日处理水量15万吨城市污水处理厂工艺设计（氧化沟）毕业设计说明书

建筑科技大学华清学院本科毕业设计（论文）任务书题目：日处理水量15万吨城市污水处理厂工艺设计（氧化沟）院（系）：专业：环境工程学生姓名：学号：指导教师（签名）：主管院长（主任）（签名）：时间：一、毕业设计（论文）的主要内容（含主要技术参数）（一）论文题目日处理水量15万吨城市污水处理厂工艺设计（二）设计规模及水质1、设计规模：该污水处理厂服务范围为某城区生活污水和工业废水。污水量为15万m3/d，其中生活污水和工业废水所占比例约为6：4。2、设计进水水质：根据污水处理厂工程可行性研究报告和环境影响报告书的批复，并参考类似工程，确定污水处理厂进厂水质指标如下：COD：360-540mg/lSCOD：150-240mg/LBOD5：220-260mg/lSS：240-270mg/lTKN：62mg/lNH4-N：48mg/lTP：4mg/lT≥12ºCpH：6-9总碱度：320mg/L（以CaCO3计）3、污水处理厂出水水质：出水水质满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的一级B标准，具体主要水质指标如下：COD≤60mg/lBOD5≤20mg/lSS≤20mg/lNH4+-N：≤8mg/LTN≤15mg/LT-P≤1mg/LpH：6～9（三）基础资料1、气象条件：年平均气温：℃；极端最高气温：℃；极端最低气温：℃；年平均降水量：537.9mm；平均日照时数：；年平均风速m/s；主导风向为西南风。2、水文地质潜水：主要分布在黄土状土、粉土、粉细砂和砾石层的孔洞中，水位埋深平均4~5m；承压水：地下30m深度；地质：地表沉积物由第四纪全新世素填土，冲击风积黄土状土，冲击粉质粘土、粉土、粉细纱和砾石层构成，厚度5~20m。3、地形地貌规划污水处理厂厂区地面平坦，适合于工程建设，地面平均高程：385m。4、进水管标高：进水管位于规划污水处理厂西侧，进水管管内底标高：379m；5、受纳水体受纳水体位于厂区东侧500米，该河流水质符合《地表水环境质量标准》中的Ⅲ类标准。30年一遇河水最高水位383.5m。二、毕业设计（论文）题目应完成的工作（含图纸数量）（一）设计（论文）成果1.实习报告、开题报告、中期答辩提纲各一份；2.设计图纸6张（合A1图纸），主要包括总平面图、工艺流程图、高程布置图及主要单体构筑物的平、剖面图。提交的图纸中至少有一张手工绘制。3.设计计算说明书一份，主要包括：中英文摘要（200字以上）、目录、 正文、附录、参考文献、致谢等。（详见西安建筑科技大学教务网站）（二）设计要求1.计算说明书要求书写认真，内容充实，文法通顺，语言规范，条理清楚，章节编排合理，书写工整。2.方案论证清楚、参数选择正确、工艺流程合理。3.构筑物计算合理，设备选型有据，水力计算准确。4.图纸表达合理规范，图面布置紧凑、比例恰当、内容表达清楚。5.设计深度总体达到初步设计阶段，其中一到两个构筑物达到施工图阶段。（三）其他有关毕业设计的其他规定和要求可在“西安建筑科技大学教务管理信息系统实践教学科2012届毕业设计（论文）专栏”中查询、下载。三、毕业设计（论文）进程的安排序号设计（论文）各阶段任务日期备注1、下达设计任务书，明确设计任务和具体要求；2.27―3.3熟悉任务书2.收集参考资料，文献检索；进行英文资料翻译；毕业实习，撰写实习报告；了解设计内容和深度要求，熟悉资料用途。—实习调研阶段翻译阶段3、依据设计水质、处理要求和程度、现行采用的工艺技术手段，对可能采取的几种处理工艺方案的技术合理性进行分析比较，选择最优方案。3.25―4.7方案论证4、依据设计参数和工艺要求，仔细计算各处理构筑物或设施的工艺尺寸、构造要求、管道及附件；配套机械、电气及控制设备的选型。―4.28处理构筑物或设施的工艺计算5、根据确定的工艺流程、各处理构筑物形式及工艺尺寸，进行总体平面布置和高程布置；要求水流通畅、高程衔接合理。4.29―总体平面布置和高程布置6、依据计算工艺和水力计算，结合国家有关设计规范和设计要求，绘制污水处理厂的总平面图、工艺流程图和单体构筑物图。―图纸绘制7、设计文件的检查、校核、整理、完善（包括目录、中英文摘要、参考文献等）；准备答辩提纲，电子演示文稿的制作。―文件整理8、答辩前的设计评审、计算书评审、预答辩及答辩评阅、预答辩、毕业答辩四、主要参考资料及文献阅读任务（含外文阅读翻译任务）彭党聪，水污染控制工程实践教程韩洪军.杜茂安，水处理工程设计计算，中国建筑工业出版社邓荣森，氧化沟污水处理理论与技术，化学工业出版社张希衡，水污染控制工程，冶金工业出版社给水排水设计手册（第1、5、9、11分册），中国建筑工业出版社简明给排水设计手册，中国建筑工业出版社城镇污水处理厂污染物排放标准，中国建筑工业出版社《室外排水设计规范》，中国建筑工业出版社MetCalf&EddyInc.，WastewaterEngineering–TreatmentandReuse，清华大学出版社，2002。国内外有关杂志，如《给水排水》、《中国给水排水》、《环境工程》和《WaterResearch》、《WaterScienceandTechnology》、《EnvironmentalEngineering》。五、任务执行日期2012年2月27六、审核批准意见教研室主任签（章）主管院长（主任）签（章）摘要本设计是日处理15万吨城区污水处理厂工艺设计。该污水处理厂服务范围为某城区生活污水和工业废水。污水量为15万m3/d，其中主要污染物为BOD、COD、SS、TN、TP。由于要求出水水质满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的一级B标准。因此根据污水来源的水质特征，确定采用以Orbal氧化沟为主图反应池的污水处理工艺流程和以污泥浓缩为主体的污泥处理工艺流程。本设计的工艺处理构筑物主要包括粗格栅间细格栅间曝气沉砂池二沉池接触消毒池。该工艺流程简单省去了除尘池消化系统，节省了基建投资和运行费用，同时具有良好的去除BOD、COD、SS及脱氮除磷的功能。保证出水达到污水排放标准，做到了水资源的合理利用。关键词：污水处理厂，工艺设计，氧化沟AbstractThedesignisprocessing150000tonsofurbansewagetreatmentplantsprocessdesign．Thesewagetreatmentplantsforaparticularservicescopecitysewageandindustrialwastewater．Wastewaterquantifor150000m3/d,ofwhichthemainpollutionsasBOD,COD,SS,TN,TP．Becauseoftherequirementsofoutletwatertownmeetthestandardsforpollutantsdischargesewagetreatmentplant(GB18918-2002)thelevel1Bstandard．