师大优秀论文西安市某污水处理厂设计

环境工程专业本科生毕业设计（论文）

西安市某污水处理厂设计

内容摘要 本设计为西安市某污水处理厂工程工艺设计，污水处理厂规模为81040m3/d，污水主要来源为生活污水和工业废水，主要污染物质是BOD、COD 、SS 、TN、NH3-N、TP，适宜采用生化处理方法。结合污水来源的水质特征，确定采用倒置A2/O为主体反应池的污水处理工艺流程和以重力浓缩池为主体的污泥处理工艺流程。本工艺具有良好的去除BOD、COD及脱氮除磷的功能，对BOD、COD、SS、TN、NH3-N、TP的去除率分别能达到96.23%、89.51%、96.68%、68.72%、83.33%、86.23%，污水处理厂处理后的出水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的一级A标准，其出水就近排入水体。

关键词 倒置A2/O工艺；脱氮除磷；曝气沉砂池；辐流式沉淀池；重力浓缩池

1 设计任务书 1.1设计任务与内容 1.1.1设计简介

本设计为环境工程专业本科毕业设计，是大学四年教学计划规定的最后一个实践性环节，本设计题目为：西安市某污水处理厂设计。设计任务是在指导教师的指导下，在规定的时间内进行城市污水处理厂的设计。 1.1.2设计任务与内容 （1）污水处理程度计算

根据水体要求的处理水质以及当地的具体条件、气候与地形条件等来计算污水处理程度。

（2）污水处理构筑物计算

确定污水处理工艺流程后选择适宜的各处理单体构筑物的类型。对所有单体处理构筑物进行设计计算，包括确定各有关设计参数、负荷、尺寸等。 （3）污泥处理构筑物计算

根据原始资料、当地具体情况以及污水性质与成分，选择合适的污泥处理工艺流程，进行各单体处理构筑物的设计计算。 （4）平面布置及高程计算

对污水、污泥及中水处理流程要作出较准确的平面布置，进行水力计算与高

1

环境工程专业本科生毕业设计（论文）

程计算。

（5）污水泵站工艺计算

对污水处理工程的污水泵站进行工艺设计，确定水泵的类型扬程和流量，计算水泵管道系统和集水井容积，进行泵站的平面尺寸计算和附属构筑物计算。 1.2设计依据及原始资料 1.2.1设计依据

本设计依据环境工程专业毕业设计任务书，《给水排水工程快速设计手册（2排水工程）》、《排水工程（第二版）》下册、《水污染控制工程（第三版）》下册、《给水排水设计手册（第二版）》、《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）等进行设计。 1.2.2设计原始资料 （1）排水体制

排水体制采用完全分流制 （2）污水量

①城市设计人口 34万 人，居住建筑内设有室内给排水卫生设备和淋浴设备。

②城市公共建筑污水量按城市生活污水量的30％计。

③工业污水量为 28000 米3／平均日，其中包括工业企业内部生活淋浴污水。

④城市混合污水变化系数：日变化系数K日＝ 1.1 ，总变化系数Kz＝ 1.3 。（3）水质：

①当地环保局监测工业废水的水质为：

BOD5＝ 295 mg/L COD＝ 584 mg/L SS＝ 240 mg/L TN＝ 46 mg/L NH3-N= 30 mg/L TP＝ 3.7 mg/L PH＝7～8 ②城市生活污水水质：

COD＝ 420 mg/L NH3-N= 30 mg/L TN＝ 49 mg/L TP＝ 3.6 mg/L ③混合污水：

重金属及有毒物质：微量，对生化处理无不良影响；大肠杆菌数：超标；冬

2

环境工程专业本科生毕业设计（论文）

季污水平均温度15℃，夏季污水平均温度25℃。 （4）出水水质

污水处理厂出水水质参考《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的一级A标准，并尽量争取提高出水水质，因此确定本污水厂出水水质控制为：

CODCr≤50mg/L SS≤10mg/L BOD5≤10mg/L TN＝15 mg/L NH3-N=5(8)mg/L TP≤0.5mg/L

城市污水经处理后，就近排入水体，其出水也可作为杂用回用水。 （5）气象资料

①气温：年平均13.6℃，最高45.2℃，最低－20.6℃ ②风向风速：常风向为东北与西南风，最大风速25m/s

③降水量：年平均降雨量587.63mm，最高年817.8 mm，最低年285.2 mm。 ④冰冻期36d，土壤冰冻深度最大50cm，一般为10 cm。 （6）水体、水文地质资料 ①水体资料

污水厂处理出水排入水体，水体河底标高390.65 m，平均流量1.5 m3／s，平均水深2.8 m，底坡8‰。

②区域地下水为潜水，地下水位在5.0～10.0m，随季节变化。水质对混凝

土无侵蚀性。 （7）工程地质资料

①地基承载力特征值 130 KPa，设计地震烈度7度。

②土层构成：由上至下包括黄土状亚粘土、饱和黄土状亚粘土、细粉砂与中粗砂、亚粘土等。

（8）污水处理厂地形图，厂区地坪设计标高为398.88 m。 （9）污水处理厂进水干管数据

管内底标高392.38m，管径 1250 mm 充满度 0.85 2 设计水量和水质计算 2.1设计水量计算

本设计中设计水量的计算包括平均日污水量、最大日污水量、最大时污水量

3

环境工程专业本科生毕业设计（论文）

的计算，按照《给水排水工程快速设计手册（2排水工程）》第7页表2-6公式进行计算。

2.1.1平均污水量Qp的计算 （1）生活污水量Qp1的计算

Qp1?q?N

式中：

q—每人每日平均污水量定额L/(人·d)，该市位于陕西，由《给水排水工程快速设计手册（2排水工程）》第6页表2-4查知，陕西属于第二分区，居住建筑内设有室内给排水卫生设备和淋浴设备，所以q为100~140 L/(人·d)，取q=120 L/(人·d)

N—设计人口数，34万人

Qp1?q?N=340000 ?120 L/d=40800m3/d

（2）公共建筑污水量Qp2的计算

Qp2=30%? Qp1=30%?40800 m3/d=12240 m3/d

（3）工业污水量Qp3的计算

由原始资料可知：Qp3=28000 m3/d （4）平均污水量Qp的计算

Qp?Qp1?Qp2?Qp3?40800+12240+28000=81040 m3/d

2.1.2设计最大日污水量Qmr的计算

Qmr?K日?Qp =1.1?81040 m3/d=89144m3/d

2.1.3设计最大时污水量Qmax的计算

Qmax?KZ?Qp=1.3?81040 m3/d=105352m3/d 2.1.4设计水量汇总

各设计水量汇总入表1中。

表1.各设计水量汇总

4

环境工程专业本科生毕业设计（论文）

水量 项目 m3/d 81040 89144 105352 m3/h 3376.67 3714.33 4389.67 m3/s 0.938 1.032 1.219 L/s 937.96 1031.76 1219.35 平均日污水量Qp 最大日污水量Qmr 最大时污水量Qmax 2.2设计水质 2.2.1进水的水质计算

本设计进水水质计算包括SS、BOD5、COD、TN、NH3-N、TP等的浓度的计算，其计算方法如下[1]： （1）混合污水中SS浓度的计算： CS?式中：

qs—每人每日排放的污水量，qs=120L/（人·d）

as—每人每日排放的SS的量，由《给水排水设计手册（第五册）》第246页查知，as =35-50g/（人·d），取as =40g/（人·d） ①生活污水中SS浓度的计算

CS1?1000?40mg/L=333.33 mg/L 120100a0s qs②工业污水中SS浓度的计算

由设计原始资料得知Cs2=240mg/L ③混合污水中SS浓度计算

（Qp1?Qp2)?Cs1?Qp3?Cs2 SS?

