乌鲁木齐市河西污水处理厂设计计算

学号： 06438337

常 州 大 学 毕业设计（论文） （2010届） 题 目 昆山市10万t/d城市污水处理厂工艺设计 学 生 张俊 学 院 怀德学院 专 业 班 级 环工062 校内指导教师 邵敏 专业技术职务 讲师 校外指导老师 无 专业技术职务 无

二○一○年六月

昆山市10万t/d城市污水处理厂工艺设计 摘 要：本设计的主要任务是昆山市污水处理厂的设计，设计规模为100000m3/d，采用了Carrousel 2000氧化沟处理工艺。污水处理工艺为Carrousel 2000氧化沟工艺，污泥处理工艺为污泥浓缩脱水工艺。该污水厂的污水处理流程为：从泵房到沉砂池，进入氧化沟，二沉池，最后出水；污泥的流程为：从二沉池排出的剩余污泥首先进入浓缩池，进行污泥浓缩，然后进入贮泥池，经过浓缩的污泥再送至带式压滤机，进一步脱水后，运至垃圾填埋场。

本设计与现行的城市生活污水处理工艺相比具有明显的优势：（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（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。

设计结果表明：污水处理厂处理后的出水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的一级B标准。

关键词：城市污水；Carrousel 2000氧化沟工艺；脱氮除磷；工艺设计

I

100 000 t / d wastewater treatment plant process

design in Kunshan City

Abstract：The main task of this design is the sewage treatment plant in Kunshan City, design size 100000m3 / d, with the Carrousel 2000 oxidation ditch treatment process. Sewage treatment process for the Carrousel 2000 oxidation ditch process, sludge treatment process for the sludge thickening and dewatering process. The sewage treatment plant process: from the pumping station to the grit chamber, into the oxidation ditch, secondary sedimentation tank, the final effluent; sludge process: from the secondary sedimentation tank sludge discharged from the first into the concentration tank, for pollution soil enrichment, and then into the storage basins, was concentrated in the sludge and then sent to the belt filter press, and further dehydrated, transported to the landfill.

The design of the existing urban wastewater treatment process has significant

advantages compared to: (1) has a unique hydraulic flow characteristics, are conducive to active sludge biological cohesion (2) without first settling tank, organic suspended solids in aerobic oxidation ditch to achieve a stable level. (3) BOD load is low, so that oxidation ditch has on water temperature, water quality, water movement has strong adaptability, low sludge yield, Needless to nitrification. (4) can further improve nitrogen removal. (5) low power consumption, low operating costs.

Design results show that: the sewage treatment plant treated effluent to achieve

\Key words：Urban sewage; Carrousel 2000 oxidation ditch process; nitrogen and phosphorus

removal; Process Design

II

目 录

摘要·····································································Ⅰ 目次·····································································Ⅲ 1 绪论····································································1 1.1 设计参数及依据························································1 1.1.1 设计背景·····························································1 1.2 设计原则·······························································2 1.3 设计依据·······························································2 2 污水处理工艺流程比较及选择··············································3 2.1 工艺方案分析··························································3 2.2 目前常用的城市污水处理技术············································4 2.3 工艺的比选····························································5 2.4 工艺流程图·····························································5 3 工艺流程设计计算························································6 3.1 设计流量······························································6 3.2 中格栅································································6 3.3 进水泵房······························································7 3.3.1 水泵选择·····························································7 3.4 细格栅································································8 3.4.1 工艺尺寸·····························································8 3.5 沉砂池································································9 3.5.1设计参数·····························································9 3.5.2 沉砂池尺寸··························································10 3.5.3 集砂量及排砂设备····················································11 3.5.4 曝气系统····························································11 3.6 厌氧池································································12 3.6.1 设计参数····························································12 3.6.2 设计计算····························································12 3.7 氧化沟································································13 3.7.1 设计参数····························································13 3.7.2 设计要点····························································13 3.7.3 设计计算····························································15 3.8 二沉池································································19 3.8.1 设计参数····························································19 3.8.2 设计尺寸····························································20 3.8.3 刮泥设备····························································23 3.8.4 二沉池计算示意图····················································23

III

3.9 接触消毒池···························································23 3.9.1 设计参数····························································23 3.9.2 设计计算····························································23 3.10 计量槽······························································25 3.11 污泥泵房····························································25 3.11.1 设计参数···························································25 3.11.2 污泥泵·····························································26 3.11.3 集泥池·····························································26 3.12 污泥浓缩池···························································26 3.12.1 设计参数···························································26 3.12.2 设计计算···························································27 3.13 贮泥池·······························································28 3.14 脱水机房·····························································28 3.15 配水井·······························································29 4 平面布置·······························································31 4.1 水力计算·····························································31 4.2 高程计算·····························································31 4.3 设备材料表···························································33 4.3.1 构、建筑物一览表····················································33 4.3.2 主要设备材料表······················································34 5 工程技术经济分析·······················································35 5.1 土建费用造价列表·····················································35 5.2 直接投资费用·························································35 5.3 运行费用计算·························································36 5.3.1 成本估算····························································36 5.3.2 动力费用····························································36 5.3.3 工资福利开支························································36 5.3.3 生产用水水费开支····················································36 5.4 运费·································································36 5.5 维护维修费···························································36 5.6 管理费用·····························································37 5.7 运行成本估算·························································37 6 结论···································································38 6.1 设计特色·····························································38 参考文献·································································39 致谢·····································································40 附图1 平面布置图 附图2 工艺流程图

IV

附图3 氧化沟剖面图 附图4 二沉池剖面图 附图5 污泥浓缩池剖面图

V

常州大学本科生毕业设计（论文）

1 绪论

水是一切生物生存必不可少的物质之一，没有水的世界是无法想象的。虽然我国水资源总量非常丰富，年径流总量2.71×1012m3，居世界第六位，但是由于人口众多，人均占有仅2262m3，约为世界平均的1/4，属世界缺水国家之一。我国幅员辽阔，各地气候迥异，经济发展水平差异也很大。随着我国经济的快速发展和人们生活水平的不断提高，政府、企业、居民的环保意识不断增强，对生活质量和环境质量的要求越来越高，水污染治理也越来越受到人们的关注。目前，各城市都面临着不同的水环境污染。因此，根据城市规模，建立一套与自己经济发展相适应的控制水污染、保护水环境的方针、政策、标准和法规，同时建设与经济发展水平相适应的污水处理厂，就成为防止因水资源短缺而制约城市社会经济发展的必要手段，利用有限资源的必须部分。在人们日常生活中，盥洗、淋浴、生活洗涤等都离不开水，用后便成为污水。在工业企业中，几乎没有一种工业水是人们日常生活中不可或缺的宝贵资源，水的供给与排放处理水亦是合理不用到水。水经生产过程使用后，绝大部分变成废水，生产废水携带着大量污染物质，这些物质多数是有害和有毒的，但也是有用的，必须妥善处理或加以回收利用。

城市的雨水和冰雪融水也需要及时排除，否则将积水为害，妨碍交通，甚至危及人们的生产和日常生活。在人们生产和生活中产生的这些污水中，如不加控制任意排入水体（江、河、湖、海、地下水）或土壤，使水体受到污染，将破坏原有的自然环境，以至引起环境问题，甚至造成公害。为保护环境，避免发生上述问题，现代城市就需要建立一套完整的工程设施来收集、输送、处理和利用污水；此工程设施就称之为排水工程。它的基本任务是保护环境免受污染，以促进工农业生产的发展和保障人民的健康与正常生活。其主要内容包括：（1）收集各种污水并及时的将之输送至适当地点。（2）妥善处理后排放或再利用。

水污染控制技术在我国社会主义建设中有着十分重要的作用。从环境保护方面讲，水污染控制技术有保护和改善环境、消除污水危害的作用，是保障人民健康和造福子孙后代的大事；从卫生上讲，水污染控制技术的兴起对保障人民健康具有深远的意义；对预防和控制各种疾病、癌症或是“公害病”有着重要的作用；从经济上讲，城市污水资源化，可重复利用于城市或工业，这是节约用水和解决淡水资源短缺的重要途径，它将产生巨大的经济效益。

