日处理量10万吨城市生活污水处理厂的初步设计毕业论文（设计）.pdf

摘要本设计的任务是处理量10万吨/日城市生活污水处理厂的初步设计，采用卡鲁塞尔2000氧化沟二级生化处理工艺。该工艺对废水处理具有明显 的技术优势，并且具有很强的抗冲击负荷能力，提高了 BOD5的去除率，氧化沟出水经二沉池接触消毒后排放。预计本方案BOD5的去除率可达 95%,SS的去除率可达90%。考虑到污泥机械脱水间的运行安全，将二沉 池等处理构筑物的污泥一并浓缩后去机械脱水间脱水，经压滤后外运。并 且该工艺运行稳定、管理方便、工程投资少、运营成本低。污水处理厂工 程总投资12384万元，污水处理总成本2985万元/年，污水处理成本0.818 元/立方米。污水处理厂 出水水质：CODcr20 mg/L,BOD515 mg/L,pH=6-9,SS20 mg/L,NH3-N(10)5 mg/L,TN12 mg/L(10),出水 排入C江。关键词：城市污水 Carrousel 2000氧化沟工艺 脱氮除磷 工艺设计Abst ractThe t a sk o f t his design is t o t he prel imina ry design o f 100,000 t o ns/da y cit y l ife sew a ge t rea t ment pl a nt,use ca rro usel 2000 o x ida t io n dit ch seco nda ry bio chemica l pro cess.The pro cess o n w a st ew a t er t rea t ment ha s t he o bvio us t echnica l a dva nt a ge,a nd ha s a st ro ng impa ct resist a nt l o a d a bil it y,ha s impro ved BOD5,t he o x ida t io n dit ch remo va l by t he seco nd po nd w a t er a ft er co nt a ct disinfect io n emissio ns.The scheme is ex pect ed t o t he remo va l ra t e o f 95%BOD5,SS ha d t o 90%.Co nsidering t he sl udge dew a t ering o f mecha nica l sa fet y o pera t io n,bet w een seco nd po nd pro cessing st ruct ures t o get her a ft er t he sl udge co ncent ra t io n t o mecha nica l dew a t ering pressure fil t ra t io n dehydra t io n,bet w een t he a ft er sino t ra ns.And t his pro cess st a bl e in o pera t io n a nd ea sy ma na gement,engineering l ess invest ment,o pera t io n co st is l o w.This sew a ge t rea t ment pl a nt engineering t o t a l invest ment is 123 84 mil l io n yua n,sew a ge t o t a l co st is 2985,a bo ut 0.818 yua n per m3.Sew a ge effl uent is:CODcr a cuit ies 20 mg/L,mo re t ha n 15 mg/L BOD5,pH=6-9,SS a cuit ies 20 mg/L,NH3-N(10 )mo re t ha n 5 mg/L,TN a cuit ies 12 mg/L(10 ),effl uent int o C river.Keywords：Urban sewage Carrousel 2000 oxidat ion dit ch process nit rogen and phosphorus removal Process Design目录摘要.IAbst