Qp（40800?12240）?333.33?28000?240==301.08mg/L

81040（2）混合污水中的BOD5浓度的计算 CS?100a0s qs5

环境工程专业本科生毕业设计（论文）

式中：

qs—每人每日排放的污水量，qs=120L/（人·d）

as—每人每日排放的BOD5的量，由《给水排水设计手册（第五册）》第246页查知，as =20-35g/（人·d），取as =30g/（人·d） ①生活污水中BOD5浓度的计算

Cs1=

1000?30mg/L=250mg/L 120②工业污水中BOD5浓度的计算

由设计原始资料得知Cs2=295mg/L ③混合污水中BOD5浓度计算

（Qp1?Qp2)?Cs1?Qp3?Cs2 BOD5?

Qp（40800?12240）?250?28000?295==265.55mg/L

81040（3）混合污水中的COD浓度的计算 ①生活污水中COD浓度

COD=420mg/L ②工业污水的COD浓度

COD=584mg/L ③混合污水中COD浓度

（40800?12240）?420?28000?584 COD=mg/L=476.66mg/L

81040（4）混合污水中的TN浓度的计算 ①生活污水中TN浓度

TN=49mg/L ②工业污水的TN浓度

TN=46mg/L ③混合污水中TN浓度

（40800?12240）?49?28000?46 TN=mg/L=47.96mg/L

81040（5）混合污水中的NH3-N浓度的计算

6

环境工程专业本科生毕业设计（论文）

①生活污水中NH3-N浓度

NH3-N=30mg/L ②工业污水的NH3-N浓度

NH3-N=30mg/L ③混合污水中NH3-N浓度

（40800?12240）?30?28000?30 NH3-N =mg/L=30mg/L

81040（6）混合污水中的TP浓度的计算 ①生活污水中TP浓度

TP=3.6mg/L ②工业污水的TP浓度

TP=3.7mg/L ③混合污水中TP浓度

（40800?12240）?3.6?28000?3.7TP=mg/L=3.63mg/L

81040（7）混合污水其它水质指标

①重金属及有毒物质：微量，对升华处理无不良影响； ②大肠杆菌数：超标；

③冬季污水平均温度15℃，夏季污水平均温度为25℃。 2.2.2出水水质设计

（1）污水处理厂出水水质参考《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的一级A标准，并尽量争取提高出水水质，因此确定本污水厂出水水质控制为：

CODCr≤50mg/L SS≤10mg/L BOD5≤10mg/L TN＝15 mg/L NH3-N=8mg/L TP≤0.5mg/L

（2）城市污水经处理后，就近排入水体，其出水也可作为杂用回用水。 （3）处理厂对污水各项指标的处理程度

E?Ci?Ce?100% Ci式中：

Ci—进水中某种污染物的平均浓度（mg/L）

7

环境工程专业本科生毕业设计（论文）

Ce—出水中该种污染物的平均浓度（mg/L）

将各项水质指标带入上式中，计算出对污水的处理程度如下：

SS?96.68% COD?89.51% BOD5?96.23% TN?68.72% NH3-N?83.33% TP?86.23%

2.3计算当量人口数N

N?N1?N2?N3 式中：

N1—城市人口数，34万人；

N2—公共建筑用水折算而得的人口数， N3—工业废水折算而得的人口数。

2.3.1公共建筑用水折算而得的人口数

N2?30%?N1?30%?34?10.2万人 2.3.2工业废水折算而得的人口数

工业废水按SS、BOD浓度折合为人口数是按照《给水排水设计手册（第五

册）》第246页公式4-1转化进行计算的，折合成人口数的计算公式为：

N?Css?Qpas

（1）工业废水按SS计算

N3?Css?Qp2as

式中：

Css—工业废水中SS的浓度，Css=240mg/L； Qp2—工业废水的平均日污水量，Qp2=28000人；

as—每人每日排放的SS量，由《给水排水设计手册（第五册）》第246页查知，as =35-50g/（人·d），取as =40g/（人·d）。

N3?240?28000=168000=16.8万人

408

环境工程专业本科生毕业设计（论文）

N?N1?N2?N3?34?10.2?16.8?61.0万人

（2）按BOD5计算 N3?式中：

CBOD5—工业废水中BOD5的浓度，CBOD5=295mg/L Qp2—工业废水的平均日污水量，Qp2=28000人

as—每人每日排放的BOD5量，由《给水排水设计手册（第五册）》第246页查知，as =20-35g/（人·d），取as =30g/（人·d）

N3?295?28000=275333人=27.53万人

30CBOD5?Qp2as

N?N1?N2?N3?34?10.2?27.53?71.73万人

3 确定工艺流程 3.1工艺流程选择的原则

污水处理的目的主要有两个，其一是保护水资源不受污染，因此处理后出水要达到水质标准；其二是污水回用，处理后出水用于农田灌溉、城市中水和工业生产等，为此处理水要满足相应的用水要求，《水处理工程师手册》对工艺流程的选择给出了以下的原则和要求，所以污水处理工艺的选择也要按照下面的原则

和要求进行[2]。

（1）工艺流程应根据原水性质和用水要求选择，其处理程度和方法应符合现行的国家标准和地方的有关规定，处理后水质应符合有关用水和排放的标准要求；

（2）应充分利用当地的地形、地址、水文、气象等自然条件及自然资源； （3）污水处理应充分考虑排放水体的稀释、自净能力，根据污水处理程度来选择流程；

（4）流程选择应妥善处理技术先进和合理可行的关系，并考虑远期发展对水质水量的要求，考虑分期建设的可能性；

（5）流程组合的原则应当是先易后难，先粗后细，先成本低的方法，后成本高的方法。

9

环境工程专业本科生毕业设计（论文）

3.2工艺流程的确定

按照污水处理工艺流程选择的原则和要求，可得比较合适于西安市某污水处理厂的工艺是倒置A2/O法工艺。该工艺采用较短时间的初沉池或者不设初沉池，使进水中的细小有机悬浮固体有相当的一部分进入生物反应器，以满足反硝化菌和聚磷菌对碳源的需求，并使生物反应器中的污泥能达到较高的浓度；整个系统中的活性污泥都完整地经历过厌氧和好氧的过程，因此排放的剩余污泥中都能充分地吸收磷；避免了回流污泥中的硝酸盐对厌氧释磷的影响；由于反映其中活性污泥浓度较高，从而促进了好氧反应器中的同步硝化、反消化，提高了处理系统的脱氮除磷的效率[3]。本法的具体工艺流程如图1所示。

