排水设计说明书(3)

该流程的一级处理(primary treatment)是由格栅、沉砂池和初沉池所组成，其作用是去除污水中呈悬浮状的固体污染物。经过一级处理的污水，BOD一般只去除20%～30%，达不到排放标准，它属于二级处理的预处理而已。

二级处理(secondary treatment)系统是城市污水处理厂的核心部分，它的主要作用是去除呈胶体和溶解状的有机污染物（以BOD或COD示）。通过二级处理，它的去除率可达90%以上。污水中的BOD可降至20～30mg/L,使有机污染物达到排放水体标准和灌溉要求。

污泥(sludge)是污水处理过程的副产品，也是必然产品。它含有大量有机物，富有肥分，可作为农肥使用，但又因其含有细菌、寄生虫卵以及从污水中带来的重金属离子等，需要作稳定化与无害化处理，否则会造成二次污染。对污泥处理系统多采用厌氧消化、脱水、干化等技术组成的系统。本设计采用厌氧两级消化，产生的沼气可直接用于消化池的搅拌及附近供暖。消化后的污泥经干化脱水后外运利用，可获得一定的经济效益。

拟采用设计工艺流程如下：

一级处理物理处理沉砂池格栅原污水曝气沉砂池二级处理生物处理传统活性污泥工艺二沉池消毒投氯曝气池排放污泥消化池污泥浓缩池污泥利用脱水和干燥设备污泥处理

市二级污水处理厂典型工艺流程图 图3-1 污水处理工艺流程图

一级处理：

1—格栅； 2—曝气沉砂池； 3—初次沉淀池； 二级处理：

4—曝气池； 5—二次沉淀池； 6—消毒接触池； 7—计量槽； 污泥处理：

8—浓缩池； 9—贮泥池； 10—一级消化池； 11—二级消化池； 12—脱水机房。

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3.3 污水处理程度的确定

3.3.1 设计流量计算

1.该城市居住区每天污水平均流量为：

Qp?q1N180?500000??1041.67L/s=90000.298m3/d

24?360024?3600

式中 Qp——居住区平均污水量（L/s）；

q——居住区生活污水量标准(wastewater flow norm)（L/人·d）； N——居住区规划设计人口数（人）。 2.最高日最高时污水量计算

Qmax?QpKZ?1041.67?1.3?1354.17 L/S=117000.29m3/d

式中 Qp——居民区最高日最高时污水量（L/s）；

KZ——总变化系数，见表4-1。

表3-1 生活污水量总变化系数

污水平均日流量 5 15 40 70 100 200 500 1000 ≥1500 总变化系数KZ 2.3 2.0 1.8 1.7 1.6 1.5 1.4 1.3 1.2 3.3.2 污水水质污染程度

污水经处理后，其水质应至少达到二级处理标准，应当满足：SS≤40mg/L，COD≤60mg/L，BOD≤30mg/L。

1.每人每天生活污水排放量：

Qs?q90000.298??0.180m3/人·d N5000002.生活污水平均悬浮物浓度：

CSS'?4040??222.2mg/L QS0.1803.生活污水平均五日生化需氧量浓度：

CBOD5'?3030??166.7mg/L QS0.1804.污水中污染物处理程度的确定 ⑴ 污水中SS的处理程度

a.按污水排放口处SS允许排放浓度计算

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CSS允?p(Q?1)?bSS河 q式中 p——污水与河水混合后河流SS允许增加量mg/L；

Q——河流最小月平均流量m3/L；

q——排入污水流量m/s；

3

bSS——河流中原有的SS的浓度mg/L。

将河水Q=20m3/s，bSS=35mg/L，q=1.042m3/s和p=4mg/L带入上式得：

20CSS?4?(?1)?35?115.8mg/L

1.042则可求出SS处理程度为：

222.2?115.8ESS??0.48

222.2b.按污水排放口处出水水质要求计算

污水二级处理排放口SS浓度为20mg/L，则处理程度：

222.2?20ESS??90.9%

222.2从两种计算方法比较得出，方法b得到的处理程度高于a，故SS处理程度定为90.9%。

⑵ 污水中BOD的处理程度

a.按河水中溶解氧的最低容许浓度计算 首先求出排放口处DO的混合浓度和温度：

DOm?Q?CDO河?q?CDO水Q?qQ?t河?q?t水Q?q??20?5.0?1.042?1.5?4.83mg/L

20?1.042tm?20?20?1.042?27?20.3℃

20?1.042经查表得：20℃耗氧速率常数K1(20)=0.1； 同理，20℃复氧速率常数K2(20)=0.2； 20℃时的饱和溶解氧DOS=9.17mg/L。

