【扬州市G区二级污水处理厂的工程设计13000字（论文）】

扬州市G区二级污水处理厂的工程设计设计总说明本设计为扬州市广陵区二级污水处理厂的工程设计。主要依据城市概况，污水厂进水水质和出水水质规划污水处理流程，完成构筑物以及管线的布置，完成一个完整的污水处理厂初步设计。本设计需要完成一期90000m3/d规模的污水厂设计，进水水质：CODCr≤800mg/L，BOD5≤250mg/L，SS≤250mg/L，NH4+-N≤35mg/L，TN≤45mg/L，TP≤3mg/L。出水水质需达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级B标准。本论文根据水质要求和技术效果比较，针对进水水质的特点，以经济、高效为目标，对各项工艺进行了工艺必选，最后采用氧化沟工艺作为二级处理的主体工艺，氧化沟工艺一般不预设初沉池，因为悬浮状的有机物可以更好的好氧稳定。污水处理流程大致为污水先流经粗格栅、细格栅以及平流沉砂池，去除大颗粒的固体，这样可以保证出水水质以及后期运行的处理构筑物的运行，流出平流沉砂池，污水进入卡鲁赛尔氧化沟，在氧化沟中可以去除氮、磷以及有机物，这是整个污水处理的主体工艺，流出氧化沟后污水进入辐流式二沉池，将污水中的污泥沉淀，同时污泥经过污水泵可将污泥回流至氧化沟，这样可以保持污泥处理的稳定性，多余的污泥会进入污泥浓缩一体机，将污泥的含水量减少，有利于污泥的最终处理的运输。最后经过处理的污水经过氯气消毒池消毒，最终排入附近的河流中。经过计算，处理效果达到了预期的标准。通过对污水处理厂各处理构筑物的尺寸参数以及对各工艺成本，运行安全性，后期维护成本的综合评判，确定了构筑物的种类，选型，同时计算了水力条件，确定了构筑物处理污水所需的停留时间，保证了污水的处理效果。在主体构筑物处理时还确定了其回流污泥浓度，以及二沉池产出的剩余污泥量并进行了污泥浓缩的计算。确定了污水所需消毒所用药剂数量，方便后续计算整个工艺所产生的成本。同时，计算了污水厂各构筑物以及各构筑物之间的管道所产生的水头损失，以确定构筑物水面标高，即可确定构筑物所需的埋深。最终完成了污水厂的平面设计图，以及重要构筑物的剖面图，整个水厂的高程布置图的初步设计的绘制。关键词：氧化沟脱氮除磷污水处理厂目录TOC\o"1-3"\u第1章绪论 6第2章设计资料 72.1设计基础资料 72.2设计基础资料 72.3其他相关资料 72.4设计内容 72.5工艺比选 82.5.1传统活性污泥法 82.5.2A/O工艺 82.5.3A2/O工艺 82.5.4倒置A2/O工艺 92.5.5SBR工艺 92.6工艺流程图 10第3章工艺流程设计计算 113.1设计参数 113.2粗格栅 113.2.1粗格栅设计参数 113.2.2粗格栅设计计算 113.3泵房 133.3.1泵房设计计算 133.4细格栅 133.4.1细格栅设计参数 143.4.2细格栅设计计算 143.5沉砂池 153.5.1平流沉砂池设计参数 163.5.2平流式沉砂池尺寸 163.6氧化沟 183.6.1卡鲁赛尔氧化沟设计参数 183.6.2卡鲁赛尔氧化沟设计计算 193.7二沉池 213.7.1辐流式二沉池设计计算 223.8消毒设备 233.8.1氯气消毒池设计参数 243.8.2加氯间设计计算 243.9污泥处理 24第4章污水处理厂平面布置 264.1平面布置的基本原则 264.2主要建筑物尺寸 27第5章污水厂高程布置 285.1水头损失计算 285.2高程计算表 30第6章总结与展望 31参考文献 32谢辞 33

第1章绪论水是人类赖以生存的重要资源，在城镇居民的生产生活中会使用大量的水，由于很多时候人们保护水资源的意识不是特别的强烈，以及身处南方的人们觉得水资源并不匮乏，在使用中会产生各种程度的污染，改变了水的物理或化学成分，形成污水。污水中含有各种各样的污染物，主要包括有机物（碳水化合物、蛋白质、油脂、氨基酸等等）、无机物、病原体等等。其中氨氮类污染物质又十分突出，随着我国农业水平的不断进步以及经济的不断发展，我国河流湖泊的富营养化情况不断发生，比如今年特别严重的太湖富营养化，富营养化的水体分布十分广泛而且产生的影响也是非常巨大，不仅会影响水生物的生长，造成以水产养殖为主的养殖户的经济水平，同时也会影响到灌溉，造成农作物的不利生产。