水污染控制工程課程設(shè)計(jì)范例

1、目 錄第一章 設(shè)計(jì)任務(wù)書 41.1設(shè)計(jì)資料41.2廠址選擇41.3工程概況51.4設(shè)計(jì)依據(jù)5第二章 處理工藝的選擇與確定 62.1 方案確定的原則62.2平面布置與62.3 污水處理工藝流程的確定72.4 第三章設(shè)計(jì)與計(jì)算 93.13.2 3.33.4地面相對(duì)高程計(jì)算3.5 3.6工程概算第五章 污水處理廠總體布置5.1污水廠平面布置 5.2污水廠高程布置 5.2水頭損失計(jì)算表 總 結(jié) 35參考文獻(xiàn)第一章 設(shè)計(jì)任務(wù)書1.1設(shè)計(jì)題目某城市污水處理廠1.2設(shè)計(jì)資料（1） 設(shè)計(jì)日平均水量 20000 m/d 3- 2 -（2） 總變化系數(shù) K=1.5（3） 設(shè)計(jì)水質(zhì) (經(jīng)24小時(shí)逐時(shí)取樣混合后)污水

2、水溫：1025 CODcr= 380 mg/l； Norg= 25 mg/lBOD5 = 150 mg/l； TN= 45 mg/lSS=200 mg/l TP= 8 mg/lNH3-N= 2030 mg/l pH= 69注：以上具體數(shù)值請(qǐng)查對(duì)水污染控制工程課程設(shè)計(jì)任務(wù)安排。（4）處理要求 出水水質(zhì)達(dá)到城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB 18918-2002）中的 一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)。處理后污水排入水體。注意：本次設(shè)計(jì)不考慮遠(yuǎn)期狀況。CODcr= 60 mg/l； NH3-N= 8 mg/lBOD5 = 20 mg/l； TN= 20 mg/l SS= 20 mg/l TP= 1.5 mg/l注：以上

3、具體數(shù)值請(qǐng)查看水污染控制工程課程設(shè)計(jì)任務(wù)安排。（5）廠址 廠區(qū)附近無大片農(nóng)田； 管底標(biāo)高446.00m； 受納水體位于廠區(qū)南側(cè)，50年一遇最高水位為448.00m。（6）氣象及工程地質(zhì) 該區(qū)平均氣壓為730.2mmHg柱； 年平均氣溫為13.1； 冬季最低為8； 常年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|南風(fēng)； 最大風(fēng)速為32m/s，平均為1.6m/s，歷史最高臺(tái)風(fēng)12級(jí)； 廠址周圍工程地質(zhì)良好，適合于修建城市污水處理廠。1.3設(shè)計(jì)內(nèi)容（1）工藝流程選擇 此設(shè)計(jì)選用 SBR 法，簡(jiǎn)述其特點(diǎn)及目前國(guó)內(nèi)外使用該工藝的情況即可。（2）構(gòu)筑物工藝設(shè)計(jì)計(jì)算；（3）水力計(jì)算；- 3 -（4）高程及平面布置；（5）附屬構(gòu)筑物設(shè)計(jì)。1

4、.4設(shè)計(jì)成果（1）設(shè)計(jì)說明書一份（2）圖紙三張：曝氣池構(gòu)筑物圖（2#） 平面布置圖（2#） 高程圖（2#）1.5設(shè)計(jì)要求1) 設(shè)計(jì)參數(shù)選擇合理。2) 設(shè)計(jì)說明書要求計(jì)算機(jī)打印出來，條理清楚，計(jì)算準(zhǔn)確，并要求附有設(shè)計(jì)計(jì)算示意圖。3) 圖紙布局緊湊合理，可操作性強(qiáng)。格式規(guī)范，表達(dá)準(zhǔn)確、規(guī)范。標(biāo)注及說明全部用仿宋體書寫。4) 同組同學(xué)不得有抄襲現(xiàn)象。1.6設(shè)計(jì)時(shí)間總時(shí)間：第6學(xué)期 16-17周(6.9-6.22)第16周(6.9-6.15)6.9：安排設(shè)計(jì)任務(wù)；6.10(星期二下午)：確定具體處理工藝，指導(dǎo)教師確認(rèn)；6.9-6.13：查找資料，進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，編制設(shè)計(jì)說明書；6.13(星期五下午)：中

5、期檢查（重點(diǎn)：說明書的編制）；6.14-6.15；修改說明書，開始繪圖；第17周(6.16-6.22)6.16-6.18：繪制CAD圖；6.18(星期三下午)：圖紙抽查；6.20(星期五下午)：上交設(shè)計(jì)，進(jìn)行答辯；6.21-6.22：修改設(shè)計(jì)，上交定稿。1.7主要參考資料1 教材水污染控制工程；2 水污染防治手冊(cè)；3 環(huán)境工程設(shè)計(jì)手冊(cè)；4 給水排水制圖標(biāo)準(zhǔn)；- 4 -5 建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范（GBJ15-88）；6 本專業(yè)相關(guān)期刊。第二章 處理工藝的選擇與確定2.1方案確定的原則(1)采用先進(jìn)、穩(wěn)妥的處理工藝，經(jīng)濟(jì)合理，安全可靠。(2)合理布局，投資低，占地少。(3)降低能耗和處理成本。(4)

6、綜合利用，無二次污染。(5)綜合國(guó)情，提高自動(dòng)化管理水平。2.2可行性方案的確定城市污水的生物處理技術(shù)是以污水中含有的污染物作為營(yíng)養(yǎng)源，利用微生物的代謝作用使污染物降解，它是城市污水處理的主要手段，是水資源可持續(xù)發(fā)展的重要保證。城市二級(jí)污水處理廠常用的方法有：傳統(tǒng)活性污泥法、AB法、氧化溝法、SBR法等等。下面對(duì)傳統(tǒng)活性污泥法和SBR法兩種方案進(jìn)行比較，以便確定污水的處理工藝。SBR法的方案特點(diǎn)：（1）理想的推流過程使生化反應(yīng)推動(dòng)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。（2） 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(shí)間短、效率高，出水水質(zhì)好。（3） 耐沖擊負(fù)荷，池內(nèi)有

