奥贝尔氧化沟法设计说明书

毕业设计（论文）

题目名称：祥云镇污水处理厂工艺设计

学院名称：能源与环境学院

班 级：给排水081

学 号：[1**********]6

学生姓名：陈 磊

指导教师：窦艳艳

2012 年 5 月

摘 要

本设计的题目是祥云镇污水处理厂工艺设计，处理污水主要为城市生活用水，主要任务是工艺流程选择及构筑物设计和计算。

其中初步设计要完成设计说明书一份，污水处理厂高程图一张，平面图一张，调节池图一张，氧化沟一张，二沉池一张，污泥浓缩池图一张。

该污水处理厂工程，总规模达到1400吨/日，该污水处理流程为：从进水管进入调节池，再经过厌氧池脱磷后进入氧化沟，二沉池，最后出水：污泥的流程为：从二沉池排出的剩余污泥首先进入浓缩池，进行污泥浓缩，然后进入污泥脱水车间进一步脱水后，运出厂外。

进水水质城市污水水质如下：BOD5 100 ~210mg/L, CODcr 200~350 mg/L，SS 150~250mg/L，NH4-N 14.6~24.8mg/L，TN 40.5~45.2 mg/L磷酸盐 3.0~6.2 mg/L，

pH 6.5~8.2 mg/L，水温 10~30 ℃。出水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的一级B标准排放的要求，出水水质要达到如下标准：BOD5 20mg/L, CODcr 60 mg/L，SS 20mg/L，NH4-N 15mg/L，TN 20mg/L ，TP 1 mg/L，

pH 6~9 mg/L，水温 10~30 ℃。。

关键词:奥贝尔氧化沟；生活污水处理；工艺设计

Abstract

Abstract this graduation project’s topic is the sanitary sewage treatment plant technologic design of xiangyun county . The primary mission is the technical process choice and the construction and the computation.

And the preliminary design must complete design instruction booklet one, Sewage treatment plant flow chart, aeration sand collector chart, oxidation ditch chart, two sink pond chart.

The sewage treatment plant project, total dimensions to achieve 1400tons / day, This sewage factory’s sewage treatment flow is: From the water inlet pipe into the regulation pool, through the anaerobic pool dephosphorization in oxidation ditch, two sedimentation tank, the final effluent: sludge process: two from the settling tank sludge discharged into the first concentrated tank, sludge thickening, and then enter the sludge dewatering workshop further dehydration, carry out.

Influent quality of city sewage water as follows: BOD5 100 ~210mg/L,

CODcr 200~350 mg/L，SS 150~250mg/L，NH4-N 14.6~24.8mg/L，TN 40.5~45.2 mg/L,TP

3.0~6.2 mg/L，pH 6.5~8.2 mg/L，the temperature of the water is 10~30 ℃。Implementation of" water town sewage treatment plant pollutant discharge standard" (GB18918-2002) of an B standard emission requirements. Water quality to achieve the following standards：BOD5 20mg/L, CODcr 60 mg/L，

SS 20mg/L，NH4-N 15mg/L，TN 20mg/L ，TP 1 mg/L，pH 6~9 mg/L，the temperature

of the water is 10~30 ℃。

Keywords:Obral Sayre oxidation ditch ; effluent treatment ; process design

目 录

摘 要................................................................................................................................ 1

1 概述.................................................................................................................................. 5

1.1毕业设计任务书 ........................................................................................................ 5

1.1.1设计题目 ............................................................................................................ 5

1.1.2 设计资料 ........................................................................................................... 5

1.1.3 设计要求 ......................................................................................................... 6

1.1.4 设计成果 ........................................................................................................... 7

1.1.5 对设计成果的具体要求 ................................................................................... 7

1.1.6 设计时间进度安排 ......................................................................................... 8

2 祥云镇污水处理厂工艺的确定 ................................................................................... 8

2.1 方案确定的原则 ....................................................................................................... 8

2.2 可行性方案的确定 ................................................................................................... 9

2.3 污水处理工艺流程的确定 ................................................................................... 9

2.4 工艺流程 ............................................................................................................. 10

3 祥云镇水处理厂的设计计算 ....................................................................................... 11

3.1设计流量计算 .......................................................................................................... 11

3.2 调节池 ..................................................................................................................... 11

3.3 奥贝尔氧化沟 ......................................................................................................... 13

3.3.1 氧化沟类型选择 ............................................................................................. 13

3.3.2 设计泥龄 ......................................................................................................... 14

3.3.3 计算污泥产率系数Y ...................................................................................... 14

3.3.4 污泥浓度 ......................................................................................................... 14

3.3.5 氧化沟容积 ..................................................................................................... 14

3.3.6 沟形设计 ......................................................................................................... 15

3.3.7 计算需氧量和脱氮 ......................................................................................... 16

3.3.8 除磷 ................................................................................................................. 18

3.3.9 碱度平衡 ......................................................................................................... 19

3.3.10 进水管和出水管 ........................................................................................... 19

3.4 厌氧池 ..................................................................................................................... 19

3.5 二沉池 ..................................................................................................................... 19

3.5.1 计算池面积 ..................................................................................................... 20

3.5.2 池水深 ............................................................................................................. 20

3.5.3 回流污泥浓度 ................................................................................................. 21

3.6 接触消毒池与加氯间的设计 ................................................................................. 21

3.6.1设计说明 .......................................................................................................... 21

3.6.2设计参数 .......................................................................................................... 23

3.6.3设计计算 .......................................................................................................... 24

3.7 集泥井 ..................................................................................................................... 25

3.7.1 设计说明 ......................................................................................................... 25

3.7.2 设计计算 ......................................................................................................... 25

3.8污泥提升泵房 .......................................................................................................... 26

3.8.1 回流污泥泵的选择 ......................................................................................... 26

3.8.2 剩余污泥泵的选择 ......................................................................................... 27

