污水处理厂毕业设计样本.doc

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第一章 设计概述
1.1 设计任务及设计依据
本次设计内容是设计一座二级污水处理厂, 使出水达标排放, 并对污泥脱水机房臭气进行处理, 以改进污水处理厂的工作环境。主要设计任务包括:
(1) 开题报告( 不少于 字) ;
(2) 设计计算说明书( 不少于15000字) ;
(3) 英文文献翻译( 不少于5000汉字) ;
(4) 污水处理厂总平面图和流程图( 1张) ;
(5) 污泥脱水机房臭气处理工艺图( 1张) ;
(6) 构筑物施工图或主要设备大样图( 4张) 。
1.1.2 设计依据
1.气象资料
邯郸市地势自西向东呈阶梯状下降, 高差悬殊, 地貌类型复杂多样。以京广铁路为界, 西部为中、 低山丘陵地貌, 东部为华北平原。海拔最高1898.7米, 最低32.7米, 相对高差1866米, 总坡降为11.8‰。邯郸市自西向东大致可分为五级阶梯: 西北部中山区、 西部低山区、 中部低山丘陵区、 中部盆地区、 东部冲积平原。
邯郸市属典型的暖温带半湿润大陆性季风气候, 日照充分, 雨热同期, 干冷同季, 随着四季的明显交替, 依M 次呈现春季干旱少雨, 夏季炎热多雨, 秋季温和凉爽, 冬季寒冷干燥。年平均气温14℃, 最冷月份( 一月) 平均气温-2.5℃, 极端最低气温-20℃, 最热月份( 七月) 平均气温27℃, 极端最高气温42.5℃, 全年无霜期200天, 年日照2557小时。
邯郸市多年平均降雨量为548.9mm, 最大年降水量为1575.5 mm, 最小年降水量为266.8 mm, 常年主导风向为夏季东南风, 冬季西北风。
2.地质条件
地基承载力 98.2kPa, 地下水位 1.2m, 最大冻土深度 74.6m, 河水最高水位 11.80m( 大沽标高) , 河水最低水位 10.70m( 大沽标高) , 设计场地平坦, 设计标高 16.00m( 大沽标高) 。
1.2 设计水量与水质
1.2.1设计水量

表1-1 设计水量表

m3/d
m3/h
L/s
m3/s
平均日流量
16000
666.7
185
0.185
高日高时流量
24295
1012.3
281
0.281

Qd=16000m3/d, 污水总变化系数公式: ==1.52;
高日高时流量Qh=Qd×Kz=185×1.52=281.2 L/s
表1-2 进出水水质及去除率

BOD(mg/L)
COD( mg/L)
悬浮物( mg/L)
总氮( mg/L)
总磷( mg/L)
原水水质
185
370
130
29
3.5
处理后水质
10
50
20
5
0.5
去除率( %)
94.6
86.5
84.6
82.8
85.7

