日处理10万吨城市生活废水

景德镇陶瓷学院

材料学院课程设计

题目：日处理10万吨城市生活污水处理厂初步设计

学号：200710220108

姓名：肖保益

班级：07环境工程

指导老师：梁华银

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目 录

第一章 设计任务及资料

1.1设计任务................................................................................................................ 3 1.2设计目的及意义.................................................................................................... 3 1.3设计要求................................................................................................................ 4 1.4设计资料................................................................................................................ 4 1.5设计依据................................................................................................................ 5 第二章 设计方案论证.............................................................................................. 5 2.1厂址选择................................................................................................................ 5 2.2污水厂处理流程的选择........................................................................................ 6 2.3设计污水水量........................................................................................................ 8 2.4污水处理程度计算.............................................................................................. 10 第三章 污水的一级处理构筑物设计计算............................................................ 12 3.1格栅...................................................................................................................... 13 3.2提升泵站.............................................................................................................. 15 3.3沉砂池.................................................................................................................. 16 第四章 污水的二级处理设计计算........................................................................ 17 4.1A2/O反应池计算 ................................................................................................. 17 4.2辐流式沉淀池...................................................................................................... 20 4.3消毒设施计算...................................................................................................... 25 4.4计量设备.............................................................................................................. 28 第五章 污泥处理设计计算.................................................................................... 30 5.1污泥处理的目的与处理方法.............................................................................. 31 5.2污泥泵房设计...................................................................................................... 32 5.3污泥浓缩池.......................................................................................................... 33 5.4贮泥池.................................................................................................................. 35 5.5污泥脱水.............................................................................................................. 36 参考文献…………………………………………………………………………….38

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第一章 设计任务及资料

1.1设计任务

江西省吉安市10万吨污水处理厂工艺设计。

1.2设计目的及意义 1.2.1设计目的

江西吉安市，面积2.5万平方公里，人口300万，城市发展方向为以老城为依托，以疏港公路为轴线，向南发展。并逐步向经济技术开发区发展。随着城市及工业的发展，城市污水排放量也在逐年增加，至2007年城北排放未经处理污水排放量已达10万吨/日左右。大量的工业废水和生活污水未经处理直接排入赣江，使赣江受到严重污染，致使河水中生物、植物大部分绝迹，破坏了自然景观、污染城区下游地下水源，严重制约着该市经济的发展。为改善环境，治理河水污染问题，建设城市污水治理工程势在必行。

1.2.2设计意义

我国城市污水处理相对于国外发达国家、起步较晚。近200年来，城市污水处理已从原始的自然处理、简单的一级处理发展到利用各种先进技术、深度处理污水，并回用。处理工艺也从传统活性污泥法、氧化沟工艺发展到A/O、A/O、AB、SBR（包括CCAS工艺）等多种工艺，以达到不同的出水要求。虽然如此，我国的污水处理还是落后于许多国家。在我们大力引进国外先进技术、设备和经验的同时，必须结合我国发展，尤其是当地实际情况，探索适合我国实际的城市污水处理系统。

其次，做本设计可以使我得到很大的提高，可在不同程度上提高调查研究，查阅文献，收集资料和正确熟练使用工具书的能力，提高理论分析、制定设计方案的能力以及设计、计算、绘图的能力；技术经济分析和组织工作的能力；提高总结，撰写设计说明书的能力等。

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1.3设计要求

1.3.1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污水达到排放要求。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）。在可能的基础上，选择的处理工艺流程、构筑物形式、主要设备设计标准和数据等。

（2） 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

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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。

（3） 污水处理厂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，

1.3.2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，做到技术可行、经济合理。

1.4设计资料 1.4.1水质情况

进水水质 出水水质

处理后的污水排入赣江。

CODcr 270mg/L ≤120mg/L BOD5 180mg/L ≤30mg/L SS 160mg/L ≤30mg/L 1.4.2环境条件状况

吉安位于江西省中西部，赣江中游。从地势上看，属罗霄山脉中段，扼湖南、江西南省咽喉通道，地势极为险要。境内有自北向南纵贯的京九铁路、105国道和由东向西的319国道及“三南”公路，是连接北京、西南、华南、福建、港澳地区的天然纽带；上可溯赣江沟通闽粤，下可泛鄱阳湖与长江相联，顺抵长江下游发达省市，在江西省地理上占有特殊位置。属中亚热带丘陵山市季风湿润气候，具有冬春阴冷，夏热秋燥，初夏多雨，伏秋干旱，云系多，光照少，无霜期长等特点。热量资源丰富，但冷热差异较大；雨水充沛，但丰而不衡；光照虽少，但光热同季，光能潜力大；山地垂直气侯多样，适谊高温作物栽培，有利作物安全越冬，有发展农、林、牧各业大农业的气候优势，但又伴有旱涝风冷等自然灾害。全市多年平均气温为17.1-18.6℃，高温市出现在遂川、泰和、万安三县，夏秋时节扩大到吉安、吉水、永新三县；低温市冬季出现在北部，其它季节出现在宁冈附近的西部山市，年平地气温南北和东西均差0.9℃。地震裂度6度。

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1.4.4排水系统

城市的排水系统采用分流制排水系统，城市污水主干管由西北方向流入污水处理厂厂区，主干管进入污水处理厂处的管径为1250mm，管道水面标高为80.0m。

1.5设计依据

设计依据主要是国家有关法律法规： 1、《中华人民共和国环境保护法》； 2、GB3838－2002《地面水环境质量标准》；

3、GB18918－2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》； 4、GB50014－2006《室外排水设计规范》；

5、GB50335－2002《污水再生利用工程设计规范》。

第二章 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以通过设计任务书的原始资料计算。

2.1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；

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。

2.2污水厂处理流程的选择 2.2.1确定处理流程的原则

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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：

① 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；

② 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；

③ 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；

④ 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；

2.2.2污水处理流程的选择

我国城市污水处理相对于国外发达国家、起步较晚。近200年来，城市污水处理已从原始的自然处理、简单的一级处理发展到利用各种先进技术、深度处理污水，并回用。处理工艺也从传统活性污泥法、氧化沟工艺发展到A/O、A/O、

AB、SBR等多种工艺，已达到不同的出水要求。虽然如此，我国的污水处理还是落后于许多国家。在我们大力引进国外先进技术、设备和经验的同时，必须结合我国发展，尤其是当地实际情况，探索适合我国实际的城市污水处理系统。

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2.2.3污水处理流程方案的介绍与比较

1、AB法

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/(kgMLSS·d)以上，池容积负荷在6kgBOD/(m·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

