12万立方米每天的城市污水处理厂工艺设计

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1、设计题目：120000m3/d 的城市污水处理厂工艺设计的城市污水处理厂工艺设计学院： 环境与生物工程学院 专业： 环境工程 班级： 设计者姓名： 设计时间： 2008.10 -2008.11 课程设计说明书课程设计说明书水污染控制工程课程设计1目录目录1.水质水量及深度处理要求 .41.1 进水水质.41.2 出水水质.42.方案论证 .52.1 方案确定依据.52.1.1 生化处理方案确定依据 .52.1.2 污泥处理工艺路线确定依据 .62.2 方案比较.62.2.1 生化处理方案比较 .62.2.2 污泥处理方案比较 .72.3 方案确定.82.3.1 生化处理方案确定 .82.3.2

2、 污泥处理方案的确定 .83.设计计算 .93.1 水质平衡计算.93.2 主体构筑物设备计算.103.2.1 格栅设计计 .103.2.2 沉砂池设计计算 .103.2.3 初沉池设计计算 .113.2.4 曝气池设计计算 .123.2.5 曝气池辅助设备选择 .163.2.5 二沉池设计计算 .183.3.6 污泥处理过程的设计计算 .193.4 设备选型.223.4.1 配水井前泵的选择 .223.4.2 加药泵的选择 .234.设计结论 .254.1 设计方案特点.254.2 工艺流程图.264.3 构筑物设备一览表.27结束语 .28参考文献 .29水污染控制工程课程设计2污水处理工

3、程课程设计任务书污水处理工程课程设计任务书一、课程设计的内容和深度污水处理课程设计的目的在于加深理解所学专业知识，培养运用所学专业知识的能力，在设计、计算、绘图方面等得到锻炼。针对一座二级处理的城市污水处理厂，要求对主要污水处理构筑物的工艺尺寸进行设计计算，确定污水厂的平面布置和高程布置。最后完成设计计算说明书和设计图（污水处理厂平面布置图和污水处理厂高程图） 。设计深度为初步设计的深度。最大日处理量为 12 万立方米每天1、设计题目某城市污水处理厂 12 万 m3/工艺计算2、基本资料（1）城市污水处理厂设计水量及水质：单位：（mg/L）CODcrBOD5SS进水430180280出水602

4、030（2）处理工艺流程污水拟采用传统活性污泥法工艺处理，具体流程如下：污水分流闸井格栅间污水泵房出水井计量槽沉砂池初沉池曝气池二沉池消毒池出水（3）气象与水文资料风向：多年主导风向为西南风；气温：年平均气温 4.6；最热月平均为 26.5；极端气温，最高为 33，水污染控制工程课程设计3最低为-40，最大冻土深度为 1.9 米水文：降水量多年平均为 639.9mm；蒸发量平均为 1210mm，地下水位，地面下 5-6 米。（4）厂区选型污水厂选址在 185-192m 之间，平均地面标高为 187.5m。平均地面坡度为 0.3-0.5，地势为西北高，东南低。厂区征地面积为东西长 380 米，南

5、北长 280 米。3、设计内容对工艺构筑物选型作说明；主要处理设施（格栅、沉砂池、初沉池、曝气池、二沉池）的工艺计算；污水处理厂平面和高程布置图4、设计成果设计计算说明书一份设计图纸：污水厂平面图和污水厂处理高程图各一张水污染控制工程课程设计41.水质水量及深度处理要求水质水量及深度处理要求1.1 进水水质进水水质进水水质的各个指标见表 1-1表 1-1 进水水质项目水量 QBOD5COD数值120000 m3/d180mg/L430mg/L项目SS温度 TpH数值280mg/L18-356-9进水 BOD5 180mg/L，出水要求 BOD520mg/L，去除率为（180-20）/180 1

6、00% =88.89%，其他的指标均和 BOD5 计算相同。一级处理 BOD5 的去除率为 88.89%，SS 的去除率为 89.28%。经过一级处理后水质的各个指标见表 1-2表 1-2 一级处理后水质项目水量 QBOD5COD数值120000m3/d20mg/L60mg/L项目SS温度 TpH数值30mg/L18-356-9水污染控制工程课程设计51.2 出水水质出水水质出水水质的各个指标数值见表 1-3表 1-3 出水水质项目水量 QBOD5COD数值120000m3/d20mg/L60mg/L项目SS温度 TpH数值30 mg/L18-356-92.方案论证方案论证2.1 方案确定依据

7、方案确定依据2.1.1 生化处理方案确定依据生化处理方案确定依据进水水质 BOD5 180mg/L、COD 为 430mg/L，BOD5 与 COD 的比值为 0.559，大于 0.3，可以用生化处理。进水 BOD5 180mg/L，出水要求 BOD520mg/L，去除率为（180-20）/180 100% =88.89%，其他的指标均和 BOD5 计算相同。根据本设计二级处理要求 BOD5 、SS 的去除率分别为 88.89%和 89.23%。所选处理方法的经验去除率值的比较，确定可以达到处理要求的方法有：传统活性污泥法、阶段曝气法、完全混合活性污泥法（合建式） 。所选方法的去除率见表 2-

