污水处理厂课程设计任务书

时间：2024.4.13

污水处理厂课程设计任务书

一、设计任务

按给定原始资料，进行城市二级污水处理厂的工艺设计。

二、原始资料

1、城市位于陕西地区。

2、设计人口 20~50万人(按20+N，N为学号最后两位)

3、当量人口排污标准：排水量150L/人·d，BOD₅：30g/人·d；SS：50g/人·d；TN：8g/人·d；TP：1g/人·d。

4、城市污水

（1）冬季平均温度15℃，夏季平均温度25℃。

5、气象资料

（1）月平均最高温度27℃；

（2）月平均最低温度1℃，

（3）绝对最高温度42℃，

（4）绝对最低温度-5℃，

（5）结冰期30天

（6）年平均降雨量680mm/年

（7）夏季主导风向西北

6、水文资料

（1）最高洪水位20~30米（取20+M，M为学号最后一位）

（2）常年水位 10 米

（3）95%保证率枯水位 10.5 米

（4）最大流量10m³/s

（5）常水位流量3m³/s

（6）95%保证率枯水流量2 m³/s

8、污水处理厂区有关资料

（1）厂区地形平坦，标高40~42m

（2）地下水位标高埋深3m

（3）入厂管道管底埋深4.0m，管径D=1200mm

9、据该市环保部门要求，城市污水经处理后出水应达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级B标准，即：

BOD5：20mg/L；SS：20mg/L；TN：20mg/L；NH4+-N：8mg/L；TP：1mg/L；

三、设计成果：

1、设计说明书一份

2、污水处理厂总平面图一张（1#图纸）

3、污水、污泥流程高程图一张（1#图纸）

四、厂址地形

污水处理厂修建于城市东南郊，厂区面积3.6公顷，厂区地形如下：

污水处理厂课程设计指导书

一、设计目的：

通过该设计，使学生能够综合运用课堂上学过的理论和专业知识，以巩固和深化课程内容，熟悉使用规范、设计手册和查阅参考资料，培养学生的分析问题、解决问题和独立工作的能力，并进一步提高学生的计算、绘图和编写说明书的基本技能。

二、设计内容和步骤：

该设计基本按初步设计要求，对各处理构筑物进行较详细的工艺计算，绘制必要的图纸，提出所需要的主要设备。

1、根据原始资料计算污水处理厂的设计流量、水质和确定污水处理程度；

2、根据当地自然条件和上述计算，确定污水处理方法和污水污泥流程以及相关处理构筑物；

3、设计和计算各处理构筑物：

（1）格栅沉砂池：

a) 确定格栅形式及间隙宽度、长度，设置高度、水头损失及拦污量，选择垃圾清理措施；

b) 确定沉砂池形式、池内水平流速及停留时间，沉砂池长度、宽度及格数；

c) 用最小流量（按日平均流量计）校核单池流速；

d) 计算沉砂量和沉砂斗容积，确定清除沉砂方法及晒砂场(选做)；

e) 绘制1：100的格栅、沉砂池草图，标上各部分尺寸。

（2）初次沉淀池

a) 选定沉淀池形式，选择设计参数，计算部分尺寸；

b) 选定进出水形式，进行计算；

c) 计算污泥量，设计污泥斗，选定排泥方式，布置排泥井（选做）；

d) 绘制1：200初沉池草图，标上各部分尺寸。

（3）曝气池、二沉池：

鼓风曝气池：

a) 确定曝气池的运行方式，选定污泥负荷及污泥浓度，计算曝气池容积；

b) 确定曝气池深度，计算曝气池长度、宽度，并复核曝气时间；

c) 计算回流污泥、剩余污泥量，选择回流污泥泵确定污泥泵房的面积和位置；

d) 确定曝气池构造形式，布置泥水进出口及放空管；

e) 计算曝气所需空气量，确定曝气设备形式，布置空气管道系统并计算，选择鼓风机型号及台数；

f) 设计计算二次沉淀池，内容同初沉池。

g) 绘制1：200曝气池单体及工艺系统图。

（4）污泥处理：

浓缩池的设计

选定污泥脱水设备

绘制1：50浓缩池，标注尺寸。

4、总平面图设计

（1）污水处理厂平面布置：包括处理构筑物的平面布置，输配水管线及计量设施的布置，生产性辅助建筑物（鼓风机房、污泥泵房配电间、锅炉房、机修间、化验室、仓库等）及生活福利建筑（办公室、车库、宿舍、食堂、传达室等）的布置。

