萬立方米每天的城市污水處理廠工藝設(shè)計(jì)

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精益求精，善益求善。萬立方米每天的城市污水處理廠工藝設(shè)計(jì)萬立方米每天的城市污水處理廠工藝設(shè)計(jì)萬立方米每天的城市污水處理廠工藝設(shè)計(jì)PAGEPAGEPAGE29PAGE29萬立方米每天的城市污水處理廠工藝設(shè)計(jì)PAGE課程設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)題目：120000m3/d的城市污水處理廠學(xué)院：環(huán)境與生物工程學(xué)院專業(yè)：環(huán)境工程班級：設(shè)計(jì)者姓名：設(shè)計(jì)時(shí)間：2008.10-2008.11目錄TOC\o"1-4"\h\z\u污水處理工程課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 21.水質(zhì)水量及深度處理要求 41.1進(jìn)水水質(zhì) 41.2出水水質(zhì) 52.方案論證 52.1方案確定依據(jù) 52.1.1生化處理方案確定依據(jù) 52.1.2污泥處理工藝路線確定依據(jù) 62.2方案比較 62.2.1生化處理方案比較 62.2.2污泥處理方案比較 82.3方案確定 82.3.1生化處理方案確定 82.3.2污泥處理方案的確定 93.設(shè)計(jì)計(jì)算 103.1水質(zhì)平衡計(jì)算 103.2主體構(gòu)筑物設(shè)備計(jì)算 103.2.1格柵設(shè)計(jì)計(jì) 103.2.2沉砂池設(shè)計(jì)計(jì)算 113.2.3初沉池設(shè)計(jì)計(jì)算 113.2.4曝氣池設(shè)計(jì)計(jì)算 123.2.5曝氣池輔助設(shè)備選擇 163.2.5二沉池設(shè)計(jì)計(jì)算 193.3.6污泥處理過程的設(shè)計(jì)計(jì)算 193.4設(shè)備選型 233.4.1配水井前泵的選擇 233.4.2加藥泵的選擇 233.4.4污泥脫水設(shè)備的選型 254.設(shè)計(jì)結(jié)論 264.1設(shè)計(jì)方案特點(diǎn) 264.2工藝流程圖 264.3構(gòu)筑物設(shè)備一覽表 27結(jié)束語 29參考文獻(xiàn) 30污水處理工程課程設(shè)計(jì)任務(wù)書一、課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容和深度污水處理課程設(shè)計(jì)的目的在于加深理解所學(xué)專業(yè)知識，培養(yǎng)運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識的能力，在設(shè)計(jì)、計(jì)算、繪圖方面等得到鍛煉。針對一座二級處理的城市污水處理廠，要求對主要污水處理構(gòu)筑物的工藝尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，確定污水廠的平面布置和高程布置。最后完成設(shè)計(jì)計(jì)算說明書和設(shè)計(jì)圖（污水處理廠平面布置圖和污水處理廠高程圖）。設(shè)計(jì)深度為初步設(shè)計(jì)的深度。最大日處理量為12萬立方米每天1、設(shè)計(jì)題目某城市污水處理廠12萬m3/工藝計(jì)算2、基本資料（1）城市污水處理廠設(shè)計(jì)水量及水質(zhì)：單位：（mg/L）CODcrBOD5SS進(jìn)水430180280出水≤60≤20≤30（2）處理工藝流程污水?dāng)M采用傳統(tǒng)活性污泥法工藝處理，具體流程如下：污水→分流閘井→格柵間→污水泵房→出水井→計(jì)量槽→沉砂池→初沉池→曝氣池→二沉池→消毒池→出水（3）氣象與水文資料風(fēng)向：多年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槲髂巷L(fēng)；氣溫：年平均氣溫4.6℃；最熱月平均為26.5℃；極端氣溫，最高為33℃，最低為水文：降水量多年平均為639.9mm；蒸發(fā)量平均為1210mm，地下水位，地面下5-6米。（4）廠區(qū)選型污水廠選址在185-192m之間，平均地面標(biāo)高為187.5m。