1、污水廠課程設(shè)計說明書專業(yè)班級：給水排水0412班姓名：李永志學(xué)號：040221223指導(dǎo)教師：徐樂中，張?zhí)煸峦瓿蓵r間：2007年12月22日第一章 污水處理廠課程設(shè)計任務(wù)書第一節(jié) 課程設(shè)計的目的任務(wù)及要求&1.1 課程設(shè)計目的1、復(fù)習(xí)和消化課堂講授內(nèi)容； 2、理論與實際相結(jié)合，培養(yǎng)分析問題和處理問題的能力；3、訓(xùn)練設(shè)計與制圖的基本技能&1.2 課程設(shè)計任務(wù)進(jìn)行某城市污水廠的初步設(shè)計 ，其任務(wù)包括：1、根據(jù)所給的原始資料，計算污水廠的設(shè)計流量和水質(zhì)污染濃度； 2、確定污水處理工藝和污泥處理方案；3、對各處理構(gòu)筑物進(jìn)行工藝計算，確定其形式、組數(shù)；4、進(jìn)行污水廠平面布置和污水、污泥流

2、程圖設(shè)計。&1.3 課程設(shè)計要求1、設(shè)計計算說明書一份；2、總平面布置圖一張（1：200-1：500）；3、流程圖一張（橫向1：200-500，縱向1：501：100）；4、有可能完成單體構(gòu)筑物工藝圖一張。第二節(jié) 設(shè)計資料&2.1 基本資料設(shè)計人口：48000人 設(shè)計人均用水量：240L/（人*天）三產(chǎn)污水量：10000m3/d 工業(yè)廢水量：23000m3/d時變化系數(shù)：1.30 PH值：6.9-7.8 平均設(shè)計溫度：15.5oC&2.2 污水進(jìn)水情況進(jìn)水BOD5:220mg/L 進(jìn)水COD:450mg/L 進(jìn)水SS:230mg/L進(jìn)水TN:35mg/L 進(jìn)水TP:6.

3、4mg/L&2.3 出水水質(zhì)要求根據(jù)中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)GB8978-1996查得如下表1。表1 第二類污染物最高允許排放濃度 （1998年1月1日后建設(shè)的單位）單位：mg/l序號污染物適用范圍一級標(biāo)準(zhǔn)1pH一切排污單位692色度（稀釋倍數(shù)）一切排污單位503懸浮物（SS）城鎮(zhèn)二級污水處理廠204五日生化需氧量（BOD5）城鎮(zhèn)二級污水處理廠205化學(xué)需氧量（COD）城鎮(zhèn)二級污水處理廠606氨氮其他排污單位157磷酸鹽（以P計）一切排污單位058元素磷一切排污單位019有機(jī)磷農(nóng)藥（以P計）一切排污單位不得檢出第二章 污水處理廠工藝設(shè)計及計算第一節(jié) 污水廠規(guī)模的確定&am

4、p;1.1 污水水量的確定在人類的生活和生產(chǎn)中，使用著大量的水。水在使用的過程中受到不同程度的污染，改變了原有的化學(xué)成分和物理性質(zhì)，這些水稱為污水或廢水。污水也包括雨水及冰雪融化水。污水按來源的不同，分為生活污水、工業(yè)廢水和降水3類。根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的設(shè)計需要采用分流制，不考慮雨污合建的情況，污水廠的設(shè)計規(guī)模按污水量和工業(yè)廢水量來確定。1、生活污水量Q1的確定根據(jù)設(shè)計任務(wù)書查得設(shè)計地區(qū)城市人口數(shù)N = 48000人，設(shè)計人均用水量q = 240 L/人·d生活污水量的確定以城市人口數(shù)，污水量標(biāo)準(zhǔn)或用水標(biāo)準(zhǔn)乘系數(shù)，一般取k = 0.8左右，即生活污水量Q1 = k·N·

5、;q = 0.8×48000×240 L/d = 9216000L/d =9216 m/d2、工業(yè)廢水量Q2的確定根據(jù)設(shè)計任務(wù)書查得工業(yè)廢水量Q2 = 23000 m/d3、第三產(chǎn)業(yè)廢水量Q3的確定根據(jù)設(shè)計任務(wù)書查得工業(yè)廢水量Q3 = 10000 m/d4、設(shè)計最高日污水量Qd的確定設(shè)計地區(qū)城市最高日污水量Qd為Qd = Q1+Q2+Q3=（9216+23000+10000）m/d = 42216 m/d5、設(shè)計最高日最高時污水量Qh的確定根據(jù)設(shè)計任務(wù)書查得設(shè)計地區(qū)時變化系數(shù)Kh = 1.30Qh=Kh×Qd÷24=1.30×42216/24=

6、2286.7 m/h &1.2 污水廠設(shè)計規(guī)模的確定應(yīng)滿足設(shè)計地區(qū)最高日污水量Qd和設(shè)計地區(qū)最高日最高時污水量Qh這樣才能真正達(dá)到設(shè)計污水處理廠的設(shè)計處理要求，才能保證污水廠的處理負(fù)荷在設(shè)計處理負(fù)荷之內(nèi)，保證污水廠的高效處理能力，保證污水廠的安全運行能力，達(dá)到污水處理廠設(shè)計要求。所以：污水廠設(shè)計規(guī)模為Qh=2286.7m/h=635.19/s640l/s第二節(jié) 工藝流程的確定&2.1城市污水處理廠工藝流程方案的提出污水處理廠的工藝流程系指保證處理水達(dá)到所要求的處理程度的前提下，采用的污水處理技術(shù)各單元的有機(jī)組合。在選定處理工藝流程的同時，還需要考慮確定各技術(shù)單元構(gòu)筑物的型式，兩

