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1、课程设计说明书第20页共22页例：供参考生活污水排放量90000m3/d ,采用普通活性污泥法处理，以格栅、曝气池、二沉池为 主要处理设备对其工艺进行设计。1绪论1.1 城市污水处理技术的发展趋势表儿种不同污水处理工艺技术特点上2名称污泥负荷(/(kg MLVSSkg BOD d)MLSS(mg/L)停留时间(h)特点传统工艺0.20.41500300048出水水质较好、污泥不稳定分段进水0.20.42000350035负荷适应性强、污泥不稳定吸附再生0.20.62000800035负荷适应性强、污泥不稳定氧化沟0.05 -0.330006000836耐负荷、水质好、污泥较稳定序批池0.05
2、-0.31500500012 50耐负荷、水质好、污泥较稳定一体化池0.05 -0.31500500012 50耐负荷、水质好、污泥较稳定A/O法0.05 -0.220003500615水质好、耐负荷、污泥较稳定A/A/O 法0.10.2520003500612水质好、耐负荷、污泥较稳定AB法0.351500300035针对高浓度进水、污泥/、稳定1.2 活性污泥法的应用1.3 活性污泥法的生物处理原理1.4 城市污水可生化性分析废水处理过程中采用的工程菌为活性污泥絮凝体，也称为生物絮凝体，具骨干部分是由千万个细菌为主体结合形成的统称为“菌胶团”的团粒。活性污泥内微生物处于内源呼 吸器或减衰增
3、值期后段时，运动性能微弱、动能较低，不能与范德华力相抗衡，摒弃贼布 朗运动作用下，菌体互相碰撞，结合形成活性污泥絮凝体。城市生活污水的可生化性（?ODL）是不同的，（目ODL）值越大，则可生化性越CODcrCODcr好，生化处理效率高，反之，可生化性差，生化处理效果亦差。指标为：（B吗）60%易生化CODcr本设计（空三）=200/420=0.47属于可生化性范围内，说明本设计处理的废水可生 CODCr化性好，按给出的水质条件设计处理废水可以达到工艺要求。2水处理厂设计方案的确定与论证2.1 设计任务生活污水排放量90000m3/d ,采用普通活性污泥法处理，以格栅、曝气池、二沉池为 主要处理
4、设备对其工艺进行设计。2.2 设计依据2.3 设计原则2.4 设计水量及水质2.4.1 设计水量4333_.污水的平均处理量为Q平=9父10 m /d =3750 m /h =1.04 m /s ；污水的最大处理量为43Qmax =10.8 10 m /d =4500 m / h =1.25 m /s ；污水的最小处理量为4333 .Qmin =7.5父10 m /d =3125m /h = 0.868m /s。总变化系数取 K总为 12。12.4.2设计水质设计水质如表所示。56项目CODBOD5SS入水（mg/L ）450300150出水（mg/L ）100303.5,符合要求。(8)每小
5、时所需空气量qq = dQmax 3600式中：d每m3污水所需空气量，m3/m3 ,据相关资料，取d=0.2m3/m3。M： q = d Qax 3600= 0. 2 1. 25 360cm 9003.4.3 沉砂室尺寸计算(1)砂斗所需容积V7 QmaxXT 86400V 二6小 父106式中：X 城市污水沉砂量，m3/106m3污水，据相关资料，取X =9m3/106m3污水；T 两次清除沉砂相隔的时间，d ,据相关资料，取T=2d ；K总一一生活污水流量总变化系数，由设计任务书 K总=1.2。则:QmaXT 86400K 总 1061.25 30 2 864001.2 106=5.4m
6、3(2)每个砂斗所需容积V2个分格，沉砂斗个数为V / n式中：n 砂斗个数，设沉砂池每个格含两个沉砂斗，有个则：V =V =54 = 1.35m3n 4(3)砂斗实际容积VV 1,( 2a；+2a2+2a1a2)62h4a1 二 a2tan ;式中：a1砂斗上口宽，m ;出砂斗下口宽，m ,据相关资料，取a2=1m；h4 砂斗高度，m,据相关资料，取h4=0.8m;口 一一斗壁与水平面倾角，丁 据相关资料，取0 =552h42 0.8贝 U ：a1 = a2 =； 1 ： 2.1mtan 二tan 55V 1 =h4(2a12+2a|+2a1a，,) =- (2x2.12+2x12+2x2.
