【導讀】本設計是在鄧州市擬建一座工程規(guī)模為12萬m3/d的污水處理廠。通過綜合考慮鄧州市概況及本工程的規(guī)模、進水特性、處理要求、運行費用和維護管理等情況，經技術經濟比較分析，確定采用AAO生物脫氮除磷處理工藝。AAO工藝的生物處理部分由厭氧池、缺氧池和好氧池組成。厭氧池主要功能是釋放磷,同時部分有機物進行氨化。好氧池是多功能的,能夠去除BOD、硝化和吸收磷。本次設計所選擇的AAO工藝，具有良好的脫氮除磷功能。此外該工藝還具有高效、節(jié)能的特點，且耐沖擊負荷較高，出水水質好。因此,更具有廣泛的適應性，完全適合本設計的實際要求。為防止水污染，根據城市規(guī)劃，決定在該市東部興建一座污水廠，經處理后的水排入附近湍河或工業(yè)回用。我國城市污水處理相對于國外發(fā)達國家、起步較晚。

　　

【正文】 N=＝828/780＝供氣量本設計采用空氣擴散器選用QMZM300mm，每個擴散器的服務面積為1，敷設于池底，，計算溫度定為30。查表得20℃和30℃時，水中的飽和溶解氧值為： CS（20）=；CS（30）=（1） 空氣擴散出口處的絕對壓力 Pb=105+9800H （5—27） 式中 Pb—出口處絕對壓力（Pa） H—擴散器上淹沒深度（） 設計中取H ==Pb=105+9800=105Pa空氣離開曝氣池池面時，氧的百分比 （5—28） 式中 Ot—氧的百分比（%）EA—空氣擴散器的氧轉移效率。設計中取EA=12%%（2） 曝氣池內混合液中平均氧飽和度（按最不利的溫度條件考慮） （5—29） CS（30）—30℃時，鼓風曝氣池內混合液溶解氧飽和度的平均值（）CS—30℃時，在大氣壓力條件下，氧的飽和度（）（3） 換算為在20℃下，脫氧清水充氧量 （5—30） 式中 R—混合液需氧量（）、—修正系數—壓力修正系數C—曝氣池出口處溶解氧濃度（）設計中取=，=，=，C=平均時需氧量為： 相應的最大時需氧量為： （4） 曝氣池平均時供氣量為：（5） 曝氣池最大時供氣量為：（6） 去除每kg的供氣量：（7） 每污水的供氣量： 空氣總用量：除采用鼓風曝氣外，本系統(tǒng)還采用空氣在回流污泥井提升污泥，空氣量按回流污泥量的8倍考慮，污泥R取值50%，這樣提升污泥所需空氣量為： 最大時總供氣量：+20000= =平均時總供氣量：+20000= =所需空氣壓力，曝氣池有效水深為5m，則鼓風機所需壓力為：P=（5－＋1）＝ kPa空氣管道（1）曝氣器數量計算布置空氣管道，在相鄰的兩個廊道的隔墻上設一根干管，共3根干管，在每根干管上設7對曝氣豎管，共14條配氣豎管。曝氣池共設42條配氣豎管，每根豎管的供氣量為：好氧段總平面面積為：，每個空氣擴散器的服務面積按1計（空氣擴散器選用QMZM300mm，工作通氣量2—8m3/h個，—，氧利用率22—40%淹沒深度4—8m。則需空氣擴散器的總數為：，取4050個。每根豎管上安裝的空氣擴散器的個數為：個,取100個。每個空氣擴散器的配氣量為：（2）供風管道計算供風管道采用環(huán)狀布置。供氣干管流量=空氣流速=15理論管徑，取干管管徑為DN900。供氣支管雙側供氣（向兩側廊道供氣）的流量為：=空氣流速=15 理論管徑，取支管管徑為DN500池底供氣支管流量為：=空氣流速=5 理論管徑，取支管管徑為DN300設備選型（1）鼓風機鼓風曝氣由鼓風機供應壓縮空氣，常用羅茨鼓風機和離心式鼓風機。根據前面相關計算所得曝氣系統(tǒng)供氣總量和所需空氣壓力的數據：最大時總供氣量：+20000= m3/h=鼓風機所需壓力為：P =（5－＋1）＝經綜合考慮后，決定選用5臺RG350型羅茨鼓風機（4用1備），轉速740r/min， m3/min，所需軸功率260kW，所配電動機功率280kW。（2）潛水推流器該設備由水下電機通過減速機帶動螺旋槳轉運，產生大面積的推流作用，有效地增加池內水體流速，防止污泥沉積。