奧貝爾氧化溝課程設計

..大連海洋大學課程設計報告紙學院:海洋科技與環(huán)境專業(yè)班級:環(huán)工二班姓名:李潤博學號:1118110201某城鎮(zhèn)污水處理廠設計項目名稱：某城鎮(zhèn)污水處理廠設計指導老師：劉恒明編制日期：2014年9月30日目錄第一章概述 31.1我國水污染的現狀 31.2城市污水的來源 41.3城市污水處理工藝簡介 4第二章編制依據和設計內容 72.1設計任務 72.2設計資料 72.3處理要求 72.4其它資料 82.5原始資料 82.5.1氣象資料 82.5.2污水排放收納河流資料 92.5.3工程地質資料 92.6設計內容 92.7參考文獻 9第三章設計流量和水質污染程度 103.1設計流量 103.2水質污染程度 10第四章工藝流程選擇 104.1各工藝流程簡介 104.2處理工藝的選擇 114.2.2氧化溝工藝的選擇 134.2.3污泥處理工藝選擇 154.2.5污水、污泥處理工藝流程圖 164.3污水處理廠工程設計 164.3.1污水處理廠總平面設計 16第五章各處理構筑物及其輔助設備工藝及水力計算 185.1中格柵 185.2附屬設備的選型 205.3集水池的設計 215.4污水提升泵的設計 215.5細格柵的設計計算 225.4附屬設備的選型 245.5曝氣沉砂池的設計 255.5.1設計說明 255.5.2設計參數 255.5.3設計計算 255.5.4附屬設備選型 275.6厭氧選擇池的設計 275.6.1厭氧池配水井 275.6.2厭氧選擇池 285.7三溝氧化溝的設計計算 285.7.1設計參數 285.7.2設計計算 295.7.3附屬設備的選型 345.8二沉池配水井 355.8.1設計參數 355.8.2設計計算 355.9輻流式二沉池 365.9.1設計參數 365.9.2設計計算 365.9.3附屬設備的選型 385.10消毒池 385.10.1設計參數 385.10.2設計計算 385.11液氯投配系統(tǒng) 385.11.1設計參數 395.11.2設計參數 395.12污泥回流泵房 395.13污泥濃縮池 405.13.1設計參數 405.13.2設計計算 405.14污泥脫水間 42第六章污水處理廠的總體布置 436.1污水處理廠的平面布置 436.1.1平面布置的一般原則 436.1.2污水廠平面布置的具體內容 446.2污水廠的高程布置 446.2.1污水處理廠高程布置原則 446.2.2污水處理系統(tǒng)高程計算 44第一章概述1.1我國水污染的現狀中國人均水資源擁有量僅為世界平均水平的四分之一。我國水資源短缺情況較為嚴重，根據聯合國2008年數據，我國擁有全世界21%的人口，但只占水資源總量的6%，人均水資源量僅為世界人均水平四分之一左右，是全球人均水資源最貧乏的國家之一。中國658個城市中，有三分之二以上缺水。生活污水的排放數量超過工業(yè)廢水。2011年我國生活廢水排放量428億噸，占廢水排放總量的65%；而工業(yè)廢水排放量231億噸，占35%。隨著工業(yè)發(fā)展、城鎮(zhèn)化提速以及人口數量的膨脹，我國面臨著十分嚴峻的環(huán)境形勢。全國主要流域的I~III類水質斷面占64.2%，劣V類占17.2%，其中，海河流域為重度污染，黃河、淮河、遼河流域為中度污染。湖泊（水庫）富營養(yǎng)化問題仍然突出，56個湖（庫）的營養(yǎng)狀態(tài)監(jiān)測顯示，中度富營養(yǎng)的3個，占5.2%；輕度富營養(yǎng)的10個，占17.2%。4月22日，國土資源部發(fā)布的2013中國國土資源公報顯示，全國在203個地市級行政區(qū)開展了地下水水質監(jiān)測行動，其中水質呈較差級的監(jiān)測點2095個，占43.9%；水質呈極差級的監(jiān)測點750個，占15.7%?！拜^差”與“差”，二者相加接近六成。近幾年，中國重大環(huán)境污染以及事故頻頻發(fā)生，水污染事故占一半左右。監(jiān)察部的統(tǒng)計分析，國內近幾年每年水污染事故都在1700起以上。2013年1月山西天脊集團發(fā)生苯胺泄漏事故，當地政府事后瞞報，導致苯胺污染了漳河下游，影響了山西、河北和河南等多地居民的正常飲水和生活。2012年2月的廣西龍江鎘污染，2010年7月紫金礦業(yè)水污染和吉林松花江哈工污染，是近幾年來影響非常嚴重的水污染事故。生活污水處理率大幅度提高。2011年，全國生活污水排放量為428億噸，同比上升12.7%，占全國廢水排放總量的65%。我國城鎮(zhèn)生活污水處理率有了快速提升，從2001年的18.5%提升到2010年的72.9%。2006年以來工業(yè)廢水排放量穩(wěn)中有降，達標率逐年遞增。2011年，我國工業(yè)廢水排放量為230.9億噸，同比下降2.8%。在廢水排放總量中的占比也從2000年的46.8%下降到35%。工業(yè)廢水排放達標率基本呈逐年遞增的趨勢，2011年的達標率高達95.3%，比2001年的85.6%提升了9.7個百分點。1.2城市污水的來源城市污水是通過下水管道收集到的所有排水，是排入下水管道系統(tǒng)的各種生活污水、工業(yè)廢水和城市降雨徑流的混合水。生活污水是人們日常生活中排出的水。它是從住戶、公共設施（飯店、賓館、影劇院、體育場館、機關、學校和商店等）和工廠的廚房、衛(wèi)生間、浴室和洗衣房等生活設施中排放的水。這類污水的水質特點是含有較高的有機物，如淀粉、蛋白質、油脂等，以及氮、磷、等無機物，此外，還含有病原微生物和較多的懸浮物。相比較于工業(yè)廢水，生活污水的水質一般比較穩(wěn)定，濃度較低。工業(yè)廢水是生產過程中排出的廢水，包括生產工藝廢水、循環(huán)冷卻水沖洗廢水以及綜合廢水。由于各種工業(yè)生產的工藝、原材料、使用設備的用水條件等的不同，工業(yè)廢水的性質千差萬別。相比較于生活廢水，工業(yè)廢水水質水量差異大，具有濃度高、毒性大等特征，不易通過一種通用技術或工藝來治理，往往要求其在排出前在廠內處理到一定程度。降雨徑流是由降水或冰雪融化形成的。對于分別敷設污水管道和雨水管道的城市，降雨徑流匯入雨水管道，對于采用雨污水合流排水管道的城市，可以使降雨徑流與城市污水一同加以處理，但雨水量較大時由于超過截留干管的輸送能力或污水處理廠的處理能力，大量的雨污水混合液出現溢流，將造成對水體更嚴重的污染。1.3城市污水處理工藝簡介傳統(tǒng)的污水處理有物理處理、化學處理和生物化學處理。在實際污水處理中這些方法常常組合使用,

形成各種不同的污水處理工藝流程。

如厭氧好氧處理法(A/O

法)、厭氧一缺氧一好氧處理法(A2/O

法)、連續(xù)循環(huán)曝氣(氧化溝法、序批式好氧活性污泥法或間歇式活性污泥法

(SBR