第二章 污水处理厂构筑物的选型
2.1 污水处理方案的确定
2.1.1 污水处理方案的比较
国内外处理城市污水的主要技术是活性污泥法。关于活性污泥法, 当前流行的污水处理工艺有: AB法、 SBR法、 氧化沟法、 普通曝气法、 A2/O法、 A/O 法等, 这几种工艺都是从活性污泥法派生出来的, 且各有其特点。为了使本工程选择最合理的处理工艺, 有必要按使用条件, 排除不适用的处理工艺后, 再对能够采取的处理工艺方案进行对比和选择。氧化沟工艺, A2/O工艺和SBR工艺三种工艺均能达到处理要求。在设计可行性分析阶段, 对氧化沟工艺, A2/O工艺和SBR工艺的比较分析:
1. SBR法(Sequencing Batch Reactor)
SBR法早在20世纪初已开发, 由于人工管理繁琐未予推广。此法集进水、 曝气、 沉淀、 出水在一座池子中完成, 常由四个或三个池子构成一组, 轮流运转, 一池一池地间歇运行, 故称序批式活性污泥法。现在又开发出一些连续进水连续出水的改良性SBR工艺, 如ICEAS法、 CASS法、 IDEA法等。这种一体化工艺的特点是工艺简单, 由于只有一个反应池, 不需二沉池、 回流污泥及设备, 一般情况下不设调节池, 多数情况下可省去初沉池, 故节省占地和投资, 耐冲击负荷且运行方式灵活, 能够从时间上安排曝气、 缺氧和厌氧的不同状态, 实现除磷脱氮的目的。但因每个池子都需要设曝气和输配水系统, 采用滗水器及控制系统, 间歇排水水头损失大, 池容的利用率不理想, 因此, 一般来说并不太适用于大规模的城市污水处理厂。
2.A2/O法(Anaerobic—Anoxic—Oxic)
由于对城市污水处理的出水有去除氮和磷的要求, 故国内 前开发此厌氧—缺氧—好氧组成的工艺。利用生物处理法脱氮除磷, 可获得优质出水, 是一种深度二级处理工艺。A2/O法的可同步除磷脱氮机制由两部分组成: 一是除磷, 污水中的磷在厌氧状态下(DO<0.3mg/L), 释放出聚磷菌, 在好氧状况下又将其更多吸收, 以剩余污泥的形式排出系统。二是脱氮, 缺氧段要控制DO<0.7 mg/L, 由于兼氧脱氮菌的作用, 利用水中BOD作为氢供给体(有机碳源), 将来自好氧池混合液中的硝酸盐及亚硝酸盐还原成氮气逸入大气, 达到脱氮的目的。为有效脱氮除磷, 对一般的城市污水, COD/TKN为3.5～7.0(完全脱氮COD/TKN>12.5), BOD/TKN为1.5～3.5, COD/TP为30～60, BOD/TP为16～40(一般应＞20)。若降低污泥浓度、 压缩污泥龄、 控制硝化, 以去除磷、 BOD5和COD为主, 则可用A2/O 工艺。
有的城市污水处理的出水不排入湖泊, 利用大水体深水排放或灌溉农田, 可将脱氮除 磷放在下一步改扩建时考虑, 以节省近期投资。
3.氧化沟法
本工艺50年代初期发展形成, 因其构造简单, 易于管理, 很快得到推广, 且不断创新, 有发展前景和竞争力, 当前可谓热门工艺。氧化沟在应用中发展为多种形式, 比较有代表性的有:
( a) 卡鲁塞尔氧化沟
卡鲁塞尔氧化沟是一种单沟环形氧化沟, 主要采用表面曝气机, 兼有供氧和推流的作用。污水在沟内转折巡回流动, 处于完全混合状态, 有机物不断得以去除。
