城市5万吨污水处理厂工艺设计样本

摘要随着国内国民经济高速发展和改革开放不断进一步，都市生产力不断增大，与此同步，都市人口数也不断增长。都市速发展每天都会产生大量污水，若不及时进行收集解决，将严重影响人们正常生活。并且国内又是一种严重缺水国家，水资源分布不平衡，因而大规模建设污水解决厂，将污染物水平减少到符合国家排水有关规定，有效防止河流被污染，有效缓和国内水资源紧缺现状十分重要。本次任务对北方某都市5.0万m3/d污水解决厂进行工艺设计，由水质分析可知，该都市污水水量大，污染物水平高。因而主体工艺选取UASB+氧化沟工艺，UASB工艺长处是污泥床内生物量多，容积负荷率高，废水在反映器内水力停留时间较短，适合解决污染物浓度高水质。经UASB池解决后污水，其污染物浓度降到一定水平，但还不能达标排放，在其后再加上氧化沟工艺，便可达到目的排放规定。氧化沟工艺流程简朴、污泥产生量少、管理维护简朴等，去除COD、BOD5等重要污染物效率极高，并且适合解决大规模水量。由于污水中动植物油浓度很高，因而在主体解决工艺前设计了隔油池和气浮池等。在二级解决工艺后又设了一种超级膜工艺，用于对某些污水作进一步解决。二级三级出水均达到目的规定。核心词：都市污水；UASB；DE氧化沟；深度解决；工艺设计AbstractWiththedevelopmentofournationaleconomyandthedeepeningofthereformandopening，urbanproductivityisIncreasingconstantly，thepopulationisincreasingatthesametime.Largeamountsofsewagewillbeproducedeverydayinthecity，withoutcollectionandprocessingtimely，thissewagewillaffectpeople'snormallifeseriously.Chinaisalsoaseriouswatershortagecountry，andisunbalancedofwaterresources，sobuildinglarge-scalesewagetreatmentplantsforreducingthelevelofpollutantstomeettherelevantprovisionsofthenationaldrainage，PreventingtheriversbepollutedandeasingofcurrentsituationofChina'swatershortageeffectivelyisveryimportant.Itissuitableforhandlinglarge-scalewater.Themissionistodesignaprocessofsewagetreatmentplantforthenortherncityof50,000m3perday.Bytheanalysisofthewaterquality，wecanseethattheamountofurbansewageislargeandtheconcentrationofpollutantsishigh.SowechooseUASBandoxidationditchtobeourmainprocess.TheadvantageofUASBistheamountofbiomassinthesludgebedislarge，andtheburdenrateofvolumetricishigh，andthetimeofitsHRTisshort.Itissuitabledealwithhighconcentrationsofpollutants.AftertheprocessofUASB，theconcentrationsofpollutantsisreducedtoacertainlevel，butitisalsocannotmeetthedischargestandards.ThiscanbesolvedtoaddaoxidationditchaftertheUASB.Theoxidationditchischosenfortheprocessfissimple，theamountofsludgeproductionissmallanditiseasytomanage，TheremovalofCOD，BOD5andothermajorpollutantsisalsoextremelyhigh.Theoxidationditchissuitableforlargeamountofsewage.Wealsodesigngreasetrapsandflotationtanksbeforethemainprocessastheconcentrationofoilistoohigh.Theultrafiltrationsareusedforfurtherprocessingafterthesecondarytreatment.Thisprocessallcanachievetherequirements.Keywords：Urbansewage；UASB；DEoxidationditch；Depthofprocessing；Processdesign目录引言 ，其宽度气浮池总高H：（3-29）式中：h1—为标高，取为0.5m3.7.4上浮液渣排除设备气浮池中水面有大量上浮液、浮渣，若得不到及时清除，刮渣时对渣层扰动过于激烈，因而需要将上浮液、浮渣及时排除，本设计中采用链条牵引式刮渣机，采用逆水流方向刮渣，刮渣板运营速度取60mm/s。气浮池示意图如图3-4所示图3-4平流式示意图第四章污水二级解决设计计算污水通过一级解决后会解决掉某些BOD5、COD和悬浮物（SS）等，解决限度按表4-1取值。表4-1污染物经解决限度解决级别解决效率一级SSBOD540%～50%20%～30%设计中取解决效果为：SS=，BOD5=。则进入曝气池中污水BOD5浓度：进入曝气池中污水SS浓度：4.1UASB设计4.1.1设计阐明UASB即上流式厌氧污泥床，集生物反映与沉淀于一体，是一种构造紧凑，效率高厌氧反映器。它污泥床内生物量多，容积负荷率高，废水在反映器内水力停留时间较短，因而所需池容大大缩小。设备简朴，运营以便，勿需设沉淀池等装置，不需充填填料，也不需在反映区内设机械搅拌装置，造价相对较低，便于管理，且不存在堵塞问题[14]。4.1.2设计参数1、参数选用设计参数选用如下：（1）容积负荷（Nv）6.0kgCOD/(m3·d)；（2）污泥产率0.1kgMLSS/kgCOD；（3）产气率0.5m3/kgCOD2、设计水质设计水质如下表4-2所示：表4-2UASB反映器进出水水质指标水质指标CODBODSS进水水质(mg/l)37602320444去除率（%）7578.490出水水质(mg/l)94050044.43、设计水量Q＝50000m3/d=2080m3/h=0.58m3/s4.1.3设计计算1、反映器容积计算（4-1）式中：—UASB有效容积Q—设计流量，m3/sS0—进水COD含量,mg/LNv—容积负荷,kgCOD/(m3·d)=50000×3760/10.0=18800m3将UASB设计成圆形池子，布水均匀，解决效果好，取水力负荷q＝0.95[m3/(m2·h)]，则：A==2080/0.95=2189m2采用4座相似UASB反映器则A1=A/4＝2189/4=547.25m2取D=26.5m则实际横截面积为A2=πD2=×3.14×26.52=551.3m2实际表面水力负荷为=2080/(4×551.3)=0.94<1.0故符合设计规定。4.1.4配水系统设计本系统设计为圆形布水器，每个UASB反映器设126个布水点[11]1、有关参数每个池子流量：Q＝2080/4=520m3/h2、设计计算布水系统设计计算草图见下图4-1所示：图4-1ＵASB布水系统设计计算图圆环直径计算：每个孔口服务面积为:在2～5m2之间，符合设计规定。可设6个圆环，最里面第一圈设6个孔口，第二圈设12个孔口，第三圈18个，第四圈24个，第五圈30个，第六圈36个。（1）第一圈6个孔口设计服务面积：S1＝6×4.37=26.22m2，折合为服务圆直径为：用服务圆直径作一种虚圆，在该圆内等分服务圆虚圆面积处设一实圆环，其上布6个孔口，则圆直径计算如下：（4-2）则：（2）第二圈12个孔口设计服务面积：S2=12×4.37=52.44m2，折合成服务圆直径为：第二圈实圆直径计算如下：π(102-d22)＝S2d2=8.16依次算得第三圈服务圆面积S3=78.66m2，服务圆直径D3=14.16m，实圆直径d3=12.26m；第四圈服务圆面积为S4=104.88m2，服务圆直径D4=18.28m，实圆直径d4=16.35m；第五圈服务圆面积为S5=131.1m2，服务圆直径D5=22.38m，实圆直径d5=20.4m；第六圈服务圆面积为S6=157.32m2,服务圆直径D6=26.48m，实圆直径d6=24.5m；4.1.5三相分离器设计三相分离器设计计算草图见下图4-2所示：图4-2三相分离器设计计算图1、设计阐明[12]三相分离器重要功能是要有气、液、固三相分离功能，其设计重要涉及沉淀区、回流缝、气液分离器设计。2、沉淀区设计三相分离器沉淀区设计重要是对沉淀区面积和水深进行计算，沉淀区面积由废水量和表面负荷率来决定。