污水处理厂课程设计说明书(附计算书)

目录
1工程概述
1.1 设计任务与设计依据
1.2 城市概况及自然条件
1.3 主要设计资料
2 污水处理厂设计
2.1污水量与水质确定
2.2 污水处理程度的确定
2.3 污水与污泥处理工艺选择
2.4处理构筑物的设计
按流程顺序说明各处理构筑物设计参数的选择，介绍各处理构筑物的数量、尺寸、构造、材料及其特点，说明主要设备的型号、规格、技术性能与数量等。

2.5污水处理厂平面与高程布置
2.6泵站工艺设计
3 结论与建议
4 参考文献
附录（设计计算书）
第一部分设计说明书
第一章工程概述
1.1设计任务、设计依据及原则
1.1.1设计任务
某城镇污水处理厂处理工艺设计。

1.1.2设计依据
①《排水工程 (下) 》（第四版），中国建筑工业出版社，2000年
②《排水工程 (上) 》（第四版），中国建筑工业出版社，2000年
③《给水排水设计手册》（第二版），中国建筑工业出版社，2004年2月(第
一、五、十一册)
④《室外排水设计规范》（GB 50014—2006）
1.1.3编制原则
本工程的编制原则是:
a.执行国家关于环境保护的政策，符合国家的有关法规、规范及标准。

b.根据招标文件和设计进出水水质要求，选定污水处理工艺，力求技术先进成熟、处理效果好、运行稳妥可靠、高效节能、经济合理，确保污水处理效果，减少工程投资及日常运行费用。

c.在污水厂征地范围内，厂区总平面布置力求在便于施工、便于安装和便于维修的前提下，使各处理构筑物尽量集中，节约用地，扩大绿化面积，并留有发展余地。

使厂区环境和周围环境协调一致。

d.污水处理厂的竖向布置力求工艺流程顺畅、合理，污水、污泥处理设施经一次提升后达到工艺流程要求，处理后污水自流排入排放水体。

e.单项工艺构、建筑物设计力求可靠、运行方便、实用、节能、省地、经济合理，尽量减少工程投资，降低运行成本。

f.妥善处理、处置污水处理过程中产生的栅渣、污泥，避免产生二次污染。

g.为确保工程的可靠性及有效性，提高自动化水平，降低运行费用，减少日常维护检修工作量，改善工人操作条件，本工程设备选型考虑采用国内先进、可靠、高效、运行维护管理简便的污水处理专用设备，同时，积极稳妥地引进国外先进设备。

h.采用现代化技术手段，实现自动化控制和管理，做到技术可靠、经济合理。

i.为保证污水处理系统正常运转，供电系统需有较高的可靠性，采用双回路电源，且污水厂运行设备有足够的备用率。

j.厂区建筑风格力求统一，简洁明快、美观大方，并与厂区周围景观相协调。

k.积极创造一个良好的生产和生活环境，把滨湖新城污水处理厂设计成为现代化的园林式工厂。

1.2城市概况及自然条件
1．该城镇范围内将建设独立、完善的污水管网收集系统，居民生活污水、单位生活污水、工矿企业的污、废水通过污水管网收集输送至污水处理厂进行集中处理。

该系统服务范围内近期（2015年）规划总人口为：8+班号(1或2班) * 1.5+(本人学号最后两位/50)万人，远期（2020年）规划总人口为16.8万人。

2．工业废水全部经过局部处理后，在水质达到《污水排入城镇下水道水质标准》（CJ343-2010）后排入城市污水管网与城市生活污水合并，由污水处理厂统一处理。

近期规划城镇一类工业用地面积为0.5km 2，远期规划面积为0.8km 2。

3．污水厂位于城东600m 处，河流的北岸，地形平坦，地面标高为903.62m 。

4．城市污水处理厂的污水进水总管管径为DN1200，坡度为0.002，充满度h/D=0.60，v=1.2m/s 。

污水干管终点管内底标高为900.52m 。

5．污水经处理后直接排入位于城市南边自西向东流过的河流。

此河流属《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）中Ⅲ类水域，且河流保证率95％时的流量为3m 3/s 。

河流20年一遇洪水位900.12m 。

6．气象资料：全年平均气温8.6℃，极端最高气温 40℃，最低气温 -29.3℃。

多年平均最大降雨量522.5mm ，夏季主导风向：东南风。

7．水文、工程地质资料：污水厂厂址区地质条件良好，地下水位标高897.40m ，最大冻土深度1. 0m ，地震裂度7度。

8．污水处理要求根据受纳水体的使用功能确定。

初沉污泥和二沉池剩余污泥经浓缩脱水后外运填埋处置。

第二章 污水处理厂设计
2.1污水量与水质确定
2.1.1设计人口：
该系统服务范围内近期（2015年）规划总人口为：8+班号(1或2班) * 1.5+(本人学号最后两位/50)万人，远期（2020年）规划总人口为16.8万人。

