1、吉林農業大學 課程設計計算書 題 目：15萬噸城市污水廠初步設計 學生姓名：王博 專業年級： 環境工程2008級 指導教師：馬秀蘭 2018年10月16日 目錄 摘要：4 1 總論 5 1.1 設計任務及要求 5 1.2 基本資料 5 2 總體設計 5 2.1 工藝流程的確定 5 2.2 處理構筑物及設備型式選擇 6 2.2.1 格柵 6 2.2.2 泵房 7 2.2.3 沉砂池 8 2.2.4 沉淀池 10 2 2.2.5 A2/O 反應池 13 2.2.6 接觸池 14 2.3 污泥處理構筑物設計說明 15 2.3.1 污泥處理的意義 15 2.3.2 污泥處理流程 15 2.3.3 污泥

2、泵房 15 2.3.4 污泥的濃縮 16 2.3.5 污泥的脫水 17 2.4 污水處理廠主要設備表 18 3 設計計算書 22 3.1 設計基礎數據的確定 22 3.2 粗格柵的設計 22 3.2.1 設計參數 22 3.2.2 設計計算 24 3.3 泵房 26 3.3.1 泵房形式選擇 26 3.3.2 選泵 27 3.3.3 設計計算 27 3.3.4 泵房草圖 29 3.4 細格柵 29 3.4.1 設計參數 29 3.4.2 設計計算 29 3.5 旋流沉砂池 31 3.5.1 設計參數： 31 3.5.2 設計計算： 31 3.6 平流式初沉池 33 3.6.1 設計參數 34

3、3.6.2 設計計算 34 3.6.3 進出水設計 36 3.6.4 計算圖 38 3.7 曝氣池 A/O ) 38 3.7.1 設計參數 38 2 3.7.2曝氣池計算A /O池)39 3.7.3設備選型50 3.8 集配水井 50 3.9 二沉池 51 3.9.1 設計參數 51 3.9.2 設計計算 51 3.9.3進出水系統計算 52 3.9.4 排泥量計算 56 3.9.5 輻流式二沉池計算圖如下： 58 3.10 接觸池 58 3.10.1 消毒方法的選擇 59 3.10.2消毒接觸池設計參數 60 3.10.3 消毒接觸池主體設計 60 3.10.4 消毒接觸池排泥設施 61 3

4、.10.5 進水部分設計 61 3.10.6 消毒接觸池平面圖 62 3.10.7 加氯間設計計算 62 3.11 計量堰 63 3.11.1 尺寸設計 64 3.11.2 水頭損失計算 64 3.12 污泥處理構筑物的設計計算 66 3.12.1 污泥濃縮池 66 3.12.2 污泥脫水間 70 3.12.3 污泥泵房 71 3.13 污水廠平面布置 71 3.14 污水廠高程布置 72 3.14.1 概述 72 72 3.14.2 構筑物之間管渠的連續及水頭損失的計算 4 水廠總體布置 77 4.1 水廠的平面布置 77 4.2水廠的高程布置 78 5 設計體會 78 參考文獻 79 摘要

5、： 本設計根據給定的原始資料及相關要求，進行某城市污水廠工藝設計。污水 廠設計水量為 150000m3/d ，考慮自用水量 自用水量系數為 1.3），則最大 污水量為 195000m3/d 。 該污水處理廠工程分兩期建設，包括污水的一級處理階段，廠區內設有污水二 級處理工藝、中水回用工藝及污泥處理工藝。本設計對污水處理廠一級、 以及 以 A2/O 法為主體的二級處理工藝流程的選擇給予說明，對具體污水及污泥構 筑物結構進行了詳細計算。 A2/O 工藝是缺氧 - 好氧生物脫氮工藝的簡稱，一般 適用于要求脫氮的大中型城市污水廠。 A2/O 工藝具有流程簡單、投資低、沉 淀效果好等優點。 本設計要求處

6、理后的水質滿足國家城市污水排放水質標準城鎮污水處理廠污 染物排放標準 GB 18918-2002 ）一級 B 標準。由于污水來源主要為生活污 水，氮磷含量較高，由此設計中需要考慮到脫氮除磷。該廠二級生物處理主要 采用 A2/O 處理工藝，主要構筑物為：泵前中格柵、提升泵房、細格柵、旋流 沉砂池、平流式沉淀池、 A2/O 反應池、輻流式沉淀池、紫外線消毒渠。污泥 處理構筑物有：重力濃縮池、污泥脫水機房等。 污水廠設計方案為： 污水處理流程：粗格柵-污水提升泵房-細格柵-旋流沉砂池 -A2/0 反應池消毒接觸池排放； 污泥處理流程：剩余污泥 - 濃縮池 - 貯泥池- 污泥脫水機房 - 泥餅外 運。

7、 關鍵詞 :城市污水； A2/0 工藝；深度處理 1總論 1.1設計任務及要求 1 ）獨立思考，獨立完成； 2 ）完成主要處理構筑物的設計布置； 3 ）工藝選擇、設備選型、技術參數、性能； 4 ）提交成品：設計說明書、工藝流程圖 總平面圖、單體構筑物圖）手工 圖 總平面圖、單體構筑物圖） 工程 BOD5 SS 入水mg/L ） 200 200 出水mg/L） 25 30 去除率%） 87.5 85 1.2基本資料 該污水處理廠廠址位于某市西北部。廠址所在地區地勢比較平坦。污水處 理廠所在地區地面平均標高為 40.50.地震基本烈度為7度。 2總體設計 2.1工藝流程的確定 考慮該設計是中型污水

