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生活小区污水处理及中水回用工程毕业设计

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目录
第一部分 文献综述 1
第二部分    设计说明书 7
第一章 总论 7
第一节 设计任务和内容 7
第二节 基础资料 7
第二章  污水处理厂工艺流程说明 9
第三章    处理构筑物的设计计算 10
第一节    格栅间的设计计算 10
第二节 平流式初沉池设计计算 12
第三节 接触氧化池的设计计算 14
第四节 竖流式二沉池设计计算 17
第五节 双层滤料过滤池设计计算 19
第六节 浓缩池设计计算 21
第七节 板框压滤机设计计算 24
第八节 接触池与漂白粉用量设计计算 25
第九节 泵房及集水池设计计算 27
第四章 设备的选择 29
第一节 平流式初沉池刮泥机设备的选型 29
第二节 鼓风机设备选型 29
第三节 曝气头设备的选型 29
第四节 软性纤维填料设备的选型 29
第五节 反冲洗泵设备的选型 30
第六节 搅拌机的设备选型 30
第七节 压滤机的设备选型 30
第八节 污泥泵的设备选型 31
第九节 浓缩池挂泥板的设备选型 31
第十节 提升泵的设备选型 31
第五章  污水处理厂总体布置 31
第一节   污水厂平面布置 31
第二节 污水厂高程布置 32
参考文献 33