表曝机少, 灵活性差, 设备维修期间沟不能工作, 沟内混合液自由流程长, 由于紊流导致的流速不均, 很容易引起污泥沉淀, 影响运行效果。单沟氧化沟的平均溶解氧维持在2mg/L左右, 加之单点供氧强度过大, 耗氧较高。在一般情况下, 单沟很难形成稳定的缺氧段, 不利于脱N。
( b) 三沟式氧化沟
三沟式氧化沟工艺有两个边沟, 一个中沟, 当一个曝气时, 另外两个作为沉淀池使用。一定时间后改变水流方向, 使两沟作用相互轮换, 中沟则连续曝气, 三沟式氧化沟无需污泥回流装置, 如果条件合适, 还能够进行反消化。缺点: 进、 出水方向, 溢流堰的起闭及转刷的开动于停止必须设自动控制系统; 自控系统要求管理水平高, 稍有故障就会严重影响氧化沟正常工作。由于侧沟交替运行, 设备利用率较低。
( c) 一体化氧化沟
一体化氧化沟就是将沉淀池建在氧化沟内, 即氧化沟的一个沟内设沉淀槽, 在沉淀池两侧设隔板, 底部设一导流板。在水面上设集水装置以收集出水, 混合液从沉淀池底部流走, 部分污泥则从间隙回流至氧化沟。一体化氧化沟将曝气、 沉淀功能集于一体, 免除了污泥回流系统, 但其结构有待进一步完善。
( d) 奥贝尔氧化沟
奥贝尔氧化沟由三个同心椭园形沟道组成, 污水由外沟道进入沟内, 然后依次进入中间沟道和内沟道, 最后经中心岛流出, 至二次沉淀池。在各沟道横跨安装有不同数量转碟气机, 进行供氧兼有较强的推流搅拌作用。外沟道体积占整个氧化沟体积的50—55%, 溶解氧控制趋于0.0mg/L,高效地完成主要氧化作用: 中间沟道容积一般为25%—30%, 溶解氧控制在1.0mg/L, 作为”摆动沟道”, 可发挥外沟道或内沟道的强化作用; 内沟道的容积约为总容积的15%—20%, 需要较高的溶解氧值( 2.0mg/L左右) , 以保证有机物和氨氮有较高的去除率。
外沟道的供氧量一般为总供氧量的50%左右, 但80%以上的BOD5能够在外沟道中去除。由于外沟道溶解氧平均值很低, 绝大部分区域DO为0mg/L, 因此, 氧传递作用是在亏氧条件下进行的, 大大提高了氧传递效率, 达到了节约能耗的目的。一般情况下, 能够节省电耗20%左右。内沟道作为最终出水的把关, 一般应保持较高的溶解氧, 但内沟道容积最小, 能耗是较低的。中沟道起到互补调节作用, 提高了运行的可靠性和可控性。因此, 奥贝尔氧化沟能够在确保处理效果的前提下, 能够获得较大的节能效益。
对于每个沟道内来讲, 混合液的流态为完全混合式, 对进水水质、 水量的变化具有较强的抗冲击负荷能力; 对于三个沟道来讲, 沟道与沟道之间的流态为推流式, 且具有完全不同溶解氧浓度和污泥负荷。奥贝尔氧化沟实际上是多沟道串联的沟型, 同时具有推流式和完全混合式两种流态的优点, 这种特殊设计兼有氧化沟和A2/O工艺的特点, 耐冲击负荷, 可避免普通完全混合式氧化沟易发生的污泥膨胀现象, 能够获得较好的出水水质和稳定的处理效果。
不同工艺的处理效果与其所配套的附属设备是分不开的, 往往是新设备的产生、 发展带动了工艺的改革, 使其处理优越性得以突现。
