河南省某市污水处理厂 排水计算说明书

河南省某市污水处理厂工艺设计

第一部分 设计说明书

第1章 设计概论

1.1 设计任务

本次毕业设计的主要任务是完成河南省污水处理厂工艺设计。工程设计内容包括： 1．进行污水处理厂方案的总体设计：通过调研收集资料，确定污水处理工艺方案；进行总体布局、竖向设计、厂区管道布置、厂区道路及绿化设计；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：包括初步设计和设备选型。 3.进行辅助建筑物(污泥浓缩间、泵房、脱水机房等)的设计。 1.2 概况及自然条件

概况

该市河南省北部，是重要的工业城市之一。随着人口的增加，工业的发展，人民生活水平的不断提高，水污染越来越严重。为了防治水污染，治理环境，造福人民，根据城市总体规划，决定在该市某区兴建一座污水处理厂。污水处理厂拟建在市区南部，服务面积约为26平方公里，远期服务人口35万人。 自然条件

厂区地形：厂区地形平坦，污水厂地面标高71.500m。

污水厂坐标定位：西南：A＝0.000m, B=0.000m,东北A=250.00m, B=350.00m 排放标准：（GB8978-1996）一级标准； 接受水体：河流（正常水位标高：64.000m） 风向：夏季主导风向为东南风；

水文：降水量多年年平均为800mm； 年平均气温：14℃

1.3设计进出水水质

水质 设计进水水质 设计出水水质 SS(mg/l) 参数 200 20 BOD5(mg/l) 280 20 TN(mg/l) 50 20 TP(mg/l) 3 1

第2章 污水处理厂设计

2.1 污水处理厂设计规模 城市污水：11万m3/d。

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2.2污水处理厂址选择

污水厂厂址选择应遵循下列各项原则 1、应与选定的工艺相适应 2、尽量少占农田

3、应位于水源下游和夏季主导风向下风向 4、应考虑便于运输 5、充分利用地形

2.3污水、污泥处理工艺选择 1、处理工艺流程选择应考虑的因素

污水处理厂的工艺流程系指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。

在选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）、污水的处理程度 （2）、工程造价与运行费用 （3）、当地的各项条件

（4）、原污水的水量与污水流入工程

该污水处理厂日处理能力为11万m3,属于中规模的污水处理厂。 2、污水处理工艺流程说明： 1)、工艺方案分析：

本项目污水处理的特点为：①污水以有机污染为主，BOD/COD =0.7,可生化性较好，重金属及其他难以生物降解的有毒有害污染物一般不超标；②污水中主要污染物指标BOD、COD、SS值为典型城市污水值。

针对以上特点，以及出水要求，现有城市污水处理技术的特点，以采用生化处理最为经济。根据国内外已运行的大中型污水处理厂的调查，要达到确定的治理目标，可采用“A/O活性污泥法”。

2)、工艺特点:

(1)、本工艺在系统上可以称为最简单的脱氮工艺，总的水力停留时间少于其他同类工艺；

(2)、在缺氧、好氧交替运行条件下，丝状菌不能大量繁殖，无污泥膨胀之虞，SVI值一般均小于100；

(3)、运行中无需投药，两个A段只用轻缓搅拌，以不增加溶解氧为度，运行费用低。 3)、工艺流程：

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进水 中格栅 进水泵房 细格栅 砂 沉砂池 砂水分离 出水 接触池 二沉池 好氧池 缺氧池 初沉池 泵房 浓缩池 初沉污泥 泥饼 脱水 贮泥池

2.4、主要污水处理构筑物： 1)、中格栅

设置在泵房前，以截流较大的悬浮物或漂浮物，减少泵的磨损，使其能正常运行。中格栅设有格栅间，为室内结构，以减小雨水等对机器的损害。同时格栅间内设有运渣机，运渣机将栅渣运至格栅间内一侧的栅渣框，栅渣框每3小时清理一次。 2)、污水泵房

污水泵房与细格栅合建，使用潜污泵，减少占地面积。在集水池顶部设有格栅，以便于池内的通风。潜污泵检修时，使用移动起重机将其吊出水面，在地面进行检修。 3)、平流沉砂池

设于初沉池前去除比重较大的无机颗粒，以减轻初沉池负荷改善污泥处理构筑物的处理条件。 4)、初沉池

采用平流式沉淀池，是一级处理的主体处理构筑物，设在生物池前作为二级处理的预处理构筑物。 5)、A/O池

由缺氧部分、好氧部分构成

缺氧部分主要功能是脱氮；好氧部分是多功能的，去除BOD，硝化等项反应都是在此进行的。 6)、二沉池

二沉池采用中心进水周边出水式辐流式沉淀池，共有两座。它的作用是泥水分离、使混

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合液澄清、回流活性污泥。 7)、接触消毒池

对排放处理水进行消毒处理。 2.5、主要污泥处理构筑物 1、污泥泵房

合建式回流污泥及剩余污泥泵房，提升剩余污泥和回流活性污泥 2、浓缩池

降低污泥含水率，缩小污泥体积 3、贮泥池

贮存浓缩后的污泥及初沉池污泥

第3章 污水处理厂平面布置

3.1 污水处理厂平面布置原则 1、处理单元构筑物的平面布置

水处理构筑物是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)功能分区明确，管理区、污水处理区及污泥处理区相对独立。 (2)构筑物布置力求紧凑，以减少占地面积，并便于管理。 (3)考虑近、远期结合，便于分期建设，并使近期工程相对集中。 (4)各处理构筑物顺流程布置，避免管线迂回。

(5)变配电间布置在既靠近污水厂进线，又靠近用电负荷大的构筑物处，以节省能耗。 (6)建筑物尽可能布置为南北朝向。

(7)厂区绿化面积不小于30％，总平面布置满足消防要求。 (8)交通顺畅，使施工、管理方便。

厂区平面布置除遵循上述原则外，还应根据城市主导风向，进水方向、排水方向，工艺流程特点及厂区地形、地质条件等因素进行布置，既要考虑流程合理，管理方便，经济实用，还要考虑建筑造型，厂区绿化及与周围环境相协调等因素。 2、管、渠的平面布置

厂区主要管道有污水管道、污泥管道、超越管道、雨水管道、厂区给水管、厂区污水管等，设计如下：

(1)污水管道

污水管道为各污水处理构筑物连接管线及厂区污水管道，管道的布置原则是线路短，埋深合理。厂区污水管道主要是排除厂区生活污水、生产污水、清洗污水，厂区污水经污水管收集后接入厂区进水井，与进厂废水一并处理。

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(2)污泥管道

污泥管道主要为初沉池出泥管，二沉池出泥管，污泥泵房出泥管。管道设计时考虑污泥含水率相对较低的特点，选择适当的管径及设计坡度以免淤积。

(3)超越管

主要在污水处理厂调节池前设事故超越管（直接排放），以便在处理构筑物发生事故时污水能全部排出。

(4)雨水管道

为避免产生积水，影响生产，在厂区设雨水排放管。 (5)厂区给水管

厂内给水由城市给水管直接接入，给水管道的布置主要考虑各处生活饮用和消防用水。

3.厂区道路，围墙设计

为便于交通运输和设备的安装、维护，厂区内主要道路宽为8米，道路转弯半径一般均为8米。道路布置成网格状的交通网络。每个建、构筑物周边均设有道路。路面采用混凝土结构。

