水處理課程設(shè)計---污水處理廠

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1緒論1</b></p><p><b>　　1.1項目概述1</b></p><p><b>　　1.2設(shè)計原則1</b></p><p><b>　　1.3設(shè)計依

2、據(jù)1</b></p><p><b>　　1.4設(shè)計參數(shù)2</b></p><p>　　1.4.1污水水量2</p><p>　　1.4.2處理程度2</p><p>　　2處理方案的確定4</p><p>　　2.1 A2/O工藝4</p><p&g

3、t;　　2.2 氧化溝5</p><p>　　2.3 SBR工藝5</p><p>　　2.4工藝流程的確定6</p><p>　　3處理系統(tǒng)的計算和選擇7</p><p>　　3.1進水格柵的計算7</p><p>　　3.1.1中格柵7</p><p>　　3.1.2細格柵

4、11</p><p>　　3.2沉砂池的計算、13</p><p>　　3.2.1設(shè)計原則【1】【5】13</p><p>　　3.2.2設(shè)計計算【1】14</p><p>　　3.2.3刮砂機的選用15</p><p>　　3.3氧化溝的計算16</p><p>　　3.3.1 已

5、知條件16</p><p>　　3.3.2設(shè)計參數(shù)16</p><p>　　3.3.3 氧化溝設(shè)計計算【4】16</p><p>　　3.3.4曝氣機的選用21</p><p>　　3.4二沉池的計算21</p><p>　　3.4.1設(shè)計要求【1】【5】21</p><p>　　3

6、.4.2設(shè)計計算22</p><p>　　3.4.3刮泥機的選用24</p><p>　　3.5污泥濃縮池的計算24</p><p>　　3.5.1設(shè)計原則【5】24</p><p>　　3.5.2設(shè)計計算25</p><p>　　3.5.3壓濾機的選用26</p><p>　　4.

7、設(shè)計成果匯總27</p><p><b>　　致 謝28</b></p><p><b>　　參考文獻29</b></p><p><b>　　1緒論</b></p><p><b>　　1.1項目概述</b></p><p&

8、gt;　　本次水處理工程的課程設(shè)計任務(wù)是為某城市設(shè)計一個污水處理廠，其污水的類別為城市生活污水，在已知進水水質(zhì)的情況下，要求設(shè)計的污水處理系統(tǒng)能夠使出水水質(zhì)滿足相關(guān)的要求。這次課程設(shè)計的主要設(shè)計內(nèi)容包括：（1）在已知進水水質(zhì)水文各項指標、出水水質(zhì)的排放要求及城市規(guī)劃和相關(guān)排放標準的前提下，為污水處理廠確定污水處理方案和處理工藝流程，并詳細介紹所選擇的流程在處理該城市污水方面的原理以及特點。（2）污水處理廠處理系統(tǒng)主要構(gòu)筑物的規(guī)格尺寸等相

9、關(guān)參數(shù)的計算，污水處理工藝流程相關(guān)參數(shù)的計算。（3）給出相關(guān)構(gòu)筑物的設(shè)計工程圖以及說明。</p><p><b>　　1.2設(shè)計原則</b></p><p>　?。?）污水的排放標準必須執(zhí)行國家《污水綜合排放標準》（GB8978—1996）及《污水排放城市下水道水質(zhì)標準》（CJ18—86）。凡是有毒, 有害的工業(yè)廢水必須在廠內(nèi)進行必要的預(yù)處理，達標后方可排放。<

10、/p><p>　　（2）污水處理和污泥處理工藝的選擇要考慮到盡量節(jié)省投資的條件下，獲得最大的社會效益和環(huán)境效益。同時，還應(yīng)最大限度的降低污水和污泥的運轉(zhuǎn)費用。</p><p>　?。?）污水處理廠的設(shè)計和污水處理工藝的選擇要配合當?shù)氐某鞘薪ㄔO(shè)規(guī)劃以及當?shù)氐南嚓P(guān)環(huán)境法律法規(guī)和污染物排放標準。</p><p><b>　　1.3設(shè)計依據(jù)</b><

11、/p><p>　　本設(shè)計依據(jù)給課程設(shè)計任務(wù)書提供的原始資料，進行生活污水的部分構(gòu)筑物的設(shè)計。在設(shè)計過程中根據(jù)國家最新的有關(guān)規(guī)定，標準和設(shè)計規(guī)范。其中編制依據(jù)如下：</p><p>　　1、《中華人民共和國環(huán)境保護法》</p><p>　　2、《中華人民共和國水污染防法》</p><p>　　3、《室外排水設(shè)計規(guī)范》GBJ14-87</p&g

12、t;<p>　　4、《污水綜合排放標準》GB8978-1996</p><p>　　5、《氧氣曝氣設(shè)計規(guī)程》CECS114:2000</p><p>　　6、《氧化溝設(shè)計規(guī)程》CECS112:2000</p><p>　　7、《城鎮(zhèn)污水廠附屬建筑和附屬設(shè)備設(shè)計標準》CJJ31-89</p><p>　　8、《給水排水工程結(jié)構(gòu)設(shè)計

13、規(guī)范》（GBJ69-84）</p><p><b>　　1.4設(shè)計參數(shù)</b></p><p><b>　　1.4.1污水水量</b></p><p>　?。?）設(shè)計的污水處理廠的處理規(guī)模為Q=38000 m3/d。</p><p>　?。?）污水處理廠處理的污水為城市生活污水。</p>

14、<p><b>　　1.4.2處理程度</b></p><p>　　1.4.2.1進水水質(zhì)</p><p>　　BOD5 = 140mg/L COD = 300 mg/L SS = 120 mg/L </p><p>　　TN = 40 mg/L NH3-N = 30 mg/L</p><p

15、>　　1.4.2.2出水水質(zhì)</p><p>　　BOD5 = 25mg/L COD = 60 mg/L SS = 30 mg/L </p><p>　　TN = 10 mg/L NH3-N = 10 mg/L</p><p>　　1.4.2.3去除率</p><p><b>　　E= ×100

