沉砂池课程设计.doc

沉砂池设计说明书

院 系： 地球与环境学院
专业班级： 环境工程10-1班
学 号： 2010300
学生姓名：
指导教师： 葛老师

2013年 12 月 7 日

学生姓名： 学号： 2010300 专业班级：环境工程10-1班

课程设计题目： 沉砂池设计

指导教师评语：

成绩：

指导教师：

年 月 日

沉砂池
1 设计任务
污水中的砂如果不预先沉降分离去除，则会影响后续处理设备的运行。最主要的是磨损机泵、堵塞管网，干扰甚至破坏生化处理工艺过程。沉砂池主要用于去除污水中粒径大于0.2mm，密度2.65t/m3的砂粒，以保护管道，其工作原理是以重力分离为基础，故应控制沉砂池的进水流速，使得比重大的无机颗粒下沉，而有机悬浮颗粒能够随水流带走，初步处理水中大颗粒悬浮固体。
2 沉砂池选取
沉砂池有平流式、竖流式、曝气式和旋流式四种形式。由于旋流式沉砂池有占地小，能耗低，土建费用低的优点；竖流式沉砂池污水由中心管进入池后自下而上流动，无机物颗粒借重力沉于池底，处理效果一般较差；区旗沉砂池则是在池的一侧通入空气，使污水沿池旋转前进，从而产生与主流方向垂直的横向恒速环流。砂粒之间产生摩擦作用，可使沙粒上悬浮性有机物得以有效分离，且不使细小悬浮物沉淀，便于沉砂和有机物的分别处理和处置。平流式沉砂池具有构造简单、处理效果好的优点。本设计采用平流式沉砂池。
3设计原则
1) 城市污水处理厂沉砂池的分格数应不小于2，并按并联工作运行设计。
2) 当污水自流进入沉砂池时，应按最大流量设计；当污水为提升进入时，应按工作水泵的最大组合流量设计；在合流制处理系统中，应按降雨时的设计流量计算。
3) 贮砂斗的容积按2日沉砂量计算，贮砂斗壁的倾角不应小于。排砂管直径不应小于
4) 沉砂池的超高不宜小于
5) 除砂一般采用机械方法，并设置贮砂池或晒砂场。当采用重力排砂时，沉砂池和晒砂厂应尽量靠近，以缩短排砂管的长度。
6）沉砂池前应设格栅。沉砂池下游设堰板，以便保持沉砂池内需要的水位。
4 设计参数
1）沉砂池表面负荷200m3(m2h),水力停留时间40s；
2）进水渠道直段长度为渠道宽度的7倍，并不小于4.5 米，以创造平稳的进水条件；
3）进水渠道流速，在最大流量的40%-80%的情况下为0.6-0.9m/s，在最小流量时大于0.15m/s；但最大流量时不大于1.2m/s；
4）出水渠道与进水渠道的夹角大于270 度，以最大限度的延长水流在沉砂池中的停留时间，达到有效除砂的目的。两种渠道均设在沉砂池的上部
以防止扰动砂子。
5）出水渠道宽度为进水渠道的两倍。出水渠道的直线段要相当于出水渠道的宽度。
5尺寸计算
设计流量：Q=25000m3/d，系数1.4，最大设计流量为Qmax=25000×1.4=35000m3/d=289.35L/s
设计流速：v=0.18m/s
水力停留时间：t=45s
式中：—最大设计流量时的水平流速，；
—最大设计流量时的停留时间，

池体设计计算
（1）沉砂池长度：L=vt=0.18×45=8.1m
（2）水流断面面积：

（3）沉砂池总宽度：
每组宽取B=2m>0.6m，采用 2个分格
（4）有效水深：
h2=A/B=1.6/2=0.8m （介于0.25～1m之间）
（5）贮泥区所需容积：设计T=2d，即考虑排泥间隔天数为2天，则每个沉砂斗容积

（每组沉砂池设两个沉砂斗，两组共有4个沉砂斗）
其中城市污水沉砂量：X=30m3/105m3.
（6）沉砂斗各部分尺寸及容积：
设计斗底宽a1=0.50m，斗壁与水平面的倾角为60°，斗高hd=1.0m，则沉砂斗上口宽：

