扬州市某城镇污水处理厂设计工艺

河北环境工程学院学士学位第1章绪论1.1选题目的及意义因在扬州的北部还未存在污水处理厂，伴随着扬州市的城镇规模不断扩大，结合扬州市总体规划统筹周围乡镇污水集中处理，规划建设城镇污水处理厂，收集处理片区内生活污水和工业废水，回收利用水资源，降低污水排放是保障周边水环境质量的当前首选。为改善城市水体环境，促进经济可持续发展，切实保障居民生活及居住环境的安全卫生，提高人民生活质量。扬州市某排水有限公司新建扬州市北部区污水处理厂，对改善城市水体环境，促进经济可持续发展，切实保障居民生活及居住环境的安全卫生，提高人民生活质量具有重要意义。1.2城镇污水的特点及危害1.2.1城镇污水的来源及特点城镇污水主要包括除生活污水、工业以机加工、汽车配件、印染、食品等工业废水。其比例取决于城镇规划。由于许多城镇存在雨水管道错接和破损等问题，导致河水、地下水和雨水进入污水管网[1-2]。1.2.2城镇污水的危害（1）病原物污染病原微生物数量大，分布广，繁殖速度。通过多种途径进入人体，引起人体疾病。（2）需氧有机物污染有机物通过微生物的生物化学作用分解为简单的无机物质二氧化碳和水，在此过程中需消耗水中的溶解氧。（3）富营养化污染氮、磷等植物营养物质含量过多引起的水质污染现象。（4）恶臭妨碍人正常呼吸功能，使消化功能减退，造成嗅觉障碍，损伤中枢神经、大脑皮层的兴奋和调节功能。1.3设计目的随着我国城镇化进程的推进，城镇污水量不断增加。我国城镇污水量排放日益增多，若不进行有效控制，随意排放至水体或土壤，必然会造成城镇水体和土壤的污染，将破坏生态环境。因此需要根据各类水质的特点，不同工艺的优缺点，选择相应的污水处理工艺，确保出水达标排放，充分发挥各种处理工艺的优势及最大化利用，提高清洁生产水平，是应深入研究并解决的问题。第2章城镇污水国内外的研究现状生物处理工艺能有效地去除污水中的主要污染物，处理成本低，无二次污染，是城镇污水处理厂的最优选择[3]。传统的城镇污水处理工艺主要有AAO、氧化沟、SBR等几类，随着国家对水环境质量的重视程度日益提高，作为主要水污染控制措施的城镇污水处理厂的出水标准也日益趋严，各地城镇污水处理厂改造工作正全面展开。2.1AAO及改良型工艺据陈鹏、Deng[4-5]等研究报告，常规AAO是前置反硝化型工艺，具有良好的脱氮除磷性能，是一种典型的利用微生物进行除磷脱氮的水处理工艺，其生物反应按其对氧的需求不同，反应顺序为厌氧、缺氧、好氧的顺序进行布置。但是常规AAO工艺在运行中存在许多缺点，根据李瞳[6]等的研究，AAO工艺对总氮的去除率为83.2%，总磷去除率为86.3%，还会产生生物气溶胶等有机物[7]。为了克服AAO工艺的缺点，出现了改良型AAO工艺、倒置AAO工艺、AAO微曝氧化沟等工艺[8]。2.2氧化沟及改良型工艺氧化沟工艺属于活性污泥法的发展和改型，采用延时曝气技术，是一个连续环形反应池。通过污泥的生物凝聚作用，从而利用该生物活性污泥进行硝化、反硝化及进行脱氮。但是当前的氧化沟工艺已经不能满足一级A的处理标准，氧化沟内没有足够的供气量，推流速度较小、在沟底部沉积大量的污泥，不能进行深度处理[9-10]。为了克服氧化沟工艺的缺点，出现了改良氧化沟处理工艺、改良型Carrousel氧化沟等工艺[11-12]。2.3SBR法及改良型工艺序批式活性污泥法(SBR)工艺特点是在同一个反应器中，按时间顺序进行进水、曝气、沉淀、排水和闲置5个工序，从而对污水进行脱氮除磷。SBR在实际运行中对COD的去除效果表现良好，但是对TP和TN的去除率比较低，且去除率的波动比较大[13]。为了克服SBR法的缺点，出现了序批式生物膜反应器（SBBR）、多循环SBR法、厌氧-好氧-缺氧SBR（A-O-A-SBR）处理等工艺[14-16]。2.4多段多级AO除磷脱氮工艺多段多级AO除磷脱氮工艺是基于成熟活性污泥法理论的技术创新，从属于改良AAO工艺，可以实现污水处中生物处理“出水高标准、运行低能耗”的新途径，具有广泛的应用前景[17]。该技术将生物反应池设置为一级厌氧/好氧区+多级缺氧/好氧区，形成多级AO系列反应，大大提高了脱氮和除磷的能力。2.5新型反硝化深床滤池新型反硝化深床滤池系统在介质固定表面生长脱氮微生物，在兼性－无氧条件下将污水中的硝态氮转化成氮气。反硝化深床滤池采用特殊规格及外形的石英砂、鹅卵石作为微生物的挂膜介质，深床设计为硝酸盐氮及SS的去除提供有利条件[18]。第3章工程概况与工艺流程选择3.1地理位置扬州位于东经119°03′和北纬32°20′之间，地处江苏中部，长江北岸，江淮平原南端，具有“东西联动、南北逢缘”的区位特点。3.2项目进水水质及出水标准3.2.1项目进水水质项目设计进水水质见表3.1表3.1项目设计进水水质项目CODcr/（mg/L）BOD5/（mg/L）SS/（mg/L）NH3-N/（mg/L）TN/（mg/L）TP/（mg/L）指标400150200354553.2.2项目出水标准项目设计出水水质见表3.2表3.2项目设计出水水质项目CODcr/（mg/L）BOD5/（mg/L）SS/（mg/L）NH3-N/（mg/L）TN/（mg/L）TP/（mg/L）指标4861.022.10.750.0683.3处理工艺选择（1）生物脱氮除磷工艺目前生物除磷脱氮工艺主要有传统的AAO工艺及其改良工艺、SBR类及其变型工艺等。