奥贝尔氧化沟采用的曝气转碟, 其表面有符合水力特性的一系列凹孔和三角形突起, 使其在与水体接触时将污水打碎成细密水花, 具有较高的充氧能力和混合效率。经过改变曝气机的旋转方向、 浸水深度、 转速和开停数量, 能够调整其供氧能力和电耗水平。特别是蝶片能够方便拆装, 更为优化运行提供了简便手段。另一方面, 由于转碟直径达1.5m, 并在碟片最大切线区设置T形推流和切割叶片, 增强切割气泡, 推动混合液的能力。平行切入在水中旋转运行, 具有极强的整流和推流能力。实践证明, 在水深为5m , 在不需要水下推进器时, 氧化沟池底流速仍可达0.2m/s以上。当污水浓度下降, 为节能而减少曝气机运行台数时, 一般也不必担心沉淀的发生。这是曝气转碟和奥贝尔沟型所独具的优点。
奥贝尔氧化沟的沟道布置, 便于采用不同种类的工艺模式。在使用普通活性污泥法时, 内沟道用于曝气, 外沟道用于需氧消化; 使用接触稳定和分段曝气时, 是把进水和回流污泥引入相应的沟道中; 为了保证高质量而稳定的处理效果和减少污泥量, 需要进行硝化时采延时曝气模式。
根据本次设计污水处理的特点, 我们能够看出A2/O法和氧化沟法更适合本次设计, 氧化沟工艺与A2/O工艺相比, 具有如下优势:
( a) 工艺流程简单, 处理构筑物少, 机械设备少, 运行管理方便。与A2/O法比较, 可不设初沉池, 没有混合液内回流系统, 由于污泥相对好氧稳定, 一般不设污泥的厌氧消化系统。
( b) A2/O工艺由于停留时间较短, 剩余污泥的稳定性较差, 一般需要污泥消化和浓缩过程, 这不利于除P, 生物除P是经过聚磷菌在好氧条件下, 过量吸P而使废水中的P得到去除的, 最终P随聚磷菌进入剩余污泥中除去, 剩余污泥长时间处于厌氧状态, 将导致聚磷菌吸收的P重新释放出来, 影响除P效果。
氧化沟的水力停留时间较长, 污泥泥龄较长, 具有延时曝气的特点, 悬浮有机物在沟内可获得较彻底的降解, 污泥在沟内达到相对好氧稳定, 剩余污泥量少, 根据国内外经验, 氧化沟不再设污泥厌氧消化处理系统, 剩余活性污泥只须经机械浓缩、 脱水即可利用或污泥后处理, 简化了污泥后序处理程序。污泥在进行机械浓缩、 脱水过程中, 停留时间很短, 基本没有污泥中磷的释放问题。
( c) 转碟曝气, 混合效率较高, 水流在沟内的速度最高可达0.6—0.7m/s, 在沟道使水流能快速进行有氧、 无氧交换, 交换次数可达500—1000次, 可同时进行有机物的降解和氮的硝化、 反硝化, 并可有效的去除污水中的磷。沟道的这种脉冲曝气和大区域的缺氧环境, 能够较高程度地实现”同时硝化反硝化”的效果。
( d) 污水进入氧化沟, 能够得到快速的有效的混合, 由于池容较大, 缓冲稀释能力强, 耐高流量, 高浓度的冲击负荷能力强, 具有完全混合式和推流式曝气池的双重优势, 对难降解有机物去除率高, 出水水质稳定。
( e) 供氧量的调节, 能够经过改变转碟的转速、 浸水深度和转碟安装个数等多种手段来调节整体供氧能力, 使池内溶解氧值经常控制在最佳值, 保证系统稳定、 经济、 可靠的运行。
( f) 曝气转碟由高强度玻璃钢制成, 使用寿命可达20年以上, 独特的结构设计使其具有较高的混合和充氧能力, 新型转碟曝气机能够使氧化沟的工作水深达到5.0米以上。氧化沟转碟曝气机工作在水面上, 而且安装的数量少, 安装、 巡检、 维修方便, 能够即时发现了解设备运行情况, 随时解除存在隐患。
而A2/O法所用的鼓风曝气设备使用寿命短, 当前市场上的曝气器一般正常使用2~3年左右, 而且会随着使用时间的增长效率降低。曝气器位于池底, 日常无法了解水下设备运行状况, 检修或者更换都需要放空, 这会给污水厂的运行带来很大的不便。

