污水处理厂设计方案

第一章绪论
1．1基础资料
风向：多年主导风向为东南风；
水文：降水量多年平均为每年2370mm,蒸发量多年平均为每年1800mm,
地下水水位为地下6～7m
年平均水温:20摄氏度
1。

2水质水量特点
水质特点：COD≤350mg/l,BOD5≤200mg/l，SS≤200mg/l,氨氮≤
45mg/l，磷≤6mg/l,PH:6-9
水量特点：每人每天平均用水量:120l/d
总人数：150000
每天平均用水量：1。

8×107l/d
总变化系数：1。

5
每天最大用水量：(1。

8×107）×1.5 l/d =2。

7×107l/d
1。

3 处理后的出水水质标准：出水水质应符合《城镇污水处理厂污染物排放标准》<GB18918—2002>一级B标准：COD≤60mg/l,BOD5≤20mg/l,SS ≤20mg/l，氨氮≤8mg/l,磷≤1mg/l,PH:6-9
第二章总体设计
2．1设计方案的选择与设计:
污水——粗格栅——集水提升泵房-—细格栅——旋流沉沙池
--CASS——二沉池——消毒池——出水
污泥：污泥浓缩池——脱水
2．2根据原水水质及出水标准：
SS的去处率：（200-20)/200×100％=90%
BOD5的去处率：出水的BOD5有可生物降解的BOD5和随出水漂走的浮固体所占BOD5
随出水漂走的浮固体所占BOD5的计算：
悬浮固体中可生物降解部分：20×0.65mg/l=13mg/
可生物降解悬浮固体最终：BOD L=13×1。

42mg/l=18。

46mg/l
可生物降解悬浮固体BOD L换算为:：BOD5=18。

46×0.68mg/l
=12。

55mg/l
出水中可生物降解的:BOD5=20-12.55mg/l=7。

45mg/l
则BOD5的去处率：(200-7.45）/200×100％=96。

3％
格栅:用来截留污水中较粗大漂浮物和悬浮物
沉砂池：用来去除污水中泥沙，煤渣等相对密度较大的无机颗粒 选择区：释放磷
兼性区：进一步促进磷的释放和反硝化作用 主反应区：主要的生化反应区
消毒池：去除出水中的细菌和病毒 浓缩池:减少污泥体积
第三章 工艺流程的计算
污水的设计流量为:Q max = 2。

7×107l/d=0.312m 3/s 1.粗格栅的计算:设栅前水深h=0.4m 过栅流速v=0.8m
栅条间隙b=50mm 格栅安装倾角60=α° 栅条间隙数：8
.04.005.060
sin 312.0sin max
⨯⨯⨯=
⨯=
bhv
n Q
α
=18。

1
取n=19
a ）栅槽宽度：（取栅条宽度S=0。

01m)
B=S （n-1)+b ×n=0。

01×(19—1）+0。

05×19=1.13m b)栅槽总长度:取进水渠宽度B 1=1.0m 则进水渠的水流速度为
v 1=
4
.00.1312
.01
max
⨯=
h
B Q m/s=0。

78m/s
取渐宽部分展开角
α
1
=20°，则进水渠道渐宽部分长为：
20tan 20
.113.120
tan 211-=
-=
B l B m=0.18m
栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度：
m 09.02
18.0212===l l 取栅前渠道超高h 2=0。

3m ，则栅前槽高为:H 1=h+h 2=0。

7m
则栅槽总长度为： L=l 1+l 2+1.0+0。

5+α
tan H
1
=0.18+0。

09+1.0+0。

5+
60
tan 7
.0m=2。

17m c ）过栅水头损失：
栅条为矩形断面,取=β2。

42,g=9。

81m/s 2
阻力系数为:）（e s /34βε==2。

42×）（05
.001.0/3
4=0。

12 计算水头损失为:h 0
==⨯⨯⨯=60sin 81
.9242.2sin 28.0v 2
2
αβg m
取K=3,则过栅水头损失为：h 1=kh 0=3×0。