第一部分 文献综述

生活小区污水处理及中水回用工程设计

摘要:人类每天都产生大量生活污水。它有几种主要的有害成分: BOD、 悬浮固体、 N和P等。最近几年中, 人们越来越多地采用一些先进技术, 进行污水处理, 特别是除大量的生活污水以及大量的洗涤剂废水也排入污水处理厂。但当前日益严格的环境法规使得企业不得不经过循环和现场处理等方法减少废水的产生。
　　随着经济的发展和人民生活水平的提高, 人们对水资源的需求量越来越大。中国为水资源贫乏的国家, 人均占有量不到世界平均水平的四分之一, 再加上时空分布不均, 致使部分地区供求矛盾加剧。为节约用水, 充分发挥现有水资源的利用率, 有些城市相继指定了中水回收利用的有关规定, 将淋浴、 洗涤、 盥洗等轻度污染的污水, 经处理后用于冲洗厕所、 洗车、 绿化等。为了把所学的东西与实际想结合, 在此我将水污染处理中的生活污水处理问题做一个较为简单的介绍。
关键词: 物理法 　化学法 　生物接触氧化法 　CASS法(循环活性污泥)  SBR法 　氧化沟 中水回用  工艺流程  
一、 小区污水处理及技术概述
医院、 港口、 公园、 商业中心、 新建的郊外住宅区、 高级住宅区、 疗养区、 学校、 农场、 渔场、 狩猎场等均可称为小区, 我们最常遇到的主要是由居住区、 疗养院、 商业中心、 机关学校等一种功能或多种功能构成的相对独立的区域, 其排水系统一般不在城市市政管网覆盖范围之内。根据当地的环保标准, 必须设置独立的污水处理设施, 这就是我们所指的小区污水处理。
小区污水不同于城市污水( 常包括部分工业废水) , 属于生活污水范畴。其水质水量特征可概括为: 水质水量变化较大, 污染物浓度偏低, 即比城市污水低, 污水可生化性良好, 处理难度小。
小区污水的处理工艺依据小区污水排入水体的功能不同而异, 常见处理方法有: 化粪池、 一级处理( 初次沉淀池) 、 生物二级处理及二级处理后再经消毒回用等。由于小区污水处理水量较小, 管理(manage)水平不高, 因此, 在工艺设计时尽可能选用无污泥或少污泥的处理工艺, 以防止因污泥处理不善造成。当前, 较为常见的处理工艺有: ①污水→调节池→初次沉淀池→池→二沉池→出水, 是应用最广泛的方法, 主要优点是停留时间短、 易挂膜, 特别适合设备化, 埋地建设倍受环保公司及用户青睐, 但由于维修管理(manage)及设备防腐等方面的问题, 近年来应用受到限制。但如果建成地下钢筋混凝土形式, 设置人员通道以便维修, 此种地下建设方式在小区水处理中具有较大市场, 但这种方式一般处理规模较小, 每天排放污水量小于几百吨的小区较为理想。对上千吨的小区污水处理, 推荐采用地面建设方式, 生物处理部分可采用接触氧化, 也可采用SBR或其改进型CASS工艺, 方式提议采用低噪音的风机或水下机。②污水→调节池→混凝沉淀→过滤→出水, 对处理程度要求不高, 且水量较小时, 可采用此工艺, 具有占地面积小, 异味小, 管理(manage)简单等优点。另外, 在好氧生物处理之前加上酸化水解, 有利于降低能耗, 提高系统的总去除率。生活小区一般有较大的绿地面积, 如果把污水处理后回用于浇灌绿地、 道路、 冲洗汽车, 应在上述处理出水后加上消毒或其它补充措施。
二、 污水处理的方法介绍
1 物理法
   包括筛滤截留, 重力分离, 过滤, 磁分离; 我们经常见的主要是格珊。
   格珊: 截流较大的漂浮物
2 化学法
   包括中和, 氧化还原, 化学沉淀, 电解等。
   中和: 中和处理酸性或碱性物质
   氧化还原: 氧化分解或还原去除水中污染物质
   化学沉淀: 析出并沉淀分离水中污染物质
   电解: 电解分离并氧化还原水中污染物质
3 生物化学法
3.1氧化沟、 SBR工艺、 CASS、 生物接触氧化池工艺等的综述
SBR法( 序列间歇式活性污泥法) 是一种改进的活性污泥法, 它是由原始的间歇式污泥法发展而来, 与其它活性污泥法相比, SBR法没有设置二沉池和污泥回流设备, 布置更为紧凑, 占地面积少, 基建及运行费用较低, 不易产生污泥膨胀问题, 耐冲击负荷, 处理效果稳定。有资料显示, SBR法的主要构筑物的容积为常规活性污泥法的50%~60%, 运行费用及占地面积均可减少20%左右。SBR法典型的操作工序为: 进水、 反应、 沉淀、 排水、 闲置等五个工序。整个工艺经厌氧、 好氧缺氧三个阶段。根据出水情况可随时调整各工序的时间以达到最佳出水效果。SBR法工艺是极具发展潜力的一种处理工艺, 但也存在着曝气装置易堵塞, 自动控制技术及连续在线分析仪表要求高等缺点。
SBR法工艺流程图: 进水期→反应期→沉淀期→排水排泥期→闲置期
3.2 CASS工艺的概述
　　CASS工艺是近年来在传统SBR工艺上发起来的一种新型工艺, 它是利用不同微生物在不同负荷条件下生长速率差异和污水生物除磷脱氮机理, 将生物选择器与传统SBR反应器相结合的产物。这种工艺综合了推流式活性污泥法的初始反应条件( 具有基质浓度梯度和较高的絮体负荷) 和完全活性污泥法的优点( 较强的耐冲击负荷能力) , 无论对城市污水还是工业废水都是一种有效的方法, 有效地防止污泥膨胀。另外如果选择器的厌氧的方式运行, 则具有生物除磷作用。
　　CASS工艺对污染物质降解是一个时间上的推流过程, 集反应.沉淀, 排水于一体, 是一个好氧——缺氧——厌氧交替运行的过程, 因此具有一定脱氮除磷效果。采用CASS工艺处理小区污水, 出水水质稳定, 优于一般传统生物处理工艺, 经过简单的过滤和消毒处理后, 就能够作为中水回用。
与传统活性污泥工艺相比, CASS工艺有以下优点:
( 1) 建设费用低。声去初沉池, 二沉池及污泥回流设备, 建设费用可节省20%--30%。
( 2) 运转费用省。由于曝气是周期性的, 池内溶解氧的浓度也是变化的, 沉淀阶段和排水阶段溶解氧降低, 重新开始曝气时, 氧浓度梯度大, 传递效率高, 节能效果显著, 运转费可节省10%--25%。
( 3) 有机物去除率高, 出水水质好。不但能有效去除污水中有机碳源物质, 而且具有良好脱氮除磷功能。
( 4) 管理简单, 运行可靠, 不宜发生污泥膨胀。
( 5) 污泥产量低, 性质稳定。
CASS工艺流程图: 污水→格珊→调节池→提升泵房→CASS池→双层滤料过滤→消毒→回用水
3.3 SBR法及氧化沟法优点
( 1) 都属完全混合型, 具有较高的耐冲击负荷的能力;
( 2) 一般不设初沉池, 工艺简化, 节省占地;
( 3) 一般采用低负荷延时曝气方式运行, 处理效果好, 污泥好氧稳定, 同时可减少污泥产量;
　　氧化沟当前常见的有卡鲁塞尔氧化沟、 奥贝尔氧化沟、 三沟及双沟等交替式氧化沟等几种形式, 其中以前两种更为常见。氧化沟的共同特点是污水在循环水池中流动, 曝气方式主要采用表曝方式( 近年来, 也有鼓风曝气方式的氧化沟, 也被称作氧化沟池型的普曝, 结合了氧化沟及微孔曝气的优点) 。SBR工艺包括传统SBR法、 ICEAS工艺、 DAT-IAT工艺、 CASS工艺、 UNITANK工艺等不同方法。
3.4 氧化沟工作原理:
由于氧化沟水力停留时间和污泥龄比一般生物处理法长的多, 悬浮状有机物能够再曝气池中与溶解性有机物同时得到较彻底的稳定, 因此在预处理部分可考虑省去初沉池。溶解氧浓度不断降低, 沟内沿水流方向呈现出好氧区--缺氧区--好氧区--缺氧区.....交替变化, 再好氧区内, 污水中有机物被好氧菌氧化分解, 污水中氨氮被亚硝化菌和硝化菌氧化成亚硝酸盐和硝酸盐, 嗜磷菌大量吸收水中的磷。使污水中的有机氮磷得以去除。需要指出的是氧化沟内硝化菌和反硝化菌是同时存在的, 在不同的环境下起着不同的作用。
( 1) 三沟式氧化沟的优点
