城市污水处理厂工程设计.pdf

城市污水处理厂工程设计城市污水处理厂工程设计1.1.总论总论随着科学的进展、时代的进步、人口的迅猛增长，人类赖以生存和进展的环境受到污染，水资源短缺和水环境污染的程度日益加剧，使得都市污水的有效回收利用成为一项紧迫的任务。水资源的污染及短缺是当今社会面临的一个重大问题。据统计，2000 年我国都市污水排放量已达 332 亿立方米，其中绝大部分水未经有效处理而排入江河湖海。全国 90以上的都市水域受到不同程度的污染，近 50的重点城镇的集中饮用水源不符合标准。我国北方都市大部分受到资源型缺水困扰，南方多水地区由于受到不同程度的污染，差不多出现缺水趋势。因此，增加污水处理比例和将污水处理之后再回用是今后我国都市污水处理的趋势。都市污水包括生活污水、工业废水和径流污水等，由都市排水管网聚拢并输送到污水处理厂进行处理。都市污水处理工艺因地制宜采纳多种形式，要依照都市污水的利用或排放去向同时考虑水体的自然净化以及污水在利用过程中的净化作用 确定废水的处理程度及相应的处理工艺。处理后的污水，不管用于工业、农业或外排，均应符合国家规定标准。都市污水处理分为三个级别，即一级处理(机械处理)、二级处理(生物处理)、三级处理(高级处理)。一级处理要紧采纳格栅、沉砂池、沉淀池等构筑物，去除污水中不溶解的悬浮物等。二级处理要紧去除一级沉淀池出水中的胶体和溶解性有机物。典型设备是生物曝气池(或生物滤池)和二次沉淀池。三级处理要紧去除二级出水中营养物(氮和磷)及其他难降解物质。要紧方法有絮凝、过滤、吸附、离子交换等物化法。三级处理的目的是幸免水体富营养化或回用水。1.11.1 设计任务和内容设计任务和内容1.1.11.1.1 工程设计的目的工程设计的目的工程设计是环境工程专业重要的实践教学环节，教学时刻为三周。工程设计以都市污水处理厂工艺为主线，要求学生利用所学知识，在教师的指导下提出工艺设计方案，进行工艺设计运算，编制设计说明文件，绘制工艺条件图等系统训练。1.1.21.1.2 设计题目设计题目某都市污水处理厂工艺设计1.1.31.1.3 设计要求设计要求1完成要紧处理构筑物的设计布置；2工艺选择、设备选型、技术参数、性能、详细说明；3提交的成品：设计说明书、单元设备工艺条件图、污水处理厂平面布置图。1.1.41.1.4 设计内容设计内容1进行一样水处理构筑物的工艺设计运算；2编制设计说明文件；3设计图纸：污水处理厂平面图，绘制单元设备工艺条件图。1.1.41.1.4 设计任务设计任务设计进、出水水质及排放标准项目 CODcrmg/LBOD5mg/L SSmg/L NH3-N(mg/L)进水水质 CODcr=430mg/LBOD5=220mg/LSS=260mg/LNH3-N=16mg/L出水水质 CODcr 70mg/LBOD520mg/LSS 30mg/LNH3-N5mg/L1.21.2 差不多资料差不多资料1污水水量与水质:污水处理水量：10 万m3d污水水质：CODcr=430mg/LBOD5=220mg/LSS=260mg/L NH3-N=16mg/L2处理要求:污水通过二级处理后应符合以下具体要求：CODcr 70mg/LBOD520mg/LSS 30mg/LNH3-N5mg/L3处理工艺流程污水处理具体流程如下：污水格栅污水泵房沉砂池初沉池曝气池污泥回收二沉池出水4厂区地势污水厂址区域海拔标高在 6466m 之间，平均地面标高为64.5m。平均地面坡度0.3%00.5%0，地势西北高、东南低。厂区面积为东西厂 380m，南北长 280m。2 2污水处理工艺流程及构筑物说明污水处理工艺流程及构筑物说明2.12.1 污水处理工艺流程污水处理工艺流程处理工艺具体流程如下：污水粗格栅污水泵房细格栅沉砂池初沉池氧化沟出水2.22.2 要紧构筑物说明要紧构筑物说明2.2.12.2.1 格栅格栅格栅是一组(或多组)相平行的金属栅条与框架组成,倾斜安装在进水的渠道,或进水泵站集水井的进口处,以拦截污水中较大的悬浮物及杂质,以保证后续处理构筑物或设备的正常工作.按格栅栅条间距的大小不同,格栅分为粗格栅、中格栅和细格栅 3类。按格栅的清渣方法，有人工格栅和机械格栅两种。格栅设备一样用于污水处理的进水渠道上或提升泵站集水池的进口处，要紧作用是去除污水中较大的悬浮或漂浮物，以减轻后续水处理工艺的处理负荷，并起到爱护水泵、管道、外表等作用。