设计任务书及计算书- 副本

金肯学院毕业设计

**职业技术学院

毕业设计

（****级）

题目 **县污水处设计

系别 建筑与土木工程 专业 给水排水工程 学生姓名__ _ __学号_

指导教师____ ___ ___________________ 顾问教师___ ________________ _

二○一一 年12月

- 1 -

金肯学院毕业设计

1 设计说明书 ...................................................................................................................................6

1.1 设计任务 ..............................................................................................................................6 1.2 设计要求 ..............................................................................................................................6

1.2.1 设计原则 .....................................................................................................................6 1.2.2 设计依据 .....................................................................................................................6 1.2.3 设计内容 .................................................................................................................- 7 - 1.3 水质分析 ..........................................................................................................................- 7 -

1.3.1 进水水质 .................................................................................................................- 7 - 1.3.2 出水水质 .............................................................................................................- 8 - 1.4 去除率计算 .......................................................................................................................- 8 - 1.5 工艺选择 ..........................................................................................................................- 8 -

1.5.1 方案对比 .................................................................................................................- 9 - 1.5.2 工艺流程 ............................................................................................................... - 10 - 1.6 污水处理构筑物设计说明 ................................................................................................ - 10 -

1.6.1 格栅 ...................................................................................................................... - 10 - 1.6.2泵房....................................................................................................................... - 12 - 1.6.3沉砂池 ...........................................................................................错误！未定义书签。 1.6.4 沉淀池 .................................................................................................................. - 14 - 1.6.5 A2/O反应池 ........................................................................................................... - 16 - 1.6.6 接触池 .................................................................................................................. - 17 - 1.6.7 计量堰 .................................................................................................................. - 18 - 1.7 污泥处理构筑物设计说明 ................................................................................................ - 18 -

1.7.1 污泥处理的意义 .................................................................................................... - 18 -

1.7.2 污泥处理流程 ........................................................................................................ - 18 - 1.7.3 污泥浓缩 ............................................................................................................... - 18 - 1.7.4 污泥脱水 ............................................................................................................... - 20 - 1.8 污水处理厂平面及高程布置 ............................................................................................ - 20 -

1.8.1 平面布置 ............................................................................................................... - 20 - 1.8.2 高程布置 ............................................................................................................... - 21 -

2 设计计算书.................................................................................................................................- 1 -

2.1 设计基础数据的确定 ....................................................................................................... - 23 - 2.2 粗格栅 ............................................................................................................................ - 23 -

2.2.1 设计参数 ............................................................................................................... - 24 - 2.2.2 设计计算 ............................................................................................................... - 25 - 2.3 泵房 ............................................................................................................................... - 27 -

2.3.1泵房形式选择......................................................................................................... - 27 - 2.3.2泵房设计................................................................................................................ - 28 - 2.3.3 设计计算 ............................................................................................................... - 28 - 2.4 细格栅 ............................................................................................................................ - 30 - 2.5曝气沉砂池 ...................................................................................................................... - 32 -

2.5.1沉砂池主体设计 ..................................................................................................... - 33 - 2.6 普通辐流式初沉池 .......................................................................................................... - 34 -

- 2 -

金肯学院毕业设计

2.6.1 设计计算 ............................................................................................................... - 35 - 2.6.2 进出水设计 ........................................................................................................... - 37 - 2.7 A2/O生物反应池....

......................................................................... - 39 -

2.7.1 污水处理程度的计算 ........................................................................................... - 39 - 2.7.2 设计参数计算 ........................................................................................................ - 39 - 2.7.3 A/O曝气池容积计算

2

............................................................. - 39 -

2.7.4 需氧量计算 ........................................................................................................... - 41 - 2.7.5供气量计算 ............................................................................................................ - 42 - 2.7.6空气管系统计算 ................................................................................................... - 43 - 2.7.7进出水设计 ............................................................................................................ - 44 - 2.8 二次沉淀池 ..................................................................................................................... - 44 -

2.8.1 池体设计 ............................................................................................................... - 44 - 2.8.2 进出水设计计算 .................................................................................................... - 45 - 2.8.3刮吸泥机的计算： ................................................................................................ - 47 - 2.8.4二沉池集配水井 ..................................................................................................... - 48 - 2.9消毒接触池 ...................................................................................................................... - 48 -

2.9.1 消毒方法的选择 .................................................................................................... - 48 -

2.9.2设计计算................................................................................................................ - 49 - 2.10 计量设备....................................................................................................................... - 51 - 2.10.1概述 ..................................................................................................................... - 51 - 2.10.2计量堰尺寸设计 ................................................................................................... - 52 - 2.11污泥处理构筑物 ............................................................................................................. - 54 -

2.11.1 污泥浓缩 ............................................................................................................. - 54 -

2.11.2贮泥池.................................................................................................................. - 56 - 2.11.3污泥脱水间........................................................................................................... - 57 - 2.12 污水厂平面布置 ............................................................................................................ - 57 - 2.13 污水厂高程布置 ............................................................................................................ - 58 -

2.13.1 概述 .................................................................................................................... - 58 - 2.13.2 各种水头损失计算见附表。 ............................................................................... - 59 - 2.14 其他附属设施的设计 ..................................................................................................... - 59 - 参考文献...................................................................................................................................... - 60 - 3附录 ..................................................................................................................错误！未定义书签。

3.1外文翻译 .................................................................................................错误！未定义书签。

3.1.1外文原文........................................................................................错误！未定义书签。 3.1.2 中文翻译 ......................................................................................错误！未定义书签。 3.2附表 附表1 空气管路损失计算 .............................错误！未定义书签。

- 3 -

金肯学院毕业设计

摘 要

水资源是经济可持续发展的基本保证，污水的任意排放或处理不彻底的排放，都会给水资源环境带来严重的污染问题。合理利用水资源是解决这些问题的关键，因此，水处理的发展对我国能否实现可持续的战略目标起着举足轻重的作用。

本设计是某县的排水工程。设计要求完成设计说明书一份、城市给排水系统总平面图、污水处理厂总平面布置图一张、污水厂污水与污泥处理高程图一张、污水总泵站或中途提升泵站工艺施工图一张，污水与污泥主要构筑物工艺图两张；单项处理构筑物工艺图设计中，主要是完成A2/O反应池的平面图和剖面图。该污水处理厂工程，总规模达到6万吨/日。

污水厂设计方案为：

污水处理流程：粗格栅 → 污水提升泵房 → 细格栅 → 曝气沉砂池 →初次沉淀池→ A2/O反应池→二次沉淀池→消毒接触池 → 计量槽 → 排放；

污泥处理流程：剩余污泥 → 浓缩池 → 贮泥池→ 提升泵房→污泥脱水机房 → 泥饼外运。

通过此设计，污水处理厂建成后，本市的水污染问题能得到较好的解决，产生良好的环境效益，同时也会收到很好的经济效益和社会效益。

关键词：A2/O；脱氮；除磷；城市污水处理厂

- 4 -

金肯学院毕业设计

Abstract

Water resources ensure the sustaining development of economy. Sewage discharged at random or half treated can expose serious pollution to the water resources. The water resource of rational utilization is the key to solving these problems。So the development of water treatment plays a decisive role to realize our country the sustainable strategic objective.

The design is a drainage system in a town. During the preliminary design, we must complete a brochure, a map of general layout, an elevation map, a flow chart, a map of major equipment, piping layout; Construction of structures to deal with individual designs, is complete anaerobic-anoxic-aerobic tank plants and profiles. The sewage treatment plant project, the total amount to 60,000 tons/day.

The process of the wastewater treatment plant adopted is as following: Wastewater treatment process: medium bar screen → pump station → fin bar screen

→aeration

desilting

tank→the

preliminary

settling

tank

→the

anaerobic-anoxic-aerobic part→secondary sedimentation tank→ disinfection of contact pool→measurement groove → drain;

Sludge handling and disposal process: excess activated sludge → concentrated pool → sludge tank →pump station→ machine dewatering → disposal of sludge cake.

Water pollution problems of this city can be solved when the sewage treatment plant is completed. It has very good environmental benefits economic and social benefits.

