污水处理工艺设计说明书

说明书

设计题目：   某市污水厂设计     

专    业：     给水排水工程     

    班    级：    2011 级 （一） 班 

            姓    名：                       

            学    号：                       

            指导老师：                       

第一章  设计说明书

1 设计任务和基础资料

1.1 设计题目

    某市污水厂设计

1.2 设计目的

训练学生综合应用所学基础课，技术基础课和专业课知识，在教师指导下培养学生完成城市污水处理厂设计并与该设计区域的给水处理厂综合的能力，使学生受到工程师的基本训练。通过本设计，学生需掌握：1）确定污水处理规模；2）确定污水处理程度，选择污水、污泥处理的工艺流程；3）确定处理构筑物的型式，对构筑物进行工艺设计计算，定出构筑物的主要尺寸；4）进行污水处理厂的总平面布置，绘制污水处理厂平面布置图；5）进行污水处理厂的高程布置、绘制污水、污泥处理流程图；6）掌握设计说明书的编写和初步设计与绘制的方法。

1.3 设计原始资料

(1) 污水厂厂址区地形图一张(附录)

(2) 污水处理量: 

因本课程设计是与给水处理厂设计相综合的综合设计，污水厂的设计流量直接与给水厂供水量、产污系数、污水收集率和地下水渗入率相关。本次课程设计的产污系数按照80%计，城市污水收集率按照90%计，地下水渗入率按照10%计。污水量（m3/d）=给水厂日供水量×80%×90%×（1+10）%。

占城市人口1/4的老城区采用的是合流制排水系统，截流倍数为1。

旱季进厂污水量=给水厂日供水量×80%×90%×（1+10）%；

雨季进厂污水量=3/4×[给水厂日供水量×80%×90%×（1+10）%]+1/4[给水厂日供水量×80%×90%×（1+10）%]×2；

为保护收纳水体，水厂一级处理构筑物按照雨季进水量设计，二级处理构筑物按照旱季流量设计。污泥处理部分按照旱季流量设计。

(3) 污水设计进水水质

COD               300        mg/L

BOD5               200        mg/L

SS                   180        mg/L

TN                    40        mg/L

NH3-N             25        mg/L

TP                     5        mg/L

pH                    6~7

水温              15℃~25℃

(4) 污水设计出水水质

污水设计出水水质按照一级标准B标准执行（GB118-2002）

COD               ≤60        mg/L

BOD5                ≤20        mg/L

SS                   ≤20        mg/L

TN                   ≤20        mg/L

NH3-N            ≤8.0        mg/L

TP                   ≤1.0        mg/L

(3) 市政管道资料

进厂市政管道为合流制管道（管径d400,d600,d700mm，根据三种水量大小选择），最后一个检查井井底标高为285.00m，坐标X=11262.197，Y=67825.125。

(4) 水文及地质资料：

处理后的污水排入污水处理厂附近的河流（自西流入，向东再向南流出），该河流的20年一遇最高洪水位为281.00m，常水位为278.00m。地下水位标高为276.00m。土壤为砂质粘土，抗压强度大于1.5kg/cm2。               

1.4 设计内容

确定污水处理规模；

确定污水处理程度，选择污水、污泥处理的工艺流程；

确定处理构筑物的型式，对构筑物进行工艺设计计算，定出构筑物主要尺寸；

进行污水处理厂的总平面布置（构筑物平面、管网平面布置），绘制污水处理厂平面布置图；

进行污水处理厂的高程布置、绘制污水、污泥处理流程图。

1.5 设计要求

1. 编制设计说明书一份（分为给水部分和排水部分）：说明书中应说明设计任务、设计依据的资料，决定给水、污水处理工艺流程和选择处理构筑物型式的理由，主要处理构筑物一览表(包括规格、材料、数量、单位、备注)

2. 编制计算书一份：计算书应有主要处理构筑物的设计计算过程，并附必要的单线草图

3. 绘制污水厂平面布置（水厂平面布置和管网平面布置，可合在一张图上，也可两张图分别绘制）及高程系统图各一张(A1)

4. 设计完成时间： 1 周

2.污水处理工艺说明

2.1污水处理工艺的选择

  根据污水的水质、水量以及出水标准，本设计采用：  

 其中一级处理由格栅、沉砂池组成，作用是去除污水中悬浮或漂浮态固体物质；二级处理是城市污水处理的核心部分，本设计为氧化沟工艺，通过氧化沟能够去除污水中胶体态和溶解态有机物以及氮磷等可溶性无机污染物，使出水达到排放标准。

2.2各处理构筑物型式的选择

  1.格栅间和提升泵房

   根据原污水水质及减轻沉砂池工作负荷，本设计中选择栅条间距为15mm的弧丝型中格栅，栅槽断面采用矩形断面。提升泵房设置在污水处理构筑物前、格栅之后，提升要处理的污水，使之在以后的处理流程中重力流 。