沉砂斗容积：

= 1.27m3
（7）沉砂池高度：
采用重力排砂，设计池底坡度为0.06，坡向沉砂斗长度：
则沉泥区高度为
h3=hd+0.06L2 =1.0+0.06×3.35=1.20m
池总高度H ：设超高h1=0.3m，
H=h1+h2+h3=0.3+0.8+1.20=2.3m
（8）进水渐宽部分长度:

（9）出水渐窄部分长度:
L3=L1=1.0m
（10）校核最小流量时的流速：

最小流量一般采用即为0.5Qmax，则
，符合要求.
(11) 进水渠道
格栅的出水通过DN1200mm的管道送入沉砂池的进水渠道，然后向两
侧配水进入进水渠道,污水在渠道内的流速为:

式中： B1——进水渠道宽度（m），本设计取1.5m；
H1——进水渠道水深（m），本设计取0.5m。
(12) 出水管道
出水采用薄壁出水堰跌落出水，出水堰可保证沉砂池内水位标高恒定，堰上水头为：

式中： m——流量系数，一般采用0.4-0.5；本设计取0.4；
（13） 排砂管道
本设计采用沉砂池底部管道排砂，排砂管道管径DN=200mm。
5 设计总结
通过此次课程设计，使我更加扎实的掌握了各方面的知识，在设计过程中虽然遇到了一些问题，但经过一次又一次的思考，一遍又一遍的检查终于找出了原因所在，也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。实践出真知，通过亲自动手制作，使我们掌握的知识不再是纸上谈兵。
6 参考文献
[1]高俊发，王社平， 污水处理厂工艺设计手册.[M].化学工业出版社，2003
[2]高廷耀 顾国维等主编.水污染控制工程.高等教育出版社,2007
[3] 罗固源.，水污染控制工程.[M]，高等教育出版社，2006

沉淀池
1 设计任务
沉淀池是应用沉淀作用去除水中悬浮物的一种构筑物。沉淀池在废水处理中广为使用。它的型式很多，按池内水流方向可分为平流式、竖流式和辐流式三种。
2沉淀池选取
⑴平流式
由进、出水口、水流部分和污泥斗三个部分组成。平流式沉淀池多用混凝土筑造，也可用砖石圬工结构，沉淀池或用砖石衬砌的土池。平流式沉淀池构造简单，沉淀效果好，工作性能稳定，使用广泛，但占地面积较大。若加设刮泥机或对比重较大沉渣采用机械排除，可提高沉淀池工作效率。
⑵竖流式
池体平面为圆形或方形。废水由设在沉淀池中心的进水管自上而下排入池中，进水的出口下设伞形挡板，使废水在池中均匀分布，然后沿池的整个断面缓慢上升。悬浮物在重力作用下沉降入池底锥形污泥斗中，澄清水从池上端周围的溢流堰中排出。溢流堰前也可设浮渣槽和挡板，保证出水水质。这种池占地面积小，但深度大，池底为锥形，施工较困难。
⑶辐流式
池体平面多为圆形，也有方形的。直径较大而深度较小，直径为20～100米，池中心水深不大于4米，周边水深不小于1.5米。废水自池中心进水管入池，沿半径方向向池周缓慢流动。悬浮物在流动中沉降，并沿池底坡度进入污泥斗，澄清水从池周溢流入出水渠。
⑷新型
近年设计成的新型的斜板或斜管沉淀池。主要就是在池中加设斜板或斜管，可以大大提高沉淀效率，缩短沉淀时间，减小沉淀池体积。但有斜板、斜管易结垢，长生物膜，产生浮渣，维修工作量大，管材、板材寿命低等缺点。正在研究试验的还有周边进水沉淀池、回转配水沉淀池以及中途排水沉淀池等。
沉淀池有各种不同的用途。如在曝气池前设初次沉淀池可以降低污水中悬浮物含量，减轻生物处理负荷在曝气池后设二次沉淀池可以截流活性污泥。此外，还有在二级处理后设置的化学沉淀池，即在沉淀池中投加混凝剂，用以提高难以生物降解的有机物、能被氧化的物质和产色物质等的去除效率。
综合考虑，本次设计采取辐流式沉淀池。
3 设计参数及设计原则
1) 池子直径一般不小于16m。
2) 池子直径（或正方形边长）与水深之比一般采用6-12。
3) 池底坡度一般采用0.05-0.10。
4) 一般均采用机械刮泥，也可附有空气提升或净水头排泥设施，刮泥机转速一般取，外刮泥板线速度不超过，一般取。
5) 池径小于20m时，一般采用中心传动的刮泥机，池径大于20m时，一般采用周边传动刮泥机。
6) 当池径（或正方形边长）较小（小于20m）时，也可采用多斗排泥。
7) 进水口周围应设整流板，整流板周围开口面积应为池断面积10%~20%。
8) 出口堰前应设浮渣挡板，浮渣用刮板收集并排出池外。
4 辐流式沉淀池计算
设计流量：Q=25000m3/d，系数1.4，最大设计流量为Qmax=25000×1.4=35000m3/d=289.35L/s
1. 沉淀部分水面面积
表面负荷一般采用1.5-3.0，本设计取=2.0，沉淀池座数n=2。

