污水處理廠畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

目 錄1 設(shè)計(jì)說(shuō)明.11.1 引言 .11.2 工程概況 .21.2.1 設(shè)計(jì)原始資料.21.2.3 設(shè)計(jì)規(guī)模.21.2.2 進(jìn)出水水質(zhì).31.3 處理方案的確定.31.3.1 城市污水處理概述.31.3.2 常用城市污水生物處理技術(shù).41.3.3 工藝方案選擇的原則.71.3.4 污水處理工藝的選擇及流程.81.3.5 主要構(gòu)筑物說(shuō)明.112. 各單元設(shè)計(jì)計(jì)算.142.1 格柵的設(shè)計(jì).142.1.1 設(shè)計(jì)參數(shù).142.1.2 中格柵.152.1.3 細(xì)格柵.182.2 曝氣沉砂池的設(shè)計(jì) .202.2.1 設(shè)計(jì)參數(shù).20 2.2.2 設(shè)計(jì)計(jì)算.202.3 主體反應(yīng)池的設(shè)計(jì) .242.3.1 設(shè)計(jì)參數(shù).242.3.2 設(shè)計(jì)計(jì)算.252.4 配水井的設(shè)計(jì) .342.4.1 設(shè)計(jì)參數(shù).342.4.2 設(shè)計(jì)計(jì)算.342.5 輻流式二沉池的設(shè)計(jì) .352.5.1 設(shè)計(jì)參數(shù).352.5.2 設(shè)計(jì)計(jì)算.352.6 濃縮池的設(shè)計(jì) .372.7 污泥貯泥池的設(shè)計(jì) .382.8 構(gòu)筑物計(jì)算結(jié)果及說(shuō)明 .393 污水廠平面布置.403.1 布置原則 .403.2 平面布置 .413.3 附屬構(gòu)筑物的布置 .414 高程計(jì)算.424.1 水頭損失 .424.2 標(biāo)高計(jì)算 .424.2.1 二沉池.42 4.2.2 配水井.434.2.3A2/O 池.434.2.4 沉砂池.434.2.5 格柵.434.2.6 濃縮池.444.2.7 貯泥池.445 結(jié)論及建議.445.1 結(jié)論 .445.2 建議.45參考文獻(xiàn).46附錄.47致謝.48 11 設(shè)計(jì)說(shuō)明1.1 引言據(jù)2010 年中國(guó)環(huán)境狀況公報(bào)公布，2010 年全國(guó)廢水排放總量為 617.3億噸，其中城市生活污水排放量 379.8 億 t，占污水排放總量的 61.5%。廢水化學(xué)需氧量（COD）排放總量 1238.1 萬(wàn) t，其中城市生活污水中氨氮排放 93 萬(wàn)t，占廢水氨氮排放總量的 71.2%，由此可見(jiàn)，目前我國(guó)的水污染形勢(shì)嚴(yán)峻，特別是城市污水的排放對(duì)地表水和地下水水質(zhì)的影響顯得更加突出。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，全國(guó)近 70%80%的生活污水未經(jīng)處理，直接排入江河湖海，年排污量達(dá)400 億 m3，造成全國(guó) 1/3 以上的水域受到污染。專家指出，水污染加劇了水資源的短缺，直接威脅著飲用水的安全和人民群眾的健康，影響到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)作物安全造成的經(jīng)濟(jì)損失約為 GNP 的 1.5%3%，水污染已成為不亞于洪災(zāi)、旱災(zāi)甚至更為嚴(yán)重的災(zāi)害。未來(lái)城市的最大危害就是污水。造成我國(guó)水污染嚴(yán)重的主要原因之一是由于全國(guó)城市污水處理率較低，使大量的城市污水未經(jīng)處理而直接外排，導(dǎo)致了嚴(yán)重的水污染，并加劇了水資源的短缺。而長(zhǎng)期以來(lái)，城市污水處理均以去除有機(jī)物和懸浮物為目的，其工藝為普通活性污泥法。該法對(duì)氮、磷等無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)物去除效果很差一般來(lái)說(shuō)，氮的去除率只有 2030，磷的去除率只有 1020隨著大量的化肥、農(nóng)藥、洗滌劑等高濃度氮、磷工業(yè)廢水的排出，導(dǎo)致城市污水中 N、P 濃度急劇增加，從而引起水體中溶解氧降低及水體富營(yíng)養(yǎng)化，同時(shí)影響了處理后污水的復(fù)用所以，要求在城市污水處理過(guò)程中不僅要有效地去除 BOD 和 SS，而且要有效地脫氮除磷3八十年代以來(lái)，生物脫氮除磷工藝已成為現(xiàn)代污水處理的重大課題，特別是以厭氧缺氧好氧（AnaerobicAnoxicaerobic，簡(jiǎn)稱A2/O 工藝）系統(tǒng)的生物脫氮除磷工藝，因其特有的技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)和環(huán)境效益，越來(lái)越受到人們的高度重視。本設(shè)計(jì)中即采用其改進(jìn)工藝預(yù)缺氧厭氧缺氧好氧（AnoxicAnaerobicAnoxicaerobic，即 AA2/O 工藝）對(duì)某城市生活污水進(jìn)行處理，日處理能力 100000 方，設(shè)計(jì)包含污水處理工藝流程的確定，工藝流 2程中各單體的計(jì)算，施工圖紙的繪制等，工程的實(shí)施將顯著改善受納水體水質(zhì)，同時(shí)間接產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展，出水達(dá)到城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB18918-2002)規(guī)定的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的 B 標(biāo)準(zhǔn)要求，其出水就近排入水體。1.2 工程概況1.2.1 設(shè)計(jì)原始資料H 市是浙江省的重要工業(yè)城市之一。近些年來(lái)，隨著改革開(kāi)放的進(jìn)一步深入，H 市經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，人民生活水平不斷提高。H 市屬亞熱帶濕潤(rùn)性季風(fēng)氣候，經(jīng)調(diào)查和咨詢，該城市的氣象資料見(jiàn)表 1-1：表表 1-1 污水處理廠所處城市氣象資料污水處理廠所處城市氣象資料年平均氣溫15.8月平均最高氣溫27.9月平均最低氣溫3.1最高氣溫39最低氣溫-4-5年平均降雨量1238.8溫度在-10度以下0 天主風(fēng)向東南風(fēng)平均風(fēng)速3.2m/s 年最大風(fēng)20 m/s。H 市北區(qū)地勢(shì)平坦，地形略呈南高北低，原狀地面標(biāo)高一般為5.0m5.8m（黃海高程系） ，局部地帶標(biāo)高僅 4.84.9m。廠區(qū)平均海拔高程5.0m。城區(qū)地表土層為黃褐色亞粘土，土層厚度約為 1.0m，第二層為灰褐色粉質(zhì)粘土，土層厚度約 4.0m。1.2.3 設(shè)計(jì)規(guī)模根據(jù)該市該地區(qū)中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃，2020 年城市人口 30 萬(wàn)，2030 年城市人口 43 萬(wàn)。目前 H 市居民平均生活用水 120L/人d（浙江屬于第三分區(qū)，居住建筑內(nèi)設(shè)有室內(nèi)給排水衛(wèi)生設(shè)備和淋浴設(shè)備，所以 q 為 110150 L/人d，取q=120 L/人d） ，城市公共建筑污水量按城市生活污水量的 30計(jì)，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市化程度越來(lái)越高，人口也將隨之猛增，人口的大量增加也將導(dǎo)致生活污水的大量增加，生活污染也將隨之加劇。