总之，在实现四个现代化过程中，水污染控制技术对环境保护、促进工农业生产和保障人民健康有现实意义和深远影响，并使经济建设、城乡建设与环境建设同步规划，同步实施，同步发展。这样才能实现经济效益、社会效益和环境效益的统一[1]。 1.1 设计依据及参数 1.1.1 设计背景

昆山市位于江苏省东南部,北至东北与常熟、太仓两市相连，南至东南与上海嘉定、青浦两区接壤，西与吴江、苏州交界。东西最大直线距离33千米，南北48千米。总面

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积927.7平方千米，其中陆地面积641.1平方千米，水域面积286.6平方千米。 （1）设计规模：10万t/d （2）水质指标

处理后污水水质应满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的一级B标准，其进水水质和排放标准见表1。

表1 进水水质和排放标准 单位：mg/L

项 目 进水水质 排放标准

pH值 6～9 6～9

SS 150 150

CODcr 400 60

BOD5 200 20

NH3－N 25 8

TP 3 1

1.2 设计原则

①执行国家关于环境保护的政策，符合国家的有关法规、规范及标准。

②积极稳妥地采用新技术，充分利用国内外的先进技术和设备，以提高行业的装备和技术水平。

③功能分区明确，生产、生活、人、物、车流向合理。

④规划布置四优先：工艺流程先进，安全可靠优先；运行管理便利，经济优先；环境绿化、美化优先；有利于排水事业可以持续发展优先。 1.3 设计依据

设计任务书及相关原始数据

《污水综合排放标准》（GB8978-96） 《城市污水处理厂污水污泥排放标准》（CJ3025-93） 《污水排入城市下水道水质标准》（CJ3082-1999） 《地表水环境质量标准》（GB3838-2002） 《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）

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2 污水处理工艺流程比较及选择

2.1 工艺方案分析

本项目污水处理的特点为：生活污水以有机污染物为主，BOD/COD=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，针对这些特点，以及出水要求，现有城市污水处理技术的特点，以采用生化处理最为经济。 2.2 目前常用的城市污水处理技术

根据《城市污水处理及污染防治技术政策》，日处理能力在10~20万立方米的污水处理设施，可选用常规活性污泥法、氧化沟法、SBR法和AB法等成熟工艺[2]。本市污水处理厂方案，既要考虑有效去除BOD5又要适当去除N和P，故可选择三种典型的工艺流程，有三种可供选择的工艺：（1）间歇式活性污泥法（SBR工艺）；（2）氧化沟工艺；（3）好氧—缺氧（A/O）脱氮工艺[2]。

各种工艺都有其独特的方面，一般根据具体情况而定。主要特点如下： （1）SBR工艺

SBR是序批间歇式活性污泥法的简称，是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥水处理技术，又称序批式活性污泥法。SBR的运行工况以间歇操作为特征。五个工序都在一个设有曝气或搅拌装置的反应器中依次进行，所以省去了传统活性污泥法中的沉淀池和污泥回流设施。在处理过程中，周而复始地循环这种操作周期，以实现污水处理的目的[3]。

优点如下：

① 工艺流程简单，运转灵活，基建费用低； ② 处理效果好，出水可靠； ③ 具有较好的脱氮除磷效果； ④ 污泥沉降性能良好；

⑤ 对水质水量变化的适应性强。 缺点如下：

① 反应器容积率低； ② 水头损失大；

③ 不连续的出水，要求后续构筑物容积较大，有足够的接受能力；

④ 峰值需要量高； ⑤ 设备利用率低；

⑥ 管理人员技术素质要求较高。 （2）A/O工艺

AO工艺法也叫厌氧好氧工艺法，A(Anacrobic)是厌氧段，用与脱氮除磷；O(Oxic)是好氧段，用于除水中的有机物[4]。 优点：

① 流程简单，勿需外加碳源与后曝气池，以原污水为碳源，建设和运行费用较低；

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② 反硝化在前，硝化在后，设内循环，以原污水中的有机底物作为碳源，效果好， 反硝化反应充分；

③ 曝气池在后，使反硝化残留物得以进一步去除，提高了处理水水质；

④ A段搅拌，只起使污泥悬浮，而避免DO的增加。O段的前段采用强曝气，后段减 ，少气量，使内循环液的DO含量降低，以保证A段的缺氧状态[4]。 缺点：

① 由于没有独立的污泥回流系统，从而不能培养出具有独特功能的污泥，难降解物质的降解率较低；

② 若要提高脱氮效率，必须加大内循环比，因而加大运行费用。从外，内循环液来自曝气池，含有一定的DO，使A段难以保持理想的缺氧状态，影响反硝化效果，脱氮率很难达到90％。 ③ 影响因素：水力停留时间 （硝化＞6h ，反硝化＜2h ）循环比MLSS（＞3000mg/L）污泥龄（ ＞30d ）N/MLSS负荷率（ ＜0.03 ）进水总氮浓度（ ＜30mg/L）。 （3）氧化沟工艺

氧化沟又称循环混合式活性污泥法。一般采用延时曝气，同时具有去除BOD5和脱氮的功能，它采用机械曝气，一般不设初沉池和污泥消化池。

普通卡鲁赛尔氧化沟处理污水的原理如下：氧化沟中的污水直接与回流污泥一起进入氧化沟系统。在充分掺氧的条件下，微生物得到足够的溶解氧来去除BOD；同时，氨也被氧化成硝酸盐和亚硝酸盐，此时，混合液处于有氧状态。在曝气机下游，水流由曝气区的湍流状态变成之后的平流状态，水流维持在最小流速，保证活性污泥处于悬浮状态。微生物的氧化过程消耗了水中溶解氧，知道DO值降为零，混合液呈缺氧状态。经过缺氧区的反硝化作用，混合液进入有氧区，完成一次循环。该系统中，BOD降解是一个连续过程，硝化作用和反硝化作用发生在一个池子内。由于结构的限制，这种氧化沟虽然可以有效去除BOD，但脱氮除磷的能力有限[5]。

氧化沟的主要优点如下：

① 氧化沟的液态在整体上是完全混合的，而局部又具有推流特性，使得在污水中能形成良好的混合液生物絮凝体，提高二沉池的污泥沉降速度及澄清效果，另外，其独特的水流性能对除磷脱氮也是极其重要的。

② 处理效果稳定，出水质好，并可实现脱氮。 ③ 污泥厂量少，污泥性质稳定。 ④ 能承受水量，水质冲击负荷，对高浓度工业废水有很大的稀释能力 氧化沟的缺点如下：

① 单纯的氧化沟工艺的除磷效率很低，需要增设厌氧段才能达到一定的除磷效率。 ② 虽然污泥产量少，耐冲击负荷，但是这是建立在该工艺很低的污泥负荷上的，且要求处理构筑物内水深要浅，而这又决定了在处理相同水质，水量污水的情况下，该工艺是最占土地的，也即增加了基建费用。 2.3 工艺的比选

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对SBR工艺、氧化沟工艺、A/O工艺进行比选。氧化沟除了具有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。而SBR工艺仅适合处理量为10万t/d以下的处理厂，所以本课题选择氧化沟处理工艺。 2.4 工艺流程图

以氧化沟为主工艺的工艺流程图见图1。

图1 Carrousel型氧化沟的污水处理工艺流程

城市污水

格栅 曝气沉砂池 厌氧池 氧化沟 二沉池 接触消毒池 栅渣 砂水分离 污泥回流 污泥泵房 剩余污泥 脱水间 泥饼外运 储泥池 浓缩池 出水 第5页 共40页

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3 工艺流程设计计算

3.1 设计流量

平均流量：Qa?105m3/d?4166.6 m3/h?1.16 m3/s?1160 L/s 设计流量：Qmax?KZ?Qa?1.2?105 t/d ?5000 m3/h ?1.389 m3/s?1389 L/s 3.2 中格栅

