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水污染控制工程課程設(shè)計(jì) 城鎮(zhèn)污水處理廠設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教師 劉軍壇 學(xué)號(hào) 130909221 姓名 秦琪寧 目錄 摘 要 3 第一章 引言 4 1.1設(shè)計(jì)依據(jù)的數(shù)據(jù)參數(shù) 4 1.2設(shè)計(jì)原則 5 1.3設(shè)計(jì)依據(jù) 5 第二章 污水處理工藝流程的比較及選擇 6 2.1 選擇活性污泥法的原因 6 第三章 工藝流程的設(shè)計(jì)計(jì)算 7 3.1設(shè)計(jì)流量的計(jì)算 7 3.2格柵 9 3.3提升泵房 11 3.4沉砂池 10 3.5初次沉淀池和二次沉淀池 11 3.6曝氣池 15 第四章 平面布置和高程計(jì)算 25 4.1污水處理廠的平面布置 25 4.2污水處理廠的高程布置 26 第五章 成本估算 27 5.1建設(shè)投資 27 5.2直接投資費(fèi)用 28 5.3運(yùn)行成本核算 29 結(jié)論 29 參考文獻(xiàn)： 30 致謝 30 摘 要 本設(shè)計(jì)采用傳統(tǒng)活性污泥法處理城市生活污水，設(shè)計(jì)規(guī)模是200000m/d。該生活污水氨氮磷含量均符合出水水質(zhì)，不需脫氮除磷，只考慮除掉污水中的SS、BOD、COD。傳統(tǒng)活性污泥法是經(jīng)驗(yàn)最多，歷史最悠久的一種生活污水處理方法。污泥處理工藝為污泥濃縮脫水工藝。污水處理流程為：污水從泵房到沉砂池，經(jīng)過(guò)初沉池，曝氣池，二沉池，接觸消毒池最后出水；污泥的流程為：從二沉池排出的剩余污泥首先進(jìn)入濃縮池，進(jìn)行污泥濃縮，然后進(jìn)入貯泥池，經(jīng)過(guò)濃縮的污泥再送至帶式壓濾機(jī)，進(jìn)一步脫水后，運(yùn)至垃圾填埋場(chǎng)。本設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)是：設(shè)計(jì)流程簡(jiǎn)單明了，無(wú)脫氮除磷的設(shè)計(jì)，節(jié)省了成本，該方法是早期開(kāi)始使用的一種比較成熟的運(yùn)行方式，處理效果好，運(yùn)行穩(wěn)定，BOD 去除率可達(dá)90%以上，適用于對(duì)處理效果和穩(wěn)定程度要求較高的污水，城市污水多采用這種運(yùn)行方式。 關(guān)鍵詞：城市污水 傳統(tǒng)活性污泥法 污泥濃縮 第一章 引言 水是人類(lèi)生活生產(chǎn)所必須的元素，沒(méi)有水的世界，生命不會(huì)存在。我國(guó)地大物博，水含量世界前列，但是人口基數(shù)大，人均占有量明顯不足，人均水量?jī)H有世界平均的四分之一，屬于缺水國(guó)家。由于我國(guó)水資源人均不足，并且分布不均，所以水資源顯得格外重要，目前我國(guó)還存在很多水污染問(wèn)題，使能利用的水資源更加的稀少。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，國(guó)民素質(zhì)也是飛速提高，人民的環(huán)境保護(hù)意識(shí)也越來(lái)越高，水污染的治理越來(lái)越受到人們的關(guān)注?，F(xiàn)在，我國(guó)城市都存在不同程度的污染，城市污水如果不及時(shí)處理，會(huì)破壞人們生活環(huán)境，影響城市形象，并且滋生細(xì)菌病毒，影響人們身體健康，破壞大氣、土壤、地下水，使得人們的生活質(zhì)量的不到保障，所以城市污水處理廠的建設(shè)就尤為重要，根據(jù)城市規(guī)模建設(shè)合理的污水處理廠，使得城市污水得以及時(shí)處理，對(duì)人們的生活、生產(chǎn)十分重要，對(duì)環(huán)境的保護(hù)也起到積極地作用。另外，污水處理廠處理的水可以再利用于人們生活或者生產(chǎn)中，加強(qiáng)了水資源的循環(huán)利用，減緩了水資源緊張問(wèn)題，會(huì)產(chǎn)生巨大的社會(huì)效益的經(jīng)濟(jì)效益。 