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380米，南北長280米。3、設(shè)計(jì)內(nèi)容①對工藝構(gòu)筑物選型作說明；②主要處理設(shè)施（格柵、沉砂池、初沉池、曝氣池、二沉池）的工藝計(jì)算；③污水處理廠平面和高程布置圖4、設(shè)計(jì)成果①設(shè)計(jì)計(jì)算說明書一份②設(shè)計(jì)圖紙：污水廠平面圖和污水廠處理高程圖各一張1.水質(zhì)水量及深度處理要求1.1進(jìn)水水質(zhì)進(jìn)水水質(zhì)的各個(gè)指標(biāo)見表1-1表1-1進(jìn)水水質(zhì)項(xiàng)目水量QBOD5COD數(shù)值120000m3180mg/L430mg/L項(xiàng)目SS溫度TpH數(shù)值280mg/L186-9進(jìn)水BOD5180mg/L，出水要求BOD520mg/L，去除率為（180-20）/180100%=88.89%，其他的指標(biāo)均和BOD5計(jì)算相同。一級處理BOD5的去除率為88.89%，SS的去除率為89.28%。經(jīng)過一級處理后水質(zhì)的各個(gè)指標(biāo)見表1-2表1-2一級處理后水質(zhì)項(xiàng)目水量QBOD5COD數(shù)值120000m320mg/L60mg/L項(xiàng)目SS溫度TpH數(shù)值30mg/L186-91.2出水水質(zhì)出水水質(zhì)的各個(gè)指標(biāo)數(shù)值見表1-3表1-3出水水質(zhì)項(xiàng)目水量QBOD5COD數(shù)值120000m320mg/L60mg/L項(xiàng)目SS溫度TpH數(shù)值30mg/L186-92.方案論證2.1方案確定依據(jù)2.1.1生化處理方案確定依據(jù)進(jìn)水水質(zhì)BOD5180mg/L、COD為430mg/L，BOD5與COD的比值為0.559，大于0.3，可以用生化處理。進(jìn)水BOD5180mg/L，出水要求BOD520mg/L，去除率為（180-20）/180100%=88.89%，其他的指標(biāo)均和BOD5計(jì)算相同。根據(jù)本設(shè)計(jì)二級處理要求BOD5、SS的去除率分別為88.89%和89.23%。所選處理方法的經(jīng)驗(yàn)去除率值的比較，確定可以達(dá)到處理要求的方法有：傳統(tǒng)活性污泥法、階段曝氣法、完全混合活性污泥法（合建式）。所選方法的去除率見表2-1。表2-1所選方法的去除率方法傳統(tǒng)活性污泥法階段曝氣法完全混合活性污泥法（合建式）去除率大于90%略小于90%略小于90%方法氧化溝CMAS（分建式完全混合活性污泥法）去除率95%-98%略小于90%2.1.2污泥處理工藝路線確定依據(jù)本設(shè)計(jì)為城市污水處理，產(chǎn)生污泥的地方主要是初沉池和二沉池，污泥處理工藝路線有：路線一：污泥—濃縮—脫水—最終處置路線二：污泥—濃縮—自然干化—堆肥—最終處置路線三：污泥—濃縮—機(jī)械脫水—干燥焚燒—最終處置路線四：污泥—濃縮—消化—最終處置2.2方案比較2.2.1生化處理方案比較生化處理的方案比較見表2-2。表2-2方案比較[3]方法優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)適用性水流方式備注傳統(tǒng)活性污泥法有機(jī)物去除率較高；不易發(fā)生污泥膨脹；出水水質(zhì)穩(wěn)定。耐沖擊負(fù)荷能力差；供氧利用率低；運(yùn)行費(fèi)用高。適用于大中型水量；不控制出水氮磷。推流階段曝氣法耐沖擊負(fù)荷能力較強(qiáng)；池內(nèi)溶解氧較均勻；二沉池出水較好。有機(jī)物去除率略低；易發(fā)生污泥膨脹。適用于大中型水量；不控制出水氮磷。推流完全混合活性污泥法（合建式）耐沖擊負(fù)荷能力較強(qiáng)；池內(nèi)水質(zhì)均勻，電耗低；負(fù)荷率較高。有機(jī)物去除率略低；易發(fā)生污泥膨脹。適用于中小水量；適用于工業(yè)廢水；不控制出水氮磷。完全混合CMAS（分建式完全混合活性污泥法）耐沖擊負(fù)荷能力較強(qiáng)；池內(nèi)水質(zhì)均勻，電耗低；負(fù)荷率較高。有機(jī)物去除率略低；易發(fā)生污泥膨脹。適用于中小水量；適用于工業(yè)廢水；不控制出水氮磷。推流和完全混合氧化溝耐沖擊負(fù)荷能力較強(qiáng)；可以不設(shè)初沉池和污泥回流裝置；出水水質(zhì)好。占地面積較大；要求氣溫適中；污泥齡較長，水力停留時(shí)間長。