上海曲阳污水处理厂工程设计正文.doc

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第1章设计概论 1
1.1设计依据和设计任务 1
1.1.1设计题目 1
1.1.2设计任务 1
1.1.3设计（研究）内容和基本要求 2
1.1.4设计原始资料 3
1.2设计水量的计算 4
1.2.1城市平均日污水量 4
1.2.2城市平均日公共建筑污水量 5
1.2.3工业废水量 5
1.2.4混合污水量 5
1.3设计水质 6
1.3.1进水水质 6
1.3.2排水水质 6
第2章工艺流程的确定 7
2.1污水处理中生物方法的比较 7
2.1.1适用于大中型污水处理厂脱氮除磷工艺 7
2.1.2生物处理工艺的选择 9
2.2工艺流程的确定 10
2.3对各级处理的出水水质估算 11
第3章一级处理构筑物 12
3.1格栅 12
3.1.1格栅的设计 12
3.1.2设计参数 12
3.1.3中格栅设计计算 13
3.1.4细格栅设计计算 16
3.2提升泵站 17
3.2.1 选泵 17
3.2.2 泵房布置 19
3.3 曝气沉砂池 21
3.3.1 沉砂池概述 21
3.3.2 设计概述 21
3.3.3 曝气沉砂池设计计算 21
3.3.4曝气沉砂池曝气计算 24
3.4初沉池设计计算 24
3.4.1设计参数 24
3.4.2池体设计计算 25
3.4.3进水集配水井计算 26
3.4.4出水溢流堰的设计 28
3.4.5出水挡渣板设计计算 29
第4章 二级处理构筑物 30
4.1厌氧池+DE型氧化沟工艺计算 30
4.1.1设计参数 30
4.1.2厌氧池计算 30
4.1.3氧化沟设计 31
4.1.4进出水系统计算 33
4.1.5剩余污泥量计算 34
4.1.6需氧量计算 34
4.1.7供气量 35
4.2二沉池 36
4.2.1设计要求 36
4.2.2设计计算 38
4.2.3二沉池进水部分计算 40
4.2.4出水溢流堰的设计 41
4.2.5出水挡渣板设计计算 42
第5章深度处理 43
5.1深度处理工艺流程 43
5.2深度处理泵房 43
5.3机械絮凝池的设计计算 43
5.3.1设计依据 43
5.3.2设计参数 44
5.3.3絮凝池平面尺寸计算 44
5.3.4絮凝池搅拌设备计算 45
5.4斜管沉淀池的设计计算 48
5.4.1设计参数 48
5.4.2平面尺寸计算 48
5.4.3沉淀池进水设计计算 49
5.4.4沉淀池集水系统设计计算 49
5.4.5沉淀池排泥系统设计计算 50
5.4.6沉淀池校核 51
5.5 过滤 51
5.5.1 池型选择 51
5.5.2 V型滤池特点及设计参数 52
5.5.3V型滤池设计计算 52
5.6消毒设施计算 60
5.6.1消毒剂选择 60
5.6.2消毒剂的投加 60
5.6.3平流式接触消毒池 61
5.7 计量槽设计 62
第6章污泥处理系统 64
6.1浓缩池设计 64
6.1.1 浓缩池选型 64
6.1.2 设计参数 64
6.1.3设计计算 64
6.2污泥脱水 67
6.2.1脱水后污泥量 67
6.2.2带式压滤机的选择 67
第7章 总体布置及高程水力计算 68
7.1 污水厂的平面布置 68
7.1.1 污水厂平面布置原则 68
7.1.2 污水厂的平面布置 69
7.2 污水厂高程布置 71
7.2.1 高程布置要求 71
7.2.2 高程设计计算 72
第8章 供电仪表与供热系统设计 77
8.1 变配电系统 77
8.2 监测仪表的设计 77
8.2.1 设计原则 77
8.2.2 检测内容 77
8.3 供热系统的设计 78
第9章 劳动定员 79
9.1 定员原则 79
9.2 污水厂定员 79
第10章 工程概预算及运行管理 80
10.1 工程概算 80
10.2 安全措施 81
10.3 污水厂运行管理 81
10.4 污水厂运行中注意事项 82
致 谢 83
参考资料 85