3.8.3 泵房尺寸 ......................................................................................................... 28

3.9 浓缩池 ..................................................................................................................... 28

3.9.1 设计参数 ......................................................................................................... 28

3.9.2 中心管面积 ..................................................................................................... 28

3.9.3 沉淀部分的有效面积 ..................................................................................... 29

3.9.4 浓缩池有效水深 ............................................................................................. 30

3.9.5 反射板直径 ..................................................................................................... 30

3.9.6 校核集水槽出水堰的负荷 ............................................................................. 30

3.9.7 浓缩部分所需的容积 ..................................................................................... 30

3.9.8 圆截锥部分的容积 ......................................................................................... 30

3.9.9 浓缩池总高度 ................................................................................................. 31

3.9.10污泥浓缩后的设计 ........................................................................................ 31

4、祥云镇污水处理系统总体布置 ................................................................................. 32

4.1附属建筑物面积的确定 .......................................................................................... 32

4.2 祥云镇污水处理系统的平面布置 ......................................................................... 32

4.2.1平面布置的一般原则 ...................................................................................... 32

4.2.2平面布置 .......................................................................................................... 33

4.2.3、污水厂运行中注意事项 ............................................................................... 33

4.3 处理流程高程布置 ................................................................................................. 33

4.3.1高程布置的一般原则 ...................................................................................... 33

4.3.2 污水高程计算 ............................................................................................... 34

5.毕业设计总结 ............................................................................................................... 37

6 参考文献 ....................................................................................................................... 38

1 概述

1.1毕业设计任务书

1.1.1设计题目

祥云镇污水处理厂工艺设计

1.1.2 设计资料

一． 城市概述

祥云镇位于开县北部，地处云凤山麓，巴渠河畔。祥云镇东靠满月乡、关面乡，南邻潭家乡、和谦镇，西接麻柳乡、紫水乡，北连四川宣汉。镇政府驻地地理位置，东经108°26’，北纬31°30’，距开县城53 km，现为全镇政治、经济、文化中心。镇域内交通条件优越，三级省道干线——开城公路穿境而过，历为通往城口、四川宣汉以及甘、陕的重要交通要道，是北部山区的交通枢纽。全镇幅员面积251 km2，居全县第一，海拔299-2218 m。

全镇气候温和，四季分明，冬暖夏凉，冬无严寒，夏无酷暑，年均温度11.3℃-18℃，一月均温度-0.1℃-6.5℃，七月均温度22.2℃-28.9℃。年降雨量1442-1606 mm，年无霜期234-303d。常年主导风向为西南风，平均风速0.5-1 m/s。日照充足，气候温暖温润，冬季无严寒，霜雪稀少，四季分明，属典型的亚热带季风性气候。平坝冬暖夏热，山地夏秋多暴雨

根据城区规划，2012年镇区人口规模为1.1万人，2020年人口规模达到1.5万人；综合生活用水排放标准：近期150L/人d，远期200L/人d。镇区内采用雨、污分流制。镇区建设污水处理厂一座，城镇污水收集在污水厂内进行统一处理，达标后方可排放。雨水排放采用分布式排放系统，排放至巴渠河。

设计水量水质及排放要求

表1-1：进水水量水质

根据要求出水水质主要参数如下：

表1-2：出水水质参数

二、设计任务

（1）翻译污水处理文献，译文不得少于3000汉字，并按学院统一规范化要求撰写；

（2）废水水处理方案的论证，包括污水处理基本工艺路线的确定、污水处理工艺流

程论证和主要处理构筑物的选型；

（3）废水处理和污泥处理工艺设计计算；

（4）设计图纸的绘制：

污水处理厂平面图，

污水、污泥处理工艺流程图，

主要构筑物图。

（5）设计计算说明书及编制。

1.1.3 设计要求

（1）毕业设计课程是对四年来所学知识的综合应用，也是学生走向工作岗位前

在校组后一次的模拟练兵，设计思路不能仅局限于一门或几门课程的知识，要综合应用群部的知识，要学会利用文献资料，手册，网络等一切工具，为设计服务。

（2）设计只需做到初步设计深度，至少提出二种工艺流程，进行技术，经济的比较，进行论述，从中优选出一种工艺来。

（3）按优选的工艺流程顺序，进行各构筑物的方案比较，选型，定下最优构型，设计数据，尺寸，构造材料及所需辅助设备类型，台数，技术性能，选材依据。 （4）说明处理药剂的选择，用量，制备，投加药剂，计量设备，加药间的尺寸，布置，及所需设备类型，台数，技术性能，卫生安全措施。

（5）说明厂区内主要辅助生产建筑物（如化验室，药剂仓库，办公室，值班室，维修间及福利设施）的建筑面积及功能；

（6）说明厂区内给水排水没，道路，绿化设计；运输，管材及结构的防腐保温措施，劳动保护，安全生产，防火节能等；

（7）说明排泥，污水，冲洗水的回收，处理及对环境的影响。

1.1.4 设计成果

（1）翻译污水处理文献，译文不得少于3000汉字，并按学院统一规范化要求撰写；

（2）废水水处理方案的论证，包括污水处理基本工艺路线的确定、污水处理工艺流程论证和主要处理构筑物的选型；

（3）废水处理和污泥处理工艺设计计算；

（4）设计图纸的绘制：

污水处理厂平面图，

污水、污泥处理工艺流程图，

主要构筑物图。

（5）设计计算说明书及编制

1.1.5 对设计成果的具体要求

设计计算说明书及外文译件的字数及要求，按照学院教务处规定办：

说明书文件组成大概内容如下：

（1）概述

（2）工艺流程优化设计

（3）按流程顺序分节说明构筑物的方案比较，选型，工艺布置， 主要设计

尺寸，数据，构造材料及所需辅助设备类型，性能，台数，选用依据。当选用标准设备，说明所选规格，性能，操作方法等，若为非标设备，工艺图也应列出尺寸，材质，配套辅助设备等；

