北京市卡罗塞尔氧化沟工艺污水处理厂设计模板.doc

目 录

1 设计概述 6
1.1 设计依据及设计任务 6
1.1.1 设计题目 6
1.1.2设计原始资料 6
1.1.3设计内容和要求 7
1.2设计水量 8
1.2.1污水起源及情况 8
1.2.2污水量计算 8
1.3 设计水质 9
1.3.1 生活污水水质： 9
1.3.2 工业污水水质 9
1.3.3混合污水水质 9
1.3.4排水水质 10
1.4 当量人口计算 11
1.4.1 当量人口 11
1.4.2 当量人口 11
2 城市污水处理方案确实定 11
2.1确定污水处理方案标准： 11
2.2 污水处理方案确实定[1,2,4] 12
2.3 设计方案确实定 12
2.4 工艺步骤确实定 12
2.5.污水处理构筑物选择 13
2.6.污泥处理构筑物选择 18
2.7 中水处理构筑物选择 19
3 污水处理系统设计 19
3.1污水厂进水干管设计 19
3.2格栅设计 20
3.2.1 中格栅设计 20
3.2.2 细格栅设计 23
3.2.3 格栅除污机选择 25
3.3 污水提升泵房设计 25
3.3.1 选泵 25
3.3.2 集水池 26
3.3.3潜水泵部署 27
3.3.4 泵房高度确实定 27
3.3.5泵房隶属设施 28
3.3.6 起吊设备 28
3.3.7单管出水井设计 28
3.4 旋流式沉砂池设计 28
3.4.2 设计计算 29
3.5 卡罗塞氧化沟 29
3.5.1 设计依据和要求 29
3.5.2 设计计算 29
3.6 配水井 36
3.6.1 配水井计算 36
3.7 二沉池设计 37
3.7.1设计要求 37
3.7.2设计参数 37
3.7.3设计计算 37
3.7.4二沉池进水管路计算 38
3.7.5 刮泥设备选择 41
3.8 紫外线消毒 41
3.8.1 设计参数和依据 41
3.8.2 设计计算 42
3.9 计量设施 42
3.9.1计量设备选择 42
3.9.2 设计依据: 43
3.9.3 设计计算 43
4 污泥处理系统设计 44
4.1 浓缩池设计 44
4.1.1设计要求 44
4.1.2 设计参数: 44
4.1.3 设计计算 44
4.2污泥泵房 48
4.3均质池 48
4.3.1设计计算： 48
4.4 脱水机房 48
4.4.1设计计算 49
4.4.2 压滤机选择 49
5污水回用系统设计 50
5.1 过滤池设计 50
5.1.1设计依据 50
5.1.2设计参数: 50
5.1.3 设计计算 51
5.2消毒池计算 55
5.2.1消毒方法选择 55
5.2.2液氯消毒设计计算 55
5.2.3 接触消毒池计算 55
5.2.4 加氯机选择: 56
5.2.5 氯库及加氯间设计 57
6 污水处理厂总体部署 57
6.1 平面部署及平面图 57
6.1.1 平面部署通常标准 58
6.1.2 厂区平面部署形式 58
6.1.3污水厂平面部署具体内容 58
6.2 污水厂高程部署 59
6.2.1 污水处理厂高程部署应考虑事项 59
6.2.2 污水厂高程部署 59
6.2.3 高程计算 59
参考文件： 63

北京市卡罗塞尔氧化沟工艺污水处理厂设计

内容摘要：本设计内容为北京市卡罗塞氧化沟工艺污水处理厂工艺设计，其处理对象关键为生活污水和工业废水，要求城市污水经处理后，70%就近排入水体。达成《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-）中一级B标准。城市污水经处理后，30%经处理工艺处理后，作为城市景观环境用水，出水水质应实施《再生水作为景观环境用水水质标准》要求。本污水处理厂工艺关键步骤为：污水优异水总格栅，后进泵房和细格栅，经沉砂池后进入二级处理，即卡罗赛氧化沟池，然后由最终沉淀池沉淀出水；然后是泥处理和中水回用。
关键词：污水处理；卡罗塞尔氧化沟；污泥浓缩；中水回用

