《水污染控制工程》
课程设计说明书
姓 名
学 号
班 级
目录
一． 工程设计概述.......................................................................................................... 1
1. 设计原则.............................................................................................................. 1
2. 工程设计背景....................................................................................................... 1
2.1.城市概述...................................................................................................... 1
2.2.城市基础资料............................................................................................... 1
2.3.设计目的...................................................................................................... 2
2.4.设计任务...................................................................................................... 2
2.5.设计要求...................................................................................................... 3
二．设计内容简介............................................................................................................ 3
1.工程规模................................................................................................................ 3
2. 污水处理程度....................................................................................................... 3
2.1.设计流量...................................................................................................... 3
2.2.进水水质...................................................................................................... 3
2.3.出水水质...................................................................................................... 4
2.4.污染物处理程度............................................................................................ 4
3.处理工艺方案选择.................................................................................................. 4
3.1.进水水质特点分析........................................................................................ 4
3.2.工艺方案的比较............................................................................................ 4
3.3.工艺方案的确定............................................................................................ 6
三． 设计工程计算.......................................................................................................... 6
1. 预处理系统设计.................................................................................................... 6
1.1.粗格栅.......................................................................................................... 6
1.2.污水提升泵房............................................................................................... 8
1.3.细格栅.......................................................................................................... 8
1.4.沉砂池........................................................................................................ 10
2. 初沉池设计......................................................................................................... 12
2.1.设计参数..................................................................................................... 12
2.2.设计计算..................................................................................................... 12
3. A2/O生物脱氮除磷工艺设计................................................................................. 14
3.1.设计参数..................................................................................................... 14
3.2.设计计算..................................................................................................... 14
4. 二沉池设计......................................................................................................... 22
4.1.设计参数..................................................................................................... 22
4.2.设计计算..................................................................................................... 22
5. 消毒工艺设计...................................................................................................... 24
5.1.设计参数..................................................................................................... 24
5.2.设计计算..................................................................................................... 24
6. 污泥处理设计...................................................................................................... 25
6.1.污泥浓缩池................................................................................................. 25
6.2.消化池........................................................................................................ 26