污水处理厂围墙：采用花池围墙，以增加美观，围墙高2.5m。 4、辅助建筑物

污水处理厂内的辅助建筑物有：泵房、办公室、综合楼、变电所、维修间、仓库等。他们是污水处理厂不可缺少的组成部分。其建筑面积大小应按具体情况与条件而定。

有可能时，可设立试验车间，以不断研究与改进污水处理技术。辅助构筑物的位置应根据方便、安全等原则确定。

在污水处理厂内应合理的修筑道路，方便运输，广为植树绿化美化厂区，改善卫生条件，改变人们对污水处理厂“不卫生”的传统看法。按规定，污水处理厂厂区的绿化面积不得少于30%。

3.2本设计污水处理厂的平面布置

1、根据污水处理厂平面布置的原则，本设计污水处理厂的平面布置采用分区的方法，共分三区：工作区、污水处理区、污泥处理区。

（1）工作区布置：设计力争创造一个舒适、安全、便利的条件，以利于工作人员的活动。设有办公楼、集中控制室、食堂、浴室及传达室等。建筑物前留有适当空地可作绿化用。

（2）水区布置：设计采用“一”型布置，其优点是布置紧凑、分布协调、条块分明。同时对辅助构筑物的布置较为有利。

（3）泥区布置：考虑到空气污染，将泥区布置在夏季主导风向的下风向，同时，远离人员集中地区。脱水机房接近厂区后门，便于污泥外运。

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2、在厂区平面布置及高程布置时，主要根据各构筑物的功能和流程的要求，结合厂址地形、地质条件、进出水方向的可能来进行布置。在平面布置中根据进水方向，根据排放水体方向及考虑夏季主导风向将污水处理构筑物依其流程由西向东布置,形成处理厂生产区,作为辅助生产构筑物的仓库靠近变电所,全厂的行政管理中心办公楼则位于进厂大门的东侧,厂区绿化用地较多,可改善厂内卫生条件。在高程布置上，处理构筑物标高仅按处理后污水能自然排出为前提，使进厂污水泵房扬程最小，节省运行费用。

第4章 污水处理厂高程布置

4.1污水厂高程的布置方法

污水处理厂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，以重力流考虑为宜(污泥流动不在此例)。为此，必须精确的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。在作初步设计时可进行估算。但应当认识到，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的跌水(多在出口处)，而流经构筑物本身的水头损失则很小。

(2)污水流经连接前后两处构筑物管渠(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。

在对污水处理厂的高程布置时，应考虑下列事项：

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

(2)计算水头损失时，一般应以近期最大流量(或泵的最大出水量)作为构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处理厂，水力计算常以接纳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，以使处理后污水在洪水季节也能自流排出，而泵需要的扬程则较小，运行费用也较低。但同时考虑到构筑物的挖土深度不宜过大，以免土建投资过大和增加施工上的困难。

在作高程布置时还应注意污水流程与污泥流程的配合，尽量减少抽升的污泥量，在决定污泥干化场、污泥浓缩池，消化池等构筑物高程时，应注意它们的污泥水能自动

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排入污水入流干管或其它构筑物的可能。

第二部分

1.1中格栅 1．设计参数：

Q平均=100L/(人.d)×35×104人×10-3+0.9×104+3.0×104+30× 20×104×10-3×3=9.2×104m3/d=1.065 m3/s

最高日Qd=Q平均×K日=9.2×104×1.21=1.1×105m3/d=1.288 m3/s

最高日最高时Qmax=Q平均×K总=9.2×104×1.32 m3/d =5060m3/h=1406L/s 设计流量Q=1.2144×105m3/d=1406L/s 栅前流速v1=0.7m/s，过栅流速v2=0.9m/s 栅条宽度s=0.01m，格栅间隙e=20mm 栅前部分长度0.5m，格栅倾角α=60° 单位栅渣量ω1=0.05m3栅渣/103m3污水 2．设计计算

（1）确定格栅前水深，根据最优水力断面公式Qmax?2Qmaxv12?1.4060.72 设计计算书

第一章 污水处理构筑物设计计算

B1v12计算得:

栅前槽宽B1?栅前水深h?B12?2.0m，

?2.02?1.0m Qmaxsin?ehv2?1.406?sin60?0.02?1.0?0.9?74个

（2）栅条间隙数n'?设计两组格栅，每组格栅数n=37条

（3）栅槽有效宽度B2?s(n?1)?en?0.01?(37?1)?0.02?37?1.1m 总水槽宽B?2B2?0.2?2?1.1?0.2m?2.4m（考虑中间隔墙厚0.2m） （4）进水渠道渐宽部分长度

L1?B?B12tan?1?2.4?2.02tan20??0.56m

（其中α1为进水渠展开角）

（5）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度L2?（6）过栅水头损失h1

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L12?0.28m

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因栅条边为锐边矩形截面，取k=3,β=2.42则

h1?kiv22gsin??k?()es4/3v22gsin??3?2.42?(0.010.024)?30.922?9.81sin60??0.10m

（7）栅后槽总高度H 取栅前渠道超高h2=0.3m，

则栅前槽总高度 H1=h+h2=1.0+0.3=1.3m 栅后槽总高度 H= H1+h1=1.3+0.10=1.4m （8）格栅总长度

L=L1+L2+0.5+1.0+H1/tanα =0.56+0.28+0.5+1.0+1.3/tan60°

=3.09m

（9）每日栅渣量

W?86400QmaxW11000Kz?86400?1.406?0.051000?1.3?4.67m3/d?0.2m3/d

所以宜采用机械清渣 （10）计算草图如下：

进水αα1α

1.2污水提升泵房 1.设计参数

设计流量：Q=1406L/s，泵房工程结构按远期流量设计。 2.泵房设计计算

采用A/O脱氮处理工艺方案，污水处理系统简单，对于新建污水处理厂，工艺管线可以充分优化，故污水只考虑一次提升。污水经提升后入平流沉砂池，然后自流通过缺氧池、好氧池、二沉池及接触池，最后由出水管道排入水体。 各构筑物的水面标高和池底埋深见高程计算。

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污水提升前水位69.500m（既泵站吸水池最底水位）,提升后水位75.517m（即细格栅前水面标高）。

所以，提升净扬程Z=75.517-69.500=6.017m 水泵水头损失取h=2m

从而需水泵扬程H=Z+h=8.017m

再根据设计流量1406L/s=5060m3/h，采用3台（二用一备）600QW3500-12-160型潜污泵，单台提升流量3500m3/h。扬程12m，转速745r/min，功率185kW，效率87.13%，出口直径600mm，重量3420kg，生产厂：石家庄水泵厂。

考虑泵房内集水池容积和中格栅，泵房设为泵房为半地下式，水泵为潜污泵，

L?B?H?7.5m?5m?6m。

1.3细格栅 1．设计参数：

设计流量Q=1.406m3/s,设两组并列的细格栅，每组流量为0.703m3/s 栅前流速v1=0.7m/s，过栅流速v2=0.9m/s 栅条宽度s=0.01m，格栅间隙e=10mm 栅前部分长度0.5m，格栅倾角α=60° 单位栅渣量W1’=0.10m3栅渣/103m3污水 2．设计计算