H 市開(kāi)發(fā)建設(shè)雖然目前還處于起步階段，但工業(yè)發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁，工業(yè)污染 3物的排放總量勢(shì)必有較大增長(zhǎng)，現(xiàn)日排放工業(yè)廢水約 3104m3/d。污水廠的處理水量按最高日最高時(shí)流量，污水廠的日處理量為 10 萬(wàn)方。主要處理城市生活污水以及部分工業(yè)廢水，按生活污水總量來(lái)取其時(shí)變化系數(shù)為1.3。1.2.2 進(jìn)出水水質(zhì)該水經(jīng)處理以后，水質(zhì)應(yīng)符合城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB18918-2002)規(guī)定的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的 B 標(biāo)準(zhǔn)，由于進(jìn)水不但含有 BOD5，還含有大量的 N，P 所以不僅要求去 BOD5 除還應(yīng)去除水中的 N，P 達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。進(jìn)水 PH 為 6-7，總氮為 35mg/L，其他見(jiàn)表 1-2：表表 1- 2 污水廠設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)對(duì)照表污水廠設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)對(duì)照表單位：mg/LCODcrBOD5SSNH3NTP進(jìn)水（混合）350160150254出水602020150.51.3 處理方案的確定1.3.1 城市污水處理概述城市污水是目前江河湖泊水域污染的重要原因，是制約許多城市可持續(xù)發(fā)展的主要原因之一。目前，我國(guó)正處于城市污水處理事業(yè)的大發(fā)展時(shí)期，尤其隨著國(guó)家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施，中國(guó)環(huán)境與生態(tài)保護(hù)已被提上首要議事日程。 城市生活污水處理自 200 年前工業(yè)革命以來(lái)，越來(lái)越受到人們的重視。城市污水處理率已成為一個(gè)地區(qū)文明與否的一個(gè)重要標(biāo)志。近 200 年來(lái)，城市污水處理已從原始的自然處理、簡(jiǎn)單的一級(jí)處理發(fā)展到利用各種先進(jìn)技術(shù)、深度處理污水，并回用。處理工藝也從傳統(tǒng)活性污泥法、氧化溝工藝發(fā)展到A/O、A2/O、AB、SBR（包括 CCAS 工藝）等多種工藝，以達(dá)到不同的出水要求。我國(guó)城市污水處理相對(duì)于國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家、起步較晚，目前城市污水處理率 4不到 10%。在我們大力引起國(guó)外先進(jìn)技術(shù)、設(shè)備和經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)，必須結(jié)合我國(guó)發(fā)展，尤其是當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，探索適合我國(guó)實(shí)際的城市污水處理系統(tǒng)1。 結(jié)合我國(guó)實(shí)際情況，參考國(guó)外先進(jìn)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，建設(shè)城市污水處理廠應(yīng)符合以下幾個(gè)發(fā)展方向： （1）總投資省。我國(guó)是一個(gè)發(fā)展中國(guó)家，經(jīng)濟(jì)發(fā)展所需資金非常龐大，因此嚴(yán)格控制總投資對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)大有益處。 （2）運(yùn)行費(fèi)用低。運(yùn)行費(fèi)用是污水處理廠能否正常運(yùn)行的重要因素，是評(píng)判一套工藝優(yōu)劣的主要指標(biāo)之一。 （3）占地省。我國(guó)人口眾多，人均土地資源極其緊缺。土地資源是我國(guó)許多城市發(fā)展和規(guī)劃的一個(gè)重要因素。 （4）脫氮除磷效果好。隨著我國(guó)大面積水體環(huán)境的富營(yíng)養(yǎng)化，污水的脫氮除磷已經(jīng)成為一個(gè)迫切的問(wèn)題。我國(guó)最新實(shí)施的國(guó)家污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)也明確規(guī)定了適用于所有排污單位，非常嚴(yán)格地規(guī)定了磷酸鹽排放標(biāo)準(zhǔn)和氨氮排放標(biāo)準(zhǔn)。這就意味著今后絕大多數(shù)城市污水處理廠都要考慮脫氮除磷的問(wèn)題2。1.3.2 常用城市污水生物處理技術(shù)污水處理所采用的工藝技術(shù)是污水處理廠的核心部分，與進(jìn)水水質(zhì)、出水要求、處理量、投資大小等等因素密切相關(guān)。由于城市污水的主要污染物是有機(jī)物，因此目前國(guó)內(nèi)外大多采用生物處理技術(shù)處理城市污水，主要有活性污泥法和生物膜法兩大類。其中，生物膜法由于處理效率不高，衛(wèi)生條件較差，我國(guó)只有少數(shù)幾座生物膜法城市污水處理廠；而活性污泥法污水處理廠占絕大多數(shù)，其中使用最廣泛的主要有四種類型6：傳統(tǒng)活性污泥工藝和其改進(jìn)型工藝；AB 工藝；SBR 及其改進(jìn)工藝； 氧化溝及其改進(jìn)工藝。AB 法工藝AB 法是吸附生物降解法的簡(jiǎn)稱，是聯(lián)邦德國(guó)亞琛大學(xué) BBohnke 教授于20 世紀(jì) 70 年代中期24，在傳統(tǒng)兩段活性污泥法和高負(fù)荷活性污泥法基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的一種新工藝，屬超高負(fù)荷活性污泥法，在技術(shù)上有所突破。該工藝不設(shè)初沉池，由污泥負(fù)荷較高的 A 段和污泥負(fù)荷較低的 B 段串聯(lián)組 5成，并分別有獨(dú)立的污泥回流系統(tǒng)。該工藝從 80 年代開(kāi)始應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐，由于具有技術(shù)成熟、處理高濃度生活污水效果好，出水穩(wěn)定、水質(zhì)高的特點(diǎn)，越來(lái)越受到污水處理界的青睞。但 A/B 法也存在污泥量大、構(gòu)筑物及設(shè)備較多，運(yùn)行管理復(fù)雜，脫氮除磷效果不理想的缺點(diǎn)。青島海泊河 812 萬(wàn) m/d 污水處理廠采用了該工藝。SBR 及其改進(jìn)工藝（1）SBR 工藝SBR 工藝也叫序批式活性污泥法，其最根本的特點(diǎn)是處理工序不是連續(xù)的，而是間歇的、周期的，污水一批一批地經(jīng)過(guò)進(jìn)水、曝氣、沉淀、排水，然后又周而復(fù)始。SBR 技術(shù)的核心是 SBR 反應(yīng)池，該池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，無(wú)污泥回流系統(tǒng)，該工藝具有以下優(yōu)點(diǎn)：出水水質(zhì)穩(wěn)定、水質(zhì)好；耐沖擊負(fù)荷；運(yùn)行管理簡(jiǎn)單、自控水平高；占地面積小、造價(jià)低、操作靈活。但 SBR 法存在的曝氣系統(tǒng)易堵塞，故障率高，人工操作管理繁瑣，監(jiān)測(cè)手段要求高等缺點(diǎn)也影響了其使用。