广州黄阁镇污水处理厂工程设计 - 图文

华东交通大学理工学院

本科生毕业设计

任务书

题 目： 广州黄阁镇污水处理厂工程设计

题目来源：□省部级以上 □校级 □横向 □自选 题目性质：□理论研究 □应用与理论研究

□应用研究

分 院： 土木建筑分院 专 业： 给水排水工程 班 级： （1）班 学 号： 20090110070103 学生姓名： 郭全超 起讫日期： 指导教师： 党晓芳 职称： 审核日期：

说 明

1．毕业设计任务书由指导教师填写，并经分院审定，下达到学生。 2．学生根据指导教师下达的任务书独立完成开题报告，于3周内提交给指导教师批阅。

3．本任务书在毕业设计完成后，与论文一起交指导教师，作为论文评阅和毕业设计答辩的主要档案资料，是学士学位论文成册的主要内容之一。

一、毕业设计的要求和内容（包括原始数据、技术要求、工作要求） 1、城市概况 黄阁镇位于广州市南端，东临狮子洋，与东莞市隔洋相望；西与中山市相邻；北与市桥和广州新城相接；南临珠江入海口。 根据广州市市政基础设施总体规划根据广州市政基础设施总体规划，黄阁镇建设用地面积为26.33km。项目服务区现状人口3.5万人，2012年规划人口为黄阁镇8万人。 黄阁镇地区地势较平坦，东部略低，西南部略高，地面标高在5.8-7.6m（广州高程，以下同），本项目所在地是经河口海陆交互沉积物组成。地层自上而下依次为：①灰色淤泥局部呈灰色泥质亚粘土；②灰色或黄色砾砂，局部呈灰色中砂，灰色细砂混淤泥；③砂跞强风化层，含石英云母等矿物。土壤承受能力为8-13吨/立方米。 黄阁镇区域北面紧邻小虎沥，流向珠江河段的狮子洋，小虎沥沟面宽12-24米不等，沟底标高0.8米，河床水位变幅在1.1米-2.4米之间。 本项目地处北回归线以南，属南亚热带海洋性季风气候温和，雨量充沛。 o oo气温：年平均温度为21.9C，历年最高气温为37.6C，历年最低气温为0.4C。月平均最低（一 o o月）：9.5C，月平均最高（七月）：32.5C。 0.600降水：多年平均降雨量为1647.5㎜。暴雨强度公式为：q=2404.132/(T+7.45) 风向及风速：全年主导风向为西北风和东南风，年平均风速为2.4m/s，年最大风速为21 m/s。 2、工程资料 1、黄阁镇污水处理厂位于黄阁镇东北角，紧邻小虎沥，厂址属于为开发用地，大部分为鱼塘荒坡，有少量的耕地和植被。根据最新修改的《建设用地规划许可证》，污水处理厂建设用地面积约14万平方米。厂区地形较为平坦，地面标高为6.0米。 污水处理厂服务的范围为：黄阁镇污水处理厂首期工程建成后，接纳的污水以生活污水为主，少量的工业废水。 33该城市污水处理厂规模为近期2万M/d，远期约3万M/d。其中工业与公共建筑最大日污水量13300 m3/d。 本污水处理厂的设计进出水水质指标如下表所示： 设计的进出水水质 项目 进水水质（mg/l） 出水水质（mg/l） BOD5 140 <20 CODCR 280 <60 SS 160 <20 NH3-N 25 <8 TN 35 <20 TP 4 <1.5 磷酸盐 3 <0.5 3、设计依据 （1）污水排放执行《污水综合排放标准》（GB8978-1996）一级标准，广东省《水污染物排放限值》（DB44/26-2001）中规定的城镇二级污水处理厂一级排放标准及国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级标准的B类要求。 （2）中华人民共和国污水综合排放标准（GB8978-96）。 二、毕业设计图纸内容及张数 完成设计图纸一套（折合1#图12张以上。）：包括污水处理厂总平面布置图、污水处理厂高程布置图、泵站、单项处理构筑物施工图、污水处理厂内部给排水（含雨水）管线布置图、大样图等。 三、毕业设计实物内容及要求 （1）设计说明书一份； （2）设计计算书一份； （3）说明书、计算书要求3万字（约合60页）以上； （4）以上全部内容的光盘一张。 四、毕业设计进度计划 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 各阶段工作内容 布置设计任务，熟悉设计资料，查找并阅读有关工业废水和城市污水处理设计的参考文献 完成开题报告 工艺方案的确定；废水和污泥处理工艺流程的确定； 处理工艺流程中各单项构筑物的设计计算； 毕业实习；撰写实习日记和实习报告； 工艺流程图、平面布置图的合理布置； 单项处理构筑物的施工图绘制； 图纸总体校核，上机出图；整理、打印并装订说明书、计算书； 毕业答辩 起讫日期 1~2周 3周 4周 5周 6~7周 8周 9~13周 14~15周 16周 备注 执行任务书时间

完成毕业设计时间 华东交通大学理工学院

本科生毕业设计（论

文）开题报告

题 目： 广州黄阁镇污水处理厂工程设计

分 院： 土木建筑分院 专 业： 给水排水工程 班 级： 1班 学 号： 20090110070103

姓 名： 郭全超 指导教师： 党晓芳 填表日期： 2013 年 3 月 8 日

一、选题的依据及意义：

本工程为黄阁镇污水处理厂的施工图设计，污水厂位于黄阁镇东北角，征地140000㎡，设计地面标高用当地基础标高6.0m。经过处理的水排至小虎沥，从小虎沥排至珠江入海口；初沉池与二沉池剩余污泥浓缩处理后用于城市绿地和绿化的用土或肥料。

黄阁镇位于广州市南段，东临狮子洋，与东莞市隔洋相望；西与中山市相邻；北与市桥和广州新城相接，南临珠江入海口

根据广州市市政基础设施总体规划，黄阁镇建设用地面积为6.33km2。项目服务区现状人口3.5万人，2012年规划人口为黄阁镇8万人。

黄阁镇地区地势较平坦，东部略低，西南部略高，地面标高在5.8—7.6m（广州高程）本项目所在地是经河口海陆交互沉积物组成。地层自上而下依次为：1.灰色淤泥局部呈灰色泥质亚粘土；2.灰色或黄色砂砾，局部呈灰色中砂，灰色细沙混泥土；3.砂砾强风化层，含石英云母等矿物。土壤承受能力为8—13t/㎡。该镇区域北面紧邻小虎沥，流向珠江河段的狮子洋，小虎沥沟面宽12—14m不等，沟底标高0.8m，河床水位变幅在1.1m—2.4m之间。本项目地处北回归线以南，属南亚热带海洋性季风气候温和，雨量充沛。气温：年平均温度为，21.9℃，历年最高气温37.6℃，历年最低气温为0.4℃。月平均最低9.5℃，月平均最高32.5℃。降雨：多年平均降雨量为1647.75mm。暴雨强度公式：q=2404.132/(T+7.45)0.600。风向及风速:全年主导风向为西北风和东南风，年平均风速为3.4m/s，年最大风速为21m/s。