近期人口：万94.1050/725.18=++（人） 2.1.2生活污水：
《给水排水设计手册》（第二版），中国建筑工业出版社，2004年2月(第五册)中对污水量的规定如下：
该城市属于二区、中小城市。

规定的综合生活用水定额为110~180L/d ，本工程中取180L/d 。

由于本地区的建筑内部给排水设施完善，因此取用水量的90%。

BOD 5的范围在 20~35g/（人·d ），此处取BOD 5=30g/（人·d ）；SS 的范围在35~50g/（人·d ）， 此处取SS 取40g/（人·d ）；污水水量取给水水量的90%。

故近期生活废水总量：
d Q /m 7505.1%901094.1010/180343万生污近=⨯⨯⨯= 5.11.3117
.27.211
.011.0===
Q K h 生 远期生活废水总量：
d /m 27.2%90108.1615034万生污远=⨯⨯⨯=Q 436.11
.3117
.27.211
.011.0===
Q K h 生（或者在《室外排水设计规范》（GB50014-2006）中查表，值相同） L mg BOD /18816030
10005=⨯=
L mg SS /25016040
1000=⨯=
L mg TN /50160
8
1000=⨯=
L mg TP /25.6160
1
1000=⨯=
由水质工程学（二）典型生活污水水质参数查得：COD Cr =400mg/L NH 3-N=30mg/L
2.1.3：工业废水： 该城市工业企业生产废水全部经过厂内废水处理站进行处理后，已经达到城市污水排入下水道排放标准；工业废水中，近期规划城镇一类工业用地面积为0.5km 2, 远期规划面积为0.8km 2。

单位工业用地用水量指标（万m 3
/(km 2
·d)）【4】
近期排放量：
/d m 64.00.58.06.13万工废近=⨯⨯=Q
远期排放量：
/d m 024.10.88.06.13万工废远=⨯⨯=Q
时变化系数，取1.5
COD Cr =500mg/L ， SS=400mg/L ， BOD 5=350mg/L NH 3-N=45mg/L TP=8mg/L TN=70mg/L
近期规模1.7505+0.64=2.3905万m3/d ，取2.4万m3/d 。

最高日最高时处理水量为1.7505×1.5+0.64×1.5=3.58万m3/d ，取3.6万m3/d ，即416.7L/s
远期规模：2.688+1.024=3.712万m3/d ，取3.8万m3/d 。

最高日最高时处理水量为1.436×2.688+1.024×1.5=5.3959万m3/d ，取5.4万m3/d ，即625L/s
2.1.4：进入污水处理厂的污水性质
根据生活污水和工业废水所占比重进行核算混合液的水质参数：
mg/L 4254
.2500
36.040075.1COD Cr =⨯+⨯=
，
mg/L 2904
.2400
64.025075.1=
SS =⨯+⨯
mg/L 2304
.2350
64.018875.1BOD 5=⨯+⨯=
mg/L 344
.245
64.03075.1N -NH 3=⨯+⨯=
mg/L 7.64
.28
64.025.675.1TP =⨯+⨯=
mg/L 554.270
64.05075.1TN =⨯+⨯=
水质参数如下：
COD Cr =425mg/L ， SS=290mg/L ， BOD 5=230mg/L NH 3-N=34mg/L TP=6.7mg/L TN=20mg/L 。

2.2污水处理程度的确定 2.2.1：纳污河流：
污水经处理后直接排入位于城市南边自西向东流过的河流。

此河流属《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）中Ⅲ类水域，且河流保证率95％时的流量为3m 3/s 。

河流20年一遇洪水位900.12m 。

2.2.2：气象资料：
气象资料：全年平均气温8.6℃，极端最高气温 40℃，最低气-29.3℃。

多年平均最大降雨量522.5mm ，夏季主导风向：东南风。

2.2.3：出水水质：
按照污水综合排放标准，城镇二级污水处理厂排入到三类水体的处理水出水水质应满足一级B 排放标准，所以处理水中各物质的浓度为COD ≤60mg/L ，BOD 5≤20mg/L ，SS ≤20mg/L ，NH 3-N ≤8（15）mg/L ，TN ≤20mg/L （括号外数值为水温>12℃ 时的控制指标，括号内数值为水温≤12℃时的控制指标） TP=1mg/L 。

2.2.4：污泥污水处理方式：
污水：根据受纳水体的使用功能确定，排入三类水体；
污泥：浓缩脱水后外运填埋处置。

2.2.5：分期建设：
考虑近期和远期城市发展的情况。

人口数：近期：10.94万人，远期：16.8万人。

工业用地面积：近期规划为0.5km 2,远期规划为0.8km 2。

2.2.6：进水水质
根据原始资料，污水处理厂进水水质见表二。

表二、污水设计进水水质、出水水质标准
括号外数值为水温>12℃ 时的控制指标，括号内数值为水温≤12℃时的控制指标。

2.2.7、设计出水水质
出水水质要求符合：
《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002
《地表水环境质量标准》GB3838-2002
根据设计资料说明，本设计出水排入水体为Ⅲ类水体，要求执行一级B标准，出水水质标准如表二所示。

