40万吨天污水处理厂(卡鲁赛尔氧化沟)设计计算书

40万吨天污水处理厂(卡鲁赛尔氧化沟)设计计算书 摘要 本设计是北方某市南郊400000吨/天城市污水处理厂的初步设计。处理污水主要为生活污水，其主要水质如下: 悬浮物(SS):200mg/L; 五日生化需氧量(BOD):300mg/L; 5 化学需氧量(CODcr):350mg/L; 总氮(N):40mg/L; 总磷(P):5mg/L; 重金属及有毒物质:微量; 处理后的水质要求: CODcr ?50 mg/L BOD?10mg/L; 5 SS?10mg/L; TN?15mg/L; TP?0.5mg/L; 该水厂日处理能力为400000立方米/天，其中100000吨进行深度处理，以用于场内冲厕、草地用水以及厂周围商业洗车用水。由于该厂污水来源主要为生活污水，因此设计中需要考虑到脱氮除磷。该厂主要采用二级生物处理工艺，主要处理构筑为:进水格栅，(分为中、细两道，其中细格栅设在进水泵房后。)集水井(泵房)、钟式沉砂池、卡鲁赛尔氧化沟、辐流式沉淀池、紫外线消毒房。污泥处理构筑物主要有:重力浓缩池、污泥脱水机房。深度处理主要工艺为物理处理法，主要构筑物为:混凝沉淀池、均质滤料滤池、清水池、泵房。 关键词:城市污水 生物处理 深度处理 Abstract It is a preliminary design and construction drawing for the sewage treatment plant developmentzone of Nanjiao located on Beijing .Municipal sewage , the main wastewater which has the characteristics followed. Suspended substance (SS ): 200mg/L; The biochemical oxygen demand (BOD ) of five days: 300mg/L; 5 The chemical oxygen demand (CODcr ): 350mg/L; Total nitrogen (N ): 40mg/L; Total phosphorus (P ):5.0mg/L; water quality required is as followed CODcr ?50 mg/L 1 BOD?10mg/L; 5 SS?20mg/L; TN?20mg/L; TP?1mg/L; 33 Capacity of this plant is 400000m/d,among them 100000m will be deeply treated. And then, 3the 10000 m will be use to water meadows of plant ,clean closestools and cars near the plant. The constructions of this plant includes: barriers,pump house,ox-ditch ,and sedimentation tank.The main method of deep treatment is physical. The main construction are sedimentation tank , percolation ,pump house, and water pool. Keywords: waste water bio-treatment deep treatment 目 录 第一章 说明书 ..................................................................................................................................... 3 一、 设计原始资料 ....................................................................................................................... 3 (一) 城市规划资料 ............................................................................................................... 3 (二)气象资料 ........................................................................................................................... 4 (三)纳污水体的水文资料 ........................................................................................................ 4 (四)工程地质资料 ................................................................................................................... 4 二、工艺的确定 ............................................................................................................................... 4 (一)污水处理工艺流程 ............................................................................................................ 4 (二)污泥处理工艺流程 ............................................................................................................ 5 (三) 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 的选定 ....................................................................................................................... 5 (四)方案比较: ......................................................................................................................... 5 三 、总平面布置 ............................................................................................................................. 6 四、 厂区竖向设计 .......................................................................................................................... 6 五、污水处理构筑物的说明 ............................................................................................................ 6 (一)中格栅 ............................................................................................................................... 6 (二).污水泵房(集水池) ...................................................................................................... 7 (三)细格栅间 ........................................................................................................................... 7 (四)钟式沉沙池 ....................................................................................................................... 8 (五)氧化沟 ............................................................................................................................... 9 ................................................................................................................................. 10 (六)二沉池 ................................................................................................................. 