污水處理廠畢業(yè)設(shè)計設(shè)計.doc

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一．選題意義及背景 我國的工業(yè)發(fā)展和城市建設(shè)帶來大量的污水排放，做好污水的處理和再生利用，有利于保護水環(huán)境，保護水源，促進水資源的持續(xù)開發(fā)利用。污水處理廠要求達標排放。 二．畢業(yè)設(shè)計（論文）主要內(nèi)容 　　1.方案確定 按照原始資料數(shù)據(jù)進行處理方案的確定，擬定處理工藝流程，選擇各處理構(gòu)筑物，說明選擇理由，進行工藝流程中各處理單元的處理原理說明，論述其優(yōu)缺點，編寫設(shè)計方案說明書。 2.設(shè)計計算 進行各處理單元的去除效率估算；各構(gòu)筑物的設(shè)計參數(shù)應(yīng)根據(jù)同類型污水的實際運行參數(shù)或參考有關(guān)手冊選用；各構(gòu)筑物的尺寸計算；設(shè)備選型計算、效益分析及投資估算。 3.平面和高程布置 根據(jù)構(gòu)筑物的尺寸，合理進行平面布置；高程布置應(yīng)在完成各構(gòu)筑物計算及平面布置草圖后進行，各處理構(gòu)筑物的水頭損失可直接查相關(guān)資料，但各構(gòu)筑物之間的連接管渠的水頭損失則需計算確定。 4.編寫設(shè)計說明書、計算書 三．計劃進度： 序號 教學(xué)內(nèi)容 時間 備注 1 下達設(shè)計任務(wù)書 1天 2 設(shè)計計算 5天 3 繪制CAD設(shè)計圖紙 5天 4 編寫設(shè)計說明書 4天 5 總計時間 14天 四．畢業(yè)設(shè)計（論文）結(jié)束應(yīng)提交的材料： 　1.污水處理廠總平面布置圖1張（含土建、設(shè)備、管道、設(shè)備清單等） 　2.高程布置圖1張 3.A2O圖 　4．設(shè)計書一份 指導(dǎo)教師： 教研室主任： 2012 年 12 月 1 日 　　 2012 年 12 月 1 日 論文真實性承諾及指導(dǎo)教師聲明 學(xué)生論文真實性承諾 本人鄭重聲明：所提交的作品是本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，獨立進行研究工作所取得的成果，內(nèi)容真實可靠，不存在抄襲、造假等學(xué)術(shù)不端行為。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不含其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。如被發(fā)現(xiàn)論文中存在抄襲、造假等學(xué)術(shù)不端行為，本人愿承擔(dān)本聲明的法律責(zé)任和一切后果。 　 畢業(yè)生簽名： 日 期： 指導(dǎo)教師關(guān)于學(xué)生論文真實性審核的聲明 本人鄭重聲明：已經(jīng)對學(xué)生論文所涉及的內(nèi)容進行嚴格審核，確定其內(nèi)容均由學(xué)生在本人指導(dǎo)下取得，對他人論文及成果的引用已經(jīng)明確注明，不存在抄襲等學(xué)術(shù)不端行為。 　　指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 目錄 摘要 8 Abstract 9 第一章 設(shè)計內(nèi)容 10 1.1城市概況 10 1.2工程地質(zhì)： 11 1.3氣象 11 1.4城市水體 12 第二章 污水廠的設(shè)計規(guī)模 13 2、1設(shè)計規(guī)模： 13 第三章 城市污水處理計算 14 3.1 進出水水質(zhì) 14 3.2 處理程度的計算 15 3.2.1溶解性BOD5的去除率 15 3.2.2 CODcr的去除率 15 3.2.3 SS的去除率 15 3.2.5 磷酸鹽的去除率 15 第四章 城市污水處理設(shè)計 16 4.1工藝流程的比較 16 4.1.1　SBR法 16 4.1.2　厭氧池＋氧化溝 17 4.1.3 A2O法 17 4.1.4 一體化反應(yīng)池（一體化氧化溝又稱合建式氧化溝） 18 4.2工藝流程的選擇 20 第五章 污水處理構(gòu)筑物設(shè)計 21 5.1粗格柵和提升泵房(兩者合建) 21 5.1.1設(shè)計參數(shù)： 21 5.1.2設(shè)計計算 21 5.1.3提升泵房說明： 23 5.2細格柵和沉砂池 24 5.2.1設(shè)計計算 24 5.2.2沉砂池設(shè)計 25 5.2.3設(shè)計計算 26 5.3 A2O 27 5.3.1設(shè)計計算(污泥負荷法) 27 5.3.2反應(yīng)池的計算 28 5.3.3剩余污泥 28 5.3.4反應(yīng)池主要尺寸 29 5.3.5堿度校核 29 5.3.6反應(yīng)池進、出水系統(tǒng)計算 30 5.4二沉池 32 5.4.1設(shè)計說明 32 5.4.2設(shè)計計算 32 5.5接觸消毒池 33 5.5.1設(shè)計參數(shù) 35 5.5.2設(shè)計計算 35 第六章 污泥處理構(gòu)筑物的設(shè)計計算 37 6.1污泥泵房 37 6.2污泥濃縮池（污泥的脫水） 37 6.2.1.設(shè)計參數(shù) 37 6.2.2.設(shè)計計算 38 6.3消化池 40 第七章 污水廠平面，高程布置 41 7.1平面布置 41 7.2管線布置 41 7.3高程布置 42 7.3.1水頭損失計算 42 7.3.2 高程確定 43 參考文獻 45 致謝 46 摘要 隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展要求和人民生活水平的提高，水環(huán)境質(zhì)量的重要地位不斷提升，這使得我國的水污染控制工程建設(shè)項目的數(shù)量不斷上升。