污水处理厂课程设计

在我国经济高速发展的今天，污水处理事业取得了较大的发展，已有一批城市兴建了污水处理厂，一大批工业企业建设了工业废水处理厂（站），更多的城市和工业企业在规划、筹划和设计污水处理厂。水污染防治、保护水环境，造福子孙后代的思想已深入人心。近几十年来，污水处理技术无论在理论研究方面还是在应用发面，都取得了一定的进步，新工艺、新技术大量涌现，氧化沟系统和高效低耗的污水处理技术，如各种类型的稳定塘、土体处理系统、湿地系统都取得了长足的进步和应用。这些新工艺、新技术已成为水污染防治领域的热门研究课题。在国家科委、建设部、国家环境保护局的组织和领导下，广泛、深入地开展了这些课题的科学研究工作，取得了一批令人瞩目的研究成果。不应回避，我国面临水资源短缺的严重事实，北方一些城市人民生活水平的提高和工农业生产的发展已受到水资源不足的制约。城市污水和工业废水回用，以城市污水作为第二水源的趋势，不久将成为必然。这就是我国污水事业面临的现实。作为给水排水工程专业的学生，就更应该深刻地了解这种形势，掌握并发展污水处理的新工艺、新技术，成为跨世纪的工程技术人才，将我国的污水处理事业提升到一个新的高度。本次设计的题目是污水处理厂设计。目的是让学生了解排水工程的设计内容与方法，其中包括了城市排水管网的规划与设计和污水处理厂的建设以及工艺流程的选用，收获甚多，为日后的学习与工作积累了宝贵的经验。设计成果包括设计说明书与工艺平面图、高程图。在此，还要对老师的悉心指导表示感谢。目录第一篇设计任务及原始资料 第一章设计任务 第二章设计原始资料 第二篇设计说明 第一章城市污水处理厂设计 第一节污水厂选址 第二节工艺流程 第二章处理构筑物工艺设计 错误!未定义书签。第一节设计流量的确定 第二节泵前中格栅设计计算 第三节污水提升泵房设计计算 第四节泵后细格栅设计计算 第五节沉砂池设计计算 第六节辐流式初沉池设计计算 第七节 传统活性污泥法鼓风曝气池设计计算 第八节向心辐流式二沉池设计计算 第九节计量槽设计计算 第三章 泥处理构筑物设计与计算 第一节污泥量计算 第二节污泥泵房设计计算 第三节污泥重力浓缩池设计计算 第四节贮泥池设计计算 第五节污泥厌氧消化池设计计算 第六节机械脱水间设计计算 第四章污水处理厂的平面布置 第五章 污水厂的高程布置 第一节控制点高程的确定 第二节各处理构筑物及连接管渠的水头损失计算 第三节污水系统高程计算 第四节污泥系统高程计算 设计体会 参考文献 第一篇设计任务及原始资料第一章设计任务一.设计题目：污水处理工艺设计二.设计任务与内容：1.污水处理工艺选择及各工艺单元的设计，包括工艺流程的确定,各单体构筑物的工艺设计。.2.污泥处理方法选择及污泥处理构筑物的工艺设计计算。包括工艺流程的确定，单体构筑物的工艺设计；.污水泵站的工艺设计。可以是终点泵站，也可以是中途提升泵站。包括选泵、泵站工艺设计计算和泵站工艺图的绘制；.污水处理厂的平面布置。包括污水处理厂处理构筑物和辅助建筑物的平面布置图及工艺平面图绘制；5．污水处理厂竖向布置及高程计算。三.基本要求1.污水处理厂设计要求（1）根据水体自净能力以及要求的处理水质并结合当地的具体条件，如水资源情况、水体污染情况等来确定污水处理程度与处理工艺流程。无特殊要求时，污水级处理后其水质应达到国家污水综合排放一级标准，即SSW20mg/l,ODW20mg/l。（2）污水泵站工艺要求要确定水泵机组的台数、水泵5型号、泵站的结构形式以及集水池的容积，并应进行泵站水泵机组管道水力计算和电器设备等布置的设计，泵站的建筑与结构设计可参照标准图大致来确定。（3）根据原始资料、当地具体情况以及污水性质与成分，选择适合的污泥处理工艺方法，进行各单位构筑物的设计计算。（4）污水处理厂平面布置要紧凑合理，节省占地面积，同时应保证运行管理方便。（5）在确定污水处理工艺流程时，同时选择适宜的各处理单体构筑物的类型。对所有构筑物都进行设计计算，包括确定各有关设计参数、负荷、尺寸与所需的材料与规格等。（6）对需要绘制工艺施工图的构筑物还要进行更详细的施工图所必须的设计与计算，包括各部位构件的形式、构成与具体尺寸等。（7）对污水与污泥处理系统要作出较准确的水力计算与高程计算。2.图纸的具体要求（1）污水处理厂总平面布置图，2号1张。（2）污水处理厂高程布置图，2号1张。3.设计计算说明书的具体要求毕业设计计算说明书要结构严谨、层次分明、语言流畅、书写工整、简图合理、计算正确，符合学科、专业的有关要求。第二章设计原始资料1.地形与城市规划资料（1）厂区地形平坦，地面标高50.00m，污水厂处理水排入附近水体，该河流靠近污水处理厂处河面的最高水位为50.00m。城市排水系统采用分流制排水系统，城市污水主干管由西北方向流入污水处理厂厂区，主干管进厂处的管道水面标高为45.00m。（2）城市各区人口密度与居住区生活污水量标准：城市各区人口密度和污水量标准区域服务人口（万人）污水量标准（升/人.日）I区20120II区20105III区10135（3）工业企业与公共建筑的排水量和水质资料:工业企业与公共建筑的排水量和水质资料企业或公共建筑名称日排水量m3/d最大排水量m3/hSSMg/lBOD5Mg/l甲厂3100180520510乙厂1800105600430丙厂1310737007202．气象资料（1）气温资料：年平均20摄氏度，夏季平均30摄氏度，冬季平均12摄氏度。（2）常年主导风向：非采暖季节主导风向西北风；（3）冰冻期15日；（4）年平均降雨量200mm3.地质资料:城市地质资料土壤性质冰冻深度（m）地下水位（m）污水处理厂处粉质粘土0.36.5—7.2第二篇设计说明第一章城市污水处理厂设计第一节污水厂选址未经处理的城市污水任意排放，不仅会对水体产生严重污染，而且直接影响城市发展发展和生态环境，危及国计民生。所以，在污水排入水体前，必须对城市污水进行处理。而且工业废水排入城市批水管网时，必须符合一定的排放标准。最后流入管网的城市污水统一送至污水处理厂处理后排入水体。在设计污水处理厂时，选择厂址是一个重要环节。厂址对周围环境、基建投资及运行管理都有很大影响。选择厂址应遵循如下原则：.为保证环境卫生的要求，厂址应与规划居住区或公共建筑群保持一定的卫生防护距离，一般不小于300米。.厂址应设在城市集中供水水源的下游不小于500米的地方。.厂址应尽可能设在城市和工厂夏季主导风向的下方。.要充分利用地形，把厂址设在地形有适当坡度的城市下游地区，以满足污水处理构筑物之间水头损失的要求，使污水和污泥有自流的可能，以节约动力。.厂址如果靠近水体，应考虑汛期不受洪水的威胁。.厂址应设在地质条件较好、地下水位较低的地区。.厂址的选择要考虑远期发展的可能性，有扩建的余地。第二节工艺流程.污水处理工艺流程处理厂的工艺流程是指在到达所要求的处理程度的前提下，污水处理个单元的有机结合，构筑物的选型则是指处理构筑物形式的选择，两者是互有联系，互为影响的。水体有一定的自净能力，可根据水体自净能力来确定污水处理程度。设计中既要充分利用水体的自净能力，又要防止水体遭到污染，破坏水体的正常使用价值，采用何种处理流程还要根据污水的水质和水量，回收其中有用物质的可能性和经济性，排放水体的具体规定，并通过调查研究和经济比较后决定，必要时还应当进行科学论证。城市生活污水一般以BOD物质为其主要去除对象，因此，处理流程的核心是二级生物处理法—一活性污泥法为主。生活污水和工业废水中的污染物质是多种多样的，不能预期只用一种方法就能把所有的污染物质去除干净，一种污水往往需要通过由几种方法组成的处理系统，才能达到处理要求的程度。按处理程度分，污水处理可分为一级、二级和三级。一级处理的内容是去除污水中呈悬浮状态的固体污染物质，经过一级处理后，污水中的BOD只去除30%左右，仍不能排放，

