毕业设计-废水处理aao法计算书

'漳州市东区污水处理厂工艺设计【摘要】本设计是位于福建省漳州市的漳州市东区污水处理厂工艺设计，随着社会进步，人们对于城市污水的处理的要求愈加严格。除了基本的去除污水中BOD和SS的要求外，通常还要求脱氮除磷，以保护水体环境。根据污水进水水质，以及所需要满足的出水要求，本设计即采用了众多脱氮除磷工艺中较为经济合理的AAO工艺对进入污水厂的污水进行处理。且该工艺对水质水量变化及冲击负荷适应性强、处理效果稳定可靠、运行模式灵活,可以实现不同运行工况，充分发挥各种处理工艺的特点,对污水进行有针对性的处理。设计污水处理厂日处理能力10万吨，有效去除水中BOD、SS以及氮、磷元素，出水质量将达到国家污水综合排放标准二级标准。本设计对污水处理厂处理流程、处理构筑物、以及高程进行了初步设计。【关键词】：A2/O，生物脱氮除磷，水污染治理，城市污水 ThedesignofprocessofZhangzhouEastensewageplantAbstract:ThisdesignisasewagetreatmentplantwhichlocatedintheeastregionofZhangzhoucityofFujianprovince.Withsocialprogress,thedemandforpeople"streatmentofthemunicipalsewageisstricter.ExceptthedemandsofBODandSSinthesewage,demandofdenitrificationandphosphorousremovalyetusuallyactsasabasicone,inordertoprotectthewaterbodyenvironment.Accordingtothequalityofsewageanddemandofeffluent,wehaveadoptedA2／Ocrafttodealwiththesewagewhichentersthesewagefactoryinthisdesign.Also,antherreasonisthattheadaptabilityofqualityandquantity、impactloadoftheprocesswillbemuchbetter.And,thetreatmenteffectisstableandreliable.Withaflexibleoperationmode,youcanachievedifferentoperationconditionseasilyandgivefullplaytothecharacteristicsofthevarioustreatmentprocessesandtargetedprocessingofsewage.Thedesignofthissewagetreatmentplanthastheprocessingcapacityof100000tonsandtheeffectiveremovalofBODinwaterandtheSSaswellasnitrogen,phosphorus.And,thewaterqualitywillachievethesecondstandardsofthenationalwastewaterdischargestandards.ThispaperintroducestheprinciplesofbiologicalphosphorusandnitrogenremovalwiththeA2／OprocessanddescribestheflowchartofthisprocesswhichisthenanalyzedIndetail．Keyword:A2/O，biologicalphosphorusandnitrogenremoval，wastewatertreatmentmunicipalwastewater. 目录1、选题背景12、方案论证12.1普通活性污泥法12.2A/O生物脱氮活性污泥法12.3AB工艺22.4氧化沟法22.5SBR间歇时活性污泥法22.6A/A/O生物脱氮除磷工艺23、过程论述34、设计资料34.1水质、水量条件34.2气象资料34.3地质资料45、构筑物计算45.1粗格栅45.1.1设计说明45.1.2设计参数选取45.1.3设计计算55.2细格栅85.2.1设计说明85.2.2设计参数选取85.2.3设计计算85.3集水池125.3.1设计说明125.3.2设计参数125.3.3设计计算125.4泵房125.4.1设计说明125.4.2设计计算135.5沉砂池145.5.1设计说明145.5.2设计参数145.5.3设计计算145.4工艺195.4.1设计说明195.4.2设计参数195.4.3设计计算205.4.4进出水系统225.4.5曝气系统计算245.5二次沉淀池265.5.1设计说明265.5.2设计计算26 5.6消毒设施355.6.1设计说明355.6.3平流式消毒接触池355.7计量设备385.7.1设计说明385.7.2设计计算385.8污泥浓缩池425.8.1设计说明425.8.2剩余污泥量435.8.3辐流式浓缩池435.9贮泥池475.9.1设计说明475.9.2贮泥池计算485.10污泥脱水机495.10.1设计说明496高程布置计算506.1设计说明506.2设计计算506.2.1构筑物水头损失506.2.2管渠水力计算506.2.3污水处理高程布置516.2.4污泥处理构筑物高程布置51 1、选题背景漳州闽南污水处理有限公司成立于2006年6月，公司运营的漳州市东区污水处理厂项目系福建省“九五”计划的重点项目，漳州市委市政府为民办实事和九龙江流域综合治理的主要工程。漳州市东区污水处理厂位于九龙江西溪畔，龙文区步文镇后坂村境内，厂区占地180亩。该工程由天津“中国市政华北设计研究院”设计，建设规模为日处理污水10万吨，概算总投资19770万元，包括污水处理和污泥处理两个工程，污水处理工程于1997年开工，1999年完成厂区设备安装及调试，2000年5月建成投入试运行。