因为该镇人口较多，污水排放量大，并且有少量工业废水，如果不经处理直接排放到小虎沥和狮子洋，将对水体造成污染，产生严重后果，因为污水中含氮(25mg/l)磷(4mg/l),属于较多，也可使水体富营养化，所以必须建设污水处理厂对该镇排放的污水进行处理。所选择的污水处理工艺必须具有一定的脱氮除磷功能以防水体的富营养化。据此，需确定污水处理厂的处理工艺流程和处理构筑物的类型与数量，进行处理构筑物及设备的工艺设计计算和污水厂各构筑物以及各种管渠等总体布置。

二、国内外研究现状及发展趋势（含文献综述）：

1．关于活性污泥法

当前流行的污水处理工艺有：AB法、SBR法、氧化沟法、普通曝气法、A/A/O法、A/O 法等，这几种工艺都是从活性污泥法派生出来的，且各有其特点。 ① AB法(Adsorption—Biooxidation)

该法由德国Bohuke教授首先开发。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。A级与B级间设中间沉淀池。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。

② 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 。

③ A/A/O法(Anaerobic—Anoxic—Oxic)

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(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<0.7 mg/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。为有效脱氮除磷，对一般的城市污水，COD/TKN为3.5～7.0(完全脱氮COD/TKN>12.5)，

BOD/TKN为1.5～3.5，COD/TP为30～60，BOD/TP为16～40(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。

有的城市污水处理的出水不排入湖泊，利用大水体深水排放或灌溉农田，可将脱氮除 磷放在下一步改扩建时考虑，以节省近期投资。 ④ 普通曝气法及其变法

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。 近几年在工程实践中，通过降低普通曝气池容积负荷，可以达到脱氮的目的；在普曝池前设置厌氧区，可以除磷，亦可用化学法除磷。采用普通曝气法去除BOD5，在池型上有多种形式(如下文所述的氧化沟)，工程上称为普通曝气法的变法，亦可统称为普通曝气法。 ⑤ 氧化沟法

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2.5～3.5m，转刷动力效率1.6～1.8kgO2/(kW·h)。

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4.0～4.5m，动力效率与转刷接近，现已在山东潍坊、北京黄村和合肥王小郢的城市污水处理厂应用。

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)，此种型式由三池组成，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。

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2.5～3.0 kgO2/(kW·h)］。 2．关于曝气生物滤池

曝气生物滤池实质上是常说的生物接触氧化池，相当于在曝气池中添加供微生物栖附的填(滤)料，在填料下鼓气，是具有活性污泥特点的生物膜法。曝气生物滤池(BAF)70年代末起源于欧洲大陆，已发展为法、英等国设备制造公司的技术和设备产品。由于选用的填料不同，以及是否有脱氮要求，设计的工艺参数是不同的，如要求处理出水BOD5、SS＜20mg/L，去除BOD5达90%以上的工艺，其容积负荷为0.7～3.0 kgBOD5/(m3·d)，水力停留时间1～2h；以硝化(90%以上)为主的工艺，其容积负荷为0.5～2.0kgBOD5/(m3·d)，水力停留时间2～3h。 一般认为，生物膜法处理城市污水，在国内尚需积累经验，处理规模不宜过大，约5× 104m3/d左右为宜。国外(主要在欧洲)处理水量有达到36×104m3/d的，这与其填料材质、自控手段和先进的反冲洗装置有关，也与其有长期积累的运行 管理经验有关。

3. 生物处理法的新进展

生物处理法是目前研究得较多、新技术层出不穷的方法， 无论是好氧生物处理技术，还是厌氧生物处理技术都引起了研究人员的极大兴趣。因为用生物法利用的是微生物的新陈代谢作用， 以污染物质为食料， 将其代谢成诸如CO2、H2O、NH3、SO2等稳定的小分子， 它的二次污染小， 对处理生活污水及与之性质相近的有机污水有其独特的优势。生物处理法自从问世以来，其技术已获得了极大的发展， 随着人们生活水平的日益提高， 生活污水中的成也日益复杂， 因此用生物处理方法的目的也从以前能处理降解蛋白质、脂肪、碳水化合物等一类物质增加到也能处理合成洗涤剂、脱氮、脱磷及其它一些难降解的复杂有机物。这也就必然要求人们改革工艺，过去由于厌氧生物处理的效率不尽人意， 处理时间也较慢， 所以未引起人们的重视， 仅仅用来处理污泥或高浓度有机污水的

预处理，但现在由于能源紧张， 厌氧生物处理由于能产生能源物质—甲烷而越来越引起人们的青睐， 由此也出现了许多新的工艺。

(1) 活性污泥法的新发展

到目前为止， 对活性污泥法在运行方式上还没有大的突破， 往往所作的是一些局部的改进， 但在曝气方式上确取得了较大的成果， 如纯氧曝气、深井曝气、射流曝气， 采用微气泡扩散器等， 这些都增大了氧转移率、提高了氧的利用率使曝气池中氧的浓度增加。如美日等国研制出的一种超微气泡扩散器， 气泡直径50Lm， 氧吸收率达90% ， Reid Engineering Company of Frederick shurg 等研制的氧化沟下表面曝气也是一种曝气方式的改进， 把冲刷曝气(Brush Aeration) 改进透平曝气(Turbine Aeration) 避免了产生气溶胶、飞溅、结冰等问题。活性污泥法的另一个发展趋势就是朝多功能方向发展， 采用的方法有： 培养驯化专用细菌，使活性污泥处理对象不局限于生活污水， 还可以处理如酚一类难降解的有毒有机物，甚至驯化可以处理象氰一类有剧毒的无机物；把活性污泥与其它处理方法结合起来，如活性炭—活性污泥法， 它实际上是一种以活性污泥法形式的活性炭吸附、生物氧化法的综合处理法； 固定活性污泥法是提供微生物附着的表面， 如合成纤维、塑料、细沙、粘土焦炭等， 使曝气池同时存在附着相和悬浮相的生物；这些都提高了活性污泥的净化效率，提高了抗有毒物质等冲击负荷的能力， 还具有脱色、脱氮、削减泡沫的效果， 国外已用于合成纤维、化工印染、炼油、炼焦等工业生产的污水处理；活性污泥法与厌氧工艺结合来脱氮、脱磷等，最典型的工艺是A-O(anaerobic-oxic) 流程。活性污泥法还可和化学法结合， 提高净化多氯联苯、有机磷的去除效果。

(2) 生物膜处理法的新进展

生物膜法最早出现的工艺是1893年在英国出现的将污水喷撒在粗滤料上而得以净化的普通生物滤池，它是最早出现而至今仍在不断改进和发展的人工生物处理设备。在它的基础上，出现了高负荷生物滤池、塔式生物滤池、生物转盘和生物接触氧化等。近二三十年来，又出现了一些新型的生物膜法处理技术，如生物流化床，它是以砂、焦炭、活性炭等颗粒材料作为载体，其载体表面附着生长着生物膜，充氧后的污水以一定流速自下而上流动使载处于流化状态，载体上的生物膜可以充分地和污水接触，使净化效率提高，它的工艺有空气流床、纯氧流