7、1 x1)66=2.03 m3V = 1.35 m3(4)沉砂池总高度H (采用重力排砂)H = h1h2 % h4h3 =(L -a1)i式中：h1超高，m ,据相关资料，取h=0.3m;h3 一一砂斗以上梯形部分高度，m ;i 一一池底坡向砂斗的坡度，据相关资料，取i=0.1, 一股值为0.10.5贝1：h3 =(L-a1)i =(12-2.1) 0.1 = 0.99mH = h1 h2 1 h4 = 0.3 2.0 0.99 0.8 = 4.09m(5)最小流速校和VQminQvmin - 一 , ,nWminK 总 Rb%式中： Q设计流量，m3/s ,取Q = 1.04m3/s；Qm
8、in最小设计流量，m3/s; Qmin =0.868 m3/sR最小流量时工作的沉砂池格数，个，取 n1二1；Wmin 最小流量时沉砂池中的水流断面面积，m2,据相关资料，Wmin为7.0m2贝 U：Vm i n= Qm i n =1Q =1. 04 0. 139 0.1 ms,符合设计要求。RWmin K bh21. 2 2. 0 3. 13.4.4 排砂采用重力排砂，排砂管直径D= 300mm,在沉砂池旁设贮砂池，并在管道首端设贮砂 阀门。(1)贮砂池容积VV =nV 7.5h2b则： V =nM 7.5h2b-4 2.03 7.5 2.0 3.1 = 54.62m3(2)贮砂池平面面积A
9、VA 二 一 h 式中：h 贮砂池有效水深，取h=2.5m。 则：A=V=4221.# h 2 . 5 3.4.5出水水质查给排水设计手册，经曝气沉砂池，SS去除率10%。则：SS = 150 (1-10%) -150 90%=135mg. L3.5 初沉池3.5.1 初沉池设计说明沉淀池主要去除依附于污水中的可以沉淀的固体悬浮物，按在污水流程中的位置，可以分为初次沉淀池和二次沉淀池。初次沉淀池是对污水中的以无机物为主体的比重大的固 体悬浮物进行沉淀分离。沉淀池按水流方向可分为平流式的、 竖流式的和辐流式的三种。竖流式沉淀池适用于 处理水量不大的小型污水处理厂。而平流式沉淀池具有池子配水不易均
10、匀，排泥操作量大 的缺点。辐流式沉淀池不仅适用于大型污水处理厂，而且具有运行简便，管理简单，污泥处理技术稳定的优点。所以，本设计在初沉池选用了辐流式沉淀池。初沉池共有2座，直径为40m,高为6.83m,有效水深为4.0m。为了布水均匀，进 水管设穿孔挡板，穿孔率为10%-20%,出水堰采用直角三角堰，池内设有环形出水槽，双 堰出水。每座沉淀池上设有刮泥机，沉淀池采用中心进水，周边出水，单周边传动排泥。 其特点是运行效果好，设备简单。3.5.2 初沉池池体尺寸计算(1)沉淀部分水面面积FQmaxF 二nq式中：Qmax 最大设计流量，m3/h, Qmax=4500m3/h;n池数，个，取n=2;
11、q表面负荷，m3/m2 h ,据相关资料，取q=2.0m3/m2 h 0Q 45002则： f =Wux1125m2nq 2 2(2)池子直径DD后4F 4 112 5c r则：D = J= J = 3 7. 8h6取 D=40m(3)实际水面面积FD2F则:一 ， 一 23.14 404= 1256m2核算表面负荷：q = -Q = 3750 = 1.5 m3 m2h 20m3(13)校核径深比:D/h=40/4=10.00在612之间，符合要求3.5.3中心管计算(1)进水管直径D ：取 D=900mm 则 4Qmax4 1.25ZTT 一二一 .2n 二 D：2 3.14 0.9=0.9
12、8 m. s在0.9 1.2m/s之间，符合设计要求。(2)中心管设计要求v1 -0.91.2m, sv2 =0. 1 5 0.r2 0sB =(1.5 2.0)b D -4D1图3中心管计算图V3 =0. 1 0 0.n2(sh = (1 3 1h2 )(3)套管直径D ,取口 =2.2m-h24.0h = = = 2.0m22则：D -4D1 =4 2.2-8.8m_ 4Qmaxv22n-： D14 1.25-_ _22 3.14 2.2-0.165m. sV2在0.150.20m/s之间,符合要求。(4)设8个进水孔，取B = 2b二 D1 = 8(B b)则：B =2b =2 0.29