污水 污水超越管 外运处置 砂 砂水 鼓风机房 渣 回流混合液 分离器 （0-200%）Q 沉砂池 缺氧 厌氧 好氧 反应池 反应池 反应池 回流污泥（25%-100%）Q 剩余污泥 干泥外运 脱水车间 图1 倒置A2/O法工艺流程图

上清液流至厂内污水管 污泥浓缩池 二 沉 池 消毒 池 出 水

粗及 格泵 栅站 栅 渣 细 格 栅

4 水处理各构筑物的选择及设计计算 4.1 进水闸井的设计 4.1.1 污水厂进水管 1.设计依据[1]：

（1）进水流速在0.9~1.1m/s； （2）进水管管材为钢筋混凝土结构； （3）进水管按非满流设计，n?0.014； 2.设计计算

10

环境工程专业本科生毕业设计（论文）

（1）取进水管流速为v?1.10m/s，由《给水排水设计手册（第二版）》第1册查知，取管径为D?1250mm，设计坡度i?0.009；

（2）已知最大日污水量Qmax?1.219m/s；

（3）初定充满度 h/D=0.85，则有效水深h?1250?0.85?1062.5mm； （4）已知管内底标高为392.38m，则水面标高为：393.44 （5）管顶标高为：392.38?1.25?393.63m；

（6）进水管水面距地面距离398.88?393.44?5.44m。 4.1.2 进水闸井工艺设计

进水闸井的作用是汇集各种来水以改变进水方向，保证进水稳定性。进水闸井前设跨越管，跨越管的作用是当污水厂发生故障或维修时，可使污水直接排入水体，跨越管的管径比进水管略大，取为1400mm，进水闸井的设计要求如下[2]：

（1）设在进水闸、格栅、集水池前； （2）形式为圆形、矩形或梯形；

（3）井底高程不得高于最低来水管管底，水面不得淹没来水管管顶。 考虑施工方便以及水力条件，进水闸井尺寸取6×4.5m，井深 6.5m，井内水深1.2m，闸井井底标高为392.19m，进水闸井水面标高为 393.39m，超越管位于进水管顶1.0m处，即超越管管底标高为 394.63m。由《水处理工程师手册》第566页表6.1.3选用HZJ5—I型闸门，其安装尺寸参数如下表2所示：

表2 HZJ5—I型闸门安装参数

D?H0 2500×2000 A 2780 Q 1250 E 1125 F(F1) 285G(G1) 390 H 3320 H1 1180 d2 P S ?38 180 12 （265） （370） （4）启闭机的选择

由《水处理工程师手册》第566页表6.1.3查得选用 LOD型电手动两用启闭机。 4.2格栅

4.2.1格栅的作用及种类

格栅由一组或数组平行的金属栅条、塑料齿钩或金属网、框架及相关装置组

11

环境工程专业本科生毕业设计（论文）

成，倾斜安装在污水渠道、泵房集水井的进口处或污水处理厂的前端，用来截留污水中较粗大漂浮物和悬浮物，如纤维、碎皮、毛发、果皮、蔬菜、木片、布条、塑料制品等，防止堵塞和缠绕水泵机组、曝气器、管道阀门、处理构筑物配水设施、进出水口，减少后续处理产生的浮渣，保证污水处理设施的正常运行[3]。

按照格栅形状，可分为平面格栅和曲面格栅；按照格栅净间距，可分为粗格栅（50-100mm）、中格栅（10-40mm）、细格栅（1.5-10mm）三种，平面格栅和曲面格栅都可以做成粗、中、细三种[3]。

本工艺采用矩形断面中格栅和细格栅各一道，采用机械清渣，中格栅设在污水提升泵房之前，细格栅设在提升泵房之后。 4.2.2格栅的设计原则

本设计中格栅的设计原则主要有[1]：

（1）格栅的清渣方式有人工清渣和机械清渣，一般采用机械清渣； （2）机械格栅一般不宜少于两台； （3）过栅流速一般采用0.6-1.0m/s；

（4）格栅前渠道内的水流速度一般采用0.4-0.9m/s； （5）格栅倾角一般采用45?-75?；

（6）通过格栅的水头损失一般采用0.08-0.15m；

（7）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，工作台上应有安全和冲洗设施；

（8）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：人工清除不应小于1.2m，机械清除不应小于1.5m；

（9）机械格栅的动力装置一般宜设在室内，或采取其他保护设施； （10）格栅间内应安装吊运设备，以利于进行格栅及其他设备的检修、栅渣的日常清理。 4.2.3格栅的设计计算 1．中格栅的计算

本设计中格栅的设计计算如下[1]：

前面计算可知：Qmax=1.219m3/s，计算草图8

12

环境工程专业本科生毕业设计（论文）

图2 格栅示意图

（1）格栅间隙数

1?Qmaxsina2 n?b?h?v式中：

n—栅条间隙

Qmax—最大设计流量，m3/s； b—栅条间隙，m； h—栅前水深，m；

v—污水流经格栅的速度，一般取0.6—1.0m/s； a—格栅安装倾角，（°）

取中格栅栅前水深为h=1m，格栅栅条间隙b=20mm，过栅流速v=0.9m/s，格栅安装倾角a=60°，设置两台机械格栅，则每台格栅间隙数为：

11?Qmaxsina?1.219?sin60n?2?2?31.5；则n=32

b?h?v0.02?1?0.9（2）栅槽宽度

B?S(n-1）?bn 式中：

B—栅槽宽度，m；

S—栅条宽度，取S=0.01m；

13

环境工程专业本科生毕业设计（论文）

b—栅条间隙，取n=0.02m

n—栅条间隙数，n=32个；

B?S(n-1）?bn=0.01?（32?1）?0.02?32?0.95m

（3）进水渠道渐部分长度

l1?B?B1

2tana1式中：

l1—进水渠道渐宽部分长度，m；

B1—进水渠道宽度，取B1=0.60m a1—渐宽部分展开角度，取a1?20?； l1?B?B10.95?0.60??0.48m

2tana12?tan20（4）出水渠道渐窄部分长度l2

l2?11?l1??0.48?0.24m 22（5）过栅水头损失

通过格栅的水头损失h1可以按下式计算： h1?k?h0

v2?sina h0???2g式中：

h1—设计水头损失，m； h0—计算水头损失，m；

g—重力加速度，m/s2；

k—系数，格栅受污堵塞时水头损失增大倍数，一般采用3；

?—阻力系数，其值与栅条锻炼形状有关。 设格栅断面形状为锐边矩形，则

14

环境工程专业本科生毕业设计（论文）

s0.013???（)3?2.42?()?0.96

b0.02v20.92 h0????sina?0.96??sin60??0.034m

g2?9.8?0.102m h1?k?h0?3?0.03444（6）栅后槽总高度H

设栅前渠道超高h2?0.3m，栅前水深h?1.0m，则 H?h?h1?h2?1.0?0.102?0.3?1.402m，取1.4m （7）栅前槽高度H1

H1?h?h2?1?0.3?1.3m （8）栅槽总长度L

L?l1?l2?0.5?1.0?（9）每日产生的栅渣量 W?式中：

W—每日栅渣量，m3/d

m3/(103污水），中格栅间隙为20mm，取W=0.05 W1—单位体积污水栅渣量，m3/(103污水）

H11.3?0.48?0.24?0.5?1.0??2.97m ??tan60tan6086400?Qmax?W1

Kz?1000Kz—生活污水总变化系数，Kz=1.3

W?86400?1.219?0.05?4.05m3/d

1.3?1000W?4.05m3/d﹥0.02m3/d，宜采用机械清渣

每台格栅每日栅渣量W??(10)中格栅及格栅除污机选型

W?2.03m3/d 215

环境工程专业本科生毕业设计（论文）

由《给水排水设计手册（第二版）》第11册第521页查知，选用两台GH-1000链条回转式多耙格栅除污机，其规格及性能如下表3：

表3 GH-1000链条回转式多耙格栅除污机的规格和性能参数

型号 格栅宽度（mm） GH-1000 1000 格栅净距（mm） 20 安 装 角 过栅流速 a（?） （m/s） 60 0.9 电动机功率（KW） 1.1~1.5 2．细格栅的计算

