毕业论文-5000立方米生活污水处理厂的工艺设计(氧化沟).doc

摘　　要

本次毕业设计的题目为5000立方米/天生活污水处理厂的工艺设计。主要任务是工艺流程选择及构筑物设计和计算。
其中初步设计要完成设计说明书一份、污水处理厂流程图一张，曝气沉砂池图一张，氧化沟图一张，二沉池图一张。
该污水处理厂工程，总规模达到5000吨/日。该污水厂的污水处理流程为：从泵房到沉砂池，进入氧化沟，二沉池，最后出水；污泥的流程为：从二沉池排出的剩余污泥首先进入浓缩池，进行污泥浓缩，然后进入污泥脱水车间进一步脱水后，运至垃圾填埋场。
出水执行国家污水综合排放标准（GB8978-1996）二级标准。

关键词：卡鲁塞尔氧化沟;生活污水处理;工艺设计
5000 cubic meter/day of sanitary sewage treatment plant technological design

Abstract This graduation project's topic is 5000 cubic meter/day of sanitary sewage treatment plant technological design.The primary mission is the technical process choice and the construction design and the computation.
And the preliminary design must complete design instruction booklet one, Sewage treatment plant flow chart, aeration sand collector chart, oxidation ditch chart, two sink pond chart.
This Sewage treatment plant project, the overall scale amounts to 5000 tons/days.This sewage factory's sewage treatment flow is: From the pump house to the sand collector, enters the oxidation ditch, two sink the pond, finally water leakage; The sludge flow is: From two sink the excess sludge which the pond discharges first to enter the concentration basin, carries on the sludge thickening, after then enters the sludge dewatering workshop further dehydrates, transports to trash fills in buries the field.
Water leakage execution country sewage synthesis emission standard (GB8978-1996) two levels of standards.

Key Words：Carew Sayre oxidation ditch;effluent treatment;process design

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目　　录

摘　　要 1
Abstract 2
引　　言 1
1设计任务的概述 2
1.1排水水量、水质及排放标准 2
1.2处理出水水质标准 2
2污水处理工艺方案选择 3
2.1设计原则 3
2.2工艺方案分析 3
2.3工艺流程确定 7
3污水处理工艺设计计算 9
3.1水质水量的确定 9
3.2格栅 9
3.2.1粗格栅设计 9
3.2.2污水提升泵房的设计 10
3.2.3细格栅的计算 11
3.3曝气沉沙池 13
3.3.1设计说明 13
3.3.2曝气沉沙池的的设计与计算 14
3.3.3水面标高 17
3.3.4配水井的计算 17
3.4氧化沟 18
3.4.1设计说明 18
3.4.2设计计算 18
3.5辐流式二沉池 21
3.5.1设计说明 21
3.5.2设计计算 22
3.6管道设计及布置 24
3.6.1进水管、事故管 24
3.6.2污水管 25
3.6.3污泥管 26
3.7高程布置 28
3.7.1布置原则 28
3.7.2建筑物的水头损失 28
3.7.3注意事项 29
3.7.4计算表 30
结　　论 32
参 考 文 献 33
在学研究成果 34
致　　谢 35

引　　言
本次毕业设计是以相关的资料为依据,设计一套生活污水处理厂工艺.其日处理量为5000立方米。由于生活污水的主要成分为有机物,所以本次设计采用了氧化沟工艺.氧化沟，又称循环曝气池，类似活性污泥的延时曝气法，近年来我国中小城市污水处理厂采用这一工艺较多。氧化沟不设初沉池，处理设施大大简化。氧化沟具有传统活性污泥法的特点，有机物去除率高，也具有脱氮功能。氧化沟这种高效、简单的特点，适合大、中、小型污水处理。氧化沟目前常用的有卡鲁塞尔氧化沟、奥贝尔氧化沟、三沟及双沟等交替式氧化沟等几种形式，其中以前两种更为常用。氧化沟的共同特点是污水在循环水池中流动，曝气方式主要采用表曝方式（近年来，也有鼓风曝气方式的氧化沟，也被称作氧化沟池型的普曝，结合了氧化沟及微孔曝气的优点）。氧化沟内缓慢流动时大量有机物被去除.处理后的水达到国家规定的二级排放标准.允许直接排放入河流和湖泊或用于农田灌溉.处理后的活性污泥经脱水后用于肥料。

