水污染課程設(shè)計試驗(yàn)報告

1、XIAMEN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY環(huán)境工程原理課程設(shè)計報告題系目部廈門理工學(xué)院9600 t/d污水處理廠的設(shè)計環(huán)境工程專業(yè)班級環(huán)境工程11級姓名林丹妮、鄭曉英、趙雨楓、楊飛1116012146 1116012147學(xué)號1116012149 1116012157指導(dǎo)教師葉茜、石謙設(shè)計時間2013.12.16-2013.12.22二O三年十二月二十二日刖言當(dāng)今，以城市群為主導(dǎo)方向的區(qū)域發(fā)展和城鎮(zhèn)化建設(shè)已經(jīng)成為我國經(jīng)濟(jì)建社會發(fā)展 的必然趨勢了。但是，隨著經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展和人口不斷聚集而出現(xiàn)的水環(huán)境污染問題也同 時成為城市與城鎮(zhèn)集群水環(huán)境安全保障的重大隱患，制約社會經(jīng)濟(jì)進(jìn)一步發(fā)

2、展的瓶頸， 大規(guī)模的人流，物流，能流在有限的空間上的快速集聚和擴(kuò)散，使主要污染物排放量明 顯超過環(huán)境的承載能力，顯著改變著土地和生態(tài)景觀，顯著影響著水安全與水環(huán)境生態(tài)。就城市水環(huán)境污染控制而言，當(dāng)前和今后需要全力解決的問題，一是轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長 模式與生活方式，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與規(guī)劃布局，推行清潔生產(chǎn)與節(jié)水降耗，降低單位GDP 與個人用水量和污染物產(chǎn)生量，保護(hù)飲用水水源和其他重點(diǎn)區(qū)域；二是全面加強(qiáng)工業(yè)廢 水的排放控制，特別是含有重金屬和有害難生物降解有機(jī)物的工業(yè)廢水的監(jiān)控和治理； 三是繼續(xù)加大城市污水與地表徑流污染控制設(shè)施的工程投資力度，大幅度提高城市玉污水的有效收集率，達(dá)標(biāo)處理率，處理等級和再生利用

3、水平，促進(jìn)城市水系統(tǒng)的良性循環(huán)； 四是切實(shí)做到外部污染源控制的同時，實(shí)施城市水體環(huán)境的綜合整治和生態(tài)景觀建設(shè)。就城市污水處理工程建設(shè)與運(yùn)行而言，作為實(shí)現(xiàn)“十一五”水污染物減排目標(biāo)的最 主要途徑，到2012年城市污水處理率要達(dá)到70%以上，污水處理廠出水排放要從當(dāng)前 較為普遍的二級排放標(biāo)準(zhǔn)提升到相當(dāng)嚴(yán)格的一級 A排放標(biāo)準(zhǔn)，任務(wù)是十分艱巨的。就城市污水處理工藝技術(shù)應(yīng)用而言， 我國的城市污水吹處理廠工程建設(shè)已經(jīng)由早先 的一級處理和普通曝氣活性污泥法處理發(fā)展成為當(dāng)前普遍推行的二級生物強(qiáng)化處理及 三級處理，污水除磷脫氮技術(shù)和膜技術(shù)得到越來越廣泛的應(yīng)用，污水處理與污泥處理的 工藝實(shí)施方案多種多樣池型構(gòu)造與

4、曝氣混合設(shè)備的選擇范圍不斷加大。隨著水體富營養(yǎng)化問題的日益突出和再生水利用的實(shí)際需求，進(jìn)一步提高污水處理程度，減少污染物排 放，改善水環(huán)境質(zhì)量逐漸成為一種共識與普遍要求，高性能，高標(biāo)準(zhǔn)，低能耗的除磷脫 氮技術(shù)和微量污染物去除技術(shù)成為今后研究開發(fā)和工程化應(yīng)用的重點(diǎn)方向之一。總之，在實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化過程中，水污染控制技術(shù)對環(huán)境保護(hù)、促進(jìn)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和保障 人民健康有現(xiàn)實(shí)意義和深遠(yuǎn)影響，并使經(jīng)濟(jì)建設(shè)、城鄉(xiāng)建設(shè)與環(huán)境建設(shè)同步規(guī)劃，同步 實(shí)施，同步發(fā)展，這樣才能實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益、社會效益和環(huán)境效益的統(tǒng)一。2目錄目錄一、設(shè)計目的5二、設(shè)計任務(wù)分工5三、設(shè)計要求和設(shè)計指標(biāo) 53.1設(shè)計要求53.2設(shè)計指標(biāo)53.3氣象與

5、水文資料63.4廠區(qū)地形6四、設(shè)計內(nèi)容64.1工藝的確定64.1.1主要處理工藝的比較與確定 64.1.2工藝流程圖74.2設(shè)計流量84.2設(shè)計粗格柵94.2.1粗格柵簡介94.2.2設(shè)計粗格柵參數(shù) 94.2.3設(shè)計粗格柵計算 94.3設(shè)計進(jìn)水泵房134.3.1提升泵站簡介 134.3.2水泵選擇 134.3.3集水池144.4設(shè)計細(xì)格柵144.4.1細(xì)格柵簡介144.4.2設(shè)計細(xì)格柵參數(shù) 144.4.3設(shè)計細(xì)格柵計算 144.5設(shè)計曝氣沉砂池174.5.1曝氣沉砂池簡介 174.5.2設(shè)計曝氣沉砂池計算 184.6設(shè)計初沉池一平流式沉淀池214.6.1初沉池簡介 214.6.2設(shè)計初沉池計算

6、214.6.3平流式沉砂池示意圖2324.7設(shè)計A /O工藝234.7.1A2/O工藝簡介234.7.2A2/O工藝選擇244.7.3設(shè)計A2/O工藝參數(shù)244.7.3設(shè)計A2/O工藝計算2524.7.4 A/O工藝流程圖 284.8設(shè)計鼓風(fēng)機(jī)房284.9設(shè)計二沉池284.9.1二沉池簡介 284.9.2設(shè)計二沉池計算294.10污泥泵井 304.10.1污泥泵井簡介 304.10.2污泥泵井選擇 304.11污泥濃縮池314.11.1污泥濃縮池簡介 314.11.2污泥濃縮池設(shè)計說明 314.11.3污泥濃縮池設(shè)計參數(shù) 314.11.4設(shè)計污泥濃縮池計算 324.12污泥脫水間334.12.