2. 池子直径
D = = （D取19m）
3. 沉淀部分有效水深
设沉淀时间t = 2h ,有效水深： h2 =qt =2×2=4m
4. 沉淀部分有效容积
Q = t =
5. 污泥部分所需的容积
进水悬浮物浓度C0为0.474kg/m3，出水悬浮物浓度C1以进水的50%计，初沉池污泥含水率p0=97%，污泥容重取r=1000kg/m3，取贮泥时间T=4h，污泥部分所需的容积：
V= =
则每个沉淀池污泥所需的容积为17.064m3
6. 污泥斗容积
设污泥斗上部半径r1＝1.5m，污泥斗下部半径r2=0.8m，倾角取α=60°，则 污泥斗高度：
h5 = （r2- r1）tgα=（1.5-0.8）×tg60°=1.21m
污泥斗容积：
V1 = （r12+r2r1+r22）=8.87m3
7. 污泥斗以上圆锥体部分污泥容积
池底坡度采用0.05-0.10，本设计径向坡度i=0.05，则圆锥体的高度为：
h4 = （R- r1）i=（13-2）×0.05 = 0.55m
圆锥体部分污泥容积：
V2 = （R2+Rr1+r12）=
污泥总体积：
V= V1+ V2 =8.87+114.56 =123.43m3＞16.2m3 ，满足要求。
8. 沉淀池总高度
设沉淀池超高h1=0.3m，缓冲层高h3 =0.5m，沉淀池总高度：
H = h1+h2 +h3+h4 +h5＝0.3+4+0.5+0.55+1.21＝6.56m
9. 沉淀池池边高度
H‘= h1+h2 + h3 = 0.3+4+0.5 = 4.8 m
10. 径深比
D/ h2 = 19/4 = 4.75 (符合要求)
11. 进水集配水井
辐流沉淀池分为二组，在沉淀池进水端设集配水井，污水在集配水井中部的配水井平均分配，然后流进每组沉淀池。
配水井中心管径：

式中： v2— 配水井内中心管上升流速（m/s），一般采用v20.6m/s；取0.7m/s
配水井直径：

式中：v3— 配水井内污水流速（m/s）,一般采用v3=0.2-0.4m/s；取0.3m/s.
12. 进水管及配水花墙
沉淀池分为四组，每组沉淀池采用池中心进水，通过配水花墙和稳流罩向池四周流动。进水管道采用钢管，管径DN=600mm，进水管道顶部设穿孔花墙处的管径为800mm。
沉淀池中心管配水采用穿孔花墙配水，穿孔花墙位于沉淀池中心管上部，布置6个穿孔花墙，过孔流速：

式中： — 孔洞的宽度（m）；
— 孔洞的高度（m）；
—孔洞个数(个)。
v4— 穿孔花墙过孔流速（m/s），一般采用0.2-0.4m/s；
13. 集水槽堰负荷校核
设集水槽双面出水，则集水槽出水堰的堰负荷为：
q0 = = [m3/(m·s)]
= 1.2[L/(m·S)]< 2.9 [L/(m·S)] 符合要求
14．出水渠道
出水槽设在沉淀池四周，双侧收集三角堰出水，距离沉淀池内壁0.4m，出水槽宽0.5m，深0.6m，有效水深0.5m，水平速度0.8m/s，出水槽将三角堰出水汇集送入出水管道，出水管道采用钢管，管径DN600mm
14. 排泥管
沉淀池采用重力排泥，排泥管管径DN200，排泥管伸入污泥斗底部，排泥静压头采用1.0m，连续将污泥排出池外贮泥池内。
5 设计总结
这次设计过程中，体现出自己单独设计的能力以及综合运用知识的能力，体会了学以致用、突出自己劳动成果的喜悦心情，从中发现自己平时学习的不足和薄弱环节，从而加以弥补。
6 参考文献
[1]高俊发，王社平， 污水处理厂工艺设计手册.[M].化学工业出版社，2003
[2]高廷耀 顾国维等主编.水污染控制工程.高等教育出版社,2007
[3] 罗固源.，水污染控制工程.[M]，高等教育出版社，2006

