【专业文档】水质工程学课程设计.doc

目录
设计任务书 (2)
设计计算说明书 (4)
第一章污水处理厂设计
第一节污水厂选址 (4)
第二节工艺流程 (4)
第二章处理构筑物工艺设计
第一节设计参数 (6)
第二节泵前中格栅设计 (6)
第三节污水提升泵房设计计 (8)
第四节泵后细格栅设计计算 (9)
第五节沉砂池设计计算 (10)
第六节辐流式初沉池设计计算 (12)
反应池设计计算 (14)
第七节O
A/
1
第八节向心辐流式二沉池设计计算 (16)
第九节剩余污泥泵房 (17)
第十节浓缩池 (18)
第十一节贮泥池 (20)
第十二节脱水机房 (21)
第三章处理厂设计
第一节污水处理厂的平面布置 (23)
第二节污水处理厂高程布置 (23)
参考文献 (26)
《水质工程学》课程设计任务书
一、设计题目
某计城市日处理污水量15万m 3污水处理工程设计
二、基本资料
1、污水水量、水质 （1）设计规模
设计日平均污水流量Q=150000m 3/d ； 设计最大小时流量Q max =8125m 3/h （2）进水水质
COD Cr =400mg/L ，BOD 5 =180mg/L ，SS = 300mg/L ，NH 3-N = 35mg/L 2、污水处理要求
污水经过二级处理后应符合《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级标准的B 标准 ，即：
COD Cr ≤ 60mg/L ，BOD 5≤20mg/L ，SS≤20mg/L ，NH 3-N≤8mg/L 。

3、处理工艺流程
污水拟采用活性污泥法工艺处理，具体流程如下：
4、资料
市区全年主导风向为东北风，频率为18%，年平均风速2.55米/秒。

污水处理厂场地标
高384.5~383.5米之间， 5、污水排水接纳河流资料：
该污水厂的出水直接排入厂区外部的河流，其最高洪水位（50年一遇）为380.0m ，常水位为378.0m ，枯水位为375.0m 。

三、设计任务
1、对处理构筑物选型做说明；
2、对主要处理设施（格栅、沉砂池、初沉池、生化池、污泥浓缩池）进行工艺计算（附必要的计算草图）；
3、按扩初标准，画出污水处理厂平面布置图，内容包括表示出处理厂的范围，全部处理构筑物及辅助建筑物、主要管线的布置、主干道及处理构筑物发展的可能性；
4、按扩初标准，画出污水处理厂工艺流程高程布置图，表示出原污水、各处理构筑物的高程关系、水位高度以及处理出水的出厂方式；
5、编写设计说明书、计算书。

四、设计成果
1、设计计算说明书一份；
2、设计图纸：污水处理厂平面布置图和污水处理厂工艺流程高程布置图各一张。

五、参考资料 1、《给水排水设计手册》第一、五、十、十一册 2、《环境工程设计手册》（水污染卷）
原污水 污泥浓缩池 污泥脱水机房 出水 格栅 污水泵房 沉砂池 二沉池 泥饼外运 曝气池 回流污泥
3、室外排水设计规范
设计计算说明书
第一章城市污水处理厂设计
第一节污水厂选址
未经处理的城市污水任意排放，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，必须对城市污水进行处理。

而且工业废水排入城市批水管网时，必须符合一定的排放标准。

最后流入管网的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，厂址对周围环境、基建投资及运行管理都有很大影响。

选择厂址应遵循如下原则：
1.为保证环境卫生的要求，厂址应与规划居住区或公共建筑群保持一定的卫生防护距离，一般不小于300米。

2.厂址应设在城市集中供水水源的下游不小于500米的地方。

3.厂址应尽可能设在城市和工厂夏季主导风向的下方。

4.要充分利用地形，把厂址设在地形有适当坡度的城市下游地区，以满足污水处理构筑物之间水头损失的要求，使污水和污泥有自流的可能，以节约动力。

5.厂址如果靠近水体，应考虑汛期不受洪水的威胁。

6.厂址应设在地质条件较好、地下水位较低的地区。

7.厂址的选择要考虑远期发展的可能性，有扩建的余地。

因为该市区全年主导风向为东北风，所以将厂址选在西南方向。

第二节工艺流程
1.污水处理工艺流程
处理厂的工艺流程是指在到达所要求的处理程度的前提下，污水处理个单元的有机结合，构筑物的选型则是指处理构筑物形式的选择，两者是互有联系，互为影响的。