7、者互為制約，互為影響。污水處理工藝流程選定，主要以下列各項因素作為依據(jù)。1. 污水的處理程度根據(jù)處理水的出路和污水的水質(zhì)，確定污水中各種污染物的處理程度。項目BOD5（mg/l）COD（mg/l）SS（mg/l）TN（mg/l）TP（mg/l）進(jìn)水220450230356.4出水206020150.5去除率90.9%86.7%91.3%57.1%92.2%2、污水水質(zhì)和水量的變化情況除水質(zhì)外，原污水的水量也是選定處理工藝需要考慮的因素，水質(zhì)、水量變化較大的污水，應(yīng)考慮設(shè)調(diào)節(jié)池或事故貯水池，或選用承受沖擊負(fù)荷能力較強(qiáng)的處理工藝。工程施工的難易程度和運行管理需要的技術(shù)條件也是選定處理工藝流程需要考

8、慮的因素，地下水位高，地質(zhì)條件較差的地方，不宜選用深度大、施工難度高的處理構(gòu)筑物。3、工程造價和運行費用工程造價與運行費用也是工藝流程選定的重要因素，當(dāng)然處理水應(yīng)當(dāng)達(dá)到的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)是前提條件。這樣，以原污水的水質(zhì)、水量及其他自然狀況為已知條件，以處理水應(yīng)達(dá)到的水質(zhì)指標(biāo)為制約條件，而以處理系統(tǒng)最低的總造價和運行費用為目標(biāo)函數(shù)，建立三者之間的相互關(guān)系。減少占地面積也是降低建設(shè)費用的重要措施，從長遠(yuǎn)考慮，它對污水處理廠的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益有著重要的影響。4、當(dāng)?shù)氐母黜棗l件當(dāng)?shù)氐牡匦?、氣候等自然條件也對污水處理工藝流程的選定具有一定的影響。當(dāng)?shù)氐脑牧吓c電力供應(yīng)等具體問題，也是選定處理工藝應(yīng)當(dāng)考慮的因素

9、。5、運行管理 對于運行管理水平有限的小型污水處理廠或工業(yè)廢水處理站，宜采用操作簡單、運行可靠的處理工藝；對于運行管理水平較高的大型污水處理廠，應(yīng)盡量采用處理效率高、凈化效果好的新工藝。對于地質(zhì)條件較差的地區(qū)，不宜采用池體較深、施工難度較大的處理構(gòu)筑物。為了達(dá)到上表處理要求，即要求處理工藝既能有效地去除BOD5、COD、SS等，又能達(dá)到脫氮除磷的效果。該設(shè)計采用A2/O工藝。現(xiàn)有兩種可供選擇的工藝流程：CASS法處理工藝；厭氧池+氧化溝處理工藝。&2.2 方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較污水中格柵污水提升泵房細(xì)格柵脫水機(jī)房濃縮池一級消化池沉砂池接觸池泥餅外運混合液回流剩余污泥二級消化池CASS池排江

10、圖1：CASS法處理工藝中格柵污水提升泵房細(xì)格柵脫水機(jī)房濃縮池貯泥池二沉池氧化溝厭氧池沉砂池接觸池排江泥餅外運污水污泥回流剩余污泥圖2 厭氧池+氧化溝處理工藝（1） 技術(shù)比較兩方案的技術(shù)比較見下表2。總的來說，這兩個方案都比較好，都能達(dá)到要求處理的效果，而且工藝簡單，污泥處理的難度較小，在技術(shù)上都是可行的。表2 城市污水處理廠工藝流程方案技術(shù)比較表方案一（CASS法處理工藝）方案二（厭氧池+氧化溝處理工藝）優(yōu)點：（1） 工藝為一間歇式反應(yīng)器，在此反應(yīng)器中活性污泥法過程按曝氣和非曝氣階段不斷重復(fù)，將生物反應(yīng)過程和泥水分離過程結(jié)合在一個池子中進(jìn)行。（2）CASS工藝投資和運行費用低，處理性能高超，

11、尤其是脫氮除磷功能非常好。(3) 系統(tǒng)穩(wěn)定性高，對水量水質(zhì)變化的適應(yīng)性和操作靈活性強(qiáng)。（4）采用多池串聯(lián)運行，保證了穩(wěn)定的處理效果，而且提高了容積利用率。缺點：（1） CASS工藝的缺點是各池子同時間歇運行，人工控制幾乎不可能，全賴電腦控制，對處理廠的管理人員素質(zhì)要求很高，對設(shè)計、培訓(xùn)、安裝、調(diào)試等工作要求較嚴(yán)格。（2） CASS的除磷脫氮效果一般要加三氯化鐵。加少了沒效果，加多了出水又會發(fā)黃。投加量沒控制好有可能還會影響活性污泥的生物。（3） 整個工藝系統(tǒng)的水頭損失較大。優(yōu)點：（1） 氧化溝具有獨特的水力流動特點，有利于活性污泥的生物凝聚作用，而且可以將其工作區(qū)分為富氧區(qū)、缺氧區(qū)，用以進(jìn)行硝