氧化沟工艺占地面积大，本项目预留空地上需布置一级处理-三级处理完整流程的全部构（建）筑物，用地非常紧张，因此不予考虑；SBR工艺为同步硝化反硝化工艺，影响总氮去除效果的因素较为复杂，且池深（占地面积）受滗水器的影响，故本工程亦不予考虑。考虑到本工程的进、出水水质、场地条件及运行管理、投资等多方面因素。本设计将在AAO系列工艺中选择改良AAO。（2）深度处理工艺本工程深度处理段重点考虑对TN的去除以及SS、TP的去除。滤布滤池具备反硝化及去除SS两种功能，且可以灵活调节运行方式，近年来在国内应用广泛。本工程考虑采用高效混凝沉淀池+滤布滤池的深度处理工艺，保障出水SS及TP达标，并强化对出水TN的控制。（3）消毒工艺紫外线、臭氧消毒工艺，一次性投资高，运行费用较高，设备维护管理麻烦，且无持续消毒能力，本工程不推荐采用。氯气消毒过程存在较大的安全隐患，本工程不推荐采用。次氯酸钠和二氧化氯消毒均是广泛高效的灭菌剂，且具有持续消毒能力。本工程采用成品次氯酸钠消毒。（4）污泥浓缩工艺许多国内污水处理厂均采用了重力浓缩，可以通过延长污泥泥龄、控制停留时间等，降低释磷的不利影响。本项目采用重力浓缩，浓缩后污泥进入板框压滤机进行脱水。综合考虑，本厂污泥脱水采用离心脱水机。处理工艺：采用“粗格栅+细格栅+改良型AAO生化池+高效混凝沉淀+滤布滤池+接触消毒”的流程，消毒采用接触消毒池（次氯酸钠工艺），污泥采用板框压滤机脱水，含水率降至97%。处理后尾水达到一级A标准后排入河流。3.4设计方案城区污水经粗格栅、细格栅、曝气沉砂池去除较大的漂浮物、悬浮物和无机砂粒后进入改良AAO池。在改良AAO池，完成脱氮除磷和有机物降解，在预缺氧区、厌氧区和第一缺氧区均设置了进水口。改良AAO池出水进入二沉池完成固液分离，出水进入高效混凝沉淀池除磷。高效混凝沉淀池出水经过滤、消毒后达标排放。二沉池中的剩余污泥和高效混凝沉淀池中的污泥，经浓缩、脱水后外运出厂。流程图见3.1。图3.1工艺流程图第4章城镇污水处理单元设计计算生活污水总变化系数Kz：Q=80000则Kz=1.5。设计流量：Q4.1粗格栅4.1.1设计参数设计参数见表4.1。表4.1设计参数名称数值名称数值设计流量Q（m3/d）80000过栅流速v（m/s）1.0栅条间隙b（mm）50格栅安装倾角α（°）60栅前流速v1（m/s）0.8栅条宽度S（mm）10有效水深h（m）0.44总变化系数Kz1.5格栅受污物堵塞时水头增大倍数k3W1为单位体积污水的栅渣量（m3/(103m3)）0.04渐宽部分展开角度α1（°）20栅前流速v1（m/s）0.84.1.2设计计算（1）栅槽宽度设置2台机械格栅并联运行。单机最大设计流量Q1为Q渠道宽B1是水深h的两倍。H=①栅条间隙数n格栅倾角α取60°，栅条间隙宽度b=0.050m，过栅流速v=N=②栅槽宽度B栅条断面采用锐边矩形，宽度S=10mm B=S（2）通过格栅的水头损失h1设栅条断面为锐边矩形断面，β=2.42，则ξ=βhh （3）栅后槽总高度H设栅前渠道超高h2=0.3m，则H=h+（4）栅槽总长度L①进水渠道渐宽部分的长度L1BL②栅槽与出水渠道连接处的部分长度L栅前渠道超高HL==（5）每日栅渣量W（m3/d）W=W＞0.2m34.1.3设备选型采用2台SG钢丝绳牵引式型格栅清污机，性能参数见表4.2。表4.2SG型钢丝绳牵引式型格栅清污机设备选型型号格栅B/(mm)栅条间b/(mm)安装角α/（°）过栅流速v/（m/s）SGY2.0193050601.04.1.4粗格栅计算简图粗格栅计算简图见图4.1。图4.1粗格栅简图4.2污水提升泵房（1）采用6台（5用1备）WQ型潜水排污泵，性能参数见表4.3。表4.3WQ型潜水排污泵性能参数型号流量Q/(m3/h)扬程H/(m)电机功率(kW)转速n/（r/min)350WQ1100-10-1511001045980（2）进水泵房平面尺寸18.4m×10m，深度11.15m。4.3细格栅4.3.1设计参数设计参数见表4.4。表4.4设计参数名称数值名称数值过栅流速v（m/s）1.0栅条间隙b（mm）10栅条宽度S（mm）10格栅安装倾角α（°）60栅前水深h（m）0.71总变化系数Kz1.5锐边矩形，栅槽宽度一般比0.2格栅受污染堵塞时水头增大倍数K3W1为单位体积污水的栅渣量（m3/(103m3)）0.10栅条间隙b（mm）104.3.2设计计算（1）栅槽宽度设置2台机械格栅并联运行。①栅条间隙数n栅前流速V1=0.7m/shn=②栅槽宽度BB=S（2）通过格栅的水头损失h1ξ=βhh（3）栅后槽总高度H设栅前渠道超高h2=0.3m，则H=h+（4）栅槽总长度L①进水渠道渐宽部分的长度L1进水渠道宽为B其渐宽部分展开角度α1=20°L②栅槽与出水渠道连接处的部分长度L2HLL==0.84+0.42+0.5+1.0+=3.（5）每日栅渣量W=采用机械清渣。4.3.3设备选型采用2台SG钢丝绳牵引式型格栅清污机，性能参数见表4.5。