zt市污水处理厂毕业设计 - secret

目 录

第一篇 污水厂设计说明书………………………………………………………………1

第一章 ZT市污水处理厂设计任务书………………………………………………2

第一节 设计任务及要求………………………………………………………2 第二章 城市污水处理厂总体设计………………………………………………3

第一节 设计规模的确定………………………………………………………3 第二节 处理程度确定………………………………………………………3 第三节 污水处理厂的工艺流程方案的选择…………………………………4 第四节 工艺处理构筑物与设备的设计………………………………………5 第五节 总体布置………………………………………………………………8

第二篇 污水厂设计计算书………………………………………………………………10

第一章 一级处理……………………………………………………………………11

第一节 粗格栅…………………………………………………………………11 第二节 细格栅…………………………………………………………………12 第二节 曝气沉砂池……………………………………………………………13 第二章 A2/O工艺计算………………………………………………………………15

第一节 初次沉淀池……………………………………………………………15 第二节 A2/O工艺设计计算……………………………………………………17

第三节 二沉池计算……………………………………………………………27

第四节 接触室…………………………………………………………………29 第三章 氧化沟工艺计算……………………………………………………………32 第四章 污泥处理系统……………………………………………………………37 致谢…………………………………………………………………………………39

1

第一篇

污水厂设计说明书

第一章 ZT市污水处理厂设计任务书

第一节 设计任务及要求

一、设计任务

根据所给ZM市资料建一座污水处理厂 二、设计要求 、 l、确定污水厂厂址 2、污水处理程度的计算 3、工艺流程方案的选择，要求作出最少两套方案，进行经济技术比较，推出最佳方案。

4、工艺构筑物及附属设备的工艺设计计算，并在计算书上绘制污水处理工艺有关的一系列草图。

5、进行污水处理厂各构筑物、建筑物及各种管渠等总体布置。

第二节基本资料

一 自然条件 1．气象条件

全年平均气温 9．3℃

夏季极端最高温度 39．4℃ 冬季极端最低温度 -25.2℃ 冬季最低水温 11℃ 全年主导风向 西北风 风荷载 O．3Kpa 雪荷载 O．2Kpa 全年采暖日数 137天 全年平均蒸发量 907mm 全年平均降水量 495.5mm 2．工程地质条件

地震烈度 8度

最大冻土深度 77cm 地基承载能力 120吨／m2 3．水文地质条件

地下水位埋深 7m

二 污水资料 1．设计污水

总污水量2.5万m3／d，其中工业废水占60％，生活污水占40％。

2.污水水质

2

SS BOD5 NH3一N TP (mg／L) (mg／L) (mg／L) (mg／L) 生活污水 220 190 53 0 生产污水 280 310 62 6 1．污水处理后排入某一河流，污水处理厂距此河流500米， 此河流最高洪水位为465.5米。

2．污水处理厂设计地面标高为469.3米。

3．污水提升泵房进水间污水管引入标高为463.2米。 三 出水要求

污水处理后应达到以下标准： BOD5≤30mg／l SS≤30mg／l

NH3一N≤15mg/1 N03一N≤10mg／1 TP≤lmg／l

碱度 (mg／L) 0 210 第二章 城市污水处理厂总体设计

第一节 设计规模的确定

一． 设计规模

污水处理厂的设计规模以平均时流量计 Q平=3.6?104m3/d=1500m3/h

二． 设计流量

设计时不考虑工业废水流量的变化。根据设计任务书可知生活污水 总变化系数

kz=2.7/Q生活0.11=2.7/（3.6?104?40%?103/24?3600）0.11=1.54 Qmax=Q平?60%+Q?40%?1.54 =3.6?60%+3.6?40%?1.54

=4.378?104m3/d=1824.17m3/h

第三节 处理程度确定

一．水质的确定

工业废水与生活污水的水质存在较大差异，二者混合后的水质按加权

平均计算

例如：工业污水中的SS=280mg/l 生活污水中的SS=220mg/l

混合后的SS=

280?Qg?220?Qs=256mg/l

Qg?Qs

计算结果列如下表： SSmg/BODmg/l NH3-Nmg/l TPmg/l l 3

碱度mg/l 生活污水 工业污水 混合污水

220 280 256 190 310 262 53 62 58.4 —— 6 3.6 —— 210 126 三． 处理程度计算

262?20?100%=92.37% 262256?20?100%=92.19% SS去除率 ?=

25658.4?15?100%=74.3% NH3-N去除率 ?=

58.43.6?1?100%=72.22% TP去除率 ?=

3.6BOD5去除率 ?=

第三节 污水处理厂的工艺流程方案的选择

根据进水水质分析，以及出水要求，选择采用A2/O与卡塞罗氧化沟工艺两种方案，在二者之间进行优化比较，选出最优方案。两个方案的工艺流程图如下：

方案一 A／O工艺: 污泥回流 污 水 沉厌缺好二接提 细排格砂氧氧氧沉触升江泵池池池池池池 栅房 混合 液回流 硝化液回流 2

粗格栅 污水 剩余污泥 浓缩池 贮泥池 脱房水机运泥饼 外 运

4

方案二 氧化沟工艺:

污水

粗 格栅 细格栅 污水提升泵房 沉 砂池 氧 化沟 接触池 排江

剩余污泥 外 运

根据进水水质及处理程度，该污水厂必须进行生物脱氧除磷三级处理。一级处理是由格栅沉砂池组成，其作用是去除污水中的固体污染物。通过一级处理BOD5可去除20%—30%。二级处理采用生物处理方法，去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物。三级处理，进一步处理难降解的有机氮和磷等能够导致水体富营养化的可溶性有机物，主要采用生物脱氮除磷法。本设计采用氧化沟工艺和A2/O工艺。但考虑到除磷的要求，方案一作为最优方案。

浓缩 池贮 存池 脱水机房 泥饼 污泥处理：

第五节 工艺处理构筑物与设备的设计

一、格栅

由一组平行的金属栅条或筛网制成，被安装在污水管道上，泵房集水井的进口或污水处理厂的端部，用以截流较大的悬浮物或漂流物，以便减轻后续构筑物的处理负荷，并使之正常运行。被接流的物质为栅渣，清渣的方法有人工清渣和机械清渣。