还必须进行二级处理。二级处理的主要任务是大量去除污水中呈胶体和溶解性的有机污染物质（BOD）,去除率可达97%以上，去除后的BOD含量可降低到20-30mg/l.一般，经过二级处理后，污水已具备排放水体的标准了。一级和二级处理法是城市污水经常采用的，属于常规处理方法。当对处理过的污水有特殊的要求时，才继续进行三级处理。具体的流程为：污水进入水厂，经过格栅至集水间，由水泵提升到平流沉砂池经，经初沉池沉淀后，大约可去初SS45%,BOD25%.污水进入曝气池中曝气，可从一点进水，采用传统活性污泥法，也可采用多点进水的阶段曝气法。在二次沉淀池中，活性污泥沉淀后，回流至污泥泵房。二沉池出水经加氯处理后，排入水体。.污泥处理工艺流程污泥是污水处理的副产品，也是必然的产物，如从沉淀池排出的沉淀污泥，从生物处理排出的剩余活性污泥等。这些污泥如果不加以妥善处理，就会造成二次污染。污泥处理的方法是厌氧消化，在厌氧消化过程中产生大量的消化气（即沼气）是宝贵的能源，消化后的污泥含水率仍然很高，不宜长途输送和使用，因此，还需要进行脱水和干化等处理。具体过程为：二沉池的剩余污泥由螺旋泵提升至浓缩池，浓缩后的污泥进入贮泥池，再由泥控室投泥泵提升入消化池，进行中温二级消化。一级消化池的循环污泥进行套管加热，并用搅拌。二级消化池不加热，利用余热进行消化，消化后污泥送至脱水机房脱水，压成泥饼，泥饼运至厂外，可用做农业肥料。消化池产生沼气，一部分用于一级消化池的沼气搅拌，一部分用于沼气发电。本设计采用的工艺流程如下图所示。鼓风机房 加氯鼓风机房 加氯剩余污泥回流污泥।污泥剩余污泥回流污泥।污泥污泥泵房—剩余污泥脱水机房脱水机房第二章处理构筑物工艺设计第一节 设计流量的确定平均日流量平均日流量为Q=2.^7m3/da最大日流量污水日变化系数取K=K=1.3=1.08，而Q=K义Q，则有：日K1.2 d日ah最大日流量 Q=KxQ=1.08x12.5=13.5万m3/dd日a最大日最大时流量（设计最大流量）时变化系数取K=1.2，而Q=KxQd，则有：时 h时24最大日最大时流量Q=KxQd=1.2x13.5=0.675万m3/hh时24 24第二节泵前中格栅设计计算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。.格栅的设计要求（1）水泵处理系统前格栅栅条间隙，应符合下列要求：1）人工清除25〜40mm2）机械清除16〜25mm3）最大间隙40mm（2）过栅流速一般采用0.6〜1.0m/s.（3）格栅倾角一般用45。〜75。。机械格栅倾角一般为600〜700.（4）格栅前渠道内的水流速度一般采用0.4〜0.9m/s.（5）栅渣量与地区的特点、格栅间隙的大小、污水量以及下水道系统的类型等因素有关。在无当地运行资料时，可采用：1）格栅间隙16〜25mm适用于0.10〜0.05m3栅渣/103山3污水；2）格栅间隙30〜50mm适用于0.03〜0.01m3栅渣/103山3污水.（6）通过格栅的水头损失一般采用0.08〜0.15m。2.格栅尺寸计算设计参数确定：设计流量Q1=0.938m3/s（设计2组格栅），以最高日最高时流量计算；栅前流速：v1=0.7m/s, 过栅流速：v2=0.9m/s；渣条宽度：s=0.01m, 格栅间隙：e=0.02m；栅前部分长度：0.5m, 格栅倾角：a=60°；单位栅渣量：w=0.05m3栅渣/103m3污水。设计中的各参数均按1照规范规定的数值来取的。（1）确定格栅前水深，根据最优水力断面公式Q-BX计算得：1 2栅前槽宽B=：汉=：238=1.64m,则栅前水深h=B=164x0.82m1 v1 0 0,7 2 2(2)栅条间隙数：n=里应吧=0.938x\'sin60°=75,7(取n=76)ehv 0.02x0.64x0.92