随着富营养化事件不断出现在人们的视野中，如何解决富营养化，减小富营养化的危害的方法越来越被人们关注。不仅富营养化的问题非常突出，随着人们意识到水资源的匮乏，保护意识也渐渐强烈，重金属污染、工业废水的处理，海水利用等等问题，关注度也一步步提高，从经济发展为主到绿水青山就是金山银山的转变，污水处理的重要性不言而喻。作为给排水的同学，我们要做的就是综合经济性、处理效果以及处理效率，找到适用于当前污水特性的处理流程，尽最大的努力减少污水排放后对原有水质的影响程度。二十世纪以来，我国引入活性污泥法进行污水处理，修建了一座座适合当地污水水质特点的污水处理厂，从一开始很小的3万吨的污水处理厂到现在动辄三四十万吨为一期的污水处理厂，我国已经将污水处理后再排放的观念深刻人心。污水处理影响的不仅仅是环境本身，它对人们生活的方方面面都有着密切的联系，比如农民使用河流自然水体的水进行灌溉，最后得到的农作物都要走进千家万户，若是其水体的污染物浓度超标，最后伤害的还是人类自己。当然，我们不仅仅要考虑环境最终给我们带来的影响，我们需要的是自发的保护，和谐共生，作为一个人类与地球和谐共生的有机整体，在不经意间，环境便会正向作用于我们人类。污水处理厂是城镇污水进入自然河道的最后一步，我们要把好最后一道关。随着社会经济的不断进步以及人民生活的不断提高，城镇污水不仅在量上有了一定的提升而且在污染物复杂程度上也大大加深，同时国家也在污水处理上加大投资，兴建污水处理厂，研究更为高效，易于投入生产的处理方法，但遗憾的是确实还是有处理不达标，偷排乱排的情况发生。我们在水污染的问题上还有很长的路要走，希望绿水青山可以一直在我们的身边。

第2章设计资料2.1设计基础资料扬州市隶属于江苏省，是世界遗产城市、世界美食之都、世界运河之都，十大宜居城市，具有非常深厚的文化底蕴以及人文韵味，是全国有名的旅游城市。历史上有许多非常有名的文人墨客在扬州留下了足迹。作为南水北调起点的扬州，它的污水处理以及水资源保护成为非常重要的问题。扬州地处江苏省中部，江淮下游，属亚热带湿润气候区，四季分明，日照充足，雨量充沛，气候主要特点是:盛行风向随季节有明显变化。扬州市广陵区总面积341.96平方千米。扬州市辖区内有长江岸线80.5km，京杭大运河纵穿腹地。它还是南水北调工程的发源地，其水质影响北方城市供水的质量。2.2设计基础资料设计规模：90000m3/d。污水来源：市政污水。进水水质：见下表表1.1污水进水水质项目CODCrBOD5SSTNTPNH4+-N浓度(mg/L)≤800≤250≤250≤45≤3≤35出水水质：执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918—2002）一级B标准。2.3其他相关资料（1）气候特点：扬州市年平均气温14.3℃，全年平均无霜期220天，平均日照2140小时。≥35℃的高温日数10天，出现时段分别在6月下旬后期、7月上旬前期和下旬后期、8月上旬前期和中旬中期以及9月下旬初，时间跨度较长。年降水量1359.3毫米，汛期雨量（5～9月）占六成左右。（2）水文资料：地处长江北岸，属典型的长江下游流出地貌特征。污水处理厂出水拟排入的河流中平均水位为5.50米。2.4设计内容进行文献检索。进行工艺比选以及设计计算。编制设计计算书。绘制总平面布置图、构筑物详图、高程图。2.5工艺比选当前污水处理的主体工艺大多采用活性污泥法，主要包括A/O、A2/O、倒置A2/O、氧化沟、SBR工艺等等。2.5.1传统活性污泥法活性污泥法是污水处理中最主要的工艺。活性污泥法是通过对污水进行曝气，使污水中原本不是特别密集的以有机物为食物的微生物进行新陈代谢，并不断繁殖，形成以絮状为主的聚集形态的污泥，这样的污泥在与污水接触的过程中，会大量消耗污水中的氮、磷和有机物。同时之前与污水一起排出的污泥与在后续污水中微生物的更新迭代可以保证处理效果的持续性。这样的工艺的好处是不会像用化学药剂进行污水处理的时候有特别强毒性的副产物，以及微生物本来就是污水中存在的，可能只需要加入少量的促进微生物生长的药剂，保证微生物进行繁衍即可保证污水处理的效果，经济性也是非常高的。传统活性污泥法只是将污水进行简单的曝气，形式特别单一，后续人们发现污水中还含有氮磷等会污染自然水体的物质，便将传统活性污泥法进行后续研究改造。2.5.2A/O工艺A/O工艺法也叫厌氧好氧工艺法，将厌氧的前端与好氧的后端连接起来，是传统活性污泥法的改进。