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1、一、總論 3 1、設計題目 3 2、設計資料 3 1.2.1城市概述 3 1.2.2自然條件 3 1.2.3規(guī)劃資料 3 二、污水處理工藝流程說明 4 1、方案確定的原則 4 2、可行性方案的確定 4 3、污水處理工藝流程的確定 4 4、污水處理工藝流程說明 5 2.4.1進出污水水質 5 三、處理構筑物設計 6 1、格柵 6 3.1.1柵條間隙數n： 6 3.1.2有效柵寬 ： 6 3.1.3過柵水頭損失： 6 3.1.4柵后槽的總高度： 7 3.1.5格柵的總長度： 7 3.1.6每日柵渣量： 7 2、污水提升泵房 8 3.2.1設計計算 8 3

2、、沉砂池 8 3.3.1平流式沉沙池的設計參數 9 3.3.2平流式沉砂池設計 9 4、氧化溝 11 3.4.1氧化溝類型選擇 11 3.4.2設計參數 12 3.4.3設計流量 12 3.4.4去除 12 3.4.5脫氮 13 3.4.6除磷 14 3.4.7氧化溝總容積及停留時間 15 3.4.8需氧量 15 3.4.9氧化溝尺寸 16 3.4.10進水管和出水管 17 3.4.11出水堰及出水豎井 17 5、濃縮池 18 3.5.1設計參數 18 3.5.2中心管面積 18 3.5.3沉淀部分的有效面積 18 3.5.4濃縮池有效水深 19 3.5

3、.6校核集水槽出水堰的負荷 19 3.5.7濃縮部分所需的容積 19 3.5.8圓截錐部分的容積 19 3.5.9濃縮池總高度 20 四、參考文獻 20 一、總論 1、設計題目 某城鎮(zhèn)污水處理廠工藝設計 2、設計資料 1.2.1城市概述 城市概況——江南某城鎮(zhèn)位于長江沖擊平原，占地約 6.3 km2，呈橢圓形狀，最寬處為 2.4 km ，最長處為 2.9 km 。 1.2.2自然條件 自然特征——該鎮(zhèn)地形由南向北略有坡度，平均坡度為 0.5 ‰，地面平整，海拔高度為黃海絕對標高3.9～5 .0

4、 m，地坪平均絕對標高為4.80 m。 屬長江沖擊粉質砂土區(qū)，承載強度7～11 t/m2，地震裂度6 度，處于地震波及區(qū)。全年最高氣溫40 ℃，最低-10 ℃。夏季主導風向為東南風。極限凍土深度為17 cm。全年降雨量為1000 mm。污水處理廠出水排入距廠150 m的某河中，某河的最高水位約為4.60 m，最低水位約為1.80 m，常年平均水位約為3.00 m。 1.2.3規(guī)劃資料 規(guī)劃資料——該城鎮(zhèn)將建設各種完備的市政設施，其中排水系統采用完全分流制體系。規(guī)劃人口：近期30000 人，2020年發(fā)展為60000 人，生活污水量標準為日平均200 L/人。工業(yè)污水量近期為5000 m3/

5、d，遠期達10000 m3/d，工業(yè)污水的時變化系數為1.3，污水性質與生活污水類似。生活污水和工業(yè)污水混合后的水質預計為：BOD5 = 200 mg/L，SS = 250 mg/L，CODcr = 400 mg/L，NH4＋-N = 30 mg/L，總P = 4 mg/L；要求達到的出水水質達到國家污水綜合排放二級標準。規(guī)劃污水處理廠的面積約25600 m2，廠區(qū)設計地坪絕對標高采用5.00 m，處理廠四角的坐標為： X — 0 ， Y — 140 ； X — 0 ， Y — 0 ； X — 175 ， Y — 140 ； X — 190 ， Y — 0 。 污水處理廠的污水進水

6、總管管徑為DN800，進水泵房處溝底標高為絕對標高0.315 m，坡度1.0 ‰，充滿度h/D = 0.65。 處理廠污泥經濃縮脫水后外運填埋處置。 二、污水處理工藝流程說明 1、方案確定的原則 (1)采用先進、穩(wěn)妥的處理工藝，經濟合理，安全可靠。 (2)合理布局，投資低，占地少。 (3)降低能耗和處理成本。 (4)綜合利用，無二次污染。 (5)綜合國情，提高自動化管理水平。 2、可行性方案的確定 城市污水的生物處理技術是以污水中含有的污染物作為營養(yǎng)源，利用微生物的代謝作用使污染物降解，它是城市污水處理的主要手段，是水資源可持續(xù)發(fā)展的重要保證。城市二級污水處理廠常

