水污染控制工程課程設(shè)計(jì)

1環(huán)境工程綜合設(shè)計(jì)任務(wù)書 61.1設(shè)計(jì)題目 61.2設(shè)計(jì)目的 61.3設(shè)計(jì)資料 61.4設(shè)計(jì)內(nèi)容和步驟 71.5設(shè)計(jì)成果 8推薦參考資料 92工藝流程的選擇 2.1污水處理廠進(jìn)出水水質(zhì)標(biāo) 2.2污水處理工藝的選擇 2.3A/0法工藝的原理 2.3.1工作機(jī)理 2.3.2A/O法工藝的主要特征 2.3.3A/O法工藝流程圖 3主要設(shè)備設(shè)計(jì)計(jì)算和說明 3.1格柵的設(shè)計(jì)計(jì)算 3.1.1格柵間隙數(shù)的計(jì)算 3.1.2格柵寬度的計(jì)算 3.1.4格柵明渠的總高度的計(jì)算 3.1.5格柵總長(zhǎng)度的計(jì)算 3.1.6格柵每日產(chǎn)生柵渣量的計(jì)算 3.2沉砂池的設(shè)計(jì)計(jì)算 3.2.1沉砂池長(zhǎng)度 3.2.2沉砂池水流斷面積的計(jì)算 3.2.3沉砂池寬度 3.2.4沉砂池所需容積 3.2.5沉砂斗容積的計(jì)算 3.2.6沉砂斗各部分尺寸設(shè)計(jì) 3.2.7沉砂室高度的計(jì)算 錯(cuò)誤!未定義書簽。3.2.8沉砂池高度的計(jì)算 錯(cuò)誤!未定義書簽。3.2.9驗(yàn)算最小流速 錯(cuò)誤!未定義書簽。3.3初沉池(平流式) 3.3.1池子表面積 3.3.2沉淀部分有效水深 3.3.3沉淀部分有效容積 3.3.4池長(zhǎng) 3.3.5池子總寬度 3.3.6池子格數(shù) 3.3.7校核長(zhǎng)寬比及長(zhǎng)深比 3.3.8污泥部分需要的總?cè)莘e 3.3.9每個(gè)池污泥所需要容積 3.3.10污泥斗容積 3.3.11沉淀池總高度 3.3.12進(jìn)水配水井 3.3.13進(jìn)水渠道 3.3.14進(jìn)水穿孔花墻 3.3.15出水堰 3.3.16出水渠道 3.3.17進(jìn)水擋板、出水擋板 3.3.18排泥管 3.3.19刮泥裝置 4污水的生物處理 4.1缺氧——好氧生物脫氮工藝計(jì)算 4.1.1設(shè)計(jì)參數(shù) 4.1.2平面尺寸計(jì)算 4.1.3停留時(shí)間 4.1.4進(jìn)出水系統(tǒng) 4.1.5剩余污泥量 4.1.6需氧量 5二次沉淀池計(jì)算 5.1輻流沉淀池設(shè)計(jì)與計(jì)算 5.1.1沉淀池的表面積 5.1.2沉淀池直徑 5.1.3沉淀池有效水深 5.1.4徑深比 5.1.5污泥部分所需容積 5.1.6沉淀池總高度 5.1.7進(jìn)水管的計(jì)算 5.1.8進(jìn)水豎井計(jì)算 5.1.9出水管 5.1.10集配水井的設(shè)計(jì)計(jì)算 6污泥處理構(gòu)筑物計(jì)算 6.1初沉池污泥量計(jì)算 6.1.1按設(shè)計(jì)人口計(jì)算 6.1.2按去除水中懸浮物計(jì)算 6.2剩余污泥量計(jì)算 6.2.1每日生成的污泥量 6.2.2每日消耗的污泥量 6.2.3不可生物降解和惰性的懸浮量 6.2.4剩余污泥產(chǎn)量 6.3豎流濃縮池 6.3.1中心進(jìn)泥管面積 6.3.2中心進(jìn)泥管喇叭口與反射板之間的縫隙高度 6.3.3濃縮后分離出的污水量 6.3.4濃縮池水流部分面積 6.3.5濃縮池直徑 6.3.6有效水深 6.3.7濃縮后剩余污泥量 6.3.8濃縮池污泥斗容積 6.3.9污泥在污泥斗中停留時(shí)間 6.3.10濃縮池總高度 6.3.11豎流濃縮池計(jì)算簡(jiǎn)圖 6.4貯泥池的計(jì)算 6.4.1貯泥池設(shè)計(jì)進(jìn)泥量 6.4.2貯泥池的容積 6.4.4污泥池計(jì)算簡(jiǎn)圖 6.5污泥消化池 6.5.1一級(jí)消化池容積 6.5.2各部分尺寸的確定 6.5.3各部分容積 6.5.4一級(jí)消化池計(jì)算簡(jiǎn)圖 6.5.5二級(jí)消化池容積 6.5.6各部分尺寸的確定 6.5.7二級(jí)消化池各部分容積 6.5.8一級(jí)消化池平面尺寸計(jì)算 6.5.9二級(jí)消化池平面尺寸計(jì)算 6.5.10消化后污泥量計(jì)算 6.6污泥脫水 6.6.1脫水污泥量計(jì)算 6.6.2污泥貯池 6.7設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果匯表 參考資料 后記 1環(huán)境工程綜合設(shè)計(jì)任務(wù)書1.1設(shè)計(jì)題目通過該設(shè)計(jì)，使學(xué)生能夠綜合運(yùn)用課堂上學(xué)過的理論知識(shí)和專業(yè)知識(shí)。