12 (七)紫外线消毒间 六 污泥处理构筑物说明 ................................................................................................................ 13 (一)回流污泥泵设计选型 ...................................................................................................... 13 (二)污泥浓缩池 ..................................................................................................................... 13 (三)污泥脱水间 ......................................................................................................................... 14 (一)反应沉淀池 ..................................................................................................................... 14 (二) 滤池 ............................................................................................................................. 17 (三)清水池 ............................................................................................................................. 20 2 ................................................................................................................................. 21 (四)泵房 第二章 计算书 ................................................................................................................................... 22 一、 水处理各部分构筑物计算书 ................................................................................................. 22 (一)泵前中格栅 ..................................................................................................................... 22 (二)污水提升泵房 ................................................................................................................. 24 (四)钟式沉沙池 ..................................................................................................................... 26 (五)氧化沟 ............................................................................................................................. 27 (七)紫外线消毒间 ................................................................................................................. 32 二(污泥处理部分构筑物计算 ...................................................................................................... 32 ................................................................................................................. 32 (一)回流污泥泵房 ................................................................................................................. 33 (二)剩余污泥泵房 ..................................................................................................................... 33 (三)污泥浓缩池 ..................................................................................................................... 35 (四)污泥脱水间 第三章 工程概算 ............................................................................................................................... 35第四章 外文文献翻译 .................................................................................................................... 36 致 谢 ................................................................................................................................................ 47 参考文献 ............................................................................................................................................ 47 第一章 说明书 一、 设计原始资料 (一) 城市规划资料 1、水量水质 排水量 NH-N TN TP SS COD BOD54名 称 3(m?d) (mg/L) (mg/L) (mg/L) (mg/L) (mg/L) (mg/L) 南郊污水400000 300 350 250 25 40 5 厂 回用 100000 30 60 10 10 25 1(0 2、排放要求: 城市污水处理厂二级处理出水水质应满足城市污水排放国家 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准。主要水质指标为: 3 指标 单位 浓度值 CODcr mg/L ,50 BOD mg/L ,10 5 SS mg/L ,10 NH-N mg/L ,5 4 TN mg/L ,15 TP mg/L ,0.5 大肠杆菌 个/L ,1000 pH 6-9 3、回用要求: 城市污水处理厂深度处理出水水质应满足城市回用水水质国家标准《城市污水再生利用 城市杂用水水质》(GB/T18920)、《城市污水再生利用 景观环境用水水质》(GB/T18921)。 (二)气象资料 1.气温 年平均气温12.3 ?;月平均最高气温 26.2 ?; 年最高气温 41.9 ?;年最低气温 -18.3 ?。 2.雨量 年平均降雨量 571.9 mm;日最大降雨量 90 mm; 年最大降雨量 198.4 mm。 3.风向 城市夏季主导风向为: 东南 。 4.最大冻土深度 0.8m。 5.封冻期 103 天。 (三)纳污水体的水文资料 受纳水体为风景观赏河道，水体水流速度 0.3-0.8 m/s;污水厂排放口上游最小流量时水体溶解氧浓度为 5-6 mg/L;排放口处水体的水位标高:最高水位 1 m;最低水位 0. 5m; 常水位 0.7 m;水体中BOD= 8-15 mg/L , SS= 20-30 mg/L; 5 (四)工程地质资料 1( 土壤类别 粘土 。 2( 地下水位在地表以下 6-7 m。 2土壤承载能力 10 t/m. 二、工艺的确定 (一)污水处理工艺流程 4 细中集 潜污泵 进闸泵 格格水门 水 栅 池 栅 紫二氧出外沉沉化水 线沙池 沟 消池 毒 出 泵 混滤 消 凝 沉 水 房 淀 池 毒 (二)污泥处理工艺流程 污泥?污泥浓缩池?机械脱水?