某城镇污水处理厂SBR工艺设计

某城镇污水处理厂SBRI艺设计毕业设计课程设计（论文）任务书设计（论文）题目：系： 建筑工程 专业:学号：某城镇污水处理厂SBR工艺设计给排水 班级：指导教师:接受任务时间学生：1课程设计（论文）的主要内容及基本要求（一）项目简介某城镇排水工程设计基础资料：根据城市规划，到 2010年， 镇区城镇人口 4.8万人，到2020年，镇区城镇人口 9.0万人。设 计综合污水定额包括人均居民生活污水定额、人均公建商业污水定 额和工业用水定额。综合用水量定额为：2010年，420升/人/天； 2020年，510升/人/天。城市污水水质如下：BODI50220 mg/L, COD230340 mg/L, SS20O-320mg/L,NHN 1540mg/L,磷酸盐 6.8 9.4mg/L ,pH6.5 8,水温1230C。工业污水水质经城市污水处理厂处理之后要求 出水水质达到城镇污水处理厂污染物排放标准GB18918-2002一级标准的B标准要求如下：CODci< 60 mg/L、BODK 20mg/L、SS< 20 mg/L、NH3 N< 8mg/L、TP< 1.5 mg/L。根据所提供的基础设计资料和图纸，完成某市污水处理厂厂址 的选择、污水处理工艺流程的方案比较，对推荐处理工艺的处理构 筑物和附属建筑物进行设计计算，绘制污水厂平面图、工艺流程图 和主要的处理构筑物工艺图；完成某市污水处理厂设计说明书和计 算书的编制。（二）图纸内容及要求1、污水处理厂主要处理构筑物工艺图各主要处理构筑物的 平面图和剖面图，节点大样图、材料设备一览表、图例明确、尺寸要 标准清楚，准确。2、污水处理厂总平面布置图一一具体要求：根据污水处理厂布 置原则进行污水处理厂总平面的布置，要考虑远期用地及绿化带、办 公室、化验室等的用地。3、 污水处理厂污水处理流程高程布置图 要求作出详细的高 程标注，包括构筑物的控制标高及水位标高。2. 主要参考文献1给水排水设计手册，1册、5册、10册、11册，中国建筑 工业出版社.2给水排水快速设计手册，2册、4册、5册，中国建筑工 业出版社，1998年6月.3. 排水工程，上、下册，第三版，中国建筑工业出版社，1996 年6月.4市政工程定额与预算，建设部标准定额研究所编，中国计划出版社，1993年6月.5.污水脱氮除磷技术，中国建筑工业出版社，1998年11月.6城市污水生物处理新技术开发与应用，化学工业出版社，2001年5月.7.水处理新技术及工程设计，化学工业出版社，2001年5月.8排水管网理论与计算，中国建筑工业出版社，2000年12月9城市中小型污水处理厂的建设与管理，化学工业出版社，2001年5月.10. 期刊给水排水，近几年各期.11. 期刊中国给水排水，近几年各期.第5页共31页污水处理作为排水工程的一个重要组成部分，在一个城市发展进 程中占据不可小觑的地位。本次排水工程课程设计旨在对某城镇污水 处理厂进行一个初步设计，根据该城镇地形图和河流、风向情况，选 定污水处理厂的位置；根据城市污水的水质情况，通过污水处理方法、 工艺流程的比较，以及污水处理构筑物型式的选择， 决定采用间歇式 活性污泥法处理工艺，从而使处理后的出水水质满足国家污水处理排 放一级B标准，并对剩余污泥进行处理。对各处理构筑物、污水处理 厂高程进行计算，画出污水处理厂平面布置图、处理流程高程布置图 以及主要处理构筑物工艺图。关键词：排水工程；污水处理厂；间歇式活性污泥法；处理构筑物1. 前言 72. 设计任务与设计资料 83. 污水处理厂设计规模 94. 污水处理程度的确定 105. 污水处理工艺流程方案的确定 116. 污水处理构筑物及设计运行参数 147. 污泥处理构筑物及设计运行参数 298. 污水处理厂的平面布置及高程布置 309. 结束语 34参考文献 36致谢 38附录 39第6页共31页1. 刖言课程设计是实现高等工科院校培养目标所不可缺少的教学环节， 是教学计划中一个重要组成部分。通过排水工程下课程设计训练学生 综合应用所学理论知识，在老师指导下，培养学生独立完成一个小型 城镇污水处理厂设计的能力；让学生熟练掌握污水处理厂设计的相关 的内容、方法步骤，以及设计说明书的编写。污水处理厂是城市生活、工业用水后必不可少的一个环节， 污水 处理厂的设计是根据城镇所在地形地势、 风向河流以及城镇的整体规 划等综合因素考虑后进行，按照基本建设程序及有关的设计规定、规 程确定的。包括其中最重要的污水处理工艺构筑物、污泥处理工艺构 筑物以及办公楼等其他附属构筑物，同时满足近期和远期的发展要 求。其主要内容包括：设计基本资料、污水处理厂厂址的选择、污水 处理工艺流程方案的选择、各处理构筑物的选择及其设计计算、 污水 处理厂的平面布置等。