2019年水污染控制说明书.doc

目录
第一部分设计说明书 2
一．概况 2
二．设计原则、依据、设计要求 2
2.1设计原则： 2
2.2设计依据： 2
2.3设计要求： 2
三．原始资料 2
四．污水处理工艺流程的确定 3
4.1工艺的确定 3
4.2二沉池的比较和选择 4
五．污水处理构筑物的选型及设计要点： 5
5.1格栅5
5.2沉砂池 5
5.3初次沉淀池 5
5.4曝气池 6
5.5二次沉淀池 6
六．污水处理厂平面布置及处理流程高程布置： 6 6.1各处理单元构筑物的平面布置：6
6.2污水处理厂的高程布置：7
第二部分设计计算书7
一．设计流量的计算7
二．污水处理构筑物的工艺计算7
2.1 泵前粗格栅7
2.2 污水提升泵站9
2.3 沉沙池10
2.4 初沉池11
2.5 曝气池13
2.6 二沉池23
2.7 消毒设备的计算： 24
2.8 污泥浓缩池25
2.9 厌氧消化池29
2.10污泥干化（脱水）设备31
三、污水处理厂平面设计及处理高程计算32
3.1 污水处理厂的平面布置 32
3.2 污水处理厂的高程布置 32
第一部分设计说明书
一．概况
设计的的污水处理厂的处理规模为11.5万m3/d。

本设计是针对我国中部某城市，该城市的全年平均气温21.8℃，最冷平均月气温9.7℃，最热月平均气温32.6℃，最高温度38.7℃，最低温度0.0℃。

夏季主风向为：东南风。

二．设计原则、依据、设计要求
2.1设计原则：
1）处理效果稳定，出水水质好；
2）工艺先进，工艺流程尽可能简单，构筑物尽可能少，运行管理方便；
3）污泥量少，污泥性质稳定；
4）基建投资少，占地面积少。

2.2设计依据：
《给水排水设计手册》第1、5、9、11册；
《给排水工程快速设计手册》第2册；
《排水工程》。

2.3设计要求：
城市污水要求处理后水质达到《污水综合排放标准》（GB8978-1998）、一级排放标准，即SS≤20mg/l；BOD5≤20mg/l；CODcr≤60mg/l。

污泥处理后外运填埋。

三．原始资料
1．南方某城市污水处理厂处理规模为11.5万m3/d。

《城镇污水处理厂污水排放标准》（GB18918-2002）中的一级标准的B标准，即SS≤20mg/L,BOD5≤20mg/L，CODCr≤60mg/L。

污泥处理后外运填埋。

4．污水处理厂厂区地形拟为平坦地形，标高为75.00米。

厂区的污水进水渠水面标高为72.50米。

（进水渠的宽及水深根据流量自行设计确定）。

5. 受纳水体洪水位标高为73.20米，枯水位标高为65.70米。

常年平均水位标高为68.20米。

6. 全年平均气温21.8℃，最冷平均月气温9.7℃，最热月平均气温32.6℃，最高温度38.7℃，最低温度0.0℃。

7. 夏季主风向：东南风。

四．污水处理工艺流程的确定
4.1工艺的确定
按《城市污水处理和污染防治技术政策》要求推荐，20万t/d规模大型污水厂一般采用常规活性污泥法工艺，10-20万t/d污水厂可以采用常规活性污泥法、氧化沟、SBR、AB法等工艺，小型污水厂还可以采用生物滤池、水解好氧法工艺等。

对脱磷脱氮有要求的城市，应采用二级强化处理，如A2/O工艺，A/O工艺，SBR及其改良工艺，氧化沟工艺，以及水解好氧工艺，生物滤池工艺等。

由于该污水处理只需去除BOD5与SS,不考虑脱氮与除磷方面，所以选择两个比较好的方案：
方案一：传统活性污泥法,其流程为:
污水→中格栅→提升泵房→细格栅→沉砂池→初沉池→曝气池→二沉池→接触池→处理水排放
方案二：厌氧池+氧化沟,其流程为:
污水→中格栅→提升泵房→细格栅→沉砂池→厌氧池→氧化沟→二沉池→接触池→处理水排放
单的,在技术上都是可行的.
最终选择厌氧池+氧化沟处理工艺是因为:氧化沟是活性污泥系统的新工艺,与传统活性污法比较,期暴气系具有以下各项效益:1.对水温水质,水量的变动有较强的适应性2.污污龄一般可达15-30d,为传统活性污泥系统的3-6倍. 可以存活,繁殖世代时间长,增殖速度慢的微生物,如硝化菌,在氧化沟内可能产生硝化反应.如运行得当能够具有反硝化脱氮的效应.3.污泥产率低,且已达到稳定的程度,不需要再进行肖化处理.这一点可以少了硝化池,在运行费用方面又可以省下一部份.
在与技术上经济上的造价以及运行费用的综合比较, 厌氧池+氧化沟处理工艺是最终的选择.
4.2二沉池的比较和选择
经上面的图表,可以看出,平流式与辐流式沉淀池都是可选的.平流式沉淀池对水质冲击变化效果好,但占在面积大,排泥因难,要人工排泥,所以不是太好. 虽然辐流式沉淀池排泥设备复杂,需具有较高的运行管理水平,施工严格,但是这些问题对于这个发展型的城市来说,这点问题并不是太大,管理水平可以请技术高的人才来管理,设施工.并且看到了它的优点处理水量较为经济,排泥设备己定型系列化,运行稳定,管理方便结构受力条件好.所以选择辐流式沉淀池作为二沉池是好的选择.
五．污水处理构筑物的选型及设计要点：
5.1格栅
用以截留较大的悬浮物或漂浮物，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷，并使之正常运行。