III

上海曲阳污水处理厂工程设计
第1章设计概论
1.1设计依据和设计任务
1.1.1设计题目
上海曲阳污水处理厂工程设计
1.1.2设计任务
根据上海市总体规划和所给的设计资料进行上海松江污水处理厂设计。设计内容如下：
1.污水处理程度计算
根据原始资料与城市规划情况，并考虑环境效益与社会效益，合理的选择污水处理厂的厂址。然后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与确定污水处理工艺流程。
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、尺寸及所需的材料、规格等。
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.污水回用工程设计计算
根据污水处理厂出水水质和城市回用水水质标准，确定污水回用工程处理工艺流程，进行设计计算。
5.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，进行水力计算与高程计算。对需要绘制工艺施工图的构筑物还要进行详细的施工图所必需的设计计算，包括各部位构件的形式、构成与具体尺寸等。
6.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。
7.进行运行成本分析
根据运行管理费用的规定计算单位污水处理的运行成本。
8.专题设计
有条件的学生可以在教师的指导下选择一个专题进行深入研究或深入设计，培养学生的自学能力。
1.1.3设计（研究）内容和基本要求
1.通过阅读中外文文献，调查研究与收集有关的设计资料，确定合适的污水、污泥及中水处理工艺流程，进行各个构筑物的水力计算，经过技术与经济分析，选择合理的设计方案。
2.完成一套完整的设计计算说明书。说明书应包括：污水处理工程设计的主要原始资料；污水水量的计算、污泥处理程度计算；污水泵站设计；污水、污泥及中水处理单元构筑物的详细设计计算，（包括设计流量计算、污水管道计算、参数选择、计算过程等，并配相应的单线计算草图）；设计方案对比论证；厂区总平面布置说明；污水厂环境保护方案；污水处理运行成本分析等。设计说明书要求内容完整，计算正确，文理通顺、书写工整，应有300字左右的中英文说明书摘要。
3.毕业设计图纸应准确的表达设计意图，图面力求布置合理、正确、清晰，符合工程制图要求，图纸不少于8张（按一号图纸计），有不少于2张图纸采用手工绘制。此外，其组成还应满足下列要求：
（1）污水处理厂工艺及污水回用总平面布置图1张，包括处理构筑物、附属构筑物、配水、集水构筑物、污水污泥管渠、回流管渠、放空管、超越管渠、空气管路、厂内给水、污水管线、中水管线、道路、绿化、图例、构筑物一览表、说明等。
（2）污水处理厂污水、污泥及污水回用工程处理高程布置图1张，即污水、污泥及中水处理高程纵剖面图，包括构筑物标高、水面标高、地面标高、构筑物名称等。
（3）污水总泵站或中途泵站工艺施工图l张
（4）污水处理及污泥处理工艺中两个单项构筑物施工平面图和剖面图及部分大样图3～4张
（5）污水回用工程中主要单体构筑物工艺施工图1～2张
4.设计中建议对有能力的学生进行某一专题或某一部分进行深入的设计，培养学生的独立工作、善于思考的能力。
5.完成相关的外文文献翻译1篇（不少于5000汉字）。外文资料的选择在教师指导下进行，严禁抄袭有中文译本的外文资料。
6、按照学校要求完成毕业设计文件。
1.1.4设计原始资料
(一)排水体制：完全分流制
(二) 设计综合污水水质指标为
污水处理厂污废水主要来源于收水范围内各企业工业污废水和居民生活污水。参照类似城市污水处理厂（含工业废水）以及该市污水处理厂水质，确定污水处理厂的进水水质为：
CODcr=4000mg/L BOD5=180mg/L SS =230mg/L
TN=45mg/L NH3-N=25mg/L pH = 6.5～8.5 TP=4mg/L
（三）水量：
污污水处理厂服务区到2015年规划人口为30万人，居住建筑内设有室内给排水卫生设备和淋浴设备。
城市公共建筑污水量为2.6万米3/日。
服务区工业平均污水量为2.1万米3/日，其中包括工业企业内部生活淋浴污水。
城市污水混合变化系数；日变化系数K日=1.1 ，总变化系数KZ=1.3 。
（四）污水处理目标：
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。
（六）基础资料：
1、气象资料
①气温：年平均温度：16.6℃
日极端最高温度：44.5℃
日极端最低温度：-13.4℃
②风向风速：全年主导风向为东、东北，分别占21％、17％，年平均风速为2.3m/s，最大风速为20.5m/s。
③降水量：年平均降水量：1462mm
最高年降雨量：2282.4mm
年最小降雨量：903.8mm
湿度：年平均湿度：82％
④日照：年平均日照百分率：45％
年平均日照时数：1996.6小时
年平均无霜期250天，多霜期115天
2、水体、水文资料
年平均水位：7.149m（黄海）
最高水位：12.449m
推测50年一遇最高水位：12.619m（黄海）
最低水位：0.619m（黄海）
(七)工程地质资料
地质条件尚好，以基岩、亚粘土、砂土为主，地基承载力80－200KN/m2。地震裂度＜6度。
（九）污水处理厂进水干管数据：
管内底标高3.1m，管径DN1000mm，充满度0.70，污水处理厂设计地坪标高8.3m。
（十）编制概算资料，并进行经济分析和工程效益分析。
（十一）其它
1.2设计水量的计算
1.2.1城市平均日污水量
上海市属于一区特大城市，查《给水排水管道系统》表4-1，平均日居民生活用水定额140—210L/（人∙d），本次设计取200 L/（人∙d）。
城市平均日生活用水定额由下列公式计算；
Q1=Nqa
式中Q1——平均日居民生活污水设计流量（L/s）
N——设计人口数（人）
q——平均日居民生活用水定额L/（人∙d）
a——排放系数，一般为0.8-0.9，本设计取0.9
Q1=0.9×300000×200=54000m3/d
1.2.2城市平均日公共建筑污水量
Q2=26000m3/d
1.2.3工业废水量
Q3=21000m3/d
1.2.4混合污水量
1.平均日混合污水量Qz1
QZ1=Q1+Q2+Q3=54000+26000+21000=101000m3/d
2.最高日混合污水量Qz2
Qz2=K日×QZ1
式中Qz2——最高日混合污水量，m3/d
K日——日变化系数
Qz1——平均日混合污水量，m3/d
Qz2=1.1×101000=111100m3/d
3.最高时混合污水量Qz3
Qz3=KZ×QZ1
式中Qz3——最高时混合污水量，m3/d
KZ——总变化系数
Qz1——平均日混合污水量，m3/d
Qz3=1.3×101000=131300m3/d
4.设计水量表如下

