的去除有限，故本设计不予考虑。P负荷1105m3/d4.90.1103Kg/m3480Kg/d设计Fe的投加量为：1.5 564801300KgFe/d3113001000g/d折算需要药剂量为: 7226Kg/d,FeSO4180g/Kg饱和溶液中的有效成分为： 180g/Kg 0.4Kg/L 72Fe/L，FeSO472261000g/d100361L/d折算需要体积量为： 72g/L ，FeSO。4四、二沉池沉淀池一般可分为平流式、辐流式、竖流式和斜管（板）等几类。本设计采用辐流式沉淀池，进水方式为周边进水，周边出水，以提高沉淀效果。1、设计参数（1）沉淀池的设计数据宜按下表的规定取值沉淀池的设计数据沉淀表面水每人污泥沉淀池类每日固体负荷时间力负荷含水率型污泥量2tm3m2h%kgmdg人d初次沉淀0.5~2.01.5~4.516~3695~97—池二生膜1.5~2.51.0~2.010~2696~9815019次法后沉活性淀污泥1.5~2.51.0~1.512~3299.2~99.6150池法后（2）沉淀池的超高不应小于 0.3m。（3）沉淀池的有效水深宜采用 2.0～4.Om。（4）当采用污泥斗排泥时，每个污泥斗均应设单独的闸阀和排泥管。污泥斗的斜壁与水平面的倾角，方斗宜为60°，圆斗宜为55°。（5）池底坡度一般采用 0.05～0.08。（6）排泥管设于池底，管径大于200mm，管内流速大于0.4m/s，排泥静水压力1.2～2.0m，排泥时间大于10min。（7）当采用静水压力排泥时，二次沉淀池的静水头，生物膜法处理后不应小于1.2m，活性污泥法处理池后不应小于 0.9m。（8）二次沉淀池的出水堰最大负荷不宜大于 1.7L／(s·m)。（9）沉淀池应设置浮渣的撇除、输送和处置设施。10)水池直径(或正方形的一边)与有效水深之比宜为6～12，水池直径不宜大于50m。2、设计计算设计中选择四组辐流沉淀池，即N=4，设计流量QiQ1.528m3/s440.382（）沉淀池表面积：设计中取表面负荷qm3/m2h11.4FQi36000.3823600/1.4982.3m2q(2)沉淀池直径：D4F4982.336m即半径。r=18m沉淀池的有效水深：设计中取沉淀时间t=2.5h。h2qt1.42.53.5m(4)径深比：D/h236/3.510.3满足径深比6—12(5)沉淀池总高度：设计中取沉淀池超高h10.3m，沉淀池缓冲层高度h30.3m池底坡度i0.06，沉淀池进水竖井半径r1=2.0m，污泥区下部分半径r2=1.0m。池底圆锥体高度为：h4rr1i1820.060.96m沉淀池污泥区高度：h5r1r2tan21tan6001.73m则Hh1h2h3h4h50.33.50.30.961.736.8m出水槽计算：设计中采用双侧90°三角形出水槽集水，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。集水槽中流速v0.6m/s，集水槽宽度B0.6m。20每侧流量：QQi/2m3/s0.382/20.191槽内终点水深：h2Q/vB0.191/0.60.60.53m槽内临界水深：hk3aQ230.19120.22mgB29.810.62槽内起点水深：h12hk3h220.2230.76mh20.530.53设计中取出水堰后自由跌落0.1m，集水槽高度：H0.10.760.86m7)集水槽断面尺寸：0.86m0.6m出水堰计算：设计中取三角堰单宽b=0.1m，水槽距池壁0.5m，则(9)集水堰外侧堰长： L1 36 2 113m（10）集水堰内侧堰长： L2 36 2 0.6 2 103m（11）集水堰总堰长：LL1L2113103216m（12）三角堰数量：nL/b216/0.12160个（）每个三角堰的流量：QaQi0.382L/s13n21600.180.41.81040.4m（14）堰上水头：HaQa1.41.40.028（）堰上负荷：q0Q0.38210001.8/sm15L2160L根据规定二沉池出水堰上负荷在1.5～2.9L/(s.m)。（16）集配水井的设计计算：设计中取中心管内污水流速V10.7m/s，集配水井的设计流量Qb1.97m3/s。配水井内污水流速V20.3m/s，集水井内污水流速V30.3m/s。配水井中心管径：D14Qb41.971.89m,施工时取1.9mV10.7配水井直径：D24QbD1241.971.8923.45,施工时取3.5mV20.321集水井直径：D34Qb241.973.4524.5mV3D20.3配水井中心管的水通过薄壁堰溢流到配水井，薄壁堰堰上水头计算：设计中取薄壁堰的流量系数m00.42，可调节堰长bD11.95.97m。223QbQb堰上水头：H31.86bm0b2g