(3)栅槽有效宽度：B=s(n-1)+en=0.01X(76-1)+0.02X76=2.27m考虑0.4m隔墙：B=2B+0.4=4.94m(4)进水渠道渐宽部分长度0：进水渠宽：B,=/=」8^=4.17mvh0.7x0.64(其中a为进水渠展开角，取a=20。)(5)栅槽与出水渠1道连接处的渐窄部分长1度(6)过栅水头损失(h)设栅条断面为锐边矩形截面，取k=3,则通过格栅的水头损失:v2 0.014 0.92h=kh=k£—sina=3x2.42x(——)3x sin60°=0.103m1 0 2g 0.02 2x9.81其中：£=p(s/e)4/3h：水头损失；k系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增加倍数，取3；£：阻力系数，与栅条断面形状有关，当为矩形断面脖岁.42(7)栅后槽总高度H)本设计取栅前渠道超高12=0.3m则栅前槽总高91=h+q=0.64+0.3=0.94mH=h+h+h=0.64+0.1203+0.3=1.04m 1 2 12.(8)栅槽总长度L=L+L+0.5+1.0+(0.64+0.30/tana=11.06+0.53+0.5+1.0+(0.64+0.30)/tan60=4.7m(9)每日栅渣量在格栅间隙在20mm的情况下，每日栅渣量为：Q皿星①x86400WQ皿星①x86400W- 1 Kx1000Z1.875x0.05x864001.30x1000=6.23(m3/d)>0.2m3/d所以宜采用机械清渣。第三节污水提升泵房设计计算.提升泵房设计说明本设计采用传统活性污泥法工艺系统，污水处理系统简单，只考虑一次提升。污水经提升后入平流沉砂池，然后自流通过初沉池、曝气池、二沉池及，最后由出水管道排入涪江。设计流量：Q=6750m3/h“1875L/s1)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,作为主要通道宽度不得小于1.2m。3)泵站采用矩形平面钢筋混凝土结构半地下式，尺寸为15mX12m,高12m,地下埋深7m。4)水泵为自灌式。.泵房设计计算各构筑物的水面标高和池底埋深计算见第五章的高程计算。污水提升前水位43（既泵站吸水池最底水位），提升后水位53.96m（即细格栅前水面标高）。所以，提升净扬程Z=53.96-43=10.96m水泵水头损失取2m，安全水头取2m从而需水泵扬程H=15m再根据设计流量1.875m3/s，属于大流量低扬程的情形，考虑选用选用5台350QW1200-18-90型潜污泵（流量1200m3/h，扬程18m，转速990r/min，功率90kw），四用一备，流量：Q=Qmax=1.875=0.47m3/S=2520m3/h44集水池容积：考虑不小于一台泵5min的流量：w=Qx5=2520x5=210m360 60取有效水深h=1.3m，则集水池面积为：A=W=210=161,5m2h1.3泵房采用圆形平面钢筋混凝土结构，尺寸为15mX12m,泵房为半地下式地下埋深7m,水泵为自灌式。第四节泵后细格栅设计计算.细格栅设计说明污水由进水泵房提升至细格栅沉砂池，细格栅用于进一步去除污水中较小的颗粒悬浮、漂浮物。细格栅的设计和中格栅相似。.设计参数确定：已知参数：Q,=125000m3/d,K=1.3,Q=6750m3/h=1.875m3/s。栅条净间隙为3T0mm,取e=10mm,格栅安装倾角60。过栅流速一^殳为0.6-1.0m/s,取V=0.9m/s,栅条断面为矩形，选用平面A型格栅，栅条宽度S=0.01m,其渐宽部分展开角度为200设计流量Q=1.875m3/s=1875L/s栅前流速v=0.7m/s, 过栅流速v=0.9m/s；栅条宽度s=0.01m, 格栅间隙e2=10mm；栅前部分长度0.5m, 格栅倾角。=60°；单位栅渣量3=0.10m3栅渣/103m3污水。计算草图如图2.设计计算污水由两根污水总管引入厂区，故细格栅设计两组，每组的设计流量为：Q=937.5L/s=0.938m3/s。（1）确定格栅前水深，根据最优水力断面公式Q=B二计算得栅前槽宽12B=：2Q~=['2X0,938=1.64m，则栅前水深h=B=164x0.82m'v1 \ 0.7 2 2(2)栅条间隙数n=Win0=0,938…in60°=151.5(取n=152)ehv 0.01x0.64x0.92(3)栅槽有效宽度B=s(n-1)+en=0.01(152-1)+0.01X152=3.03m(4)进水渠道渐宽部分长度l=生区=MT,64=1.91m12tana 2tan2001（其中a1为进水渠展开角，取a1=20。）（5）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度l=L=191x0.95m22 2（6）过栅水头损失（h）因栅条边为矩形截面，取k=3,则其中：£=0（s/e）4/3h：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3£：阻力系数，与栅条断面形状有关，当为矩形断面时^缈.42（7）栅后槽总高度H）取栅前渠道超苗2=0.3m则栅前槽总高励1=卜+4=0.64+0.3=0.94m栅后槽总高度H=2h+h+h=0.64+0.26+0.3=1.20m（8）格栅总长度 12L=L+L+0.5+1.0+I/tana1 2 1=1.91+0.95+0.5+1.0+0.64+0.30/tan60=4.9m（9）每日栅渣量①二q3=12.5X10X0.1=12.5m3/d>0.2m3/da1所以宜采用机械格栅清渣。第五节沉砂池设计计算1.沉砂池的选型：沉砂池主要用于去除污水中粒径大于0.2mm,密度2.65t/m3的砂粒，以保护管道、阀门等设施免受磨损和阻塞。沉砂池有平流式、竖流式、曝气式和旋流式四种形式。由于旋流式沉砂池有占地小，能耗低，土建费用低的优点；竖流式沉砂池污水由中心管进入池后自下而上流动，无机物颗粒借重力沉于池底，处理效果一般较差；区旗沉砂池则是在池的一侧通入空气，使污水沿池旋转前进，从而产生与主流方向垂直的横向恒速环流。砂粒之间产生摩擦作用，可使沙粒上悬浮性有机物得以有效分离，且不使细小悬浮物沉淀，便于沉砂和有机物的分别处理和处置。平流式沉砂池具有构造简单、处理效果好的优点。本设计采用平流式沉砂池。2设计资料1）沉砂池表面负荷200m3/（m2h）,水力停留时间40s；2）进水渠道直段长度为渠道宽度的7倍，并不小于4.5米，以创造平稳的进水条件；3）进水渠道流速，在最大流量的40%-80%的情况下为0.6-0.9m/s,在最小流量时大于0.15m/s；但最大流量时不大于1.2m/s；4）出水渠道与进水渠道的夹角大于270度，以最大限度的延长水流在沉砂池中的停留时间，达到有效除砂的目的。两种渠道均设在沉砂池的上部以防止扰动砂子。5）出水渠道宽度为进水渠道的两倍。出水渠道的直线段要相当于出水渠道的宽度。6）沉砂池前应设格栅。沉砂池下游设堰板，以便保持沉砂池内需要的水位。计算草图如下页图4所示：设计参数确定设计流量：Q=1875L/s（设计2组池子，每组分为2格，每组设计流max

