前   言

我国陆地水资源总量为2.8×，列世界第6位，但是总体说来，我国陆地水资源的地区分布是东南多，西北少，由东南向西北逐渐递减，不同地区水资源量差别很大。所以，我国总的水资源可利用量并不很大。

随着城市化进程的加快，城市人口增长很快，加之人民生活水平不断改善，生活用水量增长迅速。全国城镇生活用水量从1980年到1999年，增长了四倍，为同期城镇人口增长率的两倍。工业作为我国第二用水大户，其用水量增长较快，节水潜力也大。在工业部门中，工艺落后的小造纸，化工，酿造，制革等企业用水效率低下，污染严重，是污染防治和水资源分配管理中的主要控制对象。我国生活用水量只占总用水量的十分之一。随着人口增长，生活水平和城市化率的提高，预计在今后较长时期内生活用水量会不断增加，但总量不会很大。

目    录

前   言............................................................................................ 1

第一章 总论................................................................................... 3

1.1设计任务.............................................................................................................. 3

1.2设计依据和原则................................................................................................... 3

1.3 设计范围............................................................................................................. 4

1.4 污水水量、水质及出水水质................................................................................. 4

1.5、水体污染的类型................................................................................................ 5

1.6自然条件.............................................................................................................. 6

第二章 污水处理方案比较与选择............................................ 7

2.1工艺方案确定原则................................................................................................ 7

2.2方案比较与选择................................................................................................... 7

2.3工艺流程叙述....................................................................................................... 7

2.4水量水质的设计计算............................................................................................ 9

第三章 主要处理单元设计计算.............................................. 10

3.1 中格栅设计计算................................................................................................ 10

3.2旋流式沉砂池设计计算....................................................................................... 12

3.3 厌氧池设计计算................................................................................................ 14

3.4. 曝气池的设计计算：........................................................................................ 14

3.5 污泥浓缩池设计计算......................................................................................... 18

第四章   构筑物一览表........................................................... 20

第五章   总图布置.................................................................... 21

5.1 污水厂平面布置................................................................................................ 21

5.2 污水厂高程布置................................................................................................ 22

参考文献........................................................................................ 23

课程设计总结............................................................................... 24

 

第一章 总论

1.1设计任务

    江南某城市污水30万m3/d  A/O 处理工艺（初步）设计

1.2设计依据和原则

依据：

1.设计任务和方向资料：工业废水和生活污水的水量、水质及其变化情况，污水回收利用等方面的资料；目前城市的污水排放情况、工业废水污染所造成的危害情况和排水管道系统分布情况，以及今后城市的发展规划；处理后水的重复利用及污泥处理、综合利用领域方面的有关资料。

2.自然条件的资料：本地区气象特征资料、历史数据；水文资料；水文地质资料；地质资料。

3.地形资料：污水处理工程所处地段的地形图及室外给水排水管网和总排放口位置的地形图。

4.概算、预算和组织施工方面的资料：当地建筑材料、设备的供应情况和价格；关于编辑预算、预算的定额资料，包括地区差价、间接费用定额、运输费用等情况；关于污水处理工程所处地段周围建筑物情况，施工前拆迁补偿等规章和办法。

原则：

1.当废水中含的有毒物质少，酸碱度呈中性，有机物含量少，且悬浮状的颗粒物含量高时，这类工业废水只需经过格栅、沉淀池、初沉池、气浮池、隔油池等设施的简单处理后，就能使废水基本上呈现生活污水的水质，在环保部门的许可下，送往城市污水处理系统处理；

2.当一些企业的工业废水，其浓度高，水量较大而且能生化处理时，可以利用生活污水作为稀释水，这样，从某角度看，有一定的合理性，但运行的经常费用增加，因此，应做适当的比较后予以接纳采用；

3.当工业废水对环境污染较生活污水严重时，将有毒的工业废水独立进行二级处理后排放，不仅从处理效果上较为理想，而且还能减少对城市污水处理系统处理效果的影响，避免不必要的负荷冲击；

4.必须对该生产过程中的排水情况及生活污水情况做调查研究，确定其流量及变化情况；

5.必须对该厂的生产废水情况，包括COD、BOD、PH、SS等有害物质浓度以及对废水的腐蚀性或水质变化规律有所了解，并确定处理对象的水质情况。

6．应根据国家排放标准和环保部门的要求，确定处理后出水水质要求，来最终选定合理的工艺设计方案，并在实验基础上确定必要的设计参数，供工程设计使用。

1.3 设计范围

对江南某城市污水30万m3/d A/O处理工艺工程设计的主体工程和部分与之配套的辅助工程的设计。

1.4 污水水量、水质及出水水质

1、水量的确定

（1） 生活污水量 Q1：  Q1=300000*220L/d=66000m3/d.

