20000立方城镇污水处理工艺设计.pdf

2一、选题意义一、选题意义城镇污水是中国水环境的主要污染源。根据城镇污水处理厂污染物排放标准GB18918-2002，城镇污水是指城镇居民生活污水，机关、学校、医院、商业服务机构及各种公共设施排水，以及允许排入城镇污水收集系统的工业废水和初期雨水等。根据 2012 年住房与城乡建设部发布的中国城镇排水和污水处理状况公报，2010 年全国城镇污水日处理量超过 1 亿 m3，年处理污水总量达到 350 亿 m3。随着农村城市化，城镇污水将进一步增加。因此，城镇污水处理是中国目前和未来若干年水环境领域的主要任务之一。解决城镇污水对水环境污染的重要途径之一就是修建城市污水处理厂。城市污水处理厂设计是环境工程专业水污染控制方向课程设计的主要内容之一。二、设计资料二、设计资料（1）设计水质：）设计水质：CODcr:300350;BOD5:200 mg/L;SS:200300 mg/L;氨氮（以 N 计）:2530 mg/L;TN:3040 mg/L;总磷（以 P 计）：34mg/L（2）处理要求：）处理要求：出水水质达到城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）一级 B 标准COD:60 mg/L;BOD5:20 mg/L;SS:20 mg/L;氨氮（以 N 计）:15 mg/L总磷（以 P 计）：1mg/L（3）规划厂址：）规划厂址：（4）气象及工程地质：）气象及工程地质：常年平均气温 13；厂址周围工程地质良好，适合于修建城市污水处理厂。三、设计内容三、设计内容3（1）工艺流程选择；（2）构筑物工艺设计计算（3）水力计算；（4）平面及高程布置（5）附属构筑物设计四、设计成果四、设计成果（1）设计计算说明书(6000 字)；（2）工艺设计图(折合 l 号图 23 张)；（3）采用计算机绘图，文字处理自由选择。五设计要求五设计要求（1）流程选择合理，设计参数选择正确；（2）计算说明书条理清楚，计算准确，并附设计计算示意图（3）图纸表达准确、规范。六、主要参考资料六、主要参考资料（1）教材排水工程（张自杰，中国建筑工业出版社）（2）水污染控制工程（高廷耀，高等教育出版社）（3）给水排水设计手册（北京市市政工程设计研究总院，中国建筑工业出版社）（4）环境工程设计手册（魏先勋，湖南科学技术出版社）（5）给水排水工程快速设计手册（2）排水工程（于尔捷等，中国建筑工业出版社）（6）本专业国内外相关学术杂志。4课程设计课程设计第一节第一节污水处理工艺流程确定污水处理工艺流程确定要求结合教材以及查阅的各种资料对现有的城市污水各种处理方法进行综述，在此基础上，结合设计任务书下达的污水水质及处理要求，确定污水处理工艺。1 城市污水处理方法综述城市污水处理方法综述现有的城市污水处理的方法包括活性污泥法、生物膜法、自然生物处理法以及厌氧生物处理法等。每种处理方法均有其各自的特点及适应范围，在进行污水处理厂工艺设计时，必须根据各个地区实际情况，考虑不同工艺的特点，以确定最佳处理方案。（1）活性污泥法活性污泥法是目前处理城市污水最有效的一种生物处理法。近年来活性污泥法得到了不断的演变推新，出现了不同工艺组合、不同工艺流程的活性污泥法。普通活性污泥法是利用絮体状、比表面积大的微生物群体的吸附净化功能。在反应体系中不断驯化循环，同时将反应体系所产生的多余部分剩余污泥有规律地排出体系外。使反应池内的有机物和微生物的比值保持在一定的范围内，同时在溶解氧存在的条件下有机底物和微生物絮体充分接触，进行一系列的微生物代谢和有机物分解的过程。这种方法适用于处理要求高、进水水质较稳定的污水，但对负荷变动适应性较弱，处理污水所需时间长，占地面积大。后来在此基础上产生了一些改良的形式。如多点进水活性污泥法、吸附再生活性污泥法、间歇式活性污泥法（SBR）、AB 法、氧化沟法以及 AO 法及 A2O 法。（2）生物膜法生物膜法是使污水连续流经固定支承物表面，在支承物表面繁殖出大量微生物生物膜的方法，起着与活性污泥同样的净化作用。生物膜法有多种处理构筑物，如生物滤池、生物转盘、生物接触氧化法及生物流化床等，从填料上脱落下来的衰死的生物膜可随污水流入沉淀池，经沉淀池而被澄清净化。但该方法缺点是处理效率和卫生条件较差，占地面积较大。（3）自然生物处理法利用自然条件下生长、繁殖的微生物处理污水，形成水体微生物植物组成的生态系统。对污染物进行一系列的物理、化学和生物净化。