污水处理厂优秀课程设计.doc

前 言：
在中国经济高速发展今天，污水处理事业取得了较大发展，已经有一批城市兴建了污水处理厂，一大批工业企业建设了工业废水处理厂（站），更多城市和工业企业在计划、计划和设计污水处理厂。水污染防治、保护水环境，造福子孙后代思想已深入人心。
近几十年来，污水处理技术不管在理论研究方面还是在应用发面，全部取得了一定进步，新工艺、新技术大量涌现，氧化沟系统和高效低耗污水处理技术，如多种类型稳定塘、土体处理系统、湿地系统全部取得了长足进步和应用。这些新工艺、新技术已成为水污染防治领域热门研究课题。在国家科委、建设部、国家环境保护局组织和领导下，广泛、深入地开展了这些课题科学研究工作，取得了一批令人瞩目标研究结果。
不应回避，中国面临水资源短缺严重事实，北方部分城市人民生活水平提升和工农业生产发展已受到水资源不足制约。城市污水和工业废水回用，以城市污水作为第二水源趋势，很快将成为肯定。这就是中国污水事业面临现实。作为给水排水工程专业学生，就更应该深刻地了解这种形势，掌握并发展污水处理新工艺、新技术，成为跨世纪工程技术人才，将中国污水处理事业提升到一个新高度。
此次设计题目是污水处理厂设计。目标是让学生了解排水工程设计内容和方法，其中包含了城市排水管网计划和设计和污水处理厂建设和工艺步骤选择，收获甚多，为以后学习和工作积累了宝贵经验。设计结果包含设计说明书和工艺平面图、高程图。在此，还要对老师悉心指导表示感谢。

目 录

第一篇 设计任务及原始资料 4
第一章 设计任务 4
第二章 设计原始资料 6
第二篇 设计说明 7
第一章 城市污水处理厂设计 7
第一节 污水厂选址 7
第二节 工艺步骤 8
第二章 处理构筑物工艺设计 10
第一节 设计流量确实定 10
第二节 泵前中格栅设计计算 11
第三节 污水提升泵房设计计算 13
第四节 泵后细格栅设计计算 14
第五节 沉砂池设计计算 16
第六节 辐流式初沉池设计计算 19
第七节 传统活性污泥法鼓风曝气池设计计算 21
第八节 向心辐流式二沉池设计计算 25
第九节 计量槽设计计算 2
第三章 泥处理构筑物设计和计算 3
第一节 污泥量计算 3
第二节 污泥泵房设计计算 3
第三节 污泥重力浓缩池设计计算 4
第四节 贮泥池设计计算 5
第五节 污泥厌氧消化池设计计算 6
第六节 机械脱水间设计计算 8
第四章 污水处理厂平面部署 8
第五章 污水厂高程部署 9
第一节 控制点高程确实定 9
第二节 各处理构筑物及连接管渠水头损失计算 9
第三节 污水系统高程计算 10
第四节 污泥系统高程计算 11
设 计 体 会 13
参 考 文 献 14

