污水厂设计说明

污
水
厂
课
程
设
计
说
明
书
专业班级：给水排水0412班
姓名：李永志
学号：０４0２21２23
指导教师：徐乐中,张天月完成时间:2007年12月２2日
第一章污水处理厂课程设计任务书
第一节课程设计的目的任务及要求
&１.１课程设计目的
１、复习和消化课堂讲授内容；
2、理论与实际相结合，培养分析问题和处理问题的能力；
3、训练设计与制图的基本技能
&1。

2课程设计任务
进行某城市污水厂的初步设计 ,其任务包括:
１、根据所给的原始资料，计算污水厂的设计流量和水质污染浓度；
2、确定污水处理工艺和污泥处理方案；
3、对各处理构筑物进行工艺计算，确定其形式、组数;
4、进行污水厂平面布置和污水、污泥流程图设计.
&1。

3课程设计要求
1、设计计算说明书一份;
2、总平面布置图一张(1:200—1：500）；
3、流程图一张(横向1：2０0-５00，纵向1:5０~1：100);
4、有可能完成单体构筑物工艺图一张。

第二节设计资料
&2.1基本资料
设计人口:4８００0人设计人均用水量:240Ｌ/(人*天)
三产污水量:1０0０0m3/ｄ工业废水量：2３000ｍ3/ｄ
时变化系数:1。

30 PH值：６。

９—7。

８平均设计温度:１5.5ｏC
＆2．2污水进水情况
进水BOＤ5:220ｍg／L 进水COD:450mg/Ｌ进水SS:２３0mg/L 进水TN:３５mｇ/L 进水TP：6．4ｍｇ/Ｌ
&2.3 出水水质要求
根据中华人民共和国国家标准《污水综合排放标准》GB8978-1996查得如下表1。

表１第二类污染物最高允许排放浓度
(1998年1月1日后建设的单位）单位:mｇ/ｌ
第二章污水处理厂工艺设计及计算
第一节污水厂规模的确定
&1．1污水水量的确定
在人类的生活和生产中，使用着大量的水.水在使用的过程中受到不同程度的污染，改变了原有的化学成分和物理性质,这些水称为污水或废水。

污水也包括雨水及冰雪融化水。

污水按来源的不同,分为生活污水、工业废水和降水3类。

根据设计任务书的设计需要采用分流制，不考虑雨污合建的情况,污水厂的设计规模按污水量和工业废水量来确定。

1、生活污水量Q１的确定
根据设计任务书查得设计地区城市人口数N = ４８０00人，设计人均用水量q ＝ 240 L/人·d
生活污水量的确定以城市人口数,污水量标准或用水标准乘系数,一般取k = 0.8左右,即生活污水量
Q１ = k·Ｎ·q = 0。

8×４8000×240 Ｌ/d = 921６000L／d =9216 ｍ3／ｄ
２、工业废水量Q2的确定
根据设计任务书查得工业废水量Q2 = ２30０0 m3／d
3、第三产业废水量Q3的确定
根据设计任务书查得工业废水量Q３ = 10000 ｍ3/d
4、设计最高日污水量Qｄ的确定
设计地区城市最高日污水量Qｄ为
Qd = Ｑ１+Q2+Ｑ３=(９216+23０00+１０0００)m3／d = 42216 ｍ3／ｄ
5、设计最高日最高时污水量Qh的确定
根据设计任务书查得设计地区时变化系数Kｈ＝ 1．3０
Qh=Kｈ×Ｑｄ÷2４=1.30×４2216/24=２28６。

7 m3/h
&1.2 污水厂设计规模的确定
应满足设计地区最高日污水量Qd和设计地区最高日最高时污水量Ｑｈ这样才能真正达到设计污水处理厂的设计处理要求,才能保证污水厂的处理负荷在设计处理负荷之内，保证污水厂的高效处理能力,保证污水厂的安全运行能力，达到污水处理厂设计要求。

所以:污水厂设计规模为
Qｈ=2286.7ｍ3/h=６35。

19／s≈64０l/s
第二节工艺流程的确定
&2。

1城市污水处理厂工艺流程方案的提出
污水处理厂的工艺流程系指保证处理水达到所要求的处理程度的前提下，采用的污水处理技术各单元的有机组合。

在选定处理工艺流程的同时,还需要考虑确定各技术单元构筑物的型式，两者互为制约，互为影响。

污水处理工艺流程选定,主要以下列各项因素作为依据。

1.污水的处理程度
根据处理水的出路和污水的水质，确定污水中各种污染物的处理程度。

2、污水水质和水量的变化情况
除水质外,原污水的水量也是选定处理工艺需要考虑的因素,水质、水量变化较大的污水,应考虑设调节池或事故贮水池,或选用承受冲击负荷能力较强的处理工艺.工程施工的难易程度和运行管理需要的技术条件也是选定处理工艺流程需要考虑的因素，地下水位高,地质条件较差的地方,不宜选用深度大、施工难度高的处理构筑物. 3、工程造价和运行费用
工程造价与运行费用也是工艺流程选定的重要因素,当然处理水应当达到的水质标准是前提条件．这样,以原污水的水质、水量及其他自然状况为已知条件,以处理水应达到的水质指标为制约条件,而以处理系统最低的总造价和运行费用为目标函数,建立三者之间的相互关系。