目前，我國中小城市的污水排放量占全國污水排放量總量的一半以上，這說明我國的中小污水處理也在逐漸走向發(fā)展的道路。 此次設(shè)計是加深理解專業(yè)知識，培養(yǎng)運用專業(yè)知識的能力，再生設(shè)計、計算、繪圖方面的鍛煉，對自己的一次嘗試，也是對自己的檢驗，更能打下一些日后需要的經(jīng)驗和基礎(chǔ)，也算是一種過度試驗吧，對以后肯定會有不少幫助的。這次的題目是設(shè)計一個A2O法的中小型城市污水處理廠，知道現(xiàn)在國內(nèi)外中小型污水處理廠流行A2O和SBR法，而觀國內(nèi)，A2O得到不少應(yīng)用，雖與國外發(fā)達的還存在不少差距，但是有了應(yīng)用自然就有進步，在此，特地在網(wǎng)上查了不少資料，以能夠更好的完成本次設(shè)計，更好的提出設(shè)計方案。 此次設(shè)計是在眾位老師指導(dǎo)和不少同學(xué)的幫助下完成的，當(dāng)然也參考了一些前輩、學(xué)長的設(shè)計和一些實際應(yīng)用案例，再結(jié)合借的參考資料和教材，最后完成作品。 由于本人能力所限，在設(shè)計中肯定會存在一些不妥、不足之處，敬請指出錯誤，批評指正，提出建議。 關(guān)鍵詞:水污染處理 A2O 脫氮除磷 剩余污泥處理 Abstract with the development of national economy requirement and the improvement of peoples living standard, the water environmental quality of the important position of rising, this makes our water pollution control engineering construction projects rising number. At present, Chinas small and medium-sized city wastewater discharge of the wastewater discharge more than half of total, it shows that the small and medium-sized sewage treatment are also gradually development road. This design is to deepen understanding of professional knowledge, cultivate the ability of using professional knowledge, regeneration design, calculation and drawing of exercise, to own a try, but also for their inspection, more can lay a some need in the future, experience and foundation, also be a kind of excessive test it, for future will certainly have a lot of help. This topic is to design a A2Oprocess of small and medium-sized city sewage treatment plant, know now small and medium-sized sewage treatment plant at home and abroad popular A2Oand SBR, and view home, A2Oget a lot of application of the developed countries and, although there are still a lot of difference, but the application of natural there will be progress, here, specially in the online check a lot of material, to better complete the design, better design scheme is put forward. The design was under the guidance of the men teachers and many students help complete, of course, also references a number of predecessors, mentors design and practical application, Because myself ability is limited, in the design will certainly there are some wrong, deficiency, pointed out the mistake, please correct me criticism, the author puts forward some Suggestions. Key word: Water pollution treatment A2O Denitrification and dephosphorization Residual sludge treatment 第一章 設(shè)計內(nèi)容 1.1城市概況 六安市位于安徽省中西部，市區(qū)位于六安市中心地帶，地理坐標介于東徑116～1659′，北緯3116′～3205′之間，六安市政府所在地，也是皖西政治、經(jīng)濟、文化、交通中心?