【基于A2O工藝的W縣日處理4.6萬立方米的污水處理廠設計13000字（論文）】

基于A2O工藝的W縣日處理4.6萬立方米的污水處理廠設計TOC\o"1-4"\h\z\u摘要 5引言 7第一章設計單元 71.1設計任務 71.2設計內(nèi)容 71.3廠址選擇 71.4水質(zhì)情況 71.5工藝選擇 81.6工藝流程 91.7污水處理構(gòu)筑物說明 91.7.1格柵 91.7.2提升泵站 91.7.3沉砂池 91.7.4沉淀池 101.7.5A2O反應池 101.7.6紫外線消毒 101.8污泥處理構(gòu)筑物說明 101.8.1污泥濃縮池 101.8.2厭氧消化池 111.8.3污泥脫水間 11第二章計算單元 112.1污水水量設計 112.1.1居民生活污水量 112.1.2學校所產(chǎn)生的污水量 112.1.3工廠污水量 112.1.4污水總水量 112.2水質(zhì)處理情況 112.3污水處理構(gòu)筑物的計算 132.3.1粗格柵 132.3.1.1格柵槽寬度 132.3.1.2通過格柵的水頭損失 132.3.1.3柵后槽總高度 132.3.1.4柵槽總長度 132.3.1.5每日柵渣量 142.3.2提升泵房 142.3.2.1流量確定 142.3.2.2楊程計算 142.3.2.3泵房的選擇 152.3.2.4集水池 152.3.3細格柵 152.3.3.1格柵槽寬度 152.3.3.2通過格柵的水頭損失 162.3.3.3柵后槽總高度 162.3.3.4柵槽總長度 162.3.2.5每日柵渣量 162.3.4旋流式沉砂池 172.3.4.1流量確定 182.3.4.2尺寸確定 182.3.4.3參數(shù)校核 182.3.4.4除砂裝置 192.3.5平流式沉淀池 192.3.5.1沉淀池總面積 192.3.5.2沉淀區(qū)有效水深 192.3.5.3沉淀區(qū)有效容積 192.3.5.4沉淀池池長 192.3.5.5沉淀區(qū)總寬度 202.3.5.6沉淀池座數(shù)或分格數(shù) 202.3.5.7校核長寬比、長深比 202.3.5.8污泥部分所需容積 202.3.5.9每格池污泥所需容積 202.3.5.10污泥斗容積 202.3.5.11沉淀池總高度 202.3.5.12沉淀池總長度 202.3.5.13污泥處理 202.3.6A2O生物池 212.3.6.1已知參數(shù) 212.3.6.2計算 212.3.7輻流式沉淀池 262.3.7.1部分水面面積 262.3.7.2沉淀池直徑 262.3.7.3澄清區(qū)高度 262.3.7.4污泥區(qū)高度 272.3.7.5池邊水深 272.3.7.6污泥斗高 272.3.7.7沉淀池總高 272.3.8紫外線消毒 272.3.8.1燈管數(shù) 272.3.8.2消毒渠設計 282.3.8.3復核流速 282.3.8.4紫外線消毒渠道長度 282.3.8.5輻射時間 282.4污泥處理系統(tǒng)的計算 282.4.1、污泥量的計算 282.4.1.1初沉池污泥量 282.4.1.2總污泥量 292.4.2污泥濃縮池 292.4.2.1污泥濃縮池面積 292.4.2.2污泥濃縮池的直徑 292.4.2.3有效水深 292.4.2.4污泥斗高度 292.4.2.5池底坡度高差 292.4.2.6濃縮池總高度 292.4.2.7濃縮后污泥體積 302.4.2.8最大時污泥容積 302.4.2.9污泥斗容積 302.4.2.10上清液容積 302.4.3儲泥池 302.4.3.1儲泥池容積 302.4.3.2儲泥池尺寸 302.4.4厭氧消化池 302.4.4.1消化池有效容積 302.4.4.2底部高度 312.4.4.3厭氧消化池柱體高 312.4.4.4集氣罩容積 312.4.4.5上錐體容積 312.4.4.6柱體容積 312.4.4.7消化池有效容積 312.4.4.8集氣罩表面積 312.4.4.9上蓋表面積 312.4.4.10下錐體表面積 312.4.4.11消化池柱體表面積 322.4.4.12消化池總面積 322.4.5脫水機房 322.4.5.1污泥質(zhì)量 322.4.5.2過濾產(chǎn)率 322.4.5.3壓濾機臺數(shù) 322.4.5.4投配泵的選擇 322.4.5.5投加藥量 322.4.5.6藥液體積 332.4.5.7藥泵流量 332.4.5.8反沖洗泵 333.高程布置 333.1污水處理廠高程布置的原則 333.2污水處理廠高程布置注意事項 333.3高程計算 333.3.1各個構(gòu)筑物的水頭損失 333.3.2污水管道水力計算 343.3.3污水構(gòu)筑物高程 364.平面布置 364.1平面布置原則 365.員工安排 366.建設開銷 376.1建設費用 376.2機械費用 386.3總建設開銷費用明細 39摘要：本次設計內(nèi)容是在重慶市W縣修建污水處理廠。起初通過設定的水質(zhì)情況進行剖析，而后根據(jù)地址情況、經(jīng)濟發(fā)展和技術(shù)要求，經(jīng)過各個主要處理單元相比較，選擇出最合理的主要處理單元，為實現(xiàn)污水資源化來解決水資源不足、提高水環(huán)境質(zhì)量。