污水处理厂AAO工艺设计

64/64《水污染操纵工程》课程设计学院：专业：姓名：学号：指导老师：目录引言 31设计任务及设计资料 41.1设计任务与内容 41.2设计原始资料 41.2.1都市气象资料 41.2.2地质资料 41.2.3设计规模 41.2.4进出水水质 52、设计讲明书 52.1去除率的计算 52.1.1溶解性BOD5的去除率 52.1.2CODr的去除率： 62.1.3.SS的去除率： 62.1.4.总氮的去除率： 62.1.5.磷酸盐的去除率 72.2都市污水处理工艺选择 72.3、污水厂总平面图的布置 82.4、处理构筑物设计流量(二级) 82.5、污水处理构筑物设计 82.5.1.中格栅和提升泵房（两者合建在一起） 82.5.2、沉沙池 92.5.3、厌氧池 102.5.4、缺氧池 102.5.5、好氧曝气池 102.5.6、二沉池 112.6、污泥处理构筑物的设计计算 112.6.1污泥泵房 112.6.2污泥浓缩池 112.7、污水厂平面，高程布置 122.7.1平面布置 122.7.2管线布置 122.7.3高程布置 133污水厂设计计算书 133.1污水处理构筑物设计计算 133.1.1泵前中格栅 133.1.2污水提升泵房 153.1.3、泵后细格栅 163.1.3、沉砂池 173.1.4、厌氧池 193.1.5、缺氧池计算 193.1.6、好氧曝气池的设计计算 203.1.8、二沉池 273.2污泥处理部分构筑物计算 303.2.1污泥浓缩池设计计算： 303.3、高程计算 353.3.1污水处理部分高程计算: 353.3.2高程图见CAD图 353.3.3污水处理厂工艺流程图与总平面布置图 35参考文献 36泰安市污水处理厂A/A/O工艺设计作者：闫赛红，指导教师：孙丰霞（山东农业大学资源与环境学院）【摘要】随着社会进步，人们关于都市污水的处理的要求愈加严格。除了差不多的去除污水中BOD和SS的要求外，通常还要求脱氮除磷，以爱护水体环境。本设计即采纳了众多脱氮除磷工艺中较为经济合理的AAO工艺对进入污水厂的污水进行处理。设计污水处理厂处理所在都市生活污水，日处理能力10万方，有效去除水中BOD、SS以及氮、磷元素，出水质量将达到国家污水综合排放标准二级标准。本设计对污水处理厂处理流程、处理构筑物、以及高程进行了初步设计。【关键词】：A2/O，生物脱氮除磷，水污染治理，都市污水ThedesignofbiologicalphosphorusandnitrogenremovalwiththeA2/Oprocess．Author：YansaihongSupervisor：SunFengxia(ShanDongAgricultureAbstract:Withsocialprogress,thedemandforpeople'streatmentofthemunicipalsewageisstricter..ExceptthedemandsofBODandSSinthesewage,demanddenitrificationgetridofthephosphorusyetusuallytogobesidesabasicone,inordertoprotectthewaterbodyenvironment.WhaveadoptedA2／Ocrafttodealwiththesewagewhichentersthesewagefactoryinthisdesign.ThispaperIntroducestheprinciplesofbiologicalphosphorusandnitrogenremovalwiththeA2／OprocessanddescribestheflowchartofthisprocesswhichIsthenanalyzedIndetail．KeywordA2/O，biologicalphosphorusandnitrogenremoval，wastewatertreatmentmunicipalwastewater引言长期以来，都市污水处理均以去除有机物和悬浮物为目的，其工艺为一般活性污泥法．该法对氮、磷等无机营养物去除效果专门差．一般来讲*1，氮的去除率只有20％～30％，磷的去除率只有10％～20％．随着大量的化肥、农药、洗涤剂等高浓度氮、磷工业废水的排出，导致都市污水中N、P浓度急剧增加，从而引起水体中溶解氧降低及水体富营养化，同时阻碍了处理后污水的复用．因此，要求在都市污水处理过程中不仅要有效地去除BOD和SS，而且要有效地脱氮除磷．八十年代以来，生物脱氮除磷工艺已成为现代污水处理的重大课题，特不是以厌氧－缺氧－好氧*2*3（Anaerobic－Anoxic－aerobic，简称A2／O工艺）系统的生物脱氮除磷工艺，因其特有的技术经济优势和环境效益，越来越受到人们的高度重视。