水污染控制工程课程设计(AAO)

课程设计

课程名称： 水污染控制工程

设计题目：50000m3/d城市污水处理厂设计（A2/O）

学生姓名： 张 赛 辉 学 号： 201129090109 学 院： 化学与生物工程学院 班 级： 环境工程1101班 指导教师： 曾经 赵文玉 刘春华

2013 年12月23至2014年1月4日

目 录

引 言......................................................... 1 第一章 设计任务任务及设计资料.................................. 2

1.1设计任务书 .............................................. 2

1.1.1设计题目 .......................................... 2 1.1.2出水要求 .......................................... 2 1.1.3设计内容 .......................................... 2 1.1.4设计成果 .......................................... 3 1.1.5时间分配 .......................................... 3 1.1.6成绩考核办法 ...................................... 3 1.2设计原始资料 ............................................ 3

1.2.1设计规模 .......................................... 3 1.2.2 水质情况.......................................... 4 1.2.3气象与水文资料 .................................... 4 1.2.4厂区地形 .......................................... 4

第二章 设计说明书.............................................. 5

2.1设计原则 ................................................ 5 2.2设计依据 ................................................ 5 2.3进出水水质 .............................................. 6

2.3.1设计水质及处理后排放水质 .......................... 6 2.3.2去除率 ............................................ 6 2.4工艺的选择 .............................................. 7

2.4.1污水处理工艺的选择 ................................ 7 2.4.2污泥工艺的选择 .................................... 9 2.5污水厂总平面图的布置 .................................... 9 2.6设计流量 ............................................... 10 2.7污水处理构筑物的选择 ................................... 10

2.7.1格栅 ............................................. 10 2.7.2集水井 ........................................... 10

2.7.3污水泵房 ......................................... 10 2.7.4沉砂池 ........................................... 11 2.7.5初沉池 ........................................... 12 2.7.6 A/A/O反应池 ..................................... 13 2.7.7二沉池 ........................................... 13 2.7.8消毒 ............................................. 14 2.8污泥处理构筑物的选择 ................................... 14

2.8.1污泥泵房 ......................................... 14 2.8.2污泥浓缩池 ....................................... 14 2.8.3污泥脱水 ......................................... 15 2.9污水厂的平面及高程布置 ................................. 15

2.9.1平面布置 ......................................... 15 2.9.2管线布置 ......................................... 16 2.9.3 高程布置......................................... 16

第三章 污水厂设计计算书...................................... 16

3.1去除率的计算 ........................................... 16

3.1.1溶解性BOD5的去除 ................................. 16 3.1.2 CDDCr的去除率 .................................... 17 3.1.3 SS的去除率 ...................................... 17 3.1.4总氮的去除率 ..................................... 17 3.1.5磷酸盐的去除率 ................................... 18 3.2格栅设计原则 ........................................... 18

3.2.1细格栅 ........................................... 19 3.2.2中格栅 ........................................... 21 3.3集水井 ................................................. 24 3.4污水提升泵房 ........................................... 25

3.4.1设计说明 ......................................... 25 3.4.2设计选型 ......................................... 25 3.5旋流沉砂池 ............................................. 26

3.5.1设计依据 ......................................... 26 3.5.2设计参数 ......................................... 27 3.5.3设计计算 ......................................... 27 3.5.4排砂方法 ......................................... 28 3.5.5排砂量计算 ....................................... 28 3.6初沉池 ................................................. 29

3.6.1设计参数 ......................................... 29 3.6.2设计计算 ......................................... 29 3.6.3进出水设计 ....................................... 31 3.7 A/A/O反应池 ........................................... 33

3.7.1厌氧池 ........................................... 33 3.7.2缺氧池 ........................................... 33 3.7.3曝气池 ........................................... 34 3.8二沉池 ................................................. 40

3.8.1设计概述 ......................................... 40 3.8.2设计计算 ......................................... 41 3.9紫外线消毒装置 ......................................... 42

3.9.1设计计算 ......................................... 43 3.10计量堰 ................................................ 44 3.11污泥处理设备的计算 .................................... 45

3.11.1污泥浓缩池设计计算 .............................. 45 3.11.2贮泥池 .......................................... 48 3.11.3污泥脱水机房 .................................... 48 3.11.5剩余污泥泵房 .................................... 50 3.12高程 .................................................. 50

3.12.1污水处理部分高程 ................................ 51 3.12.2污泥处理部分高程 ................................ 52

第四章 污水厂成本概算........................................ 53

4.1土建工程 ............................................... 54

4.1.1污水污泥处理构筑物建设 ........................... 54 4.1.2厂区附属建筑物建设 ............................... 54 4.2公用工程 ............................................... 54

4.2.1供电 ............................................. 54 4.2.2自动检测与控制 ................................... 54 4.3投资及运营 ............................................. 55

4.3.1投资估算范围及原则 ............................... 55 4.3.2劳动定员 ......................................... 55

设计总结....................................................... 57 致 谢........................................................ 59 参考文献....................................................... 59

引 言

生命起源于水环境，水是所有生物生存不可缺少的重要因素，亦是人类发展的物质基础，是不可替代的宝贵资源。目前我国人均用水量是世界人均用水量的30%左右，人均水资源占有量仅为世界平均水平的四分之一，严重制约着我国社会主义经济的发展。中国经济的高速发展，我们为止付出的是环境污染的代价。眼下环境问题受到了人们的普遍关注，为保护环境，解决城市污水的排放对水体的污染，为了保护自然环境和自然生态系统，为了保证人民的身体健康，就必须要建立有效的污水处理设施，来解决这一问题。综合废水处理工程是一项保护环境、治理污染、促进健康、造福社会的公益事业。本设计就是基于水污染的危害性和严重性，以保护环境为宗旨，以达到城镇污水处理厂污染物排放标准为要求对系统进行全面设计。

长期以来，城市污水处理均以去除有机物和悬浮物为目的，其工艺为普通活性污泥法．该法对氮、磷等无机营养物去除效果很差．一般来说，氮的去除率只有20％～30％，磷的去除率只有10％～20％．随着大量的化肥、农药、洗涤剂等高浓度氮、磷工业废水的排出，导致城市污水中N、P浓度急剧增加，从而引起水体中溶解氧降低及水体富营养化，同时影响了处理后污水的复用．所以，要求在城市污水处理过程中不仅要有效地去除BOD和SS，而且要有效地脱氮除磷．八十年代以来，生物脱氮除磷工艺已成为现代污水处理的重大课题，特别是以厌氧－缺氧－好氧（Anaerobic－Anoxic－aerobic，简称A2／O工艺）系统的生物脱氮除磷工艺，因其特有的技术经济优势和环境效益，越来越受到人们的高度重视。

本设计中即采用厌氧－缺氧－好氧（Anaerobic－Anoxic－aerobic，即A2

／O工艺）对某城市生活污水进行处理，日处理能力50000m3。出水达到1996年颁布的国家综合污水排放标准水质要求。

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第一章 设计任务任务及设计资料

1.1设计任务书 1.1.1设计题目

50000m3/d城市污水处理厂设计（A2/O法）

1.1.2出水要求

符合《污水综合排放标准》一级标准：

BOD5≤20mg/L CODCr≤60 mg/L SS≤20mg/L 氨氮≤15mg/L 磷酸盐（以P计）≤0.5mg/L

1.1.3设计内容

1.方案确定

按照原始资料数据进行处理方案的确定，拟定处理工艺流程，选择各处理构筑物，说明选择理由，进行工艺流程中各处理单元的处理原理说明，论述其优缺点，编写设计方案说明书。

2.设计计算

进行各处理单元的去除效率估算；各构筑物的设计参数应根据同类型污水的实际运行参数或参考有关手册选用；各构筑物的尺寸计算，要求说明书中有计算草图；设备选型、效益分析及投资估算。

3.平面和高程布置

根据构筑物的尺寸，合理进行平面布置；高程布置应在完成各构筑物计算及平面布置草图后进行，各处理构筑物的水头损失可直接查相关资料，但各构筑物之间的连接管渠的水头损失则需计算确定。