本设计中格栅的设计计算如下[1]： （1）格栅间隙数

1?Qmaxsina n?2b?h?v式中各项字母代表的意义同前， 取细格栅栅前水深为h?1.5m，格栅栅条间隙b=10mm，过栅流速v?0.9m/s，格栅安装倾角a=60°，设置两台机械格栅，则每台格栅间隙数为：

11?Qmaxsina?1.219?sin60n?2?2?42

b?h?v0.01?1.5?0.9（2）栅槽宽度

B?S(n-1）?bn 式中：

B—栅槽宽度，m；

S—栅条宽度，取S=0.01m；

b—栅条间隙，取b=0.01m；

n—栅条间隙数，n=42个；

B?S(n-1）?bn=0.01?（42?1）?0.01?42?0.80m

（3）进水渠道渐部分长度

l1?B?B1

2tana1式中：

l1—进水渠道渐宽部分长度，m；

16

环境工程专业本科生毕业设计（论文）

B1—进水渠道宽度，取B1=0.60m； a1—渐宽部分展开角度，取a1?20?； l1?B?B10.80?0.60??0.28m 2tana12?tan20?（4）出水渠道渐窄部分长度l2

l2?11?l1??0.28?0.14m 22（5）过栅水头损失

通过格栅的水头损失h1可以按下式计算： h1?k?h0

v2?sina h0???2g式中：

h1—设计水头损失，m h0—计算水头损失，m

g—重力加速度，m/s2

k—系数，格栅受污堵塞时水头损失增大倍数，一般采用3

?—阻力系数，其值与栅条锻炼形状有关 设格栅断面形状为锐边矩形

s0.013???（)3?2.42?()?2.42

b0.01v20.92?sin60??0.087m h0????sina?2.42?g2?9.844 h1?k?h0?3?0.087?0.26m （6）栅后槽总高度H

设栅前渠道超高h2?0.3m，栅前水深h?1.5m，则 H?h?h1?h2?1.5?0.26?0.3?2.06m，取2.1m

17

环境工程专业本科生毕业设计（论文）

（7）栅前槽高度H1

H1?h?h2?1.5?0.3?1.8m （8）栅槽总长度L

L?l1?l2?0.5?1.0?（9）每日产生的栅渣量 W?式中：

W—每日栅渣量，m3/d

m3/(103污水），中格栅间隙为20mm，取W=0.05 W1—单位体积污水栅渣量，m3/(103污水）

H11.8?0.28?0.14?0.5?1.0??2.96m ??tan60tan6086400?Qmax?W1

Kz?1000Kz—生活污水总变化系数，Kz=1.3

W?86400?1.219?0.1?8.10m3/d

1.3?1000W?8.10m3/d﹥0.02m3/d，宜采用机械清渣

每台格栅每日栅渣量W??W?4.05m3/d 2（10）细格栅及格栅除污机的选择

由《给水排水设计手册（第二版）》第11册第533页查知，选用两台XWB-Ⅲ-0.8-1.5背耙式格栅除污机，其性能如下表4所示：

表4 XWB-Ⅲ-0.8-1.5背耙式格栅除污机

型号 XWB-Ⅲ-0.8-1.5 格栅宽度（mm） 800 耙齿有效长度(mm) 100 安装倾角() 60 提升质量(kg) 200 格栅间距(mm) 10 提升速度(m/min) 3 电机功率(KW) 0.5 ?4.3沉砂池

4.3.1沉砂池的作用及类型

18

环境工程专业本科生毕业设计（论文）

污水中的无机颗粒不仅会磨损设备和管道，降低活性污泥活性，而且会板积在反应池底部减小反应池有效容积，甚至在脱水时扎破率带损坏脱水设备。沉砂池的设置目的就是去除污水中泥砂、煤渣等相对密度较大的无机颗粒，以免影响后续处理的构筑物的正常运行[3]。

常用的沉砂池的形式主要有平流式沉砂池、曝气沉砂池、旋流式沉砂池。平流式沉砂池是早期污水处理系统常用的一种形式，它具有截留无机颗粒效果较好、构造简单等有点，但也存在流速不易控制、沉砂中有机性颗粒含量较高、排砂常需要洗砂处理等缺点。旋流式沉砂池是利用机械力控制水流流态与流速、加速砂粒的沉淀并使有机物随流水带走的沉砂装置。曝气沉砂池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；曝气沉砂池还具有以下特点，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，受流量的影响较小；沉砂中含有有机物量低于5%；由于池中设有曝气设备，它还具有预曝气、脱臭、除泡作用以及加速污水中油类和浮渣的分离等作用，这些特点对后续的沉淀池、曝气池、污泥消化池的正成运行以及对沉砂的最终处置提供了有利的条件[3]。本设计中选用曝气沉砂池，其截面图如图9示。

图3曝气沉砂池示意图

1—空气干管 2—支管 3—扩散设备 4—头部支座

曝气沉砂池与细格栅合建，为地上式矩形混凝土结构，设为两格池子。 4.3.2曝气沉砂池的设计参数

本设计中曝气沉砂池的设计参数有[1]：

19

环境工程专业本科生毕业设计（论文）

（1）旋流速度应保持0.25~0.3m/s； （2）水平流速为0.06~0.12m/s； （3）最大流量时停留时间为1~3min；

（4）有效水深为2~3m，宽深比一般采用1~2；

（5）长宽比可达5，当池长比池宽大得多时，应考虑设计横向挡板； （6）每立方米污水的曝气量为0.1~0.2m3空气，或3~5 m3/（m2·h）； （7）空气扩散装置设在池的一侧，距池底约0.6~0.9m，送气管应设置调节气量的阀门；