適用于小水量；可以控制出水氮磷。推流和完全混合2.2.2污泥處理方案比較污泥處理的方案比較見表2-3表2-3污泥處理方案比較[6]方案費(fèi)用特點(diǎn)適用條件路線一根據(jù)所選的構(gòu)筑物及設(shè)備決定以脫水為主要處理主體適于一般污泥的處理路線二較低以堆肥農(nóng)用為主當(dāng)污泥符合農(nóng)用肥料條件及附近有農(nóng)、林、牧或蔬菜基地時(shí)可以考慮采用路線三費(fèi)用較高以干燥焚燒為主污泥不適于進(jìn)行消化處理，或不符和農(nóng)用條件，或受污水處理廠用地面積的限制路線四費(fèi)用隨消化處理的構(gòu)筑物決定以消化處理為主體適于污泥中有機(jī)物含量較高的污泥2.3方案確定2.3.1生化處理方案確定根據(jù)處理水量10000，屬于小水量，可以用氧化溝、完全混合活性污泥法（合建式）、CMAS（分建式完全混合活性污泥法）。氧化溝雖然處理的效果好，運(yùn)行靈活，但是占地面積大、還要一定的外界溫度，城市可用的土地少，還要節(jié)約用地，所以不用氧化溝；CMAS（分建式完全混合活性污泥法）雖然符合水量要求，但國內(nèi)關(guān)于修建CMAS曝氣池的資料比較少，不易設(shè)計(jì)好；綜合考慮多方面的原因，最后選用完全混合活性污泥法（合建式）。2.3.2污泥處理方案的確定2.3.2.1污泥處理工藝路線確定本設(shè)計(jì)為10000m3/d的流量，流量較小，產(chǎn)生污泥不多，修建污泥消化池費(fèi)用較高，不經(jīng)濟(jì)；污泥干燥焚燒需要脫去更多的水，費(fèi)用也會很高；堆肥需要的場地較大，且費(fèi)時(shí)，不合理。最后確定的污泥工藝路線為路線一。2.3.2.2污泥處理方案的確定1）污泥濃縮方法的確定污泥濃縮的方法[6]力濃縮、氣浮濃縮、離心濃縮。重力濃縮需要的費(fèi)用較低；氣浮濃縮需要通入空氣，消耗能量，運(yùn)行費(fèi)用較高；離心濃縮是利用機(jī)械脫水，費(fèi)用也較高。最后選用的濃縮的方法為重力濃縮。2）污泥脫水的方法的確定污泥脫水的方法有：自然干化和機(jī)械脫水。自然干化的脫水方法易受外界條件的影響，速度較慢，占用面積大，甚至還有臭味。所以最后選用的脫水的方法為機(jī)械脫水。3）污泥最終處置的方法的確定污泥最終處置的方法[1]埋、直接衛(wèi)生填埋、堆肥、工業(yè)利用。污泥焚燒后填埋雖然是一種最合理的污泥最終處置的途徑，但在焚燒時(shí)要求污泥的含水率較低，而污泥含水率的進(jìn)一步降低不容易，且本設(shè)計(jì)產(chǎn)生的污泥量少，所以采用焚燒后填埋不合理。污泥堆肥要求和其他物質(zhì)如城市生活垃圾、稻草、鋸木等混合堆肥，且要求堆肥前應(yīng)該去除垃圾中的金屬物、玻璃、碎石、塑料等物質(zhì)以及污泥中沒有重金屬、有毒有害物質(zhì)等。工序復(fù)雜，費(fèi)時(shí)過多，占用場地大，勞動力強(qiáng)度大，對周圍環(huán)境有污染，制成的肥料沒有市場，因此不采用堆肥。工業(yè)利用的方法有：干泥顆粒燃燒發(fā)電，或提取焦油、焦碳、燃料油、燃料器等；污泥燃燒灰作建筑材料；污泥細(xì)菌蛋白制造蛋白塑料、膠合生產(chǎn)纖維板等；制造污泥氣等。但這些用途在國內(nèi)尚處于試驗(yàn)階段，所以不可以采用。所以最后確定的污泥最終處置的方法是直接衛(wèi)生填埋。3.設(shè)計(jì)計(jì)算3.1水質(zhì)平衡計(jì)算進(jìn)水BOD5180mg/L，出水要求BOD520mg/L，去除率為（180-20）/180*100%=88.89%，其他的指標(biāo)均和BOD5計(jì)算相同。水質(zhì)平衡計(jì)算表如下：表3-1。表3-1水質(zhì)平衡計(jì)算表項(xiàng)目BOD5CODSS去除率88.89%86.05%89.28%3.2主體構(gòu)筑物設(shè)備計(jì)算3.2.1格柵設(shè)計(jì)計(jì)設(shè)計(jì)兩座格柵最大設(shè)計(jì)流量：Qmax=12萬m/d=1.389m/s設(shè)柵前水深：h=0.4m過柵流速：v=0.8m/s,柵條間隙寬度：b=0.050m格柵傾角：α=60on=(Qma√sin60o)/bhv=(1.389√sin60o)/0.050.40.8=80.8取81個(gè)B=S(n-1)+bn=0.01(81-1)+0.0581=4.85(m)≈4.8(m)格柵的水頭損失：h0=ξ(v2/2g)sinα=1.670.80.8/(29.08)sin60o=0.047(