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1、水污染控制工程课程设计题目 2 万吨/日城市污水处理厂的初步设计摘要本次课程设计的题目为某城市污水处理厂初步设计，主要任务是完成该污水处理厂的一平平面布置、高程布置和各处理构筑物的初步设计。初步设计要完成设计说明书一份，污水处理厂平面布置图一张、污水处理构筑物高程布置图一张。该污水处理厂工程规模为 2 万吨/日，进水水质为：CODCr=300mg/L,BOD5=250mg/L,SS=180mg/L,TN=28mg/L,TP=5mg/L。本次设计所选择的 A 2 O 工艺，具有一良好的脱氮除磷功能。该污水处理厂的污水处理流程为:污水从粗格栅到污水提升泵房，再从泵房到细格栅，然后到沉砂池，进入初沉
2、池再进入生物池(即 A 2 O 反应池)，再从生物池进入二沉池，污水再经过接触消毒池后排入自然水体;污水处理厂处理后的出水水质执行城镇污水处理厂污染物排放标准（GB189182002）一级标准的 A 标准。关键词:A 2 O 工艺；脱氮除磷；污水处理目录水污染控制工程课程设计摘要第一章设计概况1.1 设计依据1.2 设计任务书第二章设计说明书2.1 城市污水来源、水量及水质特点分析2.2 污水处理方案的选择2.3 污水处理工艺原理及工程说明3第三章设计计算书3.1 粗格栅间3.2 泵房和集水池3.2.2 集水池设计计算3.3 细格栅3.3.2 设计计算3.4 沉砂池3.4.1 设计参数3.5
3、配水井3.6 初沉池3.6.2 设计计算3.7 生化池3.7.1 设计参数3.8 二沉池3.8.2 设计计算3.9 消毒池3.10 高程计算结论参考文献附录第一章 设计概况1.1 设计依据（1）依据资料国家及地方有关环境保护法律法规和技术政策；给水排水设计手册（中国建筑工业出版社，2003 年）;环境工程设计手册（魏先勋 主编，湖南科学技术出版社，2002 年）环境工程手册水污染防治卷（张自杰主编，高等教育出版社，1996 年）；中华人民共和国给排水设计规范 2000 年版;同类污水工程实践经验。（2）城市概况A 市位于安徽省西南部、长江下游南岸，地处暖温带与亚热带的过渡带，气候温和湿润，年平
4、均气温 16左右，年降雨量约 1500 毫米，年均日照率 45%，年均无霜期 220 天，最长 286 天。其地理坐标介于东经 11640-11808、北纬2934-3051之间。境内地势南高北低，东南部是黄山与九华山山脉交汇地带，中部是丘陵和盆地，西北部是沿江平原，平均海拔 400 米。境内水系发达，青通河、九华河、秋浦河、黄湓河等北流入长江，主要湖泊有升金湖、白沙湖等。城市污水处理厂是城市的基础工程，对于城市的经济建设和居民生活质量有着极其重要的意义。城市污水处理厂作为城市污水处理的唯一设施，应在城市总体规划的指导下，合理选择厂址、工艺、以及后续二次污染的控制，避免成为一个新的污染源。本设
5、计主要遵循以下原则：要符合适用的要求。首先确保污水厂处理后达到排放标准。考虑现实的技术和经济条件，以及当地的具体情况(如施工条件)，在可能的基础上，选择的处理工艺流程、构(建)筑物型式、主要设备、设计标准和数据等，应最大限度地满足污水厂功能的实现，使处理后污水符合水质要求。污水厂设计采用的各项设计参数必须可靠。污水处理厂设计必须符合经济的要求。设计完成后，总体布置、单体设计及药剂选用等要尽可能采取合理措施降低工程造价和运行管理费用。污水处理厂设计应当力求技术合理。在经济合理的原则下，必须根据需要，尽可能采用先进的工艺、机械和自控技术，但要确保安全可靠。污水厂设计必须注意近远期的结合，不宜分期建
6、设的部分，如配水井、泵房及加药间等，其土建部分应一次建成；在无远期规划的情况下，设计时应为以后的发展留有挖潜和扩建的条件。污水厂设计必须考虑安全运行的条件，如适当设置分流设施、超越管线等。城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）室外排水设计规范（GB50014-2006）城市污水处理厂污水污泥排放标准（CJ3025-93）地表水环境质量标准（GB3838-2002）污水综合排放标准（GB8978-1996）城镇污水处理厂附属建筑物和附属设备设计标准（CJJ31-89）1.2 设计任务书（1）工程概况某城市拟筹建城市污水处理厂，废水量为 2 万吨每日。城市污水的主要污染物是 CO