（1）确定格栅前水深，根据最优水力断面公式Qmax?2Q'maxv12?1.4060.72B1v12计算得栅前槽宽

B1??2.0m，

则栅前水深h?（2）栅条间隙数n?B12?2.02?1.0m ?1.406?sin60?0.01?2?1.0?0.9?73

Qmax'sin?enhv2（3）栅槽有效宽度B2?s(n?1)?en?0.01?(73?1)?0.01?73?1.45m

所以总槽宽为B?2B2?0.2?2?1.45?0.2m?3.1mm（考虑中间隔墙厚0.2m） （4）进水渠道渐宽部分长度

L1?B?B12tan?1?3.1?2.02tan20??1.52m

（其中α1为进水渠展开角）

（5）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度

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L2?1.522?0.76m

（6）过栅水头损失因栅条边为锐边矩形截面，取k=3,β=2.42则

h1?kisin??k?()2gev2s4/3v22gsin??3?2.42?(0.010.014)3?0.922?9.81sin60??0.26m

（7）栅后槽总高度（H）

取栅前渠道超高 h2=0.3m，

则栅前槽总高度 H1=h+h2=1.0+0.3=1.3m 栅后槽总高度 H=H1+h1=1.3+0.26=1.56m （8）格栅总长度

L=L1+L2+0.5+1.0+H1/tanα =1.52+0.76+0.5+1.0+1.3/tan60°

=4.53m

（9）每日栅渣量

W?86400QmaxW11000Kz?86400?1.406?0.101000?1.3?9.3m3/d?0.2m3/d

所以宜采用机械清渣 （10）计算草图如下：

1.4平流式沉砂池 1. 设计参数

设计流量：Q=1.406m3/s ，设计2组沉砂池，每组分为2格，每组沉沙池流量Q=Q/2=0.703 m3/s 设计流速：v=0.25m/s 水力停留时间：t=40s 2. 设计计算

（1）沉砂池长度：

L=vt=0.25×40=10m

（2）水流断面积：

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A=Q/v=0.703/0.25=2.812m2

（3）有效水深：

有效水深介于0.4～1.0m之间，本设计取h2=0.8m （4）池总宽度： 设计n=2格，每格宽B1?池总宽度B=2B1=3.6m （5）沉砂室所需容积：

V?86400QmaxTX1106KzA2h2?2.8122?0.8?1.76m,取B1=1.8m>0.6m。

式中：

T——清除沉砂的间隔时间，一般采用1～2d，本设计取２d； X1——城市污水沉砂量，一般采用30m3/（106m3污水）； Kz——污水流量总变化系数，本设计中Kz =1.3 代入各数据得， V?（6）每个沉砂斗容积

每格沉砂池设两个沉砂斗，则每个沉砂斗容积

V1=V/8=5.6/8 m3=0.7m3 （7）沉砂斗高度：

设计中取沉砂斗下口面积为0.6*0.6m，斗壁与水平面倾角为600，沉砂斗高度0.7米

则：沉砂斗上口宽为 a?沉砂斗容积：

V0?h'362h'3tan600?a1?0.762?0.7tan60028640?01.?40?6610?1.32303?5.6m

?0.6?1.4m

?2a2?2aa1?2a12???2?1.4?2?1.4?0.6?2?0.62??0.73m3?0.7m3

（8）沉砂室高度：采用重力排砂，设池底坡度为0.02，坡向砂斗，

h3?h'3?il2?0.7?0.06?3.5?0.91m

（9）池总高度 ：

取超高 h1=0.3m，

池总高度 H=h1+h2+h3=0.3+0.8+0.91=2.01m （10）进水渐宽（窄）部分长度：L1?（11）校核最小流量时的流速：

B?B12tan?1?3.8?1.82tan20??2.8m

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Vmin?Qminn1Amin

式中：

Vmin——最小流速（m/s），一般≧0.15m/s Qmin——最小流量（m3/s），一般取Qmin=0.75Q n1——沉砂池格数，最小流量时为1个 Amin——最小流量时的过水断面面积 代入各数据得，

Vmin?0.75?0.7031?0.8?1.8?0.37m/s?0.15m/s，满足要求

（12）进水渠道：

格栅的出水通过DN1200mm的管道送入沉砂池的进水渠道，然后向两侧配水进入进水渠道，污水在管内的流速为：

v1?QB1H1

式中

v1——进水渠道水流速度（m/s）

B1 —— 进水渠道宽度（m） H1 —— 进水渠道水深（m） 设计中取B1=1.8m，H1=0.8m

v1?1.4061.8?0.8?0.98m/s

（13）出水管道

出水采用薄壁出水堰跌落出水，出水堰可保证沉砂池内水位标高恒定，堰上水头为：

H1?(Q1mb22g)2/3

式中

H1——堰上水头（m）

Q1——沉砂池内设计流量（m3/s） m——流量系数，一般采用0.4~0.5 b2——堰宽（m），等于沉砂池宽度。 设计中取m=0.4，b2=3.6m

H1?(1.4062?0.4?3.6?2?9.812

)2/3?0.23m

河南省某市污水处理厂工艺设计

出水堰自由跌落0.1~0.15m后进入出水槽，出水槽宽1.0m，有效水深0.8m，出水流入出水管道。出水管道采用钢管，管径DN=600mm。 （14）排砂管道

采用沉砂池底部管道排砂，排砂管径DN=200mm。 （15）计算草图如下：

进水出水图4 平流式沉砂池计算草图

1.5 平流式沉淀池计算

初次沉淀池是借助于污水中的悬浮物质在重力的作用下可以下沉，从而与污水分离，初次沉淀池去除悬浮物40%~60%，去除BOD20%~30%。

平流沉淀池是利用污水从沉淀池一端流入，按水平方向沿沉淀池长度从另一端流出，污水在沉淀池内水平流动时，污水中的悬浮物在重力作用下沉淀，与污水分离。平流沉淀池由进水装置、出水装置、沉淀区、缓冲层、污泥区及排泥装置组成。

设计中选择两组平流沉淀池，N=2组，每组平流沉淀池设计流量为0.703 m3/s，从沉砂池流来的污水进入平流沉淀池进水廊道。 1.沉淀池表面积

A?Qmax?3600q'

式中

A——沉淀池表面积（m2） Q——设计流量（m3/s）

q’ ——表面负荷m3/(m2?h)，一般采用1.5~3.0m3/(m2?h) 设计中取q'?2m3/(m2?h)

A?0.703?36002?1265.4m2

2.沉淀部分有效水深

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h2?q't

式中：

h2——沉淀部分有效水深（m）

t——沉淀时间（h），一般采用1.0~2.0h。 设计中取t=2h

h2?2?2?4m

3. 沉淀部分有效容积V’

V'?Qmax?t?3600?0.703?2?3600?5061.6m3

4.沉淀池长度

L?vt?3.6

式中

L——沉淀池长度（m）

v——设计流量时的水平流速（mm/s），一般采用v?5mm/s。 设计中取v?5mm/s

L?5?2?3.6?36m

5.沉淀池宽度

B?A/L?1265.4/36?35m

6. 沉淀池格数

n1?B/b

式中 n1——沉淀池格数（个）

b——沉淀池分格的每格宽度（m）。 设计中取b=5m

n1?35/5?7个

7.校核长宽比及长深比

长宽比L/b?36/5?7.2?4（符合长宽比大于4的要求，避免池内水流产生短流现象）。 长深比L/h2?36/4?9?8（符合长深比8~12之间的要求）。 8.污泥部分所需容积 （1）按设计人口算