城市污水含有大量悬浮物和漂浮物，故需要设置格栅以拦截较大的悬浮固体物质。格栅的间隙大小对污水处理运行有直接关系，目前设计采用格栅的间隙可分为三级：细格栅间隙为5~10mm，中格栅间隙为15~40mm，粗格栅间隙为10mm以上。

格栅的间隙应根据水体的实际需要设置，想用一种规格格栅截留各种漂流物是行不通的，进水格栅的间隙和道数应根据处理要求设计。从城市污水处理厂实际运行资料表明，一般设计中多采用中格栅和细格栅二道[6]。

主要设计参数：

栅条宽度S=10mm； 栅条间隙宽度b=30mm； 过栅流速v2=0.8m/s； 栅前渠道流速v1 =0.55m/s； 栅前渠道水深h=0.7m； 格栅倾角 75°； 数量 2座；

单位栅渣量取W1=0.02m3栅渣/1000m3污水。 （1）栅条间隙数

Q1sin?0.6945?sin75?n???40.63?41个 （3.2-1）

bhv0.03?0.7?0.8（2）栅槽宽度B

B?S(n?1)?bn?0.01?(41?1)?41?0.030?1.63m （3.2-2）

（3）进水渠道渐宽部分的长度

设进水渠道宽 B=0.1m，渐宽部分展开角α1=20o，此时进水渠道内的流速为0.77m/s

L1?B?B11.65?1.0??0.89m （3.2-3）

2tan?12?tan20?（4）栅槽与出水渠道连接处的渐宽部分长度

L0.89 L2?1??0.45m （3.2-4）

22（5）通过格栅的水头损失

设栅条断面为锐边矩形断面，??2.42,k?3

?S?h1?h0k?k????b?43v2?sin? （3.2-5） 2g第6页 共40页

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4?0.01??3?2.42????0.030?30.82?sin75?=0.10m 2?9.8式中，h1为设计水头损失，m；

ho为计算水头损失，m，

v2h0??sin?；

2gg为重力加速度，m/s2；

k为系数，格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般采用3；?为阻力系数，与栅条断面形状有关，可按手册提供的计算公式和相关系数计算。

（6）栅前栅后槽总高度H

设栅前渠道超高h2=0.3m

H?h?h1?h2?0.7?0.1?0.3?1.1m （3.2-6）

（7）栅槽总高度L

H1 （3.2-7） tan?0.7?0.3?3.11m ?0.89?0.45?1.0?0.5?tan75? L?L1?L2?1.0?0.5?式中H1为栅前渠道深，H1?h?h2

（8）栅渠过水断面积S

Q0.6945S?1??1.262m2 （3.2-8）

v0.55 栅渠尺寸（宽?深）1050mm?1200mm。 （9）每日栅渣量W

取W1?0.02m3/1000m3污水，KZ=1.2，代入数据得 W?86400?1.389?0.028640Q0maWx1??2.0m3/d （3.2-9）

100?01.2100K0Z（10）格栅选择

采用机械除渣。根据流量及设备选型表，选择两台XHG-1200型回转式格栅除污机 实际过流速度：

Q1sin?0.6945?sin75?v???0.793(m/s)

bhn0.030?0.7?413.3 进水泵房 3.3.1水泵选择

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（3.2-10）

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设计水量为120000m3/d，选择用4台潜污泵（3用1备）[7]，则单台泵的流量为：

Q1.389?3600Q1?max??1666.8m3/h （3.3-1）

33污水处理厂厂区最高水位6.42m，高出地面3.42m；最低水位-0.7m，低于地面（地面标高3m）。

提升泵房最高水位与最低水位差为3m，则提升泵扬程为：

H=3.42+3.70+3=10.12 所需的扬程为10.12m。

选择CP(T)-5110-400型沉水式污物泵，泵的性能参数表3.1。

表3.1 CP(T)-5110-400型沉水式污物泵参数 出口直径/mm

400

流量m3/h

1980

扬程/m 14

极数 6

效率﹪

86

功率/kW

110

3.4 细格栅

主要设计参数：

栅条宽度S=10mm 栅条间隙宽度b=10mm 过栅流速v1=0.9m/s 栅前渠道流速 v2=0.6m/s

?栅前渠道水深h=0.8m； 格栅倾角 ?1?75 数量2座 3.4.1工艺尺寸 （1）栅条间隙数

Q1sin?0.6945?sin75?n???94.8?95个

bhv0.01?0.8?0.9（2）栅槽宽度

B?S(n?1)?bn?0.01?(95?1)?95?0.010?1.89m

（3）进水渠道渐宽部分的长度

设进水渠宽B1=1.4m，其渐宽部分展开角度?1?20?，进水渠道内的流速为0.77m/s[6]。

L1?B?B12.09?1.4??0.95m ?2tan?12?tan20（4）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度

L0.95L2?1??0.47m

22（5）栅后槽总高度H

设栅前渠道超高h2?0.3m

H?h?h1?h2?0.8?0.29?0.3?1.39m

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常州大学本科生毕业设计（论文） （6）栅槽总长度L

H1 tan?0.8?0.3?0.95?0.47?1.0?0.5??3.22m

tan75?式中：H1为栅前渠道深，H1?h?h2。 （7）栅渠过水断面S

Q0.6945S?1??1.158m2

v0.6栅渠尺寸（宽?深）1450mm?800mm。

L?L1?L2?1.0?0.5?（8）通过格栅的水头损失

22?S?3v?0.01?30.9h1?k????sin?=3?2.42??sin75? ??2g2?9.8?b??0.010?44=0.29m

（9）每日栅渣量

W1为栅渣量，m3/1000m3污水；KZ为总变化系数。格栅间隙为10~25mm时，

W1=0.1~0.05m3/1000m3污水；格栅间隙为30~50mm时，W=0.03~0.10m3/1000m3。本工程格栅间隙为30mm，取W1=0.03m3/1000m3污水，KZ=1.2，代入数据得：

W?86400QmaxW186400?1.389?0.1??10.0m3/d

1000?1.21000KZ（10）格栅选择

采用机械除渣。根据流量及设备选型表，选择两台XHG-1800型回转式格栅除污机。

实际过栅流速为：

Q1sin?0.6945?sin75?v???0.898(m/s)

bhn0.010?0.8?953.5 沉砂池

沉砂池一般分为平流式、竖流式、环流式（离心式）和曝气式。由于曝气沉砂池和环流式沉砂池对流量变化的适应性较强，除砂效果好且稳定，条件许可时，建议尽量采

用曝气式沉砂池和环流式沉砂池。曝气沉砂池还可以克服普通平流式沉砂池的缺点：在其截流的沉砂中夹杂着一些有机物，对被有机物包裹的砂粒，截流效果也不高，沉砂易于腐化发臭，难于处置，故本次设计选用曝气式沉砂池[7]。 3.5.1设计参数

设计流量（按最大流量设计）Qmax=1.389m3/s； 停留时间 3min；

第9页 共40页

常州大学本科生毕业设计（论文）

水平流速 0.1m/s；

沉砂量 30m3/106m3（污水）；

曝气量 0.2m3（空气）/m3（污水）；。 主干管空气流速 12m/s； 支管空气流速 4.5m/s。 3.5.2沉沙池尺寸 （1）有效容积

V?Qmaxt?60?1.389?3?60?250m3 （3.5-1）

（2）水流断面积

A?Qmaxv?1.3890.1?13.89m/s （3.5-2）

取有效水深为h为2.315m，则池宽

B?Ah?13.892.315?6m

沉沙池分为两格(即n?2)，则每格宽度

b?B2?3m。

（3）平面尺寸

池长：L?VA?25013.89?18.0m； 平面尺寸：B?L?6.0m?18.0m。 （4）每小时所需空气量q

d为每立方米所需空气量，取d=0.2m3/m3污水

q?dQmax?3600?0.2?1.389?3600?1000.08m3/h （3.5-3）

（5）沉砂室沉砂斗体积V

363T为沉砂时间取2d，X为城市污水沉砂量，X?30m/10m污水。

V?QmaxXT?864001.389?30?2?864003??6.0m （3.5-4） 661.2?10KZ10① 每个沉砂斗容积

设每一分格有2个沉砂斗，共有4个沉砂斗。

6V0??1.5m3

4② 沉砂斗上口宽

a??2h32?1.0?a??0.8?2.2m （3.5-5） 1tan55?tan55???1.0m；a1?斗底宽，m，取a1?0.8m；斗壁与水平??斗高，m，取h3式中：h3面的倾角55?。

