卡罗塞尔2000氧化沟污水处理课程设计doc资料

水质工程学
课程设计计算说明书
学院：环境学院
专业：给水排水
姓名：***
学号：P**********
指导老师：肖雪峰
1.基本资料
2015年，国家实行新的环保法。

为保证国家环保政策的顺利执行，实现节能减排目标目标，保护环境，同时根据环境影响评价，拟在南京溧水建设一座污水处理厂，主要接纳新区污水渠输送过来的生活污水，对其进行处理，出水达标排放至城市外河。

经过详细核算，污水厂要求每天处理水量为139000吨。

由于该污水厂区周围水系分布较少，同时有绿化、园林等用水大户，故考虑对部分污水进行深度处理，以达到中水回用水要求。

污水厂所在地为一平地，红线不可逾越，黄线可适当扩充与缩减。

考虑成本独立核算问题，要求污水处理部分与中水工程部分独立成两块区域。

办公区域按照实际要求共用。

污水厂进水水质按下表考虑：
出水水质按国家GB 18918－2002一级B排放标准执行。

其中10％的最终出水要求深度处理回用（主要用于林场绿化），回用标准按照CJ/T 48-1999生活杂用水水质绿化、冲洗道路用水标准执行。

工程位置见附图平面，红线为规划污水厂区的3条边，虚线位置根据工程情况完成征地工作，土地记入成本。

第一篇污水厂设计
第一章污水处理工艺流程
第一节原水水量及水质分析
1.原水水量计算
污水厂要求每天处理水量为139000吨
日平均流量流量为Q=139000m3/d=1608.8L/s
变化系数K z=2.7/（1698.8）^0.11=1.19
日最大流量Q max=1608.8*1.19=1914.42L/s=165410 m3/d
2.设计进水水质、设计出水水质及处理程度如下表：
一级标准（B）排放要求。

根据排水要求和进水水质，计算去除率如表1-1。

2.1工艺比较
适合于中小型污水处理厂的除磷脱氮工艺的比较
①工艺流程简单，运行管理方便。

氧化沟工艺不需要初沉池和污泥消化池。

有些类型氧化沟还可以和二沉池合建，省去污泥回流系统。

②运行稳定，处理效果好。

氧化沟的BOD平均处理水平可达到95%左右。

③能承受水量、水质的冲击负荷，对浓度较高的工业废水有较强的适应能力。

这主要是由于氧化沟水力停留时间长、泥龄长和循环稀释水量大。

④污泥量少、性质稳定。

由于氧化沟泥龄长。

一般为20～30 d，污泥在沟内已好氧稳定，所以污泥产量少从而管理简单，运行费用低。

⑤可以除磷脱氮。

可以通过氧化沟中曝气机的开关，创造好氧、缺氧环境达到除磷脱氮目的，脱氮效率一般＞80%。

但要达到较高的除磷效果则需要采取另外措施。

⑥基建投资省、运行费用低。

和传统活性污泥法工艺相比，在去除BOD、去除BOD和NH
-N及去除BOD和脱氮三种情况下，基建费用和运行费用都有较大
3
降低，特别是在去除BOD和脱氮情况下更省。

同时统计表明在规模较小的情况下，氧化沟的基建投资比传统活性污泥法节省更多。

按照运行方式，氧化沟可以分为连续工作式、交替工作式和半交替工作式。

连续工作式氧化沟，如帕斯韦尔氧化沟、卡罗塞尔氧化沟。

奥贝尔氧化沟在我国应用比较多，这些氧化沟通过设置适当的缺氧段、厌氧段、好氧段都能取得较好的除磷脱氮效果。

连续工作式氧化沟又可分为合建式和分建式。

交替工作式氧化沟一般采用合建式，多采用转刷曝气，不设二沉池和污泥回流设施。

交替工作式氧化沟又可分为单沟式、双沟式和三沟式，交替式氧化沟兼有连续式氧化沟和SBR工艺的一些特点，可以根据水量水质的变化调节转刷的开停，既可以节约能源，又可以实现最佳的除磷脱氮效果。

2.2工艺流程为：
污水→粗格栅→集水井→提升泵→细格栅→沉砂池→初沉池→氧化沟→二沉池→消毒→出水
污泥的处理：
初沉污泥+回流污泥→浓缩→消化→脱水→泥→运输
污水深度处理工艺流程为：
集水池→一泵房→混凝池→沉淀池→过滤池→消毒→清水池→二泵房→用户
3..1 处理量
根据设计任务书，该厂每天处理污水规模定为： 13.9万吨
处理污水量： Q=139000m 3/d =1608.8L/s 变化系数： K z =2.7/（1698.8）^0.11=1.19
则居住区生活污水最大设计流量Q max =1608.8*1.19=1914.42L/s=165410 m 3/d
3.2.1泵前中格栅
格栅：格栅是由一组平行的金属栅条或筛网制成，安装在污水渠道、泵房集水井的进口处或污水处理厂的端部，用以截留较大的悬浮物或漂浮物，如纤维、碎皮、毛发、果皮、蔬菜、塑料制品等，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷，并使之正常进行。

