2万吨日城市污水处理厂的初步设计完善版

环境工程课程设计

题目2万吨/日城市污水处理厂的初步设计

院系材料科学与工程学院 专业环境工程 姓名陈强 年级大四上学期

指导教师廖润华、成岳、苏小丽

摘要

本次课程设计的题目为某城市污水处理厂初步设计，主要任务是完成该污水处理厂的平面布置、高程布置和各处理构筑物的初步设计。

初步设计要完成设计说明书一份，污水处理厂平面布置图1张、污水处理构筑物高程布置图1张。该污水处理厂工程规模为2万吨/日，进水水质为：CODCr=200mg/L，BOD5=150mg/L，SS=200mg/L，氨氮=30mg/L，磷酸盐（以P计）=4.0mg/L。

本次设计所选择的A2O工艺，具有良好的脱氮除磷功能。该污水处理厂的污水处理流程为：污水从粗格栅到污水提升泵房，再从泵房到细格栅，然后到沉砂池，进入初沉池再进入生物池（即A2O反应池），再从生物池进入二沉池，污水再经过接触消毒池后排入自然水体；污水处理厂处理后的出水水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级标准的A标准。

关键词：A2O工艺；脱氮除磷；污水处理

目录

摘要................................................................................................................................ 2 1设计任务书................................................................................................................. 6

1.1工程设计资料................................................................................................... 6 1.2设计任务........................................................................................................... 7 1.3 基本要求.......................................................................................................... 7 1.4毕业设计图纸内容及张数............................................................................... 7 2 设计说明书................................................................................................................ 8

2.1城市污水来源、水量及水质特点分析........................................................... 8

2.1.1城市污水来源......................................................................................... 8 2.1.2城市污水水量......................................................................................... 9 2.1.3城市污水水质特点................................................................................. 9 2.2污水处理方案的选择..................................................................................... 10

2.2.1城市污水主要处理方法....................................................................... 10 2.2.2污水处理方案的选择........................................................................... 12 2.3污水处理工艺原理及工程说明..................................................................... 13

2.3.1粗格栅................................................................................................... 13 2.3.2泵房和集水池....................................................................................... 15

2.3.2.1泵房 ............................................................................................................. 15 2.3.2.2集水池 ......................................................................................................... 15

2.3.3细格栅................................................................................................... 16 2.3.4沉砂池................................................................................................... 16 2.3.5配水井................................................................................................... 18 2.3.6初沉池................................................................................................... 19 2.3.7生化池................................................................................................... 20 2.3.8配水井................................................................................................... 21 2.3.9二沉池................................................................................................... 22 2.3.10接触消毒池......................................................................................... 23

3设计计算书............................................................................................................... 24

3.1粗格栅间......................................................................................................... 24

3.1.1设计参数............................................................................................... 24 3.1.2设计计算............................................................................................... 24 3.2 集水池和泵房................................................................................................ 26

3.2.1设计参数............................................................................................... 26 3.2.2 集水池设计计算.................................................................................. 26 3.2.3水泵扬程计算....................................................................................... 27 3.3细格栅............................................................................................................. 28

3.3.1设计参数............................................................................................... 28 3.3. 2设计计算.............................................................................................. 28 3.4沉砂池............................................................................................................. 29

3.4.1 设计参数.............................................................................................. 29 3.4.2设计计算............................................................................................... 30 3.5配水井............................................................................................................. 32

3.5.1设计参数............................................................................................... 32 3.5.2设计计算............................................................................................... 33 3.6初沉池............................................................................................................. 34

3.6.1设计参数............................................................................................... 34 3.6.2 设计计算.............................................................................................. 34 3.7厌氧池............................................................................................................. 36

3.7.1 设计参数.............................................................................................. 36 3.7.2设计计算............................................................................................... 36 3.8缺氧池............................................................................................................. 37

3.8.1 设计参数.............................................................................................. 37 3.8.1 设计计算.............................................................................................. 37 3.9曝气池............................................................................................................. 37

3.9.1设计参数设计参数............................................................................... 37 3.9.2污水处理程度的计算........................................................................... 38 3.9.3曝气池的计算与各部位尺寸的确定................................................... 38 3.10配水井........................................................................................................... 41

3.10.1设计参数............................................................................................. 41 3.10.2设计计算............................................................................................. 41 3.11二沉池 ........................................................................................................... 42

3.11.1设计参数 ............................................................................................. 42 3.11.2 设计计算 ............................................................................................ 42 3.12 消毒池.......................................................................................................... 44

3.12.1设计参数............................................................................................. 44

3.12.2设计计算............................................................................................. 44

3.13高程计算....................................................................................................... 46 结论.............................................................................................................................. 48 参考文献...................................................................................................................... 48 附录.............................................................................................................................. 49

1设计任务书

1.1工程设计资料

（1）工程概况

某城市拟筹建城市污水处理厂，废水量为2万吨/日。城市污水的主要污染物是CODCr、BOD5、SS、氮和磷等。

经当地环保部门批准，污水排放标准执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级标准的A标准。 （2）工程设计规模 1）设计水量

总水量： Q总=20000m3/d 2）进水水质

进水水质参考同类案例，具体进水水质如表1所示。

表1—1 进水水质（单位：mg/L）

指标 数值

3）处理目标

经当地环保部门审批，污水排放标准执行《污水综合排放标准》（GB18918—2002）一级标准的A标准，具体出水水质如表2所示。

表1—2 出水水质（单位：mg/L）

指标 数值

CODCr 50

BOD5 10

SS 10

氨氮 5

磷酸盐 0.5

CODCr 200

BOD5 150

SS 200

氨氮 30

磷酸盐（以P计）

4.0

1.2设计任务

（1）根据以上资料，确定最佳处理工艺，对该污水处理工程进行初步设计。 （2）设计范围为污水处理工艺系统。

（3）完成污水处理各构筑物的设计，编写设计说明书和设计计算书（包括高程计算和构筑物设计计算）。 （4）完成设计图纸。

1.3 基本要求

（1）设计者必须独立思考，独立完成全部设计。 （2）按时按质完成设计任务要求。

（3）设计方案严格执行有关环境保护的规定，污水处理后必须保证出水指标均达到当地环保部门核准的污水排放标准。

（4）采用经济合理的处理工艺，保证处理效果，并节省投资和运行管理费用。 （5）设计新颖美观、布局合理。

1.4毕业设计图纸内容及张数

（1）污水处理厂平面布置图，1张（3号图纸）； （2）污水处理构筑物高程布置图，1张（3号图纸）；

2.设计说明书

2.1城市污水来源、水量及水质特点分析 2.1.1城市污水来源

（1）生活污水

生活污水主要来自家、商业、机关、学校、医院、城镇公共设施及工厂的餐饮、卫生间、浴室、洗衣房等，包括厕所冲洗水、厨房洗涤水、洗衣排水、沐浴排水及其他排水等。生活污水的主要成分为纤维素、淀粉、糖类、脂肪、蛋白质等有机物质，氮、磷、硫等无机盐类及泥沙等杂质，生活污水中还含有多种微生物及病原体。这些物质按化学性质来分，可分为无机物和有机物；按其物理性质来分，可分为不溶性物质、胶体性物质和溶解性物质。生活污水的水质一般较稳定，浓度较低，也较容易通过生物化学方法进行处理。 （2）工业废水

工业废水主要是在工业生产过程中被生产原料、中间产品或成品等物料所污染的水。工业废水中由于种类繁多，污染物成分及性质随生产过程而异，变化复杂。一般而言，工业废水比较严重，往往含有有毒有害物质，需局部处理达到要求后才能进入城镇排水系统，是城镇污水有毒有害污染物的主要来源。 （3）初期雨水

初期雨水是雨雪降至地面形成的初期地表水径流。初期雨水的水质水量随区域环境、季节和时间变化，成分比较复杂。影响初期雨水被污染的主要因素有大气质量、气候条件、地面及建筑物环境质量等。 （4）城镇污水