第一篇 设计任务及原始资料
第一章 设计任务
一.设计题目：
污水处理工艺设计
二.设计任务和内容：
1. 污水处理工艺选择及各工艺单元设计，包含工艺步骤确实定,各单体构筑物工艺设计。
2.污泥处理方法选择及污泥处理构筑物工艺设计计算。包含工艺步骤确实定，单体构筑物工艺设计；
3．污水泵站工艺设计。能够是终点泵站，也能够是中途提升泵站。包含选泵、泵站工艺设计计算和泵站工艺图绘制；
4. 污水处理厂平面部署。包含污水处理厂处理构筑物和辅助建筑物平面部署图及工艺平面图绘制；
5．污水处理厂竖向部署及高程计算。
三.基础要求
1.污水处理厂设计要求
（1）依据水体自净能力和要求处理水质并结合当地具体条件，如水资源情况、水体污染情况等来确定污水处理程度和处理工艺步骤。无特殊要求时，污水级处理后其水质应达成国家污水综合排放一级标准，即SS≤20mg/l，OD5≤20mg/l。
（2）污水泵站工艺要求要确定水泵机组台数、水泵型号、泵站结构形式和集水池容积，并应进行泵站水泵机组管道水力计算和电器设备等部署设计，泵站建筑和结构设计可参考标准图大致来确定。
（3）依据原始资料、当地具体情况和污水性质和成份，选择适合污泥处理工艺方法，进行各单位构筑物设计计算。
（4）污水处理厂平面部署要紧凑合理，节省占地面积，同时应确保运行管理方便。
（5）在确定污水处理工艺步骤时，同时选择适宜各处理单体构筑物类型。对全部构筑物全部进行设计计算，包含确定各相关设计参数、负荷、尺寸和所需材料和规格等。
（6）对需要绘制工艺施工图构筑物还要进行更具体施工图所必需设计和计算，包含各部位构件形式、组成和具体尺寸等。
（7）对污水和污泥处理系统要作出较正确水力计算和高程计算。
2.图纸具体要求
（1）污水处理厂总平面部署图，2号1张。
（2）污水处理厂高程部署图，2号1张。
3.设计计算说明书具体要求
毕业设计计算说明书要结构严谨、层次分明、语言流畅、书写工整、简图合理、计算正确，符合学科、专业相关要求。
第二章 设计原始资料
1.地形和城市计划资料
（1）厂区地形平坦，地面标高50.00m，污水厂处理水排入周围水体，该河流靠近污水处理厂处河面最高水位为50.00 m。城市排水系统采取分流制排水系统，城市污水主干管由西北方向流入污水处理厂厂区，主干管进厂处管道水面标高为45.00 m。
（2）城市各区人口密度和居住区生活污水量标准：
城市各区人口密度和污水量标准
区域
服务人口（万人）
污水量标准 （升/人.日）
I区
20
120
II区
20
105
III区
10
135
（3）工业企业和公共建筑排水量和水质资料：
工业企业和公共建筑排水量和水质资料
企业或公共建筑名称
日排水量
m3/d
最大排水量
m3/h
SS
Mg/l
BOD5
Mg/l
甲厂
3100
180
520
510
乙厂
1800
105
600
430
丙厂
1310
73
700
720
2．气象资料
（1） 气温资料：年平均20摄氏度，夏季平均30摄氏度，冬季平均12摄氏度。
（2）常年主导风向：非采暖季节主导风向西北风；
（3）冰冻期15日；
（4）年平均降雨量200mm
3.地质资料:
城市地质资料

土壤性质
冰冻深度（m）
地下水位（m）
污水处理厂处
粉质粘土
0.3
6.5—7.2

第二篇 设计说明
第一章 城市污水处理厂设计
第一节 污水厂选址
未经处理城市污水任意排放，不仅会对水体产生严重污染，而且直接影响城市发展发展和生态环境，危及国计民生。所以，在污水排入水体前，必需对城市污水进行处理。而且工业废水排入城市批水管网时，必需符合一定排放标准。最终流入管网城市污水统一送至污水处理厂处理后排入水体。
在设计污水处理厂时，选择厂址是一个关键步骤。厂址对周围环境、基建投资及运行管理全部有很大影响。
选择厂址应遵照以下标准：
1.为确保环境卫生要求，厂址应和计划居住区或公共建筑群保持一定卫生防护距离，通常大于300米。
2.厂址应设在城市集中供水水源下游大于500米地方。
3.厂址应尽可能设在城市和工厂夏季主导风向下方。
4.要充足利用地形，把厂址设在地形有合适坡度城市下游地域，以满足污水处理构筑物之间水头损失要求，使污水和污泥有自流可能，以节省动力。
5.厂址假如靠近水体，应考虑汛期不受洪水威胁。
6.厂址应设在地质条件很好、地下水位较低地域。
7.厂址选择要考虑远期发展可能性，有扩建余地。
第二节 工艺步骤
1.污水处理工艺步骤
处理厂工艺步骤是指在抵达所要求处理程度前提下，污水处理个单元有机结合，构筑物选型则是指处理构筑物形式选择，二者是互有联络，互为影响。
水体有一定自净能力，可依据水体自净能力来确定污水处理程度。设计中既要充足利用水体自净能力，又要预防水体遭到污染，破坏水体正常使用价值，采取何种处理步骤还要依据污水水质和水量，回收其中有用物质可能性和经济性，排放水
体具体要求，并经过调查研究和经济比较后决定，必需时还应该进行科学论证。城市生活污水通常以BOD物质为其关键去除对象，所以，处理步骤关键是二级生物处理法——活性污泥法为主。
生活污水和工业废水中污染物质是多个多样，不能预期只用一个方法就能把全部污染物质去除洁净，一个污水往往需要经过由多个方法组成处理系统，才能达成处理要求程度。
按处理程度分，污水处理可分为一级、二级和三级。一级处理内容是去除污水中呈悬浮状态固体污染物质，经过一级处理后，污水中BOD只去除30 %左右，仍不能排放，还必需进行二级处理。二级处理关键任务是大量去除污水中呈胶体和溶解性有机污染物质（BOD），去除率可达97%以上，去除后BOD含量可降低到20-30 mg/l.通常，经过二级处理后，污水已含有排放水体标准了。一级和二级处理法是城市污水常常采取，属于常规处理方法。当对处理过污水有特殊要求时，才继续进行三级处理。
具体步骤为：污水进入水厂，经过格栅至集水间，由水泵提升到平流沉砂池经，经初沉池沉淀后，大约可去初SS 45%,BOD 25%
.污水进入曝气池中曝气，可从一点进水，采取传统活性污泥法，也可采取多点进水阶段曝气法。在二次沉淀池中，活性污泥沉淀后，回流至污泥泵房。二沉池出水经加氯处理后，排入水体。
2.污泥处理工艺步骤
污泥是污水处理副产品，也是肯定产物，如从沉淀池排出沉淀污泥，从生物处理排出剩下活性污泥等。这些污泥假如不加以妥善处理，就会造成二次污染。污泥处理方法是厌氧消化，在厌氧消化过程中产生大量消化气（即沼气）是宝贵能源，消化后污泥含水率仍然很高，不宜长途输送和使用，所以，还需要进行脱水和干
化等处理。
具体过程为：二沉池剩下污泥由螺旋泵提升至浓缩池，浓缩后污泥进入贮泥池，再由泥控室投泥泵提升入消化池，进行中温二级消化。一级消化池循环污泥进行套管加热，并用搅拌。二级消化池不加热，利用余热进行消化，消化后污泥送至脱水机房脱水，压成泥饼，泥饼运至厂外，可用做农业肥料。
消化池产生沼气，一部分用于一级消化池沼气搅拌，一部分用于沼气发电。
本设计采取工艺步骤以下图所表示。