13、 =0.58m5 5) h，取 V3 =0.18ms则:,Qmaxh 二1.258nBv3 8 2 0.56 0.18=0.775m6 6) v1，取 d = 900mm4Qmax272 n二 d4 1.2522 3.14 0.9=0.983 m. sv1在0.91.2 m/s之间，符合设计要求7 .5.4 出水堰的计算(1)出水堰采用直角三角堰，过水堰水深，据相关资料，取 h=0.04m,一般为0.0210.2 之间(2)堰口流量：q =1.4h52 =0.448L/S3(3)三角堰个数：，=%=1.25 10 =1395个mq 2 0.448(4)出水堰的出水流速取：v=0.8m/s则：断
14、面面积 a =9 = 1.25= 0.39m22nv 2 2 0.8(5)据相关资料，取槽宽为0.8m,水深为0.8m,出水槽距池内壁0.5m则：口内=口一0.8 2-0.5 2 =401.61.0 = 37.4mD外=D -0.8父2 =40-1.6 = 38.4m(6)出水堰总长ll = ：(D内 D外)=3.14 (36.8 38.4) = 236m(7)单个堰堰宽L =23613 =07m n 1395(8)堰口宽 0.10,堰口边宽 0.17-0.10=0.07m(9)堰高 017= 0.085m23(10)堰口负荷：qJQmax：1.25 10- = 2.24L/smnl 2 2
15、1395 0.1q在1.52.9L/s之间，符合设计要求。8 .5.5集配水井计算(1)设计用一个集配水井，共一座。Qmax 1.253 ;Q1 = = = 1.25 m . s11(2)配水井来水管管径D1取D1=1500mm,其管内流速为V1则:4Qiv1 二-2二 D14 1.252 = 0.708 ms3.14 1.5(3)上升竖管管径D2取D2 =1600mm,其管内流速为v2则:4Q1V2 二2二 D24 1.25 2 = 0.622 m. s 3.14 1.6(4)竖管喇叭口口径D3,其管内流速为V3D3 =1.3D2 =1.3Ml600 = 2080mm 取 D3 = 2100
16、mm则:4Q14 1.25v3 =2 =2 = 0.36 m. s-D33.14 2.1(5)喇叭口扩大部分长度h3, Ma =45则:h3 u(D3 - D2)tan ： 2 -(2.1 -1.6)tan 45;：2 -0.3m(6)喇叭口上部水深N=0.5m,其管内流速为V4则： v4 = Q1=125 = 0.38 m s二 D3h3.14 2.1 0.5(7)配水井尺寸：直径 D4 =D3+(1.01.6),取 D4=D3+1.5则：D4 =D3 1.5=2.1 1.5=3.6m(8)集水井与配水井合建，集水井宽 B = 1.2m,集水井直径D5则：D5=D4 2B=3.6 2 1.2
17、-6.0m3.5.6 出水水质查给排水设计手册，经初沉池BOD5、SS去除率分别取25%、60%BOD5 = 300 (1 - 25%) = 225 mg LSS = 135 (1-60%) =135 40%=54mg. L3.5.7 选型依据上述计算结果，选用 DZG型单周边传动刮泥机能够满足设计要求。数量两台, 每座初沉池一台。其性能如表8所示。表8 DZG -35型单周边传动刮泥机性能表T1 池径m电动机功池深m周边线速度滚轮与轨道型式性能 401542-3钢滚轮、钢板轨道3.7 二沉池3.7.1 二沉池设计说明二次沉淀池是对污水中的以微生物为主体的、比重小的、因水流作用易发生上浮的固体
18、悬浮物进行分离。本设计二沉池选用辐流式沉淀池。二沉池3座，直径为36m,高为6.79m,有效水深为3.5m,也采用中心进水，周边出 水，排泥装置采用单周边传动的刮吸泥机。具特点是运行效果好，设备简单。3.7.2 二沉池池体尺寸计算(1)沉淀部分水面面积FQ nq式中：Q设计流量，m3/h ,由设计任务书Q=3750m3/h;n池数，个，取n=3;q表面负荷，m3/m2 h ,据相关资料，取q=1.4m3/m2 hQ 37502贝 U:F = = = 892.9mnq 3 1.4(2)池子直径D则：DTfTW892133如取 D=36m(3)实际水面面积F_ _ 2D2则:二 D2F：=73.1
