污水处理站设计书.doc

2设计说明书
2.1设计任务
本次毕业设计的重要任务是完毕某化工厂废水解决设计
工程内容涉及：
1. 废水解决方案的总体设计：明确废水物化性质，根据其性质,通过对比,选择最优的解决工艺；对厂区进行总体布局,涉及厂区管道布置、构筑物的位置；完毕污水解决厂总平面及高程设计图。
2. 进行污水解决厂各构筑物工艺计算：涉及初步设计、设备选型，图中应有设备、材料一览表。
2.2设计规定
（1） 独立思考，独立完毕；
（2） 完毕重要解决构筑物的设计布置；
（3） 工艺选择、设备选型、技术参数、性能、具体说明；
（4） 提交的成品：设计说明书、高程图、厂区平面布置图、重要构筑物（平、剖面）图。
2.3工程设计依据及规范
1、 《给水排水设计手册》 （1-4 册）；
2、 《给水排水工程》（下册）；
3、 《水解决工程设计计算》；
4、 《水解决工程师手册》；
5、 《有机工业废水解决理论与技术》；
6、 《三废解决工程技术手册一废水卷》；
7、 《实用环境工程手册》
8、 《混凝土结构设计规范》
9、 《环境设备选用手册》
2.4设计数据及材料
（1） 设计规模125000m3/d 1.45m³·s-1
（2） 废水来源：生产废水,暂不考虑生活废水
（3） 设计进出水质：表1.
表1
污染物指标
BOD5
COD
SS
NH3-N
TP
pH
进水水质（mg/L）
410
850
170
55
9
6~8
排放浓度mg/L
≤10
≤50
≤10
≤5
≤0.5
≤6~9