4.编写设计说明书、计算书

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1.1.4设计成果

1.污水处理厂总平面布置图1张（含土建、设备、管道、设备清单等） 2.高程布置图1张

3.主要单体构筑物（沉砂池、曝气池、二沉池等）平面、剖面图1张 4.设计说明书、计算书一份

1.1.5时间分配

表1—1 时间分配表（第17～18周） 序号 1 2 教学内容 下达设计任务书 设计计算 时间 1天（17周周一） 5天（17周周二～17周周六） 5天（17周周日～18周周四） 3天（18周周五～18周周日） 14天 备注 3 绘制CAD设计图纸 编写设计说明书，装订成册 总计时间 4 5 1.1.6成绩考核办法

根据设计说明书、设计图纸的质量及平常考核情况由指导教师按优、良、中、及格、不及格评定成绩。

1.2设计原始资料 1.2.1设计规模

Q＝50000m3/d

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1.2.2 水质情况：

BOD5=300mg/L CODCr=600 mg/L SS=250 mg/L 氨氮=40 mg/L 磷酸盐(以P计)=10 mg/L pH=6～9

表1—2 进出水水质对照表

项目 CODcr(mg/L) BOD5(mg/L) SS(mg/L) NH-N(mg/L) TP(mg/L) 进水 出水 600 ≤60 300 ≤20 250 ≤20 40 ≤15 10 ≤0.5 1.2.3气象与水文资料

风向：多年主导风向为东南风； 水文：降水量多年平均为每年2370mm； 蒸发量多年平均为每年1800mm； 地下水水位，地面下6～7m。 年平均水温：20℃

1.2.4厂区地形：

污水厂选址区域海拔标高在19-21m左右，平均地面标高为20m。平均地面坡度为0.3‰～0.5‰ ，地势为西北高，东南低。

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第二章 设计说明书

2.1设计原则

(1)处理工艺符合最佳适用技术（即技术上可行，经济上合理）和清洁生产的基本要求。

(2)建设项目符合国家和地方的环境法律法规的有关规定。

(3)各处理单元构筑物的平面布置应根据各构筑物的功能要求和水力要求. (4)辅助建筑物的面积或规模应符合有关规定。 (5)设备选型和价格经济合理。

(6)设计中尽量选用低噪声的动力设备，产生臭气或者噪声的设备或构筑物应加盖处理，防止二次污染。

2.2设计依据

(1)《中华人民共和国环境保护法》

(2)《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918-2002） (3)《中华人民共和国水污染防治法》 (4)《水处理工程师手册》 (5)《污水处理厂工艺设计手册》 (6)《建设项目环境保护环境管理条例》

(7)《城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准》（GJ 31-89） (8)《城市污水处理及防治技术政策》建城[2000]124号 (9)《城市污水处理工程项目建设标准》建城[2001]77号

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2.3进出水水质

2.3.1设计水质及处理后排放水质

（1）设计处理水量： 日处理量： 50000m3/d 秒处理量： 0.579m3/s

Q?50000?0.579m3/s?579L/s

24?3600根据《室外排水设计规范》，查表并用内插法得：KZ=1.36

表2—1平均流量与总变化系数

平均日流量（L/s） 总变化系数 5 2.3 15 2.0 40 1.8 70 1.7 100 1.6 200 1.5 500 1.4 ≥1000 1.3 （2）所以设计最大流量:

Qmax?Kz?Q?1.36?50000?68000m3/d?2833.33m3/h?0.787m3/s （3）原水水质参数如下：

BOD5=300mg/L CODcr=600 mg/L SS=250 mg/L 氨氮=40 mg/L 磷酸盐(以P计)=10 mg/L pH=6～9

2.3.2去除率

进出口水质及去除率见表1-1：（详细计算见：第三章 去除率的计算）

表2-2 进出口水质及去除率表

项目 进水 出水 去除率 CODcr(mg/L) BOD5(mg/L) SS(mg/L) NH-N(mg/L) TP(mg/L) 600 ≤60 90.00% 300 ≤20 93.38% 250 ≤20 90.00% 40 ≤15 62.50% 10 ≤0.5 73.54% 注： 此处BOD5去除率主要指曝气池的去除率

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2.4工艺的选择

2.4.1污水处理工艺的选择

处理厂的工艺流程是指在达到所要求处理程度的前提下，污水处理各单元的有机组合；构筑物的选型是指处理构筑物形式的选择。两者是相互联系，互为影响的。

城市生活污水一般以BOD物质为主要去除对象。由于经过一级处理后的污水，BOD只去除30％左右，仍不能排放；二级处理BOD去除率可达90％以上，处理后的BOD含量可能降到20-30mg/L，已具备排放水体的标准。

又该城市污水处理厂的方案，既要考虑有效去除BOD5又要适当去除N、P，以下对上述适合于中小型污水处理厂的除磷脱氮工艺进行经济技术比较。

表2—3适合于中小型污水处理厂的除磷脱氮工艺的比较

工艺名称 氧化沟 优点 A/O工艺 A/A/O工艺 1.具有较好的除P脱N功能；2. 具有改善污泥沉降性能的作用的能对高浓度的工业废水有很大稀释作用；4有较强的抗冲击定；3.用于大型水厂费用较低；力，减少的污泥排放量；的除P脱N功能；4.不需3.具有提高对难降解生物有机物去除效果，运行效果稳定；4.技术先要污泥回流系统和回流液；不设专门的二沉池；5.除磷脱氮的厌氧，缺氧*4

SBR工艺 1.流程十分简单；2.合建式，占地省，处理成本底；3. 处理效果好，有稳定1.处理流程简单，构筑物少，1．污泥沉降性能基建费用省；2处理效果好，有稳定的除P脱N功能；3.好；污泥经厌氧消化后达到稳负； 4.沼气可回收利5.能处理不容易降解的有机物；6.污泥生成量少，污泥不需要消化处理，不需要污泥回用。 进成熟，运行稳妥可靠；和好氧不是由空间划分流系统；7.技术先进成熟，管理维护简单；8.国内工程实例多，容易获得工程设计和管理经验；9.对于中小型无水厂投资省，成本底；10.无须设初沉池，二沉池。 理经验。 5.管理维护简单，运行费用低；6沼气可回收利用7.国内工程实例多，容易获得工程设计和管的，而是由时间控制的。 第 7 页

缺点 1.周期运行，对自动化控制能力要求高；2.污泥稳定性没有厌氧消化稳定；3.容积及设备利用率低；4.脱氮效果进一步提高需要在氧化沟前设厌氧池。 1.用于小型水厂费用偏高；2.沼气利用经济效益差；3，污泥回流1.处理构筑物较多；2，1.间歇运行，对自动化控污泥回流量大，能耗高。制能力要求高；2.污泥稳3. 用于小型水厂费用偏高；4.沼气利用经济定性没有厌氧消化稳定；3.容积及设备利用率低；4.变水位运行，电耗增大；5除磷脱氮效果一般。 量大，能耗高。 效益差。 综上所述，可得比较适合本经济开发区的工艺是A/A/O工艺。因为这种工艺具有较好的除P脱N功能；具有改善污泥沉降性能的作用的能力，减少的污泥排放量；具有提高对难降解生物有机物去除效果，运行效果稳定；技术先进成熟，运行稳妥可靠；管理维护简单，运行费用低；沼气可回收利用；国内工程实例多，容易获得工程设计和管理经验技术先进成熟，运行稳妥可靠，最为重要的是该工艺总水力停留时间少于其他同类工艺，节省基建费用，占地面积相对较小，在市场经济的形势下，寸土寸金，该工艺无疑具有非常大的吸引力。

污水处理工艺流程如图2—1所示。

该流程包括完整的二级处理系统和污泥处理系统。污水经由一级处理的隔栅、沉沙池和初沉池进入二级处理的厌氧池缺氧池和曝气池，然后在二次沉淀池中进行泥水分离，二沉池出水后直接排放。二沉池中一部分污泥作为回流污泥进

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入二级处理部分，剩余污泥与初沉池污泥进入污泥浓缩池，经浓缩之后的污泥进入脱水机房加药脱水，最后外

图2—1 污水处理厂设计工艺流程图

2.4.2污泥工艺的选择

污水处理所产生的剩余污泥必须按照减量化，无害化的原则进行妥善安全的处理、处置。

本工程污水处理工艺，采用生物脱氮除磷的A2/O工艺，污泥龄达15天以上，污泥已基本稳定，无需厌氧消化，可以直接进行机械浓缩脱水，同时可以防止磷的厌氧释放，保证了除磷效果。选择带式浓缩压滤一体机，泥饼含固率高，能耗底，可连续运行，生产效率高。