处理污水量： Q=139000m 3/d =1608.8L/s 变化系数： K z =2.7/（1698.8）^0.11=1.19
则居住区生活污水最大设计流量Q max =1608.8*1.19=1914.42L/s=165410 m 3/d
(1) 格栅间隙数n:
两组格栅 设计参数： 过栅流速 0.6～1.0m/s;
格栅前渠道内的水流速度 0.4～0.9m/s 倾角 45°～75° 水头损失 0.08～0.15m 设栅前水位h = 0.5 m ；过栅流速v = 0.8 m/s; 栅条间隙宽e = 0.02 m ；格栅倾角α= 60°。

max Q =
914.11000
42
.1914 m 3/s
n=
hv a Q 2e sin m ax =
6.0318
.05.002.0260
sin 914.1=⨯⨯⨯ 取n=104 格栅的宽度B ：
栅条宽度 S = 0.01m ；栅条断面：锐边矩形。

B=s(n-1) +bn=0.01×(104-1)+0.02×104=3.11m (2)格栅的水头损失
因栅条为矩形格栅，取k=3, β=2.42，计算水头损失得：
m k g v e s h 081.0360sin 81
.92.80)02.001.0(42.2sin 2)(2
342341=⨯⨯⋅⨯=⋅⋅= αβ
(3)格栅后槽的总高度，取渠前超高h 2=0.3 m H=h+ h 1+ h 2=0.5+0.08+0.3=0.88m (4)格栅总长度
设进水宽m B 19.21= ，渐宽部分展开角︒=201α，此时进水槽的流速为：
s m B h Q /874.019
.25.0957
.01max =⨯=⨯=
ν 进水渠道渐宽部分的长度
m tg tg B B l 266.120219
.211.32111≈-=-=
︒
α 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度
m l l 633.02
1
2==
H 1=h ＋h 2=0.5+0.3=0.8m
︒+
+++=600.15.0121tg H l l L =3.73+1.865+0.5+1.0+︒
608
.0tg =3.864m (5) 每日栅渣量
取按栅渣量W 1=0.05m 3/103m 3 (栅渣/污水)
W=
=⨯⨯⨯1000K 864001max z W Q 948.61000
19.186400
50.0914.1=⨯⨯⨯m 3/d > 0.20 m 3/d
故采用机械清渣方式。

图1 格栅草图
格栅采用链条回转式格栅，它由驱动机构、主传动链轮轴、从动链轮轴、 牵引链、齿耙、过力矩保护装置和机架等组成。

设两道粗格栅，选用2台格栅除污机，每台的过水流量为 1.914/2=0.957m 3/s 。

3.2.2 集水池、泵房
选择三台水泵，两用一备。

（1） 集水池设计 每台水泵容量h m K Q Q z /04.344648
19
.113900024231=⨯=⨯⋅=
=957.23L/S 集水池容积，选用一台泵5min 的容量：
V =957.23×60×5/1000=287.17m 3
（2） 提升泵房设计
a 流量：Q =6890.4m 3/h ；采用三用一备，单台泵流量2296.8m 3/h ； b
高28m ，地下埋深10m 。

3.2.3 泵后细格栅 (1) 格栅间隙数n:
设栅前水位h = 0.60 m ；过栅流速v = 0.80 m/s; 栅条间隙宽b = 0.010m ；格栅倾角α= 60°。

设2台细格栅同时进水。

max Q =
957.02
10001914.42
=⨯m 3/s
n=
hv
a
Q b sin max =
66.17280.06.0010.060sin 957.0=⨯⨯ 取n=173 格栅的宽度B ：
栅条宽度 S = 0.010m ；栅条断面：锐边矩形。

B=s(n-1) +en=0.010×(173-1)+0.010×173=3.45 m (2)格栅的水头损失
因栅条为矩形格栅，取k=3, β=2.42，计算水头损失得：
m k g v s h 205.0360sin 81
.92.800)010.0010.0(42.2sin 2)e (2
342341=⨯⨯⋅⨯=⋅⋅= αβ
(3)格栅后槽的总高度，取渠前超高h 2=0.3 m H=h+ h 1+ h 2=0.60+0.205+0.3=1.105m (4)格栅总长度
设进水宽m B 10.11= ，渐宽部分展开角︒=201α，此时进水槽的流速为：
s m B h Q /45.110
.106.02
914.11max =⨯÷=⨯=
ν 进水渠道渐宽部分的长度
m tg tg B B l 75.220245
.145.32111=-=-=
︒
α 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度
m l l 375.12
1
2==
H 1=h ＋h 2=0.6+0.3=0.9m
栅
槽总
长
度
：
︒+
+++=600.15.0121tg H l l L =4.47+2.24+0.5+1.0+︒
609
.0tg =6.145m (5) 每日栅渣量
取按栅渣量W 1=0.10m 3/103m 3 (栅渣/污水) W=
=⨯⨯⨯1000
K 864001max z W Q 952.6100019.186400
10.02915.1=⨯⨯⨯÷）（m 3/d > 0.20 m 3/d
故采用机械清渣方式。

3.2.4 平流沉砂池
(1)设计说明
沉砂池的作用是从污水中将比重较大的颗粒去除，其工作原理是以重力分离为基础，故应将沉砂池的进水流速控制在只能使比重大的无机颗粒下沉，而有机悬浮颗粒则随水流带起。

其设计原则一般为：
①城市污水厂一般均应设置沉砂池，座数或分格数应不少于2座(格)，并按
并联运行原则考虑；
②沉砂池去除的砂粒杂质是以比重为2.65，粒径为0.2以上的颗粒为主；
③城市污水的沉砂量可按每106m 3污水沉砂量为30m 3
计算，其含水率为60%，容量为1500kg/m 3
④贮砂斗槔容积应按2日沉砂量计算，贮砂斗池壁与水平面的倾角不应小于55°排砂管直径应不小于0.3m ；
⑤沉砂池的超高不宜低于0.3m ；
⑥除砂一般宜采用机械方法，当采用重力排砂时，沉砂池和晒砂厂应尽量靠近，以缩短排砂管的长度。

