1万立方米的城市污水处理(A2O)设计书.doc
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10000m³/d城市污水处理工艺综合设计
一、设计任务
1.1．设计规模
10000m3/d处理规模的城市污水处理工艺
本项目设计进出水水质根据城市生活污水来源和《广东省地方标准－水污染物排放限值》（DB44/26-2001）标准列出，采用一级标准如表1.1：
表1.1设计进出水水质[1]
主要污染物
原水水质（mg·L-1）
排放标准（mg·L-1）
去除率（％）
CODCr
250
≤40
84
BOD5
120
≤20
83
氨氮
30
≤10
67
总磷
5
≤0.5
90
1.2．任务提出的目的及要求
①目的
通过城市污水处理厂的课程设计，掌握污水处理厂设计的方法，培养和提高计算能力、设计和绘图水平，巩固学习成果，加深对污水处理课程内容的学习与理解，掌握污水处理方案比较、优化，各主要构筑物结构及参数设计。
主要设备选型包括格栅、提升水泵、鼓风机、曝气设备、污泥脱水机、砂水分离器、刮泥机、水下搅拌器、加药设备、消毒设备等，以及平面布置及高程设计计算，锻炼和提高分析及解决工程问题的能力。
①要求
1，污水处理及污泥处置方案选择合理。
2，设计参数选取及计算正确。
3，平面布置紧凑合理，符合污水处理厂平面布置的要求。
4，所选设备性价比高、可靠、易于操作。
5，图纸达到施工图设计要求。
1.3．设计依据
1，中华人民共和国环境保护法；
2，中华人民共和国污水综合排放标准GB8978－1996；
3，室外排水设计规范GBJ14－87；
4，《广东省地方标准－水污染物排放限值》（DB44/26－2001）；
5，供、配电系统设计规范GB50052－92。
二、工艺流程及说明
2.1．工艺选择
污水处理厂工艺的选择原则是：
在常年运转中要保证出水水质，处理效果稳定，技术成熟；运行管理方便，运转方式灵活，并可根据不同的进水水质调整运行方式，要求耐冲击负荷的特点；最大限度地发挥处理装置和构筑物的能力；便于实现处理工艺运转的自动控制；工程投资相对较省，运行费用低。
根据规划和城市污水的特点，现采用A2/O工艺。
其工艺流程图如下：
2.2．工艺流程说明
2.2.1．工艺原理：
①厌氧池：
流入原污泥水及同步进入的从二沉池回流的含磷污泥。
该池主要功能为释放磷，使污水中磷的浓度升高，溶解性有机物被生物吸收而使污水中BOD5浓度下降。
NH3—N因细胞合成而被去除一部分，使污水中浓度下降，但NH3—N含量无变化。
②缺氧池：
反硝化菌利用污水中的有机物作为碳源，将回流液带入的大量NO3—N和NO2—N还原为N2释放至空气中。
BOD5浓度下降，NO3—N的浓度大幅度下降，而磷的变化很小。
③好氧池：
有机物被微生物生化降解而继续下降；有机氮被氨化继而被硝化，使NH3—N浓度显著下降，但该过程使NO3—N浓度增加，磷随着聚磷菌的过量摄取，也以较快速度下降。
好氧池将NH3—N完全硝化，缺氧池完成脱氮功能；缺氧池和好氧池联合完成除磷的功能。
2.2.2．工艺特点：
①厌氧、缺氧，好氧三种不同的环境条件和不同种类微生物菌群的有机配合，能同时除有机物，脱氮，除磷的功能。
②工艺流程简单，总的水力停留时间少于其他同类工艺。
③在厌，缺，好氧交替运行下，丝状菌不会大量产生，不会发生污泥膨胀。
④脱氮效果受混合液回流比大小的影响，以2Q为限，除磷效果受回流污泥中夹带DO和NO3—N的影响，因而脱氮除磷效率不可能很高。
三、污水处理构筑物设计计算
3.1设计流量计算
已知条件：
平均设计流量：
Q＝10000污水流量总变化系数：
＝1.0。
流量换算：
，Qmax=Q=10000m3/d=416.7m3/h=0.1157m3/s=115.7L/s<1000。
故总变化系数Kz=2.7/Qd^0.11=2.7/115.7^0.11=1.6；最大流量Qmax＝Kz×Qd＝1.6×1.0万m3/d＝1.6万m3/d＝0.185m3/s
3.2格栅
格栅是由一组平行的金属栅条或筛网制成，安装在污水渠道、泵房集水井的进口处或污水处理厂的端部，用以截留较大的悬浮物或漂浮物，如纤维、碎皮、毛发、果皮、蔬菜、塑料制品等，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷，并使之正常进行。
被截留的物质称为栅渣。
设计中格栅的选择主要是决定栅条断面、栅条间隙、栅渣清除方式等。
格栅断面的圆形水力条件好，但刚度差，故一般多采用矩形断面。
按照格栅除渣方式分为人工除渣格栅和机械除渣格栅，目前，污水处理厂大多都采用机械格栅。
本设计采用细、粗格栅进行隔渣，由于栅渣量较大，采用机械清渣方式。
3.2.1格栅计算
格栅的间隙应根据水体的实际需要设置，想用一种规格格栅截留各种漂流物是行不通的，进水格栅的间隙和道数应根据处理要求设计。
从城市污水处理厂实际运行资料表明，一般设计中多采用粗格栅和细格栅二道。
1-2格栅示意图
3.2.2粗粗格栅主要设计参数：
栅条宽度S=10mm；栅条间隙宽度b=60mm；
过栅流速v2=0.9m/s；栅前渠道流速v1=0.4m/s；
格栅倾角α=60°；数量2座；
（1）栅槽宽度
①栅前槽宽
确定格栅前水深，根据最优水力断面公式
