【導(dǎo)讀】參數(shù)：14萬m³/d生活污水，BOD=280mg/L，SS=240mg/L，COD=600mg/L. 城市發(fā)展所要面臨的重要挑戰(zhàn)之一。本設(shè)計(jì)是污水處理廠的初步設(shè)計(jì)。該處理廠處理城市污水。要進(jìn)行脫氮處理，故采用當(dāng)代水處理工藝中常用的三溝式氧化溝工藝。活，管理方便，保證出水達(dá)到污水排放標(biāo)準(zhǔn)，做到了水資源的合理利用。

　　

【正文】 待溝內(nèi)的溶解氧上升到一定值后，該階段結(jié)束。 階段三：進(jìn)水仍然從溝Ⅱ注入，經(jīng)溝Ⅲ排出．但溝Ⅰ中的轉(zhuǎn)刷停止運(yùn)轉(zhuǎn)，開始進(jìn)行泥水分離，待分 離完成，該階段結(jié)束。階段一、二、三組成了上半個(gè)工作循環(huán)。 階段四：進(jìn)水改從溝Ⅲ流入，溝Ⅲ出水堰升高，溝Ⅰ出水堰降低，并開始出水。同時(shí)，溝Ⅲ中轉(zhuǎn)刷開始低速運(yùn)轉(zhuǎn)，使其處于缺氧狀態(tài)．溝Ⅱ則仍然處于好氧狀態(tài)，溝Ⅰ起沉淀池作用。階段四與階段一的水流方向恰好相反，溝Ⅲ起反硝化作用，出水由溝Ⅰ排出。 階段五：類似于階段二，進(jìn)水又從溝Ⅱ流入，溝Ⅰ仍然起沉淀他作用，溝Ⅲ中的轉(zhuǎn)刷開始高速運(yùn)轉(zhuǎn)，并從缺氧狀態(tài)變?yōu)楹醚鯛顟B(tài)。 階段六：類似于階段三，溝Ⅱ進(jìn)水，溝Ⅰ沉淀出水。溝Ⅲ中的轉(zhuǎn)刷停止運(yùn)轉(zhuǎn)，開始泥水分離。至 此完成整個(gè)循環(huán)過程。 通常一個(gè)工作循環(huán)需 48 小時(shí)，在整個(gè)循環(huán)過程中，中間的溝始終處于第 3 章 污水處理系統(tǒng)構(gòu)筑物設(shè)計(jì)計(jì)算 22 好氧狀態(tài)，而外側(cè)兩溝中的轉(zhuǎn)刷則處于交替運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)轉(zhuǎn)刷低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，進(jìn)行反硝化過程，轉(zhuǎn)刷高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，進(jìn)行硝化過程，而轉(zhuǎn)刷停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，氧化溝起沉淀池作用。不難看出，若調(diào)整各階段的 運(yùn)行時(shí)間，就可達(dá)到不同的處理效果，以適應(yīng)水質(zhì)、水量的變化。目前運(yùn)行的這種工藝，大部分是預(yù)先將各階段的運(yùn)行時(shí)間，根據(jù)具體的水質(zhì)、水量，編入運(yùn)行管理的計(jì)算機(jī)程序中，從而使整個(gè)管理過程運(yùn)行靈活、操作方便。 本工藝采用的氧化溝工藝屬于交替工作式氧化溝，三條同體 積的溝槽串聯(lián)組成，兩側(cè)邊池交替作為曝氣池與沉淀池，中間池一直作為曝氣池。原污水交替進(jìn)入兩側(cè)邊池，處理出水相應(yīng)地從作為沉淀池的另一邊池流出，這樣，提高了曝氣轉(zhuǎn)刷的利用率，使其達(dá)到 59%左右，另外也有利于生物脫氮。 設(shè)計(jì)參數(shù) 進(jìn)水參數(shù) 設(shè)計(jì)流量 Q=140000 m179。/d= m179。/h= m179。/s； 設(shè)經(jīng)過前幾道工藝的處理，對(duì) BOD5去除率為 5%，對(duì) SS 的去除 30%；則進(jìn)水中各指標(biāo)濃度為： BOD5=280(15%)=266mg/L， CODcr=600mg/L，SS=240mg/L， NH3N=35mg/L， TP=5mg/L； VSS=100 mg/L 出水參數(shù) 出水執(zhí)行 GB189182021 一級(jí) B 標(biāo)準(zhǔn) ， BOD520mg/L， CODcr60 mg/L，SS20 mg/L， NH3N15 mg/L， TP1 mg/L；處理后污泥要求全部消化。 