市万吨市政污水处理厂工艺设计方案培训资料样本.doc

目 录

第一章 设计任务及资料 1
1.1设计任务 1
1.2设计目标及意义 1
1.3设计要求 1
1.4设计资料 2
1.5设计依据 3
第二章 设计方案论证 4
2.1厂址选择 4
2.2污水厂处理步骤选择 4
2.3设计污水水量 9
2.4污水处理程度计算 9
第三章 污水一级处理构筑物设计计算 12
3.1格栅 12
3.2提升泵站 17
3.3沉砂池 21
第四章 污水二级处理设计计算 27
4.1厌氧池+DE型氧化沟工艺计算 27
4.2辐流式沉淀池 36
4.3消毒设施计算 45
4.4计量设备 48
第五章 污泥处理设计计算 52
5.1污泥处理(sludge treatment)目标和处理方法 52
5.2污泥泵房设计 52
5.3污泥浓缩池 53
5.4贮泥池 58
5.5污泥脱水 59
第六章 污水处理厂部署 65
6.1污水处理厂平面部署 65
6.2污水处理厂高程部署 68
第七章 供电仪表和供热系统设计 74
7.1变配电系统 74
7.2监测仪表设计 74
第八章 劳动定员 75
8.1定员标准 75
8.2污水厂人数定员 75
参考文件 76
附录 77
外文资料 78
汉字译文 81
致谢 84