表1-1 设计水量表
项目
设计水量
m3/d
m3/h
m3/s
L/s
平均日流量
101000
4208.3
1.169
1168.9
最大日流量
111100
4629.2
1.286
1285.8
最大时流量
131300
5470.8
1.520
1519.7
1.3设计水质
1.3.1进水水质
由任务书知混合污水的进水水质为；
CODcr=4000mg/L BOD5=180mg/L SS =230mg/L
TN=45mg/L NH3-N=25mg/L pH = 6.5～8.5 TP=4mg/L
1.3.2排水水质
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
根据排水要求和排水水质，计算去除率如表1-2所示。
表1-2 去除率
序号
基本控制项目
进水水质（mg/L）
一级A出水水质（mg/L）
去除率
%
1
BOD5
180
≤10
94.44
2
CODCr
400
≤50
87.5
3
SS
230
≤10
95.65
4
TN
45
15
66.67
5
NH3-N
25
5(8)
80
6
TP
4
≤0.5
87.5

第2章工艺流程的确定
2.1污水处理中生物方法的比较
2.1.1适用于大中型污水处理厂脱氮除磷工艺
根据《城市污水处理及污染防治技术政策》，日处理能力在10～20万立方米的污水处理设施，可选用常规活性污泥法、氧化沟法、SBR法和AB法等成熟工艺。本市污水处理厂方案，既要考虑有效去除BOD5又要适当去除N和P，故可选择三种典型的工艺流程，有三种可供选择的工艺：（1）间歇式活性污泥法（SBR工艺）；（2）氧化沟工艺；（3）好氧—缺氧（A/O）脱氮工艺。
各种工艺都有其独特的方面，一般根据具体情况而定。主要特点如下：
（1）SBR工艺
SBR是序批间歇式活性污泥法的简称，是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥水处理技术，又称序批式活性污泥法。SBR的运行工况以间歇操作为特征。五个工序都在一个设有曝气或搅拌装置的反应器中依次进行，所以省去了传统活性污泥法中的沉淀池和污泥回流设施。在处理过程中，周而复始地循环这种操作周期，以实现污水处理的目的。
优点如下：
① 工艺流程简单，运转灵活，基建费用低；
② 处理效果好，出水可靠；
③ 具有较好的脱氮除磷效果；
④ 污泥沉降性能良好；
⑤ 对水质水量变化的适应性强。
缺点如下：
① 反应器容积率低；
② 水头损失大；
③ 不连续的出水，要求后续构筑物容积较大，有足够的接受能力；
④ 峰值需要量高；
⑤ 设备利用率低；
⑥ 管理人员技术素质要求较高。
（2）A/O工艺
A/O工艺法也叫厌氧好氧工艺法，A(Acrophobic)是厌氧段，用与脱氮除磷；O(Anoxic)是好氧段，用于除水中的有机物。
优点：
① 流程简单，勿需外加碳源与后曝气池，以原污水为碳源，建设和运行费用较低；
② 反硝化在前，硝化在后，设内循环，以原污水中的有机底物作为碳源，效果好， 反硝化反应充分；