8、處理廠，A2/O 工藝比較普遍，穩定，且出水水質 要求不是很高，本設計選擇A2/O工藝。 污泥 污泥濃縮池 脫水機房 污泥外運 出水 污泥處理流程圖 2.2處理構筑物及設備型式選擇 2.2.1格柵 2.2.1.1格柵的作用 格柵是由一組平行的的金屬柵條制成的框架，斜置在污水流經的渠道上，或泵 站集水井的井口處，用以截阻大塊的呈懸浮或漂浮狀態的污物。在污水處理流 程中，格柵是一種對后續處理構筑物或泵站機組具有保護作用的處理設備。 2.2.1.2格柵的選擇 1 ）格柵的選擇：格柵的選擇主要是決定柵條斷面、柵條間隙、柵渣清除 方式。 2 ）柵條斷面有圓形、矩形、正方形、半圓形等。圓形水條件好，但剛度

9、 差。一般多采用矩形斷面。 適用范圍： WQ型潛污泵是在吸收國外先進技術的基礎上，研制而成的 潛水排污泵。適用于市政污水處理廠、泵站、工廠、醫院、建筑、賓館排水。 (2性能特點：見表1-4 表1-4 WQ型潛污泵性能 型號 流量 (m 3/h 揚程 (m 轉速 (r/mi n 電動機功率 (kw 效率 (% 出口直徑 (mm 500WQ2700-16- 185 2700 16 725 185 82 500 222.3污水提升泵房 污水提升泵房見圖1-3 圖1-3提升泵房 2.2.3沉砂池 2.2.3.1沉砂池的作用 沉砂池的作用是從污水中分離相對密度較大的無機顆粒，沉砂池一般設于 倒虹管、泵站

10、、沉淀池前，保護水泵和管道免受磨損，防止后續處理構筑物管 道的堵塞，減小污泥處理構筑物的容積，提高污泥有機組分的含量，提高污泥 作為肥料的價值。 2.2.3.2 沉砂池的形式 沉砂池有三種形式：平流式、曝氣式和渦流式。 平流式矩形沉砂池是常用的型式，具有結構簡單、處理效果較好的優點。 其缺點是沉砂中含有 15% 的有機物，使沉砂的后續處理難度加大。曝氣沉砂池 是在池的一側通入空氣，使污水沿池旋轉前進，從而產生與主流垂直的橫向恒 速環流。曝氣沉砂池的優點是通過調節曝氣量，可以控制污水的旋流速度，使 除砂效率較穩定，受流量變化的影響小，同時，還對污水起預曝氣的作用。渦 流式沉砂池是利用水力渦流，使

11、泥砂和有機物分開，以達到除砂目的。該池型 具有基建、運行費用低和除砂效果好等優點 ,在北美國家廣泛應用。 2.2.3.3 旋流式沉砂池 考慮到除磷工藝的厭氧要求所以不采用曝氣沉砂池，而采用現在應用比較 廣泛的旋流式沉砂池。具有占地省、除砂效率高、操作環境好、設備運行可靠 等優點。本工程選用旋流式沉砂池I，旋流式沉砂池I是一種渦流式沉砂池，由 進水口、出水口、沉砂分選區、集砂區、砂提升管、排沙管、電動機和變速箱 組成。污水由流入口沿切線方向流入沉砂區，利用電動機及傳送裝置帶動轉盤 和斜坡式葉片旋轉，在離心力的作用下，污水中密度較大的砂粒被甩向池壁， 掉入砂斗，有機物則被留在污水中。調整轉速，可達

12、到最佳沉砂效果。沉砂用 壓縮空氣經砂提升管、排沙管清洗后排出，清洗水回流至沉砂區。 根據處理水量的不同，旋流式沉砂池可分為不同型號，各部分尺寸可查給 排水設計手冊第五冊，本工程設計流量為 2257L/S ，可選用兩座型號為 1300 型旋流式沉砂池 I。A=5480mmB=1500mmC=1100mmD=2200mm E=400mm F=2200mm G=1000mm H=610mm J=630mm K=800mm L=1850mm. 2.2.4沉淀池 2.2.4.1 沉淀池的作用及形式 沉淀池按工藝布置的不同 ,可分為初次沉淀池和二次沉淀池。沉淀池的處 理對象是懸浮物質(約去除40%55%，

13、同時可去除部分BOD5(約占總BOD5 的20%30%，主要是懸浮性 BOD5，可改善生物處理構筑物的運行條件并 降低其 BOD 5 負荷。初沉池是對污水中的以無機物為主體的比重大的固體懸浮 物進行沉淀分離。二沉池是對污水中的以微生物為主體的比重小的、且因水流 作用易發生上浮的固體懸浮物進行分離。 沉淀池按池內水流方向的不同，可分為平流式沉淀池，輻流式沉淀池和豎流 式沉淀池。平流式沉淀池沉淀效果好、對沖擊負荷和溫度變化的適應能力強、 施工簡易。豎流式沉淀池適用于小型污水廠。輻流式沉淀池適用于大中型污水 處理廠，運行可靠，管理簡單。 本設計初沉淀選用平流式沉淀池，二沉池選用輻流式沉淀池。 2.2

14、.4.2 沉淀池設計參數 見表 1-9 表 1-9 設計參數表 沉淀池類型 沉淀時間 表 面 水 力 負 荷 污泥量污泥含水率 (% (hm3/(m2 hg/(p L/(p 初次沉淀池 0.5-2.01.5-4.516-360.36-0.8395-97 二生 二次沉 物 96-98 99.2-99.6 淀池 膜 1.5-4.01.0-2.010-26 法 后 活 性 污 1.5-4.00.6-1.512-32 泥 法 后 2.2.4.3初沉池外形尺寸 見表1-10 表1-10初沉池尺寸 池內水深 (m 3 L:h 9 L:B 4.5 污泥斗容積 (m3 62.3 池子總高度 (m 8.77 池

