给排水毕业设计(论文）-尚志市污水处理厂工程工艺设计

'华北水利水电学院给排水毕业设计华北水利水电学院本科生毕业设计题目：尚志市污水处理厂工程工艺设计英文题目：ThesewagetreatmentplantdesignofthecityofShangZhi学院：建筑工程学院专业：给排水班级：05水2姓名：学号：指导教师：2009年6月13日V 华北水利水电学院给排水毕业设计摘要本设计为尚志市污水处理厂工程工艺设计，污水处理厂处理规模为一期40000m3/d，二期60000m3/d。污水主要来源为生活污水和工业废水，主要污染物质为NH3-N、BOD、COD，适宜采用生化处理方法。经过方案比较，确定采用三槽式氧化沟工艺。NH3-N、BOD、COD的去除率分别达到92%、93%、89%，污水处理厂处理后的出水达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）中的二级标准。污水和活性污泥的混合液在氧化沟中进行不断的循环运动，具有良好的去除BOD、COD及脱氮除磷的功能。另外，工艺流程简单，构筑物少，构造形式多样，运行较为灵活，运行稳定性好，基建投资省，运行费用低，操作管理方便，出水水质好也是氧化沟优于其他处理工艺的地方。关键词：污水处理，氧化沟，脱氮除磷、BOD、CODV 华北水利水电学院给排水毕业设计AbstractThisdesignisaboutthesewagetreatmentplantinShangzhiCity.Theconstructionofthisplantis40000m3/d.Themainoriginofthesewageisthesanitarysewageandtheindustrialwaste.ThemainpollutingistheNH3-N,BOD,COD.Itissuitabletousethebiochemistryprocessingmethod.Afterthecomparisonoftheplan,theThreeTypeOxidationDitchcraftwaschosenastheprocess.TheeliminationrateoftheNH3-N,BOD,CODrespectivelyachieved92%,93%,89%.TheoutletwaterofthetreatmentmeetstheleveltwooftheNationalSewageDischargeStandard(GB8978-1996).Themixedliquorofthesewageandtheactivatedsludgearesportingunceasinglyintheoxidationditch.ItisgoodtoexcludeBOD、CODandtakeoffthenitrogenandthephosphorus.Additionally,thesimpleprocessing,thefewbuildings,thevariedstructure,thenimblemovement,andthegoodstabilityofthemovement,theprovinceinitialcost,thelowoperatingcost,theconvenientoperationandmanagement,thegoodqualityoftheletoutwaterarealsotheplaceswhichtheoxidizeditchisbetterthantheothertechnology.KeyWords：Sewagetreatment,Oxidationditch,NiteogenandPhosphorusRemoval,BiochemicalOxygenDemand,ChemicalOxygenDemandV 华北水利水电学院给排水毕业设计目录第一章概述-------------------------------------------------------------------------------------11.1城市污水的特征及建造城市污水处理厂的必要性----------------------------------11.2我国水处理技术的发展-------------------------------------------------------------------11.3设计任务及内容---------------------------------------------------------------------------21.3.1设计基础资料-----------------------------------------------------------------------21.3.2设计要求-----------------------------------------------------------------------------2第二章污水厂设计方案的确定-----------------------------------------------------------42.1污水处理方案的确定---------------------------------------------------------------------42.1.1普通A/A/O法处理工艺----------------------------------------------------------62.1.2氧化沟处理工艺-------------------------------------------------------------------72.2污泥处理方案的确定---------------------------------------------------------------------92.2.1污泥浓缩-----------------------------------------------------------------------------92.2.2污泥消化----------------------------------------------------------------------------102.2.3污泥干化与脱水-------------------------------------------------------------------10第三章污水厂构筑物设计计算----------------------------------------------------------123.1中格栅计算---------------------------------------------------------------------------------123.2污水提升泵房-------------------------------------------------------------------------------153.2.1设计参数-----------------------------------------------------------------------------153.2.2泵房设计计算-----------------------------------------------------------------------163.3.