毕业论文-小城镇污水处理工艺设计1

目录第1章总论111设计的背景和目的1111设计背景1112设计目的112设计参数213自然环境状况2131气象资料2132工程地质资料2133水文资料314设计内容315设计进水4151设计水质水量4152污水处理要求4153污水设计处理程度516设计出水5161生化处理出水水质517污水处理厂厂址选择518污水处理工艺流程简述6181工艺分析与选择6182工艺流程图7第2章污水处理系统主体构筑物设计821中格栅8211中格栅的作用8212中格栅设计数据8213中格栅的设计计算9214中格栅设计草图11215除渣设备选取1122污水提升泵房12221提升泵房设计计算1223细格栅13231细格栅作用13232细格栅设计计算13234除渣设备选取1524沉砂池15241沉砂池作用及类型15242沉砂池一般规定16243旋流沉砂池设计数据17244旋流沉砂池设计计算17245沉砂池设计草图19246除砂设备选取19247曝气设备选型1925CASS工艺20251CASS工艺简述20252CASS工艺设计计算20255CASS设计计算草图2526污泥处理系统26261浓缩池作用与选型26262设计规定及数据26263设计数据27264污泥浓缩池的设计与计算27265脱水机房29266污泥浓缩池设计草图29267污泥最终处理3027紫外消毒工艺31271工艺计算31272设计计算草图32第3章平面及高程布置3231污水厂平面布置32311平面布置原则32312布置内容3432污水厂管道布置34321管道布置原则3433污水厂高程布置35第4章技术经济分析与监测方法3641技术经济分析36411概述36412投资估算3642监测方法与监测方案37421监测项目37422监测点位和频次37423监测要求37424监测方法38参考文献40东北大学秦皇岛分校课程设计第0页第1章总论11设计的背景和目的111设计背景我国是水资源匮乏的国家，人均水资源占有量仅为世界占有量的1/4，在分布上又很不均匀，严重缺水的城市有50多个。根据有关资料统计，截止到1997年底，全国污水日排量为1亿M3，全国水体82的河段受到污染，其中已有39的河段受到严重污染。70以上的城市河段不适合做饮水水源，50的城市地下水受到污染，长江等7大水系水质不断恶化，湖泊水库普遍受到污染，沿海水体发生赤潮和水体富营养化现象增多。为了保护水体环境，国家已把城市污水处理列为基本建设领域重点支持的产业，并提出至2010年污水处理率达到40的总体，要求“七大流域”、“三大湖泊”和重点沿海城市及其近岸海域城市、非农业人口50万以上的城市都要建设城市污水处理厂。污水的资源化、污水的再生和利用既提高了水的利用率，又有效地保护了水环境，有利于实现城市水系统的健康、良性循环，从长远利益来看，这将是有效地解决我国水资源短缺和水环境恶化问题的优化途径。随着水污染治理工作的发展成水污水处理技术已取得了一定的进展，但城市污水处理厂的建设还不能完全满足处理现有城市污水的需要，因此如何处理日益增多的城市污水和建设城市污水处理厂是非常重要的。112设计目的城市污水处理厂的建设能充分考虑城市发展现状，尽量利用和发挥原有排水设施的作用，使规划排水系统与现有排水系统合理地有机结合，在充分利用现有污水管网的基础上结合地形情况，改造和规划建成区污水排水系统，杜绝污水外溢，最大程度减少污水对城市环境的污染。实行污水治理，能够改善市区河流的水体质量，为净化城市环境，改善投资环境，保证人群身体健康，降低企业生产成本创造了有利条件，达到经济效益、社会效益和环境效益的统一，因此合理利用水资源有着重要的意义。东北大学秦皇岛分校课程设计第1页1通过污水处理厂实例设计，将理论应用于实际，学以致用，掌握污水处理具体流程和工艺，为以后的工作实践提供经验；2通过绘制工艺流程图，加深对工艺流程的理解，理解各管线的进出水位置；3通过绘制主体构筑物图，掌握该构筑物的工作方式等。同时，通过小组内成员间的合作与沟通能更好的完成设计。12设计参数城镇人口11万，水质为COD240380MG/L、BOD140240、SS120180MG/L、PH69、水温T1535。13自然环境状况131气象资料1气象特征属暖温带半湿润大陆性季风型气候，四季分明，气候宜人，光照充足，雨量充沛。年均气温102摄氏度，年均无霜期177天，年均日照2745小时，年均降雨量7307毫米。2风况市区历年主导风向夏季为西南风、冬季为东北风。年平均风速37M/S，年静风频率为96，最大风速18M/S。3气温市区全年四季分明，历年平均气温106，最大冻土深度85CM，多年平均相对湿度为62，历年最高气温平均3418，历年最低气温平均1584。4降水多年平均降水量为690MM，以中小型降水为主。降水主要集中在夏季，一般占全年总降水量的70，多年平均蒸发量为1711MM。132工程地质资料东北大学秦皇岛分校课程设计第2页1地质条件本工程为现状厂地，地层由上至下依次为耕土、杂填土、粉细砂、粉土、细砂、粗砾石、粉质粘土、中粗砂、卵石、强风化混合花岗岩组成，场地地层分布基本稳定。地震设防基本裂度为7度。