武汉理工大学《水污染控制工程》课程设计.doc

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1、目 录1概述21.1设计依据21.2污水处理程度32城市污水处理方案的确定42.1确定污水处理方案的原则42.2污水处理方案的确定42.3污水处理工艺流程方案介绍52.4工艺流程的确定92.5主要构筑物的选择93城市污水处理系统的设计计算153.1污水处理工艺设计计算污水处理工艺具体设计计算163.2格栅的设计163.3污水泵房的设计213.4集水池223.5曝气沉砂池233.6厌氧池253.7氧化沟253.8二沉池304主要构筑物设计尺寸一览375污水厂平面布置38参考文献40致谢411概述1.1设计依据1.1.1设计题目某城市污水处理厂工艺设计1.1.2设计依据(1)污水水量拟建污水处理规

2、模为5.4104m3/d;(2)进水水质BOD5=138mg/L;CODcr=290mg/L;SS=120mg/L;TN=39mg/L;氨氮=29mg/L。(3)出水水质城市污水经处理后，就近排入厂区东侧某河流。污水处理厂出水水质根据GB189182002城镇污水处理厂污染物排放标准的一级排放标准（B标准），污水厂出水水质控制为：BOD525mg/L； CODcr60mg/L；SS30mg/l；氨氮10mg/L。1.2污水处理程度污水处理程度是由对象和地区排放标准决定。处理程度计算按公式1-1可得。 (1-1)式中：进水物质浓度；出水物质浓度。溶解性BOD去除率：活性污泥处理系统处理水中的BO

3、D5值是由残存的溶解性BOD5 (Se)和非溶解性BOD5二者组成，而后者主要以生物污泥的残屑为主体。活性污泥的净化功能，是去除溶解性BOD5。因此从活性污泥的净化功能考虑，应将非溶解性BOD5从水的总BOD5值中减去。处理水中非溶解性值可用下列公式求得，此公式仅适用于氧化沟（本设计初定为氧化沟）。 =0.7Ce1.42(15)=0.7251.42(15)=17mg/L处理水中溶解性BOD5为25-17=8mg/L溶解性BOD5的去除率为: E=(138-8)/138100%=94.2%CODcr去除率： E=(290-60)/290100%=79.3%SS去除率： E=(120-30)/12

4、0100%=75%氨氮去除率：E=(29-10)/29100%=65.5%2城市污水处理方案的确定2.1确定污水处理方案的原则2.1.1确定污水处理方案的原则(a)城市污水处理应采用先进的技术设备，要求经济合理，安全可靠，出水水质好；保证良好的出水水质，效益高；(b)污水厂的处理构筑物要求布局合理，建设投资少，占地少；自动化程度高，便于科学管理，力求达到节能和污水资源化，进行回用水设计；(c)为确保处理效果，采用成熟可靠的工艺流程和处理构筑物；提高自动化程度，为科学管理创造条件；(d)污水处理采用生物处理，污泥脱水采用机械脱水并设事故干化厂；污水采用季节性消毒；(e)提高管理水平，保证运转中最

5、佳经济效果；充分利用沼气资源，把沼气作为燃料；(f)查阅相关的资料确定其方案。2.1.2最佳的处理方案要体现以下优点：(a)保证处理效果，运行稳定；(b)基建投资省，耗能低，运行费用低；(c)占地面积小，泥量少，管理方便。2.2污水处理方案的确定根据测量的水量、水质和环境容量降低的结论确定污水及污泥处理应达到的标准，本节对其处理工艺流程进行方案筛选，并通过论证选择合理的污水及污泥处理工艺流程。2.2.1污水处理路线的选择我国城市污水处理在建国四十多年来取得是很大的成就，污水处理技术随着水污染控制与环境治理的实践，在吸取国外技术经验的同时，结合我国国情的特点，逐步改进提高，初步形成了一些适用的技