第一章 设计任务及资料
1.1设计任务
某市10万吨污水处理厂工艺设计。
1.2设计目标及意义
1.2.1设计目标
该市为东北某市，面积10301平方公里，人口300万，城市发展方向为以老城为依靠，以疏港公路为轴线，向南发展。并逐步向经济技术开发区发展。伴随城市及工业发展，城市污水排放量也在逐年增加，至城北排放未经处理污水排放量已达10万吨/日左右。大量工业废水和生活污水未经处理直接排入M河，使M河受到严重污染，致使河水中生物、植物大部分绝迹，破坏了自然景观、污染城区下游地下水源，严重制约着该市经济发展。为改善环境，治理河水污染问题，建设城市污水治理工程势在必行。
1.2.2设计意义
设计是实现高等工科院校培养目标所不可缺乏教学步骤，是教学计划中一个有机组成部分，是培养学生综合利用所学基础理论、基础知识和分析处理实际问题能力关键一环。它和其它教学步骤紧密配合，相辅相成，在某种程度上是前面各个步骤继续、深化和发展。
中国城市污水处理相对于国外发达国家、起步较晚。近2来，城市污水处理已从原始自然处理、简单一级处剪发展到利用多种优异技术、深度处理污水，并回用。处理工艺也从传统活性污泥法、氧化沟工艺发展到A/O、A2/O、AB、SBR（包含CCAS工艺）等多个工艺，以达成不一样出水要求。即使如此，中国污水处理还是落后于很多国家。在我们大力引进国外优异技术、设备和经验同时，必需结合中国发展，尤其是当地实际情况，探索适合中国实际城市污水处理系统。
其次，做本设计能够使我得到很大提升，可在不一样程度上提升调查研究，查阅文件，搜集资料和正确熟练使用工具书能力，提升理论分析、制订设计方案能力和设计、计算、绘图能力；技术经济分析和组织工作能力；提升总结，撰写设计说明书能力等。
1.3设计要求
1.3.1污水处理厂设计标准
（1） 污水厂设计和其它工程设计一样，应符适宜用要求，首先必需确保污水厂处理后污水达成排放要求。考虑现实经济和技术条件，和当地具体情况（如施工条件）。在可能基础上，选择处理工艺步骤、构（建）筑物形式、关键设备设计标准和数据等。
（2） 污水处理厂采取各项设计参数必需可靠。设计时必需充足掌握和认真研究各项自然条件，如水质水量资料、同类工程资料。根据工程处理要求，全方面地分析多种原因，选择好各项设计数据，在设计中一定要遵守现行设计规范，确保必需安全系数。对新工艺、新技术、新结构和新材料采取主动慎重态度。
（3） 污水处理厂（站）设计必需符合经济要求。污水处理工程方案设计完成后，总体部署、单体设计及药剂选择等尽可能采取合理方法降低工程造价和运行管理费用，
（4） 污水厂设计应该努力争取技术合理。在经济合理标准下，必需依据需要，尽可能采取优异工艺、机械和自控技术，但要确保安全可靠。
（5） 污水厂设计必需注意近远期结合，不宜分期建设部分，如配水井、泵房及加药间等，其土建部分应一次建成；在无远期计划情况下，设计时应为以后发展留有挖潜和扩建条件。
（6） 污水厂设计必需考虑安全运行条件，如合适设置分流设施、超越管线、甲烷气安全储存等。
（7） 污水厂设计在经济条件许可情况下，场内布局、构（建）筑物外观、环境及卫生等能够合适注意美观和绿化。
1.3.2污水处理工程运行过程中应遵照标准
在确保污水处理效果同时，正确处理城市、工业、农业等各方面用水关系，合理安排水资源综合利用，节省用地，节省劳动力，考虑污水处理厂发展前景，尽可能采取处理效果好优异工艺，同时合理设计、合理布局，做到技术可行、经济合理。
1.4设计资料
1.4.1项目概况
东北某市，面积10301平方公里，人口300万，城市发展方向为以老城为依靠，以疏港公路为轴线，向南发展。并逐步向经济技术开发区发展。伴随城市及工业发展，城市污水排放量也在逐年增加，至城北排放未经处理污水排放量已达10万吨/日左右。大量工业废水和生活污水未经处理直接排入M河，使M河受到严重污染，致使河水中生物、植物大部分绝迹，破坏了自然景观、污染城区下游地下水源。为改善环境，治理河水污染问题，建设城市污水治理工程势在必行。
1.4.2水质情况
污水处理厂进水水质指标为：
COD 390mg/l
BOD5 180mg/l
SS 180mg/l
NH3-N 40mg/l
P 6mg/l
处理后出厂污水水质标准为：
COD ≤100mg/l
BOD5 ≤20mg/l
SS ≤20mg/l
NH3—N ≤15mg/l
P ≤1 mg/l
处理后污水排入M河。
1.4.3环境条件情况
该市区属温带季风型大陆性气候，春季多风干燥，夏季受北太平洋暖流影响，温暖而潮湿，秋季温润清凉，冬季受蒙古和西伯利亚高气压带控制，严寒干燥。年平均降水量约550毫米，年平均气温8℃。当地域气候关键受季风影响，主导风向夏季为南风、西南风；冬季北风、西北风。
地震裂度6度。
1.4.4排水系统
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，主干管进入污水处理厂处管径为1250mm，管道水面标高为80.0m。
1.5设计依据
设计依据关键是国家相关法律法规：
1、《中国环境保护法》；
2、GB3838－《地面水环境质量标准》；
3、GB18918－《城镇污水处理厂污染物排放标准》；
4、GB50014－《室外排水设计规范》；
5、GB50335－《污水再生利用工程设计规范》。