Thereforeaccordingtothewaterqualitycharacteristics,sourceofwaterusedtodetermineOrbaloxidationditchasthemainbodyreactionpoolofwastewatertreatmentprocessandtosludgeconcentrationpoolforthemainbodyofthesludgetreatmentprocess.Thisdesignprocessstructuresincludetrickgrille,finegrillebetween,aerationsinksandpool,thesecondpond,contactdisinfectionpool．Theprocessisaerationsinksandpool,thesecondpond,contactdisinfectionpool．Theprocessissimple,tellthefirstpond,thedigestivesystem,savetheinfrastructureinvestmentandoperationcost,andhasgoodremoveBOD,COD,SSandnutrientsremovalfunction．Ensuretheeffluentcanmeetthesewagedischargestandard,maketherationaluseofwaterresources．Keyword:Sewagetreatmentplant,Technologydesign,OD目录1．概述……………..………..11．1．世界水资源现状………..…..………..11．2．中国水资源状况…………..…..………..11．3．水处理的必要性………..…..………..11．4．设计目的……………………..………..12．工艺流程的确定………22．1．城市污水处理现状和发展…………………22．1．1．目前存在的问题………..………..22．1．2．今后的发展趋势……………………32．2．污水处理工艺选择应遵循以下四条基本原则：……32．3．方案比选………………..32．3．1．普通活性污泥法……………………32．3．2．SBR工艺…………42．3．3．氧化沟工艺…………52．4．污水处理工艺选择……………………62．5．污泥处理工艺…………92．5．1．污泥浓缩…………92．5．2．污泥脱水……………92．5．3．污泥利用和处置…………………102．6．工艺流程选择…………113．主要构筑物设计计算……………………113．1粗格栅………………..113．1．1．主要涉及参数……………………113．1．2．工艺尺寸…………113．1．3．水头损失…………123．1．4．渣量计算……………133．2．提升泵房………………133．2．1．水泵选择……………133．2．2．集水池………………143．2．3．泵位及安装…………143．3．细格栅………………..143．3．1．主要涉及参数……………………153．3．2．工艺尺寸……………153．3．3．水头损失………………153．3．4．渣量计算……………163．4．曝气沉砂池……………163．4．1．设计参数…………163．4．3．集砂量及排砂设备…………………17.沉砂池尺寸………………….………173．4．4．曝气系统…………..193．5．选择池………………..203．5．1．设计参数………..…203．5．2．设计计算………..…203．5．3．设备选型………..…203．6．Orbal氧化沟………203．6．1．设计参数………..…203．6．2．设计计算………..…203．7．二沉池………………293．7．1．设计参数………..…293．7．2．主要尺寸计算…………………..…293．7．3．进水系统的计算………………..…303．7．4．出水部分的设计………………..…303．7．5．排泥部分设计………………..…303．7．6．设备选择……………………..…313．8．消毒……………..…323．8．1．消毒方法的选择……………..……323．8．2．接触池设计…………………..……323．8．3．加氯间……………………..……323．9．计量槽…………..……334．污泥处理系统…………334．1．污泥泵房……………………..……334．1．1．设计参数…………………..……334．1．2．污泥泵……………………..……334．1．3．集泥池……………………..……334．2．污泥浓缩池………344．2．1．设计参数…………………..……344．2．2．浓缩池尺寸……………..……344．3．贮泥池……………………354．3．1．贮泥池容积………..……354．3．2．贮泥池尺寸………………….….…354．3．3．搅拌设备……….….…354．4．脱水机房……………..……354．4．1．压滤机………..……355．平面布置………………….….……385．1平面布置原则……….….…….385．1．1．各处理单位构筑物的平面布置……………….……….……385．1．2．管、渠的平面布置……….…………...……385．1．3．辅助建筑物的平面布置….………….……385．1．4．厂区绿化………….………….……385．1．5．道路布置………………….………….……385．2．平面布置结果………….….……386．高程布置及计算……………..……396．1．高程布置…………………396．1．1．高程布置原则……………396．1．2．污水高程计算的水头损失包括：……………396．2．高程布置结果………42结论……………………...……….43参考文献…………………..44致谢……………………451．概述1．1．世界水资源现状据水文地理学家的估算，地球上的水资源总量为13.8亿立方公里，其中97.5%是海水（13.45亿立方公里）。淡水只占2.5%，其中绝大部分为基地冰雪冰川和地下水，适宜人类享用的仅为0.01%。20世纪50年代后，全球人口急剧增长，工业发展迅速。一方面，人类对水资源的需求以惊人的速度扩大；另一方面，日益严重的水污染蚕食大量可供消费的水资源。本届世界水论坛提供的联合国水资源世界评估报告显示，全世界每天约有200吨垃圾倒入河流、湖泊和小溪，每升废水受到8升汞污染。20世纪，世界人口增加了两倍，而人类而人类用水增加了5倍。世界上许多国家正面临水资源危机：12亿人用水短缺，30亿人缺乏用水卫生设施，每年有300万到400万人死于和水有关的疾病。到2025年，水危机将蔓延到48个国家，35亿人为水所困。水资源危机带来的生态系统恶化和生物多样性破坏，也将严重威胁人类生存。水资源危机既阻碍世界可持续发展，也威胁着世界和平。全球水资源迅速恶化，“水危机”日趋严重。1．2．中国水资源状况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1/4、美国的1/5，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则更少，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多个城市存在供水不足问题，其中比较严重的缺水城市达110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，且有逐年加重的趋势。