东北石油大学水污染课程设计模板.doc

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第一章 设计任务及资料

1.1 设计任务
10万人口城市污水处理厂设计
1.2 设计目的及任务
某地区的一个小城市, 居民约10万人, 城市废水主要为食品工业生产废水及居民生活污水, 生产废水的主要污染物乳脂肪、 乳糖、 乳蛋白、 硝酸、 NaOH等; 生活污水主要来源于卫生间、 洗澡和洗衣间等。某些污水未经处理即排入河流, 已造成河流严重污染, 等待解决, 并要对可能的污染源进行控制。根据国家相关的法律规定, 废水必须经过处理后水质达到国家排放标准才允许排放。现根据该厂污水水质情况及国家标准, 设计一套处理量为10万m3/d的废水处理工艺, 去除水中的悬浮物, 降低废水的COD浓度, 从而降低了生物处理负荷, 使出水达到污水综合排放标准, 减少环境污染。
1.3 设计资料
1．进出水水质指标数据, 如图1-1所示
表1-1 进出水水质指标 单位: mg/L
指 标
COD
BOD5
SS
进 水
250
200
250
二级出水
50
25
50
2．周边地区地形地貌及气象资料: 风向: 多年主导风向为东南风, 最大风速为32m/s, 平均为1.6m/s, 历史最高台风12级。气温: 最冷月平均为－28 ℃; 年平均为气温15.1 ℃; 水文: 站附近河流历年最高洪水的洪水值为265米, 河流流速为0.8m/s。附近土壤为砂质粘土, 该河即在该厂污水站附近。
3．其它资料:
(1)  厂区附近无大片农田。
(2)  拟由省属建筑公司承建施工。且各种建筑材料均能供应。
(3)  电力供应充分。
1.4 设计依据
设计依据主要是国家相关法律法规:
1．《地面水环境质量标准》( GB3838－ ) ;
2．《城镇污水处理厂污染物排放标准》( GB18918－ ) ;
3．《室外排水设计规范》( GB50014－ ) ;
4．《污水综合排放标准》( GB8978-1996) ;
5．《城市污水再生利用 工业用水水质》( GB/T19923－ ) ;
6．《污水再生利用工程设计规范》( GB/50335－ ) 。