，F(xiàn)轄壽縣、霍邱、舒城、金寨、霍山五縣，金安、裕安兩區(qū)，以及六安經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)（省級）和葉集改革發(fā)展試驗區(qū)（縣級）。全市176個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，10個街道?？偯娣e17976平方公里?？?cè)丝?69.5萬人。有29個民族，以漢族人口為主，少數(shù)民族占0.7%，以回族居多。市區(qū)常住人口32.8萬人。2004年工業(yè)總產(chǎn)值約22億元，市區(qū)現(xiàn)有工礦企業(yè)約62家，是以輕紡機電為主的工貿(mào)城市。 六安地區(qū)建置歷史悠久，據(jù)史書記載，夏屬皋陶后裔封地——英（今金寨、霍邱境）、六（今六安市北），故六安城又稱皋城。公元前121年，漢武帝取“六安平安，永不反叛”之意，置六安墓，“六安”之名沿襲至今。 本設(shè)計是安徽省六安市***污水處理廠的初步設(shè)計。處理廠總規(guī)模為3萬噸/日，服務(wù)區(qū)建設(shè)面積為25k㎡，污水處理廠近期規(guī)模4萬噸/日，污水管道全長53.3km。設(shè)計進水水質(zhì)BOD=160mg/L; CODcr=300mg/L; SS=200mg/L; NH4-N=35mg/L；TP=3,設(shè)計出水水質(zhì)BOD≤20mg/L; CODcr≤60mg/L; SS≤20mg/L; NH3-N≤20mg/L;TP≤1，要求滿足國家污水處理二級排放標準。 主體工藝采用： 原水→ 潛水泵→ 沉砂池 → 初沉池 → 曝氣池 → 消毒池。 沉砂池采用平流式沉砂池； 初沉池采用平流沉淀池； 曝氣池采用在UNITANK新工藝； 消毒采用加氯接觸消毒。 關(guān)鍵詞：污水污泥處理，UINTANK，脫氮除磷 1.2工程地質(zhì)： 六安市區(qū)地處大別山北麓，由于支脈蔓延的結(jié)果，形成東南高西北低的地勢，城東和城南均為復(fù)雜的風(fēng)蝕丘陵區(qū)，最高海拔104.3m，最低海拔35.0m。城西、城北在淠河水蝕作用下形成廣闊的沖積平原，地勢平坦，在城區(qū)一般海拔在40—60m。 六安市屬淮陽地質(zhì)的邊緣，位于淮陽山字形構(gòu)造脊柱部位之東側(cè)。市區(qū)為北東向的單斜構(gòu)造，傾向北面，由東向西逐漸平緩。市內(nèi)西北為河灣沖擊挾砂土，中部為粉砂質(zhì)粘土、粘土沙礫，東南為紅壤砂石、石灰石。表面土承載力一般為1.5—2.0kg/cm。六安市地設(shè)防烈度為7度。 1.3氣象 六安市屬北亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候區(qū)的邊緣，具有明顯的過渡帶特點。氣候溫和，雨量充沛，日照充足，無霜期長，四季分明，夏季炎熱多雨，冬季寒冷干燥。雨量年際變化較大，年內(nèi)分布不均。 年均降雨量 1103.3mm 最大時降雨量 63.2mm 最大24小時降雨量 250.22mm 多年平均氣溫 15.4℃ 絕對最高氣溫 41.0℃ 絕對最低氣溫 -18.9℃ 多年平均相對濕度 79% 最大濕度 100% 最小濕度 10% 自然風(fēng)主導(dǎo)風(fēng)向 ESE 最大風(fēng)速 20m/s 平均風(fēng)速 2.7m/s 最大積雪深度 30cm 積雪天數(shù) 13d 最大結(jié)冰深度 12cm 冰期 35—141d 1.4城市水體 六安市地處江淮分水嶺，西臨淠河，同時淠河干渠由南向北貫穿市區(qū)。 淠河發(fā)源于大別山北麓，經(jīng)壽縣正陽關(guān)入淮河。其主源河流為東、西淠河，淠河全長246km，六安市城區(qū)段長7.2km，河床寬約500～600m。河床積沙厚度3～22m。淠河水資源豐富，但由于修建了淠河干渠的渠首樞紐工程以及淠河干渠工程，淠河成了季節(jié)性河流，其主要功能為泄洪納污。目前六安市區(qū)仍有部分的城市生活污水與工業(yè)廢水排向淠河，為避免城區(qū)水環(huán)境惡化，當(dāng)?shù)卣陆宋鬯亓髟O(shè)施，并起到了一定的效果。淠河受上游水利工程的攔蓄作用，常時大多數(shù)時間水量很小，水位在33.0m，歷史最低水位32.0m（河道基本無水），歷史最高水位為39.98m。設(shè)計20年一遇洪水位39.5m，50年一遇洪水位41.0m。隨著新安橋下游蓄水壩建成后，淠河水位可達36.0m。 淠河干渠即淠河總干渠，該工程于1959年7月建成通水，干渠的設(shè)計引水流量為300m/s.淠河干渠上游有佛子嶺水庫、磨子潭水庫、響洪甸水庫，集水面積4410km，三大水庫總庫容34.644億m。干渠全長104.5km，六安市區(qū)段10.5km。干渠水質(zhì)好、水量豐富，是六安市的水源，也是省會城市合肥的水源之一，規(guī)劃為二類地表水。 第二章 污水廠的設(shè)計規(guī)模 2、1設(shè)計規(guī)模： 污水廠的處理水量按最高日最高時流量，污水廠的日處理量為3萬噸/天，污水廠主要處理構(gòu)筑物擬分為二組，每組處理規(guī)模為1.5萬噸/天。 第三章 城市污水處理計算 3.1進出水水質(zhì) 單位：mg/L CODcr BOD5 SS NH3－N TP TN 進 水 300 160 200 35 3 45 出 水 60 20 20 8(15) 1 20 該水經(jīng)處理以后，水質(zhì)應(yīng)符合國家《污水綜合排放標準》（GB18918－2002）　中的一級B標準. 3.2 處理程度的計算 3.2.1溶解性BOD5的去除率 活泩污泥處理系統(tǒng)處理水中的BOD5值是由殘存的溶解性BOD5和非溶解性BOD5二者組成，而后者主要是以生物污泥的殘屑為主體?；钚晕勰嗟膬艋δ?，是去除溶解性BOD5。