(2)池型的确定
采用平流式沉砂池，它具有截留无机颗粒效果较好、工作稳定，结构简单、排沉砂较方便等优点。

(3)设计参数
设计流量：Q=1.914m 3/d （设计2组沉砂池合建） 设计流速：v=0.25m/s 水力停留时间：t=40s (4)设计计算
①沉砂池长度L L = vt=0.25×40=10.0m ②水流断面积A
A=Q max /v=0.957/0.25=3.828m 2 ③池总宽度B 每组宽取B=2.0m>0.6m ④有效水深h 2
h 2=A/B=3.828/4=0.957m ⑤沉砂斗容积V
设计t=2d ，即考虑排泥间隔天数为2天，每组沉砂池设两个沉砂斗，则每个沉砂斗容积:
36
61max
17.410
19.12302914.18640010286400m K tx Q V z =⨯⨯⨯⨯⨯='=
其中：x 1城市污水沉砂量30m 3/106m 3，K Z 污水流量总变化系数1.19
⑥沉砂池高度H
设计斗底宽a 1=0.5m ，斗壁与水平面的倾角为60°，斗高h d =0.5m 则沉砂斗上口宽：m a h a d 1.15.060tan 5
.0260tan 21=+︒
⨯=+︒=
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 9.321.1210222=⨯-=-=
则沉泥区高度为m 734.09.306.05.0L 06.0h h 2d 3=⨯+=+= 设超高h 1=0.3m ，则池总高度
1.989m m 96
2.1734.0957.0
3.0h h h H 321==++=++=
⑦计算草图如下：
进水出水
图2 平流沉淀池草图
3.2.5 配水井
当有两组以上的氧化沟并联运行时，应设有配水井保证均匀配水。

（1）总流量：Q=1.914m 3/s （2）水力停留时间：t=2min ； （3）配水井中心管径
1
1
14v Q D π=
式中：1Q —集配水井的设计流量，s m /3，本设计取1.914s m /3。

1v —中心管内污水流速，s m /一般采用s m /6.0≥，本设计取 1.0s m /。

m v Q D 56.10
.114.3914
.144111=⨯⨯==
π ，本设计取1.6m 。

（4）配水井直径
212
1
24D v Q D +=
π 式中：2v —配水井内污水流速，s m /，一般采用0.2-0.4s m /,本设计取 0.3s m /。

()m D v Q D 25.356.13
.014.3914.1442
21212=+⨯⨯=+=
π ，本设计取3.3m
（5）配水井面积 22
2
2
55.84
3.34
A m D =⋅=
⋅=
ππ
（6)配水井高度：取超高h 1=0.5m,有效水深h=1.0m H=h+h 1=1+0.5=1.5m （7）进出水管
进水采用明渠，承接沉砂池明渠建设。

出水管分2根出水，可达到均匀出水的目的。

3.2.6氧化沟计算 （1）方案必选。

经比较，其中卡罗赛尔氧化沟和交替工作氧化沟较好。

虽然交替工作氧化沟在各方面都不错，但是其构造比较复杂，初期投资较大，且需安装自动控制系统，运行管理不便，费用较高。

所以最终确定采用卡罗塞尔2000型（Carrousel ）氧化沟，这种系统除了可以去除BOD 5与COD 之外，还具备硝化和一定的脱氮除磷作用，且两种去除率都非常高，出水水质良好，可以达到排放标准。

（1） 设计依据与要求
本设计的卡罗塞尔2000型氧化沟设计参数如下：
a ．污泥负荷力：0.05～0.15()d kgMLSS kdBOD ⋅/
b ．水力停留时间：h HRT 30~6=
c ．未达到污泥的好氧化稳定，污泥龄
d SRT 25=；
d ．设计流量采用平均流量：平Q =13.9s L h m d m /8.1608/7.5791/10334==⨯
e ．设计最低水温为：10℃
f ．设计最高水温为：25℃
（2）设计流量：平Q =13.9s L h m d m /8.1608/7.5791/10334==⨯
（3）确定污泥龄：
考虑小型处理厂污泥不进行好氧或厌氧消化稳定,本设计为了达到污泥的好氧稳定，取污泥龄 d SRT 20=，使其部分稳定。

反硝化率为
S N K de =
，()TN S S TN N e ---=00005.0 式中：0N --反硝化消耗的氮量，mg/l
0TN --进水的TN 值l mg /，设计值为38l mg /
e TN --出水的TN 值l mg /，按一级B 标为l mg /8 0S --进水的BOD 值l mg /，设计值为l mg /220 e S --出水的BOD 值l mg /，按一级B 标为l mg /20
()091.0220
8
2022005.038=--⨯-=
de K
因为067.0=de K 且为缺氧区反硝化。