以鞏固和深化課程內(nèi)容；熟悉使用規(guī)范、設(shè)計(jì)手冊(cè)和查閱參考資料，培養(yǎng)學(xué)生的分析問題、解決問題和獨(dú)立工作的能力；并進(jìn)一步提高學(xué)生的計(jì)算、繪圖和編1.污水日平均處理水量：85000m3/d,設(shè)計(jì)人口60萬，污水的總變化系250mg/L,氨氮40mg/L,總磷3mg/L,pH6-9;3.出水要求達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918—2002))4.規(guī)劃污水處理廠的面積約40000m2,廠區(qū)設(shè)計(jì)地坪絕對(duì)標(biāo)高采用50.00m,河流的最高水位為45m;5.污水處理工藝方案：自定(不需要進(jìn)行多方案比較)該設(shè)計(jì)基本按初步設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)污水處理流程，對(duì)處理構(gòu)筑物進(jìn)行較詳細(xì)的工藝計(jì)算，繪制必要的圖紙，提出所需的主要設(shè)備。1.根據(jù)原始資料計(jì)算污水處理廠的設(shè)計(jì)流量、水質(zhì)和確定污水處理程度。2.根據(jù)當(dāng)?shù)刈匀粭l件和上述計(jì)算，確定污水處理方法和污水污泥流程以及有關(guān)(1)格柵、沉砂池(平流、曝氣)①確定格柵型式及間隙寬度，計(jì)算格柵寬度、長(zhǎng)度、設(shè)置高度、水頭損失及攔污量，選擇垃圾清除措施。②確定沉砂型式，池內(nèi)水平流速及流行時(shí)間，計(jì)算沉砂池長(zhǎng)度、寬度及③污水最小流量(按規(guī)定50%平均日流量計(jì))校核最小流速；④計(jì)算沉砂量和沉砂斗容積，確定清除沉砂方法；⑤繪制1:50—1:100的格柵，沉砂池草圖，標(biāo)上各部分尺寸；(2)初次沉淀池(平流、輻流、豎流)①定沉淀池型式，選擇設(shè)計(jì)參數(shù)計(jì)算各部尺寸；②選定進(jìn)出水形式，并進(jìn)行計(jì)算；③計(jì)算污泥量，設(shè)計(jì)污泥斗，選定排泥方法、布置排泥斗；④繪制1:100-1:200初沉池草圖，標(biāo)上各部分尺寸。①確定運(yùn)行方式，選定污泥負(fù)荷及污泥濃度，計(jì)算容積；②確定構(gòu)筑物各部分尺寸③設(shè)計(jì)計(jì)算二次沉淀池，內(nèi)容同初沉池。④繪制1:100—1:200生物處理構(gòu)筑物、二沉池單體圖。污水處理廠總平面設(shè)置：包括處理構(gòu)筑物的平面布置、生產(chǎn)性輔助建筑物(鼓風(fēng)機(jī)房、污泥泵房、配電間、鍋爐房、機(jī)修間、化驗(yàn)室、倉庫等)及生活福利建筑(辦公室、車庫、宿舍、食堂、傳達(dá)室等)的布置。(某些未經(jīng)設(shè)計(jì)的構(gòu)筑物，僅需示意，如集水井、污水泵房);①平面布置應(yīng)盡量緊湊，在規(guī)定的范圍內(nèi)結(jié)合遠(yuǎn)期發(fā)展布置，并應(yīng)考慮②廠內(nèi)應(yīng)有道路通向各構(gòu)筑物，以便運(yùn)輸；③廠內(nèi)應(yīng)充分綠化，以改善衛(wèi)生條件和美化環(huán)境。④本課程設(shè)計(jì)平面圖上要求做管線布置。(6)高程布置設(shè)計(jì)說明書①整理后的說明書應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)格式書寫。②處理構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)與計(jì)算應(yīng)按流程的先后次序分章節(jié)編寫。③對(duì)所采用的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)(反映了設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)思想及設(shè)計(jì)原則)應(yīng)做必要的說明。