动床、三相流化床和厌氧兼型流化床工艺等。活性生物滤池是将生物滤池、曝气池及二沉池结合为一体的新型污水处理工艺，它的特点是将生物滤池的部分出水回流汇同二沉池的回流污泥一起进入生物滤池，用活性生物滤池处理生活污水和食品加工废水的试验结果表明： 该系统具有处理效果好、效率高、BOD 容积负荷大、不发生污泥膨胀和耐冲击负荷等优点。另外还有空气驱动的生物转盘、生物转盘和曝气池相结合、藻类转盘等。由于生物膜法的生态环境与活性污泥法的不同， 生物膜法生态系统中可以生长藻类、后生动物等， 甚至可以生长硝化菌及反硝化菌等， 因此可以用来脱氮等。

(3) 厌氧生物处理法的新发展

厌氧生物处理法也有一百多年的历史，它是利用厌氧微生物在无氧的条件下对有机物进行分解的技术。由于处理效率低、速度慢、且甲烷菌对环境要求严格不易控制等缺点， 厌氧生物处理法长期以来一般仅用于污泥处理， 它的主要工艺是化粪池、消化池等。但是由于近年来能源危机及环境污染加重，厌氧生物处理由于其产物具有能源物质而得到人们的重视， 一大批新的厌氧生物处理法技术相继诞生， 为了提高厌氧微生物的浓度，有使厌氧微生物附着在载体表面的厌氧生物膜处理方法如厌氧生物滤池、厌氧转盘、厌氧膨胀床、厌氧接触氧化、厌氧档板反应器、厌氧流化床法， 以及象上流式厌氧污泥床反应器(UASB) 依靠微生物之间凝聚造粒而形成的自己固定法方法。还有人为地固定微生物包埋固定化法， 它是人为地把增殖速度缓慢的厌氧微生物高浓度地保持在处理系统中，提高处理速度、缩小处理设备并可用于处理低浓度的有机污水。如日本本田等人1988 年采用包埋固定厌氧微生物处理TOC 为150mg?L 的人工配水， TOC 的去除率可达95% 以上。在厌氧处理中， 甲烷的增殖速度慢成为产气的决定步骤， 因此为了保持甲烷发酵中高浓度的微生物， 出现了利用膜的固液分离法， 如柏分等人1988 年利用超滤膜(UF) 进行甲烷发酵试验， 结果表明： 提高了反应器内甲烷的浓度， TOC 的容积负荷为2g?L2日， 其去除率可达98.4%以上。厌氧生物处理法目前的发展趋势是和其它生物处理方法联用， 如厌氧—好氧复合工艺等， 具有节约投资、节省能源、污泥产量少、出水水质好等一系列优点。厌氧生物处理法正朝着能处理低浓度有机污水，能够脱磷脱氮且运行维护方便经济等方面发展。

4．活性污泥工艺的发展趋势

通过几十年的研究与实践，活性污泥工艺已经成为一种比较完善的工艺。在池形、运行方式、曝气方式、载体等方面已经很难有较大的发展。用常规手段也已经很难在生物学方面有所突破。有学者认为该工艺未来两个大的方向是膜分离技术和分子生物学技术的应用。 (1) 膜分离技术的应用

用膜分离代替沉淀进行泥水分离，可带来活性污泥工艺的以下变化： ①不再存在污泥膨胀问题。在调控活性污泥系统时，不必再考虑污泥的沉降性能问题，从而使工艺控制大大简化；

②曝气池的污泥浓度将大大提高(ＭＬＳＳ可以大于20000ｍｇ/Ｌ)从而使系统可在超大泥龄、超低负荷状态下运行，充分满足去除各种污染物质的需要； ③在同样的处理要求下，可使曝气池容积大大减小，节省处理厂的占地面积； ④污泥浓度的提高，将要求较高的曝气速率，因而纯氧曝气将随着膜分离而被大量采用。

虽然膜分离目前还存在易堵塞等方面的问题，但这些问题正逐步得到解决。实际上，目前已有一批膜分离活性污泥系统在运行，如日本Ｈｉｒｏｓｈｉｗａ市的Ｈｉｇａｓｈｉ污水处理厂的膜分离系统已连续运行3年。 (2) 分子生物技术的应用

目前分子生物技术已开始应用于污水处理领域。为搞清聚磷菌除磷的生化机理，已开始用分子诊断技术获取聚磷菌的遗传信息。现在从活性污泥中已发现的30多种丝状菌中，只有4种准确命名及生物分类学定位，因为这些丝状菌大部分无法进行分离纯培养。目前正用分子诊断技术进行这些丝状菌的生物学定位，以进一步准确了解其特性。

分子诊断技术的大量应用，活性污泥微生物基因库的建立，在此基础上用基因技术培育具有高效活性的污泥菌种，进一步提高处理效果，是未来发展的方向。 三、本课题研究内容

黄阁镇污水处理厂建设用地面积14万㎡,厂区地形较为平坦，地面标高6.0m。规划人口，近期30000人，2010年发展为82000人，该镇污水处理厂规模为近

期20000m3/d，远期约30000m3/d,其中，工业与公共建筑最大日污水量13300m3/d,排水采用合流制。该污水处理厂首期工程建成后，接纳的污水以生活污水为主，少量的工业废水，故污水水质按一般的生活污水性质考虑。 本污水处理厂的设计进出水水质指标为： 项目 进水水质 （mg/l） 出水水质 （mg/l）

以本工程处理水量：近 期：20000m3/d 远 期：30000m3/d

据此，该厂按远期30000m3/d建设完成，污水厂主要处理构筑物（如厌氧池和氧化沟）拟分为二组，每组处理规模为15000m3/d。这样既可满足近期处理水量要求，又可以满足未来远期的要求。 四、本课题研究方案

本项目污水处理的特点：（1）污水以有机污染物为主，BOD/COD=140/280=0.5，可生化性较好，重金属及其他难以生物降解的有毒有害污染物一般不超标；（2）污水中主要污染物指标BOD、、COD、SS都值都比国内一般城镇污水低，其去除率分别为η

SS

BOD

BOD5 140 CODCR 280 SS 160 NH3-N 25 TN 35 TP 4 磷酸盐 3 <20 <60 <20 <8 <20 <1.5 <0.5 =(140-6.4)/140=95.4%,η

NH5-N

COD

=（280-60）/280=78.6%,η

=(160-20)/160=87.5%, η=(25-8)/25=60.7%，η=[（4×0.189）

-0.5]/(4×0.189)=33.9%；（3）污水处理厂投产时，多数重点污染源治理工程已投入运行。

针对以上特点，以及出水要求，现有城镇污水处理技术的特点，以采用生化处理最为经济。由于氮磷超标，处理工艺尚用硝化除磷。根据处理规模（2万吨/天），进出水质（一般的生活污水），出水质要求（国家《污水综合排放标准》〈GB8978—1996〉中一级标准），污水处理厂既要求有效地去除BOD5，有要求对污水中的氮、磷进行适当处理，防止小虎沥的富营养化，以及该工程的造价与运行费用，当地的自然条件（包括地形、气候、水资源），污水水量及其变化动态，

