给水排水专业排水工程课程设计20万m3d城市生活污水处理工艺设计

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1、吉林化工学院给水排水专业排水工程课程设计绪论1设计任务和依据1设计任务1设计依据1设计要求1设计数据2设计方案论证3水质平衡计算8第一章 污水处理构筑物设计计算101.1 粗格栅101.2集水池111.3细格栅111.4沉砂池131.4.1工艺结构尺寸141.4.2沉砂室设计计算141.4.3 进出水区151.4.4 工艺装备：151.5沉淀池的设计计算151.5.1 沉淀区的表面积171.5.2沉淀区的有效水深171.5.3 沉淀区的有效容积171.5.4沉淀池长度171.5.5 沉淀区的总宽度171.5.6 沉淀池的数量171.5.7 校核181.5.8 污泥区的容积181.5.9 贮泥斗

2、的容积181.5.10 贮泥斗以上梯形部分污泥容积191.5.11 校核191.5.12 沉淀池的总高度191.6 SBR反应池201.6.1设计说明201.6.2 SBR反应池容积计算221.6.3 SBR反应池运行时间与水位控制231.6.4 排水口高度和排水管管径241.6.5 排泥量及排泥系统251.6.6 需氧量及曝气系统设计计算251.6.7 空气管计算271.6.8 滗水器291.7 接触消毒池291.7.1 设计说明291.7.2 设计计算301.8 污泥处理系统311.8.1 污泥水分去除的意义和方法311.8.2 各部分尺寸计算32第二章 污水厂362.1污水厂平面布置36

3、2.1.1平面布置一般原则362.1.2建筑物之间的距离372.1.3厂内道路372.1.4总论37第三章 经济技术分析383.1估算范围383.2编制依据383.3材料价格383.4项目总投资383.5污水单位处理成本40致 谢42参考文献4343 吉林化工学院给水排水专业排水工程课程设计 绪论 设计任务和依据 设计任务本设计方案的编制范围是城市市生活污水处理工艺，处理能力为20万m3/d,内容包括处理工艺的确定、各构筑物的设计计算、设备选型、管道铺设、平面布置、经济技术分析。完成总工艺流程图、平面布置图。 设计依据（1）中华人民共和国环境保护法和水污染防治法（2）污水综合排放标准GB897

4、81996（3）建设部标准生活杂用水水质标准（CJ25.189）（4）课程设计任务书（5）课程设计大纲 设计要求 污水处理厂设计原则（1） 污水厂的设计和其他工程设计一样，应符合适用的要求，首先必须确保污水厂处理后达到排放要求。考虑现实的经济和技术条件，以及当地的具体情况（如施工条件）（2） 。在可能的基础上，选择的处理工艺流程、构（建）筑物形式、主要设备设计标准和数据等。（3） 污水处理厂采用的各项设计参数必须可靠。设计时必须充分掌握和认真研究各项自然条件，如水质水量资料、同类工程资料。按照工程的处理要求，全面地分析各种因素，选择好各项设计数据，在设计中一定要遵守现行的设计规范，保证必要的安

5、全系数。对新工艺、新技术、新结构和新材料的采用积极慎重的态度。（4） 污水处理厂（站）设计必须符合经济的要求。污水处理工程方案设计完成后，总体布置、单体设计及药剂选用等尽可能采用合理措施降低工程造价和运行管理费用，（5） 污水厂设计应当力求技术合理。在经济合理的原则下，必须根据需要，尽可能采用先进的工艺、机械和自控技术，但要确保安全可靠。（6） 污水厂设计必须注意近远期的结合，不宜分期建设的部分，如配水井、泵房及加药间等，其土建部分应一次建成；在无远期规划的情况下，设计时应为今后发展留有挖潜和扩建的条件。（7） 污水厂设计必须考虑安全运行的条件，如适当设置分流设施、超越管线、甲烷气的安全储存等

6、。（8） 污水厂的设计在经济条件允许情况下，场内布局、构（建）筑物外观、环境及卫生等可以适当注意美观和绿化。 污水处理工程运行过程中应遵循的原则在保证污水处理效果同时，正确处理城市、工业、农业等各方面的用水关系，合理安排水资源的综合利用，节约用地，节约劳动力，考虑污水处理厂的发展前景，尽量采用处理效果好的先进工艺，同时合理设计、合理布局，作到技术可行、经济合理。 设计数据表1-1设计进水水质指标类别流量(m3/d)COD(mg/l)BOD5(mg/l)NH3-N(mg/l)SS(mg/l)pH生活污水55000400300302006-7工业废水甲厂3500600550254006-7乙厂35

7、001000500357006.8-7.5丙厂35004961851020中性丁厂550065728120131中性戊厂50004781912099中性水温污水平均水温为25（夏季）和15左右（冬季）处理程度及出水指标根据国家城镇污水处理厂污染物排放标准GB18918-2002的规定，本污水处理厂的排放水质应满足该标准的一级（B）标准要求。一级B标准要求标排放水质的主要污染物指标如下：表1-2主要出水水质指标表（部分） 项 目BOD5CODSSpH单 位mg/Lmg/Lmg/L/出水水质301007069 设计方案论证城市污水处理厂的设计规模与进入处理厂的污水水质和水量有关，污水的水质和水量可