法)等。一、A/O工藝A/O是Anoxic/Oxic的縮寫，它的優(yōu)越性是除了使有機污染物得到降解之外，還具有一定的脫氮除磷功能，是將厭氧水解技術用為活性污泥的前處理，所以A/O法是改進的活性污泥法。A/O工藝將前段缺氧段和后段好氧段串聯在一起，A段DO不大于0.2mg/L，O段DO=2～4mg/L。在缺氧段異養(yǎng)菌將污水中的淀粉、纖維、碳水化合物等懸浮污染物和可溶性有機物水解為有機酸，使大分子有機物分解為小分子有機物，不溶性的有機物轉化成可溶性有機物，當這些經缺氧水解的產物進入好氧池進行好氧處理時，可提高污水的可生化性及氧的效率；在缺氧段，異養(yǎng)菌將蛋白質、脂肪等污染物進行氨化（有機鏈上的N或氨基酸中的氨基）游離出氨（NH3、NH4+），在充足供氧條件下，自養(yǎng)菌的硝化作用將NH3-N（NH4+）氧化為NO3-，通過回流控制返回至A池，在缺氧條件下，異氧菌的反硝化作用將NO3-還原為分子態(tài)氮（N2）完成C、N、O在生態(tài)中的循環(huán)，實現污水無害化處理。二、A2/O工藝

A2/O工藝是Anaerobic-Anoxic-Oxic的英文縮寫，它是厭氧-缺氧-好氧生物脫氮除磷工藝的簡稱。該工藝處理效率一般能達到：BOD5和SS為90%~95%，總氮為70%以上，磷為90%左右，一般適用于要求脫氮除磷的大中型城市污水廠。但A2/O工藝的基建費和運行費均高于普通活性污泥法，運行管理要求高，所以對目前我國國情來說，當處理后的污水排入封閉性水體或緩流水體引起富營養(yǎng)化，從而影響給水水源時，才采用該工藝。三、氧化溝

氧化溝（oxidation

ditch）又名連續(xù)循環(huán)曝氣池（Continuous

loop

reactor），是活性污泥法的一種變形。氧化溝污水處理工藝是在20世紀50年代由荷蘭衛(wèi)生工程研究所研制成功的。自從1954年在荷蘭首次投入使用以來。由于其出水水質好、運行穩(wěn)定、管理方便等技術特點，已經在國內外廣泛的應用于生活污水和工業(yè)污水的治理。至今，氧化溝技術己經歷了半個多世紀的發(fā)展，在構造形式、曝氣方式、運行方式等方面不斷創(chuàng)新，出現了種類繁多、各具特色的氧化溝。從運行方式角度考慮，氧化溝技術發(fā)展主要有兩方面：一方面是按時間順序安排為主對污水進行處理；另一方面是按空間順序安排為主對污水進行處理。屬于前者的有交替和半交替工作式氧化溝；屬于后者的有連續(xù)工作分建式和合建式氧化溝。目前應用較為廣泛的氧化溝類型包括：帕斯韋爾（Pasveer）氧化溝、卡魯塞爾（Carrousel）氧化溝、奧爾伯（Orbal）氧化溝、T型氧化溝、（三溝式氧化溝）、DE型氧化溝和一體化氧化溝。四、SBR法序批式間歇活性污泥法（SBR），在當前污水處理領域是應用較為廣泛的處理技術。它有效地用于生活污水，城市污水和有機性工業(yè)廢水的處理，它是被日本下水道協會和美國環(huán)保局評估了的少數富有革新意義和較強競爭力的廢水生物處理技術之一。隨著SBR應用的日趨廣泛，又發(fā)展了一些SBR的變型工藝，例如ICEAS工藝、CASS工藝、IDEA工藝、DAT—IAT工藝、UNITANK工藝。SBR的工作程序是由流入、反應、沉淀、排放和閑置五個程序組成。污水在反應器中按序列、間歇地進入每個反應工序，每個SBR反應器的運行操作在時間上也是按次序排列間歇運行的。在流入工序實施前，閑置工序處理后的污水已經排放，曝氣池中殘存著高濃度的活性污泥混合液。當污水注入流入時，曝氣池可以起到調節(jié)池的作用，如果進行曝氣可以取得預曝氣效果，也可使污泥再生，恢復其活性。反應工序是SBR工藝最主要的一道工序。當污水注入達到預定容積后，可開始反應操作，如去除BOD、硝化、磷的吸收，以及反硝化等。根據反應需要達到的程度，進行短時間的微量曝氣，以吹脫污泥上粘附的氣泡或氮，以保證排泥順利進行。在排泥工序，停止曝氣和攪拌，使混合液處于靜止狀態(tài)，活性污泥與水分離，相當于二次沉淀池的作用。經過沉淀后的上清液作為處理出水排放，沉淀的污泥作為種泥留在曝氣池內，起到回流污泥的作用。在閑置工序，處理出水排放后，反應器處于停滯狀態(tài)，等待下一個操作周期。在此期間，應間斷或輕微曝氣以避免污泥的腐化。經過閑置的活性污泥處于營養(yǎng)物的饑餓狀態(tài)，因此當進入下個運行周期的流入工序時，活性污泥就可以發(fā)揮較強的吸附能力增強去除作用。閑置工序是SBR工藝中的重要內容。第二章編制依據和設計內容2.1設計任務根據所給的原始資料,設計某城鎮(zhèn)污水處理廠,具體內容包括:1、確定污水處理的工藝流程以及有關的處理構筑物；2、對各處理構筑物進行工藝計算，確定其形式、數目與尺寸（附必要的草圖）；3、進行各處理構筑物的總體布置和污水與污泥處理流程的高程設計。2.2設計資料1、排水系統(tǒng)：雨水與污水采用分流制，生活污水與工業(yè)廢水為合流制，污水處理廠只考慮處理生活污水與工業(yè)廢水，原水主要為生活污水。輸入污水廠的污水干管直徑為1400mm，管底埋深為地面以下6.0m，充滿度為0.2、工業(yè)廢水與生活污水的水量與水質見表1所示:表1.1設計進水水量單位：m3/d項目流量進水10×104表1設計進水水質單位：mg/L（pH除外）項目BOD5CODSSpHTNNH3-NTP進水1903802606～945344.2注:(1)生活污水流量總變化系數為1.25;(2)污水平均水溫為20℃(夏季)和13℃左右2.3處理要求該城市污水處理廠排水執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）中的一級B標準,可滿足受納水體水質要求。見表2:表2設計出水水質單位：mg/L（pH除外）項目BOD5CODSSpHTNNH3-NTP出水≤20≤60≤206～9≤20≤8≤12.4其它資料該城鎮(zhèn)地面由北向南坡度為0.8%，污水處理廠擬用場地選在某城鎮(zhèn)南部，此處由西北向東南方向的坡度為0.4%。進入污水廠的排水管端點的地面標高為25.00m2.5原始資料2.5.1氣象資料表2水文地質及氣象資料風向全年主導風向為北風，夏季主導風向為南風年平均風速3.3m/s降雨量年平均700～800mm，其中2/3集中在夏季溫度年平均14.7℃，極端溫度：最高32℃，最低-2.5℃土壤冰凍深度0.24～0.地基承載力各層均在100kPa以上地下水位6.5～8.2m地震烈度小于7級2.5.2污水排放收納河流資料據1960～2000年連續(xù)觀測，河道的最高洪水水位標高為19.00m，常水位標高為16.00m，枯水位標高為2.5.3工程地質資料地質鉆探結果表明，處理廠廠址土壤性質良好，地下水質對各類水泥均無侵蝕作用。2.6設計內容（1）目錄；（2）概述設計任務和依據，簡要分析設計資料的特點；（3）污水與污泥處理流程選擇的各種因素分析和依據說明；（4）各處理構筑物的工藝計算及其工作特點的說明；（5）污水與污泥處理構筑物之間的水力計算及其高程設計；（6）處理構筑物總體布置的特點及依據說明。

