AAO基本工艺设计

目录TOC\o"1-4"\h\z\u摘要 Ⅳ引言 11设计说明书 11.1工程概况 11.1.1设计资料 11.1.2水质水量资料 11.1.3排放标准及设计要求 11.2处理方案确实定 21.1.1城市污水处理综述及标准 21.2.2常见城市污水处理技术 31.2.3处理工艺选择 61.2.3.1计算依据 61.2.3.2处理程度计算 61.2.3.3综合分析 71.2.3.4工艺步骤 71.2.3.5步骤说明 81.2.4关键构筑物说明 81.2.4.1格栅 81.2.4.2曝气沉砂池 91.2.4.3厌氧池 91.2.4.4缺氧池 91.2.4.5好氧池 91.2.4.6二沉池 102设计计算书 102.1格栅设计 102.1.1设计参数 102.1.2设计计算 102.1.2.1粗格栅 102.1.2.2细格栅 122.2曝气沉砂池设计 152.2.1设计参数 152.2.2设计计算 152.3主体反应池设计 182.3.1设计参数 182.3.2设计计算 182.4配水井设计 262.4.1设计参数 262.4.2设计计算 262.5幅流式二沉池设计 272.5.1设计参数 272.5.2设计计算 272.6浓缩池设计 292.7污泥贮泥池设计 302.8构筑物计算结果及说明 303污水厂平面部署 323.1部署标准 323.2平面部署 333.3隶属构筑物部署 334高程计算 334.1水头损失 334.2标高计算 344.2.1二沉池 344.2.2配水井 344.2.3A2/O池 354.2.4沉砂池 354.2.5格栅 354.2.6浓缩池 354.2.7贮泥池 355投资估算 355.1生产班次和人员安排 355.2投资估算 365.2.1直接费 365.2.1.1土建计算 365.2.1.2设备费用 445.2.2间接费 375.2.3第二部分费用 385.2.4工程预备费 385.2.5总投资 385.3单位水处理成本估算 395.3.1多种费用 395.3.1.1动力费E1 395.3.1.2工人工资E2 395.3.1.3福利E3 405.3.1.4折旧分成费E4 405.3.1.5检修维护费E5 405.3.1.6其它费用（包含行政管理费、辅助材料费）E6 405.3.1.7污水综合利用E7 405.3.2单位污水处理成本 406结论 40致谢 41参考文件 42摘要本设计为临海市污水处理厂初步设计。因为进水BOD：N：P=218：45：8，污水经二级生物处理后，氮、磷将难以达标，必需进行脱氮除磷处理。所以，本方案决定选择A2/O工艺。工艺步骤为：“格栅——曝气沉砂池——厌氧池——缺氧池——好氧池——二沉池”。依据中国众多城市污水处理厂运行结果，A2/O工艺处理出水通常可达成《GB18918-》排放标准一级B标准，能够确保城市周围海洋水体环境要求。关键词：城市污水；临海市；A2/O工艺；脱氮除磷；初步设计ThemethoddesignfortheLinhaiwastewatertreatmentplantmethoddesignStudent:LiangNingTeacher:ChengGuanwenAbstract：ThedesignisaprimarydesignfortheLinhaiwastewatertreatmentplant.BecauseofBOD：N：P=218：45：8oftheenterwater,wastewaterbywayofthesecondarybiologicaltreatment,NandPwillhardlyaccomplishstandard,havetoremovetheNandP.therefore,thisplandecidedtoadopttheanaerobicanoxicoxic.Theprocessofthedesignisdescribedasthefollowing:Screening——AeratedSedimenttank——Anaerobictank——Anoxictank——Oxictank——SecondDepositiontank.Accordingtotherunningeffectofmanyinlandurbanwastewatertreatmentplants,theexitwaterdisposedbyanaerobicanoxicoxicgenerallycanreachtheBstandardinthefirstratingofthe<GB18918->dischargestandard,canguaranteetheenvironmentalrequireofthewaterbodyaroundtheocean.Keywords：UrbanSewage;LinhaiTown;DenitrificationandDephosphorization;PrimaryDesign引言伴随工农业发展和人口增加，污水排放量快速增加和日俱增。现在中国每十二个月排放污水量已超出400亿立方米，且处理率低，大量污水直接排入天然水体，造成了严重水体污染，据统计已经有超出80%河流受到不一样程度污染。所以，加紧污水处理工程建设，提升污水处理率，保护有限水资源，已经成为中国环境保护工作紧迫任务。1996年全国第四次环境保护会议强调保护环境是实施中国可连续发展关键，并将防治水污染作为全国性关键。依据估计，从至，中国每十二个月新建污水处理厂处理能力将达300～400万m3/d，而中小型污水处理厂则是城市污水处理事业主力军。中国现有668个城市中，仅有123个城市有307座不一样处理等级城市污水处理厂，其中城市污水二级处理率10%左右，全国17000个建制镇，绝大多数没有排水和污水处理设施。所以探索适合中小城市经济实用污水处理工艺，以较少投资建成污水处理厂，以很好管理运转污水处理厂，达成消除污染、保护环境目标，从而实现城市可连续发展。1设计说明书1.1工程概况1.1.1临海市临近北海，以海产养殖、水产品加工、海洋运输为主，工业发展速度较慢。该市气候温和，年平均21℃，最热月平均35℃，极端最高41℃，最高月平均15℃，最低10℃1.1.依据该市中长久发展计划，城市人口20万，城市人口28万。因为临近大海，城市地势平坦，地质条件良好，地表土层厚度通常在10m以上，关键为亚砂土、亚粘土、砂卵石组成，地基承载力为1㎏/㎝2。地面标高为123.00现在城市居民平均用水400L/人.d，日排放工业废水2×104城市生活污水:COD400mg/l,BOD5200mg/l,SS200mg/l,NH3-N40mg/l,TP8mg/l,pH6～8.工业废水:COD800mg/l,BOD5350mg/l,SS400mg/l,NH3-N80mg/l,TP12mg/l,pH6～8.1.1.为保护环境，预防海洋污染，污水处理厂出水实施《城镇污水处理厂污染物排放标准GB18918-》一级标准中B标准即：（见表1）表1排放标准污染物CODBOD5SSTNNH3-NTP色度pH大肠菌群数排放浓度≤60mg/l≤20mg/l≤20mg/l≤20mg/l≤8mg/l≤1mg/l≤30倍6～9≤1×104个/l按环境工程专业毕业设计(论文)指导书相关要求进行毕业设计。设计图纸和设计计算书严格实施学校相关要求。1.2处理方案确实定1.2.1城市污水处理城市污水是现在江河湖泊水域污染关键原因，是制约很多城市可连续发展关键原因之一。现在，中国正处于城市污水处理事业大发展时期，尤其伴随国家西部大开发战略实施，中国中西部环境和生态保护已被提上首要议事日程。