6、术路线，主要如下：(a)对传统活性污泥法进行改造或予以取代后的人工生物净化技术路线；(b)以自然生物净化为主并附以人工的生物净化技术路线；(c)以深水扩散排放为主，处理为辅的技术路线；(d)以回用为目标的污水深度处理技术路线，结合该污水处理工程的具体情况分析进行选择。首先，c和d这两种技术路线对于自然环境条件因素要求较高，从而不可取，所以应选a和b两种路线。尤其是以b这种路线应予以推广，因为随着环境状况的日趋严峻，用水问题越发突出，从而对于水的合理使用必将是大家特别重视的课题，所以，结合本工程的具体情况，在已排除了前述三个技术路线后，我们认为采用传统活性污泥法或对传统活性污泥法进行改造的人工生

7、物净化的技术路线是比较合适的、可行的。主要有以下特点：(a)能可靠的运行并保证水质净化的要求；(b)不需要占用大面积的土地；(c)处理后污水即可用于灌溉、非灌溉季节排放，又不会造成污染；(d)为以后在经济条件可以的情况下，进行三级深度处理从而回用打下基础。2.3污水处理工艺流程方案介绍现阶段城市污水处理应用的多是生物处理系统，应用较多的工艺有A2/O、氧化沟，及传统活性污泥法，现对这三个工艺进行比较，选出最合适的工艺。2.3.1传统活性污泥法其工艺流程见图2-1。 活性污泥法处理城市污水的典型工艺，其特点是好氧微生物在曝气池中以活性污泥的形态出现，并通过鼓风机曝气供给微生物所必需的足够氧量，促

8、使微生物生存和繁殖以分解污水中的有机物。混合液经沉淀分离后，其活性污泥大量被回流到曝气池中。生物氧化作用主要在这一级曝气程序中完成。该法一般BOD5污泥负荷率为0.20.4kgBOD5/kgMLSSd，曝气池停留时间约为46h，水气比1:8。(1)主要特点：利用曝气池中的好氧微生物，依靠鼓风机曝气供给的氧来分解污水中的有机物。混合液进行沉淀分离，活性污泥回流到曝气池中去，原污水从池首端进入池内，回流污泥也同步注入，废水在池内呈推流形式流动至池的末端，流出池外至二沉池。(2)优点：(a)处理污水效果好，BOD5的去除率可达90%；(b)有丰富的技术资料和成熟的管理经验；(c)适宜处理大量污水，运

9、行可靠，水质稳定。(3)缺点:(a)运行费用高，由于在曝气池的末端造成的浪费，故提高了运行成本；(b)基建费用高，占地面积大；(c)对外界条件的适应性差；(d)由于沉淀时间短和沉淀后碳源不足等情况，对于N、P去除率非常低，TN去除率仅有20%的效果，NH3-N用于细胞合成只能除1218%，P的去除率也很低。2.3.2 A2/O工艺其工艺流程见图2-2图2-2 A2/O工艺流程图(1)主要特点:(a)本工艺在系统上可以称为最简单的同步脱N除P工艺，总的水力停留时间少于其他同类工艺；(b)在厌氧（缺氧）、好氧交替运行条件下，丝状菌不能大量增殖，无污泥膨胀之虑，SVI值一般均小于100；(c)污泥中

10、含P浓度高，一般为2.5%以上，具有很高的肥效；(d)运行中无需投药，两个A段只用轻缓搅拌，以不增加溶解氧为度，运行费用低；(e)厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同种类微生物菌群的有机配合，能同时具有去除有机物、脱N除P的功能；(f)脱N效果受混合液回流比大小的影响，除P效果则受回流污泥中夹带DO和硝酸态氮的影响，因而脱N除P效率不可能很高。存在的问题:(a)除P效果难于再行提高，污泥增长有一定的限度，不易提高，特别是当P/BOD值高时更是如此；(b)脱N效果也难于进一步提高，内循环量一般以2Q为限，不宜太高；(c)进入沉淀池的处理水要保持一定浓度的DO，减少停留时间，防止生产厌氧状态和