Keywords: A2/O; removal of nitrogen; removal of phosphorus; Urban sewage treatment plant

- 5 -

金肯学院毕业设计

1 设计说明书

1.1 设计任务

本设计内容是某县污水处理厂设计，设计规模为6万m3/d。

1.2 设计要求

1.2.1 设计原则

（1）要符合适用的要求。首先确保污水厂处理后达到排放标准。考虑现实的技术和经济条件，以及当地的具体情况(如施工条件)，在可能的基础上，选择的处理工艺流程、构(建)筑物型式、主要设备、设计标准和数据等，应最大限度地满足污水厂功能的实现，使处理后污水符合水质要求。

（2）污水处理厂采用的各项设计参数必须可靠。设计时必须充分掌握和认真研究各项自然条件，如水质水量资料、同类工程资料。按照工程的处理要求，全面地分析各种因素，选择好各项设计数据，在设计中一定要遵守现行的设计规范，保证必要的安全系数。对新工艺、新技术、新结构和新材料的采用积极慎重的态度。

（3）污水处理厂（站）设计必须符合经济的要求。污水处理工程方案设计完成后，总体布置、单体设计及药剂选用等尽可能采用合理措施降低工程造价和运行管理费用，

（4）污水厂设计应当力求技术合理。在经济合理的原则下，必须根据需要，尽可能采用先进的工艺、机械和自控技术，但要确保安全可靠。

（5）污水厂设计必须考虑安全运行的条件，如适当设置放空管、超越管线、沼气的安全储存等。

（6）污水厂设计必须注意近远期的结合，不宜分期建设的部分，如配水井、泵房及加药间等，其土建部分应一次建成；在无远期规划的情况下，设计时应为以后的发展留有挖潜和扩建的条件。

1.2.2 设计依据

设计依据包括：

- 6 -

金肯学院毕业设计

1.GBJ14-87 《室外排水设计规范》； 2.GB8978-1996 《污水综合排放标准》；

3.GB18918-2002 《城镇污水处理厂污染物排放标准》；

1.2.3 设计内容

污水处理厂工艺设计流程设计说明一般包括以下内容:

（1）据城市或企业的总体规划或现状与设计方案选择处理厂厂址； （2）处理厂工艺流程设计说明； （3）处理构筑物型式选型说明； （4）处理构筑物或设施的设计计算； （5）主要辅助构筑物设计计算； （6）主要设备设计计算选择；

（7）污水厂总体布置(平面或竖向)及厂区道路、绿化和管线综合布置； （8）处理构筑物、主要辅助构筑物、非标设备设计图绘制； （9）编制主要设备材料表。

1.3 水质分析

1.3.1 进水水质

根据资料进水水质设计见表1-1。

表1-1 进水水质数据

BOD5 水质指标 （mg/L） CODcr SS NH3－N TN TP （mg/ L） （mg/ L） （mg/ L） （mg/ L） （mg/ L） 原水水质 240 450 225 30 40 4 本项目污水处理的特点：污水以有机污染物为主，BOD/COD=0.53，可生化

- 7 -

金肯学院毕业设计

性较好，采用生化处理最为经济。BOD/TN＞3.0,COD/TN＞7,满足反硝化需求。

1.3.2 出水水质

污水处理后达到《城镇污水处理厂污染物排放标准（GB8918-2002）中的一级标准（B标准），远远满足设计要求。因此该县污水处理厂二级出水标准为：

表1-2 出水水质数据

BOD5 水质指标 （mg/L） CODcr SS NH3－N TN TP （mg/ L） （mg/ L） （mg/ L） （mg/ L） （mg/ L） 出水水质 ≤20 ≤60 ≤20 ≤15 ≤20 ≤1 1.4 去除率计算

（1）BOD5的去除率

??240?20240?100%=91.7%

（2）COD的去除率

??450?60450?100%=86.7%

（3）SS的去除率

??（4）总氮的去除率

??40?2040?100%=50%

225?20225?100%=91.1%

1.5 工艺选择

按《城市污水处理和污染防治技术政策》要求推荐，20万t/d规模大型污水

厂一般采用常规活性污泥法工艺,10-20万t/d 污水厂可以采用常规活性污泥法、氧化沟、SBR、AB 法等工艺，小型污水厂还可以采用生物滤池、水解好氧法工艺等。对脱磷或脱氮有要求的城市，应采用二级强化处理，如A2/O工艺，A/O

- 8 -

金肯学院毕业设计

工艺，SBR 及其改良工艺，氧化沟工艺，以及水解好氧工艺，生物滤池工艺等。

1.5.1 方案对比

表1-3 生物处理方法的特点和适用条件

工艺类型 氧化沟 SBR法

A2/O法

①污水在氧化沟内的停留时①处理流程短，控制①低成本，高效能，间长，污水的混合效果好；

灵活；

能有效去除有机物；

技术比较

②污泥的BOD负荷低，对水质的变动有较强的适应性；

②系统处理构筑物②能迅速准确地检少，紧凑，节省占地； 测污水处理厂进出

水质的变化；

可不单独设二沉池，使氧化沟二沉池合建，节省了二沉

经济比较

池合污泥回流系统

投资省，运行费用能耗低，运营费用较

低，比传统活性污泥低，脱氮除磷优势明法基建费用低30%

显，能满足远期规划要求

中小流量的生活污水和工业

使用范围

废水

中小型处理厂居多 出水水质要求较高的各种污水处理厂

稳定性 一般 一般 稳定

考虑A/O工艺比较普遍，稳定，且能满足出水水质要求，本设计选择A/O

- 9 -

22

金肯学院毕业设计

工艺。

1.5.2 工艺流程

图1-1 A/O工艺流程

2

1.6 污水处理构筑物设计说明

1.6.1 格栅

1.6.1.1 格栅的作用

格栅是由一组平行的的金属栅条制成的框架，斜置在污水流经的渠道上，或泵站集水井的井口处，用以截阻大块的呈悬浮或漂浮状态的污物。在污水处理流

程中，格栅是一种对后续处理构筑物或泵站机组具有保护作用的处理设备。 1.6.1.2 格栅的选择

（1）格栅的选择：格栅的选择主要是决定栅条断面、栅条间隙、栅渣清除

- 10 -

金肯学院毕业设计

方式。

（2）栅条断面有圆形、矩形、正方形、半圆形等。圆形水条件好，但刚度差。一般多采用矩形断面。

（3）栅渣清除方式：一般按栅渣量而定，当每日栅渣量大于0.2m3，应采用机械清渣。 1.6.1.3 粗格栅参数

栅槽宽0.92m，共设两组，便于维修和清洗

栅渣量为2.98m3/d，宜采用机械格栅清渣。污水是由直径为1300 mm管子引入格栅间。

栅前水深：h =0.70m 过栅流速：v =0.9 m/s 栅条间隙宽度：b =20 mm 格栅倾角α＝600 1.6.1.4 细格栅参数

污水厂的污水由直径为1200 mm的管子从提升泵站引入细格栅间。 栅前水深：h = 0.80 m 过栅流速：v =1.0m/s 栅条间隙宽度：e =10 mm 格栅倾角α＝600 栅槽宽1.03m，共设两组，便于维修和清洗。

栅渣量为4.77m3 /d，宜采用机械格栅清渣。 1.6.1.5 格栅示意图

见图1-2

栅条工作平台进水αα1α

- 11 -

金肯学院毕业设计

图1-2 格栅示意图

1.6.2泵房

由于该泵站为常年运转且连续开泵，故选用自灌式泵房。又由于该泵站流量较大，故选用矩形泵房。矩形泵房工艺布置合理，运行管理较方便，现已普遍采用。

1.6.2.1 水泵的选择

本工程中选用KQL65/185型潜水排污泵四台，它满足本设计中流量及扬程的要求，并且能够在高效区内运行。 1.6.2.3 水泵的适用范围及性能特点

(1) 适用范围： KQL型潜污泵是在吸收国外先进技术的基础上，研制而成

的潜水排污泵。适用于市政污水处理厂、泵站、工厂、医院、建筑、宾馆排水。

(2) 性能特点：见表1-4

表1-4 WQ型潜污泵性能

型号 500WQ2700-16-185 流量 (L/S) 3.14 扬程 (m) 10.4 重量 (kg) 48.0 电动机功率 (kw) 0.8 效率 (%) 82 出口直径 (mm) 600 1.6.2.4 污水提升泵房