因此從活性污泥的凈化功能來考慮，應(yīng)將非溶解性的BOD5從處理水的總BOD5值中減去。 處理水中非溶解性BOD5值可用下列公式求得:(此公式僅適用于氧化溝) 處理水中溶解性BOD5為20－13.6＝6.4mg/L 溶解性BOD5的去除率為： 3.2.2 .CODcr的去除率 3.2.3.SS的去除率 3.2.4.總氮的去除率 出水標準中的總氮為15mg/L，處理水中的總氮設(shè)計值取15mg/L，總氮的去除率為： 3.2.5.磷酸鹽的去除率 磷的去除率為 第四章 城市污水處理設(shè)計 4.1工藝流程的比較 城市污水處理廠的方案，既要考慮有效去除BOD5又要適當(dāng)去除N，P故可采用SBR或氧化溝法，或A/A/O法,以及一體化反應(yīng)池即三溝式氧化溝得改良設(shè)計. 4.1.1　SBR法 工藝流程： 污水 → 一級處理→ 曝氣池 → 處理水 工作原理： 1）流入工序：廢水注入，注滿后進行反應(yīng)，方式有單純注水，曝氣，緩速攪拌三種， 2）曝氣反應(yīng)工序：當(dāng)污水注滿后即開始曝氣操作，這是最重要的工序，根據(jù)污水處理的目的，除P脫N應(yīng)進行相應(yīng)的處理工作。 3）沉淀工藝：使混合液泥水分離，相當(dāng)于二沉池， 4）排放工序：排除曝氣沉淀后產(chǎn)生的上清液，作為處理水排放，一直到最低水位，在反應(yīng)器殘留一部分活性污泥作為種泥。 5）待機工序：工處理水排放后，反應(yīng)器處于停滯狀態(tài)等待一個周期。 特點： ①大多數(shù)情況下，無設(shè)置調(diào)節(jié)池的心要。 ②SVI值較低，易于沉淀，一般情況下不會產(chǎn)生污泥膨脹。 ③通過對運行方式的調(diào)節(jié)，進行除磷脫氮反應(yīng)。 ④自動化程度較高。 ⑤得當(dāng)時，處理效果優(yōu)于連續(xù)式。 ⑥單方投資較少。 ⑦占地規(guī)模大，處理水量較小。 4.1.2　厭氧池＋氧化溝 工作流程： 污水→中格柵→提升泵房→細格柵→沉砂池→厭氧池→氧化溝 →二沉池→接觸池→處理水排放 工作原理： 氧化溝一般呈環(huán)形溝渠狀，污水在溝渠內(nèi)作環(huán)形流動，利用獨特的水力流動特點，在溝渠轉(zhuǎn)彎處設(shè)曝氣裝置，在曝氣池上方為厭氧池，下方則為好氧段，從而產(chǎn)生富氧區(qū)和缺氧區(qū)，可以進行硝化和反硝化作用，取得脫氮的效應(yīng)，同時氧化溝法污泥齡較長，可以存活世代時間較長的微生物進行特別的反應(yīng)，如除磷脫氮。 工作特點： ①在液態(tài)上，介于完全混合與推流之間，有利于活性污泥的適于生物凝聚作用。 ②對水量水溫的變化有較強的適應(yīng)性，處理水量較大。 ③污泥齡較長，一般長達15－30天，到以存活時間較長的微生物，如果運行得當(dāng)，可進行除磷脫氮反應(yīng)。 ④污泥產(chǎn)量低，且多已達到穩(wěn)定。 ⑤自動化程度較高，使于管理。 ⑥占地面積較大，運行費用低。 ⑦脫氮效果還可以進一步提高，因為脫氮效果的好壞很大一部分決定于內(nèi)循環(huán)，要提高脫氮效果勢必要增加內(nèi)循環(huán)量，而氧化溝的內(nèi)循環(huán)量從政論上說可以不受限制，因而具有更大的脫氮能力。 ⑧氧化溝法自問世以來，應(yīng)用普遍，技術(shù)資料豐富。 4.1.3 A2O法 優(yōu)點： ①該工藝為最簡單的同步脫氮除磷工藝 ，總的水力停留時間，總產(chǎn)占地面積少于其它的工藝 。 ②在厭氧的好氧交替運行條件下，絲狀菌得不到大量增殖，無污泥膨脹之虞，SVI值一般均小于100。 ③污泥中含磷濃度高，具有很高的肥效。 ④運行中勿需投藥，兩個A段只用輕緩攪拌，以不嗇溶解氧濃度，運行費低。 缺點： ①除磷效果難于再行提高，污泥增長有一定的限度，不易提高，特別是當(dāng)P/BOD值高時更是如此 。 ②脫氮效果也難于進一步提高，內(nèi)循環(huán)量一般以2Q為限，不宜太高，否則增加運行費用。 ③對沉淀池要保持一定的濃度的溶解氧，減少停留時間，防止產(chǎn)生厭氧狀態(tài)和污泥釋放磷的現(xiàn)象出現(xiàn)，但溶解 濃度也不宜過高。以防止循環(huán)混合液對缺反應(yīng)器的干擾。 4.1.4一體化反應(yīng)池（一體化氧化溝又稱合建式氧化溝） 一體化氧化溝集曝氣，沉淀，泥水分離和污泥回流功能為一體，無需建造單獨得二沉池?；具\行方式大體分六個階段（包括兩個過程）。 階段A：污水通過配水閘門進入第一溝，溝內(nèi)出水堰能自動調(diào)節(jié)向上關(guān)閉，溝內(nèi)轉(zhuǎn)刷以低轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)，僅維持溝內(nèi)污泥懸浮狀態(tài)下環(huán)流，所供氧量不足，此系統(tǒng)處于缺氧狀態(tài)，反硝化菌將上階段產(chǎn)生的硝態(tài)氮還原成氮氣逸出。在這過程中，原生污水作為碳源進入第一溝，污泥污水混合液環(huán)流后進入第二溝。第二溝內(nèi)轉(zhuǎn)刷在整個階段均以高速運行，污水污泥混合液在溝內(nèi)保持恒定環(huán)流，轉(zhuǎn)刷所供氧量足以氧化有機物并使氨氮轉(zhuǎn)化成硝態(tài)氮，處理后的污水與活性污泥一起進入第三溝。第三溝溝內(nèi)轉(zhuǎn)刷處于閑置狀態(tài)，此時，第三溝僅用作沉淀池，使泥水分離，處理后的出水通過已降低的出水堰從第三溝排出。 階段B：污水入流從第一溝調(diào)入第二溝，第一溝內(nèi)的轉(zhuǎn)刷開始高速運轉(zhuǎn)。開始，溝內(nèi)處于缺氧狀態(tài)，隨著供氧量增加，將逐步成為富氧狀態(tài)。第二溝內(nèi)處理過的污水與活性污泥一起進入第三溝，第三溝仍作為沉淀池，沉淀后的污水通過第三溝出水堰排出。 