16、%</b></p><p>　　式中： C0 ——進水物質(zhì)濃度；</p><p>　　Cs ——出水物質(zhì)濃度。</p><p>　　(1) BOD5 去除率： E = ×100% = 82.14%</p><p>　　(2) COD 去除率： E = ×100% = 80.00%</p>&

17、lt;p>　　(3) SS 去除率： E = ×100% = 75.00%</p><p>　　(4) TN 去除率： E = ×100% = 75.00%</p><p>　　(5) NH3-N 去除率： E = ×100% = 66.67%</p><p>　　表1-1處理要求一覽表

18、 單位：mg/L</p><p><b>　　2處理方案的確定</b></p><p>　　由于污水處理的生物處理有其突出的優(yōu)點，而且技術(shù)和工藝都已相當成熟，因此當前國內(nèi)城市污水處理廠絕對多數(shù)采用活性污泥法，這種方法能有效的去除城市污水中的各種污染物質(zhì)，并且處理費用較低。現(xiàn)階段城市污水處理應(yīng)用較多的生物處理工藝有A2/O、氧化溝及SBR，下面對幾種相對較合適的方

19、案進行論證比較選出最合適的工藝。</p><p>　　2.1 A2/O工藝</p><p>　　A2/O工藝又稱AAO工藝，是在一個處理系統(tǒng)中同時具有厭氧區(qū)、缺氧區(qū)、好氧區(qū)的生物處理污水工藝，該工藝能同時做到脫氮、除磷和有機物的降解，其主要優(yōu)缺點如下：</p><p><b>　　(1)主要優(yōu)點:</b></p><p&g

20、t;　　(a)本工藝在系統(tǒng)上可以稱為最簡單的同步脫氮除磷工藝，總的水力停留時間少于其他同類工藝；</p><p>　　(b)在厭氧（缺氧）、好氧交替運行條件下，有效抑制了絲狀菌的大量增殖，無污泥膨脹之慮，SVI 值一般均小于100；</p><p>　　(c)污泥中含P 濃度高，一般為2.5%以上，具有很高的肥效；</p><p>　　(d)運行中無需投藥，兩個A

21、段只用輕緩攪拌，以不增加溶解氧為度，運行費用低；</p><p>　　(e)厭氧、缺氧、好氧三種不同的環(huán)境條件和不同種類微生物菌群的有機配合，能同時具有去除有機物、脫氮、除磷的功能；</p><p><b>　　(2)主要缺點: </b></p><p>　　(a)脫氮效果受混合液回流比大小的影響，除P 效果則受回流污泥中夾帶DO 和硝酸態(tài)氮的

22、影響，因而脫N 除P 效率不可能很高；</p><p>　　（b)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P/BOD值高時更是如此；</p><p>　　(c)脫N 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；</p><p>　　(d)進入沉淀池的處理水要保持一定濃度的DO，減少停留時間，防止生產(chǎn)厭氧狀態(tài)和污泥釋放磷的現(xiàn)象出現(xiàn)，

23、但DO 濃度也不宜過高，以防循環(huán)混合液對缺氧反應(yīng)器的干擾。</p><p><b>　　2.2 氧化溝</b></p><p>　　氧化溝又名氧化渠或循環(huán)曝氣池，是1950 年由荷蘭公共工程研究所研究成功的。其本特征是曝氣池呈封閉的溝渠形。污水和活性污泥的混合液在其中不停地循環(huán)流動，其水力停留時間一般較長，為15～16h，泥齡長達15～30d，是延時曝氣法的一種特殊

24、形式。其主要優(yōu)缺點如下：</p><p><b>　　(1)主要優(yōu)點</b></p><p>　　(a)氧化溝內(nèi)循環(huán)流量很大，進入溝內(nèi)的原污水立即被大量的循環(huán)水所混合和稀釋，因此具有很強的承受沖擊負荷的能力，對不易降解的有機物也有較好的處理效果；</p><p>　　(b)處理效果穩(wěn)定可靠，不僅可滿足BOD5、SS 的排放標準，還可以達到脫氮除

25、磷的效果；</p><p>　　(c)由于氧化溝的水力停留時間和泥齡都很長，懸浮物、有機物在溝內(nèi)可獲得較徹底的降解；</p><p>　　(d)活性污泥產(chǎn)量少且趨于穩(wěn)定，一般可不設(shè)初沉池和污泥消化池，有的甚至取消二沉池和污泥回流系統(tǒng)，簡化了處理流程，減少了處理構(gòu)筑物，使其基建費用和運行費用都低于一般活性污泥法；</p><p>　　(e)承受水質(zhì)、水量、水溫能力強，

26、出水水質(zhì)好。</p><p><b>　　(2)主要缺點</b></p><p>　　氧化溝運行管理費用高；氧化溝溝體占地面積大。</p><p>　　2.3 SBR工藝</p><p>　　SBR法，即序批式活性污泥法，其污水處理機制與普通活性污泥法完全相同。其區(qū)別在于原污水不是順次流經(jīng)各個處理單元，而是放流到單一

27、反應(yīng)池內(nèi)，按時間順序?qū)崿F(xiàn)不同目的的操作。其基本操作順序由進水、反應(yīng)、沉淀、出水和待機等五個基本過程組成。SBR法的主體構(gòu)筑物是SBR反應(yīng)池。其主要優(yōu)缺點如下： </p><p><b>　　（1）主要優(yōu)點</b></p><p>　?。╝）運行管理簡單，處理過程大大簡化，由工業(yè)的開展，產(chǎn)生了電磁閥、氣動閥、液體感應(yīng)器，使SBR系統(tǒng)運行管理自動化得以實現(xiàn)，設(shè)備費，運行管