量为Q=936L/s=0.936m3/L)设计流速：v=0.25m/s水力停留时间：t=40s池体设计计算(1)沉砂池长度：L=vt=0.25X40=10m(2)水流断面面积：(3)沉砂池总宽度：设计n=4格，每格宽取b=2m>0.6m，每组池总宽B=2b=4.0m(4)有效水深：h=A/B=3.13/4=0.39m(介于0.25〜1m之间)2(5)贮泥区所需容积：设计T=2d,即考虑排泥间隔天数为2天，则每个沉砂斗容积(每格沉砂池设两个沉砂斗，四格共有八个沉砂斗)其中城市污水沉砂量：X=3m3/105m3.(6)沉砂斗各部分尺寸及容积：设计斗底宽a[0.50m,斗壁与水平面的倾角为60°,斗高hd=L0m,则沉砂斗上口宽:TOC\o"1-5"\h\z沉砂斗容积： 1 d=1.27m3 (大于Vj0.56m3,符合要求)(7)沉砂池高度： 1采用重力排砂，设计池底坡度为0.06,坡向沉砂斗长度：L=L-2±=10-2*1.65=3.35m2 2 2则沉泥区高度为h=h+0.06L2=1.0+0.06X3.35=1.20m池总高度H:设超高h=0.3m, /1H=h+h+h=0.3+0.63+1.20=2.13m(8)进水渐宽部分长度：(9)出水渐窄部分长度：L=L=2.38m_.3_1 (10)校核最小流量时的流速：最小流量一般采用即为0.75Q,则vminQ. vminQ. minnA1mina0.75*1.25=0.99m/s>0.15m/s，符合要求.1—X1.882(11)进水渠道格栅的出水通过DN1200mm的管道送入沉砂池的进水渠道，然后向两侧配水进入进水渠道,污水在渠道内的流速为:式中：B——进水渠道宽度(m),本设计取1.5m；H1——进水渠道水深(m),本设计取0.5m。出水管道出水采用薄壁出水堰跌落出水,出水堰可保证沉砂池内水位标高恒定,堰上水头为：式中：m——流量系数，一般采用0.4-0.5；本设计取0.4；排砂管道本设计采用沉砂池底部管道排砂，排砂管道管径DN=200mm。第六节 辐流式初沉池设计计算辐流式初沉池拟采用中心进水,沿中心管四周花墙出水,污水由池中心向池四周辐射流动,流速由大变小,水中悬浮物流动中在重力作用下沉降至沉淀池底部,然后用刮泥机

将污泥推至污泥斗排走，澄清水从池周溢流入出水渠。辐流沉淀池由进水装置、中心管、穿孔花墙、沉淀区、出水装置、污泥斗及排泥装置组成。本设计选择四组辐流式沉淀池，每组设计流量为0.28m3/s,从沉砂池流出来的污水进入集配水井，经过集配水井分配流量后流入辐流沉淀池。计算草图如图5：沉淀部分水面面积表面负荷一般采用1.5-3.0m3/(m2.h)，本设计取q'=2.0m3/(机2.h)，沉淀池座数n=4。池子直径3.4.5.4F^^8415=32.74m2(D取33m)兀沉淀部分有效水深设沉淀时间t3.4.5.4F^^8415=32.74m2(D取33m)兀沉淀部分有效水深设沉淀时间t=2h，有效水深：h=qt=2X2=4m沉淀部分有效容积 2cQ 6750Q=ft= x2=3375m3n4污泥部分所需的容积设进水悬浮物浓度C为0.24kg/m3,出水悬浮物浓度C以进水的50%计，初沉池污泥含水率p°=97%,污泥容重取『1000卜8加3,取贮泥时间T=4h,1污泥部分所需的容积:_Q(C「C)TX100V=Y0(100-P0)6750x(0.24—0.12)x4x100= =108m31000x(100—97)6.则每个沉淀池污泥所需的容积为27m3污泥斗容积设污泥斗上部半径r=2m,污泥斗下部半径r=1m,倾角取。=60°,则污泥斗高度:h=(r-污泥斗容积:1 2r1)tga=(2-1)Xtg60°=1.73m(rj+r/'r/)=3.14X1.73X(22+2X1+12)=12.68m37.污泥斗以上圆锥体部分污泥容积池底坡度采用0.05-0.10,本设计径向坡度i=0.05,则圆锥体的高度为:h=(R-r)i=(13-2)X0.05=0.55m圆锥体4部分污泥1容积：V=-7T4(RV=-7T4(R2+Rr+r2)2 3 11= x(132+13x2+22)=114.56m3污泥总体积：V=V+V=12.68+114.56=127.24m3>16.2m3，满足要求。沉淀池总高1度2设沉淀池超高h1=0.3m,缓冲层高h3=0.5m,沉淀池总高度：