日趋严重的水污染不仅减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发展战略带来了严重影响，并且还严重威胁到城市居民的饮水安全和人民群众的健康。1．3．水处理的必要性随着科学技术的不断发展，环境问题越来越受到人们的普通关注，为保护环境，解决各类污水、废水对水体的污染以保护自然环境、自然生态系统，保证人们健康，这就需要建立有效的污水处理设施以解决这一问题，这不仅对现存的污染状况予以有效的治理，而且对将来工、农业的发展以及人民群众的健康水平的提高都有极为重要的意义。1．4．设计目的通过城市污水处理厂工艺的选择、设计，培养环境工程专业学生利用所学知识，系统的掌握污水处理方案比较、优化，各主要构筑物结构设计与参数计算，主要设备包括格栅、提升泵、鼓风机、曝气器、污泥脱水机、砂水分离器、刮泥机、转盘曝气器、水下推进器、加药设备、消毒设备等，以及平面布置和高程计算。然后根据所确定的工艺和计算结果，绘制污水处理厂总平面图，高程图及各主要构筑物图。2．工艺流程的确定2．1．城市污水处理现状和发展世界任何国家的经济发展，都会推进社会进步、促进工农业生产能力得到提高，是人民生活得到进一步改善，但是也随之带来不同程度的环境污染。污水也是造成环境污染的来源之一。这个污染源的出现引起了世界各国政府的关注，治理水污染环境的课题被列入世界环保组织的工作日程。中国政府历来重视环保治理工作，紧挨的周总理曾提出了“全面规划，合理布局，综合利用，化害为利，依靠群众，大家动手，保护环境，造福人名”32字方针，历届政府提出根治还和三河三湖的治理的要求。由于世界各界政府的高度重视，我国的污水处理事业得到了长足的发展，但是我们要清醒的看到，我国工农业生产发展的步伐很快，特别是改革开放的20年乡镇企业的诞生是我国的企业结构发生了变化，有些企业在追求经济效益时忽视了社会、环境效益，若长此下去将带来环境严重污染的后患。为此当今环境污染的治理不能只停留在各级政府的重视层面，而要深化到全民族每位公民环保意识的提高。我们不仅要达到经济发展了，生活水平提高了，还要做到经济与环境保护协调发展，改善我们的生活环境。为此我们要唤起民众为21世纪可持续发展目标的实现，为人类健康的生存，为子孙后代留下优质的环境而努力完成自己的责任。2．1．1．目前存在的问题污水处理厂建设资金的短缺；污水处理厂运行经费不到位进口设备的维修及设备备件的开发；污水处理厂工艺选择有一阵风的现象，不结合本地区的世纪情况选热门工艺；污水处理后的再生水得不到充分的利用；污泥没有真正达到无害化，没有最终处置的途径；污水处理厂大多没有除臭装置。2．1．2．今后的发展趋势经济发展与污水处理事业协调发展扶植国美环保产业（污水处理行业）的发展多方面筹资加速污水处理厂的建设，以最短的时间控制。治理已造成污染的水环境加强污水处理工艺选择参谋机制，为各地区污水处理厂建设的工艺审查把关政府应给予污水处理行业优惠的政策再生水回用污泥最终处置要向无害化、资源化方向迈进建设环保型的污水处理厂2.2.污水处理工艺选择应遵循以下四条基本原则：处理工艺较成熟可靠，具有完整的工艺流程和合理、准确的工艺参数，处理后的出水水质能满足相应的排放标准；抗污水冲击能力强、选择适应、调节能力强，出水水质稳定、可靠；建设和运行费用也业主单位承受能力及相关要求向协调；占地面积少、维修方便、操作管理简便。城市污水处理技术，可分为生物膜法和活性污泥法两类。从美国的情况看，2世纪70年代城市污水处理厂主要采用的时生物膜法，其中以生物滤池居多，70%以上的城市污水处理厂采用高负荷生物滤池，其原因主要是它的造价低、能耗小。后来由于出水标准的提高、生物滤池不能满足要求，逐步被活性污泥法所替代。但到80年代后期出现的TF/SC（高负荷生物滤池/固体接触法），其出水水质基本上可以结晶三级标准。同时BAF（曝气生物滤池）在欧洲研制成功，又说明新的膜生物法工艺不仅有膜法固有的优点，而且出水水质好。因此近年来国际上出现了重视膜法的新动向。目前从世界范围上讲，活性污泥法在城市污水处理厂建造上仍占主导地位，而我国长期以来城市污水处理几乎全部采用活性污泥法。本次设计进水为典型的城市污水水质，处理规模为日处理量15万吨，属于中小型污水处理厂，出水水质要求达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的一级B标准。初步分析，因涉及到脱氮除磷，可采用的方案为普通活性污泥法、氧化沟工艺、SBR工艺，以下为各种方案优缺点的分析：.普通活性污泥法普通活性污泥法功工艺是一种应用最广泛的污水好氧生化处理技术，其主要由曝气池、二沉池、曝气系统以及污泥回流系统等组成。污水经过初次沉淀池后，与二次沉淀池底回流的活性污泥同时进入曝气池，通过曝气，活性污泥呈悬浮状态，并与污水充分接触。污水中的悬浮固体和胶状物质被活性污泥吸附，而污水中的可溶性有机物被活性污泥中的微生物用作自身繁殖的营养物质，代替转为生物细胞，并氧化成为二氧化碳，非溶解性有机物需先转化成溶解性有机物、而后才被代谢和利用，污水由此得到净化。净化后污水与活性污泥在二次沉淀池内进行泥水分离，上层清夜排放；分离浓缩后的污泥一部分返回曝气池、以保证曝气池内保持一定浓度的活性污泥，其剩余污泥由系统排出。其主要目的是降低污水中以BOD和COD等综合指标表示的好氧有机污染物质，但是，随着水体富营养化问题的日益严重，氮、磷等无机污染物的危害引起了人们的足够重视，使得脱氮除磷工艺应运而生，如A/0，A/A/O，氧化沟工艺、SBR工艺。.SBR工艺序批式活性污泥法的简称，是近年来在国内引起广泛重视和研究应用的活性污泥运行方式，具有一系列传统活性污泥法的优点。SBR实际上时最早出现的活性污泥法，早期局限于实验研究阶段，但近10年来，由于自动控制、生物选择器、机械制造方面的技术突破才使得这一工艺真正应用于生产实践，目前该工艺的应用正在我国逐步兴起。它是一个完整的操作过程，包括进水、反应、沉淀、排水排泥和闲置5个阶段。：图SBR典型工艺流程图SBR工艺的优点：工艺流程简单，生物反应和沉淀池在一个构筑物内完成，节省占地，土建造价低；运行方式灵活，可根据不同的处理要求，通过调节不同的控制手段，来达到净化处理的目的；耐冲击负荷大，处理有毒或高浓度有机废水的能力强；污泥沉降性好，不易发生污泥膨胀；对有机物和氮的去除效果好。SBR工艺的缺点：对脱氮除磷处理要求而言，传统SBR工艺的基本运行方式虽充分考虑了进水基质浓度及有害物质对处理效果的影响而采用了灵活的进水方式，氮由于这种考虑与脱氮或除磷所需要的环境条件相悖，因而在实际运行中往往削弱脱氮除磷的效果。就除磷而言，采用非限量或半限量曝气进水方式，将影响磷的释放；对脱氮而言，则将影响硝化态氮的反硝化作用而影响脱氮效果；容积利用率较低，控制设备较复杂，运行维护要求高，现阶段的自动化水平难以达到要求，出水水质不理想；流量不均匀，出水水头损失大，与后续处理工段协调困难；缺乏适合SBR特点的使用设计方法、规范、经验和知识；不宜大规模化，SBR单池面积不宜过大，池数不宜过多；每个池子都需要设曝气和输配水系统，采用滗水器及控制系统，造价高。