设计时应满足如下规定：①沉淀器斜壁角度设为45°，使污泥不致积聚，便于尽快落入反映区内；②沉淀区水力表面负荷<1.0m/h；③在进入沉淀区之前，沉淀槽底逢隙流速≦2m/h；④总沉淀水深应不不大于1.5m；⑤水力停留时间介于1.5～2h之间；（1）回流缝设计计算取h1=0.3m，h2为0.5m，h3为4m。如图4-2所示，则有：b1=h3/tgθ式中：b1—下三角集气罩底水平宽度，m；h3—下三角集气罩垂直高度，m；θ—下三角集气罩斜面水平夹角。b1=b2=26.5-2×4=18.5m下三角集气罩之间污泥回流逢中混合液上升流速可按下式计算：=Q1/S1式中：Q1—反映器中得污水流量，m3/h；S1—下三角形集气罩回流逢面积，m2。=520/(3.14×18.52/4)=1.94m/h<2m/h,符合设计规定。上下三角形集气罩之间回流逢中流速可按下式计算：=Q1/S2（4-3）式中：—上下三角形集气罩之间回流逢中流速；S2—上三角形集气罩回流逢之间面积，m2。取回流逢宽CD=3.8m,上集气罩下底宽CF=20m，则：DH=CD×sin45°=2.7mDE=2DH+CF=2×2.7+20=25.4m=π(CF+DE)CD/2=270.1m2则：=Q1/S2=2080/(4×270.1)=1.93m/h<<2m/h符合设计规定。（2）上下三角形集气罩相对位置及尺寸设计计算CH=CDsin40°=3.8×sin45°＝2.7mAI=Ditg45°=(DE-b2)×tg45°=(25.4-18.5)×tg45°=3.45m故h4=CH+AI=2.7+3.45=6.15mh5=1.0m由上述尺寸可计算出上集气罩上底直径为：BC=CD/sin45°=3.8/sin45°=5.35mDI=(DE-b2)=(25.4-18.5)=3.45mAD=DI/cos45°=3.45/cos45°=4.86mBD=DH/cos50°=2.7/cos45°=3.8mAB=AD-BD=4.86-3.8=1.06m3、气液分离设计在消化温度为25℃时，沼气密度=1.12g/L；水密度=997.0449kg/m3；水运动粘滞系数=0.0089×；取气泡直径d=0.01cm。由斯托克斯公式可得气体上升速度为：（4-4）式中：—气泡上升速度(cm/s)；β—碰撞系数，取0.95；g—重力加速度(cm/s2)；hμ—废水动力粘度系数，g/(cm.s)μ=vβ校核：式中：—水流速度，==1.93m/h。故设计满足规定。4.1.6出水系统设计采用锯齿形出水槽，槽宽取0.2m，槽高取0.2m。4.1.7排泥系统设计产泥量为：3760×0.75×0.1×50000×10-3=14100kgMLSS/d每日产泥量14100kgMLSS/d，则每个USAB日产泥量3525kgMLSS/d。4.1.8理论上每日污泥量W=Q×(C0-C1)/1000(1-0.99)（4-5）式中：Q—设计污水流量，m3/d；C0—进水悬浮物浓度，mg/L；C1—出水悬浮物浓度，mg/L；P0—污泥含水率，%。W=50000×(444-44.4)/(1000×1000(1-0.99))=1998m3/d4.1.9产气量计算每日产气量：3760×0.75×0.5×50000×10-3=70500m3/d4.2DE型氧化沟工艺计算氧化沟是活性污泥法改良和发展，曝气池呈现封闭渠道形，污水和活性污泥混合液在曝气池中循环流动，呈缺氧好氧交替变化状态，使沟渠中相继进行硝化和反硝化过程，本质是活性污泥法一种变形，又称循环曝气池。其常用类型有：帕式、同心圆式、循环折流式、T型氧化沟、DE型氧化沟。氧化沟特点有不设初沉、耐冲击负荷、污泥量少、出水水质好等，广泛应用于大规模水解决污水。其在流态上介于推流式和完全混合式之间，局部流态为推流式，整体为完全混合状态，从而同步兼具这两种混合方式特点。本设计中选用DE型氧化沟工艺。取DE型氧化沟数目为2组，每组设计流量为0.41。4.2.1设计参数1、氧化沟解决能力决定于污水温度和沟内活性生物固体浓度。实际工艺常根据进水中污泥龄、污染物负荷、污泥负荷F/M和污水温度等进行设计计算。设计污泥龄、F/M和水温三者之间有函数关系如表4-3所示：表4-3污泥龄、F/M和水温三者之间有函数关系温度（℃）5101520污泥龄（d）201284F/M0.060.100.150.20DE型氧化沟设计为：，相应污泥龄为12~30d，而活性污泥浓度普通为。2、延时曝气氧化沟重要设计参数，应依照实验资料拟定，若无实验资料时可按下表4-4经验值取值[13]。