本设计中即采纳厌氧－缺氧－好氧（Anaerobic－Anoxic－aerobic，即A2／O工艺）对泰安市生活污水进行处理，日处理能力60000方。1设计任务及设计资料1.1设计任务与内容该都市污水处理厂的AAO工艺流程设计，对流程进行详细的工艺计算，水力计算，对工程进行概算，绘制总平面图、流程高程图，单体构筑物工艺图。工艺要求对污水进行生物脱氮除磷。1.2设计原始资料1.2.1都市气象资料经调查和咨询，该都市的气象资料见表1：表1污水处理厂所处都市气象资料年平均气温12.9夏季平均气温26.3冬季平均气温-2.7年平均降雨量697㎜冰冻线深460㎜主风向东北风1.2.2地质资料污水处理厂处的地下土壤为：亚黏土，平均地下水位在地表以下：20m1.2.3设计规模污水厂的处理水量按最高日最高时流量，污水厂的日处理量为6万方。要紧处理都市生活污水以及部分工业废水，按生活污水量来取其时变化系数为1.315。1.2.4进出水水质该水经处理以后，水质应符合国家《污水综合排放标准》（GB8978－1996）中的二级标准，由于进水不但含有BOD5，还含有大量的N，P因此不仅要求去BOD5除还应去除不中的N，P达到排放标准。进水PH为6-9，总氮为45mg/L。其他见表2：表2污水厂设计进出水水质对比表单位：mg/LCODcrBOD5SSNH3－NTP进水400200260407以下出水6020208（12）1.0都市污水总干管进入污水厂入口处的管径为1米，水量1600毫米，管底埋深2.3米。该都市地势为西北方向较高，东南方向较低，都市的排水出路在东南方向，在都市南侧有一条河流（泮河）为污水的最终收纳水体，污水厂址位于都市东南，河流的北岸，污水厂厂区地势平坦。2、设计讲明书2.1去除率的计算2.1.1溶解性BOD5的去除率活泩污泥处理系统处理水中的BOD5值是由残存的溶解性BOD5和非溶解性BOD5二者组成，而后者要紧是以生物污泥的残屑为主体。活性污泥的净化功能，是去除溶解性BOD5。因此从活性污泥的净化功能来考虑，应将非溶解性的BOD5从处理水的总BOD5值中减去。取原污水BOD5值（S0）为200mg/L，经初次沉淀池及缺氧池、厌氧段处理，按降低25％考虑，则进入曝气池的污水，其BOD5值（S）为：S＝200（1-25％）＝150mg/L(1)水中非溶解性含量式中：——微生物自身氧化率，一般在0.050.10之间，取=0.08；——微生物在处理水中所占的比例，取=0.4；——水中悬浮固体浓度，，取=20。则：=7.1=4.5(2)出水中溶解性含量式中：——出水中的总含量，，=20则：=20-4.5＝15.5(3)的去除率E式中：——的去除效率，%；——进水的浓度，，=150。则：＝（150-15.5）/150=90%>83%符合要求2.1.2CODr的去除率：取入水CODc为400mg/L；2.1.3.SS的去除率：取入水SS为260mg/L2.1.4.总氮的去除率：出水标准中的总氮为20mg/L，处理水中的总氮设计值取20mg/L，入水总氮取45mg/L，总氮的去除率为：2.1.5.磷酸盐的去除率进水中磷酸盐的浓度为7mg/L计。如磷酸盐以最大可能成Na3PO4计*5，则磷的含量为7×0.189=1.323mg/L.注意：Na3PO4中P的含量在可能存在的磷酸盐（溶解性）中是含量最大的，如此计算出来的进水水质中的磷含量偏大，对整个设计来讲是偏安全的。磷的去除率为2.2都市污水处理工艺选择处理厂的工艺流程是指在达到所要求处理程度的前提下，污水处理各单元的有机组合；构筑物的选型是指处理构筑物形式的选择。两者是相互联系，互为阻碍的。都市生活污水一般以BOD物质为要紧去除对象。由于通过一级处理后的污水，BOD只去除30％左右，仍不能排放；二级处理BOD去除率可达90％以上，处理后的BOD含量可能降到20-30mg/L，已具备排放水体的标准*4。又该都市污水处理厂的方案，既要考虑有效去除BOD5又要适当去除N，P故本设计采纳A/A/O法。污水处理工艺流程如图1所示。该流程包括完整的二级处理系统和污泥处理系统。污水经由一级处理的隔栅、沉沙池和初沉池进入二级处理的厌氧池缺氧池和曝气池，然后在二次沉淀池中进行泥水分离，二沉池出水后直接排放。二沉池中一部分污泥作为回流污泥进入二级处理部分，剩余污泥与初沉池污泥进入污泥浓缩池，经浓缩之后的污泥进入脱水机房加药脱水，最后外运。进水进水→中格栅及进水泵房→细格栅→沉砂池→A/A/O生物反应池→配水井→二沉池→消毒渠→出水泵房→出水↓回流污泥泵房→贮泥池→浓缩池→污泥脱水机房→污泥外运图1污水处理厂设计工艺流程图优点：①该工艺为最简单的同步脱氮除磷工艺，总的水力停留时刻，总产占地面积少于其它的工艺。