地震分组为第二组，场地为严重液化等级，本场地属抗震不利地段，需经处理后方可使用。本厂地标准冻土深度为085M。2地形地势处理站地势较低，自西北向东南方向有缓坡，坡度05。300M内没有生活区和办公楼。处理站面积为200M200M。西北东南走向有一条河流，河流丰水期水位可满足污水处理厂出水水质要求。133水文资料1地下水该市地下水类型为潜水，主要特点是埋深较浅，多储于第四纪含水层中，水位季节变化较大。地下水流向与地形坡向相一致，自西北流向东南。地下水位一般埋深10M左右，含水层厚度为7M；水质呈硷性，无色无味，地下水对混凝土无影响。受海水影响的局部低洼地区水带苦咸味。2地面水市内地表水主要有河和湖。浅层地下水埋深甚浅，丰水期（69月）为2米，枯水期（45月）为4米。受地形控制，丰水期潜层地下水流向与地表水一致，以河为界，县境南北两部分地下水均向河集中。14设计内容本次设计主要为设计一座城市二级污水处理厂，出水要求达到国家二级排放标准，其主要设计内容包括设计课题的背景和目的；设计任务的概况；处理工艺的选择和工艺流程的概述；主要设备及构筑物的设计计算并附计算草图；设计计算说明书的撰写；此外还包括一张工艺流程图（选择污水处理厂厂址，确定污水处理厂的工艺流程，画出工艺流程图）和一张主体构筑物图（按初步设计画出主体构筑物平面，立面和剖面图）。东北大学秦皇岛分校课程设计第3页15设计进水151设计水质水量进水水质COD240360MG/L、BOD140240、NH33038MG/L、SS120180MG/L、PH69；水温T1535；进水质量本次设计中，城市人口11万，属于中、小城市，设定该市属于三分区城市，根据给排水设计手册，城市综合生活用水定额表，可得三区中、小城市日用水定额为100170L/（人天），这里取120L/（人天），排放系数取080，则该地区人口每天排水量310281056/12/AQMDLS总变化系数0187ZK3MAXZ1562/D故本市污水处理厂设计总量为17万吨/天。表11设计进水水质和出水水质指标单位进水水质出水水质CODCRMG/L330100BOD5MG/L15030SSMG/L16030PH6969水温1535152污水处理要求该小城镇污水处理厂，要求处理后的的出水用于农田灌溉，根据农田灌溉水质标准（GB508492）中对灌溉用水质量标准的规定，确定处理后的出水需达到城镇污水处理厂污染物排放标准（GB189182002）二级标准。东北大学秦皇岛分校课程设计第4页153污水设计处理程度表12设计污水处理程度指标进水水质（MG/L）出水水质（MG/L）处理效率（）COD33010070BOD51503080SS1603081316设计出水161生化处理出水水质生化处理出水水质与要求出水水质相同，出水见表13表13生化处理出水COD（MG/L）BOD5（MG/L）SS（MG/L）PH水温T100303072017污水处理厂厂址选择在城镇总体规划中，污水厂的位置范围已有规定。但是，在污水厂的总体设计时，对具体厂址的选择，仍须进行深入的调查研究和详尽的技术经济比较。其一般原则如下（1）厂址与规划居住区或公共建筑群的卫生防护距离应根据当地具体情况，与有关环保部门协商确定，一般不小于300M。（2）厂址应在城镇集中供水水源的下游，至少500M。（3）厂址应尽可能少占农田或不占良田，且便于农田灌溉和消纳污泥。（4）厂址应尽可能设在城镇和工厂夏季主导风向的下方。（5）厂址应设在地形有适当坡度的城镇下游地区，使污水有自流的可能，以节约动力消耗。（6）厂址应考虑汛期不受洪水的威胁。（7）厂址的选择应考虑交通运输、水电供应地质、水文地质等条件。东北大学秦皇岛分校课程设计第5页（8）厂址的选择应结合城镇总体规划，考虑远景发展，留有充分的扩建余地。18污水处理工艺流程简述181工艺分析与选择根据对各项污染物去除率的要求，为了污水处理厂的污水要求达到工程所要求的污水处理程度，污水处理工艺在满足常规去除BOD和COD以及SS的同时，并不要求脱氮功能。所以采用一般的活性污泥工艺都能满足要求，在分析众多工艺后，选择CASS工艺，其主要特点如下不设独立的二沉池和刮泥系统，活性污泥始终保持在一个反应器中完成生物反应和泥水分离过程，为生物选择器而设置的污泥回流系统回流比仅为20；根据生物选择原理，在循环式活性污泥法工艺中，在反应池的前部设置生物选择器，使得回流污泥中絮凝性微生物在高基质浓度时，能迅速吸收吸附可溶性有机物，生长速度快。相反，当基质浓度低时，丝状菌生长速度及繁殖能力超过非丝状菌。因此，在选择器中能迅速去除进水中可溶性有机物，有效地抑制丝状菌生长和繁殖，消除污泥膨胀的根源；循环式活性污泥系统中通过曝气和非曝气阶段使活性污泥不断经过好氧和厌氧的循环，这些反应将有利于聚磷菌在反应池中的生长和积累，具有生物除磷功能；对水量、水质的适应性较强，反应器可变容积运行而且还可通过调节曝气循环过程、调整曝气时间和强度来适应进水负荷的变化；根据生物反应动力学原理，使废水在反应器各区间呈现整体推流而在各区内为完全混合的复杂流态，不仅保证了稳定的处理效果，而且提高了容积利用率；通过对溶解氧生物反应速率的控制，使反应器以厌氧缺氧好氧缺氧厌氧的序批方式运行，使之具有良好的脱氮除磷效果；工艺控制灵活，在一个运行周期中，各阶段的运行时间、反应池中混合液浓度的变化都可以根据污水进水水量、进水水质、出水水质等要求灵活掌握。