本次設計擬定的污水處理量為46000m3/d，排出的污水質(zhì)量達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》一級A標準，經(jīng)過比對采用A2O工藝作為主要處理單元。經(jīng)過二沉池與紫外線消毒的作用可以使出廠水作為回用水，若再進一步進行凈化處理可以使污水再生利用，最后運用污泥脫水技術(shù)使污泥資源化利用。關(guān)鍵字：A2O工藝；回用水；污泥資源化利用引言隨著社會經(jīng)濟快速發(fā)展，縣區(qū)規(guī)模擴大，工業(yè)、現(xiàn)代制造業(yè)等在大力發(fā)展，導致縣區(qū)人口劇增，生活廢水和工業(yè)廢水產(chǎn)量隨之增加，國家高度重視生態(tài)環(huán)境保護的治理。在“十四五”環(huán)境規(guī)劃中，生態(tài)環(huán)境部提出了基本消除城市黑臭水體。水體變黑變臭的原由：有機物、氮、磷等外源污染物的排放。因此污水處理廠需要采用生物脫氮除磷的方法進行對污水的處理，使廢水適當處理后進行重復使用。第一章設計單元1.1設計任務重慶市W縣北部地區(qū)修建一座處理水量為46000m3/d的污水處理廠，污水主要來源于居民區(qū)、學校和工廠。污水通過管網(wǎng)進入污水處理廠，經(jīng)過工藝流程的處理，污水水質(zhì)要求達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》中一級A標準。1.2設計內(nèi)容（1）選擇合適的廠址安置地。（2）通過污水水量情況，得出污水處理廠每日最大處理量。（3）根據(jù)當?shù)氐膶嵉厍闆r、技術(shù)條件和經(jīng)濟基礎(chǔ)為考慮對象，選擇合理的污水處理流程，使排出的水質(zhì)達到排放要求，并滿足水質(zhì)循環(huán)使用的原則。（4）計算構(gòu)筑物尺寸。（5）繪畫圖紙。（6）材料清單。1.3廠址選擇（1）設立在空曠的地皮，人流較少的區(qū)域；（2）設在靠近水源，便于將達標后的水流入河流或湖泊。（3）設在城市下風向位置，使生活污水、工業(yè)污水自重流入污水處理廠，減少經(jīng)濟開銷。（4）設在不容易受洪災、泥石流等災況的區(qū)域。（5）設在有公路可隨意進出的區(qū)域及水、電充沛條件。1.4水質(zhì)情況表1-1水質(zhì)情況表項目BOD5CODSSTNTPNH3-NPH進水水質(zhì)（mg/L）150350200275306-9出水水質(zhì)（mg/L）一級A標準84510130.536-9去除率（%）9588955490901.5工藝選擇本設計的處理能力為46000m3/d，屬于中型規(guī)模的污水處理廠。按《城市污水處理和污染防治技術(shù)政策》要求，對于脫氮除磷的工藝，中型污水廠應采用二級A強化處理，例如：AO工藝、CAST工藝、MBR工藝、A2O工藝，這些工藝都可以實行脫氮除磷的效果，而且都是現(xiàn)階段各個污水處理廠常用的工藝裝置。因此，我將以它們作為選擇之一，并分析，確定最終工藝。表1-2工藝選擇比對AO工藝CAST工藝MBR工藝A2O工藝優(yōu)點1.操作簡單、不占太多面積；2.經(jīng)濟成本低；3.提高反硝化速率；4.對好氧池減少負荷1.操作運行敏捷、流程簡單；2.提高生物除磷脫氮效果；3.投資成本低4.沉淀效果好1.提高難降解有機物的降解率；2.污泥齡時間長；3.可直接進行固液分離1.不會有污泥膨脹產(chǎn)生；2.污泥沉淀性好；3.最簡單的脫氮除磷工藝缺點1.水力停留時間、污泥齡和總氮濃度會對污水凈化效果有一定的影響；2.加強脫氮效率，消耗經(jīng)濟費用。1.電能消耗大；2.污泥穩(wěn)定性差；3.加大水量處理，運行復雜1.污水中總氮、總磷的去除效果不明顯；2.購買膜的費用高；3.消耗電能、水能1.占地面積大；2.耗費能偏高；3.污泥回流中活性污泥量較多；由于本次設計為中型污水處理廠，要求脫氮除磷效果較好，防止排出水質(zhì)會污染水體，使水體富營養(yǎng)化。A2O工藝流程簡單便于操作，總的水力停留時間比其他工藝要少，經(jīng)過處理后的處理效果較好。因此本設計采用A2O工藝。1.6工藝流程1.7污水處理構(gòu)筑物說明1.7.1格柵格柵是被一組又一組的金屬柵條平行拼接一起看似篩網(wǎng)，一般以60°-80°為傾斜角傾斜于提升泵進水口處。通過改變格柵柵條之間的間隙，可將格柵分為三類：細格柵（0.15-1cm）、中格柵（1-4cm）、粗格柵（5-10cm）。粗格柵一般阻攔污水中大型漂浮物或懸浮物，防止水泵、官網(wǎng)堵塞，一般由碳鋼或不銹鋼來制作粗格柵。細格柵一般阻攔小型漂浮物或懸浮物，例如：塑料袋、樹葉、果皮等。它們都是為了之后處理方法便捷，運行順利而起到的對工藝設備的維護。格柵常采用的清渣方式有人工清渣與機械清渣，若是小型污水處理廠常采用人工清渣為此節(jié)約經(jīng)濟開銷，中、大型污水處理廠常采用機械清渣為此解決勞動能力。柵條的斷面形狀可分為：圓形、正方形、矩形、半圓形等。其中圓形的斷面水利條件好，但沒有矩形的斷面剛度好。雖然半圓形的斷面水利條件和剛度都好，但形狀復雜。因此，本次選擇采用矩形斷面并設置粗格柵與機械清渣的組合和細格柵與機械清渣的組合，粗格柵放置于提升泵之前，細格柵放置于提升泵之后旋流式沉砂池之前。