表4.5SG型钢丝绳牵引式型格栅清污机设备选型型号格栅B/(mm)栅条间b/(mm)安装角α/（°）过栅流速v/（m·s-1)SGY2.0193050601.04.3.4细格栅计算简图细格栅计算简图见图4.2。图4.2细格栅简图4.4曝气沉砂池4.4.1设计参数设计参数见表4.6。表4.6设计参数名称数值名称数值旋流速度v（m/s）0.25水平流速v1（m/s）0.1最大流量时停留时间t（min）2城镇污水沉沙量X（m3/106m3污水）30有效水深h2（m）2两次清除沉砂相隔时间T（d）14.4.2设计计算（1）池子总的有效容积VV=（2）水流断面积AA=（3）池总宽度BB=（4）每个池子宽度b取n=2格，则b（5）池长LL=（6）沉砂池砂斗所需容积V（7）每个沉砂斗所需容积V0'V（8）沉砂斗尺寸①沉砂斗上口宽a斗高h3'a=②沉砂斗容积V0V③沉砂室高度h3沉砂室坡向沉砂斗的坡度iLh（9）沉砂池总高度HH=（10）每小时所需曝气量qq=d（11）风机出口风压ρg4.4.3设备选型（1）潜水曝气机需供氧量为（1008m3/h），选择BER型水下射流曝气机，型号55-BERR，性能参数见表4.7。表4.7BER型水下射流曝气机性能型号供氧量/(m3/h)空气管直径/(mm)电动机功率/（kW)曝气尺寸（长×宽×高）（m）台数55-BERR120501.07×7×63（2）吸砂机选择LCS型链条式除砂机，型号LCS-1200，性能参数见表4.8。表4.8LCS型链条式除砂机性能型号刮板线速/(m/min)排砂能力/(m3/h)除砂机功率/（kW)台数LCS-120034.50.752（3）砂水分离器XGC螺旋式砂水分离器，型号为XGC-800，性能参数见表4.9。表4.9XGC螺旋式砂水分离器性能参数型号耙链线速度/(m/min)电动功率/(kW)栅前水深/(m)台数XGC-80020.37~0.751.014.4.4曝气沉砂池计算简图曝气沉砂池计算简图见图4.3。图4.3曝气沉砂池简图4.5改良AAO池4.5.1设计数据CODTP符合改良AAO的要求。4.5.2设计参数设计参数见表4.10。表4.10改良AAO设计参数名称数值名称数值混合液污泥浓度X（mg/L）4000回流污泥浓度XR（mg/L）9000污泥内回流比R内（%）150污泥外回流比R外（%）80污泥负荷q（kgBOD5/kgMLSS•d）0.087污泥总产率系数Yt（kgMLSS/kgBOD5）0.75好氧区污泥龄θco（d2020℃时的脱氮速率Kde(20)[(kgNO0.06温度系数θ1.08设计水温T（℃）8MLSS中MLVSS所占比例y0.6厌氧区水力停留时间t（h）1.5预反硝化段水力停留时间t4（min）30污泥产率系数Y（kgVSS/kgBOD5）0.6衰减系数kd（d-1）0.05SS的污泥转化率f（gMLSS/gSS)0.6堰宽（bm）7.5ρ-调整系数1α0.82β0.95C9.17C8.38曝气池内平均溶解氧CL（mg/L）2供风管道沿程损失与局部损失之和h1+h2（m）0.2曝气器淹没水头（m）4.2曝气器阻力h4（m）0.4富余水头△h（m）0.5污泥增值系数Y0.6污泥自身氧化率Kd0.05城镇污水进入碱度为(mg/L)280廊道数5廊道宽b1（m）9进水井孔口流速v（m/s）0.7出水井孔口流速v（m/s）0.6氧转移效率EA（%）20夏季平均温度（℃）25微孔曝气器工作水深（m）4.2微孔曝气器供风量m3/(h·个)1—3曝气器氧利用效率为EA（%）20曝气器服务面积（m2）0.3～0.75曝气器充氧能力q（kgO2·（h·个））0.13生物污泥含氮量（%）12.4进水管设计流速采用V（m/s）0.84.5.3设计计算（1）好氧区容积VV好氧区水力停留时间t（2）缺氧区缺氧区容积采用反硝化动力学计算。V①脱氮速率KK②排出生物反应池系统的微生物量∆∆③缺氧区容积VV缺氧区水力停留时间t2t（3）厌氧区容积VV（4）预反硝化段容积VV（5）生物反应池总容积V=t=（6）校核负荷①BOD5污泥负荷L<0.2kg②好氧区总氮负荷LL<0.05kgTN/(kgMLSS·d)③总磷负荷LL<0.06kgTP/(kgMLSS·d)三项负荷均符合要求（7）剩余污泥量△X△X=YQ将各值代入为X△X=0.6×0.2-0.001实际污泥产率系数YS为Y（8）碱度校核（以CaCO3计）每氧每还原去除剩余碱度为S每日用于合成的总氮即：进水总氮中有544.66用于合成被氧化用于合成被氧化所需脱硝量=进水总氮所需脱硝量=45需还原的硝酸盐氮量剩余碱度=131.71碱度足够，不需要补充碱度。（9）反应池主要尺寸反应池总容积为V=设反应池4组,则单组池容为V有效水深h=4.5m，则单组有效面积S单S①好氧区主要尺寸好氧区容积V1=48960mV好氧区单组有效面积S1单S采用5廊道式推流反应器，廊道宽b1=9mL廊道宽深比校核为b廊道长度比校核为L取墙壁厚0.25m，好氧区池总宽度B取超高为1.0m，则反应池总高H②缺氧区主要尺寸。