要根据流量选择清渣方式，人工清渣格栅适用于小型污水厂，机械清渣格栅适用于栅渣量大于0.2m3/d 。

提升泵站前用中格栅，提升泵站后用细格栅。

设计参数：
a 、栅条间隙：人工清除为25～40mm ，机械清除为16～25mm ；
b 、格栅栅渣量：格栅间隙为16～25mm 时是0.10～0.05m3栅渣/10m3污水，格栅间隙
为3050mm时是0.03～0.01m3栅渣/10m3污水；栅渣含水率一般为80％，容重约为960kg/ m3
c、格栅上部必须设置工作台，其高度应高出格栅前最高设计水位0.5m，工作台上应安全冲洗设施；
d、机械格栅不宜少于2台。

e、污水过栅流速宜采用0.6～1.0m/s，格栅前渠道水流速0.4～0.9m/s；
f、格栅倾角一般采用45°～75°；
g、格栅水头损失0.08～0.15m。

5.2沉砂池
用于去除比重较大的无机颗粒。

本设计采用钟式沉砂池，它利用机械力控制水流流态与流速，加速砂粒的沉淀并使有机物随水流带走。

具有沉砂效果好、工作稳定、清洗、排沉砂较方便等优点。

设计参数：
a、水力表面负荷为200 m3/ m2.h,停留时间约为20～30s；
b、进水渠道直段长度应为宽度的7倍，并且不小于4.5米；
c、进水渠道流速，在最大流量的40％～80％情况下为0.6～0.9m/s,在最小流量时大于
0.15m/s,但最大流量时不大于1.2m/s；
d、出水渠道与进水渠道的夹角大于270。

，两种渠道均设在沉砂池的上部；
e、出水渠宽度为进水渠道的2倍，出水渠道直线段长度要相当于出水渠的宽度；
5.3初次沉淀池
去除悬浮物质，同时可去除部分BOD5，可改善生物处理构筑物的运行条件并降低其BOD5负荷。

本设计选用中心进水周边出水辐流式沉淀池。

它的优点是进水中间进水管进水，然后经过水流向四边扩散，布水均匀；多位机械排泥，运行较好，管理方便，而且排泥设施已趋于稳定型。

设计参数：
a、沉淀时间为1～1.5h；
b、表面水力负荷为1.5～3.0 m2/m3*h；校核负荷q1’<4.34（m3/m2.h)；
c、每人每日污泥量为14～27g/（p•d）或0.36～0.83L/（p•d）；
d、池径不宜小于16m，池底坡度一般采用0.05～0.10；
e、污泥含水率为95～97%；
f、池子直径与有效水深之比为6～12，缓冲层高度,非机械排泥时宜为为0.5m；机械排泥时，缓冲层上缘宜高出刮泥板0.3m。

5.4曝气池
本设计选用传统活性污泥曝气池，采用鼓风曝气系统。

所谓推流，就是污水从池的一端流入，在后继水流的推动下，沿池长度流动，并从池的另一端流出。

设计参数：
a、进水方式不限，出水多用溢流偃，水位较固定；
b、曝气池池长与池宽之比（L/B），一般大于5～10；
c、有效水深最小为3m，最大为9m；超高一般为0.5m，当采用表曝机时，机械平宜高出水面1m左右。

d、曝气池廊道的宽：深，多介于1.0～1.5之间；廊道长宜为50～70m；
e、曝气池一般结构上分为若干单元，每个单元包括一座或几座曝气池，每座曝气池常由1个或2～5个廊道组成；当廊道数为单数时，污水的进、出口分别位于曝气池的两端；而当廊道数为双数时，则位于廊道的同一侧；
f、在池底应考虑排空措施，按纵向留2/1000左右的坡度，并设直径为80～100mm的放空管。

g、曝气池的进水与进泥口均设于水下，采用淹没出流方式。

5.5二次沉淀池
设计参数：
a、沉淀时间为1.5～2.5h；
b、表面水力负荷为1.0～1.5 m2/m3*h；
c、污泥量为10～21g/（p•d）；
d、污泥含水率为99.2～99.6%；
e、池径不宜小于16m，池底坡度一般采用0.05～0.10；
f、池子直径与有效水深之比为6～12，缓冲层高度为0.5m。

g、最大允许的水平流速要比初次沉淀池的小一半；
h、中心管中的下降流速不应超过0.03m/s；
I、其静水头可降至0.9m，污泥底坡与水平夹角不应小于50度。

六．污水处理厂平面布置及处理流程高程布置：
6.1各处理单元构筑物的平面布置：
a、贯通、连接各隔离构筑物之间的管、渠便捷、直通，避免迂回曲折；
b、土方量作到基本平衡，并避开劣质土壤地段；
c、在处理构筑物之间，应保持一定的间距，以保证敷设连接管、渠的要求，一般的间距可取值5～10m，某些有特殊要求的构筑物，如污泥消化池、消化气贮罐等，其间距应按有关规定确定；
d、各处理构筑物在平面布置上，应考虑适当紧凑。