（2）平面布置应尽量紧凑，在规定的范围内结合远期发展布置，并应考虑施工上的方便。

（3）平面布置中尚应考虑事故排放管和超越管。

（4）厂内污水、污泥应尽量采用重力流、管线要短，避免流程迂回、浪费管材和水头。

（5）厂内应有道路通向各构筑物，以便运输，合理布置上下水管、空气管、蒸汽管、电缆等管线。

（6）厂区内应充分绿化，以改善卫生条件和美化环境。

5、高程设计：

根据污水处理厂的平面布置，分别选择一条最长的污水和污泥流程，进行水力计算，以确定各处理构筑物及管渠的水面、泥面标高。

（1）计算连接各构筑物管渠的沿程和局部水头损失；

（2）计算进出各构筑物及配水设备的水头损失；

（3）考虑扩建时预留的储备水头。

（4）绘制污水、污泥流程断面草图，横向1：400，纵向1：100。

三、设计成果

1、设计说明书：

（1）整理后的说明应编有章节目录，要有前言（简述设计任务来源，原始资料和设计要求），要求30页左右。

（2）处理构筑物的设计与计算应按流程的先后次序分章编写。

（3）对所采用的设计数据（反映了设计者的设计思想及设计原则）应作必要的说明。

（4）高程计算可列表进行。

（5）说明书要求16开纸，用钢笔书写，要求文字简洁、字迹工整、草图要求按比例，不准徒手画。

2、图纸要求：

（1）污水处理厂总平面图比例1：400，并附有图例、建筑物名称及必要的说明，要求写工程字。

（2）污水、污泥高程图，比例水平1：400、垂直1：100，图内应注明：

a) 处理构筑物、管渠的原地面标高；

b) 设计地面标高；

c) 构筑物顶面标高及水面标高；

d) 处理构筑物尺寸及其底部和管渠底标高；

e) 构筑物间距离。

四、参考资料

1、《给水排水设计手册》（1、5、9、10、11册）

2、《室外排水设计规范》

3、《水处理工程设计计算》

4、《排水工程》

5、《水质工程》

6．《污水综合排放标准》

7.《中、小型城市污水处理厂的优选工艺》

¶ 图标格式（长：宽=180mm：50mm）

第二篇：污水处理厂毕业设计

摘要

本污水处理厂是为××县城区的生活污水而设计的，其污水的排放量为21600立方米每天，污水的水质指标如下：

CODcr 450 mg/l BOD5 200mg/l SS 225mg/l

NH3-N 12 mg/l TP 5 mg/l PH 6~8

本设计根据给出的××县城区的地形和地质等城市规划基础资料进行设计，通过分析和比较已有工艺的优点和缺点，并依据当地的经济技术条件，本设计选择采用A/O法作为污水处理厂主要构筑物的工艺流程。

污水处理工艺流程如下：

污水处理厂毕业设计

通过本工艺的处理，废水中的有机物可以得到高效降解，出水水质可完全达到国家地面水环境质量二级标准。

ABSTRACT

This engineering process is designed to treat wastewater from a county. The character parameters of feed wastewater are listed as follows: wastewater 21600 m3/d，COD = 450 mg/l，BOD = 200 mg/l，SS = 225mg/l, NH3 –N = 12 mg/l, TP = 5 mg/l, pH = 6 ~ 8。

The process is designed depending on the detailed topography and the geological data of the county.

污水处理厂毕业设计

Through the treatment of this process, the organic pollutants could be degraded efficiently with COD removals ratio more than 90%. Outfall sewer can reach the Class II of the National Standard for surface water.

第一章设计说明

第一节设计的任务、目的和意义

一、设计的意义

设计是实现高等工科院校培养目标所不可缺少的教学环节，是教学计划中的一个有机组成部分，是培养学生综合运用所学的基础理论、基础知识以及分析解决实际问题能力的重要一环。它与其他教学环节紧密配合，相辅相成，在某种程度上是前面各个环节的继续，深化的发展。

二、设计的任务和目的

通过所学知识完成××县城区污水处理厂工艺设计，可使学生受到工程师所必须的综合训练，可在不同程度上提高调查研究，查阅文献，收集资料和正确熟练使用工具书的能力，提高理论分析、制定设计方案的能力以及设计、计算、绘图的能力；技术经济分析和组织工作的能力；提高总结，撰写设计说明书的能力等。

第二节设计进度安排

1. 设计任务的筛选、分工、实习、提交译文、文献综述和开题报告： 1—4周

2. 方案初步设计： 5—7周

3. 技术设计： 8—10周

4. 绘制设计图纸： 11—15周

5. 设计成果的审查、交叉评阅、和初定成绩： 16周

6. 准备和参加答辩。 17周

第二章城市规划基础资料

一、工程概况

××县位于xx西北部，县城内山峦年起伏，经济欠发达，但自然生态保护较好，保持自然原貌。县城内资水河清澈透底，两岸丹霞地貌发育，河流落差较大，水流湍急，是旅游观光、漂流探险的好地方。但由于该县县城位于河流上游，城市生活排污造成河流水质下降，影响该县旅游业的发展，为保护宝贵的旅游资源，必须对所排出的污水进行处理。

二、设计资料

1 水质水量资料

（1）水量资料

××县为落后山区，经济社会发展较慢，工业不发达，多为手工作坊。根据该县的中长期规划（20##—20##年），预计20##年城区人口达到6万人。该县海拔高度高，温度较低，城镇居民生活用水量较小，平均用水200L/人·d。城镇内工业企业少，有食品加工厂、酒厂、淀粉加工厂、棉纺厂、木材加工厂等小型企业，日排放工业废水4000m3/d，水量时变系数1.6，主要为有机工业废水。