生态系统可对污水中的营养物质充分利用，有利于绿色植物生长，实现污水的资源化、无害化和稳定化。该方法工艺简单、费用低廉、效率高，是一种符合生态原理的污水处理方式，但容易受自然条件影响，而且占地面积大。（4）厌氧生物处理法厌氧生物处理法是利用兼性厌氧菌在无氧的条件下降解有机污染物的方法。主要用于处理高浓度、难降解的有机工业废水及有机污泥。主要构筑物是消化池，近年来开发了厌氧滤池、厌氧转盘、上流式厌氧污泥床、厌氧流化床等高效反应装置。该法能降低能耗，同时所产的污泥量小。传统活性污泥法适用范围广泛，技术成熟，但是占地面积较大。目前，大型污水处理厂多采用传统活性污泥法，中小型污水处理厂多采用氧化沟工艺，而处置浓度较高的工业污水多采用厌氧生物处理法。另外，污水处理设施还可根据水质情况实现现场手动控制、远程控制以及连续自动控制以保证稳定运行。52 污水处理工艺的确定污水处理工艺的确定根据设计任务书的要求，处理的污水为城镇污水，通过污水处理厂的处理，其BOD5去除率为 90%，同时达到脱氮除磷的效果等。根据以上要求，确定采用奥贝尔（Orbal）氧化沟活性污泥法。奥贝尔氧化沟(Orbal)通常由 3 个同心的沟道组成，平面上为圆形或椭圆形。沟道之间采用隔墙分开，隔墙下部设有必要面积的通水窗口。沟道断面形状多为矩形或梯形。原污水和回流污泥可进入外、中、内 3 个沟道，通常均进入外沟道。出水自内沟道经中心岛内的堰门排出，进入沉淀池。当脱氮要求较高时，可以增设内回流系统，提高反硝化程度。由于 Orbal 氧化沟属于多反应器系统，在一定程度上有利于难降解有机物的去除，且抗冲击负荷能力强。废水和活性污泥以及各种微生物混合在沟渠中不停地循环流动，完成对废水的硝化与反硝化处理。奥贝尔氧化沟在技术上，具有净化程度高、耐冲击、操作简便、投资少、能耗低等特点。在工艺上，特有的外、中、内沟道（0-1-2mg/L）溶解氧分布形式创造了一个极好的脱氮条件，能达到较高的脱氮效果，总氮的去除率高达 90%以上。与传统活性污泥系统相比，Orbal 氧化沟活性污泥法在技术、经济等方面具有一系列独特的优点。处理效果稳定而且出水水质好，不但对一般污染物有较高的去除率，而且具有良好、稳定的脱氮除磷功能；采用的设备种类和数量少，建设投资省，运行管理简单。Orbal 氧化沟一般适用于 20 万 m3/d 以下规模的城市污水处理厂，尤其适用于中小规模的城市污水处理厂。3 工艺流程图的确定工艺流程图的确定本设计示例选用氧化沟活性污泥法。工艺流程如图 1-1 所示。栅渣污泥回流剩余污泥栅渣进水氧化沟二沉池砂水分离粗格栅提升泵房细格栅沉砂池配水井消毒渠排放污泥回流泵房浓缩池消化池贮泥池脱水机房泥饼外运曝气6第二节第二节 构筑物设计及计算构筑物设计及计算一、一、粗格栅粗格栅格栅拦截雨水、生活污水和工业废水中较大的拍付物及杂质，提升泵房前设粗格栅起到净化水质、保护水泵的作用，也有利于后续处理和排放。粗格栅由多组平行的栅条组成，斜置在进站污水的渠道处。清捞格栅上拦截的污物，可以用仍，也可以用格栅清污机。新建的城镇排水泵站，比较普遍地使用了格栅清污机，达到了减轻管理工人的劳动强度和改善劳动条件的效果。1 主要设计参数主要设计参数设计流量（最大流量）日平均污水量为 20000 m3/d=0.2315 m3/s；总变化系数51.123272.272.2108.0108.0Qk，则设计流量（最大流量）30000 m3/d=0.3472 m3/s。栅条宽度 S10 mm栅条间隙宽度 b20 mm过栅流速0.9 m/s栅前渠道流速0.6 m/s栅前渠道水深 h0.6 m格栅倾角70（一般机械清渣70）数量2 座栅渣量格栅间隙 20 mm：0.100.05 m3栅渣/103m3污水。2 工艺尺寸工艺尺寸（1）格栅尺寸，粗格栅如图 2-1 所示。