㈠．设计数据

1．过栅流速取0.85m/s；

5

2. 粗格栅栅条间隙为取b＝50mm；

3. 格栅倾角一般采用45o——75o，取α=70?； 4．栅前渠道内的水流速度一般采用0.4——0.9m/s； 5．通过格栅的水头损失一般采用0.08——0.15m；

6. 格栅间隙为16——25mm，栅渣量W1=0.10——0.05m3/103m3污水； 7. 每日栅渣量大于0.2m3，一般采用机械除渣。 ㈡．计算结果

1. 粗格栅 栅条宽度B=0.82m；细格栅B=1.842m 2．栅槽总长度L=3.89m； 3. 栅后槽总高H=1.57m；

4. 每日粗格栅栅渣量W=1.08 m3/d；细栅渣量W=0.54m3/d； 二、 沉砂池

沉砂池功能是去除较大的无机颗粒，例如泥砂，煤渣，一般设于泵站，倒虹吸管前以减轻机械，管道的磨损，也可设于初沉池之前,以减轻沉淀池负荷，改善污泥处理构筑物的处理条件。

选择曝气沉砂池，该沉砂池是在池子的一侧通入空气，使污水沿池旋转前进，从而产生与主流垂直的横向恒速环流。该池的优点是通过调节曝气量，可以控制污水的旋转速度，使沉砂效率较稳定，受流量变化的影响较小。同时还对污水起预曝气作用。

㈠．曝气沉砂池的设计数据

1．最大设计流量时的水平流速0.06——0.12m/s，取V1=0.12m/s。 2．设计有效水深2——3m， h=2m。

3．每立方米污水所需空气量0.1——0.2m3,取0.2m3。 4．清除沉砂的间隔时间T=３d。 5．水平流速V=0.12m/s 6.有效水深h=2.0m

㈡．曝气沉砂池的设计计算结果 1．池子总宽度B=4.30m； 2．池子长度L=7.5m；

6

3．沉砂室高度h3=1.30m； 4．池总高度H=3.90m； 三 方案一 A2／O工艺：

㈠．工艺原理：

1厌氧池：流入原污泥水及同步进入的从二沉池回流的含磷污泥。该池主要功能为释放磷，使污水中磷的浓度升高，溶解性有机物被生物吸收而使污水中BOD5浓度下降。NH3—N因细胞合成而被去除一部分，使污水中浓度下降，但NH3—N含量无变化。

2缺氧池：反硝化菌利用污水中的有机物作为碳源，将回流液带入的大量NO 3—N和NO2—N还原为N2释放至空气中。BOD5浓度下降，NO 3—N的浓度大幅度下降，而磷的变化很小。 3好氧池：有机物被微生物生化降解而继续下降；有机氮被氨化继而被硝化，使NH3—N浓度显著下降，但该过程使NO 3—N浓度增加，磷随着聚磷菌的过量摄取，也以较快速度下降。

好氧池将NH3—N完全硝化，缺氧池完成脱氮功能；缺氧池和好氧池联合完成除磷的功能。

㈡．工艺特点：

(1)厌氧、缺氧，好氧三种不同的环境条件和不同种类微生物菌群的有机配合，能同时除有机物，脱氮，除磷的功能。 (2)工艺流程简单，总的水力停留时间少于其他同类工艺。 (3)在厌，缺，好氧交替运行下，丝状菌不会大量产生，不会发生污泥膨胀。 (4)脱氮效果受混合液回流比大小的影响，以2Q为限，除磷效果受回流污泥中夹带DO和NO 3—N的影响，因而脱氮除磷效率不可能很高。 ㈢、A2/O工艺设计：

1．中进周出初沉池2座D=24.10m 2. 好氧池2座，B×L=60×43m, 五廊道推流式。厌氧池D=22m，缺氧池D=31.6m。 3. 曝气采用鼓风系统，先用网状模型微孔空气扩散器，服务面积0.49 m2, 所需空气扩散器总数为5265个.

4. 污泥回流50%.回流污泥泵提升设备采用螺旋泵LXB-1000型三台.两用一备.提升高度为2.5 m,功率11 kw,低扬程,低转速,流量范围广,且不破坏污泥\\活性.

5. 剩余污泥量为3782.09kg/d, 采用2×1/2NWL型污泥泵三台,两用一备.提升高度5.8—3.6 m,转速1440r/min.配套电动机功率1.5 kw.

6. 硝化液回流231% 四．方案二 氧化沟设计 ㈠．工艺特点：

本设计采用Carrousel氧化沟

1 氧化沟具有独特的水力特点,有利于活性污泥生物凝聚作用,而且或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,取得脱氮的效果.

2 不使用初沉池,有机性悬浮物在氧化沟内能够达到好氧稳定的程度. 3 BOD负荷低,类同于活性污泥法的延时曝气系统 4 氧化沟的点地面积很大

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㈡、氧化沟工艺设计：

1 氧化沟设为两组，每组尺寸：B×L=48×112m,水深取H=4m

2 每组沟剩余污泥量为：3369.66kg/d. 五 二沉池工艺设计

二沉池采用周进周出辐流式二沉池

㈠ 工艺原理：二沉池设在曝气池之后，是以沉淀去除生物处理过程中产生的污 泥，获得澄清的处理水为主要目的。

㈡、二沉池设计：设置2座，沉淀时间1.5h ，单池直径36 m，沉淀池总高5.35m. 六 污泥处理 ㈠、浓缩室：

污泥浓缩用于降低污泥空隙水。浓缩后含水率为97%。采用重力浓缩池处理污泥量472.76m3/d.

浓缩池2座,池径D=12m，池高3.36 m,处理后的上清液回到反应池.