③ 曝气池在后，使反硝化残留物得以进一步去除，提高了处理水水质；
④ A段搅拌，只起使污泥悬浮，而避免DO的增加。O段的前段采用强曝气，后段减 ，少气量，使内循环液的DO含量降低，以保证A段的缺氧状态。
缺点：
① 由于没有独立的污泥回流系统，从而不能培养出具有独特功能的污泥，难降解物质的降解率较低；
② 若要提高脱氮效率，必须加大内循环比，因而加大运行费用。从外，内循环液来自曝气池，含有一定的DO，使A段难以保持理想的缺氧状态，影响反硝化效果，脱氮率很难达到90％。
③ 影响因素：水力停留时间 （硝化＞6 h ，反硝化＜2 h ）循环比MLSS（＞3000 mg/L）污泥龄（ ＞30 d ）N/MLSS负荷率（ ＜0.03 ）进水总氮浓度（ ＜30 mg/L）。
（3）氧化沟工艺
氧化沟又称循环混合式活性污泥法。一般采用延时曝气，同时具有去除BOD5和脱氮的功能，它采用机械曝气，一般不设初沉池和污泥消化池。
DE氧化沟是指两个相同容积的氧化沟组成的处理系统。DE型氧化沟为双沟半交替工作式氧化沟系统，具有良好的生物除氮功能。它与D型、T型氧化沟的不同之处是二沉池与氧化沟分开，并有独立的污泥回流系统。而T型氧化沟的两侧沟轮流作为沉淀池。DE氧化沟内两个氧化沟相互连通，串联运行，交替进水。沟内设双速曝气转刷，高速工作时曝气充氧，低速工作时只推动水流，基本不充氧，使两沟交替处于厌氧和好氧状态，从而达到脱氮的目的。若在DE氧化沟前增设一个缺氧段，可实现生物除磷，形成脱氮除磷的DE型氧化沟工艺。氧化沟的主要优点如下：
①氧化沟的液态在整体上是完全混合的，而局部又具有推流特性，使得在污水中能形成良好的混合液生物絮凝体，提高二沉池的污泥沉降速度及澄清效果，另外，其独特的水流性能对除磷脱氮也是极其重要的；
② 处理效果稳定，出水质好，并可实现脱氮；
③ 污泥产量少，污泥性质稳定；
④ 能承受水量，水质冲击负荷，对高浓度工业废水有很大的稀释能力。
氧化沟的缺点如下：
①单纯的氧化沟工艺的除磷效率很低，需要增设厌氧段才能达到一定的除磷效率；
② 虽然污泥产量少，耐冲击负荷，但是这是建立在该工艺很低的污泥负荷上的，且要求处理构筑物内水深要浅，而这又决定了在处理相同水质，水量污水的情况下，该工艺是最占土地的，也即增加了基建费用。
2.1.2生物处理工艺的选择
本污水处理厂的进水水质CODcr/BOD5=0.45，同时在去除BOD5和SS的同时，还需要进行脱氮处理，经过比较分析，可以选择A/O法和氧化沟工艺，但是经过再进一步的比较分析，氧化沟工艺除了具有A/O的效果外，还具有如下特点：
1)具有独特的水力流动特点，有利于活性污泥的生物凝聚作用，而且可以将其工作区分为富氧区，缺氧区，用以进行硝化和反硝化作用，取得脱氮效果；
2)泥量少，不用污泥消化池；
3)BOD负荷低，使氧化沟具有对水温、水质、水量的变动有较强的适应性，污泥产率低，勿需进行硝化处理；
4)脱氮效果还能进一步提高；
5)电耗较小，运行费用低。
所以本设计选用氧化沟处理工艺。
2.2工艺流程的确定
图2-1 工艺流程图