12、化和反硝化作用，取得脫氮的效果。（2） 不使用初沉池，有機(jī)性懸浮物在氧化溝內(nèi)能達(dá)到好氧穩(wěn)定的程度。（3） BOD負(fù)荷低，類同于活性污泥法的延時曝氣系統(tǒng)。使氧化溝具有：對水溫、水質(zhì)、水量的變動有較強(qiáng)的適應(yīng)性；污泥齡（生物固體平均停留時間）一般在1820d左右，為傳統(tǒng)活性污泥系統(tǒng)的36倍，可以存活，繁殖世代時間長、增殖速度慢的微生物硝化菌，在氧化溝中能產(chǎn)生硝化反應(yīng)，如運行得當(dāng)，氧化溝能夠具有較高的脫氮效果；污泥產(chǎn)率低，且多已達(dá)到穩(wěn)定的程度，勿需再進(jìn)行消化處理。（4） 脫氮效果還能進(jìn)一步提高。因為脫氮效果的好壞很大一部份決定于內(nèi)循環(huán)量，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)量從理論上說可

13、以是不受限制的，從而氧化溝具有較大的脫氮潛力。（5） 氧化溝只有曝氣器和池中的推進(jìn)器維持溝內(nèi)的正常運行，電耗較小，運行費用更低。缺點：氧化溝的占地面積很大。（2） 經(jīng)濟(jì)比較 見下表3和表4表3 CASS處理工藝投資估算表設(shè)備部分投資估算序號名稱數(shù)量單價/萬元價格/萬元序號名稱數(shù)量單價/萬元價格/萬元1格柵28.016.07反應(yīng)罐24.59.02提升泵42.510.08脫水機(jī)26.513.03潷水器410.040.09電控部分30.04污泥泵61.06.010管道及附件40.05水下曝氣機(jī)242.048.011其他20.06污泥濃縮罐25.010.0合計242.0土建部分投資估算序號名稱數(shù)量單價

14、/萬元價格/萬元序號名稱數(shù)量單價/元價格/萬元1集水池及泵房45.05輔助用房500m3100050.02cass池562884002251.56其他20.03沉砂池4020400160.0合計2533.54閘門井7.0工程總投資估算項目價格/萬元項目價格/萬元項目價格/萬元設(shè)備部分242.0設(shè)計費50.0不可預(yù)見費50.0土建部分2533.5安裝費80.0合計3021測試費15.5綜合取費50.0表4氧化溝處理法工程投資估算明細(xì)表序號工程或費用名稱估算投資（萬元）技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)備注單位數(shù)量單位價值（元）I工程費用粗格柵12組112進(jìn)水泵房396組1396細(xì)格柵8組18平流沉砂池52組226厭氧

15、池650組2325卡羅塞氧化溝1040組2520濃縮池78組239貯泥池78組239脫水機(jī)房304組1304加氯間73組173消毒接觸池83組241.5堆料棚31組131附屬建筑（辦公、化驗等）546組1546工藝設(shè)備1300組11300平面布置364組1364變配電所486組1486儀表自控260組1260化驗設(shè)備195組1195機(jī)修設(shè)備39組139通訊設(shè)備26組126運輸車輛156組1156工器具及生產(chǎn)家具購置26組126外線工程130組1130第一部分費用合計6333II其他費用三通一平83供電貼費260生產(chǎn)職工培訓(xùn)費26辦公及生活家具購置費8聯(lián)合試運轉(zhuǎn)費13勘查設(shè)計費286建設(shè)單位管理

16、費143工程監(jiān)理費114第二部分費用合計933III預(yù)備費用物價上漲費510工程預(yù)備費（III）×8581第三部分費用合計1091總計（IIIIII）8357（3） 結(jié)論：綜合比較各工藝的技術(shù)指標(biāo)，都可以達(dá)到預(yù)定的處理目的，均符合設(shè)計要求。通過表3和表4的經(jīng)濟(jì)比較可以清楚的看出，方案1的CASS處理工藝要比氧化溝處理工藝節(jié)省很多投資。同時，CASS工藝的自動化程度高，人工費用即相對降低，所以選定CASS工藝為該污水廠的處理工藝。該流程包括完整的二級處理系統(tǒng)和污泥處理系統(tǒng)。污水經(jīng)過一級處理的隔柵、沉砂池進(jìn)入二級處理的CASS溝，然后進(jìn)入污泥池中進(jìn)行泥水分離，上部分清夜經(jīng)消毒后直接排放江

17、中。污泥部分的剩余污泥進(jìn)入濃縮池進(jìn)行濃縮，融縮后進(jìn)入貯泥池，最后送入到脫水機(jī)房脫水后外運泥餅。第三節(jié) 污水處理工藝構(gòu)筑物的設(shè)計計算&3.1 泵前中格柵1、 設(shè)計參數(shù)設(shè)計流量Q=2286.7m/h=635.19/s640l/，以最高日最高時流量計；格柵前渠道內(nèi)流速：0.4-0.9m/s，取V1=0.7m/s；過柵流速：0.6-1.0m/s,取V2=0.8m/s；柵條寬度s=0.01m；格柵條間隙b=0.025m柵前部分長度0.5m；格柵傾角=60°單位柵渣量W1=0.10m3柵渣/103m3污水柵前渠道超高h(yuǎn)2=0.30m二、 設(shè)計計算格柵計算草圖（1）格柵前水深根據(jù)最優(yōu)水力斷

18、面公式Q=(2h)2·V1/2，又Q=Qh=640l/s得：h=0.73m（2）柵條間隙數(shù) 則柵條間隙數(shù)n = Qh·（sin）1/2/（b·h·v）= 0.64·（sin600）1/2/（0.025·0.73·0.8）=39.8（個）(取n=40個)設(shè)計兩組并列的隔柵，則每組隔柵間隙數(shù)為20個。（3）柵槽寬度B2柵槽寬一般比格柵寬0.2-0.3m，取0.21mB2=（n-1）+bn+0.21=0.01*(20-1)+0.025*20+0.21=0.9m（4）進(jìn)水聚到漸寬部分的長度L1 設(shè)進(jìn)水渠道寬為B1=0.65m,漸寬部

