水污染控制工程课程设计

1 设计目的

参照沥滘污水处理厂，进行50万人口城市污水处理厂工艺设计。

2 设计要求

（1）工艺选择请严格参照沥滘污水处理厂二期改良A²O工艺；

（2）工艺设计主要内容：粗格栅、提升泵房、细格栅、旋流沉砂池、生化反应池（A²O工艺）、二沉池、污泥浓缩池、污泥脱水、二氧化氯消毒。所有工序的配套设施；

（3）设计说明书主要内容：设计总说明、目录、正文（设计目的、要求、工艺比选、计算（包含工艺计算、管道阻力计算、设备选型、工程预算及经济评估）、图纸（工艺流程图、高程图、平面布置图、主要设备工艺尺寸图（含粗格栅、提升泵房、细格栅、旋流沉砂池、生化反应池（A²O工艺）、二沉池、污泥浓缩池、污泥脱水、二氧化氯消毒））。3 设计原则

（1）基础数据可靠

认真研究各项基础资料、基础数据，全面分析各项影响因素，充分掌握水质水量的特点和地域特性，合理选择好设计参数，为工程设计提供可靠的依据。

（2）厂址选择合理

根据城镇总体规划和排水工程专业规划，结合建设地区地形、气象条件，经全面分析比较，选择建设条件好、环境影响小的厂址。

（3）工艺先进实用

选择技术先进、运行稳定、投资和处理成本合理的污水污泥处理工艺，积极慎重地采用经过实践证明行之有效的新技术、新工艺、新材料和新设备，使污水处理工艺先进，运行可靠，处理后水质稳定滴达标排放。

（4）总体布置考虑周全

根据处理工艺流程和各建筑物、构筑物的功能要求，结合厂址地形、地质和气候条件，全面考虑施工、运行和维护的要求，协调好平面布置、高程布置及管线布置间的相互关系，力求整体布局合理完美。

（5）避免二次污染

污水处理厂作为环境保护工程，应避免或尽量减少对环境的负面影响，如气味、噪声、固体废物污染等；妥善处置污水处理过程中产生的栅渣、沉砂、污泥和臭气等，避免对环境的二次污染。

（6）运行管理方便

以人为本，充分考虑便于污水厂运行管理的措施。污水处理过程中的自动控制，力求安全可靠、经济实用，以利提高管理水平，降低劳动前度和管理费用。

（7）近期远期结合

污水处理厂设计应近远期全面规划，污水厂的厂区面积，应按项目总规划控制，并做出分期建设的安排，合理确定近期规模。

（8）满足安全要求

污水处理厂设计须充分考虑安全运行要求，如适当设置分流设施、超越管线等。厂区消防的设计和消化池、贮气罐及其他危险单元设计，应符合相应安全设计规范的要求。4 方案的比较选择

4.1 工艺方案分析

（1）设计水量

广东属于第四分区，平均日污水量150-190L/人·天，取180 L/人·天。

（2）本设计进出水水质要求如下：

表1 沥滘污水处理厂进出口水质情况

（3）出水要求：达到《广东省水污染物排放限值》（DB44／26－2001）中第二时段二级标准，如下表所示；

表2 《广东省水污染物排放限值》（DB44／26－2001）

参照《广东省水污染物排放限值》（DB44／26－2001）中城镇二级污水处理。

4.2 工艺比选

现根据已知的污水水质及要求的处理效果进行方案比选，以选择最适合此次设计的工艺方案，目前我国在脱氮除磷方面应用最广泛的，也最行之有效的三个方案是A²/O工艺，SBR法，以及氧化沟工艺。下面就对这三种工艺进行比较。

4.2.1  A²/O工艺

(1)工艺原理

首段厌氧池流入原污水及同步进入的从二沉池回流的含磷污泥，本段主要为释磷，使污水中P的浓度升高，溶解性有机物被微生物细胞吸收而使污水中BOD浓度下降；外，NH₃－N因细胞的合成作用而被去除一部分，使污水中NH3－N浓度下降，但 NO₃－N含量没有变化。

在缺氧池中，反硝化菌利用污水中的有机物作碳源，将回流混合液中带入的大量

NO₃－N和NO₂－N还原为N₂释放至空气，因此BOD5浓度下降，NO₃－N浓度大幅度下降，而磷的变化很小。

在好氧池中，有机物被微生物生化降解，BOD5继续下降，有机氮被氨化继而被硝化，使NO₃－N浓度显著下降，但随着硝化过程使NO₃－N浓度增加，P随着聚磷菌的过量摄取，也以比较快的速度下降。所以，A²/O工艺它可以同时完成有机物的去除，硝化脱氮、磷的过量摄取而被去除等功能，脱氮的前提是NO₃－N应完全硝化，好氧池能完成这一功能，缺氧池则完成脱氮功能。厌氧池和好氧池联合完成除磷功能。

(2)工艺流程

图1 A²/O工艺流程图

(3)工艺特点

优点：

①该工艺为最简单的同步脱氮除磷工艺 ，总的水力停留时间，总产占地面积少于其它的工艺；

②在厌氧的好氧交替运行条件下，丝状菌得不到大量增殖，无污泥膨胀之余，SVI值一般均小于100；

③污泥中含磷浓度高，一般为2.5%以上，具有很高的肥效；

④运行中不需投药，两个A段只用轻缓搅拌，以不增加溶解氧为度，运行费低。

缺点：

①除磷效果难于再行提高，且回流污泥含有硝酸盐进入厌氧区，对除磷效果有影响。污泥增长有一定的限度，不易提高，特别是当P/BOD值高时更是如此；

②脱氮受内回流比影响，脱氮效果难于进一步提高，内循环量一般以2Q为限，不宜太高，否则增加运行费用；

③对沉淀池要保持一定的浓度的溶解氧，减少停留时间，防止产生厌氧状态和污泥 释放磷的现象出现，但溶解氧浓度也不宜过高。以防止循环混合液对缺反应器的干扰。

4.2.2 氧化沟工艺

（1）工艺原理

氧化沟又称连续循环式反应池，或“循环曝气池”，因其的构筑物呈封闭的通道而得名，故有人称其为“无终端的曝气系统”。

氧化沟法是活性污泥法的一种变型，它将连续式反应池用作生物反应池，污水和活性污泥混合液在该反应池中以一条闭合式曝气渠道进行连续循环，氧化沟通常在延时曝气的情况下使用，这时，水和固体的停留时间长，有机物质的负荷低，它使用一种带方向控制的曝气和搅拌装置，向反应池中的物质传递水平速度，一般形成0.25~0.30m/s的流速，使活性污泥呈悬浮状态，从而使被搅动的液体在闭合式曝气渠道中循环，在这样的流速下，混合液在5~15min内完成一次循环，而廊道内大量的混合液可以稀释进水20~30倍。

它的水力流态和普通活性污泥法相差较大，是一种首尾相接的循环流，通常采用延时曝气。其工作原理和特征如下：

水流混合方面：在流态上，氧化沟介于完全混合和推流之间。它的这种独特的水流状态有利于活性污泥的生物凝聚作用，而且可以将其区分为富氧区和缺氧区，用以硝化和反消化，取得脱氮的效应。

（2）工艺方面

可考虑不设初沉池，有机性悬浮物和氧化沟内能够达到好氧稳定的程度。BOD负荷低，同活性污泥法的延时曝气系统。

氧化沟技术发展较快，类型多样，根据其构造和特征主要分为帕斯韦尔氧化沟，卡鲁塞尔氧化沟，交替工作式氧化沟，奥贝尔氧化沟，一体氧化沟。

帕斯韦尔氧化沟采用单环路，在沟的出口处安装可调式溢流堰，以控制水位和曝气设备的淹没深度，一般设置中心岛或中心墙，其中以设置中心墙居多，为了减少弯道损失，并最大限度的减少弯道隔墙下游背流处的固体沉淀，需要在渠道弯曲部分设置导流墙，原污水和回流污泥在曝气转碟上游进入氧化沟，以便在曝气转碟处的横截面上充分混合分配，防止短路。