6.3.污泥脱水..................................................................................................... 28
7. 污水处理厂的平面和高程设计............................................................................. 28
7.1.平面设计..................................................................................................... 28
7.2.高程设计..................................................................................................... 29
8. 工程概算............................................................................................................. 32
8.1.投资估算..................................................................................................... 32
8.2.污水处理年成本估算................................................................................... 33
四． 总结...................................................................................................................... 33
五．参考文献................................................................................................................. 34
一．工程设计概述
1.设计原则
认真贯彻国家有关环境保护的方针和政策，符合国家有关法律、规范、标准。
要求处理后水质达到城市污水处理厂相关排放标准的(一级B)要求。
在城市总体规划指导下，采取统一规划，使工程建设与城市发展小协调，既保护环境，又最大限度发挥工程效益。
采用高效节能的污水处理工艺，因地制宜地采用现代化技术，提高管理水平，做到投资省、运行费用低、技术可靠、运行稳定。
妥善管理，避免二次污染。
选择先进、可靠、高效、运行管理方便、维修简便的排水专用设施。
污水处理厂保证一定程度的绿化、达到美化作用。
2.工程设计背景
2.1.城市概述
该城市位于我国南方，是一发展中的城市，人口增长率为每年2%。
2.2.城市基础资料
2.2.1.污水处理厂区附近地形与地质资料
（1）厂区附近地下水位标高561.00米（地表下）；
（2）厂区附近土质构造为亚粘土；
（3）城区排水干管进厂处A管底设计标高为581.00米；
（4）受纳水体底部设计标高为571.00米；
（5）厂区内地势为西北高，东南低。
2.2.2.城市污水资料
表1 城市污水资料
2.2.3.工业企业及公共建筑的排水量和水质资料
表2 该市工业企业及公共建筑排水量和水质资料
该市工业企业及公共建筑的排水量预计每年增加5%。
2.2.4.气象资料
表3 该市气象资料
2.3.设计目的
（1）通过综合应用相关课程的理论基础知识、专业基础知识和实践技能的培养和训练，能够处理工艺设计的基本程序和方法；同时培养熟悉、查阅和综合运用各种有关的设计手册、规范、标准、图册等设计技术资料的能力，提高识图、制图、编写设计说明书等基本技能，提高工程实践能力、分析与解决工程实际问题的能力。
（2）通过课程设计，掌握水处理工艺选择、工艺计算的方法，掌握平面布置图、高程图及主要构筑物的绘制方法，掌握设计说明书的写作规范。
（3）本设计是水污染控制工程教学中一个重要的实践环节，要求综合运用所学的有关知识，在设计中掌握解决实际工程问题的能力，并进一步巩固和提高理论知识。
2.4.设计任务
污水处理工艺设计（水质、水量统计计算、污水处理方案及处理程度、各建筑物的尺寸计算、污水处理流程、处理厂区平面布置图等）；
污泥处理工艺设计（污泥处理方案及处理程度、各建筑尺寸计算、污泥处理流程等）；
污水处理厂工程概算；
辅助设施设计；
处理构筑物之间的灌渠设计（选择）。
2.5.设计要求
（1）树立正确的设计思想，自觉遵守设计的基本原则；
（2）具有积极主动的学习态度和进取精神；
（3）学会正确使用标准和规范；
（4）学会正确的设计方法，统筹兼顾，抓住主要矛盾。
二．设计内容简介
1.工程规模
该污水处理厂的近期工程规划期为5年，排水系统采用完全分流制，故污水处理厂设计水量不考虑雨水，预计最大排水量为
