第一篇：污水處理廠設計

第一章 設計資料

一、自然條件

1、氣候：該城鎮氣候為亞熱帶海洋季風性季風氣候，常年主導風向為東南風。

2、水文：最高潮水位

6.48m（羅零高程，下同）

高潮常水位

5.28m

低潮常水位

2.72m

二、城市污水排放現狀

1、污水水量

（1）生活污水按人均生活污水排放量300L/人.d；（2）生產廢水量按近期1.5萬m3/d，遠期2.4萬m3/d；（3）公用建筑廢水量排放系數按近期0.15，遠期0.20考慮；（4）處理廠處理系數按近期0.80，遠期0.90考慮。

2、污水水質

（1）生活污水水質指標為 CODcr

60g/人.d BOD5

30g/人.d（2）工業污染源參照沿海開發區指標，擬定為： CODcr

300mg/L；

BOD5

170mg/L（3）

氨氮根據經驗確定為30md/L。

三、污水處理廠建設規模與處理目標

1、建設規模

該污水處理廠服務面積為10.09km2，近期（2000年）規劃人口為6.0萬人，遠期（2020年）規劃人口為10.0萬人。處理水量近期3.0萬m3/d，遠期6.0萬m3/d。

2、處理目標

根據該城鎮環保規劃，污水處理廠出水進入的水體水質按國家3類水體標準控制，同時執行國家關于污水排放的規范和標準，擬定出水水質指標為

CODcr≤100mg/L；

BOD5≤30mg/L；

SS≤30mg/L ； NH3-N≤10mg/L

四、建設原則

污水處理工程建設過程中應遵從下列原則：污水處理工藝技術方案，在達到治理要求的前提下應優先選擇基建投資和運行費用少、運行管理簡便的先進的工藝；所用污水、污泥處理技術和其他技術不僅要求先進，更要求成熟可靠；和污水處理廠配套的廠外工程應同時建設，以使污水處理廠盡快完全發揮效益；污水處理廠出水應盡可能回用，以緩解城市嚴重缺水問題；污泥及浮渣處理應盡量完善，消除二次污染；盡量減少工程占地。第二章 污水處理工藝方案選擇

一、工藝方案分析

本項目污水以有機污染為主，BOD/COD=0.54 可生化性較好，重金屬及其他難以生物降解的有毒有害污染物一般不超標，針對這些特點，以及出水要求，現有城市污水處理技術的特點，以采用生化處理最為經濟。由于將來可能要求出水回用，處理工藝尚應硝化。

根據國內外已運行的大、中型污水處理廠的調查，要達到確定的治理目標，可采用“普通活性污泥法”或“氧化溝”法。

普通活性污泥法，也稱傳統活性污泥法，推廣年限長，具有成熟的設計運行經驗，處理效果可靠，如設計合理，運行得當，出水BOD5可達10-20mg/L，它的缺點是工藝路線長，工藝構筑物及設備多而復雜，運行管理困難，運行費用高。氧化溝處理技術是20世紀50年代有荷蘭人首創。60年代以來，這項技術在國外已被廣泛采用，工藝及構筑物有了很大的發展和進步。隨著對該技術缺點（占地面積大）的克服和對其優點的逐步深入認識，目前已成為普遍采用的一項污水處理技術。

氧化溝工藝一般可不設初沉池，在不增加構筑物及設備的情況下，氧化溝內不僅可完成碳源的氧化，還可實行脫氮，成為A/O工藝，由于氧化溝內活性污泥已經好氧穩定，可直接濃縮脫水，不必厭氧消化。

氧化溝污水處理技術已被公認為一種成功的革新的活性污泥法工藝，與傳統活性污泥系統相比較，它在技術、經濟等方面具有一系列獨特的優點。

1、工藝流程簡單、構筑物少，運行管理方便。一般情況下，氧化溝工藝可比傳統活性污泥法少建初沉池和污泥厭氧消化系統，基建投資少。另外，由于不采用鼓風曝氣和空氣擴散器，不建厭氧硝化系統，運行管理方便。

2、處理效果穩定，出水水質好。

3、基建投資省，運行費用低。

4、污泥量少，污泥性質穩定。

5、具有一定承受水量、水質沖擊負荷的能力。

6、占地面積少。

污水處理廠的基建投資和運行費用與各廠的污水濃度和建設條件有關，但在同等條件下的中、小型污水廠，氧化溝比其他方法低，據國內眾多已建成的氧化溝污水處理廠的資料分析，當進水BOD5在120-180mg/L時，單方基建投資約為700-900元/（m3.d），運行成本為0.15-0.30元/m3污水。

由以上資料，經過簡單的分析比較，氧化溝工藝具有明顯優勢，故采用氧化溝工藝。

二、工藝流程確定：（如圖所示）說明：由于不采用池底空氣擴散器形成曝氣，故格柵的截污主要對水泵起保護作用，擬采用中格柵，而提升水泵房選用螺旋泵，為敞開式提升泵。為減少柵渣量，格柵柵條間隙已擬定為25.00mm。

曝氣沉砂池可以克服普通平流沉砂池的缺點：在其截流的沉砂中夾雜著一些有機物，對被有機物包裹的沙粒，截流效果也不高，沉砂易于腐化發臭，難于處置。故采用曝氣沉砂池。

本設計不采用初沉池，原則上應根據進水的水質情況來確定是否采用初沉池。但考慮到后面的二級處理采用生物處理，即氧化溝工藝。初沉池會除去部分有機物，會影響到后面生物處理的營養成分，即造成C/N比不足。因此不予考慮。擬用卡羅塞爾氧化溝，去除COD與BOD之外，還應具備硝化和一定的脫氮作用，以使出水NH3低于排放標準，故污泥負荷和污泥泥齡分別低于0.15kgBOD/kgss*d和高于20.0d。

氧化溝采用垂直曝氣機進行攪拌，推進，充氧，部分曝氣機配置變頻調速器，相應于每組氧化溝內安裝在線DO測定儀，溶解氧訊號傳至中控室微機，給微機處理后再反饋至變頻調速器，實現曝氣根據DO自動控制

為了使沉淀池內水流更穩定（如避免橫向錯流、異重流對沉淀的影響、出水束流等）、進出水更均勻、存泥更方便，常采用圓形輻流式二沉池。向心式輻流沉淀池采用中心進水，周邊出水，多年來的實際和理論分析，認為此種形式的輻流沉淀池，容積利用率高，出水水質好。設計流量 Q=2.85萬m3/d=1208.3 m3/h，回流比 R=0.7。

第三章

污水處理工藝設計計算

一、水質水量的確定 1.水量的確定

近期水量：生活廢水Q生活=6.0×104×300L/人?天=1.8×104m3/d

工業廢水Q工業=1.5×104m3/d

公用建筑廢水Q公用=1.8×104×0.15=0.27×104m3/d 所以近期產生的廢水量為Q Q=Q生活+Q工業+Q公用=（1.8+1.5+0.27）×104 =3.57×104m3/d近期的處理系數為0.8，故近期污水處理廠的處理量 Qp=3.57×104×0.8=2.856×104m3/d

遠期水量：生活廢水Q生活=10.0×104×300L/人?天=3.0×104m3/d

工業廢水Q工業=2.4×104m3/d

公用建筑廢水Q公用=3.0×104×0.2=0.6×104m3/d 所以遠期產生的廢水量為Q Q=Q生活+Q工業+Q公用=（3.0+2.4+0.6）×104 =6.0×104m3/d 遠期的處理系數為0.9，故遠期污水處理廠的處理量

Qp=6.0×104×0.9=5.4×104m3/d 通常設計污水處理廠時遠期的設計處理量為近期的兩倍，綜合考慮近期和遠期的處理水量，取近期的設計處理水量Qp=3.0×104m3/d，遠期的設計處理水量Qp=6.0×104m3/d。2.水質的確定近期COD：

COD = =242mg/L近期BOD5： BOD5= =129mg/L 遠期COD： COD= =240 mg/L 遠期BOD5：

BOD5= =128mg/L NH3-N按規定取為30 mg/L 所以處理廠的處理水質確定為COD=242mg/L，BOD5=129mg/L，NH3-N=30 mg/L

二、曝氣沉砂池設計計算說明書

沉砂池的作用是從污水中去除砂子、煤渣等比重比較大的無機顆粒，以免這些雜質影響后續構筑物的正常運行。常用的沉砂池有平流式沉砂池、曝氣沉砂池、豎流沉砂池和多爾沉砂池等。平流式沉砂池構造簡單，處理效果較好，工作穩定，但沉砂中夾雜一些有機物，易于腐化散發臭味，難以處置，并且對有機物包裹的砂粒去除效果不好。曝氣沉砂池在曝氣的作用下顆粒之間產生摩擦，將包裹在顆粒表面的有機物除掉，產生潔凈的沉砂，通常在沉砂中的有機物含量低于5%，同時提高顆粒的去除效率。多爾沉砂池設置了一個洗砂槽，可產生潔凈的沉砂。渦流式沉砂池依靠電動機機械轉盤和斜坡式葉片，利用離心力將砂粒甩向池壁去除，并將有機物脫除。后3種沉砂池在一定程度上克服了平流式沉砂池的缺點，但構造比平流式沉砂池復雜。

和其它形式的沉砂池相比，曝氣沉砂池的特點是：

一、可通過曝氣來實現對水流的調節，而其它沉砂池池內流速是通過結構尺寸確定的，在實際運行中幾乎不能進行調解；

二、通過曝氣可以有助于有機物和砂子的分離。如果沉砂的最終處置是填埋或者再利用(制作建筑材料)，則要求得到較干凈的沉砂，此時采用曝氣沉砂池較好，而且最好在曝氣沉砂池后同時設置沉砂分選設備。通過分選一方面可減少有機物產生的氣味，另一方面有助于沉砂的脫水。同時，污水中的油脂類物質在空氣的氣浮作用下能形成浮渣從而得以被去除，還可起到預曝氣的作用。只要旋流速度保持在0.25～0.35m/s范圍內，即可獲得良好的除砂效果。盡管水平流速因進水流量的波動差別很大，但只要上升流速保持不變，其旋流速度可維持在合適的范圍之內。曝氣沉砂池的這一特點，使得其具有良好的耐沖擊性，對于流量波動較大的污水廠較為適用，其對0.2mm顆粒的截流效率為85%。由于此次設計所處理的主要是生活污水水中的有機物含量較高，因此采用曝氣沉砂池較為合適。

曝氣沉砂池的設計參數：

（1）旋流速度應保持0.25—0.3m/s；（2）水平流速為0.08—0.12 m/s；（3）最大流量時停留時間為1—3min；

（4）有效水深為2—3m，寬深比一般采用1~1.5；

（5）長寬比可達5，當池長比池寬大得多時，應考慮設置橫向擋板；（6）1 污水的曝氣量為0.2 空氣；

（7）空氣擴散裝置設在池的一側，距池底約0.6~0.9m，送氣管應設置調節氣量的閥門；

（8）池子的形狀應盡可能不產生偏流或死角，在集砂槽附近可安裝縱向擋板；（9）池子的進口和出口布置，應防止發生短路，進水方向應與池中旋流方向一致，出水方向應與進水方向垂直，并考慮設置擋板；（10）池內應考慮設置消泡裝置。

一、曝氣沉砂池的設計與計算 1.最大設計流量Qmax Qmax=Kz×Qp 式中的Kz為變化系數，Kz=1.42

Qmax=1.42×0.347=0.493 m3/s

2.池子的有效容積

V=60Qmaxt 式中 V——沉砂池有效容積，m3；

Qmax——最大設計流量，m3/s；

t——最大設計流量時的流動時間，min，設計時取1~3min。所以

V=60×0.493×1.5=44.37m3 3.水流斷面面積

A=

式中 A——水流斷面面積，m2

Qmax——最大設計流量，m3/s；

V——水流水平流速，m/s。所以

A=4.11m2 取

A=4.2m2 4.池寬B B=

h——沉砂池的有效水深，m。取h=2m。所以B= =2.1m B/h=1.05，滿足要求。5． 池長

L= = m，取L=10.5m 此時L/B=5滿足要求 6．流速校核

Vmin= m/s，在0.8~1.2m/s之間，滿足要求 7．曝氣沉砂池所需空氣量的確定

設每立方米污水所需空氣量

d=0.2m3空氣/m3污水

8．沉砂槽的設計

若設吸砂機工作周期為t=1d=24h，沉砂槽所需容積

式中Qp的單位為m3/h 設沉砂槽底寬0.5m,上口寬為0.7，沉砂槽斜壁與水平面夾角60°，沉砂槽高度為

h1= 沉砂槽容積為

9．沉沙池總高

設池底坡度為0.3,坡向沉砂槽，池底斜坡部分的高度為

h2=0.3×0.7=0.21m 設超高 ,沉沙池水面離池底的高

m 10．曝氣系統的設計

采用鼓風曝氣系統，羅茨鼓風機供風，穿孔管曝氣

（1）干管直徑d1：由于設置兩座曝氣沉砂池，可將空氣管供應兩座的氣量，即主管最大氣量為q1=0.0694×2=0.1388m3/s，取干管氣速v=12m/s，干管截面積A= = =0.0116m2 d1= = m=120mm，因為沒有120mm的管徑，所以采用接近的管徑100mm。

回算氣速v=17.7m/s 雖然超過15 m/s，但若取150的管氣速又過小，所以還是選擇管徑100mm。

（2）支管直徑d2：由于閘板閥控制的間距要在5m以內，而曝氣的池長為10.5米，所以每個池子設置三根豎管，設支管氣速為v=5m/s，支管面積

A= m2 d2= = mm，取整管徑d2=80mm 校核氣速v=4.6m/s(滿足3—5m/s)（3）穿孔管：采用管徑為6mm的穿孔管，孔出口氣速為設5m/s，孔口直徑取為5mm（在2~6mm之間）

一個孔的平均出氣量 q= =9.81×10-5m3/s 孔數：n= 個

孔間隔

為，在10~15mm之間，符合要求。

穿孔管布置：在每格曝氣沉砂池池長一側設置1根穿孔管曝氣管，共兩根。

二、細格柵的選型和計算

選用XG1000型細格柵，參數如下

設備寬B：1000mm

有效柵寬B1：850㎜

有效柵隙：5㎜

耙線速度：2 m/min

電機功率：1.1kw

安裝角度：60°

渠寬B3：1050㎜

柵前水深h2：1.0m/s

流體流速：0.5～1.0m/s 柵條寬度s=0.01m 1． 柵前后的水頭損失 水流斷面面積 m2 柵前流速

在0.4~0.9m/s范圍內，復合要求 設過柵流速為v=0.6m/s 設柵條斷面為銳邊矩形斷面，取k=3 ,則通過格柵的水頭損失為：

。3． 柵槽總長度

柵前的渠道超高設為0.45m，所以渠道高度為1.45m 因為安裝高度是取60°，所以格柵所占的渠道長為1.45×ctg =1.45×ctg60°=0.84m 柵后長1米。所以渠道的總長度 L=0.5+0.84+1=2.34m

三、水面標高

根據經驗值污水每經過一個障礙物水面標高下降3~5cm，根據曝氣沉砂池的有效水深以及砂斗的高度可推算出各個構筑物的水面標高，本次設計以經過一個障礙物水位下降5cm來計算，以曝氣沉砂池的砂槽底為0米進行計算。曝氣沉砂池的水面標高：2.38m 細格柵與曝氣沉砂池之間的配水井的水面標高：