（3）工艺特点

优点：

①出水水质好，脱氮效果明显；

②构筑物简单，运行管理方便；

③结构多样，可根据地形选择合适的构筑物结构形式。

缺点：

单座构筑物处理能力有限，流量大时，分组太多，占地面积较大，增加了管理的难度。

4.2.3 SBR工艺

（1）工艺原理

SBR工艺（序批式间歇活性污泥法的简称）是最早的污水处理工艺。由于受到自动化水平和机械制造的限制，早期的SBR操作烦琐，设备可靠性差，因此应用较少，近年来，由于自动化水平的提高和设备制造工艺的改进，SBR工艺克服了操作烦琐的缺点，提高了设备的可靠性，设计合理的SBR具有良好的脱氮除磷效果，因而近年来倍受关注，成为污水处理工艺中应用最为广泛的工艺，SBR工艺的基本特征是在一个反应池中完成污水的生化反应，其曝气池的运行操作是由流入、反应、沉淀、排放和闲置五个工序组成，沉淀，排水，排泥，处理设施比一般氧化沟还要简单。在流入工序实施前，闲置工序处理后的污水已经排放，曝气池中残存着高浓度的活性污泥混合液。当污水注入时，曝气池可以起到调节池的作用，如果精心铺砌可以取得预曝气的效果，也可使污泥再生，恢复其活性。

SBR工艺的概念和操作灵活性使其易于引入厌氧/好氧除磷过程或缺氧/好氧除氮过程，通过调整运行周期以及控制各工序时间的长短，可实现对氮磷的高效去除。

（2）工艺特点

优点：

①理想的推流过程使生化反应推动力增加，效率提高，池内厌氧、好氧交替状态，净化效果好；

②工艺流程简单，运行效果稳定，污水在理想的静止状态下沉淀，需要的时间短，效率高，处理效果好，可获得低SS出水；

③耐冲击负荷，池内有滞留的处理水，对污水有稀释、缓冲的作用，有效抵抗水量、水质中有机物的冲击；

④工艺过程中各工序可根据水质、水量进行调整，运行灵活；

⑤处理设备少，构造简单，易于维护和管理；

⑥污泥沉降性能好，SVI值较低，反应池内存有COD、BOD5浓度梯度，可以有效控制丝状菌的过量繁殖，避免污泥产生膨胀现象；

⑦SBR系统本身也适于组合构造方法，有利于废水处理厂的扩建和改造；

⑧适当地控制运行方式，实现好氧、缺氧、厌氧状态交替，能获得很好的脱氮除磷效果；

⑨工艺流程简单，造价低，主设备只有一个序批式间歇反应器，不需要另外设置二沉池、污泥回流系统，调节池和初沉池也可省略，布置紧凑，占地面积小，故其建设费用和运行费用都比较低。

缺点：

①同时脱氮除磷时操作复杂；

②滗水设施的可靠性对出水水质影响大；

③设计过程复杂；

④维护要求高，运行对自动控制依赖性强；

⑤池体容积大。

4.3 工艺流程的确定

通过以上的计算与工艺方案比较，可以看出，A²/O相对其他工艺经济、占地省、可很好实现低SS排放，能达到设计要求，因此该污水处理厂的设计拟采用A²/O工艺。工艺流程如下：

图2 A²O工艺流程图

4.4 主要构筑物的比较选择

4.4.1 粗格栅的选择

城市污水中含有大量的漂浮物质，为保证污水泵和后面的正常运行，粗格栅的设置是非常必要的，另外，也可以减轻后续构筑物的处理负荷，根据现有污水处理厂的运行经验及有关资料介绍，本设计污水泵前设一粗格栅。

4.4.2 细格栅的选择

经污水提升泵房提升的污水含有粒径较小的漂浮物，前面的粗格栅无法拦阻，但是又会给后面的处理带来负担和不便，在泵房的后面要对这些小颗粒的漂浮物进一步进行处理，因此在泵站后面设置细格栅。

4.4.3 沉砂池的选择

由于城市污水中含有大量的无机悬浮颗粒，这些物质在后面的生物过程中，对活性污泥会产生许多不良的影响，并且这些物质沉降下来后，会给污泥的处理带来许多的不便，因此这些物质在进入生物处理阶段前必须被去除。采用沉砂池可以去除这些无机悬浮颗粒。

1、常见的沉砂池

（1）平流沉砂池

（2）曝气沉砂池

（3）多尔沉砂池

（4）钟式沉砂池

2、各种沉砂池的优缺点

（1）平流沉砂池

优点：

①平流沉砂池拦截无机颗粒效果好；

②工作稳定，结构简单，排砂方便。

缺点：

①平流沉砂池的沉砂中还有10﹪的有机物，这些有机物给砂的后续处理带来许多的不便；

②保持0.3m/s的水流速度比较困难，因进水水量变化幅度大；

③现优恒定水流速度的设施不是很理想，比例流量堰有时会在池底形成较高的流速而使沉淀的砂粒冲起。

（2）曝气沉砂池

优点：

①在沉砂效果相同的情况下，适应水流变化的能力强；

②水头损失小；

③通过控制曝气强度，可使沉淀下来的砂粒的腐化有机物的含量降低；

④只要调节现场操作条件，即可改变其除砂的性能，运用灵活度大，可以在一级处理前作为混合、絮凝、预曝气的作用，可以改善进水的腐化状况从而提高后续的处理效果。

缺点：

能耗比其他的沉砂池大，运转劳动力较多，如何获得良好的螺旋环流流态挡板的位置，良好的砂斗和排砂系统等在设计上还存在许多的问题。

（3）多尔沉砂池

优点：

①不需要进行流量控制，通过池子的水头损失较小，刮泥机的传动部分、轴承部分等均在水面之上，寿命长；

②便于使用维修，在国外此种沉砂池已经系统化；

③除砂、洗砂、分选设备已经成套。

缺点：

①布水不均匀；

②进口处理量分布导流板很难调节，故影响处理效果；

③沉淀砂粒有机物较多，特别是进水量低时，池身小于0.9m，刮砂时易将砂粒搅起。

（4）钟式沉砂池（旋流沉砂池）

优点：

　　①适应流量变化能力强；

　　②水头损失小，典型的损失值仅6mm；

　　③细砂粒去除率高，140（0.104mm）目的细砂也可达73%；

　　④动能效率高。

　　缺点：

　　①国外公司的专有产品和设计技术；

　　②搅拌桨上会缠绕纤维状物体；

　　③砂斗内砂子因被压实而抽排困难，往往需高压水泵或空气去搅动，空气提升泵往往不能有效抽排砂粒；

④池子本身虽占地小，但由于要求切线方向进水和进水渠直线较长，在池子数多于两个时，配水困难，占地也大。

通过以上各种沉砂池优缺的比较可知，平流式沉砂池的沉砂中含有一定量的有机物，使沉砂的后续处理困难增大，需要配置洗砂机，这样会增加运行费用，同时也要消耗人力和物力，而且增加了设备的占地面积。而旋流沉砂池具有占地省、除砂效率高、操作环境好、设备运行可靠等特点。故本设计采用旋流沉砂池。