最终处置 (三)方案的选定 方案一:格栅 平流沉砂池 辐流式沉淀池 普通曝气池 辐流沉淀 池 消毒池 排放 2方案二:格栅 曝气沉砂池 辐流式初沉池 曝气池(A/O工艺) 辐流式沉淀池 消毒池 排放 方案三:格栅 旋流式沉砂池 卡鲁赛尔氧化沟 幅流式沉池 紫外线消毒 排放 (四)方案比较: ? 曝气池工艺处理效果好，但是此系统为完全混合系统，造成了氧的严重浪费，处理成 2本高。A/O工艺和普通活性污泥法虽然都具有一定的脱氮除磷效果,但构筑物 太多,且工艺复杂,氧化沟占地面积少,构筑物少,且同样能达到很好的处理效 果,结合本厂自身情况和水质要求,氧化沟的优点更为突出。虽然氧化沟比较适 合中小水量的污水处理厂，但是在本设计中共设有8组氧化沟，平均每组氧化 沟的处理水量为5万立方米/天，因此其处理效果完全可以保证。虽然氧化沟 对磷的去除效果不够理想，但是由于在氧化沟前设有厌氧池，加长了嗜磷菌在 厌氧区的时间，使其在厌氧区能够释放大量的磷，从而提高了在氧化沟中吸收 磷的效果。 ? 平流沉砂池截留的沉砂中夹杂着一部分有机物容易产生厌氧分解，后续工作复 杂且进水流量不稳定时沉淀不均匀，而曝气沉砂池通过曝气装置沉砂，所得的 沉砂不易腐败，易于脱水，防止污水厌氧分解，但是由于其需要曝气，会影响 后续工艺中的除磷效果。钟式沉砂池占地面积少，除砂效果好，有机物与砂的 分离效果好，不会影响后续工艺的除磷效果。氧化沟是新工艺，但发展很快， 5 它除了和其他处理工艺一样，能很好的去除BOD 和SS外，脱氮除磷效果显著，5 同时比起其他工艺还有很多显著的优点，如:基建投资省，运行费用低，污泥 量少，污泥性质稳定，不需设初沉池。采用液氯消毒、二氧化氯消毒，消毒效 果好，但是会使水中产生余氯，造成排入水体微生物系统的破坏，使用紫外线 消毒，消毒时间短，消毒效果好，占地少，不会产生余氯。经上述比较，无论 是从技术上还是经济上考虑，本工程污水处理厂工艺方案最佳方案为方案三。 三 、总平面布置 本污水厂地址东西向长约800米，南北向长约1000米，厂区整体布局紧凑，根据城市污水处理工艺流程的设计，各建、构筑物从东向西布置，东侧集水井与市区排水总管衔接，达标排水由南侧总排水口检查井排入河流。 处理厂东西南北四个方向围墙距马路5m。处理厂的主要出入口设在南侧，北侧还有一个侧出口，便于处理厂的货物运输和消防车的出入，同时也便于污泥外运，口便于站区内绿化采用点线面结合布置方式，场内设有职工娱乐、住宿、办公场所以及停车场、景观湖。围墙内及各构筑物周边充分利用空隙种植花卉。 四、 厂区竖向设计 厂区自然地面绝对标高为50.0米，厂内地面?0.000标高相当于绝对标高20.0米。为预防暴雨季节集水，厂区内设雨水口及雨水管道。暴雨时雨水沿地面自然径流汇入厂区路边雨水口，排至厂外。 五、污水处理构筑物的说明 (一)中格栅 设置在泵房前，以截流较大的悬浮物或漂浮物，减少泵的磨损，使其能正常运 行。中格栅设有格栅间，为室内结构，以减小雨水等对机器的损害。同时格栅间内 设有运渣机，运渣机将栅渣运至格栅间内一侧的栅渣框，栅渣框每3小时清理一次。 1(设计参数: 3设计流量: Q=4.86m/s。 max 过栅流速 0.8 m/s 栅前流速 0.7 m/s 栅条宽度 10 mm 栅条间隔 30 mm 格栅倾角 60 度 格栅间隙 200 mm 产渣率 0.00003 3产渣量 12 m/d 栅渣含水率 0.9 栅前部分长度 0.5 m 栅前水槽宽 4.2 m 栅前水深 2.0 m 栅条数 100 个 并列格栅数 4 个 6 格栅间隙数 25 个 栅槽宽度 1000 mm 总栅槽宽度 4. 6 m 栅条总高 3.2 m 格栅间尺寸 长 8 m 宽 5 m 高 3 m 2(地下钢筋混凝土结构。 3(格栅的运行根据栅前后水位差控制。 4(格栅除渣机:LGC 型高链式格栅除污机 型号:LGC-1100*20 功率 1.5 kw (二).污水泵房(集水池) 污水泵房与集水池合建，使用潜污泵，减少占地面积。在集水池顶部设有格栅，以便于池内的通风。潜污泵检修时，使用移动起重机将其吊出水面，在地面进行检修。 1(主要设计参数: 3(1)设计流量:Q=4.86m/s max (2)泵房形式:方形泵房，地下式 (3)泵房尺寸:23m?5m?2.5m 2.设备型号: 污水提升泵: 型号:500qw2600-15-160 流量:Q=2600L/s 扬程:15米 台数:8用2备 功率:160 kw 出口直径:500 mm Y335M-8中型交流异步电动机: 功率: 220 kw 定子电流: 439.0 A 同步转速: 750 r/min 效率: 94% 生产厂家: 重庆电机厂 (三)细格栅间 细格栅用来截留较大的漂浮物与悬浮物。其进水来自泵房。细格栅建在细格栅间中，以减少风雨对格栅以及除渣机的损害。细格栅间中运渣机直接将栅渣运至格栅间外的运渣车中，汽车直接将栅渣运出厂外。在格栅间操作部设有闸门、格栅的启闭控制台。细格栅共有6部，来自泵房的水在这里被分为两组，通过两个栅前水槽分流过六个格栅。 1(主要设计参数: 过栅流速 0.8 m/s 栅前流速 0.7 m/s 栅条宽度 10 mm 栅条间隔 10 mm 格栅倾角 60 度 7 格栅间隙 200 mm 产渣率 0.00001 栅渣含水率 0.9 密度 960kg/m3 产渣量 4 m3/d 栅前部分长度 0.5 m 栅前水槽宽 3 m 栅前水深 1.5 m 栅条间隙数 210 个 并列格栅数 3 格栅间隙数 70 个 栅槽宽度 1400 mm 总栅槽宽度 4.6 m 栅条超高 0.5 m 栅条总高 2.8 m 实长 3.2 m 水头损失 0.0038 m 栅槽渐宽长度 2.25 m 渐窄部分 1.2 m 总长度 5.8 m 栅前槽总高 2.1 m 格栅间工作台宽度 2 m 2(地下钢筋混凝土结构。 3(格栅的运行根据栅前后水位差控制。 4(格栅除渣机: LGC 型高链式格栅除污机 型号:LGC-1100*20 功率 1.5 kw (四)钟式沉砂池 钟式沉砂池进水来自其前的配水井，配水井将进水分为两部分，这两部分水又分别由配 水渠分成两部分。钟式沉沙池共有4组。钟式沉沙池出水渠连着配水井。将出水分为两部 分，送入氧化沟中。钟式沉砂池为混凝固浇灌结构，比购买成品，成本会降低很多。没座 钟式沉砂池都设有自动控制台，控制钟式沉砂池的操作。钟式沉砂池中的走廊主要为钢板 以及篦子覆盖在进水渠上，一定程度上节省了建筑用地，并且有助于更好的观察处理效果。 1.主要设计参数: 3最大水量: Q=4.86m/s max 每组水量 1319.4 L/S 水利停留时间 40 s 进水渠道宽度 1100 mm 最大流速 0.9 m/s 最小流速 0.6 m/s 配水渠 宽 2.4 m 水深 1.5 m 出水渠 宽度 2200 mm 8 最大流速 0.9 m/s 超高 300 mm 水深 1.7 m 各部分尺寸 池深 1850 mm 高 4450 mm 集砂池 深 2200 mm 宽 1830 mm 沉砂池直径 5480 mm 集砂斗直径 400 mm 看台宽 900 mm 有效水深 1240 mm 2(地上钢筋混凝土结构。 3(设备型号(城市给排水手册十一册): 砂水分离器:SSFL 型砂水分离器 3 处理水量:120 m/h 电机功率:0.75 kw (五)氧化沟 氧化沟为本设计中的核心构筑物，本氧化沟采用卡鲁赛尔氧化沟，主要用来降低水中的有机物含量，以及进行脱氮除磷。本设计共设有8组氧化沟，每组氧化沟共有8沟，氧化沟前配有厌氧池，以提高脱氮除磷效果。厌氧池共有8座，每座厌氧池对应一个氧化沟，通过进水渠，厌氧池中的水进入氧化沟中，每个进水渠都设有闸门。两组氧化沟共用一个出水渠，最后流入出水总管至二沉池前配水井。氧化沟出水采用调节式出水堰，以适应不同时段内的水流出水要求。氧化沟每个转弯处都设有导流墙，以减少水头损失，并使水流稳定。氧化沟中水流控制在0.3m/s以内(室外排水设计规范)。其回流污泥来自污泥泵房，流量由污泥泵控制。氧化沟采用转刷曝气，除曝气外，同时对水流起到推流作用。 1(主要参数: 厌氧池: 组数 8 组 水利停留时间 1.5 h 污泥浓度 4000 mg/l 污泥回流浓度 10000 mg/l 3 容积 3281.25 m 水深 5 m 池长 19 m 池宽 35 m 进水管流速 1 m/s 进水管直径 1.3 m 出水流速 0.5 m/s 出水水深 0.78 m 出水渠宽 1.5 m 污泥回流比 0.67 3 污泥回流量 35000 m/d 氧化沟 : 9 3 水量 4.6 m/s 安全系数 1.05 3实际水量 4.86 m/s 组数 8 组 3 每组水量 0.61 m/s 污泥龄 20 d 污泥浓度 4000 mg/l f 0.75 BOD负荷 0.05 kgBOD/kgvss 产泥率 0.6 KgVSS/kgBOD 5 需氧量 2 kgO/kgBOD 2 水利停留时间 20 h 去除率 BOD 0.96 氧化沟的尺寸 廊道数 8 道 池深 3.5 m 池宽 2 m 总沟长 638.2 m 单沟长 79.8 m 好氧段 409.1 m 缺氧段 229.1 m 弯道处长度 56.5 m 直道长 581.6 m 单沟直道长 72.7 m 氧化沟总宽 18.1 m 单组实际需氧量 64372.2 kg/d 剩余污泥量 87054.5 kg/d 进水管 流速 0.6 m/s 管径 2.5 m 2.地上钢筋混凝土结构。 3.设备型号: 曝气转刷 笼型转刷 直径 700 mm 齿条尺寸 150*50 mm 埋深 300 mm 转速 80 r/min 充氧能力 6.4 kgO/(m.h) 2 电机功率 180 kw (六)二沉池 二沉池采用中心进水周边出水式辐流式沉淀池，共有6座，采用配水井与配水管共同配水。采用出水演出水，出水堰在池中，以减少池体的堰负荷。池内出水堰为双面进水以 10 减少出水堰负荷。池中设有浮渣挡板，阻止浮渣随水流流过出水堰。池中浮渣通过沉淀池吸泥机将浮渣刮入池中所设的浮渣箱中。二沉池中出水分为两部分，一部分直接流入中水区，进行深度处理。一部分进入紫外消毒间，进行消毒。六座二沉池通过建在二沉池区中的配水配泥井进行配水，污泥集中进入配泥井中，再通过污泥泵房，一部分回流到厌氧池中，一部分打到污泥浓缩池中。 