某城市污水处理厂工艺的课程设计说明书

某城市污水处理厂工艺设计课程设计
前言
水是一切生物生存必不可少的物质之一，没有水的世界是无法想象的。

虽
然我国水资源总量非常丰富，年径流总量2.71×1012m3，居世界第六位，但
是由于人口众多，人均占有仅2262m3，约为世界平均的1/4，属世界缺水国
家之一。

我国幅员辽阔，各地气候迥异，经济发展水平差异也很大。

随着我国
经济的快速发展和人们生活水平的不断提高，政府、企业、居民的环保意识不
断增强，对生活质量和环境质量的要求越来越高，水污染治理也越来越受到人
们的关注。

目前，各城市都面临着不同的水环境污染。

因此，根据城市规模，建立一套与自己经济发展相适应的控制水污染、保护水环境的方针、政策、标
准和法规，同时建设与经济发展水平相适应的污水处理厂，就成为防止因水资
源短缺而制约城市社会经济发展的必要手段，利用有限资源的必须部分。

在人
们日常生活中，盥洗、淋浴、生活洗涤等都离不开水，用后便成为污水。

在工
业企业中，几乎没有一种工业水是人们日常生活中不可或缺的宝贵资源，水的供给与排放处理水亦是合理不用到水。

水经生产过程使用后，绝大部分变成废水，生产废水携带着大量污染物质，这些物质多数是有害和有毒的，但也是有
用的，必须妥善处理或加以回收利用。

水污染控制技术在我国社会主义建设中有着十分重要的作用。

从环境保护方面讲，水污染控制技术有保护和改善环境、消除污水危害的作用，是保障人民健康和造福子孙后代的大事；从卫生上讲，水污染控制技术的兴起对保障人民健康具有深远的意义；对预防和控制各种疾病、癌症或是“公害病”有着重要的作用；
从经济上讲，城市污水资源化，可重复利用于城市或工业，这是节约用水和解决淡水资源短缺的重要途径，它将产生巨大的经济效益。

总之，在实现四个现代化过程中，水污染控制技术对环境保护、促进工农业生产和保障人民健康有现实意义和深远影响，并使经济建设、城乡建设与环境建设同步规划，同步实施，同步发展。

这样才能实现经济效益、社会效益和环境效益的统一。

目录
第1章绪论 (1)
1.1设计题目 (1)
1.2设计目的 (1)
1.3设计任务 (1)
1.4设计资料 (1)
第2章总体设计 (3)
2.1设计方案的选择与确定 (3)
2.1.1 推流式曝气法 (3)
2.1.2 渐减曝气法系统和逐级进水 (4)
2.1.3完全混合曝气法 (4)
2.1.4 SBR法 (4)
2.1.5 A/A/O法 (5)
2.2工艺流程说明 (6)
2.2.1 工艺流程图 (6)
2.2.2 流程说明 (6)
第3章处理构筑物设计计算 (7)
3.1格栅 (8)
3.1.1 格栅的设计 (8)
3.1.2设计参数 (8)
3.1.3单组中格栅设计计算 (9)
3.2提升泵站 (12)
3.2.1 泵站设计的原则 (12)
3.2.2 泵房形式及工艺布置 (12)
3.2.3 设计参数 (13)
3.2.4 泵房设计计算 (13)
3.3沉砂池 (15)
3.3.1 曝气沉砂池 (15)
3.3.2 设计参数 (15)
3.3.3 单个曝气沉砂池的设计计算 (16)
3.4初沉池 (19)
3.4.1池形选择 (19)
3.4.2设计参数 (20)
3.4.3单座初沉池尺寸 (20)
3.5曝气池（采用鼓风曝气系统，推流式曝气池） (24)
3.5.1 曝气池设计计算 (24)
3.5.2 鼓风曝气系统设计计算 (26)
3.6二沉池 (29)
3.6.1设计参数 (29)
3.6.2尺寸 (29)
3.7接触消毒池与加氯间 (29)
3.7.1 设计参数 (32)
3.7.2 设计计算 (32)
3.8污泥重力浓缩池 (34)
3.9贮泥池及污泥泵房 (35)
3.10污泥脱水间 (36)
3.10.1 参数选取 (36)
3.10.2 设计计算 (37)
第4章污水处理厂总体布置 (37)
4.1污水处理厂平面布置 (37)
4.1.1 各处理单元构筑物的平面布置 (37)
4.1.2 管线布置 (39)
4.1.3 污水厂平面布置图（见附图一） (39)
4.2污水处理厂高程布置 (39)
4.2.1 高程布置的原则 (39)
4.2.2 污水厂高程布置图（见附图二） (41)
心得体会 (41)
参考文献 (42)
第1章绪论
1.1 设计题目
某城市污水处理厂工艺设计。