8、以通过设计任务书的原始资料计算。 厂址选择在污水处理厂设计中，选定厂址是一个重要的环节，处理厂的位置对周围环境卫生、基建投资及运行管理等都有很大的影响。因此，在厂址的选择上应进行深入、详尽的技术比较。厂址选择的一般原则为：1、 在城镇水体的下游；2、 便于处理后出水回用和安全排放；3、 便于污泥集中处理和处置；4、 在城镇夏季主导风向的下风向；5、 有良好的工程地质条件；6、 少拆迁，少占地，根据环境评价要求，有一定的卫生防护距离；7、 有扩建的可能；8、 厂区地形不应受洪涝灾害影响，防洪标准不应低于城镇防洪标准，有良好的排水条件；9、 有方便的交通、运输和水电条件。所以，本设计的污水处理厂应

9、建在城区的东北方向较好，又由于城市污水主干管由西北方向流入污水处理厂厂区，则污水处理厂建在城区的西北方向。 污水厂处理流程的选择 确定处理流程的原则城市污水处理的目的是使之达标排放或污水回用用于使环境不受污染，处理后出水回用于农田灌溉，城市景观或工业生产等，以节约水资源。城市污水处理及污染防治技术政策对污水处理工艺的选择给出以下几项关于城镇污水处理工艺选择的准则： 城市污水处理工艺应根据处理规模、水质特征、受纳水体的环境功能及当地的实际情况和要求，经全面技术经济比较后优先确定； 工艺选择的主要技术经济指标包括：处理单位水量投资，削减单位污染物投资，处理单位水量电耗和成本，削减单位污染物电耗和成

10、本，占地面积，运行性能，可靠性，管理维护难易程度，总体环境效益； 应切合实际地确定污水进水水质，优先工艺设计参数必须对污水的现状、水质特征、污染物构成进行详细调查或测定，做出合理的分析预测； 在水质组成复杂或特殊时，进行污水处理工艺的动态试验，必要时应开展中试研究； 积极地采用高效经济的新工艺，在国内首次应用的新工艺必须经过中试和生产性试验，提供可靠性设计参数，然后进行运用。 污水处理流程的比较与选择1、传统活性污泥法传统活性污泥法，又称推流式活性污泥法，它是依据污水的自净作用发展而来的。污水在经过沉砂、初沉等工序进行一级处理后，进入推流式曝气池，在曝气和水力条件下，曝气池中的水均匀地流动，污

11、水从入口流向出口，前端液流不与后端液流混合。在曝气池中，污水中的有机物绝大部分被微生物吸附、氧化分解，生成无机物，然后进入沉淀池。在这个过程中，随着环境的变化，生物反应速度是变化的，F/M值也是不断变化的，微生物群的量和质不断地变动，后行污泥的吸附、絮凝、稳定作用不断的变化，其沉降浓缩性能也不断地变化1。2、AB法(AdsorptionBiooxidation)该法由德国Bohuke教授开发。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，污泥负荷在2.5kgBOD/(kgMLSSd)以上，池容积负荷在6kgBOD/(m3d)以上；B级负荷低，污泥龄较长。A级与B级

12、间设中间沉淀池。二级池子F/M(污染物量与微生物量之比)不同，形成不同的微生物群体。AB法尽管有节能的优点，但不适合低浓度水质，A级和B级亦可分期建设。3、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

13、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，可以从时间上安排曝气、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 。4、A2/O法（AnaerobicAnoxicoxic）由于对城市污水处理的出水有去除氮和磷的要求，故国内10年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。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(DO0.3mg/L)，释放出聚磷

14、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DO12.5)，BOD/TKN为1.53.5，COD/TP为3060，BOD/TP为1640(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A/O工艺。5、氧化沟工艺本工艺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。氧化沟具有脱氮的效果且在应用中发展为多种形式，比较有代表性的有： 帕式(Passveer)简称单沟式，表面曝气采用转刷曝气，水深一般在2.53.5m，转刷动力效率1.61.8kgO2/(kWh)

15、。奥式(Orbal)简称同心圆式，应用上多为椭圆形的三环道组成，三个环道用不同的DO(如外环为0，中环为1，内环为2)，有利于脱氮除磷。采用转碟曝气，水深一般在4.04.5m，动力效率与转刷接近，现已在山东潍坊、北京黄村和合肥的污水处理厂应用。若能将氧化沟进水设计成多种方式，能有效地抵抗暴雨流量的冲击，对一些合流制排水系统的城市污水处理尤为适用。卡式(Carrousel)简称循环折流式，采用倒伞形叶轮曝气，从工艺运行来看，水深一般在3.0m左右，但污泥易于沉积，其原因是供氧与流速有矛盾。 三沟式氧化沟(T型氧化沟)，此种型式由简单，处理效果不错，但其采用转刷曝气，水深浅，占地面积大，复杂的三池

16、组成，中间作曝气池，左右两池兼作沉淀池和曝气池。T型氧化沟构造控制仪表增加了运行管理的难度。不设厌氧池，不具备除磷功能。交替式氧化沟是SBR工艺与传统氧化沟工艺组合的结果，目前应用的主要有3种氧化沟，分别为VR型、DE型、T型。交替式氧化沟具有良好的脱氮效果，若在起前面设一厌氧池，则起也具有良好的除磷效果。氧化沟一般不设初沉池，负荷低，耐冲击，污泥少。建设费用及电耗视采用的沟型而变，如在转碟和转刷曝气形式中，再引进微孔曝气，加大水深，能有效地提高氧的利用率(提高20%)和动力效率达2.53.0 kgO2/(kWh)。 污水处理流程方案的确定经过分析本设计可选择的工艺流程，有两种：（1）传统活性