（4）主，辅建筑物要求

（5）厂区给排水，道路，绿化设计

（6）项目投资概算，并进行简要经济性分析

（7）环境保护，厂区排泥污水，冲洗水的回收处理等

1.1.6 设计时间进度安排

（1）毕业实习﹑开题报告﹑外文翻译(4周)

（2）污水厂设计方案调研、比较、选择(0.5周)

（3）污水处理厂工艺设计计算(1周)

（4）污水及污泥处理单体构筑物设计计算(1周)

（5）污泥处理单体构筑物设计计算(1周)

（6）污水处理厂平面图(1周)

（7）污水处理厂高程图(1周)

（8）单体构筑物设计图(1.5周)

（9）设计计算书及说明书(1周)

（10）资料整理,准备毕业设计答辩(1周)

2 祥云镇污水处理厂工艺的确定

2.1 方案确定的原则

(1)采用先进、稳妥的处理工艺，经济合理，安全,可靠。

(2)合理布局，投资低，占地少。

(3)降低能耗和处理成本。

(4)综合利用，无二次污染。

(5)综合国情，提高自动化管理水平。

2.2 可行性方案的确定

城市污水的生物处理技术是以污水中含有的污染物作为营养源，利用微生物的代谢作用使污染物降解，它是城市污水处理的主要手段，是水资源可持续发展的重要保证。城市二级污水处理厂常用的方法有：传统活性污泥法、AB法、氧化沟法、SBR法等等。

2.3 污水处理工艺流程的确定

氧化沟利用奥贝尔氧化沟，氧化沟通常在转碟曝气条件下使用。氧化沟工艺一般可不设初沉池，在不增加构筑物及设备的情况下，氧化沟内不仅可完成碳源的氧化，还可实现硝化和脱硝，成为A/O工艺；氧化沟前增加厌氧池可成为A2/O（A-A-O）工艺，实现除磷。由于氧化沟内活性污泥已经好氧稳定，可直接浓缩脱水，不必厌氧消化。

氧化沟污水处理技术已被公认为一种较成功的革新的活性污泥法工艺，与传统活性污泥系统相比，它在技术、经济等方面具有一系列独特的优点。

① 工艺流程简单、构筑物少，运行管理方便。一般情况下，氧化沟工艺可比传统活性污泥法少建初沉池和污泥厌氧消化系统，基建投资少。另外，由于不采用鼓风曝气的空气扩散器，不建厌氧消化系统，运行管理要方便。

② 处理效果稳定，出水水质好。实际运行效果表明，氧化沟在去除BOD5和SS

方面均可取得比传统活性污泥法更高质量的出水，运行也更稳定可靠。同时，在不增加曝气池容积时，能方便地实现硝化和一定的反硝化处理，且只要适当扩大曝气池容积，能更方便地实现完全脱氮的深度处理。

③ 基建投资省，运行费用低。实际运行证明，由于氧化沟工艺省去初沉池和污泥厌氧消化系统，且比较容易实现硝化和反硝化，当处理要求脱氮时，氧化沟工艺在基建投资方面比传统活性污泥法节省很多（当只需去除BOD5时，可能节省不多）。

同样，当仅要求去除BOD5时，对于大规模污水厂采用氧化沟工艺运行费用比传统活

性污泥法略低或相当，而要求去除BOD5且去除NH3-N时，氧化沟工艺运行费用就比

传统活性污泥法节省较多。

④ 污泥量少，污泥性质稳定。由于氧化沟所采用的污泥龄一般长达20～30d，污泥在沟内得到了好氧稳定，污泥生成量就少，因此使污泥后处理大大简化，节省

处理厂运行费用，且便于管理。

⑤ 具有一定承受水量、水质冲击负荷的能力。水流在氧化沟中流速为0.3～0.4m/s，氧化沟的总长为L，则水流完成一个循环所需时间t=L/S,当L=90～600m时，t=5～20min。由于废水在氧化沟中设计水力停留时间T为10～24h，因此可计算出废水在整个停留时间内要完成的循环次数为30～280次不等。可见原污水一进入氧化沟，就会被几十倍甚至上百倍的循环量所稀释，因此具有一定承受冲击负荷的能力。

⑥ 占地面积少。由于氧化沟工艺所采用的污泥负荷较小、水力停留时间较长，使氧化沟容积会大于传统活性污泥法曝气池容积，占地面积可能会大些，但因为省去了初沉池和污泥厌氧消化池，占地面积总的来说会少于传统活性污泥法。 2.4 工艺流程

图3 奥贝尔氧化沟法工艺流程图

3 祥云镇水处理厂的设计计算

3.1设计流量计算

Qp =

1400

=0.0162m3/s

243600

2.7

总变化系数 Kz=

0.0162103

0.11

=1.99

日处理流量Q=1.99³1400m3/d=116m3/h=0.032m3/s

3.2 调节池

调节池的作用是对水量和水质的调节，兼有调节污水pH值、水温、沉淀、混合、加药、中和和预酸化等功能。起到了沉沙池和初沉池的作用.