7、DCr、BOD5、SS、氮和磷等。经当地环保部门批准，污水排放标准执行 城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）一级标准的 A 标准。（2）工程设计规模1）设计水量总水量：Q总=20000m 3/d2)进水水质进水水质如表 1 所示。表 1 进水水质（单位：mg/L）指标数值3)处理目标经当地环保部门审批，污水排放标准执行 城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）一级标准的 A 标准，具体出水水质如表 2 所示。表 2 出水水质（单位：mg/L）指标数值CODCr50BOD510表 3 指标去除率（单位：%）指标去除率CODCr300BOD5200SS180TN
8、28TP5SS10TN15TP0.5CODCr83.3BOD595SS94.4TN46.4TP90（1）根据以上资料，确定最佳处理工艺，对该污水处理工程进行初步设计。（2）设计范围为污水处理工艺系统。（3）完成污水处理各构筑物的设计，编写设计说明书和计算书。（4）完成设计图纸。（1）设计说明书说明概况、设计任务、工程规模、水质水量、工艺流程、设计参数、主要构筑物的尺寸和个数、主要设备的型号和数量等；（2）设计计算书各构筑物的计算过程、主要设备（如水泵、鼓风机等）的选取、污水处理站的高程计算（各构筑物内部的水头损失查阅课本或手册）等；（3）设计图纸污水处理站总平面布置图和高程布置图各一张以及一张
9、主要构筑物（污泥浓缩池、二沉池、初沉池等）图。（1）污水处理站总平面布置图，1 张；（2）高程布置图，1 张；（3）主要构筑物，1 张。第二章 设计说明书2.1 城市污水来源、水量及水质特点分析（1）生活污水生活污水主要来自家、商业、机关、学校、医院、城镇公共设施及工厂的餐饮、卫生间、浴室、洗衣房等，包括厕所冲洗水、厨房洗涤水、洗衣排水、沭浴排水及其他排水等。生活污水的主要成分为纤维素、淀粉、糖类、脂肪、蛋白质等有机物质，氮、磷、硫等无机盐类及泥沙等杂质，生活污水中还含有多种微生物及病原体。这些物质按化学性质来分，可分为无机物和有机物：按其物理性质来分，可分为不溶性物质、胶体性物质和溶解性物质
10、。生活污水的水质一般较稳定，浓度较低，也较容易通过生物化学方法进行处理。（2）工业废水工业废水主要是在工业生产过程中被生产原料、中间产品或成品等物料所污染的水。工业废水中由于种类繁多，污染物成分及性质随生产过程而异，变化复杂。一般而言，工业废水比较严重，往往含有有毒有害物质，需局部处理达到要求后才能进入城镇排水系统，是城镇污水有毒有害污染物的主要来源。(3)初期雨水初期雨水是雨雪降至地面形成的初期地表水径流。初期雨水的水质水量随区域环境、季节和时问变化，成分比较复杂。影响初期雨水被污染的主要因素有大气质量、气候条件、地面及建筑物环境质量等。(4)城镇污水城镇污水包括生活污水、工业废水等，在合流
11、制排水系统中包括雨水，在半分流制排水系统中包括初期雨水。城镇污水成分性质比较复杂，不仅各城镇间不同，同一城市中的不同区域也有差异，需要进行全面细致的调查研究，才能确定其水质成分及特点。污水水量还会降雨有一定关系，不过现如今的城市管道系统绝大部分采用的是分流系统，即污水管道 与雨水管道分开，这样在很大程度上减少了降水对于污水处理厂的压力，雨水经过收集后只需要经过较少的处理就能到排放标准排入自然水体。城市污水的水质在主要方面具有牛活污水的一切特征。但在不同的城市，因工业的规模和性质不同，城市污水的水质也受工业废水和水量的影响而明显变化。城市污水中 90%以上是水，其余是固体物质。水中普遍含有以下各
12、种污染物：悬浮物：一般为 200 500 毫克升，有时候可超过 1000 毫克升。其中无机和胶体颗粒容易吸附有机毒物、重金属、农药、病原菌等，形成危害大的复合污染物。悬浮物可经过混凝、沉淀、过滤等方法与水分离，形成污泥而去除。病原体：包括病菌、寄生虫、病毒三类。常见的病菌是肠道传染病菌，每升污水可达几百万个，可传播霍乱、伤寒、肠胃炎、婴儿腹泻、痢疾等疾病。常见的寄生虫有阿米巴、麦地那丝虫、蛔虫、鞭虫、血吸虫、肝吸虫等，可造成各种寄生虫病。病毒种类很多，仅人粪尿中就有百余种，常见的是肠道病毒、腺病毒、呼吸道病毒、传染性肝炎病毒等。每升生活污水中病毒可达 50 万到 7000 万个。需氧有机物：包
13、括碳水化合物、蛋白质、油脂、氨基酸、脂肪酸、酯类等。其浓度常用五日生化需氧量(BOD5)来表示。也可用总需氧量(TOD)、总有机碳(TOC)、化学需氧量(COD)等指标结合起来评价。常用 BOD5与 COD 的比例来反映污水的可生化降解性，用微生物呼吸氧量随时间变化曲线来反映生化降解的快慢。城市污水 BOD5一般为每升 300 500 毫克，造纸、食品、纤维等工业废水可高达每升数千毫克。植物营养素：生活污水、食品工业废水、城市地面径流污水中都含有植物的营养物质氮和磷。城市污水中磷的含量原先每人每年不到 1 千克，近年来由于大量使用含磷洗涤剂，含量显著增加。来自洗涤剂的磷占生活污水中磷含量的 3