1.2 设计目的
（1）通过课程设计，使学生掌握水处理工艺选择、工艺计算的方法，掌握平面布置图、高程图及主要构筑物的绘制方法，掌握设计说明书的写作规范。

（2）本设计是水污染控制工程教学中一个重要实践环节，要求综合运用所学有关知识，在设计中掌握解决实际工程问题的能力，并进一步巩固和提高理论知识。

1.3 设计任务
根据已知资料，进行污水处理厂的设计。

要求确定污水处理方案和流程，计算各处理构筑物的尺寸和选择设备，布置污水处理厂总平面图和高程图。

1.4 设计资料
（1）设计水量：100,000m3/d。

（2）水质：污水水质见表1。

表1-1 污水进水水质mg/L（pH除外）
项目CODcr BOD5 SS Norg TN TP NH3-N pH
进水水质
300～
350 200
200～
300
10～20
30～
40
3～4 20～30 7～9
（3）处理要求：出水水质达到城镇污水处理厂污染物排放标准（GB
18918-2002）中的二级标准。

表1-2 污水出水水质mg/L（pH除外）
项目CODcr BOD5 SS Norg TN TP NH3-N pH 进水水质100 30 30 3 25 6～9 （4）厂址：见图1。

图1 预留污水处理厂厂区平面图
（5）气象及工程地质：常年平均气温13℃，厂址周围工程地质良好，适于建
污水处理厂。

（6）设计依据
设计依据主要是国家有关法律法规：
①《中华人民共和国环境保护法》；
②GB3838－2002《地面水环境质量标准》；
③GB18918－2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》；
④GB50014－2006《室外排水设计规范》；
⑤GB50335－2002《污水再生利用工程设计规范》。

