毕业设计-卡罗赛氧化沟AO工艺

毕业设计_卡罗赛氧化沟AO工艺PAGEPAGE57毕业设计卡罗赛氧化沟AO工艺目录TOC\o"1-2"\h\u26591第1篇污水厂设计说明书 112741第1章总论 13749第2章总体设计 328226第３章一级处理 1015072第4章二级处理 1226644第5章污泥处理 1426369第6章其他设计 1522408第7章污水处理厂总体布置 1531548第2篇污水厂设计计算书 1814523第8章水质水量计算 1811552第9章一级处理 195433第10章二级处理 2726945第11章水厂高程计算 5329597致谢 5532478参考资料 56第1篇污水厂设计说明书第1章总论1.1、设计任务及要求1.1.1、设计目的通过本次污水处理厂的设计，培养和锻炼应用理论知识解决工程实际问题的能力。1.1.2、设计任务1、确定城市污水处理厂厂址；2、污水处理程度的计算；3、工艺流程的选择，要求做出最少两套方案，进行技术经济比较，推出最佳方案；4、工艺构筑物及附属设备的工艺设计计算，并在计算书上绘制污水处理工艺有关的一系列草图；5、进行污水处理厂各构筑物、建筑物以及各种管渠等总体布置（含水线、泥线，附计算草图）；6、工程概预算。1.1.3、设计成果1、设计说明书与计算书各一份；2、设计图纸5—6张（至少有两张铅笔绘图，其余为CAD绘图）；（1）污水处理厂平面布置图（1：200—1：500）（2）污水处理厂流程高程布置图（纵向1：50—1：100，横向1：100—1：200）（3）污水处理构筑物详图（至少包括两个处理构筑物，其中至少一张达施工图深度）1.1.4、设计要求应说明污水处理厂的工艺流程，以及选择污水处理构筑物形式的简单理由，尤其池）及污水处理厂污泥处置构筑物（浓缩池、消化池等）的全部主要尺寸。在计算中，应列出所采用的全部计算公式，同时应对所采取的计算数据的选择加以说明并注明其资料来源。所计算之构筑物及设备，皆应绘出相应的计算草图。根据对污水处理厂的总平面布置和高程系统及设计中的独到之处作深入的阐述。应详细地计算出污水处理厂中污水处理构筑物（格栅、初沉池、缺氧池、曝气池、二沉池、接触污水处理厂规模，列出污水处理厂人员编制数目，并初拟污水处理厂附属建筑物的占地面积等。1.2、设计资料1.2.1、设计题目BC市污水处理厂设计1.2.2、基础资料与设计要求1、自然条件（1）气象条件：表1-2-1名称数量名称数量全年平均气温9.3风荷载0.3kPa夏季极端最高温度30雪荷载0.2kPa冬季极端最低温度-25全年采暖日数137天冬季最低水温12全年平均降水量495.5mm全年主导风向西北风全年蒸发量907mm（2）工作地质条件地震烈度8度最大冻土深度77cm地基承载能力120t/m2（3）水文地质条件地下水位埋深8m（4）厂区地形平坦（5）污水处理厂设计地面相对标高为456.8（6）市区排水管网进入厂区污水管网引入标高为452.62、污水资料（1）设计污水水量：Q=5.9万，KZ=1.5（工业废水占60%,生活污水占40%）。（2）污水水质及出水要求（见下表）表1．1．2单位mg/L名称SSCODBOD5NH3-NTP色度TN石油类生活污水1903902302437生产污水2103601802336出水水质≤10≤50≤10≤5（8）≤0.5≤30≤15≤1注：1.出水水质满足《城镇污水处理污染物排放标准》（GB18918-2002）一级标准。2.括号外数值为水温≥12℃时控制指标，括号内数值为水温≤12（3）工艺要求1.A/O工艺2.氧化沟工艺第2章总体设计2.1、工艺流程的确定2.1.1、污水处理工艺流程确定的注意事项1、确定污水处理工艺流程的主要依据是所要求达到的处理程度。2、在确定处理工艺流程的过程中，应根据不同条件和要求选择处理构筑物的形式。3、正确的确定污水处理工艺流程的目的在于最经济合理又技术可行的对原水进行处理并达到处理要求。2.1.2、粗选方案由于处理污水以工业废水为主（约60%），而且BOD5/COD＞0.45,其可生化性较好。根据出水水质要求，污水处理厂既要求有效地去除BOD、COD、SS，又要求对污水中的氮进行适当处理，所以本设计采用A/O工艺和氧化沟工艺。其实是两种可供选择的工艺流程：①普通的活性污泥法处理工艺②氧化沟处理工艺1、A/O工艺（1）A/O法又称为：“前置式反硝化生物脱氮系统”，这是目前采用较为广泛的一种脱氮工艺。该法脱氮工艺流程的反硝化反应器在前，BOD去除、硝化两项反应的综合反应器在后。反硝化反应是以原污水中的有机物为碳源的，在硝化反应器内的含有大量硝酸盐的硝化液回流到反硝化反应器，进行反硝化脱氮反应。（2）A/0工艺的工作流程：污水中格栅污水提升泵房污水中格栅污水提升泵房沉砂池初沉池缺氧池好氧池二沉池混合液回流污泥回流剩余污泥浓缩池脱水机房泥饼外运细格栅出水2、氧化沟工艺（1）氧化沟利用连续环式反应池（CintinuousLoopReator,简称CLR）作生物反应池，混合液在该反应池中一条闭合曝气渠道进行连续循环，氧化沟通常在延时曝气条件下使用。氧化沟一般呈环形沟渠状，污水在沟渠内作环形流动，利用独特的水力流动特点，在沟渠转弯处设曝气装置，在曝气池上方为厌氧池，下方则为好氧段，从而产生富氧区和缺氧区，可以进行硝化和反硝化作用，取得脱氮的效应，同时氧化沟法污泥龄较长，可以存活世代时间较长的微生物进行特别的反应，如除磷脱氮。同时，氧化沟使用一种带方向控制的曝气和搅动装置，向反应池中的物质传递水平速度，从而使被搅动的液体在闭合式渠道中循环。氧化沟法由于具有较长的水力停留时间，较低的有机负荷和较长的污泥龄。因此相比传统活性污泥法，可以省略调节池，初沉池，污泥消化池，有的还可以省略二沉池。氧化沟能保证较好的处理效果，这主要是因为巧妙结合了CLR形式和曝气装置特定的定位布置。具体工艺流程如下：污水污水中格栅污水提升泵房细格栅氧化沟二沉池污泥回流剩余污泥浓缩池脱水机房泥饼外运沉砂池出水图、方案比较2.2.1、技术比较见下表2-2-1表2-2-1城市污水处理厂工艺流程方案技术比较表方案一（普通A/O处理工艺）方案二（卡罗塞氧化沟处理工艺）特点:（1）本工艺了利用的是原水中的碳源,可以保证有较高的碳氮比,无需外加碳源。（2）在缺氧、好氧交替运行条件下，丝状菌不能大量繁殖，无污泥膨胀之虞，SVI值一般均小于100。（3）污泥中含磷浓度高，具有很高肥效。（4）硝化池在后可以进一步去除反硝化之后残留的污染物。（5）反硝化池在前,可以消耗一部分碳源有机物,减轻消化撑持的有机负荷和耗氧量.此外,还可以使硝化池所消耗的碱度得到补偿.（6）本工艺流程的布局合理,适合现有的大型污水厂的改造.（7）硝化液的回流比越大,脱氮率越高.（8）出水之中含有硝酸氮,如果在二沉池中的停留时间过长,会发生反硝化反应,产生污泥上浮的现象.特点：（1）氧化沟具有独特的水力流动特点，有利于剩余活性污泥的生物凝聚作用，而且可以将其区分为富氧区、缺氧区，用以进行硝化和反硝化，取得脱氮的效应。（2）可考虑不设初沉池，有机性悬浮物在氧化沟内能够达到好氧稳定的程度。