m)H=h+h1+h2=0.4+0.142+0.3=0.842(m)格柵總長度L=l1+l2+0.1+0.5+(H/tanα)=2.47(m)每日柵渣量W=(QmaxW186400)/(Kz1000)=（1.3890.0586400）/（1.51000）=4.00m3/d3.2.2沉砂池設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)v=0.25m/s，t=50s,L=vt=0.2550=12.5m;水流斷面積A=Qmax/v=1.389/0.25=5.56m2設(shè)八格，每格寬b=0.6m，則B=nb=80.6=4.8m有效水深h2=A/B=5.56/4.8=1.16m沉砂斗容積T=2d,V=(QmaxT86400)/(Kz1000000)=(1.3893286400)/(1.51000000)=4.8m3設(shè)每個(gè)分格有2個(gè)沉砂斗，共有82=16個(gè)沉砂斗，則V0=4.8/16=0.33.2.3初沉池設(shè)計(jì)計(jì)算1、設(shè)表面負(fù)荷q’=3.0m3/（m2.d），設(shè)計(jì)流量Qmax=12萬m3/d=1.389m則A=(Qmax3600)/q’=1.3893600/3.0=1666.8m32、沉淀部分有效水深：h2=q’t=31.5=4.5m(設(shè)沉淀時(shí)間為1.5h)3、沉淀部分有效容積：V’=Qmaxt3600=1.3891.53600=7500.6m34、設(shè)水平流速v=3.7mm/s,則L=vt3.6=3.71.53.6=20m5、池子總寬度B=A/L=1666.8/20=83m6、設(shè)每個(gè)池子寬4.5m，則n=B/b=83.34/4.3≈20個(gè)7、長寬比L/b=20/4.5=4.4>4.0（符合要求）8、污泥部分需要的總?cè)莘e設(shè)T=2d，污泥量為25g/(人/d)，污水含水量為95%，則每人每日污泥量S=25100/[(100–95)1000]=0.5L/(人/d)V=SNT/1000=0.52500002.0/1000=250m39、每格污泥所需容積V,,=v/n=250/20=12.25m310、污泥斗容積V1=1/3h,,4(f1+f2+)h4=(4.5–0.5)/2tan600=3.46mV1=1/33.46(4.54.5+0.50.5+=26m3污泥斗以上梯形部分污泥容積V2=(l1+l2)/2h4’bh4=(20+0.3-4.5)0.01=0.158ml1=20+0.3+0.5=20.80ml2=4.5mV2=(20.80+4.50)/20.1584.5=9.0m3污泥斗和梯形部分污泥容積V1+V2=26+9=35.00m3池子總高度設(shè)緩沖層高度h3=0.5m,則H=h1+h2+h3+h4h4=h’4+h’’4=0.158+3.46=3.62mH=0.3+2.4+0.5+3.62=6.28m3.2.4曝氣池設(shè)計(jì)計(jì)算3.2.4.1來水經(jīng)過配水井均勻配水后，進(jìn)入曝氣沉淀池。在曝氣沉淀池內(nèi)，污水和活性污泥混合，充分接觸，污水中的可生物降解的物質(zhì)被微生物代謝和利用，最后變?yōu)闊o機(jī)物，達(dá)到去除污染物的目的，最后泥水在外部的沉淀池內(nèi)進(jìn)行泥水分離，上清夜由出水堰排出，下面的泥部分排出池體，剩下的通過回流縫回流，進(jìn)入曝氣池，再次利用。3.2.4.2設(shè)計(jì)規(guī)定1）池體A.直徑（D）不宜超過20米，國內(nèi)較普遍的采用的數(shù)值為15米，最大為17米，直徑過大，充氧和攪拌能力都將受到影響。B.水深不宜超過5米，水深過大，攪拌不良池底易于沉泥，影響運(yùn)行效果。C.沉淀區(qū)水深一般（H3）在1-2米之間，不宜小于1米D.曝氣區(qū)直壁段高度（H20）應(yīng)該大于導(dǎo)流區(qū)的高度（H1），一般H2-H1≥0.414B（B為導(dǎo)流區(qū)寬度）。E.曝氣區(qū)應(yīng)該有0.8-1.2米F.池底斜壁與水平呈45°角。2）回流窗回流窗孔的流速應(yīng)該為100-200毫米/秒，并以此確定回流窗的尺寸?；亓鞔暗目傞L度為曝氣區(qū)的周長的30%左右，其調(diào)節(jié)高度為50-150毫米。3）導(dǎo)流區(qū)導(dǎo)流區(qū)出口出的流速（V3）應(yīng)該小于導(dǎo)流區(qū)下降流速（V2），導(dǎo)流區(qū)下降流速為15毫米/秒左右，并按此確定導(dǎo)流區(qū)寬度。