7、1脫水機(jī)特點(diǎn) 334.12.2帶式污泥脫水機(jī)型號 344.12.3污泥處理系統(tǒng)流程圖 354.13設(shè)計接觸池 354.13.1設(shè)計接觸池計算 354.13.2平流式消毒池示意圖 374.14設(shè)計消毒劑 CI2374.14.1消毒劑的選擇 374.14.2設(shè)計氯消毒系統(tǒng) 384.15設(shè)備及構(gòu)筑物一覽表 38五、污水處理廠總體布置395.1平面布置設(shè)計 395.1.1污水處理工程平面布置原則： 395.1.2總平面布置結(jié)果 415.2高程布置及計算415.2.1污水廠高程布置原則 415.2.2高程計算 425.2.2高程布置結(jié)果 47六、總結(jié)47六、主要參考文獻(xiàn)49附錄 50附錄一廈門理工學(xué)院小

8、型污水處理廠平面布置圖 50附錄二廈門理工學(xué)院小型污水廠高程布置圖 50附錄三廈門理工學(xué)院小型污水廠工藝流程圖 505目錄一、設(shè)計目的1 掌握環(huán)境工程設(shè)計的基本程序和方法，并在查閱技術(shù)資料、篩選公式和計算方法， 用簡潔文字、圖表表示設(shè)計結(jié)果及環(huán)境工程制圖等能力方面， 得到一次全面的實(shí)踐鍛煉2、要求綜合運(yùn)用所學(xué)的有關(guān)知識，在設(shè)計中掌握解決實(shí)際工程問題的能力，并進(jìn)一步 鞏固和提高理論知識。二、設(shè)計任務(wù)分工表2-1小組任務(wù)分工組員任務(wù)分配林丹妮污設(shè)計內(nèi)容的確定；泥處理系統(tǒng)、提升泵、集水池、曝氣池的計算設(shè)計；實(shí)驗(yàn)報告整體的排版。鄭曉英粗細(xì)格柵、沉淀池、A2/O工藝、消毒劑的計算設(shè)計；平面圖的繪制；廠址

9、的選擇。趙雨楓設(shè)計要求和設(shè)計指標(biāo)的確定；污泥處理系統(tǒng)、提升泵、集水池、曝氣池的計算設(shè)計；高程圖的繪制。楊飛粗細(xì)格柵、沉淀池、A2/O工藝、消毒劑的計算設(shè)計；平面圖、高程圖的繪制。三、設(shè)計要求和設(shè)計指標(biāo)3.1設(shè)計要求1、以“廈門理工學(xué)院小型污水處理廠的設(shè)計”為題，選擇正確處理工藝、流程及所需 物理計算公式；2、對各工藝、設(shè)備進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計計算，并繪制基本的工藝、設(shè)備圖紙；3、根據(jù)工藝選擇、設(shè)計計算完成設(shè)計報告，且最后包含平面圖及高程圖等；4、完成主要處理構(gòu)筑物的設(shè)計計算和布置；5、工藝選擇、設(shè)備選型、技術(shù)參數(shù)、性能、詳細(xì)說明；6、提交的成品：設(shè)計說明書、工藝基本工程圖及流程圖、高程圖、廠區(qū)平面布置

10、圖。3.2設(shè)計指標(biāo)(1) 、設(shè)計進(jìn)、出水水質(zhì)及排放標(biāo)準(zhǔn)表3-1設(shè)計進(jìn)、出水水質(zhì)及排放標(biāo)準(zhǔn)類別CODBOD5SSNH3-NTPpH(mg/l)(mg/l)(mg/l)(mg/l)(mg/l)進(jìn)水水質(zhì)< 300< 225< 250< 35<369出水水質(zhì)< 60< 20< 20< 15< 0.169排放標(biāo)準(zhǔn)602020150.169(2) 、排放標(biāo)準(zhǔn)：(GB8978-1996) 級標(biāo)準(zhǔn)；(3) 、接受水體：河流(標(biāo)高：2m)3.3氣象與水文資料風(fēng)向：年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|南風(fēng)；水文：降水量多年平均為每年 2370mm；蒸發(fā)量多年平均為每年1800

11、mm；地下水水位，地面下67m。年平均水溫：20 E3.4廠區(qū)地形污水廠選址區(qū)域海拔標(biāo)高在19-21m左右，平均地面標(biāo)高為20m。平均地面坡度為0.3 %0.5 %。，地勢為西北高，東南低。廠區(qū)征地面積為東西長224m,南北長276。四、設(shè)計內(nèi)容4.1工藝的確定4.1.1主要處理工藝的比較與確定(1) 城市污水處理廠的工藝選擇要求包括： 技術(shù)合理。技術(shù)先進(jìn)而成熟，對水質(zhì)變化適應(yīng)性強(qiáng)，出水達(dá)標(biāo)且穩(wěn)定性高，污泥易于 處理。 經(jīng)濟(jì)節(jié)能。耗電小，造價低，占地少。 易于管理。操作管理方便，設(shè)備可靠。 重視環(huán)境。廠區(qū)平面布置與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)，注意廠內(nèi)噪聲控制和臭氣的治理，綠化、 道路與分期建設(shè)結(jié)合好。(2