28、理費小。</p><p>　?。╞）處理構(gòu)筑物少，降低造價，減少占地，由于SBR污水處理工序中，SBR反應(yīng)池集曝氣、沉淀于一體，系統(tǒng)不需二沉池和污泥回流系統(tǒng)，大多數(shù)情況下，可不設(shè)初沉池，減少占地，降低造價。</p><p>　?。╟） 理想靜沉，分離效果好。SBR系統(tǒng)中沉淀時沒有進出水干擾是理想靜沉，泥水分離效果好，可避免短流。 </p><p>　?。╠）對水質(zhì)

29、水量的變化具有很強的適應(yīng)性。耐沖擊負荷，SBR反應(yīng)池為間歇進水，排放，本身就耐水量突變。</p><p>　?。╡） 運行可靠，操作靈活，SBR系統(tǒng)可調(diào)節(jié)運行周期和反應(yīng)曝氣等的時間長短，任意調(diào)節(jié)運行狀態(tài)，有利于去除難生物降解的有機物，使處理水達標排放，還可進行物理化學(xué)法加混合劑等，進行深度處理，中水回用。</p><p>　　（f）污泥活性高，易沉降，SBR反應(yīng)池內(nèi)污泥降解性好，一般SVI

30、在100左右，有效抑制了污泥膨脹。</p><p><b>　?。?）主要缺點</b></p><p>　　（a）裝機容量，電耗比普通活性污泥法高，但因產(chǎn)生污泥量少，污泥流程簡化，污泥流程和處理費用低，總的電好比氧化溝高。</p><p>　?。╞）反應(yīng)池的進水，曝氣，排泥變化頻繁，且必須按時操作，人工管理較為困難，只有靠自動化控制，因此要求設(shè)

31、備儀器可靠性高，且大部分儀表還需從國外進口，費用較昂貴，對陸城這樣的小城市來說，經(jīng)濟上可能承受不起。</p><p>　　（c）由于自動化水平高，要求管理人員有較高的技術(shù)水平。因國內(nèi)又缺乏這方面的運行管理經(jīng)驗，故操作人員需要進行嚴格培訓(xùn)。</p><p>　　2.4工藝流程的確定</p><p>　　綜合以上的各工藝優(yōu)缺點以及根據(jù)實際的情況，本設(shè)計的污水處理廠決定采

32、用氧化溝工藝。</p><p>　　3處理系統(tǒng)的計算和選擇</p><p>　　3.1進水格柵的計算</p><p>　　該污水處理廠設(shè)計采用中格柵和細格柵兩種格柵，分別置于泵站前和泵站后，中格柵和細格柵均設(shè)計采用兩道。</p><p><b>　　3.1.1中格柵</b></p><p>　　3

33、.1.1.1設(shè)計原則【5】</p><p>　?。?）中格柵間隙一般采用10～40mm，此次設(shè)計采用中格柵的間隙b=25mm；</p><p>　　（2）過柵流速一般采用0.4～0.9m/s，此次設(shè)計采用流速v=0.6m/s；</p><p>　?。?）格柵傾角一般采用45º～75º，此次設(shè)計采用傾角θ=60º；</p>

34、<p>　?。?）通過格柵的水頭損失一般采用0.08 m/s～0.17m/s；</p><p>　?。?）格柵間必須設(shè)置工作臺，臺面應(yīng)高出柵前最高設(shè)計水位 0.5m，工作臺有安全和沖洗設(shè)施；</p><p>　?。?）格柵間工作臺兩側(cè)過道寬度不應(yīng)小于0.7m，工作臺正面過道寬度：人工清除，不小于1.2m；機械清除，不小于1.5m；</p><p>　?。?

35、）機械格柵的動力裝置一般宜設(shè)在室內(nèi)或采取其它保護設(shè)備的措施；</p><p>　?。?）設(shè)置格柵裝置的構(gòu)筑物必須考慮設(shè)有良好的檢修、柵渣的日常清除。</p><p>　　3. 1.1.2設(shè)計計算【1】</p><p>　　格柵的設(shè)計計算主要包括格柵形式選擇、尺寸計算、水力計算、柵渣量計算等，格柵的水力計算簡圖如圖3-1。</p><p>　　

36、圖3-1格柵水力計算簡圖</p><p>　　（1）格柵間隙數(shù)量n:</p><p>　　n= (3-1)</p><p>　　式中： n — 粗格柵間隙數(shù)；</p><p>　　Qmax — 最大設(shè)計流量，m3/s，此次設(shè)計流量為38000 m3/d，即0.440 m3/s；</p><p

37、>　　b — 柵條間隙，取25mm；</p><p>　　h — 柵前水深，取1.0m；</p><p>　　v — 污水過柵流速，取0.6m/s；</p><p>　　α — 格柵安裝傾角，此次設(shè)計60°；</p><p><b>　　經(jīng)驗修正系數(shù)</b></p><p>

38、　　因此此次設(shè)計 n= </p><p><b>　　= </b></p><p><b>　　=28</b></p><p>　　此次設(shè)計設(shè)置兩臺格柵，則每臺格柵間隙數(shù)n=28 個</p><p>　　（2）格柵槽總寬度B:</p><p>　　

39、B＝S(n–1)+ b n （3-2）</p><p>　　式中：B—格柵槽寬度，m；</p><p>　　S—柵條寬度，取0.01m；</p><p>　　b—柵條凈間隙，m；</p><p><b>　　n—格柵間隙數(shù)。</b></p><p>　　因此此次設(shè)計

40、 B＝S(n–1) + b n</p><p>　　＝0.01 ×（28－1）＋0.025×28</p><p><b>　?。?.0 m </b></p><p><b>　　（3）過柵水頭損失</b></p><p>　　此次柵條斷面設(shè)計為銳邊矩形斷面</p

41、><p>　　h2=k (3-3)</p><p>　　h0= (3-4)</p><p>　　式中：h2—過柵水頭損失，m；</p><p>　　h0—計算水頭損失，m；</p><p>　　k—系數(shù)，格柵受污染物堵塞后，水頭損失增大的倍數(shù)，一般取k=3。&