(1) 污水提升泵房见图1-3

图1-3 提升泵房

中格栅进水总管最底水位 - 12 -

金肯学院毕业设计

1.6.3.1 沉砂池的作用

沉砂池的作用是从污水中分离相对密度较大的无机颗粒，沉砂池一般设于倒虹管、泵站、沉淀池前，保护水泵和管道免受磨损，防止后续处理构筑物管道的堵塞，减小污泥处理构筑物的容积，提高污泥有机组分的含量，提高污泥作为肥料的价值。

1.6.3.2 沉砂池的形式

沉砂池有三种形式：平流式、曝气式和涡流式。

平流式矩形沉砂池是常用的型式，具有结构简单、处理效果较好的优点。其缺点是沉砂中含有15%的有机物，使沉砂的后续处理难度加大。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，可以控制污水的旋流速度，使除砂效率较稳定，受流量变化的影响小，同时，还对污水起预曝气的作用。涡流式沉砂池是利用水力涡流，使泥砂和有机物分开，以达到除砂目的。该池型具有基建、运行费用低和除砂效果好等优点,在北美国家广泛应用。综上所述，本设计采用曝气沉砂池。

1.6.3.3 曝气沉砂池尺寸及主要参数

表1-5 曝气沉砂池参数表

构筑物名称 座数/格数 长度(m) 每格宽度(m) 曝气沉砂池 一座/2格 9.04 3.00 池总高度(m) 容积(m) 水平流速(m/s) 沉砂斗容量(m3) 33.41 108.5 0.08 0.45 1.6.3.4 曝气沉砂池图

- 13 -

金肯学院毕业设计

图1-4 曝气

沉砂池

1.6.4 沉淀池

1.6.4.1 沉淀池的作用及形式

沉淀池按工艺布置的不同,可分为初次沉淀池和二次沉淀池。沉淀池的处理对象是悬浮物质(约去除40%～55%)，同时可去除部分BOD5(约占总BOD5的20%～30%，主要是悬浮性BOD5)，可改善生物处理构筑物的运行条件并降低其BOD5负荷。初沉池是对污水中的以无机物为主体的比重大的固体悬浮物进行沉淀分离。二沉池是对污水中的以微生物为主体的比重小的、且因水流作用易发生上浮的固体悬浮物进行分离。

沉淀池按池内水流方向的不同，可分为平流式沉淀池，辐流式沉淀池和竖流式沉淀池。平流式沉淀池沉淀效果好、对冲击负荷和温度变化的适应能力强、施工简易。竖流式沉淀池适用于小型污水厂。辐流式沉淀池适用于大中型污水处理厂，运行可靠，管理简单。

本设计初沉淀选用普通辐流式沉淀池，二沉池选用向心辐流式沉淀池。 1.6.4.2 沉淀池设计参数

表1-6 设计参数表

- 14 -

金肯学院毕业设计

沉淀池类型 沉淀时间 (h) 表面水力负荷m/(m·h) 1.5-4.5 1.0-2.0 0.6-1.5 32污泥量 g/(p·d) 16-36 10-26 12-32 L/(p·d) 0.36-0.83 -- -- 污泥含水率 (%) 95-97 96-98 99.2-99.6 初次沉淀池 生物膜法后 0.5-2.0 1.5-4.0 1.5-4.0 二次沉淀池 活性污泥法后 1.6.4.3 初沉池外形尺寸

表1-7 初沉池尺寸

池内水深 (m) 3.2 直径表面负荷污泥斗容积 池子总高度 32(m) （m/ m*h） (m3) (m) 33 4.5 12.7 6.45 池子个数 2 1.6.4.4 普通辐流式初沉池剖面图

出水进水排泥图

图1-5 辐流初沉池

1.6.4.5 二沉池外形尺寸

表1-8 二沉池外形尺寸

构筑物名称 池径 (m) 有效深度 (m) 二沉池 2 38 3.0 H1 (m) 0.3 H2 (m) 3.0 池深 H3 (m) 0.5 H4 (m) 0.9 H5 (m) 0.6 座数 注：表中H1为超高； H3为缓冲层高度；

H4为沉淀池坡底落差；

- 15 -

金肯学院毕业设计

H5为污泥斗高

1.6.5 A2/O反应池

生物处理构筑物选择应通过对污水好氧处理法和厌氧处理法的比较，以及悬浮生长型和附着生长物法的比较，在此基础上应尽量选择工艺先进、处理效率高、低能耗的新工艺。生物处理构筑物的设计的内容及主要设计参数，根据生物处理构筑物类型确定。

本设计结合远期规划，考虑到脱氮除磷的要求，故选用A/O工艺。此工艺将生物反应池分为厌氧池、缺氧池和好氧池。在厌氧阶段，从沉淀池排出的含磷回流污泥同原污水一起进入，聚磷酸菌释放磷，同时部分有机物开始进行氨化。随后污水进入缺氧反应器，本反应器的首要功能是脱氮，硝态氮是通过内循环由好氧反应器送来的，循环的混合液量较大，一般为2Q（Q—原污水流量）。混合液从缺氧反应器进入好氧反应器——曝气池，这一反应器是多功能的，去除BOD，硝化和吸收磷等项反应都在本反应器内进行。这三项反应都是重要的，混合液中含有NO3-N，污泥中含有过剩的磷，而污水中的BOD（或COD）则得到去除。流量为2Q的混合液从这里回流缺氧反应器。沉淀池的功能是泥水分离，污泥的一部分回流厌氧反应器，上清夜作为处理水排放。

缺氧段要控制DO<0.5mg/L，由于兼氧脱氮菌的作用,利用水中BOD作为氢供给体(有机碳源)，将来自好氧池混合液中的硝酸盐及亚硝酸盐还原成氮气逸入大气，达到脱氮的目的。 1.6.5.1 A2/O工艺设计参数

水力停留时间HRT为t=8h；

BOD污泥负荷为Ns=0.2kgBOD5/kg·MLSS·d 回流污泥浓度Xv=10000mg/l； 污泥回流比：50％ 曝气池混合液浓度：X=1.6.5.2 A2/O工艺选用参数

表1-9 设计参数表

污泥负荷率Ns [kgBOD5/(kgMLSS.d) 0.2 有效容积 （m） 150 32

R1?RXr?0.51?0.5?10000?3.3kg/m

3

回流污泥浓度 混合液污泥浓度 (mg/L) 10000 (mg/L) 3300 污泥回流比 水利停留时间（h） 8 座数 50% 2 1.6.5.3 空气系统设计

- 16 -

金肯学院毕业设计

本设计中采用鼓风曝气系统，鼓风曝气系统由空压机、空气扩散装置和一系列连通的管道所组成。空压机将空气通过一系列管道输送到安装在曝气池底部的空气扩散装置，经过扩散装置，使空气形成不同尺寸的气泡。

设计中选用RF—250型罗茨鼓风机6台，4用2备；采用HWB—2型微孔曝气器。

(1) RF—250型罗茨鼓风机的性能

表1-10 RF—250型罗茨鼓风机

RF—250 58.8 110.2 6 风机型号 风压 （kPa） 风量 （m/min） 3数量 (1) HWB—2型微孔曝气器规格和性能

表1-11 HWB-2型微孔曝气器

直径 mm 微孔平均 孔径?m 150 孔隙率 曝气量 m/?h?个? 3服务面积 氧利用率 m2阻力 mmH2O/个 % 200 40~50

1~3 0.3~0.5 20~25 150~350

1.6.6 接触池

污水经过以上构筑物处理后，虽然水质得到了改善，细菌数量也大幅减少，但是细菌的绝对值仍然十分可观，并有存在病毒的可能。因此，污水在排放水体前，应进行消毒处理。本设计采用液氯消毒。 1.6.6.1 接触池设计参数