V?SNT1000n

式中

V——污泥部分所需容积（m3）

S——每人每日污泥量[L/(人*d)]，一般采用0.3~0.8 L/(人*d)

T——两次清除污泥间隔时间（d），一般采用重力排泥时，T=1~2d，采用机械刮泥时，

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河南省某市污水处理厂工艺设计

T=0.05~0.2d

N——设计人口数（人） n——沉淀池组数。

设计中取S=0.6 L/(人*d)，采用重力排泥时，清除污泥间隔T=2d

V?0.6?35?104?21000?2?210m3

（2）按去除水中悬浮物计算

V?Qmax(c1?c2)?86400?T?100KZ??(100??0)n?106

式中 Q——平均污水流量（m3/s） C1——进水悬浮物浓度（mg/l）

C2——出水悬浮物浓度（mg/l），一般采用沉淀效率??40%~60% K2——生活污水量总变化系数 ?——污泥容重（t/m3），约为1 P0——污泥含水率（%）

设计中取T=1d，P0=97%，??50%，C2=（100%-50%）?C1=0.5C1

V?1.288??200?100??86400?2?1001.3?1?(100?97)?2?106?285m3

9.每格沉淀池污泥部分所需容积

V'?V1/n?285/7?41m3

10.污泥斗容积

污泥斗设在沉淀池的进水端，采用重力排泥，排泥管伸入污泥斗底部，为防止污泥斗底部积泥，污泥斗底部尺寸一般小于0.5m，污泥斗倾角大于600。

V1?13?h4?(a2?aa1?a1)

2式中 V1——污泥斗容积（m3）

a——沉淀池污泥斗上口边长（m）

a1——沉淀池污泥斗下口边长（m），一般采用0.4~0.5m h4——污泥斗高度（m） 设计中取a=5m，a1=0.5m， h4?V1?13a?a12?tg??5?0.52?1.73?3.89m

?3.89?(52?5?0.5?0.52)?36m3

15

河南省某市污水处理厂工艺设计

11.污泥斗以上梯形部分污泥容积

V2?l1?l22?h4b

h4'?(36?0.3?5)?0.01?0.313m

l1?36?0.3?0.5?36.8m

l2?5m

V2?36.8?52?0.313?5?32.7m3

污泥斗和梯形部分容积

V1?V2?36?32.7?68.7m3?41m3

12. 沉淀池总高度H

H?h1?h2?h3?h4

式中 H——沉淀池总高度（m）

h1——沉淀池超高（m），一般采用0.3~0.5 h3——缓冲层高度（m），一般采用0.3

h4——污泥部分高度（m），一般采用污泥斗高度与池底坡度i=1%的高度之和。 设计中取h4=3.89+0.01?（36-5）=4.2m，h1=0.3m，h3=0.3m

H?0.3?4?0.3?4.2?8.8m

初沉池示意图：

1.6 A/O脱氮处理工艺

16

河南省某市污水处理厂工艺设计

1)设计参数

1.BOD5—污泥负荷率

缺氧—好氧生物脱氮工艺BOD5—污泥负荷率Ns设计中取

NS?0.16kgBOD5/(kgMLSS?d)，并查张自杰主编，《排水工程》，第四版下册P108图

4-7得知SVI值为150。 2.曝气池内混合液污泥浓度

X?R?r?106(1?R)?SVI

式中 X——混合液污泥浓度（mg/l）

R——污泥回流比，一般采用50%~100% r——系数。 设计中取R=100%，r=1.0

X?100%?1?106(1?100%)?150?3333mg/l

3.TN去除率

e?s1?s2s1?100%

式中 e——TN去除率（%） S1——进水TN浓度（mg/l） S2——出水TN浓度（mg/l）。 设计中S2=20 mg/l

e?50?2050?100%?60%

4.内回流倍数

R内?e

1?e式中 R内-内回流倍数

R内?0.6?1.5

1?0.62)平面尺寸计算

污水中的BOD5浓度为280 mg/l，假定一级处理对BOD5去除率为25%，则进入曝气池中污水的BOD5浓度为

Sa?SY??1?25%?

式中 Sa——曝气池进水中BOD5浓度值（mg/l） SY——原水中BOD5浓度值（mg/l）

17

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Sa?280??1?25%??210mg/l

污水中的SS浓度为200 mg/l，假定一级处理对SS去除率为50%，则进入曝气池中污水的SS浓度为

La?LY??1?50%?

式中 La——曝气池进水中SS浓度值（mg/l） LY——原水中SS浓度值（mg/l）

La?200??1?50%??100mg/l

1.曝气池有效容积

V?QSa NsX式中 V——曝气池有效容积（m3） Q——曝气池的进水量（m3/d）

Sa——曝气池进水中BOD5浓度值（mg/l）。

V?1.1?105?2100.16?3333?43316.8m3

2.A/O池的平面尺寸

F?V

H式中 F——池子总有效面积（m2） H——池子有效水深（m） 设计中取H=4.5m

F?43316.84.5?9625.96m3 F N每座曝气池有效面积

F1?式中 F1——每座池子有效面积（m2） N——池子个数 设计中取N=2

F1?9625.962L??4812.98m2 F1 nBA/O池采用推流式，则池长

式中 L——池子长度（m） n——池子廊道数

18

河南省某市污水处理厂工艺设计

B——池子宽度（m） 设计中取n=5，B=11.0m

L?4812.985?11VQ?87m

3)停留时间

T??24

式中 T——污水停留时间（h） V——池子总容积（m3） Q——平均进水量（m3/d）

T?43316.81.1?105?24?9.45h

设A段与O段停留时间比为1：4，则A段停留时间为1.89h，O段停留时间为7.56h。 A/O池的平面布置图如下图所示。

在A/O池的5廊道中，设第一廊道为缺氧池，其余4廊道为好氧池，在缺氧池中廊道首端，进水、回流污泥、回流硝化液一同进入，通过螺旋搅拌器进行搅拌，使水混合均匀，并提供前进动力，在好氧池廊道中设置空气管道与空气扩散装置。 4）进出水系统 1.A/O池进水设计

A/O池共4座，每2座为1组，共用1条进水渠道。初沉池的出水通过DN1200mm的管道送往A/O池，管内流速为1.24m/s。在A/O池前设阀门井，由两条DN1000mm进水管分别送入两组A/O反应池的进水渠道，管内流速为0.90 m/s。进水渠道的宽度为0.8m，有效水深为0.8m，最大流量时渠道内的流速

19

河南省某市污水处理厂工艺设计

v1?Qs4bh

式中 v1——最大流量时渠道内的流速（m/s）

b——渠道的宽度（m） h——渠道内的有效水深（m） 设计中取b=0.8m， h=0.8m

v1?1.4064?0.8?0.8?0.55m/s

2. A/O池出水

曝气池出水采用矩形薄壁堰，跌落出水，堰上水头

H1?(Q1mb12g)2/3

式中

H1——堰上水头（m）

Q1——每座反应池的总出水量（m3/s），指污水最大流量（0.703m3/s）、污泥回流量

（0.352/2m3/s）和内回流量（0.703?50%m3/s）之和。 m——流量系数，一般采用0.4~0.5 b1——堰宽（m），等于池宽。 设计中取m=0.4，b1=6m