细格栅计算----------------------------------------------------------------------------------173.4平流沉砂池计算---------------------------------------------------------------------------193.5配水井----------------------------------------------------------------------------------------223.6三沟式氧化沟计算------------------------------------------------------------------------233.6.1确定设计有关参数---------------------------------------------------------------233.6.2容积计算---------------------------------------------------------------------------243.6.3剩余污泥量计算------------------------------------------------------------------263.6.4进水管和出水管------------------------------------------------------------------273.6.5出水堰及出水竖井---------------------------------------------------------------273.6.6实际需氧量计算------------------------------------------------------------------273.6.7设备选择---------------------------------------------------------------------------293.7接触池计算---------------------------------------------------------------------------------30V 华北水利水电学院给排水毕业设计3.8.1设计参数-----------------------------------------------------------------------------------303.8.2设计计算-----------------------------------------------------------------------------------313.8污泥泵房计算------------------------------------------------------------------------------323.9污泥浓缩池----------------------------------------------------------------------------------323.9.1设计参数-----------------------------------------------------------------------------333.9.2设计计算-----------------------------------------------------------------------------333.10贮泥池计算--------------------------------------------------------------------------------353.11脱水机房计算-----------------------------------------------------------------------------35第四章污水处理厂平面及高程布置-------------------------------------------------------364.1高程布置-------------------------------------------------------------------------------------364.1.1水头损失计算-----------------------------------------------------------------------------364.1.2高程确定-----------------------------------------------------------------------------------374.2污水处理厂总平面布置原则------------------------------------------------------------37结论------------------------------------------------------------------------------------------------39致谢------------------------------------------------------------------------------------------------40参考文献------------------------------------------------------------------------------------------41V 华北水利水电学院给排水毕业设计第一章概述以前人们认为水是一种“取之不尽，用之不竭”的自然资源，但随着工业化进程人们越来越多地认识到这是一个错误的观点。我国淡水资源总量为2.8亿立方米，居世界第六位，但人均水量只相当世界人均占有量的1/4，居世界第88位。目前，我国有200多个城市缺水。近几年来，随着我国经济发展，可持续发展观更广泛的普及，环境保护意识的加强，加大了对水资源的治理。当今环境污染的治理不能停留在各级政府的重视，而要深化到全民族每位公民环保意识的提高。我们不仅要达到经济发展了，生活水平提高了，还要做到经济与环境保护协调发展，生活的质量不断提高。1.1城市污水的特征及建造城市污水处理厂的必要性2008年，全国废水排放总量为620亿吨，比上年增长4.7%。其中城镇污水排放量246.7亿吨，占废水排放总量的53.8%。可是，2008年我国污水的处理率仅为32%。远低于我国环保规划纲要规定的要求，所以以后重点是解决水污染问题，而水污染中的重点是建设城市污水处理厂。城市污水的性质特征主要与下列因素有关：人们的生活习惯；气候环境条件；生活污水与生产废水所占的比例；所采用的排水体制以及国家、地方部门对水质的要求等。为了经济有效的解决水污染问题，必须深入了解城市污水的各项特性。我国城市基础设施相对国外先进国家较为落后，城市污水处理厂不能很好的满足社会的进步以及人民生活水平日益提高所带来的污水排放问题。污水处理技术没有得到普遍应用，污水处理率低，结果造成大量未经处理的污水排入江河湖海，造成严重污染。因此，应加强对城市污水治理的政策措施，将城市污水处理列为环保工作重点，保证我国水环境和水资源的可持续发展。1.2我国水处理技术的发展解放初期由于工农业生产刚刚起步，当时的污水污染程度很低，且提倡利用污水进行农业灌溉，特别是北方缺水地区将污水灌溉利用作为经验进行推广，如著名的沈抚灌渠等，所以全国仅有几个城市建设了近十座污水处理厂（还包括1921～1926年间外国人兴建的3座污水处理厂），在处理工艺上有的还是一级处理，处理的规模也很小，每天只有几千立方米，最大的也只有每天5万立方米左右，致使污水处理技术和管理水平处于较落后的状态。-45- 华北水利水电学院给排水毕业设计由于工农业生产的不断发展，人民生活水平的逐步提高，城市污水的成分也随之而变化，污染程度由低向高逐渐演变，一些发达的资本主义国家由于污水的污染，使人民身体健康受到威胁的沉痛教训（如，日本国骨疼病、水俣病的出现），引起人们的关注和我国政府的高度重视，建立了国家级环保组织（国务院环境保护办公室），大学也陆续设置环境工程系或环境工程专业，国务院环保办投资在天津兴建污水处理试验厂（天津市纪庄子污水处理试验厂），70年代末开始兴建，处理规模：一级处理0.1m3/s，二级处理0.025m3/s，北京高碑店污水处理试验厂也先后运行。国家和地方都为筹备建设国内大型污水处理厂做前期工作，此刻天津市政府与建设部及有关部委率先决定建设天津市纪庄子污水处理厂，并于1982年破土动工，1984年4月28日竣工投产运行，处理规模26万m3/d。随着改革开放不断深入，我国的污水处理事业也得到了快速的发展。国外污水处理新技术、新工艺、新设备被引进到我国，在活性污泥工艺应用的同时，AB法、A/O法、A/A/O法、CASS法、SBR法、氧化沟法、稳定塘法、土地处理法等也在污水处理厂的建设中得到应用。1.3设计任务及内容1.3.1设计基础资料1.