本设计采用两组3廊道推流式消毒接触反应池，见表1-12。

表1-12 接触池参数

长度 (m) 宽度 (m) 容积 (m3) 池深 超高 h1(m)

- 17 -

构筑物名称 有效水深 池底坡度 h2(m) i 座数 金肯学院毕业设计

接触池 47.6 3.8 813.51 0.3 3 0.05 2 1.6.7 计量堰

为了提高污水厂的工作效率和运转管理水平，积累技术资料，以总结运转经验，为给处理厂的运行提供可靠的数据，必须设置计量设备。污水厂中常用的计量设备有巴氏计量槽、薄壁堰、电磁流量计、超声波流量计、涡轮流量计算。污水测量装置的选择原则是精度高，操作简单，水头损失小，不易沉积杂物。其中以巴氏计量槽应用最为广泛。其优点是水头损失小，不易发生沉淀。

1.7 污泥处理构筑物设计说明

1.7.1 污泥处理的意义

污水厂的污泥是指处理污水所产生的固态、半固态及液态的废弃物，除灰分外，含有大量的水分(95%～99%)、挥发性物质、病原体、寄生虫卵、重金属、盐类及某些难分解的有机物，体积非常庞大，且易腐化发臭，如不加处理的任意排放会对环境造成严重的污染。随着城市化进程加快，污水处理设施的普及、处理率的提高和处理程度的深化，污水的排放量呈快速上升趋势，污泥的排放量也快速增长。污泥处理的目的是减量化、稳定化、无害化及为最终处置与利用创造条件。

1.7.2 污泥处理流程

污泥处理流程见图1-6

剩余污泥 → 浓缩池 → 贮泥池→提升泵房→ 污泥脱水机房 → 泥

饼外运

图1-6 污泥处理流程

1.7.3 污泥浓缩

污泥浓缩的对象是颗粒间的孔隙水，浓缩的目的是在于缩小污泥的体积，便于后续处理。 浓缩池的形式有重力浓缩池、气浮浓缩池和离心浓缩池等。重力浓缩池是污水处理工艺中常用的一种污泥浓缩方法，按运行方式分为连续式和间歇式，前者适用于大中型污水厂，后者适用于小型污水厂和工业企业的污水处理厂。气浮浓缩池适用于粒子易于上浮的疏水性污泥，或悬浊液很难沉降且易于凝聚的场合。离心浓缩池主要用于场地狭小的场合，最大足是能耗高，一般达到同样的浓缩效果，其电耗为气浮法的10倍。

综上所述，本设计采用辐流式连续运行的重力浓缩池，其特点是浓缩结构简

- 18 -

金肯学院毕业设计

单、操作方便、动力消耗小、运行费用低、贮存污泥能力强。 1.7.3.1 浓缩池设计参数

混合污泥进泥含水率P1=99.2% 浓缩后污泥含水率P2=97% 浓缩时间T=15h（12h~24h） 污泥固体通量60kg/?m2?d? 污泥密度1000kg/m3 1.7.3.2 浓缩池尺寸

本设计采用两座辐流式浓缩池，见表1-13。

表1-13 浓缩池尺寸

池深 构筑物 污泥浓度 名称 (m/d) 3直径 (m) 浓缩池高度 h1(m) 超高 h2(m) 0.3 缓冲层 高度 h3(m) 0.3 池底坡降 h4(m) 0.16 污泥斗 高度 h5(m) 2.16 浓缩池 357 10.20 1.08 1.7.3.3 浓缩池剖面图

图1-7 浓缩池

- 19 -

h4h5h1h2h3金肯学院毕业设计

1.7.4 污泥脱水

1.7.4.1 污泥脱水的原理

污泥机械脱水方法有真空吸滤法、压滤法和离心法等。其基本原理相同，污泥机械脱水是以过滤介质两面的压力差作为推动力，使污泥水分被强制通过过滤

介质，形成滤液；而固体颗粒被截留在介质上，形成滤饼，从而达到脱水的目的。

1.7.4.2 污泥脱水设备的选用

本设计中选用带式压滤机，它的主要优点是：可以连续生产，效率高，设备少，投资较少，劳动强度小，能耗维护费低。选用DY-3000型带式压榨过滤机3台，2用1备。

(1) 带式压滤机的工作原理及构造

通过带式压滤机上一系列的辊及滚筒，将上下两层滤带张紧，滤带上的污泥在剪力的作用下，污泥中的游离水不断被挤出，从而完成泥水分离过程。脱水过程一般分为三个阶段：重力脱水段，楔形预压榨段，中、高压剪切脱水段。压滤机一般由架体、辊、纠偏装置、张紧装置、布泥系统、滤带、刮泥板、冲洗系统等组成。

(2) DY-3000型带式压滤机性能尺寸 性能参数：工作周期 12 h 泥饼含水率 70%~80 % 干污泥产量 600kg/h

1.8 污水处理厂平面及高程布置

1.8.1 平面布置

1.8.1.1 布置的原则

废水处理厂的构筑物包括生产性处理构筑物、辅助建筑物和连接各构筑物的管渠。对废水处理厂平面布置规划时，应考虑的原则有以下几条：

(1) 布置应尽可能紧凑，以减小处理厂的占地面积和连接管线的长度。 (2) 生产性处理构筑物作为处理厂的主要构筑物，在作平面布置时，必须考虑各构筑物的功能要求和水力要求，结合地形、地质条件，合理布局，减少投

- 20 -

金肯学院毕业设计

资、运行管理方便。

(3) 对于辅助建筑物，应根据安全方便等原则布置。如泵房、鼓风机等应尽量靠近处理构筑物，变电所应尽量靠近最大用电户，以节省动力管道；办公室、化验室等与处理构筑物保持一定的距离，并处于它们的上风向，以保证良好的工作条件；贮气罐、贮油罐等易燃易爆建筑的布置应符合防爆防火规程；废水处理厂内的管道应方便运输。

(4) 废水管渠的布置应尽量短，避免交叉。此外还必须设置事故排放水渠和超越管，以便发生事故或检修时，废水能超越该处理构筑物。

(5) 厂区内给水管、空气管、蒸汽管及输配电线路的布置，应避免互相干扰，既要便于施工和维护管理，又要占地紧凑。当很难敷设在地上时，也可敷设在地下或架空敷设。

(6) 要考虑扩建的可能，留有适当的扩建余地，并考虑施工方便。

1.8.1.2 布置的内容

(1) 生产性构筑物

包括各种污水处理构筑物、污泥处理构筑物、泵房、鼓风机房、投药间、消毒间、变电所、中心控制室等。

在考虑一种处理构筑物有多个池子时，要使配水均匀。为此，在平面布置时，常为每组构筑物设置配水井。此外，应在适当的位置上设置污水、污泥、气体等的计量设备。

(2) 辅助建筑物：包括办公楼、机修车间、化验室、仓库、食堂。 (3) 各种管线：包括污水与污泥的管或渠，主要有污水管、污泥管、空气管、放空管、超越管、事故排放管、上清液回流管等。

(4) 其它：包括道路、围墙、大门、绿化设施等。 1.8.2 高程布置

高程布置的目的是为了合理地处理各构筑在高程上的相互关系。具体地说，就是通过水头损失的计算，确定各处理构筑物的标高，以及连接构筑物间的管渠尺寸和标高，从而使废水能够按处理流程在各构筑物间顺利流动。 1.8.2.1 高程布置的原则

高程布置的主要原则有两条：一是尽量利用地形特点使各构筑物接近地面高

- 21 -

金肯学院毕业设计

程布置，以减少施工量，节约基建费用。二是使废水和污泥尽量利用重力自流，以节省运行动力费用。

高程布置时应考虑的因素如下：

(1) 初步确定各构筑物的相对高差，只要选某一构筑物的绝对高程，其他构筑物的绝对高程也可确定。

(2) 进行水力计算时，要选择一条距离最长、水头损失最大的流程，按远期最大流量计算。同时还应留有余地，以保证系统出现故障或处于不良工况时，仍能正常运行。

(3) 当废水及污泥不能同时保证重力自流时，因污泥量较少，可采用泵提升污泥。

(4) 高程布置应保证出水能排入受纳水体。废水处理厂一般以废水水体的最高水位作为起点，逆废水流程向上倒推计算，以使处理后废水在洪水季节也能自流排出。

(5) 结合实际情况来考虑高程布置。如地下水较高，则应适当提高构筑物的设置高度。 1.8.2.2 计算内容

(1) 污水处理高程计算内容：

① 各处理构筑物的水头损失（包括进出水渠道的水头损失） ② 构筑物之间的连接管渠中的沿程与局部水头损失； ③ 各处理构筑物的高程。 (2) 污泥处理高程计算内容：

