水污染课程设计

水污染控制工程 课程设计

题 目 某市18万m3/d城市污水处理厂工艺设计 学 院 生物与化学工程学院 专 业 环境工程 班 级 环境071 学 号 200738905117

学生姓名 梁仙华 指导老师 王娟

完成日期 2010.7.15

一、目录……………………………………………………1 二、总论……………………………………………………3

1设计任务……………………………………………3 2设计题目……………………………………………3 3设计内容……………………………………………3 4基本资料……………………………………………3 5工艺流程……………………………………………3 三、设计工程计算…………………………………………5

1格栅间………………………………………………5 2泵房…………………………………………………8 3曝气沉沙池…………………………………………8 4平流式沉淀池………………………………………10 5生物化反应池………………………………………14 6曝气池………………………………………………16 7辐流式二沉池………………………………………20 8接触消毒池…………………………………………22 9加氯间………………………………………………22 10污泥处理……………………………………………22 四、污水处理工艺设备说明………………………………24

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五、污水厂平面布置………………………………………25 六、污水厂高程布置………………………………………27 七、经费计算………………………………………………28 八、参考文献……………………………………………30 九、附图…………………………………………………31

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二、总论

1、设计任务

目的，污水处理课程设计的目的在于加深理解所学专业知识，培养运用所学专业知识的能力，在设计，计算，绘图方面得到锻炼。

针对一座二级处理的城市污水处理厂，我们对主要污水处理构筑物的工艺尺寸进行设计计算，确定污水厂的平面布置和高程布置。最后我们完成了设计计算说明书和设计图（污水处理厂平面布置图）。设计深度为初步设计深度。

2、设计题目

某市18万m/d城市污水处理厂工艺设计

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3、设计内容

1. 对污水处理厂工艺共筑物选型作以说明；

2. 对主要设施（格栅，沉砂池，初沉池，曝气池，二沉池）的工艺作以计算； 3. 污水处理厂的平面布置。

4、基本资料

初始水质：要求设计完成后的城市污水处理厂的日处理污水量16万 m3/d。 污水水质：CODcr =450mg／L，BOD5 200 mg／L，SS 250 mg/l，氨氮 15mg／L。 处理要求：处理后应达到的要求为：CODcr＜70mg／L，BOD5＜20 mg/l， SS＜30mg／L，氨氮＜5mg／L。

气象与水文资料：风向：多年主导风向为北、东北风； 气温：最冷月平均为 -3.5℃； 最热月平均为32.5℃；

极端气温，最高为 41. 9℃，最低为一 17. 6℃，最大冻土深

度为 0.18m；

水文：降水量多年平均为每年728mm；

蒸发量多年平均为每年1210mm； 地下水水位，地面下5～6m。

厂区地形： 污水厂选址区域海拔标高在64～66m之间，平均地面标高为64.5m。平

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均地面坡度为0.3‰～0.5‰，地势为西北高，东南低。厂区征地面积为东西长380m，南北长280m。

5、工艺流程

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格栅进水水泵曝气沉沙池初沉池曝气池生物化池反应池二沉池消毒池回流活性污泥污泥污泥回流活性污泥污泥污泥

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污泥浓缩池污泥脱水间污泥泵房出水

三、设计工程计算

3.1、格栅的设计计算

格栅是由一组或数组平行的金属栅条、塑料齿钩或金属筛网、框架及相关装置组成，倾斜安装在污水渠道、泵房集水井的进口处或污水处理厂的前端，用来截留污水中较粗大漂浮物和悬浮物，防止堵塞和缠绕水泵机组、曝气器、管道阀门、处理构筑物配水设施、进水水口，减少后续处理产生的浮渣，保证污水处理设施的正常运行。

3.1.1 进水管道的计算

根据流量Q=180000m3/d=7500m3/h=2.08m3/s，污水流量总变化系数为Kz=1.3,所以设计流量为Qmax=234000m3/d=9750m3/h=2.71m3/s ，所以可选管径B1=500mm，

3.1.2 格栅

格栅用以拦截水中较大悬浮物和漂浮物，以减轻后续处理构筑物的负荷，用来去除那些可能堵塞水泵机组驻管道的较大的悬浮物，并保证后续处理设施正常运行的装置。

图3—1 平面格栅安装方式

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设计规定：

（1）水泵处理系统前格栅栅条间隙，应符合以下要求：

人工清除25~40mm 机械清除16~25mm 最大间隙40mm

（2 ) 在大型污水处理厂或泵站前大型格栅（每日栅渣量大于0.2m），应采用机械清除。 （3） 人工格栅安装角度一般与水平面成30°-60°，机械格栅倾角一般为60°-70° （4）过栅流速一般采用0.6—1.0m/s 设计计算：