根据出水水质要求，污水处理厂既要求有效地去除BOD
5
，又要求对污水的氮、磷进行适当处理，防止河流的富营养化。

2.2.8、处理程度计算
表三、各水质参数的去除率
2.3污水与污泥处理工艺选择
2.3.1、工艺流程方案的提出
由上述计算，该设计在水质处理中要求达到表三的处理效果。

即要求处理
工艺既能有效地去除BOD
5、COD
cr
、SS等，又能达到脱氮除磷的效果。

为达到该
处理要求，现提出两种可供选择的处理工艺：
①、厌氧池+氧化沟处理工艺
②、CASS处理工艺
4.2、方案比较
两个方案见图一和图二。

两个方案的技术比较见表四。

图一厌氧池+氧化沟处理工艺流程
图二 CASS处理工艺流程
表四工艺流程方案技术比较表
总的说来，这两个方案都比较好，不仅电耗较小，而且运行费用低，都能达到要求相应的处理效果，但方案一工艺有较大的脱氮能力，电耗较小，运行费用低。

所以，本设计采用方案一作为污水厂处理工艺。

第三章污水厂构筑物设计说明
3.1污水处理构筑物的设计
1、中格栅
为了确保污水处理厂进水泵房及后续处理工段的正常运行，需设置粗、细格栅。

进水粗格栅的栅条间隙为20mm。

通常污水处理厂细格栅间隙为8一10mm，由于本工程采用改良卡罗赛的污水处理工艺，为减少进入后续生物处理构筑物的浮渣，需强化细格栅作用，因此本工程细格栅间隙为10mm。

中格栅与提升泵站合建。

中格栅主要用于拦截较大的颗粒悬浮物，保护水泵。

运行参数：
栅前流速 0.7m/s 过栅流速 0.8m/s
栅条宽度 0.0m 栅条净间距 0.02m
栅前槽宽 2.00m 格栅间隙数 49
水头损失 0.10m 单位栅渣量ω1=0.05m3栅渣/103m3污水
格栅倾角α=60°
平面尺寸L×B=2.3m×1.46m，共分两格，每格净宽0.73m。

本设计选择回转式格栅除污机，有效宽度900mm，整机功率1.5kW，安装角度60°，选两台。

选择螺旋压榨机，功率7.87kW。

处理水经明渠进入提升泵站。

2、提升泵站
提升泵站用以提高污水的水位，保证污水能在整个污水处理流程过程中流过，从而达到污水的净化。

本工程污水只经一次提升。

泵站按远期规模设计，水泵机组按近期规模配置。

泵站选用集水池与机器间合建式泵站。

泵站尺寸L×B×H =10m×7m ×10m
本设计中，查污水处理厂工艺设计手册354页可以选出适合该泵房的QW系列潜污泵。

所选泵的型号及参数如下：
型号：300QW900-8-37 排出口径：350mm
流量：900 m3/h 扬程：8m
转速：980 r/min 功率：37KW
效率：84.5% 重量：1150kg
3、细格栅细格栅和沉砂池合建。

细格栅的作用是进一步去除污水中的污染物，以免其对后续处理单元特别是氧化沟造成损害。

运行参数：
栅前流速 0.7m/s 过栅流速 0.9m/s
栅条宽度 0.01m 栅条净间距 0.01m
栅前部分长度 0.88m 格栅倾角 60o
栅前槽宽 1.26m 格栅间隙数 49（两组）
水头损失 0.26m 每日栅渣量 3.86m3/d
平面尺寸L×B=3.71m×1.94m，共分两格，每格净宽0.97m。

本设计选择杭州杭氧环保设备有限公司生产的HG-700型回转式格栅除污机，有效宽度700mm，整机功率1.5kW，安装角度60°，选四台。

选择江苏宜兴市博高环保设备有限公司的LY-400型螺旋压榨机，转速5～5.2rpm，输送量4m3 /h，功率4kW。

4、平流式沉砂池
沉砂池的主要作用是去除污水中相对密度2.65、粒径0.2mm以上的砂粒，以使后面的管道、阀门等设施免受磨损和阻塞。

运行参数：
沉砂池长度 12m 池总宽 3m
有效水深 0.7m 贮泥区容积 0.69m3（每个沉砂斗）
沉砂斗底宽 0.7m 斗壁与水平面倾角为 600
斗高为 0.6m 斗部上口宽 1.4m
设计2组，每组2格，每格2个沉砂斗。