11、污泥释放P的现象出现，但DO浓度也不宜过高，以防循环混合液对缺氧反应器的干扰。2.3.3氧化沟工艺其工艺流程见图2-3：废水沉砂池格栅二沉池氧 化 沟出水回流污泥图2-3 氧化沟工艺流程图(1)特点：氧化沟又名氧化渠或循环曝气池，是1950年由荷兰公共工程研究所研究成功的。其本特征是曝气池呈封闭的沟渠形。污水和活性污泥的混合液在其中不停地循环流动，其水力停留时间一般较长，为1516h，泥龄长达1530d，属于延时曝气法。氧化沟处理系统的构造形式较多，有圆形或马蹄形的，有平行多渠道形式以侧渠作为二沉池的，有将二沉池建在渠上或单独分建的等等，其供氧和水流动力都是靠提升曝气设备，这种设备分为早期使用

12、的水平中心轴旋转叶轮和后来出现的卡鲁塞尔氧化沟所用的垂直或带叶片的曝气器，由于氧化沟水深较浅（一般3米左右），而流程较长，可以按照曝气器前作缺氧与曝气器后作富氧段的方式设计运行，提供兼氧菌与好氧菌交替作用的条件，在缺氧段脱硝，在好氧段除碳源需氧量及达到脱N的目的。 (2)主要技术参数BOD5：NS=2.04.0 kgBOD5/md；N=0.050.15kgBOD5/kgMLSSd；水力停留时间：t=1030h；泥龄：ts=1030d；MLSS：X=25006000mg/l；出水BOD5：1015mg/l；出水SS：se=1020 mg/l；出水NH3-N：Ne=13mg/l；沟内水流速度：V=

13、0.30.5m/s；环流周期：T=1530min；沟内水深：H=2.54.5m；宽深比：B：H=2：1。(3)优点(a)氧化沟内循环流量很大，进入沟内的原污水立即被大量的循环水所混合和稀释，因此具有很强的承受冲击负荷的能力，对不易降解的有机物也有较好的处理效果。(b)处理效果稳定可靠，不仅可满足BOD5、SS的排放标准，还可以达到脱N除P的效果。(c)由于氧化沟的水力停留时间和泥龄都很长，悬浮物、有机物在沟内可获得较彻底的降解。(d)活性污泥产量少且趋于稳定，一般可不设初沉池和污泥消化池，有的甚至取消二沉池和污泥回流系统，简化了处理流程，减少了处理构筑物，使其基建费用和运行费用都低于一般活性污

14、泥法。(e)承受水质、水量、水温能力强，出水水质好。(4)缺点氧化沟运行管理费用高；氧化沟沟体占地面积大。综上所述：在本次设计中采用氧化沟工艺。2.4工艺流程的确定本设计的工艺流程图见图2-42.5主要构筑物的选择2.5.1事故溢流闸井进水闸井与第一道格栅共建在一起。2.5.2格栅格栅由一组平行的金属栅条或筛网组成，安装在污水管道、泵房、集水井的进口处或处理厂的端部，用以截留较大的悬浮物或漂浮物，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷。截留污物的清除方法有两种，即人工清除和机械清除。大型污水处理厂截污量大，为减轻劳动强度，一般应用机械清除截留物。2.5.3污水泵房城市污水处理厂的运行费用大部分来自于

15、电能，其中40%的电能为水泵消耗，所以，确定合理的水泵及泵站具污水处理厂的关键所在。泵站形式的选择取决于水力条件和工程造价，其它考虑因素还有：泵站规模大小、泵站的性质、水文地质条件、地形地物、挖渠及施工方案、管理水平、环境性质要求、选用水泵的形式及能否就地取材等。目前污水泵站主要有以下几种形式7：合建式矩形泵站，装设立式泵，自灌式工作台，水泵数为4台或更多时，采用矩形，机器间、机组管道和附属设备布置方便，启动简单，占地面积大；合建式圆形泵站，装设立式泵，自灌式工作台，水泵数不超过4台，圆形结构水力条件好，便于沉井施工法，可降低工程造价，水泵启动方便。对于自灌式泵房，采用自灌式水泵，叶轮（泵轴）