說明書應簡明扼要，力求多用草圖、表格說明，要求文字通順、段落分明。圖紙包括總平面圖和污水、污泥高程圖?？偲矫鎴D中應表示各構筑物的確切位置、外形尺寸、相互距離；各構筑物之間的連接管道及場區(qū)內各種管道的平面位置、管徑、長度、坡度；其它輔助建筑物的位置、廠區(qū)道路、綠化布置等；污水、污泥高程圖中標出各種構筑物的頂、底、水面以及重要構件的設計標高、地面標高等。2.7參考文獻[1]張自杰.排水工程(上、下冊)（第四版）.:中國建筑工業(yè)出版社[2]韓洪軍.水處理工程設計計算.:中國建筑工業(yè)出版社[3]彭黨聰.水污染控制工程實踐教程（第二版）.：化學工業(yè)出版社[4]《給水排水設計手冊》（第1、5、9冊）（第二版）.:中國建筑工業(yè)出版社[5]崔玉川，劉振江，張紹怡編著.城市污水廠處理設施設計計算（第二版）.化學工業(yè)出版社[6]曾科，卜秋平，陸少鳴主編，污水處理廠設計與運行（第二版）.化學工業(yè)出版社[7]室外排水設計規(guī)范（GB50014-2010）[8]有關最新環(huán)境標準第三章設計流量和水質污染程度3.1設計流量表1.1設計進水水量單位：m3/d項目流量進水10×1043.2水質污染程度表1設計進水水質單位：mg/L（pH除外）項目BOD5CODSSpHTNNH3-NTP進水1903802606～945344.2注:(1)生活污水流量總變化系數為1.25;(2)污水平均水溫為20℃(夏季)和1第四章工藝流程選擇4.1各工藝流程簡介目前處理城市污水應用較多的生化工藝有氧化溝，A2/O法，A-B法，SBR法等。為了使本工程選擇最合理的處理工藝，有必要按使用條件，排除不適用的處理工藝后，再對可以采取的處理工藝方案進行對比和選擇。氧化溝工藝，A2/O工藝和CASS工藝三種工藝均能達到處理要求。在設計可行性分析階段，對氧化溝工藝，A2/O工藝和CASS工藝的比較分析：（a）A2/O工藝一般在A2/O工藝中，為同時實現脫N除P的要求，必須滿足如下條件：BOD5/TKN=5-8實際進水中：BOD5/TKN=190/45=4.2<5BOD5/TP=190/4.2≥15BOD5/TP=190/4.9=38≥15通過比較,采用傳統(tǒng)A2/O工藝，脫N所需碳源不足，影響脫N效果，為此采用倒置A2/O工藝。污水先進缺氧段再進厭氧段，或厭氧、缺氧段同時進水，這樣既解決了缺氧段的碳源不足的問題，使脫N能夠很好的進行，同時也有利于除P，聚磷菌在厭氧段釋放P，同時聚集能量，利用厭氧段聚集的能量，在好氧段進行好氧吸P過程，厭氧段結束后立即進入好氧段，能夠使聚磷菌在厭氧段聚集的能量，充分用來吸P，加強了除P過程。（b）CAST工藝該工藝是在SBR工藝基礎上發(fā)展而來的，增加了厭氧段、缺氧段，可實現脫N除P。運行簡單，可實現自動化控制。（c）氧化溝工藝氧化溝工藝目前在城市污水處理方面應用最為廣泛，處理工藝成熟，結構、設備簡單，管理運行費用低。4.2處理工藝的選擇CAST工藝與氧化溝工藝比較如表2-2：表2-2CAST工藝與氧化溝工藝比較方案一（CAST工藝）方案二（奧貝爾氧化溝）單池間歇多池連續(xù)。多座反應池交替運行保持進、出水連續(xù)連續(xù)進水，連續(xù)出水。有機物降解與沉淀在一個池子完成，無需設獨立的沉淀池及其刮泥系統(tǒng)。在氧化溝中完成有機物降解，在沉淀池中進行泥水分離，需設獨立的沉淀池和刮泥系統(tǒng)。通過每一個周期的循環(huán)，造成有氧和無氧的環(huán)境，對氮和磷有很好的去除效果。氧化溝系統(tǒng)三個溝道的DO值呈0-1-2的梯次變化，脫氮效果好，除磷效果一般。固體停留時間較長，可抵抗較強的沖擊負荷。較長的固體停留時間，可抵抗沖擊負荷。污泥有一定的穩(wěn)定性污泥有一定的穩(wěn)定性采用鼓風曝氣，曝氣器均布池底，動力效率高；能耗較低；間歇運轉須采用高質量的膜式曝氣器，設備的閑置率較高，曝氣器壽命較短，維修及維護量大。采用表面曝氣，設有轉碟曝氣設備，轉碟分點布置；設備少，管理簡單，維護量小，但能耗較高。自動化水平高，對電動閥門等設備的可靠性需求較高，控制管理較復雜。設備少且經久耐用，控制管理簡單。耗電量較小，運行費用低。耗電量較大，運行費用較高。自控系統(tǒng)編程工作量較大，PLC硬件費用高，自動化水平較高，勞動強度較低，對操作人員的素質要求較高，總設備費用較高。自控系統(tǒng)編程工作量較小，PLC硬件費用低，自動化水平較低，勞動強度較高，對操作人員的素質要求較低，總設備費用較低。（4）氧化溝工藝與A2/O工藝相比，具有如下優(yōu)勢：（a）工藝流程簡單，處理構筑物少，機械設備少，運行管理方便。與A2/O法比較，可不設初沉池，沒有混合液內回流系統(tǒng)，由于污泥相對好氧穩(wěn)定，一般不設污泥的厭氧消化系統(tǒng)。（b）A2/O工藝由于停留時間較短，剩余污泥的穩(wěn)定性較差，一般需要污泥消化和濃縮過程，這不利于除P，生物除P是通過聚磷菌在好氧條件下，過量吸P而使廢水中的P得到去除的，最終P隨聚磷菌進入剩余污泥中除去，剩余污泥長時間處于厭氧狀態(tài)，將導致聚磷菌吸收的P重新釋放出來，影響除P效果。氧化溝的水力停留時間較長，污泥泥齡較長，具有延時曝氣的特點，懸浮有機物在溝內可獲得較徹底的降解，污泥在溝內達到相對好氧穩(wěn)定，剩余污泥量少，根據國內外經驗，氧化溝不再設污泥厭氧消化處理系統(tǒng)，剩余活性污泥只須經機械濃縮、脫水即可利用或污泥后處置，簡化了污泥后序處理程序。污泥在進行機械濃縮、脫水過程中，停留時間很短，基本沒有污泥中磷的釋放問題。（c）轉碟曝氣，混合效率較高，水流在溝內的速度最高可達0.6—0.7m/s，在溝道使水流能快速進行有氧、無氧交換，交換次數可達500—1000次，可同時進行有機物的降解和氮的硝化、反硝化，并可有效的去除污水中的磷。溝道的這種脈沖曝氣和大區(qū)域的缺氧環(huán)境，可以較高程度地實現“同時硝化反硝化”的效果。（d）污水進入氧化溝，可以得到快速的有效的混合，由于池容較大，緩沖稀釋能力強，耐高流量，高濃度的沖擊負荷能力強，具有完全混合式和推流式曝氣池的雙重優(yōu)勢，對難降解有機物去除率高，出水水質穩(wěn)定。（e）供氧量的調節(jié)，可以通過改變轉碟的轉速、浸水深度和轉碟安裝個數等多種手段來調節(jié)整體供氧能力，使池內溶解氧值經?？刂圃谧罴阎?，保證系統(tǒng)穩(wěn)定、經濟、可靠的運行。（f）曝氣轉碟由高強度玻璃鋼制成，使用壽命可達20年以上，獨特的結構設計使其具有較高的混合和充氧能力，新型轉碟曝氣機可以使氧化溝的工作水深達到5.0米以上。氧化溝轉碟曝氣機工作在水面上，而且安裝的數量少，安裝、巡檢、維修方便，可以即時發(fā)現了解設備運行情況，隨時解除存在隱患。而A2/O法所用的鼓風曝氣設備使用壽命短，目前市場上的曝氣器一般正常使用2~3年左右，而且會隨著使用時間的增長效率降低。曝氣器位于池底，日常無法了解水下設備運行狀況，檢修或者更換都需要放空，這會給污水廠的運行帶來很大的不便。