城镇污水包括生活污水、工业废水等，在合流制排水系统中包括雨水，在半分流制排水系统中包括初期雨水。城镇污水成分性质比较复杂，不仅各城镇间不同，同一城市中的不同区域也有差异，需要进行全面细致的调查研究，才能确定其水质成分及特点。

2.1.2城市污水水量

污水水量还会与降雨有一定关系，不过现如今的城市管道系统绝大部分采用的是分流系统，即污水管道与雨水管道分开，这样在很大程度上减少了降水对于污水处理厂的压力，雨水经过收集后只需要经过较少的处理就能到排放标准排入自然水体。

2.1.3城市污水水质特点

城市污水的水质在主要方面具有生活污水的一切特征。但在不同的城市，因工业的规模和性质不同，城市污水的水质也受工业废水和水量的影响而明显变化。

城市污水中90%以上是水，其余是固体物质。水中普遍含有以下各种污染物： 悬浮物：一般为200～500毫克/升，有时候可超过1000毫克/升。其中无机和胶体颗粒容易吸附有机毒物、重金属、农药、病原菌等，形成危害大的复合污染物。悬浮物可经过混凝、沉淀、过滤等方法与水分离，形成污泥而去除。

病原体：包括病菌、寄生虫、病毒三类。常见的病菌是肠道传染病菌，每升污水可达几百万个，可传播霍乱、伤寒、肠胃炎、婴儿腹泻、痢疾等疾病。常见的寄生虫有阿米巴、麦地那丝虫、蛔虫、鞭虫、血吸虫、肝吸虫等，可造成各种寄生虫病。病毒种类很多，仅人粪尿中就有百余种，常见的是肠道病毒、腺病毒、呼吸道病毒、传染性肝炎病毒等。每升生活污水中病毒可达50万到7000万个。

需氧有机物：包括碳水化合物、蛋白质、油脂、氨基酸、脂肪酸、酯类等。其浓度常用五日生化需氧量(BOD5)来表示。也可用总需氧量(TOD)、总有机碳(TOC)、化学需氧量(COD)等指标结合起来评价。常用BOD5与COD的比例来反映污水的可生化降解性，用微生物呼吸氧量随时间变化曲线来反映生化降解的快慢。城市污水BOD5一般为每升300～500毫克，造纸、食品、纤维等工业废水可高达每升数千毫克。

植物营养素：生活污水、食品工业废水、城市地面径流污水中都含有植物的营养物质──氮和磷。城市污水中磷的含量原先每人每年不到1千克,近年来由于大量使用含磷洗涤剂，含量显著增加。来自洗涤剂的磷占生活污水中磷含量的

30～75%，占地面径流污水中磷含量的17%左右。氮素的主要来源是食品、化肥、焦化等工业的废水，以及城市地面径流和粪便。硝酸盐、亚硝酸盐、铵盐、磷酸盐和一些有机磷化合物都是植物营养素，能造成地面水体富营养化、海水赤潮和地下肥水。硝酸盐含量过高的饮水有一定的毒性，能在肠胃中还原成亚硝酸盐而引起肠原性青紫症。亚硝酸盐在人体内与仲胺合成亚硝胺类物质可能有致畸作用、致癌作用。

城市污水中除含以上四类普遍存在的污染物外，随污染源的不同还可能含有多种无机污染物和有机污染物，如氟、砷、重金属、酚、氰、有机氯农药、多氯联苯、多环芳烃等。

2.2污水处理方案的选择 2.2.1城市污水主要处理方法

城市污水处理厂的方案，要考虑有效去处BOD5，又要适当去除N、P故可采用SBR法、氧化沟法或A2O法。 （1）SBR法

SBR法为序批式活性污泥法，它比连续流活性污泥法出现的更早，但由于当时运行管理条件限制而被连续流系统所取代。随着自动化控制水平的提高，SBR法重新被人们重视，该工艺在国内已广泛应用于屠宰、啤酒、化工、鱼品加工、制药等工业废水和生活污水的处理，SBR法特点见表1。

表1 SBR法特点

优点 ? 同时脱氮除磷； ? 静置沉淀可获得低SS出水； ? 耐受水力冲击负荷； ? 操作灵活性好，兼具二沉池功能 缺点 ? 同时脱氮除磷时操作复杂； ? 滗水设施的可靠性对出水水质影响大； ? 设计过程复杂，池体容积大； ? 不适合5万吨/天以上污水量的处理； ? 维护要求高，运行对自动控制依赖性强

（2）氧化沟法

本工艺50年代初期发展形成，因其构造简单，易于管理，很快得到推广，且不断创新，有发展前景和竞争力，当前可谓热门工艺。氧化沟在应用中发展为多种形式，比较有代表性的有：帕式(Passveer)简称单沟式，奥式(Orbal)简称同心圆式，卡式(Carrousel)简称循环折流式和三沟式氧化沟(T型氧化沟)等。 氧化沟一般不设初沉池，负荷低，耐冲击，污泥少。建设费用及电耗视采用的沟型而变，如在转碟和转刷曝气形式中，再引进微孔曝气，加大水深，能有效地提高氧的利用率(提高20%)和动力效率［达2.5～3.0 kgO2/(kW·h)］，氧化沟工艺的特点见表2。

表2 氧化沟法特点

优点 ? 工艺流程简单，运行管理方便； ? 耐受水力冲击负荷； ? 污泥量少、性质稳定 ? 出水水质较好 （3）A2O法

城市生活含有大量的氮磷，由于氮磷的富集会对天然水体造成富营养化，导致湖泊河流的藻类泛滥破坏生态环境及影响水生生物的生存和人类生活。故对城市污水提出脱氮除磷的要求。利用生物处理法脱氮除磷，可获得优质出水，是一种深度二级处理工艺。污水在流经厌氧、缺氧、好氧三个不同功能分区的过程中，污水在厌氧区(DO<0.3mg/L)，释放出聚磷菌，在好氧状况下又将其更多吸收，以剩余污泥的形式排出系统达到除磷目的，同时污水进入缺氧区（DO<0.7 mg/L），由于兼氧脱氮菌的作用，利用水中BOD作为氢供给体(有机碳源)，将来自好氧池混合液中的硝酸盐及亚硝酸盐还原成氮气逸入大气，达到脱氮的目的，A2O工艺的特点见表3

表3 A/A/O工艺特点

缺点 ? 溶解氧量难以控制； ? 污泥容易沉积； ? 脱氮除磷效果不显著 优点 ? 工艺流程简单，运行管理方便； ? 同时脱氮除磷； ? 污泥沉降性能好 缺点 ? 聚磷菌和反硝化菌都需要易降解有机物； ? 回流污泥含有硝酸盐进入厌氧? 反硝化过程为硝化过程提供碱区，对除磷效果有影响； 度； ? 反硝化过程同时去除有机物（COD）； ? 厌、缺、好氧环境交替运行，丝状菌不能大量繁，不会发生污泥膨胀； ? 厌、缺氧环境为系统节能，减少经济费用

? 脱氮受内回流比影响； 2.2.2污水处理方案的选择

本项目污水处理的特点为：

（1）污水以有机污染物为主，BOD/COD=0.75>0.3,可生化性比较好，重金及其他难以生物降解的有毒有害污染物一般不超标。

（2）污水中主要污染物指标BOD、COD、SS值为典型城市污水值。此外考虑到氨氮出水浓度排放要求比较高，因此需要采用能够同时脱氮除磷降磷且效果较好的工艺。

（3）从上述比较分析，可知SBR间歇运行，全赖电脑控制，对处理厂的管理人员素质要求很高，变水位运行，电耗增大；而且除磷脱氮效果一般，所以不采用。其主要污水来源为生活污水，污水生化性好，难降解污染物少，氧化沟的一些优点得难以得到体现。而且，污水处理厂冬季气温低，若采用氧化沟工艺的话，设备检修困难。A2O工艺虽然基建费用相对较高，但运行费用低，管理维护相对方便，出水水质稳定，脱氮除磷效果显著，优势相对突出。通过对各种工艺比选、城镇污水自身的特点以及对投资费用，运行管理的考虑，本工程设计决定采用A2O工艺来处理城市污水，具体的污水处理工艺流程图2—1如下：