第2章总体设计
2.1设计方案的选择与确定
2.1.1 推流式曝气法
优点：
（1）池起始端易进入对数生长期，末端微生物进入内源呼吸，池的率效高。

（2）曝气时间长，吸附量大，去除率高90－95%。

（3）污泥颗粒大，易沉降。

（4）污泥量少，剩余污泥量占不到回流的10%。

缺点：
（1）不适于水质变化大的水质。

（2）长廊式供氧利用率低，能耗较高。

（3）处理时间长，曝气4－8h 。

2.1.2 渐减曝气法系统和逐级进水
优点：
（1）有机场分配均匀，需氧量均匀。

（2）活性污泥浓度不均匀，前端浓，后端稀，有利于提高曝气池利用率，出流混合液浓度降低。

（3）在相同的BOD负荷条件下，逐步曝气法的BOD容积负荷可明显增大，去除一定量的BOD，曝气池容积仅为普通法的一半，减少占地面积。

缺点：
（1）工艺复杂，运行管理要求高。

（2）渐减曝气或多点进水管线，阀门增多。

2.1.3完全混合曝气法
优点：
（1）完全混合法进水与池内废水完全混合，营养物和需氧率都均匀，微生物接触的浓度进出水相同。

故承受负荷高，污泥负荷率高于其它活性污泥法。

（2）微生物的工作点面宽，可以在对数生长期，也可以在衰减增长期。

缺点：
（1）池结构复杂，管理要求高；
（2）池合建一体，进出水、排泥、回流系统复杂，工艺难度大。

2.1.4 SBR法
优点：
（1）大多数情况下，无设置调节池的必要。

（2）SVI值较低，易于沉淀，一般情况下不会产生污泥膨胀。

（3）通过对运行方式的调节，进行除磷脱氮反应。

（4）自动化程度较高。

（5）得当时，处理效果优于连续式。

缺点：
（1）反应器容积利用率低，水头损失大。

（2）不连续的出水，要求后续构筑物容积较大，有足够的接受能力。

而且不连续出水，使得SBR工艺串联其他连续处理工艺时较为困难。

（3）峰值需氧量高，整个系统氧的利用率低。

（4）不适合用于大型污水处理厂（采用SBR工艺的污水处理厂规模一般在20 000t以下，规模大于100 000t的污水处理厂几乎没有采用SBR工艺的）。

2.1.5 A/A/O法
优点：
（1）该工艺为最简单的同步脱氮除磷工艺，总的水力停留时间，总产占地面积少于其它的工艺。

（2）在厌氧的好氧交替运行条件下，丝状菌得不到大量增殖，无污泥膨胀之虞，SVI值一般均小于100。

（3）污泥中含磷浓度高，具有很高的肥效。

（4）运行中勿需投药，两个A段只用轻缓搅拌，以不啬溶解氧浓度，运行费低。

缺点：
（1）除磷效果难于再行提高，污泥增长有一定的限度，不易提高，特别是当P/BOD值高时更是如此。

（2）脱氮效果也难于进一步提高，内循环量一般以2Q为限，不宜太高，否则增加运行费用。

（3）对沉淀池要保持一定的浓度的溶解氧，减少停留时间，防止产生厌氧状态和污泥释放磷的现象出现。

比较以上方法选择推流式曝气法。

2.2工艺流程说明
2.2.1 工艺流程图
工艺流程图
2.2.2 流程说明
这套工艺选择相对比较简单，经济上的花费也比较低，也便于人员的操作。

（1）格栅间：设在处理构建物之前，用于截流水中较大尺寸的悬浮物和漂浮物，对后续的处理构筑物起到保护作用，保证其正常运行。

（2）沉砂池：利用物理原理去除污水中密度较大的无机颗粒污染物，属常用的预处理设施。

（3）初沉池：是一级污水处理厂的主体处理构筑物，或作为二级污水处理厂的预处理构筑物设在生物处理构筑物的前面。

其主要处理对象是悬浮物质，对SS 的去除率可达50%~60%。

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。

（4）曝气池：此为活性污泥法的核心部分，它主要作用是去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物（以BOD 或COD 表示）。

通过二级处理，污水的BOD5、SS 去除率达85%~95%。

（5）二沉池： 设在曝气池构筑物的后面，用于泥水分离作用，是混合液澄清，浓缩和回流活性污泥。

其运行效果将直接影响活性污泥处理系统的出水水质和回流污泥浓度，是传统活性污泥系统的重要组成部分。

（6）消毒间：使污水与加氯机送入的液氯接触消毒。

（7）污泥浓缩池：去除颗粒间的空隙水，以减少污泥体积，为污泥的后续处理提供便利条件。

通过浓缩池可以降低污泥含水率，减小污泥的容积，从而可以减少处理所需的投药量，缩小用于输送污泥的管道和泵类的尺寸。

（8）贮泥池：贮存处理后的污泥，等待运输。

（9）脱水机房：采用带式压滤机将浓缩后的污泥进行脱水。

第3章 处理构筑物设计计算
由设计资料知，该市每天的平均污水量为：
431010/Q m d
=⨯平均。

查GB50014－2006《室外排水设计规范》可知，总变化系数 3.1=Z K ， 从而可计算得：
431010 1.3130000/z Q Q K m d
=⋅=⨯⨯=设计平均
3.1 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。

被截留的物质称为栅渣。

3.1.1 格栅的设计
城市的排水系统采用分流制排水系统，城市污水主干管流入污水处理厂厂区，主干管进水水量为
3130000/Q m d
=设计。

本设计中采用锐边矩形断面的中格栅，采用机械清渣方式，中格栅设在污水
泵站前，设置两组即N=3组，每组的设计流量为3
0.5/m s 。

3.1.2设计参数
（1）本设计选用中格栅（10--40mm ），取栅条间隙为20mm 。

（2）格栅动力装置(不少于两台)，设计采用两个台，一台使用，一台备用。

格栅的动力装置设在室内。

（3）过栅流速一般采用0.6--1.0m/s ，本设计采用V=0.8m/s 。

（4）机器清渣格栅安装倾角一般采用60--90 o ，本设计采用α=60 o 。

（5）格栅间必须设置工作台，台面应高出栅前最高设计水位0.5m ，工作台上
应有安全和冲洗设施。

（6）机械清渣时，工作台正面过道宽度不应小于1.5m ，本设计取2m ；格栅间工作台两侧过道宽度部宜采用0.7--1.0m ，本设计取1m 。

（7）格栅的形状为锐边矩形，规格为10mm ×50mm ，即栅条宽度S=10mm 。

（8）设置格栅装置的构建物，必须考虑设有良好的通风设施；格栅间内安装吊运设备，以进行格栅及其设备的检修，栅渣的日常清除。

（9）格栅间应设置通风设施和有毒有害气体的检测与报警装置。

3.1.3单组中格栅设计计算 （1）进水明渠道宽度计算
在设计中，采用中隔栅，隔栅与明渠连接，提升泵站的来水经过稳压井后进入隔栅渠道，水流速度v1=0.8m/s 。

根据最优水力断面公式计算得：
2221111ν
B v B B hv B Q =
==
设计中取污水过栅流速v =0.8s m
1 1.12B m =
=
=
则栅前水深：
1
0.562B h m =
=
（2）格栅的间隙数
max Q n b h v =
⋅⋅
式中 n 格栅栅条间隙数，个；
max
Q 设计流量，
s m 3； α 格栅倾角，º； N 设计的格栅组数，组；
b 格栅栅条间隙，m 。