美国EPA对不同类型生物处理法的运行情况的调查结果表明, 不同工艺出水BOD5小于20mg／L的时间占总运行时间百分数分别是: 氧化沟90％, 鼓风曝气70％, 生物滤池60％。由此可见, 氧化沟的处理效果比其它生物处理方法稳定。氧化沟的特点是低负荷运行, 因此有机物能够有效去除, COD去除率在90％以上。而且对氨氮完成硝化。氧化沟运行操作简便, 基建和运行费均低于活性污泥法。当要求污水脱氮时, 氧化沟比其它生物脱氮工艺费用低、 TN去除效率高, 因为它的循环运行方式非常适合生物脱氮的过程, 不需要为反硝化而增设回流系统。意义上讲, 交替式运行的氧化沟实际上也是SBR工艺的一种。
( 2) 氧化沟工艺特征
①氧化沟结合推流和完全混合的特点, 有力于克服短流和提高缓冲能力, 一般在氧化沟曝气区上游安排入流, 在入流点的再上游点安排出流。入流经过曝气区在循环中很好的被混合和分散, 混合液再次围绕CLR继续循环。这样, 氧化沟在短期内( 如一个循环) 呈推流状态, 而在长期内( 如多次循环) 又呈混合状态。这两者的结合, 即使入流至少经历一个循环而基本杜绝短流, 又能够提供很大的稀释倍数而提高了缓冲能力。同时为了防止污泥沉积, 必须保证沟内足够的流速( 一般平均流速大于0.3m/s) , 而污水在沟内的停留时间又较长, 这就要求沟内由较大的循环流量( 一般是污水进水流量的数倍乃至数十倍) , 进入沟内污水立即被大量的循环液所混合稀释, 因此氧化沟系统具有很强的耐冲击负荷能力, 对不易降解的有机物也有较好的处理能力。
②氧化沟具有明显的溶解氧浓度梯度, 特别适用于硝化－反硝化生物处理工艺。氧化沟从整体上说又是完全混合的, 而液体流动却保持着推流前进, 其曝气装置是定位的, 因此, 混合液在曝气区内溶解氧浓度是上游高, 然后沿沟长逐步下降, 出现明显的浓度梯度, 到下游区溶解氧浓度就很低, 基本上处于缺氧状态。氧化沟设计可按要求安排好氧区和缺氧区实现硝化-反硝化工艺, 不但能够利用硝酸盐中的氧满足一定的需氧量, 而且能够经过反硝化补充硝化过程中消耗的碱度。这些有利于节省能耗和减少甚至免去硝化过程中需要投加的化学药品数量。
③三沟式氧化沟工艺不需设二沉池, 不用污泥回流系统。
④氧化沟工艺具有脱氮除磷的效应。
⑤由于氧化沟采用的污泥龄很长, 剩余污泥量较一般活性污泥法少的多, 而且得到好氧硝化的稳定, 因而不再需要硝化处理, 可在浓缩, 脱水后加以利用或最后处理。
3.5 生物接触氧化法
半淹没式污水生物接触氧化池及其污水处理方法, 它涉及一种污水处理装置及其污水处理方法。它解决了当前污水好氧生物处理设施和方法不能有效地去除挥发性致臭有机污染物, 导致其污染大气的缺陷。本创造的生物接触氧化池被非淹没填料承托层分成上下两部分, 非淹没填料和淹没填料表面附着有不同的微生物, 生物接触氧化池污水进水高度低于非淹没填料承托层。污水处理方法先将污水进行预处理再通入半淹没式污水生物接触氧化池最后收集处理水, 其中非淹没填料表面附着的微生物经过污水中挥发性致臭有机污染物的培养驯化, 淹没填料表面附着的微生物经过污水的培养驯化, 污水处理过程中污水的高度低于非淹没填料承托层。本创造对污水中散发的挥发性致臭有机污染物的去除率达90％～99％。
生物接触氧化法是一种介于活性污泥法与生物滤池之间的生物膜法工艺, 其特点是在池内设置填料, 池底曝气对污水进行充氧, 并使池体内污水处于流动状态, 以保证污水与污水中的填料充分接触, 避免生物接触氧化池中存在污水与填料接触不均的缺陷。
　　该法中微生物所需氧由鼓风曝气供给, 生物膜生长至一定厚度后, 填料壁的微生物会因缺氧而进行厌氧代谢, 产生的气体及曝气形成的冲刷作用会造成生物膜的脱落, 并促进新生物膜的生长, 此时, 脱落的生物膜将随出水流出池外。生物接触氧化法具有以下特点:
   　1、 由于填料比表面积大, 池内充氧条件良好, 池内单位容积的生物固体量较高, 因此, 生物接触氧化池具有较高的容积负荷;
   　2、 由于生物接触氧化池内生物固体量多, 水流完全混合, 故对水质水量的骤变有较强的适应能力;  
   　3、 剩余污泥量少, 不存在污泥膨胀问题, 运行管理简便。
   4、 出水水质好而稳定  在进水短期内突然变化时, 出水水质受到的影响小。
   5、 动力消耗低 除污水中含有大量活性物质以外, 采用生物接触氧化法处理污水, 一般能节省动力30%。省去污泥回流, 也使电耗下降。
   6、 挂膜方便, 能够间歇运行 处理生活污水时不需专门培养菌种, 连续运转4--5天生物膜就能够成熟。
综上所述: 根据不同处理法的优缺点以及污水水质, 水量的要求; 采用生物处理法比较合理且经济实惠。
处理法流程图: 污水→调节池→接触氧化池→二沉池→处理水
4 中水回用处理工艺的选择
中水回用是利用人们生产和生活中应用过的优质杂排水, 经过一定的再生处理后, 应用于工业生产, 农业灌溉, 生活杂用水及补充地下水。
4.1 中水回用工艺流程
为了将污水处理成符合中水水质标准的水, 一般要进行三个阶段的处理:( 1) 预处理   该阶段主要有格栅和调节池两个处理单元, 主要作用是去除污水中的固体杂质和均匀水质。( 2) 主处理    该阶段是中水回用处理的关键, 主要作用是去除污水的溶解性有机物。( 3) 后处理   该阶段主要以消毒处理为主, 对出水进行深度处理。保证出水达到中水水标准。
4.2 主处理的方法
按当前已被采用的方法大致可分为三类:( 1) 生物处理法   利用水中微生物的吸附、 氧化分解污水中的有机物, 包括好氧和厌氧微生物处理, 一般以好氧处理较多。( 2) 物理化学处理法   以混凝沉淀( 气浮) 技术及活性炭吸附相结合为基本方式, 与传统的二级处理相比, 提高了水质, 但运行费用较高。( 3) 膜处理   采用超滤( 微滤) 或反渗透膜处理, 其优点是SS去除率很高, 占地面积与传统的二级处理相比, 减少了很多。但当前对此工艺在实际应用上还存有一定争议。
4.3 工艺流程的选择
确定工艺流程时必须掌握中水原水的水量、 水质和中水的使用要求, 应根据上述条件选择经济合理、 运行可靠的处理工艺; 在选择工艺流程时, 应考虑装置所占的面积和周围环境的限制以及噪声和臭气对周围环境带来的影响; 中水水源的主要污染物是有机物, 当前大多数以生物处理为主处理方法; 在工艺流程中消毒灭菌工艺必不可少, 一般采用含氯消毒剂进行消毒。 中水处理的工艺流程主要取决于中水水源和中水的用途, 中水水源不但影响处理工艺的选择, 而且影响处理成本, 因此, 中水水源的选择十分关键; 当前, 中国主要以小区生活污水作为中水水源
( 1) 生物化学法
原水→格栅→调节池→接触氧化池→沉淀池→过滤→消毒→出水。
运转时应考虑到反应速率和污泥沉降性能, 活性污泥浓度不应太大。
( 2) 物理化学法
原水→格栅→调节池→絮凝沉淀池→超滤膜→消毒→出水,
以超滤膜分离技术代替上述工艺中沉淀、 过滤部分, 超滤技术具有适应性强、 对细菌和洗涤剂的去除率, 高出水稳定等特点。
( 3) 膜生物反应器技术( 物化生化结合法)
原水→格栅→调节池→活性污泥池→超滤膜→消毒→出水
膜生物反应器技术既MBR技术是将生物降解作用与膜的高效分离技术结合的污水处理及回用工艺。该工艺最引人注意的是利用膜技术实现固液分离取代传统的沉淀池, 而且不需要回流污泥。膜的高截留率使生物反应器内能够维持很高的生物浓度, 因此反应器具有较高的容积负荷, 因此能够大大缩小占地面积、 提高出水水质, 适合较高水质要求的污水处理与回用。膜生物反应器很可能成为传统工艺的替代者, 从而将污水处理与回用提高到一个新的层次。
经过以上的论述及对比我所采用的简捷工艺流程如下:
污水→中格栅→初沉池→生物接触氧化池→二沉池→双层滤料过滤池→消毒池→中水回用 
参 考 文 献
[1] 南国英,张志刚主编.给水排水工程专业工艺设计.化学工业出版社, 8月第1版
[2]高艳玲 马达主编 污水生物处理新技术 北京: 中国建材工业出版社
[3]徐强 小区污水处理与回用的技术应用 首届住区水环境国除研讨会论文集
[4]赵建国, 王怀玉, 王存海 对SBR池和CASS池的研究与改进环境保护  