7、用的方法有：傳統活性污泥法、AB法、氧化溝法、SBR法等等。 3、污水處理工藝流程的確定 氧化溝利用連續(xù)環(huán)式反應池（Cintinuous Loop Reator,簡稱CLR）作生物反應池，混合液在該反應池中一條閉合曝氣渠道進行連續(xù)循環(huán)，氧化溝通常在延時曝氣條件下使用。氧化溝使用一種帶方向控制的曝氣和攪動裝置，向反應池中的物質傳遞水平速度，從而使被攪動的液體在閉合式渠道中循環(huán)。 氧化溝工藝一般可不設初沉池，在不增加構筑物及設備的情況下，氧化溝內不僅可完成碳源的氧化，還可實現硝化和脫硝，成為A/O工藝；氧化溝前增加厭氧池可成為A2/O（A-A-O）工藝，實現除磷。由于氧化溝內活性污泥

8、已經好氧穩(wěn)定，可直接濃縮脫水，不必厭氧消化。 氧化溝污水處理技術已被公認為一種較成功的革新的活性污泥法工藝，與傳統活性污泥系統相比，它在技術、經濟等方面具有一系列獨特的優(yōu)點。 ① 工藝流程簡單、構筑物少，運行管理方便。一般情況下，氧化溝工藝可比傳統活性污泥法少建初沉池和污泥厭氧消化系統，基建投資少。另外，由于不采用鼓風曝氣的空氣擴散器，不建厭氧消化系統，運行管理要方便。 ② 處理效果穩(wěn)定，出水水質好。實際運行效果表明，氧化溝在去除BOD5和SS方面均可取得比傳統活性污泥法更高質量的出水，運行也更穩(wěn)定可靠。同時，在不增加曝氣池容積時，能方便地實現硝化和一定的反硝化處理，且只要適當擴大曝氣池

9、容積，能更方便地實現完全脫氮的深度處理。 ③ 基建投資省，運行費用低。實際運行證明，由于氧化溝工藝省去初沉池和污泥厭氧消化系統，且比較容易實現硝化和反硝化，當處理要求脫氮時，氧化溝工藝在基建投資方面比傳統活性污泥法節(jié)省很多（當只需去除BOD5時，可能節(jié)省不多）。同樣，當僅要求去除BOD5時，對于大規(guī)模污水廠采用氧化溝工藝運行費用比傳統活性污泥法略低或相當，而要求去除BOD5且去除NH3-N時，氧化溝工藝運行費用就比傳統活性污泥法節(jié)省較多。 ④ 污泥量少，污泥性質穩(wěn)定。由于氧化溝所采用的污泥齡一般長達20～30d，污泥在溝內得到了好氧穩(wěn)定，污泥生成量就少，因此使污泥后處理大大簡化，節(jié)省處理廠

10、運行費用，且便于管理。 ⑤ 具有一定承受水量、水質沖擊負荷的能力。水流在氧化溝中流速為0.3～0.4m/s，氧化溝的總長為L，則水流完成一個循環(huán)所需時間t=L/S,當L=90～600m時，t=5～20min。由于廢水在氧化溝中設計水力停留時間T為10～24h，因此可計算出廢水在整個停留時間內要完成的循環(huán)次數為30～280次不等?？梢娫鬯贿M入氧化溝，就會被幾十倍甚至上百倍的循環(huán)量所稀釋，因此具有一定承受沖擊負荷的能力。 ⑥ 占地面積少。由于氧化溝工藝所采用的污泥負荷較小、水力停留時間較長，使氧化溝容積會大于傳統活性污泥法曝氣池容積，占地面積可能會大些，但因為省去了初沉池和污泥厭氧消化池，

11、占地面積總的來說會少于傳統活性污泥法。 4、污水處理工藝流程說明 2.4.1進出污水水質 ⑴ 進水水質 生活污水和工業(yè)污水混合后的水質預計為：BOD5 = 200 mg/L，SS = 250 mg/L，COD = 400 mg/L，NH4＋-N = 30 mg/L，總P = 4 mg/L。 ⑵出水水質 出水水質達到國家污水綜合排放二級標準。BOD5 = 30 mg/L，SS = 30 mg/L，COD = 120 mg/L，NH4＋-N = 25 mg/L，總P = 1 mg/L。 ⑶進水流量 規(guī)劃人口：近期3萬 人，2020年發(fā)展為6萬 人，生活污水量標準為日平