2.3对各级处理的出水水质估算
表2-2 各级处理的出水水质估算
项目
工艺
去除率
出水水质
一级处理
格栅—沉沙池—初沉池
CODCr=17.2% SS=60% BOD5=17.2%
TN＝0%
NH3-N=0 %
TP=0%
CODCr=331.2mg/L SS=92mg/L BOD5=149mg/L
TN＝45 mg/L
NH3-N=25mg/L TP=4mg/L
二级处理
氧化沟—二沉池
CODCr=82.2%
SS= 80%
BOD5=87%
TN＝66.7%
NH3-N= 80%
TP=77.5%
CODCr=59mg/L SS=20mg/L BOD5=19.4mg/L
TN＝15 mg/L
NH3-N=5mg/L TP=0.9mg/L
三级处理
混凝—沉淀—过滤—消毒
CODCr= 17%
SS=55%
BOD5=53.6%
TN＝0%
NH3-N= 0%
TP=44.4%
CODCr=49mg/L SS=9mg/L BOD5=9mg/L
TN＝15 mg/L
NH3-N=5mg/L TP=0.5mg/L

第3章一级处理构筑物
3.1格栅
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、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，如纤维、碎皮、毛发、果皮、蔬菜、塑料制品等，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷，并使之正常进行。被截留的物质称为栅渣。
设计中格栅的选择主要是决定栅条断面、栅条间隙、栅渣清除方式等。
格栅断面有圆形、矩形、正方形、半圆形等。圆形水力条件好，但刚度差，故一般多采用矩形断面。格栅按照栅条形式分为直棒式格栅、弧形格栅、辐流式格栅、转筒式格栅、活动格栅等；按照格栅栅条间距分为粗格栅和细格栅（1.5～10mm）；按照格栅除渣方式分为人工除渣格栅和机械除渣格栅，目前，污水处理厂大多都采用机械格栅；按照安装方式分为单独设置的格栅和与水泵池合建一处的格栅。
3.1.1格栅的设计
城市的排水系统采用分流制排水系统，主干管进水水量为，污水进入污水处理厂处的管径为1000 mm，充满度0.70，管内底标高3.1m,管道水面标高为3.8m。
本设计中采用矩形断面并设置两道格栅（中格栅一道和细格栅一道），采用机械清渣。其中，中格栅设在污水泵站前，细格栅设在污水泵站后。中细两道格栅都设置三组即N=3组，每组的设计流量为0.506 。
3.1.2设计参数
1、格栅栅条间隙宽度，应符合下列要求：
粗格栅：机械清除时宜为16～25 mm；人工清除时宜为25～40 mm。特殊情况下，最大间隙可为100 mm。
细格栅：宜为1.5～10 mm。
水泵前，应根据水泵要求确定。
2、 污水过栅流速宜采用0.6～1.0 m/s。除转鼓式格栅除污机外，机械清除格栅的安装角度宜为60～90°。人工清除格栅的安装角度宜为30°～60°。
3、当格栅间隙为16～25 mm时，栅渣量取0.10～0.05污水；当格栅间隙为30～50mm时，栅渣量取0.03～0.01污水。