17、污泥法传统活性污泥法，又称推流式活性污泥法，它是依据污水的自净作用发展而来的。污水在经过沉砂、初沉等工序进行一级处理后，进入推流式曝气池，在曝气和水力条件下，曝气池中的水均匀地流动，污水从入口流向出口，前端液流不与后端液流混合。在曝气池中，污水中的有机物绝大部分被微生物吸附、氧化分解，生成无机物，然后进入沉淀池。在这个过程中，随着环境的变化，生物反应速度是变化的，F/M值也是不断变化的，微生物群的量和质不断地变动，后行污泥的吸附、絮凝、稳定作用不断的变化，其沉降浓缩性能也不断地变化1。图1-1传统活性污泥法工艺流程图传统活性污泥法的特点是2：曝气池内污水浓度从池首至池尾是逐渐下降的，由于在曝气

18、池内存在这种浓度梯度，污水降解反应的推动力较大，效率较高，对污水处理的方式较灵活。对悬浮物和BOD的去除率较高。运行较稳定。推流式曝气池沿池长均匀供氧，会出现池首供氧过剩，池尾供氧不足，增加动力费用；且根据设计要求，对氮的去除率较高，而传统活性污泥法达不到要求。（2）SBR工艺此法集进水、曝气、沉淀在一个池子中完成。一般由多个池子构成一组，各池工作状态轮流变换运行，单池由滗水器间歇出水，故又称为序批式活性污泥法。图1-2 SBR工艺流程图该工艺将传统的曝气池、沉淀池由空间上的分布改为时间上的分布，形成一体化的集约构筑物，并利于实现紧凑的模块布置，最大的优点是节省占地。另外，可以减少污泥回流量，

19、有节能效果。典型的SBR工艺沉淀时停止进水，静止沉淀可以获得较高的沉淀效率和较好的水质。表1-3 SBR工艺的优点优 点机 理沉淀性能好有机物去除效率高提高难降解废水的处理效率抑制丝状菌膨胀可以除磷脱氮，不需要新增反应器不需二沉池和污泥回流，工艺简单理想沉淀理论理想推流状态生态环境多样性选择性准则生态环境多样性结构本身特点但是，SBR工艺也有一些缺点。它对自动化控制要求很高，并需要大量的电控阀门和机械滗水器，稍有故障将不能运行，一般必须引进全套进口设备。 由于一池有多种功能，相关设备不得已而闲置，曝气头的数量和鼓风机的能力必须稍大。池子总体容积也不减小。另外，由于滗水深度通常有1.22米，出水

20、的水位必须按最低滗水水位设计，故总的水力高程较一般工艺要高1米左右，能耗将有所提高3。SBR工艺一般适用于中小规模、土地紧张、具有引进设备条件的场合。所以选用SBR工艺。 水质平衡计算 实验测得各级去除率数值见表1-4表1-4 各指标的去除率项 目（%）COD（%）SS（%）（%）一级处理1025508生化处理88857065各处理单元的进出水水质及主要污染物去除率见表1-5 表1-5水质平衡计算表 处理单元COD（mg/l）SS进水混合后出水去除率%进水混合后出水去除率%进水混合后出水去除率%进水混合后出水去除率%一级处理化工废水6355173872532431228010244222111

21、502226238生活废水40030020030生化处理3875885280298811133.3702310.3565总去除率%91.28992.471.6下面以BOD5的去除为例说明计算过程：进水的的量： L=55000300+3500550+3500500+3500185+5500281+5000191=23323一级处理去除的量：=233230.1=2332.3二级处理去除的量：=（23323-2332.3）0.88=18471.8则总去除率：其它指标的计算同BOD5计算，计算后的结果即生化处理后的水质列于表3-3。将上表格中各指标的出水值与设计任务书中出水水质（见表1-2）比较，可以

22、得本设计符合要求。 综上所述本工艺选择SBR工艺，由于水量比较打，所以另外多加SBR反应池，以便更好地达到处理污水的效果。第一章 污水处理构筑物设计计算1.1 粗格栅1.设计流量Q=200000m3/d，选取流量系数Kz=1.4则：最大流量Qmax1.4200000m3/d=280000m3/d3.24m3/s 2.栅条的间隙数（n）设:栅前水深h=2m,过栅流速v=1.0m/s,格栅条间隙宽度e=0.02m,格栅倾角=60则：栅条间隙数n= (取n=76)3.栅槽宽度(B)设：栅条宽度s=0.01m则：B=s（n-1）+en=0.01（76-1）+0.0276=2.27m 4.进水渠道渐宽部

23、分长度 设：进水渠宽B1=1.8m,其渐宽部分展开角1=20（进水渠道前的流速为0.6m/s）则：5.栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度(L2) 6.过格栅的水头损失（h1）设：栅条断面为矩形断面，所以k取3则：其中=（s/b）4/3k格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般为3 h0-计算水头损失，m -阻力系数，与栅条断面形状有关，当为矩形断面时形状系数=2.4将值代入与关系式即可得到阻力系数的值 7.栅后槽总高度(H)设：栅前渠道超高h2=0.3m则：栅前槽总高度H1=h+h2=2.0+0.3=2.3m 栅后槽总高度H=h+h1+h2=2.0+0.102+0.3=2.402m8.格栅总长度

