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1、 东北大学秦皇岛分校课程设计- 1 -设计氧化沟法污水处理设备摘 要本设计是某污水处理厂的初步设计和施工图设计。该处理厂水质如下：化学需氧量（CODcr ）： 500mg/L五日生化需氧量（BOD 5）：180mg/L悬浮物（SS）：200mg/LNH3-N：35mg/LTP：3mg/L处理后的水质要求：CODcr 6 0mg/lBOD5 20mg/lSS 20mg/lNH3-N 20mg/lTP 1mg/l根据设计要求和求新的思想，该污水处理工程进水中氮、磷含量均偏高，在去除 BOD5和 SS的同时，还需要进行脱氮除磷处理，故采用当代水处理工艺中较流行的三沟式氧化沟工艺。该工艺综合了以往工艺
2、的优点，具有广泛的适应性，完全适合本设计的实际要求。本工艺的主要构筑物包括闸门井、格栅、污水泵房、曝气沉砂池、氧化沟、接触池、浓缩池、污泥脱水机房等。本设计采用了脱氮除磷工艺和性能优良的设备，且工艺流程简单，省去了初沉池、二沉池、消化系统和回流设备，节省了基建投资和运行费用，同时曝气设备和构造形式多样，运行灵活，管理方便，保证出水达到污水排放标准，做到了水资源的合理利用。关键词：三沟式氧化沟 格栅 浓缩池 泵房 新工艺 东北大学秦皇岛分校课程设计- 2 -目录1 设计说明1.1 城市自然条件及排水现状气象1.2 设计原则1.3 设计工艺流程图1.4 污水水质、水量及处理要求1.5 各构筑物作用
3、2 设计计算2.1 粗格栅2.2 细格栅2.3 泵房2.4 曝气沉砂池2.4.1 沉砂池作用2.4.2 设计计算2.4.3 设计草图2.4.4 鼓风机选取2.5 配水井2.6 厌氧池2.7 氧化沟2.8 接触消毒池2.9 污泥浓缩池2.10 污泥消化池2.11 污泥脱水泵房3 平面及高程布置3.1 污水厂平面布置原则3.2 污水厂高程布置原则3.3 污水厂高程的计 东北大学秦皇岛分校课程设计- 3 -1 设计说明1.1 城市自然条件及排水现状气象1.1.1 气象常年平均气温16；极端温度：最高40.3，最低-8。全年主导风向为：冬季西北风，夏季东南风，平均风速2.3m/s。1.1.2 工程地质
4、拟建厂区现场为回填土，回填深度为820m，在进行地基、基础的各构筑物的结构设计的时候应慎重考虑，建议普遍采用砖基基础；土壤冰冻深度为0.1m；地震基本烈度按7级设防。1.1.3 厂址及场地现状污水处理厂拟用场地目前为一山凹地，处在蓄水区淹没线下，需大量回填并平整后常去的地面标高为0.00m。生活污水将通过新建管网输送到污水厂，来水水管管低标高为-4.50m，充满度为0.5m。1.1.4 污水排水接纳河流资料该污水厂的出水直接排入河流，最高洪水位（50年一遇）为-3.0m，常水位为-5.0m ，枯水位为-7.0m。1.2 设计原则1)严格执行环境保护的各项规定，确保经处理后污水的排放水质达到环保
5、局有关规定。2)采用先进、可靠、简单的工艺使先进性和可靠性有机结合。3)采用目前国内成熟的先进技术，尽量降低工程投资和运行费用。4)平面布置和工程设计时，布局力求合理通畅，尽量节省占地。5)废水处理站运行和维护管理操作应尽量简单方便。 东北大学秦皇岛分校课程设计- 4 -1.3 设计工艺流程图1.4 污水水质、水量及处理要求1）水量：该污水处理厂一期处理规模为120000m 3/d，一期平均流量为5000m3/h,最大设计流量为6500m 3/h。 （设计中取水量变化系数Kp为1.30）2）本次设计的原污水水质为：CODCr：500mg/L, BOD5：180mg/L, SS：200mg/L，