1.7.2提升泵站污水處理廠中安裝提升泵站是為了提高污水的高度，使污水達到一定高度時可以通過污水自降而流經(jīng)各個污水處理構(gòu)筑物，而實現(xiàn)污水達標排放。提升泵站包括了水泵、集水槽和泵房。其中水泵以離心泵為主，若根據(jù)安裝方法可分為干式泵和潛污泵，水泵的選擇都是根據(jù)楊程、使用途徑和調(diào)節(jié)狀態(tài)來進行確定。集水槽主要是調(diào)節(jié)進水量和抽水量的不平衡，從而避免頻繁啟動水泵，導致水泵損壞。本次設計采用與粗格柵合建的下圓上方形泵站。1.7.3沉砂池沉砂池主要通過物理作用使污水中密度較大的污染物沉于底部，沉淀池根據(jù)水流方式不同，可分為平流式沉砂池、豎流式沉砂池、曝氣沉砂池、旋流式沉砂池。豎流式沉砂池與其他沉砂池相比處理效果差，因此一般不采用它。平流式沉砂池、爆氣沉砂池與旋流式沉砂池與之相比，它們結(jié)構(gòu)不復雜、運行操作簡單、處理效果都好，但旋流式沉砂池通過機械動力來控制水流路徑與速度，可以去除0.1mm的細砂，實用于中小型污水處理廠。因此，本次選擇采用旋流式沉砂池，設兩座，一座工作，一座備用。1.7.4沉淀池污水處理中沉淀池可分為初沉池和二沉池，初沉池主要是對SS進行沉淀與分離，經(jīng)過初沉池的處理，SS的去除率可達到50%。二沉池主要是對經(jīng)過生物反應池而流出的活性污水而達到經(jīng)過處理后的污水與活性污泥進行分離，使排出的活性污泥進入污泥濃縮池反應處理。沉淀池一般有四種形式，分別是平流式沉淀池、豎流式沉淀池、輻流式沉淀池與斜管沉淀池。其中豎流式沉淀池實用于污水量較小的污水處理廠，斜管沉淀池不適用作為二沉池使用，平流式沉淀池具有好的沉降效果，實用于污水量較大的污水處理廠，輻流式沉淀池的排泥方式為機械排泥，也實用于污水量較大的污水處理廠。因此，本設計采用平流式沉淀池作為初沉池，輻流式沉淀池作為二沉池。1.7.5A2O反應池A2O反應池，可分為兩個A段和一個O段。第一個A段代表厭氧池，在厭氧池中主要是將二沉池中帶有磷污泥回流到厭氧池中，通過在分子氧缺乏或不存在的條件下將污泥中的磷分解出來，達到釋磷的效果。第二個A段代表缺氧池，利用微生物細菌中的反硝化細菌把缺氧池中的有機物作為碳源進行反硝化，使二沉池流入缺氧池的混合液中的硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮生成氮氣揮發(fā)，達到脫氮效果。O段代表好氧池，在好氧條件下，有機物會被分解作為能源提供給吸收磷的微生物，然后聚磷菌又吸取污水中大量的磷，排入沉淀池內(nèi)以排泥的方式將磷除掉。1.7.6紫外線消毒城鎮(zhèn)污水處理廠設置消毒處理系統(tǒng)是因為經(jīng)過前面兩次處理后的水質(zhì)雖然有所改變，但是污水中含有的細菌也在增加，若排放的污水中含有大量的細菌，也會對水體造成污染，因此污水在排入水源之前都需要進行消毒處理。城鎮(zhèn)污水處理廠一般會選用液氯、次氯酸鈉、二氧化氯、臭氧和紫外線進行消毒。其中紫外線消毒具有安全和環(huán)保的優(yōu)點，已經(jīng)在城鎮(zhèn)污水處理廠廣泛使用。因此本設計采用紫外線消毒。1.8污泥處理構(gòu)筑物說明1.8.1污泥濃縮池污泥濃縮池主要是為了降低污泥含水量與減少污泥體積，為后續(xù)污泥處理運行打好基礎(chǔ)。污泥濃縮池采用重力法或氣浮法來進行處理。重力濃縮池主要處理活性污泥與初沉污泥的混合體，而氣浮濃縮池主要處理脫氮除磷系統(tǒng)的污泥濃縮，不適用初沉池污泥。重力法又可分為連續(xù)式重力濃縮池和間歇式重力濃縮池，其中連續(xù)式重力濃縮池用于中、大型城鎮(zhèn)污水處理廠，間歇式重力濃縮池用于小型城鎮(zhèn)污水處理廠。因此，本設計選擇連續(xù)式重力濃縮池。1.8.2厭氧消化池厭氧消化池主要是為了污泥穩(wěn)定化，利用厭氧微生物通過水解、酸化、產(chǎn)甲烷菌，甲烷菌通過于污泥中的碳源進行反應生產(chǎn)甲烷，污泥解除對甲烷的限制，達到污泥穩(wěn)定化。厭氧消化可分為中溫厭氧消化和高溫厭氧消化，根據(jù)消化工藝的不同，厭氧消化可分為傳統(tǒng)厭氧消化法、二級厭氧消化法和兩相厭氧消化法。因此，本次設計采用圓柱形中溫的傳統(tǒng)厭氧消化。1.8.3污泥脫水間污泥脫水間主要是為了污泥減量，將污泥制作成污泥餅便捷運輸。真空轉(zhuǎn)鼓過濾機、自動板框壓濾機、帶式壓濾機和離心脫水機都是城鎮(zhèn)污水處理廠常用的污泥脫水機器，其中帶式壓濾機可連續(xù)自動操作、投資費用低、適合于任何城鎮(zhèn)污水處理廠。因此，本設計選用污泥脫水機為帶式壓濾機。