H=h+h+h+h+h=0.3+4+035+0.55+1.73=7.08m沉淀池池边1高2度345

H‘=h+h+h=0.3+4+0.5=4.8m径深比12 3D/h2=26/4=6.5（符合要求）进水2集配水井辐流沉淀池分为二组，在沉淀池进水端设集配水井，污水在集配水井中部的配水井平均分配，然后流进每组沉淀池。配水井中心管径：式中：v一配水井内中心管上升流速（m/s）,一般采用v2>0.6m/s；取0.7m/s配水井直径：式中：v一配水井内污水流速（m/s），一般采用v=0.2-0.4m/s；取0.3m/s.进水管及配水花墙 3沉淀池分为四组，每组沉淀池采用池中心进水，通过配水花墙和稳流罩向池四周流动。进水管道采用钢管，管径DN=600mm,进水管道顶部设穿孔花墙处的管径为800mm。沉淀池中心管配水采用穿孔花墙配水，穿孔花墙位于沉淀池中心管上部，布置6个穿孔花墙，过孔流速：式中：B，一孔洞的宽度（m）;h，一孔洞的高度（m）;n，一孔洞个数（个）。v—穿孔花墙过孔流速（m/s）,一般采用0.2-0.4m/s；集水槽堰负荷校核Qh

2nnDQh

2nnD[m3/(m^s)]

符合要求6750 =0.00283600x2x4x3.14x26=2.8[L/(m-S)]<2.9[L/(m-S)]出水渠道出水槽设在沉淀池四周，双侧收集三角堰出水，距离沉淀池内壁0.4m,出水槽宽0.5m,深0.6m,有效水深0.5山，水平速度0.8m/s,出水槽将三角堰出水汇集送入出水管道，出水管道采用钢管，管径DN600mm14.排泥管沉淀池采用重力排泥，排泥管管径DN200,排泥管伸入污泥斗底部，排泥静压头采用1.0m,连续将污泥排出池外贮泥池内。第七节 传统活性污泥法鼓风曝气池设计计算处理工艺说明传统活性污泥法，又称普通活性污泥法，污水从池子首段进入池内，二沉池回流的污泥也同步进入,废水在池内呈推流形式流至池子末端,流出池外进入二次沉淀池,进行泥水分离。污水在推流过程中,有机物在微生物的作用下得到降解,浓度逐渐降低。传统活性污泥法对污水处理效率高，BOD去除率可待90%u以上，是较早开始使用并沿用至今的一种运行方式。本工艺设计曝气池采用廊道式,二沉池为辐流式,采用螺旋泵回流污泥。处理程度计算初沉池对BOD5的去除率按25%计算，进入曝气池的BOD5浓度（S0）为:S0=220X（1-25%）=165（mg/L）处理水中非溶解性BOD5浓度：BOD5=7.1KdXeCe=7.1X0.08X0.4X20=4.54mg/L式中：Kd一一微生物自身氧化率,一般在0.05-0.1之间,取0.08;Xe——活性微生物在处理水悬浮物中所占比例，取0.4；C——处理水中悬浮物固体浓度，取20mg/L。处理水中溶解性BOD5浓度：BOD5=20-4.54=15.46mg/L去除率：n= =165T"6=0.906=90.6%S0 165设计参数(1)BOD5污泥负荷率式中K——有机物最大比降解速度与饱和常数的比值，一般采用0.0168—20.0281之间；本设计取0.02;f——MLVSS/MLSS值，一般采用0.7-0.8，本设计取0.77；S——处理后出水中BOD5浓度(mg/L)，本设计应为15.46mg/Le 5(2)曝气池内混合液污泥浓度根据N值，查排水工程下册图4-7得：SVI=120,取R=50%,r=1.2。S平面尺寸计算(1)曝气池容积的确定按规定，曝气池个数N不少于2个，本设计中取N=4,则每组曝气池有效容积为(2)曝气池尺寸的确定本设计曝气池深取4.2米，每组曝气池的面积为：本设计池宽取B=8米，B/H=8/4.2=1.9,介于1〜2之间，符合要求。F1416.57池长：L=—= =177.1mB8L/B=177.1/8=22.14>10 (符合设计要求)本设计设五廊道式曝气池，廊道长度为：4L1=L/5=177.1/5=35.42m本设计取超高为0.5m,则曝气池总高为：H=4.2+0.5=4.7m(3)确定曝气池构造形式本设计设四组5廊道曝气池，在曝气池进水端和出水端设横向配水渠道，在两池中间设配水渠道与横向配水渠相连，污水与二沉池回流污泥从第一廊道进入曝气池。曝气池平面图如图6所示：需氧量计算本工程设计中采用鼓风曝气系统。(1)平均时需氧量计算=20842.66(kg/d)=868.44(kg/h)式中：a'——每代谢1kgBOD所需氧量(kg),本设计取0.5；b'——1kg活性污泥(MLVSS)每天自身氧化所需氧量(kg),取0.15.(2)最大时需氧量：=22829.16(kg/d)=951.22(kg/h)最大时需氧量与平均时需氧量的比值为：(3)每日去除的BOD5值TOC\o"1-5"\h\zBOD=125000*(165-20)=i8i25(kg/d)=755.21(kg/h)r 1000(4)去除1kgBOD5需养量6.供气量计算本设计中采用YHW-II型微孔曝气器，氧转移效率(E)为20%。敷设在距池底0.20m处，淹没水深为4m,计算温度定为30℃。 A相关设计参数的选用：温度为20℃时，a=0.82,B=0.95,P=1.0,C=2.0mg/L,CS⑵)=9.17山8儿。温度为30℃时，C=7.63mg/L。 L "20)(1)空气扩池子实际表面积实际的表面负荷单池设计流量池子实际表面积实际的表面负荷单池设计流量校核堰口负荷q= 乡 = "875 -1.76L/(s.m)<2.0L/(s.m)P=1.013X105+9.8X103H=1.013X105+9.8X103X4=1.405X105(P)(2)空气离开曝气池水面时氧的百分比： aX100%X100%=17.54%Qt=79+21(1-1)X100%=79+21(1-0.2)A(3)气池混合液平均氧饱和度:「 …P।Q、_4.405X105 17.54、Csb=Cs(2.026X105+42)=12x3.6兀D2x3.6x兀x40.63X(2.026X1012x3.6兀D2x3.6x兀x40(R为平均时需氧量)(4)相应的最大时需氧量：(5)曝气池平均时供气量：(6)曝气池最大时供气量：(7)去除1kgBOD5的供气量：(8)1m3污水的供气量：第八节 向心辐流式二沉池设计计算为了使沉淀池内水流更稳、进出水配水更均匀、存排泥更方便，常采用圆形辐流式二沉池。该沉淀池采用周边进水，中心出水的幅流式沉淀池，采用吸泥机排泥。计算草图如图8.设计参数的选取表面负荷：qb范围为1.0—1.5m3/m2.h,取q=1.5m3/m2.h,出水堰负荷设计规范规定取值范围为1.5—2.9L/s.m,取2.0L/(s.m)；沉淀池个数n=4；沉淀时间T=2h.沉淀池尺寸设计(1)每组池子表面积为：(2)池子直径；7F 14x1059D=——=' =36.72m (取40m)

