某2×104m3d县城污水二级处理工艺设计 说明书

一、处理工艺流程及构筑物设计计算 1.污水厂进水管

1)设计依据：

(a)进水管流速在0.7～1.1m/ s； (b)进水管管材为钢筋混凝土管； (c)进水管按非满流设计，n=0.014。 2）设计计算

(a)kz=

2.72=1.5

Q0.108 最大日污水量Qmax=1.5×20000m3/d=0.347m3/d

取污水进水管管径D进=800mm 初定充满度u/D=0.7 由Q=AV验证得到 进水流速V=0.98m/s符合要求 2.进水闸井

1.1进水闸井的作用是汇集各种来水以改变进水方向，保证进水稳定性。进水闸井底部设放空管，设置在进水管底以下1m处。放空管的作用是当污水厂发生故障或维修时，可使污水直接排入水体，放空管的管径比进水管略大，取为D=1000mm。

考虑污水的时变化，在进水闸井内设置溢流管，以保证污水处理厂的设计运行。 其设计要求如下：

设在进水闸、格栅、集水池前； 形式为圆形、矩形或梯形；

尺寸可根据来水管渠的断面和数量确定，但直径不得小于1.5m ； 井底高程不得高于最低来水管管底，水面不得淹没来水官管顶。 考虑施工方便以及水力条件，进水闸井尺寸取3×3m，井深4.2m，井内水深1.7m，闸井井底标高为505.8m，进水闸井水面标高为507.5m，溢流管管底标高为507.6m。 主要设备：

电动圆闸板阀门及启闭机一台，型号SYZΦ1000型铸铁圆闸门。启闭机与闸板配套。

3、格栅的设计

本设计采用粗细两种格栅，两道道粗格栅（一用一备）、两道细格栅（一用一备）。粗格栅与泵站合建，细格栅与旋流沉砂池合建。

(1)设计原则

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(a)粗格栅为机械清除时宜为16~25mm，人工清除时宜为25~40mm。特殊情况下，最大间隙可为100mm。

(b)格栅不宜少于两台，如为一台时，应设人工清除格栅备用； (c)过栅流速一般采用0.6～1.0m/s；

(d)除转鼓式格栅除污机外，机械清除格栅的安装角度宜为60°~90° (e)通过格栅的水头损失一般采用0.08 m/s～0.17m/s；

(f)格栅间必须设置工作台，台面应高出栅前最高设计水位 0.5m，工作台有安全和冲洗设施；

(g)格栅间工作台两侧过道宽度宜采用0.7~1.0m，工作台正面过道宽度：人工清除，不小于1.2m；机械清除，不小于1.5m；

(h)机械格栅的动力装置一般宜设在室内或采取其它保护设备的措施； (i)设置格栅装置的构筑物必须考虑设有良好的检修、栅渣的日常清除。

(2)设计参数

(a)栅前水深h=1m； (b)过栅流速v=0.7m/s； (c)格栅间隙b=20mm； (d)格栅安装倾角θ=70o。 (3)格栅的设计计算 (a)栅条间隙数：

Q?sinan中?max

b?h?v式中：n中---中格栅间隙数；

Qmax--最大设计流量，m3/s； b----栅条间隙，取20mm； h----栅前水深，取1.0m

v----过栅流速，取0.6m/s； a----格栅倾角，设计70°；

2.722.72Kz?0.108??1.5 0.108Q231.5Q?Q?Kz max

?333?231.5?10?1.4m/s?0.347m/s

0.347?sin700n??24个

0.020?1.0?0.7

（b)栅槽宽度：

B?S(n?1)?bn?0.01?(24?1)?0.02?24 ?0.71m 第 2 页

式中：B——栅槽宽度，m；

S——格条宽度，取0.01m。 （c）过栅水头损失

设栅条断面为锐边矩形断面，故

0.72?S?v?0.01?hl?K?????sin? ?3?2.42???sin70??0.072m ???b?2g?0.02?2?9.843243k——考虑到由于格栅受筛余物堵塞后，格栅阻力增大的系数，可用经验3.36v-1.32，一般采用k＝3；

ξ——阻力系数，其值与格栅断面形状有关，一般采用1～3。 (d)进水渠道渐宽部分的长度：

设进水渠宽B=500mm，渐宽部分展开角α1=20o，进水渠道内的流速为0.694m/s。

B?B10.71?0.5L???0.29m?0.3m与出水渠道连接处的渐窄 栅槽102tga12tg20部分长度L2：

L2?L1/2?0.4/2?0.2m

（e）栅后槽总高度 H，m:

设栅前渠道超高 h1?0.3m

H?h?h1?h2?1.0?0.3?0.072?1.372m 式中：h2—栅前渠道起高，m，一般取0.3m。 (f)栅槽总长度 L，m：

H1tga

1.0?0.3?0.3?0.15?1.0?0.5?()?2.42mtg700L?L1?L2?1.0?0.5?

（g）每日栅渣量

取 W1?0.07m3/103m3

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86400QmaxW186400?0.347?0.07??1.4m3/d?0.2m3/d

1000Kz1000?1.5宜采用机械清渣。

W1——栅渣量（m3/103m3污水），取0.1～0.01。

W?

粗格栅设计计算草图

（4）粗格栅选用

根据格栅间距、宽度在《给水排水设计手册》第9 册上查得采用GH 型链条式回转格栅除污机，其性能见表

GH 型链条式回转格栅性能规格表

过栅流电动机栅条截

格栅宽 格栅净 安装角 整机重量 生产

型号 速功率面积0

度(mm) 距（mm） 度a() （kg） 厂家 2

（m/s） （kw） （mm）

无锡

3500-550通用

GH-800 800 20 70 0.7 0.75 50?10

0 机械

厂

(5)格栅间尺寸的确定

工作平台设在格栅上部，高出格栅前最高设计水位0.5m，工作台上设有安全和冲洗措施，工作台正面过道宽度。 (6)皮带输送机选用

栅渣用皮带输送机传送到格栅间外，卸入小推车中再运至垃圾堆放场所。根据栅渣量、输送距离采用与粗格栅相同型号的皮带输送机——LD型皮带输送机，其性能见表3.3。

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表3.3 LD型皮带输送机性能参数表 皮带宽度(mm)