階段C：第一溝轉(zhuǎn)刷停止運轉(zhuǎn)，開始泥水分離，需要設(shè)過渡段，約一小時，至該階段末，分離過程結(jié)束。在C階段，入流污水仍然進入第二溝，處理后污水仍然通過第三溝出水堰排出。 階段D：污水入流從第二溝調(diào)至第三溝，第一溝出水堰開， 第三溝出水堰關(guān)停止出水。同時， 第三溝內(nèi)轉(zhuǎn)刷開始以低轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)，污水污泥一起流入第二溝，在第二溝曝氣后再流入第一溝。此時，第一溝作為沉淀池。階段D與階段A相類似，所不同的是反硝化作用發(fā)生在第三溝，處理后的污水通過第一溝已降低的出水堰排出。 階段E：污水入流從第三溝轉(zhuǎn)向第二溝，第三溝轉(zhuǎn)刷開始高速運轉(zhuǎn)，以保證該段末在溝內(nèi)為硝化階段，第一溝作為沉淀池，處理后污水通過該溝出水堰排出。階段E與階段B類似，所不同的是兩個外溝功能相反。 階段F：該階段基本與C階段相同，第三溝內(nèi)的轉(zhuǎn)刷停止運轉(zhuǎn)，開始泥水分離，入流污水仍然進入第二溝，處理后的污水經(jīng)第一溝出水堰排出。 其主要特點： ①工藝流程短，構(gòu)筑物和設(shè)備少，不設(shè)初沉池，調(diào)節(jié)池和單獨的二沉池，污泥自動回流，投資省，能耗低，占地少，管理簡便。 ②處理效果穩(wěn)定可靠，其BOD5和SS去除率均在90％-95％或更高。COD得去除率也在85％以上，并且硝化和脫氮作用明顯。 ③產(chǎn)生得剩余污泥量少，污泥不需小孩，性質(zhì)穩(wěn)定，易脫水，不會帶來二次污染。 ④造價低，建造快，設(shè)備事故率低，運行管理費用少。 ⑤固液分離效率比一般二沉池高，池容小，能使整個系統(tǒng)再較大得流量和濃度范圍內(nèi)穩(wěn)定運行。 ⑥污泥回流及時，減少污泥膨脹的可能。 綜上所述，任何一種方法，都能達到降磷脫氮的效果，且出水水質(zhì)良好，SBR法雖然一次性投資較少，但是占地面積較大，該工藝為最簡單的同步脫氮除磷工藝 ，總的水力停留時間，總產(chǎn)占地面積少于其它的工藝 。在厭氧的好氧交替運行條件下，絲狀菌得不到大量增殖，無污泥膨脹之虞，SVI值一般均小于100。污泥中含磷濃度高，具有很高的肥效。運行中勿需投藥，兩個A段只用輕緩攪拌，以不嗇溶解氧濃度，運行費低。 4.2工藝流程的選擇 旱流時水中的各項指標均較高，故應(yīng)設(shè)二級處理單元去除水中的BOD5及NH3-N和P，厭氧池加氧化溝及其四溝式循環(huán)的獨特構(gòu)造，使它具有很強除磷脫氮功能。 第五章 污水處理構(gòu)筑物設(shè)計 5.1粗格柵和提升泵房(兩者合建) 粗格柵用以截留水中的較大懸浮物或漂浮物，以減輕后續(xù)處理構(gòu)筑物的負荷，用來去除那些可能堵塞水泵機組駐管道閥門的較粗大的懸浮物，并保證后續(xù)處理設(shè)施能正常運行的裝置。 提升泵房用以提高污水的水位，保證污水能在整個污水處理流程過程中流過 ，從而達到污水的凈化。 5.1.1設(shè)計參數(shù)： 因為格柵與水泵房合建在一起。因此在格柵的設(shè)計中，做了一定的修改，特別是在格柵構(gòu)造和外型上的設(shè)計，突破了傳統(tǒng)的“兩頭小，中間大”的設(shè)計模式，改建成長方體形狀利于均衡水流速度，有效的減少了粗格柵的堵塞。建成一座潛地式格柵，因此在本次得設(shè)計中，將不計算柵前高度，格柵高度，直接根據(jù)所選擇的格柵型號進行設(shè)計。 （1）水泵處理系統(tǒng)前格柵柵條間隙，應(yīng)符合下列要求： 人工清除 25～40mm 機械清除 16～25mm 最大間隙 40mm （2）在大型污水處理廠或泵站前原大型格柵(每日柵渣量大于0.2m3),一般應(yīng)采用機械清渣。 （3）格柵傾角一般用450～750。機械格柵傾角一般為600～700， （4）通過格柵的水頭損失一般采用0.08～0.15m。 （5）過柵流速一般采用0.6～1.0m/s。 5.1.2設(shè)計計算 主要設(shè)計參數(shù): 設(shè)計流量 日均污水量30000m3/d=347.2L/s 由于沒有工業(yè)廢水的變化系數(shù)，所以按生活污水量來取其時變化系數(shù)。根據(jù)我國《室外排水設(shè)計規(guī)范》（GBJ14-87）采用的居民區(qū)生活污水總變化系數(shù)KZ=1.45，則設(shè)計流量Qmax=36250 m3/d=420L/s 柵條寬度 S 10mm 柵條間隙寬度b 20mm 過柵流速 v 0.9m/s 柵前渠道流速 0.55m/s 柵前渠道水深 h 0.8m 格柵傾角a 600. 數(shù)量 n 4座 柵渣量 格柵間隙為20mm 柵渣量w1 按1000m3污水產(chǎn)渣0.06m3 柵條的間隙數(shù) 過柵流量Q1=0.42 m3/d 柵條間隙數(shù)（個） ——考慮格柵傾角的經(jīng)驗系數(shù) 柵槽寬度 B=+0.2 = =0.97(m)1（m） 3. 進水渠道漸寬部分的長度 設(shè)進水渠寬B1=0.65m ,其漸寬部分展開角度=20o（進水渠道內(nèi)的流速為0.77m/s） 4. 柵槽與進水渠道連接處漸窄部分長度 通過格柵的水頭損失 設(shè)柵條斷面為銳邊矩形斷面 =2.42 =0.103 m 取h1為0.1m K——系數(shù)，格柵受污物堵塞時水頭損失增大倍數(shù)。 一般采用3 g——重力加速度 （m/s2） 取0.64 6. 柵后槽總高度 設(shè)柵前渠道超高h2=0.3m H=h+h1+h2=0.8+0.24+0.3=1.34(m) 7. 柵槽總長度 L= =0.48+0.24+0.5+1.0+ =2.8(m) H1——柵前渠道深（m） 8. 