2.5污水厂总平面图的布置

本污水处理厂平面布置在满足工艺流程的前提下进行布置，大致分为生活区、污水处理区、污泥处理区三区，布置紧凑，进出水流畅；其中，综合办公楼、宿舍楼、食堂、浴室等在入厂正门一侧附近，方便本厂职工办公和起居生活，同

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时也方便外来人员；隔栅间气味大，锅炉房多烟尘，污泥区设在夏季主导风向的下风向、在脱水机房附近设有后门，以减少煤、灰、泥饼、栅渣外运时对环境的污染。

2.6设计流量

Q=50000m3/d

2.7污水处理构筑物的选择 2.7.1格栅

细格栅用来截留水中比较小的悬浮物或漂浮物，以保证后续处理的正常运行。 中格栅用以截留水中的较大悬浮物或漂浮物，以减轻后续处理构筑物的负荷，用来去除那些可能堵塞水泵机组驻管道阀门的较粗大的悬浮物，并保证后续处理设施能正常运行的装置。

截留污物的清除方法有两种，即人工清除和机械清除。大型污水处理厂截污量大，为减轻劳动强度，本设计应用机械清除截留物。

本工程设计确定采用两道格栅， 40mm 的中格栅和10mm 的细格栅，分别布置在污水泵房前和沉砂池前，形状为矩形，清渣方式为机械清渣。

本设计选择GH型回转式格栅除污机，该除污机结构紧凑，占地面积小，运行可靠，安装维修方便，自动控制性好，高效且无缠绕。

格栅上部必须设置工作平台，其高度应高出格栅前最高设计水位0.5m，工作平台上应有安全和冲洗设施。

格栅工作平台两侧边道宽度宜采用0.7～1.Om。工作平台正面过道宽度，采用机械清除时不应小于1.5m，采用人工清除时不应小于1.2m。

2.7.2集水井

污水泵站的集水池宜采用敞开式，本工程设计的集水池与泵房和共建，属封闭式。集水池内设通气管，并配备风机将臭气排出泵房。

2.7.3污水泵房

城市污水处理厂的运行费用大部分来自于电能，其中40%的电能为水泵消

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耗，所以，确定合理的水泵及泵站具污水处理厂的关键所在。

泵站行驶的选择取决于水里条件和工程造价，其他考虑因素还有：泵站规模大小、泵站的性质、水文地质条件、地形地物、挖渠及施工方案、管理水平、环境性质要求、选用水泵的形式及能否就地取材等。

污水泵站的主要形式[1]：

（1）合建式矩形泵站，装设立式泵，自灌式工作台，水泵数为4台或更多时，采用矩形，机器间、机组管道和附属设备布置方便，启动简单，占地面积大； （2）合建式圆形泵站，装设立式泵，自灌式工作台，水泵数不超过4台，圆形结构水力条件好，便于沉井施工法，可降低工程造价，水泵自动方便。 （3）对于自灌式泵房，采用自灌式水泵，叶轮（泵轴）低于集水池最低水位，在最高、中间和最低水位都能直接启动，其优点为启动及时可靠，不需引水辅助设备，操作简单。

（4）非自灌式泵房，泵轴高于集水池最高水位，不能直接启动，由于污水泵水管不得设低阀，故需设引水设备。但管理人员必须能熟练的掌握水泵的启动程序。由以上可知，本设计因水量较大，并考虑到造价、自动化控制等因素，以及施工的方便与否，采用自灌式半地下式矩形泵房。

（5）流量小于2m3/s时，常选用下圆上方形泵站，其设计和施工均有一定的经验，故被广泛使用。

根据综合考虑，本设计确定采用与集水井合建的下圆上方形泵房。

2.7.4沉砂池

沉砂池的功能的去除比重较大的无机颗粒。按水流方向的不同可分为的不同可分为平流式、竖流式、曝气沉砂池和旋流沉砂池四类。比较如下[1][2]：

①平流沉砂池 优点：沉淀效果好，耐冲击负荷，适应温度变化。工作稳定，构造简单，易于施工，便于管理缺点：占地大，配水不均匀，易出现短流和偏流，排泥间距较多，池中约夹杂有15%左右的有机物使沉砂池的后续处理增加难度。

②竖流沉砂池 优点：占地少，排泥方便，运行管理易行。缺点：池深大，施工困难，造价较高，对耐冲击负荷和温度的适应性较差，池径受到限制，过大的池径会使布水不均匀

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③曝气沉砂池 优点：克服了平流沉砂池的缺点，使砂粒与外裹的有机物较好的分离，通过调节布气量可控制污水的旋流速度，使除砂效率较稳定，受流量变化影响小，同时起预曝气作用，其沉砂量大，且其上含有机物少。缺点：由于需要曝气，所以池内应考虑设消泡装置，其他型易产生偏流或死角，并且由于多了曝气装置而使费用增加，并对污水进行预曝气，提高水中溶解氧。

④旋流沉砂池（钟式沉淀池） 优点：占地面积小，可以通过调节转速，使得沉砂效果最好，同时由于采用离心力沉砂不会破坏水中的溶解氧水平（厌氧环境）缺点：气提或泵提排砂，增加设备，水厂的电气容量，维护较复杂。

基于以上四种沉砂池的比较，本工程设计确定采用旋流沉砂池。

2.7.5初沉池

初沉池的作用是对污水中密度大的固体悬浮物进行沉淀分离。初沉池的去除对象是悬浮固体，可以去除SS约40%～50%，同时可去除20%～30%的BOD5，可降低后续生物处理构筑物的有机负荷。按照初沉池的形状和水流特点，通常分为平流式、竖流式、辐流式及斜管四种。比较如下[1][2][4]：

①平流沉淀池优点包括：沉淀效果好；耐冲击负荷和温度的变化适应性强；施工容易，造价低。它的主要缺点为：池子配水不均匀；采用多斗排泥时，每个泥斗需要单设排泥管各自排泥，操作量大。

适用条件：适用于大、中、小型污水处理厂；适用于地下水位较高和地质条件较差的地区。

②辐流式沉淀池优点包括：多为机械排泥，运行较好，管理较简单；排泥设备已趋定型。它的主要缺点为：池内水速不稳定，沉淀效果较差；机械排泥设备复杂，对施工质量要求高。

适用条件：适用于大、中型污水处理厂；适用于地下水位较高的地区。 ③竖流式沉淀池优点包括：排泥方便，管理简单；占地面积较小。它的主要缺点为：池子深度大，施工困难；对冲击负荷和温度变化的适应性能力较差；造价较高；池径不宜过大，否则布水不均匀。

适用条件：适用于处理水量不大的小型污水处理厂。

④斜板（管）沉淀池优点包括：沉淀效率高，停留时间短；占地面积小。它

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的主要缺点为：用于二沉池时，当固体负荷较大时其处理效果不太稳定，耐冲击负荷的能力较差；运行管理成本高。