城市生活污水一般以BOD物质为其主要去除对象，因此，处理流程的核心是二级生物处理法——活性污泥法为主。

生活污水和工业废水中的污染物质是多种多样的，不能预期只用一种方法就能把所有的污染物质去除干净，一种污水往往需要通过由几种方法组成的处理系统，才能达到处理要求的程度。

具体的流程为：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，从一点进水，采用传统活性污泥法。

在二次沉淀池中，活性污泥沉淀后，回流至污泥泵房。

2.污泥处理工艺流程
污泥是污水处理的副产品，也是必然的产物，如从沉淀池排出的沉淀污泥，从生物处理排出的剩余活性污泥等。

这些污泥如果不加以妥善处理，就会造成二次污染。

污泥处理的方法是厌氧消化，消化后的污泥含水率仍然很高，不宜长途输送和使用，因此，还需要进行脱水和干化等处理。

具体过程为：二沉池的剩余污泥由螺旋泵提升至浓缩池，浓缩后的污泥进入贮泥池，再
由泥控室投泥泵提升入消化池，进行中温二级消化。

一级消化池的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。

本设计采用的工艺流程如下图所示。

中格栅进水泵房细格栅沉砂池
初沉池
砂
缺氧池好氧池二沉池排放河道
栅渣
剩余污泥
初沉泥
剩余污泥泵房
污泥浓缩池
贮泥池
脱水机房垃圾填埋场
第二章 处理构筑物工艺设计
第一节 设计参数
1. 平均日流量
d Q =15万d /m 3
2. 最大时流量
最大时流量 h m Q /81253max
第二节 泵前中格栅设计计算
中格栅用以截留水中的较大悬浮物或漂浮物，以减轻后续处理构筑物的负荷，用来去除那些可能堵塞水泵机组驻管道阀门的较粗大的悬浮物，并保证后续处理设施能正常运行的装置。

1.格栅的设计要求
（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）过栅流速一般采用0.6～1.0m/s. （3）格栅倾角一般取600
（4）格栅前渠道内的水流速度一般采用0.4～0.9m/s. （5）通过格栅的水头损失一般采用0.08～0.15m 。

α
1
进水
工作平台
栅条
α
图1 中格栅计算草图
α
2. 格栅尺寸计算 设计参数确定：
设计流量Q 1=2.257m 3/s （设计2组格栅），以最高日最高时流量计算；
栅前流速：v 1=0.7m/s ， 过栅流速：v 2=1m/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：w 1=0.07m 3栅渣/103m 3污水。

设计中的各参数均按照规范规定的数值来取的。

(1)确定格栅前水深，根据最优水力断面公式212
11v B Q =计算得:
栅前槽宽111
2Q B v =
=
12.21
257
.22=⨯m ，则栅前水深06.1212.22h 1==
=B m （2）栅条间隙数： 10506
.1102.060sin 257.2sin n 21=⨯⨯⨯==
ehv Q α
（3）栅槽有效宽度：B 0=s （n-1）+en=0.01×（105-1）+0.02×105=3.14m
（4）进水渠道渐宽部分长度：
进水渠宽：
m B B L 4.120tan 212
.214.3tan 2'11=︒
-=-=
α
（其中α1为进水渠展开角，取α1=︒20）
（5）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度
06.12
12.22L 12===L m
（6）过栅水头损失（h 1）
设栅条断面为锐边矩形截面，取k=3，则通过格栅的水头损失：
m g v k kh h 13.060sin 81
.921)02.001.0(42.23sin 22
34
201=︒⨯⨯⨯⨯===αε
其中： 4/3(/)s e εβ=
h 0：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，与栅条断面形状有关，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h 2=0.3m ，则栅前槽总高度H 1=h+h 2=1.06+0.3=1.36m
H=h+h 1+h 2=1.06+0.13+0.3=1.49m
（8）栅槽总长度
L=L 1+L 2+0.5+1.0+（1.06+0.30）/tan α
=1.4 +0.7+0.5+1.0+(1.06+0.3/tan60°=3.385m
（9）每日栅渣量
在格栅间隙在20mm 的情况下，每日栅渣量为：
d m K w W z /2.053.81000
6.186400
07.0257.2100086400Q 31max >=⨯⨯⨯=⨯⨯⨯=
,所以宜采用机械清渣。