（3）BOD负荷低，同活性污泥法的延时曝气系统，使氧化沟具有：对水温、水质、水量的变动有较强的适应性；污泥龄一般可达20-30d，为传统活性污泥系统的3-6倍。可以存活繁殖世代时间长、增殖速度慢的微生物，如硝化菌，在氧化沟内可能产生硝化反应。运行得当，氧化沟能具有反硝化脱氮的效应；污泥产率低，且多已达稳定的程度，勿需再进行消化小处理（4）脱氮效果还能进一步提高，因为脱氮效果的好坏很大一部分决定于内循环量，要提高脱氮效果势必要增加内循环量，而氧化沟的内循环量从理论上可以是不受限制的，从而氧化沟具有较大的脱氮潜力。（5）氧化沟只有曝气器和池中的推进器维持沟内的正常运行，电耗较小，运行费用低缺点：氧化沟的占地面积很大。总的说来，这两个方案都很好，都能达到要求处理的效果，而且工艺简单，污泥处理难度较小，在技术上都是可行的。2.2.2、经济比较总的来说，第二方案所采用的构筑物比第一方案的要少（不设初沉池），而且不需搅拌，只采用表面曝气器，节省了动力消耗和费用。所以，从经济上来讲，第二方案比第一方案更为可行。2.2.3、结论经过技术经济比较，方案二在技术上较先进，经济上可行性较强，所以选方案二为污水厂处理工艺。（如下表所示）表2-2-2污水处理构筑物设计计算结果说明序号类型尺寸备注1中格栅栅前水深：h=0.4m栅槽总高：H=0.76m栅槽宽度：B=1.40m共两格，总槽宽为2.80m栅槽总长度：2.7采用ZZG型链条式机械格栅，格栅位于提升泵前，并与提升泵一起建在污水提升泵房内，栅渣由格栅翻入渣斗，然后由吊车吊出运走。2细格栅栅前水深：h=0.6m.栅槽总高：H=1.05m栅槽宽度：B=1.60m共两格，总槽宽为3.20m栅槽总长：3.46m每日栅渣量W=1.79m3/d3沉砂池型号：12直径：3.6总高：H=3.75m1．采用两组旋流式沉砂池，具有处理效果好，结构简单的优点。2．采用两组。4初沉池池直径：3池高：H=6.有效水深：h=3.0m1．采用辐流式初沉池。2．采用两座池子。5缺氧池池径：D=17水深：h=4.5m总高：H=4.8m1．污泥回流比：R=87.5%2．缺氧池采用淹没进水，为防止沉淀和混合均匀需设搅拌器，搅拌器应设在池底部，以防止水面波动厉害，破坏缺氧状态。缺氧池为敞开式。采用四组缺氧池。3．采用单位容积搅拌功率为10W/m3，选用6台15KW的搅拌器。6好氧池池长：L=1每廊道长：L1=26m池宽：B=6.0m池高：4.5m1．采用4组曝气池，每组容积3109.0m32．取5廊道。3．有效水深4.0m，超高0.5m。7氧化沟每座氧化沟总长度：445.63m；好氧段长度：384.60m；缺氧段长度：61.03m；氧化沟长宽：1．2座氧化沟，每座都采用4廊道式；2．每座氧化沟硝化区容积为15287.57m3，反硝化区容积为8102.31m3．选用DY325型倒伞型叶轮表面曝气机，每座氧化沟采用9台。8二沉池直径：D=40池有效水深:h=3.6m总高：H=5.7m1．采用中进周出的辐流式沉淀池。2．采用两组。3．用刮吸泥机排泥。4．AO工艺和氧化沟工艺都采用同一类型、同一尺寸的二沉池。9消毒渠长度为14.5m，渠道宽度为1.8m1.采用浸水式紫外线消毒系统。2.AO工艺和氧化沟工艺都采用紫外线消毒，消毒渠的尺寸相同。10污泥浓缩池氧化沟方案污泥量：Q1=2240.83m3A/O方案污泥量：Q2=1714.14m池径：D=21池总高：H=5.91m工作部分高度：h1=3.33污泥浓缩时间：T=16h1.采用带有竖向栅条污泥浓缩机的辐流式重力浓缩池，采用静压排泥。2.由于氧化沟方案和A/O方案所产生的污泥量相差大约一倍，故两个方案分别为：氧化沟工艺设计2个浓缩池；A/O工艺设计２个浓缩池。又因为两工艺所产生的污泥量相近，所以单个浓缩池的设计流量可取：Q2=1182.77m3第３章一级处理3.1、中格栅和细格栅3.1.1、中格栅中格栅用以截留水中的较大悬浮物或漂浮物，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、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。1、运行参数（1）在污水处理系统或水泵前，必须设置格栅；（2）在污水处理系统前，采用机械清除时格栅间距为16～25mm；（3）污水过栅流速宜采用0.6～1.0m/s，格栅倾角宜采用45°～75；（4）格栅前渠道内的水流速度一般采用0.4～0.9m/s.（5）格栅上部必须设置工作台，其高度应高出格栅前最高设计水位0.5m，工作台应有安全和冲洗设施；（6）格栅工作台两侧过道宽度不应小于0.7m，正面过道宽度采用机械清除时不应小于1.5m；（7）通过格栅的水头损失，粗格栅一般为0.2m，细格栅一般为0.3～0.4m.2、设计数据栅前流速0.8m/s过栅流速0.9m/s栅条宽度0.01m栅条净间距0.03m栅前槽宽1.40m格栅间隙数36（两组）水头损失0.06m每日栅渣量格栅倾角60o3.1.2、细格栅1、细格栅的设计参数和中格栅相似.2、设计数据栅前流速0.53m/s过栅流速0.8m/s栅条宽度0.01m栅条净间距0.01m栅前槽宽1.60m格栅间隙数80（两组）水头损失0.15m每日栅渣量1.89格栅倾角60o3.2、沉砂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控制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走。沉砂池一般设于泵站、倒虹吸管前，以便减轻无机颗粒对水泵、管道的磨损；也可设于初次沉淀池前，以减轻沉淀池负荷及改善污泥处理构筑物的处理条件。3.2.1、沉砂池设计沉砂池设计中，必需按照下列原则1、城市污水厂一般均应设置沉砂池，座数或分格数应不少于2座(格)，并按并联运行原则考虑。2、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。3、贮砂斗容积应按2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。4、沉砂池的超高不宜小于0.3m。5、除砂一般宜采用机械方法。当采用重力排砂时，沉砂池和晒砂厂应尽量靠近，以缩短排砂管的长度。3.2.2、旋流式沉砂池本设计采用旋流式沉砂池，旋流沉砂的处理效果好，结构简单,设计数据为：沉砂池直径3.66m池总高度有效水深2.7m贮泥区容积1.42m3第4章二级处理4.1、A/O工艺4.4.1、A/O工艺简介污水的二级处理系统是城市污水处理厂的核心，一般采用生物处理法。主要作用是去除污水中呈胶体和溶液态的有机污染物。A/O法脱氮工艺，是在80年代初开创的工艺流程，其主要特点是将反硝化反应器放置在系统之首，故又称为前置反硝化生物脱氮系统。本工艺可以建成分建式缺氧—好氧活性污泥脱氮系统，即反硝化、硝化与BOD去除分别在两座不同的反应器内进行；也可以建成合建式装置，即反硝化反应及硝化反应、BOD去除都在一座反应器内实施，但中间隔以挡板。