城市生活污水处理自2前工业革命以来，越来越受到大家重视。城市污水处理率已成为一个地域文明是否一个关键标志。近2来，城市污水处理已从原始自然处理、简单一级处剪发展到利用多种优异技术、深度处理污水，并回用。处理工艺也从传统活性污泥法、氧化沟工艺发展到A/O、A2/O、AB、SBR（包含CCAS工艺）等多个工艺，以达成不一样出水要求。中国城市污水处理相对于国外发达国家、起步较晚，现在城市污水处理率只有6.7%。在我们大力引发国外优异技术、设备和经验同时，必需结合中国发展，尤其是当地实际情况，探索适合中国实际城市污水处理系统。

结合中国实际情况，参考国外优异技术和经验，建设城市污水处理厂应符合以下多个发展方向：

（1）总投资省。中国是一个发展中国家，经济发展所需资金很庞大，所以严格控制总投资对国民经济大有益处。

（2）运行费用低。运行费用是污水处理厂能否正常运行关键原因，是评判一套工艺优劣关键指标之一。

（3）占地省。中国人口众多，人均土地资源极其紧缺。土地资源是中国很多城市发展和计划一个关键原因。

（4）脱氮除磷效果好。伴随中国大面积水体环境富营养化，污水脱氮除磷已经成为一个迫切问题。中国最新实施国家《污水综合排放标准》也明确要求了适适用于全部排污单位，很严格地要求了磷酸盐排放标准和氨氮排放标准。这就意味着以后绝大多数城市污水处理厂全部要考虑脱氮除磷问题。1.2.2常见城市污水生物⑴AB法工艺AB法工艺由德国BOHUKE教授首先开发，是吸附—生物降解(Adsorption—Biodegradation)工艺简称。该工艺将曝气池分为高低负荷两段，各有独立沉淀和污泥回流系统。高负荷段（A段）停留时间约20--40分钟，以生物絮凝吸附作用为主，同时发生不完全氧化反应，生物关键为短世代细菌群落，去除BOD达50%以上。B段和常规活性污泥法相同，负荷较低，泥龄较长。

AB法A段效率很高，并有较强缓冲能力。B段起到出水把关作用，处理稳定性很好。对于高浓度污水处理，AB法含有很好适用性，并有较高节能效益。尤其在采取污泥消化和沼气利用工艺时，优势最为显著。

不过，AB法污泥产量较大，A段污泥有机物含量极高，污泥后续稳定化处理是必需，将增加一定投资和费用。另外，因为A段去除了较多BOD，可能造成炭源不足，难以实现脱氮工艺。对于污水浓度较低场所，B段运行较为困难，也难以发挥优势。

现在有仅采取A段做法，效果要好于一级处理，作为一个过渡型工艺，在性能价格比上有很好优势，但脱氮除磷效果通常，难以达标，不能达成本设计出水要求。通常适适用于水体自净能力较强排江、排海场所。⑵SBR工艺

SBR是序批式间歇活性污泥法（又称序批式反应器，SequencingBatchReactor）简称。此法集进水、曝气、沉淀在一个池子中完成。通常由多个池子组成一组，各池工作状态轮番变换运行，单池由撇水器间歇出水。该工艺将传统曝气池、沉淀池由空间上分布改为时间上分布，形成一体化集约构筑物，并利于实现紧凑模块部署，最大优点是节省占地。另外，能够降低污泥回流量，有节能效果。经典SBR工艺沉淀时停止进水，静止沉淀能够取得较高沉淀效率和很好水质。

由SBR发展演变又有CASS和CAST等工艺，在除磷脱氮及自动控制等方面有新特点。

不过，SBR工艺对自动化控制要求很高，并需要大量电控阀门和机械撇水器，稍有故障将不能运行，通常必需引进全套进口设备。因为一池有多个功效，相关设备不得已而闲置，曝气头数量和鼓风机能力必需稍大。池子总体容积也不减小。另外，因为撇水深度通常有1.2—2米，出水水位必需按最低撇水水位设计，故总水力高程较通常工艺要高1米左右，能耗将有所提升。

SBR工艺通常适适用于占地省、自动化程度高、规模小污水处理厂，而本设计为中等水量污水处理厂，不宜采取此工艺。⑶氧化沟氧化沟又称连续循环式反应池或“循环曝气池”引发构筑物呈封闭沟渠型而得名。故有些人称其为“无终端曝气系统”。氧化沟是活性污泥法一个改型，它把连续式反应池用作生物反应池。污水和活性污泥混合液在该反应池中以一条闭合式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，这时水和固体停留时间长，有机物质负荷低。它使用一个带方向控制曝气和搅拌装置，向反应池中物质传输水平速度，从而使被搅拌液体在闭合式曝气渠道中循环。氧化沟池底水平速度v〉0.3m/s，污泥负荷和污泥龄选择需考虑污泥稳定化和污水硝化两个原因。通常污泥龄为10～30d，污泥负荷在0.05～0.10kgBOD5/（kgMLVSS·d）之间，水力停留时间为12～24h，污泥浓度（MLSS）通常在4000～5000mg/l。氧化沟曝气池占地表面积比通常生物处理要大，不过因为其不设初沉池，通常也不建污泥厌氧消化系统，所以，节省了构筑物之间空间，使污水厂总占地面积并未增大，在经济上含有竞争力。氧化沟技术特点，关键表现在以下多个方面：①处理效果稳定，出水水质好，而且含有较强脱氮功效，有一定抗冲击负荷能力。②工程费用相当于或低于其它污水生物处理技术。③处理厂只需要最低程度机械设备，增加污水处理厂正常运转安全性。④管理简化，运行简单。⑤剩下污泥较少，污泥不经消化也轻易脱水，污泥处理费用较低。⑥处理厂和其它工艺相比，臭味较小。⑦结构形式和曝气设备多样化。⑧曝气强度能够调整。⑨含有推流式流态一些特征。氧化沟适于脱氮除磷、中水量污水处理。设置厌氧、缺氧段Carrousel氧化沟(文中简称：A2/O氧化沟)含有生物脱氮除磷功效，是现在城市生活污水处理主流工艺之一。不过在实施过程中因为所需处理构筑物多、污泥回流量大，从而造成投资大、能耗多、运行管理复杂。⑷曝气生物滤池