總之，在實(shí)現(xiàn)四個(gè)現(xiàn)代化過(guò)程中，水污染控制技術(shù)對(duì)環(huán)境保護(hù)、促進(jìn)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和保障人民健康有現(xiàn)實(shí)意義和深遠(yuǎn)影響，并使經(jīng)濟(jì)建設(shè)、城鄉(xiāng)建設(shè)與環(huán)境建設(shè)同步規(guī)劃，同步實(shí)施，同步發(fā)展。這樣才能實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益的統(tǒng)一[1]。 1.1設(shè)計(jì)依據(jù)的數(shù)據(jù)參數(shù) 設(shè)計(jì)的的污水處理廠的處理規(guī)模為20萬(wàn)m3/d。 本設(shè)計(jì)的城市地概況是：溫帶季風(fēng)大陸性氣候，四季分明，江水較為豐沛。具有多春旱，夏季多雨（間有伏旱），秋季又旱，冬季干冷少雪的氣候特點(diǎn)。夏季多東南風(fēng)，冬季多西北風(fēng)，多年來(lái)平均氣溫13.6℃，最高年平均氣溫14.3℃，最低年平均氣溫12.7℃，常年極端最高氣溫40.3℃，極端最低氣溫-18.1℃。境內(nèi)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。境內(nèi)常年地面溫度為15.9℃，比年平均氣溫高為2.3℃，地面溫度最高位17.8℃，最低為14.7℃。常年凍土平均厚度13.1厘米，凍土最深38厘米。 進(jìn)水水質(zhì)及出水水質(zhì)要求如下 項(xiàng)目 BOD5 CODCr SS TN NH4+-N TP（以P計(jì)） pH 原水水質(zhì) 250 700 400 20 6.5～8.5 出水水質(zhì) 30 80 20 20 20 10 6～8 城市污水從西面進(jìn)入污水處理廠，污水處理后排入東面的水體，要求處理后的水質(zhì)達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污水排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）中的一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)，即SS≤20mg/L,BOD5≤20mg/L，CODCr≤60mg/L（有出水水質(zhì)要求按要求計(jì)算）。污泥處理后外運(yùn)填埋。 1.2設(shè)計(jì)原則 1）處理效果穩(wěn)定，出水水質(zhì)好； 2）工藝先進(jìn)，工藝流程盡可能簡(jiǎn)單，構(gòu)筑物盡可能少，運(yùn)行管理方便； 3）污泥量少，污泥性質(zhì)穩(wěn)定； 4）基建投資少，占地面積少。 5）規(guī)劃布置四優(yōu)先：工藝流程先進(jìn)，安全可靠?jī)?yōu)先；運(yùn)行管理便利，經(jīng)濟(jì)優(yōu)先；環(huán)境綠化、美化優(yōu)先；有利于排水事業(yè)可以持續(xù)發(fā)展優(yōu)先。 1.3設(shè)計(jì)依據(jù) 1.相關(guān)規(guī)劃及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 2.《水處理工程》 3.《給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)》、環(huán)境工程設(shè)計(jì)手冊(cè) 第二章 污水處理工藝流程的比較及選擇 2.1 選擇活性污泥法的原因 按《城市污水處理和污染防治技術(shù)政策》要求推薦，20萬(wàn)t/d規(guī)模大型污水廠一般采用常規(guī)活性污泥法工藝，10-20萬(wàn)t/d污水廠可以采用常規(guī)活性污泥法、氧化溝、SBR、AB法等工藝，小型污水廠還可以采用生物濾池、水解好氧法工藝等。對(duì)脫磷脫氮有要求的城市，應(yīng)采用二級(jí)強(qiáng)化處理，如A2/O工藝，A/O工藝，SBR及其改良工藝，氧化溝工藝，以及水解好氧工藝，生物濾池工藝等。 由于該污水處理水量大，出水穩(wěn)定，所以選用活性污泥法。 其流程為: 污水→粗格柵→提升泵房→細(xì)格柵→沉砂池→初沉池→曝氣池→二沉池→消毒池→處理水排放 選擇傳統(tǒng)活性污泥法的原因是：傳統(tǒng)活性污泥法是發(fā)展歷史最久，技術(shù)最成熟，污水處理系統(tǒng)簡(jiǎn)單，氧化溝法是在它的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出的新方法，本設(shè)計(jì)中氨氮含量達(dá)標(biāo)，不需要進(jìn)行脫氮除磷，氧化溝中的脫氮用不著.