设计要求：

1) 调节池一般容积较大，应适当考虑设计成半地下式或地下式，还应考虑加盖板。 2) 调节池埋入地下不宜太深，一般为进水标高一下2m左右，或根据所选位置的水

文地质特征来决定。南方地下水位过高的平原地区，调节池深度太深而使地下水所产生的浮力对调节池放空时会产生较大浮力；此外，深度太大，对土建要求相应较高，土方挖掘会有一定困难，土建投资相对较大。 3) 调节池的设计，应与整个污水处理工程各处构筑物的布置相配合。 4) 调节池应以一池二格（或多格）为好，便于调节池的维修保养。

5) 调节池的埋深与污水排放埋深有关，如果排放口太深，调节池与排放口之间应

考虑设集水井，并设置一级泵站进行一级提升。

6) 调节池设计中可以不必考虑大型泥斗、排泥管等，但必须设有放空管和溢流管，

必要时还应考虑设超越管。

由于污水处理量比较小，滤渣量少，在调节池里安装2个网兜对市政管网的污水进行过滤，去除大粒径固体颗粒和浮渣，起到了格栅的作用。网兜的规格L³B³H=500mm³500mm³700mm，滤条间距为5mm，采用移动式网兜。

设计流量Q＝116m/h，水力停留时间HRT＝2h。池顶超高取h=0.8m 有效容积V＝116³2＝232m。

3

3

有效水深 取H有＝4.7m。 平面面积A＝232/4.7＝49.4m， 按平流式沉淀池的形式设计，

调节池的面积尺寸长宽为L³B=10 m³5 m。

则较核沉淀参数，q=Q÷A＝116/49.4＝2.32 m/（m²h） 污泥产量计算：

Q初污＝（Q×24×（SS0－SS1）/1000）×（1-0.97） =（112×24×（200－20）/1000）×（1-0.97） =14.5m/d

排泥时间按每日排泥一次。 则泥区容积V泥＝14.5m3。

泥斗设置1各，下口尺寸为L×B=2×3m2，上口尺寸为L×B=3×4m2，高设为2m，斜坡角度L方向为45°，B方向的坡度为63°。污泥斗的总体积为为18 m3，满足要求。调节池的污水泵流量近期按最大日最大时计算，远期再换成更大的流量泵工作，Q=1400×2÷24=116.7 m/h。

污水的静水水位差为3m，水头损失为1.5m，安全水头取1m，需要杨程为5.5m，选择水泵的型号为100QW65-6-5.5，Q=65 m3/h ，H=6m,共设2台，一用一备，备用的放于仓库。转速为1440r/min,功率P为5.5KW。 调节池进出水主要指标及设计去除率预计见表2-4。 表2-4调节池进出水主要指标及设计去除率预计

33

3

2

2

3.3 奥贝尔氧化沟

氧化沟是延时曝气法的一种特殊形式，一般采用圆形或椭圆形廊道，池体狭长，池深较浅，在沟槽中设有机械曝气和推进装置，近年来也有采用局部区域鼓风曝气外加水下推进器的运行方式。池体的布置和曝气、搅拌装置都有利于廊道内的混合液单向流动。通过曝气或搅拌作用在廊道中形成0.25—0.30m/s的流速，使活性污泥呈悬浮状态，在这样的廊道流速下，混合液在5—15min内完成一次循环，而廊道中大量的混合液可以稀释进水20—30倍，廊道中水流虽呈推流式，但过程动力学接近完全混合反应池。当污水离开曝气区后，溶解氧浓度降低，有可能发生反硝化反应。

大多数情况下，氧化沟系统需要二沉池，但有些场合可以在廊道内进行沉淀以完成泥水分离过程。 3.3.1 氧化沟类型选择

本工艺所采用的Orbal氧化沟具有如下工艺特点：1)采用转碟曝气，混合效率较高，水流在沟内的速度最高可达0．6～0．7m／s，水流快速地在外沟道进行有氧、无氧交换，同时进行有机物的氧化降解和氮的硝化、反硝化，并可有效的去除污水中的磷。中沟与内沟中污水的有机物进一步得到去除降解。出水水质好。2)供氧量的调节，可以通过改变转碟的旋转方向、转速、浸水深度和转碟安装个数等多种手段来调节工艺系统的供氧能力，使沟内溶解氧值保持在最佳值，使系统稳定、经济、可靠地运行。3)污水进入氧化沟。具有推流式和完全混合式两种流态的优点，出水水质稳定。对于每个沟道来讲，混合液的流态基本上为完全混合式，由于池容较大，缓冲稀释能力强，耐高流量。高浓度的冲击负荷能力强；对于3个沟道来讲，沟道与沟道之间的流态为推流式。有着不同的溶解浓度和污泥负荷，兼有多沟道串联的特征，难降解有机物去除率高。并可减少污泥膨胀现象的发生。4)椭圆形沟平面布置有利于利用水流惯性，节约推动水流的能耗。在曝气过程中。串联的沟道水流形成典型的溶解氧浓度变化O～1～2(mg／L)，因而自动控制了系统的生物脱氮过程。外沟溶解氧平均值很低。氧的传递作用在亏氧条件下进行，具有较高的效率，因而起到节能的作用。5)污泥龄较长，使污泥量较少并趋于好氧稳定，从而简化工艺流程，管理方便

其中，采用人工加药后进行机械搅拌。

3.3.2 设计泥龄

与其他氧化沟一样，由于点源曝气，氧化沟中存在缺氧区域，在奥贝尔氧化沟的外沟，更由于亏氧，缺氧区更大，因此当只要求硝化时，泥龄应取10d，再加上除磷要求的厌氧区，反硝化泥龄由公式确定

N0=N-0.05(S0-Se)-Ne=42-0.05(150-20)-20=15.5mg/L Kde=N0/S0=15.5/150=0.10 查表近似得Vd/v=cd/c=0.2

总泥龄为c=10/(1-0.2)=12.5d 其中缺氧泥龄为cd=cco=2.5d

3.3.3 计算污泥产率系数Y

T取10℃，k=0.9

X010.20.170.75c1.072T15

Y=k［0.75+0.6-］ T15S0T10.17c1.07220010.20.170.7512.51.0721015

= 0.9［0.75+0.6-］

150T10.1712.51.0721015=0.9(1.55-0.36)=1.07KgSS/KgBOD

核算污泥负荷 Ls=

S0150

==0.09Kgbod/(KgMLss.d)

cY(S0Se)12.51.07(15020)

