某市12万污水处理厂毕业设计

摘要本设计是在邓州市拟建一座工程规模为12万m3/d的污水处理厂。通过综合考虑邓州市概况及本工程的规模、进水特性、处理要求、运行费用和维护管理等情况，经技术经济比拟分析，确定采用AAO生物脱氮除磷处理工艺。该污水厂的污水处理流程为：污水从粗格栅到污水提升泵房，再从泵房到细格栅，然后到旋流沉砂池、初沉池，再进入生物池〔即AAO反响池〕，再从生物池进入二沉池，污水再经过接触消毒池后排入自然水体；污泥处理流程为：旋流沉砂池产生的垃圾直接外运处置，二沉池产生的剩余污泥那么运入贮泥池，二沉池的回流污泥那么通道管道、污泥回流泵房再次进入AAO反响池，经过贮泥、消化处理后的污泥，进入污泥浓缩脱水车间，最后外运处理。AAO工艺的生物处理局部由厌氧池、缺氧池和好氧池组成。厌氧池主要功能是释放磷,同时局部有机物进行氨化。缺氧池的主要功能是脱氮。好氧池是多功能的,能够去除BOD、硝化和吸收磷。本次设计所选择的AAO工艺，具有良好的脱氮除磷功能。此外该工艺还具有高效、节能的特点，且耐冲击负荷较高，出水水质好。因此,更具有广泛的适应性，完全适合本设计的实际要求。关键词：AAO工艺，脱氮除磷，总体布置AbstractThiscapitalisdesignedtosewagetreatmentfactoryintendingtobuildoneprojectscalefor120000m3/dinDengZhou.Conditionsuchashandlingcallfor,operationcostanddefendingadministrationbyscale,water-enteringcharacteristicproperty,consideringDengZhoucitygeneralsituationandthisprojectsynthetically,livingthingstakesoffanitrogenbythattechnicaleconomy,analyzingcomparatively,adoptAAOforsurehandlinghandicraftexceptthephosphorus.TheselectedAAOprocess,hasagoodNitrogenandPhosphorusRemoval.Thissewagetreatmentplantforthesewagetreatmentprocessis:sewagefromthecoarsegridtoenhancethepumpingstation,thenfromthepumptothefinegrid,Andthentothecyclonegritchamber,thenenteringthebiologicalpool(AAOreactor),thenfromthepoolintothesecondarysedimentationtank,afterexposuretowaterdisinfectionandthendischargedintothenaturalwater;Sludgetreatmentprocessis:vortexgritchambersludgeintothesludgedewateringplantdirectly,secondarysettlingtanksludgearealsobroughtintotheworkshop,secondarysedimentationtankproducedreturnedsludgechannelpipes,returnedsludgefromthepumptore-enterAAOreactor,aftertreatmentplantsludgedewateringsludge,mudintothestoragepool,thelastisoutwardprocessing.TheAnaerobic-Anoxic-Oxicprocessofbiologicaltreatmentinpartbytheanaerobictankanoxicandaerobictank.Themainfunctionoftheanaerobicpondisthereleaseofphosphoruspartoftheorganicmatterammonicition,themainfunctionofanoxicisDentrification.Aerobictankisaversatile,abletoremoveBOD,nitrificationandphosphorusabsorption.Theadvantageofthiscomprehensivecraftisextensiveadaptability,totallysuitableforrealityoriginallydesignedpurpose.Keywords：AAOprocess,nitrogenandphosphorusremoval,overalllayout目录TOC\o"1-2"\h\z\u摘要I第一局部设计说明书11概述11.1设计任务11.2设计目的及意义11.3设计要求11.4设计资料21.5污水处理程度31.6设计总那么32污水处理厂设计52.1厂址选择52.2污水工艺选择52.3工艺流程92.4污水构筑物的选择92.5污泥构筑物选择113污水处理厂平面布置133.1污水处理厂平面布的原那么133.2污水处理厂的平面布置144污水处理厂高程布置164.1高程布置方法16第二局部设计计算书175污水处理构筑物设计计算175.1设计污水水量175.2中格栅175.3泵房205.4细格栅205.5沉砂池215.6辐流式初沉池225.7AAO池275.8辐流式二沉池395.9接触消毒池455.10计量设备486污泥处理构筑物设计计算516.1污泥量计算516.2污泥浓缩池526.3贮泥池566.4消化池576.5污泥脱水706.6附属设施计算707构筑物高程布置727.1污水高程设计计算727.2污泥高程设计计算75致谢77参考文献78第一局部设计说明书1概述1.1设计任务**市12万m3/d污水处理厂工艺设计。1.2设计目的及意义设计目的**市地处豫鄂陕交界，属典型的季风大陆半湿润气候。随着人口的增加，工业的开展，水污染日趋严重，大量的工业废水和生活污水未经处理直接排入湍河，使湍河受到严重污染，致使河水中生物、植物大局部绝迹，破坏了自然景观、污染城区下游地下水源，严重制约着该市经济的开展。为改善环境，治理河水污染问题，建设城市污水治理工程势在必行。为防止水污染，根据城市规划，决定在该市东部兴建一座污水厂，经处理后的水排入附近湍河或工业回用。1.2.2设计意义设计是实现高等工科院校培养目标所不可缺少的教学环节，是教学方案中的一个有机组成局部，是培养学生综合运用所学的根底理论、根底知识以及分析解决实际问题能力的重要一环。它与其他教学环节紧密配合，相辅相成，在某种程度上是前面各个环节的继续、深化和开展。我国城市污水处理相对于国外兴旺国家、起步较晚。近200年来，城市污水处理已从原始的自然处理、简单的一级处理开展到利用各种先进技术、深度处理污水，并回用。处理工艺也从传统活性污泥法、氧化沟工艺开展到A/O、A/A/O、AB、SBR〔包括CCAS工艺〕等多种工艺，以到达不同的出水要求。虽然如此，我国的污水处理还是落后于许多国家。在我们大力引进国外先进技术、设备和经验的同时，必须结合我国开展，尤其是当地实际情况，探索适合我国实际的城市污水处理系统。