美國(guó) Cnmdy3000m/d 污水處理廠和澳大利亞的 Tmmwqdth 污水廠采用了該工藝23。（2）ICEAS 工藝傳統(tǒng) SBR 是問(wèn)歇進(jìn)水，切換頻繁，并且至少需要兩池以上來(lái)回倒換，很不方便，于是出現(xiàn)了連續(xù)進(jìn)水的 ICEAS 工藝。該工藝的主要改進(jìn)是在反應(yīng)池中增加一道隔墻，將反應(yīng)池分隔為小體積的預(yù)反應(yīng)區(qū)和大體積的主反應(yīng)區(qū)，污水連續(xù)流人預(yù)反應(yīng)區(qū)，然后通過(guò)隔墻下端的小孔以層流速度進(jìn)人主反應(yīng)區(qū)。在保持傳統(tǒng)的 SBR 工藝特點(diǎn)的同時(shí)，該工藝省去了問(wèn)歇進(jìn)水的麻煩。但該工藝設(shè)備造價(jià)偏高，技術(shù)全部進(jìn)口，操作運(yùn)行要求嚴(yán)格。（3）CAST 工藝CAST 工藝是 SBR 工藝中脫氮除磷效率最好的一種，它對(duì) SBR 工藝最大的改進(jìn)是在反應(yīng)池前段增加一個(gè)選擇段，污水首先進(jìn)入選擇段，與來(lái)自主反應(yīng)區(qū)的回流混合液混合，在厭氧條件下，選擇段相當(dāng)于前置厭氧池，為高效除磷創(chuàng)造了有利條件。該工藝的另一個(gè)特點(diǎn)是利用同步硝化反硝化原理脫氮，在主反應(yīng)區(qū)，反應(yīng)時(shí)段前期控制溶解氧不大于 0.5mg/L ，處于缺氧工況，利用池中原有的硝態(tài)氮 6反硝化，然后利用同步硝化產(chǎn)生的硝態(tài)氮反硝化；到反應(yīng)時(shí)段后期。加大充氧量，使主反應(yīng)區(qū)處于好氧工況，完成生物除磷反應(yīng)，并保證出水有足夠的溶解氧。CAST 工藝設(shè)計(jì)和運(yùn)行管理簡(jiǎn)單，處理效果穩(wěn)定，已被多座中小型污水處理廠所采用，規(guī)模 8 萬(wàn) m/d 的貴陽(yáng)市小河污水處理廠以及深圳、天津及云南的一些污水處理廠都采用了該工藝。（4）UNITANK 工藝UNITANK 工藝是 20 世紀(jì) 90 年代比利時(shí)西格斯公司在三溝式氧化溝的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出來(lái)的25。它由 3 個(gè)矩形池組成，其中外邊兩側(cè)的矩形池既可做曝氣池，又可做沉淀池，中間一個(gè)矩形池只做曝氣池。該工藝連續(xù)進(jìn)水、連續(xù)出水、常水位運(yùn)行，具有脫氮功能及流程簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，同時(shí)還有容積利用率低、設(shè)備閑置率高、除磷功能差等不足，要求除磷時(shí)則需要化學(xué)除磷。我國(guó)石家莊高新區(qū) 10 萬(wàn) m/d 污水處理廠、上海石洞口 40 萬(wàn) m/d 污水處理廠及廣西梧州污水處理廠均采用此工藝。（5）MSBR 工藝MSBR 即改良型的 SBR(Modified SBR)，是 A/O 法和 SBR 法工藝組合合成的工藝系統(tǒng)，它具有二者的一些優(yōu)點(diǎn)，因而出水水質(zhì)穩(wěn)定。MSBR 是一種可連續(xù)進(jìn)水、高效的污水處理工藝，且簡(jiǎn)單、容積小、單池，易于實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制。在較低的投資和運(yùn)行費(fèi)用下，能有效地處理含高濃度 BOD5，TSS、氮和磷的污水。但 MSBR 的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，各種設(shè)備較多，操作管理也比較麻煩，這些都有待進(jìn)一步優(yōu)化改進(jìn)。加拿大的 Estevan 污水處理廠、深圳市鹽田污水處理廠、北京海淀區(qū)某醫(yī)院污水處理項(xiàng)目均采用了該工藝。氧化溝工藝氧化溝又稱循環(huán)曝氣池、無(wú)終端曝氣池，是活性污泥法的一種變型，通常采用延時(shí)曝氣，在污水凈化的同時(shí)污泥得到穩(wěn)定處理。常見(jiàn)的氧化溝有Carrousel 氧化溝、交替工作式氧化溝、Orbal 氧化溝、一體化氧化溝等。與活性污泥法相比，它具有處理工藝及構(gòu)筑物簡(jiǎn)單、無(wú)初沉池和污泥消化池(一體式氧化溝還可以取消二沉池和污泥回流系統(tǒng))、泥齡長(zhǎng)、剩余污泥少且容易脫水、處理效果穩(wěn)定等特點(diǎn)；但也存在著負(fù)荷低、占地大的缺點(diǎn)。邯鄲市東污水廠處 7理水量為 10 萬(wàn) m/d 污水處理廠采用了該工藝。傳統(tǒng)活性污泥工藝及其改進(jìn)型工藝（1）傳統(tǒng)活性污泥工藝 傳統(tǒng)活性污泥法是應(yīng)用最早的工藝，它去除有機(jī)物和懸浮物的效率很高，對(duì)于城鎮(zhèn)污水，可確保出水 BOD5 和 SS 達(dá)到 30mg/L 以下，因此，在 1996 年前在我國(guó)尚未要求去除氮磷，該工藝是城鎮(zhèn)污水處理廠的主體工藝。隨著城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB189182002)的頒布實(shí)施，我國(guó)對(duì)城鎮(zhèn)污水處理廠的出水水質(zhì)，尤其是對(duì)出水的氮、磷指標(biāo)要求更加嚴(yán)格。傳統(tǒng)的活性污泥工藝已經(jīng)不能滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)氮、磷的去除要求，必須加以改造，一種是用于除磷的厭氧一好氧工藝(A/O)，一種是用于脫氮的缺氧一好氧工藝；A/O 法則是既脫氮又除磷的工藝。天津紀(jì)莊子 30 萬(wàn) m/d 污水處理廠、北京高碑店 100萬(wàn) m/d 污水處理廠、沈陽(yáng)北部污水處理廠 40 萬(wàn) m/d 污水中的 20 萬(wàn) m/d 采用的均是活性污泥污水處理技術(shù)。（2）A/O 工藝 A/O(缺氧好氧)法對(duì)于大型活性污泥法污水處理廠來(lái)說(shuō)，處理效果較穩(wěn)定，且實(shí)現(xiàn)了脫氮或除磷的目標(biāo)，能耗和運(yùn)營(yíng)費(fèi)用也較低；其缺點(diǎn)是處理單元多，管理較復(fù)雜，且不能同步脫氮和除磷。用于除磷的 A/O 工藝的最主要特征是高負(fù)荷運(yùn)行、泥齡短、水力停留時(shí)間短；用于脫氮的 A/O 工藝的負(fù)荷很低，泥齡長(zhǎng)、水力停留時(shí)間長(zhǎng)。沈陽(yáng)北部污水處理廠設(shè)計(jì)處理的 40 萬(wàn) m/d 污水中的 20萬(wàn) m/d 采用的是 A/O 脫氮的污水處理技術(shù)。（3）A/O 工藝A/O(厭氧缺氧好氧)工藝同時(shí)具有脫氮除磷的效果，其工藝原理是磷在厭氧區(qū)被釋放，在好氧區(qū)被吸收，達(dá)到除磷目的；污染物在好氧區(qū)被氧化降解，去除 COD 和 BOD5，同時(shí)在硝化菌作用下，有機(jī)氮轉(zhuǎn)化的氨氮繼續(xù)轉(zhuǎn)化為亞硝酸氮和硝酸氮，含有硝酸氮的大量混合液回流到缺氧區(qū)進(jìn)行反硝化脫氮。該工藝主要優(yōu)點(diǎn)是對(duì) COD、BOD5、SS 等具有較高的去除率，對(duì)脫氮除磷也具有較高的去除效果，具有運(yùn)行費(fèi)用低、占地少，出水水質(zhì)好等特點(diǎn)。A+A/O工藝就是在此基礎(chǔ)上在厭氧池前加了一個(gè)污泥預(yù)缺氧池，以便污泥更好的處理。 81.3.3 工藝方案選擇的原則污水處理工藝流程選擇是根據(jù)原水水質(zhì)、出水水質(zhì)要求，污水處理廠規(guī)模、污泥處置方法及當(dāng)?shù)氐臏囟?