③ 沉砂室高度h3

第10页 共40页

常州大学本科生毕业设计（论文）

采用重力排砂，设池底坡度为0.06，坡向砂斗。沉砂室由两部分组成：一部分为沉砂斗另一部分为沉沙池坡向沉砂斗的过渡部分，沉砂室的宽度为[2(L2?a)?0.2]。

L?2a?0.218?2?2.2?0.2L2???6.7m （3.5-6）

22（式中0.2m为两沉砂斗隔壁厚）

??0.06L2?1.0?0.06?6.7?1.40m （3.5-7） h3?h3④ 沉沙池总高度H

取超高h1?0.3m

H?h1?h2?h3?0.3?2.315?1.402?4.02m （3.5-8）

（6）集油区

集油区宽1.2m，上部与沉砂区隔断，以便集油；下部与沉砂区相通，以便沉砂返回集砂斗。 3.5.3 集砂量及排砂设备 （1）每天沉砂量V

V?QmaxX?24?36001.389?30?24?3600??3.0(m3/d) （3.5-9） 66KZ?101.2?10采用行车式排砂机，配备一台XS?6型沉砂池吸砂机，每2d排砂一次，有关参数

见表3.2。

表3.2 XS-6型沉砂池吸砂机技术参数

池宽/mm 6000

池深/mm 1000~3000

整机功率/kW

0.92

行车速度/m·min-1

2~5

3.5.4 曝气系统 （1）曝气量

q?3600dQmax?3600?2?1.389?1000m3/h （3.5-10）

（2）风机选择

选用两台RE?145型罗茨鼓风机（一备一用），配以JO271?6型电动机（功率为，鼓风机性能见表3.3。 17kW）

表3.3 RE-145型罗茨鼓风机性能

口径/mm

转速 /(r/min-1)

排气压力/kPa

流量Qs/m3·min-1

轴功率La/kW

电机功率P0/kW

150A 970 39.2 21.5 21

30

（3）空气管道计算 按风机实际风量计算

第11页 共40页

常州大学本科生毕业设计（论文） 干管管径

21.54q60?0.195m，取D?200mm。 （3.5-11） D1??1?v13.14?124? 验算气流速度

??v14q4?0.36??11.4m/s，符合要求。 （3.5-12） 22?D13.14?0.2 每隔一米分出两格支管，则总支管数为n?2?18?36个，q2?0.3636?0.01m/s。 取支管气流速度为v2?4.5m/s，则

支管管径

D4q22??v?4?0.0114?4.5?0.05m，取D2为50mm。 23.验算气流速度

v?4q2??D2?4?0.012?5.10m/s，符合要求。 23.14?0.053.6 厌氧池 3.6.1 设计参数

最大流量 1389L/s 设置4座 每座设计流量347L/s 水力停留时间 T=2.0h 污泥浓度 X=3g/L

污泥回流液浓度 Xc=10g/L 3.6.2 设计计算 （1）厌氧池容积

V?Q?T?347?10?3?2.0?360?0249 8 （2）厌氧池的尺寸

水深取h=5m[6]，则厌氧池面积

A?V2498h?5?500m2

厌氧池直径D：

D?4A4?500??3.14?25.24m（取D=26m） 第12页 共40页

每一支管气量

（3.5-13） （3.5-14） （3.6-1） （3.6-2） 常州大学本科生毕业设计（论文） 设水面超高为0.3m

故池总高 H=h+0.3=5.3m （3）污泥回流量计算

① 回流比计算

R?X3??0.42 （3.6-3）

XC?X10?3② 污泥回流量

QR?R?Q?0.42?347?10?3?86400?12591.94m3/d （3.6-4）

3.7 氧化沟 3.7.1 设计参数

拟用卡罗塞尔（Carrousel）2000型氧化沟，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。 设计最大流量：Q=1.2×105m3/d=5000m3/h； 设计平均流量：Qa=1×105m3/d；

座数：4； 总污泥龄：12.5d；

MLSS=3500mg/L； 污泥产率系数Y=0.76kgSS/kgBOD； 曝气装置：采用倒伞式表曝机，曝气池内DO＝1.5mg/L。 3.7.2 设计要点

本设计采用Carrousel 2000型氧化沟。传统卡鲁赛尔氧化沟的脱氮功能是通过沟中溶解氧沿沟长的浓度实现的。卡鲁赛尔氧化沟的曝气设备是表曝机，它安装在转弯处。表曝机的转动将水流提升向四周扩散，形成漩涡流并向前推进，它同时发挥着充氧、搅拌和推流的功能[8]。

（1）当泥龄（7d<θC<20d）时，可用最大日流量计算。本设计θC=10d。 （2）沟深根据曝气设备设备确定，采用曝气叶轮时最大沟深可达5m以上，通常为4.5m，有初沉池可取较大值，无初沉池宜取较小值。沟宽也要参数所选曝气设备确定，一般取5～10m。

（3）氧化沟出水处应设置可调堰，控制调节沟内水位，调节曝气叶轮浸没深度，改变曝气机功率在充氧、搅拌和推流几方面的分配，从而达到最佳水力条件和充氧效率。 （4）未设表曝机的转弯处需设置导流墙，改善流态，提高内侧流速，防止污泥沉淀[8]。 （5）设计中需要查阅的表：

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常州大学本科生毕业设计（论文）

表3.4 反硝化设计参数表（10o～20o）

反硝化工艺

设缺氧区的反硝化

间歇或同步反硝化

VD/V（θCd/θC）

0.20 0.30 0.40 0.50

0.11 0.13 0.14 0.15

Kde（kgNO3/kgBOD）

0.06 0.09 0.12 0.15

注：V—氧化沟总容积（m3）；

VD—缺氧池容积（m3）； θCd—反硝化泥龄（d）。

表3.5 活性污泥工艺的最小泥龄和建议泥龄表 (T=10o) 单位：d

污水处理厂规模

处理目标

BODT≤1200kg/d 最小泥龄

建议泥龄 13.8 15.7 18.3 22

BODT≥6000kg/d 最小泥龄 10 11.4 13.3 16

建议泥龄 11.3 12.9 15 18

VD/V=0.2 VD/V=0.3 VD/V=0.4 VD/V=0.5

12.5 14.3 16.7 20

注：BODT—进水BOD总量；

VD/V值在表中数值之间，也按内插法取值。

表3.6 反应池MLSS取值范围表

处理目标 无硝化 有硝化（和反硝化）

污泥稳定

MLSS(kg/m)

有初沉池 2.0～3.0 2.5～3.5

表3.7 BOD负荷波动系数表

泥龄θC（d） 波动系数fc

4 1.3

6 1.25

8 1.2

10 1.2

15 1.15

25 1.1

无初沉池 3.0～4.0 3.5～4.5 4.5

3

表3.8 SVI设计值表 （mg/L）

处理目标 无硝化 有硝化（和反硝化）

污泥稳定

SVI（mg/L）

含有利的工业废水

100～150 100～150 75～120

含不利的工艺废水

120～180 120～180 120～150

第14页 共40页

常州大学本科生毕业设计（论文） 3.7.3 设计计算

（1）确定设计污泥龄

根据表3.6，取硝化泥龄θCO=10d

NO?N?0.05(S0?Se)?Ne （3.7-1） ?25?0.05（200?20）?5?8mg/L

式中：N0—需反硝化的硝态氮浓度，mg/L； Ne—需反硝化的硝态氮浓度，mg/L； N —进水总氮浓度，mg/L； S0—进水BOD浓度，mg/L； Se—出水BOD浓度，mg/L；