输送距离（m）

运输能力（m3/h） 带速带速0.8m1.0m//s s 210

278

型号 功率（kw） 生产厂家

LD75

800 4.5 1.1

河南红星矿

山机器有限公司

4、污水泵房的设计 4.1、一般规定

(a)应根据远近期污水量，确定污水泵站的规模，泵站设计流量一般与进水管之设计流量相同；

(b)应明确泵站是一次建成还是分期建设，是永久性还是半永久性，以决定其标准和设施；

(c)并根据污水经泵站抽升后，出口入河道、灌渠还是进处理厂处理来选择合适的泵站位置；

(d)污水泵站的集水池与机器间在同一构筑物内时，集水池和机器间须用防水隔墙隔开，允许渗漏，做法按结构设计规范要求；分建式，集水井和机器间要保持的施工距离，其中集水池多为圆形，机器间多为方形；

(e)泵站构筑物不允许地下水渗入，应设有高出地下水位0.5 米的防水措施。 （f）水泵布置宜采用单行排列

（g）主要机组的布置和通道宽度，应满足机电设备安装、运行和操作的要求， 一般应符合下列要求：

1.水泵机组基础间的净距离不宜小于1.0m。 2.机组突出部分与墙壁的净距离不宜小于1.2m。 3.主要通道宽度不宜小于1.5m。 4.2 水泵设计计算

(1)污水泵站选泵应考虑因素

(a)选泵机组泵站泵的总抽生能力，应按进水管的最大时污水量计，并应满足最大充满度时的流量要求；

(b)尽量选择类型相同（最多不超过两种型号）和口径的水泵，以便维修，

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但还须满足低流量时的需求；

(c)由于生活污水，对水泵有腐蚀作用，故污水泵站尽量采用污水泵，在大的污水泵站中，无大型污水泵时才选用清水泵。

（d）水泵台数不应小于两台，不宜大于8台。污水泵房应设备用泵，当工作台数不大于4台时，备用泵宜为1台；工作泵台数不小于5台时，备用泵宜为2台。

(f)水泵吸水管设计流速宜为0.7~1.5m/s。出水管流速宜为0.8~2.5m/s。 (2)设计计算

泵站选用集水池与污水泵房合建式的。 (a)流量的确定

Qmax?1250m3/h

本设计拟定选用3 台潜污泵（2用1 备），则每台泵的设计流量为：

Q?Qmax/2?625m3/h (b)扬程估算

H=H静+2.0+（0.5～1.0） （3-18）

式中：2.0——水泵吸水喇叭口到沉砂池的水头损失；

0.5～1.0——自由水头的估算值，取为1.0；

H静——水泵集水池的最低水位H1与水泵出水水位H2之差

(3)水泵的选用

根据水泵Q?625m3/h在《给水排水设计手册》第11册上查得采用QW型潜水排污泵，其性能见表3.4。

表3.4 QW型潜水排污泵的规格性能表

转速n

流量Q扬程H功率W效率重量出口直生产

（r/mi

（m3/h） （m） （kw） （0/0） （kg） 径（mm） 厂家

n）

石家

800 15 980 55 82.78 1350 300 庄水

泵厂

型号 300QW800-15

-55

4.3集水池

（1）集水池形式

污水泵站的集水池宜采用敞开式，本工程设计的集水池与泵房和共建，属封闭式。

（2）集水池的通气设备

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集水池内设通气管，并配备风机将臭气排出泵房。 （3）集水池清洁及排空措施

集水池设有污泥斗，池底作成不小于 0.01 的坡度，坡向污泥井。从平台到池底应设下的扶梯，台上应有吊泥用的梁钩滑车。

（4）集水池容积计算

泵站集水池容积一般按不小于最大一台泵5 分钟的出水量计算，有效水深取1.5—

2.0 米。本次设计集水池容积按最大一台泵7 分钟的出水量计算，有效水深取2m。

取V?80m3

则集水池面积A 为：

VA??40m2

h625m3结合QW潜水泵的安装尺寸，集水池的尺寸为：10000mm?4500mm?2000mm V??772.9m33min?3?2=90则集水池的有效容积为10?4.560minm>80m(合格)

（5）集水池的排砂

污水杂质往往发表沉积在集水池内，时间长了腐化变臭，甚至堵塞集水坑，影响水泵正常吸水，因此，在压水管路上设压力冲洗管DN150mm 伸入集水坑，定期将沉渣冲起，由水泵抽走。 4.4泵房附属设施及尺寸的确定

(1)水位控制

为适应污水泵房开停频率的特点，采用自动控制机组运行，自动控制机组启动停车的信号，通常是由水位继电器发出的。

(2)计量设备

由于污水中含有机械杂质，其计量设备考虑被堵塞的问题，可采用电磁流量计，采用压水干管的弯头作为计量设备 5、细格栅的设计计算：

由于设计最大水量较小，只选用两台格栅除污机（一用一备） 5.1 设计参数

(a)栅前水深h=0.9m； (b)过栅流速v=0.8m/s； (c)格栅间隙b=8mm；

(d)格栅安装倾角θ=60o。 5.2 设计计算

(a)栅条的间隙数

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Qmaxsina0.347?sin600n???82.4 取83个

bhv0.008?0.7?0.7设计安装1台细格栅，则单台细格栅间隙数：n单?83

(b)栅槽宽度

B?S(n?1)?bn?0.01?(83?1)?0.008?83?1.484m

(c)进水渠道渐宽部分的长度

设进水渠宽B1=0.9m，渐宽部分展开角α1=20°，此时进水渠道内的流速为0.43m/s

B?B11.484?0.80L1???0.8m 002tg202tg20(d)栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度:L2?L1/2?0.8/2?0.4m (e) 通过格栅的水头损失

设栅条断面为锐边矩形断面，取k=3

44S3v20.0130.820h2???()?sina?k??2.42?()?sin60?3?b2g0.0082?9.8

?0.27m(f) 栅后槽总高度 H，m 设栅前渠道超高h1=0.3m

H?h?h1?h2?0.7?0.3?0.27?1.27m

(g) 栅槽总长度L，m

L?L1?L2?1.0?0.5?H1/tga?0.8?0.4?1.0?0.5?(0.7?0.3) 0tg60?3.28m式中： H1 为栅前渠道深 H1=h＋h1，m