3.3.4 污泥浓度

污泥浓度取X=4g/L 3.3.5 氧化沟容积

24QcYS0Se2411612.515020

==1131m3

1000X10004

V=

水力停留时间T=V/Q=1131/1400=0.8h 3.3.6 沟形设计

全长设两座氧化沟，M=2，每座容积为 Vi=V/2=1131/2=566m

设水深H=3m，每座氧化沟面积为 Fi=Vi/H=566/3=189m

根据要求，对脱氮要求高，氧化沟首先应满足脱氮要求，除磷可在氧化沟前增设厌氧池，因此，氧化沟应按A/O生物脱氮模式设计计算，同时，为了使氧化沟宽度比较接近于二沉池，氧化沟形状宜采用棒形。

设沟宽；外沟、内沟各B=1.5m，沟深H=3m

中心岛宽度；1m 两头圆弧形半径r=0.5m 隔墙宽d=0.2m 由此可得氧化沟外沟外侧圆弧半径为 R=3B+r+2d=4.5+0.5+0.4=5.4m

外沟圆弧段面积S1=(5.4-3.9)=43.8m 中沟圆弧段面积S2=（3.7-2.2）=27.8m 内沟圆弧段面积S3=（2-0.5）=11.8m 圆弧段总面积F1=43.8+27.8+11.8=83.4m 直线段面积

F2=Fi-F1=189-83.4=105.6m 直线段长；L2=F2/6B=105.6/9=11.7m 各沟总面积；

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

33

2

F外=43.8+2³1.5³11.7=78.9m F中=27.8+2³1.5³11.7=62.9m F内=11.8+2³1.5³11.7=46.9m2 三沟容积（面积）之比为；

V外：V中：V内=41.8% ： 33.3% ： 24.9% 与要求的比例接近，可行. 3.3.7 计算需氧量和脱氮

2

2

计算需氧量O2=OcSt+4.57Nht

去除含碳有机物单位耗氧量Oc是泥龄和水温的函数，计算时应取可能发生

的最大值，因此要按低水温和高水温两种工况进行计算，并取二者中的大者作为依据，低水温的工况是T=10℃和c=10d，高水温的工况是T=30℃，但泥龄不能再用10d，因为水温增高硝化所需泥龄缩短，T=30℃时硝化泥龄不到2d，为安全计算，取c=4d

按T=30℃，c=4d计算Oc，查表可得两种工况下的Oc值 T=10℃和c=10d时 Oc=1.04KgO2/KgBOD

T=30℃和c=4d 时 Oc=1.07KgO2/KgBOD 取Oc=1.07KgO2/KgBOD

BOD去除St可按公式 St=fc²Qa ²(S0-Se)²10(Kg/d) 查表，取BOD负荷波动系数fc=1.2

St=1.2³1400³（150-20）³10=218.4Kg/d

-3

-3

需硝化的氨氮量按公式

Nht=24Q[Nk-0.05(S0-Se)-Nhe+5]²10(Kgd) Nht=24³67[42-0.05(150-20)-8+5]²10=52.26KgN/d=2.2KgN/h O2=Oc²St+4.57Nht

=1.07³218.4³4.57³52.26=472.5KgO2/d=19.7KgO2/h

O2472.5==2.16KgO2/KgBOD St218.4

-3 -3

单位耗氧量

三沟实际需氧量按下列比值分配 外：中：内 = 50％ ： 30％ ： 20％ 每座氧化沟的外，中，内沟实际需氧量为 外沟

19.7

³0.5 = 5KgO2/h 2

中沟

19.7

³0.3 = 3KgO2/h 2

19.7

³0.2 = 2KgO2/h 2

内沟

由于外、中、内沟溶解氧分别为0、1、2mg/L，换算系数K0也不一样，需要分别计算各沟的K0值

K0=

Cs

CswC01.024T20其中取0.85， 取0.9 ，Cs取9.2mg/L , Csw取8.4mg/L

9.2

3020=1.13 0.850.98.401.024

K0外=

K0中=

9.2

3020=1.30 0.850.98.411.024

9.2

=1.54

0.850.98.421.0243020K0内=

剩余污泥量

Y

XQS()QX1QXe

1Kdc

1.07

1400(0.020.00962)1400(0.250.175)14000.03

10.0612.5

118.28(KgDs/d)

去除每1kgBOD5产生的干污泥量

X118.28

0.48(kgDs/kgBOD5)

Q(S0Se)1400(0.20.03)

3.3.8 除磷

根据COD∶NH3—N∶P的去除率为200∶50∶1，NH3N的去除量为8.15mg/L，所以磷在此过程中的去除量为1.63mg/L。

氧化沟产生的剩余污泥中含磷率为2.5%，则用于生物合成的磷的量为

P0

2.5%7581000

0.758mg/L

25000

需另外加入化学药剂去除的磷的量为： Pr411.630.7580.612mg/L

在氧化沟中投加硫酸铁盐，可使磷的去处率达95%以上。则投加铁盐的量为：

0.61210325000

0.101mol/d

151

3.3.9 碱度平衡

保持pH7.2，PH值合适，硝化、反硝化能够正常的进行 3.3.10 进水管和出水管

Q1400700(m3/d)0.008(m3/s) 22

进水管流量Q1

管道流速v0.80m/s 管道过水断面A

4A

Q10.008

0.01m2 v0.840.01

0.14m 3.14

Q10.008

0.1420.25(m/s) A(2)