第二章計算單元2.1污水水量設計2.1.1居民生活污水量：設居民人口7萬人，每人每日生活污水定額為150L/d，其取K1=1.2，K2=1.3，則Kz1=1.56Q2.1.2學校所產(chǎn)生的污水量：設學校有4萬人，每人每日污水排放量為36L/d，Kz2=2.1Q2.1.3工廠污水量：設工廠污水量：Q2.1.4污水總水量：Q總=Q1+Q22.2水質(zhì)處理情況污水進入各單元進行水質(zhì)處理，得出各單元中構(gòu)筑物對水質(zhì)處理情況如下表2-1：表2-1各單元水質(zhì)處理情況序號構(gòu)筑物項目COD（mg/L）BOD5（mg/L）SS（mg/L）TN（mg/L）TP（mg/L）NH3-N（mg/L）PH1格柵、旋轉(zhuǎn)式沉砂池、平流式沉淀池進水350150200275306-9去除率25%25%50%0%0%0%出水262.5112.5100275306-9一級處理總?cè)コ?5%25%50%0%0%0%2厭氧池進水262.5112.5100275306-9去除率40%20%15%0%0%10%出水157.59085275276-93缺氧池進水157.59085275276-9去除率20%45%15%52%0%30%出水1265076.513518.96-94好氧池進水1265076.513518.96-9去除率55%80%35%0%90%84%出水56.71049.7130.536-95輻流式沉淀池進水56.71049.7130.536-9去除率20%20%80%0%0%0%出水45810130.536-9二級處理總?cè)コ?2.86%92.89%90%52%90%90%6紫外消毒池進水45810130.536-9去除率0%0%0%0%0%0%0%出水45810130.536-9總?cè)コ?0%95%95%52%90%90%2.3污水處理構(gòu)筑物的計算2.3.1粗格柵粗格柵設兩臺同時使用。已知流量Q總=46000m3/d=0.532m3/s；Q總1=0.266m3/s。設格柵傾角α=60°；柵條間隙e=0.06m；過柵流速v=0.8m/s；柵前水深h=0.4m。2.3.1.1格柵槽寬度：（1）柵條的間隙數(shù)n:n=（2）柵槽寬度B：設柵條厚度S=10mmB=S×2.3.1.2通過格柵的水頭損失：設格柵條斷面為矩形斷面，則β=2.42h2.3.1.3柵后槽總高度：設柵前渠道超高h2=0.3mH2.3.1.4柵槽總長度：（1）進水道漸寬部分長度L1：設進水渠寬B1=0.6m；漸寬部分展開角度α1=20°L（2）柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度L2：L(3)柵槽總長度L：HL=2.3.1.5每日柵渣量：由于格柵間隙取為60mm，取W1=0.02；Kz=1.36W1=Q總1×W1×86400KZ×1000所以采用機械清渣模式，選擇型號為SGH的回轉(zhuǎn)式機械格柵除污機，其性能如下：表2-2SGH回轉(zhuǎn)式機械格柵除污機槽寬H(m)安裝角度α柵條間隙（mm）功率（kw）處理污水量m3/h生產(chǎn)廠自選60°—80°10-10010100-10000江蘇瀚江環(huán)保機械2.3.2提升泵房2.3.2.1流量確定：設采用四臺泵，三臺正常工作運行，一臺備用，則每臺設計流量為：Q=2.3.2.2楊程計算H=（1）吸水管水頭損失設吸水管直徑DN=450mm，充滿度為0.75，查水力學圖可得i=0.003，流速v=1.04m/s。有1m的距離為直管，450*300漸縮管ξ=0.2，90°彎頭ξ=0.45，閥門ξ=0.07沿程損失：iL=0.003?1=0.003局部損失：ξh(2)泵站外管線水頭損失：泵站與細格柵距離為20m，其管徑為DN=600mm,填滿度為0.75，查水力學圖可得i=0.0007。則h=0.0007*20=0.014(m)（3）出水管水頭損失設出水管分為兩段構(gòu)成，兩段分別為A-B,B-C。其中A-B采用管徑DN=600mm，填滿度為0.75，查水力學圖可得i=0.0007，流速v=0.58m/s。有一段0.5m的直管，300*600的漸闊管ξ=0.26，90°彎頭ξ=0.6，閥門ξ=0.1沿程損失：iL=0.0007?0.5=0.00035局部損失：ξB-C段也采用管徑DN=600mm,直管長度有5m，含有兩個90°彎頭ξ=0.6，一個丁字管ξ=0.1沿程損失：iL=0.0007?5=0.0035局部損失：ξh則楊程為：取自由水頭為1m，H=h1+h22.3.2.3泵房的選擇選擇浙江楊子江泵業(yè)有限公司中WQ600-600-9-30的潛水提升泵，其參數(shù)如下表：表2-3潛水提升泵參數(shù)型號口徑(mm)流量（m3/h）楊程(m)功率（kw）轉(zhuǎn)速(r/min)600-600-9-306006009309802.3.2.4集水池設集水池的有效水深H=2m，集水池容積按泵5分鐘的出水量計算，則容積為：V=0.133?60?5=39.9則集水池的尺寸為：7*3*2=42(m3)＞39.9(m3)2.3.3細格柵設兩臺細格柵同時工作。已知流量Q總=46000m3/d=0.532m3/s；Q總1=0.532/2=0.266m3/s。設格柵傾角α=60°；柵條間隙e=0.01m；過柵流速v=0.8m/s；柵前水深h=0.4m2.3.3.1格柵槽寬度：（1）柵條的間隙數(shù)n:n=（2）柵槽寬度B：設柵條厚度S=10mmB=S×2.3.3.2通過格柵的水頭損失：設格柵條斷面為矩形斷面，則β=2.42h2.3.3.3柵后槽總高度設柵前渠道超高h2=0.3mH2.3.3.4柵槽總長度：（1）進水道漸寬部分長度L1：設進水渠寬B1=0.7m；漸寬部分展開角度α1=20°；進水渠道流速為0.77m/sL（2）柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度L2：L(3)柵槽總長度L：HL=2.3.2.5每日柵渣量：由于格柵間隙取為10mm，取W1=0.1；Kz=1.36W1=Q總1×W1×86400KZ×1000所以采用機械清渣模式，選擇型號為WGF的階梯式格柵除污機，其性能如下：表2-4WGF階梯式格柵除污機參數(shù)表槽寬H(m)安裝角度α柵條間隙（mm）功率（kw）處理污水量m3/h生產(chǎn)廠自選60°—80°1-200.75-5.50-1000無錫貝利康環(huán)保設備有限公司圖1格柵示意圖2.3.4旋流式沉砂池表2-5旋流式沉砂池規(guī)格設計水量(m3/h)180360720108019803170475063007200沉砂區(qū)直徑A/m1.832.132.433.053.654.875.485.806.10儲砂區(qū)直徑B/m0.910.910.911.521.521.521.521.521.83進水渠寬度C/m0.310.380.460.610.721.071.221.371.68出水渠寬度D/m0.610.760.911.221.522.132.442.743.35錐斗底徑E/m0.310.310.310.460.460.460.550.550.55儲砂區(qū)深度F/m1.521.521.521.682.032.082.132.442.44沉砂區(qū)底坡降G/m0.300.30.40.450.6111.31.3進水渠水深H/m0.20.250.380.450.650.750.951.11.1沉砂區(qū)水深J/m0.80.80.811.11.451.451.51.5超高K/m0.30.30.350.350.350.40.40.450.45沉砂區(qū)深度L/m1.11.11.151.351.451.851.851.951.95驅(qū)動機構(gòu)W0.560.860.860.750.751.51.51.51.5漿板轉(zhuǎn)速(N/min)2020201414131313132.3.4.1流量確定已知流量Q總=46000(m3/d)=1916.7(m3/h)設旋流式沉砂池兩座，每座沉砂池設計流量Q砂=Q總/2=958.35(m3/h)。2.3.4.2尺寸確定查表2-5，選擇直徑3.05m的旋轉(zhuǎn)式沉砂池，各部分尺寸如下表2-6。表2-6旋轉(zhuǎn)式沉砂池尺寸設計水量(m3/h)1080沉砂區(qū)底坡降G/m0.45沉砂區(qū)直徑A/m3.05進水渠水深H/m0.45儲砂區(qū)直徑B/m1.52沉砂區(qū)水深J/m1進水渠寬度C/m0.61超高K/m0.35出水渠寬度D/m1.22沉砂區(qū)深度L/m1.35錐斗底徑E/m0.46驅(qū)動機構(gòu)/W0.75儲砂區(qū)深度F/m1.68漿板轉(zhuǎn)速(N/min142.3.4.3參數(shù)校核（1）表面負荷q=4Q砂π?A2（2）停留時間a.沉砂區(qū)體積V：V=b.停留時間HRTHRT=（3）進水渠流速V1：V1=（4）出水渠流速V2：V2=2.3.4.4除砂裝置除砂前，砂水是混合在一起的，為了更好的進行砂水分離，常配用砂水分離器。旋流式沉砂池可通過空氣提升、排沙泵等方式進行除砂，但最常用的方法是氣提方式進行除砂。因此本設計采用空氣提升器和南京奧波爾環(huán)保設備有限公司的LSSF-320螺旋式砂水分離器連用。圖3旋流式沉淀池樣圖2.3.5平流式沉淀池設平流式沉淀池兩座，一座運行，另一座備用。已知流量Q總=46000(m3/d)=1916.7(m3/h)2.3.5.1沉淀池總面積：取表面負荷q=2m3/(m2·h)A=2.3.5.2沉淀區(qū)有效水深:取沉淀時間t=1.5h。h2.3.5.3沉淀區(qū)有效容積：V=2.3.5.4沉淀池池長:設最大流量時的水平流速v=5mm/sL=3.6×v×t=3.6×5×1.5=27（m）2.3.5.5沉淀區(qū)總寬度:B=2.3.5.6沉淀池座數(shù)或分格數(shù)：設每格池寬b=5mn=Bb=35.52.3.5.7校核長寬比、長深比長寬比：2.3.5.8污泥部分所需容積:設兩次排泥時間間隔T=2天，污泥含水率為97%，去除懸浮物的去除率50%，污泥密度r=1t/m3。W=2.3.5.9每格池污泥所需容積：W2.3.5.10污泥斗容積設污泥斗上口面積f1=5m，污泥斗下底面積f2=0.5m。則：hV2.3.5.11沉淀池總高度：設沉淀池總超高h1=0.4m，h3=0.6m。H=2.3.5.12沉淀池總長度：L2.3.5.13污泥處理平流式沉淀池的污泥通過行車式刮泥機受重力作用進入直徑DN=400mm的排泥管，以流速0.9m/s流入污泥斗底部。污泥管應高于沉淀池下端水面0.3m，起到通氣便排的作用。圖4平流式沉淀池2.3.6A2O生物池經(jīng)過初沉池的處理，BOD5會被去除25%，因此流入A2O的BOD5的值約為：150*(1-25%)=112.5mg/L。2.3.6.1已知參數(shù)已知：（1）流量：Q總=46000m3/d=0.532m3/s。（2）進水水質(zhì)：項目BOD5CODSSTNTPNH3-NPH進水水質(zhì)（mg/L）112.5262.5100275306-9（3）出水水質(zhì)：項目BOD5CODSSTNTPNH3-NPH出水水質(zhì)（mg/L）1056.749.7130.536-92.3.6.2計算：（1）判斷是否采用A2O工藝：TPCODBOD符合要求。