前端厌氧段可以将大分子有机物分解为小分子有机物，不溶性的有机物转变为可溶性有机物，这些经过厌氧段处理过的有机物进入好氧段后，可大大提高污水的处理效率。2.5.3A2/O工艺A2O工艺由厌氧池、缺氧池、好氧池串联而成。首先，在厌氧池中可以产生磷，使污水中磷的浓度提高，同时细胞会吸收水中溶解性的有机物而降低水中的BOD5的浓度。而且部分的NH3-N会在细胞的合成作用中被去除,NH3-N的浓度也会降低。然后，污水进入缺氧池，反硝化菌进行代谢，将污水中的有机物作为碳源，也会将回流污水中的NO3-N和NO2-N还原为N2，BOD5浓度继续下降，但在缺氧池中磷的浓度不会产生特别大的变化。接着污水进入好氧池，BOD5浓度在微生物的代谢反应中进一步降低，有机氮被硝化和氨化，NH3-N的浓度下降，而NO3-N的浓度升高，但是经过回流到前面的缺氧池进行反应而降低。在好氧池中，磷的浓度会在聚磷菌的摄取中降低。2.5.4倒置A2/O工艺研究表明传统A2/O工艺存在一些问题，如在好氧池内硝化菌和聚磷菌生活在一个系统中。硝化菌的特点是生长速率慢，而聚磷菌在较短的泥龄下有着较高的效率，所以传统工艺中脱氮和除磷具有矛盾的关系，所以通过对传统工艺的改进，所以提出了倒置A2/O工艺。该工艺的流程图见图1-8[7]。倒置A2／O工艺将厌氧池和缺氧池进行调换，首先优化了厌氧池的环境，可以更好的在厌氧池中将磷释放。其次，回流的硝态氮在缺氧池就被硝化，后续的厌氧环境又可以得到优化。但是，在缺氧池进行硝化反应时需要碳源，在厌氧池中释放磷同样需要碳源，如果污水中的有机物浓度不是很高的情况下可能会影响到厌氧池中磷的释放。2.5.5SBR工艺SBR工艺是一种间歇式的活性污泥法。他运行灵活，可根据水量水质变化调整各处理阶段的时间。近似于静止沉淀的过程，泥水分离不受干扰，有较低的SS值。由于灵活的运行，这就需要操作人员具有较高的随机应变的能力以及丰富的实践经验，否则可能会影响处理效果，所以操作也相对复杂。但其也有相对小的占地面积，这也是SBR工艺的优势之一。2.5.6氧化沟工艺氧化沟是一种连续反应式的生物反应池，污水和活性污泥混合液在封闭循环的曝气渠道内进行连续的反应，其出水稳定，出水水质好，有较强的的抗击负荷的能力。氧化沟一般不需要设初沉池，也不建污泥厌氧消化系统，节省了土建面积，可以保证污水处理厂的总面积不会增大，有节省建设费用的竞争力。而且氧化沟的机械设备很少，增加了运行的稳定性，也因为机械设备的简化，运行简单，管理起来也会相对于其他工艺容易。因为氧化沟是封闭的渠道，臭味也比其他的工艺要小。综上所述，本设计采用氧化沟工艺，因为其管理方便，有较小的土建面积，运行的安全性非常好，保证污水厂的生产效果十分稳定，不受各流程运行时间长短影响处理效果。2.6工艺流程图

第3章工艺流程设计计算3.1设计参数设计水量：90000m3/d=1041.7L/S=1.042m3/s总变化系数：1.3即最大污水量QMAX=117000m3/d=1354.2L/S=1.354m3/s3.2粗格栅污水中的污染物一般以三种形态存在：\t"/item/%E6%A0%BC%E6%A0%85/_blank"悬浮（包括漂浮）态、\t"/item/%E6%A0%BC%E6%A0%85/_blank"胶体和\t"/item/%E6%A0%BC%E6%A0%85/_blank"溶解态。一级处理中的物理方法主要是将废水固液分离，通常会在进水端设置筛网和格栅，用于截留污水中漂浮的纤维、碎发、树叶、木屑等等。这样可以防止此类体积较大的固体堵塞后续构筑物的进水口或者是卡在水泵中造成叶片损坏[7]。格栅一般由一组平行的栅条组成，斜置于泵站集水池的进口处。在污水处理系统或水泵前，必须设置格栅。