规划及污水水量、水质根据城市总体规划，该市是以轻工、科研和文教事业为主的城市，环保规划及水量、水质如下：设计水量（m3/d）一期40000二期60000进水水质（mg/L）CODcr=360BOD5=225NH4+-N=35出水水质（mg/L）CODcr≤60BOD5≤20NH4+-N≤102.气象资料该地区年平均气温18.2℃，最高32.8℃，最低-20.5℃。夏季常年主导风向为东南风，冬季为西北风；冻土深度-1.40米。3.电力资料由城市电网提供，并能够满足双电源要求。4.其他资料尚志市地势东高西低。东部为山区，海拔1,000—1,600米，三秃顶子山为最高峰，海拔1,367.6米。西部为丘陵，海拔在300—500米之间。蚂蚁河流域属冲积平原，为全市最低点，海拔116米。因此，厂址选择在尚志市西部靠近蚂蚁河流域的乌珠河。境内四周环山，丘陵起伏，河网密布，是一个山地、丘陵、河谷相间的“八山半水分半田”的山区。厂区呈长方形，厂区内工程地质条件满足建厂要求。-45- 华北水利水电学院给排水毕业设计1.3.2设计要求1.根据污水的特点进行多方案比较，选定最合理的工艺。2.设计过程中多阅读相关专业文献，开阔思路，有所创新。3.设计过程中各个计算公式的出处应明确指出，并且介绍公式中各参数的意义和单位，且有详细的计算过程。选择格设计参数应尽量与实际情况相符合。4.应该深入理解选择的处理工艺去除污染物质的原理，在设计过程中满足工艺要求的运行和控制条件。5.注重实践能力的提高，提高分析问题、处理问题的能力。6.设计说明书要求语言通畅、简练，字迹工整，使用专业术语，有必要的简图。7.绘图要求严格按照绘图标准进行，部分要求计算机绘图。-45- 华北水利水电学院给排水毕业设计第二章污水厂设计方案的确定污水处理厂设计应进行近期及远期规模的研究，以合理确定工程分期。以远期规模做为污水处理厂选址的依据，其选址用地条件应满足远期处理用地的需要，以利于工程的扩建。尚志市地势东高西低。东部为山区，海拔1,000—1,600米，三秃顶子山为最高峰，海拔1,367.6米。西部为丘陵，海拔在300—500米之间。蚂蚁河流域属冲积平原，为全市最低点，海拔116米。因此，厂址选择在尚志市西部靠近蚂蚁河流域的乌珠河。对中小城市污水处理厂，近期建设规模不宜过大。原因如下：　　①中小城市污水管网普及率较低，污水管网的改造耗时较长，至少3-5年。　　②中小城市基础资料缺乏，存在诸多不确定因素，如产业结构调整、某些重点污染企业的周期性运行等，其水质水量较难准确预测。如果近期建设规模过大，污水处理厂长期达不到设计规模，造成大量设备闲置，投资效益降低。目前城市污水生化处理技术发展很快，工艺类型较多。除广泛采用的传统活性污泥法外，近年来国内外应用较多的有氧化沟法、A/A/O法、A/O法、A-B法、SBR法等。为了使污水处理厂能够选择到最合适的处理工艺，按照因地制宜的原则，先排除不适用的处理工艺后，再对可以采取的处理工艺方案进行对比和优选。2.1污水处理方案的确定生物处理法是目前研究得较多、新技术层出不穷的方法，无论是好氧生物处理技术，还是厌氧生物处理技术都引起了研究人员的极大兴趣。因为用生物法利用的是微生物的新陈代谢作用，以污染物质为食料，将其代谢成诸如CO2、H2O、NH3、SO2等稳定的小分子，它的二次污染小，对处理生活污水及与之性质相近的有机污水有其独特的优势。生物处理法自从问世以来，其技术已获得了极大的发展，随着人们生活水平的日益提高，生活污水中的成也日益复杂，因此用生物处理方法的目的也从以前能处理降解蛋白质、脂肪、碳水化合物等一类物质增加到也能处理合成洗涤剂、脱氮、脱磷及其它一些难降解的复杂有机物。这也就必然要求人们改革工艺，过去由于厌氧生物处理的效率不尽人意，处理时间也较慢，所以未引起人们的重视，仅仅用来处理污泥或高浓度有机污水的预处理，但现在由于能源紧张，厌氧生物处理由于能产生能源物质-甲烷而越来越引起人们的青睐，由此也出现了许多新的工艺。(1)活性污泥法的新发展-45- 华北水利水电学院给排水毕业设计到目前为止，对活性污泥法在运行方式上还没有大的突破，往往所作的是一些局部的改进，但在曝气方式上确取得了较大的成果，如纯氧曝气、深井曝气、射流曝气，采用微气泡扩散器等，这些都增大了氧转移率、提高了氧的利用率使曝气池中氧的浓度增加。如美日等国研制出的一种超微气泡扩散器，氧吸收率达90%，ReidEngineeringCompanyofFrederickShurg等研制的氧化沟下表面曝气也是一种曝气方式的改进，把冲刷曝气（BrushAeration）改进透平曝气（TurbineAeration）避免了产生气溶胶、飞溅、结冰等问题。活性污泥法的另一个发展趋势就是朝多功能方向发展，采用的方法有：培养驯化专用细菌，使活性污泥处理对象不局限于生活污水，还可以处理如酚一类难降解的有毒有机物，甚至驯化可以处理象氰一类有剧毒的无机物；把活性污泥与其它处理方法结合起来，如活性炭—活性污泥法，它实际上是一种以活性污泥法形式的活性炭吸附、生物氧化法的综合处理法；固定活性污泥法是提供微生物附着的表面，如合成纤维、塑料、细沙、粘土焦炭等，使曝气池同时存在附着相和悬浮相的生物；这些都提高了活性污泥的净化效率，提高了抗有毒物质等冲击负荷的能力，还具有脱色、脱氮、削减泡沫的效果，国外已用于合成纤维、化工印染、炼油、炼焦等工业生产的污水处理；活性污泥法与厌氧工艺结合来脱氮、脱磷等，最典型的工艺是A-O（anaerobic-oxic）流程。活性污泥法还可和化学法结合，提高净化多氯联苯、有机磷的去除效果。(2)生物膜处理法的新进展生物膜法最早出现的工艺是1893年在英国出现的将污水喷撒在粗滤料上而得以净化的普通生物滤池，它是最早出现而至今仍在不断改进和发展的人工生物处理设备。在它的基础上，出现了高负荷生物滤池、塔式生物滤池、生物转盘和生物接触氧化等。近二三十年来，又出现了一些新型的生物膜法处理技术，如生物流化床，它是以砂、焦炭、活性炭等颗粒材料作为载体，其载体表面附着生长着生物膜，充氧后的污水以一定流速自下而上流动使载处于流化状态，载体上的生物膜可以充分地和污水接触，使净化效率提高，它的工艺有空气流床、纯氧流动床、三相流化床和厌氧兼型流化床工艺等。活性生物滤池是将生物滤池、曝气池及二沉池结合为一体的新型污水处理工艺，它的特点是将生物滤池的部分出水回流汇同二沉池的回流污泥一起进入生物滤池，用活性生物滤池处理生活污水和食品加工废水的试验结果表明：该系统具有处理效果好、效率高、BOD容积负荷大、不发生污泥膨胀和耐冲击负荷等优点。另外还有空气驱动的生物转盘、生物转盘和曝气池相结合、藻类转盘等。由于生物膜法的生态环境与活性污泥法的不同，生物膜法生态系统中可以生长藻类、后生动物等，甚至可以生长硝化菌及反硝化菌等，因此可以用来脱氮等。(3)厌氧生物处理法的新发展-45- 华北水利水电学院给排水毕业设计厌氧生物处理法也有一百多年的历史，它是利用厌氧微生物在无氧的条件下对有机物进行分解的技术。由于处理效率低、速度慢、且甲烷菌对环境要求严格不易控制等缺点，厌氧生物处理法长期以来一般仅用于污泥处理，它的主要工艺是化粪池、消化池等。但是由于近年来能源危机及环境污染加重，厌氧生物处理由于其产物具有能源物质而得到人们的重视，一大批新的厌氧生物处理法技术相继诞生，为了提高厌氧微生物的浓度，有使厌氧微生物附着在载体表面的厌氧生物膜处理方法如厌氧生物滤池、厌氧转盘、厌氧膨胀床、厌氧接触氧化、厌氧档板反应器、厌氧流化床法，以及象上流式厌氧污泥床反应器（UASB）依靠微生物之间凝聚造粒而形成的自己固定法方法。还有人为地固定微生物包埋固定化法，它是人为地把增殖速度缓慢的厌氧微生物高浓度地保持在处理系统中，提高处理速度、缩小处理设备并可用于处理低浓度的有机污水。如日本本田等人1988年采用包埋固定厌氧微生物处理TOC为150mg/L的人工配水，TOC的去除率可达95%以上。在厌氧处理中，甲烷的增殖速度慢成为产气的决定步骤，因此为了保持甲烷发酵中高浓度的微生物，出现了利用膜的固液分离法，如柏分等人1988年利用超滤膜（UF)）进行甲烷发酵试验，结果表明：提高了反应器内甲烷的浓度，TOC的容积负荷为2g/L·日，其去除率可达98.4%以上。厌氧生物处理法目前的发展趋势是和其它生物处理方法联用，如厌氧—好氧复合工艺等，具有节约投资、节省能源、污泥产量少、出水水质好等一系列优点。厌氧生物处理法正朝着能处理低浓度有机污水，能够脱磷脱氮且运行维护方便经济等方面发展。针对出水要求，现有城镇污水处理技术的特点，以采用生化处理最为经济。