其次，做本设计可以使我得到很大的提高，可在不同程度上提高调查研究，查阅文献，收集资料和正确熟练使用工具书的能力，提高理论分析、制定设计方案的能力以及设计、计算、绘图的能力；技术经济分析和组织工作的能力；提高总结，撰写设计说明书的能力等。1.3设计要求1.3.1污水处理厂设计原那么污水厂的设计和其他工程设计一样，应符适宜用的要求，首先必须确保污水厂处理后污水到达排放要求。考虑现实的经济和技术条件，以及当地的具体情况〔如施工条件〕。在可能的根底上，选择的处理工艺流程、构〔建〕筑物形式、主要设备设计标准和数据等。污水处理厂采用的各项设计参数必须可靠。设计时必须充分掌握和认真研究各项自然条件，如水质水量资料、同类工程资料。按照工程的处理要求，全面地分析各种因素，选择好各项设计数据，在设计中一定要遵守现行的设计标准，保证必要的平安系数。对新工艺、新技术、新结构和新材料的采用积极慎重的态度。污水处理厂〔站〕设计必须符合经济的要求。污水处理工程方案设计完成后，总体布置、单体设计及药剂选用等尽可能采用合理措施降低工程造价和运行管理费用，污水厂设计应当力求技术合理。在经济合理的原那么下，必须根据需要，尽可能采用先进的工艺、机械和自控技术，但要确保平安可靠。污水厂设计必须注意近远期的结合，不宜分期建设的局部，如配水井、泵房及加药间等，其土建局部应一次建成；在无远期规划的情况下，设计时应为今后开展留有挖潜和扩建的条件。污水厂设计必须考虑平安运行的条件，如适当设置分流设施、超越管线、甲烷气的平安储存等。污水厂的设计在经济条件允许情况下，场内布局、构〔建〕筑物外观、环境及卫生等可以适当注意美观和绿化。1.3.2污水处理工程运行过程中应遵循的原那么在保证污水处理效果同时，正确处理城市、工业、农业等各方面的用水关系，合理安排水资源的综合利用，节约用地，节约劳动力，考虑污水处理厂的开展前景，尽量采用处理效果好的先进工艺，同时合理设计、合理布局，做到技术可行、经济合理。1.4设计资料1.4.1工程概况**市地处豫鄂陕交界，属典型的季风大陆半湿润气候。随着人口的增加，工业的开展，水污染日趋严重，污水大量排入附近湍河。为防止水污染，根据城市规划，决定在该市东部兴建一座污水厂，经处理后的水排入附近湍河或工业回用。污水处理厂拟建在该市东的辛庄附近，效劳面积55平方公里，效劳区居住建筑有较完善的给排水设施。污水由生活污水和工业废水组成。工业污水占60％，生活污水占40％，工业废水在排入城市管网前要求在厂内进行无害化处理。污水厂坐标定位：东南：A＝0.000m,B=0.000m,西北A=330.00m,B=330.00m1.4.2水质情况污水处理厂进水水质指标为：COD为470mg/l、BOD5为240mg/l、SS为254mg/l、NH3-N为35mg/l、P为4mg/l处理后的出厂污水水质标准为：COD≤60mg/l、BOD5≤20mg/l、SS≤20mg/l、NH3—N≤15mg/l、P≤1mg/l处理后的污水排入M河。气象资料自然条件〔1〕气象条件全年平均气温15.10C，夏季极端最高温度41.40C，冬季极端最低温度-16.20C，冬季最低水温80C，全年主导风向北风风荷载0.3Kpa，雪荷载0.2Kpa，全年采暖日数120天，全年平均蒸发量907mm，全年平均降水量724mm。〔2〕工程地质条件地震烈度8，度最大冻土深度45cm，地基承载能力120吨/m2〔3〕水文地质条件地下水位埋深6m1.4.4水文资料河流水文资料：污水处理后排湍河，污水处理厂距此河流500米，此河流最高洪水位为98米。土壤冰冻深度97cm。污水处理厂进厂污水干管数据污水处理厂设计地面标高为110米。污水提升泵房进水间污水管引入标高为108.5米，管径1000mm，充满度0.75。1.5污水处理程度城市污水排入受纳水体后，经过物理的、化学的和生物的作用，使污水中的污染物浓度降低，受污染的受纳水体局部地或全部地恢复原状，这种现象称为水体自净或水体净化，水体所具有的这种能力称为水体自净能力。在选择污水处理程度时，既要充分利用水体的自净能力，又要防止水体受到污染，防止污水排入水体后污染下游取水口和影响水体中的水生动植物。表1-1污水处理厂进出水水质指标mg/L工程BOD5SSCODNH3-NT-P进水240254470354出水202060151去除率〔%〕91.692.187.257.1751.6设计总那么设计范围该污水处理厂是为了进一步辅助解决邓州市的生活污水处理问题。对城市污水厂的工艺选择、主要构筑物的尺寸做出详细的说明和计算，并选出主要的机械设备，确定构筑物的平面布置、高程布置。对厂区其他辅助建筑物只划定区域面积，提出建议性使用性能，不做具体设计，并对污水处理厂进行粗略进行人员定制和投资估算。设计依据《中华人民共和国水污染防治法》〔自2008年6月1日开始实施〕《地表水环境质量评估》〔GB3838-2002〕〔自2002年6月1日开始实施〕《城镇污水处理厂污染物排放标准》〔GB8918-2002〕《室外排水设计标准》〔GB50101-2005〕《城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准》〔CJJ31-89〕《室外排水工程标准》设计原那么〔1〕执行国家关于环境保护的政策，符合国家地方的有关法规、标准和标准；〔2〕采用先进可靠的处理工艺，确保经过处理后的污水能到达排放标准；〔3〕采用成熟、高效、优质的设备，并设计较好的自控水平，以方便运行管理；〔4〕全面规划、合理布局、整体协调，使污水处理工程与周围环境协调一致；〔5〕妥善处理污水净化过程中产生的污泥固体物，以免造成二次污染；〔6〕综合考虑环境、经济和社会效益，在保证出水达标的前提下，尽量减少工程投资和运行费用。2污水处理厂设计城市污水处理厂的设计规模与进入处理厂的污水水质和水量有关，污水的水质和水量可以通过设计任务书的原始资料计算。2.1厂址选择在污水处理厂设计中，选定厂址是一个重要的环节，处理厂的位置对周围环境卫生、基建投资及运行管理等都有很大的影响。因此，在厂址的选择上应进行深入、详尽的技术比拟。厂址选择的一般原那么为：〔1〕在城镇水体的下游；〔2〕便于处理后出水回用和平安排放；〔3〕便于污泥集中处理和处置；〔4〕在城镇夏季主导风向的下风向；〔5〕有良好的工程地质条件；〔6〕少拆迁，少占地，根据环境评价要求，有一定的卫生防护距离；〔7〕有扩建的可能；〔8〕厂区地形不应受洪涝灾害影响，防洪标准不应低于城镇防洪标准，有良好的排水条件；〔9〕有方便的交通、运输和水电条件。所以，本设计的污水处理厂在该市东部辛庄附近兴建一座污水厂，经处理后的水排入附近湍河或工业回用。2.2污水工艺选择城市污水处理厂是对收集到的污水及其污泥进行处理的工厂，包括污水处理系统和污泥处理系统两大局部，前者是污水厂的主体。污水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，污水处理各单元的有机组合，以满足污水处理的要求。工艺选择的原那么为污水处理工艺方案的优化选择是确保处理厂运行性能、降低费用的关键。了同时到达污水处理厂高效稳定运行和基建投资省、运行费用低的目的，依据以下原那么进行了污水处理工艺方案选择。〔1〕技术成熟，处理效果稳定可靠，保证出水水质到达排放标准；〔2〕占地少，投资低，运行费用省，以尽可能少的投入取得尽可能高的效益；〔3〕工程实施切实可行、运行维护管理方便；〔4〕综合利用，无二次污染；〔5〕选定工艺的技术设备先进、可靠，国产化程度高，一致性好；〔6〕综合国情，提高自动化管理水平。工艺确定处理工艺流程选择应考虑的因素污水处理厂的工艺流程系指在保证处理水到达所要求的处理程度的前提下，所采用的污水处理技术各单元的有机组合。