（2） 工业污水量Q2：   Q2=1400m3/d

（3） 污水厂总污水量Q  ：Q=Q1+Q2=66000+1400=67400m3/d

      取污水流量变化系数KZ=1.4，则

      设计最大流量Qmax=1.4*300000=420000m3/d=4.86m3/s

2、水质的确定

根据《污水综合排放标准》城镇二级污水处理厂排放标准如下；

SS=20mg/L;       BOD5=20 mg/L;         CODcr=60 mg/L；

TP=0.5 mg/L；    NH-N=15 mg/L

根据《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级B类标准如下；

SS=20mg/L;       BOD5=20 mg/L;        CODcr=60 mg/L；  

TN=20 mg/L ;      NH3-N=8 mg/L ;       TP=0.5 mg/L。

所以，得到污水处理厂的进、出水水质如下表：

1.5、水体污染的类型

1.    病原物污染

主要来自城市生活污水、医院污水、垃圾及地面径流等方面。病原微生物的特点是：（1）数量大；（2）分布广；（3）存活时间长；（4）繁殖速度快；（5）易产生抗性，很难消灭；（6）传统的二级生化污水处理及加氯消毒后，某些病原微生物、病毒仍能大量存活；此类污染物实际上通过多种途径进入人体，并在体内生存，引起人体疾病。

2.    需氧有机物污染

有机物的共同特点是这些物质直接进入水体后，通过微生物的生物化学作用而分解为简单的无机物质二氧化碳和水，在分解过程中需要消耗水中的溶解氧，在缺氧条件下污染物就发生腐败分解，恶化水质，常称这些有机物为需氧有机物。水体中需氧有机物越多，耗氧也越多，水质也越差，说明水体污染越严重。

3.    富营养化污染

一种氮、磷等植物营养物质含量过多引起的水质污染现象。

4.    恶臭

恶臭是一种普遍的污染危害，它也发生于污染水体中。恶臭的危害表现为：（1）妨碍正常呼吸功能，使消化功能减退；精神烦躁不安，工作效率降低，判断力、记忆力降低；长期在恶臭环境中工作和生活会造成嗅觉障碍，损伤中枢神经、大脑皮层的兴奋和调节功能；（2）某些水产品染上了恶臭无法食用、出售；（3）恶臭水体不能作游泳、养鱼、饮用，而破坏了水的用途和价值；（4）还能产生硫化氢、甲醛等毒性危害。

5.    酸、碱、盐污染:

酸、碱污染使水体PH发生变化，破坏其缓冲作用，消灭或抑制微生物的生长，妨碍水体自净，还腐蚀桥梁、船舶、渔具。酸与碱往往同时进入同一水体，中和之后可产生某些盐类，从PH值角度看，酸、碱污染因中和作用而自净了，但产生各类盐类，又成了水体的新污染物。

6.    地下水硬度升高

高硬水，尤其是永久性硬度高水的危害表现为多方面：难喝；可引起消化道紊乱、腹泻、孕禽流产；对人们日用不便；耗能多；影响水壶、锅炉寿命；锅炉用水结垢，易造成爆炸；需要进行软化、纯化处理，酸、碱、盐流失到环境中又会造成地下水硬度升高，形成恶性循环。

7.    有毒污染物质

有毒污染物质是水污染中特别重要的一大类，种类繁多，但共同的特点是对生物有机体的毒性危害。

水环境受污染可造成一系列危害，会直接危害人体健康，还影响工农业和水产业的发展，破坏生态平衡。

当水受到污染，会危及水生生物生长和繁殖，并造成渔业大幅度减产。如黄河的兰州段原有18个鱼种现已绝迹。自1987年以来连续3次发生的死鱼事故，直接造成经济损失达1000多万元。我国淡水捕捞量50年代为60万吨，60年代为40万吨，70年代为30万吨……由于水体污染也会使鱼的质量下降，据统计每年由于鱼的质量问题造成的经济损失多达300亿元。

1.6自然条件

地理位置：污水厂地势平坦，自南向北逐渐升高，地面标高60.00米，地面坡度为5%。

气象资料：该市地处内陆中纬度地带，属大陆性季候风。年平均气温：24℃，夏季主导风：东南风，台风最高达9-10级，10米以上构筑物应考虑台风影响。历年平均降水量为：1520mm。历年平均相对湿度：81%。

污水排放接纳河流资料：接纳水体：位于厂区西边，最高洪水位（50年一遇）：56.08米。

 