19、分展開角1=20。L1=（B-B1）/2tg1=(0.9-0.65)/2tg200=0.34 m（5）柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度L2=L1/2=0.34/2=0.17 m（6）通過隔柵的水頭損失：設(shè)柵條斷面為銳邊矩形斷面h1=2.42(S/b)4/3(v2/2g) *sinK=2.42(0.01/0.025) 4/3*(0.82/2*9.8)* sin60*3 =0.025m（7）柵后槽總高度 H=h+h1+h2=0.73+0.025+0.3=1.055m1.1 m（8）柵槽總長度L= L1+L2+0.5+1.0+H1/tan=0.34+0.17+1.0+0.5+(0.73+0.3)/

20、 tg60=2.60m（9）每日柵渣量W=86400*Qmax*W1/1000KG=86400*0.64*0.10/(1000*1.39)=3.98m3/d>0.2 m3/d宜采用機(jī)械格柵,選用ZZG型鏈條式隔柵除污機(jī)。見圖3.&3.2 污水提升泵房本設(shè)計采用干式巨型半地下合建式泵房，它具有布置緊湊、占地少、結(jié)構(gòu)節(jié)省的特點。集水池和機(jī)器間由隔水墻分開，只有吸水管和葉輪淹沒在水中，機(jī)器間經(jīng)常保持干燥，以利于泵房的檢修和保養(yǎng)業(yè)可避免污水對軸承、管件、儀表的腐蝕。泵站地下埋深為7m，水泵采用自灌式。1、設(shè)計流量根據(jù)規(guī)定排水泵站的設(shè)計流量一般均按最高日最高時污水流量決定，一般小型排水泵站

21、（最高日污水量在5000m3以下），設(shè)12套機(jī)組；大型排水泵站（最高日流量超過15000m3）設(shè)34套機(jī)組。 Q=Qh=640l/s；采用WL型立式潛水混流泵4臺（3用1備），每臺泵的設(shè)計流量Q=780m3/h。2、集水間計算選擇水池和機(jī)器間合建式的方形泵站（1）集水間的容積：采用相當(dāng)于1臺泵5分鐘的容量。W=780/60×5=65m3（2）集水池面積F有效水深采用H=2.4m F=W/H=65/2.4=27.08m22、 水泵揚程（1） 出水管線的水頭損失每一臺泵單用一根出水管，其流量為Q=780m3/h，選用的管徑為500mm的鑄鐵管，查表得v=1.23m/s,1000i=4.1

22、2m,設(shè)管總長為40m，局部損失占沿程的30% ，則總損失為：40×（1+0.3）×4.12/1000=0.2m（2） 泵站內(nèi)的管線水頭損失假設(shè)為1.5m，考慮自由水頭為0.5m。（3） 水泵總揚程為： H=11.1+0.2+1.5+1.0=13.8m,取14m3、泵站內(nèi)部標(biāo)高的確定泵站內(nèi)部標(biāo)高主要根據(jù)進(jìn)水管渠底標(biāo)高或管中水位確定。集水池中最高水位，對于小型泵站即取進(jìn)水管渠渠底標(biāo)高；對于大、中型的泵站可取進(jìn)水管渠計算水位標(biāo)高。而集水池的有效水深，從最高水位到最低水位，一般取為1.52.0m，故泵房最高水位為-3.6m.&3.3 泵后細(xì)格柵1、設(shè)計參數(shù)設(shè)計流量：Q=Q

23、h=640l/s柵前流速：V1=0.7m/s；過柵流速：V2=0.8m/s格柵傾角：=60°；柵條寬度s=0.01m；格柵凈間距b=0.016m柵前部分長度0.5m；柵后部分長度1 m；污水柵前高度：h2=0.3m單位柵渣量W1=0.08m3柵渣/103m3污水2、設(shè)計計算（1）格柵前水深根據(jù)最優(yōu)水力斷面公式Q=(2h)2·V1/2，又Q=Qh=640l/s得：h=0.73m所以柵前水深為0.73m；柵前槽寬為B1=2×h=1.46m（2）柵條間隙數(shù)n = Qh·（sin）1/2/（b·h·v2） = 0.64×（sin60

24、°）1/2÷（0.016×0.73×0.8） =59.3（取n=60）設(shè)計兩組并列的格柵，則每組格柵間隙數(shù)n=30隔柵計算簡圖（3）柵槽寬度B2B2=s（n-1）+bn+0.23=0.01×（30-1）+0.016×30+0.23=1.00m所以每個格柵槽寬度為1.00m，總槽寬度B=2B2=2×1.00=2.00m。（4）進(jìn)水聚到漸寬部分的長度L1=（B-B1）/2tg1=0.3/2tg200=0.41（4）柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度L2=L1/2=0.21m（5）通過隔柵的水頭損失：設(shè)柵條斷面為銳邊矩形斷面h1=

25、2.42(S/b)4/3(v2/2g) *sinK=2.42(0.01/0.016) 4/3*(0.82/19.6)* sin60*3 =0.11m（6）柵后槽總高度 H=h+h1+h2=0.73+0.11+0.3=1.16m（7）柵槽總長度L= L1+L2+0.5+1.0+H1/ tg=0.41+0.21+1.0+0.5+(0.73+0.3)/ tg60=2.72m（8）每日柵渣量W=86400*Qmax*W1/1000KG=86400*0.64*0.08/(1000*1.39)=3.18m3/d>0.2 m3/d宜采用機(jī)械格柵。采用鏈條式機(jī)械隔柵，工作臺設(shè)有沖洗措施，隔柵由傳送帶送至