图 2-1 格栅示意图过栅流量 Q1dmdmQQ/1736.02/300002331栅条间隙数 n166.159.06.002.070sin1736.0bhvin1sQn有效栅宽 Bm47.01602.01501.0)1(bnnSB7栅渠过水断面 S21289.0/6.0/1736.0msmsmvQS栅渠尺寸（宽深）482 mm600 mm栅渠长度 L211170/5.0LtgHLL若进水渠宽 B1=0.32m，展宽部分展开角=20，已知 B=0.47 mm22.020232.047.0211tgtgBBLmLL11.02/22.02/12取栅前渠道超高为 0.3m，则 H1=h+h2=0.6+0.3=0.9m故mtgL16.211.0170/9.05.022.0由（3）计算的水头损失得，h1=0.106，故栅后槽总高度mhhhH006.1106.06.03.021（2）格栅选择选择 XGWS01-B 型机械格栅，技术参数见表 2-1表 2-1 XGWS01-B 型机械格栅技术参数设备宽度/mm700水流速度/m/s1有效栅宽/mm500电动机功率/kW1.5有效间隙/mm20安装角度70实际过栅流速为s/m876.0166.002.070sin1736.0bhnsin1Qv3.水头损失计算水头损失计算格栅断面为锐边矩形断面（=2.42），格栅水头损失为 h1m106.0370sin8.92876.0)02.001.0(42.2n2)(2342341ksigvbSh4.栅渣量计算栅渣量计算d/0.2md/m4.15.1100007.03472.086400100086400331maxkWQW故采用机械清渣。二、二、提升泵房提升泵房污水泵房用于提升污水厂的污水，以保证污水能在后续处理构筑物内畅通的流动，它由机器间和集水池组成，机器间内设置水泵机组和有关的附属设备；集水池还可以在一定程度上调节进水的不均匀性，以便水泵较均匀工作。1 泵房形式泵房形式提升泵房如图 2-2 所示。8图 2-2 提升泵房本设计采用下圆上方形合建式污水泵房。合建式泵房的优点是布置紧凑、占地少、水头损失少、管理方便。当泵站规模较小，水泵台数少于 4 台泵时，下部结构宜采用圆形，具有受力条件合理、便于沉井法施工的优点，上部建筑呈方形，方形机器间平面利用率高，机组与附属设备布置方便，有利于管理维护。2 水泵选择水泵选择（1）设计流量为 30000 m3/d，选择用两台潜污泵（一用一备），则单台流量为hQQ/m1250d/m3000033max（2）选泵前总扬程估算设提升泵房中集水池的有效水深 H 为 3 m，则提升泵房最高水位和最低水位差3 m。由水力及高程计算表 4-1 可知，该城镇污水处理厂厂区最高水位 453.15 m，高出地面 3.15 m；最低水位 447.4 m，低于地面 2.6 m。故提升泵扬程为：m75.836.215.3。所需的扬程为 8.75m。选择 400QW1500-10-75 型潜水排污泵，泵的适用条件如表 2-2 所示。表 2-2 泵适用条件泵形适用条件QW 型排水潜污泵（1）中小流量，中低扬程Q=154750m3/h，H=540m（2）适于雨水、污水、合流泵站400QW2000-15-132 型泵的参数如表 2-3 所示。表 2-3 400QW2000-15-132 型泵的参数流量（m3/h）扬程（m）转速（r/min）功率（kW）效率（%）出口直径（mm）重量（kg）生产地1500109807582.074001670南京泵的基座尺寸为mm1200mm145000 BL93 集水池集水池（1）容积 污水泵房集水池的最小容积，不应小于最大一台水泵 5 min 的出水量。按一台泵最大流量时 6 min 的出流量设计，则集水池的有效容积 V：3m1256601250V（2）面积 取有效水深 H 为 3 m，则面积217.413125mHQF；集水池长度取 8m，则直径mFD29.714.37.4122，取 7.5 m；集水池平面直径0022BDLD且。4 4 泵位及安装泵位及安装潜水排污泵直接置于集水池内，经(3)核算集水池面积远大于潜污泵的安装要求。潜污泵检修采用移动吊架。三、三、细格栅细格栅1 主要设计参数主要设计参数设计流量（最大流量）日平均污水量为 20000 m3/d=0.2315 m3/s；设计流量（最大流量）30000 m3/d=0.3472 m3/s。栅条宽度 S10 mm栅条间隙宽度 b10 mm过栅流速0.9 m/s栅前渠道流速0.6 m/s栅前渠道水深0.4 m格栅倾角60数量2 座栅渣量格栅间隙为 10 mm，取 0.10 m3栅渣/103m3污水。2 工艺尺寸工艺尺寸（1）格栅尺寸，细格栅如图 2-3 所示。图 2-3 格栅示意图过栅流量 Q110dmdmQQ/1736.02/300002331栅条间隙数 n459.449.04.001.060sin1736.0bhvn1siQn有效栅宽 Bm89.04501.04401.0)1(bnnSB栅渠过水断面 S21289.0/6.0/1736.0msmsmvQS栅渠尺寸（宽深）723 mm400 mm栅渠长度 L采用机械格栅，栅前和栅后各设置与格栅长度相等的直线段，以保证栅前和栅后水流的均匀，栅渠总长度为 3 倍格栅长度。