（8）池子的形状应尽可能不产生偏流或死角，在集砂槽附近可安装纵向挡板。

4.3.3曝气沉砂池的设计计算 1．池体的计算

本设计中曝气沉砂池的设计计算如下[1]： （1）池子总有效容积V V?Qmaxt?60 式中：

Qmax—污水厂最大设计流量，Qmax=1.219m3/s；

t—最大设计流量时的流行时间，取t=2min； V?Qmaxt?60?1.219?2?60?146.28m3 （2）水流断面的面积A A?式中：

Qmax—污水厂最大设计流量，Qmax=1.219m3/s；

Qmax v1v1—最大设计流量时的水平流速，取0.1 m/s；

A?1.2192m?12.19m2 0.1（3）池总宽度B

20

环境工程专业本科生毕业设计（论文）

B?式中：

A h2 h2—设计有效水，取深h2?2.5m B?A12.19?m?4.88m h22.5（4）校核宽深比

（5）池体长L

L?（6）校核长宽比

L12??2.5 ，符合要求 b4.88V146.28?m?12m A12.19b4.88??1.95 宽深比在1~2之间，符合要求 h22.52．曝气系统设计计算

本设计的曝气沉砂池的曝气系统设计计算[1] [3]：

本设计的曝气沉砂池运用鼓风曝气系统，鼓风设备和倒置A2/O反应池空气系统设在同一机房，采用穿孔管曝气，穿孔曝气管设置在集砂槽一侧，距池底0.8,距池壁0.5m，则穿孔管的淹没深度为H?h2?0.8?2.5?0.8?1.7m。 （1）最大时所需空气量qmax

qmax?dQmax?3600 式中：

d—每立方米污水所需空气量，0.1~0.2m3空气/ m3污水，取0.2m3空气/ m3污水

qmax?dQmax?3600?0.2?1.219?3600m3/h=877.68 m3 / h

（2）平均时所需空气量q

q?dQ?3600?0.2?0.938?3600m3?675.36m3/h

21

环境工程专业本科生毕业设计（论文）

（3）鼓风机的风压计算

p?H?hd?hf 式中：

p—鼓风机出口风压，kPa；

换算成压力单位kPa，1mH20压力相当于9.8kPa，H—扩散设备的淹没深度，

H?1.7?9.8kPa?16.66kPa；

hd—扩散设备的风压损失，kPa，与充氧形式有关，一般取3~5kPa，取4kPa；

hf—输气管道的总风压损失，kPa，包括沿程风压损失和局部风压损失，可

以通过计算确定，设管路压力损失为5.5kPa。

p?H?hd?hf?16.66?4?5.5kPa?26.16kPa （4）鼓风机的选择

由《给水排水设计手册（第二版）》第11册P470查知，选择RD—125型号罗茨鼓风机两台，其性能如下表6所示：

表5 罗茨鼓风机的性能

型 号 口径（mm） RD—125 125 转速（r/min） 1750 出口风压（kPa） 29.6 气量 Q（m3/min） 16.8 轴功率LA（kW） 11.7 电动机功率（kW） 15 3．沉砂室的计算

沉砂室的计算过程如下[1]： （1）沉砂部分所需容积 V?式中：

QmaxXT?86400

Kz?106X—城市污水沉砂量，m3/106m3，可按照106m3污水沉砂15~30m3计算，取

X?20m3/106m3污水

T—清除沉砂的间隔时间，d，取T?2d

22

环境工程专业本科生毕业设计（论文）

Kz—生活污水总变化系数，Kz=1.3

V?QmaxXT?864001.219?20?2?86400??3.24m3 66Kz?101.3?10（2）每个污泥斗的容积 V0?式中：

V0—每格沉砂斗容积；

n—沉砂斗个数，本设计中设每格池子有两个沉砂斗，则n?2； V0?（3）沉砂斗各部分尺寸

?=1.1m，则沉砂斗伤口设斗底宽a1=0.6,斗壁与水平面的倾角为60?，斗高h3V nV3.24??1.62m3 n2宽度为：

?2h32?1.1 a??a??0.6?1.87m 1tan60?tan60?沉砂斗容积为：

V0??h31.1(2a2?2aa1?2a21)?(2?1.872?2?1.87?0.6?2?0.62)?1.83m366 （?1.62m3）

（8）沉砂室的高度h3

采用重力排砂，设池底坡度i?0.06，坡向砂斗， l2?L?2a12?2?1.87??4.13 22??il2?1.1?0.06?4.13?1.35 h3?h3(9)池总高度

H?h1?h2?h3

式中：

23

环境工程专业本科生毕业设计（论文）

h1—沉砂池超高，m，设h1=0.3m

H?h1?h2?h3?0.3?2.4?1.35?4.05m

(10)验证最小流速

Vmin?式中：

Qmin—最小流量，m3/s，Qmin?Qmax?0.938m3/s KzQmin n1?，??h2b ?—最小流量时沉砂池的水流断面面积（m2）

n1—最小流量时工作的沉砂池数目，最小流量时，只有一格工作n1=1

Vmin?QmaxQmin1.219???0.08m/s?0.06m/sn1?Kz?1?2.4?4.881.3?1?2.4?4.88（11）砂水分离器的选择

选用螺旋式砂水分离器两台，一备一用，螺旋式砂水分离器由砂斗、溢流堰、出水管、无轴螺旋带及驱动装置等组成。 4．曝气沉砂池进出水设计的计算

曝气沉砂池的进出水设计的计算过程如下[4]： （1）曝气沉砂池进水设计

曝气沉砂池进水采用配水槽，来水由提升泵房和细格栅后水渠直接进入沉砂池配水槽，配水槽尺寸为：B?L?H?5.09?0.5?2。为避免异重流的影响，污水经潜孔进入沉砂池，过水流速不宜过大，流速控制在v?0.2~0.4m/s，本设计取

v?0.4m/s。

单格池子配水孔面积为：

F?Qmax1.219??3.05m2 v0.4设计孔口尺寸为1.8m×1.8m，则孔口实际流速为： v?Qmax1.219?m/s?0.38m/s A1.8224

环境工程专业本科生毕业设计（论文）

查《给水排水设计手册（第二版）》第一册P678，可得水流经过孔口的局部水头损失为??1.06，则水头损失为：

v20.382 h???1.06??0.007m8

2g2?9.8（2）曝气沉砂池出水设计

出水采用矩形薄壁跌水堰，假设堰为无侧收缩堰，堰宽同沉砂池每格池子的宽度，即b?4.88m，则通过堰流量为：

qv?mb2gH 式中：

qv—堰流量，qv?1.219m3/s m—流量系数，通常采用0.45； b—堰宽，m，b?4.88m；

32H—溢流堰上水深，m；

通过计算得出H?0.25m，设跌水高度为0.15m，则沉砂池出水的水头损失为0.25+0.15=0.40m 4.4倒置A2/O反应池 4.4.1工艺设计参数

倒置A2/O工艺的设计参数包括[3]： （1）污泥泥龄SRT=10~20d，取为16d；

（2）水力停留时间：缺氧区1~2h，取1.5h；厌氧区1~2h，取1.5h，好氧区5~10h，取6.5h；

（3）池内混合液污泥浓度（MLSS）X为3000~4000mg/L,取X?3500mg/L；（4）污泥负荷≤0.15kgBOD5/(kgMLSS·d-1)，取0.15kgBOD5/(kgMLSS·d-1)。 4.4.2反应池池体设计计算