缺氧区容积V2=30395V缺氧区单组有效面积S2单S缺氧区长度与好氧区宽度相同，L2=46mB缺氧区采用2格，单格宽b2b每格分成2个廊道，每个廊道宽9.18m，隔墙厚取0.25m。缺氧区总宽度③厌氧区、预缺氧区主要尺寸厌氧区容积V3=50厌氧区单组池容V3V厌氧区单组有效面积S3单S预缺氧区单组池容V4单V预缺氧区单组有效面积S3单S厌氧区长度及预缺氧区宽度与好氧区宽度相同，即L3厌氧区宽度B厌氧区长度L预缺氧区宽度B（10）反应池进、出水系统计算①进水管Q管道流速V=0.8m/s；管道过水断面A=管径为d=取进水管管径DN600mm②回流污泥管Q管道流速v=0.8m/s，管道过水断面A=管径为d=取回流污泥管管径DN550mm③进水井反应池进水孔尺寸为进水孔过流量Q孔口流速v=0.7m/s，则孔口过水断面面积A=d=孔口尺寸取为1.0×1.0m，进水平面尺寸取为④出水堰及出水井按矩形堰流量公式计算QQH出水孔过流量Q孔口流速A孔口尺寸取为2.0×1.0m，出水井平面尺寸取为2.4×1.2m⑤出水管反应池出水管设计流量管道过水断面A=d=出水管管径取900mm。校核管道流速V（11）曝气系统设计计算①设计需氧量AORAOR=-碳化需氧量D=18347.07kg硝化需氧量：去除1kgD=14054.57kg反硝化脱氮产生的氧量D总需氧量AOR==26576.39最大需氧量与平均需氧量之比为1.2：1AOR去除每1kg=1.58kg②标准需氧量采用鼓风曝气设备，微孔曝气器敷设于距池底0.2m，淹没的深为度4.2m。SOR=空气扩散气出口绝对压力P=1.4246空气离开好氧池时氧的百分比Q好氧反应池中平均溶解氧饱和度C=9.28标准需氧量为SOR=相应最大时标准需氧量SOR=1936.39好氧反应池平均时供气量为G最大时供气量：G③所需空气压力P（相对压力）P则P=④曝气器数量（单组反应池计算）按供养能力计算所需曝气器数量为n则n1=1936.39f=符合要求。⑤供风管道计算a.干管：供风干管采用环状布置流量：Q流速：v=10m/s管径：d=取干管管径为DN600mmb.供风干管采用单侧供气支管Q流速v=10m/s，管径d=取支管管径为（12）厌氧池设备选择厌氧池有效容积V厌混合全池污水所需功率5×2089.23=10446.15W（13）缺氧池设备选择缺氧池有效容积V混合全池污水所需功率5×2089.23=10446.15（14）污泥回流设备污泥回流比R=80污泥回流量Q=1.11回流污泥泵房1座，与污泥泵房合建，则单泵的流量为：Q水泵扬程根据竖向流程确定。（15）混合液回流设备①混合液回流泵回流比RQ=混合液回流泵房2座，每座泵房4台潜污泵（3用1备），则单泵流量②混合液回流管混合液回流管设计流量Q管道进水断面积A=管径d=校核管道流速v③泵房压力出水总管设计流量管道过水断面积A=管径d=4Aπ=4.5.4设备选型（1）潜水搅拌器DQT型低速潜水推流器，型号为DQT040，性能参数见表4.11。表4.11DQT型低速潜水推流器性能参数型号叶轮直径/（mm)电动机功率/（kW)外形尺寸/（mm）台数DQT04018004.01300×1800×180012（2）穿墙回流泵QJB型穿墙回流泵，型号为QJB-W7.5/12，性能参数见表4.12。表4.12QJB型穿墙回流泵性能参数型号流量Q/（m3/h)扬程H/（m）电动机功率/（kW)台数QJB-W7.5/1218001.07.56（3）罗兹鼓风机R系列标准型罗兹鼓风机，型号为RB23，性能参数见表4.13。表4.13QJB型穿墙回流泵性能参数型号进口流量Q/（m3/min)轴功率Ln/（kW）电动机功率P0/（kW)台数RB2319.919.42264.5.5改良AAO生化池计算简图改良AAO生化池计算见图见图4.4。图4.4改良AAO生化池简图4.6辐流式二沉池设计本设计中二沉池采用的辐流式沉淀池。4.6.1设计参数设计参数见表4.14。表4.14设计参数名称数值名称数值表面负荷q（m3/m2·h）0.87污泥回流比R（%）50沉淀时间t（h）3.5导流筒进水D0（mm）900导流筒内流速v1（m/s）0.9稳流桶内下降流速V3（m/s）0.03栅前水深h（m）0.44总变化系数Kz1.5池底的径向坡度0.05污泥斗底部直径D2（m）3.0污泥斗上部直径D1（m）5.0倾角（°）604.6.2设计计算选用4组辐流式沉淀池。（1）二沉池的主要尺寸的计算①单池流量Q②单个二沉池的表面积为F③二沉池直径为D=④校核固体负荷G==149.92kg⑤沉淀部分的有效水深hh⑥污泥区的容积设贮泥时间按2h确定。V=每个污泥池污泥区容积V⑦污泥区高度ha.污泥斗高度hV=22.18b.圆锥体高度hV=279.66c.竖直段污泥部分的高度h污泥区的高度h⑧沉淀池的总高度H设超高h1=0.5mH=⑨中心进水导流筒以及稳流筒中心进水导流筒进水管流速v0v导流筒直径为D中心进水导流筒内设6个出水孔，出水孔尺B×H=0.35m×1.35mvb.稳流桶稳流桶内水流面积ff稳流桶直径D4D=c.二沉池有效沉淀区面积A为A=d.验算二沉池固体负荷G=⑩污泥总容积V（2）集配水井设计计算①配水井中心管直径D设计中取v1=0.8m/s，Q=1.4D设计中取1500mm。