图2—1城市生活污水处理工艺流程

进水 粗格栅 泵房 细格栅 沉砂池 初沉池 混合液回流 厌氧池 缺氧池 回流污泥 好氧池 二沉池 泥饼外运 消毒池 排放 污泥浓缩脱水车间 加药 贮泥池 2.3污水处理工艺原理及工程说明

处理规模：

Qmax_?KZ?Q?1.3?20000?26000m33—3d?1083.33m33h?0.301m3s?301L/sQ?20000md?833.33mh?0.2315ms?231.5Ls

Qmin1_120000?Q???0.12m3/s 2224?36002.3.1粗格栅

格栅是一组（或多组）相平行的金属栅条与框架组成，倾斜安装在进水的渠道，或进水泵站集水井的进口处，用以截阻大块的呈悬浮或漂浮状态的固体污染物杂质。.因此为了避免其中的较粗大的悬浮物及杂质，堵塞水泵和沉淀池的排

泥管，影响后续处理构筑物或设备的正常工作，首先设置格栅除去较大的悬浮物和颗粒。

设计参数：

（1）水泵处理系统前格栅栅条间隙，应符合下列要求： 人工清除 25～40mm 机械清除 16～25mm 最大间隙 100mm

（2）在大型污水处理厂或泵站前原大型格栅(每日栅渣量大于0.2m3),一般应 采用机械清渣；

（3）格栅倾角一般用45°～75°；

（4）通过格栅的水头损失一般采用0.08～0.15m； （5）过栅流速一般采用0.6～1.0m/s；

（6）机械格栅不少于2台，如为一台时，应设人工清除格栅备用; (7) 格栅前渠道内的水流流速一般采用0.4~0.9m/s;

(8) 通过格栅的水头损失，粗格栅一般为0.2m,细格栅一般为0.3~0.4m。 运行参数：

设计流量 1083.33m3/h 格栅台数 2台 单台设计流量 301.00L/s 格栅倾角 a=60o 过栅流速 V2=0.6m/s 栅前流速 V1=0.6m/s 栅前水深 h=0.67m 格栅间隙 b=50㎜

栅条宽度 S=0.01m 进水渠展开角 a1=20o 栅前渠道超高 h2=0.3m 单位栅渣量 W1=0.03m3/103m3 栅槽宽度 B=0.83m 过栅水头损失 h1=0.0125m 进水渠至栅槽渐宽部分长 L1=0.16m 栅槽至出水渠渐缩部分长 L2=0.08m 栅前栅槽总高度 H1=0.97m

栅后栅槽总高度 H=0.976m 栅槽总长度 L=2.30m

2.3.2泵房和集水池

2.3.2.1泵房

污水泵房在污水处理系统中常被称为污水提升泵房，其作用主要是将上游来水提升至后续处理单元所要求的高度，使其实现重力自流。

它的工作特点是它所抽升的水是不干净的，一般含有大量的杂质，而且自来水的流量随时都在变化。

污水泵房的基本组成包括：机器间、集水池、格栅、辅助间。机器间内设置水泵机组和有关的附属设备。 提升泵房说明：

（1）泵房进水角度不大于45度；

（2）相邻两机组突出部分得间距，以及机组突出部分与墙壁的间距，应保证水泵轴或电动机转子再检修时能够拆卸，并不得小于0.8。如电动机容量大于55KW时，则不得小于1.0m，作为主要通道宽度不得小于1.2m；

（3）泵站为半地下式； （4）水泵为自灌式； 2.3.2.2集水池

集水池的作用是汇集、储存和均衡废水的水质水量。各个车间的生产废水，其排出的废水水量和水质一般来说是不均衡的，生产时有废水，不生产时就没有废水，甚至在一日之内或班产之间都可能有很大的变化，如果清浊废水不分流，则工艺浓废水与轻污染废水的水质水量变化很大，这种变化对废水处理设施设备的正常操作及处理效果是很不利的，甚至是有害的。因此废水在进入主要污水处理系统前，都要设置一个有一定容积的废水集水池，将废水储存起来并使其均质均量，以保证废水处理设备和设施的正常运行。集水池容积要满足水工布置、格栅及污水提升泵吸水管的安装要求,在及时将来水抽走和避免水泵起闭频繁的基础上,尽量减小池容,以减低费用和减少污物在池内淤积和腐化。集水池容积包括死水容积和有效容积两部分。死水容积是指最低水位以下的容积,有效容积是指集水池内最高水位和最低水位之间的容积。将废水储存起来并使其均质均量，以保证废水处理设备和设施的正常运行。 集水池实际参数及其要求：

（1）集水池的有效容积不宜小于最大一台污水泵6min的出水量； （2）污水泵每小时启动次数不宜超过6 次。 运行参数：

泵的数量 2台（1用1备）泵的最大流量Q?0.31集水池容积 V=90m3集水池有效水深 2m

最高水位（相对地面标高）﹣2.64m 最低水位（相对地面标高）﹣4.64m 集水池面积 S=60m2集水池长度 L= 15m 水头总扬程 12.049m

m3s

2.3.3细格栅

细格栅是一种可连续清除流体中杂物的固液分离设备，是城市污水处理、自机械格栅机来水厂、电厂进水口、纺织、食品加工、造纸、皮革等行业生产工艺中不可缺少的专用设备，是目前国内普遍采用的固液筛分设备。

运行参数

设计流量 1083.33 m3/h格栅台数 2台

单台设计流量 150.5L/s 栅前水深 h=0.50m 格栅倾角 a=60o最大过栅流速 V2=0.6m/s

栅前流速 V1=0.6m/s 格栅间隙 b=10㎜ 栅条宽度 S=0.01m 进水渠展开角 a1=20o 栅前渠道超高 h2=0.3m 单位栅渣量 W1=0.13m3/10m3

栅槽宽度 1.00m 过栅水头损失 0.12m 每日栅渣量 2.60m3/d 进水渠宽度 1.1m 进水渠至栅槽渐宽部分长1.22m 栅槽至出水渠渐缩部分长 0.61m 栅后槽总高度 1.23m 栅槽总长度 3.89m

2.3.4沉砂池

污水在迁移、流动和汇集过程中不可避免会混入泥砂。污水中的砂如果不预先沉降分离去除，则会影响后续处理设备的运行。最主要的是磨损机泵、堵塞管

网，干扰甚至破坏生化处理工艺过程。沉砂池主要用于去除污水中相对密度大于2.65、粒径大于0.2mm沙粒，以保护管道、阀门等设施免受磨损和阻塞。其工作原理是以重力分离为基础，故应控制沉砂池的进水流速，使得比重大的无机颗粒下沉，而有机悬浮颗粒能够随水流带走。沉砂池主要有平流沉砂池、曝气沉砂池、旋流沉砂池等。

沉砂池设计中，必需按照下列原则：

（1）城市污水厂一般均应设置沉砂池，座数或分格数应不少于2座(格)，并

按并联运行原则考虑。 （2）设计流量应按分期建设考虑：

1）当污水自流进入时，应按每期的最大设计流量计算；

2）当污水为用提升泵送入时，则应按每期工作水泵的最大组合流量

计算；

3） 合流制处理系统中，应按降雨时的设计流量计算。

（3）沉砂池去除的砂粒杂质是相对密度大于2.65，粒径大于0.2mm的颗粒为主。 （4）城市污水的沉砂量可按每106m3污水沉砂量为30m3计算，其含水率为60%，

容量为1500kg/m3。

（5）贮砂斗槔容积应按2日沉砂量计算，斗璧倾角55。~60。。 （6）沉砂池的超高不宜小于0.3m 。

（7）除砂一般宜采用机械方法。当采用人工排砂时，排砂管直径应不小 200mm。 (8)采用重力排砂时，沉砂池和贮砂池应尽量靠近，以缩短排砂管的长度，并设排砂闸门管道的首端，使排砂管畅通和易于养护管理。