6.2污水处理厂的高程布置：
a、选择一条距离最厂、水头损失最大的流程进行水力计算。

并应适当留有余地，以保证任何情况下，处理系统能够运行正常。

b、计算水头损失时，一般应以近期最大流量（或泵的最大出水量）作为构筑物和管渠的设计流量；计算涉及远期流量的管渠和设备时，应以远期最大流量为设计流量，并酌加扩建时的备用水头。

c、还应注意污水流程与污泥流程的配合，尽量减少需抽升的污泥量。

第二部分 设计计算书
一．设计流量的计算
污水平均流量： /s m 33.13600
24105.11
/d m 5.1134
3
=⨯⨯==万d Q 查资料可得，生活污水量总变化系数2.1=o K ，由公式d d Q K Q ⨯=max 可得：
s m Q K Q d d /60.133.12.13
max =⨯=⨯=
二．污水处理构筑物的工艺计算
2.1 泵前粗格栅
泵前粗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。

设置两座格栅，拟用回转式固液分离机。

2.1.1 设计参数
①设计流量：
A ．平均日流量：Qd=1.33m3/s
B ．最大日流量：s m Q K Q d d /60.133.12.13
max =⨯=⨯=
Kd=1.2
②栅前流速v1=0.7/s ，过栅流速v2=0.9m/s ③栅条宽度s=0.01m ，格栅间隙e=40mm ④栅前部分长度0.5m ，格栅倾角α=60° ⑤单位栅渣量ω1=0.05m3栅渣/3
3
10m 污水
2.1.2设计计算
① 确定格栅前水深：栅前水深h 取为1.0m ； ② 栅条间隙数n
条429
.00.104.060sin 60.1sin 2max =⨯⨯︒
==
ehv Q n α
设计两组格栅，则每组格栅的间隙数为21条。

③ 栅槽有效宽度
en n S B +-=)1(=0.01(21-1)+0.04×21=1.04m ④ 进水渠道渐宽部分长度
m B B L 37.020tan 28
.004.1tan 2111=︒
-=-=
α
其中α1为进水渠展开角为 ，进水渠宽B1=0.8m 。

⑤ 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度
m L L 185.02
37.0212===
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 04.060sin 81
.929.038.03sin 22
201=︒⨯⨯⨯===αξ 其中: h0：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，
38.0)(34
==e
S
βξ
⑦ 栅后槽总高度（H ）
取栅前渠道超高 h2=0.3m
栅前槽总高度: 21h h H +==1.0+0.3=1.3m
栅后槽总高度: 21h h h H ++==1.0+0.04+0.3=1.34m ⑧ 格栅总长度L
m H L L L 31.260tan 3
.10.15.0185.037.0tan 0.15.0121=++++=+
+++=
α
⑨ 每日栅渣量W d m d m K Qw W /2.0/76.51000
2.18640005.060.1100086400331>=⨯⨯⨯=⨯⨯=
总
宜采用机械清渣(取 =1.2)。

⑨ 计算草图如下：
2.2 污水提升泵站
2.2.1 设计说明
污水处理工艺采用传统曝气活性污泥处理，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，然后自流通过初沉池、曝气池、二沉池及接触池，最后由出水管道排入河道。

设计流量Qmax=1.60m3/h。

2.2.2 设计计算
污水提升前水位-5.9m（既泵站吸水池最底水位）,提升后水位2.69m（即细格栅前水面标高）。

所以，提升净扬程Z=2.69-（-5.9）=8.59m
水泵水头损失取2m
从而需水泵扬程H=Z+h=10.59m
采用MN系列污水泵（30MN-33B）该泵提升流量4800m3/h，扬程10.6m，转速415r/min，功率153.96Kw,效率90%。

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。

泵房草图
污水提升泵房计算草图
2.3 沉沙池
沉砂池主要用于去除污水中粒径大于0.2mm ，密度2.65t/m3的砂粒，以保护管道、阀门等设施免受磨损和阻塞。

平流式沉砂池具有构造简单、处理效果好的优点，故本设计采用平流式沉砂池，并设置2组。

2.3.1设计参数
设计流量：Q=Qmax=1.60 m3/s 设计流速：v=0.30m/s 水力停留时间：t=40s
2.3.2设计计算
① 沉砂池长度L ：
L=vt=0.3×40=12m
② 水流断面积A ：
A= Q/v=1.60/0.3= 5.33m2
③ 池总宽度B ：设计n=2格 每格宽取b=5m ，则
B=nb=2×5= 10m
④ 有效水深h 2：
h 2=A/B=5.33/10=0.53m （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，则沉砂斗容积
3
5
51max 19.6102.13260.1864001086400m K tX Q V =⨯⨯⨯⨯=⨯=
总
式中：X1——城市污水沉砂量3m3/105m3，
K 总——污水流量总变化系数1.2
每格沉砂池设两个沉砂斗，则每格沉砂斗的体积: 3173.12
29.62m V V =⨯==
⑥沉砂斗各部分尺寸及容积：
设计斗底宽a1=1.1m ，斗壁与水平面的倾角为60°，斗高hd=1.0m ，则沉砂斗上口宽a ：
m a h a d 25.21.160tan 0
.1260tan 21=+︒
⨯=+︒=
沉砂斗容积： 3222
11292.2)1.122.125.2225.22(6
0.1)222(6m a aa a h V d =⨯+⨯⨯+⨯=++=
（大于V=2.9m3，符合要求）。