每日柵渣量 運行參數(shù)： 柵前流速 0.7m/s 過柵流速 0.9m/s 柵條寬度 0.01m 柵條凈間距 0.02m 柵前槽寬 1.0m 格柵間隙數(shù) 26 水頭損失 0.103m 每日柵渣量 1.8m3/d 設(shè)計中的各參數(shù)均按照規(guī)范規(guī)定的數(shù)值來取的。 5.1.3提升泵房說明： 1．泵房進水角度不大于45度。 2．相鄰兩機組突出部分得間距，以及機組突出部分與墻壁的間距，應(yīng)保證水泵軸或電動機轉(zhuǎn)子再檢修時能夠拆卸，并不得小于0.8。如電動機容量大于55KW時，則不得小于1.0m，作為主要通道寬度不得小于1.2m。 3.泵站為半地下式，直徑D＝10m，高12m，地下埋深7m。 4.水泵為自灌式。 5.2細格柵和沉砂池 細格柵的設(shè)計和粗格柵相似. 5.2.1設(shè)計計算 （1）確定格柵前水深，根據(jù)最優(yōu)水力斷面公式計算得柵前槽寬，則柵前水深 （2）柵條間隙數(shù) （取n=70） 設(shè)計兩組格柵，每組格柵間隙數(shù)n=35條 （3）柵槽有效寬度B2=s（n-1）+en=0.01（35-1）+0.0135=0.69m 所以總槽寬為0.692+0.2＝1.58m（考慮中間隔墻厚0.2m） （4）進水渠道漸寬部分長度 （其中α1為進水渠展開角） （5）柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度 （6）過柵水頭損失（h1） 因柵條邊為矩形截面，取k=3，則 其中ε=β（s/e）4/3 h0：計算水頭損失 k：系數(shù)，格柵受污物堵塞后，水頭損失增加倍數(shù)，取k=3 ε：阻力系數(shù)，與柵條斷面形狀有關(guān)，當(dāng)為矩形斷面時β=2.42 （7）柵后槽總高度（H） 取柵前渠道超高h2=0.3m，則柵前槽總高度H1=h+h2=0.47+0.3=0.77m 柵后槽總高度H=h+h1+h2=0.47+0.26+0.3=1.03 （8）格柵總長度L=L1+L2+0.5+1.0+0.77/tanα =0.88+0.44+0.5+1.0+0.77/tan60=3.26m （9）每日柵渣量ω=Q平均日ω1= =1.73m3/d>0.2m3/d 所以宜采用機械格柵清渣 運行參數(shù)： 柵前流速 0.7m/s 過柵流速 0.9m/s 柵條寬度 0.01m 柵條凈間距 0.01m 柵前部分長度 0.88m 格柵傾角 60o 柵前槽寬 1.58m 格柵間隙數(shù) 70（兩組） 水頭損失 0.26m 每日柵渣量 1.73m3/d 5.2.2沉砂池設(shè)計 沉砂池的作用是從污水中將比重較大的顆粒去除，其工作原理是以重力分離為基礎(chǔ)，故應(yīng)將沉砂池的進水流速控制在只能使比重大的無機顆粒下沉，而有機懸浮顆粒則隨水流帶起立。 沉砂池設(shè)計中，必需按照下列原則： 1. 城市污水廠一般均應(yīng)設(shè)置沉砂池，座數(shù)或分格數(shù)應(yīng)不少于2座(格)，并按并聯(lián)運行原則考慮。 2 .沉砂池去除的砂粒雜質(zhì)是以比重為2.65，粒徑為0.2mm以上的顆粒為主。 3.貯砂斗容積應(yīng)按2日沉砂量計算，貯砂斗池壁與水平面的傾角不應(yīng)小于55。排砂管直徑應(yīng)不小于200mm。 4.沉砂池的超高不宜不于0.3m 。 5 .除砂一般宜采用機械方法。當(dāng)采用重力排砂時，沉砂池和曬砂廠應(yīng)盡量靠近，以縮短排砂管的長度。 6.最大流速應(yīng)為0.3m/s，最小流速為0.15m/s 7.最高時流量的停留時間不應(yīng)小于30s，有效水深不應(yīng)大于1.2m 8.每格寬度不應(yīng)小于0.6m 說明： 采用平流式沉砂池，具有處理效果好，結(jié)構(gòu)簡單的優(yōu)點，分兩格。 5.2.3設(shè)計計算 沉砂池水流部分的長度 沉砂池兩閘板之間的長度為水流部分長度 =7.5 m 式中 L——水流部分長度，m V——最大流速，m/s t——最大設(shè)計流量時的停留時間，s 2.水流斷面積 =1.4 m2 式中 A——水流斷面積，m2 ——最大設(shè)計流量， 3.池總寬度 =2.4 m 式中 B——池總寬度，m ——設(shè)計有效水深，m 4.沉砂斗容積 或 式中 V ——沉砂斗容積，m3 ——城市污水沉砂量， ——生活污水沉砂量， ——清除沉砂的時間間隔，d K總 ——流量總變化系數(shù) N ——沉砂池服務(wù)人口數(shù) 5.沉砂池總高度 =1.4 m 運行參數(shù)： 沉砂池長度 7.5m 池總寬 2.4m 有效水深 0.6m 貯泥區(qū)容積 0.26m3（每個沉砂斗） 沉砂斗底寬 0.5m 斗壁與水平面傾角為 600 斗高為 0.5m 斗部上口寬 1.1m 5.3 A2O 5.3.1設(shè)計計算(污泥負荷法) a.BOD5污泥負荷 N=0.15kg BOD5/(kgMLSSd) b.回流污泥濃度Xr=7000(mg/L) c.污泥回流比 R=100% d.混合液懸浮固體濃度 混合液回流比 R內(nèi) TN 去除率 混合液回流比 取R內(nèi)=133% 回流污泥量Qr: Qr=RQ=1.0033000=33000m3/d 循環(huán)混合液量Qc: Qc=R內(nèi)33000=1.3333000 =43890m3/d 脫氮速度KD: =(33000+43890)10/103 =768.9kg/d 其中=10mg/L 5.3.2反應(yīng)池的計算 厭氧池計算V1 厭氧池平均停留時間為2h V1=1.28(33000/24)2.0=3520(m3) AO反應(yīng)池容積 V，m3 AO反應(yīng)池總水力停留時間: 各段水力停留時間和容積: 缺氧∶好氧=1∶3 缺氧池水力停留時間 : 缺氧池容積 : 好氧池水力停留時間 : 好氧池容積 : 反應(yīng)池總體積: V=V1+VAO=3520+13514.28=17034.28（m3） 