這樣就節(jié)省了一部分費(fèi)用。 在與技術(shù)上經(jīng)濟(jì)上的造價(jià)以及運(yùn)行費(fèi)用的綜合比較, 傳統(tǒng)污泥法是最終方法。流程圖如下： 格柵 曝氣沉砂池 曝氣池 二沉池 接觸消毒池 污泥泵房 濃縮池 儲(chǔ)泥池 脫水間 剩余污泥 污泥回流 柵渣 砂水分離 泥餅外運(yùn) 城市污水 出水 初沉池 第三章 工藝流程的設(shè)計(jì)計(jì)算 3.1設(shè)計(jì)流量的計(jì)算 污水平均流量： 查資料可得，污水總變化系數(shù)，由公式可得： 3.2格柵 用以截留較大的懸浮物或漂浮物，以便減輕后續(xù)處理構(gòu)筑物的處理負(fù)荷，并使之正常運(yùn)行。要根據(jù)流量選擇清渣方式，人工清渣格柵適用于小型污水廠，機(jī)械清渣格柵適用于柵渣量大于0.2m3/d。提升泵站前用粗格柵，提升泵站后用細(xì)格柵[2]。 設(shè)計(jì)參數(shù)： a、柵條間隙：人工清除為25～100mm，機(jī)械清除為16～100mm；最大間隙：100mm。 b、格柵柵渣量：格柵間隙為16～25mm時(shí)是0.10～0.05m3柵渣/10m3污水，格柵間隙為30～50mm時(shí)是0.03～0.01m3柵渣/10m3污水；柵渣含水率一般為80％，容重約為960kg/ m3 c、格柵上部必須設(shè)置工作臺(tái)，其高度應(yīng)高出格柵前最高設(shè)計(jì)水位0.5m，工作臺(tái)上應(yīng)有安全沖洗設(shè)施； d、機(jī)械格柵不宜少于2臺(tái)。 e、污水過(guò)柵流速宜采用0.6～1.0m/s，格柵前渠道水流速0.4～0.9m/s； f、格柵傾角一般采用45～75； g、格柵水頭損失0.08～0.15m。 格柵 （1）設(shè)柵前水深h=0.8m，過(guò)柵流速0.9m，格柵間隙e=50mm，格柵安裝傾角 則柵條間隙數(shù)（個(gè)）, n取194 設(shè)計(jì)兩組格柵，每組格柵間隙數(shù) n=97 條 （2）柵槽有效寬度 取柵條寬度S=0.01m，柵條間隙0.02m，則 B1=S（n-1）+en=0.01（97-1）+0.0297=2.9m 柵槽總寬度B=22.9=5.8m 柵前槽寬B2=2h=20.8=1.6m （3）進(jìn)水漸寬部分長(zhǎng)度 =5.8m （4）柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分 =2.95m （5）通過(guò)格柵的水頭損失 ==0.097m （6） 柵后槽總高度 取柵前渠道超高 根據(jù)公式 m （7） 每日柵渣量 由于日產(chǎn)渣量較大采用機(jī)械清渣方式。 3.3提升泵房 污水處理工藝采用傳統(tǒng)曝氣活性污泥處理，污水處理系統(tǒng)簡(jiǎn)單，對(duì)于新建污水處理廠，工藝管線可以充分優(yōu)化，故污水只考慮一次提升。污水經(jīng)提升后入平流沉砂池，然后自流通過(guò)初沉池、曝氣池、二沉池及接觸池，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（即細(xì)格柵前水面標(biāo)高）。 所以，提升凈揚(yáng)程Z=2.90-（-5.69）=8.59m 水泵水頭損失取2m 從而需水泵揚(yáng)程H=Z+h=10.59m 采用MN系列污水泵（30MN-33B） 該泵提升流量4800m3/h，揚(yáng)程10.6m，轉(zhuǎn)速415r/min，功率153.96Kw,效率90%。 占地面積為π32＝28.26m2，即為圓形泵房D＝6m,高12m,泵房為半地下式，地下埋深7m，水泵為自灌式。 3.4沉砂池 用于去除比重較大的無(wú)機(jī)顆粒。沉砂池分為平流式、豎流式、曝氣式和旋流式，下面是對(duì)它們特點(diǎn)的介紹： 平流式沉砂池：污水在池內(nèi)沿水平方向流動(dòng)，構(gòu)造簡(jiǎn)單，截留無(wú)機(jī)顆粒效果好 豎流式沉砂池：污水自下而上由中心管流入池內(nèi)，無(wú)機(jī)物顆粒籍重力沉于池底，處理效果一般較差 曝氣式沉砂池：通過(guò)曝氣量，可以控制污水的旋流速度，除沙效率較穩(wěn)定，受流量變化影響小，對(duì)污水起預(yù)曝氣作用。