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

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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/O法

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。

4、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、北京黄村和合肥的污水处理厂应用。

卡式简称循环折流式，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。

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2.2.4污水处理流程方案的确定

析本设计可选择的工艺流程，有两种：

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1、 普通A/A/O法处理工艺经过分。 2、 氧化沟处理工艺。

通过比较适合本经济开发区的工艺是A2/O工艺。因为这种工艺具有较好的除P脱N功能； 具有改善污泥沉降性能的作用的能力，减少的污泥排放量；具有提高对难降解生物有机物去除效果，运行效果稳定；技术先进成熟，运行稳妥可靠；管理维护简单，运行费用低；沼气可回收利用；国内工程实例多，容易获得工程设计和管理经验技术先进成熟，运行稳妥可靠，最为重要的是该工艺总水力停留时间少于其他同类工艺，节省基建费用，占地面积相对较小，在市场经济的形势下，寸土寸金，该工艺无疑具有非常大的吸引力。

2.3设计污水水量

由设计资料知，该市每天的平均污水量为：

Q?10万吨/天

4743?10?10t/d?10?10kg/d?10?10m/d?10?10?1024?360043

Ls?1157.41Ls查GB50014－2006《室外排水设计规范》知： 1157.41Ls?1000Ls 则

取总变化系数 K=1.3

从而可计算得：

设计秒流量为 Q?K??Q

式中 Q K? Q 城市每天的平均污水量，Ls； 总变化系数； 设计秒流量，Ls。

Q?1.3?1157.41?1504.63Ls

2.4污水处理程度计算

城市污水排入受纳水体后，经过物理的、化学的和生物的作用，使污水中的污染物浓度降低，受污染的受纳水体部分地或全部地恢复原状，这种现象称为水体自净或水体净化，水体所具有的这种能力称为水体自净能力。

在选择污水处理程度时，既要充分利用水体的自净能力，又要防止水体受到

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污染，避免污水排入水体后污染下游取水口和影响水体中的水生动植物。

2.4.1污水的COD处理程度计算

E1?C?CeC

的处理程度，%；

式中 E1 C Ce 则

COD进水的COD浓度,mgL；

处理后污水排放的COD浓度，mgL。

270-120E1 = =55.56%

270

2.4.2污水的BOD5处理程度计算

E2?L?LeL

式中 E2 L Le BOD5的处理程度，%；

进水的BOD5浓度，mgL；

处理后污水排放的BOD5浓度，mgL。

180-30则E2= =83.33% 180

2.4.3污水的SS处理程度计算

E3?C?CeC

式中 E3 C Ce 则E3=

SS的处理程度，%； 进水的SS浓度，mgL；

处理后污水排放的SS浓度，mgL。

160-30

=81.25% 160

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第三章 污水的一级处理构筑物设计计算

3.1格栅

格栅是由一组平行的金属栅条或筛网制成，安装在污水渠道、泵房集水井的 进口处或污水处理厂的端部，用以截留较大的悬浮物或漂浮物，如纤维、碎皮、毛发、果皮、蔬菜、塑料制品等，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷，并使之正常进行。被截留的物质称为栅渣。

设计中格栅的选择主要是决定栅条断面、栅条间隙、栅渣清除方式等。 格栅断面有圆形、矩形、正方形、半圆形等。圆形水力条件好，但刚度差，故一般多采用矩形断面。格栅按照栅条形式分为直棒式格栅、弧形格栅、辐流式格栅、转筒式格栅、活动格栅等；按照格栅栅条间距分为粗格栅和细格栅（1.5～10mm）；按照格栅除渣方式分为人工除渣格栅和机械除渣格栅，目前，污水处理厂大多都采用机械格栅；按照安装方式分为单独设置的格栅和与水泵池合建一处的格栅。

3.1.1格栅的设计

城市的排水系统采用分流制排水系统，城市污水主干管由西北方向流入污水处理厂厂区，主干管进水水量为Q?1504.63Ls，污水进入污水处理厂处的管径为1250mm，管道水面标高为80.0m。

本设计中采用矩形断面并设置两道格栅（中格栅一道和细格栅一道），采用机械清渣。其中，中格栅设在污水泵站前，细格栅设在污水泵站后。中细两道格栅都设置三组即N=3组，每组的设计流量为0.502m3s。

3.1.2设计参数

1、格栅栅条间隙宽度，应符合下列要求：

1) 粗格栅：机械清除时宜为16～25mm；人工清除时宜为25～40mm。特殊情况下，最大间隙可为100mm。

2) 细格栅：宜为1.5～10mm。 3) 水泵前，应根据水泵要求确定。

2、 污水过栅流速宜采用0.6～1.Om／s。除转鼓式格栅除污机外，机械清除格栅的安装角度宜为60～90°。人工清除格栅的安装角度宜为30°～60°。

3、当格栅间隙为16～25mm时，栅渣量取0.10～0.05m3103m3污水；当格栅间隙为30～50mm时，栅渣量取0.03～0.01m3103m3污水。

4、格栅除污机，底部前端距井壁尺寸，钢丝绳牵引除污机或移动悬吊葫芦

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抓斗式除污机应大于1.5m；链动刮板除污机或回转式固液分离机应大于1.Om。

5、格栅上部必须设置工作平台，其高度应高出格栅前最高设计水位0.5m，工作平台上应有安全和冲洗设施。

6、 格栅工作平台两侧边道宽度宜采用0.7～1.Om。工作平台正面过道宽度，采用机械清除时不应小于1.5m，采用人工清除时不应小于1.2m。

7、 粗格栅栅渣宜采用带式输送机输送；细格栅栅渣宜采用螺旋输送机输送。 8、格栅除污机、输送机和压榨脱水机的进出料口宜采用密封形式，根据周围环境情况，可设置除臭处理装置。

9、格栅间应设置通风设施和有毒有害气体的检测与报警装置。 10、沉砂池的超高不应小于0.3m。

3.1.3中格栅设计计算

1、进水渠道宽度计算

根据最优水力断面公式Q?B1hv?B1设计中取污水过栅流速v=0.8ms

2Q2?0.5020.8?1.12m

B12v?B1?22计算

B1???则 栅前水深：h?B12?0.56m

2、格栅的间隙数 n?Qsin?Nbhv

式中 n 格栅栅条间隙数，个； Q 设计流量，m3s； ? 格栅倾角，o； N 设计的格栅组数，组；

b 格栅栅条间隙数，m。

设计中取??60? b=0.02m

n?0.502sin60??520.02?0.56?0.8 个

3、格栅栅槽宽度

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B?S?n?1??bn

式中 B 格栅栅槽宽度，m； .S 每根格栅条宽度，m。

设计中取S=0.015m

B?0.015??52?1??0.02?52?0.76?1.04?1.80m

4、进水渠道渐宽部分的长度计算 l1?式中 l1 ?1 B?B12tan?1

进水渠道渐宽部分长度，m； 渐宽处角度，o。

设计中取 ?1=20? l1?1.80?1.122tan20??0.93m

5、进水渠道渐窄部分的长度计算 l2?l12?0.932?0.46m

6、通过格栅的水头损失 h1?k?()bS43v22gsin?

