河北環(huán)境工程學院學士學位第1章緒論1.1選題目的及意義因在揚州的北部還未存在污水處理廠，伴隨著揚州市的城鎮(zhèn)規(guī)模不斷擴大，結合揚州市總體規(guī)劃統(tǒng)籌周圍鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水集中處理，規(guī)劃建設城鎮(zhèn)污水處理廠，收集處理片區(qū)內生活污水和工業(yè)廢水，回收利用水資源，降低污水排放是保障周邊水環(huán)境質量的當前首選。為改善城市水體環(huán)境，促進經濟可持續(xù)發(fā)展，切實保障居民生活及居住環(huán)境的安全衛(wèi)生，提高人民生活質量。揚州市某排水有限公司新建揚州市北部區(qū)污水處理廠，對改善城市水體環(huán)境，促進經濟可持續(xù)發(fā)展，切實保障居民生活及居住環(huán)境的安全衛(wèi)生，提高人民生活質量具有重要意義。1.2城鎮(zhèn)污水的特點及危害1.2.1城鎮(zhèn)污水的來源及特點城鎮(zhèn)污水主要包括除生活污水、工業(yè)以機加工、汽車配件、印染、食品等工業(yè)廢水。其比例取決于城鎮(zhèn)規(guī)劃。由于許多城鎮(zhèn)存在雨水管道錯接和破損等問題，導致河水、地下水和雨水進入污水管網[1-2]。1.2.2城鎮(zhèn)污水的危害（1）病原物污染病原微生物數(shù)量大，分布廣，繁殖速度。通過多種途徑進入人體，引起人體疾病。（2）需氧有機物污染有機物通過微生物的生物化學作用分解為簡單的無機物質二氧化碳和水，在此過程中需消耗水中的溶解氧。（3）富營養(yǎng)化污染氮、磷等植物營養(yǎng)物質含量過多引起的水質污染現(xiàn)象。（4）惡臭妨礙人正常呼吸功能，使消化功能減退，造成嗅覺障礙，損傷中樞神經、大腦皮層的興奮和調節(jié)功能。1.3設計目的隨著我國城鎮(zhèn)化進程的推進，城鎮(zhèn)污水量不斷增加。我國城鎮(zhèn)污水量排放日益增多，若不進行有效控制，隨意排放至水體或土壤，必然會造成城鎮(zhèn)水體和土壤的污染，將破壞生態(tài)環(huán)境。因此需要根據(jù)各類水質的特點，不同工藝的優(yōu)缺點，選擇相應的污水處理工藝，確保出水達標排放，充分發(fā)揮各種處理工藝的優(yōu)勢及最大化利用，提高清潔生產水平，是應深入研究并解決的問題。第2章城鎮(zhèn)污水國內外的研究現(xiàn)狀生物處理工藝能有效地去除污水中的主要污染物，處理成本低，無二次污染，是城鎮(zhèn)污水處理廠的最優(yōu)選擇[3]。傳統(tǒng)的城鎮(zhèn)污水處理工藝主要有AAO、氧化溝、SBR等幾類，隨著國家對水環(huán)境質量的重視程度日益提高，作為主要水污染控制措施的城鎮(zhèn)污水處理廠的出水標準也日益趨嚴，各地城鎮(zhèn)污水處理廠改造工作正全面展開。2.1AAO及改良型工藝據(jù)陳鵬、Deng[4-5]等研究報告，常規(guī)AAO是前置反硝化型工藝，具有良好的脫氮除磷性能，是一種典型的利用微生物進行除磷脫氮的水處理工藝，其生物反應按其對氧的需求不同，反應順序為厭氧、缺氧、好氧的順序進行布置。但是常規(guī)AAO工藝在運行中存在許多缺點，根據(jù)李瞳[6]等的研究，AAO工藝對總氮的去除率為83.2%，總磷去除率為86.3%，還會產生生物氣溶膠等有機物[7]。為了克服AAO工藝的缺點，出現(xiàn)了改良型AAO工藝、倒置AAO工藝、AAO微曝氧化溝等工藝[8]。2.2氧化溝及改良型工藝氧化溝工藝屬于活性污泥法的發(fā)展和改型，采用延時曝氣技術，是一個連續(xù)環(huán)形反應池。通過污泥的生物凝聚作用，從而利用該生物活性污泥進行硝化、反硝化及進行脫氮。但是當前的氧化溝工藝已經不能滿足一級A的處理標準，氧化溝內沒有足夠的供氣量，推流速度較小、在溝底部沉積大量的污泥，不能進行深度處理[9-10]。為了克服氧化溝工藝的缺點，出現(xiàn)了改良氧化溝處理工藝、改良型Carrousel氧化溝等工藝[11-12]。2.3SBR法及改良型工藝序批式活性污泥法(SBR)工藝特點是在同一個反應器中，按時間順序進行進水、曝氣、沉淀、排水和閑置5個工序，從而對污水進行脫氮除磷。SBR在實際運行中對COD的去除效果表現(xiàn)良好，但是對TP和TN的去除率比較低，且去除率的波動比較大[13]。為了克服SBR法的缺點，出現(xiàn)了序批式生物膜反應器（SBBR）、多循環(huán)SBR法、厭氧-好氧-缺氧SBR（A-O-A-SBR）處理等工藝[14-16]。2.4多段多級AO除磷脫氮工藝多段多級AO除磷脫氮工藝是基于成熟活性污泥法理論的技術創(chuàng)新，從屬于改良AAO工藝，可以實現(xiàn)污水處中生物處理“出水高標準、運行低能耗”的新途徑，具有廣泛的應用前景[17]。該技術將生物反應池設置為一級厭氧/好氧區(qū)+多級缺氧/好氧區(qū)，形成多級AO系列反應，大大提高了脫氮和除磷的能力。2.5新型反硝化深床濾池新型反硝化深床濾池系統(tǒng)在介質固定表面生長脫氮微生物，在兼性－無氧條件下將污水中的硝態(tài)氮轉化成氮氣。反硝化深床濾池采用特殊規(guī)格及外形的石英砂、鵝卵石作為微生物的掛膜介質，深床設計為硝酸鹽氮及SS的去除提供有利條件[18]。第3章工程概況與工藝流程選擇3.1地理位置揚州位于東經119°03′和北緯32°20′之間，地處江蘇中部，長江北岸，江淮平原南端，具有“東西聯(lián)動、南北逢緣”的區(qū)位特點。