1( 主要参数: 3 水量 4.6 m/s 安全系数 1.05 3实际水量 4.86 m/s 组数 6 组 3每组水量 0.81 m/s 32表面负荷 2 m/ (m*h) 2固体符合 125 kg/(m/d) 污泥浓度 4000 mg/L 2沉淀部分水面面积 1458 m 池子直径 54 m 沉淀部分有效水深 5 m 沉淀时间 3.5 h 3沉淀部分有效容积 10208 m 3污泥部分所需容积 2327.5 m 3污泥存放部分容积 22251 m 3污泥斗以上圆锥部分容积 3092 m 圆锥高度 1.35 m 沉淀池总高度 6.9 m 出水堰宽 800 mm 出水堰水深 0.3 m 超高 0.5 m 进水速度 0.5 m/s 进水管直径 1.5 m 出水流速 0.7 m/s 两次除泥间隔时间 0.08 d 污泥含水率 0.99 回流污泥浓度 100000 mg/L 3出水悬浮物浓度 0.01 kg/m 3进水悬浮物浓度 4 kg/m 缓冲层高度 0.5 m 超高 0.5 m 堰负荷 2.8 m*h 沉淀池负荷校核 10.8 污泥回流管流速 0.6 m/s 进水管直径 1000 mm 污泥回流井 最小浸没深度 2.5 m 11 提升高度 3 m 密度系数 2.2 2(地上钢筋混凝土结构。 3(设备型号(城市给排水手册十一册) 吸泥机: ZBX 周边传动吸泥机 直径: 55 mm 电机功率 2.4 kw (七)紫外线消毒间: 消毒间采用紫外线消毒，共有两组，每组有7组模板串联，每组模板共有9个模板并 联，每个模板有10个灯管。灯管型号如以下所述。水流消毒进入消毒渠前，设有调节池， 以用来调节水流，使水流稳定，减小受各个时段水流不同所造成的对消毒效果的影响。紫 外线消毒间为室内，以减少雨水等对线路、灯管的损坏。进水出水设有阀门。 1( 设计参数: 3设计流量 300000 m/d 安全系数 1.05 组数 2 组 每组灯数 630 个 每组 模数 63 (每7个并联，共串联9组) 每模灯数 10 个 灯管间隔 80 mm 总宽 1880 mm 灯管宽度 100 mm 灯管长 1200 mm 水深 1700 mm 模板前宽度 1000 mm 模板后宽度 1000 mm 模板长度 9100 mm 渠道总长 11100 mm 2 过水面积 1.496 m 流速 1.2 m/s 消毒时间 7.5 s 消毒房 长 6 m 宽 6 m 高 3 m 配电房 长 6 m 宽 6 m 高 3 m 调水渠 长 4 m 宽 2 m 深 2.8 m (2)灯管型号(网易给怕水网站): 12 型号 功率 长度 寿命小时 产地 tuv115w 115 1200 5000 欧洲进口 六 污泥处理构筑物说明 污泥处理中污泥主要来自二沉池中的剩余污泥，剩余污泥量为87054kg/d。剩余污泥由污泥泵房提升到污泥硝化池，在污泥硝化池后污泥通过自身重力进行脱水，含水率达到97%。经过重力浓缩后，污泥被送至污泥脱水间，在此污泥在日产高效污泥离心脱水机中进行脱水，过程中加入混凝剂。污泥经脱水后，含水率将至80%。而后，污泥被外运到堆肥厂进行堆肥。在本设计中没有设计到污泥的消毒，消毒过程在堆肥厂进行。 (一)回流污泥泵设计选型 回流污泥泵房与污泥泵房合建，主要设备采用计量泵，回流污泥泵将回流污泥提升到氧化沟，污泥提升泵将剩余污泥提升到污泥浓缩池中。 1.主要参数: 污泥回流泵扬程:2.4 m 污泥泵扬程: 10 m 回流污泥泵数量: 5 用1备。 污泥提升泵数量: 3用1备 3泵房回流污泥量为 420000m/d 3污泥流量 Q,8705.4m/d w 2.设备选型(城市给排水手册十一册): 选用J-DMF4000/0.8型隔膜计量泵，5用1备,电动机功率4 kw。 (二)污泥浓缩池 采用两座幅流式圆形重力连续式污泥浓缩池，采用回转式吸泥机，剩余污泥泵房将污泥送至浓缩池。重力浓缩池中上清液回流到二沉池进行二此处理。 1.设计参数 污泥浓缩量 87054 kg/d 组数 2 有效水深 4 m 13 池底坡度 0.003 污泥含水率 0.99 2固体负荷 100 kg/(m.d) 浓缩池表面积 435.27 m2 浓缩池直径 24 m 停留时间 9.6 h 3污泥密度 10 kg/m h 排泥时间 2 上清液高度 0.8 m 超高 0.5 m 总高 5.3 m 2. 设备选型: 周边传动式浓缩机，数量 2 个。主要参数如下(城市给排水手册十一册): 直径深度转速(r/辊轮轨道中心生产能力电动机功重量 型号 (m) (m) min) 圆直径(m) (t/24h) 率(kw) (t) NG-24 24 3.4 12.7 24.36 1000 7.5 24 (三)污泥脱水间 来自污泥浓缩池的污泥进入到污泥脱水间，通过离心脱水机进行脱水，在此过程中，脱水间中配有加药泵，加药泵向离心脱水机中加入混凝剂，以提高污泥脱水效果。 1.主要参数(参考城市给排水手册第五册): 3 污泥量 3.63 m/h 干污泥加药率 5 kg/t 加药量 435.27 kg/d 固体回收率 0.9 泥饼含固率 0.2 2( 设备型号: 离心泵采用日本产高效率离心脱水机，型号为:CA205，标准处理量6 立方米/小时，电机功率为20 kw，重量3200 kg, 数量为1(参考城市给排水手册第十一册)。 七、中水回用部分构筑物说明 (一)混凝沉淀池 3反应沉淀池共分2组，满足单组处理水量为52500m/d(包括5%的水厂自用水)。采用 14 管式静态混合器、折板絮凝、异向流斜管沉淀池。 1(混合器 混合设备采用管式静态混合器，具有良好的混合效果。混合设备与输水管道采用法兰连接，在安装前，所有的混合设备管口上均加盖封闭以防止外面的杂物进入。)混合设备整体由不锈钢制成，上设分散式投药分散器、内部符合流体力学性质，具有较小的水流阻力，同时具有较好的混合效果，以节省投药量。 主要参数: DN 1000mm 长 4900mm 药管直径 65 mm 发兰尺寸 1120 *1180 型号 M27 停留时间 40s 2(絮凝 折板絮凝设备由不锈钢及乙丙共聚材料制成，整体为箱式结构。采用亚弧焊接和螺栓 固定。设备内部符合流体力学性质，具有较小的水流阻力，同时具有能使沉淀出水合格要求达到的絮凝效果，以达到设计水质要求。 絮凝共分为两个系列，每系列4组。每组池长6.83 m,宽5.89 m。每池三级，其中一二级又分为两段。每池中，第一级16格，停留时间246s。第二级14格，停留时间 253 s。第三级6格，停留时间 178 s。总絮凝时间为 11.3 min。 主要参数: 系列池宽 24 m 单组池宽 5.8875 m 第一段 格数 16 格 2 每格长度 0.61 m 每格面积 0.67 m 格平均流速 0.23 m/s 停留时间 246s 2 第二段 每组格数 14 格长 0.71m 格面积 0.78375 m 平均流速 0.19 m/s 停留时间 253 s 2第三段 每组格数 6 格长 0.86 m 格面积 1.28 m 平均流速 0.12 m/s 停留时间 178 s 总絮凝时间 11.3 min 隔墙孔洞面积布置 15 2 第一段孔洞面积 0.8 m 流速 0.19 m/s 2 第二段孔洞面积 0.8 m 流速 0.19 m/s 2 第三段孔洞面积 1.5 m 流速 0.09m/s 过渡区穿孔墙厚 0.3m 3(沉淀池 沉淀池共分为两个系列，每个系列两个池子，分接受来自絮凝池的水，与絮凝池通过 布水花墙连接。沉淀池的每个组分别与其连接的絮凝池的各个组相对应，直接接受来自其 内的水，不再进行水的分配工作。采用斜管异向流沉淀，通过有效控制斜管安装高度，产 生高效的沉淀效果，能够有效的去除水中的悬浮物，大大降低出水的浊度。沉淀池底部采 用集泥漏斗，可以有效的提高污泥的去除率，避免存在污泥沉积的问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 。设计水利半0.0075 m Re 15.5满足设计要求。 主要参数如下: 3设计流量 1.22 m/s 池数 4 个 3单池设计流量 0.30 m/s 2清水区面积 136.72 m 表面负荷 8 m/h 沉淀池宽 11.4 m 池长 12 m 无效宽度 0.5 m 斜管系数 1.03 2 净出口面积 127.00 m 保护高度 0.3 m 清水区高度 1.5 m 斜管区高度 0.87 m 斜管长度 1 m 安装倾角 60 度 配水区高度 1.34 m 排泥槽高度 1.05 m 总深 5.06 m 进水穿孔花墙 孔口流速 0.15 m/s 2孔口总面积 2.03 m 16 水头损失 0.0012 m 孔口尺寸 0.18 *0.12 孔口数目 94 集水槽 水利坡度 0.01 高 0.6 m 宽 0.5 m 个/侧 开孔数 143 孔直径 0.025 m 孔间距 0.040 m 孔口损失 0.037 m 槽内水头损失 0.114 m 总水头损失 0.150734694 出水总渠 宽度 1 m 深度 1 m 斜管 管长 1 m 直径 0.03 m 材料 聚丙烯 厚度 0.4 mm 排泥系统 排泥漏斗尺寸 长 1.19 m 宽1.2 m 底直径 200 mm 斜面与水平夹角 45度 排泥管直径 300 mm 出水总渠 流速 1.5 m/s 宽度 1000 mm (二) 滤池 本设计中所用的滤池为均质滤料滤池，均质滤料滤池是现阶段运用最广泛的滤池之 17 一。其过滤效果好，减少阀门的使用，大大降低了投资费用。同时其设V型槽的设计，大大减少了水流的水头损失，使水流更加稳定。滤池的反冲洗采用水冲洗、气冲洗和表面扫洗相结合的方式，冲洗水仅为常规冲洗水量的1/4，大大节约了清洁水的使用量，表面冲洗所用的水为未经过滤的滤前水，所以扫洗时不加重滤池负担，是一种滤速较高、生产能力强、节水经济的滤池。V型滤池可以设置液位变送器、出水自动控制阀等先进设备，过 滤和反冲洗运行的全过程均由计算机控制，易于实现自动化操作。 本设计中处理水量为100000 t/d,同时还有5%的水厂自用水，共有八个池子，分成 2两排排列，每排4个，每格池长17 m 宽 4.6 m面积 78.2 m。