运行管理与施工，并参考典型的工艺流程和各种生物处理法的优缺点及使用条件。

本课题选择典型的工艺流程，有两种可供选择的工艺： 1）普通A/A/O法处理工艺。

2）厌氧池+氧化沟处理工艺。两种工艺经过比较，氧化沟除了具有A/A/O的效果外，还具有如下特点：（1）具有独特的水力流动特点，有利于活性污泥的生物凝聚作用，而且可以将其工作区分为富氧区，缺氧区，用以进行硝化和反硝化作用，取得脱氮效果。（2）不设初沉池，有机性悬浮物在氧化沟内能达到好氧稳定的程度。（3）BOD负荷低，使氧化沟具有对水温、水质、水量的变动有较强的适应性，污泥产率低，勿需进行硝化处理。（4）脱氮效果还能进一步提高。（5）电耗较小，运行费用低。（6）A/A/O工艺虽然具有一定的脱氮除磷效果，但是，构筑物比较多，工艺比较复杂，造价也高。

所以本课题选择厌氧池+氧化沟处理工艺。 本课题研究方案即工艺流程初定如下： 厌氧池+氧化沟处理工艺

五、研究目标、主要特色及工作进度：

研究目标：

改革开放以来，在我国的大中型城市中，建设了一批污水处理设施，对于保护大中型城市的环境，治理水污染起到了很大作用。随着我国城乡经济的发展，人民生活水平的显著提高，我国农村城市化的速度将大大加快，大量的小城镇将迅速兴起，预计到本世纪末，全国设市城市将达1200个左右，建制镇25000～3O000个左右，全国城镇人口达6.8亿左右，城市化水平约为45%，其中小城镇人口所占比例达65%左右。从发展眼光看，今后我国的大部分人口将生活在中小城镇。

目前全国共有1700O个建制镇，绝大多数没有排水和污水处理设施，而且，由于二十几年来，乡镇企业的蓬勃发展，造成一些中小城镇尤其是经济比较发达的中小城镇，污染严重，已经影响到人民的生活和健康。

考虑到1998年1月1日之后，已经开始实行《污水排放综合标准》(GB8978-1996)，因此中小城镇的污水处理厂在选择处理工艺时都要考虑除磷脱氮，计一污水处理厂处理该镇所排放的污水，使处理水达到国家一级排放标准，以减轻对小虎沥和狮子洋水体的污染。

1．确定污水厂的处理工艺流程及处理构筑物（或设备）的类型和数量。 2．进行处理构筑物及设备的工艺设计计算。

3．进行污水厂各构筑物、建筑物以及各种管渠等总体布置。 4．设计图纸包括：

（1） 污水厂平面布置图；

（2） 污水厂的工艺流程、高程布置图； （3） 泵站

（4） 单项处理构筑物施工图

（5） 污水处理厂内部给排水（含雨水）管线图 （6） 大样图

主要特色：

为了力求构筑物流程简单而不影响处理效果，在设计中采取中格栅和提升泵房，细格栅和平流式沉沙池合建一起。其污水主题处理构筑物——卡罗塞（Carrousel）氧化沟具有以下优点：

氧化沟工艺一般可不设初沉池，在不增加构筑物及设备的情况下，氧化沟内不仅可完成碳源的氧化，还可实现硝化和脱硝，成为A/O工艺；氧化沟前增加厌氧池可成为A2/O（A-A-O）工艺，实现除磷。由于氧化沟内活性污泥已经好氧稳定，可直接浓缩脱水，不必厌氧硝化，这样在整体上污水处理厂的占地减少。 通过毕业设计，使学生熟悉并掌握排水工程的设计内容、设计原理、方法和步骤，能根据设计原始设计资料正确地选定设计方案，掌握污水厂设计的基本流程及各构筑物的设计方法，熟悉设计计算书和设计说明书的编写内容和编制方法，并绘制工程图纸。其设计深度为施工图阶段。

工作进度如下： 序号 1 关工业废水和城市污水处理涉及的参考文献 各阶段工作内容 布置设计任务，熟悉设计资料，查找并阅读相起讫日期 1-2周 备注 2 完成开题报告 3周 3 工艺方案的确定；废水和污泥处理工艺流程的确定 处理工艺流程中各单项共筑物的设计计算 毕业生实习：撰写实习日记和实习报告 高一流程图、平面布置图的合理布置 单项处理工筑物的施工图绘制 图纸总体校核，上机出图，整理打印并装订说明书、计算书 毕业咨询 4周 4 5周 5 6 7 6-7周 8周 9-13周 8 9 14-15周 16周 六、参考文献：

1．《排水工程》（下）教材

2．《室外排水设计规范》GBJ—87（1997年版） 3．《地面水环境质量》标准GB3838-88 4．《污水综合排放标准》GB8978—96

5．《城市污水处理厂污水、污泥排放标准》CJ3025—93 6.《给水排水设计手册》

7.《中、小型城市污水处理厂的优选工艺》 8．《污水除磷脱氮技术研究与实践》P174-178 9．《国外环境科学技术》1991 第3 期

10.《污水处理的氧化沟技术》，中国建筑工业出版社，11. 其它现行的有关规范和规定 七、指导老师意见：

1988 污水厂设计说明书

一、污水厂的设计规模

设计规模：

污水厂的处理水量按最高日最高时流量，污水厂的日处理量为：该厂按远期一期3万吨/天建设完成，污水厂主要处理构筑物（如氧化沟和氧化沟）拟分为二组，每组处理规模为1.5万吨/天。这样既可满足近期处理水量要求，又留有空地以后期扩建之用。

远期3万吨，一期建设，计算主要按远期计算，由于工业废水的较少，所以按一般生活污水性质来考虑。

二、进出水水质

单位：mg/L 进 水 出 水 BOD5 140 <20 CODCR 280 <60 SS 160 <20 NH3－N 25 <8 TN 35 <20 TP 4 <1.5 磷酸盐 3 <0.5 该水经处理以后，水质应符合国家《污水综合排放标准》（GB8978－1996） 中的一级标准，由于进水不但含有BOD5，还含有大量的N，P所以不仅要求去BOD5 除还应去除不中的N，P达到排放标准。

三、污染物处理程度

1.溶解性BOD5的去除率

活泩污泥处理系统处理水中的BOD5值是由残存的溶解性BOD5和非溶解性BOD5二者组成，而后者主要是以生物污泥的残屑为主体。活性污泥的净化功能，是去除溶解性BOD5。因此从活性污泥的净化功能来考虑，应将非溶解性的BOD5从处理水的总BOD5值中减去。

处理水中非溶解性BOD5值可用下列公式求得:(此公式仅适用于氧化沟) BOD5f?0.7Ce?1.42(1?e?0.23?5)?0.7?20?1.42?(1?e?0.23?5)?13.6mg/L

处理水中溶解性BOD5为20－13.6＝6.4mg/L 溶解性BOD5的去除率为：η

BOD

=(140-6.4)/140=95.4%

2 .CODcr的去除率

η

3.SS的去除率

ηSS=(160-20)/160=87.5%

4.总氮的去除率

出水标准中的总氮为8mg/L，处理水中的总氮设计值取8mg/L，总氮的去除率为：

η

5.磷酸盐的去除率

进水中磷酸盐的浓度为4mg/L计。如磷酸盐以最大可能成Na3PO4计，则磷的含量为430.189=0.756mg/L.注意：Na3PO4中P的含量在可能存在的磷酸盐（溶解性）中是含量最大的，这样计算出来的进水水质中的磷含量偏大，对整个设计来说是偏安全的。