通过本次设计，加强学生对排水工程理论知识的理解， 培养学生 的设计思路，并且引导同学深入思考问题，提高学生分析问题和解决 问题的能力。2. 设计任务与设计资料2.1设计题目某城镇污水处理工艺设计2.2设计任务根据所提供的基础设计资料和图纸以及运用所学的排水工程的 相关知识，进行某市污水处理厂的初步设计。2.3设计资料根据城市规划，到2010年，镇区城镇人口 4.8万人，到2020年， 镇区城镇人口 9.0万人。设计综合污水定额包括人均居民生活污水定 额、人均公建商业污水定额和工业用水定额。 综合用水量定额为：2010 年，420升/人/天；2020年510升/人/天。城市污水水质如下：BOD150220 mg/L , COD230340 mg/L , SS20A320mg/L, NhJ-N 1540mg/L,磷酸盐 6.8 9.4mg/L, pH6.5 8,水温1230C。工业污水水质经城市污水处理厂处理之后要求出 水水质达到城镇污水处理厂污染物排放标准GB18918-2002 一级标准的 B标准要求如下：CODcfC 60 mg/L、BODM 20mg/L、SSC 20 mg/L、 NH NK 8mg/L、TP< 1.5 mg/L。2.4设计要求完成某市污水处理厂厂址的选择、污水处理工艺流程的方案比较，对推荐处理工艺的处理构筑物和附属建筑物进行设计计算，绘制污水厂平面图（考虑远期用地及绿化带、办公室、化验室等的用地）、 工艺流程高程布置图（作出详细的高程标注，包括构筑物的控制标高 及水位标高）和主要的处理构筑物工艺图（各主要构筑物的平面图和 剖面图，节点大样图、材料设备一览表、图例明确、尺寸标准清楚）。3. 污水处理厂设计规模3.1污水处理厂位置的确定由于该城镇的地形从北向南逐渐降低，经常处于东北风情况下， 且城镇最南方有河流流出，故污水处理厂的位置确定在城镇南方紧挨 河流处。3.2污水处理厂的设计规模污水处理厂规模以处理水量的平均日平均时流量计，本次设计在计算污水处理厂规模时，采用综合用水定额进行排水量的计算。查资料可取综合折减系数0.8，水渗入量取污水量的15%所以近期处理水量为：Q近=420 4.8 104 0.8 1.15 10” 10仁1.85万m'/d ；远期处理水量为：Q远=510 9.0 1 04 0.8 1.15 1 0- 10.22万m3/d。据此，污水处理厂的设计规模为：近期2.2万nVd，远期4.4万m/d。3.3处理构筑物的设计规模污水处理厂内的处理构筑物分为两组，每组处理规模为1.1万m/d。近期建设两组，则处理规模为 2.2万m/d，远期再增加两组， 处理规模达到4.4万m/d。结合城市中小型污水处理厂的建设与管 理，根据污水处理厂远期处理规模，可确定污水处理厂占地面积为 5.0hm2。4. 污水处理程度的确定根据城镇污水厂污染物排放标准，该镇污水排放标准必须满 足一级B标准，由处理后的水质与原水水质计算可得污水处理程度， 即：BOD去除率：=22020 100% =91%220COD 去除率：=34°60 100% =83%340SS去除率：二320 一20 100% =94%320NH-N 去除率：二空8 100% =80%40TP 去除率：二94 15 100% =84.1%9.4根据污水处理厂的进出水水质以及各指标的去除率，得表4-1。表4-1污水厂进出水水质及去除率指标进水水质(mg/L)出水水质(mg/L)去除率(%BOD 52202091COD cr3406083SS3202094NH 3-N40880TP9.41.584.15. 污水处理工艺流程方案的确定5.1工艺流程方案的选择根据城市污水处理和污染防治技术政策，20万m/d规模的 大型污水厂一般采用常规性活性污泥法工艺， 1020万m/d规模的 污水厂可采用常规活性污泥法、氧化沟、 SBR AB法等工艺，对于城 镇小规模的污水厂可以采用生物滤池、 水解好氧法工艺等。对除磷脱 氮另有要求的城市，应采用二级强化处理，如 AlO工艺、A/O工艺、 SBR及其改良工艺、氧化沟工艺等。从污水厂进出水水质比较可知，该污水处理厂不仅要能够有效的 去除BOD COD、SS等，还必须能达到脱氮除磷的效果。因此，初 步可考虑采用具有脱氮除磷功能的 A7O工艺、SBR及其改良工艺和氧化沟工艺另外，由于本污水处理厂属于小型城镇污水处理，故应依据小型城镇污水的特点进行针对性考虑。一般情况下，对于小型城镇来说， 其污水具有以下特点： 承担排水面积小，污水量也较小，但水量、水质的日变化较大，因此处理工艺应具有较强的抗冲击负荷能力，去除率高。 处理工艺简便易行、运行稳定、维护管理方便。 处理工艺应能较方便的改变其处理流程。 基建投资和运行费用低、节省能耗，一般要求自动化程度较 高以降低运行成本。 