034m=0.102m
d ）栅槽总高度:
H=h+h 1+h 2=0。

4+0。

3+0。

102m=0。

802m e)每日栅渣量:粗格栅取W 1=0。

01
W==⨯⨯⨯=⨯1005.186400
01.0312.0100
86400K 1
max
总
W Q 1。

8m 3
/d>0。

2 m 3
/d
粗格栅水力计算简图
所以采用机械清渣
2.细格栅的计算：设栅前水深h=0。

4m 过栅流速v=0.8m
栅条间隙b=10mm 格栅安装倾角60=α°
栅条间隙数：8
.04.001.060
sin 312.0sin max
⨯⨯⨯=
⨯=
bhv
n Q
α
=90。

1
取n=91
a ）栅槽宽度：(取栅条宽度S=0。

01m)
B=S(n —1)+b ＊n=0.01×(91—1）+0。

01×91=1.81m
b ）栅槽总长度：取进水渠宽度B 1=1.2m 则进水渠的水流速度为
v 1=
4
.02.1312
.01
max
⨯=
h
B Q m/s=0。

65m/s
取渐宽部分展开角α
1
=20°，则进水渠道渐宽部分长为：
20
tan 22
.181.120
tan 211-=
-=
B l B =0。

84m
栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度:
m 42.02
84.0212===l l 取栅前渠道超高h 2=0。

3m ，则栅前槽高为：H 1=h+h 2=0。

7m
则栅槽总长度为:
L=l 1+l 2+1.0+0。

5+α
tan H
1
=0.84+0.42+1.0+0。

5+
60
tan 7
.0m=3.16m c ）过栅水头损失：
栅条为矩形断面，取=β 2.42，g=9。

81m/s 2
阻力系数为：）（e s /34β
ε==2。

42×）（01
.001.0/3
4=2.42 计算水头损失为：h 0
==⨯⨯⨯=60sin 81
.9242.2sin 28.0v 2
2
αβg 0.068m
取K=3,则过栅水头损失为：h 1=kh 0=3×0。

068m=0。

20m
d ）栅槽总高度:
H=h+h 1+h 2=0。

4+0。

3+0.2m=0.9m e)每日栅渣量：细格栅取W 1=0。

09
W==⨯⨯⨯=⨯1005.186400
09.0312.010086400K
1
max
总
W Q 16。

2m 3
/d 〉0。

2 m 3
/d
所以采用机械清渣
细格栅水力计算简图
3.格栅集水
设计流量Q max =0.312m 3/s=18.72 m 3/min
集水池有效容积V=18。

72×15m 3=280。

8 m 3
设集水池有效水深h ,=3m 则集水池断面面积为S ，=280.8 m 3÷3m=93。

6m 2 设集水池断面为正方形，则边长为a ，=6.93m=9.7m
泵房高度h ，,=4.2m 则泵房体积V ,,= S ,×h ，，=93。

6×4.2m 3=393。

12m 3
由资料可知：地面标高为155。

00m ，进水管底标高为151。

75m 管径D=500mm
栅前水深h=0.4m ，△H=155。

00—150.8m=4。

2m
△V=4。

2×93。

6m 3=393.12m 3
4。

沉砂池的计算（旋流沉砂池-—钟式沉砂池)
因为Q max =312 l/s 选择型号为300的钟式沉砂池 型号 流量（l/s ） A B C D E F G H J K L 300 312 3.05 1.0 0.610 1。

200 0.30 1。

55 0。

45 0。

3 0。

45 0.8 1.35
钟式沉沙池各部分尺寸
5．CASS 池计算
BOD 5的去处率:（200—7.45）/200×100%=96.3% 1.S 负荷率N s f=0。

65 k 2=0。

020 SS 负荷率N s =
963
.065
.045.702.02
⨯⨯=
η
fk s e kgBOD 5/（kgMLSS.d ）
=0.10kgBOD 5/（kgMLSS.d)
2.CASS 池容积
设计流量Q max =0.312m 3/s=26956.8 m 3/d 取X=4kg/m 3=4000mg/l
则CASS 池容积为V ：
=⨯⨯-⨯=⨯⨯-⨯65
.0400010.0)
45.7200(8.26956)(0f X N s s Q S e 19963。