2.43m 細格柵柵后水面標高：

2.48m 細格柵柵前水面標高：2.48+0.29=2.77m 配水井外套桶水面標高： 2.82m 配水井內套桶水面標高： 2.88 設配水井超高為0.35m 則整個曝氣沉砂池系統的最高標高為3.23m 則曝氣沉砂池的超高為h1=3.23-2.38=0.85m

四、配水井的計算

設配水井的平均停留時間為T＝1.5min，Qp=0.347 m3/s，假設配水井水柱高為5.03米。配水井面積為

配水井直徑為

因為進水管徑為1000，管離底為200mm。所以覆土厚度為1.28m。

五、砂水分離器和吸砂機的選擇

（1）選用直徑LSSF型螺旋式砂水分離器

（2）根據池寬選用LF-W-CS型沉砂池吸砂機，其主要參數為： 潛污泵型號：AV14-4（潛水無堵塞泵）

潛水泵特性 揚程：2m，流量：54m3/h，功率：1.4kw 行車速度為2-5m/min，提耙裝置功率

0.55kw

驅動裝置功率： 0.37×2kw

鋼軌型號

15kg/mGB11264-89

軌道預埋件斷面尺寸（mm）（b1-20）60 10（b1：沉砂池墻體壁厚）軌道預埋件間距

1000mm

四、氧化溝

1、設計說明

擬用卡羅塞爾氧化溝，去除COD與BOD之外，還應具備硝化和一定的脫氮作用，以使出水NH3低于排放標準。采用卡式氧化溝的優點：立式表曝機單機功率大，調節性能好，節能效果顯著；有極強的混合攪拌與耐沖擊負荷能力；曝氣功率密度大，平均傳氧效率達到至少2.1kg/（kW*h）；氧化溝溝深加大，可達到5.0以上，是氧化溝占地面積減小，土建費用降低。

氧化溝采用垂直曝氣機進行攪拌，推進，充氧，部分曝氣機配置變頻調速器，相應于每組氧化溝內安裝在線DO測定儀，溶解氧訊號傳至中控室微機，給微機處理后再反饋至變頻調速器，實現曝氣根據DO自動控制

2、設計計算（1）.設計參數：

qv=30000m3/d（設計采用雙池，則單池流量=15000 m3/d），設計溫度15℃，最高溫度25℃，進水水質:近期：CODCr=242mg/L，BOD5=129.4mg/L，NH3-N=30mg/L，遠期：CODCr=240mg/L，BOD5=128mg/L，NH3-N=30mg/L，出水水質:CODCr=100mg/L，BOD5=30mg/L，SS=30mg/L，NH3-N=10mg/L（2）.確定采用的有關參數：

取MLSS=3500mg/L,假定其70%是揮發性的,DO=3.0mg/L,k=0.05，Cs（20）=9.07mg/L y=0.6mgVSS/mgBOD5，Kd=0.05d-1，qD,20=0.05kgNH3-N/kgMLVSS?d，CS(20)=9.07mg/L，α=0.90，β=0.94，剩余堿度：100mg/L(以CaCO3)，所需堿度7.14mg堿度/mgNH3-N氧化；產生堿度3.0mg堿度/mgNO3-N還原，硝化安全系數：3。（3）.設計泥齡： 確定硝化速率μN

μN=0.47e0.098（T-15）*N/KN+N*DO/ Ko+DO=0.47*e0.098*（15-15）*30/（100.051*15-1.158+30）*2/（1.3+2）

=0.22d-1 θcm=1/=1/0.22=4.5d，設計泥齡θc=3*4.5=13.5d 為了保證污泥穩定，應選擇泥齡為30d（4）.設計池體體積：

①確定出水中溶解性BOD5的量：

出水中懸浮固體BOD5=1.4*0.68*30*70%=20mg/L

出水中溶解性BOD5的量=30-20=10mg/L ②好氧區容積計算：

V1=y*qv*（So-Se）*θc/MLVSS*（1+Kd*θc）=0.6*30000*（129.4-10）*30/（0.7*3500*（1+0.05*30））=9278m3 水力停留時間t1= V1/ qv =9278/30000=0.31d=7.4h

③脫氮計算：

產生污泥量=y*qv*（So-Se）/（1+Kd*θc）=0.6*30000*（129.4-10）/（1000*（1+0.05*30））=860kg/d 假設污泥中大約含12.4%的氮，這些氮用于細胞合成，用于合成的氮=0.124*860=106.6kg/d，轉化為：106.6*1000/30000=3.55mg/L 故脫氮量=30-10-3.55=16.45mg/L。④堿度計算：

剩余堿度=300-7.14*20+3.0*16.45+0.1（129.4-10）=218.5mg/L(以CaCO3)大于100mg/L，可以滿足pH＞7.2 ⑤缺氧區容積計算：

qD=qD,20*1.08T-20=0.05*1.0815-20=0.032 kgNH3-N/kgMLVSS?d V2=qv*△N/qD/MLVSS=30000*16.45/0.032/0.7/3500=6295m3 水力停留時間t2=V2/qv=6295/30000=0.21d=5h ⑥總池容積計算

V=V1+V2=9278+6295=15573m3，t=t1+t2=7.4+5=12.4h（5）.曝氣量計算 ①計算需氧氣量

R=（So-Se）qv*/（1-e-kt）-1.42Px+4.6*qv*△N-2.6*qv*NO3-0.56Px =30000*（129.4-10）/（1-e-kt）/1000-1.42*856.8+4.6*30000*20/1000-2.6*30000*16.45/1000-0.56*856.8=5049kg/d=211 kg/h ②實際需氧量

Ro’=1.2*R=1.2*211=253.2kg/d 校核：Ro=R*Cs（20）/α/（β*Cs（T）-C）/1.024T-20=253.2*9.07/0.9/（0.94*8.24-3）/1.024 25-20

=477.6kg/h

（在400-500之間

符合）6.溝型尺寸設計及曝氣設備選型 采用卡式氧化溝（兩座并聯）：

取有效水深H=3.5m，單溝的寬度b=7.8m，進水量15000 m3/d, 則單溝長=[V/2-0.5π(2b)2 h-2*0.5πb2 h]/4Hb=53m, 單溝好氧區總長度=單溝長*4* V1 /V=126m 單溝厭氧區總長度=單溝長*4* V2 /V=76m 采用四溝道，兩臺55kW的立式表曝氣機（單池）曝氣設備：PSB3250：D=3.25m，P=132kW，n=30r/min，清水充氧量：252kg/h，7.配水井設計

污水在配水井的停留時間最少不低于3min（不計回流污泥的量），設截面中半圓的半徑為r，矩形的寬度為r，長度為2r，設計的有效水深為4.0m（2*r*r+0.5πr2）*4=30000*3/24/60 r=2.7m 8.其它附屬構筑物的設計

工程設計中墻的厚度為250mm；氧化溝體表面設置走道板的寬度為800mm；；倒流墻的設計半徑為3.9m；配水井的進水管道采用的規格為DN900,污泥回流管道采用的規格為DN500；出水井的設計尺寸為3000mm*1000mm*1000mm,出水堰高為100mm,堰孔直徑為40mm，出水管采用的規格為DN700。

五、輻流式二沉池 1.設計說明 1.1二沉池的類型

二沉池的類型有：平流式二沉池、豎流式二沉池、輻流式二沉池、斜流式二沉池。其中，輻流式二沉池又分為：中進周出式、周進周出式、中進中出式。1.2選擇輻流式（中進周出）二沉池的原因

由于平流式二沉池占地面積大；豎流式二沉池多用于小型廢水中絮凝性懸浮固體的分離；斜流式二沉池較多時候，在曝氣池出口污泥濃度高，而且沒有設置專門的排泥設備，容易造成阻塞。因此選擇輻流式二沉池。從出水水質和排泥的方面考慮，理論上是周進周出效果最好。但是，實際上，考慮異重流，是中進周出的效果最好。因此，選擇了選擇輻流式（中進周出）二沉池。2.設計計算 2.1污泥回流比：

2.2沉淀部分水面面積：

流量：

；

最大流量（設計流量）：

單個池子的設計流量：

污泥負荷q取1.1m3/(m2.h)，池子數n為2。

沉淀部分水面面積：

2.3校核固體負荷：

因為142＜150，符合要求。2.4池子直徑

池子直徑：

根據選型取池子直徑為35.0m。2.5沉淀部分的有效水深

沉淀時間t為2.5s

有效水深：

2.6沉淀池總高

2.7校核徑深比： 徑深比為

符合要求。2.8進水管的設計 單體設計污水流量：

進水管設計流量：

取管徑D=700mm，流速為

因為，0.697＞0.6符合要求，所以進水管直徑為D=700mm。2.9穩流筒

進水井的流速為0.8m/s，則過水面積為

過水面積和泥管面積的總和：

由過水面積和泥管面積的總和求出直徑為

筒壁厚為250mm，取管徑為900mm。

進行校核：過水面積為

流速為。

筒上有8個小孔，孔面積為S2=，所以。

二沉池采用的是ZBX型周邊傳動吸泥機，穩流筒的直徑為3880mm。

取穩流筒出流速度為0.1m/s，則過水面積為

穩流筒下部與池底距離為

所以穩流筒下部與池底距離大于0.2m，即符合要求。2.10配水井

配水井設計為馬蹄形，在外圍加寬700mm為污泥井。

時間取3分鐘

流量為

取配水井直徑為D=3000mm

則配水井高度

其中，設計水深為7.0m，超高為0.6m。2.11出水部分單池設計流量：

出水溢流堰設計

（1）堰上水頭 H=0.05mH2O（2）每個三角堰的流量0.783L/s（3）三角堰個數

因此取n=223（個）2.12排泥部分

回流污泥量為 剩余污泥量為

因為剩余污泥量小，所以忽略不計，即總污泥量為0.188m3/s。取流速為0.8（m/s）

直徑為

取直徑為D=400mm

校核：流速為

0.6＜0.75＜0.9 因此符合要求。

綜上，二沉池采用的是ZBX型周邊傳動吸泥機

池徑為35000mm.

第二篇：污水處理廠設計

一．

二．施工方法

（一）施工準備、模板安裝前基本工作：

（1）放線：首先引測建筑的邊柱、墻軸線，并以該軸線為起點，引出各條軸線。模板放線時，根據施工圖用墨線彈出模板的中心線和邊線，墻模板要彈出模板的邊線和外側控制線，以便于模板安裝和校正。

（2）用水準儀把建筑水平標高根據實際標高的要求，直接引測到模板安裝位置。（3）模板墊底部位應預先找平，雜物清理干凈，以保證模板位置正確，防止模板底部漏漿或砼成形后爛根。

（4）需用的模板及配件對其規格、數量逐項清點檢查，未經修復的部件不得使用。（5）事先確定模板的組裝設計方案，向施工班組進行技術、質量、安全交底。

（6）經檢查合格的模板應按安裝程序進行堆放或運輸。堆放整齊，底部模板應墊離地面不少 10cm.（7）支承支柱的土壤地面，應事先夯實整平，加鋪 50 厚墊板，并做好防水、排水設置。

（8）模板應涂刷脫模劑。結構表面需作處理的工程，嚴禁在模板上涂刷廢機油。膠模劑要經濟適用，不粘污鋼筋為主。

（9）做好施工機具和輔助材料的準備工作。

（二）模板安裝、技術要求：

（1）按配板設計循序拼裝，以保證模板系統的整體穩定。

（2）配件必須安裝牢固，支持和斜撐的支承面應平整堅實，要有足夠的受壓面積。（3）預埋件、預留孔洞必須位置準確，安設牢固。

（4）基礎模板必須支撐牢固，防止變形，側模斜撐的底部應加設墊木。

（5）墻、柱模板底面應找平，下端應事先做好基準靠緊墊平，模板應有可靠的支承點，其平直度應進行校正，兩側模板均應利用斜撐調整固定其垂直度。

（6）支柱所設的水平撐與剪刀撐，應按構造與整體穩定性布置。

（7）同一條拼縫上的 U 形卡，不宜向同一方向卡緊。

（8）墻模板的對拉螺栓孔應平直相對，穿插螺栓不得斜拉硬頂。嚴禁在鋼模板上采用電、氣焊灼孔。

（9）鋼楞宜采用整根桿件，接頭應錯開設置，搭接長度不應少于 300mm.2、模板安裝注意事項

（1）柱模板

保證柱模板長度符合模數，不符合模數的放到節點部位處理。柱模根部要用水泥砂漿堵嚴，防止跑漿，柱模的澆筑口和清掃在配模時一并考慮留出。若梁、柱模板分兩次支設時，在柱子砼達到拆模強度時，最上一段柱模先保留不拆，以便于與梁模板連接。

按照現行 《 砼結構工程施工及驗收規范 》（GB50204-94），澆筑砼的自由傾落高度不得超過 2 m的規定。因此在柱模超過 2m 以上時可以采取設門子板車的辦法。（2）梁模板

梁口與柱頭模板的連接要緊密牢固。

梁模支柱一般情況下采用雙支柱時，間距以 60~100 為宜，特殊情況應設計計算。模板支柱縱橫向和水平拉桿、剪刀撐等均應按設計要求布置，當設計無規定時，支柱間距一般不宜大于 1 m，縱橫方向水平拉桿的上下間距不宜大于 1.5m，縱橫方向的剪刀撐間距不大于 6 米，扣件鋼管支架要檢查扣件是否擰緊。

(3)墻模板

按位置線安裝門洞口模板、預埋件或木磚。模板安裝按設計要求，邊就位邊校正，并隨即安裝各種連接件，支撐件或加設臨時支撐。相鄰模板邊肋用 U 形卡連接的間距不得大于 300 ；對拉螺栓應根據不同的對拉形式采用不同的做法。

墻高超過 2 米以上時，一般應留設門子板。設置方法同柱模板，門子板水平距一般為 2.5 米。

（4）樓板模板

采用 Φ48×3.5 鋼管做立柱，從邊跨一側開始逐排安裝立柱，并同時安裝外楞。立柱和鋼楞（大龍骨）間距，根據模板設計計算決定，一般情況下立柱與外楞間距為 600~1200 小龍骨間距 400~600 調平后即可鋪設模板。在模板鋪設完，標高校正后，立桿之間應加設水平拉桿，其道數要根據立桿高度決定，一般情況下離地面 200~300 處設一道，往上縱橫方向每 1。2 左右設一道。

底層地面應夯實，底層和樓層立柱均應墊通長腳手板。采用多層支架時，上下層支

柱應在同一堅向中心線上。

（5）基礎模板

為保證基礎尺寸，防止兩側模板位移，宜在兩側模板間相隔一段距離加設臨時支撐，澆筑砼時拆除。

箱基底板模板應按設計要求留置后澆帶，剪力墻壁位置準確，隨時找正，及時擰緊對拉螺栓。

（6）樓梯模板

施工前應根據實際層高放樣，先安裝休息平臺梁模板，再安裝樓梯模板斜楞，然后鋪設梯底模，安裝外側模和步模板。

安裝模板蛙要特別注意斜向支柱（斜撐）的固定。防止澆筑砼時模板移動。

后澆帶內側模板安裝時，底板處采用以層鋼絲網片支模，墻壁、頂板采用 3 厚木板支模。

三、保證安全生產和要求、模板上架設的電線和使用的照明燈具。應采用 36V 的低壓電源或其它有效的安全措施。、作業時，各種配件應放在工具箱或工具袋中，嚴禁放在模板或腳手架上，不得掉落。3、要避開雷雨天施工。、裝、拆模板時，必須采用穩固的登高工具，高度超過 3。5 時，必須搭設腳手架。裝、拆時下面不得站人。高處作業時操作人員應掛上安全帶。裝、拆模板應隨拆隨運轉，扣件和鋼管嚴禁堆放在腳手板上和拋擲。、安裝墻、柱模板