12、均200 L/人。工業(yè)污水量近期為5000 m3/d，遠期達10000 m3/d，工業(yè)污水的時變化系數為1.3，污水性質與生活污水類似。 污水處理廠： 設計日最大流量 三、處理構筑物設計 1、格柵 格柵用以去除廢水中較大的懸浮物、漂浮物、纖維物質和固體顆粒物質，以保證后續(xù)處理單元和水泵的正常運行，減輕后續(xù)處理單元的負荷，防止阻塞排泥管道。 格柵的設計計算主要包括格柵形式選擇、尺寸計算、水力計算、柵渣量計算等。 3.1.1柵條間隙數n： 式中：——最大設計流量，； ——柵條間隙， ，取=0.03

13、； ——柵前水深，，取=0.4； ——過柵流速，，取=0.9； ——經驗修正系數，取= 60； 則 3.1.2有效柵寬 ： 式中：——柵條寬度，，取0.01 。 則： 3.1.3過柵水頭損失： 式中：——過柵水頭損失，； ——計算水頭損失，； ξ——阻力系數，柵條形狀選用正方形斷面所以 ，其中； ——重力加速度，，取=9.81； ——系數，格柵受污物堵塞后，水頭損失增大倍數，一般采用=3； 則： 3.1.4柵后槽的總高度：

14、 式中：——柵前渠道超高，，取=0.3。 則： =0.4+0.125+0.3=0.0.825 3.1.5格柵的總長度： 式中： ——進水渠道漸寬部位的長度，，，其中，為進水渠道寬度，,為進水渠道漸寬部位的展開角度，取=20； ——格柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度，，??； ——格柵前槽高，. 則： 3.1.6每日柵渣量： 式中：——每日柵渣量，； ——單位體積污水柵渣量，，取=0.07； ——污水流量總變化系數. 則： 由所得數據，所以采用機械除污設

15、備。 2、污水提升泵房 提升泵房以提高污水的水位，保證污水能在整個污水處理流程過程中流過，從而達到污水的凈化。 3.2.1設計計算 設計水量為，選用2臺潛水排污泵（一用一備），則流量為。 型號 排出口徑(mm) 流量(m3/h) 揚程(m) 轉速(r/min) 功率(kw) 250QW600-7-22 250 1260 7 970 22 泵的選型如下：表3-2 3、沉砂池 沉砂池的形式有平流式、豎流式和曝氣沉砂池。其作用是從污水中去除沙子，渣量等比重較大的顆粒，以免這些雜質影響后續(xù)處理構筑物的正常運行。工作原理是以重力分離為基礎，即將進入沉砂池的污水流

16、速控制在只能使比重大的無機顆粒下沉，而有機懸浮顆粒則隨水流帶走。 設計中采用的平流式沉砂池是最常用的一種形式，它的截留效果好，工作穩(wěn)定，構造簡單。 3.3.1平流式沉沙池的設計參數 （1） 污水在池內的最大流速為0.3m/s，最小流速應不小于0.15m/s; （2） 最大時流量時，污水在池內的停留時間不應小于30s，一般取30s—60s; （3） 有效水深不應大于1.2m，一般采用0.25—1.0m，每格寬度不宜小于0.6m; （4） 池底坡度一般為0.01—0.02，當設置除砂設備時，可根據除砂設備的要求，確定池底的形狀。 3.3.2平流式沉砂池設計 ⑴沉砂部分的長度：

17、 式中： ——沉砂池沉砂部分長度，; ——最大設計流量時的速度，，取。 ——最大設計流量時的停留時間，s，取=30s。 則： ⑵水流斷面面積 式中：——水流斷面面積，； ——最大設計流量，。 則： ⑶沉砂池有效水深 ： 采用兩個分格，每格寬度，總寬度 式中：——池總寬度，； ——設計有效水深，。 則： （<1.2m,合理） ⑷貯砂斗所需容積： 式中：——沉砂斗容積，； ——城鎮(zhèn)污水的沉砂量，污水，取污水； —