第二章 设计方案论证
城市污水处理厂设计规模和进入处理厂污水水质和水量相关，污水水质和水量能够经过设计任务书原始资料计算。
2.1厂址选择
在污水处理厂设计中，选定厂址是一个关键步骤，处理厂位置对周围环境卫生、基建投资及运行管理等全部有很大影响。所以，在厂址选择上应进行深入、详尽技术比较。
厂址选择通常标准为：
1、 在城镇水体下游；
2、 便于处理后出水回用和安全排放；
3、 便于污泥集中处理和处理；
4、 在城镇夏季主导风向下风向；
5、 有良好工程地质条件；
6、 少拆迁，少占地，依据环境评价要求，有一定卫生防护距离；
7、 有扩建可能；
8、 厂区地形不应受洪涝灾难影响，防洪标准不应低于城镇防洪标准，有良好排水条件；
9、 有方便交通、运输和水电条件。
所以，本设计污水处理厂应建在城区东北方向很好，又因为城市污水主干管由西北方向流入污水处理厂厂区，则污水处理厂建在城区西北方向。
2.2污水厂处理步骤选择
2.2.1确定处理步骤标准
城市污水处理目标是使之达标排放或污水回用用于使环境不受污染，处理后出水回用于农田浇灌，城市景观或工业生产等，以节省水资源。
《城市污水处理及污染防治技术政策》对污水处理工艺选择给出以下几项相关城镇污水处理工艺选择准则：
① 城市污水处理工艺应依据处理规模、水质特征、受纳水体环境功效及当地实际情况和要求，经全方面技术经济比较后优先确定；
② 工艺选择关键技术经济指标包含：处理单位水量投资，削减单位污染物投资，处理单位水量电耗和成本，削减单位污染物电耗和成本，占地面积，运行性能，可靠性，管理维护难易程度，总体环境效益；
③ 应切合实际地确定污水进水水质，优先工艺设计参数必需对污水现实状况、水质特征、污染物组成进行具体调查或测定，做出合理分析估计；
④ 在水质组成复杂或特殊时，进行污水处理工艺动态试验，必需时应开展中试研究；
⑤ 主动地采取高效经济新工艺，在中国首次应用新工艺必需经过中试和生产性试验，提供可靠性设计参数，然后进行利用。
2.2.2污水处理步骤选择
中国城市污水处理相对于国外发达国家、起步较晚。近2来，城市污水处理已从原始自然处理、简单一级处剪发展到利用多种优异技术、深度处理污水，并回用。处理工艺也从传统活性污泥法、氧化沟工艺发展到A/O、A2/O、AB、SBR（包含CCAS工艺）等多个工艺，以达成不一样出水要求。即使如此，中国污水处理还是落后于很多国家。在我们大力引进国外优异技术、设备和经验同时，必需结合中国发展，尤其是当地实际情况，探索适合中国实际城市污水处理系统。
中国城市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，初步形成了部分适用技术路线，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人工生物净化和自然生物净化相结合技术路线；
3、以污水扩散排放为主，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：
首先，3和4这两条技术路线对于自然环境条件原因要求较高，从而不可取，所以应选择1和2这两条路线，尤其以2这种路线应给予推广。因为伴随环境情况日趋严峻，用水问题越发突出，从而对雨水合理使用必将使大家尤其重视课题，所以，下面着重分析以自然生物净化为主和人工生物净化相结合技术路线和对传统活性污泥法进行改造或给予替换活人工生物净化即使路线。
人工生物净化和自然生物净化相结合技术路线，对于大规模污水处理厂来说，关键指氧化塘处理和土地法处理，它们全部含有运行费用低，外加能源消耗少和管理简单优点，在中国部分城市也被因地制宜采取。