1.971.86 5.97

230.32m五、消毒本设计采用六组四廊道式平流式消毒接触池，消毒采用投加液氯的方式。1、消毒剂的投加加氯量计算：二级处理出水采用液氯消毒，液氯的投加量为 8.0mgL则q0Q8640081.52886400每日的加氯量为：q1056.2kg/L10001000加氯设备：液氯由真空转自加氯机加入，加氯机设计三台，采用二用一备。每小时的加氯量为：1056.2 22kg/h24 2设计中采用ZJ 1型转子加氯机。2、平流式消毒接触池本设计采用2个3廊式平流式接触消毒池，单池设计计算如下：消毒接触池容积：设计中取接触消毒时间t30minV Q t/2 1.528 30 60/2 1375.2m3接触消毒池表面积：设计中取接触消毒池有效水深h13.0mF V/h1 1375.2/3.0 458.4m2消毒接触池廊道总长：设计中取接触消毒池廊道单宽B5.0mL1 F/B 458.4/5.0 91.68m2消毒接触池池长：设计中消毒接触池采用3廊道L L1/3 91.68/3 30.56m2，设计中取31m。(5)校核长宽比：L1/B 91.68/5 18.3 10，满足要求池高：设计中取超高h20.3mH h1 h2 3.0 0.3 3.3m(7)进水部分：每个接触消毒池的进水管管径 DN900mm，v 1.43ms。混合：采用管道混合的方式，加氯管线直接接入接触消毒池进水管，为增强混合效果，加氯点后接DN900mm的静态混合器。(9)出水计算：设计中采用非淹没式矩形薄壁堰出流，设计堰宽为b5.0m，接触消毒池个数n2,流量系数m0.42堰上水头：H

Q

23

1.528

230.19m 22mnb2g

2 0.42 5.0 2 9.81六、计量设备本设计中选用巴氏计量槽，测量范围为： 0.17~1.30m3s。1、设计参数（1）计量槽应设在渠道的直线上，直线段长度不宜小于渠道宽度的8—10倍，在计量槽的上游，直线段不小于渠宽的2—3倍，下游不小于4—5倍。当下游有跌水而无回水影响时，可适当缩短；（2）计量槽中心线应与中心重合，上下游渠道的坡度应保持均匀，但坡度可以不同；（3）当喉宽W=0.3—2.5m时，H2/H1 0.7为自由流，大于此数时为潜没流；（4）当计量槽为自由流时，只需计上游水位，而当其为潜没流时，则需要同时记录下游水位，涉及计量槽时，应可能做到自由流；（5）设计计量槽时，除计算通过最大流量时的条件外尚需计算通过最小流量时的条件。2、设计计算（1）计量槽主要尺寸计算：设计中取计量槽喉部宽度b0.75m，则计量槽的渐缩部分的长度：A10.5b1.20.50.751.21.575m计量槽的喉部长度：A20.6m计量槽的渐扩部分的长度：A30.9m计量槽的上游渠道长度：B11.2b0.481.20.750.481.38m计量槽的下游渠道长度：B2b0.30.750.31.05m（2）计量槽总长度：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8—10倍，在计算量槽上游，直线段不小于渠道宽度的2—3倍，下游不小于4—5倍。则计量槽上游直线段长度为：L13B131.384.14m计量槽下游直线段长度为：L25B251.055.25m计量槽总长度为：LL1A1A2A3L24.141.5750.60.95.2512.465m3）计量槽的水位：当b0.75m时：Q1.777H11.558式中 H1——上游水深， m。