15、子個數 24 224.4平流初沉池剖面圖 見圖1-5 圖1-5平流初沉池 2.2.4.5二沉池外形尺寸 見表1-11 表1-11二沉池外形尺寸 構筑物名 稱 座數 池徑 (m 池深 有效深度 (m H1 (m H3 (m H4 (m H5 (m H6 (m 二沉池 4 49 4 0.3 0.5 1.13 0.5 1.73 注：表中H1為超高；H3為緩沖層高度; H4為沉淀池坡底落差；H5為刮泥機高；H6為污泥斗高. 2.2.4.6輻流式二沉池剖面圖 見圖1-6 圖1-6輻流二沉池 2 2.2.5 A /O反應池 本設計生物反應池由8組3廊道組成，每個廊道長80M，寬7M，有效水 深5M，超高0

16、.5M，總高度為5.5M。工藝采用A2/O法，厭氧：缺氧：好氧 =1:1: 4，停留時間為9.7h，污泥回流比為100%。 厭氧段、缺氧段之間設置一堵墻，因為它們在同一個廊道中，這樣可以使 各個部分有自己的處理空間。各個生物反應池進水管和回流污泥管同時進入進 水井，在里面充分混合后進入厭氧廊道。在厭氧段和缺氧段各設8個潛水攪拌 機，使泥水進一步混合，并且具有推流作用。 污水中的總氮包括有機氮、氨氮、亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮，四者合稱總氮 TN。其中氨氮與有機氮合稱凱氏氮TKN，這是衡量污水進行生化處理時氮營 養是否充足的依據。在常規生活污水中基本不含亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮，因此 一般情況下，對于常規

17、生活污水的TN=TKN，亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮可視為 零。 厭氧段進水中可溶性磷與溶解性 BOD5之比小于0.06，才會有較好的除磷 效果。污水中CODcr/TKN8 時氮的去除率可達80%，CODcr/TKN7 時不宜 采用生物脫氮 在A2/0階段污泥泥齡受硝化細菌的世代時間和除磷工藝兩方面影響。權 衡這兩方面，在A2/0階段的污泥齡一般為1520d 。 好氧段的DO應為2mg/L，太高太低都不利。對于厭氧段和缺氧段，則 DO值越低越好，但由于回流和進水影響，應保證厭氧段DO小于0.2mg/L , 缺氧段DO值小于0.5mg/L。 回流污泥提升設備應用潛污泥泵代替螺旋泵，以減少提升過程中的富氧

18、, 使厭氧段和缺氧段的DO值最低，以利于脫氮除磷。 厭氧段和缺氧段的水下攪拌器的功率不能過大 寬度 (m 容積 (m3 池深 超咼 h1(m 有效水深 h2(m 池底坡降 h3(m 污泥斗 高 h4(m 接觸池 35 7.5 945 0.3 3 0.7 1.73 2.3污泥處理構筑物設計說明 2.3.1污泥處理的意義 污水廠的污泥是指處理污水所產生的固態、半固態及液態的廢棄物，除灰 分外，含有大量的水分（95%99%、揮發性物質、病原體、寄生蟲卵、重金 屬、鹽類及某些難分解的有機物，體積非常龐大，且易腐化發臭，如不加處理 的任意排放會對環境造成嚴重的污染。隨著城市化進程加快，污水處理設施的 普

19、及、處理率的提高和處理程度的深化，污水的排放量呈快速上升趨勢，污泥 的排放量也快速增長。污泥處理的目的是減量化、穩定化、無害化及為最終處 置與利用創造條件。 2.3.2污泥處理流程 污泥處理流程見圖1-7 剩余污泥濃縮池貯泥池污泥脫水機房泥餅外運 圖1-7污泥處理流程 2.3.3污泥泵房 2.3.3.1二沉池回流污泥泵 回流泥量：Qr=Q R=1 1.5 104. 24 = 7500m3/h 選型：FR端吸離心污泥泵兩臺，一臺備用。 性能范圍：流量Q可達8000m3/h 揚程H 可達70m 2.3.3.2混合污泥泵 二沉池剩余污泥量：Qs = 33.1m3/h 初沉池泥量：Q1 二二 25.2

20、m3 / h 24 選型：100WL126-5-4立式污水污物泵兩臺，一臺備用。 性能參數：流量126m3/ h 揚程5m 排出口徑100mm 234污泥的濃縮 污泥濃縮的對象是顆粒間的孔隙水，濃縮的目的是在于縮小污泥的體積， 便于后續處理。濃縮池的形式有重力濃縮池、氣浮濃縮池和離心濃縮池等。重 力濃縮池是污水處理工藝中常用的一種污泥濃縮方法，按運行方式分為連續式 和間歇式，前者適用于大中型污水廠，后者適用于小型污水廠和工業企業的污 水處理廠。氣浮濃縮池適用于粒子易于上浮的疏水性污泥，或懸濁液很難沉降 且易 于凝聚的場合。離心濃縮池主要用于場地狹小的場合，最大足是能耗高，一般 達到同樣的濃縮效

21、果，其電耗為氣浮法的 10倍。 綜上所述，本設計采用輻流式連續運行的重力濃縮池，其特點是濃縮結構 簡單、操作方便、動力消耗小、運行費用低、貯存污泥能力強。 2.3.4.1濃縮池設計參數 混合污泥進泥含水率 R = 98.5% 98% 99%) 濃縮后污泥含水率F2 = 95% 濃縮池高 池深 超咼 緩沖層咼 池底坡降 污泥斗高度 (m3/d 度 h 1(m h2(m 度 h3(m h4(m h5(m 濃縮池 1398.7 15 2.67 0.6 0.6 0.075 1.73 1-7 2.343濃縮池剖面圖 見 圖1-7濃縮池 2.3.5污泥的脫水 2.3.5.1污泥脫水的原理 污泥機械脫水方法

