污水处理站设计书

2设计说明书

2.1设计任务

本次毕业设计的主要任务是完成某化工厂废水处理设计

工程内容包括：

1.废水处理方案的总体设计：明确废水物化性质，根据其性质,通过对比,选择最优的处理工艺；对厂区进行总体布局,包括厂区管道布置、构筑物的位置；完成污水处理厂总平面及高程设计图。

2.进行污水处理厂各构筑物工艺计算：包括初步设计、设备选型，图中应有设备、材料一览表。

2.2设计要求

（1） 独立思考，独立完成；

（2） 完成主要处理构筑物的设计布置；

（3） 工艺选择、设备选型、技术参数、性能、详细说明；

（4） 提交的成品：设计说明书、高程图、厂区平面布置图、主要构筑物（平、剖面）图。

2.3工程设计依据及规范

1、 《给水排水设计手册》 （1-4 册）； 2、 《给水排水工程》（下册）； 3、 《水处理工程设计计算》； 4、 《水处理工程师手册》；

5、 《有机工业废水处理理论与技术》； 6、 《三废处理工程技术手册一废水卷》； 7、 《实用环境工程手册》 8、 《混凝土结构设计规范》 9、 《环境设备选用手册》

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2.4设计数据及材料

（1） 设计规模125000m3/d 1.45m³·s-1

（2） 废水来源：生产废水,暂不考虑生活废水 （3） 设计进出水质：表1.

表1

污染物指标 进水水质（mg/L） 排放浓度mg/L

BOD5 410 ≤10

COD 850 ≤50

SS 170 ≤10

NH3-N 55 ≤5

TP 9 ≤0.5

pH 6~8 ≤6~9

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3污水处理工艺选择

3.1处理工艺流程选择应考虑的因素

处理的工艺流程在保证处理水达到所要求的处理程度的前提下，所采用的污水处理技术各单元的有机组合。

在确定处理工艺流程的同时，还需要考虑各处理单元构筑物的形式，两者互为制约，互为影响。污水处理工艺流程的选定，主要以下列各项因素作为依据。

(1) 技术成熟，处理效果稳定可靠，保证出水水质达到排放标准； (2) 占地少，投资低，运行费用省，以尽可能少的投入取得尽可能高的效益； (3) 工程实施切实可行、运行维护管理方便； (4) 综合利用，无二次污染；

(5) 选定工艺的技术设备先进、可靠，国产化程度高，一致性好； (6) 综合国情，提高自动化管理水平。

3.2污水处理工艺选择

由于BOD5、CODcr、SS、NH3-N、TP 的去除率均很高，需要采取脱氮除磷工艺。采用生物脱氮除磷工艺的可行性分析

(1) BOD5/COD

当BOD/COD≥0.3时可生化性较好，适应于生化处理工艺，本设计为BOD/COD=400/850=0.47，可生化性好，适宜采用生物处理。

(2) BOD/TN

该指标是鉴定能否采用生物脱氮的主要参数.由于反硝化细菌是在分解有机物过程中进行反硝化脱氮的，在不投加外来碳源条件下，靠原污水中的基质作为反硝化的氢供体，该值越大反硝化进行的越快，BOD/TN这一指标是来评价能否采用生物脱氮工艺进行污水处理，当BOD/TN接近于4时即表明可以采用。本设计数值为BOD/TN=7.4，适宜采用生物脱氮工艺。

(3)BOD5 /TP

该指标是鉴别能否采用生物除磷的主要依据，,较高的BOD负荷可以取得较好的除磷效果。。进行生物除磷的底限是BOD/TP=17，如大于该值,方可采用生物除磷工艺，其比值越大，除磷效果越明显。本设计BOD/TP=410/9=45.5，适宜采用生物除磷工艺]。综上所述，本设计可以采用生物法对污水进行脱氮除磷的处理。

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3.3各污水脱氮除磷处理技术及其比较

3.3.1各污水脱氮除磷处理技术

由上文得出来的结论，设计采用生物脱氮除磷才能达到出水标准，所以处理工艺的选择只能限于成熟且处理效果良好的生物脱氮除磷工艺,以此为基本条件进行如下的各工艺综合比较,现将4种生物脱氮除磷工艺分析如下:

(1)AAO

AAO工艺是厌氧一缺氧一好氧生物脱氮除磷工艺的简称，原污水及从二沉池回流的部分含磷污泥首先进入厌氧池，其主要功能为释放磷，使污水中磷浓度升高，溶解性有机物被微生物细胞吸收而使污水中BOD浓度下降；在缺氧池中，反硝化细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放到空气中，因此BOD5浓度下降。NO3—N浓度大幅度下降；在好氧池中，有机物被微生物生化降解，浓度继续下降，有机氮被氨化继而被硝化，使NH4-N浓度显著下降。但随着硝化过程使NO3—N浓度增加，磷随着聚磷菌的过量摄取,也以较快的速度下降。好氧池完成氨氮的硝化过程，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)氧化沟工艺

氧化沟工艺属于延时曝气活性污泥法的一种类型，将连续环形反应池作为生物反应池，混合液在反应池中连续循环，污水进入氧化沟完全混合，因此氧化沟工艺能够承受水量和水质的负荷冲击。在氧化沟中曝气装置并不是沿池长均匀布置而只是装在某几处，在曝气器下游附近，水流搅动激烈，溶解氧浓度高，远离曝气器处，水流搅动缓慢，溶解氧含量降低，可能出现缺氧区，这种水流搅动方式与溶解氧浓度沿池。

(3)A/B 法工艺

A/B 法工艺又称吸附生物降解法，利用了活性污泥中不同微生物群落的代谢特性，采取了A、B 段不同的生物环境来发挥各自微生物种类的优势。与传统的活性污泥法相比，A/B 法具有下列特征:

① 无需设初次沉淀池，由吸附池和中间沉淀池组成的A 段为一级处理系统。 ②B 段由曝气池和二次沉淀池组成。

③A、B 两段完全分开，各有独立的污泥回流系统和独立的微生物种群，有利于脱氮除磷功能发挥。在A 段利用了污泥微生物对有机污染物高效吸附的特性，在低供氧、高负荷的条件下进行吸附降解处理，减少动力消耗与基建投资。在B 段利用原生动物和菌胶团，在好氧环境中进行生物降解，使净化功能得以充分发挥，处理出水水质比较稳定。

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AB 工艺中有A 段的超高负荷运行，为B 段的硝化作用创造了有利条件。污水A 段吸附处理后，出水BOD 大为降低，减轻了B 段污泥的有机负荷，创造了硝化菌在微生物群体中存活的条件。在B 段设计上亦有厌氧一好氧周期地或同时地存在的时空条件，很方便地形成了厌氧一好氧活性污泥法脱氮工艺。由于A 段的有效功能使B 段的处理效果得以提高，不仅能进一步去除BOD、COD，而且提高了硝化效果。AB工艺对BOD、COD、SS、磷和氨氮的去除率，一般均高于常规活性污泥法，且可节省基建投资约20%，节省能耗15%左右。

由于A 段的净化机理是以吸附去除为主，因此污染物未被彻底氧化分解随剩余污泥排入污泥处理系统，含有大量未被降解的有机污染物的生污泥极不稳定，污泥必须经过稳定处理，才能脱水外运。

(4)SBR

SBR是序批式间歇活性污泥法系统，其基本特征是在一个反应池内完成污水的生化反应、固液分离、排水、排泥。可通过双池或多池组合运行实现连续进出水。SBR通过对反应池曝气量和溶解氧的控制而实现不同的处理目标，具有很大的灵活性。

SBR工艺具有以下特点：

(1) SBR工艺流程简单、管理方便、造价低。SBR工艺只有一个反应器，不需要二沉池，不需要污泥回流设备，一般情况下也不需要调节池，因此要比传统活性污泥工艺节省基建投资 30%以上，而且布置紧凑，节省用地。由于科技进步，目前自动控制已相当成熟、配套。这就使得运行管理变得十分方便、灵活，很适合小城市采用。