、工程地質(zhì)、征地費(fèi)用、電價(jià)等實(shí)際條件和要求，選擇切實(shí)可行且經(jīng)濟(jì)合理的處理工藝方案，經(jīng)全面比較后優(yōu)選出最佳的總體工藝方案和實(shí)施方式。在確定處理工藝的過(guò)程中應(yīng)遵循以下原則5：（1）采用的工藝運(yùn)行可靠、技術(shù)成熟、處理效果良好，能保證出水水質(zhì)達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，從而減少污水對(duì)城市水環(huán)境的影響。（2）采用的工藝投資省、污水處理廠占地面積小，能耗少，運(yùn)行費(fèi)用低。（3）安全穩(wěn)妥的處理處置污泥，既節(jié)省投資，又避免而次污染。（4）所采用的工藝應(yīng)運(yùn)轉(zhuǎn)靈活，能適應(yīng)一定的水質(zhì)、水量的變化。（5）操作管理簡(jiǎn)便有效，便于實(shí)現(xiàn)處理過(guò)程的自動(dòng)控制，降低勞動(dòng)強(qiáng)度和人工費(fèi)用，提高管理水平。（6）污水處理工藝的確定應(yīng)與污泥處理和處置工藝的方式結(jié)合起來(lái)考慮，以保證污水處理廠排出的污泥應(yīng)易于處理和處置。（7）所選工藝應(yīng)最大程度地減少對(duì)周圍環(huán)境的不良影響，如氣味、噪聲、氣霧等，同時(shí)也要避免對(duì)周圍環(huán)境產(chǎn)生不安全因素。（8）一般來(lái)說(shuō), 大型城市污水處理廠（處理能力為 10 萬(wàn)20 萬(wàn) m3/d）的優(yōu)選工藝是傳統(tǒng)活性污泥法及其改進(jìn)型 A/O 和 A2/O 法，與 SBR 工藝相比最大的優(yōu)勢(shì)就是能耗低、運(yùn)營(yíng)費(fèi)用較低，污水廠規(guī)模越大，這種優(yōu)勢(shì)越明顯。（9）中小型污水廠(處理能力小于 10 萬(wàn) m3/d) 的優(yōu)選工藝是氧化溝法和SBR 法，這些工藝去除有機(jī)物的 效率較高，有的兼有除磷脫氮的功能，基建費(fèi)用明顯低于傳統(tǒng)活性污泥法，且整個(gè)處理單元的占地面積只有傳統(tǒng)活性污泥法的的 50%，由于中小型污水廠的水質(zhì)水量變化比較劇烈，因此更適合選用抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)的氧化溝法和 SBR 法。1.3.4 污水處理工藝的選擇及流程一、計(jì)算污水量日人平均生活用水量：Q1=3000000.12=36000m3/d 9工業(yè)廢水量：Q2=30000 m3/d城市公共建筑污水量：Q3=360000.3=10800m3/d污水總量：Q= Q1+ Q2+ Q3=36000+30000+10800=76800m3/d轉(zhuǎn)化為 m3/s 為單位，即：76800/（246060）=0.89 m3/s城市混合污水變化系數(shù)：日變化系數(shù) K 日=1.1，總變化系數(shù) Kz=1.3。設(shè)計(jì)最大時(shí)總污水量為：Qmax=768001.3=99840 m3/d=1.16 m3/s二、污水水質(zhì)特性分析原污水能否采用生化處理，特別是是否適用于生物除磷脫氮工藝，取決于原污水中各種營(yíng)養(yǎng)成分的含量及其比例能否滿足生物生長(zhǎng)的需要，因此首先應(yīng)判斷相關(guān)的指標(biāo)能否滿足要求9。污水處理廠進(jìn)水水質(zhì)各污染物配比表見(jiàn)表 2-1。表表 2-1 進(jìn)出水水質(zhì)各污染物配比進(jìn)出水水質(zhì)各污染物配比項(xiàng)目BOD5/CODCrBOD5/TNBOD5/TP 設(shè)計(jì)0.464.640指標(biāo)0.3320（1）BOD5/CODCr 污水 BOD5/CODCr 值是判定污水可生化性的最簡(jiǎn)便易行和最常用的方法。一般認(rèn)為 BOD5/CODCr 0.3 可生化性較好，BOD5/CODCr 0.3 較難生化，BOD5/CODCr 0.25 不易生化。設(shè)計(jì)中 BOD5/CODCr =0.46，因此可生化性較好，適合采用生物處理工藝進(jìn)行處理。（2）BOD5/TN （即 C/N）比值C/N 比值是判別能否有效脫氮的重要指標(biāo)。由于生物脫氮的反硝化過(guò)程中主要利用原污水中的含碳有機(jī)物作為電子供體，該比值越大，表明碳源越充足，反硝化進(jìn)行越徹底。理論上 BOD5/TN 2.86 時(shí)反硝化才能進(jìn)行；實(shí)際運(yùn)行材料表明 3.0 時(shí)才能使反硝化過(guò)程正常進(jìn)行；當(dāng) BOD5/TN =45 時(shí)，氨氮去除率80%，總氮的去除率60%。設(shè)計(jì)中的進(jìn)水水質(zhì) C/N=4.6 可滿足生物脫氮要求。（3）BOD5/TP 比值該指標(biāo)是鑒別能否生物除磷的主要指標(biāo)。生物除磷是活性污泥中除磷菌在厭氧條件下分解細(xì)胞內(nèi)的聚磷酸鹽同時(shí)產(chǎn)生 ATP，并利用 ATP 將廢水中的脂肪 10酸等有機(jī)物攝入細(xì)胞，以 PHB（聚-羥基丁酸）及糖原等有機(jī)顆粒的形式貯存于細(xì)胞內(nèi)，同時(shí)隨著聚磷酸鹽的分解，釋放磷；一旦進(jìn)入好氧環(huán)境，聚磷菌又可利用聚-羥基丁酸氧化分解所釋放的能量來(lái)超量攝取廢水中的磷，并把所攝取的磷合成聚磷酸鹽而貯存于細(xì)胞內(nèi)，經(jīng)沉淀分離，把富含磷的剩余污泥排出系統(tǒng)，達(dá)到生物除磷的目的。進(jìn)水中的 BOD5是作為營(yíng)養(yǎng)物供除磷菌活動(dòng)的基質(zhì)，故是衡量能否達(dá)到除磷的重要指標(biāo)，一般認(rèn)為該值要大于 20，比值越大，生物除磷效果越明顯。分析進(jìn)水水質(zhì)，設(shè)計(jì)中 BOD5/TP=40 20 可以采用生物除磷工藝。三、處理程度計(jì)算（1）BOD 的去除效率%5 .87%10016020160（2）COD 的去除效率%9 .82%10035060350（3）SS 的去除效率%7 .86%10015020150（4）氨氮的去除效率%40%100251525（5）總磷的去除效率%5 .87%10045 . 04（6）總氮的去處率%8.62%100352535上述計(jì)算表明 BOD、COD、SS、TP、NH3-N 去除率高，需要采樣三級(jí)處理（或深度處理）工藝。四、綜合分析由上述計(jì)算，該設(shè)計(jì)要求處理工藝既能有效地去除 BOD、COD、SS 等，又能達(dá)到同步脫氮除磷的效果。進(jìn)水水質(zhì)濃度和對(duì)出水水質(zhì)的要求是選擇除磷脫氮工藝的一個(gè)重要因素。對(duì)于大部分城市污水，為了達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)該選 11用具有除磷和硝化功能的三級(jí)處理。根據(jù)原水水質(zhì)、出水要求、污水廠規(guī)模，污泥處置方法及當(dāng)?shù)販囟?、工程地質(zhì)、電價(jià)等因素作慎重考慮，通過(guò)綜合分析比較常用城市污水生物處理工藝的優(yōu)缺點(diǎn)，本設(shè)計(jì)擬采用 A+A2/O 脫氮除磷工藝。此工藝的特點(diǎn)是工藝不僅簡(jiǎn)單，總水力停留時(shí)間小于其他的同類設(shè)備，厭氧(缺氧)/好氧交替進(jìn)行，不宜于絲狀菌的繁殖，基本不存在污泥膨脹問(wèn)題，不需要外加碳源，厭氧和缺氧進(jìn)行緩速攪拌，運(yùn)行費(fèi)用低，處理效率一般能達(dá)到 BOD5和 SS 為 90%95%，總氮為 70%以上，磷為 90%左右。因此宜選采用此方案來(lái)處理本次設(shè)計(jì)的污水。