8、1。水污染控制工程课程设计6表 2-1 所选方法的去除率方法传统活性污泥法阶段曝气法完全混合活性污泥法（合建式）去除率大于 90%略小于 90%略小于 90%方法氧化沟CMAS（分建式完全混合活性污泥法）去除率95%-98%略小于 90%2.1.2 污泥处理工艺路线确定依据污泥处理工艺路线确定依据本设计为城市污水处理，产生污泥的地方主要是初沉池和二沉池，污泥处理工艺路线有：路线一：污泥浓缩脱水最终处置路线二：污泥浓缩自然干化堆肥最终处置路线三：污泥浓缩机械脱水干燥焚烧最终处置路线四：污泥浓缩消化最终处置2.2 方案比较方案比较2.2.1 生化处理方案比较生化处理方案比较生化处理的方案比较见表

9、2-2。表 2-2 方案比较33方法优点缺点适用性水流方式备注有机物去除率较高；耐冲击负荷能力差；适用于大中型水量；水污染控制工程课程设计7传统活性污泥法不易发生污泥膨胀；出水水质稳定。供氧利用率低；运行费用高。不控制出水氮磷。推流阶段曝气法耐冲击负荷能力较强；池内溶解氧较均匀；二沉池出水较好。有机物去除率略低；易发生污泥膨胀。适用于大中型水量；不控制出水氮磷。推流完全混合活性污泥法（合建式）耐冲击负荷能力较强；池内水质均匀，电耗低；负荷率较高。有机物去除率略低；易发生污泥膨胀。适用于中小水量；适用于工业废水；不控制出水氮磷。完全混合CMAS（分建式完全混合活性污泥法）耐冲击负荷能力较强；池内

10、水质均匀，电耗低；负荷率较高。有机物去除率略低；易发生污泥膨胀。适用于中小水量；适用于工业废水；不控制出水氮磷。推流和完全混合氧化沟耐冲击负荷能力较强；可以不设初沉池和污泥回流装置；出水水质占地面积较大；要求气温适中；污泥龄较长，水力停留时间长。适用于小水量；可以控制出水氮磷。推流和完全混合水污染控制工程课程设计8好。2.2.2 污泥处理方案比较污泥处理方案比较污泥处理的方案比较见表 2-3表 2-3 污泥处理方案比较66方案费用特点适用条件路线一根据所选的构筑物及设备决定以脱水为主要处理主体适于一般污泥的处理路线二较低以堆肥农用为主当污泥符合农用肥料条件及附近有农、林、牧或蔬菜基地时可以考虑

11、采用路线三费用较高以干燥焚烧为主污泥不适于进行消化处理，或不符和农用条件，或受污水处理厂用地面积的限制路线四费用随消化处理的构筑物决定以消化处理为主体适于污泥中有机物含量较高的污泥2.3 方案确定方案确定2.3.1 生化处理方案确定生化处理方案确定根据处理水量 10000，属于小水量，可以用氧化沟、完全混合活性污泥法（合建式） 、CMAS（分建式完全混合活性污泥法） 。氧化沟虽然处理的效果好，运行灵活，但是占地面积大、还要一定的外界温度，城市可用的土地少，还要节约用地，所以不用氧化沟；CMAS（分建式完水污染控制工程课程设计9全混合活性污泥法）虽然符合水量要求，但国内关于修建 CMAS 曝气池

12、的资料比较少，不易设计好；综合考虑多方面的原因，最后选用完全混合活性污泥法（合建式） 。2.3.2 污泥处理方案的确定污泥处理方案的确定2.3.2.1 污泥处理工艺路线确定本设计为 10000m3/d的流量，流量较小，产生污泥不多，修建污泥消化池费用较高，不经济；污泥干燥焚烧需要脱去更多的水，费用也会很高；堆肥需要的场地较大，且费时，不合理。最后确定的污泥工艺路线为路线一。2.3.2.2 污泥处理方案的确定1）污泥浓缩方法的确定污泥浓缩的方法66力浓缩、气浮浓缩、离心浓缩。重力浓缩需要的费用较低；气浮浓缩需要通入空气，消耗能量，运行费用较高；离心浓缩是利用机械脱水，费用也较高。最后选用的浓缩的

13、方法为重力浓缩。2）污泥脱水的方法的确定污泥脱水的方法有：自然干化和机械脱水。自然干化的脱水方法易受外界条件的影响，速度较慢，占用面积大，甚至还有臭味。所以最后选用的脱水的方法为机械脱水。3）污泥最终处置的方法的确定污泥最终处置的方法11埋、直接卫生填埋、堆肥、工业利用。污泥焚烧后填埋虽然是一种最合理的污泥最终处置的途径，但在焚烧时要求污泥的含水率较低，而污泥含水率的进一步降低不容易，且本设计产生的污泥量少，所以采用焚烧后填埋不合理。污泥堆肥要求和其他物质如城市生活垃圾、稻草、锯木等混合堆肥，且要求堆肥前应该去除垃圾中的金属物、玻璃、碎石、塑料等物质以及污泥中没有重金属、有毒有害物质等。工序复