第二部分    设计说明书
第一章 总论
第一节 设计任务和内容
污水处理课程设计是环境监测专业专科毕业生在进行毕业设计之前不可缺少的重要实践教学过程, 是教学计划的重要组成部分, 是对学生进行综合训练的重要阶段。经过污水处理课程设计, 能够培养学生综合运用所学的水处理专业知识及相关知识的能力和工程实践能力, 使学生受到基础的工程制图训练, 在资料收集及调查研究, 工程设计, 图纸绘制, 设计说明书的撰写等方面的能力得到一定程度的提高, 进而为毕业设计的完成奠定坚实的基础。
一.污水处理工程设计基础要求:
1.在设计过程中, 要发挥独立思考工作的能力。
2.本课程设计的重点是污水处理构筑物的设计计算和总体布置。
3.课程设计不要求对设计方案作比较, 处理构筑物选型按其基础特征加以说明。
4.设计计算说明书, 要求内容完整( 包括计算草图) , 简明扼要, 文字通顺, 字迹端正, 设计图纸按标准绘制, 内容完整, 主次分明。
二.设计任务:
某生活小区污水处理及中水回用工程设计
三.设计内容
1.对工艺构筑物选型作说明;
2.主要处理设施( 格栅 初沉池 生物接触氧化池  过滤池 二沉池) 的工艺说明;
3.主要设备( 初沉池 生物接触氧化池  过滤池 二沉池) 的选择计算;
4.污水处理厂平面和高程布置。
第二节 基础资料
一.设计题目
某生活小区污水处理及中水回用工程设计
二.基础资料
1.污水水量与水质
污水处理水量:
污水水质:    
2.处理要求
污水经二级处理后应符合以下具体要求:

