【文章內(nèi)容簡介】 ，則過堰水頭損失 +＝沉砂池示意圖如下： 初沉池 初次沉淀池類型的選擇 沉淀池是應(yīng)用沉淀作用去除水中懸浮物的一種構(gòu)筑物。沉淀池在廢水處理中廣為使用。它的型式很多，按池內(nèi)水流方向可分為平流式、豎流式和輻流式三種。本次設(shè)計(jì)采用普通輻流式沉淀池。輻流式沉淀池，池體平面圓形為多，也有方形的。廢水自池中心進(jìn)水管進(jìn)入池，沿半徑方向向池周緩緩流動(dòng)。懸浮物在流動(dòng)中沉降，并沿池底坡度進(jìn)入污泥斗，澄清水從池周溢流出水渠。輻流式沉淀池多采用回轉(zhuǎn)式刮泥機(jī)收集污泥，刮泥機(jī)刮板將沉至池底的污泥刮至池中心的污泥斗，再借重力或污泥泵排走。為了刮泥機(jī)的排泥要求，輻流式沉淀池的池底坡度平緩。 設(shè)計(jì)參數(shù) 普通輻流式沉淀池是圓形或者正方形，直徑或邊長60m，最大可達(dá)100m，,采用機(jī)械排泥，進(jìn)水穿孔墻，孔穿率10%20%。 設(shè)計(jì)計(jì)算1． 初沉池主體設(shè)計(jì)(1) 沉淀部分水面面積式中 Q設(shè)計(jì)——污水廠設(shè)計(jì)流量 n——池?cái)?shù)，n＝2個(gè)q——表面負(fù)荷（2～3m3/m2h），取q＝ m3/m2h(2) 池子直徑 取D＝34m(3) 沉淀部分有效水深式中 t——沉淀時(shí)間，t＝h2＝＝(4) 沉淀部分有效容積 (5) 沉淀部分所需容積：① 式中 S——每人每日污泥量（～），取S＝ N——設(shè)計(jì)人口數(shù)，取N=833000人 T——污泥在污泥斗內(nèi)貯存時(shí)間（日），t＝2h＝1/12d② ＝(6) 污泥斗容積 (7) 污泥斗以上圓錐體部分污泥容積 ，則坡底落差： 池底可貯存污泥體積V2為式中 R——沉淀池半徑，此處為17m 經(jīng)計(jì)算得到V2＝(8) 所以可貯存污泥總?cè)莘e(9) 沉淀池總高度 設(shè) h1=，h3=H=h1+h2+h3+h4+h5=++++=(10) 沉淀池池邊高度H= h1+h2+h3=++=(11) 徑深比 (12) 刮泥選擇由于池徑較大，故采用周邊傳動(dòng)的刮泥機(jī)，其驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)在桁架外緣，則刮泥機(jī)轉(zhuǎn)速刮泥機(jī)制作采用鋼制桁架，驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)在衍架的最外沿，刮泥板制作成直板，按與衍架底端成一定角度排列，池底接DN400排泥管，放空管DN600。(13) 浮渣收集：浮渣用浮渣刮板收集，定期清渣，刮渣板裝在刮泥機(jī)桁架的一側(cè)，在出水堰前設(shè)置浮渣擋板，排渣管DN200，渣井設(shè)有格柵截留。2． 進(jìn)出水設(shè)計(jì) 輻流式沉淀池采用中心進(jìn)水周邊出水的方式，進(jìn)水管出口處設(shè)穿孔擋板整流，出水 采用雙邊溢流堰出水槽，堰口采用三角堰，排泥管設(shè)在池子最低部，靠水的壓力排泥。初沉池集配水采用集配水井，內(nèi)側(cè)配水，外側(cè)排水。二沉池集配水井示意圖如下：(1) 進(jìn)水部分設(shè)計(jì)進(jìn)水管流速污水自沉砂池出水井接DN600鑄鐵管進(jìn)入配水井， 1000i＝，管內(nèi)流速(2) 出水部分設(shè)計(jì)① 堰上負(fù)荷堰上負(fù)荷計(jì)算公式：q、=Q/（hn）（個(gè)）式中各符號(hào)的意義如下：q、: 堰上負(fù)荷（L/(ms)）；計(jì)算時(shí)，應(yīng)注意單位。對(duì)于初次沉淀池，q、≤ L/(ms)；對(duì)于二次沉淀池≤ L/(ms)。