磷的去除率为

NH5-NCOD

=（280-60）/280=78.6%

=(25-8)/25=60.7%

η=[（4×0.189）-0.5]/(4×0.189)=33.9%

四、城市污水处理设计

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，所以可采用SBR法，或氧化沟法，或A/A/O法。

(1) A/A/O法

工作优点：

①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 。

②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。 ③污泥中含磷浓度高，具有很高的肥效。

④运行中勿需投药，两个A段只用轻缓搅拌，以不啬溶解氧浓度，运行费低。

工作缺点：

①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 。

②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。

③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。

(2) SBR法

工艺流程：

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：

1）大多数情况下，无设置调节池的心要。

2）SVI值较低，易于沉淀，一般情况下不会产生污泥膨胀。 3）通过对运行方式的调节，进行除磷脱氮反应。 4）自动化程度较高。

5）得当时，处理效果优于连续式。 6）单方投资较少。

7）占地规模大，处理水量较小。

(3)厌氧池＋氧化沟

平面布置在满足工艺流程的前提下，利用原有地形设置，布置大致分为四个区：生活区、污水处理区、污泥处理区、预留地。要求布置紧凑、进出水流畅、节省用地。

处理构筑物是污水处理厂的主体建筑物，在对它们进行平面布置时，应根据各构筑物的功能和水力要求结合当地地形地质条件，确定它们在厂区内的平面布置应考虑：

（1）贯通，连接各处理构筑物之间管道应直通，应避免迂回曲折，造成管理不便。

（2）土方量做到基本平衡，避免劣质土壤地段

（3）在各处理构筑物之间应保持一定产间距，以满足放工要求，一般间距要求5～10m，如有特殊要求构筑物其间距按有关规定执行。

（4）各处理构筑物之间在平面上应尽量紧凑，在减少占地面积。

2、管线布置

（1）应设超越管线，当出现故障时，可直接排入水体。 （2）厂区内还应有给水管，生活水管，雨水管，消化气管管线。 辅助建筑物：

污水处理厂的辅助建筑物有泵房，鼓风机房，办公室，集中控制室，水质分析化验室，变电所，存储间，其建筑面积按具体情况而定，辅助建筑物之间往返距离应短而方便，安全，变电所应设于耗电量大的构筑物附近，化验室应机器间和污泥干化场，以保证良好的工作条件，化验室应与处理构筑物保持适当距离，并应位于处理构筑物夏季主风向所在的上风中处。

在污水厂内主干道应尽量成环，方便运输。主干宽6～9m次干道宽3～4m，人行道宽1.5m～2.0m曲率半径9m，有30%以上的绿化。

3、高程布置

为了降低运行费用和使维护管理，污水在处理构筑物之间的流动以按重力流考虑为宜，厂内高程布置的主要特点是先确定最大构筑物的地面标高，然后根据水头损失，通过水力计算，递推出前后构筑物的各项控制标高。

根据氧化沟的设计水面标高，推求各污水处理构筑物的水面标高，根据和处理构筑物结构稳定性，确定处理构筑物的设计地面标高。

污水厂设计计算书

第一章 污水处理构筑物设计计算

一、泵前中格栅 1．设计参数：

设计流量Q=33104m3/d=347L/s

栅前流速v1=0.7m/s，过栅流速v2=0.9m/s 栅条宽度s=0.01m，格栅间隙e=20mm 栅前部分长度0.5m，格栅倾角α=60° 单位栅渣量ω1=0.05m3栅渣/103m3污水 2．设计计算

Bv（1）确定格栅前水深，根据最优水力断面公式Q1?11计算得:

22 栅前槽宽 B1?2Q12?0.347??1.00m， v10.7B11.00??0.5m 22 则栅前水深 h?（2）栅条间隙数 n?Q1sin?0.347sin60???35.6 (取n=38)

ehv20.02?0.5?0.9（3）栅槽有效宽度B=s（n-1）+en=0.01（38-1）+0.02338=1.13 （4）进水渠道渐宽部分长度 L1?B?B11.13?1.00??0.18m

2tan?12tan20? 式中α1为进水渠展开角 （5）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度 L2?L1?0.09m 2（6）过栅水头损失（h1）

因栅条边为矩形截面，取

4k=3，则

v20.0130.92h1?kh0?k?sin??3?2.42?()?sin60??0.103m

2g0.022?9.81s式中ε=β()3

e h0 ——计算水头损失

K ——系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增加倍数，取k=3 ε——阻力系数，与栅条断面形状有关，当为矩形断面时β=2.42 （7）栅后槽总高度（H） 取栅前渠道超高： h2=0.3m， 则栅前槽总高度：

H1=h+h2=0.5+0.3=0.8m 栅后槽总高度：

H=h+h1+h2=0.5+0.103+0.3=0.903 （8）格栅总长度

L=L1+L2+0.5+1.0+0.8/tanα

=0.18+0.09+0.5+1.0+0.8/tan60° =2.23m

（9）每日栅渣量

QmaxW186400

K?10000.347?0.05?86400 =

1.45?10004 ω=

=1.03m3/d>0.2m3/d

故采用机械格栅清渣

（10）计算草图如下：

二、污水提升泵房 1.设计参数

设计流量：Q=347L/s，泵房工程结构按远期流量设计 2.泵房设计计算

为了方便管理，节约成本，污水只考虑一次提升。污水经提升后入平流沉砂池，然后自流通过厌氧池、氧化沟、二沉池及接触池，最后由出水管道排入小虎沥。

各构筑物的水面标高和池底埋深见第三章的高程计算。

污水提升前水位-5.10m（即泵站吸水池最底水位）,提升后水位3.76m（即细格栅前水面标高）。

所以，提升净扬程Z=3.76-（-5.10）=8.86m 水泵水头损失取2m

从而需水泵扬程H=Z+h=10.86m

再根据设计流量347L/s=1249m3/h，采用2台MF系列污水泵，单台提升流量625m3/s。采用MF系列污水泵8MF—16A型3台，二用一备。该泵提升流量620～680m3/h，扬程13.7m，转速970r/min，轴功率35kW。

占地面积为π52＝78.54m2，即为圆形泵房D＝10m,高12m,泵房为半地下式，地下埋深7m，水泵为自灌式。

计算草图如下：

三、泵后细格栅 1．设计参数：

设计流量Q=33104m3/d=347L/s

栅前流速v1=0.7m/s，过栅流速v2=0.9m/s 栅条宽度s=0.01m，格栅间隙e=10mm 栅前部分长度0.5m，格栅倾角α=60° 单位栅渣量ω1=0.10m3栅渣/103m3污水 2．设计计算