式中 h1 ? k

水头损失，m；

格栅条的阻力系数，查表知 ?=2.42；

格栅受污物堵塞时的水头损失增大系数，一般取 k=3。

0.0150.024则 h1?3?2.42?()30.82g2sin60??0.14m

7、栅后槽总高度

设栅前渠道超高h2?0.3m

则 栅后槽总高度：H?h?h1?h2?0.56?0.14?0.3?1.00m

8、栅槽总长度

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L?l1?l2?0.5?1.0?htan??h2tan??0.3tan60??0.93?0.46?0.5?1.0??3.38m0.56tan60?

9、每日栅渣量 W?式中 W QmaxW1?86400KZ?1000?QW11000

每日栅渣量，m3d；

W1 每日每1000m3污水的栅渣量，m3103m3污水。

设计中取 W1=0.05m3103m3污水 W?10?10?0.0510004?5m3d?0.2m3d

应采用机械除渣及皮带输送机或无轴输送机输送栅渣，采用机械栅渣打包机将栅渣打包，汽车运走。

10、进水与出水渠道

城市污水通过DN1250mm的管道送入进水渠道，然后，就由提升泵将污水提升至细格栅。

3.1.4细格栅设计计算

设计中取格栅栅条间隙数b=0.01m，格栅栅前水深h=0.9m，污水过栅流速

v=1.0ms，每根格栅条宽度S=0.01m，进水渠道宽度B1=0.8m，栅前渠道超高h2?0.3m，每日每1000m污水的栅渣量W1=0.04m3310m33

则 格栅的间隙数：n?Qsin?Nbhv?0.502sin60?0.01?0.9?1.0?52 个

格栅栅槽宽度：B?S?n?1??bn?0.01?52?1??0.01?52?1.03m 进水渠道渐宽部分的长度：l1?B?B11.03?0.82tan?12tan20??0.32m

进水渠道渐窄部分的长度计算：l2?13

l12?0.322?0.16m

通过格栅的水头损失：

h1?k?(Sb44)3?0.01?31.0sin??3?2.42???sin60??0.32m ??2g2g?0.01?v22栅后槽总高度：H?h?h1?h2?0.9?0.32?0.3?1.52m 栅槽总长度：L?l1?l2?0.5?1.0?htan??h2tan?0.9tan60?

?0.3tan60?

?0.32?0.16?0.5?1.0??2.67m

每日栅渣量：W?QmaxW1?86400KZ?1000?QW11000?10?10?0.0510004?5m3s?0.2m3s

应采用机械除渣及皮带输送机或无轴输送机输送栅渣，采用机械栅渣打包机将栅渣打包，汽车运走。

3.2提升泵站

污水总泵站接纳来自整个城市排水管网来的所有污水，其任务是将这些污水抽送到污水处理厂，以利于处理厂各构筑物的设置。因采用城市污水与雨水分流制，故本设计仅对城市污水排水系统的泵站进行设计。

排水泵站的基本组成包括：机器间、集水池、格栅和辅助间。

3.2.1泵站设计的原则

1、污水泵站集水池的容积，不应小于最大一台水泵5min的出水量；如水泵机组为自动控制时，每小时开动水泵不得超过6次。

2、集水池池底应设集水坑，倾向坑的坡度不宜小于10%。

3、水泵吸水管设计流速宜为0.7～1.5 m/s。出水管流速宜为0.8～2.5 m/s。 其他规定见GB50014—2006《室外排水规范》。

3.2.2泵房形式及工艺布置

本设计采用地下湿式矩形合建式泵房，设计流量选用最高日最高时流量

Q?1.50463m3s。

1、泵房形式

为运行方便，采用自灌式泵房。自灌式水泵多用于常年运转的污水泵站，它的优点是：启动及时可靠，管理方便。该泵站流量小于2m3/s，且鉴于其设计和施工均有一定经验可供利用，故选用矩形泵房。由于自灌式启动，故采用集水池

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与机器间合建，前后设置。大开槽施工。

2、工艺布置

本设计采用来水为一根污水干管，无滞留、涡流等不利现象，故不设进水井，来水管直接经进水闸门、格栅流入集水池，经机器间的泵提升污水进入出水井，然后依靠重力自流输送至各处理构筑物。

3.2.3泵房设计计算

1、设计参数

设计流量为Q?1.50463m3s?1504.63Ls，集水池最高水位为79.93m，出水管提升至细格栅，出水管长度为5m，细格栅水面标高为85.001m。泵站设在处理厂内，泵站的地面高程为81.50m。

2、泵房的设计计算 （1）集水池的设计计算

设计中选用5台污水泵（4用1备），则每台污水泵的设计流量为：

Q1?Q4?1504.634?376.2Ls，按一台泵最大流量时

5min的出水量设计，则集水

池的容积为：

V?Q1t?376.2?5?60?112860L?112.86m3

取集水池的有效水深为h?2.0m

集水池的面积为：

F?Vh?112.862?56.43m2

集水池保护水深0.71m，实际水深为2.0+0.71=2.71m。 （2）选泵

本设计单泵流量为Q1?376.2Ls，扬程9.595m。查《给水排水设计手册》第11册常用设备，选用300TLW-540IB型的立式污水泵。

3.3沉砂池

沉砂池是借助污水中的颗粒与水的比重不同，使大颗粒的砂粒、石子、煤渣等无机颗粒沉降，以去除相对密度较大的无机颗粒。常用的沉砂池有平流沉砂池、曝气沉砂池、竖流式沉砂池、涡流式沉砂池和多尔沉砂池。这几种沉砂池各有其优点，但是在实际工程中一般多采用曝气沉砂池。本设计中采用曝气(aeration)沉砂池，其优点是：通过调节曝气量可控制污水旋转流速，使之作旋流运动，产生离心力，去除泥砂，排除的泥砂较为清洁，处理起来比较方便；且它受流量变化影响小，除砂率稳定。同时，对污水也起到预曝气作用。