  2.沉砂池

   沉砂池有平流沉砂池、曝气沉砂池、旋流沉砂池等三种类型。平流沉砂池具有截留无机颗粒效果好、工作稳定、构造简单、拍沉砂方便等优点，故设计选用平流沉砂池。

  3.生化池

  该污水处理工程采用Carrousel氧化沟工艺,具有以下特点:①由于具备厌氧——缺氧——好氧条件,因此它不仅具有降低CODcr、BOD5、SS功能外,还具有脱氮除磷功能;②在氧化沟中含大量的循环混合液,使进水达到快速混合稀释,对污水的水质水量具有较强的抗冲击负荷能力,出水水质较稳定;③氧化沟不需专门设置一套内循环反硝化系统,它自身的循环混合液量可满足反硝化的需要,降低了能耗和运行费用;④氧化沟法泥龄较长,剩余污泥泥量少且稳定。

  4.二沉池

二沉池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。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。二沉池有辐流沉淀池，竖流沉淀池，斜管沉淀池等。辐流沉淀池适用于大中型处理厂，运行效果好，管理方便。相对其他沉淀池优点突出。故本设计选择辐流沉淀池。

  3.消毒工艺

    液氯消毒效果可靠，投配设备简单，价格便宜等优点，设计中采用液氯作为消毒剂对污水进行消毒。

3.污泥处理工艺说明

  由于本设计需要对磷进行一定的去除，为了避免污泥释磷现象的发生，所以选择污泥处理工艺：

           生污泥——贮泥池——机械浓缩——机械脱水——处置

4.主要处理构筑物一览表

第二章 设计计算书

1.设计水质水量的计算

1.1设计水量

时变化系数：

本设计中

最大时污水量：

最大时旱季进厂污水量：

最大时雨季进厂污水量：    

1.2设计水质

  1.污水进水水质

    COD                300        mg/L

    BOD5                200        mg/L

    SS                 180        mg/L

    TN                40        mg/L

    NH3-N               25        mg/L

    TP                5        mg/L

    pH                6~7

    水温            15℃~25℃

  2.污水设计出水水质

    污水设计出水水质按照一级标准B标准执行（GB118-2002）

     COD                  ≤60        mg/L

     BOD5                ≤20        mg/L

     SS                   ≤20        mg/L

     TN                   ≤20        mg/L

     NH3-N               ≤8.0        mg/L

     TP                   ≤1.0        mg/L

1.3污水处理程度的计算

1.污水的COD处理程度计算：

2.污水的BOD5的处理程度计算：

3.污水的SS的处理程度计算：

4.污水的TN的处理程度计算:

5.污水的NH3-N的处理程度计算:

6.污水的TP的处理程度计算:

2.污水的一级处理

2.1格栅间和泵房设计计算

   格栅单独设置，设计中选择两组格栅，N=2组，每组格栅单独设置，每组格栅的设计流量为。

 1.格栅的间隙数

 式中   n——格栅栅条间隙数；

        Q——设计流量；

        α——格栅倾角；

        N——设计的格栅组数；

        b——格栅栅条间隙；

        h——格栅栅前水深；

        v——格栅过栅流速。

设计中取h=0.5m，v=0.8m/s，b=0.02m，α=60°

2.格栅槽宽度

 式中   B——格栅槽宽度；

        S——每根格栅条的宽度；

 设计中取S=0.015m

3.进水渠道渐宽部分的长度

式中   ——进水渠道渐宽部分的长度；

       B1——进水明渠宽度；

       ——渐宽处角度，一般采用10o~30o。

设计中取B1=0.4m，=20°

             取0.30m

4.出水渠道渐窄部分的长度

式中   ——进水渠道渐宽部分的长度；

       ——渐窄处角度，=。

5.通过格栅的水头损失

式中   h1——水头损失；

       β——格栅条的阻力系数，取2.42；

        k——格栅受污物堵塞时的水头损失增大系数，一般采用k=3.