3污水解决工艺选择
3.1解决工艺流程选择应考虑的因素
解决的工艺流程在保证解决水达成所规定的解决限度的前提下，所采用的污水解决技术各单元的有机组合。
在拟定解决工艺流程的同时，还需要考虑各解决单元构筑物的形式，两者互为制约，互为影响。污水解决工艺流程的选定，重要以下列各项因素作为依据。
(1) 技术成熟，解决效果稳定可靠，保证出水水质达成排放标准；
(2) 占地少，投资低，运营费用省，以尽也许少的投入取得尽也许高的效益；
(3) 工程实行切实可行、运营维护管理方便；
(4) 综合运用，无二次污染；
(5) 选定工艺的技术设备先进、可靠，国产化限度高，一致性好；
(6) 综合国情，提高自动化管理水平。
3.2污水解决工艺选择
由于BOD5、CODcr、SS、NH3-N、TP 的去除率均很高，需要采用脱氮除磷工艺。采用生物脱氮除磷工艺的可行性分析
(1) BOD5/COD
当BOD/COD≥0.3时可生化性较好，适应于生化解决工艺，本设计为BOD/COD=400/850=0.47，可生化性好，适宜采用生物解决。
(2) BOD/TN
该指标是鉴定能否采用生物脱氮的重要参数.由于反硝化细菌是在分解有机物过程中进行反硝化脱氮的，在不投加外来碳源条件下，靠原污水中的基质作为反硝化的氢供体，该值越大反硝化进行的越快，BOD/TN这一指标是来评价能否采用生物脱氮工艺进行污水解决，当BOD/TN接近于4时即表白可以采用。本设计数值为BOD/TN=7.4，适宜采用生物脱氮工艺。
(3)BOD5 /TP
该指标是鉴别能否采用生物除磷的重要依据，,较高的BOD负荷可以取得较好的除磷效果。。进行生物除磷的底限是BOD/TP=17，如大于该值,方可采用生物除磷工艺，其比值越大，除磷效果越明显。本设计BOD/TP=410/9=45.5，适宜采用生物除磷工艺]。综上所述，本设计可以采用生物法对污水进行脱氮除磷的解决。
3.3各污水脱氮除磷解决技术及其比较
3.3.1各污水脱氮除磷解决技术
由上文得出来的结论，设计采用生物脱氮除磷才干达成出水标准，所以解决工艺的选择只能限于成熟且解决效果良好的生物脱氮除磷工艺,以此为基本条件进行如下的各工艺综合比较,现将4种生物脱氮除磷工艺分析如下:
(1)AAO
AAO工艺是厌氧一缺氧一好氧生物脱氮除磷工艺的简称，原污水及从二沉池回流的部分含磷污泥一方面进入厌氧池，其重要功能为释放磷，使污水中磷浓度升高，溶解性有机物被微生物细胞吸取而使污水中BOD浓度下降；在缺氧池中，反硝化细菌运用污水中的有机物作碳源，将回流混合液中带入的大量NO3—N和NO2—N还原为N2放到空气中，因此BOD5浓度下降。NO3—N浓度大幅度下降；在好氧池中，有机物被微生物生化降解，浓度继续下降，有机氮被氨化继而被硝化，使NH4-N浓度显著下降。但随着硝化过程使NO3—N浓度增长，磷随着聚磷菌的过量摄取,也以较快的速度下降。好氧池完毕氨氮的硝化过程，缺氧池则完毕脱氮功能，厌氧池和好氧池联合完毕除磷功能
(2)氧化沟工艺
氧化沟工艺属于延时曝气活性污泥法的一种类型，将连续环形反映池作为生物反映池，混合液在反映池中连续循环，污水进入氧化沟完全混合，因此氧化沟工艺可以承受水量和水质的负荷冲击。在氧化沟中曝气装置并不是沿池长均匀布置而只是装在某几处，在曝气器下游附近，水流搅动剧烈，溶解氧浓度高，远离曝气器处，水流搅动缓慢，溶解氧含量减少，也许出现缺氧区，这种水流搅动方式与溶解氧浓度沿池。
(3)A/B 法工艺
A/B 法工艺又称吸附生物降解法，运用了活性污泥中不同微生物群落的代谢特性，采用了A、B 段不同的生物环境来发挥各自微生物种类的优势。与传统的活性污泥法相比，A/B 法具有下列特性:
① 无需设初次沉淀池，由吸附池和中间沉淀池组成的A 段为一级解决系统。
②B 段由曝气池和二次沉淀池组成。
③A、B 两段完全分开，各有独立的污泥回流系统和独立的微生物种群，有助于脱氮除磷功能发挥。在A 段运用了污泥微生物对有机污染物高效吸附的特性，在低供氧、高负荷的条件下进行吸附降解解决，减少动力消耗与基建投资。在B 段运用原生动物和菌胶团，在好氧环境中进行生物降解，使净化功能得以充足发挥，解决出水水质比较稳定。
AB 工艺中有A 段的超高负荷运营，为B 段的硝化作用发明了有利条件。污水A 段吸附解决后，出水BOD 大为减少，减轻了B 段污泥的有机负荷，发明了硝化菌在微生物群体中存活的条件。在B 段设计上亦有厌氧一好氧周期地或同时地存在的时空条件，很方便地形成了厌氧一好氧活性污泥法脱氮工艺。由于A 段的有效功能使B 段的解决效果得以提高，不仅能进一步去除BOD、COD，并且提高了硝化效果。AB工艺对BOD、COD、SS、磷和氨氮的去除率，一般均高于常规活性污泥法，且可节省基建投资约20%，节省能耗15%左右。
由于A 段的净化机理是以吸附去除为主，因此污染物未被彻底氧化分解随剩余污泥排入污泥解决系统，具有大量未被降解的有机污染物的生污泥极不稳定，污泥必须通过稳定解决，才干脱水外运。
(4)SBR
SBR是序批式间歇活性污泥法系统，其基本特性是在一个反映池内完毕污水的生化反映、固液分离、排水、排泥。可通过双池或多池组合运营实现连续进出水。SBR通过对反映池曝气量和溶解氧的控制而实现不同的解决目的，具有很大的灵活性。
SBR工艺具有以下特点：
(1) SBR工艺流程简朴、管理方便、造价低。SBR工艺只有一个反映器，不需要二沉池，不需要污泥回流设备，一般情况下也不需要调节池，因此要比传统活性污泥工艺节省基建投资 30%以上，并且布置紧凑，节省用地。由于科技进步，目前自动控制已相称成熟、配套。这就使得运营管理变得十分方便、灵活，很适合小城市采用。
(2) 解决效果好。SBR工艺反映过程是不连续的，是典型的非稳态过程，但在曝气阶段其底物和微生物浓度变化是连续的，随时间的延续而逐渐减少。反映器内活性污泥处在一种交替的吸附、吸取及生物降解和活化的变化过程之中，因此解决效果好。
(3) 有较好的除磷脱氮效果。可以很容易地交替实现好氧、缺氧、厌氧的环境，并可以通过改变曝气量、反映时间等方面来发明条件提高除磷脱氮效率。
(4) 污泥沉降性能好。SBR工艺具有的特殊运营环境克制了污泥中丝状菌的生长，减少了污泥膨胀的也许。同时由于SBR工艺的沉淀阶段是在静止的状态下进行的，因此沉淀效果更好。
(5) SBR工艺独特的运营工况决定了它能很好的适应进水水量、水质波动。
(6) 其最大的缺陷就是操作复杂，难以管理。一方面，大部分SBR工艺采用间歇进水、排水，为实现连续进出水需在几个SBR反映器之间频繁切换；另一方面，SBR循环出现厌氧、好氧、缺氧环境，环境边界变化范围大，特定环境下优势菌属的生化反映是渐变和滞后的过程；此外，脱氮和除磷在同一反映器中进行，互相之间的影响在所难免。
3.3.2各污水脱氮除磷解决技术比较
表2
工艺类型
氧化沟
AB
SBR
A2/O
COD、BOD去除率
较好（85%-00%）
好（85%-90%）
较好（85%-80%）
较好（85%-80%）
脱氮除磷效果
好
较好
一般
较好
适宜规模
中档规模
中档规模
小型规模
大中规模
技术成熟度
耐冲击负荷，解决流程简朴
耐冲击负荷好，解决流程复杂
耐冲击负荷，解决流程简朴
耐冲击负荷好，解决流程复杂