设中格栅前水深h=0.8m，过栅流速v=1.0m/s，取断面形状为正方形的栅条且间隙宽度b=0.040m，栅条倾角? =60°，格栅个数N=3。

3

3.1.3栅条间隙数n为：

取27个

3.1.4 格栅槽总宽度B：

B=S(n-1)+bn=0.01*（27-1）+0.040*27=1.34m

3.1.5 过栅水头损失

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图3—2 格栅水力简图计算

水头损失h0：

=0.040m

过栅水头损失h2： h2=kh0= 0.3×0.040=0.0120m

式中：?—阻力系数；

?—收缩系数，取0.64.；

k—系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增大倍数，一般采用k=0.3。

3.1.6 栅后槽的总高度H：

H=h?h1?h2=(0.8+0.3+0.0120)m=1.112m 式中：h—栅前水深，m；

h1—格栅前渠道超高，一般取h1=0.3m； h2—格栅的水头损失，m。

3.1.7格栅的总长度L：

进水渠道渐宽部位的长度L1：

式中：?1——进水渠道渐宽部位的展开角度，一般取20。

格栅槽与出水渠道连接处的渐窄部位的长度L2：L2=0.5L1=0.5?1.15m=0.575m 格栅前槽高H1：H1=h?h1=0.8m+0.3m=1.1m 格栅的总长度L：L?L1?L2?0.5m+1.0m+H1 tan?1.1m=1.15+0.575m+0.5m+1.0m+=5.13m

tan303.1.8每日栅渣量W：

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计算结果：

栅槽总长度：5.13m 栅槽宽度： 1.34m 栅槽总高度：1.112m 水头损失： 0.120m 选用机械清渣

3.2 泵房

设置提升泵房以提高污水的水位，保证污水能在整个污水处理流程过程中流过，从而达到污水的净化。

设计选用4台泵（3台使用，1台备用），

污水提升泵房的集水池容积：（以一台水泵工作1分钟的水量计算）

V=60Qmax60?2.71==54.2m2 n3设有效水深h=5m,则集水池的面积S：

S?V54.2==10.84m2 h52因此本设计取集水池面积：S=11m，选择的池长为5m,宽为2.2m。

3.3、曝气沉沙池的设计计算：

空气扩散装置设在池的一侧，距池底0.6m，送气管应设置调节气量的阀门；池子

的形状应尽可能不产生偏流或死角。池宽与池深比为1—1.5，池长宽比可达5，当池长宽大于5时，应考虑设置横向挡板；池子的进口和出口布置应防止发生短路，进水方向应与池中旋流方向一致；出水方向应与进水方向垂直，并宜考虑设置挡板；池内考虑消泡装置；曝气沉沙池多采用穿孔曝气，孔径为2.5-6.0mm，距池底约0.6-0.9m，每组穿孔曝气管应有调节阀门。

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图3—3 曝气沉沙池剖面图

3.3.1工艺结构尺寸 主要确定沉砂池的池长L，池宽B，池深h2等

（1）、池容V（有效容积，m3） 停留时间取t=5min

V=60Qmaxt=60×2.71×5=813m3 式中 Qmax—最大设计流量（m3/s）;

t—最大设计流量时的停留时间（min）。

（2）、水流断面积A（m2） 水平流速取ν=0.10m/s

A=Qmax/ν=2.71/0.10=27.1m2

式中 ν—最大设计流量时的水平流速（m/s），一般取0.06-0.12）。

（3）、池长L（m） L=V/A=813/27.1=30m

（4）、池宽B（m） 有效水深取h2=2.8m

B=A/h2=27.1/2.8=9.7m

取池子格数n=4格，每个池子宽度b=B/n=9.7/4=2.4m 式中 h2—设计有效水深（m），一般取2m-3m

（5）、每小时所需空气量q（m3/m3） 取d=0.2

q=3600×d×Qmax=3600×0.2×2.71=1951.2m3/h

式中 d—每立方米污水所需空气量（m3/m3），一般采用0.2。

3.3.2沉砂室设计计算

（1）、沉砂斗所需容积

V=QmaxTX234000?2?303==10.8m 66KZ101.30?10清楚沉砂间隔时间为2天，城市污水沉砂量为30m3/106m3

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（2）、沉砂室坡向沉砂斗的坡度取i=0.5。每个分格有2个沉砂斗，共有8个沉砂斗，则V0=V/8=10.8/8=1.35m3

沉砂斗各部分尺寸：

（a）设斗底宽a1=1.0m，斗壁与水平面的倾角为60°，斗高h=0.8m，则砂斗上口宽a=1.92m，沉砂斗容积

V0=（2a2+2aa1+2a12）=1.76

（b）沉砂室高度：本设计采用重力排砂，池底坡度为0.05坡向砂斗，沉砂室含两部分：一部分为沉砂斗；另一部分为沉砂池坡向沉砂斗的过渡部分。

h6l2=B-2a-0.29.7-2?1.92-0.2==2.83m（0.2为两沉砂斗之间的壁厚） 22h3=h+0.05×l2=0.8+0.05×2.83=0.9415m