四、模板設計

本工程墻、柱模板采用組合鋼模板組拼，支撐、楞采用 Φ48×3.5 鋼管。、墻模板結構設計：取 6 米跨計算（其余跨度參照），扣除柱位置，凈跨為 6-0.24=5.76 米。采用 Φ12 對拉螺栓（兩頭采用鉆孔鋼片），縱向間距 600mm，豎向間距 300mm。組合鋼模拼裝詳附圖所示。

鋼材抗拉強度設計值： Q 235 鋼為 215N/ mm 2。鋼模的允許撓度：面板為 1.5mm，鋼楞為 3mm。驗算：鋼模板、鋼楞和對拉 Φ12 鋼筋是否滿足設計要求。

（1）、荷載設計值砼自重 rc =24KN/mm 3，強度等級 C30，坍落度 12cma、砼側壓力

砼初凝時間： t0 =200/T+15=200/20+15=5.71h

F1=0.22×rc×t0×1×1.15 ×1.81/2 =46.52KN/ 2

F2=rc×H=24×0.8=67.2KN/m 2

取兩者中小值 , 即 F1=46.52KN/m 2,實際值 F=F1×1×1.15=53.5KN/m 2

b.傾倒砼時產生的水平荷截采用導管為 2KN/m 2

荷載實際值為 2×1.4×0.85=2.38KN/ m 2

荷載組合實際值 :F=53.5=2.38=55.88K / m 2

(2)、驗算 a.鋼模板驗算采用 P3015 鋼模板（δ=2.5）

I=26.97×104mm4 Wxj=5.9×103mm3

計算簡圖 :(略)化為線均布荷載 :

q1=F×o.33/1000=55.88×0.33/1000=18.44KN/mm

(用于計算承載力)

q2=F×0.3/1000=53.5×0.33/1000=17.66Kn/mm

(用于驗算撓度)

撓度驗算 : p=0.273×q P4/100E1

=0.273×17.66×6004/100×2.06×26.97×104

=1.13mm<[p]=1.5mm（可）

b.內鋼楞驗算根 Φ48×3.5 I=12.19×104 mm4 W=5.08×103 mm3

計算簡圖 :(略)線荷截

q1=F×0.75/1000=55.88×0.6/1000=33.53/mm

(用于計算承載力)

q2=F×0.75/1000=53.5×0.6/1000=32.1/mm

(用于驗算撓度)

抗彎強度驗算 :

330/800=0.41≈0.4近似按多跨連續梁計算

M=0.078×ql2=0.078×33.53×8002=167.38×104N.mm

抗彎承載能力 :

σ=M/W=167.38×104/5.08×103=329N/mm2

329.5N/mm2>215N/mm2(不可)

方案

一、改用兩根 Φ48×3.5 作內鋼楞。

則抗彎承載能力： =167.38×104/2×5.08×103=164N/mm2<215n/mm2(可)

方案

二、每根內楞間距改為 600mm.M=0.078×33.53×6002=94.15×104/mm

δ=M/w=94.15×104/5.08×103=185N/mm2<215N/mm2（可）

撓度驗算：

p=0.644×ql4/100EI

=0.644×32.1×8004/100×2.06×105×2×12.9×104

=2.49mm<3mm（可）

c.對拉鋼筋 Φ12 驗算

結拉桿的拉力 Φ12 凈面積 A=88.74 mm2

按橫豎計算

N=F×0.8×0.6=55.88×0.8×0.6=26.82KN

對拉桿應力 δ= N/A=26820/88.74=302N/ mm2 >215N/ mm2(不可)

改不豎向 0.3m , 縱向 0.6m 則 N=F×0.3×0.6=10.66KN

δ=10060/88.74=113.36N/ mm2 <215N/ mm2(可)、梁模板結構設計采用 Φ48×3.5 鋼管支設.取梁斷面 b×h=250×400, 長 6000mm 的矩形梁.(1)、底模驗算抗彎強度驗算

a.荷載：砼自重 24×0.25×0.4×1.2=2.88Kn.m

鋼筋荷重 1.05×0.25×0.4×1.2=0.18Kn /m

振搗砼荷重 2× 0.25× 1.2=0.6KN/m

合計 q1=3.66KN/m

折減系數 0.9, 則 q=q1 ×0.9=3.29KN/m

b.抗彎承載力驗算底模楞鋼間距取 0.7, 為多跨連續梁 ,近似單跨計算。

M=q1=3.29×0.7=0.202×10N.mm

=M/W0.202×10/5.08×10=39.76N/mm2<205N/mm2(可)

c.撓度驗算

p=5ql4/384EI=5×3.29×700/384×2.06×105×12.9× 104

=0.39mm<[ p] =I/250=700/250=2.8mm(可)

小楞驗算：

a.抗彎強度驗算小楞間距 700 mm，小楞上的荷載為集中荷載。

取 p=q1=3.66KN/m

M=1/8p1(2-b/t)=1/8×3660×700×(2-300/700)=0.511×106N.mm

δ =M/W=0.511×106/5.08×103=101N/mm2<205N/mm2(可)

若取間距 900，則 δ=130N/mm2<205N/mm2（可）

b.撓度驗算

P=Pl/48EI=3660×103×700/48×2.06×105×12.9×104=0.2mm<1/250=2.8mm3、大楞驗算

M=1/10ql2=1/10 ×3.66 ×7002=1.8× 105N.mm(可)

ó=M/W=1.8 ×105/5.08× 103=35.46M/mm2<205N/mm2

Р=3.66×7002/150EI=1.79×106/150×2.06×105×12.9× 104

=0.45mm<1/250=2.8（可）、鋼管立柱驗算橫桿步距 1000mm，立桿允許荷載 11.6Kn

每根立柱荷載 N=19.74/16=1.23KN

立柱穩定驗算 : ψ =N/ψA ≤ f

A=489mm2

λ=1/I=130/1.58=82 查(GBJ18-87)附錄三 :

軸心受壓穩定系數 ψ =0.71（可）

ó=N/ψA=1230/0.7× 489=4.75N/mm2<205N/mm2（可）

若取 @1000 立桿 , 則

N=19.74/12=1.65KN

Ψ =N/ψA=1650/0.71× 489=4.75N/mm2<205N/mm2(可)

取立桿 @900

結論 : 1.剪力墻 250mm 厚時 , 選用方案二，內外縱橫桿間距 600。拉桿選用 Φ12，兩端與鋼模板的 U 型卡卡牢。

第三篇：污水處理廠設計

青 島 科 技 大 學

青島市某污水處理廠工程初步設計 題 目 __________________________________

指導教師______________________

劉立東 學生姓名_____________________

0909020108 學生學號__________________________

張書武

環境與安全工程 學院（部）環境工程___________________________________________________________專業

091 ________________

2012年1月08日班

第四篇：污水處理廠工藝設計

污水廠設計計算書

3.1污水處理構筑物設計計算 3.1.1中格柵

3.1.1.1設計參數：

3設計流量Q=60000m/d 柵前流速v1=0.6m/s，過柵流速v2=1.0m/s 柵條寬度s=0.01m，格柵間隙e=25mm 柵前部分長度0.5m，格柵傾角α=60°

333單位柵渣量ω1=0.06m柵渣/10m污水

3.1.1.2設計計算

（1）設過柵流速v=1.0m/s，格柵安裝傾角為60度則:柵前槽寬B1?2Qmax2?0.91.0?1.34m 柵前水深h?B12?1.342?0.67m

v2（2）柵條間隙數n?Qmaxehvsin?2?0.9sin60?0.025?0.67?1.0?55.6(取n=58)（3）柵槽有效寬度B=s（n-1）+en=0.01（58-1）+0.025×58=2m（4）進水渠道漸寬部分長度L1?角）

（5）柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度L2?（6）過柵水頭損失（h1）

因柵條邊為矩形截面，取k=3，則h1?kh0?k?v22gsin??3?2.42?(0.010.0254B?B12tan?1?2?1.342tan20??0.9m（其中α1為進水渠展開

L12?0.45m)3?122?9.81sin60??0.094m

（0.08~0.15）

4/3其中ε=β（s/e）

h0：計算水頭損失

k：系數，格柵受污物堵塞后，水頭損失增加倍數，取k=3 ε：阻力系數，與柵條斷面形狀有關，當為矩形斷面時β=2.42（7）柵后槽總高度（H）

取柵前渠道超高h2=4.3m，則柵前槽總高度H1=h+h2=0.67+4.3=4.97m 柵后槽總高度H=h+h1+h2=0.67+0.094+4.3=5.06m（8）格柵總長度L=L1+L2+0.5+1.0+1.1/tan=0.9+0.45+0.5+1.0+1.1*4.97/tan60°=6m（9）每日柵渣量ω=Q平均日ω1=

360000?0.061000

3=3.6m/d>0.2m/d 所以宜采用機械格柵清渣（10）計算草圖如下：

圖2 中格柵設計簡圖

3.1.1.1設計參數：

3設計流量Q=60000m/d 柵前流速v1=0.6m/s，過柵流速v2=0.8m/s 柵條寬度s=0.01m，格柵間隙e=10mm 柵前部分長度0.5m，格柵傾角α=60°

333單位柵渣量ω1=0.06m柵渣/10m污水

3.1.1.2設計計算

（1）設過柵流速v=0.8m/s，格柵安裝傾角為60度則:柵前槽寬B1?2Qmax2?0.90.8?1.5m 柵前水深h?B12?1.52?0.75m

v2（2）柵條間隙數n?Qmaxehvsin?2?0.9sin60?0.01?0.75?0.8?139.6(取n=140)設計兩組格柵，每組格柵間隙數n=70條

（3）柵槽有效寬度B=s（n-1）+en=0.01（70-1）+0.01×70=1.39m 所以總槽寬為B=1.39×2+0.15＝2.93m（考慮中間隔墻厚0.15m）

L1?B?B12tan?1?2.93?0.752tan20??2.99m?3m（4）進水渠道漸寬部分長度（其中α1為進水渠展開角）（5）柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度L2?（6）過柵水頭損失（h1）

因柵條邊為矩形截面，取k=3，則h1?kh0?k?v22gsin??3?2.42?(0.010.014L12?1.5m)3?0.8122?9.81sin60??0.21m

其中ε=β（s/e）

h0：計算水頭損失

k：系數，格柵受污物堵塞后，水頭損失增加倍數，取k=3 ε：阻力系數，與柵條斷面形狀有關，當為矩形斷面時β=2.42（7）柵后槽總高度（H）

取柵前渠道超高h2=0.3m，則柵前槽總高度H1=h+h2=0.75+0.3=1.05m 柵后槽總高度H=h+h1+h2=1.05+0.21+0.3=1.26m（8）格柵總長度L=L1+L2+0.5+1.0+1.1/tan=3+1.5+0.5+1.0+1.1*1.05/tan60°=6.67m（9）每日柵渣量ω=Q平均日ω1=

34/3

60000?0.0810003

=4.8m/d>0.2m/d 所以宜采用機械格柵清渣 3.1.2污水提升泵房

本設計采用干式矩形半地下式合建式泵房，它具有布置緊湊、占地少、結構較省的特點。集水池和機器間由隔水墻分開，只有吸水管和葉輪浸沒在水中，機器間經常保持干燥，以利于對泵房的檢修和保養，也可避免對軸承、管件、儀表的腐蝕。

在自動化程度較高的泵站，較重要地區的雨水泵站、開啟頻繁的污水泵站中，應盡量采用自灌式泵房。自灌式泵房的優點是啟動及時可靠，不需引水的輔助設備，操作簡便；缺點是泵房較深，增加工程造價。采用自灌式泵房時水泵葉輪（或泵軸）低于集水池的最低水位，在高、中、低三種水位情況下都能直接啟動。泵房剖面圖如圖2所示。

圖3 污水提升泵房設計簡圖

3.1.2.1設計概述

選擇水池與機器間合建式的方形泵站，用6臺泵（2臺備用），每臺水泵設計流量：Q=1390L/s，泵房工程結構按遠期流量設計

采用AAO工藝方案，污水處理系統簡單，對于新建污水處理廠，工藝管線可以充分優化，故污水只考慮一次提升。污水經提升后入平流沉砂池，然后自流通過厭氧池、缺氧池、曝氣池、二沉池及計量堰，最后由出水管道排入受納水體。

各構筑物的水面標高和池底埋深見高程計算。

3.1.2.2集水間計算

選擇水池與機器間合建的半地下式方形泵站，用6臺泵（2臺備用）每臺泵流量為：Q0=1390/4=347.5L/s 集水間容積，相當與1臺泵5分鐘容量

3W=0.35?5?60＝105m

2有效水深采用h=2m，則集水池面積為F＝105/2＝52.5m 3.1.2.3水泵總揚程估算

（1）集水池最低工作水位與所需提升最高水位之前的高差為：

21.8?(13.9?1?0.6?0.1?2.0)?9.4m

（2）出水管線水頭損失

每臺泵單用一根出水管，共流量為Q0=1390/4=347.5L/s選用管徑為600mm的鑄鐵管，查表得v=1.66m,1000i=5.75m，設管總廠為30m，局部損失占沿程的30％，則總損失為：

30?(1?0.3)?5.75?1000?0.20m

（3）泵站內的管線水頭損失假設為1.5m，考慮自由水頭為1.0m（4）水頭總揚程為H?21.8-13.9?0.2?1.5?1.0?10.3m取11m 3.1.2.4校核總揚程

泵站平面布置后對水泵總揚程進行校核計算（1）吸水管路的水頭損失 每根吸水管的流量為350L/s，每根吸水管管徑為600mm，流速v=1.66m/s，只管長度為1.65m。

沿

1.65?5.751000i?0.01m

直管部分長度1.65m，進口閘閥一個（??0.609）Dg600?350偏心管一個（??0.2）局部損失

2（0.5+0.609）?1.66/2g+0.2?4.88/2g=0.41m 吸水管路總損失為：0.01+0.41＝0.42m（2）出水管路的水頭損失：管路總長度取25m，漸擴管1個（??0.609）90度彎頭四個（??1.01）

沿程損失 25?5.75/1000i＝0.14m

22局部損失（0.3+0.609+4?1.01）?1.7/2g+0.2?4.88/2g＝0.94m 出水管路總損失為 0.14+0.94＝1.08m（3）水泵所需總揚程為