3.气象与水文资料
( 1) 气温: 年平均    夏季平均   冬季平均
( 2) 主导风向: 冬季西北风为主, 夏季偏东北为主
( 4) 冰冻期120天
4.厂区地形
厂区地形平坦, 污水厂地面标高, 污水厂坐标定位: 西南 ,东北 
管内底标高, 管径, 充满度

第二章  污水处理厂工艺流程说明
由于污水量不大, 最终出水对水质要求较高, 且最终出水作为中水回用。因此拟采用以下工艺流程:
流程说明:
该流程为物理, 化学, 生物化学的组合工艺。首先, 污水进行预处理, 中格栅用来截留较大颗粒悬浮物, 如: 纤维, 果皮等制品, 而后进入初沉池, 初沉池能够改进生物处理构筑物运行条件并降低有机物运行负荷, 去除大部分悬浮物。预处理后的污水进入二级处理, 在生物接触氧化池中进行生物氧化, 降解去除大部分有机物, 同时对N,P也能够有效去除。经生物氧化污水进入二沉池, 二沉池用以澄清混合液和浓缩活性污泥, 从而使污水得以净化。由于生活小区对水质要求高需进行深度处理, 出水由过滤池进行过滤但水质仍未达到标准, 因此须进一步消毒, 消毒可用来杀灭各种方法处理后残留的细菌, 病毒等微生物, 经消毒后的部分水可用作反冲洗水来节省水源, 剩余最终出水可用作中水进行回用。经浓缩池, 机械脱水后的上清液可回流到初沉池来循环使用。
经初沉池, 生物接触氧化池, 二沉池处理后的污泥和脱落生物膜一起排入污泥浓缩池, 经浓缩脱水后的污泥可用作肥料。