4、格栅除污机，底部前端距井壁尺寸，钢丝绳牵引除污机或移动悬吊葫芦抓斗式除污机应大于1.5m；链动刮板除污机或回转式固液分离机应大于1.0m。
5、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。
6、 格栅工作平台两侧边道宽度宜采用0.7～1.0m。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。
7、 粗格栅栅渣宜采用带式输送机输送；细格栅栅渣宜采用螺旋输送机输送。
8、格栅除污机、输送机和压榨脱水机的进出料口宜采用密封形式，根据周围环境情况，可设置除臭处理装置。
9、格栅间应设置通风设施和有毒有害气体的检测与报警装置。
10、沉砂池的超高不应小于0.3m。
3.1.3中格栅设计计算
1、进水渠道宽度计算
根据最优水力断面公式计算
设计中取污水过栅流速=0.8

则 栅前水深：
2、格栅的间隙数 n（个）

式中 格栅栅条间隙数，个；
设计流量，；
格栅倾角，º；
设计的格栅组数，组；
格栅栅条间隙数，。
设计中取 =0.02
个
3、格栅栅槽宽度B

式中 格栅栅槽宽度，；
每根格栅条宽度，。
设计中取=0.015

4、进水渠道渐宽部分的长度计算

式中 进水渠道渐宽部分长度，；
渐宽处角度，º。
设计中取 =

5、进水渠道渐窄部分的长度计算

6、通过格栅的水头损失

式中 水头损失，；
格栅条的阻力系数，查表知 =2.42；
格栅受污物堵塞时的水头损失增大系数，一般取 =3。
则
7、栅后槽总高度
设栅前渠道超高
则 栅后槽总高度：
8、栅槽总长度

中格栅示意图如图3-1

图3-1 中格栅示意草图
9、每日栅渣量

式中 每日栅渣量，；
每日每1000污水的栅渣量，污水。
设计中取 =0.05污水

应采用机械除渣及皮带输送机或无轴输送机输送栅渣，采用机械栅渣打包机将栅渣打包，汽车运走。
10、进水与出水渠道
城市污水通过DN1000mm的管道送入进水渠道，然后，就由提升泵将污水提升至细格栅。
3.1.4细格栅设计计算
设计中取格栅栅条间隙数=0.01，格栅栅前水深=0.9，污水过栅流速=1.0，每根格栅条宽度=0.01，进水渠道宽度=0.8，栅前渠道超高，每日每1000污水的栅渣量=0.05
则 格栅的间隙数： 个
格栅栅槽宽度：
进水渠道渐宽部分的长度：
进水渠道渐窄部分的长度计算：
通过格栅的水头损失：

栅后槽总高度：
栅槽总长度：

每日栅渣量：
应采用机械除渣及皮带输送机或无轴输送机输送栅渣，采用机械栅渣打包机将栅渣打包，汽车运走。
细格栅示意图见图3-2

图3-2 细格栅示意图
3.2提升泵站
3.2.1 选泵
1.水泵流量计算
设计采用矩形潜水泵站，设置5台潜水泵，4用1备。
Q=5470.84=1367.7m3/h
2.水泵扬程估算
H=h1+h2+h3
式中：h1―静扬程
h2―管路损失，取2m
h3―安全水头，一般取1.5～2m
水泵静扬程=地面标高-水面标高+集水井有效水深2.5m+(4～5)m
=8.30-3.66+2.5+4
=11.14m
水泵扬程H=11.14+2+2=15.14m
3.选用350QW-1500-15-90型潜水排污泵，四用一备，其部分参数如下：