21.8-13.9+1.5+0.42+1.08＝10.9m。

取11m。采用6臺長沙水泵廠制造的56LKSB-10立式斜流泵，兩臺備用。該泵單臺提升流量340L/s，揚程11.3m，轉速370r/min，功率500kW

2污水泵房設計占地面積120m（12*10）高10m,地下埋深5米。

3.1.3、沉砂池

采用平流式沉砂池 3.1.3.1 設計參數

設計流量：Q=1157L/s（設計1組，分為2格）設計流速：v=0.25m/s 水力停留時間：t=40s 3.1.3.2設計計算

（1）沉砂池長度： L=vt=0.25×40=10.0m（2）水流斷面積：

22A=Qmax/v=1.39/0.25=5.56m 取5.6m。（3）池總寬度：

設計n=2格，每格寬取b=3.5m>0.6m，池總寬B=2b=7m（4）有效水深：

h2=A/B=5.6/7=0.8m（介于0.25～1m之間）

（5）貯泥區所需容積：設計T=2d，即考慮排泥間隔天數為2天，則每個沉砂斗容積

V1?Q1TX2K1015?1?105?2?352?1.2?10?2.5m

3（每格沉砂池設兩個沉砂斗，兩格共有四個沉砂斗）

353其中X1：城市污水沉砂量3m/10m，K：污水流量總變化系數1.2（6）沉砂斗各部分尺寸及容積：

設計斗底寬a1=2m，斗壁與水平面的傾角為60°，斗高hd=0.5m，則沉砂斗上口寬：

a?2hdtan60??a1?2?0.5tan60??2?2..6m

沉砂斗容積：

V?hd6(2a2?2aa1?2a1)?20.56(2?2.62?2?2.6?2?2?2)?2.66m（略大于

23V1=2.6m3，符合要求）

（7）沉砂池高度：采用重力排砂，設計池底坡度為0.06，坡向沉砂斗長度為L2?L?2a2?10.0?2?1.12?3.9m

則沉泥區高度為

h3=hd+0.06L2 =0.5+0.06×3.9=0.734m 池總高度H ：設超高h1=0.3m，H=h1+h2+h3=0.3+0.5+0.73=1.46m（8）進水漸寬部分長度: L1?B?B12tan20??7?3.52tan20??5.4m

（9）出水漸窄部分長度: L3=L1=5.4m（10）校核最小流量時的流速：

最小流量即平均日流量：Q平均日=Q/K=1390/1.2=1157L/s 則vmin=Q平均日/A=1.157/5.6=0.21>0.15m/s，符合要求（11）計算草圖如下：

進水出水

圖3平流式沉沙池設計計算草圖

圖4 平流式沉砂池計算草圖3.1.4、初沉池

3.1.4.1．設計概述

3本設計中采用中央進水幅流式沉淀池兩座。則每座設計進水量：Q=25000m/d采用周邊傳動刮泥機。

3232表面負荷：qb范圍為1.5-3.0m/ m.h，取q=2/mh 水力停留時間（沉淀時間）：T=2h 3.1.4.2．設計計算

（1）沉淀池面積: 按表面負荷計算：A?Q2qb?1000002?2?24?1042m

2（2）沉淀池直徑：D?4A??4?10423.14?36m?16m

有效水深為：h1=qbT=2.0?2=4m Dh1?302.5?12（介于6～12）

（3）貯泥斗容積：

本污水處理廠設計服務人口數為80萬人。貯泥時間采用Tw=4h，初沉池污泥區所需存泥容積：

Vw?SNT1000n?0.50?80?104?41000?2?24?33.33m

3設池邊坡度為0.05，進水頭部直徑為2m，則： h2=(R-r)×0.05=(18-1)×0.05=0.85m 錐體部分容積為：

V?13h(R2?Rr?r)?213?0.85?(182?18?1?1)?96.9m3?33.33m3（4）

二沉池總高度：

取二沉池緩沖層高度h3=0.4m，超高為h4=0.3m 則二沉池總高度

H＝h1+h2+h3+h4=4+0.85+0.4+0.3=5.55m 則池邊總高度為

h=h1+h3+h4=4+0.4+0.3=4.7m（5）校核堰負荷：

徑深比

Dh1?h5?304?0.4?6.8

介于6-12之間，符合要求。堰負荷

Qn?D?11573.14?36?2?5.12L/(s.m)?2L/(s.m)

要設雙邊進水的集水槽。

（6）輻流式初沉池計算草圖如下：

出水進水排泥圖6 輻流式沉淀池出水55004700進水850

圖4 幅流式初沉池設計計算草圖

3.1.5、厭氧池

3.1.5.1.設計參數

3設計流量：最大日平均時流量Q=1.39m=1390L/s 水力停留時間：T=1h 3.1.5.2.設計計算

（1）厭氧池容積：

3V= Q′T=1.39×1×3600=5004m

（2）厭氧池尺寸：水深取為h=4.5m。則厭氧池面積：

2A=V/h=5004/4.5=1112m

池寬取50m，則池長L=F/B=1112/50=22.24。取23m。設雙廊道式厭氧池。

考慮0.5m的超高，故池總高為H=h+0.3=4.5+0.5=5.0m。3.1.6、缺氧池計算

3.1.6.1.設計參數

3設計流量：最大日平均時流量Q=1.39m=1390L/s 水力停留時間：T=1h 3.1.6.2.設計計算

（1）缺氧池容積： V=Q′T=1.39×1×3600=5004m

（2）缺氧池尺寸：水深取為h=4.5m。則缺氧池面積：

2A=V/h=5004/4.5=1112m

池寬取50m，則池長L=F/B=1112/50=22.24。取23m?？紤]0.5m的超高，故池總高為H=h+0.3=4.5+0.5=5.0m。

33.1.7、曝氣池設計計算

本設計采用傳統推流式曝氣池。3.1.7.1、污水處理程度的計算

取原污水BOD5值（S0）為250mg/L，經初次沉淀池及缺氧池、厭氧段處理，按降低25％*10考慮，則進入曝氣池的污水，其BOD5值（S?）為： S?＝250（1-25％）＝187.5mg/L 計算去除率，對此，首先按式BOD5＝5?（1.42bX?Ce）=7.1X?Ce計算處理水中的非溶解性BOD5值,上式中

Ce——處理水中懸浮固體濃度，取用綜合排放一級標準20mg/L;b-----微生物自身氧化率，一般介于0.05-0.1之間，取0.09； X?---活性微生物在處理水中所占比例，取值0.4 得BOD5＝7.1?0.09?0.4?20＝5.1mg/L.處理水中溶解性BOD5值為：20-5.1＝14.9mg/L 去除率?＝187.5?14.9187.5?0.92

3.1.7.2、曝氣池的計算與各部位尺寸的確定

曝氣池按BOD污泥負荷率確定

擬定采用的BOD-污泥負荷率為0.25BOD5/(kgMLSS·kg)但為穩妥計，需加以校核，校核公式：

Ns=k2Sef?

MLVSSMLSSK2值取0.0200,Se=14.9mg/L,?=0.92,f=代入各值，Ns??0..75

0.0200?14.9?0.750.92?0.242BOD5/(kgMLSS·kg)計算結果確證，Ns取0.25是適宜的。

(2)確定混合液污泥濃度（X）

*11根據已確定的Ns值，查圖得相應的SVI值為120-140，取值140 根據式 X=106SVI?R1?Rr

X----曝氣池混合液污泥濃度 R----污泥回流比

取r=1.2,R=100％，代入得： X=106SVI?R1?Rr＝106140?1?1.21?1?4286mg/L 取4300mg/L。

(3)確定曝氣池容積，由公式V?V?100000?187.50.25?4300?17500m

3QS?NsX代入各值得：

根據活性污泥的凝聚性能，混合液污泥濃度（X）不可能高于回流污泥濃度（Xr）。

??106rSVI?r?106140?1.2?8571.4mg/L X

按污泥齡進行計算，則曝氣池容積為：

V?Q?CY(S??Se)XV(1?Kd?c)?105?14?0.5(187.5?14.9)4300?(1?0.07?14)?0.75?18900m

3其中

3Q----曝氣池設計流量（m/s）

?c----設計污泥齡（d）高負荷0.2-2.5，中5-15，低20-30 Xr---混合液揮發性懸浮固體平均濃度（mgVSS/L）Xv=fx=0.75*4300mg/L

3根據以上計算，取曝氣池容積V=18000m（4）確定曝氣池各部位尺寸 名義水力停留時間

tm?vQ?18000?24105?4.32h 實際水力停留時間

ts?v(1?R)Q?18000?24(1?1)103

5?2.16h 設兩組曝氣池，每組容積為18000/2＝9000m池深H=4.5m,則每組面積 F=9000/4.5＝2000m池寬取B=8m，則B/H=8/4.5=1.8，介于1-2之間，符合要求。池長 L=F/B=2000/8=250m 設五廊道式曝氣池，則每廊道長： L1＝L/5=250/5=50m 取超高0.5m，則池總高為 H=4.5+0.5＝5.0m 3.1.7.3、曝氣系統的計算與設計 本設計采用鼓風曝氣系統（1）、需氣量計算 每日去除的BOD值：

BOD5?100000?（87.5?20)1000?1.68?10kg/d

4理論上，將1gNO3-N還原為N2需碳源有機物（BOD5表示）2.86g.一般認為，BOD5/TKN比*11值大于4-6時，認為碳源充足。

原污水中BOD5含量為150-250mg/L，總氮含量為45-55mg/L,取BOD5為200mg/L，氮為50mg/L,則碳氮比為4，認為碳源充足。

+-AAO法脫氮除磷的需氧量：2g/(gBOD5),3.43g/(gNH3-N),1.14g/(gNO2-N),分解1gCOD--*12需NO2-N0.58g或需NO3-N0.35g。

+-++因處理NH4-N需氧量大于NO2-N，需氧量計算均按NH4-N計算。原水中NH3-N含量為+35-45 mg/L，出水NH4-N含量為25mg/L。

+平均每日去除NOD值，取原水NH4-N含量為40 mg/L，則：

NOD＝100000?（40?25）＝1500kg/L

1000100000?（45?25）＝2000kg/L

1000日最大去除NOD值：

NOD＝日平均需氧量：

7O2=BOD+COD=2×1.68×1000+4.57×1500×1000=4.0455×10㎏/d 4取4.1×10㎏/d，即1710㎏/h。日最大需氧量：

7O2max=BOD+COD=2×1.2×1.68×1000+4.57×2000×1000=4.946×10㎏/d 即2060㎏/h。

最大時需氧量與平均時需氧量之比：

O2(max)O2?20601710?1.2

3.1.7.4、供氣量的計算

本設計采用網狀膜型中微孔空氣擴散器，敷設于距池底0.3米處，淹沒水深4.2米，計算溫度定為30攝氏度。

*14選用Wm-180型網狀膜空氣擴散裝置。

其特點不易堵塞，布氣均勻，構造簡單，便于維護和管理，氧的利用率較高。每擴散器服務面積0.5㎡，動力效率2.7-3.7㎏O2/KWh，氧利用率12％-15％。查表*得: 水中溶解氧飽和度 Cs(20)=9.17mg/L, Cs(30)=7.63mg/L.(1)空氣擴散器出口的絕對壓力（Pb）：

3Pb＝P+9.8×10H

5其中：P---大氣壓力 1.013×10Pa H---空氣擴散裝置的安裝深度，m 533Pb＝1.013×10Pa+9.8×10×4.2=1.425×10Pa(2)空氣離開曝氣池面時，氧的百分比：

Ot?21?(1?EA)79?21?(1?EA0)0 其中，EA---空氣擴散裝置的氧轉移效率，一般6％-12％ 對于網狀膜中微孔空氣擴散器，EA取12％，代入得：

Ot?21?(1?0.12)79?21?(1?0.12)00?18.43%

（3）曝氣池混合液中平均氧飽和度（按最不利溫度條件30攝氏度），即：

Csb(T)?CS(Pb2.026?105?Ot42)

其中，CS---大氣壓力下，氧的飽和度mg/L 得Csb(30)?7.63?(1.425?102.026?1055?18.4342)?7.63?(0.7034?0.4388)?8.71mg/L（4）換算為在20攝氏度的條件下，脫氧輕水的充氧量，即：

R0?RCS(20)T-20?[??CSB(T)-C]1.024

取值а＝0.85，β＝0.95，C=1.875,ρ=1.0;代入各值，得：

R0?1.710?9.170.85[0.95?1.0?8.71-1.875]1.02430-20?2236.9kg/h 取2250kg/h。

相應的最大時需氧量為：

R0(max)?2060?9.170.85[0.95?1.0?8.71-1.875]1.02430-20?2694.kg/h 取2700kg/h。

（5）曝氣池的平均時供氧量: GS?R0A0.3E?100?22500.3?12?100?6.25?10m/h

43（6）曝氣池最大時供氧量：

GS(max)?

3RmaxA0.3E?100?27000.3?12?100?7.5?10m43/h

（7）每m污水供氣量：

6.25?101000004?24?15m空氣/ m污水

333.1.7.5、空氣管系統計算

選擇一條從鼓風機房開始最長的管路作為計算管路，在空氣流量變化處設設計節點，統一編號列表計算。

按曝氣池平面圖鋪設空氣管?？諝夤苡嬎阋妶D見圖5。在相鄰的兩廊道的隔墻上設一根干管，共5根干管，在每根干管上設5對配氣豎管，共10條配氣豎管，全曝氣池共設50根曝氣豎管，每根豎管供氣量為：

36250050?1250m3/h

曝氣池總平面面積為4000m。

3每個空氣擴散裝置的服務面積按0.49m計，則所需空氣擴散裝置的總數為：

40000.49900050?8164個

為安全計，本設計采用9000個空氣擴散裝置，則每個豎管上的空氣擴散裝置數目為：

?180個

625009000?6.95m3每個空氣擴散裝置的配氣量為：/h

將已布置的空氣管路及布設的空氣擴散器繪制成空氣管路計算圖進行計算。根據表4計算，得空氣管道系統的總壓力損失為：

?(h1?h2)?61.60?9.8?603.68Pa

網狀膜空氣擴散器的壓力損失為5.88kPa，則總壓力損失為：5880+603.68＝6483.68Pa 為安全計，設計取值9.8kPa。

空氣擴散裝置安裝在距曝氣池底0.3米處，因此，鼓風機所需壓力為：

P?(4.5?0.3?1.0)?9.8?50.96kPa

鼓風機供氣量：

最大時供氣量：7.1×10m/h，平均時供氣量：6.25×10 m/h。

根據所需壓力和供氣量，決定采用RG-400型鼓風機8臺，5用3備，根據以上數據設計鼓風機房。

3.1.7.6、回流污泥泵房

取回流比R=1,設三臺回流污泥泵，備用一臺，則每臺污泥流量為

Q0?*1

343

431157?12?578.5L/s

選用螺旋泵的型號為LXB-1000。據此設計回流污泥泵房。

3.1.8、二沉池

3.1.8.1．設計概述

3本設計中采用中央進水幅流式沉淀池六座。則每座設計進水量：Q=25000m/d采用周邊傳動刮泥機。

3232表面負荷：qb范圍為1.0—1.5 m/ m.h，取q=1/mh 水力停留時間（沉淀時間）：T=2.5h 3.1.8.2．設計計算

（1）沉淀池面積: 按表面負荷計算：A?Q4qb?1000001?6?24?694m

2（2）沉淀池直徑：D?4A??4?6943.14?30m?16m

有效水深為：h1=qbT=1.0?2.5=2.5m<4m Dh1?302.5?12（介于6～12）

（3）貯泥斗容積：

為了防止磷在池中發生厭氧釋放，故貯泥時間采用Tw=2h，二沉池污泥區所需存泥容積：

Vw?2Tw(1?R)QR(1?2R)n?2?2?(1?1)?1157?1(1?2)?6?514m

3設池邊坡度為0.05，進水頭部直徑為2m，則：

h4 ?(R-r)×0.05=(15-1)×0.05=0.7m 錐體部分容積為：

V?13h(R2?Rr?r)?213?0.7?(152?15?1?1)?56.23m3

另需一段柱體裝泥，設其高為h3，則：

h3?514?56.23??152?0.65m

（4）二沉池總高度：

取二沉池緩沖層高度h5=0.4m，超高為h2=0.3m 則二沉池總高度

H＝h1+h2+h3+h4+h5=2.5+0.3+0.65+0.7+0.4=4.55m 則池邊總高度為

h=h1+h2+h3+h5=2.5+0.3+0.65+0.4=3.85m（5）校核堰負荷： 徑深比

Dh1?h5Dh1?h3?h5?302.5?0.4302.5?0.65?0.4?10.34

??8.45

均在6-12之間，符合要求。堰負荷

Qn?D?11573.14?30?6?2.05L/(s.m)?2.9L/(s.m)