① 各处理构筑物的水头损失（包括进泥和出泥渠道的水头损失） ② 构筑物之间的连接管渠中的沿程与局部水头损失 ③ 各污泥处理构筑物的高程。 1.8.2.3 计算方法

(1) 污水处理流程计算方法：

① 计算水头损失时，以最大流量（涉及远期流量的管渠与设备，按远期最大流量考虑）作为构筑物与管渠的设计流量，还应考虑当某座构筑物事故停止运行时，与其并联运行的其他构筑物与有关连接管、渠能通过全部的流量。

- 22 -

金肯学院毕业设计

② 高程计算时，常以受纳水体的最高水位作为起点，逆污水处理流程向上倒推计算，以使处理后的污水在洪水季节也能自流排出，或以格栅为起点，顺污水处理流程推求各后续处理构筑物的高程，并校核是否满足重力排放要求和埋深的要求。如果排放水体最高水位较高时，应在污水处理水排人水体前设计泵站，水体水位高时抽水排放。如果水体最高水位很低时，可在处理水排人水体前设跌水井，处理构筑物可按最适宜的埋深来确定标高。

③ 对于平原城市可采用上述方法，即以受纳水体的最高水位作为起点，逆污水处理流程向上倒推计算，这可使污水厂水泵需要的扬程较小，运行费用也较小、但对于山地城市，如污水厂址远高于受纳水体的最高水位，则应先确定流程中最大构筑物的埋深，再依次推求各处理构筑物的标高，而使得整个处理流程埋深最小。

④ 在进行工艺设计时，处理构筑物的水头损失按有关工具书进行估算。 (2) 污泥处理流程计算方法

同污水处理流程一样，高程计算从控制点标高开始。污泥在管道中水头损失包括沿程水头损失和局部水头损失。由于目前有关污泥水力特征研究还不够，因此污泥管道水力计算主要是采用权益的经验公式或实验资料。

2 设计计算书

2.1 设计基础数据的确定

本设计中污水处理厂的设计流量为6万m3/d，即平均日流量。平均日流量一般用来表示污水处理厂的规模，用来计算污水厂的栅渣量、污泥量、耗药量及年抽升电量；最大设计流量用于污水处理厂中管渠计算及各处理构筑物计算。

污水的平均处理量为：

Q平=60000m3/d=2500 m3/h=0.6944 m3/s;

污水的最大处理量为:

Qmax=Q平?KZ=

总变化系数取KZ为1.31。

60000?1.3124?3600 =0.9039m3/s;

2.2 粗格栅

- 23 -

金肯学院毕业设计

格栅是由一组平行的金属栅条或筛网制成，安装在污水渠道上、泵房集水井的进口处或污水处理厂的端部，用以截留较大的悬浮物或漂浮物。本设计采用中细两道格栅。

2.2.1 设计参数

(1) 格栅

可单独设置格栅井或与泵房合建设置在集水池内，一般大中型泵站或污水管埋深较大时，格栅可以设在泵房的集水池内。采用机械除渣是，一般采用单独的格栅井。

(2) 格栅宽度

格栅的总宽度不宜小于进水管渠宽度的2倍，格栅空隙总有效面积应大于进水管渠有效断面积的1.2倍。

(3) 过栅流速

过栅流速一般采用0.6～1.0m/s。雨水泵站格栅前进水管内的流速应控制在1.0～1.2m/s；当流速大于1.2m/s时，应将临近段的入流管渠断面放大或改建成双管渠进水。污水泵站格栅前进水管内的流速一般为0.4～0.9m/s。

(5) 格栅倾角

在人工请渣时，格栅倾角不应大于70°；机械清渣时，宜为70°～90°，格栅上端应设平台，格栅下端应低于进水管底部0.5m，距离池壁0.5～0.7m，或按机械除渣的安装和操作需要确定。

(6) 格栅工作平台

人工清除是，工作平台应高出格栅前设计最高水位0.5m；机械清除是，工作平台应等于或稍高于格栅井的地面标高。平台宽度到污水泵站不应小于1.5m；雨水泵站不应小于2.5m。两侧过道宽度采用0.6～1.0m，机械清除时，应有安置除渣机减速箱，皮带输送机等辅助设施的位置。常用的机械格栅有链条式格栅除污机钢丝牵引式格栅除污机。

格栅平台临水侧应设栏杆，平台上应装置给水阀门，并设置具有活动盖板的检修孔；平台靠墙面应设挂安全带的挂钩；平台上方应设置起重量为0.5t的工字梁和电动葫芦。

(7) 格栅井通风

- 24 -

金肯学院毕业设计

格栅井内可能存在硫化氢、氢氰酸等有害气体。为了保护操作、检修、维修人员的健康和安全须考虑通风换气措施，在室外的格栅井，采用可移动的机械通风系统；在格栅室内，设置永久性的机械通风系统。室内通风换气次数为8次/h，格栅井内为12次/h；格栅井内的通风换气体积应包括格栅井的进水管和出水管空间。格栅井的进水管空间指格栅井至井前闸门之间的管段空间。出水管空间指格栅井至水泵集水池之间的管段空间，通风管应采用防腐阻燃材料制成。

2.2.2 设计计算

栅条工作平台进水αα1α污水厂的污水由一根Ф1300钢筋混凝土管从县城直接接入格栅间。格栅设2个。 计算草图如下:

图2-1 粗格栅计算草图

设栅前水深h=0.7 m，栅前流速v=0.9m/s，栅条间隙b=20mm，则： （1） 栅条间隙数 栅条间隙数用以下公式计算：

N=

Q设计sin?bhvn

式中 Q设计——污水厂设计流量（m3/s）；

α——格栅倾角（o），取α=60o；

- 25 -

金肯学院毕业设计

h——栅前水深（m），h=0.7m； v——过栅流速（m/s），取v=0.9m/s；

b——格栅间隙宽度（m），取b=0.020m；

n——格栅组数，取n=2。

将上述数值代入上式，则栅条间隙数：

N=

Q设计sin?bhvn= 33个

（2） 栅槽宽度

设栅条宽度S=0.01m，则栅槽宽度

B=S（n-1）+bn =0.01×（31-1）+0.02×31=0.92m

（3） 进水渠道渐宽部分长度

设进水渠道渐宽部分展开角a1=20 o，渠宽B1=0.75m， l=

B?B12tga1=

0.92?0.752tg20?=0.23

（4） 栅槽与出水渠连接处渐窄部分长度

出水渠渐窄部分长度为进水渠渐宽长度的一半，即：

l2=?l1=0.12m

21（5） 通过格栅的水头损失

设栅条断面为锐边矩形断面，水头损失可用下式计算：

h1=k?()bS43v22gsin?