则
d V V cd c
cd
D 42.0=⇒==θθθ 式中：D V --缺氧区容积，3m ；
V --氧化沟的总容积，3m ；
cd θ--缺氧区的污泥龄，d ；
c θ--氧化沟的总泥龄，
d ；d HRT 20= （4）计算产泥系数
()()()
⎥⎦
⎤⎢⎣⎡•+⨯•⨯--+=--151500072.117.0175.0072.117.02.016.075.0T c T c S X K Y θθ 式中：K --系数，取0.9
0X --进水的SS 值，l mg /，设计值为200l mg / 0S --进水的BOD 值，l mg /设计值为220l mg /
c θ --氧化沟的总泥龄
d ,d HRT 25= 故:
()5
55/761.0072.12517.0175.0072.12517.02.012202006.075.09.0kgBOD kgSS Y =⎥⎦⎤
⎢⎣⎡⨯⨯+⨯⨯⨯⨯--⨯+⨯=-- 核算氧化沟的污泥负荷
()
()
()D kgMLSS kgBOD S S Y S L e c S ⋅=-⨯⨯=
-⨯⨯=/058.020220761.025220
500
θ
验证合格
（5）确定污泥浓度
由于采用设缺氧区的氧化沟工艺，同时污泥达到好氧稳定，因此本设计污泥浓度取：X=4500l mg /
经过好氧稳定后，污泥的沉降性能得到很大改观，取污泥的容积指数为： SVI 范围为100g ml /200~ ,本设计取120l mg /
故回流污泥浓度R X 为
10000.21120
10106
6=⨯=⋅=γSVI X R l mg /
则相应的回流比
R=
00824500
100004500
=-=-X X X R
（6)氧化沟容积的计算
()3
301175335
.4100020220761.025/7.579124100024m d h m X
S S Y Q V e c =⨯-⨯⨯⨯⨯=-=
）（θ
由于
20.0==c
cd
D V V θθ 则氧化沟缺氧区容积为
32350720.0m V V D ==
氧化沟好氧区容积为
()39402611753380.020.01m V V D =⨯=-=
校核氧化沟的水力停留时间
h Q V HRT 24.164
.579194026
===
（水力停留时间：h HRT 30~6= 合格） （7）氧化沟沟型计算
设计2座氧化沟
a.单座氧化沟有效容积
358767m V =单
b.设计氧化沟有效水深H=4.0m ，超高设计0.5m
h=4.0+0.5=4.5m
中间分隔墙厚度为0.20m
c.氧化沟面积
22.130595
.458767m H V
A ===单
设计单沟道宽度b=8m
d.弯道部分面积
()
22102.206220.2082
1
m A =⨯+⨯⨯=π
()22
203.4120.20822
1m A =+⨯⨯⨯=
π 22105.61803.412206.02m A A A =+=+=弯
e.直线段部分面积
215.2441105.6182.13059m A A A =-=-=弯直
f.单沟道直线段长度L:
m b A L .88838
412441.15
4=⨯=⨯=
直 取76m g.进水管计算
进水管流量：
()()s m d m Q R Q /464.1/1264902
109.1382.0121334
==⨯⨯+=⨯+=
进水水管控制流速：V s m /2≤
进出水管直径：
设计进水管流速V=1.5s m /
m V
Q
d 115.15
.1464
.144=⨯⨯==
ππ
校核进出水管流速：
()
s m s m A Q V /2/5.12
115
.1464.12
<≈==π (合格) (8)需氧量的计算
a.需氧量按最不利情况设计，设计流量按最高日流量设计
最不利情况为：T=25℃ d 25c =θ
查手册单位BOD 的耗氧量为kgBOD kgO /35.120=θ 单位时间消耗的BOD 量为：
()3010-⨯-⋅⋅=e c t S S Q f S
式中：c f --系数，本设计取1.1
()310202207.57911.1-⨯-⨯⨯=t S h kgBOD /2.1274=
单位时间硝化的氮量为：
()[]
30010205.0-⨯---⋅=S S TN Q N ht 最
式中：最Q --为最高日流量 1914.42L/s=5791.7m3/h
=ht N ()[]h kgN /58.1501022022005.0387.57913=⨯--⨯-⨯-
单位时间反硝化的脱氮量为：
()[]30001005.0-⨯--⨯-=e e a t TN S S TN Q N
代入数值：
()[]h kgN N t /83.15110852022005.0387.579130=⨯--⨯-⨯=-
b.需氧量的设计计算
氧化沟单位时间的需氧量为
h
kgO N N S AOR ot ht t /6.739283.11586.258.15057.42.127435.186.257.435.12=⨯-⨯+⨯=-+= 在水温为25℃时，实际需氧量转化为标准需氧量的系数59.1=k 则：
h kgO AOR k SOR /96.35546.739259.12=⨯=⋅=
降解单位BOD 的耗氧量
kgBOD kgO S SOR t /42.32
.127496
.43552== （合格） (9)氧化沟剩余污泥量的计算
20℃时活性污泥自身氧化系数：K d （20）= 0.06 ，Y(20) = 0.5； 剩余生物污泥量：
d Kg VX K S S YQ X d
e v /00021000
4500
75.05876706.01000202201390005.0)(0=⨯⨯⨯--⨯
⨯=--=∆ 氧化沟计算草图如下：
(10)氧化沟设备选定
a.卡罗塞尔2000氧化沟曝气设备选择
总需氧量为：SOR=2176.27kgO 2/h ，2个氧化沟设置10台表面曝气机
则每台表面曝气机供氧量SOR 1
h kgO n SOR SOR /627.21710
27
.217621===
选择DS300恒速式倒伞型表面曝气机(手册11册)。

尺寸：直径3000mm b.氧化沟的搅拌设备
搅拌功率按3/8~5m W 计算，单座氧化沟所需的最小功率为kw 68.5513700=⨯ 共需10台DQT075低速潜水推流器(手册11册)。