由此可求起始点的亏氧量

DO=9.17-4.83=4.34mg/L

临界点的亏氧量

DC=9.17-4.0=5.17mg/L

这样就可以用试算法求起点有机物浓度和临界时间tC,设临界时间tC=2.0d将此值代入 DC?DKK1L010?K1tC → L0?C210K1tC （3-1） K2K1- 13 -

5.17?0.1L010?0.1?2.0 → L0?16.39mg/L 0.2式中 L0——河水允许亏氧条件下，可以氧化的最大的有机物量。

现将L0=16.39代入下式：

tC??k1lg?2k2?k1?k1?Do?k2?k1????0.2?4.34??0.2?0.1???11??lg1????????（3-2） kL0.2?0.10.10.1?16.39????1o????2.02tC＞2.0 d

现在进行第二次试算，设tC=2.05d，代入式（3-1）可得L0=16.60mg/L,进一步代入式（3-2）计算出tC=2.046d，符合要求。

故污水排入河流后，河流中允许的BOD5浓度为16.60mg/L.

因河水中本身含有BOD为4.5mg/L,因此水体能够接纳的污水所含BOD5=16.60-4.5=12.10mg/L。

根据下式可求出处理厂出口处BOD5的值：

L0??Q?q??Q?COD河?q?CBOD水

由此，得

??16.60?20?1.042??20?4.0?1.042?CCOD水

计算得

CCOD水?450mg/L>>195.60

则污水处理程度为：

EBOD?5450?195.60?0

450

b.按污水排放口出水水质要求计算

污水二级处理排放口BOD5浓度要求为20mg/L，则污水处理程度为：

195.60?20EBOD5??89.8%

195.60比较上述两种方法得出的结果，方法b的处理程度最高，因此确定处理程度为89.8%的BOD5。

3.4 各处理构筑物的设计计算

3.4.1 格栅(bar screen)

格栅的主要作用是将污水中的大块污物拦截,以免其对后续处理单元的机泵和工艺管线造成损坏。它是由一组平行的金属栅条或筛网制成，被安装在污水渠

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道、泵房集水井的进口处或污水处理厂的端部，用以截留较大悬浮物，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷，并使之正常运行。

本设计中，格栅与明渠(channel)连接，提升泵站的来水首先进入稳压井，再进入格栅渠道。明渠数N1=2,明渠有效水深h1=0.6m，栅前水流速度：

v1=0.8m/s(一般流速允许范围0.4～0.9m/s，可保证污水中粒径较大的颗粒不会在栅前渠道内沉积)，则明渠宽度B1为： BL H/tgaBLB1?Q设v1h1N1?1.354?1.41m 0.6?0.8?2 图3-2 格栅设计草图 设泵前水深h=0.6m，过栅流速为0.9m/s(一般采用0.6～1.0m/s)。采用中格栅，每日栅渣量取0.08，栅条间隙宽度b=0.02m，格栅倾角α=60°，格栅数N=2，则栅条间隙数n为：

n?Qmaxsin?1.354?sin60???59

Nbhv2?0.02?0.6?0.9栅槽宽度： 由式

B?S(n?1)?bn

取栅条宽度S=0.01m，则栅槽宽度B?0.01?(59?1)?0.02?59?1.76m。 若进水渠宽B1=1.41m,渐宽部分展开角取α1=20°，此时进水渠道内的流速为

v?Qmax1.354??1.60m/s B1h1.41?0.6进水渠道渐宽部分长度：

l1?B?B11.76?1.41??0.48m 2tg?12?tg20?- 15 -

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