某污水处理厂氧化沟工艺毕业设计(含图纸12套).doc

黄石理工学院环境科学与工程学院毕业（论文）设计摘 要本设计是某开发区污水处理厂的初步设计和施工图设计。该处理厂处理城市污水。水质较复杂：五日生化需氧量（bod5）：200mg/l；悬浮物（ss）：370mg/l； 化学需氧量（codcr）：450mg/l； nh3-n：15mg/l；处理后的水质要求： bod514mg/l；ss30mg/l；codcr63mg/l；nh3-n3mg/l；根据设计要求和求新的思想，该污水处理工程进水中氮含量均偏高，在去除bod5和ss的同时，还需要进行脱氮处理，故采用当代水处理工艺中较流行的三沟式氧化沟工艺。该工艺综合了以往工艺的优点，而且该系统可进行硝化，反硝化反应，从而达到生物脱氮的功能。该系统具有高效，节能的特点，且耐冲击负荷高，出水水质好。因此,更具有广泛的适应性，完全适合本设计的实际要求。本工艺的主要构筑物包括格栅、污水泵房、曝气沉砂池、氧化沟、二沉池、接触消毒池、浓缩池、污泥脱水机房等。本设计采用了三沟式氧化沟主体工艺，工艺流程简单，省去了初沉池和污泥消化系统，节省了基建投资和运行费用，同时曝气设备和构造形式多样，运行灵活，管理方便，保证出水达到污水排放标准，做到了水资源的合理利用。关键词：三沟式氧化沟 格栅 浓缩池 泵房 新工艺 二沉池目 录摘 要1abstract21 总论31.1项目提出的背景及投资的必要性31.2城市环境条件概况31.2.1自然地理31.2.2气象水文31.3城市污水排放现状41.3.1城市污水现状排放量41.3.2城市混合污水水质现状41.4污水处理厂建设规模与治理目标41.4.1污水处理厂建设规模41.4.2污水处理厂设计进出水水质41.5建设原则51.5.1建设范围51.5.2建设原则52 污水处理工艺方案比较52.1工艺方案分析52.1.1普通活性污泥法方案52.1.2氧化沟方案52.2工艺流程框图62.2.1普通活性污泥法工艺流程62.2.2氧化沟法工艺流程62.3技术经济比较92.3.1比较内容92.3.2比较结果92.3.3推荐方案103 污水处理工艺设计计算103.1污水处理系统103.1.1格栅103.1.2污水提升泵站113.1.3曝气沉砂池113.1.4提砂泵房与砂水分离器133.1.5鼓风机房133.1.6配水井133.1.7氧化沟133.1.8二沉池163.1.9回流污泥泵房203.1.10接触消毒池与加氯时间203.2污泥处理系统213.2.1剩余污泥泵房213.2.2污泥浓缩池223.2.3浓缩污泥贮池233.2.4浓缩污泥提升泵房243.2.5污泥脱水间243.2.6污泥棚244 污水处理厂总体布置244.1总平面布置244.1.1总平面布置原则244.1.2总平面布置结果254.2高程布置254.2.1高程布置原则254.2.2高程布置结果255 土建与公用工程265.1土建工程265.2公用工程265.2.1供电265.2.2自动监测与控制265.2.3供水276 投资估算276.1估算范围及编制依据276.1.1估算范围276.1.2编制依据276.1.3材料价格276.2投资估算277 劳动定员与运行费用287.1劳动定员287.1.1生产组织287.1.2劳动定员287.1.3人员培训287.2运行费用297.2.1成本估算有关单价297.2.2运行成本估算29总 结30致 谢30参考文献30附录：31第 69 页/某城市污水处理厂初步设计环境工程(02级本科) 江霖指导老师:罗承辉摘 要本设计是某开发区污水处理厂的初步设计和施工图设计。该处理厂处理城市污水,水质较复杂：五日生化需氧量（bod5）：200mg/l；悬浮物（ss）：370mg/l； 化学需氧量（codcr）：450mg/l； nh3-n：15mg/l；处理后的水质要求： bod514mg/l；ss30mg/l；codcr63mg/l；nh3-n3mg/l；根据设计要求和求新的思想，该污水处理工程进水中氮含量均偏高，在去除bod5和ss的同时，还需要进行脱氮处理，故采用当代水处理工艺中较流行的三沟式氧化沟工艺。该工艺综合了以往工艺的优点，而且该系统可进行硝化，反硝化反应，从而达到生物脱氮的功能。该系统具有高效，节能的特点，且耐冲击负荷高，出水水质好。因此,更具有广泛的适应性，完全适合本设计的实际要求。本工艺的主要构筑物包括格栅、污水泵房、曝气沉砂池、氧化沟、二沉池、接触消毒池、浓缩池、污泥脱水机房等。