16、低于集水池最低水位，在最高、中间和最低水位都能直接启动，其优点为启动及时可靠，不需引水辅助设备，操作简单。非自灌式泵房，泵轴高于集水池最高水位，不能直接启动，由于污水泵水管不得设低阀，故需设引水设备。但管理人员必须能熟练的掌握水泵的启动程序。潜水泵站，潜水泵的电机防水密封，可以长期侵入污水中，不存在受潮问题，潜水泵电机机组整体安装，结构紧凑，运行稳定，便于就位和更换，所以潜水泵站无需上部厂房，也简化了地下结构，降低了工程造价。但是潜水泵在水下运行，所以要有可靠的产品质量、自动化控制和保护功能作技术依托，潜水泵价格较高。本设计因水量较小，并考虑到占地、造价、自动化控制等因素，以及施工的方便与否，

17、采用潜污式矩形泵房。2.5.4沉砂池沉砂池的功能是去除比重较大的无机颗粒。沉砂池一般设于泵站倒虹吸管前，以便减轻无机颗粒对水泵、管道的磨损；也可设于初沉池前，以减轻沉淀池负荷及改善污泥处理构筑物的处理条件。沉砂池的形式，按水流方向的不同可分为平流式、竖流式、曝气沉砂池三类。(1)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。(2)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

18、应性较差，池径受限制，过大的池径会使布水不均匀。(3)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。基于以上三种沉砂池的比较，曝气沉砂池除砂效果较好，适合本工艺设计的进水SS较高，要求去除率高的特点；加之曝气沉砂池有很强的除油能力，将有利于以后的氧化沟的表面曝气和运行稳定，本工程设计确定采用曝气沉砂池。2.5.5氧化沟氧化沟技术发展加快，类型多样，

19、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）；卡鲁塞尔氧化沟（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9：(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，分组太多占地面积大，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，多为钢筋混凝土结构。(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

20、水质要求高的小型污水处理厂。(2)卡鲁塞尔氧化沟(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

21、；不需单独设置反硝化区，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

22、），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，结合本设计用地较为紧张，以及基建费用、运行成本、运行管理、处理要求等方面考虑，设计采用卡鲁塞尔氧

23、化沟。2.5.6沉淀池（二沉池）由于本设计主要构筑物采用氧化沟，可不设初沉池。二沉池设在生物处理构筑物的后面，用于沉淀去除活性污泥。沉淀池主要有以下几种形式:(1)平流沉淀池平流沉淀池的优点包括:(a)沉淀效果好；(b)耐冲击负荷和温度的变化适应性强；(c)施工容易，造价低。它的主要缺点为：(a)池子配水不均匀；(b)采用多斗排泥时，每个泥斗需要单设排泥管各自排泥，操作量大。适用条件:适用于大、中、小型污水处理厂；适用于地下水位较高和地质条件较差的地区。(2)辐流式沉淀池辐流式沉淀池的优点包括：(a)多为机械排泥，运行较好，管理较简单；(b)排泥设备已趋定型。它的主要缺点为：(a)池内水速不稳

24、定，沉淀效果较差；(b)机械排泥设备复杂，对施工质量要求高。适用条件：适用于大、中型污水处理厂；适用于地下水位较高的地区。(3)竖流式沉淀池竖流式沉淀池的优点包括：(a)排泥方便，管理简单；(b)占地面积较小。它的主要缺点为：(a)池子深度大，施工困难；(b)对冲击负荷和温度变化的适应性能力较差；(c)造价较高；(d)池径不宜过大，否则布水不均匀。适用条件：适用于处理水量不大的小型污水处理厂。(4)斜板（管）沉淀池斜板（管）沉淀池的优点包括：(a)沉淀效率高，停留时间短；(b)占地面积小。它的主要缺点为：(a)用于二沉池时，当固体负荷较大时其处理效果不太稳定，耐冲击负荷的能力较差；(b)运行管