式中 k——系数，格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般k=3； β——形状系数，本设计中栅条采用锐边矩形断面，β=2.42； S——栅条宽度（m）；g——重力加速度（m/s）。 则通过格栅的水头损失：h1=0.097m ; 取0.10m （6）栅后槽总高度

设栅前渠道超高h2=0.3m，栅前槽高H1=h+ h2=1.0m 栅槽总高度：H=h+h1+h2=0.7+0.1+0.3=1.1m

2

- 26 -

金肯学院毕业设计

栅槽总长度：L=l1+l2+0.5+1.0+（7） 每日栅渣量 W=

Q平均W1?864001000H 1tg60?=0.23+0.12+0.5+1.0+

1.0tg60?=2.43m

式中 W1——栅渣量（m3/103m3）,本设计取W1=0.05； Q平均——污水厂平均污水量（m3/s）。 带入上述数值，则每日栅渣量： W=

0.9?0.05?864001.31?1000=2.98m3/d>0.2 m3/d

故采用机械清渣。格栅采用链条回转式格栅，它由驱动机构、主传动链轮轴、从动链轮轴、牵引链、齿耙、过力矩保护装置和机架等组成。驱动机构布置在栅体上部的左侧或右侧，通过安全保护装置将扭矩传给主传动链轮轴，主传动链轮轴两侧主动链轮使两条环形链条作回转运动，在环形链条上均布6～8块齿耙，齿耙间距与格栅栅距配合并插入栅片间隙一定深度，运行时齿耙栅片上的污物随齿耙上行，当齿耙转到格栅体顶部牵引链条换向时齿耙也随之翻转，格栅截留的栅渣脱落到工作平台上端的卸料处，由卸料装置将污物卸至输送机或集污容器中。

格栅清渣装置起动由水位差控制开关控制，当格栅前后水位差大于0.1m时，开始工作。

（8） 选型

根据所计算格栅的宽度和长度，参考平面格栅的基本尺寸，选择格栅为： PGA—1400×3000—20；清渣采用固定式清渣机清渣。

2.3 泵房

2.3.1泵房形式选择

污水泵房位于污水处理厂的前端，是用于提升城市污水管网污水的构筑物，在整个污水处理过程中是主要构筑物之一，它的运行好坏会直接影响到污水处理厂的正常运转。

- 27 -

金肯学院毕业设计

污水泵房的重要性决定了它的工作形式，本泵站采用完全自灌式。其优点是不需设置引水的辅助设施，操作简便，启动及时，便于自控。为充分利用污水厂土地面积，采用合建式干式泵房。集水池位于泵站地下部分，机器间与集水池间用钢筋混凝土墙分隔开来。

2.3.2泵房设计

污水处理厂泵房设计参数如下： （1）设计流量：Q设计=903.9L/s；

（2）污水厂进水管：D=1300mm，H/D=0.748，I=0.75‰，流速v=0.88m/s，集水池管底标高=25.53 m；

（3）提升后水位标高：32.73m；

（4）泵房位置：选择在污水处理厂厂区内，厂区地面标高为30.000m； （5）水泵静扬程=出水井水面标高－集水池最低水位标高=325.53=7.20m；

水泵吸、压水管路（含至出水井管路）的压力损失估算为2.0m，自由水头损失为1.0m。

因此水泵扬程H=7.20+2.0+1.0=10.20m。

－

2.3.3 设计计算

2.3.3.1水泵机组的选择

考虑来水的不均匀性，易选择两台及两台以上的机组工作，以适应流量的变化。

查水泵样本，选用KQL65/185型吸水泵4台，3用1备。单泵的性能参数如下：

流量Q=3.14 L/S，扬程H=10.4m，电机功率N=0.8kW 2.3.3.2集水池容积及其布置

集水池按一台泵5min出数量计算，即：

W=0.3013?5?60?90.39m3，取91m3

集水池面积为：

- 28 -

金肯学院毕业设计

F=

2.3.3.3吸水管路的布置

912=45.5m2

为了保证良好的吸水条件，每台水泵设单独的吸水管，每条吸水管的设计流量均为301.3L/s，吸水管管材采用钢管，D=450mm，流速v=1.90m/s，i=1.84‰。

在吸水管的起端设DN650×450进水喇叭口1个（ξ=0.1），吸水管路上设DN450闸阀1个（ξ=0.09），DN450×300偏心渐缩管1个（ξ=0.2）。吸水管水平段具有向水泵方向上升5‰的坡度，便于排除吸入管内的空气。 2.3.3.4压水管路的布置

由于出水井距泵房距离较小，每台水泵的压水管路直接接入出水井，这样可以节省压水水管上的阀门。压水管管材采用钢管，D=600mm，流速v=1.95m/s，i=9.76‰，压水管上设1个DN300×450的渐缩管1个（ξ=0.30），DN300的橡胶柔性接口1个（ξ＝0.1），DN450的阀门1个（ξ=0.07），DN450的止回阀1个（ξ=1.9），DN450的弯头3个（ξ=0.64）。压水管水平段具有向出水井方向上升5‰的坡度，将管内的空气赶出。

机组布置及吸、压水管路布置详见城市污水处理厂总泵站工艺图。 2.3.3.5泵站辅助设施

为保证泵站的正常高效运行，还需设置以下辅助设施。 （1）水泵集水井反冲管

水泵运行时，集水井内可能淤积一些沉淀的污泥，影响水泵吸水管吸水性能。设计中选择每台水泵压水管道上引入集水井内一条反冲管道，用来反冲洗集水井内淤积的污泥，经反冲浮起的污泥与污水一同由水泵送走。

反冲管道采用钢管，管径DN50mm。反冲管出口采用DN50×40mm的渐缩管，用以增大出口流速。 （2）泵房内排水

水泵房内地面做成1%的坡度，坡向集水槽和集水坑。集水槽宽0.3m，深0.2m，坡向集水坑水坑。集水坑平面尺寸0.5×0.4m，深0.6m。选择一台潜污泵排水，将泵房内积水排至集水井内。 （3）泵房内通风

设计中选择机械通风，通风换气次数为5~10次/ h，通风换气体积按地面以

- 29 -

金肯学院毕业设计

下泵房体积计算，地面以上泵房体积不计入。选择二条通风管道，通风管道采用防阻燃塑料管，管径DN200mm。通风管道进风口设在泵房底部，排风口设在屋顶之上。

（4）管道支架布置

泵房内沿地面敷设的管道或阀门下设支墩，沿墙壁架空的管道设支架，管道接近屋顶敷设时设吊架，所有支墩、支架和吊架的间距小于2m，管道需固定牢固，不得震动。 （5）管墙套管

管道穿过泵房墙壁和集水井池壁时设穿墙防水套管，防水套管与墙壁垂直安装，水泵管道与防水套管间用止水材料堵塞，两端采用石棉水泥密封，防止渗水。

2.4 细格栅

栅条工作平台进水αα1α格栅计算草图

图2-2 细格栅计算草图

设栅前水深h=0.8 m，栅前流速v=1.0m/s，栅条间隙b=10mm，则： （1）栅条间隙数 栅条间隙数用以下公式计算：

N=

Q设计sin?bhvn

式中 Q设计——污水厂设计流量（m3/s）；

α——格栅倾角（o），取α=60o； h——栅前水深（m），h=0.8m；

- 30 -

金肯学院毕业设计

v——过栅流速（m/s），取v=1.0m/s；

b——格栅间隙宽度（m），取b=0.010m；

n——格栅组数，取n=2。

将上述数值代入上式，则栅条间隙数：

N=

Q设计sin?bhvn= 52个

（2）栅槽宽度

设栅条宽度S=0.01m，则栅槽宽度

B=S（n-1）+bn =0.01×（52-1）+0.01×52=1.03m

（3）进水渠道渐宽部分长度

设进水渠道渐宽部分展开角a1=20 o，渠宽B1=0.82m， l=

B?B12tga1=

1.03?0.822tg20?=0.29

（4）栅槽与出水渠连接处渐窄部分长度

出水渠渐窄部分长度为进水渠渐宽长度的一半，即：l2=?l1=0.15m

21（5）通过格栅的水头损失

设栅条断面为锐边矩形断面，水头损失可用下式计算：

h1=k?()bS43v22gsin?