当拦截的栅渣量大于 0.2m3/d 时，一样采纳机械清渣方式；栅渣量小于 0.2m3/d 时，可采纳人工清渣方式，也可采纳机械清渣方式。本设计采纳机械格栅。本设计格栅为平面型，倾斜安装机械格栅。格栅过栅流速不宜小于0.6m/s，不宜大于 1.5m/s。栅前水深应与入厂污水管规格相适应。2.2.22.2.2 沉砂池沉砂池沉砂池一样是设在污水处理厂生化构筑物之前的泥水分离的设施。分离的沉淀物质多为颗粒较大的砂子，沉淀物质比重较大，无机成分高，含水量低。污水在迁移、流淌和聚拢过程中不可幸免会混入泥砂。污水中的砂假如不预先沉降分离去除，那么会阻碍后续处理设备的运行。最要紧的是磨损机泵、堵塞管网，干扰甚至破坏生化处理工艺过程。本设计选用平流式沉砂池，两座并行运行，水力停留时刻宜选 50s，沉砂量可选0.05-0.1L/m3，贮砂时刻为两天，连续排砂。2.2.32.2.3 初沉池初沉池沉淀池一样是在生化前或生化后泥水分离的构筑物，多为分离颗粒较细的污泥。在生化之前的称为初沉池，沉淀的污泥无机称为较多，污泥含水率相关于二沉池污泥低些。辐流式，表面负荷为 q2.03.0 m3/m2h，沉淀时刻为 1.52h，SS 去除率 50-60。2.2.42.2.4 曝气池曝气池利用活性污泥法进行污水处理的构筑物。池内提供一定污水停留时刻，满足好氧微生物所需要的氧量以及污水与活性污泥充分接触的混合条件。曝气池要紧由池体、曝气系统和进出水口三个部分组成。池体一样用钢筋混凝土筑成，平面形状有长方形、方形和圆形等。曝气方法要紧有鼓风曝气和机械曝气。本设计采纳鼓风曝气，污泥负荷为 0.3kg BOD5/kgMLVSSd，SVI 值选120-150ml/g，污泥浓度不宜大于 3500mg/L。2.2.52.2.5 曝气池利用卡鲁塞尔曝气池利用卡鲁塞尔(Carrousel)(Carrousel)氧化沟的说明氧化沟的说明氧化沟OxidationDitch是本世纪50 年代由荷兰工程师发明的一种新型活性污泥法，其曝气池呈封闭的沟渠形，废水和活性污泥的混合液在其中不断循环流淌，因此被称为氧化沟。实际上它是活性污泥法的一种变型，因为废水和活性污泥的混合液在环状的曝气渠道中不断循环流淌，有人称其为循环曝气池、无终端的曝气系统。自 1954 年荷兰建成第一座间歇运行的氧化沟以来，氧化沟在欧洲、北美、南非及澳大利亚得到了迅速的推广应用。至 1985 年，美国已建有 553 座氧化沟污水处理厂，荷兰216 座，西德226 座，丹麦300 座。其工艺和构造也有了专门大的进展和进步，处理能力不断提高，至今已有规模达65 万 m3d 的大型氧化沟处理厂；处理范畴不断扩大，不仅能处理生活污水，也能处理工业废水、都市废水，而且在脱氮除磷方面表现了极好的性能。我国近年来在氧化沟技术的研究及推广应用方面有了专门迅速的进展。专门在都市污水处理厂中获得应有的推广。1氧化沟的技术特点氧化沟污水处理技术能在近五十年来取得迅速的进展，要紧是由于它出水水质好，运行稳固，治理方便，并具有区别于传统活性污泥法的一系列技术特点，现概括如下：1采纳的技术参数：氧化沟常用的技术参数如下：有机物容积负荷0.20.4 kgBOD5m3d有机物污泥负荷0.050.15 kgBOD5kgVSSd水力停留时刻1024hr污泥龄1030day活性污泥浓度20006000 mg/L出水水质BOD51015mg/LSS1020mgLNH3-N13mgL氧化沟所采纳的有机物负荷和水力停留时刻与延时曝气法接近，但所取得的出水水质较好。因此，氧化沟也可采纳不同于上列的技术参数。如采纳较高的有机物负荷、较短的水力停留时刻，使其运行的特点接近于高负荷活性污泥法或其他类型的活性污泥法。2采纳的处理流程：以氧化沟处理都市污水时，可不设初次沉淀池，悬浮状有机物可在氧化沟中得到好氧稳固，这比设初沉池及污泥稳固池要经济。由于氧化沟所采纳的污泥龄专门长，其剩余污泥量少于一样活性污泥法，而且差不多得到好氧稳固，不需再经污泥消化处理。为防止无机沉渣在氧化沟中积存，原污水应先经格栅及沉砂池预处理。一样，氧化构污水厂的处理流程如图 1-1 所示：2.2.62.2.6 氧化沟的优缺点分析氧化沟的优缺点分析氧化沟优点：一体化氧化沟除一样氧化沟所具有的优点外，还有以下专门的优点：工艺流程短，构筑物和设备少，不设初沉池、调剂池和单独的二沉池；污泥自动回流，投资少、能耗低、占地少、治理简便；造价低，建筑快，设备事故率低，运行治理工作量少；固液分离成效比一样二次沉淀池高，使系统在较大的流量浓度范畴内稳固运行。