建设污水处理厂是为了城市污水，净化环境，达到排放标准，满足环境保护的要求。

　　一   污水处理程度的确定

　　基本资料：某城市设计人口11.5万，城市中共有５个工厂。资料如下：

　　要求离排放口完全混合断面自取水样，BOD₅不大于4mg/L 、SS不大于5 mg/L，河水流量按枯水季节最不利情况考虑。河水流量25m³/s、流速为3m/s。河水本底的BOD₅=2 mg/L 、SS=3 mg/L经预处理及一级处理SS去除率为50%、BOD₅去除率为30%考虑。根据以上资料设计污水厂。

　　(一):污水处理程度确定

　　1生活污水量（Q_max）＝＝＝153L/S=0.153m³/s

　　式中：    n_s——120(L/人·d)

　　N——110000(人)

　　K_Z——1.55                                                       

　　2总污水量(Q)=1.55·(153+91+87+90+129+84) =1008 L/S= 1.002m³/s

　　3混合后污水的BOD₅

　　BOD₅＝

　　＝406 mg/L

　　4苏联统计表（岸边排水与完全混合断面距离Km）

　　５河水流量与污水理的比值

　　＝＝25：1

　　6查上表完全混合时离排放口的距离L＝5(Km)

　　7处理程度确定

　　（１）C₀^/==＝4.02mg/L

　　式中：k₁=0.1             t==0.02（天）

　　C===54.41mg/L

　　E=×100%==86.60%

　　８混合后SS的浓度

　　SS＝＝262 mg/L

　　C===54.89mg/L E=×100%=×100%=79.05%

　　９工艺流程图

　　(二)·格栅的设计

　　１栅条间隙数

　　设：栅前水深（h）为0.4m          过栅流速（v）为1.0m/s 栅条间隙（b）为0.021m             格栅倾角（α）为60°

　　n===56

　　2栅槽宽度(B)

　　设：s为0.01m

　　B=s(n-1)+bn=0.01×(56-1)+0.021×56=1.726(m)

　　3通过格栅的水头损失(h₁)

　　h₀=￡sinα=0.9×=0.04m

　　h₁=k h₀=3×0.04=0.12m

　　式中：k=3          β=2.42               ￡=β=0.9

　　4栅后槽总高度（H）

　　H=h+h₁+h₂=0.40+0.12+0.3=0.82m

　　式中：栅前渠道超高（h₂）为0.3m

　　5进水渠道渐宽部分长度

　　设：进水渠道宽（B₁）为1.5m                  渐宽部分展开角度α_１为20°

　　    ===0.31m

　　==0.155m

　　6栅槽总长度（Ｌ）

　　Ｌ＝++1.0+0.5+=0.31+0.155+1.0+0.5+=2.37m

　　式中：H₁=h+h₂=0.7m              tgα=1.732

　　7每日栅渣量

　　W==＝4.356(m³/日)

　　式中：Ｗ₁=0.08(m³/10^３m³污水)           K_Z=1.55

　　 (三)·平流式沉砂沉池

　　1长度

　　设：v=  0.25(m/s)                    t=40(s)

　　L= v× t=0.25×40=10(m)

　　2水流断面面积

　　A===4.008(m²)

　　3池总宽度

　　设：n=8                            每格宽b=0.6

　　B=n×b=8×0.6=4.8(m)

　　4有效水深

　　h₂===0.835m

　　5沉砂斗所需容积

　　设：T＝2(天)            X=30m³/10m³污水

　　V===3.35m³

　　6每个沉泥斗所需容积

　　设：每一格有2个泥斗

　　V₀= =0.21m³

　　7沉砂斗各斗各部分尺寸

　　设：泥斗底宽a₁=0.5m           斗壁与水平面的倾角为斗高h₃^/=0.4m        沉砂斗上口宽：

　　a=+ a₁=1.0m

　　沉砂斗容积：

　　V₀===0.23 m³

　　8沉砂室高度

　　采用重力排砂，设池底坡度为0.02，坡向砂斗

　　h₃=h₃^/+0.02₂=0.4+0.02×3.9=0.478

　　式中L2=(10-2×1-0.2)/2=3.9

　　9池总高度

　　设：超高h₁=0.3m

　　H=h₁+h₂+h₃=0.3+0.835+0.478=1.613m

　　 (四)·一级沉淀池（平流式沉淀池）

　　１池子总表面积

　　设：表面负荷q^/=2.0(m³/m²·h)

　　A===1803.6(m²)

　　2沉淀部分有效水深h₂

　　设：污水停留时间t=1.5h

　　h₂=q^/×t=2×1.5=3(m)

　　3沉淀部分有效容积

　　V^/=Qmax×t×3600=1.002×1.5×3600=5410.8(m³)

　　4池长

　　设：水平流速v=5mm/s

　　L=v×t×3.6=5×1.5×3.6=27(m)

　　5池子总宽度

　　B===66.8(m)

　　6池子个数

　　设：每个池子宽b=6(m)

　　n===11

　　7校核长宽比

　　＝=4.5

　　８污泥部分需要的总容积

　　设：T=2天

　　V= =1463.36(m³)

　　9每格池污泥所需容积

　　V^//===133.03(m³)

　　10污泥斗容积

　　h^//₄===4.76(m)

　　V₁==×4.76×(36+0.25+3)=62.3(m³)

　　11污泥斗以上梯形部分污泥容积

　　h^/₄=(L+0.3－b)×0.02=(27+0.3－6)×0.02=0.426(m)

　　=L+0.3+0.5=27.8(m)

　　=6(m)

　　V₂===43.2(m³)