第一章．设计任务的概述

生活污水主要是指日常生活中厨房、卫生间、淋浴房、洗衣房等生活设施中排出的废水，由于其中含有泥沙、油脂、皂液、食物屑、病菌、杂物等物质，体现在水质指标上，即生化需氧量（BOD5）、化学需氧量（COD）、悬浮物（SS）含量高，氮、磷含量高，富营养化。若不经处理，直接排入水体（江、河、湖、海和地下水）和土壤，将使水体和土壤中有机物浓度过高，而使水体及土壤富营养化。

1.1 排水水量、水质及排放标准
（1）． 水量
生活污水主要包括：化粪池出水、淋浴水、洗涤水及厨房污水等。
本方案设计处理量为：5000 m3/d
（2）． 水质及排放浓度
指标
PH
CODcr
BOD5
SS
NH3-N
水质范围
6～9
200～300mg/l
100～180mg/l
150～200mg/l
20～40mg/l
设计进水水质
6～9
240mg/l
130mg/l
160mg/l
30mg/l

1.2 处理出水水质标准
根据污水处理厂出水进入的水体水质按国家3类水体标准控制，同时执行国家关于污水排放的规范和标准，拟定出水水质指标为
水量：5000T/d； CODcr≤100mg/L； BOD5≤30mg/L； SS≤30mg/L ； NH3-N≤10mg/L

第二章．污水处理工艺方案选择
2.1设计原则
(1).本设计方案严格执行国家有关环境保护的各项规定,废水处理后必须确保各项出水水质指标均达到城市废水排放要求。
(2).针对本工程的具体情况和特点,采用成熟可靠的处理工艺和设备,尽量采用新技术、新材料,实用性与先进性兼顾,以实用可靠为主。
(3).处理系统运行应有较大的灵活性和调节余地,以适应水质、水量变化。
(4).管理、运行、维修方便,尽量考虑操作自动化,减少劳动强度。
(5).在不影响处理效果的前提下,充分利用原有的构筑物和设施,节省工程费用,减少占地面积和运行费。
(6).降低噪声,改善废水处理站及周围环境。
(7).本处理工艺流程要求耐冲击负荷,有可靠的运行稳定性。
2.2 工艺方案分析
1、 概述
生活污水处理工艺目前已相当成熟，其核心技术为活性污泥法和生物膜法，对活性污泥法（或生物膜法）的改进及发展形成了各种不同的生活污水处理工艺，传统的活性污泥法处理工艺在中小型生活污水处理已较少使用。根据污水的水量、水质和出水要求及当地的实际情况，选用合理的污水处理工艺，对污水处理的正常运行、处理费用具有决定性的作用。

