宝钢污水处理工艺设计计算详细95分

一、各污水处理构筑物的计算

1、集水井、格栅

（1）车间的废水经管道流到污水处理站的集水井，集水井后设置人工清除格栅，拟选用回转式格栅除污机，因为处理水量教小，故选用设备宽度最小的一型，即HG-800回转式格栅除污机。集水井的长度设为2.0m，宽度设为1.0m，深度4m。粗格栅宽度为b1=80mm，n1=12个；粗格栅宽度为b2=30mm ，n2=32个。

粗格栅栅槽宽度：

B1=S（n1-1）+bn1

=0.01×(12-1)+0.08×12 =1.07m

中格栅栅槽宽度：

B2=S（n2-1）+bn2=0.01×(32-1)+0.03×32=1.27m

（2）通过格栅的水头损失：设栅条断面为锐边矩形断面 ①h1=β（s/b）4/3（v2/2g）sinаk

=2.42(0.01/0.08) 4/3（0.82/2×9.8）sin(45°×3) =0.015m

②h2=β（s/b）4/3（v2/2g）sinаk

=2.42(0.01/0.03) 4/3（0.82/2×9.8）sin(45°×3) =0.039m

（3）格栅前水深取0.4m

粗格栅后槽总高：H1=h+h1+h2

=0.4+0.015+0.3 =0.715m;

中格栅后槽总高：H2= h+h1+h2

=0.4+0.039+0.3 =0.739m;

所以栅后槽总高取H2=0.739。

（4）栅后槽总长度：а1取20°，B1取0.65。 粗格栅：

L=l1+l2+1.0+0.5+H1/tanа1

=（B-B1）/(2 tanа1)+（B-B1）/(2 tanа1×2)+1.0+0.5+( h +h2)/ tanа1

=（1.07-0.65）/(2 tan20°)+（1.07-0.65）/(2 tan20°×2)+ 1.0+0.5+( 0.4+0.3)/ tan20° =4.29m。

中格栅：

L=l1+l2+1.0+0.5+H1/tanа1

=（B-B1）/(2 tanа1)+（B-B1）/(2 tanа1×2)+1.0+0.5+( h +h2)/ tanа1

=（1.27-0.65）/(2 tan20°)+（1.27-0.65）/(2 tan20°×2)+ 1.0+0.5+( 0.4+0.3)/ tan20° =4.70m。

（5）每日栅渣量：

W=（Qmax×W1×86400）/( Kz×1000)

=（0.015×0.004×86400）/( 1.3×1000)

3

=0.040m/d。

2、调节池

（1）每日栅渣量调节池有效容积V：调节池时间间隔t=10h。

V=Qt=1000/24×10=417m3。

（2）调节池面积A:调节池有效水深H取5m，超高0.5m。 A=V/H=417/5+83.4m2。

（3）调节池长度L:取调节池宽度为7m。 L=84/7

=12m。

池的尺寸为：L×B×H=12m×7m×5.5m。 3、初沉池

初沉池选用平流式沉淀池。

沉淀池的沉淀时间t为1.0h，表面负荷q′为2.0m3/（m2·h），沉淀池的水平流速v取1.5mm/s。

（1）池总表面积A： A=Q×3600/q

=（1000×3600）/(24×60×60×2) =20.8m2 取21m2。

（2）沉淀部分有效水深：去沉淀时间1h。

h2=q×t =2×1 =2m。

（3）沉淀部分有效容积：

V1=A×h2

= 21×2 =42m3。

（4）池长：

L=vt×3.6

=1.5×1×3.6 =5.4m。

（5）池子总宽度：

B=A/L =21/5.4

=3.9m。 取4m。

（6）沉淀池的污泥量：

W=Q(C1-C2)×100T÷γ÷(100-ρ0)

=1000(0.002-0.002×0.5)×100×（4/24）÷1÷(100-99) =12.52m3。

3

式中：Q —处理水的量，m/d。

C1 —进水悬浮物浓度，t/m3。 C2 —出水悬浮物浓度，t/m3。

T —两次清除污泥间隔(d)，取3h。 γ—污泥密度，其值约为1t/m3。

ρ0—污泥含水率（％）。 （7）池子总高度：

H=h1+h2+h3+h4=0.3+2+0.6+2.4=5.3m。

式中：h1 —超高，取0.3m。 h3 —缓冲层高度，0.6m。

h4 —污泥部分高度，取2.4m。 （8）污泥斗容积：

V=1/3h4×[f1+f2+(f1f2)1/2]

=1/3×2.4×[17.6+0.36+(17.6×0.36) 1/2] =16.38m3>12.52m3 合格。

2

f1—斗上口面积（m），取4m×4m；

2

f1—斗下口面积（m），取0.6m×0.6m； h4 —污泥部分高度。

（9）沉淀池总长度：

L=0.5+0.3+9=9.8m。

式中：0.5—流入口至挡板距离。 0.3—流出口至挡板距离。 4、接触氧化池

生物接触氧化池一般不少于两座。

设计进水资料：Q=1000m3/d，进水BOD5=850mg/l，出水BOD5=212.15mg/L。

（1）生物接触氧化池的有效容积V:

取BOD——容积负荷为1.0kgBOD/m3.d。按公式：

V?QS0ENv=

1000?850?0.751.0?1000=637.5m3。

（2）生物接触氧化池的面积：

设反应器有效水深H=3m，则接触氧化池的面积为

A?VH?637.53?212.5m

2因为池子有两座，所以池子的尺寸为2×L×B=2×11m×10m。 （3）生物接触氧化池的总高度H0：

H0?H?h1?h2?h3

式中：H——填料层高度 ，3m；

h1——接触氧化池超高 ，0.5m； h2——填料上部稳定水深，0.5m； h3——填料层距池底高度，1.0m。

H0?3?0.5?0.5?1.0?5m

（4）停留时间：

T?VQ?63.751000?24?15.3h

（5）需氧量R：

R=QSra′+VXb′ 式中：

a′——微生物氧化分解有机物过程中的需氧量，kgO2/kgBOD5（本文取 0.75kgO2/kgBOD5)；

b′——污泥自身氧化的需氧量，d（本文取0.12d）；

Sr——有机基质降解量，kg/d； X——MLSS，g/L（本文取4g/L）。

R= a′Q（Sa-Se）+VXb′

=0.75×1000×（850-212.5）÷1000+0.12×4×637.5 =784.125kg/d =32.67kg/h。

（6）供气量计算：

出口处绝对压力：

Pb?101.325?103?1?1?9.8?4.5?103?1.45?105Pa

氧的转移效率（E）为30%，温度为20℃时，氧化池中的溶解氧饱和度为9.17mg/l，30℃时为7.63mg/l。

温度为20℃时，脱氧清水的充氧量为：

R0?RtCs(20)(T?20)

?(??Cs(30)?CL)?1.024

?32.67?9.170.8?(0.9?1.0?7.63?2)?1.024(30?20)

=60.70kg/h。

?—氧转移折算系数，式中：（一般取0.8~0.85，取0.8）；

?—氧溶解折算系数，（一般取0.9~0.97，取0.9）； ?—密度，1.0kg/L；

CL—废水中实际溶解氧浓度，mg/l（一般取2mg/l）； R—需氧量。

供气量为：Gs?R00.28E?60.700.28?0.3?722.58m/h

3 （7）曝气器及空气管路的计算：

本设计采用WZP中微孔曝气器，技术参数如下： 曝气量：4-12m3/个.h 服务面积：0.5-1.2m2/个

氧利用率：在4米以上水深，标准状态下为30%～50% 充氧能力：0.40-0.94kgO2/Kw.h 充氧动力效率：7.05-11.74 kgO2/Kw.h

本设计取服务面积为0.7 m/个，则此池共需要曝气器为400个。

每池设25根支管，管长11m，曝气头间距0.51m，每根支管设16个曝气头，共400个。每根支管所需空气量：

qa1?Gsn?28.9m/h32

反应池充气管管径：

设空气干管流速V1=15m/s, 支管流速v2=10m/s,小支管流速v3=5m/s 干管直径：

D1?4Gs3600??V1?4?722.583600?3.14?15?0.131m 取DN150mm钢管

校核：

V1?4?Gs3600???D12?4?722.583600?3.14?0.152?11.36m/s

支管直径：

d1?4?qa13600???v1?4?28.93600?3.14?10?0.032m 取DN50mm钢管

校核：

v2?4?qa13600???v12?4?28.93600?3.14?0.152?4.09m/s

（8）污泥产量计算：

①由去除BOD产生的污泥：

泥量：

?X?Y(Sa—Se)Q

=0.6（0.85-0.212）×1000

=382.8kg/d

污泥含水率为98%，当含水率>95%时，取污泥产量：

WS1?382.81000?(1?98%)?19.14m/d3?S?1000kg/m.3

②由进水SS产生的污泥量：

WS2?100Q(Csso?Csse)

?1000?s(100??0)

100?1000?(700?210)1000?1000?(100?98) =24.5m3/d

式中：

Csso、Csse——进、出水SS浓度，mg/L；

ρs——污水密度，t/m3；

ρo——污水含水率，%。

由①、②得：Ws=19.14+24.5=43.64 m3/d

5、中沉池

采用一个辐流式沉淀池，沉淀池的表面负荷取为1.0m/(m·h)，沉淀时间1.5 h，污泥停留时间1.5h，池底坡度取0.05, 污泥区高度1.1m，，污泥斗高为2m，超高0.3m,缓冲层高度1m.

（1）沉淀部分水面面积： F=Q/nq’

=1000/(24×1×1)

=41.7m2

（2）池子直径：

D=（4F÷π）1/2

1/2

=（4×41.7÷3.14） =7.3m 取8m （3）沉淀部分有效水深： h2=q’×t =1×1.5

=1.5m

32（4）沉淀部分有效容积: V’=Fh2

=41.7×2

3

=83.4m

（5）污泥部分所需容积：

二沉池所承纳的污泥量为接触氧化池所产生的污泥量。 所以V=Ws=43.64m3/d

（6）污泥斗容积：

V1=πh5÷3×(r12+r1r2+r22)

=3.14×2÷3×(22+2×1+12)

3

=14.65m

h5—污泥斗高度，m；

r1—污泥斗上部半径，取2m； r2—污泥斗下部半径，取1m。 （7）污泥斗以上圆锥体部分污泥容积： V2=πh4÷3×(R2+R1r1+r12)