同时设有配电室与控制室，配电室用来提供滤池正常运行所需要的能量。控制室设有对滤池控制的所有设备。 1(技术参数 设计滤速 7 m/h 3设计流量 4375 m/h 2滤池面积 625 m 滤池组数 2 个 3单组流量 2187.5 m/h 2单组面积 312.5 m 滤池深度 4120 mm 滤料厚度 1200 mm 承托层厚度 100 mm 滤板下清水区高度 900 mm 超高 300 mm 滤层上水深 1500 mm 2 滤格面积 78.125 m 滤格长 17 m 滤格宽 4.6 m 2 滤格面积 78.2 m 滤速 6.99 m/h 强制滤速 9.32 m/h 进水系统 进水槽宽 0.75 m 进水流速 0.81 m/s 2阀口面积 0.19 m 阀口 长 0.5 m 宽 0.38 m 阀口流速 0.8 m/s 2 扫洗小孔面积 0.15 m 扫洗水头损失 0.033 m 扫洗小孔孔口流量系数 0.62 小孔数目 28 /侧 小孔直径 38.56 mm 小孔流速 1.793463454 〉1m V型进水槽 宽 0.36 m 流速 0.7 m/s V型槽角度 50 度 18 深 43 m 2 V型进水槽小孔 总面积 0.065 m 2表面扫洗水强度 1.5 L/(s•m) 3表面扫洗流量 0.12 m 进水堰 水头损失 0.08 m 三角堰 0.1m*0.1 m 反冲洗 气冲强度 16 m/s 时间 2 min 水冲强度 10 m/s 时间 6 min 3反冲洗水流量 0.782 m/s 冲洗输水管流速 2.5 m/s 气水分配渠宽 0.8 m 渠深 0.9775 m 单格输水管直径 650 mm 配水方孔流速 0.8 m/s 输气管直径 350 mm 输气管中流速 11 m/s 2 配水方孔面积 0.12*0.12 m 配水方孔个数/格 68 个 布气圆口直径 0.08 m 2 布气总面积 0.34 m 3反冲洗气量 1.2512 m/s 气孔流速 3.67 m/s 底部配水系统 滤板厚 0.12 m 滤板面积 1.3 m2 滤板个数 61 个/格 滤头个数/每格 3125 个 滤柄长度 0.32 m 排水系统 排水渠终水深 0.75 m 排水渠临界水深 0.51 m 排水渠宽 0.8 m 排水渠坡度 0.023 排水渠始端水深 0.97 m 排水渠流速 2 m/s 总水槽高度 2600 mm 出水排放管 直径 1050 mm 进水总管 直径 1244 mm 19 初虑水排放管 直径 250 mm 流速 2 m/s 排水总渠 宽 1.6 m 流速 2 m/s 深 300 mm 废水排放管 直径 710 mm 流速 2 m/s 出水稳流槽 堰高 2.2 m 堰宽 2 m 堰上水头 0.1 m (三)清水池 本设计中消毒在清水池中进行，省去了消毒池。此外，在清水池内有利于消毒剂与水充分接触反应，提高消毒效果。在清水池中设置了折板，更有利于消毒剂与水充分反应。在清水池内设置导流墙，以防止池内出现死角，保证氯与水的接触时间不小于30min。每座清水池内导流墙设置2条，间距为5.0m，将清水池分成3格。在导流墙底部每隔1.0m设0.1?0.1m的过水方孔，使清水池清洗时排水方便。为了使清水池内空气流通，保证水质新鲜，在清水池顶部设通气孔，通气孔共设12个，每格设4个，通气管的管径为200mm，通气管伸出地面的高度高低错落，便于空气流通。 1(技术参数 3处理水量 76.5625 m/min 清水池数 2 个 接触时间 35 min 3清水池容积 2679.69 m 清水池长 50 m 清水池宽 15.5 m 清水池深 3.5 m 加氯量/池 2.14375 kg 格数/池 10 个 隔板长 13 m 高 2.9 m 隔板厚 0.15 m 隔板间距 4.85 m 隔板数量 9 个 进水管直径 0.8 m 溢流管直径 0.8 m 进水流速 1.4 m/s 出水管直径 0.8 m 超高 0.3 m 放空管直径 650 mm 放空管流速 1.2 m/s 20 放空时间 7200 s (四)泵房 泵房提供给水过程中所需要的水头，为减少扬程浪费，所用泵型号都相同。共有6台S250—470(I)型泵，四用两备。泵房为半地面半地下式，有利于通风。同时设有排污泵， 以利于污水能及时排走。压水管上设超声波流量计，选取SP,1型超声波流量计2台，安装在泵房外输水干管上，距离泵房7m。 在压水管上设压力表，型号为Y-60Z，测量范围为0.0~1.0MPa。在吸水管上设真空表，型号为Z-60Z，测量范围为-760~0mmHg。 1(技术参数 沿程损失 10.41 m 水泵水头损失 2 m 安全水压 1.5 m 楼房高度 28 m 最小流量 3000 m3/h 最大流量 5220 m3/h 泵型号 S250—470(I) Q 420,1068m3/h H 82.8,50.0m η 87, n 1480r/min N 280kw HSv(NPSH)R 3.5m 重量W 830kg。 电机型号 Y355-4(6kv) 额定电压 6000v N 280kw N 1480r/min W 2160kg 泵房 长 37.8 m 宽 12 m 高 7 m 进水管 直径 650 mm 坡度 0.006 水泵进水管喇叭口直径 1000 mm 喇叭口 长度 1625 mm 淹没深度 1.2 m 出水管 直径 450 /650 /1000 mm 流速 m/s 电机高度 1.3 m 单轨起重机 21 吊绳长度 1.5 m 跨度 17800 mm 泵基础 长 2800 mm 宽 1200 mm 高 1.2 m 第二章 计算书 一、 水处理各部分构筑物计算书 (一)泵前中格栅 1(设计规范(室外排水设计规范CBJ14-97): 栅 条 间 隙 水泵口径(mm) <200 250,450 500,900 1000,3500 栅条间隙(mm) 15,20 30,40 40,80 80,100 格栅倾角资料 格 栅 倾 角 资 料 来 源 人 工 清 除 机 械 清 除 国内污水厂 一般为45?,75? 日本指针 45?,60? 70?左右 美国污水厂手册 30?,45? 40?,90? 本规范 30?,60? 60?,90? 2(设计参数: 43设计流量Q=4.9m/s 栅前流速v=0.7m/s， 1 过栅流速v=0.8m/s 2 栅条宽度s=0.01m， 格栅间隙e=30mm 格栅倾角α=60? 333单位栅渣量ω=0.03m栅渣/10m污水 1 3(设计计算 2Bv11Q,(1)确定格栅前水深，根据最优水力断面公式计算得:栅前槽宽 12 B4.21B,4.2mh,,,2.1m，则栅前水深 122 22 Qsin,1(2)栅条间隙数(取n=100) n,,102ehv2 组数=4 每组栅条数=25 (3)栅槽有效宽度B=s(n-1)+en=1m B,B1L,,0.57m(4)进水渠道渐宽部分长度 12tan,1 (其中α为进水渠展开角) 1 L1(5)栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度L,,0.25m 22(6)过栅水头损失(h) 1 v2h,kh,k,sin,,0.004m因栅条边为锐形截面，取k=2，则 102g 4/3其中ε=β(s/e) h:计算水头损失 0 k:系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增加倍数，取k=2 ε:阻力系数。 (7)栅后槽总高度(H) 取栅前渠道超高h=0.3m，则栅前槽总高度H=h+h=2.4m 212 栅后槽总高度H=h+h+h=2.404m 12 (8)格栅总长度L=L+L+0.5+1.0+0.77/tanα 12 =3.55m 33(9)每日栅渣量ω=Qω=12m/d>0.2m/d 平均日1 所以宜采用机械格栅清渣 (10)计算草图如下: 栅条工作平台 进 水α α1 α 图1 中格栅计算草图 23 (二)污水提升泵房 1.设计参数 设计流量:Q=49001L/s 2.泵房设计计算 采用氧化沟工艺方案，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。污水经提升后入细格栅间，然后自流通过沉沙池、厌氧池、氧化沟、二沉池及紫外线消毒池，最后由出水管道排出。 污水提升前水位-3.23m(既泵站吸水池最底水位),提升后水位2.32m(即细格栅前水面标高)。 所以，提升净扬程Z=2.32-(-3.23)=5.55m 水泵水头损失取4m 从而需水泵扬程H=Z+h=9.55m 3再根据设计流量4900L/S，采用8台QW系列污水泵，单台提升流量2600m/h。采用QW 3系列污水泵(8MF-13B)10台，8用2备。该泵提升流量2000,2600m/h，扬程15m,功率160kW。(三)泵后细格栅 1(设计规范(室外排水设计规范CBJ14-97): 栅 条 间 隙 水泵口径(mm) <200 250,450 500,900 1000,3500 栅条间隙(mm) 15,20 30,40 40,80 80,100 格栅倾角资料 格 栅 倾 角 资 料 来 源 人 工 清 除 机 械 清 除 国内污水厂 一般为45?,75? 日本指针 45?,60? 70?左右 美国污水厂手册 30?,45? 40?,90? 本规范 30?,60? 60?,90? 2(设计参数: 3设计流量Q=400000m/d 栅前流速v=0.7m/s，过栅流速v=0.8m/s 12 栅条宽度s=0.01m 格栅间隙e=10mm 格栅倾角α=60? 