减少占地面积也是降低建设费用的重要措施，从长远考虑，它对污水处理厂的经济效益和社会效益有着重要的影响.
4、当地的各项条件
当地的地形、气候等自然条件也对污水处理工艺流程的选定具有一定的影响。

当地的原材料与电力供应等具体问题,也是选定处理工艺应当考虑的因素. 5、运行管理
对于运行管理水平有限的小型污水处理厂或工业废水处理站,宜采用操作简单、运行可靠的处理工艺；对于运行管理水平较高的大型污水处理厂，应尽量采用处理效率高、净化效果好的新工艺.对于地质条件较差的地区,不宜采用池体较深、施工难度较大的处理构筑物．
为了达到上表处理要求,即要求处理工艺既能有效地去除B ＯD5、C ＯD 、S Ｓ等,又能达到脱氮除磷的效果。

该设计采用A ２／Ｏ工艺.现有两种可供选择的工艺流程:①ＣＡＳS 法处理工艺;②厌氧池+氧化沟处理工艺。

＆2。

2 方案的技术经济比较
图1：ＣASS 法处理工艺
图2 厌氧池+氧化沟处理工艺
（1）技术比较
两方案的技术比较见下表2。

总的来说，这两个方案都比较好，都能达到要求处理的效果,而且工艺简单,污泥处理的难度较小,在技术上都是可行的。

表2 城市污水处理厂工艺流程方案技术比较表
（2）经济比较
见下表3和表4
表3 CASS处理工艺投资估算表①设备部分投资估算
②土建部分投资估算
③工程总投资估算
表4氧化沟处理法工程投资估算明细表
（3）结论:
综合比较各工艺的技术指标,都可以达到预定的处理目的，均符合设计要求.通过表３和表４的经济比较可以清楚的看出,方案1的CASS处理工艺要比氧化沟处理工艺节省很多投资。

同时，CASS工艺的自动化程度高,人工费用即相对降低,所以选定CASＳ工艺为该污水厂的处理工艺。

该流程包括完整的二级处理系统和污泥处理系统。

污水经过一级处理的隔栅、沉砂池进入二级处理的ＣＡSS沟，然后进入污泥池中进行泥水分离,上部分清夜经消毒后直接排放江中.污泥部分的剩余污泥进入浓缩池进行浓缩，融缩后进入贮泥池，最后送入到脱水机房脱水后外运泥饼．
第三节污水处理工艺构筑物的设计计算
&３。

１泵前中格栅
1、设计参数
设计流量Q＝２28６。

7m3／h=６35。

1９/ｓ≈6４0ｌ/，以最高日最
高时流量计；
格栅前渠道内流速:0.4-0.9m/ｓ，取V1=0.7ｍ／s;
过栅流速:0.6—1．0ｍ/s,取V2=0。

8m/ｓ;
栅条宽度s=0。

01m;格栅条间隙b=0。

０25m
栅前部分长度0。

5ｍ;格栅倾角α=6０°
单位栅渣量W1＝0。

10m３栅渣/103m3污水
栅前渠道超高ｈ2=0。

30ｍ
二、设计计算
格栅计算草图
（1）格栅前水深
根据最优水力断面公式Q=(2h）2·V1／２，又Q＝Qh=640l/s 得:h=0．73m
（2）栅条间隙数
则栅条间隙数n = Qh·（sｉnα）１/2／（b·h·v）
= 0。

６4·（ｓin60０)1/２/(0．0２5·0。

73·0.8）
=39。

8（个）（取n＝４0个)
设计两组并列的隔栅，则每组隔栅间隙数为20个．
（３）栅槽宽度B２
栅槽宽一般比格栅宽０．2-0．3ｍ,取0。

21m
Ｂ2＝(n－1)+bn＋0。

21=0．０1＊（2０－1)+0。

025＊2０＋0．2１=0。

９m
(4）进水聚到渐宽部分的长度L１
设进水渠道宽为B1=0。

65m,渐宽部分展开角α１=2０．
L1=（B－B1）/２tgα１=(0.9-0.６5）/2tg200=0。

34 m
（5)栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度
Ｌ2=L1/２=0．34/２=0.17 ｍ
（６）通过隔栅的水头损失:设栅条断面为锐边矩形断面
ｈ１=2。

4２(S/b)4/3（ｖ2/2ｇ) ＊ｓinαK
＝2。

４2（０。

01/０.025) 4/3*(0。

82/２*9.8)* sin60＊３＝０.０2５m
（7)栅后槽总高度
H=h＋h1+h2＝0。

73+0.０2５+0.3=1。

０5５m≈１。

1 m
（8）栅槽总长度
L= L1+L２+0。

5+1.0＋H１/ｔanα
=0．３4+０。

17+1．０+0。

5+(0.７3＋0。

3)/ tg６0=2.60ｍ
（９)每日栅渣量
W＝86４00*Qmax*W1/１000K G
=86400*0．64*0。

10/（1000*1。

39)
=3。

98ｍ3/d>０。

2 m３/d
宜采用机械格栅,选用ZZG型链条式隔栅除污机.见图3。

＆3。

2 污水提升泵房
本设计采用干式巨型半地下合建式泵房，它具有布置紧凑、占地少、结构节省的特点。

集水池和机器间由隔水墙分开,只有吸水管和叶轮淹没在水中,机器间经常保持干燥，以利于泵房的检修和保养业可避免污水对轴承、管件、仪表的腐蚀。

泵站地下埋深为7m，水泵采用自灌式。

１、设计流量
根据规定排水泵站的设计流量一般均按最高日最高时污水流量决定,一般小型排水泵站(最高日污水量在5000m3以下)，设1~2套机组;大型排水泵站（最高日流量超过1５00０m3）设3~4套机组。

