XXXX年环境工程毕业设计说明书

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1、 第一章 概述1.1设计任务与内容1.1.1设计简介本设计为环境工程专业本科毕业设计，是大学四年教学计划规定的最后一个实践性环节，本设计题目为：西安市第四污水处理厂设计。设计任务是在指导教师的指导下，根据西安市城市总体规划和所给的资料在规定的时间内进行城市污水处理厂的设计。1.1.2设计任务与内容1.1.2.1污水处理程度计算根据原始资料与城市规划情况，并考虑环境效益与社会效益，合理的选择污水处理厂的厂址。然后根据水体要求的处理水质以及当地的具体条件、气候与地形条件等来计算污水处理程度与确定污水处理工艺流程。1.1.2.2污水处理构筑物计算确定污水处理工艺流程后选择适宜的各处理单体构筑物的类型

2、。对所有单体处理构筑物进行设计计算，包括确定各有关设计参数、负荷、尺寸及所需的材料、规格等。1.1.2.3污泥处理构筑物计算根据原始资料、当地具体情况以及污水性质与成分，选择合适的污泥处理工艺流程，进行各单体处理构筑物的设计计算。1.1.2.4污水回用工程设计计算 根据污水处理厂出水水质和城市回用水水质标准，确定污水回用工程处理工艺流程，进行设计计算。1.1.2.5平面布置及高程计算对污水、污泥及中水处理流程要作出较准确的平面布置，进行水力计算与高程计算。对需要绘制工艺施工图的构筑物还要进行详细的施工图所必需的设计计算，包括各部位构件的形式、构成与具体尺寸等。1.1.2.6污水泵站工艺计算对污

3、水处理工程的污水泵站进行工艺设计，确定水泵的类型扬程和流量，计算水泵管道系统和集水井容积，进行泵站的平面尺寸计算和附属构筑物计算。1.1.2.7进行运行成本分析根据运行管理费用的规定计算单位污水处理的运行成本。1.2设计依据及原始资料1.2.1设计依据本设计依据环境工程专业毕业设计任务书，给水排水工程快速设计手册及中国市政工程西南设计研究院主编.给水排水设计手册，污水处理新工艺与设计计算实例，给水排水工程专业毕业设计指南等进行设计。1.2.2设计原始资料1.2.2.1排水体制排水体制采用完全分流制1.2.2.2污水量 1.城市设计人口 25万 人，居住建筑内设有室内给排水卫生设备和淋浴设备。

4、2.城市公共建筑污水量按城市生活污水量的30计。 3.工业污水量为 10000 米3平均日，其中包括工业企业内部生活淋浴污水。 4.城市混合污水变化系数：日变化系数K日 1.2 ，总变化系数Kz 1.4 。1.2.2.3水质： 1.当地环保局监测工业废水的水质为： BOD5 225 mg/L COD 480 mg/L SS 230 mg/L TN 45 mg/L NH3-N= 27 mg/L TP 3.9 mg/L PH78 2.城市生活污水水质： COD 405 mg/L NH3-N= 29 mg/L TN42 mg/L TP 3.2 mg/L 3.混合污水： （1）重金属及有毒物质：微量，

5、对生化处理无不良影响； （2）大肠杆菌数：超标； （3）冬季污水平均温度15，夏季污水平均温度25。1.2.2.4出水水质污水处理厂出水水质参考城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）中的一级A标准，并尽量争取提高出水水质，因此确定本污水厂出水水质控制为：CODCr60mg/L SS20mg/L BOD520mg/LTN20 mg/L NH3-N=8mg/L TP1mg/L城市污水经处理后，就近排入水体霸河，其出水也可作为杂用回用水。1.2.2.5气象资料 l、气温：年平均19，冬季平均气温8，夏季平均气温29.8，最高38.5，最低-4.9。 2、风向风速：桂林属中亚热带湿润

6、季风气候，全年风向以偏北风为主，平均风速为2.22.7m/s。 3、降水量：年平均降雨量1900mm，全年雨量集中在4、5、6、7月，占全年总降雨的40。 4、全年无霜期309天。漓江多年平均流量为132. 6m3/s1.2.2.6水体、水文地质资料 l、水体资料污水厂二级处理出水排入漓江，漓江河底标高158.2m，漓江多年平均流量为132. 6m3/s，平均水深2.5 m。 1.2.2.7工程地质资料 1、地基承载力特征值 130 KPa，设计地震烈度7度。 2、土层构成：以红壤为主。1.2.2.8污水处理厂地形图(见附图)，污水处理厂厂区地坪设计标高为168.5m。1.2.2.9污水处理厂