设计中取
60=α，0.02b m =，得：
0.5520.020.560.8n =
=⨯⨯个
（3）格栅栅槽宽度
()bn n S B +-=1
式中 B 格栅栅槽宽度，m ； S
每根格栅条宽度，m 。

设计中取0.01S m =,得：
()0.015210.0252 1.55B m
=⨯-+⨯=
（4）进水渠道渐宽部分的长度计算
1
112tan B B L α-=
式中
1
L
进水渠道渐宽部分长度，m ； 1α 渐宽处角度，º。

设计中取130α=︒
1 1.55 1.12
0.592tan 20L m
-=
=︒
（5）进水渠道渐窄部分的长度计算
120.590.3022L L m =
==
（6）通过格栅的水头损失
42
3
2()sin 2S v h k b g βα
=
式中 1h 水头损失，m ；
β 格栅条的阻力系数，查表知 2.42β=；
k 格栅受污物堵塞时的水头损失增大系数，一般取3k =。

可得：
42
320.010.8
3 2.42()sin 600.080.0229.8h m
=⨯⨯⨯⨯︒=⨯
（7）栅后槽总高度
设栅前渠道超高10.3h m
=
则栅后槽总高度：
120.560.30.080.94H h h h m =++=++=
（8）栅槽总长度
120.5 1.0tan 0.560.3
0.590.300.5 1.0tan 602.89H
L L L m α
=++++
+=++++
︒
=
（9）每日栅渣量
max 186400
1000Z Q W W K ⨯=
⨯
式中 W
每日栅渣量，
m 3； 1W 每日每10003m 污水的栅渣量，33310m m 污水。

设计中取33310.0510W m m =污水,得：
43310100.05
50.21000W m d m d
⨯⨯==>
应采用机械除渣及皮带输送机或无轴输送机输送栅渣，采用机械栅渣打包机将栅渣打包，汽车运走。

500
B 1
1
1
1000
B
tg
1
H 2
B 1
格栅设计草图
3.2 提升泵站
污水总泵站接纳来自整个城市排水管网来的所有污水，其任务是将这些污水抽送到污水处理厂，以利于处理厂各构筑物的设置。

因采用城市污水与雨水分流制，故本设计仅对城市污水排水系统的泵站进行设计。

3.2.1 泵站设计的原则
（1）泵站集水池的容积，不应小于最大一台水泵5min 的出水量；如水泵机组为自动控制时，每小时开动水泵不得超过6次。

（2）池底应设集水坑，倾向坑的坡度不宜小于10%。

（3）水泵吸水管设计流速宜为0.7～1.5 m/s 。

出水管流速宜为0.8～2.5 m/s 。

3.2.2 泵房形式及工艺布置
本设计设计流量选用最高日最高时流量
33
130000 1.5/Q m d m s ==。

（1）泵房形式
为运行方便，采用自灌式泵房。

自灌式水泵多用于常年运转的污水泵站，它的优点是：启动及时可靠，管理方便。

该泵站流量小于32/m s ，且鉴于其设计和施工均有一定经验可供利用，故选用矩形泵房。

由于自灌式启动，故采用集水池与机器间合建，前后设置，大开槽施工。

（2）工艺布置
本设计采用来水为一根污水干管，无滞留、涡流等不利现象，故不设进水井，来水管直接经进水闸门、格栅流入集水池，经机器间的泵提升污水进入出水井，然后依靠重力自流输送至各处理构筑物。

3.2.3 设计参数
设计流量为3
1.5Q m s =，集水池最高水位为9.65m ，出水管提升至沉沙池，
其水面标高为3.15m 。

3.2.4 泵房设计计算 （1）集水池的设计计算
设计中选用5台污水泵（4用1备），则每台污水泵的设计流量为：
3max 1 1.5
0.375/44
Q Q m s =
== 按一台泵最大流量时5min 的出水量设计，则集水池的容积为：
3
10.375560112.5V Q t m ==⨯⨯=
取集水池的有效水深为 2.0h m =，则集水池的面积为：
2112.556.252
V A m h =
==
集水池保护水深0.71m ，实际水深为2.0+0.71=2.71m 。

（2）水泵总扬程估算
集水池最低工作水位与所需提升最高水位之间的高差为：
9.65(3.152)8.5m --=
泵站内的管线水头损失假设为1.5m ，考虑自由水头为1.0m ，则水泵总扬程为：
1.58.5 1.011.0H m =++= （3）选泵
本设计单泵流量为
310.375/375/Q m s L s
==，扬程11.0m 。

查《给水排水设
计手册》第11册常用设备，选用300TLW-540IB 型的立式污水泵。

该泵的规格性能见表3-1。

表3-1 300TLW-540IB 型的立式污水泵的规格性能
泵站剖面图
3.3 沉砂池
沉砂池是借助污水中的颗粒与水的比重不同，使大颗粒的砂粒、石子、煤渣等无机颗粒沉降，以去除相对密度较大的无机颗粒。