25、理成本高。综上所述，四种沉淀池的优缺点比较，并结合本设计的具体情况：设计水量较大，不宜采用竖流式沉淀池；由于斜板（管）式沉淀池运行成本较高，也不做采用；由于平流沉淀池管理运行较为繁琐，运行成本高，也不做采用；对于辐流式沉淀池现在的技术也已经成熟，且刮泥机械的技术也已经基本完善，可以保证良好的出水效果，并且运行管理简单。本工程二沉池采用中心进水、周边出水的辐流式沉淀池。2.5.7消毒接触池：采用折板往复式池子。消毒剂的选择：(1)液氯：适用于大、中型规模的污水处理厂；(a)优点：价格便宜，效果可靠，投配设备简单;(b)缺点：对生物有毒害作用，并且可能产生致癌物质。(2)漂白粉：适用于消毒要求不高

26、或间断投加的小型污水处理厂；(a)优点：投加设备简单，价格便宜；(b)缺点：除用液氯缺点外，尚有投配量不准确，溶解剂调制不便，劳动强度大。(3)臭氧(a)优点：消毒效率高，能有效的降解水中残留有机物、色味等，污水温度、PH值对消毒效果影响小，不产生难处理或生物积累性残余物；(b)缺点：投资大，成本高，设备管理复杂。综上三种消毒剂的比较，本工程设计采用最常用且技术成熟的液氯作消毒剂，为减少其危害，在设计中采用余氯自动监测系统，严格控制出水氯含量。2.5.8浓缩池污泥浓缩池主要是降低污泥中的间隙水，来达到使污泥减容的目的。经浓缩后的污泥近似糊状，仍保持流动性。污泥浓缩的方法有沉降法、气浮法、离心法

27、。浓缩池可分为气浮浓缩池、重力浓缩池和离心浓缩池。重力浓缩池按其运行方式分为间歇式或连续式。(a)气浮浓缩池：依靠微小气泡与污泥颗粒产生粘附作用，使污泥颗粒的密度小于水而上浮，并得到浓缩。适用于浓缩活性污泥以及生物滤池等较轻的污泥，并且运行费用较高，贮泥能力小；(b)连续式重力浓缩池：用于浓缩初沉池污泥和二沉池的剩余污泥，只用于活性污泥的情况不多；(c)间歇式重力浓缩池：主要靠阀门控制污泥的进出和上清液的排出，无刮泥系统，管理简单，运行费用低，动力消耗小；(d)离心浓缩池：利用污泥中的固、液相的密度不同，在高速旋转的离心机中受到不同的离心力二是两者分离，达到浓缩目的。离心分离一般要加入助凝剂，

28、且耗电量大，在达到相同的浓缩效果时，其电耗约为气浮法的10倍。综上所述，由于本工艺设计水量较少，结合氧化沟工艺污泥稳定，且污泥量较少，本设计采用间歇式重力浓缩池。3城市污水处理系统的设计计算3.1污水处理工艺设计计算污水处理工艺具体设计计算进水情况：Q=54000 m3/d，平均流量: Q=54000/24/3600m3/s=0.625m3/s3.2格栅的设计3.2.1粗格栅本设计采用粗细两种格栅，两道粗格栅、两道细格栅，粗格栅建于泵站前,细格栅建于泵站后，曝气沉砂池前。(1)设计原则(a)中格栅间隙一般采用1040mm；(b)格栅不宜少于两台，如为一台时，应设人工清除格栅备用；(c)过栅流速

29、一般采用0.40.9m/s；(d)格栅倾角一般采用4575；(e)通过格栅的水头损失一般采用0.08 m/s0.17m/s；(f)格栅间必须设置工作台，台面应高出栅前最高设计水位0.5m，工作台有安全和冲洗设施；(g)格栅间工作台两侧过道宽度不应小于0.7m，工作台正面过道宽度：人工清除，不小于1.2m；机械清除，不小于1.5m；(h)机械格栅的动力装置一般宜设在室内或采取其它保护设备的措施；(i)设置格栅装置的构筑物必须考虑设有良好的检修、栅渣的日常清除。(2)设计参数(a)设计流量Q=0.625m3/s；(b)过栅流速v1=0.9m/s；(c)格栅间隙b=60mm；(d)格栅安装倾角=60