4）污泥回流縫污泥回流縫的流速為20-40毫米/秒，依據(jù)此確定回流縫的寬度（小B）?；亓骺p的寬度一般為150-300毫米。回流縫處設(shè)順流圈，其長度（L）為0.4-0.6米。順流圈的直徑（D4）應(yīng)該大于池底直徑（D3），以利于污泥下滑、回流?；亓骺p的各項(xiàng)尺寸控制的目的是防止氣泡和混合液從回流縫進(jìn)入沉淀區(qū)，并使沉淀污泥暢通回流。曝氣區(qū)、導(dǎo)流區(qū)的結(jié)構(gòu)容積系數(shù)（由于墻壁厚度所增加的容積百分比）為3%-5%。3.2.4所確定的設(shè)計(jì)參數(shù)[6]-2表3-2設(shè)計(jì)參數(shù)表參數(shù)名稱進(jìn)水BOD5SS生物固體停留時(shí)間θC數(shù)值1802805d參數(shù)名稱污泥負(fù)荷NS容積負(fù)荷NV回流比R數(shù)值0.3kgBOD5/kgMLSS/d1.5kgBOD5/m3/d80%參數(shù)名稱MLSS—XSVI數(shù)值5000mg/L120ml/g3.2.4.4設(shè)計(jì)計(jì)算1）曝氣區(qū)容積的確定1、SVI值取為120，Xr=1000000/SVI1.2=10000mg/L,取R為0.8X=R/(1+R)Xr=(0.8/1.8)10000=4444.4≈44002、曝氣區(qū)進(jìn)水的BOD5值和污水日流量為：Sa=180mg/L,Q=1200003、則曝氣區(qū)的總?cè)莘e為V總=QSa/NsX=120000180/(0.34400)=16363.6(m3)4、選用4個(gè)曝氣沉淀池，則每個(gè)曝氣沉淀池的沉淀區(qū)容積為：V=Vz/4=16363.6/4=4090.9(m3)5、取池深h=4.2m，則每組曝氣池面積為：F=4090.9/4.2=974.02m26、取池寬為6m，B/h=1.43L=F/B=974.02/6=162.34mL/B=162.34/6=27.06>10符合規(guī)定設(shè)三廊道式曝氣池，單廊道長度為：L1=L/3=162.34/3=54.11m,介于50~70之間，合理。7、取超高為0.5m，則池總高度為H=0.5+h=0.5+4.2=4.7m2）需氧量與充氧量的計(jì)算需氧量為：充氧量為：α——氧總轉(zhuǎn)移系數(shù)；β——氧在污水中飽和溶解值修正系數(shù)；ρ——因海拔高度不同而引起的壓力系數(shù)，一般取1；Cs(20℃)——在一個(gè)大氣壓和20Cs(T)———水溫T時(shí)曝氣池內(nèi)飽和溶解氧的濃度，mg/L；CL————混合液的溶解氧濃度，mg/L，一般取2mg/L3）選定曝氣葉輪形式和曝氣區(qū)面積與直徑的確定選用泵型葉輪，查書[6]得：當(dāng)R0=20.69kgO2/h，線速度為4.5m/s時(shí)，葉輪直徑為d=900mm，功率為5.5kW。選用直徑為0.9m的泵型葉輪。采用，因此曝氣區(qū)的直徑為：曝氣區(qū)面積為：4）導(dǎo)流室直徑與寬度的確定污水在導(dǎo)流室下降速度取值v2=15mm/s,則導(dǎo)流室的面積為：導(dǎo)流室外直徑為：導(dǎo)流室的寬度為：5）曝氣沉淀池的直徑6）曝氣沉淀池其他各主要部位的尺寸確定A曝氣區(qū)直壁高：曝氣沉淀池直壁高取1.5米。B曝氣沉淀池斜壁與曝氣區(qū)直壁呈45°角。C曝氣沉淀池池深取值H=4.0米。D曝氣沉淀池斜壁高：E曝氣沉淀池池底直徑為：7）回流窗孔尺寸的確定污水通過回流窗控的流速取值v1=100mm/s,于是回流窗空的總面積為：每池開50個(gè)回流孔，則每個(gè)窗孔的面積為：采用200200mm的孔口，在孔口上安設(shè)擋板以調(diào)節(jié)過水面積。8）回流縫尺寸的確定取曝氣區(qū)底直徑大于池底直徑0.2米，則回流縫寬b取值0.2米，順流圈長0.5米，則回流縫過水面積為：回流縫內(nèi)污水流速為：9）曝氣沉淀池實(shí)際容積核算曝氣沉淀池的總?cè)莘e為：曝氣沉淀池結(jié)構(gòu)容積系數(shù)取10%，則其實(shí)際有效容積為：沉淀區(qū)實(shí)際有效容積為：曝氣區(qū)（包括導(dǎo)流室和回流區(qū)）的實(shí)際有效容積為：實(shí)際有效比計(jì)算所需的稍微大一點(diǎn)，但基本可以，所定尺寸勿需調(diào)整。3.2.5曝氣池輔助設(shè)備選擇3.2.5泵型葉輪的特點(diǎn)[5]1）泵型葉輪的動力效率高于國外同類產(chǎn)品（＞3kgO2/kWh），且結(jié)構(gòu)簡單；減速器采用螺旋錐齒輪，圓柱斜齒輪二級傳動，運(yùn)行平穩(wěn)，噪聲低，使用壽命5000h以上。