经过对以上三种工艺的比较, 能够看出, 这三种工艺都能达到要求, 各具优势, 但考虑到城市现状和对工作人员的要求, 最终选择工艺成熟、 应用广泛的氧化沟工艺作为此污水处理厂污水生化处理主体工艺。综合比较, 选用奥贝尔氧化沟, 其兼具氧化沟和A2/O工艺的双重优势。
2.1.2 工艺流程的确定

进水
奥贝尔氧化沟
初沉池
沉砂池
细格栅
进水泵站
粗格栅

污泥外运
脱水机房
污泥浓缩池
二沉池

排入纳水体
出水
计量槽
接触池

第三章 污水处理厂构筑物的设计计算
3.1 进水闸井与粗格栅
3.1.1 确定进水管径
进水管采用钢筋混凝土圆管, 根据邯郸市开发区污水处理厂的最大设计污水量, 总变化系数Kz=1.52, 能够查《给排水手册Ⅰ》并选用管径为DN=700mm, 充满度h/d=0.70的钢筋混凝土圆管。
3.1.2 粗格栅
1.格栅的作用
格栅是由一组平行的的金属栅条制成的框架, 斜置在污水流经的渠道上, 或泵站集水井的井口处, 用以截阻大块的呈悬浮或漂浮状态的污物。在污水处理流程中, 格栅是一种对后续处理构筑物或泵站机组具有保护作用的处理设备。一般情况下, 格栅分为粗细两道格栅, 粗格栅的作用是拦截较大的悬浮物或漂浮物, 以便保护水泵; 细格栅的作用是拦截粗格栅未截流的悬浮物或漂浮物。
2.设计要求
( 1) 水泵处理系统粗格栅栅条间隙, 粗格栅保护水泵, 格栅间隙20～25mm;
( 2) 过栅流速一般采用0.6～1.0m/s;
( 3) 格栅倾角一般用45°～75°。机械格栅倾角一般为60°～70°;
( 4) 格栅前渠道内的水流速度一般采用0.4～0.9m/s;
( 5) 栅渣量与地区的特点、 格栅间隙的大小、 污水量以及下水道系统的类型 等因素有关。在无当地运行资料时, 可采用
格栅间隙16～25mm适用于0.10～0.05m3 栅渣/103m3污水
格栅间隙30～50mm适用于0.03～0.01m3 栅渣/103m3污水;
( 6) 经过格栅的水头损失一般采用0.08～0.15m;
( 7) 机械格栅的动力装置一般宜设在室内或采取其它保护设备的措施;
( 8) 设置格栅装置的构筑物必须考虑设有良好的检修、 栅渣的日常清除 ;
( 9) 格栅间工作台两侧过道宽度不应小于0.7m。工作台正面过道宽度, 采用人工清除时不应小于1.2m, 采用机械清除时不应小于1.5m;
( 10) 格栅间必须设置工作台, 台面应高出栅前最高设计水位0.5m。工作台上应有安全和冲洗设施;
( 11) 在北方地区格栅的设置应考虑防止栅渣结冰的措施。
3.设计参数
设计流量: Q1=0.281m3/s, 以最高日最高时流量计算;
栅前流速: v1=0.7m/s, 过栅流速: v2=0.9m/s;
渣条宽度: s=0.01m, 格栅间隙: e=0.04m;
栅前部分长度: 0.5m, 格栅倾角: α=60°;
单位栅渣量: w1=0.05m3栅渣/103m3污水; 栅槽宽度取0.2m;
设计中的各参数均按照规范规定的数值来取的。
4. 设计计算
( 1) 确定格栅前水深, 根据最优水力断面公式计算得:
槽宽, 则栅前水深;
( 2) 栅条间隙数: (取n=16);
( 3) 栅槽有效宽度: B=s( n-1) +en=0.01×( 16-1) +0.04x16=0.79m
考虑0.2m隔墙: B=B+0.2=0.99m
( 4) 进水渠道渐宽部分长度: m
( 其中α1为进水渠展开角, 取α1=)
( 5) 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度
m
( 6) 过栅水头损失( h1)
设栅条断面为锐边矩形截面, 取k=3, 则经过格栅的水头损失:

其中:
h0: 水头损失;
k: 系数, 格栅受污物堵塞后, 水头损失增加倍数, 取k=3;
: 阻力系数, 与栅条断面形状有关, 当为矩形断面时=2.42。
( 7) 栅后槽总高度( H)
本设计取栅前渠道超高h2=0.3m, 则栅前槽总高度H1=h+h2=0.45+0.3=0.75m
H=h+h1+h2=0.45+0.04+0.3=0.79m
( 8) 栅槽总长度
L=L1+L2+0.5+1.0+( 0.45+0.30) /tanα
=0.14+0.07+0.5+1.0+0.75/tan60
=2.14m
( 9) 每日栅渣量
在格栅间隙在40mm的情况下, 每日栅渣量为:

因此宜采用机械清渣。
（10） 格栅示意图

图3-1 粗格栅示意图
3.2 污水泵站
3.2.1设计参数
污水量: Qmax=281L/s;
3.2.2 污水提升泵房设计计算
1.泵房设计说明及选泵
本设计采用氧化沟工艺方案, 污水处理系统简单, 对于新建污水处理厂, 工艺管线能够充分优化, 故污水只考虑一次提升。污水经提升后入沉砂池, 然后自流经过厌氧池、 氧化沟、 二沉池及接触池, 最后由出水管道排出。
扬程采用H=11m, 再根据设计流量281L/s=1012m3/h, 查规范《给谁排水设计手册》得, 选用三台250QW600-15-45型号的污水泵, 其中一台备用。该型号潜水排污泵性能如下图所示:

表3-1 250QW600-15-45 型污水泵性能参数
型号
流量
(m3/h)
扬程
(m)
转速
(r/min)
功率
(kw)
效率
(%)
出口直径
(mm)
重量
(kg)
生产厂家
250QW600-15-45
600
15
980
45
82.6
250
1456
江苏亚太泵业