污水处理采用吸附——氧化二级处理工艺（A—B法），处理后水质指标：BOD≤20mg/l，COD≤100mg/l，SS≤20mg/l，即满足GB8978—98一级《污水综合排放标准》，其中二类污染物满足一级新扩改标准，又能使九龙江西溪下游的水质达到国家三类饮用水体标准。污泥消化工程概算投资6400万元，采用中温厌氧消化处理方式，目前正处于调试阶段。而本次毕业设计则不是运用以前该污水处理厂固有的工艺，而是采用另外一种工艺进行设计。出水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)的一级B标准。2、方案论证根据水质特点以及预期处理效果，本设计主要采用活性污泥法，目前，国内外城市污水处理厂厂采用的活性污泥法工艺有普通活性污泥法、A/O生物脱氮活性污泥法、A/A/O生物脱氮除磷工艺、AB工艺、氧化沟法（循环混合式活性污泥法）、SBR间歇时活性污泥法等工艺。比较几种方法的特点：2.1普通活性污泥法本工艺出现最早，至今仍有较强的生命力。普曝法处理效果好，经验多，可适应大的污水量，对于大厂可集中建污泥消化池，所产生沼气可作能源利用。传统普曝法的不足之处是只能作为常规二级处理，不具备脱氮除磷功能。2.2A/O生物脱氮活性污泥法缺氧池在前，污水中的有机碳被反硝化菌所利用，可减轻其后好氧池的有机负荷，反硝化反应产生的减度可以补偿好氧池中进行硝化反应对碱度的需求。54 好氧在缺氧池之后，可以使反硝化残留的有机污染物得到进一步去除，提高出水水质。BOD5的去除率较高可达90～95%以上，但脱氮除磷效果稍差，脱氮效率70～80%，除磷只有20～30%。2.3AB工艺该工艺对曝气池按高、低负荷分二级供氧，A级负荷高，曝气时间短，产生污泥量大，污泥负荷2.5kgBOD/(kgMLSS·d)以上，池容积负荷6kgBOD/(m3·d)以上；B级负荷低，污泥龄较长。2.4氧化沟法工艺简单，运行管理方便，出水水质好，但污泥浓度高，污水停留时间长，基建投资大，曝气效率低，对环境温度要求高2.5SBR间歇时活性污泥法占地面积小，机械设备少，运行费用低，操作简单，自动化程度高；但还需曝气能耗，污泥产量大。2.6A/A/O生物脱氮除磷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。A/A/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<0.7mg/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。综上，通过比较，对于处理效果能达到较好效果的可采用A/A/O生物脱氮除磷工艺。该工艺对水质水量变化及冲击负荷适应性强、处理效果稳定可靠、运行模式灵活,可以实现不同运行工况,充分发挥各种处理工艺的特点,对污水进行有针对性的处理。54 3、过程论述基于扩建，原扩建工艺为AB法，而本次设计拟采用AA/O工艺，通过对生物反应池进水点和混合液回流点的合理设置,该工艺对水质水量变化及冲击负荷适应性强、处理效果稳定可靠、运行模式灵活,可以实现不同运行工况,充分发挥各种处理工艺的特点,对污水进行有针对性的处理。在设计中如若计算有出入，则根据实际计算再进行西部调整或者工艺的调整，或者进行后续的加载化学方法，以达到出水水质要求。其工艺流程图：图1-1工艺流程图4、设计资料4.1水质、水量条件设计水量为,水质条件见下表：表1-1水质条件项目进水水质出水水质4.2气象资料常年主导风向为东南风，其他具体资料见下表：表1-2具体气象资料54 年平均气温℃21月平均最高气温（8月，℃）28.4年最高气温℃39月平均气体气温（1月，℃）12.8年最低气温℃84.3地质资料地质资料：土壤为亚粘土，地下水位为-5.5m，承载力210KPa。处理厂地形平坦，地面标高60.00m，处理后出水排入市政污水管网。5、构筑物计算5.1粗格栅5.1.1设计说明粗格栅通常倾斜架设在其他处理构筑物或泵前集水池进口处的渠道中，以防大的漂浮物阻塞构筑物的孔道、闸门和管道或损坏水泵等机械设备，起着预处理和保护设备的双重作用。本设计粗格栅采用机械清除格栅，安装角度为。5.1.2设计参数选取设计水量：栅条宽度：栅条厚度：栅条净间隙：54 5.1.3设计计算图1-2格栅示意图5.1.3.1粗格栅间隙数式中：————粗格栅间隙数————设计流量，————平均污水量，————污水量时变化系数取1.5————格栅倾角，取————栅条间隙，取————栅前水深，取————过栅流速，取所以间隙数取为415.1.3.2粗格栅栅槽宽度式中：————格栅槽宽度，；54 ————栅条宽度，取；————粗格栅间隙数，取5；————栅条间隙，取5.1.3.3进水渠道渐宽部分的长度式中：————进水渠道渐宽部分长度/m————栅槽宽度，为————进水渠道宽度，取————进水渠道渐宽部分展开角度，取5.1.3.4栅槽与出水渠道连接处的渐宽部分长度式中：————进水渠道渐宽部分长度/m————栅槽与出水渠道连接处的渐宽部分长度/m5.1.3.5通过格栅水头损失式中：————通过格栅的水头损失/；————水头损失增大倍数，一般为3；————形状系数，取圆形栅条断面形状1.79；————格条宽度，；————栅条净隙，100；————过栅流速，0.8；————格栅倾角，；5.1.3.6栅后槽总高度式中：54 ————栅后槽高度/————栅前水深，取————通过格栅的水头损失，为0.028；————栅前渠道超高，取5.1.3.7栅后槽总长度式中：————栅后槽总长度/————进水渠道渐宽部分长度3.24————栅槽与出水渠道连接处的渐宽部分长度1.62————栅前渠道深，0.5————栅前水深，取————栅前渠道超高，取5.1.3.8每日栅渣量式中：————每日栅渣量————栅渣量(污水)，取0.1～0.01,粗格栅用小值，细格栅用大值，中格栅用中值取=0.07，所以此处取为0.01————设计最高污水量（）————生活污水量总变化系数，取1.55.1.3.9格栅除污机选型54 根据计算可得，选取两台格栅除污机较为实际，由于GSHP型回转耙式格栅除污机用于城市污水处理厂、自来水厂、雨水泵站等进水渠（井），拦截水中的漂浮物，保证水泵和后续工序的正常运行。