ra ct.111前 言.12文献综述.22.1我国污水处理现状.22.2我国城市污水处理工艺.22.3污水处理厂优化设计研究.22.3.1历史回顾.32.3.2模型发展.32.3.3存在的问题.42.4 Ca rro usel 氧化沟工艺.42.4.1 概述.42.4.2 Ca rro usel氧化沟的结构和原理.52.4.3 优点.62.4.4 Ca rro usel 氧化 沟演变.63方案比较.73.1设计依据.73.1.1设计背景.73.1.2设计原则.73.1.3设计依据.73.2厂址选择.93.3污水处理工艺流程方案比较及选择.93.3.1工艺方案分析.93.3.2目前常用的城市污水处理技术.103.4工艺的比选.124工艺流程.135总平面布置.145.1水力计算.145.2高程计算.146设备选择与计算.186.1 设计流量.186.2中格栅.186.2.1设计参数.186.2.2设计计算.186.3进水泵房.206.4细格栅.216.4.1设计参数.216.4.2设计计算.216.5沉砂池.236.5.1设计参数.236.5.2沉砂池尺寸.236.5.3集砂量及排砂设备.256.5.4曝气系统.266.6氧化沟.276.6.1设计参数.276.6.2设计计算.276.7 二沉池.336.7.1设计参数.336.7.2设计尺寸.336.7.3刮泥设备.376.8接触消毒池.376.8.1设计参数.376.8.2设计计算.386.8.3计量槽.396.9污泥泵房.396.9.1设计参数.396.9.2污泥泵.396.9.3集泥池.406.10污泥浓缩池.406.10.1设计参数.406.10.2设计计算.416.11贮泥池.426.12脱水机房.436.13配水井.447经济分析.467.1 土建费用造价列表.467.2直接投资费用.477.3运行费用计算.477.3.1动力费用.477.3.2人力成本.487.3.3生产用水水费开支.487.3.4 运费.487.3.5维护维修费用.487.4管理费用.487.5运行成本核算.488致谢.499参考文献.50材料科学与工程学院毕业论文(设计)1前言1刖 S随着我国城市建设的发展和城市化进程的加快，城市水污染问题日 益突出，城市污水处理已经成为当前水污染治理的重点。长期以来，我国 城市基础设施的发展与人口、资源、环境和工业建设不协调，导致基础设 施长期超负荷承载。全国绝大多数城市的污水处理能力远远满足不了实 际需要。有鉴于城市污水处理的重要意义和深远影响，为促使经济建设、城 乡建设与环境建设同步规划、同步实施、同步发展，以实现经济效益、社会效益和环境效益的统一，J市拟规划建设一座日处理量10万吨的城 市生活污水处理厂。目前J市城区供水由自来水和自备水源两部分组成，自来水公司主要提 供给居民生活用水及部分用水量较小的工厂生产用水，而大部分工厂企业 生产用水由自备水源解决。城区现在状水厂设计供水量能力为60万吨/日。现状排水为分流制排水体制，城市生活污水未经处理直接排入城区排水沟，现状排放量为：8万吨/日。拟定建成一座日处理量10万吨的城市生活污水 处理厂，占地面积100亩，污水排放水质达到以下排放要求：CODcr02O mg/L,BOD515 mg/L,pH=6-9,SS20 mg/L,NH3-N(1O)5 mg/L,TN Bo w den 等(1976),La uria 等(1977),Cra ig 等(1978),Ro ssma n(1980),Na rba it z 等(1980),Dick(1984)等用的都是非线性规划模型。而在Ro ssma n和以后的研究者中,模型的发展能够用来比较优化了的处理方案，这项工作的成功是因为了他 们引入了01决策变量，因此，就成为一个非线性混合整数规划模型。在城市污水处理厂化化设计理论发展的初始阶段，许多研究都用来优 化一些特殊的单元或一些小规模的单元，而对于整个污水处理厂的优化设 计则很少。1981年，Da nia l Tyt eca建立了非线性规划模型，对整个城市污 水处理厂进行了优化设计，把城市污水处理厂的优化设计理论推进了一大 步。1987年，Ta ng等人又建立了较为完善的活性污泥污水处理系统的优化 设计模型。在这之后，Ubdr等(1991),Ka o,J.J等(1993)以及Aiderma n 等(1994,1998)都对城市污水处理厂的优化设计理论的发展作出了 一定的 贡献，使城市污水处理厂优化设计理论的实际应用成为了可能。