6、TN：35mg/L，TP：3mg/L，pH：78.5。污水厂处理后出水水质应满足地面水环境质量标准（GB3838-88） 中规定的 类水体标准。出水水质应达到如下要求：COD Cr60mg/L，BOD 5 20mg/L，SS20mg/L ，NH 3-N20mg/L，P1mg/L，pH69。3）其他要求：处理工艺稳定可靠，特别是对氮、磷的处理要求较高。 东北大学秦皇岛分校课程设计- 5 -1.5 各构筑物作用1.5.1 格栅（1）格栅是用来除去可能堵塞水泵机组及管道阀门的较粗大悬浮物，并颁证后续处理设施能正常运行。格栅是由一组（或多组）平行的金属条与框架组成。倾斜安装在进水渠道或进水泵站 集水井
7、的进口处，以拦截污水中粗大悬浮物及杂质。（2）当栅条间距为 1625mm 时，栅渣截留量为 0.10.05m /10 m 污水；33当栅条间距为 40 mm 时栅渣截留量为 0.10.05m /10 m 污水，栅渣含水率约33为 80，密度约为 960kg/ m ,每天栅渣量大于 0.2 m 时，一般应采用机械清除3方法。（3）本设计将采用机械清除的方法1.5.2 泵房对经过格栅间的污水提升到后处理所需要的高度。1.5.3 曝气沉砂池曝气沉砂池的特点是通过曝气形成水的旋流产生洗砂作用，以提高除砂效率及有机物分离效率。同时，污水中的油脂类物质在空气的气浮作用下能形成浮渣从而得以被去除，还可起到预
8、曝气的效果。从水流特性来看，曝气沉砂池的流态并非水平流，由于曝气产生的上升流速作用，水流以螺旋状的流态行进。1.5.4 空压机房对曝气沉砂池通入空气进行曝气。1.5.5 配水井配水井起着污水处理厂污水进厂前的缓冲和调配作用。其最小容积不应小于最大一台水泵 5min 出水量。 东北大学秦皇岛分校课程设计- 6 -采用钢筋混凝土结构。1.5.6 厌氧池厌氧池可起到生物选择器的作用，有利于抑制丝状菌的膨胀，改善活性污泥的沉降性能，并能减轻后续好氧池的负荷。在厌氧区进水可以同回流污泥混合。在厌氧条件下, 污水中的易生物降解的有机物被不同种类优胜细菌转化为挥发性脂肪酸, 能够贮存大量磷的聚磷细菌可以利用
9、它们贮存的聚磷酸作为能量来吸收挥发性脂肪酸, 这样使聚磷细菌比非聚磷细菌占优势。1.5.7 三沟式氧化沟三沟式氧化沟是由 3 个相同的氧化沟组建在一起作为一个单元运行。3 个氧化沟之间相互双双连通，两侧氧化沟可起曝气和沉淀双重作用，中间氧化沟一直为曝气池，原污水交替地进入两侧氧化沟，处理水则相应地从作为沉淀池的两侧氧化沟中流出，这样提高了曝气设备的利用率，另外也有利于生物脱氮。三沟式氧化沟基本运行方式大体分为 6 个阶段，工作周期为 8h。通过控制系统自动控制进、出水方向，溢流堰的升降及曝气设备的开动和停止。三沟式氧化沟运行方式可根据不同的入流水质及出水要求而改变，所以系统运行灵活，操作比较方
10、便，但要求自动控制程度高。三沟式氧化沟又称三沟轮换式氧化沟，将曝气与沉淀工序置于同一构筑物内。如果要将三沟式氧化沟单独作为曝气池，在其后再增建二沉池和回流设备，可将原污水厂的处理能力提高一倍。三沟式氧化沟是一个 A-O 活性污泥系统，可以完成有机物的降解和硝化反硝化过程，能取得良好的 BOD5去除效果和脱氮效果，依靠三池工作状态的转换，可以免除污泥回流和混合液回流，运行费用大大降低。处理流程简单，省去二沉池，管理方便，基建费用低，占地少。其最大缺点是设备利用率低。1.5.8 接触消毒池城市污水经一级和二级处理后，水质改善，细菌含量也大幅度减少，但 东北大学秦皇岛分校课程设计- 7 -其绝对值仍
11、很可观并有存在病原菌的可能，因此污水排放水体前应进行消毒。消毒采用液氯消毒，它具有以下优点；投加简单，效果可能，投资价格便宜。接触消毒池保证污水与消毒剂充分接触，不出现短流和死角，杀死病原及病毒。池内水面上有足够的净空，便于定期清理池内的污泥，接触消毒池设有两格，可单独运行。污水经生化处理后，水质有显著改善，符合排放回用要求。1.5.9 污泥浓缩池污泥浓缩是降低污泥含水率，减少污泥体积的有效方法。污泥浓缩主要减缩污泥的间隙水。经浓缩后的污泥近似糊状，仍保持流动性。其中剩余污泥的含水率一般为99.2-99.6,污泥固体负荷宜采用30-60kg/m2d.浓缩后的污泥含水率宜为97-98。本设计采用
