AAO工艺污水处理毕业设计.doc

目录
引言 3
⑴粗格栅 5
⑵细格栅 5
2 设计计算书 6
2.1 格栅的设计 6
⑴栅前水深h 6
⑵栅条间隙数n 7
⑶栅槽宽度B 7
⑷进水渠道渐宽部分的长度L1 7
⑸栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度 7
⑹过栅水头损失h1 7
⑺栅后槽总高度H 8
⑻栅槽总长度L 8
⑼每日栅渣量W 8
⑴栅前水深h 8
⑵栅条间隙数n 8
⑶栅槽宽度B 9
⑷进水渠道渐宽部分的长度L1 9
⑸栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度 9
⑹过栅水头损失h1 9
⑺栅后槽总高度H 10
⑻栅槽总长度L 10
⑼每日栅渣量W 10
2.2 曝气沉砂池的设计 10
⑴总有效容积V 10
⑵池断面积A 11
⑶池总宽度B 11
⑷每个池子宽度b 11
⑸池长L 11
⑹曝气系统设计计算： 11
采用鼓风曝气系统，罗茨鼓风机供风，穿孔管曝气。 11
①所需曝气量q 11
⑺沉砂斗所需容积V 12
⑻每个沉砂斗的容积Vo 12
⑼沉砂斗各部分尺寸 12
⑽沉砂室高度H 12
⑾空气管的计算 12
2.3 主体反应池的设计 13
⑴有关参数 13
①判断是否可采用A2/O法 13
②BOD5污泥负荷N 13
③回流污泥浓度XR 13
④污泥回流比R=100%。 14
⑤混合液悬浮固体浓度 14
⑥混合液回流比R内 14
⑵反应池容积V 14
[符合<0.06 kgTP/(kgMLSS·d)，符合要求] 14
⑶剩余污泥量W 14
①生成的污泥量W1 14
②内源呼吸作用而分解的污泥W2 14
③不可生物降解和惰性的悬浮物量（NVSS）W3，该部分占TSS约50% 15
④剩余污泥产量W 15
⑤污泥含水率q设为99.2% 15
⑥污泥龄ts 15
⑷反应池主要尺寸 15
⑸反应池进、出水系统计算 15
①进水管 15
②回流污泥管 16
③进水井 16
④出水堰及出水井 16
⑤出水管 16
⑹曝气计算 17
①设计需氧量AOR 17
= 1228.58 kgO2/h 18
AORmax = 1.4AOR = 1.4×29485.84 = 41280.18 kgO2/d = 1720.0 kgO2/h 18
②标准需氧量 18
CL —— 曝气池内平均溶解氧，取CL=2mg/L； 18
⑺厌氧池设备选择（以单组反应池计算） 19
⑻缺氧池设备选择（以单组反应池计算）两座 19
⑼污泥回流设备 19
⑽混合液回流设备 20
2.4 配水井的设计 20
⑴进水管管径D1 20
⑵矩形宽顶堰 21
2.5 辐流式二沉池的设计 21
⑴每座沉淀池表面积A1和池径D 21
⑵有效水深h2 22
⑶沉淀池总高度H 22
⑷沉淀池周边处的高度为：h1 + h2 + h3 =0.3+3.75+0.3= 4.35 m 23
2.6 浓缩池的设计 23
⑴浓缩池面积A 23
⑵浓缩池直径D 23
⑶浓缩池深度H 23
2.7 污泥贮泥池的设计 24
2.8 构筑物计算结果及说明 24
3.1 布置原则 26
⑴按功能分区，配置得当 26
⑵功能明确，布置紧凑 26
⑶顺流排列，流程简捷 26
⑷充分利用地形，平衡方土，降低工程费用 26
⑸必要时应预留适当余地，考虑扩建和施工可能（尤其是对大中型污水处理厂）。 26
⑹构（建）筑物布置应注意风向和朝向 26
3.2 平面布置 26
3.3 附属构筑物的布置 26
4.1 水头损失 27
4.2.1二沉池 27
5.1 生产班次和人员安排 28
5.2 投资估算 29
5.2.1.1土建计算 29
(20×20×3.14×2.85+326.15)×4=7811.5 m3 29
(23×3.14×3.825+64.2)×2=680.9 m3 29
5.2.1.2设备费用 30
4.0 30
5.2.3第二部分费用 30
5.2.4工程预备费 31
5.3 单位水处理成本估算 31
5.3.1.1动力费E1 31
5.3.1.2工人工资E2 31
6 结论 32
[10]邵林广.南方城市污水处理工艺的选择.《给水排水》V01.26，NO.6，2000 33
[12]张自杰.排水工程（下册.第四版）.北京，中国建筑工业出版社，2000 33
[14]周金全.城市污水处理工艺设备及招标投标管理.北京，化学工业出版社，2003 33