2.3.2模型发展城市污水处理厂优化设计理论发展至今，已经建立了一些相对比较完 善的系统模型，在不同的发展时期，有以下儿个较为代表性的模型：(1)Pa ul M.Bert ho uex等建立的污水处理系统模型；(2)Tyt eca等建立的城市污水处理厂非线性规划模型；(3)U ber等建立的污水处理厂稳定优化设计模型。3材料科学与工程学院毕业论文(设计)2文献综述2.3.3存在的问题城市污水处理厂优化设计理论经过儿十年的发展，在系统模型的整体 结构方面，已趋于成熟，但要具体应用于实际，如下几个问题还需进一步 研究：(1)模型中的经验公式在城市污水处理厂优化设计理论发展的各个系统模型中，都含有不少 经验公式，其中有些公式是在二十世纪六、七十年代发展的，这些公式都 有一定的适用条件，而今在应用于新的系统模型时，这些系统模型在某些 假定条件下可能与公式的适用条件相符合，但具体应用于实际，其适用性 需进一步研究。(2)模型中的参数在现今发展的系统模型中，参数变量较多，其中大部分参数是经验上 的或实验室中的数据，在具体应用时，其可靠性需进一步研究。(3)不确定性因素的影响在城市污水处理厂优化设计理论研究中，不确定性因素对整个系统的 优化影响很大，这种不确定性不仅仅表现在一些参数的不确定性上，更重 要的是自然条件、政治和经济的发展等不确定性因素的存在。如何在实际 应用中把这些不确定性因素综合考虑进去，以使系统模型理论上的最优解 在实际应用中也趋于最优，是亟需解决的问题。2.4 Ca rro usel氧化沟工艺2.4.1概述图1卡鲁塞尔氧化沟Figure 1 Carrousel oxidat ion dit ch4材料科学与工程学院毕业论文（设计）2文献综述卡鲁赛尔（Ca rro usel）氧化沟简称循环折流式氧化沟，采用表面曝气机 曝气，如曝气转刷、曝气转蝶、倒伞曝气机等。随着污水处理中对脱氮除 磷的要求，ca rro usel氧化沟自1967年由荷兰DHV公司发明的第一代的普通 的ca rro usel氧化沟发展为具有脱氮除磷功能的ca rro usel 2000型氧化沟，后 又发展为第三代的ca rro usel 3000型氧化沟。国内许多污水处理厂使用的情 况证明，氧化沟工艺是一种工艺流程简单、管理方便、投资省、运行费用 低、工艺稳定性高的污水处理技术。至今世界上已有.850多座ca rro usel氧化 沟和ca rro usel 2000系统正在运行。2.4.2 Carrousel氧化沟的结构和原理Ca rro usel氧化沟使用定向控制的曝气和搅动装置，向混合液传递水平 速度，从而使被搅动的混合液在氧化沟闭合渠道内循环流动。因此氧化沟 具有特殊的水力学流态，既有完全混合式反应器的特点，又有推流式反应 器的特点，沟内存在明显的溶解氧浓度梯度。氧化沟断面为矩形或梯形，平面形状多为椭圆形，沟内水深一般为2.54.5m,宽深比为2:1,亦有水深 达7m的，沟中水流平均速度为0.3m/s。氧化沟曝气混合设备有表面曝气机、曝气转刷或转盘、射流曝气器、导管式曝气器和提升管式曝气机等，近年 来配合使用的还有水下推动器。最初的普通ca rro usel氧化沟的工艺中污水直接与回流污泥一起进入氧 化沟系统。表面曝气机使混合液中溶解氧DO的浓度增加到大约23mg/L。在这种充分掺氧的条件下，微生物得到足够的溶解氧来去除BOD5;同时，氨也被氧化成硝酸盐和亚硝酸盐，此时，混合液处于有氧状态。在曝气机 下游，水流由曝气区的湍流状态变成之后的平流状态，水流维持在最小流 速，保证活性污泥处于悬浮状态（平均流速0.3m/s）。微生物的氧化过程 消耗了水中溶解氧，直到DO值降为零，混合液呈缺氧状态。经过缺氧区的 反硝化作用，混合液进入有氧区，完成一次循环。该系统中，BOD5降解是 一个连续过程，硝化作用和反硝化作用发生在同一池中。由于结构的限制，这种氧化沟虽然可以有效的去处BOD5,但除磷脱氮的能力有限。为了取得 更好的除磷脱氮的效果，Ca rro usel 2000系统在普通Ca rro usel氧化沟前增加 了 一个厌氧区和绝氧区（又称前反硝化区）。全部回流污泥和10-30%的污水 进入厌氧区，可将回流污泥中的残留硝酸氮在缺氧和10-30%碳源条件下完 成反硝化，为以后的绝氧池创造绝氧条件。同时，厌氧区中的兼性细菌将 可溶性BOD5转化成VFA,聚磷菌获得VFA将其同化成PHB,所需能量来源 于聚磷的水解并导致磷酸盐的释放。