氧化沟缺点：尽管氧化沟具有出水水质好、抗冲击负荷能力强、除磷脱氮效率高、污泥易稳固、能耗省、便于自动化操纵等优点。然而，在实际的运行过程中，仍存在一系列的问题。1.污泥膨胀问题当废水中的碳水化合物较多，N、P 含量不平稳，pH 值偏低，氧化沟中污泥负荷过高，溶解氧浓度不足，排泥不畅等易引发丝状菌性污泥膨胀；非丝状菌性污泥膨胀要紧发生在废水水温较低而污泥负荷较高时。微生物的负荷高，细菌吸取了大量营养物质，由于温度低，代谢速度较慢，积贮起大量高粘性的多糖类物质，使活性污泥的表面附着水大大增加，SVI 值专门高，形成污泥膨胀。针对污泥膨胀的起因，可采取不同计策：由缺氧、水温高造成的，可加大曝气量或降低进水量以减轻负荷，或适当降低 MLSS操纵污泥回流量，使需氧量减少；如污泥负荷过高，可提高 MLSS，以调整负荷，必要时可停止进水，闷曝一段时刻；可通过投加氮肥、磷肥，调整混合液中的营养物质平稳BOD5：N：P=100：5：1；pH 值过低，可投加石灰调剂；漂白粉和液氯按干污泥的0.3%0.6%投加，能抑制丝状菌繁育，操纵结合水性污泥膨胀。2.泡沫问题由于进水中带有大量油脂，处理系统不能完全有效地将其除去，部分油脂富集于污泥中，经转刷充氧搅拌，产生大量泡沫；泥龄偏长，污泥老化，也易产生泡沫。用表面喷淋水或除沫剂去除泡沫，常用除沫剂有机油、煤油、硅油，投量为 0.51.5mg/L。通过增加曝气池污泥浓度或适当减小曝气量，也能有效操纵泡沫产生。当废水中含表面活性物质较多时，易预先用泡沫分离法或其他方法去除。另外也可考虑增设一套除油装置。但最重要的是要加强水源治理，减少含油过高废水及其它有毒废水的进入3.污泥上浮问题当废水中含油量过大，整个系统泥质变轻，在操作过程中不能专门好操纵其在二沉池的停留时刻，易造成缺氧，产生腐化污泥上浮；当曝气时刻过长，在池中发生高度硝化作用，使硝酸盐浓度高，在二沉池易发生反硝化作用，产生氮气，使污泥上浮；另外，废水中含油量过大，污泥可能挟油上浮。发生污泥上浮后应暂停进水，打碎或清除污泥，判明缘故，调整操作。污泥沉降性差，可投加混凝剂或惰性物质，改善沉淀性；如进水负荷大应减小进水量或加大回流量；如污泥颗粒细小可降低曝气机转速；如发觉反硝化，应减小曝气量，增大回流或排泥量；如发觉污泥腐化，应加大曝气量，清除积泥，并设法改善池内水力条件4.流速不均及污泥沉积问题在氧化沟中，为了获得其专门的混合和处理成效，混合液必须以一定的流速在沟内循环流淌。一样认为，最低流速应为0.15m/s，不发生沉积的平均流速应达到0.30.5m/s。氧化沟的曝气设备一样为曝气转刷和曝气转盘，转刷的浸没深度为250300mm，转盘的浸没深度为 480 530mm。与氧化沟水深3.03.6m相比，转刷只占了水深的 1/101/12，转盘也只占了 1/61/7，因此造成氧化沟上部流速较大 约为 0.81.2m，甚至更大，而底部流速专门小专门是在水深的 2/3 或 3/4 以下，混合液几乎没有流速，致使沟底大量积泥有时积泥厚度达 1.0m，大大减少了氧化沟的有效容积，降低了处理成效，阻碍了出水水质。加装上、下游导流板是改善流速分布、提高充氧能力的有效方法和最方便的措施。上游导流板安装在距转盘 转刷 轴心 4.0 处 上游，导流板高度为水深的 1/51/6，并垂直于水面安装；下游导流板安装在距转盘转刷轴心 3.0m 处。导流板的材料能够用金属或玻璃钢，但以玻璃钢为佳。导流板与其他改善措施相比，不仅可不能增加动力消耗和运转成本，而且还能够较大幅度地提高充氧能力和理论动力效率另外，通过在曝气机上游设置水下推动器也能够对曝气转刷底部低速区的混合液循环流淌起到积极推动作用，从而解决氧化沟底部流速低、污泥沉积的问题。设置水下推动器专门用于推动混合液能够使氧化沟的运行方式更加灵活，这关于节约能源、提高效率具有十分重要的意义。2.2.72.2.7 二沉池二沉池1.沉淀池的类型及选择沉淀池是分离悬浮固体的一种常用构筑物，二沉池是活性污泥处理系统的重要组成部分，其作用是泥水分离，使混合液澄清，浓缩和回流活性污泥。沉淀池常按池内水流方向不同分为平流式沉淀池、竖流式沉淀池和辐流式沉淀池三种。本设计中二沉池采纳中心进水，周边出水的辐流式沉淀池3。辐流式沉淀池多呈圆形，池的进水在中心为止，出口在周围。水流在池中呈水平方向向四周辐射，由于过水断面面积不断变大，故池中的水流速度从池中心向池四周逐步减慢。