②配水井直径D设计中取v2D设计中取3000mm。③集水井直径D设计中取v3=D设计中取4000mm。4.6.3设备选型（1）周边传动刮泥机ZBG型周边传动刮泥机，型号为ZBG-3，性能参数见表4.15。表4.15ZBG型周边传动刮泥机性能参数型号池径/（mm)周边线速/（m/min）功率/（kW)台数ZBG-3353.22.244.6.4辐流式二次沉淀池计算简图辐流式二次沉淀池计算简图见图4.5。图4.5辐流式二次沉淀池简图4.7污泥回流泵房4.7.1设计参数设计参数见表4.16。表4.16污泥回流泵房设计参数名称数值名称数值污泥回流比R（%）80污泥密度kg/m31.0含水率P（%）99.6--4.7.2设计计算最大污泥回流流量Q剩余污泥量11992.41kg/d。4.7.3设备选型（1）污泥回流泵KZJ型污泥回流泵，型号为KJZ300-95-950，性能参数见表4.17。表4.17KZJ型污泥回流泵性能参数型号流量Q/(m3/h)扬程H/(m)功率N/（kW)台数KZJ300-95-59016676453（2）剩余污泥回流泵WQ型潜污泵，型号为50WQ110-15-7.5，性能参数见表4.18。表4.18WQ型潜污泵性能参数型号流量Q/(m3/h)扬程H/(m)功率N/（kW)台数50WQ110-15-7.575105.534.7.4泵房尺寸长15.8m；宽7.8m；深度7.2m。4.8高密度沉淀池4.8.1设计参数高密度沉淀池设计参数见表4.19。表4.19高密度沉淀池设计参数名称数值名称数值最大设计流量Q（m3/h）0.35导流筒内流速V1（m/s）0.5表面负荷q（m3/m2h）14.1出水总管入口系数ε0.5总变化系数Kz1.5出水总管三通系数ε3.0流量系数m0.43进水总管入通系数ε1.0集水槽宽度b（m）0.4进水总管三通系数ε1.0絮凝区回流比R210出水总管长度L4（m）1.8续表4.19高密度沉淀池设计参数名称数值名称数值出水总管直径D3（m）0.8混合池出水支管长度L5（m）7.5混合池出水支管直径D4（m）0.8混合室G值500超高H1（m）0.4斜管倾斜角α（°）60斜管沉淀池清水区高度H2（m）1斜管沉淀池布水区高度H4（m）1.5污泥回流比R10.02污泥浓缩时间t（h）8导流筒下喇叭口高度H8（m）0.7导流筒上缘流速V2（m/s）0.25导流筒外部喇叭口以下部分流速V5（m/s）0.15絮凝室出口过水洞处流速V6（m/s）0.06流量系数（m）0.43超高H1（m）0.40斜管沉淀池清水区高度H2（m）1.0斜管角度(°)60斜管长度（m）0.75斜管高度H3（m）0.65斜管沉淀池布水区高度H4（m）1.5污泥回流比R1（%）2污泥浓缩时间tn（h）8清水区表面负荷q(m3/m2·h)14.1斜管结构占用面积（%）4斜管区平面尺寸取值（m）11×9.5中间出水渠宽度（m）1.0出水渠壁厚度（m）0.2沉淀区长度L1（m）12.4高度导H8（m）0.7导流筒下部喇叭口角度（°）60导流筒上缘以上部分流速V2（m/s）0.25导流管喇叭口以下部分流速V5（m/s）0.15絮凝室出口过水洞流速V6（m/s）0.06过水洞口宽度B3（m）4.5搅拌机提升水量Qt=Qn（m3/s）1.73扬程Ht（m）0.15效率（%）0.75出水总管长度L4（m）1.8直径D3（m）0.8中间出水渠宽度（m）1.0出水渠壁厚度（m）0.2沉淀区长度L1（m）12.4高度H8（m）0.7导流筒下部喇叭口角度（°）60导流筒上缘以上部分流速V2（m/s）0.25导流管喇叭口以下部分流速V5（m/s）0.15絮凝室出口过水洞流速V6（m/s）0.06过水洞口宽度B3（m）4.5搅拌机提升水量Qt=Qn（m3/s）1.73扬程Ht（m）0.15效率（%）0.75出水总管长度L4（m）1.84.8.2设计计算分4组进行设计计算，每组的设计流量Qd=0.35m3/s。（1）清水区清水区面积为F①进水区进水区宽取1m，流速为v②集水槽用小矩形堰，堰宽b=0.05m，布置集10个水槽，单个集水槽设40个矩形堰。q堰上水头H为：H=单个集水槽流量为q集水槽宽取值b1末端临界水深hkh集水槽起端水深：h=1.73集水槽水头损失：∆h=h-集水槽槽深H1=0.4m，水位跌落③池体高度污泥浓缩区高度H5H储泥区高度H6沉淀池总高度H为H==0.4+1+0.65+1.5+2④出水渠出水渠宽为B0=1m，末端临界水深为H出水渠起端水深为h出水渠水位比清水区低0.2m，最大水深取0.5m，渠高Hc为H（2）絮凝区①絮凝室尺寸水深H7=6F絮凝室为2格，并联工作，每格均为正方形，边长L2为L②导流筒絮凝回流比R2=10，导流筒内设计流量QQ导流筒内流速V1=0.05m/s，导流筒直径D流筒下缘直径D2为D导流筒上缘距水面高度H9为H导流筒外部喇叭口以上部分面积F导流筒外部喇叭口以上部分流速V3为V导流筒外部喇叭口下缘部分面积FW2F导流筒外部喇叭口下缘部分流速V4V导流筒下缘距池底高度H8为H③过水洞每格絮凝室设计流量为QQ高度H11H过水洞水头损失为hh=ε∙取ε=1.06，h④出水口出水区长度L2=4.0m，