第二章 设计工艺

2.1设计内容简介
1、 处理工艺确定原则
为了同时达到污水处理厂高效稳定运行和基建投资省、 运行费用低的目的, 依据下列原则进行了污水处理工艺方案选择:
①技术成熟, 处理效果稳定, 保证出水水质达到排放标准;
②投资低, 运行费用省, 低投入高效益;
③选定工艺的技术设备先进、 可靠, 国产化程度高, 性能好。
2、 污水处理工艺选择
活性污泥法是一种好氧处理过程。污水在曝气池中通气充氧, 使各种活性污泥微生物大量生长繁殖, 能形成菌胶团的细菌形成絮状体, 原生动物附着其上, 丝状细菌与真菌也交织穿插期间, 形成一颗颗悬浮于混合液中的絮体颗粒, 每一颗粒就是一个微生物群体。这样的活性污泥颗粒与进入曝气池的污水相接触, 即发生对污水中污染物的吸附、 分解、 吸收等作用, 经过一段时间的通气后, 污水中的有机物质大部分被同化为微生物有机体, 然后进入沉淀池。絮状化的活性污泥颗粒能很好地沉降至池底部, 上清液即为处理过的水, 可排出系统外。沉淀的污泥一部分补充、 回流到曝气池, 与未处理污水混合重复上述作用; 另一部分污泥则作为剩余污泥排出。
污水进厂后经自动粗格栅进入集水池, 在集水池内设潜水泵, 污水提升后经细格栅进入曝气沉沙池去除沙粒, 再经初沉池去除大部分悬浮固体, 初沉出水经厂内高架渠道进入曝气池。曝气池采用循环推流反应形式, 其出水经平流式二沉池分离后排入周围河流。
初沉污泥与二沉剩余污泥首先进入前浓缩池, 经浓缩后进入蛋形消化池中温消化, 使污泥稳定。消化后的污泥经后浓缩池进一步浓缩, 减少体积, 用带式压滤机进行脱水, 泥饼外运处理。
活性污泥法运行条件:
① 废水中含有足够的可溶性易降解有机物;
② 混合液含有足够的溶解氧;
③ 活性污泥在池内呈悬浮状态
④ 活性污泥连续回流、 及时排除剩余污泥, 使混合液保持一定浓度的活性污泥;
　 ⑤ 无有毒有害的物质流入。
3、 污水处理工艺简介
( 1) 活性污泥法的基本工艺流程 :
　 活性污泥法的基本工艺流程由曝气池、 沉淀池、 污泥回流、 及剩余污泥排放系统五部分组成。
废水和回流的活性污泥一起进入曝气池形成混合液。曝气池是一个生物反应器, 经过曝气设备充入空气, 空气中的氧溶入混合液, 产生好氧代谢状态。随后曝气池内的泥水混合液流入二沉池, 进行泥水分离, 活性污泥絮体沉入池底, 泥水分离后的水作为处理水排出二沉池。二沉池沉降下来的污泥大部分作为回流污泥返回曝气池, 称为回流污泥, 其余的则从沉淀池中排除, 这部分污泥称为剩余污泥。
从上述流程能够看出, 要使活性污泥法形成一个实用的处理方法, 污泥除了要具有氧化和分解有机物的能力外, 还要有良好的凝聚和沉降性能, 以使活性污泥能从混合液中分离出来, 得到澄清的出水。
( 2) SBR工艺
SBR工艺早在20世纪初已有应用, 由于人工管理的困难和繁琐未于推广应用。此法集进水、 曝气、 沉淀在一个池子中完成。一般由多个池子构成一组, 各池工作状态轮流变换运行, 单池由撇水器间歇出水, 故又称为序批式活性污泥法。
优点:
a) 工艺流程简单, 运转灵活, 基建费用低( 一个SBR池扮演了多个角色: 调解混合池、 反应池(厌氧、 缺氧和好氧三种)、 沉淀池和部分浓缩池; 它不需要设二沉池和污泥回流设备, 一般情况下也不用设调节池和初沉池) 。
b) 处理效果良好, 出水可靠。
c) 较好的除磷脱氮效果。
d) 污泥沉降性能良好( SBR法能够有效控制丝状菌的过度繁殖, 污泥SV
较低, 是一种污泥沉降性能较为良好的工艺) 。
e) 对水质水量变化的适应性强。
缺点:
a)反应器容积利用率低( 由于SBR反应器水位不恒定, 反应器有效容积需要按照最高水位来设计, 大多数时间, 反应器内水位均达不到此值, 因此反应器容积利用率低) 。
b)水头损失大。
c)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。而且不连续出水, 使得SBR工艺串联其它连续处理工艺时较为困难。
d)峰值需氧量高, 整个系统氧的利用率低。
e)设备利用率低。
f)不适合用于大型污水处理厂( 采用SBR工艺的污水处理厂规模一般在20 000t以下) 。
根据所学水污染控制方法及课余资料补充, 选择生物处理。在生物处理中, 选择国内技术比较成熟的活性污泥法。根据计算污水量设计流量, 可知, 10万人产生的污水量不是特别大, 属中型, 故选择适宜建设中小型污水处理厂的工艺-------SBR工艺。SBR工艺的曝气池, 在流态上属完全混合, 在有机物降解上, 是实践上的推流, 有机物是随着时间的推移而被降解的。SBR工艺基本操作流程由进水、 反应、 沉淀、 出水和闲置等五个基本过程组成。 SBR工艺与连续流活性污泥工艺相比有一些优点, 本设计中, SBR工艺进水方式采用间歇进水方式。该工艺系统组成简单, 一般不需设调节池, 可省去初沉池, 无二沉池和污泥回流系统, 基建费、 运行费较低, 且维护管理方便; 该工艺耐冲击负荷能力强, 一般不会产生污泥膨胀且运行方式灵活, 可同时具有去除BOD和脱氮除磷的功能。