校核固体负荷小于150kg/(m2.d)，符合要求(6)沉淀部分有效水深混合液在分离区泥水分离，该区存在絮凝和沉淀两个过程，分离区的沉淀过程会受进水的紊流影响，沉淀时间采用1.5-3.0h,本设计取t=2.5h。流入槽：Q=1587.5+0.5.1587.5=2381.25m3/h。本设计设流入槽宽0.8m,水深0.6m,流入槽流速v=2381.25 =1.38m/s0.8x0.6x3600取导流絮凝区停留时间为600s,G=205-1,水温以20℃计，u=1.06X10-6m3/s,vm=、二Gm=2Xx600x1.06x10-6x20=0.71m/s孔径用50mm,每座池流入槽内的孔数：2381.25n二 :474.7个（取475个）0.71x3600x0.052x兀/4孔距1=兀（D孔距1=兀（D+B）兀（37+0.8）475=0.25m导流絮凝区：导流絮凝区的平均速度核算Gm值：Gm在10〜30之间，设计符合要求。(8)澄清区高度本设计设t=1.5h,则(9)污泥区高度本设计设t'=1.5h,则〃 (1+R)QXt' (1+0.5)x1012.5x3.3x1.5h=- ———= =1.61m0.5F(X+C) 0.5x(3.3+8.3)x803.84u(10)沉淀池周边(有效)水深：h2=h'+h“+0.3=1.89+1.61+0.3=3.8m(11)沉淀池高度:本设计设计池底坡度为0.05,污泥斗直径取2m,则池中心与池边落差h,为超高h取0.5m,污泥斗高度h为1.0m,则有： 3(12)1集配水井设计计算 41)配水井中心管直径D=4Q-=.；4x1.87=1.77m，本设计取1.8m。\vv ，兀x0.7式中v——中心管内污水流速(m/s),本设计取0.7m/s。2)配水井直径D=:丝+D2=.4x1.87+1.82=3.34m，本设计取3.4m。\vv 21兀x0.33式中v3——配水井内污水流速(m/s),本设计取0.3m/s。3)集水井直径

D=4Q-+D2=..,4X1.87+3.42=4.59m，本设计取4.6m。\vv 3兀X0.251式中v——配水井内污水流速（m/s）,本设计取0.25m/s。4）进水管管1径取进入二沉池的管径DN400mm。校核流速：v=4Q=4义0.28=1.11>0,7m/s，符合要求。•兀D22x兀x0.425)出水管管径由前面可知，DN=1000m,v=0.75m/s.(13)排泥装置沉淀池采用周边传动刮吸泥机，周边传动刮吸泥机的线速度为2-3m/min,刮吸泥机底部设有刮泥板和吸泥管，利用静水压力将污泥吸入污泥槽，沿进水竖井中的排泥管将污泥排至分配井中。排泥管采用DN200mm.第九节计量槽设计计算污水测量装置的选择原则是精密度高、操作简单，水头损失小，不宜沉积杂物，污水厂常用的计量设备有巴氏计量槽、薄壁堰、电磁流量计、超声波流量计、涡流流量计。其中巴氏计量槽应用最为广泛且具备以上特点。本设计的计量设备选用巴氏计量槽，选用的测量范围为：0.2-1.5m3/s计算草图如图9所示出水排放渠的设计考虑最佳水利断面：B=:‘丝二：2x125000=1.9m，H=B=0.95m，因此计量槽上游水深为0.95m。v 0.8x24x3600 121流量取125000m3/d=1.45m3/s。在自由流条件下，根据公式试算选取喉宽b=0.90m的巴氏槽。.主要部分尺寸设计为：渐缩部分长度：A】=0.5b+1.2=0.5X0.941.2=1.65m喉部宽度： A：=0.6m渐扩部分长度：A：=0.9m上游渠道宽度：B；=1.2b+0.48=1.2X0.9+0.48=1.56m下游渠道宽度：B1=b+0.3=0.9+0.30=1.20mTOC\o"1-5"\h\z.计量槽总长度 2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，在计量槽上游，直线段不小于渠宽的2-3倍，本设计取3；下游不小于4-5倍，本设计取5；计量槽上游直线段长为：L=3xB=3x1.56=4.68m1计量槽下游直线段长为：L=5B=5x1.20=6.0m2 2计量槽总长：L=L+A+A+A+L=4.68+1.65+0.6+0.9+6.0=13.83m11232第三章 泥处理构筑物设计与计算第一节污泥量计算.曝气池内每日增加的活性污泥量：AX=Y(S-S)Q-KVX=0.6x(0.165-0.02)x125000-0.077x14278.99x3.3=7246.71kg/d0e dv2.曝气池每日排出的剩余污泥量为第二节污泥泵房设计计算污泥泵房设计说明二沉池活性污泥由吸泥管吸入，由池中心落泥管及排泥管排入池外套筒阀井中，然后由管道输送至回污泥泵房。回流污泥泵设计选型(1)扬程：