H1?(?1.406?0.703?0.703?150%?/44?0.4?6?2?9.8)2/3?0.07m

设计中取为0.1m。

每座A/O池的出水管径为DN1100mm，然后汇成一条直径为DN1500mm的总管道，送往二沉池，管道内流速为v?6）曝气系统的计算与设计 1]需氧量

1.平均时需氧量

O2?a'QSr?b'VXV?1.406?0.703?0.703?1.5??4??1.52?1.0m/s。

式中 O2——混合液需氧量（kgO2/d）

a'——活性污泥微生物每代谢1kgBOD所需的氧气kg数，对于生活污水，a' 值

一般采用0.42~0.53之间

Q——污水的平均流量（m3/d）

Sr——被降解的BOD浓度（g/L）

b'——每1kg活性污泥每天自身氧化所需要的氧气kg数，b'值一般采0.188~0.11

20

河南省某市污水处理厂工艺设计

XV——挥发性总悬浮固体浓度（g/L）

设计中取a'=0.5，b'=0.15

210?203333?0.75O?0.5?1.1?105??0.15?43316.8?0.8??23443.7kg/d?976.8kg/h2100010002.最大时需氧量

最大时需氧量方法同上，只需将污水的平均流量换为最大流量

210?203333?0.75O?0.5?1.2144?105??0.15?43316.8?0.8??24530.54kg/d?1022kg/h2max10001000

3.最大时需氧量与平均时需氧量之比

O2maxO2?1022976.8?1.05

2]供气量

采用WM—180型网状膜微孔空气扩散器，每个扩散器的服务面积为0.5m2，敷设于池底0.2m处，淹没水深为4.0m，计算温度定为30℃。

查张自杰主编，《排水工程》，第四版下册，P607，附录一：氧在蒸馏水中的溶解度表，得20℃和30℃时，水中饱和溶解氧值为：

CS?20??9.17mg/L;CS?30??7.63mg/L

1.空气扩散器出口处的绝对压力

Pb?1.013?105?9800H

式中 Pb——出口处绝对压力（Pa） H——扩散器上淹没深度（m） 设计中取H=4.0m

Pb?1.013?105?9800?4?1.405?105Pa

空气离开曝气池池面时，氧的百分比

Ot?21?1?EA?79?21?1?EA??100%

式中 Ot——氧的百分比（%）

EA——空气扩散器的氧转移效率，对于网状膜型中微孔空气扩散器，一般在6%~12%之间。 设计中取 EA=12%

21

河南省某市污水处理厂工艺设计

Ot?21?1?0.12?79?21?1?0.12??100%?18.96%

2.曝气池混合液中平均氧饱和度（按最不利的温度条件考虑）

PbOt? ?CSb?30??CS???542??2.066?10

式中 Csb?30?——30℃时，鼓风曝气池内混合液溶解氧饱和度的平均值（mg/L） Cs——30℃时，在大气压力条件下，氧的饱和度（mg/L）

CSb?30??1.405?10518.96??7.63?????8.63mg/L 542??2.066?10换算为在20℃条件下，脱氧清水的充氧量

R0?RCs?20???????Csb?T??C??1.204T?20??

式中 R——混合液需氧量（kg/h）

Csb?20?——20℃时，鼓风曝气池内混合液溶解氧饱和度的平均值（mg/L）

?、?——修正系数

?——压力修正系数

C——曝气池出口处溶解氧浓度（mg/L）

设计中取 ??0.82，??0.95，??1.0，C?2.0 平时需氧量为：

R0?976.8?9.170.82??0.95?1.0?8.63?2??1.02430?20?1390kg/h

最大时需氧量为：

R0max?1022?9.170.82??0.95?1.0?8.63?2??1.02430?20?1455kg/h

3.曝气池供气量

曝气池平均时供气量为：

Gs?R00.3EA?13900.3?0.12?38611m3/h

曝气池最大时供气量为：

22

河南省某市污水处理厂工艺设计

Gsmax?R0max0.3EA?14550.3?0.12?40417m3/h

3]空气管路计算

按照曝气池平面图，布置空气管道，在相邻的两个廊道的隔墙上设一根干管，共设4根干管。在每根干管上设15对曝气竖管，共30条配气竖管。曝气池共设120条配气竖管，每根竖管的供气量为：

40417120?337m3/h

曝气池的平面面积为87?44?2?7656m2，每个空气扩散器的服务面积按0.5m2计，则所需空气扩散器的总数为：

76560.515312120?15312个

每根竖管上安装的空气扩散器的个数为：

?127.6个，取为130个。 40417120?130每个空气扩散器的 配气量为：

?2.59m3/h

将已布置的空气管路及布设的空气扩散器绘制成空气管路计算图如下，用以计算。

空气管路计算图

23

河南省某市污水处理厂工艺设计

空气管路计算图

选择一条从鼓风机房开始最长的管路作为计算管路，在空气流量变化处设计算节点，统一编号后列表进行空气管路计算，计算结果见表1。

空气干管和支管以及配气竖管的管径，根据通过的空气量和相应的流速按张自杰主编，《排水工程》，第四版下册，P608，附录2（空气管计算图(a)）加以确定。计算结果列入计算表中第6项。

空气管路的局部阻力损失，根据配件的类型，按式l0?55.5KD1.2折算成当量长度损失l0，并计算出管道的计算长度l?l0(m)，（l为管段长度）计算结果列入计算表中的第8、9两项。

空气管道的沿程阻力损失，根据空气管的管径（D）mm，空气量m3/min，计算温度℃和曝气池水深，查张自杰主编，《排水工程》，第四版下册，P609，附录3（空气管计算图(b)）得，结果列入表的第10项。

9项与10项相乘，得压力损失h1?h2，结果列入计算表第11项。

空气管路计算表 表1 管空气流量 空气 管径 管段管段压力损失 管段 段 流速 D 当量计 h1+h2 编号 长v mm 长度 算长9.8 9.8 度 m3/h m L0 度 m3/min (Pa/m) (Pa/m) L /s 配件 m L0+L m m 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 32~31 0.58 2.59 0.04 32 31~30 0.58 5.18 0.08 32 30~29 0.58 7.77 0.13 32 24

河南省某市污水处理厂工艺设计

29~28 28~27 27~26 26~25 25~24 24~23 23~22 22~21 21~20 20~19 19~18 18~17 17~16 16~15 0.58 0.58 0.84 0.84 0.84 0.84 0.84 0.84 10.0 5.8 5.8 5.8 5.8 5.8 10.36 12.95 25.9 51.8 77.7 103.6 129.5 155.4 336.7 673.4 1346.8 2020.2 2693.6 3367 0.17 0.22 0.43 0.86 1.3 1.7 2.2 2.59 5.61 11.22 22.45 33.67 44.89 56.12 —— —— —— —— —— 4.5 32 32 50 60 80 80 100 100 150 150 200 250 300 350 弯头1个 三通1个 三通1个 三通1个 三通1个 三通1个 异形管1个 四通1个 异形管1个 四通1个 异形管1个 四通1个 闸门1个 弯头3个 三通1个 三通1个 四通1个 异形管1个 四通1个 四通1个 异形管1个 四通1个 弯头1个 异形管1个 弯头1个 三通1个 异形管1个 三通1个 0.62 1.18 1.18 1.18 1.18 2.69 1.12 1.68 1.68 1.68 1.43 3.49 0.18 0.33 0.72 0.86 1.50 0.35 0.20 0.55 1.21 1.44 2.15 1.22 15~14 5.8 4040.4 67.34 4.7 400 3.83 4.63 0.38 1.76 14~13 5.8 4713.8 78.56 5.0 400 5.01 5.81 0.29 1.68 13~12 5.8 5387.2 89.79 12~11 5.8 6060.6 101.01 5.0 4.3 400 400 4.20 4.60 18.40 26.35 0.29 0.14 1.33 3.69 11~10 5.8 6734 112.23 8.8 10~9 5.8 7407.4 123.46 10.1 500 500 7.58 13.08 11.50 17.00 0.38 0.28 4.97 4.76 9~8 8~7 5.8 8080.8 134.68 13.2 5.8 8754.2 145.9 12.5 500 600 9.65 15.15 15.04 20.54 0.69 0.60 10.45 12.32 7~6 5.8 9427.6 157.13 10.5 600 24.87 31.87 0.31 9.88 6~5 5~4 4.96 10101 168.35 10.5 22.0 10101 168.35 12.6 600 600 9.16 23.16 26.25 40.25 0.31 0.32 7.18 12.88 4~3