7、进水干管数据 管内底标高392.38m，管径 mm 充满度 1.2.2.10编制概算资料，并进行经济分析和工程效益分析。 1.3设计水量计算1.3.1平均污水量Qp的计算1.3.1.1生活污水量Qp1的计算Qp1=qN式中：q每人每日平均污水量定额L/(人.d)，该市位于陕西，由给水排水工程快速设计手册（2排水工程）第六页表2-4查知，桂林属于第一分区，居住建筑内设有室内给排水卫生设备和淋浴设备，所以q为100170L/(人.d)，取q=120 L/(人.d)N设计人口数，25万人 Qp1=qN=250000 120 L/d=30000m3/d1.3.1.2公共建筑污水量Qp2的计算 Qp2=

8、30% Qp1=30%30000 m3/d=9000 m3/d1.3.1.3工业污水量Qp3的计算 由原始资料可知 Qp3=10000 m3/d1.3.1.4平均污水量Qp的计算Qp= Qp1+ Qp2+ Qp3=40800+12240+28000=49000 m3/d1.3.2设计最大日污水量Qmr的计算Qmr=K日 Qp=1.249000 m3/d=58800m3/d1.3.3设计最大时污水量Qmax的计算 Qmax= KZ Qp=1.449000 m3/d=68600m3/d1.3.4设计水量汇总各设计水量汇总入表1中。 表1.各设计水量汇总项目水量m3/dm3/hm3/sL/s平均污水

9、量Qp490002041.670.567567.13最大日污水量Qmr5880024500.681680.56最大时污水量Qmax686002858.340.794793.981.4设计水质1.4.1进水的水质计算1.4.1.1混合污水中SS浓度的计算 Cs=式中： s每人每日排放的污水量，s=120L/（人.d） as每人每日排放的SS的量，由给水排水设计手册（第五册）第246页查知，as =35-50g/（人.d），取as =40g/（人.d）（1）生活污水中SS浓度的计算Cs1=mg/L=375 mg/L（2）工业污水中SS浓度的计算由设计原始资料得知Cs2=230mg/L（3）混合污水

10、中SS浓度计算 SS=345.41mg/L 1.4.1.2混合污水中的BOD5浓度的计算 Cs=式中： s每人每日排放的污水量，s=120L/（人.d） as每人每日排放的SS的量，由给水排水设计手册（第五册）第246页查知，as =20-35g/（人.d），取as =30g/（人.d）（1）生活污水中BOD5浓度的计算Cs1=mg/L=250mg/L（2）工业污水中BOD5浓度的计算由设计原始资料得知Cs2=225mg/L（3）混合污水中BOD5浓度计算 BOD5=244.90mg/L1.4.1.3混合污水中的COD浓度的计算（1）生活污水中COD浓度 COD=480mg/L（2）工业污水的

11、COD浓度 COD=405mg/L（3）混合污水中COD浓度 COD=mg/L=464.69mg/L1.4.1.4混合污水中的TN浓度的计算（1）生活污水中TN浓度 TN=45mg/L（2）工业污水的TN浓度 TN=42mg/L（3）混合污水中COD浓度 TN=mg/L=44.39mg/L1.4.1.5混合污水中的NH3-N浓度的计算（1）生活污水中NH3-N浓度 NH3-N=27mg/L（2）工业污水的NH3-N浓度 NH3-N=29mg/L（3）混合污水中NH3-N浓度 COD=mg/L=27.41mg/L1.4.1.6混合污水中的TP浓度的计算（1）生活污水中TP浓度 TP=3.9mg/

12、L（2）工业污水的TP浓度 NH3-N=3.2mg/L（3）混合污水中TP浓度TP=mg/L=3.76mg/L1.4.1.7混合污水其它水质指标（1）重金属及有毒物质：微量，对生化处理无不良影响；（2）大肠杆菌数：超标（3）冬季污水平均温度18，夏季污水平均温度为28.1.4.1.8出水水质设计（1）城市污水经处理后，70%就近排入水体漓江。污水处理厂出水水质参考城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）中的一级B标准，并尽量争取提高出水水质，因此确定本污水厂出水水质控制为：CODCr60mg/L ，SS20mg/L，BOD520mg/L， TN20 mg/L ， NH3-N=8

13、mg/L， TP1mg/L 。（2）城市污水经处理后，30%作为城市景观环境用水。出水水质应执行再生水作为景观环境用水的水质标准要求。（3）处理厂对污水各项指标的处理程度E=100%式中： Ci进水中某种污染物的平均浓度（mg/L） Ci出水中该种污染物的平均浓度（mg/L）将各项水质指标带入上式中，计算出对污水的处理程度如下：SS94.21% COD87.31% BOD591.83%TN54.94% NH3-N70.81% TP1.5计算当量人口数N N=N1+N2+N3式中：N1人口数，25万人；N2工业污水按SS折算而得的人口数；N3工业废水按BOD5折算而得的人口数。1.5.1按SS计

14、算 N2= 式中： Css工业废水中SS的浓度，Css=230mg/L Qp3工业废水的平均日污水量，Qp3=10000人as每人每日排放的SS量，由给水排水设计手册（第五册）第246页查知，as =35-50g/（人.d），取as =45g/（人.d） N2=511111.5.2按BOD5计算 N3= 式中： CBOD5工业废水中BOD5的浓度，CBOD5=225mg/L Qp工业废水的平均日污水量，Qp3=10000人as每人每日排放的SS量，由给水排水设计手册（第五册）第246页查知，as =20-35g/（人.d），取as =30g/（人.d） N3=75000设计当量人口数为N= N

