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1、目录第一章 绪论 一、水资源 -2二、设计背景 -2三、水污染处理技术发展状况-3四、设计意义和目的 -5五、设计内容 -6六、设计要求 -6第二章 设计参数选择-6第三章 工艺计算一、主要尺寸计算 -7二、进水系统计算 -10三、出水部分计算 -11四、排泥部分计算 -14五、设计工艺分析及讨论 -15六、设计感想 -17 第一章 绪论一、水资源水是人类赖以生存和发展的物质基础，是社会经济发展所不可缺少和不可替代的重要自然资源。水时生命的源泉，如果地球上没有水，那么也就没有生命，地球上之所以有生命，决定性的条件是因为地球上有水。全球淡水总量仅占全球水量（13.84万亿立方米）的2.45%，而
2、与人类关系最密切最为重要的淡水，仅占全球总水量的0.31%。淡水分布又极不均衡，加之环境的污染。当今世界不少地区和国家水资源匮乏。联合国一项研究报告指出：全球现有12亿人面临中度到高度的缺水压力，80个国家水源不足，20亿人的饮水得不到保证。预计到2025年，形式将会进一步恶化，缺水人口将达到28亿33亿。世界银行的官员预测，在未来五年内“水将像石油一样在全世界运转”。二、设计背景随着人类社会的不断发展，尤其是人口的快速增加、城市化与工业化水平的不断提高，随之而来的原始资源型和污染型水资源短缺问题也日益突出，并成为亟待解决的全球性问题。水资源短缺和水污染加剧所构成的水危机也已经成为21世纪最严
3、峻的问题之一。为此我们要唤起民众为21世纪可持续发展目标的实现，为人类健康的生存，为子孙后代留下优质的环境而努力完成自己的责任,应全面提高废水处理技术的全面发展。废水是造成环境污染的来源之一。这个污染源的出现引起了世界各国政府的关注，治理水污染环境的课题被列入世界环保组织的工作日程。废水处理要深化到全民族每位公民环保意识的提高。我们不仅要达到经济发展了，生活水平提高了，还要做到经济与环境保护协调发展，生活的质量不断提高。随着社会经济的发展和人们生活水平的提高,人们对环境质量的要求越来越高,因此传统的废水处理技术难以满足越来越严格的污水排放标准的要求,而且传统的废水处理人多数只有负的经济效益,无
4、疑这使许多企业无法承受额外的废水处理费用,此外经济的发展也带来了水资源的日趋短缺,客观上要求废水能够循环再利用。在这样的社会效益和经济效益最大化的要求下,各种新型的、改良的高效的废水处理技术应运而生。 三、水污染处理技术发展状况自1914年英国曼彻斯特活性污泥法二级生物处理技术问世以来，一直被世界各国广泛采用，目前发达国家已经普及了二级生物处理技术。但由于活性污泥法存在着流程复杂、投资大、能耗高、运行管理繁琐等缺点，各国研究人员对该技术不断进行改造和发展，为将它与物化法匹配，先后出现了标准活性污泥法、厌氧-好氧活性污泥法（A/O、AA/O）、间歇式活性污泥法（SBR法）、改良型SBR（MSBR
5、）法、一体化活性污泥法（UNITANK）、BIOLAK法、两段法（AB法）、生物膜法、生物接触氧化法、氧化沟法，CASS、ICEAS、DAT-IAT、IDEA、BAF生物处理系统，生物流化床、生物滤地、土地处理系统（慢速渗滤处理系统SR、快速渗滤处理系统RI、地表温流处理系统OF、污水湿地处理系统WL和地下渗滤土地处理系统UG）等。 在水环境污染治理战略目标与技术路线方面，许多国家已经进行了重大调整，水污染治理的战略目标已经由传统意义上的污水处理、达标排放转变为以水质再生为核心的水的循环再用，由单纯的污染控制上升为水生态的修复和恢复。 水污染治理的战略目标调整使污水处理技术路线也发生了重大变革