SBR处理法
1 水处理工艺比较
1．A／0系统
用以往的生物处理工艺进行城市污水三级处理，旨在降低污水中以BOD、COD综合指标表示的含泼有机物和悬浮固体购浓度。一般情况7，去除串COD可达70％以上，BOD可达90，6以上SS可达85％以上，但氮的去除串只有2096左离嚼的去除串就更他因A，二级处理出水中除含有少量合碳有机物尔还合有氮(氨氮和有机氮)和碘(溶解性露和有规蘑)。这掸的出水排到封闭水域的湖泊、河流及内海，仍会增匆水体中的营养成久从而引起水体中浮游生物和藻类的大量繁S，造成水体的富营养化对饮用水源、水产业、工业用水带来很大的危害。在水泥缺乏的地区，欲将基级出水作为第二水6，用于工业冷却水的补充九必须冉经脱氮、除碘等三级处理，还要增加较多的基逮物乃运行答硼酸。
优点：
（1）流程简单，只有一个污泥回流系统和混合液回流系统，基建费用低；
（2）反硝化池不需要外加碳源，降低了运行费用；
（3）A/O工艺的好氧池在缺氧池之后，可以使反硝化残留的有机污染物得到进一步去除，提高出水水质；
（4）缺氧池在前，污水中的有机碳被反硝化菌利用，可降低其后好氧池的有机负荷。同时缺氧池中进行的反硝化反应产生的碱度可以补偿好氧池中进行硝化反应对碱度的需求。
缺点：
（1）构筑物较多；
（2）污泥产生量较多。
2. 传统A2/O法
传统A2/O工艺即厌氧—缺氧—好氧法，其三个阶段是以空间来划分的，是在具有脱N功能的缺氧—好氧法的基础上发展起来的具有同步脱N除P的工艺。
该工艺在系统上是最简单的同步脱N除P工艺，其总的水力停留时间一般要小于其它同类工艺（如Bardenpho工艺）。在经过厌氧、缺氧、好氧运行的条件下，丝状菌不能大量繁殖，无污泥膨胀之虞，SVI值一般小于100，处理后的泥水分离效果好。
该工艺在运行时厌氧和缺氧段需轻缓搅拌，以防止污泥沉积，由于生物处理池与二次沉淀池分开建设，占地面积也较大，该工艺在大型污水处理厂中采用较多，本次设计不予推荐。
3.传统的SBR工艺
传统的SBR工艺是完全间隙式运行，即周期进水、周期排水及周期曝气。
传统SBR工艺脱N除P大致可分为五个阶段：阶段A为进水搅拌，在该阶段聚磷菌进行厌氧放磷；阶段B为曝气阶段，在该阶段除完成BOD5分解外，还进行着硝化和聚磷菌的好氧吸磷；阶段C为停止曝气、混合搅拌阶段，在该阶段内进行反硝化脱氮；阶段D为沉淀排泥阶段，在该阶段内既进行泥水分离，又排放剩余污泥；阶段E为排水阶段。在阶段E后，有的根据水质要求还设有闲置阶段。
以下是SBR的优缺点：
优点：
（1）其脱氮除磷的厌氧、缺氧和好氧不是由空间划分，而是用时间控制的；
（2）不需要回流污泥和回流混液，不设专门的二沉池，构筑物少；
（3）占地面积少。
缺点：
（1）容积及设备利用率较低（一般低于50%）；
（2）操作、管理、维护较复杂；
（3）自动化程度高，对工人素质要求较高；
（4）国内工程实例少；
（5）脱氮、除磷功能一般。
４ 污水生化处理
污水生化处理属于二级处理，以去除不可沉悬浮物和溶解性可生物降解有机物为主要目的，其工艺构成多种多样，可分成活性污泥法、生物膜法、生物稳定塘法和土地处理法等四大类。日前大多数城市污水处理厂都采用活性污泥法。生物处理的原理是通过生物作用，尤其是微生物的作用，完成有机物的分解和生物体的合成，将有机污染物转变成无害的气体产物（CO2）、液体产物（水）以及富含有机物的固体产物（微生物群体或称生物污泥）；多余的生物污泥在沉淀池中经沉淀池固液分离，从净化后的污水中除去。
　　　由此可见，污水处理工艺的作用仅仅是通过生物降解转化作用和固液分离，在使污水得到净化的同时将污染物富集到污泥中，包括一级处理工段产生的初沉污泥、二级处理工段产生的剩余活性污泥以及三级处理产生的化学污泥。由于这些污泥含有大量的有机物和病原体，而且极易腐败发臭，很容易造成二次污染，消除污染的任务尚未完成。污泥必须经过一定的减容、减量和稳定化无害化处理井妥善处置。污泥处理处置的成功与否对污水厂有重要的影响，必须重视。如果污泥不进行处理，污泥将不得不随处理后的出水排放，污水厂的净化效果也就会被抵消掉。
综上所述，能够满足脱氮除磷的污水处理工艺很多，其基本原理都是相同的，每一种工艺均各有特点，分别适用于各种不同场合，应该具体问题具体分析后加以采用。根据以上特点，采用SBR法。
2 SBR工艺概况
SBR工艺是Sequencing Batch Reactor的英文缩写，它是序批式活性污泥工艺简称，SBR工艺在（充排式）反应器的基础上开发出来的，该工艺适合当前水处理的发展趋势，属于简易、高效、低耗的污水处理工艺，与传统的活性污泥工艺相比具有很大的优势，同时具有脱氮除磷的功能。