14、0 75%，占地面径流污水中磷含量的 17%左右。氮素的主要来源是食品、化肥、焦化等工业的废水，以及城市地面径流和粪便。硝酸盐、亚硝酸盐、铵盐、磷酸盐和一些有机磷化合物都是植物营养素，能造成地面水体富营养化、海水赤潮和地下肥水。硝酸盐含量过高的饮水有一定的毒性，能在肠胃中还原成亚硝酸盐而引起肠原性青紫症。亚硝酸盐在人体内，与仲胺合成亚硝胺类物质可能有致畸作用、致癌作用。城市污水中除含以上四类普遍存在的污染物外，随污染源的不同还可能含有多种无机污染物和有机污染物，如氟、砷、重金属、酚、氰、有机氯农药、多氯联苯、多环芳烃等。2.2 污水处理方案的选择城市污水处理厂的方案，要考虑有效去处 BOD5，
15、又要适当去除 N、P，故可采用 SBR 法、氧化沟法或 A 2 0 法。(l)SBR 法SBR 法为序批式活性污泥法，它比连续流活性污泥法出现的更早，但由于当时运行管理条件限制而被连续流系统所取代。随着自动化控制水平的提高，SBR法重新被人们重视，该工艺在同内已广泛应用于屠宰、啤酒、化工、鱼品加工、制药等工业废水和生活污水的处理，SBR 法特点见表 4。表 4 SBR 法特点优点同时脱氮除磷；静置沉淀可获得低 SS 出水；耐受水力冲击负荷；操作灵活性好，兼具二沉池功能。缺点同时脱氮除磷时操作复杂；滗水设施的可靠性对出水水质影响大；设计过程复杂，池体容积大；不适合 5 万吨/天以上污水量的处理；
16、维护要求高，运行对自动控制依赖性强。(2)氧化沟法本工艺 50 年代初期发展形成，因其构造简单，易于管理，很快得到推广，且不断创新，有发展前景和竞争力，当前可谓热门工艺。氧化沟在应用中发展为多种形式，比较有代表性的有：帕式(Passveer)简称单沟武，奥式(Orbal)简称同心圆式，F 式(Carrousel)简称循环折流式和三沟式氧化沟（T 型氧化沟）等。氧化沟一般不设初沉池，负荷低，耐冲击，污泥少。建设费用及电耗视采用的沟型而变，如在转碟和转刷曝气形式中，再引进微孔曝气，加大水深，能有效地提高氧的利用率(提高 20%)和动力效率达 2.5 3.0 kgO2/(kW*h)，氧化沟工艺的特，
17、见表 5。表 5 氧化沟法特点优点工艺流程简单，运行管理方便；耐受水力冲击负荷；污泥量少、性质稳定；出水水质较好。(3)A20 法城市生活污水含有大量的氮磷，由于氮磷的富集会对天然水体造成富营养化，导致湖泊河流的藻类泛滥破坏生态环境及影响水生生物的生存和人类生活。故对城市污水提出脱氮除磷的要求。利用生物处理法脱氮除磷，可获得优质出水，是一种深度二级处理工艺。污水在沉经厌氧、缺氧、好氧三个不同功能分的过程中，污水在厌氧区(D00.3mg/L)，释放出聚磷菌，在好氧状况下又将其更多吸收，以剩余污泥的形式排出系统达到除磷目的，同时污水进入缺氧区(D00.7 mg/L)，由于兼氧脱氮菌的作用，利用水中
18、 BOD 作为氢供给体（有机碳源），将来自好氧池混合液中的硝酸盐及亚硝酸盐还原成氮气逸入大气，达到脱氮的目的，A2O 工艺的特点见表 6。表 6 A/A/O 工艺特点优点工艺流程简单，运行管理方便；同时脱氮除磷；污泥沉降性能好；缺点聚磷菌和反硝化菌都需要易降解有机物；回流污泥含有硝酸盐进入厌氧区，对除缺点溶解氧量难以控制；污泥容易沉积；脱氮除磷效果不显著。反硝化过程为硝化过程提供碱度；磷效果有影响；反硝化过程同时去除有机物（COD）；脱氮受内回流比影响。厌、缺、好氧环境交替运行，丝状菌不能大量繁，不会发生污泥膨胀；厌、缺氧环境为系统节能，减少经济费用。本项目污水处理的特点为：（1）污水以有机污
19、染物为主，BOD/COD=0.670.3,可生化性比较好，重金及其他难以生物降解的有毒有害污染物一般不超标。（2）污水中主要污染物指标 BOD5、COD、SS 值为典型城市污水值。此外考虑到氨氮出水浓度排放要求比较高，因此需要采用能够同时脱氮除磷降磷且效果较好的工艺。（3）从上述比较分析，可知 SBR 间歇运行，全赖电脑控制，对处理厂的管理人员素质要求很高，变水位运行，电耗增大；而且除磷脱氮效果一般，所以不采用。其主要污水来源为生活污水，污水生化性好，难降解污染物少，氧化沟的一些优点得难以得到体现。而且，污水处理厂冬季气温低，若采用氧化沟工艺的话，设备检修困难。A 2 O 工艺虽然基建费用相对
20、较高，但运行费用低，管理维护相对方便，出水水质稳定，脱氮除磷效果显著，优势相对突出。通过对各种工艺比选、城镇污水自身的特点以及对投资费用，运行管理的考虑，本工程设计决定采用A 2 O 工艺来处理城市污水。（4）判断是否可采用 A 2 O 法COD 300 10.7 8TN 28TP 5 0.025 0.06BOD5200BOD5200 40 17TP 5符合要求。（5）具体的污水处理工艺流程图 7 如下：图 7 城市生活污水处理工艺流程2.3 污水处理工艺原理及工程说明处理规模：Q 20000mQmaxKZ_3d 833.33m3h 0.2315m33s 231.5 L（此时 s KZ取 1.