7、滯留的處理水，對(duì)污水有稀釋、緩沖作用，有效抵抗水量和有機(jī)污物的沖擊。（4） 工藝過程中的各工序可根據(jù)水質(zhì)、水量進(jìn)行調(diào)整，運(yùn)行靈活。（5） 處理設(shè)備少，構(gòu)造簡(jiǎn)單，便于操作和維護(hù)管理。（6） 反應(yīng)池內(nèi)存在DO、BOD5濃度梯度，有效控制活性污泥膨脹。（7） SBR法系統(tǒng)本身也適合于組合式構(gòu)造方法，利于廢水處理廠的擴(kuò)建和改造。（8） 脫氮除磷，適當(dāng)控制運(yùn)行方式，實(shí)現(xiàn)好氧、缺氧、厭氧狀態(tài)交替，具有良好的脫氮除磷效果。（9） 工藝流程簡(jiǎn)單、造價(jià)低。主體設(shè)備只有一個(gè)序批式間歇反應(yīng)器，無二沉池、污泥回流系統(tǒng)，調(diào)節(jié)池、初沉池也可省略，布置緊湊、占地面積省。- 5 -從上面的對(duì)比中我們可以得到如下結(jié)論：從工藝技

8、術(shù)角度考慮，普通曝氣法和SBR法出水指標(biāo)均能滿足設(shè)計(jì)要求。但是，SBR法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低，又適合中小型污水處理廠，這跟實(shí)際相符，所以選SBR法。2.3污水處理工藝流程的確定SBR是序列間歇式活性污泥法（Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process）的簡(jiǎn)稱，是一種按間歇曝氣方式來運(yùn)行的活性污泥污水處理技術(shù)，又稱序批式活性污泥法。 與傳統(tǒng)污水處理工藝不同，SBR技術(shù)采用時(shí)間分割的操作方式替代空間分割的操作方式，非穩(wěn)定生化反應(yīng)替代穩(wěn)態(tài)生化反應(yīng)，靜置理想沉淀替代傳統(tǒng)的動(dòng)態(tài)沉淀。它的主要特征是在運(yùn)行上的有序和間歇操作，進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、排水及空載5個(gè)

9、工序，依次在同一SBR反應(yīng)池中周期運(yùn)行， SBR技術(shù)的核心是SBR反應(yīng)池，該池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，無污泥回流系統(tǒng)，流程簡(jiǎn)單。污水工藝流程的確定主要依據(jù)污水水量、水質(zhì)及變化規(guī)律，以及對(duì)出水水質(zhì)和對(duì)污泥的處理要求來確定。本著上述原則，本設(shè)計(jì)選SBR法作為污水處理工藝。2.4 主要構(gòu)筑物的選擇2.4.1格柵格柵用以去除廢水中較大的懸浮物、漂浮物、纖維物質(zhì)和固體顆粒物質(zhì)，以保證后續(xù)處理單元和水泵的正常運(yùn)行，減輕后續(xù)處理單元的負(fù)荷，防止阻塞排泥管道。本設(shè)計(jì)中在泵前設(shè)置一道中格柵。由于污水量大，相應(yīng)的柵渣量也較大，故采用機(jī)械格柵。柵前柵后各設(shè)閘板供格柵檢修時(shí)用，每個(gè)格柵的渠道內(nèi)設(shè)液位

10、計(jì)，控制格柵的運(yùn)行。格柵間配有一臺(tái)螺旋輸送機(jī)輸送柵渣。螺旋格柵壓榨輸送出的柵渣經(jīng)螺旋運(yùn)輸機(jī)送入渣斗，打包外運(yùn)。- 6 -2.4.2泵房考慮到水力條件、工程造價(jià)和布局的合理性，采用長(zhǎng)方形泵房。為充分利用時(shí)間，選擇集水池與機(jī)械間合建的半地下式泵房，這種泵房布置緊湊，占地少，機(jī)構(gòu)省，操作方便。水泵及吸水管的充水采用自灌式，其優(yōu)點(diǎn)是啟動(dòng)及時(shí)可靠，不需引水的輔助設(shè)備，操作簡(jiǎn)便。2.4.3沉砂池沉砂池的形式有平流式、豎流式和曝氣沉砂池。其作用是從污水中去除沙子，渣量等比重較大的顆粒，以免這些雜質(zhì)影響后續(xù)處理構(gòu)筑物的正常運(yùn)行。工作原理是以重力分離為基礎(chǔ)，即將進(jìn)入沉砂池的污水流速控制在只能使比重大的無機(jī)顆粒下

11、沉，而有機(jī)懸浮顆粒則隨水流帶走。設(shè)計(jì)中采用的平流式沉砂池是最常用的一種形式，它的截留效果好，工作穩(wěn)定，構(gòu)造簡(jiǎn)單。池的上部是一個(gè)加寬了的明渠，兩端設(shè)有閘門以控制水流。池的底部設(shè)置貯砂斗，下接排砂管。2.4.4 SBR池本設(shè)計(jì)采用SBR法（又稱序批式活性污泥法），該法對(duì)BOD的處理效果可達(dá)90%以上。SBR工藝的曝氣池，在流態(tài)上屬于完全混合，在有機(jī)物降解上，卻是時(shí)間上的的推流，有機(jī)物是隨著時(shí)間的推移而被降解的。推流式曝氣特點(diǎn)是：廢水濃度自池首至池尾是逐漸下降的，由于在曝氣池內(nèi)存在這種濃度梯度，廢水降解反應(yīng)的推動(dòng)力較大，效率較高；推流式曝氣池可采用多種運(yùn)行方式；對(duì)廢水的處理方式較靈活；由于沿池長(zhǎng)均勻