本设计采用了三沟式氧化沟主体工艺，工艺流程简单，省去了初沉池和污泥消化系统，节省了基建投资和运行费用，同时曝气设备和构造形式多样，运行灵活，管理方便，保证出水达到污水排放标准，做到了水资源的合理利用。关键词: 三沟式氧化沟 格栅 浓缩池 泵房 新工艺 二沉池abstractit is a preliminary design and construction drawing for the sewage treatment plant development zone. this plant treat municipal sewage,mainly.its water quality is more complicated: suspended substance (ss ): 200mg/l; the biochemical oxygen demand of five days(bod5 ): 200mg/l; the chemical oxygen demand (codcr ): 400mg/l; nh3-n: 40mg/l; treated water quality is required: bod520mg/l; ss20mg/l; nh3-n3mg/l; according to the designing requirement and thought of looking for novelty: the content of nitrogen is on the high side in this project water quality,so it should be dealed with,while get rid of bod5 and ss .we adopt and use a kind of craft,which is a comparatively extensive denitrification crafts at present, namely, 3 ditch type oxidizing craft. the advantage of this comprehensive craft is extensive adaptability , totally suitable for reality originally designeds purpose. its main structures includ gate well , grid , sewage pumping house , earate and sinking sand pool , oxidizing ditch , the second sinking pool, contacting pool , concentration tank , mud to dehydrate in the computer lab etc. this design have adopted the denitrification craft and equipment of good performance, and the procedure is simple, management is convenient, do not need to add the first sinking pool , digestive system .reducing building and operating expenses, realizing automation totally at the same time, easy to manage, making the treated water reach sewage discharge standard , accomplish the rational utilization of water resource.keywords: types of three ditch oxidizing ditch , grid, concentration pool, pumping house ,new craft, the second sinking pool1 总论1.1项目提出的背景及投资的必要性某城市是全国40个严重缺水城市之一，工业及生活用水以地下水为水源。随着工业化及城市化的迅速发展，该市的水环境污染问题日趋严重。