太湖流域某城镇污水处理厂设计论文.doc

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1、 61 / 70科技大学理工学院本科毕业论文太湖流域某城镇污水处理厂设计Design ofa Sewagetreatment plant for a city In Taihu Lake Basin摘 要太湖流域是著名的江南水乡，该流域的水资源问题日趋突出，表现在:水资源开发和利用的程度增高，水资源保护的工作难度加大，水污染治理的步伐不与时，水体污染比较严重，水资源的管理不协调等等。由于环境的退化，生物多样性和生态稳定性下降，水生植物受到一定程度的破坏，水体的自净能力逐渐减弱，加之部分河道被盲目侵占，其中堵塞也相当严重。太湖流域的水质主要的超标项目为氨氮、总磷、生化需氧量和高锰酸盐指数。 UC

2、T工艺是近几年才新起的污水处理工艺，在脱氮除磷方面有着独特的效果。因此，研究UCT工艺的设计技术能够为改善城市废水的脱氮除磷效果提供重要的理论基础。国外的研究实践表明，该工艺不仅具有较高的COD、BOD、SS去除率，而且在一定程度上解决了其它工艺在脱氮除磷方面面临的问题。本设计针对太湖流域某城镇排放污水，依照城镇污水处理厂污染物排放标准 (GB18918-2002)的一级A标准，选择UCT处理工艺,设计污水处理厂。该流程主要包括预处理、生物处理、污泥处理三部分。预处理包括格栅、沉砂池和初沉池；生物处理部分由UCT生化池（厌氧池、缺氧池和好氧池）组成；污泥处理包括污泥的浓缩和脱水。关键词：城镇污

3、水处理；UCT工艺设计；脱氮除磷；太湖流域AbstractTaihuLake is a famous Yangtze River Delta, water resources are becoming increasing prominent. the extent of water resources development and utilization of increased water conservation work more difficult, the pace is not timely water pollution, water pollution is more se

4、rious , water management uncoordinated and so on. Due to environmental degradation, biodiversity and ecological stability decreased, subject to a certain degree of damage aquatic plants, water self-purification capacity gradually weakened, plus part of the river is blind occupation, which is also ve

5、ry serious blockage.Water quality of TaihuLakeBasin major projects exceeding ammonia nitrogen, total phosphorus, BOD and permanganate index. UCT process is a new sewage treatment process, in the nitrogen and phosphorus has a unique effect. Therefore, the study process design techniques can improve t

6、he effect of urban wastewater nitrogen and phosphorus provide an important theoretical basis. The result shows that the process has both a high COD、BOD、SS removal efficiency, but also removed when the other process in nitrogen and phosphorus removal problem. This design is focused on municipal sewag

7、e emission in Taihu Lake Basin, according to Class-I（A）criteria inDischarge standard of pollutants for municipal wastewater treatment plant(GB18918-2002), selects UCT process to design a sewage treatment plant. The process mainly concludes pretreatment ,biological treatment and sludge treatment. Pre

8、treatment includes grid ,sand trap and primary setting tank. The biological treatment consists of UCT biochemical pool (anaerobic tank, anoxic and aerobic tank). Sludge treatment includes Sludge thickening and sludge dewateringKeywords:municipal wastewater treatment; UCT process design; nitrogen and

9、 phosphorus removal; TaihuLakeBasin目录第一章绪论11.1 我国氮磷污染的现状11.2 我国脱氮除磷工艺的应用与发展21.2.1 间歇式活性污泥法（SBR）21.2.2 AB改进工艺31.2.3 UCT工艺31.2.4 生物接触氧化法31.3 结论4第二章工艺选择与流程52.1水质水量与设计标准52.2工艺选择52.2.1 SBR工艺52.2.2 UCT工艺52.2.3 氧化沟工艺52.2.4 A2/O工艺62.3 工艺流程图7第三章构筑物的设计计算83.1粗格栅的计算83.2水泵机组设计计算93.2.1 确定扬程93.2.2 核算扬程103.2.3 集水池设