4.4.4 鼓风机

1、根据用途不同, 可大致将常用的风机分为以下类型：

（1）离心式鼓风机

（2）罗茨鼓风机

2、各种风机的优缺点

（1）离心式鼓风机

     离心式鼓风机噪声较小，一般可可达85dB，且效率较高，适用于大中型污水厂。

（2）罗茨鼓风机

罗茨鼓风机中小型污水厂最常用，国产单机风量在80m³/min以下，风压有3.5、

5、7、9、11m，而以5m运行最稳定，采用最多。罗茨鼓风机噪声大，必须采用消音、隔音措施。

通过以上比较，本设计采用离心式鼓风机。

4.4.5 机械脱水设备

污泥经过浓缩后，依然含有97﹪的水分，体积依然很大，具有较强的流动性，

为了方便综合运用和外运，需要对污泥进行脱水处理，经查阅文献和设计手册，本

设计采用带式污泥脱水机。

4.4.6 浓缩池

为了方便污泥的后续机械脱水处理，减少机械脱水设备的容量和脱水过程中混

合剂用量，先对污泥进行浓缩处理，降低污泥的含水率。污泥浓缩的方法分为重力

浓缩、气浮浓缩和离心浓缩等。

由于重力浓缩具有以下几个优点：①贮存污泥能力高；②操作要求不高；③运行费用少，尤其是电耗。

缺点：①占地面积大；②会产生臭气；③对于某些污泥作用少，故本设计中采用连续重力浓缩池。

4.4.7 二沉池

二沉池在二级处理中，在生物反应池构筑物的后面，在活性污泥工艺中，用于

沉淀分离活性污泥并提供污泥回流。二沉池与初沉池相似，按池内水流方向的不同，

同样可分为平流式沉淀池、竖流式沉淀池和辐流式沉淀池。

本设计采用辐流式沉淀池。其特点有：运行好，较好管理。

5 设计计算

5.1 最大处理水量计算

5.2 粗格栅设计计算

5.2.1 设计参数：

格栅倾角：               格栅间隙：b=0.02m

柵前水深：              过柵流速：

栅条宽度：S=0.01m

单位柵渣量：

5.2.2 设计计算

1、柵条的间隙数n：

（个）

式中：——最大设计流量，

      ——格栅倾角；

      b——格栅间隙，m；

n——格栅间隙数，个；

h——栅前水深，m；

——过栅流速，m/s。

则：个

设置两台格栅，则单台格栅间隙数n=154/2=77个

2、格栅宽度B：

栅槽宽度一般比格栅宽0.2~0.3m，取0.2m。

设栅条宽度：S=10mm=0.01m

则栅槽宽度：B=S(n-1)+bn+0.2 =0.01×（77-1）+0.02×77+0.2 =2.5m

3、进水渠道渐宽部分的长度L₁：

设进水渠宽B1=0.8m，其渐宽部分展开角度α₁=20º，进水渠道内的流速为0.8m/s。         

4、栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分的长度:

5、通过格栅的水头损失：

，，

式中：——设计水头损失，m

      ——计算水头损失，m

      g ——重力加速度，

k ——系数，格栅受到污物堵塞时水头损失增大的倍数。一般采用3。

——阻力系数，与栅条断面有关，可按手册提供的计算公式和相关数据计算，设栅条断面为锐边矩形断面， 

6、栅后槽总高度H：

设栅前渠道超高，则有：

7、栅槽总长度L：

式中：——栅前渠道深，，m

8、每日栅渣量W，

因为格栅间隙为20mm，当格栅间隙为16-25mm时，，所以本设计采用。

宜采用机械清渣。

9、格栅除污机设备选用

①每日栅渣量，经过计算该污水处理厂每日的栅渣量，需要采用机械清渣。

②格栅除污机的选用，格栅选两台南京蓝深环境工程设备厂的GSGS型钢丝绳牵引式格栅除污机，每台的过水量为

根据钢丝绳牵引式格栅除污机的有关技术资料，所选设备的技术参数：安装角度为;电机功率为2.2kw;设备宽度为150mm，长度为650mm，厚度为20mm，锚固筋直径φ20×400，根数为4根。

5.3 细格栅设计计算

5.3.1 设计参数

格柵倾角：                 柵条间隙：b=0.006m

柵前水深：h=1.55m                 过柵流速：υ=0.7m/s

单位柵渣量：

5.3.2 设计计算

1、柵条的间隙数n：

设置三台格栅，则单台格栅间隙数n=179/3=60个

2、格柵宽度B：

柵槽宽度一般比格柵宽0.2~0.3m，取0.2m

设栅条宽度：S=10mm=0.01m

B=S(n-1)+bn+0.2=0.01×(60-1)+0.006×60+0.2=0.95m

3、进水渠道渐宽部分的长度：

设进水渠道宽，其渐宽部分展开的角度为α₁=20º，进水渠道内的流速为0.8m/s。           

4、格柵与出水渠道连接处的渐宽部分长度：

5、通过格柵的水头损失：

设柵条断面为矩形断面，则

=0.41 m

式中：——设计水头损失，m

      ——计算水头损失，m

      g ——重力加速度，

      k ——系数，格柵受到污物阻塞时的水头损失，一般采用3。

6、柵后槽的总高度:

设柵前渠道超高为

7、柵前渠道深：

 

8、柵槽总长度L:

9、每日柵渣量W：

式中：——总变化系数，=1.20

W1——单位柵渣量，

所以应当选用机械除渣。

10、格栅除污机设备选用

选择杭州杭氧环保成套设备有限公司的HG型回转式细格柵固液分离机，安装角度为;电机功率为1.5kw;设备宽度为1130mm，排渣口高度为800mm，设备总高度为4260mm

5.4 沉砂池设计计算

5.4.1 设计参数

1、最高时流量的停留时间不应小于30s；

2、设计水力表面负荷宜为150～200m³/(m²·h)；

3、有效水深宜为1.0～2.0m，池径与池深比宜为2.0～2.5；

4、池中应设立式桨叶分离机；

5、污水的沉砂量，可按每立方米污水0.03L计算；合流制污水的沉砂量应根据实际情况确定。

6、砂斗容积不应大于2d的沉砂量，采用重力排砂时，砂斗斗壁与水平面的倾角不应小于55 º；

7、沉砂池除砂宜采用机械方法，并经砂水分离后贮存或外运；采用人工排砂时，排砂管直径不应小于200mm；排砂管应考虑防堵塞措施。

5.4.2 设计计算

图3 旋流式沉砂池

平均流量

最大流量Q_max=1.25m³/s=1040L/s

旋流式沉砂池型号1300的尺寸(mm)

设计中设计两座沉砂池，每座沉砂池流量Q=1.25/2=0.625m³/s

1、沉砂池的直径

式中：Q——设计流量m³/s；

      q——表面负荷m³/(m²·h)，取200m³/(m²·h)；

    则

2、沉砂池有效水深

h₂=

式中：t——水力停留时间，s；设计中取35s；

则h₂=     D/h=1.94，符合条件

3、沉砂室所需体积

式中：Q_d——平均流量m³/s；

      X——城市污水沉砂量m³/10⁶m³污水，一般采用30 m³/10⁶m³污水；

      T清除沉砂的间隔，d，设计中取T=1d；

则

4、沉砂斗容积

V^‘=1/4×d²×π×h₄＋(1/12) ×π×h₅(d²＋dr＋r²)