厭氧池設備選擇（以單組反應池計算） 厭氧池內設DQT040推流式潛水攪拌機4臺，功率4kW，轉速38r/min。缺氧池設備選擇（以單組反應池計算） 缺氧池內設DQT040推流式潛水攪拌機4臺，功率4kW，轉速38r/min。混合液回流設備：（1）混合液回流泵 混合液回流比R內=100%混合液回流流量為：Q內=R內Q=1120000=120000 m3/d=5000 m3/h 設混合液回流泵2座，每座泵房內設3臺潛污泵（2用一備）則單泵流量為： QR單=12Q內2=1250002=1250m3/h 采用400QW15001075型潛污泵，揚程10m，功率75kW，轉速980r/min。 （2）混合液回流管 回流混合液由出水井重力流至混合液回流泵房，經潛污泵提升后送至缺氧段首端?；旌弦夯亓鞴茉O計流量為：Q6=R內Q/2= 泵房進水管設計流速采用v= m/s管道過水斷面積為：A=Q6/V=則管徑為：取泵房進水管管徑DN1000mm泵房壓力出水總管設計流量為：Q7=Q6= m3/s設計流速采用v=管道過水斷面積為：A= Q7/V=則管徑為：取泵房壓力出水管管徑DN1000mm設計中選擇四組輻流沉淀池，N=4。沉淀池表面積F=Qnq39。=36004=1170m2式中 —污水最大時流量（） —表面負荷，一般采用 ~（m3/m2?h），采用（? h） —沉淀池個數，取4組。池子直徑：D=4Fπ=4=39m實際取D=40m實際水面面積F39。=πD24=π4024=1256m2實際負荷q=4QnπD2=436004402=?h符合要求。沉淀池有效水深式中 —沉淀時間，取3h。h1=3= 徑深比為： Dh1==11 在6至12之間。污泥部分所需容積V1=21++XrN （5—31） 式中 V1—污泥部分所需容積（m3） Q0—污水平均流量（m3/s） R—污泥回流比（%） X—曝氣池中污泥濃度（mg/L） Xr—二沉池排泥濃度（mg/L）設計中取Q0= m3/s，R=50% Xr=106SVIr （5—32） X=R1+RXr （5—33） 式中SVI—污泥容積指數，一般采用70—150 r—系數，設計中取SVI=100 Xr=12000mg/LX=4000mg/LV1=21++XrN=21+36004000+120004=根據污泥部分容積過大及二沉池污泥的特點，采用機械刮吸泥機連續(xù)排泥。污泥斗容積V1=πh53r12+r1r2+r22 （5—34）式中 h5—污泥斗高度（m） r1—污泥斗上部半徑（m），取r1= r2—污泥斗下部半徑（m），取r2=1m h5=r1r2tanα=tan60=V1=π+1+12=污泥斗以上圓錐體部分容積V2V2=πh43R2+Rr1+r12 （5—35） h4—底坡落差（m） R—池子半徑（m）h4=Rr1=因此，池底可貯存污泥的體積為V2=π+20+=418m3沉淀池總高度HH=h1+h2+h3+h4+h5=++++=6m輻流沉淀池示意圖見圖5—6圖5—6 二沉池計算草圖排泥裝置二沉池連續(xù)刮泥吸泥。本設計采用周邊傳動的刮泥機將泥刮至污泥斗。在二沉池的絎架上設有‰的污泥流動槽，經漸縮后流出二沉池，采用漸縮是為保證中心管內污泥流速不宜過大，以利于氣水分離。因為池徑大于20m,采用周邊傳動的刮泥機，其傳動裝置在絎架的緣外，刮泥機旋轉速度一般為1～3rad/h。外圍刮泥板的線速度不超過3m/min。二沉池進水部分計算二沉池進水部分采用中心進水，中心管采用鑄鐵管，出水端用漸擴管。為了配水均勻，沿套管周圍設一系列潛孔，并在套管外設穩(wěn)流罩。（1）進水管計算當回流比R=50%時，單池進水管設計流量為 進水管管徑取為則 流速：當為非滿流時，查《給水排水設計手冊》常用資料知： m/s。