表3-1 350QW-1500-15-90型潜水排污泵部分参数
流量
扬程
转速
功率
效率
出口直径
重量
1500m3/h
15m
990r/min
90kW
82.1
350mm
2000kg

表3-2 350QW-1500-15-90型潜水排污泵安装参数
名称
参数/mm
名称
参数/mm
名称
参数/mm
DN
350
D1
445
D2
490
e
770
f
870
g
780
h
880
H1
765
L
888
M
800
m
150
n
90
p
27
k
880
H
2140
F2
465
hmm
500
H2
680
J
650
P
1450×1200
l
383
水泵剖面
图 3-3 水泵安装参数图

3.2.2 泵房布置
1. 泵房集水池容积
泵房集水池最小有效容积：
Vmin=Tmin×Q4 （3-11）
式中：Q –––水泵工作流量，m2/s；
Tmin –––水泵最小工作周期，按每小时启动6次计，Tmin=600s。
Vmin=600×15004×3600=62.5m3
校核一台水泵5min流量：
Q=150060×5=125m3
泵房集水池有效容积125m3。
根据潜水泵房布置要求，查《给排水设计手册 第五册》查得布置参数A～G如下：
表3-3 潜水泵房布置参数
名称
参数/mm
名称
参数/mm
A
6400
D
850
B
2800
E、F
2400
C
1300
G
1350
图 3-4 泵房布置图

集水池长L：
L=n-1B+2C=5-1×2.8+2×1.3=13.8m
集水池宽B：
B=A-E+k+J+安全距离=6.4-2.4+0.88+0.5=6m
集水池有效水深H=2.5m
校核集水池有效容积
V=2.5×13.8×6=207m3
符合要求。
2.泵房尺寸
泵房长L´
L'=L+2×Etan15°=13.8+2×2.4×tan15°=15m
泵房宽B´
B'=B+E=6+2.4=8.4m
泵房深度H´
H'=D+H+H2+Hmm
式中：D ––– 最高水位至地面距离，m
H'=8.3-3.66+2.5+0.68+0.5=8.32m
3.3 曝气沉砂池
3.3.1 沉砂池概述
沉砂池的功能是利用物理原理去除污水中密度较大的无机颗粒污染物，如泥沙、煤渣等，它们的相对密度约为2.65。城市污水处理厂一般均应设置沉砂池。
沉砂池常见的形式有平流式沉砂池、曝气式沉砂池、竖流式沉砂池及涡流式沉砂池等。
3.3.2 设计概述
1、一般规定
普通沉砂池的沉砂中含有约15%的有机物，使沉砂的后续处理难度增加。采用曝气式沉砂池可以克服这一缺点。曝气式沉砂池是在池的一侧通入空气，使池内水流产生与主流垂直的横向旋流。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，受流量变化的影响较小。同时，还对污水起预曝气作用。
2、设计参数
（1）旋流速度应保持在0.25～0.3m/s；
（2）水流速度为0.1m/s；
（3）最大时流量的停留时间为1～3min；
（4）有效水深为2～3m，宽深比一般采用1～1.5；
（5）长宽比可达5，当池长比池宽大得多时，应考虑设置横向挡板；
（6）处理每立方米污水的曝气量为0.1～0.2m³空气；
（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；
（9）池子的进口和出口布置，应防止发生短路，进水方向应与池中旋流方向一致，出水方向应与进水方向垂直，并宜设置挡板；
3.3.3 曝气沉砂池设计计算
本设计使用一座双格曝气沉沙池，设计流量Q=1.52m3/s
1、沉砂池有效容积