（2）水质资料

设计进水水质：CODcr 450mg/L BOD5 200 mg/L SS 225 mg/L

NH3-N 12 mg/L TP 5 mg/L pH 6~8

设计出水水质：根据环境要求，资水河水质要达到地面水环境质量Ⅱ级标准。资水河最枯月平均流量2.1m3/s，最枯月BOD5平均值1.0 mg/L。

CODcr 120mg/L BOD5 30 mg/L SS 30 mg/L

2 自然资料

水文资料：资水河多年最高水位1011.0m，最低水位1005.6m，常水位1006.4m，流速＞1m/s。

气象资料：平均气温17℃，最低气温-5℃，最高气温34℃。平均降雨2100㎜，一日最大降雨760㎜。年平均风速4.0m/s，历年最大风速10.5m/s，年主导风向东南风。

工程地质资料：冰冻深度≤0.5m。地表土层厚度不均，一般为3~6m，基岩出露广泛，主要为粉砂质砾岩，岩石胶结不够致密。

地形资料：地形起伏，已划定待建污水处理厂的地形南高北低，地面坡降3%。此外，污水干管DN800㎜，管底标高-2.8m（相对地面），污水处理厂南端地面标高1008.0m。

3 社会经济状况

近年来，该县为发展旅游业，改善城镇基础设施建设，把县财政的全部投入和大笔贷款用于道路改造和河道治理，污水处理厂项目至今无法一步到位，要求分期建设，二期工程三年后建设，但同时要求一期建设尽量削减污染负荷以保护环境。

表1 设计数据有效位规定

第三章 ××县城区污水厂工艺设计

第一节工程设计方案的选择

一、工程设计方案

依据本工程纳污范围内污水水质处理程度选择污水处理工艺时，尽量用技术先进，处理效果好，维护管理方便，占地面积小，经济合理的工艺。

二、处理工艺方案

目前，国内外大中小型污水处理厂一般均采用活性污泥法，随着污水处理技术的发展，活性污泥法已由传统型发展为改良型，用于城市污水处理较成熟的方法有：

a. AB法

b. 氧化沟法

c. A2/O法

AB法对于城市污水含有大量工业废水的情况，可以达到较高的处理要求，其处理效率高，出水水质好，抗冲击负荷和耐毒能力强，运行管理方便，但其脱氮除磷效果差，故不采用AB法。

A2/O法，即厌氧－缺氧－好氧工艺，是70年代从国外引进的一种污水处理技术。目前，在我国的城市污水处理中已得到了广泛的应用，其主要特点是：该工艺能同时去除水中含碳有机物、BOD、氮、磷等有机物，处理出水水质好，出水氮磷含量低，与其他工艺相比，该工艺的脱氮除磷效果显著，能有效地控制水体富营养化。曝气设备可采用微孔曝气器，充氧的动力效率可大大提高，节省曝气动力费用，运行费用低，如广州大坦河污水处理厂、保定市污水处理厂、xx市第四污水厂，以及太原、大连均采用了A2/O法。

A/O法又可分为厌氧－好氧除氮工艺和缺氧－好氧除磷工艺。通过上述的比较，以及本设计出水水质的要求，可采用A/O法（缺氧－好氧除磷工艺）。

三、工艺流程图

污水处理厂毕业设计

图 1 工艺流程图

第二节污水处理工艺流程

一、一级处理构筑物

1 格栅

本设计格栅间与进水泵房合建，设置格栅的主要作用是用来截流较大的悬浮物或漂浮物，如纤维、碎皮、毛发、木屑、果皮、蔬菜、塑料制品等杂质，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷，并使之正常运行，栅渣的含水率为70% ~ 80%。

格栅斜置于泵站集水池进水处，污水进水管为一根，管径DN=800㎜，栅前有效水深h=0.4m，过栅流速为v=0.9m/s，总长L=2.42m，栅宽B=0.95m，进水渠宽B1=0.9m。

选用一台LGS—1000×20型的机械格栅除污机，另外设一个人工格栅。

2 提升泵房

泵房平面尺寸：10×10m2, 净高h= 15m，

选用S300—19型的离心泵（一用一备）。Q=900m3/d，h=14m, n=1450r/min, 轴功率：47.6kw, 电机功率：55kw, η=75%。

每根吸水管Q=900 m3/h，选用DN600mm的管径。

V=1.31m/s，1000i=3.5 。

3 曝气沉砂池

沉砂池有四种形式：平流式、竖流式、曝气式、辐流式。曝气沉砂池是在池的一侧通入空气，使污水沿池旋转前进，从而产生与主流垂直的横向恒速环流。曝气沉砂池的优点是通过调节曝气量，可以控制污水的旋转的流动速度，使除砂效率稳定，受流量变化的影响小，同时，还对污水起先曝气的作用。因此，本设计中采用曝气沉砂池（一座）。

（1）池长：12m，宽：2m（单格），池总高度：H=3m。

（2）最大设计流量Q=0.25m3/s, 水力停留时间为t=3min，水平流速为v1=0.1m/s，有效水深h=2m，沉砂斗超高h1=0.3m。

（3）采用砂泵排砂。

（4）采用YMB—2型的膜式扩散器，总需空气量为：Ｑ=180m3/h。

4 初沉池（辐流式）

辐流式沉淀池，中心进水，周边出水，初沉池池径为D=17m，池总高度H=6.36m。

采用ZG—25型刮泥机两台，电机功率1.5kw。

二、二级处理构筑物

1 缺氧-好氧池（2座）

（1）设计形式及尺寸：

两沟四廊道式，廊道宽B=5m，池深H=5m，有效水深为4.5m，总长L=22.4m。

（2）总设计参数及设备：

总设计流量为Q=0.25m3/s，缺氧段停留时间为1.12h，好氧段停留时间为3.36h。好氧段采用鼓风机曝气，采用YMB-T型的膜式扩散器，两座池子共设8个推流器，每个推流器的功率为P=2.83Kw。