Q＝Qh＝6４0l/s；采用WL型立式潜水混流泵４台(3用1备），每台泵的设计流量Ｑ＝780ｍ3/ｈ。

2、集水间计算
选择水池和机器间合建式的方形泵站
（1）集水间的容积：采用相当于1台泵5分钟的容量.
W=780／60×5=65m３
(２)集水池面积Ｆ
有效水深采用Ｈ=2。

4m
F=W/H=６5/2。

4=2７.08ｍ2
2、水泵扬程
（1）出水管线的水头损失
每一台泵单用一根出水管,其流量为Q=780m3／h,选用的管径为500ｍｍ的铸铁管，查表得v=1。

23m/s,100０i=４。

12m,设管总长为40m，局部损失占沿程的30％ ,则总损失为:
4０×(1+0.3）×4。

1２/1000=０。

2ｍ
（2）泵站内的管线水头损失假设为1。

5m,考虑自由水头为０。

５ｍ。

（3）水泵总扬程为:
H＝１1。

1+0。

2+１。

5＋1.0=13。

８m,取14m
３、泵站内部标高的确定
泵站内部标高主要根据进水管渠底标高或管中水位确定.集水池中最高水位,对于小型泵站即取进水管渠渠底标高;对于大、中型的泵站可取进水管渠计算水位标高。

而集水池的有效水深,从最高水位到最低水位,一般取为１．5～２.０m,故泵房最高水位为—３。

6m。

&3。

3 泵后细格栅
1、设计参数
设计流量:Q=Qｈ=640l/s
栅前流速:Ｖ１=０.７ｍ/s;过栅流速:Ｖ2=0。

８m/s
格栅倾角：α＝60°；栅条宽度s=0。

01m；格栅净间距b=0。

01６m 栅前部分长度0.5m;栅后部分长度1 m；污水栅前高度：h2＝0.3m 单位栅渣量W1=0.0８m3栅渣／103m3污水
2、设计计算
(１）格栅前水深
根据最优水力断面公式Q＝（2h)２·V１/2,又Ｑ=Qh=640l／s 得:h=0.７3ｍ
所以栅前水深为0。

７３m;栅前槽宽为B１=2×h=1.46m
（2)栅条间隙数ｎ＝Qh·（sinα)１／2／（b·h·v2）
= 0。

6４×（siｎ６0°)1/2÷(0.0１6×0。

73×０。

8)
=59.３（取n=60）
设计两组并列的格栅,则每组格栅间隙数n＝3０
隔栅计算简图
（3）栅槽宽度B2
B2=ｓ(n—１)+bn+0.23＝0。

0１×（３０-1）+０。

016×30+0.23=1.00m 所以每个格栅槽宽度为１。

00m，总槽宽度B=2Ｂ２=2×1。

00=2.00m。

（4)进水聚到渐宽部分的长度
L1=(Ｂ-Ｂ1）/2ｔｇα1=0.３/2tｇ200=0。

4１
（４)栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度
L2=L1/2=0.２1ｍ
（5）通过隔栅的水头损失：设栅条断面为锐边矩形断面
h１=2.42(S/b)４/3（v2／2ｇ) *sinαK
=２。

42(０.01／0。

０16) 4/3＊(0。

8２/19。

6)＊ｓｉn6０*3 =０．１1ｍ
（6)栅后槽总高度
H=h+h１+ｈ2=0。

７3+0。

1１＋0。

3=１.１6ｍ
（7)栅槽总长度
Ｌ＝ L1+L2+0．5＋1。

0+H1/ tｇα
=０.4１+0。

21＋１。

０+0.5+（0。

73＋0。

3)／ tｇ６0=2。

72m
（8)每日栅渣量
W=86400*Qｍax＊W1/100０KＧ
＝8６400*0。

64*0。

０8/（1000＊1.3９）
＝3。

１８ｍ3/ｄ〉0．２ m３/ｄ
宜采用机械格栅。

采用链条式机械隔栅,工作台设有冲洗措施，隔栅由传送带送至栅渣箱。

＆３。

4 沉砂池计算
沉砂池的原理是利用物理原理去除污水中密度较大的污迹颗粒污染物，如泥砂，煤渣等。

本设计采用平流式沉砂池，具有处理效果好,结构简单的优点。

沉砂池按去除相对密度大于2.65、粒径大于０.2ｍm的砂粒设计.污水自流进入，因此按最大设计流量计算。

1、设计参数
设计流量：Q=Qh=640ｌ/s （采用2组,每组Qmａx＝320l/s,按并列系列设计)
设计流速:v=0.25m/s
流行时间：t=45ｓ
城市污水沉砂量:沉砂量X＝30 m3/1０6m3污水,沉砂含水率为60％，容重为1。