總停留時間： t=t1+tAO=9.84+2=11.84(h) 5.3.3剩余污泥 ΔX=Px＋Ps Px=YQ(S0－Se)－KdVXv Ps=(TSS－TSSe)Q50% 取污泥增殖系數(shù) Y=0.60， 污泥自身氧化率 Kd=0.05， 將各值代入 Px=0.6033000(0.215－0.02) －0.0517034.283.50.7 =3861－2086.70 =1774.30(kg/d) Ps=(0.2－0.02) 3300050%=2970(kg/d) ΔX=Px＋Ps=1774.30＋2970=4744.3(kg/d) 5.3.4反應(yīng)池主要尺寸 反應(yīng)池總?cè)莘e V=17034.28(m3) 設(shè)反應(yīng)池兩組，單組池容積 V單=V/2=17034.28/2=8517.14(m3) 有效水深 5m； 采用四廊道式推流式反應(yīng)池，廊道寬b=9m； 單組反應(yīng)池長度：L=S單/B=8517.14/(945)≈47.32(米)； 校核：b/h=9/5=1.8(滿足b/h=1～2)； L/b=47.32/9≈5.258(滿足L/h=5～10)； 取超高為0.7 m， 則反應(yīng)池總高 H=5.0+0.7=5.7(m) 厭氧池尺寸 寬L1=（3520/2）/(945)≈9.8(m) 尺寸為9.8365(m) 缺氧池尺寸 寬L2=(3378.57/2)/(945)≈9.4(m) 尺寸為 9.4365(m) 好氧池尺寸寬L3=(10135.71/2)/(945)≈28.2(m) 尺寸為 28.2365(m) 5.3.5堿度校核 每氧化1mgNH3-N需消耗堿度7.14mg/L,每還原1mgNH3-N產(chǎn)生堿度3.57mg；去除1mgBOD5產(chǎn)生堿度0.1mg。 剩余堿度SALKI=進水堿度-硝化消耗堿度+反硝化產(chǎn)生堿度+去除BOD5產(chǎn)生堿度 假設(shè)生物污泥中含氮量以12.4%計，則每日用于合成的總氮=0.1241774.30=220kgd，即進水總氮中有用于合成。 被氧化的NH3-N=進水總氮-出水總氮-用于合成的總氮量=35-15-6.67=13.33mg/L 所需脫硝量=35-15-6.67=13.33mg/L 需還原的硝量酸鹽量NT=3300013.33(1/1000)=439.89mg/L 剩余堿度 SALKI=280-7.1413.33+3.5713.33+0.1(215-20)=217.7mg/L >100mg/L(以Caco3計) 5.3.6反應(yīng)池進、出水系統(tǒng)計算 ①Q(mào)max=0.381.28=0.4864(m3/s) 1.28———為安全系數(shù) 進水管道流量為0.4864(m3/s) 管道流速 v=0.9 m/s 管道過水?dāng)嗝娣e A=Q/v=0.48640.9≈0.54(m2) 管徑 取進出水管DN=900(mm) 校核：A=d2π/4=(0.813.14)/4=0.63585(m2) 實際流速V=Q/A=0.489/0.63585=0.77m/s ② 回流污泥管 單組反應(yīng)池回流污泥管設(shè)計流量 =0.489(m3/s) 1.28——安全系數(shù)； 管道流速取 v1=0.9(m/s) 依上取回流污泥管管徑 DN 900 mm 回流污泥管和污水進水管的總管計算得 DN 1200 mm ③ 進水井： 反應(yīng)池進水孔尺寸： 進水孔過流量 Q2=(1+R)Q=(1+1)3300086400≈0.76(m3/s) 孔口流速 v=0.70m/s， 孔口過水?dāng)嗝娣e A=Q2/v=0.760.70≈1.09(m2) 管徑 取圓孔孔徑為 1200mm 進水井平面尺寸為 32(mm) ④ 出水堰及出水井 按矩形堰流量公式計算： Q3=0.42 b H1.5 =1.86 b H1.5 式中 b——堰寬，b=7.5 m； H——堰上水頭，m （m） 出水井平面尺寸 47.5m ⑤ 出水管 反應(yīng)池出水管設(shè)計流量Q5=Q3 =1.27(m3/s) 式中： 1.28——安全系數(shù) 管道流速 v=0.9m/s 管道過水?dāng)嗝?A=Q5/ v=1.270.9=1.41( m2) 管徑： 取出水管管徑 DN 1400mm 校核：A=d2π/4=(1.963.14)/4=1.5386(m2) 實際流速V=Q/A=1.27/1.5386=0.83m/s 5.4二沉池 5.4.1設(shè)計說明 二沉池選用圓形的向心流輻流式沉淀池,即周邊進水周邊出水方式。因其可設(shè)計的個數(shù)較少,運行管理較簡單.向心流輻流式沉淀池在一定程度上也克服了普通輻流式沉淀池中心進水流速較大對池底污泥干擾等缺點，容積利用率大大提高較普通輻流式沉淀效率更高. 5.4.2．設(shè)計計算 （1）沉淀池面積: 按表面負荷算：m2 （2）沉淀池直徑： 有效水深為 h=qbT=1.02.5=2.5m<4m （介于6～12） （3）貯泥斗容積： 為了防止磷在池中發(fā)生厭氧釋放，故貯泥時間采用Tw=2h，二沉池污泥區(qū)所需存泥容積： 則污泥區(qū)高度為 （4）二沉池總高度： 取二沉池緩沖層高度h3=0.4m，超高為h4=0.3m 則池邊總高度為 h=h1+h2+h3+h4=2.5+1.7+0.4+0.3=4.9m 設(shè)池底度為i=0.05，則池底坡度降為 則池中心總深度為 H=h+h5=4.9+0.53=5.43m （5）校核堰負荷： 徑深比 堰負荷 以上各項均符合要求 設(shè)計參數(shù)： 設(shè)計進水量：Q=10000 m3/d （每組） 表面負荷： qb范圍為1.0—1.5 m3/ m2.h ，取q=1.0 m3/ m2.h 固體負荷： qs =140 kg/ m2.d 水力停留時間（沉淀時間）：T=2.5 h 堰負荷：取值范圍為1.5—2.9L/s.m，取2.0 L/(s.m) 運行參數(shù)： 沉淀池直徑 D=23m 有效水深 h＝2.5m 池總高度 H=5.43m 貯泥斗容積Vw＝706m3 5.5接觸消毒池 1、城市污水經(jīng)過一級或二級處理(包活性污泥法和膜法)后，水質(zhì)改善，細菌含量也大幅度減少，但其絕對值仍很可觀，并有存在病源菌的可能。