式中：d——沉砂斗上口直径，m，设计中取1.4m；

      h₄——沉砂斗圆柱体的高度，m，设计中取1.2m；

      h₅——沉砂斗圆台体的高度，m；

      r——沉砂斗下底直径，一般采用0.4-0.6m，设计中取0.5m。

      h₅=

则  V^‘=1/4×1.4²×π×1.2＋(1/12) ×π×0.32(1.4²＋1.4×0.5＋0.5²)=2.61m³＜2d符合要求

5、沉砂室总高

H=h₁＋h₂＋h₃＋h₄＋h₅

式中：h₁——沉砂池超高，m，一般采用0.3-0.5m，设计中取0.4m；

      h₃——沉砂池缓冲层高度，m。

h₃=1/2（D－d）tan55=（1/2）×（3.78－1.4）×tan55=1.7m

则 H=0.4＋1.95＋1.7＋1.2＋0.32=5.57m

6、进水渠道

进水渠道与涡流沉砂池呈切线方向进水，以提供涡流的初速度

渠宽B₁=Q_d/（V₁×H₁）

式中：B₁——进水渠道宽度，m；

      V₁——进水流速，一般采用0.6-0.9m/s，设计中取0.9m/s；

      H₁——进水渠道水深，m，设计中取0.7m。

B₁=

校核Q_max   V=

进水渠道长度L₁=7B₁=7×0.83=5.81m

7、出水渠道

出水渠道和进水渠道建在一起，中间建设闸板，以便在沉砂池检修时超越沉砂池，两渠道夹角360 º，最大限度的延长沉砂池内的水力停留时间。

渠宽B₂=2B₁=2×0.83=1.66m

直线段长度满足  L’ ≤B₂=1.66m 即可

8、排砂装置

采用空气提升器排砂，排砂时间每日一次，每次1～2小时，所需空气量为排砂量的15～20倍，排砂经砂水分离器，水排至提升泵站，砂晒干填埋。

9、晒沙场的计算

砂量为Q_S=Q_maxX=108000×30×10^-6=3.24

晒砂场按15天的晒砂时间考虑，则

总砂量： 3.24×15=48.6m³

晒砂厚度为30cm，砂场的面积为S=48.6/0.3=162m²

取长×宽＝18m×9m

图4 晒沙场计算草图

5.5 配水井设计计算

在污水处理厂中，同一种构筑物的个数不少于两个，并应考虑均匀配水。

5.5.1 设计计算

1、进水管管径： 

配水井进水管的设计流量为，当进水管管径时，查水力计算表，得知，满足设计要求。

2、矩形宽顶堰：

进水从配水井底中心进入，经等宽度堰流入2个水斗，再经溢流堰流入配水渠内，每个后续构筑物的分配水量为，。配水采用矩形宽顶溢流堰至配水渠。

（1）堰上水头H：

因单个出水溢流堰的流量为，一般大于100L/s的采用矩形堰，小于100L/s的采用三角堰，所以，本设计采用矩形堰，堰高h取0.5m。由矩形堰的流量得：

式中 q——矩形堰的流量，

H——堰上水头，m

b ——堰宽，m，取堰宽b＝0.6m

——流量系数，通常采用0.327～0.332，取0.33

（2）堰顶宽度B：

根据有关试验资料，当时，属于矩形宽顶堰，取B＝1.5m，这时，不在2.5～10之间，所以，该堰属于矩形窄顶堰。

3、配水渠道：

渠宽（Q取最大流量的的1.5倍）

水深

超高取0.3m，则配水渠高度H＝2.29+0.3＝2.59m

4、配水漏斗上口口径D：

按照配水井内径的1.5倍设计，。

图5 配水井平面图

图6 配水井剖面图（单位：mm）

5.6 A²O生化反应池设计

图7 生化池平面简图

5.6.1 设计参数

（1）日最大变化系数： Kz=1.20

（2）活性污泥自身氧化系数：

（3）二沉池出水SS：Ce=10mg/L

（4）二沉池出水SS中VSS所占的比例：f＝0.75

（5）二沉池出水中总的：Sz=20mg/L

（6）污泥龄：

（7）污泥的产率系数：

（8）进水VSS中可生化部分的比例：

（9）有机物氧化的需氧系数：

（10）污泥需氧系数：

5.6.2 已知条件

（1）平均设计进水量：

（2）进水总悬浮固体浓度(TSS)：

（3）出水总悬浮固体浓度：

（4）进水挥发性悬浮固体浓度：X=190×0.75=142.5mg/l

（5）进水的浓度：

（6）出水的浓度：

（7）进水氨氮：32mg/L

（8）出水氨氮：8 mg/L

（9）进水总磷：TP＝4 mg/L

（10）出水总磷：TP＝1mg/L

（11）污泥回流比R=100%

5.6.3 设计计算

1、反应池容积

（1）厌氧池设计计算，取平均停留时间1.8h

V_厌＝1.2×108000/24×1.8＝9720m³

（2）各段水力停留时间和容积比

厌氧池：缺氧池：好氧池=1：1：3

即V_缺＝9720m³

V_好＝3×9720＝29160m³

2、校核氮磷负荷

kgTN/(kgMLSS.d)

符合要求

kgTP/(kgMLSS.d)

符合要求

3、剩余污泥量

取污泥增殖系数y＝0.55，污泥自身氧化率k_d＝0.06，污泥龄θ_c＝25d

   则

计算排除了以挥发性悬浮固体计的污泥量

 P_x＝y_obsQ(S-S₀)=0.22×108000×1.2×(0.1-0.02)=2280.96㎏/d

计算排除的以SS计

P_x（ss）＝812/0.8＝685.8㎏/d

4、反应池尺寸

反应池总体积V=9720×5=48600m³

设反应池6组，单组池容积 V_单＝V/6=48600/6=8100 m³

有效水深 h＝4.0m

单组有效面积 S_单＝V_单/h＝8100/4.0＝2025㎡

采用5廊道式推流式反应池，廊道宽 b＝7.0m

单组反应池长度 L＝S_单/B=2025/5/7.0=57.86 m

校核： b/h=7.0/4.0=1.75(满足 1－2)

          L/b=57.86/7.0=8.27  （满足5－10）

取超高为1.0m，则反应池总高 H＝4.0+1.0＝5.0 m

5、反应池进、出水系统计算

（1）进水管

单组反应池进水管段计算流量 Q₁=Q/6=（108000×1.2）/6=0.25 (m³/s)

管道流速 v=0.8 m/s

管道过水断面积 A= Q₁/v=0.25/0.8=0.313㎡

管径

取进水管管径D=630㎜

（2）回流污泥管

单组反应池回流污泥管设计流量 Q_内＝R×Q/6＝1×Q/6＝0.25(m³/s)

取回流污泥管管径D=630㎜

（3）进水井

反应池进水孔尺寸

进水孔过流量Q₂＝（1+R）Q/6＝2×108000/6×1.2＝0.5 (m³/s)

孔口流速 v＝0.6 m/s

孔口过水断面积 A＝Q₂/v=0.5/0.6=0.83 ㎡

孔口尺寸取为 1.14m×0.5m

进水井平面尺寸取为 2.40m×2.40m

（4）出水堰及出水井

按矩形堰流量公式计算：

 

式中 Q₃＝（1+R+ R_内）Q/6＝4Q/6／86400＝0.83 (m³/s)

     b——堰宽，取7.5m

     H——堰上水头，m

   

出水孔过流量Q₄＝Q₃＝0.83 (m³/s)

孔口流速 v=0.6 m/s

孔口过水断面积 A＝Q/v＝0.83/0.6＝1.38 ㎡

孔口尺寸取为 1.0m×1.0m

出水井平面尺寸取为 2.4 m×2.4m

（5）出水管

反应池出水管设计流量Q₅＝Q₃＝0.83  (m³/s)

管道流速 v＝0.8m/s

管道过水断面 A＝Q₅/v＝0.83/0.8＝1.04 ㎡

管径

取出水管径D=1150mm   

校核管道流速v＝Q₅/A＝0.83×4/3.14/1×1＝1.06 m/s

6、厌氧池设备选择（以单组反应池计算）

厌氧池设导流墙，将池分3格，每格内设潜水搅拌机1台，按5w/m³比容计。厌氧池有效容积

 V_厌=40×7×4.0=1120 m³

全混合池污水所需功率：5×1120=5600w

则每台潜水搅拌机功率：5600/3=1866w

查手册选取： 600QJB2.2J

7、缺氧池设备选择（以单组反应池计算）

缺氧池设导流墙，将池分3格，每格内设潜水搅拌机1台，按5w/m³比容计。缺氧池有效容积

V_厌=40×7×4.0=1120 m³

全混合池污水所需功率：5×1120=5600w

则每台潜水搅拌机功率：5600/3=1866w

查手册选取： 600QJB2.2J

8、污泥回流设备

污泥回流比：R=100%

污泥回流量：Q_R=RQ=1×108000×1.2/24=5400m³/h

设回流污泥泵房三座，内设3台潜污泵（2用1备）

单泵流量Q_R单=0.5Q_R=0.5×5400/3=900 m³/h

9、混合液回流设备

（1）混合液回流比 R_内=200%

混合液回流量 Q_R=R_内Q=2×108000×1.2/24=10800 m³/h

设混合液回流泵房3座（2用1备）

单泵流量Q_R单=0.5×Q_R/3=1800 m³/h

（2）混合液回流管。

回流混合液自出水井重力流至混合液回流泵房，经潜污泵提升后送至缺氧段首段以单组算混合液回流管设计流量Q₆=Q_内Q/3=0.104 m³/s

泵房进水管设计流速采用v=0.8 m/s

  A=Q₆/v=0.104/0.8=0.13㎡

 

