城市污水毕业设计

摘 要............................................................................................................................ 2 Abstract......................................................................................................................... 3 第一章 引言.................................................................................................................. 4

1.1设计依据的数据参数...................................................................................... 4 1.2设计原则.......................................................................................................... 5 1.3设计依据.......................................................................................................... 5 第二章 污水处理工艺流程的比较及选择 ................................................................. 6

2.1 工艺的确定..................................................................................................... 6 2.2工艺流程方案的比较和选择.......................................................................... 6 第三章 工艺流程的设计计算 ..................................................................................... 8

3.1设计流量的计算.............................................................................................. 8 3.2格栅.................................................................................................................. 8 3.3提升泵房........................................................................................................ 11 3.4沉砂池............................................................................................................ 11 3.5初次沉淀池和二次沉淀池............................................................................ 13 3.6曝气池............................................................................................................ 17 3.7消毒设备的计算：........................................................................................ 24 3.8污泥浓缩池和储泥池.................................................................................... 25 第四章 平面布置和高程计算 ................................................................................... 29

4.1污水处理厂的平面布置................................................................................ 29 4.2污水处理厂的高程布置................................................................................ 29 第五章 成本估算 ....................................................................................................... 31

5.1建设投资........................................................................................................ 31 5.2直接投资费用................................................................................................ 31 5.3运行成本核算................................................................................................ 32 结论.............................................................................................................................. 33 参考文献：.................................................................................................................. 34 致谢.............................................................................................................................. 35

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摘 要

本设计采用传统活性污泥法处理城市生活污水，设计规模是16000m³/d。该生活污水氨氮磷含量均符合出水水质，不需脱氮除磷，只考虑除掉污水中的SS、BOD、COD。传统活性污泥法是经验最多，历史最悠久的一种生活污水处理方法。污泥处理工艺为污泥浓缩脱水工艺。污水处理流程为：污水从泵房到沉砂池，经过初沉池，曝气池，二沉池，接触消毒池最后出水；污泥的流程为：从二沉池排出的剩余污泥首先进入浓缩池，进行污泥浓缩，然后进入贮泥池，经过浓缩的污泥再送至带式压滤机，进一步脱水后，运至垃圾填埋场。本设计的优势是：设计流程简单明了，无脱氮除磷的设计，节省了成本，该方法是早期开始使用的一种比较成熟的运行方式，处理效果好，运行稳定，BOD 去除率可达90%以上，适用于对处理效果和稳定程度要求较高的污水，城市污水多采用这种运行方式。

关键词：城市污水 传统活性污泥法 污泥浓缩

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Abstract

This design uses a conventional activated sludge treatment of municipal sewage, the design size is 16000m ³ / d. The sewage ammonia phosphorus content of the water quality, without nitrogen and phosphorus removal, consider only the SS to get rid of sewage, BOD, COD. The conventional activated sludge process is the most experienced and oldest kind of life sewage treatment methods. Sludge treatment process for sludge dewatering process. For the sewage treatment process: the sewage from the pumping station to the grit chamber, primary sedimentation tank, aeration tank, secondary settling tank, contact with the final effluent of the disinfection tank; sludge process: the excess sludge discharged from the secondary settling tank is first to enter the thickener for sludge thickening, and then into the sludge storage tanks, and the concentrated sludge then sent to the belt filter press to further dehydration, transported to the landfill. The advantages of this design are: the design process is simple, nitrogen and phosphorus removal, design, cost savings, the method is the early use of a more mature operation mode, the treatment effect, stable operation, BOD removal can more than 90%, apply to the requirements on the treatment efficiency and the stability of higher sewage, urban sewage, the use of this operating mode.

Key words: Urban sewage Conventional activated sludge process Sludge

Thickening

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第一章 引言

水是人类生活生产所必须的元素，没有水的世界，生命不会存在。我国地大物博，水含量世界前列，但是人口基数大，人均占有量明显不足，人均水量仅有世界平均的四分之一，属于缺水国家。由于我国水资源人均不足，并且分布不均，所以水资源显得格外重要，目前我国还存在很多水污染问题，使能利用的水资源更加的稀少。随着我国经济的快速发展，国民素质也是飞速提高，人民的环境保护意识也越来越高，水污染的治理越来越受到人们的关注。现在，我国城市都存在不同程度的污染，城市污水如果不及时处理，会破坏人们生活环境，影响城市形象，并且滋生细菌病毒，影响人们身体健康，破坏大气、土壤、地下水，使得人们的生活质量的不到保障，所以城市污水处理厂的建设就尤为重要，根据城市规模建设合理的污水处理厂，使得城市污水得以及时处理，对人们的生活、生产十分重要，对环境的保护也起到积极地作用。另外，污水处理厂处理的水可以再利用于人们生活或者生产中，加强了水资源的循环利用，减缓了水资源紧张问题，会产生巨大的社会效益的经济效益。

总之，在实现四个现代化过程中，水污染控制技术对环境保护、促进工农业生产和保障人民健康有现实意义和深远影响，并使经济建设、城乡建设与环境建设同步规划，同步实施，同步发展。这样才能实现经济效益、社会效益和环境效益的统一[1]。

