环境工程课程设计——污水处理厂设计说明书.pdf

目录 目录目录 设计说明书.2 第一章 总论.2 1.1 工程概况.2 1.2 污水排放现状.2 1.3 设计依据.2 1.4 设计建设原则.3 第二章 污水处理设计及流程选择.3 2.1 污水处理工艺比较.3 2.2 工艺选取.6 2.3 污水处理构筑物的选择.6 设计计算书.10 第三章 构筑物尺寸设计计算.10 3.1 设计水量.10 3.2 中格栅的计算.11 3.3 提升泵房和积水井设计计算.13 3.4 细格栅的计算.14 3.5 旋流式沉砂池的设计.15 3.6 配水井.16 3.7 卡鲁塞氧化沟的设计.17 3.8 辐流式二沉池计算.19 3.9 污泥浓缩池的计算.20 3.10 紫外消毒计算.21 第四章 污水处理厂高程计算.22 4.1 高程布置原则.22 4.2 水力计算.22 4.3 高程确定.24 参考文献.25 2 污水处理厂污水处理厂 工程设计实战练习工程设计实战练习 设计说明书设计说明书 第一章第一章 总论总论 1.1 工程概况工程概况 吉安市是庐陵古城，位于江西的中西部，地处赣江中游地带，是江西省赣中地区经济文化中心，历史悠久，文化渊源。保护水体，防止污染也是现代化城市建设的需要。城市环境与人们生活息息相关，城市是政治、经济文化的中心，随着京九铁路的建成和吉安市向现代化城市建设的发展，以及改善招商引资等方面的需要，城市污水处理是改善城市投资环境的重要的一环。为了改善吉安市的水体环境，吉安市政府决定对河西区的水体环境污染进行综合治理，并由吉安市建筑设计规划研究院和吉安市城市建设投资开发公司共同编制了吉安市污水处理工程项目建议书，内容包括城市排水系统改造工程、后河综合治理改造工程以及螺子山污水处理厂工程。因而，吉安市政府按照总体规划的要求，决定新建吉州区的螺子山污水处理厂。建设规模 4 万吨/天。1.2 污水排放现状污水排放现状 表表 1 污水进水水质污水进水水质 指标 CODcr(mg/L)BOD5(mg/L)NH3-N(mg/L)SS(mg/L)进水 200300 100150 35 200250 1.3 设计依据设计依据 表表 2 城镇污水处理厂污染物排放标准（城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）基本控制项目最高允许排放浓度（日均值）单位：mg/L 序号 基本控制项目 一级标准 二级标准 三级标准 A 标准 B 标准 1 化学需氧量（COD）50 60 100 120 2 生化需氧量（BOD5）10 20 30 60 3 悬浮物（SS）10 20 30 50 3 序号 基本控制项目 一级标准 二级标准 三级标准 A 标准 B 标准 4 动植物油 1 3 5 20 5 石油类 1 3 5 15 6 阴离子表面活性剂 0.5 1 2 5 7 总氮（以 N 计）15 20 8 氨氮（以 N 计）5（8）8（15）25（30）9 总磷(以P计)2005 年 12 月 31 日前建设的 1 1.5 3 5 2006 年 1 月 1 日起建设的 0.5 1 3 5 10 色度（稀释倍数）30 30 40 50 11 PH 69 12 粪大肠菌群数/（个/L）103 104 104 注：下列情况下按去除率指标执行：当进水 COD 大于 350mg/L 时，去除率应大于 60%；BOD 大于 160mg/L 时，去除率应大于 50%。括号外数值为水温12时的控制指标，括号内数值为水温12时的控制指标。污水处理厂设计出水水质达到国家城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）的一级标准。1.4 设计建设原则设计建设原则(1)执行国家关于环境保护的政策，符合国家地方的有关法规、规范和标准；(2)采用先进可靠的处理工艺，确保经过处理后的污水能达到排放标准；(3)采用成熟、高效、优质的设备，并设计较好的自控水平，以方便运行管理；(4)全面规划、合理布局、整体协调，使污水处理工程与周围环境协调一致；(5)妥善处理污水净化过程中产生的污泥固体物，以免造成二次污染；(6)综合考虑环境、经济和社会效益，在保证出水达标的前提下，尽量减少工程投资和运行费用；（7）近期与远期结合考虑，做出分期建设的安排，合理确定近期规模。第二章第二章 污水处理设计及流程选择污水处理设计及流程选择 2.1 污水处理工艺比较污水处理工艺比较 目前，城市污水处理主要采用了生物活性污泥法。