取泵房进水管管径 D=407mm

（3）泵房压力出水总管设计流量Q₇=Q₆=0.104 m³/s

设计流速v=1.2 m/s

 

取  D=332mm

10、曝气系统设计计算

（1）设计需氧量AOR

     碳化需氧量

         （kg O₂/d）

硝化需氧量（kg O₂/d）

反硝化需氧量

  （kg O₂/d）

总需氧量

AOR＝D₁+D₂-D₃=9132.7+9623.1-949.6=17806.2(kg O₂/d)

（2）标准需氧量

采用鼓风曝气，微孔曝气器。取气压调整系数，曝气池内平均溶解氧C_L＝2mg/l,水中溶解

氧C_s(20)=9.17 mg/l,C_S(25)8.38 mg/l

空气扩散气出口处绝对压

 

空气离开好氧反应池对氧的百分比

 

好氧反应池中平均溶解氧饱和度

 

标准需氧量

 

好氧反应池平均时供气量

 

好氧反应池最大时供气量

  G_max=1.48G_s=1.48×2214.7=3277.9（m³/h）

（3）所需空气压力P（相对压力）

    取供气管道沿程与局部阻力之和 h₁+h₂=0.2m

    曝气器淹没水头 h₃=3.8m，曝气器阻力 h₄=0.4m，富余水头

Δh=0.5m

P=0.2+3.8+0.4+0.5=4.9(m)

（4）曝气器数量计算(以单项反应池计算)

按提供氧能力计算所需曝气器数量

曝气器个数

 

服务面积校核

 

（5）供气管道计算

供气干管采用环状布置

 

流速v=10m/s

  管径

取干管管径  DN250mm

单侧供气（向单侧廊道供气）支管

 

流速v=10m/s

  管径

取支管管径  DN150mm

双侧供气

流速v=10m/s

 

取支管管径  DN200mm

5.7 接触消毒池设计

由于该污水处理厂属于典型的城市污水处理厂，主要处理生活污水，因此其中含有病原体等一些有害的微生物，这些物质不能直接排入水体，因此，需要对处理后的水进行消毒，必须采用接触池，本设计采用二氧化氯消毒。

5.7.1 设计参数

接触时间：t＝30min

矩形隔板式接触池的隔板应沿纵向分隔，当水流长度：宽度＝72：1，水深≤1.0

时，接触池的效果最好。

5.7.2 设计计算

1、接触池的体积

    

式中：——最大设计流量，为1.25

    2、接触池的尺寸

    采用矩形隔板式接触池一座

（1） 水流长度

b ——为池宽，取b ＝5m

（2）接触池的分格数，

n ＝5

（3）池长

 

    3、复核池容

   （1） 接触池宽B

B=nb =5×6=25m

（2） 复核池容

长L＝72m，水深h =1.8m

满足需求。

4、加药量计算

（1）加氯量

投加氯量按7mg/L计算，仓库储氯按15d 计算。

 

（2）贮氯量

W=15×24×G

   =15×24×31.5

   =11340kg

5.7.3 设备选型

1、加氯机和氯瓶

采用投加量为0～20kg/h的加氯机2台，一台运作，一台备用，并轮换使用，液

氯的储存选用容量为1000kg的钢氯瓶，共5只，其型号为YL－1000，有三明市环保净

化设备厂生产。

加氯机选用FX4000。

（1）投加量为20kg/h

（2）量积比为10:1

（3）精度为±4     

（4）供电电动机为：220VAC/50HZ

（5）外形尺寸为:长1630mm，宽785mm，高500mm。

2．加氯间和氯库

加氯间和氯库分建，加氯间内布置2台加氯机以及配套的投加设备，2台水加压泵，

氯库中放置4只氯瓶，成一排布置，设2台称量氯瓶重量的液压磅秤，为方便搬运氯

瓶，氯库内设CD2-6D型单轨电动葫芦一个，轨道设在氯瓶上方，并穿过氯库大门外。

氯库外设事故池，池中长期储水，水深1.5m，加氯系统用电控柜自动控制系统，

安装在值班控制室内，为方便观察巡视，值班室与加氯间之间设打响观察窗及连同门。

3．加氯间和氯库的通风设备

（1）根据加氯间和氯库的工艺设计，加氯间的长为10m，宽4.5m，高4m，加氯间的总容积为

（2）氯库容积

（3）加氯间每小时的换气量

为保证安全，每小时换气12次

（4）氯库每小时的换气量

故，氯库和加氯间都选用B4－72－12－NO。3.2A型的中压离心通风机

流量2209全压1220，内功效率75.5，内功率0.99，所需功率1.38kw，所需的电动机为Y90L－2（1335）型，功率2.2kw，由西安风机厂生产。

并在室内装一台漏氯探测器，位置在室内地面以上20cm处。

图8加氯间（mm）

5.8 计量堰设计计算

为了准确的掌握污水处理厂的污水量，并对水量资料和其它运行资料进行综合的分析，提高污水处理厂的运行管理水平，需要在污水处理系统设置计量设备，本设计采用在紫外消毒池后设置巴氏计量槽，在这里设置，施工方便。这种计量槽精确度高、水头损失小，、底部冲刷力大，不易沉积杂物，

计量堰采用巴氏计量堰，设在距离接触池后10m的排水管道上。

查给排水手册得知，当测量范围在0.03～0.25时，b=0.9m，L=0.6m，L2=0.92m，墙高D＝0.95m。

当计量槽为自由流时，只需记录上游水位，当其为淹没流时，则需氧同时记录上下游的水位，为简化工人的劳动，本设计采用自由流。

采用公式，测得水位来求流量Q。

当时，计量槽为自由流。

图9计量堰（单位：mm）

5.9 浓缩池设计计算

为了方便污泥的后续机械脱水处理，减少机械脱水设备的容量和脱水过程中混合剂用量，先对污泥进行浓缩处理，降低污泥的含水率。

本设计采用连续重力浓缩池。

5.9.1  设计参数

剩余污泥为活性污泥，固体通量

5.9.2 设计计算

采用圆形重力浓缩池1座

式中：SVI——污泥浓缩指数，取SVI＝120L/mg

        

浓缩前污泥含水率99.4﹪，固体含量8.33。

1、污泥浓缩池中的剩余污泥Q

式中：——A²O反应池中的剩余污泥量，为＝2280.96kg/d

     

2、浓缩池的面积A

   

3、浓缩池尺寸

（1）浓缩池的直径

   

取直径D=9m

（2）浓缩池的深度

①浓缩池工作部分的有效水深

浓缩时间取T＝20h

   

上清液高度，泥水滞留层的高度

②池底坡度造成的深度

设池底坡度i=0.05，污泥斗下底直径，上底直径

③污泥斗高度

污泥斗倾角60º

④浓缩池的深度H

经过连续重力浓缩池浓缩后，污泥固体浓度为，污泥含水率为％。

5.10 污泥脱水间设计计算

5.10.1 设计参数

经过滚压带式压滤机脱水后，泥饼的含水率为80％，其污泥产率为200kg/h

5.10.2 设计计算

1、滚压带式压滤机的过滤产率

设滤布宽为2m

考虑1.25的安全系数，则过滤产率为

2、压滤机的台数

设脱水机工作每日两班，24小时运行，12小时一班

其中，2280.96为A²O生化反应池的剩余污泥量 ，kg/d

取n ＝2台

设计选用带宽为2m的滚压带式压滤机2台，一台运行，一台备用。

3、附属设备

（1）污泥投配设备

选用2台单螺旋杆污泥投配泵，与2台滚压带式压滤机对应，每台投配泵的流量

为：

式中: P ——浓缩池出来的污泥含水率，97％

        