18、—排砂時間的間隔，，?。? ——污水流量總變化系數。 則： ⑸貯沙斗各部分尺寸計算： 設貯沙斗底寬，斗壁與水平面的傾角為60；則貯沙斗的上口寬b2為： 貯砂斗的容積： 式中：——貯砂斗容積，； ——貯砂斗高度，，取=0.35； ——分別為貯砂斗下口和上口的面積，。 則： ⑹貯砂室的高度： 假設采用重力排砂，池底設6%的坡度坡向砂斗，則： 式中：——兩沉砂斗之間的平臺長度，，取=0.2。 則： ⑺池總高度：

19、 式中：——池總高度，； ——超高，取=0.3； 則： ⑻核算最小流速： 式中：——設計最小流量，； ——最小流量時工作的沉砂池數目； ——最小流量時沉砂池中的過水斷面面積，； 則：(>0.15m/s,合格) 4、氧化溝 氧化溝是延時曝氣法的一種特殊形式，一般采用圓形或橢圓形廊道，池體狹長，池深較淺，在溝槽中設有機械曝氣和推進裝置，近年來也有采用局部區(qū)域鼓風曝氣外加水下推進器的運行方式。池體的布置和曝氣、攪拌裝置都有利于廊道內的混合液單向流動。通過曝氣或攪拌作用在廊道中形成0.25—0

20、.30m/s的流速，使活性污泥呈懸浮狀態(tài)，在這樣的廊道流速下，混合液在5—15min內完成一次循環(huán)，而廊道中大量的混合液可以稀釋進水20—30倍，廊道中水流雖呈推流式，但過程動力學接近完全混合反應池。當污水離開曝氣區(qū)后，溶解氧濃度降低，有可能發(fā)生反硝化反應。 大多數情況下，氧化溝系統需要二沉池，但有些場合可以在廊道內進行沉淀以完成泥水分離過程。 3.4.1氧化溝類型選擇 該設計為小型污水廠，選擇交替型三溝式氧化溝，其出水水質高，脫氮除磷效果明顯，構筑物簡單。三溝式氧化溝（T型）是由三個相同的氧化溝組建在一起作為一個單元運行，三個氧化溝之間相互雙雙連通，兩側的氧化溝可起曝氣和沉淀的

21、雙重作用，中間的氧化溝一直作為曝氣池，原污水交替進入兩側的氧化溝，處理水則相應的從作為沉淀池的兩側氧化溝流出。其運行方式可以根據不同的進水水質及出水水質要求而改變，所以系統運行靈活，操作方便。三溝式氧化溝是一個A-O（兼氧-好氧）活性污泥系統，可以完成有機物的降解和硝化反硝化過程，能取得良好的去除效果和脫氮效果，依靠三池工作狀態(tài)的轉換，可以免除污泥回流和混合液回流，運行費用大大的降低，處理流程簡單，省去二沉池，管理方便，基建費用低，占地面積小。 3.4.2設計參數 ⑴進水水質 濃度；SS = 250 mg/L；COD = 400 mg/L；NH4＋-N = 30 mg/L；總P=4

22、mg/L ⑵出水水質 濃度 ；濃度； 混合液揮發(fā)性懸浮固體濃度； 污泥齡； 混合液懸浮固體濃度 內源代謝系數 3.4.3設計流量 3.4.4去除 ⑴氧化溝出水溶解性濃度，為了保證氧化溝出水的濃度，必須控制氧化溝出水所含溶解性的的濃度。其中為沉淀池出水中的所構成的濃度 ⑵好氧區(qū)容積： 式中：Y—污泥的產率系數，取0.6； —污泥齡，25d; —混合液揮發(fā)性懸浮固體濃度，2500mg/L; —內源代謝系數，0.06 —流量，。 則：=11422.8 ⑶好氧區(qū)水力停留時間：

23、 ⑷剩余污泥量 去除每1kg產生的干污泥量 3.4.5脫氮 ⑴需氧化的氨氮量。氧化溝產生的剩余污泥中含氮率為12.8％,則用于生物合成的總氮量為： ⑵脫氮量。設出水的量為16mg/L，符合題意所給的綜合污水排放國家二級標準。 需要脫氮量=進水-出水-生物合成所需 ⑶堿度平衡 保持，PH值合適，硝化、反硝化能夠正常的進行。 ⑷脫氮所需的池容 脫硝率。20℃時，脫效率為 4℃ 脫氮所需容積