6.栅后明渠的总高度

 式中   H——栅后明渠的总高度

        h2——明渠超高，一般采用0.3~0.5m，设计中取0.3m。

7.格栅槽总长度

8.每日栅渣量

式中

应采用机械除渣及皮带输送机输送栅渣，采用机械栅渣打包机将栅渣打包，汽车运走。

9.进水与出水渠道

 城市污水通过DN600mm的管道送入进水渠道，设计中取进水渠道宽度B1=0.4m，进水水深h1=h=0.5m，出水渠道B2=B1=0.4m，出水水深h2=h1=0.5m。

图一  格栅平面布置

2.2提升泵房设计

  （1）流量按雨季最大时流量Q=1143.75m³/h，扬程由水力计算得H=5.30m。

  （2）选择污水泵：型号WQ1000—9.5—4.5，3台，2用1备，主要性能参数：

       Q=1000m³/h，H=9.5m，泵效率76%，满足要求。    

  （3）泵房内设集水池，集水池有效容积不小于最大一台泵5min的吸水量

      集水池尺寸L×B×H=7.0m×6.0m×1.0m

  （4）提升泵房尺寸L×B×H=40m×20m×7m

2.3沉砂池计算

     设计中选择两组平流式沉砂池，N=2组，每组沉砂池设计流量为

1.沉砂池长度

式中  L——沉砂池长度；

      v——设计流量时的流速，一般采用0.15~0.30m/s，设计中取0.20m/s；

      t——设计流量时的流行时间，一般采用30~60s，设计中取30s.

 2.水流过水断面面积

式中   A——水流过水断面面积；

       Q——设计流量。

3.沉砂池宽度

式中   B——沉砂池宽度；

       h2——设计有效水深，一般采用0.25m~1.00m，设计中取0.4m。

设计中每组沉砂池设两格：

          （校核长宽比）

4.沉砂室所需容积

5.每个沉砂斗容积

式中  V0——每个沉砂斗容积；

       n——沉砂斗个数。

 设计中取每个分格2个沉砂斗，则共有沉砂斗。

6.沉砂斗高度

 沉砂斗高度应能满足沉砂斗储存沉砂的要求，沉砂斗的倾角α>600

式中  ——沉砂斗的高度；

       f1——沉砂斗上口面积；

       f2——沉砂斗下口面积，一般采用。

设计中取上口面积为0.7m×0.7m，下口面积0.5m×0.5m。

设计中取沉砂斗高度0.80m，校核沉砂斗角度，

α=76.6°>60°。

7.沉砂室高度：

式中     h3——沉砂室高度；

         i——沉砂池底坡度，一般采用0.01~0.02，设计中取0.02；

         l2——沉砂池池底长度。

8.沉砂池总高度：

式中    H——沉砂池总高度；

        h1——沉砂池超高，一般采用0.3~0.5m，设计中取0.30m。

 9.验算最小流速：

式中

10.进水渠道

 格栅出水通过DN400的管道送入沉砂池的进水渠道，然后向两侧配水进入进水渠道，污水在渠道内的流速为:

式中   v1——进水渠道水流流速；

        B1——进水渠道宽度，取0.4m；

        H1——进水渠道水深，取0.5m。

11.出水渠道

  出水采用薄壁出水堰跌落出水，出水堰可保证沉砂池内水位标高恒定，堰上水头为：

式中  H1——堰上水头；

      Q1——沉砂池内设计流量；

      m——流量系数，一般采用0.4~0.5，设计中取0.5；

      b2——堰宽，等于沉砂池宽度。

  出水堰自由跌落0.1m后进入出水槽，出水槽宽度为0.4m，有效水深0.5m，水流速度0.72m/s，出水流入出水管道。出水管道采用钢管，管径DN=400mm，管内流速v2=1.16m/s，水力坡度4.736‰。

12.排砂管道

  采用沉砂池底部管道排砂，排砂管道管径DN=200mm。

图二  平流式沉砂池布置图

3.污水的二级处理设计计算

本设计采用Carrousel氧化沟

3.1设计参数

1.氧化沟内混合液污泥浓度

氧化沟内污泥浓度值一般采用2000~6000mg/L之间，设计中取。

2.污泥龄

在设计在考虑去除BOD5的同时，还考虑反硝化，因此污泥龄。

3.回流污泥浓度

式中   ——回流污泥浓度（mg/L）；

       SVI——污泥容积指数；

       r——系数，一般采用1.2

设计采用SVI=100

4.污泥回流比

式中   R——污泥回流比（%）。

3.2平面尺寸计算

1.好氧区有效容积

式中  ——好氧区有效容积（m3);

      Y——污泥净产率系数（kgMLSS/kgBOD5)，根据，查表的Y=0.42；

      Q——污泥设计流量（m3/d)；

      ——分别进出水BOD5浓度（mg/L）；

      ——污泥龄（d）；

      X——污泥浓度（mg/L）；

      ——污泥自身氧化率（1/d）；对于城市污水，一般采用0.05~0.1。

设计中取

2.缺氧区有效容积

  反硝化区脱氮量

式中   W——反硝化区脱氮量（kg/d)；

       ——进水TN浓度（g/L）；

       ——出水TN浓度（g/L）

反硝化区所需污泥量

式中   G——反硝化区所需污泥量（kg）；

       ——反硝化速率；根据试验结果，值介于0.019~0.26之间。

设计中取

反硝化区有效容积

式中  V2——反硝化区有效容积（m3)