第二章 处理构筑物工艺设计
第一节 设计流量确实定
1. 平均日流量
平均日流量为
2. 最大日流量
污水日改变系数取 ，而 ，则有：
最大日流量
3. 最大日最大时流量（设计最大流量）
时改变系数取 ，而，则有：
最大日最大时流量
第二节 泵前中格栅设计计算
中格栅用以截留水中较大悬浮物或漂浮物，以减轻后续处理构筑物负荷，用来去除那些可能堵塞水泵机组驻管道阀门较粗大悬浮物，并确保后续处理设施能正常运行装置。
1.格栅设计要求
（1）水泵处理系统前格栅栅条间隙，应符合下列要求：
1) 人工清除 25～40mm
2) 机械清除 16～25mm
3) 最大间隙 40mm
（2）过栅流速通常采取0.6～1.0m/s.
（3）格栅倾角通常见450～750。机械格栅倾角通常为600～700.
（4）格栅前渠道内水流速度通常采取0.4～0.9m/s.
（5）栅渣量和地域特点、格栅间隙大小、污水量和下水道系统类型等原因相关。在无当地运行资料时，可采取：
1）格栅间隙16～25mm适适用于0.10～0.05m3 栅渣/103m3污水；
2）格栅间隙30～50mm适适用于0.03～0.01m3 栅渣/103m3污水.
（6）经过格栅水头损失通常采取0.08～0.15m。

2. 格栅尺寸计算
设计参数确定：
设计流量Q1=0.938m3/s（设计2组格栅），以最高日最高时流量计算；
栅前流速：v1=0.7m/s， 过栅流速：v2=0.9m/s；
渣条宽度：s=0.01m， 格栅间隙：e=0.02m；
栅前部分长度：0.5m， 格栅倾角：α=60°；
单位栅渣量：w1=0.05m3栅渣/103m3污水。
设计中各参数均根据规范要求数值来取。
（1）确定格栅前水深，依据最优水力断面公式计算得:
栅前槽宽= =1.64m，则栅前水深

（2）栅条间隙数： (取n=76)
（3）栅槽有效宽度：B0=s（n-1）+en=0.01×（76-1）+0.02×76=2.27m
考虑0.4m隔墙：B=2B0+0.4=4.94m
（4）进水渠道渐宽部分长度：
进水渠宽：