2、 处理工艺分析比较
典型的生活污水处理完整工艺如下：
污水——前处理 —— 生化法—— 二沉池——消毒—— 出水
          |                     |
          -------污泥处理系统--
前处理也称为预处理技术，常用的有格栅或格网、调节池、沉砂池、初沉池等。
由于生活污水处理的核心是生化部分，因此我们称污水处理工艺是特指这部分，如接触氧化法、SBR法、A/O法等。用生化法（包括厌氧和好氧）处理生活污水在目前是最经济、最适用的污水处理工艺，根据生活污水的水量、水质及现场的条件而选择不同的污水处理工艺对投资及运行成本具有决定性的影响。下面就目前常用的生活污水处理工艺作一简介。
1、 无能耗地埋式小型生活污水装置
即改进型化粪池，工艺流程如下：
污水——厌氧水解池 —— 厌氧过滤池—— 氧化沟——出水
厌氧水解池即为国标化粪池，厌氧过滤池即为厌氧接触氧化池，内置填料，氧化沟即利用排水沟及强制通风，空气中的氧气溶入污水中的过程为自然进行。这一污水处理工艺适宜单个住宅楼的生活污水处理，且可与国标化粪池组合使用，其最大的优点是运行费用为零。出水水质可达到国家《污水综合排放标准》中的二级标准。
该工艺适宜于污水量小于20m3/d的污水处理工程，可在较为富裕的农村地区使用。
2、 A/O法
即厌氧—好氧污水处理工艺，流程如下：
污水——前处理——厌氧水解池——接触氧化池——沉淀池——过滤池——出水
                  |_______ 污泥回流___|
设计要点：
A：厌氧水解池采用上升流式厌氧污泥床反应器的形式，设计水力停留时间为2~4小时。
厌氧池下部为污泥床区，污泥床厚度通常控制在1~1.2M之间，进水系统可采用脉冲进水中阻力布水系统，底部设布水沟，保留污泥不沉积底部，呈悬浮状态。
污泥床平均浓度为30~35g/l,则污泥负荷为0.35~0.30kgCODcr/kg(ss).d。
B：生物接触氧化工艺是介于活性污泥法与生物膜法之间的一种污水处理工艺。池内设有填料，微生物一部分以生物膜的形式固着于填料表面，一部分则以絮状悬浮生长于水中，因此它兼有活性污泥法与生物滤池的特点。曝气系统可采用鼓风或射流曝氧增氧系统（设计时必须考虑投资及运行成本）。为培养微生物的不同的优势菌种，将接触氧化池分为两格是行之有效的。第一格有效水力停留时间为2.5小时，有机负荷为1.15kgBOD5/m3.d。第二格有效水力停留时间为1.5小时有机负荷0.768kgBOD5/m3.d。
A/O法的主要特点是：适应能力强；耐冲击负荷；高容积负荷；不存在污泥膨胀；排泥量非常少；具有较好的脱氮效果。
由A/O法衍生的A2/O、A3/O污水处理工艺，原理上是相似的。
3、SBR法
即间歇式活性污泥法，由于它具有一系列优于普通活性污泥法的特征，目前已普遍应用于污水处理工程中。SBR法中曝气池兼具沉淀的作用，厌氧、好氧也在同一池进行。其运行操作由流入、反应、沉淀、排放、待机五个工序组成。通过调节每个工序的时间，可达到除磷脱氮的效果。
前处理——SBR反应器 ——过滤——出水
             |
          污泥处置
设计要点：理论上SBR反应器的容积负荷有一个较在的范围为0.1~1.3 kgBOD5/m3.d，但为安全计，一般取低值，如0.1 kgBOD5/m3.d左右。最高水位和最低水位，最高水位即反应时的水位，最低水位是指排放工序结束时的水位，最低水位必须保证在排水在此水位时，沉淀污泥不随上清液而流失。
SBR工艺的主要特点有：出水水质较好；占地少；不产生污泥膨胀；除磷脱氮效果好。
4、氧化沟
氧化沟是活性污泥法的一种变形，其池体狭长，故称为氧化沟。氧化沟有多种构造型式，典型的有：A：卡罗塞式；B：奥巴尔型；C：交替工作式氧化沟；D：曝气—沉淀一体化氧化沟
氧化沟技术已广泛应用于大中型城市污水处理厂，其规模从每日几百立方米至几万立方米，工艺日趋完善，其构造型式也越来越多。其主要特点是：进出水装置简单；污水的流态可看成是完全混合式，由于池体狭长，又类似于推流式；BOD负荷低，处理水质良好；污泥产率低，排泥量少；污泥龄长，具有脱氮的功能。
设计要点：混合液悬浮固体浓度5000mg/l；生物固体平均停留时间，去除BOD5时，取5~8天，当要求硝化反应时取10~30天；水力停留时间为20、24、36、48h，根据对处理水水质要求而定；BOD—SS负荷（Ns）为0.03~0.07kgBOD/（kgMLSS.d）；BOD容积负荷（Nv）为0.1~0.2 kgBOD/（m3.d）；污泥回流比为50~150%；混合液在渠内的流速为0.4~0.5m/s；沟底流速为0.3 m/s。
本项目污水以有机污染为主，可生化性较好，重金属及其他难以生物降解的有毒有害污染物一般不超标，针对这些特点，以及出水要求，现有城市污水处理技术的特点，以采用生化处理最为经济。由于将来可能要求出水回用，处理工艺尚应硝化。
根据国内外已运行的大、中型污水处理厂的调查，要达到确定的治理目标，可采用“普通活性污泥法”或“氧化沟”法。
普通活性污泥法，也称传统活性污泥法，推广年限长，具有成熟的设计运行经验，处理效果可靠，如设计合理，运行得当，出水BOD5可达10-20mg/L，它的缺点是工艺路线长，工艺构筑物及设备多而复杂，运行管理困难，运行费用高。
氧化沟处理技术是20世纪50年代有荷兰人首创。60年代以来，这项技术在国外已被广泛采用，工艺及构筑物有了很大的发展和进步。随着对该技术缺点（占地面积大）的克服和对其优点的逐步深入认识，目前已成为普遍采用的一项污水处理技术。
氧化沟工艺一般可不设初沉池，在不增加构筑物及设备的情况下，氧化沟内不仅可完成碳源的氧化，还可实行脱氮，成为A/O工艺，由于氧化沟内活性污泥已经好氧稳定，可直接浓缩脱水，不必厌氧消化。
氧化沟污水处理技术已被公认为一种成功的革新的活性污泥法工艺，与传统活性污泥系统相比较，它在技术、经济等方面具有一系列独特的优点。
1、 工艺流程简单、构筑物少，运行管理方便。一般情况下，氧化沟工艺可比传统活性污泥法少建初沉池和污泥厌氧消化系统，基建投资少。另外，由于不采用鼓风曝气和空气扩散器，不建厌氧硝化系统，运行管理方便。
2、 处理效果稳定，出水水质好。
3、 基建投资省，运行费用低。
4、 污泥量少，污泥性质稳定。
5、 具有一定承受水量、水质冲击负荷的能力。
6、 占地面积少。
污水处理厂的基建投资和运行费用与各厂的污水浓度和建设条件有关，但在同等条件下的中、小型污水厂，氧化沟比其他方法低。
由以上资料，经过简单的分析比较，氧化沟工艺具有明显优势，故采用氧化沟工艺。