一般不设污泥消化，宜采用低负荷的延时曝气工艺，在减少 剩余污泥产量的同时使污泥实现好氧稳定。根据上诉污水处理特点，参照城市中小型污水处理厂的建设与 管理，综合污水处理厂进出水水质要求以及污水厂的规模等因素， 提出以下两个方案：间歇式循环延时曝气活性污泥法工艺（ICEAS； Carrousel氧化沟。5.2方案的技术经济比较对初步提出的两个处理方案进行技术经济比较，详细见表5-1表5-1处理工艺方案技术经济比较表方案一（Carrousel氧化沟处理工艺）方案二（ICEAS处理工艺）该工艺为改良型a2/o工艺该工艺为SBF工艺的改良工艺续表5-1(1)在处理某些工业废水时尚(1) 工艺流程简单、管理方便、需预处理，但在处理城市污水时造价低。只需设一个反应器，不不需要预沉池。需设二沉池、污泥回流设备。故(2)污泥稳定，不需消化池可直基建费用较节省，节省用地。接干化。(2)反应器内活性污泥处于吸(3)工艺稳定可靠。附、吸收及生物降解和活化的交(4)工艺控制简单。替变化过程之中，因此处理效果(5) BOD去除率达 95%98%COD)好。去除率达90%-95%同时具有较(3)可以很容易的交替实现好高的脱氮除磷效果。氧、缺氧、厌氧环境，且可通过(6)不再使用卧式转刷曝气机改变曝气量、反应时间来创造条而米用立式低速搅拌机，从而使件以提高脱氮除磷效率。曝气池占地面积大大减小。(4)污泥沉降性能好。该工艺具(7)从“田径跑道”式向“同心有的特殊运仃环境抑制了丝状菌圆”式转化，池壁共用，降低了的生长，无污泥膨胀之虞。占地面积和工程造价。(5)运行费用相对方案较低。(8)运行费用相对较咼。(6)沉淀期进水在主反应区底(9)总体占地面积较大。部造成水力紊动，影响泥水分离时间，进水收到限制。通过两种方案的技术经济比较，方案二在技术上较先进，经济上其基建投资及运行费用较低，所以选择方案二（ICEAS处理工艺）作为该城镇污水处理厂的处理工艺，其工艺流程如图5-1所示污水中搭棉提升泵房细feffi沉砂世出朮渥饼外运图5-1 ICEAS工艺处理流程图6. 污水处理构筑物及设计运行参数6.1格栅的设计格栅是污水处理的预处理设施，用以截留悬浮物或漂浮物，以便 减轻后续处理构筑物的处理负荷，并使之正常运行。根据形状、栅条 净间距、清渣方式不同，分为不同的格栅，一般情况下采用平面格栅。6.1.1泵前中格栅的设计计算由于污水中所含的漂浮物较多其大，故泵前进水格栅采用中格栅，设计污水量按远期流量 Q=510L/s=0.51H7s计算，且设置两格,每格流量为0.255m3/s。格栅计算草图见图6-1L500 WZa 1眦1胡汕图6-1格栅计算草图1.设计参数栅条净间隙b=20mm栅前流速Vi=0.70m/s，过栅流速V2=0.90m/s ;栅前部分长度Li=0.5m,格栅倾角a =60 ；进水渠道渐宽部位展开角：20 ;渠道超高h2=0.3m;栅条宽度S=0.01m单位栅渣量0.05m3栅渣/103m3污水2.设计计算(1)确定栅前水深h。取栅前水槽宽B=0.8m,故栅前水深h二B/2=0.8/2=0.40m(2) 栅条的间隙数Q Jsin =bhv0.255.sin60= 32.96 (取 33 根)0.020.400.90(3) 栅槽宽度BB =S(n-1) bn =0.01 (33 -1) 0.02 33 = 0.98m故格栅槽安装宽度取1.2m。(4)进水渠道渐宽部分的长度LiJ =y。8。am2tan：2 tan20(5)栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度 L2L2L.0.24(6)过栅水头损失hi设栅条断面为矩形截面，当为矩形断面时 B =2.42，取 k=3。则"42 鵲八 0.96产 v20.9020h, =ksin: =3 0.96sin60 = 0.10m2g2 9.8(7) 栅前、后槽总高度H、H。Hh hh -0.4 0.3 = 0.7mH =h h h2 =0.4 0.10 0.3 = 0.8m(8) 栅槽总长度LL=J L2 0.5 1.0 Hl =0.24 0.12 0.5 1.00.72.26m(取 2.00m)tanatan 60(9) 每日栅渣量W86400Q x1000Kz86400 0.51 0.05100033= 2.20(m'/d) 0.2(m3/d)第41页共31页故采用机械清渣。6.1.2泵后细格栅的设计计算污水经过调节池提升至沉砂池中，故在进入沉砂池前设细格栅， 进一步去除无水肿较小的颗粒悬浮物、漂浮物。设计污水量Q=510L/s=0.51m/s，设置两组格栅，每组流量为 0.255m3/s。栅条净 间隙b=10mm单位栅渣量-0.1m3栅渣/103m3污水，其余参数与前述中 格栅相同。