平面尺寸L×B=12 m×3.2m，共分两格，每格净宽1.5m。

水力停留时间t=30s，清砂间隔时间T=2d。

选择南京武威康流体设备有限公司生产的型号为LSSF-355螺旋砂水分离器，功率为0.75kw。

5、配水井
配水井的作用是均衡的发挥各个处理构筑物运行的能力，保证各处理构筑物经济有效的运行。

进水从配水井底部中心进入，经过等宽度三角堰流入2个水斗，再由管道流入两座厌氧池和氧化沟。

配水井的设计流量Q=625s/L。

进水管管径 =1000mm，出水管管径 =600mm。

配水井直径D=2000mm。

6、厌氧池和氧化沟
本设计采用的是卡罗塞（Carrousel）氧化沟。

二级处理的主体构筑物，是活性污泥的反应器，其独特的结构使其具有脱氮除磷功能，经过氧化沟后，水质得到很大的改善。

运行参数：
共建造两组厌氧池和两组氧化沟，一组一条。

厌氧池直径 D=23m，高H=4.3m
氧化沟尺寸 L×B=117×24×4.6m 高H=4.6m 给水系统：通过池底放置的给水管，在池底布置成六边行，再加上中心共七个供水口，利用到职喇叭口，可以均化水流。

出水系统：采用双边溢流堰，在好氧段出水。

曝气系统：查手册，选用DY325型倒伞型叶轮表面曝气机，直径Ф＝3.5m,电机功率N=55kW,单台每小时最大充氧能力为125kgO2/h，选用四台。

7、二沉池
运行参数：
沉淀池直径D=24m 有效水深 h＝3.0m
池总高度 H=5.4m
选用ZBG-35型周边传动刮泥机，周边线速度为3.2m/min，功率为2.2kw。

8、消毒池
设计参数：
设计流量：Q′=54000m3/d=625 L/s
水力停留时间：T=0.5h=30min
设计投氯量为：ρ＝4.0mg/L
平均水深：h=2.2m 隔板间隔：b=3.5m
采用射流泵加氯，使得处理污水与消毒液充分接触混合，以处理水中的微生物，尽量避免造成二次污染。

采用隔板式接触反应池。

消毒池尺寸：
20.32.200.18⨯⨯m 运行参数：
隔板 4块
长 5.5m 宽 3.2m
3.2污泥处理构筑物的设计 1、污泥提升泵房
(1)选用LXB-1000螺旋泵3台（2用1备），单台提升能力为660m 3
/h ，提升高度为2.
0m —3.0m,电动机转速n=48r/min,功率N=11kW
(2)剩余污泥泵选用50QW25-10-41.5型潜污泵螺旋泵4台（3用1备），单台提升能力为25m 3/h ，提升高度为10.0m,功率N=1.5kW 。

(3) 泵房平面尺寸 L ×B=6×5m 2、贮泥池 1、设计参数
进泥量：d m Q w 38.380=； 贮泥时间：T=10h 2、设计计算
池容为 316024
10
8.380m T Q V w =⨯== 贮泥池尺寸为 m 3610⨯⨯，有效容积为270m 3。

4、污泥浓缩脱水间
本设计采用污泥浓缩脱水一体机对污泥进行浓缩脱水。

1、设备选型
选用上海安碧环保设备有限公司生产的DYH-1000型转鼓污泥浓缩脱水一体机3台（2用1备），处理量为90-230kg 干污泥/小时，外形尺寸为L2730×B1600×H2630,虑带宽1000mm ，总功率2.5kw 。

2、机房平面尺寸 L ×B=12×6m
第二部分 设计计算书
第二章 污水处理构筑物设计计算
2.1.中格栅
1．设计参数：
设计流量Q=54000m 3
/d=625L/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=20mm 栅前部分长度0.5m ，格栅倾角α=60° 单位栅渣量ω1=0.07m 3
栅渣/103m 3
污水 2．设计计算
（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
m v Q B 34.17
.0625
0221
11=⨯=。

，则栅前水深m B h 67.0234.121==
= （2）栅条间隙数23.489
.067.002.060sin 625.0sin 21=⨯⨯︒
==
ehv Q n α(取n=49)
（3）栅槽有效宽度B=s （n-1）+en=0.01（49-1）+0.02×49=1.46m （4）进水渠道渐宽部分长度m B B L 16.020tan 234
.146.1tan 2111=︒
-=-=
α
（其中α1为进水渠展开角）
（5）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度m L L 08.02
1
2== （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 103.060sin 81
.929.0)02.001.0(42.23sin 22
34
201=︒⨯⨯⨯⨯===αε
其中ε=β（s/e ）4/3
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=0.67+0.3=0.97m 栅后槽总高度H=h+h 1+h 2=0.67+0.103+0.3=1.073 （8）格栅总长度L=L 1+L 2+0.5+1.0+0.97/tan α
=0.16+0.08+0.5+1.0+0.97/tan60° =2.3m
（9）每日栅渣量ω=Q 平均日ω1=
07.01000
4.186400
625.0⨯⨯⨯
=2.7m 3
/d>0.2m 3
/d
所以宜采用机械格栅清渣 （10）计算草图如下：
进水
图1 中格栅计算草图
2.2污水提升泵房
1.设计参数
设计流量：Q=301L/s ，泵房工程结构按远期流量设计 2.泵扬程的计算
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。