2．3．3．氧化沟工艺因其构建物呈封闭沟渠而得名，又称“循环曝气池”，污水和污泥的混合液在环状曝气渠道中循环流动，属于活性污泥法的一种变形，能够推荐哦那个是实现有机物氧化、氮硝化。目前常用的几种氧化沟有Carrousel氧化沟，Orbal氧化沟，DE氧化沟等。在我国，氧化沟工艺是使用较多的工艺。典型工艺流程图：图2．3．3氧化沟工艺流程图与其他生物处理工艺相比，氧化沟具有以下技术经济方面的特点：（1）工艺流程简单首先氧化沟不要求设置初沉池，因为氧化沟的水力停留时间和污泥龄比一般的生物处理法长得多，悬浮状有机物可以在曝气池中与溶解性有机物同时得到较彻底的降解。其次，排出的剩余污泥已经达到高度稳定，不需要进行厌氧消化处理，从而省去了污泥消化池。（2）构造形式多样化氧化沟最根本的和与众不同的是，它采用循环流动的曝气池。基本形式的氧化沟的曝气池呈封闭的沟渠形（如传统的DE氧化沟），而沟渠可以呈圆形和椭圆形等，可以是单沟系统和多沟系统；多沟系统可以是互相平行、尺寸相同的一组沟渠（如T型氧化沟），也可以是一组同心的互相连通的环形沟渠（如Orbal氧化沟）；有与二次沉淀池分建的氧化沟，也有合建的氧化沟，合建的氧化沟又有体内式船型沉淀池和体外式侧沟式沉淀池（如一体式氧化沟）。多种多样的构造形式赋予了氧化沟灵活机动的运行性能，使它可以按照任意一种活性污泥的运行方式运行，并且组合其他工艺单元，以满足不同的出水水质要求。（3）氧化沟曝气设备的多样性常用的曝气设备有转刷、转盘、表面曝气器、射流曝气装置和微孔曝气装置等，不同的曝气装置产生了不同的氧化沟形式。与其他活性污泥法不同的是氧化沟的曝气装置只是在沟渠的某一处或几处安装，数目按处理厂规模、原污水水质及氧化沟构造决定。（4）具有推流式流态的某些特征氧化沟的流态从整体上是完全混合的，但局部由于其流速较大有推流特性，这样带来的好处之一是经过曝气器的污水在六道出水堰的过程中会形成良好的混合液生物絮凝体，絮凝体可以提高二沉池内的污泥沉降速度及澄清效果；另外，氧化沟的推流特性对实现脱氮除磷也是极其重要的。通过对系统合理的设计与控制，也有利于克服断流现象和提高缓冲能力。（5）氧化沟具有明显的溶解氧梯度，特别适合消化—反硝化反应。氧化沟曝气设备定位分区布置，结合完全混合和推流式反应器特征，沟内沿水流方向存在溶解氧浓度梯度，存在曝气区、需氧积累区和缺氧区，可以按要求实现消化—反硝化反应，不过为了提供碳源需要把进水点设在缺氧区前，因为反硝化反应要求有充足的碳源，并有助于减少反硝化区的容积。（6）耐冲击负荷强氧化沟一般在延时曝气条件下使用，水和固体停留时间长，固体总量多，因而能对进水水质的冲击有一定的缓冲作用，又因为氧化沟内循环量高于进水流量的十几倍甚至上百倍，使其产生较大的稀释能力，当收到水质水量波动的冲击或有毒物质的影响时能迅速稀释，所以氧化沟有很强的耐冲击负荷能力。（7）处理效果好，运行稳定氧化沟的污泥总量比普通曝气池高10~30倍，在供氧充足的情况下，氧化沟中的污水被完全净化，处理效果好。氧化沟即使在严冬季节运行，出水仍能达到排放标准，只要BOD5负荷不超过0.16kg/（kgMLSS▪d），就可以得到高质量的出水，其出水BOD5平均含量在20mg以下，而普通曝气池的污泥负荷率一般是0.3~0.7kgBOD5/（kgMLSS▪d）。（8）适用范围广氧化沟不仅能够处理生活污水，还能处理工业废水；不仅能用于温暖地区，还能用于寒冷地区。（9）基建费用和运行费用较低美国EPA在对氧化沟和其他生物处理方法的运行效果进行比较的同时，也比较分析了基建投资和运行费用（见表1，以相对值表示）。表1氧化沟和其他生物处理法基建费用投资和运行费用对比要求脱氮的污水处理流程基建费用运行费用3785m3/d18925m3/d3785m3/d18925m3/d传统活性污泥法100100100100氧化沟工艺83788393SBR工艺78818393比较结果说明，当初立场的规模分别为3785m3/d和18928m3/d时，氧化沟工艺的基建投资分别为传统活性污泥法的83%和78%。当处理厂的规模较小时，其他运行费用也较省。当要求在生物处理中进行硝化时，氧化沟一半不需要增加很多投资和运行费用，而其他生物处理法则需要增加很多投资和运行费用。当处理厂规模较大时，氧化沟所需的运行费用比一半活性污泥法略高。因此，针对中、小型污水处理厂氧化沟工艺就清楚地显示出其优越性。无论何种规模的处理厂，在确定污水处理工艺时，除了保证处理效果这一个基本条件外，主要目的是降低基建投资，节省日常的运行费用，以求在保证达标排放的前提下，使经营成本最小。要做到这一点，首先应根据实际情况，选择合适的处理工艺。本次设计处理规模为15万m3/d，属于中型污水处理厂，主要为生活污水，当地一年四季温差较明显，水量波动较大，鉴于以上特点，优先选择氧化沟工艺。Carrousel、Orbal、DE氧化沟优缺点分析：（1）Carrousel氧化沟与传统的氧化沟不同，Carrousel氧化沟主要采用特殊设计的立式低速表曝机作为主要设备。表曝机的泵作用（即水利替身作用）可以保证足够的混合液渠道在曝气区，混合液与原水得到彻底混合。由于采用特殊设计的立式曝气机，Carrousel氧化沟具有以下特点：①保持和充分发挥了氧化沟特有的耐冲击负荷的能力。Carrousel氧化沟的沟型不但可以防止短流，而且还通过完全混合作用产生很强的耐冲击负荷能力。②其推流式模型的某些特征，混合液在流到出水堰时会形成良好的混合液生物絮凝体，可以提高二沉池内的污泥沉降速度及澄清效果。通过对Carrousel系统表曝机的设计与控制，曝气区末端的溶解氧可以减少到最低程度，有效地防止了前置缺氧池过量的问题，可以取得良好的反硝化效果。③Carrousel氧化沟的曝气设备单机容量大，设备数量少，在不适用任何辅助推进器的情况下氧化沟沟深可以达到4.5m。沟深加大可达到5m以上，其烟花沟占地面积肩上。Carrousel系统设备的管理维护工作量很小。④Carrousel表曝机实际上是局部区域工作，其局部动力密度非常高（约为105~158kW/1000m3），传氧效率也高。（2）Orbal氧化沟Orbal氧化沟为多环反应器系统，通常由三个同心的沟渠串联组成，沟渠呈圆形或椭圆形。污水从外渠道进入，然后流入中渠道，崽经内渠道后由中心岛流出。每一条渠道都是一个完全混合的反应池，整个系统相当于若干个完全混合反应池串联在一起。图2-4.1Orbal氧化沟示意图Orbal氧化沟多采用曝气转盘（碟），水深3~3.6m，需要时也可达到4.5m，去到中污水流速0.3~0.9m/s，具有脱氮功能的Orbal氧化沟由三条渠道组成，按延时曝气模式运行。污水从外沟道进入氧化沟系统，从内沟道流出混合液进入二沉池。氧化沟系统包括从内沟道至外沟道的内回流。外沟道由于有机物浓度高，供氧量小于需氧量，在曝气设备的上有出现缺氧区，因此在外沟道内同时有硝化和反硝化作用。Orbal氧化沟的主要特点：①Orbal氧化沟具有推流式和完全混合式两种流态的优点。