氧化塘通常分好氧氧化塘、厌氧氧化塘、兼性氧化塘，它们所需要停留时间全部很长，通常需要几天到几十天，占地面积很大，而且对周围环境卫生影响较大，需要慎重考虑，所以，在没有低洼地可利用情况下，若购置占用大量良田，平地筑塘是很不经济，本工程情况不宜采取氧化塘处理。
土地法处理，就是根据要求对污水达成处理同时，达成对控制渗流污染要求，有计划将污水排放到大面积土地上下渗，利用土壤过滤、吸附、分解和土壤微生物代谢能力等物理、化学、生物化学等作用，使污水达成净化。这种仿有利于污水中水肥资源利用和土壤微粒结构改善，不过，这种处理需要宽广土地面积，而且要注意对地下水污染问题。在中国人均土地面积不足情况下，土地法处理必需和污水浇灌合理结合，污水浇灌在农业增产方面取得了显著成绩，不过，这只是对污水浇灌利用，和污水土地利用处理还有一定差距。
关键表现在：
1、污水浇灌按土地处理污水要求控制水量、水质，但对有些地下水和其它水源、水体仍会造成污染；
2、因为浇灌季节性改变和浇灌面积限制，不能做到终年昼夜对污水处理；
3、没有经过严格水质控制浇灌，往往会造成对粮食作物，尤其是对蔬菜作物使用质量影响，这关键来自部分重金属污染；
所以，污水浇灌作为对合适处理取得城市污水有效利用，无疑是很有价值，但作为对污水完善土地处理，从而替换其它污水处理方法，在本工艺具体条件下，此方法可能不可行。
因为：1、 对地下水源有污染危险；
2、 做不到终年昼夜对污水处理；
3、 没有也不可能修建储存多个月污水量大容量调整池，非浇灌季节排放问题无法处理。
总而言之，以自然生物净化为主人工生物净化和自然生物净化相结合路线，本工程不含有采取条件，当然也就不宜采取。
人工净化就是人为发明条件，使微生物大量繁殖，提升微生物净化效率，关键包含活性污泥法和生物膜法，其中以活性污泥法采取较为普遍，是现在中国外城市污水处理主体工艺。传统活性污泥法有较丰富实践经验和技术资料、运行可靠、处理效果好，不过也存在能活较多和费用高等特点，所以对其步骤改革更新后，出现了AB工艺，氧化沟法，SBR间歇活性污泥法，A/O脱氮工艺，A2/O同时脱氮除磷工艺等常见工艺，它们各自含有相对不一样优点。结合本工艺具体情况，本污水厂还要求高效脱氮除磷，常见方法有AB法，SBR，A2/O法，氧化沟工艺等。
2.2.3污水处理步骤方案介绍和比较
1、AB法(Adsorption—Biooxidation)   
该法由德国Bohuke教授开发。该工艺对曝气池按高、低负荷分二级供氧，A级负荷高，曝气时间短，产生污泥量大，污泥负荷在2.5kgBOD/(kgMLSS·d)以上，池容积负荷在6kgBOD/(m3·d)以上；B级负荷低，污泥龄较长。A级和B级间设中间沉淀池。二级池子F/M(污染物量和微生物量之比)不一样，形成不一样微生物群体。AB法尽管有节能优点，但不适合低浓度水质，A级和B级亦可分期建设。
2、SBR法(Sequencing Batch Reactor)   
SBR法早在20世纪初已开发，因为人工管理繁琐未予推广。此法集进水、曝气、沉淀、出水在一座池子中完成，常由四个或三个池子组成一组，轮番运转，一池一池地间歇运行，故称序批式活性污泥法。现在又开发出部分连续进水连续出水改良性SBR工艺，如ICEAS法、CASS法、IDEA法等。这种一体化工艺特点是工艺简单，因为只有一个反应池，不需二沉池、回流污泥及设备，通常情况下不设调整池，多数情况下可省去初沉池，故节省占地和投资，耐冲击负荷且运行方法灵活，能够从时间上安排曝气、缺氧和厌氧不一样状态，实现除磷脱氮目标。但因每个池子全部需要设曝气和输配水系统，采取滗水器及控制系统，间歇排水水头损失大，池容利用率不理想，所以，通常来说并不太适适用于大规模城市污水处理厂 。