污水经提升后入平流沉砂池，然后自流通过厌氧池、氧化沟、二沉池及接触池，最后由出水管道排入神仙沟。

各构筑物的水面标高和池底埋深见第三章的高程计算。

污水提升前水位-3.68m（既泵站吸水池最底水位）,提升后水位3.59m（即细格栅前水面标高）。

所以，提升净扬程Z=3.59-（-3.68）=7.17m
水泵水头损失取2m
从而需水泵扬程H=Z+h=9.17m
3.泵的选择
近期设计最大流量为0.5m3/s，近期、远期各选用三台潜污泵，两用一备。

总的为六台潜污泵，四用两备。

每台泵的流量为900m3/h，抽升一般的废水多采用PW型污水泵，对于有腐蚀性的废水，应选择合宜的耐腐蚀泵或耐酸泵。

抽升泥渣多的废水和污泥时，可选择泥沙泵或污泵。

本设计中，查污水处理厂工艺设计手册354页可以选出适合该泵房的QW系列潜污泵。

所选泵的型号及参数如下：
型号：300QW900-8-37 排出口径：350mm
流量：900 m3/h 扬程：8m
转速：980 r/min 功率：37KW
效率：84.5% 重量：1150kg
4. 集水井设计计算
①设计要求
机组布置时，在机组之间以及机组和墙壁间应保持一定的距离。

电动机容量小于50kw 时，机组净距不小于0.8米；大于50kw时，净距应大于1.2米。

机组于墙的距离不小于0.8米，机组至低压配电盘的距离不小于1.5米。

考虑到检修的可能，应留有足够距离以抽出泵轴和电机转子，如无单独的检修间，则泵房内应留有足够的场地。

此外，泵站内的主要通道应并不小于1.0～1.2米。

集水池的容积应大于污水泵5分钟的出水量。

该设计中，取两机组的中心距离为2.5米，最边上的机组与墙的距离为1.5米，则泵房总长=1.5×2+3×2.5=10.5米取10m
②设计计算
根据上面选择的泵，单台泵的流量为为750m³/h，即0.2083m³/s，因此在远期三台泵同时工作时，五分钟内的出水量为0.2083×5×60=187.5m³，考虑到有效利用体积，取200m
³，则集水池的平面面积㎡704
400===
H V s 集水池的宽m B 710
70
== 5.泵房设计
泵房设计一座，建造集水池的上方，泵房的平面尺寸为长10米，宽7米。

计算草图如下：
2.3泵后粗格栅
1．设计参数：
设计流量Q=5.4×104m 3
/d=625L/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 2．设计计算
（1）确定格栅前水深，根据最优水力断面公式212
11v
B Q =计算栅前槽宽
m v Q B 34.17
.0625
0221
11=⨯=。