15

3.3.1曝气沉砂池

本设计中选择三组曝气沉砂池，N=3组。每组沉砂池的设计流量为0.502m3s。

3.3.2设计参数

1、水平流速宜为0.1m／s。

2、最高时流量的停留时间应大于2min。

3、有效水深宜为2.0～3.Om，宽深比宜为1～1.5。 4、处理每立方米污水的曝气量宜为0.1～0.2m空气。

5、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 设置挡板。

6、污水的沉砂量，可按每立方米污水0.03L计算；合流制污水的沉砂量应根据实际情况确定。

7、 砂斗容积不应大于2d的沉砂量，采用重力排砂时，砂斗斗壁与水平面的倾角不应小于55°。

8、池底坡度一般取为0.1～0.5。

9、沉砂池除砂宜采用机械方法，并经砂水分离后贮存或外运。采用人工排砂时，排砂管直径不应小于200mm。排砂管应考虑防堵塞措施。

3

3.3.3曝气沉砂池的设计计算

1、沉砂池有效容积 V?60Qt

式中 V 沉砂池有效容积，m3；

t

停留时间，min。

本设计中取 t=3min V?60?0.502?3?90.36m3 2、水流断面面积

A?Qv1

水流断面面积，m2； 水平流速，ms。

式中 A

v1 设计中取 v1=0.1ms

16

A?0.5020.1Ah?5.02m2

3、池总宽度 式中 B

hB?

沉砂池宽度，m； 沉砂池有效水深，m。

设计中取 h=2m

B?Ah?0.5022?2.51m

Bh?2.512?1.255在1.0~1.5之间。

4、池长 L?VA?60vt?60?0.1?3?18m

5、每小时所需的空气量 q?3600Qd 式中 q d 每小时所需的空气量，m3h；

1m3的污水所需要的空气量，m3m3污水。

设计中d=0.2m3m3污水

q?3600?0.502?0.2?361.44m3h

6、沉砂室所需容积 V?Q?X?T?86400106

式中 X 城市污水沉砂量?m3106m3污水?，设计中取X=30m3106m3 污水

T V?清除沉砂的间隔时间，设计中取T=2d。

10?10?30?21064?6m

VN6333从而可计算得每个沉砂斗的容积为：V0? 7、沉砂斗几何尺寸计算

??2m

设计中取沉砂斗底宽为a1?0.5m，沉砂斗壁与水平面的倾角为??60?，沉

17

砂斗高度h2?1.3m

则 沉砂斗的上口宽度为：a?沉砂斗的有效容积

V?h232h2tan60??a1?2?1.3tan60??0.5?2.0m

?a2?aa1?a12??1.3?2.032?2.0?0.5?0.52??2.275m2?2m

2 8、池子总高

设池底坡度为0.4，破向沉砂斗，池子超高h1?0.3m 则 池底斜坡部分的高度：h3?0.4?B?b2?0.4?2.51?2.02?0.102m

池子总高：H?h?h1?h2?h3?2?0.3?1.3?0.102?3.702m 9、验算流速

当有一格池子出故障，仅有两格池子工作时：

Vmin?QmaxnhbQmaxnhb?1.504632?2?2.511.504631?2?2.51?0.15m/s?0.10m/s

当有两格池子出故障，仅有一格池子工作时：

Vmin???0.30m/s?0.15m/s

10、进水渠道

格栅的出水通过DN1250mm的管道送入沉砂池的进水渠道，然后进入沉砂池，进水渠道的水流流速 v1?式中 v1 B1 H1 QB1H1

进水渠道水流流速，ms； 进水渠道宽度，m； 进水渠道水深，m。

设计中取 B1=1.2m，H1=0.8m。

v1?0.5021.2?0.8?0.52ms

水流经过进水渠道再分别由进水口进入沉砂池，进水口尺寸900×900，流速校核：

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v?QmaxA?1.504630.9?0.9?3?0.62m/s

进水口水头损失h??v22g???1.06?

代入数值得：h?1.06?0.6222?9.81?0.02m

进水口采用方形闸板，SFZ型明杆或镶钢铸铁方形闸门SFZ—900，沉砂斗采用H46Z—2.5旋启式底阀，公称直径200mm。

12、排砂装置

采用吸砂泵排砂，吸砂泵设置在沉砂斗内，借助空气提升将沉砂排出沉砂池，吸砂泵管径DN?200mm。

第四章 污水的二级处理设计计算

4.1设计要点

1. 在满足曝气池设计流量时生化反应的需氧量以外，还应使混合液含有一定的剩余DO值，一般按2mg/L计.

2.使混合液始终保持混合状态，不致产生沉淀，一般应该使池中平均流速在0.25m/s左右.

3. 设施的充氧能力应该便于调节，与适应需氧变化的灵活性.

4.2设计计算

1.设计计算(污泥负荷法) （1）．有关设计参数

a.BOD5污泥负荷 N=0.15kg BOD5/(kgMLSS×d) b.回流污泥浓度XR=10000(mg/L) c.污泥回流比 R=50% d.混合液悬浮固体浓度 X?混合液回流比 R内 混合液回流比 ?TN?取R内=200%

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R1?RXR?0.51?0.5?10000?3330(mg/L)

r?Rr?R?1?100%?80%

回流污泥量Qr: Qr=RQ=0.5×100000=50000m3/d 循环混合液量Qc: Qc=R内×100000=200000 m3/d （2）． 反应池的计算

厌氧池计算V1 ，厌氧池平均停留时间为2h V1=1.2×(100000/24)×2.0=10000(m3) AO反应池容积 V，m3

V3

Ao =Q×SO/N×X=100000×180/0.15×3330=36036 mAO反应池总水力停留时间:

t36036AO?VAOQ?100000?0.36(d)?8.64(h)

各段水力停留时间和容积: 缺氧∶好氧=1∶3

缺氧池水力停留时间 : t=1

24 ×8.64=2.16h

缺氧池容积 : V132?4?36036?9009(m)

好氧池水力停留时间 : t33?4?8.64?6.48(h)

好氧池容积 : V33?4?36036?27027(m3)

反应池总体积: V=V1+VAO=10000+36036=46036（m3） 总停留时间： t=t1+tAO=8.64+2=10.64(h) （3）．反应池主要尺寸 反应池总容积 V=46036(m3

)