24、(L)L=L1+L2+0.5+1.0+ H1/tan=0.65+0.33+0.5+1.0+2.3/tan60=3.8m 9. 每日栅渣量(W)设：单位栅渣量W1=0.05m3栅渣/103m3污水则：W=Q W1=10m3/d因为W0.2 m3/d,所以宜采用机械格栅清渣 10.计算草图： 图1-1 粗格栅计算草图1.2集水池设计集水池的有效水深为6m,根据设计规范，集水池的容积应大于污水泵5min的出水量,即:V3.24m3/s560=972m3,可将其设计为矩形，其尺寸为9m10m，池高为11m，则池容为990m3。同时为减少滞流和涡流可将集水池的四角设置成内圆角。并应设置相应的冲洗或清泥设

25、施。1.3细格栅1.设计流量Q=200000m3/d，选取流量系数Kz=1.4则：最大流量Qmax1.4200000m3/d=280000m3/d3.24m3/s 2.栅条的间隙数（n）设:栅前水深h=2.0m,过栅流速v=1.0m/s,格栅条间隙宽度b=0.01m,格栅倾角=60则：栅条间隙数(取n=90) 设计两组格栅，每组格栅间隙数n=151条 3.栅槽宽度(B)设：栅条宽度s=0.01m则：B2=s（n-1）+bn=0.01（76-1）+0.0176=1.51m所以总槽宽为1.512+0.23.22m（考虑中间隔墙厚0.2m） 4.进水渠道渐宽部分长度 设：进水渠宽B1=2.3m,其渐

26、宽部分展开角1=20（进水渠道前的流速为0.6m/s）则： 5.栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度(L2) 6.过格栅的水头损失（h1）设：栅条断面为矩形断面,所以k取3则：其中=（s/b）4/3k格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般为3 h0-计算水头损失，m -阻力系数（与栅条断面形状有关，当为矩形断面时形状系数=2. 42），将值代入与关系式即可得到阻力系数的值。 7.栅后槽总高度(H)设：栅前渠道超高h2=0.3m则：栅前槽总高度H1=h+h2=2.0+0.3=2.3m 栅后槽总高度H=h+h1+h2=2.0+0.26+0.3=2.56m8.格栅总长度(L)L=L1+L2+0.5+1

27、.0+ H1/tan=1.27+0.64+0.5+1.0+2.3/tan60=4.74m 9.每日栅渣量(W) 设：单位栅渣量W1=0.10m3栅渣/103m3污水则：W=Q W1=20.0m3/d因为W0.2 m3/d,所以宜采用机械格栅清渣10.计算草图如下： 1.4沉砂池 采用曝气沉砂池空气扩散装置设在池的一侧，距池底0.6m，送气管应设置调节气量的阀门；池子的形状应尽可能不产生偏流或死角。池宽与池深比为11.5，池长宽比可达5，当池长宽大于5时，应考虑设置横向挡板；池子的进口和出口布置应防止发生短路，进水方向应与池中旋流方向一致；出水方向应与进水方向垂直，并宜考虑设置挡板；池内考虑消泡

28、装置；曝气沉沙池多采用穿孔曝气，孔径为2.5-6.0mm，距池底约0.6-0.9m，每组穿孔曝气管应有调节阀门。 1.4.1工艺结构尺寸 主要确定沉砂池的池长L，池宽B，池深h2等（1）、池容V（有效容积，m3） 停留时间取t=5min V=60Qmaxt=602.715=813m3 式中 Qmax最大设计流量（m3/s）; t最大设计流量时的停留时间（min）。（2）、水流断面积A（m2） 水平流速取=0.10m/s A=Qmax/=2.71/0.10=27.1m2 式中 最大设计流量时的水平流速（m/s），一般取0.06-0.12）。（3）、池长L（m） L=V/A=813/27.1=30

29、m（4）、池宽B（m） 有效水深取h2=2.8m B=A/h2=27.1/2.8=9.7m取池子格数n=4格，每个池子宽度b=B/n=9.7/4=2.4m 式中 h2设计有效水深（m），一般取2m-3m（5）、每小时所需空气量q（m3/m3） 取d=0.2 q=3600dQmax=36000.22.71=1951.2m3/h 式中 d每立方米污水所需空气量（m3/m3），一般采用0.2。1.4.2沉砂室设计计算（1）、沉砂斗所需容积清楚沉砂间隔时间为2天，城市污水沉砂量为30m3/106m3（2）、沉砂室坡向沉砂斗的坡度取i=0.5。每个分格有2个沉砂斗，共有8个沉砂斗，则V0=V/8=10.