五、工藝流程污水處理廠擬采用的如下工藝流程（圖 1-1）缺氧反應(yīng)池厭氧反應(yīng)池好氧反應(yīng)池回流污泥（25%-100%）Q回流混合液鼓風(fēng)機(jī)房細(xì)格柵中及格泵柵站曝氣沉砂池砂水分離器柵渣砂渣剩余污泥污泥濃縮池脫水車間干泥外運(yùn)上清液流至廠內(nèi)污水管二沉池消毒池外運(yùn)處置污水超越管圖1-1 A+A2/O法工藝流程圖污水出水缺氧預(yù)處理池90%污水六、流程說(shuō)明城市污水通過(guò)格柵去除固體懸浮物，然后進(jìn)入曝氣沉砂池去除污水中密度較大的無(wú)機(jī)顆粒污染物（如泥砂，煤渣等） ，10%的進(jìn)水進(jìn)入缺氧預(yù)處理池和回流污泥混合，而后剩余 90%的進(jìn)水和缺氧預(yù)處理池的出水混合進(jìn)入生物池進(jìn)行脫氮除磷氧，培養(yǎng)不同微生物的協(xié)調(diào)作用，在處理常規(guī)有機(jī)物的同時(shí)脫氮除磷。經(jīng)過(guò)生物降解之后的污水經(jīng)配水井流至二沉池，進(jìn)行泥水分離，二沉池的出水達(dá)到城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB18918-2002 的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)中的 B 標(biāo)（0-200%）Q 12準(zhǔn)，即可排放。二沉池的污泥除部分回流外其余經(jīng)濃縮脫水后外運(yùn)。1.3.5 主要構(gòu)筑物說(shuō)明一、格柵格柵是由一組平行的金屬柵條或篩網(wǎng)制成，安裝在污水渠道上，泵房集水井的進(jìn)口處或污水處理廠的端部，用以截流較大的懸浮物或漂浮物。城市污水中一般會(huì)含有纖維、碎皮、毛發(fā)、果皮、蔬菜、塑料制品等，均須進(jìn)行攔截從而防止管道堵塞，提高處理能力。本設(shè)計(jì)先設(shè)中格柵攔截較大的污染物，再設(shè)細(xì)格柵去除較小的污染物質(zhì)。本設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)參數(shù)：1中格柵柵條間隙 e=0.02m 柵條間隙數(shù) n=43 個(gè) 柵條寬度 S=0.01m 柵槽寬 B=1.3m 柵前水深 h=0.7m 格柵安裝角 60柵后槽總高度 H=1.12m 柵槽總長(zhǎng)度 L=3.13m2細(xì)格柵柵條間隙 e=0.01m 柵條間隙數(shù) n=86 個(gè) 柵條寬度 S=0.01m 柵槽寬 B=1.7m 柵前水深 h=0.7m 格柵安裝角 60柵后槽總高度 H=1.26m 柵槽總長(zhǎng)度 L=2.4m二、曝氣沉砂池沉砂池的設(shè)置目的就是去除污水中泥砂、煤渣等相對(duì)密度較大的無(wú)機(jī)顆粒，以免影響后續(xù)處理的構(gòu)筑物的正常運(yùn)行。它的功能是利用物理原理去除污水中密度較大的無(wú)機(jī)顆粒污染物。普通沉砂池的沉砂中含有約 15%的有機(jī)物，使沉砂的后續(xù)處理難度增加。采用曝氣式沉砂池可克服這一缺點(diǎn)。曝氣式沉砂池是在池的一側(cè)通入空氣，使池內(nèi)水產(chǎn)生與主流垂直的橫向旋流。曝氣式沉砂池的優(yōu)點(diǎn)是通過(guò)調(diào)節(jié)曝氣量，可以控制污水的旋流速度，使除砂效率較穩(wěn)定，受流量變化的影響較小。同時(shí)，還對(duì)污水起預(yù)曝氣作用。本設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)參數(shù)：L12m、B4.64m、H4.15m，有效水深 h=2.5m，水力停留時(shí)間 t=2min，曝氣量 q=1303.2m3/h，排渣時(shí)間間隔 T=1d。 13三、預(yù)缺氧池回流污泥和 10%的原水進(jìn)入預(yù)缺氧池,通過(guò)反硝化來(lái)去除回流污泥中的硝酸鹽,以降低或消除后續(xù)工藝中硝酸鹽對(duì)厭氧釋磷的影響,從而保證系統(tǒng)的除磷效果。四、厭氧池二級(jí)處理的主體構(gòu)筑物，是活性污泥的反應(yīng)器，即厭氧、缺氧、好氧反應(yīng)器。污水在厭氧反應(yīng)器與預(yù)處理后的回流污泥混合。在厭氧條件下，聚磷菌釋放磷，同時(shí)部分有機(jī)物發(fā)生水解酸化。本設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)參數(shù)：L26、B9、H7，有效水深：6m，超高：1m，污泥回流比 R=100%，水力停留時(shí)間 t=1.0h。五、缺氧池 污水在厭氧反應(yīng)器與污泥回流液混合后再進(jìn)入缺氧反應(yīng)器，發(fā)生生物反硝化，同時(shí)去除部分 COD。硝態(tài)氮和亞硝態(tài)氮在生物作用下與有機(jī)物反應(yīng)。本設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)參數(shù)：L39、B9、H7，有效水深：6m，超高：1m，污泥回流比 R=100%，水力停留時(shí)間 t=1.5h。六、好氧池發(fā)生生物脫氮后，混合液從缺氧反應(yīng)器進(jìn)入好氧反應(yīng)器曝氣池。在好氧作用下，異養(yǎng)微生物首先降解 BOD、同時(shí)聚磷菌大量吸收磷，隨著有機(jī)物濃度不斷降低，自養(yǎng)微生物發(fā)生硝化反應(yīng)，把氨氮降解成硝態(tài)氮和亞硝態(tài)氮。具體反應(yīng)：HOHNOONH422322224亞硝酸菌32222NOONO硝酸菌本設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)參數(shù)：L43、B27、H7，有效水深：6m，超高：1m，曝氣方式：采用表面曝氣，水力停留時(shí)間 t=5.0h，出水口采用跌水。七、二沉池二次沉淀池的主要作用是泥水分離，使污泥初步濃縮，同時(shí)將分離的部分污泥回流到厭氧池，本法回流到缺氧預(yù)處理池，為生物處理提高接種微生物，并通過(guò)排放大部分剩余污泥實(shí)現(xiàn)生物除磷。本設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)采用輻流式沉淀池。其設(shè)計(jì)參數(shù)：D40m、H7.35m，有 14效水深 h=3.75m，沉淀時(shí)間 t=2.5h。八、污泥濃縮池采用間歇式重力濃縮池。設(shè)計(jì)規(guī)定及參數(shù)：（1）進(jìn)泥含水率：當(dāng)為初次污泥時(shí)，其含水率一般為 95%97%;當(dāng)為剩余活性污泥時(shí)，其含水率一般為 99.2%99.6%。（2）污泥固體負(fù)荷：負(fù)荷當(dāng)為初次污泥時(shí)，污泥固體負(fù)荷宜采用80120kg/(m2.d)當(dāng)為剩余污泥時(shí)，污泥固體負(fù)荷宜采用 3060kg/(m2.d)。（3）濃縮時(shí)間不宜小于 12h，但也不要超過(guò) 24h。運(yùn)行參數(shù)：設(shè)計(jì)流量：每座 302kg/d ，采用 2 座進(jìn)泥濃度 8.6g/L 污泥濃縮時(shí)間 16h進(jìn)泥含水率 99.2% 出泥含水率 970%泥斗傾角 60 度 高度 2.5m貯泥時(shí)間 16m 上部直徑 12m濃縮池總高 4.40m 泥斗容積 133.35m3九、消毒池城市污水經(jīng)一級(jí)或二級(jí)處理后，改善水質(zhì)，細(xì)菌含量也大幅度減少，但仍存在有病原菌的可能，因此污水排放水體前應(yīng)進(jìn)行消毒。本設(shè)計(jì)中采用液氯為消毒劑，其優(yōu)點(diǎn)是效果可靠，投配設(shè)備簡(jiǎn)單、投量準(zhǔn)確、價(jià)格便宜。 污水處理廠常用消毒試劑：NaClO、液氯、CaClO 等，其有效成分均為次氯酸根。2. 