2.3 工艺流程确定：（如图所示）
说明：由于不采用池底空气扩散器形成曝气，故格栅的截污主要对水泵起保护作用，拟采用中格栅，而提升水泵房选用螺旋泵，为敞开式提升泵。为减少栅渣量，格栅栅条间隙已拟定为25.00mm。
曝气沉砂池可以克服普通平流沉砂池的缺点：在其截流的沉砂中夹杂着一些有机物，对被有机物包裹的沙粒，截流效果也不高，沉砂易于腐化发臭，难于处置。故采用曝气沉砂池。
本设计不采用初沉池，原则上应根据进水的水质情况来确定是否采用初沉池。但考虑到后面的二级处理采用生物处理，即氧化沟工艺。初沉池会除去部分有机物，会影响到后面生物处理的营养成分，即造成C/N比不足。因此不予考虑。
拟用卡罗塞尔氧化沟，去除COD与BOD之外，还应具备硝化和一定的脱氮作用，以使出水NH3低于排放标准，故污泥负荷和污泥泥龄分别低于0.15kgBOD/kgss.d和高于20.0d。
氧化沟采用垂直曝气机进行搅拌，推进，充氧，部分曝气机配置变频调速器，相应于每组氧化沟内安装在线DO测定仪，溶解氧讯号传至中控室微机，给微机处理后再反馈至变频调速器，实现曝气根据DO自动控制。
为了使沉淀池内水流更稳定（如避免横向错流、异重流对沉淀的影响、出水束流等）、进出水更均匀、存泥更方便，常采用圆形辐流式二沉池。向心式辐流沉淀池采用中心进水，周边出水，多年来的实际和理论分析，认为此种形式的辐流沉淀池，容积利用率高，出水水质好。设计流量 Q=5000m3/d=208.3 m3/h，回流比 R=0.7。

PAM
外运
污泥回流
污水
粗格栅
泵房
细格栅
曝气沉砂池
Caroussel氧化沟
配水井
污泥泵房
二沉池
巴士计量曹
污泥浓缩池
污泥脱水车间
集水井
排放
鼓风机房

第三章 污水处理工艺设计计算

3.1 水质水量的确定
1.水量的确定
Q=5000m3/d=208.3 m3/h=0.058 m3/s

2.水质的确定
指标
CODcr
BOD5
SS
NH3-N
设计进水水质
240mg/l
130mg/l
160mg/l
30mg/l

3.2 格栅
1.设计说明
格栅用以去除废水中较大的悬浮物、漂浮物、纤维物质和固体颗粒物质，以保证后续处理单元和水泵的正常运行，减轻后续处理单元的负荷，防止阻塞排泥管道。
本设计中在泵前和泵后各设置一道格栅。泵前为粗格栅，泵后为细格栅。