(h) 每日栅渣量 W ，m3 / d ；取W1?0.08m3/103m3

86400QmaxW186400?0.347?0.08W???1.6m3/d?0.2m3/d

1000kz1000?1.50采用机械清渣的方式。

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图3.2 细格栅设计计算草图

5.3 细格栅选用

根据格栅间距、宽度在《给水排水设计手册》第11 册上查得采用液压传动伸缩耙式弧形格栅除污机，其性能见表3.6。

XWB-Ⅲ-1.5-2型背耙式格栅除污机性能表 格栅耙齿提升速宽 格栅净 有效提升质度电动机功生产厂

型号

度距（mm） 长度量(kg) (m/min率（kw） 家 (mm) （mm） )

无锡通

XWB-Ⅲ

1500 8 100 200 1300 0.8 用机械

-1.5-2

厂 5.4 皮带输送机选用

细格栅的栅渣也用皮带输送机传送到格栅间外，卸入小推车中再运至垃圾堆放场所。根据栅渣量、输送距离采用与粗格栅想同型号的皮带输送机——LD 型皮带输送机，其性能见表3.3。 5.5 格栅间尺寸的确定

工作平台设在格栅上部，高出格栅前最高设计水位0.5m ，工作台上设有安全和冲洗措施，工作台正面过道宽度与栅槽宽度相同。

格栅间的尺寸为：6000×5000mm。 6、旋流沉砂池的设计 6.1 设计要求

(1)城市污水处理厂一般均应设置沉砂池；

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(2)沉砂池按去除比重2.65，粒径0.2mm 以上的沙粒设计； (3)设计流量的确定：

(a)当污水为自流进入时，应按每期的最大设计流量计算；

(b)当污水为提升进入时，应按每期工作水泵的最大组合流量计算； (c)在合流制处理系统中，应按降雨时的设计流量计算。 (4)沉砂池的超高一般不小于0.3m。

(5)最高时流量的停留时间不应小于30s。

6.2 设计参数

(1)本设计采用两座旋流沉砂池 ；

(2)最大设计流速为0.25m/s，最小设计流速为0.15m/s； (3)沉砂池的超高取0.3m。 6.3 设计计算

由于旋流沉砂池是定型设备，故本设计不进行计算，而直接选择设备。因为Qmax=347L/s，本设计选用的设备为：两座550型旋流沉砂池I，单台设备参数见下表。

表3.7 旋流式沉砂池I型号及尺寸（mm）

其设计计算草图如下：

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图3.3 旋流沉砂池设计计算草图

7.厌氧池选择池

7.1功能

所谓的厌氧选择池又称生物选择池，作用是部分污泥回流至此与进水短时间接触，形成高负荷的条件，选择出适应系统的独特微生物，同时抑制丝状菌增值

进水与从二沉池回流的活性污泥快速混合，接触，利用活性污泥中异养菌对污水的溶解态和胶态可生物降解有机物进行吸附，促进该钙部分微生物的增长和繁殖，选择有利于沉淀的菌胶团微生物抑止污泥膨胀。厌氧池出水可用调解堰板，同时作为氧化沟的配水设施。

7.2设计参数

3

设计流量Q=20000m/d

水力停留时间t=60min厌氧池采用钢筋混凝土结构。分为两格，串联连续搅拌式，数量为1座。

20000?60?833.3m3 厌氧池的容积V=

60?24设厌氧池的有效深度为5.0m, 则长和宽分别为12m和15m。超高取0.5m。 实际池容V'=12×15×5.5=990m3 实际有效水深H’=4.63m

由于分为两格，则每格的尺寸为6×15×5.5m 7.3.附属设备

可调堰板

厌氧池的出水处设置1个TYZ-5000×5000可调堰板，材质采用不锈钢，单机功率为N=0.55KW。

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搅拌机为了和回流污泥能够快速混合，接触，在厌氧池加混合搅拌设备。搅拌机的型号为ZJ-2600型折浆搅拌机，材质为不锈钢，单机功率为N=7.5KW，共2台，总功率为2×7.5=15KW。

8、奥贝尔（Orbal）氧化沟 8.1、设计参数

a、考虑污水处理厂脱氮除磷的要求，设计污泥龄取15d，θc=15d。

mg/L，取f?0.75，则混合液挥发 b、选择混合液污泥浓度MLSS(X)?3000mg/L。 性污泥浓度MLVSS(Xv)?2250 c、内源呼吸系数kd?0.05d?1，k=k、=0.03

[1][4][9][12][13]

d、根据经验值，取污泥产率系数Y?0.6kgVSS/kgBOD。 58.2、设计计算

计算部分如下[1][4][9][10][12][13]： 8.2.1、设计流量：Q?8.2.2确定污泥龄：

本设计综合考虑到脱氮除磷的要求，确定各参数：kd?0.05d?1，

20000?10000m3/d 2Y?0.6kgVSS/kgBOD5，取污泥龄 SRT?15d 8.2.3确定出水溶解性BOD5 Se?取f?1111(?kd)??(?0.05)?5.12mg/L k'Y?c0.03?0.615VSS?0.75 ，则 SS出水VSS产生的BOD5=出水SS?f?fb?20?0.75?0.77?11.55mg/L

fb指实际上VSS只有77%是可生物降解，23%是惰性的。

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出水总BOD5=Se+出水VSS产生的BOD5?5.12?11.55?16.67mg/L <20mg/L 符合要求 8.2.4、确定氧化沟好氧区容积 V?Q?cY?S0?Se? Xv(1?kd?c)0.6?10000?(180?5.12)?15?4824.3m3

2250?(1?0.05?15)V4824.3??0.482d?11.6h Q10000 ? 水力停留时间 HRT? 污泥负荷F/M?Q(S0?Se)10000?(180?5.12)??0.16kgBOD5/(kgMLSS?d)

XvV2250?4824.3 满足F/M值在0.1~0.2kgBOD5/(kgMLSS?d)，符合脱氮除磷的要求 8.2.5、剩余污泥量 表观产率系数 Yobs?Y0.6??0.343

1?kd?c1?0.05?15 又 XW?QSrYobs?Q(S0?Se)Yobs，则剩余污泥量为： XW?QSrYobs?10000?(180?5.12)?10?3?0.343 ?599.8kg/d （干污泥量） 8.2.6硝化校核

实际硝化速率 rn?fn?qn

式中 fn为硝化菌在活性污泥中所占比例，原污水中BOD5/TKN?180/45?4，

?qn为单位质量的硝化菌降解NH4此时对应fn?0.064（由下表内插所得）；?N的

速率。

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表3-5 BOD5/TKN与活性污泥中硝化菌的比率

BOD5/TKN 0.5 1 2 3 4 0.064 5 0.054 6 0.043 7 0.037 8 0.033 9 f 0.35 0.21 0.12 0.086 0.09 硝化菌比增长速率 ?n?1?c?1?0.067d?1 15则qn??nYn?0.067?0.67其中Yn为硝化菌产率系数，取0.1?Yn?0.1kgVSS/kgNH4?N

所以实际硝化速率 rn?fn?qn?0.064?0.67?0.043d?1 又 rn?N0?Ne

XV?HRTNHRTN?