44.0 20202 336.7 12.6 800 25

34.30 48.30 0.18 8.69

河南省某市污水处理厂工艺设计

3~2 2~1 异形管1个 22.0 30303 505.05 11.2 900 三通1个 42.69 49.69 异形管1个 15.0 40404 673.4 13.0 1000 三通1个 60.30 90.30 异形管1个 合计 100.99 0.12 5.60 0.10 9.03 将表1中11项各值累加，得空气管道系统的总压力损失为：

??h1?h2??100.99?9.8?0.99kPa

网状膜空气扩散器的压力损失为5.88kPa，则总压力损失为

0.99?5.88?6.87kPa

为安全计，设计取值9.8kPa。 4]空压机选择

空气扩散装置安装在距离池底0.2m处，曝气池有效水深为4.5m，空气管路内的水头损失按1.0m计，则空压机所需压力为：

P??4.5?0.2?1.0??9.8?51.94kPa

空压机供气量： 最大时：

Gsmax?27555m/h?459.25m/min33

平均时：

Gs?25775m3/h?429.58m3/min

根据所需压力及空气量，查《给水排水设计手册》第11册，第二版，选择L84WD型罗茨鼓风机，性能表如下。 型 号 转速 n (r/min) 升压 ?P (kPa) (m/min)L84WD型罗茨鼓风机性能表 表2 进口 轴功 配套电动机 主机 生 流量 率 重量 产 型号 功率 Q 厂 (kW) (kg) (kW) 3 26

河南省某市污水处理厂工艺设计

L84WD 730 58.8 170 226 JS138-8 245 5800 章 丘、四川鼓风机厂 选择4台此种型号鼓风机，3用1备。 1.7二沉池

本设计的二沉池采用中心进水，周边出水的辐流式沉淀池，设2座。 1）．设计参数

设计进水量： Qmax=1.406m3/s 表面负荷： q=1.4m3/ （m2*h） 水力停留时间（沉淀时间）：T=3h 2）．设计计算 1.沉淀池面积: 按表面负荷算：

A?QmaxNqb?0.703?36001.4?1807.71m2m2

2.沉淀池直径：

D?4A??4?1807.713.14?47.99m?16m

取D=48m 3.有效水深为

h=q?T=1.4?3=4.2m

4.径深比

Dh2?484.2?11.4（介于6～12）

5.污泥部分所需容积：

Xr?106SVIr

SVI——污泥容积指数，一般采用70-150， r——系数，一般采用1.2，代入数据得：

Xr?106100?1.2?12000mg/l

X?V1?R1?R?Xr?0.51?0.5?12000?4000mg/l

2?1?R?Q0X2?1?0.5??1.288?4000?3600??3477.6m3

11?X?Xr?N?4000?12000??22227

河南省某市污水处理厂工艺设计

式中 污泥回流比R=50%， X——曝气池中污泥浓度（mg/l）， Xr——二沉池排泥浓度(mg/l), Q0——污水平均流量（m3/s） 6.沉淀池总高度

H?h1?h2?h3?h4?h5

式中 H——沉淀池总高度（m）；

h1——沉淀池超高（m），一般采用0.3-0.5； h2——沉淀池有效水深（m）；

h3——沉淀池缓冲层高度，一般采用0.3米； h4——沉淀池底部圆锥体高度（m）； h5——沉淀池污泥区高度（m）

根据污泥部分容积大及二沉池的特点，采用机械刮吸泥机排泥。池底坡度为0.05。

h4??r1?r2??i??24?1??0.05?1.15m

式中 r——沉淀池半径，

r1——沉淀池进水竖井半径，一般采用1.0米 沉淀池底部圆锥体容积：

V2?h5??3h4?r2?r?r1?r12????3?1.15??242?24?1?12??723.4m3?1.52m

V1?V2F3477.6?723.41807.71式中 F——沉淀池表面积 7.进水管：

取Q=0.703m/s，Q0=0.65m/s R=50%

单池：Q1=Q+RQ0 =0.703+1.288/2?0.5=1.025m3/s 进水管管径取D1=1100mm 流速v=1.08m/s 8.进水竖井计算：

进水竖井直径采用D2=2.0m

H?0.3?4.2?0.3?1.15?1.52?7.47m采用多孔配水，配水口尺寸a?b=0.5m?1.5m,共设8个沿井壁均匀分布； 流速 孔距l：l?4v?Q11.025??0.17mA1?0.?58/s<(0.15-0.2)

?D2?a?4???2.0?0.5?88?0.285m

9.稳流筒计算

28

河南省某市污水处理厂工艺设计

筒中流速：v3?0.03~0.02m/s?设计中取0.02? 稳流筒过流面积：

f?Q1v3?1.0250.02?51.25m2

稳流筒直径D3：

D3?4f??D2?24?51.253.14?22?8.2m

10.出水槽计算

采用双边90°三教堰出水槽集水，出水槽沿池壁环形布置，环形槽中水流由左右两侧汇入出水口。 每侧流量：

Q?0.703/2?0.352m3/s

集水槽中流速v=0.6m/s， 设集水槽宽B=0.6m， 槽内终点水深h2：h2?槽内起点水深h1：

h1?hk?32hkh23QvB?0.3520.6?0.6?0.98m,取1.0m

?h222

?QgB2式中 hk——槽内临界水深（m）

?——系数，一般采用1

g——重力加速度

hk?3h1?0.35229.8?0.62?0.331.032?0.33m

?12?1.04m设计中取出水堰后自由跌落0.10m，集水槽高度：0.1+1.04=1.14m，取1.15m。集水槽断面尺寸为：0.6m?1.15m 11.出水堰计算

29

河南省某市污水处理厂工艺设计

q?n?QnLbL?L1?L2

2h?0.7q5q0?QL式中 q——三角堰单堰流量（L/s） Q——进水流量（L/s） L——集水堰总长度（m） L1——集水堰外侧堰长（m） L2——集水堰内侧堰长（m） n——三角堰数量（个） b——三角堰单宽（m） h——堰上水头（m） q0——堰上负荷[L/(s?m)]

设计中取b=0.10m，水槽距池壁0.5m

L1??48?1????147.58mL2??48?1.0?0.6?2????143.81mL?L1?L2?291.39mn?q?LbQn??291.390.100.703?100029142?2913.9个，取2914个