②在厌氧的好氧交替运行条件下，丝状菌得不到大量增殖，无污泥膨胀之虞，SVI值一般均小于100。③污泥中含磷浓度高，具有专门高的肥效。④运行中无需投药，两个A段只用轻缓搅拌，以保证充足溶解氧浓度，运行费低。缺点：①除磷效果难于再行提高，污泥增长有一定的限度，不易提高，特不是当P/BOD值高时更是如此。②脱氮效果也难于进一步提高，内循环量一般以2Q为限，不宜太高，否则增加运行费用。③对沉淀池要保持一定的浓度的溶解氧，减少停留时刻，防止产生厌氧状态和污泥释放磷的现象出现，但溶解浓度也不宜过高。以防止循环混合液对缺反应器的干扰。2.3、污水厂总平面图的布置本污水处理厂平面布置在满足工艺流程的前提下进行布置，大致分为生活区、污水处理区、污泥处理区三区，布置紧凑，进出水流畅；其中，综合办公楼、宿舍楼、食堂、浴室等在入厂正门一侧附近，方便本厂职工办公和起居生活，同时也方便外来人员；隔栅间气味大，锅炉房多烟尘，污泥区设在夏季主导风向的下风向、在脱水机房附近设有后门，以减少煤、灰、泥饼、栅渣外运时对环境的污染。2.4、处理构筑物设计流量(二级)最高日最高时7.89万吨平均日平均时6万吨2.5、污水处理构筑物设计2.5.1.中格栅和提升泵房（两者合建在一起）中格栅用以截留水中的较大悬浮物或漂移物，以减轻后续处理构筑物的负荷，用来去除那些可能堵塞水泵机组驻管道阀门的较粗大的悬浮物，并保证后续处理设施能正常运行的装置。提升泵房用以提高污水的水位，保证污水能在整个污水处理流程过程中流过，从而达到污水的净化。设计参数：格栅与水泵房合建在一起。（1）水泵处理系统前格栅栅条间隙，应符合下列要求：人工清除25～40mm机械清除16～25mm最大间隙40mm（2）在大型污水处理厂或泵站前原大型格栅(每日栅渣量大于0.2m3（3）格栅倾角一般用450～750。机械格栅倾角一般为600～700。（4）通过格栅的水头损失一般采纳0.08～0.15m。（5）过栅流速一般采纳0.6～1.0m/s。运行参数：设计流量Q=60000m3/d=694.4L栅前流速v1=0.65m/s过栅流速v2=0.8m/s栅条宽度s=0.01m格栅间隙b=20mm栅前部分长度0.5m格栅倾角α=60°过栅水头损失：0.0814m设计中的各参数均按照规范规定的数值来取的。提升泵房讲明*6：1．泵房进水角度不大于45度。2．相邻两机组突出部分得间距，以及机组突出部分与墙壁的间距，应保证水泵轴或电动机转子再检修时能够拆卸，并不得小于0.8。如电动机容量大于55KW时，则不得小于1.0m，作为要紧通道宽度不得小于1.2m。3.泵站为半地下式，污水泵房设计占地面积120m2（12*10）高10m,地下埋深5米4.水泵为自灌式。2.5.2、沉沙池沉砂池的作用是从污水中将比重较大的颗粒去除，其工作原理是以重力分离为基础，故应将沉砂池的进水流速操纵在只能使比重大的无机颗粒下沉，而有机悬浮颗粒则随水流带起立。沉砂池设计中，必需按照下列原则*7：1.都市污水厂一般均应设置沉砂池，座数或分格数应许多于2座(格)，并按并联运行原则考虑。2.设计流量应按分期建设考虑：①当污水自流进入时，应按每期的最大设计流量计算；②当污水为用提升泵送入时，则应按每期工作水泵的最大组合流量计算；③合流制处理系统中，应按降雨时的设计流量计算。3.沉砂池去除的砂粒杂质是以比重为2.65，粒径为0.2以上的颗粒为主。4.都市污水的沉砂量可按每106m3污水沉砂量为30m3计算，其含水率为60%，容量为5.贮砂斗槔容积应按1日沉砂量计算，贮砂斗池壁与水平面的倾角不应小于55°排砂管直径应不小于0.3m。6.沉砂池的超高不宜小于0.3m。7.除砂一般宜采纳机械方法。当采纳重力排砂时，沉砂池和晒砂厂应尽量靠近，以缩短排砂管的长度。讲明：采纳平流式沉砂池，具有处理效果好，结构简单的优点，分两格。运行参数：沉砂池长度15m池总宽4.6m有效水深0.76m贮泥区容积2.06m3沉砂斗底宽1.3m斗壁与水平面倾角为600斗高为0.7m斗部上口宽2.1m2.5.3、厌氧池二级处理的主体构筑物，是活性污泥的反应器，即厌氧、缺氧、好氧反应器。其独特的结构使其具有脱氮除磷功能，通过曝气池后，水质得到专门大的改善。运行参数：建筑一组厌氧池，采纳推流式设计。厌氧池尺寸:长23m，宽50米，横向分为两廊，则每道长度为50米，宽23米，高H=5.5m2.5.4、缺氧池运行参数：建筑一组缺氧池，池中设搅拌装置。缺氧池尺寸:长28m，宽50米，横向分为两廊，则每道长度为50米，宽28米，高H=5.5m2.5.5、好氧曝气池本设计采纳推流式曝气池，采纳鼓风曝气系统。设计参数：设计进水量：6万m3/dBOD污泥负荷率：0.239BOD5/(kgMLSS·d)混合液污泥浓度：2310mg/L水力停留时刻：6.8h工艺参数：长：57米宽：6米有效水深：5米实际停留时刻5.2小时曝气池与厌氧池、缺氧池合建，进水均选用一般铸铁管。