④說明書要求A4紙打印，計(jì)算草圖要求按比例繪制構(gòu)筑物縱剖面圖(平面圖),用計(jì)算機(jī)CAD制圖并標(biāo)上各部分尺寸。推薦參考資料2.韓洪軍主編。污水處理構(gòu)筑物設(shè)計(jì)計(jì)算.3.北京水環(huán)境技術(shù)與設(shè)備研究中心等單位主編.三廢處理工程技術(shù)手冊(cè)(廢水卷).化2工藝流程的選擇2.1污水處理廠進(jìn)出水水質(zhì)指標(biāo)pH為6-9。Ess=88%,Ecop=60%,E=37.5%。A/O工藝是缺氧—好氧活性污泥法的簡(jiǎn)稱，是污水首先進(jìn)入缺氧池，再進(jìn)入好氧池的活性污泥法。A/O是Anoxic/Oxic的縮寫，它的優(yōu)越性是除了使有機(jī)污染物得到降解之外，還具有一定的脫氮除磷功能，是將厭氧水解技術(shù)用為活性污泥的前處理，所以A/O法是改進(jìn)的活性污泥法。A/O工藝將前段缺氧段和后段好氧段串聯(lián)在一起，A段DO不大0.2mg/L,O段DO=2～4mg/L。在缺氧段異養(yǎng)菌將污水中的淀粉、纖維、碳水化合物等懸浮污染物和可溶性有機(jī)物水解為有機(jī)酸，使大分子有機(jī)物分解為小分子有機(jī)物不溶性的有機(jī)物轉(zhuǎn)化成可溶性有機(jī)物，當(dāng)這些經(jīng)缺氧水解的產(chǎn)物進(jìn)入好氧池進(jìn)好氧處理時(shí)，提高污水的可生化性，提高氧的效率；在缺氧段異養(yǎng)菌將蛋白質(zhì)脂肪等污染物進(jìn)行氨化(有機(jī)鏈上的N或氨基酸中的氨基)游離出(NH?NH?)在充足供氧條件下，自養(yǎng)菌的硝化作用將NH?-N(NH?+)氧化為HO?,通過回流控制返回至A池，在缺氧條件下，異氧菌的反硝化作用將NO?還原為分子態(tài)氮，完成C、N、O在生態(tài)中的循環(huán)，實(shí)現(xiàn)污水無害化處缺氧池在前，污水中的有機(jī)碳被反硝化菌所利用，可減輕其后好氧池的有機(jī)負(fù)荷，反硝化反應(yīng)產(chǎn)生的堿度可以補(bǔ)償好氧池中進(jìn)行硝化反應(yīng)對(duì)堿度的需BOD?的去除率較高可達(dá)90～95%以上，但脫氮除磷效果稍差，脫氮效率70～80%,除磷只有20～30%。盡管如此，由于A/O工藝比較簡(jiǎn)單，也有其突出的特點(diǎn)，目前仍是比較普遍采用的工藝。該工藝還可以將缺氧池與好氧池合建，中間隔以檔板，降低工程造價(jià)，所以這種形式有利于對(duì)現(xiàn)有推流式曝氣池格柵沉砂池初沉池A/0池二沉池進(jìn)水一清渣排砂污泥回流剩余污泥3主要設(shè)備設(shè)計(jì)計(jì)算和說明格柵設(shè)在處理構(gòu)筑物之前，用于攔截水中較大的懸浮物和漂浮物，保證后設(shè)計(jì)中選擇二組格柵，N=2,每組格柵單獨(dú)設(shè)置，每組格柵的設(shè)計(jì)流量為3.1.1格柵間隙數(shù)的計(jì)算設(shè)去柵前水深h=1m,過柵流速v=0.9m/s,柵條間隙寬度b=0.025m,格柵傾角α=60°,格柵數(shù)N=2,則柵條間隙數(shù)為3.1.2格柵寬度的計(jì)算設(shè)柵條寬度S=0.015m,則柵槽寬度B為3.1.3通過格柵的水頭損失的計(jì)算水流通過格柵的水頭損失Zh為式中h?——水流通過格柵的水頭損失；K系數(shù)，格柵受污堵塞后，水頭損失增大倍數(shù)，一般k=3;β——形狀系數(shù)，本設(shè)計(jì)中柵條采用銳邊矩形斷面，β=2.42;將各參數(shù)數(shù)值代入上式，計(jì)算3.1.4格柵明渠的總高度的計(jì)算柵槽總高度H為H=h+h?+h?式中h?——柵前渠道超高，一般取0.3m。將各參數(shù)數(shù)值代入上式，計(jì)算得H=1+0.131+0.3=1.431m3.1.5格柵總長(zhǎng)度的計(jì)算柵槽總長(zhǎng)度L為L(zhǎng)=0.5+1.0+H?/tga式中L——格柵部分總長(zhǎng)度(m);H?——格柵部分明渠的深度(m);3.1.6格柵每日產(chǎn)生柵渣量的計(jì)算1.格柵每日產(chǎn)生的柵渣量W為式中W?——柵渣量(m3/10m3),本設(shè)計(jì)取為0.05m3柵渣/10m3污水；K——生活污水流量總變化系數(shù)，取1.3。經(jīng)計(jì)算得2.