管径d





校核管道流速v

3.4 厌氧池

按公式VA=(0.75～1.0)Q(1+R) VA=0.75³

1.991400

³(1+1)=174m3 24

考虑到该工艺除磷要求较高，生物除磷不能保证达标，需设置化学除磷设施补充，厌氧池也分两个系列，每个系列VAi=87m

厌氧池大小为： L³B³H=8m³5m³2m

3

3.5 二沉池

二沉池是活性污泥系统的重要组成部分，其作用主要是使污泥分离，使水澄清和进行污泥浓缩。

本工艺采用的二沉池为周边进出水辐流式沉淀池，排泥采用单管吸泥机，二沉池的设计大小取决于奥贝尔氧化沟的形状和大小，通常情况下，当二沉池直径较小，可以放在氧化沟中间时，沟形宜选用圆形，当二沉池直径较大，难以放在氧化沟中间时，沟形宜选用棒形，也可选用圆形，在氧化沟和二沉池分建的情况下，要考虑两者尺寸比例协调，为了节省占地，一般情况下尽量让氧化沟总宽与二沉池直径接近。

全厂设两个系列，M=2，每个系列设一座二沉池 3.5.1 计算池面积

当X=4g/L时，二沉池允许最大表面负荷 Qmax=

0.3549233Gmax

=6.5eX=1.08m/(m²h) X

单池流量

Qi=1.99³1400/2=1393m/d=58m/h

23

3

Fi=Qi/q=58/1.08=54m

D=

4F



=

454



=8.3m 取D=9m

3.5.2 池水深

奥贝尔氧化沟配套的周进周出二沉池水深不是根据计算得出，而是推荐经验参数，池水深只与池直径有关，其数值见下表

因此池水深取H=3.4m 3.5.3 回流污泥浓度

XR=8g/L

污泥回流比 R=100%

3.6 接触消毒池与加氯间的设计

3.6.1设计说明

采用隔板式接触反应池，设两个。

污水经过以上构筑物处理后，虽然水质得到了改善，细菌数量也大幅度的减少，但是细菌的绝对值还十分可观，并有存在病原菌的可能。因此，污水再排入水体前，应进行消毒处理。目前，用消毒剂消毒能产生有害物质，影响人们的身体健康已广为人知，氯化是当今消毒采用的普遍方法。氯与水中有机物作用，同时有氧化和取代作用，前者促使去除有机物或称降解有机物，而后者则是氯与有机物结合，氯取代后形成的卤化物是有致突变或致癌活性的。

所以，目前污水消毒一是要控制恰当的投剂量，二是采用其他消毒剂代替液氯或游离氯，以减少有害物的生成。消毒设备应按连续工作设置。消毒设备的工作时间、消毒剂代替液氯或游离氯，以减少有害物的生成。

消毒设备应按连续工作设置，消毒设备的工作时间、消毒剂投加量，可根据所排放水体的卫生要求及季节条件掌握。一般在水源的上游、旅游日、夏季应严格连续消毒，其他情况时可视排出水质及环境要求，经有关单位同意，采用间断消毒或酌减消毒剂投量。

目前常用的污水消毒剂是液氯，其次是漂白粉、臭氧、次氯酸钠、氯片、氯氨、二氧化氯和紫外线等。其中液氯效果可靠、投配设备简单、投量准确、价格便宜。其他消毒剂如漂白粉投量不准确，溶解调制不便。臭氧投资大，成本高，设备管理复杂。其他几种消毒剂也有很明显的缺点，他们的比较见下表4-5。所以目前液氯仍然是消毒剂首选。本设计中选用液氯作为消毒剂。