因此，污水排入水體前應(yīng)進行消毒。 先針對現(xiàn)行水處理廠中幾種主要的消毒技術(shù)進行一下比較： （1）液氯 優(yōu)點：效果可靠、投配設(shè)備簡單、投量準確、價格便宜 缺點：氯化形成的余氯及某些含氯化合物低濃度時對水生物有毒害，當(dāng)污水含工業(yè)廢水比例大時，氯化可能生成致癌物質(zhì) 適用條件：適用于大、中規(guī)模的污水處理廠 （2）漂白粉 優(yōu)點：投加設(shè)備簡單，價格便宜 缺點：同液氯缺點外，尚有投量不準確，溶解調(diào)制不便，勞動強度大 適用條件：適用于消毒要求不高或間斷投加的小型污水處理廠 （3）臭氧 優(yōu)點：消毒效率高，并能有效地降解污水中殘留的有機物、色、味等，污水PH、溫度對消毒效果影響很小，不產(chǎn)生難處理的或生物及類型殘余物 缺點：投資大、成本高，設(shè)備管理復(fù)雜 適用條件：適用于出水水質(zhì)較好，排入水體衛(wèi)生條件要求高的污水處理廠 （4）次氯酸鈉 優(yōu)點：用海水或一定濃度的鹽水，由處理廠就地自制電解產(chǎn)生消毒劑，也可買商品次氯酸鈉 缺點：需要有專用次氯酸鈉電解設(shè)備和投配設(shè)備 適用條件：適用于邊遠地區(qū)，購液氯等消毒劑困難的小型污水處理廠 （5）氯片 優(yōu)點：設(shè)備簡單，管理方便，只需定時清理消毒器內(nèi)殘渣及補充氯片，基建費用低 缺點：要用特制氯片及專用消毒器，消毒水量小 適用條件：適用于醫(yī)院、生物制品所等小型污水處理站 （6）紫外線 優(yōu)點：是紫外線照射與氯化共同作用的物理化學(xué)方法，消毒效率高 缺點：紫外線照射燈具貨源不足，技術(shù)數(shù)據(jù)較少 適用條件：適用于小型污水處理廠 根據(jù)本設(shè)計污水處理廠的實際情況，采用液氯消毒比較合適。因為液氯對水中細菌、病毒具有較強的滅活能力?；ㄙM用、運行費用較低，液氯消毒應(yīng)用于污水處理工程中比較合適。 經(jīng)過以上的比較，并根據(jù)現(xiàn)在污水處理廠現(xiàn)在常用的消毒方法，決定使用液氯消毒。 采用隔板式接觸反應(yīng)池 5.5.1設(shè)計參數(shù) 設(shè)計流量：Q′=20000m3/d=231.5 L/s（設(shè)一座） 水力停留時間：T=0.5h=30min 設(shè)計投氯量為：ρ＝4.0mg/L 平均水深：h=2.0m 隔板間隔：b=3.5m 5.5.2設(shè)計計算 （1）接觸池容積： V=Q′T=231.510-33060=417 m3 表面積m2 隔板數(shù)采用2個， 則廊道總寬為B＝（2+1）3.5＝10.5m 取11m 接觸池長度 L= 取20m 長寬比 實際消毒池容積為V′=BLh=11202=440m3 池深取2＋0.3＝2.3m (0.3m為超高) 經(jīng)校核均滿足有效停留時間的要求 （2）加氯量計算： 設(shè)計最大加氯量為ρmax=4.0mg/L,每日投氯量為 ω＝ρmaxQ=42000010-3=80kg/d=3.33kg/h 選用貯氯量為120kg的液氯鋼瓶，每日加氯量為3/4瓶,共貯用12瓶，每日加氯機兩臺，單臺投氯量為1.5～2.5kg/h。 配置注水泵兩臺，一用一備，要求注水量Q=1—3m3/h,揚程不小于10mH2O （3）混合裝置： 在接觸消毒池第一格和第二格起端設(shè)置混合攪拌機2臺（立式），混合攪拌機功率N0 實際選用JWH—310—1機械混合攪拌機，漿板深度為1.5m,漿葉直徑為0.31m,漿葉寬度0.9m，功率4.0Kw 解除消毒池設(shè)計為縱向板流反應(yīng)池。在第一格每隔3.8m設(shè)縱向垂直折流板，在第二格每隔6.33m設(shè)垂直折流板，第三格不設(shè) 采用射流泵加氯，使得處理污水與消毒液充分接觸混合，以處理水中的微生物，盡量避免造成二次污染。采用隔板式接觸反應(yīng)池。 運行參數(shù)： 池底坡度　　2%～3%　　　　　 隔板用　　　3塊 長 20m　　　 寬 11m 水頭損失取 0.5m　　 水流速度 0.75m/s 第六章 污泥處理構(gòu)筑物的設(shè)計計算 6.1污泥泵房 （1）回流污泥泵選用LXB-900螺旋泵3臺（2用1備），單臺提升能力為480m3/h，提升高度為2.0m－2.5m,電動機轉(zhuǎn)速n=48r/min,功率N=55kW。 （2）回流污泥泵房占地面積為9m5.5m。 （3）剩余污泥泵選兩臺，2用1備，單泵流量Q>2Qw/2＝5.56m3/h。選用1PN污泥泵Q 7.2－16m3/h, H 14-12m, N 3kW。 （4）剩余污泥泵房占地面積LB=4m3m 6.2污泥濃縮池（污泥的脫水） 采用輻流式濃縮池，用帶柵條的刮泥機，采用靜圧排泥。 設(shè)計規(guī)定及參數(shù)： ① 進泥含水率：當(dāng)為初次污泥時，其含水率一般為95%～97%;當(dāng)為剩余活性污泥時，其含水率一般為99.2%～99.6%。 ② 污泥固體負荷：負荷當(dāng)為初次污泥時，污泥固體負荷宜采用80～120kg/(m2.d)當(dāng)為剩余污泥時，污泥固體負荷宜采用30～60kg/(m2.d)。 ③ 濃縮時間不宜小于12h，但也不要超過24h。 ④ 有效水深一般宜為4m,最低不小于3m。 采用兩座幅流式圓形重力連續(xù)式污泥濃縮池，用帶柵條的刮泥機刮泥，采用靜壓排泥，剩余污泥泵房將污泥送至濃縮池。 6.2.1.設(shè)計參數(shù) 進泥濃度：10g/L 污泥含水率P1＝99.0％，每座污泥總流量: Qω＝1334.4