厌氧区出水进入内部安装有搅拌器的 绝氧区，所谓绝氧就是池内混合液既无分子氧，也无化合物氧（硝酸根），5材料科学与工程学院毕业论文(设计)2文献综述在此绝氧环境下，70-90%的污水可提供足够的碳源，使聚磷菌能充分释磷。绝氧区后接普通Ca rro usel氧化沟系统，进一步完成去除BOD5、脱氮和除磷。最后，混合液在氧化沟富氧区排出，在富氧环境下聚磷菌过量吸磷，将磷 从水中转移到污泥中，随剩余污泥排出系统。这样，在Ca rro usel 2000系统 内，较好的同时完成了去除BOD5、COD和脱氮除磷。2.4.3优点与常规污水处理系统相比，Ca rro usel氧化沟具有以下几个主要优点：(1)在处理某些工业废水时尚需预处理，但在处理城市污水时不需要预沉 池；(2)污泥稳定，不需消化池可直接干化；(3)工艺极为稳定可靠；(4)工艺控制极其简单；(5)系统性能显示，BOD5降解率达95%98%,COD降解率达90%95%,同时具有较高的脱氮除磷功效；(6)Ca rro usel氧化沟系统不再使用卧式转刷曝气机而采用立式低速搅拌 机，使沟式可增加至U5m甚至8m,从而使曝气池的占地面积大大减小；(7)Ca rro usel氧化沟从“田径跑道”式向“同心圆”式转化，池壁共用，降低 了占地面积和工程造价。2.4.4 Carrousel氧化沟演变第一代为普通Ca rro usel氧化沟，该种形式氧化沟以去除BOD5为主要目 的，并具一定的脱氮除磷效果；第二代为Ca rro usel 2000氧化沟，该种形式 氧化沟主要是针对排放标准对氮、磷的严格要求而发展起来的具有脱氮除 磷的工艺；第三代是Ca rro usel 3000氧化沟，其最显著的特点是水深很大，减少了占地面积，同时也具备脱氮除磷功效。6材料科学与工程学院毕业论文(设计)3方案比较3方案比较3.1设计依据3.1.1设计背景(1)气象J市属亚热带季风气候，境内光照充足，雨量充沛，温和湿润，四季 分明，山峰层叠，河流密布，山环水绕，景色秀丽。风向以西北风为主。年平均气温17C,年降雨量1763.5毫米，年平均日照时数为2009.8小时。冬季北部山区经常可以看到雪景，城区由于地处盆地，夏季非常炎热，极 端最高气温有时会超过摄氏40度。(2)地质与地震地质特点：地势高、地质硬、地耐力强，历史上属于无灾害性地震区域，土质：以砾土、亚粘土为主，地形：以丘陵地带为主。(3)水文J市地区水文动态随季节性变化很大，为季风区雨源型，多为C江分 枝的河流，主要河流为C江，其它大小河流与之相连。3.1.2设计原则(1)执行国家关于环境保护的政策，符合国家的有关法规、规范及标准。(2)积极稳妥地采用新技术，充分利用国内外的先进技术和设备，以提 高行业的装备和技术水平。(3)功能分区明确，生产、生活、人、物、车流向合理。(4)规划布置四优先：工艺流程先进，安全可靠优先；运行管理便利，经济优先；环境绿化、美化优先；有利于排水事业可以持续发展优先。3.1.3设计依据设计任务书及相关原始数据7材料科学与工程学院毕业论文(设计)3方案比较污水综合排放标准(GB8978-96)城市污水处理厂污水污泥排放标准(CJ 3025-93)污水排入城市下水道水质标准(CJ 3082-1999)地表水环境质量标准(GB3838-2002)城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)(1)处理规模和水质特点污水处理规模为10 x l()4 m3/d;城市污水主要为居民生活污水；平均流量：=10 x 1(/机3/d=57.5L/s总变化系数：=2.7/。/=1.24,取Kz=1.2；设计流量：Q=QxK.=157.5x 1.2=1389L/5 o max a z(2)处理程度表1 进水水质和排放标准Table 1 Wat er qualit y and emission st andardsbod5CODcrSSNH3-N(10)TN进水200mg/L320mg/L190mg/L28mg/L 48mg/L出水15mg/L20mg/L20mg/L5mg/L t ank t op and bot t om elevat ion of sewage t reat ment st ruct