22

=3.14×1.1÷3×(4+4×2+2) =32.24 m3

h4—圆锥体高度，m； R—池子半径，m。

共可储存污泥体积为：V1+V2=14.65+32.24=46.89>43.64,足够。 （8）沉淀池总高度： H=h1+h2+h3+h4+h5 =0.3+1.5+1+1.1+2 =5.9m

（9）沉淀池周边处的高度： h1+h2+h3

=0.3+1.5+1.1 =2.9m

（10）径深比核算：

D/h2=8/1.5=6.5 合格 6、曝气生物滤池

（1）曝气生物滤池尺寸的确定:

在进行抱起生物滤池的计算时，首先需计算出滤池内滤料的体积，然后再计算其他部分尺寸滤料的体积可根据BOD容积负荷率Nw按下式计算：

V?Q?S1000NW

3式中V???滤料的总有效体积，m

Q??进入滤池的日平均污水?S??进出滤池的量，m/d3

BOD5差值，mg/L

Nw??BOD5的容积负荷率，kgBOD/(m?d)3

设计参数：Q=1000m3/d；进水BOD=212.5mg/L，出水BOD=20mg/L 取BOD—容积负荷为4.0kgBOD/m3.d。

① 曝气生物滤池滤料体积：

V?Q??S1000Nw

?1000?(212.5?20)1000?4

=48.12m3

② 滤池总面积：设滤层高H=3m

A?VH?48.123

=16.04m2

式中 H——滤料层高度，m。

一般滤料层高度H为2.5—4.5m，但这要根据工程的实际情况确定，本文中取3.0m。高度过高则所需鼓风机的风压较高，能耗较大；高度过低则所需鼓风机的风压较小，能耗也较低，但滤池总面积增大。

考虑到单座滤池总面积过大会增加反冲洗的供水、供气量，同时不利于布水、布气的均匀，所以在滤池总面积过大时必须分格。一般来说，单格滤池截面积越小则其布水布气越均匀，反冲洗时的供水和供气量也越少，但单格滤池截面积越小则会使整个滤池的土建工程量增加，从而使土建工程投资增加。曝气生物滤池的结构一般可采用圆形、正方形或矩形可以采用公共壁，对于公共壁的正方形或矩形滤池，池形的长宽比对造价也有影响，正方形的周长比矩形要小，所以正方形滤池所需的建筑量最少，本文中建两个池体，单格滤池定为正方形池，则每个池体的面积为A′=8.02m2，取边长a=3.0m，则A=2×3×3=18(m2)。

③ 滤池总高度：

H0?H?h1?h2?h3?h4?h5

式中：H—滤料层高度，取3m；

h1—配水区高度，取1.2m； h2—承托层厚度，取0.3m； h3—清水区高度，取1.0m； h4—曝气池超高，取0.5m； h5—承拖板厚度，0.1m。

H0?H?h1?h2?h3?h4?h5

=3+1.2+0.3+1.0+0.5+0.1 =6.1m

④ 停留时间

t?24AHeQ

式中：

e——滤料层的空隙率（一般取0.5）。

t?24?18?3?0.51000?0.648(h)

（2）供气量的计算：

生物膜耗费的溶解氧总量一般为1-3mg/l

通过滤料层后的剩余溶解氧应保持在2-3 mg/l

这样要求污水在进入滤料层前的溶解氧为4-6mg/l左右 需氧量：

R?a'?Q?Sr?b'?V?X

=0.8×1000×10-3×192.5+0.18×48.12×8 =223.29kg/d =9.30kg/h

实际需氧量：

Rs?RCsm（T）α[βρCS（t）?C]?1.024（T?20）

式中:

α—氧的水质转移系数（本文取α值为0.5）； β—饱和溶解氧修正系数（本文β值为0.9）； ρ—修正系数（本文ρ值为1）；

T—最不利水温，℃（本文取30℃；

—温T(℃)时曝气装置在水下深度处至池液面的平均溶解氧 mg/L，取9.17mg/L；

Csm（T）CS（t）—在水温T(℃)时清水中的饱和溶解氧浓度，mg/L，取

8.4mg/L；

C ——滤池出水中的剩水溶解氧浓度，mg/L，取3.0mg/L。

Rs?9.30?9.170.5[0.9?1?8.4?3.0]?1.024（30?20）

=29.5kg/h

供气量:

计算出曝气生物滤池实际需氧量Rs后，还需换算成实际所需的空气量Gs。

Gs与曝气装置和生物滤池的总体氧的利用率EA有关，按下式计算:

GS?RS0.28EA33?29.50.28?0.3?351.18(m/d)?5.85(m/min)?0.0975(m/s)3

在曝气生物滤池的运行过程中，曝气不仅提供微生物所需的溶解氧，还起到了强化滤料层的紊动，处境微生物膜的脱落和更新，防止滤料堵塞，有利于污水中的有机物和微生物代谢产物的扩散传递。同时对于上流生物滤池来说，由于空气的携带作用，使进水中的SS被带入滤床深处，对SS的截流起了生物过滤的作用。