3.2項目進水水質及出水標準3.2.1項目進水水質項目設計進水水質見表3.1表3.1項目設計進水水質項目CODcr/（mg/L）BOD5/（mg/L）SS/（mg/L）NH3-N/（mg/L）TN/（mg/L）TP/（mg/L）指標400150200354553.2.2項目出水標準項目設計出水水質見表3.2表3.2項目設計出水水質項目CODcr/（mg/L）BOD5/（mg/L）SS/（mg/L）NH3-N/（mg/L）TN/（mg/L）TP/（mg/L）指標4861.022.10.750.0683.3處理工藝選擇（1）生物脫氮除磷工藝目前生物除磷脫氮工藝主要有傳統(tǒng)的AAO工藝及其改良工藝、SBR類及其變型工藝等。氧化溝工藝占地面積大，本項目預留空地上需布置一級處理-三級處理完整流程的全部構（建）筑物，用地非常緊張，因此不予考慮；SBR工藝為同步硝化反硝化工藝，影響總氮去除效果的因素較為復雜，且池深（占地面積）受潷水器的影響，故本工程亦不予考慮?？紤]到本工程的進、出水水質、場地條件及運行管理、投資等多方面因素。本設計將在AAO系列工藝中選擇改良AAO。（2）深度處理工藝本工程深度處理段重點考慮對TN的去除以及SS、TP的去除。濾布濾池具備反硝化及去除SS兩種功能，且可以靈活調節(jié)運行方式，近年來在國內應用廣泛。本工程考慮采用高效混凝沉淀池+濾布濾池的深度處理工藝，保障出水SS及TP達標，并強化對出水TN的控制。（3）消毒工藝紫外線、臭氧消毒工藝，一次性投資高，運行費用較高，設備維護管理麻煩，且無持續(xù)消毒能力，本工程不推薦采用。氯氣消毒過程存在較大的安全隱患，本工程不推薦采用。次氯酸鈉和二氧化氯消毒均是廣泛高效的滅菌劑，且具有持續(xù)消毒能力。本工程采用成品次氯酸鈉消毒。（4）污泥濃縮工藝許多國內污水處理廠均采用了重力濃縮，可以通過延長污泥泥齡、控制停留時間等，降低釋磷的不利影響。本項目采用重力濃縮，濃縮后污泥進入板框壓濾機進行脫水。綜合考慮，本廠污泥脫水采用離心脫水機。處理工藝：采用“粗格柵+細格柵+改良型AAO生化池+高效混凝沉淀+濾布濾池+接觸消毒”的流程，消毒采用接觸消毒池（次氯酸鈉工藝），污泥采用板框壓濾機脫水，含水率降至97%。處理后尾水達到一級A標準后排入河流。3.4設計方案城區(qū)污水經粗格柵、細格柵、曝氣沉砂池去除較大的漂浮物、懸浮物和無機砂粒后進入改良AAO池。在改良AAO池，完成脫氮除磷和有機物降解，在預缺氧區(qū)、厭氧區(qū)和第一缺氧區(qū)均設置了進水口。改良AAO池出水進入二沉池完成固液分離，出水進入高效混凝沉淀池除磷。高效混凝沉淀池出水經過濾、消毒后達標排放。二沉池中的剩余污泥和高效混凝沉淀池中的污泥，經濃縮、脫水后外運出廠。流程圖見3.1。圖3.1工藝流程圖第4章城鎮(zhèn)污水處理單元設計計算生活污水總變化系數(shù)Kz：Q=80000則Kz=1.5。設計流量：Q4.1粗格柵4.1.1設計參數(shù)設計參數(shù)見表4.1。表4.1設計參數(shù)名稱數(shù)值名稱數(shù)值設計流量Q（m3/d）80000過柵流速v（m/s）1.0柵條間隙b（mm）50格柵安裝傾角α（°）60柵前流速v1（m/s）0.8柵條寬度S（mm）10有效水深h（m）0.44總變化系數(shù)Kz1.5格柵受污物堵塞時水頭增大倍數(shù)k3W1為單位體積污水的柵渣量（m3/(103m3)）0.04漸寬部分展開角度α1（°）20柵前流速v1（m/s）0.84.1.2設計計算（1）柵槽寬度設置2臺機械格柵并聯(lián)運行。單機最大設計流量Q1為Q渠道寬B1是水深h的兩倍。H=①柵條間隙數(shù)n格柵傾角α取60°，柵條間隙寬度b=0.050m，過柵流速v=N=②柵槽寬度B柵條斷面采用銳邊矩形，寬度S=10mm B=S（2）通過格柵的水頭損失h1設柵條斷面為銳邊矩形斷面，β=2.42，則ξ=βhh （3）柵后槽總高度H設柵前渠道超高h2=0.3m，則H=h+（4）柵槽總長度L①進水渠道漸寬部分的長度L1BL②柵槽與出水渠道連接處的部分長度L柵前渠道超高HL==（5）每日柵渣量W（m3/d）W=W＞0.2m34.1.3設備選型采用2臺SG鋼絲繩牽引式型格柵清污機，性能參數(shù)見表4.2。表4.2SG型鋼絲繩牽引式型格柵清污機設備選型型號格柵B/(mm)柵條間b/(mm)安裝角α/（°）過柵流速v/（m/s）SGY2.0193050601.04.1.4粗格柵計算簡圖粗格柵計算簡圖見圖4.1。圖4.1粗格柵簡圖4.2污水提升泵房（1）采用6臺（5用1備）WQ型潛水排污泵，性能參數(shù)見表4.3。表4.3WQ型潛水排污泵性能參數(shù)型號流量Q/(m3/h)揚程H/(m)電機功率(kW)轉速n/（r/min)350WQ1100-10-1511001045980（2）進水泵房平面尺寸18.4m×10m，深度11.15m。4.3細格柵4.3.1設計參數(shù)設計參數(shù)見表4.4。表4.4設計參數(shù)名稱數(shù)值名稱數(shù)值過柵流速v（m/s）1.0柵條間隙b（mm）10柵條寬度S（mm）10格柵安裝傾角α（°）60柵前水深h（m）0.71總變化系數(shù)Kz1.5銳邊矩形，柵槽寬度一般比0.2格柵受污染堵塞時水頭增大倍數(shù)K3W1為單位體積污水的柵渣量（m3/(103m3)）0.10柵條間隙b（mm）104.3.2設計計算（1）柵槽寬度設置2臺機械格柵并聯(lián)運行。