（2）進水豎井計算進水豎孔直徑為進水豎井采用多孔配水，配水口尺寸為，共設6個沿井壁均勻分布；流速為：，符合要求孔距為：（3）穩(wěn)流罩計算穩(wěn)流筒過流面積 式中 —穩(wěn)流筒筒中流速，一般采用。 設計中取穩(wěn)流筒直徑（4）集配水井的設計計算 配水井中心管直徑見公式（5—12）式中 —配水井中心直徑，； —中心管內污水流速，一般采用； 設計中取 設計中取配水井直徑見公式（5—13） 式中 —配水井直徑，；—配水井內污水流速，一般采用。 設計中取 集水井直徑見公式（5—14）式中 —集水井直徑，； —集水井內污水流速，一般采用。設計中取取5m 二沉池出水部分設計集水槽的設計采用雙邊900三角堰出水槽集水，出水槽沿池壁環(huán)行布置，環(huán)形槽中水流由左右兩側匯入出水口。本設計考慮集水槽為矩形斷面，，則集水槽寬度為：m。毎側流量：槽內終點水深為槽內起點水深為 （5—36）式中 —槽內臨界水深，； —系數。 ，+=。實際集水槽斷面尺寸為：。水力計算濕周： 水力半徑： 水流坡度： 則沿程水頭損失為：局部按沿程水頭損失的30%計，則集水槽內水頭損失為：出水堰的計算二沉池是污水處理系統(tǒng)中的主要構筑物，污水在二沉池中得到凈化后，出水的水質指標大多已定，故二沉池的設計相當重要。本設計考慮到薄壁堰不能足堰上負荷，故采用三角堰出水。（5—37）（5—38）（5—39）（5—40）（5—41）設計中取 個小于之間，符合要求。，則出水堰總水頭損失為：出水槽的接管與集配水井相連，出水管管徑為，流速為： 當為非滿流時，查《給水排水設計手冊》常用資料知：出水直接流入集配水井；集配水井內設有超越閘門，以便超越。水消毒處理的目的是解決水中的生物污染問題。城市污水經過二級處理后，水質改善，細菌含量大幅度減少，但細菌的絕對值仍很可觀，并存在病原菌的可能，為防止對人類健康產生危害和對生態(tài)造成污染，在污水排入水體前應進行消毒。目前，城市污水處理廠最常用消毒劑仍是液氯，其次尚有次氯酸鈉、二氧化氯、臭氧等。紫外線消毒應用于大中型污水處理廠是近年剛剛興起的。其中液氯的消毒效果可靠、投配設備簡單、投量準確、價格便宜。其他消毒劑如漂白粉投量不準確，溶解調制不便。臭氧投資大，成本高，設備管理復雜。所以目前液氯仍然是消毒劑首選。本設計中選用液氯作為消毒劑。然而液氯消毒能產生有害物質，影響人們的身體健康已廣為人知，氯與水中有機物作用，同時有氧化和取代作用，前者促使去除有機物或稱降解有機物，而后者則是氯與有機物結合，氯取代后形成的鹵化物是有致突變或致癌活性的。 所以，目前污水消毒一是要控制恰當的投劑量，二是采用其他消毒劑代替液氯或游離氯，以減少有害物的生成。消毒設備應按連續(xù)工作設置。消毒設備的工作時間、消毒劑代替液氯或游離氯，以減少有害物的生成。 加氯量的計算二級處理出水采用液氯消毒，液氯的投加量一般為5—10mg/L，每日的加氯量為： q=q0Q864001000 （5—42）q=q0Q864001000= 加氯設備液氯由轉子真空加氯機加入，加氯機設計六臺，采用四用兩備。每小時的加氯量為：4=設計中采用LS803型轉子真空加氯機。投氯量15kg/h。 本設計采用2組3廊式平流式接觸消毒池，計算如下：接觸消毒池容積為： （5—43） 式中：V—接觸池單池容積（） t—接觸消毒時間，取30（min）V=Qt=3060=1404m3接觸消毒池表面積為： （5—44）式中：—接觸消毒池有效水深（m）F=14043=468m2接觸消毒池池長為： （5—45） 式中：—接觸消毒池廊道總長（m） —接觸消毒池廊道單寬（m），設計中取B=4mL39。=4684=117m實際取120m 接觸消毒池采用3廊道，接觸消毒池長為：L39。=L39。3=1203=40m 校核長寬比：L39。B=1204=30≥10，符合要求。 池高 設