Kde?NO8??0.04 （3.7-2） So200 式中：Kde—反硝化速率，kgNO3/kgBOD；

查3.5表近似得VD/V??cd/?C?0.2 总泥龄为

?C??CO10??12.5d （3.7-3）

1??cd/?C1?0.2 表中：V—氧化沟（包括缺氧沟和好氧沟）总容积（m3）； VD—缺氧池容积（m3）； θCd—反硝化泥龄（d）； θCO—硝化泥龄（d）； θC —总泥龄（d）。 缺氧泥龄为：

?cd??C??CO?12.5?10?2.5d

（2）计算污泥产率系数Y

?Xo(1?0.2)?0.17?0.75?C?1.072(T?15)?Y?K?0.75?0.6?? （式3.7-4） (T?15)S1?0.17??1.0720C???150(1?0.2)?0.17?0.75?12.5?1.072(10?15)?? ?0.9?0.75?0.6? (10?15)2001?0.17?12.5?1.072??kgBO D ?0.9?1.2?0.36??0.76kgS/S 式中：在CODO/S0≤2.2时有效，CODO是进水COD浓度，本设计中

CODO/S0=700/350=2≤2.2，因此能用这个公式计算。

K —修正系数，取K=0.9； X0—进水悬浮物浓度，mg/L；

第15页 共40页

常州大学本科生毕业设计（论文） T —设计水温，℃；

核算污泥负荷：

L?So200 （3.7-5） ??C?Y(S0?Se)12.5?0.76?(200?20)?0.117kgBOD/(kgMLSS?d)

（3）确定污泥浓度

按表 3.8，要使污泥稳定，取X=3.5g/L

用污泥回流比反复复核。根据表3.10，取污泥指数SVI=120mg/L，因为有反硝化，故浓缩时间tE=2h。

回流污泥浓度按下式计算：

1000310003XR?0.7?tE?0.7?2?7.35g/L （3.7-6）

SVISVI（4）计算好氧沟容积

V0??24Q?COY(So?Se) （3.7-7）

1000X24?5000?10?0.76(200?20)?46903m3

1000?3.5（5）计算缺氧沟容积

VD??24Q?cdY(So?Se) （3.7-8）

1000X24?5000?2.5?0.54(200?20)?11726m3

1000?3.5（6）氧化沟总池容

V?VO?VD?46903?11726?58629m3 （3.7-9）

其中好氧沟占80%，缺氧沟占20%。

水力停留时间

T?V58629??0.59d?14h （3.7-10） Qa100000（7）计算需氧量

设计4座氧化沟。

每座氧化沟设计最大水量 Q'=1.2×105/4m3/d=30000m3/d=1250m3/h 每座氧化沟设计平均水量 Qa'=1×105/4m3/d=25000m3/d=1042m3/h

水温t=25?,θC=4h时，去除含碳有机物单位耗氧量OC?1.07kgO2/kgBOD

① BOD去除量

第16页 共40页

常州大学本科生毕业设计（论文）

?St?fC?Qa?(So?Se)?10?3 （3.7-11）

?1.1135?25000?(200?20)?10?3

?5010.78kg/d?209kg/h

查表3.9，BOD负荷波动系数fc=1.1135。 ② 硝化的氨氮量

Nht?24Q??N?0.05(S0?Se)?2??10?3 ?24?1250?25?0.05(200?20)?2??10?3 ?420kg/d?17.5kg/h

③ 反硝化的硝酸盐量

Not?24Q?No/1000?24?1250?8/1000 ?240kg/d?10kg/h

④ 实际需氧量（AOR）

O2?OC?St?4.75Nht?2.86Not ?1.07?209?4.75?17.5?2.86?10

?278kgO2/h

式中：OC—去除含碳有机物单位耗氧量，kgO2/kgBOD。

⑤ 单位耗氧量

O2S?278?1.33kgO2/kgBOD t209⑥ 需氧量修正系数

K0?CS?(?C1.024(T?20) sw?C0)?9.20.85(0.9?8.4?1.5)1.024(25?20)?1.19

⑦标准需氧量(SOR)

OS?K0?O2?1.19?278?330.82kgO2/h （9）氧化沟剩余污泥量的计算

氧化沟剩余污泥量

第17页 共40页

3.7-12）

3.7-13）

3.7-14）

3.7-15） 3.7-16） 3.7-17）

（ （ （ （ （ （常州大学本科生毕业设计（论文）

XWT?24QT(So?Se)24?5000?0.76?(200?20)? （3.7-18）

10001000?16416kgSS/kgBOD

氧化沟剩余污泥量

QWT? 回流污泥量

XWT16416??2233m3/d?93m3/h （3.7-19） XR7.35QR?0.91?120000?109200m3/d?4550m3/d （3.7-20）

（10）选择和计算曝气设备

查《环境保护设备选用手册》，选用DSB-3750型倒伞叶轮表面曝气机，其性能参数见表3.9。

表3.9 DSB-3750型倒伞叶轮表面曝气机技术参数

叶轮直径 /mm 3750

动力效率 /kgO2-1·kW-1·h-1

1.91

电机功率 /kW 132

充氧量 /kg·h-1 252

叶轮转速 /r·min-1 30

每座氧化沟所需数量为n,则

n?R0448.63??1.78 取n=2台（2用1备） 252252（11）沟形设计

氧化沟座数： M=4座，每座设曝气叶轮2台； 有效水深： H=5m； 每座氧化沟沟道数： m=4； 沟道宽： B=10m。 各部尺寸计算：

Vi?V/M?586294?14657m3 Fi?Vi/H?146575?2931m2

每座氧化沟总长（按中线计算）： L?FiB?293m

好氧沟和缺氧沟分隔处有两个圆弧，占用了池容，这个池容折算成直线段池长，按3m计算，则每座氧化沟沟道总长为：293+3=296m

其中弯道（好氧沟和缺氧沟分隔处的两个弯道不计）长度（3个大弯和1个小弯）为：

L1?3?1/2???10?1/2???30?94.2m （3.7-21）

第18页 共40页

常州大学本科生毕业设计（论文）

直线段总长：

L2?L?L1?296?94.2?201.8m （3.7-22）

单沟道直线段段长：

Li?L2m?201.8/4?50.4m 取51m （3.7-23）

氧化沟总池长=51+10+20=81m （3.7-24） 设壁宽0.5m，则总池宽=40+5×0.5=42.5m （3.7-25） 缺氧沟沟长计算：

缺氧沟有效容积占总沟容的20%，在分隔处弧形隔墙折算为直线段长3m,应为缺氧沟和好氧沟各1.5m，故其沟道长度为：

LD?0.2?293?1.5?60.1m （3.7-26）

其中弯道（一个小弯）长度为：

?Li??10?15.7m （3.7-27）

2直线段长度为

??L2?LD?L1?60.1?15.7?44.4m （3.7-28）

单沟道直线段长（包括分隔处弯道折算为直线段）

??Li?L2/m??44.4/2?22.2m （3.7-29）

在缺氧区中安装水下搅拌器按3～8W/m3池容选用电机功率（用6W/m3计算）： ① 单座氧化沟的缺氧区池容

? VD?11726/4?2932m3 （3.7-30）

② 所需电机功率

NT?2932m3?6W/m3?17592W?17.6kW （3.7-31）

查《环境保护设备选用手册》，选用QT-15型潜水推流器，其性能参数见表3.10。

表3.10 QT-15型潜水推流器主要技术参数

螺旋桨直径/mm

2500

转速/r·min-1

30

功率/kW 15

距池底高度H/mm

1500

每座氧化沟需要安装的推流器个数 n=17.6/15=1.17台, 取n=2台 3.8 二沉池

选用中心进水周边出水辐流式二沉池，每座氧化沟配1座二沉池，全厂共4池。 3.8.1 设计参数

第19页 共40页

常州大学本科生毕业设计（论文）

设计流量 Q=1.389m3/s； 表面负荷 q=1.25m3/(m2?h)； 沉淀时间 t=2.5h；

中心进水管 下部管内流速v1取1.2m/s，上部管内流速v2取1.0m/s，出管流速v3取0.8m/s[9]；

出水堰负荷 1.5L(s?m)； 沉淀池数量 4座；

沉淀池型 圆形辐流式。 3.8.2 设计尺寸 （1）单池直径 单池面积

F?Q(nq?)?1.389?3600(4?1.25)?1000.16m2 单池直径

D?4F??35.7m，取D?36m （2）有效水深

h2?q??t?1.25m3/(m2?h)?2.5h?3.125m，取3.1m。 （3）有效容积

V??Qt1.38?936n?4?020.5?3125m3. 3 （4）集泥斗

集泥斗为上部直径R1为4m，下部直径R2为2m，倾斜角为60?。 集泥斗高h5为：

h1?R25?(R2)tan??1.73m 则集泥斗有效容积V0为：

?h?R2 V5?1??0?3??????R21?????R2?????R2??????2??2??2??2??? ??h53[(42)2?(42)?(22)?(22)2]?12.7m3 污泥斗以上圆锥体部分容积V1：