在选定处理工艺流程的同时，还需要考虑各处理单元构筑物的形式，两者互为制约，互为影响。污水处理工艺流程的选定，主要以以下各项因素作为依据。〔1〕污水的处理程度〔2〕工程造价与运行费用〔3〕当地的各项条件〔4〕原污水的水量与污水流入工程该污水处理厂日处理能力约12万吨,属于中型规模的污水处理厂。按《城市污水处理和污染防治技术政策》要求推荐，20万t/d规模大型污水厂一般采用常规活性污泥法工艺，10-20万t/d污水厂可以采用常规活性污泥法、氧化沟、SBR、AB法等工艺，小型污水厂还可以采用生物滤池、水解好氧法工艺等。对脱磷脱氮有要求的城市，应采用二级强化处理，如AAO工艺，AO工艺，SBR及其改进工艺，氧化沟工艺，以及水解好氧工艺，生物滤池工艺等。由于该设计对脱氮除磷有要求应选取二级强化处理。可供选取的工艺：A/O工艺，AAO工艺，SBR及其改进工艺，氧化沟工艺。1、SBR法工艺流程：污水→一级处理→曝气池→处理水工作原理：〔1〕流入工序：废水注入，注满后进行反响，方式有单纯注水，曝气，缓速搅拌三种，〔2〕曝气反响工序：当污水注满后即开始曝气操作，这是最重要的工序，根据污水处理的目的，除P脱N应进行相应的处理工作。〔3〕沉淀工艺：使混合液泥水别离，相当于二沉池，〔4〕排放工序：排除曝气沉淀后产生的上清液，作为处理水排放，一直到最低水位，在反响器残留一局部活性污泥作为种泥。〔5〕待机工序：工处理水排放后，反响器处于停滞状态等待一个周期。特点：大多数情况下，无设置调节池的心要。SVI值较低，易于沉淀，一般情况下不会产生污泥膨胀。通过对运行方式的调节，进行除磷脱氮反响。自动化程度较高。得当时，处理效果优于连续式。单方投资较少。占地规模大，处理水量较小。2、厌氧池＋氧化沟工作流程：污水→中格栅→提升泵房→细格栅→沉砂池→厌氧池→氧化沟→二沉池→接触池→处理水排放工作原理：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，下方那么为好氧段，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响，如除磷脱氮。工作特点：在液态上，介于完全混合与推流之间，有利于活性污泥的适于生物凝聚作用。对水量水温的变化有较强的适应性，处理水量较大。污泥龄较长，一般长达15－30天，到以存活时间较长的微生物，如果运行得当，可进行除磷脱氮反响。污泥产量低，且多已到达稳定。自动化程度较高，使于管理。占地面积较大，运行费用低。脱氮效果还可以进一步提高，因为脱氮效果的好坏很大一局部决定于内循环，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政论上说可以不受限制，因而具有更大的脱氮能力。氧化沟法自问世以来，应用普遍，技术资料丰富。3、AAO法优点：该工艺为最简单的同步脱氮除磷工艺，总的水力停留时间，总产占地面积少于其它的工艺。在厌氧的好氧交替运行条件下，丝状菌得不到大量增殖，无污泥膨胀之虞，SVI值一般均小于100。污泥中含磷浓度高，具有很高的肥效。运行中勿需投药，两个A段只用轻缓搅拌，以不啬溶解氧浓度，运行费低。缺点：除磷效果难于再行提高，污泥增长有一定的限度，不易提高，特别是当P/BOD值高时更是如此。脱氮效果也难于进一步提高，内循环量一般以2Q为限，不宜太高，否那么增加运行费用。对沉淀池要保持一定的浓度的溶解氧，减少停留时间，防止产生厌氧状态和污泥释放磷的现象出现，但溶解浓度也不宜过高。以防止循环混合液对缺反响器的干扰。下面对这几种工艺进行比拟分析，见表2-1。表2-1具有脱氮除磷功能的污水处理工艺比拟工艺方法优点缺点氧化沟法处理流程简单，构筑物少，基建费省；处理效果好，有较稳定的脱氮除磷能；对高浓度工业废水有很大的稀释能力；有抗冲击负荷的能力；能处理不易降解的有机物，污泥生少；技术先进成熟，管理维护较简单。处理构筑物较多；回流污泥溶解氧较高，对除磷有一定的影响；容积及设备利用率不高AAO法基建费用低，有较好的脱氮除磷功能；具有改善污泥沉降性能，减少污泥排放量；具有提高难降解有机物去除效果，运转效果稳定；技术先进成熟，运行可靠稳定，管理维护简单，运行费用低；国内工程实例多，工艺成熟，容易获得工程管理经验处理构筑物较多；需增加内回流系统SBR法脱氮除磷的厌氧、缺氧和好氧不是由空间划分，而是用时间控制；不需要回流污泥和回流混合液，不设专门的二沉池，构筑物少；占地面积少容积及设备利用率较低〔一般小于50%〕；操作、管理、维护较复杂；国内工程实例少；脱氮除磷功能一般综上所述，任何一种方法，都能到达除磷脱氮的效果，且出水水质良好，但综合考虑本工程的建设规模、进水特性、处理要求、运行费用和维护管理等情况，经技术经济比拟、分析，确定采用AAO法生物处理工艺。因为这种工艺具有较好的除P脱N功能；具有改善污泥沉降性能的作用的能力，减少的污泥排放量；具有提高对难降解生物有机物去除效果，运行效果稳定；技术先进成熟，运行稳妥可靠；管理维护简单，运行费用低；沼气可回收利用；国内工程实例多，容易获得工程设计和管理经验技术先进成熟，运行稳妥可靠，最为重要的是该工艺总水力停留时间少于其他同类工艺，节省基建费用，占地面积相对较小，在市场经济的形势下，寸土寸金，该工艺无疑具有非常大的吸引力。以下数据判断是否可采用AAO法。符合条件通过多年的设计、运行实践及改进，AAO工艺处理城市污水已表现为技术先进、高效低能、投资省、运行稳定、出水水质好的成熟工艺，是一种深度二级处理工艺。2.3工艺流程中格栅中格栅提升泵房细格栅初沉池AAO池二沉池接触池污泥提升泵房沉砂池浓缩池贮泥池消化池脱水机房2.4污水构筑物的选择2.4.1格栅格栅用以去除废水中较大的悬浮物、漂浮物、纤维物质和固体颗粒物质，以保证后续处理单元和水泵的正常运行，减轻后续处理单元的负荷，防止阻塞排泥管道。本设计中在泵前和泵后各设置一道格栅。泵前为中格栅，泵后为弧形细格栅。由于污水量大，相应的栅渣量也较大，故采用机械格栅。栅前栅后各设闸板供格栅检修时用，每个格栅的渠道内设液位计，控制格栅的运行。格栅间配有一台螺旋输送机输送栅渣。螺旋格栅压榨输送出的栅渣经螺旋运输机送入渣斗，打包外运。中格栅共有两座，栅前水深为0.7m，过栅流速0.8m/s,栅条间隙为30mm,格栅倾角为60°。细格栅有两座，栅前水深为0.63m，过栅流速1.0m/s,栅条间隙为10mm,格栅倾角为60°。2.4.2泵房考虑到水力条件、工程造价和布局的合理性，采用长方形泵房。为充分利用时间，选择集水池与机械间合建的半地下式泵房，这种泵房布置紧凑，占地少，机构省，操作方便。水泵及吸水管的充水采用自灌式，其优点是启动及时可靠，不需引水的辅助设备，操作简便。泵房地下局部高3.3m，地上局部7m，共高10.7m。2.4.3沉砂池旋流沉砂池由进水口、出水口、沉砂分选区、集砂区、砂抽吸管、排砂管、砂泵和电动机组成。该沉砂池的特点是:在进水渠末端设有能产生池壁效应的斜坡，令砂粒下沉，沿斜坡流入池底，并设有阻流板，以防止紊流；轴向螺旋桨将水流带向池心，然后向上，由此形成了一个涡形水流，平底的沉砂分选区能有效的保持涡流形态，较重的砂粒在靠近池心的一个环形孔口落入集砂区，而较轻的有机物由于螺旋桨的作用而与砂粒别离，最终引向出水渠。沉砂用压缩空气经砂抽升管、排砂管清洗后排除，清洗水回流至沉砂区。设计中采用2座旋流沉砂池，型号为旋流沉砂池Ⅰ900型，单池直径为：D=4870mm，池总高度H=5.05m，采用气提排砂，在排砂之前有一气洗的过程，这使得排出的砂含有有机物少，有利于污水的后续生物处理及泥砂的处置。