超高h1=0.4m，总高度H=h1+h2+h3=0.3+2.8+0.9415=4.0415m

3.3.3进出水区 包括进水区、配水方式、出水区等的设计

进水：沉砂池进水一般采用管道或明渠将污水直接引入配水区。

配水：由于曝气沉砂池内流水的旋流特性，一般认为对曝气沉沙池的配水要求不十分严格，通常采用配水渠淹没配水。

出水：沉砂池出水一般采用出水堰出水，出水堰的宽度一般与沉砂池宽度相同，依此根据堰流计算公式可确定相应的堰上水头。

3.3.4工艺装备：包括供气方式、曝气设备、排砂设备、集油设备、砂水和油水

分离设备等计。

供气方式：鼓风曝气，曝气沉沙池的供气可与曝气池供气联合进行或独立进行。 曝气设备：一般采用穿孔管，孔径一般为2mm-5mm。

排砂设备、集油设备：曝气沉沙池的排砂一般采用排砂泵抽吸：浮油的收集通常采用撇油的方式：吸砂泵和撇油设备通常置于行车上。

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图3—4 沉砂曝气池的除渣区

砂水和油水分离设备：从沉砂池排出的砂水和油水混合物含水率仍很高，通常设置砂水分离器和油水分离器对其分别进行处置。

3.4、沉淀池的设计计算：

初沉池是一级污水处理系统的主要处理构筑物，或作为生物处理法中预处理的构筑物，对于一般的城镇污水，初沉池的去除对象是悬浮固体，可以去除SS约40%-50%，同时可去除20%-30%的BOD5，可降低后续生物处理构筑物的有机负荷。

沉淀池常按池内水流方向不同分为平流式、竖流式及辐流式三种。本设计中采用平流式沉淀池。

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图3—5 设有行车刮泥机的平流式沉淀池

平流式沉淀池呈长方形，污水从池的一端流入，水平方向流过池子，从池的另一端流出。在池的进口处底部设贮泥斗，其他部位池底设有坡度，坡向贮泥斗，也有整个池底都设置成多斗排泥的形式。

图3—6 平流式沉淀池的进水整流措施

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3.4.1 沉淀区的表面积A：

3设表面水力负荷为4.5m（mh)，最大设计流量Qmax=9750mh

32则沉淀区的表面积为A=Qmax9750==2166.67m2 q4.53.4.2沉淀区的有效水深h2：

设沉淀时间t=0.6h

则有效水深h2?qt?4.5?0.6m=2.7m

3.4.3 沉淀区的有效容积V：

V?Ah2=2166.67?2.7m3=5850m3

3.4.4沉淀池长度L：

设最大设计流量时的水平流速为ν=5mms，

则沉淀池的长度L?3.6vt=3.6?0.005?0.6?3600m=38.88m

3.4.5 沉淀区的总宽度B：

B=A2166.67==55.7 3mL38.883.4.6 沉淀池的数量n：

为了保证污水在池内分布均匀，池长与池宽比不宜小于4.，而池长为38.88m.，取40m，所以可取每座沉淀池的宽度为8m，

则沉淀池的数量n=B55.73==6.97?7，即沉淀池的数量是7座。 b83.4.7 校核

长宽比：

L38.88==4.86?4 b814

长深比：

L38.88==14.4?8 b2.7经校核，设计符合要求。

进水口处设置挡流板，距池边0.5m，出水口也设置挡流板，距出水口0.3m。

3.4.8 污泥区的容积Vw：

由所给的已知条件可知，沉淀池进水是的悬浮固体浓度c0=250 mg/l，设沉淀池对悬浮固体的去除率为η=50﹪，两次排泥的时间间隔为2d，污泥的含水率p0=95﹪，则污泥容重?=1000kgm

则c1=c0（100-?）=250?（100-50）%mg/l=125 mg/l 所以污泥区的容积

3Vw=Qmax24（c0-c1）1009750?24?（250-125）?100=?2=1170m2

1000γ（100-p0）1000?1000?（100-95）每个池的污泥部分所需的容积

V=Vw1170==167m3 n73.4.9 贮泥斗的容积V1：

设贮泥斗的上口宽度为b=10m，下口宽度b'=0.5m，选用方斗斗壁倾角和水平面的夹角为60，则贮泥斗的高度为：

H?h1?h2?h3?h4?h1?h2?h3?h'4?h''4

h'4?b?b'10?0.5tan60?tan60m?8.23m 2222贮泥斗上口的面积s?b，下口的面积s'?b'， 贮泥斗的实际容积：

11V1?h'4s?s'?ss'??8.23?102?0.52?102?0.52m3?288.74m3

33????3.4.10 贮泥斗以上梯形部分污泥容积V2：

设贮泥斗以上梯形部分的坡度i=0.01，坡向污泥斗，梯形的高度 h4=?L+0.3-b?i=(38.88+0.3-10)?0.01=0.2918m

'' 15

梯形的上边长L1=L+0.3m+0.5m=39.68m 下边长L2=b=10m 梯形部分污泥容积

V2=（

L1+L239.68+10）?h''4?b=()?0.2918?10=72.48m3 223.4.11 校核

贮泥斗和梯形部分污泥容积

V1?V2=288.74+72.48=361.22m3﹥167m3，符合要求。

3.4.12 沉淀池的总高度H:

H?h1?h2?h3?h4?h1?h2?h3?h'4?h''4

=0.3m+2.7m+0.3m+8.23m+0.2918m =11.8218m 可以取12m 计算结果：

沉淀池长度：40m 沉淀池宽度：8m 沉淀池高度：12m 有效水深：2.7m

3.5、生物化反应池

生物反应池是对流体进行好氧或厌氧多级处理。使污水达到污水综合排放标准。

3.5.1有关参数

（1）、BOD5污泥负荷N=0.30kgBOD5/（kgMLSS·d） （2）、回流污泥浓度XR=8000mg/L （3）、污泥回流比R=100%

（4）、混合液悬浮固体浓度X=R/(1+R)·XR=4000mg/L （5）、混合液回流比R内

TN去除率η=（15-5）/15=66.7% R内=0.667/（1-0.667）=200%

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3.5.2反应池容积

（1）、厌氧池设计计算，取平均停留时间1.8h

V内=9750×1.8=17550m3

（2）、各段水利停留时间和容积比 厌氧池：缺氧池：好氧池=1：1：3

即V好=3×17550=52650m3

（3）、校核氮负荷

好氧段总氮负荷=求）

（4）、污泥剩余量

取污泥增值系数y=0.6，污泥自身氧化率kd=0.05，污泥龄θc=15d 则yobs=Q?TN234000?15==0.0167<0.05kgTN/(kgMLSS·d)（符合要X?V好4000?52560y0.6==0.3429

1+kd?c1+0.05?15计算排出的以挥发性悬浮固体计的污泥量

Px=yobsQ（S-S0）=0.3429×234000×（0.14-0.02）=9628.6kg/d

（5）、反应池尺寸

反应池总体积V=17550×5=87750m3

设反应池4组，单组反应池V单=87750/4=21937.5m3 有效水深h=8.0m

单组有效面积S单=V单/h=21937.5/8=2742.2m2 采用5廊道式推流反应池，廊道宽b=10m

单组反应池长度L=S单/B=2742.2/（5×10）=54.8m 校核：b/h=10/8=1.25（满足1-2之间） L/b=54.8/10=5.48(满足5-10之间) 取超高为1.0m，则反应池总高H=8+1=9m

3.6、曝气池的设计计算

曝气池的活性成分为活性污泥，活性污泥是细菌，真菌，原生动物和后生动物等不同的微生物组成。在净化废水时，它们与废水中的有机营养物形成了极为复杂的食物链。活性污泥对废水中悬浮性或溶解性有机物（少数无机污染物）的净化，是由活性污泥吸附与凝聚和氧化与合成两个活性作用完成的。

本设计采用平推流式曝气池，平推流式曝气池处理效率高，适于处理要求高而水质稳定的废水。

曝气池工作流程图如下：

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3.6.1曝气池进水BOD5浓度的确定：

经由一级处理，对BOD5的去除率取30%，则进入曝气池的BOD5浓度为

S0=200-200×0.3=140mg/L

3.6.2确定曝气池对BOD5的去除率：

由于二级处理的出水要求BOD5≤20mg/L，处理水中的非溶解性BOD5的浓度为：

BOD5=7.1bXaCc=7.1×0.06×0.4×20=3.41mg/L

式中： b—微生物自身氧化率，一般介于0.05-0.1之间，这里取0.06 Xa—活性污泥在处理水中所占的比例，取0.3 Cc—处理水中悬浮固体浓度，取20mg/L 处理水中溶解性BOD5的值为（出水BOD5≤20mg/L） Se=20-3.41=16.59mg/L 则二级处理对BOD5的去除率为 η=（140-16.59）/140=88.15%

3.6.3校核污泥负荷率

拟定的BOD—污泥负荷率为0.3kg/（kgMLSS·d）。但为了稳妥，需加以校核，取K2=0.02，f=MLVSS=0.8，则：

MLSSK2SefNs=?=0.02?16.59?0.8=0.30kgBOD5（/kgMLSS?d）

0.8815所以取Ns=0.30kgBOD5/(kgMLSS·d)，查的污泥体积指数SVI=115

3.6.4确定混合液污泥浓度（X）

污泥回流率为R=40%，最大污泥回流比r=1.2，混合液污泥浓度为：

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R?r?1060.4?1.2?106==2981.4mg/L X=（1+R）?SVI（1+0.4）?1153.6.5曝气池容积计算