（按生物脫氮除磷設(shè)計(jì)的污水處理廠，為了保證除磷效果，一般不采用曝氣式沉砂池） 旋流式沉砂池：利用機(jī)械力控制流態(tài)與流速，加速沙粒的沉淀，有機(jī)物被留在污水中，具有沉砂效果好，占地省的特點(diǎn)。[3] 本設(shè)計(jì)采用曝氣式沉砂池 設(shè)計(jì)參數(shù)： a、旋流速度應(yīng)保持0.25～0.30m/s； b、水平流速為0.06～0.12m/s c、最大流量時(shí)停留時(shí)間為1～3min d、有效水深為2～3m，寬深比一般采用1:2； e、長(zhǎng)寬比可達(dá)5，當(dāng)池長(zhǎng)比池寬大得多時(shí)，應(yīng)考慮橫向擋板； f、每立方米午睡的曝氣量為0.2m空氣或3～5 m3/m2.h，也可以按下表計(jì)算： 曝氣管下浸沒(méi)深度（m） 最低空氣用量（m3/m2.h） 達(dá)到最好除沙效果最大空氣量 1.5 12.5～15.0 30 2.0 11.0～14.5 29 2.5 10.5～14.0 28 3.0 10.5～14.0 28 4.0 10.0～13.5 25 （1）池子總有效容積V： 式中：V——總有效面積，㎡； ——最大設(shè)計(jì)流量，㎡/s； t——最大設(shè)計(jì)流量時(shí)的停留時(shí)間，min。 設(shè)t=30s，則 （2）池?cái)嗝婷娣e： 式中:A——池?cái)嗝婷娣e，㎡； v——最大設(shè)計(jì)流量時(shí)的水平流速，m/s； 設(shè)v=0.3m/s，則 （3） 沉砂池設(shè)兩格，池寬2m，池底坡度0.5m，超高0.6m，全池總高3.4m。 （4） 進(jìn)水?dāng)嗝婷娣e（實(shí)際） （5） 池長(zhǎng)： （6） 每格沉砂池沙斗容量： （7） 每格沉砂池實(shí)際沉砂量：設(shè)：含沙量為20m3/106m3污水，沒(méi)兩天排一次 ，小于7.2m （8） 每小時(shí)所需空氣量：設(shè)曝氣管浸水深度為2.0m，查表得所需空氣量為29m/mh 3.5初次沉淀池和二次沉淀池 沉淀池類(lèi)型及其比較： 類(lèi)型 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 適用條件 平流式 1 對(duì)沖擊負(fù)荷和溫度變化適應(yīng)能力較強(qiáng) 2 施工簡(jiǎn)單，造價(jià)低 1 采用多斗排泥時(shí)，每個(gè)泥斗需要單獨(dú)設(shè)排泥管各自操作 2 采用機(jī)械排泥時(shí)，大部分機(jī)械設(shè)備位于水下，易腐蝕 1 適用于地下水位較高及地質(zhì)較差的地區(qū) 2 適用于大、中、小型污水處理廠 豎流式 1 排泥方便，管理簡(jiǎn)單 2 占地面積小 1 池子深度大，施工困難 2 對(duì)沖擊負(fù)荷和溫度變化適應(yīng)能力較差 3 造價(jià)較高 4 池徑不宜太大 適用于處理水量不大的小型污水處理廠 輻流式 1 采用機(jī)械排泥運(yùn)行較好 2 排泥設(shè)備有定型產(chǎn)品 1 水流速度不穩(wěn)定 2 易于出現(xiàn)異重流現(xiàn)象 3 機(jī)械排泥設(shè)備復(fù)雜，對(duì)池體施工質(zhì)量要求高 1 適用于地下水位較高地區(qū) 2 適用于大、中型污水處理廠 平流式沉淀池對(duì)水質(zhì)沖擊變化效果好，施工簡(jiǎn)單，造價(jià)低，使用廣泛,而豎流式施工難度大，北方城市溫差大，豎流式對(duì)溫度變化適應(yīng)能力差.初沉池選擇平流式，二沉池選擇輻流式 a、池子的長(zhǎng)寬比不宜小于4，以4～5為宜； b、使用機(jī)械排泥時(shí)，寬度根據(jù)排泥設(shè)備確定； c、池子的長(zhǎng)深比不宜小于8，以8～12為宜； d、池底縱坡：采用機(jī)械刮泥時(shí)，不小于0.005，一般采用0.01～0.02； e、按表面水力負(fù)荷計(jì)算時(shí)，應(yīng)對(duì)水平流速進(jìn)行校核；最大流速:初沉池為7mm/s，二沉池為5mm/s； f、進(jìn)出口應(yīng)設(shè)置擋板，高出池內(nèi)睡眠0.1～0.15m； g、在出水堰前應(yīng)設(shè)置收集與排出浮渣的設(shè)施。 輻流式 設(shè)計(jì)參數(shù)： a、沉淀時(shí)間為1.5～2.5h； b、表面水力負(fù)荷為1.0～1.5 m2/m3*h； c、污泥量為10～21g/（pd）； d、污泥含水率為99.2～99.6%； e、池徑不宜小于16m，池底坡度一般采用0.05～0.10； f、池子直徑與有效水深之比為6～12，緩沖層高度為0.5m。 