10、计计算123.2.4 泵站辅助设备选型133.3细格栅的计算133.4旋流沉砂池的设计计算153.5初沉池的设计173.5.1辐流式沉淀池的主要设计参数173.5.2辐流式沉淀池的设计计算173.6 UCT生化池的设计计算193.6.1生化池设计计算概要203.6.2生化池的设计计算213.7二沉池的设计计算273.7.1.二沉池的设计27（1）二沉池的工艺原理与功能273.8接触池工艺计算313.8.1接触池尺寸计算313.8.2加氯间313.9污泥处理323.9.1污泥产量333.9.2重力浓缩池333.9.3贮泥池的设计计算343.9.4污泥真空转鼓过滤脱水机设计计算35第四章污水处理厂

11、的总体布置374.1平面布置374.2高程布置与计算374.2.1高程布置原则374.2.2污水厂高程的布置方法384.2.3高程计算38第五章工程造价估算415.1 估算依据415.2 工程造价计算415.2.1 工程直接费用415.2.2 设计调试、税金435.2.3 工程总投资43结语44参考文献45致47附录48第一章 绪 论1.1 我国氮磷污染的现状在我国，氮磷的污染来自于工业污染、农业污染、畜禽的污染以与生活污染。这些途径使得氮磷的释放使得我国的氮磷污染越来越严重。本设计针对太湖流域污水处理厂的设计，主要分析水体中的氮磷污染。1.1.1 水体氮磷污染现状我国的各个水域普遍受到氮磷不

12、同程度的污染，虽然各不一样，但总体上呈逐渐增加的趋势。各项监测资料表明：在中国，各大水系中，近40%的河段不适合再作为饮用水的水源，在城市镇乡的河段中有大约78%的河段不适合作饮用水源，城市的地下水有50%已经受到了污染1。对黄河的312个监测点进行氮含量的连续40年的监测，得出如下结论：从1990年以后氮含量的增加十分明显，上游TN 1.0 mg/L，NH4+-N 4.0 mg/L，NH4+-N 0.10 mg/L；一些支流甚至达到TN=50-250 mg/L，NH4+-N=10-20 mg/L 2。珠江在1998年进行的监测结果为：该水系中的氮污染主要是以NO3-N形式存在，浓度在0.30

13、-0.50 mg/L；氮磷比为30至300；叶绿素a 含量在0.8-7.8 mg/m3，河口富营养化，其限制因子是浊度和磷浓度3。全国围的湖泊和水库，氮磷污染逐渐加重，水体中藻类因为富营养化而大量繁殖，而且生存的时间长，覆盖围广，近几年爆发的次数逐渐频繁。当今，我国已经有几十万平方公里的海域受到氮磷污染的影响，有相当多的地方满足不了养殖的需要，就连水面上娱乐与旅游的水质也难以达到。2001年中国海域共记录18 起赤潮，2005年32次，面积累计超过2万平方公里；2010年35次4。发生的频次越来越越大，涉与的围不断扩大。1.1.2 水体中氮磷的主要来源我国各个水系中氮磷的污染主要来自于生活污染

14、、农业污染与工业污染。生活污染中氮磷的污染主要来自人畜的排泄物、食品的废物以与合成的洗涤剂等。农业污染表现在：化肥的大量流失，据不完全统计，仅太湖流域化肥的使用量就达300万t/年以上；在郊区，化肥消耗量在80万/年，流失率大于40%5。食品加工的相关企业、生产化肥的相关企业，其工业废水中含有大量的氮和磷，除此之外，化工行业还向外排放大量含磷的废水。不仅如此，畜禽业、养殖业、旅游业等也会对本流域的水体富营养化造成一定程度上的压力。1.2 我国脱氮除磷工艺的应用与发展19世纪70年代，环境污染已经引起了国人的关注，随之，城市污水处理厂应运而生。1984年开始运行的市纪庄子污水处理厂是我国第一座大