表4-4延时曝气氧化沟重要设计参数项目单位参数值活性污泥浓度mg/L容积负荷NvkgBOD5/（m3·d）污泥负荷LskgBOD5/kgMLSS·d污泥龄d污泥产率YkgVSS/kgBOD5需氧量kgO2/BOD5水力停留时间污泥回流比解决效率η3、氧化沟内平均流速不不大于0.25m/s，混合液在渠内流速v=0.4~0.5m/s。4、氧化沟有效水深与曝气、混合和推流设备性能关于，普通采用3.5～4.5m。5、依照氧化沟渠宽度，在弯道处可设立一道或多道导流墙；氧化沟隔流墙和导流墙应高出设计水位0.2～0.3m。4.2.2DE型氧化沟计算1、内源呼吸系数[9]式中：—内源呼吸系数，；—温度为时，内源呼吸系数，，普通取0.04~0.075；—温度系数，普通取1.02~1.06。本设计取=1.04，=0.06当时2、出水计算设计中取BOD5去除率为97%，氨氮去除率为，SS去除率85%，则：BOD5排出浓度为：去除浓度为：；氨氮排出浓度为去除氨氮浓度为：3、污泥龄计算（4-6）Y普通取值0.4~0.8，本设计取0.4，X取5500mg/L。，取22天4、好氧区有效容积5、缺氧区有效容积反消化区脱氮量：缺氧区有效容积：（4-7）式中：Vdn—反消化速率，本设计取。。6、氧化沟总有效容积（4-8）式中：—具备活性作用污泥所占总污泥量比例，取取0.5。7、氧化沟平面尺寸设计中取氧化沟有效水深为h=4m，圆直径为30m。氧化沟面积为：则有从而得L=84.5m。4.2.3设计参数较核1、水力停留时间较核，符合规定。2、BOD—污泥负荷率介于0.05～0.15之间，符合规定。4.2.4剩余污泥量计算湿污泥量：设污泥含水率为4.2.5需氧量计算设生物污泥中大概有13%氮用于细胞合成，则每天用于合成总氮量为：，即总氮中有695×1000/50000=13.9mg/L用于合成细胞。按最不利状况，设出水中NO3--N量和NH3-N量均为4mg/L[2]。需要氧化NH3-N量为：需要还原NO3--N量为：需氧量计算：设计中取k=0.23，则平均需氧量为：（4-9）最大需氧量为：最大需氧量与平均需氧量之比为：。4.2.6供气量1、供气量计算采用微孔空气扩散器，铺设于距池底0.2m处，沉没水深为H=4－0.2=3.8m，计算温度为T=30℃。设氧转移效率EA=18%[2]。空气扩散器出口处绝对压力计算：空气离开好氧反映池池面时，氧比例按下式计算：好氧反映池中平均溶解氧饱和度（按最不利温度考虑）按下式计算：（4-10）式中：—原则大气压下，30℃时清水中饱和溶解氧浓度，mg/L，查得。换算为在条件下，脱氧清水充氧量计算如下：（4-11）式中：—原则大气压下，20℃时清水中饱和溶解氧浓度，mg/L，查得；—原则大气压下，温度为T℃时清水中饱和溶解氧浓度，mg/L；C—曝气池内溶解氧浓度，mg/L；a—污水传氧速率与清水传速率之比，普通采用0.5～0.95；—污水中饱和溶解氧与清水中饱和溶解氧浓度值比，取0.90～0.97；—压力修正系数。设计中取a=0.9，=0.95，C=2，=1.0则：最大原则需氧量：（4-12）最大原则需氧量与原则需氧量之比：。2、好氧反映池供气量计算：平均时供气量为：最大时供气量为：3、曝气机数量计算（以单组反映池计算）本设计采用鼓风微孔膜片式曝气器，按供氧能力计算所需要曝气机数量，计算公式为：（4-13）式中：qc—曝气器在原则状态下，与好氧反映池工作条件接近时供氧能力，[kgO2/(h·个)]。设计中采用鼓风曝气，微孔曝气器，参照《给水排水设计手册》知：每个曝气头通气量为1~3m3/（h·个）时，服务面积普通为0.35~0.75m2/个，曝气器氧运用率为EA=18%，充氧能力为qc=0.14[kgO2/h·个]。曝气头尺寸为Φ260。则可计算得：个以微孔曝气器服务面积进行较核：m2在0.35~0.75m2之间，故符合规定。4.2.7鼓风微孔曝气器空气管路计算按照附图3所示平面图布置空气管道。每根干管流速为：，供气量为：管径：，取干管管径为。4.2.8鼓风机选取：（1）鼓风机总供风量为Qs=828.1m3/min拟选用D300-3型鼓风机四台，三用一备。该鼓风机参数如下表4-5所示：表4-5D300-3型鼓风机参数型号流量m3/min转速r/min轴功率KW主机重量kg配套电机型号功率kw电压vD300-3300904089211200YKK500-211206000(2)鼓风机房容积：依照选取鼓风机类型，拟建鼓风机房10m×8m×8m=640m4.2.9进出水系记录算1、DE型氧化沟进水设计经UASB解决后污水和回流污泥混合后，经管道送入每组氧化沟内，送水管径D=800mm，管内流速为v=1.45m/s。2、氧化沟出水设计氧化沟出水采用矩形堰跌落出水，则堰上水头（4-14）式中：H—堰上水头，m；Q—每组氧化沟出水量，m3/L；M—流量系数，普通取0.4；b—堰宽，取4m。