引言
随着工农业的发展和人口的增加，污水的排放量迅速增加与日俱增。目前我国每年排放的污水量已超过400亿立方米，且处理率低，大量污水直接排入天然水体，造成了严重的水体污染，据统计已有超过80%的河流受到不同程度的污染。因此，加快污水处理工程的建设，提高污水处理率，保护有限的水资源，已经成为我国环境保护工作的紧迫任务。
1996年的全国第四次环境保护会议强调保护环境是实施我国可持续发展的关键，并将防治水污染作为全国性重点。根据预测，从2000年至2020年，我国每年新建的污水处理厂的处理能力将达300～400万m3/d，而中小型污水处理厂则是城市污水处理事业的主力军。我国现有668个城市中，仅有123个城市有307座不同处理等级的城市污水处理厂，其中城市污水二级处理率10%左右，全国17000个建制镇，绝大多数没有排水和污水处理设施。因此探索适合中小城市的磷工艺。此工艺的特点是工艺不仅简单，总水力停留时间小于其他的同类设备，厌氧(缺氧)/好氧交替进行，不宜于丝状菌的繁殖，基本不存在污泥膨胀问题，不需要外加碳源，厌氧和缺氧进行缓速搅拌，运行费用低，处理效率一般能达到BOD5和SS为90%～95%，总氮为70%以上，磷为90%左右。因此宜选采用此方案来处理本次设计的污水。
1.2.3.4工艺流程
S市城市污水处理厂拟采用的如下工艺流程（图1）。

1.2.3.5流程说明
城市污水通过格栅去除固体悬浮物，然后进入曝气沉砂池去除污水中密度较大的无机颗粒污染物（如泥砂，煤渣等），流入初沉池，然后进入生物池进行脱氮除磷氧区，培养不同微生物的协调作用，在处理常规有机物的同时脱氮除磷。经过生物降解之后的污水经配水井流至二沉池，进行泥水分离，二沉池的出水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准GB18918-2002》的一级标准中的B标准，即可排放。二沉池的污泥除部分回流外其余经浓缩脱水后外运。

1.2.4主要构筑物说明
1.2.4.1格栅
格栅是由一组平行的金属栅条或筛网制成，安装在污水渠道上，泵房集水井的进口处或污水处理厂的端部，用以截流较大的悬浮物或漂浮物。城市污水中一般会含有纤维、碎皮、毛发、果皮、蔬菜、塑料制品等，均须进行拦截从而防止管道堵塞，提高处理能力。本设计先设粗格栅拦截较大的污染物，再设细格栅去除较小的污染物质。
设计参数：
⑴粗格栅
栅条间隙e=0.025m 栅条间隙数n=35个 栅条宽度S=0.01m
栅槽宽B=1.3m 栅前水深h=0.7m 格栅安装角
栅后槽总高度H=1.05m 栅槽总长度L=3.13m
⑵细格栅
栅条间隙e=0.01m 栅条间隙数n=86个 栅条宽度S=0.01m
栅槽宽B=1.8m 栅前水深h=0.7m 格栅安装角
栅后槽总高度H=1.2m 栅槽总长度L=2.7m
1.2.4.2曝气沉砂池
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，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，使池内水产生与主流垂直的横向旋流。曝气式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。
设计参数：L＝12m、B＝3.0m、H＝3m，有效水深h=3m，水力停留时间t=2min，
曝气量，排渣时间间隔T=1d。
1.2.4.3预缺氧池