综上所述，四种沉淀池的优缺点比较，并结合本设计的具体情况；设计水量较大，本设计初沉池采用平流式初沉池。

2.7.6 A/A/O反应池

2.7.6.1厌氧池

污水流入厌氧池中，通过搅拌机的搅拌作用污水与厌氧菌充分结合。厌氧池能将污水中的微生物，有机物进行分解，产生CO2甲烷等物质。

建造一组厌氧池，采用推流式设计。 2.7.6.2缺氧池

配合好氧池脱氮除磷，将大分子有机颗粒分解成小分子有机颗粒，可以提高废水的可生化性，一般用于好氧池的前处理。

建造一组缺氧池，池中设搅拌装置。 2.7.6.3曝气池（好氧池）

利用活性污泥法进行污水处理的构筑物。池内提供一定污水停留时间，满足好氧微生物所需要的氧量以及污水与活性污泥充分接触的混合条件。

本设计采用推流式曝气池，采用鼓风曝气系统。

曝气池与厌氧池、缺氧池合建，进水均选用普通铸铁管。其中厌氧池出水进入对称式配水槽为曝气池的两组平行部分均匀布水。

出水系统采用倒虹吸式中央配水井，二对沉池进行布水。

2.7.7二沉池

二沉池设在生物处理构筑物后面，用于沉淀去除活性污泥或腐殖污泥（指生物膜法脱落的生膜）。沉淀池主要形式与初沉池一样，主要分析及比较已在前面列出。

综合四种沉淀池的优缺点比较，并结合本设计的具体情况；设计水量较大，本设计二沉池采用中心进水、周边出水的辐流式沉淀池。

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2.7.8消毒

污水处理厂常用的消毒方法有液氯消毒、漂白粉消毒、臭氧消毒和紫外线消毒等四种，他们的优缺点和使用条件如下[1][2][4]：

①液氯消毒优点：价格便宜，效果可靠，投配设备简单。缺点：对生物有毒害作用，并且可能产生致癌物质。适用于大、中型规模的污水处理厂。

②漂白粉消毒优点：投加设备简单，价格便宜缺点：除用液氯缺点外，尚有投配量不准确，溶解剂调制不便，劳动强度大。适用于消毒要求不高或间断投加的小型污水处理厂。

③臭氧消毒优点：消毒效率高，能有效的降解水中残留有机物、色味等，污水温度、PH值对消毒效果影响小，不产生难处理或生物积累性残余物。缺点：投资大，成本高，设备管理负责。

④紫外线消毒优点：是紫外线照射和氯化共同作用的物理化学方法，消毒效率高，占地面积小，减少土建费用。缺点：紫外线照射灯具货源不足，电耗能量较多。

综上四种消毒方法的比较，本设计采用紫外线消毒。

2.8污泥处理构筑物的选择 2.8.1污泥泵房

（1）回流污泥泵选用LXB-1000螺旋泵*83台（2用1备），单台提升能力为660m3/h，提升高度为3.5-4.0m,电动机转速n=48r/min,功率N=15kW。

（2）回流污泥泵房占地面积为9m×6m。

（3）剩余污泥泵选两台，2用1备，单泵流量Q>2Qw/2＝5.56m3/h。选用1PN污泥泵Q 7.2－16m3/h, H 14-12m, N 3kW。

（4）剩余污泥泵房占地面积L×B=4m×3m。

2.8.2污泥浓缩池

污泥浓缩池主要是降低污泥中的间隙水，来达到使污泥减容得目的。经浓缩后的污泥近似糊状，仍保持流动性。浓缩池可分为气浮浓缩池、重力浓缩池和离

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心浓缩池。重力浓缩池按其运行方式分为间歇式或连续式。

（1）气浮浓缩池：依靠微小气泡与污泥颗粒产生粘附作用，使污泥颗粒的密度小于水而上浮，并得到浓缩。适用于浓缩活性污泥以及生物滤池等较轻的污泥，并且运行费用较高，贮泥能力小；

（2）连续式重力浓缩池：用于浓缩初沉池污泥和二沉池的剩余污泥，只用于活性污泥的情况不多；

（3）间歇式重力浓缩池：主要靠阀门控制污泥的进出和上清液的排出，无刮泥系统，管理简单。

（4）离心浓缩池：利用污泥中的固、液相得密度不同，在高速旋转地离心机中受到不同的离心力二是两者分离，达到浓缩目的。离心分离一般要加入助凝剂，且耗电量大，在达到相同的浓缩效果时，其电耗约为气浮法的10倍。

综上所述，本设计采用连续式重力浓缩池。

2.8.3污泥脱水

污泥脱水的方法有自然干化、机械脱水及污泥烧干、焚烧等方法。本设计采用机械脱水，采用带式压滤机。

2.9污水厂的平面及高程布置 2.9.1平面布置

各处理单元构筑物的平面布置：

处理构筑物是污水处理厂的主体建筑物，在对它们进行平面布置时，应根据各构筑物的功能和水力要求结合当地地形地质条件，确定它们在厂区内的平面布置应考虑*9：

（1）贯通，连接各处理构筑物之间管道应直通，应避免迂回曲折，造成管理不便。

（2）土方量做到基本平衡，避免劣质土壤地段

（3）在各处理构筑物之间应保持一定产间距，以满足放工要求，一般间距要求5～10m，如有特殊要求构筑物其间距按有关规定执行。

（4）各处理构筑物之间在平面上应尽量紧凑，在减少占地面积。

第 15 页

2.9.2管线布置

（1）应设超越管线，当出现故障时，可直接排入水体。 （2）厂区内还应有给水管，生活水管，雨水管。 辅助建筑物：

污水处理厂的辅助建筑物有泵房，鼓风机房，办公室，集中控制室，水质分析化验室，变电所，存储间，其建筑面积按具体情况而定，辅助建筑物之间往返距离应短而方便，安全，变电所应设于耗电量大的构筑物附近，化验室应原理机器间和污泥处理构筑物，以保证良好的工作条件，化验室应与处理构筑物保持适当距离，并应位于处理构筑物夏季主风向所在的上风中处。

在污水厂内主干道应尽量成环，方便运输。主干宽6～10m次干道宽3～4m，人行道宽1.5m～2.0m曲率半径9m，有30%以上的绿化。

2.9.3 高程布置

为了降低运行费用和使维护管理，污水在处理构筑物之间的流动以按重力流考虑为宜，厂内高程布置的主要特点是先确定最大构筑物的地面标高，然后根据水头损失，通过水力计算，递推出前后构筑物的各项控制标高。

根据氧化沟的设计水面标高，推求各污水处理构筑物的水面标高，根据和处理构筑物结构稳定性，确定处理构筑物的设计地面标高。

第三章 污水厂设计计算书

3.1去除率的计算

3.1.1溶解性BOD5的去除

活泩污泥处理系统处理水中的BOD5值是由残存的溶解性BOD5和非溶解性BOD5二者组成，而后者主要是以生物污泥的残屑为主体。活性污泥的净化功能，

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是去除溶解性BOD5。因此从活性污泥的净化功能来考虑，应将非溶解性的BOD5从处理水的总BOD5值中减去。

取原污水BOD5值（S0）为300mg/L，经初次沉淀池及缺氧池、厌氧段处理，按降低25％考虑，则进入曝气池的污水，其BOD5值（S）为：

S?＝300（1-25％）＝225mg/L

计算去除率，对此，首先按

BOD5＝5?（1.42bX?Ce）=7.1X?Ce

计算处理水中的非溶解性BOD5值,上式中

Ce——处理水中悬浮固体浓度，取用综合排放一级标准20mg/L;

b-----微生物自身氧化率，一般介于0.05-0.1之间，取0.09； X?---活性微生物在处理水中所占比例，取值0.4 得 BOD5＝7.1?0.09?0.4?20＝5.1mg/L. 处理水中溶解性BOD5值为：20-5.1＝14.9mg/L

225?14.9 去除率 ???0.9338?93.38%

2253.1.2 CDDCr的去除率

取入水CODc为600mg/L；

600?60 ???100%?90%

6003.1.3 SS的去除率

取入水SS为300mg/L

300?30???100%?9000

3.1.4总氮的去除率

出水标准中的总氮为15mg/L，处理水中的总氮设计值取15mg/L，入水总氮取40mg/L，总氮的去除率为： 40?15?100%?62.5% ??40 第 17 页

3.1.5磷酸盐的去除率

进水中磷酸盐的浓度为10mg/L计。如磷酸盐以最大可能成Na3PO4计*5，则磷的含量为10×0.189=1.89mg/L.注意：Na3PO4中P的含量在可能存在的磷酸盐（溶解性）中是含量最大的，这样计算出来的进水水质中的磷含量偏大，对整个设计来说是偏安全的。

磷的去除率为 ??1.89?0.5?100%?73.54% 1.893.2格栅设计原则

(1)细格栅间隙一般采用1.5～10mm，中格栅间隙一般采用10～40mm； (2)格栅不宜少于两台，如为一台时，应设人工清除格栅备用； (3)过栅流速一般采用0.4～0.9m/s； (4)格栅倾角一般采用45o～75o；