2 鼓风机房

缺氧好氧池与曝气沉砂池共用空气量为90.07m3/min，选用SD36×28-30/9000型的罗茨鼓风机(三用一备),静压力为9000毫米水柱，配套电机型号：JO292-4，电机功率为P0=75kw。

3 二沉池（单池）

（1）设计形式与尺寸：

辐流式二沉池，选用中心进水，周边出水，二沉池池径为D=34m，池总高度H=5.66m。

（2）运行参数与设备：

表面负荷q’=1.0m3/m2·h，水力停留时间t=1.5h，Xr=5000mg/l，采用ZG—25型刮泥机两台，电机功率：1.5kw。

三、污泥处理系统

1 污泥回流泵房

（1）形式及尺寸：

集泥池的平面尺寸：L×B=6×4.5 ㎡

机器间尺寸：L×B=16×8 ㎡

（2）参数及设备：

回流污泥量：QR=900m3/h 剩余污泥量：QS=10.9 m3/h

回流泵选用WQ800-12-45型的潜水泵（二用一备）。

剩余污泥泵选用AV14-4型的潜水泵（一用一备）。

2 浓缩池（两座）

（1）形式及尺寸：

采用钢筋混凝土辐流式浓缩池，池径D=7.7m，高H=2.5m。

（2）运行参数及设备：

剩余污泥量：130.9 m3/d，含水率：99.5%，污泥浓度C0=10g/l

选用NG-8型的周边转动浓缩机两台，电机功率：N=0.8kw/台，周边速度v=1.5m/min。

3 污泥脱水车间

（1）形式及尺寸：由投药间、药剂库、脱水机间组成，混合结构。

建筑面积：L×B=24×10m2。

（2）设备：选用两台CPF-2000S型带式压滤机，电机功率：N=11kw/台。

第四章污水厂总体布置

第一节污水厂平面布置

一、平面布置特点

1. 水处理厂占地30000平方米。

2. 处理构筑物布置紧凑，节约用地，便于管理。

3. 贯通、连接各处理构筑物之间的管渠，便捷、直通、避免迂回曲折。

4. 土方量基本平衡，避免劣质土壤地段。

5. 布置总图时，应考虑安排充分的绿地地带。

6. 经常有人工作的建筑物，如办公室、化验室等用房供应布置在主导风向的上风向一方。

7. 污水厂应设超越管，以便发生事故时，使污水能超越一部分，或全部构筑物，进入下构筑物或事故溢流。

二、道路布置

主干道6米宽，次干道4米宽，人行道2米宽，在厂内设车库，各构筑物四周设人行道。

三、附属构筑物的布置

表 2 附属构筑物一览

第二节污水厂的高程布置

废水处理站的废水处理过程中，废水和污泥尽可能利用地形采用重力流。各构筑物充分利用地势进行布置，采用重力流进水和进泥以节省能耗。各构筑物具体高程布置详见高程布置图。

第三节污水厂总投资该预算比较

表 3 方案的经济估算

第五章设计计算书

第一节污水处理厂构筑物设计计算

1. 生活污水总变化系数：Kz==1.6

Q=×80%=111.11(L/s)

Q1= =111.11×1.6=177.78(L/s)

2. 工业废水：Q2=(L/s)