第三节污水提升泵房设计计算
1.设计参数
设计流量：Q=2.257m/s，泵房工程结构按远期流量设计
2.泵房设计计算
采用氧化沟工艺方案，污水处理系统简单，对于新建污水处理厂，工艺管线可以充分优化，故污水只考虑一次提升。

污水经提升后进入细格栅，再进入平流沉砂池，然后自流通过A/O池、二沉池及接触池。

污水提升前水位380.15m（既泵站吸水池最底水位）,提升后水位387.82m（即细格栅前水面标高）。

所以，提升净扬程Z=387.82-380.15=7.67m
水泵水头损失取2m 沿程损失0.6m
从而需水泵扬程H=Z+h=10.27m
再根据设计流量2.257m3/s=8125m3/h，采用4台MF系列污水泵，单台提升流量542m3/s。

采用ME系列污水泵（8MF-13B）4台，四用两备。

该泵提升流量540～560m3/h，扬程11.9m，转速970r/min，功率30kW。

占地面积为π52＝78.54m2，即为圆形泵房D＝10m,高12m,泵房为半地下式，地下埋深7m，水泵为自灌式。

计算草图如下：
±0.00
中格栅
进水总管
吸水池最
底水位
图2 污水提升泵房计算草图
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，细格栅用于进一步去除污水中较小的颗粒悬浮、漂浮物。

细格栅的设计和中格栅相似。

2.设计参数确定：
已知参数：Q max =8125m 3/h=2.257 m 3/s 。

栅条净间隙为3-10mm ，取e=10mm ，格栅安装倾角600 过栅流速一般为0.6-1.0m/s ,取V=0.9m/s,栅条断面为矩形，选用平面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=1983.6m 3/s=551L/s
栅前流速v 1=0.7m/s ， 过栅流速v 2=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=0.10m 3栅渣/103m 3
污水。

3. 设计计算
污水由一根污水总管引入厂区，故细格栅设计一组，设计流量为：Q=2.257/s 。

（1） 确定格栅前水深，根据最优水力断面公式2
1112
B v Q =计算得栅前槽宽
111
2Q B v =
=
54.27
.0257
.22=⨯m ，则栅前水深27.1254.22h 1==
=B m （2）栅条间隙数929
.027.102.060sin 257.2sin n 21=⨯⨯⨯==
ehv Q α
（3）栅槽有效宽度B=s （n-1）+en=0.01（92-1）+0.01×92=1.83m （4）进水渠道渐宽部分长度m B B L 54.120tan 227
.183.1tan 2'11=︒
-=-=
α
（其中α1为进水渠展开角，取α1=︒20）
（5）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度915.02
83
.12L 12==
=L m （6）过栅水头损失（h 1）
因栅条边为矩形截面，取k=3，则
m g v k kh h 26.060sin 81.929.0)01.001.0(42.23sin 22
34
201=︒⨯⨯⨯⨯===αε
其中：4/3(/)s e εβ=
h 0：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，与栅条断面形状有关，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h 2=0.3m ，则栅前槽总高度H 1=h+h 2=1.27+0.3=1.57m 栅后槽总高度H=h+h 1+h 2=1.27+0.26+0.3=1.83m
（8）格栅总长度
L=L 1+L 2+0.5+1.0+ H 1/tan α
=1.54+0.77+0.5+1+（1.27+0.3）/tan60° =4.7m
（9）每日栅渣量
1510001.01500001=÷⨯==w Q w a m 3/d>0.2m 3/d
所以宜采用机械格栅清渣。

第五节 沉砂池设计计算
采用平流式沉砂池 1. 设计参数
z K :污水流量总变化系数为1.5
每个沉砂斗容积： 设计流量：Q=2.257s m /3（，设计2组）则每组Q=1.1285s m /3 设计流速：v=0.25m/s 水力停留时间：t=40s 2. 设计计算
（1）沉砂池长度：L=vt=0.25⨯40=10m （2）水流断面积：A=Q/v=1.1285/0.25=4.5m 2
（3）池总宽度：设计n=4格，每格宽取b=1.2m>0.6m ，池总宽B=4b=4.8m （4）有效水深：h 2=A/B=4./4.8=0.94m （介于0.25～1m 之间） （5）贮泥区所需容积:
6
max 10
86400
z K XT Q V ⨯= =
6
10
5.186400
2301285.1⨯⨯⨯⨯ =3.93m
式中 X ：单位城市污水沉沙量，取303m /6103m 污水； T ：设计T=2d ，即考虑排泥间隔天数为2天;
设每一个分格有2个沉砂斗，共有8个沉砂斗 则 1V =3.9/8=0.48753m
（6）沉砂斗各部分尺寸及容积：
设计斗底宽a 1=0.6m ，斗壁与水平面的倾角为60°，斗高h d =0.6m ， 则沉砂斗上口宽：m a h a d 3.16.060tan 6
.0260tan 21=+︒
⨯=+︒= 沉砂斗容积：
3222
112566.0)6.026.03.123.12(6
6.0)222(6m a aa a h V d =⨯+⨯⨯+⨯=++=
（略大于0.48753m 错误！未找到引用源。