3.2.7二沉池
（一）池型的选择
二沉池设置在生物处理机构后面，用于沉淀去除活性污泥和腐殖污泥，是生物处理系统中十分重要的组成部分。

二沉池主要有平流式和辐流式两种。

下面对两中二沉池进行比较：
经比较，选用辐流式沉淀池。

（二） 二沉池（普通辐流式沉淀池）设计计算
设计总处理水量为Q=139000m 3
/d=5791.7m 3
/h 较大可以设计四组沉淀池， 参数设定：表面负荷0q =1。

5m 3
/(m 2
.h),n=4组
保护高度：h 1=0.3m
缓冲层高：机械排泥时h 3=0.3m （1) 沉淀部分水面面积：20
28.9655
.147
.5791m nq Q F =⨯=
=
（2）池子直径：m F
D 3528
.96544=⨯=
=
π
π
，取35m 。

（3) 沉淀部分有效水深：设t=2h, m t q h 35.1202=⨯==
（4）污泥斗容积
污泥区所需存泥容积： 污泥斗容积：
设S=0.5L/(人·d),T=4h,污泥部分所需容积 (设设计人口数N=30万)
3067.4124
410004
20000005.01000m n SNT V =⨯⨯⨯⨯==
污泥斗高度 73m .1tg60)12(tg )r r (h 0215=⨯-=⋅-=α
取污泥斗下半径r 2=1m ，上半径r 1=2m
()
32222212
15
1.7m 12)1122(3
73
.114.33
=+⨯+⨯⨯=
++=
r r r r
h V π
设池底径向坡度为i=0.05，底坡落差m r h 775.005.05.15)5.17(05.014=⨯=-= 池底可储存污泥的体积为
()
3
222
1124
201.280)225.175.17(3
775
.014.33
m r Rr R h V =+⨯+⨯⨯=
++⨯=
π共可贮存污泥体积为
332167.4176.29201.280712m m .V V >=+=+
满足要求。

（5）二沉池总高度：
H=h 1+h 2+h 3+h 4+h 5=0.3+3+0.3+0.775+1.73=6.105m 沉淀池周边处高度
m h h h H 6.33.033.03210=++=++=
径深比校核：
7.96
.3350==H D （符合6～12要求） 查《手册 第11册》P584，经比较，采用CG25C(逆时针)周边传动刮泥机一台，其它设备均与吸泥机配套。

（6)辐流式二沉池计算草图：
3.2.8消毒
城镇污水经处理后，水质已经改善，细菌含量也大幅度减少，但其绝对值仍很可观，并有存在病原菌的可能。

因此，污水排放水体前应进行消毒。

消毒剂优点缺点适用条件
液氯效果可靠、投配简单、
投量准确，价格便宜
氯化形成的余氯及某些含
氯化合物低浓度时对水生
物有毒害，当污水含工业
污水比例大时，氯化可能
生成致癌化合物
适用于，中规模
的污水处理厂
漂白粉投加设备简单，价格
便宜
同液氯缺点外，沿尚有投
量不准确，溶解调制不便，
劳动强度大
适用于出水水质
较好，排入水体
卫生条件要求高
的污水处理厂
臭氧消毒效率高，并能有
效地降解污水中残留
的有机物，色，味，
等，污水中PH，温度
对消毒效果影响小，
不产生难处理的或生
物积累性残余物
投资大成本高，设备管理
复杂
适用于出水水质
较好，排入水体
卫生条件要求高
的污水处理厂
次氯酸钠用海水或一定浓度的
盐水，由处理厂就地
自制电解产生，消毒
需要特制氯片及专用的消
毒器，消毒水量小
适用于医院、生
物制品所等小型
污水处理站
毒。

效果可靠、投配简单、投量准确，价格便宜。

(1)反应池选择
采用隔板式接触反应池。

(2)设计参数
设计流量：Q=5791.7m 3/h=1.914m 3/s 。

水力停留时间：t=30min ，平均水深h=6m ，设最大加氯量L mg /0.4max =ρ 隔板间隔：b=4m (3)设计计算
①接触池容积V
32.34456030914.1Q V m t =⨯⨯== 表面积 2m 2.5746
2.3445===
h V A ，隔板数采用2个 则廊道总宽为()m 12412B =⨯+= ②接触池长度L
m B A L 85.47122
.574===，取48m
长宽比124
48
==b L
③实际消毒池容积为3345664812V m h L B =⨯⨯=⨯⨯='
池深取m 3.63.06h =+=(0.3m 为超高)
经校核均满足有效停留时间的要求 (4)运行参数
池底坡度2%～3%，隔板用3块 水流速度0.8m/s (5)混合装置
在接触消毒池第一格和第二格起端设置混合搅拌机2台（立式），混合搅拌机功率
kW QTG N 01.2105350060914.11006.110532
2
422
0=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⨯⨯=-μ
实际选用BLD11-17-2.2KW 双桨搅拌机，功率2.2Kw 。

消毒池设计为纵向板流反应池，在第一格隔3m 设纵向垂直折流板，在第二格隔5 m 设垂直折流板，第三格不设。

(6)接触消毒池计算草图：
接触消毒池工艺计算图
(7)加氯量计算
设计最大加氯量为ρmax=4.0mg/L ,每日单台投氯量为
h kg /56.2710/3600914.14Q W 3
max =⨯⨯==-ρ
选用贮氯量为120kg 的液氯钢瓶，每日加氯量为1瓶,共贮用6瓶，每日加氯机两台，单台投氯量为10～15kg/h 。