g、最大允許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應(yīng)超過(guò)0.03m/s； 其靜水頭可降至0.9m，污泥底坡與水平夾角不應(yīng)小于50度。 初沉池 選用平流式沉淀池，日平均流量為0.185m/s，最大設(shè)計(jì)流量為0.287 m/s，設(shè)計(jì)人口為N=100000人，沉淀時(shí)間t=1h 池子總面積：設(shè)表面負(fù)荷 （1）沉淀部分有效水深: 取q=3h h=3m （2）沉淀部分有效容積： V=Ah2=5401.8 =16205.4m3 （3）池長(zhǎng)：設(shè)水平流速V=6mm/s （4）池子總寬度： （5）池子個(gè)數(shù)為4 （6）寬度： 長(zhǎng)寬比大于4，符合條件 （7）污泥部分所需要的總?cè)莘e：設(shè)T=2d （8）每格池污泥部分所需容積： （9）污泥斗容積： （10）污泥斗以上梯形部分污泥容積： （11）污泥斗和梯形部分污泥容積： 大于25m （12）池子總高度：設(shè)緩沖層高度 斗內(nèi)污泥可用靜水壓、泵吸或吸泥機(jī)排出。 二沉池 該沉淀池采用中心進(jìn)水，周邊出水的幅流式沉淀池，采用機(jī)械刮泥。 設(shè)計(jì)參數(shù) 設(shè)計(jì)進(jìn)水量：Q=Qmax/2=4167m3/h 表面負(fù)荷：q范圍為1.0—1.5 m3/ m2.h ，取q=1.5 m3/ m2.h 水力停留時(shí)間：T=2 .2h 設(shè)置2座。 設(shè)計(jì)計(jì)算 1）每座沉淀池面積A: 按表面負(fù)荷算： 直徑D： 取42m 2）有效水深為： h2=qT=1.52.2=3.3m 3）污泥斗容積 取回流比 污泥回流濃度 污泥區(qū)所需存泥容積： 每個(gè)污泥斗的容積 4）污泥區(qū)高度為 池底坡度為0.05 池底進(jìn)口處4m 池底坡度降 5）二沉池總高度： 緩沖層高度h3=0.5m, 取超高為h1=0.4 則池邊總高度為 H1=h1+h2+h3+h4=0.4+3.3+2+0.5=6.2m 池中總高度為：H=1+h5=6.2+0.36=6.56m 6）徑深校核 合格。 3.6曝氣池 本設(shè)計(jì)選用傳統(tǒng)活性污泥曝氣池，采用鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)。所謂推流，就是污水從池的一端流入，在后繼水流的推動(dòng)下，沿池長(zhǎng)度流動(dòng)，并從池的另一端流出[4]。 設(shè)計(jì)參數(shù)： a、進(jìn)水方式不限，出水多用溢流偃，水位較固定； b、曝氣池池長(zhǎng)與池寬之比（L/B），一般大于5～10； c、有效水深最小為3m，最大為9m；超高一般為0.5m，當(dāng)采用表曝機(jī)時(shí)，機(jī)械平 宜高出水面1m左右。 d、曝氣池廊道的寬：深，多介于1.0～1.5之間；廊道長(zhǎng)宜為50～70m； e、曝氣池一般結(jié)構(gòu)上分為若干單元，每個(gè)單元包括一座或幾座曝氣池，每座曝氣池常由1個(gè)或2～5個(gè)廊道組成；當(dāng)廊道數(shù)為單數(shù)時(shí)，污水的進(jìn)、出口分別位于曝氣池的兩端；而當(dāng)廊道數(shù)為雙數(shù)時(shí)，則位于廊道的同一側(cè)； f、在池底應(yīng)考慮排空措施，按縱向留2/1000左右的坡度，并設(shè)直徑為80～100mm的放空管。 g、曝氣池的進(jìn)水與進(jìn)泥口均設(shè)于水下，采用淹沒(méi)出流方式。 設(shè)計(jì)流量Qmax=24800m3/d （1）處理效率E： 式中——進(jìn)水BOD濃度kg/m； ——出水BOD濃度，kg/m； ——祛除BOD濃度，kg/m， 進(jìn)水BOD=250mg/l=0.25 kg/m，出水BOD=30mg/l=0.03 kg/m （2）污泥負(fù)荷的確定：選取 （3）污泥濃度的確定： 混合液污泥濃度（混合液懸浮物濃度）X （MLSS） 式中 SVI——污泥指數(shù)。根據(jù)值，取SVI=120 r——二沉池中污泥綜合指數(shù)，取r=1.2 R——污泥回流比。