6 m 3
式中：s e ——进入CASS 池有机物的浓度,mg/l s 0——CASS 池排放有机物的浓度,mg/l X ——混合液污泥的浓度，mg/l ，一般将X 控制在2.5——4.0 kg/m 3
3.CASS 池各部分容积组成及最高水位)(3211V V V n V ++⨯= H=321H H H ++
设CASS 池的个数为n 1=10,池内最高水位H=5，一个运行周期为
T c =4h ，则一日内循环周期n 2=6424
= 单池面积A=
10
56
.199631⨯=
⨯n H V =399.3m 2 取池宽B=8.5m 则1〈
H
B
=1.7<2 则池长L=46.98m,则4<5
.898
.46=B L =5。

5<6满足要求
验证：L ×B=46。

98 H 1=8。

5=399.3 m 2=A
3.199610
6.199633.199655.898.461===
=⨯⨯=⨯⨯n V H B L m 3
则池内水位至滗水器排放最低水位之间的高度为： H 1=
m A n n Q 3
.3996108
.2695621⨯⨯==1.13m 查生活污水BOD ——污泥负荷率与污泥指数（SVI ）值的关系图得知：
N s =0.10kgBOD 5/（kgMLSS.d)，SVI 为100，则滗水结束时泥面高度为：
H 3=H ×X ×SVI ×10-3=5×4×100×10—3=2m 滗水水面和泥面之间的安全距离为：H 2=H —（H 1+H 3)=5-(1.13+2）=1.87m CASS 池的总高度:H 0=H+0.5=5+0.5=5.5m （0.5为超高） 变动容积为：V 1=A ×H 1=399.3×1.13 m 3=451。

2 m 3 安全容积为：V 2=A ×H 2=399.3×1。

87 m 3=746.7 m 3 污泥沉淀浓缩容积：V 3=A ×H 3=399。

3×2 m 3=798.6m 3
满足)(3211V V V n V ++⨯==10×（451.2+746。

7+798.6）=19663 m 3 式中:V-CASS 总有效容积, m 3
V 1-变动容积,即池内最高设计水位至氵笔水后最低水位之间的容积， m 3 V 2-安全容积，即氵笔水水位和泥面之间的容积,m 3
V 3-—污泥沉淀浓缩容积，即活性污泥最高泥面至池底的容积,m 3 H —池内最高液面，一般为3-5m H 0—CASS 总高，m
H 1-—池内最高设计水位至氵笔水后最低水位之间的高度，m
H 2--氵笔水水位和泥面之间的高度，m H 3——氵笔水结束时泥面高度,m n 1—CASS 池子的个数，这里为10 n 2—一日内循环周期数，这里为4次
预反应区计算:L 1==⨯=
98.4623
1
231L 2.04m 选择器容积计算：污泥回流比为0.2,选择器的容积为主反应区的6%，则
选择器的长度L o =0。

06×46。

98=2。

82m
隔墙底部连通空口尺寸：
取孔口数n 3=4，孔口流速u=30m/h ，则隔墙底部连通口尺寸为： 22
11231168.03013.104.25.830
410248.2695624m u H BL u n n Q A =⨯⨯+⨯⨯⨯=+=
空口高取0。

68m ，宽度取1m
曝气时间的确定：
需氧量计算:取a ，=0。

45，b ，=0。

15，单位换算1 kg/m 3=1000mg/l,则需
氧量为O 2=a ，Q （s o-s e ）+ b ,VX=0.45×26956。

8×(1000
45
.7200-）+0.15
×19963。

3×4=14313.8kg/d=596.4kg/h 式中：O 2——混合液需氧量
a ，-—微生物对氧化分解过程的需氧量,即微生物每代谢1kgBOD 所
需的氧气量,kg,生活污水为0.42—0。

53 b ，
——活性污泥微生物自身氧化的需氧量，每千克活性污泥每天自
身氧化的需氧量，kg,生活污水为0。

11--0。

188 标准条件下脱氧清水充氧计算：
微孔曝气头装在距池底0。

3m 处,淹没水深H=4.7m ，其绝对压力为： P b =P+9。

8×103H=1.013×103+9.8×103×4.7=1.47×103 P a
微孔曝气头的氧转移效率E A 为20%,气泡离开水面时的含氧量为：
%5.17)
2.01(2179)
2.01(21)1(2179)1(21=-⨯+-⨯=-⨯+-⨯=
a a t E E Q
年平均水温为20℃,清水氧饱和度查表得C S(20）=9.17mg/L,则CASS 池内的溶解氧饱和度的平均值为:
()L mg O P C C t b s sb /35.10425.1710066.21047.117.94210066.255520=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯⨯⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛
+⨯= 标准条件下，转移到曝气池内混合液的总氧量为：
()
()[]()
()h
kg C pC RC R sb S /46.8211
235.10195.085.017
.94.596024.1202020200=⨯-⨯⨯⨯⨯=
-=
-βα
式中：R 0—水温20℃，气压1。