符合要求，單邊進水即可。

（6）輻流式二沉池計算草圖如下：

出水進水排泥

圖6 輻流式沉淀池出水45503850進水700650

圖6 幅流式二沉池設計計算簡圖

3.1.9計量堰設計計算

本設計采用巴氏計量槽,主要部分尺寸：

L1?0.5b?1.2(m)

L2=0.6m L3=0.9m B1=1.2b+0.48(m)B2=b+0.3(m)應設計在渠道直線段上，直線段長度不小于渠道寬度的8-10倍，計量槽上游直線段不小于渠寬2-3倍，下游不小于4-5倍，喉寬b一般采用上游渠道水面寬的1/2-1/3。

當W＝0.25-0.3時，HH1?0.70為自由流，大于為潛沒流，矩形堰流量公式為Q?M0bH(2gH)1/2

*16其中m0取0.45，H為渠頂水深，b為堰寬，Q為流量。查表得； Q＝1389L/s 則 H1=0.70m,b=1m 則 L1?0.5b?1.2(m)=0.5×1+1.2=1.7m L2=0.6m L3=0.9m B1=1.2b+0.48(m)=1.2×1+0.48=1.68m B2=b+0.3(m)=1.3m 取H2=0.45m，則HH1?0.450.7?0.64?0.7為自由流。

計算簡圖如圖7：

圖7 巴氏計量堰設計計算簡圖

3.2 污泥處理部分構筑物計算 3.2.1污泥濃縮池設計計算：

污泥含水率高，體積大，從而對污泥的處理、利用及輸送都造成困難，所以對污泥進行濃縮。重力濃縮法是利用自然的重力沉降作用，使固體中的間隙水得以分離。重力濃縮池可分為間歇式和連續式兩種，我們選用間歇式重力濃縮池。如圖8所示：

圖8 污泥濃縮池設計簡圖

3.2.1.1濃縮污泥量的計算

?X?Y(Sa?Se)Q?KdVXV

其中，?X— 每日增長（排放）的揮發性污泥量（VSS），㎏/d； Q(Sa-Se)— 每日的有機污染物降解量，㎏/d；

Y— 污泥產率，生活污水0.5-0.65，城市污水0.4-0.5； VXV----曝氣池內，混合液中揮發性懸浮固體總量，㎏，XV=MLVSS； Kd——衰減系數，生活污水0.05-0.1，城市污水0.07左右

4343取Y＝0.5，Kd＝0.07，Sa＝187.5mg/L，Se＝20mg/L,Q=12.01×10m/d，V=2×10m,則:

XV=f×MLSS=0.75×4300/1000=3.225㎏/L ?X?Y(Sa?Se)Q?KdVX?0.5?187.5?20100043V4?105?0.07?2?10?3.225

?0.39?10m/d剩余污泥量：QS??XfXr

1?RR?XfXrXr?X?1?113900?4300?8600mg/L

QS??0.75?8.6

3?604.65m3/d

采用間歇式排泥，剩余污泥量為604.65m/d，含水率P1＝99.2％，污泥濃度為8.6㎏/ 3m；濃縮后的污泥濃度為31.2g/L，含水率P2＝97％。3.2.1.2濃縮池各部分尺寸計算

（1）濃縮池的直徑

采用兩個圓形間歇式污泥濃縮池。有效水深h2取2m，濃縮時間取16h。則濃縮池面積

A?TQ24H?16?604.6524?2?201.42m3

則其污泥固體負荷為：

M?QCA?604.65?8600201.42?25.8kg/m?d

3濃縮池污泥負荷取20-30之間，故以上設計符合要求。采用兩個污泥濃縮池，則每個濃縮池面積為：

A0＝201.42/2＝100.71㎡

則污泥池直徑：

D?4A0??4?100.713.14?11.33m

取D=12m。（2）、濃縮污泥體積的計算

V?Q(1?P1)1?P2?604.65?(1?99.2%)1?97%

3?161.24m/d

3則排泥斗所需體積為161.24×16/24＝107.5m（3）、排泥斗計算，如圖，其上口半徑r2?D2?6m

其下口半徑為0.5，污泥斗傾角取45度，則其高h1=2.5m。則污泥斗容積

V?13h1(?r1?r1r2??r2)?184.7m>107.5m

2233（4）、濃縮池高度計算：

H=h1+h2+h3=2.5+2+0.3=4.8m 排泥管、進泥管采用D=300mm，排上清液管采用三跟D＝100mm鑄鐵管。濃縮池后設儲泥罐一座，貯存來自除塵池的新污泥和濃縮池濃縮后的剩余活性污泥。貯存來自初沉池污泥333400m/d，來自濃縮池污泥161.24 m/d。總污泥量取600 m/d。設計污泥停留時間為16小時，池深取3m，超高0.3m，緩沖層高度0.3m。直徑6.5m。

3.2.2 儲泥灌與污泥脫水機房設計計算

采用帶式壓濾機將污泥脫水。選用兩臺

機房按照污泥流程分為前后兩部分，前部分為投配池，用泵將絮凝劑加入污泥。后面部分選用7D—75型皮帶運輸機兩臺，帶寬800毫米。采用帶式壓濾機將污泥脫水，設計選用兩臺帶式壓濾機，則每臺處理污泥流量為：

Q?60024?2?12.5m3/h

選用DY—2000型帶式壓濾機兩臺，工作參數如下： 濾帶有效寬度2000毫米； 濾帶運行速度0.4-4m/min 進料污泥含水率95-98％，濾餅含水率70-80％ 產泥量50-500kg/h·㎡ 用電功率2.2kW 重量5.5噸

外形尺寸（廠×寬×高）：4970×2725×1895 根據以上數據設計污泥脫水機房。

第五篇：污水處理廠設計范例

第一章

前言

水是地球上一切生物賴以生存和發展的重要物質。當今人類社會所面臨的人口、資源、環境的危機等問題，都和水資源的質量密切相關。水資源在質量在時空上的分布不均，特別是人類活動所導致的水環境污染，已使水資源在質與量上的嚴重虧缺和污染成為較為嚴峻的環境問題，并對人類的健康及生產、生活活動構成威脅。采取積極的綜合措施防治水體污染，保護好水體環境，對已污染水進行治理，使其對環境的污染降至最低，才能使人類才能使人類得以持續地開發和利用水資源，進而實現可持續發展。

改革開放以來，經濟發展蓬勃向上，各方面的變化日新月異，國家對基礎設施建設投入加大了許多。隨著城市工業生產的發展，城市人口的遞增，城市規模的擴大，工業廢水和生活污水排出量日益增多，大量未經處理的污水直接排入周圍河流，致使城市周圍環境污染十分嚴重，不但直接污染了市區的地下飲用水，而且對河流下游地區的農業生產和人民生活造成了危害，人類和生物賴以生存的生態環境受到了日益嚴重的威脅。同時，水生態系統體現了人與水的和諧共存與協調發展，是城市生態系統的主要組成部分和關鍵因素，與一個城市的可持續發展密切相關。因而，城市污水治理已成為當前迫切需要解決的問題之一。

理論是用于實踐的，將自己在課堂上所學的知識，尤其是專業知識用于本次畢業設計之中，以提高自己的工程設計能力，為自己走上工作崗位進行工程設計打下堅固的實踐基礎。通過畢業設計，能夠熟悉并掌握排水工程的設計內容、設計原理、方法和步驟，能根據原始設計資料正確地獨立地選定設計方案，掌握污水廠設計的基本流程及各構筑物的設計方法，熟悉設計計算書和設計說明書的編寫內容和編制方法，并繪制工程圖紙。

第二章

工程概況

2.1 城市概況

2.1.1 性質、歷史特點及行政區劃

湘鄉，湘軍故里，楚南重鎮，古稱龍城。位于湖南省中部，北鄰韶山22公里，東距長沙80公里，為長株潭城市群資源節約型，環境友好型社會建設綜合配套改革實驗區重要工業基地和休閑旅游城市?？偯娣e2011平方公里，人口90萬，下轄3鄉15鎮4個街道辦事處。

湘鄉土地肥沃，農業發達。全市有耕地66萬畝，是全國糧豬生產百強縣（市）。建有優質水稻、畜牧、水產、水果、經濟林等五大類農產品基地；分割肉、皮革、飼料、蛋品已成為全國的集散地；大米、生豬、茶葉、干椒、火培魚等飲譽海內外。礦藏資源豐富，物產充裕；工業布局合理，門類齊全?，F已勘明優質礦藏30多種，“棋梓灰巖”、含鋅天然礦泉水、白云石、矽石、石膏、滑石、鐵、錳等質優量多。形成了以冶金、建材、食品、機電、化工、制革為主體的現代工業格局。市內有湖南韶峰水泥集團有限公司、五礦（湖南）鐵合金有限責任公司、湖南有色氟化學有限責任公司、湖南燕京啤酒有限公司、湘潭堿業有限公司、湖南景湘肥業有限公司等全國大型企業。韶峰水泥、驕楊系列啤酒、皮革產品等一批名優產品暢銷全國各地。

2.1.2 自然條件 1.地理

湘鄉市交通便利，電力充足，通信發達。湘黔鐵路、洛湛鐵路、320國道、婁湘高等級公路、湘柘公路、上瑞高速公路、滬昆高速鐵路（建設中）橫貫全市東西南北。高標準水泥路通鄉到村入戶，市內數十條公共汽車線路、5個出租汽車公司，編織了以市城為軸心的交通網絡。

2.氣候

湘鄉靠近北回歸線，是較為典型的亞熱帶季風濕潤氣候。四季分明，雨量充沛，雨熱同季，土地肥沃，溪河密布，作物生長期長，是著名的糧豬強市。

3.地質地貌

全市海拔高程在100米以下，相對高差小于10米，地面坡度小于5度的平原有500平方公里；海拔高程100—150米，地面坡度5—15度，相對高差10—60米的崗地約600平方公里；海拔高程120—300米，地面坡度15—25度，相對高差60—200米的丘陵有450平方公里；海拔300米以上，地面坡度25度以上，高差200米以上的山地有400多平方公里。

4.水文

湘鄉市主要水系為漣水匯入的一級支流有13條。漣水最大年徑流量為61.43億立方米，最少年徑流量16.80億立方米

2.2 排水現狀

湘鄉市城區排水體制已基本由原來的合流制體制改造為分流制體制，沒有污水處理設施，管網總長度為66km，密度為5.46m/km2。縣城區排水主管網至擬新建污水處理廠的排水系統已基本形成，通過排水管道匯入緊靠新建污水處理廠的界水暗涵。城區污水通過界水暗涵排至新建污水處理廠，排水系統的輸送能力能保證二期污水處理廠4萬m3/d的工程規模。

2.3 工程建設的必要性

近年來，以經濟建設為中心，改革開放以來三十年間，城鎮建設迅速發展，由于沒有污水處理設施，對周圍環境已經造成巨大破壞。原有排水體制已遠遠跟不上經濟發展的需要，制約社會經濟進一步發展。

漣水河，是該市主要的河流。漣水河流經西北邊界，該市的主要水源。但近年來漣水河河水質受到嚴重污染，沿河兩岸地下水遭到不同程度的污染，嚴重影響了湘鄉市的經濟和兩岸人民身體健康。由于該市尚無污水廠，如果污水不加以治理，直接排入河內，則對該市的生態環境也會有嚴重的影響。

目前，國內各城市間除了政策、交通、地理、服務外，提供完善的基礎設施，創造優美清新的環境已成為新的競爭點，吸引投資已由初期注重數量轉為更加注重質量，因此更需加強環保及基礎設施建設，排水工程作為基礎設施和環保的重要組成部分，成為重點建設項目之一。

污水處理廠項目的建設，關系到當地居民的切身利益，是發展城鎮建設重要的基礎設施。項目建成后，可以改善當地居民的生活環境，也可以改善當地的經濟發展環境，更可以提高人民的身體健康水平。

總之，為使環境保護的步伐能夠跟上經濟發展的步伐，徹底消除湘鄉市污水對湘江流域的污染，保護這一地區的生態環境，保證人民的身體健康，興建湘鄉市污水處理廠是必要的和緊迫的，它具有顯著的社會效益、經濟效益和環境效益。

2.4 建設湘鄉市污水處理廠的可行性

首先，國家對環境治理、保護水資源、控制水污染提到議事日程，在政策與資金方面給與大力的支持。隨著我國國民經濟的發展，水體污染問題日益嚴重，社會各界將更加關注水體的環境保護和治理工作，有利于該工程的盡早實施。

該市地處中國的中地區，氣候因素對污水處理廠的影響不大，因此，只要污水處理

廠的設計參數選用合理，工程措施采用得當，取得良好的處理效果是不存在任何問題的。

污水處理工程屬于城市公益事業，以往都被無償使用，導致污水處理廠的建設和運營都存在資金問題。因此，必須早下決心，解決污水的無償排放問題。這樣，由市財政、受益各企事業單位和社會各界共同出資，工程項目資金問題是能夠解決的。

湘鄉市市政府非常重視此項工作，進行了縣城總體規劃工作，對城市的環境保護做了很多工作。在我國，環境保護工作作為一項基本國策，受到了社會和各級人民政府的重視。中央人民政府和相關的管理部門頒布了一系列法律和法規，以保證這一基本國策的執行。這樣一個惠民工程一定能得到政府的大力支持。

第三章

方案論證

3.1 水質情況的論證

3.1.1 進水指標

根據湘鄉市污水處理廠工程可行性研究報告，湘鄉市污水處理廠工程環境影響報告書的批復及湘鄉市污水處理廠籌建處提供的水質化驗報告，并參考類似工程，確定污水處理廠進廠水質指標如下: COD ：260mg/L

BOD5：130mg/ L SS ：

170mg/ L

TKN ：23mg/ L TP：

3.5mg/ L

T≥12oC PH：

7.6

總堿度：270 mg/L（以CaCO3計）3.1.2 出水指標

根據國家現行《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002），湘鄉市污水處理廠工程可行性研究報告及湘鄉市污水處理廠工程環境影響報告書的批復，接納水體的環境容量確定出廠水質指標為：