　　12污泥斗和梯形部分污泥容积

　　V₁+V₂=62.3+43.2=105.5(m³)

　　13池子总高度

　　H=h₁+h₂+h₃+h₄=0.3+3+0.5+5.19=8.99(m)

　　(五)·生物滤池的设计

　　１

　　(１)   混合污水平均日流量

　　Ｑ＝=55853.42m^３／d=646.45L/s

　　(２)   混合污水BOD₅的浓度

　　406×(1-30%)=284(mg/L)

　　(３)   因为＞200 mg/L必须使用回流水稀释，回流稀释后混合污水BOD₅浓度

　　取回流比r=2             =54.41( mg/L)

　　===130.94 (mg/L)

　　(４)   回流稀释倍数n

　　n===2

　　(５)   滤池总面积A

　　设N_A=2000Gbod₅/m²d

　　A===10970.27(m²)

　　(６)   滤池滤料总体积V

　　取滤料层高为H=2m

　　V=H×A=2×10970.27=21940.54(m³)

　　(７)   每个滤池面积，采用8个滤池

　　A₁===1371.28 (m²)

　　(８)   滤池的直径

　　D=m

　　(９)   校核水力负荷

　　N_q=m³/m²d

　　2旋转布水器的计算

　　(１)   最大设计流量Qmax

　　Qmax=1.002×24×3600=86572.8m³/d

　　(２)   每个滤池的最大设计流量

　　Q^/==125.25L/s

　　(３)   布水横管直径D₁与布水小孔直径d

　　取D₁＝200mm           d=15mm              每台布水器设有4个布水横管

　　(４) 布水器直径D₂

　　D₂=D-200=41800-200=41600mm

　　(５) 每根布水横管上的布水小孔数目

　　m=（个）

　　(６) 布水小孔与布水器中心距离

　　a·第一个布水小孔距离：

　　r₁=

　　b. 第174布水小孔距离

　　r₁₇₄=R

　　c第348布水小孔距离

　　r₃₄₈= R

　　(７) 布水器水头损失H

　　=3.98m

　　(８) 布水器转速

　　n=(转／min)

　　（六）·辐流式二沉池的设计

　　1沉淀部分水面面积

　　设：池数n=2        表面负荷q=2(m³/m²·h)  Qmax=1.002×3600=3607.2m³/hr

　　F==(m²)

　　２池子直径

　　D==m

　　３沉淀部分有效水深

　　设：沉淀时间t=1.5(h)

　　h₂=q^/×t=2×1.5=3(m)

　　４沉淀部分有效容积

　　m³

　　５污泥部分所需的容积

　　设：设计人口数N=110000             两次清除污泥相隔时间T=2天

　　V=

　　=731.68(m³)

　　６污泥斗容积

　　设：污泥斗高度h₅=1.73(m)             污泥斗上部半径r₁=2(m)        污泥斗下部半径r₂=1(m)

　　=12.7m³

　　７污泥斗以上圆锥体部分污泥容积

　　设： 坡度为0.05

　　圆锥体高度h₄=(R-r₁)×0.05=0.75(m)

　　×=256.7(m³)

　　８沉淀池总高度

　　设：超高h₁=0.3(m)                    缓冲层高度h₃=0.5(m)

　　H=h₁+h₂+h₃+h₄+h₅=0.3+3+0.5+0.75+1.73=6.28(m)

　　９沉淀池池边高度

　　H^/= h₁+ h₂+h₃=0.3+3+0.5=3.8(m)

　　１０径深比

　　（符合要求）

　　(七)·接触消毒池

　　1接触容积

　　(m³)

　　２表面积

　　取有效水深4(m)

　　(m²)

　　3 接触池长

　　取池宽B=5m         则廊道长L=(m)

　　(m)

　　4长宽比

　　>8（符合要求）

　　5池总高

　　取超高h₁=0.3m            池底坡度0.05

　　h₃=0.05×15.03=0.75(m)

　　H=h₁+h₂+h₃=0.3+4+0.75=5.05(m)

　　(八)·污泥浓缩池

　　１剩余污泥量

　　△    X=a×Qmax×()-b×Xv×V=0.6×86572.8×(0.2842-0.05441)-0.08×4×0.75×731.68

　　＝11760.54(kg/d)

　　式中：Qmax=0.99561×3600×24=86572.8(m³/d)

　　(mg/L)=0.2842(kg/ m³)

　　(mg/L)=0.05441(kg/ m³)

　　Qs==1306.73( m³/d)

　　2浓缩池有效水深

　　浓缩前污泥含水率99%，(由于初沉污泥含水率较低96%,因此仅对二沉池污泥进行浓缩)浓缩部分上升流速v=0.1(mm/s),浓缩时间T=14hr,采用4个竖流式重力浓缩池

　　h₂=0.1×10^-3×14×3600=5.04(m)

　　3中心管面积

　　设：中心管流速v₀=0.03(m/s)

　　(m²)

　　4中心管直径

　　(m)

　　5喇叭口直径，高度

　　取(m)

　　高度(m)

　　６浓缩池有效面积

　　(m²)

　　７浓缩池直径

　　(m)

　　８浓缩后剩余泥量

　　( m³/d)

　　９浓缩池污泥斗容积

　　设：＝50°   泥斗D₁=0.6(m)

　　(m)

　　 (m³)

　　10污泥的停留时间

　　（hr）在10~16之间，符合要求

　　１１池子高度

　　设：缓冲层高h₄=0.3(m)            超高h₁=0.3(m)

　　中心管与反射板缝隙高度h₃=0.3(m)

　　Ｈ＝h₁+h₂+h₃+h₄+h₅=0.3+5.04+0.3+0.3+3.81=9.75(m)

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