（3）供气系统：

①曝气生物滤池的曝气类型为鼓风曝气，鼓风曝气系统由鼓风机、空气扩散装置（曝气器）和一系列连同的管道组成。鼓风曝气是采用曝气器在水中引入气泡的方式，经过扩散装置使空气形成不同尺寸的气泡，气泡在扩散装置出口形成，尺寸则取决于扩散装置的形成，气泡经过上升和随水循环流动，最后在液面处破裂。鼓风机将空气出送到安装在滤料层底部的扩散装置，这一过程中产生的氧向混合液中转移。

本设计中采用专用单孔膜曝气器，每个滤池单孔曝气器的供气量为0.2—3m3/

3

（个·h），取曝气器供气量为0.25m/（个·h），则所需曝气器数量n为：

n?GS0.25?351.180.25?1405(个)

②空气管道的计算与设计 空气管道系统是指从鼓风机的出口到空气扩散装置的空气管道，一般使用焊接钢管。小型废水处理站的空气管道系统一般为枝状，而大、中型污水处理厂则宜于连成环状，以保证安全供气。空气干管一般敷设在地面上，接入曝气生物滤池的空气管道应高出出水池水面0.5m以上，以免产生回水现象。空气干管、支管内的空气流速为10-15m/s，通向空气扩散装置的竖管、小支管为4-5m/s。

本设计中空气干管中的空气流速v1取15m/s，空气支管中的空气流速v2取

10m/s，小支管中的空气流速v3为4-5m/s。 池体外干管管径D1?校核：

4GSπv1?4?0.09753.14?15?0.091(m)，取DN100无缝碳钢钢管；

v1?4?Gs3600???D12?4?0.09753.14?0.152?12.42m/s?15m/s

?0.079(m)，取DN100无缝钢管；

池体内连接支管管径D2?校核：

v2?4GSπv2?4?0.09753.14?10?24?Gs3600???D12?4?0.09752?3.14?0.12?6.21m/s?10m/s

池体内小支管管径D3?校核：

v3?4GSπv3?4?0.09753.14?5?30?0.028(m)，取DN50无缝钢管。

4?Gs3600???D12?4?0.097530?3.14?0.052?1.57m/s?5m/s

（4）配水系统和承托层：

曝气生物滤池的配水系统一般采用小阻力配水系统，并根据反冲洗形式以采

用滤头式、格删式、平板孔式较多。

在本工程设计中，由于单格滤池的面积不是很大，进入滤池的废水比较容易布得均匀，所以配水系统与滤料承托板合建，采用钢制孔板形式。承托板采用100mm厚的钢板，钢制孔板开孔孔径d=10mm，孔中心间距30mm，均匀分布。

由于滤料层采用粒径较小的陶粒做滤料，故不能直接装在钢制承托孔板上，所以在滤料层下部设置承托层。承托层选用鹅卵石，并按一定的级配布置，总高度为0.3m。

（5）反冲洗系统计算:

反冲洗系统在曝气生物滤池的运行中，生物膜渐渐增厚。膜的厚度一般应控制在300-400um，此时生物膜新陈代谢能力强，出水水质好。当膜的厚度超过这一范围时，一方面氧的传递速率减小，导致溶解氧过低，影响微生物的繁殖，生物膜活性变差，同时又抑制丝状菌的生长，结果使去除能力降低，出水水质变坏，另一方面使传质速度减缓，有机物浓度过低，造成营养不足，生物膜难以形成。此外进水中的颗粒物质被截留在滤料深处的填料空隙中，同时生长的过量微生物也被聚集在滤料深处的填料空隙中，随着处理过程的持续运行，填料的空隙减小，一方面加大了滤池的水头损失，另一方面加大了对水流的剪切应力。在达到或接近滤池的设计流量时，当总的水头损失接近通过曝气生物滤池所必需的水头损失或出现截留物质穿透滤层时，曝气生物滤池应停止运行并进行反冲洗。

曝气生物滤池与一般滤池的反冲洗方式大致相同，现阶段用于滤池反冲洗的工艺主要有单一水反冲洗和气-水联合反冲洗两种。本文中使用气-水联合反冲洗的方式。

反冲洗是保证曝气生物滤池正常运行的关键，其目的是在较短的反冲洗时间内使滤料得到适当的清洗，恢复其截污功能，但也不能对滤料进行过分冲刷，以免冲洗掉滤池正常运行必要的生物膜.反冲洗的质量对出水水质、运行周期、运行

状况的影响很大.采用气-水联合反冲洗的顺序通常为:先单独用气反冲洗，再气-水联合反冲洗，最后用清水反冲洗.整个反冲洗过程由计算机程序控制，通过计算机自动开启或关闭进出水管和空气管道上的自动阀门来实现。

a.反冲洗空气量Q气

Q气?Sq1

式中：

S—需要冲洗的滤池面积，m2[20m2，取略大于曝气生物滤池面积（16.04m2）]；

q1——冲洗空气强度，L/(s·m2)。

b.空气反冲洗管管径DN滤池布置两根空气反冲洗管，每根空气进气管空气

3

量为1350m/s，取气速v1为15m/s。 则DN??4Q水πv1?4?5403.14?3600?15Q水?0.113(m)，选用DN=150的无缝碳钢钢管。

c.反冲洗用水

36001000?576(m/h)?9.6(m/min)33Q水?Sq2?20?8?