24、⑸脫氮水力停留時間 3.4.6除磷 根據∶—∶的去除率為200∶50∶1，的去除量為8.15mg/L，所以磷在此過程中的去除量為1.63mg/L。 氧化溝產生的剩余污泥中含磷率為2.5%，則用于生物合成的磷的量為 需另外加入化學藥劑去除的磷的量為： 在氧化溝中投加硫酸鐵鹽，可使磷的去處率達95%以上。則投加鐵鹽的量為： 3.4.7氧化溝總容積及停留時間 滿足水力停留時間16～24h。 校核污泥負荷 污泥符合滿足。 3.4.8需氧量 ⑴設計需

25、氧量 去除需氧量剩余污泥中的需氧量+去除耗氧量剩余污泥中的耗氧量脫氮產氧量 ⅰ. 去除需氧量 ⅱ. 剩余污泥中的需氧量（用于生物合成的那部分的需氧量） ⅲ. 去除耗氧量。每1kg硝化需要消耗 ⅳ. 剩余污泥中的耗氧量 ⅴ. 脫氮產氧量，每還原產生 總需氧量 安全系數1.3,則 去除每需氧量 ⑵標準狀態(tài)下需氧量 設所在地為標準大氣壓，，進水最高溫度為30℃。溶解氧濃度C=2mg/L。 去除每的標準需氧量 3.4.9氧化溝尺寸 設氧化溝兩座，單座容積 三組溝道采用相同的容積，則每組溝道容積為 取氧化

26、溝有效水深，超高為0.5m，中間分隔墻厚度為0.25m。 氧化溝面積 單溝道寬 彎道部分的面積： 直線部分的面積 直線部分的長度 取43米。 3.4.10進水管和出水管 進水管流量 管道流速 管道過水斷面 管徑 取 校核管道流速 3.4.11出水堰及出水豎井 氧化溝出水設置出水豎井，豎井內安裝電動可調堰。初步估算＜0.67，因此按薄壁堰來計算。 ⑴出水堰 式中 - 堰寬； -堰上水頭高，取0.03m。 出水堰分為兩組，每組寬度 ⑵出水豎井。 考慮可調堰安裝要求，堰兩邊各留0.3m的操作距離。 出水豎井長

27、出水豎井寬 則出水豎井平面尺寸 5、濃縮池 3.5.1設計參數 污泥含水率99.5﹪，經濃縮池后污泥含水率97﹪，日產剩余污泥為 3.5.2中心管面積 最大設計流量： 設計流速為，采用2個豎流式重力濃縮池，每個設計流量為: 中心管面積 中心管直徑 中心管喇叭口與反射板之間的縫隙高度： 設 3.5.3沉淀部分的有效面積 活性污泥負荷取 每小時污泥固體量為： 需表面積 濃縮池直徑 取直徑 表面負荷： 則在濃縮池中的流速是： 3.5.4濃縮池有效水深 設計沉淀的時間：

28、； 則 取符合題意。 3.5.5反射板直徑： 3.5.6校核集水槽出水堰的負荷 ＜（符合條件） 3.5.7濃縮部分所需的容積 T=8h,s=0.8L/(Lh) 每個池子所需的體積為： 3.5.8圓截錐部分的容積 設計圓錐下體直徑為0.3m,則： 3.5.9濃縮池總高度 設計超高及緩沖層各為0.3m則： 貯泥池 設計5天運泥一次，則貯泥池所需的體積為： 設計每次排泥泥面下降5m，則貯泥池的直徑為：取為8米，池高7.5米。 四、參考

29、文獻 [1] 教材《水污染控制工程》； [2] 《水污染防治手冊》； [3] 《環(huán)境工程設計手冊》； [4] 《給水排水制圖標準》； [5] 《建筑給水排水設計規(guī)范》（GBJ15-88）； [6]《排水工程》（下），中國建筑工業(yè)出版社，1996年6月（第3、4、7、8、9章） [7]《排水工程》（上），中國建筑工業(yè)出版社，1996年6月 [8]《給水排水設計手冊》中國建筑工業(yè)出版社，1986年12月（第5、11冊） [9]《室外排水設計規(guī)范》GBJ 14－87 [10] 《污水處理廠設計與運行》，化學工業(yè)出版社，2001.8 [11]《水污染治理新工藝與設計》，海洋出版社，1999.3 [12]《水處理新技術及工程設計》，化學工業(yè)出版社，2001.5 [13]《給水排水工程快速設計手冊》（2，排水工程），中國建筑工業(yè)出版社，1996.2 [14]《三廢處理工程技術手冊》（廢水卷），化學工業(yè)出版社，2000.4