设反应池四组，单组池容积 V3单=V/4=46036/4=11509(m) 有效水深 5m；

采用五廊道式推流式反应池，廊道宽b=8m；

单组反应池长度：L=S单/B=11509/(5?8?5)=57.54(米)； 校核：b/h=8/5=1.6(满足b/h=1～2)； l/b=57.54/8=7.2(满足l/h=5～10)； 取超高为0.7 m， 则反应池总高 H=5.0+0.7=5.7(m)

厌氧池尺寸 宽L1=10000/B×5=10000/(5?8?5?5)=10(m) 10?50?5(m)

缺氧池尺寸 宽L2=9009/B×4.5=9009/(5?8?5?5)=9(m) 20

尺寸为尺寸为

9?50?5(m)

好氧池尺寸 宽L3=27027/B×4.5=27027/(5?8?5?5)=27(m) 尺寸为 27?50?5(m)

4.2辐流式沉淀池

辐流式沉淀池一般采用对称布置，有圆形和正方形。主要由进水管、出水管、沉淀区、污泥区及排泥装置组成。按进出水的形式可分为中心进水周边出水、周边进水中心出水和周边进水周边出水三种类型，其中，中心进水周边出水辐流式沉淀池应用最广。周边进水可以降低进水时的流速，避免进水冲击池底沉泥，提高池的容积利用系数。这类沉淀池多用于二次沉淀池。本设计中采用机械吸泥的向心式圆形辐流沉淀池，进水采用中心进水周边出水。

4.2.1设计原则设计参数

1、沉淀池的设计数据宜按下表的规定取值 2、沉淀池的超高不应小于0.3m。 3、沉淀池的有效水深宜采用2.0～4.Om。

4、当采用污泥斗排泥时，每个污泥斗均应设单独的闸阀和排泥管。污泥斗的斜壁与水平面的倾角，方斗宜为60°，圆斗宜为55°。

5、活性污泥法处理后的二次沉淀池污泥区容积，宜按不大于2h的污泥量计算，并应有连续排泥措施；生物膜法处理后的二次沉淀池污泥区容积，宜按4h的污泥量计算。

6、排泥管的直径不应小于200mm。

7、当采用静水压力排泥时，二次沉淀池的静水头，生物膜法处理后不应小于1.2m，活性污泥法处理池后不应小于0.9m。

8、二次沉淀池的出水堰最大负荷不宜大于1.7L／(s·m)。

12、缓冲层高度，非机械排泥时宜为0.5m；机械排泥时，应根据刮泥板高度确定，且缓冲层上缘宜高出刮泥板0.3m。

13、坡向泥斗的底坡不宜小于0.05。

4.2.2设计计算

设计中选择四组辐流沉淀池，N?4，每组设计流量为0.376m3s。 1、沉淀池表面积

F?Qnq'?1.50463?36004?1.5?902.8m

2式中 Q——污水最大时流量，m3s；

21

q'——表面负荷，取1.5m3m2?h； n——沉淀池个数，取4组。 池子直径：

D?4F?4?902.83.14?33.91m 取34m。

?2、实际水面面积

F???D42???34422?907.46m

232实际负荷 q?4Qn?D2?4?1.50463?36004??34?1.49m/m?h，符合要求。

3、沉淀池有效水深

h1?qt'

式中 t——沉淀时间，取2h。

h1?1.5?2.0?3.0m

径深比为：

Dh1?343?11.33 在6至12之间。

4、污泥部分所需容积

X?R1?RXr

则 Xr??1???1?1??X?1?????4000?9000mgL R?0.8??采用间歇排泥，设计中取两次排泥的时间间隔为T?2h

V1??1?R?QXT12??1?0.8??100000?4000?212??4000?9000??4?24?2307.7m3

?X?Xr?N5、污泥斗计算 h5??r?r1?tan?

式中 r——污泥斗上部半径，m； r1——污泥斗下部半径，m； ?——倾角，一般为60?C。

设计中取 r=2m，r1=1m

22

h5??r?r1?tan???2?1??tan60?C?1.73m 污泥斗体积计算：

V5??h53?r21?r1r2?r22??3.14?1.733?22?2?1?12??12.7m3

6、污泥斗以上圆锥体部分污泥容积

设计中采用机械刮吸泥机连续排泥，池底坡度为0.05 h4?D?2r2?0.05?34?42?0.05?0.75m

污泥斗以上圆锥体部分体积：

V4??h412?D?DD1?D122??3.14?0.7512??34?34?4?422??256.7m3

则还需要的圆柱部分的体积：

V3?V1?V4?V5?2307.7?256.7?12.7?2038.3m3 高度为：h3?V3F?2038.3907.46?2.24m

7、沉淀池总高度

设计中取 超高h?0.3m，缓冲层高度 h2?0.3m

H?h?h1?h2?h3?h4?h5?0.3?3.0?0.3?2.24?0.75?1.73?8.32m

8、排泥装置

二沉池连续刮泥吸泥。本设计采用周边传动的刮泥机将泥刮至污泥斗。在二沉池的绗架上设有i?10‰的污泥流动槽，经渐缩后流出二沉池，采用渐缩是为保证中心管内污泥流速不宜过大，以利于气水分离。

因为池径大于20m,采用周边传动的刮泥机，其传动装置在绗架的缘外，刮泥机旋转速度一般为1～3rad/h。外围刮泥板的线速度不超过3m/min，一般采用1.5m/min，则刮泥机为1.5rad/min。

(1) 吸泥管流量

二沉池排出的污泥流量按80%的回流比计，则其回流量为：

Qs?RQ?0.8?1.1574?0.926m3s

本设计中拟用6个吸泥管，每个吸泥管流量为：

Q?Qs6?4?0.9266?4?0.039m3s

规范规定，吸泥管管径一般在150～600mm之间，拟选用d?250mm，

v?4Q?d2?4?0.0393.14?0.252?0.79ms

23

(2) 吸泥管布置

6根吸泥管延迟经均匀布置。 9、 二沉池出水部分设计 ① 集水槽的设计

本设计考虑集水槽为矩形断面，取底宽b?0.8m，集水槽距外缘距池边0.5m，集水槽壁厚采用0.15m，则集水槽宽度为：0.8?0.15?2?1.10m。 设计中采用Q'??Q，其中?——安全系数，取1.5，得