经过以上的比较，并根据现在污水处理厂现在常用的消毒方法，决定使用液氯毒。 3.6.2设计参数

设计流量：Q=2786m3/d=32L/s

水力停留时间：T=1h=60min 设计投氯量为：ρ＝8.0mg/L 平均水深：h=2.0m 隔板间隔：b=2.5m 3.6.3设计计算 1、加氯量计算

二级处理出水采用液氯消毒，液氯的投加量为8mg/L 每日的加氯量为：q=2、加氯设备

液氯由真空转自加氯机加入，加氯机设计两台，采用一用一备。每小时的加氯量为：1kg/h

3、 平流式消毒接触池计算如下： 1)、消毒接触池容积 V=QT=0.0323600=115.2m

式中 V——接触池单池容积，m；

T ——消毒接触时间，一般取60min。 2)、消毒接触池表面积

F=V/h=115.2/2=57.6m每个接触池的面积为58m 式中 h——消毒接触池有效水深，m。 隔板数采用1个

则廊道总宽为B＝（1+1）2.5＝5m 3)、消毒接触池总池长

L=F/B=58/5=11.6m取12m

式中 L——消毒接触池廊道总长，m；

2

2

3

q0Q86400

106

=

83286400

=22.1kg/d

106

3

B——消毒接触池廊道总宽，m； 4)、池高

设计中取超高为：h1=0.3m

hhh12.00.32.3m

5)、进水部分

消毒接触池的进水管管径DN140mm,V=0.72m/s 6)、混合

采用管道混合的方式，加氯管线直接接入消毒接触池进水管，为增强混合效果，加氯点后接DN2000mm的静态混合器。 7)、出水计算

QH=(

Nnb2g

0.67

0.032

=

0.4222.529.81

0.67

=0.07m

采用非淹没式矩形薄壁堰出流 ，设计堰宽为b=2.5m，计算为：出水管采用DN200mm

3

的管道，流速为v0.72m/s。

3.7 集泥井

3.7.1 设计说明

集泥井和污泥泵房合建。二沉池的污泥经收集进入集泥井，然后进行提升，一部分回流至厌氧池，一部分进入污泥浓缩池。 3.7.2 设计计算

1.总污泥量

回流污泥量为：Q回RQ70%27861950.2m3/d81.3m3/h

剩余污泥量为：Q剩QS32.7m3/h

故总污泥量为：Q总Q回Q剩81.332.7114m3/h 2.集泥井容积

考虑不小于5min的流量

V＝

Q

总

60

5

1143

10=20m 60

3.集泥井面积 取有效水深h＝4.0m， 则集泥井面积 A=4.集泥井直径

D=

220.0V

＝＝5m h4.0

4A



=

45

=2.52m取直径为3m 3.14

5.集泥井高度

取集泥井超高0.3m，则集泥井总高4.3m

3.8污泥提升泵房

采用回流污泥泵房与剩余污泥泵房合建。 3.8.1 回流污泥泵的选择

1、回流量QR=R*Q=70%³2786m³/d=81m3/h 2、扬程的计算 ①提升净扬程

Z=提升后最高泥位-泵站吸泥池最低泥位 =-0.07-(-4.3)=4.23m ②水头损失

污泥泵水头损失h1取1.5m，

污泥管线水头损失h20.545m ③水泵的扬程

H=Z+h1+h2=4.23+1.5+0.545=6.27m。 3、水泵选型

查《给水排水设计手册》（第11册 常用设备），选用江苏亚太泵业有限公司生产的300QW800-6-55型潜污泵2台（1用1备），其性能参数如下：

流量80m3/h； 扬程6.0m； 转速980r/min； 功率55kW； 效率81.3%。 3.8.2 剩余污泥泵的选择

1、流量Q剩QS32.7m3/h 2、扬程的计算 ①提升净扬程

Z=提升后最高泥位-泵站吸泥池最低泥位 =-0.07-(-4.3)=4.23m ②水头损失

污泥泵水头损失h1取1.5m， 污泥管线水头损失h20.634m ③水泵的扬程

H=Z+h1+h2=4.23+1.5+0.634=6.36m。 3、水泵选型

查《给水排水设计手册》（第11册 常用设备），选用江苏亚太泵业有限公司生产的100QW65-6-5.5型潜污泵2台（1用1备），其规格参数如下：

流量40m3/h； 扬程6m； 转速2900r/min； 功率5.5Kw； 效率65.6%。 3.8.3 泵房尺寸

泵房的平面尺寸可取L³B³H=7.0³5.0³8.0m

3.9 浓缩池

3.9.1 设计参数

污泥含水率99.5﹪，经浓缩池后污泥含水率97﹪，日产剩余污泥为

Pss118.28(KgMLSS/d)

Q

100Pss100118.28

23.7456(m3/d)1(m3/h)

(100p)(10099.5)1000

3.9.2 中心管面积

Qmax1m3/h

最大设计流量：

设计流速为v0.002m/s，采用1个竖流式重力浓缩池，设计流量为:

QQmax0.5m3/h

中心管面积

f

Qmax1

0.07m2v236000.002

中心管直径

4f

40.07

d0







0.3m2

中心管喇叭口与反射板之间的缝隙高度： 设v10.001m/s

d11.35d01.350.30.4m

h3

Q10.437mvd1236000.0013.141.0

3.9.3 沉淀部分的有效面积

2

1.25Kg/mh 活性污泥负荷取

每小时污泥固体量为：

118.7

5Kg/h24

需表面积

2

2m2

1.25

S1

浓缩池直径

4(S1f)

D



3.25m

取直径 D=4m

浓缩池中的流速是： V=0.25/3600=6.9³10m/s

-5

3.9.4 浓缩池有效水深

设计沉淀的时间：t16h；

5

则h23600vt6.9101636003.9744m

取h2=4m符合题意。 3.9.5 反射板直径：

1.3d11.31.2691.65m

3.9.6 校核集水槽出水堰的负荷

Q0.50.029L/sD1.53.63.14＜2.9L/s（符合条件）

3.9.7 浓缩部分所需的容积 T=8h,s=0.8L/(Lh)

V

0.814008

0.38m3

100024

3.9.8 圆截锥部分的容积 设计圆锥下体直径为0.3m,则：

h5(Rr)tan55(0.750.15)tan550.86m

V

h5

3

(R2Rrr2)

3.144.07

(0.7520.750.150.152)3m3

3

3.9.9 浓缩池总高度

设计超高及缓冲层各为0.3m则：

Hh1h2h3h4h50.340.4370.30.865.897m

贮泥池

V1100Pw2

V 2100Pw1 300.910097

V10099.5 2

3V50.15m/d 2

设计5天运泥一次，则贮泥池所需的体积为： 550.15250.75m

4V

4.65m取为5米，池高2.5h

3

设计每次排泥泥面下降5m，则贮泥池的直径为：D=米。

3.9.10污泥浓缩后的设计

污泥浓缩后由泵提升直接又污泥脱水机房运出。

4、祥云镇污水处理系统总体布置

4.1附属建筑物面积的确定

根据污水厂处理规模1400m3/d，确定：

① 综合楼面积：26³8m2（包括：生产管理用房、行政办公用房、化验室） ② 维修间：5.0³3.5m2 ③ 调度室：5.0³4.0m2 ④ 传达室：1.0³0.4m2 ⑤ 花坛：7.0m ⑥ 配电室：7.3³6.3m2

4.2 祥云镇污水处理系统的平面布置

4.2.1平面布置的一般原则

（1）处理构筑物的布置应紧凑，大型处理厂则以采用矩形池为宜，各处理单元可毗邻布置成片，节约用地。可以沟渠代替联络管线，最大可能减少沿程和局部水头损失，也可给管理上带来许多方便。