15、1+N2+N3 =25+5.1+7.5=37.6万人第二章 处理工艺流程的确定2.1工艺流程选择的原则污水处理的目的主要有两个，其一是保护水资源不受污染，因此处理后出水要达到水质标准；其二是污水会用，处理后出水用于农田灌溉、城市中水和工业生产等，为此处理水要满足相应的用水要求，水处理工程师手册对工艺流程的选择给出了一下的原则和要求，所以污水处理工艺的选择也要按照下面的原则和要求进行。 （1）工艺流程应根据原水子您告知和用水要求选择，其处理程度和方法应符合现行的国家标准和地方的有关规定，处理后水质应符合有关用水和排放的标准要求；（2）应综合考虑建厂规模、投资费用和运行费用，参照相似条件水处理厂的

16、运行经验，结合当地实际财力，进行技术经济比较后确定；（3）应充分利用当地的地形、地址、水文、气象等自然条件及自然资源；（4）污水处理应充分考虑排放水体的稀释、紫荆能力，根据污水处理程度来选择流程；（5）流程选择应妥善处理技术先进和合理可行的关系，并考虑元气发展对水质水量的要求，考虑分期建设的可能性；（6）流程组合的原则应当是先易后难，先粗后细，先成本低的方法，后成本高的方法。2.2工艺流程的确定2.2.1工艺流程的选择1、工艺流程的比较城市污水处理厂的方案，既要考虑有效去除BOD5又要适当去除N，P故可采用SBR或氧化沟法，或A/A/O法,以及一体化反应池即三沟式氧化沟得改良设计.ASBR法工

17、艺流程：污水 一级处理 曝气池 处理水工作原理：1）流入工序：废水注入，注满后进行反应，方式有单纯注水，曝气，缓速搅拌三种，2）曝气反应工序：当污水注满后即开始曝气操作，这是最重要的工序，根据污水处理的目的，除P脱N应进行相应的处理工作。3）沉淀工艺：使混合液泥水分离，相当于二沉池，4）排放工序：排除曝气沉淀后产生的上清液，作为处理水排放，一直到最低水位，在反应器残留一部分活性污泥作为种泥。5）待机工序：工处理水排放后，反应器处于停滞状态等待一个周期。特点：大多数情况下，无设置调节池的心要。SVI值较低，易于沉淀，一般情况下不会产生污泥膨胀。通过对运行方式的调节，进行除磷脱氮反应。自动化程度较

18、高。得当时，处理效果优于连续式。单方投资较少。占地规模大，处理水量较小。B厌氧池氧化沟工作流程：污水中格栅提升泵房细格栅沉砂池厌氧池氧化沟二沉池接触池处理水排放工作原理：氧化沟一般呈环形沟渠状，污水在沟渠内作环形流动，利用独特的水力流动特点，在沟渠转弯处设曝气装置，在曝气池上方为厌氧池，下方则为好氧段，从而产生富氧区和缺氧区，可以进行硝化和反硝化作用，取得脱氮的效应，同时氧化沟法污泥龄较长，可以存活世代时间较长的微生物进行特别的反应，如除磷脱氮。工作特点：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。对水量水温的变化有较强的适应性，处理水量较大。污泥龄较长，一般长达153

19、0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。污泥产量低，且多已达到稳定。自动化程度较高，使于管理。占地面积较大，运行费用低。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。氧化沟法自问世以来，应用普遍，技术资料丰富。C A/A/O法优点：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 。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。污泥中含磷浓度高，具有很高的肥效。运行中勿需

20、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：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 。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。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。 D 一体化反应池（一体化氧化沟又称合建式氧化沟）一体化氧化沟集曝气，沉淀，泥水分离和污泥回流功能为一体，无需建造单独得二沉池。基本运行方式大体分六个阶段（包括两个过程）。阶段A：污水通过配水闸门进入第一沟，沟内出水堰能自

21、动调节向上关闭，沟内转刷以低转速运转，仅维持沟内污泥悬浮状态下环流，所供氧量不足，此系统处于缺氧状态，反硝化菌将上阶段产生的硝态氮还原成氮气逸出。在这过程中，原生污水作为碳源进入第一沟，污泥污水混合液环流后进入第二沟。第二沟内转刷在整个阶段均以高速运行，污水污泥混合液在沟内保持恒定环流，转刷所供氧量足以氧化有机物并使氨氮转化成硝态氮，处理后的污水与活性污泥一起进入第三沟。第三沟沟内转刷处于闲置状态，此时，第三沟仅用作沉淀池，使泥水分离，处理后的出水通过已降低的出水堰从第三沟排出。阶段B：污水入流从第一沟调入第二沟，第一沟内的转刷开始高速运转。开始，沟内处于缺氧状态，随着供氧量增加，将逐步成为富