曝气生物滤池实质上是常说生物接触氧化池，相当于在曝气池中添加供微生物栖附填(滤)料，在填料下鼓气，是含有活性污泥特点生物膜法。曝气生物滤池(BAF)70年代末起源于欧洲大陆，已发展为法、英等国设备制造企业技术和设备产品。因为选择填料不一样，和是否有脱氮要求，设计工艺参数是不一样,如要求处理出水BOD5、SS＜20mg/L,去除BOD5达90%以上工艺，其容积负荷为0.7～3.0kgBOD5/(m3·d)，水力停留时间1～2h；以硝化(90%以上)为主工艺，其容积负荷为0.5～2.0kgBOD5/(m3·d)，水力停留时间2～3h。通常认为，生物膜法处理城市污水，在中国尚需积累经验，处理规模不宜过大，约5×104m3/d左右为宜。国外(关键在欧洲)处理水量有达成36×104m3/d，这和其填料材质、自控手段和优异反冲洗装置相关，也和其有长久积累运行管理经验相关。从实践上来说，曝气生物滤属新工艺，中国尚缺乏经验，所以不提议采取。

⑸A2/O工艺A2/O脱氮除磷工艺（即厌氧-缺氧-好氧活性污泥法，亦称A-A-O工艺），它是在A2/O除磷工艺基础上增设了一个缺氧池，并将好氧池流出部分混合液回流至缺氧池，含有同时脱氮除磷功效。A2/O法可同时除磷脱氮机制由两部分组成：一是除磷，污水中磷在厌氧状态下(DO<0.3mg/L)，释放出聚磷菌，在好氧情况下又将其更多吸收，以剩下污泥形式排出系统。二是脱氮，缺氧段要控制DO<0.7mg/L，因为兼氧脱氮菌作用，利用水中BOD作为氢供给体(有机碳源)，未来自好氧池混合液中硝酸盐及亚硝酸盐还原成氮气逸入大气，达成脱氮目标。A2/O工艺适适用于对氮、磷排放指标全部有要求城市污水处理，其特点以下：①工艺步骤简单，总水力停留时间少于其它同类工艺，节省基建投资。②该工艺在厌氧、缺氧、好氧环境下交替运行，有利于抑制丝状菌膨胀，改善污泥沉降性能。③该工艺不需要外加碳源，厌氧、缺氧池只进行缓速搅拌，节省运行费用。④便于在常规活性污泥工艺基础上改造成A2/O。⑤该工艺脱氮效果受混合液回流比大小影响，除鳞效果受回流污泥夹带溶解氧和硝态氮影响，所以脱氮除磷效果不可能很高。⑥沉淀池要预防产生厌氧、缺氧状态，以避免聚磷菌释磷而降低出水水质和反硝化产生N2而干扰沉淀。但溶解氧含量也不易过高，以预防循环混合液对缺氧池影响。1.2.3污水处理工艺步骤1.2.3①设计污水量居民日平均生活用水量：280000×400×103=11m3转化为L/s为单位，即：（11×1000）/（24×60×60）=1296.30L/s由此查表——生活污水量总改变系数K总，得K总=1.3设计生活污水：11×1.3=145600∴设计总污水量为：设计生活污水量+工业废水=145600+0=165600②平均污染物浓度因为水质资料中分别给出了生活污水和工业废水不一样污染物浓度，所以要用以下方法算出平均污染物浓度。平均COD=（145600×103×400+0×103×800）/165600×103=448mg/L平均BOD=（145600×103×200+0×103×350）/165600×103=218mg/L平均SS=（145600×103×200+0×103×400）/165600×103=224mg/L平均NH3-N=（145600×103×40+0×103×80）/165600×103=45mg/L平均TP=（145600×103×8+0×103×12）/165600×103=8mg/L平均pH6～8③污水生化处理相关计算可生化性：BOD/COD=218/448≈0.487〉0.45，易生化处理去除BOD：218-20=198mg/L。依据BOD：N：P=100：5：1，去除198mg/LBOD需消耗N和P分别为N：9.9mg/L，P：1.98mg/L。许可排放TN：8mg/L，TP：1mg/L。因为氮、磷浓度较高，超量△N=45-9.9-8=27.1mg/L，△P=8-1.98-1=5.02mg/L，必需经过生化处理（或脱氮除磷）去除。1.2.3①BOD去除效率②COD去除效率