当b0.3~2.5m时，H2H10.7时为自由流；H20.70.90.63m取H20.6mH1.588Q1.5881.5281.7770.9m1.777当b0.3~2.5m时，H2H10.7时为自由流；23H2 0.7 0.9 0.63m 取H2 0.6m4）渠道水力计算：设计中取粗糙度为0.013上游渠道计算：过水断面面积：A1B1H11.380.91.24m2湿周：f1B12H11.3820.93.18m水利半径：R1A11.240.39mf13.18流速：v1Q/A11.528/1.241.23m/s2222i1v1nR11.230.0130.3930.09%水利坡度：3下游渠道计算：过水断面面积：A2B2H21.050.60.63m2湿周：f2B22H21.0520.62.25m水利半径：R2A20.630.28mf22.25流速：v2Q/A21.528/0.632.43m/s22222.430.0130.2830.54%水利坡度：i2v2nR23（5）水厂出水管：采用重力流铸铁管，流量为Q1.528m3/s，管径为，1300mm流速为v1.54m/s，坡度为1.66‰。第五章污泥处理构筑物的设计计算一、污泥泵房1、集水池计算（1）回流污泥量为：Q1RQ1.581.5288691.26m3h（2）剩余污泥量为：Q23268.57m3/d136.19m3/h（3）总污泥量为取：QQRQs8691.26136.198827.45m3h,取8830m3/h设计中回流污泥泵选五台（四用一备），剩余污泥泵选两台（一备一用）。每台回流泵要求的流量设计为：8691.262173m3/h604L/s。4（4）泵房集泥池有效容积：按不小于最大一台泵（回流泵）5分钟出水量计算，604560181.2m310005）集泥池的面积：设计中取有效水深设为h3.0mA V 181.2 61m236）集泥池尺寸为：LB6.110m2、污泥泵的选择每台回流泵要求的设计流量为604L/s,回流污泥泵所需的扬程较底，故选用五台500ZQB-85回流污泥泵（轴流泵），四用一备。性能参数如下：24500ZQB-85回流污泥泵参数表型号 叶片角度 流量L/s 扬程m 功率KW 出口直径 mm500ZQB-85 4° 651 4.18 55 500剩余污泥泵要求的设计流量为37.83L/s,选用两台50W42-9-2.2回流污泥泵（轴流泵），一用一备。性能参数如下：50W42-9-2.2回流污泥泵参数表型号 效率 流量L/s 扬程m 功率KW 出口直径 mm50W42-9-2.2 82.74% 42 9 2.2 50三、污泥浓缩池本设计中采用重力浓缩池中的辐流浓缩池。1、设计参数2（1）污泥固体负荷宜采用 30～60kg/(m·d)；（3）由生物反应池后二次沉淀池进入污泥浓缩池的污泥含水率，为99.2%～99.6%时，浓缩后污泥含水率可为97%～98%；（4）有效水深宜为4m，最低不小于3m；（5）浮渣挡板高出水面0.1～0.15m，淹没深度为0.3～0.4m；（6）采用栅条浓缩机时，其外缘线速度一般宜为1～2m/min，池底坡向泥斗的坡度不宜小于0.05。2、设计计算设计中采用连续辐流式污泥浓缩池，进入浓缩池的剩余污泥量：Q 3268.57m3/d 136.19m3/h，采用2个浓缩池，则单池流量为：Qi 1634.29m3/d 68.10m3/h 18.92L/s（1）浓缩池容积：设计中取浓缩时间 T 15hQiT68.10151021.5m32）浓缩部分有效面积：设计中取污泥固体通量G1.0kg/m2h，流入浓缩池的剩余污泥浓度C10kg/m3h4m，浓缩池有效水深2AV1021.5255.4m2h24（3）浓缩池直径：设计采用圆形辐流沉淀池：DA4255.4418m（4）池底高度：辐流式浓缩池采用中心驱动刮泥机，池底的坡度取i=0.05，刮泥机连续转动将污泥推入污泥斗，池底高度:h4Di180.050.45m2225（5）污泥斗高度：设计中取污泥斗上底直径D12.50m,下底直径D21.50m，泥斗倾角55°h5D1D2tan5501.43(m)（6）浓缩池总高度：设计中取超高h10.3m,缓冲层高度h30.3mHh1h2h3h4h50.34.00.30.451.436.5m7)浓缩后分离出来的污水量：设计中取浓缩前污泥含水率为P99.5%，浓缩后污泥含水率为P097.5%PP099.597.53qQi100P00.0189210097.50.015m/s浓缩后剩余污泥量：q2Qi100P0.0189210099.50.0038m3/s328.3m3/d100P110097.5溢流堰：浓缩池溢流出水经过溢流堰进入出水槽， 然后汇入出水管排出。