具有一些自身的特点：由于回转耙式格栅除污机的栅条放置于齿耙牵引链的中间位置（其他机械格栅置于牵引链之下），改变了齿耙在清捞过程中的运动方向（与其他格栅相反），避免把硬物带入底部将齿耙及牵引链卡死；在减速机输出轴端的链轮盘上安装了过载安全保护装置，以避免因意外原因过载而损坏设备；由于格栅机回转链配置带过个排污齿耙，使得除污效率高，清污彻底；结构简单、运行可靠、安装维护方便、可实现自动化控制。因此，选取GSHP-2400型号的格栅除污机，其具体性能参数见下表：表1-3GSHP-2400型回转耙式格栅除污机型号格栅宽度格栅净距安装角/°过栅流速电动机功率/GSHP-2400260010060<12.25.2细格栅5.2.1设计说明细格栅可以有多个置放地点，它可以置于粗格栅后作为预处理设施，也可以替代初沉池作为一级处理单元，还可以用来处理合流制排水的溢流水。细格栅还可以置于初沉池后，用来处理沉淀池的出水，防止对后续生物滤池造成堵塞，此处的设置细格栅作为预处理设施。5.2.2设计参数选取设计水量：栅条宽度：栅条厚度：栅条净间隙：5.2.3设计计算设计计算草图如下图示：54 图1-3格栅示意图5.2.3.1格栅间隙数式中：————格栅间隙数————设计流量，————平均污水量，————污水量时变化系数取1.5————格栅倾角，取————栅条间隙，取————栅前水深，取————过栅流速，取所以间隙数取为2025.2.3.2格栅栅槽宽度式中：————格栅宽度，；————栅条宽度，取；————格栅间隙数，取202；————栅条间隙，取5.2.3.3进水渠道渐宽部分的长度54 式中：————进水渠道渐宽部分长度/m————栅槽宽度，为————进水渠道宽度，取————进水渠道渐宽部分展开角度，取5.2.3.4栅槽与出水渠道连接处的渐宽部分长度式中：————进水渠道渐宽部分长度/m————栅槽与出水渠道连接处的渐宽部分长度/m5.2.3.5通过格栅水头损失式中：————通过格栅的水头损失/；————水头损失增大倍数，一般为3；————形状系数，取圆形栅条断面形状1.79；————格条宽度，；————栅条净隙，20；————过栅流速，0.8；————格栅倾角，；5.2.3.6栅后槽总高度式中：————栅后槽高度/————栅前水深，取————通过格栅的水头损失，为0.24；————栅前渠道超高，取54 5.2.3.7栅后槽总长度式中：————栅后槽总长度/————进水渠道渐宽部分长度4.88————栅槽与出水渠道连接处的渐宽部分长度2.44————栅前渠道深，0.5————栅前水深，取————栅前渠道超高，取5.2.3.8每日栅渣量式中：————每日栅渣量————栅渣量(污水)，取0.1～0.01,粗格栅用小值，细格栅用大值，中格栅用中值取=0.07，所以此处取为0.01————设计最高污水量（）————生活污水量总变化系数，取1.55.2.3.9格栅除污机选型经计算可以确定选用两台链条回转式多耙平面除污机GH-3000，其具体规格为：表1-4链条回转式多耙平面除污机GH-3000性能表型号格栅宽度格栅净距安装角/过栅流速电动机功率/GH-300030002060<12.254 5.3集水池5.3.1设计说明集水池是汇集准备输送到其他构筑物去的一种小型贮水设备，设置集水池作为水量调节之用，贮存盈余，补充短缺，使生物处理设施在一日内能得到均和的进水量，保证正常运行。5.3.2设计参数设计水量：5.3.3设计计算污水泵站集水池的容积，不应小于最大一台水泵5min的出水量，设计水量为，选用同一型号四台泵（三用一备），所以每台泵的流量为：可得集水池的容积为：式中：————集水池容积，；————最大一台泵的流量，为；————设计时间，为。所以，根据设计，取设计体积为116。集水池内保证水流平稳，流态良好，不产生涡流和滞留，必要时可设置导流墙，水泵吸水管按集水池的中轴线对称布置，每台水泵在吸水时应不干扰其他水泵的工作。5.4泵房5.4.1设计说明泵房形式采用矩形泵房，其中集水池跟泵房合建，考虑采用4台泵，其中3用1备。54 5.4.2设计计算每台泵的流量为：，泵站内总水头损失估计为3。5.4.2.1管径的选择l进水管：式中：————进水管管径，；————单台泵进水流量，0.386；————设计流速，；根据以上计算可得，选取进水管径DN700。l出水管：式中：————出水管管径，；————单台泵出水流量，0.231；————设计流速，；根据以上计算可得，选取出水管径DN500。5.4.2.3水泵扬程计算根据资料以及计算，集水池最低水位与所需提升的水位之间的高差为，泵站内的总水头损失估计为，考虑自由水头为。所以水泵所需扬程为：式中：————所需水泵扬程，；————所需提升的高低水位差，；54 ————泵站内总的水头损失，；————自由水头，。5.4.2.4水泵选型根据流量（0.386；）和扬程（10.5），可以选取泵的型号为KWP350-400，并依据实际运行调节来控制其流量和扬程以满足实际需要。其具体性能参数见下表：表1-5KWP350-400型污水泵性能参数表：型号流量（）扬程()转速（）电动机功率（）效率（%）叶轮外径（）KWP350-400750~14006.5~16.596035~7583330~4085.5沉砂池5.5.1设计说明一般情况下，由于在污水系统中有些井盖密封不严，有些支管连接不合理以及部分家庭院落和工业企业雨水进入污水管，在污水中会含有相当数量的砂粒等杂质。设置沉砂池可以避免后续处理构筑物和机械设备的磨损，减少管渠和处理构筑物内的沉积，避免重力排泥困难，防止对生物处理系统和污泥处理系统运行的干扰。由于平流式沉砂池的污水在池内沿水平方向流动，具有构造简单、截留无机颗粒效果较好的优点，所以本设计中的沉砂池采用平流式沉砂池。5.5.2设计参数最大流量：，最小流量：设计流速：；最大流量时停留时间为；有效水深采用；进水头部采取消能和整流措施，池底坡度设计为0.065.5.3设计计算计算图示见图1-3：54 图1-4平流沉砂池5.5.3.1长度设；，则得：式中：————平流沉砂池的长度()；————最大设计流量时的流速（）；————最大设计流量时的流行时间()5.5.3.2水流断面面积式中：————水流断面面积（）；————最大设计流量（）；————最大设计流量时的流速（）；5.3.3.3池总宽度设格，每格宽，则得：————沉砂池总宽度（）；————沉砂池格数（个）；54 ————每格宽度（）。