，则栅前水深m B h 67.0234.121==
= （2）栅条间隙数5.969
.047.001.060sin 625.0sin 21=⨯⨯︒
==
ehv Q n α （取n=97）
设计两组格栅，每组格栅间隙数n=49条
（3）栅槽有效宽度B 2=s （n-1）+en=0.01×（49-1）+0.01×49=0.97m 所以总槽宽为0.97×2+0.2＝2.14m （考虑中间隔墙厚0.2m ） （4）进水渠道渐宽部分长度m B B L 1.120tan 234
.114.2tan 2111=︒
-=-=
α
（其中α1为进水渠展开角）
（5）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度m L L 55.02
1
2== （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ε=β（s/e ）4/3
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=0.67+0.3=0.97m 栅后槽总高度H=h+h 1+h 2=0.67+0.26+0.3=1.23 （8）格栅总长度L=L 1+L 2+0.5+1.0+0.97/tan α
=1.1+0.55+0.5+1.0+0.97/tan60°=3.71m
（9）每日栅渣量ω=Q 平均日ω1=
1.01000
4.186400
625.0⨯⨯⨯
=3.86m 3
/d>0.2m 3
/d
所以宜采用机械格栅清渣 （10）计算草图如下：
图3 细格栅计算草图
进水
2.4沉砂池
1. 设计参数 采用平流式沉砂池
设计流量：Q=625L/s （按2020年算，设计1组，分为2格） 设计流速：v=0.3m/s 水力停留时间：t=30s 2. 设计计算 （1）沉砂池长度：
L=vt=0.3×40=12m
（2）水流断面积：
A=Q/v=0.625/0.3=2.1m 2,
（3）池总宽度：
设计n=2格，每格宽取b=1.5m>0.6m ，池总宽B=2b=3m
（4）有效水深：
h 2=A/B=2.1/3=0.7m （介于0.25～1m 之间）
（5）贮泥区所需容积：设计T=2d ，即考虑排泥间隔天数为2天，则沉砂池容积
3
5
4511144.210
33.132104.510m K TX Q V =⨯⨯⨯⨯== 每格沉砂池设两个沉砂斗，两格共有四个沉砂斗，则每个陈啥都容积2.44/4=0.61m 3
其中X 1：城市污水沉砂量3m 3
/105m 3
，
K ：污水流量总变化系数1.33
（6）沉砂斗各部分尺寸及容积：
设计斗底宽a 1=0.7m ，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 4.17.060tan 6
.0260tan 21=+︒
⨯=+︒=
沉砂斗容积：
3222
112686.0)7.027.04.124.12(6
6.0)222(6m a aa a h V d =⨯+⨯⨯+⨯=++=
（略大于V1=0.61m3，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 6.42
4
.1212222=⨯-=-=
则沉泥区高度为
h 3=h d +0.06L 2 =0.5+0.06×4.6=0.88m
池总高度H ：设超高h 1=0.3m ，
H=h 1+h 2+h 3=0.3+0.7+0.88=1.88m
（8）进水渐宽部分长度:
m B B L 88.020tan 34
.120.320tan 211=︒
⨯-=︒-=
（9）出水渐窄部分长度:
L 3=L 1=0.88m
（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=Q/K=625/1.33=470L/s
则v min =Q 平均日/A=0.470/2.1=0.224>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
2.5反应池配水井设计计算
1. 设计条件
远期设计最大处理规模为5.4m3/d，即625L/s。

平流沉砂池的出水经配水井流入氧化沟，近期两座氧化沟，远期三座氧化沟。

2. 设计计算
图5 配水井设计计算示意图
（1）进水井管径D1,m
配水井进水管设计流量Q=0.625m 3
/s 。

当进水管径为D 1=1000mm 时，流速为0.89m/s ﹤1.0m/s ，满足设计要求。

（2）配水井直径
）π（D Q
D 2
12
12v 4+=
v 2——配水井污水流速，m/s,一般采用0.2-0.4m/s,本设计取0.3m/s
91.13
.0625.0412
2=+⨯⨯=）π（
D m,本设计采用2.0m
（3）矩形宽顶堰
进水从配水井中心进入，经等宽度堰流入水斗再由管道接入3个氧化沟，每个氧化沟的分配水量为q=0.2083m 3
/s,配水井采用矩形宽顶溢流堰至配水管。

① 堰上水头H ，m
因单个出水溢流堰的流量为0.2083 m 3
/s ，一般大于100L/s 采用矩形堰，小于1000L/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0q
m =
式中 q —矩形堰的流量，m 3
/s ； H —堰上水头，m ； b —堰宽，m ，取b=1.0m ；
m 0—流量系数，通常取0.327～0.332，该设计中取0.33。

则 m g b m q H 273.0)6
.190.133.02083.0()22(3/12
223/1202=⨯⨯==,取0.28m ②堰顶厚度B,m
根据有关实验资料，当2.5﹤B/H ﹤10时，属于矩形宽顶堰，取B=0.8米，这时B/H=2.86（在2.5～10范围内），所以，该堰属于矩形宽顶堰。

③配水管管径D 2,m
设配水管管径D 2=500mm,流量=0.2083 m 3
/s ，可算得v=0.73m/s 。

（满足要求） ④ 配水漏斗上口口径D ，m ，按配水井内径的1.5倍设计， D=1.5D 1=1.5×1000=1500mm
2.6厌氧池
1.设计参数
设计流量：2010年最大日平均时流量为Q ′=Q/K h =36000/1.2=30000m 3
/d=1250m 3
/h=347.2L/s ，设计2座
水力停留时间：T=2.5h 污泥浓度：X=3000mg/L 污泥回流液浓度：X r =10000mg/L
考虑到厌氧池与氧化沟为一个处理单元，总的水力停留时间超过15h ，所以设计水量按最大日平均时考虑。

2.设计计算 （1）厌氧池容积：
V= Q 1′T=625×10-3
×2.5=1563m 3
（2）厌氧池尺寸：水深取为h=4.0m 。

则厌氧池面积：
A=V/h=1563/4=391m 2
厌氧池直径：
3.2214
.3391
44=⨯=
=
π
A
D m （取D=23m ）
考虑0.3m 的超高，故池总高为H=h+0.3=4+0.3=4.3m 。