出水槽流量0.015m3s，设出水槽宽b0.3m，水深为0.2m，则水流速为0.18ms。溢流堰周长：CD2b1820.355m溢流堰采用单侧90°三角形出水堰，三角形顶宽0.16m，堰顶之间的间距为0.10m，每个浓缩池有三角堰：nC55211个0.160.100.160.10每个三角堰的流量为：q0q0.0157.1105m3/sn21122三角堰堰水深为：h0.7q050.70.00007150.022m三角堰后自由跌落0.10m，则出水堰水头损失为 0.10 0.022 0.122m溢流管：溢流管选用：DN300的钢管，流速为：0.31m/s。溢流管接入厂区污水管，分离出的污水回到进水闸井。进泥管：进泥量为0.0189m3/s，进泥量很小，采用污泥管道最小管径，管DN300mm道中流速为0.58m/s。排泥管：剩余污泥量 0.0056m3/s，泥量很小，采用污泥管道最小管径 DN300mm，间歇将污泥排入脱水机房的储泥池里，排泥时间为 8h。四、贮泥池1、设计计算贮泥池用来贮存来自浓缩池的污泥，设置两个贮泥池，每日贮泥池流量26Q328.32656.6m3/d。（1）贮泥池容积：设计中取贮泥时间t10hVQt656.610136.8m324N242（2）贮泥池设计容积：设计中取污泥斗倾角45，污泥贮池边长a8.0m，污泥斗底边长b5.0m，贮泥池有效水深h23.0m（3）污泥斗高度：h3tan458.05.01.5m211Va2h2h3a2abb2823.01.5828552256.5m333（4）贮泥池高度计算：设计中取贮泥池超高h10.3mHh1h2h30.33.01.54.8m（5）管道部分设计：贮泥池中设的DN 300mm吸泥管两根五、污泥脱水1、设计原则污泥机械脱水的设计，应符合下列规定：a）污泥脱水机械的类型，应按污泥的脱水性质和脱水要求，经技术经济比较后选用；b）污泥进入脱水机前的含水率一般不应大于 98%；c）消化后的污泥，可根据污水性质和经济效益，考虑在脱水前淘洗。d）脱水后的污泥应设置污泥堆场或污泥料仓贮存，污泥堆场或污泥料仓的容量应根据污泥出路和运输条件等确定；e）污泥机械脱水间应设置通风设施。每小时换气次数不应小于 6次。②污泥在脱水前，应加药调理。污泥加药应符合下列要求：a）药剂种类应根据污泥的性质和出路等选用，投加量宜根据试验资料或类似运行经验确定；b）污泥加药后，应立即混合反应，并进入脱水机。③泥饼含水率一般可为 75～80%。④压滤机的设计，应符合下列要求：a）污泥脱水负荷应根据试验资料或类似运行经验确定，污水污泥可按本规范表4-1取值。表4-1污泥脱水负荷污泥类别初沉原初沉消混合原混合消化污污泥化污泥污泥泥污泥脱水负荷kg/(m·h)250300150200b）应按带式压滤机的要求配置空气压缩机，并至少应有1台备用；c）应配置冲洗泵，其压力宜采用0.4～0.6MPa，其流量可按35.5—11m/[m（带宽）·h]计算，至少应有一台备用。2、设计计算（1）脱水后污泥量：设计中取脱水后污泥含水率 P1 75%27qQ100P0656.610097.565.66m3/d100P110075（2）脱水后干污泥重量为：M q1 P1 1000 65.66 1 75% 1000 16415kgd 684kgh（3）加药量计算：本设计中用带式压滤机脱水的污泥，采用聚丙烯酰胺絮凝剂，对于混合污水污泥投加量按干污泥重的0.15%~0.5%计算，设计中取0.4%计算。则W0.4%M0.0041641565.66kgd（4）脱水机型号的选择：选择三台DYQ-1000A压榨过滤机,两用一备。DYQ-1000A压榨过滤机性能滤网功率处理能力泥饼率重量有效宽速度Kg/hm2型号KW%Kg度mmm/minDYQ-1000A10000.4～42.250～500065～754500（5）溶药系统：溶药罐容积：聚丙烯酰氨投量，一般采用污泥干重的0.09%~0.2%，取0.2%，溶液池药剂浓度b1%，溶药罐个数n2每日配制一次VMa164150.2%1.64m31000bn10001%2选用JY12型加药设备3台，其外形尺寸为:LBH176012002580mm聚丙烯酰胺溶剂困难，水解时间较长，设计中以聚丙烯酰胺水解时 24h计。