（其中α1为进水渠展开角，取α1=）
（5）栅槽和出水渠道连接处渐窄部分长度

（6）过栅水头损失（h1）
设栅条断面为锐边矩形截面，取k=3，则经过格栅水头损失：
其中：
h0：水头损失；
k：系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增加倍数，取k=3；
ε：阻力系数，和栅条断面形状相关，当为矩形断面时β=2.42。
（7）栅后槽总高度（H）
本设计取栅前渠道超高h2=0.3m，则栅前槽总高度H1=h+h2=0.64+0.3=0.94m
H=h+h1+h2=0.64+0.103+0.3=1.04m
（8）栅槽总长度
L=L1+L2+0.5+1.0+（0.64+0.30）/tanα
=1.06 +0.53+0.5+1.0+(0.64+0.30)/tan60°
=4.7m
（9）每日栅渣量
在格栅间隙在20mm情况下，每日栅渣量为：
所以宜采取机械清渣。
第三节 污水提升泵房设计计算

1. 提升泵房设计说明
本设计采取传统活性污泥法工艺系统，污水处理系统简单，只考虑一次提升。污水经提升后入平流沉砂池，然后自流经过初沉池、曝气池、二沉池及，最终由出水管道排入涪江。
设计流量：Q=6750m3/h1875L/s
1）泵房进水角度小于45度。
2）相邻两机组突出部分得间距，和机组突出部分和墙壁间距，应确保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，作为关键通道宽度不得小于1.2m。
3）泵站采取矩形平面钢筋混凝土结构半地下式，尺寸为15 m×12m，高12m，地下埋深7m。
4）水泵为自灌式。
2. 泵房设计计算
各构筑物水面标高和池底埋深计算见第五章高程计算。
污水提升前水位43（既泵站吸水池最底水位）,提升后水位53.96m（即细格栅前水面标高）。
所以，提升净扬程Z=53.96-43=10.96m
水泵水头损失取2m，安全水头取2 m
从而需水泵扬程H=15m
再依据设计流量1.875m3/s，属于大流量低扬程情形，考虑选择选择5台350QW1200-18-90型潜污泵（流量1200m3/h，扬程18m，转速990r/min，功率90kw），四用一备，流量：
集水池容积： 考虑大于一台泵5min流量：
取有效水深h=1.3m，则集水池面积为:
泵房采取圆形平面钢筋混凝土结构,尺寸为15 m×12m,泵房为半地下式
地下埋深7m，水泵为自灌式。

第四节 泵后细格栅设计计算

1.细格栅设计说明
污水由进水泵房提升至细格栅沉砂池，细格栅用于深入去除污水中较小颗粒悬浮、漂浮物。细格栅设计和中格栅相同。
2.设计参数确定：
已知参数：Q’=125000m3/d，Kp=1.3，Qmax=6750m3/h=1.875 m3/s。栅条净间隙为3-10mm，取e=10mm，格栅安装倾角600 过栅流速通常为0.6-1.0m/s ,取V=0.9m/s,栅条断面为矩形，选择平面A型格栅,栅条宽度S=0.01m，其渐宽部分展开角度为200
设计流量Q=1.875m3/s=1875L/s
栅前流速v1=0.7m/s， 过栅流速v2=0.9m/s；
栅条宽度s=0.01m， 格栅间隙e=10mm；
栅前部分长度0.5m， 格栅倾角α=60°；
单位栅渣量ω1=0.10m3栅渣/103m3污水。
计算草图图2
3. 设计计算
污水由两根污水总管引入厂区，故细格栅设计两组，每组设计流量为：Q=937.5 L/s=0.938m3/s。
（1） 确定格栅前水深，依据最优水力断面公式计算得栅前槽宽，则栅前水深
（2）栅条间隙数151.5(取n=152）
（3）栅槽有效宽度B=s（n-1）+en=0.01（152-1）+0.01×152=3.03m
（4）进水渠道渐宽部分长度
（其中α1为进水渠展开角，取α1=）
（5）栅槽和出水渠道连接处渐窄部分长度
（6）过栅水头损失（h1）
因栅条边为矩形截面，取k=3，则

其中：
h0：计算水头损失
k：系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增加倍数，取k=3
ε：阻力系数，和栅条断面形状相关，当为矩形断面时β=2.42
（7）栅后槽总高度（H）
取栅前渠道超高h2=0.3m，则栅前槽总高度H1=h+h2=0.64+0.3=0.94m
栅后槽总高度H=h+h1+h2=0.64+0.26+0.3=1.20m
（8）格栅总长度
L=L1+L2+0.5+1.0+ H1/tanα
=1.91+0.95+0.5+1.0+（0.64+0.30）/tan60°
=4.9m
（9）每日栅渣量
m3/d>0.2m3/d
所以宜采取机械格栅清渣。