①柵條間隙數(shù)n柵前流速V1=0.7m/shn=②柵槽寬度BB=S（2）通過格柵的水頭損失h1ξ=βhh（3）柵后槽總高度H設柵前渠道超高h2=0.3m，則H=h+（4）柵槽總長度L①進水渠道漸寬部分的長度L1進水渠道寬為B其漸寬部分展開角度α1=20°L②柵槽與出水渠道連接處的部分長度L2HLL==0.84+0.42+0.5+1.0+=3.（5）每日柵渣量W=采用機械清渣。4.3.3設備選型采用2臺SG鋼絲繩牽引式型格柵清污機，性能參數(shù)見表4.5。表4.5SG型鋼絲繩牽引式型格柵清污機設備選型型號格柵B/(mm)柵條間b/(mm)安裝角α/（°）過柵流速v/（m·s-1)SGY2.0193050601.04.3.4細格柵計算簡圖細格柵計算簡圖見圖4.2。圖4.2細格柵簡圖4.4曝氣沉砂池4.4.1設計參數(shù)設計參數(shù)見表4.6。表4.6設計參數(shù)名稱數(shù)值名稱數(shù)值旋流速度v（m/s）0.25水平流速v1（m/s）0.1最大流量時停留時間t（min）2城鎮(zhèn)污水沉沙量X（m3/106m3污水）30有效水深h2（m）2兩次清除沉砂相隔時間T（d）14.4.2設計計算（1）池子總的有效容積VV=（2）水流斷面積AA=（3）池總寬度BB=（4）每個池子寬度b取n=2格，則b（5）池長LL=（6）沉砂池砂斗所需容積V（7）每個沉砂斗所需容積V0'V（8）沉砂斗尺寸①沉砂斗上口寬a斗高h3'a=②沉砂斗容積V0V③沉砂室高度h3沉砂室坡向沉砂斗的坡度iLh（9）沉砂池總高度HH=（10）每小時所需曝氣量qq=d（11）風機出口風壓ρg4.4.3設備選型（1）潛水曝氣機需供氧量為（1008m3/h），選擇BER型水下射流曝氣機，型號55-BERR，性能參數(shù)見表4.7。表4.7BER型水下射流曝氣機性能型號供氧量/(m3/h)空氣管直徑/(mm)電動機功率/（kW)曝氣尺寸（長×寬×高）（m）臺數(shù)55-BERR120501.07×7×63（2）吸砂機選擇LCS型鏈條式除砂機，型號LCS-1200，性能參數(shù)見表4.8。表4.8LCS型鏈條式除砂機性能型號刮板線速/(m/min)排砂能力/(m3/h)除砂機功率/（kW)臺數(shù)LCS-120034.50.752（3）砂水分離器XGC螺旋式砂水分離器，型號為XGC-800，性能參數(shù)見表4.9。表4.9XGC螺旋式砂水分離器性能參數(shù)型號耙鏈線速度/(m/min)電動功率/(kW)柵前水深/(m)臺數(shù)XGC-80020.37~0.751.014.4.4曝氣沉砂池計算簡圖曝氣沉砂池計算簡圖見圖4.3。圖4.3曝氣沉砂池簡圖4.5改良AAO池4.5.1設計數(shù)據(jù)CODTP符合改良AAO的要求。4.5.2設計參數(shù)設計參數(shù)見表4.10。表4.10改良AAO設計參數(shù)名稱數(shù)值名稱數(shù)值混合液污泥濃度X（mg/L）4000回流污泥濃度XR（mg/L）9000污泥內回流比R內（%）150污泥外回流比R外（%）80污泥負荷q（kgBOD5/kgMLSS?d）0.087污泥總產率系數(shù)Yt（kgMLSS/kgBOD5）0.75好氧區(qū)污泥齡θco（d2020℃時的脫氮速率Kde(20)[(kgNO0.06溫度系數(shù)θ1.08設計水溫T（℃）8MLSS中MLVSS所占比例y0.6厭氧區(qū)水力停留時間t（h）1.5預反硝化段水力停留時間t4（min）30污泥產率系數(shù)Y（kgVSS/kgBOD5）0.6衰減系數(shù)kd（d-1）0.05SS的污泥轉化率f（gMLSS/gSS)0.6堰寬（bm）7.5ρ-調整系數(shù)1α0.82β0.95C9.17C8.38曝氣池內平均溶解氧CL（mg/L）2供風管道沿程損失與局部損失之和h1+h2（m）0.2曝氣器淹沒水頭（m）4.2曝氣器阻力h4（m）0.4富余水頭△h（m）0.5污泥增值系數(shù)Y0.6污泥自身氧化率Kd0.05城鎮(zhèn)污水進入堿度為(mg/L)280廊道數(shù)5廊道寬b1（m）9進水井孔口流速v（m/s）0.7出水井孔口流速v（m/s）0.6氧轉移效率EA（%）20夏季平均溫度（℃）25微孔曝氣器工作水深（m）4.2微孔曝氣器供風量m3/(h·個)1—3曝氣器氧利用效率為EA（%）20曝氣器服務面積（m2）0.3～0.75曝氣器充氧能力q（kgO2·（h·個））0.13生物污泥含氮量（%）12.4進水管設計流速采用V（m/s）0.84.5.3設計計算（1）好氧區(qū)容積VV好氧區(qū)水力停留時間t（2）缺氧區(qū)缺氧區(qū)容積采用反硝化動力學計算。V①脫氮速率KK②排出生物反應池系統(tǒng)的微生物量??③缺氧區(qū)容積VV缺氧區(qū)水力停留時間t2t（3）厭氧區(qū)容積VV（4）預反硝化段容積VV（5）生物反應池總容積V=t=（6）校核負荷①BOD5污泥負荷L<0.2kg②好氧區(qū)總氮負荷LL<0.05kgTN/(kgMLSS·d)③總磷負荷LL<0.06kgTP/(kgMLSS·d)三項負荷均符合要求（7）剩余污泥量△X△X=YQ將各值代入為X△X=0.6×0.2-0.001實際污泥產率系數(shù)YS為Y（8）堿度校核（以CaCO3計）每氧每還原去除剩余堿度為S每日用于合成的總氮即：進水總氮中有544.66用于合成被氧化用于合成被氧化所需脫硝量=進水總氮所需脫硝量=45需還原的硝酸鹽氮量剩余堿度=131.71堿度足夠，不需要補充堿度。