12、) 工藝的比較A、A2/0法工藝出水水質(zhì)穩(wěn)定、能耗不高、運(yùn)行管理方便。B、氧化溝法流程簡單，對運(yùn)行管理要求較低，多用于延時曝氣，產(chǎn)生污泥量少，污泥 易于脫水。氧化溝法在我國南方地區(qū)及中西部地區(qū)得到廣泛應(yīng)用。C、間歇式循環(huán)延時曝氣活性污泥法（ICEAS）與傳統(tǒng)SBR相比，最大特點(diǎn)是：在反應(yīng)器 進(jìn)水端設(shè)一個預(yù)反應(yīng)區(qū)，整個處理過程連續(xù)進(jìn)水，間歇排水，無明顯的反應(yīng)階段和閑置 階段，因此處理費(fèi)用比傳統(tǒng) SBR低。D、A/B法是兩級生化反應(yīng)系統(tǒng)。A/B法的一、二級都有自己的二次沉淀池和污泥回流 系統(tǒng)，多用于濃度高的生活污水。E、載體活性污泥法，是一種活性污泥法與生物膜法的良好結(jié)合，一般適于污水廠挖潛 改造

13、，提高處理能力。F、SBR法中理想的推流過程使生化反應(yīng)推動力增大，效率提高，池內(nèi)厭氧、好氧處于 交替狀態(tài)，凈化效果好。運(yùn)行效果穩(wěn)定，污水在理想的靜止?fàn)顟B(tài)下沉淀，需要時間短、 效率高，出水水質(zhì)好，但其缺自動化控制要求高。4.1.2工藝流程圖（1）工藝流程圖根據(jù)出水水質(zhì)的要求，在本次設(shè)計中采用可以除磷脫氮 A2/0工藝，使處理廠的出 水水質(zhì)能在較長時間內(nèi)滿足逐步嚴(yán)格的排放要求，同時為后期的大中水處理創(chuàng)造良好的 水質(zhì)條件，避免再進(jìn)行大規(guī)模工程改造。圖4-1活性污泥法污水處理工藝流程圖（2）污水處理工藝各部分的功能： 格柵一一一般用于污水處理的進(jìn)水渠道上或提升泵站集水池的進(jìn)口處，主要作用是去除污水中較

14、大的懸浮或漂浮物，以減輕后續(xù)水處理工藝的處理負(fù)荷，并起到保護(hù)水泵、 管道、儀表等作用。 進(jìn)水泵房 以提高污水的水位，保證污水能在整個污水處理流程過程中流過，從而達(dá)到污水的凈化。 曝氣沉砂池一一廢水中有機(jī)顆粒經(jīng)常處于懸浮狀態(tài)，砂?；ハ嗄Σ敛⒊惺芷貧獾募羟?力，砂粒上附著的有機(jī)污染物能夠去除，有利于取得較為純凈的砂粒。 初沉池初沉池可除去廢水中的可沉物和漂浮物。 a2/o工藝一一為厭氧-缺氧-好氧法，生物脫氮除磷工藝的簡稱。 鼓風(fēng)機(jī)房一一對助燃和形成高溫有重要作用。 二沉池一一使污泥分離，使混合液澄清、濃縮和回流活性污泥。其工作效果能夠直接 影響活性污泥系統(tǒng)的出水水質(zhì)和回流污泥濃度。 接觸池使消毒

15、劑與污水混合，進(jìn)行消毒的構(gòu)筑物，殺死處理后污水中的病原性微 生物。4.2設(shè)計流量(1) 平均流量960010003Qd =9600t/d =9600 1000kg/d=L/s=111.11L/s = 0.111m3/s24 3600在水處理中，1L污水的質(zhì)量可以近似認(rèn)為等于1kg。(2) 污水的總變化系數(shù)Kz2JQd0.115 ： Qd ： 1000(4-1)55式中：Qd 平均流量Kz由公式(4-1)得2.7Qd0.112.7111.110.11 1.6(3) 設(shè)計最大流量Qmax二 “Qd(4-2)式中：Kz 總變化系數(shù)Qmax 最大設(shè)計流量Qd 平均流量由公式(4-2)得 Qmax =

16、Kz|_Qd = 0.6 X O.111 m'/S=0.178 m /s4.2設(shè)計粗格柵4.2.1粗格柵簡介格柵是由一組平行的金屬柵條制成，斜置在污水流經(jīng)的渠道上或水泵前集水井處， 用以截留污水中的大塊懸浮雜質(zhì)，以免后續(xù)處理單元的水泵或構(gòu)筑物造成損害。格柵按照柵條形式分為直棒式格柵、弧形格柵、輻射式格柵、轉(zhuǎn)筒式格柵、活動格 柵等；按照格柵柵條間距分為粗格柵，柵條間距大于40mm；中格柵，柵條間距為1535mm；細(xì)格柵，柵條間距為110mm。按照格柵除渣方式分為人工除渣格柵和機(jī)械 除渣格柵；按照安裝方式分為單獨(dú)設(shè)置的格柵和格柵與沉砂池合建一處的格柵。粗格柵的刪條間距為50150mm，一般

17、是設(shè)在泵前的第一道格柵，主要用來攔 截污水中粗大的漂浮物，保護(hù)水泵不受損害。在合流制的污水系統(tǒng)中有大量的垃圾，尤 其是敞開的河流污水渠，有不少預(yù)想不到的大型的漂浮物，因此粗格柵的柵條設(shè)計必須 有足夠的剛度和強(qiáng)度，以免被大型漂浮物碰彎，粗格柵一般所采用的材料多為碳鋼或不 銹鋼。4.2.2設(shè)計粗格柵參數(shù)(1) 設(shè)計流量：Q1 =0.178m3/s；(2) 過柵流速：v=0.80m/s(最大設(shè)計流量時為0.8 1.0m/s);(3) 柵條寬度：s =°.°1m；(4) 格柵間隙:e=50mm(一般為 50 100mm)；(5) 柵前部分長度0.5m ；(6) 格柵的放置傾角：二=