(1) 确定栅前水深h。取栅前水槽宽B=0.8m，故栅前水深h=B/2=0.8/2=0.40m。(2) 栅条的间隙数nQ Jsin a n =bhv(取66根)0.255、sin 600.010.400.90(3) 栅槽宽度BB = S(n -1) bn =0.01 (66 -1) 0.01 66 = 1.31m故取格栅安装宽度为1.50m。(4) 进水渠道渐宽部分的长度L1(B-BJ2ta n ：、1.31-0.802 tan 20二 0.70m(5) 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度 L2,L1 0.70L20.35m2 2(6)过栅水头损失时 B =2.42，取 k=3。则h“设栅条断面为矩形截面，当为矩形断面44F：=2.42 (凹尸=2.42b0.01h sin： =3 2.42 09 sin60 = 0.26m2g2 9.8(7)栅前、后槽总高度H、H巴=h g = 0.4 0.3 二 0.7mH = h hi h = 0.4 0.26 0.3 = 0.96m(8) 栅槽总长度LH0 7L = L1 L2 0.5 1.01 =0.70 0.35 0.5 1.02.95m(取 3.00m)tan。tan60(9) 每日栅渣量WW864001000Kz86400 0.51 0.10100033= 4.41(m /d)0.2(m /d)故采用机械清渣。6.2调节池与污水提升泵房的设计 6.2.1调节池的设计作为调节构筑物，调节池设置在进水端中格栅后面，能够稳定水 流，缓冲污水变化，起到一定的调节作用。其设计流量按近期Q=255L/s=0.255m/s考虑，停留时间HRT=8h有效水深h=6.0m,超高取0.3m。所以调节池容积为：V =QT =918 8 = 7344m3调节池面积：V 73442A1224m2h6取长为50m宽为25m调节池的实际尺寸为 50论25论6.3m; 实际体积V=7875rl>7344m,满足要求，远期再增加一座。6.2.2污水提升泵房的设计根据污水处理厂总体建设规划，确定采用湿式矩形半地下合建式 泵房，其具有布置紧凑、占地少、结构较省的特点。泵站的土建部分 按远期进行考虑设计，提升泵站的设计流量采用近期流量Q=255L/s=918mfh 进行设计。污水提升泵的扬程：调节池调节容量二近期流量x 30min=255X 10-3 x 30 X 60=459昭调节池调节水位=459/ (50X 25) =0.37m净扬程Z=提升最咼水位-泵站吸水最低水位=437.89-432.17+0.37=6.09m水泵水头损失hi取2.0m,自由水头h2取1.0m,故提升泵扬程为:H=Z+h+h2=6.09+2.0+1.0=9.09m。查给排水设计手册第11册可选择潜污泵，近期配置3台， 两用一备，单台提升流量为400nVh，扬程为10m远期设计流量 Q=1836mh，考虑到远期发展，应留有 2台400nVh，扬程为10m潜 污泵的位置。由于泵房一旦建成不易扩建，所以泵房采取远期发展设 计。根据泵房设备布置尺寸的一般要求，以及考虑一定检修空间，每台泵工作面积为15m2，确定提升泵房的尺寸20mK 10m故提升泵房的面积为200吊，其中工作间的面积为15X 5=75吊6.3沉砂池的设计沉砂池只要用于去除污水中粒径大于 0.2mm比重为2.65的砂 粒，以减轻对水泵、管道的磨损，改善污泥处理构筑物的处理条件。631沉砂池的选择常用的有平流沉砂池、曝气沉砂池、多尔沉砂池和钟式沉砂池。平流沉砂池截留效果较好、构造简单、工作稳定；曝气沉砂池在池的 一侧通入空气，砂粒间产生摩擦，使砂粒上的悬浮有机物分离，不能 使细小悬浮物沉淀；多尔沉砂池将刮砂机刮下的沉砂清洗后有机物再 回流，运行较复杂；钟式沉砂池具有占地小、能耗低、土建费用低等 优点。经过比较，本次设计可选择钟式沉淀池，且分为两组，远期再增加两组。6.3.2沉砂池的设计计算每组设计流量为Q=128L/s，根据设计流量确定钟式沉砂池型号 及尺寸，进行沉砂池的计算。祥见表 6-1和图6-2。表6-1钟式沉砂池型号及尺寸表型号流量（L/s）ABCDEF1.00.301.352.430.4500.900200180GHJKL0.400.300.400.801.15图6-2钟式沉砂池计算草图取进水渠道流速v=0.6m/s ,有效水深0.6m,则进水渠道宽度已:Q= 0.36m (取 0.5m)hv 0.6 0.6进水渠道直段长度为渠宽的7倍，渠宽B=0.5m,故进水渠道长L3=3.5m。渠道超高为 0.3m，贝卩渠高 H=0.6+0.3=0.9m。