常用的沉砂池有平流沉砂池、曝气沉砂池、竖流式沉砂池、涡流式沉砂池和多尔沉砂池。

这几种沉砂池各有其优点，但是在实际工程中一般多采用曝气沉砂池。

本设计中采用曝气沉砂池，其优点是：通过调节曝气量可控制污水旋转流速，使之作旋流运动，产生离心力，去除泥砂，排除的泥砂较为清洁，有机物含量只有5%左右，处理起来比较方便；且它受流量变化影响小，除砂率稳定。

同时，对污水也起到预曝气作用。

3.3.1 曝气沉砂池
本设计中选择三组曝气沉砂池，N=3组。

每组沉砂池的设计流量为3
0.5m s。

3.3.2 设计参数
（1）水平流速宜为0.1m／s。

（2）最高时流量的停留时间应大于2min。

（3）有效水深宜为2.0～3.Om ，宽深比宜为1～1.5。

（4）处理每立方米污水的曝气量宜为0.1～0.2m3空气。

（5）进水方向应与池中旋流方向一致，出水方向应与进水方向垂直，并宜 设置挡板。

（6）污水的沉砂量，可按每立方米污水0.03L 计算，合流制污水的沉砂量应根据实际情况确定，其含水率约为60%。

（7） 砂斗容积不应大于2d 的沉砂量，采用重力排砂时，砂斗斗壁与水平面的倾角不应小于55°。

（8）池底坡度一般取为0.1～0.5。

（9）沉砂池除砂宜采用机械方法，并经砂水分离后贮存或外运。

采用人工排砂时，排砂管直径不应小于200mm 。

排砂管应考虑防堵塞措施。

3.3.3 单个曝气沉砂池的设计计算 （1）沉砂池有效容积
max 60V Q t
=⋅⋅
式中 V
沉砂池有效容积，3m ； t
停留时间，min 。

本设计中取3min t =
3600.50390V m =⨯⨯=
（2）水流断面面积
1v Q A =
式中 A
水流断面面积，2
m ；
1v 水平流速，s m 。

设计中取10.1v m s =，得：
20.5
5.00.1A m =
=
（3）池总宽度
1A
B H =
式中 B 沉砂池宽度，m ；
1
H
沉砂池有效水深，m 。

设计中取 12H m =
1 5.0 2.52A B m H =
==
校核：1 2.5
1.0 1.25 1.52
B H <
==<，符合要求。

（4）池长
90
185.0V L m A =
==
校核：18
7.25
2.5L B ==>应设置横向挡板。

（5）每小时所需的空气量
max
60q DQ =
式中 q 每小时所需的空气量，3
/min m ；
D
13m 的污水所需要的空气量，
污水33m m 。

设计中330.2D m m =污水，得：
3600.20.56/min q m =⨯⨯=
（6）沉砂室所需容积
61086400
⋅⋅⋅=
T X Q V
式中 X 城市污水沉砂量()
污水363
10m m
，设计中取3633010X m m =污
水。

T
清除沉砂的间隔时间，设计中取2T d =。

3
646102301010m
V =⨯⨯⨯=
从而可计算得每个沉砂斗的容积为：
30236
m N V V ===
（7）沉砂斗几何尺寸计算
设计中取沉砂斗底宽为10.5b m
=，沉砂斗壁与水平面的倾角为=α︒60(方
斗)，沉砂斗高度
2 1.3h m
=，
则沉砂斗的上口宽度为：
22122 1.30.5 2.0tan 60tan 60h b b m ⨯=
+=+=︒︒
沉砂斗的有效容积：
(()2
1122222
31.3 2.00.5 2.00.53
2.2752h V S S m m =
+=++⨯=> 符合要求。

（8）池子总高
设池底度为0.4(i=0.1--0.5)，坡向沉砂斗，池子超高m h 3.01=， 则池底斜坡部分的高度：
320.4()0.4(2.5 2.0)0.20h B b m
=⨯-=⨯-=
池子总高：
112320.3 1.30.20 3.8H H h h h m
=+++=+++=
（9）核算最小流速
最小流速时工作的沉沙池仅有两格池子工作即n=2，则：
min min 100000
0.12/0.10/22 2.5243600Q v m s m s nhb =
==>⨯⨯⨯⨯
min 0.10/0.3/m s v m s
<<符合要求。

曝气沉砂池剖面图
挡板
3.4 初沉池
初沉池是一级污水处理系统的主要处理构建物，或作为生物处理法中预处理的构建物，对于一般城镇污水，初沉池去除对象是悬浮固体，可以去除40%--55%，同时可去除20%--30%的BOD5，可降低后续生物处理构建物的有机负荷。