操作及管理维护
产泥量适中，无需后续解决，操作管理方便
产泥量大，后续解决及操作均较为复杂
无污泥回流、污泥膨胀但操作规定复杂
产泥量适中，后续解决简朴，但操作较复杂

占地及投资运营成本

占地面积适中，投资运营成本较大

占地面积较大，投资运营成本较大
占地面积小，为普通活性污泥法的1/3，投资运营成本大

占地面积较小，投资运营成本适中
对比分析，综合实际资料考虑，以及设计水量水质、污染物去除率规定，技术先进成熟的A2/O法不仅占地面积小投资成本低、耐冲击负荷强，且工艺总水力停留时间少、不需要外另加碳源节省了运营费用。其解决效率能达成BOD5和SS在90%~95%，TN可以在70%以上，TP为90%上下。在对其他解决工艺各方面的比较中有较大的优势，适宜解决本设计背景下的污水，故选用A2/O作为本次设计的污水解决工艺。

3.4A2/O工艺流程简图

内回流
进水
好氧池
缺氧池
厌氧池
初沉池
格栅
沉砂池

回流污泥

脱水机房
贮泥池
浓缩池
运走
消毒池
二沉池

出水

A2/O工艺流程简图

4重要构筑物说明
4.1格栅
格栅设在解决构筑物之前，用于阻截水中较大的悬浮物和漂浮物，保证了后续解决设施的正常运营。格栅的截污重要对水泵起保护作用，还可以去除部分的悬浮物。为了提高拦截悬浮物和漂浮物的效率,本设计分别在提高泵前集水井进口处和提高泵出口处的管渠上设立中格栅和细格栅
设计中，中格栅共设2组，一用一备；细格栅为四组并联，三用一备。
4.2沉砂池
沉砂池设立在污水解决厂前段，其重要主用是从废水中分离出密度较大的无机颗粒，保护水泵和管道免受磨损，提高污泥有机组分的含率，污泥作为肥料的价值，缩小污泥解决构筑物容积。本设计采用曝气沉砂池。曝气沉砂池是在池体的一侧通入空气，使污水沿池旋转前进，从而产生与主流垂直的横向环流。其优点是，通过调节曝气量，可以控制污水的旋流速度，使除砂效果较稳定。
本设计曝气沉沙池设2组并联运营。
4.3初沉池
污水经初沉后可以去除SS约40%～55%，去除20%～30%的BOD5，减轻后续解决设施的负荷。同时一定限度上，初沉池可起到调节池的作用，对水质起到一定限度的均质效果。减缓水质变化对后续生化系统的冲击，并使细小的固体絮凝成较大的颗粒，强化了固液分离效果。
设计采用两组并联中进周出辐流式初沉池.
4.4生物反映池
4.4.1 厌氧池
回流的污泥与进入厌氧池的污泥混合并在厌氧的环境下，污泥中的聚磷菌释磷，同时水解酸化部分有机物。
设计厌氧池3组并联运营，采用2廊道闭合循环。
4.4.2 缺氧池
污水在厌氧池与从好氧池回流的有大量硝酸盐、亚硝酸盐的混合液混合发生生物反硝化反映，并且去除一部分的COD。
设计缺氧池3组并联运营，采用2廊道闭合循环。
4.4.3好氧池
混合液成生物脱氮后进入曝气池。在好氧的作用下，异养微生物一方面进行BOD的降解，与此同时聚磷菌大量吸磷。随着反映池内有机物浓度的不断减少，自养微生物开始进行生物硝化反映，将氨氮降解成亚硝态氮和硝态氮。具体反映公式为：