3.2.1粗格栅设计参数栅条宽度S=10mm；栅条间隙b=20mm；过水流速v=0.9m/s；格栅倾角α=60°；格栅数量N=3；3.2.2粗格栅设计计算（1）栅槽宽度①栅槽间隔数n式中Qmax————最大设计流量，m3/sα————格栅倾角，取α=60°b————栅条间隙，取b=0.02mn————栅条间隙数，个h————栅前水深，取h=0.4mv————过水流速，取v=0.9m/s格栅设三组，按三组同时工作计算，一格停用，另外两格工作，则②栅槽宽度B栅槽宽度一般比格栅宽0.2-0.3m，取0.3m设栅条宽度S=10mm；则栅槽宽度（2）通过格栅的水头损失h1，m；①进水渠道渐宽部分长度L1：设进水渠宽0.9m，其渐宽部分展开角度α1=20°，进水渠道内流速0.77m/s；②栅槽与出水渠道连接处的渐宽部分长度L2③通过格栅的水头损失h1式中h1————设计水头损失，m；h0————计算水头损失，m；g————重力加速度，m/s2k————系数，格栅受污染物堵塞时水头损失增大倍数，一般采用3；ξ————阻力系数，与栅条断面形状有关，设栅条断面为锐边矩形断面，β=2.42；栅后槽总高度H，m；设栅前渠道超高h2=0.3m栅槽总长度L，m；H1————栅前渠道深，H1=h+h2；每日栅渣量W，m3/d；本工程格栅间隙为20mm，取W1=0.07m3/d;采用机械清渣3.3泵房污水的管道是无压力非满流管道，一般都采用重力流设计，尽管坡度不是特别大，但管道长度一般都很长，所以如果不加以处理当污水水管进入污水厂后的埋深会非常的大，所以一般沿途会设置污水泵站，当污水进入污水处理厂还会设置进水泵房，将水进一步抬高，减小构筑物的水面高度以及管道的铺设深度，这样可以减少土建成本，也方便水厂工作人员日常进行维护和检查。3.3.1泵房设计计算(1)集水池设五台泵，四用一备，则每台泵流量Q’=根据《室外排水设计规范》（GB50014-2006）,集水池容积不应小于最大一台泵5min出水量，则Vmin=29250/24/60×5=101.56m3≈102m3取集水池有效水深1.5m，则，取有效长度L=9m，则有效宽度B=8m，实际集水池有效容积V=108m3；(2）水泵选型水泵总设计流量Q=117000m3/d=4875m3/h,根据高程和水头损失，计算可知水泵扬程应大于10.5m，选用350QW1500-15-90潜污泵五台，四用一备。表3-1350QW1500-15-90型潜污泵性能参数流量扬程转速电动机功率效率出口直径重量1500m3/h15m990r/min90kw82.1%350mm2000kg3.4细格栅当污水流出进水泵房后，再经过一道细格栅，细格栅的栅条间隙更小。可以拦截掉那些更加细小的颗粒，如塑料袋、菜叶等，这些悬浮颗粒可能会浮在后续的平流沉砂池中堆在出水堰，即会对出水水质产生影响，也会影响整体的美观。3.4.1细格栅设计参数栅条宽度S=10mm；栅条间隙b=5mm；过水流速v=0.6m/s；格栅倾角α=60°；格栅数量N=4；3.4.2细格栅设计计算设定细格栅台数4台；机械清渣，栅条断面形状为锐边矩形。（1）栅槽宽度①栅槽间隔数n式中Qmax————最大设计流量，m3/sα————格栅倾角，取α=60°b————栅条间隙，取b=0.005mn————栅条间隙数，个h————栅前水深，取h=0.7mv————过水流速，取v=0.6m/s格栅设4组，按4组同时工作计算，1格停用，另外3格工作，则②栅槽宽度B栅槽宽度一般比格栅宽0.2-0.3m，取0.3m设栅条宽度S=10mm；则栅槽宽度（2）通过格栅的水头损失h1，m；①进水渠道渐宽部分长度L1：设进水渠宽0.9m，其渐宽部分展开角度α1=20°，进水渠道内流速0.77m/s；②栅槽与出水渠道连接处的渐宽部分长度L2③通过格栅的水头损失h1h1————设计水头损失，m；h0————计算水头损失，m；g————重力加速度，m/s2k————系数，格栅受污染物堵塞时水头损失增大倍数，一般采用3；ξ————阻力系数，与栅条断面形状有关，设栅条断面为锐边矩形断面，β=2.42；（4）栅后槽总高度H，m；设栅前渠道超高h2=0.3m（5）栅槽总长度L，m；H1————栅前渠道深，H1=h+h2；(6)每日栅渣量W，m3/d；本工程格栅间隙为5mm，取W1=0.1m3/d;采用机械清渣3.5沉砂池由于雨水从合流制管道、残缺的井盖处以及污水管道不当连接处进入污水系统中，不可避免的会混入许多的泥砂、煤渣和无机颗粒物[7]。设置沉砂池的目的是去除相对密度较大的无机颗粒物，而不是去除相对密度较小的有机颗粒。可以设置在泵站前减轻颗粒物对于管道和泵的磨损，也可设置于初沉池前，减少沉积在初沉池的管道以及构筑物内。沉砂的池型主要有平流式、竖流式、曝气式和旋流式沉砂池。平流沉砂池构造简单，处理效果好，可以改善生物处理构筑物的处理环境，加强生物处理的效果，所以本设计采用平流沉砂池；竖流式沉砂池将污水从中心管中输送进沉砂池，由污水自己自下而上式流出沉砂池，砂砾通过重力自己沉到池底，这样的处理方式的效果不好，一般不予采用。