1 设计概述
1.1 设计依据及设计任务
1.1.1 设计题目
北京市卡罗塞尔氧化沟工艺污水处理厂设计
1.1.2设计原始资料
《环境工程专业》毕业设计任务书
（一）排水体制：完全分流制
（二）污水量
1.城市设计人口 38万人，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30％计。
3.工业污水量为28000m3／d，其中包含工业企业内部生活淋浴污水。
4.城市混合污水改变系数：日改变系数K日＝1.15，总改变系数KZ＝1.35。
（三）水质：
1.当地环境保护局监测工业废水水质为：
BOD5＝290mg/L COD＝560mg/L SS＝230mg/L
TN＝44mg/L NH3-N=28mg/L TP＝4.5mg/L
PH＝7～8
2.城市生活污水水质：
COD＝380mg/L NH3-N=35mg/L TN＝40mg/L TP＝3.6mg/L
（四）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-）中一级B标准，所以确定本污水厂出水水质控制为：
CODCr≤60mg/L SS≤20mg/L BOD5≤20mg/L
TN＝20mg/L NH3-N=8（15）mg/L TP≤1mg/L
城市污水经处理后，30%作为城市景观环境用水，用于湖泊水源水。出水水质应实施《景观环境用水再生水水质指标(GB/T 18921-)》要求。
（五）气象资料
l、气温：年平均气温12.30℃，夏季平均气温30℃，极端最高气温30℃，冬季最高气温-8℃，极端最低气温-18.3℃。
2、风向风速：主导风向夏季为南风，冬季为北风，最大风速20m/s
（六）水体资料
河流最高水位55.0m（五十年一遇洪水位）
正常水位 53.9 m ，最低水位53.00，河底高程51.5m
（七）厂区地面平坦，厂区设计地面标高为59.5 m，
（八）污水处理厂进水干管数据
污水管进厂管内底标高52.6m，管径1400mm 充满度0.85m
1.1.3设计内容和要求
1.经过阅读中外文文件，调查研究并搜集相关资料，确定适宜污水、污泥及中水处理工艺步骤，进行各个构筑物水利计算。
2.完成一套完整设计计算说明书。说明书应包含：污水处理工程设计关键原始资料；污水水量计算、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具体设计计算，（包含设计流量计算、污水管道计算、参数选择、计算过程等，并配对应单线计算草图）；厂区总平面部署说明；污水处理运行分析等。设计说明书要求内容完整，计算正确文理通顺、书写工整。
3.毕业设计图纸应正确表示设计意图，图面努力争取部署合理、正确清楚，符合工程制图要求，图纸不少于5张，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图 1 张。
（2）污水处理厂污水、污泥及污水回用工程处理高程部署图 张，即污泥及中水处理高程纵剖面图，包含构筑物标高、水面标高、构筑物名称等。
（4）污水、污泥处理工艺中单项构筑物施工平面图和剖面图3张。
1.2设计水量
1.2.1污水起源及情况
城市设计人口38万人
城市公共建筑物污水量：1.55×104 m3／d
工业平均排水量： 2.8×104 m3／d
城市混合污水改变系数：日改变系数K日＝1.15，总改变系数KZ＝1.35。
1.2.2污水量计算
(1)生活平均日污水量（据人口数计算）

式中: — 居住区生活污水设计流量，m3／d；
— 设计人口数，人；
—居住区居民生活用水量定额，L/cap﹒d；本设计取q1=160 L/cap﹒d
— 污水排放系数；本设计取=0.85
则有：

(2)城市公共建筑水量：

(3)工业污水量（包含厂区生活和淋浴用水）

(4)平均日混合污水量

(5)城市混合污水总改变系数：
日改变系数取：K日＝1.15，
总改变系数取：KZ＝1.35。
则本设计设计水量以下表1-1：

表1-1 设计水量
项目
设计用水量
m3／d
m3／h
L／s
平均日水量
95200
3966.67
1101.85
最大日水量
109480
4561.67
1267.13
最大日最大时水量
128520
5355
1487.5
1.3 设计水质
1.3.1 生活污水水质：
依据《给排水设计手册》第5册 城镇排水公式
（1）BOD5 计算：

式中：—每人天天排放BOD5 ，经查阅本设计取30L/(人.d)
—每人天天排放污水升数，经查阅本设计取160L/(人.d)
则有:
BOD5 =220.59 mg/L
（2）SS计算：
SS=294.12 mg/L
（3）COD＝380mg/L NH3-N=35mg/L TN＝40mg/L TP＝3.6mg/L
校核BOD5 / COD=0.58＞0.3,故可生化性强。
1.3.2 工业污水水质
BOD5＝290mg/L COD＝560mg/L SS＝230mg/L
TN＝44mg/L NH3-N=27mg/L TP＝4.5mg/L PH＝7～8
1.3.3混合污水水质