2. 泵房设计计算
泵房直径 D=12m, 集水池尺寸取l=4m;
集水池容积W 考虑不小于一台泵5min的流量 即;
有效水深采用2m, 则集水池面积为, 平面尺寸5m×6m
3.3 细格栅与沉砂池
3.3.1 细格栅
1.设计参数
格栅间设两道细格栅, 采用机械清除
设计流量Q=281L/s;
栅前流速v1=0.7m/s, 过栅流速v2=0.9m/s;
栅条宽度s=0.01m, 栅槽宽度取0.2m, 格栅间隙e=10mm;
栅前部分长度0.5m, 格栅倾角α=60°;
单位栅渣量ω1=0.07m3栅渣/103m3污水。
2．设计计算
( 1) 确定格栅前水深, 根据最优水力断面公式计算得:栅前槽宽, 则栅前水深取0.45m
( 2) 栅条间隙数(取n=33)
( 3) 栅槽有效宽度B=s( n-1) +en=0.01( 33-1) +0.02×33+0.2=1.18m≈1.2m
( 4) 进水渠道渐窄部分长度
( 其中α1为进水渠展开角, 取α1=)
( 5) 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度
( 6) 过栅水头损失

( 栅条断面为锐边矩形断面) β取2.42, k取3
( 7) 栅后槽总高度( H)
取栅前渠道超高h2=0.3m, 则栅前槽总高度H1=h+h2=0.45+0.3=0.75m
栅后槽总高度H=h+h1+h2=0.45+0.103+0.3=0.85m
( 8) 格栅总长度
L=L1+L2+0.5+1.0+ H1/tanα
=0.43+0.22+0.5+1.0+0.75/tan60°
=2.58m
( 9) 每日栅渣量
单位栅渣量W1=0.07m3栅渣/103m3污水

因此宜采用机械格栅清渣。
（10） 细格栅样式图

图3-3 细格栅计算草图
3.3.2 沉砂池
1. 沉砂池的作用
污水在迁移、 流动和汇集过程中不可避免会混入泥砂。污水中的砂如果不预先沉降分离去除, 则会影响后续处理设备的运行。最主要的是磨损机泵、 堵塞管网, 干扰甚至破坏生化处理工艺过程。沉砂池主要用于去除污水中的粒径大于0.2mm, 密度大于2.65t/立方米的砂粒, 以保护管道、 阀门等设施免受磨损和阻塞。其工作原理是以重力分离为基础, 故应控制沉砂池的进水流速, 使得比重大的无机颗粒下沉, 而有机悬浮颗粒能够随水流带走。沉砂池主要有平流沉砂池、 曝气沉砂池、 旋流沉砂池等。
由于城市污水中含有大量的无机悬浮颗粒, 这些物质在后面的生物处理过程中, 对活性污泥会产生许多不良的影响。而且这些物质沉降下来后, 会对污泥的处理带来许多得不便。因此这些物质在进入生物处理阶段前必须去除。因此采用沉砂池, 用来去除这些无机悬浮颗粒。
2. 沉砂池的一般规定
城市污水处理厂应设置沉砂池。
（1） 沉砂池按去除相对密度2.65、 粒径0.2mm以上的砂粒设计。
（2） 设计流量应按分期建设考虑:
1） 当污水为自流进入时, 应按每期的最大设计流量计算; 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。
2） 在合流制处理系统中, 应按降雨时的设计流量计算。
（3） 沉砂池个数或分格数不应少于2个, 并宜按并联系列设计。当污水量较少时, 可考虑一个工作、 一格备用。
（4） 城市污水的沉砂量可按106m3污水沉砂30m3计算, 其含水率为60%, 容量为1500kg/m3, 合流制污水的沉砂量应根据实际情况确定。
（5） 砂斗容积应按大雨2d的沉砂量计算, 斗壁与水平面的倾角不应小于55°。
（6） 除砂一般宜采用泵吸式或气提式机械排砂, 并设置贮砂池或晒砂场。排砂管直径不应小于200mm。
（7） 当采用重力排砂时, 沉砂池和贮砂池应尽量靠近, 以缩短排砂管长度, 并设排砂闸门于管的首端, 使排砂管道畅通和易于养护管理。
（8） 沉砂池的超高不宜小于0.3m。

