(整理)卡罗塞氧化沟设计计算

1 绪 论 1.1 设计依据及设计任务 1.1.1设计题目 新区污水处理厂设计 1.1.2设计依据 a．设计水量： 污水厂的处理水量为6万吨/天 b．变化系数： 日变化系数K日=1.255，总变化系数Kz=1.31 c．混合污水水质： 表1.1 单位:mg/L CODcr BOD5 SS NH3－N TP 进 水 380 190 238 49 4.9 重金属及有毒物质：微量 d．出水水质： 城市污水经处理后，60%就近排入水体—皂河。污水处理厂出水水质参考《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918－2002）中的一级B排放标准，并尽量争取提高出水水质，因此确定本污水厂出水水质控制为： BOD5≤20mg/L CODcr≤60mg/L SS≤20mg/L NH3-N≤15mg/L TP≤1.0mg/L TN≤20mg/L 其余40%作为城市景观环境用水，用于湖泊水源水，出水水质应执行《再生水作为景观环境用水的水质标准》（试用）要求。 e．气象资料： 1.气温：年平均13℃，夏季平均32℃，冬季平均-6℃ 2.非采暖季节主导风向：东南 3.降水量：年平均降水630mm 4.冰冻期：60天 f．水文地质资料： 1.水体资料：新区污水厂二级处理后的出水排入河流，河流的平均流量为 3m³/s（流速0.5m/s），最大流量为9 m³/s(流速1.1m/s)，最小平均流量为1 m³/s(流速0.3m/s) 2.河床水位控制在0.5～1.0m，河流底部工程－1.5m 3．河水水质：平均溶解氧为6.4mg/L,平均SS为50mg/L 4．地下水深度：－6m 5.土壤冰冻深度：49cm i．污水处理厂进水干管数据： 1．污水厂进水总管管底标高（进水泵房处）为－4.41m（相对地面标高00.0），管径1200mm。 2．平均坡度为：0.5％ 3．地势：西北高东南低 4．厂区征地面积：东西长195m，南北长147m g．编制概算资料，进行经济分析和工程效益分析 1.1.3设计任务与容 a．设计任务： 根据城市总体规划图和所给的设计资料进行污水处理厂设计。 b．设计容： 1．污水处理厂工艺总平面图布置； 2．污水处理厂污水和污泥高程图布置； 3．污水泵站工艺设计，含部分工艺施工图设计； 4．污水处理工艺设计，含部分单体构筑物的工艺施工图设计； 5．污泥处理工艺设计，含部分单体构筑物的工艺施工图设计； 6．污水处理厂的工程概算； 7．城市污水回用工程工艺设计，高程设计，含部分单体构筑物的工艺施工图设计。 1.1.4设计成果要求 a．设计说明书和设计计算书合计一份； b．绘制图纸不得少于8，此外其组成还应满足下列要求： 1．污水处理厂工艺及污水回用工程高程布置图1； 2．污水处理厂污水和污泥及污水回用工程高程布置图1； 3．污水总泵站或中途泵站工艺施工图1； 4．污水处理及污泥处理工艺中两个构筑物施工平面图和剖面图及部分大样图3～4； 5．污水回用工程中主要构筑物工艺施工图1—2。

1.2 设计水量 a．混合污水量： Qp=60000m3/d

b．最大日污水量计算： Qwr=K日·Qp=1.255×60000=75300m3/d=0.872m3/s （1—1） c．最大时水量计算： Qmax=Kz·Qp=1.31×60000=78600m3/d=0.910m3/s （1—2） 其中，城市混合污水总变化系数为：日变化系数K日=1.255，总变化系数Kz=1.31。 设计水量见下表： 表1.2 单位 种类 m³/d m³/h m³/s L/s

平均日 60000 2500 0.695 695 最大日 75300 3137.5 0.872 872 最大时 78600 3275 0.910 910 1.3 设计水质 处理水质达到《城镇污水处理污染物排放标准》（GB18918-2002）中的一级B排放要求，根据排水要求和进水水质计算出水水质。 a．溶解性BOD5的去除率： 活泩污泥处理系统处理水中的BOD5值是由残存的溶解性BOD5和非溶解性BOD5

二者组成，而后者主要是以生物污泥的残屑为主体。活性污泥的净化功能，是去除溶

解性BOD5。因此从活性污泥的净化功能来考虑，应将非溶解性的BOD5从处理水的总BOD5值中减去。 处理水中非溶解性BOD5值可用下列公式求得： LmgeeCBODef/6.13)1(42.1207.0)1(42.17.0523.0523.05 （1—3）

所以，处理水中溶解性BOD5为20－13.6＝6.4mg/L （1—4）

因此，溶解性BOD5的去除率为：%63.96%1001904.6190 （1—5） b．CODcr的去除率： %21.84%10038060380 （1—6）

c．SS的去除率：

单位 %60.91%10023820238 （1—7）

d．氨氮的去除率： 出水标准中的氨氮为15mg/L，处理水中的氨氮设计值取15mg/L，氨氮的去除率为：

%1.57%100351535 （1—8）

e．磷的去除率： %1.79%1009.419.4 （1—9）

各控制项目的去除率汇总见下表： 表1.3 序号 基本控制项目 一级标量准（B） 进水水质（㎎/L） 去除率% a COD 60 380 84.2 b BOD 20 190 91.1 c SS 20 238 91.6 d NH3－N 15 35 57.1 f TP 1 4.9 79.1 注：水温>12℃，可控制指标为8；水温<12℃，可控制指标为15 PH值7—8，在可生化处理的围，符合要求 重金属及有毒物质：微量，对生化处理无不良影响