（2）設：BOD5污泥負荷N=0.13kgBOD5/（kgMLVSS·d）；回流污泥濃度Xr=6600mg/L；污泥回流比R=100%混合液懸浮固體濃度X==TN去除率ηTN=52%混合液回流比R內(nèi)=（3）反應池容積V=Q總S0NX=反應池總水力停留時間t:t=VQ總=各段水力停留時間和容積計算如下：由于厭氧：缺氧：好氧=1：1：3，則：厭氧池水力停留時間t厭：t厭氧池容積V厭：V缺氧池水力停留時間t厭：t缺氧池容積V厭：V好氧池水力停留時間t厭：t好氧池容積V厭：V（4）校核氮磷負荷好氧段總氮負荷=Q總TN0厭氧段總磷負荷=Q總TP0（5）剩余污泥量⊿X=PP取污泥增殖系數(shù)Y=0.6，污泥自身氧化率kd=0.05d-1,則：PX=YPS=⊿X=PX(6)堿度校核氧化1gNH4-N需要消耗堿度7.14g；還原1gNO3—-N產(chǎn)生堿度3.57g；去除1gBOD5產(chǎn)生堿度0.1g。剩余堿度=進水堿度-硝化消耗堿度+反硝化產(chǎn)生堿度+去除BOD5產(chǎn)生堿度設生物污泥中含氮量以12.4%計，則每日用于合成的總氮量為：0.124×1327.5=164.61(kg/d)進水總氮中有164.61*1000/46000=3.58(mg/L)用于合成。被氧化的NH3-N=進水總氮-出水氨氮量-用于合成的總氮量=27-3-3.58=20.42（mg/L）所需脫銷量=27-13-3.58=10.42（mg/L）需還原的硝酸鹽氮量NT=46000*10.42/1000=479.32(kg/d)則剩余堿度=280-7.14*20.42+3.57*10.42+0.1*（112.5-10）=181.65（mg/L）＞100（mg/L）（以CaCO3計）符合要求（7）反應池主要尺寸：已知反應池總?cè)莘eV=13000（m3）,設有效水深h=4（m），則有效面積為：S=V單?采用6廊道式推流式反應池。廊道寬b=8m，則單組反應池長度L：L=校核：b/h=8/4=2（滿足b/h=1-2）L/b=68/8=8.5(滿足L/h=5-10)取超高為0.5m，則反應池總高H：H=4+0.5=4.5（m（8）反應池進水、出水計算①進水管進水與回流污泥先進入進水槽，經(jīng)過均勻混合后排入缺氧池中則反應池進水管流量Q：Q=Q總=0.532管道流速V進=0.8m/s，管道過水斷面積A為：A=QV進管徑d:d=4Aπ取進水管管徑DN=1000mm。②回流污泥渠道反應池回流污泥渠道設計流量QR：QR=RQ=1?0.532=0.532(m渠道流速V回=0.7m/s，則管徑d:d=取回流污泥管道直徑DN=1000mm。③出水管：反應池出水管流量Q出=（1+R）Q總=1.064(m3/s)管道流速v出=1m/s，則管徑d:d=取出水管道DN=1200mm（9）曝氣系統(tǒng)計算①需氧量計算碳化需氧量：D1=Q總S硝化需氧量：D2=4.6QN0?反硝化需氧量：D3=2.86NT=2.86?因此，總需氧量AOR=D1+D2+D3=5014.65+2205.19+1370.86=8590.7(kgo2/d)=357.95(kgo2/h)最大需氧量與平均需氧量之比為1.4，則：AORmax=1.4AOR=1.4?357.95=501.13(kgo=12027.12(kgo2/d)去除1kgBOD5的需氧量=AORQ總S0?Se②標準需氧量選用鼓風機實行曝氣，微孔曝氣器布置于反應池底部，距池底約0.15m，淹沒深度3.5m，氧轉(zhuǎn)移效率EA=30%，將設計所需氧量AOR換成在標準狀態(tài)下的需氧量SOR，則結(jié)果為：SOR=AOR?已知所在區(qū)大氣壓為1.013*105Pa，則取值ρ=1；設CL=2mg/L；α=0.85；β=0.95；20°與25°的水中飽和溶解氧值為Cs(20)=9.17mg/L、Cs(25)=8.38mg/L?？諝鈹U散器出口處的絕對壓力：Pb=1.013?10空氣離開曝氣池池面時，氧的百分比：O好氧反應池中平均溶解氧飽和度：Csm25=則標準狀態(tài)下的需氧量SOR為：SOR=8590.7?9.170.85?0.95?1?8.75?2=543.33（kgo2/h）最大標準需氧量SORmax:SORmax=1.4SOR=1.4?13040=18256（kgo2=760.67（kgo2/h）好氧反應池最大供氣量：Gsmax=SORmax③空氣壓力：設h1+h2=0.002MPa；h3=0.004MPa；h4=0.045MPa；?h=P=④曝氣器數(shù)量按供氧能力計算曝氣量數(shù)量：采用QMZM200平板系列微孔曝氣器，其技術(shù)參數(shù)為如下：工作通氣量：1.5-3m3/h·個；氧利用率：22-40%；充氧能力：0.13-0.4kgO2/h；淹沒水深為3-7m。取充氧能力qc=0.15kgO2/h。n=SORmaxqc=⑤供風管道計算a.干管供風管道采用樹狀分布流量：QS=Gsmax設流速v=10m/s，則管徑d=取干管管徑DN=400mm。b.支管單側(cè)供氣流量：QS單=G設流速v單=10m/s，則管徑d=取支管管徑DN=250mm。雙側(cè)供氣流量：QS雙=2?G設流速v雙=10m/s，則管徑d=取支管管徑DN=350mm。（10）缺氧池設備選擇（以單組反應池計算）將缺氧池分為兩格，每格設有QJB5/12-620/3-480S潛水推流式攪拌機，其運行功率為5KW，缺氧池所供功率為2*5=10KW。