(2) 处理效果好。SBR工艺反应过程是不连续的，是典型的非稳态过程，但在曝气阶段其底物和微生物浓度变化是连续的，随时间的延续而逐渐降低。反应器内活性污泥处于一种交替的吸附、吸收及生物降解和活化的变化过程之中，因此处理效果好。

(3) 有较好的除磷脱氮效果。可以很容易地交替实现好氧、缺氧、厌氧的环境，并可以通过改变曝气量、反应时间等方面来创造条件提高除磷脱氮效率。

(4) 污泥沉降性能好。SBR工艺具有的特殊运行环境抑制了污泥中丝状菌的生长，减少了污泥膨胀的可能。同时由于SBR工艺的沉淀阶段是在静止的状态下进行的，因此沉淀效果更好。

(5) SBR工艺独特的运行工况决定了它能很好的适应进水水量、水质波动。 (6) 其最大的缺点就是操作复杂，难以管理。首先，大部分SBR工艺采用间歇进水、排水，为实现连续进出水需在几个SBR反应器之间频繁切换；其次，SBR循环出现厌氧、好氧、缺氧环境，环境边界变化范围大，特定环境下优势菌属的

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生化反应是渐变和滞后的过程；此外，脱氮和除磷在同一反应器中进行，相互之间的影响在所难免。

3.3.2各污水脱氮除磷处理技术比较 表2

工艺类型 COD、BOD去除率 脱氮除磷效果 适宜规模 技术成熟度

氧化沟 较好（85%-00%）

好 中等规模 耐冲击负荷，处理流程简单

操作及管理维护

产泥量适中，无需后续处理，操作管理方便

占地及投资运营成本

占地面积适中，投资运营成本较大

AB 好（85%-90%）

较好 中等规模 耐冲击负荷好，处理流程复杂 产泥量大，后续处理及操作均较为复杂

占地面积较大，投资运营成本较大

SBR 较好（85%-80%）

一般 小型规模 耐冲击负荷，处理流程简单 无污泥回流、污泥膨胀但操作要求复杂

占地面积小，为普通活性污泥法的1/3，投资运营成本大

A/O 较好（85%-80%）

较好 大中规模 耐冲击负荷好，处理流程复杂 产泥量适中，后续处理简单，但操作较复杂

占地面积较小，投资运营成本适中

2

对比分析，综合实际资料考虑，以及设计水量水质、污染物去除率要求，技术先进成熟的A2/O法不仅占地面积小投资成本低、耐冲击负荷强，且工艺总水力停留时间少、不需要外另加碳源节省了运行费用。其处理效率能达到BOD5和SS在90%~95%，TN可以在70%以上，TP为90%上下。在对其他处理工艺各方面的比较中有较大的优势，适宜处理本设计背景下的污水，故选用A2/O作为本次设计的污水处理工艺。

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3.4A2/O工艺流程简图

内回流 进水 格栅 沉砂池 初沉池 厌氧池 缺氧池 好氧池 回流污泥 运走

脱水机房 贮泥池 浓缩池 消毒池 二沉池 出水 A2/O工艺流程简图

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4主要构筑物说明

4.1格栅

格栅设在处理构筑物之前，用于阻截水中较大的悬浮物和漂浮物，保证了后续处理设施的正常运行。格栅的截污主要对水泵起保护作用，还可以去除部分的悬浮物。为了提高拦截悬浮物和漂浮物的效率,本设计分别在提升泵前集水井进口处和提升泵出口处的管渠上设置中格栅和细格栅

设计中，中格栅共设2组，一用一备；细格栅为四组并联，三用一备。

4.2沉砂池

沉砂池设置在污水处理厂前段，其主要主用是从废水中分离出密度较大的无机颗粒，保护水泵和管道免受磨损，提高污泥有机组分的含率，污泥作为肥料的价值，缩小污泥处理构筑物容积。本设计采用曝气沉砂池。曝气沉砂池是在池体的一侧通入空气，使污水沿池旋转前进，从而产生与主流垂直的横向环流。其优点是，通过调节曝气量，可以控制污水的旋流速度，使除砂效果较稳定。

本设计曝气沉沙池设2组并联运行。

4.3初沉池

污水经初沉后可以去除SS约40%～55%，去除20%～30%的BOD5，减轻后续处理设施的负荷。同时一定程度上，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，并使细小的固体絮凝成较大的颗粒，强化了固液分离效果。

设计采用两组并联中进周出辐流式初沉池.

4.4生物反应池

4.4.1 厌氧池

回流的污泥与进入厌氧池的污泥混合并在厌氧的环境下，污泥中的聚磷菌释磷，同时水解酸化部分有机物。

设计厌氧池3组并联运行，采用2廊道闭合循环。

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4.4.2 缺氧池

污水在厌氧池与从好氧池回流的有大量硝酸盐、亚硝酸盐的混合液混合发生生物反硝化反应，并且去除一部分的COD。

设计缺氧池3组并联运行，采用2廊道闭合循环。 4.4.3好氧池

混合液成生物脱氮后进入曝气池。在好氧的作用下，异养微生物首先进行BOD的降解，与此同时聚磷菌大量吸磷。随着反应池内有机物浓度的不断降低，自养微生物开始进行生物硝化反应，将氨氮降解成亚硝态氮和硝态氮。具体反应公式为：

C有机O2CO2QADPPO4QATP2NH43O2亚硝酸菌2NO22H2O4H2NO2O2硝酸菌2NO3设计好氧池三组并联运行

3

4.5二沉池

二沉池通过排放大部分剩余污泥来完成生物除磷，设计采用双堰出水可以确保总磷的去除效果。

本设计二沉池采用4组并联运行的周边进水周边出水辐流式二沉池，处理效果更佳。

4.6浓缩池

浓缩的主要目的是减少污泥体积，以缩小后续构筑物建设容积，便于后续的单元操作。浓缩池的作用是降低有待于稳定、脱水处置或投弃的污泥的体积。污泥浓缩后污泥浓度增大，污泥的含水率明显降低，污泥的体积大幅度地减小，从而可以大大降低其他工程措施的投资。

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5污水处理构筑物设计计算

5.1中格栅设计计算

5.1.1中格栅设计参数

每日最大流量，Qmax=1.45m³·s-1。栅条净间距，本设计取值b中=30.0mm。过栅流速，本设计取v=1m·s-1。栅前流速，本设计取v1=0.9m·s-1。格栅倾角α=70°。栅条宽度S=0.01m。 5.1.2设计计算

（1）栅前水深由优水力断面B1(m2)

B1 栅前水深h(m)

2Qmaxv121.451.8(m2) 则 0.9 h（2）中格栅间隙数n中

n中B10.9(m) 2Qmaxsin1.45sin7053

b中hv0.030.91式中

Q max——最大设计流量，m³·s-1； ——格栅倾角，70°

v——过栅流速，m/s，取v1ms1；

h——栅前水深，m； b中——栅条间隙，m （3）栅槽宽度B(m)

栅槽宽度一般比格栅宽0.2～0.3 m，本设计取0.25 m

BS(n中1)bn中0.250.01(531)0.03530.252.36(m) （4）过水渠道渐宽部分的长度l1(m)

l1BB12.361.41.32(m)

2tan12tan20式中

B1——过水渠道宽，m，取1.4m；

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1——渐宽部分展开角，°，取20°

（5）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度l2(m)

l2l11.320.66(m) 22（6）过栅水头损失h1(m)

h1kh00.086(m)

h0v22gsin0.026(m)

4S()30.60

b式中

h1——设计水头损失，m；

h0——计算水头损失，m； g——重力加速度，m/s2；

k——系数，格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般为3；

——阻力系数，与栅条断面形状有关，当为矩形断面时形状系数=2.42，将值代入与关系式即可得到阻力系数的值。 （7）栅后槽总高度H(m)

Hhh1h20.90.0860.51.486m 取1.5m

栅槽前总高度H1(m)

H1hh20.90.51.4(m)

式中

h2——栅前渠道超高，m，取0.5m （8）栅槽总长度L(m)

Ll1l20.51H11.41.320.660.514(m) tantan(70)（9）每日栅渣量W(m3/d)

86400QmaxW1864001.450.02W3.3(m3/d)＞0.2(m3/d)