6、，关键性的转变是由单项技术转变为技术集成。以往是以达标排放为目的，针对某些污染物去除而开发的工艺技术，现在要调整到以水的综合利用为目的，进行技术的综合、集成，以满足所设定的水质水量再生与资源化目标。主要体现在以下两个方面：一是城市污水处理厂普遍采用以除磷脱氮为重点的强化二级生物处理技术并增加三级处理流程，包括多种类型的过滤技术和现代消毒技术，二是采用当代高新技术如微滤膜过滤、反渗透、膜生物反应器等，使处理后的再生水达到市政杂用、生活杂用、园林绿化、生态景观、工业冷却、回注地下水、发电厂锅炉补给水等多种用途要求。 经济发达国家水污染防治从20世纪60年代的末端治理 到70年代的防治结合，从80年
7、代的集中治理到90年代的清洁生产，不断更新处理工艺技术、设施以及设备。目前美国有城市污水处理厂约2万座，其中84%为二级生物处理工艺；英国的5千多座几乎全部采用二级生物处理工艺；日本有600多座，绝大部分采用生物法。对于工业废水处理，特别是重点污染行业如石油、造纸、纺织印染、化工、焦化、食品、制药、农药等废水的治理目前已大多采用生物处理工艺。因此，废水生物处理技术对控制水污染十分重要。目前废水生物处理技术的主要发展趋势是多种技术组合为一体的新技术、新工艺，如同步脱氮除磷好氧颗粒污泥技术、电-生物耦合技术、吸附-生物再生工艺、生物吸附技术以及利用光、声、电与高效生物处理技术相结合处理高浓度有毒有
8、害难降解有机废水的新型物化-生物处理组合工艺技术，如光催化氧化-生物处理新技术、电化学高级氧化-高效生物处理技术、超声波预处理-高效生物处理技术、湿式催化氧化-高效生物处理技术以及辐射分解生物处理组合工艺等。 我国水污染防治技术历经三十多年的发展，尤其是近十年有了长足的进步。基本形成一支具有从事环境科研、设计、开发、产品制造、工程承包能力的队伍。但就废水处理工艺的技术水平及专用设备的技术性能来讲，与工业发达国家相比还存在较大的差距，落后20-30年。如何在短期内拥有世界先进的水处理技术，单靠加大投入自主研究开发，往往速度太慢，而且也不容易达到预期目标和所期望的技术水准。单一的引进技术又存在能否
9、适合中国国情等现实问题。因此，我认为环保技术的高起点、高投入应建立在引进技术、消化吸收，甚至合作生产经营的基础之上。现在，水环境必须治理，污水必须经过处理才能排放已成为人们的共识，因此研究开发高效、经济的废水处理新技术成为全世界环保工作者关心的热点。 四、设计意义和目的二次沉淀池是城市污水生物处理工艺中很重要的一个污水处理单元，其主要的作用是促进泥水、固液分离，同时提高回流污泥、剩余污泥浓度，它处于整个生化处理系统的末端，其设计和运行的效果对出水水质具有直接而重大的影响。尤其是当前对总磷的排放标准愈趋严格的情况下，其设计和运行的效果对总磷指标影响很大。因为除磷是通过排出高磷剩余污泥实现的，若二
10、沉池设计运行不善，则出水ss升高，而ss实际上是高磷污泥，严重影响出水总磷指标。五、设计内容用于活性污泥法中的中心进水辐流式二沉池及其配套设施。主体结构的设计，包括二沉池的池径、池深；池底集泥槽、泥斗的尺寸等；进水部分的设计，包括进水管管径、进水竖井直径、稳流筒直径等；出水部分的设计，包括池边集水槽、池中集水槽、出水三角堰、出水管道的尺寸等。六、设计要求1、设计计算说明书一份2、中心进水辐流式二沉池设计图（2号图）一张第二章 设计参数选择此次设计，污水流量Q=2850m3/h;kz=1.3取表面水力负荷q,=1.2 m3/(m2.h)沉淀池个数n=2；沉淀时间T=3h沉淀池缓冲层高度h3=0.