進(jìn)水與出水渠道污水通過DN1200mm的管道送入進(jìn)水渠道，格柵的進(jìn)水渠道與格柵槽相連，格柵與沉砂池合建一起，格柵出水直接進(jìn)入沉砂池，進(jìn)水渠道寬度B?=B=1.00m,渠道水深h?=h=0.8m。3.2沉砂池的設(shè)計(jì)計(jì)算本設(shè)計(jì)中選用曝氣沉砂池，N=2組，分別與格柵連接，每組沉砂池設(shè)計(jì)流量為0.615m3/s。3.2.1沉砂池的有效容積3.2.2沉砂池水流斷面積的計(jì)算V=60Qt式中V沉沙池有效容積(m3)t——停留時(shí)間(min)V=60×0.615×2=73.8m3A=Q/v=0.615/0.1=6.15m23.2.3沉砂池寬度設(shè)有效水深h?為2m,每組沉砂池設(shè)兩格，則沉砂池每格寬度B為：B=A/h?h?——沉砂池有效水深(m),一般采用2-3年，設(shè)計(jì)中取2年B:h?=1.5375<23.2.4沉砂池長(zhǎng)度式中L沉砂池長(zhǎng)度(m)L=73.8/6.15=12q=3600Qd3.2.6沉砂池所需容積-T清除沉砂的間隔時(shí)間(d),一般采用1-2天。V=0.984×30×2×864000/10?=5.10m33.2.7沉砂斗容積的計(jì)算設(shè)沉砂斗數(shù)量n=2,則沉砂斗容積V?=5.10/2=2.55m33.2.8沉砂斗上口寬度式中a——沉砂斗上口寬度(m)a——沉砂斗壁與水平面的傾向(°),一般采用圓形沉砂池α=55°,矩形沉砂池α=60°;a?沉砂斗底寬度(m),一般采用0.4-0.5m。設(shè)計(jì)中取h;=1.4,α=60°,a?=0.5;水進(jìn)人沉砂池，進(jìn)水渠道的水流流速B?—進(jìn)水渠道寬度(m)H?—進(jìn)水渠道水深(m)。3.2.11出水裝置出水采用沉砂池末端薄壁出水堰跌落出水，出水堰可保證沉砂池內(nèi)水位標(biāo)高恒定，堰上水頭m—流量系數(shù)，一般采用0.4一0.5;b?—堰寬(m),等于沉砂池的寬度。設(shè)計(jì)中取m=0.4,b?=3.075m。平流沉淀池是利用污水從沉淀池一端流入，按水平方向沿沉淀池長(zhǎng)度從一端流出，污水在沉淀池內(nèi)水平流動(dòng)時(shí)，污水中的懸浮物在重力作用下沉淀，與設(shè)計(jì)中選擇兩組平流沉淀池，N=2組，每組平流沉淀池設(shè)計(jì)流量為0.477m3/s,從沉砂池流來的污水進(jìn)入配水井，經(jīng)過配水井分配流量后流入平流3.3.1池子表面積Q——設(shè)計(jì)流量(m3/s);q'——表面負(fù)荷(m3/(m2·h)),一般采用1.5~3.0m3/(m2·h)。設(shè)表面負(fù)荷q'=2m3/(m2·h),設(shè)計(jì)流量Q=0.615m3/s3.3.2沉淀部分有效水深h?=q't式中h,——沉淀部分有效水深(m);設(shè)計(jì)中取t=1.5hh?=2×1.5=3m3.3.3沉淀部分有效容積V'=Q*t×3600V'=0.615×1.5×3600=3321m33.3.4池長(zhǎng)L=vt×3.6式中v——設(shè)計(jì)流量時(shí)的水平流速(mm/s),一般采用v≤5mm/sL=5×1.5×3.6=27m3.3.5池子總寬度式中B——沉淀池寬度(m)設(shè)每個(gè)池子寬b=4.8m,則式中n?——沉淀池格數(shù)(個(gè))b——沉淀池分格的每格寬度(m)3.3.7校核長(zhǎng)寬比及長(zhǎng)深比長(zhǎng)寬比L/b=27/4.8=5.6>4生短流現(xiàn)象)。(符合長(zhǎng)寬比大于4的要求，避免池內(nèi)水流產(chǎn)(符合長(zhǎng)深比8~12之間的要求)3.3.8污泥部分需要的總?cè)莘e①按設(shè)計(jì)人口計(jì)算式中V污泥部分所需容積(m3);T——兩次清除污泥間隔時(shí)間(d)一般采用重力排N設(shè)計(jì)人口數(shù)(人);②按去除水中懸浮物計(jì)算式中Q——平均污水流量(m3/s);C?——進(jìn)水懸浮物濃度(mg/L);C?——出水懸浮物濃度(mg/L),一般采用沉淀效率η=40%~60%設(shè)計(jì)中取T=1d,P?=97%,n=50%,C?=[100%-50%]×C?=0.5×C3.3.9每個(gè)池污泥所需要容積V'=180/7=25.714m3.3.10污泥斗容積a——沉淀池污泥斗上口邊長(zhǎng)(m):h沉淀池污泥斗下口邊長(zhǎng)(m),一般采用0.4~0.5m;a?——污泥斗高度(m)。