3. 最大设计流量为：Qmax=Q1+Q2=251.85 L/s =0.25 m3/s

第二节一级处理构筑物设计计算

一、格栅

1 设计参数

（1）设计最大流量Qmax=0.25m3/s，Kz=1.6；

（2）过栅流速一般采用0.6~1.0m/s，取v=0.9m/s；

（3）水泵前格栅不大于25㎜，取e=20㎜；

（4）格栅倾角一般采用45°~75°，取α=60°选用一台LGS—1000×200型机械格栅除污机，另设一台人工格栅。

2 计算

（1）栅条间隙数：

设栅前水深h=0.4m，过栅流速v=0.9m/s，栅条间隙宽度e=20mm，格栅倾角α=60°。

n= ，取n=32

（2）栅条宽度：

设栅条宽度s=0.01m

B=s(n－1)+en=0.01×31+0.02×32=0.95m

（3）进水渠道渐宽部分的长度：

设进水渠宽B1=0.7m，其渐宽部分展开角α=20°（进水渠道内的流速为0.77m/s）。

l1=0.34m

（4）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度：

l2 = l1/2 = 0.34/2 = 0.17m

（5）通过格栅的水头损失：

设栅条断面为锐边矩形断面，则：h1 =βsinαk

β—形状系数

k—格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，取3

h1 =

（6）栅后槽总高度：

设栅前渠道超高 h2 =0.3m，栅前槽高 H1 =h+h2=0.4+0.3=0.7m

H= H1+h1=0.7+0.097=0.797m, 取0.8m

（7）栅槽总长度：

L=l1+l2+0.5+1.0+=0.34+0.17+0.5+1.0+0.7/tg60°=2.42m

（8）每日栅渣量

在格栅间隙0.02m的情况下，设栅渣量为每1000m3污水产0.07 m3栅渣。即：w1=0.07m3/103m3

因为0.95m3/d ＞ 0.2 m3/d，宜采用机械清渣。

格栅计算草图，如下：

二、提升泵房

1 设计数据

（1）最大设计流量 Qmax=0.25m3/s；

（2）进水管的管径 D=800㎜；

（3）集水池的水深 h=2.5m；

（4）泵房后水渠水面标高为1010.09m；

（5）进水管管底高程为：1000.54m。

2 设计计算

平均秒流量为：250.0 l/s

选择集水池与机器间合建式的方形泵站，用1台水泵，另一台为备用泵。

（1）集水池容积采用相当于一台泵6秒钟的容量。

有效容积：W=410×60×6/1000=148m3

有效水深采用H=3m，则集水池面积为F：F=148/3=49m2

（2）选泵：

选用S300—19型的离心泵（一用一备）。Q=900m3/d，h=14m, n=1450r/min, 轴功率：47.6kw, 电机功率：55kw, η=75%。

每根吸水管Q=900 m3/h，选用DN600mm的管径。

V=1.31m/s，1000i=3.5 。

三、曝气沉砂池

1 设计数据：

（1）旋流速度为保持0.3 m/s；

（2）水平流速为0.1 m/s；

（3）最大流量时的停留时间为3 m/s；

（4）有效水深为2 m ,宽深比一般采用1-2；

（5）长宽比可达5，当池长比池宽大得多时，应考虑设置横向挡板；

（6）每m3污水的曝气量为0.2 m3空气量；

（7）空气扩散装置设在池的一侧，距池底约0.8 m，送气管应设置调节气量的闸门；

（8）池子的形状应尽可能不产生偏流或死角，在集砂槽附近可安装纵向挡板；

（9）池子的进口和出口布置，应防止发生短路，进水方向应与池中旋流方向一致，出水方向应与进水方向垂直，并且考虑设置挡板；

（10）池内应考虑设消泡装置。

2 设计计算

（1）池子总有效容积：

设t=3min, V=Qmaxt60=0.25×3×60=45 m3

（2）水流断面：

设v1=0.06m/s， A=Qmax/v1=0.25/0.06=4.2m2

（3）池总宽度：

设h2=2m， B=A/h2=4.2/2=2.1m

（4）每格池子宽度：

为了满足宽深比为1~2的要求，本设计中沉砂池不分格，即采用单格，所以每格池宽度即为池总宽度： b=B=2.1m

（5）池长： L=V/A=45/4.2=10.7m，取11m

（6）每小时所需的空气量：

设d=0.2m3/ m3， q=dQmax×3600=0.2×0.25×3600=180m3

（7）沉砂池所需容积：

设T=3d，

X—城市污水沉砂量（m3/106m3污水）

（8）每个沉砂斗的容积：

设每一分格有2个沉砂斗，V0 = V/2 = 1.22/2 = 0.61 m3

（9）沉砂斗各部分尺寸计算：

设斗底宽a1=0.5m，斗壁与水平的倾角为60°，斗高h3’=0.45m，

则沉砂斗上口宽：

沉砂斗容积：

（10）沉砂室总高度：

采用重力排砂，取池底坡度为0.5（i=0.1~0.5），坡向砂斗，设沉砂斗超高h1=0.3m，则：h4=0.5×(2－1－0.5)=0.25m

沉砂池的总高度：H = h1 + h2 + h3´ + h4 = 0.3 + 2 + 0.45 + 0.25 = 3 m

（11）空气管的计算：

在沉砂池上设一根干管，每根干管上设5根配气管（如图），则每根竖管上的供气量为： = = 36m3/h根

沉砂池总平面面积为：L×B = 12×2 = 24m2

选用YBM-2型号的膜式扩散器，每个扩散器的服务面积为2m2/个，直径为500mm，则需空气扩散器总数为： = 12个。

则每根配气管有5个空气扩散器，每个扩散器的配气量为：

180/12 =15 m3/h

四、初沉池（辐流式）

1．设计数据

（1）池子直径

（2）池径

（3）池底坡度一般采用0.05 ~ 0.10

（4）一般采用机械刮泥，也可附有空气提升或静水头排泥设施

（5）当池径较小时可采用多斗排泥（D ＜20 m）

（6）进、出水的布置方式可分为：

① 中心进水，周边出水。

② 周边进水，中心出水。

③ 周边进水，周边出水。

（7）池径小于20m，一般采用中心转动的刮泥机；池径大于20m时，一般采用周边传动的刮泥机。

（8）刮泥机旋转速度一般为1 ~ 3 r/h，外周刮泥板的线速不超过3 m/min，一般采用1.5 m/min。

2．设计计算

（1）沉淀部分水面面积：F =

设表面负荷q` = 2.0 m3/(m2·h)，本设计采用2个沉淀池。

最大设计流量Qmax = 900 m3/h

F = = 225 m2

（2）池子直径：D = = ≈ 17m ＞ 16m

（3）沉淀部分有效水深：h2 = q`·t

设沉淀时间t = 1.5 h

h2 = 2×1.5 = 3 m

（4）沉淀部分有效容积：V` = ·t（m3）

= ×1.5 = 675（m3）

（5）污泥部分所需的容积：

V = (m)