㈡、 脱水间：采用YDP—1000带式压滤机，一用一备。滤带宽1000 m m。

传动机采用YGT—4，功率3.0 kw,转速为100—1250r/min的滤带清洗水泵，清洗水压1.5 kg/cm2.污泥经浓缩后含水96%,再经机械脱水及过滤介质形成滤液,而固体颗粒被截留在介质上,形成滤饼而脱水,脱水后含水率为70——80%，再经干化外运。

第五节 总体布置

一 平面布置

㈠ 平面布置原则

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，集中紧凑以便节约用地和运行管理。 2.工艺构筑物不用改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）。

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通美化厂区环境。

㈡ 污水厂平面布置（见布置图） 方案Ⅰ与方案Ⅱ有如下共同特点： 1.布置紧凑，流线清楚。

2.生活活动区，污水区、污泥区，界线分明从大门进去为综合楼宿舍，食堂等，形成入口的生活区，该区位于主导风向的上风向，距离格栅、污泥区很远，加强绿化，环境较好。

3.污泥区位于下风向且在厂区的最下角，消化池距离构建筑物较远，不影响其它

8

设施。

4.生产辅助区距需检修用电等较多的构筑较近，方便了工作人员。 5.厂区内道路设计考虑工作人员可以顺利到达任何处。

6.设有后门，生产过程中产生的栅渣，沉砂、泥饼等由后门运走，而不走前门，避免了影响大门处生活区的环境清洁。

7．采用A2／0法，对溶解氧的控制要求高，所以处理构筑物用暗管连接。 8．绿化率较高。 二 高程布置(方案I) ㈠ 高程布置原则

1.充分利用地形地势及城市排水系统，使污水经一次提升便能顺利自流通过污水处理构筑物排出厂外。

2.协调好高程布置与平面布置的关系，做到既减少占地，又利于污水、污泥输送，并有利于减少工程投资和运行成本。

3.做好污水高程布置与污泥高程布置的配合，尽量同时减少两者的提升次数和高度。

4．协调好污水处理厂总体高程布置与单体竖向设计，既便于正常排放，又有利于检修排空。

㈡ 高程布置结果

为了降低运行费用和便于维护管理，污水在处理构筑物之间的流动以按重力流考虑为宜。高程布置时，使接触池的水面与地面相平，然后根据水头损失通过水力计算推前构筑物各控制标高。计算结果如下：

池顶标高 沉砂池 初沉池 厌氧池 缺氧池 好氧池 二沉池 接触池 473.8 472.94 472.202 471.527 471.051 470.25 469.80 水面标高 473.2 472.644 471.802 471.127 470.551 469.75 469.30 池底标高 471.20 467.914 466.802 466.127 465.551 464.90 467.30

9

第二篇

污水厂设计计算书 第一章 一级处理

第一节 粗格栅

一． 设计参数

设计流量 Qmax=43780m3/d=0.507m3/s

.格栅倾角???70?

格栅间隙净宽 b=50mm

单位栅渣量 0.03m3栅渣/103m3污水 二． 设计计算

14565.8?242.76 1. 栅条间隙数： 设栅前水深h=1m60

Qmaxsin?0.507?sin70? n===12个

bhV0.05?1?0.82. 栅槽宽度：

B=S（n-1）+bn =0.2??12?1??0.05?12

=0.82m

3. 每日渣量W=QW=3.6?104?0.03?10-3 =1.08m3/d>0.2m3/d 宜采用机械清渣 4. 栅前槽高度

工作台台面高出栅前最高设计水位0.5m 故 H1=1+0.5=1.5m 5. 过栅水头损失

因栅条断面为圆形，形状系数为 ??1.79

2?S?4/3V h1=??? (sin?)k

2g?b?2?0.02?4/30.8? =1.79???(2?9.8)(sin70)?3

?0.05? 10

=0.05m 6. 栅后槽高度

H2=1+0.5+0.05=1.55m 7. 采用钢筋混凝土管 8. 采用两组格栅一用一备

第二节 细格栅

一. 设计参数

设计流量 ，建两组Q设=Qmax/2=0.507/2=0.257m3/s 栅前流速 V1=0.9m/s 过栅流速 V2=1m/s

格栅倾角 ??75?，栅条采用断面形状为圆形的钢条。直径S=20mm

格栅间隙 b=10mm

设单位栅渣 0.03m3栅渣/103m3污水

二. 设计计算

1. 每组栅条的间隙数：

设栅前水深h=0.4m

n=（Q设sin?）/bhV

0.254sin75? ==62个

0.01?0.1?12. 栅槽宽度

B=S（n-1）+bn

=0.02??62?1??0.01?62

11

=1.84m

3. 进水渠道渐宽部分长度

设进水渠道宽B1=0.8m，其渐宽部分展开角度 ?1=20? L1=

B?B12tg?1

=

1.84?0.8=1.43m

2tg20?4. 栅槽与出水渠道连接处渐宽部分长度

1.43 L2=L1/2==0.72M

25. 过栅水头损失h1

因为栅条为圆形截面，取形状系数 ??1.79

?S? H1=???4/3(V2/2g)(sin?)k

?b?1?0.02?4/3

(sin75?)?3 =1.79????2?9.8?0.05? =0.67m

6. 栅前槽总高度H1

取超高h2=0.5m

H1=h+h2=0.4+0.5=0.9m 7. 栅后槽总高H2 H2=h+h1+h2

=0.4+0.67+0.5=1.57m 8. 栅槽总长度

L=l1+l2+0.5+1.0+H1/tg? =1.43+0.72+0.5+1.0+

0.9 tg75? =3.89m 9. 一台格栅渣量

W=（3.6?104/2）?0.03?10-3 =0.54m3/d>0.2m3/d 宜采用机械清渣

第四节 曝气沉沙池

一． 设计参数

设计流量Qmax=0.507m3/s

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设计停留时间 t=2min 水平流速 V=0.12m/s 有效水深 h=2.0m 二． 设计计算 1. 池体设计计算 (1)池子总有效体积

V=Qmax?t?60=0.507?2?60=60.84m3

(2) 池子平面面积

V60.84 A1===30.42m2

h20.507(3) 水流断面积:

2Qmax0.507 A2===8.45m2

V0.06A8.45(4) 池总宽B=2==4.225m

h2 取B=4.3m

沉沙池分两个如图所示:

池宽2.15m,池底坡度0.5,超高0.6m 全池总高

(5) 每格沉沙池实际进水断面面积

?2.15?1.15?A′=2.15?2????0.5

2??A′=5.125m

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(6) 池长 L=

60.84V ==7.5m 8.45A2

(7) 每格沉沙池沉沙容量V。

V。=0.6?0.75?7.5=3.375m3

2. 曝气系统设计计算

每立方米污水每小时曝气量q=0.2m3/(m3污水?h) 空气用量Qa=qQmax=0.2?0.507?3600 Qa=365.04m3/h

空气管布置:在两格曝气沉沙池的公共隔墙上布置空气干管, 再通过支管与干管连接. 曝气管在水下1.8m 3. 排沙量计算:

设含砂量为 20m3/106m3污水 .每两天排砂一次

0.507 V。′=20?10-6??3600?24?2

2 V。′=0.876m3<3.375m3

第二章 A/O工艺计算

第一节 初次沉淀池

一. 设计参数

设计水量 Qmax=0.507m3/s 表面负荷 q=2.0m3/(m2h) 沉淀时间 t=1h 二. 设计计算

1. 总的有效沉淀面积

A=

Qmax0.507?3600==912.6m2

2q2

0.507?3600

2 一个沉淀池有效沉淀面积为

A912.6 A1===456.3m2

222. 设两个沉淀并联排列

池子直径 D=4F?=4?456.3??

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D=24.10m 3. 沉淀部分有效水深:

h2=qt=2?1=2m 4. 沉淀部分所需容积:

Qmax0.507?3600?1t= V==912.08m3 n2 5. 污泥部分所需容积:

V=[Q(C1-C2)?24?100T]/[?(100-?0)n]

V=[1824.17?(256-256?50%)?10-6?24?100?1.3]/ 1?(100-97) ?2?24 V=20.24m3

其中:Q—日平均流量 m3/h T—两次清泥间隔时间 d C1—进水悬浮物浓度 t/m3 C2—出水悬浮物浓度 t/m3 ?--污泥密度 t/m3 约等于1 ?0—污泥含水率 %

说明:采用机械排泥时,T=4h.浓缩池脱水机房上清液至初沉池,所以剩1—3安全系

数

6. 污泥斗容积

设污泥斗上部分半径r1=2m,污泥斗下部半径r2=1m

倾角?=60?,污泥斗高度 hs=(r1-r2)tg? =(2-1)?tg60? =1.73m

? hs(r12+r1r2+r22) 3?22

=?1.73?(2+2?1+1)

3 =12.7m3

7. 污泥斗以上圆锥体部分污泥容积: 设池底径向坡度0.05,则圆锥体高度 h4=(R-1)?0.05 污泥斗容积 :V1=

24.1?2)?0.05=0.5m 2 圆锥体部分污泥容积:

=(

15

?h4(R2+Rr1+r12) 3? V2=?0.5?(12.052+12.05?2+22)

3 V2=90.74m3 8. 污泥斗总容积:

V=V1+V2=12.7+90.74=103.44m3>20.24m3 9. 沉淀池总高度

设h1=0.3m， h2=0.5m H=h1+h2+h3+h4+h5

=0.3+2+0.5+0.5+12.7=16m 10. 沉淀池池边高度

H′=h1+h2+h3

=0.3+2+0.5=2.8m 11. 径深比 V2=

D24.1==12.05 h22 12. 在曝气沉沙池与后续的生物处理构筑物之间设一个超越管。 超越管直径D=800mm铸铁管V=1.004m/s 1000i=1.49

2座初沉池采用套筒式配水井进行配水

第二节 A2/O工艺设计计算

一．设计参数 1. 水温 11?C

最大设计流量Qmax=0.507m3/s

一级处理出水（BOD5去除率30%，SS去除率65%） BOD5=262??1?30%?=183.4mg/l SS=256??1?65%?=89.6mg/l NH3-N=58.4mg/l TP=3.6mg/l 二级处理出水：

SS?20mg/l BOD5?20mg/l NH3-N?15mg/l TP?1mg/l NO3-N?10mg/l

2. MLSS=3500mg/l MLVSS/MLSS=0.75 PH=7.0—7.6 碱度=126mg/l

好氧段DO=2mg/l 缺氧段DO?0.5mg/l 厌氧段DO?0.2mg/l

16

3. 系统负荷：污水同化NH3-N去除10%。则由微生物生物同化

从剩余污泥排放去除TN为58.4?10%=5.84mg/l 二． 设计计算 1. 硝化池计算

（1） 硝化细菌最大比增长速率

? ?max

=0.47e0.098（T-15） =0.47?e0.098?（T-15）

max

=0.3176d-1

（2） 稳定运行状态下硝化菌的比增长速率

?N= =

?N,maxN1Kz?N1

0.426?15=0.399d-1

15?1

（3） 最小污泥龄 ?cm ?cm=1/?N=

1=2.51d 0.399（4） 设计污泥龄 ?cd

dm

?c=DF??c

?cd=1.2?3?2.51=9.04d

为保证污泥稳定 ， ?cd取20d

式中： DF—设计因数，为SF?PF 其中SF为安全因数，

取3，PF为峰值因数取1--2

?cm—最小污泥龄 ，为2.51d

（5） 含碳有机物去除率

qOBS=

1 d?c?YNET qOBS=

1=0.217gBOD5/（g?BOD5）

0.23?20??式中：?cd—设计污泥龄 为20d

YNET—产率系数 为0.23 gBOD5/（g?BOD5） （6） 好氧池停留时间 t=

t=

Sa?Se

qOBS?x183.4?20=0.287d

0.217?262517

t=6.9h 取t=7h

式中：Sa—进水中有机物浓度 为183.4mg/l Se—出水中有机物浓度 为20mg/l

qOBS—含碳有机物去除率 为0.217g/（g·d） X—混合液活性污泥浓度 为MLVSS即 X=0.75?3500=2625mg/l （7） 好氧池容积 V好=Qmax?t