15、型城市污水处理厂。该厂的处理规模可以达到26万m3/d。建成的污水处理厂对于有机污染物和悬浮物的处理效果还行，对于氮和磷的处理效果就不尽如人意了。20世纪80年代以来，污水处理新工艺这个新的名词引起了国广泛的关注和研究。比较典型的有： 1981年莘庄污水厂、1982年大观园污水厂、1983年吴淞肉联厂污水厂、肉联厂污水厂、乳品五厂，这些污水处理厂采用的工艺有：A/O工艺、转刷型氧化沟、SBR工艺、垂直轴曝气叶轮氧化沟、三槽式交替氧化沟等6。进入二十世纪九十年代，我国对于水体中各种污染物的限制标准越来越严格。在我国，污水的处理效率比较低，对于氮磷而言，最多只能去除40%的氮，以与20%的磷。我国

16、每年的污水量还在不断的增长，跟发达国家相比，废水的重复利用率极低，只有百分之二三十，发达国家一般为百分之七十、甚至百分之百7。如今，在我国，建污水厂的要求也越来越严格，只要是新建的城市污水厂，在开工之前必须对潜在的氮磷污染进行合乎逻辑的估算，以此进行对氮磷污染物的控制，提高脱氮除磷的效率。否则随着污水量的不断增多，我国的污水将无处可排，按照这种趋势，在不久的将来，我国污水将不受控制，后果之严重，我想只要是稍微关注环境污染的人，心里还是比较清楚的。现在将简单的介绍我国常用的几种工艺。1.2.1 间歇式活性污泥法（SBR）该工艺受程序的控制，进水的方式有三种：单纯的注水、曝气、缓速搅拌，根据现实的

17、情况确定合适的方式进行。现在应用的ICEAS工艺、DAT-IAT工艺是SBR工艺的第二代，CAST工艺、UNITANK工艺是SBR工艺的第三代。ICEAS工艺有预反应区和主反应区两部分组成，前一个反应区体积比后反应区小。污水以层流速度进入主反应区，不会造成主反应区混合液的波动，连续进水同时还伴随着污泥的沉淀和厂区正常的排水，这些都不影响污水处理的进程。调查研究表明：采用ICEAS工艺，出水的TN可以达到 5.3-12.1mg/L，TP 可以达到0.2-0.9mg/L8。DAT-IAT工艺稳定性高，提高了池积和设备的利用率，增加了整个系统的灵活性。采用CASS工艺的污水处理厂，运行状况均良好。因

18、为该工艺中周期变化的微生物，脱氮除磷功能比较好。CAST工艺在SBR基础上增加了选择器与污泥回流设施，并对时序做了一些调整，从而大大提高了可靠性与效率。市污水处理厂、新区污水处理厂使用的是CAST工艺。实践证明CAST具有很好的脱氮除磷效果，而且系统的抗冲击负荷能力强，对于工业废水比例较高的城市污水的处理较适用。近年来序列间歇式活性污泥法（SBR）处理养猪场废水越来越受到关注，该工艺相对比于其他工艺简单、剩余污泥处置麻烦少、节约投资投资省、占地少、运行费用低、耐有机负荷和毒物负荷冲击，运行方式灵活，由于是静止沉淀，因此出水效果好、厌（缺）氧和好氧过程交替发生、泥龄短、活性高，有很好的脱氮除磷效

19、果。且有通过氧化还原电位实时控制SBR反应进程的报道，进一步提高了对氮磷的去除效果、节约了能源和投资。1.2.2 AB改进工艺该工艺是一种活性污泥法，包括生物吸附和生物降解两段。在污水浓度高，水质水量变化大的污水处理厂应用的效果更加明显。该工艺抗冲击负荷能力强，缓冲作用比较突出。学者们提出了ADMONT工艺，其对氮和磷的去除效果比较好。1.2.3 UCT工艺UCT工艺包括厌氧池、缺氧池、好氧池三个部分。该工艺能同时达到脱氮除磷的目的。在碳源较低的情况下，依然可以保持较好的出水水质。回流污泥回流到缺氧区而不是厌氧区，而缺氧去流出的混合液再回流到厌氧区9。回流污泥中的硝态氮会先在缺氧去反硝化，进入