21、49）3 Q 1.49 20000 29800md 1241.67mh 0.344m3s 345 L/sQmin1 _ 1 20000 Q 0.12 m3s2 2 24 3 60 01.设计概况格栅是一组（或多组）相平行的金属栅条与框架组成，倾斜安装在进水的渠道，或进水泵站集水井的进口处，用以截阻大块的呈悬浮或漂浮状态的固体污染物杂质。因此为了避免其中的较粗大的悬浮物及杂质，堵塞水泵和沉淀池的排泥管，影响后续处理构筑物或设备的正常工作，首先设置格栅除去较大的悬浮物和颗粒。2.设计参数：（1）水泵前格栅栅条间隙，应根据水泵要求确定。（2）污水处理系统前格栅栅条间隙，应符合下列要求：人工清除 25
22、40 mm；机械清除 1625mm；最大间隙 40 mm。（3）栅清量与地区的特点、格栅的间隙大小、污水流量以及排水管道系统的类型等因素有关。在无当地运行资料时，可采用：3 3 3格栅间隙 16 25 mm,0.100.05m栅渣/10 m污水；格栅间隙 30 50 mm，0.030.01m栅渣/10 m污水。3（4）大型污水处理厂或泵站前的格栅（每日栅渣量大于0.2m）一般应采用机3 3 3械清渣。（5）机械格栅不宜少于 2 台，如为 1 台时，应设人工清除格栅备用。（6）过栅流速一般采用 0.6 1.0 m/s。（7）格栅前渠道内的水流速度一般采用 0.4 0.9m/s。（8）格栅倾角一般
23、采用 45 75。（9）通过格栅的水头损失，粗格栅一般为.2m,细格栅一般为 0.3 0.4m。（10）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。工作台上应有安全和冲洗设施。（11）格栅间工作台两侧过道宽度不应小于 0.7 m，人工清除不应小于 1.2m；机械清除不应小于 1.5m。（12）机械格栅的动力装置一般宜设在室内，或采取其他保护没备的措施。（13）设置格栅装置的构筑物，必须考虑设有良好的通风设施。（14）在北方地区格栅的设置应考虑防止栅渣结冰的措施。（15）格栅间内应安设吊运设备，以进行格栅及其他设备的检修，栅渣的日常清除。1.设计概况污水泵房在污水处理系统中常被称
24、为污水提升泵房，其作用主要是将上游来水提升至后续处理单元所要求的高度，使其实现重力自流。它的工作特点是它所抽升的水是不干净的，一般含有大量的杂质，而且自来水的流量随时都在变化。污水泵房的基本组成包括：机器间、集水池、格栅、辅助间。机器间内设置水泵机组和有关的附属设备。2.设计参数（1）泵房进水角度不大于 45 度；（2）相邻两机组突出部分得间距，以及机组突出部分与墙壁的间距，应保证水泵轴或电动机转子再检修时能够拆卸，并不得小于 0.8。如电动机容量大于 55KW时，则不得小于 1.0m，作为主要通道宽度不得小于 1.2m；（3）泵站为半地下式；（4）水泵为自灌式；1.设计概况集水池的作用是汇集
25、、储存和均衡废水的水质水量。各个车间的生产废水，其排出的废水水量和水质一般来说是不均衡的，生产时有废水，不生产时就没有废水，甚至在一日之内或班产之间都可能有很大的变化，如果清浊废水不分流，则工艺浓废水与轻污染废水的水质水量变化很大，这种变化对废水处理设施设备的正常操作及处理效果是很不利的，甚至是有害的。因此废水在进入主要污水处理系统前，都要设置一个有一定容积的废水集水池，将废水储存起来并使其均质均量，以保证废水处理设备和设施的正常运行。集水池容积要满足水工布置、格栅及污水提升泵吸水管的安装要求,在及时将来水抽走和避免水泵起闭频繁的基础上,尽量减小池容,以减低费用和减少污物在池内淤积和腐化。集水
26、池容积包括死水容积和有效容积两部分。死水容积是指最低水位以下的容积,有效容积是指集水池内最高水位和最低水位之间的容积。将废水储存起来并使其均质均量，以保证废水处理设备和设施的正常运行。2 设计参数（1）集水池的有效容积不宜小于最大一台污水泵 5min 的出水量；（2）污水泵每小时启动次数不宜超过 6 次。1.设计概况细格栅是一种可连续清除流体中杂物的固液分离设备，是城市污水处理、自机械格栅机来水厂、电厂进水口、纺织、食品加工、造纸、皮革等行业生产工艺中不可缺少的专用设备，是目前国内普遍采用的固液筛分设备。2.设计参数：（1）水泵处理系统前格栅栅条间隙，应符合下列要求：人工清除 25 40mm机