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。

(8)贮氯仓库的尺寸
仓库的面积尺寸设计为B ×L=5×10=502
m
3.3 污泥部分
3.3.1污泥浓缩池
剩余污泥量
d
kg Q
X X K S S Q Y W e d /27.530769500)20%30200(20
06.01)
20220(695004.0)(1)(1e 0=⨯-⨯+⨯+-⨯⨯=
-+⋅+-⋅⋅=
θ
）
（单
式中: 1X —进水悬浮固体中惰性部分，约占SS 的30%左右； e X —出水悬浮固体浓度。

3.1.2设计参数
进泥浓度：3/10m kg C = 污泥含水率：P 1＝99.0％ 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
每座污泥总流量（剩余污泥量）：Q ω＝5307.27kg/d 固体通量：()
h m kg G //0.12= 池数n=2 3.1.3设计计算 （1） 浓缩池池体计算
每座浓缩池所需表面积94.11745
27
.5307===
s w q Q A m 2 浓缩池直径m A
D 26.1214
.394
.11744=⨯=
=π
水力负荷 )
./(188.0)./(5.42
3
2
3
h m m d m m u ==
有效水深 m 44.213188.0uT h 2=⨯==
浓缩池有效容积3
2178.28744294.117m .h A V =⨯=⨯=
（2）浓缩池总高度 设r 1=2m, r 2=1m, α=60°
73m .1tg60)12(tg )r r (h 0215=⨯-=⋅-=α
()
3222221215
1.7m 12)1122(3
73
.114.33
=+⨯+⨯⨯=
++=
r r r r
h V π
设池底径向坡度为i=0.05，底坡落 m r h 0175.005.035.0)2/7.4(05.014=⨯=-= 池底可储存污泥的体积为
()
3222
1124
250.0)2293.393.3(3
0175
.014.33
m r Rr R h V =+⨯+⨯⨯=
++⨯=
π
总贮泥容积为
32121350712m ...V V V =+=+=
浓缩池的超高h 1取0.30m ，缓冲层高度h 3取0.30m 浓缩池的总高度
m h h h h h H 4.791.730175.03.044.23.054321=++++=++++=
（3）浓缩池计算草图：
浓缩池计算草图
3.2 贮泥池
贮泥池设计计算，设两个储泥池。

浓缩池浓缩后的进入贮泥池含水率为96%污泥量
/d m ..%%Q P w
368.13296
0199
01724.530961991=--⨯=--=
设贮泥时间为T=20h ，则贮泥池的体积
357.1102024
68.13224m T P V =⨯==
设2座正方形贮泥池，每座池子的有效水深取为m h 4=
，则每座池的边长为
)(26.54
57.110m h V a ===
，故贮泥池的尺寸为5.5m ×5.5m ×4m 。

3.3 污泥脱水间
3.3.1设计说明
污泥在浓缩池浓缩后，通过污泥斗下的管道流进贮泥池。

污泥脱水采用带式压滤机。

3.3.2设计计算
经带式压滤机脱水后，污泥的含水率降为70%，则脱水后的污泥量为
/d m ..%%Q W W
369.1770
0196
0168.132701961=--⨯=--='，
查《手册 第11册》P631，选用,DY-3000-N 带式压滤机2台，1用1备。

具体参数见下表：
脱水间的面积为80㎡，尺寸为10m ×8m 。

脱水间建在堆场附近，污泥经脱水后，运到堆场晒干，进一步脱水，然后由机动车辆运到外地。

运处置
第二篇 中水回用设计
4 深度处理部分
4.1 中水回用处理厂规模及流程
污水深度处理，即中水回用，中水用于景观环境用水，其水质应符合《城市污水再生利用 景观环境用水水质》GB/T18921-2002的规定。

中水用作城市杂用水，其水质应符合《城市污水再生利用 城市杂用水水质》GB/T 18920-2002的规定。

中水回用进水水质：
（1）深度处理水量设计流量:
Q=1.914×10%=689.043m /d=0.1914s m /3 （2) 示意流程图：
4.2 药剂选择与投配 （1）混凝剂的选用
水处理工程常用混凝剂如下表：
据上表常用混凝剂性质比较，选择聚合氯化铝（[]m n n Cl OH Al -62)(）简写PAC 作为水处理用混凝剂，另外聚合氯化铝本身无害，据全国各地使用情况，净化后的生活用水一般符合国家饮用水水质卫生标准，所以选择碱式氯化铝作为水处理混凝剂是一个较好的选择。

a.净化效率高，耗药量少除水浊度低，色度小、过滤性能好，原水高浊度时尤为显著。

b.温度适应性高：PH 值适用范围宽（在PH=5～9的范围内，可不投加碱剂）
c.使用时操作方便，腐蚀性小，劳动条件好。

d.设备简单、操作方便。

最大投药量为25mg/l 。

(2)混凝剂的投加
本设计采用计量泵湿式投加。

(3)溶液池容积
n b Q
a W ⨯⨯⨯=4171= 2
1541704.89625⨯⨯⨯ =1.38m 3 ，取1.4m 3
式中：a —混凝剂（PAC ）的最大投加量（mg/L ），本设计取25mg/L ； b —溶液浓度，一般取5%-20%，本设计取15%； Q —处理水量，本设计为577.5h /m 3
n —每日调制次数，一般不超过3次，本设计取2次。

溶液池设置2座，一用一备，置于室内地面上，以便交替使用，保证连续投药。

每座溶液池尺寸L ×B ×H=2m ×1.4m ×1.0m ， 有效容积2.0m ×1,4m ×0.5m=1.4 m 3
即有效高度0.5m,超高0.3m,贮渣深度0.2m 。