如果校核數(shù)據(jù)不滿足上述要求，應(yīng)調(diào)整參數(shù)、重復(fù)計(jì)算，直到滿足工藝要求。 則每池所需堰長L=1506/(2)=，D=L/π=，遠(yuǎn)大于池徑，故采用雙側(cè)集水。② 出水槽尺寸 采用薄壁三角堰雙側(cè)集水，出水槽為雙邊進(jìn)水，,堰每側(cè)集水量為：設(shè)過水?dāng)嗝婷娣e 濕周 水力半徑 流速 水力坡度 (過小會(huì)增加流速，帶走沉泥)出水堰長 L=()π+()π=③ 三角堰尺寸堰為等腰直角三角形。 實(shí)際堰數(shù) n=，④ 校核堰上負(fù)荷為了偏于安全，設(shè)三角堰水面寬為堰長，則實(shí)際堰長為：L39。＝n＝1741＝＞ 滿足⑤ 水頭損失： h＝i（+）/(2++)=⑥ 總水頭損失：∑h＝+＝(3) 初沉池集配水井設(shè)計(jì) ① 集水井直徑設(shè)D＝，沉砂池總出水管徑為800㎜V=Q/W=4/π=② 配水井直徑：設(shè)D＝ ，則：上升流速為 V1=Q/W=4/π=③ 進(jìn)出入初沉池管徑：DN=800㎜ v＝‰DN=1000㎜ v＝‰ 曝氣池1． 機(jī)理 在自然界中存在著大量依靠有機(jī)物生存的微生物，它們有氧化分解有機(jī)物并將其轉(zhuǎn)化成無機(jī)物的功能，生物處理法就是利用這一功能，采取一定的人工措施，創(chuàng)造有利于微生物生長和繁殖的環(huán)境，使微生物大量繁殖，以提高微生物氧化分解有機(jī)物的效率的一種污水處理方法，生物處理法分為好氧和厭氧兩大類，由于好氧性生物處理效率高，因此生物處理法均采用好氧法，好氧性生物處理法有分為活性污泥法和生物膜法兩種，活性污泥法是水體自凈的人工強(qiáng)化，是使微生物群體在曝氣池內(nèi)呈懸浮狀，并和污水接觸而使之凈化的方法，本設(shè)計(jì)即采用傳統(tǒng)活性污泥法。其工作機(jī)理如下，向生活污水中注入空氣進(jìn)行曝氣，持續(xù)一段時(shí)間后污水中即形成絮凝體，這種絮凝體主要是由大量繁殖的微生物群體所構(gòu)成，它易于沉淀分離，并使污水得到澄清，這就是活性污泥，活性污泥法則是以活性污泥為主體的生物處理法。它主要構(gòu)筑物是曝氣池和二沉池。需處理的污水與活性污泥同時(shí)進(jìn)入曝氣池成為混合液，沿著曝氣池注入壓縮空氣進(jìn)行曝氣，使污水與活性污泥充分混合接觸，并供給混合液以足夠的溶解氧，在好氧狀態(tài)下，污水中的有機(jī)物被活性污泥中的微生物群體分解而得到穩(wěn)定，然后混合液流入二次沉淀池，在其中，活性污泥與澄清液分離后一部分不斷回流到曝氣池，與進(jìn)入的污水混合，澄清水則溢流排放。在處理過程中，活性污泥不斷增長，有一部分活性污泥需從系統(tǒng)中排除。2． 曝氣池效率確定(1) 污水處理程度的計(jì)算設(shè)兩座推流式曝氣池，每座兩組原污水的BOD5值為400mg/L，則每座曝氣池的BOD5值為200mg/L，經(jīng)初沉池處理,按降低25％考慮，則進(jìn)入曝氣池的污水，其BOD5值為: Sa＝200（1－25％）＝150mg/L(2) 處理效率計(jì)算去處率對(duì)此按下式計(jì)算處理水中非溶解性BOD5的值式中 Ce——處理水中懸浮物的濃度，取值為30mg/L b——微生物自身氧化率，～，xa——活性微生物在處理水中所占比例，代入各值BOD5=30=處理水中溶解性BOD5值為：=去除率：η＝（）/150＝%3． 曝氣池的主體設(shè)計(jì)按BOD－污泥負(fù)荷法進(jìn)行計(jì)算 (1) BOD—污泥負(fù)荷率Ns的確定： 擬采用BOD— kgBOD5/（kgMLSSd）為穩(wěn)妥計(jì)，應(yīng)加以校核，公式為：式中 Se—— 處理水BOD5值，Se＝ K2——取為K2 = f——MLVSS/MLSS，取f = 故取值較為合理。