第五节 沉砂池设计计算

1. 沉砂池选型：
沉砂池关键用于去除污水中粒径大于0.2mm，密度2.65t/m3砂粒，以保护管道、阀门等设施免受磨损和阻塞。沉砂池有平流式、竖流式、曝气式和旋流式四种形式。因为旋流式沉砂池有占地小，能耗低，土建费用低优点；竖流式沉砂池污水由中心管进入池后自下而上流动，无机物颗粒借重力沉于池底，处理效果通常较差；区旗沉砂池则是在池一侧通入空气，使污水沿池旋转前进，从而产生和主流方向垂直横向恒速环流。砂粒之间产生摩擦作用，可使沙粒上悬浮性有机物得以有效分离，且不使细小悬浮物沉淀，便于沉砂和有机物分别处理和处理。平流式沉砂池含有结构简单、处理效果
好优点。本设计采取平流式沉砂池。
2 设计资料
1）沉砂池表面负荷200m3/(m2h),水力停留时间40s；
2）进水渠道直段长度为渠道宽度7倍，并大于4.5 米，以发明平稳进水条件；
3）进水渠道流速，在最大流量40%-80%情况下为0.6-0.9m/s，在最小流量时大于0.15m/s；但最大流量时小于1.2m/s；
4）出水渠道和进水渠道夹角大于270 度，以最大程度延长水流在沉砂池中停留时间，达成有效除砂目标。两种渠道均设在沉砂池上部
以预防扰动砂子。
5）出水渠道宽度为进水渠道两倍。出水渠道直线段要相当于出水渠道宽度。
6）沉砂池前应设格栅。沉砂池下游设堰板，方便保持沉砂池内需要水位。
计算草图以下页图4所表示：
2.1 设计参数确定
设计流量：=1875L/s（设计2组池子，每组分为2格，每组设计流
量为Q=936L/s=0.936m3/L）
设计流速：v=0.25m/s
水力停留时间：t=40s
2.2 池体设计计算

（1）沉砂池长度：L=vt=0.25×40=10m
（2）水流断面面积：

（3）沉砂池总宽度：
设计n=4格，每格宽取b=2m>0.6m，每组池总宽B=2b=4.0m
（4）有效水深：
h2=A/B=3.13/4=0.39m （介于0.25～1m之间）
（5）贮泥区所需容积：设计T=2d，即考虑排泥间隔天数为2天，则每个沉砂斗容积

（每格沉砂池设两个沉砂斗，四格共有八个沉砂斗）
其中城市污水沉砂量：X=3m3/105m3.
（6）沉砂斗各部分尺寸及容积：
设计斗底宽a1=0.50m，斗壁和水平面倾角为60°，斗高hd=1.0m，则沉砂斗上口宽：

沉砂斗容积：

= 1.27m3 （大于V1=0.56m3，符合要求）
（7）沉砂池高度：
采取重力排砂，设计池底坡度为0.06，坡向沉砂斗长度：
则沉泥区高度为
h3=hd+0.06L2 =1.0+0.06×3.35=1.20m
池总高度H ：设超高h1=0.3m，
H=h1+h2+h3=0.3+0.63+1.20=2.13m
（8）进水渐宽部分长度:

（9）出水渐窄部分长度:
L3=L1=2.38m
（10）校核最小流量时流速：

最小流量通常采取即为0.75Qa，则
，符合要求.
(11) 进水渠道
格栅出水经过DN1200mm管道送入沉砂池进水渠道，然后向两
侧配水进入进水渠道,污水在渠道内流速为:

式中： B1——进水渠道宽度（m），本设计取1.5m；
H1——进水渠道水深（m），本设计取0.5m。
(12) 出水管道
出水采取薄壁出水堰跌落出水，出水堰可确保沉砂池内水位标高恒定，堰上水头为：

式中： m——流量系数，通常采取0.4-0.5；本设计取0.4；
（13） 排砂管道
本设计采取沉砂池底部管道排砂，排砂管道管径DN=200mm。

第六节 辐流式初沉池设计计算

辐流式初沉池拟采取中心进水，沿中心管四面花墙出水，污水由池中心向池四面辐射流动，流速由大变小，水中悬浮物流动中在重力作用下沉降至沉淀池底部，然后用刮泥机将污泥推至污泥斗排走，澄清水从池周溢流入出水渠。辐流沉淀池由进水装置、中心管、穿孔花墙、沉淀区、出水装置、污泥斗及排泥装置组成。
本设计选择四组辐流式沉淀池，每组设计流量为0.28m3/s，从沉砂池流出来污水进入集配水井，经过集配水井分配流量后流入辐流沉淀池。
计算草图图5：
1. 沉淀部分水面面积
表面负荷通常采取1.5-3.0，本设计取=2.0，沉淀池座数n=4。