5.3.3.4有效水深式中：————沉砂池有效水深（）；————水流断面面积（）；————沉砂池总宽度（）；5.3.3.5沉砂室所需容积：设式中：————沉砂池所需容积（）；————最大设计流量（）；————城市污水沉砂量，一般采用；————清除沉砂的间隔时间（）；————生活污水量总变化系数；5.3.3.6每个沉砂斗容积设每一格有两个沉砂斗：式中：————每个沉砂斗容积（）；————沉砂池容积（）；根据计算，每个沉砂斗容积采用1。5.3.3.7沉砂斗各部分尺寸设斗底宽为，斗壁与水平面的倾角为，斗高沉砂斗上口宽：54 式中：————沉砂斗上口宽（）；————沉砂斗高（）；————沉砂斗斗底宽（）；沉砂斗容积：式中：————每个沉砂斗容积（）；————沉砂斗高（）；————沉砂斗上口宽（）；————沉砂斗斗底宽（）；所以，1.12>1，计算可知设计尺寸满足要求。5.3.3.8沉砂室高度采用重力沉砂，设池底坡度为0.06，坡向砂斗，则得：式中：————沉砂室高度（）；————沉砂斗高（）；————池底长度（）；5.3.3.9池总高度设超高为：式中：————沉砂池总高度（）；————超高高度（）；54 ————沉砂池有效水深（）；————沉砂室高度（）；5.3.3.10验算最小流速在最小流量时，只用两格工作（），得：式中：————最小流速（）；————最小流量（）；————最小流量时工作的沉砂池数目（个）；————最小流量时沉砂池中的水流断面面积（）；————每格沉砂池宽度（）————沉砂池有效水深（）；所以，计算可知最小流速0.29>0.15，设计满足要求。5.3.3.11进水渠道格栅的出水通过的管道送入沉砂池的进水渠道，然后配水进入配水渠道，污水在渠道内的流速为：式中：————设计流量（）；————进水渠道水流流速（）；————进水渠道宽度（），设计中取；————进水渠道水深（），设计中取。5.3.3.12出水渠道设计该沉砂池出水渠道与进水渠道对称，因此，出水渠道与进水渠道采用同样的尺寸5.3.3.13排砂管道采用沉砂池底部管道排砂，排砂管道直径54 5.4工艺5.4.1设计说明厌氧-缺氧-好氧工艺，是通过厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同种类微生物菌群的有机配合，达到去除有机物、脱氮和除磷的目的。5.4.2设计参数5.4.2.1水力停留时间工艺的水力停留时间一般采用，设计中取。5.4.2.2曝气池内活性污泥浓度曝气池内活性污泥浓度一般采用，设计中取。5.4.2.3回流污泥浓度式中：————回流污泥浓度（）；————污泥指数，一般采用100；————系数，一般采用。5.4.2.4污泥回流比式中：————曝气池内活性污泥浓度（）；——污泥回流比；————回流污泥浓度（），。反解上式得：解得：5.4.2.5去除率54 式中：————去除率（%）；————进水浓度（）；————出水浓度（）；5.4.2.6内回流倍数式中：————内回流倍数；————去除率（%）。5.4.3设计计算5.4.3.1总有效容积式中：————总有效容积（）；————进水流量（），按平均流量计；————水力停留时间（）。厌氧、缺氧、好氧各段内水力停留时间的比值为，则每段的水力停留时间分别为：厌氧池内水力停留时间；缺氧池内水力停留时间；好氧池内水力停留时间。5.4.3.2平面尺寸曝气池总面积：式中：54 ————曝气池总面积（）；————曝气池有效水深（），取为5。每组曝气池面积：式中：————每座曝气池表面积（）；————曝气池总面积（）；————曝气池个数，取为2。每组曝气池共设5廊道，第1廊道为厌氧段，第2廊道为缺氧段，后3个廊道为好氧段，每廊道宽取为，则每廊道长为：式中：————曝气池每廊道长（）；————每座曝气池表面积（）；————每廊道宽度（）；————廊道数。所以，厌氧-缺氧-好氧池的平面布置如下图所示：图1-5厌氧-缺氧-好氧池平面布置图54 5.4.4进出水系统5.4.4.1曝气池的进水设计在进水渠道内，水流分别流向两侧，从厌氧段进入，进水渠道宽度为，渠道内水深为，则渠道内的最大水流流速为：式中：————渠道内的最大水流流速（）；————设计流量（）；————曝气池个数；————进水渠道宽度（）；————进水渠道有效水深（）。反应池采用潜孔进水，孔口面积为：式中：————每座反应池所需空口面积（）；————设计流量（）；————曝气池个数；————孔口流速（），一般采用。设每个孔口尺寸为，则孔口数为：式中：————每座曝气池所需孔口数（个）；————每座反应池所需空口面积（）；————每个孔口的面积（）。由计算可知，孔口数选取为。5.4.4.2曝气池的出水设计54 出水采用矩形薄壁堰，跌落出水，堰上水头为：式中：————堰上水头（）；————每座反应池出水量（），指污水最大流量（1.73）与回流污泥量、回流流量之和（）；————流量系数，一般采用；————堰宽（）；与反应池宽度相等。所以，经计算可得厌氧-缺氧-好氧池的最大出水流量为，出水管管径采用，送往二沉池，管道内的流速为1.21。5.4.4.3其他管道设计①污泥回流管在本设计中，污泥回流比为，从二沉池回流过来的污泥通过两根的回流管道分别进入首端两侧的厌氧段，管内污泥流速为。②消化液回流管消化液回流比为200%，从二沉池出水回至缺氧段首端，消化液回流管道管径为，管内流速为。5.4.4.4剩余污泥量式中：————曝气池内每日增加的污泥量（）；————污泥产率系数，一般采用0.5~0.7，本设计采用0.6；————曝气池进水浓度（），；————曝气池出水浓度（），；————平均日污水量（）；————曝气池容积（）；————曝气池内活性污泥浓度（），取；54 ————污泥自身氧化率，一般采用0.04~0.1，本设计采用0.1。