（9）反應池主要尺寸反應池總容積為V=設反應池4組,則單組池容為V有效水深h=4.5m，則單組有效面積S單S①好氧區(qū)主要尺寸好氧區(qū)容積V1=48960mV好氧區(qū)單組有效面積S1單S采用5廊道式推流反應器，廊道寬b1=9mL廊道寬深比校核為b廊道長度比校核為L取墻壁厚0.25m，好氧區(qū)池總寬度B取超高為1.0m，則反應池總高H②缺氧區(qū)主要尺寸。缺氧區(qū)容積V2=30395V缺氧區(qū)單組有效面積S2單S缺氧區(qū)長度與好氧區(qū)寬度相同，L2=46mB缺氧區(qū)采用2格，單格寬b2b每格分成2個廊道，每個廊道寬9.18m，隔墻厚取0.25m。缺氧區(qū)總寬度③厭氧區(qū)、預缺氧區(qū)主要尺寸厭氧區(qū)容積V3=50厭氧區(qū)單組池容V3V厭氧區(qū)單組有效面積S3單S預缺氧區(qū)單組池容V4單V預缺氧區(qū)單組有效面積S3單S厭氧區(qū)長度及預缺氧區(qū)寬度與好氧區(qū)寬度相同，即L3厭氧區(qū)寬度B厭氧區(qū)長度L預缺氧區(qū)寬度B（10）反應池進、出水系統(tǒng)計算①進水管Q管道流速V=0.8m/s；管道過水斷面A=管徑為d=取進水管管徑DN600mm②回流污泥管Q管道流速v=0.8m/s，管道過水斷面A=管徑為d=取回流污泥管管徑DN550mm③進水井反應池進水孔尺寸為進水孔過流量Q孔口流速v=0.7m/s，則孔口過水斷面面積A=d=孔口尺寸取為1.0×1.0m，進水平面尺寸取為④出水堰及出水井按矩形堰流量公式計算QQH出水孔過流量Q孔口流速A孔口尺寸取為2.0×1.0m，出水井平面尺寸取為2.4×1.2m⑤出水管反應池出水管設計流量管道過水斷面A=d=出水管管徑取900mm。校核管道流速V（11）曝氣系統(tǒng)設計計算①設計需氧量AORAOR=-碳化需氧量D=18347.07kg硝化需氧量：去除1kgD=14054.57kg反硝化脫氮產生的氧量D總需氧量AOR==26576.39最大需氧量與平均需氧量之比為1.2：1AOR去除每1kg=1.58kg②標準需氧量采用鼓風曝氣設備，微孔曝氣器敷設于距池底0.2m，淹沒的深為度4.2m。SOR=空氣擴散氣出口絕對壓力P=1.4246空氣離開好氧池時氧的百分比Q好氧反應池中平均溶解氧飽和度C=9.28標準需氧量為SOR=相應最大時標準需氧量SOR=1936.39好氧反應池平均時供氣量為G最大時供氣量：G③所需空氣壓力P（相對壓力）P則P=④曝氣器數(shù)量（單組反應池計算）按供養(yǎng)能力計算所需曝氣器數(shù)量為n則n1=1936.39f=符合要求。⑤供風管道計算a.干管：供風干管采用環(huán)狀布置流量：Q流速：v=10m/s管徑：d=取干管管徑為DN600mmb.供風干管采用單側供氣支管Q流速v=10m/s，管徑d=取支管管徑為（12）厭氧池設備選擇厭氧池有效容積V厭混合全池污水所需功率5×2089.23=10446.15W（13）缺氧池設備選擇缺氧池有效容積V混合全池污水所需功率5×2089.23=10446.15（14）污泥回流設備污泥回流比R=80污泥回流量Q=1.11回流污泥泵房1座，與污泥泵房合建，則單泵的流量為：Q水泵揚程根據(jù)豎向流程確定。（15）混合液回流設備①混合液回流泵回流比RQ=混合液回流泵房2座，每座泵房4臺潛污泵（3用1備），則單泵流量②混合液回流管混合液回流管設計流量Q管道進水斷面積A=管徑d=校核管道流速v③泵房壓力出水總管設計流量管道過水斷面積A=管徑d=4Aπ=4.5.4設備選型（1）潛水攪拌器DQT型低速潛水推流器，型號為DQT040，性能參數(shù)見表4.11。表4.11DQT型低速潛水推流器性能參數(shù)型號葉輪直徑/（mm)電動機功率/（kW)外形尺寸/（mm）臺數(shù)DQT04018004.01300×1800×180012（2）穿墻回流泵QJB型穿墻回流泵，型號為QJB-W7.5/12，性能參數(shù)見表4.12。表4.12QJB型穿墻回流泵性能參數(shù)型號流量Q/（m3/h)揚程H/（m）電動機功率/（kW)臺數(shù)QJB-W7.5/1218001.07.56（3）羅茲鼓風機R系列標準型羅茲鼓風機，型號為RB23，性能參數(shù)見表4.13。表4.13QJB型穿墻回流泵性能參數(shù)型號進口流量Q/（m3/min)軸功率Ln/（kW）電動機功率P0/（kW)臺數(shù)RB2319.919.42264.5.5改良AAO生化池計算簡圖改良AAO生化池計算見圖見圖4.4。圖4.4改良AAO生化池簡圖4.6輻流式二沉池設計本設計中二沉池采用的輻流式沉淀池。4.6.1設計參數(shù)設計參數(shù)見表4.14。表4.14設計參數(shù)名稱數(shù)值名稱數(shù)值表面負荷q（m3/m2·h）0.87污泥回流比R（%）50沉淀時間t（h）3.5導流筒進水D0（mm）900導流筒內流速v1（m/s）0.9穩(wěn)流桶內下降流速V3（m/s）0.03柵前水深h（m）0.44總變化系數(shù)Kz1.5池底的徑向坡度0.05污泥斗底部直徑D2（m）3.0污泥斗上部直徑D1（m）5.0傾角（°）604.6.2設計計算選用4組輻流式沉淀池。（1）二沉池的主要尺寸的計算①單池流量Q②單個二沉池的表面積為F③二沉池直徑為D=④校核固體負荷G==149.92kg⑤沉淀部分的有效水深hh⑥污泥區(qū)的容積設貯泥時間按2h確定。V=每個污泥池污泥區(qū)容積V⑦污泥區(qū)高度ha.污泥斗高度hV=22.18b.圓錐體高度hV=279.66c.