22、有真空吸濾法、壓濾法和離心法等。其基本原理相同， 污泥機械脫水是以過濾介質兩面的壓力差作為推動力，使污泥水分被強制通過 過濾介質，形成濾液；而固體顆粒被截留在介質上，形成濾餅，從而達到脫水 的目的。 2.3.5.2污泥脫水設備的選用 本設計中選用帶式壓濾機，它的主要優點是：可以連續生產，效率高，設 備少，投資較少，勞動強度小，能耗維護費低。選用DY-1000型帶式壓榨過 濾機2臺，1用1備 (1帶式壓濾機的工作原理及構造 通過帶式壓濾機上一系列的輥及滾筒，將上下兩層濾帶張緊，濾帶上的污泥 在剪力的作用下，污泥中的游離水不斷被擠出，從而完成泥水分離過程。脫水 過程一般分為三個階段：重力脫水段，楔

23、形預壓榨段，中、高壓剪切脫水段。 壓濾機一般由架體、輥、糾偏裝置、張緊裝置、布泥系統、濾帶、刮泥板、沖 洗系統等組成 (2 DY-1000型帶式壓濾機性能尺寸 性能參數：濾帶有效寬度 1000mm 泥餅含水率70% 80% 用電功率2.2KW 2.4污水處理廠主要設備表 序 名稱規格 號 一、廠區總平面 手動雙偏心法蘭 1 式伸縮蝶閥 2室外消火栓 二、格柵 3粗格柵 4細格柵 5皮帶輸送機 位 DN 600 個 6 SS00/65-1.0 個 8 單 數量 b = 40mm B = 1.69m臺 b =10mm , B =2.87 m臺4 B = 500mm , L = 5.5m臺 8 6方

24、形提板閘 B H = 500m 500m 個 8 7手動閘閥 DN 400,PN =0.6MPa 個 8 三、提升泵房 8潛污泵 500WQ2700-16-185 臺 4 9電動機 Y355-50 -6 臺 4 方形提板閘 B H = 700m 500m 個 4 手動啟閉機 啟閉力：4t ,3kw 臺 4 電磁閥 DN32, N =0.05KW 個 4 四、曝氣沉砂池 手動閘閥 DN 200, PN *0Pa 個 2 啟閉機 啟閉力：3t 臺 4 方形提板閘 B H =600m 600m 個 4 五、初沉池 方形提板閘 B H =600m 600m 個 4 2 行車提板刮泥機 GMN -600

25、0 臺 0 六、曝氣池 167 微孔曝氣器 HWB-2 個 84 電動蝶閥 DN1600, PN =0.6MPa 個 2 電動蝶閥 DN 900,PN =0.6MPa 個 8 電動蝶閥 DN 400,PN =0.6MPa 個 4 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 雙法蘭伸 22 縮節 DN1600, PN =0.6MPa 個 2 23 雙法蘭伸縮節 雙法蘭伸 DN 900,PN =0.6MPa 個 8 24 縮節 七、二沉池 DN 400,PN =0.6MPa 個 4 25 電動蝶閥 2 DN 900, PN =0.6MPa 個 8 6 電動蝶閥 DN 4

26、00, PN =0.6MPa 個 4 27 周邊傳動刮泥機 八、污泥泵房 FR端吸離心污 ZBG -45 臺 4 28 泥泵 Q = 8000m3 / h,H =70m 臺 2 29 立式污水污物泵 Q =126m3/h,H =5m 臺 2 30 手動伸縮蝶閥 九、鼓風機房 DN600 臺 4 31 羅茨鼓風機 RD-127 臺 2 32 羅茨鼓風機 十、污泥濃縮池 3 RF 245 臺 8 3 中心傳動刮泥機 CG18A 臺 2 34 電動蝶閥 DN 400,PN =0.6MPa 個 4 1一、加氯間 ZJ-2型轉子加 35 氯機 加氯量12.5 kg/h 臺 4 36 漏氯中和裝置 吸收能

27、力1000kg / h 套 1 3 加藥罐 D =1500m3/h,H =2m 個 4 7 十二、污泥脫水間 38 帶式壓濾機 DY -1000 臺 2 39 電動球閥 DN40 個 2 40 手動球閥 DN40 個 2 表1-17主要設備表 序號 名稱 型號 數量 1 電磁流量計 0 2500 萬 m3/h 1 2 PH測定儀 CPM 252,PH=4 12,4 20 mA 3 3 SS濁度計 0 100 NTU ,4 20 mA 3 4 BOD檢測儀 0 500mg/l 3 5 超聲波液位差計 FMU 862,0 2.5 M 4 6 超聲波泥位計 CUM 750,0 5m,4 20mA 4

28、 7 配超聲波傳感器 FDU 80 4 8 靜壓液位計 DB 53.0 5 M 2 不間斷電源 UPS, 2000 VA, 30 min 表1-18主要自控設備表 3設計計算書 3.1設計基礎數據的確定 本設計中污水處理廠的設計流量為 15萬m3/d，即平均日流量。平均日流 量一般用來表示污水處理廠的規模，用來計算污水廠的柵渣量、污泥量、耗藥 量及年抽升電量；最大設計流量用于污水處理廠中管渠計算及各處理構筑物計 算。 污水的平均處理量為 Q平=150000m3 / d = 6250m3 /1.736m3 / s ； 污水的最大處理量為Qmax=Kz*Q=150000*1.3=195000m3/

29、d ;總變化 系數取Kz為1.3。 3.2粗格柵的設計 格柵是由一組平行的金屬柵條或篩網制成，安裝在污水渠道上、泵房集水 井的進口處或污水處理廠的端部，用以截留較大的懸浮物或漂浮物。本設計采 用中細兩道格柵。 3.2.1設計參數 (1格柵 水泵型號 2 4MF以下 6MF、6PWL、 8MF、8PWL 柵條間隙 20 30 2 1 PW、4PW、 4MN 旋 泵、 10MN、0PWL、 以上， 廢水 12MN 12PW 泵、 L 潛水 泵 40 50 100 寬度 格柵寬度 格柵的總寬度不宜小于進水管渠寬度的 2 倍，格柵空隙總有效面積應大于 進水管渠有效斷面積的 1.2 倍。 (3 柵條間隙