计算得栅前槽宽；
则栅前水深
②栅条的间隙数n,个
式中Qmax------最大设计流量，m3/s；
α------格栅倾角，（o），取α=600；
b------栅条间隙，m，取b=0.06m；
n-------栅条间隙数，个；
h-------栅前水深，m，取h=0.32m；
v-------过栅流速，m/s,取v=0.9m/s；
格栅设两组，按一组工作，一组备用设计。
则：
n=9.96=10（个）
取n=10（个），则每组粗格栅的间隙数为10个。
③栅槽有效宽度B2
B2=S（n-1）+bn=0.01×（10-1）+0.06×10=0.69（m）
（2）通过格栅的水头损失h1
①进水渠道渐宽部分的长度L1。
设进水渠道B1=0.64m，其渐宽部分展开角度α1=200，进水渠道内的流速为0.4m/s。
L1
格栅与出水总渠道连接处的渐窄部分长度L2m，
L2
通过格栅的水头损失h1m，h1=h0k
式中h1---------设计水头损失，m;
h0---------计算水头损失，m;
g---------重力加速度，m/s2
k---------系数，格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般采用3；
ξ--------阻力系数，与栅条断面形状有关；设栅条断面为锐边矩形断面，β=2.42。
=0.024（m）
（3）栅后槽总高度H，m
设栅前渠道超高h2=0.3m
H=h+h1+h2=0.32+0.024+0.3=0.644（m）
（4）栅槽总长度L，m
L
式中，H1为栅前渠道深，m.
=1.96（m）
（5）每日栅渣量W，m3/d
式中，W1为栅渣量，m3/103m3污水，格栅间隙40mm左右，W1=0.03~0.01m3/103m3污水；本工程取W1=0.02m3/103m3污水。
采用机械清渣。
3.2.2细格栅主要设计参数：
栅条宽度S=10mm；栅条间隙宽度b=10mm；
过栅流速v2=0.8m/s；栅前渠道流速v1=0.4m/s；
格栅倾角α=60°；数量3座；
（1）栅槽宽度
①栅前槽宽
确定格栅前水深，根据最优水力断面公式
计算得栅前槽宽；
则栅前水深
②栅条的间隙数n,个
式中Qmax------最大设计流量，m3/s；
α------格栅倾角，（o），取α=600；
b------栅条间隙，m，取b=0.01m；
n-------栅条间隙数，个；
h-------栅前水深，m，取h=0.34m；
v-------过栅流速，m/s,取v=0.8m/s；
格栅设三组，按二组同时工作设计，一组备用。
则：
n=63.29=64（个）取n=64（个）
则每组粗格栅的间隙数为64个。
设计二组格栅，每组格栅间隙数n=32条
③栅槽有效宽度B2
B2=S（n-1）+bn=0.01×（32-1）+0.01×32=0.63（m）
所以总槽宽为B=0.63×2+0.2×1＝1.46（考虑中间隔墙厚0.2m）
（2）通过格栅的水头损失h1
①进水渠道渐宽部分的长度L1。
设进水渠道B1=0.68m，其渐宽部分展开角度α1=200，进水渠道内的流速为0.4m/s。
L1
格栅与出水总渠道连接处的渐窄部分长度L2m，
L2
通过格栅的水头损失h1m，h1=h0k
式中h1---------设计水头损失，m;
h0---------计算水头损失，m;
g---------重力加速度，m/s2
k---------系数，格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般采用3；
ξ--------阻力系数，与栅条断面形状有关；设栅条断面为锐边矩形断面，β=2.42。
=0.21（m）
（3）栅后槽总高度H，m；设栅前渠道超高h2=0.3m
H=h+h1+h2=0.34+0.21+0.3=0.85（m）
（4）栅槽总长度L，m
L
式中，H1为栅前渠道深，m.
=3.48（m）
（5）每日栅渣量W，m3/d
式中，W1为栅渣量，m3/103m3污水，格栅间隙16~25mm左右，W1=010~0.05m3/103m3污水；本工程取W1=0.1m3/103m3污水。
采用机械清渣。
3.2.3机械格栅选型
本工艺粗格栅选用HG-1500型回转式格栅除污机，主要参数：
耙齿栅隙30mm；耙齿节距100mm；电机功率1.5kW；栅宽1500mm；设备总宽1720mm；安装角度60°；排渣门高度约800mm；设备总高度：
槽深+（2000~2500）。
细格栅选用XG1600型旋转式格栅除污机[4]，主要参数：
设备宽度B：
1600mm；有效栅距：
1450mm；有效栅隙10mm；安装角度60°；梁宽1650；渠深1.2m（任选）；排渣高度700～800；导流槽长：
渠深×cotα＋600；安装总长：
（渠深+排渣高度）×cotα+1400。
图1-3XG1600型旋转式格栅除污机
3.3进水泵房
采用A2/O工艺方案，污水处理系统简单，故污水只考虑一次提升。
污水经提升后入平流沉砂池，然后自流通过厌氧池、A2/O、二沉池及接触池，最后由出水管道排出。
设计水
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