2.4.4初沉池沉淀池主要去除依附于污水中的可以沉淀的固体悬浮物，按在污水流程中的位置，可以分为初次沉淀池和二次沉淀池。初次沉淀池是对污水中的以无机物为主体的比重大的固体悬浮物进行沉淀别离。沉淀池按水流方向可分为平流式的、竖流式的和辐流式的三种。竖流式沉淀池适用于处理水量不大的小型污水处理厂。而平流式沉淀池具有池子配水不易均匀，排泥操作量大的缺点。辐流式沉淀池不仅适用于大型污水处理厂，而且具有运行简便，管理简单，污泥处理技术稳定的优点。所以，本设计在初沉池选用了辐流式沉淀池。初沉池共有四座，直径为30m，高为5.17m，有效水深为3m。为了布水均匀，进水管设穿孔挡板，穿孔率为10%-20%，出水堰采用直角三角堰,池内设有环形出水槽，双堰出水。每座沉淀池上设有刮泥机，沉淀池采用中心进水，周边出水，周边传动排泥。2.4.5AAO池AAO工艺具有较好的除P脱N功能；具有改善污泥沉降性能的作用的能力，减少的污泥排放量；具有提高对难降解生物有机物去除效果，运行效果稳定；技术先进成熟，运行稳妥可靠；管理维护简单，运行费用低；沼气可回收利用；国内工程实例多，容易获得工程设计和管理经验技术先进成熟，运行稳妥可靠，最为重要的是该工艺总水力停留时间少于其他同类工艺，节省基建费用，占地面积相对较小共有2座曝气池，池型采用折流廊道式，分五廊道，池长为67.5m，高为6m，廊道宽10m，有效水深为5m,污泥回流比R=50%。2.4.6二沉池二次沉淀池是对污水中的以微生物为主体的、比重小的、因水流作用易发生上浮的固体悬浮物进行别离。本设计在二沉池选用了辐流式沉淀池。二沉池四座，直径为40m，高为6m，有效水深为3.6m。也采用中心进水，周边出水，排泥装置采用周边传动的刮吸泥机。其特点是运行效果好，设备简单。2.4.7接触池城市污水经二级处理后，水质改善，但仍有存在病原菌的可能，因此在排放前需进行消毒处理。液氯是目前国内外应用最广泛的消毒剂，它是氯气经压缩液化后，贮存在氯瓶中，氯气溶解在水中后，水解为Hcl和次氯酸，其中次氯酸起主要消毒作用。氯气投加量一般控制在5-10mg/L,接触时间为30分钟。接触池两座，每座总长为120m，分3个廊道，每廊道长40m，宽4m2.4.8计量槽为提高污水厂的工作效率和运转管理水平，并积累技术资料，以总结运转经验，为今后处理厂的设计提供可靠的依据，设计计量设备，以正确掌握污水量、污泥量、空气量以及动力消耗等。本设计选用巴式计量槽，设在污水处理系统的末端。2.5污泥构筑物选择2.5.1浓缩池浓缩池的形式有重力浓缩池，气浮浓缩池和离心浓缩池等。重力浓缩池是污水处理工艺中常用的一种污泥浓缩方法，按运行方式分为连续式和间歇式，前者适用于大中型污水厂，后者适用于小型污水厂和工业企业的污水处理厂。浮选浓缩适用于疏水性污泥或者悬浊液很难沉降且易于混合的场合，例如，接触氧化污泥、延时曝起污泥和一些工业的废油脂等。离心浓缩主要适用于场地狭小的场合，其最大缺乏是能耗高，一般到达同样效果，其电耗为其它法的10倍。从适用对象和经济上考虑，故本设计采用重力浓缩池。形式采用连续式的，其特点是浓缩结构简单，操作方便，动力消耗小，运行费用低，贮存污泥能力强。采用水密性钢筋混凝土建造，设有进泥管、排泥管和排上清夜管。浓缩池两座，直径为25米，浓缩时间16h。2.5.2贮泥池浓缩后的剩余污泥和初沉污泥进入贮泥池，然后经投泥泵进入消化池处理系统。贮泥池主要作用为：调节污泥量、药剂投加池起调节作用、起预加热池的作用设计设贮泥池两座，2.5.3消化池消化池的作用是使污泥中的有机物得到分解，防止污泥发臭变质且其产生的沼气能作为能源，可发电用。本设计采用二级中温消化，池形采用圆柱形消化池，优点是减少耗热量，减少搅拌所需能耗，熟污泥含水率低。一级消化池四座，直径为30m，消化温度为35℃，二级消化池两座，且尺寸与一级相同。2.5.4污泥脱水污泥机械脱水与自然干化相比拟，其优点是脱水效率较高，效果好，不受气候影响，占地面积小。常用设备有真空过滤脱水机、加压过滤脱水机及带式压滤机等。本设计采用带式压滤机，其特点是：滤带可以盘旋，脱水效率高；噪音小；省能源；附属设备少，操作管理维修方便，但需正确选用有机高分子混凝剂。另外，为防止突发事故，设置事故干化场，使污泥自然干化。3污水处理厂平面布置3.1污水处理厂平面布的原那么3.1.1处理单元构筑物的平面布置处理构筑物事务水处理厂的主体建筑物，在作平面布置时，应根据各构筑物的功能要求和水力要求，结合地形和地质条件，确定它们在厂区内平面的位置，对此，应考虑：〔1〕功能分区明确，管理区、污水处理区及污泥处理区相对独立。〔2〕构筑物布置力求紧凑，以减少占地面积，并便于管理。〔3〕考虑近、远期结合，便于分期建设，并使近期工程相对集中。〔4〕各处理构筑物顺流程布置，防止管线迂回。〔5〕变配电间布置在既靠近污水厂进线，又靠近用电负荷大的构筑物处，以节省能耗。〔6〕建筑物尽可能布置为南北朝向。〔7〕厂区绿化面积不小于30％，总平面布置满足消防要求。〔8〕交通顺畅，使施工、管理方便。厂区平面布置除遵循上述原那么外，还应根据城市主导风向，进水方向、排水方向，工艺流程特点及厂区地形、地质条件等因素进行布置，既要考虑流程合理，管理方便，经济实用，还要考虑建筑造型，厂区绿化及与周围环境相协调等因素。3.1.2管、渠的平面布置厂区主要管道有污水管道、污泥管道、超越管道、雨水管道、厂区给水管、厂区污水管及电缆管线等，设计如下：〔1〕污水管道污水管道为各污水处理构筑物连接管线及厂区污水管道，管道的布置原那么是线路短，埋深合理。厂区污水管道主要是排除厂区生活污水、生产污水、清洗污水、构筑物数量大，厂区污水经污水管收集后接入厂区进水泵房，与进厂污水一并处理。〔2〕污泥管道污泥管道主要曝气池出泥管，污泥泵房出泥管以及脱水机房污泥管。管道设计时考虑污泥含水率相对较低的特点，选择适当的管径及设计坡度以免淤积。〔3〕事故排放管在泵房格栅前调置事故排放管，一旦格栅或水泵发生故障以及需检修时，关闭格栅前后闸门，进厂污水可通过事故排放管溢流临时排入河。〔4〕超越管主要在进水泵房溢流井设事故超越管〔直接排放〕，以便在进水泵房发生事故时污水能全部构筑物〔5〕雨水管道为防止产生积水，影响生产，在厂区设雨水排放管，厂区雨水直接排入河中。〔6〕厂区给水管厂内给水由城市给水管直接接入，给水管道的布置主要考虑各处生活饮用和消防用水。污水厂的理构筑物的冲洗，辅助建筑物的用水绿化等用深度处理出水。〔7〕电缆管线厂内电缆管线主要采用电缆沟形式敷设，局部辅以穿管埋地方式敷设。3.1.3厂区道路，围墙设计为便于交通运输和设备的安装、维护，厂区内主要道路宽为8m和6m，次要道路为3～4m，道路转弯半径一般均在6m以上。道路布置成网格状的交通网络。每个建、构筑物周边均设有道路。路面采用混凝土结构。污水处理厂围墙：采用花池围墙，以增加美观，围墙高2.1m。3.1.4辅助建筑物污水处理厂内的辅助建筑物有：泵房、办公室、综合楼、水质分析化验室、变电所、维修间、仓库、食堂等。他们是污水处理厂不可缺少的组成局部。其建筑面积大小应按具体情况与条件而定。有可能时，可设立试验车间，以不断研究与改进污水处理技术。辅助构筑物的位置应根据方便、平安等原那么确定。在污水处理厂内应合理的修筑道路，方便运输，广为植树绿化美化厂区，改善卫生条件，改变人们对污水处理厂“不卫生”的传统看法。按规定，污水处理厂厂区的绿化面积不得少于30%。3.2污水处理厂的平面布置根据污水处理厂平面布置的原那么，本设计污水处理厂的平面布置采用分区的方法，共分三区：生活区、污水处理水区、污泥处理区。