序批式活性污泥工艺的核心是反应池，集多种功能于一体，工艺简洁，自动化程度很高，管理简单。所谓序批式指一是运行空间按序列间歇运行，二是每个反应器运行操作分阶段按顺序进行，典型的SBR工艺包括五个阶段，进水阶段、反应阶段、沉淀阶段、排水阶段、闲置阶段。在实际的操作中常常将部分阶段合并或者去掉，如闲置阶段。
3 设计参数
①　 污水进水量25000m3/d，系数1.4，
②　 进水BOD5= 230 mg/L ，
③　 水温12～30℃，
④　 处理水质BOD5= 20 mg/L
⑤　 BOD—污泥负荷：NS=0.15kgBOD5/(kgMLSS.d);
⑥　 反应池数：n=4;
⑦　 反应池水深： H=5.5m;
⑧　 主预反应区容积比：9：1
⑨　 排出比：1/m=1/3;
⑩　 活性污泥界面以上最小水深：ε=0.5m;
4 设计计算
根据实际工程经验设计反应池运行周期各工序时间：
进水——曝气——沉淀——排水排泥——闲置
2h 4-5h 1h 1 h 0.5h-1 h
反应池容积计算：
a．污泥量计算：
MLSS =MLVSS/0.75=QSr/0.75Ns=25000×(230-20)/(1000×0.75×0.15)=46666.5kg
设沉淀后的污泥SVI=150ml/g，污泥的体积则为1.2×SVI× MLSS=8400m3
b．SBR池反应池容积计算：
SBR池反应池容积 V=Vsi+Vf+Vb
式中 Vsi——代谢反应污泥的容积
Vf——反应池换水容积
Vb——保护容积
Vf为换水容积 Vf=25000/24×2=2083.5m3
Vs=8400m3单池的污泥容积为：Vsi=8400/4=2100m3
则V=Vsi+Vf+Vb=8367+Vb
c．反应器的尺寸构造如下：
设计反应池为长方形方便运行，一端进水一端出水，SBR池单池的平面面积为60×30 m2，水深5.5 m，池深6.0 m。
单池的容积为V=60×30×5.5=9900 m3，推算出保护容积为Vb=1533m3。
总的容积为4×9900=39600 m3
d．反应器的运行水位计算如下：
排水结束时水位：h1=3.0 m
基准水位h2=3.5 m
高峰水位h3=5.5 m
警报，溢流水位：h4=5.5+0.5=6.0m
污泥界面：h5= h1-0.5=3 -0.5=2.50m
4．需氧量计算：
R=a’·Q·Sr+b’·V ·XV
表3-2生活污水的a’ b’的取值a’：0.42—0.53， b’：0.18—0.11。此设计中a’ =0.55；b’=0.15
R=0.55×50000×0.21+0.15×50000×0.21/0.15=16275kg/d
Qmax=Q×1.4=22785 kg /d
曝气时间以4.5h计，则每小时的需氧量为：
22785/24×4.5=4367kgO2/h
每座反应池的需氧量：=4367/4=1092kg/h
5．鼓风曝气量及设备选型：
设计算水温30℃，混合液DO浓度为2mg/L。池水深6m，曝气头距池底0.8m，则淹没水深为4.7m。根据需氧量、污水温度以及大气压的换算，供氧能力为EA=10%
a.计算曝气池内平均溶解氧饱和度，即
Csb=Cs (+)
Pb =1.013×105+9.8×103×4.8=1.48×105Pa
Ot =×100%=×100%=19.3%
确定20℃和30℃（计算水温）的氧的饱和度：
CS(20)=9.17mg/L; CS(30)=7.63mg/L
CSb(30)= CS(+)=7.63×(+)=9.09mg/L
CSb(20)= CS(+)=9.17×(+)=10.95mg/L
b．计算鼓风曝气池20℃时脱氧清水的需氧量：
R0==
=1747kgO2/h
c．求供气量：
Gs==970m3/mim
d．选PBP型橡胶盘形微孔曝气头
服务面积：3m2/个 空气流量：1.5~3.0m3/（h·个）
曝气器阻力：180~280mmH2O 动力效率：4.46~5.19kgO2/KW·h
氧利用率：18.4%~27.7%
e．空气管道的沿程阻力损失h1与局部阻力h2损失之和：
h= h1 +h2 =4.8kpa
f．空气扩散装置安装深度的的阻力：
h3 =4.8×9.8=47.04kpa
g．空气扩散装置的阻力：
h4 =5.1kpa
h．鼓风机所需要增加的压力为：
H= h1 +h2 + h3+h4 =4.8+47.04+5.1=56.94kpa
用六台鼓风机，4用2备，则每台鼓风机的供气量为：
G’S=970/4=240 m3/min
选RME-200型罗茨鼓风机，每台电动机功率为75KW。