 

 

第二章 污水处理方案比较与选择

2.1工艺方案确定原则

    在选择处理的工艺方案时，应充分考虑的基本原则是：合法性、先进性、先进性、安全性、简洁性，以及实际情况。

2.2方案比较与选择

选择处理工艺路线时一般要经过三个阶段:

1.收集资料，调查研究

这是选择处理工艺路线的准备阶段。在此阶段，根据要处理的污染物种类、数量、规模，有计划、有目的地收集国内外同类污染物处理的有关资料，包括处理技术路线的特点、工艺参数、运行费用、消耗材料、处理效果以及各种技术路线的发展情况与动向等经济和技术资料。

2、综合比较

综合比较收集到的处理污染的各种处理工艺路线在国内外应用的状况及发展趋势；处理效果的状况；处理湖量和规模的状况；处理时材料和能源消耗的状况；工程项目的总投资和处理运行费用状况；其他特殊情况。

3、处理工艺路线最终的确定

经过以上分析，综合各种处理方法的优点，减少缺点，最终确定出最优的处理工艺路线，使该处理工艺路线无论在技术上，还是在经济上都可行。

2.3工艺流程叙述

1.A/O工艺除磷原理

工艺前段为厌氧池，城市污水和回流污泥进入该池，并借助水下推进式搅拌器的作用使其混合。回流污泥中的聚磷菌在厌氧池可吸收去除一部分有机物，同时释放出大量磷。然后混合液流入后段好氧池，污水中的有机物在其中得到氧化分解，同时聚磷菌摄取污水中比在厌氧条件下释放的更多的磷，然后通过排放高磷剩余污泥而使污水中的磷得到去除。

好氧池在良好的运行状况下，剩余污泥中磷的含量在2.5%以上，整个A/O工艺的BOD5去除率大致与一般活性污泥法相同，而磷的去除率为70%-80%,处理后出水磷浓度一般都小于1.0mg/L.该工艺在进水中TP/BOD值很高时，由于BOD负荷较低，剩余泥量较少，较难收到稳定的处理效果。

聚磷菌是活性污泥在厌氧——好氧交替过程中大量繁殖的一种好氧菌，虽然竞争能力很差，但却能在细胞内贮存聚β羟基丁酸（PHB）和聚磷酸盐（Poly-p）。在厌氧——耗氧过程中，聚磷菌在厌氧池中为优势菌种，构成了活性污泥絮体的主体，它吸收分子的有机物（如脂肪酸），同时将贮存在细胞中比在厌氧条件下释放的更多的磷（Poly-p）中的磷，通过水解而释放出来，并提供必须的能量。而在随后的好氧池中，聚磷菌所吸收的有机物将被氧化分解并提供能量，同时能从污水中摄取比厌氧条件所释放的更多的磷，在数量上远远超过其细胞合成所需磷量，将磷以聚磷酸盐的形式贮藏在菌体内，而形成高磷污泥，通过剩余污泥系统排出，因而可获得相当好的除磷效果。

由于生物除磷系统的除磷效果与排放的剩余污泥量直接相关，剩余污泥量又取决于系统的泥龄，有人报道，当泥龄为30d时，除磷率为40%；当泥龄为17d时，除磷率为50%；泥龄降至5d时，除磷率可提高到87%，所以一般认为泥龄

在5-10d时除磷效果是比较好的。

1、A/O工艺除磷工艺流程：

   进水→格栅→沉砂池→厌氧池→好氧池→二沉池→出水→

                                 回流污泥↑                ↓

         ←污泥外运←脱水间←浓缩池 ←污泥泵房←贮泥池

污水经格栅、沉砂等于处理后直接进入厌氧池。在厌氧池中，由二沉池回流的活性污泥一旦处于厌氧状态，其中的磷即以正磷酸盐的形式释放到混合液中，随后进入好氧池，处于好氧状态时，有将混合液中的正磷酸盐大量的吸附到污泥中。使污水中含磷量达到很低，最后进入二沉池，通过固液分离，污泥部分由二沉池回到厌氧区，部分含磷污泥以剩余污泥的形式从系统中排出，达到除磷和去除BOD的目的。A/O生物除磷工艺既不投药，也无需考虑内循环，因此建设费用和运行费用都很低，而且无内循环的影响，厌氧反应器能够保持良好厌氧状态。本工艺具有以下特点：