式中 k——系数，格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般k=3； β——形状系数，本设计中栅条采用锐边矩形断面，β=2.42； S——栅条宽度（m）；g——重力加速度（m/s2）。 则通过格栅的水头损失：h1=0.32m （6）栅后槽总高度

设栅前渠道超高h2=0.3m，栅前槽高H1=h+ h2=1.1m 栅槽总高度：H=h+ h1+ h2=0.8+0.32+0.3=1.42m 栅槽总长度：L=l1+l2+0.5+1.0+

H 1tg60?=0.29+0.15+0.5+1.0+

1.1tg60?=2.58m

- 31 -

金肯学院毕业设计

（7）每日栅渣量

W=

Q平均W1?864001000

式中 W1——栅渣量（m3/103m3）,本设计取W1=0.08； Q平均——污水厂平均污水量（m3/s）。 带入上述数值，则每日栅渣量： W=

0.9?0.08?864001.31?1000=4.77m3/d>0.2 m3/d

故采用机械清渣。格栅采用链条回转式格栅，它由驱动机构、主传动链轮轴、从动链轮轴、牵引链、齿耙、过力矩保护装置和机架等组成。驱动机构布置在栅体上部的左侧或右侧，通过安全保护装置将扭矩传给主传动链轮轴，主传动链轮轴两侧主动链轮使两条环形链条作回转运动，在环形链条上均布6～8块齿耙，齿耙间距与格栅栅距配合并插入栅片间隙一定深度，运行时齿耙栅片上的污物随齿耙上行，当齿耙转到格栅体顶部牵引链条换向时齿耙也随之翻转，格栅截留的栅渣脱落到工作平台上端的卸料处，由卸料装置将污物卸至输送机或集污容器中。

格栅清渣装置起动由水位差控制开关控制，当格栅前后水位差大于0.1m时，开始工作。 （8） 选型

根据所计算格栅的宽度和长度，参考平面格栅的基本尺寸，选择格栅为 PGA—1600×3200—10；清渣采用固定式清渣机清渣

2.5曝气沉砂池

沉砂池的功能是去除比较大的无机颗粒（如泥沙、煤渣等，它们的相对密度为2.65、粒径0.2mm以上）。沉砂池设于初次沉淀池前，以减轻沉淀池负荷及能使无机颗粒与有机颗粒分离便于分别处理和处置，改善污泥处理构筑物的处理条件。目前应用较多的沉砂池池型有平流沉砂池、曝气沉砂池、竖流沉砂池和旋流沉砂池（又叫涡流沉砂池）。

平流沉砂池是常用的形式，污水在池内沿水平方向流动，具有构造简单、截留无机颗粒效果较好、排沉砂较方便的优点；但平流沉砂池的主要缺点是沉砂中约夹杂有15%的有机物，是沉砂的后续处理增加难度，故常需配洗砂机，把排砂

- 32 -

金肯学院毕业设计

经清洗后，有机物含量低于10%，称为清洁砂，再外运。

曝气沉砂池能克服平流沉砂池的上述缺点，它通过调解曝气量，可以控制污水的旋流速度，使无机颗粒之间的相互碰撞与摩擦机会增加，把表面附着的有机物磨去。此外，由于旋流产生的离心力，把相对密度较大的无机颗粒甩向外层并下沉，相对密度较轻的有机物旋至水流的中心部位随水带走。除砂效率较稳定，受流量变化的影响小，沉砂中的有机物含量低于10%，同时还对污水起预曝气的作用。

竖流沉砂池是污水自下而上由中心管进入池内，无机物颗粒藉重力沉于池底，处理效果差。旋流沉砂池是利用机械力控制流态和流速，加速砂粒的沉淀，有机物则被留在污水中，具有沉砂效果好、占地省的优点。

本设计采用去除率高的曝气沉砂池。

2.5.1沉砂池主体设计

（1）池子总有效容积： V＝Qmaxt×60

式中 Qmax——最大设计流量，Qmax＝0.9039m3/s

t——最大设计流量时的流行时间（1～3分）取t＝2min V＝0.9039×2×60＝108.5m3

(2) 水流断面积：A＝Qmax/V1

式中 V1—水平流速 V1＝0.06～0.12 取V1＝0.08m/s

A＝0.9039/0.08＝11.29m3，取12m3

(3) 池总宽：B=Ah2?122=6 m

式中h2—设计有效水深（2～3 m）取h2=2 m (4) 每格池子宽度：b＝B/n＝6/2＝3m（n-格数，n＝2） 宽深比：b/h2＝3/2＝1.5在1～1.5之间，符合要求。 (5) 池长：L＝V/A＝108.5/12＝9.04m (6) 每小时所需空气量：

q＝d·Qmax×3600＝0.2×0.9039×3600＝650.8m/h d—单位耗气量 d=0.2 m3/ m3污水

3

- 33 -

金肯学院毕业设计

采用穿孔管曝气，孔口直径为3mm。 (7)沉砂室所需容积：

V?86400QmaxXT10KZ6?0.9039?30?0.5?864001.31?106?0.89m3d

式中 X—城市污水沉砂量 X=30m3/106m污水

T—清除沉砂的间隔时间 T=0.5d

每个沉砂斗容积：

设每格有1个沉砂斗，则：V0=V/2=0.89/2=0.45m3 (8)沉砂斗各部分尺寸：

设斗底宽a1=0.6m，斗壁与水平面成60°，斗高h3 =0.6m，则沉砂斗上口宽：

a=

2h3??3

?tg60?0.6?1.29

沉砂斗容积：V=

h36?(2a?2aa1?2a1)?220.66(2?1.292?2?1.29?0.6?2?0.6)=0.56m

23

>0.45m3

(9) 沉砂室高度：

设横向池底坡度为0.3,坡向集砂槽：h3= h3+0.3L2

其中L2=(B-2a)/2=(6-2×1.29)/2=1.71m；h3=0.6+0.3×1.71=1.11m (10) 池体总高度：

设超高h1=0.3,则沉砂池总高度H=h1+h2+h3=0.3+2.0+1.11＝3.41m

??2.6 普通辐流式初沉池

初次沉淀池

初次沉淀池是二级污水处理厂的预处理构筑物，在生物处理构筑物前面。处理的对象是悬浮物（英文缩写SS，约可去除40%～55%以上），同时可去除部分BOD5（约占总BOD5的20%～30%，主要是悬浮性BOD5），可改善生物处理构筑物的

- 34 -

金肯学院毕业设计

运行条件并降低其BOD5负荷。沉淀池按池内水流方向的不同，可分为平流式、 竖流式、幅流式。沉淀池各种池型优缺点和适用条件见表3-4。

表2-1 各种沉淀池优缺点和适用条件

池型

优点

（1）沉淀效果好

（1）配水不易均匀

（2）对冲击负荷和温度变化

（2）采用多斗排泥时每个泥适用于大、

的适应能力强

平流式

（3）施工简易

（3）采用机械排泥时，设备水处理厂

（4）平面布置紧凑

复杂，对施工质量要求高

（5）排泥设备已趋定型

（1）池子深度大，施工困难

（2）对冲击负荷和温度变化适用于小

（1）排泥方便，管理简单

竖流式

（2）占地面积小

（3）池径不宜过大，否则布理厂 水不匀

（1）多为机械排泥，运行可

机械排泥设备复杂，对施工

辐流式 靠，管理较简单

质量要求高

（2）排泥设备已定型化

处理厂 中型污水适用于大、

的适应能力较差

型污水处

斗需单独设排泥管，操作量大 中、小型污

缺点

适用条件

经上述比较，为取得良好的沉淀效果，初次沉淀池选用普通经上述比较，为取得良好的沉淀效果，初次沉淀池选用普通幅流式沉淀池。该池运行稳定，管理简单，排泥设备已定型，对大中型污水厂较经济；适用于地下水位较高的地区，适用于大中型污水厂。

2.6.1 设计计算

（1）池表面积

设表面负荷q=2m3/（m2·h），则单池表面积A为：

A=

Q设计nq=

0.9039?36002?2=831.51m2

- 35 -

金肯学院毕业设计

（2）沉淀部分有效水深

设沉淀时间t=1.6h，则：h2=qt=2×1.6=3.2m

（3）沉淀部分有效容积：V,=Q设计t=813.5×1.6=1301.6m3 （4）池子直径：D=

4A?4?813.5??=32.2m，取L=33m

（5）池子总高度：H=h1+h2+h3+h4 式中 h1——超高（m），取h1=0.3m；

h2——有效水深（m），取h2=3.2m； h3——缓冲层高度（m），取h3=0.5m；

h4——泥斗高度（m），h4=（r1-r2）tga=(2-1)?tg60?=1.73m h5——沉淀池底部落差（m），h5＝i（R- r1）=0.05?(16.5-2)=0.72m