3、A2/O法（Anaerobic－Anoxic－oxic）
因为对城市污水处理出水有去除氮和磷要求，故中国前开发此厌氧—缺氧—好氧组成工艺。利用生物处理法脱氮除磷，可取得优质出水，是一个深度二级处理工艺。A/A/O法可同时除磷脱氮机制由两部分组成：一是除磷，污水中磷在厌氧状态下(DO<0.3mg/L)，释放出聚磷菌，在好氧情况下又将其更多吸收，以剩下污泥形式排出系统。二是脱氮，缺氧段要控制DO<0.7 mg/L，因为兼氧脱氮菌作用，利用水中BOD作为氢供给体(有机碳源)，未来自好氧池混合液中硝酸盐及亚硝酸盐还原成氮气逸入大气，达成脱氮目标。为有效脱氮除磷，对通常城市污水，COD/TKN为3.5～7.0(完全脱氮COD/TKN>12.5)，BOD/TKN为1.5～3.5，COD/TP为30～60，BOD/TP为16～40(通常应＞20)。若降低污泥浓度、压缩污泥龄、控制硝化，以去除磷、BOD5和COD为主，则可用A/O工艺。
4、氧化沟工艺
本工艺50年代早期发展形成，因其结构简单，易于管理，很快得到推广，且不停创新，有发展前景和竞争力，目前可谓热门工艺。氧化沟含有脱氮效果且在应用中发展为多个形式，比较有代表性有：
帕式(Passveer)简称单沟式，表面曝气采取转刷曝气，水深通常在2.5～3.5m，转刷动力效率1.6～1.8kgO2/(kW·h)。
奥式(Orbal)简称同心圆式，应用上多为椭圆形三环道组成，三个环道用不一样DO(如外环为0，中环为1，内环为2)，有利于脱氮除磷。采取转碟曝气，水深通常在4.0～4.5m，动力效率和转刷靠近，现已在山东潍坊、北京黄村和合肥污水处理厂应用。
若能将氧化沟进水设计成多个方法，能有效地抵御暴雨流量冲击，对部分合流制排水系统城市污水处理尤为适用。
卡式(Carrousel)简称循环折流式，采取倒伞形叶轮曝气，从工艺运行来看，水深通常在3.0m左右，但污泥易于沉积，其原因是供氧和流速有矛盾。   
三沟式氧化沟(T型氧化沟)，此种型式由简单，处理效果不错，但其采取转刷曝气，水深浅，占地面积大，复杂三池组成，中间作曝气池，左右两池兼作沉淀池和曝气池。T型氧化沟结构控制仪表增加了运行管理难度。不设厌氧池，不含有除磷功效。
交替式氧化沟是SBR工艺和传统氧化沟工艺组合结果，现在应用关键有3种氧化沟，分别为VR型、DE型、T型。交替式氧化沟含有良好脱氮效果，若在起前面设一厌氧池，则起也含有良好除磷效果。
氧化沟通常不设初沉池，负荷低，耐冲击，污泥少。建设费用及电耗视采取沟型而变，如在转碟和转刷曝气形式中，再引进微孔曝气，加大水深，能有效地提升氧利用率(提升20%)和动力效率［达2.5～3.0 kgO2/(kW·h)］。
2.2.4污水处理步骤方案确实定
经过分析本设计可选择工艺步骤，有两种：
1、 一般A/A/O法处理工艺。
2、 厌氧池+氧化沟处理工艺。
两种工艺经过比较：氧化沟除了含有A/A/O效果外，还含有以下特点：
1) 含有独特水力流动特点，有利于活性污泥生物凝聚作用，而且能够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) 不设初沉池，有机性悬浮物在氧化沟内能达成好氧稳定程度；
3) BOD负荷低，使氧化沟含有对水温、水质、水量变动有较强适应性，污泥产率低，勿需进行硝化处理；
4) 脱氮效果还能深入提升；
5) 电耗较小，运行费用低。
所以本设计选择厌氧池+氧化沟处理工艺。
本设计工艺步骤为：
2.3设计污水水量
由设计资料知，该市天天平均污水量为：
万吨/天