（2）加药系统

用滚压带式压滤机脱水的污泥，化学调剂为有机合成的高分子混凝剂，设计选用聚

丙烯酰胺，对于混合生物污泥投加量为0.15％到0.5％，取0.3％计算，故每日药剂的

投加量为：

          2280.96×（0.003）²=6.83kg/d

配制成浓度为1％的溶液体积为：

        

脱水机房每日的工作为两班制，每班配药一次，则每次配药的体积为：

         

考虑一定的安全系数和搅拌时的安全超高，设计选用两个体积为1的药箱，配置两台JBK型搅拌机，浆叶直径d＝800mm，功率为P＝0.5kw，浆板边缘线速度为3～4m/s。

聚丙烯酰胺的投加浓度为0.1％，故选用两套在线稀释设备，包括两台水射器和两台流量计，以及配套的调节控制阀件。

聚丙烯酰胺药剂的投加采用单螺旋杆泵，共两台，每台泵的投加量为：

Q＝0.074

（3）反冲洗设备

根据滚压带式压滤机的带宽和运行速度，每台脱水机反冲洗水量为10到20，反冲洗水压不小于0.5MP，故选用3台离心泵，两台运行，一台备用

5.11 贮泥池的设计计算

贮泥池容积为：

        

设贮泥池的有效深度为5m，则其面积为：

        

贮泥池的半径为：

        

贮泥池的污泥用泵送到脱水间脱水，所需泵的流量为

       

查《给排水设计手册》，选择CHD-31-80B的干井式不堵塞浆泵，泵的性能如下：

①流量39m³/h

②扬程3.5m

③转速1150r/min

④电动机功率1kw

⑤安装尺寸：长×宽×高＝1401×30×370mm

5.12 污水提升泵房设计计算

5.12.1 设计说明

污水泵房用于提升污水厂的污水，以保证污水能在后续处理构筑物内畅通的流动，它由机器间、集水井、格栅和辅助设备组成。机器间内设置水泵机组和有关的附属设备，格栅和吸水管安装在集水井内，此处的格栅也就是前面计算的粗格栅。其作用是阻拦水中粗大的固体飘浮物，防止杂质阻塞和损坏水泵，集水井还可以在一定程度上调节水的不均匀。

5.12.2 设计原则

1、泵房形式

本设计采用的设计水量不大，可采用合建式圆形污水泵站，自灌式工作，水泵不超过4台，圆形结构受力条件好。便于采用沉井施工，可降低工程造价。当时，工程造价比矩形的低。并且水泵启动方便，易于根据吸水井中水位实现自动控制。泵房内装设立式离心泵可以克服机器间内机组附属设备布置困难的特点。

2、集水井

（1）污水泵房集水井的最小容积不应小于最大一台水泵5分钟的流量；

（2）集水井最高水位为进水管渠水位标高减去过栅流速；

（3）集水井的有效深度，从最高水位到最低水位一般取；

（4）池底坡度，倾向集水井，本设计取；

（5）集水井的大小应保证水泵良好的吸水条件，吸水管喇叭口放在集水井内，一般口朝下，其下缘在集水井最低水位以下。离坑底的距离不小于喇叭口进水口直径的0.8倍；

3、反冲洗设备

污水中所含的杂质，往往部分的沉降在积水坑那，时间一长，会腐化发臭。因此

应该在坑内设置压力冲洗管。一般从水泵压力水管上接出一根直径为的支

管伸入集水井，定期将沉渣冲起。由水泵带走。也可以在集水井中设一根自来水龙头。

作为冲洗水源。

4、机器间

（1）机组布置问题

①有起吊设备时

当电动机的容量小于时，基础之间的距离为。电动机容量大于，基础之间的距离为。轴流泵与混流泵轴间的距离为口径的3倍。

②无启动设备时

至少在每个机组一侧，其间距要比机组宽度大0.5米。

（2）主要通道宽度一般为。

（3）配电盘的通道宽度，低压配电时为，高压配电时为。配电室后面的通道宽度为1.0米。

（4）有桥式吊车设备的泵房内应有吊车调运设备的通道，调车运行时不应影响管理人员的通行，吊装最大部件尺寸加。

（5）楼梯宽度为，平台宽度为。吊装用平台为。

（6）机器间高度为室内以上有效深度，应保证吊起物体底部与所跨越固定物体的顶部有不小于的净间隙。

5、采暖与通风

集水井一般不需要设置采暖设备，因集水井较深，热量不易散失。且污水的温度

通常比较高，但机器间必须设置采暖，一般采用火炉或暖气进行采暖。

污水泵站的集水井通常利用通风管进行自然通风，在室顶设置通风帽，进行自然

通风。只有在炎热地区机组台数较多或功率很大，自然通风不能满足要求时，才采用

机械通风。

6、起重设备

起重量在以内时，设置移动三角架或手动单梁吊车，也可在集水井和机器间的顶板上预留吊钩；起重量在时，设置手动单梁吊车；起重量超过时，设置手桥式吊车。

7、水泵进出水管

（1）吸水管

①吸水管断面应比水泵入口口径大一级并且不应小于 ；

②每台泵应该单独设进水管；

③不设底阀应该设喇叭口，设直管或90度弯头，水平段应该有向水泵上升的坡度；

④吸水管流速一般为，不得小于；

⑤采用偏心渐宽管时，管顶应呈水平，管底呈斜坡；

（2）出水管

①出水管断面比水泵出口口径大一级，并不小于；

②流速一般为，不应小于；

③压力干管的最高点应设排气装置，最低点应设泄水装置；

5.12.3 最大流量与平均流量

Q_min=1.04 m³/s

Q_max=1.25m³/s

5.12.4 泵房集水井设计

1、进水管水位

考虑在进水前加设格栅，进水速度不宜过高，故总的进水管在进水泵站前加段长

2m的暗渠，坡度i=4‰，水深h=0.5m。

进水渠的沿程损失为4‰×2＝0.01m。

已知进水管底标高为43.5m，则进水管水位为44.1m，（充满度取0.75）

2、集水井水位计算

（1）集水井最高水位计算

进水渠水位 44.1-0.03-0.01＝44.06m

进入集水井后跌水0.4m，

集水井水位43.66m

（2）集水井的最低水位计算

查给排水手册可知：集水井最低水位差一般为1.5～2m，取2m，则集水井的最低

水位为43.66-2＝41.66m。

（3）集水间的计算

选择水池和机器间合建的泵站，用四台泵，三台运行，一台备用，每台水泵的流

量为Q＝312.5L/s，取313L/s。

集水间的容积，采用相当于一台泵6分钟的容积。

      W=0.313×6×60=112.68m³

有效水深采用H＝2.5m，则集水池的面积为

     

 取A=46m²

 5.12.5 污水泵房的计算

     1、扬程的确定

     吸水井最低水位 41.66m

压水管最高水位 48-43.5＝4.5m

管内自由水头取 1.0m

泵的扬程H＝48.7-41.66+1＝7.3m

为安全，增加2m的安全扬程，因此，泵的扬程为9.3m

2、泵的选择

根据泵的流量Q=313×3600=1127吨/h，扬程为9.3m，查给排水手册，选用LX350-300-12的螺旋离心无堵塞离心泵，每台的流量Q＝1400，电动机功率为75kw，效率为72％，泵进口直径350mm，出口直径300mm。