⑦ 沉砂池高度H ：
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 65.32
2
.025.221222.022=-⨯-=--=
沉泥区高度为：
h 3=h d +0.06L 2 =1.0+0.06×3.65=1.22m
池总高度H ：设超高h 1=0.3m ，
H=h 1+h 2+h 3=0.3+0.9+1.22=2.42m
⑧ 校核最小流量时的流速：
s m s m A K Q v /15.0/25.033
.52.160
.1max min >=⨯==
总 ，符合要求。

⑨ 计算草图如下：
2.4 初沉池
本设计选用中心进水，周边出水的幅流式沉淀池，采用机械刮泥。

2.4.1 设计参数
设计流量Qmax=4788m3/h
设4座初沉池。

2.4.2 设计计算
1）池子总表面积A ：污水表面负荷q=2.5m3/（m2×h ） n=4座 2max 8.4785.244788
4m q Q A =⨯==
m D m A
D 25,7.2414
.38
.47844==⨯=
=
取直径π
2）有效水深h 2：取水力停留时间t=1.5h
h 2=qt=2.5×1.5=3.75m
3）每池一次的排泥量W ：
每次总排污泥量W1：
t p C C Q W ∙--∙=
)
100(100
)(24010max 1γ
式中： W1——每座沉淀池每天污泥量，m3/d ；
C 0——进水的悬浮物浓度，3
010200－⨯=C ；
C 1——沉淀出水的悬浮物浓度，3
0110802005.0%60－⨯=⨯==C C ；
p 0——污泥含水率，取97％； γ——污泥容重，取1000Kg/m3；
t ——两次排泥的时间间隔，初沉池按2d 考虑。

所以，每次的总排污泥量：
3
3
3
010max 12.6122)
97100(1000100
)108010200(2447882
)
100(100
)(24m p C C Q W =⨯-⨯⨯⨯-⨯⨯⨯⨯-⨯⨯-⨯⨯=
--＝
γ
设置4组初沉池，则每个初沉池的排泥量为：
W=W 1/4=612.2/4=153.0m 3
4) 污泥斗容积的计算：
取m r 0.21= ，m r 0.12= ，池底倾斜度i ＝0.05， ＝60°，半径R ＝D/2＝36/2＝18m ，根据计算草图计算， 污泥斗高度：m r r h 732.160tan )0.10.2(tan )(215
=︒-=-=α
污泥斗容积：3222
2212
15
169.12)0.10.122(3
732
.114.3)(3
m r r r r h V =+⨯+⨯⨯=
++=π
坡底落差： m r R h 8.005.0)0.218(05.0)(14=⨯-=⨯-=
池底可贮存污泥的体积： 3222
1124
28.304)221818(3
8
.014.3)(3
m r r R R h V =+⨯+⨯⨯=
+⨯+=
π 可以贮存污泥的体积 ，3
3
212.3124.3178.30469.12m m V V V >=+=+= 所以有足够的体积贮存污泥。

5) 沉淀池总高度：
式中，h1——超高，取0.3m ；
h2——沉淀区高度，m ；
h3——缓冲区高度，取0.3m ； h4——污泥区高度，m ； h5——污泥斗高度，m 。

所以，m h h h h h H 88.6732.18.03.075.33.054321=++++=++++= 沉淀池周边处的高度： m h h h H 35.43.075.33.03211=++=++= 径深比较校核：67.675.3/25/2==h D ，符合径深比6～12的要求。

6）计算草图：
2.5 曝气池
采用传统曝气法 曝气池为廊道式 2.5.1 设计参数
设计流量Qmax=13.8万m3/d ，设4座。

2.5.2 污水处理程度
1）原污水的BOD5（S0）为150，经过一级处理后，BOD5降低25%考虑，则进入曝气池的污水，其BOD5（Sa ）：Sa=150（1-25%）=112.5mg/L 。

2）计算去处率，首先计算处理水中非溶解性BOD5值，即： e a e a C bX C bX BOD 1.7)42.1(55=⨯= 式中：Ce ——处理水中悬浮固体浓度，
b ——微生物自身氧化率，取0.07；
Xa ——在处理水的悬浮固体中，有活性的微生物所占的比例。