(2) 確定混合液污泥濃度 X 據(jù)Ns＝ kgBOD5/（kgMLSSd），取SVI＝120 混合液污泥濃度：式中 R——污泥回流比，取R = r——考慮污泥在二沉池中的停留時(shí)間、池深、污泥厚度等因素的有關(guān)系數(shù)，取r = SVI——污泥指數(shù) (3) 確定曝氣池的容積 式中 Q——設(shè)計(jì)平均流量，Q ＝(4) 確定曝氣池各部位尺寸 設(shè)2組曝氣池,則每組容積為:V0 = V/2 = 池深取H= 4m，則每組曝氣池面積為:F = V0/H = 池寬取B = m,則B/H＝＝, 在1～2之間，符合要求。池長L = F/B = 則L/B＝＝10, 符合規(guī)定。 設(shè)為七廊道式曝氣池，則廊道長L1 = L/7= ≈37m 每組池寬B39。＝7B＝42，總寬為422＝84m 設(shè)超高為h= ，則池總高度為： H39。＝H＋h＝＋＝ (5) 進(jìn)水方式在曝氣池面對(duì)初沉池和二沉池的一側(cè)，各設(shè)一配水渠道，以縱向中間渠道相連接，在兩側(cè)的配水渠上設(shè)進(jìn)水口，每組曝氣池共有7個(gè)進(jìn)水口。為使曝氣池在運(yùn)行中具有靈活性，在進(jìn)水方式上設(shè)計(jì)成既可集中在池首進(jìn)水，按傳統(tǒng)活性污泥法運(yùn)行，又可沿配水槽分散多點(diǎn)進(jìn)水，按階段曝氣法運(yùn)行，又可沿配水槽從池中部集中進(jìn)水按生物吸附法運(yùn)行。① 傳統(tǒng)活性污泥法：污水和污泥在池首端流入，呈推流式從池末端出水，污水凈化過程的第一介段（初期去處與吸附作用）和第二階段（微生物代謝）是在一個(gè)統(tǒng)一的曝氣池中連續(xù)進(jìn)行的，進(jìn)口處有機(jī)物濃度高，沿池長逐漸降低，需氧量也沿池長降低，這種方法特別適用于處理方法高而又水質(zhì)較穩(wěn)定的污水，其缺點(diǎn)是進(jìn)水濃度不能高，不適應(yīng)沖擊負(fù)荷。運(yùn)行時(shí)開第一廊道的閘門，其余全關(guān)。② 階段曝氣法：污泥從池首入池，污水沿曝氣池長分段多點(diǎn)進(jìn)水，使有機(jī)物負(fù)荷分布較均勻，均化了需氧量，避免了前段供氧不足，后段供氧過剩的缺點(diǎn)，同時(shí)微生物在食物比較均勻的條件下能充分發(fā)揮分解有機(jī)物的能力。另外污泥濃度沿池長逐步降低，前段高于平均濃度后段低于平均濃度，曝氣池出水混合液的濃度低，有利于二沉池的運(yùn)行。階段曝氣的進(jìn)水點(diǎn)位于池的首端，約占池總長的1/2～1/3，運(yùn)行時(shí)打開前三個(gè)廊道的閥門。③ 吸附再生法：污泥從池首流入，污水從池中間渠處流入。從沉淀池分離出的活性污泥，先在再生池進(jìn)行生物代謝充分恢復(fù)活性，在進(jìn)入吸附池，充分利用活性污泥的初期高速去處率階段，由于污水的吸附時(shí)間短容積負(fù)荷大，需氧率均勻，空氣用量節(jié)省。由于回流污泥量大，一旦吸附池內(nèi)污泥遭受破壞，可迅速由再生池補(bǔ)充。因此有一定的承受沖擊負(fù)荷能力。對(duì)于城市污水再生池與吸附池長比一般1：1，運(yùn)行時(shí)將中間渠的閥門打開，其余關(guān)即可。(6) 名義停留時(shí)間和實(shí)際停留時(shí)間：① 名義停留時(shí)間② 實(shí)際停留時(shí)間(7) 污泥產(chǎn)量： Y=AqLR+bXv式中 a——～，b——～， XV——混合液揮發(fā)性懸浮物濃度，mLVss Y——系統(tǒng)每日排出剩余污泥量XV=fx ＝=2500mg/l每千克污泥每日產(chǎn)泥量y及去除每千克BOD產(chǎn)泥量xy=aNsb==x=ab/Ns=(8) 污泥齡(9) 每日排放剩余污泥量曝氣池示意圖如下：4． 