013*105P a 时，转移到曝气池内混合液的总需氧量,kg/h;
R —在实际条件下，转移到曝气池内混合液的总需氧量，kg/h; C S(20）—- 20℃时,氧在清水中的饱和度，查表得9.17mg/L; α—污水中杂质影响修正系数,取0.85 β-污水含盐影响修正系数，取0.95； p —气压修正系数，这里为1 C-混合液溶解氧浓度,取2mg/L ； T —设计水温，本设计水温为20℃
C sb(T ）—设计水温条件下CASS 池内曝气时溶解氧饱和度的平均值，mg/L C s(T)-- 设计水温条件下氧在清水中的饱和溶解度，mg/L P b —空气扩散装置出口处的绝对压力,P a H ——空气扩散装置的安装深度，m O t -气泡离开水面时的含氧率,%
E A --空气扩散装置的氧转移效率，％，可由设备本身查得. 供气量计算：
min /18.228/04.136912
.03.046
.8213.0330m h m E R G A ==⨯=⨯=
最大气水比=13691。

04*24/26956。

8=12.19 鼓风机及鼓风机室的设置
选用RD-150罗茨鼓风机3台，二用一备,其转速为1450r/min ，长度为1.5m,宽度为0.58m ，三台鼓风机并排排放，鼓风机之间的距离取0.8m ，鼓风机距墙面的距离取1.2m ，则鼓风机室的平面尺寸为： 长度：L=0.58*3+0。

8＊2+1。

2＊2=5。

74m 宽度:B=1。

5+1.2*2=3.9m a) 曝气器的布置：
曝气器均匀布置在主反应区,布置10列，55排，则10座池子共布置5500个。

每个曝气器的服务面积=A/（10*55）=399。

3/550=0.73m 2/个 满足曝气器服务面积0。

3-0。

75 m 2/个 b) 污泥产量计算：
剩余生物污泥量为：Y 取0.6，K d =0.06
△X V f VX k Q s s Y v d e --=)(0= 0。

6×（200-7。

45）÷1000×26956.8—0。

06×19963。

6×0.65=2335。

74kg/d 剩余非生物污泥为： △X s =Q(1—
ff b )×
=-⨯⨯-⨯=-1000
20
200)7.065.01(8.2695610000e C C 2644.46kg/d 剩余污泥总量：△X=△X V +△X s =2335.74+2644。

46=4980.2kg/d 污泥回流量的计算：
污泥回流比R=20%,则污泥回流量为Q R =QR=26956.8×0.2 m 3=5391。

36 m 3 采用污泥泵使污泥回流到选择器
单个CASS 池如下
6.污泥浓缩池的计算（气浮浓缩池)：
剩余污泥总量为： △X=4980。

2kg/d=4。

980t/d ，取剩余污泥含水率为
99.5%,则剩余污泥含泥浓度为0.5％，则剩余污泥流量为：
Q=04.9961005.0980
.41005.0=⨯=⨯∆X m 3/d
设计两座气浮池，则每座流量Q=996.04/2m 3/d =498。

02m 3/d=20.75m 3/h<100m 3/h
采用矩形气浮池，以下均按每座气浮池进行计算。

a ） 气浮浓缩池的面积:
污泥负荷取80kg/(m2·d),污泥密度为1000kg/m3，含水率为99。

5%，
()213.3180
%5.991100002.498m A =-⨯⨯=
设L/B=4
4B ＊B=31.13 B=2。

79m L=11.16m b)回流比：
据经验，气固比取0。

02
采用装设填料的压力罐，f=0.9，表压p 为3＊105Pa
20℃时，空气饱和溶解度Sa=0.0187×1.164=0。

0218g/L=21。

8mg/L 流入的污泥浓度为7000g/m 3
()
()%
2707.25000
139.08.2102.01/0
≈=-⨯⨯⨯=
-=ΘR R c p fp RS Q Q a s g
Q 总=（1+R)Q=498。