第三章    处理构筑物的设计计算
第一节    格栅间的设计计算
一.格栅的作用和位置
格栅有一组平行的金属栅条, 或筛网制成, 安装在污水渠道, 泵房等的进口处或污水处理厂的端部。用以截留较大悬浮物或漂浮物, 如纤维, 碎皮, 毛发, 木屑等, 以便减轻后续处理的处理负荷, 并使之正常运行, 被截留物质为栅渣。
二.格栅的选型及设计参数
1.型式: 平面型  倾斜安装机械格栅
2.格栅的栅前流速一般为
3.格栅过栅流速不宜小于, 不宜大于
4.山前渠道宽度和渠道中的水深应与入厂污水管规格相适应
5.格栅尺寸参见设备说明书, 在本次设计中可采用中间值的方法
三.格栅的设计数据
1.污水处理系统前格栅的栅条间隙, 应符合下列要求:
( 1) 人工清除   ( 2) 机械清除  ( 3) 最大间隙
2.如水泵前格栅间隙不大于时, 污水处理系统前可不在设置格栅
3.栅渣量与地区特点, 格栅的间隙大小, 污水水量等因素有关, 在无当运行资料时, 可采用: ( 1) 格栅间隙      
( 2) 格栅间隙    
4.机械格栅不宜少于2台, 如为1台时, 应设人工清除格栅备用
5.格栅倾角一般采用
6.经过格栅的水头损失一般采用
7.栅间必须设置工作台, 台面应高出栅渣前最高设计水位, 工作台上应有安全冲洗设备
8.设置格栅装置的构筑物, 必须考虑有良好的通风设施
9.格栅间内应安装调运设备, 以便运行格栅及其它设备的检修, 栅渣的日常清除。 
四、 计算过程
设栅前深h=0.4m, 过栅流速v=0.9m/s, 用中格栅, 栅条间隙, 格栅倾角=60°
1、 栅条间隙数
n==个
2、 栅槽宽度: 取栅条宽度s=0.01m
B= =0.01
3、 进水渠道渐宽部分长度
若进水渠道B=, 渐宽部分展开角

4、 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度

5、 过栅水头损失 因栅条为矩形截面,为矩形断面时,

6、 栅后槽总长度 取栅前渠道超高
栅前槽高

7.格栅总长度

7、 每日栅渣量
在格栅间隙为25mm情况下, 设栅渣量
<
应采用人工清渣

图3-1格栅示意图

第二节 平流式初沉池设计计算
一.沉淀池的位置和作用
初沉池是一级污水处理厂的主体处理构筑物, 或作为二级处理厂设在生物处理构筑物的前面。处理对象是悬浮物质, 同时可去除BOD, 可改进生物处理构筑物运行条件并降低BOD负荷。按池内水流方向不同分: 平流式、 辐流式、 竖流式。
本次选择的是平流式初沉池, 它具有沉淀效果好, 对冲击负荷和适应温度变化, 平面布置紧凑, 占地面积小等优点。
二.二沉淀池的设计数据
1、 池子的长度比3—5为宜, 大型沉淀池可考虑设导流墙
2、 采用机械排泥时, 宽度根据排泥设备确定
3、 池子长深比一般采用8—12
4、 一般按表面负荷计算, 按水平流速校核, 最大水平流速, 初沉池7mm/s, 二沉池5mm/s
5、 池底纵坡: 采用机械刮泥时, 小于0.005, 一般采用0.01—0.02
6、 刮泥机的行进速度不小于1.2m/min, 一般采用0.6—0.9m/min
7、 进口处应设置挡板, 高出池内水面0.1~0.15m, 挡板淹没深度, 进口处视初沉池深度而定, 不应小于0.25m, 一般为0.5~1.0m; 出口处一般为0.3~0.4m; 挡板位置: 距进水口为0.5~10.m; 距出水口为0.25~0.5m
三.初沉池设计计算
1、 池子总表面积 设表面负荷

2、 沉淀部分有效水深 t取1.5h
3、 沉淀部分有效容积

4、 池长 设水平流速为

5、 池子总宽度

6、 池子个数 设每个池宽
7、 校核长宽比 符合要求
8、 污泥部分所需容积
设T=2d 污泥量为15 污泥含水率, 则

9、 每格池污泥所需容积

10、 污泥斗容积( 见图)