流经市区的a河、b河均受到极严重的污染。由实测资料可以看出，a河断面cod及bod5高达594.9mg/l及171.5mg/l(2000年)，分别超地面水iv类标准29倍和28倍；b河断面cod及bod5高达427.5mg/l及199.3mg/l，分别超地面水iv类标准20.4倍和32.2倍。流经市区的c河则是一条排污干沟，其污染物浓度更高，河水常年呈棕黑色、有臭味，完全丧失了使用功能。整个城市被黑、臭水所包围，城市环境质量很差。地面水体的严重污染也污染了市区浅层地下水，从而严重危及市区30万人的生活用水和工业用水。该市地面水污染问题严重的限制了工业的发展和城市化的进程。按地面水使用目标和保护目标，a河定为iv类地面水域。按此标准该市不但不能发展，还要“关停并转”一大批工厂。为实现本市及区域河流水质变清的目标，该市决定建设城市污水处理厂。1.2城市环境条件概况1.2.1自然地理 地理位置该市位于京广线中段，市区地理坐标为东经112、北纬33。辖区东西长约124km、南北宽51km，呈东西向带状。全市辖区总面积为4052.5km2，其中市区建成面积为17.5 km2。 地形地貌该市属黄淮平面西部，地势为西北高、东南低，自西北向东南缓慢倾斜，市区海拔标高在6590m之间，平均坡度在0.30.5。地貌按其成因及形态组合分为平原、山地和岗地三大类，其中平原面积占总面积的53.7%，市区地貌为平原和缓岗。 地质地层该市在秦岭嵩山构造构造体系的南带，市区80%的面积被第四系松散沉积物覆盖，地耐力约为152h/m2,地震烈度为7度。 土壤及植被市区是一个以平原、缓岗为主体的地区，山前洪积与河流冲积、洪积而形成的土壤，其土层深、质地好，分布主要有棕土、褐土、紫色土、红粘土及潮土、砂礓黑土等。该区域内属农业开发历史悠久的地区，天然植被残存较少，现已为大片人工植被所取代。1.2.2气象水文 气象气候 该市属暖温带季风气候，光照充足、热量丰富、降水适中、无霜期长、气候比较单一，差异性小。其特点为四季分明，春季干旱多风沙，夏季炎热雨集中，秋高气爽，日照长，冬季寒冷少雨雪。历年平均气温为14.7，夏季最热月在7月，平均气温为32.6，冬季最冷月在1月，平均气温为-2.5。最大冻土深度为18cm。秋冬两季多北和偏东风，春季多南和偏南风，夏季多南和南偏东风。月平均风速为24m/s。多年平均日照时数为1967h，多年平均降水量为727.7mm。 水文及水文地质 a河全长149km，市区流长10.5km，设计20年一遇防洪流量383m3/s，河道比降为1/2000。河流底宽22m，口宽50m左右。在1958年以前属常年性河流，之后逐渐演变成为季节性河流。近年来由于大量工业及生活废水的排入，使其成为一条纳污性河流。b河流经市区长度为13.6km，设计20年一遇防洪流量为139m3/s，河道比降为1/4000，河道底宽为12m，口宽为2030m。c河无任何天然水源，在市西南约1km处汇入b河，全长6.8km，是该市铁西区的主要防洪排涝河道，由于目前铁西区大量工业、生活废水的汇入，使之成为纳污沟。市区浅层地下水埋深一般在68m；由于浅层地下水连年超量开采，在市区中心已形成了大范围的漏斗。中、深层地下水为60m以下的含水层，属承压水层，与浅层地下水层间隔厚度为数十米的粘土层，没有明显的越层补给现象。1.3城市污水排放现状1.3.1城市污水现状排放量 生活污水量现状 该市市区用水人口为35万人，生活用水量标准现状值为250l/（人d），生活用水排放系数为0.8，则总生活污水量为qs=0.8350.250=7.0（万m3/d）。 工业废水水量现状 据该市市区49个主要企业的工业用水量及排放废水量调查统计，总工业废水年排放量为2000万m3，相当于每天7.2万m3/d。 城市混合污水水量现状 城市污水排放总量为14.2万m3/d。1.3.2城市混合污水水质现状 该市铁东区和铁西区城市污水汇合后的水质见表1：表1 河道混合污水水质现状表汇水区流量（万m3/d）bod5 (mg/l)codcr (mg/l)ss (mg/l)氨氮（mg/l）铁东区3.70187.7364.2167.011.5铁西区3.50188.3554.2476.016.7混合污水7.20188.0458.0320.014.11.4污水处理厂建设规模与治理目标1.4.1污水处理厂建设规模根据污水排放现状，污水日排放量为14.2万m3/d，因考虑到城市发展及其经济问题，最终规模确定为15.0万m3/d，一次性建设完成。