以及该工程的造价与运行费用，当地的自然条件（包括地形、气候、水资源），污水水量及其变化动态，运行管理与施工，并参考典型的工艺流程和各种生物处理法的优缺点及使用条件。本课题选择典型的工艺流程，有两种可供选择的工艺：分别为普通的A/A/O法处理工艺及氧化沟处理工艺。2.1.1普通A/A/O法处理工艺其工艺流程见下图2-1图2-1A/A/O处理工艺流程图优点：①该工艺为最简单的同步脱氮除磷工艺，总的水力停留时间，总产占地面积少于其它的工艺。-45- 华北水利水电学院给排水毕业设计②在厌氧的好氧交替运行条件下，丝状菌得不到大量增殖，无污泥膨胀之虞，SVI值一般均小于100。③污泥中含磷浓度高，具有很高的肥效。④运行中勿需投药，两个A段只用轻缓搅拌，以不啬溶解氧浓度，运行费低。缺点：①除磷效果难于再行提高，污泥增长有一定的限度，不易提高，特别是当P/BOD值高时更是如此。②脱氮效果也难于进一步提高，内循环量一般以2Q为限，不宜太高，否则增加运行费用。③对沉淀池要保持一定的浓度的溶解氧，减少停留时间，防止产生厌氧状态和污泥释放磷的现象出现，但溶解浓度也不宜过高。以防止循环混合液对缺反应器的干扰。2.1.2氧化沟处理工艺氧化沟（oxidationditch）又称循环曝气池，是一种改良的活性污泥法，其曝气池呈封闭的渠形，污水和活性污泥混合液在其中循环流动。采用氧化沟处理污水时，可以不设置初沉池，二次沉淀池可以和曝气部分分开设置，此时需要设置污泥回流系统。如果二次沉淀池与曝气部分合建在同一沟渠中，则可以省去二次沉淀池和污泥回流系统。氧化沟的水力停留时间和污泥龄较长，有机负荷很低0.05~0.15kgBOD5/（kgMLSS×d），实质上相当于延时曝气活性污泥系统。氧化沟的出水质好，一般情况下，BOD5去除率可达到95%～99%，脱氮率可达到90%，除磷效率在50%左右，如在处理过程中，适量的投加铁盐，则除磷效率可达到95%。工艺处理流程简单，构造形式多样，运行较为灵活，运行稳定性好，具有脱氮功能，基建投资省，运行费用低，操作管理比较方便。因此，氧化沟工艺使用与我国大部分地区。氧化沟工艺通过多年的研究和应用，已有了很多有效的改进，形成许多新的工艺，并且在不断发展。目前常用于生物脱氮的氧化沟工艺主要有卡鲁塞尔式和三沟交替工作式。这里主要介绍三沟式，三沟交替工作式氧化沟，又称T型氧化沟，是丹麦Kruger公司开发的生物脱氮新工艺。该系统由三个相同的氧化沟组建在一起作为一个单元运行，三个氧化沟之间相互连通，两侧的Ⅰ，Ⅲ两池交替做曝气池和沉淀池，中间的Ⅱ池始终进行曝气，进水交替进入Ⅰ池和Ⅲ池，出水相应从Ⅲ池和Ⅰ池引出。这样交替的运行特点提高的曝气池转刷利用率，有利于生物脱氮。三沟交替工作式氧化沟生物脱氮的运行过程可分为6个阶段。阶段A-45- 华北水利水电学院给排水毕业设计污水通过分配井流入Ⅰ池，出水自Ⅲ池引出，三池的工作状态为：Ⅰ池转刷低速旋转，维持缺氧状态，进行反硝化和有机物的部分分解；Ⅱ池转刷高速转动，进行有机物进一步降解及NH4+-N的硝化；Ⅲ池转刷停止转动，作为沉淀池。阶段B进水引入Ⅱ池，出水自Ⅲ池引出，Ⅰ池和Ⅱ池维持好氧状态，Ⅲ池保留为沉淀池。阶段C进水仍引入Ⅱ池，出水自Ⅲ池引出，Ⅰ池转为沉淀池，完成泥水分离；Ⅱ池转刷低速转动，维持缺氧状态。对阶段B中积累的硝酸盐进行反硝化，Ⅲ池仍为沉淀池。阶段D进水引入Ⅲ池，出水自Ⅰ池引出。Ⅰ池与Ⅲ池的工作状态正好与阶段A相反，Ⅱ池则与阶段A相同。阶段EⅡ池工作状态与阶段B相同，Ⅰ池与Ⅲ池的工作状态与阶段B相反。阶段FⅡ池工作状态与阶段C相同，Ⅰ池与Ⅲ池的工作状态与阶段C相反。从上述运行个过程可以看出，三沟交替工作式氧化沟是一个A/O生物脱氮或行污泥系统，可以完成有机物的降解和硝化反硝化的过程，取得良好的BOD5去除效果。依靠三池工作状态的转换，声去了活性污泥回流和混合液回流，从尔节省了点耗和基建费用。三沟交替工作的氧化沟系统个阶段运行时间可根据水质情况进行调整。整个运行过程中。溢流堰高度的调节，进出水的切换几转刷的开启，停止，转刷的调整均由自控装置进行控制。三沟式氧化沟的脱氮通过是通过新开发的双速惦记来实现的，曝气转刷能起到混合器和曝气器的双重功能。当处于反硝化阶段时，转刷低速运转，仅仅保持池中污泥悬浮，而池中处于缺氧状态。好氧和缺氧阶段完全可由转刷转速的改变进行自动控制。氧化沟的工艺流程图见下图2-2：图2-2氧化沟工艺流程图工作特点：①在液态上，介于完全混合与推流之间，有利于活性污泥的适于生物凝聚作用。②对水量水温的变化有较强的适应性，处理水量较大。-45- 华北水利水电学院给排水毕业设计③污泥龄较长，一般长达15－30天，到以存活时间较长的微生物，如果运行得当，可进行除磷脱氮反应。④污泥产量低，且多已达到稳定。⑤自动化程度较高，使于管理。⑥占地面积较大，运行费用低。⑦脱氮效果还可以进一步提高，因为脱氮效果的好坏很大一部分决定于内循环，要提高脱氮效果势必要增加内循环量，而氧化沟的内循环量从政论上说可以不受限制，因而具有更大的脱氮能力。⑧氧化沟法自问世以来，应用普遍，技术资料丰富。两种工艺经过比较，氧化沟除了具有A/A/O的效果外，还具有如下特点：①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。②BOD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。③电耗较小，运行费用低。所以本课题选择氧化沟处理工艺。本课题研究方案即工艺流程初定见下图2-3：图2-3工艺流程图2.2污泥处理方案的确定污泥处置就是通过适当的方法对污泥进行处理，防止污泥腐化发臭，使其中的有毒有害物质得到妥善处理和综合利用，变害为利，确保污水处理厂正常运行，为污泥找到最终出路。污泥最终处置的主要方法是作农业肥料、作建筑材料、填地、填海造地和排海等。2.2.1污泥浓缩污泥浓缩方法的选择：-45- 华北水利水电学院给排水毕业设计污泥浓缩的主要目的就是减少污泥体积，从而降低后续处理构筑物和设备的负荷，减少处理费用。常用的浓缩方法有重力浓缩法、气浮浓缩法和离心浓缩法。各种方法的优点为：重力浓缩法：浓缩池构造简单，操作方便；动力消耗小，运行费用低；贮存污泥能力强。气浮浓缩法：浓缩效果好，出泥含水率低；占地面积小，只为重力法的1/10；运行效果稳定，不受季节影响；产生臭气小，能去除油类。离心浓缩法：浓缩效果好，工作效率高；占地面积小，几乎不散发臭气，工作环境好。本设计选择重力浓缩法2.2.2污泥消化污泥中含有大量的有机物，一般用厌氧消化法进行污泥处理，即在无氧的条件下利用兼性菌和厌氧菌降解有机物，最终产生二氧化碳和沼气，使污泥得到稳定。厌氧消化可分为标准消化、高负荷消化、二级消化、两相消化、厌氧污泥床、自然消化等。不同类型的厌氧消化方法，适用于不同情况的污水厂。厌氧消化池的类型及特点如下：标准消化池：池内不设搅拌设备，污泥不加热，消化时间长，负荷低，产气量少。高负荷消化池：池内设搅拌设备，污泥加热比标准消化时间短，产气量多。二级消化池：一级消化池与高负荷消化池相同，二级消化池污泥不搅拌和加热，减少污泥体积，降低能耗。好氧消化池：操作简单，小规模投资省，不产生臭气，电耗大，运行费用高。污水处理工艺产生的初沉污泥、剩余污泥、腐殖污泥和污泥消化后产生的消化污泥，均由亲水性带电胶体颗粒组成，直接脱水非常困难。在污泥脱水前需要进行适当的调节预处理，产用的预处理方法有化学调节法、热处理法、冷冻法和淘洗法。由于化学调节法经济实用、简单方便，在过内外被广泛应用；在条件合适时，亦可考虑采用淘洗调节法。2.2.3污泥干化与脱水经过浓缩、消化后的污泥含水率约有95%-97%，体积较大，不利于进行最终处置。经过干化和脱水处理，污泥含水率可降至60%-80%，体积减少为原来的1/10-1/5，由液态变为固态，为综合利用和最终处置提供了方便。干化场和各种污泥脱水机械的特点如下：污泥干化场：设备简单，操作方便，耗电少。-45- 华北水利水电学院给排水毕业设计带式压滤机：连续生产，效率高，设备少，投资较少，劳动强度小，能耗维护费用低。板框压滤机：泥饼含水率低，体积小，节省后续处理的费用，污泥调节药剂投量少。真空脱水机：连续生产，工作效率高，运行稳定，可自动控制。离心脱水机：效率高，基建费用少，占地小，环境好，自动化程度高，运行费用低。-45- 华北水利水电学院给排水毕业设计第三章污水厂构筑物设计计算3.1中格栅计算格栅由一组平行的金属栅条或筛网制成，安装在污水渠道、泵房集水井的进口或污水处理厂的端部，用以截留较大的悬浮物或漂浮物，如纤维、碎皮、毛发、木屑、果皮、蔬菜、塑料制品等，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷，并使之正常运行。