生物活性污泥法有多种处理工艺，城市二级污水处理厂常用的工艺方法有：普通曝气法、AB 法(二段曝气法)、A/O 除磷工艺、A/O 脱氮工艺、A2/O 除磷脱氮工艺、氧化沟工艺、4 序批式反应器(SBR)工艺等。按照构筑物的组成形式，运行性能以及运行操作方式的不同，已有的生物除磷脱氮的工艺可分成几个系列：A 加系列、氧化沟系列和 SBR 系列等。随着各个系列不断地发展、改进，形成了目前较典型的工艺：A/O 工艺、UCT 田工艺、改良 UCT 工艺、VIP 工艺、A2/O 工艺、改良 A2/O、倒置 A2/O 工艺、orbel 氧化沟工艺、carrousel-2000 氧化沟工艺、ICEAS 工艺、CAST 工艺、百乐克工艺等。下面就几个应用比较广泛的处理工艺进行比较。1、A2/O 工艺 A2/O工艺或称AAO工艺，是英文anaerobic-anoxic-oxic第一个字母的简称，在一个处理系统中同时具有厌氧区、缺氧区、好氧区，能够同时做到脱氮、除磷和有机物的降解，其工艺流程如图 1。图 1 A2/O 工艺流程图 工艺优缺点：该工艺处理效率一般能达到：BOD5 和 SS 为 90%-95%，总氮为 70%以上，磷为 90%左右，一般适用于要求脱氮除磷的大中型城市污水厂，工艺比较成熟。主要缺点：A2/O 工艺的基建费和运行费均高于普通活性污泥法，运行管理要求高，所以对目前我国国情来说，当处理后的污水排入封闭性水体或缓流水体引起富营养化，从而影响给水水源时，才采用该工艺。2、SBR 及变形工艺 序批式反应池（SBR）属于“注水反应排水”类型的反应器，在流态上属于完全混合，但有机污染物却是随着反应时间的推移而被降解的，图 2 为其基本工艺流程。其操作流程由进水、反应、沉淀、出水和闲置五个基本过程组成，从污水流入到闲置结束构成一个周期，所有的处理过程都是在同一个设有曝气或搅拌装置的反应器内依次进行，混合液始终留在池中，从不需另外设置沉淀池。5 图 2 SBR 工艺流程图 3、氧化沟工艺 氧化沟又名连续循环曝气池，是活性污泥法的一种变形。氧化沟污水处理工艺是在 20 世纪 50 年代由荷兰卫生工程研究所研制成功的。由于其出水水质好、运行稳定、管理方便等技术特点，已经在国内外广泛的应用于生活污水和工业污水的治理，其工艺流程如图 3。图 3 氧化沟工艺流程图 工艺优缺点：氧化沟技术已广泛应用于大中型城市污水处理厂，其规模从每日几百立方米至几万立方米，工艺日趋完善，其构造型式也越来越多。主要优点：一是进出水装置简单；二是污水的流态可看成是完全混合式，由于池体狭长，又类似于推流式；三是 BOD 负荷低，处理水质良好；污泥产率低，排泥量少；四是污泥龄长，具有脱氮的功能。具有出水水质好、抗冲击负荷能力强、除磷脱氮效率高、污泥易稳定、能耗省、便于自动化控制等优点。主要缺点：在实际的运行过程中，存在污泥膨胀、泡沫、污泥上浮、流速不均及污泥沉积等一系列的问题。6 2.2 工艺选取工艺选取 1、选择依据：（1）由进水水质可知：m(BOD)m(COD)=0503，生化性较好；（2）理论上 m(BOD)m(TN)286时反硝化过程才能进行，实际运行要求 m(BOD)m(TN)应大于3。2、本次设计选择氧化沟处理工艺，氧化沟除了具有 A/O 的效果外，还具有如下特点：（1）具有独特的水力流动特点，有利于活性污泥的生物凝聚作用，而且可以将其工作区分为富氧区，缺氧区，用以进行硝化和反硝化作用，取得脱氮效果。（2）不设初沉池，有机性悬浮物在氧化沟内能达到好氧稳定的程度。（3）BOD 负荷低，使氧化沟具有对水温，水质，水量的变动有较强的适应性，污泥产率低，勿需进行硝化处理。（4）脱氮效果还能进一步提高。（5）电耗较小，运行费用低。（6）国内工程实例较多，容易获得工程管理经验。2.3 污水处理构筑物的选择污水处理构筑物的选择 2.3.1 格栅格栅 格栅由一组或数组平行的金属栅条、塑料齿钩或金属筛网、框架及相关装置组成，倾斜安装再污水管道、泵房、集水井的进口处或污水处理厂的前端，用来截留污水中较粗大漂浮物和悬浮物，防止堵塞和缠绕水泵机组、曝气器、管道阀门、处理构筑物配水设施、进出水口，减少后续处理生产的浮渣，保证污水处理设施的正常运行。2.3.2 污水泵房污水泵房 污水泵站的特点及形式：泵站行驶的选择取决于水里条件和工程造价，其他考虑因素还有：泵站规模大小、泵站的性质、水文地质条件、地形地物、挖渠及施工方案、管理水平、环境性质要求、选用水泵的形式及能否就地取材等。