1.1设计依据的数据参数

设计的的污水处理厂的处理规模为1.6万m3/d。

本设计的城市地概况是：温带季风大陆性气候，四季分明，江水较为丰沛。具有多春旱，夏季多雨（间有伏旱），秋季又旱，冬季干冷少雪的气候特点。夏季多东南风，冬季多西北风，多年来平均气温13.6℃，最高年平均气温14.3℃，最低年平均气温12.7℃，常年极端最高气温40.3℃，极端最低气温-18.1℃。境内年均降水量666.3毫米，全年降水量的百分之六十集中于夏季，年最大降水量986.4毫米，年最小降水量430.9毫米。境内常年地面温度为15.9℃，比年平均气温高为2.3℃，地面温度最高位17.8℃，最低为14.7℃。常年冻土平均厚度13.1厘米，冻土最深38厘米。

进水水质及出水水质要求如下

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项目 原水水质 出水水质

BOD5 250 30 CODCr 700 80 SS 400 20 TN 20

NH4+-N TP（以P计） pH 20 6.5～8.5 20 10 6～8 城市污水从西面进入污水处理厂，污水处理后排入东面的水体，要求处理后的水质达到《城镇污水处理厂污水排放标准》（GB18918-2002）中的一级B标准，即SS≤20mg/L,BOD5≤20mg/L，CODCr≤60mg/L（有出水水质要求按要求计算）。污泥处理后外运填埋。

1.2设计原则

1）处理效果稳定，出水水质好；

2）工艺先进，工艺流程尽可能简单，构筑物尽可能少，运行管理方便； 3）污泥量少，污泥性质稳定； 4）基建投资少，占地面积少。

5）规划布置四优先：工艺流程先进，安全可靠优先；运行管理便利，经济优先；环境绿化、美化优先；有利于排水事业可以持续发展优先。

1.3设计依据

《给水排水设计手册》第1、5、9、11册； 《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002 《给排水工程快速设计手册》第2册； 《排水工程》。

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第二章 污水处理工艺流程的比较及选择

2.1 工艺的确定

按《城市污水处理和污染防治技术政策》要求推荐，20万t/d规模大型污水厂一般采用常规活性污泥法工艺，10-20万t/d污水厂可以采用常规活性污泥法、氧化沟、SBR、AB法等工艺，小型污水厂还可以采用生物滤池、水解好氧法工艺等。对脱磷脱氮有要求的城市，应采用二级强化处理，如A2/O工艺，A/O工艺，SBR及其改良工艺，氧化沟工艺，以及水解好氧工艺，生物滤池工艺等。

由于该污水处理只需去除BOD5与SS,不考虑脱氮与除磷方面，所以选择两个比较好的方案：

方案一：传统活性污泥法,其流程为:

污水→粗格栅→提升泵房→细格栅→沉砂池→初沉池→曝气池→二沉池→消毒池→处理水排放

方案二：厌氧池+氧化沟,其流程为:

污水→粗格栅→提升泵房→细格栅→沉砂池→厌氧池→氧化沟→二沉池→消毒池→处理水排放

2.2工艺流程方案的比较和选择

优点: 传统活性污泥法 缺点: 1.曝气池首端有机污染物负荷高,耗氧速度也高 2.暴气池溶积大,基建费用高. 优点: 氧化沟 缺点: 1.占地面积较大 1.有机物经历了第一阶段的吸附和第二阶段的代谢的完整过程,活性污泥也历了一个从池道端的对数增长,经减速增长到池末端的内源呼吸的完全生长周期 2.在池首端和前段混合液中的溶解氧浓度

1.可考虑不设初沉池,有机性悬浮物在氧化化沟内能太到好氧稳定的程度 2.可考虑不单敲边鼓3.供氧与需氧不平衡 二次沉淀池,可少去4.对进水水质,水量污泥回流装置. 变化的适应性较低,动行效果易受水质,水量变化的影响 6

3.BOD负荷低 较低 3.效果好,BOD除率达90%以上 两个方案都能达到处理水质的要求,BOD5,SS去除都能达到出水水质,工艺都是比较简单的,在技术上都是可行的.

最终选择传统活性污泥法的原因是：传统活性污泥法是发展历史最久，技术最成熟，污水处理系统简单，氧化沟法是在它的基础上开发出的新方法，本设计中氨氮含量达标，不需要进行脱氮除磷，氧化沟中的脱氮用不着.这样就节省了一部分费用。

在与技术上经济上的造价以及运行费用的综合比较, 传统污泥法是最终方法。流程图如下：

城市污水

泥饼外运 脱水间 储泥池 剩余污泥 浓缩池 出水 栅渣 砂水分离 污泥回流 污泥泵房 格栅 曝气沉砂池 初沉池 曝气池 二沉池 接触消毒池 7

第三章 工艺流程的设计计算

3.1设计流量的计算

Qd1.6万m/d3 污水平均流量：

 1.61042436000.185m/s3

查资料可得，污水总变化系数Ko1.55，由公式QmaxKdQd可得：

QmaxKdQd1.550.1850.287m/s3

3.2格栅

用以截留较大的悬浮物或漂浮物，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷，并使之正常运行。要根据流量选择清渣方式，人工清渣格栅适用于小型污水厂，机械清渣格栅适用于栅渣量大于0.2m/d。提升泵站前用粗格栅，提升泵站后用细格栅[2]。