27、械清除 16 25mm最大间隙 100mm（2）在大型污水处理厂或泵站前原大型格栅(每日栅渣量大于 0.2m 3，一般应采用机械清渣；（3）格栅倾角一般用 45 o 75 o；（4）通过格栅的水头损失一般采用 0.08 0.15m；(5）过栅流速一般采用 0.6 1.0m/s；（6）机械格栅不少于 2 台，如为一台时，应设人工清除格栅备用;(7)格栅前渠道内的水流流速一般采用 0.6 0.9m/s;(8)通过格栅的水头损失，粗格栅一般为 0.2m,细格栅一般为 0.30.4m。1.设计概况污水在迁移、流动和汇集过程中不可避免会混入泥砂。污水中的砂如果不预先沉降分离去除，则会影响后续处理设备的运
28、行。最主要的是磨损机泵、堵塞管网，干扰甚至破坏生化处理工艺过程。沉砂池主要用于去除污水中相对密度大于2.65、粒径大于 0.2mm 沙粒，以保护管道、阀门等设施免受磨损和阻塞。其工作原理是以重力分离为基础，故应控制沉砂池的进水流速，使得比重大的无机颗粒下沉，而有机悬浮颗粒能够随水流带走。沉砂池主要有平流沉砂池、曝气沉砂池、旋流沉砂池等。2.设计参数（1）城市污水厂一般均应设置沉砂池，座数或分格数应不少于 2 座(格)，并按并联运行原则考虑。（2）设计流量应按分期建设考虑：1）当污水自流进入时，应按每期的最大设计流量计算；2）当污水为用提升泵送入时，则应按每期工作水泵的最大组合流量计算；3）合流
29、制处理系统中，应按降雨时的设计流量计算。（3）沉砂池去除的砂粒杂质是相对密度大于 2.65，粒径大于 0.2mm 的颗粒为主。（4）城市污水的沉砂量可按每 106m3 污水沉砂量为 30m3 计算，其含水率为 60%，容量为 1500kg/m3。（5）贮砂斗槔容积应按 2 日沉砂量计算，斗璧倾角 55。60。（6）沉砂池的超高不宜小于 0.3m。（7）除砂一般宜采用机械方法。当采用人工排砂时，排砂管直径应不小 200mm。(8)采用重力排砂时，沉砂池和贮砂池应尽量靠近，以缩短排砂管的长度，并设排砂闸门管道的首端，使排砂管畅通和易于养护管理。（9）设计流速的时水平流速：最大流速应为 0.3m/s
30、；最小流速为 0.15m/s；最大设计流量时，污水在池内的停留时间不应少于 30 s，一般为 3060s;(10)设计有效水深不应大于 1.2m,一般采用 0.251.0m，每格宽度不宜小 1.5t/m3。说明：采用平流式沉砂池，具有处理效果好，结构简单的优点。1.设计概况在污水处理中，通常设置在沉砂池之后，生物处理系统之前。其作用是收集污水，减少流量变化给处理系统带来冲击。污水经过沉砂池后，首先流到配水井，达到一定容量后，将污水均匀分配给下一级构筑物进行处理。2.设计参数（1）水力配水设施基本原理是保持各个配水方向的水头损失相等；（2）配水渠道中的水流速度应不大于 1.0m/s，以利于配水均
31、匀和减少水头损失；（3）从一个方向和用其中的圆形入口通过内部为圆筒形的管道向其引水的 环形配水池，当从一个方向进水时，保证分配均匀的条件：1）应取中心管直径等于引水管径；2）中心管径的环形孔高应取 0.250.5D1；3）当污水从中心管径流出时，不应当有配水池直径和中心管道直径（D/D1）大于 1.5 的突然扩张。1.设计概况初沉池可除去废水中的可沉物和漂浮物。废水经初沉后，约可去除可沉物、油脂和漂浮物的 50%、BOD 的 20%，按去除单位质量 BOD 或固体物计算，初沉池是经济上最为节省的净化步骤，对于生活污水和悬浮物较高的工业污水均易采用初沉池预处理。初沉池的主要作用如下：（1）去除可
32、沉物和漂浮物，减轻后续处理设施的负荷；（2）使细小的固体絮凝成较大的颗粒，强化了固液分离效果；（3）对胶体物质具有一定的吸附去除作用；（4）一定程度上，初沉池可起到调节池的作用，对水质起到一定程度的均质效果，减缓水质变化对后续生化系统的冲击；（5）有些废水处理工艺系统将部分二沉池污泥回流至初沉池，发挥二沉池污泥的生物絮凝作用，可吸附更多的溶解性和胶体态有机物，提高初沉池的去除效率；另外，还可在初沉池前投加含铁混凝剂，强化除磷效果。含铁的初沉池污泥进入污泥消化系统后，还可提高产甲烷细菌的活性，降低沼气中硫化的含量，从而既可增加沼气产量，又可节省沼气脱硫成本。本设计初沉池采用机械排泥法。2.设计参