20、厌氧池的回流中硝态氮含量几乎为零，保证碳源首先被嗜磷菌利用，不会对除磷产生不利影响。1.2.4 生物接触氧化法生物接触氧化法是以生物膜为主，进行有机废水净化的一种高效处理工艺。作为主体的生物膜是附着在载体（俗称填料）上的。它同时拥有生物膜法和活性污泥法的优点。在可生化条件下，生物接触氧化法可以应用于多种废水的处理，包括工业废水、生活污水、养殖污水等，并且都能够取得不错的经济效益。这种处理方法因其拥有高效、节能、占地小、耐冲击、运行管理方便等特点被广泛应用10。生物接触氧化法通常应用于物化处理后，但却是废水处理过程中不可忽略的重要环节。在这个环节中，废水中的氨/氮、亚硝酸、硝酸盐、硫化氰等有害物

21、质都能够去除，对之后进一步净化水质有着关键作用。另外，假若生物接触氧化法可以与M新型组合式生物填料配合使用，能够加快废水中污染物的分解速度。而且它运行管理简便、投资少、废水处理效果好、能够最大程度上减少占地。1.3 结论随着中国经济的发展，污水量增加，江河湖库与近海海域普遍受到不同程度的污染。国家的水环境质量标准日趋严格，尤其是氮磷排放标准收紧。我国应用最为广泛的脱氮除磷工艺是A/O、A2/O、氧化沟工艺和SBR与其变型工艺DAT-IAT、CASS、CAST、UNITANK等。为今后城市污水处理厂脱氮除磷工艺设计和运行提供参考。据资深专家预测，在我国不断专研污水处理新工艺的前提下，在未来的20

22、年，能够实现对污水的控制，并且对于污水处理率可以达到50%至80%。我国应该充分重视污水处理厂的建设、对建厂前的要求应该严格把关，争取在污水处理上有所突破。目前，我们饱受了由于污水中氮磷的超标排放引发的一系列连锁的后果：富营养化的加重，使我们原本和谐的生物链彻底的失去了往日的平行，表面看来，我们并没有受多大的影响，但是当我走进大自然的深处，我们会不经意间发现，大自然失去了往日的风采，不是因为我们的眼睛被世俗化了，而是植物、动物正在濒临消亡。曾经有科学家做过统计，差不多每隔几个小时，地球上的物种就消亡了一种，难道面对这些数字，我们就没有一点心痛吗？所以，我们要大力发扬生物法，用以对污水进行脱氮除

23、磷，不仅可以减少水资源的浪费，而且可以有效的提高水资源的重复利用率。第二章 工艺选择与流程2.1水质水量与设计标准某市位于太湖流域，污水处理要求满足城镇污水处理厂污染物排放标准 (GB18918-2002)的一级A标准，需选用具有良好除磷脱氮功能的工艺，处理水量为每天20000立方米，进出水水质指标见表2-1。表2-1 进出水水质指标 Tab.2-1 Water quality index of influent and effluent (mg/L) 项目CODBOD5SSNH4+-NTNTP进水30020040020355出水5010108150.52.2工艺选择2.2.1SBR工艺优点：

24、处理流程短，占地小，合建式，处理成本底；泥水的分离不会受到干扰，能够稳定出水， SS较低；处理效果好，有稳定的脱氮除磷功能；脱氮除磷的厌氧、缺氧和好氧是由时间控制。在时间上具有推流反应器特征，不易发生污泥膨胀。缺点：间歇运行，对自动化控制能力要求高；污泥稳定性没有厌氧消化稳定；容积与设备利用率低；变水位运行，电耗大；脱氮除磷一般11。综上所述，可得比较适合本城镇污水处理的工艺是UCT工艺。因为这种工艺具有较好的脱氮除磷功能，可以解决硝态氮对除磷的不利影响，特别对于碳氮比和碳磷比不高的污水，更能显示其优越性。2.2.2UCT工艺优点：在碳源较低的情况下，依然可以保持较好的出水水质。回流污泥回流到