取R=50% 混合液揮發(fā)性懸浮物濃度 式中f——系數(shù)，取f=0.7 污泥回流濃度 （4）核算污泥回流比R R=49%,取50% （5）容積負(fù)荷 （6）曝氣池容積 （7）水利停留時(shí)間 名義水利停留時(shí)間 實(shí)際水利停留時(shí)間 （8）剩余污泥量 式中a——污泥產(chǎn)率系數(shù)，取a=0.6 B——污泥自身氧化率，取b=0.05 （9）污泥齡 池體結(jié)構(gòu)計(jì)算： 選用推流式曝氣池，廊道式、鼓風(fēng)曝氣。 （1）曝氣面積 設(shè)4組曝氣池，每組體積為 取池有效水深H=3.5m 則每組曝氣池的面積為 （2）曝氣池寬度 取池寬B=5m 介于1-2之間符合要求 （3）池長(zhǎng) 符合要求 （4）曝氣池的平面形式 設(shè)曝氣池為三廊道式，則每廊道長(zhǎng) （5）曝氣池總高度：取超高為0.5m （6）進(jìn)水方式 從池首進(jìn)水，按傳統(tǒng)活性污泥法運(yùn)行 曝氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 （1）需氧量計(jì)算 式中——微生物氧化分解有機(jī)物過(guò)程中的需氧量，取0.5 ——污泥自身氧化需氧量，取0.15 祛除每公斤需氧量 最大需氧量： 最大需氧量變化系數(shù)取K=1.4 （2）供氣量 采用膜片式微孔曝氣裝置，距池底0.2m，故淹沒(méi)水深為3.3m， 水質(zhì)水溫為20—30℃。 溶解氧飽和度查表得：水溫20℃時(shí)， 水溫30℃時(shí)， 曝氣器出口絕對(duì)壓力 式中 P——標(biāo)準(zhǔn)大氣壓P=1.013pa H——曝氣器安裝深度，H=3.3m pa 空氣離開(kāi)曝氣池面時(shí)，氧的百分比 式中——氧轉(zhuǎn)換率，取18% 曝氣池混合液平均飽和濃度： 按最不理溫度30℃考慮 20℃下，脫氧清水充氧量 式中R——實(shí)際條件下充氧量， ——廢水液相傳質(zhì)系數(shù)KLa的修正系數(shù)，取0.8 β——廢水C5的修正系數(shù)，取0.9 ρ——壓力修正系數(shù)，取1 C——氧實(shí)際濃度，取2mg/L 最大時(shí)需氧的充氣量Ro max 曝氣池平均時(shí)供氣量Gs 最大時(shí)供氣量GS max 去除每公斤BOD5的供氣量 每m3污水的供氣量 (3)空氣管計(jì)算 按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)一根空氣干管，共六根干管。在每根干管上設(shè)六對(duì)配氣豎管，共12條配氣豎管。全曝氣池共設(shè)72條配氣豎管。 每根豎管的供氣量： 空氣擴(kuò)散器總數(shù)： 曝氣池平面面積：30.860=1848m2 取微孔曝氣器服務(wù)面積1㎡ 曝氣器總數(shù)：個(gè) 每根豎管上安設(shè)的曝氣器數(shù)目：，取26個(gè) 每個(gè)曝氣器的配氣量 （4）鼓風(fēng)機(jī)的選用： 污泥提升不用空氣提升器，不消耗空氣，考慮到曝氣沉砂池用氣量， 總供氣量為： 最大時(shí)：7931.5 +283.5=8215m/h=136.92 m/min 平均時(shí)：6609.3+283.5= 6892.8m/h=114.88 m/min 根據(jù)所需壓力與空氣量，決定采用LG60型空壓機(jī)4臺(tái)，該型空壓機(jī)風(fēng)壓50Kpa,風(fēng)量。 正常條件下，3臺(tái)工作，1臺(tái)備用；高負(fù)荷時(shí)，4臺(tái)工作。 3.8污泥濃縮池和儲(chǔ)泥池 污泥濃縮池 采用幅流式污泥濃縮池，用帶柵條的刮泥機(jī)刮泥，采用靜壓排泥。 濃縮池設(shè)計(jì)計(jì)算 污泥量的計(jì)算 1）初沉池污泥量: 2）二沉池污泥量 式中：△X——每日增長(zhǎng)的污泥量，kg/d； Y——產(chǎn)率系數(shù)，取0.5； Sa——經(jīng)過(guò)預(yù)先處理，污水含有的有機(jī)物（BOD）量，250mg/L； Se——經(jīng)過(guò)活性系統(tǒng)處理，污水含有的有機(jī)物（BOD）量，30mg/L； Q——設(shè)計(jì)污水量，24800m3/d； Kd——衰減系數(shù)，取0.09； V——曝汽池的容積，6470m3； Xv——MLVSS，Xv＝2.3kg/m3； 代入各值可得： ＝1388.7kg/d 則每日從曝氣池中排除的剩余污泥量： 所以，總剩余污泥量W＝6.9+8.27＝15.17m3/h=364.08m3/d。 