22、氧状态。第二沟内处理过的污水与活性污泥一起进入第三沟，第三沟仍作为沉淀池，沉淀后的污水通过第三沟出水堰排出。阶段C：第一沟转刷停止运转，开始泥水分离，需要设过渡段，约一小时，至该阶段末，分离过程结束。在C阶段，入流污水仍然进入第二沟，处理后污水仍然通过第三沟出水堰排出。阶段D：污水入流从第二沟调至第三沟，第一沟出水堰开， 第三沟出水堰关停止出水。同时， 第三沟内转刷开始以低转速运转，污水污泥一起流入第二沟，在第二沟曝气后再流入第一沟。此时，第一沟作为沉淀池。阶段D与阶段A相类似，所不同的是反硝化作用发生在第三沟，处理后的污水通过第一沟已降低的出水堰排出。阶段E：污水入流从第三沟转向第二沟，第三

23、沟转刷开始高速运转，以保证该段末在沟内为硝化阶段，第一沟作为沉淀池，处理后污水通过该沟出水堰排出。阶段E与阶段B类似，所不同的是两个外沟功能相反。阶段F：该阶段基本与C阶段相同，第三沟内的转刷停止运转，开始泥水分离，入流污水仍然进入第二沟，处理后的污水经第一沟出水堰排出。其主要特点： 工艺流程短，构筑物和设备少，不设初沉池，调节池和单独的二沉池，污泥自动回流，投资省，能耗低，占地少，管理简便。处理效果稳定可靠，其BOD5和SS去除率均在90-95或更高。COD得去除率也在85以上，并且硝化和脱氮作用明显。产生得剩余污泥量少，污泥不需小孩，性质稳定，易脱水，不会带来二次污染。造价低，建造快，设备

24、事故率低，运行管理费用少。固液分离效率比一般二沉池高，池容小，能使整个系统再较大得流量和浓度范围内稳定运行。污泥回流及时，减少污泥膨胀的可能。综上所述，任何一种方法，都能达到降磷脱氮的效果，且出水水质良好，但相对而言，SBR法一次性投资较少，占地面积较大，且后期运行费用高于氧化沟，厌氧池氧化沟虽然一次性投资较大，但占地面积也不少，耗电量低，运行费用较低，产污泥量大，而且构筑物多而复杂。一体化反映池科技含量高，投资省，运行管理各个方面都优于其他处理方法。本设计的处理水量较大在，且处理水量可达30万吨/天，因此，采用一体化反映池为本设计的工艺方案。 2、工艺流程的选择旱流时水中的各项指标均较高，故

25、应设二级处理单元去除水中的BOD5及NH3-N和P，厌氧池加氧化沟及其四沟式循环的独特构造，使它具有很强除磷脱氮功能。故选用此工艺流程。3、各级处理构筑物设计流量(二级)最高日最高时 6.8万吨最高日平均时 4.9万吨平均日平均时 2.0万吨说明：雨天时不能处理的流量采用溢流井溢流掉，只处理初期雨水。第三章 水处理各构筑物的选择及设计计算3.1进水闸井的设计3.1.1 污水厂进水管1.设计依据：(1)进水流速在0.91.1m/s；(2) 进水管管材为钢筋混凝土结构；(3)进水管按非满流设计，；2.设计计算(1)取进水管流速为，径为 ，设计坡度；(2)已知最大日污水量；(3)初定充满度 h/D=

26、0.75，则有效水深；(4)已知管内底标高为163.6m，则水面标高为：163.95 (5)管顶标高为：162.6+1.8=164.4；(6)进水管水面距地面距离168.5-163.95=4.55m。3.1.2 进水闸井工艺设计进水闸井的作用是汇集各种来水以改变进水方向，保证进水稳定性。进水闸井前设跨越管，跨越管的作用是当污水厂发生故障或维修时，可使污水直接排入水体，跨越管的管径比进水管略大，取为2000mm，其设计要求如下：（1）设在进水闸、格栅、集水池前；（2）形式为圆形、矩形或梯形；（3）井底高程不得高于最低来水管管底，水面不得淹没来水管管顶。考虑施工方便以及水力条件，进水闸井尺寸取36

27、m，井深 6.5m，井内水深，闸井井底标高为392.38m，进水闸井水面标高为 393.73m，超越管位于进水管顶 处，即超越管管底标高为 395.18m。由水处理工程师手册第566页表6.1.3选用HZJ5I型闸门，其安装尺寸参数如下表3所示：表3.HZJ5I型闸门安装参数QEF(F1)G(G1)HH1d2PS25002000278012501125285（265）390（370）3320118018012（4）启闭机的选择由水处理工程师手册第566页表6.1.3查得选用 LOD型电手动两用启闭机。3.2格栅3.2.1格栅的作用及种类格栅由一组或数组平行的金属栅条、塑料齿钩或金属网、框架及相