H=h?+h?+h?+h?式中H——沉淀池總高度(m);H=0.3+3+0.3+3.94=7.54m3.3.12進(jìn)水配水井沉淀池分為2組，每組分為7格，每組沉淀池進(jìn)水端設(shè)進(jìn)水配水井，污水在配水井內(nèi)平均分配，然后流進(jìn)每組沉淀池。配水井內(nèi)中心管直徑式中D'——配水井中心管直徑(m);設(shè)計(jì)中取v?=0.7m/s配水井直徑設(shè)計(jì)中取v?=0.3m/s3.3.13進(jìn)水渠道沉淀池分為兩組，每組沉淀池進(jìn)水端設(shè)進(jìn)水渠道，配水井接出的DN1000進(jìn)水管從進(jìn)水渠道中部匯入，污水沿進(jìn)水渠道兩側(cè)流動(dòng)，通過潛孔進(jìn)入配水渠道，然后由穿孔花墻流入沉淀池。v?=0.615/(1.0×0.8)=0.77m/s>0.4m/s3.3.14進(jìn)水穿孔花墻進(jìn)水采用配水渠道通過穿孔花墻進(jìn)水，配水渠道寬0.5m,有效水深0.8m,穿孔花墻的開孔總面積為過水?dāng)嗝婷娣e的6%~20%,則過孔流速為式中v,穿孔花墻過孔流速(m/s)一般采用0.05~0.15m/s;B?——孔洞的寬度(m);h?——孔洞的高度(m);n?孔洞數(shù)量(個(gè))。沉淀池出水經(jīng)過出水堰跌落入出水渠道，然后匯入出水管道排走。出水堰采用矩形薄壁堰，堰后自由跌落水頭0.1~0.15m,堰上水深為h出水堰寬度(m);H出水堰頂水深(m)。H=0.028m出水堰后自由跌落采用0.15m,則出水堰水頭損失為0.178m。3.3.16出水渠道沉淀池出水端設(shè)出水渠道，出水管與出水渠道連接，將污水送至集水井。v?=Q/B?H?B?出水渠道寬度(m);設(shè)計(jì)中取B?=1.0m,H?=0.8mv?=0.615/(1.0×0.8)=0.77m/s>0.4m/s出水管道采用鋼管，管徑DN=1000mm,管內(nèi)流速v=0.80m/s,水力坡降i=0.479%3.3.17進(jìn)水擋板、出水擋板沉淀池設(shè)進(jìn)水擋板和出水擋板，進(jìn)水擋板距進(jìn)水穿孔花墻0.5m,擋板高出水面0.3m,深入水下0.8m。出水擋板高出水面0.3m,深入水下0.5m。在出水擋板處設(shè)一個(gè)浮渣收集裝置，用來手機(jī)攔截的浮渣。3.3.18排泥管沉淀池采用重力排泥，排泥管直徑DN300mm,排泥時(shí)間t?=20min,排泥管流速v?=0.82m/s,排泥管深入污泥斗底部。排泥管上端高出水面0.3m,便于清通和排氣。排泥靜水壓頭采用1.2m。3.3.19刮泥裝置4污水的生物處理進(jìn)入曝氣池的平均流量Q,=85000m3/d,最大設(shè)計(jì)流量Q,=1230L/s。污水中的BOD?濃度為130mg/L,假定一級(jí)處理對(duì)BODs的去除率為25%,則進(jìn)入曝氣池中污水的BODs濃度Sy——原污水中BODs濃度(mg/L)。污水中的SS濃度為250mg/L,假定一級(jí)處理對(duì)SS的去除率為50%,則進(jìn)入曝氣池中污水的SS濃度L?=Ly×(1-50%)設(shè)計(jì)中取Ly=250mg/LL?=250×(1-50%)=125mg/L污水中的氨氮濃度為40mg/L,TP濃度為3mg/L。4.1缺氧——好氧生物脫氮工藝計(jì)算在缺氧好氧(A/O)活性污泥法中，污水首先進(jìn)入缺氧池，再進(jìn)入好氧池。好氧池的混合液與二沉池的沉淀污泥同時(shí)回流到缺氧池中，保證了缺氧池和好氧池中有足夠的生物量，并使好氧池中硝化作用的產(chǎn)物硝酸鹽和亞硝酸鹽回流到缺氧池中，污水的直接進(jìn)入，為缺氧池中反硝化過程提供了充足的碳源，這都為反硝化的進(jìn)行創(chuàng)造了良好的條件。缺氧池的出水，在好氧池中可以進(jìn)一步進(jìn)行有機(jī)物的降解和發(fā)生硝化作用。A/O脫氮工藝具有流程簡(jiǎn)單、構(gòu)筑物少、占地面積小、基建和運(yùn)行費(fèi)用低等特點(diǎn)，是目前采用比較廣泛的一種脫氮工藝。4.1.1設(shè)計(jì)參數(shù)1.BODs——污泥負(fù)荷率缺氧好氧生物脫氮工藝BOD污泥負(fù)荷率Ns一般采用0.1~0.17kgBOD?/kgMLSS·d,設(shè)計(jì)中取N?=0.15kgBOD?/kgMLSS·d,并查圖得SVI值為150。2.