③SS去除效率④氨氮去除效率⑤总磷去除效率上述计算表明，BOD、COD、SS、TP、NH3-N去除率高，需要采样三级处理（或深度处理）工艺。1.2.3.3综合由上述计算，该设计要求处理工艺既能有效地去除BOD、COD、SS等，又能达成同时脱氮除磷效果。进水水质浓度和对出水水质要求是选择除磷脱氮工艺一个关键原因。对于大部分城市污水，为了达成排放标准，应该选择含有除磷和硝化功效三级处理。依据原水水质、出水要求、污水厂规模，污泥处理方法及当地温度、工程地质、电价等原因作慎重考虑，经过综合分析比较1.2.2常见城市污水生物处理工艺优缺点，本设计拟采取A2/O脱氮除磷工艺。此工艺特点是工艺不仅简单，总水力停留时间小于其它同类设备，厌氧(缺氧)/好氧交替进行，不宜于丝状菌繁殖，基础不存在污泥膨胀问题，不需要外加碳源，厌氧和缺氧进行缓速搅拌，运行费用低，处理效率通常能达成BOD5和SS为90%～95%，总氮为70%以上，磷为90%左右。所以宜选采取此方案来处理此次设计污水。1.2.3临海市城市污水处理厂拟采取以下工艺步骤（图1）。进水进水格栅曝气沉砂池砂厌氧池缺氧池好氧池二沉池混合液回流出水回流泵房浓缩池脱水车间泥饼外运污泥回流图1临海市污水处理厂工艺步骤图1.2.3城市污水经过格栅去除固体悬浮物，然后进入曝气沉砂池去除污水中密度较大无机颗粒污染物（如泥砂，煤渣等），流入厌氧池，再进入缺氧好氧区，培养不一样微生物协调作用，在处理常规有机物同时脱氮除磷。经过生物降解以后污水经配水井流至二沉池，进行泥水分离，二沉池出水达成《城镇污水处理厂污染物排放标准GB18918-》一级标准中B标准，即可排放。二沉池污泥除部分回流外其它经浓缩脱水后外运。1.2.41.2.4.1格栅是由一组平行金属栅条或筛网制成，安装在污水渠道上，泵房集水井进口处或污水处理厂端部，用以截流较大悬浮物或漂浮物。城市污水中通常会含有纤维、碎皮、毛发、果皮、蔬菜、塑料制品等，均须进行拦截从而预防管道堵塞，提升处理能力。本设计先设粗格栅拦截较大污染物，再设细格栅去除较小污染物质。设计参数：⑴粗格栅栅条间隙e=0.06m栅条间隙数n=21个栅条宽度S=0.01m栅槽宽B=1.46m栅前水深h=0.73m格栅安装角栅后槽总高度H=1.11m栅槽总长度L=3.44m⑵细格栅栅条间隙e=0.01m栅条间隙数n=123个栅条宽度S=栅槽宽B=2.45m栅前水深h=0.73m格栅安装角栅后槽总高度H=1.35m1.2.4.2沉砂池功效是利用物理原理去除污水中密度较大无机颗粒污染物，一般沉砂池沉砂中含有约15%有机物，使沉砂后续处理难度增加。采取曝气式沉砂池可克服这一缺点。曝气式沉砂池是在池一侧通入空气，使池内水产生和主流垂直横向旋流。曝气式沉砂池优点是经过调整曝气量，能够控制污水旋流速度，使除砂效率较稳定，受流量改变影响较小。同时，还对污水起预曝气作用。设计参数：L＝12m、B＝6.4m、H＝4.24m，有效水深h=3m，水力停留时间t=2min，曝气量，排渣时间间隔T=1d。1.2.4.3厌氧池污水在厌氧反应器和回流污泥混合。在厌氧条件下，聚磷菌释放磷，同时部分有机物发生水解酸化。设计参数：L＝72、B＝12、H＝8，有效水深：7m，超高：1m，污泥回流比R=100%，水力停留时间t=1.8h。1.2.4.4缺氧池污水在厌氧反应器和污泥混合后再进入缺氧反应器，发生生物反硝化，同时去除部分COD。硝态氮和亚硝态氮在生物作用下和有机物反应。设计参数：L＝72、B＝12、H＝8，有效水深：7m，超高：1m，污泥回流比R=100%，水力停留时间t=1.8h。1.2.4发生生物脱氮后，混合液从缺氧反应器进入好氧反应器——曝气池。在好氧作用下，异养微生物首先降解BOD、同时聚磷菌大量吸收磷，伴随有机物浓度不停降低，自养微生物发生硝化反应，把氨氮降解成硝态氮和亚硝态氮。具体反应：设计参数：L＝72、B＝36、H＝8，有效水深：7m，超高：1m，曝气方法：采取表面曝气，水力停留时间t=5.4h，出水口采取跌水。1.2.4.6二次沉淀池作用是泥水分离，使污泥初步浓缩，同时将分离部分污泥回流到厌氧池，为生物处理提升接种微生物，并经过排放大部分剩下污泥实现生物除磷。本设计采取辐流式沉淀池。其设计参数：D＝40m、H＝6.95m，有效水深h=3.75m，沉淀时间t=2.5h。2设计计算书2.1格栅设计2.1.1设计参数每日栅渣量大于0.2m3过栅流速通常采取0.6～1.0m/s。格栅前渠道内水流速度通常采取0.4～0.9m格栅倾角通常采取45°～75°。经过格栅水头损失，粗格栅通常为0.2m，细格栅通常为0.3～0.4m。2.1.2设计计算2.1.2.1粗格栅格栅斜置于泵站集水池进水处，采取栅条型格栅，设三组相同型号格栅，其中一组为备用,渠内栅前流速v1=0.9m/s，过栅流速v2=1.0m/s，格栅间隙为e=60mm，采取人工清渣，格栅安装倾角为60°⑴栅前水深h设计流量为：代入数据∴栅前水深h=0.73⑵栅条间隙数n式中：n——栅条间隙数，个；Qmax——最大设计流量，m3/s；α——格栅倾角度；e——栅条净间隙，粗格栅e＝50～100mm，中格栅e＝10～40mm，细格栅e＝3～v——过栅流速，m/s。将数值代入上式：⑶栅槽宽度BB=S（n-1）+en式中：B——栅槽宽度，m；S——栅条宽度，m,取0.01mn——栅条间隙数，个；e——栅条净间隙，粗格栅e＝50～100mm，中格栅e＝10～40mm，细格栅e＝3～将数值代入上式：B=S（n-1）+en＝0.01×(21-1)+0.06×21=1.46⑷进水渠道渐宽部分长度L1设进水渠道宽B1=0.8m，渐宽部分展开角α1=20°则进水渠道渐宽部分长度：⑸栅槽和出水渠道连接处渐窄部分长度⑹过栅水头损失h1式中：h1——过栅水头损失，m；h0——计算水头损失，m；g——重力加速度，9.81m/s2；k——系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增大倍数，通常k=3；ξ——阻力系数，和栅条断面形状相关，ξ，当为矩形断面时，β=2.42。