有效容积：22.43 23VKRh=3.14 ()1.15=5.33m2水力停留时间:5.330.128= 42s产砂量取xi=3.0m砂量/10 m污水，则每日产砂量 Q:Qs =Qx 0.128 86400 3.0 10，=0.33m3/d （含水率 P=60%砂斗容积：V砂=：r2h =3.14 0.52 1.35 = 1.06m3每组沉砂池配备一台提砂机、 一台砂水分离器，沉砂经提砂机进 入砂水分离器，分离后的污水回流到沉砂池，砂粒外运。6.4 ICEAS反应池的设计ICEAS工艺是SBR勺一种改良工艺，不仅具有 SBF全部的优点， 还能很好的脱氮除磷，且在SBF基础上进行了两项改变。一是在运行 方式上，采用连续进水、间歇排水的运行方式，即使在沉淀期和排水 期也仍保持进水，使反应池没有进水阶段和闲置阶段； 二是在反应池 的构造上，在反应区前端用隔墙增加了一个预反应区， 将反应区分成 了小体积的预反应区和大体积的主反应区两段。 反应池水量按近期流 量设计，以保证处理效果，且设置相同的两座，远期再增加两座。6.4.1 设计参数反应池进水BOD=176mg/L （考虑一级去除20% ,CODr=272 （考虑一级去除20% ,SS=192mg/L （考虑一级去除40% ,NHN=40mg/L,TP=9.4mg/L。二级处理出水要求： CODcK 60 mg/L、BODK 20mg/L、SS< 20mg/L、NH NK 8mg/L、TP< 1.5 mg/L。每组设计流量采用近期流量Q=128L/s;污泥负荷 F/M 取 0.07kgBOD/(kgMLVSS d);取污泥指数 SVI=100,MLVSS/MLSS=0.75;取污泥层高h=2.0m;642反应池的设计计算(1) 每日去除的BOID量 F,F =QSr =128 86.4 (176-20) 10= 1725kg/d(2) 混合液挥发性悬浮固体MM=F/0.07=1725/0.07=24643kg/d(3) 混合液悬浮固体MLSSMLSS=MLVSS/0.75=24643/0.75=32857kg/d 相当于2971mg/L。(4) 沉淀后，污泥所占体积 V污V污二SVIX MLSS=100/100(X 32857=3285.7(5) 每座ICEAS反应池面积SS=V污/h=3285.7/2.0=1643m 2(6) 每座ICEAS反应池的尺寸，反应池有效容积为QSaNsX11059.2 1760.07 2971=9360 m3反应池有效高度H二V/S=9360/1643=5.7m,池体长宽比采用2.5 ,则反应池长64m,宽26m其中预反应区长8m,主反应区长56m污 泥层高2.0m,缓冲层高1.5m,变化层高2.2m,超高0.8m,则反应池 的总高度H=6.5n。故每座反应池的尺寸为 64mx 26mx 6.5m。(7) ICEAS反应池工作周期。设计常规周期为 5个/24h，每个 周期为4.8h。其中：搅拌0.8h，曝气2.0h，沉淀1.0h，滗水1.0h。 在滗水的同时进行排泥，排泥 0.5h。(8) 剩余污泥量WW =W1 -W2 W3式中W降解BOD生成污泥量(kg/d)；W 2内源呼吸分解泥量(kg/d)；W 3不可生物降解和惰性悬浮物量 (kg/d)，占总TSS的50% 降解BOD生成污泥量WQ(Sa-Se) =0.70 22118.4 (176- 20)/1000 = 2416kg/d 内源呼吸分解泥量Xv=fXs=0.75 2971 = 2220mg/LW2=bVXv=0.05 9360 2.22 = 2077kg/d 不可生物降解和惰性悬浮物量W3 =Q(SSa-SSe) 50%=22118.4 (192-20)/1000 50%=1902kg/d因此，剩余污泥量WW=WW2+W=2416-2077+1902=2241kg/d假设污泥含水率P=99.3%故每天排泥量：W22413Qs33 二 320 m / d(1P)勺0(1 0.993)勺0污泥龄九XV2.971 9360 22241=24.82d(9) 需氧量计算需氧量计算包括2部分：脱氮需氧量和去除BOD需氧量及微生物自身氧化需氧量。脱氮需氧量，以1kgN消耗4.5kgO2计:On =22118.4 (40-8)/1000 4.5 = 3185.05kgQ/d去除BOD及自身氧化需氧量：OD 二aQSr bXVV =0.5 22118.4 156 10”0.15 2.22 18720-1725.24 6233.76 =7959.00kgO2 /d总需氧量O=ON OD =3185.05 7959.00 = 11144.05kgO2/d每池每周期的需氧量为O 11144.05O1114.40kgO2 /周期2汇52><5曝气时间为2.0h，则每小时需氧量为” o'1114.40O557.20kgO2/h(10) 曝气池内平均溶解氧饱和度曝气装置采用网状膜型微孔空气扩散器，敷设于池底，据池底0.30m,淹没深度H=5.40m计算温度为30 C，氧转移效率20%Csb=Cs('5 Ok)2.066 10542式中Csb鼓风曝气池内混合液溶解氧饱和度平均值；在大气压力条件下，氧的饱和度；空气扩散装置出口处的绝对压力;O t气泡离开池面时氧的百分比。