19、4 3624=1017.36m2核算表面负荷q=F=r1.23m7m2 h,q在0.721.80 m3/m2h之间，符合设计要求(4)沉淀部分有效水深h2h2 =qt式中：t 沉淀时间，h,据相关资料，取t=2.5h 则：由=qt =1.4 2.5-3.5m(5)沉淀部分有效容积 VQ375032.5= 3125m33V =-t n 则：V，= Qt n(6)污泥部分所需的容积VSNT1000n式中：S 每人每日污泥量，L/人d ,据相关资料，取S=0.6L/人d ;N 设计人口数，人，取N=27M104人;T 两次清除污泥相隔时间，h ,据相关资料，取T=4h o一 一 一 一 一 4 一S
20、N T 0. 6 27 1 0 Wq贝 1 ：v = 9. m10 0ro2 4 1 00 0 3(7)污泥斗容积Vi二 h522T(r1r1r2r2)h5 =6 Tz)tan ;式中：L-3管丘2昌污泥斗高度,m;r1污泥斗上部半径，m ,据相关资料，取h=2.0m；r2污泥斗下部半径，m ,据相关资料，取2=1.0 m；口 一一斗壁与水平面倾角，二据相关资料，取。=60。则： h5 =( r1 - rtanu(2.-01.0：) tan 6m1. 73V1 =-(r12r1r2r22)= 3.141.73 (2.02 2.01.0 1.02)= 12.7m333(8)污泥斗以上圆锥部分污泥
21、容积V2h422.V2 二(RRr1r1 )3D h4=(R - r1 )i = ( - ri )i 2式中：h4 圆锥体高度，m;R池子半径，m oe_D36则：h4=(R-r1)i=(r1)i -(- -2.0) 0.06 -0.96m22V2 =4(R2 Rr1r12) = 3.14 0.96 (182 18 2.0 2.02) = 365.7m3 33(9)沉淀池总高度HH = A h2 h3 h4 h5式中：h1超高，据相关资料，取h1=0.3m;h3缓冲层高度，据相关资料，取h3=0.3m。则：H = h1 h2 h3Ah5 = 0.3 3.5 0.3 0.96 1.73 = 6.
22、79m(10)沉淀池池边高H H = h1 h2 h3则：H =h1 h2 飞=0.3 3.5 0.3=4.1m(11)污泥总容积VV = m v2则： V =V1 V2 12.7 365.7 378.4m3 18.6m3(12)径深比D/h2D/h2 =363.5 = 10.3在6 12之间，符合设计要求。3.7.3中心管计算(1)进水管直径D：,取D：=800mm4Qmax 4 1.25.贝U: v =2- =2- = 0.83 m. sn 二 D 3 3.14 0.8课程设计说明书第24页共22页v在0.91.2 m/s之间符合设计要求。(2)中心管设计要求v1 =0.91.2m,sv2
23、 =0. 1 5 0.n2 05v3 = 0. 1 0 0.r2 0sB=(1.52.0)b h=(131h2)D =4D 一h 35(3)中心管直径 D1，取 D=1.8m h = 2=1.75m22则： D =4D1 =4 1.8 = 7.2mV2 =4QmaxZ-2n 二 D14 1.25- Z_ 23 3.14 1.8= 0.164 m sV2在0.150.20m/s之间，符合设计合理要求(4)设8个进水孔，取B = 2b二 D,： =8(B b)贝 U: B=2b=2 0.24 = 0.48m(5) h,取 V3 =0.18m/sQmax1.25贝 U: h = = = 0.60m8
24、nBv3 8 3 0.48 0.18(6) v1 ,取 d = 800mm则：% 小二 4 25 2 =0.83m：s n二 d23 3.14 0.82v1在0.81.2 m/s之间，符合设计要求3.7.4 出水堰的计算(1)出水堰采用直角三角堰过堰水深取 h = 0.04m(2)堰口流量：q=1.4h52 =1.4M0.045 2 =0.448L/sQ 1 25 103(3)三角堰个数n = Qax = 930个mq 3 0.448(4)出水堰的出水流速取 v=0.6m/s则：断面面积 A = Qmax = 1.25= 0.35m22mv 2 3 0.6(5)取槽宽为0.5m,水深为0.8m