11、3m刮泥板高度h5=0.5m回流比R=0.5;安全系数k=1.3污泥产率稀疏Y=0.5污泥自身氧化率kd=0.07活性污泥SVI=120mg/L泥斗底部直径2m；斗上口直径4m泥斗壁倾斜角度60本次设计的对象是中心辐流式二沉池。该池是一种大型沉淀池，池径可达100m。沉淀于池底的污泥一般采用刮泥机刮除，刮泥机有刮泥板和支架组成，刮泥板固定在支架底部，支架绕池中心缓慢转动，将沉淀于池底的污泥推入池中心的泥斗中，污泥在泥斗中可利用静水压力排出，也可用污泥泵抽走。对辐流式二沉池而言，目前常用的刮泥机械有中心转动式和周边转动式，池径大于20m时要用周边转动式。为了刮泥机的排泥要求，辐流式二沉池池底坡度
12、平缓，常取i=0.05。当池径较小时，也可用多泥斗排泥。第二章 工艺计算一、 主要尺寸计算Q=2850 m3/h n=2 表面水力负荷q,=1.01.5 m3/(m2.h)，取q,=1.2 m3/(m2.h)1、沉淀池表面积 A=单池面积 A单=A/n=2375/2=1187.5 m22、沉淀池直径D=设计取 D=39m3、沉淀池有效水深 式中 h2-沉淀池有效水深（m） t-沉淀时间（h）,一般采用1.5-3.0h，设计中取t=3h=1.23=3.6m4、径深比 规范规定辐流式二沉池D/H0=612 满足要求5、污泥部分有效容积6、沉淀池底坡落差取池底坡度 i=0.05则 h4=(r-r1)
13、ih4沉淀池底部圆锥体高度（m）r沉淀池半径（m）r1沉淀池进水竖井半径，一般采用2.0mh4= (取0.9m) 7、泥斗高度h6=(r-r,)tan60=（2-1）=1.732 （取1.8m）r泥斗上口半径（m）r,泥斗下口半径(m)8、沉淀池总高度H0=h2+h3+h5H=H0+h4+h1+h6H沉淀池总高度（m）H0沉淀池周边水深（m）h1沉淀池超高，一般采用0.30.5m ,取0.3mh2沉淀池有效水深（m）h3沉淀池缓冲层高度，取0.3mh4沉淀池底部圆锥体高度（m）h5刮泥板高度，取0.5mh6泥斗高度（m）H0=h2+h3+h5=3.6+0.3+0.5=4.4mH=H0+h4+h
14、1+h6=4.4+0.9+0.3+1.8=7.4m二、进水系统计算a、进水管的计算1、单池设计污水流量Q单=Q/2=2850/2=1425m3/h=0.396m3/s2、进水管设计流量Q进=Q单（1+R）=1425（1+50%）=2137.5m3/h=0.594m3/sR污泥回流比（%），取R=50%进水管径取D1=800mm流速V1= 在（0.61.3m/s）范围内，符合要求b、进水竖井计算进水竖井直径采用D2=1.5m进水竖井采用多孔配水，配水口尺寸ab=0.45m1.5m ,共设6个沿井壁均匀分布。流速 V2=（0.150.2m/s）孔距 L=c、稳流筒计算筒中流速 V3=0.020.0
15、3m/s,取V3=0.03m/s稳流筒过流面积 f=稳流筒直径 ,取5.3m三、出水部分计算1、单池设计流量Q单=Q/2=2850/2=1425 m3/h=0.396 m3/s2、环形集水槽内流量3、环形集水槽设计 采用周边集水槽，单侧集水。每池只有一个总出水口水槽宽度为b1=,取b1=0.55m式中k为安全系数，采用1.21.5,取k=1.3集水槽起点水深为 h起=0.75b1=0.750.55=0.4125m集水槽终点水深为 h终=1.25b1=1.250.55=0.6875m槽深均取0.8m 采用双侧集水环形集水槽计算槽宽b2=0.51.0m,取b2=0.8m槽中流速V=0.6m/s槽内
16、终点水深 h2=槽内起点水深 h1= 其中 hk槽内临界水深(m)a系数，一般采用1.0g重力加速度平均水深为 ，取0.5m4、校核当水流增加一倍时，q=0.396m/s,v,=0.8m/sh2=设计取环形槽内水深为0.5m,超高0.3m则集水槽高度为0.5+0.3=0.8m5、出水溢流堰的设计采用出水三角堰（90）堰上水头（即三角口底部至上游水面的高度）H1=0.05m(H2O)每个三角堰的流量q1=三角堰个数n=(取483个)三角堰中心距L=单侧集水与双侧集水堰长相等，即L1=L2令双侧集水外径为D2，内径为D3=D2-2b2L2=可得D2=19.75m , D3=18.15m四、排泥部分
17、计算单池污泥量 总污泥量为回流污泥量与剩余污泥量之和回流污泥量QR=Q设R=28500.5=1425m3/h剩余污泥量QS=Y污泥产率系数，生活污水一般为0.50.65，城市污水为0.40.5，取0.5Kd污泥自身氧化率，生活污水一般为0.050.1，城市污水为0.07左右，取0.07Xv=f.X=0.753300=24752500mg/L=2.5Kg/m3Xr=集泥槽沿整个池径，为两边集泥，故设计泥量为集泥槽宽 取（b=0.4m）起点泥深 h1=0.75b=0.750.4=0.3m 取(h1=0.4m)终点泥深 h2=1.25b=1.250.4=0.5m 取(h2=0.6m)集泥槽深均取0.