栅渠长度 L211170/5.0LtgHLL若进水渠宽 B1=0.5m，展宽部分展开角=20，已知 B=0.89 mm54.02025.089.0211tgtgBBLmLL27.02/54.02/12取栅前渠道超高为 0.3m，则 H1=h+h2=0.4+0.3=0.7m故mtgL71.227.0160/7.05.054.0由（3）计算的水头损失得，h1=0.106，故栅后槽总高度;mhhhH006.1106.06.03.021。（2）格栅选择选择 SGWS01-B-04 型机械格栅，技术参数见表 2-4，表 2-4SGWS01-B-04 型机械格栅技术参数设备宽度/mm1000水流速度/（m/s）1有效栅宽/mm900电动机功率/kW2有效间隙/mm10安装角度60实际过栅流速为s/m898.0454.001.060sin1736.0bhnsin1Qv3 水头损失水头损失格栅断面为锐边矩形断面（=2.42），格栅水头损失为 h1：m106.0370sin8.92876.0)01.001.0(42.2n2)(2342341ksigvbSh4 栅渣量计算栅渣量计算11d/0.2md/m25.110001.03472.086400100086400331maxkWQW故采用机械清渣。四、曝气沉砂池四、曝气沉砂池1 设计参数设计参数设计流量（按最大流量设计）Qmax=0.3472m3/s停留时间2 min水平流速0.1m/s沉砂量30 m3/106m3（污水）曝气量0.2 m3（空气）/m3（污水）空气扩散装置设在池的一侧，距离池底余约 0.7 m有效水深2 m主干管空气流速12m/s支管空气流速4m/s2 沉砂池尺寸沉砂池尺寸曝气沉砂池剖面图如图 2-4 所示。图 2-4 曝气沉砂池剖面图（1）有效容积3max667.416023472.060mtQV（2）水流断面面积2max472.31.0/3472.0/mvQA取有效水深为 2 米，则池宽 BB=A/h=3.472/2=1.736 m 2 m曝气沉砂池分为两格（即 n=2），则每格宽度 bb=B/2=1 m（3）两格平面尺寸池长 LL=V/A=41.667/3.472=12 m平面尺寸BL=2 m 12 m保护水深 1 m实际水深 1+2=3 m（4）集砂区容积设集砂斗倾角 60，高 1m，集砂斗底部宽 0.6m，则集砂区容积为30m67.221221)30tan26.06.0(LAV（5）562/12/BL，池内应设置横向挡板。123 集砂区及排砂设备集砂区及排砂设备每格沉砂池实际沉砂量：设含砂量为 30 m3/106m3（污水），每两天排砂一次。3360m67.22m9.02101500030V，符合条件。采用行车式排砂机，每 2 d 排砂一次。配备一台 25-Z-15 型离心式渣浆泵，有关参数见表 2-5。表 2-525-Z-15 型离心式渣浆泵参数最大功率/kW流量/（m3/h）扬程/m转速/（r/min）叶轮直径/mm生产地1.5213151450210无锡4 曝气系统曝气系统（1）曝气量min/4.2mh/m25036003472.02.0360033max dQq（2）风机选择选用两台 DG 离心鼓风机（一备一用），配以 TEFC 型电动机，风机性能见表 2-6.表 2-6DG 离心鼓风机性能风量出口压力轴功率电动机形式电动机功率总重量35m3/min53.9kP41kWTEFC（全封闭式风扇冷却）551t（3）空气管道计算按风机实际风量计算。干管管径m188.01214.333.04v411qD，取 D1为 200 mm。验算气流速度s/m5.100.23.1433.04D42221qv，符合要求。每隔一米分出两个支管，则，支管总数为 n=212=24 个，每一支管气smq/014.02433.032取支管气流速度为 v2=4.5 m/s，则支管管径m067.0414.3014.04v4222qD，取 D2为 70 mm，验算气流速度s/m64.307.014.3014.04422222Dqv，符合要求。五、五、配水井配水井1 配水井的作用：配水井的作用：均匀配水，减少流量变化给处理系统带来冲击；使来自沉砂池中水和回流污泥均匀混合。