2）葉輪升降裝置裝于減速機(jī)側(cè)面，可在額定范圍內(nèi)隨意調(diào)節(jié)葉輪高度，改變浸沫深度，從而調(diào)節(jié)充氧。3）調(diào)速型采用YR系列電動機(jī)，恒速型采用Y系列電動機(jī)，均為戶外型全封閉三相異步電動機(jī)。4）調(diào)速型采用觸發(fā)模塊，可控制硅串級調(diào)速裝置，對電動機(jī)進(jìn)行無級調(diào)速，在低、中速非滿載運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)差功率重新返回電網(wǎng)，從而節(jié)約電能。因此，采用泵型葉輪。由曝氣池設(shè)計(jì)計(jì)算知道：選用泵型葉輪，查書得：當(dāng)R0=20.69kgO2/h，線速度為4.5m/s時(shí)，葉輪直徑為d=900mm，功率為5.5kW。選用直徑為0.9m的泵型葉輪。3.2.5.2吸泥裝置的選擇排泥設(shè)備種類有：刮泥機(jī)、吸泥機(jī)、刮沫機(jī)、刮油刮泥機(jī)、濃縮機(jī)、LCS型鏈條式除砂機(jī)。本設(shè)計(jì)中的排泥機(jī)是為了排除剩余污泥。因此應(yīng)該用吸泥機(jī)。吸泥機(jī)的類型有：ZBX型周邊傳動吸泥機(jī)、HJX型桁架式吸泥機(jī)（包括帶斜板沉淀池虹吸式吸泥機(jī)、不帶斜板沉淀池的虹吸式吸泥機(jī)、泵吸式吸泥機(jī)）。吸泥裝置安置在二沉池，以排除二沉池的剩余污泥，由于池子為合建式，不易采用周邊傳動式的吸泥裝置，用虹吸式或泵吸式的吸泥機(jī)，而虹吸式的需要設(shè)虹吸管，比較麻煩。綜合各個(gè)因素，最后選用泵吸式的吸泥裝置。根據(jù)算出的排泥量的大小，可以確定選用的吸泥機(jī)型號為：HJX3-14或HJX3-16。3.3輔助構(gòu)筑物（設(shè)備）的計(jì)算3.3.1配水井的設(shè)計(jì)計(jì)算[3]3.3.1.1作用本設(shè)計(jì)曝氣沉淀池的個(gè)數(shù)為4個(gè)，為均衡發(fā)揮各個(gè)池子的運(yùn)行能力，所以在曝氣沉淀池前需要設(shè)置配水井。配水井的主要作用是：均勻配水，保證各曝氣沉淀池經(jīng)濟(jì)有效的運(yùn)行。3.3.1.2設(shè)計(jì)規(guī)定1）水力配水設(shè)施的基本原理是保持各個(gè)配水方向的水頭損失相等。2）配水渠道中的水流速度應(yīng)該不大于1.0m/s以利于配水均勻和減少水頭損失。3）從一個(gè)方向和用其中的圓形入口通過內(nèi)部為圓筒形的管道向其引水的環(huán)形配水池，當(dāng)從一個(gè)方向進(jìn)水時(shí)，保證分配均勻的條件是：A應(yīng)該取中心管徑等于引水管徑；B中心管下的環(huán)形孔高應(yīng)該取0.25~0.5D1；C當(dāng)污水從中心管流出時(shí)，不應(yīng)該有配水池直徑和中心管直徑之比大于1.5的突然擴(kuò)張；D在配水池上部必須考慮液體通過堰的自由出流；E當(dāng)進(jìn)水流量為設(shè)計(jì)負(fù)荷，配水均勻度誤差為±1%；當(dāng)進(jìn)水流量偏離設(shè)計(jì)負(fù)荷25%時(shí)，配水均勻度誤差為2.9%。3.3.1.3設(shè)計(jì)計(jì)算1）進(jìn)水管徑D1配水井進(jìn)水管的設(shè)計(jì)流量為：Q=10000/24=416.7(m3/s),當(dāng)管徑為D1=400mm時(shí)，查水力計(jì)算表[8]得知v=0.9m/s，符合要求2）堰的選擇單個(gè)出水溢流堰的流量為q=Q/4=104.17(m3/h)=28.94(L/s)<100L/s,所以用三角堰。三角堰的h（如圖二所示）為：3）配水管徑D2各溢流堰的配水流量為q=Q/4=104.17(m3/h)=28.94(L/s)，查水力計(jì)算表[8]得，配水管徑為：D2=200mm4）配水漏斗上口口徑D，按配水內(nèi)徑的1.5倍計(jì)算，則D為：3.3.1.4配水井的簡圖及尺寸標(biāo)注由計(jì)算得配水井各部分尺寸及簡圖如下：圖3-1圖3-1配水井的簡圖及尺寸標(biāo)注3.2.5二沉池設(shè)計(jì)計(jì)算池表面積：A=Q/q’=1.389*3600/1.0=5000.4池單位面積選4個(gè)沉淀池單位沉淀池面積A0=A/n=5000.4/4=1250.1池直徑D=√(4A0/π)=√(41250.1/π)=39.896m（設(shè)計(jì)取為40.0米）沉淀部分有效水深h2=qt=1.03=3.0m沉淀部分有效容積V=(πD2/4)h2沉淀池底坡落差取i=0.05h4=i(D/2–2)=0.9m沉淀池周邊（有效）水深H0=h2+h3+h5=3.0+0.8+0.5=4.3m>4.0m沉淀池總高度H=H0+h4+h1=4.3+0.9+0.3=53.3.6污泥處理過程的設(shè)計(jì)計(jì)算3.3.63.3.63.3.63.3.63.3.6污泥濃縮池的主要作用為：污泥濃縮可使污泥初步減容，使其體積減少為原來的幾分之一，從而為后續(xù)處理和處置帶來方便。