3.2.1 粗格栅的计算

最大设计流量Qmax
Qmax=Kz×Qp

式中的Kz为变化系数，Kz=1.42
Qmax=1.42×0.058=0.082 m3/s
一． 设计参数
设计流量 Qmax =0.082m3/s
格栅倾角60° 栅条采用断面形状为圆形的钢条,直径S=25mm
格栅间隙净宽 b=20mm
单位栅渣量 0.03m3栅渣/103m3污水
二． 设计计算
1. 栅条间隙数： 设栅前水深h=0.3m
n===15个
2. 栅槽宽度：
B=S（n-1）+bn
=0.025×(15-1)+0.02×15
=0.65m
3. 每日渣量W=QW=50.03
=0.15m3/d
宜采用手工清渣
4. 栅前槽高度
工作台台面高出栅前最高设计水位0.5m
故 H1=0.3+0.5=0.8m
5. 过栅水头损失
因栅条断面为圆形，形状系数为
h1=4/3 ()k
=1.79〔〕4/3()( sin60°)3
=0.15m
6. 栅后槽高度
H2=0.3+0.5+0.15=0.95m
7. 采用钢筋混凝土管

3.2.2 污水提升泵房的设计
本设计采用潜污泵湿式安装，即泵直接放在集水池中，泵的效率较高，而且节省投资和运行费用。
一.流量确定
Qmax＝0.082m3/s
二.集水池容积
考虑不小于泵1min的流量
W＝＝5m3
取有效水深h＝2m，
则集水池面积 A=＝＝2.5m2
三.泵站扬程计算
HST＝7.78-0.85＝6.93m
泵站内水头损失0.8m，自由水头为0.5m
则泵站扬程为H=HST+0.8+0.5＝8.23m
四.设备选用
据扬程选用150QW200-10-110型
Q＝200m3/h H=10m r=1460r/min
P=15kw 出口直径DN150 效率79.4％ 设计泵房高H＝3.93m

3.2.3 细格栅的计算

1. 设计参数
设计流量 设计采用两组细格栅，则单个流量为Qmax==0.041m3/s
栅前流速 V1=0.7 m/s 过栅流速 V2=0.8 m/s
格栅倾角 60°，栅条采用断面形状为圆形的钢条。直径S=20mm
格栅间隙 b=5mm
设单位栅渣 0.03m3栅渣/103m3污水

2. 设计计算
1. 每组栅条的间隙数：
设栅前水深h=0.38m
n=（Q设）/bhV
==18个
2. 栅槽宽度
B=S（n-1）+bn
=0.02×(36-1)+0.005×36
=0.55m
3. 过栅水头损失h1
因为栅条为圆形截面，取形状系数
H1=4/3(V2/2g)()k
=1.79×()4/3(sin60°)×3
=0.08m
4. 栅前槽总高度H1
取超高h2=0.42m
H1=h+h2=0.38+0.42=0.8m
5. 栅后槽总高H2
H2=h+h1+h2
=0.38+0.08+0.42=0.88m
6. 栅槽总长度
因为安装高度是取60°
所以格栅所占的渠道长为0.83×ctg=0.83×ctg60°=0.48m
栅后长0.57米。
所以渠道的总长度
L=0.285+0.48+0.57=1.335m