3.总有效容积

式中   V——氧化沟总有效容积（m3）；

       K——具有活性作用的污泥占总污泥量的比例，一般采用0.55左右

设计中取K=0.6

4.氧化沟平面尺寸

 氧化沟共设两组，并联运行。氧化沟的有效水深设为3.2m，超高设为0.8m，则氧化沟总高度为4.0m。取氧化沟为矩形断面，沟宽8m，则氧化沟总长度

式中  L——氧化沟总长度(m);

      N——氧化沟分组数;

      h——氧化沟有效水深（m）；

      B——氧化沟的沟宽（m）

设计中取N=2，h=3.2m，B=8.0m

，取200m

其中好氧区长度为114m，缺氧区长度86m。

3.3设计参数校核

1.水力停留时间

式中   t——水力停留时间（h）

图三  氧化沟平面布置图

2.BOD—污泥负荷率

式中 ——污泥负荷；

     ——活性污泥浓度（mg/L）。

设计中取

介于0.05~0.15之间，满足要求。

3.4进出水系统

1.氧化沟的进水设计

沉砂池的出水用两条管道分别送入每一组氧化沟，送水管道DN400mm，管内流速为1.16m/s。回流污泥也同步流入。

2.氧化沟的出水设计

氧化沟的出水采用矩形堰跌落出水，则堰上水头

式中  H——堰上水头（m);

      Q——每组氧化沟出水量(m3)，指最大流量（0.415m3/s）与回流污泥量（0.415×50%m3/s）之和；

      m——流量系数，一般采用0.4~0.5；

      b——堰宽（m）

设计中取m=0.4，b=6m

出水总管管径采用DN600mm，管内污水流速为1.03m/s。回流污泥管径为DN400mm，管内污泥流速为0.93m/s。

3.5剩余污泥量

式中  W——剩余污泥量（kg/d）

湿污泥量

式中  ——湿污泥量（m3/d）

       P——污泥含水率

设计中取p=99.2%

3.6需氧量

式中  O2—设计需氧量（kgO2/d）

      Q—污水流量（m3／d）

      S0—进水BOD5（mg／L）

      Se—出水BOD5（mg／L）

      k一BOD5速率常数（d-1），可采用0.23d-1

      t—BOD试验天数（d），对BOD5，t＝5d

      W—剩余污泥排放量（kg/d）

      VSS/SS —污泥中挥发性固体百分数（％）；MLVSS/MLSS=0.7～0.8

      N0—进水氨氮浓度（mgNH3-N／L）

      Ne—出水氨氮浓度（mgNH3-N／L）

     ΔNO3—还原的盐氮（mgNO3-N／L）

 设计中取k=0.23，VSS/SS=0.75。假设生物污泥中大约含有12.4%的氮，用于细胞合成，则每天用于合成的总氮为：

460.6×0.124=57.1kg/d

   即TN中有用于细胞合成。按最不利情况，原水中NH3-N量与TN量相同，设出水中NH3-N量和NO3-N量各为5mg/L,则需要氧化的NH3-N量为：

25-2.9-5=17.1 mg/L

需要还原的NO3-N量为：

17.1-5=12.1 mg/L

则:                              

把实际需氧量折合成标准需氧量:

式中  —标准需氧量（kgO2/d）

      Cs(T)—标准大气压下，T0C时清水中饱和溶解氧浓度（mg/L）      

      CS(20）—标准大气压下，20℃时清水中的饱和溶解氧（mg/L）

      C—曝气池溶解氧的浓度（mg/L）

      α—污水传氧速率与清水传氧速率之比，一般污水约α＝0.5～0.95

      β—污水中饱和溶解氧与清水中饱和溶解氧之比，通常采用0.9～0.97

    设计中取α=0.9,β=0.95,假设最高温度为250C，CS(25）=8.42，取C=2mg/L

采用垂直轴表面曝气机，每组2台，共8台。

4. 本设计采用鼓风曝气机

4.1供气量

采用网状微孔空气扩散器，每个扩散器的服务面积为0.49m2,敷设池底0.2m处，淹没深度为4.0m，设计计算温度定为250C。200C和250C时，水中饱和溶解氧值为：