2 设计参数设计参数13配水井进水设计流量，按最大流量计算：min/21min/83.20/30000333mmdmQ水力停留时间10min；3 设计结果设计结果设配水井有效水深为 3m，超高为 0.5m；配水井面积为2m7031021HQTF；配水井直径为m5.9m44.914.3702D；配水井尺寸为DH=9.5m3.5m。六、氧化沟六、氧化沟本设计采用奥贝尔（Orbal）氧化沟。1 基础资料基础资料设计流量（最大流量）日平均污水量为 20000 m3/d=0.2315 m3/s；设计流量（最大流量）30000 m3/d=0.3472 m3/s。进出水水质见表 2-7。表 2-7 进、出水水质变化表项目CODcr(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)NH3-N(mg/L)TN(mg/L)TP(mg/L)进水35020030030404出水60202015-12 设计参数设计参数提高系统抗负荷变化能力，选择混合液浓度 MLSS40000mg/L考虑所选无声处理功能翻译不设初沉池，取 f=MLVSS/MLSS=0.7沟中水平流速为0.30.6设计深度小于 4m溶解氧浓度好氧区取 2.0 mg/L，缺氧区 0.2 mg/L氧的半速率常数2.0mg/L保持 pH 约为 7.2 左右，合适的 pH 适宜硝化和反硝化的进行。根据设计经验值，取污泥产率系数 Y=0.5kg MLVSS/kgBOD5，衰减系数Kd=0.05d-1。3 氧化沟工艺系统的设计计算氧化沟工艺系统的设计计算（1）计算硝化菌的生长速率 n以及硝化所需最小污泥平均停留时间cm，1-158.11305.01513098.022158.105.015098.0d189.022210151547.01047.02eOKONNeOTTn因此，满足硝化最小污泥停留时间为5.29d1/ncm。选择安全系数来计算氧14化沟设计污泥停留时间，设安全系数 SF 为 2.5，d225.1329.55.2SFcmcd。由于考虑对部分污泥的稳定，实际设计污泥龄为=25 d，对应的实际生长速率为1033.0301dn（2）氧化沟好氧区体积的确定：除特别说明之外，以下按每组氧化沟进行计算。污泥内源呼吸系数Kd取0.05d-1，污泥产率系数Y取0.5kg MLVSS/去除kgBOD5。30m7.57853005.017.040003020-200150005.0)1()(）（）（deKXSSYQV（3）硝化的水力停留时间h26.924150007.5785/QVHRT（4）污泥负荷)/(kg17.07.57857.0400018015000)(/50dkgMLSSBODVXSSQMFVe满足 F/M 值在 0.10.2kg BOD5/(kgMLSSd)。符合脱氮除磷要求。（5）计算反硝化所要求增加的氧化沟的体积（每组）：反硝化条件时溶解氧的浓度DO=0.2 mg/L，计算温度采用平均气温 13，20反硝化速率 rDN为，0.07mgNO3-N/（mgMLVSSd），计算 13的反硝化速率DNr：)dmgMLVSS/(031.02.0-109.107.0)1(09.1320-1320NmgNODOrrTDNDN）（）（）（计算每日产生的生物污泥量XMLVSS为：d/kg54010)3005.015.0)(20200(15000)K1Y)(X3-de0SSQMLVSS计算所需去除的氮量：由于合成的需要，产生的生物污泥中约含有 12%的氮，因此生物合成的需氮量为：12%540=64.8 kg/d折合成每单位体积进水用于生物合成的氮量为：64.8100015000=4.32 mg/L反硝化 NO3-N 量：LNO/mg68.201532.440315所需去除氮量：d/kg2.3101000/1500068.203NOS根据所需去除的氮量和所得的反硝化速率，计算反硝化所要求增加的氧化沟的体积。反硝化所要求增加的氧化沟的体积为：3m8.3573031.08.22.310r3DNNOXSV所以，每组氧化沟的总体积为3m93605.93598.35737.5785VVV总氧化沟水力停留时间为h15976.1424150009360QVHRT总（6）计算氧化沟内混合液回流比氨氮去除率5.0301530混合液混合回流比%1001nR（7）计算氧化沟尺寸本设计中奥贝尔氧化沟采用三条沟渠形式，分外中内三沟。第一条沟体积约占总体积的 60%，第二条沟体积约占总体积的 20%30%，第三条沟则占总体积的 10%左右。