V好=1824.17?7=12769.19m3

式中：Qmax—最大设计流量 为1824.17m3/h t—停留时间 为7h （8） 污泥负荷 Ns= =

Qmax?Sa

X?V

43780?183.4=0.24Kg BOD5/（KgMLVSS?d）

2625?12769.19（9） 好氧池生物硝化产生NO3-N总量TKNox：

TKNox=58.4-5.84-15=37.56mg/l （10） 好氧池平均硝化速率SNR为： SNR=（Q?TKNox）/（V好?X）

36000?37.56 SNR==0.04gN03-N/（g?MLVSS?d）

12769.19?2625式中 ：Q—设计流量 为3.6?104m3/d 最大硝化速率： SNR′=SNR? PF

SNR′=1.2?0.04=0.048gN03-N/（g?MLVSS?d） 式中：PF—峰值因数 为1.2 2. 缺氧池计算

硝化产生NO3-N为37.56mg/l，出水NO3-N为10mg/l

反硝化去除NO3-N的量37.56-10=27.56mg/l，去除NO3-N的 量为1644.38Kg/d

反硝化速率qD?T=qD?20??（T-20）

qD?21=0.07??（11-20）

=0.058gNO3-N/（g?MLVSS?d） SDNR=0.058gNO3-N/（g?MLVSS?d）

式中： qD?20--20?C下，反硝化速率 为 0.07 gNO3-N/（g?MLVSS?d） ?--温度系数 取1.05 T—反映温度 取11?C 缺氧区水力停留时间t′

18

t′=（D0-D1）/XqD

37.56?10 t′==0.181d=4.3h

2625?0.058 式中： D0—污水中氧化为NO3-N的TKNox浓度mg/l D1—出水中NO3-N浓度 mg/l X—MLVSS mg/l

qD—反硝化速率 gNO3-N/（g?MLVSS?d） 缺氧池容积V′=Qmax t′

V′=1824.17?4.3=7843.931m3 设两座圆形缺氧池，池深取5m

7844缺氧池面积A1= V′/nh==784.4m2

2?5则直径 D=

4A?=4?784.4?=31.6m 3. 污泥回流比R=X/（Xr-X）

2625 R==44.7%

8500?2625式中 X—活性污泥浓度 2625mg/l

Xr—回流污泥浓度 8500mg/l 4. 好氧池硝化液回流比

37.56?10?100%=73.4% （1） 反硝化fNO3=

37.56（2） 回流比I=[ fNO3?（R+1）-R]/（1- fNO3）

0.734??0.447?1??0.447???? I=

1?0.734 I=231%

式中：fNO3—反硝化率 为73.4% R—污泥回流比 为50% 5. 好氧池补充碱度：（每氧化1gNH3-N需要消耗碱度7.14g，每还原

1gNH3-N可产生碱度3.57g）

（1） 硝化消耗碱度 7.14?37.56?268.18mg/l

（2） 反硝化产生碱度 3.57?(37.56?10)?98.39mg/l （3） 处理出水剩余碱度为 50mgCaCO3/l，则需投入碱度 268.18?50?98.39?126?93.79mg/l 6. 厌氧池的设计计算：

厌氧池水力停留时间取 t=2h

则 厌氧池容积 V厌=Qmax?t=3648.34m3

19

建两座圆形厌氧池 ，池水深取 h=5m

V3648.34?364.834m3 则 厌氧池面积A??h5?2 直径 D=

364.834?4?=21.6 m 取22m

7. 厌氧池搅拌功率

缺氧池单位容积搅拌功率为10W/m3，搅拌机的输出功 率为17.1KW

8. 剩余污泥量

（1） 降解BOD5生成污泥量 W1?a?L0?Le?Q

=0.55??183.4?20??10?3?43780 =3934.51Kg/d （2） 内源呼吸分解泥量 W2?bvXv

=0.05?12769.19?2625?10?3 =1675.96Kg/d

（3） 不可生物降解和惰性悬浮物量 W3??S0?Se?Q?0.5

=?89.6?20??43780?0.5?10?3 =523.54Kg/d （4） 剩余污泥量

W=W1?W2?W3=3782.09Kg/d

（5） 湿污泥量 （剩余污泥含水绿 ?=99.2%） Qs?W=472.76m3/d

?1?0.992??10009. 好氧池各部分尺寸

20

IIIIIIIVV进水 （1） 设置2组好氧池 ，每池容积V=V好/2=6384.6m3 （2） 池取5m，每池面积F= 1276.9m2

B6??1.2 在1—2之间符合要求 h5F1276.9?212.8m 池长 ?B6L212.8?35.5?10 符合要求 ?B6L212.8?42.56m 设五廊道式曝气池，廊道长L1=?55 池宽取6m

L1取 L1=43m

取超高0.5m，则池总高为5+0.5=5.5m，在好氧池面对缺氧池二沉池一侧各设横向

配水渠道，并在地中部设纵向中间配水渠道与横向配水渠道相连接。在两侧横向配水渠道上设进水口。每组曝气池廊道共5个进水口，而污水分别从两侧配水渠道5个进水口均量进入。

10. 需氧量计算： 最大时需氧量：

BOD5去除量=43780??183.4?20??10?3=7153.65Kg/d NH4-N氧化量=43780?37.56?10?3=1644.38Kg/d

生物硝化系统，含碳有机物氧化需氧量与泥龄和水温有关，每 去除1Kg BOD5需氧量1.0—1.3Kg，本例中设氧化1Kg BOD5 需氧1.2Kg，则碳氧化硝化需氧量为

1.2?7153.65?4.6?1644.38?16148.53Kg/d

每还原1gNO3-N需2.9gBOD5。由于利用污水中的BOD5作为

21

碳源反硝化减少氧需要量为：

2.9??37.56?10??43780?10?3=3499Kg/d

实际需氧量 ：16148.53-3499=12649.53Kg/d=527.06Kg/h 同理平均时需氧量为：9225.072Kg/d=374.4Kg/d 11. 鼓风曝气系统设计 （1） 供气量计算

采用膜片式微孔扩散器，敷设于距池底0.3m处，淹没水深4.7m，最不利温度为

30?C。查《排水工程》第3版得水中溶解氧饱和度Cs?20?=9.17mg/l ，Cs?30?=7.3mg/l

3 ① 空气扩散器出口处绝对压力Pb=P+9.8?10H 535 Pb=1.013?10?9.8?4.7?10=1.474?10Pa

② 空气离开曝气池面，氧的百分比

Qt?21??1?EA??100%

79?21??1?0.12?21??1?0.12??100%=18.43%

79?21??1?0.12?Qt?式中：EA--空气扩散器氧的转移效率 取12% ③ 曝气池混合液平均氧饱和度

?PbQt? Csb?T??Cs??? 5?2.026?1042? 最不利温度条件，按30?C考虑代入各值得 Csb?30??1.474?10518.43??7.63???=8.9mg/l 542??2.026?10④ 换算为在20?C条件下，脱氧清水的充氧量 即：R0?RCs?20??T?20??????C?C?1.024sbT????