SBR工艺流程图
2.2 设计方案的比较
1、 预处理间:
去除污泥中较大的悬浮物质, 漂浮物纤维物质和固体物体, 经过中格栅和细格栅对进厂的污水进行处理, 保证后续处理单元正常运行。
2、 格栅间:
主要去除污水中较大的悬浮物, 漂浮物纤维物质和固体物体, 保证后续处理单元正常运行。
3、 调节池:
为了使管渠和构筑物正常工作, 不受废水高峰流量和浓度变化的影响, 需在废水处理设施之前设置调节池。进入污水处理厂的污水皆采用泵站提升, 各泵站排水泵为各自独立间歇运行。
4、 沉砂池:
分离的沉淀物多为颗粒较大的砂子, 沉淀物质比重较大, 无机成分高, 含水量低。污水在迁移、 流动和汇集过程中不可避免会混入泥沙。污水中的砂如果不预先沉降分离出去, 则会影响后续处理设备的运行。
5、 A2/OError! No bookmark name given.池:
（1） 厌氧反应器: 原污水与从沉淀池排出的含磷回流污泥同步进入, 本反应器主要功能是释放磷, 同时部分有机物进行氯化;
（2） 缺氧反应器: 首要功能是脱氮, 硝态氮是经过内循环由好养反应器送来的, 循环的混合液流量较大, 一般为2Q; ;
（3） 好氧反应器: 即曝气池, 这一反映单元是多功能的, 去除BOD, 硝化和吸收磷等均在此进行。流量为2Q的混合液从这里回流到缺氧反应器。
（4） 沉淀池: 功能是泥水分离, 污泥一部分回流至厌氧反应器, 上清液作为处理水排放。
初沉池的出水送到厌氧-好氧池, 为了最大效率地优化生物脱氮除磷工艺, MBR的设计结合了A2/O的间歇曝气工艺的优势, 回流污泥从膜池回流至生化池前端, 然后按一定的比例分别送至缺氧和间歇曝气区。为了提高生物反硝化除磷效果, 缺氧时设计成推流式, 同时在缺氧池的第二阶段中, 含有聚磷菌的混合液与原污水完全混合, 使聚磷菌能够充分得到原污水中的有效碳源这种设计能够强化生物脱氮除磷效果, 因此MBR系统能够满足出水要求并最大限度地降低化学药剂和投加量和活性污泥的生成量。
6、 加药间:
经过加入硫酸铜和聚丙烯酰等絮凝剂将水中的微笑的悬浮粒子在反应沉淀池中进行絮凝沉淀从而实现泥水分离的效果。
7、 反应沉淀池:
在水进入反应沉淀池之前, 要向水中加入絮凝剂。常见的絮凝剂有明矾( 十二水硫酸铝钾) , 十二水硫酸铝钾在溶于水后会和水反应, 生成氢氧化铝, 氢氧化铝是一种絮状沉淀, 回旋浮在水中由于氢氧化铝有较大的表面积, 因此很容易吸附水中的悬浮杂质, 水中的悬浮杂质被氢氧化铝吸附后, 其颗粒会有小变大, 直至其所受重力大于其所受浮力之时, 杂质会与明矾一起沉淀下来。由明矾变成氢氧化铝的过程是一个化学变化过程, 可是氢氧化铝吸附悬浮物质的过程是一个物理变化过程。