（9）设计流速的时水平流速：最大流速应为0.3m/s，最小流速为0.15m/s；最

大设计流量时，污水在池内的停留时间不应少于30 s，一般为30~60s; (10)设计有效水深不应大于1.2m,一般采用0.25~1.0m，每格宽度不宜小1.5t/m3。 说明：采用平流式沉砂池，具有处理效果好，结构简单的优点。

运行参数：

设计座数两座（每座两格） 每座沉砂池设计流量：Qmax?0.31ms设计流速：v=0.15m/s

3进水渠水流速度v1?0.3m/s水力停留时间：t=60s

沉砂池长度 9m 池总宽4m

有效水深0.5m 贮泥区容积 0.31m3（每个沉砂斗） 沉砂斗底宽 0.1m 斗壁与水平面倾角 600 斗高为 0.5m 斗部上口宽 0.68m 水流断面积 2.4m2 每格宽度 1.0m 池底坡度 0.015 沉砂室高 0.77m 超高 0.3m 沉砂池总高度 1.36m

2.3.5配水井

在污水处理中，通常设置在沉砂池之后，生物处理系统之前。其作用是收集污水，减少流量变化给处理系统带来冲击。污水经过沉砂池后，首先流到配水井，达到一定容量后，将污水均匀分配给下一级构筑物进行处理。

设计要求：

（1）水力配水设施基本原理是保持各个配水方向的水头损失相等； （2）配水渠道中的水流速度应不大于1.0m/s，以利于配水均匀和减少水头损失；

（3）从一个方向和用其中的圆形入口通过内部为圆筒形的管道向其引水的 环形配水池，当从一个方向进水时，保证分配均匀的条件：

1）应取中心管直径等于引水管径； 2）中心管径的环形孔高应取0.25~0.5D1；

3）当污水从中心管径流出时，不应当有配水池直径和中心管道直径

（D/D1）大于1.5 的突然扩张。 运行参数

设计流量 0.301m3/h 水斗个数 2个 堰上水头 0.219m 堰顶厚度 1.0m 堰高 0.5m 堰宽 1.0m

流量系数 0.33 配水漏斗上口口径 1.5m

2.3.6初沉池

初沉池可除去废水中的可沉物和漂浮物。废水经初沉后，约可去除可沉物、油脂和漂浮物的50%、BOD的20%，按去除单位质量BOD或固体物计算，初沉池是经济上最为节省的净化步骤，对于生活污水和悬浮物较高的工业污水均易采用初沉池预处理。

初沉池的主要作用如下：

（1）去除可沉物和漂浮物，减轻后续处理设施的负荷； （2）使细小的固体絮凝成较大的颗粒，强化了固液分离效果； （3）对胶体物质具有一定的吸附去除作用；

（4）一定程度上，初沉池可起到调节池的作用，对水质起到一定程度的均质效果，减缓水质变化对后续生化系统的冲击；

（5）有些废水处理工艺系统将部分二沉池污泥回流至初沉池，发挥二沉池污泥的生物絮凝作用，可吸附更多的溶解性和胶体态有机物，提高初沉池的去除效率；

另外，还可在初沉池前投加含铁混凝剂，强化除磷效果。含铁的初沉池污泥进入污泥消化系统后，还可提高产甲烷细菌的活性，降低沼气中硫化的含量，从而既可增加沼气产量，又可节省沼气脱硫成本。本设计初沉池采用非机械排泥法。 辐流式沉淀池的主要设计参数： 设计进水量：Qmax=2.6 ×104m3/d

座数： 3座（中央进水辐流式沉淀池） 运行参数：

沉淀池直径 D=16.00m 有效水深 h2＝2m

池总高度 H=3.175m 贮泥斗容积 Vw＝26.8m3 设计流量 0.301m3/s 池子座数 3座 表面负荷： qb范围为2-2.5 m3/ m2.h ，取q=2.0 m3/ m2.h

沉淀时间 1h 缓冲层高度 0.5m 泥斗斜壁倾角 60°泥斗高 0.875m

泥斗底板坡度 0.05 超高 0.3m

2.3.7生化池

生物池是A2O工艺的核心部分，由三座池组成，根据污水的流动方向，可将生物池细分为厌氧池、缺氧池和好氧池。

（1）厌氧反应器，原污水与从沉淀池排出的含磷回流污泥同步进入，本反应器主要功能是释放磷，同时污水中有机物进行厌氧发酵，在酸化阶段有机物转化为挥发性脂肪酸；聚磷菌利用挥发性脂肪酸合成体内所需的聚-β-羟丁酸、聚-β-羟戊酸。

运行参数： 设计进水量：

Q'?KZmax2?Q?1.3?20000?130002m3d?0.16m3s

建造两组厌氧池，每组分为两格，每格分为三廊道，采用推流式设计。 厌氧池尺寸: 长16m，宽12米，则每廊道长度为16米，宽2米，高H=3.0m 设计座数/格数：2座（每座2格）；水力停留时间：T=1h (1～2h) 厌氧池容积：V?541.67m3；厌氧池尺寸：水深取为h=2.5m 厌氧池面积：A?180.56m2；池长取16m，池宽取12m

厌氧池分为两格，设每格为三廊道式厌氧池，则每廊道长为16米，宽为2米。

考虑0.5m的超高，故池总高为H=h+0.5=2.5+0.5=3.0m。

（2）缺氧反应器，首要功能是脱氮，硝态氮是通过内循环由好氧反应器送来的，循环的混合液量较大，一般为2Q（Q为原污水流量）；相对厌氧和好氧来讲，一般是指溶解氧控制在0.2-0.5mg/L之间的生化系统。 缺氧池运行参数：

设计流量：最大日最大时流量

Q'?KZmax2?Q—?1.3?20000?130002m3d?541.67m3h?0.16m3s设

计座数/格数：2座(每座2格) 水力停留时间：T=1h 缺氧池容积：V=541.67m3水深取为h=2.5m

缺氧池面积：A?180.56m2池长为16m，池宽为32m12

缺氧池分为两格，设每格为三廊道式缺氧池，则每廊道长为16米，宽为2米；池总高为H=3.0m

建造两座缺氧池，每座分为两格，每格分为三廊道，采用推流式设计。缺氧池尺寸: 长16m，宽12米，则每廊道长度为16米，宽2米，高H=3.0m （2）好氧反应器——曝气池，这一反应单元是多功能的，去除BOD，硝化 和吸收磷等均在此处进行。流量为2Q的混合液从这里回流到缺氧反应器。

曝气是使空气与水强烈接触的一种手段，其目的在于将空气中的氧溶解于水中，或者将水中不需要的气体和挥发性物质放逐到空气中。换言之，它是促进气体与液体之间物质交换的一种手段。它还有其他一些重要作用，如混合和搅拌。空气中的氧通过曝气传递到水中，氧由气相向液相进行传质转移。

Q'?KZmax2?Q—?1.3?20000?130002m3d?541.67m3h?0.16m3s

BOD污泥负荷率：0.30BOD5/(kgMLSS·d)

混合液污泥浓度：3333mg/L 水力停留时间： 1.8h 污泥龄：7.45d 剩余污泥量：?X?648kg/d 工艺参数：

长：L=32.5m 宽：b=3.0m 有效水深：2.5m 实际停留时间1.8h

b3.0L32.5?1.2，满足宽深比1~2的设计要求；??10.84，满足长宽校核：?h2.5b3.0深比6~12的设计要求。

2.3.8配水井

在污水处理中，通常设置在沉砂池之后，生物处理系统之前。其作用是收集污水，减少流量变化给处理系统带来冲击。污水经过沉砂池后，首先流到配水井，达到一定容量后，将污水均匀分配给下一级构筑物进行处理。

设计要求：

（1）水力配水设施基本原理是保持各个配水方向的水头损失相等； （2）配水渠道中的水流速度应不大于1.0m/s，以利于配水均匀和减少水头损失。

（3）从一个方向和用其中的圆形入口通过内部为圆筒形的管道向其引水的 环形配水池，当从一个方向进水时，保证分配均匀的条件：

1）应取中心管直径等于引水管径； 2）中心管径的环形孔高应取0.25~0.5D1；

3）当污水从中心管径流出时，不应当有配水池直径和中心管道直径

（D/D1）大于1.5 的突然扩张。 运行参数

设计流量 0.301m3/h 水斗个数 2个 堰上水头 0.219m 堰顶厚度 1.0m 堰高 0.5m 堰宽 1.0m 流量系数 0.33 配水漏斗上口口径 1.5m