设计好氧池三组并联运营
4.5二沉池
二沉池通过排放大部分剩余污泥来完毕生物除磷，设计采用双堰出水可以保证总磷的去除效果。
本设计二沉池采用4组并联运营的周边进水周边出水辐流式二沉池，解决效果更佳。
4.6浓缩池
浓缩的重要目的是减少污泥体积，以缩小后续构筑物建设容积，便于后续的单元操作。浓缩池的作用是减少有待于稳定、脱水处置或投弃的污泥的体积。污泥浓缩后污泥浓度增大，污泥的含水率明显减少，污泥的体积大幅度地减小，从而可以大大减少其他工程措施的投资。

5污水解决构筑物设计计算
5.1中格栅设计计算
5.1.1中格栅设计参数
每日最大流量，Qmax=1.45m³·s-1。栅条净间距，本设计取值b中=30.0mm。过栅流速，本设计取v=1m·s-1。栅前流速，本设计取v1=0.9m·s-1。格栅倾角α=70°。栅条宽度S=0.01m。
5.1.2设计计算
（1）栅前水深由优水力断面
则
栅前水深

（2）中格栅间隙数

式中
——最大设计流量，m³·s-1；
——格栅倾角，70°
——过栅流速，m/s，取；
——栅前水深，m；
——栅条间隙，m
（3）栅槽宽度
栅槽宽度一般比格栅宽0.2～0.3 m，本设计取0.25 m

（4）过水渠道渐宽部分的长度

式中
——过水渠道宽，m，取1.4m；
——渐宽部分展开角，°，取20°
（5）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度

（6）过栅水头损失

式中
——设计水头损失，m；
——计算水头损失，m；
——重力加速度，；
——系数，格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般为3；
——阻力系数，与栅条断面形状有关，当为矩形断面时形状系数=2.42，将值代入与关系式即可得到阻力系数的值。
（7）栅后槽总高度
取1.5m
栅槽前总高度

式中
——栅前渠道超高，m，取0.5m
（8）栅槽总长度

（9）每日栅渣量

说以需要采用机械清渣
式中
——栅渣量，，当格栅间隙为30~50mm时，=0.01~0.03，取=0.02
5.1.3格栅除污机选择
据上述数据，由《环境设备选用手册》查得，选用GL-2500型链条式格栅除污机，其各项具体规格如见表3。
表3
公称宽度B/mm
安装角度α/(°)
栅条间隙/mm
电机功率/kw
2500
70
30
1.5
5.2泵房设计计算
5.2.1泵房设计参数
污水泵及泵站管道水头损失，取2m；自由水头估算值,取2.0m；
单管出水井的最高水位与地面高差估计值为7.0m，集水池水深为4.0m
水泵集水池的最低水位与H1与水泵出水井水位H2之差。
5.2.2泵房设计计算
（1）每台泵的设计流量

（2）扬程估算

——水泵集水池的最低水位与H1与水泵出水井水位H2之差。
5.2.3选泵
据上述数据，由《环境设备选用手册》查得，选用350QW 1500-15-90型潜水排污泵，各项具体规格见表4。
表4
项目
规格
项目
规格
转速r/min
980
功率/kW
90
流量/(m3/h)
1500
效率/%
82.5
扬程/m
15
排水口径/mm
350
转速/(r/min)
980
重量/kg
1100
5台泵并排布置，泵轴间的间距为1.5m；泵轴与半圆直径墙的直线间距为2m；泵轴与进水半圆墙的切线间距为3m。
5.2.4集水井设计计算
（1）最小水深
喇叭口在最低水位时淹没水深为1.0m，其最低水位时水深h（m）

式中
D——喇叭口口径，m，进水管管径采用1000mm，则喇叭口口径D=1.5×1=1.5m。
（2）集水池有效容积
按一台水泵8min的出水量设计计算，则集水池有效容积V（m³）