5.4.5曝气系统计算5.4.5.1需氧量式中：————混合液需氧量（）；————活性污泥微生物每代谢所需的氧气数，对于生活污水，值一般采用0.42~0.53之间；————污水的平均流量（）；————被降解的浓度（）；————每1活性污泥每天自身氧化所需的氧气数，一般采用0.188~0.11；————挥发性总悬浮固体浓度（）。5.4.5.2供气量采用型网状膜微孔曝气扩散器，每个扩散器的服务面积为，敷设于池底，淹没深度为，计算温度定位30℃。查表得20℃和30℃时，水中饱和溶解氧值为：；①空气扩散器出口处的绝对压力式中：————出口处的绝对压力（）；————扩散器上淹没深度（）。空气离开曝气池池面时，氧的百分比为：式中：54 ————氧的百分比（%）；————空气扩散器的氧转移效率，本设计中取为12%。②曝气池混合液中平均氧饱和度（按最不利的温度条件考虑）式中：————30℃时，鼓风曝气池内混合液溶解氧饱和度的平均值（）；————30℃时，在大气压力条件下，氧的饱和度（）。换算为20℃条件下，脱氧清水的需氧量式中：————混合液需氧量（）；————20℃时，鼓风曝气池内混合液溶解氧饱和度的平均值（）；————修正系数；————压力修正系数；————曝气池出口处溶解氧浓度（）设计中取，，，。③曝气池供气量式中：————曝气池供气量（）；————混合液需氧量（）；————空气扩散器的氧转移效率，本设计中取为12%。5.4.5.3空压机选型根据计算，空气扩散装置安装距离水深0.2处，曝气池有效水深为，空气管路内的水头损失按计，则空压机所需压力为：54 根据所需压力及空气量，选择空压机为L82WDA型罗茨风机6台，其中4用2备。其性能参数见下表：表1-6空压机型号一览表型号转速n(r/min)升压（kPa）进口流量（）轴功率（kW）配套电动机主机重量（kg）型号功率（kW）L82WDA73057100142JS128-815547005.5二次沉淀池5.5.1设计说明平流式沉淀池很少用于二沉池，而竖流式沉淀池一般用于小型污水处理厂，斜管斜板沉淀池一般常用于小型污水处理厂或工业企业内的小型污水处理站。辐流式沉淀池适用于大中型污水厂，一般采用对称布置，配水采用际配水井，各池之间配水均匀，结构紧凑。辐流式沉淀池排泥机械已定型化，运行效果好，管理方便。所以，本设计二沉池的布置采用辐流式沉淀池作为二沉池。5.5.2设计计算设计中选择四组辐流式沉淀池，，每池设计流量为0.433，从曝气池流出的混合液进入集配水井，经过集配水井分配流量后流进流进辐流式沉淀池。设计计算草图如下图：图1-6辐流式二沉池剖面图54 5.5.2.1沉淀池表面积式中：————沉淀部分有效面积（）；————设计流量（）；————表面负荷，一般采用0.5~1.5。5.5.2.2沉淀池直径式中：————沉淀池直径（）；————沉淀部分有效面积（）；经计算，沉淀池的直径可以取为36.4，则半径为18.2。5.5.2.3沉淀池的有效水深式中：————沉淀池的有效水深（）；————表面负荷；————沉淀时间（），一般采用。5.5.2.4径深比式中：————沉淀池直径（）；————沉淀池的有效水深（）；经计算，可得径深比满足要求，设计合理。5.5.2.5污泥部分所需容积54 式中：————污泥部分所需容积（）；————污水平均流量（）；————污泥回流比（%）；————曝气池中污泥浓度（）；————二沉池排泥浓度（）；————辐流式沉淀池组数。其中：式中：————回流污泥浓度（）；————污泥指数，一般采用70~150；————系数，采用。式中：————曝气池内活性污泥浓度（）；————污泥回流比；————二沉池排泥浓度（），5.5.2.6沉淀池总高度式中：————沉淀池总高度（）；54 ————沉淀池超高（），一般采用0.3~0.5；————沉淀池有效水深（）；————沉淀池缓冲层高度（），一般采用；————沉淀池底部圆锥体高度（）；————沉淀池污泥区高度（）。其中各参数确定的过程为：该设计中取，，根据污泥部分容积过大及二沉池污泥的特点，采用机械刮吸泥机连续排泥，池底坡度为0.05。式中：————沉淀池底部圆锥体高度（）；————沉淀池半径（）；————沉淀池进水竖井半径（），一般采用；————沉淀池池底坡度。式中：————污泥部分所需容积（）；————沉淀池底部圆锥体容积（）；————沉淀池表面积（）。式中：————沉淀池底部圆锥体容积（）；————沉淀池底部圆锥体高度（）；————沉淀池半径（）；————沉淀池进水竖井半径（），一般采用；5.5.2.7进水管的计算54 式中：————进水管设计流量（）；————单池设计流量（）；————污泥回流比（%）；————单池污水平均流量（）。进水管管径取为，流速为：式中：————进水管内流速（）；————进水管设计流量（）；————进水管管径（）。5.5.2.8进水竖井计算进水竖井直径采用；进水竖井采用多孔配水，配水口尺寸，共设六个沿井壁均匀分布；流速：式中：————进水竖井配水孔内流速（）；————进水管设计流量（）；————进水竖井配水孔截面积之和（）。经计算，流速满足要求。孔距：式中：————配水孔孔距（）；54 ————进水竖井直径（）；————配水孔口宽（）。5.5.2.9稳流筒计算筒中流速：（设计中取0.02）；稳流筒过流面积：式中：————稳流筒过流面积（）；————进水管设计流量（）；————筒中流速（）；稳流筒直径：式中：————稳流筒直径（）；————稳流筒过流面积（）；————进水竖井直径（）；5.5.2.10出水槽计算采用双边三角堰出水槽集水，出水槽沿池壁环形布置，环形槽中水流由左右两侧汇入出水口。每侧流量：集水槽中流速为：；设集水槽宽度为：；槽内终点水深：槽内起点水深：54 式中：————槽内起点水深（）；————槽内终点水深（）；————槽内临界水深（）；其中：式中：————槽内临界水深（）；————系数，一般采用1；————重力加速度。————集水槽宽度为（）；————单池设计流量（）；设计中取出水堰后自由跌落，集水槽高度：，取。集水槽断面尺寸为：。5.5.2.11出水堰计算个式中：————三角堰单堰流量（）；————进水流量（）；————集水堰总长度（）；————集水堰外侧堰长（）；————集水堰内侧堰长（）；————三角堰数量（个）；54 ————三角堰单宽（）；————堰上水头（）；————堰上负荷[]。