1000KZ10001.3说以需要采用机械清渣 式中

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W1——栅渣量，m3/103m3(污水)，当格栅间隙为30~50mm时，

W1=0.01~0.03，取W1=0.02m3/103m3(污水)

5.1.3格栅除污机选择

据上述数据，由《环境设备选用手册》查得，选用GL-2500型链条式格栅除污机，其各项具体规格如见表3。

表3

公称宽度B/mm

2500

安装角度α/(°)

70

栅条间隙/mm

30

电机功率/kw

1.5

5.2泵房设计计算

5.2.1泵房设计参数

h1污水泵及泵站管道水头损失，取2m；h2自由水头估算值,取2.0m；

单管出水井的最高水位与地面高差估计值为7.0m，集水池水深为4.0m

H静水泵集水池的最低水位与H1与水泵出水井水位H2之差。

5.2.2泵房设计计算

（1）每台泵的设计流量Q(m3/h)

Q（2）扬程估算H(m)

Qmax52201305(m3/h) 44HH静h1h2742215(m)

H静——水泵集水池的最低水位与H1与水泵出水井水位H2之差。

5.2.3选泵

据上述数据，由《环境设备选用手册》查得，选用350QW 1500-15-90型潜水排污泵，各项具体规格见表4。

表4

项目

转速r/min 流量/(m3/h) 扬程/m 转速/(r/min)

规格

980 1500 15 980

项目

功率/kW 效率/% 排水口径/mm 重量/kg

规格

90 82.5 350 1100

5台泵并排布置，泵轴间的间距为1.5m；泵轴与半圆直径墙的直线间距为

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2m；泵轴与进水半圆墙的切线间距为3m。 5.2.4集水井设计计算 （1）最小水深h(m)

喇叭口在最低水位时淹没水深为1.0m，其最低水位时水深h（m）

h0.8D1.00.81.51.02.2(m)

式中

D——喇叭口口径，m，进水管管径采用1000mm，则喇叭口口径D=1.5×1=1.5m。 （2）集水池有效容积V(m3)

按一台水泵8min的出水量设计计算，则集水池有效容积V（m³）

1305VQT8174(m3)

60（3）集水池面积A(m2)

AV17487(m2) h12式中

h1——集水池的有效水深，m，取2m。

（4）集水池尺寸

长：L5D1.54D0.3251.51.541.50.3217.1m（设计取18m）

宽： BA874.9(m)L18 取5m

5.3细格栅设计计算

5.3.1细格栅设计参数

每日最大流量，Qmax=1.45m³·s-1。栅条间隙本设计取b细5mm。过栅流速，本设计取1ms1。格栅间须设置工作台并高出栅前最高设计水位0.5m.每日栅渣量＞0.2m³时，适宜采用机械清渣。栅条宽度取S=0.01m。 5.3.2细格栅设计计算

（1）栅前水深由优水力断面B1(m2)

B12Qmaxv121.451.8(m2) 则 0.9第13页

栅前水深h(m)

h（2）细格栅间隙数n细

n细B10.9(m) 2Qmaxsin1.45sin70102

b细hv0.0050.91式中

Q max——最大设计流量，m/s； ——格栅倾角，°，70°；

v——过栅流速，ms1，取v1ms1；

h——栅前水深，m；

b细——栅条间隙，m，取0.005m。

（3）栅槽宽度B(m)

栅槽宽度一般比格栅宽0.2～0.3 m，本设计取0.2 m

BS(n细1)bn细0.20.01(1021)0.0051020.21.72(m)取1.8m （4）过水渠道渐宽部分的长度l1(m)

l1BB11.81.40.55(m)

2tan12tan20式中

B1——过水渠道宽，m，取2m；

，取20°。 1——渐宽部分展开角，°

（5）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度l2(m) l0.55l210.275(m)

22（6）过栅水头损失h1(m)

h1kh030.30.9(m)

h0v22gsin46.11sin700.3(m) 29.84S0.013()32.42()6.1

b0.005式中

h1——设计水头损失，m；

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h0——计算水头损失，m； g——重力加速度，m/s2；

k——系数，格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般为3；

——阻力系数，与栅条断面形状有关，当为矩形断面时形状系数=2.42，将值代入与关系式即可得到阻力系数的值。 （7）栅后槽总高度H(m)

Hhh1h20.90.90.52.3(m)

栅槽前总高度H1(m)

H1hh20.90.51.4(m)

式中

h2——栅前渠道超高，m，取0.5m。 （8）栅槽总长度L(m)

Ll1l20.51H11.450.550.2750.512.9(m) tantan(70)（9）每日栅渣量W(m3/d)

W86400QmaxW1864001.450.023.2(m3/d)＞0.2(m3/d)

1000KZ10001.3所以应采用机械清渣。 式中

W1——栅渣量，m3/103m3(污水)，当格栅间隙为30~50mm时，

W1=0.01~0.03，取W1=0.02m3/103m3(污水)。

5.3.3格栅除污机选择

据上述数据，由《给排水设计手册》查得，选用NHG22型回转式格栅除污机，其各项具体规格见表5。

表5

公称宽度B/mm

1800

安装角度α/(°)

70

栅条间隙/mm

5

电机功率/kw

1.5

5.4沉砂池设计计算

5.4.1曝气沉砂池设计参数

（1）曝气沉砂池的超高本设计取0.5m。污水平流速度 v1,本设计取0.1ms1。

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最大流量的停留时间 t 本设计取2 min。有效水深 h1本设计取3m。 1m³污水曝气量d=0.2m3/m3（空气）。砂斗容积的沉沙量本设计取T=2d。 5.4.2设计计算

（1）池子总有效体积V（m3）

VQmaxt601.45260174(m3)

式中

t——最大设计流量时污水的停留时间，min，取2min。 （2）水流断面积Am2

AQmax1.4514.（5m2） v10.1式中

v——最大设计流量时水平流速，m/s，取0.1 ms1。 （3）池总宽度B（m）

BA1.4.55.8(m) h12.5式中

h1——曝气沉砂池的有效水深，m，取2.5m。

B2.9(m) 2由上可知宽深比b/h2=1.2，符合设计要求宽深比1~2范围，验证通过。

设计为两组并联运行，则单个池子宽度b（m），b（4）曝气池池长L（m）

LV17412(m) A14.5由上可知长宽比约为L/b=4符合设计要求，验证通过。 （5）每小时所需空气量q（m³/h）

qdQmax36000.21.4536001044(m3/h)

式中

d——单位体积污水所需曝气量，m3/m3（污水），取0.2 m3/m3（污水）。 （6）沉砂室所需容积V沉砂室（m3）

V沉砂室QmaxXT864001..453028640036(m) 66Kz101.310式中

X——城市污水沉沙量，m3/ 106m3（污水），取30 m3/ 106m3（污水）； T——清除沉砂的时间间隔，d，一般采用1~2d，设计取2d。 （7）每个沉砂斗容积V0（m³）

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V0V63(m3) n2式中

n——沉砂斗数量，个，取n=2。 （8）沉砂斗上口宽a(m)

a2h220.8a10.51.5(m)

tan60tan60式中

a——沉砂斗的上口宽度，m； h2——沉砂斗高度，m，取0.8m； ——沉砂斗壁与水平面的倾角，°，矩形沉砂池一般取60°； a1——沉砂斗底宽，m，一般采用0.4~0.5m，设计取0.5m。 （9）沉砂斗容积V0(m3)

V0aa11.50.5h2L0.8129.6(m3) ＞6.4m3 22 通过设计计算验证。 （10）沉砂池高度H(m) 池底坡降

h3i(Bah0h20.60.8)0.05(31.5)0.08(m) tan60tan60tan60tan60

式中

ho——曝气设备与池底的距离，m，取0.6m；

i——沉砂池池底坡度，取0.05。

Hh1h2h3h42.50.80.080.53.88(m)，设计取4m

式中

h4——沉砂池超高，m，取0.5m。 （11）进出水装置

进水采用两个DN800mm管道进水；出水采用薄壁出水堰跌落出水，出水堰可以保证沉砂池内的有效水位恒定。 堰上水头H2(m)