空气扩散装置出口处的绝对压力P =P 9.8 103 H =1.013 105 9.8 103 5.4=1.542 105Pa气泡离开池面时氧的百分比21(仁 Ea)79 21(1 -Ea)100%21 (1-0.20)79 21(1 -0.20)100% =17.54%确定 20C和 30C 的氧饱和度：Cs（2o）=9.17mg/L, Cs（30）=7.63mg/L；则鼓风曝气池内混合液溶解氧饱和度平均值分别为Csb(20)-Cs(20)Pb52.066 10纟)=9.17 (1.542 105 17H10.68mg / L422.066 1042C sb(30)=Cs(30)Pb52.0661057.63 (51.542 102.066 1051748.88mg/L42鼓风曝气池20 C时脱氧清水需氧量为O"Csb(20)557.20汉 10.68亠R)(T20)(30二 858.0kgO2 / h：(CsbE-C)1.024(2°)0.85 (0.95 1 8.88-2) 1.024(300)曝气池供气量Gs 乩 100858.0100 =14300m3/h =283.34m3/min0.3Ea0.3 20根据附录表1,每池采用5台流量为80nVmin的鼓风机，4用1备，每台电机功率为115KW（11）曝气系统设计 所需空气压力P （相对压力）： h h1 h2-0.2 5.4 0.4 0.5 = 6.5m式中a h供风管道沿程与局部阻力之和，取0.2m;h i曝气器淹没水头；h2曝气器阻力，去0.4m;lh 富余水头，取0.5m° 曝气器数量计算（以单组反应器计算）。按供氧能力计算所需曝气器个数，参照有关手册，工作水深5.7m,在供风量13侖5 个）时，曝气池氧利用率 吕=20%服务面积0.30.75m2，充氧能力qc=0.36kg/（h 个），则微孔曝气器个数x=R858.00.36=2384个以微孔曝气器服务面积进行校核:f =匚=64 26 = 0.70m2 ： 0.75m2 x 2384满足要求。（12）供风管道计算供风管道。供风管道采用枝状布置，流量Q=G=14300riVh=3.97m3/s，流速 v=15m/s,则管径取干管管径为DN600mm 支管（布气横管）。每组曝气池设 8根布气横管，流量为0.496m3/s，则每根管径为DN250mm（13）滗水器污水进水量Q=22118.4m/d，反应池数n=2,周期数N=5,滗水时间T=1.0h，则每池的排除负荷为Q 22118.433Qp2211.84m / h=36.87m /minp NnT 5 2 1.0故每池配置2台自浮式滗水器。(14) 剩余污泥排除设备33每池每天剩余污泥 320.00/2=160.00m /d=6.67m /h，若每 4.8h排一次泥，每次排泥时间30mi n,则4.83Qn =6.67浜-64.03m /h0.5查给排水设计手册第11册，确定每池配备1台流量为70nVh，扬程为10m的潜污泵。6.5接触池的设计根据卫生防疫的要求，城市污水经过一级或者二级处理后， 水质 改善，细菌含量大幅度减少，但其绝对值仍然可观，并有存在病原 菌的可能，因此污水排入水体前应进行消毒。本次设计采用液氯消毒，并保持排出水体有一定的余氯量，采用加氯量为10mg/L。则需氯量m总=总、10 22118.41000= 221.18kg/d本次设计采用隔板式接触反应池， 近期设置两组，远期再增加两组。计算草图见图6-3出水进水DC图6-3接触池计算草图取水力停留时间t=30min，平均水深h=2.0m,超高0.3m,隔板间隔b=1.5m,隔板数采用5个，池底坡度取2%则每座接触池容积V 二 Qt =128 30 60/1000 = 230.4m3水流速度接触池表面积一卫叫 0.043m/s hb 2.0 1.52二 100.18ml V 230.4r =h 2.3每座接触池宽度B=6b=6X 1.5=9.0m，则每座接触池长度为100.189.0=11.2m7. 污泥处理构筑物及设计运行参数7.1贮泥池的设计剩余污泥从ICEAS反应池经潜污泵提升至贮泥池，贮存一段时间 后再进行污泥浓缩脱水。按照要求近期设置一座，再预留远期一座。 设计贮泥时间T=12h,每座设计进泥量 Q=320nVd=13.34m3/h。