1.空气扩散器出口处的绝对压力

式中  ——出口处绝对压力（）

       H——扩散器上淹没深度（m）

设计中取4.0m

空气离开曝气池池面时，氧的百分比

式中  ——氧的百分比（%）

      ——空气扩散器的氧转移效率，设计中取12%。

2.曝气池混合液中平均氧饱和度（按最不利的温度条件考虑）

式中   ——25℃时，鼓风曝气池内混合液溶解氧饱和度的平均值；

       ——25℃时，在大气压力下氧的饱和度。

换算为在20℃条件下，脱氧清水的充氧量

式中 R——混合液需氧量；

     ——20℃时，鼓风曝气池内混合液溶解氧饱和度的平均值；

     α，β——修正系数设计中分别取0.82，0.95；

         ——压力修正系数，设计中取1.0；

         C——曝气池出口处溶解氧浓度，设计中取2.0mg/L。

3.曝气池供气量

  单个曝气池供气量为：

4.空气管路计算

   在每个反应池内各布置一根干管，共4根干管。每根干管上设8对曝气竖管，每根竖管的供气量为：

  曝气池的平面面积为1799㎡（好氧区平面积），每个扩散器的服务面积按0.49㎡，则所需空气扩散器的总数为：。

  每根曝气竖管上安装的空气扩散器的个数为：

  每个空气扩散器的配气量为

图四  曝气系统工艺布置图

5.空压机选择

    空气扩散装置安装在距离池底0.2m处，曝气池有效水深4.0m，空气管内的水头损失按1.0m计，则空压机所需压力为：

 空压机供气量：

  最大时：

   根据所需压力和空气量，选择3L300-2新型三叶罗茨鼓风机，共6台，该鼓风机风压49kPa，风量为.9m³/min，正常条件下，5台工作，1台备用。

5. 生物处理后处理

5.1辐流沉淀池

设计中取两组辐流沉淀池，N=2，每池的设计流量为0.170m³/s，从曝气池流出的混合液进入集配水井，经过集配水井分配流量后进入辐流沉淀池

1.沉淀池表面积

式中  F——沉淀部分有效面积（m2）

      Q——设计流量（m³/s）

      ——表面负荷，一般采用0.5～1.5

设计中

2.沉淀池直径

式中  D——沉淀池直径（m）

3.沉淀池有效水深

式中      ——沉淀池有效水深（m)

           t——沉淀时间（h）,一般采用1.5～3.0h

设计中取t=2h

4.径深比

5.污泥部分所需容积

式中  ——污泥部分所需容积（m3）

      Q0——污水平均流量（m³/s）

      R——污泥回流比（%）

      X——曝气池污泥浓度（mg/L）

      Xr——二沉池排泥浓度（mg/L）

设计中取Q0=0.170m³/s，R=50%。

6.沉淀池总高度

式中  ——沉淀池总高度（m）

  ——沉淀池超高（m），一般采用0.3~0.5m

  ——沉淀池有效水深（m）

  ——沉淀池缓冲池高度（m），一般采用0.3m

  ——沉淀池底部圆锥体高度（m）

  ——沉淀池污泥区高度（m）   

设计中取 ， ，

根据污泥部分容积过大及二沉池污泥的特点，采用机械刮吸泥机连续排泥，池底坡度为0.05。

式中  r——沉淀池半径（m）

      ——沉淀池进水竖井半径（m），一般采用1.0m

      ——沉淀池池底坡度 

设计中取，，

式中  ——污泥部分所需容积(m3)

      沉淀池底部圆锥容积(m3)

      F——沉淀部分有效面积（m2）

图五  辐流二沉池示意图

7.进水管的计算

式中   ——进水管设计流量（m³/s）

       ——单池设计流量（m³/s）

        R——污泥回流比（%）

       ——单池污水平均流量（m³/s）

设计中取，

进水管管径取DN600mm，流速：

8.进水竖井计算   

进水竖井直径采用D2=2.0m

进水竖井采用多孔配水，配水口尺寸，共设4个沿井壁均匀分布： 

流速：               

孔距:                 

9.稳流筒计算

筒中流速：

稳流筒过流面积：

稳流筒直径D3：

10.出水槽计算

采用双边900C三角堰出水槽集水，出水槽沿池壁环形布置，环形槽中水流由左右两侧汇入出水口。

每侧流量：      

集水槽中流速，槽宽

槽内终点水深:  

槽内起点水深:    ， 

式中  ——槽内临界水深（m）

      ——系数，一般采用1

      ——重力加速度

             ， 

设计中取出水堰后自由跌落水头0.10m，集水槽高度：0.1+0.63=0.73m，取0.75m。集水槽断面尺寸为：0.3m×0.75m

11.出水堰计算

式中    q——三角堰单堰流量(L/s)；

        Q——进水流量(L/s)；

        L——集水堰总长度(m)；

        L1——集水堰外侧堰长(m)；

        L2——集水堰内侧堰长(m)；

        n——三角堰数量(个)；

        b——三角堰单宽(m)；

        h——堰上水头(m)；

        q0——堰上负荷[L／(s·m)]。

设计中取，水槽距池壁0.5m

根据规定二沉池出水堰上负荷在1.5～2.9之间，计算结果符合要求。

12.出水管

出水管管径D=400mm

13.排泥装置

沉淀池采用周围传动刮吸泥机，周边传动刮吸泥机的线速度为m/min,刮吸泥机底部设有刮泥板和吸泥管，利用净水压力将污泥吸入污泥槽，沿进水竖井中的排泥管将污泥排出池外。