泥斗设在池中央，池底向中心倾斜，污泥常用刮泥机或吸泥机机械排除。其要紧的特点是采纳机械排泥，运行较好；排泥设备有定性产品3。2.辐流式二沉池的设计参数辐流式二沉池的设计参数如下：1池子直径或者正方形的一边与有效水深的比值大于 6；2池径不宜小于 16m；3池底坡度一样采纳 0.050.1m；4一样采纳机械刮泥，也可附有空气提升或净水头排泥设施；5当池径或正方形的一边较小小于 20m时，也可采纳多斗排泥；6停留时刻 2.53h；7表面负荷：0.61.5m3/m2h。2.2.82.2.8 污泥浓宿池污泥浓宿池污泥浓缩是降低污泥含水率、减少污泥体积的有效方法。污泥浓缩要紧减缩污泥的间隙水。经浓缩后的污泥近似糊状，仍保持流淌性。它是减少水处理构筑物排出的污泥的含水量，以缩小其体积的一种污泥处理方法。适用于含水率较高的污泥。例如活性污泥，其含水率高达 99左右。当污泥含水率由 99降至 96时,污泥的体积可缩小到原先的 1/4。为了对污泥有效地、经济地进一步处理，须先进行浓缩。浓缩后的污泥含水率一样为 9597。污泥浓缩中所排出的污泥水含有大量有机物质，一样混入原污水一起处理；不能直截了当排放，以免污染环境。污泥浓缩的方法有沉降法、气浮法和离心法。在选择浓缩方法时，除了各种方法本身的特点外，还应考虑污泥的性质、来源、整个污泥处理流程及最终处置方式等。如沉降法用于浓缩初沉淀污泥和剩余活性污泥的混合污泥时成效较好。单纯的剩余活性污泥一样用气浮法浓缩，近年进展到部分采纳离心法浓缩。那个地点我们要紧采纳重力浓缩法，通过污泥浓缩池，进行污泥的浓缩。浓缩池的构造类似沉淀池,大多采纳直径为 520 米的圆池，内设搅拌机械作缓慢搅拌。污泥在浓缩池中的停留时刻，一样为 12 小时左右。浓缩池的表面污泥固体负荷率，视污泥性质而不同,初次沉淀池污泥为 100150 公斤/(米 2日),活性污泥为 2040公斤/(米 2日)。在浓缩池中,固体颗粒借重力下降,水分从泥中挤出，浓缩污泥从池底排出，污泥水从池面堰口外溢(连续式)或从池侧出水口流出。气浮浓缩法 和重力浓缩法相反，使污泥颗粒附上微细气泡而上浮至水面，然后用刮板将浓缩污泥刮入排泥槽，污泥水那么从池底流出见气浮。关于颗粒比重仅略大于1 的污泥，如活性污泥和需气消化法的污泥,本法尤为适用。气浮浓缩常用溶气气浮法，设备有气浮池、加压泵、溶气罐和减压释气器阀。溶气压力一样为 0.30.5 兆帕。每平方米气浮池每日处理的固体量，对一样污水污泥为 100200 公斤,对活性污泥为 25100 公斤。为提高气浮浓缩成效，亦可投加混凝剂。3 3处理构筑物设计处理构筑物设计3.13.1 格栅间和泵房格栅间和泵房3.1.23.1.2 格栅的设计运算格栅的设计运算一格栅的设计要求：一格栅的设计要求：1.污水处理系统前格栅条间隙，应该符合以下要求：a：人工清除 2540mm；b：机械清除 1625mm；c：最大间隙 40mm，污水处理厂也可设细粗两格栅。2.假设水泵前格栅间隙不大于 25mm 时，污水处理系统前可不再设置格栅。3.在大型污水处理厂或泵站前的大型格栅每日栅渣量大于 0.2m3，一样采纳机械清除。4.机械格栅不宜小于两台，假设为假设为一台时，应设人工清除格栅备用。5.过栅流速一样采纳 0.61.0m/s。6.格栅前渠道内的水速一样采纳 0.40.9m/s。7.格栅倾角一样采纳 4575 度，人工格栅倾角小的时候较为省力但占地多。8.通过格栅水头缺失一样采纳 0.080.15m。9.格栅间必须设置工作台，台面应该高出栅前最高设计水位 0.5m.工作台上应有安全和冲洗设施。10.格栅间工作台两侧过道宽度不应小于 0.7m。二格栅的具体运算：二格栅的具体运算：1.栅条的间隙数 n 个n Qmaxsinbhv式中：Qmax-最大设计流量，120000m3/d,即 1.39m3/s-格栅倾角，取=60；b-栅条间隙，m，取 b=0.05m；n-栅条间隙数，个；h-栅前水深，m，取 h=0.8m；v-过栅流速，m/s,取 v=0.9 m/s；1.39sin 60018(个)取 n=15(个)那么：n 20.050.80.9那么每组中格栅的间隙数为 18 个。2.栅条宽度(B):设栅条宽度S=0.01m那么栅槽宽度B2S(n?)bn 0.01(18-1)0.0518 1.073.进水渠道渐宽部分的长度l1。设进水渠道 B1=0.9 m，其渐宽部分展开1 20l1B B11.070.9 0.2335(m)那么02tan12tan20l1 0.24m4.