（3）集水池面积

式中
——集水池的有效水深，m，取2m。
（4）集水池尺寸
长：（设计取18m）
宽： 取5m
5.3细格栅设计计算
5.3.1细格栅设计参数
每日最大流量，Qmax=1.45m³·s-1。栅条间隙本设计取。过栅流速，本设计取1。格栅间须设立工作台并高出栅前最高设计水位0.5m.每日栅渣量＞0.2m³时，适宜采用机械清渣。栅条宽度取S=0.01m。
5.3.2细格栅设计计算
（1）栅前水深由优水力断面
则
栅前水深

（2）细格栅间隙数

式中
——最大设计流量，m/s；
——格栅倾角，°，70°；
——过栅流速，，取；
——栅前水深，m；
——栅条间隙，m，取0.005m。
（3）栅槽宽度
栅槽宽度一般比格栅宽0.2～0.3 m，本设计取0.2 m
取1.8m
（4）过水渠道渐宽部分的长度

式中
——过水渠道宽，m，取2m；
——渐宽部分展开角，°，取20°。
（5）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度

（6）过栅水头损失

式中
——设计水头损失，m；
——计算水头损失，m；
——重力加速度，；
——系数，格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般为3；
——阻力系数，与栅条断面形状有关，当为矩形断面时形状系数=2.42，将值代入与关系式即可得到阻力系数的值。
（7）栅后槽总高度

栅槽前总高度

式中
——栅前渠道超高，m，取0.5m。
（8）栅槽总长度

（9）每日栅渣量

所以应采用机械清渣。
式中
——栅渣量，，当格栅间隙为30~50mm时，=0.01~0.03，取=0.02。
5.3.3格栅除污机选择
据上述数据，由《给排水设计手册》查得，选用NHG22型回转式格栅除污机，其各项具体规格见表5。
表5
公称宽度B/mm
安装角度α/(°)
栅条间隙/mm
电机功率/kw
1800
70
5
1.5
5.4沉砂池设计计算
5.4.1曝气沉砂池设计参数
（1）曝气沉砂池的超高本设计取0.5m。污水平流速度 v1,本设计取0.1。最大流量的停留时间 t 本设计取2 min。有效水深 h1本设计取3m。
1m³污水曝气量d=0.2（空气）。砂斗容积的沉沙量本设计取T=2d。
5.4.2设计计算
（1）池子总有效体积V（）

式中
t——最大设计流量时污水的停留时间，min，取2min。
（2）水流断面积A

式中
v——最大设计流量时水平流速，m/s，取0.1 。
（3）池总宽度B（m）

式中
——曝气沉砂池的有效水深，m，取2.5m。
设计为两组并联运营，则单个池子宽度b（m），
由上可知宽深比b/=1.2，符合设计规定宽深比1~2范围，验证通过。
（4）曝气池池长L（m）

由上可知长宽比约为L/b=4符合设计规定，验证通过。
（5）每小时所需空气量q（m³/h）

式中
d——单位体积污水所需曝气量，m3/m3（污水），取0.2 m3/m3（污水）。
（6）沉砂室所需容积V沉砂室（m3）

式中
X——城市污水沉沙量，m3/ 106m3（污水），取30 m3/ 106m3（污水）；
T——清除沉砂的时间间隔，d，一般采用1~2d，设计取2d。
（7） 每个沉砂斗容积（m³）

式中
n——沉砂斗数量，个，取n=2。
（8）沉砂斗上口宽

式中
a——沉砂斗的上口宽度，m；
h2——沉砂斗高度，m，取0.8m；
——沉砂斗壁与水平面的倾角，°，矩形沉砂池一般取60°；
a1——沉砂斗底宽，m，一般采用0.4~0.5m，设计取0.5m。
（9）沉砂斗容积
＞
通过设计计算验证。
（10）沉砂池高度
池底坡降

式中
——曝气设备与池底的距离，m，取0.6m；
——沉砂池池底坡度，取0.05。
，设计取4m
式中
h4——沉砂池超高，m，取0.5m。
（11）进出水装置
进水采用两个DN800mm管道进水；出水采用薄壁出水堰跌落出水，出水堰可以保证沉砂池内的有效水位恒定。
堰上水头

式中
——流量系数，一般取0.4~0.5，取=0.5；
——堰宽，，等于沉砂池的宽度5m。
污水经出水堰后自由跌落0.1m后流入出水槽，出水槽宽B2=1m，水深H3=1.2m，流速为v2