1.4.2污水处理厂设计进出水水质 本项目为该市城市污水处理的最后把关工程，治理目标是a河河水在出市时水质达到国家地面水环境质量标准（gb 383888）之中“iv”类地面水标准。由于a河现在已成为季节性河流，枯水期无自然径流稀释，所以本污水处理厂的出水需高于国家污水综合排放标准（gb 897888）。但考虑到该市的经济承受能力，必须对基建和运行费加以控制，污水处理厂的进水水质按点源治理后城市混合污水水质适当留有余地确定。污水处理厂设计进、出水质如表2。表2 设计进出水水质表项目codcrbod5ss氨氮进水水质/（mg/l）45020037015出水水质/（mg/l）6314303去除率86939280gb 89781996 二级（城市污水厂）排放标准1203030201.5建设原则1.5.1建设范围 建设范围为污水处理厂所有污水，污泥处理工程及公用与辅助工程，处理出水经城市污水末管道排放到a河，最终提升泵房不在本设计范围内。污水厂生活供水不在本设计范围内。1.5.2建设原则污水处理工程建设过程中应遵从下列原则：污水处理工艺技术方案，在达到治理要求的前提下，应优先选择基于投资和运行费用少、运行管理简便的先进的工艺；所用污水、污泥处理技术和其他技术不仅要求先进，更要求成熟可靠；和污水处理厂配套的厂外工程应同时建设，以使污水处理厂尽快完全发挥效益；污水处理厂出水应尽可能回用，以缓解城市严重缺水问题；污泥及浮渣处理应尽量完善；消除二次污染；尽量减少工程占地。2 污水处理工艺方案比较2.1工艺方案分析 本项目污水处理的特点为： 污水以有机污染为主，bod/cod=0.42，可生化性较好，重金属及其他难以生物降解的有毒物一般不超标； 污水中主要污染物指标bod5、codcr、ss值比国内一般城市污水高70%左右； 污水处理厂投产时，多数重点污染源治理工程已投入运行。 针对以上特点，以及出水要求，现有城市污水处理技术的特点，以采用生化处理最为经济。由于将来可能要求出水回用，处理工艺尚应硝化，考虑到nh3-n浓度较低，不必完全脱氮。根据国内外已运行的大、中型污水处理厂的调查，要达到确定的治理目标，可采用“普通活性污泥法”或“氧化沟法”。2.1.1普通活性污泥法方案普通活性污泥法，也称传统活性污泥法，推广年限长，具有成熟的设计及运行经验，处理效果可靠。自20世纪70年代以来，随着污水处理技术的发展，本方法在艺及设备等方面又有了很大改进。在工艺方面，通过增加工艺构筑物可以成为“a/o”或“a2o”工艺，从面实现脱n和除p。在设备方面，开发了各种微孔曝气池，使氧转移效率提高到20%以上，从面节省了运行费用。国内已运行的大中型污水处理厂，如西安邓家村（12万m3/d）、天津纪庄子（26万m3/d）、北京高碑店（50万m3/d）、成都三瓦窑（20万m3/d）普通活性污泥法如设计合理、运行管理得当，出水bod5可达1020mg/l。它的缺点是工艺路线长，工艺构筑物及设备多而复杂，运行管理管理困难，基建投资及运行费均较高。国内已建的此类污水处理厂，单方基建投资一般为10001300元/m3d，运行费为0.20.4元/(m3d)或更高。2.1.2氧化沟方案氧化沟污水处理技术，是20世纪50年代由荷兰人首创。60年代以来，这项技术在欧洲、北美、南非、澳大利亚等国已被广泛采用，工艺及构造有了很大的发展和进步。随着对该技术缺点（占地面积大）的克服和对其优点（基建投资及运行费用相对较低，运行效果高且稳定，维护管理简单等）的逐步深入认识，目前已成为普遍采用的一项污水处理技术。据报道，19631974年英国共兴建了300多座氧化沟，美国已有500多座，丹麦已建成300多座。目前世界上最大的氧化沟污水厂是德国路德维希港的basf污水处理厂，设计最大流量为76.9万m3/d,1974年建成。氧化沟工艺一般可不设初沉池，在不增加构筑物及设备的情况下，氧化沟内不仅可完成碳源的氧化，还可实现硝化和脱硝，成为a/o工艺；氧化沟前增加厌氧池可成为a2/o（a-a-o）工艺，实现除磷。由于氧化沟内活性污泥已经好氧稳定，可直接浓缩脱水，不必厌氧消化。氧化沟污水处理技术已被公认为一种较成功的革新的活性污泥法工艺，与传统活性污泥系统相比，它在技术、经济等方面具有一系列独特的优点。 工艺流程简单、构筑物少，运行管理方便。一般情况下，氧化沟工艺可比传统活性污泥法少建初沉池和污泥厌氧消化系统，基建投资少。另外，由于不采用鼓风曝气的空气扩散器，不建厌氧消化系统，运行管理要方便。 