运行中保持外中内三沟的溶解氧浓度依次递减，通常为 2、1、0mg/L。即外沟为好氧区，中沟为缺氧区，内沟为厌氧区。氧化沟平面图如图 2-5 所示。图 2-5 氧化沟平面图设置两组奥贝尔氧化沟，每组氧化沟的体积为 9360m3，氧化沟有效水取 4.5m，超高取 0.5m 外、中、内沟三沟之间的隔墙厚度取 0.25 米。则A=V/h=9360/4.5=2080m2。直线段线长计算：取内、中、外沟的宽度分别为 6m、7m、8 m，中心岛半径为 1m，则外沟圆弧段面积2221m44.92914.3)5.145.22(A16中沟圆弧段面积2222m57.47214.3)25.725.14(A内沟圆弧段面积2223m72.15014.3)17(A圆弧段总面积2321473.155272.15057.47244.929mAAAA直线段总面积2527.52773.15522080mA直线段线长为m6.12)678(227.527)(2内中外直BBBAL氧化沟内三沟的面积：2m04.1131166.1244.929外A2m97.648146.1257.472中A2m92.301126.1272.150内A校核各沟道比例外、中、内三沟面积（容积）之比：0.55:0.31:0.14，基本符合奥贝尔氧化沟各沟道容积比。（一般为 60:2030:10）。（8）计算需氧量在氧化沟中，由微生物去除的全部 BOD5都能作为能源被氧化，故系统中每天的需氧量为：d/kg27001020-20015000)(3-0）（eSSQG设 BOD5/BODu=0.7，则折合成最终的生化需氧量为：kg/h 160.7=kg/d 3857=0.72700=LT去除单位质量 BOD5的需氧量为 LT/G:52T/kgO 1.43=27003857=/G LBODkg（9）回流污泥量计算根据物料平衡：进水：XQQQXQSSRRR)()(式中，QR污泥回流量（m3/d）。XR回流污泥浓度，根据公式;106SVIXRSVI 取 100，取 1，XR为 10000mg/L，其他符号同前。d/m92504000)15000(10000150003003RRRQQQ17回流比 R=62%（10）剩余污泥量计算dmLXQs/77/mg100007.0d/kg540fX3r4 曝气设备的选择曝气设备的选择（1）曝气设备每组氧化沟分别采用 4 组 AD-10/8-20 型剪切式转盘曝气机。结构及特点：转盘曝气机是氧化沟的专用机械设备，在推流与充氧混合功能上，具有独特的性能。运转中可使活性炭絮体免受强烈的剪切，SS 去除率较高，充氧调节灵活。在保证满足混合液推流速率及充氧效果的条件下，适用有效水深可达45.0m。（3）转盘个数和间距计算计算氧化沟中需氧量为 160.7kg/h转盘充氧能力为1.5kg/(片h)所需转盘个数为片1075.17.160每组转盘曝气机转盘个数为274107片氧化沟好氧区沟宽为m8转盘间距离为m3.0278（2）AD-10/8-20 型剪切式转盘曝气机性能如表 2-8 所示。表 2-8AD-10/8-20 型剪切式转盘曝气机性能转盘充氧能力1.5kg/(片 h)氧化沟设计有效水深（m）生产厂直径(mm)转速(r/min)浸没深度（mm）安装密度（片/m）12004060400351.53.55江苏一环集团公司七、二沉池七、二沉池（采用中进周出圆形幅流式二沉池）1 1 主要设计参数主要设计参数设计流量（最大流量）30000 m3/d=0.3472 m3/s；表面负荷1 m3/(m2h)；沉淀时间 t2.5 h；中心进水管下部管内流速 v1取 1m/s，上部管内流速 v2取 0.8m/s，出管流速v3取 0.6m/s；出水堰负荷1.2L/(sm)池底坡度0.05沉淀池数量2 座2 主要设计尺寸主要设计尺寸幅流式二沉池如图 2-6 所示：18图 2-6 幅流式二沉池（1）单池面积：2625122430000mnqQF（2）单池直径：m292.2814.362544FmD（3）沉淀部分有效水深：m5.2h5.2)hm/(m1t232 qh径深比 D/h2=11.6（符合要求）。