28、关装置组成，倾斜安装在污水渠道、泵房集水井的进口处或污水处理厂的前端，用来截留污水中较粗大漂浮物和悬浮物，如纤维、碎皮、毛发、果皮、蔬菜、木片、布条、塑料制品等，防止堵塞和缠绕水泵机组、曝气器、管道阀门、处理构筑物陪睡设施、进出水口，减少后续处理产生的浮渣，保证污水处理设施的正常运行。按照格栅形状，可分为平面格栅和曲面格栅；按照格栅净间距，可分为粗格栅（50-100mm）、中格栅（10-40mm）、细格栅（1.5-10mm）三种，平面格栅和曲面格栅都可以做成粗、中、细三种。本工艺采用矩形断面中格栅和细格栅各一道，采用机械清渣，中格栅设在污水提升泵房之前，细格栅设在提升泵房之后。3.2.2格栅的

29、设计原则（1）格栅的清渣方式有人工清渣和机械清渣，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，或采取其他保护设施；(10)设计格栅装置的构筑物，必须考虑设有良好的

30、通风措施；（11）格栅间内应安装吊运设备，以利于进行格栅及其他设备的检修、栅渣的日常清理。3.2.3格栅的设计计算3.2.3.1中格栅的计算前面计算可知：max=0.794m3/s，计算草图8（1）格栅间隙数 式中： 栅条间隙数Qmax最大设计流量，m3/s； 栅条间隙，m； 栅前水深，m； 污水流经格栅的速度，一般取0.61.0m/s； a格栅安装倾角，（）取中格栅栅前水深为=1，格栅栅条间隙=21mm，过栅流速=0.9m/s，格栅安装倾角a=60，设置一台机械格栅，则格栅间隙数为： 则=40图8 格栅示意图（2）栅槽宽度 式中：栅槽宽度，m；栅条宽度，取S=0.01m；栅条间隙，取=0.0

31、2m栅条间隙数，=32个；=m（3）进水渠道渐部分长度式中：进水渠道渐宽部分长度，m；B1进水渠道宽度，取B1=0.6m a1渐宽部分展开角度，取； （4）出水渠道渐窄部分长度（5）过栅水头损失通过格栅的水头损失可以按下式计算： 式中：设计水头损失，m；计算水头损失，m；重力加速度，m/s2；系数，格栅受污堵塞时水头损失增大倍数，一般采用3；阻力系数，其值与栅条锻炼形状有关。设格栅断面形状为锐边矩形 （6）栅后槽总高度 设栅前渠道超高，栅前水深，则 ，取1.4m（7）栅前槽高度 （8）栅槽总长度L （9）每日产生的栅渣量 式中： 每日栅渣量，单位体积污水栅渣量，中格栅间隙为21，取=0.05

32、生活污水总变化系数，=1.40.02，宜采用机械清渣格栅每日栅渣量(10)中格栅及格栅除污机选型中格栅选用链条式回转式格栅，它由驱动机构、主传动链轮轴、从动链轮轴、牵引链、齿耙、过力矩保护装置和机架等组成。驱动机构布置在栅体上部的左侧或右侧，通过安全保护装置将扭矩传给主传动链轮轴，主传动链轮轴两侧主动链轮使两条环形链条作回转运动，在环形链条上均布68块齿耙，齿耙间距与格栅栅距配合并插入栅片间隙一定深度，运行时齿耙栅片上的污物随齿耙上行，当齿耙转到格栅体顶部牵引链条换向时齿耙也随之翻转，格栅截留的栅渣脱落到工作平台上端的卸料处，由卸料装置将污物卸至输送机或集污容器中。格栅除污机选用GH-1000

33、链条回转式多耙格栅除污机，其规格及性能如下表3：表4 GH-1000链条回转式多耙格栅除污机的规格和性能参数型号格栅宽度（）格栅净距（mm）安 装 角 a（）过栅流速（）电动机功率（）GH-1100110020600.90.752.23.2.3.2细格栅的计算（1）格栅间隙数 式中各项字母代表的意义同前， 取细格栅栅前水深为1m，格栅栅条间隙b=10mm，过栅流速0.9m/s，格栅安装倾角a=60，设置两台机械格栅，则每台格栅间隙数为：（2）栅槽宽度 式中：栅槽宽度，m；栅条宽度，取=0.01m；栅条间隙，取=0.01m；栅条间隙数，=42个；=m（3）进水渠道渐部分长度式中：进水渠道渐宽部分

34、长度，m；1进水渠道宽度，取1=0.6m； a1渐宽部分展开角度，取； （4）出水渠道渐窄部分长度（5）过栅水头损失通过格栅的水头损失可以按下式计算： 式中：设计水头损失，计算水头损失，重力加速度，/s2系数，格栅受污堵塞时水头损失增大倍数，一般采用3阻力系数，其值与栅条锻炼形状有关设格栅断面形状为锐边矩形 （6）栅后槽总高度 设栅前渠道超高，栅前水深，则 ，取1.6m（7）栅前槽高度 （8）栅槽总长度L （9）每日产生的栅渣量 式中： 每日栅渣量，单位体积污水栅渣量，细格栅间隙为10，取=0.1生活污水总变化系数，=1.40.02，宜采用机械清渣每台格栅每日栅渣量（10）细格栅及格栅除污机的