濃縮池池體計(jì)算[5] 本設(shè)計(jì)中采用兩座幅流式圓形重力連續(xù)式污泥濃縮池，用帶柵條的刮泥機(jī)刮泥，采用靜壓排泥，污泥泵房將污泥送至濃縮池。 （1）設(shè)計(jì)參數(shù) 進(jìn)泥濃度：5g/L 進(jìn)泥含水率P1＝99.4％， 出泥含水率P2=97.0％ 濃縮后污泥濃度：qs=30g/L 污泥濃縮時(shí)間：T=16h 貯泥時(shí)間：t=6h 固體通量M=1kg/(m2.h) （2）每座濃縮池所需表面積 每個(gè)池的面積A1＝151.7/2=75.85 m2 （3）濃縮池直徑： ，取10m （4）濃縮池有效水深： h1= 校核水力停留時(shí)間： 濃縮池有效體積： 污泥在池中停留時(shí)間 符合要求 （5）確定污泥斗尺寸 每個(gè)泥斗濃縮后的污泥體積： 每個(gè)貯泥區(qū)所需容積： 泥斗容積： 式中：h4——泥斗的垂直高度，取1.0m r1——泥斗的上口半徑，取2.5m r2——泥斗的下口半徑，取1.0m 設(shè)池底坡度為0.05，池底坡降為： 故池底可貯泥容積： = 因此，總貯泥容積為： （滿(mǎn)足要求）。 濃縮池的超高h(yuǎn)2取0.30m，緩沖層高度h3取0.50m 則濃縮池的總高度H為 =3.2+0.30+0.50+1.0+0.14=5.14m 貯泥池 1）設(shè)計(jì)參數(shù) 進(jìn)泥量:初沉池污泥量 經(jīng)濃縮排出含水率的污泥流量 總泥量： 貯泥時(shí)間:T=20h 2）貯泥池的設(shè)計(jì)計(jì)算 貯泥池容積 貯泥池設(shè)置2座，則每座容積為： V1=V/2=99.2m3 尺寸(設(shè)為正方形)，取邊長(zhǎng)為5m 則池的有效容積為V1=555=125m>99.2m3 (符合要求)。 污泥干化（脫水）設(shè)備 根據(jù)實(shí)際的的情況，選用3臺(tái)WL—200離心脫水機(jī)，2用1備 第四章 平面布置和高程計(jì)算 4.1污水處理廠的平面布置 污水處理廠的平面布置包括處理構(gòu)筑物、辦公樓、化驗(yàn)室及其他輔助建筑物以及各種管道、渠道、道路、綠化帶等的布置。 4.2污水處理廠的高程布置 布置原則 污水處理工程的污水處理流程高程布置的主要任務(wù)是確定各處理構(gòu)筑物和泵房的標(biāo)高,確定處理構(gòu)筑物之間連接管渠的尺寸及其標(biāo)高;通過(guò)計(jì)算確定各部位的水面標(biāo)高,從而使污水能夠在處理構(gòu)筑物之間通暢的流動(dòng),保證污水處理工程的正常運(yùn)行。 污水水頭損失計(jì)算 根據(jù)要求，管道損失一般不超過(guò)構(gòu)筑物損失的30%，而總水頭損失為管道損失和經(jīng)過(guò)構(gòu)筑物的損失之和，所以可以認(rèn)為總水頭損失約是污水流經(jīng)構(gòu)筑物損失的1.3倍[6]。 本流程所設(shè)計(jì)的污水處理構(gòu)筑物水頭損失參照下表 各個(gè)構(gòu)筑物的水頭損失 構(gòu)筑物 水頭損失cm 構(gòu)筑物 水頭損失cm 格柵 10--25 生物濾池 270--280 沉砂池 10--25 曝氣池 25--50 平流式沉砂池 20--40 混合池 10--30 豎流式沉砂池 40--50 接觸池 10--30 幅流式沉砂池 50--60 則有：粗格柵水頭損失0.11m 細(xì)格柵水頭損失0.11m 沉砂池水頭損失0.2m 沉砂池到初沉池沿程水頭損失為0.06m 初沉池水頭損失0.35m 初沉池到曝氣池沿程水頭損失為0.105m 曝氣池水頭損失0.45m 曝氣池到二沉池沿程水頭損失為0.135m 二沉池水頭損失0.55m 二沉池到消毒池沿程水頭損失為0.165m 消毒池水頭損失0.2m 消毒池到出水沿程水頭損失為0.06m 高程計(jì)算 設(shè)計(jì)洪水位相對(duì)標(biāo)高為0m 高程（米） 洪水位 0 排水管道水位 0.56 接觸池水位 0.76 二沉池出水水位 0.93 二沉池水位標(biāo)高 1.48 曝汽池的水位 2.07 初沉池的水位 2.53 沉砂池的水為 2.79 細(xì)格柵前水位 2.90 第五章 成本估算 5.1建設(shè)投資 土建費(fèi)用造價(jià)列表 名稱(chēng) 規(guī)格 數(shù)量 造價(jià)(萬(wàn)元) 曝氣沉砂池 LBH=8.5m2m3.4m V=57.8m3 1 18 初沉池 LBH=20m16.7m6.56m V=2191.04m3 1 270 曝氣池 LBH=30.8m60m4m