1.3.4排水水质
处理水质达成《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-）中一级B标准，依据给排水手册 5，结合排放水要求和出水水质，计算去除率，以下表1-2 所表示：

式中：—进水物质浓度；
—出水物质浓度
表1-2 水质去除率
序号
基础控制项目
一级B标准
进水水质
去除率
1

60
443.24
86.5％
2

20
244.97
91.8％
3

20
271.59
92.64％
4

20
41.41
51.7％
5

1
3.92
74.5％
6
NH3-----N
8
32.19
75.15％
7
PH
7～8

1.4 当量人口计算
计算以下[1]
当量人口数：

式中：—当量人口数，人；
—混合污水中或浓度，mg/L
—混合污水量，m3/d；
—每人天天排放或克数，g/（人.d）
依据规范要求：
按计时，=35～50 g/（人.d）
按计时，=20～35g/（人.d）
1.4.1 当量人口
取=50 g/（人.d） C=271.59 mg/L,则：
人
1.4.2 当量人口
取=35g/（人.d） C=244.97 mg/L,则：
人
2 城市污水处理方案确实定
2.1确定污水处理方案标准：
标准以下[1,2,3]：
1．城市污水处理应采取优异技术设备，要求经济合理，安全可靠，出水水质好；证良好出水水质，效益高；
2．污水厂处理构筑物要求布局合理，建设投资少，占地少；自动化程度高，便于科学管理，努力争取达成节能和污水资源化，进行回用水设计；
3.为确保处理效果，采取成熟可靠工艺步骤和处理构筑物；提升自动化程度，为科学管理发明条件；
4.污水处理采取生物处理，污泥脱水采取机械脱水并设事故干化厂；污水采取季节性毒；
5.提升管理水平，确保运转中最好经济效果；充足利用沼气资源，把沼气作为燃料；
6.查阅相关资料确定其方案。最好处理方案要表现以下优点：
①确保处理效果，运行稳定；
②基建投资省，耗能低，运行费用低；
③占地面积小，泥量少，管理方便。
2.2 污水处理方案确实定[1,2,4]
中国城市污水处理在见过四十多年来取得是很大成就，污水处理技术伴随水污染控制和环境治理实践，在吸收国外技术经验同时，结合中国国情特点，逐步改善提升，初步形成部分适用技术路线，关键以下：
1）对传统活性污泥法进行改造或给予替换后人工生物净化技术路线；
2）以自然生物净化为主并附以人工生物净化技术路线；
3）以深水扩散排放为主，处理为辅技术路线；
4）以回用为目标污水深度处理技术路线，结合该污水处理工程具体情况分析进行选择。
2.3 设计方案确实定
本设计采取carrousel氧化沟工艺，污泥处理采取浓缩脱水工艺，中水处理选择过滤消毒工艺。
2.4 工艺步骤确实定
本设计工艺步骤为：
进水
粗格栅
泵房
细格栅
沉砂池
厌氧选择池
氧化沟
二沉池
紫外消毒
出水
泥饼
脱水车间
浓缩池
剩下污泥
回流污泥
滤池
消毒池
运出
回用水