５ｔ/ ｍ3
砂斗容积按2天的沉砂量计算，斗壁倾角6０。

,斗高h3=0.3５m,斗底d1=0.5m。

池底坡度ｉ=0。

02０，超高０．３ｍ
2、设计计算
(1）沉砂池长度为:
L＝v·t=0．2５×45=1１。

25m
(2）水流断面积为：
A＝Qmax/v＝0。

32/0.25=１.28m２
图5 沉砂池计算草图(单位:mm)
（3)池总宽度B
设ｎ＝2格，每格宽b=0。

8m,
B=2×0。

８=１。

６ｍ,故池总宽度为2。

４m（没有考虑隔墙厚）。

(4）有效水深为：
ｈ2＝A/B=1。

28／1。

６=0.8m
（5）沉砂斗容积为:
设计Ｔ=2d即考虑排泥间隔天数为2天。

Ｖ =(Qｍax·X·T×８6４０0）÷(Ｋｚ×1０6)
= （0.32×３０×2×８64０0)÷（1.３0×106)=１。

28ｍ3
式中 Kz为总变化系数,本设计中取Kz=Ｋｈ＝1。

30
(6）每个沉砂斗容积为:
设每一分格设两个沉砂斗,则每个沉砂斗容积为:
V=1.28/（2×２)=0.32m3
(７）沉砂斗各部分尺寸及容积为：
设计斗底宽a1=0.5m,斗壁与水平面的倾角为5５°,斗高h３´=０.5m。

则沉砂斗上口宽：
a=(2×h3)/tｇ60°＋a1=(2×0。

３5）/ tg55°+0．５=0.9０m 沉砂斗容积：
V＝ h3´·(２a2+2ａａ1+2a12)/６
＝0。

３5×（2×0。

８12+２×0。

８1×0.5+2×0。

52）/6＝0。

18ｍ３
(８）沉砂室高度
采用重力排砂,设计池底坡度为i=0。

0６，坡向砂斗为：
Ｌ2=(Ｌ—2a)/2=（1１.25－２×０．９）/2＝4．73ｍ
沉泥区高度:h3= h３´＋i·L2＝0。

35+０．06×4.73=０。

63ｍ
池总高度Ｈ:设超高h1=0．3ｍ
Ｈ=h1+h２＋h３=0.3+０.８＋0.63＝1。

７3m
(9)校核最小流量时的流速:
V mｉn=Qmiｎ/Ａ=０．32/１.2８=0。

25m／s〉0.15m/s
∴符合要求。

（１2）砂水分离器的选择
沉砂池的沉砂经排砂装置排除的同时，往往是砂水混合体，为了进一步分离出砂和水,需配套砂水分离器。

清除沉砂的时间间隔为2d,根据该工程的排砂量，选用一台螺旋砂水分离器。

设备的主要性能参数为：进入砂水分离器的流量为１-３L/s;容积为0。

６ｍ3;进水管直径为100mｍ;出水管直径为１00mm；配套功率为0.25KW。

&３．5 CASS池的设计
1．设计参数
设计流量 Q＝640L／s Kz＝１。

30 水温 T=15．5 ｏC
采用非限制性曝气ＳBR工艺，鼓风微孔曝气。

2.设计计算
（1）曝气时间tａ
设混合液污泥浓度X＝2５0０mg/L，污泥负荷N=0。

1kgBOＤ5/kgMLＳS,充水比λ＝0。

25
ta=2４λＳ0/（Ns＊X)=2４*０。

25*2５0/(2500*０.1)
=6 (ｈ)
（2）沉淀时间ts
设污泥浓度Ｘ＝25０0mg/L,污泥界面沉降速度u=7。

4*１04＊T*X-1。

７
T=1５。

5ｏC ∴u＝1。

92 ｍ／h
设曝气池水深为Ｈ=５。

5米，缓冲层高度为ε=0.5米
ｔｓ=（λH＋ε）/ｕ=(0。

25*5。

5+0.5)/1。

92
＝0。

98 h≈1 h
(3）运行周期ｔ
设排水时间(tｄ)为1 h
Ｔ＝ｔa+ｔs+td=6+１+１=8 h
每日周期数
ｎ2＝２4/t=３
（４)曝气池容积V
曝气池个数n１＝4个每座曝气池容积
V=Ｑ／（λn1n2)=42216／(0。

25*3*4)
=140７２ m3
(5)复核出水溶解性BＯD5
根据设计出水水质,出水溶解性BOD５应小于10。

55mg/Ｌ
Se=２4S0/（24+Kｄ*X＊f*ｔa*n２)
=24*250/(24+0。

05*２500*0３７5＊6＊3)
=3。

51 mg/L＜10。

55 ｍg/L
满足设计要求。

式中:f-二沉池中出水SＳ所占比例,一般取0。

７
Kｄ—活性污泥自身氧化系数，与水温有关
Kd(15.5oＣ)＝Kｄ(２0)1.04(T—２0)
=0.06*1。

0４（1５.5—20)
＝0。

05
（6)计算剩余污泥
剩余生物污泥量△Xv
△Xｖ=ＹQ(Ｓo-Se)/10０0—Ｋd*V（X/10００)f（ta/２4）ｎ1ｎ2
＝０。

6＊4２2１6*（25０—3.1）/１0００—0。

05*１4０7２＊(2５00/100０)*（6／24)*０。

75*4*3
=2２96.13 ｋｇ/d
剩余非生物污泥量△Xｓ
△Ｘs＝Q(1—*fbf)＊(Ｃｏ-Ｃｅ)/1000
=4221６(１—0.7＊0。

75）*(2３0-20)/１000
=4211。

05 kg/d
总量:
△X=△Xv+△Ｘｓ=6507。

1８kｇ/d
剩余污泥浓度Ｎs:
Ns＝Nw/（1-λ)＝２500/（1—０．2５)
＝3333 mg/L
式中:fb-进水VＳＳ中可生化部分比例，去 0。

７
（７)复核污泥龄
Θｃ=f*Nw＊V*n１*n2＊ｔa/（2４△Xv）
=0．75*(250０／10０0)*１407２*3*4＊6／(24*22９6）
＝３4.5 d
计算结果表明，污泥龄可满足氨氮完全硝化需要。