（11）厭氧池設備選擇（以單組反應池計算）將厭氧池分為兩格，每格設有QJB5/12-620/3-480S潛水推流式攪拌機，其運行功率為5KW，缺氧池所供功率為2*5=10KW。（12）污泥回流設備的選擇已知污泥回流比R=100%，污泥回流量為：QR=R設回流污泥泵房一座，內(nèi)設四臺潛污泵，其中三臺使用，一臺備用，則單泵流量QR選擇溫州洋河泵業(yè)有限公司其型號為300QW800-12-45的潛污泵。（13）混合液回流泵已知混合液回流比R回=200%，混合液回流量為：Q設混合液回流泵于每池兩臺，每一臺泵流量Q選擇溫州洋河泵業(yè)有限公司其型號為300QW1000-25-110的潛污泵。（14）鼓風機選擇已知好氧池最大供氣量Gsmax=8476.89(m3/h)=141.28(m3/min)，因此選用三葉羅茨鼓風機，其型號為YQSR350，功率為45-280KW，升壓可達到14.7-58.8kPa，風量為144-200.06m3/min，重量約為52.3.7輻流式沉淀池設平流式沉淀池兩座，一座使用，另一座備用。已知流量Q總=46000(m3/d)=1916.7(m3/h)，R=100%，Q0=938.35(m3/h)2.3.7.1部分水面面積：設表面負荷q=1.5F=2.3.7.2沉淀池直徑：D=4Fπ=4×2.3.7.3澄清區(qū)高度設沉淀池沉淀時間t=1h，則澄清區(qū)高度:

?2.3.7.4污泥區(qū)高度設貯泥時間t’=1.5h。?2.3.7.5池邊水深：h2.3.7.6污泥斗高：設污泥斗底部直徑D1=1.5m，污泥斗上部直徑D2=3m，斗壁和水平面呈60°夾角，則污泥斗高度為：h2.3.7.7沉淀池總高：設池底坡度i=0.02，則池中心與池邊落差：取超高h6=0.3m，則沉淀池總高為：H=圖6輻流式沉淀池示意圖2.3.8紫外線消毒（低壓高強燈紫外線消毒系統(tǒng)）已知流量Q總=46000(m3/d)=1916.7(m3/h)=0.532(m3/s)2.3.8.1燈管數(shù)：本設計燈管選用低壓高強燈，每3800m3/d需2.5根燈管，則所需的燈管數(shù)量為：n=460003800?2.5=30.26(根)每個模塊由8根燈管構(gòu)成，設有兩道紫外線渠道，單側(cè)需要模塊為：m=燈管總數(shù)為：4*2*8=64（根）2.3.8.2消毒渠設計：設水流流速為0.7m/s，渠道過水斷面積為：A=一般渠道深度要求為1.29m。則渠道寬度：B=AH=0.761.29=0.59(m)2.3.8.3復核流速：v=2.3.8.4紫外線消毒渠道長度：若燈管間距為88.9mm，沿渠道寬度可安裝15個模塊，故選用UV4000-PLUS系統(tǒng)，兩組UV燈，每組UV有15個模塊。每個模塊長度為2.4m，兩個燈組間距為1m，渠道出水設堰板調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)堰與燈組間距為2m，則總長為：L=2?2.4+1?2+2=8.8(m)2.3.8.5輻射時間：t=圖7紫外線消毒渠道示意圖2.4污泥處理系統(tǒng)的計算2.4.1、污泥量的計算2.4.1.1初沉池污泥量：取初沉污泥濃度X0=0.05t/m3，則初沉池污泥量為：W已知A2O生物池與二沉池產(chǎn)生的剩余污泥量：⊿X=3500(kg/d)，假設剩余污泥的含水率為99.3%，固體濃度C02.4.1.2總污泥量:W2.4.2污泥濃縮池2.4.2.1污泥濃縮池面積：設污泥固體負荷Nwg=30kg(m2·d)，進泥速度v泥=6g/L，則污泥濃縮池面積為：A=2.4.2.2污泥濃縮池的直徑D=4A/π=4?127.4/3.14=12.7（m2.4.2.3有效水深設濃縮時間T=16(h)，則有效水深為：?2=WT24?A=2.4.2.4污泥斗高度：設污泥斗底部直徑D底=1m，污泥斗上部直徑D上=2.5m，壁面與水平面呈60°，則污泥斗高度為?2.4.2.5池底坡度高差：設池底坡度i=0.05，則池底坡度高差為：?2.4.2.6濃縮池總高度設超高h1=0.4m，緩沖層高度h3=0.3m，則濃縮池總高為：H=2.4.2.7濃縮后污泥體積設經(jīng)過污泥濃縮處理后，污泥含水率為97%，則污泥濃縮后的體積為：W‘=W1?0.9931?0.97=546?(1?0.993)1?0.972.4.2.8最大時污泥容積：設每隔排泥時間為8h，則最大時污泥容積為：V=5?W‘=8?5.31=42.48(2.4.2.9污泥斗容積：?V?VV‘=V‘=53.63m32.4.2.10上清液容積W2.4.3儲泥池經(jīng)過污泥濃縮池處理后的污泥W‘=127.4m3/d，設儲泥池一座。2.4.3.1儲泥池容積：設污泥停留時間為12h，則容積為：V=127.4?0.5=63.72.4.3.2儲泥池尺寸：L?B?H=4?4?4.5=722.4.4厭氧消化池經(jīng)過污泥濃縮池處理后的污泥W‘=127.4m3/d，設一座中溫單級厭氧消化池。