则污水处理厂的设计工程规模为5.73万m3/d。
2.污水处理程度
2.1.设计流量
设计最大流量为：
（1.43为生活污水量总变化系数）
污水处理厂各处理构筑物及厂内连接各处理构筑物的管渠都应满足此要求。
2.2.进水水质
生活污水水质按中常浓度计算，则生活污水与工业废水混合后的水质为：
故按适当留有余地的原则确定本工程进水水质如下：
SS：240mg/L，COD：520mg/L，BOD：270mg/L，TN：43mg/L，TP：8mg/L。
2.3.出水水质
根据《城镇污水处理厂污染物排放标准》的一级B类标准，确定出水指标如下：
SS≤20mg/L，COD≤60mg/L，BOD≤20mg/L，TN≤20mg/L，TP≤1mg/L。
2.4.污染物处理程度
根据进水水质和出水水质可确定污染物处理程度：
3.处理工艺方案选择
3.1.进水水质特点分析
（1）污水的可生化性
BOD5和COD是污水生物处理过程中常用的两个水质指标，BOD5/COD值评价污水的可生化性是广泛采用的一种最为简易的传统方法。一般情况下，BOD5/COD值越大，说明污水的可生物处理性越好。本工程污水处理厂进水水质BOD5/COD=0.52>0.45，属于易生物降解水质范畴。
（2）碳氮比
从进水水质分析，总氮比较高，因此设计上应考虑具有足够的的反硝化能力。碳氮比是鉴别能否采用生物脱氮的主要指标，一般认为，BOD5/TN≥4才可认为污水有足够的碳源供反硝化菌利用。本工程BOD5/TN=6.28，碳源满足要求。
（3）除磷
本工程要求总磷去除率为87.5%，因此需要采用生物法除磷与化学法除磷相结合的方法以强化除磷效果，以稳定达到污水排放标准。
根据以上分析，本工程可以采用生物法对污水进行脱氮处理，采用强化二级处理的污水处理工艺。
3.2.工艺方案的比较
根据本次工程确定的进水水质特点和出水水质要求，工艺的选择应属于具有脱氮除磷功能的二级强化处理的范畴。二级强化处理在国内外应用最为广泛，其类型较多，如：各种氧化沟法、A-B法、A2/O法、A/O法、SBR等。本工程考虑A2/O工艺、SBR工艺和氧化沟工艺进行比较：
方案一：A2/O工艺
①工艺流程
②工艺特点
a.本工艺在系统上可以称为最简单的同步脱氮除磷工艺，总水力停留时间少于其他类工艺；
b.在厌氧（缺氧）、好氧交替运行条件下，丝状菌不能大量增殖，不易发生污泥丝状膨胀，SVI值一般小于100；
c.污泥含磷高，具有较高肥效；
d.运行中无需投药，两个A段只用轻轻搅拌，以不增加溶解氧为度，运行费用低；
方案二：SBR工艺
①工艺流程
②工艺特点
a.在大多数情况下（包括工业废水处理），无需设置调节池；
b.SVI值较低，污泥易于沉淀，一般情况下，不产生污泥膨胀现象；
c.通过对运行方式的调节，在单一的曝气池内能够进行脱氮和除磷反应；
d.应用电动阀、液位计、自动计时器及可编程序控制器等自控仪表，可能使本工艺过程实现全部自动化，而由中心控制室控制；
e.运行管理得当，处理水水质优于连续式；
f.加深池深时，与同样的BOD-SS负荷的其它方式相比较，占地面积较小；
g.耐冲击负荷，处理有毒或高浓度有机废水的能力强。
方案三：氧化沟工艺
①工艺流程
②工艺特点
a.简化了预处理：氧化沟水力停留时间和污泥龄比一般生物处理法厂，悬浮有机物可与溶解性有机物同时得到较彻底的去除，排出的剩余污泥已得到高度稳定，因此氧化沟可不设初沉池，污泥不需要进行厌氧消化。
b.占地面积少：因为在流程中省略了初沉池、污泥消化池，有时还省略了二沉池和污泥回流装置，使污水厂总占地面积不仅没有增大，相反还可缩小。
c.具有推流式流态的特征：氧化沟具有推流特性，使得溶解氧浓度在沿池长方向形成浓度梯度，形成好氧、缺氧和厌氧条件。通过对系统合理的设计与控制，可以取得较好的脱氮除磷效果。
d.简化了工艺：将氧化沟和二沉池合建为一体式氧化沟，以及近年来发展的交替工作的氧化沟，可不用二沉池，从而使处理流程更为简化。
3.3.工艺方案的确定
通过以上工艺的比较可以看出，A2/O工艺运行稳定，经验多，曝气效率高，电耗低，占地少，好氧、缺氧独立设置，系统可操作性强，可严格控制出水水质。因此确定污水处理厂工程采用A2/O处理工艺。具体工艺流程为：
三．设计工程计算
1.预处理系统设计
1.1.粗格栅
粗格栅用以截留水中较大悬浮物和漂浮物，以减轻后续处理构筑物的负荷，用来去除那些可能堵塞水泵机组驻管道发梦的较大的悬浮物，并保证后续处理设施正常运行的装置。
1.1.1.设计参数
栅前水深h=0.8m 过栅流速v=0.9m/s 栅条间隙e=50mm 格栅安装倾角α=60° 栅条宽度S=0.01m 进水渠宽B1=1.2m 渐宽部分展开角α1=20° 栅前渠道超高h2=0.3m 栅渣量W1=0.01m3/103m3污水
设两组，一用一备。
1.1.2.设计计算
图1 粗格栅计算图（单位：mm）
（1）栅条的间隙数：
（2）栅槽宽度：
根据格栅宽度基本尺寸取B=1.4m。
（3）进水渠道渐宽部分长度：
（4）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度：
（5）过栅水头损失：
栅条为矩形断面，β=2.42，k=3，则
（6）栅后槽总高度：
（7）栅槽总长度：
（8）每日栅渣量：
采用机械清渣。