12、供氧，會(huì)出現(xiàn)池首供氣不足，池尾供氣過量的現(xiàn)象，增加動(dòng)力費(fèi)用的現(xiàn)象。完全混合式曝氣池的特點(diǎn)是：沖擊負(fù)荷的能力較強(qiáng)；由于全池需氧要求相同，能節(jié)省動(dòng)力；曝氣池與沉淀池合建，不需要單獨(dú)設(shè)置污泥回流系統(tǒng)，便于運(yùn)行管理；連續(xù)進(jìn)水、出水可能造成短路；易引起污泥膨脹；適于處理工業(yè)廢水，特別是高濃度的有機(jī)廢水。曝氣系統(tǒng)采用鼓風(fēng)曝氣，選擇其中的網(wǎng)狀微孔空。2.4.5接觸池城市污水經(jīng)二級(jí)處理后，水質(zhì)改善，但仍有存在病原菌的可能，因此在排放前需進(jìn)行消毒處理。 液氯是目前國(guó)內(nèi)外應(yīng)用最廣泛的消毒劑，它是氯氣經(jīng)壓縮液化后，貯存在氯瓶中，氯氣溶解在水中后，水解為Hcl和次氯酸，其中次氯酸起主要消毒作用。氯氣投加量一般控制在1

13、-5mg/L,接觸時(shí)間為30分鐘.2.4.6濃縮池濃縮池的形式有重力濃縮池，氣浮濃縮池和離心濃縮池等。重力濃縮池是污水處理工藝中常用的一種污泥濃縮方法，按運(yùn)行方式分為連續(xù)式和間歇式，前者適用于大中型污水廠，后者適用于小型污水廠和工業(yè)企業(yè)的污水處理廠。浮選濃縮適用于疏水性污泥或者懸濁液很難沉降且易于混合的場(chǎng)合， - 7 -例如，接觸氧化污泥、延時(shí)曝起污泥和一些工業(yè)的廢油脂等。離心濃縮主要適用于場(chǎng)地狹小的場(chǎng)合，其最大不足是能耗高，一般達(dá)到同樣效果，其電耗為其它法的10倍。從適用對(duì)象和經(jīng)濟(jì)上考慮，故本設(shè)計(jì)采用重力濃縮池。形式采用間歇式的，其特點(diǎn)是濃縮結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，動(dòng)力消耗小，運(yùn)行費(fèi)用低，貯存污

14、泥能力強(qiáng)。采用水密性鋼筋混凝土建造，設(shè)有進(jìn)泥管、排泥管和排上清夜管。2.4.7污泥脫水污泥機(jī)械脫水與自然干化相比較，其優(yōu)點(diǎn)是脫水效率較高，效果好，不受氣候影響，占地面積小。常用設(shè)備有真空過濾脫水機(jī)、加壓過濾脫水機(jī)及帶式壓濾機(jī)等。本設(shè)計(jì)采用帶式壓濾機(jī)，其特點(diǎn)是：濾帶可以回旋，脫水效率高；噪音?。皇∧茉?；附屬設(shè)備少，操作管理維修方便，但需正確選用有機(jī)高分子混凝劑。另外，為防止突發(fā)事故，設(shè)置事故干化場(chǎng)，使污泥自然干化。第三章 主要構(gòu)筑物及設(shè)備的設(shè)計(jì)與計(jì)算31 粗格柵圖3-1格柵計(jì)算示意圖311 格柵尺寸（1）最大設(shè)計(jì)流量： Qmax=（2）柵條間隙數(shù)n200001.5=0.35m3/s 246060

15、n=式中：n柵條間隙數(shù)，個(gè)；格柵傾角，取= 60；b柵條間隙，m ，取b=0.05m；h柵前水深，m，取h=0.4m；- 8 -v過柵流速，ms，取v=0.9ms；K總生活污水流量總變化系數(shù)，根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書K總=1.5。n=Q0.35sin60則bhv=0.050.40.9=18個(gè)（3）有效柵寬 BB=S(n-1)+bn式中：S柵條寬度，m，取0.01 m。則： B=S(n-1)+bn=0.01×（18-1）+0.0518=1.07m312 通過格柵的水頭損失 h1hv21=k2gsin式中：h1設(shè)計(jì)水頭損失，m；形狀系數(shù)，柵條形狀選用正方形=(b+sb-1)2=(0.05+0.01

16、0.640.05-1)2=0.77，其中=0.64；k系數(shù)，格柵受污物堵塞時(shí)水頭損失增大倍數(shù)，一般采用k=3； g重力加速度，s2，取g=9.81s2；則： hv20.921=k2gsin=30.7729.81sin60=0.082m,符合設(shè)計(jì)要求。313 柵后槽總高度 HH=h+h1+h2式中：h2柵前渠道超高，m，取h2=0.3m。則： H=h+h1+h2=0.4+0.082+0.3=0.782。314 柵槽總長(zhǎng)度 LL=l1+l2+1.0+0.5+H1tanlB-B11=2tan1l2=0.5l1H1=h+h2式中：l1 進(jìn)水渠道漸寬部分的長(zhǎng)度，m；斷面所- 9 - 以B1進(jìn)水渠寬，m，

17、取B1=0.8m；1進(jìn)水渠道漸寬部分的展開角度，取1=20；l2柵槽與進(jìn)水渠道連接處的漸窄部分長(zhǎng)度，m；H1柵前渠道深，m. 則：l1=1.07-0.8B-B1=0.37m =2tan202tan1l2=0.5l1=0.19mH1=h+h2=0.4+0.3=0.7mL=l1+l2+1.0+0.5+315 每日柵渣量 W H10.7=2.46m =0.37+0.19+0.5+1.0+tantan60W=86400QmaxW1 1000K333333式中：W1柵渣量，mm污水，取W1=0.03mm污水。86400QmaxW1=則： W=1000K0.350.03864003m/d=0.60m3/d