设计参数：

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a、栅条间隙：人工清除为25～100mm，机械清除为16～100mm；最大间隙：

100mm。

b、格栅栅渣量：格栅间隙为16～25mm时是0.10～0.05m3栅渣/10m3污水，

格栅间隙为30～50mm时是0.03～0.01m3栅渣/10m3污水；栅渣含水率一般为80％，容重约为960kg/ m

c、格栅上部必须设置工作台，其高度应高出格栅前最高设计水位0.5m，工作台上应有安全冲洗设施；

d、机械格栅不宜少于2台。

e、污水过栅流速宜采用0.6～1.0m/s，格栅前渠道水流速0.4～0.9m/s； f、格栅倾角一般采用45°～75°； g、格栅水头损失0.08～0.15m。 粗格栅

3

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（1）设栅前水深h=0.4m，过栅流速0.9m/s，格栅间隙e=50mm，格栅安装倾角60。

则栅条间隙数n（2）栅槽宽度

取栅条宽度S=0.01m，则

B=S（n-1）+en=0.01（15-1）+0.0515=0.89m （3）进水渐宽部分长度

l10.890.502tg1Qmaxsinaehv0.287sin600.0500.40.914.8（个）, n取15。

=0.536m

（4）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分 l2l12=0.268m

（5）通过格栅的水头损失

40.90.013 h1kh0=32.42sin60=0.111m 29.810.0212（6） 栅后槽总高度 取栅前渠道超高 h20.3m 根据公式 H1hh2

H1hh20.30.30.6(m)

Hhh1h20.30.1110.30.711m

Ll1l21.00.5H1tga0.6tg600.5360.2681.00.52.653

（7） 每日栅渣量

WQmaxW186400K总10001.5510003 0.2870.0186400

0.160m/d

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由于日产渣量较小采用人工清渣方式。

细格栅

（1）设栅前水深h=0.4m，过栅流速0.9m/s，格栅间隙e=21mm，格栅安装倾角60。

则栅条间隙数n（2）栅槽宽度

取栅条宽度S=0.01m，则 B=S（n-1）+en

=0.01（35-1）+0.02135 =1.08m

（3）进水渐宽部分长度

l11.080.932tg1Qmaxsinaehv0.287sin600.0210.40.934.6（个）, n取35。

=0.22m

（4）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分 l2l12=0.11m

（5）通过格栅的水头损失 h1kh0

40.90.013sin60 =32.420.02129.812=0.111m （6） 栅后槽总高度 取栅前渠道超高 h20.3m

Hhh1h20.30.1110.30.711m Ll1l21.00.5H1tga0.6tg600.5360.2681.00.52.65m

（7） 每日栅渣量

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WQmaxW186400K总10001.55100030.2870.0786400

1.12m/d由于日产渣量较大采用机械清渣方式。

3.3提升泵房

污水处理工艺采用传统曝气活性污泥处理，污水处理系统简单，对于新建污水处理厂，工艺管线可以充分优化，故污水只考虑一次提升。污水经提升后入平流沉砂池，然后自流通过初沉池、曝气池、二沉池及接触池，最后由出水管道排入河道。

污水提升前水位-5.9m（既泵站吸水池最底水位）,提升后水位2.90m（即细格栅前水面标高）。

所以，提升净扬程Z=2.90-（-5.69）=8.59m 水泵水头损失取2m

从而需水泵扬程H=Z+h=10.59m

采用MN系列污水泵（30MN-33B） 该泵提升流量4800m3/h，扬程10.6m，转速415r/min，功率153.96Kw,效率90%。

占地面积为π32＝28.26m2，即为圆形泵房D＝6m,高12m,泵房为半地下式，地下埋深7m，水泵为自灌式。

3.4沉砂池

用于去除比重较大的无机颗粒。沉砂池分为平流式、竖流式、曝气式和旋流式，下面是对它们特点的介绍：

平流式沉砂池：污水在池内沿水平方向流动，构造简单，截留无机颗粒效果好

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竖流式沉砂池：污水自下而上由中心管流入池内，无机物颗粒籍重力沉于池底，处理效果一般较差

曝气式沉砂池：通过曝气量，可以控制污水的旋流速度，除沙效率较稳定，受流量变化影响小，对污水起预曝气作用。（按生物脱氮除磷设计的污水处理厂，为了保证除磷效果，一般不采用曝气式沉砂池）

旋流式沉砂池：利用机械力控制流态与流速，加速沙粒的沉淀，有机物被留在污水中，具有沉砂效果好，占地省的特点。[3]