格栅设计注意事项：（1）一般采用机械清渣；（2）机械格栅一般不宜少于两台；（3）过栅流速一般采用0.6-1.0m/s；（4）格栅前渠道内的水流速度一般采用0.4-0.9m/s；（5）格栅倾角一般采用；（6）通过格栅的水头损失一般采用0.08-0.15m；（7）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；（8）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：人工清除不应小于1.2m；机械清除不应小于1.5m；（9）机械格栅的动力装置一般宜设在室内；（10）格栅间内应安装吊运设备。1.中格栅该污水处理工程的处理规模为：，即平均日流量，最大设计流量为，设计中取水量变化系数。-45- 华北水利水电学院给排水毕业设计图3-1格栅计算图此水厂属于中型污水处理厂，设置两道中格栅.（1）设栅前水深，过栅流速（最大设计流量时为），采用中格栅。格栅间隙，格栅安装倾角°。根据格栅的计算公式，（3-1）式中B——栅槽宽度，m;S——栅条宽度，m;e——栅条净间距，粗格栅e=50—100㎜，中格栅e=10—40㎜，细格栅e=3—10㎜（注：栅条间距一般应符合下列要求：最大间距50—100㎜；机械清栅5—25㎜；人工清栅5—50㎜；筛网0.1—2㎜）n——格栅间隙数；Qmax——最大设计流量，；α——格栅倾角，度；h——栅前水深，m;v——过栅流速，,最大设计流量时为0.8—1.0m/s，平均设计流量时为0.3m/s；-45- 华北水利水电学院给排水毕业设计——经验系数。则栅条间隙数（个）n取48。（2）栅槽宽度取栅条宽度，则（m）（3）进水渐宽部分长度根据公式（3-2）式中——进水渠道渐宽部分长度，m；——进水渠道宽度，取进水渠宽；——进水渠展开角，渐宽部分展开角度取；则（m）（4）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分根据公式（3-3）式中——栅槽与出水渠连接渠的渐缩长度，m则（m）（5）通过格栅的水头损失根据公式，（3-4）式中——过栅水头损失，m；——计算水头损失，m；g——重力加速度，9.81；-45- 华北水利水电学院给排水毕业设计k——系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增大的倍数，一般k=3；ε——阻力系数，与格栅断面形状有关，ε=，当为矩形断面时，β=2.42。（m）（6）栅后槽总高度取栅前渠道超高根据公式（3-5）则（m）根据公式H=（3-6）式中H——栅槽总高度,m;h——栅前水深，m；——避免造成栅前漏水，将栅后槽底下降作为补偿；则（m）根据公式L=（3-7）式中L——栅槽总长度，m；——栅前槽高，m；——栅槽与出水渠连接渠的渐缩长度，m。则（m）（7）每日栅渣量根据公式（3-8）-45- 华北水利水电学院给排水毕业设计式中——每日栅渣量，；——栅渣量（），取0.1—0.01，粗格栅用小植，细格栅用大植，中格栅用中植；取值0.05。——生活污水流量总变化系数，。则采用机械清渣。选用GLGS1500型高链式格栅除污机，沟渠宽度1500mm；栅条高度700-2000mm;栅条间隙20-50mm；除污耙速度4.42m/min；电机功率1.1kw.3.2污水提升泵房3.2.1设计参数设计流量：，泵房工程结构按远期流量设计3.2.2泵房设计计算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，工艺管线可以充分优化，故污水只考虑一次提升。污水经提升后入平流沉砂池，然后自流通过氧化沟及接触池，最后由出水管道排入河流。各构筑物的水面标高和池底埋深见高程计算。污水提升前水位-5.95m（既泵站吸水池最底水位）,提升后水位3.330m（即细格栅前水面标高）。所以，提升净扬程Z=3.330-（-5.95）=9.28m水泵水头损失取2m从而需水泵扬程H=Z+h=11.28m再根据设计流量648L/s=2333.3m3/h，采用4台（3用1备）可提式不堵塞潜水污水泵及提升设备（12PWL-12型），单台提升流量211L/s。设计扬程12m，单台功率37kW。根据泵前水位由PLC自动控制，进行水泵顺序轮换运行，同时设手动控制。占地面积为10×10＝100m2，即为方形泵房边长为10m,高12m,泵房为半地下式，地下埋深7m，水泵为自灌式。计算草图见下图-45- 华北水利水电学院给排水毕业设计3.3.细格栅计算（1）设栅前水深，过栅流速（最大设计流量时为），采用中格栅。格栅间隙，格栅安装倾角，采用两组细格栅。计算图见图3-1根据格栅的计算公式，式中B——栅槽宽度，m;S——栅条宽度，m;e——栅条净间距，粗格栅e=50—100mm，中格栅e=10—40mm，细格栅e=3—10mm（注：栅条间距一般应符合下列要求：最大间距50—100mm；机械清栅5—25mm；人工清栅5—50mm；筛网0.1—2mm）n——格栅间隙数；Qmax——最大设计流量，；α——格栅倾角，度；h——栅前水深，m;-45- 华北水利水电学院给排水毕业设计v——过栅流速，,最大设计流量时为0.8—1.0m/s，平均设计流量时为0.3m/s；——经验系数。则栅条间隙数（个），n取100。设计两组格栅，每组格栅间隙数n=50条（2）栅槽宽度取栅条宽度，则（m）所以总槽宽为0.99×2+0.2＝2.18m（考虑中间隔墙厚0.2m）（3）进水渐宽部分长度根据公式式中——进水渠道渐宽部分长度，m；——进水渠道宽度，取进水渠宽；——进水渠展开角，渐宽部分展开角度取；则（m）（4）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度根据公式式中——栅槽与出水渠连接渠的渐缩长度，m则（m）（5）通过格栅的水头损失根据公式，式中——过栅水头损失，m；-45- 华北水利水电学院给排水毕业设计——计算水头损失，m；g——重力加速度，9.81；k——系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增大的倍数，一般k=3；ε——阻力系数，与格栅断面形状有关，ε=，当为矩形断面时，β=2.42。（m）（6）栅后槽总高度取栅前渠道超高根据公式则（m）根据公式H=式中H——栅槽总高度,m;h——栅前水深，m；——避免造成栅前漏水，将栅后槽底下降作为补偿；则（m）根据公式L=式中L——栅槽总长度，m；——栅前槽高，m；——栅槽与出水渠连接渠的渐缩长度，m。则（m）（7）每日栅渣量根据公式式中——每日栅渣量，；-45- 华北水利水电学院给排水毕业设计——栅渣量（），取0.1—0.01，粗格栅用小植，细格栅用大植，中格栅用中植；取值0.1。——生活污水流量总变化系数，。则采用机械清渣。采用XGS2000型旋转式格栅除污机。有效栅宽2200mm；设备宽度2490mm；沟渠宽度2610mm；栅齿间隙3-20mm；栅网速度2.2m/min；电机功率3.0kw。3.4平流沉砂池计算沉砂池的功能是去除比重较大的无机颗粒。沉砂池一般设于泵站、倒虹吸管前，以便减轻无机颗粒对水泵、管道的磨损；也可设于初次沉淀池前，以减轻沉淀池负荷及改善污泥处理构筑物的处理条件。平流沉砂池由入流渠、出流渠、闸板、水流部分及沉砂斗组成，它具有截留无机颗粒效果好、工作稳定、构造简单、排沉砂较方便等优点。沉砂池设计注意事项：（1）沉砂池水力表面负荷约，水力停留时间约20-30s；（2）进水渠道直段长度应为渠宽的7倍，并且不小于4.5m，以创建平稳的进水条件；（3）进水渠道流速，在最大流量的40%-80%情况下为0.6-0.9m/s；在最小流量时大于0.15m/s，但最大流量时不大于1.2m/s；（4）出水渠道与进水渠道的夹角大于，以最大限度的延长水流在沉砂池内的停留时间，达到有效除砂的目的。两种渠道均设在沉砂池上部以防扰动砂粒；（5）出水渠宽度为进水渠道的2倍，出水渠道的直线段长度要想当于出水渠的宽度；（6）沉砂池前应设格栅，沉砂池下游设堰板或巴氏计量槽，以保持沉砂池内所需水位。平流沉砂池的主要设计参数：（1）设计流量的确定：当污水自流入池时，应按最大设计流量计算；当污水用水泵抽升入池时，按工作水泵的最大组合流量计算；合流制处理系统，按降雨时的设计流量计算；（2）设计流量时的水平流速：最大流速为0.3m/s，最小流速为0.15m/s。