18、60(般為45o75o);3(7) 柵渣量 W 二。02 m 柵渣/103 m3 污水。(一般為 0.01 0.1)。4.2.3設(shè)計粗格柵計算(1) 過柵水頭損失(h1)a、阻力系數(shù)(4-3)式中：z阻力系數(shù)，其值與柵條的斷面形狀有關(guān)心3eB形狀系數(shù)，柵條斷面采用銳邊矩形斷面，則B =2.42由公式(4-3)得44s 30.01 3-()3 =2.42 ()3 =0.283e0.05b水頭損失v20 =二 s i n2g(4-4)式中：h0 計算水頭損失，m；g重力加速度(m/s2), g=9.81m/s2v污水流經(jīng)格柵的速度，m/s;a格柵的放置傾角(°， a =60；°

19、h°由公式(4-4)得2 si n： =0.283 -08si n 60 =7.99 10 m2g2 9.810.82c過柵水頭損失(4-5)式中：h1通過格柵的水頭損失，m；k考慮到由于格柵受污染物堵塞后，格柵阻力增大的系數(shù)，一般采用k=3;由公式(4-5)得 h1 =k h。=3漢7.99漢10=2.397"0，m(2) 柵前水深(h)a進(jìn)水渠道寬度(BJQmaxB1b格柵前水深（h）Bi =由公式（4-6）得2 °178 = 0.667m0.82QmaxBi(4-7)h =由公式(4-7)得 2B10.667=0.334m（3）格柵的間隙數(shù)（n）(4-8)式

20、中：n格柵的間隙數(shù)；Qma 最大設(shè)計流量，m3/se 柵欄間距（m m）;粗格柵e=50mm100mm,中格柵e=10mm40mm,細(xì)格柵e=3mm10mm。由公式（4-8）得Qmaxsin :e h v0.178,si n600.05 0.334 0.8= 12.40，取 n=13(4-9)(4-10)（4）格柵的建筑寬度（B）B = s n- 1i 亠 e n式中：B格柵的建筑寬度s 柵欄寬度（m）有公式(4-9)得 B=s( n-1) + e5 = (13-1) + 0.05X3=0.770(5) 格柵后槽的總高度HH 二 hh| h2 二 h gh2式中：h 柵前水深（m）h1 通過格

21、柵的水頭損失（m）h2 格柵前渠道超咼（m）,般h2=0.3m由公式(4-10)得 H =h g h2 =h A h2 =0.334 0.02397 0.3 = 0.658m（5）格柵的總建筑長度L式中：L柵槽的總建筑長度,Hi格柵前的渠道深度,L l21.0 0.5-tanam；m；(4-11)1.0柵后部分長度，m；0.5柵前部分長度，mL 斗 +12 +1.0 + 0.5 +-=0.142+0.0710+ 1.0+ 0.52.079m 由公式(4-11)得tantan60l歸=0.77-°.667 = 0.142m 其中. 2ta n%2ta n20°h h2 = 0

22、.334 0.3 = 0.634m式中：B1 進(jìn)水渠道寬度：1 進(jìn)水渠道漸寬部位的展開角度，一般-1 =20l2 格柵槽與出水渠道連接處的漸窄部位的長度（m） 般取S =0.5l1 =0.5 0.142 =0.0710mH1格柵前的渠道深度（m）（6）每日柵渣量(4-12)W _Qmax W 86400-Kz 1000式中：W1柵渣量，（m3/103m3污水），格柵間隙為16mm25 mm時，W = 0.10 0.05 , 格柵間隙為30 mm 50mm時，W 0.03 0.01 ；本設(shè)計中格柵間隙e = 50mm,所以取W=o.O2m3柵渣/103m3 (污水)W =由公式（4-12）得Qm

23、ax W 86400Kz 10000.178 0.02 864001.6漢100033= 0.192m /d ： 0.2m /d當(dāng)柵渣量小于0.2m3/d時，可采用人工清渣方式，也可采用機(jī)械清渣方式4.3設(shè)計進(jìn)水泵房4.3.1提升泵站簡介污水泵站是污水系統(tǒng)的重要組成部分， 特點(diǎn)是水流連續(xù)，水流較小，但變化幅度大, 水中污染物含量多。因此，設(shè)計時集水池要有足夠的調(diào)蓄容積，并應(yīng)考慮備用泵，此外 設(shè)計時盡量減少對環(huán)境的污染，站內(nèi)要提供較好的管理、檢修條件。污水泵站分為兩種:一是設(shè)置于污水管道系統(tǒng)中，用以抽升城市污水的泵站。作用就是提升污水的高程， 因?yàn)槲鬯懿幌窠o水管（自來水），是沒有壓力的，靠污水

24、自身的重力自流的，由于城 市截污網(wǎng)管收集的污水面積較廣，離污水處理廠距離較遠(yuǎn)。不可能將管道埋地很深，所 以需要設(shè)置泵站，提升污水的高程。二是設(shè)置于污水處理廠內(nèi)用來提升污水的泵站，作用是為后續(xù)的工藝提供水流動 力。一般來說，污水提升的高度是從污水處理后排放的尾水的高程，減去水頭損失，倒 推計算出來的。提升泵房一一用以提高污水的水位，保證污水能在整個污水處理流程過 程中流過，從而達(dá)到污水的凈化。4.3.2水泵選擇33設(shè)計水量Qmax =0.178m /s =640.8m /h，選用2臺潛水排污泵（一用一備）表3-2型號250QW520-22潛水排污泵主要參數(shù)表型號排出口徑/mm流量/(m3/h)揚(yáng)

25、程/m轉(zhuǎn)速/(r/min)電機(jī)功率/kw 泵重/kg250QW25067618980551396520-222 泵房占地面積：L B=5m 5m=25m。4.3.3集水池計算集水池相關(guān)參數(shù)(1) 容積：V =10.68 6m3 =64.08m3V 64.08 22(2) 面積：h=3m Sm = 21.36mh 3(3) 邊長 a = . S = . 21.36m = 4.622m4.4設(shè)計細(xì)格柵4.4.1細(xì)格柵簡介細(xì)格柵的柵條間距為510mmm。在城市污水中有大量的小型漂浮物，如塑料袋、 樹葉、才渣等，它們很容易穿過上述兩道格柵到處理構(gòu)筑物里，然后飄浮在水面上，影 響景觀和曝氣系統(tǒng)，因此必須