图 2-1 设计氧化沟工艺步骤图
2.5.污水处理构筑物选择
2.5.1 格栅
格栅由一组或数组平行金属栅条、塑料齿钩或金属筛网、框架及相关装置组成，倾斜安装再污水管道、泵房、集水井进口处或污水处理厂前端，用来截留污水中较粗大漂浮物和悬浮物，预防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，降低后续处理生产浮渣，确保污水处理设施正常运行[2]。
本工程设计采取两道格栅，20mm中格栅和10mm细格栅，为减轻劳动强度，采取机械清除截留物。
2.5.2 进水闸井
进水闸井在厂区进水管和中格栅间之间。
2.5.3 污水泵房
污水泵站特点及形式[1]：
泵站行驶选择取决于水里条件和工程造价，其它考虑原因还有：泵站规模大小、泵站性质、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、选择水泵形式及能否就地取材等。
污水泵站关键形式[1]：
（1）合建式矩形泵站，装设置式泵，自灌式工作台，水泵数为4台或更多时，采取矩形，机器间、机组管道和隶属设备部署方便，开启简单，占地面积大；
（2）合建式圆形泵站，装设置式泵，自灌式工作台，水泵数不超出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，采取自灌式水泵，叶轮（泵轴）低于集水池最低水位，在最高、中间和最低水位全部能直接开启，其优点为开启立即可靠，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，不能直接开启，因为污水泵水管不得设低阀，故需设引水设备。但管理人员必需能熟练掌握水泵开启程序。由以上可知，本设计因水量较大，并考虑到造价、自动化控制等原因，和施工方便是否，采取自灌式半地下式矩形泵房。
本工程设计确定采取和中格栅合建潜水泵房。
2.5.4 沉砂池
沉砂池功效去除比重较大无机颗粒。按水流方向不一样可分为不一样可分为平流式、竖流式、曝气沉砂池和旋流沉砂池四类。比较以下[1,2]：
a.平流沉砂池 优点：沉淀效果好，耐冲击负荷，适应温度改变。工作稳定，结构简单，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%左右有机物使沉砂池后续处理增加难度。
b.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适应性较差，池径受到限制，过大池径会使布水不均匀
c.曝气沉砂池 优点：克服了平流沉砂池缺点，使砂粒和外裹有机物很好分离，经过调整布气量可控制污水旋流速度，使除砂效率较稳定，受流量改变影响小，同时起预曝气作用，其沉砂量大，且其上含有机物少。缺点：因为需要曝气，所以池内应考虑设消泡装置，其它型易产生偏流或死角，而且因为多了曝气装置而使费用增加，并对污水进行预曝气，提升水中溶解氧。
d.旋流沉砂池（钟式沉淀池） 优点：占地面积小，能够经过调整转速，使得沉砂效果最好，同时因为采取离心力沉砂不会破坏水中溶解氧水平（厌氧环境）缺点：气提或泵提排砂，增加设备，水厂电气容量，维护较复杂。
基于以上四种沉砂池比较，本工程设计确定采取旋流沉砂池。
2.5.5 氧化沟
氧化沟技术发展加紧，类型多样，氧化沟技术发展较快，类型多样，依据其结构和特征，关键分为帕斯维尔氧化沟（Pasveer）；卡罗塞尔氧化沟（Carrousel）；交替工作式氧化沟；奥贝尔氧化沟（Orbal）；一体化氧化沟（合建式氧化沟）。多种氧化沟类型及技术特点以下[1,2]：
（1）帕斯维尔氧化沟
a.性能特点：出水水质好，脱氮效果较显著；构筑物简单，运行管理方便；结构形式多样，可依据地形选择适宜构筑物形状；单座构筑物处理能力有限，流量较大时，分组太多占地面积，增加了管理难度。
b.结构形式：单环路，有同心圆型，折流型和U型等形式，多为钢筋混凝土结构。
c.曝气设备：转刷式转盘，水深较深时，配置潜水推进器。
d.适用条件：出水水质要求高小型污水处理厂。
（2）卡罗塞尔氧化沟
a.性能特点：出水水质好，因为存在显著富氧区和缺氧区，脱氮效率高；曝气设施单机功率大，调整性能好，而且曝气设备数量少，既能够节省投资，又能够使运行管理简化；有极强混合搅拌和耐冲击负荷能力；氧化沟沟深加大，使占地面积降低，土建费用降低；用电量较大，设备效率通常；设备安装较为复杂，维修和更换繁琐。