∵采取矩形断面β=2.42，ξ=2.42×=0.63∴h1=kh0=k=3×0.63××sin60°=0.08m⑺栅后槽总高度H设栅前渠道超高h2=0.3mH1=h+h2=0.73+0.3=1.03H=h+h1+h2=0.73+0.08+0.3=1.⑻栅槽总长度LL=L1+L2+0.5+1.0+＝0.9+0.45+0.5+1.0+=3.4⑼每日栅渣量W式中：W——每日栅渣量，m3/d；W1——栅渣量，（m3/103m3因为是细格栅，所以W1=0.01m=0.83m3采取人工清渣。2.1.2.2细格栅采取栅条型格栅，设三组相同型号格栅，其中一组为备用,渠内栅前流速为v1=0.9m/s，过栅流速为v2=1.0m/s，格栅间隙为e=10mm，采取机械清渣，格栅安装倾角为60°⑴栅前水深h设计流量为：代入数据∴栅前水深h=0.73⑵栅条间隙数n式中：n——栅条间隙数，个；Qmax——最大设计流量，m3/s；α——格栅倾角度；e——栅条净间隙，粗格栅e＝50～100mm，中格栅e＝10～40mm，细格栅e＝3～v——过栅流速，m/s。将数值代入上式：⑶栅槽宽度BB=S（n-1）+en式中：B——栅槽宽度，m；S——栅条宽度，m,取0.01mn——栅条间隙数，个；e——栅条净间隙，粗格栅e＝50～100mm，中格栅e＝10～40mm，细格栅e＝3～将数值代入上式：B=S（n-1）+en＝0.01×(123-1)+0.01×123=2.45⑷进水渠道渐宽部分长度L1设进水渠道宽B1=2.2m，渐宽部分展开角α1=20°则进水渠道渐宽部分长度：⑸栅槽和出水渠道连接处渐窄部分长度⑹过栅水头损失h1式中：h1——过栅水头损失，m；h0——计算水头损失，m；g——重力加速度，9.81m/s2；k——系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增大倍数，通常k=3；ξ——阻力系数，和栅条断面形状相关，ξ，当为矩形断面时，β=2.42。∵采取矩形断面β=2.42，ξ=2.42×=2.42∴h1=kh0=k=3×2.42××sin60°=0.32m⑺栅后槽总高度H设栅前渠道超高h2=0.3mH1=h+h2=0.73+0.3=1.03H=h+h1+h2=0.73+0.32+0.3=1.35⑻栅槽总长度LL=L1+L2+0.5+1.0+＝0.34+0.17+0.5+1.0+=2.6m⑼每日栅渣量W式中：W——每日栅渣量，m3/d；W1——栅渣量，（m3/103m3因为是细格栅，所以W1=0.1m3/=8.3m3采取机械清渣。2.2曝气沉砂池设计2.2.1旋流速度应保持0.25～0.3m/d。水平流速为0.1m/d最大时流量停留时间为1～3min。有效水深为2～3m，宽深比通常采取1～1.5。长宽比可达5，当池场比池宽大得多时，应考虑设置横向挡板。处理每立方米污水曝气量为0.1～0.2m32.2.2⑴总有效容积V式中：V——总有效容积，m3；Qmax——最大设计流量，m3/s；t——最大设计流量时停留时间，min，取t=2min。将数值代入上式：⑵池断面积A式中：A——池断面积，m2；V——最大设计流量是水平前进速度，m/s，取V=0.1m将数值代入上式：⑶池总宽度B式中：B——池总宽度，m；H——有效水深，m,取H=3m。将数值代入上式：⑷每个池子宽度b取n=2格，宽深比：，符合要求。⑸池长L式中：L——池长，m。将数值代入上式：⑹所需曝气量q式中：q——所需曝气量，m3/h；D——每m3污水所需曝气量，m3/m3,取D=0.2m3将数值代入上式：⑺沉砂斗所需溶积VT取1dx1——城市污水沉砂量（取3m3/10⑻每个沉砂斗容积Vo设每一格有2个砂斗，共4个砂斗⑼沉砂斗各部分尺寸设斗底宽a1=1.2m，斗壁和水平倾角为55o，斗高h3'=沉砂斗容积:⑽沉砂室高度H采取重力排砂，设池底坡度为0.3。坡向砂斗，超高h1=0.3m池总高度:⑾空气管计算在沉砂池上设一根干管，每根干管上设4对配气管，共8条配气竖管。则：每根竖管上供气量为：沉砂池总平面面积为：选择YBM-2型号膜式扩散器，每个扩散器服务面积为2m2个直径为200mm，则需空气扩散器总数为：个。2.3主体反应池设计2.3.1设计参数表2设计参数项目数值BOD5污泥负荷[kgBOD5/（kgMLSS.d）]0.15～0.2TN负荷[kgTN/（kgMLSS.d）]<0.05(好氧段)TP负荷[kgTP/（kgMLSS.d）]<0.06(厌氧段)污泥浓度MLSS（mg/L）3000～4000污泥龄θc(d)15～20水力停留时间t(h)8～11各段停留时间百分比A1：A2：O（1：1：3）～（1：1：4）污泥回流比R（%）50～100混合液回流比R内(%)≥200溶解氧浓度DO(mg/L)厌氧池〈0.2缺氧池≤0.5好氧池=2COD/TN〉8TP/BOD5〈0.062.3.2设计计算⑴相关参数①判定是否可采取A2/O法符合要求。②BOD5污泥负荷N为确保生物硝化效果，BOD负荷取:0.15kgBOD5/（kgMLSS.d）。③回流污泥浓度XR依据式中:SVI——污泥指数，取SVI=150r——通常取1.2将数值代入上式：④污泥回流比R=100%。⑤混合液悬浮固体浓度⑥混合液回流比R内TN去除率ηTN=混合液回流比R内为了确保脱氮效果，实际混合液回流比R内取200％⑵反应池容积V反应池总水力停留时间：各段水力停留时间和容积：厌氧：缺氧：好氧=1：1：3厌氧池水力停留时间缺氧池水力停留时间好氧池水力停留时间⑶剩下污泥量W①生成污泥量W1式中：Y——污泥增殖系数，取Y=0.6。