曝氣池內(nèi)混合液污泥濃度式中X——混合液污泥濃度(mg/L);R污泥回流比，一般采用50%～100%;設(shè)計(jì)中取R=100%,r=1.03.TN去除率式中e——TN去除率(%);設(shè)計(jì)中取S?=25mg/L4.內(nèi)回流倍數(shù)式中R內(nèi)——內(nèi)回流倍數(shù)4.1.2平面尺寸計(jì)算1.曝氣池有效容積式中V曝氣池有效容積(m3);Q——曝氣池的進(jìn)水量(m3/d),按平均流量算；S?——曝氣池進(jìn)水中BOD?濃度值(mg/L)。設(shè)計(jì)中取Q=63400m3/d,S?=165mg/L2.A/O池的平面尺寸式中F池子總有效面積(m2);H——池子有效水深(m)。每座曝氣池有效面積式中F?每座池子有效面積(m2);A/O池采用推流式，則池長(zhǎng)式中L——池子長(zhǎng)度(m);B——池子寬度(m)。4.1.3停留時(shí)間式中T——污水停留時(shí)間(h);V池子總?cè)莘e(m3);Q——平均進(jìn)水量(m3/d)設(shè)A段與O段停留時(shí)間比為1:4,則A段停留時(shí)間為0.94h,O段停留時(shí)間為3.76h。A/O段的平面布置如下圖所示。進(jìn)水管(來自初沉池)4.1.4進(jìn)出水系統(tǒng)1.A/O段進(jìn)水管徑設(shè)計(jì)A/O段池共4座，每2座為一組，共用1條進(jìn)水渠道。在A/O池前設(shè)閥門井，由兩條DN800mm進(jìn)水管分別送入兩組A/O反應(yīng)池的進(jìn)水渠道，管內(nèi)流速為0.95m/s。2.A/O段出水管徑設(shè)計(jì)每座A/O池的出水管徑為DN1000mm,然后匯聚成一條直徑為DN2000mm的總管道，送往二沉池，管內(nèi)流速為0.82m/s。4.1.5剩余污泥量1.每日生成的污泥量式中W?每日生成的污泥量(g/L);S?——進(jìn)水BOD?濃度(mg/L);Se——出水BOD5濃度(mg/L),根據(jù)前面計(jì)算知；Q——進(jìn)水量(m3/d),取平均流量。W?=0.5×(97.5-30)×85000=2868750g/d=2868.75kg/d2.每日消耗的污泥量式中W?——每日由于內(nèi)源呼吸而消耗的污泥量(g/d);K?—內(nèi)源呼吸速度(1/d),一般采用0.05～0.1;X有機(jī)活性污泥濃度(mg/L);Xv=fX=0.75×3333=2500mg/L;VA/O反應(yīng)池有效容積(m3)。W?=0.05×2500×16576.7=2072087.5g/d=2072.09kg/d3.不可生物降解和惰性的懸浮量進(jìn)入A/O池的污水中，不可生物降解和惰性的懸浮物量W?約占總SS的30%,即W?=(L?-Le)×30%QLe——出水SS的濃度(mg/L);Q——進(jìn)水流量(m3/d),取平均流量。4.剩余污泥產(chǎn)量W=W?-W?+W?W=2868.75-2072.09+1912.5=1709.16kg/d污泥含水率按99.25%計(jì)算，則剩余污泥量式中q——剩余污泥量(m3/d)。5.污泥齡X——污泥濃度(g/L)。4.1.6需氧量為了保持曝氣池內(nèi)的污泥具有較高的活性，需要向曝氣池內(nèi)曝氣充氧，本設(shè)計(jì)中采用鼓風(fēng)曝氣。1.平均時(shí)需氧量式中Q:混合液需氧量(kgO?/d);a'活性污泥微生物每代謝1kgBOD所需氧氣kg數(shù)，對(duì)于生活污水，a'值一般采用0.42～0.53之間；Xv——揮發(fā)性總懸浮固體濃度(g/L)。設(shè)計(jì)中取a'=0.5,b'=0.152.最大時(shí)需氧量最大時(shí)需氧量計(jì)算方法同上，只需將污水的平均流量換為最大流量即可3.最大時(shí)需氧量與平均時(shí)需氧量之比5二次沉淀池計(jì)算本設(shè)計(jì)中采用輻流沉淀池作為二沉池，N=2,輻流式沉淀池一般采用對(duì)稱布置，配水采用集配水井，這樣各池之間配水均勻，結(jié)構(gòu)緊湊。輻流式沉淀池排泥機(jī)械已定型化，運(yùn)行效果好，管理方便。且適用于大、中型污水廠。5.1輻流沉淀池設(shè)計(jì)與計(jì)算5.1.1沉淀池的表面積式中F沉淀部分有效面積(m2);F=0.477×3600÷1.4=1226.57m25.1.2沉淀池直徑式中D——沉淀池直徑(m)。設(shè)計(jì)中直徑取為40m,則半徑為20m。5.1.3沉淀池有效水深h?=q'×t式中h?——沉淀池有效水深(m);t——沉淀時(shí)間(h),一般采用1.5～3.0h。