?0.241l/s2h?0.7q5?0.7?0.2415?0.396q0?QL?0.703?1000291.39?1.6L/?s?m?根据规定二沉池出水负荷在1.7L/?s?m?以下，计算结果符合要求。 12.出水管

出水管径DN=1000mm

v?4Q2?D2?4?1.4062???1.02?0.90m/s

13.排泥装置

30

河南省某市污水处理厂工艺设计

沉淀池采用周边传动刮吸泥机，周边传动刮吸泥机的线速度为2~3m/min，刮吸泥机底部设有刮泥板和吸泥管，利用静水压将污泥吸入污泥槽，沿进水竖井中的排泥管将污泥排出池外。

排泥管管径500mm，回流污泥量0.703?50%/2?175.75l/s，流速0.90m/s 14.集配水井 1)、设计参数

进水流量Q=Qmax?RQ0=2.05m3/s 2)、设计计算 ①配水井中心管直径

D2?4Q?v2 式中：v2——中心管内污水流速（m/s），一般采用v2≧0.6m/s，本设计取v2=0.7m/s 则 D2?②配水井直径

D3?4Q4?2.05?1.9m3，本设计取D2=2.00m

??0.7?v3?D22

式中：v3——配水井内污水流速（m/s），一般采用0.2～0.4m/s，本设计取v3=0.3m/s 则 D3?③集水井直径

D1?4Q4?2.05?2.020???0.33.m5，本设计取6D3=3.60m

?v1?D32

式中：v1——集水井内污水流速（m/s），一般采用0.2～0.4m/s，本设计取v1=0.3m/s 则 D1?④进水管管径

取进入二沉池的管径DN1100mm 流速v?4Q2?D2?4?2.052???1.12?1.08m/s?0.7m/s，符合要求 4?2.05?3.620???0.34.m6，本设计取5D1=4.70m

⑤出水管径

由前面结果可知，出水管径为DN1000mm，v=0.90m/s 总出水管径取DN=1200mm，v?超越闸门，以便超越。

31

4Q?D2?4?1.406??1.42?0.91m/s?0.7m/s，集配水井内设有

河南省某市污水处理厂工艺设计

12.辐流式二沉池计算草图如下：

1.8接触消毒池与加氯间

城市污水经一级，二级处理后，水质有所改善，细菌含量大幅减少，但细菌的绝对值依然很可观，并存在病原菌的可能。因此，在排放水体或灌溉农田之前，应进行消毒处理。本设计采用隔板式接触反应池。 1)、设计参数

水力停留时间：T=0.5h=30min 液氯投加量：a=8.0mg/L 沉降速度：1.0～1.3mm/s 2)．消毒剂的投加 1.加氯量计算

二级处理出水采用液氯消毒时，液氯投加量一般为5~10mg/l，本设计中液氯投加量采用8mg/l。每日加氯量为：

q?q0?Q?86400/1000

式中 q——每日加氯量（kg/d） q0——液氯投量（mg/l） Q——污水设计流量（m3/s）

q?8?1.406?86400/1000?971.83kg/d

2.加氯设备

液氯由真空转子加氯机加入，加氯机设计两台，采用一用一备。 每小时加氯量： 971.83/24?40.5kg/h 设计中采用ZJ-1型转子加氯机。 3). 接触消毒池设计计算

污水接触消毒池采用1组5廊道推流式，设计计算如下： 1.消毒接触池容积：

32

河南省某市污水处理厂工艺设计

V?Q?t

式中 V——接触池单池容积（m3） Q——单池污水设计流量（m3/s） t——消毒接触时间，采用t=30min

30?60得 V?1.40?6?2m533 0.82.消毒接触池表面积

F?Vh2

式中 F——消毒接触池单池表面积（m2） h2——消毒接触池有效水深（m） 设计中取h2=3.0m

F?2530.83?843.6m2

3. 消毒接触池池长池宽： 设廊道单宽B=5.0m，

则总池长为：L’=F/B=843.6/5=168.72m 廊道长:L=L’/5=33.7m，设计中取34m。 总池宽：B=5×B=5×5.0=25.0m

长宽比： L’/B=168.72/5.0=33 (大于10符合要求)。 4.池高：

H=h1?h2

式中 h1——超高（m），一般采用0.3m；

h2——有效水深。

代入数据： H=0.3?3?3.3m

5. 进水部分：消毒接触池的进水管管径D=1200mm，v=1.24m/s.

6. 混合：采用管道混合的方式，加氯管线直接接入消毒接触池的进水管。 7. 出水部分:

2??3QH???

??nmb2g??式中 H——堰上水头（m）， n——消毒接触池个数；

33

河南省某市污水处理厂工艺设计

m——流量系数，一般采用0.42； b——堰宽，数值等于池宽（m）。 代入数据：

??1.406H????0.28m

?1?0.42?5?2g???238.接触消毒池计算草图如下：

1.9计量堰

1.为提高水厂的工作效率和运转管理水平，并积累技术资料，以总结运转经验，为今后处理厂的设计提供可靠数据，必须设计计量设备，以准确掌握污水厂的污水量，并对水量资料和其他运行资料进行综合分析。

本设计为节省投资，仅在为水厂的总出水管上设置计量设备，对二级处理出水进行计量。计量槽采用咽喉式计量槽中的巴氏计量槽，其优点是：水头损失小，不易发生沉淀，精确度高，可达95%-98%。但他对于施工要求高，尺寸如不精确即影响精度。因此，施工应注意施工质量。 2.计量堰尺寸设计

本设计设计流量Qmax=1.406m3/s，根据〈给排水设计手册〉第五册567页表10-3，选择测量范围在0.300—2.100m3/s的巴氏计量槽，其各部分尺寸为：W=1.00m，B=1.700m，A=1.734m，C=1.30m ，D=1.68m ，2/3A=1.156m

3 .计量堰按自由流计，根据〈给排水设计手册〉第五册，查的应采用的计量堰尺寸为： 当W=1.00时，Q=1.406m3/s时，

上游水深：H1?(自由流取

H2H1Qmax2.402)1/1.570?(1.4062.402)1/1.570?0.71m,

?0.7 H2?0.7?0.?710m.，取500.45m。

34

河南省某市污水处理厂工艺设计

故计量堰水头损失为 H1?H2?0.71?0.45?0.26m 4.渠道水力计算 1）上游流速v?QDH1?1.4061.68?0.71?1.18m/s

水力计算如下：

?2?0.7?1m湿周 f?B?2H 3.121?1.700过水断面：F?BH1?1.700?0.71?1.207m2 水力半径：R?Ff??1.2073.12232?0.39m

?232水力坡度：i?(vnR)?(1.18?0.013?0.39)?8.5?10?4 2）下游流速v?QCH2?1.4061.30?0.40?2.70m/s

水利计算如下：湿周 f?B?2H2?1.700?2?0.40?2.50m 过水断面：F?BH2?1.700?0.40?0.68m2 水力半径：R?Ff??0.682.50232?0.272m