〔1〕生活区布置：设计力争创造一个舒适、平安、便利的条件，以利于工作人员的活动。设有综合楼、车库、维修车间、食堂、浴室及传达室等。建筑物前留有适当空地可作绿化用。综合楼前设喷泉一座，以美化环境，喷泉用水为循环水。大门左右靠墙两侧设花坛。〔2〕水区布置：设计采用“L”型布置，其优点是布置紧凑、分布协调、条块清楚。同时对辅助构筑物的布置较为有利。〔3〕泥区布置：考虑到空气污染，将泥区布置在夏季主导风向的下风向，同时，远离人员集中地区。脱水机房接近厂区后门，便于污泥外运。构筑物平面布置按照功能，将污水厂布置分成三个区域：〔1〕污水处理区；该区位于厂区中部，由各项污水处理设施组成，呈直线型布置。包括中格栅提升泵房，细格栅，曝气沉砂池，反响池，二沉池，接触池，鼓风机房，加氯间等。〔2污泥处理区；该区位于厂区南部，处于主导风向的下风向。由各项污泥处理设施组成，呈直线型布置。包括污泥回流泵房，浓缩池，消化池，脱水机房。〔3〕生活区；该区位于厂区北部，处于主导风向的上风向，卫生条件较好。该区是将办公楼、宿舍、食堂、浴室等建筑物组合在一个区内。为不使这些建筑过于分散，将办公楼与化验室，食堂与宿舍合建，使这些建筑相对集中，靠近污水厂大门，便于外来人员联系。4污水处理厂高程布置4.1高程布置方法污水厂高程的布置方法：〔1〕选择两条距离较低，水头损失最大的流程进行水力计算。〔2〕以污水接纳的水体的最高水位为起点逆污水处理流程向上计算。〔3〕在作高程布置时，还应注意污水流程与污泥流程积极配合。污水处理厂污水处理流程高程布置的主要任务是：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，通过计算确定各部位的水面标高，从而能够使污水沿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。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，以重力流考虑为宜〔污泥流动不在此例〕。为此，必须精确的计算污水流动中的水头损失，水头损失包括：〔1〕污水流经各处理构筑物的水头损失。在作初步设计时可按下表所列数据估算。但应当认识到，污水流经处理构筑物的水头损失，主要产生在进口和出口和需要的跌水〔多在出口处〕，而流经构筑物本身的水头损失那么很小。〔2〕污水流经连接前后两处构筑物管渠〔包括配水设备〕的水头损失。包括沿程与局部水头损失。〔3〕污水流经量水设备的水头损失。在对污水处理流程的高程布置时，应考虑以下事项：〔1〕选择一条距离最长，水头损失损失最大的流程进行水力计算。并应适当留有余地，以保证在任何情况下，处理系统都能够运行正常。〔2〕计算水头损失时，一般应以近期最大流量〔或泵的最大出水量〕作为构物和管渠的设计流量；计算涉及远期流量的管渠和设备时，应以远期最大流量为设计流量，并酌加扩建时的备用水头。〔3〕设置终点泵站的污水处理厂，水力计算常以接纳处理后污水水体的最高水位作为起点，逆污水处理流程向上倒推计算，以使处理后污水在洪水季节也能自流排出，而泵需要的扬程那么较小，运行费用也较低。但同时考虑到构筑物的挖土深度不宜过大，以免土建投资过大和增加施工上的困难。〔4〕在作高程布置时还应注意污水流程与污泥流程的配合，尽量减少抽升的污泥量，在决定污泥干化场、污泥浓缩池，消化池等构筑物高程时，应注意它们的污泥水能自动排入污水入流干管或其它构筑物的可能。第二局部设计计算书5污水处理构筑物设计计算5.1设计污水水量通过设计资料得知，浙江省武义县每天的平均污水量为：查询GB50014－2006《室外排水设计标准》知：总变化系数设计时不考虑工业废水流量的变化。生活污水的总变化系数从而可计算得：5.2中格栅设计中采用矩形断面并设置两道格栅〔中格栅一道和细格栅一道〕，采用机械清渣。其中，中格栅设在污水泵站前，细格栅设在污水泵站后。中细两道格栅都设置二组即N=2组，每组的设计流量为0.78。1、进水渠道宽度计算根据最优水力断面公式〔5—1〕设计中取污水过栅流速=0.8那么栅前水深：2、格栅的间隙数〔5—2〕设计中取=0.03个3、格栅栅槽宽度〔5—3〕设计中取=0.01设计取进水渠道渐宽局部的长度计算〔5—4〕设计中取=4、进水渠道渐窄局部的长度计算5、通过格栅的水头损失〔5—5〕式中—水头损失，；—格栅条的阻力系数，查表知=2.42；—格栅受污物堵塞时的水头损失增大系数，一般取=3。那么6、栅后槽总高度设栅前渠道超高栅后槽总高度：7、栅槽总长度式中，H1为栅前渠道深，m.图5—1中格栅计算草图8、每日栅渣量〔5—6〕设计中取=0.03污水应采用机械除渣及皮带输送机或无轴输送机输送栅渣，采用机械栅渣打包机将栅渣打包，汽车运走。9、进水与出水渠道城市污水通过DN1000mm的管道送入进水渠道，然后，就由提升泵将污水提升至细格栅。10、格栅选择选择GH-1800回转格栅除污机，共2台。其技术参数见下表。表5—1GH-1800链式回转格栅除污机技术参数型号电机功率/kw设备宽度/mm栅条间隙/mm安装角度GH-18001.518004060°5.3泵房1、设计参数设计流量：Q=134400m3/d=1.56m3/s2、泵房设计计算采用AAO脱氮除磷处理工艺方案，污水处理系统简单，对于新建污水处理厂，工艺管线可以充分优化，故污水只考虑一次提升。污水经提升后入细格栅，然后自流通过曝气沉砂池、初沉池和AAO池等，最后排入护城河或工业会用。各构筑物的水面标高和池底埋深见高程计算。污水提升前水位108.20m〔既泵站吸水池最底水位〕,提升后水位115.24m〔即细格栅前水面标高〕。所以，提升扬程Z=115.24-108.20=7.04m再根据设计流量5600m3/h，采用3台〔三用一备〕400QW2000-15-132型潜污泵，单台提升流量2016m3/h。扬程15m，转速745r/min，功率132kW，效率85.34%，出口直径400mm，重量2900kg。考虑泵房内集水池容积和中格栅，泵房设为泵房为半地下式，水泵为潜污泵5.4细格栅设计为2组，设计中取格栅栅条间隙数=0.01，格栅栅前水深=0.63，污水过栅流速=1.0，每根格栅条宽度=0.01，进水渠道宽度=1.25，栅前渠道超高，每日每1000污水的栅渣量=0.05那么格栅的间隙数：根格栅栅槽宽度：设计中取进水渠道渐宽局部的长度：进水渠道渐窄局部的长度计算：通过格栅的水头损失：栅后槽总高度：槽总长度：式中，H1为栅前渠道深，m.图5—2细格栅计算草图每日栅渣量：应采用机械除渣及皮带输送机或无轴输送机输送栅渣，采用机械栅渣打包机将栅渣打包，汽车运走。格栅选择选择旋转式弧形格栅除污机，共2台。其技术参数见下表。表5-2旋转式弧形格栅除污机技术参数型号电机功率/kw设备宽度/mm栅条间隙/mm安装角度GHG2.40.524001060°5.5沉砂池根据设计水量Q=1.56m3/s，设2座旋流沉砂池，查《给水排水设计手册〔第五册〕》得：表5—3旋流沉砂池尺寸型号流量ABCDEFGHJKL9008804870150010002000400220010005106008001850图5—3旋流沉砂池计算草图5.6辐流式初沉池设计中选择四组辐流沉淀池，N=4，每组设计流量为0.39。从沉砂池流来的污水进入集配水井，经集配水井分配流量后进入辐流沉淀池。1、沉淀池外表积式中—污水最大时流量〔〕—外表负荷，一般采用h〕—沉淀池个数，取4组。池子直径：取30。2、实际水面面积实际负荷符合要求。3、沉淀池有效水深〔5—7〕式中—沉淀时间，一般采用1-3h，取1.5h。径深比为：在6至12之间。