18、 1.510003格柵的日柵渣量為：W=0.60>0.2m , 宜采用機(jī)械清渣。316 格柵的選擇表3-1 HG-1400型回轉(zhuǎn)格柵技術(shù)參數(shù)32提升泵房m/d，選用2臺(tái)潛水排污泵（一用一備），則流量為設(shè)計(jì)水量為200003w=20000Q10000=416.7833m3/3h4.34m（見水力計(jì)算和高程計(jì)算）。 =m/。所需的揚(yáng)程為hn241泵的選型如下：表3-2型號(hào) 排出口徑(mm) 流量(m/h) 3揚(yáng)程(m) 轉(zhuǎn)速(r/min) 功率(kw) - 10 -250QW600-7-22 250 1260 7 970 223. 3巴氏計(jì)量槽3.3.1計(jì)量槽主要部分尺寸：A1=0.5b+1

19、.2=0.50.75+1.2=1.575mA2=0.6mA3=0.9mB1=1.2b+0.48=1.20.75+0.48=1.38mB2=b+0.3=0.75+0.3=1.05A1漸縮部分長(zhǎng)度，mA2喉部長(zhǎng)度，mA3漸擴(kuò)部分長(zhǎng)度，mb 喉部寬度，m,，一般取0.75mB1上游渠道寬度，mB2下游渠道寬度，m3.3.2計(jì)量槽總長(zhǎng)度計(jì)量槽應(yīng)設(shè)在渠道的直線段上，直線段的長(zhǎng)度不應(yīng)小于渠道寬度的810倍，在計(jì)量槽上游，直線段不小于渠寬的23倍；下游不小于45倍。計(jì)量槽上游直線段長(zhǎng)為 L1=3B1=31.38=4.14m計(jì)量槽下游直線段長(zhǎng)為 L2=5B2=51.05=5.25m計(jì)量槽總長(zhǎng)為 L=L1+A1

20、+A2+A3+L2=4.14+1.575+0.6+0.9+5.25=12.465m3.3.3計(jì)量槽的水位，當(dāng)b=0.75m時(shí)，Q=1.777×H1 1.558.則：H1=1 =0.35m0.459=m0.351.777H1上游水深，m當(dāng)b=0.32.5m時(shí)，H2/H10.7時(shí)為自由流：取H2=0.24m H20.70.35m=0.245m 0.459=0.321mH2下游水深，m3.3.4渠道水力計(jì)算（1） 上游渠道：過水?dāng)嗝婷娣eA： A=B1H1=1.380.35=0.48m2- 11 -濕周f： f=B1+2H1=1.38+20.35=2.08m水力半徑R： R=Af=0.482

21、.08=0.23m流速v： v=QA=0.350.48=0.73m/s水力坡度i ： i=(vnR-23)2=(0.730.0130.23-23)2=0.64n粗糙度，一般取0.013（2） 下游渠道：過水?dāng)嗝婷娣eA ： A=B2H2=1.050.24=0.252m2 濕周f ： f=B2+2H2=1.05+20.24=1.53m水力半徑R： R=Af=0.2521.53=0.16m流速v： v=QA=0.350.252=1.38m/s水力坡度i ： i=(vnR-23)2=(1.380.0130.16-23)2=3.7水廠出水管采用重力流鑄鐵管，流量Q=0.35m/s,DN=2503. 4細(xì)

22、格柵（本設(shè)計(jì)采用2個(gè)細(xì)格柵）3. 4. 1單個(gè)格柵的隔柵尺寸（1）最大設(shè)計(jì)流量： Q=0.35m3/s（2）柵條間隙數(shù)nn=Qmax2bhv式中：n柵條間隙數(shù)，個(gè)；格柵傾角，取= 60；b柵條間隙，m ，取b=0.01m；h柵前水深，m，取h=0.4m；v過柵流速，ms，取v=0.9ms；K總生活污水流量總變化系數(shù)，根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書K總=1.5。 則 n=Qmax2bhv=0.sin6020.010.40.9=45個(gè)- 12 -（3）有效柵寬 BB=S(n-1)+bn式中：S柵條寬度，m，取0.01 m。則： B=S(n-1)+bn=0.01×（45-1）+0.0145=0.89 m3

23、42 通過格柵的水頭損失 h14/3h sv21=b2gsinak式中：h1設(shè)計(jì)水頭損失，m；形狀系數(shù)，取=1.67（由于選用斷面為迎水背水面均為半圓形的矩形）。k系數(shù)，格柵受污物堵塞時(shí)水頭損失增大倍數(shù)，一般采用k=3； g重力加速度，s2，取g=9.81s2；(sb)4阻力系數(shù)，其值與柵條斷面形狀有關(guān)；4/3則 h sv20.011=b2gsinak=1.67(0.01)0.9229.81sin603=0.179m343 柵后槽總高度 HH=h+h1+h2式中：h2柵前渠道超高，m，取h2=0.3m。則： H=h+h1+h2=0.4+0.179+0.3=0.879m。344 柵槽總長(zhǎng)度 LL

24、=l1+l2+1.0+0.5+H1tanl-B11=B2tan1l2=0.5l1H1=h+h2式中：l1 進(jìn)水渠道漸寬部分的長(zhǎng)度，m；B1進(jìn)水渠寬，m，取B1=0.6m；1進(jìn)水渠道漸寬部分的展開角度，取1=20；l2柵槽與進(jìn)水渠道連接處的漸窄部分長(zhǎng)度，m；- 13 -H1柵前渠道深，m. 則：l1=B-B10.89-0.6=0.40m =2tan12tan20l2=0.5l1=0.20mH1=h+h2=0.4+0.3=0.7mH0.7L=l11+l2+1.0+0.5+tan=0.40+0.20+1.0+0.5+tan20=2.5m 4.0m345 每日柵渣量 WW=86400QmaxW1100