查GB50014－《室外排水设计规范》知：
则
取总改变系数
从而可计算得：
设计秒流量为
式中 城市天天平均污水量，；
总改变系数；
设计秒流量，。

2.4污水处理程度计算
城市污水排入受纳水体后，经过物理、化学和生物作用，使污水中污染物浓度降低，受污染受纳水体部分地或全部地恢复原状，这种现象称为水体自净或水体净化，水体所含有这种能力称为水体自净能力。
在选择污水处理程度时，既要充足利用水体自净能力，又要预防水体受到污染，避免污水排入水体后污染下游取水口和影响水体中水生动植物。
2.4.1污水处理程度计算

式中 处理程度，%；
C 进水浓度,；
处理后污水排放浓度，。
则

2.4.2污水处理程度计算

式中 处理程度，%；
进水浓度，；
处理后污水排放浓度，。
则

2.4.3污水SS处理程度计算

式中 SS处理程度，%；
进水SS浓度，；
处理后污水排放SS浓度，。
则

2.4.4污水氨氮处理程度计算

式中 氨氮处理程度，%；
进水氨氮浓度，；
处理后污水排放氨氮浓度，。
则

2.4.5污水磷酸盐处理程度计算

式中 磷酸盐处理程度，%；
进水磷酸盐浓度，；
处理后污水排放磷酸盐浓度，。
则

第三章 污水一级处理构筑物设计计算
3.1格栅
格栅是由一组平行金属栅条或筛网制成，安装在污水渠道、泵房集水井进口处或污水处理厂端部，用以截留较大悬浮物或漂浮物，如纤维、碎皮、毛发、果皮、蔬菜、塑料制品等，方便减轻后续处理构筑物处理负荷，并使之正常进行。被截留物质称为栅渣。
设计中格栅选择关键是决定栅条断面、栅条间隙、栅渣清除方法等。
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，故通常多采取矩形断面。格栅根据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；根据格栅栅条间距分为粗格栅和细格栅（1.5～10mm）；根据格栅除渣方法分为人工除渣格栅和机械除渣格栅，现在，污水处理厂大多全部采取机械格栅；根据安装方法分为单独设置格栅和和水泵池合建一处格栅。
3.1.1格栅设计
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，主干管进水水量为，污水进入污水处理厂处管径为1250，管道水面标高为80.0。
本设计中采取矩形断面并设置两道格栅（中格栅一道和细格栅一道），采取机械清渣。其中，中格栅设在污水泵站前，细格栅设在污水泵站后。中细两道格栅全部设置三组即N=3组，每组设计流量为0.502。
3.1.2设计参数
1、格栅栅条间隙宽度，应符合下列要求：
1) 粗格栅：机械清除时宜为16～25mm；人工清除时宜为25～40mm。特殊情况下，最大间隙可为100mm。
2) 细格栅：宜为1.5～10mm。
3) 水泵前，应依据水泵要求确定。
2、 污水过栅流速宜采取0.6～1.Om／s。除转鼓式格栅除污机外，机械清除格栅安装角度宜为60～90°。人工清除格栅安装角度宜为30°～60°。
3、当格栅间隙为16～25mm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.Om。
5、格栅上部必需设置工作平台，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取0.7～1.Om。工作平台正面过道宽度，采取机械清除时不应小于1.5m，采取人工清除时不应小于1.2m。
7、 粗格栅栅渣宜采取带式输送机输送；细格栅栅渣宜采取螺旋输送机输送。
8、格栅除污机、输送机和压榨脱水机进出料口宜采取密封形式，依据周围环境情况，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检测和报警装置。
10、沉砂池超高不应小于0.3m。
3.1.3中格栅设计计算
1、进水渠道宽度计算
依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、格栅间隙数

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

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、 进水渠道渐窄部分长度计算

6、 经过格栅水头损失

式中 水头损失，；
格栅条阻力系数，查表知 =2.42；
格栅受污物堵塞时水头损失增大系数，通常取 =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污水栅渣量，污水。
设计中取 =0.05污水

应采取机械除渣及皮带输送机或无轴输送机输送栅渣，采取机械栅渣打包机将栅渣打包，汽车运走。
10、进水和出水渠道
城市污水经过管道送入进水渠道，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污水栅渣量=0.04
则 格栅间隙数： 个
格栅栅槽宽度：
进水渠道渐宽部分长度：
进水渠道渐窄部分长度计算：
经过格栅水头损失：

栅后槽总高度：
栅槽总长度：

每日栅渣量：
应采取机械除渣及皮带输送机或无轴输送机输送栅渣，采取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
污水总泵站接纳来自整个城市排水管网来全部污水，其任务是将这些污水抽送到污水处理厂，以利于处理厂各构筑物设置。因采取城市污水和雨水分流制，故本设计仅对城市污水排水系统泵站进行设计。
排水泵站基础组成包含：机器间、集水池、格栅和辅助间。
3.2.1泵站设计标准
1、污水泵站集水池容积，不应小于最大一台水泵5min出水量；如水泵机组为自动控制时，每小时开动水泵不得超出6次。
2、集水池池底应设集水坑，倾向坑坡度不宜小于10%。
3、水泵吸水管设计流速宜为0.7～1.5 m/s。出水管流速宜为0.8～2.5 m/s。
其它要求见GB50014—《室外排水规范》。
3.2.2泵房形式及工艺部署
本设计采取地下湿式矩形合建式泵房，设计流量选择最高日最高时流量。
1、泵房形式
为运行方便，采取自灌式泵房。自灌式水泵多用于常年运转污水泵站，它优点是：开启立即可靠，管理方便。该泵站流量小于2m3/s，且鉴于其设计和施工全部有一定经验可供利用，故选择矩形泵房。因为自灌式开启，故采取集水池和机器间合建，前后设置。大开槽施工。
2、工艺部署
本设计采取来水为一根污水干管，无滞留、涡流等不利现象，故不设进水井，来水管直接经进水闸门、格栅流入集水池，经机器间泵提升污水进入出水井，然后依靠重力自流输送至各处理构筑物。
3.2.3泵房设计计算
1、设计参数
设计流量为，集水池最高水位为79.93m，出水管提升至细格栅，出水管长度为5m，细格栅水面标高为85.001m。泵站设在处理厂内，泵站地面高程为81.50m。
2、泵房设计计算
（1）集水池设计计算
设计中选择5台污水泵（4用1备），则每台污水泵设计流量为：，按一台泵最大流量时5min出水量设计，则集水池容积为：