QmaxH2mb2g2式中

1.450.27 0.5529.82323第17页

m——流量系数，一般取0.4~0.5，取m=0.5； b2——堰宽，m，等于沉砂池的宽度5m。

污水经出水堰后自由跌落0.1m后流入出水槽，出水槽宽B2=1m，水深H3=1.2m，流速为v2(m/s)

v2Qmax1.451.21(m/s) B2H31.21出水管道在出水槽中部与出水槽相接，采用DN800mm的钢管。 （13）空气干管设计 干管管径

d14q410440.2(m) v103600式中

v——管内空气流速，ms1，一般为10~15ms1，取10ms1。 （14） 空气竖管设计

共安置8条曝气竖管，每条竖管的直径为

d24q410440.1(m) 16v1653600式中

v——竖管内空气流速，ms1，一般为4~5m/s，取5ms1。 5.4.3曝气沉砂池设备选择

据上述数据，由《环境设备选用手册》查得，采用PXS5000型行车式泵吸砂机并利用SLF型螺旋渣水分离器实现砂水分离，其处理能力为55~80m3/h。其各项具体规格见表6。

表6

池宽B/mm 5000

规矩/mm 5300

行车速度/m·min-1

5

电机功率/kw

5.15

对于曝气设备，每根竖管上的供气量为135m3h1，据上述数据，由《环境设备选用手册》查得选用YBM-2型膜式扩散器，共设置32个，每个池子设置16个，每个空气扩散器间距为0.5m。

第18页

5.5初沉池的计算

5.5.1初沉池设计参数

初沉池的沉淀时间t本设计取2h； 表面水力负荷本设计取2m3·(m2·h)-1;沉池采用两组并联的中心进水、周边出水辐流式沉淀池。污泥斗倾角取60 º;污泥斗上部半径取4m;污泥斗下部半径取2m; 池底坡度，取0.05；池子超高取 0.5m；缓冲层高取 0.5m。 5.5.2设计计算

（1）沉淀部分水面面积F(m2)

FQmax52201305(m2) nq22式中

Qmax——最大设计水量，m3h1；

n——设计沉淀池的数量，个，取n=2；

q——表面水力负荷，m3/(m2·h)，取q=2.0 m3·(m2·h)-1。 （2）池子直径D(m)

D4F4130541m（取D=45m）

（3）沉淀部分有效水深h2(m)

h2qt224(m)

式中

t——沉淀时间，h，取2h。

池子直径与有效水深的比值为10.5在范围6~12之间，符合设计要求。 （4）沉淀部分有效容积V(m3)

VFh2130545220(m3)

（5）污泥斗容积V1(m3)

h5D1D24-2tan60tan601.73(m) 222DDD1.73V1(122)(22211)12.68(m3)

32423第19页

h5D12式中

h5——污泥斗高度，m； α——污泥斗倾角（º），取60 º；

D1——污泥斗上部半径，m，取4m； D2——污泥斗下部半径，m，取2m。 （6）污泥斗以上圆锥体部分污泥容积V1(m3)

h4DD145-4i0.051.025(m) 22DD1D1.02545245442hDV14[()2(1)2)][()())]595.6(m3)

32423242式中

i——池底坡度，取0.05； h4——池底落差，m。

则污泥斗的总容积为595.6+12.68≈608＞150 ，符合实际要求。 （7）沉淀池池边高度H(m)

Hh1h2  h30.540.55(m)

式中

h1——池子超高，m，取 0.5m； h3——缓冲层高，m，取 0.5m。 （8）沉淀池总高度H(m)

Hh1h2h3h4h50.540.51.0251.737.755(m)

5.5.3初沉池进水系统设计计算

两座沉淀池中间设置一座配水井，沉砂池的水通过两根管径为管径为DN=900mm，流速1.2m/s，水力坡度1.7‰的管道直接送到内层套筒，进行流量分配。

配水井的有效水深取H1=3.0m，内外径分别取去D1=3.0m、D2=5.0m，中间隔墙厚度取0.3m。沉砂池的水由井底进入，流经溢流堰到配水井。 5.5.4 沉淀池进水设计计算 （1）中心进水管的直径D（m）

D4Qmax2v41.451m

20.9式中

D——中心进水管的直径，m

Qmax——最大设计流量，m/s；

第20页

v——管内流速，取0.9m/s。 （2）进水竖井

设计设置进水竖井的口径为1.5m并安置8个尺寸为0.5×1.5m2的出水口沿井壁均匀分布。出水口流速v2（m/s）

v2Qmax1.450.133(m/s)

20.51.5620.51.58（3）导流筒

导流筒的过流面积f(m2)

fQ10.72514.5(m2) v30.05式中

s-1； Q1——单个沉淀池的设计流量，m3· v3——导流筒内流速，m·s-1，取0.05m·s-1；

导流筒的直径D3(m) 5.5.5 沉淀池出水系统设计计算

出水整流采用三角堰板溢流形式，在出水堰内侧设置浮渣挡板以防止浮渣随水流冲走，淹没深度为0.4m。设计取集水槽超高0.3m，槽内水深0.5m，槽的总高度为0.8m。

（m3/s）（1）环形集水槽的设计流量为q

qQ10.7250.363(m3/s) 22（2）集水槽采用单侧集水环形集水槽，集水槽的槽宽b(m)

b0.9(kq)0.40.9(1.20.375)0.40.66(m)

式中

k——安全系数，一般为1.2~1.5，取1.2； （3）出水溢流堰

采用集水槽双侧90°的三角堰口出水。 每个三角堰流量q(m3/s)

q1.343H1式中

2.471.3430.042.470.0005m3/s

第21页

H1——堰上水头，m，取0.04m。 所需三角堰的个数

n5.5.6初沉池刮泥机设备选择

Q10.751500(个) q0.0005 据上述数据，由《环境设备选用手册》查得，选用DZG-45型单周边传动刮泥机，利用静水压力排泥，排泥管管径取500mm，出水管采用DN800mm的钢管。其各项具体规格见表7：

表7

型号 DZG-45

池径/m 45

池深/m 4

周边线速度/(m/min)

3

驱动功率/kW

1.5

5.6A2/O生物反应池设计计算

5.6.1 A2/O法生物脱氮除磷设计参数

表8

名称

BOD污泥负荷Ns/[kgBOD5·(kgMLSS·d)-1]

污泥浓度/(mg/L-1) 污泥回流比/% 混合液回流比/% 水力停留时间/h

TN负荷/[kgTN·(kgMLSS·d)-1] TP负荷/[kgTP·(kgMLSS·d)-1]

泥龄θc/d 溶解氧浓度/(mg/L)

温度/℃

数值 0.15~0.2 2000~4000 25~100 100~300

6~8；厌氧：缺氧：好氧=1:1:(3~4)

＜0.05 0.003~0.006 20~30

好氧段DO=2；缺氧段DO≤0.5；

厌氧段DO＜0.2

13~18

5.6.2工艺设计可行性判断

设经过初沉池的BOD5降低了20%，此时BOD5=410×（1-20%）=328mg·L-1，再结合上文章节2.2有关生物脱氮除磷工艺可行性分析的指标，进行评价。

（1）BOD5/CODcr=328/850=0.39＞0.35，可生化性较好。

（2）BOD5/TN=328/55=5.9＞3，COD/TN=850/55=15.5＞7，满足反硝化需求，且当BOD5/TN＞5时氮的去除率大于60%。

（3）BOD5/TP=328/9=36＞20，COD/TP=850/9=94＞30，生物除磷效果明显。

第22页

所以符合设计条件要求，验证通过。 5.6.3 A2/O生物反应池设计计算

生物反应池设计各项参数取值定为BOD5污泥Ns=0.15kgBOD5/(kgMLSS·d)，回流污泥浓度Xr=10000mg/L，污泥回流比取R=50%。设计拟采用三组生物池并联运行的方式。

（1）曝气池混合液浓度X（mg/L）

R0.5XXr100003333(mg/L)

R10.51（2）内回流比RN

RNTN0.727100%266%1TN10.727TN0TNe551572.7%TN055

TN式中

TN——TN的去除效率，%；

TN0TNe——进水总氮浓度，mg/L； ——出水总氮浓度，mg/L。

（3）反应池容积V(m3)