（2）处理构筑物应尽可能的按流程布置，以免管线迂回，同时应充分的利用地形，以减少土方量。

（3）总图布置应考虑远近期结合，有条件时，可按远景规划水量布置，将处理构筑物分为若干系列，分期建设。

（4）污泥处理构筑物应尽可能布置成单独区域，以保安全，并方便管理。贮气罐与其他构筑物的间距则应根据容量大小按有关规定办理。

（5）污水厂内管线种类很多，应考虑综合布置，以免发生矛盾。污水和污泥管道应尽可能考虑重力自流。

（6）污水厂内应设超越管。以便在发生事故时，使污水能超越一部分或全部构筑物，进入下一级构筑物。

（7）经常有人工作的建筑物如办公室等用房应布置在上方向一方，在北方地区，

并应考虑朝阳。

（8）在布置总图时，应考虑安排充分的绿化地带。

（9）污水厂的占地面积，随处理方法和构筑物选型不同，而有很大的差异。 4.2.2平面布置

污水处理厂：62³49m2 共占地 3030 m2。 4.2.3、污水厂运行中注意事项

⑴ 防止污水处理过程中出现污泥膨胀，污泥腐化等现象，切实做好预防和整理工作，严格控制并且及时排泥；

⑵ 督促环保部门加强对污水排放企业的监督，使其排放水达到污水排放标准，以确保污水厂正常运行。

⑶ 有关部门应加强污水排放费的征收，同时专款专用，确保污水厂的运行管理费用

4.3 处理流程高程布置

4.3.1高程布置的一般原则

（1）计算各处理构筑物的水头损失时，应选择一条距离最长、水头损失最大的流程进行较准确的计算，考虑最大流量、雨天流量和事故时流量的增加。并应适当留有余地，以防止淤积时水头不够而造成的涌水现象，影响处理系统的正常运行。

（2）计算水头损失时，以最大流量（设计远期流量的管渠与设备，按远期最大流量考虑）作为构筑物与管渠的设计流量。还应当考虑当某座构筑物停止运行时，与其并联运行的其余构筑物与有关的连接管渠能通过全部流量。

（3）高程计算时，常以受纳水体的最高水位作为起点，逆废水处理流程向上倒推计算，以使处理后废水在洪水季节也能自流排出，并且水泵需要的扬程较小。如果最高水位较高，应在废水厂处理水排入水体前设置泵站，水体水位高时抽水排放。如果水体最高水位很低时，可在处理水排入水体前设跌水井，处理构筑物可

按最适宜的埋深来确定标高。

（4）在做高程布置时，还应注意污水流程与污泥流程的配合，尽量减少需要提升的污泥量。 4.3.2 污水高程计算

污水厂污水的水头损失主要包括：水流经过各处理构筑物的水头损失；水流经过连接前后两构筑物的管渠的水头损失，包括沿程损失与局部损失；水流经过量水设备的损失。由手册五查得各构筑物的内部水头损失，再由经过各构筑物的流量、流速范围定出连接管的管径及坡度，然后推得管渠的沿程损失与局部损失和各构筑物的水位标高。污泥的高程计算方法与污水高程的计算方法基本相同。

沿程损失=坡度³距离

2

局部损失=ζ

2g

总损失=构筑物的损失+沿程损失+局部损失 地面标高：±0.00m

查《给水排水设计手册》第一册P354钢管和铸铁管水力计算表 1000i=17.0，所以取i=0.017。

其中流经处理构筑物的水头损失如表5-1所示。

进水管至调节池（管道长4.0米）：H=iL（1+0.3）=0.017³4³1.3=0.0884，取0.09m。

调节池至厌氧池（管道长6.0米）：H=iL（1+0.3）=0.017³6.0³1.3=0.1326m，取0.13m。

厌氧池至奥贝尔氧化沟（管道长7.0米）:H=iL（1+0.3）=0.017³7.0³1.3=0.1547m，取0.16m。

奥贝尔氧化沟至二沉池（管道长5.6米）:H=iL（1+0.3）=0.017³5.6³1.3=0.122m，取0.13 m。

二沉池至消毒池（管道长7.0米）:H=iL（1+0.3）=0.017³7.0³1.3=0.1547m，取0.16 m。

污水流经各处理构筑物的水头损失

构筑物名称 水头损失/m 构筑物名

称 调节池 二沉池

0.2 0.32

厌氧池 浓缩池

水头损失/m 构筑名称 水头损失/m

0.25 0.2

氧化沟 消毒池

0.35 0.2

5.毕业设计总结

本设计的题目是祥云镇污水处理厂工艺设计，经过对国内外各种文献资料的查阅，将污水处理的各种工艺进行工艺设计和经济技术的比较，选择了一种目前较为先进和成熟的工艺，即奥贝尔氧化沟工艺。

本次设计历经4个月时间，在不断的学习和修正中完成，本设计仍就有一些不足之处，但在设计过程中将自己所学的专业知识的理论与实际运用紧密结合起来，深化了理论知识。同时为以后工作提供了宝贵经验，提高了自己独立设计能力和计算机绘图能力。总之通过本次设计使我对专业知识有了进一步了解，使我更有信心迎接未来工作的挑战，我将牢记这段繁忙而精彩的毕业设计的充实的生活。

最后，向我的指导老师窦艳艳以及在设计中给我大力支持的老师和同学们表示衷心的感谢，感谢老师们4年来对我的悉心教导，这些将是在以后工作学习和生活中宝贵财富。

6 参考文献

1、高廷耀等主编.水污染控制工程(下册).北京：高等教育出版社

2、张智等主编.给排水工程专业毕业设计指南.北京：中国水利水电出版社 3、孙慧修主编.排水工程(上册) (第四版).北京：中国建筑工业出版社 4、张自杰等主编.排水工程(下册)(第四版).北京：中国建筑工业出版社 5、张自杰主编.环境工程手册(水污染防治卷).北京：高等教育出版社，1996 6、给水排水工程设计手册(1－14).北京：中国建筑工业出版社

7、高俊发，王社平主编.污水处理厂工艺设计.北京：北京：化学工业出版社，2003 8、严煦世主编.给水排水工程快速设计手册.北京：中国建筑工业出版社 9、《市政工程定额与预算》，建设部标准定额研究所编，中国计划出版社，1993年6月；

10、期刊《给水排水》，近几年各期； 11、期刊《中国给水排水》，近几年各期； 12、期刊Water Research，近几年各期；

13、期刊Water Science Technology，近几年各期。