，符合要求）
（7）沉砂池高度：采用重力排砂，设计池底坡度为0.06，坡向沉砂斗长度为
m a L L 7.32
3
.1210222=⨯-=-=
则沉泥区高度为h 3=h d +0.06L 2 =0.6+0.06×3.7=0.822m
池总高度H ：设超高h 1=0.3m ，H=h 1+h 2+h 3=0.3+0.94+0.822=2.062m （8）进水渐宽部分长度:m B B L 1.320tan 254
.28.420tan 211=︒
-=︒-=
（9）出水渐窄部分长度:L 3=L 1=3.1m （10）校核最小流量时的流速：
最小流量即平均日流量Q 平均日=150000d m /3=1.743m /s 则v min =Q 平均日/A=1.74/2/4.5=0.19>0.15m/s ，符合要求 （11）计算草图如下：
进水
图4 平流式沉砂池计算草图
出水
第六节 辐流式初沉池设计计算
辐流式初沉池拟采用中心进水，沿中心管四周花墙出水，污水由池中心向池四周辐射流动，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0.56m 3/s ，从沉砂池流出来的污水进入集配水井，经过集配水井分配流量后流入辐流沉淀池。

1. 沉淀部分水面面积
表面负荷采用1.2-2.032/()m m h ⋅，本设计取q '=2.032/()m m h ⋅，沉淀池座数n=4。

210162
43600
257.2'3600m nq Q F =⨯⨯=⨯=
α
r 1R
i =0.0
5
r 2
h 1h 2
h 3
h 4h 5
图5 辐流式沉淀池计算草图
2. 池子直径 D =
4F π = m 97.3510164=⨯π
（D 取36m ） 3. 沉淀部分有效水深
设沉淀时间t = 2h ,有效水深： h 2 =q t =2×2=4m 4. 沉淀部分有效容积
Q = F 2h =406441016=⨯m ³ 5. 污泥部分所需的容积
由任务书知进水SS 浓度C 为300L mg /，出水SS 浓度以进水的50%计，初沉池污泥含水
率p 0=97%，污泥容重取r=1000kg/m 3，取贮泥时间T=4h ，污泥部分所需的容积：
3
621128.8124
)97100(1104
10024)150300(4064)
100(10024)(max V m r T c c Q o =⨯-⨯⨯⨯⨯⨯-⨯=
⋅
-⋅⋅-⋅='ρ
6. 污泥斗容积
设污泥斗上部半径r 1＝2m ，污泥斗下部半径r 2=1m ，倾角取α=60°，则 污泥斗高度：
h 5 = （r 2- r 1）tg α=（2-1）×tg60°=1.73m
污泥斗容积：
V 1 =
πh 53 （r 12+r 2r 1+r 22）= 3.14×1.73
3
×（22+2×1 +12）=12.68m 3 7. 污泥斗以上圆锥体部分污泥容积
池底坡度采用0.05-0.10，本设计径向坡度i=0.05，则圆锥体的高度为：
h 4 = （R- r 1）i=（18-2）×0.05 = 0.8m
圆锥体部分污泥容积：
V 2 = πh 43 （R 2+Rr 1+r 12）=322
3052218183
8.0m =+⨯+⨯）（π
污泥总体积：
V= V 1+ V 2 =12.68+305 =317.68 m 3＞81.28m 3 ，满足要求。

8. 沉淀池总高度
设沉淀池超高h 1=0.3m ，缓冲层高h 3 =0.5m ，沉淀池总高度： H = h 1+h 2 +h 3+h 4 +h 5＝0.3+4+0.5+0.8+1.73＝7.33 m 9. 沉淀池池边高度
H ‘= h 1+h 2 + h 3 = 0.3+4+0.5 = 4.8 m 10. 径深比
D/ h 2 = 36/4 = 9(符合要求) 11. 进水管及配水花墙
沉淀池分为四组，每组沉淀池采用池中心进水，通过配水花墙和稳流罩向池四周流动。