3.4.1池形选择
沉淀池一般分为平流式、竖流式和辐流式，查《给水排水设计手册 第五册》 ：各种池型的优缺点和适用条件见下表：
由上表可得：采用平流沉淀池，按最大时流量设计。

3.4.2设计参数
（1）设计流量（最大流量m ax Q ）
33
130000/(1.5/)m d m s ； （2）表面负荷 )/(0.22
3h m m ⋅；
（3）沉淀时间 1.8h ； （4）池底坡度 0.05i =； （5）沉淀池型 圆形辐流式
（6）辐流式沉淀池 2座，每座设计流量为30.75/m s 。

3.4.3单座初沉池尺寸 （1）单池面积
2max 0.753600
13502Q A m q ⨯=
=='
（2）沉淀池直径
41.5D m =
=
=，取42D m =
（3）有效水深
3220 2.0/() 1.8 3.6h q t m m h h m
==⋅⨯=
（4）有效容积
3
max 0.753600 1.84860V Q t m '==⨯⨯=
（5）集泥斗
上部直径1R 为m 5.3，下部直径2R 为m 5.1，倾角为
60，泥斗高
125()
tan 2
R R h α
-=
⋅为m 73.1，则泥斗有效容积
225
01122223()
3
1.73 3.5 3.5 1.5 1.5[()()]
322229h V r r r r m ππ=
++⨯=+⨯+=
污泥斗以上圆锥体部分容积1V 为：
)
(3
2
1124
1r Rr R h V ++=
π
4h 为坡底落差为：
14()
0.050.962
D R h m
-=
⨯=
223
10.96
[2121 1.75 1.75]4833
V m π⨯=
⨯+⨯+=
则共可贮存污泥体积为：
3
019483492V V V m =+=+=
（6）沉淀池池边总高
缓冲层高度30.5h m =，超高10.3h m =，则总高为：
1230.3 3.60.5 4.4H h h h m
=++=++=
（7）沉淀池中心高度
45
4.40.96 1.737.09H H h h m
'=++=++=
（8）出水堰
初沉池采用正三角形出水堰，设计堰上水头
W
H 为cm 5，三角堰的角度θ为
60，由三角堰堰上水头（水深）和流过堰宽B 之间的关系2tan
2θ
=W
H B ，可得出水流过堰宽度B 为cm 77.5。

设计堰宽为cm 10，流量系数d C 取62.0，单堰过堰流量为：
5
2
5
238152
8600.62tan 0.051520.00047/d W q C H m s θ==⨯⨯=
每个初沉池应该布置的出水堰总数N
max 0.75
1595.720.00047Q N q =
==个 取N 为1596个。

环形集水渠宽m 6.0，沿集水渠臂双侧布置出水堰。

图3.5 三角堰水力计算图
（9）排泥量
污泥量按初沉池对悬浮物)(SS 的去除率计算，进水SS 为200/mg L ，初沉池
SS 的去除率按0050计。

污泥含水率为95﹪--97﹪，设计为0096，污泥密度为
3/1000m kg ，则污泥体积为：
max 03
100
1000(100)
13000050%200100
2
10001000(10096)
650Q ss V T
p m ηγ⋅⋅⋅=-⨯⨯⨯=
⨯⨯⨯-=
单池泥量为：
33325/492/2V
V m d m d =
=<’ 符合要求。

（10）刮泥设备
选择40-NQG 型双周边传动刮泥机，其主要技术参数见下表。

表3.7 NQG-40型双周边驱动刮泥机主要技术参数
池径/m
池深/m
周边线速度/m·min -1
驱动功率kW
40
0.4
3 75.0
中心进水周边出水式辐流式初沉池
3.5 曝气池（采用鼓风曝气系统，推流式曝气池）
3.5.1 曝气池设计计算 （1）污水处理程度的计算
原污水的BOD5为200 mg/L ，经初次沉淀处理 BOD5按25%考虑，则进入曝气池的污水其BOD5 值0S 为：
0200(125%)150/S mg L
=⨯-=
计算BOD5的去除率，对此，首先计算处理后出水非溶解性BOD5值，即
57.17.10.080.4204.544 4.5/BOD b Xa Ce
mg L
=⋅⋅⋅=⨯⨯⨯=≈ 式中：Ce ——处理水中悬浮固体质量浓度，设计资料要求出水的悬浮体
质量浓度为 20mg/L ，故取20mg/L ；
b ——微生物自身氧化率，取值范围0.05~0.1d-1,取0.08； Xa ——活性微生物在出水悬浮物固体中所占的比例，取0.4。