25、,出水槽距池内壁0.5m贝口内=口一0.5 2 -0.5 2 =361 1 = 34mD外=D -0.5x2 = 36-1=35m(6)出水堰总长ll =n(D 内 +D 外)=3.14x(34 + 35) =216.66m 单个堰堰宽l，= L= 21666 = 0.21m n 1042(8)堰口宽 0.14,堰口边宽 0.21-0.14=0.07m(9)堰高 0.25 = 0.125m2(10)堰口负荷 q=-Q-=1.25X103=1.45L/smnl 2 3 1042 0.14q在1.42.9L/s之间，符合设计要求3.7.5 集配水井计算设计三个二沉池用一个集配水井，共 1座。(1)
26、取回流量R=30%Q1.253.Q1 =(1 R) 3 = (1 30%) 3 =1.63 m . s n3(2)配水井来水管管径d取D1=1100mm,其管内流速为414 1.63则:二 2 =2 二 1.72 m . s二 D13.14 1.1(3)上升竖管管径D2取D2 =1200mm,其管内流速为V2则:41v2 = 一D24 1.6323.14 1.2=1.44 ms(4)竖管喇叭口口径D3,其管内流速为V3D3 =1血=1.3M1200 = 1560mm 取 D3 =1600mm则:V34Q14 1.6322二 D；3.14 1.62=0.81 ms 喇叭口扩大部分长度h3,据相关
27、资料，取口 = 50贝U: h3 =(D3 D2)tan： ； 2 = (1.6 1.2)tan50 2 = 0.24m(6)喇叭口上部水深hi=0.5m,其管内流速为V4则：丫4一2=63= 0.65m. s二 D3h3.14 1.6 0.53(7)配水井尺寸：直径 D4 =D3+(1.01.6),取 D4=D3+1.5则：D4 =D3 1.5 =1.6 1.5 =3.1m(8)集水井与配水井合建，集水井宽B = 1.0m,集水井直径为D5则：D5 =D4 2B =3.1 2 1.0 = 5.1m3.7.7出水水质BOD5、SS均达到设计出水水质标准。BOD5=25kg LSS30 kg.
28、L3.7.7选型依据上述计算结果，选用 DZG -30型单周边传动刮泥机能够满足设计要求。数量 台，每座二沉池设一台，其性能如表 11所示。表11 DZG-35型周边传动刮泥机性能表项目池径m电动机功率kw滚轮与轨道型式重量kg性能362.2钢滚轮、钢板轨道140005污水处理厂的技术经济分析与评价5.3 工程效益及经济5.3.1 环境效益将处理后的污水回用于各种用途，如作为工业冷却水、洗涤水、农业灌溉等。这样不 仅可以减少污水排放量，减轻水污染， 还可以开发第二水源，缓解水资源的紧张。污水排 放减少，可以减轻对环境的破坏，保证水环境和水资源的可持续发展。5.3.2 经济效益尽管污水治理工程并
29、不直接产生经济效益，但项目的实施将给经济发展带来巨大的益 处。5.3.3 社会效益污水处理厂及其配套管网的建成，将提供新的排污系统，可改善城区的水环境和卫生 状况，有利于市民安居乐业；工厂产生的污水纳入新建污水系统内， 也有利于工厂的发展， 通过排污收费，提高居民的环境保护意识，自觉维护环境。 4结论通过设计，得出如下结论：初沉池和二沉池采用中心进水的辐流式沉淀池，初沉池2座，直径为40m,高为6.83m,排泥间隔4h,选用DZG型单周边传动刮泥机，二沉池3座，直径为36m,高为 6.79m,有效水深为 3.5m ,选用DZG - 35型周边传动刮泥机，污泥回流设备采用LXB -1000型螺旋泵。本设计出水水质为BOD 30mg/L, SSK30mg/L达到国家污水排放标准的二级标准。 处理后的污泥已基本实现了无害化，减量化，不会对环境造成二次污染。参考文献1高俊发，王社平.污水处理厂工艺设计手册.北京：化学工业出版社,20052高廷耀.水污染控制工程（下册）.北京：高等教育出版社,19893城镇污水处理厂污染物排放标准.GB18918-20024城市污水处理厂附属建筑和附属设备 设计标准.GJ31-895韩洪军.污水处理构筑物设计与计算.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，20026孙力平.污水处理新工艺与设计算实例.北京：科学出版社,2001