26、設(shè)細(xì)格柵攔截細(xì)小的漂浮物。一般細(xì)格柵可設(shè)在泵前粗格 柵后，也可以設(shè)在泵提升后沉礫池之前，主要用于進(jìn)一步去除污水中的漂浮物(大于 6mm)。4.4.2設(shè)計細(xì)格柵參數(shù)(1) 設(shè)計流量：Q1 =0.178m3/s ；(2) 過柵流速：v= 0.70m/s ;(3) 柵條寬度:s=0.01m；(4) 格柵間隙：e=10mm；(般柵條間距為1 mm 10mm)(5) 柵前部分長度0.5m；(6) 格柵的放置傾角：-60 (一般為45o 75o);(7) 柵渣量 W1=0.1 m3柵渣/103 m3污水 4.4.3設(shè)計細(xì)格柵計算(1) 過柵水頭損失(h1)a阻力系數(shù)(4-13)式中：z阻力系數(shù)，其值與柵條

27、的斷面形狀有關(guān)二'(-)3eB形狀系數(shù)，柵條斷面采用銳邊矩形斷面，則B =2.42b水頭損失2 2尸 v0.7h0sin ：二 2.42 -2g2 漢 9.81sin 60 =5.23 10，m(4-14)式中：ho 計算水頭損失，m；g重力加速度（m/s2），g=9.81m/s2v污水流經(jīng)格柵的速度，m/s;a格柵的放置傾角（°，a =60C過柵水頭損失入=k h0 = 3 5.23 10，m = 0.1569 m(4-15)式中：h通過格柵的水頭損失，m；k考慮到由于格柵受污染物堵塞后，格柵阻力增大的系數(shù)，一般采用柵前水深（h）a進(jìn)水渠道寬度（B1）k=3;由 Qmax2

28、 5.178V 0.7= 0.713m(4-16)44帶尸=2.42 (竺尸=2.42e0.01式中：Qmax 最大設(shè)計流量，m'/S-柵前流速，取0.8m/sb格柵前水深（h）(4-17)u B10.713h -m = 0.3565m2 2（3）格柵的間隙數(shù)（n）n =竝sinie h v0.178 sin600.01 0.3565 0.7二 66.38(4-18)式中：n格柵的間隙數(shù)Qm a 最大設(shè)計流量，m3 / se 柵欄間距（mm）;粗格柵e=50mm100mm,中格柵e=10mm40mm細(xì)格柵e=3mm10mm（4）格柵的建筑寬度（B）B=s n-1 e n =0.0167

29、 -10.01 67 =1.33（4-19）式中：B格柵的建筑寬度s 柵欄寬度（m）（5）格柵后槽的總高度HH h h h2 =h h h2 =0.3565 0.1569 0.3 =0.8134m（4-20）式中：h 柵前水深（m）0通過格柵的水頭損失（m）h2 格柵前渠道超高（m）,般h2=0.3m（5）格柵的總建筑長度LH10.6565L * l21.0 0.5 =0.848 0.424 1.0 0.5m = 3.151m （4-21）tan：tan60式中：L柵槽的總建筑長度，m；H1 格柵前的渠道深度，m；1.0柵后部分長度，m；0.5柵前部分長度，m；其中：B.33 0.713 =0

30、.848m2 tan 冷2 tan20H 1=h+h 2 =0.3565+0.3=0.6565m式中：B1 進(jìn)水渠道寬度：1 進(jìn)水渠道漸寬部位的展開角度，一般:1 =2012 格柵槽與出水渠道連接處的漸窄部位的長度（m） 般取* =0.5h =0.848 0.5 =0.424mHi 格柵前的渠道深度（m）（6）每日柵渣量Qmax W 86400Kz 10000.178 0.1 864001.6 100033= 0.961m /d 0.2m /d(4-22)式中：W1 柵渣量，（m3/103m3污水），格柵間隙為16mm25 mm時，W,=0.100.05，格柵間隙為30 mm 50mm時，W1

31、 =0.03 0.01 ;本設(shè)計中格柵間隙e = 50mm，所以取W=0.02m3柵渣/103m3 （污水）。柵渣量大于0.2m3/d時，所以采用機(jī)械清渣方式4.5.1曝氣沉砂池簡介曝氣沉砂池是一長形渠道，沿渠壁一側(cè)的整個長度方向，距池底60-90cm處安設(shè)曝氣裝置，在其下部設(shè)集砂斗，池底有i=0.1-0.5的坡度，以保證砂?；?。由于曝氣作用，廢水中有機(jī)顆粒經(jīng)常處于懸浮狀態(tài)，砂?；ハ嗄Σ敛⒊惺芷貧獾募羟辛Γ傲Ｉ细街?有機(jī)污染物能夠去除，有利于取得較為純凈的砂粒。在旋流的離心力作用下，這些密度 較大的砂粒被甩向外部沉入集砂槽，而密度較小的有機(jī)物隨水流向前流動被帶到下一處理單元。另外，在水中

32、曝氣可脫臭，改善水質(zhì)，有利于后續(xù)處理，還可起到預(yù)曝氣作用 特點(diǎn)：(1)沉沙中含有有機(jī)物的量低于5%;( 2)由于池中設(shè)有曝氣設(shè)備，它具有 預(yù)曝氣、脫臭、除泡作用以及加速污水中油類和浮渣的分離作用。優(yōu)點(diǎn)：曝氣沉沙池對后續(xù)的沉淀池、曝氣池、污泥消化池的正常運(yùn)行及對沉沙的最 終處置提供了有利條件。缺點(diǎn)：曝氣作用要消耗能量，對生物脫氮除磷系統(tǒng)的厭氧段或缺氧段的運(yùn)行存在不 利影響。4.5.2設(shè)計曝氣沉砂池計算(1) 曝氣沉砂池的總有效體積V(4-23)V =60Qmaxt式中：V 總有效體積，m3;Qmax 最大設(shè)計流量，m'/S ；t 最大設(shè)計流量時的停留時間，min。取值為t=1min由公式