25、缺氧去而不是厌氧区，而缺氧去流出的混合液再回流到厌氧区。回流污泥中的硝态氮会先在缺氧去反硝化，进入厌氧池的回流中硝态氮含量几乎为零，保证碳源首先被嗜磷菌利用，不会对除磷产生不利影响。缺点：较多的回流线路会造成耗电量的增加12。2.2.3氧化沟工艺优点：工艺流程简单，构筑物少，运行管理方便；具有完全混合式和推流式流态的水流特征；构造形式多样，运行灵活；处理效果稳定，出水水质好，并可实现脱氮；能承受水质、水量冲击负荷，对高浓度的工业废水有很大稀释作用；能处理不容易降解的有机物；污泥生成量少，污泥不需要消化处理，不需要污泥回流系统；对于中小型污水厂基建投资省，运行费用低，技术先进成熟，管理维护简单；

26、无须设初沉池、二沉池。缺点：周期运行，对自动化控制能力要求高；污泥稳定性没有厌氧消化稳定；容积与设备利用率低；脱氮效果进一步提高需要在氧化沟前设厌氧池13。2.2.4 A2/O工艺优点：该工艺在厌氧、缺氧、好氧环境下能够交替运行，这样有利于抑制丝状菌的膨胀，改善污泥沉降性能；该工艺并不需外加碳源，厌氧、缺氧池只进行缓速搅拌，节省运行费用；具有提高对难降解生物有机物去除效果，运行效果稳定；便于在常规活性污泥工艺基础上改造成A2/O工艺；合理分配进水，脱氮除磷效果双佳国。缺点：处理构筑物较多；脱氮效果受污泥回流比影响大，能耗高；用于小型水厂费用偏高；脱氮除磷效果易受低温影响；要防止产生厌氧、缺氧状

27、态，以避免聚磷菌释磷而降低出水水质和反硝化产生氮气而干扰沉淀14。2.3 工艺流程图辐流式初沉池旋流沉砂池细格栅泵 房粗格栅 进水好氧混合液回流缺氧混合液回流接触池二沉池好氧池缺氧池厌氧池 出水回流污泥脱水机房贮泥池污泥浓缩池液氯消毒剂泥饼外运图2-1 污水处理工艺流程图Fig.2-1 Treatment process of wastewater flow chart第三章 构筑物的设计计算3.1粗格栅的计算格栅的作用是用以截阻大块的呈悬浮或漂浮状态的污物。污水经过格栅后，流入下一个流程，这期间，格栅就保护了其它构筑物，以免其对后续处理单元的机泵或工艺管线造成损害。已提供的数据：在这个设计中

28、，所选取的城镇污水的设计流量为 则，最大日流量为：（1）栅条间隙数： 设栅前水深h = 0.4m ， 过栅流速v一般控制在，取 ， 栅条间隙宽度， 格栅倾角数，(个)格栅设两组，一组工作，一组停用校核。（2）栅槽宽度 设栅条宽度S = 0.01m，有（3）进水渠道渐宽部分长度 设进水渠道，其渐宽部分展开角度， 进水渠道的流速为：（4）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度（5）通过格栅的水头损失 设栅条断面为锐边矩形断面，则， K为系数，格栅受污染堵塞时水头损失增加倍数，一般取K=3，（6）栅后槽总高度 设栅前渠道超高，则 为避免造成栅前涌水，故将栅后槽底下降作为补偿。（7）栅槽的总长度 ，为栅前

29、渠道深，m（8）每日栅渣量 在格栅间隙为0.025m时，取栅渣量为0.05（污水）生活污水流量总变化系数，一般取1.5，有 因此采用机械清渣15。3.2水泵机组设计计算3.2.1确定扬程 本设计平均流量为230L/s，最大秒流量为370L/s，选用自灌式泵站。管底地下深埋-4m，经泵提升后最高水位为3.2m，泵站原地高程取为0.00m，管径DN500mm，充满度h/D = 0.65。从前面的计算得：污水经过格栅的水头损失为0.06m设集水池有效深度H为2m，有效水深为1.5m，则集水池最低工作水位与所提升最高水位之间的高度为：设泵站部水流损失为1.2m，设总出水管中心深埋0.9m，局部损失为沿