豎直段污泥部分的高度h污泥區(qū)的高度h⑧沉淀池的總高度H設超高h1=0.5mH=⑨中心進水導流筒以及穩(wěn)流筒中心進水導流筒進水管流速v0v導流筒直徑為D中心進水導流筒內設6個出水孔，出水孔尺B×H=0.35m×1.35mvb.穩(wěn)流桶穩(wěn)流桶內水流面積ff穩(wěn)流桶直徑D4D=c.二沉池有效沉淀區(qū)面積A為A=d.驗算二沉池固體負荷G=⑩污泥總容積V（2）集配水井設計計算①配水井中心管直徑D設計中取v1=0.8m/s，Q=1.4D設計中取1500mm。②配水井直徑D設計中取v2D設計中取3000mm。③集水井直徑D設計中取v3=D設計中取4000mm。4.6.3設備選型（1）周邊傳動刮泥機ZBG型周邊傳動刮泥機，型號為ZBG-3，性能參數(shù)見表4.15。表4.15ZBG型周邊傳動刮泥機性能參數(shù)型號池徑/（mm)周邊線速/（m/min）功率/（kW)臺數(shù)ZBG-3353.22.244.6.4輻流式二次沉淀池計算簡圖輻流式二次沉淀池計算簡圖見圖4.5。圖4.5輻流式二次沉淀池簡圖4.7污泥回流泵房4.7.1設計參數(shù)設計參數(shù)見表4.16。表4.16污泥回流泵房設計參數(shù)名稱數(shù)值名稱數(shù)值污泥回流比R（%）80污泥密度kg/m31.0含水率P（%）99.6--4.7.2設計計算最大污泥回流流量Q剩余污泥量11992.41kg/d。4.7.3設備選型（1）污泥回流泵KZJ型污泥回流泵，型號為KJZ300-95-950，性能參數(shù)見表4.17。表4.17KZJ型污泥回流泵性能參數(shù)型號流量Q/(m3/h)揚程H/(m)功率N/（kW)臺數(shù)KZJ300-95-59016676453（2）剩余污泥回流泵WQ型潛污泵，型號為50WQ110-15-7.5，性能參數(shù)見表4.18。表4.18WQ型潛污泵性能參數(shù)型號流量Q/(m3/h)揚程H/(m)功率N/（kW)臺數(shù)50WQ110-15-7.575105.534.7.4泵房尺寸長15.8m；寬7.8m；深度7.2m。4.8高密度沉淀池4.8.1設計參數(shù)高密度沉淀池設計參數(shù)見表4.19。表4.19高密度沉淀池設計參數(shù)名稱數(shù)值名稱數(shù)值最大設計流量Q（m3/h）0.35導流筒內流速V1（m/s）0.5表面負荷q（m3/m2h）14.1出水總管入口系數(shù)ε0.5總變化系數(shù)Kz1.5出水總管三通系數(shù)ε3.0流量系數(shù)m0.43進水總管入通系數(shù)ε1.0集水槽寬度b（m）0.4進水總管三通系數(shù)ε1.0絮凝區(qū)回流比R210出水總管長度L4（m）1.8續(xù)表4.19高密度沉淀池設計參數(shù)名稱數(shù)值名稱數(shù)值出水總管直徑D3（m）0.8混合池出水支管長度L5（m）7.5混合池出水支管直徑D4（m）0.8混合室G值500超高H1（m）0.4斜管傾斜角α（°）60斜管沉淀池清水區(qū)高度H2（m）1斜管沉淀池布水區(qū)高度H4（m）1.5污泥回流比R10.02污泥濃縮時間t（h）8導流筒下喇叭口高度H8（m）0.7導流筒上緣流速V2（m/s）0.25導流筒外部喇叭口以下部分流速V5（m/s）0.15絮凝室出口過水洞處流速V6（m/s）0.06流量系數(shù)（m）0.43超高H1（m）0.40斜管沉淀池清水區(qū)高度H2（m）1.0斜管角度(°)60斜管長度（m）0.75斜管高度H3（m）0.65斜管沉淀池布水區(qū)高度H4（m）1.5污泥回流比R1（%）2污泥濃縮時間tn（h）8清水區(qū)表面負荷q(m3/m2·h)14.1斜管結構占用面積（%）4斜管區(qū)平面尺寸取值（m）11×9.5中間出水渠寬度（m）1.0出水渠壁厚度（m）0.2沉淀區(qū)長度L1（m）12.4高度導H8（m）0.7導流筒下部喇叭口角度（°）60導流筒上緣以上部分流速V2（m/s）0.25導流管喇叭口以下部分流速V5（m/s）0.15絮凝室出口過水洞流速V6（m/s）0.06過水洞口寬度B3（m）4.5攪拌機提升水量Qt=Qn（m3/s）1.73揚程Ht（m）0.15效率（%）0.75出水總管長度L4（m）1.8直徑D3（m）0.8中間出水渠寬度（m）1.0出水渠壁厚度（m）0.2沉淀區(qū)長度L1（m）12.4高度H8（m）0.7導流筒下部喇叭口角度（°）60導流筒上緣以上部分流速V2（m/s）0.25導流管喇叭口以下部分流速V5（m/s）0.15絮凝室出口過水洞流速V6（m/s）0.06過水洞口寬度B3（m）4.5攪拌機提升水量Qt=Qn（m3/s）1.73揚程Ht（m）0.15效率（%）0.75出水總管長度L4（m）1.84.8.2設計計算分4組進行設計計算，每組的設計流量Qd=0.35m3/s。（1）清水區(qū)清水區(qū)面積為F①進水區(qū)進水區(qū)寬取1m，流速為v②集水槽用小矩形堰，堰寬b=0.05m，布置集10個水槽，單個集水槽設40個矩形堰。q堰上水頭H為：H=單個集水槽流量為q集水槽寬取值b1末端臨界水深hkh集水槽起端水深：h=1.73集水槽水頭損失：?h=h-集水槽槽深H1=0.4m，水位跌落③池體高度污泥濃縮區(qū)高度H5H儲泥區(qū)高度H6沉淀池總高度H為H==0.4+1+0.65+1.5+2④出水渠出水渠寬為B0=1m，末端臨界水深為H出水渠起端水深為h出水渠水位比清水區(qū)低0.2m，最大水深取0.5m，渠高Hc為H（2）絮凝區(qū)①絮凝室尺寸水深H7=6F絮凝室為2格，并聯(lián)工作，每格均為正方形，邊長L2為L②導流筒絮凝回流比R2=10，導流筒內設計流量QQ導流筒內流速V1=0.05m/s，導流筒直徑D流筒下緣直徑D2為D導流筒上緣距水面高度H9為H導流筒外部喇叭口以上部分面積F導流筒外部喇叭口以上部分流速V3為V導流筒外部喇叭口下緣部分面積FW2F導流筒外部喇叭口下緣部分流速V4V導流筒下緣距池底高度H8為H③過水洞每格絮凝室設計流量為QQ高度H11H過水洞水頭損失為hh=ε?