2.3.9二沉池

二沉池是主要接纳生物池即A2O反应池的出水，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，使混合液澄清、浓缩和回流活性污泥。在A2 /O法中，从曝气池流出的混合液在二沉池中进行泥水分离和污泥浓缩，其工作效果能够直接影响活性污泥系统的出水水质和回流污泥浓度。澄清后的出水溢流外排。

出水系统：采用双边溢流堰，在边池沉淀完毕，出水闸门开启，污水通过溢流堰，进行泥水分离。澄清液通过池内得排水渠排除。在排水完毕后，出水闸门关闭。

排泥系统：采用周边传动轨道式吸泥机。 辐流式沉淀池的主要设计参数： 设计进水量：

Qmax?KZ?Q?1.3?20000?26000—m3d?1083.33mh?0.301ms

33座数： 3座（中央进水辐流式沉淀池）

表面负荷： qb范围为0.5~1.5 m3/ m2.h ，取q=1.0 m3/ m2.h 水力停留时间（沉淀时间）：T=1.5 h

沉淀池直径D=21.44m 有效水深 h＝1.5m 池体总高度 H=3.73m 贮泥斗容积 Vw＝541.6m3 池底坡度 0.02超高 0.3m

缓冲层 0.3m 池边体总高度 3.53m 底坡落差 0.1945m

2.3.10接触消毒池

水消毒处理的目的是解决水中的生物污染问题。城市污水经过二级处理后，水质改善，细菌含量大幅度减少，但细菌的绝对值可观，并存在病原可能，为防止对人类健康产生危害和对生态造成污染，在污水排入水体前应进行消毒。

接触消毒池（disinfecting tank）指的是使消毒剂与污水混合，进行消毒的构筑物。主要功能：杀死处理后污水中的病原性微生物。经过处理后，污水出水水质已经达标，但是处理水中含有细菌、病毒和、病卵虫等致病微生物，因此采用液氯、臭氧或紫外线消毒将其杀灭，防止其对人类及牲畜的健康产生危害和对环境造成污染，使排水达到国家规定的细菌学指标。 运行参数：

设计流量 1083.33m3/h 池子组数 1座2格 每格廊道数 3廊道池子容积 541.8m3

平均水深 4.0m 消毒池长 15.03m 每廊道宽 1.5m 消毒池宽 9.0m 消毒时间 30min

3.设计计算书

3.1粗格栅间

Qmax?KZ?Q?1.3?20000?26000?m3d?1083.33mh?0.301ms

333.1.1设计参数

设计流量 1083.33m3/h 格栅台数 2台 单台设计流量 150.50L/s 格栅倾角 a=60o 过栅流速 V2=0.6m/s 栅前流速 V1=0.6m/s 格栅间隙 b=50㎜栅条宽度 S=0.01m

进水渠展开角 a1=20o 栅前渠道超高 h2=0.3m 单位栅渣量 W1=0.03m3/103m3

3.1.2设计计算

设栅前流速v1=0.6m/s，过栅流速v2=0.6m/s，格栅安装倾角为60度则: （1）栅条间隙数n?Qmaxsin?0.1505?sin60???13.94(取n=14)

bhv20.05?0.67?0.6（2）栅槽有效宽度B?s(n?1)?bn?0.01?(14?1)?0.05?14?0.83m （3）进水渠宽B1?栅前水深h?2Qmax?2?0.1505?0.71m

0.6v1B10.71??0.31m 22（4）进水渠道渐宽部分长L1?分渠展开角度）

B?B10.83-0.71??0.16m（α1为进水渐宽部

2tan?12tan20?

（5）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度L2?（6）过栅水头损失（h1）

因栅条边为矩形截面，取k=3，则 通过格栅的水头损失一般为0.08~0.15m

L10.16??0.08m 22s其???()b43

h0：计算水头损失,m;

k：系数，格栅受污物堵塞时水头损失增加倍数，一般采用k=3;

ε：阻力系数，与栅条断面形状有关，可按手册提供计算公式和系数计算； 设栅条断面为锐角边矩形断面时β=2.42; g：重力加速度，取9.81m/s2。 （7）栅后槽总高度H，m

取栅前渠道超高h2=0.3m，则栅前槽总高度H1=h+h2=0.67+0.3=0.97m 栅后槽总高度H=h+h1+h2=0.67+0.0056+0.3=0.976m （8）格栅总长度L，m

L?L1?L2?0.5?1.0?H10.97?0.04?0.02?0.5?1.0??2.30m

tan60?tan60?（9）每日栅渣量

W?86400Qmax?W186400?0.301?0.03??0.6m3/d?0.2m3/d

1000K1000?1.3所以宜采用机械格栅清渣 (10)粗格栅的计算见草图2

图3—1 粗格栅

αl 3.2 集水池和泵房 3.2.1设计参数

泵的数量 2台（1用1备）泵的最大流量Q?0.31m集水池容积 V=90m3集水池有效水深 2m

最高水位（相对地面标高）﹣2.64m 最低水位（相对地面标高）﹣4.64m 集水池面积 S=60m2集水池长度 L= 15m 水头总扬程 12.049m

3s

3.2.2 集水池设计计算

（1）选择集水池与机器间合建的半地下式圆形泵站，用2台泵（1用1备）。 （2）每台泵最大流量Q?（3）集水池容积V

集水池容积不小于最大一台泵的5min出水量

V?Q?t?0.30?5?60?90m3

Qmax0.301??0.30m3/s N1

（4）集水池面积S

集水池有效水深一般为1.5~2.0m，设计中取1.5m

S?V90??60m2 h1.5集水池底部保护水深为0.9m，则实际水深为2.4m （5）集水池长度L，取集水池宽B=4m

L?S60??15.00m B4.0（6）泵位及安装

排污泵直接置于集水池内，排污泵检修采用移动吊架。

3.2.3水泵扬程计算

污水只考虑一次提升。污水提升后进入细格栅再自流通过平流沉砂池，初沉池、生物反应池、二沉池、消毒池，然后由出水水管排出。 （1）集水池最高水位

污水进水总管管底标高为-3.34m，相对地面标高为±0.00m。设计中进水总管管径为1000mm，查阅《给水排水水力表》得：充满度为0.75，v=0.38m/s<1.0m/s，符合要求。粗格栅的水头损失为0.2m,则最高水位为

?3.34?1.2?0.75?0.2?-2.64m

（2）集水池最低水位标高

?2.64?2.0??4.64m

细格栅的栅前水位标高为4.77m 4.77－（－4.64）=9.41m （3）水泵总扬程估算 1）出水管线水头损失

每台泵单用一根出水管，共流量为Q0=

301?301.0L/s选用管径为1000mm1的铸铁管，查表得查阅《给水排水水力表》得：v=3.010m,1000i=3.565m，设管总长30m，局部损失占沿程的30％，则总损失为：

30?(1?0.3)?3.565?1000?0.139m

（4）泵站内的管线水头损失假设为1.5m，考虑自由水头为1.0m

（5）水头总扬程为H=9.41+0.139+1.5+1.0=12.049m

3.3细格栅

??Q?1.3?20000?26000_m3QmaxKZd?1083.33mh?0.301ms

333.3.1设计参数

设计流量 1083.33m3/h 格栅台数 1台 单台设计流量 301.0L/s 栅前水深 h=0.6m 格栅倾角 a=60o 最大过栅流速 V2=0.6m/s 栅前流速 V1=0.6m/s 格栅间隙 b=10mm 栅条宽度 S=0.01m 进水渠展 a1=20o 栅前渠道超高 h2=0.3m 单位栅渣量 W1=0.13m3/103m3

3.3. 2设计计算

（1）设栅前流速v1?0.6m/s，格栅安装倾角为60度则:栅前槽宽

B1?2Qmax2?0.0.301B1.00?1.00m栅前水深h?1??0.50m

220.6v1（2）栅条间隙数n?Qmaxsin?0.301?sin60???69.6(取n=70)

bhv20.01?0.67?0.6设计四组格栅，每组格栅间隙数n=70条

（3）栅槽有效宽度B=s·（n-1）+ b·n=0.01×（70-1）+0.01×70=1.39m （4）进水渠道渐宽部分长L1?分渠展开角度）

（5）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度L2?L11.22?m?0.61m 22B?B11.39-0.50??1.22m（α1为进水渐宽部

2tan?12tan20?