VQ(S0Se)125000(32810)79510(m3)

NsX0.153333式中

Q——设计平均流量，m3/d； S0——进水BOD5浓度，mg/L； Se——出水BOD5浓度，mg/L。 （4）生物反应池总水力停留时间t(h)

tV795100.63d15h Q125000（5）厌氧池、缺氧池和好氧池的水力停留时间和有效容积 设厌氧：缺氧：好氧水力停留时间比为1:1:3，则 厌氧池水力停留时间t1=3h；厌氧池有效容积V厌：15902m³； 缺氧池水力停留时间t2=3h；缺氧池有效容积V缺：15902m³； 好氧池水力停留时间t3=9h。好氧池有效容积V好：47706m³。 （6）校核氮磷负荷

第23页

好氧段总氮负荷校核：

QTN0125000550.043kgTN/(kgMLSSd)0.05kgTN/(kgMLSSd) XV好333347706 厌氧段总磷负荷校核：

QTP012500090.021kgTP/(kgMLSSd)0.06kgTP/(kgMLSSd) XV厌333315902符合设计要求，验证通过。 （7）剩余污泥量W(kg/d)

①污水处理生成污泥量（干重）W1（kg/d）

W1Y(S0Se)Q0.6(32810)12500023850(kg/d)

10001000式中

Y——污泥增殖系数，0.5～0.7，取0.6。

内源呼吸作用分解的污泥（干重）W2（kg/d）

W20.052500447065964(kg/d) 10001000XrfX0.7533332500(mg/L)kdXrV好式中

kd——污泥自身氧化率，0.05～0.1，取0.05； Xr——有机活性污泥浓度，mg/L；

MLVSSf——f，取0.75。

MLSS ②不可生物降解和惰性的悬浮物（干重）W3(kg/d)

可降解有机物内源代谢后产生的残留物比例可由微生物分解合成代谢之间

2的关系得出为20%13.33%。同时可有上文可知惰性悬浮物占进水SS的比

3例为1-f=25%，所以两者占TSS的比例总和为13.33%+25=38.33%，设计取40%，则

W3(TSSTSSe)40%(17010)40%Q1250008000(kg/d)

10001000WW1W2W3238505964800025886kg/d

则由此可得出剩余污泥量为：

（8）生物反应池规格尺寸，设计采用3组并联运行 ① 厌氧池：取有效水深H厌=5m，则单池面积：

第24页

A厌V厌3H厌159021060.1m2,取1070m2 35 取厌氧池长70m，则其宽为16m（分两个廊道，每个宽b=8m）； 设超高h=0.5m，则厌氧池的尺寸为70m×16m×5.5m。 ② 缺氧池：取有效水深H缺=5m，则单池面积：

A厌V厌3H厌159021060.1m2,取1070m2 35 取缺氧池长70m，则其宽为16m（分两个廊道，每个宽b=8.5m）； 设超高h=0.5m，则厌氧池的尺寸为70m×16m×5.5m。 ③ 好氧池：取有效水深H好=5m，则单池面积：

A好V好3H好477063180.4m2,取3300m2 35 取缺氧池长70m，则其宽为48m（分五个廊道，每个宽b=9.6m）； 设超高h=0.5m，则好氧氧池的尺寸为70m×48m×5.5m。

由上述数据可知b/h=8.5/5.5=1.5，符合宽深比1~2的设计要求，验证通过。 L/b=70/10=7，符合长宽比5~10的设计要求，验证通过。 （10）设计需氧量O(kgO2/d)

OO1O2O33305719610861644051kgO2/d1836(kgO2/h)

O1Q(S0Se)125000(32810)1.42(W1W2)1.42(238505964)33057gO2/d0.6810000.681000 由微生物合成代谢所需要的BOD：N：P=100:5:1可知，去除328-10=318mg/L有机物的同时要同化318/100×5=15.9mg/L的氨氮，因此被同化的氨氮量即为：

N进水氨氮-出水氨氮-用于合成的氨氮55515.934.1(mg/L)

4.6QN4.612500034.119610(kgO2/d)

10001000实际需要最低反硝化的氨氮

O2N进水氨氮-出水总氮-用于合成的氨氮551515.924.1mg/L

O32.86QN2.8612500024.18616(kgO2/d)

10001000式中

O1——碳化需氧量，kgO2/d; O2——氨氮硝化需氧量，kgO2/d;

第25页

O3——反硝化脱氮产氧量，kgO2/d 最大需氧量与平均需氧量之比为1.4，则

Omax1.4O1.44405161671kgO2/d2570(kgO2/h)

（11）标准需氧量SOR(kgO2/h)

设计准备采用微孔曝气，查其参数取氧转移效率EA20%，据工程概况介绍中工程地气象资料中得知水温20℃。则标准状态下的需氧量SOR

SOROCs(20)Csm(T)CL1.024(T20)

式中

——气压调整系数，取1

CL——曝气池内平均溶解氧，mg/L，取2

Cs（20）——水温为20℃时清水中的溶解氧饱和度，为9.17mg/L

Csm（T）——设计水温T℃时好氧反应池中平均溶解氧的饱和度，mg/L  ——污水传氧速率与清水传氧速率之比，取0.82

 ——污水中饱和溶解氧与清水中饱和溶解氧之比，取0.85 空气扩散气出口处绝对压Pb(Pa)，设曝气器敷设于距离池底0.2m处

Pb1.0131059.8103H1.0131059.8103(50.2)1.4834105(Pa)

空气离开好氧反应池时氧的百分比：

Ot21(1EA)210.8100%17.54%

7921(1EA)79210.8好氧反应池中平均溶解氧饱和度：

Csm(20)1.483410517.54PbOtCs(20)9.1710.42mg/L 55422.06610422.06610OCs(20)440519.1762364.8kgO2/d2600.3kgO2/h0.820.95110.422故标准需氧量为

SORCsm(T)CL1.024(T20)

其相应的最大标准需氧量为

SORmax1.4SOR1.426003640(kgO2/h)

（12）好氧池平均供气量Gs(m3/h)

第26页

GsSOR260010010043333.3(m3/h) 0.3EA0.320式中

EA——氧利用率，%，根据设备参数取20%。 故单池的供气量为14794m3/h，最大供气量为62135m3/h，单池最大供气量为20711m3/h。 5.6.4生物反应池设备选择

厌氧池/缺氧池：每个廊道加2个QJB1.5/6-1800/2-42/P型推流式潜水搅拌机，三组并联运行，共30台。其各项具体规格见表9：

表9

电动机功率/kW

1.5

电动机转速/(r/min)

42

叶轮直径/mm

1800

根据设计气流量及压力要求，由《环境设备选用手册》查得选用C125-1.65型离心鼓风机，共3台，2用1备，设备的各项具体规格见表10：

表10

项目 型号 出口压力Kpa 转速/(r/min)

规格 C125-1.65 161.7 2960

项目 进气流量/(m3/min) 所需轴功率/kW 电机功率/kW

规格 40 147 200

曝气器采用WBB1.5-S型微孔曝气器，每个好氧池设置480个，其各项具体规格见表11：

表11

项目 型号 曝气量m3/h 空气流量/m3/(h·个)

规格 WBB1.5-S 4.5~45 4~6

项目 氧利用率/% 服务面积/(m3/个)

孔隙率

规格 20 4.2 40%~50%

5.6.5生物反应池进出水系统计算 （1）进水管渠设计计算

单组反应池设计流量Q1(m3/d)

Q1Q12500041666.7m3/d0.48(m3/s) 33 管道过水断面积A(m2)

AQ10.480.6(m2) v0.8式中

v——管道平均流速，m·s-1，取0.8m·s-1。

第27页

进水管渠断面尺寸d(m)

d4A40.60.9(m)

 管径为DN=900mm，流速0.8m/s，水力坡度0.8‰ （2）污泥回流管设计计算

二沉池的活性污泥首先通过重力流回到污泥池，而后通过污泥回流泵提升到各个厌氧池。二沉池回流至污泥池的污泥管设计流量QR(m3/s)

QRRQ10.541666.720833.3m3/d0.25m3/s

管道过水断面积A(m2)