(８)滗水高度
曝气池有效水深H=５.5m
h1=HQ/(n１n2V)
＝5．5*422１6／（3＊４*1407２）
=１.375m
（9)设计需氧量
AＯR=aq(So-Sｅ）+b［Q(No-Ne)—0。

1２△Xｖ]-ｃ△Xv =1．４7*422１６*(2５0－３。

5)/1000+４。

6[4２２１6(35—1５)/1０00—0。

１2＊２296]—1。

42＊2296
=１５６１7。

08 kｇ/d
=６50。

71 kg/h
（10)标准需氧量
计算公式为：
SOＲ =AOR*Ｃs（１5。

5o C）／［α(βρＣａｂ(Ｔ)-Ｃ)*1.024（T-２0)］
C aｂ(T)=Ｃa(T）[(ρb／2。

02６＊105)＋Ot／４2］
Ot=2１（1—E A）／[79+21(１—EＡ）］
ρ=ｐ／（1.0１3*105)
式中: Ｃｓ(15。

5）-15。

5ｏC时氧在清水中的饱和溶解度,取Cs(20)＝10.05 mg/L;
α—氧总转移系数,取α=0．85;
β—氧在污水中饱和溶解度修正系数,取β＝0。

95;
ρ—因海拔高度不同而引起的压力系数；
ｐ-所在地区大气压力,Ｐa;
T-设计污水温度，T=15.5o C
C ab(T）—设计水温条件下曝气池内平均溶解氧的饱和度,mg/L。

Ｃab（T)＝C a(T)[(ρｂ/2。

０２6*１05)＋Qt／4２］;
Ｃa(T)—设计水温条件下氧在清水中的饱和溶解度；
Pｂ—空气扩散装置处的绝对压力,Ｐａ， P b=p+９。

8＊１03H；
H-空气扩散装置淹没深度, m;
Ot—气泡离开水面时的含氧量,％，按下式计算:
Ot=21(１—E A)/[79+2１（1-EＡ);
E A—空气扩散装置氧转移效率，％，可由设备样本查得;
C—曝气池内平均溶解氧浓度,C=2 mg/Ｌ.
设工程所在地海拔高度为４ｍ,大气压力p为１．01＊１05Ｐａ,则压力修正系数为:
ρ=p/1。

01３*105＝１
微孔曝气头安装在距池底０.3m处,则淹没深度5.5-０.3=5。

2m，绝对压力为:
Pb＝Ｐ+9。

8*10３*H=1.01３＊105+9.8＊１０3*5。

2
=1。

５2＊105Ｐa
微孔曝气头氧转移效率Ea为20％,气泡离开水面时含氧量
Oｔ=２1（１—E A）/［79+21(1-E A)]
=２1＊(1-0。

2)/［7９＋２1（1－0.2)]
＝1７.5%
水温15。

5o C,清水氧饱和度Cs(15.5)为9.2mg/Ｌ, 曝气池内平均溶解氧饱和度:
C ab(T)=C a（T）［（ρb/2．02６*１0５）+Ｏt/４２]
=9.2*[(1。

52*1０5)／（2.0１2６＊1０５)+17。

5/42］ =10。

73 mｇ/L
标准需氧量 SOＲ：
SOR ＝ＡOR*Ｃs(15.5ｏC)/[α(βρCａb（Ｔ）—C）*1．０２4(T-20）] =65０．71＊１0.０5／[0．8５＊（0。

９5＊０.9＊10．73
—2)＊1。

0241５。

５—２0]
=1191.６ｋg／h
空气用量：
ρ=SＯR/0．3Ｅa=1１9１.6/（0。

3＊０。

２0）
＝１98６0 ｍ３／ｈ=331 m３/min
最大气水比＝19860＊2４/4２2１6=1１。

29
（11)曝气池布置
曝气池个数ｎ1=4个每座曝气池容积14０７2 m3
有效水深5。

5m,保护高０.5ｍ
曝气池面积:
F=V／H=140７2/５。

5＝2558ｍ2取2５6０ｍ2
将CＡSＳ池设计为长宽比(L/B）为一定比例(2:1-４：1）的长方形.可以避免因池长过短而受到的进水扰动，以及因池长过长而引起的流速不均匀,和污泥在池中的分布。

在此去长宽比为3：1．
则３B*B＝F=25６0 m2
∴B=29。

2 m L=87。

６ｍ
有效体积 V=１４０６８ｍ3
其中预反应区长15m,占曝气池容积的17%。

单座CＡSS曝气池布置如下图所示.
＆3.6 接触氧化池的设计
1。

设计资料
设计进水量Ｑ=2290m3/h,接触时间t=30min ２。

设计计算
图8 接触消毒池工艺计算图(１）接触池容积
V=Qt=2290＊0。

5＝１１4５m３
(２)采用矩形隔板式接触池2座
每座容积 V1＝1145/２=5７3 m3
（3)取接触池水深h=2。

5m,单格宽b=1.８m
则池长L=18b=３2．４m
水流长度L’=72b=129。

6m
每座接触池分格数=１29。

６/32。

4=4 格
(４）复核池容
接触池宽度Ｂ=1。

8*４=7.2m
V=32。

4＊７。

2*２。

5
=583。

2 m3〉5７3 ｍ3
接触池出水设溢流堰。

＆3。

7 加氯间及氯库设计
1。

设计资料
日处理量Qd＝42216 ｍ３／ｄ,二级处理后采用液氯消毒。

投氯量按７ｍg/Ｌ计,仓库储量按15天计算。

２.设计计算
(1)加氯量G
G=０。

001*7＊4２21６/24=12.313 kg/h
(2）储氯量W
W=15＊24＊Ｇ=44３2.68 kg
(３) 加氯机及氯瓶
采用投加量为0—20kg/h加氯机３台,两用一备,轮换使用。