ures构筑物名称水面标高（m）池底标高（m）池顶标高（m）进水井-3.20-3.850.15中格栅-3.20-4.410.30泵房集水池-6.80-8.004.00细格栅前3.041.833.34细格栅后2.691.48一曝气沉砂池2.19-1.232.49氧化沟1.14-3.861.64配水井0.73-2.771.23二沉池0.09-6.440.39接触消毒池-0.22-2.720.28巴式计量槽-0.81一一污泥泵房-0.60-3.100.90浓缩池1.75-4.512.05污泥井-0.30-2.801.20储泥池3.00-0.503.50脱水机房一0.004.0015材料科学与工程学院毕业论文（设计）5总平面布置表3 水力及高程计算表Table 3 Hydraulic and elevat ion calculat ion t able构构构连接管道水头损失水地水筑筑筑 流量连接 流速坡沿 局 水头损面面面物物物/（疝）管径/（加%）度程 部 损失失标标与名水间/mm 损 损 ImIm高高地称头距失 失/m/m面损ImIm Im差失/m/m进水管120001100 1.46 2 0.0 0.00 0.000.0-3.000-3.000000进水井0.20 120000.0 0.00 0.000.2-3.20-3.200000中格栅间0.20 120000.0 0.00 0.000.3-3.20-3.200000提升泵房0.20 120000.0 0.00 0.000.2-6.80-6.800000细格栅间0.240,12000800 x 2 1.5 2.9 0.1 0.06 0.180.33.0403.048 028沉砂池0.20 120000.0 0.00 0.000.52.1902.19000配水井0.482 12000800 x 2 1.5 2.9 0.2 0.12 0.360.70.7300.73046氧化沟0.48.1 12000500 x 6 1.1 2.6 0.0 0.01 0.040.41.1401.1403 5 55配水井0.49.5 12000800 x 4 1.1 2.4 0.0 0.01 0.030.40.7300.73023二沉池0.69.1 12000500 x 6 1.1 2.6 0.0 0.01 0.030.60.0900.0916材料科学与工程学院毕业论文（设计）5总平面布置023出水井0.37.912000600 x 41.333.50.00.010.040.3-0.00-0.00355599接触池0.237.1200010001.93.80.10.070.210.5-0.00-0.0104122巴氏计量0.351200010001.93.80.00.040.120.4-0.80-0.8槽08211受纳水体421200010001.93.80.10.080.240.2-1.00-1.0064017材料科学与工程学院毕业论文（设计）6设备选择与计算6设备选择与计算6.1设计流量平均流量：Qa=105m3/d=4166.6 m3/h=1.16 m3/s=1160 L/s设 v|-流量：Qma x=K7 xQa=1.2x 1 o5t/d=5000 m3/h=1.389 m3/s=1389 L/s6.2中格栅城市污水含有大量悬浮物和漂浮物，故需要设置格栅以拦截较大的悬 浮固体物质。格栅的间隙大小对污水处理运行有直接关系，目前设计采用 格栅的间隙可分为三级：细格栅净间隙为1.510mm,中格栅净间隙为 1040mm,粗格栅净间隙为50100mm。格栅的间隙应根据水体的实际需要设置，想用一种规格格栅截留各种 漂流物是行不通的，进水格栅的间隙和道数应根据处理要求设计。从城市 污水处理厂实际运行资料表明，一般设计中多采用中格栅和细格栅二道。6.2.1设计参数栅条宽度S=10mm；栅条间隙宽度b=30mm；过栅流速v2=0.8m/s；栅前渠道流速vi=0.55m/s；栅前渠道水深h=0.7m；格栅倾角75；数量2座；单位栅渣量取Wi=0.02m3栅渣/l OOOn?污水。6.2.2设计计算(1)栅条间隙数nQ J sin a n=-bhv06945 x jsin 75 0.03x 0.7x 0.8=40.63、41 个其中 0=Qma x/2=694.5L/s=0.6945m3/s(2)栅槽宽度BB=S(n-1)+hn=0.01x(41-1)+41x 0.030=1.63m18材料科学与工程学院毕业论文（设计）6设备选择与计算(3)(4)进水渠道渐宽部分的长度Li设进水渠道宽Bi=1.0m,渐宽部分展开角3=20,此时进水渠道内 的流速为0.77m/s,T B-B 1.65-1.0L.