35、选择 选用两台XWB-08-15背耙式格栅除污机，其性能如下表4所示：表5 XWB-08-15背耙式格栅除污机型号格栅宽度（mm）耙齿有效长度(mm)安装倾角()提升质量(kg)格栅间距(mm)提升速度(m/min)电机功率(KW)XWB-08-15800100602001030.53.3沉砂池3.3.1沉砂池的作用及类型 污水中的无机颗粒不仅会磨损设备和管道，降低活性污泥活性，而且会板积在反应池底部减小反应池有效容积，甚至在脱水时扎破率带损坏脱水设备。沉砂池的设置目的就是去除污水中泥砂、煤渣等相对密度较大的无机颗粒，以免影响后续处理的构筑物的正常运行。常用的沉砂池的形式主要有平流式沉砂池、曝

36、气沉砂池、旋流式沉砂池。平流式沉砂池是早期污水处理系统常用的一种形式，它具有截留无机颗粒效果较好、构造简单等有点，但也存在流速不易控制、沉砂中有机性颗粒含量较高、排砂常需要洗砂处理等缺点。旋流式沉砂池是利用机械力控制水流流态与流速、加速砂粒的沉淀并使有机物随流水带走的沉砂装置。曝气沉砂池在池的一侧通入空气，使污水沿池旋转前进，从而产生与主流垂直的横向恒速环流；曝气沉砂池还具有以下特点，通过调节曝气量，可以控制污水的旋流速度，使除砂效率较稳定，受流量的影响较小；沉砂中含有有机物量低于5%；由于池中舍友曝气设备，它还具有预报器、脱臭、除泡作用以及加速污水中油类和浮渣的分离等作用，这些特点对后续的沉

37、淀池、曝气池、污泥消化池的正成运行以及对沉砂的最终处置提供了有利的条件。本设计中选用曝气沉砂池，其截面图如图9示。 图9曝气沉砂池示意图 1空气干管 2支管 3扩散设备 4头部支座 曝气沉砂池与细格栅合建，为地上式矩形钢筋硂机构，设为两格池子。3.3.2曝气沉砂池的设计参数（1）旋流速度应保持0.250.3m/s;（2）水平流速为0.060.12m/s；（3）最大流量时停留时间为13min；（4）有效水深为23m，宽深比一般采用12；（5）长宽比可达5，当池长比池宽大得多时，应考虑设计横向挡板；（6）每立方米污水的曝气量为0.10.2m3空气，或35 m3/（m2h）；（7）空气扩散装置设在池

38、的一侧，距池底约0.60.9m，送气管应设置调节气量的阀门；（8）池子的形状应尽可能不产生偏流或死角，在集砂槽附近可安装纵向挡板；（9）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；（10）池内应考虑设消泡装置。3.3.3曝气沉砂池的设计计算3.3.3.1池体的计算（1）池子总有效容积V 式中：污水厂最大设计流量，=0.794m3/s最大设计流量时的流行时间，取t=2min （2）水流断面的面积A 式中：污水厂最大设计流量，=0.794m3/s 最大设计流量时的水平流速，取0.1 m/s，取8m（3）池总宽度 式中： ，取 （4

39、）每格池子的单宽 式中： 设计单格池子数，设两格池子=2（5）校核宽深比 宽深比在12之间，符合要求（6）池体长L （7）校核长宽比 ，符合要求3.3.3.2曝气系统设计计算 运用鼓风曝气系统，鼓风设备采用穿孔管曝气，穿孔曝气管设置在集砂槽一侧，距池底0.8,距池壁0.5m，则穿孔管的淹没深度为。（1）最大时所需空气量 式中： 每立方米污水所需空气量，0.10.2m3空气/ m3污水，取0.2m3空气/ m3污水/h=571.68 m3 / h（2）平均时所需空气量（3）鼓风机的风压计算 式中：鼓风机出口风压，kPa；扩散设备的淹没深度，换算成压力单位kPa，1mH20压力相当于9.8kPa，

40、； 扩散设备的风压损失，kPa，与充氧形式有关，一般取35kPa，取4kPa； 输气管道的总风压损失，kPa，包括沿程风压损失和局部风压损失，可以通过计算确定，设管路压力损失为5.5kPa(管路计算略)。 （4）鼓风机的选择 由给水排水设计手册（第二版）第11册P470查知，选择RD100型号罗茨鼓风机两台，其性能如下表6所示：表6 罗茨鼓风机的性能型号口径（mm）转速（r/min）出口风压（kPa）气 量Q（m3/min）轴功率LA（kW）电动机功率（kW）RD100100175029.411.48.611 3.3.3.3沉砂室的计算（1）沉砂部分所需容积 式中：城市污水沉砂量，m3/106