COD≤60mg/L

BOD5≤20mg/L SS ≤20mg/L

NH4+-N≤2mg/L

NO3--N≤10mg/L

TP ≤1 mg/L

pH：7～8 3.1.3 處理程度計算 1.BOD5的去除率 ??2.COD的去除率 ??3.SS的去除率 ??4.N的去除率 ??5.P的去除率 ??因此可以得到下表

130?20?100%?84.6% 130260?60?100%?76.9% 260170?20?100%?88.2% 17023?10?100%?56.5% 233.5?1?100%?71.4% 3.5

表3.1 各種污染物處理程度

單位：mg/L 項目 進水 出水 去除率 BOD5 130 20

84.6%

COD 260 60

76.9%

SS 170 20 88.2%

N 23 10 56.5%

P 3.5 1 71.4% 設計計算按以上標準進行。

3.2 水量情況的論證

本工程根據湘鄉市城區的實際情況分二期建設。

近期污水量為4×104m3/d，其中生活污水和工業廢水所占比例約為1:1.25。近期工業廢水量見下表。

根據污水量的組成比例，故一期生活污水量最大約為4×104m3/d。遠期污水量: 遠期增加排放污水量2×104m3/d，預計增加污水量構成如下：

生活污水：0.7×104m3/d； 工業廢水：1.3×104m3/d。

所以近期污水量為4×104m3/d，遠期的污水量為6×104m3/d。

3.3 污水處理廠廠址的論證

該污水處理廠處于欄馬槽村，為新建污水廠，規劃用地面積117.3畝,其中包括二期污水處理預留地和污水再生利用預留地。城市海拔高度105.0m，場地平整。污水廠進水口位于廠區東北角，進水污水管管底標高100.39m。廠址位于湘鄉市城區東部，交通便利。連接污水處理廠的排水管網已基本形成。廠區附近建有220KV變電站一座，可滿足廠內供電需要。污水經處理后出水靠重力流直接排入漣水河,該河流符合《地表水環境質量標準》中的Ⅲ類標準。河水最高水位103.40m。地下水水位深度3～4m。

綜上所述，項目擬建在湘鄉市城區東部，該地區臨近河道，規劃用地117.3畝，所需土地、水、能源等條件當地能夠解決。此外，該地區位于城市主導風向的下風向，不會對縣城居民的正常生活造成影響。符合污水處理廠的建設要求?？梢栽诖颂幗ㄔO污水處理廠。

3.4 污水處理工藝的論證

該設計在水質處理中要求達到上述的處理效果。即要求處理工藝既能有效地去除BOD5、CODcr、SS等，又能達到脫氮除磷的效果。目前，用于城市污水處理具有一定脫氮除磷效果的污水處理工藝可以分為兩大類：第一類為按空間進行分割的連續流活性污泥法；第二類為按時間進行分割的間歇式活性污泥法。按空間分割的連續流活性污泥法

是指各種功能在不同的空間（不同的池子）內完成。目前，較成熟的工藝有：A-A-O工藝、氧化溝法和AB法。按時間進行分割的間歇式活性污泥法，近年來，已發展成多種改良型，主要有：傳統SBR法、CASS法等。為達到該處理要求，現提出三種可供選擇的處理工藝：

3.4.1 A-A-O工藝

A-A-O工藝，是英文Anaerobic-Anoxic-Oxic第一個字母的簡稱。按實際意義來說，本工藝稱為厭氧-缺氧-好氧法更為確切。

該工藝在厭氧—好氧除磷工藝(A2／O)中加一缺氧池，將好氧池流出的一部分混合液回流至缺氧池前端，以達到硝化脫氮的目的。A2／O法的可同步除磷脫氮機制由兩部分組成：一是除磷，污水中的磷在厭氧狀態下(DO<0.3mg/L)，釋放出聚磷菌，在好氧狀況下又將其更多吸收，以剩余污泥的形式排出系統。二是脫氮，缺氧段要控制DO<0.5 mg/L，由于兼氧脫氮菌的作用，利用水中BOD5作為氫供給體(有機碳源)，將來自好氧池混合液中的硝酸鹽及亞硝酸鹽還原成氮氣逸入大氣，達到脫氮的目的。

首段厭氧池，流入原污水及同步進入的從二沉池回流的含磷污泥，本池主要功能為釋放磷，使污水中P的濃度升高，溶解性有機物被微生物細胞吸收而使污水中BOD5濃度下降；另外，NH3-N因細胞的合成而被去除一部分，使污水中NH3-N濃度下降，但NO3-N含量沒有變化。

在缺氧池中，反硝化菌利用污水中的有機物作碳源，將回流混合液中帶入的大量NO3-N和NO2-N還原為N2釋放至空氣，因此BOD5濃度下降，NO3-N濃度大幅度下降，而磷的變化很小。

在好氧池中，有機物被微生物生化降解，而繼續下降；有機氮被氨化繼而被硝化，使NH3-N濃度顯著下降，但隨著硝化過程使NO3-N的濃度增加，P隨著聚磷菌的過量攝取，也以較快的速度下降。所以，A2／O工藝它可以同時完成有機物的去除、硝化脫氮、磷的過量攝取而被去除等功能，脫氮的前提是NH3-N應完全硝化，好氧池能完成這一功能，缺氧池則完成脫氮功能。厭氧池和好氧池聯合完成除磷功能。

在好氧池的活性污泥中能積累磷的微生物，可以大量吸收溶解性磷，把它轉化成不溶性多聚正磷酸鹽在體內貯存起來，最后通過二次沉淀池排放剩余污泥達到系統除磷的目的。

1.該工藝流程簡單，實現同步除磷、脫氮、去除有機的工藝，具有以下特點：(1)厭氧、缺氧與好氧池三個池子嚴格分開，為不同微生物群體提供了有利條件。

(2)絲狀菌在厭氧池與好氧池不斷交替運行中受到抑制，克服活性污泥膨脹，-7-

活性污泥指數一般小于100mL/g以下，有利于二沉池的泥水分離。

(3)厭氧池與缺氧池只設液下攪拌器，使污水和污泥充分接觸，所需電量小，運行成本也低。

2.目前該法在國內外得到廣泛應用，但也存在以下缺點：

(1)脫氮和除磷對外部環境條件的要求是相互矛盾的，脫氮要求有機負荷較低，污泥齡較長，而除磷要求有機負荷較高，污泥齡較短，往往很難權衡。

(2)回流污泥中含有硝酸鹽濃度較高，進入厭氧放磷池后，使厭氧放磷效果下降，也影響好氧池吸磷效率。

(3)回流污泥與進水全部進入厭氧池，造成缺氧池碳源不足。

(4)為了降低回流污泥中的硝酸鹽，必須提高混合液回流量，回流量的提高增加電耗。

本工藝在系統上是最簡單的同步脫氮除磷工藝，總水力停留時間小于其他同類工藝，在厭氧（缺氧）、好氧交替運行的條件下可抑制絲狀菌繁殖，克服污泥膨脹，SVI值一般小于100，有利于處理后污水和污泥的分離，運行中在厭氧和缺氧段內只需輕緩攪拌，運行費用低。由于厭氧、缺氧和好氧三個區嚴格分開，有利于不同微生物菌群的繁殖生長，因此脫氮除磷效果非常好。目前，該法在國內外使用較為廣泛。但傳統A-A-O工藝也存在著本身固有的缺點。另外，回流污泥中含有大量的硝酸鹽，回流到厭氧池中會影響厭氧環境，對除磷不利。

3.4.2 CASS工藝

CASS生物處理法是周期循環活性污泥法的簡稱，最早產生于美國，90年代初引入中國，CASS池分預反應區和主反應區。在預反應區內，微生物能通過酶的快速轉移機理迅速吸附污水中大部分可溶性有機物，經歷一個高負荷的基質快速積累過程，這對進水水質、水量、PH和有毒有害物質起到較好的緩沖作用，同時對絲狀菌的生長起到抑制作用，可有效防止污泥膨脹；隨后在主反應區經歷一個較低負荷的基質降解過程。CASS工藝集反應、沉淀、排水、功能于一體，污染物的降解在時間上是一個推流過程，而微生物則處于好氧、缺氧、厭氧周期性變化之中，從而達到對污染物去除作用，同時還具有較好的脫氮、除磷功能。

1.優點：

（1）建設費用低：省去了初次沉淀池、二次沉淀池及污泥回流設備，建設費用可節省10%～25%；

（2）工藝流程短，占地面積少；

（3）運轉費用?。河捎谄貧馐侵芷谛缘模貎热芙庋醯臐舛纫彩亲兓?，沉淀階段和排水階段溶解氧降低，重新開始曝氣時，氧的濃度梯度大，傳遞效率高，節能效果顯著，運轉費用可節省10%～25%；

（4）有機物去除率高，出水水質好；

（5）管理簡單，運行可靠：污水處理廠設備種類和數量較少，控制系統比較簡單，工藝本身決定了不發生污泥膨脹；

（6）污泥產量低，污泥性質穩定； 2.缺點：

（1）微生物種群之間的復雜關系有待研究

CASS系統的微生物種群結構與常規活性污泥法不同，菌群主要由硝化菌、反硝化菌、聚磷菌和異氧型好氧菌組成。目前對非穩態CASS系統中微生物種群之間的復雜的生存競爭和生態平衡關系尚不甚了解，CASS工藝理論只是從工藝過程進行一些分析探討，而理清微生物種群之間的關系對CASS工藝的優化運行是大有好處的，因此仍需加強對這方面的理論研究工作。

（2）生物脫氮效率難以提高

一方面硝化反應難以進行完全。硝化細菌是一種化能自養菌，有機物降解由異養細菌完成。當兩種細菌混合培養時，由于存在對底物和DO的競爭，硝化菌的生長將受到限制，難以成為優勢種群，硝化反應被抑制。此外，固定的曝氣時間也可能會使得硝化不徹底。另一方面就是反硝化反應不徹底。CASS工藝有約20%的硝態氮通過回流污泥進行反硝化，其余的硝態氮則通過同步硝化反硝化和沉淀、閑置期污泥的反硝化實現，其效果不理想也是眾所周知的。在沉淀、閑置期中，由于污泥與廢水不能良好的進行混合，廢水中部分硝態氮不能與反硝化細菌接觸，故不能被還原。此外，在這一時期，由于有機物己充分降解，反硝化所需的碳源不足，也限制了反硝化效率的進一步提高。這兩方面的原因使得CASS工藝脫氮效率難以提高。

（3）除磷效率難以提高

污泥在生物選擇器中的釋磷過程受到回流混合液中硝態氮濃度的影響比較大，在CASS工藝系統中難以繼續提高除磷效率。

（4）控制方式較為單一

目前在實際應用中的CASS工藝基本上都是以時序控制為主的，其缺點是顯而易見的，因為污水的水質不是一成不變的，因此采用固定不變的反應時間必然不是最佳選擇。

3.4.3 DE氧化溝工藝

DE氧化溝是丹麥Kruger公司在間歇運行的氧化溝基礎上發展的一種新型的氧化溝。DE氧化溝為雙溝半交替工作式氧化溝系統，具有良好的生物脫氮功能。若在DE氧化溝前增設一個厭氧池可實現生物除磷。二沉池與氧化溝分設，并有獨立的污泥回流系統。兩個氧化溝相互連通，串聯運行，交替進水。溝內設曝氣轉

碟，高速運轉時曝氣充氧，低速工作時只推動水流，基本不充氧，使兩溝交替處于缺氧和好氧狀態，從而達到脫氮除磷的目的。

由于DE型氧化溝也歸屬于氧化溝，故兼有氧化溝的優點。1.氧化溝共有的優點：

（1）氧化溝結合推流和完全混合的特點，有力于克服短流和提高緩沖能力，通常在氧化溝曝氣區上游安排入流，在入流點的再上游點安排出流。入流通過曝氣區在循環中很好的被混合和分散，混合液再次圍繞CLR繼續循環。這樣，氧化溝在短期內（如一個循環）呈推流狀態，而在長期內（如多次循環）又呈混合狀態。這兩者的結合，即使入流至少經歷一個循環而基本杜絕短流，又可以提供很大的稀釋倍數而提高了緩沖能力。同時為了防止污泥沉積，必須保證溝內足夠的流速（一般平均流速大于0.3m/s），而污水在溝內的停留時間又較長，這就要求溝內由較大的循環流量（一般是污水進水流量的數倍乃至數十倍），進入溝內污水立即被大量的循環液所混合稀釋，因此氧化溝系統具有很強的耐沖擊負荷能力，對不易降解的有機物也有較好的處理能力，與此同時，對水溫、水質、水量的變化適應性較強。

（2）氧化溝具有明顯的溶解氧濃度梯度，特別適用于硝化－反硝化生物處理工藝。氧化溝從整體上說又是完全混合的，而液體流動卻保持著推流前進，其曝氣裝置是定位的，因此，混合液在曝氣區內溶解氧濃度是上游高，然后沿溝長逐步下降，出現明顯的濃度梯度，到下游區溶解氧濃度就很低，基本上處于缺氧狀態。氧化溝設計可按要求安排好氧區和缺氧區實現硝化－反硝化工藝，不僅可以利用硝酸鹽中的氧滿足一定的需氧量，而且可以通過反硝化補充硝化過程中消耗的堿度。這些有利于節省能耗和減少甚至免去硝化過程中需要投加的化學藥品數量。

（3）可不考慮設初沉池。

（4）污泥齡較長，有較好的反硝化脫氮的效果。

（5）污泥的產率低，且多以達到穩定狀態，故無需設置消化池。（6）構筑物較少，流程較簡單。

（7）氧化溝的整體功率密度較低，可節約能源。氧化溝的混合液一旦被加速到溝中的平均流速，對于維持循環僅需克服沿程和彎道的水頭損失，因而氧化溝可比其他系統以低得多的整體功率密度來維持混合液流動和活性污泥懸浮狀態。據國外的一些報道，氧化溝比常規的活性污泥法能耗降低20％－30％。

2.DE型氧化溝除了具有普通氧化溝的優點外，還具有：

（1）由于兩溝交替硝化與反硝化，缺氧區和好氧區完全分開，污水始終從缺氧區進入，因此可保持較好的脫氮效果，且不需要混合液內回流系統，在這方面，DE型氧化溝是優于CASS工藝的；

（2）單獨設置二沉池，提高了設備的利用率和池體容積的利用率；

（3）同時兩溝池體和轉刷設備的交替運轉均可通過自控程序進行控制運行；（4）加設厭氧池，提高了除磷效果。3.DE型氧化溝的缺點：

（1）DE氧化溝存在氧化溝的溝深較淺，因此占地面積較大。

（2）由于工藝為了滿足兩溝交替硝化與反硝化的功能需要，曝氣設備按照雙電機配置，投資和運行費用較高，并且增加了設備投資和運行檢修的復雜性。

綜上所述，再結合本設計水量4萬噸每天的水量（資料表明，在4×104m3/d規模以下，氧化溝的基建費用明顯低于A2／O工藝），在基建費用方面、能耗方面（氧化溝無需內回流），構筑物的復雜程度方面，DE氧化溝優于A2／O工藝，而在脫氮除磷方面DE型氧化溝優于CASS工藝。故本設計選取DE氧化溝工藝。