二沉池水面相对地面标高为0.7m,套筒阀井泥面相对标高为0.2m,回流污泥泵房泥面相对标高为一0.2-0.2=-0.4m,曝气池水面相对标高为1.8m，则污泥回流泵所需提升高度为：1.8-（-0.4）=2.2m（2）流量：设计回流污泥量为Q=RQ,污泥回流比R=50%,即Q=50%Q=905.8m3/d二10.48L/s本设计四座曝气池设2台回流污泥泵。 R（3）选泵：选用LXB-700螺旋泵3台（2用1备），单台提升能力为300m3/h,提升高度为2.0m—3.0m,电动机转速n=63r/min,功率N=30kW1.3.剩余污泥泵设计选型选用LXB-700螺旋泵3台（2用1备），单台提升能力为300m3/h,提升高度为2.0m—3.0m,电动机转速n=63r/min,功率N=30kW侧污泥泵房占地面积设计为10mx8m第三节污泥重力浓缩池设计计算采用带有竖向栅条污泥浓缩机的辐流式重力浓缩池，用带有栅条的刮泥机刮泥，采用静压排泥。计算草图如图10所示：.设计参数污泥总量计算及污泥浓度计算二沉池排放的剩余污泥量：Q=905.8m3/d，本设计含水P率取为99.2%,浓缩后污泥含水率97%，污泥浓度C为8g/L,二沉池污泥固体通量M采用30kg/（m2・d）。采用中温二级消化处理，消化池停留天数为30d，其中一级消化20d，二级消化10d。消化池控制温度为33~35。，计算温度为35C。.浓缩池面积式中：C——流入浓缩池的剩余污泥浓度（kg/s）,本设计取10kg/m3Q——二沉池流入剩余污泥流量（m3/h）,G——固体通量［kg/（m2.h）］,一般采用0.8-1.2kg/（m2-h尸取1.0..浓缩池的直径D二产