取ε=1.06，h④出水口出水區(qū)長度L2=4.0m，出口區(qū)上升流速V7=0.06m/s，出口區(qū)寬度B出口區(qū)停留時間t3t⑤出水堰高度過堰流速V8=0.05m/s，堰上水深H⑥攪拌機則：N（r為水的密度，取1000kg/m3），則N⑦絮凝區(qū)GT值停留時間T=400s，水溫T=10℃，動力黏度μ=1.305×GT=（3）混合室計算①混合室尺寸，混合池長L3=3.0m，寬L②停留時間t1t③攪拌機功率，混合式G=500s-N④水力計算，流速V9為V出水管沿程水頭損失h11為h=0.000912×出水總管局部水頭損失h12為h混合池出水支管L5=7.5m，直徑D4V出水支管沿程水頭損失h21為h=0.000912出水管局部水頭損失h22為h出水管總水頭損失為H==（4）產生污泥①每天由SS產生的污泥量：（200假設Al：P的摩爾投加比為6：1其中90%的溶解性磷生產了AlPO4沉淀。則需要投加純Al2O3計為8.9mg/L。PAC投加量以純Al2O3計為==投加的鋁鹽，只有一部分生成AlPO4沉淀，則這部分的AlPO45-0.5因此產生的AlPO4沉淀污泥量為X=②每天產生的AlPO4污泥量為：1200004.8.3設備選型（1）污泥回流泵KZJ型污泥回流泵，型號為KJZ300-95-950，性能參數(shù)見表4.20。表4.20污泥回流泵性能參數(shù)型號流量Q/(m3/h)揚程H/(m)功率N/（kW)臺數(shù)KZJ300-95-59016676454（2）剩余污泥回流泵WQ型潛污泵，型號為50WQ110-15-7.5，性能參數(shù)見表4.21。表4.21剩余污泥泵型號流量Q/(m3/h)揚程H/(m)功率N/(kW)臺數(shù)50WQ110-15-7.575105.54（3）中心傳動刮泥機ZG型中心傳動刮泥機，型號為ZG12，性能參數(shù)見表4.22。表4.22ZG型中心傳動刮泥機性能參數(shù)型號池徑/（mm）功率/（kW）池深/（m）臺數(shù)ZG12120.373.8544.9重力濃縮池4.9.1設計參數(shù)重力濃縮池設計參數(shù)見表4.23。表4.23重力濃縮池設計參數(shù)名稱數(shù)值名稱數(shù)值剩余污泥量Q（m3/d）7384.62含水率P0（%）99.5固體濃度C0(kg/m3）5污泥固體濃度（濃縮后）Cu(kg/m3）25污泥含水率Pu（%）97.5污泥固體通量G（kg/(m2·d））30污泥濃縮時間T（h）15污泥斗上直徑D1（m）5續(xù)污泥斗下直徑D2（m）3超高h1（m）0.3緩沖層高度h3（m）0.3池底坡度i0.05續(xù)表4.23重力濃縮池設計參數(shù)名稱數(shù)值名稱數(shù)值輻流池n（個）44.9.2設計計算（1）濃縮池面積AQ=A=（2）濃縮池直徑D單池面積為AD=取D=20000mm。（3）濃縮池深度H有效水深h2h池底坡度造成的深度h4h污泥斗高度h5hH==6.16（4）濃縮后污泥量計算Q4.9.3設備選型（1）中心傳動刮泥機NZY型中心傳動刮泥機，型號為NZY-18，性能參數(shù)見表4.24。表4.24NZY型中心傳動刮泥機性能參數(shù)型號濃縮池內徑/（m）池中心深度/（m）驅動功率/（kW）臺數(shù)NZY-18184-4.55.524.10板框壓濾機4.10.1設計參數(shù)板框壓濾機設計參數(shù)見表4.25。表4.25板框壓濾機設計參數(shù)名稱數(shù)值名稱數(shù)值脫水前污泥含水率P1（%）97%脫水后污泥含水率P2（%）65%脫水前污泥體積V1（m3/d）1479.32--（1）脫水后污泥體積VV=（2）壓濾面積F壓濾機的過濾面積等價于15L的固體容積，則F=每天壓濾一次，處理后污泥裝車外運。4.10.2設備選型（1）板框壓濾機BAS型板框壓濾機，型號為BMAY100/870-U，性能參數(shù)見表4.表4.26BAS型板框壓濾機性能參數(shù)設備名稱規(guī)格型號板框數(shù)/(板框/塊)過濾面積/（m2）數(shù)量單位板框式壓濾機BMAY1090/911001臺4.11濾布濾池4.11.1設計參數(shù)濾布濾池設計參數(shù)見表4.27。表4.27濾布濾池設計參數(shù)名稱數(shù)值名稱數(shù)值有效水深h（m）2.5最大設計流量Qmax（m3/s）1.4平均流速V（m/h）7.5堰寬b（m）3.5局部阻力系數(shù)ε1.06總變化系數(shù)KZ1.37流量系數(shù)m0.42布水堰跌落水頭h3（m）0.03反洗經濟液位h4（m）0.3進口流速V1（m/s）0.55重力加速度g（m/s2）9.8濾布水頭損失h5（m）0.05出水堰水頭損失h6（m）0.3出水堰跌落水頭h7（m）0.2354.11.2設計計算（1）總有效過濾面積AA=設置4個濾布濾池，則單個濾池面積為A（2）進口水力損失h1h（3）布水堰水頭損失h2h（4）總損失hh=0.016+0.4.11.3設備選型（1）轉盤纖維過濾器CLZL型轉盤纖維過濾器，型號為CLZL/W3-40，性能參數(shù)見表4.28。