4、污泥局部所需容积按去除水中悬浮物计算见下式式中Q—设计水量C1—进水悬浮物浓度〔mg/L〕C2—出水悬浮物浓度〔mg/L〕，一般采用沉淀效率40—60%K2—生活污水量总变化系数p0—污泥含水率〔%〕设计中取T=4h，p0=97%，C2=〔100%-50%〕×C1=0.5×C1辐流式沉淀池采用周边传动刮泥机，周边传动刮泥机的周边线速度为2—3m/min，将污泥推进污泥斗，然后用静水压力将污泥排出池外。5、污泥斗容积式中—污泥斗高度〔m〕—污泥斗上部半径〔m〕，取—污泥斗下部半径〔m〕，取污泥斗以上圆锥体局部容积—底坡落差〔m〕—池子半径〔m〕因此，池底可贮存污泥的体积为共可贮存污泥体积为可见池内有足够的容积。6、沉淀池总高度HH=h1+h2+h3+h4+h5〔5—11〕=3+0.3+0.3+0.67+1.73=6m7、辐流沉淀池分为四组，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。〔1〕集配水井的设计计算配水井中心管直径〔5—12〕式中—配水井中心直径〔〕—中心管内污水流速，一般采用；设计中取设计中取配水井直径：〔5—13〕式中—配水井直径，；—配水井内污水流速，一般采用。设计中取集水井直径〔5—14〕式中—集水井直径〔〕—集水井内污水流速，一般采用。设计中取8、进水管及配水花墙沉淀池分为4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。进水管道采用铸铁管，管径DN=800mm，管内流速0.77m/s，水力坡度i=0.92‰，进水管道顶部设穿孔花墙处的管径为DN800mm。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8个穿孔花墙，过孔流速式中—穿孔花墙过孔流速〔m/s〕，一般采用0.2—0.4〔m/s〕—孔洞的宽度〔m〕h3—孔洞的高度〔m〕n3—孔洞的数量〔个〕设计中取B3=0.3m，h3=0.8m，n=8个穿孔花墙向四周辐射平均布置，穿孔花墙四周设稳流罩，稳流罩直径为4.5m，高1.5m，在稳流罩上分布的孔洞407个，孔洞的总面积为稳流罩过水断面的15%。稳流罩计算稳流筒过流面积式中—稳流筒筒中流速，一般采用。设计中取稳流筒直径穿孔挡板的高度为有效水深的1/2—1/3,那么h=3.0/2=1.5m穿孔面积，挡板上开孔面积占总面积的10%~20%，取15%，那么：开孔个数n，孔径100mm，那么9、出水堰沉淀池出水经双侧出水堰跌落进入集水井，然后汇入出水管道排入集水井。出水堰采用双侧900三角形出水堰，三角堰顶宽0.16m，，深0.08m，间距0.05m，外侧三角堰距沉淀池内壁0.5m，三角堰直径为29m，共有434个三角堰，内测三角堰挡渣板0.5m，三角堰直径为28m，共有419个三角堰，两侧三角堰宽度0.5m，三角堰堰后自由跌落0.1—0.15m，三角堰有效水深为〔5—16〕式中Q1—三角堰流量〔m3/s〕H1—三角堰水深〔m〕，一般采用三角堰高度的1/2—2/3三角堰堰后自由跌落0.15m。10、堰上负荷式中q1—堰上负荷D1—三角堰出水渠道平均直径〔m〕11、出水排渣板三角堰前设有出水浮渣挡渣板，利用刮泥机椼架上的浮渣刮板收集。挡渣板高出水面0.15m，深入水下0.5m，在挡渣板旁设一个浮渣收集装置，采用管径DN200m的排渣管排出池外。12、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0.5m，出水槽宽0.6m，深0.7m，有效水深0.5m，水平流速0.83m/s。出水槽将三角堰出水聚集送入出水管道，出水管道采用铸铁管，管径DN800mm，管内流速v0=0.77m/s，水力坡度i=0.92‰。13、沉淀池采用周边传动刮泥机，周边传动刮泥机的线速度为2—3m/min，刮泥机底部设有刮泥板，将污泥推进刮泥斗，刮泥机上部设有刮渣板，将浮渣挂进排渣装置。辐流沉淀池示意图见图5-4图5-4初沉池计算草图5.7AAO池5.7.1判断是否可采用AAO法AAO脱氮除磷工艺主要设计参数家下表5-4。表5-4AAO脱氮除磷主要设计参数项目数值BOD2污泥负荷[kgBOD5/〔kgMLSS·d〕]0.13~0.2TN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各段停留时间比例A:A:O〔1:1:3〕~〔1:1:4〕污泥回流比R〔%〕50~100混合液回流比R内〔%〕100~300溶解氧浓度DO〔mg/L〕厌氧池<0.2缺氧池≤0.5好氧池=2COD:TN>8〔厌氧池〕TP/BOD5<0.06〔厌氧池〕因此：本设计的COD/TN=470/30=15.7＞8〔符合要求〕TP/BOD5=4/240=0.017＜0.06〔符合要求〕所以可采用AAO工艺。5.7.2有关设计参数〔污泥负荷法〕1、设计平均流量：Q平均=12×104m3/d〔不考虑变化系数〕2、设计进水水质见表5-5：表5-5污水进水水质〔mg/L〕工程CODcrBOD5NH4+-NSSTPo含量4702403025443、设计出水水质见表5-6：表5-6污水出水水质〔mg/L〕工程CODcrBOD5NH4+-NSSTPo含量6020152014、BOD5污泥负荷：5、回流污泥浓度：XR=12000mg/L式中—回流污泥浓度〔mg/L〕SVI—污泥指数，一般采用100r—系数，一般采用r=1.26、混合液悬浮固体浓度X=4000mg/L7、污泥回流比：R=50%式中R—污泥回流比X—回流污泥浓度〔mg/L〕，8、混合液回流比：R内=100%TN去除率:式中e—TN去除率〔%〕S1—进水TN浓度〔mg/L〕S2—出水TN浓度〔mg/L〕混合液回流比:式中R内—内回流倍数5.7.3设计计算污水处理程度的计算原污水的BOD值〔So〕为240mg/L，经初次沉淀池处理，BOD5按降低25%考虑，那么进入反响池的污水，其BOD5值〔Sa〕为：Sa=240〔1－25%〕=180mg/L1、反响池容积V：V—反响池容积〔〕Q—进水流量〔〕，按平均流量计—〔〕X—池内混合液悬浮物浓度，〔〕Ns—污泥负荷，〔〕2、反响池总水力停留时间t：3、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:厌氧池容积:缺氧池水力停留时间:缺氧池容积:好氧池水力停留时间:好氧池容积:4、校核氮磷负荷，kgTN/〔kgMLSSd〕好氧段总氮负荷[kgTN/〔kg*MLSSd〕]〔符合要求〕厌氧段总磷负荷[kgTN/〔kg*MLSSd〕]〔符合要求〕5、剩余污泥量：ΔX，〔kg/d〕〔5—23〕式中—剩余活性污泥量〔〕—污泥产率系数〔〕一般可取0.5—0.7；—设计平均日污水量〔〕—生物反响池容积〔〕—混合液挥发性悬浮固体平均浓度〔〕—悬浮物〔SS〕的污泥转化率，宜根据实验资料确定，无实验资料时可取0.5～0.7〔gMLSS/gSS〕，带预处理系统的取小，不带预处理系统的取大；—污泥自身氧化系数〔〕，一般可用0.04—0.1；—生物反响池内进水BOD5浓度〔〕—生物反响池内出水BOD5浓度〔〕—生物反响池内进水悬浮物浓度〔〕—生物反响池内出水悬浮物浓度〔〕设计中取=0.5，=0.05，=0.7湿污泥量污泥含水率：P=99%6、反响池主要尺寸：反响池总容积V=33750m3设反响池2组，单组池容积V单=V/2=16875m3有效水深5m；那么：S单=V单/5=3375m2采用五廊道式推流式反响池，第1廊道为厌氧段，第2廊道为缺氧段，后3个廊道为好氧段，廊道宽b=10m，那么每廊道长：L=S单/B=3375/〔510〕=67.5m校核：b/h=10/5=2〔满足b/h=1～2〕L/b=67.5/10=6.75〔满足L/b=5～10〕取超高为1m，那么反响池总高H=5+1=6m7、反响池进、出水系统计算集配水井1来水通过DN1500mm的管道送入厌氧—缺氧—好氧曝气池首端的进水渠道，管道内的水流速度为0.88m/s。