本设计采用曝气式沉砂池 设计参数：

a、旋流速度应保持0.25～0.30m/s； b、水平流速为0.06～0.12m/s c、最大流量时停留时间为1～3min

d、有效水深为2～3m，宽深比一般采用1:2；

e、长宽比可达5，当池长比池宽大得多时，应考虑横向挡板；

f、每立方米午睡的曝气量为0.2m³空气或3～5 m3/m2.h，也可以按下表计算： 曝气管下浸没深度（m） 1.5 2.0 2.5 3.0 4.0 最低空气用量（m3/m2.h） 12.5～15.0 11.0～14.5 10.5～14.0 10.5～14.0 10.0～13.5 达到最好除沙效果最大空气量 30 29 28 28 25 （1）池子总有效容积V： V60Qmaxt

式中：V——总有效面积，㎡；

Qmax——最大设计流量，㎡/s；

t——最大设计流量时的停留时间，min。 设t=2min，则

V60Qmaxt0.28726035m3

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（2）池断面面积：

AQmaxv

式中:A——池断面面积，㎡；

v——最大设计流量时的水平流速，m/s； 设v=0.07m/s，则

AQmaxv0.2870.074.1m

2（3） 沉砂池设一格，池宽2m，池底坡度0.5m，超高0.6m，全池总高3.4m。 （4） 进水断面面积（实际）

A22.2'10.52VA4.15m354.12

（5） 池长：L8.5m（6） 每格沉砂池沙斗容量：V00.618.55.1m

（7） 每格沉砂池实际沉砂量：设：含沙量为20m/10m污水，没两天排一次

V0'363

200.61068640022.1m3，小于7.2m³

（8） 每小时所需空气量：设曝气管浸水深度为2.0m，查表得所需空气量为29m³/mh

3.5初次沉淀池和二次沉淀池

沉淀池类型及其比较： 类型 平流式 优点 1 对冲击负荷和温度变化适应能力较强 2 施工简单，造价低 缺点 1 采用多斗排泥时，每个泥斗需要单独设排泥管各自操作 2 采用机械排泥时，大部分机械设备位于水下，易腐蚀 竖流式 1 排泥方便，管理简单 2 占地面积小 13

适用条件 1 适用于地下水位较高及地质较差的地区 2 适用于大、中、小型污水处理厂 1 池子深度大，施工困难 适用于处理水量不大的小型污水处理厂

2 对冲击负荷和温度变化适应能力较差 3 造价较高 4 池径不宜太大 辐流式 1 采用机械排泥运行较好 2 排泥设备有定型产品 1 水流速度不稳定 2 易于出现异重流现象 3 机械排泥设备复杂，对池体施工质量要求高 1 适用于地下水位较高地区 2 适用于大、中型污水处理厂 平流式沉淀池对水质冲击变化效果好，施工简单，造价低，使用广泛,而竖流式施工难度大，北方城市温差大，竖流式对温度变化适应能力差.初沉池选择平流式，二沉池选择辐流式

a、池子的长宽比不宜小于4，以4～5为宜； b、使用机械排泥时，宽度根据排泥设备确定； c、池子的长深比不宜小于8，以8～12为宜；

d、池底纵坡：采用机械刮泥时，不小于0.005，一般采用0.01～0.02； e、按表面水力负荷计算时，应对水平流速进行校核；最大流速:初沉池为7mm/s，二沉池为5mm/s；

f、进出口应设置挡板，高出池内睡眠0.1～0.15m； g、在出水堰前应设置收集与排出浮渣的设施。 辐流式 设计参数：

a、沉淀时间为1.5～2.5h；

b、表面水力负荷为1.0～1.5 m2/m3*h； c、污泥量为10～21g/（p·d）； d、污泥含水率为99.2～99.6%；

e、池径不宜小于16m，池底坡度一般采用0.05～0.10； f、池子直径与有效水深之比为6～12，缓冲层高度为0.5m。 g、最大允许的水平流速要比初次沉淀池的小一半； h、中心管中的下降流速不应超过0.03m/s；

其静水头可降至0.9m，污泥底坡与水平夹角不应小于50度。 初沉池

选用平流式沉淀池，日平均流量为0.185m³/s，最大设计流量为0.287 m³/s，设计人口为N=100000人，沉淀时间t=1.5h

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池子总面积：设表面负荷q2m/mhAQmax3600q22''32

0.2873600

516.6m（1）沉淀部分有效水深:

h2qt21.53.0m

'（2）沉淀部分有效容积：

V3600Qmaxt36000.2871.5 1549.8m3'（3）池长：设水平流速V=4.2mm/s L3.6Vt3.61.54.223m （4）池子总宽度：

BA23516.62322.46m

（5）池子个数为4 （6）宽度：

b22.4645.6lb235.6 长宽比

4.1大于4，符合条件

（7）污泥部分所需要的总容积：设T=2d

VSNT10000.510000021000100m3

（8）每格池污泥部分所需容积：

V''Vn100425m3

（9）污泥斗容积：

V11313h4f1f2''f1f2224.20.5231.7324.20.54.20.522

21.3m（10）污泥斗以上梯形部分污泥容积：

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V2l1l2223h4b0.1614.2

'20.84.28.5m（11）污泥斗和梯形部分污泥容积：

V1V221.38.529.8m3

大于25m³

（12）池子总高度：设缓冲层高度h30.5m

Hh1h2h3h4h47.16m'''0.33.00.50.1613.2

斗内污泥可用静水压、泵吸或吸泥机排出。 二沉池

该沉淀池采用中心进水，周边出水的幅流式沉淀池，采用机械刮泥。 设计参数

设计进水量：Q=Qmax/2=516.67m3/h

表面负荷：q范围为1.0—1.5 m3/ m2.h ，取q=1.5 m3/ m2.h 水力停留时间：T=2 .2h 设置2座。 设计计算

1）每座沉淀池面积A: 按表面负荷算：AQq516.671.5344.45m

2直径D：D4A4344.453.1420.94m 取21m

2）有效水深为：

h2=qT=1.52.2=3.3m 3）污泥斗容积

取回流比R60% 污泥回流浓度

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XrX(10.6)0.60.633.3(10.6)