N0?Ne45?8??0.382d?9.18h(Ne?8)XVrn2250?0.043N?Ne45?15HRTN?0??0.310d?7.4h(Ne?15)XVrn2250?0.043

可见设计HRT?11.6h能满足硝化要求。 8.2.7、缺氧区设计计算 系统每日脱氮量

?Q[TN0?(NH4?Ne)?(NO3??Ne)]?0.124XW W?1000?出水中的NO3?Ne按5mg/L计

W?10000?(45?8?5)?0.124?599.8 1000?245.6kg/d 第 14

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?取反硝化速率 qdn?0.05gNO3?N/(gMLSS?d)

则反硝化所需容积 Vdn?W245.6??103?2183.1m3

qdn?XV0.05?2250水力停留时间 HRT?Vdn2846.7??0.218d?5.24h Q10000TN去除率 ?TN?TN0?TNe45?8?100%??100%?82.2%

TN045混合液回流比 Rn??TN0.822?100%??100%?461.8% 1??TN1?0.822符合要求（一般采用60%—200%）

氧化沟总容积 V总?V?Vdn?4824.3?2183.1?7007.4m3 8.2.8、确定氧化沟尺寸

拟采用Orbal氧化沟的形式，设两组氧化沟，则单组氧化沟容积为7007.4m3，氧化沟弯道部分按占总容积80%，直线部分按总容积的20%考虑 则

V弯?0.8?7007.4?5605.92m3V直?0.2?7007.4?1401.48m3

氧化沟有效水深h?4.5m，超高取0.5m；外，中，内沟三沟之间的隔墙厚度为0.25m。

V弯5605.92??1245.76m2h4.5则

V直1401.482A直???311.44mh4.5A弯?a.直线段长度L 取内、中、外沟的宽度分别为5m、5m、6m。

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A直311.44??9.73m 则 L?2(B外?B中?B内)2(5?5?6)b.中心岛半径r

A弯?A外?A中?A内 （式中A指各弯道面积） 则 1245.76??[(r?5?0.25?5?0.25?6)2?(r?5?0.25?5?0.25)2]+ ?[(r?5?0.25?5)2?(r?5?0.25)2]??[(r?5)2?r2] 解得 r?4.13m c.校核各沟道比例 外

沟

道

面

积

??[(4?5?0.25?5?0.25?6)2?(4?5?0.25?5?0.25)2]?664.3m2 中沟道面积??[(4?5?0.25?5)2?(4?5?0.25)2]?373.1m2 内沟道面积??[(4?5)2?42]?208.2m2

外沟道容积：中沟道容积：内沟道容积=55：31：17

基本符合Orbal氧化沟各沟道的容积比（一般为50：33：17左右）。 8.2.9、进出水管及调节堰计算 a.进出水管计算

取污泥回流比为R?65%，进出水管流量Q?10000m3/d，进出水管流速控制在

1m/s以下。

进出水管直径 d?4Q4?10000??0.39m 取d?400mm ?v86400???1.0Q10000??0.92m/s?1m/s 2A86400?0.2??校核进出水管流速 v?满足要求 b.出水堰计算

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为了能够调节氧化沟的运行、出水及曝气转碟的淹没深度，氧化沟出水处设置出水竖井，竖井内安装电动可调节堰，初步估计?H?0.67，因此按照薄壁堰来计算,

流量：Q?1.86bh1.5 取堰上水头高h?0.2m 则堰宽: b?Q0.116??0.70m 取b?0.8m 1.51.51.86h1.86?0.2考虑可调节堰的安装要求：每边留0.25m 则出水竖井长度：L?0.25?2?b?1.3m 出水竖井宽度B取1.2m(考虑安装需要) 则出水竖井平面尺寸为：L?B?1.3?1.2m

氧化沟出水井水孔尺寸：b?h?0.8?0.5m，正常运行时，堰顶高出孔口底边0.1m，调节堰上下调节范围为0.3m

出水竖井位于中心岛，曝气转碟上游 8.2.10、每组沟需氧量的确定

由于本设计考虑了脱氮除磷的设计，在需氧量的设计计算时宜考虑氨氮对氧的供需。

?O2?1.47QSr?1.42XW?4.6QNr?0.124?4.6XW?2.86Q[TN0?(NH4?Ne)?(NO3??Ne)]?1.47?10000?(180?5.12)?1.42?599.8?103?4.6?10000?(45?8)?0.124?4.6?599.8?103?2.86?10000?(45?8?5)?2163.7kgO2/d 取水质修正系数??0.85，??0.95，压力修正系数??1.0，温度为20℃时的饱和溶解氧浓度为C20?9.17mg/L 则标准状态下需氧量为： R0?DO2C20?(??CT?C)?1.024(T?20)

第 17

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2163.7?9.17 0.85?(0.95?1?9.17?2)?1

?2679.5kg/d?考虑安全系数，R0?1.2?2679.5?3215.4kg/d 校核去除1kgBOD5的需氧量?6991.3?1000?2.37kgO2/kgBOD5

104?(300?5.12)满足要求（氧化沟设计规程规定在1.6~2.5kgO2/kgBOD5）

Orbal氧化沟采用三沟道系统，充氧量分配按外沟：中沟：内沟=65：25：10考虑，则各沟道标准充氧量分别为

外沟道 R01?0.65R0?0.65?3215.4?2090kgO2/d?87.1kgO2/h 中沟道 R02?0.25R0?0.25?3215.4?803.9kgO2/d?33.5kgO2/h 内沟道 R03?0.1R0?0.1?3215.4?321.5kgO2/d?13.4kgO2/h 8.2.11、设备选择

