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工程实例一 某城市污水处理厂设计
1、设计资料 1.1 工程概况
某城市临近北海，以海产养殖、水产品加工、海洋运输为主，工业发展速度较慢。
1.2 水质水量资料
该市气候温和，年平均21℃，最热月平均35℃，极端最高41℃，最高月平均15℃，最低10℃。常年主导风向为南风和北风。夏季平均风速2.8m/s，冬季1.5 m/s。
根据该市中长期发展规划，2005年城市人口20万，2015年城市人口28万。由于临近大海，城市地势平坦，地质条件良好，地表土层厚度一般在10 m以上，主要为亚砂土、亚粘土、砂卵石组成，地基承载力为1㎏/㎝2。此外，地面标高为123.00m，附近河流的最高水位为121.40m。
目前城市居民平均用水400L/人.d，日排放工业废水2×104m3/d，主要为有机工业废水，具体水质资料如下：
1.城市生活污水: COD 400mg/l,BOD5 200mg/l,SS 200mg/l,NH3-N 40mg/l,TP
8mg/l,pH 6～9.
2.工业废水: COD 800mg/l,BOD5 350mg/l,SS 400mg/l,NH3-N 80mg/l,TP
12mg/l,pH 6～8
1.3 设计排放标准
为保护环境，防止海洋污染，污水处理厂出水执行“城镇污水处理厂污染物排放标准GB18918-2002”的一级标准中的B标准，即： 污染物 COD BOD5 SS TN NH3-N TP 色度 pH 大肠菌群数 排放浓 ≤60 ≤20 ≤20 ≤20 ≤8 ≤1 ≤30 6～9 ≤1×104 度(mg/l) 倍 个/l 2. 污水处理工艺流程的选择
2.1计算依据
①生活污水量：280000×400×103 =112000 m3/d=1296.30 L/s 设计污水量：112000+20000=132000 m3/d，水量较大。 ②设计水质
设计平均COD： 461 mg/L；设计平均BOD：223 mg/L；设计平均SS：230mg/L 设计平均NH3-N 46 mg/L；设计平均TP9 mg/L。 ③污水可生化性及营养比例
可生化性：BOD/COD=223/461≈0.484，可生化性好，易生化处理。
去除BOD：223-20=203 mg/L。根据BOD：N：P=100：5：1，去除203 mg/LBOD需
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消耗N和P分别为N：10.2 mg/L，P：2.03 mg/L。 允许排放的TN：8 mg/L，TP：1 mg/L，故应去除的氨氮△N=45-10.2-8=26.8 mg/L，应去除的磷△P=8-2.03-1=4.97 mg/L，超标氮磷比例接近5：1，故需同时脱氮除磷。
2.2 处理程度计算
①BOD的去除效率：203/223＝91％ ②COD的去除效率：401/461＝87％ ③SS的去除效率： 210/230＝91％ ④氨氮的去除效率：38/46＝83％ ⑤总磷的去除效率：8/9＝89％
上述计算表明，BOD、COD、SS、TP、NH3-N去除率高，需要采用二级强化或三级处理工艺。 2.3工艺流程选择
根据上述计算，该设计水量较大，污染物去除率一般在90％左右，且需要同时脱氮除磷。因此，本设计拟采用A2/O脱氮除磷工艺。
A2/O工艺特点是通过厌氧—缺氧—好氧交替进行，使污泥在厌氧条件下释放磷，在缺氧池（段）生物反硝化脱氮，在好氧池（段）进行生物硝化和生物吸磷，并通过排泥实现生物除磷。
具体工艺流程如下：
砂 进水 格栅 曝气沉砂池 混合液回流
厌氧池 缺氧池 好氧池 二沉池 出水
污泥回流 泥饼外运 脱水车间 浓缩池 回流泵房
2.4主要构筑物说明
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2.4.1格栅