Bv（1）确定格栅前水深，根据最优水力断面公式Q1?11计算得

22 栅前槽宽：B1?2Q12?0.347??1.00m， v10.7B11.00??0.5m 22 则栅前水深：h1?（2）栅条间隙数n?Q1sin?0.347sin60???71.8 （取n=74）

ehv20.01?0.5?0.9 设计两组格栅，每组格栅间隙数n=37条

（3）栅槽有效宽度B2=s（n-1）+en=0.01（37-1）+0.01337=0.73m

所以总槽宽为0.7332+0.25＝1.71m（考虑中间隔墙厚0.25m） （4）进水渠道渐宽部分长度 L1?B?B11.71?1.00??0.98m

2tan?12tan20? 式中α1为进水渠展开角

（5）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度L2?（6）过栅水头损失（h1）

因栅条边为矩形截面，取k=3，则

L10.98??0.49m 22v20.0130.92h1?kh0?k?sin??3?2.42?()?sin60??0.26m

2g0.012?9.814s 其中ε=β()3

e h0 ——计算水头损失

K ——系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增加倍数，取k=3 ε——阻力系数，与栅条断面形状有关，当为矩形断面时β=2.42 （7）栅后槽总高度（H）

取栅前渠道超高： h2=0.3m，

则栅前槽总高度： H1=h+h2=0.5+0.3=0.8m

栅后槽总高度： H=h+h1+h2=0.5+0.26+0.3=1.06m （8）格栅总长度L=L1+L2+0.5+1.0+0.8/tanα

=0.98+0.49+0.5+1.0+0.8/tan60°=3.43m

（9）每日栅渣量 ω=

QmaxW1864000.347?0.1?8640033

==2.07m/d>0.2m/d

K?10001.45?10004 所以采用机械格栅清渣 （10）计算草图如下：

四、沉砂池 采用平流式沉砂池 1.

设计参数

设计流量：Q=347L/s（设计1组，分为2格） 设计流速：v=0.26m/s 水力停留时间：t=30s 2.

设计计算

（1）沉砂池长度： L=vt=0.26×30=7.8m （2）水流断面积：

A=Q/v=0.347/0.26=1.335m2 （3）池总宽度：

设计n=2格，每格宽取b=1.2m>0.6m，池总宽B=2b=2.4m （4）有效水深：

h2=A/B=1.335/2.4=0.56m （介于0.25～1m之间） （5）沉砂斗容积V, m3 V?Q平XT?86400 K105式中X——城市污水沉砂量，m3/105m3污水，取X=3m3/105m3污水； T——清除沉砂的间隔时间，d,取T=2d； K——污水流量总变化系数取1.45 V? 设每个沉砂斗容积V0，m3：设每一分格有两个沉砂斗，共有4个沉砂斗。 则： V0 = （6）沉砂斗各部分尺寸及容积：

设计斗底宽a1=0.5m，斗壁与水平面的倾角为60°，斗高hd=0.5m， 则沉砂斗上口宽：

a?2hd2?0.5?a1??0.5?1.1m

tan60?tan60?Q平XT?864000.347?3?2?86400??1.234m3 55101.45?101.234=0.31 m3 2?2沉砂斗容积：

V?hd0.52(2a2?2aa1?2a1)?(2?1.12?2?1.1?0.5?2?0.52)?0.34m3> 66 0.26m3，符合要求 （7）沉砂室高度，h3’m

采用重力排砂，设池底坡度为0.06，坡向沉砂斗。沉砂室有两部分组成：一部分是沉砂斗，另一部分为沉砂池坡向沉砂斗的过渡部分，沉砂室的宽度为 L=?2(L2?a)?0.2?。 L2?间隔壁厚） 则沉泥区高度为

h3=hd+0.06L2 =0.5+0.06×2.7=0.662m

池总高度H ：设超高h1=0.3m，

H=h1+h2+h3=0.3+0.56+0.662=1.52m

L?2a?0.27.8?2?1.1?0.2??2.7m（0.2为二沉砂斗之22（8）进水渐宽部分长度:

L1?B?2B12.4?2?1.00??1.10m

tan20?tan20?（9）出水渐窄部分长度:

L3=L1=1.10m

（10）校核最小流量时的流速：

Vmin?Qmin n1Amin 式中Qmin——最小流量，采用0.7Q平； n1——沉砂池格数（个），最小流量时取1; Amin——最小流量时的过水断面面积。 Vmin?0.7?0.347?0.18m/s>0.15m/s，符合要求

1?1.335（11）计算草图如下：

五、厌氧池 1.设计参数

设计流量：最高日平均时流量为Q′=Q/Kh=347/1.4=248L/s，取Kh=1.4，分2座，每座设计流量为 Q1′=124L/s，

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

因为厌氧池与氧化沟为一个处理单元，总的水力停留时间超过15h，所以设 计水量按最大日平均时计算。 2.设计计算

（1）厌氧池容积：

V= Q1′T=124×10-3×2.5×3600=1116m3

（2）厌氧池尺寸：水深取为h=4.5m。 则厌氧池面积：

A=V/h=1116/4.5=248m2

厌氧池直径：

D?4A??4?248?17.8m（取D=18m） 3.14 考虑0.3m的超高，故池总高为H=h+0.3=4.5+0.3=4.8m。 （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′=0.43×124=53.32L/s=4606.8m3/d

六、氧化沟 1.设计参数

拟用卡罗塞氧化沟，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2010年设计分2座，按最大日平均时流量设计，每座氧化沟设计流量为

3.0?104Q1′＝=10714.3m3/d=124L/s。

2?1.4设计进水水质：BOD5=140 mg/L SS=160 mg/L

NH3－N=25mg/L

（总凯氏氮）TKN=35 mg/L 污水碱度=280 mg/L 水温:最低15度，最高25度 要求出水水质;：BOD5=20 mg/L SS=20 mg/L

NH4-N=8mg/L

总污泥龄：20d

MLSS=3600mg/L,MLVSS/MLSS=0.75 则MLSS=2700 曝气池：溶解氧DO＝2mg/L

NOD=4.6mgO2/mgNH3-N氧化，可利用氧2.6mgO2/NO3—N还原 α＝0.9 β＝0.98

其他参数：a=0.6kgVSS/kgBOD5 b=0.07d-1 脱氮速率：qdn=0.0312kgNO3-N/kgMLVSS·d K1=0.23d-1 Ko2=1.3mg/L 剩余碱度10mg/L(保持PH≥7.2):

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：1.08 2.设计计算

（1）碱度平衡计算：

1）由于出水BOD5为20 mg/L，则出水中溶解性BOD5＝20-0.7×20×1.42×（1－e-0.23×5）=6.4 mg/L

2）采用污泥龄20d，则日产泥量为：

aQSr0.6?10714.3?(140?6.4)??429.4 kg/d

1?btm1000?(1?0.05?20) 设其中有12.4％为氮，近似等于TKN（凯氏氮）中用于合成部分为： 0.124?429.4=53.25 kg/d

即：TKN中有

53.25?1000?4.97mg/L用于合成。

10714.3 需用于氧化的NH3-N =35-4.97-2=28.03 mg/L 需用于还原的NO3-N =28.03-10=18.03 mg/L 3）碱度平衡计算

已知产生0.1mg/L碱度 /除去1mg BOD5，且设进水中碱度为250mg/L，剩余碱度=250-7.1×28.03+3.0×18.03+0.1×（140－6.4）=148.45 mg/L 计算所得剩余碱度以CaCO3计，此值可使PH≥7.2 mg/L