42、lt;/p><p>　　因此此次設(shè)計 h2=3×2.42× × × </p><p><b>　　=0.034m</b></p><p>　?。?）柵后槽的總高度H</p><p>　　H = h＋h1＋h2</p><p>　　式中：H—柵后槽總高

43、度，m；</p><p><b>　　h—柵前水深，m；</b></p><p>　　h1—格柵前渠道超高，一般取h1=0.3m；</p><p>　　h2—格柵的水頭損失。</p><p>　　因此此次設(shè)計 H = 1.0＋0.3＋0.034 = 1.35m</p><p>

44、　　（5）進水渠道漸寬部分的長度：</p><p>　　設(shè)進水渠寬B1=0.8m，漸寬部分展開角α1=30º，進水渠道內(nèi)的流速為0.45m/s。</p><p><b>　　L1= </b></p><p>　　式中：B1—進水渠道寬度；</p><p>　　α1—進水渠道漸寬部位的展開角度。</p>

45、;<p>　　因此此次設(shè)計 L1= =0.2m</p><p>　?。?）柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度：</p><p><b>　　L2=0.5 L1</b></p><p><b>　　=0.5×0.2</b></p><p><b>　　=

46、0.1m</b></p><p><b>　?。?）格柵總長度L</b></p><p>　　L＝L1＋L2＋0.5＋1.0＋ </p><p>　　式中：H1—格柵前槽高</p><p>　　因此此次設(shè)計 L=0.2＋0.1＋0.5＋1.0＋ =2.55m</p><p>&

47、lt;b>　?。?）每日柵渣量W</b></p><p>　　取W1＝0.06 m3 / 103 m3</p><p><b>　　W= </b></p><p>　　式中：Kz—污水流量總變化系數(shù)，取1.0。 </p><p>　　因此此次設(shè)計 W= </p><p&

48、gt;<b>　　= </b></p><p>　　=2.28m3/d﹥0.2 m3/d</p><p><b>　　故宜采用機械清渣。</b></p><p>　　3.1.1.3中格柵的選用</p><p>　　根據(jù)格柵間距和寬度在《給水排水設(shè)計手冊》第11冊上查得采用GH 型鏈條式回轉(zhuǎn)格柵除污機

49、，其性能見表3-1。【2】</p><p>　　表3-1 GH 型鏈條式回轉(zhuǎn)格柵性能規(guī)格表</p><p><b>　　3.1.2細格柵</b></p><p>　　3. 1.2.1設(shè)計計算【1】</p><p>　?。?）格柵間隙數(shù)量n</p><p>　　細格柵的柵條凈間隙為1.5~10mm，

50、此次設(shè)計采用6mm；設(shè)計流速0.8m/s</p><p>　　因此此次設(shè)計 n= </p><p><b>　　= </b></p><p><b>　　90</b></p><p>　　此次設(shè)計設(shè)置兩臺格柵，則每臺格柵間隙數(shù)n=45 個。</p><p

51、>　　（2）格柵槽總寬度B</p><p>　　B＝S(n–1) + b n</p><p>　?。?.01 ×（60－1）＋0.006×60</p><p><b>　?。?.95 m </b></p><p><b>　?。?）過柵水頭損失</b></p>

52、<p>　　此次柵條斷面設(shè)計為銳邊矩形斷面。</p><p><b>　　h0= </b></p><p>　　=3×2.42× × × </p><p><b>　　=0.40m</b></p><p>　　（4）柵后槽的總高度H</p&g

53、t;<p>　　設(shè)柵前水深h=0.80m，柵前渠道超高h2=0.3m。</p><p>　　因此此次設(shè)計 H = h＋h1＋h2</p><p>　　= 0.80+0.40+0.30</p><p><b>　　= 1.50m</b></p><p>　　(5) 進水渠道漸寬部分的長度</p&g

54、t;<p>　　設(shè)進水渠寬B1=0.8m，漸寬部分展開角α1=30º， </p><p>　　L1= = =0.13m</p><p>　　(6）柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度：</p><p>　　L2=0.5 L1 =0.5×0.13 =0.065m</p><p><b>　?。?）

55、格柵總長度L</b></p><p>　　L＝L1＋L2＋0.5＋1.0＋ </p><p>　?。?.13＋0.065＋0.5＋1.0＋ </p><p><b>　　＝2.33m</b></p><p><b>　?。?）每日柵渣量W</b></p><p>

56、　　取W1＝0.08 m3 / 103 m3，Kz=1.3。</p><p>　　W= = =2.34m3/d﹥0.2 m3/d</p><p><b>　　故宜采用機械清渣。</b></p><p>　　3.1.2.2細格柵的選用</p><p>　　根據(jù)格柵間距和寬度在《給水排水設(shè)計手冊》第11冊上查得采用XWB-

57、 系列背耙式細格柵除污機，其性能見表3-2【2】。</p><p>　　表3-2 XWB-Ⅲ系列背耙式格柵除污機規(guī)格和性能</p><p>　　3.2沉砂池的計算、</p><p>　　此次設(shè)計采用曝氣沉砂池。</p><p>　　3.2.1設(shè)計原則【1】【5】</p><p>　　(1)設(shè)計水平流速一般為0.08～

58、0.12m/s；</p><p>　　(2)設(shè)計停留時間一般為4~6min；</p><p>　　(3)有效水深為2～3m，池寬與池深比為1～1.5，池的長寬比可達5，當池長寬比大于5時，應(yīng)設(shè)置橫向擋板；</p><p>　　(4)曝氣沉砂池多采用穿孔管曝氣，孔徑為2.5～6.0mm,距池底約0.6～0.9m，并應(yīng)有調(diào)節(jié)閥門；</p><p>