污水泵站的主要形式：（1）合建式矩形泵站，装设立式泵，自灌式工作台，水泵数为4台或更多时，采用矩形，机器间、机组管道和附属设备布置方便，启动简单，占地面积大；（2）合建式圆形泵站，装设立式泵，自灌式工作台，水泵数不超过4台，圆形结构水力条件好，便于沉井施工法，可降低工程造价，水泵自动方便。（3）对于自灌式泵房，采用自灌式水泵，叶轮（泵轴）低于集水池最低水 7 位，在最高、中间和最低水位都能直接启动，其优点为启动及时可靠，不需引水辅助设备，操作简单。（4）非自灌式泵房，泵轴高于集水池最高水位，不能直接启动，由于污水泵水管不得设低阀，故需设引水设备。但管理人员必须能熟练的掌握水泵的启动程序。由以上可知，本设计因水量较大，并考虑到造价、自动化控制等因素，以及施工的方便与否，采用自灌式半地下式矩形泵房。本工程设计确定采用与中格栅合建的潜水泵房。2.3.3 沉砂池沉砂池 沉砂池的功能的去除比重较大的无机颗粒。按水流方向的不同可分为的不同可分为平流式、竖流式、曝气沉砂池和旋流沉砂池四类。比较如下：a.平流沉砂池 优点：沉淀效果好，耐冲击负荷，适应温度变化。工作稳定，构造简单，易于施工，便于管理缺点：占地大，配水不均匀，易出现短流和偏流，排泥间距较多，池中约夹杂有15%左右的有机物使沉砂池的后续处理增加难度。b.竖流沉砂池 优点：占地少，排泥方便，运行管理易行。缺点：池深大，施工困难，造价较高，对耐冲击负荷和温度的适应性较差，池径受到限制，过大的池径会使布水不均匀 c.曝气沉砂池 优点：克服了平流沉砂池的缺点，使砂粒与外裹的有机物较好的分离，通过调节布气量可控制污水的旋流速度，使除砂效率较稳定，受流量变化影响小，同时起预曝气作用，其沉砂量大，且其上含有机物少。缺点：由于需要曝气，所以池内应考虑设消泡装置，其他型易产生偏流或死角，并且由于多了曝气装置而使费用增加，并对污水进行预曝气，提高水中溶解氧。d.旋流沉砂池（钟式沉淀池）优点：占地面积小，可以通过调节转速，使得沉砂效果最好，同时由于采用离心力沉砂不会破坏水中的溶解氧水平（厌氧环境）缺点：气提或泵提排砂，增加设备，水厂的电气容量，维护较复杂。基于以上四种沉砂池的比较，本工程设计确定采用旋流沉砂池。2.3.4 氧化沟氧化沟 氧化沟技术发展加快，类型多样，氧化沟技术发展较快，类型多样，根据其构造和特征，主要分为帕斯维尔氧化沟（Pasveer）；卡罗塞尔氧化沟（Carrousel）；交替工作式氧化沟；奥贝尔氧化沟（Orbal）；一体化氧化沟（合建式氧化沟）。各种氧化沟的类型及技术特点如下：（1）帕斯维尔氧化沟 8 a.性能特点：出水水质好，脱氮效果较明显；构筑物简单，运行管理方便；结构形式多样，可根据地形选择合适的构筑物形状；单座构筑物处理能力有限，流量较大时，分组太多占地面积，增加了管理的难度。b.结构形式：单环路，有同心圆型，折流型和 U 型等形式，多为钢筋混凝土结构。c.曝气设备：转刷式转盘，水深较深时，配置潜水推进器。d.适用条件：出水水质要求高的小型污水处理厂。（2）卡罗塞尔氧化沟 a.性能特点：出水水质好，由于存在明显的富氧区和缺氧区，脱氮效率高；曝气设施单机功率大，调节性能好，并且曝气设备数量少，既可以节省投资，又可以使运行管理简化；有极强的混合搅拌和耐冲击负荷能力；氧化沟沟深加大，使占地面积减少，土建费用降低；用电量较大，设备效率一般；设备安装较为复杂，维修和更换繁琐。b.结构形式：多沟串联。c.曝气设备：立式低速表曝机，每组沟渠只在一端安设一个表面曝气机。d.适用条件：大中型污水处理厂，特别是用地紧张的大型污水处理厂。（3）交替工作式氧化沟 a.性能特点：出水水质好；可以不单独设置二沉池，处理流程短，节省占地；不需要单独设置反硝化区，通过运行过程中设置停曝期，进行反硝化，具有较高的氮去除率；设备闲置率高；自动化程度要求高。增加了运行管理难度。b.结构形式：单沟（A 型）双沟（B 型）和三沟（T 型），沟之间相互连通。c.曝气设备：水平轴曝气转盘。d.适用条件：出水要求高的大中型污水处理厂（4）奥贝尔氧化沟 a.性能特点：出水水质好，脱氮率高，同时硝化反硝化；可以在未来负荷增加的情况下加以扩展，易于适应多种进水情况和出水要求的变化；容易维护；节能，比其他任何氧化沟系统在运行时需要的动力都小；受结构形式的限制，总图布置困难。b.结构形式：三个或多个沟道，相互连通。c.曝气设备：水平轴曝气转盘（转碟），可以进行多个组合。d.