?h V1?3???D??24?(D)??2???R1?????R1??????2?2?2??2??? 第20页 共40页

3.8-1）

3.8-2）

3.8-3）

3.8-4）

3.8-5） 3.8-6） 3.8-7） （ （ （ （ （ （ （常州大学本科生毕业设计（论文）

??h43[182?18?2?22]?304.8m3

坡底落差h4：

?D?R1?h4????0.05?0.8m2 （3.8-8） ??共可贮存污泥体积V为：

V?V0?V1?12.7?304.8?317.5m3 （3.8-9）

（5）沉淀池池边总高

缓冲层高度h3为0.5m，超高h1为0.3m，则总高

H?h1?h2?h3?0.3?3.1?0.5?3.9m （3.8-10）

（6）沉淀池中心高度

H??H?5h?0.05?(36?4)/?2（7）中心进水管

下部管径

D1?Qmax?0.607m，取D1为600mm。 （3.8-12） ?v1 8 6. （） 3.?91.?73?0.m43.8-113经核算实际流速为1.23m/s。

上部管径

D2?Qmax?0.665m，取D2为650mm。 （3.8-13） ?v2经核算实际流速为1.05m/s。 出流面积

A?Qmax?0.434m2 （3.8-14） 4v3设置面积为0.043m2的出水孔为10个，单孔尺寸为430mm?100mm。

（8）导流筒

导流筒的深度h0为池深的一半，即h0为1.5m；导流筒的面积为沉淀面积的300[9]。导流筒直径

D0?4?300?F??6.18m （3.8-15）

（9）出水堰

采用正三角形出水堰。设计堰上水头HW为5cm，三角堰的角度?为60?，由三角堰

第21页 共40页

常州大学本科生毕业设计（论文）

堰上水头（水深）和过流堰宽B之间的关系

B??tan （3.8-16） 2HW2?5.77cm

2出水流过堰宽度B为5.77cm。

B?2HWtan? 设计堰宽为10cm，流量系数Cd取0.62，则单堰过堰流量

860?3 q??0.62?2?9.8?tan?0.0552?0.0004m7/s （3.8-17）

152 每个二沉池应该布置的出水堰总数N

31.38m9s/ N??738.，取8N为739个。 （3.8-18） 34?0.000m47s/ 环形集水渠宽0.6m，沿集水渠内壁（单侧）布置出水堰。

集水渠内、外圆环直径分别为31.35m和32.55m（在集水渠内壁距池壁1.65m；外壁距池壁1.05m）。 出水总周长L：

L????31.35?32.55??200.65m （3.8-19）

出水堰总线长：739×10cm=73.9m

出水堰总线长小于出水总周长，满足要求。

由于出水堰总线长小于出水渠两壁总周长，因此，需间隔须知出水堰，两个水堰堰顶间距

98.44?61.5B???0.060m，取6cm。 （3.8-20）

615（10）集水渠

辐流式沉淀池的集水渠位于池壁的(1/10)R处，渠宽b为0.6m，集水渠总流量为0.289m3/s。当集水槽末端为自由泄水时，依据下式可确定水槽起始端水深H和末端水深yc为

(qL)23 yc?[2] （3.8-21）

bg1 经计算 yc=0.136m，取0.2m。

2q2L20.5 H?(yc?2) （3.8-22）

gbyc2经计算 H=0.23m，取为0.3m （11）三角堰

为保证三角堰自由出流，集水槽起始端（水深为H处）水面距三角堰堰口高度h1为

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0.1m。

三角堰高度

h2?0.1?cos30??0.087m。 （3.8-23）

集水池高度H?为

H??H?h1?h2?0.3?0.1?0.087?0.487m，取0.5m。 （3.8-24）

最大流速校核 最大流速发生在过流断面最小处（yc），即

0.217m3/s Vmax??1.20m/s，符合要求。 3.8-25） 20.3?0.6m（12）排泥量及排泥管

二沉池的排泥量为剩余污泥量与回流污泥量之和，氧化沟系统每天排出的剩余污泥量Y为2233m3，回流污泥量为109200m3，因此，沉淀池每天沉淀的污泥量为111433m3，折算为每个沉淀池每天的排泥量为27858.3（1160.8m3/h）[10]。 排泥管设计流速v为1.02m/s，则排泥管面积

S?qv?0.269m2 （3.8-26）

D?2S??0.585m （3.8-27）

采用600mm铸铁管，此时，排泥管实际流速为0.88m/s，符合要求。 3.8.3刮泥设备

选择4台SZG35型半桥式周边传动刮泥机。其性能参数见表3.11。

表3.11 SZG35型半桥式周边驱动刮泥机主要技术参数

池径/m 35

池深/m

周边线速度/m·min-1

2

驱动功率/kW

4.0 0.75?2

3.8.4 二沉池计算示意图（见图2）

污泥斗 i=0.05 6732

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图2 辐流式二沉池计算示意图

3.9 接触消毒池 3.9.1 设计参数

设计廊道式接触反应池1座

设计流量： Qma=1.389m3/s

水力停留时间： T=0.5h=30min 设计投氯量为： ?＝5.0mg/L

平均水深： h=2.5m 隔板间隔： b=2.0m 3.9.2 设计计算

（1） 接触消毒池的尺寸计算[11]

① 接触池容积

V?Qmaxt?1.389?30?60?2500.2m3

② 接触池表面积

接触池平均水深设计为2.75m，则接触池面积

F?Vh?2500.22.75?909.2m2 ③ 廊道宽

b?Qhv?0.6952.75?0.2?2.53m，取2.5m。 ④ 接触池宽

（采用9个隔板，则有10个廊道）

B?10?2.5?25m ⑤ 接触池长度

L?FB?909.225?36.37m，取37m。 （2） 接触消毒池计算示意图

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3.9-1）3.9-2）3.9-3）3.9-4）3.9-5）（

（

（

（

（

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图2接触消毒池计算示意图

37000 （3） 加氯间

① 加氯量

氯量按每立方米污水投加5g计，则每天需要氯量

W?5?100000?10?3?500kg② 加氯设备

选用4台ZJ-2型转子加氯机，三用一备，单台加氯量为10kg/h，加氯机外型尺寸

为550mm×310mm×710mm。 3.10 计量槽

接触池末端设咽喉式巴氏计量槽一座，以便对污水处理厂的流量进行监控[12]。 依据设计手册，当测量范围为0.3~2.1m3/s时，喉宽W取1m，则喉管长

L1?0.5W?1.2?1.7m （3.10-1）

计量槽总长B

B?0.6?0.9?1.7?3.2m （3.10-2） 依据上游水位H1，按以下公式求出流量

1.5563Q?1.777H1m/s?4.06m3/s （3.10-3）

上游水位通过超声波液位计自动计量，并转换为相应的流量。 3.11 污泥泵房

设计污泥回流泵房2座，分别位于两座沉淀池之间，每个泵房承担两座沉淀池的污

泥回流和剩余污泥排放。 3.11.1 设计参数

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2500 250 隔板 常州大学本科生毕业设计（论文）

污泥回流比： 正常回流比为5000，泵房回流能力按10000计； 设计污泥回流量： 100000m3/d； 剩余污泥流量[13]： 2233m3/d。 3.11.2 污泥泵