倒置A2/O工艺的反应池池体设计计算过程如下[5]： （1）混合液回流比R内 ①总氮的去除率：

25

环境工程专业本科生毕业设计（论文）

?TN?式中：

TN0?47.96mg/L TNe?15mg/L

TN0?TNe?100%

TN0?TN?②混合液回流比R内

R内?TN0?TNe47.96?15?100%??100%?68.7%

TN047.96?TN68.7%?100%??100%?219.5%,取R内?220%

1??TN1?68.7%（2）反应池容积

设两座钢筋混凝土结构的倒置A2/O反应池，n?2，Qmr?3714.33m3/h；缺氧区容积V1： V1?QmrT13714.33?1.5??2785.75m3 22厌氧区容积V2： V2?QmrT23714.33?1.5??2785.75m3 22好氧区容积V3： V3?（3）校核氮磷负荷

好氧区总氮负荷LN：

11?Qmr?TN0?89144?47.9622LN???0.05kgTN/(MLSS?d）?0.05kgTN/(MLSS?d）XV33500?12071.57QmrT33714.33?6.5??12071.57m3 22符合要求；

26

环境工程专业本科生毕业设计（论文）

厌氧区总磷负荷LP：

11?Qmr?TP0?89144?3.6322LP???0.017kgTP/(MLSS?d）?0.06kgTP/(MLSS?d）XV23500?2785.75,符合要求。

（4）系统每座反应池每日活性污泥净增值 ?X?Y（S0?Se）Q?KdVXv 式中：

S0?Se—S0为好氧池中进水平均BOD5的值，Se为好氧池中出水平均

BOD5的值，kg/m3，S0?Se?265.55?10kg/m3?0.256kg/m3 ；

1000Y—产率系数，即微生物每代谢1kgBOD5所合成的MLVSS，kg，取

Y?0.6kgMLVSS/kgBOD5；

Kd?1?0.06d?1； 16Q—每座好氧池处理污水流量，m3/d，为40520m3/d； VXv—反应池内挥发性悬浮固体总量，kg

?X?0.6?0.256?40520?0.06?12071.57?0.8?3.5?4195.85kgMLVS/dS （5）反应池尺寸

反应池设置为缺氧区和厌氧区各为一个廊道，中间设置导流墙；好氧区设置为四个廊道；设反应池有效水深通常在h?4~6m，取h?6m；设缺氧区和厌氧区宽度都为b1?33.2m，则缺氧池和厌氧池的长度为：

L1?L2?V1V2785.75?2?m?14m。 B?hB?h33.2?6好氧区每个廊道宽度也为b2?8.0m，则反应池总宽度B?8.0?4?32.0m，则好氧区长度为；

L3?V12071.57?m?62.87m，取为64.8m； B32.0?6 反应池总长为L?L1?L2?L3?92.8m

27

环境工程专业本科生毕业设计（论文）

校核长宽比及宽深比：

L92.8??13.26， L?(5~10)b1，符合规定 ； b17L92.8??11.60，L?(5~10)b2，符合规定； b28

b1b78??1.20，2??1.33，都介于1~2之间，符合规定； h6.0h6（6）反应池高度H

取反应池的超高为0.5m，则

H?h?0.5?6?0.5?6.5m 4.4.3反应池进出水设计

本设计中反应池进出水设计计算过程如下[4]： （1）进水设计计算

进水采用矩形配水槽，来水由沉砂池出水管到配水槽，配水槽尺寸为：

B?L?H?3.00?3.00?3.5m。为避免异重流的影响，污水经潜孔进入反应池池，

过水流速不宜过大，流速控制在v?0.2~0.4m/s，本设计取v?0.4m/s。

单格池子进水孔直径为：

14??Qmax2?v?14??1.2192?1.393m,取进水管为1500mm； 0.4??D? 校核进水流速：

11?Qmax?1.219 v?2?2m/s?0.34m/s

?A?1.524查《给水排水设计手册（第二版）》第一册P678，可得水流经过孔口的局部水头损失为??1.06，则水头损失为：

v20.342?1.06??0.006m h??2g2?9.8（2）出水设计计算

本设计反应池出水用矩形薄壁跌水堰，假设堰为无侧收缩堰，堰宽b?5m，

28

环境工程专业本科生毕业设计（论文）

则通过堰流量为：

qv?mb2gH 式中：

qv—堰流量，qv?Qmax?1.219m3/s?1.219m3/s m—流量系数，通常采用0.45； b—堰宽，m，b?5m；

32H—溢流堰上水深，m；

通过计算得出H?0.16m，设跌水高度为0.15m，则反应池出水的水头损失为0.16+0.15=0.31m

出水集水槽尺寸为B?L?H?5.00?3.00?3.5m 4.4.4曝气系统设计

本设计中采用鼓风曝气系统，曝气装置采用BYW-1.2型微孔曝气器，本设计中将微孔曝气器设在距池底0.2m处，淹没水深为5.8m，计算温度定为30℃。本设计的曝气系统设计计算过程如下[5]： 1．需氧量设计计算 （1)平均时需氧量的计算 O2?式中：

O2—混合液有机物降和氨氮消化需氧量，kgO2/d；

Q（S0?Se）?1.42?Xv?4.57?Q（N0?Ne)?0.12?Xv?

0.68Q—好氧池处理污水流量，m3/d，为81040 m3/d；

S0?Se—S0为好氧池中进出水平均BOD5的值，Se为好氧池中出水平均

BOD5的值，g/m3，S0?Se?265.55?10g/m3?0.256g/m3 ；

100030?5N0?Ne—氨氮去除浓度，kg/m3，N0?Ne??0.025g/m3；

1000V—好氧池容积，m3，22285.98m3；

?Xv—每座好氧池日净产生的活性污泥kgMLVSS/d，

8703.70kgMLVSS/d；

29

环境工程专业本科生毕业设计（论文）

O2?81040?0.256?1.42?8703.70?4.57??81040?0.025?0.12?8703.70?0.68

?22635.6kg/d?943.2kg/h

（2）最大时需氧量的计算

O2?（max）Qmax（S0?Se）?1.42?Xv?4.57?Qmax（N0?Ne)?0.12?Xv?

0.68?105352?0.256?1.42?8703.70?4.57?105352?0.025?0.12?8703.70?0.68 ?34566.0kg/d?1440.3kg/h （3）每日去除的BOD5及NH3-N值

81040?(265.55?10)?20709.77kg/d

100081040?(30?5) NH3?N??2026kg/d

1000 BOD5?（3）最大时需氧量与平均时需氧量之比

O21440.3（max）??1.53 O2943.22．供气量的计算

由《排水工程（第四版）》（下册）附录1查知：水中溶解氧浓度： Cs（20）?9.17mg/L；Cs（30）?7.63mg/L （1）空气扩散器出口处绝对压力（Pb）

Pb?P?9.8?103H

式中：

P—大气压力，1.03?105Pa

H—空气扩散装置的安装深度，m，H?5.8m；

Pb?P?9.8?103H?1.03?105?9.8?103?5.8?1.6?105Pa

（2）空气离开曝气池面时，氧的百分比 Ot?21（1?EA)?100%

79?21(1?EA)30

环境工程专业本科生毕业设计（论文）

式中：

EA—空气扩散器的氧转移效率，对BYW-1.2型微孔曝气器，EA?26%；

Ot?21（1?EA)21（1?0.26）?100%??100%?16.44%

79?21(1?EA)79?21(1?0.26)(3)好氧池混合液中平均氧饱和度

PbQt??? Csb(T)?Cs?? 542??2.026?10按最不利的温度条件考虑，最不利的条件为30℃，带入各个值得： Csb(T)?1.60?10516.44?PbQt????Cs????9.01mg/L ??7.63??55??42?42??2.026?10?2.026?10（4）换算为20℃条件下脱氧清水的充氧量 Os?式中：

取各个参数值为??0.85；??0.95；C?2.0;??1.0

Os?943.2?9.17?1293.0kg/h

0.85?0.95?1?8.64?2.0??1.024?30?20???????Cs(T)?C??1.024O2?Cs(20)?T?20?