59、;　　(5)沉砂池的超高一般不小于0.3m。</p><p>　　(6)每立方米污水所需曝氣量宜為0.1～0.2 m3,或每平方米池表面積曝氣量3～5 m3/h；</p><p>　　(7)沉砂池個數(shù)或分格數(shù)不應(yīng)少于兩個，并宜按并聯(lián)系列設(shè)計。</p><p>　　3.2.2設(shè)計計算【1】</p><p><b>　　(1)總有效容積

60、V</b></p><p><b>　　V=60Qmax </b></p><p>　　式中：V—總有效容積，m3；</p><p>　　Qmax—最大時設(shè)計流量，m3/s；</p><p>　　t—最大設(shè)計流量時停留時間，min，本次設(shè)計取3min。</p><p>　　因此此次設(shè)計

61、 V=60×0.440×3=79.2 m3</p><p><b>　?。?）池斷面面積A</b></p><p><b>　　A= </b></p><p>　　式中：v—最大設(shè)計流量時水平流速，m/s，本次設(shè)計取流速0.08m/s。</p><p>　　因此此

62、次設(shè)計 A=0.440/0.08=5.5m2</p><p><b>　　(3) 池總寬度B</b></p><p><b>　　B= </b></p><p>　　式中：H—有效水深，m，本次設(shè)計取2m。</p><p>　　因此此次設(shè)計 B=5.5/2=2.

63、75m</p><p>　　池寬和池深比 B/H=2.75/2=1.375介于1～1.5之間，符合規(guī)定。</p><p><b>　　（4）池長L</b></p><p><b>　　L= </b></p><p>　　因此此次設(shè)計 L=79.2/5.5=14.4m</p

64、><p><b>　?。?）所需曝氣量q</b></p><p>　　q=60D Qmax</p><p>　　式中：D—單位體積污水需要曝氣量，m3/m3(污水)，本次設(shè)計取0.2 m3/m3(污水)。</p><p>　　因此此次設(shè)計 q=60×0.2×0.440=52.8 m3/mi

65、n</p><p>　　（6）貯砂斗各部分尺寸計算</p><p>　　設(shè)斗底寬為b1=0.5m，斗壁玉水平面的傾角為600，斗高h3，＝0.4m</p><p><b>　　則沉砂斗上口寬為</b></p><p>　　b2= ＋b1= ＋0.5=0.96m</p><p>　　貯砂斗容積

66、 </p><p>　　V0= ×h3’×l</p><p>　　V0 =（0.5＋0.96）/2×0.4×12 = 3.5m3</p><p><b>　?。?）貯砂室的高度</b></p><p>　　假設(shè)采用重力排砂，池底設(shè)6%坡度坡向砂斗，則</p&g

67、t;<p>　　h3＝h3，+0.06l2＝0.4＋0.06×0.32=0.42m</p><p><b>　　（8）池總高度H</b></p><p><b>　　取超高0.3m</b></p><p>　　則 H=h1＋h2＋h3 =0.3＋2＋0.42=2.72m</p><

68、;p>　　3.2.3刮砂機的選用</p><p>　　本次設(shè)計采用機械排砂，根據(jù)根據(jù)沉砂池的尺寸、水量及進水SS 濃度，在《給水排水設(shè)計手冊》第11冊上查得采用JJ-1800型加速清池攪拌刮泥機，其性能如表3-3。</p><p>　　表3-3 JJ-1800型加速清池攪拌刮泥機性能</p><p><b>　　3.3氧化溝的計算</b>

69、</p><p>　　3.3.1 已知條件</p><p>　　（1）水量Q=38000 m3/d；</p><p>　?。?）進水BOD5 = 140mg/L，COD = 300 mg/L，SS = 120 mg/L ，TN = 40 mg/L ，NH3-N = 30 mg/L；</p><p>　?。?）出水BOD5 = 25mg/L

70、，COD = 60 mg/L，SS = 30 mg/L，TN = 10 mg/L，</p><p>　　NH3-N = 10 mg/L；</p><p>　　（4）堿度SALK=280 mg/L (以CaCO3 計一般城市污水多采用此法)</p><p><b>　　3.3.2設(shè)計參數(shù)</b></p><p>　?。?）

71、污泥產(chǎn)率系數(shù)Y=0.6；</p><p>　?。?）污泥負荷N=0.05～0.1kgBOD5/(kgMLVSS·d)；</p><p>　　（3）內(nèi)源代謝系數(shù)Kd=0.05d-1；</p><p>　　(4) 水力停留時間18～28h；</p><p>　?。?）選擇總MLVSS濃度為3000mg/L，設(shè)可生物降解的VSS比例fb=

72、0.63； </p><p>　　(6) 20 時脫氮率qdn=0.03kgNO3--N/(kg*MLSS*d)，脫氮溫度修正系數(shù)Q=1.0；</p><p>　　(7) 反應(yīng)器中溶解氧濃度取2.0mg/L；</p><p>　　(8) α=0.90，β=0.98；</p><p>　　(9) 曝氣形式，采用曝氣轉(zhuǎn)刷。</p>

73、<p>　　3.3.3 氧化溝設(shè)計計算【4】</p><p>　　（1）污泥泥齡的計算</p><p>　　已知微生物產(chǎn)率（Y，kgVSS/kgBOD5）和去除BOD5的量（S），則每天VSS的產(chǎn)量為Y×S，其中均以生物降解部分的量是0.77Y×S。如果系統(tǒng)中可以生物降解部分的固體物資是fb×x(fb為VSS可生物降解系數(shù))，內(nèi)源代謝常數(shù)為kd，

74、則在穩(wěn)定狀態(tài)下有：0.77Y×S=kd×fb×x</p><p>　　則：θc=x/（Y×S）=0.77/（kd×fb）=0.77/（0.05×0.63）=24.6d </p><p>　　因此此次設(shè)計污泥泥齡取25d。</p><p>　　(2)出水BOD計算</p><p>　　