QS09750?140=?10=1578.6mg/L NsX2.9?2981.6曝气池容积为：V=3.6.6确定曝气池各部位的尺寸

设4组曝气池，每组容积为：

V0?V1578.6==394.65m3 44V0394.65==131.55m3 33B3.5??1.17,介于1—2之间，符合要求。 H3池深取H=3.0m，每组曝气池的面积为：

F?池宽取B=3.5m， 宽深比为

曝气池的长度：

L?F131.55==37.6m B3.5长宽比：

L37.6。 ==10.7?10（符合要求）

B3.5由于池比较短，所以不设过多廊道，即单廊道。

3.6.7平均时需氧量的计算

平均时需氧量为：

Q2=a＇QSr+b＇VXv=0.5×9750×（=1166.4kg/d=48.6kg/h 式中：f—f=140-16.592385.12+0.15×1578.6× ）10001000MLVSS=0.8

MLSS Xv—回流污泥浓度，其值为：

Xv==Xf=2981.4×0.8=2385.12mg/L

Sr—活性污泥代谢活动被降解的有机污染物的（BOD5）的量：

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Sr=??S0-Se?1000??， ?a＇—活性污泥微生物氧化分解有机物过程的需氧氯 a＇=0.5kgO2/kg，

b＇—活性污泥微生物内源代谢的自身氧化过程的需氧率。 b＇=0.15kgO2/（kg·d）

3.6.8最大时需氧量为：

Q2max= a＇KQSr+b＇VXv=0.5×1.3×9750×（=1346.9kg/d=56.1kg/h 式中：K—溶气变化系数K=1.3

140-16.592385.12+0.15×1578.6× ）100010003.6.9去除每千克BOD5的需氧量

9750?(140?16.59)?1203.2kg/d

10001166.4 去除每千克BOD5的需氧量：?O2??0.969kgO2/kgBOD

1203.2 每日去除BOD5量：?BOD5?3.6.10最大时需氧量与平均时需氧量之比：

O2max56.1==1.15 O248.6

3.6.11穿孔管出口处绝对压强

采用穿孔管，距池底0.1m，故淹没水深为2.8m。计算温度定为30℃，水温为20℃时溶解氧饱和度为CS(20)=9.2mg/L，CS（30）=7.6mg/L。穿孔管出口处绝对压强为

Pb=1.013×105+9.8×2.8×103=1.29×105Pa

3.6.12空气离池时氧气的百分比

穿孔管的氧转移效率，取EA=5%。空气离池时氧气的百分比： Q=2（11E-A）21?（10.05-）=?100%=20.1 6y+21（1-E79+?（2110.05-）A）3.6.13池中平均溶解氧饱和度（按不利条件考虑）

20

30℃时：

CSw（30）= CS（30）?20℃时：

CSw（20）=10.3mg/L

PbQ???1.2920.16?+=7.6?+???=8.49mg/L 542??2.026?1042??2.0263.6.14 20℃脱氧清水的充气量

20℃脱氧清水的充氧量可按公式计算，取α=0.82，β=0.95，CL=1.5mg/L

R0=O2CSW48?10.3==75.3kg/h （30-20）（T-20）0.82?0.95?8.49-1.5?1.02????C?C?1.02??L??SW(30)3.6.15相应最大时需氧量

Romax=55.2?10.3=86.67kg/h

6.563.6.16池的平均供气量

100Ro100?75.3==5020m3/h 0.3EA0.3?5 Gs=3.6.17去除每千克BOD5的供气量

Gs5020==100.1m3/kgBOD

?BOD5/241203.2/24G=3.6.18每立方米污水的供气量

Gs5020==12.36（m3/m3污水） Q/249750/24Gm=3.6.19相应最大需氧时的供气量

100Romax100?86.68==5778.7m3/h

0.3EA0.3?5Gsmax= 21

3.6.20提升回流污水的空气量为回流污泥的5倍，已知回流比为R=40%，故提升污泥的空气量为：

Q1=5Q×40%=5×9750/24×40%=812.5m3/h

3.6.21总的供气量

GST=Gs（max）+Q1=5778.7+812.5=6591.2 m3/h 计算结果：

曝气池长度： 37.6m 曝气池宽度：3.5m，四组总宽度14m 平均时需氧量： 48.6kg/h 最大时需氧量：56.1kg/h 平均时供气量： 5020m3/h 最大时供气量：5778.7 m3/h 提升污泥供气量：812.5m3/h 总供气量：6591.2 m3/h

3.7、 辐流式二沉池

二次沉淀池是整个活性污泥法系统中非常重要的组成部分。整个系统的处理效能与二沉池的设计和运行密切相关，在功能上要同时满足固液分离和污泥浓缩（提高回流污泥的含固率）两方面的要求，它的工作效果将直接影响系统的出水水质和回流污泥浓度。从利用悬浮固体与污水的密度差以达到固液分离的原理来看，二沉池与一般沉淀池并无两样；但是，二沉池的功能要求不同，沉淀的类型不同。因此，二沉池的设计原理和构造上都与一般沉淀池有所区别。