26、柵渣箱。&3.4 沉砂池計算沉砂池的原理是利用物理原理去除污水中密度較大的污跡顆粒污染物，如泥砂，煤渣等。本設(shè)計采用平流式沉砂池，具有處理效果好，結(jié)構(gòu)簡單的優(yōu)點。沉砂池按去除相對密度大于2.65、粒徑大于0.2mm的砂粒設(shè)計。污水自流進(jìn)入，因此按最大設(shè)計流量計算。1、 設(shè)計參數(shù)設(shè)計流量：Q=Qh=640l/s （采用2組，每組Qmax=320l/s，按并列系列設(shè)計）設(shè)計流速：v=0.25m/s流行時間：t=45s城市污水沉砂量：沉砂量X=30 m3/106m3污水，沉砂含水率為60%，容重為1.5t/ m3砂斗容積按2天的沉砂量計算，斗壁傾角60。，斗高h(yuǎn)3=0.35m,斗底d1=0.

27、5m.池底坡度i=0.020,超高0.3m2、 設(shè)計計算（1）沉砂池長度為：L=v·t=0.25×45=11.25m（2）水流斷面積為：A=Qmax/v=0.32/0.25=1.28m2圖5 沉砂池計算草圖(單位：mm)（3）池總寬度B設(shè)n=2格，每格寬b=0.8m，B=2×0.8=1.6m，故池總寬度為2.4m（沒有考慮隔墻厚）。（4）有效水深為：h2=A/B=1.28/1.6=0.8m（5）沉砂斗容積為：設(shè)計T=2d即考慮排泥間隔天數(shù)為2天。V =（Qmax·X·T×86400）÷（Kz×106） = （0.3

28、2×30×2×86400）÷（1.30×106）=1.28m3式中 Kz為總變化系數(shù)，本設(shè)計中取Kz=Kh=1.30（6）每個沉砂斗容積為：設(shè)每一分格設(shè)兩個沉砂斗，則每個沉砂斗容積為：V=1.28/（2×2）=0.32m3（7）沉砂斗各部分尺寸及容積為：設(shè)計斗底寬a1=0.5m，斗壁與水平面的傾角為55°，斗高h(yuǎn)3´=0.5m。則沉砂斗上口寬：a=（2×h3）/tg60°+a1=（2×0.35）/ tg55°+0.5=0.90m沉砂斗容積：V= h3´·(

29、2a2+2aa1+2a12)/6=0.35×（2×0.812+2×0.81×0.5+2×0.52）/6=0.18m3（8）沉砂室高度采用重力排砂，設(shè)計池底坡度為i=0.06，坡向砂斗為：L2=（L-2a）/2=（11.25-2×0.9）/2=4.73m沉泥區(qū)高度：h3= h3´+i·L2=0.35+0.06×4.73=0.63m池總高度H：設(shè)超高h(yuǎn)1=0.3m H=h1+h2+h3=0.3+0.8+0.63=1.73m（9）校核最小流量時的流速：Vmin=Qmin/A=0.32/1.28=0.25m/s&

30、gt;0.15m/s 符合要求。（12）砂水分離器的選擇沉砂池的沉砂經(jīng)排砂裝置排除的同時，往往是砂水混合體，為了進(jìn)一步分離出砂和水，需配套砂水分離器。清除沉砂的時間間隔為2d，根據(jù)該工程的排砂量，選用一臺螺旋砂水分離器。設(shè)備的主要性能參數(shù)為：進(jìn)入砂水分離器的流量為1-3L/s；容積為0.6 m；進(jìn)水管直徑為100mm;出水管直徑為100mm;配套功率為0.25KW。&3.5 CASS池的設(shè)計1.設(shè)計參數(shù) 設(shè)計流量 Q=640L/s Kz=1.30 水溫 T=15.5 oC采用非限制性曝氣SBR工藝，鼓風(fēng)微孔曝氣。項目BOD5（mg/l）COD（mg/l）SS（mg/l）TN（mg/l）

31、TP（mg/l）進(jìn)水220450230356.4出水206020150.52. 設(shè)計計算（1） 曝氣時間ta設(shè)混合液污泥濃度X=2500mg/L，污泥負(fù)荷N=0.1kgBOD5/kgMLSS,充水比=0.25 ta=24S0/(Ns*X)=24*0.25*250/(2500*0.1) =6 (h)(2)沉淀時間ts 設(shè)污泥濃度X=2500mg/L,污泥界面沉降速度u=7.4*104*T*X-1.7 T=15.5oC u=1.92 m/h設(shè)曝氣池水深為H=5.5米，緩沖層高度為=0.5米ts=(H+)/u=(0.25*5.5+0.5)/1.92 =0.98 h1 h(3)運行周期t設(shè)排水時間(t

32、d)為1 hT=ta+ts+td=6+1+1=8 h每日周期數(shù)n2=24/t=3(4)曝氣池容積V 曝氣池個數(shù)n1=4個 每座曝氣池容積V=Q/（n1n2）=42216/（0.25*3*4） =14072 m3（5）復(fù)核出水溶解性BOD5 根據(jù)設(shè)計出水水質(zhì)，出水溶解性BOD5應(yīng)小于10.55mg/LSe=24S0/(24+Kd*X*f*ta*n2) =24*250/(24+0.05*2500*0375*6*3) =3.51 mg/L<10.55 mg/L 滿足設(shè)計要求。式中：f二沉池中出水SS所占比例，一般取0.7 Kd活性污泥自身氧化系數(shù)，與水溫有關(guān) Kd(15.5oC)=Kd(20)