进水管道采用钢管，管径DN=600mm ，进水管道顶部设穿孔花墙处的管径为800mm 。

沉淀池中心管配水采用穿孔花墙配水，穿孔花墙位于沉淀池中心管上部，布置8个穿孔花墙，过孔流速：
s m n h B Q v /389.08
6.03.056
.0''''4=⨯⨯=
= 式中： B '— 孔洞的宽度（m ）； h '— 孔洞的高度（m ）； n '—孔洞个数(个)。

v 4— 穿孔花墙过孔流速（m/s ），一般采用0.2-0.4m/s ；
12. 集水槽堰负荷校核
设集水槽双面出水，则集水槽出水堰的堰负荷为：
q 0 =
Q h 2n πD =0025.036
14.34236008125=⨯⨯⨯⨯[m 3
/(m ·s)] = 2.5[L/(m ·S)]< 2.9 [L/(m ·S)] 符合要求 13．出水渠道
出水槽设在沉淀池四周，双侧收集三角堰出水，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汇集送入出水管道，出水管道采用钢管，管径DN600mm 14. 排泥管
沉淀池采用重力排泥，排泥管管径DN200，排泥管伸入污泥斗底部，排泥静压头采用1.0m ，连续将污泥排出池外贮泥池内。

第七节 O A /1反应池设计计算 1.设计参数
采用O A /1工艺反应池。

处理水量150000d m /3，最大时流量max Q 为8125h m /3，COD Cr =400mg/L ，BOD 5 =180mg/L ， SS = 300mg/L ，NH 3-N = 35mg/L 。

经过一级处理后，%20%,25%,50%,305====TN COD SS BOD cr ηηηη
污水经过二级处理后应符合《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级标准的B 标准 ，即：
COD Cr ≤ 60mg/L ，BOD 5≤20mg/L ，SS ≤20mg/L ，NH 3-N ≤8mg/L 。

2.设计计算
(1)确定设计参数 O A /1反应池进水水质
5BOD =180⨯70%=126mg/L COD Cr =400⨯75%=300mg/L SS=300⨯50%=150mg/L NH 3-N=35⨯80%=28mg/L
选取污泥 BOD 负荷为0.15kg （5BOD ）/[kg(MLSS)·d],查SVI=150mL/g ，则回流污泥浓度R X =l mg SVI /6600/106=。

去污泥回流比R=100%，则混合液污泥浓度
X=
l mg X R R
R /33001=+ TN 去除率 =TN η（28-8）/28=71.4%
混合液回流比N R N R =
TN
TN
ηη-1 =[0.714/(1-0.714)]⨯100%=250% (2)计算O A /1工艺反应池的主要工艺尺寸。

总的有效容积V ==
X
N QS K V S a
d (8125⨯24⨯1260)/(0.15⨯3300)=496363m 有效水深1H 取5m ，则反应池的总有效面积 ==
1
H V
S 总49636/5=99272m 分四组，则每组的有效面积 S=9927/4=24822m
设廊道宽6m ，廊道数位4，则单组生物池长度 1L =S/(1H ·b ）=2482/（6⨯4）=103.42m 污水停留时间
t=V/Q=49636/8125=6.1h 1A :O=1:4
则1A 段的水力停留时间为1.22h ，O 段的水力停留时间为4.64h 。

（3）计算剩余污泥干重和剩余污泥量W
100
50
)()(00⨯
-+--=Q C C bVX Q S S a W e V e =[0.55(126-20)⨯150000÷1000-0.05×49636×3300×0.75/1000 +(0.15-0.02)×150000×50/100]kg/d =8745-6142.5+9750 =12352kg/d
每天产生的活性污泥量W X =2602.5kg/d 设剩余污泥含水率为99.4%，则剩余污泥量 q=W/[(1-P)×1000]=2058.75d m /3 污泥龄为
==W V c X VX /θ49636×3300×0.75/(2602.5×1000)d=47.2d (4）需氧量计算
W W r r cX bX bN aS O --+=124.02
=1.47×8125×(0.126-0.02)+4.6×8125×(0.028-0.008) -0.124×4.6×2602.5/24-1.42×2602.5/24 =1266+747.5-62-154 =1797.5kg/d （5)曝气系统计算
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，常采用圆形辐流式二沉池。