R0?384.4?9.17

0.82??0.95?1?8.9?2??1.024?30?20? R0=524.37Kg/h

22

式中：??0.82 ??0.95 C=2 ??1 相应最时需氧量为： R0?max??527.06?9.17 ?30?20?0.82?0.95?1?8.9?2??1.024 R0?max?=720.28Kg/h （5） 曝气池平均时供气量： Gs?524.37R0?100=14565.8m3/h ?100=

0.3?120.3EA （6） 曝气池最大时供气量：

720.28?100=20007.78m3/h Gs?max??0.3?12 （7） 每m3污水供气量：

2109876536.56.05.55.55.02.5412m14565.8?24?9.71m3空气/m3污水 3600012. 空气管系统计算

10911161514130.60.60.3空气管路计算图

按曝气池平面图，布置空气管道，在相邻的两个廊道的隔墙上设一根干管，共5根干管，在每根干管上设5对配气竖管，每根竖管供气量为：

20007.78 =400.2m3/h 取400m3/h

50

23

0.8121.2m38m 曝气池平面面积为：60?43=2580m2

每个空气扩散器服务面积0.49m2，则所需空气扩散器数为

2580?5265个 0.49 每个竖管上安设空气扩散器的数目为：

5265?105个 50 每个空气扩散器的配气量为：

20007.78?3.8m3/h

5265 将已布置的空气管路及布设的空气扩散器绘成空气管路计算图，进行计算。选择一条从鼓风机房开始的最远最长的管路作为计算管路，在空气流量变化处设计算点，统一编号后列表计算 管段 管段长空气流量 空气流管径 配件 编号 度 速 D m m3/h m3/min L m m/s 1 2 3 4 5 6 7 17—10.7 3.8 0.063 -- 45 弯头16 个 16—10.7 7.6 0.127 0.6 60 三通15 个 15—10.7 11.4 0.190 0.75 70 三通14 个 14—10.7 15.2 0.253 0.9 75 三通13 个 13—10.4 19 0.311 1 80 三通12 个异形管1个 12—11 79.8 1.33 1 80 三通11 个异形管1个 11—11 159.2.66 2.8 135 四通10 6 个异形管1个 10—9 7.5 399 6.65 4.5 160 阀门1个弯头3个三通1个 9—8 7 798 13.3 6.5 210 四通1

24

8—7 7 1596 26.6 8.5 240 7—6 7 2394 399 11 270 6—5 7 3192 53.2 12.5 290 5—4 7.5 3990 66.5 14 310 4—3 12 3990 66.5 14 310 3—2 12 7980 133 70 660 2—1 30 20007.78 333 98 600 个异形管1个 四通1个异形管1个 四通1个异形管1个 四通1个异形管1个 四通1个弯头2个三通1个 三通1个异形管1个 三通1个异形管1个 四通1个异形管1个 总压力损失为9.8KPa

13. 空压机选定

空气扩散装置安装在距曝气池池底0.3m处，因此空压机所需压力

为：P=?5?0.3?1??9.8?88.86KPa

空压机供气量：

20007.78?333.463 m3/min 最大时：

6014565.8?242.76 m3/min 平均时：

60根据所需压力及空气量决定采用6台L53LD型罗兹鼓风机2台备用

25

第三节 二沉池计算

该沉淀池采用周边进水，周边出水的辐流式沉淀池 一．设计参数

36?2 设计进水量 h3?0.05? Qmax=43780m3/d

2 表面负荷 q=1m3/?m2h? 水力停留时间 t=1.5h 二． 池体设计计算 1. 沉淀池表面面积A= 设计两座二沉池 则二沉池直径 D=

Qmax43780??1824.17m2 q1?244A4?1824.17==34.08m 2?2? 取36 m

2. 二沉池有效水深

h=q?t=3?1.5=4.5m

3. 流入槽设计

流入槽的设计流量应加上回流污泥量，即： 43780+0.5?43780=63349.66 m3/d 设流入槽宽B=0.6m，水深0.5m，流入槽流速

63349.66 V==2.44 m/s

24?3600?0.6?0.5 取导流絮凝区停留时间为600s，Gm?20s?1 因水温为11?C，所以?=1.308?10?6m2/s Vn?2tvGm=2?600?1.308?10?6?20 Vn?0.792 m/s

孔径?50mm，每座池流入槽内的孔数 n=

63349.660.792??0.05?86400?=525.9个

2 n取526个

26

孔距 L=

??D?B?n???36?0.6?526?0.22m

导流絮凝区平均流速： V2?Q

n??D?B??B?86400 ?63349.66=0.014 m/s

2??36?0.6??0.6?86400V12?V221/2

核算Gm值： Gm=（）

2t?

0.7922?0.01421/2?1=（）=19.99 s?62?600?1.308?10 4. 出水槽

出水槽设于池周边，出水槽宽0.8m，出水槽直径 d=D-2B-0.8=36-2?0.8-0.8=33.6m 出水槽流量计算 q'=0.063m3/s

出水槽长度计算 L=0.5?d=0.5??33.6=52.78m 出水堰长 LW=?d?0.8?????33.6?0.8???