处理后的出水中溶解性BOD5值（Se)为：
30 4.525.5/Se mg L =-=
因此，BOD5的去除率为:
015025.5
83%150
o e s s s η--=
==
（2）BOD 污泥负荷率的确定
拟定采用的BOD —污泥负荷率为50.3/()kgBOD kgMLSS d ⋅,但为了稳妥需要加以校正，校正如下：
)/(3.0)/(295.05.1587.001295.001295.0551918
.11918
.1d kgMLSS kgBOD d kgMLSS kgBOD S N e
S ⋅≈⋅=⨯⨯=⋅⋅=η
计算结果证明，污泥负荷率取50.3/()kgBOD kgMLSS d ⋅是合适的。

（3）混合液污泥浓度（X ）的确定：
根据已确定的50.3/()Ns kgBOD kgMLSS d =⋅,确定相应的R 为50%，取SVI=100，r=1.2，则：
66100.5 1.2104000/(1)(10.5)100R r X mg L
R SVI ⋅⋅⨯⨯===++⨯
（4）曝气池容积（V ）的确定
3
()100000(15025.5)
103750.34000o e s Q S S V m N X -⨯-=
==⨯
（5）确定曝气池各部位尺寸
取水深为4m ，设三组曝气池，每组池面积为：
2
10375
86534V A m n H =
==⋅⨯
取池宽B=6.0m ，则B/H=6.0/4.0=1.5介于1--2之间，符合规定，则池长为：
865
1446.0A L m B =
==
设曝气池为三廊道式，每廊道长为：
114448()33
L L m =
== 取超高为0.5m ，则总高H=4+0.5=4.5m 。

推流式曝气池平面图
3.5.2 鼓风曝气系统设计计算 （1）平均需氧量
VXv b QSr a Q ''2+=
查《给水排水设计手册》得，5.0'=a 15.0'=b 代入各值得：
4215025.540000.75
0.51010()0.151037510001000
10894(/)454(/)Q kg d kg h -⨯=⨯⨯⨯+⨯⨯
=≈
每天去除的5BOD 为：
451010(15025.5)12450(/)
10001000QSr BOD kg d ⨯⨯-===
去除每千克的5BOD 的需氧量：
22510894
0.875(/)12450Q kgO BOD ∆=
≈
（2）供气量：
采用网状膜型微孔空气扩散器，安装在距池底0.2m 处，故淹没深度为
3.8m ，计算温度定为
C 0
30。

查《给水排水设计手册》得水中溶解氧饱和度：
L
mg C s /17.9)20(=;
L mg C s /63.7)30(=。

空气扩散器出口处的绝对压力为：
)(103854.18.3108.910013.1535Pa p b ⨯=⨯⨯+⨯=
空气离开曝气池时，氧的质量分数为：
%96.18%100)12.01(2179)12.01(21)1(2179)1(21=⨯-⨯+-⨯=-⨯+-⨯=A A t E E Q
式中：A E ——空气扩散器的氧转移效率，取12%。

则水温为
C 020时，曝气池中溶解氧饱和度为： (20)(20)555()2.0261042
1.38541018.969.17()
2.0261042
10.41/b t sb s p Q C C mg L =+⨯⨯=⨯+⨯=
C 020脱氧清水的充氧量为：
()(20)0(20)()(3020)
1.02430510.41
0.80.9110.41 2.0 1.02410424.87/sb T s T RC R C C kg h αβρ--=
⎡⎤⋅⋅-⨯⎣⎦⨯=⨯⨯⨯-⨯⨯=
式中： R ——平均需氧量；
sT C ——温度为T 时清水中的氧溶解度，mg/L ；
C ——污水中氧的实际质量浓度，mg/L ，一般取2.0mg/L ；
α——污水水质对氧转移的影响系数，1<α，取0.8；
β——污水中含盐量对氧溶解度的影响系数，1<β，取0.9；
ρ——压力修正系数，Pa k 325.101所在地区实际气压
=ρ，取1。

相应最大时需氧量的充氧量为：
()max (20)0(max)(20)()(3020)
1.02434210.41
0.80.9110.41 2.0 1.02410476.41(/)sb T s T R C R C C kg h αβρ--=
⎡⎤⋅⋅-⨯⎣⎦⨯=⨯⨯⨯-⨯⨯=
曝气池平均时供氧量为：
)/(11802100123.087.4241003.030h m E R G A s =⨯⨯=⨯=
去除每千克5BOD 的供气量为： )(88.33248360118023m =⨯
每立方米污水的供气量为： 31180224 2.83()100000m ⨯=
相应最大时需氧量的供气量为：
)/(132********.041.4761003.03(max)
0(max)h m E R G A s =⨯⨯=⨯=
本系统除了给推流式曝气池供气外，还给曝气沉砂池供气，污泥回流有污泥 回流泵把污泥抽回去曝气池首端。