75、取VSS/SS=0.7，氧化溝出水BOD5濃度S0為了保證出水BOD5濃度Se = 25mg/L,必須控制氧化溝出水所含溶解性BOD5 濃度：</p><p>　　S=Se-1.42× ×SS×(1- )</p><p>　　=25-1.42×0.7×30×(1- )</p><p>　　=4.62 mg/

76、L</p><p><b>　?。?）曝氣池容積</b></p><p>　　V1= = =20578 m3</p><p>　　(4)較核停留時間和污泥負荷</p><p>　　水力停留時間 t= = =0.542d=13h </p><p>　　污泥負荷 F/M=Q*S0/(X*V)&

77、lt;/p><p>　　=38000×140/（3000×20578）</p><p>　　=0.09kgBOD5/kgMLSS</p><p>　?。?）剩余污泥量ΔX</p><p>　　ΔX=Q（S0-S）× +Q（X1-Xe）</p><p>　　式中：X1—進水懸浮固體可溶性部分（進

78、水TSS-進水VSS）的濃度；</p><p>　　Xe—出水TSS 濃度。</p><p>　　X1=120-0.7×120=36mg/L=0.036Kg/m3</p><p><b>　　因此此次設(shè)計</b></p><p>　　ΔX=38000×（0.14-0.0462）× +3800

79、0×（0.036-0.03）=1178.5 Kg/d</p><p><b>　　(6)脫氮量計算</b></p><p><b>　　(a)氧化的氨氮量</b></p><p>　　假設(shè)總氮中非氨氮不存在</p><p>　　則氧化的氨氮濃度=（30-10）mg/L=20mg/L<

80、/p><p><b>　　(b)需要脫氮量</b></p><p>　　需扣除生物合成的氮量，生物中的含氮量為10%， 所以剩余污泥中的含氮量為：1178.5×10%=11.785kg/d</p><p>　　脫氮量=（20-11785/38000）=19.69mg/L</p><p>　　(c)脫氮所需池容V2

81、及停留時間T2</p><p>　　脫硝率qdn（t）= qdn（20）×1.08（T-20）</p><p>　　考慮最不利的條件水溫，最低水溫為10℃</p><p>　　10℃時qdn =1.08（10-20）×0.03＝0.014[kg(還原的NO3-N/kgMLVSS)]</p><p><b>　　脫

82、氮所需容積 </b></p><p>　　V2= = =17814.76m3</p><p>　　停留時間t= = =0.469d=11.26h</p><p><b>　　(d）氧化溝總?cè)莘e</b></p><p>　　V 總＝V1+V2=20578+17814.76=38392.76m3</p>

83、;<p><b>　　校核污泥負荷</b></p><p>　　F/M=Q*S0/(X*V)=38000×0.14/(3×38392.76)=0.046 kgBOD /kgMLVSS</p><p><b>　　(7)需氧量計算</b></p><p>　　氧化溝設(shè)計需氧量AOR=去除BO

84、D5需氧量－剩余污泥中BOD5 的需氧量+去除NH3-N 耗氧量－剩余污泥中NH3-N 的耗氧量－脫氮產(chǎn)氧量</p><p>　?、偃コ鼴OD5 需氧量D1</p><p>　　D1=a×Q(S0-S)+b×VX </p><p>　　式中：a‵—微生物對有機底物氧化分解的需氧率，取0.53；</p><p>　　b‵—活

85、性污泥自身氧化需氧率，取0.12；</p><p>　　D1＝0.53×38000×（0.140-0.00462）+0.12×38392.76×3</p><p>　?。?6547.95kg/d</p><p>　　②剩余污泥量BOD 需氧量D2</p><p>　　D2 =1.42 ×ΔX=

86、1.42×1178.5 =1673.47kg / d</p><p>　?、廴コ钡男柩趿緿3</p><p>　　每1kgNH3-N 硝化需要消耗4.6kgO2</p><p>　　D3=4.6×（進水NH3-N－出水NH3-N）</p><p>　　=4.6×38000×(30-10)×

87、10-3</p><p>　　=3496 kg / d</p><p>　?、苁Ｓ辔勰嘀蠳H3-N 耗氧量D4</p><p>　　D4= 4.6 ×0.1(污泥含氮率)×ΔX=4.6 ×0.1×1178.5=542.11 kg / d</p><p><b>　?、菝摰a(chǎn)氧量D5</b

88、></p><p>　　每還原1kgNO3-產(chǎn)生2.86kgO2 </p><p>　　D5 =2.86×38000×19.69/1000 =2139.91kg d</p><p>　　總需氧量＝16547.95-1673.47+3496-542.11-2139.91</p><p>　?。?5688.46kg/d&

89、lt;/p><p>　　考慮安全系數(shù)1.4，則</p><p>　　AOR＝1.4×15688.46＝21963.84kg/d</p><p>　　校核去除每1kgBOD5 的需氧量＝21963.84÷[38000×（0.140-0.00462）]</p><p>　　＝4.27 kgO2/kgBOD5</p&

90、gt;<p>　　(8)氧化溝尺寸計算</p><p>　?。╝）此次設(shè)計采用環(huán)狀形的卡魯塞爾氧化溝，氧化溝的數(shù)量設(shè)計4座，則單座氧化溝有效容積容積 V單=V/3=38392.76/4＝9598.19m3；</p><p>　　（b）設(shè)計氧化溝有效水深H=4m，超高設(shè)計1m，氧化溝深度h=4+1=5m；</p><p>　　（c）設(shè)計氧化溝中間

91、的分隔墻厚度為0.3m；</p><p>　?。╠）氧化溝面積A =V單 / 4 =12797.59/ 4= 2399.55m2</p><p>　?。╡）設(shè)計單溝道寬度B=10m,則彎道部分面積</p><p>　　A1= ×（ ）2×2=323.65 m2</p><p>　　A2= ×（ ）2=656.91