30、。(3) 格栅的设计计算 (a)确定格栅前水深，根据最优水力断面公式计算得栅前槽宽B1=1.20m，则栅前水深h=B1/2=0.60m(b)栅条间隙数: 根据以上公式，我们算出n=18(c)栅槽有效宽度：栅槽宽度一般比格栅宽0.20.3m，在此取0.2m。栅条宽度S=0.01mB=S(n-1)+bn+0.2=1.45m(d)进水渠道渐宽部分的长度：设进水渠宽b1=0.6m，渐宽部分展开角1=20，进水渠道内的流速为0.45m/s。(e)栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度L2：L2=0.5L1=0.18m (f)通过格栅的水头损失：设栅条断面为锐边矩形断面，取k=3，其中:h0：计算水头损失，m

31、k：系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增加倍数：阻力系数，与栅条断面形状有关，=（s/b）4/3当为矩形断面时=2.42(g)栅后槽总高度H，m设栅前渠道超高h2=0.3mH=h+h1+h2=0.60+0.024+0.3=0.924m(h)栅槽总长度 L=L1+L2+0.5+1.0+ H1/tan=0.36+0.18+0.5+1.0+0.9/tan60=2.56m(i)每日栅渣量W1=0.01m3/(103m3污水）W=864000.6250.01/1000/1.3=0.412m3/d0.2m3/d 宜采用机械清渣。3.2.1.1计算草图3.2.1.2粗格栅选用根据格栅间距、宽度在给水排水设计手

32、册第9册上查得采用GH型链条式回转格栅除污机，其性能见表1。表1 GH型链条式回转格栅性能规格表3.2.2细格栅（1）设计参数(a)栅前水深h=0.8m；(b)设计流量Q1=0.625m3/s；过栅流速v1=0.8m/s；(d)格栅间隙b=10mm；(e)格栅安装倾角=60。（2）设计计算(a)确定格栅前水深，根据最优水力断面公式计算得栅前槽宽B1=1.25m，则栅前水深h=B1/2=0.63m(b)栅条间隙数：计算得n=116设计安装3台格栅，每组格栅间隙数n=42条。(c)栅槽宽度：栅槽宽度一般比格栅宽0.20.3m，在此取0.2m,设栅条宽S=0.01m。B2=S(n-1)+bn+0.2

33、=0.01（42-1）+0.0142+0.2=1.03m所以总槽宽为B=1.033+0.1523.39m（考虑中间隔墙厚0.15m）(d)进水渠道渐宽部分的长度:L1=(3.39-1.25)/2/0.364=2.94m(e)栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度L2： L2=L1/2=1.47m(f)通过格栅的水头损失：设栅条断面为锐边矩形断面，取k=3,则其中=（s/e）4/3(g)栅后槽总高度H，m取栅前渠道超高h2=0.3m，则栅前槽总高度H1=h+h2=0.63+0.3=0.93m栅后槽总高度H=h+h1+h2=0.63+0.21+0.3=1.14m(h)栅槽总长度L，m：L= L1L21

34、.00.5H1/tg=2.941.471.00.51.05/ tan60=6.52m（i）每日栅渣量W=864000.6250.1/1000/1.3=4.1540.2所以宜采用机械格栅清渣3.2.2.1计算草图3.3污水泵房的设计3.3.1一般规定(a)应根据远近期污水量，确定污水泵站的规模，泵站设计流量一般与进水管之设计流量相同；(b)应明确泵站是一次建成还是分期建设，是永久性还是半永久性，以决定其标准和设施；(c)并根据污水经泵站抽升后，出口入河道、灌渠还是进处理厂处理来选择合适的泵站位置；(d)污水泵站的集水池与机器间在同一构筑物内时，集水池和机器间须用防水隔墙隔开，允许渗漏，做法按结构