将数值代入上式：②内源呼吸作用而分解污泥W2式中：kd——污泥本身氧化率，取kd=0.05。Xr——有机活性污泥浓度，Xr=fX，（污泥试验法）∴Xr=0.75×4000=3000mg/L③不可生物降解和惰性悬浮物量（NVSS）W3，该部分占TSS约50%④剩下污泥产量WW=W1-W2+W3=19673.28-4512.6+16891.2=32051.88kg⑤污泥含水率q设为99.2%剩下污泥量：⑥污泥龄ts⑷反应池关键尺寸反应池总容积V=60168设反应池2组，单组池容有效水深h取7单组有效面积采取5廊道式推流式反应池，廊道宽b取12单组反应池长校核：b/h=12/7=1.7（满足b/h=1～2）L/b=71.6/12=5.97（满足L/b=5～10）取超高为1.0m，则反应池总高H=7.0+1.0=8⑸反应池进、出水系统计算①进水管单组反应池进水管设计流量取管道流速v=0.8m/s管道过水断面积管径取进水管管径DN1200mm②回流污泥管单组反应池回流污泥管设计流量取管道流速v=0.8m/s管道过水断面积管径取进水管管径DN1200mm③进水井反应池进水孔尺寸：进水孔过流量取孔口流速v=0.8m孔口过水断面积孔口尺寸取为2m×进水井平面尺寸取为3.2m×3.2m④出水堰及出水井按矩形堰流量公式计算：式中：b——堰宽，b=8mH——堰上水头,m,出水孔过流量Q4=Q3=3.83m取孔口流速v=0.8m/s孔口过水断面积孔口尺寸取为2.5m×出水井平面尺寸取为3.2m⑤出水管反应池出水管设计流量Q5=Q1=0.958m取管道流速v=0.8m管道过水断面积管径取进水管管径DN1校核管道流速⑹曝气计算①设计需氧量AORAOR=去除BOD5需氧量-剩下污泥中BODu氧当量+NH3-N硝化需氧量–剩下污泥中NH3-N氧当量-反硝化脱氮产氧量碳化需氧量D1假设生物污泥中含氮量以12.4%计，则：每日用于合成总氮=0.124×（19673.28-4512.6）=1879.92（kg/d）即，进水总氮有用于合成。被氧化NH3-N=进水总氮–出水总氮量–用于合成总氮量=45–8–11.35=25.65mg/L所需脱硝量=45–20–11.35=13.65mg/L需还原硝酸盐氮量硝化需氧量D2反硝化脱氮产生氧量D3D3=2.86NT=2.86×2260.44=6464.86kgO2/d总需氧量AOR=D1+D2-D3=26690.66+19537.47-6464.86=39763.27kgO2/d=1656.8kgO2/h最大需氧量和平均需氧量之比为1.4，则AORmax=1.4AOR=1.4×39763.27=55668.58kgO2/d=2319.52kgO2/h去除每1kgBOD5需氧量：②标准需氧量氧转移效率EA=20%，计算温度T=30℃式中：ρ——气压调整系数，，工程所在地域实际大气压约为1.013×105Pa，故此CL——曝气池内平均溶解氧，取CL=2mg/L；CS（20）——水温20℃Csm(T)——设计水温T℃时好氧反应池中平均溶解氧饱和度，mg/L；α——污水传氧速率和清水传氧速率之比，取0.82；β——污水中饱和溶解氧和清水中饱和溶解氧之比，取0.95。查表得水中溶解氧饱和度：CS（20）=9.17mg/L，CS（30）=7.63mg/L空气扩散气出口处绝对压为：pb=1.013×105+9.8×103H=1.013×105+9.8×103×4=1.405×105Pa空气离开好氧反应池时氧百分比：好氧反应池中平均溶解氧饱和度：标准需氧量为：对应最大时标准需氧量：SORmax=1.4SOR=1.4×58735.37=82229.52kgO2/d=3426.23kgO2/h好氧反应池平均时供气量：最大时供气量：Gsmax=1.4Gs=57103.67m3⑺厌氧池设备选择（以单组反应池计算）厌氧池设导流墙，将厌氧池分成3格，每格内设潜水搅拌机1台。厌氧池有效容积V厌=72×12×8=6912⑻缺氧池设备选择（以单组反应池计算）缺氧池设导流墙，将缺氧池分成3格，每格内设潜水搅拌机1台。缺氧池有效容积V缺=72×12×8=6912m⑼污泥回流设备污泥回流比R=100%污泥回流量QR=RQ=1×165600=165600m3/d=6900m设回流污泥泵房2座，内设3台潜污泵（2用1备）单泵流量水泵扬程依据竖向流量确定⑽混合液回流设备①混合液回流泵混合液回流比R内=200%混合液回流量QR=R内Q=2×165600=331200m3/d=设混合液回流泵房2座，内设5台潜污泵（4用1备）单泵流量②混合液回流管回流混合液由出水井重力流至混合液回流泵房，经潜污泵提升后送至缺氧段首端。混合液回流管设计流量泵房进水管设计流速采取v=1.6m管道过水断面积管径取进水管管径DN1校核管道流速③泵房压力出水总管设计流量设计流速采取v=1.6m管道过水断面积管径取进水管管径DN12.4配水井设计2.4.1设计参数水力配水设施基础原理是保持各个配水方向水头损失相等。配水渠道中水流速度应小于1.0m/s，以利于配水均匀和降低水头损失。2.4.2设计计算⑴进水管管径D1配水井进水管设计流量为Q=165600/24=6900m3/h,当进水管管径D1=1550mm时，查水力计算表，得悉v=⑵矩形宽顶堰进水从配水井底部中心进入，经等宽度堰流入4个水斗再由管道接入4座后续构筑物，每个后续构筑物分配水量为q=6900/4=1380m3/h①堰上水头H因单个出水溢流堰流量为q=6900/4=1380m3/h=383.3L/s，通常大于100L/s采取矩形堰，小于100矩形堰流量：式中：q——矩形堰流量，m3/s；H——堰上水头，m；b——堰宽，m，取堰宽b=1.2mmo——流量系数，通常采取0.327～0.332，取0.33。