4.3二次沉淀池二次沉淀池有别于其她沉淀池，一方面在作用上有其特点。它除了进行泥水分离外，还进行污泥浓缩；并由于水质水量变化，还要暂时贮存污泥，由于二次沉淀池需要完毕污泥浓缩作用所需要池面积不不大于只进行泥水分离所需要池面积。进入二沉池活性污泥混合液在性质上也有其特点。活性污泥混合液浓度为-4000mg/L具备絮凝性能，属于成层沉淀。辐流式沉淀池多采用对称布置，有圆形和正方形。重要由进水管、出水管、沉淀区、污泥区及排泥装置等构成。按进出水形式可分为周边进水中心出水、中心进水周边出水和周边进水周边出水三种类型，其中，中心进水周边出水辐流式沉淀池应用最为广泛。本设计中向心式圆形辐流沉淀池，进水方式为中心进水周边出水。4.3.1设计原则设计参数1、沉淀池设计数据宜按下表4-5规定取值4-5沉淀池设计数据沉淀池类型沉淀时间h表面水力负荷每人每日污泥量污泥含水率固体负荷初次沉淀池—二次沉淀池生物膜法活性污泥2、沉淀池超高不应不大于0.3m。3、沉淀池有效水深宜采用2.0～4.0m。4、当采用污泥斗排泥时，每个污泥斗均应设单独闸阀和排泥管。污泥斗斜壁与水平面倾角，方斗宜为60°，圆斗宜为55°。5、活性污泥法解决后二次沉淀池污泥区容积，宜按不不不大于2h污泥量计算，并应有持续排泥办法；生物膜法解决后二次沉淀池污泥区容积，宜按4h污泥量计算。6、排泥管直径不应不大于200mm。7、当采用静水压力排泥时，二次沉淀池静水头，生物膜法解决后不应不大于1.2m，活性污泥法解决池后不应不大于0.9m。8、二次沉淀池出水堰最大负荷不适当不不大于1.7L/(s·m)。9、沉淀池应设立浮渣撇除、输送和处置设施。10、水池直径(或正方形一边)与有效水深之比宜为6～12，水池直径不适当不不大于50m。11、宜采用机械排泥，排泥机械旋转速度宜为1～3r/h，刮泥板外缘线速度不适当不不大于3m/min。当水池直径(或正方形一边)较小时也可采用多斗排泥。12、缓冲层高度，非机械排泥时宜为0.5m；机械排泥时，应依照刮泥板高度拟定，且缓冲层上缘宜高出刮泥板0.3m。13、坡向泥斗底坡不适当不大于0.05。4.3.2二沉池设计计算设计中选取两组辐流沉淀池，n=2，每组设计流量为0.81m3/s。1、沉淀池表面积式中：Q—污水最大时流量，m3/s；q—表面负荷，取；n—沉淀池个数，取2组。池子直径：，取35.5m。2、实际水面面积实际负荷，符合规定。3、沉淀池有效水深（4-15）式中：t—沉淀时间，取2h。径深比：在6至12之间，符合规定。4、污泥某些所需容积（4-16）采用间歇排泥，设取两次排泥时间间隔为5、污泥斗计算（4-17）式中：r—污泥斗上部半径，m；—污泥斗下部半径，m；a—倾角，普通取。设计中取r=2m，。污泥斗体积计算：6、污泥斗以上圆锥体某些污泥容积本设计采用机械刮吸泥机持续排泥，池底坡度为0.05污泥斗以上圆锥体某些体积：需要圆柱某些体积：高度为：7、沉淀池总高度设计中取超高h=0.3m，缓冲层高度h2=0.3m辐流沉淀池示意图见图4-2图4-2二沉池高度示意图8、排泥装置本设计采用周边传动刮泥机将泥刮至污泥斗，持续刮泥吸泥。（1）吸泥管流量二沉池排出污泥流量按80%回流比计，则其回流量为：本设计中拟用6个吸泥管，每个吸泥管流量为：规范规定，吸泥管管径普通在150～600mm之间，拟选用d=250mm，，（2）水力损失计算最远一根虹吸管为最不利点考虑，这条管路长4m，，，局部水头损失为沿程水头损失为：中心排泥管：故中心管选取DN450，，1000。泥槽内损失：m泥由槽底跌落至泥面（中心筒内）m，槽内泥高m。则吸泥管路上总水头损失为：二沉池是污水解决系统中重要构筑物，污水在二沉池中得到净化后，出水水质指标大多已定，故二沉池出水构造设计相称重要。考虑到薄壁堰不能满足堰上负荷，故本设计采用三角堰出水。如图4-3所示。图4-3三角堰示意图4.4污泥解决4.4.1污泥解决目都市污水解决厂在对污水进行解决污水同步，会要产生产生大量污泥，这些污泥普通为有机物质，易腐化并散发难闻气味，并也许具有病原体及有害微生物，对环境具备潜在污染能力，因此必然需要重点解决和处置。污泥处置和运用目是使污泥减量化、稳定化、无害化和资源化。污泥重要包括两某些，回流污泥及剩余污泥。剩余污泥来自二级解决UASB池和氧化沟，活性污泥微生物在降解有机物同步，自身污泥量也在不断增长，为保持池内污泥量平衡，必要将每日增长污泥量排除解决系统。剩余污泥含水率较高，需要进行浓缩解决，然后进行脱水解决。4.4.2污泥解决原则 1、城乡污水厂排放污泥，应结合地区经济条件和环境条件进行减量化、稳定化和无害化解决，并逐渐提高资源化限度；2、污泥处置方式涉及用作建材、作肥料、作燃料和填埋筑路等，污泥解决流程宜依照污泥最后处置方式选定；3、污泥作肥料时，其有害物质含量应符合国家有关现行原则规定；4、污泥解决过程中产生污泥浓缩水应返回污水解决构筑物进行解决；5、污泥解决构筑物个数不适当少于2个，污泥脱水机械可考虑一台备用。