二沉池在构造上要注意以下特点：

（1）二沉池的进水部分要仔细考虑，应使布水均匀并造成有利于絮凝的条件，使污泥絮体结大。

（2）二沉池中污泥絮体较轻，容易被出水挟走，因此要限制出流堰处的流速，可在池面设置更多的出水堰槽，使单位堰长的出水量符合规范要求，一般二沉池出水堰最大负荷不宜大于1.7L/（s·m）。

（3）污泥斗的容积，要考虑污泥浓缩的要求。在二沉池内，活性污泥中的溶解氧只有消耗，没有补充，容易耗尽。耗氧时间过长可能影响活性污泥中微生物的活力，并可能因反硝化而使污泥上浮，故浓缩时间一般不超过2h。采用污泥斗排泥时，污泥斗斜壁与水平面夹角，方斗宜大于60°，圆斗宜大于55°。二沉池静压排泥的净水头，活性污泥法处理系统不应小于0.9m，生物接触氧化池法不应小于1.2m。排泥管直径宜大于200mm。

（4）二沉池应设置浮渣的收集、撇除、输送和处置装置。

由于曝气池混合液的沉淀属于成层沉淀，在沉淀过程中还存在异重流现象，沉淀情况显然不同于初沉池，实际的过水断面要远小于理论计算的过水断面，故其最大允许水平流速一

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般仅为初沉池的一半。

设计说明：

二沉池在经过活性污泥法之后，表面的水力负荷一般在0.6-1.5m3/(m2·h),沉淀时间一般在1.5-4.0h之间，污泥含水率在99.2-99.6%之间，固体通量负荷一般≤150kg/(m2·d)。

3.7.1 沉淀池表面面积A:

设污泥的表面水力负荷q=1.5 m3/(m2·h)，Q是污水设计流量，用最大时流量，m3/h；设所需二沉池为6座，

则 沉淀池表面面积A=Qmax9750==1083.3m2 N?q6?1.54A=4?1083.3=37.1m

3.14 池直径为D=?3.7.2 二沉池的有效水深

沉淀池水力停留时间t一般取1.5-4.0h，对应的沉淀池的有效水深h2在2.0-4.0m。 取水力停留时间t=2.5h,则 有效水深h2=qt=1.5?2m=3.75m

3.7.3 校核

沉淀池的直径与有效水深之比，即D/ h2=37.1/3.75=9.89，属于6-12的范围内，所以符合要求。

3.7.4 确定回流污泥浓度

设污泥回流比为r=1.2，则回流污泥浓度

106r106?1.2X?===10434.8mg/L

SVI1153.7.5 污泥部分的容积

为了减少污泥回流量，同时减轻后续污泥处理的水力负荷，要求二沉池排泥的污泥浓度尽量提高，这就需要二沉池污泥区应保持一定的容积，以保证污泥有一定的浓缩时间；但污泥区容积又不能过大，以避免污泥再污泥区停留时间过长，因缺氧而失去活性，甚至反硝化或腐化上浮。一般规定污泥区贮泥时间为2h，则污泥部分容积为

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V=2(1+R)QmaxX2?(1?0.4)?9750?2981.4??6066.7m3

(X+X?)(2981.4?10434.8)所以每个二沉池所需污泥部分容积为V0=V6066.7==1011.1m3 663.7.6 沉淀池的总高度：

设辐流式二沉池底坡坡度i=0.03，缓冲层高度h3=0.4m，刮泥板高度h5=0.5m，取保护高度h1=0.3m，则

沉淀池底坡度落h37.14=i（D2-2）=0.03?（2-2）=0.4965m 沉淀池围边有效水深H0=h2+h3+h5=3.75m+0.4m+0.5m=4.65m 沉淀池的总高度：H= h1+h4+H0=0.3m+0.4965m+4.65m=5.4465m

3.8、消毒接触池

本设计采用八组五廊道平流式消毒接触池，接触时间t=30min，液氯消毒。3.8.1 消毒接触池的尺寸设计：

设消毒接触池里的接触时间为0.5h，共需8座接触池，则 每座接触池的容积为V=Qmaxt=9750?0.5=609.4m3n8 设有效水深h2=4m，则

每座接触池的表面积为A=Vh=609.4=152.35m2 24 设接触池每廊道宽B=4m，则 廊道总长为 L'=A152.35B=4=38.09m 设分五道格，则廊道长为 取8m 校核长宽比为：

L'B?38.094?9.5225（符合要求） 3.8.2 加氯间

按每立方米投加5g计，

则每小时加氯量为 W=5?9750?10-3

kg/h=48.75 kg/h

加氯设备可选用6台负压加氯机（5台用1备用），单台加氯量为10 kg/h。 24

设计结果：

接触池总长度：38.09m 接触池总深度：4m 接触池总宽度：4m

3.9、污泥处理

污泥处理是污水处理的重要组成部分，它的主要目的是减少污泥量并使其稳定，便于污泥的运输和最终处置。污泥处理工艺主要由污泥的性质以及污泥最终处置的要求所决定。图为以活性污泥法为主的城镇污水二级处理厂污泥处理典型流程。