2

式中:

q2—反冲洗水强度，L/(m·s) [一般取5.0~10 L/(m·s)，本文取8.0 L/(m2·s)]。

d.反冲洗水管管径DN’滤池布置两根反冲洗水管，每根水管的水量为3

288m/h，取水速v2为20m/s)。 则DN??4Q水πv2?4?2883.14?3600?20?0.071(m)，选用DN=100的无缝碳钢钢管。

2

e.反冲洗水头H反冲洗水使用曝气生物滤池正常工作时出水，由水泵加压供给，反冲洗水头由下式计算：

H?h0?h1?h2?h3?h4?h5

h2?(q210αμ)?212g

h3?0.022Haq2

h4?(ρ1/ρ?1)(1?m0)Hb式中:

H—反冲洗需要的水头，m；

h0—冲洗排水槽与反冲洗排水池最低水位的高程差，m（本文取

2.0m）；

h1—反冲洗池与滤池见冲洗管道的沿程与局部水头损失之和，m

（本文取1.5m）；

h2—管式小阻力配水系统水头损失，m； h3—承托层水头损失，m；

h4—过滤层在冲洗时的水头损失，m；

h5—备用水头，m（一般取1.5~2.0m，本文取2.0）； α—配备系统开孔比（25%）； μ—孔口流量系数（0.68）； Ha—承托层高度，m；

ρ1—滤料的密度，陶粒滤料=1.2t/m3； ρ—水的密度，ρ=1.0 t/m3；

m0—滤料膨胀前的空隙率，陶粒m0=0.55； Hb—滤料层膨胀前的厚度，m。

则：

(h2?810?0.25?0.682?9.8)2?1.13(m)；

h3?0.022?0.3?8?0.0528(m)；

h4?(1.2?1.0)(1.0?0.5)?2.0?0.2(m)。

所以：

H?h0?h1?h2?h3?h4?h5?1.5?2.0?1.13?0.0528?0.2?2.0?6.5828(m)

根据反冲洗流量和反冲洗水头选择两台型号为350Qw-12的水泵（一用一备）。反冲洗排水经收集后，进入冲洗排水池，由潜水泵均匀地输送到预处理构筑物。

（6）污泥产量的计算

污泥由两部分组成，一部分为SS，另一部分为消化COD而产生的VSS[14]。

a.由SS产生的污泥量W1（含水率99%）

W1?Q(CSSO?CSSe)?1001000?ρ?(100?P0)1000(210?63)?1001000?1000?(100?99)3

??14.7m/d

b.消化BOD而产生的VSS量W2

?X?Y(S0?Se)Q

?0.7(0.212?0.020)?1000?134.4kg/d

式中： Y?污泥产率，取0.7kg/kgBOD

污泥含水率为98%，当含水率大于95%时取密度为1000kg/m3。 污泥产量：

W2?134.41000?(1?98%)

?6.72m3/d

则：W=W1+W2=14.7+6.72=21.42m/d

二、污泥处理系统 1、贮泥池的设计计算

根据前面计算知，有以下构筑物排泥：

3初沉池 65m/d 含水率P=98%

3

3中沉池（接触氧化系统） 43.64m/d 含水率P=99%

3BAF生物曝气系统 21.42m/d 含水率P=99%

则污水处理系统总排泥量为Q?65?43.64?21.42?130.06(m3/d)。 每天产生污泥的体积Qw=130.06m3, 贮泥池的设计贮泥时间为1天，则贮泥池的体积应该大于Qw。设贮泥池为矩形，贮泥池的尺寸为：L×B×H=8 m×8 m×2.5 m，其中超高为0.5m，有效容积为150m3＞130.06m3，满足要求。 2、浓缩池的设计计算

本设计采用间歇式重力浓缩池，由于浓缩池的处理泥量较少，使得池子的体积也比较小，所以浓缩池可以不采用刮渣机。此外，上清液的回流不用采用出水堰，可以直接采用几根上清液的回流管道进行回流。上清液最后回流至调节池。此外，污泥浓缩池还设置了溢流管道，最后也是流入调节池中。由于二者都流入调节池，可以将两管道合并成一根。

设计参数

①入流污泥固体浓度：C0=2.0kg/m3； 污泥含水率:P1＝98%；

②污泥总量 (体积)为沉淀池和好氧池所产生的所有污泥之和为130.06m3/d； ③设计浓缩后含水率P2=97.0％；

④浓缩池污泥固体：取G=48kgSS/(m2.d)；

⑤污泥停留时间：T=16h； ⑥水力负荷取q=0.3kg/(m2·h)。 （1）浓缩池表面积：

①根据固体通量计算浓缩池的表面积A： A?QwC0?130.06?2.0?5.42m2G48

式中： Qw--污泥量，m3/d；

C0--污泥固体浓度，g/L；

G--浓缩池污泥固体通量，kg/(m2·d)；

②根据水力负荷计算浓缩池表面积A’： A'?Qwq?130.060.3?24?18.06m2

因为A’>A，故浓缩池的表面积应取18.06m2。

（2）浓缩池直径： D?4A?4?18.063.14?4.80m

?（3）浓缩池浓度污泥层的高度为：

HS??TQw24A

130.06?1624?18.06

?4.8m

（4）污泥浓缩后的体积：

??Qw100-P1100-P2100-98Qw

?130.06 100-97 ?86.71m3?