该沉淀池采用周边进水，中心出水的幅流式沉淀池，采用吸泥机排泥。

1.沉淀部分水面面积 F ，根据生物处理段的特性，选取二沉池表面负荷
))/((5.123h m m q ⋅=，（其中q=1.0～1.5)/(23h m m ⋅） 设四座辐流式沉淀池， n=4，则有 )(13545
.148125
2m q n Q F =⨯=⋅= 2.池子直径 D
)(5.411354
44m F
D =⨯=
=
π
π
3.沉淀部分的有效水深h ， 设沉淀时间： )(5.2h t =（其中t=1.5～2.5h ），则
)(75.35.25.1m t q h =⨯=⋅= （3）贮泥斗容积：
为了防止磷在池中发生厌氧释放，故贮泥时间采用T w =2h ，二沉池污泥区所需存泥容
积：
36.2256600
33003300242031
)11(22)1(2m X X QX
R T V r
w w =+⨯⨯
+⨯⨯=
++=
则污泥区高度为 m F V h w 17.01354
6.2252=== （4）二沉池总高度：
取二沉池缓冲层高度h 3=0.4m ，超高为h 4=0.3m
则池边总高度为
h=h 1+h 2+h 3+h 4=3.75+0.17+0.4+0.3=4.62m
设池底度为i=0.05，则池底坡度降为
m i d b h 99.005.02
2
5.4125=⨯-=-=
则池中心总深度为
H=h+h 5=4.62+0.99=5.61m
（5）校核堰负荷： 径深比
1015
.45.4131==+h h D 6.932
.45
.41321==++h h h D
堰负荷
)./(2)./(18.0)./(36.155
.4114.325.2031m s L m s L m d m D Q <==⨯=π 以上各项均符合要求 （6）辐流式二沉池计算草图如下：
图6 辐流式沉淀池
进水
排泥
出水
第九节 剩余污泥泵房
1.设计说明
二沉池产生的剩余活性污泥及其它处理构筑物排出污泥由地下管道自流入集泥井，剩余污泥泵（地下式）将其提升至污泥浓缩池中。

处理厂设两座剩余污泥泵房（每两座二沉池共用一座泵房）
污水处理系统每日排出污泥干重为2602.5kg/d,即为按含水率为99％计的污泥流量Q w
＝2×2602.5÷10m 3/d ＝520.5m 3/d ＝21.7m 3/h
2.设计选型 （1）污泥泵扬程:
辐流式浓缩池最高泥位（相对地面为）-0.4m ，剩余污泥泵房最低泥位为 -（5.61-0.
3-0.6）=4.71m,则污泥泵静扬程为H 0=4.71-0.4＝4.31m ，污泥输送管道压力损失为4.0m ，自由水头为1.0m ，则污泥泵所需扬程为H=H0+4+1=9.31m 。

（2）污泥泵选型:
选两台，2用1备，单泵流量Q>2Q w /2＝5.56m 3/h 。

选用1PN 污泥泵Q 7.2－16m 3/h,
H 14-12m, N 3kW （3）剩余污泥泵房:
占地面积L ×B=4m ×3m ，集泥井占地面积m m H3.00.32
1
⨯Φ
第十节 浓缩池
1．设计要点
1. 污泥在最终处置前必须处理，而处理的最终目的是降低污泥中有机物含量并减少其水 分，使之在最终处置时对环境的危害减至最小限度，并将其体积减小以便于运输和处置.
2.重力式浓缩池用于浓缩二沉池出来的剩余活性污泥的混合污泥.
3.浓缩池的上清液应重新回至初沉池前进行处理.
4.连续流污泥浓缩池可采用沉淀池形式，一般为竖流式或辐流式.
5. 浓缩后的污泥含水率可到96%，当为初次沉淀池污泥及新鲜污泥的活性污泥的混合污泥时，
其进泥的含水率，污泥固体负荷及浓缩后的污泥含水率，可按两种污泥的比例效应进行计算.
6. 浓缩池的有效水深一般采用4m ，当为竖流式污泥浓缩池时，其水深按沉淀部分的上升流
速一般不大于0.1mm/s 进行核算.浓缩池的容积并应按10～16h 进行核算，不宜过长. 2.浓缩池的设计：
采用两座幅流式圆形重力连续式污泥浓缩池，用带栅条的刮泥机刮泥，采用静压排泥，剩余污泥泵房将污泥送至浓缩池。