对于每个沟内来讲，混合液的流态为完全混合式，具有较强的抗冲击负荷能力；对于三个沟道来讲，沟道与沟道之间的流态为多单元组合推流式，有着不同的溶解氧浓度和污泥负荷，兼有多沟道串联的特征，有利于难降解有机物的去除，并可减少污泥膨胀现象的发生。②Orbal氧化沟具有较好的脱氮功能。在外沟道形成交替的好氧和大区域的缺氧环境，较高程度地发生“同时硝化反硝化”，即使在不设内回流的条件下，也能获得较好的脱氮效果。③Orbal氧化沟独特的构造和机理，使之较为节能的方式获得稳定的处理效果。Orbal氧化沟外、中、内三个沟道的容积占总容积的百分比为50%、33%、17%，其中一个最为显著的特征是有外沟到内沟三个沟的溶解氧呈0~1mg/L~2mg/L的梯度分布。外沟道的供氧量通常为总供氧量的50%左右，但80%以上的BOD可以在外沟道中去除。由于外沟道溶解氧平均值很低，绝大部分区域DO接近0，所以氧传递作用是在亏氧条件下进行的，氧的传递功率有所提高，有一定的节能效果。加之外沟道内所持有的同时硝化反硝化功能，节能效果更为明显。内沟道作为最终出水的把关，一般应保持较高的溶解氧，但内沟道容积最小，能耗相对较低。中沟道起到互补调节作用，提高了运行的可靠性和可控性。④Orbal氧化沟在三沟内均设有曝气转盘，达到供氧和推动混合液的作用沟道供氧量的分配设置，实际运行中还可根据需要调节转盘。使其在与水体接粗时将污水打碎成细密水花，具有较高的充氧能力和动力效率。⑤Orbal氧化沟能提供较好的缺氧反硝化条件，脱氮效果好。此外，Orbal氧化沟硝化—脱氮的碱度平均较好。处理出水水质好、且稳定。（3）DE氧化沟DE氧化沟即双沟系统，氧化沟与最终沉淀池分建，并有独立的污泥回流装置，专为脱氮而开发的。双沟交替工作氧化沟脱氮系统有2个串联的氧化沟组成。通过改变进水出水顺序和曝气转刷速度使两沟交替在缺氧和好痒的条件下运行。由于两沟交替工作，避免了A/O生物脱氮系统中的混合液内回流。DE氧化沟的主要特点：①两个氧化沟相互联通，串联运行，可交替进出水，沟内曝气转刷一般为双速，高速工作时曝气充氧，低速运行时只推动水流不充氧。通过两沟内转刷交替处于高速和低速运行，可使两沟交替处于缺氧和好氧状态，从而达到脱氮的目的。②处理效果受进水水量和温度的影响较大，曝气量对污水处理中氨氦的去除效率有较大的影响。③流程长，占地面积大，对设备安装要求高。图DE型氧化沟生物脱氮除磷运行方式综合以上分析，三种氧化沟均能满足本次设计要求。DE氧化沟流程长，占地面积大，容积利用率低，对设备安装要求高。Orbal氧化沟独特的构造和机理，使之较为节能的方式获得稳定的处理效果，降低了运行费用。因此本次设计采用三沟式Orbal氧化沟。2．5．污泥处理工艺污泥是水处理工程的副产物，包括筛余物、污泥、浮渣和剩余污泥等，污泥体积约占处理水量的0.3%~0.5%,如污水进行深度处理，污泥量还可能增加0.5~1.0倍。总之，污泥处理和处置的目的是减量、稳定、无害化及综合利用。脱除污泥水分，缩小污泥体积的方法主要有浓缩、调理、脱水和干化；稳定污泥中有机物主要通过消化、焚化、氧化沟和消毒等。2．5．1．污泥浓缩污泥浓缩脱水的目的是降低污泥含水率，减少污泥体积，以利于后续处理与利用。常用浓缩方法分为：重力浓缩法、气浮浓缩法和离心浓缩法，它们各有优点，可根据实际情况选用。表2-5.1常用污泥浓缩方法及比较浓缩方法优点缺点适用范围重力浓缩法贮泥能力强，动力消耗小；运行费用低，操作简便占地面积较大；浓缩效果较差，浓缩后污泥含水率高易发酵产生臭气主要用于浓缩初沉污泥；初沉污泥和剩余活性污泥的混合污泥浓缩脱水机气浮浓缩法占地面积小；浓缩效果较好，浓缩后污泥含水率较低；能同时去除油脂，臭气较少占地面积、运行费用小于重力浓缩法；污泥贮存能力小于重力浓缩法；动力消耗、操作要求高于重力浓缩法主要用于浓缩初沉污泥；初沉污泥和剩余活性污泥的混合污泥。特别适用于浓缩过程中易发生污泥膨胀、易发酵的剩余活性污泥和生物膜法污泥离心浓缩法占地面积很小；处理能力大；浓缩后污泥含水率低，全封闭，无臭气发生专用离心机价格高；电耗是气浮法的10倍；操作管理要求高目前主要用于难以浓缩的剩余活性污泥和场地小，卫生要求高，浓缩后污泥含水率很低的场合.污泥脱水污泥脱水主要分为自然干化和机械脱水两种，其中以机械脱水应用广泛。表各种脱水方法的比较方法优点缺点适用范围机械脱水板框压滤机：间歇脱水液压过滤滤饼含固率高；固体回收率高；药品消耗少，滤液清澈间歇操作，过滤能力较低；基建设备投资大其他脱水设备不适用的场合；需要减少运输、干燥或焚烧费用；降低填埋用地的场合带式压滤机：连续脱水机械挤压机器制造容易，附属设备少，投资、能耗较低；连续操作，管理简便，脱水能力大聚合物价格贵，运行费用高；脱水效率不及板框压滤机特别适合于无机性污泥的脱水；有机粘性污泥脱水不适宜采用离心机：连续脱水离心力作用基建投资少，占地少；设备结构紧凑；不投加或少加化学药剂；处理能力大且效果好；总处理费用较低；自动化程度高，操作简便、卫生国内目前多采用进口离心机，价格昂贵；电力消耗大；污泥中含有砂砾，易磨损设备；有一定噪声不适于密度差很小或液相密度大于固相的污泥脱水自然干化污泥干化床；间歇运行自然蒸发和渗透基建费用低，设备投资少；操作简便，运行费用低，劳动强度大占地面积大、卫生条件差；受污泥性质和气候影响大用于渗透性能好的污泥脱水；气候比较干燥的地区，多雨地区不宜建于露天；用地不紧张或环境卫生条件允许的地区2．5．3．污泥利用和处置污泥经过以上浓缩、调理、脱水、干燥等处理后，可利用和处置，主要有农业利用。工业利用和最终处置。农业利用可把污泥作为肥料或饲料，工业利用可将污泥燃烧后的灰做建筑材料，污泥消化产生的气可做动力燃料，污泥量最终处置可进行填埋和投海处理。2．6．工艺流程选择污水自流进格栅井，通过粗格栅去除粗大的固体杂质后汇集至集水井。通过提升泵房的提升进入细格栅间，去除相对较小的固体杂质，自流进入平流式曝气沉砂池，通过曝气作用使水中的油砂分离，通过吸砂机和撇油装机得意去除，出水进入选择池，与回流污泥充分混合，然后进入氧化沟。氧化沟是整个污水处理系统的主体部分，在这里，污水中的悬浮固体和胶状物质被活性污泥吸附，而污水中的可溶性有机物被活性污泥中的微生物用作自身繁殖的营养物质，代谢为生物细胞，并氧化成为二氧化碳，非溶解性有机物需先转化成溶解性有机物，而后才能被代谢和利用，污水由此得到净化。出水进入二沉池，自然沉淀使混合池中的固液分离，上清液进入接触池，进行氯消毒后外排，底层的污泥部分回流到选择池，其余剩余污泥排入浓缩池进行浓缩。浓缩池的上清液回流到选择池，其余剩余污泥排入浓缩池进行浓缩，浓缩池的上清液回流到选择池，浓缩后的污泥进入脱水机房进行脱水，脱水后的污泥外运堆肥或填埋。3．主要构筑物设计计算3．1粗格栅3．1．1．主要涉及参数设计流量(最大流量)：日平均污水量Q为15万m3/d（1736.1L/s）；总变化系数Kz为1.3（见表），则设计流量(最大流量)Qmax为195000m3/d。表综合生活污水量总变化系数栅条宽度S：10㎜；栅条间隙b：20㎜；（机械清渣：16~25mm）过栅流速v：1.0m/s；（0.6~1.0m/s）栅前水深：1.0m；栅前渠道内流速：0.5m/s；(0.4~0.9m/s)格栅倾角：75°；(45~75°)数量：4用1备；栅渣量：W13栅渣/103m3污水(机械清渣时为0.10~。