如果进水中出现短时间有机负荷和水力负荷冲击时，池中的水位由最低水位一直升高至最高水位，系统以正常循环转换至高峰流量循环，以适应来水情况，具有抗冲击负荷能力；东北大学秦皇岛分校课程设计第6页建设费用低，省去了初次沉淀池、二次沉淀池及污泥回流设备，建设费用可节省2030。182工艺流程图根据设计题目要求，采取CASS工艺，流程如图11图11CASS工艺流程图东北大学秦皇岛分校课程设计第7页第2章污水处理系统主体构筑物设计21中格栅211中格栅的作用中格栅是由一组或数组平行的金属栅条、塑料齿钩或金属筛网、框架及相关装置组成，其栅条净间隙为1040MM，倾斜安装在污水渠道、泵房集水井的进口处或污水处理厂的前端，用来截留较大的悬浮物和漂浮物，如纤维、碎皮、毛发、果皮、蔬菜、木片、布条、塑料制品等，以防止后续的水泵机组、管道阀门、处理构筑物配水等设施被堵塞或缠绕，减少后续处理产生的浮渣，保证污水处理设施的正常运行。被截留的物质成为栅渣。212中格栅设计数据（1）水泵前格栅栅条间隙，应根据水泵要求确定。（2）污水处理系统前格栅栅条净间隙，应符合下列要求1）人工清除25100MM2）机械清除16100MM3）最大间隙100MM污水处理厂可设置中、细两道格栅，大型污水处理厂亦可设置粗、中、细三道格栅。（3）栅渣量与地区的特点、格栅的间隙大小、污水流量以及下水道系统的类型等因素有关。在无当地运行资料时，可采用1）格栅间隙1625MM010005M3栅渣/103M3污水。2）格栅间隙3050MM003001M3栅渣/103M3污水。栅渣的含水率一般为80，密度约为960KG/M3。（4）在大型污水处理厂或泵站前的大型格栅（每日栅渣量大于02M3），一般应采用机械清渣。小型污水处理厂也可采用机械清渣。（5）机械格栅不宜少于2台。如为1台时，应设人工清除格栅备用。东北大学秦皇岛分校课程设计第8页（6）过栅流速一般采用0610M/S。（7）格栅前渠道内的水流速度，一般采用0409M/S。（8）格栅角度，一般采用45O75O。人工清除的格栅倾角小时，较省力，但占地多。（9）通过格栅的水头损失，一般采用008015M。（10）格栅间必须设置工作台，台面应高出栅前最高设计水位05M。工作台上应有安全和冲洗设施。（11）格栅间工作台两侧过道宽度不应小于07M。工作台正面过道宽度1）人工清除不应小于12M。2）机械清除不应小于15M。（12）机械格栅的动力装置一般宜设在室内，或采取其他保护设备的措施。（13）设计格栅装置的构筑物，必须考虑设有良好的通风措施。（14）格栅间应安设吊运设备，以进行格栅及其他设备的检修、栅渣的日常清除。213中格栅的设计计算设一台中格栅，格栅间隙B21MM，栅条宽度S10MM，格栅倾角60，设过栅流速V109M/S，栅前流速V207M/S，单位栅渣量取W1007M3栅渣/1000M3污水，格栅前设置闸门，采用机械清渣。1栅槽宽度确定栅前水深H根据最优水力断面公式2QBV计算得B1075M，1038HM栅条间隙数MAXSIN0198SIN60232QBHV个栅槽宽度BS51096M东北大学秦皇岛分校课程设计第9页2通过栅格的水头损失H1栅条断面为锐边矩形44330129SB22009SINSIN60328VHMG10329HK3栅后槽总高度12806376HM4栅槽总长度进水渠宽075M，其渐宽部分展开角度120110967503422BLTGT栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度127LM栅槽总长度112038050347152406HLLMTGTG5每日栅渣量在格栅间隙21MM的情况下，设栅渣量为每1000M3污水产007M3MAX186401980764792/02/2ZQWMDDK宜采用机械清渣。东北大学秦皇岛分校课程设计第10页214中格栅设计草图1B1B21L0H/TAN5LHH21H图21中格栅设计计算草图215除渣设备选取选取由北京嘉德清洋环保科技有限公司生产的SHG1200型回转式机械格栅除污机5台，4用1备。除污机性能参数见表21表21SHG1200型回转式机械格栅清污机主要技术参数格栅宽度MM格栅间距MM整机功率KW格栅井深HM格栅倾角杷行速度M/MIN12001060152586075597东北大学秦皇岛分校课程设计第11页22污水提升泵房221提升泵房设计计算泵站选用集水池与机器间合建的矩形泵站。1流量的确定设计最大流量171072M3/D本设计拟定选用3台泵（2用1备），则每台泵的设计流量为3MAX564/单QH2扬程的估算1表22各构筑物水头损失构筑物估算水头损失（CM）设计中取的水头损失值（CM）格栅102525沉砂池102525反应池255050紫外消毒槽103025泵后构筑物总水头损失细格栅水损沉砂池水损反应池水损紫外消毒槽水损富余水头0250250502505175M水泵扬程常水位最低水位泵后构筑物总损失泵站内水头损失富余水头21752010675M水泵提升的流量按最大时流量考虑，Q7128M3/H，按此流量和扬程来选择水泵。