格栅与出水总渠道连接处的渐窄部长度l2,ml10.24 0.12(m)l2225.通过格栅的水头缺失 h1,ms4/32h1 k(b)2gsin式中：h1-设计水头缺失，m；g-重力加速度，m/s2k-系数，格栅受污物堵塞时水头缺失增大倍数，一样采纳 3；-格栅条的阻力系数，查表取 2.42s4/32h1 k(b)2gsin0.014/30.9232.42()sin600.0529.81 0.030359m6.栅槽总长度 L，mL l1l21.00.5H1式中，H1为栅前渠道深tanL 0.240.120.151.00.51.1=2.50tan607.栅后槽总高度 H，m设栅前渠道超高 h2=0.3mH h1h20.8 0.0303590.30.81.2m8.每日栅渣量 W，m3/dW 86400QmaxW111000Kz式中，W1为栅渣量，m3/103m3污水，格栅间隙 1625mm 时，W1=0.100.05m3/103m3污水；取 W1=0.05m3/103m3。864001.390.05W 5.004(m3/d)10001.2采纳机械清渣。3.1.33.1.3 提升泵站的设计提升泵站的设计一设计说明一设计说明采纳氧化沟工艺方案，污水处理系统简单，关于新建污水处理厂，工艺管线能够充分优化，故污水只考虑一次提升。污水经提升后入瀑气沉砂池。然后自然通过氧化 4166.67 m3/hmax沟，二沉池及消毒池。设计流量。Q二设计选型二设计选型污水经消毒池处理排入都市污水处理厂。消毒水面相对高程为0.00m，那么相应二沉污水总提升流程为 4.10m，常采纳螺旋泵，其设计提升高度为H 4.3m。设计流量Qmax 4166.67m3/h，采纳 3 台螺旋泵，单台提升流量为1875m3/h。采纳3用1备。该泵提升流量为21002300m3/h，转速42r/min，LXB1500型螺旋泵4台，投书 3，功率 55kW，占地 面积为2.0016.0m2。三提升泵房三提升泵房螺旋泵泵体室外安装，电视，减速机，电控柜，电磁流量计显示器室内安装，另外考虑一定检修空间。215.00.511.0 10.0 (265.0)m提升泵房占地面积为，其工作间占地面积为11.010.0 110.0m23.23.2 沉砂池设计运算沉砂池设计运算设计中选择二组平流沉砂池，N=2，分别与格栅连接，每组沉砂池设计流量为 0.7m3/s。1.沉沙池长度L t式中：L-沉砂池的长度mV-设计流量时的流逝m/s;一样为 0.15-0.3m/st-设计流量时的流行时刻s；一样为 30-60s设计中取 v=0.25;t=50s那么L 0.2550 12.5m2.水流过水断面面积Q0.7A 2.78m20.253.宽度B Ah2式中 B-沉砂池宽度cmh2-设计有效水深m；设计中取 h2=0.8；每组沉砂池设五格2.78/5B 0.7m0.84.沉砂室所需容积V Q X T 86400106式中：Q-平均流量m3/s;X-都市污水沉沙量T-清除沉砂的间隔时刻设计中取Q=10 万 m3/d=1.16m/s；除砂的时刻间隔 T=2d；X=80m3/106m3污水1.1680296400316.04m6105.每个沉砂斗容积VV0n那么V 式中V0-每个沉砂斗容积m3n-沉砂斗的个数设计中取每个分割有 2 个沉砂斗，共有n 225 20(个)16.04 0.802(m3)206.沉砂斗高度沉砂斗高度应能满足沉砂斗储存的要求，沉砂斗的倾角 603V0h3f1f1f2f2V0式中h3-沉砂斗的高度mff1-沉砂斗上口面积-沉砂斗下口面积2设计中取那么h3f1为 0.70.730.802f22为 0.50.5 2.208m2h33.4750.50.70.70.7 0.5 0.50.52设计中取 h3 为 2.208m，校核沉砂斗角度tan 2.02288.4 607.沉砂室高度hhil332式中：mh-沉砂室高度，3i-沉砂池底坡度l2-沉砂池底长度m设计中取 i=0.021 2.2080.02(12.520.7)2.193(m)h328.沉砂池总高度H h1h2h3式中 H-沉砂池总高度mh1-沉砂池超高m；设计中取 0.3那么H 0.30.82.1933.293m9.验算最小流速minQn A1minmin式中min-最小流速m/sQmin-最小流量m3/sA2-最小流量时的过水断面面积m minm in0.75 1.157 1.57m/s11 2.78510.