（2）硝化区容积计算： 硝化速率为

N???O2?? ?n?0.47e0.098?T?15???? 0.05T?1.158???N?10???KO2?O2????8???2? ?0.47e0.098?15?15??? ?0.05?15?1.158???8?101.3?2?????? =0.238 d-1

N——出水NH3-N的浓度

1故泥龄：tw??n?1?4.2d 0.238 采用安全系数为2.5，故设计污泥龄为：2.5?4.2=10.5d 原假定污泥龄为20d，则硝化速率为： ?n? 单位基质利用率：

u?1?0.05d-1 20?n?ba?0.05?0.05?0.167kgBOD5/kgMLVSS.d

0.6 MLVSS=f×MLSS=0.75?3400=2550 mg/L

(140?6.4)?10714.3?8571.44kg

0.167?10008571.44?1000?3361m3 硝化容积：Vn?25503361?24?7.53h 水力停留时间：tn?10714.3 所需的MLVSS总量=

（3）反硝化区容积即脱硝所需池容积及停留时间：

在15度时qdn=0.020×1.08-5=0.0136kgNO3-N还原/kgMLVSS·d

18.03?10714.3?193.2kg/d 1000193.2??10167kg 脱硝所需MLVSS=

0.019还原NO3-N总量=

脱硝池容Vdn=10167×1000/2550=3987m3 水力停留时间tdn=

3987?24?8.9小时

10714.3 （4）氧化沟的总容积： 总水力停留时间：

t?tn?tdn?7.53?8.9?16.43h

总容积：

V?Vn?Vdn?3361?3987?7348m3

（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

73483361?299.9m。其中好氧段长度为?137.2m，缺氧段3.5?73.5?73987?162.7m。 长度为

3.5?7??7??21??21??66m 弯道处长度:3?22299.9?66?58.48m (取60m) 则单个直道长:

4化沟总长:

故氧化沟总池长=60+7+14=81m，总池宽=7?4=28m（未计池壁厚）。 氧化沟：长81m，宽28m，深3.5m。

（6）出水堰及出水井 初步估算?/H＜0.67，因此按薄壁堰来计算。 ①出水堰

Q?1.86bH

32式中 b——堰宽，

H——堰上水头高，取0.2m。

b?Q11.86H32?0.1241.86?0.232?0.75m

为了便于设备的选型，堰宽b取1.0m，校核堰上水头H

?Q??0.124?H?3?1??3???0.164m

?1.86b??1.86?1.3?22 ②出水竖井。考虑可调堰安装要求，堰两边各留0.3m的操作距离。 出水竖井长L=0.3?2+b=0.6+1.3=1.9m 出水竖井宽B=1.4m（满足安装需要） 则出水竖井平面尺寸为L?B=1.9m?1.4m 氧化沟出水孔尺寸b?h=1.3?0.5

（6）需氧量计算：

采用如下经验公式计算:

O2(kg/d)?A?Sr?B?MLSS?4.6?Nr?2.6?NO3 其中包括四项：1，合成污泥需氧量，

2，活性污泥内源呼吸需氧量， 3，硝化污泥需氧量, 4，反硝化污泥需氧量。 用经验公式计算:

O2(kg/d)?A?Sr?B?MLSS?4.6?Nr?2.6?NO3 经验系数：A=0.5 B=0.1，则需要硝化的氧量：

Nr=25.17?10000?10-3=251.7kg/d NO3=18.03×10714.3×10-3=193.2

R=0.5?10714.3?(0.14-0.0064)+0.1?3361?2.55 +4.6×300.3-2.6?193.2

=2451.83kg/d=102.16kg/h

折算为标准需氧量： 由R0?????Cs(T)?C??1.024RCs(20?)?T?20?可计算得

取T=30℃，查表得α=0.8,β=0.9,氧的饱和度Cs(30?)=7.63 mg/L，Cs(20?)=

9.17 mg/L

采用表面机械曝气时，20℃时脱氧清水的充氧量为： R0?????Cs(T)?C??1.024RCs(20?)?T?20?

102.16?9.17 0.80??0.9?1?7.63?2??1.024?30?20?

?189.64kg/h? 查手册，选用DY325型倒伞型叶轮表面曝气机，直径Ф＝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 n?（7）回流污泥量： 可由公式R?X求得。

Xr?XR0189.64??1.52 取n=2台 125125式中：X=MLSS=3.4g/L，回流污泥浓度Xr取10g/L。则：

R?3.4?0.52（50％～100％，实际取60％）

10?3.6 （8）剩余污泥量： Qw?429.4160?0.25??10714.3?1001.1kg/d 0.751000 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：

1001.1?100.11m3/d 10（9）氧化沟计算草草图如下：

备用曝气机栏杆可暂不安装

上走道板进水管接自提升泵房及沉砂池走道板上出水管至流量计井及二沉池钢梯图5 氧化沟计算草图 七、二沉池 采用辅流式沉淀池 1．设计参数

设计进水量，按最高日平均时用水量计算，设2座， 则每组进水量 Q?30000?10714.3m3/d 2?1.4 表面负荷：qb范围为1.0—1.5 m3/ m2.h ，取q=1.0 m3/ m2.h 固体负荷：qs =140 kg/ m2.d 水力停留时间（沉淀时间）：T=2.5h

堰负荷：取值范围为1.5—2.9L/s.m，取2.5 L/(s.m) 2．设计计算 （1）沉淀池面积:

按表面负荷算： A?（2）沉淀池直径： D? 有效水深为

h1=qbT=1.0?2.5=2.5m<4m （3）贮泥斗容积：

由于采用刮泥机，故贮泥时间采用Tw=2h，二沉池污泥区所需存泥容积：

2Tw(1?R)QX?X?Xr2?2?(1?0.6)?10714.3?360024?756m3

3600?10000Q10714.3??446m2 qb1.0?244A??4?446?23.8m?24m?16m 3.14D24??9.6（介于6～12） h12.5 Vw? 则污泥区高度为 h2? （4）二沉池总高度：

取二沉池缓冲层高度h3=0.4m，超高为h4=0.3m

则池边总高度为

h=h1+h2+h3+h4=2.5+1.7+0.4+0.3=4.9m

设池底度为i=0.05，则池底坡度降为

Vw756??1.7m A446 h5? 则池中心总深度为

b?d24?2i??0.05?0.55m 22H=h+h5=4.9+0.55=5.45m

（5）校核堰负荷： 径深比

D24??8.27 h1?h32.5?0.4 堰负荷

D24??5.22

h1?h2?h32.5?1.7?0.4Q10714.3??142.2m3/(d.m)?1.65L/(s.m)?2L/(s.m) ?D3.14?24以上各项均符合要求