〔1〕进水管单组反响池进水管设计流量管道流速v=1.0m/s管道过水断面积为：A=Q1/v=0.78/1.0=0.78m2那么管径为：取DN=1000mm〔2〕回流污泥管单组反响池回流污泥管设计流量为：管道流速取v1=0.85m/s管道过水断面积为：A=Q1/v=0.78/0.85=0.92m2那么管径为：取DN=1200mm〔3〕进水井反响池进水孔尺寸:进水孔过流量为：Q2=〔1+R〕Q/2=〔1+0.5〕1.56/2=1.17m3/s孔口流速v=0.60m/s孔口过水断面积为:A=Q2/v=1.17/0.60=1.95m2孔口尺寸取为：2m×1m进水井平面尺寸取为：2m×2m〔4〕出水堰及出水井厌氧—缺氧—好氧的出水系统采用矩形薄壁堰，跌落出水，按矩形堰流量公式计算：式中H—堰上水头〔m〕Q—每座反响池出水量〔m3/s〕，指污水最大流量与回流污泥量、回流量之和m—流量系数，一般采用0.4—0.5本设计取0.4b—堰宽〔m〕,与反响池宽度相等式中b—堰宽，b=10mH—堰上水头，m出水孔过流量为：Q4=Q3=1.95m3/s孔口流速v=0.6m/s孔口过水断面积为：A=Q4/V=1.95/0.6=3.25m2孔口尺寸取为：2m×2m出水井平面尺寸取为：3m×3m〔5〕出水管反响池出水管设计流量为：Q5=Q3=1.95m3/s管道流速v=1.1m/s管道过水断面为：A=Q5/v=1.95/1.1=1.77m2那么管径为：取出水管管径为DN1500mm图5—5AAO池计算草图5.7.4曝气系统设计计算1、需氧量〔1〕平均需氧量：〔5—25〕式中Q2—混合液需氧量〔0—活性污泥微生物每代谢1kgBOD所需的氧气kg数，对于生活污水，值一般采用0.42～0.53之间；Q—污水的平均流量〔〕—被降解的BOD浓度〔0—每1kg活性污泥每天自身氧化所需要的氧气kg数，一般采用0.188～0.11；—挥发性总悬浮固体浓度〔〕设计中取=0.5，=0.15，=3000〔2〕最大时需氧量〔5—26〕〔3〕每日去除的量＝＝＝19200kg/d＝800〔4〕去除每千克的需氧量〔5〕最大需氧量与平均需氧量之比N=＝828/780＝1.062、供气量本设计采用空气扩散器选用QMZM300mm，每个扩散器的效劳面积为1，敷设于池底，距池底0.2，淹没深度4.8，计算温度定为30。查表得20℃和30℃时，水中的饱和溶解氧值为：CS〔20〕=9.17；CS〔30〕=7.63〔1〕空气扩散出口处的绝对压力Pb=1.103×105+9800H〔5—27〕式中Pb—出口处绝对压力〔Pa〕H—扩散器上淹没深度〔〕设计中取H=5-0.2=4.8mPb=1.013×105+9800×4.8=1.483×105Pa空气离开曝气池池面时，氧的百分比〔5—28〕式中Ot—氧的百分比〔%〕EA—空气扩散器的氧转移效率。设计中取EA=12%18.96%〔2〕曝气池内混合液中平均氧饱和度〔按最不利的温度条件考虑〕〔5—29〕CS〔30〕—30℃时，鼓风曝气池内混合液溶解氧饱和度的平均值〔〕CS—30℃时，在大气压力条件下，氧的饱和度〔〕〔3〕换算为在20℃下，脱氧清水充氧量〔5—30〕式中R—混合液需氧量〔〕、—修正系数—压力修正系数C—曝气池出口处溶解氧浓度〔〕设计中取=0.82，=0.95，=1.0，C=2.0平均时需氧量为：相应的最大时需氧量为：〔4〕曝气池平均时供气量为：〔5〕曝气池最大时供气量为：〔6〕去除每kg的供气量：〔7〕每污水的供气量：3、空气总用量：除采用鼓风曝气外，本系统还采用空气在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R取值50%，这样提升污泥所需空气量为：最大时总供气量：31336.1+20000=51336.1=855.6平均时总供气量：29519.4+20000=49519.4=825.34、所需空气压力空气扩散装置安装在距离池底0.2m处，曝气池有效水深为5m，空气管路内的水头损失按1.0m计，那么鼓风机所需压力为：P=〔5－0.2＋1〕×9.8＝56.84kPa5、空气管道〔1〕曝气器数量计算布置空气管道，在相邻的两个廊道的隔墙上设一根干管，共3根干管，在每根干管上设7对曝气竖管，共14条配气竖管。曝气池共设42条配气竖管，每根竖管的供气量为：好氧段总平面面积为：，每个空气扩散器的效劳面积按1计〔空气扩散器选用QMZM300mm，工作通气量2—8m3/h个，设计通气量3.5m3/h，效劳面积0.5—1.0m3/h，氧利用率22—40%淹没深度4—8m。那么需空气扩散器的总数为：，取4050个。每根竖管上安装的空气扩散器的个数为：个,取100个。每个空气扩散器的配气量为：〔2〕供风管道计算供风管道采用环状布置。供气干管流量=8.71空气流速=15理论管径，取干管管径为DN900。供气支管双侧供气〔向两侧廊道供气〕的流量为：=2.9空气流速=15理论管径，取支管管径为DN500池底供气支管流量为：=0.2空气流速=5理论管径，取支管管径为DN3006、设备选型〔1〕鼓风机鼓风曝气由鼓风机供给压缩空气，常用罗茨鼓风机和离心式鼓风机。根据前面相关计算所得曝气系统供气总量和所需空气压力的数据：最大时总供气量：31336.1+20000=51336.1m3/h=855.6m3/min鼓风机所需压力为：P=〔5－0.2＋1〕×9.8＝56.84KPa经综合考虑后，决定选用5台RG350型罗茨鼓风机〔4用1备〕，转速740r/min，进口流量217.4m3/min，所需轴功率260kW，所配电动机功率280kW。〔2〕潜水推流器该设备由水下电机通过减速机带动螺旋桨转运，产生大面积的推流作用，有效地增加池内水体流速，防止污泥沉积。厌氧池设备选择〔以单组反响池计算〕厌氧池内设DQT040推流式潜水搅拌机4台，功率4kW，转速38r/min。缺氧池设备选择〔以单组反响池计算〕缺氧池内设DQT040推流式潜水搅拌机4台，功率4kW，转速38r/min。7、混合液回流设备：〔1〕混合液回流泵混合液回流比R内=100%混合液回流流量为：Q内=R内Q=1×120000=120000m3/d=5000m3/h设混合液回流泵2座，每座泵房内设3台潜污泵〔2用一备〕那么单泵流量为：采用400QW1500-10-75型潜污泵，扬程10m，功率75kW，转速980r/min。〔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为：Q6=R内Q/2=0.695m3/s泵房进水管设计流速采用v=0.8m/s管道过水断面积为：A=Q6/V=0.695/0.8=0.86m2那么管径为：取泵房进水管管径DN1000mm泵房压力出水总管设计流量为：Q7=Q6=0.579m3/s设计流速采用v=0.8m/s管道过水断面积为：A=Q7/V=0.695/1.2=0.58m2那么管径为：取泵房压力出水管管径DN1000mm5.8辐流式二沉池设计中选择四组辐流沉淀池，N=4，每组设计流量为0.39。1、沉淀池外表积式中—污水最大时流量〔〕—外表负荷，一般采用—沉淀池个数，取4组。池子直径：实际取2、实际水面面积实际负荷符合要求。