?232?3i?(vnR)?(2.70?0.013?0.272)?7.0?10水力坡度：

3）计量堰水头损失计算：

?4?3上游损失为：8.5?10?4.0?3.4?10m

下游损失为：7.0?10?3?8.0?0.056m 计量堰示意图：

35

河南省某市污水处理厂工艺设计

第二章 污泥处理构筑物设计计算

污泥按其来源可分为初沉污泥和剩余污泥。

初沉污泥是来自初次沉淀池的污泥，污泥含水率较低，一般不需要浓缩处理，可直接进行脱水处理。

剩余污泥来自曝气池，活性污泥微生物在降解有机物的同时，自身污泥量也在不断增长，为保持曝气池内污泥量的平衡，每日增加的污泥量必须排出处理系统，这一部分污泥被称作剩余污泥。剩余污泥含水率较高，需要先进行浓缩处理，然后进行脱水处理。 2.1污泥量计算 1）、初沉池污泥量计算

由前面资料可知，初沉池采用间歇排泥的运行方式，每4小时排一次泥。 1. 按设计人口计算

V＝SNT1000n

式中 V——污泥部分所需容积（m3）

S——每人每日污泥量[L/(人*d)]，一般采用0.3~0.8 L/(人*d)

T——两次清除污泥间隔时间（d），采用机械刮泥排泥时，一般采用4h n——沉淀池分格数

设计中S=0.5 L/(人*d)，设计中排泥间隔时间采用4h

V＝0.5?35?104?41000?2?24?14.58

2. 按去除水中悬浮物计算

V?Q(c1?c2)?24?T?100K2??(100??0)n

式中 Q——设计流量（m3/h） C1——进水悬浮物浓度（kg/m3） C2——出水悬浮物浓度（kg/m3） K2——生活污水量总变化系数

36

河南省某市污水处理厂工艺设计

?——污泥容重（kg/m3），一般采用1000 kg/m3

p0-污泥含水率（%）

设计中取T=4h，p0=97%，??50%，C2=（100%-50%）?C1=0.5C1

V?1.288?3600?(0.200?0.100)?4?1001.3?1000?(100?97)?2?23.78m3

两种计算结果取较大值作为初沉池污泥量。

初沉池污泥量Q1=2?6?23.78?285.36m3/d?23.78m3/次 2）剩余污泥量计算

1.曝气池内每日增加的污泥量

?X?Y?Sa?Se?Q?KdVXV

式中 ?X——每日增长的污泥量（kg/d） Sa ——曝气池进水BOD5浓度（mg/l） Se ——曝气池出水BOD5浓度（mg/l） Y ——污泥产率系数，一般采用0.5~0.7 Q—— 污水平均流量（m3/d） V—— 曝气池容积（m3）

XV——挥发性污泥浓度MLVSS（mg/l） Kd—— 污泥自身氧化率，一般采用0.04~0.1。

根据前面计算结果，设计中取Sa=210 mg/l；Se=20 mg/l；Y=0.56；Q=1.1?105m3/d；V=0.8?46204.6?36963.7m3；XV=2500 mg/l；Kd=0.08

?X?0.56??210?20??1.1?105/1000?0.08?36963.7?2500/1000?4311.3kg/d

2.曝气池每日排出的剩余污泥量

Q2??XfXr

式中 Q2——曝气池每日排出的剩余污泥量（m3/d） f——0.75

Xr——回流污泥浓度（mg/l）。 设计中取Xr=12000 mg/l

Q2?4311.30.75?12000/1000?479.03m3/d?0.0056m3/s

37

河南省某市污水处理厂工艺设计

2.2污泥浓缩池 1、设计参数

进入污泥浓缩池的剩余污泥量0.0056m3/s,采用两个浓缩池，则单池流量

Q1=0.0056/2=0.0028 m3/s

2、设计计算

（1）中心进泥管面积

f＝Q1v0

4f

d0??

式中：f——浓缩池中心进泥管面积（m2）； Q1——中心进泥管设计流量（m3/s）；

v0——中心进泥管流速（m/s），一般采用v0?0.03m/s； d0——中心进泥管直径（m） 代入各数据得，

f＝0.00280.03?0.093m2

d0?4?0.093??0.34m

设计中取d0＝0.35m，每池的进泥管采用DN200mm。

4?0.0028管内流速： v＝4Q1??0.09m/s 22?D??0.2（2）中心进泥管喇叭口与反射板之间的缝隙高度：

h3?Q1v1?d1

式中 h3——中心进泥管喇叭口与反射板之间的缝隙高度（m）

v1——污泥从中心管喇叭口与反射板之间缝隙流出速度（m/s），一般采用0.02～

0.03m/s；

d1——喇叭口直径m，一般采用d1?1.35d0 代入数据： h3?（3）浓缩后分离出的污水量

38

0.00280.0?2??1.?35?0.0m9，取0.25m

0.35河南省某市污水处理厂工艺设计

q?QP?P0100?P0

式中：q——浓缩后分离出的污水量（m3/s） Q——进入浓缩池的污泥量（m3/s）

P——浓缩前污泥含水率，本设计取99% P0——浓缩后污泥含水率，本设计取97%

q?0.0028?99?97100?97F?qv?0.0019m3/s

（4）浓缩池水流部分面积

式中 F——浓缩池水流面积（m2）

v——污水在浓缩池内上升流速?m/s?，一般采用0.00005～0.0001m/s， 设计中取0.00008m/s， 代入数据： F?（5）浓缩池直径：

D?4(F?f)0.00192 ?23.7m50.00008?

式中 D——浓缩池直径（m）

D?4??23.75?0.093?3.14?5.51m 设计中取5.6m。

（6）有效水深：

h2?vt

式中 h2——浓缩池有效水深（m）

，一般采用10-16h，设计中取t=12h， t——浓缩时间（h）

h2?0.00008?12?3600?3.5m

(7)浓缩后剩余污泥量：

Q1'?Q100?P100?P0

式中 Q1'——单池浓缩后剩余污泥量 （m3/s）

Q1'?0.0028?100?99100?97?0.0009m3/s?77.76m3/d

(8)污泥斗容积

污泥斗设在浓缩池的底部，采用重力排泥。

39

河南省某市污水处理厂工艺设计

h5?tan?(a?b)

1V??h5(a2?ab?b2)

3式中: h5 ——污泥斗高度（m）

0

——泥斗倾角，为保证排泥通畅，圆形污泥斗倾角一般采用60 ?a——污泥斗上口半径，本设计取2.8m

b——污泥斗底部尺寸，本设计取1m?1m

00?代入各数据得， h5?tan6(?2.8?0.5)m 3.98V?13?3.14?3.98?(2.82?2.8?0.5?0.52)?39.5m3

（9）污泥停留时间

T?V3600Q1

式中 V——污泥斗容积（m3）

T——污泥在污泥斗中的停留时间（h）

T?39.53600?0.0009?12.19h

（10）浓缩池总高度

h?h1?h2?h3?h4?h5

式中：h1——浓缩池超高（m），本设计取0.3m

h3——缓冲层高度（m），一般采用0.3～0.5m，本设计取0.3m

h?0.3?3.5?0.25?0.3?3.98?8.33m

（11）溢流堰

浓缩池溢流出水经过溢流堰进入出水槽,然后汇入出水管排出,出水槽流量q=0.0019m3/s，设出水槽宽b=0.15m,水深0.05m,则流速为0.25m/s 溢流堰周长：

C??(D?2b)

式中 c——溢流堰周长（m） D——浓缩池直径（m） b——出水槽宽（m）

C?3.14?(5.6?2?0.15)?16.64m

溢流堰采用单侧900三角形出水堰,三角堰顶宽0.16m,深0.08m,每格沉淀池三角堰数:

n?

16.640.16?104个

40

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