其中厌氧池出水进入对称式配水槽为曝气池的两组平行部分均匀布水。出水系统采纳倒虹吸式中央配水井，二对沉池进行布水。2.5.6、二沉池设计参数：设计进水量：Q=60000m3表面负荷：qb范围为1.0—1.5m3/m2.h，取q=1.2m3/m水力停留时刻（沉淀时刻）：T=2.5h运行参数：沉淀池直径D=26m有效水深h＝3m池总高度H=5.28m贮泥斗容积Vw＝610m出水系统：采纳双边溢流堰，在边池沉淀完毕，出水闸门开启，污水通过溢流堰，进行泥水分离。澄清液通过池内得排水渠排除。在排水完毕后，出水闸门关闭。排泥系统：采纳周边传动轨道式吸泥机，2.6、污泥处理构筑物的设计计算2.6.1污泥泵房（1）回流污泥泵选用LXB-1000螺旋泵*83台（2用1备），单台提升能力为660m3/h，提升高度为3.5-4.0m（2）回流污泥泵房占地面积为9m×6m。（3）剩余污泥泵选两台，2用1备，单泵流量Q>2Qw/2＝5.56m3/h。选用1PN污泥泵Q7.2－16m3/h,H14（4）剩余污泥泵房占地面积L×B=4m×3m。。2.6.2污泥浓缩池采纳间歇式重力浓缩池。设计规定及参数*8：①进泥含水率：当为初次污泥时，其含水率一般为95%～97%;当为剩余活性污泥时，其含水率一般为99.2%～99.6%。②污泥固体负荷：负荷当为初次污泥时，污泥固体负荷宜采纳80～120kg/(m2.d)当为剩余污泥时，污泥固体负荷宜采纳30～60kg/(m2.d)。③浓缩时刻不宜小于12h，但也不要超过24h。运行参数：设计流量：每座0.003m3进泥浓度10g/L污泥浓缩时刻16h进泥含水率99%出泥含水率97%泥斗倾角60度高度3.1m贮泥时刻16m上部直径12m浓缩池总高3.7m泥斗容积2.9m计算完成后进行平面、高程布置，布置原则美观，紧凑，投资低。2.7、污水厂平面，高程布置2.7.1平面布置各处理单元构筑物的平面布置：处理构筑物是污水处理厂的主体建筑物，在对它们进行平面布置时，应依照各构筑物的功能和水力要求结合当地地形地质条件，确定它们在厂区内的平面布置应考虑*9：（1）贯穿，连接各处理构筑物之间管道应直通，应幸免迂回曲折，造成治理不便。（2）土方量做到差不多平衡，幸免劣质土壤地段（3）在各处理构筑物之间应保持一定产间距，以满足放工要求，一般间距要求5～10m，如有专门要求构筑物其间距按有关规定执行。（4）各处理构筑物之间在平面上应尽量紧凑，在减少占地面积。2.7.2管线布置（1）应设超越管线，当出现故障时，可直接排入水体。（2）厂区内还应有给水管，生活水管，雨水管。辅助建筑物：污水处理厂的辅助建筑物有泵房，鼓风机房，办公室，集中操纵室，水质分析化验室，变电所，存储间，其建筑面积按具体情况而定，辅助建筑物之间往返距离应短而方便，安全，变电所应设于耗电量大的构筑物附近，化验室应原理机器间和污泥处理构筑物，以保证良好的工作条件，化验室应与处理构筑物保持适当距离，并应位于处理构筑物夏季主风向所在的上风中处。在污水厂内主干道应尽量成环，方便运输。主干宽6～10m次干道宽3～4m，人行道宽1.5m～2.0m曲率半径9m，有30%以上的绿化。2.7.3高程布置为了降低运行费用和使维护治理，污水在处理构筑物之间的流淌以按重力流考虑为宜，厂内高程布置的要紧特点是先确定最大构筑物的地面标高，然后依照水头损失，通过水力计算，递推出前后构筑物的各项操纵标高。依照设计水面标高，推求各污水处理构筑物的水面标高，依照和处理构筑物结构稳定性，确定处理构筑物的设计地面标高。3污水厂设计计算书3.1污水处理构筑物设计计算3.1.1泵前中格栅3.1.1.1设计参数：设计流量Q=60000m3/d=694.4L栅前流速v1=0.65m/s，过栅流速v2=0.8m/s栅条宽度s=0.01m，格栅间隙b=20mm栅前部分长度0.5m，格栅倾角α=60°单位栅渣量ω1=0.05m3栅渣/103.1.1.2设计计算（1）确定格栅前水深：最大设计流量取栅前流速v=0.65m/s，格栅安装倾角为60度,则依照最优水力断面公式计算得::栅前槽宽，栅前水深h=/2=0.84m（2）栅条间隙数(取n=64)设计两组格栅，每组格栅数n=32条（3）栅槽有效宽度=s（n-1）+bn=0.01（32-1）+0.02×32=0.95m总水槽宽B=+0.2=2*0.95+0.2=2.1m（考虑中间隔墙厚0.2m）（4）进水渠道渐宽部分长度（其中α1为进水渠展开角）（5）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度（6）过栅水头损失（h1）选栅条形状为矩形截面，取