25、0K式中：W柵渣量，m33m3污水，取W=0.07m33m311污水。 則： W=86400QmaxW11000K=864000.350.0710001.5=1.41m3格柵的日柵渣量為：1.41>0.2m3d , 宜采用機(jī)械清渣。表3-3 HG-1000型回轉(zhuǎn)式機(jī)械格柵技術(shù)參數(shù)35 沉砂池 351 計(jì)算(1) 池子長(zhǎng)度 LL=vt式中：v最大設(shè)計(jì)流量時(shí)的水平流速，ms，取v=0.25s。t最大設(shè)計(jì)流量時(shí)的流行時(shí)間，min，取t=40s。則： L=vt=0.2540m=10m(2) 水流斷面面積 AA=Qmaxv式中：Q最大設(shè)計(jì)流量，m3，Q3maxmax=0.35ms；- 14 -則：

26、 A=Qmaxv=0.350.25m2=1.4m2(3) 池子總寬度BB=nb式中：n池子分格數(shù)，個(gè)，設(shè)置n=2。b 池子單格寬度，b=0.8m。則： B=nb=20.8m=1.6m(4) 有效水深h2hA2=B 則：hA2=B=1.41.6m=0.875m352 沉沙室計(jì)算(1) 沉沙量VV=QmaxXT86400Kz106式中：X城市污水沉砂量，m36m3污水，取X=30m36m3污水；K生活污水流量總變化系數(shù)，由設(shè)計(jì)任務(wù)K=1.5。T沉砂周期，d，取T=2d。 則：V=QmaxXT86400K6=0.35302864003z101.5106=1.21m(2) 每個(gè)砂斗所需容積V V=Vn

27、式中：n砂斗個(gè)數(shù)，設(shè)沉砂池每個(gè)格含兩個(gè)沉砂斗，有2個(gè)分格，沉砂斗個(gè)數(shù)為4個(gè)則：V=Vn=1.214=0.30m3(3)沉砂斗各部分尺寸a.沉砂斗上口寬：b2h'32=tan60+b1式中：b1斗底寬，m, 取b1=0.5m；h3'斗高，m, 取 h3'=0.35m。tan60斗壁與水平面的傾角。- 15 -則：b2h'32=tan60+b1=20.35tan60+0.5=0.904mb.沉砂斗容積：V1'1=3h3(s1+s2+s1s2) =13h'b22+b13(1+b21b2)=30.35(0.9042+0.52+0.9040.5)=0.18

28、m 式中: h3'斗高，m, 取 h3'=0.35m；b2沉砂斗上口寬，m。(4)沉砂室高度h3采用重力排砂，設(shè)斗底坡度為0.06，坡向砂斗， h'l-2b2-b'3=h3+0.062式中：b2每個(gè)沉砂斗，m, 取b2=1.0m；h3'斗高，m, 取 h3'=0.35m；b'兩沉砂斗之間的平臺(tái)長(zhǎng)度，m，取b'=0.2m。 則： h'3=h3+0.06l-2b2-b'2=0.35+0.0610-21-0.22=0.58m353 池體總高度HH=h1+h2+h3式中：h1超高，m,取h1=0.3m；h2有效水深，m；h

29、3沉砂室高度，m。則：H=h1+h2+h3=0.3+0.875+0.58=1.728m3 . 6 SBR反應(yīng)池- 16 -（1）曝氣池運(yùn)行周期反應(yīng)器個(gè)數(shù)n1=4，周期時(shí)間t=6h，周期數(shù)n2=4，每周期處理水量Vw=Qmax200001.53=m=1875m3，每周期分為進(jìn)水、曝氣、沉淀、排水4個(gè)階段。 2424n14t62424=1.5(h) n1n244其中進(jìn)水時(shí)間te=根據(jù)潷水器設(shè)備性能，排水時(shí)間td=0.5(h)MLSS取4000mg/L， 污泥界面沉降速度：u=4.6104000曝氣潷水高度h1=1.7m，安全水深=0.5m，沉淀時(shí)間為 4-1.26=1.33(m/s) ts=h1+

30、1.7+0.5=1.7h u1.330.5=2.3h 曝氣時(shí)間： ta=t-te-ts-td=6-1.5-1.7-反應(yīng)時(shí)間：e=ta2.3=0.38 T6（2）曝氣池體積V二沉池出水BOD5由溶解性BOD5和懸浮性BOD5組成，其中只有溶解性BOD5與工藝計(jì)算有關(guān)，出水溶解性BOD5可用下式估算：Se=SZ-7.1KdfCe- 17 -式中：SeSZ出水溶解性BOD5 二沉池出水BOD5，取SZ=20mg/L活性污泥自身氧化系數(shù)，典型值為0.06 Kdf二沉池出水SS中VSS所占比例，取f=0.75Ce二沉池出水SS，取Ce=20mg/LSe=20-7.10.060.7520=13.6(mg/

31、L)進(jìn)水TN較高，為滿足硝化要求，曝氣段污泥齡c=25d污泥產(chǎn)率系數(shù)Y=0.6，活性污泥自身氧化系數(shù)Kd=0.06，曝氣池體積： -1YQc(S0-Se)0.61500025180-13.60.63000025(150-13.6()=3321536mV=12176(m) 0.57400040000.750.7510.06+0.0625exf1+Kdc0.411(+2.5)（3）復(fù)核潷水高度h1，SBR曝氣池共設(shè)4座即n1=4，有效水深H=5m，530000HQ15000150=1.1.5474m1.551.7m h1=21536n2V412175.6復(fù)核結(jié)果與設(shè)定相同（4）復(fù)核污泥負(fù)荷Ns=Q

32、S030000150=0.13kgBOD5kgMLSS exV0.384000021536（5）剩余污泥產(chǎn)量（剩余污泥由生物污泥和非生物污泥組成）剩余污泥XV計(jì)算公式式中：f為二沉池出水ss中vss所占比例,一般f=0.75kd-活性污泥自身氧化系數(shù),kd與水溫有關(guān),水溫為20C,Kd(20)=0.06.根據(jù)室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范(GB)14-1987,1997年版的有關(guān)規(guī)定,不同水溫時(shí)應(yīng)進(jìn)行修正,本例污水溫度T=10足最低水溫的要求,所以取T=10C.則Kd(10)=Kd(20)1.04(10-20)XV=YQS0-SeX-KdVf10001000 25C,要滿=0.041(d-1)- 18 -剩