3.5 DE氧化溝的機理

DE氧化溝是指兩個相同容積的氧化溝組成的處理系統。DE型氧化溝為雙溝半交替工作式氧化溝系統，具有良好的生物除氮功能。它與D型、T型氧化溝的不同之處是二沉池與氧化溝分開，并有獨立的污泥回流系統。而T型氧化溝的兩側溝輪流作為沉淀池。

DE氧化溝內兩個氧化溝相互連通，串聯運行，交替進水。溝內設雙速曝氣轉碟，高速工作時曝氣充氧，低速工作時只推動水流，基本不充氧，使兩溝交替處于厭氧和好氧狀態，從而達到脫氮的目的。

若在該系統前增設厭氧池，回流污泥與原污水在厭氧池中混合，則可以實現生物脫氮除磷。

3.5.1 DE型氧化溝生物脫氮過程

DE型氧化溝生物脫氮作用是通過氧化溝本身的特殊的運行方式，創造一定的條件使硝化和反硝化作用在氧化溝中交替發生而完成的。整個運行過程分為四個階段，如下圖所示。每循環一個全過程大約需要4-8小時。

1.階段A 污水通過配水井流入轉碟低速運行的溝①，轉碟的轉速控制為僅能維持水和污泥的混合并推動水流循環，但并不供氧，使溝①處于缺氧狀態，迫使該溝利用在前一段運行時產生的硝酸鹽中的氧來降解有機物，而進水提供了反硝化所需的能量，進行反硝化。溝②轉碟高速運行，充氧并進行硝化過程，溝②中有足夠的氧，以保證有機物的降解，使氨氮轉化為硝酸鹽。同時溝②出水堰降低，處理水由溝②流入二沉池。

2.階段B 污水還是通過配水井流入溝①，不過此時溝①轉碟高速運行，充氧曝氣，進行硝化

過程。B段運行時間取決于該段末了時溝中的剩余氧量，溝②出水堰還是降低，繼續出水。

3.階段C

由溝①進水改為溝②進水，此時溝①中轉碟高速運行，繼續充氧，而溝②轉碟低速運行，僅維持泥水混合，不供氧，溝①出水堰降低，處理后的水由溝①流入二沉池。與階段A類似，惟一不同的是反硝化作用此時在溝②進行，而硝化作用在溝①進行。

4.階段D

階段D與階段B相類似，工藝條件相同，唯一不同的是溝①和溝②的進出水剛好倒過來。

3.5.2 DE型氧化溝生物除磷過程

為了利用DE型氧化溝進行生物除磷，必須在DE型氧化溝前設置一個厭氧池，該池中配有攪拌器，以防止污泥沉積。污水經過厭氧-好氧段聯合達到除磷的目的，而與缺氧-好氧段聯合達到脫氮、除磷的目的。DE型氧化溝除磷就是按照此原理進行設計和運行的。整個過程分為四個階段。

1.階段A

原污水與二沉池的回流污泥均流入厭氧池，池中攪拌器使之充分混合，防止污泥沉淀，混合液經調節堰后流入溝①。溝①在前一段已進行了充分曝氣和硝化作用，細菌已吸收了大量的磷，在階段A，溝①中轉碟低速運行，維持缺氧條件；溝②出水調節堰板降低，處理后的水由溝②排入二沉池。在階段A末了時，溝①中磷的濃度將會上升，因為溝①處于缺氧條件，進行反硝化過程，磷將會釋放到水中。而溝②轉碟高速運行，細菌吸收污水中的磷。溝②中磷的濃度下降。

2.階段B

原污水與二沉池的回流污泥經混合、配水后還是進入溝①，不過此時溝①、溝②轉碟均高速運轉進行充氧，進水中的磷和階段A溝①釋放的磷進入好氧條件的溝②中，溝②中混合液磷含量低，水由溝②排入二沉池。

3.階段C 階段C與階段A相類似，溝①和溝②的工藝條件互換，功能剛好相反。4.階段D 階段D和階段B相類似，溝①和溝②的工藝條件相同。兩個溝中高速運行充氧使吸收磷的微生物和硝化細菌有更多的工作時間。

階段A

階段B

階段C

階段D

圖3.1 DE氧化溝運行方式簡圖

初步擬定各階段的時間

表3.2 氧化溝工作周期的設定

階段 時間（h）階段A 1.5

階段B 0.5

階段C 1.5

階段D 0.5 從上述的運行過程來看，通過適當調節處理過程的不同階段，則可以得到低濃度的TP和TN的出水。

3.6 確定流程

3.6.1 確定工藝流程

1.選擇處理工藝流程選定應考慮的因素：（1）原廢水水質和廢水的處理程度（2）工程造價與運行費用（3）當地的自然條件

（4）廢水的水量及其動態變化（5）運行管理與施工 2.工藝流程

湘鄉市污水處理廠由于水量較少（Q=40000m3/d），屬于典型的中型水處理設施，這類中型水處理設施的一般工藝流程如下圖

圖3.2 工藝流程圖

（1）前處理設施：

前處理設施的目的是保證后續水泵工作以及改善進水水質和水處理功能。在一級處理單元前，進行流量調節、除浮物和砂；由于本設計是為生活污水和工業廢水工藝設計，近期污染源主要是居民的廚房、衛生間流出來的有機物質和工廠生產廢水，因此需設計中格柵。以有機物居多（糖類、氨氮和脂肪等），含油量較少，因此本設計不設置除油池，只設置沉砂池。

（2）污水提升泵：

在進水埋深較大且經水處理設施重力流動，使出水能排入水體時，需要設置提升泵。本設計由于地形關系必須在中格柵后設置污水提升泵。

（3）初沉池：

初沉池是沉淀分離污水中的懸浮物，減輕后續生物處理單元負荷的預處理設施。

（4）反應池；

是生物處理的主要設施，用于去除污水中的有機物以及氨氮的硝化和反硝化等。

（5）二沉池：

將反應池出水進行泥水分離，獲得澄清的出水以及濃縮的污泥的重要處理設

施，是二級處理的最后處理單元。

（6）深度處理設施：

指將二級出水進一步處理，獲得更好水質的處理設施。在小區中水處理工藝中是必須的處理設施。本設計處理的水達到國家排放標準后將直接排入河流中不做中水回用。

（7）消毒設施：

是為了保證出水安全而設置的，用于殺死處理水中的大腸菌等細菌。因此，排入受納水體前應考慮消毒。

3.6.2 工藝流程的確定

生產構筑物有：粗格柵、進水泵房、細格柵、沉砂池、厭氧池、DE氧化溝、二沉池、回流污泥泵房、紫外線消毒池、濃縮脫水機房；

1.粗格柵、進水泵房(1)粗格柵、進水粗格柵是污水廠的第一道預處理設施，可去除大尺寸的漂浮物和懸浮物，以保護進水泵的正常運轉，并盡量去掉那些不利于后續處理過程的雜物。

本次粗格柵設計，選擇了兩種形式:鋼絲繩格柵除污機和回轉式固液分離機，鋼絲繩格柵除污機國內外使用較多，運轉性能較好，性能穩定，特別適用于深水使用。國內該類產品質量及性能與進口設備相比差距較大，但進口產品價格昂貴?；剞D式固液分離機近年在國內使用較多，運轉效果較好，該設備由動力裝置、機架、清洗機構及電控箱組成，動力裝置采用懸掛式渦輪減速機，結構緊湊，調整維修方便，適用于市政污水處理廠預處理工藝。這兩種設備均能滿足使用要求，但考慮到維護保養，運行效果及產品適用性等多種因素，本設計推薦采用回轉式固液分離機。

(2)進水泵房

污水進入污水處理廠后，須由污水泵提升至沉砂池，污水泵選型選用TLW型無堵塞立式污水泵，維護時用起吊設備吊起，因此進水泵房設在集水池上面，留有檢修的空間即可。

2.沉砂池

沉砂池主要用于去除污水中粒徑大于0.2mm，密度大于2.65t/m3的砂粒。以保護管道、閥門等設施免受磨損和阻塞。

沉砂池有平流式、豎井式、曝氣式和旋流式四種。平流式沉砂池具有構造簡單、處理效果較好、工作穩定的優點；豎井式沉砂池通常用于去除較粗（粒徑在0.6mm以上）的砂粒，結構比較復雜，污水由中心管進入池內后自下向上流動，無機物顆粒借助重力沉于池底，處理效果一般較差，目前生產中采用較少；曝氣

沉砂池則是在池的一側通入空氣，使污水沿池旋轉前進，從而產生與主流方向垂直的橫向恒速環流。砂粒間產生摩擦作用，可使砂粒上懸浮性有機物得以有效分離，且不使細小懸浮物沉淀，便于砂粒和有機物的分別處理和處置；旋流式沉砂池則是利機械控制污水的流態和流速，加速砂粒的沉淀，具有沉砂粒徑小、效果好、占地省的優點。綜合考慮各種因素，本設計采用了旋流沉砂池。

3.生物處理池

生物處理池是污水處理的主體構筑物，在DE氧化溝內，而微生物則處于好氧、缺氧周期性變化之中，本設計在DE氧化溝前增設厭氧池，不僅去除BOD，同時還具有較好的脫氮、除磷功能；

DE氧化溝的供氧采用轉碟曝氣機。4.二沉池

沉淀池主要用于完成混合液的分離和污泥額部分濃縮，使出水懸浮物濃度達到所要求的排放標準和回流污泥達到一定的濃度。

常用的二沉池有圓形二沉池和矩形二沉池兩種，結合國內的使用經驗和本工程的實際情況，從投資省、管理簡單、運行可靠角度考慮推薦采用中間進水周邊出水的圓形二沉池，本設計采用輻流式二沉池，由于本設計每組的流量不是很大，故采用中心進水周邊出水的輻流式二沉池。

5.回流污泥泵房

由于DE氧化溝增設了厭氧池，故需要污泥回流泵房。6.消毒

城市污水經二級處理后，水質改善，但仍可能含有超標的大腸桿菌和病毒，因此，排入受納水體前應考慮消毒。

污水處理廠常用的接觸消毒滅菌方法有投氯消毒和紫外線消毒兩種。初步擬定紫外線消毒。

3.7 污泥處理和處置工藝

污水處理過程中一部分污染物質轉化成了污泥。污泥含水率高、有機物含量較高，不穩定，還含有致病菌和寄生蟲卵，若不妥善處理和處置，將造成二次污染。因此必須對污泥進行處理和處置。

污水處理廠的全部建設費用中，用于處理污泥的約占20%~ 50%，甚至70%。所以污泥處理是污水處理系統的重要組成部分，必須予以充分重視。綜合考慮各種因素，并且選擇合理的處理方法。

污泥處理的目的是：降低水分，減少污泥體積，便于運輸和處置；避免磷的釋放和污染。

圖3.3 城市污水處理廠傳統的污泥處理流程

3.7.1 污泥濃縮脫水

剩余活性污泥直接用濃縮脫水一體機脫水。3.7.2 污泥穩定

氧化溝，工藝產生的剩余污泥量較少，污泥穩定性好，脫水性能佳，通常不需要再進行穩定化處理，可直接脫水。

3.8 污泥最終處置

目前我國城市污水處理廠污泥大都采用填埋方式處置，國外許多國家對污泥處置采用較多的方法是焚燒、衛生填埋、堆肥、干化利用等。

3.8.1 焚燒

對污泥進行焚燒處置，可以做到污泥的無機化和無害化。

用于污泥焚燒處理的焚燒爐有多層焚燒爐、流化床焚燒爐、點紅外焚燒爐、復合床焚燒爐等，常用的是多層焚燒爐和流化床焚燒爐。

1.焚燒處置的優點

（1)對污泥處置迅速，減容量大（70~90%），無害化程度高。

（2)占地面積小。2.焚燒處置的缺點

（1)工藝復雜，一次性投資大。

（2)設備數量多，操作管理復雜，能耗高，運行管理費亦高。

（3)潛在的大氣污染及二噁英危險。焚燒法適于經濟發達地區。3.8.2 堆肥

污泥與其它填充劑混合高溫堆肥，污泥腐熟程度高，病原體和寄生蟲卵去除較徹底。堆肥可使富含氮、磷等元素的污泥用作肥料或者土壤改良劑。生污泥、消化污泥或經過化學穩定處理的污泥都可以進行堆肥處理。

常見的污泥堆肥方法有三種。1.好氧靜態堆肥

脫水泥餅與粗的填充劑如木削混合，混合物堆放在填料床上，填料床內設有風管，采用鼓風機進行供氧，空氣流動方式可以上流式或下流式。料堆表面用一

層熟料覆蓋，以便隔離和吸收臭氣。堆肥過程完成后，可以將堆料打碎，采用篩分機把填充劑分離出來，以便再用。

2.好氧動態堆肥

混合料被堆放成長條形，料堆應具有較大的比表面積，以便進行空氣的對流與擴散。也可以強制鼓風。料堆由機械設備進行周期性的翻堆。還有一種DANO工藝，污泥在旋轉的滾筒中進行好氧發酵，需氧由鼓風機供給。該法機械化程度高，周期短，環境條件好，是最先進的堆肥工藝。但動力消耗和維護工作量大。

3.料倉堆肥

混合料從堆肥倉的一端進入，向堆肥倉的出料端運動，達到足夠的停留時間后離開堆肥倉。采用強制鼓風的方式使空氣通過堆肥倉，混合料則可以以不進行擾動的推流方式或進行周期性混合的方式經過堆肥倉。

在堆肥過程中，微生物活動需要氧氣，產生二氧化碳、水蒸氣和熱量。雖然堆肥的溫度可以超過70℃，但是常用的堆肥溫度為50~60℃，經過3~10d，堆肥溫度逐漸下降。在堆肥過程中除需要供氧外，還需要除去廢氣、水蒸氣和熱量。通氣量可以控制堆肥溫度和干化速率。

堆肥過程可以除去水分，污泥的含固率可以由40%提高到50%。堆肥最大的缺點是生產周期較長，必須嚴格控制污泥中的重金屬等有害物，堆肥產品受市場影響較大。

3.8.3 衛生填埋

污泥衛生填埋是把脫水污泥運到衛生填埋場與城市垃圾一起，按衛生填埋操作進行處置的工藝。常見的有厭氧和兼氧衛生填埋兩種。

衛生填埋法處置具有處理量大、投資省、運行費低、操作簡單、管理方便，對污泥適應能力較強等優點。但亦具有占地大，容易堵塞滲濾液收集系統，滲濾液及臭氣污染較重等缺點。

衛生填埋法適宜于填埋場地容易選取、運距較近、有覆土的地方。迄今為止，衛生填埋法是國內外處理城市污水處理廠脫水污泥最常用的方法。

根據湘鄉市的實際情況，污泥最終處置方法建議將脫水泥餅運送至垃圾衛生填埋場，與城市垃圾一并填埋處理。

第四章

污水處理廠工程設計

4.1 廠區平面設計

4.1.1 廠區總平面布置原則

1.功能分區明確，構筑物布置緊湊，減少占地面積。2.流程力求最短、順暢，避免迂回重復。

3.變電中心布置在靠近主要用電負荷處，以便降低能耗。4.建筑物盡可能布置為南北朝向。

5.廠區綠化率不低于30%，總平面布置滿足消防要求。6.道路連接順暢，便于管理。4.1.2 功能分區

處理廠平面按功能分為廠前區、生產區，各區之間采用道路和綠化帶相隔和連接，保證良好的工作環境和方便工作。

4.1.3 廠區平面設計 1.廠前區布置

廠前區設在全廠的南面，布置有廠區主出入口、綜合樓、停車場等等。廠前區與生產區之間用綠化隔離帶和道路分開，保證廠前區優美的環境。綜合樓樓上可以俯視污水廠全廠及廠區周圍，風景優美，視野開闊。