k=3，则其中：h0：计算水头损失k：系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增加倍数，取k=3β：阻力系数，与栅条断面形状有关，当为矩形断面时β=2.42（7）栅后槽总高度（H）取栅前渠道超高h2=0.3m，则栅前槽总高度H1=h+h2=0.84+0.3=1.14m栅后槽总高度H=h+h1+h2=0.84+0.0814+0.3=1.22m（8）格栅总长度L=L1+L2+0.5+1.0+1.14/tan60°=0.58+0.29+0.5+1.0+1.14/tan60°=3.03m（9）每日栅渣量ω=>0.2m3/d因此宜采纳机械格栅清渣（10）校核：水头损失为0.0814大于0.08小于0.15，符合要求。（11）计算草图如下：栅条工作平台栅条工作平台图2中格栅设计简图3.1.2污水提升泵房本设计采纳干式矩形半地下式合建式泵房，它具有布置紧凑、占地少、结构较省的特点。集水池和机器间由隔水墙分开，只有吸水管和叶轮浸没在水中，机器间经常保持干燥，以利于对泵房的检修和保养，也可幸免对轴承、管件、仪表的腐蚀。在自动化程度较高的泵站，较重要地区的雨水泵站、开启频繁的污水泵站中，应尽量采纳自灌式泵房。自灌式泵房的优点是启动及时可靠，不需引水的辅助设备，操作简便；缺点是泵房较深，增加工程造价。采纳自灌式泵房时水泵叶轮（或泵轴）低于集水池的最低水位，在高、中、低三种水位情况下都能直接启动。泵房剖面图如图2所示。图3污水提升泵房设计简图3.1.2.1设计概述选择水池与机器间合建式的方形泵站，用4台泵（1台备用），每台水泵设计流量：Q=913L/s，泵房工程结构按远期流量设计采纳AAO工艺方案，污水处理系统简单，关于新建污水处理厂，工艺管线能够充分优化，故污水只考虑一次提升。污水经提升后入平流沉砂池，然后自流通过厌氧池、缺氧池、曝气池、二沉池及计量堰，最后由出水管道排入受纳水体。各构筑物的水面标高和池底埋深见高程计算。3.1.2.2集水间计算选择水池与机器间合建的半地下式方形泵站，用6台泵（2台备用）每台泵流量为：Q0=913/4=228.25L/s集水间容积，相当与1台泵5分钟容量W=＝69m3有效水深采纳h=2m，则集水池面积为F＝69/2＝34.5m2（取35m3.1.3、泵后细格栅3.1.3.1．设计参数：设计流量Q=0.913m3/s,设两组并列的细格栅，每组流量为0.4565m栅前流速v1=0.65m/s，过栅流速v2=0.8m/s栅条宽度s=0.01m，格栅间隙b=10mm栅前部分长度0.5m，格栅倾角α=60°单位栅渣量W1’=0.09m3栅渣/3.1.3.2设计计算（1）确定格栅前水深：取过栅流速v=0.8m/s，格栅安装倾角为60度,则依照最优水力断面公式计算得::栅前槽宽，栅前水深h=/2=0.59m（2）栅条间隙数(取n=90)（3）栅槽有效宽度=s（n-1）+bn=0.01（90-1）+0.01×90=1.79m总水槽宽B=+0.2=1.79+0.2=1.99m（考虑中间隔墙厚0.2m）（4）进水渠道渐宽部分长度（其中α1为进水渠展开角）（5）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度（6）过栅水头损失（h1）选栅条形状为矩形截面，取k=3，则其中：h0：计算水头损失k：系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增加倍数，取k=3β：阻力系数，与栅条断面形状有关，当为矩形断面时β=2.42（7）栅后槽总高度（H）取栅前渠道超高h2=0.3m，则栅前槽总高度H1=h+h2=0.59+0.3=0.89m栅后槽总高度H=h+h1+h2=0.59+0.2053+0.3=1.095m（8）格栅总长度L=L1+L2+0.5+1.0+1.1/tan=1.08+0.54+0.5+1.0+0.89/tan60°=3.63m（9）每日栅渣量ω=>0.2m3/d因此宜采纳机械格栅清渣(10)进水与出水渠道都市污水通过DN1000的管道送入进水渠道，格栅的进水渠道与格栅槽相连,格栅的出水直接进入沉砂池,进水渠宽度B1=1.2m,h1=0.6m3.1.3、沉砂池采纳平流式沉砂池3.1.3.1设计参数设计流量：Q=694.4L/s（设计1组，分为2格）设计流速：v=0.27m/s水力停留时刻：t=55s3.1.3.2设计计算（1）沉砂池长度：L=vt=0.27×55=14.85m（取L=15m）（2）过水断面面积：A=Qmax/v=0.913/0.27=3.38m2取3.5m（3）池总宽度：设计n=2格，每格宽取b=2.3m>0.6m，池总宽B=2b=4.6m（4）校核长宽比：L/b=15/