41、m3，可按照106m3污水沉砂1530m3计算，取/106m3污水清除沉砂的间隔时间，d，取 生活污水总变化系数，=1.3 （2）每个污泥斗的容积 式中： 每格沉砂斗容积； 沉砂斗个数，本设计中设每格池子有两个沉砂斗，则； （3）沉砂斗各部分尺寸设斗底宽1=0.6,斗壁与水平面的倾角为60，斗高=1.1m，则沉砂斗伤口宽度为： 沉砂斗容积为： （m3）（8）沉砂室的高度 采用重力排砂，设池底坡度，坡向砂斗， (9)池总高度式中：沉砂池超高，m，设=0.3m(10)验证最小流速 式中： 最小流量，m3/s，最小流量时沉砂池的水流断面面积（m2）， 最小流量时工作的沉砂池数目，最小流量时，一格工作

42、=1（11）砂水分离器的选择 选用螺旋式砂水分离器两台，一备一用，螺旋式砂水分离器由砂斗、溢流堰、出水管、无轴螺旋带既起驱动装置等组成。3.3.3.4曝气沉砂池进出水设计的计算（1）曝气沉砂池进水设计 曝气沉砂池进水采用配水槽，来水由提升泵房和细格栅后水渠直接进入沉砂池配水槽，配水槽尺寸为：。为避免异重流的影响，污水经潜孔进入沉砂池，过水流速不宜过大，流速控制在0.20.4m/s，本设计取。单格池子配水孔面积为：设计孔口尺寸为1.25m1.25m，则孔口实际流速为： 查给水排水设计手册（第二版）第一册P678，可得水流经过孔口的局部水头损失为，则水头损失为： （2）曝气沉砂池出水设计出水采用矩

43、形薄壁跌水堰，假设堰为无侧收缩堰，堰宽同沉砂池每格池子的宽度，即，则通过堰流量为： 式中： 堰流量， 流量系数，通常采用0.45； 堰宽，m，；溢流堰上水深，m；通过计算得出，设跌水高度为0.1m，则沉砂池出水的水头损失为0.16+0.1=0.26m（3）撇油管及放空管在曝气沉砂池会有少量浮油产生，出水段设置管径为的撇油管，人工撇出浮油，池外设置油水分离槽井。为防止发生意外，以便于排水检修，在每格沉砂池末端设置管径的放空管。3.4氧化沟3.4.1工艺设计参数（1）进水水质BOD5 244.9 mg/L， TN 44.39 mg/L ，设VSS=200mg/L，碱度=250mg/L,最高水温28

44、（2）出水水质BOD5 20 mg/L， NH+4=8mg/L ，NO3-=12mg/L, TSS=20mg/L（3）池内混合液污泥浓度（MLSS）为30004000mg/L,取；MLVSS/MLSS=0.7,溶解氧浓度C=2.0mg/L（4）污泥负荷0.15kgBOD5/(kgMLSSd-1)，取0.15kgBOD5/(kgMLSSd-1)。3.4.2设计计算（1）厌氧池1.设计参数设计流量：流量为Q=68600m3/d， 每座设计流量为Q1=20000m3/d，分4座水力停留时间：T=2.5h污泥浓度：X=3000mg/L污泥回流液浓度：Xr=10000mg/L考虑到厌氧池与氧化沟为一个处

45、理单元，总的水力停留时间超过15h.设计出水水质BOD5=20mg/L, NH4+-N=2mg/L, NO3-N=10mg/L 2.设计计算（1）厌氧池容积：V= Q1T=231.510-32.53600=2083.5m3 （2）厌氧池尺寸：水深取为h=4.0m。 则厌氧池面积：A=V/h=2083.5/4=521m2 厌氧池直径：m （取D=26m） 考虑0.3m的超高，故池总高为H=h+0.3=4+0.3=4.3m。 （3）污泥回流量计算： 1）回流比计算 R =X/（Xr-X）=3/（10-3）=0.43 2）污泥回流量QR =RQ1=0.43231.5=99.5L/s(2)氧化沟1.设

46、计参数拟用卡罗塞（Carrousel）氧化沟，去除BOD5与COD之外，还具备硝化和一定的脱氮除磷作用，使出水NH3-N低于排放标准。氧化沟按设计分4座，按最大时流量设计，每座氧化沟设计流量为Q120000m3/d总污泥龄：20dMLSS=3600mg/L,MLVSS/MLSS=0.75 则MLSS=2700曝气池：DO2mg/LNOD=4.6mgO2/mgNH3-N氧化，可利用氧2.6mgO2/NO3N还原0.9 0.98其他参数：a=0.6kgVSS/kgBOD5 b=0.07d-1脱氮速率：qdn=0.0312kgNO3-N/kgMLVSSdK1=0.23d-1 Ko2=1.3mg/L剩