表23350TLW625II立式污水泵性能参数型号流量QM3/H扬程HM转速NR/MIN电动机功率NKW效率气蚀余量NPSHRM重量KG350TLW625II16971185809083404050东北大学秦皇岛分校课程设计第12页3集水池的设计计算泵站集水池容积一般按不小于最大一台泵5分钟的出水量计算，本次设计集水池容积按最大一台泵6分钟的出水量计算，有效水深取2米。3354604VQTM则集水池的最小面积F为21782H23细格栅231细格栅作用细格栅是由一组或数组平行的金属栅条、塑料齿钩或金属筛网、框架及相关装置组成，其栅条净间隙为1510MM，倾斜安装在污水渠道或污水处理厂的前端，是拦截污水中较小的飘浮物和颗粒粗杂质等，细格栅可把杂物及砂粒从废水中分离出来，同时可除掉一部分有机负荷，如纤维、碎皮、毛发、果皮、蔬菜、塑料制品等，以防止后续的水泵机组、管道阀门、处理构筑物配水等设施被堵塞或缠绕，减少后续处理产生的浮渣，保证污水处理设施的正常运行。232细格栅设计计算设四台细格栅，格栅间隙B10MM，栅条宽度S10MM，格栅倾角60，设过栅流速V109M/S，栅前流速V207M/S，格栅前设置闸门，采用机械清渣。1栅槽宽度确定栅前水深H根据最优水力断面公式2QBV计算得B1075M，1038HM栅条间隙数MAXSIN9SIN6013548BHV个设计两组细格栅，每组格栅间隙数为27个东北大学秦皇岛分校课程设计第13页栅槽宽度BSN1B021602703M所以总槽宽为（考虑中间隔墙厚02M）73M2通过栅格的水头损失H1栅条断面为锐边矩形44330122SB22009SIN4SIN60878VHMG107321K3栅后槽总高度128096076HHM4栅槽总长度进水渠宽075M，其渐宽部分展开角度12011607522BLTGT栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度12065LM栅槽总长度112038052176HLLMTGTG5每日栅渣量在格栅间隙10MM的情况下，设栅渣量为每1000M3污水产010M3MAX18640198064105/02/2ZQWDDK宜采用机械清渣东北大学秦皇岛分校课程设计第14页233细格栅设计草图图22细格栅设计草图234除渣设备选取选取扬州市华星环保设备有限公司ZGQ21400型转鼓式格栅除污机5台，4用1备。表24ZGQ21400型转鼓式格栅除污机主要技术参数栅间隙MM过水流量M3/H电机功率KW外形尺寸（MM）LAHD5、101300、175022400080004000720034004900140024沉砂池241沉砂池作用及类型污水中的无机颗粒不仅会磨损设备和管道，降低活性污泥活性，而且会板积在反应池底部减小反应器有效容积，甚至在脱水时扎破滤带损坏脱水设备。沉砂池的设置目的就是去除污水中的泥沙、煤渣等相对密度较大的无机颗粒，以免影响后续处理构筑物的正常运行。沉砂池按水流方向的不同可分为的不同可分为平流式、竖流式、曝气沉砂池和旋流沉砂池四类。比较如下1，2东北大学秦皇岛分校课程设计第15页A平流沉砂池优点沉淀效果好，耐冲击负荷，适应温度变化。工作稳定，构造简单，易于施工，便于管理缺点占地大，配水不均匀，易出现短流和偏流，排泥间距较多，池中约夹杂有15左右的有机物使沉砂池的后续处理增加难度。B竖流沉砂池优点占地少，排泥方便，运行管理易行。缺点池深大，施工困难，造价较高，对耐冲击负荷和温度的适应性较差，池径受到限制，过大的池径会使布水不均匀C曝气沉砂池优点克服了平流沉砂池的缺点，使砂粒与外裹的有机物较好的分离，通过调节布气量可控制污水的旋流速度，使除砂效率较稳定，受流量变化影响小，同时起预曝气作用，其沉砂量大，且其上含有机物少。缺点由于需要曝气，所以池内应考虑设消泡装置，其他型易产生偏流或死角，并且由于多了曝气装置而使费用增加，并对污水进行预曝气，提高水中溶解氧。D旋流沉砂池（钟式沉淀池）优点占地面积小，可以通过调节转速，使得沉砂效果最好，同时由于采用离心力沉砂不会破坏水中的溶解氧水平（厌氧环境）缺点气提或泵提排砂，增加设备，水厂的电气容量，维护较复杂。基于以上四种沉砂池的比较，本工程设计确定采用旋流沉砂池，去除污水中比重较大、粒径大于02MM的无机砂粒，以减轻后续处理构筑物和设备的磨损、堵塞，保证后续流程顺利运行。242沉砂池一般规定城市污水处理厂应设置沉砂池。（1）沉砂池按去除相对密度265、粒径02MM以上的砂粒设计。（2）合计流量应按分期建设考虑1）当污水为自流进入时，应按每期的最大设计流量计算；当污水为提升进入时，应按每期工作水泵的最大组合流量计算。2）在合流制处理系统中，应按降雨时的设计流量计算。（3）沉砂池个数或分格数不应少于2个，并宜按并联系列设计。当污水量较少时，可考虑一格工作、一格备用。（4）城市污水的沉砂量可按每106M3污水沉砂30M3计算，其含水率为60，容量为1500KG/M3；合流制污水的沉砂量应根据实际情况确定。