3．1．2．工艺尺寸格栅计算草图见图：图格栅计算尺寸图（单位：mm）格栅尺寸过栅流量：Q1=EQ\F(Qmax,4)=EQ\F(195000m3/d0,4)=48750m33/s；栅条间隙数：n=EQ\F(Q1EQ\R(,sinα),bhv)=EQ\R(,sin75°)××1.0)=27.7，取n为28个；有效栅宽：B=S(n─×(28─×28=0.83m；栅条选择选择FH-1000型格栅机，技术参数见表.1.表.1FH-1000型旋转格栅除污机技术参数表技术参数设备型号1000有效宽度B(mm)1000设备宽度B(mm)830耙污速度(m/min)20栅前流速(m/s)电机功率(kW)耙齿间隙（mm）20安装尺寸安装倾角α（°）75°水槽宽度(mm)1100水槽长度（mm）≥300＋槽深×ctgα＋700／sinα排渣高度（mm）1000实际流速：v==AVERAGE(Q1/bhv)EQ\F(Q1EQ\R(,sinα),bhn)=3EQ\R(,sin75°)××28)=0.9904m/s。栅渠尺寸栅渠过水断面S：S=EQ\F(Q1,v)=3/s,0.5m/s)6m2；栅渠尺寸：1200㎜×1000㎜3．1．3．水头损失格栅断面形状为锐边矩形断面(β=2.42)，k一般取3，通过格栅的水头损失h1：h1=βEQ\B(EQ\F(S,b))EQ\F(4,3)EQ\F(v2,2g)sinα××EQ\B(EQ\F(0.01,0.02))EQ\F(4,3)2,2×9.8)sin75°×3=0.14m；取栅前渠道超高h2为0.3m。栅后槽总高：H=h+h1+h2=1.0+0.14+0.3=1.44m。栅渠总长度L：B=0.83m，进水渠宽B1=0.67m，其渐开部分展开角度α1=20°则进水渠道渐宽部分的长度：l1=EQ\F(B-B1,2tanα1)=3-0.67,2tan20°)则栅槽与出水部分渠道连接处的渐窄部分长度：l2=EQ\F(l1,2)=EQ\F(0.22,2)=0.11m；EQ\F(H1,tanα)=EQ\F(1.0+0.3,tan75°)=0.35m；L=l1+0.5+EQ\F(H1,tanα)+1.0+l2=0.22+0.5+0.35+1.0+0.11=2.18m。3．1．4．渣量计算栅渣量：W=EQ\F(QmaxW1,kz)=EQ\F(195000m3/d,1.3)×3,103m3)=15m3/d，3．2．提升泵房3．2．1．水泵选择设计水量为195000m3/d，选择6台立式污水泵(5用1备)，则单台流量为Q=EQ\F(Qmax,5)=EQ\F(195000m3/d,5×24)=1625m3/h所需扬程为16.14m(见水力计算和高程布置)。选择300TLW-540Ⅰ型立式污水泵，泵的参数见表表.1300TLW-540Ⅰ型立式污水泵性能流量Q(m3/h)扬程H(m)转速n(r/min)电动机功率N（kw）效率η(%)污物通过能力气蚀余量(NPSH)r重量（kg）出水口径/mm固体（mm）纤维（mm）1663239701608125015003400600TLW型立式污水泵外形及安装尺寸见图图.2、和表3.1.3.3，进出口法兰尺寸见表3.1.3.4:图.2300TLW-540Ⅰ型立式污水泵外形及安装尺寸注：M1为M14×1.5压力表；M2为M14×1.5真空压力表；M3为G1/2n放水孔；M4为G1/2n放气孔；M5为密封腔注油；M6为轴承润油孔；泵出口可作90°、180°、270°旋转。表.3300TLW-540Ⅰ型立式污水泵外形及安装尺寸（mm）HH1H2H3H4NPSB1B2L1L2K4-φdDCn=M3852350440135214905006506075085095010506004-3735046016-M20表.4300TLW-540Ⅰ型泵进、出口法兰尺寸DN1D1D2n1-φd1s1b1DN2D1’D2’n2-φd2s1b130040044012-2232830040044012-223283．2．2．集水池按一台泵最大流量时6min的出水流量设计，则集水池的有效容积V：V=EQ\F(1663,60)×3取有效水深H为3m，则面积F=EQ\F(Q1,H)=,3)=55.4m。集水池长度取16m，则宽度B=EQ\F(F,L)=,16)=3.5m。考虑泵的安装位置，宽度取6m，则集水池尺寸：L×B=16×6m；保护水深为1.2m，则实际水深为4.2m。3．2．3．泵位及安装潜污泵直接安装于集水池内，经核算集水池的面积远大于潜污泵的安装要求，潜污泵布置见图。潜污泵检修采用移动吊架。3．3．细格栅3．3．1．主要涉及参数设计流量(最大流量)：日平均污水量Q为15万m3/d；总变化系数Kz为1.3，则设计流量(最大流量)Qmax为195000m3/d。栅条宽度S：10㎜；栅条间隙b：10㎜(1.5~10mm)；过栅流速v：1.0m/s；栅前水深h：1.0m/s；栅前渠道内流速：0.5m/s；格栅倾角：60°；数量：四用一备；栅渣量：W13m3(机械清渣)。3．3．2．工艺尺寸（1）格栅尺寸栅条间隙数：n=EQ\F(Q1EQ\R(,sinα),bhv)=EQ\R(,sin60°)××1.0)=52.2，取n为53个；××53=1.05m；(2)栅条选择选择NC-1200型格栅机，技术参数见表3．3．2:表3．3．2NC-1200型格栅机技术参数设备宽度B(㎜)1200有效宽度B(㎜)1060有效间隙b(㎜)10水流速度(m/s)≤1电机功率(kw)安装倾角60°运动速度(m/min)3实际过栅流速：=AVERAGE(Q1/bhv)v=EQ\F(Q1EQ\R(,sinα),bhn)=EQ\R(,sin60°)××53)=0.9908m/s。（3）栅渠尺寸栅渠过水断面S：S=EQ\F(Q1,v)=3/s,0.5m/s)㎡栅渠尺寸：1400㎜×1000㎜3．3．3．水头损失格栅断面为锐角矩形断面(β=2.42)，k一般取3，格栅水头损失h2：h1=βEQ\B(EQ\F(S,b))EQ\F(4,3)EQ\F(v2,2g)sinα××EQ\B(EQ\F(0.01,0.02))EQ\F(4,3)2,2×9.8)sin60°×3=0.316m，取h1为0.32m。栅后槽总高：H=h+h1+h2=1.0+0.32+0.3=1.62m.栅渠长度：L1：B=1.05m，B1=0.89m，α=20°.l1=EQ\F(B-B1,2tanα1)=EQ\F(1.05-0.89,2tan20°)l2=EQ\F(l1,2)=EQ\F(0.22,2)=0.11m；EQ\F(H1,tanα)=EQ\F(1.0+0.3,tan60°)=0.75m；L=l1+0.5+EQ\F(H1,tanα)+1.0+l2=0.22+0.5+0.75+1.0+0.11=2.58m。3．3．4．渣量计算栅渣量：W=EQ\F(86400QmaxW1,1000kz)=EQ\F(195000m3/d,1.3)×3,103m3)=15m3/d。3．4．曝气沉砂池3．4．1．设计参数设计流量(按最大流量设计)：Qmax3/s；停留时间：3min(1~3min)；水平流速：v1=0.1m/s（0.06~0.12m/s）；沉砂量：30m3/106m3(污水)；有效水深：h2=2.82m（2~3m）；宽深比：1.4(一般采用1~1.5)；3/m3(空气：污水)；主干管空气流速：12m/s；支管空气流速：5m/s.3．