来自于一级处理的初沉污泥和二级处理的剩余污泥分别进入储泥池，以调节污水处理系污泥的产生量和污泥处理系统处理能力之间的平衡；随后进行污泥浓缩，浓缩的目的是为大幅度地削减污泥体积，减小后续处理的水量负荷和污泥调理时的药剂投量；污泥稳定则是减少污泥中的有机物含量和致病微生物的数量，降低污泥利用的风险，稳定的方法有厌氧消化、好氧消化和化学稳定；调理则是提高污泥的脱水性能（减小污泥的比阻）；脱水的目的是进一步降低污泥的含水量，经脱水后的污泥可直接进行最终处置，也可经干化后在进行最终处置。

3.9.1 污泥浓缩池

由之前计算知剩余污泥量?Xv=9628.6kg/d，而反应池中污泥浓度是变化的，最高水位时，污泥浓度最低XH=4.81g/l，最低水位时，污泥浓度高，XL=5,94g/l, 设浓缩池污泥固体通量为M=30kg/（m2·d），污泥浓缩时间T=12h，进入浓缩池的污泥含水率P1=99.6﹪，浓缩后含水率为P2=97﹪，每个浓缩池设置n=2个泥斗，且泥斗与水平面的夹角为?= 60°泥斗的上口半径取r1=3.5m，下口半径取r2=1.5m，坡度i=0.1。

则浓缩池总面积为A??Xv9628.6??321m2 M30?4?321?20.2m，所以直径D取21m 3.14浓缩池直径为D?4A?按最不利的情况计算污泥体积，即 Qw??Xv9628.6??2001.8m3/d XH4.81则浓缩池工作部分高度为

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h2?QwT2001.8?12??3.12m 24A24?321每个泥斗受纳浓缩后的污泥体积 V?QW?1?P2001.8??1?0.996?31??m?133.5m3 ?1?P2?n?1?0.97??212V12?133.53?m?66.75m3 2424泥斗的垂直高度h5=( r1- r2)tan?=(3.5-1.5)?tan60°m=3.46m

每个贮泥区所需的容积为： V1?污泥容积：

3.14?3.463.52?3.5?1.5?1.52?m3?71.52m3 ?33池底坡降高度为：h4=(R- r1) ·i=(10.5-3.5) ?0.1m=0.07m V2??h5?r21?r1r2?r22??坡降可储存污泥的体积为：

V3??h43?R2?Rr1?r12??3.14?0.073.52?3.5?10.5?10.52?m3?11.7m3 ?3总贮泥容积为：VZ=V2+V3=71.52m3+11.7m3=83.22m3

浓缩池总高度：H=h1+h2+h3+h4+h5=0.3m+3.12m+0.5m+0.07m+3.46m=7.45m 式中： h1——超高，取值0.3m； h3——缓冲高度，取值0.5m

3.9.2 污泥脱水间

通过带式脱水机的作用，使沉淀池排除的剩余污泥脱去较多的水分，从而达到污泥脱水减小体积的目的，达到从污水处理厂出来的污泥含水率为75%左右，实际可能在80%-85%之间。在本设计之中，设置脱水间一座，其污泥处理量为QW=294.34m/d，采用ZSP-447

3

型带式脱水机(处理量60 m/h，25t/d绝干泥)

3

3.9.3 污泥泵房

提升辐流式沉淀池中的污泥，用液氯处理后进入污泥脱水间，回流污泥到曝气池缺氧首段，采用地下钢筋混凝土结构，选用泥浆泵，选用M236388的型号（流量Q：20-30 m/h，效率?=42%，电机功率：1.5KW，扬程H：-9m）。

3

四、污水处理工艺设备说明

主要设备说明 序号 1

名称 格栅 规格 L?B?H =5.13m? 1.34m?1.22数量 设计参数 3主要设备 回旋式机械格栅1套 螺旋压榨机1台 螺纹输送机1台 1座 设计流量Q=18万m/d 格栅间隙b=40mm 栅前水深h=0.8m 26