Qmax?2.24?4.34

2?3.6??36 5. 澄清区高度 ：设 t=1.5h

Qt1824.17?1.5' h2=0==1.34m

F1017.88?2 出水堰负荷 q1'=

' 按在澄清区最小允许深度为1.5m考虑，取h2=1.5m

6. 污泥区高度： 设t'=1.5h h''21?R?Q0Nwt'?= 0.5?Nw?Cu?F =7. 池深度

?1?0.5??1824.17?3500?1.5=1m 0.5?2??3500?8500??1017.88''' h2=h2+ h2+0.3

=1.5+1.0+0.3=2.8m h2取整取做3m

27

7. 沉淀池高度： 设池底坡度为0.05。污泥斗直径为2m，池中心与池边落差

D?d36?2h3?0.05??0.05?=0.85m

22 超高 h1=0.5m，污泥斗高度h4=1m H=h1+h2+h3+h4 H=0.5+3+0.85+1=5.35m

第四节 接触室

一． 设计参数

594.2??1?98.51%?3 设计流量Q=0.5067V2?m/s

1?96% 接触时间t=30 min 水深 h=2 m

隔板间隙 2.85 mm 池底坡度 2%--3% 排泥管 DN=200 mm 二． 设计计算 1. 接触池容积

V=Qt=0.5067?30?60=912.06 m3 设两座接触池，每座池容积

进水

2000

接触池示意图

28

12000 出水

V1= 2. 水流速度

912.06=456.03 m3 211Q?0.506722 v===0.04 m/s nb2?2.85 3. 表面积

456.03 F==228.015 m2

2 4. 廊道总宽：采用6个隔板，则廊道总宽为： B=2.85?7=19.95m ，B取20m 5. 接触池长度

F228.015 L===11.4m，L取12m

B20 第五节 污泥处理系统

A2/O工艺产生剩余活性污泥，含磷量很高，可达4%--6%。但污泥中的磷处于不稳定状态，在污泥处理区易释放出来，故要使污水处理系统得到较高除磷效率，必须控制污泥处理区分离液中的TP浓度.

一． 重力浓缩池设计 1. 设计参数

二沉池剩余污泥量3782.09Kg/d=472.76 m3/d 初沉池污泥=

20.24?24?121.44 m3/d 4 含水率 ?=99.2% ，浓度=40Kg/m3 浓缩后：污泥浓度40g/l，含水率?=96% 2. 设计计算

29

（1）污泥总量 Q=472.76+121.44=594.2 m3/d

（2）污泥混合后的浓度

472.76?8.5?121.44?40 C==14.94 Kg/m3

594.2 （3）浓缩池面积

设固体通量为 55Kg/（m2d）

QC594.2?14.94?161.41 m2 =

M55A A1==80.71 m2

2 （4）浓缩池直径：

设两座浓缩池，则每座直径

A=

D=

4A4?161.41=?10.14 m 2?2?? D取为12m

（5）浓缩池工作部分高度

取污泥浓缩时间T=12h。则浓缩池工作部分高度

TQ18?594.2?2.76m h1==

24A24?80.41?2 （6）浓缩池总高度

设浓缩池超高h2=0.3m，缓冲高度h3=0.3m，浓缩池高度 H=h1+h2+h3=2.76+0.3+0.3=3.36 m

30

（7）浓缩后污泥体积 V2?

594.2??1?98.51%?=221.34 m3/d

1?96%第三章 氧化沟工艺计算

一 设计参数

设计流量 Qmax=1824.17m3/h 进水：SS=256mg/l BOD5=262mg/l NH4-N=58.4mg/l TP=3.6mg/l 碱度=126mg/l

出水：BOD5?20mg/l SS?20mg/l NH4-N?15mg/l TP?1mg/l NO3-N?10mg/l 二 设计计算 计算水温T=11?C

采用Carrousel氧化沟,如图所示:

1.计算出水溶解性BOD5浓度

出水中BOD包括溶解性BOD和微生物形式BOD.假定微生物的经验式为C5H7NO2,则每克微生物(VSS)相当于142gBOD5..假定出水VSS/TSS=0.75.出水中VSS产生的BOD5可用下式计算:

VSSKt

VSS的BOD5=?TSS?1.42(1-e)

TSS式中 k : BOD速度常数,可取k=0.23 t : BOD反应时间,d

故VSS的BOD5=0.75?20?1.42?(1-e-0.23?5)

31

=14.56mg/l

出水中的溶解性BOD5=20-14.56=5.44mg/l

2.计算氧化沟好氧部分水力停留时间和容积,按下式计算DO和PH条件不影响生物

化反映对硝化细菌最大比增长速率: 硝化细菌最大增长速率: vN,max=0.47?e0.098(T-15) =0.47?e0.098(11-15)

=0.318d-1

完成硝化所需要最小泥龄?cm ?cm=

11==3.14d

vN,max0.318 取安全系数SF=2. 峰值系数PF=1.5 则设计泥龄?cd=SF?PF??cm

=2?1.5?3.14 =9.42d

设计中污水厂不进行污泥硝化,要求污泥在氧化沟内达到稳定.根据污泥稳定的要求设污泥龄?cd取20d,在该污泥龄下,氧化沟好氧部分硝化细菌和异养菌比增长速率相等

11 VN=Vb===0.05d-1

?cd20有机物好氧部分BOD5去除率qOBS. 当污泥龄?c=20d时,去YNET=0.3gvss/g BOD5 qOBS= qOBS=

??1/(?cd?YNET)

1=0.167g BOD5/(Gvss?d)

20?0.3 氧化沟内好氧不风与水利停留时间t1 MLSS取4500mg/l

MLVSS=0.75MLSS=3375mg/l

262?5.44 t1==0.455d=10.92h

3375?0.167 氧化沟好氧部分容积

V1=Qt=43780?0.455=19919.9m3

3.氧化沟好氧部分活性污泥微生物净增长量?X: ?X =YNETQ(S0-Se)

=0.3?43780?(262-5.44) ?10-3 =3369.66Gg/d

4.计算用于氧化沟的氮和用于合成的氨氮

按活性污泥微生物干重中氮的含量为12.5%计,则用语合成的总氮量为: 0.125?3369.66=421.21Kg/d

32

即进水中用于合成的NH3-N浓度为:

421.213

?10=9.62mg/l

43780 计算稳定运行状态下出水中NH4-N的浓度N:

VN= VN,max?N/(KN+N)

N 0.05=0.47?

1?N N=0.12mg/l<10mg/l 其中KN=1

氧化沟好氧部分氧化氨氮浓度: 58.4-9.62-0.12=48.66mg/l

出水中NO3-N=10mg/l, 所以需要硝化去除的 NO3-N浓度=48.66-10=38.66mg/l 5.碱度校核:

校核氧化沟混合液的碱度,以确定PH值是否符合要求(PH>7.2).当泥龄长时,碳源有机物氧化会产生碱度,本例中泥龄?c=20d,可以假定去除BOD5产生的碱度为0.1mg/lCaCO3/mg BOD5.氧化NH4-N,NO3-N反硝化产生的碱度理论值为3.57mgCaCO3/mgNO3-N.