92、 m2</p><p>　　A彎= A1＋A2= 980.56 m2</p><p>　?。╢）直線段部分面積</p><p>　　A直= A? A彎= 2399.55－980.56 =1418.99m2</p><p>　　（e）單溝道直線段長度</p><p>　　L= =35.47m</p><

93、;p>　　圖3-2 卡魯塞爾氧化溝示意圖</p><p>　　(9)進水管和出水管計算</p><p>　　污泥回流比：R=42.4%；</p><p>　　進出水管流量：Q=(1＋R)×Q/4=(1＋0.424)×38000/4=13528 m3/d=0.16 m3/s</p><p>　　進水水管控制流速：V

94、≤1m/s；</p><p>　　進出水管直徑：D管= = =0.45m,取0.5m；</p><p>　　校核進出水管流速：v= = =0.57m/s﹤1m/s</p><p>　　(7)出水堰及出水豎井計算</p><p>　　為了能夠調(diào)節(jié)氧化溝的運行及出水，氧化溝出水處設(shè)置出水豎井，豎井內(nèi)安裝電動可調(diào)節(jié)堰。初步估計δ/H<0.6

95、7，因此按照薄壁堰來計算:</p><p>　　取堰上水頭高H = 0.2m</p><p><b>　　則堰</b></p><p>　　考慮可調(diào)節(jié)堰的安裝要求，每邊留0.3m；</p><p>　　則出水豎井長度L =0.3×2＋B=0.6＋0.96=1.56m</p><p>　

96、　出水豎井寬度B 取1.2m(考慮安裝需要)；</p><p>　　則出水豎井平面尺寸為L×B=1.56m×1.2m</p><p>　　氧化溝出水井出水孔尺寸b×h=0.96m×0.5m。</p><p>　　3.3.4曝氣機的選用</p><p>　　單座氧化溝需氧量SOR1=21963.84/4=

97、5490.96 kg/d，則每座氧化溝設(shè)2 臺卡魯塞爾專用倒傘形葉輪表面曝氣機，單臺曝氣機所需充氧能力為5490.96/2=2745.48 kgO2 /d=114.395 kgO2 /h 115kgO2 /h。</p><p>　　根據(jù)單臺曝氣機所需充氧能力156.3 kgO2 /h，在《給水排水設(shè)計手冊》第11 冊上查得采用型號為144 的倒傘形葉輪表面曝氣機，其性能見表3-4。</p><

98、p>　　表3-4 144倒傘形葉輪表面曝氣機性能</p><p><b>　　3.4二沉池的計算</b></p><p>　　此次設(shè)計中二沉池采用豎流式沉淀池。</p><p>　　3.4.1設(shè)計要求【1】【5】</p><p>　　(1)為使池內(nèi)配水均勻，池徑不宜過大，一般采用4～7m，不大于10m；</

99、p><p>　　(2)為了降低池的總高度，污泥區(qū)可采用多斗排泥方式；</p><p>　　(3)豎流式沉淀池的直徑與有效水深之比一般不大于3；</p><p>　　(4)池子超高至少應(yīng)采用0.3m</p><p>　　(5)污水在中心管內(nèi)的流速v0對懸浮顆粒的去除率有一定的影響，其流速不應(yīng)大于30mm/s；</p><p>

100、;　　(6)水從中心管喇叭口與反射板間流出速度v1一般不大于40mm/s；</p><p>　　(7)沉淀池個數(shù)或分格數(shù)不應(yīng)少于兩個，并宜按并聯(lián)系列設(shè)計。</p><p><b>　　3.4.2設(shè)計計算</b></p><p>　　(1)中心管截面積f1</p><p><b>　　f1= </b>

101、</p><p>　　式中：Qmax—每組沉淀池最大設(shè)計流量，m3/s；</p><p>　　—中心管內(nèi)流速，m/s，本次設(shè)計取0.025m/s。</p><p>　　因此此次設(shè)計 f1= =17.6m2</p><p><b>　?。?）直徑d0</b></p><p>

102、　　d0= = =4.7m</p><p>　?。?）中心管喇叭口到反射板之間的間隙高度h3</p><p><b>　　h3= </b></p><p>　　式中：v1—間隙流出速度，m/s，本次設(shè)計取0.03m/s；</p><p>　　d1—喇叭口直徑，m,本次設(shè)計d1=1.35d0=1.35×7.5=1

103、0m。</p><p>　　因此此次設(shè)計 h3= = =0.5m</p><p>　　(4)沉淀區(qū)面積f2</p><p><b>　　f2= </b></p><p>　　式中：—表面水力負荷，m3/（m2·h），本次設(shè)計取2.5 m3/（m2·h）；</p><p>

104、;　　因此此次設(shè)計 f2= = =452.6m2</p><p><b>　　(5)池徑D</b></p><p>　　沉淀池面積（含中心管面積）A= f1+f2=17.6+452.6=470.2m2</p><p>　　此次設(shè)計六座平流式沉淀池，則每座沉淀池面積：</p><p>　　A單= =7

105、8.4m2</p><p>　　所以池徑 D= = =9.6m</p><p><b>　?。?）污泥區(qū)容積</b></p><p>　　污泥區(qū)容積按2h 貯泥時間確定，回流污泥濃度10000mg/L，因此</p><p>　　回流比R=3000/（10000-3000）=0.43</p>&l

106、t;p><b>　　污泥區(qū)容積</b></p><p>　　V= = =2923m3</p><p><b>　　設(shè)計六個二沉池</b></p><p>　　因此每個沉淀池污泥區(qū)容積</p><p>　　V=2923/6=487.2 m3</p><p>　　(8)沉淀

107、部分有效水深：</p><p><b>　　h2=q.t</b></p><p>　　式中：t-沉淀時間，本設(shè)計取t=1h</p><p>　　h2=3.5×1=3.5m</p><p>　　(7)污泥區(qū)高度h4</p><p><b>　　(a)污泥斗高度</b>