30、线损失的30%，选用DN = 600mm铸铁管，查表的i=0.012，则则泵站外管线水头损失为(出水线水平长度+竖线长度)i1.3=(13+3.4+0.9)0.0121.30.27m设总安全扬程1m，则水泵总扬程为：综上选用300WS-450B型水泵。水泵各项参数如下: 流量217L/s，扬程13m，转速980r/min，泵效率79%，配套功率45KW，出水口径250mm，对应机座号M315，自动耦合型号400GA，通过颗粒125mm16。3.2.2核算扬程吸水管的水头损失，每根吸水管的流量，管径DN=500mm，v=1.31m/s，1000i=3.64，直管部分长1.8m，喇叭口（），弯头（

31、），DN500mm闸门一个，DN500300渐缩管泵站压水管路水头损失计算，选择一条阻力损失最大的管路作为核算对象，计算泵站压力管路水头损失。每个出水管：选用600mm管径，则：以A点沿着ABCDEF的顺序计算水头损失AB段:止回阀一个，闸阀一个，弯头一个，渐扩管，BC段：丁字管直管1.6m，CD段：丁字管直管1.6m，DE段：丁字管直管1.6m，EF段：丁字管，直管5.6m，出水管路总水头损失等于AB、BC、CD、DE、EF段中的沿程阻力和局部阻力之和，加和等于0.9336m，则总扬程为：所以，选用300WS-450B型水泵是合理的17。3.2.3集水池设计计算集水池容积（V） 采用相当于一

32、台水泵6min流量，则集水池面积（S） 集水池高度2000mm，则因此采用长宽比为的集水池。3.2.4泵站辅助设备选型 对于水位的控制，我选用的控制器是浮球液位的自动控制的机器。由水位控制器发出信号，测定所需要的水位；对于泵站，其可以采用电磁、超声波流量计，为了防止水中的杂质堵塞管道，应该有相应的的措施，以防运行时出现机器瘫痪。泵站可以采用真空泵引水，需要设置水气分离箱，小型的泵站可以采用密闭水箱。设置压力冲洗管，冲洗沉积的杂质，杂质由水泵抽走。我们可以在水坑和水池处设置管道，由闸门控制，根据需要开关闭闸门进行排水。为满足机泵安装与维修的需要，排水泵站必须安装起重设备。起重设备的选择与泵房的水

33、泵、电机、管道与阀门等设备的重量直接相关。门、过道与孔洞可能用于设备出入的地方，要有必要的宽度和净空，为使吊车正常运转，必须避开与出水管、闸阀、支架、走廊等的矛盾18。表3-2为参照规给出的起重量与可采用的起重设备类型，可作为设计的基本依据。表3-1泵房起重设备选择Fig.3.1 the selection of lifting equipment of the pump起重量/t可采用起重设备类型起重量/t可采用起重设备类型0.5移动吊架或固定吊钩2.0-5.0手动或电动桥式行车0.5-2.0手动或电动单轨吊车5.0电动式行车3.3细格栅的计算（1）栅条间隙数： 设栅前水深h = 0.4m

34、， 过栅流速v一般控制在0.6-1.0m/s，取v = 0.8m/s ， 栅条间隙宽度b = 0.008m， 格栅倾角数，(个)格栅设两组，一组工作，一组停用校核。（2）栅槽宽度 设栅条宽度S = 0.01m，有（3）进水渠道渐宽部分长度 设进水渠道，其渐宽部分展开角度， 进水渠道的流速为：，（4）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度（5）通过格栅的水头损失 设栅条断面为锐边矩形断面，则， K为系数，格栅受污染堵塞时水头损失增加倍数，一般取K=3，（6）栅后槽总高度 设栅前渠道超高，则 为避免造成栅前涌水，故将栅后槽底下降作为补偿。（7）栅槽的总长度 为栅前渠道深，m（8）每日栅渣量 在格栅间隙