AQR0.250.25(m2) v1式中

v——管道平均流速，m2/s，取1 管渠断面尺寸d(m)

d4A40.250.56(m) 取（DN=1000mm）

据上述污泥回流量，由《环境设备选用手册》查得，性能最符合设计参数的是QJB-W22型污泥回流泵，每个池子设置1台并有2台作为备用。设备的各项具体规格见表12：

表12 型号 QJB-W22

电动机功率/kW

22

公称直径 900

（3）好氧池出水堰设计计算 设计为矩形堰流量

Q30.422gbH11.16H

3232式中

b——堰宽，m，取6m

Q125000 Q3——Q3(1R)(10.5)0.73m3/s

3386400则

Q0.733H(3)3()0.17(m)

11.1611.1622（4）好氧池到二沉池配水井出水管设计计算

第28页

管道过水断面积A(m2)

AQ30.730.92(m2) v0.8式中

v——管道平均流速，m·s-1，取0.8m·s-1。 进水管渠断面尺寸d(m)

d4A40.921.1(m)

管径为DN=1100mm，流速0.8m/s，水力坡度0.65‰ 5.6.6配水井设计

配水渠道中的水流速度设计取1m·s-1。

配水井进水总量为(1R)Q1.51.452.18m3/s，二沉池设计拟设置4座，所以每个堰口出流流量为0.57m3/s，配水采用矩形宽顶堰配水，根据矩形流量计算公式：

qm0bH2gH

式中

H——堰上水头，m；

b——堰宽，m，取1.5m；

m0——流量系数，通常为0.327~0.332，取0.33。 则

2q20.57H(22)3()30.41(m) 220.331.52gm0b2g11其中，

b1.53.6，在2.5~10范围内，符合设计要求，验证通过。 H0.415.7二沉池的设计计算

5.7.1二沉池设计参数

前面对沉淀池的有关规定都适用于二沉池，除此之外，二沉池还要根据其特点再做几点补充。二沉池表面水力负荷取q0=2.0 m3/(m2·h)。沉淀时间取2h。污泥回流比取50%;污泥斗倾角取60 º；污泥斗上部半径2.0m； 污泥斗下部半径1.0m。池底坡度取0.05；缓冲层高度取0.5m；刮泥板高度取0.5m。沉淀池超高取0.3m。

第29页

5.7.2二沉池设计计算

设计拟采用4座周边进水周边出水辐流式二沉池。 （1）二沉池池径D（m）

设计为4座二沉池，那么每座二沉池表面积和池径为

A1DQ1.45125000944m2nq042244A14944

34.6m（设计根据设备取35m）式中

A1——单池表面积，m2；

Q——进入二沉池的混合液流量，Q(1R)Q； n q0——二沉池表面水力负荷，m3/(m2·h)，取q0=2.0 m3/(m2·h)。 （2）沉淀部分有效水深h2(m)

h2q0T224(m)

式中

T——沉淀时间，h，取2h。

径深比为8.75在范围6~12，符合设计要求，验证通过。 （3）沉淀部分有效容积V(m3)

VD24h2352443848(m3)

（4）污泥部分所需容积V1(m3)

V14(10.5)12500033334(1R)QX7813(m3)

(333310000)24XXR式中

R——污泥回流比，%，取50%； Q——平均设计流量，m3/h； X——混合液污泥浓度，mg/L； XR——回流液污泥浓度，mg/L。 （5）污泥斗的有效容积V2(m3)

V2h53(r1r1r2r2)223.141.73(2.022.01.01.02)12.68(m3) 3第30页

h5(r1r2)tan(2.01.0)tan601.73(m)

式中

h5——污泥斗高度，m； α——污泥斗倾角（º），取60 º； r1——污泥斗上部半径（m），2.0m； r2——污泥斗下部半径（m），1.0m。 （6）污泥斗以上圆锥部分的容积V3(m3)

V3h43(R2Rr1r1)20.83(17.5217.52.02.02)290(m3)

h4(Rr1)i(182)0.050.8(m)

式中

i——池底坡度，取0.05；

R——沉淀池的半径，m，Rh4——池底落差，m。

（7）沉淀池周边（有效）水深H0(m)

H0h2h3h540.50.55(m)

D3517.5m； 22式中

h3——缓冲层高度，m，取0.5m； h5——刮泥板高度，m，取0.5m。 （8）沉淀池总高度H(m)

HH0h1h450.30.86.1(m)

式中

h1——沉淀池超高，m，取0.3m。 5.7.3二沉池进水系统设计计算

根据二沉池吸泥机产品的规格和技术参数，本设计的二沉池进水配水管管径采用DN=2500mm，二沉池单池的进水量为0.375m3/s， （1）管道过水断面A（m2）

Q0.375A0.375(m2)

v1式中

v——进水管道平均流速，m·s-1，取1m·s-1。 （2）进水管径d（m）

d4A40.375第31页

0.7(m)

管径为DN=700mm，流速0.9m/s，水力坡度1.7‰ 5.7.4配水系统设计计算

来自反应池的处理水首先进入配水井，经由配水井分别向四座沉淀池均匀配水。

（1）配水井中心管径D1（m）

D14Qmax41.451.45(m)

3.140.9v1式中

v1——中心管内水流速度，m·s-1，取0.9m·s-1。 （2）配水井直径D2（m）

D24QmaxD12v241.451.4522.6(m)，取3m

3.140.4式中

v2——配水井内水流速度，m·s-1，取0.4m·s-1。 （3）集水井直径D3（m）

D34Qmax2D2v341.452.6223.6(m)

0.3式中

v3——集水井内水流速度，m·s-1，取0.3m·s-1。 3.溢流堰

配水井中心管的污水通过薄壁堰流至配水井，薄壁堰的过流量为：

Qmaxmb2gH

32bD11.454.6(m)

式中

Qmax——集配水井的最大设计流量，m/s； m——薄壁堰的流量系数，取0.45； b——堰宽，m；

H——堰上水头，m。 则水上堰头为

QmaxHmb2g1.450.454.72g230.3(m) 235.7.5二沉池出水系统设计计算

出水堰采用90°三角锯齿堰双边出流。 （1）出水堰周长C（m）

C(D2b)(3520.2)108.7(m)

第32页

式中

C——出水堰周长，m；

b——出水槽宽度，m，取0.2m。 （2）所需三角堰的个数n（个）

n108.7C418个

b1b20.160.1式中

b1——三角堰顶宽，m，取0.16m； b2——三角堰堰顶间距，m，取0.1m。 （3）出水槽高度Hb（m）

QHb1.739.18b22a0.2h01.739.180.222130.21(m) 13式中

Qa——出水槽流量，m3/s，Qa1.60.2m3/s； 24b——出水槽设计宽度，m；

h0——出水槽超高，m，取0.2m。 （4）出水管管径D（m）

D4Qmax2v41.61m，取D=1000mm

23.141.0式中

v——出水管流速，m/s，取1.0m/s。 DN=1000mm，水力坡度2.6‰。 5.7.6 二沉池排泥设备选择

根据上述数据，由《环境设备选用手册》查得，二沉池排泥机选用ZBG型支座式单周边驱动刮泥机，其各项具体规格见表13：

表13

型号 ZBG-35

池径/m 35

周边线速度/m·min-1

2

池深/m 4.0

功率/kW 2.2

5.8处理水消毒

5.8.1 消毒方法比较

表14

项目 使用剂量mg/L 接触时间min

液氯 10.0 10~30

二氧化氯 2~5 10~20

臭氧 10.0 5~10

紫外线 —— 很短

第33页

消毒效果

优点 缺点 用途

对细菌有效、病毒部分有效、对芽孢无效 便宜、成熟、有后续

消毒作用 具有残毒，产生臭味

常用方法

对细菌有效、病毒部分有效、对芽孢

无效 杀菌效果好，无气味，有定型产品 维修管理要求高 中水及小水量工程

对细菌、病毒、芽

孢均有效

对细菌有效、病毒部分有效、对芽孢

无效

除色、臭味效果好，快速、无化学药剂，

无毒 比氯贵、无后续作

用 污水应用较少

国内外应用日益广

泛 对环境无影响 对浊度要求高

由上表对比分析得出结论本设计采用紫外线消毒。 5.8.2紫外线消毒系统设计参数

（1）照射渠水流应均匀分布，灯管前后的渠长度不宜小于1m。且灯管应淹没在水中。

（2）紫外线照射渠以两条以上为佳。当采用一条时，宜设置超越渠。 5.8.3紫外线消毒系统设计计算

设计选取UV4000PLUS型紫外线消毒设备，该设备参数为处理污水每3800 m3/d 需要2.5 根灯管，每根灯管的功率为2.8kw。系统主要由导流板、紫外线消毒模块、中央控制柜、水位传感器、单水渠控制柜组成。 （1）所需紫外线灯管数n（根）