硝化反应器内的已进行充分反应的硝化液的一部分回流反硝化反应器，而反硝化反应器的脱氮菌以原污水中的有机物作为碳源，以回流液中硝酸盐的氧作为受电体，进行呼吸和生命活动，将硝态氮还原为气态氮（），不需要外加碳源（如甲醇）。4.4.2、设计数据1.初沉池两座：每座池直径D=31m；池高H=6.212.缺氧池四座：每座池直径D=17m；池高h=4.5m；总高H=4.8m3.好氧池四座：每座池总长L=131.14m，采用5廊道，则每廊道长L1=26m，宽B=6.0m，池高H=4.2、氧化沟工艺4.2.1、氧化沟简介本设计采用的是卡罗塞（Carrousel）氧化沟。Carrousel型氧化沟是1967年由荷兰的DHV公司开发研制的，它的研制目的是为满足在较深的氧化沟沟渠中使混合液充分混合，并能够维持较高的传质效率，以克服小型氧化沟沟深较浅、混合效果差等的缺陷。实践证明该工艺具有投资省、处理效率高、可靠性好、管理方便和运行维护费用低等优点。Carrousel型氧化沟是一多沟串联系统，进水与回流活性污泥混合后，沿水流方向在沟内作不停的循环流动，沟内在池的一端安装立式表曝机，每组沟安装一个，因此形成了靠近曝气机下游的富氧区和曝气机上游的缺氧区，设计有效深度一般为4.0—4.5m，沟中的流速为，由于曝气机周围的局部区域的能量强度比传统活性污泥法曝气池中的强度高得多，因此氧的转移效率大大提高。二级处理的主体构筑物，是活性污泥的反应器，其独特的结构使其具有脱氮除磷功能，经过氧化沟后，水质得到很大的改善。4.2.2、设计数据共建造两座卡罗塞氧化沟。其氧化沟的基本情况如下：每座氧化沟尺寸：L×B×H=118m×40m×4.5m，其中H中包括超高0.5m。总池容17825.15m3，硝化区容积为15384.14m3，反硝化区容积为2441.01m3；总池长为445.63m，好氧段长度为384.3、二沉池采用两座中心进水周边出水的辐流式沉淀池（普通辐流式沉淀池），并设刮吸泥机。普通辐流式沉淀池呈圆形或正方形，直径（或边长）6—60m，最大可达100m，池周水深1.5—3.0m，用机械排泥，池底坡度不宜小于0.05。辐流式沉淀池可用作初次沉淀池或二次沉淀池。为了使布水均匀，进水管设穿孔挡板，穿孔率为10%—20%，出水堰亦采用锯齿堰，堰前设挡板，拦截浮渣。刮泥机由悬架及转动装备组成。当池径小于20m时，用中心传动，当池径大于20m时，用周边传动，周边线速度不宜大于3m/min，1—3r/h，将污泥推入污泥斗，然后用静水压力或污泥泵排除。当作为二次沉淀池时，沉淀的活性污泥含水率高达99%以上，不可能被刮板刮除，可采用静水压力法排泥。4.3.1、运行参数设计水量：0.819m3/s=沉淀时间：t=2h(在1.5-2.5h内)表面负荷：范围为1.0—1.5m3/（m2·h），取4.3.2、设计数据沉淀池直径D=30m池总高度H=5.7m第5章污泥处理在污水处理过程中，产生大量的污泥。这些污泥含有大量的有机物质，易于分解，对环境具有潜在的污染能力。同时，污泥含水率高，体积庞大，处理和运输均很困难。因此，污泥在最终处置前必须处理，以降低污泥中的有机物含量，并减少其水分，使之在最终处置时对环境的危害减至最小限度，并将其体积缩减，以便于运输和处置。重力浓缩池本质上时一种沉淀工艺，属于压缩沉淀。浓缩池前由于污泥浓度较高，颗粒之间彼此接触支撑。浓缩开始以后，在上层颗粒的重力作用下，下层颗粒间隙中的水被挤出界面，颗粒之间相互拥挤得更加紧密。通过这种拥挤和压缩过程，污泥浓度进一步提高，上层的上清液溢流排出，从而实现污泥浓缩。本设计采用辐流式重力污泥浓缩池，用带栅条的刮泥机，采用静圧排泥。5.1、设计规定及参数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，污泥固体负荷宜采用80～120kg/(m2.d)当为剩余污泥时，污泥固体负荷宜采用30～60kg/(m2.d)。3、浓缩时间不宜小于12h，但也不要超过24h。4、有效水深一般宜为4m,最低不小于3m。5.2、设计数据污泥浓缩池的设计泥量为，进泥浓度：6g/L污泥浓缩时间：16h进泥含水率：99.4%出泥含水率：96.0%污泥固体通量取30，（在25-80之间）浓缩池总高5.91m浓缩池直径A/O工艺与氧化沟工艺均采用两座污泥浓缩池，且尺寸相同。第6章其他设计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。6.1、水泵的选取因为水泵在运行过程中，集水池水位是变化的，因此所选水泵一定要在这个变化范围内处于高效段，且在水泵并联运行时单独的水泵也要在高效段内，选择工作泵的要求是在满足最大排水量的前提下，减少投资，节约电耗，运行安全可靠，维护管理方便。在可能的条件下，每台水泵的流量最好为设计流量的--，并且采用相同型号，这样对设备的购置，设备与配件的备用、安装施工、维护检修都有利。6.2、泵的选择因为进水管管内底标高为452.6,而地面标高为456.8，考虑到各污水处理构筑物在地面以上以下部分要均匀以及污水能在各构筑物之间能靠重力流流动，通过高程计算，最终确定污水泵站的扬程为：460.99-452.6+1=9.39,其中1为考虑污水泵在使用过程中效率下降或管道中因阻力而增加的扬程。综上所述:选用300TLW-540型无堵塞立式污水泵4台，其中1台备用。其流量为1071，扬程为9.5，转速为735，效率为75%。第7章污水处理厂总体布置7.1、污水处理厂厂址选择原则1、厂址尽可能少占农田或不占农田，且便于农田灌溉和消纳污泥。2、厂址应尽可能设在城镇和工厂夏季主导风向的下方。3、厂址应设在地形有适当坡度的城镇下游地区，使污水有自流的可能，以节约动力消耗。4、厂址应考虑汛期不受洪水的威胁。5、厂址的选择应考虑交通运输，水电供应，地质水文等条件。6、厂址的选择应结合城镇总体规划，考虑远景发展，留有充分的扩建余地。7.2、污水厂平面布置1、水厂平面布置主要内容：各种构筑物和办公、化验等建筑物的平面定位，各种管道、道路、绿化的布置等。2、污水厂平面布置原则：（1）处理构筑物的布置应紧凑，并便于管理。（2）处理构筑物应尽可能按流程顺序布置，避免管线迂回，充分利用地形。（3）经常有人工作、生活的建筑物应布置在夏季主导风向的上风向。（4）布置总图时，考虑充分的绿化地带，并考虑远近期结合。（5）构筑物之间的距离应考虑敷设管渠的位置，一般采用5—6m。（6）污泥处理构筑物应尽可能的单独结合，以策安全，并方便管理。（7）变电站的位置宜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。（8）污水厂管线种类很多，应综合考虑位置。（9）污水厂内应设超越管，以超越全部或部分处理构筑物。3、污水厂的附属建筑污水厂的附属建筑按其功能可分为生产性和生活性两大类。生产性附属建筑一般包括办公实验楼、维修车间、仓库、车库等。生活性附属建筑包括食堂、浴室、锅炉房、传达室、宿舍等。此外，水厂内还有其它的一些建筑物，如管件堆存场、车棚、操场、花园、围墙等。（见表7-2-1）4、水厂平面布置特点该污水厂的设计中，将各处理构筑物按一字型排列，布置紧凑，流线清楚。