14、杂，费时过多，占用场地大，劳动力强度大，对周围环境有污染，制成的肥料没有市场，因此不采用堆肥。工业利用的方法有：干泥颗粒燃烧发电，或提取焦油、焦碳、燃料油、燃料器等；污泥燃烧灰作建筑材料；污泥细菌蛋白制造蛋白塑料、胶合生产纤维板等；制造污泥气等。但这些用途在国内尚处于试验阶段，所以不可以采用。所以最后确定的污泥最终处置的方法是直接卫生填埋。水污染控制工程课程设计103.设计计算设计计算3.1 水质平衡计算水质平衡计算进水 BOD5 180mg/L，出水要求 BOD520mg/L，去除率为（180-20）/180*100% =88.89%，其他的指标均和 BOD5 计算相同。水质平衡计算表如下：

15、表 3-1。表 3-1 水质平衡计算表项目BOD5CODSS去除率88.89%86.05%89.28%3.2 主体构筑物设备计算主体构筑物设备计算3.2.1 格栅设计计格栅设计计 设计两座格栅 最大设计流量：Qmax=12 万 m/d =1.389 m/s1、 设栅前水深：h = 0.4 m 过栅流速： v =0.8 m/s , 栅条间隙宽度：b = 0.050 m 格栅倾角：= 60o n= (Qma sin 60o ) / b h v =(1.389 sin 60o) /0.05 0.4 0.8 =80.8 取 81 个B=S (n-1)+ b n =0.01 (81-1) +0.05 8

16、1 =4.85 (m) 4.8 (m) 2、 格栅的水头损失：h0 = ( v2 / 2g ) sin = 1.67 0.8 0.8/(2 9.08) sin 60o =0.047 (m)3、 H = h+ h1+ h 2=0.4 +0.142 +0.3 =0.842 (m)4、 格栅总长度 L = l 1 +l 2+ 0.1+ 0.5 +(H / tan) = 2.47 (m) 5、每日栅渣量 W = (QmaxW186400 )/ (K z 1000 ) 水污染控制工程课程设计11=（1.3890.0586400 ）/（1.51000）= 4.00 m3 / d 3.2.2 沉砂池设计计算

17、沉砂池设计计算1、设 v =0.25m/s，t=50s ,L=v t=0.25 50=12.5 m ;水流断面积 A=Qmax/v =1.389/0.25=5.56m2 2、设八格，每格宽 b=0.6 m ，则 B=n b=8 0.6=4.8 m3、有效水深 h 2 = A/B =5.56/4.8=1.16m4、沉砂斗容积 T=2d ,V=( QmaxT 86400) /( Kz1000000) = (1.389 3 2 86400 )/(1.5 1000000) =4.8 m3 设每个分格有 2 个沉砂斗，共有 8 2=16 个沉砂斗，则 V0 =4.8/16 =0.3 m33.2.3 初沉

18、池设计计算初沉池设计计算1、设表面负荷 q =3.0 m3 /（m2.d ） ，设计流量 Qmax=12 万 m3/d =1.389 m/s 则 A = ( Qmax3600 ) / q =1.389 3600 /3.0 =1666.8 m32、沉淀部分有效水深：h 2 = q t =3 1.5 = 4.5 m (设沉淀时间为 1.5 h ) 3、沉淀部分有效容积：V = Qmax t 3600=1.389 1.5 3600 =7500.6 m34、设水平流速 v =3.7 mm/s ,则 L =v t 3.6 = 3.7 1.5 3.6 =20 m5、池子总宽度 B = A / L= 166

19、6.8/ 20 = 83m6、设每个池子宽 4.5m，则 n = B/ b =83.34/4.320 个7、长宽比 L/b=20/4.5 =4.44.0（符合要求）8、污泥部分需要的总容积设 T=2d，污泥量为 25 g / ( 人/d ) ，污水含水量为 95%，则每人每日污泥量 S = 25 100 / (10095) 1000 =0.5 L / ( 人/d )V =SNT/ 1000 = 0.5 250000 2.0 / 1000 = 250 m39、每格污泥所需容积 V, =v/n=250/20=12.25 m3 10、污泥斗容积水污染控制工程课程设计12V1 = 1/3 h,4 (

20、f1 +f2 + ) 21ff h4 = (4.50.5 )/2 tan 600=3.46 m V1= 1/3 3.46 ( 4.5 4.5+0.5 0.5 + =26 m35 . 05 . 05 . 42污泥斗以上梯形部分污泥容积 V2 = (l1 +l2 )/ 2 h4 bh4= (20+0.3-4.5) 0.01=0.158 m l1 =20 +0.3 + 0.5= 20.80 m l2 = 4.5 m V2= (20.80+4.50 )/2 0.158 4.5=9.0 m3污泥斗和梯形部分污泥容积 V1+ V2 = 26 + 9 = 35.00 m3 25 m3 2、 池子总高度 设缓