333单位栅渣量ω=0.10m栅渣/10m污水 1 3(设计计算 2Bv11Q,B,2.95m(1)确定格栅前水深，根据最优水力断面公式计算得栅前槽宽， 112 24 B2.951则栅前水深 h,,,1.5m122 Qsin,1(2)栅条间隙数 (取n=210) n,,211ehv2 设计3组格栅，每组格栅间隙数n=70条 (3)栅槽有效宽度B=s(n-1)+en=1.4m 2 所以总槽宽为1.4?3+0.6,4.6m(考虑中间隔墙厚0.2m) B,B1L,,2.25m(4)进水渠道渐宽部分长度 12tan,1 (其中α为进水渠展开角) 1 L1(5)栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度L,,1.13m 22(6)过栅水头损失(h) 1 因栅条边为锐形截面，取k=2，则 v2h,kh,k,sin,,0.004m 102g 4/3 其中ε=β(s/e) h:计算水头损失 0 k:系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增加倍数，取k=2 ε:阻力系数 (7)栅后槽总高度(H) 取栅前渠道超高h=0.3m，则栅前槽总高度H=h+h=1.5+0.3=1.8m 212 栅后槽总高度H=h+h+h=1.5+0.004+0.3=1.804m 12 (8)格栅总长度L=L+L+0.5+1.0+0.77/tanα 12 =5.7m 33(9)每日栅渣量ω=Qω=4m/d>0.2m/d 平均日1 所以宜采用机械格栅清渣 (10)计算草图如下: 25 栅条工作平台 进 水α α 图3 细格栅计算草图 (四)钟式沉沙池 1(设计参数: 3设计流量Q=400000m/d 组数 4 个，则选择钟式沉沙池的型号为:1300L/S型号。其各部分尺寸计算如下图(城 市给排水手册第五册): 型号 流量L/S A C D E F H E G K L 26 1300 1320 5480 1500 1100 2200 400 2200 1000 610 630 800 1850 备注:未注明单位为毫米 (五)氧化沟 1(设计规范(室外排水设计规范CBJ14-97): 常用参数参考 项 目 单 位 参数值 污泥浓度(MLSS)X mg/l 2500,4500 a 污泥负荷U KgBOD/kgVSS.d 0.04,0.10 s5 污泥龄 d 15,30 污泥产率Y KgVSS/kgBOD 0.5,0.7 5 需氧量O KgO/kgBOD 1.6,2.5 225 水力停留时间HRT h ?16 污泥回流比 R % 75,150 总处理效率 η % ,95 2.设计参数 采用卡罗塞(Carrousel)氧化沟，去除BOD与COD之外，还具备硝化和一定的脱氮5 除磷作用，使出水NH-N低于排放标准。 33 设计流量:Q=400000m/d 总污泥龄:20d MLSS=4000mg/L, MLVSS/MLSS=0.75 曝气池:DO,2mg/L NOD=4.6mgO/mgNH-N氧化，可利用氧2.6mgO/NO—N还原 2323 0.9 β,0.98 α, -1其他参数:a=0.6kgVSS/kgBOD b=0.07d 5 脱氮速率:q=0.0312kgNO-N/kgMLVSS?d dn3-1K=0.23d Ko=1.3mg/L 12 剩余碱度280mg/L(保持PH?7.2): 所需碱度7.1mg碱度/mgNH-N氧化;产生碱度3.0mg碱度/mgNO-N还原 33 硝化安全系数:2.5 脱硝温度修正系数:1.08 3.设计计算 (1)碱度平衡计算: BODBOD1)设计的出水为10 mg/L，则出水中溶解性,10-0.7?20?1.42?(155 -0.23?5,e)=3.2 mg/L 2)采用污泥龄20d，则日产泥量为: 27 aQSr ,3886.98 kg/d bt1，m 设其中有12.4,为氮，近似等于TKN中用于合成部分为: ， 0.124550.8=466.438 kg/d 466.438，1000 即:TKN中有mg/L用于合成。 ,46.6410000 需用于氧化的NH-N =34.45 mg/L 3 需用于还原的NO-N =23.45 mg/L 3 4(碱度平衡计算 已知产生0.1mg/L碱度/除去1mg BOD，且设进水中碱度为280mg/L，剩余碱度 5 =280-7.1?34.44+3.0?23.45+0.1?(259,3.2)=130.44 mg/L 计算所得剩余碱度以CCO计，此值可使PH?7.2 mg/L a3 5(硝化区容积计算: 硝化速率为 ，，ON，，，，0.098T,152,,,,0.47e，， ,,n0.05,1.158T,,K，ON10，，，,,O22，， 22，，，，0.09815,15，，,,0.47,e，， 0.05，15,1.158,,,,1.32，210，，，，， -1 =0.55 d 1t,,1.82故泥龄:d w,n ， 采用安全系数为2.5，故设计污泥龄为:2.51.82=4.6d 原假定污泥龄为20d，则硝化速率为: 1-1 ,,,0.05d n20 单位基质利用率: ，b,0.05，0.05nBODu,,,0.167kg/kgMLVSS.d 5a0.6 ， MLVSS=f?MLSS=0.754000=3000 mg/L 68727kg 所需的MLVSS总量= 687273 硝化容积:V,，1000,22909m n3000 t,10.5 水力停留时间:h n 6(反硝化区容积: 18?时，反硝化速率为: F，，，，T,20q,0.03()，0.029, dn,,M，， 28 ，， ,,190，，18,20 ,0.03，()，0.029，1.08,,16,,3600，,,24，， =0.024kgNO-N/kgMLVSS.d 3 还原NO-N的总量=1231.06kg/d 3 1231.06 脱氮所需MLVSS=kg ,51320.20.024 51320.23 脱氮所需池容: m V,，1000,12830dn3000 12830 水力停留时间:h t,，24,5.9dn400000 7(氧化沟的总容积: 总水力停留时间: t,t，t,10.5，5.9,16.4h ndn 总容积: 3V,V，V,22909，12830,35739m ndn 8(氧化沟的尺寸: 氧化沟采用8廊道式卡鲁塞尔氧化沟，取池深3.5m，宽2m，则氧化沟总 715922909长:。其中好氧段长度为，缺氧段长度为,638.2m,409.1m3.5，23.5，2 12830。 ,229.1m3.5，2 ，1，16,,弯道处长度: 8，，,56.6m22 则单个直道长: (取80m) 79.8m ， 故氧化沟总池长=80+2+8=90m，总池宽=82=16m(未计池壁厚)。 9(需氧量计算: 采用如下经验公式计算: O(kg/d),A，S，B，MLSS，4.6，N,2.6，NO 2rr3 其中:第一项为合成污泥需氧量，第二项为活性污泥内源呼吸需氧量，第三项为 硝化污泥需氧量,第四项为反硝化污泥需氧量。 经验系数:A=0.5 B=0.1 需要硝化的氧量: -3，，N=34.441000010 r R=33150.8kg/d CC取T=18 ?，查表得α=0.8,β=0.9,氧的饱和度=8.14 mg/L，=9.17 s(18:)s(20:) mg/L。 采用表面机械曝气时，20?时脱氧清水的充氧量为: 29 RCs(20:) R,0，，T,20,,,,,C,C，1.024s(T) 64372.23kg/d 查城市给排水手册第十一册，选用笼型转刷曝气机，取 n=16 .(7)回流污泥量: X 可由公式求得。 R,X,Xr 式中:X=MLSS=4.0g/L，回流污泥浓度X取10g/L。则: r 4.0 (50,,100,，实际取60,) R,,0.6710,4.0 考虑到回流至厌氧池的污泥为11%，则回流到氧化沟的污泥总量为58%Q。 10(剩余污泥量: Q,87054.54kg/d w 如由池底排除，则每个氧化沟产泥量为: 87054.54 ,10881.8kg/d8 11(氧化沟计算草草图如下: 备用曝气机曝气机 栏杆可暂不安装 (六)二沉池 该沉淀池采用中心进水，周边出水的幅流式沉淀池，采用吸泥机。 1(设计规范(室外排水设计规范CBJ14-97): 辐流沉淀池的流态特征，径深比宜为6,12。日本指南和前苏联规范都规定为6,12，沉淀效果较好;参照日本指南，规定排泥机械旋转速度为1,3r/h，刮泥板的外缘线速度不大于3m/min。 30 2(设计参数(参考城市给排水手册第五册) 3 设计进水量:Q=400000 m/d 32 表面负荷: 取q=2 m/ m.h 2 固体负荷: q =125 kg/ m.d s 水力停留时间(沉淀时间): T=3.5h 堰负荷:取值范围为1.5—2.9L/s.m，取2.9 L/(s.m) 3(设计计算 (1)沉淀池面积: Q0.81，36002 A按表面负荷算:,,,1458.3mq2b 2 按固体符合计算:A=2234.4 m 4AD,,43m,16m(2) 沉淀池直径: , 4AD,,54m,16m沉淀池直径: , 所以取直径为54米。 有效水深为 h=qT=4.5m取 5米 b D54,,10.8 (介于6,12) h51 (3)贮泥区容积: 为了防止磷在池中发生厌氧释放，故贮泥时间采用T=2h，二沉池污泥区所需存泥w 容积: 2T(1，R)QXw3 V,,2327mwX，Xr 则污泥区高度为 Vwh,,1.35m 2A (4)二沉池总高度: 取二沉池缓冲层高度h=0.5m，超高为h=0.5m 34 则池边总高度为 h=h+h+h+h=6.9m 1234 (5)校核堰负荷: 径深比 D54,,10.8 h，h513 堰负荷 31 Q810 ,,2.8L/(s.m),2.9L/(s.m),D3.14，54，2 以上各项均符合要求 (七)紫外线消毒间 1(设计规范(城市给排水紫外线消毒GBT19837-2005) 项目 低压灯 低压高强灯 高强灯 备注 处理流量范围<5 3-40 >20 (万立方米/天) SS<=20mg/L SS<=20mg/L SS<=20mg/L 水质条件 UVT>=50% UVT>=50% UVT<50% 人工清洗/机械清人工清洗/机械清机械清洗+化学清清洗方式 洗 洗+化学清洗 洗 2(设计参数: 3设计流量 300000 m/d 安全系数 1.05 ,水力负荷 250 m/d/个紫外灯(选用低压高强灯) 2 组 渠道数: 灯管宽 100 mm 灯管间隔 80 mm 灯管长 1200 mm 30000，1.053(灯数计算: 紫外线灯数= ,630250，2 4(所需模块数计算: 每模灯数=10 个。 