m 2 3 4 进水泵房 曝气沉砂池 L?B=4m?3m L?B?H =30m?9.7m?4.0415m 过栅流速v=1.0m/s 3 1座 集水池容积48.2 m/min 2集水池面积11.76m 4座 停留时间t= 5min 水平流速v=0.10m/s 有效水深h=2.8m 7座 表面水力负荷为4.5m（mh) 沉淀时间t=1h 32 L?B?H 平流式=40m?8m?12初沉池 m 生物化反应池 L?B?H =54.8m?10m?9m 5 4座 BOD5污泥负荷N=0.30kgBOD5/（kgMLSS·d） 回流污泥浓度XR=8000mg/L 污泥回流比R=100% 4座 BOD为200mg/l,经初沉池处理，降低30% 6 L?B?H= 曝气池 37.6m?3.5m?3m 辐流式D?H=37.1m?二沉池 5.4465m 接触消毒池 L?B?H= 38.09m?4m?4m 7 6座 水力停留时间t=2.5h 表面水力负荷q=1.5 32m/(m·h) 有效水深h2=3.75m 8座 接触时间为0.5h 有效水深h2=4m 8 9 kg/h 可选用6台负压加氯L?B=15m?8m 1座 每小时加氯量48.75 加氯间 机（5台用1备用），单台加氯量为10 kg/h 污泥浓缩池 D?H=21m?7.45m 1座 剩余污泥量 10 ?Xv=9628.6kg/d 污泥浓缩时间T=12h

五、污水厂平面布置

污水处理厂平面设计的任务是对各单元处理构筑物与辅助设施等的相对位置进行平面布置，包括处理构筑物与辅助构筑物，各种管线，辅助建筑物，以及道路，绿化等。

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污水处理厂平面布置的合理与否直接影响用地面积、日常的运行管理与维护条件，以及周围地区的环境卫生等。进行平面布置时，应综合考虑工艺流程与高程布置中的相关问题，在处理工艺流程不变的前提下，可根据具体情况做适当调整。

1、附属建筑物

序号 1 2 3 4 5 6 名称 综合办公楼 维修间 仓库 食堂 车库 传达室 尺寸规格（m?m) 16?10 10?5 9?6 15?5 9?3 3?4 2、平面图布置原则

该污水处理厂为新建工程，总平面布置包括：污水与污泥处理工艺构筑物及设施的总平面布置，各种管线、管道及渠道的平面布置，各种辅助建筑物与设施的平面布置。总图平面布置时应遵从以下几条原则：

（1）处理构筑物与设施的布置应顺应流程、集中紧凑，以便于节约用地和运行管理； （2）工艺构筑物（或设施）与不同功能的辅助建筑物应按功能的差异，分别相对独立布置，并协调好与环境条件的关系（如地形走势、污水出口方向、风向、周围的重要或敏感建筑物等）。

（3）构（建）之间的间距应满足交通、管道（渠）敷设。施工和运行管理等方面的要求。 （4）管道（线）与渠道的平面布置，应与其高程布置相协调，应顺应污水处理厂各种介质输送的要求，尽量避免多次提升和迂回曲折，便于节能降耗和运行维护。

（5）协调好辅建筑物，道路，绿化与处理构（建）筑物的关系，做到方便生产运行，保证安全畅道，美化厂区环境。

3、污水厂平面图

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六、污水厂高程布置

污水处理厂高程设计的任务是对各单元处理构筑物与辅助设施等相对高程作竖向布置；通过计算确定各单元处理构筑物和泵站的高程，各单元处理构筑物之间连接管渠的高程和各部位的水面高程，使污水能够沿处理流程在构筑物之间通畅地流动。

高程布置的合理性也直接影响污水处理厂的工程造价、运行费用、维护管理和运行操作等。高程设计时，应综合考虑自然条件，工艺流程和平面布置等。必要时，在工艺流程不变的前提下，可根据具体情况对工艺设计作适当调整。

1、高程布置原则

（1）、尽量采用重力流，减少提升，以降低电耗，方便运行。

（2）、应选择距离最长、水头损失最大的流程进行水力计算，并应留有余地，以免因水头不够而发生涌水，影响构筑物的正常运行。

（3）、水力计算时，一般以近期流量（水泵最大流量）作为设计流量；涉及远期流量的管渠和设施，应按远期设计流量进行计算，并适当预留贮备水头。

（4）、注意污水流程与污泥流程间的配合，尽量减少污泥处理流程的提升，污泥处理设施排出的废水应能自流入集水井或调节池。

（5）、污水处理厂出水管渠高程，应使最后一个处理构筑物的出水能自流排出，不受水体顶托。

（6）、设置调节池的污水处理厂，调节池宜采用半地下式或地下式，以实现一次提升的目的。

2、高程计算

以地面为基准，高为0.00m （1）、格栅： 液面0.3-1.1=-0.8m 底部-0.8-0.018=-0.818m （2）、泵房：超地48.2/11.2=4.3m

（3）、曝气沉沙池：超地0.3+2.8+0.9415=4.0415m 液面2.8m

（4）、平流式初沉池：超地0.3m+2.7m+0.3m+8.23m+0.2918m =11.8218m 液面2.7m （5）生物化反应池：8+1=9m （6）、曝气池：3.0m

（6）辅流式二沉池：1.5?2m=3.75m （7）消毒接触池：4m

（8）、污泥浓缩池：0.3m+3.12m+0.5m+0.07m+3.46m=7.45m

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3、高程布置图

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