空气管和曝气器的平面布置如上图，鼓风机房出来的干管在相临的SBR池边上设置两根分管，两根分管分别设置10根支管，每根支管设置50个曝气器，每池共计500个曝气器，全池2000个曝气器。
6．上清液排出装置：撇水器
污水进水量Qs=25000m3/d，池数N=5，周期数n=2，则每池的排出负荷量为: 选7台BSL600型连杆式旋摆滗水器。出水管直径500mm，滗水高度2~5m。设排水管的水平流速为2m/s则排水量为4608m3/h，排水时间为0.9小时。
7．剩余污泥量计算以及排泥系统的设计：
剩余污泥量：
剩余污泥量主要来自微生物的增值污泥以及少部分的进水悬浮物构成，计算公式为
W=a×(L0-Le)×Q-b×V×XV
其中a——微生物代谢增系数，取0.8
b——微生物自氧化率，取0.05
W=a×(L0-Le)×Q-b×VXV
= a×(L0-Le)×Q-b×Qsr/Ns
=（a-b/Ns）×Q×Sr
=2468kg/d
b．湿污泥量（剩余污泥含水率P=99%）：
Q= W /（1-P）=246m3/d。污泥龄θC：θC =0.77/kdfb=0.77/（0.05×0.63）=24.6d
c．SBR剩余污泥泵的选择
选3台DS3127型潜水涡流耐磨泵，两用一备，功率7.5KW。在反应池的建排泥坑。坡度为0.01
，在池底设2×2×1的集泥坑。
5 设计总结
通过这段时间的课程设计进一步巩固、加深和拓宽所学的知识；通过设计实践，树立了正确的设计思想，增强创新意思和竞争意识，熟悉掌握了设计的一般规律，也培养了分析和解决问题的能力；通过设计计算、绘图以及对运用技术标准、规范、设计手册等相关设计资料的查阅，对自己进行了一个全面的设计基本技能的训练。
6 参考文献
[1]高俊发，王社平， 污水处理厂工艺设计手册.[M].化学工业出版社，2003
[2]高廷耀 顾国维等主编.水污染控制工程.高等教育出版社,2007
[3] 罗固源.，水污染控制工程.[M]，高等教育出版社，2006