东北大学秦皇岛分校课程设计第16页（5）砂斗容积应按不大于2D的沉砂量计算，斗壁与水平面的倾角不应小于55O。（6）除砂一般宜采用泵吸式或气提式机械排砂，并设置贮砂池或晒砂场。排砂管直径不应小于200MM。（7）当采用重力排砂时，沉砂池和贮砂池应尽量靠近，以缩短排砂管长度，并设排砂闸门于管的首端，使排砂管畅通和易于养护管理。（8）沉砂池的超高不宜小于03M。243旋流沉砂池设计数据（1）旋流速度应保持02503M/S。（2）水平流速为006012M/S。（3）最大流量时停留时间为13MIN。（4）有效水深为23M，宽深比一般采用12。（5）长宽比可达5。当池长比池宽大得多时，应考虑设计横向挡板。（6）每立方米污水的曝气量为02M3空气，或35M3/M2H。（7）空气扩散装置设在池的一侧，距池底约0609M，送气管应设置调节气量的闸门。（8）池子的形状应尽可能不产生偏流或死角，在集砂槽附近可安装纵向挡板。（9）池子的进口和出口布置，应防止发生短路，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，并宜考虑设置挡板。（10）池内应考虑设消泡装置。244旋流沉砂池设计计算1（1）设计流量QMAX171072M3/D7128M3/H，设两座钟式沉砂池，每座沉砂池设计流量MAX7128564/DMH2规格选择查给水排水手册，选择下表所示钟式沉砂池，钟式沉砂池各部分尺寸如表25。东北大学秦皇岛分校课程设计第17页表25钟式沉砂池各部分尺寸设计水量/M3/H3564沉砂区底坡降G/M030沉砂区直径A/M213进水渠水深H/M025贮砂区直径B/M091沉砂区水深J/M080进水渠宽度C/M038超高K/M030出水渠宽度D/M076沉砂区深度L/M11锥斗底径E/M031驱动机构/W086贮砂区深度F/M152桨板转速/N/MIN203参数校核表面负荷322243564107/DQQMHAA停留时间A沉砂区体积V2222223314083141309441AJGBMB停留时间HRT65364DVHRTSQ停留时间大于30S，符合要求进水渠流速V11356410/360082DQMSCH出水渠流速V223564052/3607DS东北大学秦皇岛分校课程设计第18页245沉砂池设计草图LJHDCGFEBA45最小值为4C图23沉砂池设计草图246除砂设备选取沉砂池的沉砂经排砂装置排除的同时，往往是砂水混合体，为了进一步分离出砂和水，需配套砂水分离器。每天沉砂量3MAX6617023018/ZQXVMDK根据该工程的流量及排砂量，选用2台由江苏天雨环保科技有限公司生产的SF型螺旋式砂水分离机，1用1备。该设备的主要技术性能参数见表26。表26SF360型螺旋式砂水分离机主要性能参数螺旋外径（MM）处理量（M3/H）电机功率（KW）转速（R/MIN）分离粒径MM32072790754802247曝气设备选型选用两台电动机型号为Y132型的RD100罗茨鼓风机给旋流沉砂池曝气，1用1备。东北大学秦皇岛分校课程设计第19页25CASS工艺251CASS工艺简述见总论18污水处理工艺流程简述。252CASS工艺设计计算1设计参数设计最大流量QMAX171072M3/D设计进水水质COD330MG/L，BOD150MG/L，SS160MG/L设计出水水质COD100MG/L，BOD30MG/L，SS30MG/L2设计计算污水处理程度的计算进入CASS池水BOD浓度S0150MG/L出水中非溶解性BOD浓度SE30MG/L则BOD去除率015308EBOD污泥负荷NS25016837041/ESKSFKGBODMLSDA式中NSBOD5污泥负荷，KGBOD5/KGMLSSD；K2有机基质降解速率常数，L/MGD，0016800281；SE混合液中残存的有机基质浓度，MG/L；为有机基质降解率，；F混合液中挥发性悬浮固体浓度与总悬浮固体浓度的比值，0708。一般来讲生活污水NS005KGBOD5/KGMLSSD10KGBOD5/KGMLSSD反应池容积V东北大学秦皇岛分校课程设计第20页317025302647AEEQSVMNXF式中Q污水日流量，M3/D；X混合液污泥浓度，KG/M3；NEBOD污泥负荷率，KGBOD5/KGMLSSD；F混合液中挥发性悬浮固体浓度与总悬浮固体浓度的比值，0708。反应池总水力停留时间260147VTDHQCASS池外形尺寸反应池总容积V2660M3设反应池2组，单组池容积32601单VM单VLBHLB5LB46BH2BH12代入可得H405M，B81M，L405M有效水深H405M单组池有效面积2130845单单VSMHV1V2V31316V11642M2V24926M2V326272M2预反应区长度1065LL取、14068M主反应区长度2154302CASS池各部分容积组成及最高水位（H）VN1（V1V2V3）东北大学秦皇岛分校课程设计第21页HH1H2H3N1CASS池个数V1，H1变动容积，是指池内设计最高水位至滗水后最低水位之间的容积和水深；V2，H2滗水水位和泥面之间的容积和水深；V3，H3活性污泥最高泥面至池底的容积和水深；水深H