21、冲层高度 h3 = 0.5 m ,则 H = h1 + h2 +h3 +h4 h4 =h4 +h4 = 0.158 +3.46 = 3.62 mH =0.3 + 2.4 +0.5 + 3.62 = 6.28 m3.2.4 曝气池设计计算曝气池设计计算3.2.4.1 作用来水经过配水井均匀配水后，进入曝气沉淀池。在曝气沉淀池内，污水和活性污泥混合，充分接触，污水中的可生物降解的物质被微生物代谢和利用，最后变为无机物，达到去除污染物的目的，最后泥水在外部的沉淀池内进行泥水分离，上清夜由出水堰排出，下面的泥部分排出池体，剩下的通过回流缝回流，进入曝气池，再次利用。3.2.4.2 设计规定661）池体

22、A.直径（D）不宜超过 20 米，国内较普遍的采用的数值为 15 米，最大为17 米，直径过大，充氧和搅拌能力都将受到影响。B.水深不宜超过 5 米，水深过大，搅拌不良池底易于沉泥，影响运行效果。C.沉淀区水深一般（H3）在 1-2 米之间，不宜小于 1 米，过小会影响上升水污染控制工程课程设计13水流的稳定。D.曝气区直壁段高度（H20）应该大于导流区的高度（H1） ，一般 H2-H10.414B（B 为导流区宽度） 。E.曝气区应该有 0.8-1.2 米的保护高。F.池底斜壁与水平呈 45角。2）回流窗回流窗孔的流速应该为 100-200 毫米/秒，并以此确定回流窗的尺寸。回流窗的总长度为

23、曝气区的周长的 30%左右，其调节高度为 50-150 毫米。3）导流区导流区出口出的流速（V3）应该小于导流区下降流速（V2） ，导流区下降流速为 15 毫米/秒左右，并按此确定导流区宽度。4）污泥回流缝污泥回流缝的流速为 20-40 毫米/秒，依据此确定回流缝的宽度（小 B） 。回流缝的宽度一般为 150-300 毫米。回流缝处设顺流圈，其长度（L）为 0.4-0.6米。顺流圈的直径（D4）应该大于池底直径（D3） ，以利于污泥下滑、回流。回流缝的各项尺寸控制的目的是防止气泡和混合液从回流缝进入沉淀区，并使沉淀污泥畅通回流。曝气区、导流区的结构容积系数（由于墙壁厚度所增加的容积百分比）为3

24、%-5%。3.2.4.3 设计参数所确定的设计参数66-2表 3-2 设计参数表参数名称进水 BOD5SS生物固体停留时间 C数值1802805d参数名称污泥负荷 NS容积负荷 NV回流比 R数值0.3kgBOD5/kgMLSS/d1.5 kgBOD5/m3/d80%参数名称MLSSXSVI数值5000mg/L120ml/g水污染控制工程课程设计143.2.4.4 设计计算661）曝气区容积的确定1、SVI 值取为 120，Xr= 1000000/ SVI 1.2=10000 mg/L,取 R 为 0.8X=R/(1+R) Xr =(0.8/1.8) 10000=4444.444002、曝气区

25、进水的 BOD5 值和污水日流量为：Sa =180 mg/L, Q=120000 m3/d 3、则曝气区的总容积为V 总=Q Sa / Ns X =120000 180/(0.3 4400)=16363.6(m3)4、选用 4 个曝气沉淀池，则每个曝气沉淀池的沉淀区容积为：V=Vz/4 =16363.6/4=4090.9(m3)5、取池深 h= 4.2m，则每组曝气池面积为 ：F=4090.9/4.2=974.02m26、取池宽为 6m，B/h=1.43 介于 12 之间，符合规定。L =F/B =974.02 /6= 162.34mL/B=162.34/6=27.06 10 符合规定设三廊道

26、式曝气池，单廊道长度为： L1=L/3=162.34/3=54.11m ,介于 5070 之间，合理。7、取超高为 0.5m，则池总高度为H =0.5+ h=0.5+4.2 =4.7m2）需氧量与充氧量的计算需氧量为：2()10000 (142.520)12.76()1000241000 4 24QSaSeRkgOhn 充氧量为：( )(20)30,0.85,0.95,1,2.09.17,7.63ooLTCTCCmg LCsmg L Csmg L(20)02(20)( )20.69()() 1.024oCTTLR CsRkgOhCsC氧总转移系数；氧在污水中饱和溶解值修正系数；因海拔高度不同而

27、引起的压力系数，一般取 1；Cs(20)在一个大气压和 20条件下，氧在清水中的饱和浓度，mg/L；Cs(T)水温 T 时曝气池内饱和溶解氧的浓度，mg/L；CL混合液的溶解氧浓度，mg/L，一般取 2 mg/L水污染控制工程课程设计153）选定曝气叶轮形式和曝气区面积与直径的确定选用泵型叶轮，查书66 得：当 R0=20.69kgO2/h，线速度为 4.5m/s 时，叶轮直径为 d=900mm，功率为 5.5kW。选用直径为 0.9m 的泵型叶轮。采用，因此曝气区的直径为：116dD166 0.95.4( )Ddm曝气区面积为： 2213.145.422.9()4Fm4）导流室直径与宽度的确