3、污水泵房的设计

污水泵房设计采用圆形，直径为15m，分为上下两层，上层为控制、监视区，设控

制室。便于工作人员控制泵房的运作，随时掌握各个环节的运行情况；下层为作业区，

在泵房的进水口设有集水池，泵房内设计放四台水泵，三台运行，一台备用，污水经水泵提升后，在泵房外汇集到一根管道，送往细格栅间。

5.13 二沉池设计计算

5.13.1 设计说明

1、沉淀池的超高不应小于0.3m；

2、沉淀池的有效水深宜采用2.0～4.0m；

3、排泥管的直径不应小于200mm；

4、二次沉淀池的出水堰负荷不宜大于1.7L/(s·m)；

5、设计流量Q=1.25m³/s=4500m³/h；水力表面负荷q=1.5m³/m²·h，沉淀时间为2.5h；

6、污泥回流比R=50%，SVI=83.3

故：X_r==12000mg/l

    X==12000×=4000mg/l

池体尺寸如图3.5所示

                                   图10 辐流式二沉池

5.13.2 设计计算

1、池体设计

（1）沉淀部分水面面积 A

  

式中：A——沉淀部分有效面积，m²；

       Q——设计流量，m³/s;

       q——表面负荷，m³/(m²·h)，一般采用0.5-1.5 m³/(m²·h)；

（2）池子直径 D

        

（3）澄清区高度

    

式中：——沉淀池澄清区高度，m；

       T——沉淀时间，h，一般采用1.5-3.0h

（4）污泥区高度h₂^｀｀

h₂^｀｀=

式中：h₂^｀｀——污泥区高度，m；

      T——污泥区停留时间，h；

      R——污泥回流比，%；

      X——氧化沟中污泥浓度，mg/l;

      X_r——二沉池排泥浓度，mg/l

故：h₂^｀｀==2.81m

（5）池边水深

h₂=+ h₂^｀｀=3.75+2.81=6.56m

（6）污泥斗高度

     h₅=

式中：D₁——污泥斗上口直径，m；

      D₂——污泥斗下口直径，m；

      α——污泥斗斜壁与水平面的倾角

设计中取D₁=4.0m，D₂=2.0m, α=60 º

     故：  h₅==1.73m

（7）沉淀池底部椎体高度

h₄=

式中：h₄——沉淀池底部圆锥体高度，m；

      D——沉淀池直径，m；

      D₁——沉淀池污泥斗上口直径，m；

       i——沉淀池池底坡度

设计中D₁=4.0m，i=0.05

故：h₄=1.45m

（8）沉淀池总高

H=h₁+h₂+h₃+h₄+h₅

式中：H——沉淀池总高，m；

      h₁——二沉池超高，0.30m；

h₂——池边水深，6.56m；

h₃——沉淀池缓冲层高度，0.80m；

h₄——沉淀池底部圆锥体高度，1.45m；

h₅——污泥斗高，1.73m

故：H=0.30+6.56+0.80+1.45+1.73=10.84m

2、进水系统计算

（1）进水管计算

      

进水管径设计

取管径D₁=400mm

（2）进水井径采用D₂=1.5m

出水口尺寸：1.5×1.5㎡，共8个沿井壁均匀分布

出口速度

（3）稳流筒计算

取筒中流速 v=0.03 m/s

稳流筒过流面积 f=Q_进/v=2.5/0.03=83.33㎡

稳流筒直径

3、出水部分设计

（1）采用单侧集水，一个总出水口

集水槽宽度

 取b=0.9m

（2）集水槽起点水深

h_起=0.75b=0.75×0.9=0.68m

集水槽终点水深

h_终=1.25b=1.25×0.9=1.13m

槽深均取 0.8m

（3）采用出水90 º三角堰（见下图）

取堰上水头 H₁=0.05m(H₂O)

（4）每个三角堰流量q

（5）三角堰个数n

n=Q/q=1.25/0.0008213=1521.9个  取1522个

（6）三角堰中心距

L=3.14（D-2b）/n=3.14×（73-2×0.9）/1522=0.147m

图11出水三角堰（单位：mm）

6 恶臭处理系统

6.1 设计说明

在污水处理工艺过程中产生气味物质主要由碳、氮和硫元素组成。只有少数的气味物质是无机化合物，例如：氨(NH₃)、膦(PH₃)和硫化氢(H₂S)；大多数的气味物质是有机物，比如：低分子脂肪酸、胺类、醛类、酮类、醚类、卤代烃以及脂肪族的、芳香族的、杂环的氮或硫化物。值得注意的是：这些物质都带有活性基团，容易发生化学反应，特别是被氧化。当活性基团被氧化后，气味就消失，生物除臭工艺就是基于这一原理。

由于恶臭气体主要来源是二沉池、污泥浓缩池及污泥脱水，大约占总臭气量的70％，所以只考虑这三种构筑物，在这三种构筑物上设置集气罩，由风机通过管道输入一个密闭容器箱中，再往密闭容器箱通入臭氧，使臭气与臭氧混合以达到去除臭气的目的。

6.2 设计计算

1、二沉池上集气罩的排风量计算

Q₁＝πR²h＝π×36.5²×2.5＝10463m³

式中R，h分别为浓缩池的半径高（运行水位至顶板）

考虑换风次数为15，则

Q₁＝357×15＝42507 m³/h

故总除臭风量选42500m³/h

2、污泥浓缩池上集气罩的排风量计算

Q₂＝πR²h＝π×4.5²×2.5＝159m³

式中R，h分别为浓缩池的半径高（运行水位至顶板）

考虑换风次数为15，则

Q₂＝357×15＝5364 m³/h

故总除臭风量选5400m³/h

4、假设污泥脱水泵房的除臭总量为Q₃=4000 m³/h

则总量Q= Q₁+Q₂+ Q₃=51860

 6.3 风机选型

型号：4－72

主要规格：No.3.2A

全压（Pa）：196－3118

流量（m³/h）：1565－239654

转速（r/min）：400－2900

功率：（KW）0.55－45

7 经济技术分析

7.1 动力费

1、格栅除污剂5组  0.9×24＋1.1×24=48kwh；

2、污水泵2用1备 185×2×24=8880kwh；

3、旋流沉砂池2用 1.5×2×24=102kwh；

4、厌氧池潜水搅拌机1台 5×1×24=120kwh；

5、缺氧池潜水搅拌机1台 5×1×24=120kwh；

6、混合液回流泵2用1备 90×2×24=4320kwh；

7、回流污泥泵2用1备 185×2×24=8880kwh

8、污泥脱水机1用1备 3×1×24=72kwh；

9、加药泵台2台 2×1.1×24=52.8kwh；

日用电量：22474.8kwh，电费：22474.8×0.5=11237.4元

7.2 药剂费

液氯1248×1.9=2371.2元

7.3 处理成本核算

年成本费用=11237.4+2371.2=13608.6元

日流量=108000m³单位废水

处理成本：13608.6/108000=0.13元/立方米

8 污水处理厂总体布置

8.1 总平面布置

8.1.1 总平面布置原则

该污水处理厂总平面布置包括：污水与污泥处理工艺构筑物及设施的总平面布置，各种管线、管道及渠道的平面布置，各种辅助建筑物与设施的平面布置。总图平面布置时应遵从以下几条原则。

（1）处理构筑物与设施的布置应顺应流程、集中紧凑，以便于节约用地和运行管理；

（2）工艺构筑物（或设施）与不同功能的辅助建筑物应按功能的差异，分别相对独立布置，并协调好与环境条件的关系（如地形走势、污水出口方向、风向、周围的重要或敏感建筑物等）；