液氯储存选用容量为100０kg的钢瓶，共6只。

(4)加氯间及氯库
加氯间及氯库合建。

加氯间布置3台加氯机及其配套投加设备。

两台水加压泵。

氯库中6只氯瓶两排布置。

设3台称量氯瓶质量的液压秤。

为方便搬运，氯库内设ＣD1２-6D单轨电动葫芦一个,轨道在氯瓶上方,并通至大门外.
（５）加氯间和氯库通风设备
根据加氯间及氯库工艺设计,加氯间总容积
V1=4。

５*9。

０＊3.６=14５。

8m3
氯库容积V2=９。

6*9*4。

5=３88。

8 m３
为保证安全每小时换气８—1２次
加氯间每小时换气量G1=１4５.8*１2=17４9.6 m3
氯库每小时换气量Ｇ2=３88．8＊１2＝46６5.6 m３
加氯间选用一台T30—3通风轴流风机,配电功率0.２5ＫW
氯库选用两台T３0-3通风轴流风机,配电功率0.４0ＫＷ
并各安装一台漏氯探测仪，位置在地面以上0。

2m。

第四节污泥处理工艺构筑物的设计计算污水处理构成中产生的污泥,除无机惰性物质外，还还有较多的有机物，有机物颗粒较细,含有病原菌和寄生虫卵，易腐化发臭，若
不处理，直接排入自然环境中,将造成二次污染，故必须进行污泥处理。

污泥处理的主要目的有：
（1)减少有机物,使污泥稳定化
（2)减少污泥体积,降低污泥后续处置费用
(3）减少污泥中有毒物质
（4）利用污泥中可用物质，化害为利
(5)选用可以除磷的工艺,尽量避免磷的二次污染
本设计主要进行污泥的减量处理.
＆4.1污泥浓缩池的设计
1.计算资料
剩余污泥量Ｖ
含水率99.２%
V=△X/［（1—0。

9９2）＊100０]
=８13.４ m3/d
水温15。

5ｏC，采用气浮浓缩不投加混凝剂,使污泥浓缩到4％
2。

设计计算
采用无回流加压气浮流程.
（１)确定溶气比。

用全部污泥加压溶气。

Ａc／S=Sa（fｐ－１）／Co
式中:Ｓa-在1atｍ下,水中空气饱和溶解度,mg/L
Sa=空气在水中溶解度*空气容重
在１5。

5ｏＣ下，空气在水中溶解度为0。

02075 L／L,空气容重为1185mｇ／Ｌ∴Sa=24.60 ｍg/L；
f-溶气效率即回流加压水中,已达到的空气饱和系数，一般取50%—80%,此取60％;
Cｏ—入流污泥固体浓度，mg/Ｌ,取4000 mg/L;
p—所加压力，一般取2—4 ｋgf/cｍ２
由于Cｏ较低，取Ac/S=0。

008
0。

008＝２4.6（0。

6ｐ－1）/4０00
P=3．83 ｋgf／ｃm2 符合要求。

（２)气浮池面积A
以表面水力负荷计算，取表面水力负荷q＝０。

5ｍ3/(ｍ2*h) A=Qo/q=8１5／（24＊0.5)=6８ m2
(３）用表面固体负荷校核
QｏCo/A=８15*4０00/(２4*1０００*68）
=2.0 ｋg／(ｍ2＊h) 符合设计规定.
(４)气浮池池形尺寸
采用矩形池,长:宽=(３—4)：1 ，Ａ＝６8 m2
∴长度L=14m,宽度Ｂ=5m
表面积Ａ=1４*5=70 m2
(5）气浮池有效水深
取决于气浮停留时间
当气浮污泥浓度要求达到４%时,气浮停留时间T＝60mｉn
考虑1。

5的安全系数，设计停留时间T＝１。

5H
Ｈ=(1+R)QoT/(24Ａ）＝0.7３m
(6)气浮池总高度H
超高采用０。

3m，刮泥机高０.3m
H=0。

7３＋０。

6+0。

3＝1．33m
(7)溶气罐容积
一般加压水停留时间为１—3miｎ，设计采用3mｉn
回流水量2。

5Qo=2.５*８1５=203７.5 ｍ３/d＝84。

90 m３/h 溶气罐容积 V=84.9０＊3/60＝4.24 m３
溶气罐直径:高度=1：(２-４)
直径１。

4m,高度3。

５m
&４。

2污泥消化池的设计
1.设计资料
经浓缩后，含水率９６%,污泥量163 m3/d
挥发性固体VSＳ含量为65％，采用中温消化，消化后VＳS去除率5０%
2。

设计计算
（1）消化池有效容积
V=Ｑ*Θｃ=１6３＊34。

５=562３.5 ｍ3
Θc—污泥龄
(2）池体设计
采用中温两极消化,容积比一级：二级＝2:1
则一级3749 m3，设两座一级消化池，每座１874.５ m３
二级消化池一座,187４.５ m３
一二级采用相同池形
采用圆柱型消化池，柱体高与直径只比为1:2
则柱体高度Ｈ=8.5m，直径Ｄ=1７.０m
集气罩直径D3＝2ｍ，高h4=２。