3、沉淀池有效水深式中—沉淀时间，一般采用1.5-3h，取3h。径深比为：在6至12之间。4、污泥局部所需容积式中V1—污泥局部所需容积〔m3〕Q0—污水平均流量〔m3/s〕R—污泥回流比〔%〕X—曝气池中污泥浓度〔mg/L〕Xr—二沉池排泥浓度〔mg/L〕设计中取Q0=1.39m3/s，R=50%式中SVI—污泥容积指数，一般采用70—150r—系数，一般采用1.2设计中取SVI=100根据污泥局部容积过大及二沉池污泥的特点，采用机械刮吸泥机连续排泥，池底坡度为0.05。5、污泥斗容积式中—污泥斗高度〔m〕—污泥斗上部半径〔m〕，取—污泥斗下部半径〔m〕，取污泥斗以上圆锥体局部容积—底坡落差〔m〕—池子半径〔m〕因此，池底可贮存污泥的体积为6、沉淀池总高度HH=h1+h2+h3+h4+h5=3.6+0.3+0.3+0.925+0.87=6m辐流沉淀池示意图见图5—6图5—6二沉池计算草图7、排泥装置二沉池连续刮泥吸泥。本设计采用周边传动的刮泥机将泥刮至污泥斗。在二沉池的绗架上设有‰的污泥流动槽，经渐缩后流出二沉池，采用渐缩是为保证中心管内污泥流速不宜过大，以利于气水别离。因为池径大于20m,采用周边传动的刮泥机，其传动装置在绗架的缘外，刮泥机旋转速度一般为1～3rad/h。外围刮泥板的线速度不超过3m/min，一般采用1.5m/min，那么刮泥机为1.5rad/min。8、二沉池进水局部计算二沉池进水局部采用中心进水，中心管采用铸铁管，出水端用渐扩管。为了配水均匀，沿套管周围设一系列潜孔，并在套管外设稳流罩。〔1〕进水管计算当回流比R=50%时，单池进水管设计流量为进水管管径取为那么流速：当为非满流时，查《给水排水设计手册》常用资料知：流速为1.12m/s。〔2〕进水竖井计算进水竖孔直径为进水竖井采用多孔配水，配水口尺寸为，共设6个沿井壁均匀分布；流速为：，符合要求孔距为：〔3〕稳流罩计算稳流筒过流面积式中—稳流筒筒中流速，一般采用。设计中取稳流筒直径〔4〕集配水井的设计计算配水井中心管直径见公式〔5—12〕式中—配水井中心直径，；—中心管内污水流速，一般采用；设计中取设计中取配水井直径见公式〔5—13〕式中—配水井直径，；—配水井内污水流速，一般采用。设计中取集水井直径见公式〔5—14〕式中—集水井直径，；—集水井内污水流速，一般采用。设计中取取5m9、二沉池出水局部设计集水槽的设计采用双边900三角堰出水槽集水，出水槽沿池壁环行布置，环形槽中水流由左右两侧汇入出水口。本设计考虑集水槽为矩形断面，取底宽0.8m，集水槽距外缘距池边0.5m，集水槽壁厚采用0.15m，那么集水槽宽度为：m。毎侧流量：集水槽内水流速度为0.8m/s槽内终点水深为槽内起点水深为〔5—36〕式中—槽内临界水深，；—系数，一般采用1.0。设计中取出水堰后自由跌落0.1m，集水槽高度0.1+0.36=0.46m，取0.5m。实际集水槽断面尺寸为：0.8m×0.8m。水力计算湿周：水力半径：水流坡度：那么沿程水头损失为：局部按沿程水头损失的30%计，那么集水槽内水头损失为：出水堰的计算二沉池是污水处理系统中的主要构筑物，污水在二沉池中得到净化后，出水的水质指标大多已定，故二沉池的设计相当重要。本设计考虑到薄壁堰不能足堰上负荷，故采用三角堰出水。〔5—37〕〔5—38〕〔5—39〕〔5—40〕〔5—41〕设计中取个小于之间，符合要求。考虑自由跌水水头损失0.15m，那么出水堰总水头损失为：出水槽的接管与集配水井相连，出水管管径为，流速为：当为非满流时，查《给水排水设计手册》常用资料知：流速为1.12m/s出水直接流入集配水井；集配水井内设有超越闸门，以便超越。5.9接触消毒池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。5.9.1消毒剂的选择目前，城市污水处理厂最常用消毒剂仍是液氯，其次尚有次氯酸钠、二氧化氯、臭氧等。紫外线消毒应用于大中型污水处理厂是近年刚刚兴起的。其中液氯的消毒效果可靠、投配设备简单、投量准确、价格廉价。其他消毒剂如漂白粉投量不准确，溶解调制不便。臭氧投资大，本钱高，设备管理复杂。所以目前液氯仍然是消毒剂首选。本设计中选用液氯作为消毒剂。然而液氯消毒能产生有害物质，影响人们的身体健康已广为人知，氯与水中有机物作用，同时有氧化和取代作用，前者促使去除有机物或称降解有机物，而后者那么是氯与有机物结合，氯取代后形成的卤化物是有致突变或致癌活性的。所以，目前污水消毒一是要控制恰当的投剂量，二是采用其他消毒剂代替液氯或游离氯，以减少有害物的生成。消毒设备应按连续工作设置。消毒设备的工作时间、消毒剂代替液氯或游离氯，以减少有害物的生成。5.9.2消毒剂的投加1、加氯量的计算二级处理出水采用液氯消毒，液氯的投加量一般为5—10mg/L，本设计液氯投量采用为8.0mg/L每日的加氯量为：2、加氯设备液氯由转子真空加氯机参加，加氯机设计六台，采用四用两备。每小时的加氯量为：设计中采用LS80-3型转子真空加氯机。投氯量1-5kg/h。5.9.3消毒池设计计算本设计采用2组3廊式平流式接触消毒池，计算如下：1、接触消毒池容积为：〔5—43〕式中：V—接触池单池容积〔〕t—接触消毒时间，取30〔min〕2、接触消毒池外表积为：〔5—44〕式中：—接触消毒池有效水深〔m〕设计中取3.0m3、接触消毒池池长为：〔5—45〕式中：—接触消毒池廊道总长〔m〕—接触消毒池廊道单宽〔m〕，设计中取B=4m实际取120m接触消毒池采用3廊道，接触消毒池长为：校核长宽比：4、池高设计中取超高为：，5、进水局部每个接触消毒池的进水管管径DN1000mm，v=0.99m/s，6、混合采用管道混合的方式，加氯管线直接接入接触消毒池进水管，为增强混合效果，加氯点后接DN1000mm的静态混合器。7、出水局部采用非淹没式矩形薄壁堰出流，设计堰宽为b=3.0m，计算为：式中：H—堰上水头〔m〕n—消毒接触池个数m—流量系数，一般采用0.42b—堰宽，数值上等于池宽出水管采用DN1000mm的管道将水送入巴氏计量槽，流速为0.88m/s。8、溢流局部溢流管采用DN1000mm的管道，流速为0.99m/s。9、计算图示见图5—7图5—7接触池计算草图5.10计量设备1、计量槽主要尺寸计算设计中取计量槽喉部宽度为：计量槽的渐缩局部的长度：计量槽的喉部长度：计量槽的渐扩局部的长度：计量槽的上游渠道长度：计量槽的下游渠道长度：2、计量槽总长度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，在计算量槽上游，直线段不小于渠道宽度的2—3倍，下游不小于4—5倍。那么计量槽上游直线段长度为：计量槽下游直线段长度为：计量槽总长度为：3、计量槽的水位当时：式中—上游水深〔〕当时，时为自由流；4、渠道水力计算上游渠道计算：过水断面面积：湿周：水利半径：流速：水利坡度〔设计中取粗糙度为0.013〕下游渠道计算：过水断面面积：湿周：水利半径：流速：水利坡度：5、计量堰水头损失计算上游水头损失为：下游水头损失为：巴氏计量槽示意图如图5-8图5-8巴氏计量槽示意草图6、水厂出水管采用重力铸铁管，流量为，管径为，流速为，坡度为‰。6污泥处理构筑物设计计算二沉池活性污泥由排泥管排入池外套筒阀井中，然后由管道输送至回流泵房，其他污泥由刮泥板刮入污泥井中，再由排泥管排入剩余污泥泵房集泥井中。设计回流污泥量为QR=RQ,污泥回流比R取50%。回流污泥泵设计选型：1、流量：泵房回流污泥量=2、选泵：选用LXB-1000螺旋泵5台〔4用1备〕，单台提升能力为660m3/h，提升