设计计算可取3 mgCaCO3/mgNO3-N

则剩余的碱度=126-7.14?48.66+3?38.66+0.1?(262-5.44)

=-79.8mg/l<100mg/l

不能满足混合液PH>2的要求要投加179.8mg/l碱度 6.氧化沟缺氧区水力停留时间和容

(1)反硝化速率:

取缺氧区DO=0.2mg/l. 20?C时反硝化速率 ?DN=0.07mgNO3--N/(mgVSS.d) 则T=11?C时,反硝化速率 ?’DN

=?DN?1.09(T-20) ?(1-DO)

=0.07?1.09(11-20) ?(1-0.2) =0.026mgNO3—N/(mgVSS.d) (2)缺氧区水力停留时间:

38.66’

t2=?NO3-N/X??DN==0.44d=10.56h

3375?0.026(3)缺氧区容积:

V2=Qmax?t2=43780?0.44=19263.2m3 7.氧化沟厌氧区水力停留时间和容积 厌氧区水力停留时间取t3=1.5h

33

容积V3= Qmax?t3

=1824.17?1.5 =2736.255m3

8.氧化沟总的水力停留时间与总容积: V= V1+ V2+ V3

=19919.9+1963.2+2736.255 =41919.355m3 t = t1+ t2 +t3

=10.92+10.56+1.5 =22.94h

9.需氧量计算及曝气设备的选择 (1)实际需氧量AOR

实际需氧量包括碳氧化需氧量硝化需氧量,但是在NO3-N反硝化过程中还

可以获得氧,因此实际需氧量AOR可以表示为:

AOR= BOD5 去除-BOD5剩余污泥+?NH4-N氧化需氧量-?NH4-N剩余污泥需氧量

+?NO3-N反硝化中获得的氧

=Q(S0-Se)/(1-e-kt)-1.42?X+4.6Q?NH4-N-0.125?4.6?X

-2.9Q?NO3-N AOR=43780? (262-5.44)/(1-e-0.23?5) ?10-3-1.42?3369.66 48.66 +4.6?43780?-0.125?4.6?3369.66 1000-3

-2.9?43780?36.66?10

=14859.103KgO2/h =619.129KgO2/h

其中: ?NH4-N氧化需氧量—氧化沟中NH4-N去除量,mg/l ?NO3-N反硝化中获得的氧—氧化沟中NO3-N去除量,mg/l

(2)标准需氧量:

采用机械表面曝气,将实际需氧量AOR转变为标准需氧量SOR: SOR=AORCs/{[?(BPCs(30?)-CL)]?1.02T-20}

SOR=(619.129?9.07)/[0.9(0.98?0.85?7.63-2) ?1.02(30-20)] =1175.107KgO2/h (3)曝气装置:

采用6台DY325倒伞型机械曝气器.

34

10. 氧化沟尺寸设计:

设计有效水深4m,采用2座6廊道式卡罗塞氧化沟,则每座氧化沟体积

V41919.355 V’===20929.68m3

22 每座氧化沟平均面面积:

V’20959.68 A’===5239.92m2

H4 池宽取b=8m 弯道部分总长:

11 L1=5??2??8+2×?2??16

24 =175.93m

弯道部分面积:

11 S1=5????82+2???162+16×8 242

=1032.78m 则直道部分面积

S2=A’-S1=5239.92-1032.78 =4207.14m2

4207.14 直道长L2==87.6=88m

8?6 第二节 二次沉淀池

一. 设计参数

36?2设计进水量 h3?0.05? Qmax=43780m3/d

2 表面负荷 q=1m3/?m2h? 水力停留时间 t=1.5h

R=0.75 二. 池体设计计算: 1. 沉淀池表面面积A=

Qmax43780??1824.17m2 q1?24 设计两座二沉池 则二沉池直径 D=

4A4?1824.17==34.08m 2?2? 取36 m

2. 二沉池有效水深

h=q?t=3?1.5=4.5m

3.池槽设计：

35

Q=43780+0.75?43780=76615m3/d V=

76615=2.96m/s

24?3600?0.6?0.5427.89??1?99.2%?

1?96% n=76615/0.792??2

?86400?0.05 4 n=570.2（个）

从安全角度考虑取n=571个 孔距:

L=

??D?B???36?0.6?==0.2m

n571V2=

76615=0.006m/s

2??36?0.6??0.6?86400Gm=[(V12-V22)/(2?t)]1/2

=[(0.7922-0.0062)/(2?600?1.308?10-6)]1/2

=19.99s-1

Gm在10-30之间，符合要求。

4．孔径d=D-2B-0.8=36-2?0.8-0.8=33.6 5.h2″=

?Nw?t'?1?R??Q。

0.5?Nw?Cn?F =

?1?0.75??1824.17?4500?1.5 0.5?4500?7875??2?1017.88 =1.7m 6．池深：

h2=h2’+h2″+0.3=1.34+1.7+0.3=3.34m 7. 沉淀池高：

H=h1+h2+h3+h4=0.5+3.34+0.85+1=5.69m

第四节 污泥处理系统

一． 重力浓缩池设计

1. 设计参数：

二沉池剩余污泥量：3369.66Kg/d 含水率99.2%，浓度7875mg/l

36

浓缩后含水率96%浓度3937mg/l 二座浓缩池固体通量 Nwg=55Kg 2. 设计计算：

（1） 每座浓缩池面积

3369.66设计泥量Qw=Kg/d=213.95m3/d

2213.95?39.375A==153.16m2

55（2） 浓缩池直径

D=4A?=4?153.16?=14m （3） 浓缩池工作部分高度

取污泥浓缩时间T=14h。则浓缩池工作部分高度

TQ2?213.95h1===1.2m 24A24?153.16（4） 浓缩池高度

（5） 设池超高0.5m。缓冲层高0.3m

浓缩池总高：

H=h1+h2+h3=1.2+0.5+0.3=2.0m

（6） 浓缩后污泥总体积：

V2=

37

427.89??1?99.2%?=85.6m3/d

1?96%

致 谢

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