贮泥池容积V =QsT =13.34 12=160.08m3贮泥池设计为正方形，其尺寸为 6mx 6mx 6m7.2污泥浓缩脱水间的设计由于处理污泥较少，且经过综合评比，可确定本次采用浓缩脱水 一体机。其特点是污泥不需要预处理，脱水效率高，噪音小；运费费 用低、附属设备较少，投资较低；维修方便，操作管理工作量少。近 期选用1台处理量15.0m3/h的浓缩脱水一体机，远期再增加1台。 浓缩脱水间占地面积LX B=12mK 8m=96m故浓缩脱水间尺寸为12mx 8nX 6m8. 污水处理厂的平面布置及高程布置8.1污水处理厂的平面布置按照不同的功能分区将整个厂区分为生活及辅助生产区（厂前 区）、污水处理区和污泥处理区（生产区）。将厂前区布置在风向东北风上风向区， 厂前区和生产区之间由道 路绿化隔离带分开，保证厂前区优美的环境。厂前区集中设有辅助建 筑物，如综合楼、传达室、机修间、仓库、配电室等，各建筑物呈一 字型排列，采光通风条件良好，且不影响厂区环境。厂区主入口位于 东北侧进场的道路上，主要供厂内工作人员进出、机械设备的检修运 输。处理构筑物是污水处理厂的主体建筑， 应根据各构筑物的功能要 求和水力要求，结合地形和地质条件确定它们在厂区内的平面位置。应尽量考虑以下方面: 贯通连接各处理构筑物之间的管、渠，应便捷、直通，避免 迂回曲折。 根据工艺流程进行布置，尽量利用地形高差，要符合排水通 畅、降低能耗的要求。 各处理构筑物之间，应保持一定的间距，以保证敷设连接管 的要求，一般间距5mr 10n,本次设计采用5m 各处理构筑物平面布置应尽量考虑紧凑。 污泥处理构筑物应在下风向，生活区在上风向。 附属构筑物应根据其用途靠近其服务构筑物， 变电间设在泵 房附近；化验室设在综合楼内，以保证良好的工作环境；综合楼与处 理构筑物保持适当的距离，且处于上风向。厂区内设置环状道路，方便运输。主要车行道的宽度：单车道3.5m，双车道7.0m,并设回车道，人行道采取 2.0m。鉴于污水处理 厂本身就是净化污染物的场所，因此必须要有相当数量的绿化面积， 本次设计取绿化面积不小于厂区总面积的 30%以速生的密植的乔木 作为全厂绿化的基本方式。普遍绿化与适当美化相结合，常绿树与落 叶树相结合，速生树与慢生树相结合，骨干树种与其他树种相结合的 原则，力争达到春季景色好，夏季能遮阳，秋季挡风尘，冬季更宜人, 四季环境美的绿化目标。8.2污水处理厂的高程布置为降低运行费用和便于维护管理，污水在处理构筑物之间的流 动，以按重力流为宜。高程布置时留有一定的富余水头，水力计算以 主要构筑物的水位作为起点，同时向上向下进行计算，且保证处理后 污水在洪水季节也能自流排出，考虑构筑物的挖土深度不宜过大，以 及因检修等原因需将池水放空而在高程上的要求。根据各处理构筑物 的结构稳定性，确定处理构筑物的设计地面标高。根据该城镇地形规划图、污水处理厂的位置以及各构筑物的平面 布置图可知，接触池附近的地面高程约为 434.50m,推算出与河流最 高水位相差较大，所以污水处理厂高程以最大构筑物高程开始，进行上下推求各处理构筑物的水面标高。 本次设计以ICEAS反应池的起端 水位高出地面0.5m作为起点（该处设计地面标高 434.50m），同时 向上游、下游推算各处理构筑物的标高。计算结果见表8-1。表8-1污水处理厂水头损失和高程计算表序管渠及设计流尺寸D长度水头损构筑物地面标号构量或BHL失水面标高筑物名（L/s）（mr）(高（m（m称1中格栅0.10433.01435.002管渠5100.8 X150.240.73调节池0.30432.67435.004提升管道2.005细格栅0.26438.39435.006管渠5100.8 X0.7150.247沉砂池0.32437.89435.008管渠5100.9 X0.9100.159一次配水井0.40437.42435.0010管道510700580.6411二次配水井0.40435.88434.5012配水井至反应池255500510.4813反应池0.65435.00434.5014反应池至接触池255500820.6515接触池0.30431.50431.009. 结束语作为一门实践课，污水处理工艺设计让我收获了很多，它是 对我们在排水工程理论课程基础上的一种强化训练。运用排水工程书 上的内容，结合相关规范、图集，查阅一系列资料所得出的结晶。在整个课程设计过程中，让我的耐心和细心得到了考验，特别是 画图的时候，刚开始真的不知道该从何下手；后来慢慢的参考多了， 对污水处理厂的构筑物有了相应的了解，就根据自己设计计算说明书 上的数据进行图纸的绘制。由于是第一次做污水处理厂的设计， 因此 在画图的过程中还是遇到许多困难，比如复杂的设备不知道该怎么 画，一些构筑物样式都不知道；只能根据自己的想法进行绘制，所以 存在一定的局限性。