【導讀】日益增多，大量未經(jīng)處理的污水直接排入周圍河流，致使城市周圍環(huán)境污染十分嚴重。了危害，人類和生物賴以生存的生態(tài)環(huán)境受到了日益嚴重的威脅。成當前迫切需要解決的問題之一，而建造污水處理廠可以解決這個問題。本設計題目為“宜都市污水處理廠初步設計”。業(yè)廢水和公共建筑用水以及城市生活用水組成。其混合污水近期平均日設計流量為。Q=30000m3/d,總變化系數(shù)為K=水質(zhì)如下：COD=300mg/l,SS=180mg/l，BOD5=1660mg/l，TN=25mg/l,TP=2mg/l，出水水質(zhì)符合國家的一級B排放標準。處理構(gòu)筑物主要有旋流沉砂池、A2O系。該系統(tǒng)具有高效，節(jié)能的特點，且耐沖擊負荷高，出水水質(zhì)好。

　　

【正文】 則過孔流速為： 2 2 2 1 /10 6Qv m sBhn? ? ????15）出水堰 沉淀池出水經(jīng)過出水堰跌落進入出水渠道，然后匯入出水管道排走。出水堰采用矩形薄壁堰，堰后自由跌落水頭 ，堰上水深為： 0 2Q m bH gH? ，代人數(shù)據(jù)： 解出 H= 出水堰后自由跌落采用 ，則出水堰水頭損失為 。 16）出水渠道 沉淀池出水端設出水渠道，出水管與出水渠道連接，將污水送至集水井。設計中取出水渠道寬度 B3=，出水渠道水深 H3=，則出水渠道水流速度為： 3 3 3/ / /v Q B H m s? ? ? ?＞ 出水管道采用鋼管，管徑 DN1000mm，管內(nèi)流速為 。 17）進水擋板、出水擋板 沉淀池設進水擋板和出水擋板 ，進水擋板距進水穿孔花墻 ，擋板高出水面 ，伸入水下 。出水擋板距出水堰 ，擋板高出水面 ，伸入水下 。在出水擋板處設一個浮渣收集裝置，用來收集攔截的浮渣。 18）排泥管 沉淀池采用重力排泥，排泥管直徑 DN300mm，排泥時間 t4=20min，排泥管伸入污泥斗底部。排泥管上端高出水面 ，便于清通和排氣。排泥靜水壓采用 。 19 刮泥裝置 沉淀池采用行車式刮泥機，刮泥機設于池頂，刮板伸入池底，刮泥機行走時將污泥推入污泥斗內(nèi)。 曝氣池 設計參數(shù) A2/O 工藝按實質(zhì)意義來說應稱為厭氧 — 缺氧 — 好氧法。由厭氧池、缺氧池、好氧池組成，三部 / 48 24 分是獨立的構(gòu)筑物。厭氧和缺氧區(qū)緩慢攪拌，防止污泥沉降，并要避免攪拌過度造成氧的溶入。厭氧區(qū)溶解氧小于 ,水力停留時間 1～ 2h，缺氧區(qū)溶解氧小于 ,水力停留時間 ～ 3h，好氧段結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的相同，水力停留時間 3～ 4 小時，溶解氧大于 2 mg/l，三池容之比為 1： 1： 3。 判斷是否可采用 A2/O 法 COD/TN=300/25=12＞ 8 TP/BOD5=2/160=＜ 符合條件。 有關(guān)設計參數(shù) 1）水力停留時間：一般為 7～ 14h，本設計取 t=8h 2) BOD5污泥負荷率：本設計取為污泥濃度為 MLSS＝ 3) 回流污泥濃度 由 Xr =錯誤 !未找到引用源。 r 106 /SVI ，對此 r= ,SVI=120，代入各值得 Xr =( 106)/120=10000mg/L 4)污泥回流比為 R=50% 5) 曝氣池內(nèi)活性污泥的濃度 Xv=3500mg/L 6) 曝氣池混合液濃度 : [X]kg/ m3= R/(1+R) Xr 則代入數(shù)值得 : [X]kg/ m3=0..5/(1+) 10000=3333 mg/L 7)TN 去除率 e= (S1 S2) /S1 100 本設計 S1=25 mg/L S2=8 mg/L 則 e= (25 8) /25 100=68% 8)內(nèi)回流倍數(shù) R 內(nèi) = e/(1e) 則 R 內(nèi) = 設計中取 R 內(nèi) =213% 9） 污水中原水中的 BOD5濃度為 160mg/L，經(jīng)過一級處 理， BOD5的去除率為 25%，則進入曝氣池中的污水的 BOD5濃度為： 16 (125%)=150 m/L 污水中的 SS 的濃度為 180mg/L，一級處理對 SS 的去除率為 50%，則進入曝氣池中污水的 SS 濃度為： 220（ 150%） =110mg/L。 