4．2．沉砂池尺寸图曝气式沉砂池剖面图1—压缩空气管；2—空气扩散板；3—集砂槽（1）有效容积V=Qmaxt××3×（2）水流断面积(A)v1A=EQ\F(Qmax,V1)=EQ\F(2.257,0.1)2（3）池总宽度(B)取有效水深为：h2B=EQ\F(A,h2)=EQ\F(22.57,2.82)=8m(4)每格池子宽度(b)设n=2格则：b=EQ\F(B,n)=EQ\F(8,2)=4m(5)池长LL=EQ\F(V,A)=EQ\F(406.26,22.57)=18mB×L=8×18m3/m3Q=d×Qmax×EQEQ\F(195000,24)=1625m3/h(7)沉砂斗沉砂斗倾角为60°，α＞55°沉砂斗所需的容积V：V=EQ\F(Qmax×X×T×86400,kz)=×30×2××106)=9.0m3T──清除沉砂的间隔时间（d），取T=2d（一般为1~2d）；X──城市污水沉沙量(m3/106m3污水)，一般采用30m3/106m3；每一分格有2个沉砂斗，共有4个沉砂斗：则V0’=EQ\F(9,2×2)=2.25m3沉砂池各部分尺寸：设斗底宽a1=0.2m，斗壁与水平面的倾角为55°，斗高h3’=1.6m；则沉砂斗上部宽a=EQ\F(2h3’,tan60°)+a1=EQ\F(2×1.6,tan60°)沉砂斗容积V0=EQ\F(h3’,6)(2a2+2aa1+2a12)=EQ\F(1.6,6)(2×2+2××0.5+2×2)=2.5；沉砂室坡向沉砂斗的坡度为i=0.1~0.5，取i=0.2，沉砂室的宽度为2+(L2L2=EQ\F(L-2a-0.2,2)=EQ\F(18-2×1.85-0.2,2)沉砂室高度：h3=h3’+i×L2×超高h3=0.5m；则沉砂池中心高度为H=h1+h2+h3(8)集油区集油区宽度1.2m，上部与沉沙区隔断，以便集油；下部与沉砂池想通，以便沉砂池返回集砂斗。3．4．3．集砂量及排砂设备沉砂量：V=EQ\F(Qmax×24×3600,kz×106)=×30×24×3600××106)=9.0m3/2d采用行车式排砂机，选用GYZ刮油刮渣机(有关参数见表)，配备一台40PVzSP型液下渣浆泵，每两天排砂一次。表GYZ-4.2刮油刮渣机性能参数跨度（轨距）Lk(m)沉淀池宽度(m)水面至池顶距离（m）速度（m/min）最大刮渣量（kg/次）（干渣）总功率（kg/m）轨道型号（kg/m）宽度深度有效长度刮油刮渣渣耙升降425280211GYZ-4.2刮油刮渣机外形尺寸见图图.1GYZ型刮油刮渣机外形尺寸1—输电装置；2—车体；3—刮渣耙；4—刮渣耙；5—电控柜；6—行程开关图.2GYZ型刮油刮渣机安装尺寸1—M12地脚螺栓高出基础面35mm,螺纹长30mm；2—M12地脚螺栓高出基础面55mm，螺栓长35mm；3—M12地脚螺栓高出基础面120mm，螺栓长50mm表.3GYZ-4.2刮油刮渣机外形及安装尺寸（mm）BB1B2B3B4496039404000250035003．4．4．曝气系统(1)曝气量q=3600dQmax=3600××2.257=1625.04m33/h(2)风机选型选用两台RD-130型罗茨鼓风机(一用一备)，配以Y-160型电机，风机性能见表.1，见图3.4.4.2。表.1RD-130型罗茨鼓风机技术参数表口径（mm）转速（r/min）进（m3/min）所需轴功率La(kw)及所配电动机功率Po（kw）Q进LaP125A200011图.2RD型罗茨鼓风机（带联）外形及安装尺寸1—风机；2—电动机；3—空气过滤器；4—消声器；5—弹性接头；地脚螺栓（6-M16×220）按风机实际风量计算：干管管径：D1=EQ\R(,\F(4q,πv1))=EQ\R(,\F(4×÷60,π×12))=0.24m=240mm，取250mm验算气流速度：v1=EQ\F(4q,πD12)=2)每隔1m分出两个支管，则支管总数为：n=2×18=36每一支管气量为：q2=EQ\F(0.53,36)3/s取支气管流速为v2=5m/s，则支气管管径：D2=EQ\R(,\F(4q2,πv2))=EQ\R(,\F(4×,π×5))=0.062m，取65mm验算气流速度：v2=EQ\F(4×0.015,π×2)=4.5m/s3．5．选择池厌氧选择池可以实现磷的去除，并有抑制污泥的丝状膨胀的作用。3．5．1．设计参数根据设计经验，取水力停留时间为HRT=1.0h；设计流量为Q设=150000m3/d3．5．2．设计计算厌氧池取一座，厌氧池的体积为V=Q×T=150000×÷24=6250m3取水深为h2=4.5m，则S=1389m2取超高h1=0.5m，池的总高为h=h1+h2取L=50m，B=30m池子的尺寸为：L×B×H=50m×30m×5m.厌氧池实际有效容积V=L×B×H=50×30×5=7500m3，能够满足要求。3．5．3．设备选型选用水下搅拌器两台，设备性能参数：直径2000mm，电机功率4.4kw/台。3．6．Orbal氧化沟3．6．1．设计参数设计流量：Q=150000m3/d=1.736m3/s；污泥龄:θc=20(＞15d)；混合液污泥浓度：X=4.0g/L(2.5~4.5)，Xv=3.0g/L，即EQ\F(MLVSS,MLSS)=0.75；考虑所选污水处理工艺不设初沉池,取f=EQ\F(TSS,VSS)=0.60，TSS=240mg/L；5(0.3~0.6);污泥负荷:Ls5/kgMLSS▪d(0.03~0.15)；水力停留时间:HRT=18h(≥16h)；污泥回流比:R=100%(75~150%)；总处理效率:η>95%(BOD5)；衰减率(污泥自身的氧化率)Kd-1(0.05~0.1d-1)。3．6．2．设计计算1、去除BOD计算（1）氧化沟出水溶解性BOD5浓度S。为了保证二级出水BOD5浓度Se≤20mg/L，必须控制氧化沟出水所含溶解性BOD5浓度。Se×（EQ\F(VSS,TSS)）×TSS×(1-e×5)××20×(1-e×5)（2）好氧区容积V1V1=EQ\F(Yθc(S0-S),Xv(1+Kdθc))=×150000×××20）)=50357m3（3）好氧区水力停留时间t1：t1=EQ\F(V,Q)=EQ\F(503567,150000)（4）剩余污泥△X=Q（S0-S）EQ\F(Y,1+Kdθc)+Q(X1+Xc)式中，——进水悬浮固体惰性部分的浓度（进水），；——的浓度。上式中，×3Xe3△X=150000×（0.24-0.00836）×EQ×20)+150000×湿污泥量：设污泥含水率为P=99.3%。Q0=EQ\F(W,(1-P)×1000)=EQ\F(18953.5,(1-99.3%)×1000)3/d每去除1kgBOD5产生的干污泥量EQ\F(△X,Q(S0-Se))=EQ\F(18953.5,150000×(0.24-0.02))5脱氮计算（1）氧化的氨氮量。进水中硝态氮为零，氧化沟产生的剩余生物污泥中含氨率为12.4%。