爆气沉砂池的优点是可以通过曝气提前产生生物处理的效果，通过曝气可产生横向的流速，产生横向的旋流，通过离心力将泥沙甩向池壁落入池底。缺点是需要设置额外的曝气设备，后期维护就相比平流沉砂池复杂。涡流沉砂池同样靠离心力将砂砾甩向池壁从而与水分离，用立式搅拌装置将水搅动成涡流，水延水平方向流入涡流沉砂池，再设置一个与进水口方向相反的出水口。涡流沉砂池占地面积小，布置灵活，但是砂水分离的效果是否良好却有争议，现多用于小型污水处理厂。3.5.1平流沉砂池设计参数扬州市广陵区污水厂的设计流量Qmax=1.354m3/s，污水进入平流式沉砂池的停留时间为t=60s；在平流式沉砂池内的水平流速v=0.3m/s。3.5.2平流式沉砂池尺寸（1）沉淀池长度式中v————最大设计流量时的流速，取0.3m/s；t————最大设计流量时的停留时间，取t=60s；将数据代入公式得L=18m;（2）水流断面面积A(m3)式中Qmax————最大设计流量，m3/s；（3）池总宽度B（m）取n=2，每格宽2m，则（4）有效水深h2（m）（5）沉砂斗溶积式中X————城镇污水沉砂量，取X=30m3/106污水；T————清除尘沙间隔时间，取T=2d；KZ————污水流量总变化系数，KZ=1.3；（6）每个沉砂斗容积V0,设每一分格有两个沉砂斗，共四个沉砂斗，则(7)沉砂斗尺寸①沉砂斗上口宽α（m）式中h3，————斗高，取h3，=1m；α1————斗底宽，取α1=0.5m；斗壁与水平面倾角55°，代入数据②沉砂斗容积V0(m3)(8)沉砂室高度h3（m）采用重力排沙，设池底坡度为0.05，坡向砂斗。沉砂室由沉砂斗以及坡向沉砂池的过度部分组成，沉砂室的宽度L为[2（L2+α）+0.2].(9)沉砂池总高度H(m)取超高0.3m(10)验算最小流速vmin（m/s）只用一格工作(n1=1).式中Qmin————最小流量，取最大设计流量的0.75倍，m3/s；n1————最小流量时工作的沉砂池数目，个；————最小流量时沉砂池中的水流断面面积，m3。代入得>0.15（m/s）。3.6氧化沟氧化沟利用连续环式反应池作为生物反应池，污水在一条连续封闭的水渠里连续循环曝气反应，氧化沟通常使用带方向控制的曝气和搅拌装置，通过推动液体水平移动使得污水在氧化沟内循环流动。氧化沟一般有较长的水力停留时间，较低的有机负荷，较长的污泥龄，所以可以省去调节池和初沉池，甚至有时可以省去二沉池。氧化沟的类型有帕斯维尔氧化沟、卡鲁塞尔氧化沟、奥贝尔氧化沟、交替工作式氧化沟、一体化氧化沟等。帕斯维尔氧化沟的特点是出水水质好，脱氮效果较为明显，构筑物简单，运行管理方便，结构形式多样，可根据地形选择不同的构筑物形式。缺点是单座构筑物处理能力有限，流量过大时，分组变多，管理不方便。适用于出水水质要求高的小型污水处理厂。卡鲁塞尔氧化沟的特点是有明显的富氧区和缺氧区，所以具有非常好的脱氮效果，曝气设施的单台功率大，这样减少了曝气设施的数量，节约了成本。但是缺点是用电量大，设备的效率不是很好，而且因为设备安装很复杂，后期维修非常的困难。适用于大中型污水厂。奥贝尔氧化沟可以同时进行硝化反硝化，可以在未来负荷提高时增加污水处理的规模，容易适应不同情况的进水和出水的要求，但是结构限制很大，不易于总图设计时的布置。适用于大中型污水处理厂[8]。本设计采用卡鲁赛尔式氧化沟。3.6.1卡鲁赛尔氧化沟设计参数（1）设计流量（不考虑变化系数）Q=90000m3/d；（2）污泥泥龄θc=25d（要求泥龄不小于20d，本设计采用25d）；（3）混合液悬浮固体浓度（MLSS）取X=4000mg/L（一般2000mg/L-6000mg/L之间）混合液挥发性悬浮固体浓度（MLVSS）:混合液悬浮固体浓度=0.75，所以混合液挥发性悬浮固体浓度MLVSS=3000mg/L。3.6.2卡鲁赛尔氧化沟设计计算污泥回流浓度XrSVI————表示污泥的沉降性能，当60<SVI<100时表示污泥具有较好的沉降性能，本设计取SVI=100；r————参数，r=1.2好氧区容积V1式中：Y————污泥产率系数；θc————污泥泥龄；S0————进水BOD5浓度；Se————出水BOD5浓度；Xv————混合液挥发性悬浮固体浓度（MLVSS）；Kd————自身氧化系数。