b.结构形式：多沟串联。
c.曝气设备：立式低速表曝机，每组沟渠只在一端安设一个表面曝气机。
d.适用条件：大中型污水处理厂，尤其是用地担心大型污水处理厂。
（3）交替工作式氧化沟
a.性能特点：出水水质好；能够不单独设置二沉池，处理步骤短，节省占地；不需要单独设置反硝化区，经过运行过程中设置停曝期，进行反硝化，含有较高氮去除率；设备闲置率高；自动化程度要求高。增加了运行管理难度。
b.结构形式：单沟（A型）双沟（B型）和三沟（T型），沟之间相互连通。
c.曝气设备：水平轴曝气转盘。
d.适用条件：出水要求高大中型污水处理厂
（4）奥贝尔氧化沟
a.性能特点：出水水质好，脱氮率高，同时硝化反硝化；能够在未来负荷增加情况下加以扩展，易于适应多个进水情况和出水要求改变；轻易维护；节能，比其它任何氧化沟系统在运行时需要动力全部小；受结构形式限制，总图部署困难。
b.结构形式：三个或多个沟道，相互连通。
c.曝气设备：水平轴曝气转盘（转碟），能够进行多个组合。
d.适用条件：出水要求高大中型污水处理厂。
（5）一体化氧化沟
a.性能特点：工艺步骤短，构筑物和设备少；不设置单独二沉池，氧化沟系统占地面积较小；沟内设置沉淀区，污泥自动回流，节省基建投资和运行费用；造价低，建造快，设备事故率低，运行管理工作量少；固液分离比通常二沉池高；运行和开启存在一定问题；技术尚处于研究开发阶段。
b.结构形式：单沟环形沟道，分为内置式固液分离和外置式分离式
c.曝气设备：水平轴曝气转盘
d.适用条件：中小型污水处理厂
总而言之，多种氧化沟各有优缺点，设计采取卡罗塞尔氧化沟，现将卡罗塞尔氧化沟再做以下较为全方面介绍。
卡罗塞尔氧化沟采取垂直安装低速表面曝气器，每组沟渠安装一个，均安装在同一端，所以形成了靠近曝气器下游富氧区和曝气器上游和为外环缺氧区。这不仅有利于生物凝聚，还是活性污泥易于沉降。BOD5去除率可达成95%—99%，脱氮效率约为90%，除磷率约为60%。
2.5.6 沉淀池（二沉池）
因为本设计关键构筑物采取氧化沟，可不设初沉池。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（指生物膜法脱落生膜）。沉淀池关键有以下多个形式。比较以下[1,2]：
a.平流沉淀池优点包含：沉淀效果好；耐冲击负荷和温度改变适应性强；施工轻易，造价低。它关键缺点为：池子配水不均匀；采取多斗排泥时，每个泥斗需要单设排泥管各自排泥，操作量大。
适用条件：适适用于大、中、小型污水处理厂；适适用于地下水位较高和地质条件较差地域。
b.辐流式沉淀池优点包含：多为机械排泥，运行很好，管理较简单；排泥设备已趋定型。它关键缺点为：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：适适用于大、中型污水处理厂；适适用于地下水位较高地域。
c.竖流式沉淀池优点包含：排泥方便，管理简单；占地面积较小。它关键缺点为：池子深度大，施工困难；对冲击负荷和温度改变适应性能力较差；造价较高；池径不宜过大，不然布水不均匀。
适用条件：适适用于处理水量不大小型污水处理厂。
d.斜板（管）沉淀池优点包含：沉淀效率高，停留时间短；占地面积小。它关键缺点为：用于二沉池时，当固体负荷较大时其处理效果不太稳定，耐冲击负荷能力较差；运行管理成本高。
总而言之，四种沉淀池优缺点比较，并结合本设计具体情况；设计水量较大，本工程二沉池采取中心进水、周围出水辐流式沉淀池。
2.5.7 消毒
污水处理厂常见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，她们优缺点和使用条件以下[1,2,4]：
a.液氯消毒优点：价格廉价，效果可靠，投配设备简单。缺点：对生物有毒害作用，而且可能产生致癌物质。适适用于大、中型规模污水处理厂。
b.漂白粉消毒优点：投加设备简单，价格廉价缺点：除用液氯缺点外，还有投配量不正确，溶解剂调制不便，劳动强度大。适适用于消毒要求不高或间断投加小型污水处理厂。
c.臭氧消毒优点：消毒效率高，能有效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。