(5)通过格栅的水头损失一般采用0.08 m/s～0.17m/s；

(6)格栅间必须设置工作台，台面应高出栅前最高设计水位 0.5m，工作台有 安全和冲洗设施；

(7)格栅间工作台两侧过道宽度不应小于0.7m，工作台正面过道宽度：人工 清除，不小于1.2m；机械清除，不小于1.5m；

(8)机械格栅的动力装置一般宜设在室内或采取其它保护设备的措施； （9）相关尺寸如图3-1示。

第 18 页

图3—1 格栅相关尺寸

3.2.1细格栅

3.2.1.1细格栅设计参数

栅前水深：h=0.4mm 过栅流速：v=0.7m/s 格栅间隙：b细=10mm 栅条宽度：s=10mm 格栅安装倾角：α=60° 3.2.1.2细格栅的设计计算

(1)栅条间隙数：

n细?Qmaxsin?

b细hvm式中：n细—细格栅间隙数

Qmax—最大设计流量，0.787m3/s

b细—栅条间隙，取 10mm，即 0.01m；

h—栅前水深，取0.4m

v—过栅流速，取 0.7m/s；

?—格栅倾角，取60°；

m—设计使用的格栅数量，本设计中格栅取使用 2 道

第 19 页

n细?0.787?sin60??130.78 取131根

0.01?0.4?0.7?2(2)栅槽宽度

B?s?n1?1??bn

式中：B—栅槽宽度，m； s—格条宽度，取0.01m。

B?0.01??131?1??0.01?131?2.61m 取B?2.7m (3)细格栅的栅前进水渠道渐宽部分长度 L1

设进水渠宽B1?1.41m，渐宽部分展开角?1?20?，

L1?B?B12.7?1.41??1.77m

2tan20?2tan20?Qmax0.787??1.41m 2vh2?0.7?0.4 根据最优水力断面公式B1?(4)细格栅与出水渠道连接处渐窄部分长度 L2

L2?L1?0.89m 2(5）细格栅的过栅水头损失

v2h细?k??s/b???sin?2g43

式中：h细—细格栅水头损失，m；

?—系数，当栅条断面为矩形时候为2.42；

k—系数，一般取 k=3。

h细?3?2.42?0.01/0.01?430.72??sin60??0.16m 2?9.81(6)栅后槽总高度

设栅前渠道超高h2=0.3m，有：

H?h?h细?h2?0.4?0.16?0.3?0.86m

第 20 页

为避免造成栅前涌水，故将栅后槽底下降h细作为补偿。 (7)栅槽总长度

L?L1?L2?0.5?1.0?式中：L—栅槽总长度，m；

?h?h2?

tan60?L?1.77?0.89?0.5?1.0?(8)每日栅渣量

w?Qmax?w0?86400k总?10000.4?0.3?4.56m

tan60?

式中：w——每日栅渣量，m3/d

w0—栅渣量，m3/103m3污水，当栅条间隙为16～25mm w0?0.10?0.05m3/103m3污水；当栅条间隙为30～50mm w0?0.03?0.01m3/103m3污水。取w0?0.1m3/103m3污水。

w?0.787?0.1?86400?5.0m3/d>0.2m3/d

1.36?1000故采用机械清渣。 3.2.1.3格栅除污机的选择

根据计算，可选用江苏一环集团公司生产的XHG-2600型旋转式格栅除污机

[5][6][8]

，主要技术参数：

表3-1 XHG-2600型旋转式格栅除污机技术参数

外型总宽/mm 2950 设备宽度/mm 2600 安装角度 60o 电动机功率/kw 2.2 格栅间距/mm 10 3.2.2中格栅

3.2.2.1中格栅的设计参数

(1)栅前水深：h?0.4m (2)过栅流速：v?0.8m/s (3)格栅间隙：b中?40mm (4)栅条宽度：s?10mm

第 21 页

(5)格栅安装倾角：??50? 3.2.2.2中格栅的设计计算 （1)栅条间隙数：

n中?Qmaxsin?

b中hvm式中：n中—中格栅间隙数

Qmax—最大设计流量，0.787m3/s

b中—栅条间隙，取 40mm，即 0.04m；

h—栅前水深，取0.4m

v—过栅流速，取 0.8m/s；

?—格栅倾角，取50°；

m—设计使用的格栅数量，本设计中格栅取使用 2 道

n中?0.787?sin50??26.91，设计取27根

0.04?0.4?0.8?2（2)栅槽宽度

B?s?n1?1??bn

式中：B—栅槽宽度，m； s—格条宽度，取0.01m。

B?0.01??27?1??0.04?27?1.34m 取B?1.4m

（3)中格栅的栅前进水渠道渐宽部分长度 L1 设进水渠宽B1?1.23m，渐宽部分展开角?1?20?

L1?B?B11.4?1.23??0.234m

2tan20?2tan20?Qmax0.787??1.23m 2vh2?0.8?0.4 根据最优水力断面公式B1?（4)中格栅与提升泵房连接处渐窄部分长度 L2

L2?L1?0.12m 2第 22 页

（5）中格栅的过栅水头损失

h中?k??s/b?43v2??sin?2g

式中：h中—中格栅水头损失，m；

?—系数，当栅条断面为锐边矩形断面，为2.42； k—系数，一般取 k=3。

h中?3?2.42?0.01/0.04?430.82??sin50??0.029m 2?9.81（6)栅后槽总高度

设栅前渠道超高h2=0.3m，有H?h?h中?h2?0.4?0.029?0.3?0.729m，为避免造成栅前涌水，故将栅后槽底下降h中作为补偿。

（7)栅槽总长度

L?L1?L2?0.5?1.0?式中：L—栅槽总长度，m；

L1—中格栅的栅前进水渠道渐宽部分长度，m； L2—中格栅与提升泵房连接处渐窄部分长度，m。

h?h2

tan50? L?0.234?0.12?0.5?1.0?（8)每日栅渣量

w?Qmax?w0?86400k总?10000.7?2.44m

tan50?

式中：w—每日栅渣量，m3/d

w0—栅渣量，m3/103m3污水，

当栅条间隙为16～25mm，w0?0.10?0.05m3/103m3污水； 当栅条间隙为30～50mm，w0?0.03?0.01m3/103m3污水。 取w0?0.07m3/103m3污水

第 23 页

w?故采用机械清渣。

0.787?0.02?86400?1m3/d>0.2m3/d，

1.36?10003.2.2.3格栅除污机的选择：

根据计算，可选用杭州杭氧环保成套有限公司生产的HG-1500型回转式格栅除污机[5],[6],[8]，主要技术参数：

表3-2 HG-1500型回转式格栅除污机技术参数

栅条间隙（mm） 40 电机功率 （kW） 1.5 线速度 栅宽 设备总宽 安装角度 排栅门高度（mm） 1720 （o） 50 （mm） 800 （m/min） （mm） 2 1500 3.3集水井

（1）集水池形式[1]

污水泵站的集水池宜采用敞开式，本工程设计的集水池与泵房和共建，属封闭式。

（2）集水池的通气设备[1]

集水池内设通气管，并配备风机将臭气排出泵房。 （3）集水池容积计算[1]

泵站集水池容积一般按不小于最大一台泵5分钟的出水量计算，有效水深取

1.5—2.0m.

本设计集水池容积按最大一台泵6分钟的出水量计算，有效水深取2.0m。

V?Qt578.7?60?6??208.332m3 10001000V208.332??104.126m2 h2.0则集水池的最小面积 F 为

F? 第 24 页

3.4污水提升泵房 3.4.1设计说明

本设计采用A/A/O工艺方案，该处理系统简单，可以充分优化管线，从设计任务书来看，可只考虑一次提升。在提升后进入如沉砂池，可自流通过厌氧池、氧化沟、二沉池、接触池（消毒池）。

当流量小于2m3/s时，常选用下圆上方形泵房[1]。 本设计Qmax?0.787m3/s，故选用下圆上方形泵房。 提升泵房说明*6：

（1）泵房进水角度不大于45度。

（2）相邻两机组突出部分得间距，以及机组突出部分与墙壁的间距，应保证水泵轴或电动机转子再检修时能够拆卸，并不得小于0.8。如电动机容量大于55KW时，则不得小于1.0m，作为主要通道宽度不得小于1.2m。