2.3=6.5>4，符合要求(5)有效水深：h2=A/B=3.5/4.6=0.76m（介于0.25～1m之间）（6）贮泥区所需容积：设计T=1d，即考虑排泥间隔天数为1天，则每个沉砂斗容积V=86400TXQmax/(1000Kz)=1.8m（每格沉砂池设两个沉砂斗，两格共有四个沉砂斗）其中X：都市污水沉砂量,一般采纳0.03L/m3（污水），K：污水流量总变化系数1.315（7）沉砂斗各部分尺寸及容积：设计斗底宽b1=1.3m，斗壁与水平面的倾角为60°，斗高hd=0.7m，则沉砂斗上口宽：沉砂斗容积：（大于V1=1.8m3，符合要求）（8）沉砂池高度：采纳重力排砂，设计池底坡度为0.06，坡向沉砂斗长度为（两个沉砂斗之间隔壁厚取0.2m）则沉泥区高度为h3=hd+0.06L2=0.7+0.06×5.3=1.018m池总高度H：设超高h1=0.3m，H=h1+h2+h3=0.3+0.76+1.018=2.08m（9）进水渐宽部分长度:（10）出水渐窄部分长度:L3=L1=3.15m（11）校核最小流量时的流速：最小流量即平均日流量：Qmin=0.75Qmax=684.75L/s则vmin=Qmin/A=0.68475/3.5=0.196>0.15m/s，符合要求（12）计算草图如下：图3平流式沉沙池设计计算草图3.1.4、厌氧池3.1.4.1.设计参数设计流量：最大日平均时流量Q=0.913m3=913L水力停留时刻：T=1.4h 3.1.4.2.设计计算（1）厌氧池容积：V=Q′T=0.913×1.4×3600=4600m（2）厌氧池尺寸：水深取为h=5m。则厌氧池面积：A=V/h=4600/5=920m池宽取50m，则池长L=F/B=920/50=22.24。取23m。设双廊道式厌氧池。考虑0.5m的超高，故池总高为H=h+0.3=4.5+0.5=5.0m。3.1.5、缺氧池计算3.1.5.1.设计参数设计流量：最大日平均时流量Q=0.913m3水力停留时刻：T=2.1h3.1.5.2.设计计算（1）缺氧池容积：V=Q′T=0.913×2.1×3600=6902.3m3(取6903m（2）缺氧池尺寸：水深取为h=5m。则缺氧池面积：A=V/h=6903/5=1381m池宽取50m，则池长L=A/B=1381/50=27.6。取28m。考虑0.5m的超高，故池总高为H=h+0.3=5+0.5=5.5m。3.1.6、好氧曝气池的设计计算本设计采纳传统推流式曝气池。3.1.6.1、污水处理程度的计算取原污水BOD5值（S0）为200mg/L，查《给排水设计手册》2,经缺氧池、厌氧段处理，去除率取25%，则进入曝气池的污水，其BOD5值（S）为：S＝200（1-25％）＝150mg/L(1)水中非溶解性含量式中：——微生物自身氧化率，一般在0.050.10之间，取=0.08；——微生物在处理水中所占的比例，取=0.4；——水中悬浮固体浓度，，取=20。则：=7.1=4.5(2)出水中溶解性含量式中：——出水中的总含量，，=20则：=20-4.5＝15.5(3)的去除率E式中：——的去除效率，%；——进水的浓度，，=150。则：＝（150-15.5）/150=90%>83%符合要求(4)TN去除率E=％=％内回流倍数设计中取为130%(4)——污泥负荷率Ns=式中：——污泥负荷，；——系数，取=0.0185；——系数，一般为0.70.8，取=0.75。代入各值，BOD5/(kgMLSS·kg)在0.20.4之间，符合设计要求。3.1.6.2、曝气池的计算与各部位尺寸的确定(1)确定混合液污泥浓度（X）依照已确定的Ns值，一般为（100—120）mg/L,取=120；依照式X=X曝气池混合液污泥浓度R污泥回流比,一般取值为0.25—0.5,取=30%——考虑污泥在二沉池中停留时刻、池深、污泥厚度等因素的有关系数，取=1.2；代入得：X=＝2307.7mg/L取2310mg/L。(2)确定曝气池容积，由公式代入各值得：m3，依照计算，取曝气池容积V＝17000m3依照活性污泥的凝聚性能，混合液污泥浓度（X）不可能高于回流污泥浓度（Xr）。mg/L因此，符合要求X<Xr，符合要求。(3)单个池容积=17000/2=8500m3式中：——曝气池个数,n=2（4）单个池面积=8500/5=1700m式中：H——池深，，H=5m核算宽深比,取池宽则:B/H=6/5=1.2在12之间，符合设计要求。（5）确定曝气池各部位尺寸名义水力停留时刻h实际水力停留时刻h(6)池总长(7)单廊道长设五廊道式曝气池，第1廊道为厌氧段，第2廊道为缺氧段，后3个廊道为好氧段，则每廊道长：L1＝L/5=285/5=57m(8)池总高式中：——超高，，取=0.5H=5+0.5＝5.5m3.1.6.3、曝气系统的计算与设计本设计采纳鼓风曝气系统(1)曝气池平均需气量式中：——氧化每公斤需氧公斤数，，取；——污泥自身氧化需氧率，，；——去除的浓度，；——混合液挥发性悬浮物浓度，。