7. 格栅渣量
W=50000.0310-3
=0.15m3/d

3.3 曝气沉砂池
3.3.1设计说明
沉砂池的作用是从污水中去除砂子、煤渣等比重比较大的无机颗粒，以免这些杂质影响后续构筑物的正常运行。常用的沉砂池有平流式沉砂池、曝气沉砂池、竖流沉砂池和多尔沉砂池等。平流式沉砂池构造简单，处理效果较好，工作稳定，但沉砂中夹杂一些有机物，易于腐化散发臭味，难以处置，并且对有机物包裹的砂粒去除效果不好。曝气沉砂池在曝气的作用下颗粒之间产生摩擦，将包裹在颗粒表面的有机物除掉，产生洁净的沉砂，通常在沉砂中的有机物含量低于5%，同时提高颗粒的去除效率。多尔沉砂池设置了一个洗砂槽，可产生洁净的沉砂。涡流式沉砂池依靠电动机机械转盘和斜坡式叶片，利用离心力将砂粒甩向池壁去除，并将有机物脱除。后3种沉砂池在一定程度上克服了平流式沉砂池的缺点，但构造比平流式沉砂池复杂。
和其它形式的沉砂池相比，曝气沉砂池的特点是：一、可通过曝气来实现对水流的调节，而其它沉砂池池内流速是通过结构尺寸确定的，在实际运行中几乎不能进行调解；二、通过曝气可以有助于有机物和砂子的分离。如果沉砂的最终处置是填埋或者再利用(制作建筑材料)，则要求得到较干净的沉砂，此时采用曝气沉砂池较好，而且最好在曝气沉砂池后同时设置沉砂分选设备。通过分选一方面可减少有机物产生的气味，另一方面有助于沉砂的脱水。同时，污水中的油脂类物质在空气的气浮作用下能形成浮渣从而得以被去除，还可起到预曝气的作用。只要旋流速度保持在0.25～0.35ｍ/ｓ范围内，即可获得良好的除砂效果。尽管水平流速因进水流量的波动差别很大，但只要上升流速保持不变，其旋流速度可维持在合适的范围之内。曝气沉砂池的这一特点，使得其具有良好的耐冲击性，对于流量波动较大的污水厂较为适用，其对0.2mm颗粒的截流效率为85%。
由于此次设计所处理的主要是生活污水水中的有机物含量较高，因此采用曝气沉砂池较为合适。

曝气沉砂池的设计参数：
（1）旋流速度应保持0.25—0.3m/s；
（2）水平流速为0.04—0.08 m/s；
（3）最大流量时停留时间为1—3min；
（4）有效水深为0.8—1.2m，宽深比一般采用1~1.5；
（5）长宽比可达5，当池长比池宽大得多时，应考虑设置横向挡板；
（6）1污水的曝气量为0.2空气；
（7）空气扩散装置设在池的一侧，距池底约0.14-0.36m, 送气管应设置调节气量的阀门；
（8）池子的形状应尽可能不产生偏流或死角，在集砂槽附近可安装纵向挡板；
（9）池子的进口和出口布置，应防止发生短路，进水方向应与池中旋流方向一致，出水方向应与进水方向垂直，并考虑设置挡板；
（10）池内应考虑设置消泡装置。

3.3.2 曝气沉砂池的设计与计算

1. 最大设计流量Qmax
Qmax=0.082 m3/s

2. 池子的有效容积
V=60Qmaxt
式中 V——沉砂池有效容积，m3；
Qmax——最大设计流量，m3/s；
t——最大设计流量时的流动时间，min，设计时取1~3min。
所以 V=60×0.082×1.5=7.38m3

3. 水流断面面积
A=
式中 A——水流断面面积，m2
Qmax——最大设计流量，m3/s；
V——水流水平流速，m/s。
所以 A=1.2m2

4. 池宽B
B=
h——沉砂池的有效水深，m。
取h=1m。所以B= =1.2m
B/h=1.2，满足要求。

5. 池长
L== =6.15m，取L=6.2m
此时L/B=5满足要求

6. 流速校核
Vmin==0.048m/s，在0.04—0.08 m/s之间，满足要求

7. 曝气沉砂池所需空气量的确定
设每立方米污水所需空气量 d=0.2m3空气/m3污水
q=dQ=0.2×0.058=0.0116 m3/s

8. 沉砂槽的设计
若设吸砂机工作周期为t=1d=24h，沉砂槽所需容积
V===0.15 m3
式中Qp的单位为m3/h
设沉砂槽底宽0.1口宽为0.3槽斜壁与水平面夹角60°，
沉砂槽高度为 h1=×tan60°=0.17m
沉砂槽容积为 V=×0.17×6.2=0.21 m3>0.15 m3

9. 沉沙池总高
设池底坡度为0.3,坡向沉砂槽，池底斜坡部分的高度为
h2=0.3×0.3=0.09m 取h2=0.1m
设超高h=0.35m,沉沙池水面离池底的高
H=1+0.17+0.1=1.27m

10. 曝气系统的设计
采用鼓风曝气系统，罗茨鼓风机供风，穿孔管曝气
（1）干管直径d1：由于设置两座曝气沉砂池，可将空气管供应两座的气量，即主管最大气量为q1=0.0116×2=0.0232m3/s，取干管气速v=2 m/s，
干管截面积A= ==0.0116m2
d1==m=120mm，
因为没有120mm的管径，所以采用接近的管径100mm。
回算气速v=2.9m/s 虽然超过2.5m/s，但若取150的管气速又过小，所以还是选择管径100mm。