这样的流速范围，可基本保证无机颗粒能沉掉，而有机物不能下沉；-45- 华北水利水电学院给排水毕业设计（3）最大设计流量时，污水在池内的停留时间不少于30s，一般为30-60s；（4）设计有效水深不应大于1.2m，一般采用0.25-1.0m，每格池宽不宜小于0.6m；（5）沉砂量的确定：生活污水按每人每天0.01-0.02L计，城市污水按每10万m3污水的砂量为3m3计，沉砂含水率约为60%，容量为1.5t/m3，贮砂斗的容积按2d的沉砂量计，斗壁倾角；（6）沉砂池超高不宜小于0.3m。图3-2平流沉砂池计算图（1）沉砂池长度L（m）根据公式（3-9）式中——最大设计流量时的流速，。取——最大设计流量时的流行时间，。取则（m）（2）水流断面面积（）根据公式（3-10）式中——最大设计流量，-45- 华北水利水电学院给排水毕业设计则（）（3）池总宽度B根据公式（3-11）取=2格，每格宽=1.8m则（m）（4）有效水深（m）（m）（5）沉砂斗容积（）根据公式（3-12）式中——城市污水沉砂量，污水，取=30污水——清除沉砂的间隔时间，，取则（）（6）每个沉砂斗容积设每个分格有2个沉砂斗，共有4个沉砂斗，则每个沉砂斗容积（）（7）沉砂斗各部分尺寸设沉砂斗底宽，斗壁与水平面的倾角为，斗高则砂斗上口宽（）沉砂斗容积（8）沉砂室高度-45- 华北水利水电学院给排水毕业设计采用重力排砂，设池底坡为0.06，坡向砂斗，沉砂室含两部分；一部分为沉砂斗，另一部分为沉砂池坡向沉砂斗的过度部分。坡向沉砂斗长度为：，且（式中0.2为两沉砂斗之间壁厚）则（）则沉砂室高度（）（9）沉砂池总高度H设超高则（）（10）砂水分离器的选择沉砂池的沉砂经排砂装置排除的同时，往往是砂水混合体，为了进一步分离出砂和水，需配套砂水分离器。清除沉砂的间隔时间为，根据该工程的排砂量，选用螺旋砂水分离器。该设备的主要技术性能参数为：进入砂水分离器的流量为；容积为；进水管直径为；出水管直径为；配套功率为。、3.5配水井功能：分配污水进氧化沟的各条沟构筑物：三角形钢筋混凝土池体池数：2座最大调节范围：500mm堰宽：6000mm电机功率：0.55kw3.6三沟式氧化沟计算氧化沟也称氧化渠，又称循环曝气池，是活性污泥法的一种变形，是50年代荷兰pasveer首先设计的。最初一般用于处理在以下的城市污水。-45- 华北水利水电学院给排水毕业设计　　三沟式氧化沟是氧化沟的一种典型构造型式，目前采用的三沟式氧化沟工艺，是丹麦在间歇式运行的氧化沟基础上开创的，它实际上仍是一种连续流活性污泥法，只是将曝气、沉淀工序集于一体，并具有按时间顺序交替轮换运行的特点，其运转周期可根据处理水质的不同进行调整，从而使其运行操作更趋于灵活方便。这种工艺流程简单，无需另设一次、二次沉淀池和污泥回流装置，使氧化沟工艺的基建投资和运行费用大为降低，并在一定程度上解决了以往氧化沟占地面积大的缺点，我国邯郸市东污水处理厂采用的就是这种工艺。　　2.三沟式氧化沟的工艺流程　　三沟式氧化沟工艺主要按下面六个阶段轮换运行。　　阶段A：污水经配水井进入沟Ⅰ，沟内转刷以低速运转，转速控制在仅能维持水和污泥混合，并推动水流循环流动，但不足以供给徽生物降解有机物所需的氧。此时，沟Ⅰ处于缺氧状态，沟内活性污泥利用水中的有机物作为碳源，活性污泥中的反硝化菌则利用前一段产生的硝酸盐中的氧来降解有机物，释放出氮气，完成反硝化过程。同时沟I的出水堰自动升起，污水和污泥混合液进人沟Ⅱ．沟Ⅱ-45- 华北水利水电学院给排水毕业设计内的转刷以高速运行，保证沟内有足够的溶解氧来降解有机物，并使氨氮转化为硝酸盐，完成硝化过程．处理后的污水流入沟Ⅲ，沟Ⅲ中的转刷停止运转，起沉淀池的作用，进行泥水分离，由沟Ⅲ处理后的水经自动降低的出水堰排出。　　阶段B：进水改从处于好氧状态的沟Ⅱ流入，并经沟互Ⅲ沉淀后排出。同时沟Ⅰ中的转刷开始高速运转，使其从缺氧状态变为好氧状态，并使阶段A进入沟Ⅰ的有机物和氨氮得到好氧处理，待沟内的溶解氧上升到一定值后，该阶段结束。　　阶段C：迸水仍然从沟Ⅱ注入，经沟Ⅲ排出．但沟Ⅰ中的转刷停止运转，开始进行泥水分离，待分离完成，该阶段结束。阶段A、B、C组成了上半个工作循环．　　阶段D：进水改从沟Ⅲ流入，沟Ⅲ出水堰升高，沟Ⅰ出水堰降低，并开始出水。同时，沟Ⅲ中转刷开始低速运转，使其处于缺氧状态．沟Ⅱ则仍然处于好氧状态，沟Ⅰ起沉淀池作用。阶段D与阶段A的水淹方向恰好相反，沟Ⅲ起反硝化作用，出水由沟Ⅰ排出。　　阶段E：类似于阶段B，进水又从沟Ⅱ流入，沟Ⅰ仍然起沉淀他作用，沟Ⅲ中的转刷开始高速运转，并从缺氧状态变为好氧状态。　　阶段F：类似于阶段C，沟Ⅱ进水，沟Ⅰ沉淀出水。沟Ⅲ中的转刷停止运转，开始泥水分离。至此完成整个循环过程。-45- 华北水利水电学院给排水毕业设计　　通常一个工作循环需4-8小时，在整个循环过程中，中间的沟始终处于好氧状态，而外侧两沟中的转刷则处于交替运行状态，当转刷低速运转时，进行反稍化过程，转刷高速运转时，进行硝化过程，而转刷停止运转时，氧化沟起沉淀池作用。不难看出，若调整各阶段的运行时间，就可达到不同的处理效果，以适应水质、水量的变化。目前运行的这种工艺，大部分是预先将各阶段的运行时间，根据具体的水质、水量，编入运行管理的计算机程序中，从而使整个管理过程运行灵活、操作方便。　　3.三沟式氧化沟的优点　　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，因此有机物可以有效去除，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。3.6.1确定设计有关参数污泥龄c=20天（考虑污泥得稳定化要求）；污泥含量MLSS=4000mg/L；fb==0.7；回流污泥含量X1=10000mg/L；20时反硝化速率（NO3—N/MLVSS）qD，20=0.02kg/（kg.d）；反硝化温度校正系数=1.09；污泥产率系数（VSS/BOD5）Y=0.6kg/（kg·d）；内源呼吸速率Kd=0.05d-1；剩余污泥含水率99.2；曝气池好氧DO=2mg/L。3.6.2容积计算-45- 华北水利水电学院给排水毕业设计原污水的BOD5为225mg/L，经过初沉池处理，BOD5按降低25%考虑，则非溶解性BOD5值为——处理水中悬浮固体浓度，取值为25——微生物自身氧化率，一般介于0.05至0.1之间，取值0.09——活性微生物在处理水中所占比例，取值0.4总容积V曝气区容积m3；图3-3三沟式氧化沟计算图2）反硝化区容积①反硝化区脱氮量计算（）[=进水总量-（随剩余污泥排放的氮量+随水带走的氮量）]（3-15）式中——分别为进、出水中总氮浓度（）；0.124——为微生物细胞分子式中氮占12.4%-45- 华北水利水电学院给排水毕业设计则②反硝化区所需污泥量（）（3-16）式中——反硝化速率，在水温时，氧化沟中时，；则③反硝化区容积④澄清沉淀区容积三沟式氧化沟两条边沟是轮换作澄清沉淀用的。⑤氧化沟总容积（3-17）式中——具有活性作用的污泥占总污泥量的比例。（假设在沉淀过程中活性污泥无活性）则（3）氧化沟尺寸设氧化沟两座，工艺反应的有效系数，单座氧化沟有效容积：取30000三组沟道采用相同的容积，则每组沟道容积：-45- 华北水利水电学院给排水毕业设计每组氧化沟单沟宽度为：，有效水深：，超高为，中间分隔墙厚度为：每组沟道面积：弯道部分面积：直线部分面积：直线段长度：，取1203.6.3剩余污泥量计算1）剩余活性污泥量（3-18）式中——污泥自身氧化率（），对于城市污水一般为。则2）不可生物降解和惰性悬浮物量（）该部分占总的约50%（3-19）式中——为去除量（）则总污泥量湿泥量3.6.4进水管和出水管-45- 华北水利水电学院给排水毕业设计进出水管流量：管道流速：则管道过水断面：管径：，取校核管道流速：3.6.5出水堰及出水竖井1）出水堰（出水堰计算按薄壁堰来考虑）（3-20）式中——堰宽（）；——堰上水头，取；则出水堰分三组，每组宽度2）出水竖井考虑可调试出水堰安装要求，在堰两边个留的操作距离。出水竖井长：出水竖井宽：则出水竖井平面尺寸为：3.6.6实际需氧量计算碳化需氧量：D1D1=硝化需氧量：D2D2=4.6×56000×（35-10）/1000=6440（㎏/d）反硝化脱氮产氧量:D3-45- 华北水利水电学院给排水毕业设计D3=2.6×56000×（35-10）/1000=3640（㎏/d）总需氧量：DD=D1+D2-D3=11174+6440-3640=13974（㎏/d）标准需氧量：实际需氧量确定后，需转化为标准状态需氧量（R0）以选取曝气设备。