d.紫外线消毒优点：是紫外线照射和氯化共同作用物理化学方法，消毒效率高，占地面积小。缺点：紫外线照射灯具货源不足，电耗能量较多，没有连续消毒能力。
综上四种消毒方法比较，本工程采取紫外线消毒。
2.6.污泥处理构筑物选择
2.6.1污泥池
污泥浓缩池关键是降低污泥中间隙水，来达成使污泥减容得目标。经浓缩后污泥近似糊状，仍保持流动性。浓缩池可分为气浮浓缩池、重力浓缩池和离心浓缩池。重力浓缩池按其运行方法分为间歇式或连续式[1,2]。
比较以下[1,2]：
（a）气浮浓缩池：依靠微小气泡和污泥颗粒产生粘附作用，使污泥颗粒密度小于水而上浮，并得到浓缩。适适用于浓缩活性污泥和生物滤池等较轻污泥，而且运行费用较高，贮泥能力小；
（b）连续式重力浓缩池：用于浓缩初沉池污泥和二沉池剩下污泥，只用于活性污泥情况不多；
（c）间歇式重力浓缩池：关键靠阀门控制污泥进出和上清液排出，无刮泥系统，管理简单。
（d）离心浓缩池：利用污泥中固、液相得密度不一样，在高速旋转地离心机中受到不一样离心力二是二者分离，达成浓缩目标。离心分离通常要加入助凝剂，且耗电量大，在达成相同浓缩效果时，其电耗约为气浮法10倍。
总而言之，本设计采取重力浓缩池
2.6.2 污泥脱水
污泥脱水方法有自然干化、机械脱水及污泥烧干、焚烧等方法。本设计采取机械脱水，采取带式压滤机。比较以下[1.2,5]：
（1）自然干化优点：简单易行、污泥含水率低、缺点：占地面积大、卫生条件差、铲运干污泥劳动强度大。
（2）机械脱水
a.真空过滤机 优点：适应性强、连续运行、操作平稳、全过程自动化。缺点：多数污泥须经调理才能过滤，且工序多、费用高。过滤介质紧抱在转筒上，再生和清洗不充足，轻易堵塞。
b.带式压滤机 优点：工艺简单、消耗动力少 连续运行缺点：所需药剂费用较高。
c.离心机优点：设备小、效率高、分离能力强、操作条件好。缺点：制造工艺要求高、设备易磨损、对污泥预处理要求高，而且必需使用高分子聚合电解质最为调理剂。
总而言之，本设计采取机械脱水，采取带式压滤机。
2.7 中水处理构筑物选择
2.7.1 过滤
过滤由滤池完成，水厂常见滤池有：一般快滤池，V型滤池，虹吸滤池等。
各自特点以下[6]：
a.一般快滤池 优点：运转效果良好，适适用于任何规模水厂。缺点：管配件和阀门较多，操作较其它过滤池稍复杂。
b.V型滤池 优点：过滤周期较长，气水反冲洗效果好，冲洗水量大大降低，使用于大、中型水厂。缺点：增加了气洗设备，增加了运行维护力度。
c.虹吸滤池 优点：无需大型阀门和对应开闭控制设备，无需冲洗水塔或冲洗水泵，过滤时不会出现负水头现象。适适用于大水量水厂。缺点：池深比一般快滤池大，冲洗效果不像一般快滤池稳定。
经过比较，此次设计中水系统滤池选择一般快滤池。
2.7.2 消毒
本工程中水消毒系统选择液氯消毒，最终出水为了愈加好达成除去大肠杆菌效果，在出水前设紫外线消毒装置。
3 污水处理系统设计
3.1污水厂进水干管设计
1.设计依据[1,7]：
(1)进水流速在
(2)进水管管材为钢筋混凝土管；
(3)进水管按非满流设计，
2.设计计算[1,7]
(1)取进水管径为，流速，设计坡度。
(2)已知最大日污水量；
(3)初定充满度 h/D=0.85，则有效水深；
(4)已知管内底标高为，则水面标高为：
(5)管顶标高为：；
(6)进水管水面距地面距离
3.2格栅设计
本设计采取中细两种格栅[1,2]：
(1)中格栅间隙通常采取 —，细格栅采取—；
(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)过栅流速通常采取—；
(4)格栅倾角通常采取 —
(5)经过格栅水头损失通常采取—；
(6)格栅间必需设置工作台，台面应高出栅前最高设计水位 ，工作台应有安全和冲洗设施；
(7)格栅间工作台两侧过道宽度不应小于，工作台正面过道宽度：
a人工清除：应大于 ；b机械清除：应大于 ；
(8)机械格栅动力装置通常宜设在室内或采取其它保护设备方法；
(9)设计格栅装置构筑物，必需考虑设有良好通风设施；
(10)设置格栅装置构筑物必需考虑设有良好检修、栅渣日常清除
3.2.1 中格栅设计
3.2.1 格栅设计参数
1.中格栅设计参数[1]
(1)栅前水深：
(2)过栅流速：
(3)格栅间隙：
(4)栅条宽度：
(5)格栅安装倾角：
2.中格栅设计计算[1,2]
1)栅条间隙数：