33、数(1)池子的超高至少采用 0.3m；(2)沉淀池的缓冲层高度，一般采用 0.3 0.5m；(3)初次沉淀池的污泥区容积，一般按不大于 2d 的污泥量计算，采用机械排泥时，可按 4h 污泥量计算；(4)初次沉淀池应设置撇渣设施；(5)按表面负荷计算时，应对水平流速进行校核，最大水平流速：初次沉淀池为7mm/s设计进水量：Qmax=2.98 104m3/d池型：中心进水周边出水圆形辐流式沉淀池沉淀池数量：2 座；表面负荷：qb=2m3/（m2h）；水力停留时间：T=1.5h；堰负荷：2.71L/（s m）；1.设计概况污水经预处理和一级处理后进入 A2O 工艺流程，在该工艺流程内，BOD5、SS
34、 和以各种形式存在的氮和磷将一一被去除。A2O 生物脱氮除磷系统的活性污泥中，菌群主要由硝化菌和反硝化菌、聚磷菌组成。在好氧段，硝化细菌将入流中的氨氮及有机氮氨化成的氨氮，通过生物硝化作用，转化成硝酸盐；在缺氧段，反硝化细菌将内回流带入的硝酸盐通过生物反硝化作用，转化成氮气逸入到大气中，从而达到脱氮的目的；在厌氧段，聚磷菌释放磷，并吸收低级脂肪酸等易降解的有机物；而在好氧段，聚磷菌超量吸收磷，并通过剩余污泥的排放，将磷除去。生物池是 A2O 工艺的核心部分，由三座池组成，根据污水的流动方向，可将生物池细分为厌氧池、缺氧池和好氧池。工艺流程如下图 8：（1）厌氧反应器，原污水与从沉淀池排出的含磷
35、回流污泥同步进入，本反应器主要功能是释放磷，同时污水中有机物进行厌氧发酵，在酸化阶段有机物转化为挥发性脂肪酸；聚磷菌利用挥发性脂肪酸合成体内所需的聚-羟丁酸、聚-羟戊酸。（2）缺氧反应器，首要功能是脱氮，硝态氮是通过内循环由好氧反应器送来的，循环的混合液量较大，一般为 2Q（Q 为原污水流量）；相对厌氧和好氧来讲，一般是指溶解氧控制在 0.2-0.5mg/L 之间的生化系统。（3）好氧反应器 曝气池，这一反应单元是多功能的，去除 BOD，硝化和吸收磷等均在此处进行。流量为 2Q 的混合液从这里回流到缺氧反应器。曝气是使空气与水强烈接触的一种手段，其目的在于将空气中的氧溶解于水中，或者将水中不需
36、要的气体和挥发性物质放逐到空气中。换言之，它是促进气体与液体之间物质交换的一种手段。它还有其他一些重要作用，如混合和搅拌。空气中的氧通过曝气传递到水中，氧由气相向液相进行传质转移。2.设计参数如下图 9：1.设计概况二沉池是主要接纳生物池即 A 2 O 反应池的出水，是活性污泥系统的重要组成部分。其作用主要是使污泥分离，使混合液澄清、浓缩和回流活性污泥。在 A 2/O法中，从曝气池流出的混合液在二沉池中进行泥水分离和污泥浓缩，其工作效果能够直接影响活性污泥系统的出水水质和回流污泥浓度。澄清后的出水溢流外排。出水系统：采用双边溢流堰，在边池沉淀完毕，出水闸门开启，污水通过溢流堰，进行泥水分离。澄
37、清液通过池内得排水渠排除。在排水完毕后，出水闸门关闭。排泥系统：采用周边传动轨道式吸泥机。2.设计参数1.沉淀池超高不应小于 0.3m2.沉淀池有效水深宜采用 2.0 4.0m3.当采用污泥斗排泥时，每个污泥斗均应设单独闸阀和排泥管，污泥斗的斜壁与水平面倾角，方斗宜为 60，园斗宜为 55 4.活性污泥法处理后的二次沉淀池污泥区容积宜按不大于 2h 的污泥量计算，并应有连续排泥措施5.排泥管的直径不应小于 200mm6.当采用静水压力排泥时，二次沉淀池的静水头，生物膜法处理后不应小于 1.2m，活性污泥法处理池后不应小于 0.9m。7.二次沉淀池的出水堰最大负荷不宜大于 1.7L(s m)。9
38、、沉淀池应设置浮渣的撇除、输送和处置设施。8.水池直径(或正方形的一边)与有效水深之比宜为 6 12，水池直径不宜大于50m。9.宜采用机械排泥，排泥机械旋转速度宜为 1 3r h，刮泥板的外缘线速度不宜大于 3m min。当水池直径(或正方形的一边)较小时也可采用多斗排泥。10.缓冲层高度，非机械排泥时宜为 0.5m；机械排泥时，应根据刮泥板高度确定，且缓冲层上缘宜高出刮泥板 0.3m。11.坡向泥斗的底坡不宜小于 0.05。1.设计概况水消毒处理的目的是解决水中的生物污染问题。城市污水经过二级处理后，水质改善，细菌含量大幅度减少，但细菌的绝对值可观，并存在病原可能，为防止对人类健康产生危害