在反应器内的停留时间一般从3小时到6小时，污泥龄是比较短的。

反应器（曝气池）内污泥浓度一般在2700—3000mg/L之间。

BOD去除率大致与一般活性污泥系统相同,磷的去除率较好,处理水中含磷量一般低于1.0mg/L,去除率约76%左右，沉淀物中含磷率约为4%，污泥肥效好。

由于厌氧池设在好氧池之前，有利于抑制丝状菌的生长，反应活性污泥膨胀，且能减轻好氧池的有机负荷。混合液的SVI值≤100，易沉淀，不膨胀。

同时，经实验与运行实践还发现本工艺具有如下的问题：

除磷率难于进一步提高，因为微生物对磷的吸收，既或是过量吸收，也是有一定限度的，特别是进水BOD值不高或废水中含磷量较高时，即P/BOD值高时，由于污泥的产量低，将更是这样。

在沉淀池内容易产生磷的释放现象，特别是当污泥在污泥池内停留时间较长时更是如此，应注意及时排泥和回流.

2.4水量水质的设计计算

1.水量的确定

 （1） 生活污水量 ：Q1=300000*220L/d=66000m3/d.

 （2） 工业污水量： Q2=1400m3/d

 （3） 污水厂总污水量：Q=Q1+Q2=66000+1400=674000m3/d

取污水流量变化系数KZ=1.4，所以

设计最大流量Qmax=1.4*30000=420000m3/d=4.86m3/s

2、水质的确定

根据《污水综合排放标准》城镇二级污水处理厂排放标准如下：

SS=20mg/l ；   BOD5=20mg/l；    CODCr=60mg/l；   TP=0.5mg/l

根据《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级B类标准如下：

SS=20mg/l；        BOD5=20mg/l；       CODCr=60mg/l；  

TN=20mg/l；       NH3-N =8mg/l ；       TP=0.5mg/l。

所以，得到的污水处理厂的进.出水水质如下表：

第三章 主要处理单元设计计算

3.1 中格栅设计计算

污水由进水泵房提升至中格栅，中格栅用于进一步去除污水中较小的颗粒悬浮物、漂浮物。

1.设计流量：

①日平均流量：Qav=300000m3/d=300000/86400=3.47m3/s    KZ=1.4

②最大日流量：Qmax= Qav ×KZ =1.4×300000=420000m3/d=420000/86400=4.86 m3/s

③设计中格栅6组(4用2备)

故每组中格栅的日最大设计流量为Q= Qmax/4=1.215 m3/s

2．设计参数： 

最大流量：      Q=1.215m3/s  

栅条间距：      e=30mm；   

栅条宽度：      s=10mm

过栅流速：      v=0.8m/s；

栅前水深：      h=0.8m

栅前部分长度：  L1=0.5m；         栅后部分长度:L2=1.0m；

格栅倾角：      α=60°；

每日栅渣量：     w1=0.05m3栅渣/103m3污水；

生活污水流量总变化系数：    KZ=1.4；

格栅前渠道超高：h1=0.3m;

进水渠道渐宽部位的展开角度：α1=20°；

3．其他尺寸的计算

（1）格栅的间隙数量（n）：

（2）栅槽总宽度（B）：

  设计采用Ø10圆钢为栅条，即S=0.01m。

  B=S(n-1)+en=0.01×(59-1)+0.02×59=2.35(m)   

中格栅计算示意图

核算实际流速：

（3）通过格栅的水头损失h2:     栅条的断面形式采用沉水面为半圆的矩形

     式中：h0-----------计算水头损失， ；

           g------------重力加速度;

           K-----------格栅受污染物堵塞使水头损失增大的倍数,一般取3;

          ξ----------阻力系数,其数值与格栅删条断面几何形状有关,关于圆形断面，

 

则，(符合要求)

（4）栅后槽总高度H：

 

  栅前槽高:H1=h+h1=0.9+0.3=1.2m

           h1-------栅前渠超高,一般取0.3m.

（5）格栅总长度L：

进水渠长度：B1=Q/(h·v2)=1.215/(0.858×0.8)=1.770m

L=L1+L2+1.0m+0.5m+H/tan60°=0.797+0.398+1+0.5+1.1/ tan60°=3.33m

式中：L1-------进水渠渐宽部位长,m;

  L2-------栅槽与出水渠连接处渐窄部分长度,m;