式中：Q w --污泥浓缩前的体积，m3； Q w′--污泥浓缩后的体积，m3； P1--污泥浓缩前的的含水率，％

P2--污泥浓缩后的的含水率，％ （5）污泥浓缩池的高度H1：

超高取0.5m，缓冲层高取0.3m。底部直径D1=0.6m，圆锥倾角为55°，池底坡度造成的深度为0.04m。

则圆锥高度为：t

h2?(D2?D12?)?tan55?

?(4.8020.62)?tan55?

?3.00m

所以：H1?4.8?0.5?0.3?0.04?3.00?8.64(m) （6）泥斗的体积为：

?h33V1?(R?Rr?r) 22?3.14?33?(2.4?2.4?0.3?0.3) 22?20.63m3 式中： R—池体半径，即D/2； r—下底半径，即D1/2； 圆柱体体积（不含超高部分）为：

V2?18.06?8.14?147.01m3

则浓缩池总体积为

V?V1?V2

3?20.63?147.01?167.64m

＞130.06m3，符合要求。

图2-5 污泥浓缩池计算草图

4、污泥脱水系统

（1）污泥脱水前的预处理:

预处理的目的在于改善污泥脱水性能，提高脱水效果与脱水设备的生产

能力，本设计采用化学调节法，投加（聚丙烯酰胺）调理污泥，投加量为5/10000， 配成2%的溶液后投加。 （2）污泥机械脱水:

本设计中采用带式压滤法进行污泥脱水。 设计参数：

①设计处理泥量为：Q1 =86.71m3/S； ②压滤前污泥含水率为97%； ③压滤后污泥含水率为70%； ④压滤时间取T=3h。

工艺流程：

图2-6 带式压滤脱水工艺流程图

（3）设计计算:

污泥体积：

压滤后污泥含水率为70% ，则压滤后污泥体积为：

V3?

??100?P2?Qw100?P3

?

86.71??100?97?100?703

?8.67m/d

式中：

?QW—压滤前污泥体积，m/d；

3

3

V3—压滤后污泥体积，m/d；

P2—压滤前污泥含水率，%； P3—压滤后污泥含水率，%； （4）机型选取:

每天压滤机压滤时间为8h,则进泥量为

8.67÷8=1.08m3/h

则选择ZQWT—500型带式压滤机。 ZQWT—500型带式压滤机工作参数表 滤带宽度（mm） 驱动电机功率（kw） 500 0.75 处理量（m3/h） 空压机功率（kw） 0.5～3 1.5 进浆浓度（%） 主观外形尺寸（mm） 3～8 5260×1080×2360 出浆浓度（%） 重量（kg） 30～45 2000 带式压滤机采用一个班次（t=3h）连续运行，其余时间不运行，故采用扬程为9.4m，流量为30m3/ h的50ZD型泥浆泵两台（一备一用）。 4、鼓风机房

（1）鼓风机的选定与鼓风机房的设计

鼓风曝气系统用鼓风机供应压缩空气，常用的有罗茨鼓风机和离心式鼓风机两种。罗茨鼓风机的气量小但噪声大，一般用于中、小型的污水处理级工业废水处理。离心式鼓风机的特点是气量大、噪声小、效率高、空气量容易控制，只要调节出气管上的控制阀门即可，适用于大、中型的污水处理厂。现在在一些大、中型的污水处理厂常用带变频器的变速率离心式鼓风机，可根据出水混合液中溶解氧的浓度自动调节风机启动台数和转速，节省能耗。

在同一供气系统中，应尽量选用同一型号的鼓风机，一边与备品备件的采购。鼓风机的备用台数在工作鼓风机≦3时，备用1台；在工作鼓风机≧4台时，备用2台。在安装时，每台鼓风机应单设相应基础，基础间距应在1.5 m以上。鼓风机应设双电源，以保证安全供电，供电设备的容量应按全部机组同时启动时的负荷设计。

在进行鼓风机房的设计时，应采取防止噪声的措施，使其符合《工业企业厂界噪声标准》和《城市区域环境噪声标准》。 （2）供气量

据前计算，本处理流程需提供空气的处理构筑物及其供风量如下：

① 接触氧化池：GS?30.11m3/min； ② 曝气生物滤池：GS?5.85m3/min； ③ 曝气生物滤池反冲洗：GS?18m3/min。

33则鼓风机供风量=30.11+5.85=35.96（m/min）=2157.6（m/h）

33反冲洗鼓风机供风量=18m/min=1080m/h

（3）鼓风机的选择

①反应供气系统

3选用两台（一备一用）风量36m/min，风压14.7kPa的罗茨鼓风机。则

可选RME-150，排气压力为9.8kpa,DN150mm,转速n=1500r/min的罗茨鼓风机。

②反冲洗系统

选用两台（一备一用）风量

318m/min，风压9.8kPa的罗茨鼓风机。

则可选RD-100，排气压力为9.8kpa,DN100 mm,转速n=1750r/min的罗茨鼓风机。 （4）鼓风机房的布置

本设计中共设置4台鼓风机，鼓风机房建为：平面尺寸12m×5m，净高5m。

5、加氯间及药剂仓库 （1）加氯间 本设计通过加氯消毒，加氯量为10mg/L,通过加氯机在进水管道内进行自动投加，进行管道混合，设计接触时间为15min，池体为钢筋混凝土结构；每天的加氯量为： ?3W?10Q?10?10?1000?10kg， 接触池的容积为： 10002415603V?Qt???10.42m， 则接触池尺寸为：L?B?H?5m?5m?1m，其中保护高为0.3m。 采用REGAL210加氯机，其加氯量为0-2 kg/h，选用两台，一用一备。 因为加氯量为10kg/d，贮存量按15天计，需储备氯量为：