1.2.4.5厌氧池

污水在厌氧反应器与回流污泥混合。在厌氧条件下，聚磷菌释放磷，同时部分有机物发生水解酸化。
设计参数：L＝35、B＝9、H＝8，有效水深：7m，超高：1m，污泥回流比R=100%，水力停留时间t=1.0h。
1.2.4.6缺氧池
污水在厌氧反应器与污泥混合后再进入缺氧反应器，发生生物反硝化，同时去除部分COD。硝态氮和亚硝态氮在生物作用下与有机物反应。
设计参数：L＝53、B＝9、H＝8，有效水深：7m，超高：1m，污泥回流比R=100%，水力停留时间t=1.5h。
1.2.4.7好氧池
发生生物脱氮后，混合液从缺氧反应器进入好氧反应器——曝气池。在好氧作用下，异养微生物首先降解BOD、同时聚磷菌大量吸收磷，随着有机物浓度不断降低，自养微生物发生硝化反应，把氨氮降解成硝态氮和亚硝态氮。具体反应：

设计参数：L＝66、B＝24、H＝8，有效水深：7m，超高：1m，曝气方式：采用表面曝气，水力停留时间t=5.0h，出水口采用跌水。
1.2.4.8二沉池
二次沉淀池的作用是泥水分离，使污泥初步浓缩，同时将分离的部分污泥回流到厌氧池，为生物处理提高接种微生物，并通过排放大部分剩余污泥实现生物除磷。
本设计采用辐流式沉淀池。其设计参数：D＝40m、H＝6.95m，有效水深h=3.75m，沉淀时间t=2.5h。
2 设计计算书
2.1 格栅的设计
2.1.1设计参数
每日栅渣量大于0.2m3,一般应采用机械清渣。
过栅流速一般采用0.6～1.0m/s。
格栅前渠道内的水流速度一般采用0.4～0.9m/s。
格栅倾角一般采用45°～75°。
通过格栅的水头损失，粗格栅一般为0.2m，细格栅一般为0.3～0.4m。
2.1.2设计计算
2.1.2.1粗格栅
格栅斜置于泵站集水池进水处，采用栅条型格栅，设六组相同型号的格栅，其中两组为备用,过栅流速v2=0.7 m/s，格栅间隙为e=25mm，采用人工清渣，格栅安装倾角为60°。
⑴栅前水深h

设计流量为：

代入数据
∴栅前水深 h = 0.7
⑵栅条间隙数n

式中：
n —— 栅条间隙数，个；
Qmax ——最大设计流量，m3/s；
α—— 格栅倾角度；
e —— 栅条净间隙，粗格栅e＝50～100mm，中格栅e＝10～40mm，细格栅e＝3～10mm；
v —— 过栅流速，m/s。
将数值代入上式：

⑶栅槽宽度B
B = S（n-1）+ en
式中：
B —— 栅槽宽度，m；
S —— 栅条宽度，m,取0.01m；
n —— 栅条间隙数，个；
e —— 栅条净间隙，粗格栅e＝50～100mm，中格栅e＝10～40mm，细格栅e＝3～10mm。
将数值代入上式：
B = S（n-1）+ en＝0.01×(35-1)+0.025×35=1.3m
⑷进水渠道渐宽部分的长度L1
设进水渠道宽B1=0.85m，渐宽部分展开角α1= 20°，
则进水渠道渐宽部分长度：
⑸栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度

⑹过栅水头损失h1

式中：
h1 —— 过栅水头损失，m；
h0 —— 计算水头损失，m；
g —— 重力加速度，9.81m/s2；
k —— 系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增大的倍数，一般k=3；
ξ—— 阻力系数，与栅条断面形状有关 ，ξ，
当为矩形断面时，β=2.42。
∵采用矩形断面β=2.42，ξ=2.42×=0.72
∴h1=kh0=k=3×0.72××sin60°=0.05m
⑺栅后槽总高度H
设栅前渠道超高h2=0.3m，栅前槽高
H1 = h + h2 =0.7+0.3=1.0m
H= h + h1 + h2 =0.7+0.05+0.3=1.05 m
⑻栅槽总长度L
L = L1 + L2 + 0.5 + 1.0 + ＝0.7+0.35+0.5+1.0+ =3.13 m
⑼每日栅渣量W