排泥管管径400mm，回流污泥量：

流速： 

14.集配水井的设计计算

（1）配水井中心管直径

                取为0.7m

式中 ——配水井中心管直径；

     ——中心管内污水流速；设计中取=0.8

     ——进水流量。

（2） 配水井直径

 设计中取1.40m

式中 ——配水井直径  ；

     ——配水井内污水流速，一般采用0.2～0.4，

           设计中取 =0.3

（3） 集水井直径

式中 ——集水井直径；

      ——集水井内污水流速，一般采用 ，

设计中取=0.25

（4） 进水管管径

取进入二沉池的管径

    校核流速：符合要求。

（5） 出水管管径

 由前面结果可知，

（6） 总出水管

 取出水管管径，；集配水井内设有超闸门，以便超越。

6. 污泥处理构筑物计算

6.1 污泥量计算

1.曝气池内每日增加的污泥量

式中 ——每日增长的污泥量 

     ——曝气池进水浓度 ；

     ——曝气池出水浓度 ；

     ——污泥产率系数，一般采用0.5~0.7；

     ——污水平均流量 ；

     ——曝气池容积 ；

    ——挥发性污泥浓度MLVSS；

    ——污泥自身氧化率，一般采用0.04~0.1。

根据前面计算结果，设计中取=200；=20，Y=0.6，Q=19800，V=1799,=150,=0.1

2.曝气池每日排出的剩余污泥量

式中 ——气池每日排出的剩余污泥量；

     ——0.75；

     ——回流污泥浓度，设计中取。         

6.2 浓缩池的设计

设计选取竖流浓缩池，进入浓缩池的剩余污泥量0.00136，采用2个浓缩池，则

1.中心进泥管面积

式中  ——浓缩池中心进泥管面积（）；

——中心进泥管设计流量（）；

——中心进泥管流速（），一般采用；

——中心进泥管直径（）。

设计中取。

每池的进泥管采用。管内流速  

2.中心进泥管喇叭与反射板之间的缝隙高度

式中 ——中心进泥管喇叭口与反射板之间的板缝高度（）；

 ——污泥从中心管喇叭口与反射板之间缝隙流出速度（），一般采用；

　——喇叭口直径（），一般采用

设计中取，

3.浓缩后分离出的污水量

式中 ——浓缩后分离出的污水量（）；

——进入浓缩池的污泥量（）；

——浓缩前污泥含水率，一般采用％；

 ——浓缩后污泥含水率，一般采用％；       

4.浓缩池水流部分面积

式中 ——浓缩池水流部分面积（）；

 ——污水在浓缩池内上升流速（），一般采用    

      。设计中取

5.浓缩池直径

式中   ——浓缩池直径（m）；

6.有效水深

式中 ——浓缩池有效水深（）；

 ——浓缩时间（），一般采用；

设计中取

7.浓缩后剩余污泥量

     式中 ——单池浓缩后剩余污泥量（）；

8.污泥斗容积

式中 ——污泥斗高度（）；

——污泥斗倾角，圆型池体污泥倾角；

——污泥斗底部半径（），一把采用；

——浓缩池半径（）。

设计中取

污泥斗容积：

9.污泥在污泥斗中停留的时间

式中   V——污泥污泥斗容积（m3）

       T——污泥在泥斗的停留时间（h）

9.浓缩池总高度

式中 ——浓缩池总高（）；

 ——超高（）；

 ——缓冲层高度（）。

设计中取，

10.溢流堰

浓缩池溢流出水经过溢流堰进入出水槽，然后汇入出水管排出。出水槽流量＝，设出水槽宽，水深，则水流速度为。

溢流堰周长

式中 ——溢流堰周长（）；

——浓缩池直径（）；

——出水槽宽（）。

溢流堰采用单侧三角形出水堰，三角堰顶宽，深，每格

沉淀池有个三角堰，三角堰流量为：

式中 ——每个三角堰流量（）；

——三角堰堰水深（）。

三角堰后自由跌落，则出水堰水头损失为。

图六  竖流浓缩池计算图

11.溢流管

溢流水量，设溢流管管径，管内流速。

12.排泥管

浓缩后剩余污泥量，泥量很小，采用间歇式排泥方法，污泥斗容积，污泥管采用。 每次排泥0.5h，每日排泥两次，间隔时间12h。每日排泥量q=50m3/h=0.0139m3/s,管内流速：