剩余污泥量ΔX去除每千克的BOD5产生的干泥量脱氮量Nr氧化沟产生的剩余污泥中含氮率约为12.4%①用于生物合成的总氮量N0为②脱氮量NrNr=进水TN-出水TN-用于生物合成所需氮N0=45-20-6.6=18.4（mg/L）脱氮池容积①脱氧量W式中：N0————进水TN的浓度；Ne————出水TN的浓度；②脱氮池所需污泥量G式中VDN————反硝化的效率，根据规范，VDN的值位于0.019到0.260之间；③脱氮池有效容积V2（6）总有效容积VK————有活性作用的污泥占总污泥量的比例，取0.55；需氧量①实际需氧量AOR去除BOD需氧量D1剩余污泥中BOD需氧量D2去除NH3-N的需氧量D3，每硝化1kgNH3-N需消耗4.6kgO2,则剩余污泥中NH3-N的耗氧量D4每还原1kgN2产生2.86kgO2,则脱氮产氧量D5总需氧量AORAOR=D1-D2+D3-D4-D5=38922.68-6807.03+10350-2734.32-4736.16=34995.17(kg/d)②标准状态下需氧量SOR式中：Cs(20)———— 20℃氧饱和度，取9.17mg/L；Cs(T)————T℃氧饱和度；C————溶解氧浓度；α————参数，要求范围0.4-0.85，取0.8；β————参数，要求范围0.7-0.98，取0.9；氧化沟尺寸本设计设置4座氧化沟，单座氧化沟有效容积取氧化沟有效水深H=5m，超高为1m氧化沟深度为6m。中间分割墙的厚度为0.25m。氧化沟面积A=V单/h=19554.64/5=3910.93（m2）。设单沟宽道b=9m，则过弯部分直线段部分面积单沟直线段长度，取87m。进水管和出水管污泥回流比R=100%，进出水管流量管道流速取1m/s，则过水断面为A=Q/v=0.35/1=0.35m2，管径取700mm。3.7二沉池二沉池与初沉池有着本质的区别，二沉池主要是处理活性污泥与污水的混合物，除了泥水分离的作用，他还起着污泥浓缩的作用，在二沉池中同时进行层状沉淀和压缩沉淀。下面是各类型沉淀池对比：平流式的优点是沉淀效果好，构造简单，施工方便；缺点是为了防止二沉池中污泥呈絮状，随出水溢出，应设置撇除、输送和处置设施为了防止二沉池中污泥呈絮状，随出水溢出，应设置撇除、输送和处置设施。竖流式的优点是排泥方便，管理简单，占地面积较小；缺点是池子深度大，施工困难，对冲击负荷及温度变化的适应能力较差，造价较高，池径不宜太大。辐流式的优点是使用机械排泥，运行方便，管理容易；缺点是设备复杂，对施工质量要求很高。斜板（管）式的优点是水力负荷高，占地少，节省土建费用，沉淀效率高，产水量大；缺点是由于停留时间短，其缓冲能力差，需要在一定时长后更换斜板（管）。经过研究比较，为了提高沉淀效果，减少用地面积，本工程二次沉淀池采用辐流式沉淀池。3.7.1辐流式二沉池设计计算沉淀部分水面面积F，取二沉池表面负荷为0.8m3/（m2·h）（一般不大于2.5m3/（m2·h）），设两座沉淀池，n等于2。池子直径D，取62m校核固体负荷G（符合要求）沉淀部分有效水深h2设沉淀时间t=2.5h污泥区容积V设计采用周边传动的刮吸泥机清泥，污泥容积按2.5h贮泥时间求得：每个沉淀池污泥区的容积V’=8203.125/2=4101.56（m3）（6）污泥区高度h4①污泥斗高度。设池底的径向坡度为0.05，污泥底部直径3m，上部直径6m，倾角60°，则②圆锥桶高度③竖直段污泥部分的高度(7)沉淀池的总高度H刮泥机的选择沉淀池中的污泥需要排出，可仅仅依靠重力是不足以让污泥汇聚到排泥口的，所以就需要通过刮泥机将污泥刮到中心排泥口，通过水的压力将污泥压入排泥管。本设计因为池经较大，无法查到周边半径单驱动刮泥机的参数，所以采用采用周边全桥双驱动刮泥机。选用CG60B型刮泥机，性能参数见下表：表3-2CG60B周边全桥双驱动刮泥机性能规格型号池径周边速度电动机功率CG60B62m4.5m/min2.2×2kw3.8消毒设备常用的污水消毒方式有投氯消毒、臭氧消毒、紫外线消毒等，投氯消毒的试剂有液氯、二氧化氯、次氯酸钠。液氯消毒的最大优点就是有余氯进行持续消毒，价格低廉，不需要昂贵的机械进行操作，占地也会比较紫外线消毒小，但是液氯本身有毒，需要注意操作的安全以及防止氯气的泄露引发安全事故；紫外线消毒的优点是不会产生有毒有害物质，并且，不会产生臭味，杀菌快，效果也很好。但是不能持续消毒，可能会在照射后再次产生病毒污染；臭氧消毒的优点是杀菌彻底，不会残留有毒物质。