33、(4-13)V =60Qmaxt =60 0.178 1m3 =10.68m3(2) 池過水截面面積A(4-24)A Qmax=V1式中 A 池過水截面面積，m2;h2 設(shè)計有效水深，m。般采用2-3m，此處取h2=2m由公式（4-15）得 B = A = 178 m 二 0.85m h22（4）池長LVL（4-26）A式中：V 總有效體積，m3;A池過水截面面積，m2。由公式（4-16）得 L = = 10.68 m = 6mA 1.78（5）每小時所需空氣量qq =3600dQmax(4-27)式中：d每立方米污水所需空氣量，一般采用0.2。由公式(4-17)得 q =3600dQmax

34、=3600 0.2 0.144m3/h -103.68m3/h（6）貯沙斗所需容積(4-28)86400 Q X T106 Kz式中：Q平均流量（m3/ s）X 城市污水沉砂量（m3/106m3污水），一般采用1530m3 /106m3污水。取值為30m3 /106 m3T清除沉砂的間隔時間（d），一般取12d。取值為2dKz生活污水的總變化系數(shù)由公式(4-18)得 V =86400 Q X T 86400 °178 30 2106 Kz106 1.5m 二 0.615m（7）每個貯沙斗的容積(4-29)VV0 =n式中：V。一每個沉砂斗容積（m3）;n沉砂斗數(shù)量（個）。由公式(4-

35、19)得 V°=V 0.61 -0.615m3 n 1(8) 貯沙斗上口寬度tan 二(4-30)(4-31)(4-32)式中：a沉砂斗上口寬度（m）；h3 沉砂斗高度（m）;a 沉砂斗壁與水平面的傾角（），一般不小于55 ,取a = 60 ;ai 沉砂斗底寬度（m）,般采用0.40.5m。I由公式(4-20)得 a = -a120.4 0.5 二 0.96mtan atan 60 °(9) 貯沙斗的有效容積VVo 號a- aa1 昇)由公式(4-21)得 V0 =(a2 aa1 aj)=空(0.962 0.96 0.5 - 0.52) = 0.22m333(10) 貯砂室

36、的高度h3假設(shè)采用重力排砂，池底設(shè)6俶度坡向砂斗，貝h3 =h3' 0.06 L2 =0.40.06 23.04 =1.782m其中：L2 =L -a =24 -0.96 =23.04m(11) 池總高度HH = h1 h2 h3式中：h1沉砂池超高，取 0.3m；h 2設(shè)計有效水深，即h2為2.5m；由公式(4-22)得 H -h1 h2 h3 -0.3 2.5 1.782 = 4.582m4.6設(shè)計初沉池一平流式沉淀池4.6.1初沉池簡介初沉池可除去廢水中的可沉物和漂浮物，其主要作用如下：（1）去除可沉物和漂浮物，減輕后續(xù)處理設(shè)施的負(fù)荷，使細(xì)小的固體絮凝成較大 的顆粒，強(qiáng)化了固液分

37、離效果。（2）對膠體物質(zhì)具有一定的吸附去除作用，一定程度上，初沉池可起到調(diào)節(jié)池的 作用，對水質(zhì)起到一定程度的均質(zhì)效果，減緩水質(zhì)變化對后續(xù)生化系統(tǒng)的沖擊。（3）有些廢水處理工藝系統(tǒng)將部分二沉池污泥回流至初沉池，發(fā)揮二沉池污泥的 生物絮凝作用，可吸附更多的溶解性和膠體態(tài)有機(jī)物，提高初沉池的去除效率。另外，還可在初沉池前投加含鐵混凝劑，強(qiáng)化除磷效果。含鐵的初沉池污泥進(jìn)入污 泥消化系統(tǒng)后，還可提高產(chǎn)甲烷細(xì)菌的活性，降低沼氣中硫化的含量，從而既可增加沼 氣產(chǎn)量，又可節(jié)省沼氣脫硫成本。在二沉池污泥和污泥消化池的消化污泥進(jìn)入初沉池的處理系統(tǒng)中，應(yīng)特別注意使污泥均勻、穩(wěn)定地進(jìn)入。切忌間隙、沖擊式投加，否則會使

38、初沉池超負(fù)荷運(yùn)行，腐化污泥 數(shù)量亦大大增加，影響到固體的去除，并對環(huán)境產(chǎn)生不良影響。4.6.2設(shè)計初沉池計算（1）沉淀池表面積（有效沉淀面積）A （m2）(4-33)Qmax 3600q式中：Qmax 最大設(shè)計流量（m2 / S）；q表面水力負(fù)荷(m3/(m2/h);初沉池一般取 1.5m3/(m2 / h) 3m3/(m2 / h)，取值為 1.5m3/(m2 /h)。2-427.2m1.5由公式(4-23)得 A = Qma36000.178 3600q（2）沉淀池有效水深h（m）(4-34)式中：t沉淀時間（h）初沉池一般取1h2h,取值為2h ；沉淀池有效水深一般取2m3m。由公式(4

39、-24)得 h =q t=1.5 2 =3.0m(3) 沉淀池有效容積V'(m3)v' =Qmax t 3600(4-35)由公式(4-25)得 v'=Qmax t 3600 =0.178 2 3600 =1281.6m3(4) 沉淀池長度L (m)L =v t 3.6(4-36)式中：v最大設(shè)計流量時的水平流速(mm/s); 般不大于5mm/s;t最大設(shè)計流量時的停留時間(s)； t 一般取1.5h2h；取值為2h。平流式沉淀池的長度一般為 30m50m，由公式(4-26)得 L二v t 3.6 =5 2 3.6 = 36m(5) 沉淀池的總寬度B( m)AB(4-3