取Xa ＝0.4。

代入各值得：
0.4976.3204.007.01.71.75≈=⨯⨯⨯==e a C bX BOD 处理水中溶解性BOD5值为：20－4.0＝16.0mg/L 则去除率η： 86.05
.11216
5.112=-=
η
2.5.3 曝气池及曝气系统的计算与设计 1）曝汽池BOD －污泥负荷法计算
取BOD －污泥负荷率为0.3kg BOD5/（kgMLSS •d ），为了设计稳妥，需要加以校核，校核公式： η
f
S K N e s 2=
式中：02.02=K ；L mg S e /0.16= ； 86.0=η ；75.0==MLSS
MLVSS
f 。

代入各值可得
)/(3.0293.086
.075
.00.16021.052d kgMLSS kgBOD f
S K N e s ∙≈=⨯⨯=
=
η
计算结果表明，Ns 值取0.3是合适的。

2）确定混合液污泥浓度（X ）
根据已经确定的Ns 值，查资料得相应得SVI 值在100～120之间，取值为115。

r SVI
R R X ∙∙+=
6
101 式中：X ——曝汽池混合液污泥浓度，mg/L ；
R ——污泥回流比，取0.5； S V I ——污泥容积指数，取115；
r ——是考虑污泥在二沉池中停留时间、池深、污泥厚度等因素的有关系数，取1.2。

所以， L mg L mg r SVI R R X /3400/34782.1115
105.015.01016
6≈=⨯⨯+=∙∙+=
3）曝汽池容积的确定 根据公式 s
a
XN QS V =
式中 s N ——BOD －污泥负荷率；
Q ——污水设计流量，为19.5万m3/d ；
X ——曝汽池混合液污泥浓度，3400mg/L ； a S ——原污水的BOD5值，mg/L ； V ——曝汽池的容积，m3。

所以，342.126513400
3.05
.112105.11m XN QS V s a =⨯⨯⨯==
4）确定曝气池各部分尺寸的确定
本设计采用4组曝汽池，每组的容积为318.31624
2.126514m V
V ===
取池深为h ＝5.0米，那么每组的曝汽池的面积为：216.6325
8
.3162m h V F ===
取池宽B ＝7米，那么宽深比4.15/7/==H B ，符合1～2之间的要求。

① 池长：m B F L 914.907
6
.632≈=== ② 长深比：
符合规定。

,10137
91
>==B L
③ 设曝汽池为五道廊道式，廊道长： m L L 2.185
9151===。

④ 池的总高度
取超高0.5米，那么池的总高度为 5＋0.5＝5.5米
在曝气池面对初次沉淀池和二次沉淀池的一侧，各设横向配水渠道，并在池中设纵向中间配水渠道与横向配水渠道相连接。

在两侧横向配水渠道上设进水口，每组曝气池共有5个进水口（见下图）。

在面对初沉池的一侧（前侧），在每组曝气池的一端，廊道I 进水口处设回流污泥井，井内设污泥空气提升器，回流污泥由污泥泵站送入井内，由此通过空气提升器回流曝气池。

2.5.4 曝气系统的计算与设计 本设计采用鼓风曝气系统。

1） 平均时需氧量的计算：
v r VX b QS a O ''2+=
式中：O 2——混合液需氧量，kgO2/d ；
'a ——活性污泥微生物对有机污染物氧化分解过程的需氧量，取 ＝0.5； Q ——污水流量，Q ＝115000m3/d ；
S r ——经活性污泥微生物代谢活动被降解的有机污染物量，
Sr ＝（112.5－20）×10-3kg/m3＝0.0925 kg/m3；
'b ——活性污泥微生物通过内源代谢的自身氧化过程的需氧量，取 ＝0.15； V ——曝汽池容积，V ＝12651.2m3；
Xv ——单位曝汽池容积内的挥发性悬浮固体（MLVSS ）量，
Xv ＝（0.75×3400）×10－3＝2.550kg/m3；
所以代入各值可得
h
kg d kg VX b QS a O v
r /423/8.101571.483975.5318100025502.1265115.00925.01150005.0''2==+=⨯⨯+⨯⨯=+=
2）最大时需氧量的计算
根据原始数据 K ＝1.4，代入各值可得：
h
kg d kg VX b QKS a O v
r /512/35.122851.483925.7446100025502.1265115.00925.04.11150005.0''max 2==+=⨯⨯+⨯⨯⨯=+=
3）每天去除的BOD5值： d kg BOD r /5.106371000
)
205.112(115000=-⨯=
4）去除每公斤BOD 的需氧量： kgBOD kgO O /955.05
.106378
.1015722==
∆
5）最大时需氧量与平均时需氧量之比：
21.1423
512
2max 2==O O 2.5.5 供气量的计算：
曝汽池中采用网状膜型中微孔空气扩撒器，敷设于距池底0.2米处，淹没水深4.8米，
计算温度设定为30℃。

查资料可得，水中溶解氧的饱和度：
Cs （20） = 9.17 mg/L ； Cs （30） = 7.63 mg/L 1）空气扩散器出口处的绝对压力：
H P P b 9800+=
式中：Pb ——空气扩散装置出口处的绝对压力，Pa ； H ——空气扩散装置的安装深度，4.8米； 所以，代入数值可得
53
5104834.18.4108.910013.19800⨯⨯⨯⨯=+=＝
＋H P P b 。