1.1.3.格栅选型
选用HJG-1200型回转式机械格栅。
表4 HJG-1200型回转式机械格栅性能参数
1.2.污水提升泵房
提升泵房以提高污水的水位，保证污水能在整个污水处理流程过程中流过，从而达到污水的净化。
1.2.1.水泵的选择
因立式潜水泵不占地、不用设泵房、运行简单、使用广泛，故选用立式潜水泵。根据最大设计流量为0.8m3/s，采用3台WQ350-1500-10-75型潜水污水提升泵（二用一备）。
表5 WQ350-1500-10-75型污水提升泵性能参数
1.2.2.集水池
（1）有效容积：按一台泵6min的出水量计算：
（2）面积：取有效水深H=3m，则面积为50m2。长度取8m，则宽度为6.25m，取6.5m。故集水池平面尺寸为8m×6.5m。
1.3.细格栅
细格栅主要去除水中一些细小的颗粒及悬浮物。
1.3.1.设计参数
栅前水深h=0.8m 过栅流速v=0.9m/s 栅条间隙e=10mm 格栅安装倾角α=60° 栅条宽度S=0.01m 进水渠宽B1=1.2m 渐宽部分展开角α1=20° 栅前渠道超高h2=0.3m 栅渣量W1=0.1m3/103m3污水
设两组，一用一备。
1.3.2.设计计算
图2 细格栅计算图（单位：mm）
（1）栅条的间隙数：
设计两组格栅，每组格栅间隙数52。
（2）栅槽宽度：
总槽宽
（中间隔墙厚0.2m）
（3）进水渠道渐宽部分长度：
（4）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度：
（5）过栅水头损失：
栅条为矩形断面，β=2.42，k=3，则
（6）栅后槽总高度：
（7）栅槽总长度：
（8）每日栅渣量：
采用机械清渣。
1.3.3.格栅选型
选用YJXG-1000型回转式细格栅除污机，采用两台并联的方式。
表6 YJXG-1000型回转式细格栅除污机性能参数
1.4.沉砂池
沉砂池的作用是从污水中将比重比较大的颗粒去除，其工作原理是以重力分离为基础，故应将沉砂池的进水流速控制在只能使比重大的无极颗粒沉淀，而有机悬浮颗粒则随水流带走。
沉砂池有多种形式，因平流式沉砂池构造简单、处理效果好，故选用平流式沉砂池。
1.4.1.设计参数
最大设计流量时的流速v=0.3m/s 最大设计流量时的流行时间t=30s 格数n=2 每格宽b=1.4m 城市污水沉砂量X=30m3/106m3污水 清除沉砂的间隔时间T=2d 斗高h3’=0.8m 斗底宽a1=0.5m 池底坡度0.02 超高h1=0.3m 最小流量时工作的沉砂池数目n1=2
1.4.2.设计计算
图3 平流式沉砂池计算图（单位：mm）
（1）沉砂池长度：
（2）水流断面面积：
（3）池总宽度：
（4）有效水深：
（5）沉砂斗容积：
（6）每个沉砂斗容积：
设每一分格有2个沉砂斗，共有4个沉砂斗。
（7）沉砂斗尺寸：
①沉砂斗上口宽：
②沉砂斗容积：
略大于0.8m3，符合要求。
（8）沉砂室高度
采用重力排砂。沉砂室由两部分组成：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。沉砂室长度L=2(L2+a)+0.2（0.2为二沉砂斗之间的隔壁厚）。则
（9）沉砂池总高：
（10）验算最小流速：
（11）砂水分离器的选择：
消除沉砂的时间间隔为2d，根据该工程的排砂量，选用LSSF-320型螺旋式砂水分离器。
表7 LSSF-320型螺旋式砂水分离器性能参数
2.初沉池设计
初沉池的作用是对污水中密度大的固体悬浮物进行沉淀分离。按照初沉池的形状和水流特点，分为平流式、竖流式、辐流式及斜板（管）四种。平流式沉淀效果好，对冲击负荷和温度变化的适应能力较强，施工方便，多个池子易于组合为一体，可节省占地面积，故本工程采用平流式初沉池。
2.1.设计参数
表面负荷q’=2.0m3/(m2·h) 沉淀时间t=1.5h 最大设计流量时的水平流速v=5mm/s 每个池子宽b=6m 污泥含水率p0=96% 污泥容重γ=1000kg/m3 两次清除污泥间隔时间T=2d SS去除率η=60% BOD去除率20% 污泥斗为方斗 采用链带式刮泥机 缓冲层高度h3=0.5m 超高h1=0.3m
2.2.设计计算
图4 平流式沉淀池计算图（单位：mm）
（1）池子总面积：
（2）沉淀部分有效水深：
（3）沉淀部分有效容积：
（4）池长：
（5）池子总宽度：
（6）池子个数：
（7）校核长宽比：
（符合要求）
（8）污泥部分需要的总容积：
（9）每格池污泥所需容积：
（10）污泥斗容积：
（11）污泥斗以上梯形部分污泥容积：
（12）污泥斗和梯形部分污泥容积：
（13）池子总高度：
3.A2/O生物脱氮除磷工艺设计
A2/O工艺通过厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同种类微生物菌群的有机配合，达到去除有机物、脱氮、除磷的功能。
设计两组相同的反应池，正常情况下同时运行，水量均等；当需要检修时其中一组承担所有水量负荷。
污水经过初沉池后，水质变为SS：96mg/L，BOD：216mg/L
3.1.设计参数
①BOD5污泥负荷N=0.15kgBOD5/(kgMLSS·d)
②回流污泥浓度XR=8000mg/L
③污泥回流比R=80%
④混合液悬浮固体浓度