出口区上升流速V7=0.06m/s，出口区宽度B出口区停留时间t3t⑤出水堰高度过堰流速V8=0.05m/s，堰上水深H⑥搅拌机则：N（r为水的密度，取1000kg/m3），则N⑦絮凝区GT值停留时间T=400s，水温T=10℃，动力黏度μ=1.305×GT=（3）混合室计算①混合室尺寸，混合池长L3=3.0m，宽L②停留时间t1t③搅拌机功率，混合式G=500s-N④水力计算，流速V9为V出水管沿程水头损失h11为h=0.000912×出水总管局部水头损失h12为h混合池出水支管L5=7.5m，直径D4V出水支管沿程水头损失h21为h=0.000912出水管局部水头损失h22为h出水管总水头损失为H==（4）产生污泥①每天由SS产生的污泥量：（200假设Al：P的摩尔投加比为6：1其中90%的溶解性磷生产了AlPO4沉淀。则需要投加纯Al2O3计为8.9mg/L。PAC投加量以纯Al2O3计为==投加的铝盐，只有一部分生成AlPO4沉淀，则这部分的AlPO45-0.5因此产生的AlPO4沉淀污泥量为X=②每天产生的AlPO4污泥量为：1200004.8.3设备选型（1）污泥回流泵KZJ型污泥回流泵，型号为KJZ300-95-950，性能参数见表4.20。表4.20污泥回流泵性能参数型号流量Q/(m3/h)扬程H/(m)功率N/（kW)台数KZJ300-95-59016676454（2）剩余污泥回流泵WQ型潜污泵，型号为50WQ110-15-7.5，性能参数见表4.21。表4.21剩余污泥泵型号流量Q/(m3/h)扬程H/(m)功率N/(kW)台数50WQ110-15-7.575105.54（3）中心传动刮泥机ZG型中心传动刮泥机，型号为ZG12，性能参数见表4.22。表4.22ZG型中心传动刮泥机性能参数型号池径/（mm）功率/（kW）池深/（m）台数ZG12120.373.8544.9重力浓缩池4.9.1设计参数重力浓缩池设计参数见表4.23。表4.23重力浓缩池设计参数名称数值名称数值剩余污泥量Q（m3/d）7384.62含水率P0（%）99.5固体浓度C0(kg/m3）5污泥固体浓度（浓缩后）Cu(kg/m3）25污泥含水率Pu（%）97.5污泥固体通量G（kg/(m2·d））30污泥浓缩时间T（h）15污泥斗上直径D1（m）5续污泥斗下直径D2（m）3超高h1（m）0.3缓冲层高度h3（m）0.3池底坡度i0.05续表4.23重力浓缩池设计参数名称数值名称数值辐流池n（个）44.9.2设计计算（1）浓缩池面积AQ=A=（2）浓缩池直径D单池面积为AD=取D=20000mm。（3）浓缩池深度H有效水深h2h池底坡度造成的深度h4h污泥斗高度h5hH==6.16（4）浓缩后污泥量计算Q4.9.3设备选型（1）中心传动刮泥机NZY型中心传动刮泥机，型号为NZY-18，性能参数见表4.24。表4.24NZY型中心传动刮泥机性能参数型号浓缩池内径/（m）池中心深度/（m）驱动功率/（kW）台数NZY-18184-4.55.524.10板框压滤机4.10.1设计参数板框压滤机设计参数见表4.25。表4.25板框压滤机设计参数名称数值名称数值脱水前污泥含水率P1（%）97%脱水后污泥含水率P2（%）65%脱水前污泥体积V1（m3/d）1479.32--（1）脱水后污泥体积VV=（2）压滤面积F压滤机的过滤面积等价于15L的固体容积，则F=每天压滤一次，处理后污泥装车外运。4.10.2设备选型（1）板框压滤机BAS型板框压滤机，型号为BMAY100/870-U，性能参数见表4.表4.26BAS型板框压滤机性能参数设备名称规格型号板框数/(板框/块)过滤面积/（m2）数量单位板框式压滤机BMAY1090/911001台4.11滤布滤池4.11.1设计参数滤布滤池设计参数见表4.27。表4.27滤布滤池设计参数名称数值名称数值有效水深h（m）2.5最大设计流量Qmax（m3/s）1.4平均流速V（m/h）7.5堰宽b（m）3.5局部阻力系数ε1.06总变化系数KZ1.37流量系数m0.42布水堰跌落水头h3（m）0.03反洗经济液位h4（m）0.3进口流速V1（m/s）0.55重力加速度g（m/s2）9.8滤布水头损失h5（m）0.05出水堰水头损失h6（m）0.3出水堰跌落水头h7（m）0.2354.11.2设计计算（1）总有效过滤面积AA=设置4个滤布滤池，则单个滤池面积为A（2）进口水力损失h1h（3）布水堰水头损失h2h（4）总损失hh=0.016+0.4.11.3设备选型（1）转盘纤维过滤器CLZL型转盘纤维过滤器，型号为CLZL/W3-40，性能参数见表4.28。表4.28CLZL型转盘纤维过滤器性能参数设备名称规格型号流量/（m3/d）内部尺寸（mm）台数转盘滤池CLZL/W3-40400006600×4000×4700mm44.12接触消毒池采用隔板式接触消毒池。4.12.1设计参数接触消毒池设计参数见表4.29。表4.29接触消毒池设计参数名称数值名称数值接触时间t（min）30最大设计流量Qmax（m3/h）5000触池水深h（m）2.0单格宽b（m）1.8池长L（m）32.4水流长度L’（m）129.64.12.2设计计算（1）接触池容积VV（2）采用矩形隔板式接触池6座（n=6），每座池容积V每座接触池的分格数=（3）复核池容。