02*（1+270%）=1842。

67m3/d=76。

78m3/h 所需空气量为：
A=Sa （fP-1）R=21。

8*（0.9*3-1)*2。

7=100。

06kg/d
水平流速v=5mm/s=18m/h
过水断面为：
w=Q 总/v=76.78/18=4。

27m2
d1=w/B=4。

27/2。

79=1。

53m
d2=0.3B=0.3*2。

79=0。

837m
d3=0.1m
气浮池高度：
H=d1+d2+d3=1.53+0。

837+0.1=2。

46m ≈2.5m
以水力负荷进行核算：
()h m m A Q ⋅==23/47.213
.3178.76总 按停留时间进行核算：
T=(B*L*H ）/Q 总=（2.79*11。

16*3）/76.78=1.23h
以上均接近一般设计规定.
溶气罐净体积（不包括填料）按溶气水停留3min 计算,则：
V=20.75×2.7×3/60=2.8m 3
罐高度采用4m 时,罐直径为：
m H V D 2.15
.214.38.244=⨯⨯==π 罐高度与直径之比为：
H/D=2.5/1。

2=2。

08（符合设计规定）
7．好氧硝化池的计算：
经浓缩后污泥含水率以96％计
硝化池简图
干污泥为5391.36kg/d
湿污泥为134.78m 3/d
有机物为60%
运行方式:采用连续运行
停留时间和温度：t=20d ，20℃
a) 按停留时间计算：池的容积为每天投入的污泥量与消化天数的乘积：
V=Qt=134.78＊20=2695。

6m 3
b) 按有机负荷计算:有机负荷取1.1kgVSS/(m 3﹡d ）
V=5391.36/1。

1=4901.24m 3，取4900m 3
取大者池容为4900m 3
设水深h=5m
池子直径:D=14
.35449004⨯⨯=⨯πh V =35。

33m 考虑到泥水分离室的容积，取D=38m
池超高取1.0m
c) 供气量计算：取空气需要量为0.1m 3/（m 3·min)
每池空气量：4900*0。

1=490m 3/min
机械曝气所需功率,取0.03kW/m 3
则所需供气功率:N=4900*0。

03=147kW
d) 鼓风机选择:
根据风量和压力选择鼓风机：风量为490m 3/min ，风压为水深5m ，管道及曝气器阻力
损失取0。

5m ，所以鼓风机压力取60kPa ，选择5台低速多级离心鼓风机：C400—1。

7型，
流量为400m 3/min ，出口压力为0.17MPa
8．臭氧消毒池的计算：
优点：消毒效率高,并能有效地降解污水中的残留的有机物、色、味等，污水的PH 、温度对消毒效果影响很小,不产生难处理的或生物积累性残余物.适用于出水水质较好，排入水体卫生条件条件高的污水处理厂。

臭氧与污泥的反应时间为30min
污水体积：26956。

8-1842。

67=25114.13m 3/d=1046.42m 3/h
用4个消毒池(1个备用），则每个消毒池的体积为：1046.42/3=348.81m3/h 需要臭氧的量：348。

81＊5=1744.05mg/h=0。

48mg/s
消毒池的高度为3m,有效高度为2。

8m
污泥消毒池的面积:348。

81*0。

5/3=58。

14m2
消毒池的底面为正方行，则长度为：14.58=7.6m
由公式W=0。

25时，流量Q=0.562H 11。

514则上有水深
H 1=68.0562
.0312.0562.0514.1514.1==Q
下游水深计算：当喉宽W ≤0。

25时，64.01
2≤H H 为自由流,大于此数时为潜没流，本设计将其设为自由流，则取H 2=1.18m ，此时64.058.01
2<=H H 其计算图
如下：
巴氏计量槽
10）污泥脱水机（带式压滤机）
采用带式压滤机，脱水后的污泥外运：
污泥经浓缩池后，含水率为96%，由公式1
22121100100P P W W V V --== 则污泥量=5391。

36×96
1005.99100--=673。

92kg/d 压滤机每天工作8小时,则脱水机处理量=673.92/8=84.24kg/h
采用带式脱水机4台（0。

5m 宽带）。

每台处理量为35———40kg/m 。

h(3用1备)。