⑤混合液回流比
取R内=150%
3.2.设计计算
图5 A2/O脱氮除磷工艺计算图（单位：mm）
1—进水管；2—进水井；3—进水孔；4—回流污泥管；5—集水槽；6—出水孔；7—出水井；8—出水管；9—混合液回流管；10—混合液回流管；11—空气管廊
（1）反应池容积：
反应池总水力停留时间：
各段水力停留时间和容积：
厌氧：缺氧：好氧=1:1:3
厌氧池水力停留时间
，
池容
；
缺氧池水力停留时间
，
池容
；
好氧池水力停留时间
，
池容
。
（2）校核氮磷负荷：
（符合要求）
（符合要求）
（3）剩余污泥量：
取污泥增值系数Y=0.6，污泥自身氧化率kd=0.05，f=0.75
（4）反应池主要尺寸：
反应池总容积V=28000m3
设反应池2组，单组池容
有效水深h=5m
单组有效面积
采用5廊道式推流式反应池，廊道宽b=8m
单组反应池长度
校核：
取超高为1m，则反应池总高
。
（5）反应池进、出水系统计算：
①进水管：
单组反应池进水管设计流量
管道流速v=0.8m/s
管道过水断面积
管径
取进水管管径DN800mm。
②回流污泥管：
单组反应池回流污泥管设计流量
管道流速v=0.8m/s
管道过水断面积
管径
取回流污泥管管径DN800mm。
③进水井：
反应池进水孔尺寸：
进水孔过流量
孔口流速v=0.6m/s
孔口过水断面积
孔口尺寸取为1.5m×0.8m
进水井平面尺寸取为3.0m×3.0m。
④出水堰及出水井：
按矩形堰流量公式计算：
堰宽b=8m
堰上水头
出水孔过流量
孔口流速v=0.6m/s
孔口过水断面积
孔口尺寸取为2.2m×1.0m
出水井平面尺寸取为3.0m×3.0m。
⑤出水管：
反应池出水管设计流量
管道流速v=0.8m/s
管道过水断面
管径
取出水管管径DN1500mm
校核管道流速
（6）曝气系统设计计算：
①设计需氧量AOR：
取BOD分解速度常数k=0.23
出水溶解性BOD5浓度
碳化需氧量
硝化需氧量
设计污泥龄θc=18d
微生物同化作用去除的总氮
需还原的硝酸盐氮量
反硝化脱氮产生的氧量
总需氧量
最大需氧量与平均需氧量之比为1.4，则
②标准需氧量：
采用鼓风曝气，微孔曝气器。曝气器敷设于池底，距池底0.2m，淹没深度4.8m，氧转移效率EA=20%，计算温度T=20℃，气压调整系数ρ=1，曝气池内平均溶解氧CL=2mg/L，污水传氧速率与清水传氧速率之比α=0.82，污水中饱和溶解氧与清水中饱和溶解氧之比β=0.95，20℃水中溶解氧饱和度Cs(20)=9.17mg/L。
空气扩散器出口处绝对压力
空气离开好氧反应池时氧的百分比
好氧反应池中平均溶解氧饱和度
标准需氧量为
相应最大时标准需氧量
好氧反应池平均时供气量
最大时供气量为
③所需空气压力（相对压力）：
取供风管道沿程阻力h1与局部阻力h2之和为0.2m，曝气器淹没水头h3=4.8m，曝气器阻力h4=0.4m，富余水头Δh=0.5m。则所需空气压力为
④曝气器数量计算（以单组反应池计算）：
采用悬挂式链式曝气器。
表8 悬挂式链式曝气器性能参数
按供氧能力计算所需曝气器数量：
以微孔曝气器服务面积进行校核：
符合要求
⑤供风管道计算：
供风干管采用环状布置。
流量
流速v=15m/s
管径
取干管管径为DN600mm。
单侧供气（向单侧廊道供气）支管
流速v=15m/s
管径
取支管管径DN350mm。
双侧供气（向两侧廊道供气）支管
流速v=15m/s
管径
取支管管径DN450mm。
（7）厌氧池设备选择（以单组反应池计算）：
厌氧池内设导流墙，将厌氧池分成3格，每格内设潜水搅拌机1台，所需功率按5W/m3池容计算。
厌氧池有效容积
混合全池污水所需功率为
（8）缺氧池设备选择（以单组反应池计算）：
缺氧池内设导流墙，将缺氧池分成3格，每格内设潜水搅拌机1台，所需功率按5W/m3池容计算。
缺氧池有效容积
混合全池污水所需功率为
（9）污泥回流设备：
污泥回流比R=80%
污泥回流量
设回流污泥泵房1座，内设4台潜污泵（3用1备），
单泵流量
（10）混合液回流设备：
①混合液回流泵：
混合液回流比R内=150%
混合液回流量
设混合液回流泵房2座，每座泵房内设3台潜污泵（2用1备），
单泵流量
②混合液回流管
回流混合液由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端。
混合液回流管设计流量
泵房进水管设计流速v=1.0m/s
管道过水断面积
管径
取泵房进水管管径DN900mm
校核管道流速
③泵房压力出水总管：
设计流量
设计流速v=1.5m/s
管道过水断面积
管径
取泵房压力出水管管径DN700mm。
4.二沉池设计
二次沉淀池是活性污泥系统重要的组成部分，它的作用是泥水分离，使混合液澄清、浓缩和回流活性污泥。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。本工程采用向心辐流式二次沉淀池，采用周边传动的刮吸泥机排泥。
4.1.设计参数
表面负荷q=1.0m3/(m2·h) 池数n=2 污泥回流比R=80% 沉淀时间t=2.0h 贮泥时间T=2h 池底径向坡度0.05 超高h1=0.3m 缓冲层高度h3=0.5m
4.2.设计计算
图6 向心辐流式二沉池计算图