28、定污水在导流室下降速度取值 v2=15mm/s,则导流室的面积为：222(1)10000 (1 6)13.5()3.6243.6 15 4 24QRFmvn 导流室外直径为：1224 ()4 (22.9 13.5)7.0( )FFDm导流室的宽度为：217.05.40.8( )22DDBm5）曝气沉淀池的直径124 ()4 (22.9 13.5 132)15( )FFFDm6）曝气沉淀池其他各主要部位的尺寸确定A 曝气区直壁高：2310.4141.20.414 0.81.5( )hhhBm曝气沉淀池直壁高取 1.5 米。B 曝气沉淀池斜壁与曝气区直壁呈 45角。C 曝气沉淀池池深取值 H=4.

29、0 米。D 曝气沉淀池斜壁高：434.0 1.52.5( )hHhmE 曝气沉淀池池底直径为：32152 2.510( )DDhm 7）回流窗孔尺寸的确定水污染控制工程课程设计16污水通过回流窗控的流速取值 v1=100mm/s,于是回流窗空的总面积为：21(1)10000 (1 6)2.03()3.6243.6 100 4 24QRfmvn 每池开 50 个回流孔，则每个窗孔的面积为：3112.030.0406()50ffmn采用 200 200mm 的孔口，在孔口上安设挡板以调节过水面积。8）回流缝尺寸的确定取曝气区底直径大于池底直径 0.2 米，则430.2100.210.2( )DDm

30、回流缝宽 b 取值 0.2 米，顺流圈长 0.5 米，则回流缝过水面积为：2240.50.2()3.14 0.2 (10.2)6.7()1.411.41Lbfb Dm回流缝内污水流速为：4210000 625.91()3.6243.6 6.7 4 24QRvm sfn 9）曝气沉淀池实际容积核算曝气沉淀池的总容积为：22233334575.6()232222DDDDDVhhm 曝气沉淀池结构容积系数取 10%，则其实际有效容积为：3(1 10%)518.04()VVm沉淀区实际有效容积为：223221165.79()4VDDhm曝气区（包括导流室和回流区）的实际有效容积为：312352.25(

31、)VVVm实际有效比计算所需的稍微大一点，但基本可以，所定尺寸勿需调整。3.2.5 曝气池辅助设备选择曝气池辅助设备选择3.2.5.1 表面曝气机的选择水污染控制工程课程设计17泵型叶轮的特点551）泵型叶轮的动力效率高于国外同类产品（3kgO2/kWh） ，且结构简单；减速器采用螺旋锥齿轮，圆柱斜齿轮二级传动，运行平稳，噪声低，使用寿命 5000h 以上。2）叶轮升降装置装于减速机侧面，可在额定范围内随意调节叶轮高度，改变浸沫深度，从而调节充氧。3）调速型采用 YR 系列电动机，恒速型采用 Y 系列电动机，均为户外型全封闭三相异步电动机。4）调速型采用触发模块，可控制硅串级调速装置，对电动机

32、进行无级调速，在低、中速非满载运行时，转差功率重新返回电网，从而节约电能。因此，采用泵型叶轮。由曝气池设计计算知道：选用泵型叶轮，查书得：当 R0=20.69kgO2/h，线速度为 4.5m/s 时，叶轮直径为 d=900mm，功率为5.5kW。选用直径为 0.9m 的泵型叶轮。3.2.5.2 吸泥装置的选择55排泥设备种类有：刮泥机、吸泥机、刮沫机、刮油刮泥机、浓缩机、LCS型链条式除砂机。本设计中的排泥机是为了排除剩余污泥。因此应该用吸泥机。吸泥机的类型有：ZBX 型周边传动吸泥机、HJX 型桁架式吸泥机（包括带斜板沉淀池虹吸式吸泥机、不带斜板沉淀池的虹吸式吸泥机、泵吸式吸泥机） 。吸泥装

33、置安置在二沉池，以排除二沉池的剩余污泥，由于池子为合建式，不易采用周边传动式的吸泥装置，用虹吸式或泵吸式的吸泥机，而虹吸式的需要设虹吸管，比较麻烦。综合各个因素，最后选用泵吸式的吸泥装置。根据算出的排泥量的大小，可以确定选用的吸泥机型号为：HJX3-14 或HJX3-16。3.3 辅助构筑物（设备）的计算3.3.1 配水井的设计计算333.3.1.1 作用本设计曝气沉淀池的个数为 4 个，为均衡发挥各个池子的运行能力，所以在曝气沉淀池前需要设置配水井。配水井的主要作用是：均匀配水，保证各曝气沉淀池经济有效的运行。水污染控制工程课程设计183.3.1.2 设计规定1）水力配水设施的基本原理是保持