适用条件：出水要求高的大中型污水处理厂。（5）一体化氧化沟 a.性能特点：工艺流程短，构筑物和设备少；不设置单独的二沉池，氧化 9 沟系统占地面积较小；沟内设置沉淀区，污泥自动回流，节省基建投资和运行费用；造价低，建造快，设备事故率低，运行管理工作量少；固液分离比一般二沉池高；运行和启动存在一定问题；技术尚处于研究开发阶段。b.结构形式：单沟环形沟道，分为内置式固液分离和外置式分离式 c.曝气设备：水平轴曝气转盘 d.适用条件：中小型污水处理厂 综上所述，各种氧化沟各有优缺点，设计采用卡罗塞尔氧化沟，现将卡罗塞尔氧化沟再做以下较为全面的介绍。卡罗塞尔氧化沟采用垂直安装的低速表面曝气器，每组沟渠安装一个，均安装在同一端，因此形成了靠近曝气器下游的富氧区和曝气器上游以及为外环的缺氧区。这不仅有利于生物凝聚，还是活性污泥易于沉降。BOD5的去除率可达到95%99%，脱氮效率约为90%，除磷率约为60%。2.3.5 沉淀池（二沉池）沉淀池（二沉池）由于本设计主要构筑物采用氧化沟，可不设初沉池。二沉池设在生物处理构筑物后面，用于沉淀去除活性污泥或腐殖污泥（指生物膜法脱落的生膜）。沉淀池主要有以下几种形式。比较如下：a.平流沉淀池优点包括：沉淀效果好；耐冲击负荷和温度的变化适应性强；施工容易，造价低。它的主要缺点为：池子配水不均匀；采用多斗排泥时，每个泥斗需要单设排泥管各自排泥，操作量大。适用条件：适用于大、中、小型污水处理厂；适用于地下水位较高和地质条件较差的地区。b.辐流式沉淀池优点包括：多为机械排泥，运行较好，管理较简单；排泥设备已趋定型。它的主要缺点为：池内水速不稳定，沉淀效果较差；机械排泥设备复杂，对施工质量要求高。适用条件：适用于大、中型污水处理厂；适用于地下水位较高的地区。c.竖流式沉淀池优点包括：排泥方便，管理简单；占地面积较小。它的主要缺点为：池子深度大，施工困难；对冲击负荷和温度变化的适应性能力较差；造价较高；池径不宜过大，否则布水不均匀。适用条件：适用于处理水量不大的小型污水处理厂。d.斜板（管）沉淀池优点包括：沉淀效率高，停留时间短；占地面积小。它的主要缺点为：用于二沉池时，当固体负荷较大时其处理效果不太稳定，耐冲击负荷的能力较差；运行管理成本高。10 综上所述，四种沉淀池的优缺点比较，并结合本设计的具体情况；设计水量较大，本此设计二沉池采用中心进水、周边出水的辐流式沉淀池。2.3.6 消毒消毒 污水处理厂常用的消毒方法有液氯消毒、漂白粉消毒、臭氧消毒和紫外线消毒等四种，他们的优缺点和使用条件如下：a.液氯消毒优点：价格便宜，效果可靠，投配设备简单。缺点：对生物有毒害作用，并且可能产生致癌物质。适用于大、中型规模的污水处理厂。b.漂白粉消毒优点：投加设备简单，价格便宜缺点：除用液氯缺点外，尚有投配量不准确，溶解剂调制不便，劳动强度大。适用于消毒要求不高或间断投加的小型污水处理厂。c.臭氧消毒优点：消毒效率高，能有效的降解水中残留有机物、色味等，污水温度、PH 值对消毒效果影响小，不产生难处理或生物积累性残余物。缺点：投资大，成本高，设备管理负责。d.紫外线消毒优点：是紫外线照射和氯化共同作用的物理化学方法，消毒效率高，占地面积小。缺点：紫外线照射灯具货源不足，电耗能量较多，没有持续消毒能力。综上四种消毒方法的比较，本工程采用紫外线消毒。设计计算书设计计算书 第三章第三章 构筑物尺寸设计计算构筑物尺寸设计计算 3.1 设计水量设计水量 城市混合污水总变化系数：日变化系数取：K日1.15，总变化系数取：K总1.35。表表 3 设计流量表设计流量表 项目 设计用水量 m3d m3h Ls 平均日水量 40000 1667 463 最大日水量 46000 1917 532 最大日最大时水量 54000 2250 625 11 3.2 中中格栅的计算格栅的计算 设计参数 maxQ最大设计流量，sm3，maxQ=0.625sm3；v过栅流速，sm，取v=0.9sm；h栅前水深，m，取h=0.5m；S栅条宽度，m，取S=0.01m；b栅条间隙，m，取b=0.02m 1W单位体积污水栅渣量，污水3310mm，取 0.05：拟建 1 座中格栅。(1)栅条间隙数n vhbQnsinmax 式中:格栅倾角，（），取=60；则：6649050020606250.sin.sinmaxvhbQn（取 n=65）(2)栅槽宽度B mnbnSB941650201650101.