不同沉淀池的优缺点:
平流式
优点: 1.沉淀效果好; 2.对冲击负荷和温度变化的适应能力较强;
3.施工简单, 造价低;
缺点: 1.池子配水不宜均匀; 2.操作量大;
3.采用机械排泥时, 机械设备和驱动件都浸入水中, 易锈蚀;
适用条件: 1.适用于地下水位高及地质较差地区;
2.适用于大、 中、 小型污水处理厂。
竖流式
优点: 1.排泥方便, 管理简单; 2.占地面积较小;
缺点: 1.池子深度大, 施工困难; 2.对冲击负荷和温度变化的适应能;
3.造价较高 4.池径不宜过大, 否则布水不均匀;
适用条件: 适用于处理量不大的小型污水处理厂。
辐流式
优点: 1.采为机械排泥, 运行较好, 管理简单 2.排泥设备已有定型产品
缺点: 1.池水水流速度不稳定 2.机械设备排泥复杂, 对施工质量要求高
适用条件: 1.适用于地下水位较高的地区 2.适用于大、 中型污水处理厂
8、 曝气生物滤池:
就是在生物滤池处理装置中设置填料, 经过人为供氧, 使填料生长大量的微生物, 是一种生物膜法处理工艺, 工艺具有去除SS、 COD、 BOD、 硝化、 脱氮、 除磷、 去除AOX(有害物质)的作用。曝气生物滤池集生物氧化和截留悬浮固体一体, 节省了后续沉淀池( 二沉池) , 具有容积负荷、 水力负荷大, 水力停留时间短, 所需基建投资少, 出水水质好; 运行能耗低, 运行费用少的特点。
接触池: 利用构筑物和污水的充分接触对污水进行消毒。
9、 加氯间:
加氯的主要作用是消毒, 即利用物理或化学方法杀灭废水中的病原微生物, 以防止其对人类及禽畜的健康产生危害和对生态环境造成污染。
10、 污泥脱水间:
污泥脱水间是对剩下的污泥进行脱水的。进入污泥脱水间与配好的药剂聚炳烯酰氨混合, 药剂与水之比为3%-5%。混合好的药剂进入带式污泥浓缩脱水一体机。在脱水机上有一离心式脱水装置, 在含水率极高的稀污泥甩出从管道中排出, 排出的污泥均匀的进入履带中, 经过履带的上下挤压使污泥干燥脱水, 脱水后的污泥排出后自然晾干, 制成泥饼运出用来制化肥, 脱出来的水从地下排水管道排出。在脱泥机上有一接泵管道用于排除房中的臭气。污泥压滤脱水采用CP FII RF9—1带式浓缩脱水一体机, 耗水量为14.1m3/h, 产泥量为600kg/h。
11、 鼓风机:
进行曝气的装置, 为微生物提供氧气, 进行曝气目的是防冻。
12、 紫外消毒:
外线消毒消毒膜块上的紫外灯发出中心辐射的短波紫外线对流经沟渠的水体进行杀菌消毒, 从而解决处理后的污水细菌指标的超标问题, 使最终排放水体的细菌学标达到并超过国家相关排放标准及水质标准要求。