12、气浮浓缩池。1.5.10 污泥消化池城市污水处理厂一级处理阶段产生的初沉污泥和生物处理阶段产生的剩余污泥中仍含有大量有机物。若不进行稳定处理将会对环境造成二次污染。厌氧消化工艺是污泥稳定最常用的方法。1.5.11 脱水机房浓缩脱水一体机的主要特点是将污泥的浓缩和脱水两个功能组合在一起完成，省去重力浓缩池。所需的停留时间短，占地面积小，剩余活性污泥可从二沉池排出后，经化学调节直接进行浓缩、脱水，避免在浓缩池中因厌氧而释放磷，因此特别适用于脱氮除磷工艺的污泥脱水。1.5.12 污泥堆棚该处用来暂时存放无法运走的污泥，同时污泥可以在这里继续自然脱水。 东北大学秦皇岛分校课程设计- 8 -为了防止雨水
13、对污泥的影响，应该设置一个顶棚。 东北大学秦皇岛分校课程设计- 9 -2 设计计算2.1 粗格栅2.1.1 设计参数栅条间距b为25mm最大流量 Qmax 为 0.45m3/s栅前水深 h 为 0.8m过栅流水速度 v 为 1.2m/s格栅前水流速度为 1.0 m/s格栅倾角采用 为 60 度栅条宽度 s 为 20mm重力加速度 g 为 9.8m/s水头损失增大倍数 k 为 3断面形状系数 2.4当栅条间距 b 为 25 mm 时栅渣截留量 W1 为 0.06m3/1000m3污水栅前渠道超高 h2 为 0.3m进水渠宽 B1为 0.5m渐宽部分展开角 1为 20 度2.1.2 计算公式(1)
14、栅条间隙数：n = = =17.45,所以 n 取 18。bhvQsinmax2.1805.6sin4(2)栅槽建筑宽度：B = s（n-1）+bn =0.02 0.79m().0518(3)水头损失：h 1= sink)(bs4/3gv2=2.4( ) sin603=0.34m0.54/321.8 东北大学秦皇岛分校课程设计- 10 -(4)栅后槽总高度 H= h + h1 + h2=0.8+0.34+0.3=1.44m(5)栅前渐宽部分长度 L1=（B-B 1）/2tg 1=(0.79-0.5)/2tg20=0.4m栅后渐窄段长度 L2=L1/2=0.2m栅前渠道深 H1=h+h2=1.1
15、m格栅总建筑长度 L= L1+L2+1.0+0.5+H1/tg=0.4+0.2+1.0+0.5+0.636=2.7362.8m(6)每日栅渣量 W= = =1.68m3/d0.2 m3/dmax18640.39QW8640.5639所以采用机械清渣。2.1.3 选型JGS型阶梯式机械格栅技术参数：公称栅宽 3000mm有效栅宽 2800mm安装角度 60栅条间距 25mm电功率 0.75KW2.2 细格栅2.2.1 设计参数栅条间距 b 为 8mm最大流量为 0.45m3/s, 细格栅设 3 组，那么每组流量 Qmax 为 0.15m3/s栅前水深 h 为 0.6m过栅流水速度 v 为 1 m/s栅前水流速度 0.8 m/s格栅倾角采用 为 75 度栅条宽度 s 为 10mm重力加速度 g 为 9.8m/s水头损失增大倍数 k 为 3 东北大学秦皇岛分校课程设计- 11 -断面形状系数 2.4当栅条间距 b 为 8mm 时栅渣截留量 W1为 0.16m3/1000m3 污水栅前渠道超高 h2为 0.2m进水渠宽 B1为 0.35m渐宽部分展开角 1为 30 度细格栅设 3 组，那么每组流量为 0.15m3/s2.2.2 计算公式(1)栅条间隙数：n = = =30.2931bhvQsinmax0.45sin78.61(2)栅槽建筑宽度：B =