兀.浓缩池的直径D二产

兀.浓缩池的容积4*337A=21,92m，本设计取22.0m兀式中：T——浓缩池浓缩时间（h）,一般采用10-16h,本设计取16h。沉淀池有效水深浓缩后剩余污泥量池底高度辐流沉淀池采用中心驱动刮泥机,池底需做成1%的坡度,刮泥机连续转动将污泥推入泥斗。池底高度：污泥斗容积式中：a一泥斗倾角，为保证排泥顺畅，圆形污泥斗倾角本设计取55。a—污泥斗上口半径（m）；本设计取1.25m；b—污泥斗底部半径（m）,本设计取0.25m。污泥斗的容积：浓缩池总高度本设计取浓缩池超高h=0.30m,缓冲层高度h=0.30m,浓缩后的污泥体积剩余含水率P为99.2%,浓缩后的污泥含水率P为96%,浓缩后的污泥体积为：排泥管1 2采用污泥管道最小管径DN150mm，间歇将污泥排出贮泥池。第四节贮泥池设计计算浓缩后的剩余污泥和初沉池污泥进入贮泥池,然后经投污泥泵进入消化池处理系统。本设计采用1座贮泥池,贮泥池采用竖流沉淀池构造。1.污泥量的计算初沉池污泥量为108X6=648m/d,浓缩后的二沉池污泥为181.16m3/d。贮泥时间为12h,即0.5d。每日产生污泥量：.贮泥池容贮泥池容积：贮泥池设计容积：V=a2h2+3h3（a2+ab+b2）=82x3+3x6.06x（82+8+1）=339.46m3>214.08m3 符合设计要求。式中：h一贮泥池有效深度，本设计取3.0m；h2一污泥斗高度（m）;a3一污泥贮池边长，本设计取8.0m；b一污泥斗底边长，1.0m；n一污泥贮泥池个数，本设计采用1个；a一污泥斗倾角，本设计取600..贮泥池的高度：H=h+h+h=0.3+3+6.06=9.36m （本设计取9.5m）1 2 3式中：h一贮泥池超高（m）,本设计取0.3m；.管道部分贮泥池中设DN=200mm的吸泥管一根，共设有2根进泥管，1根来自初沉池，管径DN200,另1根来自污泥浓缩池，管径为DN200mm。第五节污泥厌氧消化池设计计算一级消化池设计计算.一级消化池计算草图如下页图11（2）消化池容积式中：Q——污泥量（m3/d）P——投配率（％）,中温消化时一级消化池采用5%-8%,本设计取8%。n——消化池个数，本设计设置2座。（3）.各部分尺寸确定：消化池直径D采用19m,集气罩直径G=2m,高h^Zm,池底锥底直径d2=2m,上锥体倾角a=200,1上锥体高h=tga（D^d）=tg200（19二2）=3.09m，本设计取3.0m,2 12 2消化池柱体高度h3应大D/2=9.5m,本设计采用10m。下锥体高h=tga（D-d2）=tg100x（19二2）=1.5m（本设计取1.5m）4 22 2消化池总高度为：H=h1+h2+h3+h4=2+3+10+1.5=16.5m柱体容积下锥体容积上盖容积：消化池有效容积V=V+V+V=141.69+2833.85+283.39=3258.93m3>3211.25m30234符合设计要求.二级消化池设计计算（1）二级消化池容积式中：Q——污泥量（m3/d）；P——投配率（％），本设计取16%；n——消化池个数，本设计设置1座。由于二级消化池单池容积与一级消化池相同，因此二级消化池各部份尺寸同一级消化池。第六节机械脱水间设计计算.污泥机械脱水设计说明：污水处理厂污泥二级消化后从二级消化池排出污泥的含水率约95%左右，体积很大。因此为了便于综合利用和最终处置，需对污泥做脱水处理，使其含水率降至60%-80%，从而大大缩小污泥的体积。（1）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。（2）污泥进入脱水机前的含水率一般不应大于98%。（3）经消化后的污泥，可根据污水性质和经济效益，考虑在脱水前淘洗。（4）机械脱水间的布置，应按规范有关规定执行，并应考虑泥饼运输设施和通道。（5）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。（6）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。.脱水机选择本设计采用滚压脱水方式使污泥脱水，脱水设备选用我国研制的DY-3000型带式压滤机，其主要技术指标为：干污泥产量600kg/L,泥饼含水率可以达到75%〜78%,单台过滤机的产率为24.6〜29.4kg/（m2h）,选用3台，2用1备。工作周期定为12小时。机械脱水间平面尺寸设计为LXB=40mX12m.第四章 污水处理厂的平面布置.总平面布置原则该污水处理厂为四川绵阳市污水处理厂新建工程，主要处理构筑物有：机械除渣格栅井、污水提升泵房、平流沉砂池、辐流初次沉淀池、鼓风曝气池与二次沉淀池、污泥回流泵房、浓缩池、消化池、计量设施等及若干辅助建筑物。总图平面布置时应遵从以下几条原则。处理构筑物与设施的布置应顺应流程、集中紧凑，以便于节约用地和运行管理。工艺构筑物（或设施）与不同功能的辅助建筑物应按功能的差异，分别相对独立布置，并协调好与环境条件的关系（如地形走势、污水出口方向、风向、周围的重要或敏感建筑物等）。构（建）之间的间距应满足交通、管道（渠）敷设、施工和运行管理等方面的要求。管道（线）与渠道的平面布置，应与其高程布置相协调，应顺应污水处理厂各种介质输送的要求，尽量避免多次提升和迂回曲折，便于节能降耗和运行维护。协调好辅建筑物，道路，绿化与处理构（建）筑物的关系，做到方便生产运行，保证安全畅道，美化厂区环境。（2）总平面布置结果污水由南边排水总干管截流进入，经处理后由该排水总干管排入河流。污水处理厂呈长方形。综合楼、职工宿舍及其他主要辅助建筑位于厂区东北部，占地较大的污水处理构筑物在厂区西部，沿流程自南向北排开，污泥处理系统在污水处理构筑物的西部。厂区主干道宽7米，两侧构（建）筑物间距不小于15米，次干道宽4米，两侧构（建）筑物间距不小于10米该厂平面布置特点为：流线清楚，布置紧凑。鼓风机房和回流污泥泵房位于曝气池和二次沉淀池一侧，节约了管道与动力费用，便于操作管理。污泥消化系统构筑物靠近四氯化碳制造厂（即在处理厂西侧），使消化气、蒸气输送管较短。节约了基建投资。办公室。生活住房与处理构筑物、鼓风机房、泵房、消化池等保持一定距离，位于常年主风向的上风向，卫生条件与工作条件均较好。在管线布置上，尽量一管多用，如超越管、处理水出厂管都借道雨水管泄入附近水体，而剩余污泥、污泥水、各构筑物放空管等，又都与厂内污水管合并流人泵房集水井。第二期工程预留地设在一期工程右侧。具体布置见附图1第五节污水厂的高程布置污水处理厂高程布置的任务是：确定各处理构筑物和泵房等的标高，选定各连接管渠的尺寸并决定其标高。计算决定各部分的水面标高，以使污水能按处理流程在处理构筑物之间通畅地流动，保证污水处理厂的正常运行。第一节 控制点高程的确定.进厂管有两根，每根流量为0.565m3/S，选用8001mm的钢筋混凝土圆管，进厂端设计管内底标高为61.2m。.考虑将出厂水水通过重力自流排入附近的涪江。涪江20年一遇的洪水位为64.4m。因而可以确定出厂管的管内底标高，出厂管选用1200mm的钢筋混凝土圆管一根，出厂水排放点距涪江3km，总水头损失为3.38m出厂水排放点的水位标高应不低于64.40m+4.38m=67.78拟取67.9m第二节各处理构筑物及连接管渠的水头损失计算污水处理厂的水流常依靠重力流动，以减少运行费用。为此，必须精确计算其水头损失（初步设计或扩初设计时，精度要求可较低）。水头损失包括：（1）水流流过各处理构筑物的水头损失，包括从进池到出池的所有水头损失在内;在作初步设计时可按下表估算。（2）水流流过连接前后两构筑物的管道（包括配水设备）的水头损失，包括沿程与局部水头损失。（3）水流流过量水设备的水头损失。表1 构筑物水头损失表构筑物名称水头损失名称水头损失计量堰0.35沉砂池0.25二沉池0.50细格栅0.15曝气池0.40提升泵房2.00初沉池0.52中格栅0.15表2 污水管渠水力计算表名称设计流量（L/s）管段设计参数水头损失管径(mm)I（%。）V(m/s)管长（m）沿程局部合计出水口至计量堰187512