⑥每日栅渣量W===3.7m3/d＞0.2 m3/d采用机械清渣。

3.2旋流式沉砂池设计计算

城市污水厂一般均应设置沉砂池，工业污水是否要设置沉砂池，要根据出水水质而定。城市污水厂沉砂池的只数和分格数不应少于2，并按并联原则考虑。

目前应用较多的沉砂池有平流式沉砂池、竖流式沉砂池和旋流式沉砂池，几种沉砂池各有特点，应结合实际情况综合考虑选定。本设计选用旋流式沉砂池。旋流沉砂池是利用机械力控制水流流态与流速、加速沙粒的沉淀并使有机物随水流带走的沉砂装置。旋流沉砂池有多种类型，某些形式还属于专利产品。沉砂池由流入口，流出口，沉砂区，砂斗、涡轮驱动装置以及排沙系统等组成。污水由流入口切线方向流入沉砂区，进水渠道设一跌水堰，使可能沉积在渠道底部的沙子向下滑入沉砂池；还设有一挡板，使水流及砂子进入沉砂池时向池底流行，并加强附壁效应。在沉砂池中间设有可调速的桨板，使池内的水流保持环流。桨板、挡板和进水水流组合在一起，旋转的涡轮叶片使砂粒呈螺旋形流动，促进有机物和砂粒的分离，由于所受离心力不同，相对密度较大的砂粒背甩向池壁，在重力作用下沉入砂斗；而较轻的有机物，则在沉砂池中间部分与砂子分离，有机物随出水旋流带出池外。通过调整转速，可以达到最佳的沉砂效果。砂斗内沉砂可以采用空气提升、排沙泵排沙等方式排除，再经过砂水分离达到清洁排沙的标准。

设计计算：

采用钟式沉砂池，设置四座每座最大流量

（1）沉砂池的直径：

  式中： Q-------最大设计流量，m3/s；

         q-------表面负荷。

  则  取D=5.3m

（2）沉砂池的有效水深h2：

 式中： Q-------最大设计流量，m3/s；

         t-------水力停留时间，t=40s；

则    在2.0~2.5范围内符合要求。(3）沉砂室所需体积V

式中： Qd-------最大设计流量，m3/s；

       X-------城市污水沉砂量，X=30m3/106m3污水；

       T-------消除沉砂的间隔，d，t=1d。

则

（4）沉砂斗容积

式中： d-------沉砂斗上口直径，m，设计中取d=1.5m；

       h4-------沉砂斗圆柱体的高度，m，设计中取1.5m；

       h5-------沉砂斗圆台体的高度，m；

       r-------沉砂斗下底直径，一般采用0.4~0.6m，设计中取0.4m；

       符合要求。

（5）沉砂室总高度H

式中： h1-------沉砂池超高，m，一般采用0.3~0.5m设计中取0.4m；

       h3-------沉砂池缓冲高度，m，设计中取1.5m；

       h5-------沉砂斗圆台体的高 则

（6）进水渠道

进水渠道与涡流沉砂池呈切线方向进水，以提供涡流的初速度

渠宽 

进水渠道长度

（7）出水渠道

出水渠道和进水渠道建在一起，中间建设闸板，以便在沉砂池检修时超越沉砂池，两渠道夹角360°，最大限度的延长沉砂池内的水力停留时间。

渠宽

直线段长度满足即可

3.3 厌氧池设计计算

1.设计参数：

水力停留时间t=1.6h          有效水深 H=4.7m

2. 其他尺寸的计算：

厌氧池体积   V=Q.t=(300000×1.5)/24=20000 m3

               A=Vp'/h=20000/4.7=4255m2

取池长56m，则宽B=A/56=4255/56=80.0m，设计五个廊道，则每个B'=80.0/5=16m

则厌氧池的容积56×16×5.2m3

3.4. 曝气池的设计计算：

1设计参数：

混合液污泥浓度：X=4500mg/l

污泥泥龄：θc=10d；

污泥产率系数：；

污泥内源呼吸系数：Kd=0.089d-1.（Kd一般采用0.06—0.1d-1，f=VSS/SS一般采用0.6—0.75，取0.75）

污泥负荷Ls=0.3kgBOD/(kgMLSS·d)      剩余污泥含水率 P=99%

有效水深h=4.2m     池宽 B=8m    (校核 B:h=8:4.2=1.9)