40、7)LA 427 2由公式(4-27)得 B = - =一一 -11.87mL 36平流式沉淀池的長度一般為30m50 m，為了保證污水在池內(nèi)的均勻分布，池長與 單格池寬b之比一般取35,取值為4;長深比為812。校核：池長與單格池寬之比：丄二36 =4得b=9b b長深比：=-=12在812之間所以符合。h 3式中：b每只沉淀池的寬度。(6) 沉淀池的座數(shù)nBn(4-38)b由公式(4-28)得 n 旦旦 胡.31，取值為2。b 9(7) 沉淀池總高度H (m)H =h1 h h3 h0.3 3.0 0.5 3.733 二 7.533m(4-39)其中：h4 =h4 h/ =(36 0.3-

41、9) 0.01 (4.5 - 0.5) tan60 -3.733m式中：h1 沉淀池超高(m); 般取0.3m;h沉淀區(qū)的有效深度(m)h3 緩沖層高度（m）; 般?。簾o機(jī)械刮泥設(shè)備時為 0.5m;有機(jī)械刮泥設(shè)備時, 其上緣應(yīng)高出刮板0.3m;采用無機(jī)械刮泥設(shè)備，取值為 0.5m。h4 污泥區(qū)高度（m）4.6.3平流式沉砂池示意圖圖4-4平流式沉砂池示意圖4.7設(shè)計A2/O工藝4.7.1A2/O工藝簡介a2/o工藝是通過厭氧、缺氧和好氧交替變化的環(huán)境，完成除磷脫氮反應(yīng)。在厭氧 條件下，回流污泥中的聚磷菌受到抑制，只能釋放體內(nèi)的磷酸鹽獲取能量，以吸收污水 中的可快速生物降解的溶解性有機(jī)物來維持生

42、存，并在細(xì)胞內(nèi)將有有機(jī)物轉(zhuǎn)化為PHB貯存起來，在這個過程中完成了磷的厭氧釋放；在缺氧條件下，反硝化細(xì)菌利用污水中 的有機(jī)碳作為電子供體，以磷酸鹽作為電子受體進(jìn)行“無氧呼吸”，將回流液中硝態(tài)氮 還原為氮?dú)忉尫懦鰜?，完成反硝化過程；在好氧條件下，一方面聚磷菌將體內(nèi)的PHB進(jìn)行好氧分解，釋放的能量用于細(xì)胞合成、增殖和吸收污水中的磷合成聚磷酸鹽，隨剩 余污泥排出系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)污水的脫磷；另一方面硝化細(xì)菌把污水中的氨氧化呈硝酸鹽。 該工藝具有以下特征：（1）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(jī)配合， 能同時具有去除有機(jī)物、除磷脫氮的功能；(2) 在同時脫氮除磷去除有機(jī)物的工藝中，

43、該工藝流程較為簡單，總的水力停留 時間也少于同類其他工藝；(3) 在厭氧缺氧好氧交替運(yùn)行下，絲狀菌不會大量繁殖，SVI 般小于100，不會 發(fā)生污泥膨脹；(4) 污泥中磷含量高，一般為2.5%以上；(5) 厭氧一缺氧池只需輕輕地攪拌，使之混合；(6) 沉淀池要防止發(fā)生厭氧、缺氧狀態(tài)，以避免聚磷菌釋放磷而降低出水水質(zhì)， 以及反硝化產(chǎn)生氮?dú)舛蓴_沉淀；因?yàn)?TN(7) 脫氮效果受混合液回流比大小的影響，除磷效果則受回流污泥中挾帶DO和 硝酸態(tài)氧的影響。TP匚= 0.01 <0.06BOD 5225類別CODBOD5SSNH3-NTPpH(mg/l)(mg/l)(mg/l)(mg/l)(mg/

44、l)進(jìn)水水質(zhì)< 300< 225< 250< 35<369出水水質(zhì)< 60< 20< 20< 15< 0.169排放標(biāo)準(zhǔn)602020150.1694.7.2A2/O工藝選擇表4-3設(shè)計指標(biāo)COD 型=8.57 835故采用A 2/O工藝是合適的4.7.3設(shè)計A2/O工藝參數(shù)(1) 水力停留時間t:總共為68h,而三段水力停留時間比例為：厭氧：缺氧：好氧=1:1:(34)。(2) 取總的水力停留時間為t=6h；(3) BOD5 污泥負(fù)荷率 NS : NS=0.225 kgBOD5/(kgMLSS d);(4) 回流污泥濃度Xg ； Xg

45、=8000mg/L;(5) 污泥回流比R: 般為50%100%;取值為R=50%;(6) 反應(yīng)池有效水深比：一般為3.5m6.0m;取值為4.5m4.7.3設(shè)計A2/0工藝計算X"R Xg"罟8000 =3000mg/L(4-40)(1) 曝氣池混合液濃度(2) TN去除率(3) 混合液回流比F內(nèi)TNTN。-TN。TN。35 1535= 57%(4-41)57%1-57%= 133%(4-42)般為 100%300%；取值為 F內(nèi) =200%(4) A2/O曝氣池容積a有效容積為V(4-43)式中：Q設(shè)計流量；m3/dt水力停留時間；h由公式(4-32)得 V -Q t=0

46、.178 3600 6 =3844.8m3各段曝氣池有效容積，按各段水力停留時間的比例計算各段的容積，三段水力停留時間比例為：厭氧 缺氧:好氧=1:1:(34)。取值為1:1:4,則：1 3 Va 3844.8640.8m3613Va2 =3844.8640.8m3643Vq -3844.82563.2 m6b有效水深H1: H1=4.5mc曝氣池表面積S總3844.8=4.52-854.4m(4-44)設(shè)兩組曝氣池，每組曝氣池的表面積為S=S總854.4=2=427.2 m采用廊道式推流曝氣池，廊道寬 b=7m,貝U單組曝氣池廊道總長度為檢驗(yàn)：1-56 '在12范圍內(nèi)；b=1-510