（3）沉淀部分有效容积：3m5.15625.222430000tnQV（4）污泥斗容积：设 r1=2 m，r2=1 m，=60，则污泥斗的深度 h0：mrrh73.160tantan)(210污泥斗的的容积 V0为：322212100m7.12 124373.114.3r 3rrrhV（5）污泥斗以上圆锥部分污泥容积：设池底径向坡度为 0.05，则m625.005.0)25.14(05.0)(4rRh3222112411.159)2295.14(3625.014.3)(3hmrRrRV（6）污泥总容积：3108.1711.1597.12mVVV（7）沉淀池总高度：超高 h1=0.3 m，缓冲层高度 h3=0.5 mmhhhhhH655.5625.05.05.23.073.1432105.7 m（8）沉淀池池边高度：mhhhH3.35.05.23.0321193 进出水系统计算进出水系统计算（1）中心进水管下部管径mQD470.0114.31736.04v41max1，取 D1=500mm上部管径mQD526.08.014.31736.04v42max1，取 D2=250mm出流面积223max3.0289.06.01736.0mmvQA，设置面积为 0.03 的 m2的出水孔 1 个，单孔尺寸为 300mm100mm。（2）导流筒导流筒的深度 h5为有效水深的一半，即 h5为 1.25m；导流筒的面积为沉淀面积的 3%，导流筒直径为m9.414.362503.04%340FD（3）出水堰，如图 2-7 所示，图 2-7出水堰采用直角三角形出水堰，堰上水头 50mm，三角堰的角度 90，由三角堰堰上回头（水深）和过流堰宽 B 之间的关系2tan2HB，可得出水流过堰宽度 B 为 10cm。设流量系数 Cd取 0.6，则单堰过堰流量，s/m00079.005.045tan8.926.01582tan215835.25.2wdHgCq每个二沉池应该不止的出水堰总数 N，个220/00079.0/1736.033smsmN设环形集水渠宽 0.6m，堰集水渠内侧（单侧）布置出水堰。设集水渠内、外圆环直径分别为 27m 和 28.2m（集水渠内壁距池壁 2m，外壁距池壁 1.4m），出水总周长：m78.8427L，出水堰总线长：22010cm=22m84.78m，出水堰总线长小于出水总周长，满足要求。由于出水堰总线长小于出水渠两壁总周长，因此，需要间隔布置出水堰，两个出水堰堰顶间距20mB285.02202278.84，取 28cm（4）集水渠幅流式二沉池的集水渠位于距池壁的（1/10）R 处，渠宽 b 为 0.6m，集水渠总流量为 0.1736m3/s。当集水槽末端为自由出水时，依据侠士可确定水槽起始端水深H 和末端水深 yc为5.022223/122)2()(cccygbLqyHgbqLy经计算 yc=0.108m，取 0.11m；H=0.188m，取 H=0.2m。（5）排泥量及排泥管二沉池的排泥量=剩余污泥量+回流污泥量。系统每天排出的剩余污泥量为 154m3/d，回流污泥量为 18500m3/d，因此，沉淀池每天沉淀的污泥量为 18654m3，折算为每个沉淀池的污泥量为 9327m3/d。排泥管设计流速为 1m/s，则排泥管面积2m108.01360024/(9327/）vqS，排泥直径mD372.014.3108.02，D 取 400mm，此时，排泥管实际流速为0.860m/s，符合要求。4 刮泥设备刮泥设备选择 ZBG-28 周边传动刮泥机 2 台，每个二沉池配一台。ZBG-28 周边传动刮泥机参数如表 2-9 所示。表 2-9ZBG-28 周边传动刮泥机参数型号池径功率周边线速推荐池深周边轮压周边轮中心ZBG-2828m1.5kW3.0m/min35m50kN28.4m八、八、消毒消毒1 消毒方法的选择消毒方法的选择消毒方法分为两类，物理方法和化学方法。物理方法主要有加热、紫外线和微波消毒等方法。化学方法是利用各种化学药剂进行消毒，常用的化学消毒剂有氯及其化合物、各种卤素、臭氧等。该城镇污水处理厂选择紫外消毒工艺，紫外消毒工艺由于具有接触时间短、占用空间少，杀菌效果好，无残留有害物质等优点。其本身的高集成度和模块化设计，使得紫外消毒结构简单，24h 自动运转，不需人工操作。处理水量小于 10 万 m3/d的污水厂，紫外消毒的投资费用低于液氯消毒的投资费用。