则，②堰顶厚度B依据相关试验资料，当初，属于矩形宽顶堰。取B=1.2m，这时（在2.5～10范围内），所以，该堰属于矩形宽顶堰。③配水管管径D2设配水管管径D2=900mm,流量q=6900/4=1380m3/h=383.3L/s，查水力计算表，得悉v=④配水漏斗上口口径D按配水井内径1.5倍设计，D=1.5×D1=1.5×1550=2325mm2.5辐流式二沉池设计2.5.1设计参数池子直径和有效水深之比宜为6～12。池子直径不宜小于16m。池底坡底不宜小于0.05。2.5.2设计计算⑴每座沉淀池表面积A1和池径D式中：A1——每池表面积，m2；D——每池直径，m；n——池数；qo——表面水力负荷，m3/(m2.h)。取qo=1.5m3将数值代入上式：，取D=40m⑵有效水深h2h2=qot式中：h2——有效水深，m；t——沉淀时间。取沉淀时间t=2.5hh2=qot=1.5×2.5=3.75mD/h2=40/3.75≈10.67,合格⑶沉淀池总高度HH=h1+h2+h3+h4+h5式中：H——总高度，m；h1——保护高，取0.3m；h2——有效水深，m；h3——缓冲层高，m，非机械排泥时宜为0.5m；机械排泥时，缓冲层上缘宜高出刮泥板0.3m；h4——沉淀池底坡落差，m；h5——污泥斗高度，m。每池天天污泥量W1，其中S取0.5L/（p.d），因为用机械排泥，所以污泥在斗内贮存时间用4h，N为设计人口28万。∴设池底进向坡度为0.05，污泥斗底部直径r2=1m，上部直径r1=2m，倾角60°污泥斗容积h5=(r1-r2)tgα=(2-1)tg60°=1.7∴坡底落差h4=（R-r1）×0.05=（20-2）×0.05=0.9m所以，池底可贮存污泥体积为:共可贮存污泥体积为V1+V2=12.46+313.69=326.15m3>沉淀池总高度H=h1+h2+h3+h4+h5=0.3+3.75+0.3+0.9+1.7=6.95m⑷沉淀池周围处高度为：h1+h2+h3=0.3+3.75+0.3=4.35m2.6浓缩池设计此次设计采取重力浓缩池，在前面已经算出日产剩下污泥量为：设含水率po=99.2%，（即固体浓度Co=8kg/m3），⑴浓缩池面积A依据查固体通量经验值，污泥固体通量选择40kg/(m2.d)。浓缩池面积式中：Q——污泥量，m3/d；Co——污泥固体浓度，kg/m3；G——污泥固体通量，kg/(m2.d)。⑵浓缩池直径D设计采取n=2个圆形辐流池。单池面积浓缩池直径，取D=23m⑶浓缩池深度H浓缩池工作部分有效水深，式中，T为浓缩时间，h，取T=15h。超高h1=0.3m，缓冲层高度h3=0.3m，浓缩池设机械刮泥，池底坡度i=1/20,污泥斗下底直径D1=1.0m，上底直径D2=2.4m。池底坡度造成深度污泥斗高度浓缩池深度H=h1+h2+h3+h4+h5=0.3+3.125+0.3+0.515+1.2=5.442.7污泥贮泥池设计进泥量：两座，每座设计进泥量为QW=4006÷2=m3贮泥时间：T=12h单个池容为：V=QWT=×12÷24=1001.5m贮泥池尺寸：将贮泥池设计为正方形，其L×B×H=16.2m×2.8构筑物计算结果及说明表3构筑物计算结果一览表序号类型尺寸选型及备注1粗格栅栅前水深h=0.73m栅槽宽度B=1.46栅后总高H=1.11栅槽总长L=2.42每日栅渣量W=0.83m3共3组格栅，一组备用。选择三台GH–2500型链条回转式多耙格栅除污机，功率为1.5～2.2KW。2提升泵房10m×采取5台（4用1备），每台水泵设计流量Q=1725m3选择400QW1800–32型排水泵，处理流量1800m3/h，扬程32m，出水口径400mm，功率为186.71KW3细格栅栅前水深h=0.73m栅槽宽度B=2.45m栅后总高H=1.35栅槽总长L=2.6m每日栅渣量W=8.3m3共3组格栅，一组备用。选择三台GH–2500型链条回转式多耙格栅除污机，功率为1.5～2.2KW。4曝气沉砂池总宽B=6.4m每格宽b=3.2m池长L=12m曝气量q=1382.4m3采取曝气沉砂池，不增加沉砂后续处理难度，兼扶氧。分为两格。选择PXS–6000型行车式泵吸砂机，功率5.15KW。采取YBM-2型号膜式扩散器。钢筋砼结构，矩形池。5厌氧池厌氧池有效容积V厌=72×12×8=6912m设导流墙，将厌氧池分成3格，每格内设SM–7.5潜水搅拌机1台，功率5KW。钢筋砼结构，矩形池。6缺氧池缺氧池有效容积V缺=72×12×8=6912m设导流墙，将缺氧池分成3格，每格内设SM–7.5潜水搅拌机1台，功率5KW。钢筋砼结构，矩形池。7好氧池好氧池有效容积V缺=72×36×8=20736好氧池分为3个沟段。选择YBP1400-A8型转盘曝气机，充氧能力56kg/h，功率22KW。钢筋砼结构，矩形池。8混合液回流泵房6m×混合液回流泵房2座，内设5台600QW3500–7型潜污泵（4用1备），功率110KW。砖混结构。9配水井堰上水头H=0.36m堰顶厚度B=1.2m采取堰式配水。钢筋砼结构。10二沉池每池直径D=40m有效水深h2=3.75m沉淀池总高H=6.95m采取中心进水周围出水辐流式沉淀池。池数为4座。选择CG–40BⅡ型支墩式双周围传动刮泥机，功率1.1KW。钢筋砼结构11回流污泥泵房8m×设回流污泥泵房2座，内设4台600QW3500–12系列潜污泵（2用2备），功率128.41KW。砖混结构。12污泥浓缩池浓缩池直径D=23m有效水深h2=3.125m浓缩池深度H=5.44m采取连续式重力浓缩池。选择NG22–35C型浓缩池刮泥机，功率0.55～0.75KW。池数2座。钢筋砼结构。13污泥贮泥池16.2m×12.5m×5m池数2座。钢筋砼结构。