33、余生物污泥是: Xv(10)=YQs0-seX-eKdVf 10001000=0.630000=1448.61kgd150-13.64000-0.380.041215360.7510001000c0-ce 1000剩余非生物污泥式中：xs用計(jì)算公式:xs=Q(1-fbf)c0fb3設(shè)計(jì)進(jìn)水ss, m/d,取c0=200mg/L 進(jìn)水vss中可生化部分比例,設(shè)fb=0.7200-20c0-ce=30000(1-0.70.75)=2565kgd xs=Q(1-fbf) 10001000剩余污泥總量:x=xv+xs=1448.61+2565=4013.61kg/d 853.6+926.25=1779

34、.85kg剩余污泥含水率按99.2%計(jì)算，濕污泥為 d)4013.61w3m3d =197501.70Qs=m/d(1-0.992)10001-p1000(1-0.992)1000（6）復(fù)核出水BOD5Lch=24s024150=6.91mg/l 24+k2xftan224+0.01840000.752.34復(fù)核結(jié)果表明，出水BOD5可以達(dá)到設(shè)計(jì)要求。（7）復(fù)核出水NH3-NUm(10)=Um(15)e0.098(T-15)(8)設(shè)計(jì)需養(yǎng)量 D01-0.833(7.2-PH)K0+D0設(shè)計(jì)需養(yǎng)量包括氧化有機(jī)物需養(yǎng)量，污泥自身需養(yǎng)量、氨氮硝化需養(yǎng)量和出水帶走的氧量，有機(jī)物氧化需氧系數(shù)a=0.5，

35、污泥需氧系數(shù)b=0.12，氧化有機(jī)物和污泥需氧量AOR1為： AOR1=a'Q(s0-se)+eb'xvf150-13.64000=0.530000()+0.380.12215360.75=4992.12kgd10001000- 19 -mg進(jìn)水總氮N0=45mgl，出水氨氮Ne=8硝化氨氮需氧量是AOR2：AOR4.6 QM0-Neevxf2=1000-0.121000Qc =4.6(3000045-80.384000215360.751000-0.12100025)=4563.91kgd反硝化產(chǎn)生的氧量AOR3 AOR QNj-TNeevxf3=2.61000-0.1210

36、00Qc =2.6(Q45-200.384000215361000-0.120.75100025)=1643.60kg/d總需氧量是AOR=AOR1+AOR2-AOR3=(4992.12+4563.91-1643.60)kg/d=329.68kg/h（9）標(biāo)準(zhǔn)需氧量 SOR=AORCs(20)(CsbcD-C)1.024(T-20)式中：CCs(20)20C時(shí)氧在消水中飽和溶解度，s(20)=9.17mg/L（查附錄十二） 氧總轉(zhuǎn)移系數(shù)，=0.85氧在污水中飽和溶解度修正系數(shù)，=0.95因海拔高度不同而引起的壓力系數(shù)，按下式計(jì)算： =p1.013105P所在地區(qū)大氣壓力，paT設(shè)計(jì)污水溫度Cs

37、bcD設(shè)計(jì)水溫條件下曝氣池內(nèi)平均溶解氧飽和度，mg/L，按下式計(jì)算：bCCsbcD=s(T)(pOt2.026105+42）- 20 -Cs(T)設(shè)計(jì)水溫條件下氧在清水中飽和溶解度pb空氣擴(kuò)散裝置處的絕對(duì)壓力，pa，pb=9.8103HH空氣擴(kuò)散裝置淹沒深度，mOt氣泡離開水面時(shí)含氧量，%，按下式計(jì)算 O-EA)t=21(179+21(1-EA)EA空氣擴(kuò)散裝置氧轉(zhuǎn)換效率，%，可由設(shè)備樣本查得；C曝氣池內(nèi)平均溶解氧濃度，C=20mg/L工程所在地大氣壓力p為730.2mmHg，即0.973105=p1.013105=0.973 壓力修正系數(shù)：1.013=0.96微孔曝氣頭安裝在距池底0.3m處

38、，淹沒深度H=4.7m其絕對(duì)壓力為pb=p+9.8103H=1.013105+0.0981054.7=1.47105微孔曝氣頭氧轉(zhuǎn)移效率EA為20%，氣泡離開水面時(shí)含氧量：Ot=21(1-EA)21(179+21(1-E100%=-0.2)(1-0.2)100%=17.5%A)79+21最高水溫250C，清水氧飽和度Cs(25)為8.4mg/L，曝氣池內(nèi)平均溶解氧飽和度：Csb=Cs(25)(pb2.026105+Ot42)=8.4(1.472.026+17.542)=9.6(mg/L)最高水溫時(shí)標(biāo)準(zhǔn)需氧量 SOR=AORCs(20)(CsbcD-C)1.024(25-20)=329.689.

39、170.85(0.950.969.6-2)1.024(25-20)=467.63kg/l空氣用量=SOR467256.630.3E=77934264(.83m3m/3h/)d=71129m.m3/)minA00.3.300.20.20(390/min（10）曝氣池布置- 21 -SBR反應(yīng)池共設(shè)4座，每座長(zhǎng)50m寬22m水深5m超高0.5m有效體積5500m ,4座總有效體積22000m（11）空氣管路計(jì)算 33每座需氣量,=n=77934264.83=1948.346m3/h(m/h)44反應(yīng)池平面面積5022設(shè)600個(gè)空氣擴(kuò)散器，則每個(gè)配氣量為選WB型微孔曝氣裝置。每個(gè)池共25根干管，在每