H=0.3+3.2+0.5+1.73+0.72=6.45m

（6）污泥部分所需的容积：V=

SNT1000

式中 S——每人每日污泥量[L/（人·d）]，取S=0.5 L/（人·d）； N——设计人口数（人），N=300000人；

T——两次清除污泥时间间隔（d），采用机械刮泥，故取T=4h；

V=

0.5?300000?41000?2?24=12.5m

3

（7） 污泥斗容积： 设r1=2m，r2=1m，α=600

则h4=（r1-r2）tgα=（2-1）×tg60=1.73m

V1=

3.14h530

（r12+r1r2+r22）=12.7m3

（8） 污泥斗以上圆锥体部分污泥容积： 设池底径向坡度为0.05

则：h4=（R- r1）×0.05=（16.5-2）×0.05=0.72m

- 36 -

金肯学院毕业设计

V2=

3.14?h43（R12+R1R2+R22）=

3.14?0.723?（16.5

2

+16.5×2+22）=233m2

（9） 污泥总容积：V1+V2=12.7+233=245.7m3>12.5m3，满足要求。 （10）径深比：D/h2=33/3.2=10.3（介于6—12）符合要求。

2.6.2 进出水设计

辐流式沉淀池采用中心进水周边出水的方式，进水管出口处设穿孔挡板整流，出水采用双边溢流堰出水槽，堰口采用三角堰，排泥管设在池子最低部，靠水的压力排泥。初沉池集配水采用集配水井，内侧配水，外侧排水。尺寸为配水井直径3m，集水井直径5m。 （1）进水部分设计 进水管流速

污水自沉砂池出水井接DN700铸铁管进入配水井，从配水井接DN700铸铁管，在初沉池前接闸门，1000i＝3.12，管内流速：

V=

4Qmax3.14nD2=

4?0.90393.14?2?0.72=1.17m/s,在。1.0~1.4之间满足要求。

淹没水深0.3m，潜孔壁厚0.3m，内径d1＝D2＝1m

外径d2＝1＋0.3×2＝1.6m，平均直径d＝（d1＋d2）/2＝1.3m. 设八个潜孔，每孔宽0.3m，高1.0m，则潜孔面积：

f＝8×0.3×1.0＝2.4m2

进水采用潜孔入流，则潜孔高度：

h?12H=

12×3.2=1.6m

穿孔流速：v＝Qmax/nf＝0.9039/(2×2.4)＝0.19m/s （介于0.1～0.4之间） 潜孔水头损失计算方法同前：h＝0.023m 进水渐扩部分：ξ1＝0.33 ，h1??1（2）出水部分设计

堰上负荷：初沉池出水堰最大堰上负荷不宜大于2.9l/sm, 则每池所需堰长：

L=903.9/(2×2.9)=155.84m，

v22g?0.02m

- 37 -

金肯学院毕业设计

D=L/π=155.84/3.14=49.63m， 远大于池径，故采用双侧集水。 出水槽尺寸：

采用薄壁三角堰双侧集水；出水槽为双边进水，取出水槽外壁到池壁距离为0.4m,堰每侧集水量为：

Q=

Qmax2?12?0.90392?12?0.226 m/s

3

设过水断面面积：A?B?h?0.4?0.5?0.2m2 湿周：f?B?2h?0.4?2?0.5?1.4m 水力半径：R?A/f?0.2/1.4?0.143m 流速：v=

QA?0.2260.22?1.13msv2水力坡度：i=d?CR2?(0.013v)42?2.9‰

R3取出水槽外壁到池壁距离为0.4m(过小会增加流速，带走沉泥)。 出水堰长：L=(33-0.8)π+(33-1.6)π=199.7m 三角堰尺寸：

堰为等腰直角三角形，堰高为0.06m，堰宽为0.12m。取堰上水头为0.04m。 实际堰数：n=199.7/0.12=1664个 取堰上水头0.045m，堰上宽度0.09m 校核堰上负荷：

为了偏于安全，设三角堰水面宽为堰长，取安全堰上宽为0.09m，则实际堰长为：L'＝n×0.09＝1664×0.09＝149.76m

设堰后自由跌落为0.15m

水头损失：h＝i×3.14×（D-0.8+D-1.6）/2+0.15+0.045=0.484m 总水头损失：∑h＝0.484+0.023+0.02＝0.527m （3）初沉池集配水井设计：

集水井中心管径＝沉沙池总出水管径＝1000㎜ V=Q/W=0.9039×4/π×1.0=1.15m/s

2

- 38 -

金肯学院毕业设计

配水井直径：设D＝1.4m ，则：

上升流速为 V1=Q/W=0.9039×4/π×1.42=0.59ms 进出入初沉池管径：DN=1100㎜，v＝0.95m/s，I=0.85‰

2.7 A2/O生物反应池

2.7.1 污水处理程度的计算

污水进处理厂前的BOD5为240mg/L，COD=450mg/L，SS=225 mg/L经初次沉淀池的处理BOD5和COD按降低25％考虑，SS按降低50％考虑,则进入曝气池污水的BOD5=240×（1-25％）=180mg/L，COD=450×（1-25％）=337.5mg/L。 SS=225×（1-50％）=112.5mg/L

首先判断是否可以采用A2/O法：

CODTNTPBOD??337.5404180?8.44>8

?0.022<0.06，符合条件。

2.7.2 设计参数计算

由于无实验资料，设计参数选用经验值：

水力停留时间HRT为t=8h；BOD污泥负荷为Ns=0.2kgBOD5/kg·MLSS·d 回流污泥浓度Xv=10000mg/l；污泥回流比：50％ 曝气池混合液浓度：X=2.7.2.1求内回流比RN

TN去除率为：η

TNR1?RXr?0.51?0.5?10000?3.3kg/m

3

=

TN0?TN0eTN=

40?2040?100％=50％

求内回流比：RN=

2

50100?50? 100％=100％

2.7.3 A/O曝气池容积计算

有效容积：V=Q平t=0.6944?10×8×3.6=19998.72m3； 池有效深度：H=5.0m

1 - 39 -

金肯学院毕业设计

曝气池有效面积：S总=

VH 1?19998.725.0?3999.74m2，取4000m2,

分两组，每组有效面积：S=S总/2=2000m2。 设5廊道曝气池，廊道宽8m 单组曝气池长度：L1=

设计：第一廊道为厌氧池，第二廊道为缺氧池，第三、四、五廊道为好氧池。 各段停留时间A1：A2：O=1：1：3

则厌氧池停留时间为t1=1.6h；缺氧池停留时间为t2=1.6h； 好氧池停留时间为t3=4.8h 2.7.3.1厌氧池

污水在厌氧池内停留时间t1=1.6h；厌氧池上面用厚0.2m的混凝土密封，并设有搅拌设备，搅拌设备的设计：采用浆式搅拌器。

根据设计手册选用如下设计参数：

搅拌器外缘线速度取2m/s；搅拌器直径d=4m；搅拌器距池底取1m 搅拌器浆叶数2；搅拌器宽度b=0.4m；搅拌器层数取1层 搅拌器转速：n=

60?v3.14?d?60?23.14?4?9.55转/分

2SnB?20005?8?50m则缺氧池停留时间为t2=1.6h；

2-??C3???Z?e?b??v?n?R3???搅拌功率：Ns=

408?g，

3

式中 C3—阻力系数0.2；γ—水的容重1000kg/m；

w—2v/d（弧度/秒）；Z—搅拌器浆叶数； e—搅拌器层数；b—搅拌器浆叶宽度（米） R—搅拌器半径（米）；g—重力加速度9.8（m/s2）

则搅拌器功率：Ns=0.064kw；厌氧段和缺氧段都易分成串联的几个方格，每个方格内设置一台机械搅拌器，一般采用叶片式浆板或推进式搅拌器，以保证生化反应池进行，防止污泥沉降。根据每个搅拌设备的服务面积,沿廊道设6台桨式搅拌器,搅拌器间距为5.7m。

- 40 -

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/i8q6.html