其转化公式为：式中：c——曝气池溶解含量，mg/L；——标准大气压下，T℃时清水中的饱和溶解氧含量，mg/L，其取值可参照下表，本例取T=25℃时饱和溶解氧含量；——标准大气压下，20℃清水中的饱和溶解氧含量，mg/L；——污水传氧速率与清水传氧速率之比，取值范围为0.5～0.95，=0.85；——污水中饱和溶解氧与清水溶解氧含量之比，通常为0.90～0.97，=0.95。表3-1标准大气压下清水中的饱和溶解氧含量水温/℃12345678910饱和溶解氧含量(mg/L)14.2313.8413.4813.1312.8012.4812.1711.8711.5911.33水温/℃11121314151617181920饱和溶解氧含量/(mg/L)11.0810.8310.6010.3710.159.959.749.549.359.17水温/℃21222324252627282930饱和溶解氧含量/(mg/L)8.998.838.638.538.388.228.077.927.777.63注：其余温度(0～30℃)下的饱和溶解氧含量利用内差法确定,0℃时饱和溶解氧含量为14.62-45- 华北水利水电学院给排水毕业设计mg/L。去除每的需氧量去除每的标准需氧量（8）校核曝气时间最小时：（符合要求）污泥负荷：3.6.7设备选择1）单座氧化沟须氧量：（3-23）式中——氧化沟个数采用直径的转刷曝气机，充氧能力为单台转刷曝气机有效长度为9，动力效率为。转刷曝气机有效长度：，-45- 华北水利水电学院给排水毕业设计所需曝气转刷台数：（台），取12台（中间为10台，两侧边沟各2台）单台转刷所需轴功率单台转刷所需电机功率为：2）潜水推进器两侧边沟各设两台潜水推进器，共四台，每台电机功率为。3）电动可调旋转堰门氧化沟每个边沟设XTM型电动可调旋转堰门3台，共6台。堰门宽度，可调高度，电机功率。3.7接触池计算加氯量应根据实验确定，对于生活污水，可参用下列数值：一级处理水排放时，加氯量为；不完全二级处理水排放是，加氯量为；二级处理水排放时，加氯量为。混合反应时间为。当采用鼓风混合，鼓风强度为。用隔板式混合吃时，池内平均流速不应小于。加氯消毒的接触时间应不小于，处理水中游离性余氯量不低于。液氯的固定储备量一般按最大用的计算。采用隔板式接触反应池3.7.1设计参数设计流量：Q′=648L/s（设一座）水力停留时间：T=0.5h=30min设计投氯量为：ρ＝6.0mg/L平均水深：h=2.0m隔板间隔：b=3.5m3.7.2设计计算（1）接触池容积：V=Q′T=64810-33060=1166.4m3表面积m2隔板数采用4个，-45- 华北水利水电学院给排水毕业设计则廊道总宽为B＝（4+1）3.5＝17.5m取18m接触池长度L=取35m长宽比实际消毒池容积为V′=BLh=18352=1260m3池深取2＋0.3＝2.3m(0.3m为超高)经校核均满足有效停留时间的要求。（2）加氯量计算：设计最大加氯量为ρmax=6.0mg/L,每日投氯量为ω＝ρmaxQ=6.-3=336kg/d=14kg/h选用贮氯量为400kg的液氯钢瓶，氯库共存氯15天，共贮用15瓶，选用ZJ-1型加氯机2台，单台投氯量为1.5～2.5kg/h。配置注水泵两台，一用一备，要求注水量Q=1~3m3/h,扬程不小于10mH2O（3）混合装置：在接触消毒池第一格和第二格起端设置混合搅拌机4台（立式），混合搅拌机功率N0实际选用JWH—310—1机械混合搅拌机，浆板深度为1.5m,浆叶直径为0.31m,浆叶宽度0.9m，功率4.0Kw（4）接触消毒池计算草图见下图3-5：-45- 华北水利水电学院给排水毕业设计3.8污泥泵房计算考虑各构筑物为间歇排泥，每日总排泥量为，需在内抽送完毕，污泥泵房容积确定为污泥泵提升流量（）的体积，即。设两个污泥泵房，则单个集泥井的容积为。设污泥泵房有效泥深为，则平面面积为：设污泥泵房平面尺寸为：（）污泥泵房为半地下式，池顶加盖。由潜污泵抽送污泥。污泥泵房最高泥位；最低泥位；池底标高为。污泥泵房总容积为。污泥泵房中安装潜污泵两台，选用AS75-2CB潜污泵，配双泵双导轨自耦底座100GAK，该泵技术性能为Qb：850m3/h，Hb：13.0m，电动机功率7.5KW，转速2900r/min，质量185kg。安装所占平面尺寸2200mm×1250mm，泵房顶盖最小开口尺寸1500mm×700mm，污泥泵房最低泥位-2.5m，浓缩池最高泥位3.0m，则排泥泵抽升所需净扬程5.5m，排泥富余水头2.0m，污泥泵吸水管和出水管压力损失为3.0m，则污泥泵所需扬程为Hb=5.5+2.0+3.0=10.5m。3.9污泥浓缩池采用两座幅流式圆形重力连续式污泥浓缩池，用带栅条的刮泥机刮泥，采用静压排泥，剩余污泥泵房将污泥送至浓缩池。3.9.1设计参数进泥浓度：10g/L污泥含水率P1＝99.2％，每座污泥总流量:Qω＝770/2=385m3/d=16m3/h设计浓缩后含水率P2=96.0％污泥固体负荷：qs=40kgSS/(m2.d)水力负荷：0.3m3/(m2.h)污泥浓缩时间：T=20h贮泥时间：t=4h总停留时间：24h-45- 华北水利水电学院给排水毕业设计3.9.2设计计算（1）浓缩池池体计算：每座浓缩池所需表面积（A取100）浓缩池直径取D=12m浓缩池工作部分高度（2）排泥量与存泥容积:浓缩后排出含水率P2＝96.0％的污泥,则Qw′=按4h贮泥时间计泥量，则贮泥区所需容积V2＝4Qw′＝43.2＝12.8m3泥斗容积=m3式中：h4——泥斗的垂直高度，取1.2mr1——泥斗的上口半径，取1.5mr2——泥斗的下口半径，取1.0m设池底坡度为0.05，池底坡降为：故池底可贮泥容积：-45- 华北水利水电学院给排水毕业设计=因此，总贮泥容积为（满足要求）（3）浓缩池总高度：浓缩池的超高h2取0.30m，缓冲层高度h3取0.70m，则浓缩池的总高度为=3.2+0.30+0.70+1.2+0.16=5.56m（4）浓缩池排水量：Q=Qw-Qw′=13.13-2.63=10.5m3/h（5）浓缩池计算见下图3-6：（6）主要设备：中心传动悬挂式提耙刮泥机2台。3.10贮泥池计算浓缩后需排出污泥，污泥贮泥池容积应大于。贮泥池的容积为：，则贮泥池有效容积为：，可满足污泥贮存要求。贮泥池除进出泥管外，需设置泥位计。3.11脱水机房计算-45- 华北水利水电学院给排水毕业设计（1）污泥产量经浓缩池浓缩后为含水率的污泥共。每座浓缩池的产泥量为。（2）污泥脱水机根据所需处理的污泥量，选用DYQ-2000型脱水机两台。该脱水机的处理能力为。脱水机技术指标：泥饼含水率；主机功率1.5kw；滤带有效宽度2000mm；滤带速度0.6-6m/min；外形尺寸3500mm×2780mm×2260mm;主机重量6600kg。表3-1一台套DYQ-2000型配套设备表名称型号技术参数数量/台功率/kw电压/V带式压滤机DYQ-2000滤带宽度2000mm11.5380絮凝搅拌机JBX-4500.6m310.75380移动式空压机V-0.3/70.3m3/min；0.7MPa13.0380加药泵20-1600.9m3/h；30m10.75380污泥泵G50-112.1m3/h；0.3MPa13.0380清洗水泵50-200012.5m3/h；46m15.5380溶药搅拌机JBR-7002.5m321.5380集中控制柜1皮带输送机TD75-500B=500mm11.5380-45- 华北水利水电学院给排水毕业设计第四章污水处理厂高程及平面设计4.1高程布置为了降低运行费用和使维护管理，污水在处理构筑物之间的流动以按重力流考虑为宜，厂内高程布置的主要特点是先确定最大构筑物的地面标高，然后根据水头损失，通过水力计算，递推出前后构筑物的各项控制标高。根据氧化沟的设计水面标高，推求各污水处理构筑物的水面标高，根据和处理构筑物结构稳定性，确定处理构筑物的设计地面标高。