（3）泵站为半地下式，污水泵房设计占地面积120m2（12*10）高10m,地下埋深5米。

（4）水泵为自灌式。

3.4.2设计选型

（1）流量的确定

Qmax?787L/s

本设计拟定选用 5 台泵（4 用 1 备），则每台泵的设计流量为： Q?Qmax/n?787/4?196.75L/s?708.3m3/h

（2）扬程的估算[1]

a.平均地面标高20.00m，进水管管底标高：15.00m，管径DN=1200mm，则管道埋深为20.00-15.00-1.2=3.8m

b.进口平均流量为787L/s，假设充满度为0.75，查水力学图[2]，流速为0.84m3/s，i?0.00058

c.进水管头损失h1，设有一个全开阀门。则

第 25 页

v120.842h1??1?0.37??0.0133m2g2?9.81

d.假设选用泵的扬程为8m，查手册[6][8]，可采用天津开明环保有限公司生产的300QW900-8-37潜水排污泵。

表3-3 300QW900-8-37潜水排污泵技术参数

排出口径 流量 扬程 转速 功率 效率 重量 （kg） 1150 （mm） （m3/h） （m） （r/min） （kW） （%） 300

900 8 980 37 84.5 e.总扬程核算： ?h?20?(15?1.2?0.75?0.0133)?4.11m 经过中格栅的水头损失为0.041m

出水管 Q?787/2?393.5L/s 取900mm的铸铁管，查水力学图[2]，设

h/D?0.70，则v?0.85m/s，i?0.00082

出水管头损失h2 ，根据泵的选型，设有两个90o的弯头，一个三通，一个截止阀，则

2v20.852?8.5??0.313m h2??22g2?9.81 泵外管线水头损失，拟建25m管长至处理构筑物，则 h?25?0.00082?0.021m

考虑安全水头0.5m，站内管线水头损失为1.5m，则扬程 H?1.5?0.5?4.11?0.0133?0.313?0.021?6.457m<8m 符合所选泵，故可选择300QW900-8-37潜水排污泵。

3.5旋流沉砂池 3.5.1设计依据

（1）城市污水处理厂一般均应设置沉砂池；

第 26 页

（2）沉砂池按去除比重2.65，粒径0.2mm以上的沙粒设计； （3）设计流量的确定：

（4）当污水为自流进入时，应按每期的最大设计流量计算；

（5）当污水为提升进入时，应按每期工作水泵的最大组合流量计算； （6）在合流制处理系统中，应按降雨时的设计流量计算。

3.5.2设计参数

（1）旋流沉砂池最高时设计流量时，停留时间不应小于30s，取停留时间为40s。

（2）设计水力表面负荷宜为150-200m3/?m2?h?，取200m3/（㎡*h）。 （3）有效水深宜为1.0-2.0m，取1.5m。池径与池深比宜为2.0-2.5，取2.0。 （4）最大设计流速为0.25m/s，最小设计流速为0.15m/s； （5）沉砂池的超高取0.3m。

3.5.3设计计算

由于本设计沉砂池是旋流式的，而且本设计的沉砂池是定型设备，故不需要进行太多计算。选定两座旋流沉砂池，则Q?备为两座550型钟氏旋流式沉砂池[2][8]。

Qmax?793.5L/s。本设计采用的设2 第 27 页

图3-2 钟氏旋流沉砂池各部尺寸图

表3-4 旋流式沉砂池的部分尺寸（m） 型号 流量(L/s) A B C D E F G H J K L 550 530 3.65 1.5 0.75 1.5 0.4 1.7 0.6 0.51 0.58 0.8 1.45 3.5.4排砂方法

旋流沉砂池排砂有三种方式：用砂泵直接从砂斗底部经吸水管排除；用空气提升器，即在桨板传动轴中插入一空气提升器；在传动轴中插入砂泵，泵及电机设在沉砂池顶部[1]。

本设计采用空气提升器排砂，该提升装置由设备厂家与桨叶分离机成套应。

3.5.5排砂量计算

城镇污水的沉砂量按20m3/106m3污水计算，其含水率为60%，容重约为

1500kg/m3，则总沉砂量为 50000?20?10?6?1.0m3/d

沉砂池的沉砂经排砂泵装置排除的同时，往往是砂水混合体，为进一步分离砂和水，需配套砂水分离器。清除沉砂的时间间隔为2d，根据排砂量2m3/次，

第 28 页

选用南京蓝深环境工程设备有限公司LSSF-260无轴螺旋砂水分离器。

3.6初沉池 3.6.1设计参数

表面负荷：qb范围为2-2.5 m3/ m2.h ，取q=2.0m3/（m2.h）； 沉淀时间t一般取1h～2.5h，本设计取t=2.0h； 一般采用机械排泥时，宽度根据排泥设备确定； 池子超高至少应采用0.3m；

若采用机械刮泥时，池底坡度不小于0.005，一般为0.01～0.02； 沉淀池的长度一般为30-50m，不宜大于60m，本设计取40m； 池长与有效水深比值不宜小于8； 池长与池宽比不宜小于4；

沉淀池不少于2座，本设计取2座。

图3—3平流式沉淀池

3.6.2设计计算

（1）（1）池子总面积 A?

Qmax2833.33??1416.7m2 q2第 29 页

（2）沉淀区有效水深

h2?q?t?2?2.0?4m （3）沉淀区有效容积

V?Qmax?t?2833.33?2.0?5666.7m3 （4）池长

设最大设计流量时的水平流速v?5mm/s L?3.6v?t?3.6?5?2.0?36m （5）池子总宽度 B?A1416.7??39.4m L36 （6）沉淀池数量 设每格池宽b?5.5m n?B39.4??7.2 ，取8个。 b5.5L36??6.5?4 符合要求 b5.5 （7）校核长宽比、长深比 长宽比： 长深比： （8）污泥区的容积

设两次排泥的时间间隔T?2d，污泥含水率为97%，去除SS的去除率为50%，污泥容重为1000kg/m3

则：

L36??9 符合要求 h24VW?

Qmax?24?c0?0.5?100?T1000?(100?p0)2833.33?24?250?0.5?100?2

1000?1000?(100?97)??566.67m3 （9）每格池污泥部分所需容积

566.67?V?70.83m3 VW?W?n8 （10）污泥斗容积

第 30 页

1? V1?h4(S1?S2?S1S2)

35.5?0.5?b?b1 h4??tan???tan60??4.33m（设

22b1?0.5m,??60?）

1V1??4.33?(5.5?5.5?0.5?0.5?5.52?0.52) 3?47.99m3 （11）污泥斗以上梯形部分污泥容积

取入口挡板距离为0.5m，出水挡板距离为0.3m L1?36?0.5?0.3?36.8m；L2?5.5m

?h4?(36?0.3?5.5)?0.01?0.308m

V2?(L1?L236.8?5.5?)?h4?b?()?0.308?5.5?35.83m3 22 （12）污泥斗和梯形部分污泥容积

V1?V2?47.99?35.83?83.82m3?57.53m3 （13）沉淀池总高度

设沉淀池超高h1?0.3m；缓冲层高度h3?0.5m

?? H?h1?h2?h3?h4?h4?0.3?3?0.5?4.33?0.308?8.44m

3.6.3进出水设计

（1）进水部分

平流初沉池采用配水槽，8个沉淀池合建为一组，共用一个配水槽，共两组。配水槽尺寸为：B?L?H?2?5.5?2.5?27.5m3，其中槽宽B取2m。

H?1.25?B?2.5m，L与池体同宽取5.5m。进水矩形孔的开孔面积为池断面积的6%~20%，取15%。方孔面积F?5.5?2.5?15%?2.06m2。 （2）出水部分