式中：
W —— 每日栅渣量，m3/d；
W1 —— 栅渣量，（m3/103m3 污水）取0.1～0.01；
W1 = 0.01 m3/103m3，代入各值：
= 0.3m3/d
采用机械清渣。
2.1.2.2细格栅
采用栅条型格栅，设六组相同型号的格栅，其中两组为备用,过栅流速为v2=0.7 m/s，格栅间隙为e=10mm，采用机械清渣，格栅安装倾角为60°。
⑴栅前水深h

设计流量为：

代入数据
∴栅前水深 h = 0.7m
⑵栅条间隙数n

式中：
n —— 栅条间隙数，个；
Qmax ——最大设计流量，m3/s；
α—— 格栅倾角度；
e —— 栅条净间隙，粗格栅e＝50～100mm，中格栅e＝10～40mm，细格栅e＝3～10mm；
v —— 过栅流速，m/s。
将数值代入上式：

⑶栅槽宽度B
B = S（n-1）+ en
式中：
B —— 栅槽宽度，m；
S —— 栅条宽度，m,取0.01m；
n —— 栅条间隙数，个；
e —— 栅条净间隙，粗格栅e＝50～100mm，中格栅e＝10～40mm，细格栅e＝3～10mm。
将数值代入上式：
B = S（n-1）+ en＝0.01×(86-1)+0.01×86=1.8m
⑷进水渠道渐宽部分的长度L1
设进水渠道宽B1=1.5m，渐宽部分展开角α1= 20°，
则进水渠道渐宽部分长度：
⑸栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度

⑹过栅水头损失h1

式中：
h1 —— 过栅水头损失，m；
h0 —— 计算水头损失，m；
g —— 重力加速度，9.81m/s2；
k —— 系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增大的倍数，一般k=3；
ξ—— 阻力系数，与栅条断面形状有关 ，ξ，
当为矩形断面时，β=2.42。
∵采用矩形断面β=2.42，ξ=2.42×=2.42
∴h1=kh0=k=3×2.42××sin60°=0.2m
⑺栅后槽总高度H
设栅前渠道超高h2=0.3m，栅前槽高
H1 = h + h2 =0.7+0.3=1.02m
H= h + h1 + h2 =0.72+0.2+0.3=1.2 m
⑻栅槽总长度L
L = L1 + L2 + 0.5 + 1.0 + ＝0.42+0.21+0.5+1.0+ =2.7 m
⑼每日栅渣量W

式中：
W —— 每日栅渣量，m3/d；
W1 —— 栅渣量，（m3/103m3 污水）取0.1～0.01；
W1 = 0.08 m3/103m3，代入各值：
= 3.1m3/d
采用机械清渣。
2.2 曝气沉砂池的设计
2.2.1设计参数
旋流速度应保持0.25～0.3m/d。
水平流速为0.085 m/d。
最大时流量的停留时间为1～3min。
有效水深为2～3m，宽深比一般采用1～1.5。
长宽比可达5，当池场比池宽大得多时，应考虑设置横向挡板。
处理每立方米污水的曝气量为0.1～0.2m3空气。
2.2.2设计计算
⑴总有效容积V

式中：
V —— 总有效容积，m3；
Qmax —— 最大设计流量，m3/s；
t —— 最大设计流量时的停留时间，min，取t =2min。
将数值代入上式：

⑵池断面积A

式中：
A —— 池断面积，m2；
V —— 最大设计流量时的水平前进速度，m/s，取V=0.01 m/s。
将数值代入上式：

⑶池总宽度B

式中：
B —— 池总宽度，m；
H —— 有效水深，m,取H = 3m。
将数值代入上式：

⑷每个池子宽度b
取n=2格，
宽深比：，符合要求。
⑸池长L

式中：
L —— 池长，m。
将数值代入上式：

⑹曝气系统设计计算：
采用鼓风曝气系统，罗茨鼓风机供风，穿孔管曝气。
①所需曝气量q
=
式中：
q —— 所需曝气量，m3/h；
D —— 每m3污水所需曝气量，m3/m3,取D=0.2 m3/m3。
将数值代入上式：

②供气压力P=(h1+h2+h3+h4+)
式中：h1 + h2——供风管道沿程局部损失之和，取 0.2m；
h3 ——曝气器淹没水头，取2.8m；
h4 ——曝气器阻力，取0.4m ；
Δh——富余水头，取0.5m。
P=(0.2+2.8+0.4+0.5)=38.22kpa
⑺沉砂斗所需容积V
T取1d

x1 —— 城市污水沉砂量 （取3m3/105m3）
⑻每个沉砂斗的容积Vo
设每一格有2个砂斗，共4个砂斗

⑼沉砂斗各部分尺寸
设斗底宽a1=1.2m，斗壁与水平的倾角为55o ，斗高h3'=0.6m沉砂斗上口宽：

沉砂斗容积:

⑽沉砂室高度H
采用重力排砂，设池底坡度为 0.3。坡向砂斗，超高h1=0.3m

池总高度:

⑾空气管的计算
在沉砂池上设一根干管，每根干管上设4对配气管，共8条配气竖管。则：
每根竖管上的供气量为：

沉砂池总平面面积为：

选用YBM-2型号的膜式扩散器，每个扩散器的服务面积为2m2，
直径为200mm，则需空气扩散器总数为： 个。

2.3 主体反应池的设计
2.3.1设计参数
表2 设计参数
项目
数值
BOD5污泥负荷 [kgBOD5/（kgMLSS.d）]
<0.18
TN负荷[ kgTN/（kgMLSS.d）]
<0.05(好氧段)
TP负荷[ kgTP/（kgMLSS.d）]
<0.06(厌氧段)
污泥浓度MLSS（mg/L）
3000～4000
污泥龄θc(d)
15～20
水力停留时间t(h)
8～11
各段停留时间比例A1：A2：A3：O
（0.5：1.5：2：3）～（0.5：1.5：2：4）
污泥回流比R（%）
50～100
混合液回流比R内(%)
100～300
溶解氧浓度DO(mg/L)
厌氧池〈0.2缺氧池≤0.5好氧池=2
COD/TN
〉8
TP/BOD5
〈0.06
2.3.2设计计算
⑴有关参数
①判断是否可采用A2/O法

符合要求。
②BOD5污泥负荷N
为保证生物硝化效果，BOD负荷取:0.12 kgBOD5/（kgMLSS.d）。
③回流污泥浓度XR
根据
式中:
SVI —— 污泥指数，取SVI=150
r —— 一般取1.2
将数值代入上式：

④污泥回流比R=100%。
⑤混合液悬浮固体浓度
⑥混合液回流比R内
TN去除率ηTN=
混合液回流比R内
为了保证脱氮效果，实际混合液回流比R内取100％
⑵反应池容积V

反应池总水力停留时间：

各段水力停留时间和容积：预缺氧段0.5h,厌氧段1.0 h,缺氧段1.5h,好氧段5.0h。
池容：V缺=2500m3, V厌=5000m3, V缺=7500 m3, V好=25000 m3。

⑷ 校核氮磷负荷，kg/(kgMLSS·d)
好氧段总氮负荷= ==0.049 kgTN/(kgMLSS·d)
[<0.05 kgTN/(kgMLSS·d)， 符合要求]
厌氧段总磷负荷= ==0.32kgTP/(kgMLSS·d)
[符合<0.06 kgTP/(kgMLSS·d)，符合要求]
⑶剩余污泥量W
①生成的污泥量W1

式中：
Y —— 污泥增殖系数，取Y=0.6。
将数值代入上式

②内源呼吸作用而分解的污泥W2

式中：
kd —— 污泥自身氧化率，取kd=0.05。
Xr —— 有机活性污泥浓度，Xr=fX，（污泥试验法）
∴Xr=0.75×4000=3000mg/L

③不可生物降解和惰性的悬浮物量（NVSS）W3，该部分占TSS约50%

④剩余污泥产量W
W = W1 - W2 + W3 = 10080-6000+7800=11880 kg/d
⑤污泥含水率q设为99.2%
剩余污泥量：
⑥污泥龄ts

⑷反应池主要尺寸
反应池总容积V=40000m3
设反应池2组，单组池容
有效水深h取7.0m
单组有效面积
采用5廊道式推流式反应池，廊道宽b取10m
单组反应池长
校核：b/h=10/7=1.4（满足b/h=1～2）
L/b=57/10=5.7（满足L/b=5～10）
取超高为1.0m，则反应池总高H = 7.0 + 1.0 =8.0 m
⑸反应池进、出水系统计算
①进水管
单组反应池进水管设计流量
取管道流速v=0.8m/s
管道过水断面积
管径
取进水管管径DN1200mm
②回流污泥管
单组反应池回流污泥管设计流量
取管道流速v=0.8m/s
管道过水断面积
管径
取进水管管径DN1200mm
③进水井
反应池进水孔尺寸：
进水孔过流量
取孔口流速v=0.8m/s
孔口过水断面积
孔口尺寸取为2m×1.2m
进水井平面尺寸取为3.2m×3.2m
④出水堰及出水井
按矩形堰流量公式计算：