（6）过栅水头损失（h1）因栅条边为矩形截面，取k=3，则

v20.0140.623h1?kh0?k?sin??3?2.42?()?sin60??0.12m

2g0.012?9.81其???(s)b43

h0：计算水头损失,m;

k：系数，格栅受污物堵塞时水头损失增加倍数，一般采用k=3;

ε：阻力系数，与栅条断面形状有关，可按手册提供计算公式和系数计算； 设栅条断面为锐角边矩形断面时β=2.42; g：重力加速度，取9.81m/s2。 （7）栅后槽总高度H

取栅前渠道超高h2=0.3m，则栅前槽总高度H1=h+h2=0.67+0.3=0.97m 栅后槽总高度H=h+h1+h2=0.67+0.12+0.3=1.09m （8）格栅总长度L

L?L1?L2?0.5?1.0?H10.97?1.22?0.61?0.5?1.0??3.89m

tan60?tan60?（9）每日栅渣量

W?86400Qmax?W186400?0.301?0.13??2.6m3/d?0.2m3/d

1000K1000?1.3所以宜采用机械格栅清渣

3.4沉砂池

Qmax?KZ?Q?1.3?20000?26000m_3d?1083.33m3h?0.301m3s

3.4.1 设计参数

设计座数两座（每座两格） 每座沉砂池设计流量

Q?max

?333Qmax26000??13000md?541.67mh?0.15ms 22

设计流速：v=0.15m/s

进水渠水流速度v1?0.3m/s水力停留时间：t=60s

沉砂池长度 9m 有效水深 0.5m 贮泥区容积 0.15m3（每个沉砂斗）

沉砂斗底宽 0.1m 斗壁与水平面倾角 600 斗高为 0.5m 斗部上口宽 0.68 m

3.4.2设计计算

（1）沉砂池长度：

L?vt?0.15?60?9m

（2）水流断面积：

A?Qmax0.15??1.00m2，取1.0m2 v0.15（3）池总宽度：

设计n=2格，每格宽取b=1.0m>0.6m，池总宽B=2b=2m （4）有效水深：

h2?A1.0??0.5m （介于0.25～1m之间） B2（6）沉砂斗所需容积

V?86400Qmax?X?T

106Kz式中：V ——沉砂斗所需容积（m3）；

X ——城市污水沉砂量,m3/106m3污水,取X=30m3/106m3； T ——清除沉砂的间隔时间d，取T=2d； Kz——污水流量总变化系数，取Kz ＝1.3 设计中取X=30 m3/106m3污水，T＝2d

V?86400?0.301?2?30?1.20m3 61.3?10

（7）每个沉砂斗容积V, m3

设每一分格有2个沉砂斗，共有2N=2×2=4个沉砂斗，则

V0?V1.20??0.15m3 2N2?4（8）沉砂斗上口宽a

a?2hd?a1tana

式中：hd ——沉砂斗的高度,m； a1 ——沉砂斗的底宽,m； α ——斗壁与水平方向的倾角. 设计中取 hd =0.5m ，a1 =0.1m ，α=60°

a?2?0.5?0.1?0.68m tan60?（9）沉砂斗实际容积Vo

11Vo??hd?a2?a?a1?a12???0.5?3.14??0.682?0.68?0.1?0.12??0.603m3?0.15m333

（10）沉砂室高度h3

采用重力排砂，设池底坡度为0.015，坡向砂斗。沉砂室有两部分组成：一部分为沉砂斗，另一部分为沉砂池坡向沉砂斗的过渡部分

l2?L?2a?0.29?2?0.68?0.2??3.72m 22(0.2 为二沉砂斗之间隔壁厚)

h3?hd?0.015l2?0.5?0.015?3.72?0.56m

（11）沉砂池总高度H

H?h1?h2?h3

式中：H ——沉砂池总高度，m；

h1 ——沉砂池超高，m，一般采用0.3～0.5m. 设计中取h1=0.3m

H?0.3?0.50?0.5558?1.36m

（12）验算最小流速vmin

在最小流量时，只用1格工作 n1=1

Qmin1_120000?Q???0.12m3/s 2224?3600vmin?Qmin0.12??0.24m/s?0.15m/s

n1?b?h21?0.5?1式中：Qmin——最小流量（m/s）；

n1 ——最小流量时工作的沉砂池的数目（个）。

（12）计算草图如下：

进水出水??

图3—2平流式沉沙池

3.5配水井

Qmax?KZ?Q?1.3?20000?26000?m3d?1083.33mh?0.301ms

333.5.1设计参数：

设计流量 0.301m3/h 水斗个数 2个 堰上水头 0.219m 堰顶厚度 1.0m

堰高 0.5m 堰宽 1.0m

流量系数 0.33 配水漏斗上口口径 1.5m

3.5.2设计计算

在污水行进的过程中不可避免的遇到分流的现象，此时则需设置配水井，配水井不只起到分流的作用，而且还具有减压及均匀水质的功能。为此必要时必须设置配水井。

（1）进水管管径D1

配水井进水管的设计流量为Qmax?0.301m3/s，当进水管管径为D1?1000mm时，查水力计算表，得知v=0.38m/s<1.0m/s，满足设计要求。

（2）矩形宽顶堰

进水从配水井底中心进入，经等宽堰流入2个水斗再由管道接入2座后续构筑物，每个后续构筑物的分配水量为Q0?1.43m3/s。配水采用矩形宽顶溢流堰至配水管。

（3）堰上水头H

因单个出水溢流堰的流量为q?0.15m3/s，一般大于100L/s采用矩形堰，小于100L/s采用三角堰，所以本设计采用矩形堰（堰高h取0.5m）。

矩形堰的流量

q?m0bH2gH

式中：q——矩形堰的流量，m3/s； H——堰上水头，m；

b——堰宽，m，取堰宽b=3m；

m0——流量系数，通常采用0.327～0.332，取0.33。

12q10.1533H?()?()?0.219m 222gm0b2?9.8?0.33?1（4）堰顶厚度B

根据有关实验资料，当2.5?B?10时，属于矩形宽顶堰。 H

取B=1m，这时

B1??4.57，所以，该堰属于矩形宽顶堰。 H0.219（5）配水管管径D2

设配水管管径D2=1000mm，流量q?0.15m3/s，查水力计算表，得知流速

v=0.38m/s<0.6m/s。

（6）配水漏斗上口口径D按配水井内径1.5倍设计，

D=1.5D1=1.5×1000=1500mm

3.6初沉池 3.6.1设计参数：

座数：3座（中央进水辐流式沉淀池） 辐流式沉淀池的主要设计参数： 设计进水量：

Qmax?KZ?Q?1.3?20000?26000m_3d?1083.33m3h?0.301m3s

表面负荷： qb范围为2-2.5 m3/ m2.h ，取q=2.0 m3/ m2.h ，t=1h 运行参数：

沉淀池直径 D=16.00m 有效水深 h2＝2m 池总高度 H=3.175m 贮泥斗容积 Vw＝26m3

3.6.2 设计计算

（1）沉淀池面积:

Q按表面负荷计算：A?maxn?qb?1083.33?180.56m2 3?2（2）沉淀池直径：D?4A??4?180.56?15.17m?16m（取D=16m）