（1）从大门进去为综合楼、食堂、宿舍，形成入口的生活活动区，该区位于主导风向的上风向，距离格栅、厌氧池、氧化沟较远，并且加强绿化，所以该区为生活区环境较好。（2）设有后门，生产过程中产生的栅渣、泥饼等由后门运走，而不从前门运走，避免影响大门处生活区的环境清洁。（3）厂区内道路设计考虑工作人员可以顺利地到达任何一处。表7-2-1污水处理厂附属建筑物用地面积一览表附属建筑面积（m2）附属建筑面积（m2）办公楼30×15运动场37.5×25宿舍35×15自行车棚10×7.5机修间20×15配电室15×12车库20×10晒砂场15×12.5仓库30×23鼓风机房25×10食堂30×15脱水间20×15浴室15×10干化场20×17门卫室10×7.5锅炉房10×7.57.3、污水厂的高程布置1、高程布置的内容确定各处理构筑物和泵房的标高，确定处理构筑物之间连接管渠的尺寸及其标高，确定各部位的水面标高，保证污水厂正常运行。2、污水厂高程布置原则（1）为了保证污水处理过程中，污水能顺利自流，必须精确计算各构筑物之间的水头损失。（2）选择一条距离最长，水头损失最大的流程进行水力计算。（3）计算水头损失时，按最大设计流量进行计算。（4）在作高程布置时，还应注意污水流程和污泥流程的配合，尽量减少需抽升的污泥量。（5）污水厂的场地竖向布置，应考虑土方平衡，并考虑有利于排水。3、污水厂高程布置特点为了降低运行费用和便于维护管理，污水在处理构筑物之间的流动，以按重力流考虑为宜（污泥流动不在此列）。厂区内高程布置的主要特点是先确定最大构筑物的地面标高和水面设计标高，然后根据水头损失通过水力计算递推前后构筑物的各项控制标高。第2篇污水厂设计计算书第8章水质水量计算8.1、污水处理厂水量计算设计污水水量：Q=5.9万，KZ=1.5（工业废水占60﹪，生活污水占40﹪）1、工业废水Q1=5.9×60﹪=3.54万m3/d=1475m3生活污水Q2=5.9×40﹪=2.36万m3/d=983.33m32、本设计不考虑工业废水流量的变化，仅考虑生活污水的流量变化,则生活污水的流量总变化系数为：Kz=1.53、生活污水最大设计流量为Q2×KZ=983.33×1.5=1475.00m34、总污水流量Qmax=Q1+Q2×KZ=409.72+409.72=819.44L/s=0.819m3/s=2948.48.2、水处理程度的计算1、进水水质的确定SS=1L×（190×40%+210×60%）/1L=202mg/L同理可得：COD=390×40﹪+360×60﹪=372mg/LBOD=230×40﹪+180×60﹪=200mg/LNH3-N=24×40﹪+23×60﹪=23.4mg/L碱度=200×40﹪+190×60﹪=194mg/L处理程度要求达到国家一级A标准。2、处理程度的计算SS的去除率：=COD的去除率：=BOD5的去除率：=NH3-N的去除率：=第9章一级处理9.1、泵前中格栅9.1.1、设计流量设两个泵前中格栅，所以设计流量为：9.1.2、设计参数选取格栅计算草图见图9-1-1，设栅前水深h=0.4m，过栅流速v=0.9m/s，栅条间隙取e=30mm=0.03m（取值范围为10-40mm），格栅安装角，栅条宽度S=0.01m，栅条断面为矩形断面。图9-1-19.1.3、设计计算1、栅条的间隔数(n)个其中，v—过栅流速,m；S—栅条宽度,m；b—进水渠宽,m；e—栅条间隙宽度,m；h—栅前水深,m。2、栅槽宽度(B)B=S（n-1）+en=0.01(36-1)+0.0336=1.43m,取B=1.4m3、进水渠道渐宽部分的长度(L1)设进水渠宽B1=1.0m其渐宽部分展开角度1=20。,此时进水渠道内水流速度为0.8m/sL1=4、栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度(l2)L2=0.5L1=0.5×0.55=0.275m5、通过格栅的水头损失(h1)取k=3,则m其中，ε=——阻力系数β—形状系数，矩形取2.426、栅后槽总高度(H)设栅前渠道超高h2=0.3mH=h+h1+h2=0.4+0.06+0.3=0.76m7、栅槽总长度(L)L=L1+L2+0.5+1.0+=0.55+0.275+0.5+1.0+=2.73m8、每日栅渣量(W)在格栅间隙为30mm的情况下，栅渣W1取0.05则＞宜采用机械清渣，从而改善劳动与卫生条件。选用ZZG型链条式格栅除污机三台，两用一备，配套电机功率为3.0KW。9.2、泵后细格栅9.2.1、设计流量设两个泵后细格栅,其设计流量为：9.2.2、设计参数选取格栅计算草图见图2.1.2，设栅前水深h=0.6m，过栅流速v=0.8m/s，栅条间隙取e=10mm=0.01m，格栅安装角，栅条宽度S=0.01m，栅条断面为圆形断面。图9-2-19.2.3、设计计算1、栅条的间隔数(n)个2、栅槽宽度(B)B=S（n-1）+en=0.01(80-1)+0.0180=1.59m,取B=1.6m3、进水渠道渐宽部分的长度(L1)设进水渠宽B1=0.9m其渐宽部分展开角度1=20。,此时进水渠道内水流速度为0.53m/sL1=4、栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度(L2)L2=0.5L1=0.5×0.96=0.48m5、通过格栅的水头损失(h1)取k=3,则6、栅后槽总高度(H)设栅前渠道超高h2=0.3mH=h+h1+h2=0.6+0.15+0.3=1.05m7、栅槽总长度(L)L=L1+L2+0.5+1.0+=8、每日栅渣量(W)在格栅间隙为10mm的情况下，栅渣W1取0.08,则＞宜采用机械清渣，从而改善劳动与卫生条件。9.3、沉砂池沉砂池的功能是去除比重较大的无机颗粒，设在初沉池之前，以减轻沉淀池的负荷及改善污泥处理构筑物的处理条件。本设计采用水力涡流除砂的旋流沉砂池，它具有池型简单，占地省，运行费用低，除砂效果好等优点。本设计设两座旋流沉砂池，并且配备三台砂水分离器，一台备用。每座设计流量：==0.410m3/取进水管内的流速：v1=0.3m/s1、进水管直径d2、沉砂池直径D取池内水流的上升流速v2=0.06m/s3、水流部分高度(h2)取最大流量时的流行时间t=45s，则：h2=v2t=0.0645=2.7m4、沉砂部分所需容积(V)其中，V-沉砂部分所需的容积，m3;X-城市污水沉砂量，可按每106m3污水沉砂30m3计算，其含水率约为60%，容重约为T-两次清除沉砂相隔的时间，取2d;Kz-生活污水总量变化系数。5、池总高度H=h1+h2+h3+h4H-池总高度h1-超高,取0.3mh3-中心管至沉砂砂面的距离，一般采用0.25mh4-沉砂池锥底部分高度，取0.5m∴H=0.3+2.7+0.25+0.5=3.75m根据以上计算结果，设计流量和目前国内外均有定型的圆型旋流沉砂池，选用型号为XLS-12的旋流沉砂池，各部分尺寸为：表9-3-1旋流沉砂池的型号及尺寸单位：mm型号流量ABCDEFJLPA124.5036601520720152046020309401520152060沉砂池的上部直径为3.66m的圆型，下部为砂斗，池总深为3.75m,渠宽为0.72旋流沉砂池外形及安装尺寸：图：2.3.1每天的沉砂量Vs1=V=1.42=0.71m3/d沉砂池设计日产含水率60%，容重1500kg/m3,砂重1.0m3每天排砂的实际重量为：6、圆截锥部分容积：V1=(R2+Rr+r2)V1=则沉砂池的尺寸:DH=3.663.75m.