通過對以上三種工藝的比較，可以看出，這三種工藝都能達到要求，各具優(yōu)勢，但考慮到城市現狀和對工作人員的要求，最終選擇工藝成熟、應用廣泛的氧化溝工藝作為此污水處理廠污水生化處理主體工藝。4.2.2氧化溝工藝的選擇目前用于處理城市污水的氧化溝主要有以下幾種：（a）卡魯塞爾氧化溝卡魯塞爾氧化溝是一種單溝環(huán)形氧化溝，主要采用表面曝氣機，兼有供氧和推流的作用。污水在溝內轉折巡回流動，處于完全混合狀態(tài)，有機物不斷得以去除。表曝機少，靈活性差，設備維修期間溝不能工作，溝內混合液自由流程長，由于紊流導致的流速不均，很容易引起污泥沉淀，影響運行效果。單溝氧化溝的平均溶解氧維持在2mg/L左右，加之單點供氧強度過大，耗氧較高。在一般情況下，單溝很難形成穩(wěn)定的缺氧段，不利于脫N。（b）三溝式氧化溝三溝式氧化溝工藝有兩個邊溝，一個中溝，當一個曝氣時，另外兩個作為沉淀池使用。一定時間后改變水流方向，使兩溝作用相互輪換，中溝則連續(xù)曝氣，三溝式氧化溝無需污泥回流裝置，如果條件合適，還可以進行反消化。缺點：進、出水方向，溢流堰的起閉及轉刷的開動于停止必須設自動控制系統(tǒng)；自控系統(tǒng)要求管理水平高，稍有故障就會嚴重影響氧化溝正常工作。由于側溝交替運行，設備利用率較低。（c）一體化氧化溝一體化氧化溝就是將沉淀池建在氧化溝內，即氧化溝的一個溝內設沉淀槽，在沉淀池兩側設隔板，底部設一導流板。在水面上設集水裝置以收集出水，混合液從沉淀池底部流走，部分污泥則從間隙回流至氧化溝。一體化氧化溝將曝氣、沉淀功能集于一體，免除了污泥回流系統(tǒng)，但其結構有待進一步完善。（d）奧貝爾氧化溝奧貝爾氧化溝由三個同心橢園形溝道組成，污水由外溝道進入溝內，然后依次進入中間溝道和內溝道，最后經中心島流出，至二次沉淀池。在各溝道橫跨安裝有不同數量轉碟氣機，進行供氧兼有較強的推流攪拌作用。外溝道體積占整個氧化溝體積的50—55%，溶解氧控制趨于0.0mg/L,高效地完成主要氧化作用：中間溝道容積一般為25%—30%，溶解氧控制在1.0mg/L，作為“擺動溝道”，可發(fā)揮外溝道或內溝道的強化作用；內溝道的容積約為總容積的15%—20%，需要較高的溶解氧值（2.0mg/L左右），以保證有機物和氨氮有較高的去除率。外溝道的供氧量通常為總供氧量的50%左右，但80%以上的BOD5可以在外溝道中去除。由于外溝道溶解氧平均值很低，絕大部分區(qū)域DO為0mg/L，所以，氧傳遞作用是在虧氧條件下進行的，大大提高了氧傳遞效率，達到了節(jié)約能耗的目的。一般情況下，可以節(jié)省電耗20%左右。內溝道作為最終出水的把關，一般應保持較高的溶解氧，但內溝道容積最小，能耗是較低的。中溝道起到互補調節(jié)作用，提高了運行的可靠性和可控性。因此，奧貝爾氧化溝可以在確保處理效果的前提下，可以獲得較大的節(jié)能效益。對于每個溝道內來講，混合液的流態(tài)為完全混合式，對進水水質、水量的變化具有較強的抗沖擊負荷能力；對于三個溝道來講，溝道與溝道之間的流態(tài)為推流式，且具有完全不同溶解氧濃度和污泥負荷。奧貝爾氧化溝實際上是多溝道串聯的溝型，同時具有推流式和完全混合式兩種流態(tài)的優(yōu)點，這種特殊設計兼有氧化溝和A2/O工藝的特點，耐沖擊負荷，可避免普通完全混合式氧化溝易發(fā)生的污泥膨脹現象，可以獲得較好的出水水質和穩(wěn)定的處理效果。不同工藝的處理效果與其所配套的附屬設備是分不開的，往往是新設備的產生、發(fā)展帶動了工藝的改革，使其處理優(yōu)越性得以突現。奧貝爾氧化溝采用的曝氣轉碟，其表面有符合水力特性的一系列凹孔和三角形突起，使其在與水體接觸時將污水打碎成細密水花，具有較高的充氧能力和混合效率。通過改變曝氣機的旋轉方向、浸水深度、轉速和開停數量，可以調整其供氧能力和電耗水平。尤其是蝶片可以方便拆裝，更為優(yōu)化運行提供了簡便手段。另一方面，由于轉碟直徑達1.5m，并在碟片最大切線區(qū)設置T形推流和切割葉片，增強切割氣泡，推動混合液的能力。平行切入在水中旋轉運行，具有極強的整流和推流能力。實踐證明，在水深為5m，在不需要水下推進器時，氧化溝池底流速仍可達0.2m/s以上。當污水濃度下降，為節(jié)能而減少曝氣機運行臺數時，一般也不必擔心沉淀的發(fā)生。這是曝氣轉碟和奧貝爾溝型所獨具的優(yōu)點。奧貝爾氧化溝的溝道布置，便于采用不同種類的工藝模式。在使用普通活性污泥法時，內溝道用于曝氣，外溝道用于需氧消化；使用接觸穩(wěn)定和分段曝氣時，是把進水和回流污泥引入相應的溝道中；為了保證高質量而穩(wěn)定的處理效果和減少污泥量，需要進行硝化時采延時曝氣模式。綜合比較，選用奧貝爾氧化溝，其兼具氧化溝和A2/O工藝的雙重優(yōu)勢。4.2.3污泥處理工藝選擇污水處理所產生的剩余污泥必須按照減量化，無害化的原則進行妥善安全的處理、處置。本工程污水處理工藝，采用生物脫氮除磷的奧貝爾氧化溝工藝，污泥齡達20天以上，污泥已基本穩(wěn)定，無需厭氧消化，可以直接進行機械濃縮脫水，同時可以防止P的厭氧釋放，保證了除P效果。選擇帶式濃縮壓濾一體機，泥餅含固率高，能耗底，可連續(xù)運行，生產效率高。二沉池污泥經貯泥池，直接進入機械脫水階段，同時投加PAM等藥劑，以強化污泥脫水性能。經壓濾機壓濾后的泥餅含水率一般小于85%，可以直接外運處理。4.2.5污水、污泥處理工藝流程圖配水井厭氧選擇池配水井曝氣沉砂池配水井厭氧選擇池配水井曝氣沉砂池氧化溝細格柵粗格柵溢流井進水泵房集水井氧化溝細格柵粗格柵溢流井進水泵房集水井二沉池二沉池柵渣收集裝置柵渣收集裝置柵渣外運回流污泥泵房柵渣外運回流污泥泵房剩余污泥剩余污泥泥餅外運污泥脫水機接觸池污泥濃縮池出水泥餅外運污泥脫水機接觸池污泥濃縮池出水圖4-2污水廠處理工藝流程圖4.3污水處理廠工程設計4.3.1污水處理廠總平面設計總平面布置直接影響到處理或生產裝置的建設費用和運轉費用。總平面布置應該具有布置緊湊、用地節(jié)省、工藝流程合理、功能明確、運輸通暢、動力區(qū)接近負荷中心、工程管線短捷、管理方便等特點?？偲矫娌贾帽仨氝m合工藝、土建、防火安全、衛(wèi)生綠化及生產與處理規(guī)模發(fā)展等方面的要求，要特別注意污水處理區(qū)、辦公生活區(qū)與輔助車間的總體規(guī)劃布置。污水處理廠平面布置主要包括以下幾方面內容：（1）處理構筑物、處理設備的布置構筑物包括粗、細格柵井、沉砂池、厭氧池、氧化溝、二沉池、接觸池及附屬的泵房、污泥脫水間、加藥間等。（a）按工藝過程的順序布置緊湊，但也要留有必要間距。（b）使連接構筑物的管渠簡單，便捷，成直線而無返回流動。（c）利用地形流動，“高程布置”，確定標高，重力流動，減少運行費用。（2）廠內管線布置（a）應能使各個處理構筑物獨立運行。即任一處理單元因故停止運行，其他仍可正常運行。（b）滿足緊急排放要求。（c）平行布置，不穿越空地，易于檢查、維修。（3）附助建筑物布置輔助建筑物包括泵房、辦公大樓、化驗室、變電所、機修車間、倉庫、食堂等。（a）方便。變電所應設于用電大戶附近。（b）安全。