4.4.3集泥池计算（1）回流污泥量为：；（2）UASB剩余污泥量为：；（3）氧化沟剩余污泥量为：；（4）总污泥量为：。设计中选用5台（4用1备）回流污泥泵，2台（1用1备）剩余污泥泵。则，每台回流泵流量为：泵房集泥池有效容积按不不大于最大一台泵（回流泵）5分钟出水量计算，则：设有效水深设为集泥池面积为：集泥池尺寸为：4.4.4浓缩池进入浓缩池剩余污泥量为设计中采用两座污泥浓缩池。1、池面积A（4-18）式中：—污泥量，m3/d；—污泥固体浓度，取6kg/m3；G—污泥固体通量，，缩污泥为剩余污泥，泥固体通量选用。2、每个浓缩池面积3、池直径D4、浓缩池深度H（1）浓缩池工作某些有效水深h1（4-19）式中：T—为浓缩时间，h，取20h。则有：=3.9m（2）上底直径D2（4-20）设缓冲层高度，浓缩池设机械刮泥，池底坡度，污泥斗倾角为，污泥斗下直径。则：=3m（3）污泥斗高度（4-21）设斗高=1.5m。则有：=2.3m（4）浓缩池深度H（4-22）设超高。则有：（5）浓缩后剩余污泥量（4-23）式中:—浓缩后剩余污泥量，m3/h;P—浓缩之前污泥含水率，取99%—浓缩后污泥含水率，取97%（6）污泥浓缩池计算草图如图所示图4-4污泥浓缩池简图4.4.5脱水车间每天由污泥浓缩池排放到脱水车间干污泥体积为844.4m3，其含水率为97%，污泥在脱水车间通过压滤脱水后，含水率变为80%，脱水后污泥外运。脱水车间内设有3台（2用1备）DY—3000带式脱水机，且单台解决污泥能力为600Kg/h，车间内另配制2个有机高分子混凝剂进口溶液罐。4.4.6污泥泵选取1、回流污泥泵选取二沉池水面相对地面标高为2.172m，二沉池总高度6.06，氧化沟最高相对水位3.23m，设自由水头为1m，则污泥回流泵所需提高高度：3.23-2.172+6.06+1=8.12m,回流量为0.8Q=2333m3/h。依照静扬程及流量，选用250QW700-11-37型潜水排污泵，共5台，4用1备。其单台提高能力为700m3/h，扬程11m，电动机转速n=980r/min，功率N=37KW，效率为83.2%，出口直径为20mm，重量为1150kg。2、剩余污泥泵选取竖流式浓缩池最高泥位（相对地面为）4.3m，剩余污泥泵房最低泥位为－3.9－0.5－2=－6.4m,则污泥泵静扬程为H0=4.3－（－6.4）=10.7m，取污泥输送管道压力损失为2.0m，自由水头为1.0m，则污泥泵所需扬程为H=H0+2+1=13.7m。流量为，选用150QW150-15-15型潜水排污泵，共2台，1用1备。其单台提高能力为150m3/h，扬程15m，电动机转速n=1460r/min,功率N=15kW，效率为76.2%，出口直径为150mm，重量为360kg。4.5污水深度解决污水通过前面解决后，相应污染物值为:BOD5=15mg/L;COD=94mg/L;氨氮浓度为7.2mg/L，达到相应二级排放原则。其中60%就近排入水体，此外40%用于园林绿化、景观用水，需进一步进行深度解决。污水深度解决工艺应依照二级解决水水质特点以及深度解决后水质规定而拟定。普通来讲，二级解决出水具有少量悬浮物和难以去除色度臭味。有机物以及细菌病毒等。当前污水深度解决技术重要有混凝、沉淀、过滤和膜分离等工艺。本设计采用是膜分离技术中超滤工艺。4.5.1超滤工艺简介超滤是膜分离技术一种，其基本原理是：对料液施加一定压力后，高分子物质、蛋白质、胶体等被半透膜所截留，而溶剂和低分子物质则可以透过膜。超滤分离机理重要涉及膜表面孔径筛分机理、膜孔阻塞阻滞面机理和膜面及膜孔对粒子一次吸附机理。当前，国内应用较多超滤膜有二醋酸纤维素、聚砜、聚砜酰胺、聚丙烯晴。超滤组件有平板式、管式、中空纤维式和螺旋卷式。本设计采用中空纤维膜，型号SPES-50[4]。4.5.2设计参数1、设计目的水量0m3/h。2、SPES-50技术参数见表4-6所示：表4-6SPES-50技术参数组件规格尺寸膜面积（m2）50进口尺寸（mm）DN65出口尺寸（mm）DN65PH值2-11最高操作温度95℃外壳材料环氧玻璃钢用途大规模水解决3、SPES-50属于中空纤维膜，其使用材料为磺化聚醚砜，纯水透水量为320。4.5.3超滤设计计算设反洗周期为0.5h，反洗时间30s，正冲时间为10s。1、每日反洗次数n2、正冲反洗消耗总时间3、反洗水消耗总时间4、膜组件每天真正消耗总时间5、设计水量（4-24）式中：—反洗水消耗总水量。