2. 池子直径
D = = （D取33m）
3. 沉淀部分有效水深
设沉淀时间t = 2h ,有效水深： h2 =qt =2×2=4m
4. 沉淀部分有效容积
Q = t =
5. 污泥部分所需容积
设进水悬浮物浓度C0为0.24kg/m3，出水悬浮物浓度C1以进水50%计，初沉池污泥含水率p0=97%，污泥容重取r=1000kg/m3，取贮泥时间T=4h，污泥部分所需容积：
V= =
则每个沉淀池污泥所需容积为27m3
6. 污泥斗容积
设污泥斗上部半径r1＝2m，污泥斗下部半径r2=1m，倾角取α=60°，则 污泥斗高度：
h5 = （r2- r1）tgα=（2-1）×tg60°=1.73m
污泥斗容积：
V1 = （r12+r2r1+r22）= ×（22+2×1 +12）=12.68m3
7. 污泥斗以上圆锥体部分污泥容积
池底坡度采取0.05-0.10，本设计径向坡度i=0.05，则圆锥体高度为：
h4 = （R- r1）i=（13-2）×0.05 = 0.55m
圆锥体部分污泥容积：
V2 = （R2+Rr1+r12）=
污泥总体积：
V= V1+ V2 =12.68+114.56 =127.24 m3＞16.2m3 ，满足要求。
8. 沉淀池总高度
设沉淀池超高h1=0.3m，缓冲层高h3 =0.5m，沉淀池总高度：
H = h1+h2 +h3+h4 +h5＝0.3+4+0.5+0.55+1.73＝7.08 m
9. 沉淀池池边高度
H‘= h1+h2 + h3 = 0.3+4+0.5 = 4.8 m
10. 径深比
D/ h2 = 26/4 = 6.5 (符合要求)
11. 进水集配水井
辐流沉淀池分为二组，在沉淀池进水端设集配水井，污水在集配水井中部配水井平均分配，然后流进每组沉淀池。
配水井中心管径：

式中： v2— 配水井内中心管上升流速（m/s），通常采取v20.6m/s；取0.7m/s
配水井直径：

式中：v3— 配水井内污水流速（m/s）,通常采取v3=0.2-0.4m/s；取0.3m/s.
12. 进水管及配水花墙
沉淀池分为四组，每组沉淀池采取池中心进水，经过配水花墙和稳流罩向池四面流动。进水管道采取钢管，管径DN=600mm，进水管道顶部设穿孔花墙处管径为800mm。
沉淀池中心管配水采取穿孔花墙配水，穿孔花墙在沉淀池中心管上部，部署6个穿孔花墙，过孔流速：

式中： — 孔洞宽度（m）；
— 孔洞高度（m）；
—孔洞个数(个)。
v4— 穿孔花墙过孔流速（m/s），通常采取0.2-0.4m/s；
13. 集水槽堰负荷校核
设集水槽双面出水，则集水槽出水堰堰负荷为：
q0 = = [m3/(m·s)]
= 2.8[L/(m·S)]< 2.9 [L/(m·S)] 符合要求
14．出水渠道
出水槽设在沉淀池四面，双侧搜集三角堰出水，距离沉淀池内壁0.4m，出水槽宽0.5m，深0.6m，有效水深0.5m，水平速度0.8m/s，出水槽将三角堰出水聚集送入出水管道，出水管道采取钢管，管径DN600mm
14. 排泥管
沉淀池采取重力排泥，排泥管管径DN200，排泥管伸入污泥斗底部，排泥静压头采取1.0m，连续将污泥排出池外贮泥池内。