处理效果稳定，出水水质好。实际运行效果表明，氧化沟在去除bod5和ss方面均可取得比传统活性污泥法更高质量的出水，运行也更稳定可靠。同时，在不增加曝气池容积时，能方便地实现硝化和一定的反硝化处理，且只要适当扩大曝气池容积，能更方便地实现完全脱氮的深度处理。 基建投资省，运行费用低。实际运行证明，由于氧化沟工艺省去初沉池和污泥厌氧消化系统，且比较容易实现硝化和反硝化，当处理要求脱氮时，氧化沟工艺在基建投资方面比传统活性污泥法节省很多（当只需去除bod5时，可能节省不多）。同样，当仅要求去除bod5时，对于大规模污水厂采用氧化沟工艺运行费用比传统活性污泥法略低或相当，而要求去除bod5且去除nh3-n时，氧化沟工艺运行费用就比传统活性污泥法节省较多。 污泥量少，污泥性质稳定。由于氧化沟所采用的污泥龄一般长达2030d，污泥在沟内得到了好氧稳定，污泥生成量就少，因此使污泥后处理大大简化，节省处理厂运行费用，且便于管理。 具有一定承受水量、水质冲击负荷的能力。水流在氧化沟中流速为0.30.4m/s，氧化沟的总长为l，则水流完成一个循环所需时间t=l/s,当l=90600m时，t=520min。由于废水在氧化沟中设计水力停留时间t为1024h，因此可计算出废水在整个停留时间内要完成的循环次数为30280次不等。可见原污水一进入氧化沟，就会被几十倍甚至上百倍的循环量所稀释，因此具有一定承受冲击负荷的能力。 占地面积少。由于氧化沟工艺所采用的污泥负荷较小、水力停留时间较长，使氧化沟容积会大于传统活性污泥法曝气池容积，占地面积可能会大些，但因为省去了初沉池和污泥厌氧消化池，占地面积总的来说会少于传统活性污泥法。我国自20世纪80年代起，也已普遍采用氧化沟技术处理污水，如桂林东（4万m3/d）、昆明兰花沟（6万m3/d）、邯郸东（一期6.6万m3/d）、长沙第二（14万m3/d）、西安北石桥（一期15万m3/d）等城市污水处理厂都采用此工艺，均取得了很好的效果，出水bod5一般为10mg/l左右。污水处理厂的基建投资和运行费用与各厂的污水浓度和建设条件有关，但在同等条件下的中、小型污水厂，氧化沟法比其他方法低，据国内众多已建成的氧化沟污水处理厂的资料分析，当进水bod5在120180mg/l时，单方基建投资约为700900元/（m3/d），运行成本为0.150.30元/m3污水。2.2工艺流程框图2.2.1普通活性污泥法工艺流程见图12.2.2氧化沟法工艺流程见图2 2.3技术经济比较2.3.1比较内容 技术比较 包括污水处理出水水质和运行管理水平要求； 经济比较 包括污水处理工程基建投资、运行费用和占地面积； 比较范围 污水处理厂的污水及污泥处理工程以及附属建筑等工程； 基建投资详细内容 普通活性污泥法方案投资估算见表3，氧化沟工艺方案投资估算见表8。表3 普通活性污泥法污水处理厂投资估算序号工程或费用名称估算价值/万元合计土建工程安装工程设备购置工具购置其他费用1第一部分工程费5689.01548.04845.012196.0水处理工程费3186.0576.02460.06222.0污泥处理工程2014.0632.02062.04708.0控制楼54.048.0222.0324.0生产辅助建筑127.010.04.0141.0职工宿舍112.09.0121.0总平面工程186.021137.0434.0生产辅助设备60.0114.0174.0厂外工程10.062.072.02第二部分工作费1524.01524.03预备费686.0686.04建设期货款利息436.0436.05工程投资14842.0 运行费用中未计入折旧费，但计入与基建投资相应的维修（大修）费。2.3.2比较结果 普通活性污泥法和氧化沟两方案的技术经济比较详见表4。表4 工艺方案技术经济指标比较表序号项目氧化沟法方案活性污泥法方案1处理能力/（万m3/d）15.015.02进水水质/（mg/l）bod5200.0200.0codcr450.0450.0ss360.0360.0nh3-n15.015.03出水水质/（mg/l）bod51414codcr6363ss3030nh3-n334要求管理水平较简单复杂5总占地面积/亩108.4121.1单位占地/亩/（万m3d）6.787.576工程总投资10757.014842.0单位投资/元/（m3d）717.0989.07年运行费用/万元1215.71423.5单位成本/（元/ m3污水）0.220.26注：15亩=1hm22.3.3推荐方案 由以上内容知，两种工艺都能达到预期的处理效果，且都为成熟工艺，但经分析比较，氧化沟法工艺方案在以下方面具有明显优势。 