2）空气离开曝气池面时，氧的百分比：
00100)
1(2179)
1(21⨯-⨯+-⨯=
A A t E E O
A E ——空气扩散装置的氧转移效率，对网状膜型中微孔取值12％。

代入可得： ()()
%43.1812.01217912.0121100)1(2179)1(2100=-⨯+-⨯=⨯-⨯+-⨯=
A A t E E O 3）曝气池混合液中平均氧饱和度：
)4210
026.2(
5
)(t
b s T sb O P C C +⨯= 最不利温度按30℃考虑，代入各值可得： L mg Q P C C t
b
s sb /93.84243.1810026.2104834.163.7)4210*026.2(555)
30(=⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛+⨯⨯⨯=+= 4）换算为 条件下，脱氧清水的充氧量：
()
[]20
)(200024.1-⋅-⋅⋅⋅=
T T sb s C C C R R ρβα
取值0.10.295.082.0===ρβα；；＝；C 代入各值可得：
()
()[]20
200024.1-⋅-⋅⋅=
T T sb s C eC C R R βα
=
[]()h kg /3.978024
.10.293.80.195.082.017
.97192030=⨯-⨯⨯⨯⨯-
相应最大时需氧量为：
()()h kg R /4.1182024
.10.266.8195.082.017
.98692030max 0=⨯-⨯⨯⨯⨯=
- 5）曝气池平均时供氧量：
1003.00
⨯=
A
s E R G
代入各值，得
h m G s /2717510012
3.03
.9783=⨯⨯=
6）曝气池最大时供氧量：
()h m E R G A
s /3284410012
3.04
.11821003.03max 0(max)=⨯⨯=
⨯=
7）去除每千克BOD5的供气量：
kgBOD m BOD G r s /3.615
.1063724
2717524*3空气=⨯= 8）每m 3污水供气量：
污水空气33/67.5115000
242717524*m m Q G s =⨯= 9）本系统的空气总用量：
本系统采用空气在回流污泥井提升污泥。

空气量按回流污泥的8倍考虑，污泥回流比R 取值50%，提升回流污泥所需空气量为：
h m /7.1916624
115000508300=⨯⨯
总需氧量：32844+19166.7=52011 m3/h
2.5.6 空气管系统计算：
在相邻两个廊道的隔墙上设一根干管，共10根计算。

在每根干管上设10对配气竖管，共20条配气竖管。

全曝气池共设200条配气竖管。

每根竖管供气量：
h m /22.164200
32844
3= 曝气池平面面积：2
189010727m =⨯⨯
每个空气扩散器服务面积按0.49m 2
计算，则所需空气扩散总数：
个1.385749
.01890
= ； 为安全计，本设计采用3858个空气扩散器，每个竖管上安设的空气扩散器的数目为：
个20200
3858
= ， 每个空气扩散器的配气量为：
h m /51.83858
32844
3 将已经布置的空气管路及布置的空气扩散器绘制成空气管路设计图（见下图）
选择一条从鼓风机房开始的最远最长的管路作为计算管路。

在空气流量变化处设计算节点，统一编号后列表进行空气管道计算。

空气管路计算表
空气管道系统的总压力损失：∑（h1 + h2）= 237.87×9.8 = 2.331 kPa；
空气网状膜压力损失为5.88 kPa，那么总压力损失：
5.88 + 2.331= 8.211 kPa
为安全计，设计时取值9.8kPa。

2.5.7 空压机的选定
空气扩散装置安装在距池底0.2m处，因此空压机所需压力为：
0.5(=
⨯
-
=
2.0
+
)0.1
kPa
.
P84
8.9
56
空气机供氧量：
最大时：32844+32500=65344 m3/h = 1089.1 m3/min
平均时：27175+32500=59675 m3/h = 994.6 m3/min
根据所需压力及空气量，决定采用LG60型空压机4台。

该型空压机风50kP风60 m3/min。

正常条件下，2台工作，2台备用；高负荷时3台工作，1台备用。

2.6 二沉池
该沉淀池采用中心进水，周边出水的幅流式沉淀池，采用机械刮泥。

2.6.1 设计参数
设计进水量：Q=Qmax/6=798m3/h
表面负荷：q范围为1.0—1.5 m3/ m2.h ，取q=1.5 m3/ m2.h
水力停留时间：T=2 .2h
设置6座。

2.6.2 设计计算
1）每座沉淀池面积A:
按表面负荷算：25325.1798m q Q A ===
直径D ：m A
D 03.2614
.3532
44=⨯=
=
π
, 取26m
2）有效水深为： h 2=qT=1.5⨯2.2=3.3m 3）污泥斗容积
取回流比%60=R
污泥回流浓度3/86
.0)
6.01(36.0)6.01(m kg X Xr =+=+=
污泥区所需存泥容积：
3.2.13918
33798)6.01(4)1(4m X X QX R V r s =+⨯⨯+⨯=++=
每个污泥斗的容积 3
6.6952/2.1391m V st ==
4）污泥区高度为 m A V h 31.1532
6.6953===
池底坡度为0.05 池底进口处4m 池底坡度降m h 225.005.02
4
2/265=⨯-=
5）二沉池总高度：
缓冲层高度h 3=0.5m, 取超高为h 1=0.4 则池边总高度为
H 1=h 1+h 2+h 3+h 4=0.4++3.3+1.31+0.5=5.51m 池中总高度为：H=H 1+h 5=5.51+0.36=5.87m 6）径深校核
9.73.3/26/2==h D 合格。