第七节 传统活性污泥法鼓风曝气池设计计算

1. 处理工艺说明
传统活性污泥法，又称一般活性污泥法，污水从池子首段进入池内，二沉池回流污泥也同时进入，废水在池内呈推流形式流至池子末端，流出池外进入二次沉淀池，进行泥水分离。污水在推流过程中，有机物在微生物作用下得到降解，浓度逐步降低。传统活性污泥法对污水处理效率高，BOD去除率可待90%u以上，是较早开始使用并沿用至今一个运行方法。
本工艺设计曝气池采取廊道式，二沉池为辐流式，采取螺旋泵回流污泥。
2. 处理程度计算
初沉池对BOD5去除率按25%计算，进入曝气池BOD5浓度（S0）为：
S0 = 220 ×（1-25%）= 165（mg/L）
处理水中非溶解性BOD5 浓度：
BOD5 = 7.1Kd Xe Ce = 7.1×0.08×0.4×20 = 4.54 mg/L
式中： Kd —— 微生物本身氧化率，通常在0.05-0.1之间，取0.08；
Xe —— 活性微生物在处理水悬浮物中所占百分比，取0.4；
Ce —— 处理水中悬浮物固体浓度，取20mg/L。
处理水中溶解性BOD5 浓度：
BOD5 = 20-4.54 = 15.46mg/L
去除率： 0.906=90.6%
3. 设计参数
（1）BOD5污泥负荷率

式中 ——有机物最大比降解速度和饱和常数比值，通常采取0.0168—
0.0281之间；本设计取0.02;
——MLVSS/MLSS值，通常采取0.7-0.8，本设计取0.77；
——处理后出水中BOD5浓度（mg/L），本设计应为15.46mg/L
(2) 曝气池内混合液污泥浓度
依据NS值，查排水工程下册图4-7得：SVI=120，取R＝50%，r＝1.2。

4.平面尺寸计算
(1) 曝气池容积确实定

按要求，曝气池个数N不少于2个，本设计中取N=4,则每组曝气池有效容积为

(2) 曝气池尺寸确实定
本设计曝气池深取4.2米，每组曝气池面积为：

本设计池宽取B=8米，B/H=8/4.2＝1.9，介于1～2之间，符合要求。
池长:
L/B =177.1/8＝22.14 >10 （符合设计要求）
本设计设五廊道式曝气池，廊道长度为：
L1 = L/5=177.1/5 = 35.42m
本设计取超高为0.5 m，则曝气池总高为：
H = 4.2＋0.5 = 4.7m
（3） 确定曝气池结构形式
本设计设四组5廊道曝气池，在曝气池进水端和出水端设横向配水渠道，在两池中间设配水渠道和横向配水渠相连，污水和二沉池回流污泥从第一廊道进入曝气池。曝气池平面图图6所表示：

5. 需氧量计算
本工程设计中采取鼓风曝气系统。
（1）平均时需氧量计算

=20842.66（kg/d）=868.44（kg/h）
式中：——每代谢1kgBOD所需氧量（kg），本设计取0.5；
——1kg活性污泥(MLVSS)天天本身氧化所需氧量（kg），取0.15.
(2) 最大时需氧量：

=22829.16（kg/d）=951.22（kg/h）
最大时需氧量和平均时需氧量比值为：

(3) 每日去除BOD5 值
=755.21 (kg/h)
（4）去除1 kg BOD5 需养量

6. 供气量计算
本设计中采取YHW-Ⅱ型微孔曝气器，氧转移效率（EA）为20%。敷设在距池底0.20m处，淹没水深为4m，计算温度定为30℃。
相关设计参数选择：
温度为20℃时，α=0.82，β=0.95，ρ=1.0，CL=2.0mg/L，CS（20）=9.17 mg/L。温度为30℃时，CS（30） =7.63 mg/L。
（1）空气扩散器出口处绝对压力：
Pb =1.013×105＋9.8×103H=1.013×105＋9.8×103×4= 1.405×105 （ Pa）（2）空气离开曝气池水面时氧百分比：
Qt = ×100% = ×100% = 17.54%
（3） 气池混合液平均氧饱和度：
CSb = CS(＋)= 7.63×(＋)= 8.48 mg/L
换算成20℃条件下脱氧清水充氧量：

（R 为平均时需氧量）
（4） 对应最大时需氧量：

（5） 曝气池平均时供气量：

（6） 曝气池最大时供气量：

（7）去除1kg BOD5 供气量：

（8）1m3污水供气量：

第八节 向心辐流式二沉池设计计算

为了使沉淀池内水流更稳、进出水配水更均匀、存排泥更方便，常采取圆形辐流式二沉池。该沉淀池采取周围进水，中心出水幅流式沉淀池，采取吸泥机排泥。计算草图图8
1.设计参数选择
表面负荷：qb范围为1.0—1.5 m3/ m2.h ，取q=1.5 m3/ m2.h，出水堰负荷设计规范要求取值范围为1.5—2.9L/s.m，取2.0 L/(s.m)；沉淀池个数n=4；沉淀时间T=2h
2.沉淀池尺寸设计
（1）每组池子表面积为：