計(jì)算參數(shù) （ 1）污泥齡一般取 θc=20～ 30d（去除 BOD5時(shí) 5～ 8d；去除 BOD5并硝化時(shí) 10～ 20d，去除 BOD5并反硝化時(shí) 30d）； （ 2）污泥負(fù)荷一般取 N=～ kgBOD5/(kgMLVSSd)； （ 3）污泥濃度： X=3500～ 4500mg/l； （ 4）污泥產(chǎn)率系數(shù)： Y＝ ； （ 5） 內(nèi)源代謝系數(shù)： Kd=。 燕山大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 設(shè)計(jì)計(jì)算 BOD5的計(jì)算 （ 1） 去除 BOD5 ① 好氧區(qū)容積 好氧區(qū)容積計(jì)算采用動(dòng)力學(xué)計(jì)算方法 式中： Q —— 污水設(shè)計(jì)流量， m3/d； vX —— 混合液揮發(fā)懸浮固體濃度， /mg L ，取 2800； Sｏ 、 S —— 進(jìn)出水 5BOD 濃度， /mg L ； dK —— 內(nèi)源代謝系數(shù)，取 ； Y —— 污泥產(chǎn)率系數(shù)，取 V1=30140000（ 。）2800（ 1:30） = ② 好氧區(qū)水力停留時(shí)間 t1(h) t1=??1?? = = ③ 剩余污泥量 XΔ ( /kgd ) 式中， eX —— 出水水質(zhì) TSS 濃度 /mg L SΔ —— 0S S S??Δ 0X —— 進(jìn)水 TSS 濃度 /mg L 2X —— 進(jìn)水 VSS 濃度 /mg L ，本設(shè)計(jì)取 100 /mg L 1 02X X X??=140 /mg L △X=Q△S( ??1:??????)+Q(X1Xe)= kg/d 去除 1kgBOD5產(chǎn)生的干污泥量為 ： ?????(??0。??)= kg 01 ()(1 )cv d cY Q S SV XK? ??? ?第 3 章 污水處理系統(tǒng)構(gòu)筑物設(shè)計(jì)計(jì)算 24 脫氮的計(jì)算 ①需氧化的氨氮量 N1，氧化溝產(chǎn)生的剩余污泥中含氮率為 %，則用于生物合成的總氮量為： N0=Q???（ ??1:??????0） 12 .4% 1000140000= mg/l 需要氧化的 NH3N N1為進(jìn)水 TKN 為出水，生物合成所需氧化量 N1 N1= mg/l ②脫氮所需的容積 V2 脫硝率 ( t 2 0 )d n (t) d n ( 2 0 )q q 8 ??? 14℃時(shí) (14 2 0 )dnq ??? =(還原的 3N O N ) / k g M L V SS? 脫氮所需的容積： V2= ????1??????????=1400002800 = m3 ③脫氮水力停留時(shí)間 T2 T2=??2?? = = d= h 氧化溝總?cè)莘e V 及停留時(shí)間 V=V1+V2=+= m3 校核污泥負(fù)荷 N=????0??????=140000= 不符合 取 V=150000 m3 需氧量計(jì)算 ①設(shè)計(jì)需氧量 AOR AOR=去除 5BOD 需 氧量 剩余污泥中 BOD 的 需氧量 +去除 NH3N 耗氧量 剩余污泥中 NH3N 的耗氧量 脫氮需氧量 ： 需氧量 D1： D1=a39。 Q(S0S)+b39。 VXv =140000()+150000 =69328 (kg/d) 式中， a39。 —— 活性污泥微生物對(duì)有機(jī)污染物分解過程的需氧量率，即活性污泥微生物每代謝 1kgBOD 所需要的氧量，以千克計(jì)； 燕山大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 Q39。 —— 污水流量， 3/md； 0()rS S S??