40、根干管上共24個(gè)擴(kuò)散器，每邊各12個(gè)。表3-4 WB型微孔曝氣裝置主要技術(shù)參數(shù)表型號(hào)WB微孔曝氣裝置直徑 200 曝氣量m/服務(wù)面積平均孔徑動(dòng)力效率氧利用率 空隙率% 阻力mm/H2O 23只h m/只 um kgO2/mh 13 0.30.5 150 23%30% 36 4050 136280 31948.46=3.25m3/h 60037接觸池3. 7. 1消毒劑的投加(1)加氯量計(jì)算二級(jí)處理出水采用液氯消毒時(shí)，液氯投加量一般為510mg/L，本設(shè)計(jì)中液氯投加量采用8.0mg/L。每日加氯量為: q=qQ86400 1000式中： q每日加氯量，kg/d；q0液氯投加量，mg/L；3 Q污

41、水設(shè)計(jì)流量，m/s。 q=80.3586400=241.92kg/d 1000(2) 加氯設(shè)備液氯由真空轉(zhuǎn)子加氯機(jī)加入，加氯機(jī)設(shè)計(jì)2臺(tái)，采用一用一備，則每小時(shí)加氯量為： L=241.92q117.5=10.08kg/h =4.9kg/h24t243.7.2接觸池尺寸豎流式消毒池適用于小型污水廠,設(shè)計(jì)選擇4個(gè)消毒池。污水經(jīng)過集配水井分配流量后流入- 22 -豎流式消毒池，單池流量為 Q0=Qn式中：Q設(shè)計(jì)流量，m3/s；Qm30單池設(shè)計(jì)流量, /s；n消毒池個(gè)數(shù)。設(shè)計(jì)中Q=0.35m3/s，n=4 Q0=Qn=0.3534=0.0875m/h(1) 中心進(jìn)水管面積 A=Q00v式中：A20消毒池

42、中心進(jìn)水管面積，m；Q30單池設(shè)計(jì)流量, m/s；v0中心進(jìn)水管流速, m/s,一般采用v00.03m/s。 設(shè)計(jì)中取vm/s，Q30=0.030=0.0875m/s A0.08750=0.03=2.92m2d0=式中： d0中心進(jìn)水管直徑，m； d.920=423.14=1.93m(2) 中心進(jìn)水管喇叭口與反射板之間的板縫高度 h=Q03vd11式中： h3中心進(jìn)水管喇叭口與反射板之間的板縫高度，m； v1污水從中心進(jìn)水管喇叭口與反射板之間縫隙流出速度m/s，一般采用0.020.03m/s；d1喇叭口直徑，m，一般采用d1=1.35d0； d2反射板直徑，m，一般采用d2=1.3d1； Q0

43、單板設(shè)計(jì)流量，m/s。- 23 -設(shè)計(jì)中取v1=0.02m/s，d1=1.35d0=2.61m，d2=1.3d1=3.39mQ0=0.0425m3/s h3=0.08750.023.142.61=0.53m(3) 消毒接觸池有效斷面 A=Q0v式中： A消毒接觸池有效斷面，m2；v污水在消毒接觸池內(nèi)流速，m/s，一般采用0.0010.0013m/s； Q0單板設(shè)計(jì)流量，m/s。設(shè)計(jì)中取v=0.0013m/s， A=Q0V=0.08750.0013=67.31m2(4)消毒接觸池邊長(zhǎng)B=式中： B消毒接觸池邊長(zhǎng)，m，一般采用B810m。 B=67.31+2.92=8.38m<10m，設(shè)計(jì)中

44、取8.4m(4) 消毒接觸池有效水深h2=vt3600式中： h2消毒接觸池有效水深，m；t消毒時(shí)間，h，一般采用0.51.0h。設(shè)計(jì)中取h2=0.00130.73600=3.276m 校核消毒接觸池邊長(zhǎng)與水深之比，B/h8.402=3.276=2.56<3m(7) 污泥斗容積污泥斗設(shè)在沉淀池的底部，采用重力排泥，排泥管伸入污泥斗底部，設(shè)計(jì)中采用污泥斗底部邊長(zhǎng)0.5m，污泥斗傾角600。 V11=3h25（a2+a1+式中： V31污泥斗容積，m；h5污泥斗高，m；- 24 -a污泥斗上口邊長(zhǎng)，m；a1污泥斗下口邊長(zhǎng)，m；設(shè)計(jì)中由于污泥體積較小，設(shè)計(jì)中取a=2.0m，a1=0.5m， h

45、5=1(a-a021)tg60h5=1.732(2.0-0.5)/2=1.299m，設(shè)計(jì)中取污泥斗高h(yuǎn)5=1.30mV11=31.3(22+0.52+=2.28m31.2m3邊坡高度 h4=B-a2i式中： i池底邊坡坡度，一般采用0.05。 h.40-25=820.05=0.16m(8) 接觸池總高度H=h1+h2+h3+h4+h5式中： H接觸池的總高度（m）;h1接觸池超高（m）。設(shè)計(jì)中取h1=0.3 mH=0.3+3.276+0.53+0.16+1.3=5.57m(9) 出水堰沉淀池出水經(jīng)過出水堰跌落進(jìn)入集水槽，然后匯入出水管排出。出水堰采用單側(cè)90°三角形出水堰，三角堰頂寬

46、0.16m，深0.08m，集水槽設(shè)在周邊，集水槽寬度0.3m，每格沉淀池有三角堰數(shù)量n=4(B-2B1)a式中 ： B接觸池邊長(zhǎng)，m；B1集水槽寬度，m；a三角堰單堰長(zhǎng)度，m；n三角堰數(shù)量，個(gè)；設(shè)計(jì)中取B=8.4 m, B1=0.3m,a=0.16m.n=4(8.84-20.3)0.16=195三角堰流量Q1為：- 25 -Q1=0.35=0.000449m3/s 419525H1=0.7Q1式中： Q1三角堰流量，m3/s；H1三角堰數(shù)量上水深，m；H1=0.032m設(shè)三角堰后自由跌落0.10m，則出書堰水頭損失為0.132m，設(shè)計(jì)中取0.14m.(10)出水渠道 接觸池表面設(shè)周邊集水槽，采