沉砂池采用混凝土浇铸而成。9.4、初沉池初次沉淀池是一级污水处理厂的主要处理构筑物,或作为二级污水处理厂的预处理构筑物,设在生物处理构筑物的前面。处理对象是悬浮物质,同时也可去除部分BOD5,也可改善生物处理构筑物的运行条件并降低其BOD5负荷,本设计采用普通辐流式沉淀池。9.4.1、设计计算中的参数的确定1、设计表面负荷：q0=1.2—2.0m3/(m2·h)取q0=2.0m3/(m2、设计沉淀时间：t=1.0—2.5h取t=1.5h9.4.2、设计计算=819.44L/s=0.819m3/s=2948.4采用两座普通辐流式沉淀池，即n=2；1、沉淀部分水面的面积(A1)A1=2、沉淀池直径(D)D=取D=313、沉淀池的有效水深(h2)h2=q0t=21.5=3.0m4、沉淀部分有效容积(V)V=5、污泥部分所需容积(W)(即每池每天排放污泥量)W=式中:C0,C1—分别是进水与出水的悬浮物浓度，kg/m3.如果有浓缩池、消化池、污泥脱水机的上清液回流至初沉池，则C0取1.3C0，C1取1.3C0的45%-60%，这里取60%。P—污泥含水率，取96%r—污泥容重，取为1t/m3T—两次排泥的时间间隔，T=2dW=6、污泥斗容积(V1)设r1=2m，r2=1m，=600，则：h5=(r1-r2)tg=(2-1)×tg60°=1.73mV1==()=12.7m37、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h4=(R-r1)0.05=(15.5-2)×0.05=0.68因此池底可贮存的污泥体积为：V2=(R2+Rr1+r12)=×()=195.90m3共可贮存的污泥体积为：V1+V2=12.7+195.90=208.60m3>8、沉淀池总高度(H)H=h1+h2+h3+h4+h5=0.3+3.0+0.5+0.68+1.73=6.其中,h1—池子超高，取0.3m;h2—池子有效深度；h3—缓冲层高度，机械刮泥时取0.5m；9、沉淀池周边处的高度(H1)H1=h1+h2+h3=0.3+3.0+0.5=3.8m10、径深比的校核：D/h2=31/3.0=10.33，(在6—12范围内)合格；11、辐流式初沉池计算图：第10章二级处理10.1、A/O工艺污水的二级处理系统是城市污水处理厂的核心，一般采用生物处理法。主要作用是去除污水中呈胶体和溶液态的有机污染物，本方案采用A/O工艺作为二级处理系统。A/O法脱氮工艺，是在80年代初开创的工艺流程，其主要特点是将反硝化反应器放置在系统之首，故又称为前置反硝化生物脱氮系统。本工艺可以建成分建式缺氧—好氧活性污泥脱氮系统，即反硝化、硝化与BOD去除分别在两座不同的反应器内进行；也可以建成合建式装置，即反硝化反应及硝化反应、BOD去除都在一座反应器内实施，但中间隔以挡板。硝化反应器内的已进行充分反应的硝化液的一部分回流反硝化反应器，而反硝化反应器的脱氮菌以原污水中的有机物作为碳源，以回流液中硝酸盐的氧作为受电体，进行呼吸和生命活动，将硝态氮还原为气态氮（），不需要外加碳源（如甲醇）。设计流量为：其基本流程为：污水污水中格栅污水提升泵房沉砂池初沉池缺氧池好氧池二沉池混合液回流污泥回流剩余污泥浓缩池脱水机房泥饼外运细格栅出水10.1.1、污水处理程度的计算1、初沉池出水的水质为：(1)BOD5经初沉池按去除25%计：BOD5=200×(1-25%)=150mg/L(2)SS经初沉池按去除50%计：SS=202×(1-50%）=101.00mg/L (3)COD经初沉池按去除20%计，COD=372×(1-20%）=297.6mg/L(4)NH3-N经初沉池按去除10%计,NH3-N=23.4×(1-10%)=21.06mg/L2、系统的负荷为：假定污水TKN由于同化去除百分数为10%，则由于微生物同化从剩余污泥排除去除TN为：21.06×10%=2.106mg/L所以，根据出水水质要求，A/O工艺中各种组分含量的理论去除量为：(1)BOD5去除量=70761.6×(150-10)/1000=9906.54(2)NH3-N去除量=70761.6×(21.06-5)/1000=1136.42kg(3)同化TN去除量=70761.6（2.106-0）/1000=149.02kg/d由（2）—（3）得：硝化/反硝化TN去除量=1136.42-149.02=987.4kg10.1.2、A/O工艺的设计计算步骤1、好氧区容积计算（1）计算硝化菌最大比增长速率μN,max=0.47按冬季最低水温T=12℃时,μN,max=0.47×=0.35d-1（2）计算稳定运行状态下硝化菌的比增长速率μN=μN,max=0.39=0.325d-1式中:N1——硝化出水NH+4-N浓度，mg/L；KN——硝化菌氧化氨氮饱和常数，mg/L,一般为1.0mg/L；（3）计算最小泥龄=（4）计算设计泥龄式中:DF=；DF——设计因数，一般为1.5～3.0，取3.0；PF——峰值函数；SF——安全系数。=3.03.0=9.0d（5）表观产率系数Y0=式中:Y——合成系数，一般取0.5～0.7，取0.6；Kd——衰减系数，一般为0.06～0.24，取0.2；Y0=（6）计算含碳有机物的去除率gCOD/(gMLVSS·d)式中：—含碳有机物的去除速率（7）计算好氧池水力停留时间t,t=式中:S0,S1——进出水有机物的浓度，mg/L;X——混合液污泥浓度，mg/L;取X=3500mg/Lf取0.75，则:t=（8）好氧池容积V=Qmax×t=2948.4×4.27=12589.7采用4个池子，则每池容积：V′=m3（9）有机污染物量与活性污泥量的比值=gBOD5/(gMLSS·d)<0.25gBOD5/(gMLSS·d),符合规定；（10）计算好氧池生物硝化产生NOx-N总量TKNoxTKNox=21.06－2.106－5=13.95mg/L（11）好氧池平均硝化速率SNR为SNR=gNH4+-N/（gMLVSS·d）（12）确定好氧池的各部分尺寸采用四个池子，则每组池子的容积为：V=3147.4m每组好氧池的面积为:F=m2取池宽B=6.0m,则（介于1-2之间，符合规定）所以池长m>10，符合规定设五廊道式曝气池，廊道长：L1=m，取26m取超高0.5m，则池总高度H：H=4.0+0.5=4.5m在曝气池对称布置的背向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配水渠道与横向配水渠道相连接。本系统的回流污泥采用螺旋泵提升。