取集水池有效水深为
集水池面积为：

集水池保护水深0.71m，实际水深为2.0+0.71=2.71m。
（2）水泵总扬程估算
1）集水池最低工作水位和所需提升最高水位之间高差为：
85.001-（79.93-2）=7.071m
2）出水管管线水头损失
每一台泵单用一根出水管，其流量为，选择管径为铸铁管，查《给水排水设计手册》第一册常见资料得流速（介于0.8~2.5之间），。出水管出水进入一进水渠，然后再均匀流入细格栅。
设局部损失为沿程损失30%，则总水头损失为：

泵站内管线水头损失假设为1.5m，考虑自由水头为1.0，则水泵总扬程为：

（3）选泵
本设计单泵流量为，扬程。查《给水排水设计手册》第11册常见设备，选择300TLW-540IB型立式污水泵。该泵规格性能见表3-1。
表3-1 300TLW-540IB型立式污水泵规格性能
流量Q
扬程
H

转度
n

电动
机功
率N

效率

污物经过能力
气蚀余量
r

重量

固体

纤维

1414
392.8
16.6
970
110
77
250
1500
8.0
3150

3、泵站总扬程校核
水泵平面部署形式可直接影响机器间面积大小，同时，也关系到养护管理方便是否。机组间距以不妨碍操作和维修需要为标准。机组部署应保持运行安全、装卸、维修和管理方便，管道总长度最短，接头配件最少，水头损失最小，并应考虑泵站有扩建余地。
（1）吸水管路水头损失
每根吸水管流量为，选择管径为，流速为，，坡度为。吸水管路直管部分长度为1.0m，设有喇叭口（），弯头1个（0.67），闸阀1个（0.06），渐缩管1个（0.20）。
① 喇叭口
喇叭口通常取吸水管1.3~1.5倍，设计中取1.3
则 喇叭口直径为：
，取800

② 闸阀
，mm。
③渐缩管
选择
mm
其中，
得。
④ 直管部分为1.0m，管道总长为：
m
‰
则 沿程损失为：

局部损失为：

吸水管路水头损失为：

（2）出水管路水头损失
出水管直管部分长为5m，设有渐扩管1个（0.20），闸阀1个（0.06），单向止回阀（1.7，）。
沿程水头损失：
局部水头损失：
总出水水头损失：
（3）水泵总扬程
水泵总扬程用下式计算：