33、1.04(T-20) =0.06*1.04(15.5-20) =0.05(6)計算剩余污泥 剩余生物污泥量Xv Xv=YQ（So-Se）/1000-Kd*V(X/1000)f(ta/24)n1n2=0.6*42216*(250-3.1)/1000-0.05*14072*(2500/1000)*(6/24)*0.75*4*3 =2296.13 kg/d剩余非生物污泥量Xs Xs=Q(1-*fbf)*(Co-Ce)/1000 =42216(1-0.7*0.75)*(230-20)/1000 =4211.05 kg/d總量： X=Xv+Xs=6507.18 kg/d剩余污泥濃度Ns:Ns=Nw/(1

34、-)=2500/（1-0.25） =3333 mg/L式中：fb進(jìn)水VSS中可生化部分比例，去 0.7(7)復(fù)核污泥齡c=f*Nw*V*n1*n2*ta/(24Xv) =0.75*(2500/1000)*14072*3*4*6/(24*2296) =34.5 d計算結(jié)果表明，污泥齡可滿足氨氮完全硝化需要。（8）潷水高度曝氣池有效水深H=5.5mh1=HQ/(n1n2V) =5.5*42216/(3*4*14072) =1.375m(9)設(shè)計需氧量AOR=aq(So-Se)+bQ(No-Ne)-0.12Xv-cXv =1.47*42216*(250-3.5)/1000+4.642216(35-1

35、5)/1000-0.12*2296-1.42*2296=15617.08 kg/d=650.71 kg/h(10)標(biāo)準(zhǔn)需氧量計算公式為：SOR =AOR*Cs(15.5oC)/（Cab(T)-C）*1.024（T-20） Cab(T)=Ca(T)(b/2.026*105)+Ot/42Ot=21(1-EA)/79+21(1-EA) =p/(1.013*105)式中: Cs(15.5)15.5 oC時氧在清水中的飽和溶解度,取Cs(20)=10.05 mg/L; 氧總轉(zhuǎn)移系數(shù),取=0.85; 氧在污水中飽和溶解度修正系數(shù),取=0.95; 因海拔高度不同而引起的壓力系數(shù); p所在地區(qū)大氣壓力,Pa;

36、 T設(shè)計污水溫度,T=15.5 oCCab(T)設(shè)計水溫條件下曝氣池內(nèi)平均溶解氧的飽和度,mg/L.Cab(T)=Ca(T)(b/2.026*105)+Qt/42;Ca(T)設(shè)計水溫條件下氧在清水中的飽和溶解度;Pb空氣擴(kuò)散裝置處的絕對壓力,Pa, Pb=p+9.8*103H;H空氣擴(kuò)散裝置淹沒深度, m;Ot氣泡離開水面時的含氧量,%,按下式計算: Ot=21(1-EA)/79+21(1-EA);EA空氣擴(kuò)散裝置氧轉(zhuǎn)移效率,%,可由設(shè)備樣本查得;C曝氣池內(nèi)平均溶解氧濃度,C=2 mg/L.設(shè)工程所在地海拔高度為4m,大氣壓力p為1.01*105Pa,則壓力修正系數(shù)為:=p/1.013*105

37、=1微孔曝氣頭安裝在距池底0.3m處,則淹沒深度5.5-0.3=5.2m,絕對壓力為:Pb=P+9.8*103*H=1.013*105+9.8*103*5.2 =1.52*105Pa微孔曝氣頭氧轉(zhuǎn)移效率Ea為20%,氣泡離開水面時含氧量Ot=21(1-EA)/79+21(1-EA) =21*(1-0.2)/79+21(1-0.2) =17.5%水溫15.5oC,清水氧飽和度Cs(15.5)為9.2mg/L, 曝氣池內(nèi)平均溶解氧飽和度:Cab(T)=Ca(T)(b/2.026*105)+Ot/42 =9.2*(1.52*105)/(2.0126*105)+17.5/42 =10.73 mg/L標(biāo)

38、準(zhǔn)需氧量 SOR:SOR =AOR*Cs(15.5oC)/（Cab(T)-C）*1.024（T-20） =650.71*10.05/0.85*(0.95*0.9*10.73-2)*1.02415.5-20=1191.6 kg/h 空氣用量: =SOR/0.3Ea=1191.6/(0.3*0.20) =19860 m3/h=331 m3/min 最大氣水比=19860*24/42216=11.29(11)曝氣池布置曝氣池個數(shù)n1=4個 每座曝氣池容積14072 m3有效水深5.5m,保護(hù)高0.5m曝氣池面積:F=V/H=14072/5.5=2558m2 取2560 m2將CASS池設(shè)計為長寬比(

39、L/B)為一定比例(2:1-4:1)的長方形.可以避免因池長過短而受到的進(jìn)水?dāng)_動,以及因池長過長而引起的流速不均勻,和污泥在池中的分布.在此去長寬比為3:1.則 3B*B=F=2560 m2 B=29.2 m L=87.6 m有效體積 V=14068 m3其中預(yù)反應(yīng)區(qū)長15m,占曝氣池容積的17%.單座CASS曝氣池布置如下圖所示. &3.6 接觸氧化池的設(shè)計1.設(shè)計資料 設(shè)計進(jìn)水量Q=2290m3/h，接觸時間t=30min2.設(shè)計計算（1）接觸池容積 V=Qt=2290*0.5=1145 m3(2)采用矩形隔板式接觸池2座 每座容積 V1=1145/2=573 m3（3）取接觸池水