表4.28CLZL型轉盤纖維過濾器性能參數(shù)設備名稱規(guī)格型號流量/（m3/d）內部尺寸（mm）臺數(shù)轉盤濾池CLZL/W3-40400006600×4000×4700mm44.12接觸消毒池采用隔板式接觸消毒池。4.12.1設計參數(shù)接觸消毒池設計參數(shù)見表4.29。表4.29接觸消毒池設計參數(shù)名稱數(shù)值名稱數(shù)值接觸時間t（min）30最大設計流量Qmax（m3/h）5000觸池水深h（m）2.0單格寬b（m）1.8池長L（m）32.4水流長度L’（m）129.64.12.2設計計算（1）接觸池容積VV（2）采用矩形隔板式接觸池6座（n=6），每座池容積V每座接觸池的分格數(shù)=（3）復核池容。由以上計算，接觸池寬B=1.8×4=7.2m，長LV接觸池出水設溢流堰。4.12.3設備選型（1）剩余污泥回流泵WQ型潛污泵，型號為50WQ110-15-7.5，性能參數(shù)見表4.30。表4.30剩余污泥泵型號流量Q/(m3/h)揚程H/(m)功率N/（kW)臺數(shù)50WQ110-15-7.575105.524.13巴氏計量槽4.13.1設計參數(shù)表4.31巴氏計量槽設計參數(shù)名稱數(shù)值名稱數(shù)值上游渠道流速v1（m/s）1.4水深h1（m）1.2游與上游的水深比0.6咽喉段長度（m）0.6下游漸擴段長度（m）0.94.13.2設計計算（1）上游渠道上游渠道流速v1=1.4m/sB上游渠道長度L（2）計算槽基本尺寸①延后寬度W。計算槽咽喉寬度取渠道寬度的0.35倍，則W=②校核上游渠道寬度BB③漸擴段出口寬度BB④下游渠道水深。下游與上游的水深比取0.6，則下游渠道水深H⑤上游漸縮段長度CC=0.5W+1.2=0.5×0.29+1.2=1.35⑥上游水位觀測孔位置上游漸縮段渠道壁長度為A=D⑦巴氏槽長度巴氏槽總長度L2L（3）下游渠道長度L（4）上下游渠道及巴氏槽總長度L=L第5章構筑物高程計算5.1污水構筑物高程計算（1）出水口—巴氏計量槽出水管管底標高100m。①出水管流量Q=1.4管道流速取1.8m/s，管道過水斷面面積為A=管徑d=取水管管徑DN1000mm，管道流速v為v=出水管：Q=1.4m3/s，DN=1000mm，v=1.78m/s②沿程損失h③局部損失1000mm90°彎頭阻力損失系數(shù)ξ=1.08，出水局部阻力系數(shù)h④水頭損失巴氏計量槽自身損失0.3mhh巴氏計量槽出水標高：100.41m進水標高：100.71m水面標高：100.56m（2）巴氏計量槽—接觸消毒池①出水管Q=1.4m3/s，DN=1000mm，v=1.78m/s②沿程損失h③局部損失2個1000mm90°彎頭阻力損失系數(shù)ξ=1.08，進、出水局部阻力系數(shù)h④水頭損失接觸消毒池自身損失0.3m。hh接觸消毒池出水標高：101.2m進水標高：101.5m水面標高：101.4m（3）接觸消毒池—濾布濾池①出水管Q=1.4m3/s，DN=1000mm，v=1.78m/s②沿程損失h③局部損失2個1000mm90°彎頭阻力損失系數(shù)ξ=1.08，進、出水局部阻力系數(shù)h④水頭損失濾布濾池自身損失0.3mhh濾布濾池出水標高：102.15m進水標高：102.45m水面標高：102.3m（4）濾布濾池—高效混凝沉淀池①出水管Q=1.4m3/s，DN=1000mm，v=1.78m/s②沿程損失h③局部損失進、出水局部阻力系數(shù)分別為1和0.5h④水頭損失高效混凝沉淀池自身損失0.5m。hh高效混凝沉淀池出水標高：102.7m進水標高：103.2m水面標高：102.95m（5）高效混凝沉淀池—輻流式二次沉淀池①出水管流量Q=管道流速取1.0m/s，管道過水斷面面積為A=管徑d=取水管管徑DN700mm，管道流速vv=出水管：Q=0.35m3/s，DN=700mm，v=0.91m/s②沿程損失h③局部損失3個700mm90°彎頭阻力損失系數(shù)ξ=1.02，進、出水h④水頭損失輻流式二次沉淀池損失0.5m。hh輻流式二次沉淀池出水標高：103.52m進水標高：104.02m水面標高：103.77m（6）輻流式二次沉淀池—改良AAO生化池①出水管Q=1.4m3/s，DN=1000mm，v=1.78m/s②沿程損失h③局部損失進、出水局部阻力系數(shù)分別為1和0.5。h④水頭損失改良AAO生化池自身損失0.6m。hh改良AAO生化池出水標高：104.37m上游標高：104.97m水面標高：104.6m（7）改良AAO生化池—曝氣沉砂池①出水管流量Q=管道流速取1.0m/s，管道過水斷面面積為A=管徑d=取水管管徑DN1000mm，管道流速vv=出水管：Q=0.7m3/s，DN=1000mm，v=0.90m/s②沿程損失h③局部損失進、出水損失分別為1和0.5m。h④水頭損失曝氣沉砂池損失0.2m。hh曝氣沉砂池出水標高：105.04m進水標高：105.24m水面標高：105.14m（8）曝氣沉砂池—細格柵①出水管Q=1.4m3/s，DN=1000mm，v=1.78m/s②局部損失閘閥1000m的阻力系數(shù)ξ=0.05h③水頭損失細格柵自身損失0.2m。h細格柵出水標高：105.25m上游標高：105.45m水面標高：105.35m（9）細格柵—提升泵房①出水管Q=1.4m3/s，DN=1000mm，v=1.78m/s②沿程損失h③局部損失進、出水局部阻力系數(shù)分別為1和0.5。