由以上计算，接触池宽B=1.8×4=7.2m，长LV接触池出水设溢流堰。4.12.3设备选型（1）剩余污泥回流泵WQ型潜污泵，型号为50WQ110-15-7.5，性能参数见表4.30。表4.30剩余污泥泵型号流量Q/(m3/h)扬程H/(m)功率N/（kW)台数50WQ110-15-7.575105.524.13巴氏计量槽4.13.1设计参数表4.31巴氏计量槽设计参数名称数值名称数值上游渠道流速v1（m/s）1.4水深h1（m）1.2游与上游的水深比0.6咽喉段长度（m）0.6下游渐扩段长度（m）0.94.13.2设计计算（1）上游渠道上游渠道流速v1=1.4m/sB上游渠道长度L（2）计算槽基本尺寸①延后宽度W。计算槽咽喉宽度取渠道宽度的0.35倍，则W=②校核上游渠道宽度BB③渐扩段出口宽度BB④下游渠道水深。下游与上游的水深比取0.6，则下游渠道水深H⑤上游渐缩段长度CC=0.5W+1.2=0.5×0.29+1.2=1.35⑥上游水位观测孔位置上游渐缩段渠道壁长度为A=D⑦巴氏槽长度巴氏槽总长度L2L（3）下游渠道长度L（4）上下游渠道及巴氏槽总长度L=L第5章构筑物高程计算5.1污水构筑物高程计算（1）出水口—巴氏计量槽出水管管底标高100m。①出水管流量Q=1.4管道流速取1.8m/s，管道过水断面面积为A=管径d=取水管管径DN1000mm，管道流速v为v=出水管：Q=1.4m3/s，DN=1000mm，v=1.78m/s②沿程损失h③局部损失1000mm90°弯头阻力损失系数ξ=1.08，出水局部阻力系数h④水头损失巴氏计量槽自身损失0.3mhh巴氏计量槽出水标高：100.41m进水标高：100.71m水面标高：100.56m（2）巴氏计量槽—接触消毒池①出水管Q=1.4m3/s，DN=1000mm，v=1.78m/s②沿程损失h③局部损失2个1000mm90°弯头阻力损失系数ξ=1.08，进、出水局部阻力系数h④水头损失接触消毒池自身损失0.3m。hh接触消毒池出水标高：101.2m进水标高：101.5m水面标高：101.4m（3）接触消毒池—滤布滤池①出水管Q=1.4m3/s，DN=1000mm，v=1.78m/s②沿程损失h③局部损失2个1000mm90°弯头阻力损失系数ξ=1.08，进、出水局部阻力系数h④水头损失滤布滤池自身损失0.3mhh滤布滤池出水标高：102.15m进水标高：102.45m水面标高：102.3m（4）滤布滤池—高效混凝沉淀池①出水管Q=1.4m3/s，DN=1000mm，v=1.78m/s②沿程损失h③局部损失进、出水局部阻力系数分别为1和0.5h④水头损失高效混凝沉淀池自身损失0.5m。hh高效混凝沉淀池出水标高：102.7m进水标高：103.2m水面标高：102.95m（5）高效混凝沉淀池—辐流式二次沉淀池①出水管流量Q=管道流速取1.0m/s，管道过水断面面积为A=管径d=取水管管径DN700mm，管道流速vv=出水管：Q=0.35m3/s，DN=700mm，v=0.91m/s②沿程损失h③局部损失3个700mm90°弯头阻力损失系数ξ=1.02，进、出水h④水头损失辐流式二次沉淀池损失0.5m。hh辐流式二次沉淀池出水标高：103.52m进水标高：104.02m水面标高：103.77m（6）辐流式二次沉淀池—改良AAO生化池①出水管Q=1.4m3/s，DN=1000mm，v=1.78m/s②沿程损失h③局部损失进、出水局部阻力系数分别为1和0.5。h④水头损失改良AAO生化池自身损失0.6m。hh改良AAO生化池出水标高：104.37m上游标高：104.97m水面标高：104.6m（7）改良AAO生化池—曝气沉砂池①出水管流量Q=管道流速取1.0m/s，管道过水断面面积为A=管径d=取水管管径DN1000mm，管道流速vv=出水管：Q=0.7m3/s，DN=1000mm，v=0.90m/s②沿程损失h③局部损失进、出水损失分别为1和0.5m。h④水头损失曝气沉砂池损失0.2m。hh曝气沉砂池出水标高：105.04m进水标高：105.24m水面标高：105.14m（8）曝气沉砂池—细格栅①出水管Q=1.4m3/s，DN=1000mm，v=1.78m/s②局部损失闸阀1000m的阻力系数ξ=0.05h③水头损失细格栅自身损失0.2m。h细格栅出水标高：105.25m上游标高：105.45m水面标高：105.35m（9）细格栅—提升泵房①出水管Q=1.4m3/s，DN=1000mm，v=1.78m/s②沿程损失h③局部损失进、出水局部阻力系数分别为1和0.5。h④水头损失hh（10）进水口—粗格栅①进水管Q=1.4m3/s，DN=1000mm，v=1.78m/s②沿程损失h③局部损失进、出水局部阻力系数分别为1和0.5，进水口损失为0.2mh④水头损失粗格栅自身损失0.2m。