(3)过栅的水头损失2h 02hkh gvhsin220 34bS 式中:2h过栅水头损失，m；0h计算水头损失，m；g重力加速度，2sm，取g=9.812sm；k系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增大倍数，一般采用k=3；12 阻力系数，其值与栅条断面几何形状有关；形状系数，取=1.83（选用迎水面均为半圆形的矩形栅条）；则：72600200108313434.bS mgvh02606081929072602220.sin.sin mhkh07800260302.(4)栅后槽的总高度H 21hhhH 式中:H栅后槽总高度，m；h栅前水深，m；1h格栅前渠道超高，一般取1h=0.3m；则：mhhhH8800780305021.(5)格栅的总长度L HLLLtan.1210150 式中:1L进水渠道渐宽部分的长度，m，1112BBLtan，其中，1B为进水渠道宽，取 0.5m，1进水渠道渐宽部分的展开角度，一般可采用 20 度；2L栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分的长度，一般取2L=0.51L；1H格栅前槽高，m。则：mBBL700202500112111.tan.tan mLL3505012.mhhH80305011.13 mHLLL013608001503507000150121.tan.tan.(6)每日栅渣量W 1000864001zKWQWmax 式中:W每日栅渣量，dm3；ZK污水流量总变化系数。则：dmdmKWQWz33120110003512864000506250100086400.max 宜采用机械清渣 3.3 提升泵房和积水井设计计算提升泵房和积水井设计计算（1）泵的选择 选 择 集 水 池 与 机 器 间 合 建 式 的 方 形 泵 站，设 计 最 大 流 量 为maxQ=0.625sm3，三用一备共四台潜水排污泵，每台泵的流量为 750sm3。本设计根据污水处理厂设计工艺手册选取 QW 系列潜污泵。所选泵的型号及参数如下：型号：350QW1000-8 排出口径：350mm 流量：732.1h3m 扬程：10.4m 转速：980minr/功率：37KW（2）集水井设计计算 机组布置时，机组之间以及机组和墙壁间应该保持一定距离。该设计中取两机组的中心距离为 2.5 米，最边上的机组与墙的距离为 1.5 米，则泵房的总长为：m510352251.根据上面的选泵，单台泵的流量为 732.1h3m，则三台泵五分钟的出水量为3m18360517323/.，考虑到有效利用体积，取 200m3。有效水深为 3m，则集水池平面面积2m673200HVS，集水池宽m4651067.B。（3）泵房设计 泵房设计一座，建造在集水池上方，泵房平面尺寸为长 10.5m，宽 6.4m。14 3.4 细细格栅的计算格栅的计算 设计参数：maxQ最大设计流量，sm3，maxQ=0.625sm3；v过栅流速，sm，取v=0.9sm；h栅前水深，m，取h=0.5m；S栅条宽度，m，取S=0.01m；b栅条间隙，m，取b=0.01m 2W单位体积污水栅渣量，污水3310mm，取 0.07；拟建 2 座细格栅。(1)栅条间隙数n 76490500102606250.sin.sinmaxvhbQn（取 n=65）(2)栅槽宽度B mnbnSB291650101650101.(3)过栅的水头损失2h 8310100108313434.bS mgvh0650608192908312220.sin.sin mhkh2000650302.(4)栅后槽的总高度H mhhhH1200305021.(5)格栅的总长度L HLLLtan.1210150 15 式中:1L进水渠道渐宽部分的长度，m，1112BBLtan，其中，1B为进水渠道宽，取 1m，1进水渠道渐宽部分的展开角度，一般可采用 20 度。则：mBBL40020212912111.tan.tan mLL2005012.mhhH80305011.mHLLL562608001502004000150121.tan.tan.(6)每日栅渣量W dmKWQWz312010003512864000106250100086400.max 可采用人工清渣 3.5 旋流式沉砂池的设计旋流式沉砂池的设计 3.5.1 设计依据与设计参数：设计依据与设计参数：（1）设计依据：a 城市污水处理厂一般均应设置沉砂池；b 沉砂池按去除比重 2.65，粒径 0.2mm 以上的沙粒设计；c 设计流量的确定：1）当污水为自流进入时，应按每期的最大设计流量计算；2）当污水为提升进入时，应按每期工作水泵的最大组合流量计算；3）在合流制处理系统中，应按降雨时的设计流量计算。