?出水堰：

取出水堰负荷：q??3.2L/(s?m)，

第 31 页

每个沉淀池进出水流量：Q0? 则堰长：L?0.787?0.0984m3/s 8Q00.0984?1000??30.75m q?3.2 采用90o三角堰，每米堰板设5个堰口，每个堰出口流量

q???q?3.2??0.64L/s?0.00064m3/s 5522?q????0.00064?堰上水头损失：h1?5???5???0.046m

1.41.4???? ?集水槽：

?Q?槽宽：B?0.9?????2??0.40.787???0.9??1.5??2??0.4?0.73m

安全系数取1.5（1.2～1.5），

?Q??0.787?1.5???1.5???332?2?????0.35m 集水槽临界水深：hk?22gB9.81?0.7322 集水槽起端水深：h0?1.73hk?1.73?0.3?0.61m 设出水槽自由跌落高度：h2?0.1m 集水槽总高度：

h?h1?h2?h0?0.046?0.1?0.61?0.756m

平流初沉池的刮泥机选用淄博颜山环保工程有限公司生产的PG型行车抬耙式刮泥撇渣机。

表3-5 PG型行车抬耙式刮泥撇渣机的主要技术参数

型号 PG5.5 池宽（m） 池深（m） 电机功率（Kw） 运行速度（m?min?1） 5.5 3 0.37?2 0.8-1 第 32 页

3.7 A/A/O反应池 3.7.1厌氧池

3.7.1.1设计参数

设计流量：最大日平均时流量：Qmax=787L/s 水力停留时间：T=1h 3.7.1.2设计计算 （1）厌氧池容积：

V= Q′T=0.787×1×3600=2833.2m3 （2）厌氧池尺寸：水深取为h=4.5m。

则厌氧池面积：

A=V/h=2833.2/4.5=629.6m2 池宽取30m，则池长：

L=F/B=629.6/30=20.99。取21m。 设双廊道式厌氧池。

考虑0.5m的超高，故池总高为： H=h+0.3=4.5+0.5=5.0m。

3.7.2缺氧池

3.7.2.1设计参数

设计流量：最大日平均时流量Q=0.787m3=787L/s

水力停留时间：T=1h 3.7.2.2设计计算 （1）缺氧池容积：

V=Q′T=0.787×1×3600=2833.2m3 （2）缺氧池尺寸：水深取为h=4.5m。

则缺氧池面积：

A=V/h=2833.2/4.5=629.6m2 池宽取30m，则池长：

L=F/B=1112/30=20.99。取21m。 考虑0.5m的超高，故池总高为： H=h+0.3=4.5+0.5=5.0m。

第 33 页

3.7.3曝气池

本设计采用传统推流式曝气池 3.7.3.1污水处理程度的计算

取原污水BOD5值（S0）为300mg/L，经初次沉淀池及缺氧池、厌氧段处理，按降低25％*10考虑，则进入曝气池的污水，其BOD5值（S?）为：

S?＝300（1-25％）＝225mg/L

计算去除率，对此，首先按式BOD5＝5?（1.42bX?Ce）=7.1X?Ce计算处理水中的非溶解性BOD5值,上式中

Ce——处理水中悬浮固体浓度，取用综合排放一级标准20mg/L;

b-----微生物自身氧化率，一般介于0.05-0.1之间，取0.09； X?---活性微生物在处理水中所占比例，取值0.4 得BOD5＝7.1?0.09?0.4?20＝5.1mg/L. 处理水中溶解性BOD5值为：20-5.1＝14.9mg/L

225?14.9去除率：???0.934

2253.7.3.2曝气池的计算与各部位尺寸的确定

曝气池按BOD污泥负荷率确定

（1）拟定采用的BOD-污泥负荷率为0.25BOD5/(kgMLSS·kg)但为稳妥计，需加以校核，校核公式：

Ns=

k2Sef?

MLVSS?0..75

MLSSK2值取0.0200,Se=14.9mg/L,?=0.934,f=代入各值，

0.0200?14.9?0.75?0.239BOD5/(kgMLSS·kg)

0.934计算结果确证，Ns取0.25是适宜的。

Ns? (2)确定混合液污泥浓度（X）

根据已确定的Ns值，查图*11得相应的SVI值为120-140，取值140

106R?r 根据式 X=

SVI1?RX----曝气池混合液污泥浓度 R----污泥回流比

取r=1.2,R=100％，代入得：

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106R1061?1.2?r＝??4286mg/L X=

SVI1?R1401?1取4300mg/L。

(3)确定曝气池容积，由公式V? V?QS?代入各值得： NsX50000?2253

?10947m

0.239?4300根据活性污泥的凝聚性能，混合液污泥浓度（X）不可能高于回流污泥浓度

（Xr）。

106106?r??1.2?8571.4mg/L ?r?SVI140X

V?Q?CY(S??Se)50000?9.1?0.5(225?14.9)??9053.76m3

XV(1?Kd?c)4300?(1?0.07?9.1)?0.75其中

Q----曝气池设计流量（m3/s）；

?c----设计污泥龄/d（高负荷0.2～2.5，中5～15，低20～30）； Xr---混合液挥发性悬浮固体平均浓度（mgVSS/L）Xv=fx=0.75*4300mg/L。 根据以上计算，取曝气池容积V=9000m3 （4）确定曝气池各部位尺寸

名义水力停留时间：

tm?v9000?24??4.32h Q50000实际水力停留时间：

ts?v9000?24??2.16h

(1?R)Q(1?1)?50000设两组曝气池，每组容积为9000/2＝4500m3 池深H=4.5m,则每组面积 F=4500/4.5＝1000m2

池宽取B=8m，则B/H=8/4.5=1.8 ，介于1-2之间，符合要求。 池长：

第 35 页

L=F/B=1000/8=125m 设五廊道式曝气池，则每廊道长： L1＝L/5=125/5=25m 取超高0.5m，则池总高为：

H=4.5+0.5＝5.0m 3.7.3.3需气量计算

本设计采用鼓风曝气系统 每日去除的BOD值：

50000?（225?20)?1.025?104kg/d

1000理论上，将1gNO3-N还原为N2需碳源有机物（BOD5表示）2.86g.一般认为，

BOD5?BOD5/TKN比值大于4～6时，认为碳源充足[11]。

原污水中BOD5含量为300mg/L，总氮含量为40mg/L，则碳氮比为7.5，认为碳源充足。

A/A/O法脱氮除磷的需氧量：2g/(gBOD5),3.43g/(gNH+3-N),1.14g/(gNO-2-N),分解1gCOD需NO-2-N0.58g或需NO-3-N0.35g[2]。

因处理NH+4-N需氧量大于NO-2-N，需氧量计算均按NH+4-N计算。原水中NH+3-N含量为40mg/L，出水NH+4-N含量为15mg/L。

平均每日去除NOD值，取原水NH+4-N含量为40 mg/L，则：

50000?（40?15）NOD＝＝1250kg/L

1000日最大去除NOD值：

50000?（40?15）NOD＝＝1250kg/L

1000日平均需氧量：

O2=BOD+COD=2×1.025×1000+4.57×1250×1000=1.252×107g/d 取1.3×104㎏/d，即541.7㎏/h。 日最大需氧量：

O2max=1.3O2=704.21kg/h 最大时需氧量与平均时需氧量之比：3.7.3.4供气量的计算

本设计采用网状膜型中微孔空气扩散器，敷设于距池底0.3米处，淹没水深4.2米，计算温度定为30摄氏度。

选用Wm-180型网状膜空气扩散装置[4]。

其特点不易堵塞，布气均匀，构造简单，便于维护和管理，氧的利用率较高。

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O2(max)704.21??1.3 O2541.7

每扩散器服务面积0.5㎡，动力效率2.7-3.7㎏O2/KWh，氧利用率12％-15％。查表得:

水中溶解氧饱和度 Cs(20)=9.17mg/L, Cs(30)=7.63mg/L. (1)空气扩散器出口的绝对压力（Pb）： Pb＝P+9.8×10H 其中：P---大气压力 1.013×105Pa H---空气扩散装置的安装深度，m

Pb＝1.013×105Pa+9.8×103×4.2=1.425×103Pa (2)空气离开曝气池面时，氧的百分比： Ot?3

21?(1?EA)00

79?21?(1?EA)其中，EA---空气扩散装置的氧转移效率，一般6％-12％ 对于网状膜中微孔空气扩散器，EA取12％，代入得： Ot?21?(1?0.12)00?18.43%

79?21?(1?0.12)（3）曝气池混合液中平均氧饱和度（按最不利温度条件30摄氏度），即：

OtPb Csb(T)?CS(?)