0m
池底锥形直径d2=２m，锥角采用１５o
①消化池各部分容积：
集气罩容积V4=(Πd３２/4）*h4=π*2２/４*2.0
=６。

28 m3
上盖容积V3=1/3πh3(D2/4+Ｄ*d３/４+ｄ32／4)
＝1/3π*2.0*(1７２/4+17＊2／4+22/4)
=171．2 m3
下锥体容积等于上盖容积，即Ｖ2=171．２ m3
柱体容积 V１=1/4πD2＊ｈ
=1／４π172*8。

5
=167９。

4 ｍ3
消化池有效容积V=V1+Ｖ２+V3+Ｖ４
=20２1。

７5 m3〉1874.５ m3
＆４。

３沼气收集系统的设计
1。

设计资料
污泥量163 m3/ｄ，该消化池甲烷产量0。

５0m２/ｋgVSS 2.设计计算
(１)沼气产量
污泥含固率4%,含ＶＳS 65%
故 VSS=1６3*4%*６5%
=４.２38 t／d=4２3８ kg/ｄ
∵VＳS降解率50％
∴被降解的VSS=2119 kg/d
甲烷产量 0.60＊21１9=1271.4 ｍ3/d
(2)集气管径的确定
污泥一级消化,二级消化产量分别为总气量的８０％,2０%
故一级消化池产气量=1271。

4＊0.８=１017。

１2 m3/d
每个一级消化池的产气量=1017.２／2=５０8。

5６ m3/d
＝0．0０59 m3／ｓ二级消化池产气量=1２71。

４*０。

2＝２54．２8 m３／d
=0。

0029 m3/s
由于一级消化池中设沼气搅拌，搅拌气量０。

２ m3/s，集气管内平均流速以5 m/s计。

集气管管径
d1=(４q1/πv１)１/2=(4×（０.0０59+０。

2）/5π)1/2=０。

2２8ｍ取集气管ＤN２50ｍm
d２=(4q2/πｖ2)1／2=(４×0。

０029／５π)１/２=０.０27m取集气管最小DN50mm
按最大产气量进行校核，最大产气量为平均日产气量的1.5~３。

0倍，取2。

2倍．
v1=2。

2q１/(πd12／４)＝2。

２＊0。

20５9/(π0．252/4)=7.２3ｍ／s 符合要求
v2=2.2q2/（πｄ22/４）=2．2＊0．0０2９／(π0.052/4)=1.36ｍ／ｓ符合要求
(3)贮气柜容积计算
沼气贮气柜的容积应按产气量与用气量的时变化曲线来确定,当无资料时，按平均日产气量的２5%~40%,即6～10h的平均产气量计算. 故:贮气柜的容积V＝1271。

4＊35％=4４5 m3
选择1座50０ m3的单级低压浮盖式沼气柜，沼气系统的压力一般为１176~１９６0pa。

＆4。

４脱水机房的设计
1.设计资料
(1)消化污泥产量的确定
①污泥可消化程度R d生污泥中有机物含量为p v１=65％，无机物含量p t1=35%,熟污泥中有机物含量为pｖ２=5０%,有机物含量p t2=50%
则Ｒd=(1-（p v2ｐt１/ ｐv1pｔ2)）＊100%=4６.2%
②消化污泥体积Ｖd
污泥经消化处理后,被消化的有机物分解为CO2、Ｈ2Ｏ、CＨ4，因此,污泥的体积被减小,含水率增加。

设消化后污泥含水率为９7％
V d= (1-pｖR d/100００） * （１０0—p)V/(１00—p)＝1５2ｍ3/d (2)消化污泥产量1５2ｍ3/ｄ,含水率９7%，经絮凝剂调质后,污泥比阻r＝３*10１1m/kg,选用真空转鼓过滤机,要求脱水泥饼含水率达到8０％，过滤压力p＝４。

5*104Ｎ/m2，过滤周期T=1２0s，泥饼形成时间ｔ＝３6s,滤液动力黏度μ＝0.０01Ｎ*Ｓ/m2
2。

设计计算
(１）计算过滤产率Ｌ kｇ/(m２*ｓ）
Ｌ＝[2ｐ*w＊m/(μrt)］1/2
式中:m—过滤机浸液比，m=ｔ／T=0。

3
w—滤过单位体积的滤液在过滤介质上截留的干固体质量ｗ=CgＣo／[100( Cｇ－Co)]＝20*3／[100(20-３）] =0。

03５3 g/ｍl =35。

3 ｋg/ ｍ3
Co—污泥干固体浓度
Cg—泥饼干固体浓度
L=［２p*w*m/(μｒt)] 1/2
＝[2*4。

５*1０4＊35。

3＊0.3／（0.001＊3*1011＊1２０)] 1/2
=0.0０515 ｋg/（ｍ2＊s)=１8。

5 ｋg／（m2*h) （2）过滤面积A
所需真空过滤机过滤面积A：
Ａ=ａ*ｆ*(1-Po)Q*103/Ｌ
式中:a—安全系数,取a=1.１5;
ｆ—考虑加混凝剂污泥干重增加系数,取f=1。