（1）沉淀部分水面面积：
（2）池子直径：
取D=43m。
（3）校核固体负荷：
符合要求
（4）沉淀部分的有效水深：
（5）污泥区的容积：
每个沉淀池污泥区的容积
（6）污泥区高度：
①污泥斗高度：
设污泥斗底部直径D2=2.0m，上部直径D1=4.0m，倾角60°。
②圆锥体高度：
③竖直段污泥部分的高度：
污泥区的高度
（7）沉淀池的总高度：
5.消毒工艺设计
污水经过二级处理后，水质改善，细菌含量大幅度减少，但细菌的绝对值仍很客观，并存在病原菌的可能。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。
现代紫外线消毒技术克服了现有传统消毒技术的缺点，在消毒过程中，不添加任何化学物质，也不产生或在水体中留下任何有害物质，运行安全、可靠，安装、维修简单，特别是投资及运行维修费用低以及具有极好的消毒效果。故本工程采用紫外线消毒。
5.1.设计参数
渠道深度H=140cm 渠中水流速度v=0.5m/s 灯管间距9cm
5.2.设计计算
（1）灯管数：
选用UV3000PLUS紫外消毒设备。
表9 UV3000PLUS紫外消毒设备性能参数
选用8根灯管为一个模块，则模块数
（2）消毒渠设计：
渠道过水断面积
渠道宽度
沿渠道宽度可安装12个模块，选取三个UV灯组，每个UV灯组10个模块。
渠道长度：每个模块长度2.46m，各灯组间距1.0m，渠道出水设堰板调节。调节堰与灯组间距1.5m，则渠道总长
复核辐射时间
符合要求
6.污泥处理设计
6.1.污泥浓缩池
污泥浓缩的目的在于去除污泥颗粒间的空隙水，以减少污泥体积，为污泥的后续处理提供便利条件。污泥浓缩有重力浓缩、气浮浓缩、离心浓缩、微孔滤机浓缩及隔膜浓缩等方法。本工程选用重力浓缩，采用连续式重力浓缩池。
6.1.1.设计参数
污泥含水率99.2% 污泥固体浓度C0=10kg/m3 污泥固体通量G=40kg/(m2·d) 圆形辐流池个数n=2 浓缩时间T=15h 超高h1=0.3m 缓冲层高度h3=0.3m 设机械刮泥 池底坡度i=0.05 污泥斗与水平面夹角55° 浓缩污泥含水率97%
6.1.2.设计计算
图7 辐流式浓缩池计算图（单位：mm）
（1）污泥量：
初次沉淀污泥量249m3/d
剩余活性污泥量
总污泥量
（2）浓缩池面积：
（3）浓缩池直径：
单池面积
浓缩池直径
（4）浓缩池深度：
浓缩池工作部分的有效水深
污泥斗下底直径D1=1.0m，上底直径D2=2.4m
池底坡度造成的深度
污泥斗高度
浓缩池深度
6.2.消化池
在城市污水处理厂产生的初沉污泥和剩余污泥中仍含有大量有机物，若不进行稳定处理将会对环境造成二次污染。污泥稳定最常用的方法是厌氧消化工艺。
6.2.1.设计参数
污泥龄υc=20d 中温两级消化 容积比一级：二级=2:1 一级消化池2座 二级消化池1座 池型：蛋形 沼气循环搅拌 搅拌气量6m3/(1000m3·min) 干管流速v1=12m/s 竖管流速v2=6m/s
6.2.2.设计计算
图8 蛋形消化池计算图
（1）浓缩后污泥量：
（2）消化池容积：
单池容积2523m3
（3）消化池几何尺寸：
消化池短轴直径D=14.8m，短轴半径a=7.4m，
长轴直径
，长轴半径b=11.1m，
壳体弧线半径
消化池体积
（4）循环搅拌系统：
①搅拌气量：
每座消化池气体用量
②干管、竖管管径：
干管管径
，取d1=150mm。
每座消化池设20条竖管，竖管管径
，取d2=50mm。
③竖管长度：
竖管插入污泥面以下的长度
④压缩机功率：
单位池容所需功率W取6W/m3
则
两座一级消化池，需两台功率为15.3kW的压缩机。
6.3.污泥脱水
常用的污泥脱水机械有真空转鼓过滤机、自动板框压滤机、滚压带式压滤机、离心脱水机等。滚压带式过滤机附属设备少，投资、能耗较低，连续操作，管理简便，脱水能力大，故本工程采用滚压带式过滤机。
根据需脱水的污泥量378.4m3/d，按24h运行设计，则所需处理量为15.8m3/h，选用DYQN1500P1型带式浓缩压滤脱水机2台（一用一备）。
表10 DYQN1500P1型带式浓缩压滤脱水机性能参数
7.污水处理厂的平面和高程设计
7.1.平面设计
7.1.1.布置原则
（1）各处理单元构筑物的平面布置
①贯通连接各处理构筑物之间的管、渠，应便捷，直通，避免迂回曲折。
②土方量作到基本平衡，避开劣质土壤地段。
③在各处理构筑物之间，应保持一定间距，以保证施工要求，一般间距要求5～10m，某些有特殊要求的构筑物，如消化池，贮气罐等，其间距按消防有关规定执行。
④各处理构筑物在平面布置上应尽量紧凑，以减少占地，同时减少各处理构筑物之间的管线长度。
⑤必要时考虑预留生长设施的扩建用地面积。
（2）管渠的平面布置
①除了在各处理构筑物之间设有贯通连接的管、渠，还应该设置能够使各处理构筑物独立运行的超越管线，当某一处理构筑物出现故障时，其后的构筑物仍然能够保持正常的运行。
②同时还应设置事故排放管（超越管），它可超越全部处理构筑物，直接排放水体。
③此外，厂区内还应设有：给水管、生活污水管、雨水管、输配电线路等。对它们的安排，既要便于施工和维护管理，但也要紧凑，少占用地，也可以考虑采用架空的方式敷设。
④在污水处理厂厂区内，应有完善的排雨水管道系统，必要时应考虑设防洪沟渠。