（3）污泥回流量计算： 1）回流比计算
R =X/（X r -X ）=3/（10-3）=0.43 2）污泥回流量
Q R =RQ 1′=0.43×625=6450m 3
/d
2.7氧化沟
1.设计参数
拟用卡罗塞（Carrousel ）氧化沟，去除BOD 5与COD 之外，还具备硝化和一定的脱氮除磷作用，使出水NH 3-N 低于排放标准。

氧化沟按2010年设计分2座，按最大日平均时流量设计，每座氧化沟设计流量同厌氧池为15000m 3
/d ，即625m 3
/h
总污泥龄：20d
MLSS=4000mg/L,MLVSS/MLSS=0.7 则MLVSS=2800 曝气池：DO ＝2mg/L
NOD=4.6mgO 2/mgNH 3-N 氧化，可利用氧2.6mgO 2/NO 3—N 还原 α＝0.9 β＝0.98
其他参数：a=0.6kgVSS/kgBOD 5 b=0.07d -1
脱氮速率：q dn =0.0312kgNO 3-N/kgMLVSS ·d K 1=0.23d -1
Ko 2=1.3mg/L
剩余碱度100mg/L(保持PH ≥7.2):
所需碱度7.1mg 碱度/mgNH 3-N 氧化；产生碱度3.0mg 碱度/mgNO 3-N 还原 硝化安全系数：2.5 脱硝温度修正系数：1.08 2.设计计算
（1）碱度平衡计算：
1）设计的出水5BOD 为20 mg/L ，则出水中溶解性5BOD ＝20-0.7×20×1.42×（1－e
-0.23×5
）=6.4 mg/L
2）采用污泥龄20d ，则日产泥量为：
2.1006)
2005.01(1000)
4.6230(150006.01=⨯+⨯-⨯⨯=+m r bt aQS kg/d
设其中有12.4％为氮，近似等于TKN 中用于合成部分为： 0.124⨯1006.2=124.77 kg/d 即：TKN 中有
32.815000
1000
77.124=⨯mg/L 用于合成。

需用于氧化的NH3-N =34-8.32-8=23.68 mg/L 需用于还原的NO3-N =23.68-12=11.68 mg/L 3）碱度平衡计算
已知产生0.1mg/L 碱度 /除去1mg BOD 5，且设进水中碱度为250mg/L ，剩余碱度=200-7.1×23.68+3.0×11.68+0.1×（230－6.4）=89.3 mg/L 计算所得剩余碱度以C a CO 3计，此值可使PH ≥7.2
（2）硝化区容积计算：
硝化速率为 ()
[
]
⎥⎥⎦
⎤⎢⎢⎣⎡+⨯⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⨯=--22
158.105.015098.021047.0O K O N N e
O T T n μ ()
[
]⎥⎦
⎤
⎢⎣⎡+⨯⎥
⎦⎤⎢⎣
⎡+⨯=-⨯-23.121022
47.0158.11505.01515098.0e
=0.238 d -1
故泥龄：2.40.238
1
1
==
=
n
w t μd 采用安全系数为2.5，故设计污泥龄为：2.5⨯4.2=10.5d 原假定污泥龄为20d ，则硝化速率为： 05.020
1
==n μd -1 单位基质利用率：
167.06
.005
.005.0=+=
+=
a
b
u n μkg 5BOD /kgMLVSS.d
MLVSS=f ×MLSS=0.7⨯4000=2800 mg/L
所需的MLVSS 总量=
kg 8.200831000167.015000
)4.6230(=⨯⨯-
硝化容积：6.7172100028008
.20083=⨯=n V m 3
水力停留时间：5.112415000
6
.7172=⨯=
n t h （3）反硝化区容积： 12℃时，反硝化速率为：
()
20029.0)(03.0-⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡+=T dn M
F
q θ
()201208.1029.0)24164000230
(
03.0-⨯⎥⎥⎥⎥⎦
⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡+⨯
⨯= =0.017kgNO 3-N/kgMLVSS.d
还原NO 3-N 的总量=
2.175150001000
68
.11=⨯kg/d
脱氮所需MLVSS=8.10305017
.02
.175=kg 脱氮所需池容：7.3680100028008
.10305=⨯=dn V m 3
水力停留时间：9.5241000
7
.3680=⨯=
dn t h （4）氧化沟的总容积： 总水力停留时间：
4.179.5
5.11=+=+=dn n t t t h
总容积：
3.108537.36806.7172=+=+=dn n V V V m 3
（5）氧化沟的尺寸：
氧化沟采用4廊道式卡鲁塞尔氧化沟，取池深4m ，宽6m ，则氧化沟总
长:
m 452643.10853=⨯。