11270217658QMNA式中N21D内循环周期数；246NACASS池平面面积，M2；20658VAMH水深H333104514XSVISVI污泥体积指数；取SVI140MG/L水深H2132706HCASS池总高H0H05455M05M为超高隔墙底部连通孔口尺寸2112237081642794430BLQAMNU表27连通口数量表池宽B/M4681012连通口个数N3/个12345式中N3连通口个数，个；取3个U孔口流速，M/H，一般为2050M/H；取36M/H反应池进水系统计算A进水管单组反应池进水管设计流量31270286409/QMS管道流速V09M/S管道过水断面面积21091AVM东北大学秦皇岛分校课程设计第22页管径40137ADM取进水管管径DN370MM校核管道流速290/37QVSAB回流污泥渠道单组反应池回流污泥渠道设计流量QR，取回流比为20317022/864RQMS渠道流速V07M/S取回流污泥管管径DN100MMC进水井反应池进水孔尺寸进水孔过流量321702121/864QRMS孔口流速V06M/S孔口过水断面面积206AMV孔口尺寸取3曝气系统设计计算设计需氧量O220215030472260519/EAQSBVXKGOD式中A为活性污泥微生物对有机污染物氧化分解过程的需氧率，即活性污泥微生物每代谢1KGBOD所需要的氧量，KG；A042053B活性污泥微生物通过内源代谢的自身氧化过程的需氧率，即1KG活性污泥每天自身氧化所需要的氧量，KG；B0110188O2混合液需氧量，KG/D混合液污泥浓度一般，CASS池的活性污泥浓度X控制在25KG/M340KG/M3范围内；污泥指数SVI值大时，X值取下限，反之取上限。本设计中取SVI140MG/L，则X25KG/M3。供氧量曝气所需氧量2219601/6OKGOH取一定的安全系数，得实际需氧量R，取安全系数为11东北大学秦皇岛分校课程设计第23页221601273/ROKGOH查化工原理，水中溶解氧饱和度为917MG/LT2020020203217639851443/1695/STLTCKGHMH在标准状况下氧气的密度为1429KG/M3式中R0标准条件下，转移到曝气池混合液的总氧量，KGO2/H；CS2020水的饱和溶解氧，MG/L；污水中杂质影响修正系数，一般为078099，取082；污水中含盐量影响修正系数，取095；CL混合液DO浓度，MG/L，为20MG/L；T为水温，；R实际条件下转移到曝气池混合液的总氧量，KGO2/H；P气压修正系数，取119；CSTT时曝气池内DO饱和度的平均值，MG/L。供气量33016952/82/MIN28ARGMHE式中G供气量，M3/HEA为曝气头转移效率，微孔曝气取25。按供气量09M3/H个计算，每格CASS池需要安装的曝气头数量N12931780个每只曝气头供气量GNN4滗水器的设计计算参数选择本设计中排水时间为1H每池滗水器排水能力3127021456/6排PQTMHN东北大学秦皇岛分校课程设计第24页式中QP通过堰口的水流流量，M3/H；Q设计流量，M3/D；N1CASS池个数；N21D内CASS池循环周期数；T排CASS池设计排水时间，H。5反应池中污泥量的计算剩余污泥量09150852160317023072/69/7HHTPQSIESYBYFSBODQSKGDT式中SSI，SSE分别为反应池进、出水的悬浮固体浓度，MG/L；YH异养微生物的增殖率，取0506；YSS不能水解的悬浮固体率，YSS0506；FTH温度修正系数，取28；BH异养微生物的内源呼吸率，BH008D1。系统中每天产生剩余污泥总量1900KG干固体（含水率99）剩余污泥浓度按8G/L计，每日污泥产量总体积为3190275/8SVMD每池每日排污泥量3237518/SAVMD每池每周期排剩余污泥一次，拟用潜水式排污泵置于池的后部将剩余污泥从系统中排出到污泥浓缩系统，每池采用一台型潜水式排污泵，共2台。污泥回流设备污泥回流比R20污泥回流量33170227/18/单RQMDH每座反应池拟采用1台WQ30011185型潜水式回流污泥泵，共选用同种型号的潜水式回流污泥泵2台。东北大学秦皇岛分校课程设计第25页255CASS设计计算草图9M564M15M5M05M图25CASS反应池布置26污泥处理系统261浓缩池作用与选型污泥处理系统产生的污泥，含水率很高，体积很大，输送、处理或处置都不方便。污泥减量通常采用的方法是浓缩，浓缩的目的是减少污泥中的空隙水（约占污泥水分的6585），使污泥减容。当污泥含水率从975降低到95时，体积可以减少一半。污泥浓缩可使污泥初步减容，并使污泥稳定，从而为后续处理或处置带来方便。污泥浓缩主要有重力浓缩、气浮浓缩和离心浓缩三种形式。国内目前以重力浓缩为主，但随着氧化沟、A/A/O等污水处理新工艺的不断增多，气浮浓缩和离心浓缩将会有较大的发展。本设计中采用重力浓缩池对污泥进行浓缩处理。重力浓缩本质上属于压缩沉淀。浓缩前由于污泥浓度较高，颗粒之间彼此接触支撑。浓缩开始后，在上层颗粒的重力作用下，下层颗粒间隙中的水被挤出界面，颗粒之间相互拥挤得更加紧密。