2.4.4.1消化池有效容積：設厭氧消化時間t=20d，則消化池有效容積為：V=2.4.4.2底部高度：取消化池直徑D=15m，池底底部直徑d2=2m，錐角α=20°，錐底底部高度：h2.4.4.3厭氧消化池柱體高：h2.4.4.4集氣罩容積：取集氣罩直徑d3=2m，集氣罩高度h4=2m，則集氣罩容積為：V2.4.4.5上錐體容積V則V1=165.06（m3）2.4.4.6柱體容積：V2.4.4.7消化池有效容積V=2.4.4.8集氣罩表面積A2.4.4.9上蓋表面積A2.4.4.10下錐體表面積A2.4.4.11消化池柱體表面積A2.4.4.12消化池總面積：A=2.4.5脫水機房2.4.5.1污泥質(zhì)量：已知W‘=127.4(m3/d)，其質(zhì)量為：Q泥=ρW‘（1-97%）=1000*127.4*（1-97%）=3822(kg/d)2.4.5.2過濾產(chǎn)率：設濾帶寬度為1m，濾布移動速度v=0.6m/min，過濾產(chǎn)率28kg/h，安全系數(shù)k=1.2，經(jīng)過壓濾后的濾餅含水率為80%，則帶式壓濾機過濾產(chǎn)率為：28?12.4.5.3壓濾機臺數(shù)：壓濾機每日工作時間T=18h，則所需壓濾機臺數(shù)：n=Q泥18?233.3=3822本次設計采用兩臺選用DY-1000帶式壓濾機。一臺使用，另一臺備用。表2-7帶式壓濾機參數(shù)濾帶寬度（mm）濾餅含水率產(chǎn)泥量（kg/h·m2）電功率（kw）1000≤80%100-5001.52.4.5.4投配泵的選擇Q選擇兩臺G35-1型號的單螺桿泵，其參數(shù)如下：表2-8螺桿泵參數(shù)型號揚程(m)流量(m3/h)電機功率（kw）壓力（MPa）G35-10-120830.62.4.5.5投加藥量：本設計采用聚丙烯酰胺為PAM，設投加量為0.2%，則每天PAM的投加量為：M=2.4.5.6藥液體積設聚丙烯酰胺濃度為0.01，則藥液體積為：V液=M0.01若每日配置藥品兩次，則每次配藥體積為：V‘本次采用兩個容量為1m3的藥箱，分別配置JBK-700框式攪拌機。還需選擇兩套在線稀釋設備，其中包括兩臺水射器、流量儀、調(diào)節(jié)控制閥門。2.4.5.7藥泵流量：Q投加PAM藥劑的泵選用兩臺G20-1的單型螺桿泵。2.4.5.8反沖洗泵若脫水機進行反沖洗時所消耗的水量在8—14m3/h，反沖洗壓力在0.5-1MPa，需配置兩臺（一用一備的形式）離心清水泵進行反沖洗。3.高程布置在處理單元中各構(gòu)筑物的標高和構(gòu)筑物之間的管道連接的尺寸及標高都屬于高程布置，這樣才能使污水通過自重流經(jīng)各處理構(gòu)筑物，使污水水質(zhì)達到排放標準。3.1污水處理廠高程布置的原則：（1）構(gòu)筑物和管道連接的水頭損失的計算。（2）利用構(gòu)筑物的水面高差，實現(xiàn)污水、污泥通過自重作用流經(jīng)各處理單元。（3）排放水位應選取最常見的高水位作為排水位。（4）構(gòu)筑物之間的管道連接的水頭損失包括了局部水頭和沿程水頭之和。（5）計量儀器的水頭損失一般為0.2m。3.2污水處理廠高程布置注意事項：（1）污水通過提升泵一次性提升到污水處理廠中構(gòu)筑物最高點，中途不能再次加壓提升。（2）常采用污水處理廠最大流量來進行計算水頭損失。（3）在進行高程布置時，需考慮污水處理廠的地形和地勢條件。（4）高程布置時避免增加資金的開銷和施工難度。3.3高程計算3.3.1各個構(gòu)筑物的水頭損失：表3-1各構(gòu)筑物水頭損失構(gòu)筑物水頭損失（mm）粗格柵19細格柵200旋流式沉砂池200平流式沉淀池300A2O反應池500輻流式沉淀池550紫外消毒池200污泥濃縮池110003.3.2污水管道水力計算本設計管渠采用鋼筋混凝土圓管，按非滿流n=0.014，污水出口水位為-1m。（1）紫外消毒池至水源DN=1000mm，L=200m，i=0.0005，v=0.7m/s，充滿度為0.75，采用兩個90°彎頭、一個閥門（全開）。沿程損失：iL=0.0005?200=0局部損失：ξ(2)輻流式沉淀池至紫外消毒池DN=800mm，L=60m，i=0.0023，v=1.32m/s，充滿度為0.75，采用一個90°彎頭、一個閥門（全開）。沿程損失：iL=0.0023?60=0.138局部損失：ξ(3)A2O反應池至輻流式沉淀池DN=1200mm，L=80m，i=0.0003，v=0.58m/s，充滿度為0.75，采用兩個90°彎頭、一個閥門（半開）。沿程損失：iL=0.0003?80=0.024局部損失：ξ(4)平流式沉淀池至A2O反應池DN=1000mm，L=60m，i=0.0007，v=0.84m/s，充滿度為0.75，采用一個90°彎頭。沿程損失：iL=0.0007?60=0.042局部損失：ξ(5)旋流式沉砂池至平流式沉淀池DN=1250mm，L=40m，i=0.0002，v=0.54m/s，充滿度為0.75。沿程損失：iL=0.0002?40=0.008局部損失：ξ(6)細格柵至旋流式沉砂池DN=600mm，L=20m，i=0.0045，v=0.9m/s，充滿度為0.75。沿程損失：iL=0.0045?20=0.09局部損失：ξ(7)進水口至粗格柵DN=900mm，L=100m，i=0.0012，v=1.04m/s，充滿度為0.75，閘閥一個（半開）。沿程損失：iL=0.0012?100=0.12局部損失：ξ表3-2管道水頭損失管渠設計參數(shù)水頭損失D（mm）i（‰）V(m/s)L(m)沿程局部合計紫外消毒池至水源10000.00050.72000.10.0680