108、</p><p>　　設(shè)池底徑向坡度為0.05，污泥斗底部直徑D2=1.2m,上部直徑D1=3.0m,傾角60º。</p><p><b>　　則</b></p><p>　　h4′= × = × =1.56m</p><p>　　V1= ×(3.02+3.0×1.2

109、+1.22)=5.73m3</p><p><b>　　(b)圓錐體高度</b></p><p>　　h〃4′= ×0.05 = ×0.05=0.2m</p><p>　　V2= ×(9.62+3.0×9.6+3.02)=6.8m3</p><p>　　(c)豎直段污泥部分的高

110、度</p><p>　　h′′′4′= = =0.64m</p><p>　　（d）污泥區(qū)的高度污泥區(qū)的高度</p><p>　　h=1.56+0.2+0.64=2.4m</p><p>　　(8) 沉淀池的總高度H</p><p>　　設(shè)超高h1=0.3m,緩沖層高度h3=0.4m。</p><p

111、>　　H=h1+h2+h3+h4=0.3+3.5+0.4+2.4=6.6m</p><p>　　3.4.3刮泥機的選用</p><p>　　根據(jù)設(shè)計二沉池的池體直徑9.6m，在《給水排水設(shè)計手冊》第11 冊上查得采用ZXG-10 型中心傳動刮泥機，其性能見表3-5。</p><p>　　表3-5 ZXG-8 型中心傳動刮泥機性能</p><

112、p>　　3.5污泥濃縮池的計算</p><p>　　3.5.1設(shè)計原則【5】</p><p>　　（1）連續(xù)流重力濃縮池可采用沉淀池形式，一般為豎流式或輻流式；</p><p>　?。?）濃縮時間一般采用10—16h 進行核算，不宜過長；</p><p>　　（3）污泥固體負荷采用20—30kg/m2·d，濃縮后污泥含水率可達

113、97%左右；</p><p>　　（4）濃縮池的有效水深一般不大于4m；</p><p>　　（5）濃縮池的上清夜應(yīng)重新回流到初沉池前進行處理；</p><p>　　（6）池子直徑與有效水深之比不大于3，池子直徑不宜大于8m，一般為4—7m。</p><p><b>　　3.5.2設(shè)計計算</b></p>

114、<p>　?。?）剩余污泥量的計算</p><p>　　已知ΔΧ = 1178.5kg / d，取污泥含水率P0=99.5%，則剩余污泥量</p><p>　　Qs= = =23.57m3/d</p><p>　　由于污泥量較小，因此此次設(shè)計采用一座間歇式重力濃縮池。</p><p><b>　　（2）壓濾后污泥量<

115、/b></p><p><b>　　V2= </b></p><p>　　式中：P0—濃縮前污泥的含水率,%；</p><p>　　P1—壓濾后污泥的含水率,%，本次設(shè)計取80%。</p><p>　　因此此次設(shè)計中，每天泥餅體積為：</p><p>　　V2= =23.57× =

116、0.6m3/d</p><p>　　(3)濃縮池各部分尺寸</p><p>　　(a)濃縮池有效容積：</p><p><b>　　V = Q?T</b></p><p>　　式中: Q——設(shè)計污泥量，m3/h；</p><p>　　T——濃縮時間，本設(shè)計取16h。</p><

117、p>　　因此此次設(shè)計 V = ×20 =19.64m2</p><p><b>　　(b)池斷面面積：</b></p><p>　　擬采用有效水深 h1=2.5m</p><p>　　則 A= =7.86m2</p><p>　　設(shè)池為正方形，則邊長L= = =2.8m

118、</p><p><b>　　（c）底部錐體體積</b></p><p>　　設(shè)底邊傾角45 ，底邊長l=0.8m，則椎體高度</p><p>　　h2= × =(2.8-0.8)× /2=1m</p><p>　　V椎=（ L2 + L×l + l2 ）×h2/3=3.57m3&

119、lt;/p><p><b>　　(d) 柱體高度</b></p><p>　　柱體體積 V柱=V- V柱=19.64-3.57=16.07m3</p><p>　　柱體高度 h3= V柱/L2=16.07/2.82=2m</p><p>　　(e) 濃縮池總高度：</p><p>　　

120、設(shè)計超高 h3=0.3m，則濃縮池總高度</p><p>　　H=h1+h2+h3=1+2+0.3=3.3m</p><p>　　3.5.3壓濾機的選用</p><p>　　根據(jù)單臺壓濾機的生產(chǎn)能力為 0.38m3/h、污泥含水率為98％，在《給水排水設(shè)計手冊》第11 冊上查得采用CPF2000S5 型帶式壓濾機，其性能參數(shù)如表3-6.</p><

121、;p>　　表3-6 CPF2000S5 型帶式壓濾機</p><p><b>　　4.設(shè)計成果匯總</b></p><p>　　本次課程設(shè)計主要構(gòu)筑物的成果如表4-1。</p><p>　　表4-1主要設(shè)計成果匯總表</p><p><b>　　參考文獻</b></p><

122、;p>　　[1] 高庭耀.水污染控制工程[M].高等教育出版社.1998.</p><p>　　[2] 韓洪軍.污水處理構(gòu)筑物設(shè)計與計算[M].哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，哈爾濱：2002.</p><p>　　[3] 曾科，卜秋平，陸少鳴.污水處理廠設(shè)計與運行[M].化學(xué)化工出版社，北京：2001. </p><p>　　[4] 張志杰.環(huán)境工程手冊-水污染防治卷

123、.高等教育出版社.1996.</p><p>　　[5] 德格雷蒙公司編著.水處理手冊.中國建筑工業(yè)出版社.1983.</p><p>　　[6] 給水排水手冊,第11冊,城市排水.北京市政設(shè)計院主編.中國工業(yè)出版社.1986.</p><p>　　[7] 簡明排水設(shè)計手冊. 北京市政設(shè)計院主編.中國建筑工業(yè)出版社.1990.</p><p>