2. 曝气池容积：

（1）总体积V：

（2）反应池分6组，则单池池容为：

?按表现污泥产率计算：

?按污泥负荷计算：

取两者中的最大值

设6组好氧池，故 

取有效水深为h=4.2m   

取池宽B=8m，则B/h=8/4.2=1.9,介于1~2之间符合要求。

廊道长 L=F/B=1904.8/8=238.1m      取L=240m

采用5廊道式曝气池，则每廊道长 L1=L/5=240/5=48m  

超高取0.5m，则曝气池总高：h=4.2+0.5=4.7m

③进水方式：多种方式同时进水

      设6组5廊道曝气池，在曝气池的进水端和出水端设横向配水渠道，在两池中间设配水渠道与横向配水渠相连，每个曝气池设5个进水口。

   a.传统活性污泥法：污水从第一廊道进入；

   b.阶段曝气法：污水从那个5个廊道的5个进水口均量进入；

   c.吸附再生法：污水从第二（或第三或第四）廊道进入。

3.曝气池的水力停留时间：

   t=V/Q=(48000×24)/300000=3.84h

4.每日的剩余污泥量：

①按表观污泥产率计算：表观产率系数

 挥发性剩余污泥量ΔXv=YobsQ（s0-se）=0.32×500000×（200-20）×10-3=17280kg/d

 总污泥量ΔX=ΔXv/f=17280/0.75=23040kg/d

②按污泥龄计算：

所以，经过计算，取每日剩余污泥量ΔX=23040kg/d

取两者的最大值即23040kg/d，进行排放量的计算，剩余污泥含水率按99%计算每天排放湿污泥：23040/1000=23.04吨（干泥），23.04/(100%-99%)=2304m3

5.曝气池的需氧量计算

①平均需氧量计算   ΔXv=YobsQov（s0-se）=17280g/d

  =

             =79387.2O2/d

②最大需氧量计算ΔXv=YobsQmax（s0-se）=24192kg/d

      O2（max）=-1.42ΔXvmax=[-1.42×24192]×10-3

                     =111142kgO2/d

③最大需氧量与平均需氧量的比值O2（max）：

       O2（max）=1.40

④每日去除的BOD5值:

       BOD5=300000×（200-20）=5.4×107g/d

⑤去除每1kgBOD5的需氧量:

       ΔO2=9.02×107/9×107=1.0gO2/gBOD5

6.空气的量计算

采用鼓风曝气，曝气池的有效水深4.2m，曝气安装距池底0.2m，则扩散器上静水压为4m，其他相关参数的选择如下：ɑ=0.82  β=0.9  ρ=1

曝气设备堵塞系数：F=0.8      采用管式微孔扩散设备，氧转移率为：18%

扩散器压力损失：4kPa    20℃时水中溶解度饱和度Cs（20℃）=9.17mg/l   

最高水温30℃           30℃时水中溶解度饱和度Cs（30℃）=7.63mg/l

（1）空气离开曝气池面时，气泡含O2的体积分数：

       O2

（2）扩散器出口处的绝对压力

       Pd=P+9.8×103×H=1.1×105×9.8×103×4=1.405×105Pa

（3）最高温度（30℃）时，曝气池混合液中平均氧饱和度：

      Cs（30℃）=Cs（30℃）×（）=7.63×（）

            =8.54mg/l

④换算为标准条件（20℃，脱氧清水）充氧量：

      Os=

        =

        =153961kg/d=6415kg/h

  相应的最大需氧量为：

Os(max)=kg/d

     =215544.7kg/d=8981kg/h

(5)曝气池平均供气量：

       Gs==m3/h=127282m3/h

(6)曝气池的最大供气量：

       Gs(max)===178194m3/h

(9)系统的总空气用量：

      本系统除了采用鼓风曝气以外，还采用空气在回流污泥井中提升污泥，污泥回流比R=60%；这样，提升回流污泥所需空气量为：

       860%300000/24=60000m3/h

总需氧量为：

       60000+178194=238194m3/h

(10)鼓风机的选择：曝气头安装在距池底0.2m

鼓风机所需压力：

     H风=h+Δh=(4.2-0.2)+1.5=5.5m       即P=5.59.8=53.9kPa

最大的供气量：

     Gs(max)=(278194+10000)m3/h=3136.6m3/min

  所以，选择风机：罗茨鼓风机LSR300WD(风量Q=994.6m3/min),6台（4用2台）。平均供气量时采用3用3备，最大供气量时4用2备，最小供气量时2拥备。

3.4 二沉池设计计算（没有行车刮泥机的平流式沉淀池）

     设计流量=500000m3/d，即为大型污水处理厂，采用辐流沉淀池（周进周出）。

1.设计参数：

设计流量为:Q=300000m3/d；     表面水力负荷：q0=1.5m3/(m2·h)；

沉淀池超高：h=0.3m；         缓冲层高度：h=0.8m；

沉淀池个数：n=6；             两次排泥时间：T=4h；

采用机械排泥，含水率P=98%；  污泥容重：γ=1000kg/m3；

贮泥斗斜壁的倾角α=55°；     坡向泥斗的坡度：i=0.05；

泥斗的圆形台，上部直径D1=4m，下部直径D2=2m。

2.设计计算 

（1）每座沉淀池的表面积和直径：

     池表面积

     池直径   取50m

（2）沉淀池的有效水深（1/2R处的深处）

h2=q0×t=1.5×2.8=4.2m

        (校核：D:h2=50:4.2=11.9，在6~12范围之内，符合要求)