h④水頭損失hh（10）進水口—粗格柵①進水管Q=1.4m3/s，DN=1000mm，v=1.78m/s②沿程損失h③局部損失進、出水局部阻力系數(shù)分別為1和0.5，進水口損失為0.2mh④水頭損失粗格柵自身損失0.2m。hh粗格柵進水標高：100.71m出水標高：100.51m水面標高：100.61m（11）粗格柵—提升泵房①出水管Q=1.4m3/s，DN=1000mm，v=1.78m/s②局部損失閘閥1000m的阻力系數(shù)ξ=0.05，過水洞0.2mh③水頭損失h提升泵房做高水位：100.3提升泵房最低水位：97.3（12）提升泵房提升泵房有效水深為3m、水管的水頭損失為0.2m、提升泵水利損失2m、泵的高度1.5m。提升泵房最高水位=粗格柵下游標高—過水洞損失提升泵房最低水位=最高水位—提升泵房有效水深提升泵房池低水位=最低水位—提升泵的高度=97.3—1.5=95.8m凈揚程=細格柵上游標高—局部損失—沿程損失—提升泵房的最低水位=105.45-0.29-97.3=7.86m總揚程=靜揚程+提升泵水力損失+水管的水頭損失=7.86+污水管渠水頭損失見表5.1。表5.1污水管渠水頭損失計算表名稱流量（L/S)管徑（mm）坡度（%）流速（m/s）管長（m）沿程水頭損失局部水頭損失總水頭損失出水口—巴氏計量槽140010003.51.7841.780.150.260.71巴氏計量槽0.3巴氏計量槽—接觸消毒池140010003.51.7819.990.070.420.79接觸消毒池0.3接觸消毒池—濾布濾池140010003.51.7818.270.060.590.95濾布濾池0.3濾布濾池—高效混凝沉淀池140010003.51.783.320.010.240.3高效混凝沉淀池0.5續(xù)表5.1污水管渠水頭損失計算表名稱流量（L/S)管徑（mm）坡度（%）流速（m/s）管長（m）沿程水頭損失局部水頭損失總水頭損失高效混凝沉淀池—輻流式二次沉淀池140010003.51.7889.070.130.190.82輻流式二次沉淀池0.5輻流式二次沉淀池—改良AAO生化池140010003.51.7831.390.110.240.95改良AAO生化池0.6改良AAO生化池—曝氣沉砂池70010000.90.9013.260.010.060.27曝氣沉砂池0.2曝氣沉砂池—細格柵140010003.51.7812.8-0.010.21細格柵0.2細格柵—提升泵房140010003.51.7812.80.050.240.36提升泵房0.07提升泵房—粗格柵140010003.51.7812.8-0.010.21粗格柵0.2粗格柵—進水口140010003.51.788.360.030.240.35進水口∑h9.095.2高程確定地面標高為102m各處理構筑物的水面標高及池底標高見表5.2。表5.2各處理構筑物的水面標高及池底標高表構筑物名稱池底標高m水面標高m構筑物名稱池底標高m水面標高m進水管101.00-輻流式二次沉淀池96.93104.02粗格柵100.17100.61高效混凝沉淀池97.3103.2提升泵房97.3100.3濾布濾池99.95102.45細格柵104.74105.45接觸消毒池98.64100.64曝氣沉砂池103.24105.24巴氏計量槽99.36100.56改良AAO生化池100.47104.97

第6章構筑物及設備6.1構筑物概算各處理構筑物工程概算見表6.1。表6.1各處理構筑物工程概算序號名稱規(guī)格數(shù)量建筑安裝工程費（萬元））1粗格柵間L2座452提升泵房L6座3細格柵間L2座334曝氣沉砂池L1座5改良AAO生化池L×B1座2346輻流式二沉池D=35H=7.64座4457污泥回流泵房L3座768高效混凝沉淀池L4座1579重力濃縮池D=20H=6.164座14310板框壓濾機L×1座5811濾布濾池L×4座3712接觸消毒池L1座513巴氏計量槽L1座4.86.2設備概算設備概算見表6.2。表6.2設備概算一覽表序號名稱主要設備及數(shù)量設備購置費（萬元））1格粗柵間SG型鋼絲繩牽引式型格柵清污機2臺1302提升泵房WQ型潛水排污泵6臺3細格柵間SG型鋼絲繩牽引式型格柵清污機2臺1574曝氣沉砂池BER型水下射流曝氣機9臺LCS型鏈條式除砂機1臺XGC螺旋式砂水分離器1臺5改良AAO生化池DQT型低速潛水推流器12臺QJB型穿墻回流泵6臺R系列標準型羅茲鼓風機6臺2236輻流式二沉池ZBG周邊傳動刮泥機4臺907污泥回流泵房KZJ型污泥回流泵3臺WQ型潛污泵3臺638高效混凝沉淀池KZJ型污泥回流泵4臺WQ型潛污泵4臺ZG型中心傳動刮泥機4臺359重力濃縮池NZY型中心傳動刮泥機2臺23410板框壓濾機BAS型板框壓濾機1臺6511濾布濾池CLZL型轉盤纖維過濾器4臺83根據(jù)上表的費用估算，本工程至少需要投資2317.8萬元。結論本次設計為揚州市某城鎮(zhèn)污水處理廠工藝設計。此次設計以改良AAO工藝為研究基礎，形成粗格柵+提升泵房+細格柵+改良型AAO生化池+高效混凝沉淀+濾布濾池+接觸消毒池+巴氏計量槽的流程。通過對城鎮(zhèn)的污水進行處理，分析得出以下結論。本次的設計的過程是首先進行工藝選型，確定相應工藝后，進行設計計算書撰寫，并對各工藝設備進行簡單的設備選型。污水經過預處理、生化處理及深度處理達標后排放。該設計方案工藝簡單，處理效果好，并且可以達到一級A出水水質標準。通過本次的設計，學會將理論知識量與實踐結合，對于學習期間學到的基礎知識有了更深的見解，深刻了對污水處理相關工藝的認識。參考文獻鄭凱凱,周振,周圓,等.城鎮(zhèn)污水處理廠進