—— 經(jīng)活性污泥微生物代謝活動(dòng)被降解的有機(jī)污染物量，以 BOD 值計(jì)； b39?！?活性污泥微生物同國(guó)內(nèi)原代謝的自身氧化過程的需氧率，即每 kg 活性污泥每天自身氧化所需要的氧量，以 kg 計(jì)； V—— 氧化溝容積， 3m ； Xv—— 單位氧化溝容積內(nèi)的揮發(fā)性懸浮固體 （ MLVSS） 量，3/kgm 。 BOD 的需氧量 D2 用于生物合成部分 BOD 需氧量 : D2=?X1= (。)1400001:30 = kg/d NH3N 的需氧量 D3 每 1kgNH3N硝化需消耗 D3=(進(jìn)水 NH3N— 出水 NH3N) ??1000 =（ 4515） 1400001000 =19320 kg/d NH3N 的耗氧量 D4： D4=污泥含氮率 氧化溝剩余污泥 ?X1： == kg/d e 脫氮產(chǎn)氧量 D5。每還原 1kgN2 產(chǎn)生 O2。 D5=脫氮量 =N1 ??1000= kg/d 總需氧量 AOR=D1D2+D3D4D5 AOR=+= kg/d 考慮安全系數(shù) 則 AOR== kg/d 去除每 1kgBOD 的需氧量 = ????????(??0。??)= (。)= (kgO2/kgBOD) ②標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下需氧量 SOR SOR= ??????????(20)??(????????(??)。??)(???20)= kg/d 式中： —— 20℃時(shí)氧的飽和度，取 (20)sC =。 (25)sC —— 25℃時(shí)氧的飽和度，取 (25)sC =。 (20)sC第 3 章 污水處理系統(tǒng)構(gòu)筑物設(shè)計(jì)計(jì)算 26 C —— 溶解氧濃度； α —— 修正系數(shù)，取 ； β —— 修正系數(shù)，取 ； T—— 進(jìn)水最高溫度，℃； 氧化溝尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算 設(shè)氧化溝兩座，工藝反應(yīng)有效系數(shù) fa=，單座氧化溝有效容積三組溝道采用相同容積，則每組溝道容積： 去除每 1kgBOD5的標(biāo)準(zhǔn)需氧量 = ????????(??0。??)= (。)= (kgO2/kgBOD) 每組溝道采用相同容積；則每組溝道容積： V 單 =1293103 = m3 取每組溝道寬 B=30m 有效水深 h=5m 超高為 中間分隔墻厚度b= V1= ??2????=1500002=129310 m3 A=??單?? = = m2 彎道部分面積： A1=(B+ )2π = m2 直線段部分面積： A2=AA1== m2 直線段長(zhǎng)度： L= ??22??=30 = m 進(jìn)水管和出水管 進(jìn)水管流量 Q2=??3=1400003 = m3/d = m2/s 管道流速 則管道過水?dāng)嗝?： A=??1?? = = m2 管徑： D=√4???? =√4?? = m 取 900 mm 校核管道流速： V=????= (2 )2??= m/s 燕山大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 出水堰及出水井 ：出水堰計(jì)算按薄壁堰來考慮 Q=??32 式中 b—— 堰寬； H—— 堰上水頭，取 。 則： b= ????32= 32=18 m 出水堰分為 3 組；每組寬度 b1=??3=6 m ：在堰兩邊各留 出水豎井長(zhǎng) L=2+6= 出水豎井寬 B= (滿足安裝需求 ) 則出水豎井平面尺寸為： LB = 設(shè)備選擇 （ 1） 轉(zhuǎn)刷曝氣機(jī) 單座氧化溝需氧量 SOR1 SOR1=???????? = = (kgO2/d)= (kg/h) 采用直徑 1000 mm 的轉(zhuǎn)刷曝氣機(jī)，充氧能力為 30 kgO2/()單臺(tái)有效長(zhǎng)度 10 m 每組氧化溝需曝氣機(jī)有效長(zhǎng)度 L=??????130 = = m～ 30 m 所需曝氣機(jī)臺(tái)數(shù) n=30/10=3 臺(tái) 中間一臺(tái)，兩邊各一臺(tái)。 