鍋爐房、煤氣站、變電站附近不能有易燃、易爆車間。（c）有特殊要求的中心實驗室、化驗室應設于清潔衛(wèi)生、無振動區(qū)。（4）道路、綠化布置道路以方便運輸為原則布置。通向一般構筑物鋪設人行道，寬度為1.5-2.0m，采用碎石、爐渣、灰土等路面；通向倉庫、檢修車間、堆砂場、堆煤場、管件堆置場、泵房、變電所等主要建筑物處鋪設行車道，路面寬度為3-4m，轉彎半徑為7m，縱向坡度不大于3%，應有回車的可能，采用瀝青、混凝土、碎石、爐渣、灰土等路面；廠區(qū)主干道寬度不應小于6m，轉彎半徑為10m，縱向坡度不大于3%，應有回車的可能。污水處理廠應該充分考慮綠化。綠化面積不應少于污水廠總面積的30%。各個功能區(qū)之間應有綠化帶隔開，是功能區(qū)劃分明顯，減少相互之間的影響。建筑物、構筑物四周一般為綠化包圍，各主要建筑物、構筑物應有出口和空地。（5）建筑物之間的距離處理構筑物之間應保持一定的距離，以保證鋪設連接管道的要求，一般構筑物間隔距離為5-10m。相似構筑物可以考慮合建以減少占地和土方量。根據以上設計原則和要求，污水處理廠總體分為三個區(qū)，廠前區(qū)，污水、污泥處理區(qū)，輔助建筑區(qū)。廠前區(qū)建筑主要包括綜合辦公大樓、住宿樓、食堂、車庫及娛樂鍛煉場所，應布置在當地主風向上游，并盡量接近廠區(qū)大門，保證道路暢通，與污水處理區(qū)之間留有一定的綠化帶。污水、污泥處理區(qū)分污水處理區(qū)和污泥處理區(qū)，是污水處理廠的核心構件，處于污水處理廠中間位置，應盡量按處理流程布置，布置應合理緊湊，減少施工量及管道鋪設量。輔助建筑區(qū)包括變電所、機修車間、倉庫等，應遠離明火，與其他建筑物保持一定距離，道路通暢。三個區(qū)域之間設主干道，寬7m，各區(qū)域內設單車道，寬3.5m，人行道，寬1.5m。第五章各處理構筑物及其輔助設備工藝及水力計算5.1中格柵中格柵兩用一備，具體參數如下：（1）柵條的間隙數n式中Qmax——最大設計流量，0.723m3/s——格柵傾角，度,取=600h——柵前水深，m，取h=0.8mb——柵條間隙，m，取e=0.02mn——柵條間隙數，個v——過柵流速，m/s，取v=1.0m/s格柵設三組，按兩組同時工作設計，一格停用。則：個（2）柵槽寬度B柵槽寬度一般比格柵寬0.2-0.3米，取0.2米。設柵條寬度S=10mm則柵槽寬度=1.25m（3）通過格柵的水頭損失h式中——過柵水頭損失，m——計算水頭損失，mg——重力加速度，9.8k——系數，格柵受污物堵塞后，水頭損失增大的倍數，一般采用k=3——阻力系數，與柵條斷面形狀有關，，當為矩形斷面時，=2.42。==0.13m（4）柵后槽總高度H設柵前渠道超高（5）柵槽總長度L進水渠道漸寬部分的長度L1，設進水渠寬B1=0.45m，其漸寬部分展開角度α1=200，進水渠道內的流速為0.77m/s。柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度L式中為柵前渠道深，（6）每日柵渣量W式中——每日柵渣量——柵渣量（污水）取0.1-0.01，粗格柵用小值，細格柵用大值，中格柵用中值——生活污水流量總變化系數(7)流速校核大于0.4小于0.9，校核成功5.2附屬設備的選型機械清渣選用GSGL型高鏈式格柵除污機用途：GSGL高鏈式格柵除污機用于泵站進水渠攔截水中的漂浮物，保證水泵正常運行。特點：構造簡單，動作可靠；除格柵部件齒耙在柵條部位除污時外，其他部件均在正常最高水位以上，不易腐蝕，便于維修具有過載保護裝置，安裝簡便，占地面積小。5.3集水池的設計集水池是匯集準備輸送到后續(xù)處理構筑物去的污水的一種小型儲水池。本設計的集水池與泵站分建，且為封閉型，平面布置為梯形。從粗格柵后部擴展至泵的吸入口，其有8個通氣口，分別裝有通氣管道通出地面，，排除污水腐敗及厭氧分解產生的有害氣體。集水池有效容積根據進水水量變化、水泵能力和水泵工作情況等因素確定。一般存儲5～10分鐘的進水量。本設計采用10分鐘儲水量。Vmax=5205m3/h×10min/60=867.7m3設計有效水深4.0m，集水井平面設計尺寸為：S=867m3/4.0m=216.8m2集水池的構造應保證水流平穩(wěn)，流態(tài)良好，不產生滿流和滯流，必要時可設置導流墻。水泵吸水管按集水池的中軸線對稱分布，每臺水泵在吸水時應不干擾其他水泵工作。5.4污水提升泵的設計用于提升污水到要求的高度，以保證污水在以后的流程中能自流進入下一級污水處理單元。污水設計流量Qmax=100000×1.25m3/d=5208.33m3/h污水提升泵房安裝WL型螺旋離心泵共8臺，其中400WL型4臺，300wL型3臺，泵性能參數如下：400WL型，共3臺，2用1備，單臺流量2100m3/h，最大提升高度16.5m，軸功率119.3kw，效率為79%，氣蝕余量6.2m，重量1900kg300WL型，共3臺，2用1備，單臺流量938m3/h，最大提升高度15.8m，軸功率52.8kw，效率為77%，氣蝕余量4.1m，重量1500kg設計總流量為2100×2+938×2=6076m3/h>5208.33m3/h，可以滿足要求。5.5細格柵的設計計算（1)柵條間隙數的計算兩用一備n細=式中：n細—格柵間隙數；Qmax—最大設計流量，0.723m3//s；e—柵條間隙，取8mm；h—柵前水深，取1.2m；v—過柵流速，取1.0m/sα—格柵安裝傾角度；所以：；取n=70。（2）柵槽寬度BB=S(n細－1)＋bn式中：B—柵槽寬度，m；S—格條寬度，取0.01m。柵槽寬度一般比柵條寬0.2～0.3m，取0.2m。則柵槽寬度B=S(n—1)+bn+0.2=0.01=1.59m(3)通過格柵的水頭損失h：進水渠道漸寬部分的長度L若進水渠寬B1=1.0m，減寬部分展開角α1=20。，則此進水渠道內的流速m細格柵柵槽后與出水渠道連接處漸窄部分長度：過柵水頭損失：h細=k·式中：h細——細格柵水頭損失，m；——系數，當柵條斷面為矩形時取2.42；k——系數，一般取k=3。h細==0.43m（4）柵后槽總高度H取柵前渠道超高h0=0.3m柵前槽高H1=h0+h1=0.3＋1.2=1.5m（5）柵槽總長度LL=L1+0.5++1.0+L2式中：L——柵槽總長度，0.5——細格柵距格柵前進水渠減寬部分長度；1.0——細格柵距格柵后出水渠減窄部分長度；L1——格柵距出水渠連接處減寬部分長度； L2——細格柵距出水渠連接處減窄部分長度。L=0.55+0.50++1.0+0.275=3.48m取3.5m（6）每日柵渣量Ww=式中：w——每日柵渣量，m3/d；w0——柵渣量m3/103m3污水，一般為0.1—0.01m3/103m3，細格柵取0.08m3/103m3。5.4附屬設備的選型根據有效柵寬選擇XGS型旋轉格柵除污機XGS型旋轉格柵除污機為新型的細格柵除污設備，可攔截并連續(xù)自動清除污水中的各種形狀的固體雜物。它不僅適用深池格柵井中的顆粒懸浮物的截留，對線池也同樣適用。該機分為不銹鋼網齒和非金屬網齒兩種，最大特點是能自動固液分離。