污泥回流和剩余污泥排放分别独立运行，便于操作。 污泥回流泵 6台（4用2备），型号 250QW-700-11型潜污泵[14]。

剩余污泥泵 4台（2用2备），型号 250QW-100-11型潜污泵。

表3.12 250QW-700-11型潜水排污泵主要技术参数

流量/(m3/h)

700

扬程/m 11

转速/(r/min)

1450

功率/kW 22

3.11.3 集泥池

（1）容积

按一台泵最大流量时6min的出流量设计[15]，则集泥池的有效容积V

700V??6?70m3 （3.11-1）

60考虑到每个集泥池安装5台泵（3台回流泵，2台剩余污泥泵），取集泥池容积为100m3。 （2）面积

有效水深H取2.5m，则集泥池面积F

Q100 F?1??40m2 （3.11-2）

H2.5集泥池长度取10m，则宽度B

F40 B???4m （3.11-3）

l10集泥池平面尺寸 L?B?10m?4m

集泥池底部保护水深为1.2m，则实际水深为3.7m。 （3）泵位及安装

潜污泵直接置于集水池内，经核算集水池面积远大于潜污泵的安装要求。潜污泵检修采用移动吊架。 3.12 污泥浓缩池

污泥浓缩池仅处理剩余活性污泥。 3.12.1 设计参数

设计流量 Qw=2233m3； 污泥浓度 C=6g/L； 浓缩后含水率 95%

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浓缩时间 T?12h；

浓缩池固体通量 M=30kf/(m2?d)； 浓缩池数量 1座（圆形辐流式）。 3.12.2 设计计算 （1）面积

A?QwC2233?6??446.6m2 （3.12-1） M30（2）直径

D?（3）总高度

工作高度h1

h1?4A??4?446.6??23.9m，取24m。 （3.12-2）

TQw18?2233??3.75m （3.12-3） 24A24?446.6取超高h2为0.3m，缓冲层高度h3=0.3m，则总高度为

H?h1?h2?h3?3.75?0.3?0.3?4.35m （3.12-4）

（4）浓缩后污泥体积

污泥浓缩前含水率P1为99.5%，浓缩后含水率P2为95%，则浓缩后每天产生污泥?体积Qw

?Q(1?P1)Qw?w?223.3m3 （3.12-5）

1?P2按2h贮泥时间计泥量[11]，则贮泥区所需容积

?Q?2?Qw?2?223.3?446.6m3/d （3.12-6）

（5）泥斗容积

集泥斗上部直径为D1=4.0m，下部直径为D2=2.0m，倾角为60?。

h0??D1?D2?2（4?2）tan60???3?1.73m （3.12-7）

2集泥斗的有效容积V0

?24??4??4?V0?????????????3???2??2??2??2?2?h0??24?2?3??311.4m （3.12-8） ??设池底坡度为0.1，池底坡降为：

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0.1(24?4)?1m （3.12-9） 2故池底可贮泥容积V4：

h4?RDRV4?(??1?1) （3.12-10）

322223.14?1?(122?12?2?22)?180m3 3 因此，总贮泥容积Vw为：

??h4D22Vw?V0?V4?311.4?180?491.4m3?446.6m3 （满足要求）

（6）浓缩池总高度

H?h1?h2?h3?h4?h0 （3.12-11）

?3.75?0.3?0.3?1?1.73?7.08m

（7）浓缩设备

采用NG22?35C型单周边传动中心支墩式刮泥机，并且配置栅条以利于污泥的浓缩[14]。其性能参数见表3.13。

表3.13 NG22-35C型浓缩池刮泥机

池径/m

池深/m

周边线速度/m·min-1

驱动功率/kW

22~35 3.13 贮泥池

3.5~4.0 2.0~3.0 0.55~0.75

（1）剩余污泥量

剩余污泥量 223.3m3/d，含水率95%。 （2）储泥池容积

设计储泥池周期1d[16]，则储泥池容积

V?Qt?223.3?1?223.3m3 （3.13-1）

（3） 储泥池尺寸

取池深H为4m，则储泥池面积

S?V/H?55.8m2 （3.13-2） 设计圆形储泥池1座，直径D=9m。 储泥池的平面尺寸为D×H=9m×4m （4）搅拌设备

为防止污泥在贮泥池中沉淀，贮泥池内设置搅拌设备。设置PJ?750型平浆式搅拌机一台，功率为5.5kW。其性能参数见下表3.14。

表3.14 PJ-750型平浆式搅拌机

叶轮直径/mm

功率/kW

尺寸/mm

浆叶底距池底高/mm

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750

5.5

2400?2400?2500 300

3.14 脱水机房

（1）压滤机

过滤流量 223.3m3/d

设置3台压滤机（2用1备），每台每天工作18h[17]，则每台压滤机处理量

Q?223.3/(2?18)?6.2m3/h （3.14-1）

选择DY1500型带式压滤脱水机，其主要技术参数见表3.15。

表3.15 DY1500型带式压滤脱水机主要技术参数

处理能力 /m?h 5～7.5

3?1滤带 宽度 mm 1700

速度 /m·min-1 0.5～5

清洗用水 水量 /m?h <24

3?1水压 /MPa >0.4

气压 /MPa 0.3～0.6

泥饼含水率

/% 65～85

（2）加药量计算

设计流量 223.3m3/d； 絮凝剂 PAM； 投加量 以干固体的0.4%计，即

W?0.4%?(223.3?5%?467?500)?60%?0.083t （3.14-2）

（3）设备选择

每个溶药池中设置JB-Ⅱ-2.0-0.75型搅拌机各1台。JB-Ⅱ-2.0-0.75型搅拌机的技术参数见表3.16[18]。

表3.16 JB-Ⅱ-2.0-0.75型搅拌机的技术参数

规格 Ф1800×2000

电机功率/kW

0.75

叶轮转速/r·min

160

-1

叶轮直径/mm

600

3.15 配水井

处理构筑物往往建成两座或两座以上并联运行，配水均匀与否，成为一个重要问题。

配水方式可用于明渠或暗管，构筑物数目不超过4座，否则，层次过多，管线占地过大。这种配水形式必须完全对称；在场地狭窄处，也有配水。这种形式采用较少，因为流量是变化的，水力计算不可能精确，因此配水很难达到均匀；当污水厂的规模较大时，构筑物的数目较多，往往采用配水渠道向一侧进行配水的方式；在这种情况下，由于配水渠道很长，渠中水面坡降可能很大，而渠道终端又可能出现壅水，故配水很难均匀。解决的办法是适当加大配水渠道断面，使其中水流流速小于0.3m/s，以降低沿程水头损失，这样，渠中水面坡降极小，较易达到均匀配水的目的。为了避免渠中出现沉淀，可在渠底设曝气管搅动。对于大中型污水厂，此种配水方式更为适用；为了均匀配水，辐流沉淀池一般采用中心配水井，中心配水井分为有堰板和无堰板两种，前者水头损失较大，但配水均匀度较高；各种配水设备的水头损失，可按一般水力学公式计算[19]。

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（1）水管管径D1

配水井进水管的设计流量为Q?120000/24?5000m3/h,当进水管管径为

D1?1000mm，查水力计算表得知V?0.88m/s，满足计算要求。 （2）矩形宽顶堰

进水从配水井底中心进入，经等宽度堰流入4个水斗再由管道接入4座后续构筑物，每个后续构筑物的分配流量为q?25004?1250m3/h。配水井采用矩形宽顶溢流堰至配水管。

① 堰上水头H

因单个出水溢流堰的流量为q?1250一般大于100L/s 采用矩形m3/h?347.22L/s，

堰,小于100L/s采用三角堰,所以本设计采用矩形堰（堰高h取0.5m）。 矩形堰的流量

q?m0bH2gH （3.15-1）

式中：q?矩形堰的流量，m3/s；

H?堰上水头，m；

b?堰宽，m，取堰宽b?0.6m；

m0?流量系数，通常采用0.327~0.332，取0.33。

q2 H?(22)3 （3.15-2）

m0b2g10.34722 ?()3 220.33?0.6?2?9.8 ?0.54m

② 堰顶厚度B 根据有关试验资料，当2.5

设配水管管径D2?450mm，流量q?1250m3/h，查水力计算表，得知v?0.70m/s。 （4）配水漏斗上口口径D 按配水井内径的1.5倍设计

D?1.5D1?1.5?1000?1500mm。

设计为矩形钢筋混凝土配水井，池数：6座，池深5m.