氧化沟
1 氧化沟类型
氧化沟技术发展加快，类型多样，氧化沟技术发展较快，类型多样，根据其构造和特征，主要分为帕斯维尔氧化沟（Pasveer）；卡罗塞尔氧化沟（Carrousel）交替工作式氧化沟；奥贝尔氧化沟（Orbal）；一体化氧化沟（合建式氧化沟）
各种氧化沟的类型及技术特点如下
（1）帕斯维尔氧化沟
a.性能特点：出水水质好，脱氮效果较明显；构筑物简单，运行管理方便；结构形式多样，可根据地形选择合适的构筑物形状；单座构筑物处理能力有限，流量较大时，分组太多占地面积，增加了管理的难度。
b.结构形式：单环路，有同心圆型，折流型和U型等形式。
c.曝气设备：转刷式转盘，水深较深时，配置潜水推进器。
d.适用条件：出水水质要求高的小型污水处理厂。
（2）卡罗塞尔氧化沟
a.性能特点：出水水质好，由于存在明显的富氧区和缺氧区，脱氮效率高；曝气设施单机功率大，调节性能好，并且曝气设备数量少，既可以节省投资，又可以使运行管理简化；有极强的混合搅拌和耐冲击负荷能力；氧化沟沟深加大，使占地面积减少，土建费用降低；用电量较大，设备效率一般；设备安装较为复杂，维修和更换繁琐。
b.结构形式：多沟串联。
c.曝气设备：立式低速表曝机，每组沟渠只在一端安设一个表面曝气机。
d.适用条件：大中型污水处理厂，特别是用地紧张的大型污水处理厂。
（3）交替工作式氧化沟a.性能特点：出水水质好；可以不单独设置二沉池，处理流程短，节省占地；不需要单独设置反硝化区，通过运行过程中设置停曝期，进行反硝化，具有较高的氮去除率；设备闲置率高；自动化程度要求高。增加了运行管理难度。
b.结构形式：单沟（A型）双沟（B型）和三沟（T型），沟之间相互连通。
c.曝气设备：水平轴曝气转盘。
d.适用条件：出水要求高的大中型污水处理厂
（4）奥贝尔氧化沟
a.性能特点：出水水质好，脱氮率高，同时硝化反硝化；可以在未来负荷增
加的情况下加以扩展，易于适应多种进水情况和出水要求的变化；容易维护；节能，比其他任何氧化沟系统在运行时需要的动力都小；受结构形式的限制，总图布置困难。
b.结构形式：三个或多个沟道，相互连通。
c.曝气设备：水平轴曝气转盘（转碟），可以进行多个组合。
d.适用条件：出水要求高的大中型污水处理厂。（5）一体化氧化沟
a.性能特点：工艺流程短，构筑物和设备少；不设置单独的二沉池，氧化沟16 系统占地面积较小；沟内设置沉淀区，污泥自动回流，节省基建投资和运行费用；造价低，建造快，设备事故率低，运行管理工作量少；固液分离比一般二沉池高；运行和启动存在一定问题；技术尚处于研究开发阶段。
b.结构形式：单沟环形沟道，分为内置式固液分离和外置式分离式
c.曝气设备：水平轴曝气转盘
d.适用条件：中小型污水处理厂综上所述，各种氧化沟各有优缺点，设计采用卡罗塞尔氧化沟，现将卡罗塞尔氧化沟再做以下较为全面的介绍。
卡罗塞尔氧化沟采用垂直安装的低速表面曝气器，每组沟渠安装一个，均安装在同一端，因此形成了靠近曝气器下游的富氧区和曝气器上游以及为外环的缺氧区。这不仅有利于生物凝聚，还是活性污泥易于沉降。BOD5的去除率可达到95%—99%，脱氮效率约为90%，除磷率约为60%
2 设计参数
本设计的卡罗塞尔2000型氧化沟设计参数如下：
a．污泥负荷力：0.05~0.15
b．水力停留时间：
c．未达到污泥的好氧化稳定，污泥龄；
d．设计流量采用平均流量：污水进水量25000m3/d，系数1.4
e．设计最低水温为：10℃
f．设计最高水温为：25℃
3设计计算
1）设计流量：污水进水量25000m3/d，系数1.4
2）确定污泥龄：
本设计为了达到污泥的好氧稳定，取污泥龄
反硝化率为
，
式中：--反硝化消耗的氮量，mg/
--进水的值，设计值为41.41
--出水的值，按一级B标为
--进水的值，设计值为
--出水的值，设计值为