4.1.1水头损失计算计算厂区内污水在处理流程中的水头损失，选最长的流程计算，结果见下表：表4-1污水厂水头损失计算表名称设计流量（L/s）管径(mm)I（‰）V(m/s)管长(m)IL（m）ΣξΣ（m）Σh（m）出厂管64810001.480.84260.1181.000.0360.154流量计井0.2接触池0.35出水控制井0.2出水控制井至氧化沟3247003.080.921000.3086.180.2670.575氧化沟0.56氧化沟至配水井3246003.081.20150.0464.220.3090.356配水井0.2-45- 华北水利水电学院给排水毕业设计配水井至沉砂池3246002.821.20550.0567.260.5330.589沉砂池0.32细格栅0.21提升泵房2.0Σ＝5.714中格栅0.08进水井0.2Σ5.9944.1.2高程确定表4-2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)进水管-4.850-5.300氧化沟1.800-2.000中格栅-5.080-5.780接触池0.160-1.840泵房吸水井-5.950-7.000污泥泵房0.500-3.000细格栅前3.3002.550污泥浓缩池2.000-3.260细格栅后2.7602.320贮泥池0.500-3.000沉砂池2.9700.244脱水机房-4.2污水处理厂总平面布置原则1.污水处理厂平面布置，应按污水、污泥处理流程的要求，根据各处理构筑物的功能和性质，结合厂区地形、地质和气候等因素力求便于施工、操作和运行管理。按照不同功能分区布置，以道路汇入绿化带隔开。2.处理构筑物应尽量按流程顺序布置，充分利用地形，降低能耗，构筑物间距要便于管道施工。3.在进行污水厂平面布置时，应考虑远期发展和扩建的可能性，留有适当的扩展余地。如有远期规划，应按远期规划布置，分期进行建设。-45- 华北水利水电学院给排水毕业设计4.污水处理区由于容易产生恶臭，放在下风向。5.厂内主干道6.0米。次要道路4.0米。6.保证绿化率＞30%，道路两侧和构筑物四周均布置绿化带。（1）各处理单元构筑物的平面布置1.贯通、连接各处理构筑物之间的管、渠便捷、直通，避免迂回曲折。2.土方量做到基本平衡，并避开劣质土壤地段。3.在处理构筑物之间，应保持一定的间距，以保证敷设连接管、渠的要求，一般的间距可取值5-10m，某些有特殊要求的构筑物，如污泥消化池、消化气贮罐等，其间距按有关规定确定。4.各处理构筑物在平面布置上应考虑适当紧凑，缩短连接管渠，节省占地，便于管理。（2）管、渠的平面布置1.在各处理构筑物之间，设有贯通、连接的管、渠。此外，还应设有能够使各处理构筑物独立运行的管、渠，当某一处理构筑物因故停止工作时，使其后接处理构筑物，仍能够保持正常的运行。2.应设超越全部处理构筑物，直接排放水体的超越管，以便在事故或检修时污水能超越后续构筑物或直接排入水体。处理构筑物宜设放空管，排出的污水应回流处理。3.在厂区内还设有：给水管、空气管、消化气管、蒸汽管以及输配电线路。这些管线有的敷设在地下，但大部都在地上，对它们的安排，既要便于施工和维护管理，但也要紧凑，少占用地，也可以考虑采用架空的方式敷设。在污水处理厂区内，应有完善的排雨水管道系统，必要时应考虑设防洪沟渠。（3）辅助建筑物的布置污水处理厂内的辅助建筑物有：泵房、鼓风机方、办公室、集中控制室、水质分析化验室、变电所、机修、仓库、食堂等。它们是污水厂不可缺少的组成部分。其建筑面积大小应按具体情况与条件而定。有可能时，可设立验车间，以不断研究与改进污水处理技术。辅助建筑物的位置应根据方便、安全等原则确定。如变电所宜设于耗电量大的构筑物附近；化验室应远离机器间和污泥干化场，以保证良好的工作条件；办公室、化验室等均应与处理构筑物保持适当距离，并应位于处理构筑物的夏季主风向的上风向处。操作工人的值班室应尽量布置在使工人能够便于观察各处理构筑物运行情况的位置。-45- 华北水利水电学院给排水毕业设计结论本工程为尚志污水处理厂工程设计，通过经济技术比较分别对污水处理过程中所采用的构筑物如：格栅，提升泵房，平流式沉砂池，配水井，三沟式氧化沟，接触池，污泥浓缩池等进行了设计，在此对其进行设计总结：1.原水基本为生活污水，有部分工业废水。处理过程中采用中、细两道格栅，以保证后续构筑物可以正常运行不受损害。基本完全按照规范的规定进行设计。2.平流式沉砂池由入流渠、出流渠、闸板、水流部分及沉砂斗组成，它具有截留无机颗粒效果好、工作稳定、构造简单、排沉砂较方便等优点。是本设计比较理想的构筑物选择。流速、流行时间及各部分尺寸基本按照规范的规定进行设计。3.采用圆形配水井，中间进水向周围配水，配水井的设置保证了配水均匀，其尺寸按照水量的大小设计。4.三沟式氧化沟工艺能耗低,运行管理方便,是适合我国中小型城市使用的简便、高效的污水处理技术。这种工艺处理效果十分稳定，通过对沟内溶解氧等因素的控制，可以实现消化、反消化的过程，达到除磷脱氮的目的。出水可以达到本设计的要求。5.本设计采用矩形隔板式接触池，水在池内流动过程中与液氯进行充分的混合消毒，使出水可以达到更好的效果。加氯量及接触池尺寸基本按照规范的规定进行设计。6.污泥浓缩池采用竖流式重力浓缩池，依靠污泥自身的重力进行浓缩。构造简单，运行管理方便。其尺寸按照氧化沟的产泥量进行设计。在本设计中各构筑物的采用合理，两种方案的比较充分运用了自己所学的专业知识，发挥了自己最大的潜力认真的完成了此次设计。在此中运用了现代比较先进的技术完全按照规范设计确保做到无超标情况。通过本次设计，希望在以后的工作过程中积极参与研究，努力学习为给排水专业的进展献出微薄的力量。-45- 华北水利水电学院给排水毕业设计致谢在本次设计过程中我首先要感谢我的毕业设计指导老师张树德老师，感谢他在我的整个毕业设计过程中给予的悉心指导以及其他方面的极大帮助。同时也要感谢曹国凭老师、李俊霞老师、扬永老师，刘贯一老师等给排水教研室的所有老师，感谢他们在我大学里教会了我许多本专业的相关知识，以及一些课本上学不到的知识。最后还要感谢在这次设计当中帮助过我的所有同学。因为有了他们的帮助，我才能更好的完成本次毕业设计，在此衷心的感谢以上人士。-45- 华北水利水电学院给排水毕业设计参考文献[1]张自杰．排水工程[M]．北京：中国建筑工业出版社，1999[2]北京市市政设计研究院．简明排水设计手册[M]．北京：中国建筑工业出版社，1993[3]李金根．给水排水快速设计手册第四册给水排水设备[M]．北京：中国建筑工业出版社，2001[4]崔玉川，杨崇豪，张东伟．城市污水回用深度处理设施设计计算[M]．北京：化学工业出版社，2003[5]李亚峰，尹士君．给水排水工程专业毕业设计指南[M]．北京：化学工业出版社，2003[6]杨岳平，徐新华，刘传富．废水处理工程及实例分析[M]．北京：化学工业出版社，2003[7]中国市政工程设计研究院．给水排水设计手册第11册常用设备[M]．北京：中国建筑工业出版社，2003[8]钟淳昌，戚盛豪．简明给水设计手册[M]．北京：中国建筑工业出版社，2000[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[10]HenzeM,GujerW,MinoT,etal.ActivedsludgemodelNo.2[J].WatSicTech，1999,39（1）:165～182[11]HanqingYu.PosttreatmentofEffluentFromCoke-plantWastewaterTreatmentsysteminSequencingBatchReactor[J].JofEnvironEngineering，1997，（3）:305～308.[12]孙力平．污水处理新工艺与设计计算实例[M]．北京：科学出版社，2001[13]张杰，于尔捷．给水排水快速设计手册[M]．北京：中国建筑工业出版社，1996[14]张统．间歇式活性污泥法污水处理技术及工程实例[M]．北京：化学工业出版社，1996[15]唐受印，戴友芝．水处理工程师手册[M]．北京：化学工业出版社，2000[16]娄金生．水污染处理新工艺与设计[M]．北京：海洋出版社，1999[17]南国英，张志刚．给水排水工程专业工艺设计[M]．北京：化学工业出版社，2004-45- 华北水利水电学院给排水毕业设计给水排水设计手册.北京：建工出版社[1]陶俊杰.城市污水处理技术及工程实例(第二版)[M].北京：化学工业出版社，2005.8[2]尹士君，李亚峰.水处理构筑物设计与计算[M].北京：化学工业出版社，2004.3[3]杨岳平，徐新华，刘传富.废水处理工程及实例分析[M].北京：化学工业出版社，2003.3[4]化学工业出版社组织.水处理工程典型设计实例[M].北京：化学工业出版社，2001.-45-'