40、深h=2.5m，單格寬b=1.8m 則池長L=18b=32.4m 水流長度L=72b=129.6m 每座接觸池分格數(shù)=129.6/32.4=4 格（4）復(fù)核池容 接觸池寬度B=1.8*4=7.2m V=32.4*7.2*2.5 =583.2 m3>573 m3 接觸池出水設(shè)溢流堰。&3.7 加氯間及氯庫設(shè)計1.設(shè)計資料 日處理量Qd=42216 m3/d,二級處理后采用液氯消毒。 投氯量按7mg/L計，倉庫儲量按 15天計算。2.設(shè)計計算（1）加氯量G G=0.001*7*42216/24=12.313 kg/h (2) 儲氯量W W=15*24*G=4432.68 kg (3)

41、 加氯機(jī)及氯瓶 采用投加量為0-20kg/h加氯機(jī)3臺，兩用一備，輪換使用。 液氯儲存選用容量為1000kg的鋼瓶，共6只。（4）加氯間及氯庫 加氯間及氯庫合建。加氯間布置3臺加氯機(jī)及其配套投加設(shè)備。兩臺水加壓泵。氯庫中6只氯瓶兩排布置。設(shè)3臺稱量氯瓶質(zhì)量的液壓秤。為方便搬運，氯庫內(nèi)設(shè)CD12-6D單軌電動葫蘆一個，軌道在氯瓶上方，并通至大門外。（5）加氯間和氯庫通風(fēng)設(shè)備 根據(jù)加氯間及氯庫工藝設(shè)計，加氯間總?cè)莘e V1=4.5*9.0*3.6=145.8 m3 氯庫容積 V2=9.6*9*4.5=388.8 m3 為保證安全每小時換氣 8-12次加氯間每小時換氣量 G1=145.8*12=174

42、9.6 m3 氯庫每小時換氣量 G2=388.8*12=4665.6 m3加氯間選用一臺T30-3通風(fēng)軸流風(fēng)機(jī)，配電功率0.25KW氯庫選用兩臺T30-3通風(fēng)軸流風(fēng)機(jī)，配電功率0.40KW 并各安裝一臺漏氯探測儀，位置在地面以上0.2m。第四節(jié) 污泥處理工藝構(gòu)筑物的設(shè)計計算污水處理構(gòu)成中產(chǎn)生的污泥，除無機(jī)惰性物質(zhì)外，還還有較多的有機(jī)物，有機(jī)物顆粒較細(xì)，含有病原菌和寄生蟲卵，易腐化發(fā)臭，若不處理，直接排入自然環(huán)境中，將造成二次污染，故必須進(jìn)行污泥處理。污泥處理的主要目的有：（1）減少有機(jī)物，使污泥穩(wěn)定化（2）減少污泥體積，降低污泥后續(xù)處置費用（3）減少污泥中有毒物質(zhì)（4）利用污泥中可用物質(zhì)，化害

43、為利（5）選用可以除磷的工藝，盡量避免磷的二次污染本設(shè)計主要進(jìn)行污泥的減量處理。&4.1 污泥濃縮池的設(shè)計1.計算資料剩余污泥量V 含水率99.2%V=X/（1-0.992）*1000 =813.4 m3/d水溫15.5oC,采用氣浮濃縮不投加混凝劑，使污泥濃縮到4%2.設(shè)計計算采用無回流加壓氣浮流程。（1）確定溶氣比。 用全部污泥加壓溶氣。 Ac/S=Sa(fp-1)/Co 式中：Sa在1atm下，水中空氣飽和溶解度，mg/L Sa=空氣在水中溶解度*空氣容重 在15.5oC下，空氣在水中溶解度為0.02075 L/L，空氣容重為1185mg/L Sa=24.60 mg/L； f溶氣

44、效率即回流加壓水中，已達(dá)到的空氣飽和系數(shù)，一般取50%-80%，此取60%； Co入流污泥固體濃度 ，mg/L，取4000 mg/L； p所加壓力，一般取2-4 kgf/cm2由于Co較低，取Ac/S=0.008 0.008=24.6（0.6p-1）/4000 P=3.83 kgf/cm2 符合要求。（2）氣浮池面積A以表面水力負(fù)荷計算，取表面水力負(fù)荷q=0.5m3/(m2*h)A=Qo/q=815/(24*0.5)=68 m2(3)用表面固體負(fù)荷校核QoCo/A=815*4000/(24*1000*68) =2.0 kg/(m2*h) 符合設(shè)計規(guī)定。（4）氣浮池池形尺寸采用矩形池，長：寬=（

45、3-4）：1 ，A=68 m2 長度L=14m，寬度B=5m 表面積 A=14*5=70 m2（5）氣浮池有效水深取決于氣浮停留時間當(dāng)氣浮污泥濃度要求達(dá)到4%時，氣浮停留時間T=60min考慮1.5的安全系數(shù)，設(shè)計停留時間T=1.5HH=(1+R)QoT/(24A)=0.73m(6)氣浮池總高度H 超高采用 0.3m，刮泥機(jī)高0.3mH=0.73+0.6+0.3=1.33m(7)溶氣罐容積一般加壓水停留時間為1-3min，設(shè)計采用3min回流水量2.5Qo=2.5*815=2037.5 m3/d=84.90 m3/h 溶氣罐容積 V=84.90*3/60=4.24 m3溶氣罐直徑：高度=1：（