3.3.6連續(xù)流污泥濃縮池可采用沉淀池形式，一般為豎流式或輻流式；污泥濃縮池面積應(yīng)該按污泥沉淀曲線實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)決定的污泥固體負(fù)荷來進(jìn)行計(jì)算，當(dāng)無污泥沉淀曲線數(shù)據(jù)時(shí)可根據(jù)污泥種類，污泥中有機(jī)物的含量采用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)；連續(xù)式污泥濃縮池，一般采用圓形豎流或輻流沉淀池的形式。污泥室容積，應(yīng)該根據(jù)排泥方法和兩次排泥時(shí)間間隔而定，濃縮池較少時(shí)可采用豎流式濃縮池，一般不設(shè)刮泥機(jī)，沉淀池按濃縮分離出來的污水流量進(jìn)行設(shè)計(jì)。當(dāng)農(nóng)村習(xí)慣采用濕污泥作肥料時(shí)，污泥的濃縮與儲存可采用間歇式濕污泥池；濃縮池的上清液應(yīng)該重新回流到初沉池前進(jìn)行處理，污泥濃縮池一般均散發(fā)臭氣，必要時(shí)應(yīng)該考慮防臭或除臭措施，其他設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)可采用沉淀池有關(guān)規(guī)定。3.3.6所確定的設(shè)計(jì)參數(shù)為：表3-4。表3-4污泥濃縮池的設(shè)計(jì)參數(shù)參數(shù)名稱總污泥量Q總原含水率P0原固體濃度C0有效水深數(shù)值2200m399%10kg/m34m參數(shù)名稱濃縮時(shí)間要求降低到含水率Pu要求降低到的固體濃度Cu固體通量數(shù)值15h97%30kg/m340kg/m3/d3.3.6.3.4設(shè)計(jì)計(jì)算1）濃縮池面積A2）濃縮池直徑D：設(shè)計(jì)采用2個(gè)圓形輻流池 單池面積為： 濃縮池直徑為：3）濃縮池深度為：濃縮池工作部分有效水深為超高取；緩沖層高；濃縮池設(shè)機(jī)械刮泥機(jī)，池底坡度；污泥斗底部直徑，上底直徑；池底坡度造成的深度為：污泥斗高：污泥濃縮池的總深度為：3.3.2.3.5污泥濃縮池的簡圖及尺寸標(biāo)注最后計(jì)算所得的污泥濃縮池的簡圖及尺寸標(biāo)注如下：圖3-2圖3-2污泥濃縮池的簡圖及尺寸標(biāo)注3.4設(shè)備選型3.4.1配水井前泵的選擇因?yàn)榕渌笮枰粤魅肫貧獬恋沓?，所以需要泵的推動?.4.1.1選泵要點(diǎn)[9]1）要大小兼顧，調(diào)配靈活；2）型號整齊，互為備用；3）理地用盡各水泵的高效段；4）近遠(yuǎn)期相結(jié)合的觀點(diǎn)在選泵過程中應(yīng)該給予相當(dāng)重視；5）大中型泵站需要做選泵方案比較。3.4.1.2選泵的其他因素[9]1）水泵的構(gòu)造形式對泵房的大小、結(jié)構(gòu)形式和泵房內(nèi)部的布置有影響，因而對泵站造價(jià)很有關(guān)系；2）應(yīng)該保證水泵的正常吸水條件；3）應(yīng)該選用效率較高的水泵，盡量選用大泵，因?yàn)橐话愦蟊帽刃”玫男矢撸?）根據(jù)供水對象對供水可靠性的要求，選用一定數(shù)量的備用泵；5）選泵時(shí)，應(yīng)該盡量結(jié)合地區(qū)條件優(yōu)先選擇當(dāng)?shù)刂圃斓某上盗猩a(chǎn)的、比較定型的和性能良好的產(chǎn)品。3.4.1.3確定泵大致型號根據(jù)以上選用XA型臥式單級單系離心泵，在根據(jù)所需要的揚(yáng)程和流量確定具體型號。3.4.2加藥泵的選擇3.4.2.1加藥泵的型號及用途[5]加藥泵的型號有兩種，分別為1）J型計(jì)量泵J型計(jì)量泵的用途：J型計(jì)量泵供輸送溫度在-30℃-100℃、黏度0.32）J型懸浮液計(jì)量泵J型懸浮液計(jì)量泵的用途：J型懸浮液計(jì)量泵是J型計(jì)量泵的派生系列產(chǎn)品。