式中 ——吸水管水头损失，m；
——出水管水头损失，m；
——集水池最低工作水位和所提升最高水位之差，m；
——自由水头，通常取=1.0m 。

故选择5台300TLW-540IB型立式污水泵是适宜。
3.3沉砂池
沉砂池是借助污水中颗粒和水比重不一样，使大颗粒砂粒、石子、煤渣等无机颗粒沉降，以去除相对密度较大无机颗粒。常见沉砂池有平流沉砂池、曝气沉砂池、竖流式沉砂池、涡流式沉砂池和多尔沉砂池。这多个沉砂池各有其优点，不过在实际工程中通常多采取曝气沉砂池。本设计中采取曝气(aeration)沉砂池，其优点是：经过调整曝气量可控制污水旋转流速，使之作旋流运动，产生离心力，去除泥砂，排除泥砂较为清洁，处理起来比较方便；且它受流量改变影响小，除砂率稳定。同时，对污水也起到预曝气作用。
3.3.1曝气沉砂池
本设计中选择三组曝气沉砂池，N=3组。每组沉砂池设计流量为0.502。
3.3.2设计参数
1、水平流速宜为0.1m／s。
2、最高时流量停留时间应大于2min。
3、有效水深宜为2.0～3.Om，宽深比宜为1～1.5。
4、处理每立方米污水曝气量宜为0.1～0.2m3空气。
5、进水方向应和池中旋流方向一致，出水方向应和进水方向垂直，并宜
设置挡板。
6、污水沉砂量，可按每立方米污水0.03L计算；合流制污水沉砂量应依据实际情况确定。
7、 砂斗容积不应大于2d沉砂量，采取重力排砂时，砂斗斗壁和水平面倾角不应小于55°。
8、池底坡度通常取为0.1～0.5。
9、沉砂池除砂宜采取机械方法，并经砂水分离后贮存或外运。采取人工排砂时，排砂管直径不应小于200mm。排砂管应考虑防堵塞方法。
3.3.3曝气沉砂池设计计算
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 =3

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

3、池总宽度

式中 沉砂池宽度，；
沉砂池有效水深，。
设计中取 =2
在1.0~1.5之间。
4、池长

5、每小时所需空气量

式中 每小时所需空气量，；
1污水所需要空气量，。
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
清除沉砂间隔时间，设计中取=2。

从而可计算得每个沉砂斗容积为：
7、沉砂斗几何尺寸计算
设计中取沉砂斗底宽为0.5，沉砂斗壁和水平面倾角为，沉砂斗高度
则 沉砂斗上口宽度为：
沉砂斗有效容积：

8、池子总高
设池底坡度为0.4，破向沉砂斗，池子超高
则 池底斜坡部分高度：
池子总高：
9、验算流速
当有一格池子出故障，仅有两格池子工作时：

当有两格池子出故障，仅有一格池子工作时：

10、进水渠道
格栅出水经过管道送入沉砂池进水渠道，然后进入沉砂池，进水渠道水流流速

式中 进水渠道水流流速，；
进水渠道宽度，；
进水渠道水深，。
设计中取 =1.2，=0.8。

水流经过进水渠道再分别由进水口进入沉砂池，进水口尺寸900×900，流速校核：

进水口水头损失
代入数值得：
进水口采取方形闸板，SFZ型明杆或镶钢铸铁方形闸门SFZ—900，沉砂斗采取H46Z—2.5旋启式底阀，公称直径200mm。
11、出水堰计算
出水采取沉砂池末端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 堰上水头，；
流量系数，通常取0.4~0.5，设计中取=0.4；
堰宽，，等于沉砂池宽度。

出水堰后自由跌落高度0.12，出水流入出水槽，出水槽宽度1.0，出水槽水深0.6，水流流速。采取出水管道在出水槽中部和出水槽连接，出水槽用钢混管，管径，管内流速，水利坡度‰，水流经出水槽流入集配水井。
12、排砂装置
采取吸砂泵排砂，吸砂泵设置在沉砂斗内，借助空气提升将沉砂排出沉砂池，吸砂泵管径200。
曝气沉砂池示意图见下图3-3
图3-3 曝气沉砂池剖面图示意图
1—压缩空气管 2—空气扩散管 3—集砂槽

3.3.4曝气沉砂池曝气计算
1、空气干管设计
干管中空气流速通常为10～15m/s,取空气流速12m/s,则

2、支管设计
干管上设10根配气管，则每根竖管上供气量为：
根
沉砂池总平面面积为：L×B = ，取
选择YBM-2型号膜式扩散器，每个扩散器服务面积为1.5m2，直径为500mm，则需空气扩散器总数为：个。
则每根配气管有1个空气扩散器，每个扩散器配气量为：
。

第四章 污水二级处理设计计算
污水经过一级处理后会处理掉一部分悬浮物（）和，处理程度按表4-1取值，而氮磷按不变计算
表4-1 处理厂处理效果
处理等级
处理方法
关键工艺
处理效果

一级
沉淀法
沉淀（自然沉淀）

二级
生物膜法
首次沉淀、生物膜反应、
二次沉淀

活性污泥法
首次沉淀、活性污泥反应、
二次沉淀

设计中取处理效果为：=，=
则 进入曝气池中