Q?1.5?0.375?0.563m'3s

集水槽内水流速度为：

v?QF'?0.5630.8?0.7?1.0ms?0.4ms 符合要求。

采用双侧集水环形集水槽计算，槽内终点水深为

h2?qvb?0.37621.0?0.8?0.24m

槽内起点水深为

h3?32hkh23?h2

2式中 hk——槽内临界水深，m； ?——系数，一般采用1.0。

22hk?3aqgb?3?0.376?1.0???2??g?0.8222?0.178m

h3?② 出水堰的计算

32hkh23?h2?32?0.1780.242?0.242?0.69m

二沉池是污水处理系统中的主要构筑物，污水在二沉池中得到净化后，出水的水质指标大多已定，故二沉池的设计相当重要。本设计考虑到薄壁堰不能满足堰上负荷，故采用90?三角堰出水。

24

q?n?QnLbL?L1?L22

h?0.7q5q0?QL式中 q——三角堰单堰流量，Ls； Q——进水流量，m3s； L——集水堰总长度，m； L1——集水堰外侧堰长，m； L2——集水堰内侧堰长，m； n——三角堰数量，个； b——三角堰单宽，m； h——堰上水头，m； q0——堰上负荷，L?s?m?。

设计中取b?0.16m

L1??34?0.5?2??3.14?103.62m L2??34?0.5?2?0.8?2??3.14?98.60m

L?L1?L2?103.62?98.60?202.22m

n?q?LbQn??202.220.160.376?10001264225?1263.9 取1264个

?0.30Ls

h?0.7qq0?QL?0.7?0.3202.225?0.027m

?1.86L?s?m?介于1.5~2.9L?s?m?之间，符合要求。

?0.376?1000考虑自由跌水水头损失0.15m，则出水堰总水头损失为：

0.031?0.15?0.181m

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出水槽的接管与消毒接触池的进水渠道相连，出水管管径为DN900mm，流速为： v?4Q4??D2?4?2.4314?3.14?0.92?0.96ms

当为非满流时，查《给水排水设计手册》常用资料知：流速为1.43ms。 出水直接流入消毒接触池的进水渠道；集配水井内设有超越闸门，以便超越。

4.3消毒设施计算

污水经过以上构筑物处理后，虽然水质得到了改善，细菌数量也大幅度的减少，但是细菌的绝对值还十分可观，并有存在病原菌的可能。因此，污水再排入水体前，应进行消毒处理。

4.3.1消毒剂的选择

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。

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。

4.3.3平流式消毒接触池

本设计采用2个3廊式平流式消毒接触池，计算如下： 1、消毒接触池容积

?

式中 V——接触池单池容积，m3；

t ——消毒接触时间，一般取30min。 设计中取t?30min

V?Qt?0.7523?30?60?1354.1m3

2、消毒接触池表面积

26

F?Vh1

式中 h1——消毒接触池有效水深，m。

设计中取h1?3.0

F?1354.13.0FB?451.4m2

3、消毒接触池池长

L?/

式中 L/——消毒接触池廊道总长，m；

B——消毒接触池廊道单宽，m。

设计中取 B?5.0m

L??451.45?90.3m

L?3?90.33?30.1m消毒接触池采用3廊道，消毒接触池长为：L?校核长宽比：

L?B?90.35?18.06m?10

，合乎要求

4、池高

设计中取超高为：h2?0.3m

h?h1?h2?3.0?0.3?3.3m

5、进水部分

每个消毒接触池的进水管管径DN900mm，v?1.43ms。 6、混合

采用管道混合的方式，加氯管线直接接入消毒接触池进水管，为增强混合效果，加氯点后接DN900mm的静态混合器。

7、出水计算

采用非淹没式矩形薄壁堰出流 ，设计堰宽为b?5.0m，计算为：

22?QH???Nnb2g?DN1200mm?3?1.50463??????2?0.42?5.0?2?9.81??3???0.187m? 出水管采

用

的管道将水送入巴氏计量槽，流速为v?1.60ms。

27

4.4计量设备

4.4.1计量设备的选择

污水处理中常用的计量设备有巴氏计量槽、薄壁堰、电磁流量计、超声波流量计、涡轮流量计等。

污水测量装置的选择原则是精度高、操作简单，水头损失小，不宜沉积杂物，其中以巴氏计量槽应用最为广泛。其优点是水头损失小，不易发生沉淀。

本设计中选用巴氏计量槽，测量范围为：0.17~1.30m3s。

4.4.2设计参数

1、计量槽应设在渠道的直线上，直线段长度不宜小于渠道宽度的8—10倍，在计量槽的上游，直线段不小于渠宽的2—3倍，下游不小于4—5倍。当下游有跌水而无回水影响时，可适当缩短；

2、计量槽中心线应与中心重合，上下游渠道的坡度应保持均匀，但坡度可以不同；

3、当喉宽W=0.3—2.5m时，H2/H1?0.7为自由流，大于此数时为潜没流； 4、当计量槽为自由流时，只需计上游水位，而当其为潜没流时，则需要同时记录下游水位，涉及计量槽时，应可能做到自由流；

5、设计计量槽时，除计算通过最大流量时的条件外尚需计算通过最小流量时的条件。

4.4.3巴氏计量槽

1、计量槽主要尺寸计算

设计中取计量槽喉部宽度为：b?0.75m

则 计量槽的渐缩部分的长度：A1?0.5b?1.2?0.5?0.75?1.2?1.575m 计量槽的喉部长度：A2?0.6m

计量槽的渐扩部分的长度：A3?0.9m

计量槽的上游渠道长度：B1?1.2b?0.48?1.2?0.75?0.48?1.38m 计量槽的下游渠道长度：B2?b?0.3?0.75?0.3?1.05m 2、计量槽总长度

计量槽应设在渠道的直线段上，直线段的长度不应小于渠道宽度的8—10倍，在计算量槽上游，直线段不小于渠道宽度的2—3倍，下游不小于4—5倍。

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则 计量槽上游直线段长度为：L1?3B1?3?1.38?4.14m

计量槽下游直线段长度为：L2?5B2?5?1.05?5.25m 计量槽总长度为：

L?L1?A1?A2?A3?L2?4.14?1.575?0.6?0.9?5.25?12.465m

3、计量槽的水位

当b?0.75m时：Q?1.777?H11.558 式中 H1——上游水深，m。

H1?1.558Q1.777?1.5581.504631.777?0.90m

当b?0.3~2.5m时，H2H1?0.7时为自由流； H2?0.7?0.9?0.63m 取H2?0.6m 4、水厂出水管

采用重力铸铁管，流量为Q?1.50463m3s，管径为DN1200mm，流速为

v?1.60ms，坡度为i?2.05‰。

第五章 污泥处理设计计算

5.1污泥处理的目的与处理方法 5.1.1污泥处理的目的

污水厂在处理污水的同时，每日要产生产生大量的污泥，这些污泥含有大量的易分解的有机物质，对环境具有潜在的污染能力，若不进行有效处理，必然要对环境造成二次污染。同时，污泥含水率高，体积庞大，处理和运输均很困难。因此，在最终处置前必须处理，以降低污泥中的有机物含量，并减少其水分。使之在最终处置时对环境的危害减少之限度。