6、设每套超滤系统出水142m3/h，则实际每小时设计产水量为（4-25）式中：—每套系统设计产水量，m3/h；—每套系统实际产水量，m3/h；则：7、每套超滤系统所需膜总面积A8、每套超滤系统所需膜组件数（4-26）式中：—每套超滤系统所需膜组件数，支；—单只膜组件膜面积，。则：支，取21支。故采用每套21支超滤膜组件，共6套，能满足设计规定。9、每套超滤设备外形尺寸采用21支并联运营，每根膜尺寸为，则每套外形为长度L=1.18m，宽度B=，高度H=0.31m。第五章污水解决厂布置在污水解决厂厂区内分布有：各解决单元构筑物；连通各解决构筑物之间管、渠极其他管线；辅助性建筑物；道路以及绿地等。因而，要对厂区内各种工程设施进行合理布置规划。5.1污水解决厂平面布置污水解决厂平面布置重要涉及：生产性解决构筑物和泵房、鼓风机房、药剂间、化验室等辅助性建筑物以及各种管道管线等布置。在厂区内尚有道路、室外供电照明系统和绿地等设施。依照解决厂规模大小，普通采用比例尺绘制总平面图，惯用比例尺为[2]。5.1.1平面布置原则1、按功能分区，配备得当。重要指对生产、辅助生产、生产管理等各某些布置。做到分区明确，配备得当而又不致过度独立分散；2、功能明确、布置紧凑。结合地形、地质、施工等因素全面考虑，力求减少占地面积，减少连接管渠长度，便于操作管理；3、充分运用地形，平衡土方，减低工程费用；4、顺流排列，流程简洁，以减少水头损失，便于施工检修；5、必要时应预留恰当余地，考虑扩建和施工也许；6、污水厂内可依照需要，在恰本地点设立堆放材料、备件、燃料和废渣等物料及停车场地；7、构筑物布置应注意风向和朝向。5.1.2平面布置1、工艺流程布置工艺流程布置依照设计任务书提供面积和地形，采用直线型布置。这种布置方式长处是生产联系管线短，水头损失小，管理以便，且有助于日后扩建。2、构筑物平面布置按照功能，将污水解决厂布置提成三个区域：（1）污水解决区。由各项污水解决设施构成，呈直线型布置。涉及：进水管道、格栅间、提高泵房、曝气沉砂池、隔油池、气浮池、UASB池、DE型氧化沟、辐流沉淀池、超滤设备、鼓风机房；（2）污泥解决区。位于厂区主导风向下风向，由污泥解决构筑物构成，呈直线型布置，重要涉及：集泥池、污泥浓缩池、污泥脱水车间池等；（3）生活区。该区是将办公室、宿舍、食堂、锅炉房等建筑物组合一种区，生活区位于主导风向上风向。3、污水厂管线布置污水厂管线布置重要有如下管线布置：（1）污水厂工艺管道，污水经总泵站提高后，按解决工艺经解决构筑物后排入水体；（2）污泥工艺管道，污泥工艺管道重要是污泥回流管道和剩余污泥解决管道；（3）厂区排水管道。4、厂区道路布置。5、厂区绿化布置，在厂区某些地方进行绿化。5.2污水解决厂高程布置为使污水和污泥能在各解决构筑物之间畅通流动，以保证解决厂正常运营，必要进行高程布置，以拟定各构筑物、泵房及连接管高程。；同步计算拟定各某些构筑物水面标高。为减少运营费用和便于维护管理，污水和污泥在解决构筑物之间流动按重力流考虑为宜；若需提高时，应尽量减少抽升次数。为保证污水污泥顺利自流，应计算解决构筑物之间水头损失，并考虑扩建时预留储备水头[2]。5.2.1高程布置原则（1）污水解决厂高程布置时所根据重要技术参数是构筑物高度和水头损失，因而进行高程布置时重要拟定各水头损失，并考虑安全因素，留有一定余地；（2）保证污水在各构筑物之间顺利自流；（3）选取一条距离最长，水头损失最大流程进行水力计算；（4）考虑远期发展，水量增长预留水头；（5）计算水头损失时，普通以近期最大流量作为构筑物和管（渠）设计流量；（6）协调好高程布置与平面布置关系，做到既减少占地，又有助于污水、污泥输送，并有助于减少工程投资和运营成本；（7）在作高程布置时，应注意污水流程与污泥流程配合，尽量减少提高污泥量。5.2.2污水解决厂构筑物高程布置计算在污水解决工程中，为简化计算，普通以为水流是均匀流。管渠水头损失重要有沿程水头损失和局部水头损失。1、沿程水头损失按下式计算：（5-1）式中：—为沿程水头损失，m；v—为管内流速，m/s；C—谢才系数。R—为水力半径，m；L—为管段长度，m；2、局部水头损失为：（5-2）式中：—局部阻力系数。3、经初步计算，污水在各解决构筑物之间管渠水力损失如下表5-1所示[15]表5-1污水管渠水力计算表管渠及构筑物名称流量管渠设计参数水头损失(m)I（‰）v(m/s)沿程局部共计出水口至汇水点810.28501.01.431000.10.260.36超滤至汇水点231.54501.01.46200.020.260.28二沉池至超滤260.34501.21.64300.0360.3360.372氧化沟至二沉池7298001.31.45300.0390.260.302UASB至氧化沟3656001.31.29350.0460.210.256气浮池至UASB3656001.31.29350.0460.210.256隔油池至气浮池36.82001.01.17300.030.170.202沉砂池至隔油池4057001.51.05350.0530.1380.191格栅至集水井4056002.51.43100.0250.260.2814、重要构筑物损失经验值如表5-2所示。