通過計(jì)算，選用 Mammoth1000 型轉(zhuǎn)刷曝氣機(jī)，具體規(guī)格如下： 表 56 轉(zhuǎn)刷曝氣機(jī)規(guī)格和性能 型號(hào) 直徑 /m 有效長(zhǎng)度 /m 電動(dòng)機(jī)功率/kw 葉片浸深 /mm 充氧能力 M1000 1000 6000 30 2530 第 3 章 污水處理系統(tǒng)構(gòu)筑物設(shè)計(jì)計(jì)算 28 （ 2） 潛水推進(jìn)器。兩側(cè)邊溝各設(shè)三臺(tái)潛水推進(jìn)器，共六臺(tái)，每臺(tái)電機(jī)功率 N=3kW h。 （ 3） 電動(dòng)可調(diào)旋轉(zhuǎn)堰門。氧化溝每個(gè)邊溝設(shè)電動(dòng)可調(diào)旋轉(zhuǎn)堰門三臺(tái)，共六臺(tái)。堰門寬度 B= m，可調(diào)高度 h= m， 電機(jī)功率 N= kW。 消毒劑的選擇及設(shè)計(jì)計(jì)算 消毒劑的選擇 （ 1） 液氯 優(yōu)點(diǎn)：價(jià)格便宜，效果可靠，投配設(shè)備簡(jiǎn)單。 缺點(diǎn)：對(duì)生物有毒害作用，并且可產(chǎn)生致癌物質(zhì)。 適用于大、中型規(guī)模的污水處理廠。 （ 2） 漂白粉 優(yōu)點(diǎn)：投加設(shè)備簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜 缺點(diǎn)：除與液氯相同的缺點(diǎn)外，尚有投配量不準(zhǔn)確，溶解劑調(diào)制不便，勞動(dòng)強(qiáng)大。 適用于消毒要求不高或間斷投加的小型污水處理廠。 （ 3） 臭氧 優(yōu)點(diǎn)：消毒效率高，能有效的降解水中殘留有機(jī)物 、色味等，污水溫度、 PH 值對(duì)消毒效果影響小，不產(chǎn)生難處理或積累性殘余物。 缺點(diǎn)：投資大，成本高，設(shè)備管理復(fù)雜。 綜上三種消毒劑的比較，本工程采用液氯做消毒劑。 需氯量的計(jì)算 ① 加氯量： 5— 10 mg/L； ② 氯與水的接觸時(shí)間不少于 30 min； ③ 加氯量的計(jì)算 加氯量取 mg/L，則總需氯量： G= 14000024 = kg/h 燕山大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 根據(jù)計(jì)算，選用 6 臺(tái)全玻璃真空加氯機(jī)，其中 1臺(tái)備用，型號(hào)： 74— 4，其技術(shù)參數(shù)如下： 表 36加氯機(jī)技術(shù)參數(shù) 型號(hào) 氯壓計(jì)出氯口半徑 (mm) 加氯量 （ kg/h） 適用水壓力 （ MPa） 外型尺寸 （ mm） 重量 （ kg） J— 2 30 0— 10 ≥ 655? 310? 680 6 氯瓶的選擇 設(shè)為 30d 的儲(chǔ)氯量，則有 : W=2430=31500 kg 選用 Y— 1000 型氯瓶 34 個(gè)，最大充氯量為 1000 kg，其中 2 個(gè)備用。 外形尺寸： 2020mm800 ? ，選用 WAS 型手動(dòng)單軌吊車，起重 3 噸，起升高度為 m，加氯間尺寸為 L? B? H=30 m20 m m。 接觸池的設(shè)計(jì)及計(jì)算 接觸消毒池的選擇 本設(shè)計(jì) 采用傳統(tǒng)的隔板反應(yīng)池，設(shè)計(jì)數(shù)量為 1 座 接觸消毒池的設(shè)計(jì)計(jì)算 1 設(shè)計(jì)參數(shù) （ 1）水力停留時(shí)間 t=30（ min） 。 （ 2）隔板間距 m。 （ 3）池體有效水深 m （ 4）池底坡度 2%— 3%； （ 5）超高