2. 旋流沉砂池的选择
本污水厂设两座旋流沉砂池, 单座沉砂池的设计水量为8000m3/d, 查《城市污水处理设施设计计算》表3-2得旋流式沉砂池各部分尺寸见

表3-2 旋流沉砂池数据
设计水量/( ×104m3/d)
0.95
砂斗深度/m
1.52
沉砂池直径/m
2.13
驱动机构/W
0.86
沉砂池深度/m
1.12
桨板转速/( N/min)
20
砂斗直径/m
0.91

3. 排砂方式
本设计采用空气提升排砂, 该提升装置有设备厂家与桨叶分离机成套供应。
3.4 初沉池
本设计采用辐流式初沉池, 辐流式初沉池拟采用中心进水, 沿中心管四周花墙出水, 污水由池中心向池四周辐射流动, 流速由大变小, 水中悬浮物流动中在重力作用下沉降至沉淀池底部, 然后用刮泥机将污泥推至污泥斗排走, 澄清水从池周溢流入出水渠。辐流沉淀池由进水装置、 中心管、 穿孔花墙、 沉淀区、 出水装置、 污泥斗及排泥装置组成。
3.4.1 设计计算
1.设表面负荷, n=2, 因此m2
2.池子直径 m(取21m)
3.有效水深 , 式中, t为沉降时间, h, 取t=1.5h。m
4.沉淀部分有效容积 m3
5.污泥部分所需容积
=26.2m3
式中 T——污泥室贮泥周期, d, 取T=24d
C1——进水悬浮浓度, t/m3
C2——出水悬浮浓度, t/m3沉砂池SS去除率取50%
——污泥容重。t/m3, 取
P0——污泥含水率, %, 取P0=96%
6. 污泥斗容积V1

式中 h5——污泥斗高度, m;
r1——污泥斗上部半径, m, 取r1=1.9m;
r2——污泥斗下部半径, m, 取r2=0.9m;
倾角取α=60° ( m3)
( m3)
7. 污泥斗以上圆锥体部分容积V2, m3

式中 h4——底坡落差, m;
R——池子半径, m;
h4 = ( R- r1) i=( 11-1.9) ×0.05 = 0.46m
因此, 池底可贮存污泥的体积为
( m3)
共可贮存污泥体积为:
>21.63(可见池内有足够的容积)
8.沉淀池总高度
设沉淀池超高h1=0.3m, 缓冲层高h3 =0.5m, 沉淀池总高度:
H = h1+h2 +h3+h4 +h5＝0.3+3+0.5+0.46+1.73＝5.99m
9.沉淀池池边高度
H‘= h1+h2 + h3 = 0.3+3+0.46 = 3.76 m
10.查《给水排水设计手册, 第11册常见设备》P582, 采用ZBG系列周边转动刮 泥机, 该型号刮泥机性能如下图所示
表3-3 ZBG-20转动刮泥机性能参数
型号
池径( m)
功率( KW)
周边线速(m/min)
推荐池深H(mm)
周边轮压(KN)
周边轮中心(m)
生产厂家
ZBG-20
20
1.5
2.34
3000-5000
25
20.36
扬州天雨给排水设备公司
11. 径深比校核
,在6~12范围内, 符合要求。
3.5 氧化沟设计计算
1.设计参数
本设计采用奥贝尔氧化沟工艺, 去除BOD5与COD之外, 还具备硝化和一定的脱氮作用。
污泥产率系数本设计取Y=0.5;
混合液悬浮固体浓度( MLSS) X=3700mg/L;
混合液挥发性悬浮固体平均浓度( MLVSS) Xv=2775mg/L( MLVSS/MLSS=0.75) ; 污泥龄; 内源代谢系数Kd=0.055; 时脱氮率kg( 还原的NO--N) /( )
2. 去除BOD计算
( 1) 氧化沟出水溶解性BOD5浓度S。为了保证二级出水BOD5浓度Se≤20mg/L, 必须控制氧化沟出水所含溶解性BOD5浓度。
生物反应池进水五日生化需氧量S0本设计取25%,
即为S0=185×(1-25%)=138.75(mg/l)