34、各个配水方向的水头损失相等。2）配水渠道中的水流速度应该不大于 1.0m/s 以利于配水均匀和减少水头损失。3）从一个方向和用其中的圆形入口通过内部为圆筒形的管道向其引水的环形配水池，当从一个方向进水时，保证分配均匀的条件是：A 应该取中心管径等于引水管径；B 中心管下的环形孔高应该取 0.250.5D1；C 当污水从中心管流出时，不应该有配水池直径和中心管直径之比大于1.5 的突然扩张；D 在配水池上部必须考虑液体通过堰的自由出流；E 当进水流量为设计负荷，配水均匀度误差为1%；当进水流量偏离设计负荷 25%时，配水均匀度误差为 2.9%。3.3.1.3 设计计算1）进水管径 D1配水井进水

35、管的设计流量为： Q=10000/24=416.7(m3/s),当管径为D1=400mm 时，查水力计算表88 得知 v=0.9m/s，符合要求2）堰的选择单个出水溢流堰的流量为 q=Q/4=104.17(m3/h)=28.94(L/s)4.0 m沉淀池总高度 H = H0 +h4 + h1 =4.3+ 0.9 +0.3 =5.4 m3.3.6 污泥处理过程的设计计算污泥处理过程的设计计算3.3.6.1 初沉迟污泥量的确定水污染控制工程课程设计20;)(21251000)96100(101000050170100)100(101003333LmgCdmVdmPQCVOO进水悬浮物浓度；初沉池泥

36、量，dmQmkgP3310000%50%1000%进水量；为：去除率；沉淀污泥浓度；污泥含水率；3.3.6.2 剩余污泥产量)(525508. 015 .122100006 . 01dkgcbSrQaYdmQdcLmgSeSaSrba310000;5)(5 .122205 .14208. 01 . 004. 06 . 07 . 05 . 0；取污泥自身氧化率；取污泥增殖系数；3.3.6.3 总污泥量dmYVQ32200总3.3.6.3 污泥浓缩池设计3.3.6.3.1 作用污泥浓缩池的主要作用为：污泥浓缩可使污泥初步减容，使其体积减少为原来的几分之一，从而为后续处理和处置带来方便。3.3.6.

37、3.2 设计规定连续流污泥浓缩池可采用沉淀池形式，一般为竖流式或辐流式；污泥浓缩池面积应该按污泥沉淀曲线实验数据决定的污泥固体负荷来进行计算，当无污泥沉淀曲线数据时可根据污泥种类，污泥中有机物的含量采用经验数据设计；连续式污泥浓缩池，一般采用圆形竖流或辐流沉淀池的形式。污泥室容积，应该根据排泥方法和两次排泥时间间隔而定，浓缩池较少时可采用竖流式浓缩池，一般不设刮泥机，沉淀池按浓缩分离出来的污水流量进行设计。当农村习惯采用湿污泥作肥料时，污泥的浓缩与储存可采用间歇式湿污泥池；水污染控制工程课程设计21浓缩池的上清液应该重新回流到初沉池前进行处理，污泥浓缩池一般均散发臭气，必要时应该考虑防臭或除臭

38、措施，其他设计数据可采用沉淀池有关规定。3.3.6.3.3 设计参数所确定的设计参数为：表 3-4。表 3-4 污泥浓缩池的设计参数参数名称总污泥量 Q总原含水率 P0原固体浓度 C0有效水深数值2200m3/d99%10kg/m34m参数名称浓缩时间要求降低到含水率 Pu要求降低到的固体浓度 Cu固体通量数值15h97%30 kg/m340kg/m3/d3.3.6.3.4 设计计算331）浓缩池面积 A)(5504010220020mGCQA2）浓缩池直径 D：设计采用 2 个圆形辐流池单池面积为：)(275255021mnAA浓缩池直径为：)(1156.10275441mAD3）浓缩池深度

39、为：浓缩池工作部分有效水深为)(5 . 255024152200242mATQh超高取；缓冲层高；mh3 . 01mh3 . 03浓缩池设机械刮泥机，池底坡度；201i污泥斗底部直径，上底直径；mD0 . 11mD4 . 22池底坡度造成的深度为：水污染控制工程课程设计22)(2 . 020124 . 22112224miDDh污泥斗高：)(2 . 160tan20 . 124 . 2tan220125mDDh污泥浓缩池的总深度为：)(5 . 42 . 12 . 03 . 05 . 23 . 054321mhhhhhH3.3.2.3.5 污泥浓缩池的简图及尺寸标注最后计算所得的污泥浓缩池的简图