（3）构（建）之间的间距应满足交通、管道（渠）敷设、施工和运行管理等方面的要求；

（4）管道（线）与渠道的平面布置，应与其高程布置相协调，应顺应污水处理厂各种介质输送的要求，尽量避免多次提升和迂回曲折，便于节能降耗和运行维护；

（5）协调好辅建筑物，道路，绿化与处理构（建）筑物的关系，做到方便生产运行，保证安全畅道，美化厂区环境。

 8.1.2 总平面布置结果

污水处理厂呈长方形，办公楼、职工宿舍及其他主要辅助建筑位于厂区西部综合楼，占地较大的水处理构筑物在厂区东部，沿流程自北向南排开，污泥处理系统在厂区的东部。

厂区主干道宽10米，两侧构（建）筑物间距不小于15米，次干道宽8米，两侧构（建）筑物间距不小于10米。

总平面布置参见附图——平面布置图。

8.2 高程布置

8.2.1 高程布置的主要任务

污水处理厂污水处理流程高程布置的主要任务是：确定各处理构筑物和泵房的标高，

确定处理构筑物之间连接管渠的尺寸及其标高，通过计算确定各部位的水面标高，从而

能够使污水沿处理流程在处理构筑物之间通畅地流动，保证污水处理厂的正常运行。

为了降低运行费用和便于维护管理，污水在处理构筑物之间的流动，以按重力流考

虑为宜（污泥流动不在此例）。为此，必须精确地计算污水流动中的水头损失，水头损

失包括：

1. 污水流经各处理构筑物的水头损失。污水流经处理构筑物的水头损失，主要产

生在进口和出口和需要跌水（多在出口处），而流经处理构筑物本体的水头损失较小；

2. 污水流经连接前后两处理构筑物管渠（包括配水设备）的水头损失。包括沿程

与局部水头损失；

3、污水流经量水设备的水头损失。

8.2.2 高程布置原则

（1）充分利用地形地势及城市排水系统，使污水经一次提升便能顺利自流通过污水处理构筑物，排出厂外；

（2）协调好高程布置与平面布置的关系，做到既减少占地，又利于污水、污泥输送，并有利于减少工程投资和运行成本；

（3）做好污水高程布置与污泥高程布置的配合，尽量同时减少两者的提升次数和高度；

（4）协调好污水处理厂总体高程布置与单体竖向设计，既便于正常排放，又有利于检修排空。

8.3 各处理构筑物之间的高程计算

高程计算采用相对高程，设地面标高为0m。

厂区高程设计的最低点为出水口巴氏计量槽，巴氏计量槽出水标高低于厂区平整地面-1.0m标高，考虑厂区构筑物及其管路水头损失，并适当预留将来水质可能变化需要增加构筑物的高程，逆推计算至提升泵房出水口，并结合进水提升高度以及全厂构筑物最大水头损失进行水泵选型。各构筑物池顶、池底和水面标高计算如下。

8.3.1 巴氏计量槽至消毒池

沿程水损：L=150m，i=0.8%，则h=iL=150×0.8%=1.20m。

8.3.2 消毒池至二沉池出口

沿程水损：L=185.7m，i=0.3%，则h=iL=185.7×0.3%=0.56

局部水损：二沉池至地面窨井跌水高度1.0m。

8.3.3 二沉池出口至配水井

沿程水损：二沉池出水槽水损h_f=iL=iπr=97.39×0.3%=0.29m

二沉池池中心至出水三角堰取0.1m；

二沉池中心至配水井h_f==0.05×94.1×1²/(1×2×9.8)=0.24m

局部水损：二沉池中心配水取0.10m，三角堰跌水取0.20m，配水井口跌水取0.30m。

8.3.4 配水井至好氧池

沿程水损：h_f==0.05×67.4×1²/(1.1×2×9.8)=0.16m；

局部水损：好氧池至地面窨井跌水0.5m；配水井弯管一个，水损及出水口取0.1m。

8.3.5 好氧池至缺氧池

沿程水损：好养池内沿程水损取0.10m。

8.3.6 缺氧池至厌氧池

沿程水损：却养池内沿程水损取0.10m。

8.3.7 缺氧池出口至厌氧池进水口

沿程水损：厌氧池内沿程水损取0.10m

8.3.8 厌氧池至旋流沉砂池

沿程水损：h_f==0.05×136×1²/（1.1×2×9.8）=0.32m；

局部水损：弯头4个，h_j==4×0.15×1²/(2×9.8)=0.03m；

          进口和出口各一个，，h_j==2×1×1²/(2×9.8)=0.10m。

8.3.9 旋流沉砂池至细格栅

沿程水损：旋流沉砂池内及进水渠共长20m，沿程水损取0.02m；

局部水损：细格栅过栅水头损失0.13m，沉砂池进水口跌水0.20m.

8.3.10 细格栅至提升泵

沿程水损：进水渠至水泵集水井水面共长22m，沿程水损取0.02m；

局部水损：管道出口一个、弯头一个，h_j=0.07m；提升水泵出口跌水0.30m。

8.3.11 粗格栅至提升泵

沿程水损：取0.10m；

局部水损：取0.10m；

8.3.12 二沉池至贮泥池

沿程水损：二沉池至贮泥池污泥管线长135.0m，管道直径400mm，设计流速1.0m/s，重力流自流至贮泥池。h_f==0.05×135×1²/（0.4×2×9.8）0.86；

局部水损：进出口各一个，，h_j==2×1×1²/（2×9.8）=0.10m；弯头两个，取0.05m。

表3 水头损失计算汇总表

8.4 各构筑物高程

8.4.1 消毒池

水面标高=128.00-0.20=127.80m

池底标高=128.00-0.70=127.30m

池顶标高=128.00+0.30+0.20=128.50m

故采用地下结构。

8.4.2 二沉池

水面标高=127.80+2.17=129.97m

池底标高=129.97-4.60=125.37m

池顶标高=129.97+0.40=130.37m

故采用半地下结构。

8.4.3 配水井

水面标高=130.47+0.54=131.01m

池底标高=131.01-1.8=129.21m

池顶标高=131.01+1.00=132.01m

故采用地上结构。

8.4.4 好氧池

水面标高=132.01+0.76=132.77m

池底标高=132.77-4.50=128.27m

池顶标高=132.77+0.50=133.27m

故采用地上结构。

8.4.5 缺氧池

水面标高=132.77+0.10=132.87m

池底标高=132.87-4.50=128.37m

池顶标高=132.87+0.40=133.27m

故采用地上结构。

8.4.6 厌氧池

水面标高=132.97-4.50=128.47m

池底标高=132.97+0.3=133.27m

故采用地上结构。

8.4.7 旋流沉砂池

水面标高=132.97+0.48=133.45m

池底标高=133.45-3.60=129.85m

池顶标高=133.45+0.50=133.95m

故采用地上结构。

8.4.8 细格栅

水面标高=133.45+0.35=133.80m

池底标高=133.80-1=132.80m

池顶标高=133.80+0.50=134.30m

故采用地上结构。

8.4.9 提升泵房

水泵出口水面标高=133.80+0.32=134.12m

水泵出水口水渠池底标高=134.12-1.00=133.12m

水泵出口水渠池顶标高=34.12+0.50=134.62m

泵房水面标高=122.00-0.2=121.80m

池底标高=121.80-1.00=120.80m

池顶标高=128.00+0.3=128.30m

集水井采用地下结构，泵房采用地上结构。

8.4.10 贮泥泵房

泥面标高=129.97-0.58=129.39m

池底标高=129.39-6=123.39m

池顶标高=129.39+1.0=130.39m

贮泥池采用半地下结构，泵房采用地上结构。

高程布置参见附图——高程布置图。

9 参考文献

[1]于尔捷等，给水排水工程快速设计手册-2排水工程

[2]陈贻龙，广州市沥滘污水处理厂一期工程的设计及运行

[3]高延耀，故国维，周琪。《水污染控制工程》（下册），高等教育出版社，1989

[4] 崔玉川，马志毅等人主编《废水处理工艺设计计算》。水利电力出版社

[5 ] 张东伟 主编，《城市污水回用深度处理设施设计计算》，化学工业出版社