V=7392m3 4 870 二沉池 直徑21m，H=5.51m V=1908.4m3 2 256 接觸消毒池 LBH=52.7m10.5m1.7m V=940.7m3 2 190 污泥濃縮池 直徑10，H=5.14m V=403.7m3 2 105 造價(jià)總和 1709 5.2直接投資費(fèi)用 由于商家的資料不全且涉及到估計(jì)數(shù)值，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值和同水量的水廠進(jìn)行比較基本設(shè)備費(fèi)用在40%左右[7]，考慮未計(jì)算的構(gòu)筑物取300萬(wàn)元。因此，本污水處理廠總計(jì)一次性基建投資為：1709＋300=2009萬(wàn)元 此為直接投資。 考慮到不可預(yù)見(jiàn)費(fèi)用及調(diào)試費(fèi)用的存在，乘以1.2的系數(shù)，從而得出直接投資為： 20091.2 =2410萬(wàn)元 運(yùn)行費(fèi)用計(jì)算 成本估算 電價(jià)：基本電價(jià)為0.5元/（kwh） 工資福利：每人每年1.2萬(wàn)元 動(dòng)力費(fèi)用 主要電器消耗電力設(shè)備一覽表 設(shè)備名稱(chēng) 單機(jī)功率（kw） 數(shù)量（個(gè)） 工作時(shí)間（h） 總功率（kw/h） 螺旋泵 153.96 1用1備 24 153.96 表曝機(jī) 110 2 24 5280 潛水污泥泵 30 2 24 1440 單螺桿泵 7.5 1 24 180 螺旋輸送機(jī) 1.5 1 24 36 其他 500 電機(jī)總功率 7590 電表綜合電價(jià)（元/d）為：75900.5=3795 即每月電費(fèi)（元）為： 379530=113850 每年電費(fèi)為136.6萬(wàn)元。 工資福利開(kāi)支 全廠10人，共計(jì)費(fèi)用（萬(wàn)元/年）為：101.2=12。 生產(chǎn)用水水費(fèi)開(kāi)支 污水廠每天用水20m3，水費(fèi)（萬(wàn)元）為：203651.0/10000=0.73。 運(yùn)費(fèi) 每天外運(yùn)含水率75%的濕泥25m3（1m3泥約為1t），運(yùn)價(jià)為0.4元/（tkm），費(fèi)用（萬(wàn)元/年）為： 250.410365/10000=3.65。 維護(hù)維修費(fèi) 維護(hù)維修費(fèi)取率按3.1%計(jì)，則每年維護(hù)修理費(fèi)用（萬(wàn)元/年）為17093.1%=52.98萬(wàn)元。 管理費(fèi)用 （136.6+12+0.73+3.65+52.98）8%=16.48（萬(wàn)元/年） 5.3運(yùn)行成本核算 合計(jì)每年運(yùn)行費(fèi)用為222.44萬(wàn)元，則每立方米污水的治理成本為0.381元。 結(jié)論 本設(shè)計(jì)方案是參考了大量的資料后完成的，現(xiàn)在城市污水處理廠越來(lái)越多，隨著時(shí)間的推移人們的環(huán)保意識(shí)更加強(qiáng)烈，特別是節(jié)約水資源、減少水污染方面，同時(shí)水處理技術(shù)的進(jìn)一步的發(fā)展，各種工藝也會(huì)更加成熟。 經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的規(guī)劃，然后從計(jì)算、編輯、制圖、排版，本設(shè)計(jì)圓滿(mǎn)完成。設(shè)計(jì)內(nèi)容、格式均符合設(shè)計(jì)要求。 參考文獻(xiàn)： [1] 黃維生．淺談我國(guó)污水處理工程的現(xiàn)狀[J]．西南給排水．2005（6）．50-58． [2] 韓洪軍、杜茂安主編，周彤副主編．水處理工程設(shè)計(jì)計(jì)算[M]．北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2005． [3] 高廷耀，顧國(guó)維，周琪水污染控制工程[M]．北京：高等教育出版社，2007． [4] 崔玉川，劉振江，張紹怡等編．城市污水廠處理設(shè)施設(shè)計(jì)計(jì)算[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社：2004． [5] 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