46、2-4）直徑 1.4m，高度 3.5m&4.2 污泥消化池的設(shè)計1.設(shè)計資料經(jīng)濃縮后，含水率96%，污泥量163 m3/d揮發(fā)性固體VSS含量為65%，采用中溫消化，消化后VSS去除率50%2.設(shè)計計算（1）消化池有效容積 V=Q*c=163*34.5=5623.5 m3 c污泥齡（2）池體設(shè)計采用中溫兩極消化，容積比一級：二級=2：1則一級3749 m3，設(shè)兩座一級消化池，每座1874.5 m3 二級消化池一座，1874.5 m3一二級采用相同池形 采用圓柱型消化池，柱體高與直徑只比為1：2 則柱體高度H=8.5m,直徑D=17.0m集氣罩直徑D3=2m，高h(yuǎn)4=2.0m池底錐形直徑

47、d2=2m,錐角采用15o消化池各部分容積： 集氣罩容積V4=(d32/4)*h4=*22/4*2.0 =6.28 m3 上蓋容積V3=1/3h3(D2/4+D*d3/4+d32/4) =1/3*2.0*(172/4+17*2/4+22/4) =171.2 m3 下錐體容積等于上蓋容積，即V2=171.2 m3 柱體容積 V1=1/4D2*h =1/4172*8.5 =1679.4 m3消化池有效容積V=V1+V2+V3+V4 =2021.75 m3>1874.5 m3&4.3 沼氣收集系統(tǒng)的設(shè)計1.設(shè)計資料 污泥量163 m3/d,該消化池甲烷產(chǎn)量0.50m2/kgVSS2.設(shè)

48、計計算（1）沼氣產(chǎn)量 污泥含固率4%，含VSS 65% 故 VSS=163*4%*65% =4.238 t/d=4238 kg/dVSS降解率50%被降解的VSS=2119 kg/d甲烷產(chǎn)量 0.60*2119=1271.4 m3/d(2)集氣管徑的確定污泥一級消化，二級消化產(chǎn)量分別為總氣量的80%，20%故 一級消化池產(chǎn)氣量=1271.4*0.8=1017.12 m3/d每個一級消化池的產(chǎn)氣量=1017.2/2=508.56 m3/d =0.0059 m3/s二級消化池產(chǎn)氣量=1271.4*0.2=254.28 m3/d =0.0029 m3/s由于一級消化池中設(shè)沼氣攪拌，攪拌氣量0.2 m

49、3/s，集氣管內(nèi)平均流速以5 m/s計。集氣管管徑d1=(4q1/v1)1/2=(4×(0.0059+0.2)/5)1/20.228m取集氣管DN250mmd2=(4q2/v2)1/2=(4×0.0029/5)1/20.027m取集氣管最小DN50mm按最大產(chǎn)氣量進(jìn)行校核，最大產(chǎn)氣量為平均日產(chǎn)氣量的1.53.0倍，取2.2倍。v1=2.2q1/(d12/4)=2.2*0.2059/(0.252/4)=7.23m/s 符合要求v2=2.2q2/(d22/4)=2.2*0.0029/(0.052/4)=1.36m/s 符合要求(3)貯氣柜容積計算 沼氣貯氣柜的容積應(yīng)按產(chǎn)氣量與用

50、氣量的時變化曲線來確定，當(dāng)無資料時，按平均日產(chǎn)氣量的2540，即610h的平均產(chǎn)氣量計算。故：貯氣柜的容積V1271.4*35%445 m3選擇1座500 m3的單級低壓浮蓋式沼氣柜，沼氣系統(tǒng)的壓力一般為11761960pa。&4.4 脫水機(jī)房的設(shè)計1.設(shè)計資料（1）消化污泥產(chǎn)量的確定污泥可消化程度Rd 生污泥中有機(jī)物含量為pv1=65%,無機(jī)物含量pt1=35%,熟污泥中有機(jī)物含量為pv2=50%,有機(jī)物含量pt2=50% 則Rd(1(pv2 pt1/ pv1 pt2)*100%=46.2%消化污泥體積Vd污泥經(jīng)消化處理后，被消化的有機(jī)物分解為CO2、H2O、CH4,因此，污泥的體積

51、被減小，含水率增加。設(shè)消化后污泥含水率為97Vd= (1-pvRd/10000) * (100-p)V/(100-p)=152 m3/d（2）消化污泥產(chǎn)量152 m3/d，含水率97%，經(jīng)絮凝劑調(diào)質(zhì)后，污泥比阻r=3*1011m/kg,選用真空轉(zhuǎn)鼓過濾機(jī)，要求脫水泥餅含水率達(dá)到80%，過濾壓力p=4.5*104N/m2,過濾周期T=120s,泥餅形成時間t=36s，濾液動力黏度=0.001N*S/m22.設(shè)計計算（1）計算過濾產(chǎn)率L kg/(m2*s)L=2p*w*m/(rt)1/2式中：m過濾機(jī)浸液比，m=t/T=0.3 w濾過單位體積的濾液在過濾介質(zhì)上截留的干固體質(zhì)量 w=CgCo/100( Cg-Co)=20*3/100(20-3) =0.0353 g/ml =35.3 kg/ m3 Co污泥干固體濃度 Cg泥餅干固體濃度L=2p*w*m/(rt) 1/2=2*4.5*104*35.3*0.3/（0.001*3*1011*120） 1/2=0.00515 kg/(m2*s)=18.5 kg/(m2*h)(2)過濾面積A 所需真空過濾機(jī)過濾面積A： A=a*f*(1-Po)Q*103/L 式中：a安全系數(shù)，取a=1.15; f考慮加混凝劑污泥干重增加系數(shù)，取f=1.15； Q污泥量； Po污泥含水率，%； 已知日產(chǎn)污泥量152 m3/d，脫水機(jī)每天工作兩班，每班8h，每小時污