各單元設(shè)計(jì)計(jì)算2.1 格柵的設(shè)計(jì)2.1.1 設(shè)計(jì)參數(shù)（1）格柵的清渣方式有人工清渣和機(jī)械清渣，每日柵渣量大于 0.2m3,一般 15采用機(jī)械清渣；（2）機(jī)械格柵一般不宜少于兩臺(tái)；（3）過(guò)柵流速一般采用 0.6-1.0m/s；（4）格柵前渠道內(nèi)的水流速度一般采用 0.4-0.9m/s；（5）格柵傾角一般采用； 75-45（6）通過(guò)格柵的水頭損失一般采用 0.08-0.15m；（7）格柵間必須設(shè)置工作臺(tái)，臺(tái)面應(yīng)高出柵前最高設(shè)計(jì)水位 0.5m，工作臺(tái)上應(yīng)有安全和沖洗設(shè)施；（8）格柵間工作臺(tái)兩側(cè)過(guò)道寬度不應(yīng)小于 0.7m，工作臺(tái)正面過(guò)道寬度：人工清除不應(yīng)小于 1.2m，機(jī)械清除不應(yīng)小于 1.5m；（9）機(jī)械格柵的動(dòng)力裝置一般宜設(shè)在室內(nèi)，或采取其他保護(hù)設(shè)施；（10）格柵間內(nèi)應(yīng)安裝吊運(yùn)設(shè)備，以利于進(jìn)行格柵及其他設(shè)備的檢修、柵渣的日常清理10。2.1.2 中格柵格柵斜置于泵站集水池進(jìn)水處，采用柵條型格柵，設(shè)三組相同型號(hào)的格柵，其中一組為備用,過(guò)柵流速 v2=0.9m/s，格柵間隙為 e=20mm，格柵安裝傾角為60。前面計(jì)算可知：Qmax=1.16 m3/s，計(jì)算草圖 2-1圖 2-1 格柵示意圖 16（1）柵前水深 h 設(shè)計(jì)流量為：Q=Qmax2=1.162=0.58m3/s 代入數(shù)據(jù) 2212vhQ 27 . 0)2(58. 02h柵前水深 h = 0.7（2）柵條間隙數(shù) n ehvQnsin21max式中：n 柵條間隙數(shù)，個(gè)；Qmax 最大設(shè)計(jì)流量，m3/s； 格柵傾角度， （） ；e 柵條凈間隙，m； 柵前水深，m；hv 過(guò)柵流速，m/s。將數(shù)值代入上式： )(43.907 . 002. 060sin58. 0sin210max個(gè)ehvQn（3）柵槽寬度 B B = S（n-1）+ en式中：B 柵槽寬度，m；S 柵條寬度，m,取 0.01m；n 柵條間隙數(shù)，個(gè)；e 柵條凈間隙， ； 將數(shù)值代入上式：B = S（n-1）+ en0.01(43-1)+0.0243=1.3m（4）進(jìn)水渠道漸寬部分的長(zhǎng)度 L1設(shè)進(jìn)水渠道寬取 B1=0.85m，漸寬部分展開(kāi)角 1= 20， 則進(jìn)水渠道漸寬部分長(zhǎng)度：mtgBB7 . 0tg2020.851.3 2L o11 1 17（5）柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長(zhǎng)度mLL35. 027 . 0212（6）過(guò)柵水頭損失 h101khh sin220gvh 式中：h1 過(guò)柵水頭損失，m；h0 計(jì)算水頭損失，m；g 重力加速度，9.81m/s2；k 系數(shù)，格柵受污物堵塞后，水頭損失增大的倍數(shù)，一般 k=3； 阻力系數(shù)，與柵條斷面形狀有關(guān) ，；3/4)(eS當(dāng)為矩形斷面時(shí)，=2.42。采用矩形斷面 =2.42， =2.42=0.963/4)(eS3/4)02. 001. 0(h1=kh0=k=30.96sin60=0.102msin22gv81.92.902（7）柵后槽總高度 H設(shè)柵前渠道超高 h2=0.3m， 柵前槽高：H1 = h + h2 =0.7+0.3=1.0mH= h + h1 + h2 =0.7+:0.102+0.3=1.102 m（8）柵槽總長(zhǎng)度 LL = L1 + L2 + 0.5 + 1.0 + 0.7+0.35+0.5+1.0+ =3.13 m601tgH600 . 1tg（9）每日柵渣量 W 100086400 W 1zKQW式中：W 每日柵渣量，m3/d； 18W1 單位體積污水柵渣量， （m3/103m3 污水）取 W1 = 0.01 m3/103m3；Kz生活污水總變化系數(shù)，Kz=1.3代入各值：= 0.39m3/d3 . 110008640001. 00.58W 采用機(jī)械清渣。2.1.3 細(xì)格柵采用柵條型格柵，設(shè)三組相同型號(hào)的格柵，其中一組為備用,過(guò)柵流速為v2=0.9 m/s，格柵間隙為 e=10mm，采用機(jī)械清渣，格柵安裝傾角為 60。（1）柵前水深 h 代入數(shù)據(jù)： 2212vhQ 27 . 0)2(58. 02h柵前水深 h = 0.7m（2）柵條間隙數(shù) n ehvQnsin21max式中：n 柵條間隙數(shù)，個(gè)；Qmax 最大設(shè)計(jì)流量，m3/s； 格柵傾角度， （） ；e 柵條凈間隙，m；h柵前水深，m；v 過(guò)柵流速，m/s。將數(shù)值代入上式： )(86.907 . 001. 060sin58. 0sin210max個(gè)ehvQn（3）柵槽寬度 B B = S（n-1）+ en式中：B 柵槽寬度，m； 19S 柵條寬度，m 取 0.01m；n 柵條間隙數(shù)，個(gè)；e 柵條凈間隙，m； 將數(shù)值代入上式：B = S（n-1）+ en0.01(86-1)+0.0186=1.7m（4）進(jìn)水渠道漸寬部分的長(zhǎng)度 L1設(shè)進(jìn)水渠道寬 B1=1.5m，漸寬部分展開(kāi)角 1= 20， 則進(jìn)水渠道漸寬部分長(zhǎng)度：mtgBB28. 0tg2021.51.7 2L o11 1（5）柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長(zhǎng)度mLL14. 0228. 0212（6）過(guò)柵水頭損失 h101khh sin220gvh 式中：h1 過(guò)柵水頭損失，m；h0 計(jì)算水頭損失，m；g 重力加速度，9.81m/s2；k 系數(shù)，格柵受污物堵塞后，水頭損失增大的倍數(shù)，一般 k=3； 阻力系數(shù)，與柵條斷面形狀有關(guān) ， ；3/4)(eS采用矩形斷面 =2.42，=2.42=2.423/4)(eS3/4)01. 001. 0(h1=kh0=k=32.42sin60=0.26msin22gv81. 92.902（7）柵后槽總高度 H設(shè)柵前渠道超高 h2=0.3m，柵前槽高：H1 = h + h2 =0.7+0.3=1.0mH= h + h1 + h2 =0.7+0.26+0.3=1.26m（8）柵槽總長(zhǎng)度 L 20L = L1 + L2 + 0.5 + 1.0 + 0.28+0.14+0.5+1.0+ =2.4 m601tgH600 . 1tg每日柵渣量 W 100086400 W 1zKQW式中：W 每日柵渣量，m3/d；W1 柵渣量， （m3/103m3 污水）取 0.10.01；W1 = 0.08 m3/103m3，代入各值：= 4.0m3/d3 . 110008640008. 00.58W 采用機(jī)械清渣。2.2 曝氣沉砂池的設(shè)計(jì)2.2.1 設(shè)計(jì)參數(shù)（1）旋流速度應(yīng)保持 0.250.3m/s；（2）水平流速為 0.060.12m/s；（3）最大流量時(shí)停留時(shí)間為 13min；（4）有效水深為 23m，寬深比一般采用 12；（5）長(zhǎng)寬比可達(dá) 5，當(dāng)池長(zhǎng)比池寬大得多時(shí)，應(yīng)考慮設(shè)計(jì)橫向擋板；（6）每立方米污水的曝氣量為 0.10.2m3空氣，或 35 m3/（m2h） ；（7）空氣擴(kuò)散裝置設(shè)在池的一側(cè)，距池底約 0.60.9m，送氣管應(yīng)設(shè)置調(diào)節(jié)氣量的閥門；（8）池子的形狀應(yīng)盡可能不產(chǎn)生偏流或死角，在集砂槽附近可安裝縱向擋板13。2.2.2 設(shè)計(jì)計(jì)算本設(shè)計(jì)中選用曝氣沉砂池，其截面示意圖 2-2 和計(jì)算草圖 2-3，所示： 21坡度=0.1-0.5頭部支座集砂槽擴(kuò)散設(shè)備空氣干管支管圖 2-2 曝氣沉砂池示意圖圖 2-3 曝氣沉砂池計(jì)算草圖（1）總有效容積 VtQVmax60式中：V 總有效容積，m3；Qmax 最大設(shè)計(jì)流量，m3/s；t 最大設(shè)計(jì)流量時(shí)的停留時(shí)間，min，取 t =2min。