主要设备：可调式出水堰门2台，堰长1200mm，材质为不锈钢[18]。

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4 平面布置

4.1 水力计算

污水处理厂厂区水力计算包括管道设计和相应的构筑物水头损失及管道阻力计算。

构筑物水头损失在各构筑物设计完成的基础上，根据相关的具体设计可确定相应的水头损失，也可按照有关的设计规范进行估算。本设计采用估算的方法，污水处理构筑物的水头损失选择见水力计算表。

管道设计包括管材的选择、管径及流速的确定。为了便于维修，本设计除泵房（提升泵房、污泥泵房）内及相关压力管道选择铸铁管和气体管道选择钢管外，其余管道均采用钢筋混凝土管。

考虑到城市污水处理厂水量变化较大，各管道内的流速设计控制在1.1～1.5m/s的范围，以便当水量减小时，管内流速不致过小，形成沉淀；当水量增大时，管内流速又不致于过大，增加管道水头损失，造成能量浪费。

在流速和管材确定后，根据各管段负担的流量，依据水力计算表确定各管段的管径、水力坡度，然后根据管段长度（由平面图确定）确定相应的沿程水力损失。

局部水头损失的计算在有关管道附件的形式确定后（在完成管道施工图后进行），按局部阻力计算公式进行计算，也可根据沿程损失进行估算。本设计采用估算法，相应管段的局部水头损失取该管道沿程水力损失的50%[17]。

水头损失计算结果见表4.2。 4.2 高程计算

通过高程计算确定构筑物的水面高程，结合地平面高程确定相应构筑物的埋深。此外，通过高程计算，同时确定提升泵房水泵的扬程。提升泵房后的构筑物高程计算方法为沿受纳水体逆推计算；提升泵房前的构筑物高程计算顺推。两者的差值加上泵房集水池最高水位与最低水位的差值即为提升泵的扬程。

本设计的水力及高程计算见表4.2。

表中的水力损失=构筑物的损失+沿程损失+局部损失， 其中：局部损失为沿程损失的50%。 （1）提升泵房的扬程

污水厂地表水位为3m，污水处理厂厂区最高水位5.69m，高出地面2.69m；最低水位-0.8m，低于地面3.8m。

提升泵房最高水位与最低水位差为3m，则提升泵房扬程为 H?3.8?2.69?3?9.49m （2）各处理构筑物的高程确定

设计地面标高为0m（并作为相对标高±0.00m），其他标高均以此为基准。设计进水管处的水面标高为-3.00m，依次推算其他构筑物的水面标高，具体标高见表4.1及表4.2。

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表4.1 污水处理构筑物的水面标高、池顶标高及池底标高

构筑物名称 进水井 粗格栅 泵房集水池 细格栅前 细格栅后 曝气沉砂池 厌氧池 氧化沟 配水井 二沉池 接触消毒池 巴式计量槽

水面标高(m)

-3.20 -3.20 -6.80 3.04 2.69 2.19 1.35 1.14 0.73 0.09 -0.22 -0.81

池底标高(m)

-3.85 -4.41 -8.00 1.83 1.48 -1.23 -1.5 -3.86 -2.77 -6.44 -2.72 —

池顶标高(m)

0.15 0.30 4.00 3.34 — 2.49 1.75 1.64 1.23 0.39 0.28 —

表4.2 污泥处理构筑物的水面标高、池顶标高及池底标高

构筑物名称 污泥泵房 浓缩池 污泥井 储泥池 脱水机房

水面标高(m)

-0.60 1.75 -0.30 3.00 —

池底标高(m)

-3.10 -4.51 -2.80 -0.50 0.00

池顶标高(m)

0.90 2.05 1.20 3.50 4.00

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表4.3 水力及高程计算表

构 筑 物 名 称

构筑物水头损失/m

构筑物间距

/m

连接管道水头损失 流量

连接管径

流速

坡

沿程损

失

局部损失

水头损失

总损失

水面标高

地面标高

水面与地面差

/(m3/d)

/(m/s)度

/m

/mm /m /m /m /m

/m

0.00 0.00 0.00 0.00 0.06 0.00 0.12 0.03

0.00 0.00 0.00 0.00 0.18 0.00 0.36 0.09

0.00 -3.00 0.20 -3.20 0.30 -3.20 0.20 -6.80 0.38 0.50 0.76 0.59

3.04 2.19 0.73 1.35 1.14 0.73 0.09

00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

-3.00 -3.20 -3.20 -6.80 3.04 2.19 0.73 1.35 1.14 0.73 0.09 -0.09 -0.02 -0.81 -1.0

/m

2

0.00 0.00 0.00 0.00

进水管 进水井 粗格栅间 提升泵房 细格栅间 沉砂池 配水井 厌氧池 氧化沟 配水井 二沉池 出水井 接触池 巴氏计量槽 受纳水体

0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.4 0.4 0.4 0.4 0.6 0.3 0.2 0.3

0 0 0 40.8 0 82 8 8.1 9.5 9.1 7.9 37.1 5 42

120000 120000 120000 120000 120000 120000 120000 120000 120000 120000 120000 120000 120000 120000 120000

1100 800×2 800×2 800×4 500×6 800×4 500×6 600×4 1000 1000 1000

1.46 1.5 1.5 1.5 1.1 1.1 1.1 1.33 1.9 1.9 1.9

2.9 0.12

0.00

2.9 0.24 2.9 0.06

2.6 0.03 0.015 0.045 0.45 2.4 0.02 2.6 0.02

0.01 0.01

0.03 0.03

0.43 0.63

3.5 0.03 0.015 0.045 0.35 -0.09 3.8 0.14 3.8 0.08 3.8 0.16

0.07 0.04 0.08

0.21 0.12 0.24

0.51 -0.02 0.42 -0.81 0.24 -1.00

4.3 设备材料表 4.3.1 构、建筑物一览表

表4.4 主要构筑物一览表

编号 1 2 3 4 5

名称 进水井 粗格栅间 提升泵房 细格栅间 曝气沉砂池

规 格

数量 1 2 1 2 1

备注 砖混 钢混 砖混 钢混 钢混

6m?6m?4m

10m?8m 10m?6m?5m 10m?8m

18m?6m?4.02m

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续表4.4 主要构筑物一览表

6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26

配水井 厌氧池 氧化沟 二沉池 出水井 接触池 浓缩池 污泥井 贮泥池 加氯间 污泥脱水间 污泥回流泵房 鼓风机房 变电间 食堂、浴室 综合办公室 锅炉房 机修间 仓库 门卫 宿舍

6m?6m?4m 4 4 4 4 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

钢混 钢混 钢混 钢混 钢混 钢混 钢混 钢混 钢混 砖混 砖混 砖混 砖混 砖混 砖混 砖混 砖混 砖混 砖混 砖混 砖混

?26m?5.3m

81m?42.5m?5m

?36m?3.9m

7m?3.5m?4m 37m?25m?3m

?32m?3.75m

7m?3.5m?5m

?9m?4m 12m?10m 25m?15m

10m?4m 20m?10m

14m?14m

18m?12m

24m?10m 24m?9m

24m?10m 24m?10m 6m?6m 24m?10m

4.3.2 主要设备材料表

表4.5 主要设备一览表

编号 1 2 3 4

名称 粗格栅 细格栅 潜污泵 潜污泵

型号

XHG-1200型回转式格栅清污机 XHG-1800型回转式格栅清污机 CP(T)-5110-400型沉水式潜污泵

250QW-100-11型潜污泵

数量 2 2 3备1用 2用2备

备注 不锈钢、自动 不锈钢、自动

110 11

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