曝氣系統(tǒng)的計(jì)算與設(shè)計(jì)鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)包括：空壓機(jī)、空氣輸送管道（干管、支管及分支管）和空氣擴(kuò)散裝置（曝氣裝置）。鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是：空氣擴(kuò)散裝置的選定，并對(duì)其進(jìn)行布置；空氣管道布置與計(jì)算；空壓機(jī)型號(hào)與臺(tái)數(shù)的確定與空壓機(jī)房的設(shè)計(jì)。空氣擴(kuò)散裝置的選定與布置A. 空氣擴(kuò)散裝置時(shí)應(yīng)具有較高的氧利用率（）和動(dòng)力效率（），具有較好的節(jié)能效果。B. 不易堵塞，出現(xiàn)故障易排除，便于維護(hù)管理。C. 構(gòu)造簡單，便于安裝，工程造價(jià)及裝置本身成本都較低。(1) 平均需氧量Q2＝a39。QSr＋ b39。VXv式中 a39?！⑸飳?duì)有機(jī)底物氧化分解過程的需氧率，a′＝b39?！钚晕勰辔⑸镒陨硌趸男柩趼?，b′＝Xv——MLVSS值Xv ＝＝≈2500mg/LQ2＝86400+2500/1000＝＝(2) 最大時(shí)需氧量 每日去除的BOD5值BOD5＝ 86400 去除每千克BOD5的需氧量ΔO2＝ 最大時(shí)需氧量與平均時(shí)需氧量之比O2(max)/O2 ＝ (3) 供氣量采用網(wǎng)狀膜型中微孔空氣擴(kuò)散器,敷設(shè)于池底,，,計(jì)算溫度定為30℃。 空氣擴(kuò)散器出口處的絕對(duì)壓力Pb為：Pb＝10+10＝10Pa空氣離開曝氣池時(shí)，氧的百分比為：式中 EA——空氣擴(kuò)散器的氧轉(zhuǎn)移效率，對(duì)網(wǎng)狀膜型中微孔空氣擴(kuò)散器EA＝12％曝氣池中平均氧飽和度（按最不利的溫度條件考慮）為：式中 Cs(30)——30℃時(shí)的水中溶解氧飽和度，Cs(30)＝水溫為30℃時(shí)，曝氣池中溶解氧飽和度為： 20℃時(shí)脫氧清水的充氧量為:式中 R——平均時(shí)需氧量，R＝α——污水中含有的各種雜質(zhì)對(duì)氧轉(zhuǎn)移的影響系數(shù)，取α＝；β——污水中含有的鹽類對(duì)氧在水中飽和度的影響系數(shù)，取β＝； ρ——氧在水中飽和度受壓力的影響系數(shù)，取ρ＝ C——液相主體的物質(zhì)濃度，取 C＝； — 溫度系數(shù)； T— 設(shè)計(jì)溫度，T＝20℃相應(yīng)的最大時(shí)需氧量為：曝氣池平均時(shí)供氣量為：最大時(shí)供氣量為：去除每千克BOD5的供氣量為：每立方米污水的供氣量為：曝氣沉砂池需氣量 q=377m3/h總需氣量為：最大時(shí) GsTmax ＝+＝ m/h 平均時(shí)GsT＝+＝/(4)空氣管計(jì)算 ，一般用焊接鋼管。 （大中型水廠，小型水廠為枝狀），以增加靈活性。 按照曝氣池平面圖布置空氣管道，在相鄰兩個(gè)廊道的隔墻上設(shè)一根干管，共7根干管。在每根干管上設(shè)7對(duì)配氣豎管，共14條配氣豎管，全曝氣池共設(shè)98條配氣豎管，每根豎管的供氣量為：/h曝氣池平面面積為：37672＝3108m m計(jì)算，則所需空氣擴(kuò)散器的總數(shù)為：3108/ = 6343個(gè)本設(shè)計(jì)采用6000個(gè)空氣擴(kuò)散器，每個(gè)豎管上安裝擴(kuò)散器的數(shù)目為：6343/98= 65個(gè)每個(gè)擴(kuò)散器的配氣量為：/h 將空氣擴(kuò)散管和已布置的空氣管路繪制成空氣管路計(jì)算草圖如下： 選擇一條從鼓風(fēng)機(jī)房開始的最遠(yuǎn)最長的管路