曝气设备选用转碟式曝气机，转碟直径DN?1400mm，单碟（ds）充氧能力为1.3kgO2/(h?ds)，每米轴安装碟片不大于5片。 a.外沟道

外沟道标准需氧量 R01?87.1kgO2/h 所需蝶片数量 n= R01/1.3=67片，取80片。

每米轴安装碟片数为4片（最外侧碟片距池内壁0.25m） 则所需曝气转碟组数?n/(6?4?1)?6.35组，取7组 每组转碟安装的碟片数=146/7=20.86片，取21片

校核每米轴安转蝶片数?(21?1)/(6?0.25?2)?3.64片<4片，满足要求。 故外沟道共安装7组曝气转蝶，每组安装蝶片数21片，

第 18

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校核单蝶充氧能力?基本满足要求。 b.中沟道

189.3?1.29 kgO2/(h?ds)?1.3kgO2/(h?ds) 21?7中沟道标准需氧量 R02?72.83kgO2/h 所需蝶片数量 n= R02/1.3=56.02片，取56片。 每米轴安装碟片数为4片（最外侧碟片距池内壁0.25m） 则所需曝气转碟组数?n/(5?4?1)?2.95组，取3组 每组转碟安装的碟片数=56/3=18.67片，取19片

校核每米轴安转蝶片数?(19?1)/(5?0.25?2)?4片<5片，满足要求。 故中沟道共安装3组曝气转蝶，每组安装蝶片数19片， 校核单蝶充氧能力?基本满足要求。 c.内沟道

内沟道标准需氧量 R03?29.13kgO2/h 所需蝶片数量 n= R03/1.3=22.41片，取23片。 每米轴安装碟片数为4片（最外侧碟片距池内壁0.25m） 则所需曝气转碟组数?n/(5?4?1)?1.21组，取2组 每组转碟安装的碟片数=23/2=11.5片，取12片

校核每米轴安转蝶片数?(12?1)/(5?0.25?2)?2.44片<4片，满足要求。 故内沟道共安装2组曝气转蝶，每组安装蝶片数12片， 校核单蝶充氧能力?满足要求。

外沟碟片数为147片，中沟碟片数为57片，内沟碟片数为24片。水下推

第 19

72.83?1.28kgO2/(h?ds)?1.3kgO2/(h?ds) 19?329.13?1.21 kgO2/(h?ds)?1.3kgO2/(h?ds) 12?2页

进器选用功率4kW的，外沟设7台，中沟设3台，内沟设2台。 9、二沉池的设计

本设计中二沉池采用辐流式沉淀池 9.1、设计要求

(1)沉淀池个数或分格数不应少于两个，并宜按并联系列设计；

(2)沉淀池的直径一般不小于10mm，当直径小于20mm 时，可采用多斗排泥；当直径大于20mm 时，应采用机械排泥；

(3)沉淀池有效水深不大于4m，池子直径与有效水深比值不小于6；. (4)池子超高至少应采用0.3m；

(5)为了使布水均匀，进水管四周设穿孔挡板，穿孔率为10%～20%。出水堰应用锯齿三角堰，堰前设挡板，拦截浮渣；

(6)池底坡度不小于0.05；

(7)用机械刮泥机时，生活污水沉淀池的缓冲层上缘高出刮板0.3m，工业废水沉淀池的缓冲层高度可参照选用，或根据产泥情况适当改变其高度；

(8)当采用机械排泥时，刮泥机由绗架及传动装置组成。当池径小于20m 时用中心传动，当池径大于20m 时用周边传动，转速为1.0～1.5m/min（周边线速），将污泥推入污泥斗，然后用静水压力或污泥泵排除；作为二沉池时，沉淀的活性污泥含水率高达99%以上，不可能被刮板刮除，可选用静水压力排泥；

(9)进水管有压力时应设置配水井，进水管应由井壁接入不宜由井底接入，且应将进水管的进口弯头朝向井底。 9.2、设计参数

a.表面负荷q一般取0.8~1.5m3/(m2?h)，本设计取0.9m3/(m2?h)； b.Qmax?30000m3/d?1250m3/h?0.347m3/s； c.池底坡度一般采用0.05-0.08；

d.进水中心管流速大于0.4m/s，进水采用中心管淹没或潜孔进水，过孔流速为0.1～0.4m/s，潜孔外侧设穿孔挡板或稳流罩，保证水流平稳；出水处应设置浮渣挡板，挡渣板高出池水面0.15～0.2m，排渣管直径大于0.2m，出水周边采用锯齿三角堰，汇入集水渠，渠内流速为0.2～0.4m/s；

e.氧化沟中悬浮固体浓度X?3000mg/L，二沉池底流生物固体浓度

Xr?10000mg/L，污泥回流比R?65%；

第 20

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f.池子直径一般大于10m，有效水深大于3m； 9.3、设计计算

设计选用两座辐流式沉淀池。

(1)主要尺寸计算

Qmax1250m3/h??1388.9m2 q0.92

式中：A—池表面积，m；

3

Qmax—最大设计流量，m/h ；

q—表面水力负荷，本设计0.9m3/m2?h 。 (b)单池面积：

本次设计设2座辐流式沉淀池

A1388.9A单池???694.4m2

22(c)池直径：

4A单池4?694.4D???29.74m

?3.14结合刮泥机考虑本次设计 D取30m。 （d）校核固体负荷

符要求合 （小于140?160kg/(m2?d)）。 (f)沉淀部分有效水深：

h2?q?t?0.9?2.5?2.25m

式中：t-沉淀时间，本设计取t=2.5h

(g) 污泥区的容积VS ，m3

(a)池表面积：A? 设计采用周边传动的刮吸泥机排泥，污泥区容积按2h贮泥时间确定

24?(1?R)Q0X24?(1?0.65)?1388.9?3G???118.8kg/(m2?d)2T(1?R)QmaxX2?2.5?(1F694.4??20.65)?3000?3000V?? 24(X?Xr)24?(3000?10000)?2379.8m32379.8?1189.9m3 2 每个沉淀池污泥区的容积V'?(h) 污泥区高度h4 ①污泥斗高度