2、缺氧池容积的计算硝化产生NO3-N为13.95mg/L，出水NO3-N为5mg/L反硝化去除的为NO3-N：13.95-5=8.95mg/L去除的NO3-N为987.4kg（1）反硝化速率：SDNR1=+0.029负荷F/M取0.24gBOD5/（gMLVSS·d）SDNR1=0.30.24+0.029=0.101gNOx-N/(gMLVSS·d)（2）高峰负荷时缺氧池MLVSS总量为W==9776.24kgVSS（3）缺氧池容积为VAN=m3缺氧池水力停留时间t=（4）设计为四个池子V′=m3取池子的水深为4.5m,则池子的面积为：A=m2,采用圆形池子，则池直径为：D==16.2m≈17（5）系统总设计泥龄=好氧池泥龄+缺氧池泥龄即：=+=9.0+9.0=9.0+2.66=11.66d3、计算污泥回流比设二沉池回流污泥浓度，则：4、计算好氧池混合液回流比（内回流比）I根据前述结果，好氧池产生NO3-N量为13.95mg/L，最终出水NO3-N为5mg/L则I=5、计算好氧池补充碱度投加量（1）硝化消耗碱度：7.1413.95=99.6mg/L（2）反硝化产生碱度：（13.95-5）=31.95mg/L（3）已知产生(0.1mg/L碱度)/(除去1mgBOD5)，且A/O反应器的进水BOD5=150mg/L当处理出水要求剩余碱度为50mg/L（以CaCO3计），需要补充碱度：99.6+50-31.95-194-0.1×(150-10)=-90.35mg/L6、缺氧池搅拌功率设缺氧池单位容积搅拌功率为：10w/m3,搅拌机输入功率为87.2KW，选用8台QJZA-15型号的搅拌机，电机功率为：15KW，其中2台备用。7、计算剩余排放的污泥△X=YobsQLr=0.21×70761.6×（200-10）×10-3=2823.39式中：Yobs——污泥净产率系数，kgMLSS/kgBOD5；Lr——去除的BOD浓度，kg/m38、需氧量计算（一）平均流量时的需氧量（1）平均流量时BOD5去除量为：kg/dNH4-N氧化量：kg/d（2）生物硝化系统，含碳有机物氧化需氧量与泥龄和水温有关，每去除1kgBOD5需氧1.0～1.3kg；本设计中每氧化1kgBOD5需氧1.1kg,每氧化1kgNH4-N需氧4.6kg。则碳氧化硝化需氧量为：1.111210+4.6823.05=16117.03kgO2/d（3）每还原1gNO3-N需2.9gBOD5，由于利用污水中的BOD5作碳源，减少需氧量为：实际需氧量为：R平=16117.03-1531.35=14585.68kgO2/d=607.74kgO2/h（二）最大流量时的需氧量（1）最大流量时BOD5去除量为NH4-N氧化量为（2）生物硝化系统，含碳有机物氧化需氧量与泥龄和水温有关，每去除1kgBOD5需氧1.0～1.3kg。本设计中每氧化1kgBOD5需氧1.1kg,则碳氧化硝化需氧量为：1.113444.7+4.6987.4=19331.21kgO2/d（3）每还原1gNO3-N需2.9gBOD5，由于利用污水中的BOD5作碳源，减少需氧量为：实际需氧量为：Rmax=19331.21-1836.62=17494.59kgO2/d=728.94kgO2/h9、供气量的计算（1）脱氧清水充氧量按最不利情况t=30℃时考虑，换算为在20℃条件下脱氧清水的充氧量，按下式计算：取水中溶解氧饱和度，曝气池混合液中平均氧饱和度，=0.82，β=0.95，c=2.0，=1.0带入各值，得平均时需氧量：kgO2/h相应的最大时需氧量为：kgO2/h（2）曝气池供氧量按下式计算，即：式中EA—空气扩散器的氧转移效率，对网状膜型中微孔空气扩散器取值12﹪;曝气池平均时供气量：m3/h曝气池最大时供气量：m3/h（3）去除每kgBOD5所需的供气量为（平均流量时）：（4）每m3污水所需的供气量为（平均流量时）：24=9.91m3空气/m3（5）本系统的空气总用量除采用鼓风曝气外，本系统还采用空气回流污泥井提升污泥，空气量按回流污泥量的8倍考虑，污泥回流比R值为87.5﹪，这样提升回流污泥所需空气量为：总空气量为:29220.83+17208.33=46429.1610、空气管系统的计算（1）空气管道系统是从空压机的出口到空气扩散装置的空气输送管道,一般使用焊接钢管。（2）空气管道中的空气流速一般采用：竖管、小支管：4—5m/s干管、支管：10—15m（3）布置空气管道,在相邻的两个廊道的隔墙上设一根干管，共10根干管,再每根干管上设5对配气竖管，共10条配气竖管，每根竖管的供气量：（4）曝气池的平面面积为：4×26×30=3120m（5）本设计采用网状膜型中微孔空气扩散器，敷设于距池底0.2m处，淹没深度为3.8m。每个空气扩散器的服务面积按0.45m2n=个则：①每个竖管上安装的空气扩散器的数目为：个；又根据每个空气扩散器的服务面积以及池底曝气管路的具体设计情况：每根竖管所连接的横直管设计为9根，每根安装8个空气扩散器。即总共为72个>70个。空气管路草图见下图：②每个空气扩散器的空气量为：将已布置的空气管路及布设的曝气器绘制成空气管路计算图（见下图）,用以计算。选择一条从鼓风机房开始的最远最长的管路作为计算管路。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。空气干管和支管以及配气竖管的管径,根据通过的空气量和相应的流速按附录2加以确定。空气管道的沿程阻力损失,根据空气管的管径(D)mm,空气量m3/min,计算温度℃和曝气池水深,查附录3求得。计算结果见下表：由表得,空气管道系统的总压力损失为：网状膜空气扩散器的压力损失取5.88,则总压力损失为：为安全计,设计取值为14。管段编号管段长度L（m）空气流量空气流速v(m/s)管径D（mm）配件管段当量长度L0（m）管段计算长度L0+L(m)压力损失h1+h2m3/hm3/min9.8(pa/m)9.8(pa)21—200.33.690.0632弯头1个0.620.650.180.1220—190.37.380.1232三通1个1.181.480.320.4719—180.311.070.1832三通1个1.181.480.650.9618—170.314.760.2532三通1个1.181.480.901.3317—160.318.450.3132三通1个1.181.481.251.8516—150.322.140.3732三通1个1.181.481.341.9815—140.325.830.4332三通1个1.181.481.752.5914—130.329.520.494.050三通1个、异形管1个2.182.481.804.4613—121.259.040.984.370三通1个、异形管1个3.264.461707.5812—111.2118.081.974.4100四通1个、异形管1个5.016.210.905.5911—107.5295.204.925.2150闸门1个、弯头3个、三通1个18.4025.900.7519.4210—96590.409.849.8150四通1个、异形管1个8.1514.152.4033.969—861180.8019.6811.3200四通1个、异形管1个11.5017.502.2038.508—761771.2029.5215.0200四通1个、异形管1个11.5017.504.5078.757—662361.6039.3614.0250四通1个、异形管1个15.0421.042.8058.916—57.52952.0049.2012.5300四通1个、弯头2个、异形管1个34.0341.532.1087.215—4125889.5098.1613.0400三通1个、异形管1个26.4338.431.9073.024—3128841.50147.3613.0500三通1个、异形管1个34.5546.551.1051.203—23520635.00343.9215.0700四通1个、弯头1个72.35107.351.10118.082—13041270.00687.8315.01000三通1个、异形管1个79.36109.360.5560.15合计646.1311、空压机的选定(1)曝气器安装在距曝气池池底0.2m处,因此,空压机所需压力为：(2)空压机供气量最大时：平均时：根据所需压力及空气量,决定采用LG80型空压机10台。