2 设计参数的选择设计参数的选择设计流量（最大流量）0.3742m3/s接触时间2min消毒渠为矩形，设计水深为 1m，保护水深 1m3 紫外灯的选择紫外灯的选择21设紫外灯管接触时间为 2s，则紫外灯管数为 120s/2=60 根，灯管寿命10000h选择 KUV-15 型紫外灯管，型号见表 2-10，表 2-10KUV-15 型紫外灯管参数型号灯管功率(W)消毒渠容积(V)外形尺寸(mm)生产厂商KUV-1515300LBH北京郎泽环境技术开发公司300100804 消毒渠尺寸计算消毒渠尺寸计算消毒渠平面图如图 2-8 所示，图 2-8 紫外消毒渠消毒渠实际容积3m664.416023472.0 QTV消毒渠面积mmHVA42664.411/664.41/2廊道宽m2m735.1)2.01/(3472.0/VHQB实际流速为0.1726m/s取平面尺寸BH=2m21m按灯管 B=100mm，消毒渠 B=2000m，沿消毒渠宽度可按装 20 个灯管，灯管分为 60/20=3 组。九、计量槽九、计量槽设计采用巴氏槽计量计，设在总出口处，用于出厂流量的测定。其特点是精确度可达 95%98%；水头损失小，底部冲刷力不大，不易沉积杂污；操作简单；施工技术要求高，尺寸不准确测量精度会受影响。1 主要设计参数主要设计参数设计流量（最大流量）30000 m3/d=0.3472 m3/s；巴氏计量槽主要设计参数如表 2-9 所示。表 2-11 巴氏计量槽主要设计参数测量范围（m3/s）W(m)A(m)2/3A(m)0.1-1.10.61.551.032 计量槽尺寸计算计量槽尺寸计算计量槽示意图如图 2-9 所示。22图 2-9 巴氏计量槽计量槽喉管长度：mWB5.12.15.0计量槽出水宽度：mWC9.03.0计量槽进水宽度：mWD2.148.02.1计量槽总长：mCWBL39.06.05.1根据上游水位 H1，当 W=0.6m 时，)/()28.3(372.03026.0569.11smWHQ 即：549.11406.1HQ，上游水位通过超声液位计自动计量，并转换为相应的流量。23第三节第三节平面布置平面布置污水处理厂厂区平面布置遵循国家有关标准和规范进行。本设计将污水处理厂厂区平面按功能区划分，并进行相关布置。厂区分为办公生活服务区、污水处理区、污泥处理区三大部分，各区既相互独立，又有有机联系，既能最大限度地减小占地和管道连接，又便于管理。污水厂平面布置图见图 3-1。图 3-1 污水处理厂平面布置图24第四节第四节水力计算及高程布置水力计算及高程布置一、水力计算一、水力计算污水处理厂厂区水力计算包括管道设计和相应的构筑物水头损失及管道阻力计算。构筑物水头损失在各构筑物设计完成的基础上，根据相关的具体设计可确定相应的水头损失，也可按照有关的设计规范进行估算。本设计采用估算的方法，污水处理构筑物的水头损失选择见水力计算表。管道设计包括管材的选择、管径及流速确定。为了便于维修，本设计除泵房(提升泵房、污泥泵房)内及相关压力管道选择铸铁管和气体管道选择钢管外，其余管道均采用钢筋混凝土管。考虑到城市污水处理厂水量变化较大，各管道内的流速设计控制在 1.31.5m/s的范围，以便当水量减小时，管内流速不致过小，形成沉淀；当水量增大时，管内流速又不致过大，增加管道水头损失，造成能量浪费。在流速和管材确定后，根据各管段负担的流量，依据水力计算表确定各管段的管径、水力坡度，然后根据每段长度(由平面图确定)确定相应的沿程水头损失。局部水头损失的计算在有关管道附件的形式确定后(在完成管道施工图后进行)，按局部阻力计算公式进行计算，也可根据沿程损失进行估算。本设计采用估算法，相应管段的局部水头损失取该管段沿程水头损失的 50。（1）坡度的计算1000v00107.03.12Di（2）沿程损失的计算1000LiHf(L 是构筑物见的距离)水头损失计算结果见表 4-1。二、高程计算二、高程计算通过高程计算确定构筑物的水面高程，结合地平面高程确定相应构筑物的埋深，此外，通过高程计算，同时确定提升泵房水泵的扬程。提升泵房后的构筑物高程计算方法为沿受纳水体逆椎计算；提升泵房前的构筑物高程计算顺椎。两者的差值加上泵房集水池最高水位与最低水位的差值即为提升泵的扬程。本设计的水力及高程计算见表 4-1。25表 4-1 水力及高程计算构筑物名称构筑物水头损失/m构筑物间距/m连接管水头损失总损失/m水面标高/m地面标高/m水面与地面差/m流量m3/s连接管径/mm流速/(m/s)坡度沿程损失/m局部损失/m水头损失/m进水管0.34726001.454.40.000.000.000.00448.00450-2.00进水井0.200.34720.000.000.000.20447.80450-2.20粗格栅间0.200.34720.000