30、8/8=1.35m3 沉砂斗各部分尺寸：（a）设斗底宽a1=1.0m，斗壁与水平面的倾角为60，斗高h=0.8m，则砂斗上口宽a=1.92m，沉砂斗容积 （b）沉砂室高度：本设计采用重力排砂，池底坡度为0.05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渡部分。（0.2为两沉砂斗之间的壁厚）h3=h+0.05l2=0.8+0.052.83=0.9415m超高h1=0.4m，总高度H=h1+h2+h3=0.3+2.8+0.9415=4.0415m1.4.3 进出水区 包括进水区、配水方式、出水区等的设计进水：沉砂池进水一般采用管道或明渠将污水直接引入配水区。配水：由于

31、曝气沉砂池内流水的旋流特性，一般认为对曝气沉沙池的配水要求不十分严格，通常采用配水渠淹没配水。出水：沉砂池出水一般采用出水堰出水，出水堰的宽度一般与沉砂池宽度相同，依此根据堰流计算公式可确定相应的堰上水头。1.4.4 工艺装备：包括供气方式、曝气设备、排砂设备、集油设备、砂水和油水分离设备等计。供气方式：鼓风曝气，曝气沉沙池的供气可与曝气池供气联合进行或独立进行。曝气设备：一般采用穿孔管，孔径一般为2mm-5mm。排砂设备、集油设备：曝气沉沙池的排砂一般采用排砂泵抽吸：浮油的收集通常采用撇油的方式：吸砂泵和撇油设备通常置于行车上。1.5沉淀池的设计计算初沉池是一级污水处理系统的主要处理构筑物，

32、或作为生物处理法中预处理的构筑物，对于一般的城镇污水，初沉池的去除对象是悬浮固体，可以去除SS约40%-50%，同时可去除20%-30%的BOD5，可降低后续生物处理构筑物的有机负荷。沉淀池常按池内水流方向不同分为平流式、竖流式及辐流式三种。本设计中采用平流式沉淀池。图35 设有行车刮泥机的平流式沉淀池平流式沉淀池呈长方形，污水从池的一端流入，水平方向流过池子，从池的另一端流出。在池的进口处底部设贮泥斗，其他部位池底设有坡度，坡向贮泥斗，也有整个池底都设置成多斗排泥的形式。图36 平流式沉淀池的进水整流措施1.5.1 沉淀区的表面积设表面水力负荷为4.5，最大设计流量=9750则沉淀区的表面积

33、为1.5.2沉淀区的有效水深设沉淀时间t=0.6h则有效水深4.50.6m=2.7m1.5.3 沉淀区的有效容积=2166.672.7=58501.5.4沉淀池长度设最大设计流量时的水平流速为=5，则沉淀池的长度=3.60.0050.63600m=38.88m1.5.5 沉淀区的总宽度 1.5.6 沉淀池的数量为了保证污水在池内分布均匀，池长与池宽比不宜小于4.，而池长为38.88m.，取40m，所以可取每座沉淀池的宽度为8m，则沉淀池的数量，即沉淀池的数量是7座。1.5.7 校核长宽比：长深比：经校核，设计符合要求。进水口处设置挡流板，距池边0.5m，出水口也设置挡流板，距出水口0.3m。1

34、.5.8 污泥区的容积由所给的已知条件可知，沉淀池进水是的悬浮固体浓度=250 mg/l，设沉淀池对悬浮固体的去除率为=50，两次排泥的时间间隔为2d，污泥的含水率=95，则污泥容重=1000则=（100-）=250（100-50）%mg/l=125 mg/l所以污泥区的容积每个池的污泥部分所需的容积1.5.9 贮泥斗的容积设贮泥斗的上口宽度为=10m，下口宽度=0.5m，选用方斗斗壁倾角和水平面的夹角为，则贮泥斗的高度为： 贮泥斗上口的面积，下口的面积，贮泥斗的实际容积：1.5.10 贮泥斗以上梯形部分污泥容积设贮泥斗以上梯形部分的坡度=0.01，坡向污泥斗，梯形的高度 (38.88+0.3

35、-10)0.01=0.2918m梯形的上边长=+0.3m+0.5m=39.68m 下边长=b=10m梯形部分污泥容积1.5.11 校核贮泥斗和梯形部分污泥容积=288.74+72.48=361.22167，符合要求。1.5.12 沉淀池的总高度=0.3m+2.7m+0.3m+8.23m+0.2918m =11.8218m可以取12m计算结果：沉淀池长度：40m 沉淀池宽度：8m沉淀池高度：12m 有效水深：2.7m1.6 SBR反应池1.6.1设计说明设计方法有两种：负荷设计法和动力设计法8，本工艺采用负荷设计法。根据工艺流程论证，SBR法具有比其他好氧处理法效果好，占地面积小，投资省的特点，

36、因而选用SBR法。SBR是序批式间歇活性污泥法的简称。该工艺由按一定时间顺序间歇操作运行的反应器组成。 其运行操作在空间上是按序排列、间歇的。 污水连续按顺序进入每个池，SBR反应器的运行操作在时间上也是按次序排列的。SBR工艺的一个完整的操作过程，也就是每个间歇反应器在处理废水时的操作过程，包括进水期、反应期、沉淀期、排水排泥期、闲置期五个阶段，如图3-3。这种操作周期是周而复始进行的，以达到不断进行污水处理的目的。对于单个的SBR反应器来说,在时间上的有效控制和变换，即达到多种功能的要求，非常灵活。 进水期 反应期 沉淀期 排水期 闲置期图2-3 SBR工艺操作过程SBR工艺特点是：(1)