6.3 贮泥池设计

贮泥池用来贮存来自初沉池和浓缩池的污泥。由于污泥量不大，本设计采用2座贮泥池，贮泥池采用竖流沉淀池构造。

1.贮泥池设计进泥量

式中     ——每日产生污泥量（）；

         ——初沉污泥量（）；采用曝气剩余污泥量

         ——浓缩后的剩余污泥量（）。

由前面结果可知，=，=。

2.贮泥池的容积

式中 ——贮泥池计算容积（）；

    ——每日产泥量（）；

    ——贮泥时间（），一般采用；

    ——贮泥池个数。

设计中取

贮泥池设计容积

式中 ——贮泥池容积（）；

　　——贮泥池有效深度（）；

　　——污泥斗高度（）；

　　——污泥贮池边长（）；

　　——污泥斗边长（）；

　　——污泥斗倾角，一般采用。

设计中取个，，污泥斗底为正方形，边长。

     符合要求

3.贮泥池高度

式中 ——污泥贮泥池高度（）；

　　——超高（），一般采用；

　　——污泥贮池有效深度（）；

　　——污泥斗高（）。

4.管道部分

每个贮泥池中设的吸泥管一根，2个贮泥池互相连通，管径DN200mm,共设有2根进泥管，１根来自曝气池，管径；另外1根来自污泥浓缩池，管径为。

图七  贮泥池示意图

7.脱水的设计

    污水处理厂污泥从贮泥池排出污泥的含水率约为95%左右，体积很大。因为为了便于综合利用和最终处置，需对污泥作脱水处理，使其含水率降至，从而大大缩小污泥的体积。

7.1脱水后污泥量计算

式中 ——脱水后污泥量（）；

——污泥前污泥量（）；

——脱水前污泥含水率（%）；

——脱水后污泥含水率（%）；

——脱水后干污泥重量（）。

设计中取=，=%，%

污泥脱水后形成泥饼用小车运走，分离液返回处理系统前端进行处理。

7.2.脱水机的选择

设计中采用型带式压滤机，其主要技术指标为，干污泥产量，设计中采用3台带式压滤机，其中2用1备。工作周期定为12小时。        

所以每台处理的污泥量为：

，可以满足要求。

7.3附属设施

1.溶药系统

①溶药罐

式中  V——溶液罐体积（m³）；

  M——过水后干污泥重量（kg/d）；

  a——聚丙烯酰胺投量（%），一般采用污泥干重的0.09%~0.2%；设计中取0.2%；

  b——溶液池药剂浓度（%），一般采用1%~2%，设计中取2%；

  n——溶液罐个数，设计中取2个。

采用JYB型玻璃钢溶药罐3个，1备2用，外形尺寸Ф1200×1200，有效容积1.20m³，搅拌功率0.55kW。

②溶液罐

  聚丙烯酰胺溶解困难，水解时间较长，设计中以聚丙烯酰胺水解时间24h计，需设同样规格的溶液罐2个，起到溶药、贮液的作用。

③加药泵

采用四台耐腐蚀加药泵，型号为50PWF，电机功率1.1kW。

8.消毒设施计算

8.1消毒剂的投加

1.加氯量计算

  二级处理出水采用液氯作为消毒剂时，液氯量一般为5~10mg/L，本设计中液氯投量采用10mg/L。每日加氯量：

式中     ——液氯投量（mg/L）；

         Q——污水设计流量（m³/s）。

2.加氯设备

液氯由真空转子加氯机投入，加氯机设计两台，采用一用一备。每小时加氯量：

设计中采用ZJ—1型转子加氯机。

8.2消毒接触池设计计算

  本设计中采用2个3廊道平流消毒接触池，单池计算如下：

1.消毒池接触容积

式中   V——接触池单池容积（m³）；

       Q——单池污水设计流量（m³/s）；

       t——消毒接触时间，一般采用30min，设计中取30min。

2.消毒接触池表面积

式中  F——消毒接触池单池表面积（㎡）；

      h2——消毒接触池有效水深（m）,设计中取2.0m。

3.消毒接触池池长

式中   ——消毒接触池廊道总长（m）；

        B——消毒接触池廊道单宽（m），设计中取3.0m。

消毒接触池采用3廊道，消毒接触池池长：

校核长宽比：

。

4.消毒接触池池高

式中    h1——超高（m）,一般采用0.3m，设计中采用0.3m；

        h2——有效水深（m）。

5.进水部分

 每个消毒接触池的进水管管径D=600mm,流速：

6.混合

采用管道混合的方式，加氯管线直接接入消毒接触池进水管，为增强混合效果，加氯点后接D=400的静态混合器。

7.出水部分

式中   H——堰上水头（m）；

       n——消毒接触池个数；

       m——流量系数，一般采用0.42，设计中才用0.42；

       b——堰宽，数值等于池宽（m）。

图八  消毒接触池布置图

9.污水处理厂布置

9.1污水处理厂平面布置

 1.工艺流程布置

    根据设计任务书提供的地形和厂区面积，采用直线型。这种布置，生产联络管线短，管理方便，且有利于日后扩建。

2. 平面布置

按照功能，水厂布置分成生产区、生活区、维修区三个区域。生产区由各项水处理设施组成。生活区将宿舍、食堂、门卫室等生活辅助设施组合在一个区内。维修区将机修间、化验室、加氯间等生产性辅助构筑物组合在一个区内。