第三章 一级处理工艺

3.1 设计污水水量
由设计资料知, 该市每天的平均污水量为:

查《室外排水设计规范》( GB50014－ ) 知总变化系数 从而可计算设计最大秒流量为:
( 3-1)
式中: —城市每天平均污水量, ;
KZ—总变化系数;
Q—设计最大秒流量, 。

3.2 污水处理程度计算
城市污水排入受纳水体后, 在水体的自净作用下, 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。在选择污水处理程度时, 既要考虑水体的自净能力, 又要防止水体受到污染, 避免污水排入水体后造成二次污染。
3.2.1 污水的COD处理程度计算
( 3-2)
式中: —COD的处理程度, %;
C—进水的COD浓度, mg/L;
Ce—处理后污水中COD的浓度, mg/L。
则:
二级处理程度:
3.2.2污水的BOD5处理程度计算
( 3-3)
式中: —BOD5的处理程度, %;
C—进水的BOD5浓度, mg/L;
Ce—处理后污水中的BOD5浓度, mg/L。
则:
二级处理程度:
3.2.3 污水的SS处理程度计算
( 3-4)
式中: —SS的处理程度, %;
C—进水的SS浓度, mg/L;
Ce—处理后污水中的SS浓度, mg/L。
则:

3.3 格栅
格栅是最简单的过滤设备, 是由一组火多组平行的金属栅条或筛网制成的框架, 安装在污水渠道、 泵房集水井的进口处或污水处理厂的前部, 用于截留废水中较大的悬浮物或漂浮物, 防止其后构筑物的管道阀门或水泵堵塞, 并使之正常进行。被截留的物质称为栅渣。
格栅的设计选择主要是由栅条断面、 栅条间隙、 栅渣清除方式等来决定。
格栅断面有圆形、 矩形、 半圆形等。圆形水力条件好, 水流阻力小, 但刚度差, 一般多采用矩形断面。按形状, 格栅可分为平面格栅和曲面格栅两种; 按栅条净间隙, 可分为粗格栅(50~100mm)、 中格栅( 10~40mm) 、 细格栅( 3~10mm) 三种; 按清渣方式, 可分为人工清除格栅和机械清除格栅两种[4]。
3.3.1 格栅的设计
本设计中采用矩形断面中格栅, 并采用机械清渣。中格栅设在污水泵站前, 设有两组即N=2组, 每组的设计流量为0.41。
3.3.2 设计参数
1．格栅截留的栅渣量 格栅间隙为16～25mm, 栅渣量取0.10～0.05污水; 格栅间隙为30～50mm, 栅渣量取0.03～0.01污水。
2．水流经过格栅的水头损失可经过计算确定, 一般采用0.08-0.15m, 栅后渠底应比栅前相应低0.08-0.15m。栅前渠道内水流速度一般采用0.4-0.9m/s, 废水经过栅条间隙的流速可采用0.6-1.0m/s。
3．人工清除格栅的安装角度宜为30°～60°, 机械清除格栅的安装角度宜为60～90°。
3.3.3 格栅的设计计算
1．进水渠道宽度计算
根据最优水力断面公式计算, 本设计取污水过栅流速=0.8

则栅前水深: 。
2．格栅的间隙数
( 3-7)
式中: n—格栅栅条间隙数, 个;
Q—设计最大秒流量, ;
—格栅倾角, 本设计取60º;
N—设计的格栅组数, 组;
b—格栅栅条间隙数, 本设计取=0.02m。
个, 取48个
3．格栅栅槽宽度
( 3-8)
式中: B—格栅栅槽宽度, m;
S—每根格栅条宽度, m, 本设计取S=0.02m。

4．进水渠道渐宽部分的长度计算
( 3-9)
式中: —进水渠道渐宽部分长度, m;
—渐宽处角度, 取20º。

5．进水渠道渐窄部分的长度计算

6．经过格栅的水头损失
( 3-10)
式中: —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 =3。
则:
7．栅后槽总高度
设栅前渠道超高。
则栅后槽总高度:
8．栅槽总长度

3.4 沉砂池
沉砂池的作用是去除废水中比重较大的无机颗粒, 如砂粒、 石子、 煤渣等。一般设在泵站后沉淀池前, 以减轻水泵和管道的磨损, 防止后续构筑物管道的堵塞, 缩小污泥处理构筑物的容积, 提高污泥有机组分的含量, 提高污泥作为肥料的价值。常见的沉砂池有平流沉砂池、 竖流式沉砂池、 曝气沉砂池、 多尔沉砂池和涡流式沉砂池。本设计中采用曝气沉砂池, 其优点是: 经过曝气, 使污水产生作旋流运动, 产生离心力, 去除泥砂, 经过曝气量来控制其旋流速度大小, 从而控制沉砂量。其排除的泥砂较为清洁, 处理起来比较方便。曝气沉砂池除砂率稳定, 受流量变化影响小, 同时, 对污水也起到预曝气作用[4]。
3.4.1 曝气沉砂池
本设计中选择两组曝气沉砂池, N=2组。每组沉砂池的设计流量为0.41。
3.4.2 设计参数
1．废水在曝气沉砂池过水断面周边的最大旋转速度为0.25～0.30m/s,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．宽深比宜为1～1.5, 有效水深取为2.0～3.0m。
4．处理每立方米污水的曝气量宜为0.1～0.2m3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, 并考虑
设置横向挡板。
6．污水的沉砂量, 可按每立方米污水0.03L计算。
7．砂斗容积不应大于2d的沉砂量, 沉砂池除砂宜采用机械方法, 并经砂水分离后贮存或外运。
8．池底坡度一般取为0.1～0.5[4]。
3.4.3 曝气沉砂池的设计计算
1．沉砂池有效容积
( 3-12)
式中: —沉砂池有效容积, ;
t—停留时间, , 本设计取t=3。