出水管道在出水槽中部与出水槽相接，采用DN800mm的钢管。
（13）空气干管设计
干管管径

式中
v——管内空气流速，，一般为10~15，取10。
（14） 空气竖管设计
共安顿8条曝气竖管，每条竖管的直径为

式中
v——竖管内空气流速，，一般为4~5m/s，取5。
5.4.3曝气沉砂池设备选择
据上述数据，由《环境设备选用手册》查得，采用PXS5000型行车式泵吸砂机并运用SLF型螺旋渣水分离器实现砂水分离，其解决能力为55~80。其各项具体规格见表6。
表6
池宽B/mm
规矩/mm
行车速度/m·min-1
电机功率/kw
5000
5300
5
5.15
对于曝气设备，每根竖管上的供气量为135，据上述数据，由《环境设备选用手册》查得选用YBM-2型膜式扩散器，共设立32个，每个池子设立16个，每个空气扩散器间距为0.5m。

5.5初沉池的计算
5.5.1初沉池设计参数
初沉池的沉淀时间t本设计取2h； 表面水力负荷本设计取2m3·(m2·h)-1;沉池采用两组并联的中心进水、周边出水辐流式沉淀池。污泥斗倾角取60 º;污泥斗上部半径取4m;污泥斗下部半径取2m; 池底坡度，取0.05；池子超高取 0.5m；缓冲层高取 0.5m。
5.5.2设计计算
（1）沉淀部分水面面积

式中
Qmax——最大设计水量，；
n——设计沉淀池的数量，个，取n=2；
——表面水力负荷，m3/(m2·h)，取=2.0 m3·(m2·h)-1。
（2）池子直径
（取D=45m）
（3）沉淀部分有效水深

式中
t——沉淀时间，h，取2h。
池子直径与有效水深的比值为10.5在范围6~12之间，符合设计规定。
（4）沉淀部分有效容积

（5）污泥斗容积

式中
h5——污泥斗高度，m；
α——污泥斗倾角（º），取60 º；
D1——污泥斗上部半径，m，取4m；
D2——污泥斗下部半径，m，取2m。
（6）污泥斗以上圆锥体部分污泥容积

式中
i——池底坡度，取0.05；
h4——池底落差，m。
则污泥斗的总容积为595.6+12.68≈608＞150 ，符合实际规定。
（7）沉淀池池边高度

式中
h1——池子超高，m，取 0.5m；
h3——缓冲层高，m，取 0.5m。
（8）沉淀池总高度

5.5.3初沉池进水系统设计计算
两座沉淀池中间设立一座配水井，沉砂池的水通过两根管径为管径为DN=900mm，流速1.2m/s，水力坡度1.7‰的管道直接送到内层套筒，进行流量分派。
配水井的有效水深取H1=3.0m，内外径分别取去D1=3.0m、D2=5.0m，中间隔墙厚度取0.3m。沉砂池的水由井底进入，流经溢流堰到配水井。
5.5.4 沉淀池进水设计计算
（1）中心进水管的直径D（m）

式中
D——中心进水管的直径，m
Qmax——最大设计流量，m/s；
v——管内流速，取0.9m/s。
（2）进水竖井
设计设立进水竖井的口径为1.5m并安顿8个尺寸为0.5×1.5m2的出水口沿井壁均匀分布。出水口流速v2（m/s）

（3）导流筒
导流筒的过流面积

式中
——单个沉淀池的设计流量，m3·s-1；
v3——导流筒内流速，m·s-1，取0.05m·s-1；

导流筒的直径
5.5.5 沉淀池出水系统设计计算
出水整流采用三角堰板溢流形式，在出水堰内侧设立浮渣挡板以防止浮渣随水流冲走，淹没深度为0.4m。设计取集水槽超高0.3m，槽内水深0.5m，槽的总高度为0.8m。
（1）环形集水槽的设计流量为

（2）集水槽采用单侧集水环形集水槽，集水槽的槽宽

式中
k——安全系数，一般为1.2~1.5，取1.2；
（3）出水溢流堰
采用集水槽双侧90°的三角堰口出水。
每个三角堰流量

式中
H1——堰上水头，m，取0.04m。
所需三角堰的个数

5.5.6初沉池刮泥机设备选择
据上述数据，由《环境设备选用手册》查得，选用DZG-45型单周边传动刮泥机，运用静水压力排泥，排泥管管径取500mm，出水管采用DN800mm的钢管。其各项具体规格见表7：
表7
型号
池径/m
池深/m
周边线速度/(m/min)
驱动功率/kW
DZG-45
45
4
3
1.5
5.6A2/O生物反映池设计计算
5.6.1 A2/O法生物脱氮除磷设计参数