2.026?10542其中，CS---大气压力下，氧的饱和度mg/L Csb(30)1.425?10518.43?7.63?(?)?7.63?(0.7034?0.4388)?8.71mg/L

2.026?10542（4）换算为在20摄氏度的条件下，脱氧轻水的充氧量，即：

R0?RCS(20)?[??CSB(T)-C]1.024T-20

取值а＝0.85，β＝0.95，C=1.875,ρ=1.0; 代入各值，得：

R0?取750kg/h。 相应的 R0max?取950kg/h

（5）曝气池的平均时供氧量:

704.21?9.17?936.442

0.85[0.95?1.0?8.71-1.875]1.02430-20541.7?9.17?728.32kg/h 30-200.85[0.95?1.0?8.71-1.875]1.024 第 37 页

GS?R0750?100??100?2.083?104m3/h 0.3EA0.3?12（6）曝气池最大时供氧量：

GS(max)?Rmax950?100??100?2.639?104m3/h 0.3EA0.3?12（7）每m3污水供气量：

2.083?104?24?10m3空气/ m3污水

500003.7.4.5空气管道系统

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设计节点，统一编号列表计算。

按曝气池平面图铺设空气管。

在相邻的两廊道的隔墙上设一根干管，共5根干管，在每根干管上设5对配气竖管，共10条配气竖管，全曝气池共设50根曝气竖管，每根竖管供气量为：20830?416.6m3/h 50 曝气池总平面面积为2000m3。

每个空气扩散装置的服务面积按0.49m3计，则所需空气扩散装置的总数（个）：

2000?4082 0.49 为安全计，本设计采用5000个空气扩散装置，则每个竖管上的空气扩散装

置数目为（个）：

5000?100 5020830?4.166m3/h 每个空气扩散装置的配气量为：

5000 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进行计

算。

根据计算，得空气管道系统的总压力损失为： ?(h1?h2)?61.60?9.8?603.68Pa

网状膜空气扩散器的压力损失为5.88kPa，则总压力损失为：5880+603.68＝6483.68Pa

为安全计，设计取值9.8kPa。

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空气扩散装置安装在距曝气池底0.3米处，因此，鼓风机所需压力为：

P?(4.5?0.3?1.0)?9.8?50.96kPa

鼓风机供气量：

最大时供气量：2.639×104m3/h，平均时供气量：2.083×104 m3/h。 根据所需供气量和压力，可选用RF-245型罗茨鼓风机5台。该型风机风压58.8kPa，风量为68.6m3/min。

正常条件下，3台工作，2台备用；高负荷时4台工作，1台备用。

表3-6 RF-245型罗茨鼓风机

风机型号 RF—245

3.7.4.6回流污泥泵房

取回流比R=1,设三台回流污泥泵，备用一台，则每台污泥流量为

579?1Q0??289.5L/s

2选用螺旋泵的型号为LXB-1300*13。据此设计回流污泥泵房。

口径mm 250A 转速r/min 800 进口流量 所需轴功率m3/min 68.6 kW 91.4 所配电机功率 kW 110 第 39 页

图3-4 A2/O脱氮除磷工艺图

3.8二沉池 3.8.1设计概述

本设计中采用中央进水幅流式沉淀池两座。则每座设计进水量：Q=25000m3/d采用周边传动刮泥机。

Qmax?68000m3/d?2833.33m3/h?787L/s

表面负荷：qb范围为1.0—1.5 m3/ m2.h ，取q=1.23/m2h 水力停留时间（沉淀时间）：T=2.5h

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3.8.2设计计算

（1）沉淀池面积: 按表面负荷计算：A?Q2833.33??1180.55m2 nqb1.2?2（2）沉淀池直径：D?取直径D=40m

4A??4?1180.55?38.78m?16m

3.14有效水深为：h1=qbT=1.2?2.5=3m<4m （3）贮泥斗容积：

为了防止磷在池中发生厌氧释放，故贮泥时间采用Tw=2h，二沉池污泥区所需存泥容积：

Vw?2Tw(1?R)QR2?2?(1?1)?787?1??1049.33m3

(1?2R)n(1?2)?2D30.78??10.26（介于6～12） h13设池边坡度为0.05，进水头部直径为2m，则：

h4 ?(R-r)×0.05=(20-1)×0.05=0.95m

锥体部分容积为：

11V?h(R2?Rr?r2)??0.95?(202?20?1?1)?133.32m3

33另需一段柱体装泥，设其高为h3，则：

1049.33?133.32h3??0.73m

??202（4）二沉池总高度：

取二沉池缓冲层高度h5=0.4m，超高为h2=0.3m 则二沉池总高度

H＝h1+h2+h3+h4+h5=3+0.3+0.73+0.95+0.4=5.38m

则池边总高度为

h=h1+h2+h3+h5=3+0.3+0.73=4.43m （5）校核堰负荷： 径深比

D40??11.76 h1?h53?0.4

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D40??9.69

h1?h3?h53?0.73?0.4均在6-12之间，符合要求。 堰负荷

Q787??3.13L/(s.m)＞2.9L/(s.m) n?D3.14?40?2采用双边进水。

（6）辐流式二沉池计算草图如下：

图3—5 辐流式沉淀池图

图3—6 辐流式沉淀池计算草图

3.9紫外线消毒装置

城市污水经处理后，水质得到很大改善，细菌含量也大幅度减少，但其仍有

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存在病原菌的可能。因此，污水排放水体前应进行消毒杀菌。本设计采用紫外线消毒[4]。紫外光通过改变细菌、病毒和其他微生物细胞的遗传物质，使其不再繁殖而达到对水和废水进行消毒的目的。

① 紫外线消毒剂量是所有紫外线辐射强度和曝光时间的乘积。紫外消毒剂量的大小与出水水质、水中所含物质种类、灯管的结垢系数等多种因素有关，应通过实验确定。

② 光照接触时间10～100s。

③ 消毒水渠中的水流尽可能保持推流状态。水位可由固定溢流堰或自动水位控制器控制。

④ 消毒器中水流流速最好不小于0.3m/s，以减少套管结垢，可采用串联运行，以保证所需接触时间。

⑤ 采用水面式消毒器，反射罩一般采用表面抛光的铝质材料。

3.9.1设计计算

（1）峰值流量

Qmax?68000m3/d

（2）灯管数

初步选用UV4000PLUS紫外消毒设备，每3800m3/d需2.5根灯管

故

n?Q?2.5?33根3800 Qmax?2.5?46根3800

拟采用6根灯管为一个模块，则模块数N为

5..5个

（3）消毒渠设计

nmax?按设备要求渠道深度为129cm，设渠中水流速度为0.3m/s

Q68000??2.62m2 v0.3?24?3600A2.62??2.03m 取2m 渠道宽度B?H1.29 渠道过水断面积A? 若灯管间距为30cm，沿渠道宽度可安装6个模块，故选取UV4000PLUS

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系统，两个UV灯组，每个灯组3个模块。

渠道长度：每个模块长度为2.46m，两个灯组间距1.0m，渠道出水设堰板调节。调节堰与灯具相隔1.5m，则渠道总长为：

L?2?2.46?1.0?1.5?7.42m

复核辐射时间t?2?2.46?16.4s，符合要求。 0.3

图3-7 紫外线消毒渠道布置图

3.10计量堰

本设计采用巴氏计量槽，主要部分尺寸：

L1?0.5b?1.2(m)

L2=0.6m L3=0.9m

B1=1.2b+0.48(m) B2=b+0.3(m)

应设计在渠道直线段上，直线段长度不小于渠道宽度的8-10倍，计量槽上游直线段不小于渠宽2-3倍，下游不小于4-5倍，喉宽b一般采用上游渠道水面宽的1/2-1/3。

当W＝0.25-0.3时，为Q?M0bH(2gH)1/2

其中m0取0.45，H为渠顶水深，b为堰宽，Q为流量。查表*16得； Q＝1389L/s

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HH1?0.70为自由流，大于为潜没流，矩形堰流量公式

则 H1=0.70m,b=1m

则 L1?0.5b?1.2(m)=0.5×1+1.2=1.7m L2=0.6m L3=0.9m

B1=1.2b+0.48(m)=1.2×1+0.48=1.68m B2=b+0.3(m)=1.3m 取H2=0.45m，则

HH1?0.45?0.64?0.7为自由流。 0.7计算简图如图7：

图3—7 巴氏计量堰设计计算简图

3.11污泥处理设备的计算 3.11.1污泥浓缩池设计计算

污泥含水率高，体积大，从而对污泥的处理、利用及输送都造成困难，所以对污泥进行浓缩。重力浓缩法是利用自然的重力沉降作用，使固体中的间隙水得以分离。重力浓缩池可分为间歇式和连续式两种，我们选用间歇式重力浓缩池。如图3—8所示：

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