则：=150-15.5＝134.5=0.5=8449.1kg/d=352.04kg/h(2)最大需氧量式中：——变化系数，取=1.315。则：=1.3150.5=9720.1kg/d=405.0kg/h(3)每日去除的量kg/d(4)则去除每千克的需氧量(5)最大需气量与平均需氧量之比=9720.1/8449.1=1.153.1.6.4、供气量的计算本设计采纳网状膜型中微孔空气扩散器，敷设于距池底0.25米处，淹没水深5米，计算温度定为30摄氏度。选用Wm-180型网状膜空气扩散装置*14。其特点不易堵塞，布气均匀，构造简单，便于维护和治理，氧的利用率较高。每扩散器服务面积0.5㎡，动力效率2.7-3.7㎏O2/KWh，氧利用率12％-15％。查表得:水中溶解氧饱和度Cs(20)=9.17mg/L,Cs(30)=7.63mg/L.(1)空气扩散器出口的绝对压力（Pb）：Pb＝P+9.8×103H其中：P大气压力,取1.013×105PaH空气扩散装置的安装深度，mPb＝1.013×105Pa+9.8×103×5.0=1.503×105Pa(2)空气离开曝气池面时，氧的百分比：其中，EA空气扩散装置的氧转移效率，一般6％-12％关于网状膜中微孔空气扩散器，EA取12％，代入得：（3）曝气池混合液中平均氧饱和度（按最不利温度条件30摄氏度），即：其中，——标准条件下清水表面处饱和溶解氧，；——按曝气装置在水下深度处至池面的平均溶解氧值，。得mg/L（4）换算为在20摄氏度的条件下，脱氧清水的充氧量，即：式中：——混合液中值与水中值之比，即，一般为0.80.85，取=0.82；——混合液的饱和溶解氧值与清水的饱和溶解氧值之比，一般为0.90.97，取=0.95；C——混合液剩余值，一般采纳2代入各值，得：475kg/h相应的最大时需氧量为：kg/h取546kg/h。（5）曝气池的平均时供氧量:（6）曝气池最大时供氧量：(7)去除一千克的供气量（8）每m3污水供气量：m3空气/m3污水3.1.6.5进出水系统1.好氧曝气池的进水设计沉砂池的来水通过DN1200的管道送入厌氧——缺氧——好氧曝气池首端的进水渠道，管道内的水流速为0.88m/s。在进水渠道内，水流分不流向两侧，从厌氧段进入，进水渠道宽度为1.2m，渠道内水深为1.0m，则渠道内的最大水流速度m/s反应池采纳潜孔进水，设孔口流速=0.4m/s,孔口面积m2设每个孔口尺寸为0.5×0.5m,则孔口数n=(个)（取5个）2.好氧曝气池的出水设计厌氧——缺氧——好氧池的出水采纳矩形薄壁堰，跌落出水，设流量系数m=0.4,堰宽b=7.0m,堰水头m,设计中取为0.20m。厌氧——缺氧——好氧池的最大出水流量为（）=2.15m3/s,取管道内的流速为0.8m/s则出水管管径采纳DN2000mm,送往二沉池，3.1.6.5、空气管系统计算选择一条从鼓风机房开始最长的管路作为计算管路，在空气流量变化处设设计节点，统一编号列表计算。按曝气池平面图铺设空气管。在相邻的两廊道的隔墙上设一根干管，共5根干管，在每根干管上设5对配气竖管，共10条配气竖管，全曝气池共设50根曝气竖管，每根竖管供气量为：曝气池总平面面积＝＝3420m3。每个空气扩散装置的服务面积按0.6m3个为安全计，本设计采纳6000个空气扩散装置，则每个竖管上的空气扩散装置数目为：个每个空气扩散装置的配气量为：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进行计算。空气扩散装置安装在距曝气池底0.25米处，因此，鼓风机所需压力为：空压机选择鼓风机供气量：最大时供气量：1.52×104m3/h，平均时供气量：1.32依照所需压力和空气量决定采纳型罗茨鼓风机4台，3台使用，1台备用,其性能如表3.5所示。表3.5型罗茨鼓风机性能表项目风压转速进口流量轴功率电机级数电动机功率性能58.8710330.738984503.1.6.6、回流污泥泵房取回流比R=1,设三台回流污泥泵，备用一台，则每台污泥流量为选用螺旋泵的型号为LXB-1000*13。据此设计回流污泥泵房。3.1.8、二沉池3.1.8.1．设计概述本设计中采纳中央进水幅流式沉淀池四座。则每座设计进水量：Q=15000m3表面负荷：qb范围为1.0—1.5m3/m2.h，取q=1.2m3/m水力停留时刻（沉淀时刻）：T=2.5h3.1.8.2．