该空压机风压50,风量80m3/min,正常条件下,8台工作,2台备用,高负荷时,9台工作,1台备用。10.2、氧化沟工艺 10.2.1、氧化沟简介本设计采用的是卡罗塞（Carrousel）氧化沟。Carrousel型氧化沟是1967年由荷兰的DHV公司开发研制的，它的研制目的是为满足在较深的氧化沟沟渠中使混合液充分混合，并能够维持较高的传质效率，以克服小型氧化沟沟深较浅、混合效果差等的缺陷。实践证明该工艺具有投资省、处理效率高、可靠性好、管理方便和运行维护费用低等优点。10.2.2、设计参数拟用卡罗塞（Carrousel）氧化沟，去除BOD5与COD之外，还具备硝化和一定的脱氮除磷作用，使出水NH3-N低于排放标准。根据水量情况采用两座氧化沟，每座氧化沟设计流量为：Q＝总污泥龄：20dMLSS=4000mg/L,MLVSS/MLSS=0.75则MLVSS=3000mg/L曝气池：DO＝2mg/L;NOD=4.6mgO2/mgNH3-N氧化;可利用氧2.6mgO2/NO3-N还原α＝0.9β＝0.98其他参数：a=0.6kgVSS/kgBOD5b=0.05d-1脱氮速率：qdn=0.0312kgNO3-N/kgMLVSS·dK1=0.23d-1Ko2=1.3mg/L剩余碱度:100mg/L(保持PH≥7.2);所需碱度7.14mg碱度/mgNH3-N氧化；产生碱度3.57mg碱度/mgNO3-N还原；产生碱度0.1mg/去除mgBOD5硝化安全系数：2.5脱硝温度修正系数：1.0810.2.3、设计计算1、碱度平衡计算：（1）设计的出水为10mg/L，则出水中非溶解性=0.7×Ce×1.42×（1-e-0.23×5）=0.7×10×1.42×（1-e-0.23×5）=6.67Ce—出水中BOD5的浓度，mg/L所以，出水中溶解性＝10-6.67=3.24mg/L（2）采用污泥龄20d，取值范围为10～30d，则日产泥量为：kg/d式中：Q——氧化沟设计流量，m3/da——污泥增长系数，一般为0.5～0.7，取0.6，kg/kgb——污泥自身氧化率，一般为0.04～0.1，取0.05，1/dSr——去除的BOD5浓度，mg/Ltm——污泥龄，d而一般情况下，其中有12.4％为氮，近似等于TKN中用于合成的部分为：0.1242091.01=259.29kg即：TKN中有mg/L用于合成。需用于氧化的NH3-N=23.4-7.3-2=14.1mg/L;其中,2—出水中带走的NH3-N含量，mg/L需用于还原的NO3-N=14.1-10=4.1mg/L,其中,10—出水中的NO3-N含量，mg/L（3）碱度平衡计算已知:所需碱度7.14mg碱度/mgNH3-N氧化；产生碱度3.57mg碱度/mgNO3-N还原；0.1mg/L碱度/除去1mgBOD5，且设进水中碱度为206mg/L，且氧化的NH3-N（硝化反应）消耗的碱度为：7.14×14.1=100.67mg/L还原的NO3-N（反硝化反应）产生的碱度为：当处理水质要求剩余碱度为50mg/L(CaCO3计，此值可使PH≥7.2)，需要补充碱度：100.67+50-14.64-0.1×（200－3.24）-194=-77.65mg/L2、硝化区容积计算：式中：V1——硝化区容积，m3Q——氧化沟设计流量，m3/dY——污泥净产率系数，kgMLSS/kgBOD5，取0.6S0、S——进、出水BOD5浓度，g/Lkd——污泥自身氧化率，取0.051/d——污泥龄，dX——污泥浓度，kg/m3取f=VSS/SS=0.75，MLSS=3500mg/L则：硝化容积：水力停留时间：3、反硝化区容积：13℃时，反硝化速率为：=0.017kgNO3-N/kgMLVSS.d还原NO3-N的总量W=kg/d脱氮所需MLVSS=kg脱氮所需池容：m3水力停留时间：h4、氧化沟的总容积：总水力停留时间：h在10～24h之间，符合要求总容积：m35、氧化沟的尺寸：氧化沟采用4廊道式卡鲁塞尔氧化沟，取池深4m，宽10m，则氧化沟总长:。其中好氧段长度为，缺氧段长度为445.63-384.60=61.03m。弯道处长度:则单个直道长:(取88m)故氧化沟总池长=88+10+20=118m，总池宽=104=40m（未计池壁厚）。校核实际污泥负荷：（0.04～0.10之间）6、需氧量计算：采用如下经验公式计算:A——经验系数，取0.5；Sr——去除的BOD5浓度，mg/L；B——经验系数，取0.1；MLSS——混合液悬浮固体浓度，mg/L.其中：第一项为合成污泥需氧量，第二项为活性污泥内源呼吸需氧量，第三项为硝化污泥需氧量,第四项为反硝化污泥需氧量。经验系数：A=0.5B=0.1需要硝化的氧量：Nr=14.135424.010-3=499.48kg/d总需氧量：R=0.535424(0.200-0.00324)+0.113444.73.5+4.6499.48-2.6145.24=10110.64kg/d=421.28kg/h取T=30℃，查表得α=0.8,β=0.9,氧的饱和度=7.63mg/L，=9.17mg/L采用表面机械曝气时，20℃时脱氧清水的充氧量为：其中，α，β——经验系数，分别取0.8,0.9；ρ——相对密度，取1.0；Cs(20。)——20。C时水中DO饱和度，9.17mg/L；Cs(30。)——30。C时水中DO饱和度，7.63mg/L;C——混合液中DO浓度，取2mg/L;T——温度，取30。C。查手册，选用DY325型倒伞型叶轮表面曝气机，直径Ф＝3.6m,电机功率N=55kW,单台每小时最大充氧能力为250kgO2/h，每座氧化沟所需数量为n,则取n=6台7、回流污泥量：回流比可由公式求得式中：X——氧化沟中混合液污泥浓度，mg/LXr——二沉池回流液污泥浓度，mg/LX=MLSS=3.5g/L，回流污泥浓度取10g/L。则：（50％～100％，实际取60％）回流污泥量：8、氧化沟计算草草图如下：10.3、二沉池采用中心进水周边出水的辐流式沉淀池作二沉池，选用两个池子，即n=2，并设刮泥机。