式中：—中格栅间隙数
—最大设计流量，
—栅条间隙，取 20mm，即 0.02m；
—栅前水深，取0.9m
—过栅流速，取 0.8m/s；
—格栅倾角，取；
—设计使用格栅数量，本设计中格栅取使用 2 道
，设计取50
2)栅槽宽度

式中：—栅槽宽度，；
—格条宽度，取。

3)中格栅栅前进水渠道渐宽部分长度 L1
若进水渠宽，渐宽部分展开角，则此进水渠道内流速
，则

4)中格栅和提升泵房连接处渐窄部分长度 L2

5）中格栅过栅水头损失

式中：—中格栅水头损失，m；
—系数，当栅条断面为矩形时候为2.42；
—系数，通常取 k=3。

6)栅后槽总高度
设栅前渠道超高=0.3m，有，为避免造成栅前涌水，故将栅后槽底下降作为赔偿。
7)栅槽总长度

式中：—栅槽总长度，m；
—中格栅栅前进水渠道渐宽部分长度，m；
—中格栅和提升泵房连接处渐窄部分长度，m。

8)每日栅渣量

式中：—每日栅渣量 ,
—栅渣量 污水，通常为 中格栅取 。
>，故采取机械清渣。
3.2.2 细格栅设计
1.细格栅设计参数[1]
(1)栅前水深：
(2)过栅流速：
(3)格栅间隙：
(4)栅条宽度：
(5)格栅安装倾角：
2.细格栅设计计算[1,2]
1)栅条间隙数：

式中：—细格栅间隙数
—最大设计流量，
—栅条间隙，取 10mm，即 0.01m；
—栅前水深，取0.9m
—过栅流速，取 1m/s；
—格栅倾角，取；
—设计使用格栅数量，本设计中格栅取使用 2 道
取82个
2)栅槽宽度

式中：—栅槽宽度，；
—格条宽度，取。

3)细格栅栅前进水渠道渐宽部分长度 L1
若进水渠宽，渐宽部分展开角，则此进水渠道内流速
，则

4)细格栅和出水渠道连接处渐窄部分长度 L2

5）细格栅过栅水头损失

式中：—细格栅水头损失，m；
—系数，当栅条断面为矩形时候为2.42；
—系数，通常取 k=3。

6)栅后槽总高度
设栅前渠道超高=0.3m，有：

为避免造成栅前涌水，故将栅后槽底下降作为赔偿。
7)栅槽总长度

式中：—栅槽总长度，m；
:

8)每日栅渣量

式中：——每日栅渣量 ,
—栅渣量污水，通常为 细格栅取。
>，故采取机械清渣。
3.2.3 格栅除污机选择[5,12]

表3-1 格栅机选择
型号
格栅宽度
（mm）
提升速度
（m/min）
安 装角 度
电动机功率
（kw）
格栅间距
（mm）
提升质量
（kg）
XWB-III-1.5-2
1500
3

0.8
20
200
XWB-III-1.5-2.5
1500
3

0.8
10
200
3.3 污水提升泵房设计
3.3.1 选泵
泵站选择集水池和机器间合建矩形泵站。
1.流量确实定

本设计确定选择 5 台泵（4 用 1 备），则每台泵设计流量为：

2.扬程估算[1]
泵扬程估算
H=H静+2.0+（0.5～1.0）
式中：H静——水泵集水池最低水位H1和水泵出水管提升后水位H2之差；
2.0——水泵吸水喇叭口到沉砂池水头损失；
0.5～1.0——自由水头估算值，取为1.0；
H1=进水管底标高+D×h /D-过栅水头损失-1.5
=52.6+1.4×0.85-0.085-0.14-1.5=52.075m
H2=接触池水面标高+沉砂池至接触池间水头损失
接触池水面标高和厂区地面大致相平，取为59.5m；
沉砂池至接触池间水头损失为3.5～4.5m，取4.5m；
则：
H2=59.5+4.5=64m
H静= H2- H1=64-52.075=11.925m
则水泵扬程为：
H=H静+2.0+1.0=10.101+2.0+1.0=14.925m ，取15m。
3.选泵
由，，可查手册11得：选择400QW1700-22-160潜污泵
3.3.2 集水池
1.集水池形式[1]
污水泵站集水池宜采取敞开式，本工程设计集水池和泵房和共建，属封闭式。
2.集水池通气设备[1]
集水池内设通气管，并配置风机将臭气排出泵房。
3.集水池清洁及排空方法[1]
集水池设有污泥斗，池底作成大于坡度，坡向污泥井。从平台到池底应设下扶梯，台上应有吊泥用梁钩滑车。
4.集水池容积计算[1]
泵站集水池容积通常按大于最大一台泵5分钟出水量计算，有效水深取—.
此次设计集水池容积按最大一台泵6分钟出水量计算，有效水深取2.5米。