7）辐流式二沉池计算草图如下：
2.7 消毒设备的计算：
经二次沉淀池后出水流经消毒池与氯接触达到消毒效果。

采用4座隔板式接触消毒池。

2.7.1设计参数
设计流量：Qmax=1.60m3/s 水力停留时间：T=30min=0.5h 平均水深：h=1.4m 隔板间隔：b=3.5m
设计投氯量为 ＝6.0mg/L(对二级处理水排放时，投氯量为5～10 mg/L ，这里取6.0 mg/L) 2.7.2 接触池的计算
1）接触池污水停留时间：t = 30min
则每个接触池容积：V = Qmax ×30×60/4 = 1.60×30×60/4 = 720m
3
分4座，则每座的容积为V 1=V/4=180 m 3
2）取池内流速v = 0.6m/s 过水面积： 2max 33.16
.0260
.14m v Q S =⨯==
3）消毒池面积
设水深h = 1.4m ，则每个消毒池面积：
26.1284
.1180m h V A ===
4）廊道总宽
隔板数采用4个，则廊道总宽为：B=（4+1）b=5*3.5=17.5
总长m B A L 7.365
.36.128===
5）接触池长度
35.75
.176
.128===
B A L m ，取8m 。

6）取超高0.3m ，总高H = 1.4+ 0.3 = 1.7m 7）查资料，二级处理水排放要求投氯量为6mg/L 一天所需总氯气量：
d kg s
mg s L L mg
Q L mg q /5.8267.956416006/6max ==⨯=⨯= 库存按15d 计算，则库存量为：
15q = 15×826.5 = 12397.1 kg
氯瓶储量：1000 kg/瓶，D = 838；L ＝2.20m
则需氯瓶数为n = 12397/1000 = 12.4个， 取用13个
本设计中，氯库和加氯间合建在一起，氯库中取两组轨道承载氯瓶，平均每组轨道上放14个氯瓶，则轨道的长度为14×0.838＝11.7米，取12.0米；宽为2×2.20米＝4.40米，取4.50米，并且考虑工作人员的通行过道，选用ZJ －I 型转子加氯机30～65kg/h 三台，二台工作，一台备用。

氯库和加氯间和建成矩形，其尺寸如下：20m ×5.5m 。

2.8 污泥浓缩池
采用幅流式污泥浓缩池，用带栅条的刮泥机刮泥，采用静压排泥。

2.8.1 浓缩池设计计算
1）污泥量的计算 ①初沉池污泥量:
h m d m Q C Q W /0.12/8.286)
97100(10115000
%50150100)97100(10100336
301==-⨯⨯⨯=-=
ρη ②二沉池污泥量
r
s fX X
Q ∆=
()VXv K Q S S Y X d e a --=∆
式中：△X ——每日增长的污泥量，kg/d ； Y ——产率系数，取0.5；
Sa ——经过预先处理，污水含有的有机物（BOD ）量，112.5mg/L ；
Se ——经过活性系统处理，污水含有的有机物（BOD ）量，20mg/L ；
Q ——设计污水量，115000m 3
/d ； Kd ——衰减系数，取0.09；
V ——曝汽池的容积，12651m 3
；
Xv ——MLVSS ，Xv ＝2.5kg/m 3
； 代入各值可得：
()VXv
K Q S S Y X d e a --=∆
()5.21265109.011500002.01125.05.0⨯⨯-⨯-⨯=
＝5305.15-2846.48＝2458.68kg/d 则每日从曝气池中排除的剩余污泥量：
h m d m fX X Q r s /07.17/78.4098
75.068
.245833==⨯=∆=
所以，总剩余污泥量W ＝12.0+17.07＝29.07m 3/h=697.68m 3/d 。

2) 浓缩池池体计算
本设计中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，污泥泵房将污泥送至浓缩池。

①设计参数
进泥浓度：5g/L
进泥含水率P 1＝99.4％， 出泥含水率P 2=97.0％
浓缩后污泥浓度：q s =30g/L 污泥浓缩时间：T=16h
贮泥时间：t=6h
固体通量M=1kg/(m 2
.h) ②每座浓缩池所需表面积
27.1701
10
07.17m M C Q A s =⨯==
每个池的面积A 1＝170.7/2＝85.4 m 2
③浓缩池直径：
m A D 4.1014
.34
.85441
=⨯=
=
π
，取11m
④ 浓缩池有效水深： h 1=m A TQ s 2.34
.8507
.17161=⨯= ⑤ 校核水力停留时间：
浓缩池有效体积：3
11.2732.34.85m Ah V =⨯== 污泥在池中停留时间d Q V T s 67.08
.4093.273===
符合要求 ⑥ 确定污泥斗尺寸
每个泥斗浓缩后的污泥体积：
d m P n P Q V s /0.41)
97.01(2)
994.01(8.409)1()1(3211=-⨯-⨯=--=
泥斗容积： )(3
2
221214
3r r r r h V ++=
π
32221.10)0.10.15.25.2(3
.114.3m =+⨯+⨯⨯=
式中：h 4——泥斗的垂直高度，取1.0m r 1——泥斗的上口半径，取2.5m r 2——泥斗的下口半径，取1.0m 设池底坡度为0.05，池底坡降为：
m h 113.02
)
5.27(05.05=-⨯=
故池底可贮泥容积： )(3
2
1125
4r Rr R h V ++=π
=
32213.8)5.25.277(3
113
.014.3m =+⨯+⨯⨯
因此，总贮泥容积为：
3234341.1733.1813.821.10m V m V V V w =>=+=+=（满足要求）。