进水渠道1QB H11式中1-进水渠道水流流速m/sB-进水渠道宽度m1H1-进水渠道水深m10.7 0.486m/s1.80.811.出水渠道H1(式中Q)mb2g122/3H1-堰上水头mQ-沉砂池内设计流量1m-流量系数b2-堰宽mH1(0.7)0.68m0.40.729.813.33.3 氧化沟设计运算氧化沟设计运算3.3.13.3.1 氧化沟内融合液污泥浓度氧化沟内融合液污泥浓度X 3400mg/L式中 X-污泥浓度3.3.23.3.2 污泥泥龄污泥泥龄本设计在考虑取出BOD5的同时，还考虑反硝化去氮，因此污泥泥龄取 30 天。3.3.33.3.3 回流污泥浓度回流污泥浓度106XrSVI式中Xr-回流污泥浓度mg/LSVI-污泥容积指数-一样取 1.2，设计中取 SVI=120X10610000mg/L1201.23.3.43.3.4 污泥回流比污泥回流比R X100%XX3400100%10000340050%3.3.53.3.5 好氧区有效容积好氧区有效容积V1YQ(S0Se)cX(1Kdc)式中V1-好氧区有效容积m3 Y-污泥净产率系数kgMLSS/kgBOD5,依照c，查表得 Y=0.42 Q-污泥设计流量m3/dS0,Se-分别为进出水BOD5浓度mg/Lc-污泥泥龄 X-污泥浓度Kd-污泥自身氧化率1/d，关于都市污水，一样为 0.05-0.10.42100000m3/d(22020)30V13400(10.07530)23498m33.3.63.3.6 缺氧区有效容积缺氧区有效容积W Q(N0Ne)0.124YQ(S0Se)式中W-反硝化区脱氮量kg/dN0-进水 TN 浓度g/LNe-出水 TN 浓度g/L16522020=58.4kg/d1.1240.42100000100001000W 100000反硝化区所需污泥量：G WVON式中 G-反硝化区所需污泥量kgVG DN-反硝化速率，kgNO3 N/kgMLSSd，依照实验结果。VDN值介于0.019-0.262 之间。设计中取 0.02。58.4 2920kg0.02GV2X式中V2-反硝化区有效容积m3V 2920 730m343.3.73.3.7 总有效容积总有效容积VVV 12K式中 K-具有污性作用的污泥占总污泥量的比例，一样采纳 0.55 左右。设计中取0.6。V 23498730 40380m30.63.3.83.3.8 氧化沟平面尺寸氧化沟平面尺寸氧化沟共设 4 组，并联运行。氧化沟的有效水深设为 3.2m，超高为 0.8m，那么氧化沟总高度 4m。取氧化沟为矩形断面，够宽为 6 吗，那么氧化沟总长度L V39580 516mNBh43.26缺氧区长度为：25.5m氧化沟的平面面积40380 3154m243.2A0设计每组氧化沟有4 条沟，每沟断面尺寸为BH1 632,氧化沟直线段长l 100m。氧化沟实际平面面积为1222 646 3.171mA122设计参数校核水力停留时刻：t 24V2440380 9.7hQ100000污泥负荷率：NsQ(S0Se)VXv100000(22020)0.24038033000.753.3.93.3.9 氧化沟的进水设计氧化沟的进水设计初沉池的出水通过 DN=1800mm 的管道流经氧化沟，管内流速 0.546m/s，用 4 条管道入每一组氧化沟，进水管 DN=670mm，管内水流流速为 0.546m/s，回流污泥也可同步流入。3.3.103.3.10 氧化沟的出水设计氧化沟的出水设计沟的出水采纳矩形堰跌落出水，那么堰上水头H (Qmb 2g)2/3(1.391.1650%2/3)0.15m40.4529.8出水总量管管径采纳DN=1800mm，管内污水流速为0.546m/s，回流污泥管管径DN=1200mm，管内污泥流速为 0.546m/s。3.3.113.3.11 剩余污泥剩余污泥W YQ(S0Se)1Kdc0.42100000(22020)1000(10.07530)2584.6kg/d湿污泥量：QsW1000(1 P)2584.61000(10.99)258.46m3/d3.3.123.3.12 需氧量需氧量假设生物污泥中大约含油 12.4%的氮，用于细胞的合成那么每天用于合成的总氮为：TN=0.1242584.6=320.5kg/d，即 TN 中有320.51000 3.2mg/L。