则集水池最小面积 F 为

结合QW 潜水泵安装尺寸，集水池尺寸为：则集水池有效容积为>
3.3.3潜水泵部署
本设计中共有 5 台潜水泵，五台泵并排部署，具体尺寸为[1,9]：
泵轴间间距为：mm；
泵轴和侧面墙间距为：1000mm；
泵轴和进水侧墙间距为：5200mm；
泵轴和出水侧墙间距为：3000mm。
其它数据参考设备厂家提供安装数据。
3.3.4 泵房高度确实定
1.地下部分[1]
集水池最高水位为中格栅出水水位标高即：
集水池最低水位为：
集水池最低水位至池底高差按水泵安装要求去：
则泵房地下埋深
2.地上部分[1,12]

式中：—通常采取大于 ，取为 ；
—行车梁高度，查手册 为 ；
—行车梁底至起吊钩中心距离，查手册 为 ；
—起重绳垂直长度；取
—最大一台水泵或电动机高度；为 。
—吊起物低部和泵房进口处室内地坪距离，
，本设计取6.0米。
则泵房高度
3.3.5泵房隶属设施
设施以下[1,10]：
水位控制：为适应污水泵房开停频率特点，采取自动控制机组运行，自动控制机组开启停车信号，通常是由水位继电器发出。
门：泵房和中格栅合建，最少应有满足设备最大部件搬迁出入门，取宽、。
窗：泵房于阴阳两侧开窗，便于通风采光，开窗面积大于泵房 1/5，于两侧各设 5 扇窗，其尺寸为
卫生设备：为了管理人员清刷地面和个人卫生，应就近设洗手池，接25mm给水管，并备有共冲洗橡胶管。
3.3.6 起吊设备
泵房起重设备依据起吊最大一台设备重量选择，单台潜水泵重量为，单台 GH 中格栅重量为 ，可选择 LD-A 型电动单梁桥式起重机[5,12]。
3.3.7单管出水井设计
单个400QW1700-22-160潜水泵出口直径为：[12]。
每个潜水泵全部采取出水方井，尺寸为1.5m1.5m，并在和细格栅相连一侧
设置宽1.5m出水堰。出水堰堰上水头为

3.4 旋流式沉砂池设计
3.4.1设计依据和设计参数：
（1）设计依据[11]：
a.城市污水处理厂通常均应设置沉砂池；
b.沉砂池按去除比重2.65，粒径0.2mm以上沙粒设计；
c.设计流量确实定：
1）当污水为自流进入时，应按每期最大设计流量计算；
2）当污水为提升进入时，应按每期工作水泵最大组合流量计算；
3）在合流制处理系统中，应按降雨时设计流量计算。
（2）设计参数[11]：
a.旋流沉砂池最高时设计流量时，停留时间不应小于30s，设计水力表面负荷宜为150-200，有效水深宜为1.0-2.0m，池径和池深比宜为2.0-2.5
b.最大设计流速为0.25m/s,最小设计流速为0.15m/s；
c.沉砂池超高取0.3m。
3.4.2 设计计算
因为本设计沉砂池是旋流式，而且本设计沉砂池是定型设备，故不需要进行计算。本设计采取设备为两座20型旋流式沉砂池[5,8,12]。
表3-2 旋流式沉砂池部分尺寸
型号
流量(万)
A

B

C

D

E

F

J

L

P

A

20
7.50
4880
1520
1070
2130
460
2080
1070
1680
1830
60
3.5 卡罗塞氧化沟
3.5.1 设计依据和要求
本设计卡罗塞尔型氧化沟设计参数以下[1,6]：
a．污泥负荷力：0.05~0.15
b．水力停留时间：
c．未达成污泥好氧化稳定，污泥龄；
d．设计流量采取平均流量：Q=9.52
e．设计最低水温为：10℃
f．设计最高水温为：25℃
3.5.2 设计计算
计算部分以下[1,6]：
1）设计流量：=9.52
2）确定污泥龄：
本设计为了达成污泥好氧稳定，取污泥龄
反硝化率为
，
式中：--反硝化消耗氮量，mg/
--进水值，设计值为41.41
--出水值，按一级B标为
--进水值，设计值为
--出水值，设计值为

因为且为缺氧区反硝化。则

式中：--缺氧区容积，；
--氧化沟总容积，；
--缺氧区污泥龄，；
--氧化沟总泥龄，；
3）计算产泥系数

式中：--系数，取0.9
--进水SS值，，设计值为271.59
--进水BOD值，设计值为244.97
--氧化沟总泥龄
故:

核实氧化沟污泥负荷

验证合格
4）确定污泥浓度[1,