8.8kg/m污泥区所需存泥容积：

Vs4(1R)QXXXr3.38.834(10.6)516.673.3

901.8.m 每个污泥斗的容积

Vst901.8/2450.9m3

4）污泥区高度为 h3VstA450.9344.451.31m

池底坡度为0.05 池底进口处4m 池底坡度降

h521/2420.050.1625m

5）二沉池总高度：

缓冲层高度h3=0.5m, 取超高为h1=0.4 则池边总高度为

H1=h1+h2+h3+h4=0.4++3.3+1.31+0.5=5.51m 池中总高度为：H=H1+h5=5.51+0.36=5.87m 6）径深校核

D/h221/3.36.4 合格。

3.6曝气池

本设计选用传统活性污泥曝气池，采用鼓风曝气系统。所谓推流，就是污水从池的一端流入，在后继水流的推动下，沿池长度流动，并从池的另一端流出[4]。

设计参数：

a、进水方式不限，出水多用溢流偃，水位较固定；

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b、曝气池池长与池宽之比（L/B），一般大于5～10；

c、有效水深最小为3m，最大为9m；超高一般为0.5m，当采用表曝机时，机械平

宜高出水面1m左右。

d、曝气池廊道的宽：深，多介于1.0～1.5之间；廊道长宜为50～70m； e、曝气池一般结构上分为若干单元，每个单元包括一座或几座曝气池，每座曝气池常由1个或2～5个廊道组成；当廊道数为单数时，污水的进、出口分别位于曝气池的两端；而当廊道数为双数时，则位于廊道的同一侧；

f、在池底应考虑排空措施，按纵向留2/1000左右的坡度，并设直径为80～100mm的放空管。

g、曝气池的进水与进泥口均设于水下，采用淹没出流方式。 设计流量Qmax=24800m3/d （1）处理效率E：

ELrLaLaLtLa100%100%

式中La——进水BOD浓度kg/m³；

Lt——出水

BOD浓度，kg/m³；

Lr——祛除BOD浓度，kg/m³，

进水BODLa=250mg/l=0.25 kg/m³，出水BODLt=30mg/l=0.03 kg/m³

ELaLtLa0.25100%100%0.250.03

88%（2）污泥负荷的确定：选取（3）污泥浓度的确定：

Ns0.3kgBOD5/kgMLVSSd

混合液污泥浓度（混合液悬浮物浓度）X （MLSS）

XR103(1R)SVI

18

式中 SVI——污泥指数。根据Ns值，取SVI=120 r——二沉池中污泥综合指数，取r=1.2 R——污泥回流比。取R=50%

X0.51.2103(10.5)1203.3kg/m

3混合液挥发性悬浮物浓度

XfX'

3式中f——系数，取f=0.7

X0.73.32.3kg/m'

103污泥回流浓度Xr103SVIr1201.210kg/m

3（4）核算污泥回流比R

XrX(1R)10R3.3(1R)R

R=49%,取50% （5）容积负荷

NvXNS2.30.30.69kgBOD5'3

/md（6）曝气池容积

VQmaxLrXNs2.30.33'248000.18

6470m（7）水利停留时间 名义水利停留时间tmVQmaxV(1R)Qmax6470248000.26d4.08h

实际水利停留时间ts（8）剩余污泥量

XaQmaxLrbVX'6470(10.5)248000.17

19

式中a——污泥产率系数，取a=0.6 B——污泥自身氧化率，取b=0.05

XaQmaxLrbVX1934.4kg/d'0.6248000.180.0564702.3

（9）污泥龄

cVXX'64702.31934.47.7d

池体结构计算：

选用推流式曝气池，廊道式、鼓风曝气。 （1）曝气面积

设4组曝气池，每组体积为

Vn647041617.5m3

取池有效水深H=3.5m 则每组曝气池的面积为

F1VnH1617.53.5462.1m2

（2）曝气池宽度

取池宽B=5m

BH53.51.43 介于1-2之间符合要求

（3）池长

LLBF1B462.1592.4m

92.4518.510 符合要求

（4）曝气池的平面形式

设曝气池为三廊道式，则每廊道长L'（5）曝气池总高度：取超高为0.5m

HH0.53.50.54m

'L392.4330.8m

（6）进水方式

从池首进水，按传统活性污泥法运行

20

曝气系统的设计计算 （1）需氧量计算

O2a'QmaxLrb'VX'