11.污泥斗以上梯形部分污泥容积

12.污泥斗和梯形部分污泥容积

13.池子总高度 设缓冲层高h=0.3m
h=h+h=0.173+2.16+2.33m H=h+h+h+h=0.5+3++0.3+2.33=6.13m

图3-2污泥斗示意图

第三节 接触氧化池的设计计算
一、 作用
该池是污水处理系统的重要组成部分, 具有脱氮除磷的功能, 不用污泥回流, 也不存在污泥膨胀的问题。管理方便。本设计选用直流式接触鼓风氧化池。
二、 设计数据
1、 生物接触氧化池填料体积按填料容积计算容积负荷应经过试验确定, 一般城市污水为1.0~1.8kg BOD/m.d
2、 污水在池内停留时间一般约为3.0~8.0h, 但也需要根据实际情况而定。
3、 曝气装置供气量按气水比( 15~20) : 1考虑。
4、 填料总高度一般为3m, 每格生物接触池面积不宜大于25m。保证布水、 布气平均。
三、 接触氧化池设计计算。
Q=2500m/d, BOD进水L=260mg/L, 出水L=20mg/L
BOD去除率 y===92.3%
设 气水比 D= 容积负荷m=1500g BOD/m.d 接触时间t=2h
1、 滤池体积
V===400m
2、 滤池总面积
F===160m
3、 池格数 f25m 取f=16m
===10格
4、 格滤池面积 设LB=28
5、 校核接触时间
=24=24=3.84h>2h
6、 滤池总高度
h—超高0.6~0.7m h—填料上深0.4~0.5 h—填料层间隙高0.2~0.3m
h—配水区高深采用多孔曝气时, 进入检修者取1.5m
H=H+h+h+( m-1) h+h=2.5+0.7+0.4+0.2+1.5=5.3m
7、 填料总体积
V’==10162.5=
8、 污水在池内实际停留时间
t’=
==7.07h
9、 所需空气量
D为供气量气水比( 15~20) : 1 设D=15m/d
D=DQ=152500=37500m/d
10、 每格需气量
D=
11、 接触池需气量
设 气水比为6: 1
Q=62500=1500m/d=625m/d

由于采用半软性纤维填料不会堵塞, 曝气强度, 也不会淤泥, 因此选用可变孔曝气软管, 单个曝气量为, 曝气头个数为:

图3-3生物接触氧化池示意图

第四节 竖流式二沉池设计计算
一.二沉池设计数据
1.二沉池面积按表面负荷法计算, 选用表面负荷时, 注意活性污泥在二沉池中沉淀的特点, 应小于初沉池一般为
2．设计中心进水管, 应考虑回流污泥, 且只取大值。中心进水管水流速度可选
3．二沉池酌水停留时间一般为
4．池径水深比宜为
5．利泥板外缘线速度不宜大于, 一般采用。
二．二沉池作用
二次沉淀池是活性污泥系统重要组成部分, 它的作用是泥水分离, 是混凝土合液澄清, 浓缩和回流活性污泥。其工作效果能够直接影响活性污泥系统的出水水质和回流污泥浓度。
本次毕业设计选用的是圆形竖流式二沉池, 它适用于小型污水处理厂。
三、 二沉池设计计算
1．设中心管内流速, 采用池数, 则每池最大设计流量

===
===0.58
2．沉淀部分有效断面积
设表面负荷, 则上流速
A===
3．二沉池直径
D===

4．二沉当有效水深
设沉淀时间

5．校核当径水深比
符合要求
6．校核集水槽每米出水堰过水负荷
符合要求, 不需另设辐射式水槽。
7．污泥体积
设污泥清除间隔时间,每人每日产先湿污泥量

8．每池污泥体积

9．池子圆载锥部分实有容积
设圆锥底部直径为, 载锥高度为, 载锥侧壁倾角

可见池内足够容纳污泥量
10．中心管直径

11.中心管嗽叭下缘至反射板的垂直距离, 设流过该缝隙的污水流速
喇叭口直径

12．二沉池总高度
设池子保护高度, 缓冲层高( 因泥面很低) 则

图3-4竖流式二沉池示意图
第五节 双层滤料过滤池设计计算
一、 双层滤料过滤池的作用
过滤池在污水深度处理中应用较多。此池型不含污能力强而且在好氧状态下, 易于生物膜生长, 可使二级处理水在去除悬浮物质的同时, 降解溶解性的有机物, 大幅度提高出水水质, 满足用户需求。
二、 设计数据
1.从过滤开始到结束所延续的时间称滤池的工作周期, 一般应大于, 最长可达以上。
2.常见的石英砂和无烟煤的容隙率分别为和。
3.双层滤料的滤速一般采用, 反冲洗强度采用, 历时。
三、 设计计算
1、 设计废水量
考虑了水厂自用水( 包括反冲洗水)
2、 设计数据
滤速, 冲洗强度
冲洗时间
3、 计算
( 1) 滤池面积及尺寸
滤料工作时间24h, 每次冲洗6min, 停留40min, 滤料实际工作时间为:

: 滤池工作周期时间
: 滤池停运后停留时间
: 滤池反冲洗时间
采用2个滤池, 每个滤池面积

设计滤池长度比
滤池尺寸为==
校核强制滤速

( 2) 滤池高度
承托层高计,, 滤料层高度: 无烟煤层, 砂层为, 总高度, 滤料上水深为, , 超高, 滤板高度,
滤池总高
(3)滤池反冲洗水头损失
a: 管式大阻力配水系水头损失, 孔眼d为, 孔口流量μ=, 配水系统开孔比

b.经砾石支随层水头损失计算( 为层厚)

c.滤料层水头损失及写作水头为:
d.反冲水泵和扬程
滤池高计+清水池深度+管道、 滤层水头损失

根据冲洗流量和扬程选择反冲洗水泵

图3-5双层滤料过滤池示意图
第六节 浓缩池设计计算
一、 重力浓缩池的作用
本设计采用的是重力, 浓缩池中的圆形浓缩池主要用于浓缩初次污泥及初次污泥和剩余污泥的混合污泥。
二、 设计数据
1.进泥含水率: 当为实次污泥时, 其含水率一般为95%~97%; 当为剩余活性污泥时, 其含水率一般为
2.污泥固体负荷: 当为初次污泥时, 污泥固体负荷采用; 当为剩余活性污泥时, 污泥固体负荷采用
3.浓缩后污泥含水率: 由二沉池进入污泥浓缩池的污泥含水率, 当采用99。2%~99。6%时, 浓缩后污泥含水率为97%~98%
（1） 浓缩时间不宜小于12小时, 但也不超过24小时;
（2） 有效水深一般宜为4m, 最低不小于3m;
污泥室容积和排泥时间: 应根据排泥方法和两次排泥间隙时间而定, 当彩间歇排泥时, 两次排泥间隔一般采用8小时。
三、 计算初沉池、 接触氧化池, 二沉池排泥量
1、 ( 1) 初沉池 按SS去除率计算

C1,C2: SS进出水浓度t/m3 ,去除率40~60%
X0 : 0.02~0.05 t/m3 (初沉污泥浓度)

(2)接触氧化池 按BOD5去除率计算
设每去除1kg BOD5产生0.3~0.4kg污泥Lr为BOD5进出水浓度差值 , y为BOD5去除率80%, 污泥容量, 以1000计

设污泥含水率P=99%, 则

(2)二沉池污泥量
按B0D5去除率计算
污泥含水率为99.2%-99.6%,Lr: BOD5进出水差值Yob: 污泥产率系数( )
经生物接解氧化池后的二沉池BOD5进水浓度为:

污泥干重

浓缩池总处理污泥量:

2、 浓缩池直径
浓缩污泥固体通量M取,污泥浓度C取, 则浓缩池面积

采用1个污泥浓缩池,则深缩池直径

3、 浓缩池工作部分高度
取污泥浓缩时间,则

4、 超高h取
5、 缓冲层高
6、 污泥升容积 设池底坡度, 污泥斗下底直径, 上底直径, 池底坡度造成的深度

污泥斗高度
7、 浓缩池总高度

8、 浓缩后污泥体积
为经二沉池进入浓缩池污泥含水率

图 3-6 重力浓缩池示意图

第七节 板框压滤机设计计算
一、 作用:
由重力浓缩后的污泥含水量水率毕较高, 需将污泥进行脱水之后外运。
本高等选用的是水平自动板杠压滤机。
二、 设计数据
1．经过试验确定或参考类似的压滤运行数据, 夺滤机产率一般为。
2.压滤脱水周期。
三、 计算
1．压滤机过滤面积

P—污泥含水率 Q—污泥量 L—污泥产率

2.根据压滤机面积选择性能如下:
型号
过滤面积

滤板厚度
滤板数(片)
滤框数( 片)
最大滤饼厚度
最大过滤压滤
滤布规格
主电机功率( kw)
外形尺寸

( )
BAJZ15A/800-50
15
50
13
12
20

7.5

四、 由于从浓缩池流出污泥需靠污泥泵将其提升到压滤机, 因此污泥泵选型:

型号
额定流量( )
额定扬程( )
转速( r/min)
出口直径( )
额定功率
外形尺寸
长×宽×高( )
CVD-31-100B
0.09
2.4
870
100
1
1499×30×700

第八节 接触池与漂白粉用量设计计算
一、 作用
污水经过一级或二级处理后, 水质大大改进, 但细菌含量仍须进一步去除, 并存在有病原菌的可能, 因此, 在排放水体前或中水回用、 农因灌溉时, 应进行消毒处理。
二、 设计数据
1、 加氯量为, 接触时间
2、 每包的