30、 柵條間隙可根據進水水質和水泵性質確定。一般臥式和立式離心泵其最大 間隙寬度可按下表取值，軸流泵宜采用 70mm 。格柵間隙具體見表 2-1 。 表 2-1 格柵柵條最大間隙寬度 (4過柵流速一般采用 0.61.0m/s。雨水泵站格柵前進水管內的流速應控 制在1.01.2m/s ;當流速大于1.2m/s時，應將臨近段的入流管渠斷面 放大或改建成雙管渠進水。污水泵站格柵前進水管內的流速一般為 0.4 0.9m/s 。 (5 格柵傾角 在人工清渣時，格柵傾角不應大于 70;機械清渣時，宜為 7090，格 柵上端應設平臺，格柵下端應低于進水管底部0.5m ，距離池壁 0.5 0.7m ，或按機械除渣

31、的安裝和操作需要確定。 (6 格柵工作平臺 人工清除，工作平臺應高出格柵前設計最高水位 0.5m ;機械清除，工作平 臺應等于或稍高于格柵井的地面標高。平臺寬度到污水泵站不應小于 1.5m ;雨水泵站不應小于 2.5m。兩側過道寬度采用 0.61.0m，機械清 除時，應有安置除渣機減速箱，皮帶輸送機等輔助設施的位置。常用的機 械格柵有鏈條式格柵除污機鋼絲牽引式格柵除污機。 格柵平臺臨水側應設欄桿，平臺上應裝置給水閥門，并設置具有活動蓋板 的檢修孔；平臺靠墻面應設掛安全帶的掛鉤；平臺上方應設置起重量為 0.5t的工字梁和電動葫蘆。 （7格柵井通風 格柵井內可能存在硫化氫、氫氰酸等有害氣體。為了保

32、護操作、檢修、維 修人員的健康和安全須考慮通風換氣措施，在室外的格柵井，采用可移動 的機械通風系統；在格柵室內，設置永久性的機械通風系統。室內通風換 氣次數為8次/h，格柵井內為12次/h ;格柵井內的通風換氣體積應包括 格柵井的進水管和出水管空間。格柵井的進水管空間指格柵井至井前閘門 之間的管段空間。出水管空間指格柵井至水泵集水池之間的管段空間，通 風管應采用防腐阻燃材料制成。 3.2.2設計計算 污水廠的污水由一根 1600鋼筋混凝土管從城區直接接入格柵間。格柵設 4個，則每臺格柵設計流量為 Q=Qmax/4=2.25/4=0.56 m3 / s。柵前流速: V1=0.7 m/s ;過柵流

33、速：V2=0.9m/s ;柵條寬度：0.01m ;格柵間隙寬度: b=0.04m ;格柵傾角：a=75 C . 1 ）柵前斷面水力計算：最優水力斷面公式Q二旦上1-1 ） 柵前槽寬B1=1.26m 1-2 柵前水深h=B i/2=0.63m /bhv2=26 根 +b n=0.02(21-1+0.04*2 仁 1.24m 5 )進水渠道漸寬部分長度：進水渠道寬B1=0.7m，漸寬部分展開角度 :=20; L1=/2/0.364=0.50m 6 )柵槽與出水渠道連接處的漸寬部分長度：L2=L 1 /2=0.50/2=025m 7 )通過格柵的水頭損失： h1 二 k ho1-3 ) hoJ si

34、n： 2g b 1-4) h0計算水頭損失; g 重力加速度； K格柵受污物堵塞使水頭損失增大的倍數，一般取3; L阻力系數，其數值與格柵柵條的斷面幾何形狀有關，對于銳邊矩 形斷面，形狀系數B= 2.42 ; h12.42 吧0； 0.9 yn 60-0.041m 2 9.81 8 )柵槽總高度：設柵前渠道超高h0.3m H = h h1 h, =0.54 0.041 0.3 = 0.881m1-5 ) 9)柵槽總長度： H L =匚 L2 0.5 1.0- =0.5+0.25+0.5+1.0+0.09 =2.34m ta 1-6 ） 10 ）每日柵渣量：格柵間隙40mm情況下，每1000m3

35、污水產0.03m3。 W=Qmax*W1*86400/Kz/1000= 0.975m3/d 0.2m3/d 所以宜采用機械清渣。 11 ）格柵選擇 選擇XHG-1400回轉格柵除污機，共4臺。其技術參數見表2-2 表2-2 GH-1800鏈式旋轉除污機技術參數 型號 電機功率 設備寬度 設備總寬度 柵條間隙 安裝角 /kw /mm /mm /mm 度 HG- 1.5 1800 2090 40 60 1800 由于污水泵站一般為常年運轉，大型泵站多為連續開泵，故選用自灌式 泵房。 (2 流量小于 2m3 /s 時，常選用下圓上方形泵房。 (3 大流量的永久性污水泵站，選用矩形泵房。 (4 一般自

36、灌啟動時應采用合建式泵房。 綜上本設計采用半地下自灌式合建泵房。 自灌式泵房的優點是不需要設置引水的輔助設備，操作簡便，啟動及時， 便于自控。自灌式泵房在排水泵站應用廣泛，特別是在要求開啟頻繁的污水泵 站、要求及時啟動的立交泵站，應盡量采用自灌式泵房，并按集水池的液位變 化自動控制運行。 集水池 ： 集水池與進水閘井、格柵井合建時，宜采用半封閉式。閘門及格柵處 敞開，其余部分盡量加頂板封閉，以減少污染，敞開部分設欄桿及活蓋板，確 保安全。 3.3.2 選泵 (1進水管管底高程為4.3m，管徑DN 1600，充滿度0.75。 (2 出水管提升后的水面高程為 12.80m。 (3 泵房選定位置不受