35、设计规范要求；分建式，集水井和机器间要保持的施工距离，其中集水池多为圆形，机器间多为方形；(e)泵站构筑物不允许地下水渗入，应设有高出地下水位0.5米的防水措施。3.3.2设计计算泵站扬程(a)流量的确定Qmax=2250m3/h本设计拟定选用4台潜污泵（3用1备），则每台泵的设计流量为：Q=750m3/h。(b)扬程的计算 H=H静+2.0+（0.51.0） 式中：2.0水泵喇叭口到沉砂池的水头损失；0.51.0自由水头的估算值，取为1.0；H静水泵集水池的最低水位H1与水泵出水水位H2之差；H1=进水管底标高+Dh /D- 1.8 =336.0+1.50.65-1.8=335.175mH2

36、=接触池水面标高+沉砂池至接触池间水头损失经过高程计算：H2=341.264m则：H静=H2-H1=341.264-335.175=6.089m则：水泵扬程H=H静+2.0+1.0=6.089+2.0+1.0=9.089m取10m3.4集水池(1)集水池形式污水泵站的集水池宜采用敞开式，本工程设计的集水池与泵房共建，属封闭式。(2)集水池容积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，有效水深取1.52.0米。停留时间t1min，取t=10s，取h=3.5m；l：b=2.5；则l=2.5m，b=1m；前区：后区=1：2，管道中心线到池底0.5m，出水口距池壁底2.5m。则：集水

37、井有效容积尺寸为3.52.51m。3.5曝气沉砂池3.5.1设计要求(1)城市污水处理厂一般均应设置沉砂池；(2)沉砂池按去除比重2.65，粒径0.2mm以上的沙粒设计；(3)设计流量的确定：(a)当污水为自流进入时，应按每期的最大设计流量计算；(b)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；(c)在合流制处理系统中，应按降雨时的设计流量计算。(4)沉砂池个数或分格数不应少于两个，并宜按并联系列设计；(5)设计水平流速一般为0.080.12m/s；(6)设计停留时间一般为46min；(7)有效水深为23m，池宽与池深比为11.5，池的长宽比可达5，当池长宽比大于5时，应设置横向挡

38、板；(8)曝气沉砂池多采用穿孔管曝气，孔径为2.56.0mm,距池底约0.60.9m，并应有调节阀门；(9)沉砂池的超高一般不小于0.3m。3.5.2设计参数(1)本设计沉砂池采用一座，分两格；(2)停留时间45s ；(3)水平流速0.25m/s；(4)池底的坡度为0.06；(5)沉砂池的超高取0.3m 。3.5.3设计计算(1) 长度 (2) 水流断面积A=Qmax/v=0.625/0.25=2.5m2(3) 池总宽度 设有效水深h2=0.9m则池宽B=A/h2=2.5/0.9=2.78m共分4格，每格宽b=0.7m (4) 沉砂斗所需容积设T=2dV砂斗=86400QmaxTX/1000/

39、1.3=2.5m3(5) 每个沉砂斗容积设每一分格有2个沉砂斗V=2.5/2/4=0.3125m3 (6) 沉砂斗各部分尺寸设斗底宽 =0.5m,斗壁与水平面的倾角为55，斗高=0.50m沉砂斗上口宽：沉砂斗容积：(7) 沉砂室高度采用重力排砂，设池底坡度为0.06，坡向砂斗。 (8) 池总高度设超高h1=0.3mH=h1+h2+h3=0.3+0.9+0.76=1.96m沉砂池底部的沉砂通过吸砂泵，送至砂水分力器，脱水后的清洁砂砾外运，分离出来的水回流至泵房吸水井。3.6厌氧池一般为使氧化沟具有除磷脱氮的功能，在氧化沟之前设生物选择器及厌氧池，这样，污水可以在这里进行厌氧中重要的释磷作用以及部