Q125000n2.52.583

38003800 选用6根灯管为一个模块，则模块数为83/6=14,设计取14个。

（2）渠道过水断面积A（m2）

Q1.45A2.9(m2)

v0.5式中

v——渠中水流速度为，m·s-1，取0.5m·s-1

（3）渠道宽度B（m）

BA2.92.3(m) H1.29式中

H——渠道深度，m，按设备要求取1.29m。

设每个灯管间距为0.1m，沿着渠道宽可以设置24根灯管，所以设置4个UV灯组，一个灯组4个模块。 （4）渠道长度L（m）

设计取每个模块长度3m，渠道出水设堰板调节，调节堰到灯组间距1.5m，进水口到灯组间距1.5m，灯组间的间距为1m，则总长度L（m）

L341.531.518(m)

第34页

5.9计量槽设计计算

污水处理厂应该设置计量设施来统计污水处理厂运行过程中污水量、污泥量、动力耗量的变化。本设计也采用巴氏计量槽进行计量统计。 5.9.1巴氏计量槽设计参数

本设计出水量最大为1500L/s，查《给排水设手册》第三册得知，选择喉宽W=2.1m的巴氏计量槽，水位为Q=0.660H11.558 5.9.2 巴氏计量槽尺寸设计计算 （1）计量槽的渐缩部分的长度A1(m)

A10.5W1.20.52.11.22.25(m)

计量槽的喉部长度A2=0.6（m） 计量槽的渐扩部分的长度A3=0.9（m） （2）计量槽的上游渠道宽度B1（m）

B11.2W0.481.22.10.483(m)

计量槽的下游渠道宽度B2（m）

B2W0.32.10.32.4(m)

（3）计量槽总长度L

据上述规定，取上游直线段长度是2.5倍上游渠道宽度；下游直线段长度是下游渠道宽度的4备，则

计量槽上游直线段长度L1=2.5B1=7.5（m） 计量槽下游直线段长度L1=4B2=9.6（m） 计量槽总长度L（m）

LL1A1A2L27.50.60.99.618.6(m)

（4）计量槽的水位

当b= 2.1m时，Q=0.660H11.558 式中

H1——上游水深，m。

11Q15581.451558H11(m) 0.6600.660当喉宽W=0.3~2.5m 时，H2/H1≤0.7 为自由流，所以

H2≤0.7×H1=0.7×1=0.7（m）

第35页

5.9.3巴氏计量槽渠道水力计算

（1）上游渠道计算 过水断面面积A1（m2）

A1B1H1313(m2)

湿周f1（m）

f1B12H13215(m)

水利半径R1（m）

R1 流速v1（m/s）

v1Q1.50.5(m/s) A132A130.6(m) f15 水利坡度i1

2230.50.0130.630.08‰ i1vnR2式中

n——粗糙度，一般取值0.013。 （2）下游渠道计算

过水断面面积A2（m2）

A2B2H22.40.71.68(m2)

湿周f1（m）

f2B22H22.420.73.8(m)

水利半径R1（m）

R2 流速v1（m/s）

v1Q1.50.89(m/s) A21.682A21.680.44(m) f23.8 水利坡度i1

2233i1vnR0.890.0130.440.4‰

2第36页

5.10污泥浓缩池设计计算

5.10.1污泥浓缩池设计参数

设计拟采用6个浓缩池;污泥含水率取99.2%。浓缩时间取10h。浓缩池的有效水深取4.0m; 进泥含水率取99.2%；出泥含水率，取96%；贮泥时间取2h。污泥斗上部半径2m； 污泥斗下部半径1.5m;污泥斗倾角取60 º; 池底坡度取0.05; 浓缩池超高取0.3m；缓冲层高度取0.3m。 5.10.2 污泥浓缩池设计计算

（1）进入浓缩池的剩余污泥量q（m3/d）

q25886X3235.8m3/d135(m3/h)

1000(1)1000(199.2%)式中

q——进入浓缩池的污泥量，m3/d； X——剩余污泥量，kg/d；

——污泥含水率，取99.2%。 （2）浓缩池的有效容积V1（m3）

V1qt135101350(m3)

式中

V1——浓缩池的有效容积，m3； t——浓缩时间，h，取10h。 （3）浓缩池有效面积A（m2）

AV11350337.5(m2) h24式中

A——浓缩池有效面积，m2；

h2——浓缩池的有效水深，m，取4.0m。

设计拟采用6个浓缩池，则每个浓缩池的面积A1（m2）

337.5A157(m2)

6（4）浓缩池直径D（m）

D4A48511(m)

（5）所需贮泥部分容积V2（m3）

V2q(1P1)135(199.2%)t1254m3

1P2196%第37页

式中

P1——进泥含水率，%，取99.2%； P2——出泥含水率，%，取96%； t1——贮泥时间，h，取2h。 （6）污泥斗容积V3（m3）

V3h43(r1r1r2r2)220.873(221.521.52)11.16(m3)

h4(r1r2)tan(21.5)tan600.87(m)

式中

h4——污泥斗高度，m； r1——污泥斗上部半径（m），2m； r2——污泥斗下部半径（m），1.5m。 α——污泥斗倾角（º），取60 º。

（7）污泥斗以上圆锥部分的容积V4（m3）

V4h53(R2Rr1r1)20.13(424222)3m3

h5(Rr1)ih5(42)0.050.1(m)

式中

i——池底坡度，取0.05；

R——沉淀池的半径，m，Rh5——池底落差，m。 （8）浓缩池总高度H（m）

Hh1h2h3h4h50.34.00.30.870.15.57(m)

884m； 22式中

h1——浓缩池超高，取0.3m； h3——缓冲层高度，取0.3m。 （9）浓缩后剩余污泥量Q1（m3/h）

Q1q1P1199.2%13527(m3/h) 1P2196%单个浓缩池浓缩后污泥量为q1

q1Q1274.5(m3/h) 66（10）浓缩后分离出上清液的流量Q2（m3/h）

Q2q(P1P2)99.296135105.6(m3/h)

100P210096第38页

单个浓缩池浓缩后分离出的上清夜量为q2（m3/s）

q2Q2105.617.6m3/h0.0049(m3/s) 665.10.3 出水系统设计计算

（1）出水堰周长C（m）

浓缩池上清夜采用三角堰单边出水，上清夜经过出水堰进入出水槽，然后汇入出水管排出。

C(D2b)(1120.2)34(m)

式中

b——取出水槽宽，0.2m。 （2）每个所需三角堰的个数

n34C131个

b1b20.160.10式中

b1——三角堰顶宽，m，0.16m； b2——三角堰堰顶间距，m，0.10m。 （3）出水槽高度Hb

QHb1.739.18b22b0.125h01.739.180.220.20.8(m) 21313式中

Hb——出水槽的高度；

Q1.0.125m3/s； 2612b——出水槽设计宽度，m，取0.2m h0——出水槽超高，m，取0.2m。

Qb——出水槽流量，m3/s，Qb5.11污泥回流泵房设计

5.11.1污泥回流泵房计算

（1）由上文活性污泥回流比定值为50%，故每个池的污泥回流量为q（m3/h）

50%Q0.5125000q902.78(m3/h)

n243由上述污泥回流量，由《环境设备选用手册》查得，性能最符合设计参数的是QJB-W22型污泥回流泵，设置5台并有1台作为备用。设备的各项具体规格见表15：

表15

型号

电动机功率/kW

第39页

公称直径

QJB-W22 22 900

（2）污泥池尺寸设计计算

污泥池设计按照6分钟的污泥回流量设计，则

902.78V3()6270(m3)