hh粗格栅进水标高：100.71m出水标高：100.51m水面标高：100.61m（11）粗格栅—提升泵房①出水管Q=1.4m3/s，DN=1000mm，v=1.78m/s②局部损失闸阀1000m的阻力系数ξ=0.05，过水洞0.2mh③水头损失h提升泵房做高水位：100.3提升泵房最低水位：97.3（12）提升泵房提升泵房有效水深为3m、水管的水头损失为0.2m、提升泵水利损失2m、泵的高度1.5m。提升泵房最高水位=粗格栅下游标高—过水洞损失提升泵房最低水位=最高水位—提升泵房有效水深提升泵房池低水位=最低水位—提升泵的高度=97.3—1.5=95.8m净扬程=细格栅上游标高—局部损失—沿程损失—提升泵房的最低水位=105.45-0.29-97.3=7.86m总扬程=静扬程+提升泵水力损失+水管的水头损失=7.86+污水管渠水头损失见表5.1。表5.1污水管渠水头损失计算表名称流量（L/S)管径（mm）坡度（%）流速（m/s）管长（m）沿程水头损失局部水头损失总水头损失出水口—巴氏计量槽140010003.51.7841.780.150.260.71巴氏计量槽0.3巴氏计量槽—接触消毒池140010003.51.7819.990.070.420.79接触消毒池0.3接触消毒池—滤布滤池140010003.51.7818.270.060.590.95滤布滤池0.3滤布滤池—高效混凝沉淀池140010003.51.783.320.010.240.3高效混凝沉淀池0.5续表5.1污水管渠水头损失计算表名称流量（L/S)管径（mm）坡度（%）流速（m/s）管长（m）沿程水头损失局部水头损失总水头损失高效混凝沉淀池—辐流式二次沉淀池140010003.51.7889.070.130.190.82辐流式二次沉淀池0.5辐流式二次沉淀池—改良AAO生化池140010003.51.7831.390.110.240.95改良AAO生化池0.6改良AAO生化池—曝气沉砂池70010000.90.9013.260.010.060.27曝气沉砂池0.2曝气沉砂池—细格栅140010003.51.7812.8-0.010.21细格栅0.2细格栅—提升泵房140010003.51.7812.80.050.240.36提升泵房0.07提升泵房—粗格栅140010003.51.7812.8-0.010.21粗格栅0.2粗格栅—进水口140010003.51.788.360.030.240.35进水口∑h9.095.2高程确定地面标高为102m各处理构筑物的水面标高及池底标高见表5.2。表5.2各处理构筑物的水面标高及池底标高表构筑物名称池底标高m水面标高m构筑物名称池底标高m水面标高m进水管101.00-辐流式二次沉淀池96.93104.02粗格栅100.17100.61高效混凝沉淀池97.3103.2提升泵房97.3100.3滤布滤池99.95102.45细格栅104.74105.45接触消毒池98.64100.64曝气沉砂池103.24105.24巴氏计量槽99.36100.56改良AAO生化池100.47104.97

第6章构筑物及设备6.1构筑物概算各处理构筑物工程概算见表6.1。表6.1各处理构筑物工程概算序号名称规格数量建筑安装工程费（万元））1粗格栅间L2座452提升泵房L6座3细格栅间L2座334曝气沉砂池L1座5改良AAO生化池L×B1座2346辐流式二沉池D=35H=7.64座4457污泥回流泵房L3座768高效混凝沉淀池L4座1579重力浓缩池D=20H=6.164座14310板框压滤机L×1座5811滤布滤池L×4座3712接触消毒池L1座513巴氏计量槽L1座4.86.2设备概算设备概算见表6.2。表6.2设备概算一览表序号名称主要设备及数量设备购置费（万元））1格粗栅间SG型钢丝绳牵引式型格栅清污机2台1302提升泵房WQ型潜水排污泵6台3细格栅间SG型钢丝绳牵引式型格栅清污机2台1574曝气沉砂池BER型水下射流曝气机9台LCS型链条式除砂机1台XGC螺旋式砂水分离器1台5改良AAO生化池DQT型低速潜水推流器12台QJB型穿墙回流泵6台R系列标准型罗兹鼓风机6台2236辐流式二沉池ZBG周边传动刮泥机4台907污泥回流泵房KZJ型污泥回流泵3台WQ型潜污泵3台638高效混凝沉淀池KZJ型污泥回流泵4台WQ型潜污泵4台ZG型中心传动刮泥机4台359重力浓缩池NZY型中心传动刮泥机2台23410板框压滤机BAS型板框压滤机1台6511滤布滤池CLZL型转盘纤维过滤器4台83根据上表的费用估算，本工程至少需要投资2317.8万元。结论本次设计为扬州市某城镇污水处理厂工艺设计。此次设计以改良AAO工艺为研究基础，形成粗格栅+提升泵房+细格栅+改良型AAO生化池+高效混凝沉淀+滤布滤池+接触消毒池+巴氏计量槽的流程。通过对城镇的污水进行处理，分析得出以下结论。本次的设计的过程是首先进行工艺选型，确定相应工艺后，进行设计计算书撰写，并对各工艺设备进行简单的设备选型。污水经过预处理、生化处理及深度处理达标后排放。该设计方案工艺简单，处理效果好，并且可以达到一级A出水水质标准。通过本次的设计，学会将理论知识量与实践结合，对于学习期间学到的基础知识有了更深的见解，深刻了对污水处理相关工艺的认识。参考文献郑凯凯,周振,周圆,等.城镇污水处理厂进