=-=-0.89/7?2 t a n 4 2x t a n 20栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度L2L,_ 0.892 二22x 0.45m(5)通过格栅的水头损失5v2.x sincr2g(7)=3x 2.42x0.010.030%0 g2x-sin75=0.10m2x 9.8式中，始为设计水头损失,h。为计算水头损失,m；m；2y%=二sin a 2gg为重力加速度，m/s2；k为系数，格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般采用3；，为阻力系数，与栅条断面形状有关，可按手册提供的计算公 式和相关系数计算，设栅条断面为锐边矩形断面，夕=2.42。栅后槽总高度”设栅前渠道超高h2=0.3mH=/z+/i1+/i2=0.7+0.1+0.3=1.Im栅槽总长度L%=岭二 k%L=L,+L2+1.0+0.5+-t a no f=0.89+0.45+1.0+0.5+吧=3.11m t a n 75式中，Hx为栅前渠道深，Hy=h+h2,mo（8）栅渠过水断面积S_ 0.69453 V 0.55=1.2627n2栅渠尺寸（宽 x深）1050mmx 1200/71771 o19材料科学与工程学院毕业论文（设计）6设备选择与计算(9)每日栅渣量WWi为栅渣量，m3/1000m3污水；Kz为总变化系数。格栅间隙为1625mm 时，WO.l O-O.OSml OOOm3污水；格栅间隙为 3050mm 时，W=0.030.10m3/1000m3o 本工程格栅间隙为 30mm,IX Wj=O.02m3/1000m3 污水，Kz=1.2,代入数据得：uz 86400Qma xWi 86400 x 1.389x 0.02.n 3/,3 z,W=-max 1=-=2Gm i d Q.2m/dl OOOKz 1000 x 1.2采用机械清渣（10）除渣机选择根据流量及设备选型表，选择两台XHG-1200型回转式格栅除污机 实际过流速度：bhn（11）中格栅计算草图Q.J sina 0.6945 x J sin75 v-0.030 x 0.7x 41=0.793(/n/s)图3中格栅计算草图Figure 3 Calculat ed sket ches of grille206.3进水泵房设计水量为120000m3/d,选择用4台潜污泵（3用1备）6*10,则单台泵 的流量为：Q=16668/1 3 3污水处理厂厂区最高水位&42m,高出地面3.42小；最低水位-0.7m,低 于地面（地面标高3m）。材料科学与工程学院毕业论文(设计)6设备选择与计算提升泵房最高水位与最低水位差为3m，则提升泵扬程为：H=3.42+3.70+3=10.12m所需的扬程为10.12m。选择CP(T)-5110-400型沉水式污水泵，泵的性能参数表4o表4 CP(T)-5110-400型沉水式污水泵参数Table 4 CP(T)-5110-400 t ype Submersible sewage pump paramet ers出口直径/mm流量m3/h扬程/m极数效率功率/k W4001980146861106.4细格栅6.4.1设计参数栅条宽度S=10mm过栅流速Vi=0.9m/s栅前渠道水深h=0.8m；数量2座6.4.2设计计算栅条间隙宽度b=l 0mm 栅前渠道流速v2=0.6m/s 格栅倾角4=75。(1)栅条间隙数nQ J sin a n=!-bhv0.6945 xJsin75=94.8 统 95 个0.01x 0.8x 0.9(2)(3)栅槽宽度B8=S(-1)+Zm=0.01x(95 1)+95x 0.010=1.89加进水渠道渐宽部分的长度Li设进水渠宽Bi=1.4m,其渐宽部分展开角度%=20。，进水渠道内的流速为 0.77m/5 or B B、2.09-1.4 n Q_L=-=-x 0.95m2 t a n ax 2 x t a n 20(4)栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度L2L2=0.47/ti-2 2(5)栅后槽总高度”21材料科学与工程学院毕业论文（设计）6设备选择与计算设栅前渠道超高外=0.3相H=h+%+瓦=0.8+0.29+0.3=1.39m(6)栅槽总长度LL=L,+L9+1.0+0.5+-t a ncr=0.95+0.47+1.0+0.5+.。