60取有效池深5m，超高1m，则其面积为54m2 。取池长9m，则宽度为6m，所以设计污泥池的尺寸为9m×6m×6m。 5.11.2污泥脱水机房设计计算

设计取脱水前污泥含水率为96%，脱水后污泥含水率按75%计算。污泥脱水形成的泥饼运往垃圾填埋场填埋，脱除的水分则返回处理前端处理。 （1）脱水后污泥量M(kg/h)

1P3196%QQ0274.32(m3/h)

1P4175%MQ(1P4)10004.32(175%)10001080(kg/h)

式中

Q0——脱水前污泥量，m3/h，Q0==30.2m3/h； P3——脱水前污泥含水率，%； P4——脱水后污泥含水率，%； M——脱水后污泥重量，kg/h。 （2）均质池有效容积V（m）

V=Q0T2712324(m3)

3

式中:

Q0——设计污泥量，m3/h；

T——水力停留时间，h，本设计取12h。 （3）均质池的有效面积F（m2）

V32481(m2) F=4H式中

H——均质池的有效水深，m，本设计取4.0m。 （4）均质池直径D（m）

D5.11.3污泥脱水机房的选择

根据上述数据，由《环境设备选用手册》查得，选用DY2000型带式压滤机，干污泥产量为30~400kg/h，泥饼含水率为75%，絮凝剂聚丙烯酰氨投量按干污泥量的0.2%计。设计共采用 4 台带式压滤机，三用一备。

第40页

4F48110.2(m)

另外，污泥脱水过程中会伴有臭味产生，对周围空气造成二次污染。为解决这一问题，本设计拟8组技术为木屑和生物碳滤床的空气净化器，由通气机将臭气送至净化器对空气进行净化。

第41页

6总体布置

6.1平面布置

6.1.1平面布置原则

处理构筑物是污水处理厂的主体建筑物，在作平面布置时，应根据各构筑物的功能要求和水力要求，结合地形和地质条件，确定它们在厂区内平面的位置，对此，应考虑：

（1）处理构筑物的布置应紧凑，节约用地并便于管理。

（2）处理构筑物应尽可能地按流程顺序布置，以避免管线迂回，同时应充分利用地形，以减少土方量。

（3）经常有人工作的建筑物如办公，化验等用房应布置在夏季主风向的上风一方，在北方地区，并应考虑朝阳。

（4）在布置总图时，应考虑安排充分的绿化地带，为污水处理厂的工作人员提供一个优美舒适的环境。

（5）总图布置应考虑远近结合，有条件时，可按远景规划水量布置，将处理构筑物分为若干系列，分期建设。

（6）构筑物之间的距离应考虑敷设管渠的布置，运转管理的需要和施工的要求，一般采用5到10米。

（7）污泥处理构筑物应尽可能布置成单独的组合，以策安全，并方便管理。

（8）变电站的位置应设在耗电量大的构筑物附近，高压线应 避免厂内架空敷设。

（9）污水厂内管线种类很多，应综合考虑布置，以免发生矛盾，污水和污泥管道应尽可能考虑重力自流。

（10）如有条件，污水厂内的压力管线和电缆可合并敷设在一条管廊或管沟内，以利于维护和检修。

（11）污水厂内应设超越管，以便在发生事故时，使污水能超越一部分或全部构筑物，进入下一级构筑物或事故溢流。 6.1.2构筑物平面布置

按照功能可以将污水处理厂分成三个区域，如下所示：

（1）污水处理区。由各项污水处理构筑物组成，呈直线型布置。包括：粗格栅间、泵房、细格栅间、曝气式沉砂池、初沉池、A2/O生物反应池、二沉池、紫外消毒间、巴氏计量槽。

第42页

（2）污泥处理区。考虑处理过程中的气味，该区域设置在位于厂区主导风向的下风向，由污泥处理构筑物组成，呈直线型布置。包括：污泥浓缩池、污泥泵房、污泥脱水机房。

（3）厂区人员生活区。该区是将综合楼、宿舍、停车场、仓库等建筑物组合在一起，布置在厂区夏季主导风向的上风向。

6.1.3厂区绿化布置

利用道路与构筑物间的带状空地进行绿化，绿化带以草皮为主，靠路一侧种植绿篱，临靠构筑物一侧栽种花木或灌木，草地中栽种一此花卉。 6.1.4排水系统布置

厂区排水管道系统包括构筑物上清液和溢流管、构筑物放空管、各建筑物的排水管、厂区雨水管。排水管道中的水质若能带到水质排放要求可以直接排放，如果未满足排放要求，需要把它们收集后接入泵前集水池对它们进行污水处理。 6.1.5厂区道路布置

由厂外道路与厂内综合楼连接的路为厂区主道路，道宽10.0m，设双侧2m的人行道，并植树绿化。厂区内各主要构（建）筑物环状布置。车行道，道宽10.0m。

6.1.6污水处理厂其他建筑平面布置尺寸

除主要构筑物外，对厂区其他辅助性建筑进行尺寸规定。综合办公楼设计为60m×40m，宿舍设计为20m×15m，在厂区内还有道路系统、室外照明系统和美化的绿地设施。

6.2污水处理厂高程布置

6.2.1高程布置原则

(1)认真计算管道沿程损失、局部损失、各处理构筑物、计量设备及联络管渠的水头损失；考虑最大时流量，事故流量的增加，并留有一定的余地。

(2)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。

(3)在认真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。

(4)需要排放的处理水，在常年大多数时间能够自流排入水体。注意排放水位不一定选取水体多年最高水位，因为其出现时间短，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，当水体水位高于设计

第43页

排水位时，可进行短时间的提升排放。

(5)尽可能使污水处理工程的出水渠不受水体洪水的顶托，并能自流。 处理装置及构筑物的水头损失

(6)尽可能利用地形坡度，使污水按处理流程在构筑物之间能自流，尽量减少提升次数和水泵所需扬程。

(7)协调好站区平面布置与各单体埋深，以免工程投资增大、施工困难和污水多次提升。

(8)注意污水流程和污泥流程的配合，尽量减少提升高度。 6.2.2构筑物高程

表16

序号 1 2 5 6 7 8 9 10

管渠及构筑物名称 紫外线消毒间 二沉池 配水井 反应池 初沉池 曝气沉砂池 细格栅 泵房

水面标高（m）

-0.16 0.85 1.41 1.91 2.54 3.02 3.95 4.00

池顶标高（m）

0.14 1.35 1.91 2.41 3.04 3.52 4.45 4.5

池底标高（m）

-1.45 -4.15 -1.59 -3.09 -1.50 -0.94 2.1 -5.2

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7工程总投资估算

7.1水处理厂投资运营费用

此次设计采用费用模型估算法,土建构筑物一览表见表17

表17

序号 名称 外型尺寸 数量 单价 总价(万元) 1 格栅井 4.2*2.4*1.5 2 0.44 0.88 2 细格栅井 2.9*1.8*2.3 3 0.39 1.17 3 沉砂池 12*2.5*2.5 2 2 4 4 初沉池 Ø45*4 2 36 72 5 厌氧池 43*20*5.5 3 27 81 6 缺氧池 43*20*5.5 3 27 81 7 二沉池 Ø35*4 3 22 66 8 浓缩池 9*6*6 1 2.4 2.4 9 贮泥池 9*6*6 1 2.4 2.4 10 消毒池 9*6*3 1 1.8 1.8 合计 ;(万元) ; 312.65

7.2主要设备投资费用

构筑物附属设备型号、数量、单价、总价见表18：

表18

编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

名称 粗格栅 污水泵 细格栅 渣水分离器 吸砂机 曝气机 刮泥机 水下搅拌器 鼓风机 好氧池曝气 污泥回流泵 二沉池排泥 紫外消毒 设备总计

数量 2 5 4 1 1 46 4 10 3 1440 5 4 2

单价/万元

0.8 0.66 0.3 0.8 3 0.55 2.5 0.3 15 0.01 0.5 2.5 10

总价/万元

1.8 3 1.2 0.8 3 23 10 3 45 14.4 2.5 10 20 138

总费用：451(万元)

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