37、附近河道洪水淹沒和沖刷，原地面高程為 7.9m 。 3.3.3設計計算 (1 污水流量 選擇集水池與機器間合建式泵站，考慮 4 臺水泵 1 臺備用)每臺水泵的 容量為 2260/3=753L/S (2集水池容積：采用相當于一臺泵6min的容量 W=753*60*6/1000=271 有效水深采用H=6.4m，則集水池面積為F=105.12m 2 (3選泵前揚程估算：經過格柵的水頭損失取 0.5m 集水池正常工作水位與所需提升經常高水位之間的高差: 12.8-4.346 0.75-0.5-1 =8.8m集水池有效水深2m，正常按1m計) (4水泵總揚程：總水力損失為2.80m，考慮安全水頭0.5

38、m H =2.8 8.8 0.5 =12.1m 臺水泵的流量為 Q心 3 24 150000 1.2 3 24 3 =2500m / h 2-1 根據總揚程和水量選用500WQ2700 -16 T85型潛污泵 表2-3 500WQ2700-16-185型潛污泵參數 型號 流量 m3/h 轉速 r /min 揚程 m 功率 kW 效率 % 出水口 直徑mm 500W270016-185 2700 725 16 185 82 500 334泵房草圖 圖2-2泵房早圖 3.4細格柵 3.4.1設計參數 最大流量：Qmax=195000/24/3600=2.26 m3 / s 柵前流速：w = 0.9

39、m/s 0.4m/s 0.9m/s) 過柵流速：v2 二 0.9m/s柵前斷面水力計算： 根據最優水力斷面公式Q =色出 2 柵前槽寬B1 = 設柵前流速V1=0.9m/s 則柵前槽寬Bi=1.12m 柵前水深h=B 1/2=0.56 (2 柵條間隙數：n=Q1ge n(s in a/bhv2=104根 (3柵槽寬度：設柵條寬度S=0.01m B=S( n-1+b n=0.01(104-1+0.01*104=2.07m進水渠道漸寬部分長度： 設進水渠道寬B1=1.12m，漸寬部分展開角度=20： L1=B-B1 ) /2tan a=1.32m柵槽與出水渠道連接處的漸寬部分長度：L2=L 1/2

40、=0.66 (6通過格柵的水頭損失： h1 = k h0 2 4 3 h0乞 sin ： ,S 02g ，b h 0計算水頭損失； g 重力加速度； K格柵受污物堵塞使水頭損失增大的倍數，一般取3 ; k阻力系數，其數值與格柵柵條的斷面幾何形狀有關，對于銳邊矩形 斷面，形狀系數B = 2.42 ; h1 =3 2.42 I001 10.01 432 漢 0.9 漢 si n60 = 0.26 m 柵槽總高度：設柵前渠道超高h2 =0.3m H=h1+h2+h3=0.56+0.26+0.3=1.12m (8柵槽總長度: L = L| 亠 L?亠 0.5 T.O 亠 tana =1.32+0.66

41、+0.5+1.0+1.12/1.732=4.13m （9每日柵渣量：格柵間隙10mm情況下，每1000m3污水產0.1m3。 W=Qmax*W1*86400/Kz/1000= 0.325m3/d - 0.2m3/d4-4 ） 所以宜采用機械清渣。 （10格柵選擇 選擇XHG-1400回轉格柵除污機，共2臺。 其技術參數見下表： 表2-4 XHG-1400 回轉格柵除污機技術參數 型號 電機功率 kw 設備寬度 mm 設備總寬度 mm 溝寬度 mm 溝深 mm 安裝 角度 XHG-1400 0.75 1.1 1400 1750 1500 4000 60 （11計算草圖同粗格柵 3.5旋流沉砂池

42、3.5.1設計參數： Q=150000m 3/d=1736.111L/s=1.736111m3/s 可選用兩座型號為1750型旋流式沉砂池。 停留時間t=30s表面負荷=145 m 3/m 2 h 3.5.2設計計算： 1 ）池容V: V=Q*T=52.08333m3 設有兩座n仁2 每座池容V仁V/n1=26.04167m (2 每座水流表面積 A ： 表 面 負 荷 =145m /m h=0.040278m/s A=(Q/n1/v1=21.55161m (3 沉砂池直徑 D=5.238515m 取實際直徑 D=53000mm 實際水面面積 A 實際表面負荷 32 q=0.040277m/s

43、=144.9962m3/m 2 h (5 進出水總管 進水管設計流量 Q=1.736111m 3 管道流速 v=1m/s 管道過水斷面面積 A=Q/v1.736111m 管徑 d=1.487147m 取進水管徑 DN800mm 校核管道流速 v=Q/A=1m/s (6 進出水豎井 進水豎井平面尺寸取為 1.4m*1.4m (7 進水孔 進水孔過流量 Q=1.736111m 3 /s 孔口流速 v=0.6m/s 孔口過水斷面面積 A=Q/v=2.893519m 2 取孔口斷面 B*H=0.8*0.8=0.64m 校核實際流速 v=2.712674m/s (8 進水配水渠道 配水渠道設計流量 Q1

44、=Q/2=0.868056 渠道流速取 v=1m/s 渠道過水斷面 A=Q/v=0.964506 取渠道斷面 B*H=0.6*0.43 進水渠直道長度應為寬度的 7 倍且不小于 4.5m ，取為 4.5m. 渠道超高取 0.57m ，渠道總高為 0.43+0.57=1.0m. (9 出水渠道 渠道寬度應為進水渠道寬度的 2 倍取 1.2m 。 渠道總高為 1.0m 3.6 平流式初沉池 沉淀池一般分平流式、豎流式和輻流式，本設計初沉池采用平流式沉淀 池。下表為各種池型優缺點和適用條件。 適用 池型 優點 缺點 條件 (1 沉淀效果好 (1 配水不易均勻 適用 (2 對沖擊負荷和溫度 平流 (2