（3）辅助建筑物
污水处理厂内的辅助建筑物有：泵房、鼓风机房、办公室、集中控制室、水质分析化验室、变电所、机修间、仓库、食堂等。附属构筑物的布置应根据方便、安全等原则确定。
①鼓风机房应设于曝气池附近，以节省管道与动力。
②变电所宜设在耗电量大的构筑物如泵房等附近。
③化验室应设在综合楼内，远离污泥堆厂、机器间和污泥干化场，以保证良好的工作条件。
④办公室、化验室等均应与处理构筑物保持适当距离，并应位于处理构筑物的夏季主风向的上风向处。
⑤操作工人的值班室应尽量布置在使工人能够便于观察各处理构筑物运行情况的位置。
（4）道路、围墙、绿化带的布置
①通向一般构(建)筑物应设置人行道，宽度1.5~2.0m；通向仓库、检修间等应设车行道，其路面宽为3~4m，转弯半径为6m，厂区主要车行道宽5~6m；车行道边缘至房屋或构筑物外场面的最小距离为1.5m。
②污水厂布置除应保证生产安全和整洁卫生外，还应注意美观、充分绿化，在构(建)筑物处理上，应因地制宜，与周围情况相称；在色调上做到活泼、明朗和清洁；应合理规划花坛、草坪、林荫等，使厂区景色园林化。
7.1.2.布置结果
参见平面布置图
7.2.高程设计
7.2.1.布置原则
（1）污水厂高程布置时，所依据的主要技术参数是构筑物高度和水头损失。在处理流程中，相邻构筑物的相对高差取决于两个构筑物之间的水面高差，这个水面高差的数值就是流程中的水头损失它主要由三部分组成，即构筑物本身的、连接管(渠)的及计量设备的水头损失等。因此进行高程布置时，应首先计算这些水头损失，而且计算所得的数值应考虑一些安全因素，以便留有余地。
（2）考虑远期发展，水量增加的预留水头。
（3）避免处理构筑物之间跌水等浪费水头的现象，充分利用地形高差，实现自流。
（4）在计算并留有余量的前提下，力求缩小全程水头损失及提升泵站的扬程，以降低运行费用。
（5）需要排故的处理水，常年大多数时间里能够自流排放水体。注意排放水位一定不选取每年最高水位，因为其出现时间较短，易造成常年水头浪费，而应选取经常出现的高水位作为排放水位。
（6）应尽可能使污水处理工程的出水管渠高程不受洪水顶托，并能自流。
（7）污水厂高程水力计算时，应选择一条距离最长、损失最大的流程，并按最大设计流量计算。水力计算常以接受处理后污水水体的最高水位作为起点，逆行水流程向上倒推计算，以使处理后的污水在洪水季节也能自流排出，而水泵需要的扬程则较小，运行费用也较低。但同时应考虑土方平衡，并考虑有利排水。
7.2.2.高程计算
在污水处理工程中，为简化计算一般认为水流是均匀流。管渠水头损失主要有沿程水头损失和局部水头损失。
沿程水头损失为：
式中 
——为沿程水头损失，
；
——为管段长度，；
——为水力半径，；
——为管内流速，
；
——为谢才系数。
局部水头损失为： 
式中 
——局部阻力系数。
（1）构筑物水头损失：
表11 污水流经各处理构筑物的水头损失
（2）管渠水力计算：
表12 污水管渠水力计算表
（3）污泥处理高程计算：
表13 污泥管渠及构筑物水力计算表
（4）高程布置：
设受纳水体最高水位为586m，跌水0.8m，则排水总管管底标高为585.8m。
表14 高程布置表
7.2.3.布置结果
参见高程布置图
8.工程概算
8.1.投资估算
8.1.1.工程建设费
包括建筑工程费用、设备购置费用、安装费用和工器具及生产用具的购置费用。
表15 工程建设费投资估算表
8.1.2.工程其他费用
（1）建设单位管理费：按照第一部分工程建设费用投资额的1.1%计取：
（2）生产准备费：36万元。
（3）工程建设监理费：按照工程第一部分费用的1.2%计取：
（4）环境评价费：15万元。
（5）其他费用（咨询费、保险费、设计费、培训费等）：810万元。
（6）合计：1201万元。
8.1.3.工程预备费
按工程第一、二部分费用合计值得10%计取：
8.1.4.投资总计
8.2.污水处理年成本估算
表16 项目年运行成本表
四．总结
在做设计的过程中，我遇到了许多的问题。由于是第一次做设计，开始时的进度非常缓慢，查阅了大量资料后才开始尝试写说明书。在写说明书的过程中，我发现许多资料的设计标准和计算方法都是不一样的，会纠结于选用何种方法。不过在老师和同学的帮助下，终于一一解决了遇到的问题。在之后的作图过程中，由于CAD基础不好，只好边学边画，艰难的完成了制图阶段。
通过本次设计，我学到了许多，例如：污水厂中各构筑物的布置，以及工艺流程的设计，各构筑物内部的结构设计，污水处理技术、工程概算等等。本次设计也使我认识到了设计过程的不易，而且设计中仍存在许多不足，还需要在以后的学习中逐渐完善。
总之，通过本次设计使我对专业知识有了进一步了解，同时也发现了自己的不足之处，使我更有信心迎接未来工作的挑战。
五．参考文献
[1] 张自杰等，排水工程（下册）第四版，中国建筑工业出版社；
[2] 室外排水设计规范GB50014-2006；
[3] 给水排水设计手册第二版，中国建筑工业出版社；
[4] 城镇污水处理厂污染物排放标准GB18918-2002；
[5] 崔玉川等，城市污水处理厂处理设施设计计算，化工出版社；
[6] 何圣兵等，污水处理项目建设程序与工程设计，中国建筑工业出版社；
[7] 韩洪军等，城市污水处理构筑物设计计算与运行管理，哈尔滨工业大学出版社。