式中：

b —— 堰宽，b=8m
H —— 堰上水头,m,
出水孔过流量Q4=Q3=2.78m3/s
取孔口流速v=0.8m/s
孔口过水断面积
孔口尺寸取为2.5m×1.6m
出水井平面尺寸取为3.2m×2.6m
⑤出水管
反应池出水管设计流量Q5=Q1=0.93m3/s
取管道流速v=0.8m/s
管道过水断面积
管径
取进水管管径DN1200mm
校核管道流速
⑹曝气计算
①设计需氧量AOR
AOR = 去除BOD5需氧量 - 剩余污泥中BODu氧当量 + NH3-N硝化需氧量 – 剩余污泥中NH3-N的氧当量 - 反硝化脱氮产氧量
碳化需氧量D1

假设生物污泥中含氮量以12.4%计，则：
每日用于合成的总氮=0.124×4080=506.0（kg/d）
即，进水总氮有用于合成。
被氧化的NH3-N = 进水总氮 – 出水总氮量 – 用于合成的总氮量
= 35 – 15 – 4.22 = 15.78 mg/L
所需脱硝量 = 35 – 25– 4.22= 5.78 mg/L
需还原的硝酸盐氮量
设进水碱度为250，将各值代入：
剩余碱度SALK1 =250－7.14×15.78+3.57×5.78+0.1×（160－20）
=172>100(mg/l) (以CaCO3 计)
可维持PH在6～9。
硝化需氧量D2

反硝化脱氮产生的氧量D3
D3 = 2.86NT = 2.86×693.6 = 1983.70 kgO2/d
总需氧量AOR = D1+D2-D3 = 18789.37+8712.77-1983.70= 29485.84kgO2/d
= 1228.58 kgO2/h
最大需氧量与平均需氧量之比为1.4，则
AORmax = 1.4AOR = 1.4×29485.84 = 41280.18 kgO2/d = 1720.0 kgO2/h
去除每1kgBOD5的需氧量：

②标准需氧量
氧转移效率EA=20%，计算温度T=25℃。将实际需氧量AOR换算成标准状态下的需氧量SOR。

式中：
ρ—— 气压调整系数，，工程所在地区实际大气压约为1.013×105Pa，故此

CL —— 曝气池内平均溶解氧，取CL=2mg/L；
CS（20） —— 水温20℃时清水中溶解氧的饱和度，mg/L；
Csm(T) —— 设计水温T℃时好氧反应池中平均溶解氧的饱和度，mg/L；
α —— 污水传氧速率与清水传氧速率之比，取0.82；
β —— 污水中饱和溶解氧与清水中饱和溶解氧之比，取0.95。
查表得水中溶解氧饱和度：CS（20）=9.18 mg/L，CS（30）=8.38 mg/L
空气扩散气出口处绝对压为：pb = 1.013×105+9.8×103H
= 1.013×105+9.8×103×4 = 1.405×105 Pa
空气离开好氧反应池时氧的百分比：