（6）加药计量泵：采用J Z800/4型，流量为800L/h，压力为0.4Mpa，电机功率为0.75Kw。7）空气净化装置：污泥脱水过程中有臭味产生，设计中采用木屑和生物炭滤床的方式对空气进行净化，采用三组空气净化器，在每台压滤机上部设置集气罩，由通风机将臭气送到净化器。第六章 污水厂总体布置一、污水处理厂平面布置污水处理厂的平面布置包括：处理构筑物的布置；办公、化验及其它辅助建筑物的布置以及以及各种管道、道路、绿化等的布置。1、平面布置原则A、处理构筑物的布置应紧凑，节约土地并便于管理；B、处理构筑物的布置应尽可能按流程顺序布置，以避免管线迂回，同时应充分利用地形以减少土方量；C、经常有人工作的地方如办公、化验等用房应布置在夏季主导风的上风向，在北方地区也应考虑朝阳，设绿化带与工作区隔开；D、污泥处理构筑物应尽可能布置成单独的组合，以备安全，并方便管理；28E、变电所的位置应设在耗电量大的构筑物附近，高压线应避免在厂内架空敷设；F、污水厂应设置超越管以便在发生事故时，使污水能超越一部分或全部构筑物，进入下一级构筑物或事故溢流管；G、污水和污泥管道应尽可能考虑重力自流；H、在布置总图时，应考虑安排充分的绿化地带，为污水处理厂的工作人员提供一个优美舒适的环境；、总图布置应考虑远近期结合，有条件时可按远景规划水量布置，将处理构筑物分为若干系列分期建设。G污水厂应设置通向各构筑物和附属建筑物的必要通道，通道的设计应符合下列要求：主要车行道的宽度：单车道为4.0～6.0m，双车道为8.0～10.0m，并应有回车道；车行道的转弯半径宜为6.0～10.0m；人行道的宽度宜为1.5～2.0m；通向高架构筑物的扶梯倾角一般宜采用30°，不宜大于45°；天桥宽度不宜小于1.0m；车道、通道的布置应符合国家现行有关防火规范要求，并应符合当地有关部门的规定。2、平面布置（1）工艺流程布置工艺流程布置根据设计任务书提供的面积和地形，采用直线型布置。这种布置方式生产联络管线短，水头损失小，管理方便，且有利于日后扩建。构筑物平面布置按照功能，将污水处理厂布置分成三个区域：①污水处理区，由各项污水处理设施组成，呈直线型布置。包括：污水总泵站、格栅间、平流式沉砂池、厌氧池、氧化沟、辐流沉淀池、消毒池、计量堰、 。②污泥处理区，位于厂区主导风向的下风向，由污泥处理构筑物组成，呈直线型布置。包括：污泥浓缩池、污泥泵房、贮泥池、污泥脱水机房。③生活区，该区是将办公楼、宿舍等建筑物组合的一个区，位于主导风向的上风向。2）污水厂管线布置污水厂管线布置主要有以下管线的布置：①污水厂工艺管道污水经总泵站提升后，按照处理工艺经处理构筑物后排入水体。②污泥工艺管道污泥主要是剩余污泥，按照工艺处理后运出厂外。③厂区排水管道厂区排水管道系统包括构筑物上清液和溢流管、构筑物放空管、各建筑物的排水管、厂区雨水管。对于雨水管，水质能达到排放标准，可以直接排放，而构筑物上清液和溢流管与构筑物放空管及各建筑物的排水管，这些污水的污染物浓度很高，水质达不到排放标准，不能直接排放，设计中把它们收集后接入泵前集水池继续进行处理。（3）厂区道路布置29①主厂道路布置由厂外道路与厂内办公楼连接的带路为主厂道路，道宽10.0m，设双侧1.5m的人行道，并植树绿化。②车行道布置厂区内各主要构（建）筑物布置车行道，道宽 10.0m呈环状布置。③步行道布置对于无物品、器材运输的建筑物，设步行道与主厂道或车行道相连。4）厂区绿化布置在厂区的一些地方进行绿化。二、污水处理厂高程布置1、高程布置原则①保证污水在各构筑物之间顺利自流。②认真计算管道沿程损失、局部损失，各处理构筑物、计量设备及联络管渠的水头损失；最大时流量、雨天流量和事故时流量的增加，并留有一定的余地；还应考虑当某座构筑物停止运行时，与其并联运行的其余构筑物及有关的连接管渠能通过全部流量。③考虑远期发展，水量增加的预留水头。④选择一条距离最长，水头损失最大的流程进行水力计算。⑤计算水头损失时，一般应以近期最大流量作为构筑物和管渠的设计流量；计算涉及远期流量的管渠和设备时，应以远期最大流量为设计流量，并酌加扩建时的备用水头。⑥设置终点泵站的污水厂，水力计算常以接受处理后污水水体的最高水位作为起点，逆污水处