630 则，模块数= 个。设，共有7组串联，则每组有9个模块数。 ,6310 渠道宽==1880 mm 10，100，(10，1)，80 串联模块总长==9100 mm 7，1200，(7，1)，80 水深==1700 mm 9，100，(9，1)，80 5(消毒时间计算: 2过水断面=1880，1700,1.5m 30000，1.05水流流速=,1.3m/s 1.5，2 9100，1000，1000消毒时间t=,7.5s 1.3 二(污泥处理部分构筑物计算 (一)回流污泥泵房 1.设计说明 32 二沉池活性污泥由吸泥管吸入，由池中心落泥管及排泥管排入池外套筒阀井中，然后由管道输送至回流泵房，其他污泥由刮泥板刮入污泥井中，再由排泥管排入剩余污泥泵房集泥井中。 设计回流污泥量为Q=RQ,污泥回流比R=50,,100,。按最大考虑，即Q= RR 3100%Q,420000m/d 2.回流污泥泵设计选型 (1)扬程: .6m,套筒阀井泥面相对标高为0.2m，回流污泥泵房泥面二沉池水面相对地面标高为1 相对标高为,0.2-0.2,-0.4m，氧化沟水面相对标高为2.0m，则污泥回流泵所需提 0-(-0.4),2.4m 升高度为:2. (2)流量: 3泵房回流污泥量为420000m/d (3)设计选型(城市给排水设计规范手册十一册): 选用J-DMF4000/0.8型隔膜计量泵，5用1备,电动机功率4 kw。 (二)剩余污泥泵房 1.设计说明 二沉池产生的剩余活性污泥及其它处理构筑物排出污泥由地下管道自流入集泥井，剩余污泥泵(地下式)将其提升至污泥浓缩池中。 污水处理系统每日排出污泥干重为87054kg/d,即为按含水率为99,计的污泥流量Qw 3,8705.4m/d 2.设计选型 (1)污泥泵扬程: 辐流式浓缩池最高泥位(相对地面为)2m，剩余污泥泵房最低泥位为-3m,则污泥泵静扬程为H=2-(-3),5m，污泥输送管道压力损失为4.0m，自由水头为1.0m，则污泥泵所0 需扬程为H=H0+4+1=10m。 回流泵房与污泥泵房共建。面积为 20*8。 (三)污泥浓缩池 采用两座幅流式圆形重力连续式污泥浓缩池，采用回转式吸泥机，剩余污泥泵房将污泥送至浓缩池。 1.设计参数 33 污泥浓缩量 87054 kg/d 组数 2 有效水深 4 m 池底坡度 0.003 污泥含水率 0.99 2 kg/(m.d) 固体负荷 100 2浓缩池表面积 435.27 m 浓缩池直径 24 m 停留时间 9.6 h 3污泥密度 10 kg/m 排泥时间 2 h 上清液高度 0.8 m 超高 0.5 m 总高 5.3 m 2.设计计算 (1)浓缩池池体计算: 每座浓缩池所需表面积 Q2wA,,435.27 m qs 浓缩池直径 , 4AD,,23.5m 取D=24m , 浓缩池有效容积 3，V=Ah=1741.08m 11 (4)浓缩池排水量: 3Q=Q-Q′=5.56-1.39=4.17m/h w w (5)浓缩池计算草图: 34 上清液 出泥 进泥 图8 浓缩池计算草图 (四)污泥脱水间 污泥脱水采用离心泵脱水，通过加药设备，加入混凝剂，进入污泥脱水离心泵进行脱水。 1(主要参数如下: 3 污泥量 3.63 m/h 干污泥加药率 5 kg/t 加药量 435.27 kg/d 固体回收率 0.9 泥饼含固率 0.2 3( 设备型号: 离心泵采用日本产高效率离心脱水机，型号为:CA205，标准处理量6 立方米/小时，电机功率为20 kw，重量3200 kg, 数量为1。 第三章 工程概算 本设计中所涉及到的主要费用为个构筑物的工程费、设备费、安装费、以及其他费用。设计中所涉及到主要设备有: 设备名称 数量 设备单价 中格删 4 35000 细格删 6 50000 LGC 型高链式格栅除污机 10 35000 500qw2600-15-160 潜污泵泵 10 60000 笼型转刷曝气机 16 10000 ZBX 周边传动吸泥机 6 100000 J-DMF4000/0.8型隔膜计量泵 6 50000 CA205高效率离心脱水机 1 200000 35 外文文献翻译 通过测量清水量计算氧化沟的氧转移速率 A.ABUSAM,K.JKEESMAN,K.MEINEMA and G.VAN STRATEN 摘要——标准的氧转移速率测量法是建立在一些对氧化沟不适用的假设上的。这篇论文提出了一个新的更加准确和简单的通过测量清水计算氧化沟氧转移速率的方法。这个方法运用了一个连续搅动水箱反应堆循环圈来模仿氧化沟模式，在可控制的计算法则内这个仪器很容易被操作。而且，在这个法中厌氧区的氧转移速率假设为零。一个对真实数据合理架设过程的运用揭示出充氧常数(k=KaV)比Ka和V(好养连续搅动水箱反应堆体积)L A L A 更容易和准确确定。因此，这个新的方法是测量k而非Ka.同真实数据进行比较发现，这L 种方法比通用的荷兰标准测量法更加准确。 关键词——氧转移速率，充氧，Ka，氧化沟，卡鲁赛尔 L 术语 C第 i 个连续搅动水箱反应堆流出物中溶解氧浓度(mg/l) 1 C第 i 个连续搅动水箱反应堆流进物中溶解氧浓度(mg/l) 1-1 COD 化学与氧量(mg/l) C饱和溶解氧浓度 (mg/l)S 36 CSTR 完全混合反应容器 DO 溶解氧浓度 J 目标函数 k 充氧常数 (m3/min) k 10摄氏度时充氧常数 (m3/min)10 K宗氧转移系数 (m3/min)La q 流量 (m3/min) m 通风装置数 N 检测样品数 n 水箱数 O C10摄氏度时通风装置充氧能力 10 OTR 氧转移速率(kgO2/h) rpm 转数/分钟 SOTR 标准氧转移速率(kgO2/h) t 时间 V好氧水箱体积 A V 通风装置周围混合体积 mixed V 未充气区体积 NA V 氧化沟总体积TOT V 单个氧化沟体积n X 敏感矩阵 y 溶解氧测量值 α 氧转移参数(l_1) β 氧转移参数(l_1/2 min_1/2) , 水箱充气指数 (充气区为1 未充气区为 0) p-空间参数向量 , 协方差矩阵 COV, , 剩余溶解氧测量值 2 剩余方差 ,t ,p 大气压差别 STORA 修改因子 , 说 明 氧转移速率的准确计算在活性污泥反应器中是十分基本的，它不仅能够确保溶氧量能 够达到设计规范要求，而且严重影响着设计与操作的合理性。氧转移速率的测量方法主要 有:清水法、过程情况测试法、放射法以及非放射示踪法和溶解氧横算法、废气法。这些 方法都是权威被认为是标准的测量水中氧系统中溶解氧转化速率的方法。其中最为人们广 泛知道的便是清水测试法和过程情况测试法。 但是，所有的这些标准方法都是以假设反应器是完全混合并且K沿容器均匀分布为La前提的。由于一些原因这些假设对于氧化沟并不适用。第一:K并不是一成不变的，例La如，在重洋装置几米远的位置K几乎为零。第二:氧化沟不是完全的水流混合系统，它La 是完全混合式与推流式的混合体。 在准确估计氧化沟氧转移速率的尝试中，荷兰标准方法区分了氧化沟总体积(VTOT) 37 和充氧装置周围混合体积(Vmixed)，并且有一定进展。VTO和Vmixed的区分，使得该方法与其他方相比较在测量氧化沟氧转移速率时更加准确。但是，与其他方法相同，荷兰标准方法所引用的也是完全混合系统中的K值。而且，它认为Vmixed与好氧区域设计体积值相同。La 事实上Vmixed随曝气装置操作条件的改变而改变，例如:转速、埋没深度。最近研究准确测量氧化沟氧转移速率方法是Dudley，他提出一个在工艺操作条件下以偏微分方程为基础计算氧化沟氧转移速率的程序。但是，这个提议相当复杂，不容易被管理员运用。 这篇论文的主题就是提出一个新型的由清水法发展而来的测量氧化沟氧转移速率的方法。这个方法运用了一个连续搅动水箱反应堆循环圈来模仿氧化沟模式，在可控制的计算法则内这个仪器很容易被操作。而且，在这个法中厌氧区的氧转移速率假设为零。这个新的方法是测量k而非Ka.((k=KaV)，这个方法给出了充氧常数(k)的准确估值,并且给出了相L L A 应的估算误差，这个误差可以在氧化沟装置模型中被应用。这种新方法使得所得SORT(ORT最大误差值)值更加准确。也就是说，这个新方法将会使人们对发生在氧化沟的生物化学反应了解更多。 提议方法 这个新方法可由以下三个步骤总结: 步骤一: 以一系列的好养和厌氧的连续搅动水箱模仿氧化沟，如3.3.4节所示，任何大于曝气装置数值两倍的连续搅动水箱数值都可以被应用。 步骤二:运用合理的估算方法估算相对通风系数，假设: 1. 氧化沟中曝气装置数为 m. 2. 所有的曝气装置的供氧能力以及操作环境(旋转速度与浸没深度)都相同。 3. 在厌氧连续搅动水箱中K为零。 La 4. 所给温度资料与文献能够计算出饱和溶解氧浓度C S 首先，以如下方法估算K和V: Laa 在清水试验中，生物摄氧速率为0，因此在好氧和厌氧水箱，溶解氧浓度分别为: 好氧水箱: 厌氧水箱: 其中， (m<=n,n:连续搅动水箱数) 由于氧化沟的循环属性，Ci=0(t)=Ci=n(t),在方程(1)——(3)中，K和V是未知Laa 38 数，需要根据测量数据进行估算。 q(t)、Ci-1(t) 、Ci(t)、Cs已知，K和V:可以表Laa 目标方程为: y(t)和C(t|)为测量值，并且通,kk 过他们能够预测测 量点的溶解氧值， 协方差矩阵与估计 参数向量的关系 为: (6) X 是局部可用雅各布矩阵。 39 2:剩余方差。 ,t 但是，与真实数据相比较可得出，因为二者的双曲线关系，K和V都不可能准确的估算，Laa因此必须先赋予V一个定值，可以简单把V看成V,即上述模型是由均匀的循环水箱所组aaNA 成的。因此，以下等式可代替式(1)与式(2)，来计算水中厌氧区和好氧区溶解氧的浓度: 其中，好氧区: 厌氧区: 在式(9)中，k 是唯一一个未知， 需要通过测量数据计算而得出的数据。 