好氧反应池中平均溶解氧饱和度：

标准需氧量为：

相应最大时标准需氧量：
SORmax = 1.4SOR = 1.4×49242.46 = 64739.44 kgO2/d = 2697.48kgO2/h
好氧反应池平均时供气量：
最大时供气量：
Gsmax = 1.4Gs = 44958.06 m3/h
③供气压力P=(h1+h2+h3+h4+)
式中：h1 + h2——供风管道沿程局部损失之和，取 0.2m；
h3 ——曝气器淹没水头，取3.8m；
h4 ——曝气器阻力，取0.4m ；
Δh——富余水头，取0.5m。
P=(0.2+3.8+0.4+0.5)=40.82kpa
④曝气头数量计算（以单组曝气池计算）
按供氧能力计算曝气器数量
h1=
式中h1 ——按供氧能力所需曝气器个数，个；
qc——曝气器标准状态下，与曝气池工作条件相似的供氧能力，kgO2 /（h·个）。采用微孔曝气器，参照有关工作手册，工作水深4.3m，在供风量1～3m3 /（h·个）时曝气器氧利用率EA=20%，服务面积0.3～0.75m2，充氧能力qc =0.14 kgO2 /（h·个），则：
好氧池中曝气器数量
h1==2409（个）
⑺厌氧池设备选择（以单组反应池计算）
厌氧池设导流墙，将厌氧池分成3格，每格内设潜水搅拌机1台。
厌氧池有效容积V 厌=35×9×8=2520m3
⑻缺氧池设备选择（以单组反应池计算）两座
缺氧池设导流墙，将缺氧池分成3格，每格内设潜水搅拌机1台。
预缺氧池有效容积V 缺=16×10×8=1274m3
缺氧池有效容积V 缺=53×9×8=3816m3
⑼污泥回流设备
污泥回流比R=100%
污泥回流量QR=RQ=1×160000=160000m3/d=6700m3/h
设回流污泥泵房1座，内设4台潜污泵（2用1备）
单泵流量
水泵扬程根据竖向流量确定
⑽混合液回流设备
①混合液回流泵
混合液回流比R内=100%
混合液回流量QR=R内Q=1×160000=160000m3/d=6700m3/h
设混合液回流泵房1座，内设4台潜污泵（4用1备）
单泵流量
②混合液回流管
回流混合液由出水井重力流至混合液回流泵房，经潜污泵提升后送至缺氧段首端。
混合液回流管设计流量
泵房进水管设计流速采用v=1.2m/s
管道过水断面积
管径
取进水管管径DN1000mm
校核管道流速
③泵房压力出水总管设计流量
设计流速采用v=1.2m/s
管道过水断面积
管径
取进水管管径DN1000mm
2.4 配水井的设计
2.4.1设计参数
水力配水设施基本的原理是保持各个配水方向的水头损失相等。
配水渠道中的水流速度应不大于1.0m/s，以利于配水均匀和减少水头损失。
2.4.2设计计算
⑴进水管管径D1
配水井进水管的设计流量为Q = 160000/24 = 6700 m3/h,当进水管管径D1=1550mm时，查水力计算表，得知v=1.0m/s，满足设计要求。
⑵矩形宽顶堰
进水从配水井底部中心进入，经等宽度堰流入4个水斗再由管道接入4座后续构筑物，每个后续构筑物的分配水量为q = 6700/4 = 1675 m3/h 。配水采用矩形宽顶溢流堰至配水井。
①堰上水头H
因单个出水溢流堰的流量为q = 6700/4 = 1675 m3/h = 465.3L/s，一般大于100 L/s采用矩形堰，小于100 L/s采用三角堰，所以，本设计采用矩形堰（堰高h取0.5m）。
矩形堰的流量：

式中：
q —— 矩形堰的流量，m3/s；
H —— 堰上水头，m；
b —— 堰宽，m，取堰宽b = 1.2m；
mo —— 流量系数，通常采用0.327～0.332，取0.33。
则，
②堰顶厚度B
根据有关实验资料，当时，属于矩形宽顶堰。取B = 1.2m，这时（在2.5～10范围内），所以，该堰属于矩形宽顶堰。
③配水管管径D2
设配水管管径D2 = 900mm,流量q = 6700/4 = 1675 m3/h = 465.3 L/s，查水力计算表，得知v=0.85m/s。
④配水漏斗上口口径D
按配水井内径的1.5倍设计，D = 1.5×D1 = 1.5×1550 = 2325 mm
2.5 辐流式二沉池的设计
2.5.1设计参数
池子直径与有效水深之比宜为6～12。
池子直径不宜小于16m。
池底坡底不宜小于0.05。
2.5.2设计计算
⑴每座沉淀池表面积A1和池径D

式中：
A1 —— 每池表面积，m2；
D —— 每池直径，m；
n —— 池数；
qo —— 表面水力负荷，m3/(m2.h)。
取qo=1.5 m3/(m2.h)，n=4座
将数值代入上式：