3.14(3) 有效水深为：h2=qb?t=2.0? 1=2m

D16??8（介于6～12） h22（4）贮泥斗容积：

贮泥时间采用Tw=4h(机械排泥)，初沉池污泥区所需存泥容积：

Vw?Qmax?24(c0?c1)?1001083.33?(200?20)?100?T??4?26m3

1000?(100?p0)1000?1000?(100?97)设池边坡度为0.05，进水头部直径为1m，则：

h4?(R-r)?0.05?(8-1)?0.05?0.375m

h4—沉淀池底坡落差，m。 锥体部分容积为：

11V???h4?(R2?R?r?r2)??3.14?1.1?(82?8?0.5?0.52)?26.8m3?26m3

33（5）初沉池总高度：

取初沉池缓冲层高度h3=0.5m，超高为h1=0.3m 则初沉池总高度

H?h1?h2?h3?h4?0.3?2?0.5?0.375?3.175m

（6）校核堰负荷： 径深比

D16.00??6.4 h2?h32?0.5介于6-12之间，符合要求 堰负荷

Q1083.33??7.19L/(s?m)?2L/(s?m)

n???D3?3.14?16要设双边进水的集水槽

辐流式沉淀池设计计算草图如图4所示

图3—3 辐流式沉淀池

3.7厌氧池 3.7.1 设计参数

设计流量：最大日最大时流量

Q'?KZ?Q—max2?3331.3?20000?13000md?541.67mh?0.15ms 2设计座数/格数：2座（每座一格） 水力停留时间：T=1h (1～2h)

3.7.2设计计算

（1）厌氧池容积：

??T?541.67?1?541.67m3 V?Qmax（2）厌氧池尺寸：水深取为h=4.5m

V541.67??120.37m2 h4.5A120.37?5.73,取6m。 池长取21m，则池宽B??L21则厌氧池面积：A?

厌氧池分为一格，设每格为三廊道式厌氧池，则每廊道长为21米，宽为2.00米。

考虑0.5m的超高，故池总高为H=h+0.5=4.5+0.5=5.0m。

3.8缺氧池 3.8.1 设计参数

设计流量：最大日最大时流量

Q'?KZmax2?Q—?1.3?20000?130002m3d?541.67m3h?0.15m3s

设计座数/格数：2座(每座2格) 水力停留时间：T=1h

3.8.1 设计计算

（1）缺氧池容积：

V?Q?max?T?541.67?1?541.67m

（2）缺氧池尺寸：水深取为h=4.5m；

V541.67??120.37m2 h4.5A541.67?5.73m取6 m。 池长取36m，则池宽B??L21则缺氧池面积：A?缺氧池分为一格，设每格为三廊道式缺氧池，则每廊道长为21米，宽为2.00米。

考虑0.3m的超高，故池总高为H=h+0.5=4.5+0.3=4.8m。

3.9曝气池

3.9.1设计参数设计参数：

本设计采用传统推流式曝气池

设计座数：两座（每座两格） 设计进水量：

Q'

?KZmax2?Q—mmm1.3?20000??13000?541.67?0.15

dhs2333 BOD污泥负荷率：0.30BOD5/(kgMLSS·d)

混合液污泥浓度：3333mg/L 水力停留时间： 1.8h 污泥龄：7.45d 剩余污泥量：?X?648kg/d 工艺参数：

长：L=32.5m 宽：b=3.0m 有效水深：2.5m 实际停留时间1.8h

b3L32.5?1.2，满足宽深比1~2的设计要求；??10.84，满足长宽校核：?h2.5b3.0深比6~12的设计要求。

3.9.2污水处理程度的计算

原污水BOD5值（S0）为150mg/L，经初沉池及缺氧池、厌氧段处理，按降低25％考虑，则进入曝气池的污水，其BOD5值（S?）为：

S?＝150?（1-25％）＝112.5mg/L

计算去除率，对此，首先按式BOD5＝5?（1.42bX?Ce）=7.1bX?Ce计算处理水中的非溶解性BOD5值,上式中

Ce——处理水中悬浮固体浓度，取用综合排放一级标准10mg/L; b-----微生物自身氧化率，一般介于0.05-0.1之间，取0.09； X?---活性微生物在处理水中所占比例，取值0.4 得BOD5＝7.1?0.09?0.4?10＝2.6mg/L. 处理水中溶解性BOD5值为：10-2.6＝7.4mg/L 去除率?＝

112.5?7.4?100%?93%

112.53.9.3曝气池的计算与各部位尺寸的确定

(1)曝气池按BOD污泥负荷率确定

拟定采用的BOD-污泥负荷率为0.3kgBOD5/(kgMLSS·d)但为稳妥计，需加以校核，校核公式： Ns=

k2Sef?

K2值取0.0230,Se=7.4mg/L,?=0.93,f=代入各值，

MLVSS?0.75

MLSSNs?计算结果确证，

0.0230?7.4?0.75?0.137kgBOD5/(kgMLSS·d)

0.93Ns取0.15是适宜的

(2)确定混合液污泥浓度（X）

根据已确定的Ns值，查相关资料得相应的SVI值为50-150，取值120

106R?r 根据式 X=

SVI1?RX----曝气池混合液污泥浓度 R----污泥回流比

取r=1.2,R=50％，代入得：

106R1060.5?1.2??3333mg/L ?r＝X=

1201?0.5SVI1?R (3)确定曝气池容积，由公式V?V?13000?112.5?1463m3

0.15?3333QS?代入各值得： NsX根据活性污泥的凝聚性能，混合液污泥浓度（X）不可能高于回流污泥浓度（Xr）。

106106?r??r??1.2?10000mg/L

SVI120X

（4）剩余污泥量

确定污泥龄

1?c

?a?Q?max?(S??Se)V?X?f13000?(112.5?7.4)?10?3?b?0.6??0.09

1463?3.3?0.75??c?7.45d

?X?V?X?c1463?3.3??648kg/d7.45（5）确定曝气池各部位尺寸 名义水力停留时间

tm?以最大流量进行计算。 实际水力停留时间

ts?vQ—?1463?24?1.76h?6h

2?104v2926?24??1.8h 4(1?R)Qmax(1?0.5)?2.6?10V1463??731.5m3 22V'731.5??292.6m2 池深h=2.5 m,则每座面积A'?h2.5设两座曝气池，每座容积为V'?采用每格采用三廊道式推流式曝气池，廊道宽b=1 m,则 每座曝气池长度L?校核：

b3??1.2(介于1~2)h2.5 L32.5??10.84(介于6~12)b3A'292.6??32.5m B3?3取超高0.5m，则池总高为 H=2.5+0.5＝3.0m

3.10配水井 3.10.1设计参数：

设计流量 0.301m3/h 水斗个数 2个 堰上水头 0.219m 堰顶厚度 1.0m 堰高 0.5m 堰宽 1.0m

流量系数 0.33 配水漏斗上口口径 1.5m

3.10.2设计计算

在污水行进的过程中不可避免的遇到分流的现象，此时则需设置配水井，配水井不只起到分流的作用，而且还具有减压及均匀水质的功能。为此必要时必须设置配水井。

（1）进水管管径D1

配水井进水管的设计流量为Qmax?0.301m3/s，当进水管管径为D1?1000mm时，查水力计算表，得知v=0.38m/s<1.0m/s，满足设计要求。

（2）矩形宽顶堰

进水从配水井底中心进入，经等宽堰流入2个水斗再由管道接入2座后续构筑物，每个后续构筑物的分配水量为Q0?0.15m3/s。配水采用矩形宽顶溢流堰至配水管。

（3）堰上水头H

因单个出水溢流堰的流量为q?0.15m3/s，一般大于100L/s采用矩形堰，小于100L/s采用三角堰，所以本设计采用矩形堰（堰高h取0.5m）。

矩形堰的流量

q?m0bH2gH

式中：q——矩形堰的流量，m3/s；

H——堰上水头，m；

b——堰宽，m，取堰宽b=1.0m；

m0——流量系数，通常采用0.327～0.332，取0.33。

12q10.15H?()3?()3?0..219m 222gm0b2?9.8?0.33?1.0（4）堰顶厚度B

根据有关实验资料，当2.5?取B=1.0m，这时

B?10时，属于矩形宽顶堰。 HB1.0??4.57，所以，该堰属于矩形宽顶堰。 H0.219（5）配水管管径D2

设配水管管径D2=1000mm，流量q?0.15m3/s，查水力计算表，得知流速v=0.38m/s<0.6m/s。

（6）配水漏斗上口口径D按配水井内径1.5倍设计， D=1.5D1=1.5×1000=1500mm

3.11二沉池 3.11.1设计参数：

设计进水量：

Qmax?KZ?Q?1.3?20000?26000m3d?1083.33mh?0.301ms

33座数： 3座（中央进水辐流式沉淀池）

表面负荷： qb范围为0.5~1.5 m3/ m2.h ，取q=1.0 m3/ m2.h 水力停留时间（沉淀时间）：T=1.5 h

3.11.2 设计计算

（1）沉淀池面积: 按表面负荷计算：A?Qmax26000??361m2 nqb3?1.0?24（2）沉淀池直径：D?