但臭氧本身不稳定，且生产成本、储存成本都较高，并且储氧罐的安全性也需要特别注意，如果储氧罐发生爆炸破坏力极强，会影响周围的建筑物稳定性。经对比，本单元工艺使用加液氯消毒的方式。3.8.1氯气消毒池设计参数扬州市广陵区污水处理厂日处理量9万m3/d，通过二沉池处理后采用液氯消毒，投氯量按7mg/L投加，仓库储氯量按15天进行储存。氯与污水的接触时间取30min，设矩形隔板式接触池一座。3.8.2加氯间设计计算加氯量G储氯量W采用投加量0-20kg/h加氯机三台，两用一备，并轮换使用。液氯储存选用1000kg的钢瓶，共10个。3.9污泥处理污泥处理的目的在于：1.降低污泥的含水率，减少污泥的体积，便于后期的运输或者处置。2.稳定污泥中的有机物，因为有机物会腐化产生臭味，影响周围的环境，以及厂区工作人员的工作环境。3.降低其含水率可以将污泥进行再次利用，比如焚烧发电等发挥剩余价值。污泥浓缩的基本工艺流程：生污泥→浓缩→消化→自然干化→最终处置。污泥处理采用DNDY型浓缩脱水一体机，其优点是处理量大，可连续工作，复合结构，运输方便，清洗容易，维护成本低，运行十分可靠。3.9.1污泥处理设计计算总泥量氧化沟工艺算出剩余污泥量ΔX=4793.68kg/d，取二沉池污泥含水率为99.5%，污泥密度为γ=1000kg/m3，则输送管管径取DN500mm。贮泥池容积贮泥池建一座分两格，两次排泥间隔12h，每天排泥两次，则每格体积：取V池=250m3，设污泥池深度5m，污泥池面积50m2，尺寸为L×B=8m×7m。两格占地L×B=8m×14m=112m2。设备选型采用DNDY型浓缩脱水一体机，型号为DNDY-1500,共两台（一备一用），污泥处理量约为25m3/h，性能参数见下表：表3-3DNDY-1500污泥浓缩脱水一体机性能参数型号带宽/mm处理量/（m3/h）功率/kW冲洗水量泥饼含水率进泥含水率DNDY-15001500约250.75+1.5≤1875-80≤99

第4章污水处理厂平面布置4.1平面布置的基本原则污水厂的平面布置应满足各构筑物之间及各种建筑物之间的功能要求和水力要求，结合其地貌特点和地质条件，综合考虑构筑物排布，管线布置，道路宽度，绿化面积等，设计原则如下：各构筑物之间的平面布置贯通各构筑物之间的管道，渠道应便捷直达，避免迂回。构筑物之间应保持一定的距离，保证管道，渠道可以顺利布设。一般间距值可取5-10m。处理构筑物应尽可能紧凑。污泥处理构筑物应单独设置，并且位于夏季主导风向的下风口位置，以免臭味影响到常去的生活区，保证厂区工作人员的住宿和工作不被影响。辅助建筑物的平面布置原则厂区设置仓库，加药间，配电房，综合办公楼，住宿，停车场以及活动区域等辅助建筑物，他们是污水处理厂不可缺少的辅助主体设备运行的建筑物。辅助建筑面积视实际情况而定。辅助建筑物的设置应方便主体构筑物的运行，保证厂区的安全。宿舍、食堂、综合楼等生活办公区域应与主体建筑物保持一定的距离，且应位于夏季主导风向的上风口，避免传播至生活区。操作人员的值班室应可以观察到各处理构筑物的位置，便于管理及维护。绿化布置原则厂区应充分排布绿化，绿化面积应占总厂区面积的30%以上，以便改善污水厂的环境，提高污水厂工作人员的工作安全性。道路布置污水厂内需进出运送药物的车辆，运输污泥的车辆，所以我们在设计污水厂道路的同时要考虑车辆是否可以正常通行，道路设计原则如下：主要车道的宽度：单车道为3-4m，双车道为6-7m，并应有回车道。车行道的转弯半径不应小于6m，以便大型车辆正常通行。人行道宽度为1-2m。4.2主要建筑物尺寸表4-1建筑物尺寸表序号名称尺寸1行政楼楼84m×21m2宿舍65m×50m3食堂40m×25m4仓库20m×15m5停车场41m×21m6配电间28m×25m7加药间20m×10m8污泥泵房20m×10m9花坛D=24m