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设池底的径向坡度为0.05，污泥斗底部直径D2=1.5m,上部直径D1=3.0m,倾角

D?D2'?tg600?1.3m 60o 则： h4?12?h4'V1??(3.02?3.0?1.5?1.52)?5.36m3

12②圆锥体高度

D?D130?3''h4??0.05??0.05?0.675m

22?h4''??0.6752V2??(D2?DD1?D1)??(352?35?3?32)?236.50m3

1212③竖直段污泥部分的高度

V?V1?V21189.9?5.36?236.5'''h4???1.37m

A694.4污泥区的高度污泥区的高度

''''''h4?h4?h4?h4?1.3?0.675?1.37?3.345m

(l) 沉淀池的总高度H

设超高h1=0.3m,缓冲层高度h3=0.5m。

H?h1?h2?h3?h4?0.3?2.25?0.5?3.345?6.4m

(2)二沉池进水管路计算 (a)设计参数：

进水管流速v1=0.6～0.8m/s 中心管流速v2=0.2～0.4m/s 中心管出水流速v3=0.1～0.2m/s 中心管外的流速v4=0.05m/s 中心管开孔高度h=0.5m

中心管开孔宽度b=h2 =0.25m (b)池内管路的计算及校核

Qmax1250Q???625.0m3/h?0.174m3/s 单池流量为：

22①进水管：取D1=600mm

4Q4?0.174v1???0.62m/s 22?D13.14?0.6在0.6～0.8 之间,满足要求 ②进水竖井：取D2=800mm

4Q4?0.174v2???0.35m/s 223.14?0.8?D2在0.2～0.4 之间，满足要求

设v3= 0.20m/ s，可算出中心管开孔数：

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n?Q0.174??6.96个 取7个 v3bh0.20?0.5?0.25则： D4?D2?22Q2?0.174?0.82??1.69m ??v43.14?0.05③挡板的设计

挡板高度h'：

穿孔挡板的高度为有效水深的1/2～1/3，

h2.25h'?2??1.125m

22穿孔面积：挡板上开孔面积总面积的10～20%，取15%，则：

F'?15%?F?0.15???D4?h' 2?0.15?3.14?1.69?1.125?0.9m开孔个数n：

孔径为100mm，则：

4F'4?0.9n???114.6 22??d3.14?0.1 取115个

④拦浮渣设施及出水堰计算

拦浮渣设施，浮渣用刮板收集，刮渣板装在刮泥机行架的一侧，在出水堰前设置浮渣挡板，以降低后续构筑物的负荷。

⑤环形集水槽的设计 环形集水槽内流量：

Q0.174q集?单??0.087m3/s

22本设计采用周边集水槽，单侧集水，每侧只有一个总出水口。 集水槽宽度为：

0.4b?0.9?(k?q集)0.4?0.9?（1.3?0.087）?0.38m?0.4m 式中：b——集水槽宽度

k——安全系数，采用1.5～1.2，本次设计取k = 1.3。 集水槽起点水深为：

h起?0.75?b?0.75?0.4?0.3m

集水槽终点水深为：

h终?1.25?b?1.25?0.4?0.5m

槽深均取0.7m。

⑥出水溢流堰的设计： 采用出水三角堰（900）

设计堰上水头（即三角口底部至上游水面的高度）H1=0.05m

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每个三角堰的流量q1：

2.47q1?1.343H1?1.343?0.052.47?8.21?10?4m/s

三角堰个数n1：

Q0.174n1?单??211.9个 取212个 ?4q18.21?10三角堰中心距：

L?(D?2b)3.14?(30?2?0.4)L1????0.43m

n1n1212二沉池设计计算草图如下：

图3.5 二沉池设计计算草图

9.4 刮泥设备的选择

根据设计池体直径35m，在《给水排水设计手册》第11 册上查得采用ZBG-30 型周边传动刮泥机，其性能见表3.10。

表3.10 ZBG-28 型周边传动刮泥机性能参数

功率 周边线速 推荐池深周边轮周边轮

型号 池径（m） 生产厂

(KW) （m/min） (mm) 压(kN) 中心(m)

扬州天

3000-500

ZBG-30 30 2.2 3.2 60 30.4 雨给排

0

水公司 10、接触消毒

城市污水经处理后，水质已经改善，细菌含量也大幅度减少，但其绝对值仍很可观，并有存在病原菌的可能。因此，污水排放水体前应进行消毒。本设计采用液氯消毒，其效果可靠，投配设备简单，投量准确，价格便宜，适用于各种规模的污水处理厂。 10.1 设计依据

(1)接触时间：T=30min,并保证余氯不少于0.5mg/L；

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(2)设一组接触池，池型选廊道式矩形接触池； (3)平均水深：h=1.5m； (4)格板间距：b=3m；

(5)池底坡度：I=2‰～3‰； (6)排泥管：D=150mm。

(7)加氯量为5～10mg/L 污水，污水在池中的流速大于0.06m/s；

(8)贮备氯量按20d 计算。 10.2 设计计算

(1)接触池容积：

V?Q?T3?0.347?30?60?624.6m式中: V—接触池容积，m3；

Q—设计流量，0.347m3/s； T—水力停留时间，s； (2)水流速度：

Qv?h?b 满足流速要求

0.347??0.077m/s?0.06m/s1.5?3式中： v—水流速度，m/s；

h—平均水深，m； b—格板间距，m。 (3)表面积：

V624.6A???416.4m2

h1.5(4)廊道总宽：

隔板采用8 个，则廊道总宽为：B?8?b?8?3?24m (5)接触池长度：

F416.4L???17.35m

B24'(6)水头损失：取h=0.3m

(7)取超高: H?h?h'?1.5?0.3?1.8m 10.3加氯机的选择

二级污水处理厂处理后的污水量为5～10mg/L，本设计取8mg/L，则总的加氯量为：

2?104?8?10?3?160kg/d?6.7kg/h

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加氯机选用ZJ-1 型转子加滤机2 台，其中一用一备。其规格性能见表3.11。