格栅是由一组平行的金属栅条或筛网制成，用以截流较大的悬浮物或漂浮物等，保护泵及后续机械。本设计在泵前设粗格栅拦截较大的污染物，泵后设细格栅去除较小的污染物质。具体设计参数如下：
⑴粗格栅
栅条间隙e=0.06m 栅条间隙数n=21个 栅条宽度S=0.01m 栅槽宽B=1.46m 栅前水深h=0.73m 格栅安装角??60? 栅后槽总高度H=1.11m 栅槽总长度L=3.44m ⑵细格栅
栅条间隙e=0.01m 栅条间隙数n=123个 栅条宽度S=0.01m 栅槽宽B=2.45m 栅前水深h=0.73m 格栅安装角??60? 栅后槽总高度H=1.35m 栅槽总长度L=2.6m 2.4.2曝气沉砂池
沉砂池的作用去除比重较大的无机颗粒，以减轻沉淀池负荷，防止其沉淀于后续物构筑物中。曝气式沉砂池是在池的一侧通入空气，使池内水产生与主流垂直的横向旋流，以降低砂粒中的有机质含量，并对污水起预曝气作用。设计参数：L＝12m、B＝6.4m、H＝4.24m，有效水深h=3m，水力停留时间t=2min， 曝气量1380m3/d，排渣时间间隔T=1d。 2.4.3厌氧池
污水在厌氧反应池与回流污泥混合。在厌氧条件下，聚磷菌释放磷，同时部分有机物发生水解酸化。其设计参数：L＝70、B＝20、H＝5.2m，有效水深：4.7m，超高：0.5m，污泥回流比R=100%，水力停留时间t=1.8h。 2.4.4缺氧池
污水在厌氧反应池与污泥混合后再进入缺氧反应池，发生生物反硝化，同时去除部分COD。硝态氮和亚硝态氮在生物作用下与有机物反应。设计参数：L＝70m、B＝20m、H＝5.2m，有效水深：4.7m，超高：0.5m，污泥回流比R=100%，水力停留时间t=1.8h。 2.4.5好氧池
混合液进入好氧反应器后，在好氧作用下，异养微生物首先降解BOD、同时聚磷菌大量吸收磷，随着有机物浓度不断降低，自养微生物发生硝化反应，把氨氮降解成硝态氮和亚硝态氮。具体反应：
??2NH4?3O2?亚硝酸菌????2NO2?2H2O?4H?
硝酸菌?? 2NO2?O2????2NO3设计参数：L＝70m、B＝20×5m、H＝5.2m，有效水深：4.7m，超高：0.5m；
鼓风曝气，水力停留时间t=5.4h，出水口采用跌水。 2.4.6二沉池
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二沉池的作用是泥水分离，使污泥初步浓缩，同时将分离的部分污泥回流到厌氧池，为生物处理提高接种微生物，并通过排放大部分剩余污泥实现生物除磷。本设计采用辐流式沉淀池。其设计参数：D＝40m、H＝6.95m，有效水深h=3.75m，沉淀时间t=2.5h。
3 设计计算书
3.1 粗格栅
格栅斜置于泵站集水池进水处，采用栅条型格栅，设三组相同型号的格栅，其中一组为备用,渠内栅前流速v1=0.9 m/s，过栅流速v2=1.0 m/s，格栅间隙为e=60mm，采用人工清渣，格栅安装倾角为60°。 ⑴栅前水深h Qmax?165600?1.92m3/s
24?36003 设计流量为：Q?Qmax?2?1.92?2?0.96m/s
∴栅前水深 h = 0.73m ⑵栅条间隙数n n?Qsin? ehv将数值代入上式：
Qsin?0.96?sin600??20.4?21(个) n?ehv0.06?0.73?1.0⑶栅槽宽度B
B = S（n-1）+ en 将数值代入上式：
B = S（n-1）+ en＝0.01×(21-1)+0.06×21=1.46m ⑷进水渠道渐宽部分的长度L1 设进水渠道宽B1=0.8 m，渐宽部分展开角α1= 20°，此时进水渠道内的流速为：
Q0.96v1???1.6m/s
B1h0.8?0.73 则进水渠道渐宽部分长度： L1 ?B?B11.46?0.8? ?0.9m o2tg?12?tg20⑸栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度
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