污水厂高程布置污水厂中水的流动主要依靠重力的作用从一个构筑物流经管道去到下一个构筑物中，所以我们要算出每个构筑物的水头损失，管道带来的水头损失，依次计算出每个构筑物的水面标高为何值时，才能保证水厂的正常运行。5.1水头损失计算设污水厂地面标高为0.0m，设定出水标高为-1.0m。出水口至氯气消毒池标高Qmax1.354m3/s根据《给水排水设计手册（第01册）常用资料》，出水口至氯气消毒池的管道选择铸铁管，管径为DN1100，实际流速则为出水口至氯气消毒池的长度为54m，在使用铸铁管流速大于1.2m/s时，式中v————管道流速，m/s；D————管道直径，m；当流速小于1.2m/s时所以通过计算，得当前管道的水力坡度1000i=1.91m，同时考虑局部水头损失取为30%,则当前段的水头损失为h=（1+0.3）iL=1.3×1.91×54÷1000=0.135m，取h=0.14m。氯气消毒池根据《给水排水设计手册（第01册）常用资料》，可得污水经过氯气消毒池的水头损失大致为0.3m。氯气消毒池至辐流式二沉池氯气消毒池至辐流式二沉池选用铸铁管，管径为DN1100，通过上述公式可得流速为1.425m/s，水头损失1000i=1.91m，管道长度为150m，计算得到水头损失为0.372m，取h=0.38m。辐流式二沉池根据《给水排水设计手册（第01册）常用资料》，可得污水经过氯气消毒池的水头损失大致为0.3m。辐流式二沉池至氧化沟段辐流二沉池至氧化沟的总管采用铸铁管，管径为DN1100，通过上述公式可得流速为1.425m/s，水头损失1000i=1.91m，管道长度为58m，计算得到水头损失为0.144m，取h=0.15m。同时由氧化沟出水口至总管段最长的管段为168m，管径为DN700,通过上述公式计算可得流速v=0.88m/s，水头损失1000i=1.38m，由此可得水头损失为0.30m氧化沟根据《给水排水设计手册（第01册）常用资料》，可得污水经过卡鲁塞尔氧化沟的水头损失大致为0.5m。氧化沟至平流式沉砂池卡鲁塞尔氧化沟至平流式二沉池的总管采用铸铁管，管径为DN1100，通过上述公式可得流速为1.425m/s，水头损失1000i=1.91m，管道长度为168m，计算得到水头损失为0.417m，取h=0.42m。平流式沉砂池根据《给水排水设计手册（第01册）常用资料》，可得污水经过平流式沉砂池的水头损失大致为0.2m。平流沉淀池至细格栅平流沉淀池至细格栅的总管采用铸铁管，管径为DN1100，通过上述公式可得流速为1.425m/s，水头损失1000i=1.91m，管道长度为1.6m，计算得到水头损失为0.003m，取h=0.01m。细格栅根据《给水排水设计手册（第01册）常用资料》，可得污水经过平流式沉砂池的水头损失大致为0.2m。细格栅至进水泵房平流沉淀池至细格栅采用铸铁管，管径为DN1100，通过上述公式可得流速为1.425m/s，水头损失1000i=1.91m，管道长度为13m，计算得到水头损失为0.032m，取h=0.04m。进水泵房进水泵房将水头抬高4m（13）进水泵房至粗格栅进水泵房至粗格栅采用铸铁管，管径为DN1100，通过上述公式可得流速为1.425m/s，水头损失1000i=1.91m，管道长度为13m，计算得到水头损失为0.032m，取h=0.04m。粗格栅根据《给水排水设计手册（第01册）常用资料》，可得污水经过平流式沉砂池的水头损失大致为0.2m。粗格栅至进水口进水泵房至粗格栅采用铸铁管，管径为DN1100，通过上述公式可得流速为1.425m/s，水头损失1000i=1.91m，管道长度为37m，计算得到水头损失为0.091m，取h=0.10m。5.2高程计算表表5-1高程计算表序号管道及构筑物名称水面上游标高（m）水面下游标高（m）构筑物水面标高（m）地面标高（m）1出水口至消毒池-0.86-1.00.02氯气消毒池-0.56-0.86-0.710.03消毒池至二沉池-0.18-0.560.04二沉池0.12-0.18-0.030.05二沉池至氧化沟0.420.120.06氧化沟0.920.42-0.670.07氧化沟至沉砂池1.340.920.08平流沉砂池1.541.341.440.09平流沉砂池至细格栅1.551.540.010细格栅1.751.551.650.011细格栅至进水泵房1.791.750.012进水泵房-2.211.79-0.210.013进水泵房至粗格栅-2.17-2.210.014粗格栅-1.97-2.17-2.090.015粗格栅至进水口-1.87-1.970.016进水口标高-1.870.0

第6章总结与展望本次设计为扬州市广陵区二级污水处理厂设计，设计处理量为90000m3/d，要求达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918—2002）中的一级B标准。本设计结合当地的水质条