我深感要有效率的完成设计，就势必加强我们对 相关规范和设计手册的熟悉度。此外，我也深刻的领悟到了同学们一 起讨论的好处，这样更加能暴露出自己忽视的问题， 并且也可以有所 交流，有可能会发现更简便的方法；同时对于老师的指导，也有了新 的认识，了解到活学活用的重要性，加强了自己独立完成工作的能力。课程设计的好处在于让我们独立的去做一个设计，熟悉整个设计 流程，不断增强自身的专业知识储备，做到从理论过渡到实例。使我 对整个污水处理厂的初步设计有了一个系统、 全面的了解，把课本上 所学到的、零散的知识有条理地理顺、联系起来，使所学到的知识能 够学以致用，但是也存在很多问题，了解知识不够多也不够深入使得 设计困难重重，处理过程太多理想化、缺少现实数据，经验不足，难 以达到实际设计标准。此次课程设计中，忙碌的身影始终在纠缠着我们。但忙碌过后我 们收获了很多东西，不仅仅加强了对知识的理解，还让我熟悉了 CAD 天正以及word等办公软件的操作，将所掌握的的理论知识应用到实 际中，丰富了我的设计经验，为以后参加工作做工程打下了厚实的基 础，使得今后我们在实际工程设计中游刃有余。参考文献1 张自杰.排水工程（下册）乙北京：中国建筑工业出版 社,2000年6月（第四版）.2 孙慧修.排水工程（上册）乙北京:中国建筑工业出版 社,1999年12月（第四版）.3 张智.蒋绍阶.张勤给排水科学与工程专业毕业设计指南 :乙北京：中国水利水电出版社,2008年8月（第二版）.4 金兆丰.余志荣.污水处理组合工艺及工程实例 乙.北京: 化学工业出版社,2003年4月.5 崔玉川.城市污水厂处理设施设计计算乙.北京:化学工 业出版社,2011年8月（第二版）.6 李世华.杨远祥.给水排水工程Z.北京:中国建筑工业出 版社,2007年12月（第一版）.7 GB/T 50013 2006,室外排水设计规范.8 给水排水设计手册（第一册、第五册、第十册、第十一册）.9 给水排水快速设计手册（第二册、第四册、第五册）.10 王云江.市政工程定额与预算乙.北京:中国建筑工业出 版社,2010年8月（第二版）.11 给水排水国家标准图集S.12 宗宫功污水脱氮除磷技术Z.北京:中国环境科学出版社,1987年11月.13 王凯军.贾立敏.城市污水生物处理新技术开发与应用乙. 北京：化学工业出版社，2001年5月.14 雷乐成.水处理新技术及工程设计乙.北京:化学工业 出版社,2001年5月.15 冯生华.城市中小型污水处理厂的建设与管理乙.北京： 化学工业出版社，1987年12月.16 建设部.国家环境保护总局.科学技术部2000年5月，城 市污水处理及污染防治技术政策.致谢历时2周的课程设计终于完成，由于是第一次做污水处理厂的设 计，所以刚刚开始还是遇到这样那样的一些小问题。在这里，首先我 要感谢我的指导老师司马老师，在我遇到问题独自思索后仍不能解决 的情况下向司马老师求助，在艾玛老师严密的思路下，不耐其烦的为 我答疑分析，一步一步的把我向问题解决的方向带， 帮助我开拓设计 的思维。感谢这样一位严谨求实、和蔼可亲，拥有一丝不苟作风的老 师，不仅在学习上帮助我，在生活中也对我影响颇大，让我今后的人 生受益匪浅。其次我要感谢我的朋友同学们，在设计过程中遇到一些 难题时我们互相帮助分析，共同探讨，做到坦诚相待，毫无回避。我 为自己有这样的同学而感到骄傲，谢谢你们的无私，希望我们都把将 来的路走好！附录附表1我国鼓风机产品规格型风量风压电机功号(mVmin )(9.8P率a)(KWLG5535004.050007.5LG110350010050001315350013LG1500017520350017500030LG2303500300500040LG30型风量风压电机功号(mVmin)(9.8P率a)(KWLG440350040050005570007560350055LG650007507000115803500755000115LG870001550附表2污染物最高允许排放浓度单位：（mg/L）序号污染物适用范围一级标准二级标准1PH一切排污单位69692色度（稀释倍数）一切排污单位50803悬浮物（SS）采矿、选矿、选煤工业70300边远地区砂金选矿70800城镇二级污水处理厂20304BOD 5甘蔗制糖、染料、洗毛工业2060甜菜制糖、酒精、味精皮革工 业20100城镇二级污水处理厂20305COD cr合成脂肪酸、染料、有机磷农药工业100200石油化工工业（包括石油炼制）60120城镇二级污水处理厂60120续表6氨氮医药原料药、染料、石油化工工业1550其他排污单位15257磷酸盐一切排污单位0.51.0