设计中取，水槽距池壁其中：根据规定二沉池出水堰上负荷在1.5~2.9之间，计算结果满足要求。5.5.2.12出水管出水管管径为：管内流速为：式中：————出水管管内流速（）；————单池设计流量（）；————出水管管径（）。5.5.2.13排泥装置沉淀池采用周边传动刮吸泥机，周边传动刮吸泥机线速度为，刮吸泥机底部设有刮泥板和吸泥管，利用静水压力将污泥吸入污泥槽，沿进水竖井中的排泥管将污泥排出池外。排泥管经，二沉池回流的污泥通过两根的回流管道分别进入首端两侧的厌氧段，管内污泥流速为。5.5.2.14集配水井的设计计算①配水井中心管管径式中：————配水井中心管直径（）；————中心管内污水流速（），一般采用；————进水流量（）。54 设计中取，。经计算，设计中选取配水井中心管管径为1.60。②配水井直径式中：————配水井直径（）；————配水井中心管直径（）；————配水井内污水流速（），一般采用；————进水流量（）。设计中取，经计算取配水井直径为2.90。③集水井直径式中：————集水井直径（）；————进水流量（）。————配水井直径（）；————集水井内污水流速（），一般采用；设计中取，经计算选取集水井直径为3.90。④进水管管径取进入二沉池的管径。校核流速：满足要求。⑤出水管管径根据前面结果可以知道，，54 5.6消毒设施5.6.1设计说明污水经过处理构筑物处理后，虽然水质得到了改善，细菌数量也大幅减少，但是细菌的绝对值仍然十分可观，并存在病原菌的可能。因此，污水在排放水体前，应进行消毒处理。污水消毒的主要方法是向污水中投加消毒剂，目前用于污水消毒的常用消毒剂主要有液氯、次氯酸钠、臭氧、二氧化氯、紫外线。而本次设计的污水处理规模较大，受纳水体卫生条件无特殊要求，设计中采用液氯作为消毒剂对污水进行消毒。液氯消毒的优点是效果可靠，投配设备简单，价格便宜；缺点是余氯对水生生物有害，氯化后可能产生致癌物质。主要是适用于大、中型污水处理厂。5.6.2消毒剂的投加5.6.2.1加氯量计算二级处理出水采用液氯消毒时，液氯投加量一般为，本设计中液氯投加量采用。每日投加量为：式中：————每日加氯量（）；————液氯投量（）；————污水设计流量（）。5.6.2.2加氯设备液氯由真空转子加氯机加入，加氯机设计三台，采用一用一备。每小时加氯量为：设计中采用ZJ—1型转子加氯机。5.6.3平流式消毒接触池本设计中采用4个3廊道平流式消毒接触池。计算草图如下图：54 图1-73廊道平流式消毒接触池平面图5.6.3.1消毒接触池的容积式中：————消毒接触池的容积（）；————污水设计流量（）；————消毒接触时间（），一般采用。5.6.3.2消毒接触池表面积式中：————消毒接触池的容积（）；————消毒接触池表面积（）；————消毒接触池有效水深（），设计中取。5.6.3.3消毒接触池池长式中：————消毒接触池池长（）；————消毒接触池表面积（）；————消毒接触池廊道单宽（），设计中取。消毒接触池采用3廊道，所以，消毒接触池长：54 式中：————消毒接触池池长（）；————消毒接触池池长（）；经计算，消毒接触池池长设计取23.1。校核长宽比：符合要求。5.6.3.4池高式中：————超高（），一般采用0.3；————有效水深（）。5.6.3.5进水部分每个消毒接触池的进水管管径，。5.6.3.6混合采用管道混合的方式，加氯管线直接接入消毒接触池进水管，为增强混合效果，加氯点后接的静态混合器。5.6.3.7出水部分式中：————堰上水头（）；————消毒接触池个数，为4；————流量系数，一般采用0.42；————堰宽，数值等于池宽（），设计中取4.5。54 5.7计量设备5.7.1设计说明污水厂中常用的计量设备有巴氏计量槽、薄壁堰、电磁流量计、超声波流量计、涡轮流量计等。污水测量装置的选取原则是精度高、操作简单、水头损失小、不易沉积杂物。本设计中选取的计量设备为巴氏计量槽，其优点水头损失小，不易发生沉淀，操作简单；缺点是施工技术要求高，不能自动记录数据。5.7.2设计计算5.7.2.1计量槽主要部分尺寸式中：————渐缩部分长度（）；————喉部宽度（），取0.75；————喉部长度（），取0.6；————渐扩部分长度（），取0.9；————上游渠道宽度（）；————下游渠道宽度（）；5.7.2.2计量槽总长度计量槽应设在渠道的直线段上，直线段的长度不应小于渠道宽度的8~10倍，在计量槽上游，直线段不小于渠宽的2~3倍，下游不小于4~5倍；计量槽上游直线段长为：式中：————上游直线段长（）；54 ————下游渠道宽度（）计量槽下游直线段：式中：————下游直线段长（）；————下游渠道宽度（）。计量槽总长：式中：————计量槽总长（）；————上游直线段长（）；————下游直线段长（）；————渐缩部分长度（）；————喉部长度（），取0.6；————渐扩部分长度（），取0.9；5.7.2.3计量槽的水位当时，式中：————设计流量（）；————上游水深（）。所以，反解上式可得：式中：————上游水深（）。————设计流量（）；当时，时为自由流；54 所以，设计中取。5.7.2.4渠道水力计算①上游渠道过水断面面积：式中：————上游水深（）。————过水断面面积（）；————下游渠道宽度（）；————下游渠道宽度（）。湿周：式中：————湿周（）；————下游渠道宽度（）；————上游水深（）。水力半径：式中：————水力半径（）；————过水断面面积（）；————湿周（）；流速：式中：————流速（）；————设计流量（）；————过水断面面积（）；水力坡度:54 式中：————水力坡度；————流速（）；————水力半径（）；————粗糙度，一般采用0.013。②下游渠道过水断面面积：式中：————过水断面面积（）；————下游渠道宽度（）。————下游水深（）。湿周：式中：————湿周（）；————下游渠道宽度（）；————下游水深（）。水力半径：式中：————水力半径（）；————过水断面面积（）；————湿周（）；流速：式中：54 ————流速（）；————设计流量（）；————过水断面面积（）；水力坡度:式中：————水力坡度；————流速（）；————水力半径（）；————粗糙度，一般采用0.013。