35、为0.008m时，取栅渣量为 生活污水流量总变化系数，一般取1.5，有 因此采用机械清渣19。3.4旋流沉砂池的设计计算旋流式沉砂池主要涉与参数的选举是依据积水排水设计手册以与室外排水涉与规中的规定，理想的设计进水流速宜选用平均流量时流速，介于0.6-0.9m/s，初期最小流速不宜小于0.15m/s，最大流速不宜大于0.6m/s，使小流量下沉积于渠道中的砂重新带入沉砂池。沉砂池最高时，流量的停留时间不应小于30s，设计水力表面负荷宜为，用沉砂池的表面负荷来校核，选取池体的体积是否满足设计要求。有效水深宜为1.0-2.0m，池径与池深比宜为2.0-2.5，污水的沉沙量可按计算，合流制污水的沉沙量

36、应根据实际情况确定。砂斗的容积不应大于2d的沉沙量，采用重力排砂时，砂斗斗壁与水平面的倾角不应小于20。沉砂池除砂宜采用机械方法，并经砂石分离后贮存或外运。采用人工排砂时，排砂管直径不应小于200mm,排砂管应考虑防堵塞措施。设计计算：平均流量最大流量，设计中设计两座沉砂池。（1）沉砂池的直径：最大设计流量，取为表面负荷，取时间，取30s，取D=3m（2）沉砂池有效水深： t-水力停留时间，设计中取30s，取（3）沉砂室所需体积：城市污水沉沙量，一般取30清除沉砂的间隔，设计中取1d， （4）沉砂斗容积：沉砂斗上口直径，m，设计中取1.4m，沉砂斗圆柱体的高度，m，设计中取1.2m， 沉砂斗圆

37、柱体的高度，m，沉砂斗下底直径，一般取0.4-0.6m，设计中取0.5，小于两天符合要求（5）沉砂室总高： 沉砂池超高，m，一般采用0.3-0.5，设计中取0.4m沉砂池缓冲层高度，m（6）进水渠道： 进水渠与涡流沉砂池呈切线方向进水，以提供涡流的初速度，进水流速，一般采用0.60.9m/s，设计中取0.7m/s进水渠道水深，m，设计中取0.6m 渠宽 校核， 进水渠道长度： （7）出水渠道 出水渠道和进水渠道建在一起，中间建设闸板，以便在沉砂池检修时超越沉砂池，两渠道夹角，最大限度的延长沉砂池的水利停留时间。 渠宽 直线段长度满足小于等于1.1米（8）排砂装置 采用空气提升器排砂，排砂时间每

38、日一次，每次1-2小时，所需空气量为排砂量的15-20倍，排砂经砂水分离器，水排至提升泵站，砂晒干填埋21。3.5初沉池的设计3.5.1辐流式沉淀池的主要设计参数（1）池子直径与有效水深的比值为612。（2）池径不宜小于16m。（3）坡向泥斗的坡度不宜小于0.05。（4）一般采用机械刮泥，也可附有空气提升或静水头排泥设施（此方法多用于二沉池）（5）进出水的布置方式 可分为中心进水周边出水、周边进水中心出水、周边进水周边出水（6）停留时间为11.5h223.5.2辐流式沉淀池的设计计算（1）沉淀部分水面面积F，最大设计流量， n池数，个，取n=2个表面负荷，取；表面负荷，初沉池取1.0-2.0，

39、二沉池取0.7-1.0 。（2）池子直径D，m，取D=21m。（3）有效水深，m t为沉淀时间，h，取t=1.5h(4)沉淀池总高度每天污泥量V，S每人每日污泥量，L/(人)，一般采用0.30.8，取S=0.5/(人) N=设计人口数，N=150 000人；T两次清除污泥间隔时间，d，采用机械刮泥，取T=4h污泥斗容积，污泥斗上部半径，m，取；污泥斗下部半径，m，取值为0.8m；污泥斗高度，m污泥斗以上圆锥体部分容积 ，mR池子半径，m，该设计中为10.5m底坡落差，m； 共可贮存污泥体积为：大于6.25(可见池有足够的容积)沉淀池总高度H，m=0.3+3+0.5+0.435+1.73=5.9