10.3.1、设计参数（1）设计水量0.819m3/s=（2）沉淀时间t=2.5h，(在1.5～2.5h内)。（3）表面负荷,（在1.0～1.5内）。10.3.2、设计计算（1）沉淀池的基本计算①沉淀池单池面积为：②池直径：D==取D=40m③沉淀部分的有效水h2=q×t=1.42.5=3.6m④沉淀部分的有效容积⑤沉淀池底坡落差（取池底坡度为i=0.05）H5=i×(-r1)=0.05×（20-4）=0.8⑥沉淀池周边有效水深H0=h2+h3+h4=3.6+0.5+0.5=4.6>4m(D/H0=8.5,在规定要求的6-12范围内)式中：h3—缓冲层高度，取0.5m；H4—刮泥板高度，取0.5m；⑦沉淀池的总高度（未含污泥斗高度）H=H0+h5+h1=4.6+0.8+0.3=5.式中：h1--沉淀池超高，取0.3m（2）二沉池剩余污泥部分所需容积(W)W=式中:C0,C1——分别是二沉池进水与出水的悬浮物浓度，kg/m3.P——污泥含水率，取99.4%.(99.2～99.6%)r——污泥容重，取为1000kg/m3T——两次排泥的时间间隔，T=2.5h=0.1dW=其中，SS的去除率为50%。（3）污泥斗容积(V1)设r1=5m，r2=3m，a=600h5=(r1-r2)tg=(5-3)×tg60°=3.46m又，V1==()=177.45m3>79.6m10.3.3、辐流式二沉池计算图：10.4、污泥浓缩池采用一个辐流式污泥浓缩池，采用静压排泥，所有污泥在一个浓缩池中处理。10.4.1、A/O方案剩余污泥量的计算：（1）初沉池剩余污泥量：（2）二沉池剩余污泥量：（3）总的污泥量：10.4.2、氧化沟方案剩余污泥量的计算：（1）二沉池污泥部分所需容积（W）W=式中:C0,C1——分别是二沉池进水与出水的悬浮物浓度，kg/m3.P——污泥含水率，取99.4%r——污泥容重，取为1000kg/m3T——两次排泥的时间间隔，T=2.5hW=因116.71m3<污泥斗容积（2）二沉池剩余污泥量：A/O方案中污泥浓缩池的污泥来自初沉池和二沉池的剩余污泥总和；而氧化沟方案中不设初沉池，污泥浓缩池的污泥全部来自二沉池的剩余污泥。本设计中两个方案都采用同一尺寸的污泥浓缩池，因1714.14m3/d>1528.32m3、污泥浓缩池的尺寸计算：（1）浓缩池面积：污泥固体通量取30（在25-80范围内），则式中：Q—污泥量C—污泥固体浓度，取6g/lM—浓缩池污泥固体通量则浓缩池直径：取21m（2）浓缩池工作部分高度：取污泥浓缩时间T=16h,则符合要求（3）超高：=0.3m（4）缓冲层：=0.3m（5）浓缩池池边总高度：（6）污泥斗容积：设则污泥斗深：（7）污泥斗以上圆锥体部分容积：设池底径向坡度为0.05,则污泥区总容积为：（8）浓缩后污泥体积：（进入污泥浓缩池的污泥含水率为99.4%,经浓缩后的污泥含水率为96%）（9）浓缩池总高度为：4、辐流式污泥浓缩池计算图：10.5、消毒系统水消毒处理的目的是解决水中的生物污染问题。城市污水经过二级处理后，水质改善，细菌含量大幅度减少，但细菌的绝对值仍很可观，并存在病原菌的可能，为防止对人类健康产生危害和对生态造成污染，在污水排入水体前应进行消毒。紫外光通过改变细菌、病毒和其他微生物细胞的遗传物质（DNA），使其不再繁殖而达到对水和废水进行消毒的目的。紫外光波长为200—300nm的杀菌能力最强。紫外光消毒随着公众对环境和健康问题的关注以及新型设备的出现在逐渐推广使用。10.5.1、设计说明及要求1、紫外线消毒的优缺点（1）紫外线消毒具有广谱性，即对细菌、病毒、原生动物均有效。（2）紫外线消毒合乎环境保护的要求，不会产生三卤甲烷高分子诱变剂和致癌物质（3）不需要运输使用贮藏有毒或危险化学药剂。（4）消毒接触时间极短，无需巨大接触池药剂库等建构筑物，大大减少了土建费用。（5）占地面积小。（6）运行成本较氯消毒低。（7）紫外线消毒无残余消毒作用，消毒效果受出水水质影响较大。2、紫外消毒设备紫外线消毒器主要有两种，浸水式和水面式。浸水式是把光源置于水中。此法的优点是紫外线利用率高，杀菌效果好，但设备构造复杂。水面式紫外线消毒器构造简单，利用反射罩将紫外光辐射到水中。由于反射罩吸收紫外光，以及光线散射，杀菌效果不如前者。3、设计要点（1）紫外消毒计量是所有紫外线辐射强度和曝光时间的乘积。紫外消毒计量的大小与出水水质、水中所含物质种类、灯管结垢系数等多种因素有关，应通过实验确定。（2）光照接触时间10—100s。（3）消毒水渠中的水流流速最好不小于0.3m/s，以减小套管结垢可采用串联运行，以保证所需的接触时间。（4）采用水面式紫外线消毒器，反射罩一般采用表面抛光的铝质材料。10.5.2、设计计算本设计采用浸水式紫外消毒系统。1、确定流量设计流量为：59峰值流量为：Qmax=70761.6m2、灯管数初步选用UV4000PLUS紫外线消毒设备，每3800m3故（根）（根）拟选用4根灯管为一个模块，则模块数9.75(个)<N<11.75(个)3、消毒渠设计设渠中水流速度为0.3m/s，则：渠道过水断面面积：A=渠道宽度（设渠深1.5m，渠道超高取0.5m）B=m，取1.8m设计UV4000PLUS灯组2个，每个4个模块。4、渠道长度设计每个模块长度为2m，模块之间间距为0.5m；渠道出水设堰板调节，进水部分为1m，调节堰与灯组间距1.5m，则渠道总长为：L=2×5+（5-1）×0.5+1+1.5=14.5m复核辐射时间：t=符合要求。加拿大TROJAN公司生产的紫外线消毒系统的主要参数设备型号UV3000PTPUV3000PLUSUV4000PLUS处理水量m3/d蜂值95～57005700～7500075000以上均值10～29002900～3800038000以上性能二级出水每3800m3二级出水每3800m3二级出水每3800m3出水水质要求TSS：10～30mg/LUVT≥45%TSS：10～30mg/LUVT=45%～70%TSS：10～30mg/LUVT>15%每摸块灯管数（根）2、44、6、86～24每根灯管的功率（W）4425028000灯管清洗方式手动机械加化学自动清洗再线机械加化学自动清洗第11章水厂高程计算11.1、构筑物间连接管渠水力计算表项目设计流量（L/s）管渠设计参数长度L（m）沿程损失局部损失总水头损失管径（mm）1000i流速（m/s）闸阀、弯头消毒渠至二沉池389.007001.81.021180.0324闸阀1个，=0.06900弯头1个，=0.680.07470.1071二沉池至配水井2389.007001.81.021330.0594闸阀1个，=0.06900弯头1个，=0.680.03890.0983配水井2至氧化沟389.006004.11.3731080.4428900弯头4个，=0.670.25780.7006氧化沟至配水井1389.006004.11.373420.1722900弯头2个，=0.67；450弯头1个，=0.34；闸阀1个，=0.060.16740.3396配水井1至沉砂池778.009001.91.240100.0190900弯头3个，=0.710.16710.1861沉砂池至细格栅