40、分反硝化作用。因为在本次设计中并未要求除磷，故此处可不考虑设厌氧池。3.7氧化沟本设计采用卡鲁塞尔氧化沟3.7.1已知条件(1)水量Q=54000m3/d；(2)BOD5浓度S0=138mg/L， Se=25 mg/L； (3)进水氨氮=29mg/L，出水氨氮=10mg/L (4)碱度SALK=2000 mg/L (以CaCO3计一般城市污水多采用此法)；(5)最低水温T5。3.7.2设计参数(1)有效水深h5m；(2)污泥负荷N=0.050.1kgBOD5/(kgMLVSSd)；(3)污泥泥龄C = 25 30d ；(4)水力停留时间1828h；(5)污泥产率系数Y0.55；(6)混合液悬浮

41、固体浓度（MLSS）X=2800 mg/L；(7)混合挥发性悬浮固体浓度（MLVSS）XV=2100 mg/L(MLVSS/MLSS=0.75)；(8)污泥龄QC=30d；(9)内源呼吸系数Kd=0.055；(10)20时脱氮率qdn=0.035kg。3.7.3氧化沟设计计算(1)去除BOD5计算(a)氧化沟出水BOD5浓度S0为了保证出水BOD5浓度Se 25mg/L,必须控制氧化沟出水所含溶解性BOD5浓度(b)好氧区容积V1(c)好氧区水力停留时间t1(d)剩余污泥量X , kg/m3 式中：X1进水悬浮固体可溶性部分（进水TSS-进水VSS）的浓度；Xe出水TSS浓度。去除每kgBOD

42、所产生的干污泥量：(2)脱氮量计算(a)氧化沟的氨氮量氧化沟产生的剩余污泥中含氮率为12.4%,则用于生物合成的总氮量为(b)脱氮量Nr=进水总氮量-出水总氮量-生物合成所需的氮量(c)计算脱氮所需池容V及停留时间T脱硝率考虑最不利的条件水温，最低水温为55时qdn=1.08(12-20)0.350.010kg(还原的NO3-N/kgMLVSS)脱氮所需容积停留时间(3)氧化沟总容积及停留时间tV总V1+V2=20814+40254=61068m3t=t1+t2=9.3+17.9=27.2h校核污泥负荷满足设计规程规定氧化沟污泥负荷应为0.050.1kgBOD5/(kgMLVSS.d)(4)需

43、氧量计算(a)设计需氧量AOR氧化沟设计需氧量AOR=去除BOD5需氧量剩余污泥中BOD5的需氧量脱氮产氧量去除BOD5需氧量D1D1=aQ(S0-S)+bVX式中：a微生物对有机底物氧化分解的需氧率，取0.52；b活性污泥自身氧化需氧率，取0.12；D10.5254000（0.138-0.008）+0.12610682.119039.5kg/d剩余污泥量BOD5需氧量D2（用于合成的那一部分）D2 =1.42 X=1.421997= 2835.7kg/d脱氮产氧量D5每还原1kgNO3产生2.86kgO2总需氧量19039.5-2835.7-241713786.8kg/d考虑安全系数1.4，

44、则AOR1.413786.819301.5 kg/d标准状态下需氧量SOR式中：Cs（20）20氧的饱和度，取Cs（20）9.17mg/lCs（25）-25氧的饱和度，取Cs（25）8.38mg/lC-溶解氧浓度修正系数，取0.85修正系数，取0.95T-进水最高温度， 校核去除每kgBOD5的标准需氧量 （5）氧化沟尺寸计算设计四座氧化沟单座氧化沟有效容积容积V单=V/4=61068/415267m3设计氧化沟有效水深H=5m，超高设计1m，氧化沟深度h=5+1=6m，中间分隔墙厚度为0.25m。氧化沟面积A =V/5 =15267/5 = 3053.4m2设计单沟道宽度b=8m;弯道部分面积直线段部分面积单沟段直线段长度L（7）进水管和出水管计算污泥回流比：R=38.9%；进出水管流：进水水管控制流速：V1m/s；进出水管直径：，取0.6m校核进出水管流速：，满足要求（8）出水堰及出水井设计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/H0.67，因此按照薄壁堰来计算取堰上水头高H = 0.2m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L =0.32b=0.61.31=1.91m出水竖井宽度B取1.4m(考虑安装需要)则出水竖井平面尺寸为LB=1.91