40、及尺寸标注如下：图 3-2图 3-2 污泥浓缩池的简图及尺寸标注水污染控制工程课程设计233.4 设备选型设备选型3.4.1 配水井前泵的选择配水井前泵的选择因为配水井后需要自流入曝气沉淀池，所以需要泵的推动。3.4.1.1 选泵要点991）要大小兼顾，调配灵活；2）型号整齐，互为备用；3）理地用尽各水泵的高效段；4）近远期相结合的观点在选泵过程中应该给予相当重视；5）大中型泵站需要做选泵方案比较。3.4.1.2 选泵的其他因素91）水泵的构造形式对泵房的大小、结构形式和泵房内部的布置有影响，因而对泵站造价很有关系；2）应该保证水泵的正常吸水条件；3）应该选用效率较高的水泵，尽量选用大泵，因为

41、一般大泵比小泵的效率高；4）根据供水对象对供水可靠性的要求，选用一定数量的备用泵；5）选泵时，应该尽量结合地区条件优先选择当地制造的成系列生产的、比较定型的和性能良好的产品。3.4.1.3 确定泵大致型号根据以上选用 XA 型卧式单级单系离心泵，在根据所需要的扬程和流量确定具体型号。3.4.2 加药泵的选择加药泵的选择3.4.2.1 加药泵的型号及用途55加药泵的型号有两种，分别为1）J 型计量泵J 型计量泵的用途：J 型计量泵供输送温度在-30-100、黏度 0.3-800mm2/s 及不含固体状颗粒的介质。按液体腐蚀性能，可选用不同材料满足其使用要求。根据用户的水污染控制工程课程设计24不

42、同要求还可派生电控型、气控型、双调型、高温型、高黏度型、悬浮液型等有特殊功能要求的计量泵。适用于石油化学工业、医药、饮食、火电厂、环境保护、矿山、国防等科研和生产部门。2）J 型悬浮液计量泵J 型悬浮液计量泵的用途：J 型悬浮液计量泵是 J 型计量泵的派生系列产品。供输送粒度小于等于0.3mm、黏度小于等于 1000mm2/s、固体浓度小于等于 30%的介质，以及料浆、石灰乳、酵母泥和其他带有悬浮颗粒的液体。3.4.2.2 加药泵确定型号依据此处加药是在污泥脱水前的预处理，所加药剂为混凝剂和助凝剂，混凝剂用铝盐铁盐，还需用石灰调节其 pH 值。3.4.2.3 加药泵型号确定根据所加药剂及加药泵

43、型号特点、用途，最后选用 J 型悬浮液计量泵。3.4.3 污泥浓缩池中刮泥机的选择3.4.3.1 刮泥机的型号及适用范围1）ZXG 型中心传动刮泥机适用范围：ZXG 中心传动刮泥机广泛用于池直径较小的给排水工程中辐流式沉淀池的刮、排泥。2）ZBG 型周边传动刮泥机适用范围：ZBG 型周边传动刮泥机广泛用于给排水工程中较大直径的辐流式沉淀池排泥。3）XJY 大型周边传动刮泥机适用范围：XJY 大型周边传动刮泥机适用于给排水工程中大直径辐流式沉淀池的排泥。尤其用于黄河高浊度水的预处理，其进水含砂量可达 100kg/m3，沉淀池积泥浓度为 400 kg/m3，密度为 1250 kg/m3。4）HJG

44、 型桁架式刮泥机适用范围：HJG 型桁架式刮泥机适用于矩形平流式沉淀池。3.4.3.2 刮泥机的型号的确定本设计的污泥浓缩池为辐流式的，直径 11 米，属于中等直径辐流式浓缩池排泥而且污泥浓度较大，所以选用 ZBG 型周边传动刮泥机。水污染控制工程课程设计253.4.4 污泥脱水设备的选型污泥脱水设备的选型3.4.4.1 污泥脱设备的型号、适用范围及特点551）LWD430W 型卧式离心污泥脱水机组适用范围：LWD430W 型卧式离心污泥脱水机组是在消化吸收国外先进技术的基础上研制成功的新产品。用于城市污水处理厂剩余污泥的脱水，经过建设部给水排水设备产品质量监督检验中心检测，其主机各项性能指标

45、在国内外处于领先地位，并已接近和部分达到国外同类机型水平，可替代进口同类产品。主机结构特点：采用较大长径比，延长物料停留时间，提高固形物质的去除率；采用独特螺旋结构，增强了螺旋对泥饼的挤压力度，提高泥饼的含固率；采用先进的动平衡技术，使空载振动烈强度仅为 2.8mm/s，负载振动烈强度仅为 4.5mm/s，远低于 JB/T4335-91 的 7.2mm/s 和 11.2mm/s 的标准；采用独特的差转速调节技术，增大螺旋卸料扭矩和附载能力；螺旋叶片等易磨损部位采用硬质合金材料，确保设备经久耐用。2）板框箱式压滤机板框箱式压滤机分为：板框压滤机、箱式压滤机、自动板框压滤机。板框压滤机的适用范围：