1.4 设计人口与当量人口

当量人口数N=saQC （1—10） 式中：N—当量人口数，人； C—混合污水中BOD5或SS的浓度，mg/L； Q—混合污水量，m³/d； as—每人每天排放的BOD5或SS的克数，g/p·d。 根据规规定：按BOD5计算时，as=20—35g/人·d；按SS计算时，as=35—50g/p·d。 按BOD5计算时：取as=30g/人·d，N=60000×190/30=38万人； 按SS计算时：取as=45mg/人·d，N=60000×238/45=31.7万人 2 城市污水处理方案的确定 2.1 确定处理方案的原则 a．城市污水处理应采用先进的技术设备，要求经济合理，安全可靠，出水水质好； b．污水厂的处理布局合理，建设投资少，占地少； c．要求节能和污水资源化，并且最大限度的处理水能回用； d．提高自动化的程度，为科学管理创造条件； e．为确保处理效果，设计采用成熟可靠的工艺流程和处理构筑物； f．污水采用季节性消毒，一般夏季消毒； g．为了提高管理水平和保证进行中的最佳经济效益，设置一些必要的检测仪器。

2.2 污水处理方案的确定 现代污水处理技术，按原理可分为：物理处理法、化学处理法和生物化学处理法。 a．物理处理法：污水物理处理法是利用物理作用来分离污水中呈悬浮固体状态的污染物质。但是经过物理处理后的污水，一般只去除30﹪左右，达不到排放标准，一般只用于城市污水处理的预处理。 b．化学处理法：化学处理法是利用化学反应分离回收污水中处于各种状态的污染物质（包括悬浮的、溶解的、胶体的等）。由于大部分化学处理法反应速度较快难以控制进程，同时所需化学药剂价格昂贵，某些药剂还有毒性，因此对于城市污水的处理不太适宜。化学处理法多用于处理生产污水。 c．生物化学处理法：生物化学处理法是利用微生物的代作用，使污水中呈溶解、胶体状态的有机污染物转化为稳定的无害物质。根据参与代活动的微生物的种类，分为好氧法和厌氧法，前者广泛用于处理城市污水及有机性生产污水，后者多用于处理高浓度的有机污水与污水处理过程中产生的污泥。 对于某种污水，采用哪种处理方法，要根据污水的水质、水量，回收其中有用物质的可能性、经济性，受纳水体的具体条件，并结合调查研究与经济技术比较后决定，必要时还需进行试验。本设计为新区污水处理厂的设计，初步决定选用城市污水二级生物处理的方法。 2.2.1处理标准的确定 BOD5=20mg/L COD=60mg/L SS=20mg/L TN=20mg/L TP=1mg/L NH3-N=15mg/L PH=6~9 冬季平均污水温度：-6℃，夏季平均污水温度：32℃ 对于一般城市污水，当其BOD5：COD＞0.3,即可认为宜适用生化处理方法；当其 BOD5：COD=190/380=0.5＞0.3,从而其生化性是比较好的。因此，按照一般城市污水来对待，考虑采用生化处理是比较合适的。 2.2.2污水处理方案的选择 下表列出了新区污水处理厂的进出水主要水质指标： 表2.1 COD BOD5 SS NH3-N TP 进水水质 （mg/l） 380 190 238 35 4.9

出水水质 （mg/l） ≤60 ≤20 ≤20 ≤15 ≤1.0

处理程度 （%） ≥80 ≥90 ≥90 ≥50 ≥75

通过分析本工程进、出水水质，可知新区污水处理厂进厂污水污染物主要为有机物BOD5或CODcr、悬浮物SS及营养盐N和P。 污水处理厂的处理效率见下表： 表2.2

处理程度 处理方法 主 要 工 艺 处理效率（%） SS BOD5

一级 沉淀法 沉 淀 40～55 20～30

二级 生物膜法 初次沉淀、生物膜法、二次沉淀 60～90 65～90

活性污泥法 初次沉淀、曝气、二次沉淀 70～90 65～95 从表可见，二级活性污泥法的处理效率最高，但常规二级处理工艺仅能有效地去除BOD5、COD和SS，而对氮和磷的去除是有一定限度的，仅从剩余污泥中排除氮和磷，氮的去除率约为10～20%，磷的去除率约为12～19%，达不到本工程对氮和磷去除率的要求。因此，必须采用污水脱氮除磷工艺。 2.2.3污水处理工艺流程方案的介绍与比较 在选定了污水处理技术路线后，我们对活性污泥法和人工生物净化的几个方案进行筛选，初步筛选出AB工艺、A2/O 工艺、SBR工艺、氧化沟等方案进行比较。 a．AB工艺 AB法是吸附生物降解法的简称。该工艺不设初沉池，有污泥负荷率很高的A段和