氧化沟法方案在达到与传统活性污泥法同样的去除bod5效果时，还能有更充分的硝化和一定的反硝化效果； 氧化沟法管理较简单，适合该市污水处理管理技术水平现状； 氧化沟法污水处理厂总占地108.4亩，单位占地6.78亩/（万m3d），比普通活性污泥法减少了占地约10%； 氧化沟法总投资1057万元，单位投资717.0元/（m3d），比普通活性污泥法减少投资约为29.8%； 氧化沟法处理运行费用1215.7万元/年，处理1t污水运行成本为0.22元/m3污水，比普通活性污泥法减少运行费约15.4%。综合以上对比分析，本工程以氧化沟法污水处理厂工艺方案作为推荐方案。3 污水处理工艺设计计算3.1污水处理系统3.1.1格栅 设计说明由于不采用池底空气扩散器形成曝气，故格栅的截污主要对水泵起保护作用，拟采用中格栅，而提升水泵房选用螺旋泵，为敞开式提升泵，为减少栅渣量，格栅栅条间隙已拟定为25.00mm。设计流量：平均日流量=15.0万m3/d=6250.0m3/h=1.74m3/s 最大日流量 m3/h=2.1 m3/s设计参数：栅条间隙e=25.00mm，栅前水深h=1.2m,过栅流速=0.6m/s，安装倾角=75。 格栅计算a. 栅条间隙数（n）为 条b. 栅槽有效宽度(b)设计采用10圆钢为栅条,即s=0.01m。=3.98m原污水来水水面埋深（相对标高）为-2.5m，栅槽深度3.7m。选用gh-2000链式旋转格栅除污机2台，水槽宽度2.05m，有效栅宽1.7m，实际过栅流速=0.71m/s(平均流量时u=0.60m/s),栅槽长度l=6.0m。格栅间占地面积10.04.1=41.0()过栅水头损失（h1） =0.055m 栅渣量计算对于栅条间隙e=25.0mm的中格栅，对于城市污水，每单位体积污水拦截污物为w1=0.05m3/103 m3。每日栅渣量为w= m3/d拦截污物量大于0.2m3/d，须机械格栅。污物的排除采用机械装置：300螺旋输送机，选用长度l=8.0m的一台。3.1.2污水提升泵站 设计说明 采用氧化沟工艺方案，污水处理系统简单，对于新建污水处理厂，工艺管线可以充分优化，故污水只考虑一次提升。污水经提升后入曝气沉砂池。然后自流通过氧化沟、二沉池及消毒池。设计流量qmax=7500 m3/h。 设计选型 污水经消毒池处理后排入市政污水管道，消毒水面相对高程为0.00m，则相应二沉池、氧化沟、曝气沉砂池水面相对标高分别为0.50、1.00和1.60m。 污水提升前水位为2.50m，污水总提升高程为4.10m，采用螺旋泵，其设计提升高度为h=4.5m。设计流量qmax=7500 m3/h，采用4台螺旋泵，单台提升流量为1875 m3/h。 采用lxb-1500型螺旋泵5台，4用1备。该泵提升流量为21002300 m3/h，转速42r/min，头数3，功率55kw，占地面积为（2.0016.0）。 提升泵房 螺旋泵泵体室外安装，电机、减速机、电控柜、电磁流量计显示器室内安装，另外考虑一定检修空间。提升泵房占地面积为（15.00.511.0）10.0=265.0,其工作间占地面积为11.010.0=110.0。3.1.3曝气沉砂池 设计说明 污水经螺旋泵提升后进入平流曝气沉砂池，共两组对称于提升泵房中轴线布置，每组分为两格。 沉砂池池底采用多斗集砂，沉砂由螺旋离心泵自斗底抽送至高架砂水分离器，砂水分离通入压缩空气洗砂，污水回至提升泵前，净砂直接卸入自卸汽车外运。 设计流量为qmax=7500 m3/h=2.1 m3/s，设计水力停留时间t=2.0min，水平流速=0.085m/s，有效水深h1=2.50m。 池体设计计算 a 曝气沉砂池有效容积（v）m3共四格，每格有效容积v1=v/4=62.5 m3每格池平面面积为b 沉砂池水流部分的长度（l） m 取l=10.0m。 则单格池宽m 每组池宽b=2b1=5.0m 曝气系统设计计算 采用鼓风曝气系统，罗茨鼓风机供风，穿孔管曝气。 设计曝气量 q=0.2m3/(m3h) 空气用量qa=qqmax=0.27500=1500m3/h=25.0 m3/min 供气压力 p=19.6kpa 穿孔管布置：于每格曝气沉砂池池长边两侧分别设置2根穿孔曝气管，每格2根，共8根。 