浓缩池的超高h 2取0.30m ，缓冲层高度h 3取0.50m
则浓缩池的总高度H 为
54321h h h h h H ++++=
=3.2+0.30+0.50+1.0+0.14=5.14m
⑦ 浓缩池计算草图：
浓缩池计算草图
2.8.2 贮泥池计算 1）设计参数
进泥量:初沉池污泥量 h m d m Q C Q W /95.11/76.286)
97100(10115000%50150100)97100(101003
36
301==-⨯⨯⨯=-=
ρη 经浓缩排出含水率%972=p 的污泥流量
d m V Q /0.820.41223
1'=⨯==
总泥量：d m Q Q Q W /76.3680.8276.2863
'1=+=+=
贮泥时间:T=20h
2）贮泥池的设计计算
贮泥池容积3
27.307)24/20(72.368m T Q V =⨯=⨯= 贮泥池设置2座，则每座容积为：V 1=V/2=153.6m 3
尺寸(设为正方形)，取边长为5.5m
则池的有效容积为V 1=5.5×5.5×5.5=166.38>153.6 m3 (符合要求)。

2.9 厌氧消化池
1）设计参数
初沉污泥量：h m d m Q W /0.12/8.2863
31==
浓缩后的剩余活性污泥：h m d m Q s /07.17/78.4093
3==
污泥含水率：97% 干污泥比重：1.01 挥发性有机物：64% 采用中温消化。

2）消化池的容积计算
由于剩余活性污泥量较多，故采用挥发性有机物负荷为1.3kg/(m 3
·d)，消化池总容积为：
328.176633
.164.0100001.103.011.1184m S S V v =⨯⨯⨯⨯==
，取17700m 3 用两级消化，容积比一级：二级=2：1，则一级消化池容积为11800m 3
，用四个，每个消化池容积2950m 3，二级消化池两个，每个容积2950m 3。

一级消化池拟用尺寸见图：
消化池直径D 用18m ，集气罩直径d 1=2m ，高h 1=2m ，池底锥底直径d 2=2m ，锥角15°，h 2=h 4=2.4m 。

消化池柱体高度h 3应大于D/2=9m ，采用h 3=10m 。

消化池总高度H=h 1+ h 2+ h 3+ h 4=16.8m 。

消化池各部容积：
集气罩容积：32
11
128.624
24
m h d V =⨯⨯=
=
ππ
上盖容积：322
25.2034
31m h D V =⨯⨯
=π 下锥体容积等于上锥体容积，V 4=203.5m 3。

柱体容积：32
32
34.2543104
1814.34m h D V =⨯⨯=⨯=π 消化池有效容积：
3343210295068.29564.254325.20328.6m m V V V V V >=+⨯+=+++=（合格）。

二级消化池的尺寸采用一级消化池的尺寸。

3）消化池各部分表面积计算：
集气罩表面积：22
112117.152214.324
14.34
m h d d F =⨯⨯+⨯=
+=
ππ
池上盖表面积等于池底表面积即：
521
20.292)19(3.914.3)2
2(
F m d D l F ==+⨯⨯=+=π 所以，2
217.3070.2927.15m F F =+=+
池柱体表面积：
地面以上部分2
5333961814.3m Dh F =⨯⨯==π 地面以下部分2
6422641814.3m Dh F =⨯⨯==π
4）消化池热工计算
A ．提高新鲜污泥温度的耗热量
中温消化温度T D =35℃，生产泥年平均温度为Ts=17.3℃，日平均最低温度Ts ’=9.7℃。

污泥投配率为5％ 则每座一级消化池投配的最大污泥量为
V ″=2950×5％=147.5 m 3
/d
则日平均耗热量为：
()h kj T T V Q s D /4554458.418624
'
'1=⨯-=
最大耗热量为：
()h kj Q /7061738.41867.93524
160
1=⨯-=
B ．消化池池体的耗热量
消化池各部传热系数采用：池盖k=2.93kj/(m 2·h ·℃)，池壁：地面以上k=2.5kj/(m 2·h ·℃)，地面以下及池底k=2.93kj/(m 2·h ·℃)。

池外介质为大气，全年平均气温T A =21.8℃，冬季室外计算温度T 2=9.7℃。

池外介质为土壤，全年平均气温T 1=12.6℃，冬季室外计算温度T 2=4.2℃。

①池上盖全年平均热耗量为：（热损失系数为1.2）
Q 2=FK （T D -T 1）1.2=11900kj /h。