15；
Q—污泥量；
Po—污泥含水率,%；
已知日产污泥量1５2ｍ3/ｄ，脱水机每天工作两班,每班８h,每小时污泥量为:１52／８／2=9.5 m3／h
A=a＊f＊(1-Pｏ)Ｑ＊１０３/Ｌ
=1。

１5*1。

15*(1—０。

97)*9。

５*10３/1８.5
＝2０.３７ m2
选用3台ＧT1５—2。

0型转鼓真空过滤机，一台备用。

每台脱水机性能：过滤面积15 ｍ2，转鼓直径２。

0 m2,配电功率1。

8KＷ。

3.脱水机房的布置
污泥脱水机房包括机械间、药剂贮存间、值班控制室。

机械间包括脱水机、皮带输送机、泥浆泵、污泥搅拌机、储泥罐等。

药剂贮存
间存污泥脱水前预处理所需要的药剂。

机房设有6台泵，其中三台加泥泵,将污泥从贮泥池抽到压滤机,另三台泵为投药泵,以改善污泥的脱水性能，提高压滤机的生产能力。

污泥经脱水干化后,变为泥饼由卡车运送至填埋厂进行填埋.到此污水厂污泥处理结束。

脱水机房的尺寸为35m⨯1５m⨯4.5m,房内包括值班室,加药间和污泥外运存车处.
第三掌污水处理厂平面布置与高程布置
第一节污水处理厂的平面布置
在污水处理厂厂区内有：各种处理单元构筑物;连通各处处理构筑物之间的管、渠及其他管线;辅助性建筑物；道路及绿地等。

现就在进行处理厂厂区平面规划,布置时,应考虑的一般原则阐述于下：&1。

１各种单元构筑物的平面布置
处理构筑物是污水厂的主体建筑物,在作平面布置时，应根据各构筑物的功能要求和水力要求,结合地形和地质条件，确定它们在厂区内平面的位置,对此,应考虑:
（1）污水厂的总平面图一般都分区布置,主要有生活区、污水处理区、污泥处理区、动力区和远期预留地等。

各区之间以道路相隔,生活区一般布置夏季主风向的上风向,在北方地区，并应考虑建筑物的朝阳,污泥区一般布置在夏季主风的下风向.
（2）处理构筑物的布置应紧凑，节约用地并便于管理。

一般小型处理厂采用圆形池较为经济,而大型处理厂则采用矩形池较为经济。

除了占地、构造和造价等因素已为,还应考虑水利条件、浮渣清除以及设备维护等因素。

（3）在处理构筑物之间，应保持一定的距离,以保证敷设连接管、渠的要求，一般的间距可取5~10m，某些有特殊要求的构筑物，如污泥消化池、消化贮气罐等,其间距应按有关规定确定.
&1。

2 管(渠）道的平面布置
(１）连接各处理构筑物的管线（渠）要通畅,尽可能地按流程顺序布置,以避免管线迂回，同时应充分利用地形，以减少土方量。

远景设施的安排应在原始设计中仔细考虑，除了满足远景处理能力的需要而增加的处理池外，还应为改进出水水质的设施预留场地。

(２)污水厂内管线种类很多,应综合考虑才布置，以免发生矛盾。

管（渠)道布置应该紧凑、整齐，也应该考虑才施工、安装及维护的要求，保持适当的距离。

（3）在厂区内还设有承压管如给水管、空气管、消化气管、蒸气管以及输配电线路。

这些管线可考虑平行架空布置，以节省用地和便于维护，地下埋设的管道可尽量集中并设管廊或管沟。

(4)污水和污泥管道应尽可能考虑重力自流。

自流管道应绘制纵断面图。

各种管道的敷设应按工业管道安装要求规定进行。

（5）污水厂内应设超越管(全厂超越或构筑物超越）,以便在发生事
故时,使污水能超越一部分或全部构筑物,进入下一级构筑物或事故溢流．
(6）在污水处理厂区内,应有完善的排雨水管道系统，必要时应考虑设防洪沟渠。

&１。

3辅助构筑物
污水处理厂内的辅助处理构筑物有：泵房、办公室、集中控制室、水质分析化验室、变电所、机修、仓库、食堂等。

它们是污水处理厂不可缺少的组成部分。

其建设面积大小应按具体情况和条件而定.
辅助构筑物的具体尺寸见下表6。

表6 辅助构筑物
＆１。

4道路及绿地
(1)在布置总图时,应考虑有充分得绿化地带,一般规定污水处理厂厂区的绿化面积不得少于30%.
(２）污水处理厂内应道路,道路宜布置成环形道路,以方便材料与设备的运输。

一般主干管应建成上下行的,其宽度视水厂的规模而定,一般为６~９m，单行线的宽度为3。

5~4m，人行道2m。

道路的转弯半径为2～５m.
&1.5 其他
（1)污水厂总平面图上一般要有指北针、风向玫瑰图、构筑物一览表、说明和比例等。

(２）大型污水处理厂一般设两道门,正门一般设在生活区附近，旁门设在处理区,以方便运输.
设计污水处理厂总平面图见图纸。

第二节污水处理厂的高程布置
污水处理厂污水处理流程高程布置的主要任务是:确定各处理构筑物和泵房的标高，确定处理构筑物之间连接管渠的尺寸及其标高，。