47、所以廊道寬度b的取值符合要求。L = S =b427.27=61.03m 每組曝氣池設(shè)5條廊道，則每個廊道的長度為L!:L 61.03L|12.21 m55 各段曝氣池水力停留時間1tA1 = 61 h61tA2 = 61h64t。=64h6三段水力停留時間比例為：厭氧：缺氧：好氧=1:1:(34)，取值為1: 1:4,取總的水力停留時間為t=6ho(5) 剩余污泥量計算W 二Y(So -Se)Q -KdVXv - (0.50.7) Q(Co -Ce)=Y(So -Se)Q -KdVXv 0.5Q(Co -Ce)=0 55 以25一2°匯 0 178沢24沢 3600 _0 仔 38

48、44 87 25 + 250 一20 少178住恥36叫 0 厶件® 10001.310001.3=1829.24kg/d式中：丫 一污泥產(chǎn)率系數(shù)；kg/kg BOD 5, 一般為0.55。3S0丶Se 進(jìn)入和流出生化反應(yīng)池的BOD5濃度；kg/mQ設(shè)計流量；m3/dKd 污泥自身氧化速率，d-，一般為 0.05 d -;3C丶 Ce 生化反應(yīng)池進(jìn)水和出水的 SS濃度，kg/m0.50.7不可生物降解和惰性懸浮物量(NVSS)占TSS的百分?jǐn)?shù)；取值為0.5.Xv 反應(yīng)池?fù)]發(fā)性懸浮固體(VSS)的濃度，g/L。Xv=fX(6)每日生成的活性污泥量XwXw =Y(S。_Se)Q - K

49、dVX v二0.55 竺 竺 017824_- 0.13844.82.251000=468.77 kg / d(4-46)1.3(7)剩余污泥容積qWq 一 1000(1 - P)(4-47)式中：P剩余污泥含水率,般為 99.2%99.6%，貝U 1-P為含固率由公式(4-36)得空空228.66m3/d1000(1 -0.992)(8)污泥齡為入“絲二38448空沁仙Xw468.77(4-48)檢驗(yàn)：符合1525d的要求。其中:Xv1000= 2.25g / L(4-49)式中：f系數(shù)，一般為0.75X MLSS 濃度，g/L。4.7.4 A2/0工藝流程圖混合液回流（1）鼓風(fēng)機(jī)簡介當(dāng)污水

50、處理工藝采用活性污泥法工藝時，鼓風(fēng)機(jī)是流程中的核心設(shè)備之一，在城市污水處理中，鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)量與污水處理量之比是汽水比，一般生活污水汽水比為310,在我國通常為6.77；而在工業(yè)污水處理中，由于廢水污染物濃度大，氣水比有的可高達(dá) 35。在污水處理過程中，由于地理位置不同，季節(jié)的變化，晝夜污水量的變化，污水處 理量（負(fù)荷）和溶解氧濃度也變化，因此，要求鼓風(fēng)機(jī)在恒定壓力下具有較廣的流量調(diào) 節(jié)性能和范圍，以確保污水處理廠合理，經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行。（2） 鼓風(fēng)機(jī)作用：供氧，曝氣，為微生物生長提供氧氣；設(shè)計規(guī)模8300m3/d。（3） 設(shè)計參數(shù)：設(shè)計總供氧量3360m3/d，供氣壓力為0.05MPa（4）主要工程內(nèi)容

51、a 主要構(gòu)筑物：鼓風(fēng)機(jī)平面尺寸 20.0m 6.0m 6.0m，建筑面積161.6m2b、主要設(shè)備器材（5）選用2臺高性能鼓風(fēng)機(jī)，每臺風(fēng)量為14m3/min。風(fēng)壓0.05MPa，配套電功率18.5KW4.9設(shè)計二沉池4.9.1二沉池簡介二沉池即二次沉淀池，是活性污泥系統(tǒng)的重要組成部分，其作用主要是使污泥分離， 使混合液澄清、濃縮和回流活性污泥。其工作效果能夠直接影響活性污泥系統(tǒng)的出水水 質(zhì)和回流污泥濃度。原則上，用于初次沉淀池的平流式沉淀池，輻流式沉淀池和豎流式沉淀池都可以作為二次沉淀池使用。大中型污水處理廠多采用機(jī)械吸泥的圓形輻流式沉 淀池，中型也有采用多斗平流沉淀池的，小型多采用豎流式。作

52、用上的特點(diǎn)：進(jìn)行泥水分離外，還進(jìn)行污泥濃縮，由于水量、水質(zhì)的變化，還要 暫時儲存污泥，又由于二沉池要進(jìn)行污泥濃縮，所需要的池面積大于只進(jìn)行泥水分離所 需的池面積。492設(shè)計二沉池計算(1) 沉淀池表面積(有效沉淀面積) A ( m2)Qmax3600(4-50)式中：Qmax 最大設(shè)計流量，m'/S；0.178 360012=640.8mq表面水力負(fù)荷，m3/(m2/h);二沉池一般取12 m3/(m2/h)，取值為1 m3/(m2/h)。由公式(4-39)得 A 二 Qmax 3600q(2) 沉淀池有效水深h(m)式中：t沉淀時間，h;二沉池一般取1.52.5h，取值為2.5h；沉淀池有效水深一般取h = q t(4-51)23m。由公式(4-40)得 h=q t=1 2.5= 2.5m(3) 沉淀池有效容積V'(m3)'33V -Qmax t 3600 =0.178 2.5 3600m -1602m(4-52)(4) 沉淀池長度L( m)L 二 v t 3.6(4-53)式中：v最大設(shè)計流量時的水平流速(mm/s); 般不大于5mm/s ；t最大設(shè)計流量時的停留時間(s)； t 一般取1.5h2h;取值為2h。由公式(4-42)得 L =v t 3.6 = 5 2.0 3.6m = 36m(