此結構設計合理，正常運行時有自凈作用，無堵塞現象。設備動力消耗少，工作時無噪聲。主要技術參數：5.5曝氣沉砂池的設計5.5.1設計說明常用的沉砂池有平流沉砂池、曝氣沉砂池、旋流沉砂池。普通沉砂池的沉砂中約有15%的有機物，使沉砂的后續(xù)處理難度增加。采用曝氣沉砂池可克服這一缺點，曝氣沉砂池能夠在一定程度上使沙粒在曝氣的作用下互相摩擦，可以大量去除沙粒上附著的有機污染物；同時由于曝氣的氣浮作用，污水中的油脂物質會升至水面形成浮渣而被去除。曝氣沉砂池的優(yōu)點是通過調節(jié)曝氣量，可以控制污水的旋流速度，使除砂效率較穩(wěn)定，受流量變化的影響較小。同時還對污水起到預曝氣的作用，可減輕后續(xù)處理構筑物的負荷，并改善其運行條件。5.5.2設計參數表3-2曝氣沉砂池的設計參數旋流速度水平流速最大停留時間有效水深寬深比0.25～0.30m/s0.06～0.12m/s1～3min2～3m1～1.55.5.3設計計算（1）池子總有效容積V設計污水停留時間t=2min,則V=Qmax×60=1.447×2×60=173.64m3（2）水流斷面積A設v1=0.1m/s,則A=Q/v1=1.447/0.1=14.47m2（3）池總寬度B設有效水深h2=2.0mB=A/h2=14.47/2.0=7.2m（4）每格池子寬度b設每組池子為三格，則b=B/n=7.2/2=3.6mb/h2=3.6/2.0=1.8介于1.0～1.5之間(符合規(guī)定)（5）池長L=V/A=173.64/14.47=12m（6）每小時所需空氣量q設每立方污水所需空氣量d=0.2m3/m3污水,則q=d×Q×3600=0.2×1.447×3600=1041.84m3/h（7）沉砂室沉砂斗體積Vo設沉砂斗為沿池長方向的梯形斷面渠道，則沉砂斗體積其中：a為沉砂斗上頂寬，a1為沉砂斗下頂寬（a）沉砂斗上口寬a取斗高h4=0.42m，斗底寬a1=0.55m，斗壁于水平面的傾角a=60°（b）沉砂斗體積VoVo=（1.18＋0.55）/2×0.42×12≈4.36m3（8）沉砂室高度h3設沉砂室頗向沉砂斗的坡度為i=0.2有計算得h3=0.48m（9）沉砂池總高度取超高h1=0.6mH=h1＋h2＋h3＋h4=0.6＋2.0＋0.48＋0.42=3.5m曝氣系統(tǒng)曝氣量其中，d為每立方米污水所需的空氣量，取q為每小時所需空氣量，則5.5.4附屬設備選型吸砂機的選型選用BXS-Ⅱ型行車吸砂機。該機適用于污水處理工程中曝氣沉砂池的沉砂排除。該機為中心傳動行車式，靠液下泵排砂，控制線可采用電纜。表3-3BXS-Ⅱ型行車吸砂機的主要技術參數5.6厭氧選擇池的設計5.6.1厭氧池配水井設一座厭氧池配水井用于向兩個厭氧池中配水，承接來自沉砂池的污水與回流污泥，進行混合。采用配水堰配水。厭氧池配水井設計參數如下：來自沉砂池進水管徑：D1=1500mm回流污泥管管徑：D3=800mm配水管管徑：D2=800mm配水漏斗上口口徑：D=2.0D1=2.0×1500=3000mm堰頂寬：B=1000mm堰上水頭：h=0.3m5.6.2厭氧選擇池（2）設計參數厭氧選擇池設三座，分別與三座氧化溝相連。設計有效水深：h=5.0m設計水力停留時間：t=2.0h則厭氧池總容積：V=Qt=100000×1.25×2/24=10416.66m3單座厭氧池面積：S1=V/2h=10416/(3×4)=868m2（2）實際參數厭氧池直線段長度:L=35m兩邊半圓半徑：r=9.0m單座池實際面積：厭氧池總容積：V=3hs1=3×4.0×884=10608m3水力停留時間：t=V/Q=10608×24/60000=4.2432h厭氧池中間設導流墻，導流墻寬200mm。5.7奧貝爾氧化溝的設計計算5.7.1設計參數（1）設計水量Q=100000×1.25=12500m3/d（2）設計進水水質BOD5濃度=190mg/L；TSS濃度=238mg/L；VSS=167mg/L(VSS/TSS=0.7)；TN=49mg/L；TP=4.9mg/L（3）出水水質BOD5濃度Se=20mg/L；TSS濃度Xe=20mg/L；TN=15mg/L5.7.2設計計算（1）基本設計參數污泥產率系數Y＝0.55污泥自身氧化率Kd=0.45d混合液懸浮固體濃度（MLSS）X=4000mg/L混合揮發(fā)性懸浮固體濃度（MLVSS）Xv=3000mg/L(MLVSS/MLSS=0.75)污泥齡Qc=30d，內源呼吸系數Kd=0.055，200C時脫氮率qdn=0.035kg(還原的NO3—N)/(kgMLVSS?d)（2）去除BOD計算（a）氧化溝出水BOD5濃度為了保證一級出水BOD5濃度Se＝20mg/L，必須控制氧化溝出水所含溶解性BOD5濃度:（b）好氧區(qū)容積V1（c）好氧區(qū)水力停留時間t1（d）剩余污泥量ΔX去除1kgBOD5產生的干污泥量為：剩余污泥量為：（3）脫氮量計算（a）氧化溝的氨氮量氧化溝產生的剩余污泥中含氮率為12.4%，則用于生物合成的總氮量為：（b）脫氮量Nr=進水總氮量TN-出水總氮量TN-生物合成所需的氮量No=35-20-5.3=9.7mg/L（c）堿度平衡。每氧化1mg/LBOD5產生0.1mg/L堿度；每還原1mgNO3－N產生3.75mg/L堿度。剩余堿度SALK1=原水堿度+硝化消耗堿度+反硝化產生堿度+氧化BOD5產生堿度＝280+3.75×9.7+0.1×（190-6.4）＝335mg/L（d）計算脫氮所需池容V2及停留時間t2脫消率qdn(t)=qdn(20)×1.08(T-20)qdn(20)=0.035T=13oC時，qdn(15)=qdn(20)×1.08(13-20)=0.02脫氮所需容積：停留時間:t2=V2/Q=20208.3/125000=0.162d=3.9h（e）氧化溝總容積及停留時間V總＝V1+V2=47632.1+20416=74129m3t=t1+t2=10.3+3.9=14.2h校核污泥負荷設計規(guī)程規(guī)定氧化溝污泥負荷應為0.05～0.10kgBOD5/(kgVSS.d)，設計符合要求（4）需氧量計算（a）設計需氧量AOR。氧化溝設計需氧量AOR=去除BOD5需氧量－剩余污泥中BOD5的需氧量－脫氮產氧量去除BOD5需氧量D1D1=a*Q(S0-S)+b*VX其中a——微生物對有機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；D1=0.52×125000(0.18-0.0064)+0.12×74129×3＝37970.44kg/d（b）剩余污泥BOD需氧量D（c）剩余污泥量BOD需氧量D3（用于合成的那一部分）D2=4.6×（進水KTN-出水NH3）=4.6×（49-6.4）×40=7838kg/d(d)剩余污泥中耗氧量（d）脫N產氧量D5D5==2.86×10×125000/1000=3575kg/d總需氧量＝37970.44-7135-7838-3575-＝19362.44kg/d考慮安全系數1.4，則AOR＝1.4×19362.44＝27107.416kg/d校核去除每1kgBOD5的需氧量＝27107.416/[125000×（0.18-0.0064）]＝1.25kgO2/kgBOD5氧化溝設計值在1.2-2.5kgO2/kgBOD5之間，設計合格。