式中a'——微生物氧化分解有机物过程中的需氧量，取0.5

b'——污泥自身氧化需氧量，取0.15

O20.5248000.180.1564702.34464kgO2/d186kg/h

祛除每公斤BOD5需氧量

O2a'b'Ns0.550.150.3

1kgO2/kgBOD最大需氧量：

最大需氧量变化系数取K=1.4

O2maxa'QmaxLrKb'VX'0.5248000.181.40.1564702.35357.0kgO2/d223.2kgO2/h

（2）供气量

采用膜片式微孔曝气装置，距池底0.2m，故淹没水深为3.3m， 水质水温为20—30℃。

溶解氧饱和度查表得：水温20℃时，水温30℃时，

Cs(30)7.63mg/lCs(20)9.17mg/l

3曝气器出口绝对压力

PbP9.810H

式中 P——标准大气压P=1.013pa H——曝气器安装深度，H=3.3m

Pb1.0131059.8103.31.3371035pa

空气离开曝气池面时，氧的百分比

Ot21(1EA)7921(1EA)100%

式中EA——氧转换率，取18%

21

Ot21(118%)7921(118%)100%17.9%

曝气池混合液平均饱和浓度： 按最不理温度30℃考虑

Csb(30)Cs(30)(7.63(pb2.0261055517.942)1.337102.0261017.942)

8.29mg/l20℃下，脱氧清水充氧量

R0RC5(20)[C5b(30)C]1.0242169.17(T20)0.8[0.918.292.0]1.024(3020)

356.9kg/h式中R——实际条件下充氧量，O2216kg/h

——废水液相传质系数KLa的修正系数，取0.8

β——废水C5的修正系数，取0.9 ρ——压力修正系数，取1 C——氧实际浓度，取2mg/L 最大时需氧的充气量Ro max

Romax259.29.170.8[0.918.292.0]1.024(30220)428.3kg/h

曝气池平均时供气量Gs

GsR00.3EA356.90.30.183

6609.3m/h最大时供气量GS max

GSmaxRomax0.3EA428.30.30.183

7931.5m/h

22

去除每公斤BOD5的供气量

GsQLr6609.3248000.183524

35.5m/kgBOD每m3污水的供气量

GsQ6609.324800246.40m/m污水33

(3)空气管计算

按曝气池平面图布置空气管道，在相邻两个廊道的隔墙上设一根空气干管，共六根干管。在每根干管上设六对配气竖管，共12条配气竖管。全曝气池共设72条配气竖管。

每根竖管的供气量：

Gsmax727931.572110m/h

3空气扩散器总数：

曝气池平面面积：30.8×60=1848m2 取微孔曝气器服务面积1㎡ 曝气器总数：

184811848个

18487225.6每根竖管上安设的曝气器数目：每个曝气器的配气量

Gsmax18484.29m/h

3，取26个

（4）鼓风机的选用：

污泥提升不用空气提升器，不消耗空气，考虑到曝气沉砂池用气量， 总供气量为：

最大时：7931.5 +283.5=8215m³/h=136.92 m³/min 平均时：6609.3+283.5= 6892.8m³/h=114.88 m³/min

根据所需压力与空气量，决定采用LG60型空压机4台，该型空压机风压

350Kpa,风量60m/min。

正常条件下，3台工作，1台备用；高负荷时，4台工作。

23

3.7消毒设备的计算：

经二次沉淀池后出水流经消毒池与氯接触达到消毒效果。采用2座隔板式接触消毒池。

设计参数

设计流量：Qmax=0.287m3/s 水力停留时间：T=30min=0.5h 平均水深：h=1.4m 隔板间隔：b=3.5m 设计投氯量为＝8mg/L 接触池的计算

1）接触池污水停留时间：t = 30min

则每个接触池容积：V = Qmax×30×60/2 = 0.287×30×60/2 = 258.3m3 2）取池内流速v = 0.6m/s 过水面积： SQmax2v0.28720.60.239m

23）消毒池面积

设水深h = 1.4m，则每个消毒池面积：

AVh258.31.4184.5m2

4）廊道总宽

隔板数采用2个，则廊道总宽为：B=（2+1）b=10.5 总长LAB184.53.552.7m

5）接触池长度

LAB184.510.517.57m

6）取超高0.3m，总高H = 1.4+ 0.3 = 1.7m 7）投氯量为8mg/L 一天所需总氯气量：

q8mg/LQmax82872296mg/s198.4kg/d

库存按15d计算，则库存量为： 15q = 15×198.4 = 2976 kg 8）氯瓶的选取：

24

容量（公斤） 1000 直径（mm） 838 长度(m) 2.20 瓶自重（公斤） 氯瓶总重（公斤） 800 1800 氯瓶储量：1000 kg/瓶，D = 838；L＝2.20m

则需氯瓶数为n = 2976/1000 =2.976个， 取用3个

本设计中，氯库和加氯间合建在一起，氯库中取两组轨道承载氯瓶，平均每组轨道上放6个氯瓶，则轨道的长度为6×0.838＝5.0米；宽为2×2.20米＝4.40米，取4.50米，并且考虑工作人员的通行过道，选用ZJ－I型转子加氯机30～65kg/h三台，二台工作，一台备用。氯库和加氯间和建成矩形，其尺寸如下：10.5m×5m。