平面尺寸設計計算 總有效容積 由于污水在生物池的水力停留時間大于 6h，故設計流量按平均日平均時計算，則總有效容積為 V=Qt=30000x8/= 3m 取值 7200 3m 在本設計中，每組生物池有兩座，每座設有選擇區(qū)、厭氧區(qū)、缺氧區(qū)和主反應區(qū)等部分。來自沉砂池的污水約 10%進入選擇區(qū)，約 90%進入?yún)捬鯀^(qū)，回流的污泥和污水一同進入選擇區(qū)，使污泥中的硝酸鹽得到較好的反硝化。之后選擇區(qū)的污水和污泥混合液進入?yún)捬鯀^(qū)與 90%的污水匯合，在厭氧條件下釋磷，反應后進入缺氧區(qū)，發(fā)生脫氮作用，將硝酸鹽轉(zhuǎn)化為氮氣排出，達到脫氮的作用，再進入好氧區(qū)，去除污水中的有機物并吸收磷。兩區(qū)之間用公共隔墻隔開，上部設置缺口作為水流的通道。 考慮到 A2/O 工藝中 缺氧池的含碳有機物濃度低于 A/O 脫氮工藝中缺氧池的濃度，反硝化速度要比 A/O 脫氮系統(tǒng)中的缺氧池低些，池容應該大些，為安全計，厭氧池對脫氮的貢獻忽略不計， A2/O工藝中的缺氧池容積仍按 A/O 脫氮工藝中的缺氧池容積計算。 / 48 25 下面采用德國 ATV 標準的一種算法進行計算。 需反硝化的氮濃度為 No，出水的 BOD 濃度為 Se，出水總氮濃度為 Ne，則有 N=(SS1)Ne=(16020)8=10mg/L 反硝化速率： :1,Vad:Vd=R: 錯誤 !未找到引用源。 得 錯誤 !未找到引用源。 ， Vd/V=，VD為缺氧區(qū)的容積， V 為生物池的總?cè)莘e。 則缺氧區(qū)的容積為 14000 =1400m3。 （ 1）厭氧池容積： V= Q1T= 3600= 1100 m3 （ 2）厭氧池尺寸：水深取為 h=。則厭氧池面積： A=V/h=1100/= m2 厭氧池采用長方形，取為 25 米，則寬為： B=A/L=(取值為 10m) 考慮 的超高，故池總高為 H=h+=+=。 生物選擇池采用高負荷完全混合式，其污泥負荷（ F/M）為： F/M= VXLQ a? 式中： La—— 進水 BoD 濃度 ,mg/L 取 160mg/L； X—— 污泥濃度， mg/L，取 3500mg/L。 則： F/M=420xxx160/= kgBoD5/(kgMLSSd) 厭氧、缺氧、好氧各段水力停留時間的比值為 1： 1： 3，選擇區(qū)停留時間設為 ，有效容積為 560 m3，選厭氧區(qū)停留時間 ，有效容積為 840 m3；計算可得好氧區(qū)的有效容積為 11500 m3，各區(qū)的停留時間及有效容積如下所示： 選擇區(qū)停留時間： ，單座有效容積 560m3 厭氧區(qū)停留時間： ，單座有效容積 840m3 缺氧區(qū)停留時間： ，單座有效容積 1400m3 好氧 區(qū)停留時間： ，單座有效容積 4400m3 平面尺寸 生物池總面積：若生物池有效水深為 ，超高取為 ，生物池的總高為 +=，則生物池的總面積為 A=V/h=7200/5=1440 m2 每座生物池的面積為 A1=A/N=1440/2=720 m2 每座生物池的外圍壁厚按 考慮，內(nèi)壁按 考慮，倒流墻厚度為 。每座生物池的好氧段設五個廊。 池寬取 B=5m，則池長 L=A1/5B=720/5 5=，兩座池子的間距取為 。 / 48 26 進出水系統(tǒng) 曝氣池的進水設計 沉砂池的來水通過 D12010 的管道（管道內(nèi)的流速為 ）到達厭氧 — 缺氧 — 好氧生物池后，一分為三，其中兩根管道分別將污水送入兩座生物池的厭氧區(qū)，另一根管道先將污水送入兩池中間的進水井，來自二沉池的回流污泥也進入此井中與原水混合，再由進水井向兩座生物池的選擇區(qū)配水，進水采用管道進水， 初沉池的來水通過 DN1200mm 的管道送入?yún)捬?— 缺氧 — 好氧曝氣池首端的進水渠道，管道內(nèi)的水流速為 。進入渠道內(nèi)，水流分別流向兩側(cè)，從厭氧段進入，進水渠道寬度為 ，渠道內(nèi)水深為 ，則渠道內(nèi)的最大水流速度 111 hNbQV s? = ?? =V1—— 管渠內(nèi)最大水流速 b1—— 進水渠道寬度（ m） h1—— 進水渠道的有效水深（ m） 反應池采用淺孔進水，孔口面積 F=2?NQs = ? = F—— 每座反應池所需孔口面積（ m2） V2—— 孔口流速（ m/s） ,一般采用 ~，此處采用 每個孔口尺寸為 * n=（ *） =4個 曝氣池的出水設計 厭氧 — 缺氧 — 好氧池的出水采用矩形薄膜堰，跌落出水，堰上水頭 H= )2( gmbQ2/3=) %( ??? ??2/3= 厭氧 — 缺氧 — 好氧池的最大出流量為 +50%= 其他管道設計 (1) 污泥回流管 在本設計中，污泥回流比為 50%，從二沉池回流過來的污泥通過一根 D5308 的回流管回流至進水井，與將進入選擇池的來水混合。 (2) 硝化液回流比為 200%，從生物池末端由 2 臺內(nèi)回流泵（變頻調(diào)速），將混合液回流到缺氧 / 48 27 池。 剩余污泥量 計算公式： 50%r v rW aQ S bV X L Q? ? ? ?平 平 其中 W—— 剩余污泥量（ kg/d）； a—— 污泥產(chǎn)率 系數(shù)，一般采用 ～ ，設計中取 ； b—— 為污泥自身氧化系數(shù) （ d1? ） ，一般采用 ～ ， 50%為一級處理對 SS 的去除率 ，取 Lr—— 反應池去除的 SS 濃度（ kg/m3）； Lr=18020=160mg/L=Sr—— 反應池去除 BOD5濃度（ kg/m3）， Sr=16020=140mg/L=50%r v rW aQ S bV X L Q? ? ? ?平 平 = 30000 10000 3+ 30000 =2820kg/d 曝氣系統(tǒng) 本設計采用鼓風曝氣系統(tǒng)。 需氧量計算 : 污泥負荷取 d 1）、平均時需氧量的計算 O2=a‘ QSr+b’ VXV 式中 a — 活性污泥微生物每代謝 1kgBOD所需氧氣 kg數(shù)，對于生活污水，一般采用 ～，設計中取 b — 為每 1kg 活性污泥每天自身氧化所需要的氧氣 kg 數(shù)，一般采用 ～ ，設計中取 。 V為曝氣池的體積公式為 V=Q(SoSe)/LsxX=10120 m3 則： O2=aQSr+bVX= (16020)/2x1000+ 10120 3500/1000 =錯誤 !未找到引用源。 6783kg/d=2）、 最大時需氧量的計算 根據(jù)原始數(shù)據(jù) k=,V=Q(SoSe)/LsxX=16470 m3 代入各值： O2 = 70000 (16020)/2x1000+ 16470 3500/1000 =錯誤 !未找到引用源。 3）、 每日 去除 BOD5 值 BOD5=420xx（ 16020） /1000=5880 kg/d 4）、去除每千克 BOD5的需氧量 Δ O2=6783 / 420xx = /kgBOD 5）、 最大時需氧量與平均時需氧量之比 O2（ max） /O2= 供氣量的計算 采用網(wǎng)狀模型中微孔空氣擴散器，敷設于距池底 處，淹沒水深 ，計算溫度定為 30℃ / 48 28 查表得：水中 溶解氧飽和度： Cs(20)=。 Cs(30)= 空氣擴散器出口處的絕對壓力 Pb= 105+ 103 H Pa 擴散器淹沒深度 H 取為 ，代入各值，得 Pb= 105+ 103 ＝ 105 Pa 空氣離開曝 氣池面時，氧氣的百分比 Ot=21（ 1EA） /[79+21（ 1EA） ] 100℅ =% 其中， EA 為空氣擴散器的氧轉(zhuǎn)移效率，取為 12% 曝氣池混合液中平均氧飽和度（按最不利的 溫度條件考慮） Csb(T)=Cs[Pb/( 105） +Qt/42) 按最不利溫度條件 30℃考慮，代入各值得 Csb(30)=[（ 105 ） /( 105 ） +)=換算為在 20℃條件下，脫氧清水的充氧量，即 ( 2 0 )20()[ ] 1 . 0 2 4so Tsb TRCR CC? ? ??? ??=20301 . 0 2 42]8 . 6 31[ 0 . 9 50 . 8 2 9 . 1 7237 ???? ? 取其值α =，β =， C=，ρ = ,則 Ro =337kg/h 相應的最大時需氧量為 R0(max)= 20301 . 0 2 42]8 . 6 31[ 0 . 9 50 . 8 2 9 . 1 7333 ???? ?=474kg/h 曝氣池平均時供氣量，即 GS= Ro /() 代入各值得 GS=337/（ ） =9361m3 /h 曝氣池最大時供氣量 GS（ max） =474/（ ） =13166m3 /h 空壓機的選定 空氣擴散裝置安裝在距曝氣池池底 處，因此，空壓機所需壓力為： P=（ +） = 空壓機供氣量： 平均時： 9361m3 /h =156m3 /min 最大時： 13166m3 /h=219m3 /min 根據(jù)所需壓力及空氣量，決定采用 RE150 型羅茨空壓機 7 臺，該型空壓機風壓 45KPa，風量 / 48 29 42m3 /min，正常條件下， 5 臺工作， 2 臺備用。 空氣管系統(tǒng)計算 在相鄰兩個廊道的隔墻上設一根干管，共 6