按最不利情100000形：原水中NH3 N量 TN 量相同，设出水中NH3 N量和NO3 N各为 5mg/L，那么需要氧化的NH3 N量为 16-3.2-5=7.8mg/L。需要还原的NO N为：37.8mg/L-5=2.8mg/L.O2100000(220 20)7.81.422584.60.75 4.6100000 0.562584.60.750.2351000(1e)1000 2.610000 2.81000 28288.88kg/d把实际需氧量折合成标准需氧量：O2(Cs(T)C)1.024(T20)28288.8889.070.9(0.958.242)1.024(2520)O C2s(20)43447.2kg/d1810.3kg/h采纳垂直车由表面曝气机每组氧化沟设 2 台共 8 台。曝气机的动力功率一样为2.0kgO2/(KW h)，那么单台曝气机的功率约为 114KW。3.43.4 接触消毒池与加氯时刻接触消毒池与加氯时刻3.4.13.4.1 设计说明设计说明因为处理水质要求达到都市污水一级排放标准，故需通过消毒后处理出水才能排放。设计流量 Q=10 万 m3/d=4166.67m3/h；水里停留时刻 T=0.5h3.4.23.4.2 设计运算设计运算1.设置消毒池消毒池接触式一座池体容积 V=QT=4166.670.5=2083.33m3消毒池池长 35m，每格池宽 b=6.5m，长宽比 L/b=5.4接触消毒池总宽 B=nb=36.5=19.5m消毒池有效水深设计为 H1=3.0m实际消毒池容积V为V=BLH1=nbLH1=36.535.03.0=2047m 3满足有效停留时刻的要求。2.加氯量运算设计最大投氯量为max=50mg/L；每日投氯量 W=maxQ=510000010-3=500kg/d=20.83(kg/h选用 1000kg 的液氯钢瓶，每日加氯量约为 1/2 瓶，共贮用 12 瓶。3.混合装置在接触消毒池第一格和第二格起端设置混合搅拌机 2 台立式。混合搅拌机功率N0为：N0QTG2/102式中 QT混合池容，m3水力粘度，20=1.0610-4kgs/m2 G搅拌速度梯度，关于机械混合 G 500s-1。-4221.0610 1.1630500/3510 0.62kWN0实际选用 JBK2200 框式调速搅拌机，搅拌器直径2200，高度 H2000mm3.53.5 二沉池的设计运算二沉池的设计运算1.二沉池表面负荷沉 淀 部 分 水 面 面 积 A，依 照 生 物 处 理 段 的 特 性，选 取 二 沉 池 表 面 负 荷q 1.5(m3/(m2h)，其中 q=1.01.5 设四座辐流式沉淀池，n=4，那么有沉淀池面积：A Q5000 3333.3m2q1.5单池面积：A单池2.池子直径 DA3333.3833.3m2n4D 4A单池4833.3 32.58(m)，取 D=33m3.沉淀部分的有效水深h2，设沉淀时刻：T 3.0(h)，h2 qT 1.53.0 4.5(m)4.沉淀区的有效容积 V3.143324.5V D h2 3846.89m34425.污泥斗以上圆锥体部分污泥容积：设池底径向坡度为 0.05，那么h4(R-r)0.05 (33-2)0.05 0.725m6.沉淀池池边高度：H0h3h2h5 0.5 4.50.5 5.5m 4m7.径流比：D/H0 33/5.5 6 12符合要求8.沉淀池总高度：设超高 h1=0.3m，那么H H0h4h1550.7250.3 6.525m9.进水管的运算单池设计污水流量：Q单=Q/4=4166.67/4=1041.67m3/h=0.289m3/s进水管设计流量：Q进=Q单X1+R=1041.67X1+0.5=1562.51 m3/h=0.4335 m/s管径 D1=1100mm，流速 V1=0.456m/s10.进水竖井水井经泵用：D2=1 m出水口尺寸为：0.45 X1.0 m2，共 6 个沿井壁平均分布出水口流速：V2=0.4335/0.45 X1.0 X6=0.16 m/s311.稳流筒运算筒中流速：V3取 0.03 m/s稳流筒过流面积：f=Q进/V3=0.4335/0.03=14.45m/s稳流筒直径：D3=4.41 m12.