設(shè)計(jì)中取t=2.5hh?=1.4×2.5=3.5m5.1.4徑深比合乎(6～12)的要求。5.1.5污泥部分所需容積式中V?污泥部分所需容積(m3);R——污泥回流比(%);X——曝氣池中污泥濃度(mg/L);X=12000mg/L,X=4000mg/L5.1.6沉淀池總高度H=h+h?+h?+h?+h?h沉淀池緩沖層高度(m),一般采用0.3m;根據(jù)污泥部分容積過大及二沉池污泥的特點(diǎn)，采用機(jī)械刮吸泥機(jī)連續(xù)排h?=(r-r?)xih?=(r-r?)xi=(20-1)×0.05=0.95mV.沉淀池底部圓錐體容積(m3);H=h?+h?+h?+h?+h?=0.3+3.5+0.3+0.95+1.27=6.32m5.1.7進(jìn)水管的計(jì)算式中Q?進(jìn)水管設(shè)計(jì)流量(m3/s);R——污泥回流比(%);Q?=0.477+0.5×0.367=0.66m3/s進(jìn)水水管管徑取D1=900mm流速5.1.8進(jìn)水豎井計(jì)算進(jìn)水豎井直徑采用D?=2.0m;進(jìn)水豎井采用多孔配水，配水口尺寸a×b=0.5m×1.5m,共設(shè)6個(gè)沿井壁均流速孔距l(xiāng):5.1.9出水管(3)集水井直徑設(shè)計(jì)中取v?=0.25m/s(4)進(jìn)水管管徑取進(jìn)入二沉池的管徑DN=900mm。,符合要求。(5)出水管管徑(6)總出水管取出水管管徑D=1100mm,v=1.0m/s;集配水井內(nèi)設(shè)有超越閘門，以便超越。二沉池平面布置如下圖所示：6污泥處理構(gòu)筑物計(jì)算污水處理廠在處理污水的同時(shí)，每日要產(chǎn)生大量的污泥，這些污泥若不進(jìn)行有效處理，必然要對(duì)環(huán)境造成二次污染。這些污泥按其來源可分為初沉池和剩余污泥。初沉污泥是來自初次沉淀池的污泥，污泥含水率較低，一般不需要濃縮處理，可直接進(jìn)行消化、脫水處理。剩余污泥來自曝氣池，活性污泥微生物在降解有機(jī)物的同時(shí)，自身污泥量也在不斷增長(zhǎng)，為保持曝氣池內(nèi)污泥量的平衡，每日增加的污泥量必須排出處理系統(tǒng)，這一部分污泥被稱作剩余污泥。剩余污泥含水率較高，需要進(jìn)行濃縮處理，然后進(jìn)行消化、脫水處理。6.1初沉池污泥量計(jì)算6.1.1按設(shè)計(jì)人口計(jì)算式中V污泥部分所需容積(m3)T兩次清除污泥間隔時(shí)間(d),N設(shè)計(jì)人口數(shù)(人)設(shè)計(jì)中取S=0.6L/(人d),采用重力排泥時(shí)，清除污泥間隔時(shí)間T=1d。6.1.2按去除水中懸浮物計(jì)算C?——進(jìn)水懸浮物濃度(mg/L)C?——出水懸浮物濃度(mg/L),一般采用沉淀效率n=40%~60%;Po——污泥含水率(%)。6.2剩余污泥量計(jì)算W?=KaXyV30%,即W=W?-W?+W?6.3豎流濃縮池式中f濃縮池中心進(jìn)泥管面積設(shè)計(jì)中取do=0.35m,每池的進(jìn)泥管采用DN150mm。管內(nèi)流速式中h?——中心進(jìn)泥管喇叭口與反射板之間的縫隙高度(m)V污泥從中心管喇叭口與反射板之間縫隙流出速度(m/s),一d?喇叭口直徑(m),一般采用d?=1.35do.設(shè)計(jì)中取v?=0.02m/s,d?=1.35d?6.3.3濃縮后分離出的污水量P濃縮前污泥含水率，一般采用99%;P濃縮后污泥含水率，一般采用97%;6.3.4濃縮池水流部分面積式中F-濃縮池水流面積(m2)v=0.00005~0.0001m/s。設(shè)計(jì)中取v=0.00008m/s.6.3.5濃縮池直徑式中D濃縮池直徑(m)6.3.6有效水深h?=v×t式中h?——濃縮池有效水深(m);t濃縮時(shí)間(h),一般采用10~16h;h?=v×t=0.0001×10×3600=3.6mh?=tana(R-r)R——污泥斗底部半徑(m),一般采用0.5mh?=tana(R-r)=tan55(2.0-0.25)=2.50m式中V——污泥斗容積(m3)T污泥在泥斗中的停留時(shí)間(h)6.3.10濃縮池總高度h=h?+h?+h?+h?+h?式中h——濃縮池總高(m);h?——超高(m);h?—緩沖層高度(m)。設(shè)計(jì)中取h=0.3m,h?=0.3mh=h?+h?+h?+h?+h?