（6）辐流式二沉池计算草图如下：

出水进水图6 辐流式沉淀池排泥

八、接触消毒池与加氯间 采用隔板式接触反应池 1．设计参数

设计流量，按最高日平均时用水量计算 Q′=30000/1.4=21428.6m3/d=248L/s

水力停留时间：T=0.5h=30min 设计投氯量为：ρ＝4.0mg/L 平均水深：h=2.0m 隔板间隔：b=3.5m 2．设计计算 （1）接触池容积：

V=Q′T=248?10-3?30?60=446m3 表面积 A?V446??223m2 h2 采用隔板数2个，则廊道总宽为

B＝（2+1）?3.5＝10.5m 取11m 接触池长度 L? 长宽比

A223??20.3m 取20.5m B11

L20.5??5.9 b3.5 实际消毒池容积为

V′=BLh=11?20.5?2=451m3

设0.3m为超高，则池深取2＋0.3＝2.3m 经校核均满足有效停留时间的要求 （2）加氯量计算：

设计最大加氯量为ρmax=4.0mg/L,每日投氯量为

ω＝ρmaxQ=4321428.6310-3=85.7kg/d=3.57kg/h 选用贮氯量为120kg的液氯钢瓶，每日加氯量为一瓶72%,共贮用12瓶，每日加氯机两台，单台投氯量为1.5～2.5kg/h。

配置注水泵两台，一用一备，要求注水量Q=1—3m3/h,扬程不小于10mH2O （3）混合搅拌装置

在接触消毒池第一格和第二格起端设置混合搅拌机两台（立式），混合搅拌机功率N0

1.06?10?4?0.248?60?5002N0???0.26kW 223?5?103?5?10?QTG2实际选用JWH—310—1机械混合搅拌机，浆板深度为1.5m,浆叶直径为0.31m,浆叶宽度0.9m，功率4.0Kw

解除消毒池设计为纵向板流反应池。在第一格每隔3.8m设纵向垂直折流板，在第二格每隔6.33m设垂直折流板，第三格不设 （4）接触消毒池计算草图如下：

第二章 污泥处理构筑物设计计算

一、回流污泥泵房 1.设计说明

二沉池活性污泥由吸泥管吸入，由池中心落泥管及排泥管排入池外套筒阀井中，然后由管道输送至回流泵房，其他污泥由刮泥板刮入污泥井中，再由排泥管排入剩余污泥泵房集泥井中。

设计回流污泥量为QR=RQ,污泥回流比R=50％－100％。按最大考虑，即QR= 100%Q=30000/1.4＝21428.6m3/d=248L/s 2.回流污泥泵设计选型 （1）扬程：

二沉池水面相对地面标高为0.9m,套筒阀井泥面相对标高为0.2m，回流污泥泵房泥面相对标高为－0.2-0.2＝-0.4m，氧化沟水面相对标高为1.5m，则污泥回流泵所需提升高度为：1.5-（-0.4）＝1.9m

（2）流量：

两座氧化沟设一座回流污泥泵房，泵房回流污泥量为21428.6m3/d＝892.9m3/h （3）选泵：

选用LXB-900螺旋泵3台（2用1备），单台提升能力为480m3/h，提升高度为2.0m－2.5m,电动机转速n=48r/min,功率N=55kW （4）回流污泥泵房占地面积为9m35.5m 二、剩余污泥泵房 1.设计说明

二沉池产生的剩余活性污泥及其它处理构筑物排出污泥由地下管道自流入集泥井，剩余污泥泵（地下式）将其提升至污泥浓缩池中。

处理厂设一座剩余污泥泵房（两座二沉池共用）

污水处理系统每日排出污泥干重为231001.1kg/d,即为按含水率为99％计的污泥流量2Qw＝23100.11m3/d＝200.22m3/d＝8.35m3/h 2.设计选型 （1）污泥泵扬程:

辐流式浓缩池最高泥位（相对地面为）-0.4m，剩余污泥泵房最低泥位为 4.15m,则污泥泵静扬程为H0=4.15-0.4＝3.75m，污泥输送管道压力损失为4.0m，自由水头为1.0m，则污泥泵所需扬程为H=H0+4+1=8.75m。 （2）污泥泵选型:

选两台，2用1备，单泵流量Q>2Qw/2＝4.2m3/h。选用1PN污泥泵Q 流量7.2－16m3/h, 扬程 H 14-12m, 功率N 3kW （3）剩余污泥泵房:

1 占地面积L3B=4m33m，集泥井占地面积?3.0m?H3.0m

2三、污泥浓缩池

采用两座幅流式圆形重力连续式污泥浓缩池，用带栅条的刮泥机刮泥，采用静压排泥，剩余污泥泵房将污泥送至浓缩池。 1.设计参数 进泥浓度：10g/L

污泥含水率P1＝99.0％，每座污泥总流量:

Qω＝1001.1kg/d=100.11m3/d=4.17m3/h

设计浓缩后含水率P2=96.0％ 污泥固体负荷：qs=45kgSS/(m2.d) 污泥浓缩时间：T=13h

贮泥时间：t=4h 2.设计计算

（1）浓缩池池体计算：

每座浓缩池所需表面积 A?Qw1001.1??22.25m2 qs45 ? 浓缩池直径 D?4A??4?22.25?5.32m 取D=5.4m

3.14 水力负荷 u?Qw1001.13232??4.37m/(m.d)?0.182m/(m.h) 2A?2.7? 有效水深

h1=uT=0.182?13=2.37m 取h1=2.4m

浓缩池有效容积

V1=A?h1=22.25?2.4=63.96m3

（2）排泥量与存泥容积:

浓缩后排出含水率P2＝96.0％的污泥,则

Q w′=

100-P1100?99Qw??1001.1?35.03m3/d?1.04m3/h

100-P2100?96 按4h贮泥时间计泥量，则贮泥区所需容积 V2＝4Q w′＝4?1.04＝4.68m3 泥斗容积

V3??h43(r1?r1r2?r2)

22 = 式中：

3.14?1.2?(1.12?1.1?0.6?0.62)?2.8 m3 3h4——泥斗的垂直高度，取1.2m

r1——泥斗的上口半径，取1.1m r2——泥斗的下口半径，取0.6m 设池底坡度为0.08，池底坡降为： h5=

0.08(5.4?2.2)?0.13m

2 故池底可贮泥容积： V4? = 因此，总贮泥容积为

?h53(R1?R1r1?r1)

223.14?0.13?(2.72?2.7?1.1?1.12)?1.56m3 3Vw?V3?V4?2.8?1.56?4.36m3?V2?4.16m3

符合要求 （3）浓缩池总高度：

浓缩池的超高h2取0.30m，缓冲层高度h3取0.30m，则浓缩池的总高度H为

H?h1?h2?h3?h4?h5

=2.4+0.30+0.30+1.2+0.13=4.33m （4）浓缩池排水量：

Q=Qw-Q w′=4.17-1.04=3.13m3/h

（5）浓缩池计算草图：

四、贮泥池及污泥泵 1．设计参数

进泥量：经浓缩排出含水率P2＝96%的污泥2Q w′=2?25.03=50.06m3/d，设贮泥池1座，贮泥时间T＝0.5d=12h 2．设计计算 池容为

V=2Q′wT=50.06?0.5=25.06m3 贮泥池尺寸（将贮泥池设计为正方形）

L?B?H=3.3?3.3?3.3m =35.94m3，即有效容积V=35.94m3

浓缩污泥输送至泵房

剩余污泥经浓缩处理后用泵输送至绿化用地。 污泥提升泵

泥量Q=50.06m3/d=2.09m3/h 扬程H=2.3-(-1.5)+4+1=7.8m

选用1PN污泥泵两台，一用一备，单台流量Q7.2～16m3/h,扬程H14～12mH2O,功率N3kW

泵房平面尺寸L3B=4m34m

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