將數(shù)值代入上式：3max2 .139216. 16060mtQV（2）池?cái)嗝娣e A 22VQAmax式中：A 池?cái)嗝娣e，m2；V 最大設(shè)計(jì)流量時(shí)的水平流速，m/s，取 V=0.1 m/s。將數(shù)值代入上式： 2max6 .111 . 016. 1mVQA（3）池總寬度 BHAB 式中：B 池總寬度，m；H 有效水深，m,取 H = 2.5m。將數(shù)值代入上式：mHAB64. 45 . 26 .11（4）校核寬深比 寬深比：，寬深比在 12 之間，符合要求。86. 15 . 264. 4Hb（5）池長(zhǎng) LmAVL126 .112 .139（6）校核長(zhǎng)寬比：，符合要求5 . 264. 412bL（7）曝氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算：采用鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)，羅茨鼓風(fēng)機(jī)供風(fēng)，穿孔管曝氣。穿孔曝氣管設(shè)置在集砂槽一側(cè)，距池底 0.8,距池壁 0.5m，則穿孔管的淹沒(méi)深度為m7 . 18 . 05 . 28 . 02 hH。最大時(shí)所需空氣量 qmaxqmax=dQmax3600式中：d 每立方米污水所需空氣量，m3空氣/m3污水，取 d=0.2 m3空氣/m3污 23水。將數(shù)值代入上式：hmq/2 .83516. 12 . 036003max供氣壓力 P=(h1+h2+h3+h4+h) 9.8式中：h1 + h2供風(fēng)管道沿程局部損失之和，取 0.2m； h3 曝氣器淹沒(méi)水頭，1.7m； h4 曝氣器阻力，取 0.4m ；h 富余水頭，取 0.5m。P=(0.2+1.7+0.4+0.5)9.8=27.44kpa （8）沉砂斗所需容積 V 6max1086400zKXTQV式中：X城市污水沉砂量，m3/106m3，可按照 106m3污水沉砂 1530m3計(jì)算，取X=20m3/106m3污水；T清除沉砂的間隔時(shí)間，d，取 T=2d；Kz生活污水總變化系數(shù)，Kz=1.3； 366maxm08. 3103 . 18640022016. 11086400zKXTQV （9）每個(gè)沉砂斗的容積 VonVV 0式中：V0每格沉砂斗容積；n沉砂斗個(gè)數(shù)，本設(shè)計(jì)中設(shè)每格池子有兩個(gè)沉砂斗，則 n=2； 30m54. 1208. 3nVV（10）沉砂斗各部分尺寸 設(shè)斗底寬 a1=0.6m，斗壁與水平的傾角為 60o ，斗高 h3=1.1m 沉砂斗上 24口寬：m87. 16 . 060tan1 . 1260tan213aha沉砂斗容積：（1.54m3）322121230m83. 1)6 . 026 . 087. 1287. 12(61 . 1)222(6aaaahV（11）沉砂室高度 H采用重力排砂，設(shè)池底坡度為 0.2。坡向砂斗，超高 h1=0.3mm13. 4287. 1212222aLlm35. 125. 12 . 01 . 1233ilhh池總高度:m15. 435. 15 . 23 . 0321hhhH（12）驗(yàn)證最小流速 1minminnQV式中：Qmin最小流量，m3/s，/sm89. 03zmaxminKQQ最小流量時(shí)沉砂池的水流斷面面積（m2） ，bh2 最小流量時(shí)工作的沉砂池?cái)?shù)目，最小流量時(shí)，只有一格工作=11n1ns/m06. 0s/m08. 064. 45 . 213 . 116. 164. 45 . 21max1minminzKQnQV2.3 主體反應(yīng)池的設(shè)計(jì)2.3.1 設(shè)計(jì)參數(shù)表表 2-1 設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)參數(shù)項(xiàng)目數(shù)值BOD5污泥荷 kgBOD5/（kgMLSS.d）0.15 25TN 負(fù)荷 kgTN/（kgMLSS.d）0.05(好氧段)TP 負(fù)荷 kgTP/（kgMLSS.d）0.06(厭氧段)污泥濃度 MLSS（mg/L）30004000污泥齡 c(d)1520水力停留時(shí)間 t(h)811各段停留時(shí)間比例 A1：A2：A3：O（0.5：1：1：5）（1：2：2：10）污泥回流比 R（%）50100混合液回流比 R內(nèi)(%)100300溶解氧濃度 DO(mg/L)厭氧池0.2 缺氧池0.5 好氧池=2COD/TN8TP/BOD50.062.3.2 設(shè)計(jì)計(jì)算（1）有關(guān)參數(shù)判斷是否可采用 A2/O 法81035350TNCOD06. 0025. 01604BOD5TP符合要求。BOD5污泥負(fù)荷 N 為保證生物硝化效果，BOD 負(fù)荷取:0.12 kgBOD5/（kgMLSS.d） ?；亓魑勰酀舛?XR 根據(jù)rSVIXR610式中:SVI 污泥指數(shù)，取 SVI=150r 一般取 1.2將數(shù)值代入上式：LmgrSVIXR/80002 . 1150101066 26污泥回流比 R=100%?；旌弦簯腋」腆w濃度 )/(400080001111LmgXRRXR混合液回流比 R內(nèi)TN 去除率%8.62%100352535%100TNTNoeoTNTN混合液回流比 R內(nèi)%41%10029. 019.20%1001TNTN為了保證脫氮效果，實(shí)際混合液回流比 R內(nèi)內(nèi)取 100（2）反應(yīng)池容積 V325600400012. 016076800mNXQSVo反應(yīng)池總水力停留時(shí)間：)(.08)(33. 07680025600hdQVt各段水力停留時(shí)間和容積：預(yù)缺氧段 0.5h,厭氧段 1.0h,缺氧段 1.5h,好氧段5.0h。池容：V缺=1600m3, V厭厭=3200m3, V-缺=4800m3, V好=16000m3。校核氮磷負(fù)荷(kg/(kgMLSSd)好氧段總氮負(fù)荷= =0.04 kgTN/(kgMLSSd)好XVQTN01600040003576800 0.05 kgTN/(kgMLSSd)， 符合要求厭氧段總磷負(fù)荷= =0.022kgTP/(kgMLSSd)厭XVQTP034004000476800符合100(mg/l) (以CaCO3 計(jì))可維持 PH 在 69。硝化需氧量 D2)/(29.55762611124. 06 . 410001)1535(768006 . 4)(%4 .126 . 4)(6 . 42212dkgOWWNNQDeo反硝化脫氮產(chǎn)生的氧量 D3D3 = 2.86NT = 2.86432.8 = 1237.8kgO2/d總需氧量 AOR = D1+D2-D3 = 12021.03+5576.29-1237.8= 16359.52kgO2/d =681.65 kgO2/h最大需氧量與平均需氧量之比為 1.4，則AORmax = 1.4AOR = 1.416359.52 = 19123.33kgO2/d =954.3.8kgO2/h去除每 1kgBOD5的需氧量： 3152/52. 1)02. 016. 0(7680052.16359)(kgBODkgOSSQAORo標(biāo)準(zhǔn)需氧量氧轉(zhuǎn)移效率 EA=20%，計(jì)算溫度 T=25，設(shè)計(jì)中將微孔曝氣器設(shè)在距池底0.2m 處，淹沒(méi)水深為 5.8m， 。將實(shí)際需氧量 AOR 換算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的需氧量SOR。)20()()20(024. 1)(TLTsmSCCCAORSOR式中：氣壓調(diào)整系數(shù)，工程所在地區(qū)實(shí)際大氣壓510013. 