通过这种拥挤和压缩过程，污泥浓度进一步提高，上层的上清液溢流排出，从而实现污泥浓缩。重力浓缩池根据运行方式的不同分为连续式重力浓缩池和间歇式重力浓缩池两种。东北大学秦皇岛分校课程设计第26页采用带栅条的刮泥机刮泥的辐流式圆形重力连续式污泥浓缩池对污泥进行浓缩处理，采用静压排泥，剩余污泥泵房将污泥送至浓缩池，泥斗与水平的倾角应不小于55。刮泥机的回转速度为0754R/H，吸泥机的回转速度为1R/H，其中外援线速度一般宜为12M/MIN。262设计规定及数据（1）进泥含水率当为初次污泥时，其含水率一般为9597；当为剩余活性污泥时，其含水率一般为992996。（2）污泥固体负荷当为初次污泥时，污泥固体负荷宜采用80120KG/M2D；当为剩余活性污泥时，污泥固体负荷宜采用3060KG/M2D。（3）浓缩后污泥含水率由曝气池后二次沉淀池进入污泥浓缩池的污泥含水率，当采用992996时，浓缩后污泥含水率宜为9798。（4）浓缩时间不宜小于12H；但也不要超过24H。（5）有效水深一般宜为4M，最低不小于3M。池子直径与有效水深之比不大于3，池子直径不宜大于8M，一般为47M。浮渣挡板高出水面01015M，淹没深度为0304M。（6）污泥室容积和排泥时间应根据排泥方法和两次排泥间隔时间而定，当采用定期排泥时，两次排泥间隔一般可采用8H。（7）集泥设施辅流式污泥浓缩池的集泥装置，当采用吸泥机时，池底坡度可采用0003；当采用刮泥机时，不宜小于001。不设刮泥设备时，池底一般设有泥斗。其泥斗与水平角的倾角，应不小于50。刮泥机的回转速度为0754R/H，吸泥机的回转速度为1R/H，其外缘线速度一般宜为12M/MIN。同时在刮泥机上可安设栅条，以便提高浓缩效果，在水面设除浮渣装置。（8）结构及附属设施一般采用水密性钢筋混凝土建造。设污泥投入管、排泥管、排上清液管，排泥管最小管径采用150MM，一般采用铸铁管。（9）竖流式浓缩池当浓缩池较小时，可采用竖流式浓缩池，一般不设刮泥机，污泥室的截椎体斜壁与水平面所形成的角度，应不小于50度，中心管按污泥流量计算。沉淀区按浓缩分离出来的污水流量进行设计。东北大学秦皇岛分校课程设计第27页（10）上清液浓缩池的上清液，应重新回流到初沉池前进行处理。其数量和有机物含量应参与全厂的物料平衡计算。（11）二次污染污泥浓缩池一般均散发臭气，必要时应考虑防臭或脱臭措施。臭气控制可以从以下三个方面着手，即封闭、吸收和掩蔽。263设计数据设计流量QW1900KG/D2375M3/D浓缩后含水率99浓缩时间T17H（T12H）浓缩池固体通量M40KG/M2D浓缩池数量1座浓缩池池型为带有竖向栅条污泥浓缩机的辐流式重力浓缩池264污泥浓缩池的设计与计算1浓缩池池体尺寸面积2190475WQAMM式中A浓缩池总面积，M2；QW污泥量，KG/D；M浓缩池固体通量，KG/M2D直径475831DM取D8M有效水深H1水力负荷323223754/0/8WQUDMHAAA则有效水深1017HTM浓缩池有效容积31147536VA2排泥量与存泥容积东北大学秦皇岛分校课程设计第28页浓缩后排出含水率P296的污泥，则33120093759/247/6WWQMDH按5H贮泥时间计泥量，则贮泥区所需容积325471V泥斗容积2222343131068HRM式中H4泥斗的垂直高度，取12M；R1泥斗的上口半径，取11M；R2泥斗的下口半径，取06M设池底坡度为005，则池底坡度造成的深度51810232HRRIM池底总贮泥容积22223541441533VRM因此，总贮泥容积34850WM3取超高H203M，缓冲高度H303M则浓缩池深度1245031203542HM浓缩池排水量97/WQH265脱水机房脱水间过滤量浓缩后为含水P96的污泥2375M3/D设置一台压滤机，每天工作10H，则每天压滤机处理量32375/H10QM选择DYL2000型带式压滤机1台，该脱水机的主要性能参数滤带宽度2000MM，滤带速度054M/MIN，进机污泥含水率9598，出机污泥含水率7080，东北大学秦皇岛分校课程设计第29页泥饼厚度57MM，产量（干泥）90300KG干/MH，质量55T，外形尺寸。5208210MM266污泥浓缩池设计草图进泥管DN40出水管DN20图26污泥浓缩池设计草图267污泥最终处理污泥经浓缩、稳定及脱水等处理后，不仅体积大大减小，而且在一定程度上得到了稳定，但污泥作为污水处理过程中的副产物，还需考虑其最终去向，即最终处置。污泥的最终处置，基本上有弃置法和回收利用法。弃置法包括卫生填埋法和焚烧法。填埋场地四周易产生恶臭，污泥受雨水冲刷，渗滤液又会引起地下水源的污染。而采用人工防渗措施的填埋虽可避免对地下水源的污染，但随着时间的推移，适宜污泥填埋的场所因城市污水处理厂的增加产生大量的污泥，其填埋场所越来越有限。所以不可采取此方法处理污泥。污泥焚烧处理可以迅速和较大程度地使污泥达到减量化，在所有的污泥处置中，焚烧方法产生的剩余污泥最少，而且无异味。但其缺点在于成本高，是其他工艺的24倍。而且可能产生废气、噪声、震动、热和辐射。因此焚烧主要在两种情况下应用由于污泥的性质或量大不能农用时。