步骤三: 估算 SOTR 通过已测数据计算出k 值后，可根据式(10)计算SOTR: 在这个等式中，根据文献值确定C 以后我们会发现，清水测试法对正确测C值来说是有S.S一定局限性的。 与真实数据比较 这个新方法是由DHV WATER BV 在1994年在荷兰Botlek carrousel 提出的清水测试法的 基础上得出的。 装置简述: 卡鲁赛尔氧化沟的主要特征和其曝气装置主要为: 卡鲁赛尔特征: 宽 7.5m, 长 210m, 水深 4.19m， 水容积 6432 立方米， 曝气装置: 数量: 3 型号: Landy-F 40 直径:2900mm 测量速度:24.4/32.6 rpm SOTR 测量简单描述 为了确定卡鲁赛尔氧化沟曝气装置的标准氧转移速率，以前的研究者在1994年8月进行了六个与荷兰标准测试法相似的试验，方法如下:卡鲁赛尔首先先关闭，然后将其充满一定量的清水(16 mg COD/L),以5g/m3的比率加入漂白氯化物，以阻止水中藻类的生长。加入亚硫酸钠和催化剂硫酸钴，使水中的溶解氧降为零。在溶解氧为0持续10分钟后，所有的曝气装置开始以同样的转动速度和浸没深度同时运行。增加的溶解氧浓度课由装在曝 气装置下游约20米(如 Fig 1)处的DO电极测出，并自动记录。根据记录数据，得出一个固定的时间间隔，用WINKLER 方法测量样品中的DO浓度。水样在测量点约2米深处取得。通过改变曝气装置的转动速度和淹没深度，得到6组独立的测量数据。这几组数据分别为 A1,A2,B1,B2,C1,C2。每组数据的循环速度由测流计(OTT-propeller)的读数来计算。从这些实验数据(表 1)来看，曝气装置并没有达到规范要求，尽管使用了不同淹没深度、转速、和试验。 结果和新方法的讨论 氧化沟模型:起初，氧化沟由20个均等完全混合反应容器组成的循环系统来模仿，运用式(9)，但是，就像会在3.3.4中看到的一样，完全混合反应容器数目(6，15，20，30)的不同，也用来研究完全混合反应容器数目的不同对充氧常数k估算的影响。 K和V的估算:这个试验结果被重新利用来估算相对通氧系数基于所提出的模型方法。Laa 运用非线性最小平方回归方法，首先提出一种方法用来解决估算问题(完全混合反应容器数为20时，式(4)和式(5))。但是这种尝试失败里，因为V几乎式无法辨识的。无论a 初始的推测怎样改变，总会得到一个新的K和V值。从Fig 2中的曲线图可以看出，会Laa 有不仅一种方法来解决估算问题。而且，这个曲线图显示出KV是一个常数。 Laa 表(一): Fig 2: 41 正如Lukasse et al. 提出的一样，协方差矩阵的特征值分解并不能充分揭示出参数间的非线性关系，因此通过画图法表示估算结果是十分用的。协方差矩阵的研究如下: 以其中一种可行的方法(K=0.15 1/min,V=633m3)计算得出:标准的K和V的标准LaaLaa偏差都为他们估算值的1/3。由此可以得出，无论K还是V都不能准确的估算。 Laa K和V估算:通过上述成果，新的尝试方法产生，即试图找出相关参数的其他关系。例Laa 如:k=KV, Fig 3 显示出 无论V为何值，k都 约为 90 m3/min，显然，k 较V能够Laaaa被准确估算。当时， 协方差矩阵为: 因此可以确定，k(标准偏差为0.7497m3/min , 变化系数为小于1%)比V(标准偏差为a44.93 m3, 变化系数约为 6%)更容易准确估算。 42 k 的估算:通过签署结果可以知道，V不能够被准确估算，因此，V可以任意取值。为了aa 测试V取值不同的影响，充氧常数k 在完全混合反应器数目不同时(6，15，20，30)，a 取不同的V值，来估算k 值。可以简单将V认为与V相同。这样就是均等的完全混合aaNA 反应器循环模型了。因此卡鲁赛尔中溶解氧的浓度可以用式(9)来表示。 解式(9)所得的结果在表2中。此表显示出完全混合反应器数目从6到30的改变对k 值的影响，这里需要提及，完全混合反应器数目小于6时对k值的影响并没有演剧，因为此时卡鲁赛尔中曝气机的数目为3.与猜测一样表2中结果显示，完全混合反应器的数目对k 值的影响并不大。 表2 43 表3 STOR 估算:通过这些基本的估算，式(9)可以被用来计算标准氧转移速率，通过查文献得到 Cs (10 摄氏度， 11.3mg/L)。因此，k 值可以通过下式正确的被纠正由于温度不同所引起的误差。 表 3 为 由新方法所估算出的SORT 值与 STORA 方法所估算出的其值的比较。可以看出，两种方法在浸没深度为2.5 cm 时曝气装置都未达到标准，但是，当浸没深度为18 cm 时，新方法所得到的SORT 值可以达到标准。 Fig 4: 44 表 4: 备注:括号中数据为剩余偏差 图4 是用新方法和SOTRA 方法进行C2实验，所得溶解氧浓度数据的比较，可以清楚的看出新方法更加准确。 通过观察图4，可以清楚的看出，强迫初始溶解氧浓度为0，引起偏差。因此，通过估测初始溶解氧弄或者是从第二个计量点开始计算，以得到更加准确的SOTR 值。剩余偏差显示，这两次试验中，在多组试验中SOTR 值都更为准确。因此，通过这些数据与表 3中的数据相比较得出，从第二个计量点开始计算结果与STORA 方法所得结果更相近。这些试验清楚的说明初始溶解氧浓度需要被准确的估算。如果估值明显不准确，很有可能是因为初始溶解氧浓度并未被准确估算。但是，可以这样认为，放弃一部分可观的数据，特别是一些有限值的数据，会严重影响估算的准确性。 结论 这是一个简单更实用，建立在一系列易操作的完全混合反应器模型基础上，用于估算氧 45 化沟氧转移速率的新方法。通过与真实数据的比较，与荷兰标准法相比，这个方法所得到 的估值更加准确。由于能够准确预测氧化沟氧转移速率，此方法将会使人们对氧化沟中发 生的生物化学反应有更深的了解。 此方法的一个有点是，它直接给出了能够应用于完全混合反应器的充氧常数的估值。 而且，提供了标准偏差和估算误差。 由于对充氧常数和SOTR估值的较大影响，需要准确估算初始溶解氧浓度而非忽视它 们。 通过上述估算过程可以得出充氧常数比K和V更易准确估算。这个结果也可运用到Laa 准确估算其他活性污泥系统中SORT 值的估算中。运用到其他系统时，仅需要简单的数学 计算，与式(9)中所运用到的相似。 致 谢 感谢荷兰中部自治区的DHV Water BV提供给我们数据～ 特别感谢B.P.A Hoitink 和E.F.J. van der Heijden 帮助我们收集数据～ 备注——STORA 方法中的主要等式 同其他标准方法一样，STORA 方法在一批反应模型中估算出K，但是STORA 方法运用La 了一个特殊的校正因子: 以此来计算氧化沟中的氧转移速率。在这个校正因子中，区分了总容积和曝气装置附近 的混合容积: 其中， 引用文献 Boyle W.C. and Paulson W.L. (1979) Progress towardstandardised oxygen transfer test procedures. Prog. WaterTech. 11(3), 161–170. Dudley J. (1995) Process testing of aerators in oxidation ditches. Water Res. 29(9), 2217–2219. Kayser R. (1979) Measurements of oxygen transfer in clean water and under process conditions. Prog. Water Tech. 11(3), 23–36. Lukasse L. J. S, Keesman K. J., and van Straten G. (1996) Grey-box identification of dissolved oxygen dynamics in activated sludge processes. Proceedings 46 of 13th IFAC World Congress, Vol. N, San Francisco, pp. 485–490. STORA. Zuurstoftoevoervermogen in beluchtingssytemen: Bepaling in rein water (reaeratiemethode). Rijswijk: STORA, 1980 (in Dutch). 致 谢 参考文献 [1]. . 上海市市政工程设计研究院主编给水排水设计手册第三册城镇给水中国建筑工业出 ,2004 版社年 [2]. . 上海市市政工程设计研究院主编给水排水设计手册第五册城镇排水中国建筑工业出 ,2004 版社年 [3],,,. . ,2000 张自杰顾夏声林荣忱金儒霖排水工程中国建筑工业出版社年[4],. . ,1999于尔捷张杰给排水工程快速设计手册(第二册排水工程)中国建筑工业出版社8 年月 [5] GB50014-2006 室外排水设计规范 [6] 高碑店污水处理厂设计说明书及设计图纸 [7]将乃昌.水泵及水泵站(第四版).中国建筑工业出版社,1998年6月 [8]李亚峰.给水排水工程专业毕业设计指南. [9]游浩,王文景.市政工程设计施工系列图集 给水 排水工程.中国建筑工业出版社 [10]李世华.市政 工程施工 建筑工程施工承包1园林工程施工准备消防工程安全技术交底水电安装文明施工建筑工程施工成本控制 图集3 给水排水污水处理工程.中国建筑工业出版社,2001年8月 [11]许保玖.English-Chinese Dictionary Of Water And Waste Water Technology.中国建筑工业 出版社,2005年8月 [12]张智,张勤.给水排水工程专业毕业设计指南.中国水利水电出版社,1992年12月 [13]南国英,张志刚.给水排水工程专业工艺设计.化学工业出版社,2004年8月 [14]室外排水设计规范.中国 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 出版社,1997年 47