（2）支管直径d2：由于闸板阀控制的间距要在5m以内，而曝气的池长为10.5米，所以每个池子设置三根竖管，设支管气速为v=0.8 m/s，
支管面积 A== =0.00462 m2
d2==mm，
取整管径d2=80mm
校核气速v=0.77 m/s

（3）穿孔管：采用管径为6mm的穿孔管，孔出口气速为设0.8 m/s，孔口直径取为5mm（在2~6mm之间）
一个孔的平均出气量 q=0.8××(0.005) 2=1.57×10-5m3/s
孔数：n==739个
孔间隔 为==8.4mm
穿孔管布置：在每格曝气沉砂池池长一侧设置1根穿孔管曝气管，共两根。

3.3.3 水面标高
根据经验值污水每经过一个障碍物水面标高下降3~5cm，根据曝气沉砂池的有效水深以及砂斗的高度可推算出各个构筑物的水面标高，本次设计以经过一个障碍物水位下降5cm来计算，以曝气沉砂池的砂槽底为0米进行计算。
曝气沉砂池的水面标高：1.27m
细格栅与曝气沉砂池之间的配水井的水面标高： 1.32m
细格栅栅后水面标高： 1.37m
细格栅栅前水面标高：1.37+0.08=1.45m
配水井外套桶水面标高： 1.5m
配水井内套桶水面标高： 1.55m
设配水井超高为0.35m
则整个曝气沉砂池系统的最高标高为1.9m
则曝气沉砂池的超高为h1=1.9-1.27=0.63m

3.3.4 配水井的计算
设配水井的平均停留时间为T＝1.5min，Qp=0.058m3/s，假设配水井水柱高为2.6米。
配水井面积为
A= ==2 m3
配水井直径为
d==1.6m

3.4 氧化沟
3.4.1设计说明
拟用卡罗塞尔氧化沟，去除COD与BOD之外，还应具备硝化和一定的脱氮作用，以使出水NH3低于排放标准。采用卡式氧化沟的优点：立式表曝机单机功率大，调节性能好，节能效果显著；有极强的混合搅拌与耐冲击负荷能力；曝气功率密度大，平均传氧效率达到至少2.1kg/（kW*h）；氧化沟沟深加大，可达到5.0以上，是氧化沟占地面积减小，土建费用降低。
氧化沟采用垂直曝气机进行搅拌，推进，充氧，部分曝气机配置变频调速器，相应于每组氧化沟内安装在线DO测定仪，溶解氧讯号传至中控室微机，给微机处理后再反馈至变频调速器，实现曝气根据DO自动控制

3.4.2 设计计算
（1）.设计参数：
qv=5000m3/d（设计采用双池，则单池流量=2500 m3/d），
设计温度15℃，最高温度25℃，
进水水质:CODCr=240mg/L，BOD5=128mg/L，NH3-N=30mg/L，
出水水质:CODCr=100mg/L，BOD5=30mg/L，SS=30mg/L，NH3-N=10mg/L

（2）.确定采用的有关参数：
取MLSS=3500mg/L,假定其70%是挥发性的,DO=3.0mg/L,k=0.05，Cs（20）=9.07mg/L
y=0.6mgVSS/mgBOD5，Kd=0.05d-1，qD,20=0.05kgNH3-N/kgMLVSS·d，CS(20)=9.07mg/L，
α=0.90，β=0.94，
剩余碱度：100mg/L(以CaCO3)，所需碱度7.14mg碱度/mgNH3-N氧化；产生碱度3.0mg碱度/mgNO3-N还原，硝化安全系数：3。

（3）.设计泥龄：
确定硝化速率μN
μN=0.47e0.098（T-15）*N/KN+N*DO/ Ko+DO=0.47*e0.098*（15-15）*30/（100.051*15-1.158+30）
*2/（1.3+2）
=0.22d-1
θcm=1/=1/0.22=4.5d，设计泥龄θc=3*4.5=13.5d
为了保证污泥稳定，应选择泥龄为30d

（4）.设计池体体积：
①确定出水中溶解性BOD5的量：
出水中悬浮固体BOD5=1.4*0.68*30*70%=20mg/L
出水中溶解性BOD5的量=30-20=10mg/L