2．水流断面面积
( 3-13)
式中: A—水流断面面积, ;
—水平流速, 取 =0.1。

3．池总宽度
( 3-14)
式中: B—沉砂池宽度, m;
h—沉砂池有效水深, 取h=2m。
值在1.0~1.5之间, 符合要求。
4．池长

5．每小时所需的空气量
( 3-15)
式中: q—每小时所需的空气量, ;
d—每立方米污水所需要的空气量, 本设计取d=0.2污水。

6．沉砂室所需容积
( 3-16)
式中: X—城市污水沉砂量, 一般取X=30污水
T—清除沉砂的间隔时间, 设计中取T=2d。

从而可计算得每个沉砂斗的容积为:
7．沉砂斗几何尺寸计算
本设计取沉砂斗壁与水平面的倾角为=, 沉砂斗底宽为0.5, 沉砂斗高度。
沉砂斗的上口宽度为
沉砂斗的有效容积:

8．池子总高
设池底坡度为0.4, 池子超高。则:
池底斜坡部分的高度
池子总高
9．验算流速
当有一格池子出故障, 仅有一格池子工作时:

10．排砂装置
采用吸砂泵排砂, 吸砂泵设置在沉砂斗内, 吸砂泵管径DN=200mm。
曝气沉砂池示意图见下图3-2所示:

图3-2 曝气沉砂池示意图
3.4.4 曝气沉砂池曝气计算
1．空气干管设计
干管中空气流速一般为10～15m/s,本设计取12m/s,则

2．支管设计
干管上设6根配气管, 则每根竖管上的供气量为:
根
沉砂池总平面面积为: L×B = .
选用YBM-2型膜式扩散器, 每个扩散器的服务面积为1.5m2, 直径为500mm, 则需空气扩散器总数为: 8.2/1.5＝5.5≈6个。
则每根配气管有1个空气扩散器, 每个扩散器的配气量为:

第四章 污水二级处理设计计算

污水经过一级处理后会处理掉部分BOD5、 COD和悬浮物( SS) 等, 处理程度按表4-1取值。
表4-1 污染物经处理程度
处理级别
处理效率
一级
SS
BOD5
40%～50%
20%～30%
设计中取处理效果为: SS=, BOD5=。
则进入曝气池中污水的BOD5浓度:

进入曝气池中污水的SS浓度:

4.1 UASB设计
4.1.1 设计说明
UASB即上流式厌氧污泥床, 集生物反应与沉淀于一体, 是一种结构紧凑, 效率高的厌氧反应器。
它的污泥床内生物量多, 容积负荷率高, 废水在反应器内的水力停留时间较短, 因此所需池容大大缩小。
设备简单, 运行方便, 勿需设沉淀池等装置, 不需充填填料, 也不需在反应区内设机械搅拌装置, 造价相对较低, 便于管理, 且不存在堵塞问题[14]。
4.1.2 设计参数
1．参数选取
设计参数选取如下:
( 1) 容积负荷( Nv) 6.0kgCOD/(m3·d);
( 2) 污泥产率0.1kgMLSS/kgCOD;
( 3) 产气率0.5m3/kgCOD
2．设计水质
设计水质如下表4-2所示:
表4-2 UASB反应器进出水水质指标
水质指标
COD
BOD
SS
进水水质(mg/l)
150
160
150
去除率( %)
75
80
90
出水水质(mg/l)
37.5
32
15
3、 设计水量
Q＝100000m3/d=2080m3/h=0.58 m3/s
4.1.3 设计计算
1．反应器容积计算
( 4-1)
式中: —UASB有效容积
Q — 设计流量, m3/s
S0 — 进水COD含量,mg/L
Nv—容积负荷,kgCOD/(m3·d)
=100000×3760/10.0
=18800m3
将UASB设计成圆形池子, 布水均匀, 处理效果好, 取水力负荷q＝0.95[m3/(m2·h)], 则:
A== 2080/0.95=2189m2

采用4座相同的UASB反应器
则　 A1=A/4＝2189/4= 547.25 m2
取D=26.5m
则实际横截面积为
A2=πD2=×3.14×26.52
=551.3m2
实际表面水力负荷为

=2080/(4×551.3)=0.94<1.0
故符合设计要求。
4.1.4 配水系统设计
本系统设计为圆形布水器, 每个UASB反应器设126个布水点[11]
1．相关参数
每个池子流量: Q＝2080/4 = 520 m3/h
2．设计计算
布水系统设计计算草图见下图4-1所示:

图4-1 ＵASB布水系统设计计算图
圆环直径计算: 每个孔口服务面积为:

在2～5m2之间, 符合设计要求。
可设6个圆环, 最里面的第一圈设6个孔口, 第二圈设12个孔口, 第三圈18个, 第四圈24个, 第五圈30个, 第六圈36个。
( 1) 第一圈6个孔口设计
服务面积: S1＝6×4.37=26.22m2, 折合为服务圆的直径为:

用服务圆的直径作一个虚圆, 在该圆内等分服务圆虚圆面积处设一实圆环, 其上布6个孔口, 则圆的直径计算如下:
( 4-2)
则:
( 2) 第二圈12个孔口设计
服务面积: S2=12×4.37=52.44m2, 折合成服务圆直径为:

第二圈实圆直径计算如下:
π(102-d22)＝S2
d2=8.16
依次算得第三圈服务圆面积S3= 78.66m2, 服务圆直径D3=14.16m, 实圆直径d3=12.26m;
第四圈服务圆面积为S4=104.88m2, 服务圆直径D4=18.28m, 实圆直径d4=16.35m;
第五圈服务圆面积为S5=131.1m2, 服务圆直径D5=22.38m, 实圆直径d5=20.4m;
第六圈服务圆面积为S6=157.32m2,服务圆直径D6=26.48m, 实圆直径d6=24.5m;
4.2 二次沉淀池
二次沉淀池有别于其它沉淀池, 首先在作用上有其特点。它除了进行泥水分离外, 还进行污泥浓缩; 并由于水质水量的变化, 还要暂时贮存污泥, 由于二次沉淀池需要完成污泥浓缩的作用所需要的池面积大于只进行泥水分离所需要的池面积。
进入二沉池的活性污泥混合液在性质上也有其特点。活性污泥混合液浓度为 -4000mg/L具有絮凝性能, 属于成层沉淀。
辐流式沉淀池多采用对称布置, 有圆形和正方形。主要由进水管、 出水管、 沉淀区、 污泥区及排泥装置等组成。按进出水的形式可分为周边进水中心出水、 中心进水周边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为广泛。本设计中向心式圆形辐流沉淀池, 进水方式为中心进水周边出水。
4.2.1 设计原则设计参数
1．沉淀池的设计数据宜按下表4-5的规定取值
4-5 沉淀池的设计数据
沉淀池类型
沉淀时间
h
表面水力负荷
每人每日
污泥量

污泥含水率
固体负荷
初次沉淀池

—
二次沉淀池
生物膜法

活性污泥

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2.0～4.0m。
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)。
9．沉淀池应设置浮渣的撇除、 输送和处理设施。
10．水池直径(或正方形的一边)与有效水深之比宜为6～12, 水池直径不宜大于50m。
11、 宜采用机械排泥, 排泥机械旋转速度宜为1～3r/h, 刮泥板的外缘线速度不宜大于3m/min。当水池直径(或正方形的一边)较小时也可采用多斗排泥。
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 二沉池设计计算
设计中选择两组辐流沉淀池, n=2, 每组设计流量为0.81m3/s。
1．沉淀池表面积

式中: Q—污水最大时流量, m3/s;
q—表面负荷, 取;
n—沉淀池个数, 取2组。
池子直径:
, 取35.5m。
2．实际水面面积

实际负荷 , 符合要求。
3．沉淀池有效水深
( 4-15)
式中: t—沉淀时间, 取2h。

径深比: 在6至12之间, 符合要求。
4．污泥部分所需容积
( 4-16)

采用间歇排泥, 设取两次排泥的时间间隔为

5．污泥斗计算
( 4-17)
式中: r—污泥斗上部半径, m;
—污泥斗下部半径, m;
a—倾角, 一般取。
设计中取 r=2m, 。

污泥斗体积计算:

6．污泥斗以上圆锥体部分污泥容积
本设计采用机械刮吸泥机连续排泥, 池底坡度为0.05

污泥斗以上圆锥体部分体积:

需要的圆柱部分的体积:

高度为:
7．沉淀池总高度
设计中取 超高h=0.3m, 缓冲层高度h2=0.3m

辐流沉淀池示意图见图4-2
图4-2 二沉池高度示意图

第五章 高程布置

5.1 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经过 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。
5.2 高程布置结果
由于该污水处理厂出水排入市政排水总干管后, 经终点泵站提升才排入河 流, 故污水处理厂高程布置由自身因素决定。 采用普通活性污泥法, 辐流式二沉池、 曝气池、 初沉池占地面积较大, 如果 埋深设计过大, 一方面不利于施工, 也不利于土方平衡, 故按尽量减少埋深。从降低土建工程投资考虑, 出水口水面高程定为64m, 则相应的构筑物和设施的高程可从出水口逆流计算出其水头损失,从而算出来。
5.3总平面布置原则
该污水处理厂为新建工程, 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, 便于节约用地和运行管 理。构( 建) 之间的间距应满足交通、 施工和运行管理等方面的要求。
( 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。管道( 线) 与渠道的平面布置, 应与 其高程布置相协调, 顺应污水处理厂各种介质输送的要求, 便于节能和运行维护。
( 3) 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。

第六章 设计报告总结

6.1 课程设计结论
一、 本设计根据污水处理量, 进出水质、 地形、 水文等条件及所需达到的处理标准, 因而选择了传统活性污泥法, 其优点如下:
1.工艺成熟, 管理运行经验丰富;
2. 对有机物处理效果明显;
3.由于采用高效的鼓风系统, 依靠重力流动, 使运行能耗低;
4. 处理成本相应较低;
5. 运行效果可靠, 出水水质稳定, 可抗冲击负荷;
6. 初沉池可去除大量有机物和悬浮物;
二、 活性污泥几乎经历了一个生长周期, 处理效果很高, 特别适用于处理要求高而水质较稳定的污水。但也有如下的缺点:
1. 进水浓度特别是有抑制物质的浓度不高, 不适应冲击负荷。这是因为其流型呈推流式, 进入池中的污水与回流污泥在理论上是不与池中原有的混合液相混合, 进水8的变化对活性污泥的影响较大, 容易损害活性污泥, 因此, 限制了对某些工业废水的应用。
2. 需氧量前大后小, 而空气的供应往往是均匀分布, 这就形成前段无足够的溶解氧, 后段氧的供应大大超过需要, 造成氧过剩浪费。
3. 曝气池的容积负荷率低, 曝气池容积大, 占地面积也大, 基建费用高。
6.2 心得体会
经过本次课程设计, 我查阅了很多相关的文献资料。也因此我更加深刻地了解到, 中国是在经济技术相对落后的情况下实现经济快速发展的。人口基数大, 人均资源少, 环境污染和生态破坏的防治将是一项长期的战略任务。特别是水环境污染问题的解决不可能一蹴而就, 需要经过一个艰苦的治理过程。因此, 我们必须在认真总结”九五”期间水污染防治经验教训的基础上, 借鉴世界一切成功的经验, 结合中国的具体情况, 不断加强政策创新、 制度创新和技术创新, 逐步走出一条具有中国特色的水污染防治道路。
然开朗。
课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练, 是我们迈向社会, 从事职业工作前一个必不少的过程。”千里之行始于足下”, 经过这次课程设计, 我深深体会到这句千古名言的真正含义。我今天认真的进行课程设计, 学会脚踏实地迈开这一步, 就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础。
最后, 我要感谢我的老师们, 是您们的严厉要求唤醒了我, 是您们的敬业精神感动了我, 是您们的教诲启发了我, 是您们的期望鼓励了我, 我感谢老师您们今天又为我增添了一幅坚硬的翅膀。今天我为你们而骄傲, 明天你们为我而自豪。

参考文献

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[2] 高俊发, 王社平.污水处理厂工艺设计手册.北京: 化学工业出版社, .
[3] 王启童.ABR-高负荷生物滤池污水处理工艺调试运行分析.天津大学, .
[4] 郑铭,陈万金.环保设备—原理•设计•应用.北京.化学工业出版社, .
[5] 魏先勋.环境工程设计手册( 修订版) .长沙: 湖南科学技术出版社,