（2）设计参数：a.旋流沉砂池最高时设计流量时，停留时间不应小于 30s，设计水力表面负荷宜为 150-200hmm23/，有效水深宜为 1.0-2.0m，池径与池深比宜为 2.0-2.5 b.最大设计流速为 0.25m/s,最小设计流速为 0.15m/s；c.沉砂池的超高取 0.3m。3.5.2 设计计算设计计算 由于本设计沉砂池是旋流式的，而且本设计的沉砂池是定型设备，故不需要进行计算。本设计采用的设备为 2 座旋流式沉砂池型号 7。16 表表 4 旋流式沉砂池型号及尺寸旋流式沉砂池型号及尺寸（mm）型号 流量(万dm/3)A B C D E F J L P A 7 2.7 3050 1520 610 1220 460 1680 760 1450 1220 60 3.6 配水井配水井 采用堰式配水井，两个出水管。1.设计参数 设计流量：Q=40000m3/d，配水井进水管管径 D1=800mm 2.设计计算（1）进水流速：smDQv/92.014.38.0463.04422sm/0.1（2）矩形宽顶堰：每个后续构筑物分配水量 sLsLdmQq/100/232/2000024000023 采用矩形宽顶溢流堰至配水管。矩形堰流量gHbHmq20，堰上水头：H(其中 m0流量系数，一般取 0.33.b堰宽，取 0.6m)mgbmqH412.081.926.033.0232.0231222312202 17 堰顶宽度 B,取 B=1.2m。验算：9.2412.02.1HB在 2.510 之间，属于矩形宽顶溢流堰。3.配水管管径 D2，取为 600mm，得出水流速为 0.82m/s。4.配水漏斗上口口径 D，按进水管管径的 1.5 倍计算 即mDD2.15.18.05.11 两组卡罗塞氧化沟前，各有一个圆形配水井。3.7 卡卡鲁鲁塞氧化沟塞氧化沟的设计的设计 3.7.1 设计参数设计参数 用卡罗塞（Carrousel）氧化沟，去除BOD5与COD 之外，还具备硝化和一定的脱氮除磷作用，使出水NH3-N 低于排放标准，按最大日平均时流量设计：sLdmQ625540003max 总污泥龄：dc20 溶解氧：LmgDO2 7504000./,MLSSMLVSSLmgMLSS则LmgMLVSS3000 NmgNHmgONOD32574/.氧化，可利用NNOmgO32862/.还原 其他参数：1506060dKkgBODkgVSSYd.,/.3.7.2 碱度平衡计算碱度平衡计算 由于设计的出水 BOD 为 20mg/l，处理水中非溶解性 BOD5值可用下列公式求得，此公式仅适用于氧化沟。LmgeeCBODe61314212070142170523052305.式中：eC出水中 BOD5的浓度 mg/L。因此，处理水中溶解性 BOD 为：LmgS4661320.3.7.3 好氧区容积好氧区容积 V1 3011409920060103006401505400020601mKXSSQYVcdvec.式中：eSS,0氧化沟进、出水5BOD值，3mg；VX氧化沟中挥发性悬浮固体浓度，Lg；18 hQVt3624540001409911.3.7.4 缺氧区容积缺氧区容积 V2 反硝化速率：dkgMLVSSNkgNOMFqTdn/.3201220016600810290241640001500300290030 排出系统的剩余污泥量：dkgKYQSXcdrV8211420060110004615054000601.缺氧区容积：332427264301660821141240102050540001240mXqXNNQVVdnVtek.式中：kN系统进水总凯氏氮浓度，Lg；teN系统出水总氮浓度，Lg。hQVt1212245400042726422.3.7.5 氧化沟的总容积氧化沟的总容积 总水力停留时间：httt421812123621.总容积：32144136342726414099mVVV.3.7.6 校核污泥负荷校核污泥负荷 dkgMLVSSkgBODVXQSNV/.5006504413630315054000 一般取 0.050.1 kgBOD5/(kgMLVSSd),符合要求 3.7.7 氧化沟尺寸氧化沟尺寸 设氧化沟 2 座，每座氧化沟草图见图 4 19 图 4 氧化沟尺寸示意图（1）单座氧化沟有效容积 37206812mVV.