V = = 7.59 m3

C1 — 进水悬浮物浓度；

C2 — 出水悬浮物浓度；

r — 污泥容重（t/m3），取1t/m3；

P0 — 污泥含水率，97%；

T — 水力停留时间，取12h。

（6）污泥斗容积：

V1 =

h5 = (1.8 – 0.6)tg60°= 2.08 m

V1 = = 7.59 m3 ＜10.19 m3(满足要求)

h5 — 污泥斗高度；

r1 — 上部半径，r1 = 1.8 m；

r2 — 下部半径，r2 = 0.6 m；

α — 60°。

（7）圆锥体高度h4 :

h4 = = 0.48 m

（8）沉淀池总高度：

H = h1 + h2 + h3+ h4 + h5

= 0.5 + 3 + 0.3 + 0.48 + 2.08 = 6.36 m

h1 — 超高，取0.5 m；

α — 缓冲层高，取0.3m。

第三节二级处理构筑物计算

一、A/O池的计算

1 设计工艺参数

（1）最大设计流量：Qmax = 0.25m3/s；

（2）BOD5污泥负荷：Fs = 0.15 kgBOD5 / (kg·MLLS·d)；

（3）污泥指数：SVI = 100 ml / g ；

（4）污泥回流比：R = 100% ；

（5）二沉池回流污泥浓度：

（式中=1）

（6）A/O曝气池内混合液污泥浓度：

（7）进水水质：CODcr 337.5mg/l BOD5 140m SS 157.5mg/l

（8）出水水质：CODcr 120mg/l BOD5 30mg/l SS 30mg/l

（9）各池停留时间： A：O = 1：3 （绝氧段：好氧段=1：2~3）

2 A/O池主要尺寸计算

按BOD污泥负荷计算：

（1）有效容积：

Qmax— 一天最大的流量21600m3/d

La—— 进水BOD浓度140 mg/l

FS—— BOD5污泥负荷率0.15

X—— 曝气池内混合液污泥浓度5000 mg/l

（2）池有效水深：H1 = 4.5m

（3）曝气池总有效面积：

本设计采用2座A/O池，则单池面积为：

（4）单廊道直线长：L1=

（5）单组曝气池总长度：

取4廊道，每廊道宽4米，则单组曝气池总长度为： L=18.58+4+8=30.58m

（6）污水在A/O池内停留时间：

（7）A：O段比例为1：3 （绝氧段：好氧段）

则：A段停留时间为：t1 = 1.12h

O段停留时间为：t2 = 3.36h

（8）A/O池总高度：

取超高为H2=0.5m，则 H = H1 + H2 = 4.5 + 0.5 = 5m

（9）计算简图：

3 剩余污泥量

（1）生成的污泥量： W1 = a (s0－se) Q

式中a—污泥产率系数，取0.5

W1 = 0.5×(140－30) ×21600 = 1188 kg/d

（2）内源呼吸作用而分离的污泥：

W2 = b·Xr·V 式中：b—内源呼吸速度0.05/d

Xr—有机活性污泥浓度（MLVSSmg/L）

Xr = f · x ( f = = 0.70 )