39、和对生态造成污染，在污水排入水体前应进行消毒。接触消毒池（disinfecting tank）指的是使消毒剂与污水混合，进行消毒的构筑物。主要功能：杀死处理后污水中的病原性微生物。经过处理后，污水出水水质已经达标，但是处理水中含有细菌、病毒和、病卵虫等致病微生物，因此采用液氯、臭氧或紫外线消毒将其杀灭，防止其对人类及牲畜的健康产生危害和对环境造成污染，使排水达到国家规定的细菌学指标。2.设计参数 加氯量：5 10mg/L；氯与水的接触时间不少于 30min；第三章 设计计算书3.1 粗格栅间QmaxKZ Q 1.49 20000 29800_m3d 11241.67mh 0.34m3 3s设计
40、流量 1241.67m 3/h 格栅间隙 b=20mm格栅台数 1 台 栅条宽度 S=0.01m单台设计流量 345L/s 进水渠展开角 a1=20 o格栅倾角 a=60 o 栅前渠道超高 h2=0.3m过栅流速 V2=0.8m/s 单位栅渣量栅前流速 V1=0.7m/s W1=0.09m 3/10 3 m 3设栅前流速 v1=0.7m/s，过栅流速 v2=0.8m/s，格栅安装倾角为 60 度则:（1）栅条间隙数 n Q max sin 0.34 sin 60 40.3(取 n=41)bhv20.02 0.49 0.8（2）栅槽有效宽度 B s(n 1)bn 0.01(41 1)0.02 4
41、1 1.22 m（3）进水渠宽 B1栅前水深 h 2 Qmax 2 0.34 0.98 m0.7v1B10.98 0.49 m2 2B B11.22-0.98 0.33 m（1为进水渐宽部2 tan 12 tan 20（4）进水渠道渐宽部分长 L1分渠展开角度）（5）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度 L2（6）过栅水头损失（h2）因栅条边为矩形截面，取 k=3，则L10.33 0.17 m2 2通过格栅的水头损失一般为 0.080.15m其(s)b43h0：计算水头损失,m;k：系数，格栅受污物堵塞时水头损失增加倍数，一般采用 k=3;：阻力系数，与栅条断面形状有关，可按手册提供计算公式和系
42、数计算；设栅条断面为锐角边矩形断面时=2.42;g：重力加速度，取 9.81m/s 2。0.0140.823 h2=3 2.42（）sin 60o=0.080.02 2 9.81（7）栅后槽总高度 H，m取栅前渠道超高 h1=0.3m，则栅前槽总高度 H1=h+h1=0.49+0.3=0.79m栅后槽总高度 H=h+h1+h2=0.49+0.08+0.3=0.87m（8）格栅总长度 L，mL L1 L2 0.5 1.0 H10.79 0.33 0.17 0.5 1.0 2.46 mtan 60 tan 60（9）每日栅渣量W 86400 Qmax W186400 0.34 0.09 1.77
43、m3/d 0.2 m3/d1000 KZ1000 1.49所以宜采用机械格栅清渣(10)粗格栅的计算草图图 10 粗格栅计算草图3.2 泵房和集水池泵的数量 2 台（1 用 1 备）最高水位 2.64m泵的最大流量 Q 0.34ms集水池容积 V=102m33最低水位 4.14m集水池有效水深 1.5m集水池面积 S=68m2集水池长度 L=17m水头总扬程 11.549m3.2.2 集水池设计计算（1）选择集水池与机器间合建的半地下式圆形泵站，用 2 台泵（1 用 1 备）。（2）每台泵最大流量 Q（3）集水池容积 V集水池容积不小于最大一台泵的 5min 出水量V Q t 0.34 5 6
44、0 102 m 3（4）集水池面积 S集水池有效水深一般为 1.52.0m，设计中取 1.5mS V 102 68 m 2h 1.5Qmax0.34 0.34 m 3/sN 1集水池底部保护水深为 0.9m，则实际水深为 2.4m（5）集水池长度 L，取集水池宽 B=4mL S 68 17.00 mB 4.0（6）泵位及安装排污泵直接置于集水池内，排污泵检修采用移动吊架。污水只考虑一次提升。污水提升后进入细格栅再自流通过平流沉砂池，初沉池、生物反应池、二沉池、消毒池，然后由出水水管排出。（1）集水池最高水位污水进水总管管底标高为-3.34m，相对地面标高为 0.00m。设计中进水总管管径为 1