，取D=40m
⑵有效水深h2
h2 = qot
h2 = qot
式中：
h2 —— 有效水深，m；
t —— 沉淀时间。
取沉淀时间t=2.5h
h2 = qot = 1.5×2.5 = 3.75 m
D/ h2 = 40/3.75 ≈ 10.67,合格
⑶沉淀池总高度H
H = h1 + h2 + h3 + h4 + h5
式中：
H —— 总高度，m；
h1 —— 保护高，取0.3m；
h2 —— 有效水深，m；
h3 —— 缓冲层高，m，非机械排泥时宜为0.5m；机械排泥时，缓冲层上缘宜高出刮泥板0.3m；
h4 —— 沉淀池底坡落差，m；
h5 —— 污泥斗高度，m。
每池每天污泥量W1
，其中S取0.5L/（p.d），由于用机械排泥，所以污泥在斗内贮存时间用4h，
N为设计人口20万。
∴
设池底进向坡度为0.05，污泥斗底部直径r2 = 1m，上部直径r1 = 2m，倾角60°。
污泥斗容积
h5 = (r1-r2)tgα = (2-1) tg60°=1.7m
∴
坡底落差h4 = （R-r1）×0.05 = （20-2）×0.05 = 0.9 m，R = D/2
因此，池底可贮存污泥的体积为:

共可贮存污泥体积为V1 + V2 = 12.46 + 313.69 = 326.15 m3 > 5.83 m3，足够。
沉淀池总高度H = h1 + h2 + h3 + h4 + h5 =0.3+3.75+0.3+0.9+1.7= 6.95 m
⑷沉淀池周边处的高度为：h1 + h2 + h3 =0.3+3.75+0.3= 4.35 m
2.6 浓缩池的设计
本次设计采用重力浓缩池，在前面已经算出日产剩余污泥量为：

设含水率po=99.2%，（即固体浓度Co =8kg/m3），
⑴浓缩池面积A
根据查固体通量经验值，污泥固体通量选用40kg/(m2.d)。
浓缩池面积
式中：
Q —— 污泥量，m3/d；
Co —— 污泥固体浓度，kg/m3；
G —— 污泥固体通量，kg/(m2.d)。

⑵浓缩池直径D
设计采用n=2个圆形辐流池。
单池面积
浓缩池直径，取D=15m
⑶浓缩池深度H
浓缩池工作部分的有效水深，式中，T为浓缩时间，h，取T=15h。

超高h1=0.3m，缓冲层高度h3=0.3m，浓缩池设机械刮泥，池底坡度i=1/20,污泥斗下底直径D1=1.0m，上底直径D2=2.4m。
池底坡度造成的深度
污泥斗高度
浓缩池深度H = h1 + h2 + h3 + h4 + h5 = 0.3+3.125+0.3+0.3+1.2 = 5.23m
2.7 污泥贮泥池的设计
进泥量：两座，每座设计进泥量为QW=1485÷2=783m3/d
贮泥时间：T=12h
单个池容为：
V=QWT=783.×12÷24=400m3
贮泥池尺寸：
将贮泥池设计为正方形，其L×B×H=10m×10m×4m
2.8 构筑物计算结果及说明

表3 构筑物计算结果一览表
序号
类型
尺寸
选型及备注
1
粗格栅
栅前水深 h = 0.7m
栅槽宽度B=1.3m
栅后总高H=1.05m
栅槽总长L=3.13m
1. 每日栅渣量W=0.3m3/d。
2. 共6组格栅，2组备用。
3. 选用三台GH–2500型链条回转式多耙格栅除污机，功率为1.5～2.2KW。
2
提升泵房
10 m×5 m
1. 采用5台（4用1备），每台水泵的设计流量Q=1725m3/h
2. 选用400QW1800–32型排水泵，处理流量1800m3/h ，扬程32m，出水口径400mm，功率为186.71KW。
3
细格栅
栅前水深 h = 0.7m
栅槽宽度B=1.8m
栅后总高H=1.2m
栅槽总长L=2.7m
1. 每日栅渣量W=3.1m3/d。
2. 共6组格栅2组备用。
3. 选用三台GH–2500型链条回转式多耙格栅除污机，功率为1.5～2.2KW。
4
曝气沉砂池
总宽B=6.0m
每格宽b=3.0m
池长L=12m
曝气量q=1303.2m3/h
1. 采用曝气沉砂池