(4)溶解池容积
溶解池容积一般采用（0.2-0.3）1W ，本设计取0.31W ，则
溶解池容积： 312.4201.43.03.0m W W =⨯==
溶解池设置2座，一用一备，单池尺寸：L ×B ×H=1.2m ×0.7m ×1.0m ， 有效容积：2W = L ×B ×H=1.2×0.7×0.5=0.42 m 3 ，即有效高度0.5m,超高0.3m,底部沉渣高度0.2m ，池底坡度采用0.02。

溶解池的放水时间采用t ＝5min ，则放水流量：
1.4L/s 5
601000
42.06020=⨯⨯==t W q
溶解池的形状采用矩形钢筋混凝土结构，内壁用环氧树脂进行防腐处理。

(5)投药管
投药管流量：q=
60
6024100021⨯⨯⨯⨯W =s L /102.36060241000
21.42-⨯=⨯⨯⨯⨯ (6)混合器
本设计采用管式静态混合器对药剂与水进行混合。

采用2组管式静态混合器，水流速度取1.0m/s
静态混合器直径为:m v
Q
D 252.00
.1050
.044=⨯⨯=⋅⋅=
ππn ，取260mm
静态混合器设三节混合原件，即n=3 水流过静态混合器的水头损失为:
m m n D Q h 5.03.303.26005.001184.01184.0.4
42
4.42<=⨯⨯=⨯⨯= 符合
图:管式静态混合器
4.3絮凝池
由于本设计处理水量为16540m 3/d ，选择网格絮凝池 (1)单池设计流量: Q=16540m 3/d=0.1914s m /3
1.因设计流量 Q ＝16540 m 3/d 因为水量介于1~
2.5万立方米每天，所以
采用网格絮凝池。

Q=16540 m 3/d=0.1914m 3/s
2.设絮凝时间为12分钟，则絮凝池的有效容积为：V=Q*T=115.2 m 3
3.设平均水深为3m ，则池的面积为V/3=38.4 m 3
4.设竖流井流速为0.12m/s 则单个面积为0.16/0.12=1.33m2 每格为方形则边长为1.15m
5.因此分割数n=38.4/1.15=33.4 取34格，L=7m ，B=5m 。

6.实际絮凝时间为t=1.15 *1.15*3*34/0.16=843s=14min
7.设超高为0.3m ，泥斗深为0.5m 则池的总高度为H=3+0.3+0.5=3.8m 8.过水洞流速按0.3m/s 递减到0.1m/s 则各过水洞的尺寸为：0.464*1.15依次经过24个孔后过渡到1.39 *1.15
9.通过网格的水头损失求得为0.1m 通过空洞的水头损失求得约为0.6m
4.4沉淀池
本设计选择斜板沉淀池 （1） 设计参数：
单池设计水量： s Q /m 1914.03= 有效系数:0.75； 颗粒沉降速度：s m s m /0004.0/4.0==μ 斜板水平倾角：
60°，斜板板距：
，斜板长度：l=1m
沉淀池水平流速：V=20mm/s=0.02mm/s
(给排水设计手册第三册P525） （2）设计计算： a.斜板面积计算：
216380004
.075.0.19140m Q A =⨯=⋅=μη
需要斜板实际总面积： 21'1127660
cos 638
cos m A A o
===
θ b.斜板高度计算： 斜板高度：
m l h o .907.8060sin 1sin ≈=⨯=⋅=θ c.沉淀池宽度计算： 池宽：
m h
v Q B 63.01.9
002.0.19140=⨯=⋅= ，取11m
d.斜板组合全长计算： 斜板间隔数:
1101
.011.0===P
B N 个
斜板组合全长：
m l N A L 6.11.0
11101276
'
1=⨯=⋅= 取12.0m
e.沉淀池长度=12.0m
f.沉淀池高度=2.9m
保护高度为 0.3 m ；斜板高度为 0.9 m
配水区高度为 1.3 m ；排泥槽高度为 0.4 m g.校核颗粒沉降需要长度， 颗粒沉降需要时间：
'v h
v L t == θtg P h ⋅=
颗粒沉降需要长度：m tg v tg P L o o 6.80004.0020.0601.0'=⨯⨯=⋅⋅=μθ
池采用长度 12.0m ＞8.6m ，可满足颗粒降解时的要求长度。

图：侧向斜板沉淀池示意
4.5过滤池
絮凝池
排泥管 出 水 池
阻 流 墙
整流墙
整流墙 折板
决定选用普通快滤池进行过滤。

(1)滤速v = 10 m/h ；冲洗强度q=15L/(s ·m 2)；冲洗时间为6min ； (2)总面积、个数及单体尺寸： a.滤池总面积F ：
滤池工作时间24h,冲洗周期12h ，实际工作时间
h T 8.2312
24
1.024=⨯-=（只考虑反冲洗停用时间，不考虑排放初滤水）
25.698
.231016540m vT Q F =⨯==
b.考虑22505.69m m F >=，设3个滤池 （给排水设计手册第三册）
单池面积：22.233
5.693m F f ===
采用滤池长宽比5.1=B
L
左右，则滤池尺寸：L=5.8 m ，B=4.0m
校核强制滤速：h
m N v N v /151
31031=-⨯=-⋅=
c.滤池高度：
支撑高度：H 1采用0.5m ； 滤料层高度：H 2采用0.7m ； 砂面上水深：H 3采用1.5m ； 保护高度：H 4采用0.3m ；
故滤池总高：m H H H H H 0.33.05.17.05.04321=+++=+++= 。