台=3 22m t a n 75式中，区为栅前渠道深，区=力+为。（7）栅渠过水断面S0 Q 0.6945 一。2S=且=-=1.158m-v 0.6栅渠尺寸（宽x深）1450mmxSOOmm。（8）通过格栅的水头损失hi=0.29m0 92x-sin 752x 9.8（9）每日栅渣量WW为栅渣量，n?/1 OOOnP污水；Kz为总变化系数。格栅间隙为1625mm 时，Wi=0.l 0.05m3/1000m3污水；格栅间隙为 3050mm 时，W=0.030.10m3/1000m3o 本工程格栅间隙为 10mm,取 Wi=0.1 m3/l 000m3污水，Kz=1.2,代入数据得：卬=864。=86400 x 1.389x 0.1 二 疝?苏/d l OOOKz 1000 x 1.2采用机械除渣。（10）除渣机选择根据流量及设备选型表，选择两台XHG-1800型回转式格栅除污机。实际过栅流速为：丫 Qx vsint z bhn0.6945 x jsin 75。0.010 x 0.8x 95-0.898(m/5)（11）细格栅计算草图22材料科学与工程学院毕业论文（设计）6设备选择与计算图4细格栅计算草图Figure 4 Fine grid comput ing sket ch6.5沉砂池沉砂池一般分为平流式、竖流式、环流式（离心式）和曝气式。由于 曝气沉砂池和环流式沉砂池对流量变化的适应性较强，除砂效果好且稳定，条件许可时，建议尽量采用曝气式沉砂池和环流式沉砂池。曝气沉砂池还 可以克服普通平流式沉砂池的缺点：在其截流的沉砂中夹杂着一些有机物，对被有机物包裹的砂粒，截流效果也不高，沉砂易于腐化发臭，难于处置，故本次设计选用曝气式沉砂池。6.5.1设计参数设计流量（按最大流量设计）Qinax=1.389m3/s；停留时间3min；水平流速0.1m/s；沉砂量30m3/l（）6m3（污水）；曝气量0.2n?（空气）/n?（污水）；主干管空气流速12m/s；支管空气流速4.5m/So6.5.2沉砂池尺寸（1）有效容积V23材料科学与工程学院毕业论文（设计）6设备选择与计算V=Qmj X 60=1.389x 3x 60=25（W（2）水流断面积AA=2nia x/v=1.389/0.1=13.89m/.v（3）池总宽度B取有效水深/2为2.315加，则：B=A/t=13.89/2.315=6m（4）每个池子宽度b沉沙池分为两格（即九=2）,则b=B/2=3 m（5）平面尺寸池长：L=V/A=250/13.89=18.0m；平面尺寸：BxL=6.0m x 18.0m o（6）每小时所需空气量qd为每立方米污水所需空气量，n?,取d=0.2m3/n?污水q=dQmax x3600=0.2x 1.389x3600=1000.08疝/h（7）沉砂室沉砂斗体积VoT为清除沉砂的间隔时间取2d,X为城市污水沉砂量，取X=3 0疝/1 o 6加3 污水。QmaxXTx86400 _ 1.389x 30 x 2x 86400=6.0m3七1。61.2x l 06每个沉砂斗容积Vi设每一分格有2个沉砂斗，共有4个沉砂斗。6 OV,=1.5m34沉砂斗上口宽Q2h；a=.-t a n 552x 1.0 八。+a,=-F 0.X=2.2mt a n 55式中：耳为斗高，m,取用=1.0根；为斗底宽，m,取08%；斗壁 与水平面的倾角55 o沉砂室高度质采用重力排砂，设池底坡度为0.06,坡向砂斗。沉砂室由两部分组成：一部分为沉砂斗，另一部分为沉沙池坡向沉砂斗的过渡部分，沉砂室的宽 度为2（L2+6/）+0.2o,L-2a-0.2 18-2x 2.2-0.2 L7=-=-=6.7m-2 224材料科学与工程学院毕业论文(设计)6设备选择与计算(式中0.2m为两沉砂斗隔壁厚).=%+0.06L,=1.0+0.06 x 6.7=1 AOm沉沙池总高度H取超iWj儿=0.3mH=h1+h-,+h?)=0.3+2.315+1.402=4.02m(8)集油区集油区宽1.2加，上部与沉砂区隔断，以便集油；下部与沉砂区相通,以便沉砂返回集砂斗。