37、工程简单，造价低；(2)时间上有理想推流式反应器的特性；(3)运行方式灵活，脱N除P效果好；(4)良好的污泥沉降性能；(5)对进水水质水量波动适应性好；(6) 易于维护管理。SBR工艺的操作过程如下： 进水期进水期是反应池接纳污水的过程。由于充水开始是上个周期的闲置期，所以此时反应器中剩有高浓度的活性污泥混合液，这也就相当于活性污泥法中污泥回流作用。SBR工艺间歇进水，即在每个运行周期之初在一个较短时间内将污水投入反应器，待污水到达一定位置停止进水后进行下一步操作。因此，充水期的SBR池相当于一个变容反应器。混合液基质浓度随水量增加而加大。充水过程中逐步完成吸附、氧化作用。SBR充水过程，不仅

38、水位提高，而且进行着重要的生化反应。充水期间可进行曝气、搅拌或静止。曝气方式包括非限制曝气（边曝气边充水）、限制曝气（充完水曝气）半限制曝气（充水后期曝气）。 反应期在反应阶段，活性污泥微生物周期性地处于高浓度、低浓度的基质环境中，反应器相应地形成厌氧缺氧好氧的交替过程。虽然SBR反应器内的混合液呈完全混合状态，但在时间序列上是一个理想的推流式反应器装置。SBR反应器的浓度阶梯是按时间序列变化的 。能提高处理效率，抗冲击负荷，防止污泥膨胀。沉淀期相当于传统活性污泥法中的二次沉淀池，停止曝气搅拌后，污泥絮体靠重力沉降和上清液分离。本身作为沉淀池，避免了泥水混合液流经管道，也避免了使刚刚形成絮体的

39、活性污泥破碎。此外，SBR活性污泥是在静止时沉降而不是在一定流速下沉降的，所以受干扰小，沉降时间短，效率高。排水期活性污泥大部分为下周期回流使用，过剩污泥进行排放，一般这部分污泥仅占总污泥的30%左右，污水排出，进入下道工序。闲置期作用是通过搅拌、曝气或静止使其中微生物恢复其活性，并起反硝化作用而进行脱水。1.6.2 SBR反应池容积计算设计处理流量 =8333.3() BOD5/CODcr=0.45设SBR运行每一周期时间为8h，进水1.0h，反应(曝气)（4.05.0h）取4h，沉淀2.0h，排水（0.5h1.0h）取1h。周期数: SBR处理污泥负荷设计为 根据运行周期时间安排和自动控制

40、特点，SBR反应池设置8个。(1)污泥量计算 SBR反应池所需污泥量为MLSS=113333kg(干) =113.3(t) 设计沉淀后污泥的SVI（污泥容积指数）=150ml/g，（SBR工艺中一般取80150） SVI在100以下沉降性能良好9。则污泥体积为：Vs=1.2SVIMLSS=1.215010-3113333=20394(m3) (2) SBR 反应容积SBR反应池容积 = 式中 代谢反应所需污泥容积 反应池换水容积（进水容积） 保护容积 =4166.7() =20394,则单池污泥容积为 =3399() 则 =3399+4166.7+=5186.7+ (3) SBR反应池构造尺寸

41、 SBR反应池为满足运行灵活及设备安装需要，设计为长方形，一端为进水区，另一端为出水区 采用两个SBR反应器SBR反应池单池平面（净）尺寸为3240 （长比宽在）水深为8.0m 池深8.5m单池容积为 =40328=10240() 则保护容积为 =5053.38个池总容积 =6=610240=6114401.6.3 SBR反应池运行时间与水位控制SBR池总水深5.0m,按平均流量考虑，则进水前水深为3.2m，进水结束后5.0m,排水时水深5.0m,排水结束后3.2m。5.0m水深中，换水水深为1.8m,存泥水深2.0m,保护水深1.2m,保护水深的设置是为避免排水时对沉淀及排泥的影响。(见图2

42、-4)图2-4 SBR池高程控制图进水开始与结束由水位控制，曝气开始由水位和时间控制，曝气结束由时间控制，沉淀开始与结束由时间控制，排水开始由时间控制，排水结束由水位控制。1.6.4 排水口高度和排水管管径(1)排水口高度为保证每次换水=4166.7的水量及时快速排出，以及排水装置运行的需要，排水口应在反应池最低水位之下约0.50.7，设计排水口在最高水位之下2.5。(2)排水管管径每池设自动排水装置一套，出水口一个，排水管1根；固定设于SBR墙上。排水管管径DN1000。设排水管排水平均流速为1.5，则排水量为：=0.106()=360.4() 则每周期（平均流量时）所需排水时间为：=0.9

43、61() 1.6.5 排泥量及排泥系统1) SBR产泥量SBR的剩余污泥主要来自微生物代谢的增值污泥，还有很少部分由进水悬浮物沉淀形成10。SBR生物代谢产泥量为= 式中: 微生物代谢增系数，kgVSS/kgBOD; 微生物自身氧化率，l/d根据生活污泥性质，参考类似经验数据，设=0.70，=0.05,则有：=9775(kg/d)假定排泥含水率为98%，则排泥量为=488.75(m3/d) (P=98%) 或，=1221.9(m3/d) (P=99.2%)考虑一定安全系数，则每天排泥量为1300m3/d。(2)排泥系统剩余污泥在重力作用下通过污泥管路排入集泥井。1.6.6 需氧量及曝气系统设计