5.1.2污泥处理的原则

1、城镇污水污泥，应根据地区经济条件和环境条件进行减量化、稳定化和无害化处理，并逐步提高资源化程度。

2、污泥的处置方式包括用作肥料、作建材、作燃料和填埋等，污泥的处理

29

流程应根据污泥的最终处置方式选定。

3、污泥作肥料时，其有害物质含量应符合国家现行标准的规定。 4、污泥处理构筑物个数不宜少于2个，按同时工作设计。污泥脱水机械可考虑一台备用。

5、污泥处理过程中产生的污泥水应返回污水处理构筑物进行处理。 污泥处理过程中产生的臭气，宜收集后进行处理。

5.1.3 污泥处理方法的选择

污泥处理的一般方法与流程的选择、当地条件、环境保护要求、投资情况、运行费用及维护管理等多种因素有关。

5.2污泥泵房设计

污泥泵房的设计包括回流污泥泵的选择和剩余污泥泵的选择计算。

5.2.1 集泥池计算

回流污泥量为：Q1?RQ?0.8?1.50463?1.203704m3s?4333.3m3h 剩余污泥量为：Qs?524.76m3d?21.865m3h

总污泥量为：Q?Q1?Qs?4333.3?21.865?4355.165m3h

设计中选用5台（4用1备）回流污泥泵，2台（1用1备）剩余污泥泵。 则每台回流泵的流量为：

4355.1654?1088.79m3h?302.4Ls

泵房集泥池有效容积按不小于最大一台泵（回流泵）5分钟出水量计算， 则 V?302.4?51000?60?90.72m3

有效水深设为h?2.0m 集泥池的面积为：A?Vh?90.722?45.36m2

集泥池尺寸为：L?B?8?6m

5.2.2回流污泥泵的选择

二沉池水面相对地面标高为0.513m,厌氧池前的集配水井水面相对标高为2.538m，则污泥回流泵所需提升最小高度为：2.538-（-7.507）＝10.045m

选用350QW1200-18-90型的潜水排污泵，单台提升能力为1200m3/h，提升高度为18m,电动机转速n=990r/min,功率N=90kW，效率为82.5%，出口直径为350mm，重量为2000kg。

30

5.2.3剩余污泥泵的选择

竖流式浓缩池最高泥位（相对地面为）4.96m，剩余污泥泵房最低泥位为-7.057-2=-9.057m,则污泥泵静扬程为H0=4.96+9.057＝14.017m，污泥输送管道压力损失为2.0m，自由水头为1.0m，则污泥泵所需扬程为H=H0+2+1=17.017m。

选用50QW24-20-4型的潜水排污泵，单台提升能力为24m3/h，提升高度为20m,电动机转速n=1440r/min,功率N=4kW，效率为69.2%，出口直径为50mm，重量为121kg。

5.3污泥浓缩池

污泥处理的主要目的是去除污泥颗粒中的空隙水，减少污泥体积，从而降低后续处理构筑物和设备的负荷，减少处理费用。常用的污泥浓缩有重力浓缩法、气浮浓缩法和离心浓缩法。

本设计中采用间歇式重力浓缩池中的竖流浓缩池。

5.3.1竖流浓缩池

进入竖流浓缩池的剩余污泥量为524.76m3d?0.006m3s，设计中选用2座浓缩池，单池流量为：Q1?0.003m3s。设计中浓缩前污泥含水率为P?99.3%，浓缩后污泥含水率为P1?97%。

5.3.2竖流浓缩池的设计计算

1、中心进泥管面积 A?Q1v0

d0?4A?

式中 A——浓缩池中心进泥管面积，m2； v0——中心进泥管流速，一般小于0.03ms； d0——中心进泥管直径，m。 设计中取 v0?0.03ms

31

A?0.0030.03?0.1m2

d0?4?0.13.14?0.357m，取d0?400mm

4Q14?0.0033.14?0.42 管内的实际流速为：v???d02??0.124ms?0.03ms

2、中心进泥管喇叭口与反射板之间的缝隙高度 h3?Q1v1?d1

式中 h3——中心进泥管喇叭口与反射板之间的缝隙高度，m；

v1——污泥从中心进泥管喇叭口与反射板之间缝隙流出速度，一般采用

0.02~0.03ms；

d1——喇叭口直径，一般采用d1?1.35d0?1.35?0.4?0.54m。 设计中取 v1?0.025ms h3?0.0030.025?3.14?0.54?0.071m

3、浓缩后分离出来的污水量

q?QP?P1100?P1?0.003?99.3?97100?97?0.0023m3s

4、浓缩池有效面积

F?Qv?16.360.0001?3600?45.45m2

式中 F——浓缩池水流面积，m2；

v——污水在浓缩池内上升流速，一般采用v?0.00005~0.0001ms。 F?5、浓缩池直径

D?4??A?F??4??23?0.1?3.14?5.42m

0.00230.0001?23m2

?有效水深：h2?vt

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式中 h2——浓缩池有效水深，m；

t——浓缩时间，不小于12h。

设计中取t?12h

h2?0.0001?12?3600?4.32m 6、浓缩后剩余污泥量

Q2?Q1?100?P100?P1?0.003?100?99.3100?97?0.0007m3s?60.48m3d

7、浓缩池污泥斗容积

污泥斗设在浓缩池底部，采用重力排泥 h5??r2?r1??tan? 式中 h6——污泥斗高度，m； r2——浓缩池半径，m；

r1——污泥斗底部半径，一般用0.5m?0.5m； ?——污泥斗倾角，圆形池污泥斗倾角?55?。

设计中取污泥斗倾角??60?，r1?0.30m，r2?2.71m

h5??r2?r1??tan???2.71?0.30??tan60??4.17m

污泥斗容积为： V??3?h5??r1?r1r2?r222??3.143?4.17??2.71?2.71?0.3?0.322??27.0m3

8、污泥在泥斗中的停留时间

T?V3600Q2?27.00.0007?3600?10.71h 介于10～16之间，符合要求。

9、浓缩池总高度

H?h1?h2?h3?h4?h5 式中 h1——超高，m；

h4——缓冲层高度，m。

设计中取超高h1?0.3m，缓冲层高度h4?0.4m

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H?h1?h2?h3?h4?h5?0.3?4.32?0.071?0.4?4.17?9.161m