1所在地區(qū)實(shí)際氣壓約為 1.013105Pa，故此110013. 110013. 155CL 曝氣池內(nèi)平均溶解氧，取 CL=2mg/L；CS（20） 水溫 20時(shí)清水中溶解氧的飽和度，mg/L；Csm(T) 設(shè)計(jì)水溫 T時(shí)好氧反應(yīng)池中平均溶解氧的飽和度，mg/L； 污水傳氧速率與清水傳氧速率之比，取 0.82；污水中飽和溶解氧與清水中飽和溶解氧之比，取 0.95。由排水工程（第四版） （下冊(cè)）附錄 121查知：水中溶解氧濃度：CS（20）=9.18 mg/L，CS（30）=8.38 mg/L空氣擴(kuò)散氣出口處絕對(duì)壓為： pb=9.8103H= 1.013105+9.8103H = 1.013105+9.81035.8= 1.6105 Pa空氣離開(kāi)好氧反應(yīng)池時(shí)氧的百分比：%54.17%100%)201 (2179%)201 (21%100)1 (2179)1 (21AAtEEO好氧反應(yīng)池中平均溶解氧飽和度：LmgOpCCtbssm/30. 9)4254.1710066. 2106 . 1(63. 7)4210066. 2(555)30()30( 標(biāo)準(zhǔn)需氧量為： 32hkgOdkgOCCCAORSORTLTsmS/02.1069/53.25656024. 1)230. 9195. 0(82. 018. 952.16359024. 1)(22)2025()20()()20(相應(yīng)最大時(shí)標(biāo)準(zhǔn)需氧量：SORmax = 1.4SOR = 1.425656.53 = 35919.14kgO2/d = 1496.63kgO2/h好氧反應(yīng)池平均時(shí)供氣量：hmESORGAs/17817100203 . 002.10691003 . 03最大時(shí)供氣量：Gsmax = 1.4Gs = 24943.8 m3/h供氣壓力 P=(h1+h2+h3+h4+h) 9.8式中：h1 + h2 供風(fēng)管道沿程局部損失之和，取 0.2m；h3 曝氣器淹沒(méi)水頭，取 3.8m；h4 曝氣器阻力，取 0.4m ；h 富余水頭，取 0.5m。P=(0.2+3.8+0.4+0.5)9.8=40.82kpa曝氣頭數(shù)量計(jì)算（以單組曝氣池計(jì)算）按供氧能力計(jì)算曝氣器數(shù)量qcSOR24=1h式中：h1 按供氧能力所需曝氣器個(gè)數(shù)，個(gè)；qc曝氣器標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，與曝氣池工作條件相似的供氧能力，kgO2 /（h個(gè)）。采用微孔曝氣器，參照有關(guān)工作手冊(cè)，工作水深5.8m，在供風(fēng)量13m3 /（h個(gè)）時(shí)曝氣器氧利用率EA=20%，服務(wù)面積0.30.75m2，充氧能力qc =0.14 kgO2 /（h個(gè)），則：好氧池中曝氣器數(shù)量 33h1=1337（個(gè)）14. 0893.1496（7）厭氧池設(shè)備選擇（以單組反應(yīng)池計(jì)算）厭氧池設(shè)導(dǎo)流墻，將厭氧池分成 2 格，每格內(nèi)設(shè)潛水?dāng)嚢铏C(jī) 1 臺(tái)。 厭氧池有效容積 V厭=2697=1638m3（8）缺氧池設(shè)備選擇（以單組反應(yīng)池計(jì)算）兩座缺氧池設(shè)導(dǎo)流墻，將缺氧池分成 2 格，每格內(nèi)設(shè)潛水?dāng)嚢铏C(jī) 1 臺(tái)。預(yù)缺氧池有效容積 V 缺=1587=840m3缺氧池有效容積 V 缺=3997=2457m3（9）污泥回流設(shè)備污泥回流比 R=100% 污泥回流量 QR=RQ=199840=99840m3/d=4160m3/h設(shè)回流污泥泵房 1 座，內(nèi)設(shè) 3 臺(tái)潛污泵（2 用 1 備）單泵流量hmQR/2080416021Q213R單水泵揚(yáng)程根據(jù)豎向流量確定（10）混合液回流設(shè)備混合液回流泵混合液回流比 R內(nèi)=100%混合液回流量 QR=R內(nèi)Q=199840=99840m3/d=4160m3/h 設(shè)混合液回流泵房 1 座，內(nèi)設(shè) 2 臺(tái)潛污泵（2 用 1 備） 單泵流量hmQR/2080416021Q213R單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，經(jīng)潛污泵提升后送至缺氧段首端。混合液回流管設(shè)計(jì)流量 s/73. 08640029984012Q36mRQ內(nèi)泵房進(jìn)水管設(shè)計(jì)流速采用 v=1m/s管道過(guò)水?dāng)嗝娣e26. 7 . 0173. 0mvQA 34管徑mAd96. 014. 373. 044取進(jìn)水管管徑 DN1000mm校核管道流速smQv/93.00.140.73A26泵房壓力出水總管設(shè)計(jì)流量s/73. 0367mQQ 設(shè)計(jì)流速采用 v=1m/s管道過(guò)水?dāng)嗝娣e2773. 0173. 0mvQA管徑mAd96. 014. 373. 044取進(jìn)水管管徑 DN1000mm2.4 配水井的設(shè)計(jì)2.4.1 設(shè)計(jì)參數(shù)水力配水設(shè)施基本的原理是保持各個(gè)配水方向的水頭損失相等。配水渠道中的水流速度應(yīng)不大于 1.0m/s，以利于配水均勻和減少水頭損失。2.4.2 設(shè)計(jì)計(jì)算（1）進(jìn)水管管徑 D1配水井進(jìn)水管的設(shè)計(jì)流量為 Q = 99840/24 = 4160m3/h,當(dāng)進(jìn)水管管徑D1=1550mm 時(shí)，查水力計(jì)算表，得知 v=1.0m/s，滿足設(shè)計(jì)要求。（2）矩形寬頂堰進(jìn)水從配水井底部中心進(jìn)入，經(jīng)等寬度堰流入 4 個(gè)水斗再由管道接入 4 座后續(xù)構(gòu)筑物，每個(gè)后續(xù)構(gòu)筑物的分配水量為 q = 4160/4 = 1040 m3/h 。配水采用矩形寬頂溢流堰至配水井。 35堰上水頭 H因單個(gè)出水溢流堰的流量為 q = 4160/4 = 1040 m3/h = 288.89L/s，一般大于100 L/s 采用矩形堰，小于 100 L/s 采用三角堰，所以，本設(shè)計(jì)采用矩形堰（堰高 h 取 0.5m） 。矩形堰的流量：gHbHmqo2式中：q 矩形堰的流量，m3/s；H 堰上水頭，m；b 堰寬，m，取堰寬 b = 1.2m；mo 流量系數(shù)，通常采用 0.3270.332，取 0.33。則，mgbmqH3 . 0)8 . 922 . 133. 02889. 0()2(31222312202堰頂厚度 B 根據(jù)有關(guān)實(shí)驗(yàn)資料，當(dāng)時(shí)，屬于矩形寬頂堰。取 B = 105 . 2HB1.2m，這時(shí)（在 2.510 范圍內(nèi)） ，所以，該堰屬于矩形寬頂堰。43 . 02 . 1HB配水管管徑 D2設(shè)配水管管徑 D2 = 900mm,流量 q = 4160/4 = 1040 m3/h = 288.89L/s，查水力計(jì)算表，得知 v=0.7m/s。配水漏斗上口口徑 D按配水井內(nèi)徑的 1.5 倍設(shè)計(jì)，D = 1.5D1 = 1.51550 = 2325 mm2.5 輻流式二沉池的設(shè)計(jì)2.5.1 設(shè)計(jì)參數(shù)（1）池子直徑（或者正方形的一邊）與有效水深的比值大于 6；（2）池徑不宜小于 16m；（3）池底坡度一般采用 0.050.1m； 36（4）一般采用機(jī)械刮泥，也可附有空氣提升或凈水頭排泥設(shè)施；（5）當(dāng)池徑（或正方形的一邊）較?。ㄐ∮?20m）時(shí)，也可采用多斗排泥；（6）停留時(shí)間 2.53h