44、计算(1)需氧量计算SBR反应池需氧量O2计算式为O2= 式中:微生物代谢有机物需氧率，kg/kg 微生物自氧需氧率，l/d 去除的BOD5(kg/m3) =经查有关资料表，取=0.50，=0.190,需氧量为：R=O2= =16575(kgO2/d) =690.6(kgO2/h) (2)供气量计算设计采用塑料SX-1型空气扩散器，敷设SBR反应池池底，淹没深度H=4.5m。SX-1型空气扩散器的氧转移效率为EA=8%。查表知20，30时溶解氧饱和度分别为， 空气扩散器出口处的绝对压力Pb为： Pb=(Pa) 空气离开曝气池时，氧的百分比为Ot=19.6% 曝气池中溶解氧平均饱和度为：（按最不

45、利温度条件计算）=7.63()=1.177.63=8.93(mg/L) 水温20时曝气池中溶解氧平均饱和度为：=1.179.17=10.73(mg/L) 20时脱氧清水充氧量为： 式中: 污水中杂质影响修正系数，取0.8(0.780.99) 污水含盐量影响修正系数，取0.9(0.90.97) 混合液溶解氧浓度，取c=4.0 最小为2 气压修正系数 =1曝气池中溶解氧在最大流量时不低于2.0mg/L,即取Cj=2.0，则计算得：=1.38=1.38690.6=953.0(kgO2/h)SBR反应池供气量为:每立方污水供气量为:=9.53() 反应池进水容积()去除每千克BOD5的供气量为:=56

46、.1() 去除的BOD5()去除每千克BOD5的供氧量为=1.35() 1.6.7 空气管计算空气管的平面布置如图3-5所示。鼓风机房出来的空气供气干管，在相邻两SBR池的隔墙上设两根供气支管，为6个SBR池供气。在每根支管上设25条配气竖管，为SBR池配气，六池共六根供气支管，150条配气管竖管。每条配气管安装SX-I扩散器26个，每池共650个扩散器，全池共3900个扩散器。每个扩散器的服务面积为1250m2/650个=1.9m2/个（扩散器布置示意图如图2-6）。空气支管供气量为：=137.875(m3/min)=2.30(m3/s) 1.25安全系数由于SBR反应池交替运行，六根空气支

47、管不同时供气，故空气干管供气量亦为m3/min。选用SX-I型盆形曝气器，氧转移效率69%，氧动力效率1.52.2kg/(kWh),供气量2025m3/h,服务面积12m2/个。1.6.8 滗水器现在的SBR工艺一般都采用滗水器（见图2-7）排水。滗水器排水过程中能随水位的下降而下降，使排出的上清液始终是上层清液。为防止水面浮渣进入滗水器被排走，滗水器排水口一般都淹没在水下一定深度11。目前SBR使用的滗水器主要有旋转式滗水器，套筒式滗水器和虹吸式滗水器三种。本工艺采用旋转式滗水器。旋转式滗水器属于有动力式滗水器，应用广泛，适合大型污水处理厂使用。本工艺采用XB-1800型旋转式滗水器。机组最

48、大重量730kg设计鼓风机房占地LB=2010=200m2。1.7 接触消毒池1.7.1 设计说明城市污水经过一级或二级处理后，水质改善，细菌含量也大幅度减少，但其绝对值仍很可观，并有存在病源菌的可能。因此，污水排入水体前应进行消毒，特别是医院、生物制品以及屠宰场等有致病菌污染的污水，更应严格消毒。目前，用消毒剂消毒能产生有害物质，影响人们的身体健康已广为人知，氯化是当今消毒采用的普遍方法。氯与水中有机物作用，同时有氧化和取代作用，前者促使去除有机物或称降解有机物，而后者则是氯与有机物结合，氯取代后形成的卤化物是有致突变或致癌活性的。所以，目前污水消毒一是要控制恰当的投剂量，二是采用其他消毒剂

49、代替液氯或游离氯，以减少有害物的生成。消毒设备应按连续工作设置。消毒设备的工作时间、消毒剂代替液氯或游离氯，以减少有害物的生成。消毒设备应按连续工作设置，消毒设备的工作时间、消毒剂投加量，可根据所排放水体的卫生要求及季节条件掌握。一般在水源的上游、旅游日、夏季应严格连续消毒，其他情况时可视排出水质及环境要求，经有关单位同意，采用间断消毒或酌减消毒剂投量。目前常用的污水消毒剂是液氯，其次是漂白粉、臭氧、次氯酸钠、氯片、氯氨、二氧化氯和紫外线等。其中液氯效果可靠、投配设备简单、投量准确、价格便宜。其他消毒剂如漂白粉投量不准确，溶解调制不便。臭氧投资大，成本高，设备管理复杂。其他几种消毒剂也有很明显

50、的缺点，所以目前液氯仍然是消毒剂首选。设计参数（1）水力停留时间T=0.5h（2）设计投氯量一般为3.05.0mg/l本工艺取最大投氯量为1.7.2 设计计算（1）设计消毒池一座，池体容积 设消毒池池长L=35m，有3格，每格池宽b=5.0m，长宽比L/b=7.0。设有效水深H1=4m，接触消毒池总宽B=nb=15.0m，实际消毒池容积。满足有效停留时间的要求。（2）加氯量的计算最大投氯量为则每日投加氯量为：=58.3(kg/h) 选用贮氯量为1400kg的液氯钢瓶，每日加氯量1瓶，共贮用15瓶，选用加氯机两台。（3）混合装置在消毒池第一格和第二格起端设置混合搅拌机两台。 选用JBK-2200