1.设计参数 进泥浓度：10g/L
污泥含水率P 1＝99.0％
每座污泥总流量:Q ω＝2602.5×2kg/d=520.5m 3/d=21.7m 3/h 设计浓缩后含水率P 2=96.0％ 污泥固体负荷：q s =45kgSS/(m 2.d) 污泥浓缩时间：T=13h
贮泥时间：t=4h 2.设计计算
（1）浓缩池池体计算：
每座浓缩池所需表面积
7.11545
25.2602=⨯==
s w q Q A m 2 ⇒ 浓缩池直径 m A
D 14.1214
.37
.11544=⨯=
=
π
取D=12.2m 水力负荷 )./(27.0)./(4.61
.55.5202
3232h m m d m m A Q u w ====
π ⇒ 有效水深
h 1=uT=0.27⨯13=3.31m 取h 1=3.6m
浓缩池有效容积
V 1=A ⨯h 1=115.7×3.6=416.52m 3
（2）排泥量与存泥容积:
浓缩后排出含水率P 2＝96.0％的污泥,则
Q w ′=
h m d m Q w /42.5/1305.52096
10099
100P -100P -1003321==⨯--=
按3h 贮泥时间计泥量，则贮泥区所需容积
V 2＝4Q w ′＝3×5.42＝16.26m 3错误！未找到引用源。

泥斗容积
)(3
2
221214
3r r r r h V ++=π
=
56.6)8.08.06.16.1(3
4.114.322=+⨯+⨯⨯ m 3
式中：
h 4——泥斗的垂直高度，取1.4m
r 1——泥斗的上口半径，取1.6m r 2——泥斗的下口半径，取0.8m 设池底坡度为0.08，池底坡降为： h 5=
m 36.02
)
2.32.12(08.0=-
故池底可贮泥容积： )(3
2
111215
4r r R R h V ++=π
=3229.47)6.16.11.61.6(3
36
.014.3m =+⨯+⨯⨯ 因此，总贮泥容积为
3234326.1646.5456.69.47m V m V V V w =>=+=+=
（满足要求） （3）浓缩池总高度：
浓缩池的超高h 2取0.30m ，缓冲层高度h 3取0.30m ，则浓缩池的总高度H 为 54321h h h h h H ++++= =3.6+0.3+0.3+1.4+0.36 =5.96m （4）浓缩池排水量：
Q=21.7-16.26=5.5m 3/h
图十一 污泥浓缩池简图
排泥
进污水
第十一节 贮泥池 1．设计参数
进泥量：经浓缩排出含水率P 2＝96%的污泥2Q w ′=2×16.26×24/3=260m 3/d ，设贮泥池1座，贮泥时间T ＝0.5d=12h 2．设计计算 池容为
V=2Q ′w T=260⨯0.5=130m 3
贮泥池尺寸（将贮泥池设计为正方形）
L ⨯B ⨯H=5.2×5.2×5.2m 有效容积V=140.6m 3
第十二节 脱水机房
脱水机房由污泥混合池、脱水机房及泥饼堆放间合建而成。

污泥混合池平面尺寸为2m ×1.5m ，有效水深2m 。

为了避免剩余污泥在混合贮池内沉淀，设有搅拌机一台。

脱水间平面尺寸为18.74m ×12m ，安装有制药液装置一套，最大制备能力10kg/hr 聚合物粉末，采用PLC 作为混凝剂，药液浓度0.5%，投药泵2台(1用1备)，选用计量泵，Q=0.5～1.5m3/hr ，H=20m 。

另外设螺杆泵两台（一用一备），从混合池抽吸污泥到脱水机。

设带式压滤机2台(一用一备，与螺杆泵和投药泵对应)，处理能力为30m3/hr ，脱水后污泥通过无轴螺旋输送机，输送至污泥堆放间，运到污水厂附近的垃圾焚烧场进行处理。

污泥堆放间与脱水机房合建。

带式压滤机：脱水后污泥含水率P4=80%，成泥饼状 脱水后泥饼体积：
h
m d m Q P P Q /17.2/529610080
1001001002603343
44==--=--= 泥饼运输采用TD —75型皮带运输机。