其中好氧段长度为m 299646
.7172=⨯，缺氧段长度为
m 1536
47
.3680=⨯。

弯道处长度:m 55.5618218
263==⨯+⨯⨯πππ（取57m ）
则单个直道长:
m 994
57
452=- 故氧化沟总池长=99+6+12=117m ，总池宽为6⨯4=24m （未计池壁厚） 校核实际污泥负荷 d kgMLSS kgBOD XV QS N a s ⋅=⨯⨯==
/0088.03
.108533600230
15000 （6）需氧量计算：
采用如下经验公式计算:
326.26.4)/(NO N MLSS B S A d kg O r r ⨯-⨯+⨯+⨯=
其中：第一项为合成污泥需氧量，第二项为活性污泥内源呼吸需氧量，第三项为硝化污泥需氧量,第四项为反硝化污泥需氧量。

经验系数：A=0.5 B=0.1 需要硝化的氧量：
N r =23.6⨯15000⨯10-3
=355.2kg/d
R=0.5⨯15000⨯(0.23-0.0064)+0.1⨯7172.6⨯ 4+4.6⨯355.2-2.6⨯175.2 =5724..44kg/d=238.52kg/h
取T=30℃，查表得α=0.8,β=0.9,氧的饱和度)30(︒s C =7.63 mg/L ，)20(︒s C =9.17
mg/L
采用表面机械曝气时，20℃时脱氧清水的充氧量为： []()
20)()
20(0024.1-︒⨯-=
T T s s C C RC R βρα
[]()h
kg /15.443024.1263.719.080.017
.955.2302030=⨯-⨯⨯⨯⨯=
-
查手册，选用DY325型倒伞型叶轮表面曝气机，直径Ф＝3.5m,电机功率N=55kW,单台每小时最大充氧能力为125kgO 2/h ，每座氧化沟所需数量为n,则,因此选用四台可满足供氧要求。

（7）回流污泥量：
活性污泥的计算是以固体总量为基础的 由式：X Q Q X Q QX R R R )(0+=+ 式中：
Q---污水厂设计流量（m ³/d ）
R Q ---回流污泥量（m ³/d ）
0X ---进水中SS 浓度（mg/L ）取厌氧池出水浓度150 mg/L R X ---回流污泥中SS 浓度（mg/L ）取9000 mg/L X ---氧化沟中活性污泥SS 浓度（mg/L ）取4000 mg/L
3600)(10000150R R Q Q Q Q +=+
回流比：R=R Q /Q=64.17%
考虑到回流至厌氧池的污泥回流液浓度R X =10g/L ，则回流比计算为：
X
X X
R r -=
⨯100%=
%43%1003-103=⨯
式中：X---氧化沟中混合液污泥浓度mg/L R X ---二沉池回流污泥浓度mg/L 回流污泥量：R Q =RQ=0.43⨯15000=6450m ³/d （8）剩余污泥量： 1000
max Q SS f Q w ⨯+=进水日产泥量
d kg Q w /1904150001000
25.01507.02.1006=⨯⨯+=
如由池底排除，二沉池排泥浓度为10g/L ，则每个氧化沟产泥量为： d m /4.19010
1904
3=
（9）氧化沟计算草草图如下：
2.8二沉池
1．设计参数
该沉淀池采用中心进水，周边出水的幅流式沉淀池，采用刮泥机。

设计进水量：Q=18000 m 3
/d =750m 3
/h=208.3L/S （每组） 表面负荷：取q=2.0 m 3
/ m 2.h 固体负荷：q s =200 kg/ m 2.d 水力停留时间（沉淀时间）：T=1.5 h
堰负荷：取值范围为1.5—2.9L/s.m ，取2.0 L/(s.m) 2．设计计算
I 、池体体积计算
（1）沉淀池面积:
按表面负荷算：3252
750===
b q Q A m 2 （2）沉淀池直径：m m A
D 16262314
.3325
44>=⨯=
=。

π
,取24m
有效水深为 h=q b T=1.5×2.0=3m<4m
83
241==h D （介于6～12） (3) 每日污泥量
6.424
1000294.105.04n
1000104
1=⨯⨯⨯⨯⨯==
SNT
W m 3
式中 S 取0.5L/(p ·d ）,由于用机械刮泥，所以污泥在斗内贮存时间用4h 。

贮泥斗容积： 225
11122()3
h V r r r r π=
++
式中 h5—污泥斗高度，m ；
r 1—污泥斗上部半径，m ，取r 1=2m ； r 2—污泥斗上部半径，m ，取r 2=1m ；
512()tan tan 60 1.73m h r r =-∂=⨯=o （2-1）
污泥斗容积2
131 3.14 1.73(2211)12.7m 3
V ⨯=
+⨯+= ③ 污泥斗以上圆锥体部分污泥容积 设池径向坡度为0.05，则圆锥体的高度
411h 0.05
R r m =⨯（-）=0.05（24/2-2）=0.5 圆锥体部分污泥容积
m37.12)1122(3
73
.114.3122=+⨯+⨯⨯=
V ④ 污泥总容积=12.7+90.0=102.7 m3﹥4.6 m3 （可见池内有足够的容积） ⑤ 沉淀池总高度H,m。