因为且为缺氧区反硝化。则

式中：--缺氧区容积，；
--氧化沟的总容积，；
--缺氧区的污泥龄，；
--氧化沟的总泥龄，；
3）计算产泥系数

式中：--系数，取0.9
--进水的SS值，，设计值为271.59
--进水的BOD值，设计值为244.97
--氧化沟的总泥龄
故:

核算氧化沟的污泥负荷

符合要求
4）确定污泥浓度
由于采用设缺氧区的氧化沟工艺，同时污泥达到好氧稳定，因此本设计污泥浓度取：X=4.5MLSS/L
经过好氧稳定后，污泥的沉降性能得到很大改观，取污泥的容积指数为：
SVI范围为100 ,本设计取120
污泥在二沉池的浓缩时间取：t取1.5
故回流污泥浓度为
7.35
则相应的回流比
R=
卡罗塞尔2000型氧化沟容积的计算
5)氧化沟容积的计算

由于
则氧化沟缺氧区容积为

氧化沟好氧区容积为

校核氧化沟的水力停留时间
（合格）
6)厌氧池容积的计算
取厌氧池的水力停留时间为=1.5h
则厌氧池的容积为

校核厌氧污泥比值
) (合格)
7）厌氧池的设计
两个氧化沟组成一个系列，一个系列对应一个厌氧池，则本工程共有两个厌氧池。
单池容积：

厌氧池的池宽取为B=10m ，有效水深取为：H=4.5m
则厌氧池的长度为

3 氧化沟沟型计算[1,6]
设计6座氧化沟
单座氧化沟有效容积

2）设计氧化沟有效水深H=5.5m ，超高设计1m
h=5.5+1=6.5m
中间分隔墙厚度为0.25m
3）氧化沟面积

设计单沟道宽度b=10m
4）弯道部分面积

5）直线段部分面积

6）单沟道直线段长度L:

7）进水管和出水管计算
污泥回流比：R=40%
进出水管流量：

进水水管控制流速：V
进出水管直径：
取0.75m
校核进出水管流速：
(合格)
8）出水堰及出水竖井计算
为了能够调节氧化沟的运行及出水，氧化沟出水处设置出水竖井，竖井内安装电动可调节堰，初步估计，因此按照薄壁堰来计算,
流量：Q=1.86H 取堰上水头高H=0.3m
则堰:

考虑可调节堰的安装要求：每边留0.3m
则出水竖井长度：
出水竖井宽度B取1.5m(考虑安装需要)
则出水竖井平面尺寸为：
氧化沟出水井水孔尺寸：
4 需氧量的计算
1）需氧量按最不利情况设计，设计流量按最高日流量设计
最不利情况为：T=25℃
查手册单位BOD的耗氧量为
单位时间消耗的BOD量为：

式中：--系数，本设计取1.1

单位时间硝化的氮量为：

式中：--为最高日流量
4561.67
单位时间反硝化的脱氮量为：

代入数值：

2）需氧量的设计计算
氧化沟单位时间的需氧量为
在水温为25℃时，实际需氧量转化为标准需氧量的系数
则：

降解单位的耗氧量 （合格）
污泥自身氧化氯

氧化沟设备选定
1）卡罗塞尔2000氧化沟曝气设备选择
总需氧量为：SOR=2962.37kgO/h，6个氧化沟设置18台表面曝气机
则单座氧化沟需要量SOR

选择144型倒伞型表面曝气机
2）氧化沟的搅拌设备
搅拌功率计算，单座氧化沟所需的最小功率为25879.08=129.40kw，供需18台DQT075潜水搅拌器。
4 设计总结
通过这次城市污水处理厂氧化沟设计课程的论文设计，我对中小型污水处理厂的设计有了初步了解，在污水处理厂的设计中不仅要考虑污水处理后的水质是否达标，还要对设计工艺的选择、合适的设备、场地，以及经济费用进行的全方位的考察，在此过程中我对几种主要的污水处理工艺有了进一步的了解，更加巩固了相关的专业知识，并且有机会将自己所学的知识运用到实践中，受益匪浅。同时，也感觉到了这门课程的重要性，深切体会到了自己的不足，在以后的的学习过程再接再厉，争取能真正的学以致用
5参考文献
[1]高廷耀 顾国维等主编.水污染控制工程.高等教育出版社,2007
[2]高俊发，王社平， 污水处理厂工艺设计手册.[M].化学工业出版社，2003
[3] 罗固源.，水污染控制工程.[M]，高等教育出版社，2006
[4]中国市政工程西北设计研究院主编.给水排水设计手册.第11册，常用设备[M].北京:中国建筑工业出版社，2002