3.8污泥浓缩池和储泥池

污泥浓缩池

采用幅流式污泥浓缩池，用带栅条的刮泥机刮泥，采用静压排泥。 浓缩池设计计算 污泥量的计算 1）初沉池污泥量:

QW1100C0Q10(10097)10(10097)336310040050%24800

165.3m/d6.9m/h 2）二沉池污泥量

QsXfXr

XYSaSeQKdVXv式中：△X——每日增长的污泥量，kg/d； Y——产率系数，取0.5；

Sa——经过预先处理，污水含有的有机物（BOD）量，250mg/L； Se——经过活性系统处理，污水含有的有机物（BOD）量，30mg/L； Q——设计污水量，24800m3/d；

25

Kd——衰减系数，取0.09； V——曝汽池的容积，6470m3； Xv——MLVSS，Xv＝2.3kg/m3； 代入各值可得：

XYSaSeQKdVXv

0.50.250.03248000.0964702.3

＝1388.7kg/d 则每日从曝气池中排除的剩余污泥量：

QsXfXr1388.70.710198.39m/d8.27m/h33

所以，总剩余污泥量W＝6.9+8.27＝15.17m3/h=364.08m3/d。 浓缩池池体计算[5]

本设计中采用两座幅流式圆形重力连续式污泥浓缩池，用带栅条的刮泥机刮泥，采用静压排泥，污泥泵房将污泥送至浓缩池。 （1）设计参数 进泥浓度：5g/L

进泥含水率P1＝99.4％， 出泥含水率P2=97.0％ 浓缩后污泥浓度：qs=30g/L 污泥浓缩时间：T=16h 贮泥时间：t=6h 固体通量M=1kg/(m2.h) （2）每座浓缩池所需表面积

AQsCM15.17101151.7m

2 每个池的面积A1＝151.7/2=75.85 m2 （3）浓缩池直径：

D4A1475.853.149.8m，取10m

（4）浓缩池有效水深： h1=

TQsA11615.1775.853.2m

26

校核水力停留时间： 浓缩池有效体积：

VAh175.853.2242.72m3

污泥在池中停留时间

TVQs242.72364.080.67d

符合要求

（5）确定污泥斗尺寸

每个泥斗浓缩后的污泥体积：

V1Qs(1P1)n(1P2)2(10.97)3364.08(10.994)

36.4m/d 每个贮泥区所需容积： V2泥斗容积： V3h43(r1r1r2r2)

226V124636.4249.1m

33.141.033(2.52.51.01.0)22

10.21m式中：h4——泥斗的垂直高度，取1.0m

r1——泥斗的上口半径，取2.5m r2——泥斗的下口半径，取1.0m 设池底坡度为0.05，池底坡降为：

h50.05(72.5)20.113m

故池底可贮泥容积： V4 =

h53(RRr1r1)

(772.52.5)8.13m223223.140.1133

因此，总贮泥容积为：

27

VwV3V410.218.1318.33m3V217.41m3（满足要求）。

浓缩池的超高h2取0.30m，缓冲层高度h3取0.50m 则浓缩池的总高度H为 Hh1h2h3h4h5

=3.2+0.30+0.50+1.0+0.14=5.14m

贮泥池 1）设计参数

进泥量:初沉池污泥量

QW1100C0Q10(10097)10(10097)36310040050%24800

165.3m/d6.9m/h3经浓缩排出含水率p297%的污泥流量

Q2V1236.472.8m/d'3

总泥量：QQW1Q'165.372.8238.1m3/d

贮泥时间:T=20h 2）贮泥池的设计计算 贮泥池容积

VQT238.1(20/24)198.4m3

贮泥池设置2座，则每座容积为： V1=V/2=99.2m3

尺寸(设为正方形)，取边长为5m

则池的有效容积为V1=5×5×5=125m³>99.2m3 (符合要求)。 污泥干化（脱水）设备

根据实际的的情况，选用3台WL—200离心脱水机，2用1备

28

第四章 平面布置和高程计算

4.1污水处理厂的平面布置

污水处理厂的平面布置包括处理构筑物、办公楼、化验室及其他辅助建筑物以及各种管道、渠道、道路、绿化带等的布置。

4.2污水处理厂的高程布置

布置原则

污水处理工程的污水处理流程高程布置的主要任务是确定各处理构筑物和泵房的标高,确定处理构筑物之间连接管渠的尺寸及其标高;通过计算确定各部位的水面标高,从而使污水能够在处理构筑物之间通畅的流动,保证污水处理工程的正常运行。

污水水头损失计算

根据要求，管道损失一般不超过构筑物损失的30%，而总水头损失为管道损失和经过构筑物的损失之和，所以可以认为总水头损失约是污水流经构筑物损失的1.3倍[6]。

本流程所设计的污水处理构筑物水头损失参照下表 各个构筑物的水头损失

构筑物 格栅 沉砂池 平流式沉砂池 竖流式沉砂池 幅流式沉砂池 水头损失cm 10--25 10--25 20--40 40--50 50--60 构筑物 生物滤池 曝气池 混合池 接触池 水头损失cm 270--280 25--50 10--30 10--30 则有：粗格栅水头损失0.11m 细格栅水头损失0.11m 沉砂池水头损失0.2m