设计计算（1）沉淀池面积:按表面负荷计算：m2（2）沉淀池直径：(3)沉淀部分有效水深h1h1=qbT=1.22.5=3m<4m（介于6～12）(4)沉淀部分有效容积==1562.5m3(5)污泥部分所需的容积=31.25m式中：——每人每日污泥量，，查《给排水设计手册》5取=0.6；——设计人口数，人，取=125万人；——两次清除污泥相隔时刻，，取=4。（6）贮泥斗容积：为了防止磷在池中发生厌氧释放，故贮泥时刻采纳Tw=2h，R=1,二沉池污泥区所需存泥容积：(7)污泥斗以上圆锥部分污泥容积V设池边坡度为0.05，进水头部直径为2m，则：(R-r)×0.05=(13-1)×0.05=0.6m锥体部分容积为：另需一段柱体装泥，设其高为h3，则：（8）二沉池总高度：取二沉池缓冲层高度h5=0.3m，超高为h2=0.3m则二沉池总高度H＝h1+h2+h3+h4+h5式中：h2——超高，取h2=0.3；h5——缓冲层高度，取h5=0.3。则：H=3+0.3+1.08+0.6+0.3=5.28m(9)沉淀池池边高=h1+h2+h3+h5=3+0.3+1.08+0.3=4.68m(10)污泥总容积V=V+Vw=610+36.6=646.6（11）校核堰负荷：径深比均在6-12之间，符合要求。堰负荷符合要求，单边进水即可。（12）辐流式二沉池计算草图如下：图6幅流式二沉池设计计算简图3.1.8.3其他管道设计（1）污泥回流管在本设计中，污泥回流比为30％，从二沉池回流过来的污泥通过两根DN500mm的回流管道分不进入首端两侧的厌氧段，管内污泥流速为0.8m/s。（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端，硝化液回流管道管径为DN1000mm，管内流速为0.8m/s。（3）剩余污泥量设污泥产率系数a=0.6,污泥自身氧化系数b=0.05,反应池去除BOD5浓度Sr=250-10=240mg/L=0.24kg/m3,反应池去除的SS浓度=200-20=180mg/L=0.18kg/m3曝气池内活性污泥浓度Xv一般采纳2000～4000mg/L,设计中取Xv=3000mg/L。则剩余污泥量=0.6×60000×0.18-0.05×（1562.5+646.6）×3+0.18×60000×50％=11547kg/d3.2污泥处理部分构筑物计算3.2.1污泥浓缩池设计计算：污泥含水率高，体积大，从而对污泥的处理、利用及输送都造成困难，因此对污泥进行浓缩。重力浓缩法是利用自然的重力沉降作用，使固体中的间隙水得以分离。重力浓缩池可分为间歇式和连续式两种，我们选用间歇式重力浓缩池。如图8所示：图8污泥浓缩池设计简图3.2.1.1浓缩污泥量的计算其中，—每日增长（排放）的挥发性污泥量（VSS），㎏/d；Q(Sa-Se)—每日的有机污染物降解量，㎏/d；Y—污泥产率，生活污水0.5-0.65，都市污水0.4-0.5；VXV曝气池内，混合液中挥发性悬浮固体总量，㎏，XV=MLVSS；Kd——衰减系数，生活污水0.05-0.1，都市污水0.07左右取Y＝0.5，Kd＝0.07，Sa＝187.5mg/L，Se＝20mg/L,Q=12.01×104m3/d，V=2XV=f×MLSS=0.75×2310/1000=1.733㎏/L剩余污泥量：采纳间歇式排泥，剩余污泥量为520m3/d，含水率P1＝99.2％，污泥浓度为10㎏/m3；浓缩后的污泥浓度为31.2g/L，含水率P23.2.1.2浓缩池各部分尺寸计算一、污泥浓缩池1、设计参数进入污泥浓缩池的剩余污泥量0.006m3/s,采纳两个浓缩池，则单池流量Q=0.006/2=0.003m32、设计计算（1）沉淀部分有效面积式中：C——流入浓缩池的剩余污泥泥浓度（kg/m3），本设计取10kg/mQ——入流剩余污泥流量G——固体通量[kg/（m2·h）]，一般采纳0.8～1.2kg/（m2·h），本设计取1.0kg/（m2·h）代入各数据得，（2）沉淀池直径D=，本设计取12m（3）浓缩池体积V=QT式中：T——浓缩池浓缩时刻（h），一般采纳10～16h，本设计取T=16h则V=10.8×16=172.8m（4）浓缩后有效水深（5）浓缩后剩余污泥量式中：P——浓缩前污泥含水率，本设计取99%P0——浓缩后污泥含水率，本设计取97%则（6）池底高度沉淀池采纳中心驱动刮泥机，依照设计要求，池底需做成1%的坡度,刮泥机连续转动将污泥推入污泥斗,池底高度:(7)污泥斗容积式中:h5——污泥斗高度α——泥斗倾角，为保证排泥通畅，圆形污泥斗倾角一般采纳550a——污泥斗上口半径，本设计取1.25mb——污泥斗底部半径，本设计取0.25m代入各数据得，污泥停留时刻（８）浓缩池总高度式中：h1——浓缩池超高（m），本设计取0.3mh3——缓冲层高度（m），一般采纳0.3～0.5m，本设计取0.3m则总高度（９）浓缩后分离出的污水量（10）溢流堰浓缩池溢