供輸送粒度小于等于0.3mm、黏度小于等于1000mm2/s、固體濃度小于等于30%的介質(zhì)，以及料漿、石灰乳、酵母泥和其他帶有懸浮顆粒的液體。3.4.2.2加藥泵確定型號依據(jù)此處加藥是在污泥脫水前的預(yù)處理，所加藥劑為混凝劑和助凝劑，混凝劑用鋁鹽鐵鹽，還需用石灰調(diào)節(jié)其pH值。3.4.2.3加藥泵型號確定根據(jù)所加藥劑及加藥泵型號特點(diǎn)、用途，最后選用J型懸浮液計(jì)量泵。3.4.3污泥濃縮池中刮泥機(jī)的選擇3.4.3.1刮泥機(jī)的型號及適用范圍1）ZXG型中心傳動刮泥機(jī)適用范圍：ZXG中心傳動刮泥機(jī)廣泛用于池直徑較小的給排水工程中輻流式沉淀池的刮、排泥。2）ZBG型周邊傳動刮泥機(jī)適用范圍：ZBG型周邊傳動刮泥機(jī)廣泛用于給排水工程中較大直徑的輻流式沉淀池排泥。3）XJY大型周邊傳動刮泥機(jī)適用范圍：XJY大型周邊傳動刮泥機(jī)適用于給排水工程中大直徑輻流式沉淀池的排泥。尤其用于黃河高濁度水的預(yù)處理，其進(jìn)水含砂量可達(dá)100kg/m3，沉淀池積泥濃度為400kg/m3，密度為1250kg/m3。4）HJG型桁架式刮泥機(jī)適用范圍：HJG型桁架式刮泥機(jī)適用于矩形平流式沉淀池。3.4.3.2刮泥機(jī)的型號的確定本設(shè)計(jì)的污泥濃縮池為輻流式的，直徑11米，屬于中等直徑輻流式濃縮池排泥而且污泥濃度較大，所以選用ZBG型周邊傳動刮泥機(jī)。3.4.4污泥脫水設(shè)備的選型3.4.4.1污泥脫設(shè)備的型號、適用范圍及特點(diǎn)[5]1）LWD430W型臥式離心污泥脫水機(jī)組適用范圍：LWD430W型臥式離心污泥脫水機(jī)組是在消化吸收國外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上研制成功的新產(chǎn)品。用于城市污水處理廠剩余污泥的脫水，經(jīng)過建設(shè)部給水排水設(shè)備產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心檢測，其主機(jī)各項(xiàng)性能指標(biāo)在國內(nèi)外處于領(lǐng)先地位，并已接近和部分達(dá)到國外同類機(jī)型水平，可替代進(jìn)口同類產(chǎn)品。主機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：采用較大長徑比，延長物料停留時(shí)間，提高固形物質(zhì)的去除率；采用獨(dú)特螺旋結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)了螺旋對泥餅的擠壓力度，提高泥餅的含固率；采用先進(jìn)的動平衡技術(shù)，使空載振動烈強(qiáng)度僅為2.8mm/s，負(fù)載振動烈強(qiáng)度僅為4.5mm/s，遠(yuǎn)低于JB/T4335-91的7.2mm/s和11.2mm/s的標(biāo)準(zhǔn)；采用獨(dú)特的差轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)技術(shù)，增大螺旋卸料扭矩和附載能力；螺旋葉片等易磨損部位采用硬質(zhì)合金材料，確保設(shè)備經(jīng)久耐用。2）板框箱式壓濾機(jī)板框箱式壓濾機(jī)分為：板框壓濾機(jī)、箱式壓濾機(jī)、自動板框壓濾機(jī)。板框壓濾機(jī)的適用范圍：板框壓濾機(jī)是間歇操作的過濾設(shè)備，廣泛用于制糖、制藥、化工、染料、冶金、洗煤、食品和污水處理等部門，以過濾形式進(jìn)行固體與液體的分離。它是對物料適應(yīng)性較廣的一種中小型分離機(jī)械設(shè)備。箱式壓濾機(jī)的適用范圍：箱式壓濾機(jī)適用于制糖、制藥、化工、冶金、環(huán)保和污水處理等行業(yè)。以濾布為過濾介質(zhì)進(jìn)行固液分離。自動板框壓濾機(jī)的適用范圍：自動板框壓濾機(jī)是間歇操作的加壓過濾設(shè)備用于給水排水、環(huán)境保護(hù)、化工、輕工等行業(yè)各類懸浮液分離。特別對污水污泥的脫水處理具有顯著成效。它能夠過濾固相粒徑為5微米以上的懸浮液，及固相濃度為0.1%-60%的物料，可將含水率從97%-98%降到70%，而且還能過濾濃度大或成膠狀難過濾的物料，經(jīng)過脫水后可以壓成塊狀固體—濾餅，使體積縮小到脫水前的1/15。3）帶式壓榨過