（2）池子直径
（取40 m）
（3） 池子实际表面积

实际表面负荷

(4) 单池设计流量

（5） 校核堰口负荷
<2.0L/(s.m)
校核固体负荷

小于150 kg/( m2.d) ，符合要求
（6）沉淀部分有效水深
混合液在分离区泥水分离，该区存在絮凝和沉淀两个过程，分离区沉淀过程会受进水紊流影响，沉淀时间采取1.5-3.0h，本设计取t=2.5h。

（7） 流入槽：
Q = 1587.5+ 0.5×1587.5=2381.25m3/ h。本设计设流入槽宽0.8
m，水深0.6m，流入槽流速
取导流絮凝区停留时间为600s，Gm = 20S-1,水温以20℃计，υ=1.06×10-6 m3/ s,
0.71m/s
孔径用50mm,每座池流入槽内孔数：
个 （取475个）
孔距
导流絮凝区：导流絮凝区平均速度

核实Gm值：

Gm 在10～30之间，设计符合要求。

（8）澄清区高度
本设计设t=1.5h，则

（9）污泥区高度
本设计设=1.5h，则
m
(10) 沉淀池周围（有效）水深：
h2 = h2’＋h2“＋0.3 = 1.89＋1.61＋0.3 = 3.8m
（11） 沉淀池高度:
本设计设计池底坡度为0.05,污泥斗直径取2m,则池中心和池边落差h3为

超高h1取0.5 m，污泥斗高度h4为1.0m，则有：

（12） 集配水井设计计算
1） 配水井中心管直径
，本设计取1.8m。
式中 v——中心管内污水流速（m/s），本设计取0.7m/s。
2）配水井直径
，本设计取3.4m。
式中 v3——配水井内污水流速（m/s），本设计取0.3m/s。
3）集水井直径
，本设计取4.6m。
式中 v1——配水井内污水流速（m/s），本设计取0.25m/s。
4）进水管管径
取进入二沉池管径DN400mm。

校核流速：
，符合要求。
5）出水管管径
由前面可知，DN=1000m，v=0.75m/s.
(13)排泥装置
沉淀池采取周围传动刮吸泥机，周围传动刮吸泥机线速度为2-3m/min，刮吸泥机底部设有刮泥板和吸泥管，利用静水压力将污泥吸入污泥槽，沿进水竖井中排泥管将污泥排至分配井中。排泥管采取DN200mm.

第九节 计量槽设计计算

污水测量装置选择标准是精密度高、操作简单，水头损失小，不宜沉积杂物，污水厂常见计量设备有巴氏计量槽、薄壁堰、电磁流量计、超声波流量计、涡流流量计。其中巴氏计量槽应用最为广泛且含有以上特点。
本设计计量设备选择巴氏计量槽，选择测量范围为：0.2-1.5m3/s
计算草图图9所表示

出水排放渠设计考虑最好水利断面：
==1.9m ，H1 = = 0.95 m，所以计量槽上游水深为0.95m。流量取125000 m3/ d =1.45 m3/ s 。在自由流条件下，依据公式试算选择喉宽b = 0.90 m巴氏槽。
1.关键部分尺寸设计为：
渐缩部分长度：A1 = 0.5b+1.2 =0.5×0.9＋1.2= 1.65m
喉部宽度： A2 = 0.6m
渐扩部分长度：A3 = 0.9m
上游渠道宽度： B1 = 1.2b+0.48= 1.2×0.9＋0.48 = 1.56m
下游渠道宽度： B2 = b+0.3= 0.9＋0.30 = 1.20m
2.计量槽总长度
计量槽应设在渠道直线段上，直线段长度不应小于渠道宽度8-10倍，在计量槽上游，直线段大于渠宽2-3倍，本设计取3；下游大于4-5倍，本设计取5；
计量槽上游直线段长为：
计量槽下游直线段长为：
计量槽总长：

第三章 泥处理构筑物设计和计算
第一节 污泥量计算
1.曝气池内每日增加活性污泥量：
=7246.71kg/d
2.曝气池每日排出剩下污泥量为

第二节 污泥泵房设计计算

1. 污泥泵房设计说明
二沉池活性污泥由吸泥管吸入，由池中心落泥管及