45、 采用機械排泥 于大、 變化的適應能力強 式 時，設備復雜，對施 中、小型 (3 施工簡易 工質量要求高 污水廠 (4 平面布置緊湊 (5排泥設備已趨于穩 (1池子深度大， 施工困難 適用 (1排泥方便 豎流式 (2對沖擊負荷和 于小型污 (2占地面積小 溫度變化的適應能力水廠 差 適用 (1多為機械排泥，運 機械排泥設備復 于大中型 輻流式行可靠，管理簡單 雜，對施工質量要求 污水處理 (2排泥設備已定型化 高 廠 表2-5 361設計參數 表面負荷q/ =2m3/ m2h 池子個數n = 20個 沉淀時間 t =1.5h 1.0h2.0h 污泥含水率為95%。 3.6.2設計計算 (1池子

46、總表面積: )(2沉淀部分有效水深: A=Q*3600/q=19500/24/2=4062.5m26-1 h2 =qS =2 1.5 =3m (3沉淀部分有效容積: V=Qt*3600=2.26*1.5*3600=12204m3池長：設水平流速v=5mm/s , L = vt 3.6 = 5 1.5 3.6 = 27m (5池子總寬： B=A/L=4062.5/27=150m (6池子個數：設每格池寬b = 6m , n=B/b=150/6=25 個 (7校核長寬比、長深比： L 27 長寬比：丄二勺=4.54符合要求 b 6 L 27 長深比：一=9符合要求 h23 (8污泥部分所需的總容積

47、：設T =2d，污泥含水率為95%, 污泥斗容積： M 1 h4 (fi + f2 + “ f； ) 6-4 ) 3 h：. 6 _0.5 ta in 60 = 4.76m 2 Vi =1 4.76 6 6 0.5 0.56； 0.5； =62.3 m3 沉淀池污泥斗上邊長為6m，下邊長為0.5m , h4為污泥斗高度 (11污泥斗以上梯形部分污泥容積: li l； 2 h4b GMN60006500 580060002000 4000 700 3.6.4計算圖 3.7曝氣池vA/O ) 3.7.1設計參數 ，本設計取值 0.15kgBOD 5/(kgMLSS d。 2 )回流污泥濃度：Xr=

48、6600mg/L 3 )污泥回流比一般采用 50%100%，本設計取R=100% 4 )設計流量Q=150000m 3/d不考慮變化系數) 5 )曝氣池混合液的質量濃度 R1 XXR6600 =3300mg/L 1 R 11 TN去除率 混合液回流比R內 n JN TNe I。 =42 _20I。 =52.4% TNo42 口 n0 524 R內100%100% =110% 100% 300% ) 1-n1-0.524 設計出水水質：BOD 525mg/L , SS30mg/L。 3.7.2曝氣池計算 （2）池有效水深h=5m （3）池總有效面積 A = = 59206 = 11841m2 h

49、 5 A 11841 反應池分8組，單組有效面積A單二-二=1480m2 單88 （4）采用6廊道推流式反應池，廊道寬 b=7m （5）單組反應池長度L1480 =35.23m 6匯b 6漢7 取L=35.23m，故有效面積為11841m 2，有效容積為59206m 3 （6）校核 b/h=7/5=1.4 滿足 b/h=1 2） L/b=35.23/7=5.03/(kg(MLSS d 厭氧段總磷負荷： Q TPo X V厭 150000 5 3300 9867.7 = 0.023 kg(TP/(kg(MLSS 4剩余污泥量 X =YQ(PoPe)KdVXV+Q(C0Ce)x；50%(7-4 取

50、污泥增殖系數丫=0.60.50.7)，污泥自身氧化系數 Kd=0.070.05 0.1 )。 則降解BOD5產生的污泥量 ：X! =YQ( G - 匚)=0.6 150000 (0.20-0.02) = 16200kg/d 內源呼吸分解污泥量 a3300 ：X2 二 KdVXV = 0.07 59206 0.75kg /d = 10257kg/d 1000 不可降解和惰性懸浮物 mg/L=29.13mglL 所需脫硝量=(42-20-4.87=17.13mg/L 需還原的硝酸鹽氮量 Nt 150000 17.13 1000 =2569.5mg/L 將各值帶入 剩余堿度 Salk 280 -7.

51、14 21.614 3.57 17.614 0.1 (195.375 - 20)mg / L ：149mg/L100mg/L7.2 6污泥齡計算 污泥齡= 曝氣池有效容積X R 剩余污泥 1000 59206 6600 25225 1000 = 15.5d,滿足污泥齡1520d要 求。 7反應池進出水系統計算 1 )進水管 單組反應池進水管設計流量 Q1 = Q =194二0.243m3 / s n 8 管道流速v=0.7m/s ; 管道過水斷面面積A = Q1二0.243二0.346m2 v 0.7 4A 4 0.346 官徑 d0.664m 取進水管徑DN700mm 。 (2回流污泥管 單

52、組反應池回流污泥管設計流量 Qr = R Q =1 = 0.243m3 / s n 8 管道流速v=0.7m/s 。 取回流污泥管管徑DN700mm。 (3進水井 反應池進水孔尺寸： 進水孔過流量 Q2 =(1 R) Q =(1 1) 到=0.485m3/s n8 孔口流速 v=0.5m/s ； q 0 485 孔口過水斷面面積 A= 一 =0.97 m2 ； v 0.5 孔口尺寸取0.5m X0.5m，取4個孔口； 進水井平面尺寸取4m X7m。 (4出水堰及出水井 33 按矩形堰流量公式計算：Q3二0.42.函bH 3二1.86bH 式中 Q3 =(1 R R內)Q 二(1 1 1.1)