（e）標準狀態(tài)下需氧量SOR式中Cs（20）－20℃氧的飽和度，取Cs（20）＝9.17mg/LCs（25）－25℃氧的飽和度，取Cs（25）＝8.38mg/LC-溶解氧濃度α－修正系數，取0.85β－修正系數，取0.95ρ=0.900T-進水最高溫度，20℃奧貝爾氧化溝采用三溝通道系統(tǒng)，計算溶解氧濃度C按照外溝：中溝：內溝＝0.2：1：2。充氧量分配按照外溝：中溝：內溝＝65:25:10來考慮，則供氧量分別為：外溝道AOR1=0.65AOR=0.65×27107.4=17619.81kg/d中構道AOR2＝0.25AOR＝0.25×27107.4＝6776.85kg/d內溝道AOR3＝0.1AOR＝0.1×27107.4＝2710.74kg/d各構道標準需氧量分別為：SOR=SOR1+SOR2+SOR3=32687.9+12571.6+5028.65=50288.15kgO2/d=2095.33kgO2/h校核去除每1kgBOD5的標準需氧量2095.33/[125000×(0.18-0.0064)]=0.10kgO2/kgBOD5（5）氧化溝尺寸計算：氧化溝設三座單座氧化溝容積：V1=V/2＝74129/3=24709m3設計有效水深：h=5m，超高0.8m設外溝，中溝，內溝寬分別為12m，10m，8m。中心島半徑：r=2.5m直線段長度：L=25m則外溝，中溝，內溝面積分別為：則氧化溝總面積：A=A外+A中+A內=2653.56+1504.80+739.12=4997.48m2實際氧化溝總容積：V=A×h=4997.48×5=24987.4m3>24709m3外溝，中溝，內溝面積分配比例分別為：54.18%，30.73%，15.09%?；痉蠆W貝爾氧化溝各溝道容積比（一般為60-70：20-30：10左右）（6）進出水管及調節(jié)堰計算（a）進出水管污泥回流比R=100%，進出水管流量Q=41666.6m3/d×3=0.48m3/s×3。進水水管控制流速v≤1m/s。進出水管直徑取800mm校核進出水管流速v=Q/A=0.48/3.14×0.42=0.95m/s<1m/s，滿足要求（b）出水堰計算為了能夠調節(jié)曝氣轉蝶的淹沒深度，氧化溝出水處設置出水豎井，豎井內安裝電動可調節(jié)堰。初步估計δ/H<0.67，因此按照薄壁堰來計算：Q=1.86bH3/2取堰上水頭高H=0.2m則堰b=Q/1.86H3/2=0.45/1.86×0.23/2=2.7m取3.0m考慮可調節(jié)堰的安裝要求（每邊留0.3m）。則出水管徑長度L=0.3×2＋b=0.6＋3.0=3.6m出水豎井寬度B取1.2m(考慮安裝高度)。則出水豎井平面尺寸為L×B=3.6m×1.2m；出水井出水口尺寸b×h=3.0m×0.5m。正常運行時，堰定高出孔口底邊0.1m，調節(jié)堰上下調節(jié)范圍為0.3m。出水豎井位于中心島曝氣轉蝶上游。5.7.3附屬設備的選型曝氣設備選用氧化溝轉蝶曝氣機，選擇YBP1500-T型轉碟曝氣機，轉蝶直徑D=1500mm，單蝶（ds）充氧能力為2.36kgO2/(h·ds)，單碟配用軸功率為1.3kw/ds，平均底部流速0.32m/s（在不設置導流板的情況下），每米軸安裝蝶片不多于4片。單溝設計計算外溝道外溝道標準需氧量SOR1=/（24×4）=454kgO2/h所需蝶片數量n=SOR1/2.36=454/2.36=192片，。外溝道安裝4組，每組轉蝶安裝的蝶片數=192/4=48片。校核每米軸安轉蝶片數=48/12=4片<4片，滿足要求。故外溝道共安裝4組曝氣轉蝶，每組安裝蝶片數48片，配用電機功率為50kw。校核單蝶充氧能力=454/48/4=2.37kgO2/(h·ds)=2.38kgO2/(h·ds)，基本滿足要求。（b）中溝道中溝道標準需氧量SOR2=/（24×3）=175kgO2/h所需蝶片數量n=SOR2/2.36=175/2.36=74片。中溝道安裝兩組，每組轉蝶安裝的蝶片數=74/2=37片校核每米軸安轉蝶片數=37/10=3.7片<4片，滿足要求。故中溝道共安裝兩組曝氣轉蝶，每組安裝蝶片數35片。校核單蝶充氧能力=175/37/2=2.36kgO2/(h·ds)<2.36kgO2/(h·ds)，滿足要求。（c）內溝道內溝道標準需氧量SOR3=/（24×3）=69.8kgO2/h所需蝶片數量n=SOR3/2.36=69.8/2.36=30片。內溝道安裝兩組，每組轉蝶安裝的蝶片數=30/2=15片。校核每米軸安轉蝶片數=15/10=1.5片<4片，滿足要求。故內溝道共安裝2組曝氣轉蝶，每組上共有蝶片數15片。校核單蝶充氧能力=69.8/15/2=2.32kgO2/(h·ds)<2.36kgO2/(h·ds)，滿足要求。中溝與內溝轉碟合建，每組共用一臺減速機，安裝碟片數：中溝37+內溝15=52片，配用電機功率為50kw。每座氧化溝共設A型轉蝶4組，軸長12m，安裝碟片數48片，配用電機功率50kw。B型轉蝶2組，軸長10m+10m。安裝碟片數15+35=50片，配用電機功率50kw。5.8二沉池配水井5.8.1設計參數Qmax=125000m3/d。氧化溝出水經配水井至二沉池，建一座配水井，分別向四座二沉池配水，采用配水堰。5.8.2設計計算（1）進水管管徑配水井進水管的設計流量為Q=125000/24=5208.33m3/h當進水管管徑D1=1400mm，充滿度為0.查水力計算表得知v=0.9m/s，滿足設計要求。（2）矩形寬頂堰進水從配水井底中心進入，經等寬度堰流入四個水斗，再由管道接入4座后續(xù)構筑物。每個后續(xù)構筑物分配水量為q=5208.33/5=1041.6m3/h，配水采用矩形寬頂溢流堰至配水管。（a）堰上水頭因單個出水溢流堰的流量為q＝1041.6m3/h=289.3L/s，故采用矩形堰（堰高H取0.6m）。矩形堰的流量式中q－矩形堰的流量H－堰上水頭，0.6m；b－堰寬，m，取0.6mm－流量系數，通常采用0.327－0.332，在此取0.33則:H=[q2/(2gm2b2)]1/3=[0.22572/(2g×0.332×0.62)]1/3=0.4m（b）頂厚度根據有關試驗資料，當2.5<B/H<10時，屬于矩形寬頂堰，取B=2.0m。這時B/H=5(在2.5－10之間)所以該堰屬于矩形寬頂。（3）配水管管徑D2設配水管管徑D2＝800㎜，流量q＝880.2m3/h。查水力計算表，得知v＝0.45m/s（4）配水漏斗上口口徑D按配水井內徑的2.0倍設計D=2.0D1=2.0×1500=3000㎜二沉池出水經過出水槽流至二沉池配水井外圍的出水堰，后排入接觸池。出水管管徑1000mm。