表8
名称
数值
BOD污泥负荷Ns/[kgBOD5·(kgMLSS·d)-1]
0.15~0.2
污泥浓度/(mg/L-1)
2023~4000
污泥回流比/%
25~100
混合液回流比/%
100~300
水力停留时间/h
6~8；厌氧：缺氧：好氧=1:1:(3~4)
TN负荷/[kgTN·(kgMLSS·d)-1]
＜0.05
TP负荷/[kgTP·(kgMLSS·d)-1]
0.003~0.006
泥龄θc/d
20~30
溶解氧浓度/(mg/L)
好氧段DO=2；缺氧段DO≤0.5；
厌氧段DO＜0.2
温度/℃
13~18
5.6.2工艺设计可行性判断
设通过初沉池的BOD5减少了20%，此时BOD5=410×（1-20%）=328mg·L-1，再结合上文章节2.2有关生物脱氮除磷工艺可行性分析的指标，进行评价。
（1）BOD5/CODcr=328/850=0.39＞0.35，可生化性较好。
（2）BOD5/TN=328/55=5.9＞3，COD/TN=850/55=15.5＞7，满足反硝化需求，且当BOD5/TN＞5时氮的去除率大于60%。
（3）BOD5/TP=328/9=36＞20，COD/TP=850/9=94＞30，生物除磷效果明显。
所以符合设计条件规定，验证通过。
5.6.3 A2/O生物反映池设计计算
生物反映池设计各项参数取值定为BOD5污泥Ns=0.15kgBOD5/(kgMLSS·d)，回流污泥浓度Xr=10000mg/L，污泥回流比取R=50%。设计拟采用三组生物池并联运营的方式。
（1）曝气池混合液浓度X（mg/L）

（2）内回流比RN

式中
——TN的去除效率，%；
——进水总氮浓度，mg/L；
——出水总氮浓度，mg/L。
（3）反映池容积

式中
Q——设计平均流量，m3/d；
S0——进水BOD5浓度，mg/L；
Se——出水BOD5浓度，mg/L。
（4）生物反映池总水力停留时间

（5）厌氧池、缺氧池和好氧池的水力停留时间和有效容积
设厌氧：缺氧：好氧水力停留时间比为1:1:3，则
厌氧池水力停留时间t1=3h；厌氧池有效容积V厌：15902m³；
缺氧池水力停留时间t2=3h；缺氧池有效容积V缺：15902m³；
好氧池水力停留时间t3=9h。好氧池有效容积V好：47706m³。
（6）校核氮磷负荷
好氧段总氮负荷校核：

厌氧段总磷负荷校核：

符合设计规定，验证通过。
（7）剩余污泥量
①污水解决生成污泥量（干重）W1（kg/d）

式中
Y——污泥增殖系数，0.5～0.7，取0.6。
内源呼吸作用分解的污泥（干重）W2（kg/d）

式中
kd——污泥自身氧化率，0.05～0.1，取0.05；
Xr——有机活性污泥浓度，mg/L；
f——，取0.75。
②不可生物降解和惰性的悬浮物（干重）W3(kg/d)
可降解有机物内源代谢后产生的残留物比例可由微生物分解合成代谢之间的关系得出为。同时可有上文可知惰性悬浮物占进水SS的比例为1-f=25%，所以两者占TSS的比例总和为13.33%+25=38.33%，设计取40%，则

则由此可得出剩余污泥量为：

（8）生物反映池规格尺寸，设计采用3组并联运营
① 厌氧池：取有效水深H厌=5m，则单池面积：

取厌氧池长70m，则其宽为16m（分两个廊道，每个宽b=8m）；
设超高h=0.5m，则厌氧池的尺寸为70m×16m×5.5m。
② 缺氧池：取有效水深H缺=5m，则单池面积：

取缺氧池长70m，则其宽为16m（分两个廊道，每个宽b=8.5m）；
设超高h=0.5m，则厌氧池的尺寸为70m×16m×5.5m。
③ 好氧池：取有效水深H好=5m，则单池面积：

取缺氧池长70m，则其宽为48m（分五个廊道，每个宽b=9.6m）；
设超高h=0.5m，则好氧氧池的尺寸为70m×48m×5.5m。
由上述数据可知b/h=8.5/5.5=1.5，符合宽深比1~2的设计规定，验证通过。
L/b=70/10=7，符合长宽比5~10的设计规定，验证通过。
（10）设计需氧量