（3）鼓风机的选择：
本设计空气压力不具体计算，但一般规定，空气管道和空气扩散器装置的
总压力损失要控制在14.7kPa 以内，空气管道和空气扩散器装置的总压力损失
取最大值14.7kPa 。

14.7(40.2)9.8(40.2)9.851.949.8
p h kPa =-+⨯=-+⨯= 根据所需气量和压力选择鼓风机，查《给水排水设计手册》选择鼓风机型号和台
数，选用L 系列罗茨鼓风机6台，4台工作，2台备用。

3.6 二沉池
选用中心进水周边出水辐流式二沉池，全厂设6座。

3.6.1设计参数
（1）设计流量（最大流量m ax Q ）
33130000/(1.5/)m d m s ； （2）表面负荷
321.25/()m m h ⋅； （3）沉淀时间 2.5h ；
（4）池底坡度 0.05i =；
（5）沉淀池型 圆形辐流式
（6）辐流式沉淀池 6座，每座设计流量为30.25/m s 。

3.6.2尺寸
（1）单池面积
2
max 0.2536007201.25Q A m q ⨯==='
（2）沉淀池直径
30D m ===
（3）有效水深
3220 1.25/() 2.5 3.1h q t m m h h m ==⋅⨯=
（4）有效容积
3max 0.753600 2.56750V Q t m '==⨯⨯=
（5）集泥斗
集泥斗为上部直径1R 为m 5.3、下部直径2R 为m 5.1、倾斜角为 60，集泥斗
高5h 12()tan 2R R α-=为m 73.1，则集泥斗有效容积0
V 为 由公式（3.33） )(3
2
221215
0r r r r h V ++=π 22350 3.5 3.5 1.5 1.5[()()()()]932222
h V m π=+⨯+= 污泥斗以上圆锥体部分容积1V )(32
1124
1r Rr R h V ++=π 4h 为坡底落差 14()
0.050.662
D R h m -=⨯= 22310.66[1515 1.75 1.75]1763V m π⨯=⨯+⨯+= 共可贮存污泥体积为：
3019176185V V V m =+=+=
（6）沉淀池池边总高
缓冲层高度3h 为m 5.0，超高1h 为m 3.0，则总高
m h h h H 9.35.01.33.0321=++=++=
（7）沉淀池中心高度
45 3.90.66 1.73 6.3H H h h m '=++=++=
（8）出水堰
采用正三角形出水堰。

设计堰上水头W H 为cm 5，三角堰的角度θ为 60，由
三角堰堰上水头（水深）和过流堰宽B 之间的关系
2tan 2θ=W H B ，可得出水流过堰宽度B 为cm 77.5。

设计堰宽为cm 10，流量系数d C 取62.0，则单堰过堰流量
s m q /00047.005.02
60tan 8.9262.0158325=⨯⨯⨯⨯⨯=
每个二沉池应该布置的出水堰总数N
max 0.25531.920.00047Q N q ===个，取N 为532个。

环形集水渠宽m 6.0，沿集水渠内壁（单侧）布置出水堰。

（9）排泥量
污泥量按曝气池对悬浮物)(SS 的去除率计算，进水SS 为150/mg L ，二沉池SS 的去除率按0090计。

污泥含水率为99.2﹪--99.6﹪，设计为0099.4，污泥密
度为3/1000m kg ，则污泥体积为：
max 031001000(100)13000083%15010022410001000(10099.4)
225Q ss V T p m ηγ⋅⋅⋅=
-⨯⨯⨯=⨯⨯⨯⨯-=
单池泥量为：
3337.5/185/6V V m d m d ==<’ 符合要求。

图3.7中心进水周边出水式辐流式二池
3.7 接触消毒池与加氯间
城市污水经一级、二级处理以后，水质有所改善，细菌含量大幅度减少，但其绝对值仍然可观，并有存在病原菌的可能。

因此，污水排放前应进行消毒。

接触池的作用是保证消毒剂与水有充分的接触时间，使消毒剂发挥作用，达到预期的杀菌效果。

采用不同的消毒方法，接触池停留时间、形式也不同。

本设计采用液氯作为消毒剂，其特点是：效果可靠、投配设备简单、投量准确、价格便宜，适用于大、中规模的污水处理厂。

3.7.1 设计参数 （1）设计流量：
33130000/(1.5/)m d m s （2）水力停留时间：T=0.5h=30min
（3）设计投氯量为：ρ＝4.0mg/L
（4）平均水深：h=2.0m
（5）隔板间隔：b=3.5m
（6）设4个消毒池，每个池的流量为
3332500/(0.376/)m d m s 3.7.2 设计计算。