相应的最大需氧量：

Os?（max）1440.3?9.17?30?20??1974.5kg/h 0.85?0.95?1?8.64?2.0??1.024（5）好氧池平均时供气量

Gs?Qs1293.0??16576.9m3/h 0.3EA0.3?26%（6）好氧池最大时供气量 Gs（max）?3．空气管系统计算 （1）曝气器数量计算

Q21974.5（max）??25314.1m3/h 0.3EA0.3?261

环境工程专业本科生毕业设计（论文）

n?式中：

F A2

F—好氧池表面积，m；

A—曝气器标准状态下，曝气器的服务面积，m/个；

采用BYW-1.2微孔曝气器，在相邻两个廊道的隔墙上布置一根曝气干管，共4根干管，在每根干管上设5对配气竖管，共10条配气竖管，全曝气池总设40条配气竖管。微孔曝气器工作水深为5.8m，在供气量1～3m3/(h·个)时，曝气器氧利用率EA=26%,服务面积0.3～0.75m2/个，取服务面积为0.5 m2/个,则：

n?32?58?2?7424个,

0.52

取为安全计，本设计采用n?8000个曝气器； （2）每根竖管的曝气量为：

25314.1?632.85m3/h； 4025314.1?3.16m3/h 8000（3）每个曝气器的曝气量为：

（4）供气管道计算 ①空气干管

供风管道采用树状结构布置，其主干管流量为：

Qs?25314.1m3/h?7.03m3/s

空气主干管管径为 D?式中：

4Qs ?vv—主干管中空气流速，10~15m/s，取v?15m/s；

D?4Qs??v4?7.03?0.77(m)，取干管管径为 DN800mm

??15②空气支管

空气系统采用双侧供气，双侧供气(向两侧廊道供气) 横向支管流量：

Qs双?11?Gmax??7.03?1.76m3/s4432

环境工程专业本科生毕业设计（论文）

双侧供气(向两侧廊道供气) 横向支管管径： d2?4Qs双?4?1.76?0.432m，取支管管径为 DN450mm

??12?v（5）空气管路设计计算

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（如图10、图11所示），用以进行计算。

图10 空气管路计算图（1） 图11 空气管路计算图（2）

选择一条从鼓风机房开始的最远最长的管路为计算管路，在空气流量变化处设计计算节点，同一编号后列于表6进行空气管道计算。

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照《给水排水（第四版）》（下册）附录2的空气管路计算图加以确定。计算结果列入计算表6中第6项。

空气管路的局部阻力损失，根据配件的类型按照式lo?55.5KD1.2（其中D为管径，m；K为长度换算系数，按《给水排水（第四版）》（下册）表4-23所列数据采用）折算成当了长度损失l0，并计算出管道的长度l?l0（m），（l为管段长度）计算结果列入计算表6中的第8、9两项。

空气管段的沿程阻力损失，根据空气管的管径（D）mm、空气量m3/min、计算温度30℃和曝气池水深，查《给水排水（第四版）》（下册）附录3求得，结果列入计算表的第10项。第9项和第10项相乘，得压力损失h1?h2，结果列入表第11项，将表6中的第11项各值累加，得空气管道系统的总压力损失为：

33

环境工程专业本科生毕业设计（论文）

（h1?h2)??1566.18?9.8?15.35kPa

1000微孔空气扩散器的压力损失为5.88kPa，则总压力损为5.88+15.35=21.23kPa为安全运行，设计取值为22kPa。

表6 空气管路计算表

管段 编号 管段 长度 L(m) 1 25~24 24~23 2 0.4 0.4 空气流量 3m/h 3 3.16 6.32 3m/min 4 0.05 0.11 空气 流速 v 管 径 管段当管段计 压力损失h1+h2 9.8 (Pa/m) 10 0.11 0.15 9.8 (Pa/m) 11 0.40 0.63 m/s5 0.38 0.60 Dmm 6 45 60 配 件 量长度 算长度 Lo（m） L+L0(m) 7 三通1个 三通1个，异形管1个 8 1.79 3.47 9 2.19 3.87 23~22 0.4 9.48 0.16 0.75 65 三通1个，异形管1个 3.86 4.26 0.20 0.85 22~21 21~20 0.4 0.4 12.64 15.80 0.21 0.26 0.90 0.90 65 75 三通1个 三通1个，异形管1个 2.78 4.59 3.18 4.99 0.21 0.11 0.95 0.50 20~19 0.4 18.96 0.32 0.95 85 三通1个，异形管1个 5.33 5.73 0.14 . 0.63 19~18 18~17 17~16 16~15 0.4 0.4 0.4 0.2 22.12 25.28 28.44 31.60 0.37 0.42 0.47 0.53 1.10 1.10 1.20 1.40 85 85 85 90 三通1个 三通1个 三通1个 三通1个，异形管1个 3.83 3.83 3.83 5.71 4.23 4.23 4.23 5.91 0.15 0.16 0.15 0.16 0.68 0.77 0.72 0.79 34

三通1 环境工程专业本科生毕业设计（论文）

15~14 0.8 63.20 1.05 1.90 105 个，异形管1个 6.87 7.67 0.28 1.82 14~13 0.8 126.40 2.11 2.60 130 四通1个，异形管1个 8.78 9.58 0.92 6.85 13~12 0.8 189.60 3.16 3.20 145 四通1个，异形管1个 10.01 10.81 0.55 4.80 12~11 11~10 0.8 0.4 252.80 316.00 4.21 5.27 3.80 4.00 150 150 四通1个 四通1个，异形管1个 7.58 10.42 8.38 10.82 0.62 0.95 7.49 8.47 10~9 10.3 632.00 10.53 5.50 三通1个，异形 27.94 38.24 1.25 40.43 195 管1个，闸门1个，弯头3个 9~8 8 1264.00 21.07 8.00 240 三通1个，异形管1个 18.32 26.32 1.30 39.88 8~7 8 2528.00 42.13 12.00 285 四通1个，异形管1个 22.52 30.52 2.00 67.94 7~6 8 3792.00 63.20 12.50 300 四通1个，异形管1个 23.95 31.95 2.95 106.85 6~5 8 5056.00 84.27 16.00 340 四通1个，异形 27.83 35.83 4.00 151.00 35