沉砂池到初沉池沿程水头损失为0.06m 初沉池水头损失0.35m

初沉池到曝气池沿程水头损失为0.105m

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曝气池水头损失0.45m

曝气池到二沉池沿程水头损失为0.135m 二沉池水头损失0.55m

二沉池到消毒池沿程水头损失为0.165m 消毒池水头损失0.2m

消毒池到出水沿程水头损失为0.06m

高程计算

设计洪水位相对标高为0m

洪水位 0 排水管道水位 0.56 接触池水位 0.76 二沉池出水水位 0.93 二沉池水位标高 1.48 曝汽池的水位 2.07 初沉池的水位 2.53 沉砂池的水为 2.79 细格栅前水位 2.90

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高程（米） 第五章 成本估算

5.1建设投资

土建费用造价列表

名称

规格

L×B×H=8.5m×2m×3.4m

V=57.8m3

L×B×H=20m×16.7m×6.56m V=2191.04m3

数量 造价(万元)

曝气沉砂池 初沉池

1 1

18 270

曝气池

直

L×B×H=30.8m×60m×4m

V=7392m3 径

21m

3

4 870

二沉池 接触消毒池 污泥浓缩池 造价总和

，H=5.51m

V=1908.4m

2 2 2

256 190 105

L×B×H=52.7m×10.5m×1.7m

V=940.7m

直径10，H=5.14m V=403.7m

3

3

1709

5.2直接投资费用

由于商家的资料不全且涉及到估计数值，根据经验值和同水量的水厂进行比较基本设备费用在40%左右[7]，考虑未计算的构筑物取300万元。因此，本污水处理厂总计一次性基建投资为：1709＋300=2009万元 此为直接投资。

考虑到不可预见费用及调试费用的存在，乘以1.2的系数，从而得出直接投资为： 2009×1.2 =2410万元

运行费用计算 成本估算

电价：基本电价为0.5元/（kw·h） 工资福利：每人每年1.2万元 动力费用

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主要电器消耗电力设备一览表

设备名称 螺旋泵 表曝机 潜水污泥泵 单螺杆泵 螺旋输送机 其他 电机总功率

单机功率（kw）

153.96 110 30 7.5 1.5

数量（个） 1用1备 2 2 1 1

500 7590

工作时间（h） 总功率（kw/h）

24 24 24 24 24

153.96 5280 1440 180 36

电表综合电价（元/d）为：7590×0.5=3795 即每月电费（元）为： 3795×30=113850 每年电费为136.6万元。 工资福利开支

全厂10人，共计费用（万元/年）为：10×1.2=12。 生产用水水费开支

污水厂每天用水20m3，水费（万元）为：20×365×1.0/10000=0.73。 运费

每天外运含水率75%的湿泥25m3（1m3泥约为1t），运价为0.4元/（t·km），费用（万元/年）为： 25×0.4×10×365/10000=3.65。

维护维修费

维护维修费取率按3.1%计，则每年维护修理费用（万元/年）为1709×3.1%=52.98万元。

管理费用

（136.6+12+0.73+3.65+52.98）×8%=16.48（万元/年）

5.3运行成本核算

合计每年运行费用为222.44万元，则每立方米污水的治理成本为0.381元。

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结论

本设计方案是参考了大量的资料后完成的，现在城市污水处理厂越来越多，随着时间的推移人们的环保意识更加强烈，特别是节约水资源、减少水污染方面，同时水处理技术的进一步的发展，各种工艺也会更加成熟。

经过一段时间的规划，然后从计算、编辑、制图、排版，本设计圆满完成。设计内容、格式均符合设计要求。

33

参考文献：

[1] 黄维生．浅谈我国污水处理工程的现状[J]．西南给排水．2005（6）．50-58．

[2] 韩洪军、杜茂安主编，周彤副主编．水处理工程设计计算[M]．北京：中国建筑工业出

版社，2005．

[3] 高廷耀，顾国维，周琪水污染控制工程[M]．北京：高等教育出版社，2007．

[4] 崔玉川，刘振江，张绍怡等编．城市污水厂处理设施设计计算[M]．北京：化学工业出

版社：2004．

[5] 崔玉川、员建、陈宏平编．水处理设施设计计算[M]．北京：化学工业出版社，2003 [6] 郑明主编，陈万金副主编．环保设备-原理．设计．应用[M]．北京：化学工业出版社，

2001．

[7] 孙力平主编．污水处理新工艺与设计计算实例[M]．北京：科学出版社，2001．

34

致谢

经过这近半学期的努力本设计终于圆满完成，在这期间，不仅仅深入了解了本专业污水处理的知识和设计程序，同时也积累了宝贵的经验。

本设计经过多次的修正才完成，这里面有很多人的努力。首先要感谢学校和教研；其次要感谢指导老师在这次毕业设计中的细心指导和帮助，在这个过程中明白了很多东西；同时也要感谢同学们的耐心帮助。

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