5.9輻流式二沉池5.9.1設計參數設計流量Q=5208.33m3/h，氧化溝中懸浮固體濃度X=4000mg/L，二沉池底流生物固體濃度Xr=10000mg/L，污泥回流比R=50%。設計采用中心進水周邊出水輻流式二沉池。5.9.2設計計算（1）沉淀部分水面面積F根據生物處理段的特性，選取二沉池表面負荷q=1.0m3/(m2·h)，設四座沉淀池n=5。（2）池子直徑D，取D=41m。（3）校核固體負荷GF大于（4）沉淀部分的有效水深h2設沉淀時間t=3.0h，h2＝qt＝1.0×3.0＝3.0m（5）污泥區(qū)的容積V設計采用周邊傳動的刮吸泥機排泥，污泥區(qū)容積按t=3h貯泥時間確定每個沉淀池污泥區(qū)的容積Vˊ=13392.85/4=3348.21m3（6）污泥區(qū)高度h4（a）污泥斗高度設池底的徑向坡度為0.05，污泥斗底部直徑D2=1.5m，上部直徑D1=3.0m，傾角60°則豎直段污泥部分高度h4//則污泥區(qū)的高度（7）沉淀池的總高度H設超高h1=0.3m，緩沖層高度h3=0.5m。H=h1+h2+h3+h4=0.3+3.0+0.5+4.5=8.3m5.9.3附屬設備的選型選用雙周邊傳動式刮板刮吸泥機此刮吸泥機為雙周邊轉動，中心支墩式，上部設有浮渣收集裝置。周邊線速度2m/min，驅動功率1.5×2kw。進水管管徑800mm，排泥管管徑400mm。5.10消毒池5.10.1設計參數最大設計流量Q=125000m3/d，采用液氯消毒工藝，接觸時間t=30min。采用矩形隔板式接觸池。水流長度：寬=72：1，池長：單寬=18：1，有效水深：單寬（h/b）≤1時效果最佳。5.10.2設計計算（1）接觸池容積VV=Q×t=125000÷24×0.5=2604.1m3（2）采用矩形隔板式接觸室一座n＝1，每座池容積V1=2604.1m3（3）取接觸室水深h＝3.0m，單格寬b＝3.0m，池長取L=54m，水流長度L1=72×3.0=216m接觸池面積F=V1/h=1760.4/3.0=586.8m2每座接觸池的分格數＝586.8/（36×2）=8.15格，取9格。（4）復核池容由以上計算，接觸池寬B=2.0×9=18m，長L=36m，水深h＝3.0m，所以V1=36×18×3.0=1858m3>1760.4m3。接觸池出水設溢流堰。進水管管徑1000mm，出水管管徑1000mm。5.11液氯投配系統(tǒng)5.11.1設計參數二級處理后出水液氯投加量為5-10mg/L，設計按8mg/L，倉庫儲氯量按15d設計。混合池混合時間5-15min，處理水量125000m3/d。5.11.2設計參數（1）投加量加氯量：G=8×10-3×125000/24=41.6kg/h儲氯量：W=15×24×G=15×24×41.6=14976kg。（2）加氯機，氯瓶采用加氯量為0-20kg/h的加氯機四臺，三用一備，并輪換使用。液氯儲存選用容積為1500

kg的鋼瓶，共10只。（3）加氯間與氯庫合建，加氯間內布置四臺加氯機及其配套投加設備，三臺水加壓泵。氯庫外設事故池，池中長期儲水，水深1.5m。（4）加氯間，氯庫通風設計根據工藝設計，加氯間總容積V1=5.0×8.0×5.0=200m3氯庫容積V2=5.0×8.0×10.0=400m3為保證安全每小時換氣8-12次，并安裝一臺漏氯探測儀，位置在室內地面上20cm。5.12污泥回流泵房回流和剩余污泥泵房主要設計參數如下：（1）設計流量：Q=62500m3/d=2604m3/h=723L/s（2）污泥回流提升泵：型號：LRB型污泥泵，臺數：4臺（三用一備），流量：860.5m3/h，揚程：22m，功率：15kW，回流污泥管管徑800mm。（3）剩余污泥提升泵：型號：50QW18-15型潛水排污泵，臺數：3臺（二用一備），流量：7.11m3/h揚程：25m，功率：15kW，剩余污泥管管徑300mm。（4）污泥泵房尺寸：L×B×H=18m×12m×8m半地下式鋼筋混凝土結構。（5）起重機選用DX型電動單梁起重機，起重量3t，跨度9m。5.13污泥濃縮池采用幅流式圓形重力連續(xù)式污泥濃縮池，用帶柵條的刮泥機刮泥，采用靜壓排泥，剩余污泥泵房將污泥送至濃縮池。5.13.1設計參數進泥濃度：c=10g/L污泥含水率:P1＝99.0％污泥固體負荷：qs=30kgSS/(m2.d)污泥總流量:Qω＝2382m3/d設計濃縮后含水率P2=96.0％污泥濃縮時間：T=12h貯泥時間：t=2h5.13.2設計計算（1）濃縮池池體計算：每座濃縮池所需表面積m2濃縮池直徑水力負荷有效水深h1=uT=0.31612=3.79m取h1=4m濃縮池有效容積V1=Ah1=804=320m3（2）排泥量與存泥容積:濃縮后排出含水率P2＝96.0％的污泥,則Qw′=按3h貯泥時間計泥量，則貯泥區(qū)所需容積V2＝2Qw′＝20.056＝0.11m3泥斗容積=m3式中：h4——泥斗的垂直高度，取3.0mr1——泥斗的上口半徑，取2.0mr2——泥斗的下口半徑，取1.5m設池底坡度為0.1，池底坡降為：h5=故池底可貯泥容積：=因此，總貯泥容積為（滿足要求）（3）濃縮池總高度：濃縮池的超高h2取0.30m，緩沖層高度h3取0.30m，則濃縮池的總高度H為=3.5+0.30+0.30+1.5+0.4=6.0m（4）濃縮池排水量：Q=Qw-Qw′=2382-595.5=1786.6m3/d=74.4m3/h5.14污泥脫水間貯泥池污泥直接進行機械濃縮脫水以減小污泥停留時間，防止磷的重新釋放。污泥機械脫水采用帶式濃縮壓濾一體機。帶式濃縮壓濾一體機是連續(xù)運轉的污泥濃縮脫水設備，分為污泥重力濃縮段和壓濾脫水段。日處理污泥量為1.34m3/d，進機污泥含固率0.8%。帶式濃縮脫水一體機設計參數如下：（1）帶寬2m，濾餅含水率為80%，濾布移動速度0.85m/min，過濾產率31kg/h，則過濾率為31×2/0.2=310kg干污泥/h。若考慮1.2的安全系數，則實際過濾率為310/1.2=248kg干污泥/h（2）若脫水機按每天運行24小時計算，則所需脫水機臺數為：595.5/248=2.3臺，需三臺。（3）附屬設備（a）污泥投配設備選用三臺螺桿污泥投配泵，與三臺污泥脫水機一一對應，單臺投配量為20m3/h（b）加藥系統(tǒng)投加有機高分子絮凝劑PAM，投加量為0.15%-0.5%,取0.3%，所以每日加藥量為3135.76×0.3%=9.4kg/d配制成濃度為1%的溶液體積為9.4m3/d。脫水機房每日工作為三班制，每班換藥一次。考慮一定的安全系數和攪拌時的安全超高，選擇兩個容積為2.0m3的配藥箱，配置兩臺JBF型反應攪拌機，漿葉直徑為800mm，功率1.1kw，漿葉外緣線速度為0.04-0.4m/s。PAM投加濃度0.1%，選用兩套在線稀釋設備，包括兩臺水射器和兩臺流量計量儀，以及配套的調節(jié)控制閥門。（c）反沖洗泵根據帶寬和運行速度，每臺脫水機反沖洗耗水量為15-20m3/h，反沖洗水壓不少于0.5mpa，選用三臺離心泵，兩用一備。第六章污水處理廠的總體布置6.1污水處理廠的平面布置污水處理廠的平