②好氧区容积计算：
V1=y*qv*（So-Se）*θc/MLVSS*（1+Kd*θc）=0.6*5000*（129.4-10）*30/（0.7*3500*（1+0.05*30））=1763m3
水力停留时间t1= V1/ qv =1763/5000=0.35d=8.4h

③脱氮计算：
产生污泥量=y*qv*（So-Se）/（1+Kd*θc）=0.6*5000*（129.4-10）/（1000*（1+0.05*30））=143kg/d
假设污泥中大约含12.4%的氮，这些氮用于细胞合成，
用于合成的氮=0.124*143=17.7kg/d，转化为：17.7*1000/5000=3.55mg/L
故脱氮量=30-10-3.55=16.45mg/L。

④碱度计算：
剩余碱度=300-7.14*20+3.0*16.45+0.1（129.4-10）=218.5mg/L(以CaCO3)
大于100mg/L，可以满足pH＞7.2

⑤缺氧区容积计算：
qD=qD,20*1.08T-20=0.05*1.0815-20=0.032 kgNH3-N/kgMLVSS·d
V2=qv*△N/qD/MLVSS=5000*16.45/0.032/0.7/3500=1049m3
水力停留时间t2=V2/qv=1049/5000=0.21d=5h

⑥总池容积计算
V=V1+V2=1763+1049=2812m3，t=t1+t2=7.4+5=12.4h

（5）.曝气量计算
①计算需氧气量
R=（So-Se）qv*/（1-e-kt）-1.42Px+4.6*qv*△N-2.6*qv*NO3-0.56Px
=5000*（129.4-10）/（1-e-kt）/1000-1.42*143+4.6*5000*20/1000
-2.6*5000*16.45/1000-0.56*143=839kg/d=35 kg/h

②实际需氧量
Ro’=1.2*R=1.2*35=42kg/h
（6）.沟型尺寸设计及曝气设备选型
采用卡式氧化沟（两座并联）：
取有效水深H=2.1m，单沟的宽度b=4.6m，进水量2500 m3/d,
则单沟长=[V/2-0.5π(2b)2 h-2*0.5πb2 h]/4Hb=29m,
单沟好氧区总长度=单沟长*4* V1 /V=73m
单沟厌氧区总长度=单沟长*4* V2 /V=43m
曝气设备：SBQ2200：D=2.2m，P=23kW，n=46r/min，清水充氧量：44kg/h
(7).配水井设计
污水在配水井的停留时间最少不低于3min（不计回流污泥的量），
设截面中半圆的半径为r，矩形的宽度为r，长度为2r，设计的有效水深为2.5m
（2*r*r+0.5πr2）*2.5=5000*3/24/60
r=1.1m
(8).其它附属构筑物的设计
工程设计中墙的厚度为150mm；氧化沟体表面设置走道板的宽度为470mm；；倒流墙的设计半径为2.3m；配水井的进水管道采用的规格为DN600,污泥回流管道采用的规格为DN300；出水井的设计尺寸为3000mm*1000mm*1000mm,出水堰高为60mm,堰孔直径为25mm，出水管采用的规格为DN500。

3.5 辐流式二沉池
3.5.1设计说明

1.二沉池的类型
二沉池的类型有：平流式二沉池、竖流式二沉池、辐流式二沉池、斜流式二沉池。其中，辐流式二沉池又分为：中进周出式、周进周出式、中进中出式。

2.选择辐流式（中进周出）二沉池的原因
由于平流式二沉池占地面积大；竖流式二沉池多用于小型废水中絮凝性悬浮固体的分离；斜流式二沉池较多时候，在曝气池出口污泥浓度高，而且没有设置专门的排泥设备，容易造成阻塞。因此选择辐流式二沉池。从出水水质和排泥的方面考虑，理论上是周进周出效果最好。但是，实际上，考虑异重流，是中进周出的效果最好。因此，选择了选择辐流式（中进周出）二沉池。

3.5.2设计计算
1.污泥回流比：

2.沉淀部分水面面积：
流量：Q= =208(m3/h)
最大流量（设计流量）： Q=(1+R)= (1+0.54)×208=320 (m3/h)
单个池子的设计流量： Q= = =160 (m3/h)
污泥负荷q取1.1m3/(m2.h)， 池子数n为2 。
沉淀部分水面面积： F= ==145 (m3)

3.校核固体负荷：
G= = =142 (kg/ m2.d)
因为142＜150，