3.厂区道路布置

1.主厂道布置：由厂外道路与厂内办公楼连接的道路宽6.0m，设双侧1.5m人行道，并植树绿化。

2.车行道布置：厂区内个主要构筑物间布置车行道，道宽6.0m，转弯半径取6m，呈环状布置，以便车辆回程。

3.步行道布置：厂区内一般建筑物之间布置步行道，道宽2.0m.

4.水厂管线布置

  设置污水生产管、曝气管、加氯管、排泥管、上清液回流管、超越管、事故排放管、雨水管。具体见布置平面图。

9.2污水处理厂高程布置

1.格栅到提升泵房（过栅水损为0.2m）

  格栅与提升泵房用渠道连接，跌落水头取0.5m，渠道水损忽略不计。

2.提升泵房至平流沉砂池

  提升泵房与平流沉砂池管线长度50m（按最长一根计算），流量Q=0.143m³/s，管径DN=400mm，流速v=1.16m/s，水力坡度i=4.736‰，沿线有一个闸阀，沉砂池进口局部阻力系数分别为0.06,1.0，则管线中的水损为：

3.平流沉砂池至氧化沟反应器

   进水管管线长管线长60m，流量Q=0.143m³/s，管径DN=400m，流速v=1.16m/s，水力坡度i=4.736‰，沿线有一个闸阀，沉砂池出口局部阻力系数分别为0.06,1.0，则管段的水头损失：

4.氧化沟反应器至辐流沉淀池

  氧化沟反应器至分配管，管线长30m，流量Q=0.143m³/s，管径DN=400m，流速v=1.16m/s，水力坡度i=4.736‰，沿线有一个闸阀，出口局部阻力系数分别为0.06,1.0，则管段的水头损失：

分配管管长10m，管径DN=600m，流速v=1.01m/s，水力坡度i=2.170‰，沿线有一个闸阀，出口局部阻力系数分别为0.06,1.0，900C弯角取阻力系数取1.5，则管段的水头损失：

配水管道管长18m，管径DN=400m，流速v=1.16m/s，水力坡度i=4.736‰，沿线有一个闸阀，出口局部阻力系数分别为0.06,1.0，则管段的水头损失：

 氧化沟反应器至辐流沉淀池管线中的总水损为：

5.辐流沉淀池至消毒接触池至出水口

配水管道管长18m，管径DN=400m，流速v=1.16m/s，水力坡度i=4.736‰，沿线有一个闸阀，出口局部阻力系数分别为0.06,1.0，则管段的水头损失：

分配管管长65m，管径DN=600m，流速v=1.01m/s，水力坡度i=2.170‰，沿线有一个闸阀，出口局部阻力系数分别为0.06,1.0，900C弯角取阻力系数取1.5，则管段的水头损失：

配水管道管长10m，管径DN=400m，流速v=1.16m/s，水力坡度i=4.736‰，沿线有一个闸阀，出口局部阻力系数分别为0.06,1.0，则管段的水头损失： 

辐流沉淀池至消毒池管线中的总水损为：

6.消毒接触池至出水口

管线长15m，流量0.143m³/s，管径DN=400mm，流速v=1.16m/s，水力坡度i=4.734‰，沿线有一个闸阀，消毒接触池出口局部阻力系数分别为0.06,1，则管线水损为：

所需提升泵扬程=288.65-285.13+1.50+0.28=5.3m。

10.附录

10.1参考资料

1.《给水排水设计手册（第1册常用资料）》

2.《给水排水设计手册（第5册城镇排水）》

3.《排水工程（第四版）》

4.《室外给水设计规范GB50014-2006》

5.《水处理工程设计计算》

10.2 设计感想

    首先，这个周简直可以说超神了，六门考试，加上一个课程设计。本来熬夜做的设计，流量的问题出入很大，本来按雨季流量计算，又根据流量计算了时变化系数，再算出一流量。结果所有的结果被推翻，一切重头再来。这些悲催无法用言语表达。庆幸的是老师体恤民情，延迟期限，终于可以好好睡一觉了。

    其次，作图还是存在很多问题，不够细节，很多东西都没有。还有一些阀门，标高符号的尺寸不甚了解。对于规范，规程很陌生。还有很多要学习的地方，任重而道远。

    最后，真挚感谢薇薇老师孜孜不倦为我们排忧解难，传到授业解惑。