5.7.2.5水厂出水管采用重力流铸铁管，流量，，，。5.8污泥浓缩池5.8.1设计说明污泥浓缩的对象是颗粒间的孔隙水，浓缩的目的是在于缩小污泥体积，便于后续污泥处理。常用污泥浓缩池分为竖流式浓缩池和辐流式浓缩池两种，本设计采用辐流式浓缩池。二沉池排放后的剩余污泥含水率高，污泥数量大，需要进行浓缩处理，设计中一般采用浓缩池处理剩余污泥。浓缩前污泥的含水率为99%，浓缩后污泥含水率为97%。设计计算草图见下图：图1-8污泥浓缩池剖面图54 5.8.2剩余污泥量5.8.2.1曝气池内每日增加的污泥量式中：————曝气池内每日增加的污泥量（）；————污泥产率系数，一般采用0.5~0.7，本设计采用0.6；————曝气池进水浓度（），；————曝气池出水浓度（），；————平均日污水量（）；————曝气池容积（）；————曝气池内活性污泥浓度（），取；————污泥自身氧化率，一般采用0.04~0.1，本设计采用0.1。5.8.2.2曝气池每日排出的剩余污泥量式中：————曝气池每日排出的剩余污泥量（）；————0.75；————回流污泥浓度（）。5.8.3辐流式浓缩池进入浓缩池的剩余污泥量为，采用两个浓缩池，所以可得单池流量为：5.8.3.1沉淀部分有效面积式中：————沉淀部分有效面积（）；54 ————流入浓缩池的剩余污泥浓度（），一般采用；————固体通量，一般取0.8~1.2，本设计中采用1.0————入流剩余污泥流量（）。5.8.3.2沉淀池直径式中：————沉淀池直径（）；————沉淀部分有效面积（）；经计算，设计中沉淀池直径取为10.8。5.8.3.3浓缩池的容积式中：————浓缩池的容积（）；————入流剩余污泥流量（）。————浓缩池浓缩时间（），一般采用10~16，本设计取用16。5.8.3.4沉淀池有效水深式中：————沉淀池有效水深（）；————浓缩池的容积（）；————沉淀部分有效面积（）；5.8.3.5浓缩后剩余污泥量式中：————浓缩后剩余污泥量（）；————入流剩余污泥流量（）。————浓缩前污泥的含水率（%）；————浓缩后污泥的含水率（%）。54 5.8.3.6池底高度辐流式沉淀池采用中心驱动刮泥机，池底需做成1%的坡度，刮泥机连续转动将污泥推入污泥斗。池底高度为：式中：————池底高度（）；————沉淀池直径（）；————池底坡度，一般采用0.01。经计算，设计中取池底高度为0.05。5.8.3.7污泥斗容积污泥斗高度：式中：————污泥斗高度（）；————泥斗倾角，为保证排泥顺畅，圆形污泥斗倾角一般采用；————污泥斗上口半径（）；————污泥斗底部半径（）；污泥斗的容积为：式中：————污泥斗容积（）；————污泥斗高度（）；————污泥斗上口半径（）；————污泥斗底部半径（）；污泥斗中污泥停留时间：54 式中：————污泥斗中污泥停留时间（）；————污泥斗容积（）；————浓缩后剩余污泥量（）；5.8.3.8浓缩池总高度式中：————浓缩池总高度（）；————超高（），一般采用；————沉淀池有效水深（）；————缓冲层高度（），一般采用，本设计采用；————池底高度（）；————污泥斗高度（）；经计算，设计中取浓缩池总高度为。5.8.3.9浓缩后分离出的污水量式中：————浓缩后分离出的污水量（）；————入流剩余污泥流量（）。————浓缩前污泥的含水率（%），一般采用99%；————浓缩后污泥的含水率（%），一般采用97%。5.8.3.10溢流堰浓缩池溢流出水经过溢流堰进入出水槽，然后汇入出水管排出。出水槽流量，设出水槽宽为，水深为，则水流流速为。溢流堰周长：式中：54 ————溢流堰周长（）；————沉淀池直径（）；————出水槽宽（）。溢流堰采用单侧三角形出水堰，三角堰顶宽为，深为，每格沉淀池有三角堰32.6/0.16=204个。每个三角堰流量：式中：————每个三角堰流量（）；————三角堰水深（）。经计算，设计中取三角堰水深为。设计三角堰后自由跌落0.10，则出水堰水头损失为。5.8.3.11溢流管溢流水量为，设溢流管管径为，则管内流速为。5.8.3.12刮泥装置浓缩池采用中心驱动刮泥机，刮泥机底部设有刮泥板，将污泥推入污泥斗。5.8.3.13排泥管剩余污泥量为，泥量很小，采用污泥管道最小管径，间歇将污泥排入贮泥池。5.9贮泥池5.9.1设计说明浓缩后的剩余污泥和初沉池污泥进入贮泥池，然后经投泥泵进入其他处理系统。起到调节污泥量和药剂投加池以及预加热池的作用。本设计中未设置初沉池，所以贮泥池用来贮存剩余污泥。由于污泥量不大，设计采用1座贮泥池，贮泥池采用竖流沉淀池构造。计算草图见下图：54 图1-9贮泥池5.9.2贮泥池计算5.9.2.1贮泥池设计流量每日排泥6次，排泥间隔4。5.9.2.2贮泥池的容积贮泥池计算容积：式中：————贮泥池计算容积（）；————每日产生污泥量（）；————贮泥时间（），一般采用，本设计采用；————贮泥池个数。贮泥池设计容积：54 式中：————贮泥池设计容积（）；————贮泥池有效深度（），本设计取为；————污泥斗高度（）；————污泥贮池边长（），本设计采用；————污泥斗底边长（），本设计底边采用正方形，取为；————污泥斗倾角，一般采用；————贮泥池个数。经计算，，设计满足要求。5.9.2.3贮泥池高度式中：————贮泥池高度（）；————超高（），一般采用；————贮泥池有效深度（）；————污泥斗高度（）；经计算，本设计取贮泥池高度为。5.9.2.4管道部分贮泥池中设都吸泥管一根，一根来自污泥浓缩池的的进泥管。5.10污泥脱水机5.10.1设计说明污水处理厂污泥二级消化后从二级消化池排出污泥的含水率约为95%，体积很大。因此为了便于综合利用和最终处置，需对污泥做脱水处理，使其含水率降至60%~80%，从而大大缩小污泥体积。本设计采用三台带式压滤机，两用一备，工作周期定位12小时。54 6高程布置计算6.1设计说明污水处理厂高程布置的主要任务是：确定各处理构筑物及泵房的标高，确定处理构筑物之间连接管渠的尺寸及标高，通过计算确定部位的水面标高，从而能使污水沿处理流程在处理构筑物之间通畅地流动，保证污水处理厂的正常运行。