40、65m（5）沉淀池周边处的高度为：0.3+3+0.5=3.8m（6）径深比校核，在612围，满足设计要求。（7）采用机械刮泥 选用某设备制造厂的周边传动式刮泥机（全桥式）。 刮泥机的主要技术性能参数有： 池径：21m； 周边线速23m/min； 单边功率0.75KW（为普通减速机拖动的刮泥机）； 周边单个轮压35KN23。3.6 UCT生化池的设计计算缺氧混合液回流出水好氧池二沉池缺氧池厌氧池好氧混合液回流 污泥回流 剩余污泥图3-1 常规UCT工艺流程Fig.3.1 UCT Conventional Process在常规UCT工艺中，二沉池的回流污泥和好氧段的混合液分别回流到缺氧段，这样可以

41、防止由于硝酸盐氮进入厌氧池，破坏厌氧池的厌氧状态而影响系统的除磷率。增加了从缺氧池到厌氧池的混合液回流，由缺氧池向厌氧池回流的混合液中含有较多的溶解性BOD，而硝酸盐很少，为厌氧段所进行的有机物水解反应提供了最优的条件。3.6.1生化池设计计算概要(1)生化池设计参数一般生化池设计参数的经验值如下：BOD污泥负荷kgBOD/(kgMLSS.d)设计参数为0.15-0.2（0.15-0.7）TN负荷kgTN/(kgMLSS.d)小于0.05TP负荷kgTP/(kgMLSS.d)围在0.003-0.006之间污泥浓度(mg/L)，设计围在20004000mg/L(3000-5000mg/L)水力停

42、留时间设计在815小时，在厌氧池、缺氧池、好氧池的时间比一般为：1:1：（3-4）污泥回流比在25%-100%之间混合液回流比设在100%至300%之间污泥龄一般为10-20天（20-30d）好氧段的溶解氧浓度为2mg/L，缺氧段的溶解氧浓度小于等于0.5mg/L，厌氧段的溶解氧小于等于0.2mg/L24(2)需氧量的计算UCT工艺的好氧段需氧量，应包括有机物降解的需氧量和硝化需氧量两部分。并考虑扣除排放剩余污泥所减少的和氨氮的氧当量（此部分和氨氮并未消耗）以与反硝化过程的产氧量，按下式计算：式中：需氧量（kg/d）生物反应池去除BOD浓度（kg/d） Q污水平均日流量（） K污水日变化系数分

43、别为污水流入、流出的BOD浓度（kg/）为氨氮去除量（kg/d）分别为进出水凯氏氮浓度（kg/）为每天生成的剩余活性污泥量（kg/d）为硝态氮的脱氮量（kg/d）；为出水中硝态氨的浓度（kg/）分别为、和活性污泥氧当量，其数值分别为1、4.6、1.42 0.12为生物体中氮含量的比例；详细的计算公式为：25 式中：第一项为有机物讲解的需氧量；第二项为氨氮硝化需氧量；第三项为反硝化脱氮所放出的氧量；第四项为排放剩余污泥氧当量的总和。3.6.2生化池的设计计算已知污水处理量为20000，进出水水质如下：表3-2 进出水水质指标Tab.3-2 Water quality index of influ

44、ent and effluent项目COD(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)NH4+-N(mg/L)TN(mg/L)TP(mg/L)进水30015020015254出水5010108150.53.6.2.1 设计参数水力停留时间：t=15h；BOD污泥负荷：N=0.18kgBOD5/(kgMLSS.d)；回流污泥浓度：Xr=10000mg/L污泥回流比40%。曝气池混合液浓度求回流比RN。TN去除率：设计中RN取100%26。设计计算 （1）曝气池容积有效容积：有效深度： 取超高0.5m，则总高度H=4.5+0.5=5.0m曝气池有效面积：分两组，每组有效面积为设五廊道曝气池，廊宽为8米， 单组曝气池长度： 取63m（L介于50至70米，符合要求）大于5符合规定各段停留时间： （2） 厌氧池：缺氧池：好氧池=1:1.5