10?15?150(kg)

（2）药剂仓库

药剂仓库和加药间合建，内设置絮凝剂PAC、PH值调整药剂（H2SO4、

NaOH）、硫酸亚铁（FeSO4）、双氧水（H2O2）、P营养盐、PAM溶解及投加装置

各1套（包括药剂溶解、溶液制备、溶液搅拌和计量投加等设备组成），用于絮凝、厌氧反应水质调整和污泥调质反应池投药等。 三、污水高程的设计计算

各处理构筑物自身和构筑物之间的水头损失计算。 （1）格栅的损失：

自身损失：0.015+0.039=0.054m

（2）格栅至调节池的损失：

沿程损失：h

沿

=Li=10×0.01=0.1m

局部损失：h=ξ

V22g=0.04m

管道进出口总损失：0.2m

合计：0.34m

（3）调节池的损失：

跌落水头：0.05m

（4）调节池至初沉池的损失：

沿程损失：h

沿

=Li=10×0.01=0.1m

V2 局部损失：h=ξ

2g=0.04m

管道进出口总损失：0.2m

合计：0.34m

（5）初沉池的损失：

自身损失：0.2m

（6）初沉池至接触池的损失：

沿程损失：h

沿

=Li=10×0.01=0.1m

V2 局部损失：h=ξ

2g=0.04m

管道进出口总损失：0.2m

合计：0.34m

（7）接触氧化池的损失：

自身损失：0.25m

（8）接触氧化池至二沉池：

沿程损失：h沿=Li=20×0.01=0.2m

局部损失：h=ξ

V22g=0.04m

管道进出口总损失：0.2m

合计：0.44m

（9）二沉池的水头损失：

自身损失：0.55m

（10）二沉池至曝气生物滤池的损失：

沿程损失：h沿=Li=20×0.01=0.2m

局部损失：h=ξ

V22g=0.04m

管道进出口总损失：0.2m

合计：0.44m

（11）曝气生物滤池的损失：

自身损失：0.27m

（12）曝气生物滤池至出口的损失：

沿程损失：h沿=Li=5×0.01=0.05m

局部损失：h=ξ

V22g=0.03m

管道进出口总损失：0.2m

合计：0.28m

表2-6：污水高程水力计算表

设计流序管渠及量 Q （L/S） 出水口至曝气1 生物滤池 2 曝气生 2.7 2.7 94.011.57 200 0.01 0.8 5 05 03 0.0. 0.28 D I 管渠设计参数 V L 沿水头损失/M 局构筑物 水面标高 号 构筑物 (mm) （%） (m/S) (m) 程 部 合计 （m） 物滤池 曝气生3 物滤池至二沉池 11.57 200 0.01 0.8 20 0.2 0.04 0.44 5 95.04 二沉池 二沉池5 至接触氧化池 接触氧6 化池 接触氧7 化池至初沉池 8 初沉池 初沉池9 至调节池 10 调节池 调节池11 至格栅 11.57 200 0.01 0.8 10 11.57 200 0.01 0.8 10 1 04 96.6 0.1 0.04 0.0512 格栅间

4 0.34 0.054 97.05 0.05 0.05 6 0.2 0.2 96.27 0.0. 0.34 11.57 200 0.01 0.8 20 0.2 0.04 0.34 0.25 0.25 3 11.57 200 0.01 0.8 20 0.2 0.04 95.7 0.44 0.55 0.55 4

五、污水处理厂工程概算 （1）投资估算

投资估算总共分三个部分进行计算：土建部分投资估算、设备部分投资估算和其他费用估算，其中每部分的估算都要根据具体情况来确定。

表2-7：土建部分（万元）

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 构筑物名称 格栅间 调节池 初沉池 接触氧化池 中沉池 曝气生物滤池 接触池 加药间 鼓风机房 集泥池 污泥浓缩池 污泥脱水机房 清水池 泵房 合计 数量 30m 462m3 114.48m 1100m 296.42m3 97.84m3 25m3 30m2 60m2 160m 167.64m3 70m2 84m3 30m2 3332单价 0.1/m 0.06/m3 0.06/m 0.06/m 0.06/m3 0.06/m3 0.06/m3 0.1/m2 0.1/m2 0.06/m 0.06/m3 0.1/m2 0.06/m3 0.1/m2 3332金额 3.0 27.8 6.9 66 17.8 5.9 1.5 3 6 9.6 10.1 7 5.1 3 172.7 备注 砖混、半地下 钢混、地下 钢混 钢混 钢混 钢混 钢混 砖混 砖混 钢混 钢混 砖混 钢混、地下 砖混、地上 13.3 设备材料投资估算