51、框式调速搅拌机，搅拌直径2200mm，高2000mm，电动机功率4.0kW。接触消毒池设计为纵向折流反应池。在第一格每隔7设纵向垂直扩流板，第二格每隔11.67设垂直折流板，第三格不设。图2-8 接触池结构示意图1.8 污泥处理系统1.8.1 污泥水分去除的意义和方法污水处理厂的污泥是由液体和固体两部分组成的悬浮液。污泥处理最重要的步骤就是分离污泥中的水分以减少污泥体积，否则其他污泥处理步骤必须承担过量不必要的污泥体积负荷。污泥中的水分和污泥固体颗粒是紧密结合在一起的，一般按照污泥水的存在形式可分为外部水和内部水，其中外部水包括孔隙水、附着水、毛细水、吸附水。污泥颗粒间的孔隙水占污泥水分的绝大

52、部分（一般约为70%80%），其与污泥颗粒之间的结合力相对较小，一般通过浓缩在重力的作用下即可分离。附着水（污泥颗粒表面上的水膜）和毛细水（约10%22%）与污泥颗粒之间的结合力强，则需要借助外力，比如采用机械脱水装置进行分离。吸附水（5%8%，含内部水）则由于非常牢固的吸附在污泥颗粒表面上，通常只能采用干燥或者焚烧的方法来去除。内部水必须事先破坏细胞，将内部水变成外部水后，才能被分离。1.8.2 各部分尺寸计算 集泥井（1）集泥井容积的计算:产泥量根据前面计算所知，有以下构筑物排泥。每日的总排泥为V=3900（m3）考虑构筑物的每日排泥量为3900，需在2.0内抽完，集泥井容积定为污泥泵提升

53、流量的10的体积： （2）集泥井尺寸的计算设有效泥深为5，平面面积59，设计尺寸LB=96.5=30，集泥井为地下式，池顶加盖，污泵抽送污泥，池底相对标高-5.5，最高泥位-0.5，最低泥位-5.0。 （3）污泥提升泵的选择选择GMP型自吸式离心泵马力：20kW相数：3极数：4型号：GMP-320-150口径：150 质量：110流量：180最大流量： 222扬程： 17.5 最高扬程：24.0选用六台，两台备用；特点： 同轴直接式构造，效能高、体型小、重量轻，不占空间，安装方便； 采用机械轴封，保证不漏水，不损轴心，免入棉纱之烦恼，延长水泵寿命；本体特殊构造仔细能力高，自吸时间短；叶轮采用开

54、放式，污水杂物的输送能力强； 抽水机置于陆上，装卸维修容易；只要一次加水运转，即可免除往后灌水的麻烦；泵吸入口高于动叶轮；吸入口设止回阀；设空气分离室来有效隔离空气与水；泵体、叶轮材质可按用户要求采用不锈钢。污泥浓缩池降低污泥中的含水率，可以采用污泥浓缩的方法来降低污泥中的含水率，减少污泥体积，能够减少池容积和处理所需的投药量，减小用于输送污泥的管道和泵类的尺寸。具有一定规模的污水处理工程中常用的污泥浓缩方法主要有重力浓缩.溶气气浮浓缩和离心浓缩14。根据需要选用间歇式重力浓缩池。图2-9 带中心管间歇式浓缩池1污泥入流槽 ；2中心筒；3出流堰；4上清液排出管；5闸门；6吸泥管；7排泥管（1）

55、设计说明 运行周期22h，其中进泥2.0h，浓缩15.0h，排水和排泥3.0h，闲置2.0h。浓缩前污泥量为3900，含水率。（2）设计计算容积计算浓缩15.0h后，污泥含水率为96.5%，则浓缩后污泥体积为 则污泥浓缩池所需要的容积应不小于866.67+3900=4766.67。（3）排水和排泥排水 浓缩后池内上清液利用重力排放，由站区溢流管道排入调节池。浓缩池设4根排水管于池壁，管径DN100mm。于浓缩池最高水位处置一根，向下每隔1.0m、0.6m、0.4m处设置一根排水管，下面三根安装蝶阀。排泥 浓缩后污泥泵抽送污泥贮柜。污泥泵抽升流量。浓缩池最低泥位,污泥贮柜最高泥位为5.5，则污泥

56、泵所需静扬程为6.0。（4）设备选择选用CP(T)-55.5-100型沉水式污泥泵1台，购买2台，使用1台，备用1台，该泵工作流量，转速，电动机功率，质量。污泥贮柜浓缩后需排出污泥289.3，污泥贮柜容积应，设污泥贮柜为，则贮泥有效容积为，可满足污泥贮存要求。污泥脱水机房（1）污泥产量经过浓缩处理后，产生含水量为96.5%的干污泥123.81。（2）污泥脱水机根据所需处理污泥量，选用DYQ300型带式压滤机1台，购买2台，使用1台，备用1台。该脱水机参数：处理量22，滤带有效宽度3000mm，滤带运行速度0.54.0，主机功率1.5kW，外型尺寸，设备质量。（3）干污泥饼体积V设泥饼的含水率为75% 污泥棚堆放浓缩后的污泥,设计污泥厚度为4m,覆盖