表3.11 ZJ-1 型转子加滤机性能参数表

性能

型号

加氯量

（kg/h）

适用水压力（kg/cm2） 水射器进水压力

650?310?102

?2.5kg/cm

00

点压力2

?1kg/cm

外型尺寸长

净重（kg）

（cm） ?宽?高

生产厂

ZJ-1 5～45 40

上海市自来

水公司给水工程服务所

10.4氯库及加氯间的设计

(1)液氯的储备量：

按运输及保存条件以15～30d 计，取20d。 则20d的需氯量为:20?24?6.7?3216kg (2)氯瓶的选择：

选用焊接液氯钢瓶Lp800-1，容重1000kg，其阀门型号为QF-10ZG，需氯瓶的个数:

3216n??3.3?4个

1000本设计选用6 个氯瓶，其中2 个备用。 (3)加氯间：

加氯间采用与氯库合建，尺寸定为：L×B=15000×9000mm。 (4)加氯间应采取下列安全措施:

(a)设有直接通向室外且向室外开的门，以及可以观察室内情况的观察孔； (b)在加氯间出入处应设有工具箱，检修用品箱以及防毒面具等，照明和通风设备的开关设在室外；

(c)加氯管材的要求：氯气管是用紫铜管，配制成一定浓度的加氯管是用橡胶管或塑料管;

(d)给水钢管使用镀锌钢管。且各管不宜露出地面，应敷设在沟槽内； (e)氯库应设用检查漏气的观察孔，氯库位置应设在水厂主导风向的下风向，并设有强制通风设备.

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11、计量设施 11.1 计量设备的选择

本设计采用巴氏计量槽设在总出口处，其特点是： (1)精确度可达95%～98%；

(2)水头损失小，底部冲刷力大，不易沉积杂污； (3)操作简单；

(4)施工技术要求高，尺寸不准确测量精度将会受到影响。 11.2 设计依据

(1)计量槽应设在渠道的直线段上，直线段的长度不应小于渠道宽度8～10 倍；在计量槽的上游，直线段不小于渠宽的2～3 倍；下游不小于4～5 倍。当下游有跌水而无回水影响时可适当缩短；

(2)计量槽中心线应与渠道中心线重合，上下游渠道的坡度应保持均匀，但坡度可以不同；

(3)计量槽喉宽一般采用上游渠道宽度的1/3～1/2；

(4)当喉宽W为0.25m 时，H2/H1≤0.64 为自由流，大于此数为潜没流；当喉宽W=0.3～2.5m 时，H2/H1≤0.7 为自由流，大于此数为潜没流；

(5)当计量槽为自由流时，只需记上游水位，而当其为潜没流时，则需同时记下游水位。设计计量槽时，应尽可能做到自由流，但无论在自由流还是在潜没流的情况下，均宜在上下游设置观察井；

(6)设计计量槽时，除计算其通过最大流量时的条件外尚需计算通过最小流量时的条件。 11.3 设计计算

11.3.1、根据最大出水量Qmax?0.347m3/s和平均出水量Q?0.231m3/s选择的计量槽各部分尺寸查《给水排水设计手册》第五册表10-3，选计量槽的测量范围为：0.17～1.3m3/s，其各部分尺寸见表3.12。

W(m) C(m) 0.75 1.05

计量槽喉部宽度为 b=W= 0.75m

计量槽的渐缩部分的长度 L1=0.5W+1.2=1.575 计量槽的喉部长度 L2=0.6

计量槽的上游渠道宽度 B1=D=1.38

计量槽的渐扩部分的长度 L3=0.9 计量槽的下游渠道宽度 B2=C=1.05

表3.12 巴氏计量槽各部分尺寸表 B(m) A(m) 2/3×A(m) 1.575 1.606 1.071

D(m)

1.38

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KP

B1B2bH1L1L2L3 计量槽总长度

计量槽应设在渠道的直线段上，直线段的长度不应小于渠道宽度的8—10 倍，在计算量槽上游，直线段不小于渠道宽度的2—3倍，下游不小于4—5倍。

则 计量槽上游直线段长度为：l1=3B1=3×1.38=4.14m 计量槽下游直线段长度为： l2=5B2=5×1.05=5.25m 计量槽总长度为：

L=l1+l2+L1+L2+L3=4.14+5.25+1.575+0.6+0.9=12.465m 11.3.2、计量堰水头损失计算

1.558计量堰内水流按自由流计，当b=0.75m时，Q?1.777H1

式中 H1——上游水深，m。

1.558H1?Q1.777?0.35m （3-82）

当b?0.3~2.5m时，H2H1?0.7时为自由流； H2≤0.7×0.35=0.245m 取H2=0.24m （3）上游渠道水力计算

过水断面：F1=B1×H1=1.38×0.35=0.483m2 湿周：f1=B1+2H1=1.38+2×0.35=2.08m 水力半径：R1= F1/f1=0.483/2.08=0.23m

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CH2

上游流速：v1=Q/( B1H1)=0.347/(1.38×0.35)=0.72 m/s

22??????3?3??水力坡度：i1???vnR???0.72?0.014?0.23??0.0007 ????22（4）下游渠道水力计算

过水断面：F2=B2H2=1.05×0.24=0.252m2 湿周：f2=B2+2H2=1.05+2×0.24=1.53m 水力半径：R2= F2/f2=0.252/1.53=0.17m

下游流速：v2=Q/(B2H2)=0.347/(1.05×0.24)=1.38m/s

22??????3?3??水力坡度：i2???vnR???1.38?0.014?0.17??0.004 ????22（5）计量堰及上下游渠道水头损失

计量堰上游水头损失为：l1i1=0.0007×4.14=0.002898m 计量堰下游水头损失为：l2i2=0.004×525=0.021m 取计量堰本身的水头损失为：0.20m

计量堰总水头损失为：h=0.20+0.002898+0.021=0.224m，取0.3m （6）计量堰至河：采用重力流铸铁管，Q?0.347m3/s，选DN?800mm。

二、污泥处理工艺的设计及计算

在污水处理过程中，分离和产生出大量的污泥，其中含有大量的有毒有害

物质有机物易分解，对环境有潜在的污染能力，同时污泥含水率高，体积庞大，处理和运送很困难，因此污泥必须经过及时处理与处置，以便达到污泥减量、稳定、无害化及综合利用。 1 污泥泵站的设计