=0.3+3.6+0.07+0.3+2.50=6.77m6.3.11豎流濃縮池計(jì)算簡(jiǎn)圖6.4貯泥池的計(jì)算貯泥池用來貯存來自初沉池和濃縮池的污泥。由于污泥量不大，本設(shè)計(jì)采用2座貯泥池，貯泥池采用豎流沉淀池構(gòu)造。h?=tan(a-b)/2式中V貯泥池容積(m3);h,貯泥池有效深度(m);h?——污泥斗高度(m);a——污泥貯池邊長(zhǎng)(m);b——污泥斗底邊長(zhǎng)(m);設(shè)計(jì)中取n=2個(gè)，a=3.7m,h?=3.0m,污泥斗底為正方形，邊長(zhǎng)b=1.0m。符合要求V=41.07+14.34=55.36m3>54.40m3符合要求h=h?+h?+h?式中h——污泥貯池高度(m);h?——超高(m),一般采用0.3m;h?——污泥貯池有效深度(m);h:污泥斗高(m)。h=0.3+3.0+2.34=5.64m6.4.4污泥池計(jì)算簡(jiǎn)圖6.5.1—級(jí)消化池容積式中V——一級(jí)消化池容積(m3);Q——污泥量(m3/d);P——投配率(%),中溫消化時(shí)一級(jí)消化池一般采用5%~8%;n——消化池個(gè)數(shù)。則每座池子的有效容積6.5.2各部分尺寸的確定設(shè)計(jì)中取19m(2)集氣罩的直徑d?一般采用1~2m,設(shè)計(jì)中取2m一般采用0.5~2m,設(shè)計(jì)中取2m(4)集氣罩高度h?一般采用1~2m,設(shè)計(jì)中取2m(5)上錐體高度h?(6)消化池主體高度h?=10m(7)下錐體高度h?(8)消化池總高度為H=h?+h?+h?+h?=2+3+10+1.5=16.5m6.5.3各部分容積集氣罩容積弓形部分容積圓柱部分容積下錐部分容積消化池有效容積V?為V?=V?+V?+V?=443.92+2833.85+158.18=3435.95m2>3264.00m2符合要求6.5.4一級(jí)消化池計(jì)算簡(jiǎn)圖6.5.5二級(jí)消化池容積式中Q污泥量(m3/d);P’投配率(%),二級(jí)消化池一般采用10%;n——消化池個(gè)數(shù)。效容積6.5.6各部分尺寸的確定(1)消化池直徑D’設(shè)計(jì)中取15m一般采用1~2m,設(shè)計(jì)中取2m一般采用0.5~2m,設(shè)計(jì)中取2m(4)集氣罩高度h?’一般采用1~2m,設(shè)計(jì)中取2m計(jì)中取2.4m(7)下椎體高度h?總高度與圓柱直徑的比例：6.5.7二級(jí)消化池各部分容積集氣罩容積弓形部分容積圓柱部分體積下椎體部分體積=1710.5m2>1632m2符合要求二級(jí)消化池計(jì)算簡(jiǎn)圖6.5.8—級(jí)消化池平面尺寸計(jì)算1.池蓋表面積集氣罩表面積池頂表面積池蓋表面積F?+F?=15.7+43.20=58.90m'2.池壁表面積地面以上部分F?=π×D×h?=3.14×19×6=357.96m'地面以下部分F?=π×D×h?=3.14×19×4=238.64m23.池底表面積6.5.9二級(jí)消化池平面尺寸計(jì)算1.池蓋表面積集氣罩表面積池頂表面積池蓋表面積F1+F?'=15.7+29.86=45.56m22.池壁表面積地面以上部分F?1=π×D×h?'=3.14×15×5=235.5m2地面以下部分F?1=π×D×h?1=3.14×15×3=141.3m23.池底表面積6.5.10消化后污泥量計(jì)算V?P?=V?PP?——生污泥含水率(%);P?——一級(jí)污泥消化含水率(%);Pv——生污泥中有機(jī)物含量(%),一般采用65%;R污泥可消化程度(%),一般采用50%;m——一級(jí)消化占可消化程度的比例(%),一般采用70%~80%。V?=323.4m3/dP?=97.76%2.二級(jí)消化后污泥量消化濃縮后污泥含水率由一級(jí)消化前的97%降至二級(jí)消化后的95%,每日二級(jí)消化池排除污泥V?——二級(jí)消化后污泥量(m3/d)P?生污泥含水率(%)P:二級(jí)消化后污泥含水率(%)設(shè)計(jì)中取V?=326.4m3/d,P?=97%,P?=95%二級(jí)消化池采用2座，單池排泥量為2.二級(jí)消化池上清液排放量整個(gè)消化過程中產(chǎn)生的上清液由二級(jí)消化池排除式中V上清液排放量(m3/d)V'=326.4×0.97-132.2×0.95=191.02m3/d二級(jí)消化池采用2座，單池上清液排放量為污水處理廠污泥二級(jí)消化后從二級(jí)消化池排出污泥的含水率約95%左右，