4A??4?361?21.44m?16m 3.14

有效水深为：h1=qbT=1.5?1.0=1.5m<4m

D21.44??11.68（介于6～12） h11.5（3）贮泥斗容积：

为了防止磷在池中发生厌氧释放，故贮泥时间采用Tw=2h，二沉池污泥区所需存泥容积：

V?2Tw(1?R)QmaxX2?2?（1?0.5）?1083.33?3333??541.6m3

（3333?10000）?3?X?Xr)n设池边坡度为0.02，进水头部直径为2m，则：

h4 ?(D21.44?r)?0.02?(?1)?0.05?0.1944m 22h4—沉淀池底坡落差，m 锥体部分容积为：

1122.14221.44V?h4?(R2?Rr?r2)??0.1944?3.14?[()??1?1]?25.8m3

3322另需一段柱体装泥，设其高为h3，则：

h3?（4）二沉池总高度：

541.6?25.8?1.43m

21.442??()2取二沉池缓冲层高度h5=0.3m，超高为h2=0.3m 则二沉池总高度

H＝h1+h2+h3+h4+h5=1.5+0.3+1.43+0.1994+0.3= 3.73m

则池边总高度为

h=h1+h2+h3+h5=1.5+0.3+1.43+0.3=3.53m

（5）校核堰负荷： 径深比

D22.14??6.63m

h1?h3?h51.5?1.43?0.3在6-12之间，符合要求。

堰负荷

Q1083.33??5.36L/(s.m)?2.9L/(s.m) n?D3.14?22.14?3双边进水即可。

（1）辐流式沉淀池设计计算草图如图5所示。

D h1 h2 h3

r i=0.02 h4 h5

图3—4 辐流式沉淀池计算草图

3.12 消毒池

Qmax?KZ?Q?1.3?20000?26000?m3d?1083.33mh?0.301ms

333.12.1设计参数

设消毒池1座/2 格 , 设计流量 1083.33m3/h 平均水深 h=4m 水力停留时间 T=0.5h 设计投加氯量 3.5mg/L

3.12.2设计计算

(1)接触池容积V'?QmaxT?1083.33?0.5?541.7m3 表面积A?V'541.7??135.43m2 h4设每格三廊道接触池，每廊道宽b=1.5m

A135.43??15.05m n?b6?1.5L15.05?10.03,介于6~12之间，符合要求。 长宽比?b1.5接触池长度L?实际消毒池容积V?n?b?L?h?6?1.5?15.05?4?541.8m3 (2)加氯计算

设最大加氯量为?max=3.0mg/L

每日投氯量为W=24??max?Qmax=24×3.5×1083.33×10-3=91.0kg (3)计算草图如图所示

L 进水 b 出水

图3—5 平流式接触消毒池设计

3.13高程计算

厂区内污水在处理流程中的水头损失如表6： 使用普通铸铁管，绝对粗糙度为0.25

表6 构筑物及管渠水力计算表 Kf=0.75

名称 流量 m3/s 粗格栅 细格栅 细格栅至沉砂池 沉砂池 沉砂池至配水井 配水井 配水井至初沉池 初沉池 初沉池至厌氧池 厌氧池至曝气池 曝气池 曝气池至配水井 配水井至二沉池 二沉池 二沉池至消毒池 消毒池 出水管

管径 mm —— —— 1000 —— 流速 m/s —— —— 0.383 —— 0.383 —— 0.192 L m —— —— 5 —— 5 —— 20 Re λ 弯头 个 Hf m 0.1 0.2 0.0061 0.2 0.0061 0.3 0.0066 0.3 0.0065 0.0065 0.3 0.0484 0.0424 0.3 0.0242 0.15 0.0121 —— —— 0.301 —— —— —— —— —— —— —— 0 —— 0 —— 0 —— 0 0 —— 1 0 —— 0 —— 0 3.36×105 0.0165 —— —— 0.301 1000 —— 0.151 —— 0.301 0.301 —— 0.301 0.151 —— 0.301 —— 0.301 —— 1000 —— 1000 1000 —— 1000 1000 —— 1000 —— 1000 3.36×105 0.0165 —— —— 1.09×105 0.0180 —— —— —— —— 0.383 5 0.383 —— 0.383 0.383 5 —— 40 35 3.36×105 0.0165 3.36×106 0.0165 —— —— 3.36×105 0.0165 3.36×105 0.0165 —— —— ——— —— 0.383 —— 0.383 20 —— 10 3.36×105 0.0165 —— —— 3.36×105 0.0165 由于该地区地面冻土层厚7 厘米，进出水管应埋于冻土层下，根据进出水管管径算出设计管中心高程，然后根据各构筑物间的水头损失，推出其他构筑物的设计水面高程，经计算，各污水构筑物的设计水面高程见表7：

表7 各构筑物地面高程及池底高程

序号 构筑物名称 水面高程（m） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 进水管 粗格栅前 粗格栅后 细格栅前 细格栅后 沉砂池 初沉池 厌氧池 缺氧池 曝气池 二沉池 消毒池 出水管 －2.44 -2.44 -2.64 4.61 4.31 4.30 4.00 3.70 3.50 1.30 0.50 0.30 0.00

池底高程 （m） －3.34 —— —— 3.94 3.94 2.94 1.50 -0.80 -1.00 -1.20 -1.30 -3.70 —— 水深 （m） —— 0.67 0.47 0.67 0.67 0.5 2.0 4.5 4.5 2.5 1.8 4.0 —— 建筑物高程 （m） —— —— —— 4.91 4.91 4.60 4.30 4.20 3.80 1.80 0.80 0.60 ——

结论

世界任何国家的经济发展，都会推进社会进步、促进工农业生产能力得到提高，使人民生活得到进一步改善，但是也随之带来不同程序的环境污染。城市污水也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。中国政府历来重视环保治理工作，敬爱的周恩来总理曾提出了“全面规划，合理布局，综合利用，化害为利，依靠群众，大家动手，保护环境，造福人民”32字方针，历届政府提出根治海河、三河三湖的治理的要求。由于各界政府对城市污水处理的高度重视，我国的污水处理事业得到了长足的发展，国外污水处理新技术、新工艺、新设备被引进到我国，在活性污泥法工艺应用的同时，AB法、A/O法、A/A/O法、CASS法、SBR法、氧化沟法、稳定塘法、土地处理法等也在污水处理厂的建设中得到应用。上述污水处理技术是比较成熟的污水处理技术具有投资省、效果好的特点, 各地区可以因地制宜, 酌情选择。此外,该技术也都有自身的不足和值得改进之处, 在实际应用中可通过科学设计、优化组合, 达到技术上的互补。未来的污水处理技术会向着多方面、深层次的方向发展。

参考文献

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[5] 高廷耀，顾国维. 水污染控制工程（第三版）[M]. 北京：高等教育出版社，2007.

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[7] Mogens Henze [等]编，施汉昌[等]译.污水生物处理:原理、设计与模拟[M]. 北京：中国建筑工业出版社，2011.

[8]王社平, 高俊发.污水处理厂工艺设计手册（第2版）[M].北京:化学工业出版社，2011.

附录

附录一平面布置图 附录二高程布置图

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/ikmw.html