现有的填埋场地不足时。本设计中的污泥性质尚可，考虑其成本高又可能引起二次污染，故不宜用此方法处理污泥。回收利用中包括污泥的土地利用和污泥堆肥。土地利用主要包括污泥用作农肥，污泥用于森林与园艺绿化，土壤改良等。污泥中含有大量的腐殖质和丰富的有机营养元素N、P、K以及植物生长的微量元素东北大学秦皇岛分校课程设计第30页CA、MG、ZN、CU、FE等，施用于农田能够改良土壤结构，增加土壤肥力，促进作物生长。但是，污泥中也含有大量病原菌、寄生虫，以及铜、铅、锌、铬、汞等重金属和多氯联苯、二噁英、放射性元素等难降解的有毒有害物。一般来说，污泥要作土地处置必须经无毒化处理后（污泥高温堆肥），才能土地利用；否则，污泥的有毒有害物会导致土壤或水体污染。而对污泥的无害化处理成本较高，所以不宜采用此方法。污泥堆肥是指城市污水处理厂脱水后的污泥，与城市生活垃圾、稻草、锯末等混合堆肥，即通过好氧菌进行好氧发酵。堆肥的环境条件，是适当的含水率、氧气、温度和碳氮比。用污泥与垃圾进行堆肥时，在堆肥前先去除垃圾中的金属物、玻璃、睢市、碎石、塑料等杂物。污泥与垃圾应分层堆放。污泥堆肥再低价或无偿给农民，可用于土壤施肥，改善土壤，有利于该地区的生态维护。所以，采用堆肥法进行污泥的最终处置。27紫外消毒工艺271工艺计算（1）灯管数初步选用UV3000PLUS紫外消毒设备，每3800M3/D需14根灯管，故170246038根N选用4根灯管为一个模块，则模块数1个N（2）消毒渠设计按设备要求渠道深度为129CM，设渠中水流速度为03M/S。21702634QAMV渠道宽度，取06M。605129BH复核流速726/143QVMSA东北大学秦皇岛分校课程设计第31页若灯管间距为598CM，沿渠道宽度可安装10个模块，故选取UV3000PLUS系统，两个灯组9个模块。每个模块长度为246M，两个灯组间距1M，渠道出水设堰板调节。调节堰与灯组间距15M，则渠道总长L为246105842M复核辐射时间（符合要求）90256TS272设计计算草图图27紫外消毒渠道布置第3章平面及高程布置31污水厂平面布置311平面布置原则（1）处理构筑物的布置应紧凑，节约用地并便于管理。1）池型的选择应考虑占地多少及经济因素。2）每一单元过程的最少池数为两座，但在大型污水厂中，由于设备尺寸的限制，往往有多池。（2）处理构筑物应尽可能地安流程顺序布置，以避免管线迂回，同时应充分利用地形，以减少土方量。东北大学秦皇岛分校课程设计第32页（3）经常有人工作的建筑物应布置在夏季主风向的上风一方，在北方地区，应考虑朝阳。（4）在布置总图时，应考虑安装充分的绿化地带。（5）总图布置应考虑远近期结合，有条件时，可按远景规划水量布置，将处理构筑物分为若干系列，分期建设。远景设施的安排应在设计中仔细考虑，除了满足远景处理能力的需要而增加的处理池以外，还应为改进出水水质的设施预留场地。（6）构筑物之间的距离应考虑铺设管区的位置，运转管理和施工的要求，一般采用510M。（7）污泥处理构筑物应尽可能布置成单独的组合，以策安全，并方便管理。（8）变电站的位置宜设在耗电量大的构筑物附近，高压线应避免在厂内架空铺设。（9）污水厂内管线种类很多，应考虑综合布置，以免发生矛盾。污水和污泥管道应尽可能考虑重力自流。自流管道应绘制纵断面图。（10）如有条件，污水厂内的压力管线和电缆可合并铺设在一条管廊或管道沟内，以利于维护和检修。（11）污水厂内应设超越管，以便在发生故障时，使污水能超越一些或全部构筑物，进入下一级构筑物或事故溢流。（12）污水厂的占地面积，随处理方法和构筑物造型的不同，有很大的差异。在方案阶段按下表估算。表31污水处理厂所需面积（M2）二级处理处理水量（M3/D）一级处理生物滤池曝气池或高负荷生物滤池5000050723112510000081246152015000101569185252000012188122230东北大学秦皇岛分校课程设计第33页30000162512183045400002032162440605000025382030507575000375503045751001000005065406010125312布置内容在污水处理厂厂区内有各处理单元构筑物；连通各处理构筑物之间的管、渠及其他管线；辅助性建筑物；道路以及绿地等。进行污水处理厂厂区平面规划、布置时，各部分应该注意的要点为（1）各处理单元构筑物的平面布置贯通、连接各处理构筑物之间的管、渠便捷、直通，避免迂回曲折。土方量做到基本平衡，并避开劣质土壤地段。处理构筑物之间应保持一定的间距，以保证敷设连接管、渠的要求，一般间距可取510M，某些特殊构筑物，其间距应按有关规定确定。各处理的构筑物在平面布置上应考虑尽量紧凑。（2）管渠的平面布置在各处理构筑物之间，设有贯通、连接的管、渠。应设超越全部处理构筑物，直接排放水体的超越管。在厂区内设给水管、空气管、消化气管、蒸汽管以及输配电线路。污水处理厂厂区内有完善的排雨水管道系统，考虑设防洪沟渠。（3）辅助构筑物污水处理厂内的辅助构筑物有泵房，鼓风机房，办公室，集中控制室，水质分析化验室、变电所、机修、仓库、食堂等。东北大学秦皇岛分校课程设计第34页32污水厂