( 2) 好氧区容积V1, m3
衰减系数Kd数值应以当地冬季和夏季的污水温度进行修正,

m3
( 3) 好氧区水力停留时间t1, h
(d)=7.7( h)
(4)剩余污泥量, kg/m3

式中 X1——进水悬浮物固体惰性部分( 进水TSS-进水VSS) 的浓度;

Xe——TSS的浓度。本设计取 ;

去除每1kg BOD5产生的干污泥量

3.脱氮处理
( 1) 氧化的氨氮量。
假设总氮中的非氨态氮没有硝酸盐的存在形式, 而是打分制中的化合态氮, 其在生物氧化过程中需要经过氨态氮这一形式。另外, 氧化沟产生的剩余污泥中的含氮率为12.4%。则用于生物合成的总氮为:

需要氧化的氨氮量

( 2) 脱氮量Nr。需要的脱氮

( 3) 碱度平衡。氧化1mgNH3-N需要消耗7.14mg/L碱度; 每氧化1mg BOD5产生0.1mg/L碱度, 每还原1mgNO--N产生3.57mg/L碱度。

=280-7.14×10.47+3.75×21.47+0.1×( 185-3.7 )
=306.03( mg/L)
( 4) 计算脱氮所需池容V2及停留时间
脱硝率
时
脱氮所需的容积
停留时间
4. 氧化沟总容积V及停留时间t

校核污泥负荷
设计规程规定氧化沟污泥负荷应为0.05~0.1, 故符合要求
5. 需氧量计算
( 1) 设计需氧量AOR。氧化沟设计需氧量AOR=去除BOD5需氧量-剩余污泥中BOD5的需氧量+去除NH3耗氧量-剩余污泥中NH3的耗氧量-脱氮产氧量
a.去除BOD5需氧量D1

式中 ——微生物对有机底物氧化分解的需氧率, 取0.52;
——活性污泥微生物自身氧化的需氧率, 取0.12.

b. 剩余污泥BOD需氧量D2( 用于合成的那一部分)

c. 去除氨氮的需氧量D3,每1kg NH3-N 硝化需要消耗4.6kg O2。

d.剩余污泥中NH3-N耗氧量D4

脱氮产氧量D5.每还原1kg NO-3-N产生2.86kg O2.

考虑安全系数1.4, 则

氧化沟设计规程规定在1.6~2.5 kgO2/kgBOD5 , 故符合要求。
( 2) 标准状态下需氧量SOR

式中 Cs( 20) ——20时氧的饱和度, 取Cs( 20) =9.17mg/L;
Cs( 25) ——25时氧的饱和度, 取Cs( 25) =8.38mg/L;
C——溶解氧浓度;
α——修正系数, 取0.85;
β——修正系数, 取0.95;
T——进水最高温度, ;

氧化沟采用三沟通道系统, 计算溶解氧浓度C按照外沟: 中沟: 内沟=0.2: 1: 2, 充氧量分配按照外沟: 中沟: 内沟=65: 25: 10来考虑, 则供氧量分别为:
外沟道
中沟道
内沟道
各沟道标准需氧量分别为:
总标准需氧量:

6. 氧化沟尺寸计算
设氧化沟两座, 则每座氧化沟容积( m3)
氧化沟弯道部分按占总容积的80%考虑, 直线部分按占总容积的20%考虑。

氧化沟有效水深h取4.5m, 超高部分0.5m; 外, 中, 内三沟道之间隔墙厚度为0.25m。
则

( 1) 直线段长度L。取内沟, 中沟, 外沟宽度分别为5m, 5m, 7m。
则
( 2) 中心岛半径r

解得r=1.27, 取r=1.3m。
( 3) 校核各沟道的比例

基本符合奥贝尔氧化沟各沟道容积比( 一般为49: 33: 17左右) 。

7.进水管及调节堰计算
( 1) 进出水管
污泥回流比R=100%, 进出水管流量, 进出水控制流速。
进出水管直径, 取0.5m。
校核进出水管流速, ( 满足要求)
( 2) 出水堰计算。初步估计为, 因此按照薄壁堰来计算。
取堰上水头高H=0.2m
则