(9)曝气沉砂池草图b图5 曝气沉砂池计算草图Figure 5 Aerat ion sink sand pool calculat ion sket ch6.5.3集砂量及排砂设备(1)每天沉砂量VOma xXx 24x 3600Kzx061.389x 30 x 24x 36001.2x l 06=3.0(m3/J)采用行车式排砂机，配备一台XS-6型沉砂池吸砂机，每2d排砂一次,有关参数见表5o表5 XS-6型沉砂池吸砂机技术参数Table 5 XS-6-t ype grit chamber,sand suct ion machine t echnical paramet ers池宽/mm 池深/mm 整机功率/k W 行车速度/nrmin6000 1000-3000 0.92 2-525材料科学与工程学院毕业论文（设计）6设备选择与计算6.5.4曝气系统（1）曝气量qq=3600J 2ma x=3600 x 2x 1.389=1000m3/A（2）风机选择选用两台RE-145型罗茨鼓风机（一备一用），配以J.71-6型电动机（功 率为17ZW）,鼓风机性能见表6。表6 RE-145型罗茨鼓风机性能Table 6 RE-145-t ype Root s blower performance口 径/mm转速/(r/min1)排气压力/k Pa流量Qs/ml min”轴功率La/k W电机功率P0/k W150A97039.221.52130(3)空气管道计算按风机实际风量计算干管管径Di1.21.5D.=J-=0.195/7?,取 A=200mm。1 a】V3.14x 12 1验算气流速度看,4q 4x 0.36,.,V.=-=-T=1 1 4%/S，1 吟2 3.14x 0.22符合要求。每隔一米分出两格支管，则总支管数为=2x 18=36个，每一支管气量%=0.36/36=0.01m/s。取支管气流速度为匕=4.5/7i/s,则支管管径验算气流速度-5.10/71/54q 4x 0.01九D；-3.14x 0.052取 2 为 50/72/72 o符合要求。26材料科学与工程学院毕业论文(设计)6设备选择与计算6.6氧化沟拟用卡鲁赛尔(Ca rro usel)2000型氧化沟，去除BOD5与CODcr之外，还具备硝化和一定的脱氮除磷作用，使出水NH3-N达到排放要求。6.6.1设计参数(1)设计水量 Q=120000m3/d；(2)BODs 浓度 S()=200mg/L,SeW15mg/L；TSS浓度 Xo=19Ox(l-5O%)=95mg/L,VSS=66.5 mg/L(VSS/TSS=0.7),Xe(。9-。.。665)-12。弧。.。2=4861.34+14820-2400=17281.34依/d去除每1k g BOD5产生的干污泥量X。(5SJ17281.34120000 x(0.20-0.015)=OJ7SkgDs/kgBOD5(2)脱氮需氧化的氨氮量Ni氧化沟产生的剩余污泥中含氮率为12.4%,则用于生物合成的总氮量为 No=O.124x 0.55x(200-4.81)/(1+0.055x 30)=5.03mg/L需要氧化的氨氮量N=进水TKN-出水NH3-N-生物合成所需氮量No 贝l j：Ni=48-5-5.03=37.97mg/L脱氮量Nr1=进水TKN-出水TN-用于生物合成所需的氮No=48-12-5.03=30.97mg/L碱度平衡一般认为，剩余碱度达至U100mg/L(以Ca C03计)，即可保持pHN7.2,生 物反应能够正常进行。每氧化ImgNG-N需消耗7.14mg/L碱度；每氧化Img/LBODs产生0.1mg/L碱度；每还原l mgNC)3-N产生3.75mg/L碱度。剩余碱度Salki=原水碱度一硝化消耗碱度+反硝化产生碱度+氧化BOD5产生=280-7.14x 37.97+3.57x 30.97+0.l x(200-4.81)=3 14.65mg/L28材料科学与工程学院毕业论文(设计)6设备选择与计算此值可保持PHN7.2,硝化和反硝化反应能够正常进行。脱氮所需池容V2及脱氮水力停留时间T2脱硝率 qdn(t)=qdn(20)X 1.08 T2)考虑最不利的条件水温，最低水温为5cQdn 5)=Qdn 20)x 1-08 20)=0.035x 1.08,5-2。)=0.011 k g(还原的NO3-N)/k gMLVSS脱氮所需容积匕QNr 120000 x 30.97 qdnXv 0.011x 4000=84463.64疝停留时间=匕=703864=0.7046/=16.9/?2 Q 120000(3)氧化沟总容积V及停留时间tV=Vi+V2=36460+84463.64=120923.64m3t=V/Q=l 20923.64/120000=1.008d=24.2h校核