6.2设计计算6.2.1构筑物水头损失构筑物水头损失见表1-7。表1-7构筑物水头损失表构筑物名称水头损失（m）构筑物名称水头损失（m）粗格栅0.12集水井0.2细格栅0.2曝气池0.5沉砂池0.25二沉池0.46.2.2管渠水力计算管渠水力计算表见表1-8。表1-8管渠水力计算表管渠及构筑物名称流量（L/s）管渠设计参数水头损失（m）D（mm）I(‰)V（m/s）L（m）沿程局部合计出水口至计量堰115711001.01.22500.250.1760.426计量堰至消毒池115711001.01.2400.040.0770.117消毒池至集配水井115711001.01.2350.0350.3060.341二沉池至集配水井2895001.51.5100.0150.2360.250曝气池至集配水井5798001.51.0100.0150.1680.18354 ;6.2.3污水处理高程布置污水处理厂设置了终点泵站，水力计算以接受处理后污水水体的最高水位作为起点，沿污水处理流程向上倒推计算，以使处理后的污水在洪水季节也能自流排出，本设计中地面标高的设计中采用相对于当地为零的地面标高进行设计，即地面标高为±0.00。具体计算内容见表1-9。表1-9构筑物及管渠水面标高计算序号管渠及构筑物名称水面上游标高（m）水面上游标高（m）构筑物水面标高（m）地面标高（m）1出水口至消毒池-0.60-1.100.002消毒池-0.20-0.6-0.30.003消毒池至集配水井0.10-0.200.004集配水井至二沉池0.250.100.005二沉池0.650.250.250.006二沉池至集配水井0.900.650.007集配水井至曝气池1.300.900.008曝气池1.401.301.400.009曝气池至集配水井1.901.400.0010集配水井至沉砂池2.151.900.0011沉砂池2.202.152.150.0012格栅3.502.202.400.006.2.4污泥处理构筑物高程布置6.2.4.1污泥管道水头损失管道沿程损失：管道局部损失：54 ————污泥浓度系数；————局部阻力系数；————污泥管管径（）；————管道长度（）；————管内流速（）。查计算表可知污泥含水率97%时，污泥浓度系数，污泥含水率95%时，污泥浓度系数。各连接管道的水头损失见表1-10.表1-10连接管道水头损失表管渠及构筑物名称流量（L/s）管渠设计参数水头损失（m）D（mm）v(m/s)L(m)沿程局部总计二沉池至浓缩池16.41500.93200.260.120.38浓缩池至贮泥池15.31500.87100.070.030.106.2.4.2污泥处理构筑物的水头损失当污泥以重力流排出池体时，污泥处理构筑物的水头损失以各构筑物的出流水头计算，初沉池、浓缩池一般取，二沉池一般取。6.2.4.3污泥高程布置从污水高程可知二沉池液面标高，高程的计算顺序是根据推算出来的贮泥池的液面高程，由贮泥池液面高程反推浓缩池液面高程，确定二沉池至浓缩池的污泥提升高度。本设计中地面标高的设计中采用相对于当地为零的地面标高进行设计，即地面标高为±0.00。具体计算内容见表1-11。表1-11污泥处理构筑物及管渠水面标高计算表序号管渠及构筑物名称上游泥面标高（m）上游泥面标高（m）构筑物泥面标高（m）地面标高1贮泥池0.400.002浓缩池至贮泥池0.650.400.003浓缩池0.650.004脱水机房0.0054 参考文献[1]张自杰主编.排水工程下册(第4版).北京:中国建筑工业出版社，2000年．[2]李圭白，张杰主编.水质工程学.北京:中国建筑工业出版社，2005年．[3]韩洪军，杜茂安主编.水处理工程设计计算.北京:中国建筑工业出版社．[4]《污水综合排放标准》（GB8978-1996）．[5]《室外排水设计规范》（GB50014-2006）．[6]《给水排水设计手册》1、5、9、10、11册。[8]尹士君，李亚峰等编著.水处理构筑物设计与计算(第2版).北京:化学工业出版社，2007年．[9]孙慧修主编.排水工程上册(第4版).北京:中国建筑工业出版社，1998年7月.[10]阮文泉主编.废水生物处理工程设计实例详解.北京:化学工业出版社，2006年.[11]韩剑宏主编.水工艺处理技术与设计.北京:化学工业出版社，2007年.[12]FerraiM,GuglielmiG,AndreottolaG.ModellingrespirometrictestsfortheassessmentofkineticandstoichometricparametersonMBBRbiofilmformunicipalwastewatertreatment[J].EnvironmentalModelling&.Software,2010,25(5):626-632.[13]RustenB,EikebrokkB,UlgenesY,etal.Designandoperationsofthekaldnesmovingbedbiofilmreactors[J].AquacEng,2006,34(3):322-331.[14]BouallaquiH,TorrijiosM,GodonJJ,etal.Two-phaseanaerobicdigestionoffruitandvegetablewates:bioreactorsperformance[J].BiochemEngJ,2004,21(2):193-197.54 致谢转眼间几个月过去了，我的毕业设计也圆满完成。经过几个月的努力,我对给排水专业有了更深刻的认识，我在水处理方面专业知识也充实了很多,同时能够更好地将理论知识与实践相结合,为以后的发展做好了准备。在毕业设计过程中,很多老师与同学都给予了我很多的帮助，在此一并表示感谢。特别要感谢的是我的指导老师杨老师，在这段时间里，杨老师的辛勤指导让我留下了深刻印象。无论是在面对面的答疑还是通过电话联系，他对我们毕业设计中产生的疑惑都会认真的为我们分析讲解，不仅让我们明白如何处理目前的问题，而且启发我们联系到未来的实际工作。最后，再次表示我由衷的谢意，祝愿各位老师和同学身体健康,工作顺利，阖家幸福。54'