曝气管管径dn100mm，送风管管径dn150mm。 进水、出水及撇油 污水直接从螺旋泵出水渠进入，设置进水挡墙，出水由池另一端淹没出水，出水端前部设出水挡墙，进出水挡墙高度均为1.5m。 在曝气沉砂池会有少量浮油产生，出水端设置撇油管dn200，人工撇除浮油，池外设置油水分离槽井。 排砂量计算 对于城市污水，采用曝气沉砂工艺，产生砂量约为 x1=2.03.0m3/105m3 每日沉砂产量（qs）为 m3/d (含水率为p=60%) 假设贮砂时间为t=2.0d 则存砂所需容积为 m3 折算为p=85.0%的沉砂体积为 m3 每格曝气沉砂池设砂斗两个，共8个砂斗，砂斗高2.50m，斗底平面尺寸（0.50.5）。砂斗总容积为 m3 曝气沉砂池尺寸为 lbh=10.05.05.4 详见图3：3.1.4提砂泵房与砂水分离器 选用直径0.5m钢制压力式旋流砂水分离器两台，一组曝气沉砂池一台。砂水分离器外形高度h1=11.4m，入水口离地面相对高程为11.0m，则抽砂泵静扬程为h0=11.0-(-3.5)=14.5mh2o，砂水分离器入口的压力为h2=0.1mpa=10.0mh2o则抽砂泵所需扬程为 h=h0h2=14.510.0=24.5mh2o每组曝气沉砂池设提砂泵房一座，配两台提砂泵，一用一备，共4台。选用螺旋离心泵，q=40.0 m3/h，h=25.0mh2o，电动机功率为n11.0kw。提砂泵房平面尺寸：lb=（7.23.3）3.1.5鼓风机房砂水分离后，通入气水混合液洗砂，气和水分别冲洗或联合冲洗。气和水的冲洗强度均为10l/（m2s），则用气量为1.1m3/min。洗砂用压缩空气与曝气沉砂池，均来自鼓风机房。鼓风机总供气量为27.2m3/min。选用tso-150罗茨鼓风机三台，二用一备，单台qs=15.9 m3/min，p=19.6kpa，n11.0kw。鼓风机房（9.94.5）。3.1.6配水井曝气沉砂后污水进入配水井向氧化沟配水，每两组氧化沟设配水井一座，同时回流污泥也经配水井向氧化沟分配。配水井尺寸3.05.0m。配水井设分水钢闸门两座，选用syz型闸门规格为800mm，配手摇式启闭机两台（2t）。3.1.7氧化沟 设计说明 拟用卡罗塞氧化沟，去除cod与bod之外，还应具备硝化和一定的脱氮作用，以使出水nh3-n 低于排放标准，故污泥负荷和污泥泥龄应分别低于0.15kgbod/(kgvssd)和高于20.0d。氧化沟采用垂直轴曝气机进行搅拌、推进、充氧，部分曝气机配置变频调速器。相应于每组氧化沟内安装在线溶解氧测定仪，溶解氧讯号传至中控室微机，给微机处理后再反馈至变频调速器，实现曝气根据溶解氧自动控制。设计流量q=15万m3/d=6250m3/h进水bod5 s0=200mg/l 出水bod5 se=15mg/l进水nh3-n=15mg/l 出水nh3-n=3mg/l污泥负荷ns=0.14kgbod5/(kgvssd)污泥浓度mlvss=5000mg/l污泥f=0.6，mlss=3000mg/l。 池体设计计算 氧化沟所需总容积v m3共设氧化沟四组，每组容积为vi=v/n=66071/4=16518m3氧化沟设计有效水深为h1=3.5，则每组氧化沟平面面积为：设计每组氧化沟有6条沟，每沟断面尺寸为bh1=7.0m3.5m氧化沟直线段长l1=105.3m，圆弧段长度为l2=7.175m氧化沟实际平面面积为： 实际容积为： m3 出水 每组氧化沟设出水槽一座，其中安装出水堰门来调节氧化沟内水位的排水量。每沟设出水堰两扇，启闭机2台。钢制堰门规格为bh=1.6m0.8m出水槽平面尺寸lb=4.8m1.2m 曝气机设计选型a 需氧量计算碳化需氧量为o1 （kgo2/d）硝化需氧量为o2 （kgo2/d）污泥自身氧化需氧量为o3 （kgo2/d）标准需氧量为：r0 （kgo2/d） （kgo2/h）b 曝气机数量选用dy325倒伞型表面曝气机，直径3.5，n=55kw，单台每小时最大充氧量能力125（kgo2/h）。曝气机所需数量为n，则 台每组氧化沟曝气机数量n1为 ，取n1=7。考虑备用，每组共设8台曝气机，其中一半即4台为变频调速。 剩余污泥计算 氧化沟生物净产量为x，则 （kgvss/d）氧化沟每日排出的污泥为w （kgvss/d） =640（kgvss/h）折算为含水率p=99.0%的湿污泥量qw qw=1600m3/d=67.0 m3/h 设计校核 氧化沟水力停留时间t为 h实际污泥负荷ns =0.137(kgbod/kgvssd)污泥龄 =21.8d20d氧化沟工艺设计计算图见图4：3.1.8二沉池 设计说明 对于大规模的城市污水处理厂，一般在设计沉淀池时，选用平流式和辐流式沉淀池。