47、余碱度100mg/L(保持PH7.2):所需碱度7.1mg碱度/mgNH3-N氧化；产生碱度3.0mg碱度/mgNO3-N还原硝化安全系数：2.5脱硝温度修正系数：1.082.设计计算（1）碱度平衡计算：1）设计的出水为20 mg/L， 2）采用污泥龄20d，则日产泥量为： 设其中有12.4为氮，近似等于TKN中用于合成部分为： 0.124899.6=108 kg/d 即：TKN中有mg/L用于合成。 需用于氧化的NH3-N =44.39-5.4-2=29 mg/L 需用于还原的NO3-N =29-10=19 mg/L 3）碱度平衡计算 已知产生0.1mg/L碱度 /除去1mg BOD5，且设

48、进水中碱度为250mg/L，剩余碱度=250-7.129+3.019+0.1224.9=123.6 mg/L 计算所得剩余碱度以CaCO3计，此值可使PH7.2 mg/L（2）硝化区容积计算： 硝化速率为 =0.204 d-1故泥龄：d 采用安全系数为2.5，故设计污泥龄为：2.54.9=12.5d 原假定污泥龄为20d，则硝化速率为： d-1 单位基质利用率： kg/kgMLVSS.d MLVSS=fMLSS=0.753600=2700 mg/L 所需的MLVSS总量= 硝化容积：m3 水力停留时间：h（3）反硝化区容积： 12时，反硝化速率为： =0.017kgNO3-N/kgMLVSS.

49、d还原NO3-N的总量=kg/d 脱氮所需MLVSS=kg 脱氮所需池容： m3 水力停留时间：h （4）氧化沟的总容积： 总容积：m3 （5）氧化沟的尺寸： 氧化沟采用4廊道式卡鲁塞尔氧化沟，取池深3.5m，宽7m，则氧化沟总长:。其中好氧段长度为，缺氧段长度为。弯道处长度:则单个直道长: (取170m) 故氧化沟总池长=170+7+14=191m，总池宽=74=28m（未计池壁厚）。 校核实际污泥负荷 （6）需氧量计算： 采用如下经验公式计算: 其中：第一项为合成污泥需氧量，第二项为活性污泥内源呼吸需氧量，第三项为硝化污泥需氧量,第四项为反硝化污泥需氧量。 经验系数：A=0.5 B=0.1

50、 需要硝化的氧量：Nr=292000010-3=580kg/dR=0.520000(0.224)+0.19975.62.7+4.6580-2.6380=275.56kg/d取T=30，查表得=0.8,=0.9,氧的饱和度=7.63 mg/L，=9.17 mg/L 采用表面机械曝气时，20时脱氧清水的充氧量为： 查手册，选用DY325型倒伞型叶轮表面曝气机，直径3.5m,电机功率N=55kW,单台每小时最大充氧能力为125kgO2/h，每座氧化沟所需数量为n,则 取n=4台（7）回流污泥量： 可由公式求得。式中：X=MLSS=3.6g/L，回流污泥浓度取10g/L。则： （50100，实际取60

51、）考虑到回流至厌氧池的污泥为11%，则回流到氧化沟的污泥总量为49%Q。 （8）剩余污泥量： 如由池底排除，二沉池排泥浓度为10g/L，则每个氧化沟产泥量为： （9）氧化沟计算草草图如下：3.5二沉池3.5.1沉淀池的类型及选择 沉淀池是分离悬浮固体的一种常用构筑物，二沉池是活性污泥处理系统的重要组成部分，其作用是你睡分离，使混合液澄清，浓缩和回流活性污泥。沉淀池常按池内水流方向不同分为平流式沉淀池、竖流式沉淀池和辐流式沉淀池三种。本设计中二沉池采用中心进水，周边出水的辐流式沉淀池。. 辐流式沉淀池多呈圆形，池的进水在中心为止，出口在周围。水流在池中呈水平方向向四周辐射，由于过水断面面积不断变

52、大，故池中的水流速度从池中心向池四周逐渐减慢。泥斗设在池中央，池底向中心倾斜，污泥常用刮泥机（或吸泥机）机械排除。其主要的特点是采用机械排泥，运行较好；排泥设备有定性产品。3.5.2辐流式二沉池的设计参数（1）池子直径（或者正方形的一边）与有效水深的比值大于6；（2）池径不宜小于16m；（3）池底坡度一般采用0.050.1m；（4）一般采用机械刮泥，也可附有空气提升或净水头排泥设施；（5）当池径（或正方形的一边）较小（小于20m）时，也可采用多斗排泥；（6）停留时间2.53h；（7）表面负荷：0.61.5m3/（m2h）。3.5.3设计计算（1）沉淀部分水面面积 式中：设计日平均流量m3/h；，本设计设置2座沉淀池；表面负荷，m3/(m2h)，本设计取1.5m3/(m2h)（2）池子直径 采用周边传动吸泥机，为了符合型号规格，取直径为，由给水排水设计手册（第2版）第11册P592查知，选取周边传动吸泥机，其性能参数如下表8示：表8 性能参数规格型号池 径