14脱水车间20m×选择DYL–型带式压滤机，功率1.5KW。砖混结构。3污水厂平面部署3.1部署标准为了使平面更经济合理，污水厂平面部署应遵照下列标准：⑴按功效分区，配置适当关键是指对生产、辅助生产、生产福利等各部分部署，要做到分区明确、配置适当而又不过分独立分散。现有利于生产，又避免非生产人员在生产区通行或逗留，确保安全生产。在有条件时（尤其建新厂时），最好把生产区和生活区分开，但二者之间无须设置围墙。⑵功效明确，部署紧凑首先应确保生产需要，结合地形、地质、土方、结构和施工等原因全方面考虑。部署时努力争取降低占地面积，降低连接管(渠)长度，便于操作管理。⑶顺流排列，步骤简捷指处理构（建）筑物尽可能按步骤方向部署，避免和进（出）水方向相反安排；各构筑物之间连接管（渠）应以最短路线部署，尽可能避免无须要转弯和用水泵提升，严禁将管线埋在构（建）筑物下面。目标在于降低能量（水头）损失、节省管材、便于施工和检修。⑷充足利用地形，平衡方土，降低工程费用一些构筑物放在较高处，便于降低土方，便于空放、排泥，又降低了工程量，而另外部分构筑物放在较低处，使水按步骤按重力顺畅输送。⑸必需时应预留合适余地，考虑扩建和施工可能（尤其是对大中型污水处理厂）。⑹构（建）筑物部署应注意风向和朝向将排放异味、有害气体构（建）筑物部署在居住和办公场所下风向；为确保良好自然通风条件，建筑物部署应考虑主导风向。3.2平面部署临海市在广西西南部沿海地域。临海市污水处理厂长约330米，宽约180米，占地面积约60000m2，生活办公综合楼及其它关键辅助建筑物在厂区偏西一侧，水处理构筑物靠厂区南3.3隶属构筑物部署表4隶属构筑物一览表序号名称尺寸材料单位数量1机修间20×8砖混座12综合楼40×25砖混座13食堂7×8砖混座14宿舍30×25砖混座15仓库车库25×20砖混座16传达室4×5砖混座24高程计算4.1水头损失表5水头损失计算表名称参数沿程损失(m)局部损失(m)总损失(m)格栅至曝气沉砂池Q=958.4L/s，I=0.9V=1.1m/s，DN=L=10m0.010.060.07曝气沉砂池至A2/OQ=1916.7L/s，I=2.5V=1.8m/s，DN=L=80.020.20.22A2/O至配水井Q=958.4L/s，I=1.25V=1.1m/s，DN=L=50m0.060.50.56配水井至沉淀池Q=479.1L/s，I=2.6V=1.35m/s，DN=L=120.030.070.1沉淀池至浓缩池Q=23.2L/s，I=2.2V=0.65m/s，DN=L=800.180.010.19浓缩池至贮泥池Q=23.2L/s，I=2.7V=0.7m/s，DN=4L=70.020.020.044.2标高计算地面标高为123.004.2.1二沉池采取半地下结构，挖深5m，池底标高=123.00-5=1池顶标高=118.00+6.95=12水面标高=124.95-0.3=124.2.2采取半地下结构，挖深0.5，则：池底标高=123.00-0.5=122.5池顶标高=122.50+3=12水面标高=125.50-0.5=124.2.3A采取地上结构，则：池底标高=1池顶标高=123.00+8=1水面标高=131.00-1=14.2.4采取地上结构，加高3.5m池底标高=123.00+3.5=12池顶标高=126.50+4.24=1水面标高=130.74-0.3=14.2.5采取地上结构，加高6.5m，池底标高=123.00+6.5=12池顶标高=129.50+1.35=1水面标高=130.85-0.3=14.2.6浓缩池采取半地下结构，挖深5m，池底标高=123.00-5=11池顶标高=118.00+5.44=12水面标高=123.44-0.3=124.2.7贮泥池采取地下结构，挖深5m，则：池底标高=123.00-5=118池顶标高=118.00+5=123泥面标高=123.00-0.3=125投资估算5.1生产班次和人员安排污水处理厂实施三班三人制，既每日三班，每班三人，再加两名管理人员和两名专职化验员，累计13人。机械故障另请工人来修理。5.2投资估算5.2.1直接费5.2钢筋混凝土结构，墙体宽度取250mm，底部取300mm。曝气沉砂池钢筋混凝土体积12×4.24×0.25×2+6.4×4.24×0.25×2+12×6.4×0.3+2×6.4×0.25×3=71.65A2/O生化池钢筋混凝土体积(60×6×0.25×2+42.5×6×0.25×2+60×6×0.25×4+60×42.5×0.3)×2=2865二沉池钢筋混凝土体积40×3.14×0.25×1.95×4=244.92挖方量计算(20×20×3.14×2.85+326.15)×4=7811.5浓缩池钢筋混凝土体积23×3.14×0.25×0.44×2=15.9挖方量计算(23×3.14×3.825+64.2)×2=680.9m贮泥池钢筋混凝土体积(16.2×12.5×0.25×2+12.5×5×0.25×2+16.5×12.5×0.3)×2=392.5挖方量计算(16.2×12.5×5)×2=2062.5综合以上数据：表6各构筑物土建面积曝气沉砂池A2/O反应池二沉池浓缩池贮泥池累计（m3）砼71.652865244.9215.9392.53589.97挖方007811.5680.92062.510554.9钢筋混凝土按每立方300元计，挖方按每立方40元计，则：钢筋混凝土费用：3589.97×300=107.7万元挖方费用：10554.9×40=42.22万元⑹地面建筑为砖混结构，其造价按每平米200元计。表7建筑面积面积名称建筑面积（m2）提升泵房50混合液回流泵房84回流污泥泵房96污泥脱水车间300机修间160综合楼1000食堂56宿舍750仓库、车库500传达室40累计3036建筑面积费