表5-2构筑物水头损失表构筑物名称水头损失（m）构筑物名称水头损失（m）中格栅0.14UASB0.8曝气沉砂池0.40DE型氧化沟0.40平流式隔油池0.2辐流沉淀池0.40平流式气浮池0.30污泥干化场2~3.55.2.3污泥解决构筑物高程布置1、污泥管道水头损失管道沿程损失按下式计算：（5-3）2、管道局部损失计算：（5-4）式中：—污泥浓度系数；D—污泥管管径，m；v—管内流速，m/s；L—管道长度，m；—局部阻力系数。污水解决厂平面布置图见图2和高程布置图见附图1。第六章重要构筑物及经济分析由上一章节污水解决厂平面布置分析可知，在污水解决厂厂区内分布有：各解决单元构筑物；连通各解决构筑物之间管、渠极其他管线；辅助性建筑物；道路以及绿地等。下面就重要解决构筑物和附属物及整个污水解决厂经济预算作记录分析[15]。6.1污水解决厂重要解决构筑物依照前文设计论述，对整个工艺流程中所需构筑物作记录。重要解决构筑物见表6-1：表6-1污水解决厂重要设备一览表序号名称型号尺寸（m）数目备注1格栅链条式回转格栅B=1.9mb=0.02482提高泵300QW800-15-5554用1备3电机Y355-50-654用1备4沉砂池曝气式L=18B=2.05H=3.725空气扩散器YBM-266隔油池平流式L=21.6B=4.5H=2.35227气浮池平流式L=38.8B=19.8H=2.348UASBD=26.5H=8.649氧化沟DE型L=112.4D=30H=4210曝气机微孔式638811二沉池辐流式D=35.5H=6.06212集泥池L=4.5B=6H=2113污泥浓缩池竖流式D=18.6H=6.9214脱水机DY—300032用1备15回流水泵250QW700-11-3754用1备16剩余污泥泵150QW150-15-1521用1备6.2解决厂重要附属物依照设计需要，对工艺流程中所需要设备材料作记录。重要附属物如下表6-2所示：6-2污水解决厂附属构筑物一览表序号名称尺寸规格（m×m）1综合办公楼30×152维修间20×103食堂30×154仓库20×105浴室15×106变电所15×107车库20×458鼓风机房15×309传达室5×510中心控制室15×106.3经济分析污水解决厂污水解决工程、污泥解决工程、其她附属建筑工程、其她办公工程等。此外涉及厂外工程（供电线路、通风线路、暂时道路）。6.3.1材料价格建筑材料价格依照市场当时价格，经调查分析综合后拟定，如钢筋2700元/吨，水泥280元/吨，锯材2100元/吨，碎石80元/m3，中粗砂70元/m3，管材出厂价格按铸铁管3000元/吨，钢管4500元/吨等。6.3.2项目总投资项目总投资+工程造价+动态投资工程造价分为：建筑工程费用、设备购买费用、设备安装工程费用、工具用品购买费用及其她费用，详细费用见表6-3所示。表6-3污水解决厂投资预算表序号工程或费用名称估算价值/万元土建工程安装工程设备购买共计（万元）1格栅4050301202进水泵房3515501003曝气沉砂池6030901804隔油池100802204005气浮池80601002406UASB1201202004407氧化沟2001201204408二沉池1501201203709超滤7012030049010污泥解决工程1334717035011集泥井146204012污泥泵房228306013污泥浓缩池35155010014操作室4020107015道路铺设50308016员工薪酬151517供电线路4510359018通风线路169153519工程总投资81534510452155结论历经三个月毕业设计就要结束了，通过对本次5万m3/d都市污水解决厂工艺设计，我对污水解决方面知识又有了更进一步加深理解，懂得了如何选用最优设计工艺、工艺中各个构筑物设计计算、污水解决厂中各构筑物平面布置和高程布置等，同步学会了如何合理设计有关主体工艺尺寸以及如何绘制构造图。本次设计用到主体工艺是UASB+氧化沟联合治理方式。UASB工艺长处是污泥床内生物量多，容积负荷率高，废水在反映器内水力停留时间较短，对于本设计高浓度污染物有较好去除效果。而氧化沟则在在通过UASB解决污染物减少到一定范畴后对污染物解决效率极高，出水水质也较好。但它们也各有自己局限性之处，其中UASB污泥床内有短流现象，影响解决能力