二沉池的污泥流入污泥泵房，一部分回流至厌氧选择池，其余的剩余污泥进入污泥浓缩池进一步处理。在污泥泵房里设计污泥回流泵和剩余污泥泵。

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4.1.1 回流污泥泵设计

(1)回流污泥量的确定 X?100％?42.9％ 污泥回流比 R=

XR?X

污泥回流量: QR=Q×R=20000×0.429=8580m3/d=357.5m3/h

本设计拟定选用3台潜污泵（2 用1 备），则每台泵的设计流量为：

'QR?QR/2?178.8m3/h 4.1.2 回流污泥泵的选用

根据水泵QR?178.8m3/h 在《给水排水设计手册》第11册上查的采用LXB-600-3型深井潜水泵，2用1备，其性能如表4.1：

表4.1 回流污泥JQ型深井潜水泵性能

型号 LXB-600-3

流量Q（m3/h）

185

扬程H（m）

3

转速n(r/min) 63

外径D(mm) 功率W（kw）

600

2.2

'4.2 浓缩池的设计 4.2.1 设计要求

（1）连续流重力浓缩池可采用沉淀池形式，一般为竖流式或辐流式； （2）浓缩时间一般采用10～16h 进行核算，不宜过长，活性污泥含水率一般为99.2%～99.6%；

（3）污泥固体负荷采用20～30kg/m2·d，浓缩后污泥含水率可达97%左右； （4）浓缩池的有效水深一般采用4m；

（5）浓缩池的上清夜应重新回流到初沉池前进行处理；

（6）池子直径与有效水深之比不大于3，池子直径不宜大于8m，一般为4～7m；

（7）浮渣挡板高出水面0.1～0.15m，淹没深度为0.3～0.4m 4.2.2 设计参数

（1）污泥初始含水率P0 为99.4% （2）浓缩时间采用12h；

（3）浓缩池的有效水深采用4m； （4）浓缩后污泥含水率按97%计。

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（5）污泥固体浓度C?6g/L 4.2.3 设计计算

(1)剩余污泥量的计算

XW120033Qs???200m/d?8.33m/h 33(1?P0)?10(1?99.4%)?10(2) 浓缩池直径

采用带有竖向栅条污泥浓缩池的辐流式重力沉淀池，采用静压排泥，共设1

2

座，浓缩污泥固体通量M取45 kg/m?d

浓缩池面积：A?Q?C200?6??26.67m2 M45式中：Q ------污泥量（m3/d）；

C -------污泥固体浓度，6g/L；

M -------浓缩池污泥固体通量（kg/m2?d）； 浓缩池直径：

D? (3)校核水力停留时间 浓缩池有效容积：

4A??4?26.67?5.83m

3.14V?A?h1?26.67?4?106.68m3

停留时间：

T?V106.68??0.53d?12.8h 符合要求 Q200.00（4）确定泥斗尺寸 ①浓缩后污泥体积：

V1?Q(1?P200?(1?0.994)1)??60m3/d (1?P2)(1?0.98)式中：Q-------污泥量，m3/d；

P1-------未进浓缩池前的含水率，取99.4%； P2-------浓缩后的含水率，取98%；

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按2h贮泥时间计，则： V2?②污泥斗容积：

60?2?5m3 24设r1 = 1m，r2 = 0.5m，h5= 1m，则：

V斗??h43(r1?r1r2?r2)?223.14?12(1?0.5?1?0.52)?1.83m3 3池底坡度为0.1，池底坡降：h4?③污泥斗以上锥体部分容积：

V锥?0.1?(5.78?2)?0.189m

2?h43(r1?r1?R?R2)?23.14?0.189(1?4.31?1?4.312)?4.725m3 3④总容积：

V?V斗?V锥?1.83?4.725?6.55m3 （符合要求）

（5）浓缩池总深度 超高取0.3m，缓冲层取0.3m

H?h1?h2?h3?h4?h5?4?0.3?0.3?0.189?1?5.789m

（6）浓缩后分离出的污水量：

q?Q?p1?p2200.0099.4?98???1.62?10?3m3

100?p286400100?98（7）刮泥装置

采用中心驱动式刮泥机，刮泥机底部设有刮泥板，将污泥推入污泥斗。 （8）排泥管

剩余污泥量，泥量较小采用管道排泥。 辐流式浓缩池计算草图如图所示：

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出水 进泥 出泥 图4.1 辐流式浓缩池计算草图

4.贮泥池 1）设计参数

进泥量：经浓缩排出含水率P2＝98%的污泥Q w′=60m3/d，设贮泥池1座，贮泥时间T＝0.5d=12h 2）设计计算

池容为

V?Q'WT?60?0.5?30.0m3 贮泥池尺寸

D?H?4?4 有效容积 V?3.14?4?3.5?43.96m3（考虑0.5m的超

高）

4.3 污泥脱水机房

本设计采用带式压滤机机械脱水。机械加压过滤的特点是整个压滤机是密

封的，过滤压力一般为4～5Kg/cm2,城市消化污泥在加压过滤脱水前一般应进行淘洗并投加混凝剂。带式压滤机的优点是：滤带可以回旋，脱水效率高，噪音小，能源消耗省，附属设备少，操作管理方便。 4.3.1 设计计算

（1）浓缩后污泥量：

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每天浓缩后的污泥量：V?200.0?100?99.4?60m3

100?98（2）脱水工艺

(a)污泥脱水主要采用机械压缩方法，采用聚炳烯酰胺作为脱水剂，投加量为3%，

脱水剂用量为：M?60?(1?98%)?3%?103?36kg/d

(b) 以压滤脱水后产生的污泥含水率为70％计， 则每天压滤脱水产生的污泥量为

100?98VR?60??4m3

100?70每小时压滤脱水产生的污泥量：

4'VT??0.17m3

24设计1 台带式压滤机。 4.3.2 压滤机的选用

根据单台压滤机的生产能力为 0.17m3/h、污泥含水率为98％，在《给水排水设计手册》第11 册上查得采用CPF2000S5 型带式压滤机，其性能参数如表4.3：

表 4.3 CPF 型带式压滤机规格性能

生产

滤带速

给料滤饼能 电动机

滤带宽 度外形尺 重量 生产

型号 浓 水 力功

度（mm） (m/min寸（mm） （t） 厂

度（%） 分（%） （t/h率（kw） )

）

4700×沈阳

0.15

CPF2 1.3～1.5～58～35 水处

2000 ～1 5.5 13.5

000S5 8.2 6 87 00×理设

2660 备厂

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