(3)配水系统（每只滤池）
a.干管：干管流量s L q f q g /348152.23=⨯=⋅=； 采用干管直径：mm d g 600=；
干管始流速：s m v g /03.1=
b.支管：支管中心间距采用m a j 30.0= 每池支管数：3930
.05.822=⨯=⨯=a
L n j
每根支管入口流量：s L n q q j
g j /00.967
.38348===
采用管径：mm d j 70=
支管始流速：s m v j /1.2=
c.孔眼布置：
支管孔眼总面积与滤池面积之比k 采用0.25％； 孔眼总面积：2
00580002.2325.0mm f k F k =⨯=⋅=；
采用孔眼直径：mm d k 9=； 每个孔眼面积：22285.5639785.04
mm d f k k =⨯==
π
；
孔眼总数：2.91285
.56358000===k
k k f F N ，取913个；
每根支管孔眼数：4.2339
913
===
j k k n N n ，取24个； 支管孔眼布置设两排，与垂线成45°夹角向下交错排列；
每根支管长度：()m d B l g j 7.1)60.04(2
1
21=-=-=；
每排孔眼中心距：m
n L a k j k 14.0242
1
7
.12
1
=⨯==；
d.孔眼水头损失：
支管壁厚采用：mm 5=δ； 流量系数：μ=0.68
水头损失：m k q g h k 97.325.068.010158.92110212
2=⎪⎭
⎫ ⎝⎛⨯⨯⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=μ； e.复算配水系统：
支管长度与直径之比不大于60，则
604.2170
1500
<==
j
j d l ；
孔眼总面积与支管总横截面积之比小于0.5，则
5.035.0070
.0785.036485.002<=⨯⨯=⋅j j k f n F ；
干管横截面积与支管横截面积之比，一般为1.75~2.0，则
9.1070.0785.03960.0785.022=⨯⨯⨯=⋅j j g f n f ；符合
孔眼中心距应小于0.2m ，则m m a k 2.014.0<=
(4)洗砂排水槽：
洗砂排水槽中心距，采用m a 10=；
排水槽根数：根410.40==n ；
排水槽长度：m L l 5.80==；
每槽排水量：s L a ql q /780.15.815000=⨯⨯== ；
采用三角形标准断面：槽中流速采用s m v /6.00=
槽断面尺寸：m v q x 145.06.01000875.010005.000=⨯==；
排水槽厚度：m 05.0=δ
砂层最大膨胀系数：e = 45％ ；砂层厚度：m H 7.02=； 洗砂排水槽顶距砂面高度：
m x eH H e 49.0075.005.02.05.27.045.0075.05.22=++⨯+⨯=+++=δ 洗砂排水槽面积：2000682.118.5145.022m n xl F =⨯⨯⨯==； 复算排水槽总面积逾滤池面积之比，一般小于25％，则 ％25.72.231.6820==f F ， 符合
(5)滤池各种灌渠计算：
a.进水 进水总流量：s m h m d m Q /19.0/2.689/654013331===；
采用进水渠断面：渠宽B 1=0.5m ；水深0.4m ；
渠中流速：v 1=0.8m/s;
各个滤池进水管流量：s m Q /063.03
19.032== 采用进水管直径：D 2=300mm ；
管中流速：s m v /98.030.04063.022=⨯⨯=π
b.冲洗水：
冲洗水总流量：s m s L f q Q /348.0/4832.231533==⨯=⋅=；
采用管径：D 3=500mm ；
管中流速：v 3=1.48m/s ；
c.清水：
清水总流量：s m Q Q /19.0314==
清水渠断面：同进水渠断面（便于布置）
每个滤池清水管流量：s m Q Q /063.0325==
采用管径：D 5 = 200 mm
管中流速：v 5=1.69m/s
d.排水：
排水流量：s m Q Q /348.0336==
排水渠断面：宽度B 6=0.5m ，渠中水深0.5m
渠中流速：v 6=1.16m/s
(6)冲洗水箱
冲洗时间：6min ；
冲洗水箱容积：392.1871000/6062.23155.11000/5.1m t f q W =⨯⨯⨯⨯=⋅⋅=；
水箱第至滤池配水管间的沿途及局部损失和：m h 0.11=；
配水系统水头损失：m h h k 97.32==；
承托层水头损失：m q H h 165.0155.0022.0022.013=⨯⨯==；
滤料层水头损失：()m H m h 68.07.041.011165.2)1(12014=⨯-⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛-=-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=γγ；
安全富余水头，采用h 5=1.5m ；
冲洗水箱底应高出沉砂排水槽面：
m h h h h h H 3.75.168.0165.097.30.1543210=++++=++++=
4.6消毒池
（1）消毒方式的选择
具有余氯的持续消毒作用；价值成本低；操作简单、透量准确；不需要庞大的设备。

（2）液氯消毒的设计计算
a.设计参数
加氯量为：0.5-1.0mg/L
氯与水接触时间不少于30min
b.加氯量的设计计算
Q a q ⋅⋅=001.0
式中：a —最大投药量，本设计取1.0mg/L
Q —要消毒的水量
QT V =
式中：V —接触池容积
Q —设计流量，取577.5h m /3
T —水里停留时间，30min
352.443603004.896m QT V =⨯==
b.接触池面积
F=213.864
52.344m h V == d.接触池长度
m B F L 36.146
86.13===。