（3）污泥区的体积：

          Vw=

每个泥斗的容积为：Vw'=575/6=95.8m3

（4）沉淀区的有效容积：V=A·h2=1944.4×4.2=8166.5m3

（5）沉淀池的总高度：

坡降高度：h4=（D-D1）/20.05=1.15m

泥斗深：h5=（D1-D2)/2tan60°=1.7m

H=h1+h2+h3+h4+h5=0.3+4.2+0.8+1.15+1.7=8.15m

（6）污泥斗体积：

贮泥斗以上圆锥处泥容积V2

V2=1/3h4(R2+r2+Rr)=1/3×3.14×1.15×(252+25×2+22)=817.29m3

V1+V2=(12.45+817.29)=829.74m3＞95.8m3

（7）校核出水堰的最大负荷：

   辐流式沉淀池的出水集水渠位于池壁的1/10R处

＜1.7L/(s·m)

3.5 污泥浓缩池设计计算

1.设计参数：

生活污水f=之值,取0.75（0.6~0.8）；  二沉池污泥含水率P=99%；

污泥密度ρ=1000kg/m3；                    浓缩时间t=20h；

污泥浓缩池后的含水率 P=96%；              浓缩池超高h1=0.5m;

缓冲层的高度h3=0.5m；                     池底坡度i=0.05；

污泥的固体通量G=40kg/(m2·d);     

污泥斗上底直径r1=2.0m,下底直径r2=1.0m.

2.设计计算

①剩余污泥量的计算

   ΔX=216000kg/d=2160m3/d

②浓缩池的面积

        A=m2

       设计4个辐流池，则每个浓缩池的面积 m2

③浓缩池直径

   D===13.1m    取14m

④浓缩池深度H：

  浓缩池工作部分的有效水深

  

  池底坡度造成的深度：

 h4=(-)×i=(-)×0.05=0.3m

  污泥斗高度：

h5=(-)×tan600=×tan550=0.87m

所以污泥浓缩池池深H:

H=h1+h2+h3+h4+h5=0.5+3.3+0.5+0.3+0.87=5.47m

⑤浓缩后污泥体积：

V2===135m3/d

则可以得出清液的体积为：

V3=V1-V2=2160/6-135=405m3/d

第四章   构筑物一览表

第五章   总图布置

5.1 污水厂平面布置

1．总平面布置原则

    本项目新建的城市污水处理厂，根据该城市地势走向，排水系统现状及城市总体规划，选择在该市南外环路排水总干管末端，清水河西侧建厂，该位置对于接纳污水进厂，处理出水排放十分方便。

该污水处理厂为新建工程，总平面布置包括：污水与污泥处理工艺构筑物及设施的总平面布置，各种管线，管道及渠道的平面布置，各种辅助建筑物与设施的平面布置。总图平面布置时应遵从以下几条原则：

（1）处理构筑物与设施的布置应顺从流程，集中紧凑，以便于节约用地和运行管理。

（2）工艺构筑物（或设施）与不同功能的辅助建筑物应按功能的差异，分别相对独立布置，并协调好与环境条件的关系（如地形走势，污水出口方向，风向，周围的重要或敏感建筑物等）。

（3）构（建）之间的间距应满足交通，管道（渠）敷设，施工和运行管理等方面的要求。

（4）管道（线）与渠道的平面布置，应与其高程布置相协调，应顺应污水处理厂各种介质输送的要求，尽量避免多次提升和迂回曲折，便于节能降耗和运行维护。

（5）协调好辅建筑物，道路，绿化与处理构（建）筑物的关系，做到方便生产运行，保证安全通道，美化厂区环境。

2.总平面布置结果

污水厂北临外环路，污水由南外环路排水总干管截留进入，经处理后由该排水总干管和泵站排入清水河。

污水处理厂呈长方形，东西长305米，南北长237米。综合楼，控制楼，职工宿舍及其他辅助建筑位于厂区西北，正门在西北角面对南环路，占地较大的水处理构筑物在厂区中部，沿流程自西向东排开。污泥处理系统及出水消毒设施位于厂区东端。为了改善办公及生活区环境，在长东北角另设大门，以便污泥及沉沙外运。

厂区地势低洼，为解决厂区排涝与土方平衡问题，除就近处理一部分弃土外，厂内地面普通填高0.3-0.5m，使地面到达64.8-65.0m高程。

厂区主干道宽6m,两侧构筑物间距不小于15m，次干道宽4m，两侧构筑物间距不小于10m。

氧化沟工艺方案总平面图布置参见附录图1.