表2-8：主要设备材料估价（万元）

金额（万元） 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 机 18 19 曝气头 药剂费 合计 YC-280 --- 3000套 0.0003/T 0.9 0.5吨 0.12/吨 0.06 名称 细格栅 粗格栅 曝气管 罗茨鼓风机 污水泵1 污水泵2 二氧化氯发生器 汽水分离器 污泥泵 管道阀门 配电柜电缆 流量计仪表 钢管 带式压滤机 —— 50QW42-9-2.2 —— —— —— —— 3 4 —— —— —— —— 2 600m 360 2 3备注 规格 RSG-127 RHG-107 ABS管 RD-100 250-LWP500-10-30 150-LWP300-7-15 SYCL-300C 数量 单价 1 1 1900m 10 4 5 2 10 10 0.001 3 0.8 0.6 3 0.3 0.7 —— —— —— —— 2.5 0.01/m 0.05 1.2 3合计 10 10 1.9 30 4 3 6 0.9 2.8 10 20 15 5 5 6 18 2.4 弹性立体填料 —— 三相分离器 混凝沉淀搅拌QWJ418-36-800-G 玻璃钢防强腐蚀 150.96 13.3 总投资估算

表2-9：投资估算汇总表（万元）

序号 项目名称 总价(万元) 备注

1 2 3 4 5 6 7 8 9

土建费用 设备费用 设备安装费用 工程设计费 运行调试费 运杂费 管理费 税金 不可预见费 合计 172.7 150.96 22.65 13.86 17.33 7.55 4.96 5.72 13.42 409.15 （2）*15% （1+2+3）*4% （1+2+3）*5% （2）*5% (1-6)*3% （1-7）*3.41% （1-7）*8.0% 13.4 运行成本分析（不含折旧）

运行费用由人工费、电费等组成，本预算仅供参考： （1）人工费

本污水站共设工人10名，运行化验工3名、清渣工2名、机械调试管理人员2名、其他工作人员3名。人员工资平均按3000元计，则：

人工费E=10×3000÷30÷1000=1元/ 吨水 （2）动力费

实际运行功率为128.82KW/H，电价以0.8元计，则处理每吨水电费为0.07元。 (3）药剂费

设计每吨水药剂费为0.1元

则：合计污水处理成本为：1.17元/吨水。

14 效益分析

14.1 经济效益

本废水处理工程总投资409.15万元，处理水量为1000M3/D。工程运行成本见下表，本废水处理工程运行费用为78.9万元/A，则平均每年需要投入78.9万元/A。全年运行360天。

具体的运行效益计算见表2-11(运行费用表 )。

表2-10：运行费用表

项目 工资费 电费 药剂费 维修费 折旧费 运行成本合计 14.2 社会效益分析

随着经济的发展，污染治理成为企业的一项重要责任，该厂废水通过此方案的处理，其对环境的污染削减到最低程度，作到了以废治废；执行了国家的环保法规，对保护当地水环境尽到了应承担的义务；必将得到当地环保部门和周围群众的认可。

数量 10人 128.8KW/H 总投资×2% 总投资×7% 单价 3000元/月 0.8元/(KW·H) 100元/D 金额／（万元／A） 36 2.52 3.6 8.14 28.64 78.9 参考文献

[1]《污水综合排放标准》GB8978-88 [2]《室外排水工程设计规范》GBJ14-87

[3]孙力平等编著, 污水处理新工艺与设计计算实例.北京:科学出版社.2001 [4]娄金生等编著, 水污染治理新工艺与设计，海洋出版社，1999 [5]张自杰主编，废水处理理论与设计，中国建筑工业出版社，2003 [6]张智等，给水排水工程专业毕业设计指南，中国水利水电出版社，2000 [7]周律主编，中小城市污水处理投资决策隅工艺技术，化学工业出版社，2002 [8]曾科等，污水处理厂设计与运行，化学工业出版社，2001 [9]徐新阳，于锋，污水处理工程设计，化学工业出版社，2003

[10]国家环境保护总局科技标准司，城市污水处理及污染防治技术指南，中国环境科学出版社，2001 [11]金毓峑等，环境工程设计基础，化学工业出版社，2002

[12]给水排水工程快速设计手册,北京:中国建筑工业出版社,1995年.

[13]北京市环境保护科学研究院等,三废处理工程技术手册:废水卷,北京:化学工业出版社,2001年. [14]给水排水通用标准图集,北京:中国建筑工业出版社.

[15]建筑类专业期刊:给水排水,中国给水排水等相关专业期刊(94年以来).

[16]环境科学类专业期刊:环境科学,中国环境科学,上海环境科学,环境科学学报,环境工程,重庆环境科学, 环境污染治理技术与设备,水处理技术等相关专业期刊(94年以来). [17]《给水排水设计手册》1、2、5、6、7、8、9、10、11 [18]《城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准》CJJ31-89

[19]张自杰主编，排水工程（下册第四版），北京：中国建筑工业出版社，1996年.

[20]Chang. W. S, Hong. S. W. and Park. J. Effect of zeolite media for the treatment of textile wastewater in a biological aerated filter[J]. Process Biochemistry, 2002 (37):693–698. [21]Moore. R, Quarmby. J and Stephenson. T. The effect of media size on the performance of biological aerated filters[J]. Water Research. 2001，35(10):2514–2522.

[22]Harris. S. L, Stephenson. T and Pearce. P. Aeration investigation of biological aerated filters using off-gas analysis[J]. Water Science Technology。1996,34(3-4):307-314.

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/s0s3.html