第三章处理厂设计
第一节污水处理厂的平面布置
各处理单元构筑物的平面布置：
处理构筑物是污水处理厂的主体建筑物，在对它们进行平面布置时，应根据各构筑物的功能和水力要求结合当地地形地质条件，确定它们在厂区内的平面布置应考虑：（1）贯通，连接各处理构筑物之间管道应直通，应避免迂回曲折，造成管理不便。

（2）土方量做到基本平衡，避免劣质土壤地段
（3）在各处理构筑物之间应保持一定产间距，以满足放工要求，一般间距要求5～10m，如有特殊要求构筑物其间距按有关规定执行。

（4）各处理构筑物之间在平面上应尽量紧凑，在减少占地面积。

管线布置
（1）应设超越管线，当出现故障时，可直接排入水体。

（2）厂区内还应有给水管，生活水管，雨水管，消化气管管线。

辅助建筑物：
污水处理厂的辅助建筑物有泵房，鼓风机房，办公室，集中控制室，变电所，存储间，其建筑面积按具体情况而定，辅助建筑物之间往返距离应短而方便，安全，变电所应设于耗电量大的构筑物附近，化验室应机器间和污泥干化场，以保证良好的工作条件，化验室应与处理构筑物保持适当距离，并应位于处理构筑物夏季主风向所在的上风中处。

详细布置请参考图纸：污水处理厂平面布置图
第二节污水处理厂高程布置
本设计处理后的污水排入河流后，河流水面水位接近厂区高程，故以河流水面水位作为起点，逆流向上推算各水面高程：
1、水头损失计算
计算厂区内污水在处理流程中的水头损失，选最长的流程计算，结果见下表：
污水厂水头损失计算表
A/O池0.4
A/O 池至
564.25 1 1.8 0.8 30 0.54
初沉池
初沉池0.52
初沉池至
沉沙池564.25 1 1.8 0.8 20 0.36
沉沙池0.25
沉沙池至
1128.5 1.2 1.8 0.8 30 0.54
细格栅
细格栅0.26
细格栅至
1128.5 1.2 2 0.9 30 0.6
泵房
泵房 2
2.各处理构筑物的高程确定
污水处理厂高程布置的任务是：确定各处理构筑物和泵房等的标高，选定各连接管渠的尺寸并决定其标高。

计算决定各部分的水面标高，以使污水能按处理流程在处理构筑物之间通畅地流动，保证污水处理厂的正常运行。

污水处理厂设置了终点泵站，水力计算以接受处理后污水水体的最高水位作为起点，沿污水处理流程向上倒推计算，以使处理后的污水在洪水季节也能自流排出。

经过计算各污水处理构筑物的设计水面标高见下表。

再根据各处理构筑物的水面标高、结构稳定的原理推求各构筑物地面标高及池底标高。

具体结果见污水、污泥处理流程图。

各污水处理构筑物的设计水面标高及池底标高
名称池底标高水面标高上端标高
出水口380.5 381.5 381.7
二沉池377.69 382.6 383.3
A/O池378.15 383.15 383.45
初沉池379.59 386.21 386.92
沉沙池385.058 386.82 387.12
细格栅386.29 387.82 388.12
提升泵房377 384 389
粗格栅378.36 379.55 379.85 构筑物高程图详见污水处理厂高程图高程图。

参考文献
1. 给排水教研室编.排水工程（二）课程设计任务、指导书。

2. 张自杰，林荣忱，金儒霖编. 排水工程（下册）（第四版）.北京：中国建筑工业出版社，
1999
3. 李圭白编. 水质工程学. 北京：中国建筑工业出版社，2004
4. 韩洪军，杜茂安主编.水处理工程设计计算.北京：中国建筑工业出版社，2006
5. 南国英，张志刚主编.给水排水工程工艺设计. 北京：化学工业出版社， 2004
6. 尹士君，李亚峰等编著.水处理构筑物设计与计算.北京：化学工业出版社，2004
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8. 化学工业出版社. 水处理工程典型设计实例. 北京：化学工业出版社.
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1986
10. 中国市政工程西南设计院编.给水排水设计手册：第5册，北京：中国建筑工业出版社，
1986
11. 中国市政工程西南设计院编.给水排水设计手册：第9册，北京：中国建筑工业出版社，
1986
12. 中国市政工程西南设计院编.给水排水设计手册：第11册，北京：中国建筑工业出版社，
1986
13.《给水排水快速设计手册》（第二册，排水工程），中国建筑工业出版社。