5.2 污水厂高程布置

1.高程布置应遵从以下原则：

污水处理厂在常年绝大多数时候里能自流排放水体。

计算各处理构筑物的水头损失时，应选择距离最长，水头损失最大的流程进行水利计算。

设置终点泵站的污水处理厂，水力计算常以接受处理后污水水体的最高水位作为起点，逆流程倒推计算。以使处理后污水在洪水季节也能自流排出，而水泵需要的扬程则较小，运行费用也较低，但同时应考虑到构筑物的挖土深度不宜过大，以免土建投资过大而增加施工上的难度。还应考虑到因维修等原因需将水放空而在高程上提的要求。

在仔细计算并留有余量的前提下，全程水头损失及原污水提升泵站的全扬程都应力求最小。

在作高程布置时，还应注意污水流程与污泥流程的配合，尽量减少需提升的污泥量。

2.高程布置结果

由于该市污水处理厂出水排入市政排水总干管后，经终点泵站提升才排入清水河，故污水处理厂高程布置由于自身因素决定。

采用推荐的A/O工艺，二沉池，氧化沟占地面积很大，如果埋深设计过大，一方面不利于施工，也不利于土方平衡，故按尽量减少埋深。从降低土建工程投资考虑，接触消毒池水面相当高程定为±0.00m,相应二沉池，A/O，曝气沉沙池水面相当标高分别为0.50，1.00，1.60m。这样布置亦利于排泥及排空检修。

A/O工艺方案高程布置参见附录附图2。

参考文献

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2 韩洪军.污水处理构筑物处理与计算.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社,2002

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4 夏畅斌等.城市污水处理厂实习与设计.长春：吉林科学技术出版社，2004

5 曾科.污水处理厂设计与运行.北京：化学工业出版社，2002

6 张自杰.排水工程（上、下册第二版）.中国建筑工业出版社

7 陈季华等，废水处理工艺设计及实例分析.高等教育出版社

8 全国通用给水排水标准图集（S1—S2）

9 崔玉川等.水处理工艺设计计算.水利电力出版社

10 《给水排水设计手册》.中国建筑工业出版社,2002

11 陈耀宗等.建筑给水排水设计手册.中国建筑工业出版社

12 污水处理机械设备设计与应用.北京：化学工业出版社

13 史惠祥等编著.实用环境工程手册（污水处理设备）.化工出版社,2002                     

14谢冰,徐亚同.废水生物处理原理和方法.中国轻工业出版社,2007

15 李亚峰.水处理构筑物设计与计算.北京：化学工业出版社，2007

16《给水排水设计手册》.中国建筑工业出版社,2002

课程设计总结

我们这次是做的A/O除磷工艺设计，它具有效率高，流程简单、投资省、操作费用低，缺氧反硝化过程对污染物具有较高的降解效率，容积负荷高，缺氧/好氧工艺的耐负荷冲击能力强等特点。由于如今的生活污水逐渐的富营养化，采用此工艺能够很有效的去除污水中的磷，并且同时简单的对污水处理厂进行了设计，因此，这就是本次我们所做关于污水处理工艺方案的目的和实用价值所在。

本次设计，我们以十四人一组为单位，在实验过程中我了解了设计中的很多困难，不管是数据的选取和处理，还是在CAD制图过程遇到的种种难题。因为这次不仅仅是完成理论上的作业，而是具有更好现实意义，必须能用于生产，同时在图上也需要反应出正确的比例，便于实际制作。

在这个过程中也遇到了些许的问题，在面对这些问题的时候自己曾焦虑，但是最后还是解决了。才发现当我们面对很多问题的时候所采取的具体行动也是不同的,这当然也会影响我们的结果.很多时候问题的出现所期待我们的是一种解决问题的心态,而不是看我们过去的能力到底有多强,那是一种态度的端正和目的的明确,只有这样把自己身置于具体的问题之中,我们才能更好的解决问题.。
 

现在把这个课程做完了才发现自己对以前学的知识点有了更好的理解，知识只有放在实践运用上才能体现他的价值才能更好地被大家接受，所以这门实践课是很有必要开设的，也是大家很有必要去认真做的。
 

在这个过程中，要谢谢老师对我的教导，在老师的讲解下让我对整个设计过程以及绘图过程有了很好的了解，对我后面的整体的设计和绘图的进行有了很大的帮助 由于能力有限，我们在设计中可能存在一些问题，敬请老师批评指正。