53、凹 二 0.75m3/s n8 b堰寬，B=7m ; H 堰上水頭， m。 1.86b 0.75 1.86 7) 43 / 79 5 ）出水井 反應池出水管設計流量Q5=2Q3=1.5m3/s ; 管道流速v=0.7m/s ; 2.15m2 二 1.65m 管道過水斷面面積a仝=汗 取出水管管徑DN1700mm ; 角和管道內流速v=Q15 = 0.66m/s A 71 x1.72 4 8曝氣系統設計計算 （1）設計需氧量AOR AOR=去除BOD5需氧量-剩余污泥中BODu氧當量+NH 3-N硝化需氧量- 剩余污泥中NH 3-N的氧當量-反硝化脫氮產氧量 碳化需氧量 D1 二 Q（：二）_1

54、.42Px 1 -e 式中k BOD5的分解速度常數d-），取k=0.23 ； t BOD5實驗時間，取t=0.23 ； Px 生物污泥產量 Px= ZX1 - /d 反硝化脫氮產生的氧量 D3 =2.86Nt =2.86 2569.5mg/1 = 7348.77kg(O2)/d 總需氧量 AOR =D1 D2 D3 =33320+11926-7348.77=37897.23 kg(O2/d = 37952.6713612.57 -8396 = 43169.24kg(O2)/ d 最大需氧量與平均需氧量之比為1.5，則 D max =1.5D =1.5 93169.24 = 64753.86k

55、g(O2)/d 去除每1kg中的BOD 5的需氧量= AOR Q( - ：?e) 37897.23 150000 (0.195375-0.02) =1.44kg(O2/d (2) 標準需氧量SOR 采用鼓風曝氣，微孔曝氣器。曝氣器敷設于池底，距池底0.2m，淹沒深度 AOR換 4.8m，氧轉移效率Ea=20%，計算溫度T=25 C,將實際需氧量 算成標準狀態下的需氧量SOR AOR *Cs(2o) (7-6 :冷 Csb(T) Cl 1.024(T0) 式中AOR曝氣池的標準需氧量 水溫20 C時清水中溶解氧的飽和度vmg/L ) Csb(T設計水溫T時好氧反應池中平均溶解氧的飽和度 vmg/

56、L Cl好氧反應池中溶解氧濃度vmg/L ) T設計污水溫度=9.17mg/L,C s(25=8.38mg/L。 空氣擴散器出口處絕對壓力 = 1.013 105 9.8 103 4.8 = 1.483 105Pa 空氣離開好氧反應池時氧的百分比： 21(1Ea)21漢(1一20%) Qt100%100% =17.54% (7-7 79 +21(1 Ea)79 + 21 匯(1 20%) 好氧反應池中平均溶解氧飽和度: Csb(25) = Cs(25) Pb 5 Q2) 2.026 105 =8.38 ( 1.483 105 2.026 105 17.54% 42 )=9.64mg/L 所以標

57、準需氧量為： 43169.24 漢9.17 SOR(25 20) 0.82匯0.95 漢 0.9 漢 9.64 漢一2漢1.024() 二 62926.86kg(O2) / d = 2621.95kg (O2)/ h 相應最大時標準需氧量: SORmax =1.5SOR=1.5 62926.86kg(O2)/d = 94390.25kg(O2)/d =3932.925kg(O2)/h 好氧反應池平均時供氣量： Gs=_SR 1002621.9510 43699.17 m3/h 0.3Ea0.3 匯20% 最大時供氣量: 3 Gsmax =1.5Gs =1.5 43699.17 =65548.7

58、55m /h (3) 所需空氣壓力p相對壓力) h1 h2 h3 h4 h5 h1+h 2=0.2m ； 式中h1+h 2供風管道沿程與局部阻力之和，取 h3曝氣器淹沒水頭，h3=4.8m ； h4曝氣器阻力，取 h4=0.4m ； h5富余水頭，取 h5=0.5m。 p =0.2 4.8 0.4 0.5 = 5.9m (4) 曝氣器數量計算 以單組反應池計算) SORmax n1 二 24 qc 式中ni按供氧能力所需曝氣器個數，個； q c 曝氣器標準狀態下，與好氧反應池工作條件接近時的供氧能 力，kgO 2/(h 個 采用微孔曝氣器，參照有關手冊，工作水深4.8m，在供風量13m3(h

59、個 時，曝氣器氧利用率EA=20%，服務面積0.3 0.75m 2,qc=0.14kgO 2/(h 個。貝U 3932.925 m 47023個 24914 7023 每個廊道有1756個，設計中取1800個，每組反應池共計7200個曝氣 4 器。以微孔曝氣器服務面積進行校核： 70 8 42 f0.31 m滿足服務面積0.30.75m 2，符合要求 7200 (5) 供風管道計算 按一個系列計算) 供風管道采用環狀布置。 干管流量： 1 11333 QsG smax=65548.755m / h = 316387.19m /h=4.55m /s 2 2 2 流速 v=10m/s ， 管徑-倍

60、.Oh761m，取 DN=800mm。 采用雙側供氣 向兩側廊道供氣)，單組供氣支管取 1個，8組共計空氣支管8 個。則支管流量: 1 Gs max 2 Qs雙二 1 65548.755 2 33 =4096.797m /h =1.138m /s 流速 v=10m/s 4 1.138 3.14 10 =0.381m 取支管管徑DN400mm 9厭氧池設備選擇 以單組反應池計算） 厭氧池內設潛水攪拌機8臺，所需功率按5W/m 3池容計算 厭氧池有效容積V厭二70 8 5二2800m3 混合全部污水所需功率為5 2800 =14000W 10缺氧池設備選擇 以單組反應池計算） 缺氧池內設潛水攪拌機