出水部分设计单池设计流量：Q单=Q理/2=4166.67/4=1041.67 m3/h=0.289 m3/s环形集水槽内流量：q集=Q单/2=0.1445 m3/s环形集水槽设计1采纳周边集水槽，单侧集水，每池只有 1 个总出水口集水槽宽度为：b=0.9k q集0.4=0.9 X1.2 X0.14450.4=0.447 m取 b=0.45集水槽起点水深为：h起=0.75b=0.75 X0.5=0.375 m集水槽终点水深为：h终=1.25b=1.25 X0.5=0.625 m槽深均取 0.8 m2采纳双侧集水环形集水槽运算。取槽宽 b=1.0 m，槽中流速 V=0.6 m/s槽内终点水深：h4=q/Vb=0.289/2/0.6 X1.0=0.241 m槽内起点水深：h3=0.129 m13.出水溢流堰设计采纳出水三角堰9001堰上水头即三角口底部至上游水面高度H1=0.05 mH2O2每个三角堰的流量 q1=1.343 H12.47=1.343 X0.052.47=0.0008214 m3/s3三角堰个数 n1=Q单/q1=0.289/0.0008214=351.84 个设计取 352 个4三角堰中心距单侧出水L1=L/n1=3.14 X332 X0.5/352=0.285 m3.63.6 排泥部分设计排泥部分设计3.6.13.6.1 单池污泥量单池污泥量总污泥量为回收污泥量加剩余污泥量回收污泥量：QR=Q设XR=4166.67 X0.5=2083.335 m3/h剩余污泥量：QS=(0.5x0.18x4166.67x24-0.065x13091x2.5)/(1.3x0.75x10)=795.51 m3/d=33.15 m3/hY污泥产率系数，都市污水取 0.5Kd污泥自身氧化率，都市污水取 0.065m3Q泥总=QR+QS=2083.335+33.15=2116.49 m3/hQ单=Q泥总/4=529.12 m3/h3.6.23.6.2 集泥槽集泥槽集泥槽沿整个池径为两边集泥，故其设计泥量为q=Q单/2=529.12/2=264.56 m3/h=0.073 m3/s集泥槽宽：b=0.9q0.4=0.9x0.0730.4=0.32m(取 0.4)起点泥深：h1=0.75b=0.75x0.4=0.3m(取 h1=0.4)终点泥深：h2=1.25b=1.25x0.4=0.5m(取 h2=0.6)集泥槽深均取 0.8m超高 0.2m存泥区所需容积氧化沟中混合液污泥浓度 X=4400mg/L，设计污泥回流比采纳 R=50%，那么回流污泥浓度为 Xr=13200mg/L，Tw=3h3.6.33.6.3 存泥区存泥区1.二沉池污泥区所需存在的泥容积：VW2TW(1 R)QXXtXr 9375.0075m32.存泥区高度：VW 2343.75m3VW14VWHA21单池2343.75 2.831m833.33.6.43.6.4 剩余污泥量运算剩余污泥量运算1.曝气池内每日增加的污泥量X Y(SnSe)QKdVXfXv1339.68kg/d2.曝气池每日排出的剩余污泥量为Q2Xr1339.68178.624m3/d 0.00207m3/s0.751000010003.6.53.6.5 污泥浓缩池污泥浓缩池竖流式污泥浓缩池运算：进入污泥浓缩池的剩余污泥量为 0.00207，采纳 2 个浓缩池那么单池流量：Q1=0.001041.中心进泥管面积：f=Q1/V0=0.00104/0.03=0.035m2d040.035 0.211m设计中d0=0.22m，每池德尔进泥管采纳 DN100mm；管内流速：0.1324m/s2.中心进泥管喇叭口与反射板之间的缝隙高度0.00104 0.0557m 0.056mh30.021.350.223.污泥浓缩后分离出的污水量q Q100P0PP0 0.007m3/s4.浓缩池水流部分面积q0.007F 10.5m2V0.0000675.浓缩池直径D 4(F f)4(10.50.056)3.7m6.有效水深h2Vt 0.00011036003.6m7.浓缩后剩余污泥量Q1 Q100 P10099 0.00104 29.952m3/d100P0100978.浓缩池污泥斗的容积：污泥斗放在污泥池的底部，采纳重力排放3.7 tg(Rr)tg55(0.25)2.3mh52污泥斗容积为：V(R3h52 Rr r2)9.5m39.污泥在污泥斗中的停留时刻9.5VT 3600 7.6hQ136000.00034710.浓缩池总高h h1h2h3h4h5 =0.3+3.6+0.056+0.3+2.3 =6.556m11.溢流堰浓缩池溢流出水通过