环境工程专业本科生毕业设计（论文）

管1个 5~4 21.9 6302.00 105.03 18.00 370 四通1个，异形管1个，弯头2个 4~3 8.4 12604.00 210.07 26.00 420 三通1个，异形管1个， 3~2 8.4 18906.00 315.10 32.00 480 三通1个，异形管1个 2~1 24 25208.00 420.13 38.00 500 三通1个，异形管1个 合计 1566.18 44.21 68.21 8.00 468.40 42.10 50.50 4.50 122.58 35.86 44.26 4.50 219.02 30.80 52.70 4.50 176.81 （6）鼓风机的选定

空气扩散装置安装在距离曝气池底0.2m处，曝气沉砂池空气系统压力损失为p?25.18kPa因此鼓风机所需压力为

P?5.8?9.8?22?25.18?104.02kPa

曝气沉砂池所需最大空气量为qmax?877.68m3/h，q?675.36m3/h，鼓风机供气量；

最大时：25314.1+877.68=26191.78m3/h=436.54 m3/min 平均时：16576.9+675.36=17252.26 m3/h=287.53 m3/min

根据所需压力及空气量，由《给水排水设计手册（第二版）》第11册P470查知，选择RME—200型号罗茨鼓风机7台，正常条件下，5台工作，2台备用，其性能如下表7所示： （6）鼓风机房的布置

双设电源；每台鼓风机单设基础，间距为1.5m以上；机房包括机器间、配电室、进风室（设空气净化设备）、值班室；鼓风机房内外应采取防止噪声的措

36

环境工程专业本科生毕业设计（论文）

施；值班室和机器间之间有隔墙和观察窗；鼓风机房内包括尘沙池和反应池的鼓风机，设置鼓风机房占地面积为25?10?250m2。

表7 罗茨鼓风机的性能

型 号 口径转速出口风压（kPa） 29.6 气 量 轴功率LA电动机功率（kW） 45 （mm） RME—200 200A （r/min） 1500 Q（m3/min） （kW） 56.8 36.5 4.4.5缺氧池及厌氧池设备选择 （1）缺氧池设备选择

缺氧池设导流墙，将缺氧池分为两格， 每格内设潜水推进器2台， 所需功率按5W/m3 池容计算。

缺氧池有效容积：V缺?33.2?14?6?2788.8m3 混合全部污水所需功率为5?2788.8?2?27888W （2）缺氧池混合液回流泵的选择

混合液回流比R内=220%，则混合液回流量QR为，

QR?R内Qmr?220%?3714.33m3/h?8171.53m3/h

本设计回流液经潜水泵提升后进入混合液集水池，出水经重力流流至缺氧池首端，选用两台型号为450QW2200-10-110的混合液回流泵4台。选用1500mm混凝土回流管。 （3）厌氧池设备选择：

厌氧池设导流墙，将厌氧池分为两格，每格内设潜水推进器2台，所需功率按5W/m3 池容计算。

厌氧池有效容积V缺?33.2?14?6?2788.8m3 混合全部污水所需功率为5?2788.8?2?27888W。 4.5二沉池

4.5.1沉淀池的类型及选择

沉淀池是分离悬浮固体的一种常用构筑物，二沉池是活性污泥处理系统的重要组成部分，其作用是泥水分离，使混合液澄清，浓缩和回流活性污泥。沉淀池常按池内水流方向不同分为平流式沉淀池、竖流式沉淀池和辐流式沉淀池三种。

37

环境工程专业本科生毕业设计（论文）

本设计中二沉池采用中心进水，周边出水的辐流式沉淀池[3]。

辐流式沉淀池多呈圆形，池的进水在中心为止，出口在周围。水流在池中呈水平方向向四周辐射，由于过水断面面积不断变大，故池中的水流速度从池中心向池四周逐渐减慢。泥斗设在池中央，池底向中心倾斜，污泥常用刮泥机（或吸泥机）机械排除。其主要的特点是采用机械排泥，运行较好；排泥设备有定性产品[3]。

4.5.2辐流式二沉池的设计参数 辐流式二沉池的设计参数如下[1]：

（1）池子直径（或者正方形的一边）与有效水深的比值大于6； （2）池径不宜小于16m；

（3）池底坡度一般采用0.05~0.1m；

（4）一般采用机械刮泥，也可附有空气提升或净水头排泥设施；

（5）当池径（或正方形的一边）较小（小于20m）时，也可采用多斗排泥； （6）停留时间2.5~3h；

（7）表面负荷：0.6~1.5m3/（m2·h）。 4.5.3设计计算

辐流式二沉池的设计计算过程如下[1]： （1）沉淀部分水面面积 F?式中：

Q—设计日平均流量m3/h；

n—池数（个），本设计设置4座沉淀池；

Q nqq—表面负荷，m3/(m·h)，本设计取1.5m3/(m·h)

2

2

F?Q3376.67??1125.56m2 nq2?1.5（2）池子直径 D?4F?4?1125.56?37.86m

38

?? 环境工程专业本科生毕业设计（论文）

采用周边传动吸泥机，为了符合型号规格，取直径为D?37m，由《给水排水设计手册（第2版）》第11册P592查知，选取周边传动吸泥机ZBG?37，其性能参数如下表8示：

表8 ZBG?35性能参数

规格型号 池 径 D(m) 周边线速 （m/min） 1.60 电机功率 （kW） 1.5?2 压缩空气压力（MPa） 75 扬州天雨给水排水有限公司 生产厂家 ZBG?37 37 （3）实际水面面积

F???D24???3724?1074.67m2

实际负荷 q?4Q4?3376.673 ?m/（m2?h）?0.79m3/（m2?h）22n?D2???37（4）沉淀区有效水深

h2?qt 式中：

h2—沉淀区有效水深，m；

t—沉淀时间，1.5~4.0h；取3.0h

h2?qt?0.79?3.0m?2.37m，取2.4m。 （5）沉淀部分有效容积 V?

（6）沉淀区的容积 V?式中：

S—每人每日污泥量，L/(人·d）一般为0.3~0.8，取S?0.8 L/(人·d） N—设计当量人口数，N?71.73万

SNT 1000nQ3376.67t??3m3?506m53 n239

环境工程专业本科生毕业设计（论文）

T—两次清除污泥像个时间，d；取T?2h n—沉淀池座数，n?2

SNT0.8?71.73?104?2 V???23.91m3

1000n1000?2?24（7）污泥斗的容积

设r1?2m，r2?1m，a?60?，则

（2?1）?tan60??1.73m，取1.7m。 h5?(r1?r2)tana? V1??h53(r1?r1r2?r2)?22??1.73(22?2?1?12)?12.68m3

（8）污泥斗以上圆锥体部分污泥容积：设坡度i?0.05 h4?(R?r)?i?(18.5?2)?0.05?0.83m，取0.8m V2??h43(R2?Rr1?r1)?2??0.83(18.52?18.5?2?22)?320.9m3

（9）污泥总容积

V?V1?V2?12.68?282?333.58m3＞23.91m3 （10）沉淀池总高度

H?h1?h2?h3?h4?h5 式中：

h1—沉淀池超高，m，为0.5m； h3—池中心与池边落差，m，为0.5m；

h5—沉淀池泥斗高度，m，为1.7m

H?0.5?2.4?0.5?0.8?1.7?5.9m （11）径深比

D/h2=37/2. 4=15.42 符合要求 4.5.4污泥回流泵房 （1）设计说明

40

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/zk9g.html