则用于生物合成的总氮为N0×EQ\F(Y(S0-S),1+Kdθc)×××20)需要氧化的氨氮量N1=进水TKN-出水NH3-N-生物合成所需氮量N0N1=62-8-6.24=47.76mg/L（2）脱氮量需要的脱氮量Nf=进水总氮量-出水总氮量-生物合成所需的氮量Nf=62-15-6.24=40.76mg/L（3）碱度平衡。每氧化1mgNH3-N需消耗7.14mg/L碱度；每氧化1mgBOD5产生0.1mg/L碱度，每还原1mgNO-3-N产生3.57mg/L碱度。剩余碱度：(4)计算脱氮所需池容V2及停留时间t2脱硝率20℃时，脱氮所需的容积V2=EQ\F(QN2,qdnXv)=EQ\F(150000××3000)3停留时间t2=EQ\F(V2,Q)=EQ\F(53915.3,150000)氧化沟总容积及停留时间V总=V1+V2=50357+53915.3=104272.3m3T校核污泥负荷N=EQ\F(QS0,XXv)=EQ\F(150000×0.24,3×104272.3)=0.115[kgBOD5/(kgVSS▪d)]设计规程规定氧化沟污泥负荷应为0.03~0.15。需氧量计算(1)设计需氧量AOR氧化沟设计需氧量：去除需氧量为式中，——微生物对有机底物氧化分解的需氧率，取0.52；——活性污泥微生物自身氧化的需氧率，取0.12.D1×150000×××3=55606kg/d剩余污泥BOD需氧量（用于合成的那一部分）为D2∆×EQ\F(YQ△X,1+Kdθc)××150000××20)=10726kg/d1kgNH32，则去除氨氮的需氧量D3为：D3×（进水TKN-出水NH3×EQ\F(62-8,1000)×150000=37260kg/d剩余污泥中耗氧量为：D4×0.124（污泥中含氮率）×EQ\F(YQ△X,1+Kdθc)×××150000××20)每还原1kgNO-32，则脱氮产氧量D5为：D5×EQ\F(40.76,1000)×150000=17486kg/d总需氧量=55606-10726+37260-4308.5-17486=60345.5kg/d考虑安全系数×校核：每去除1kgBOD5的需氧量=EQ\F(84483.7,15000×（0.24-0.00836）)2/kgBOD5氧化沟设计规程规定在1.6~2.5kgO2/kgBOD5，符合要求。（2）标准状态下需氧量SOR取，，，。氧化沟采用三沟通道系统，计算溶解氧浓度按照外沟：中沟：内沟=0.2：1:2，充氧量分配按照外沟：中沟：内沟=65:25:10来考虑，则供氧量分别为外沟道AOR1×中沟道AOR2×内沟道AOR3×各沟道标准需氧量分别为：SOR1=××××8.38-0.2）×25-20)=72802kgO2/d=3033kgO2/hSOR2=××××8.38-1.0）×25-20)=28001kgO2/d=1167kgO2/hSOR3=××××8.38-2.0）×25-20)=11200kgO2/d=467kgO2/h总标准需氧量为：SOR=SOR1+SOR2+SOR3=3033+1167+466=112003kgO2/d=4666kgO2/h校核每去除1kgBOD5的标准需氧量=EQ\F(112003,150000×(0.24-0.00836))2/kgBOD56、氧化沟尺寸计算设氧化沟6座，则单座氧化沟容积V=EQ\F(V总,6)=EQ\F(104272.3,6)3氧化沟弯道部分按照占容积的80%考虑，直线部分按占总容积的20%考虑。V弯×0.8=1393V直×0.2=3475.74m3氧化沟有效水深h取4.5m，超高0.5m；外、中、内三沟道之间隔墙厚度为0.25m，则A弯=EQ\F(V弯,h)=EQ\F(13902.98,4.5)=3090m2A直=EQ\F(V直,h)=EQ\F(3475.74,4.5)=772m2直线段长度L。取内沟、中沟、外沟宽度分别为8m、8m、9m，则L=EQ\F(A直,2（B外+B中+B内）)=EQ\F(3475.74,2×（9+9+8）)（1）中心岛半径解得，取。校核各沟道的比例基本符合奥贝尔氧化沟各沟道容积比（一般为50:33:17左右）。7、进水管及调节堰计算（1）进出水管。污泥回流比，进出水管流量Q=37500m33/s；进出水管控制流速。进出水管直径，取700mm。校核进出水管流速v=EQ\F(4Q,A)=EQ\F(4×2)≤1.5m/s（满足要求）（2）出水堰设计。为了能够调节曝气转盘的淹没深度，氧化沟出水处设置出水竖井，竖井内安装电动可调节堰。初步估计为，因此按照薄壁堰来计算。取堰上水头高H=0.2m，则堰宽b=EQ\F(2,3))=×EQ\F(2,3))=1.74m，取1.8m。考虑可调节堰的安装要求（每边留0.3m），则出水竖井长度。出水竖井宽度B取1.2m，则出水竖井平面尺寸为。出水井出水孔尺寸为，正常运行时，堰顶高出孔口底边0.1m，调节堰上下调节范围为0.3m。出水竖井位于中心岛，曝气转盘上游。8、曝气设备选择曝气设备选用氧化沟专用的转盘曝气机，在推流与充氧混合功能上具有独特性能。运转中可使活性污泥絮凝体免受强烈的剪切，SS去除率较高，充氧调节灵活。见图.1图.1转盘曝气机安装结构示意选取YBP曝气转盘，其性能参数如下表.2：表.2YBP曝气转盘性能参数表直径（mm）转速浸末深（m）充氧能力[kgO2/(盘▪h)]动力效率[kgO2/(kw▪h)]单盘轴功率(kW)水池有效容积（m3）水表面积（m2）140040-5510019转盘直径D=1400mm（≤1400mm），厚度取10mm(为10~12.5mm之间)，圆穴直径12.5mm，单碟充氧能力为1.3kgO2/(盘▪h)，浸末深度取0.5米,每米轴安装碟片不大于5片。(1)外沟道外沟道标准需氧量:SOR1=EQ\F(3033,6)2/h所需碟片数量，取389片。每米轴安装碟片数为4个（最外侧碟片距池内壁0.25m），则所需曝气转盘组数，取12组。每组转盘安装的碟片数。校核：每米轴安装碟片数，满足要求。故外沟道共安装12组曝气转盘，每组上共有碟片33片。校核单碟充氧能力=EQ\F(505.5,33×12)=1.28kgO2/(盘▪h)＜1.3kgO2/(盘▪h)，满足要求。（2）中沟道中沟道标准需氧量SOR2=EQ\F(1167,6)2/h所需碟片数量n=EQ\F(SOR2,1.3)=EQ\F(194.5,1.3)=149.6(片)取150片。每米轴安装碟片数为4个（最外侧碟片距池内壁0.25m），则所需曝气转盘组数，=EQ\F(n,8×4-1)=EQ\F(150,31)取5组。每组转盘安装的碟片数=EQ\F(150,5)=30（片）校核：每米轴安装碟片数=×2)=3.86（片）<5片满足要求。故中沟道共安装5组曝气转盘，每组上共有碟30片。校核单碟充氧能力=EQ\F(194.5,5×30)=1.30kgO2/(盘▪h)≤1.30kgO2/(盘▪h)满足要求。内沟道外沟道标准需氧量SOR3=EQ\F(467,6)2/h。所需碟片数量n=EQ\F(SOR3,1.3)=EQ\F(77.83,1.3)=59.87(片)，取60片。每米轴安装碟片数为4个（最外侧碟片距池内壁0.25m），则所需曝气转盘组数=EQ\F(n,8×4-1)=EQ\F(60,31)=1.94，