45、000mm，查阅 给水排水水力表 得：充满度为 0.75，v=0.38m/s1.0m/s，符合要求。粗格栅的水头损失为 0.2m,则最高水位为 3.34 1.2 0.75 0.2-2.64m（2）集水池最低水位标高 2.64 1.5 4.14m细格栅的栅前水位标高为 4.77m4.77（4.14）=8.91m（3）水泵总扬程估算1）出水管线水头损失每台泵单用一根出水管，共流量为 Q0=345 345 L/s 选用管径为 1000mm 的1铸铁管，查表得查阅给水排水水力表得：v=3.010m,1000i=3.565m，设管总长 30m，局部损失占沿程的 30，则总损失为：30(1 0.3)3.5
46、65 1000 0.139m（4）泵站内的管线水头损失假设为 1.5m，考虑自由水头为 1.0m（5）水头总扬程为 H=8.91+0.139+1.5+1.0=11.549m3.3 细格栅QmaxKZ Q 1.49 20000 29800_m3d 11241.67mh 0.34m3 3s设计流量 1241.67m 3/h格栅台数 1 台单台设计流量 345L/s栅前水深 h=0.55m格栅倾角 a=60 o最大过栅流速 V2=0.9m/s栅前流速 V1=0.6m/s格栅间隙 b=10mm栅条宽度 S=0.01m进水渠展 a1=20 o栅前渠道超高 h1=0.3m单位栅渣量 W1=0.1m 3/1
47、0 3 m 33.3.2 设计计算（1）设栅前流速 v1 0.6m/s，格栅安装倾角为 60 度则:栅前槽宽B12 Qmaxv12 0.34 1.1 m0.6栅前水深 h B11.1 0.55 m2 2（2）栅条间隙数 n Q max sin 0.34 sin 60 64bhv20.01 0.55 0.9设计四组格栅，每组格栅间隙数 n=16 条（3）栅槽有效宽度B S（n 1）b?n 0.01（64 1）0.01 64 1.3 mB B11.3-1.1 0.28 m（1为进水渐宽2 tan 12 tan 20（4）进水渠道渐宽部分长 L1部分渠展开角度）（5）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长
48、度 L2L10.28 m 0.14 m2 2（6）过栅水头损失（h1）因栅条边为矩形截面，取 k=3，则2v20.0140.6sin 3 2.42()3 sin 60 0.12 m h1 kh0 k 2 g 0.01 2 9.81其(s)b43h0：计算水头损失,m;k：系数，格栅受污物堵塞时水头损失增加倍数，一般采用 k=3;：阻力系数，与栅条断面形状有关，可按手册提供计算公式和系数计算；设栅条断面为锐角边矩形断面时=2.42;g：重力加速度，取 9.81m/s 2。0.0140.923 h2=3 2.42（）sin 60o=0.270.01 2 9.81（7）栅后槽总高度 H取栅前渠道超高
49、 h1=0.3m，则栅前槽总高度 H1=h+h1=0.55+0.3=0.85m栅后槽总高度 H=h+h1+h2=0.55+0.3+（8）格栅总长度 LL L1 L2 0.5 1.0 H10.85 0.28 0.14 0.5 1.0 2.4 mtan 60 tan 60（9）每日栅渣量W 86400 Qmax W186400 0.34 0.1 1.97 m3/d 0.2 m3/d1000 KZ1000 1.49所以宜采用机械格栅清渣（10）细格栅计算草图图 11 细格栅计算草图3.4 沉砂池QmaxKZ Q 1.49 20000 29800md 1241.67mh 0.34mS_3 3 33.4
50、.1 设计参数设计座数 一座（每座两格）每座沉砂池设计流量 0.34m 3/s设计流速：v=0.25m/s进水渠水流速度 v1 0.3 m/s水力停留时间：t=30s沉砂池长度 7.5m有效水深 0.68m3 贮泥区容积 0.34m（每个沉砂斗）沉砂斗底宽 0.5m斗壁与水平面倾角 60 0斗高为 0.5m 斗部上口宽 1.1 m（1）沉砂池长度：L vt 0.25 30 7.5 m（2）水流断面积：A Qmax0.34 1.36 m2，取 1.4m2v 0.25（3）池总宽度：设计 n=2 格，每格宽取 b=1.0m0.6m，池总宽 B=2b=2m（4）有效水深：h2A 1.36 0.68