（2）单座氧化沟面积 设氧化沟有效水深 H=6m，超高为 0.5m（氧化沟的超高与选用设备性能有关，宜为 0.51.0m），氧化沟深为 h=6.5m，中间分隔墙厚为 0.25m。氧化沟的水深与曝气和混合推动设备及相关的结构有关，一般在 4.56.0m，最深的可达7.0m。234476720681mhVA.（3）弯道部分面积 设单沟道宽为 b=9m 则 r=9.125 r=9.375 R=18.375 222222217784237593751812593223mrRrA.（4）单沟道直线段长mbAAL973947784344741.（取 74m）3.8 辐流式二沉池计算辐流式二沉池计算 1、每座沉淀池的表面积 A1和池径 D 选取二沉池表面负荷hmmq23021/.，设 2 座沉淀池2n 20187982121917mnqQA.max 20 mAD89311438798441.取（32m）2、沉淀部分的有效水深：mqth633212.9863322.hD，满足合适径深比 612 3、污泥区的容积：35724210002300000601000mnSNTVw.4、贮泥斗的容积设：mr21，mr12，60 5hmrr73.160tan12tan21 3222121517123mrrrrhV.5、贮泥斗以上梯形部分污泥容积：设坡度05.0i mrRh70050223205014.322112422144216163703mrRrRhV.满足要求。6、沉淀池总高度：设mhmh5.0,3.031 mhhhhhH8367317050633054321.3.9 污泥浓缩池的计算污泥浓缩池的计算 设计参数：a 浓缩时间一般采用 1016h 进行核算，不宜过长，活性污泥含水率一般为 99.2%99.6%；b 污泥固体负荷采用 2030kg/dm 2,浓缩后污泥含水率可达 97%左右。1、污泥体积：dmPXVV/.).(.)(35352100049910082114100100100 2、浓缩池面积 A 浓缩污泥为剩余活性污泥，污泥固体通量选用30kg/(m2.d）。GQCA0 21 式中：Q污泥量，m3/d；C0污泥固体浓度，3/mkg G污泥固体通量，)/(dmkg2 205703065352mGQCA.3、浓缩池直径 D 设计采用 1 个圆形辐流池。mAD47914357044.（取mD59.）4、浓缩池深度 H 浓缩池工作部分有效水深：AQTh242 式：T 为浓缩时间，h，取 T=15h。mAQTh13357024155352242.超高 h1=0.3m，缓冲层高度 h3=0.3m，浓缩池设机械刮泥，池底坡度201i，污泥斗下底直径mD0.11，上底直径mD4.22。池底坡度造成的深度：miDDh180201242592224.污泥斗高度：mDDh0.155tan20.124.255tan22125 浓缩池深度mhhhhhH91401180301333054321.3.10 紫外消毒计算紫外消毒计算 设计依据如下：a 依据加拿大 TROJAN(特洁安)公司生产的紫外线消毒系统的主要参数，选用设备型号 UV4000PLUS；b 辐射时间：10-100s。1、灯管数 UV4000PLUS 紫外线消毒设备每 3800dm/3需 2.5 根灯管，每根灯管的功率为 200W。平均流量需灯管数：22 33052380046000523800.平QN根，取 31 根 高日高时的流量需灯管数：根，最535523800270000523800.QN 取 36 根 拟选用 6 根灯管为一模块。2、消毒渠设计 按设备要求渠道深度为 130cm，设渠中水流速度为 0.3m/s。渠道过水断面积：22513600240.554000mVQA.最 渠道宽度:mHAB96031251.，取 1m 若灯管间距为 8.0cm，沿渠道宽度可安装 2 个模块，故选取用 UV4000PLUS系统，三个 UV 灯组，一个 UV 灯组 2 个模块，一组模块 6 根灯管。渠道长度每个模块长度 2.46m，本设计取 2.50m。渠道出水设堰板调节，调节堰到灯组间距 1.5m，进水口到灯组间距 1.5m 两个灯组间距 1.0m，则渠道总厂 L 为：mL51220151513502.校核辐射时间st624304623.符合要求。