式中 沉砂池有效容积，；
停留时间，。
本设计中取 =2

2、水流断面面积

式中 水流断面面积，；
水平流速，。
设计中取 =0.1

则单格面积
A=15.22=7.6m2
3、池总宽度

式中 沉砂池宽度，；
沉砂池有效水深，。
设计中取 =2.5
,取3m 在1～1.5之间。
4、池长

5、每小时所需的空气量

式中 —— 每小时所需的空气量，；
—— 1的污水所需要的空气量，。
设计中=0.2污水

6、沉砂室所需容积

式中 城市污水沉砂量，设计中取=30 污水
清除沉砂的间隔时间，设计中取=2。

从而可计算得每个沉砂斗的容积为：
7、沉砂斗几何尺寸计算
设计中取沉砂斗底宽为0.4，沉砂斗壁与水平面的倾角为，沉砂斗高度
则 沉砂斗的上口宽度为：
沉砂斗的有效容积：

8、池子总高
设池底坡度为0.4，破向沉砂斗，池子超高
则 池底斜坡部分的高度：
池子总高：
9、出水堰计算
出水采用沉砂池末端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

式中 —— 堰上水头，；
—— 流量系数，一般取0.4～0.5，设计中取=0.4；
—— 堰宽，，等于沉砂池的宽度。

出水堰后自由跌落高度0.12，出水流入出水槽，采用出水管道在出水槽中部与出水槽连接，出水槽用钢混管，管径DN=1000m，管内流速v=1.93，水利坡度i=4.0‰，水流经出水槽流入集配水井。
3.3.4曝气沉砂池曝气计算
1、空气干管设计
干管中空气流速一般为10～15m/s,取空气流速12m/s,则

2、支管设计
干管上设10对配气管，共20根配气管
3.4初沉池设计计算
3.4.1设计参数
采用中心进水辐流式沉淀池：
直径或边长6~60m,最大可达100m;
中心深度2.5~5m,
周边深度1.5~3m;
沉淀池个数n=4；水力表面负荷q’=2m3/(m2h)；
(一般初次沉淀池2—4，二沉池1.5—3)；
池径与有效水深比宜取6—12；
直径大于20m,一般都采用机械刮泥；
池底坡度一般为0.05，中心泥斗的坡度0.12—0.16；
沉淀时间：初次沉淀池1—2h,二沉池1.5—2.5h;
缓冲层高度与刮泥机有关，可用0.5m;
沉淀池超高取0.3m;
出水堰负荷小于2.9L/s·m；
沉淀时间T=2h；
污泥斗下半径r2=1m，上半径r1=2m；
3.4.2池体设计计算
1、池表面积
A=Qq,=5470.82=2735.4m2
2、单池面积
A单池=An=2735.44=683.85m2 池数不少于2；
3、池直径
D=4A单池π=4×683.853.14=29.5m 取30m
4、沉淀部分有效水深(h2)
h2=q,T=2×2=4m
5、污泥部分所需要的体积
经参考书得初次沉淀池去除率20%BOD5和60%SS，
初沉污泥量
Qp=QC0η86400T100γ(100-P0)N×106
式中 C0——进水悬浮物质浓度，mg/L；
η——去除率，60%；
P0——污泥含水率，取96%；
γ ——污泥容重，t/m3,约为1；
T——本设计用机械刮泥排泥时间间隔T=0.05-0.2d，取0.1d;
Qp=1.169×230×0.6×86400×0.1×1001×(100-96)×4×106=8.7m3
6、沉淀池坡底落差
（取池底坡度i=0.05）=2m
h4=i×D2-r1=0.05×302-2=0.65m
7、污泥斗容积
污泥斗高度
h5=r1-r2tga=2-1×tg60°=1.73m
V1=πh53r12+r1r2+r22=3.14×1.733×22+2×1+12=12.68m3>8.7m3
8、沉淀池总高度（包含污泥斗高度）

式中h1——沉淀池超高，0.3m;
h3——沉淀池缓冲层高度，取0.3m。
H