为了使沉淀池内水流更稳（如避免横向错流、异重流对沉淀的影响、出水束流等）、进出水配水更均匀、存排泥更方便，常采用圆形辐流式二沉池。向心式辐流沉淀池，采用周边进水、周边出水，多年来的实际和理论分析，认为此种形式的辐流沉淀池，容积利用系数比普通沉淀池高17.4%，出水水质也能提高20.0%24.2%（以出水ss和bod5指标衡量）。该污水厂设计采用周边进水周边出水辐流式沉淀池。设计流量 q=15.0万m3/d=6250m3/h表面负荷 q=1.0m3/(m2h)固体负荷 qs=200-250kgss/(m2d)水力停留时间 t=2.0h设计污泥回流比 r=50%100% 池体设计计算a 沉淀池表面面积a 设共建四座二沉池，每座氧化沟对应一座二沉池，每座二沉池表面积ai为 二沉池直径d m选取d=45.0mb 池体有效水深h1 ，二沉池有效水深为：h1=qt=1.02.0=2.0mc 存泥区所需容积氧化沟中混合液污泥浓度x=5000mg/l，设计污泥回流比采用r=75%，则回流污泥浓度为xr=11666.7mg/l。为保证污泥回流的浓度，污泥在二沉池的存泥时间不宜小于2.0h,即tw=2.0h。二沉池污泥区所需存在泥泥容积为 m3d 存泥区高度h2，每座二沉池存泥区容积 m3则存泥区高度h2为 me 二沉池总高度h，取二沉池缓冲层高度h3=0.4m，二沉池超高为h4=0.5m，则二沉池边总高度h为 m设计二沉池池底坡度i=0.01，则池底坡降为m，池中心总深度为 m池中心污泥斗深度为h6=0.98m，则二沉池总深度h7为 mf 校核径深比 二沉池直径与水深之比为 二沉池直径与池边总水深之比为 符合要求。二沉池设计计算见图5： 二沉池固体负荷g 二沉池固体负荷g按下式计算 当r=0.51.0时，g分别为 kgss/(m2d) kgss/(m2d)介于g=200250 kgss/(m2d)之间，符合要求。 进水配水槽设计计算 采用环形平底配水槽，等距设布水孔，孔径100mm，并加100l150mm短管。配水槽底配水区设挡水裙板，高0.8m。配水槽配水流量 m3/h=3.0m3/h设配水槽宽1.0m，水深1.2m，则配水槽流速为 m/s设100配水孔孔距为s=1.10m则配水孔数量为 条取n=125个，则实际s=1.11m配水孔眼流速为u2 m/s槽底环形配水区平均流速u3 m/s环形配水平均速度梯度g 21.4s-1且30s-1 gt=21.4600=1.29104105符合要求。 出水渠设计计算 池周边设出水总渠一条，另外距池边2.5m处设溢流渠一条，溢流渠与出水总渠设辐射式流通渠，在溢流渠两侧及出水总渠一侧设溢流堰板。出水总渠宽1.0m,水深1.2m。出水总渠流速m/s出水堰流负荷q=20l/(ms)则溢流堰总长为l m每池溢流堰长度需要 m出水总渠及溢流渠上三条溢流堰板总长为 m每堰口长150mm，共设2500个堰口，单块堰长3.0m，共125块。每堰堰口流量为qi m3/s每堰上水头h m实际堰上水深介于0.0270.043m之间 排泥方式与装置 为降低池底坡度和池总深，拟采用机械排泥，刮泥机将污泥送置池中心，再由管道排出池外。本二沉池选用dxz-45刮泥机，该机中心传动，周边线速度3.5r/min，电动机功率为0.75kw。该机直径（公称）45.0m，配有刮泥板、吸泥管、浮渣漏斗及撇渣机构。由于该机下部两侧分别装有刮泥板和吸泥管，可将活性较差的惰性污泥单独排出。由于吸泥管设于池底，直接从池中心回流污泥，且为中心传动，其质量和功率分别为多管式周边传动吸泥机的60%和25%。同时，该吸泥机具有回流污泥量易于控制（根据需要调节套筒阀高度来完成），吸泥管、刮砂板与池底的间隙便于调节等特点。3.1.9回流污泥泵房 设计说明二沉池活性污泥由吸泥管吸入，由池中心落泥管及排泥管排入池外套筒阀井中，然后由管道输送至回流污泥泵站。其他污泥由刮泥板刮入污泥斗中，再由排泥管排入剩余污泥泵站集泥井中。设计回流污泥量为qr=31256250m3/h污泥回流比r=50%100%。 回流污泥泵设计选型a 扬程 二沉池水面相对地面标高为+0.50m，套筒阀井泥面相对高程为+0.10.2m，回流污泥泵房泥面相对标高为-0.20.3m。氧化沟水面相对标高为+1.0m，配水井