第四章第四章 污水处理厂高程计算污水处理厂高程计算 4.1 高程布置原则高程布置原则（1）选择两条距离较低，水头损失最大的流程进行水力计算。（2）以污水接纳的水体的最高水位为起点逆污水处理流程向上计算。（3）在作高程布置时，还应注意污水流程与污泥流程积极配合。4.2 水力计算水力计算 表表 5 5 污水厂污水厂管渠设计表管渠设计表 名 称 设计流量（L/s）管径（mm）i（）V(m/s)管长（m）23 消毒池 625 5 0.3 12.5 沉淀池出水管 312.5 600 2.55 1.10 100 氧化沟出水管 625 1000 0.720 0.795 170 配水井间水管 312.5 600 2.55 1.10 65 沉砂池出水管 625 1000 0.720 0.795 50 局部水头损失按公式 h2=v2/2g，式中 为局部阻力系数。1）沉砂池到配水井 沉砂池到近端配水井：铸铁管 50m，有一个全开标准阀，四个 90弯头，全开标准阀阻力系数为 6.0，弯头阻力系数为 0.75。则沿程损失 h1=il=0.72010-350=0.036m 局部损失 h2=v2/2g=（6.0+0.754）0.7952/29.8=0.29 m 配水井间：铸铁管 65m。则沿程损失 h1=il=2.5510-365=0.166m 局部损失已计入。故沉砂池到配水井：沿程损失 h1=0.036+0.166=0.202 局部损失 h2=0.46 m 2）氧化沟到二沉池 铸铁管 170m，有一个全开标准阀，五个 90弯头，全开标准阀阻力系数为6.0，弯头阻力系数为 0.75。则沿程损失 h1=il=0.72010-3170=0.122m 局部损失 h2=v2/2g=（6.0+0.755）0.7952/29.8=0.31m 3）二沉池到消毒池 铸铁管 100m，有一个全开标准阀，四个 90弯头，全开标准阀阻力系数为6.0，弯头阻力系数为 0.75。则沿程损失 h1=il=2.5510-3100=0.255m 局部损失 h2=v2/2g=（6.0+0.754）1.102/29.8=0.46m 4）消毒池到出水管 消毒池长为 12.5m，则沿程损失 h1=il=510-312.5=0.063m 自由跌落 h=0.10m 5）各处理构筑物的水头损失（包括进出水渠的水头损失）按下表估算 24 表表 6 6 部分构筑物水头损失估算表部分构筑物水头损失估算表 构筑物 水头损失（m）构筑物 水头损失（m）中格栅 0.078 细格栅 0.20 旋流式沉砂池 0.35 配水井 0.20 氧化沟 0.50 辐流式沉淀池 0.60 4.3 高程确定高程确定 根据资料查得骡子山地块标高46-53米地形平整，设计以地坪标高50m 作为相对标高0.00。设计进水渠水位标高为-2.00，出水管水平标高为-1.00。然后根据各处理构筑物的之间的水头损失，推求其它构筑物的设计水面标高。经过计算各污水处理构筑物的设计水面标高见下表。再根据各处理构筑物的水面标高、结构稳定的原理推求各构筑物地面标高及池底标高。具体结果见污水处理流程高程布置图。表表 7 7 各污水处理构筑物的设计水面标高及池底标高各污水处理构筑物的设计水面标高及池底标高 构筑物名称 水面标高(m)池底标高(m)构筑物名称 水面标高(m)池底标高(m)进水渠-2.00-2.50 中格栅栅后-2.078-2.5 集水池-2.5-5.5 细格栅前 2.622 2.122 细格栅后 2.422 2.122 沉砂池 2.422-0.408 配水井 1.61 0 氧化沟 1.41-4.59 二沉池 0.478-6.052 消毒池-0.837-2.137 25 参考文献参考文献 11胡晓峰、胡睿.南昌某氧化沟法城市污水处理厂的初步设计J.江西科学，2007.25(6)22丁岩.城市污水处理工艺调研报告J.环境保护，2005(7)33贾莉.氧化沟处理生活污水的工艺设计J.池州师专学报，2006.20(3)44刘红.水处理工程设计M.北京：中国环境科学出版社，2003 55姚秋江.中国水利学会2007年学术年会C.中国水利学会，2007年10月1日 66给水排水设计手册(第一、五册)M.北京:中国建筑工业出版社，1986 77高廷耀、顾国维.水污染控制工程(下册)M.北京：高等教育出版社，1999 8 8 孙慧修.排水工程(下)M.北京：中国建筑工业出版社，2000 9 9 崔玉川、刘振江、张绍怡.城市污水厂处理设施设计计算M.北京：化学工业出版社，2004