47、用單側(cè)集水，出水渠集水量0.35=0.044m3/s出水渠道寬420.6m，水深0.4m，水平流速0.52m/s。出水渠道將三角堰出水匯集送入出水管，出水管道采用鋼管，管徑DN400mm，管內(nèi)流速0.99m/s。(11)排泥管排泥管伸如污泥斗底部，為防止排泥管堵塞，排泥管徑設(shè)為200mm。第四章 污泥的處理與處置4.1污泥濃縮池污泥濃縮的對(duì)象是顆粒見的孔隙水，濃縮的目的是在于縮小污泥的體積，便于后續(xù)污泥處理。常用的污泥濃縮池分為豎流濃縮池和幅流濃縮池2種。二沉池排出的剩余污泥含水率高，污泥數(shù)量較大，需要進(jìn)行濃縮處理；初沉污泥含水量較低，可以不采用濃縮處理。設(shè)計(jì)中一般采用濃縮池處理剩余活性污泥。

48、濃縮前污泥含水率99%，濃縮后污泥含水率97%。豎流濃縮池：進(jìn)入濃縮池的剩余污泥量0.0058m/s，采用2個(gè)濃縮池，則單池流量：Q1=0.0029m/s。1.中心進(jìn)泥管面積 f=33Q1v0d0=2式中： f-濃縮池中心進(jìn)泥管面積(m)；Q1-中心進(jìn)泥管設(shè)計(jì)流量m3/s；v0-中心進(jìn)泥管流速 (m/s)，一般采用v00.03m/s；- 26 - ()d0-中心進(jìn)泥管直徑（m）設(shè)計(jì)中取 v0=0.03m/s。 f=0.0029=0.097m2 0.003d0=40.097=0.35m 3.14每池的進(jìn)泥管采用DN200 管內(nèi)流速v=4Q14400.0017.0029 =m=00.096.092

49、m/ss222D33.140.15.140.22中心進(jìn)泥管喇叭口與反射板之間的縫隙高度 h3=Q1 v1d1式中：h3-中心進(jìn)泥管喇叭口與反射板之間的板縫高度（m）；v1-污泥從中心管喇叭口與反射板之間縫隙流出速度(m/s)，一般采用0.02-0.03m/s； d1-喇叭口直徑（m），一般采用d1=1.35d0。 設(shè)計(jì)中取v1=0.02m/s，d1=1.35d0=0.47mh3=0.0029=0.098m 0.023.140.473濃縮后分離出的污水量 q=QP-P0 100-P0式中：q-濃縮后分離出的污水量m3/s； Q-進(jìn)入濃縮池的污泥量m3/s；P-濃縮前污泥含水率，一般采用99%；

50、P0-濃縮后污泥含水率，一般采用97% q=0.00294濃縮池水流部分面積 ()()99-97=0.0019m3/s 100-97- 27 -F=qv式中：F-濃縮池水流面積(m2)；v-污水在濃縮池內(nèi)上升流速(m/s)，一般采用v=0.000050.0001m/s 設(shè)計(jì)中取v=0.0001m/s F=0.00190.0001=19m25濃縮池直徑D=式中：D-濃縮池直徑（m）；D=4420(19+0.050.097)3.145.05=4.93m，設(shè)計(jì)中取為5.0m。6有效水深h2=vt式中：h2-濃縮池的有效水深（m）；t-濃縮時(shí)間（h），一般采用1016h；設(shè)計(jì)中取t=10 h h2=v

51、t=0.0001103600=3.6m7濃縮后剩余污泥量Q100-P1=Q100-P式中：Q31-單池濃縮后剩余污泥量（m/s）；Q991=0.0029100-100-97=0.00097m3/s=83.80m3/d8濃縮池污泥斗容積污泥斗設(shè)在濃縮池的底部，采用重力排泥。h5=tg(R-r)式中： h5-污泥斗高度（m）；- 28 -污泥斗傾角，圓型池體污泥斗傾角55r-污泥斗底部半徑（m），一般采用0.5m×0.5m；R-濃縮池半徑（m）。設(shè)計(jì)采用=550,r=0.25m,R=2.95mh5=tg550(2.95-0.25)=3.86m污泥斗容積為： V=033h5(R2+Rr+r

52、2) 3.86(2.952+2.950.25+0.252)=38.39m39污泥在污泥斗中停留的時(shí)間 T=V 3600Q13式中：V-污泥斗容積（m）；T-污泥在泥斗中的停留時(shí)間（h）。 T=10濃縮池總高度h=h1+h2+h3+h4+h5式中：h-濃縮池高度（m）；h1-超高（m）；h4-緩沖層高度（m）。設(shè)計(jì)中取h1=0.3 m，h4=0.3 mh=0.3+3.6+0.098+0.3+3.28=7.58m11溢流堰濃縮池溢流出水經(jīng)過溢流堰進(jìn)入出水槽，然后匯入出水管排出。出水槽流量q=0.001m ， 設(shè)出水槽寬b=0.15m，水深0.05m，則水流速為0.24m/s。溢流堰周長(zhǎng) 338.3

53、9=11h 36000.00097- 29 -c=(D-2b)式中： c溢流堰周長(zhǎng) （m）；D濃縮池直徑 （m）b出水槽寬 （m）。c=3.14(5.1-20.15)=15.07m溢流堰采用單側(cè)90三角形出水堰，三角堰頂寬0.16m，深0.08m，每格沉淀池有110個(gè)三角堰。三角堰流量q0為： q0=0.001=0.0000091m3 1100.4 h'=0.70.0000091=0.0067m式中：q0每個(gè)三角堰流量 （m）h'三角堰水深 (m)三角堰后自由跌落0.10m，則出水堰水頭損失為0.1067m12. 溢流管3 溢流水量0.001m/s,設(shè)溢流管管徑DN200mm,管內(nèi)流速v=0.102m/s 313.排泥管3 濃縮后剩余污泥量0.00097m/s,泥量很小,采用間歇排泥方式,污泥斗容積38.39m,污泥管3道選用DN150mm