Xr = 0.7×5000 = 3500 mg/l

W2 = 0.05×3500×4032 = 705.6 kg/d

（3）不可降解的和惰性的悬浮物（NVSS）占TSS约30%；

即：W3 =（157.5－30）×30% ×21600 = 826.2 kg/d

（4）剩余污泥量为：

W = W1－W2 + W3 = 1188－705.6＋826.2 = 1308.6 kg/d

（5）污泥含水率：99.5%

（6）剩余污泥量： q = 1380.6/（1－99.5%）= 261.7 m3/d

（7）污泥龄：

4 曝气系统的设计与计算（除磷工艺）

（1）需氧量： O = a′QLr＋b′VN′ （取a′=0.5，b′=0.15）

a′—— 氧化每kgBOD需氧公斤数(kgO2/kgBOD),一般为0.42~0.53

b′—污泥自身氧化需氧率(l/d,亦即kgO2/kgMLVSS·d),0.188~0.11

Lr —— 去除的BOD浓度

设N = 5 (kg/m3)，f = 0.7，则N′= 5×0.7 = 3.5 kg/m3；

O = 0.5×21600×110/1000＋0.15×4032×3.5 = 3304.8 kgO2/d

（2）供气量：

采用膜片式微孔空气扩散器，设于池底，距池0.3m，淹没深4.2m，计算温度定为25℃。

a. 空气扩散器出口处的绝对压力（Pb）

Pb = P + 9.8 × 103 H

= 1.013 ×105 + 9.8 × 103 ×4.2 = 1.4 × 105 Pa

式中H — 空气扩散装置的安装深度

P — 大气压力，P=1.013×105 Pa

b. 求气泡离开池表面时，氧的百分比Ot值：

Ot =

式中EA—空气扩散器的氧转移效率，对网状膜空气扩散装置，取12%。

Ot =

c. 曝气池中平均氧饱和度（按照最不利的温度条件考虑）

d. 确定计算水温20℃和25℃条件下，氧的饱和度：查表得：

CS (20℃) = 9.17mg/l

CS (25℃) = 8.4mg/l

代入各值得：CS b(25℃) =

CS b(20℃) =

e. 20℃时脱氧清水的充氧量：

R0 =

取值：α = 0.85，β = 0.95，c = 2，ρ = 1。

R0 =

= 4513.75 kgO2/d ≈ 188.07 kg/h

f. 计算供气量

Gs = = = 5224.2 m3/h

Gs — 供气量，kg/h。

g. 每组曝气量的供气量：

G`s = = 2612.1 m3/h

（3）空气管系统的计算：

在每两个廊道之间设一根干管，其上设18配气竖管。

a．每组竖管的供气量为：

= 145.12 m3/h

b．曝气平面面积为：

S` = 448× = 336 m2

c．扩散器数目的确定：

选用YMB-T型的膜式扩散器，每个扩散器的服务面积为0.5 m2/个，所以需空气扩散器的总数目为：

= 672 个

考虑到布置的方便，取720个。

d．每根竖管上扩散器数目：

= 30 个

e．每个曝气头的配气量：

= 3.63 m3/h

f．配气小支管布置如下：

g．空气管路计算（见表4）

空气管系统的总压力损失：

∑h1 + h2 = 271.74×9.8 = 2663.05 Pa = 2.663 kPa

YMB-1型空气扩散器的压力损失为2.451 kPa，则总压力损失为：

2.451 + 2.663 = 5.114 kPa

为安全起见，本设计取9.8 kPa。

（4）推流器计算

考虑曝气系统的推流作用，推流器能耗取3 kw/m3容积，则总的搅拌能耗为：

P总 = 4032×3 = 12.093 kw

一个A/O池中安装4个推流器，两组池子共8个，则单个推流器的功率为：

P = = 1.51 kw

表 4 空气管路计算一览

二、鼓风机房的设计

鼓风机房是供给曝气沉砂池和A/O池用的风量。

其中：曝气沉砂池每小时所需的空气量为：

180m3/h = 3m3/min

A/O池每小时所需空气量为：

180m3/h = 3m3/min

风压为：9.8 Kpa

选用SD36×28-30/9000型的罗茨鼓风机(三用一备),静压力为9000毫米水柱，配套电机型号：JO292-4，电机功率为P0=75kw。

三、二沉池的设计与计算

1 设计数据

（1）最大设计流量Qmax = 0.25 m3/s = 900 m3/h ；

（2）污泥指数 SVI = 100 mg/l ；

（3）污泥回流比 R = 100% ；

（4）曝气混合液悬浮固体浓度 MLSS = 5 kg/l ；

（5）浓缩时间 t = 1.5 h；

（6）回流污泥浓度 XR = ；

（7）浓缩及刮泥区底坡度取0.06。

2 各部分尺寸计算

（1）二沉池面积：

q′—二沉池污泥体积表面负荷，取1.0m3/m2·h

本设计采用单池（辐流式）： F = 900 m2

（2）池子直径：

＞ 16m符合

（3）实际水面面积：

（4）实际表面负荷：

（5）单池设计流量即为总设计流量：Qmax = 900 m3/h

（6）澄清区高度：

设t = 1.5h，则：h2′

按在澄清区最小允许深度1.5m考虑，取h2′=1.5m。

（7）污泥区高度：

设t′=1.5h，

（8）池边深度：设缓冲层高0.3m

取h2 = 0.34m

（9）沉淀池高度：

设池底坡度为0.06，污泥斗上口宽为3 m，下口宽为1 m。

池中心与池边落差：h3 = 0.06×(D－d)/2 = 0.06×32/2=0.96m

超高h1 = 0.3m，污泥斗高h4 = 1.5m，则：

H = h1+h2+h3+h4 = 0.3+3.4+0.96+1.5 = 6.16m

四、污泥泵房

1．集泥池有效容积

回流污泥量

QR = R×Q = 1×21600 = 21600 m3/d = 900 m3/h

由前面计算可知剩余污泥量为：

QS = 261.72 m3/d = 10.9 m3/h

QW = QS + QW = 910.9 m3/h

设三台回流泵（二用一备），二台剩余污泥泵（一用一备）。

泵房集泥池有效容积按不小于最大一台泵（回流泵）5分钟出水量计算，

每台回流泵的流量： = 455.45 m3/h = 126.5 l/s

取有效容积为一台泵的5分钟流量，则：

W = = 37.95 m3 取38 m3

有效水深 h = 2 m。

集泥池平面面积：F = = 19 m2

平面尺寸：长×宽 = 6×4.5 m

2．机器间:

回流泵选用WQ800-12-45型的潜水泵，H=12m，n=950r/min，v=380, A=90，η=68.5%，出水口直径DN300，P=45Kw。

剩余污泥选用AV14-4型的污水潜水泵，Q=22m3/h，H=5.8m，A=3.3，p=1.4kw，n=1450r/min, v=380。

平面尺寸：L×B = 16×8 （m2）

第四节污泥处理系统

一、浓缩池的设计与计算

1 设计参数

（1）进泥含水率：当为初次污泥时，其含水率一般为95~97%；当为剩余污泥时，含水率一般为99.2~99.6% ；

（2）污泥固体负荷：当为初次污泥时，污泥固体负荷宜采用80~120kg/m2·d；当为剩余污泥时，污泥固体负荷宜采用30~60 kg/m2·d；

（3）浓缩后污泥含水率：由曝气沉砂池和二沉池进入污泥浓缩池的污泥含水率，当采用99.2~99.6%，浓缩后的污泥含水率宜为97~98%；

（4）浓缩时间不宜小于12h，但不要超过24h；

（5）有效水深一般宜为4米，最低不小于3m；

（6）当采用定期排泥时，两次排泥间隔一般可采用8小时。

2 设计与计算：

（1）浓缩池直径：

采用带有竖向栅条污泥浓缩池的辐流式重力沉淀池，浓缩污泥固体通量M取28 kg/m2·d

浓缩池面积：

Q —污泥量（m3/d）;

C —污泥固体浓度，10g/l;

M —浓缩池污泥固体通量（kg/m2·d）；

采用2个浓缩池，则每个池的面积为：

浓缩池直径：

（2）浓缩池工作部分高度：

取T = 16h，

（3）超高h2：h2 = 0.3 m;

（4）缓冲层高度h3： h3 = 0.3 m；

（5）浓缩池总高度H：

H = h1 + h2 + h3 = 1.87 + 0.3 + 0.3 = 2.47m，取2.5m

（6）浓缩后污泥体积：

Q —污泥量；

p1—未进浓缩池前的含水率，取99.5%；

p2—浓缩后的含水率，取97%；

（7）污泥斗容积：

设r1 = 1m，r2 = 0.5m，h4 = 1m，则：

（8）污泥斗以上锥体部分容积：

取i = 0.1，h5 = 0.1×2.85=0.285，则：

（9）总容积：

V = V斗+ V锥 =1.83 + 5.87 = 7.7m3

3 计算简图：

二、污泥脱水

对于从浓缩池后出来的污泥采用带式过滤，这种脱水方法的特点是：滤带可以回旋，脱水效率高，噪音小，能源消耗省，附属设备少，操作方便，但必须正确选用有机高分子混凝剂，至于浓缩池出来的污泥的含水率为：97%，投加的有机高分子混凝剂为污泥干重的0.2~0.5%时，其生产能力一般为120~350公斤干污泥/m3时，脱水后的泥饼含水率为70~80%。

1 污泥量： V1 = 261.72 m3/d = 10.91 m3/h

2 浓缩后的污泥量： V2 = 43.62 m3/d = 1.82 m3/h

3 脱水前污泥总量：

V =V1 + V2 =10.91 +1.82 = 12.73 m3/h

采用的有机高分子混凝剂是聚丙烯酰胺，采用的带式过滤机的台数为2台。

采用 CPF—2000S型带式压滤机，其电机功率为11kw/台；

外形尺寸：长×宽×高 = 7000×3500×3200

第五节高程计算

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，通过计算确定各部分的水面标高，从而能够使污水沿处理流程在处理构筑物之间畅通地流动，保证污水处理厂的正常运行。

在对污水处理厂污水处理流程的高程布置时，应考虑下列事项：

1. 选择一条距离最长，水头损失最大的流程进行水力计算，并适当留有余地，以保证在任何情况下，处理系统能够运行正常。

2. 计算水头损失时，一般应以近期最大流量作为构筑物和管渠的设计流量；计算涉及远期流量的管渠和设备时，应以远期最大流量为设计流量，并酌加扩建时的备用水头。

3. 设置终点泵站的污水厂，水力计算常以接受处理后污水水体的最高水位作为起点，逆污水处理流程向上倒推计算，以便使处理后的污水不能自由流出。

4. 在作高程布置时，还应该注意污水流程与污泥流程的配合，尽量减少需要提升的污泥量。

5. 高程计算

本设计中，所述的局部水头损失按沿程水损的30%计算。具体高程标高详见各构筑物工艺图高程标高。

第六节污水厂各构筑物和附属结构的设备

表 5 构筑物和附属结构的设备一览

第六章设计心得

经过两个多月的设计计算、绘图等工作，终于完成了本次设计。在设计过程中，我学到了许多东西，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，各构筑物之间的管、渠连接方法，污水处理的技术、方案的比较等等。使我在以后的工作中建立了自信心，打下了扎实的基础。本次设计中还存在着许多不足之处，如：一些构筑物的具体位置的布置，以及高程，水头损失的计算，并不是很具体。还有待老师的指导和改进。

参考文献

1. 给排水设计手册（1—11册）及简明排水设计手册；

2. 室外排水设计规范（GBJ14—87）；

3. 污水综合排放标准（GB8978—96）；

4. 地面水环境质量标准（GB3838—88）；

5. 给排水标准图集（S1、S2、S3）；

6. 给水排水工程概预算与经济评价手册，国家城市给排水工程技术研究中心编；

7. 排水工程，上、下册，统编教材；

8. 废水处理工艺设计计算，崔玉川等编；

9. 城市污水处理新技术，王彩霞；

10. 实际工程设计图纸。

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