18、8m(超高0.2m)五、设计工艺分析及讨论1、去除率分析对二沉池运行效果的分析。最主要就是对悬浮物的去除无论是平流式、竖流式还是辐流式二沉池，都存在着去除率不高的问题，通常在1.52.0h的沉淀时间里，悬浮颗粒的去除率只有50%60%，另一方面这些二沉池的占地面积较大，体积比较庞大。本次设计中，设计了两个沉淀池，以减小因池面积过大对沉淀效果的的影响。2、贮泥区的容积及存在问题入流流量的增大必将导致固体负荷的增大。一旦固体负荷增大超过了允许的通量，很快就会出现污泥在沉淀池上层的积累，浓缩效果恶化，回流污泥浓度迅速下降。贮存区的作用就是在发生最大最大污水量的情况下贮存曝气池内多流出的活性污泥，以免
19、因曝气池内MLSS的大幅度降低导致处理效果下降。贮存区的容积应该能够把曝气池额外排出的体积浓度为50m3/L的污泥贮存1.5h。3、集水槽的布置形式二沉池集水槽是污泥沉淀过程中泥水、固液分离的最后一道环节和工序，在实际的工程设计中，常见有3种布置形式：内置双侧堰式、内置单侧堰式、外置单侧堰式。内置单侧堰式、外置单侧堰式均为单侧堰进水，设计堰上负荷基本一致，从构造和水利条件来看，两者没有明显的优劣之分。而内置双侧堰式集水槽堰上负荷小、出水水质好，因而应用较多。本次采用内置单侧堰式和内置双侧堰式。两种形式结合，使得出水水质更好。4、集水槽三角堰的设置位置对水质的影响分析出水堰槽的设置方式及位置在现
20、行设计水力负荷和停留时间下的影响出水水质的一个主要因素，在工程应用中，为确保沉淀效果和出水水质，设计除依据规范尽可能减小堰上负荷外，还必须避免堰的设置位置不当对出水带来的影响，应避免采用外置单侧堰方式出水。5、本次设计中心进水辐流式二次沉淀池的优缺点优点：采用机械排泥，运行效果好，便于维护管理。集水槽采用内置单侧堰式和内置双侧堰式结合，使得水槽堰上负荷小，出水水质好。排泥设备有定型产品。缺点: 进水部分在池中心，中心导流筒流速大，活性污泥在中心导流筒内难于絮凝，且这股水流与池内水相比，相对密度较大，向下流动时动能较高，易冲击池底沉泥。 易于出现异重流现象。 机械排泥设备复杂，对池体施工质量要求高。本设计工艺适用于地下水位较高地区和大、中型污水处理厂。六、设计感想在此，要感谢学院给了我们这次设计的机会，及郭老师的耐心指导，通过本次设计我收获了很多。首先，对污水处理技术及沉淀池构造和处理机理有了更深一步的了解，提前接触专业设计方面的知识，这对我们以后工作有很大帮助。其次，设计让我们学于致用，理论联系实际，能更好地掌握所学知识。设计过程中培养了我们综合思考问题、解决问题以及运用专业知识的能力。另外设计绘图部分，通过自己绘图让我对CAD绘图更加熟练。