46、板框压滤机是间歇操作的过滤设备，广泛用于制糖、制药、化工、染料、冶金、洗煤、食品和污水处理等部门，以过滤形式进行固体与液体的分离。它是对物料适应性较广的一种中小型分离机械设备。箱式压滤机的适用范围：箱式压滤机适用于制糖、制药、化工、冶金、环保和污水处理等行业。以滤布为过滤介质进行固液分离。自动板框压滤机的适用范围：自动板框压滤机是间歇操作的加压过滤设备用于给水排水、环境保护、化工、轻工等行业各类悬浮液分离。特别对污水污泥的脱水处理具有显著成效。它能够过滤固相粒径为 5 微米以上的悬浮液，及固相浓度为 0.1%-60%的物料，可将含水率从 97%-98%降到 70%，而且还能过滤浓度大或成胶状难

47、过滤的物料，经过脱水后可以压成块状固体滤饼，使体积缩小到脱水前的 1/15。3）带式压榨过滤机适用范围：带式压榨过滤机是一种高校固液分离设备。经过絮凝的污泥、通过重力脱水区脱去大量水分后，再进入低压、高压脱水区，通过锟系间的变相弯曲和滤带张力作用，污泥受到反复挤压、并产生剪切力，使污泥颗粒产生水污染控制工程课程设计26相对位移，从而分离污泥中的游离水和毛细水。脱水后的污泥形成滤饼排出机外，滤液与洗涤液汇集于主机底部排出。该机适用于煤炭、冶金、化工、医药、轻纺、造纸和城市下水等各行业污水的处理。其特点是脱水效率高，处理能力大，经过过滤，性能稳定，操作稳定，体积小重量轻，节约能源，占地面积小。3.

48、4.4.2污泥脱水设备的确定该污泥脱水是经过重力浓缩后的污泥，根据污泥的性能和压滤机的性能特点、适用范围，最后确定选用的污泥脱水设备为带式压榨过滤机。4.设计结论设计结论4.1 设计方案特点设计方案特点本设计只是对生化处理工艺和污泥处理的设计，依据进水的水量及水质条件，通过几种方案的比较，最后确定：生化处理选用曝气沉淀池，污泥处理采用重力浓缩、机械脱水后进行填埋处理。在设计过程和设备的选择过程中，通过多方面的比较，采用简单的工艺路线和适当的设备，使处理效果达到污水综合排放标准 （GB8978-1996）的一级标准（按其他排污单位） ，满足设计要求。但在设计过程中，没有考虑长远的规划，只是对现在

49、水量的设计（10000m3/d）,如果想扩大规模，则需要对设备及构筑物进行改动。4.2 工艺流程图工艺流程图通过比较，最后确定的工艺流程图为图 4-1图 4-1 工艺流程图水污染控制工程课程设计274.3 构筑物设备一览表构筑物设备一览表通过设计计算和设备选择，最后确定的构筑物和设备见表 4-1水污染控制工程课程设计28表 4-1 构筑物设备一览表编号名称规格单位数量备注1配水井11*4.5（m）个12曝气池27*6(m)个43辐流式沉淀池40*4 (m)个24鼓风曝气机泵型叶轮的表面曝气机台45吸泥机HJX3-14 或HJX3-16台46刮泥机ZBG 型周边传动刮泥机台27压滤机带式压榨过滤

50、机台根据污泥量确定8计量泵J 型悬浮液计量泵台29离心泵XA 卧式单极单吸式离心泵台根据污水量和所需的扬程确定水污染控制工程课程设计29结束语结束语通过两周的查阅资料和设计计算，120000m3/d 的城市污水生化处理工艺设计的任务终于完成了。在这个设计过程中，我学会了查阅资料及利用资料的方法，掌握了一些理论联系实际的经验，锻炼了自己运用知识的能力，总结了以前所学的专业知识，富了我的知识面，对自己的专业设计有了更深一步的了解，同时也找到；我所学知识的缺点和不足，这使我更加坚定努力学习的决心。非常感谢老师给我的这次机会，让我既学会了知识又学会了合作，同时也感谢同学在这个过程中给予我的帮助！由于本

51、人的知识与阅历有限，难免有错误，希望各位读者给于批批评指正。水污染控制工程课程设计30参考文献参考文献11黄江丽.城市污水处理厂设计与运行管理.第一版.长春：吉林科学技术出版社，2005，3022北京市市政设计院.给水排水设计手册第 5 册.第一版.北京：中国建筑工业出版社，1988，23，230-41233崔玉川，刘振江，张绍怡等.城市污水厂处理设施设计计算.第一版.北京：化学工业出版社，2004，18-5044赵庆良，任南琪.水污染控制工程.第一版.北京：化学工业出版社，2005，40-6055中国市政工程西北设计研究院.给水排水设计手册第 11 册.第二版.北京:中国建筑工业出版社，2002， 491-52866张自杰，林荣枕，金儒霖.排水工程下册.第四版.北京：建筑工业出版社，1999，7477韩洪军.污水处理构筑物设计与计算.第一版.哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社，2002，20388中国市政工程西北设计研究院.给水排水设计手册第 1 册.第二版.北京:中国建筑工业出版社，200299姜乃昌，金锥.水泵及水泵站.第四版.中国建筑工业出版社，2005，127-13010同济大学，上海交通大学机械制图组.机械制图第五版.高等教育出版社.2004