10、浓缩池溢流出水经过溢流堰进入出水槽，然后汇入出水管排出。出水槽 流量q?0.0023m3s，设出水槽宽b?0.15m，水深为0.10m，则水流速为

0.31ms。

溢流堰周长：c???D?2b??3.14??5.24?2?0.15??15.51m

溢流堰采用单侧90?三角形出水堰，堰宽0.16m，深0.08m。每格沉淀池有

15.510.16?97个三角堰。三角堰的流量为：

0.002397?0.0000237m3Q3?s2

25三角堰堰水深为：h??0.7Q35?0.7?0.000023711、排泥管

?0.010m

三角堰后自由跌落0.10m，则出水堰水头损失为0.10?0.01?0.11m。

浓缩剩余污泥量为0.0007m3s，泥量小，采用间歇排泥方式，污泥斗容积

30.24m3，污泥管道选用钢筋混凝土管，管径为DN200mm，每次排泥时间为0.5h，

每日排泥2次，间隔时间为12h。

每次排泥量：q?管内流速：v?0.0007?3600?120.52?60.48m3h?0.0168m3s

4q?D?4?0.01683.14?0.202?0.54ms

当为非满流时，查《给水排水设计手册》常用资料得流速为：v?0.86ms，坡度为：i?6.8‰。

5.4贮泥池

5.4.1贮泥池的作用

剩余污泥经浓缩后进入贮泥池，主要作用为： 1、调节污泥量； 2、药剂投加池； 3、预加热池。

5.4.2贮泥池的计算

贮泥池用来贮存来自浓缩池的污泥，Q?2Q2?0.0014m3s?120.96m3d。

34

由于污泥量不大，本设计采用1座贮泥池，贮泥池采用竖流沉淀池构造。

1、贮泥池的容积 V?Qt24N

式中 t——贮泥时间，一般采用8~12h。

设计中取t?8h V?120.96?824?40.32m133

22贮泥池设计容积：V?a2h2? h3?tan??h3a?ab?b??

?a?b?2

式中 V——贮泥池设计容积，m3； a——污泥贮池边长，m； b——污泥斗底边长，m； h2——贮泥池有效水深，m；

h3——污泥斗高度，m；

?——污泥斗倾角，一般采用60?。

a?3.5m，h2?2.5m，设计中取??60?，污泥斗底为正方形，边长为b?1.0m

h3?tan6??02??3.52131?.0? 72m.122V?3.5?2.5??2.17??3.5?3.5?1.0?1.0??31.24?12.11?43.35m3?40.32m3 2、贮泥池高度计算 H?h1?h2?h3

式中 h1——贮泥池超高，m。 设计中取h1?0.3m

? H?0.32?.52?.17m4 .

3、管道部分设计

贮泥池中设DN?200mm的吸泥管两根。

5.5污泥脱水

污水处理过程中所产生的污泥，一般是带水的颗粒或絮状疏松结构。污泥

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经浓缩后，尚有97%的含水率，体积仍然庞大。因此，为了综合利用和最终处置，

需要对污泥进行干化和脱水处理，使污泥含水率降到85%以下，以缩减污泥体积。

在污泥脱水前要对污泥进行调整，改善污泥的脱水性能。工程上调整的主要方法为投加絮凝剂，一般采用高分子絮凝剂。

1、污泥在脱水前，应加药调理。污泥加药应符合下列要求：

1）药剂种类应根据污泥的性质和出路等选用，投加量宜根据试验资料或类似运行经验确定；

2）污泥加药后，应立即混合反应，并进入脱水机。 2、泥饼含水率一般可为75～80%。 3、压滤机的设计，应符合下列要求：

1）污泥脱水负荷应根据试验资料或类似运行经验确定，污水污泥可按本规范表5-2取值

表5-2 泥脱水负荷

污泥类别 污泥脱水负荷 kg/(m·h) 初沉原污泥 250 初沉消化污泥 300 混合原污泥 150 混合消化污泥 200

2）应按带式压滤机的要求配置空气压缩机，并至少应有1台备用； 3）应配置冲洗泵，其压力宜采用0.4~0.6MPa，其流量可按 5.5—11m/[m（带宽）·h]计算，至少应有一台备用。

3

5.5.2污泥设计计算

1、脱水后污泥量 q?Q100?P1100?P2

式中 P2——脱水后污泥含水率。

设计中P2?75% q?120.96?100?97100?95?72.576m3d

脱水后干污泥重量为：

M?q?1?P2??1000?72.576??1?75%??1000?18144kgd?756kgh

2、加药量计算

本设计中用带式压滤机脱水的污泥，采用聚丙烯酰胺絮凝剂，对于混合污水

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污泥投加量按干污泥重的0.15%~0.5%计算，设计中取0.4%计算。 则 W?0.4%M?0.004?18144?72.576kgd

3、脱水机型号的选择

设计中选用3台DY—3000型带式压滤机，2用1备，带式压滤机的主要技术指标为800kgh，泥饼含水率75%。工作周期定为12小时。 则每次处理的泥量为：m?800?12?2?19200kgd

参考文献

[1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18]

室外排水设计规范（GBJ14-87）

《给水排水设计手册》第1、5、8、9、10、11册

高廷耀等编.水污染控制工程. 北京：高等教育出版社1999

高俊发主编.污水处理厂工艺设计手册. 北京：化学工业出版社 2003 张自杰主编.排水工程（下册）.第四版：中国建筑工业出版社，2000 崔玉川主编.城市污水厂处理设施设计计算. 北京：化学工业出版社 2003 刘红主编.水处理工程设计.北京：中国环境科学出版社.2003 城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002） 城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准（GJ31-89） 地表水环境质量标准（GHZB1-1999）

城市污水处理常用生物反应化学计量参数和动力学参数 《建筑给水排水设计手册》、《给水排水设计手册》 《废水处理理论与设计》 中国建筑工业出版社，2002

蒋白懿主编. 给水排水管道设计计算与安装，化学工业出版社， 2005 李亚峰主编. 给谁排水工程专业毕业设计指南， 化学工业出版社， 2003 金兆丰主编. 污水处理组合工艺及工程实例, 化学工业出版社 高艳玲主编. 污水生物处理新技术， 中国材料工业出版社 孙立平主编. 污水处理新工艺与设计计算实例， 科学出版社

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/qhu6.html