由微生物合成代谢所需要的BOD：N：P=100:5:1可知，去除328-10=318mg/L有机物的同时要同化318/100×5=15.9mg/L的氨氮，因此被同化的氨氮量即为：

实际需要最低反硝化的氨氮

式中
O1——碳化需氧量，kgO2/d;
O2——氨氮硝化需氧量，kgO2/d;
O3——反硝化脱氮产氧量，kgO2/d
最大需氧量与平均需氧量之比为1.4，则

（11）标准需氧量
设计准备采用微孔曝气，查其参数取氧转移效率，据工程概况介绍中工程地气象资料中得知水温20℃。则标准状态下的需氧量SOR

式中
——气压调整系数，取1
CL——曝气池内平均溶解氧，mg/L，取2
Cs（20）——水温为20℃时清水中的溶解氧饱和度，为9.17mg/L
Csm（T）——设计水温T℃时好氧反映池中平均溶解氧的饱和度，mg/L
——污水传氧速率与清水传氧速率之比，取0.82
——污水中饱和溶解氧与清水中饱和溶解氧之比，取0.85
空气扩散气出口处绝对压，设曝气器敷设于距离池底0.2m处

空气离开好氧反映池时氧的比例：

好氧反映池中平均溶解氧饱和度：

故标准需氧量为

其相应的最大标准需氧量为

（12）好氧池平均供气量

式中
——氧运用率，%，根据设备参数取20%。 故单池的供气量为14794m3/h，最大供气量为62135m3/h，单池最大供气量为20711m3/h。
5.6.4生物反映池设备选择
厌氧池/缺氧池：每个廊道加2个QJB1.5/6-1800/2-42/P型推流式潜水搅拌机，三组并联运营，共30台。其各项具体规格见表9：
表9
电动机功率/kW
电动机转速/(r/min)
叶轮直径/mm
1.5
42
1800
根据设计气流量及压力规定，由《环境设备选用手册》查得选用C125-1.65型离心鼓风机，共3台，2用1备，设备的各项具体规格见表10：
表10
项目
规格
项目
规格
型号
C125-1.65
进气流量/(m3/min)
40
出口压力Kpa
161.7
所需轴功率/kW
147
转速/(r/min)
2960
电机功率/kW
200
曝气器采用WBB1.5-S型微孔曝气器，每个好氧池设立480个，其各项具体规格见表11：
表11
项目
规格
项目
规格
型号
WBB1.5-S
氧运用率/%
20
曝气量m3/h
4.5~45
服务面积/(m3/个)
4.2
空气流量/m3/(h·个)
4~6
孔隙率
40%~50%
5.6.5生物反映池进出水系记录算
（1）进水管渠设计计算
单组反映池设计流量

管道过水断面积

式中
v——管道平均流速，m·s-1，取0.8m·s-1。
进水管渠断面尺寸

管径为DN=900mm，流速0.8m/s，水力坡度0.8‰
（2）污泥回流管设计计算
二沉池的活性污泥一方面通过重力流回到污泥池，而后通过污泥回流泵提高到各个厌氧池。二沉池回流至污泥池的污泥管设计流量

管道过水断面积

式中
v——管道平均流速，m2/s，取1
管渠断面尺寸
取（DN=1000mm）
据上述污泥回流量，由《环境设备选用手册》查得，性能最符合设计参数的是QJB-W22型污泥回流泵，每个池子设立1台并有2台作为备用。设备的各项具体规格见表12：
表12
型号
电动机功率/kW
公称直径
QJB-W22
22
900
（3）好氧池出水堰设计计算
设计为矩形堰流量

式中
b——堰宽，m，取6m
——
则

（4）好氧池到二沉池配水井出水管设计计算
管道过水断面积

式中
v——管道平均流速，m·s-1，取0.8m·s-1。
进水管渠断面尺寸

管径为DN=1100mm，流速0.8m/s，水力坡度0.65‰
5.6.6配水井设计
配水渠道中的水流速度设计取1m·s-1。
配水井进水总量为，二沉池设计拟设立4座，所以每个堰口出流流量为0.57m3/s，配水采用矩形宽顶堰配水，根据矩形流量计算公式：

式中
H——堰上水头，m；
b——堰宽，m，取1.5m；
m0——流量系数，通常为0.327~0.332，取0.33。
则

其中，，在2.5~10范围内，符合设计规定，验证通过。
5.7二沉池的设计计算
5.7.1二沉池设计