2.生產區布置

污水從廠區的東北角引入，處理后從西面排入漣水河。

污水處理系統布置在廠區的中部。遠期預留地設在北面污泥濃縮脫水間布置在廠區的西北角，也便于運泥，廠區的污泥、柵渣等從廠區北面的側門進出，可以避免對廠前區環境的影響。

以上布置緊湊，功能分區明確，流程順暢。3.廠區道路

為了便于交通運輸、消防、設備的安裝維護，道路布置成環狀，每個建（構）筑物間均有道路相通，廠內道路寬7m，道路轉彎半徑大于6m，混凝土路面。

4.廠區給排水（1)廠區給水

廠區給水通過市政給水管網供給。主要用于生活、生產及消防等。生產生活引入管和消防引入管分開，分別從市政管網引入。

（2)廠區排水

廠區排水為雨污分流制，廠區雨水由道路雨水口收集后匯入廠區雨水管道，并自流排除廠外；廠內生活污水、生產污水等經廠內污水管道收集后匯入粗格柵前的進水閘井，與進廠污水一并處理。

4.2 廠區豎向設計

4.2.1 設計地面高程 1.現狀地面高程

根據廠區地形圖，廠區較為平坦，現狀高程基本為海拔105.0m左右。2.廠區設計地面高程

污水處理廠的處理水靠重力直接排入漣水河，河水最高水位為103.40m。4.2.2 豎向設計

在保證工程設施安全的基礎上，充分考慮土方平衡以及運行費用的條件，盡可能減少構筑物的基礎處理、挖填方量和節省運行費用。構筑物的設計高程根據排放水體的高程計算，保證處理后的水靠重力排入漣水河。排放水體的高程按河水最高水位103.40m計，則以此為基礎計算整個污水廠構筑物的高程，同時核對與地質條件的關系，盡量減少基礎處理的費用。

4.3 污水處理生產構（建）筑物工藝設計

污水處理生產構筑包括粗格柵、進水泵房、細格柵、旋流沉砂池、厭氧池、DE氧化溝池、紫外線消毒池、污泥濃縮脫水機房等。

4.3.1 粗格柵格柵間 1.設計規范規定

（1）粗格柵：機械清除時宜為16～25mm，人工清除時宜為25～40mm。特殊情況下，最大間隙可為100mm；

（2）水泵前，應根據水泵要求確定。

（3）污水過柵流速宜采用0.6～1.0m/s。除轉鼓式格柵除污機外，機械清除格柵的安裝角度宜為60°～90°。人工清除格柵的安裝角度宜為30°～60°。

（4）格柵除污機，底部前端距井壁尺寸，鋼絲繩牽引除污機或移動懸吊葫蘆抓斗式除污機應大于1.5m；鏈動刮板除污機或回轉式固液分離機應大于1.0m。

（5）格柵上部必須設置工作平臺，其高度應高出格柵前最高設計水位0.5m，工作平臺上應有安全和沖洗設施。

（6）格柵工作平臺兩側邊道寬度宜采用0.7～1.0m。工作平臺正面過道寬度，采用機械清除時不應小于1.5m，采用人工清除時不應小于1.2m。

（7）粗格柵柵渣宜采用帶式輸送機輸送；

（8）格柵除污機、輸送機和壓榨脫水機的進出料口宜采用密封形式，根據周圍環境情況，可設置除臭處理裝置。

（9）格柵間應設置通風設施和有毒有害氣體的檢測與報警裝置。2.設計水量計算近期：Q平均 Kz?4?104??1666.8m3/h?463L/s

242.7?1.37 0.11Q平均 Qmax?Q平均?Kz?5.48?104m3/d?2283m3/h?634L/s 遠期：Q平均6?104??2500m3/h?694.4L/s

24Kz?2.7?1.31 0.11Q平均Qmax?Q平均?Kz?7.86?104m3/d?3275m3/h?910L/s 3.進出水閘井工藝設計

進出水閘井與格柵間合建，相關尺寸參見格柵間的尺寸。

進水閘井的的作用就是使匯集來的污水穩定，以利于后續處理。進水閘井長為2.5m。

出水閘井的長為2.5m。

選取QFZh24W-0.5輕型方閘門，規格為800mm?800mm,4套。進水閘井和閘門的水頭損失估為0.25m。4.格柵間的計算（1）格柵間隙數

n?Qmaxsin?

（4.1）

Nbhvn—格柵間隙數 Qmax—設計流量(m3/s)b—格柵柵條間隙(m)h—格柵柵前水深(m)v—格柵過柵流速(m/s)α—格柵傾角(°)

設計中Q=0.634 m3/s，h=0.8m，b=0.02m，v=0.8m/s，α=75°。

0.634sin75?n??24.33取24

2?0.02?0.8?0.8（2）格柵槽寬度

B=S(n-1)+bn（4.2）

B=S(n-1)+bn =0.015×23+0.02×24=0.825m B—格柵槽寬度(m)

S—每根格柵條的寬度(m)設計中S=0.015m。

表4.1 粗格柵選型

型號 GH-800-20 設備寬度mm

800

格柵間隙mm

安裝角度 75°

電機功率kw

0.75 由 B=S(n-1)+bn

0.015×(n-1)+0.02×n=0.8m n=23.28,n取23 v?Qmaxsin?

Nbhnv=0.85m/s（3）柵前渠道長度

取l1取1200mm（規范規定不小于1000mm）。

（4）由于格柵井設置在地下，本水廠地面高程為105.0m，格柵井的地板高程

105?99.92?1.36m取1.5m。約為99.92m,故格柵井水平投影長約為

tan75?（5）出水渠道的長度

由于要安裝皮帶運輸機，方便工作人員操作，柵后出水渠道取3m（大于規范規定的配水長度500mm）。

（6）通過格柵的水頭損失

S3v2 h1?k?()sin?（4.3）

b2gh1—通過格柵的水頭損失;β—格柵條的阻力系數，柵條斷面為鏡邊矩形時β=2.42;k—格柵受污物堵塞時的水頭損失增大系數，一般采用k=3。

4-23-

S3v2h1?k?()sin?

b2g0.01530.7162)sin75? =3?2.42?(0.022?9.8?0.18m（實際取0.2m）44（7）格柵槽總長度（包括進出水閘井長度和各池壁厚）L=0.5+2.5+0.4+1.2+1.5+3.0+0.4+2.5+0.5=12.5m L—格柵槽總長度 0.5—格柵井壁厚

0.4—閘井和明渠之間的壁厚（8）每日柵渣量

W?W—每日柵渣量(m3/d)；

W1—每日每103m3污水的柵渣量(m3/103m3),一般采用0.04-0.06(m3/103m3)。本設計W1=0.05 m3/103m3

W?86400?0.463?0.05

1000=2 m3/d＞0.2 m3/d

86400QW1（4.4）1000應采用機械除渣及皮帶輸送機輸送柵渣，采用機械柵渣打包機將柵渣打包，汽車運走。

（9）進出水設計

城市污水通過混凝土管道（按遠期設置）送入進水閘井，查的混凝土管的曼寧粗糙系數n為0.013-0.014，取0.013，查最小坡度條件下的非滿管流量表,對應遠期流量0.91 m3/s，在最小坡度為0.0006，應取充滿度為0.75，對應管徑為1300mm的管道。進、出水閘井寬為3.6m，長均為2.5 m，柵前水深0.80 m，出水深度0.75 m。

4.3.2 進水泵房的設計 1.特點及一般規定

（1）特點：污水泵站的特點是連續進水，水量較小，但變化幅度大；水中污雜物含量多，對周圍環境的污染影響大。所以污水泵站應該使用適合污水的水泵和清污量大的格柵除污機，集水池要有足夠的調蓄容積，水泵的運行時間長，應考慮備用泵；泵站的設計應盡量減少對環境的污染，站內要提供較好的管理、檢

修條件。

（2）一般規定：

①應根據遠近期污水量，確定污水泵站的規模。泵站設計流量應與進水管之設計流量相同。

②應明確泵站是一次建成，還是分期建設，是永久性還是半永久性，以決定其標準和設施。并根據污水經泵站抽升后，出水入河渠，還是進水處理廠處理來選定合適的泵站位置。

③在分流制排水系統中，雨水泵房與污水泵房可分建在泵站院內不同位置，也可以合建在一座構筑物里面，但水泵、集水池和管道應自成系統。

④污水泵房的集水池與機器間合建在同一構筑物內時，集水池和機械間需設防水隔墻分開，不允許滲漏，作法按結構設計規范要求；集水池與機器間分建時要保持一定的施工距離，避免不均勻沉降，其中集水池多采用圓形，機器間多采用方形。

⑤泵站地下構筑物不允許地下水滲入，應設有高出地下水水位0.5m的防水設施，作法見《給水排水工程結構設計規范》。

⑥注意減少對周圍環境的影響，結合當地條件，是泵站與居住房屋和公共建筑保持一定的距離，院內須加強綠化，盡量做到庭院園林化，四周建隔離帶。

2.選泵

（1）設計水量、水泵全揚程：

①污水泵站設計流量按最大日、最大時流量計算，并應以進水管最大充滿度的設計流量為準。

②水泵全揚程H 計算公式為

H≥H1+H2+h1+h2+h3（4.5）

式中：

H1——吸水地形高度（m），為集水池經常水位與水泵軸線標高之差；其中經常水位是集水池運行中經常保持的水位，在最高與最低水位之間，由泵站管理單位根據具體情況決定；一般采用平均水位；

H2——壓水地形高度（m），為水泵軸線與經常提升水位之間高差； h1——吸水管水頭損失（m），一般包括吸水喇叭口、90度彎頭、直線段、閘門、漸縮管等，v12 h1??1（4.6）

2gh2——出水管水頭損失（m），一般包括漸擴管、止回閥、閘門、短管、90

度彎頭（或三通）、直線段等，2v2 h2??2（4.7）

2gξ1,ξ2,—局部阻力系數； v1—吸水管流速（m/s）； v2—出水管流速（m/s）； g—重力加速度，為9.81m/s2；

h3—安全水頭（m），估算揚程時可按1.0-2.0m計；詳細計算時應慎用，以免工況點偏移。

（2）選泵考慮的因素

①設計水量、水泵全揚程的工況點應靠近水泵的的最高效率點；

②由于水泵在運行過程中，集水池中的水位是變化的，所選水泵在這個變化范圍內處于高效區；

③當泵站內設有多臺水泵時，選擇水泵時應當注意不但在聯合運行時，而且在單泵運行時都應處于高效區；

④盡量選用同型號水泵，方便維護管理；水量變化大時，水泵臺數較多時，采用大小水泵搭配較為合適；

⑤遠期污水量發展的泵站，水泵要有足夠的適應能力；

⑥污水泵站盡量采用污水泵，并且根據來水水質，采用不同的材料。（3）常用污水泵

①WL、WTL型立式污水泵（又稱無堵塞立式污水泵）； ②MN、MF型立、臥式污水泵； ③PW、PWL型臥、立式污水泵； ④WQ型潛水污水泵； ⑤F型耐腐蝕污水泵。

其中無堵塞污水泵及潛水污泵均為無堵塞、防纏繞葉輪采用單流道、雙流道結構，污物通過能力好；MN及MF系列污水泵的優點是能輸送含固體顆粒及含纖維材料的污水；PW及PWL型是傳統污水泵。各種水泵均有較寬的性能范圍。

（4）污水泵站的調速運行：在污水泵站中，使用微機控制變速與定速水泵組合運行，可以保持進水水位穩定、降低能耗、提高自動化程度，是一項節能的有效方法。

調速電動機的數量可根據水泵的總臺數，來水量變化曲線及水泵壓力管路的特性曲線選用，一般采用一臺調速電動機配一臺水泵，與一臺或多臺常速電動機配套的水泵同時運轉較宜。常速電動機所配水泵每臺的容量應小于變速電動機所

配水泵最高速率運轉時的容量，兩者配合運行可較穩定。

（5）水泵啟動方式

①自灌式：污水泵站為常年運轉，采用自灌式較多，啟動及時，管理簡便，尤其對開停比較頻繁的泵站，使用自灌式較好；

②非自灌式：在泵站深度大、地下水位高的情況下，可采用非自灌式污水泵站。大中型泵站可采用真空泵啟動，為減少真空泵的開停次數，亦可采用加真空罐的辦法。中小型泵站可采用密閉水箱，泵前水柜引水，或鴨管式無底閥引水。

（6）水泵數量

污水泵站工作泵及備用泵數量可按下表選用：

表4.2 污水泵站工作泵及備用泵數量

類別 同一型號 工作泵臺數(臺)1~4 5~6 >6

備用泵臺數(臺)1~2 2

兩種型號 類別

工作泵臺數(臺)

1~4 5~6 >6

備用泵臺數(臺)2(各1)2(各1)注：非常年運轉的泵站，備用泵可放在倉庫里。3.污水泵站的計算 已知：

（1）進水管管底標高為99.64m，管徑DN1300，充滿度0.75；（2）出水管提升后的水面標高為108.57m；（3）地面標高為105m。采用自灌式。

最大秒流量為Q1=634L/s

選擇集水池與機器間合建式的矩形泵站，近期考慮3臺水泵（其中一臺備用），遠期考慮4臺水泵（其中一臺備用），每臺水泵的流量為634/2=317L/s。

①選泵前總揚程估算

集水池有效水深取為3m，常水位取為2.5m。

采用的是自灌式，所以前面的公式中的H1+H2表示的是集水池常水位與出水水位之差。即H1+H2=108.57-(99.64+1.3×0.75-0.5)=8.46m。

h1為吸水管水頭損失，一般包括吸水喇叭口、90度彎頭、直線段、閘門、漸縮管等。

h2為出水管水頭損失，一般包括漸擴管、止回閥、閘門、短管、90°彎頭（或三通）、直線段等。

先估算h1+h2=1.0m，安全水頭h3取為1.0m。

則水泵的揚程為8.46+1.0+1.0=10.46m。初步選定以下型號的泵。

表4.3 泵的選型

排 出

型 號 口 徑(mm)300TLW-540ⅡA 300

流量(m/h)1172

11.4

3轉速

揚程(m)

(r/min)735

功率(kW)55

效率

重量(kg)

(%)77

3000 ②實際計算

進水管路這里只考慮有一個喇叭口的局部水頭損失，進水喇叭口的局部水頭損失為（??0.1），進水口的直徑由型號確定為300，則管內流速為：

4Qmax4?0.634??4.48m/s 2?D22?3.14?0.32則進水部分的水頭損失為： v?v24.482h1???0.1??0.1m

2g2?9.8潛水泵分管DN500上有１個漸擴管連接(ξ=0.11)，止回閥１個（ξ=1.7），DN500蝶閥一個(ξ=0.1)，DN500的90°彎頭１個（ξ=0.9），4Q4?0.317??1.62m/s 出水管內流速為 v2??D23.14?0.52則出分管水管的局部水頭損失為

v22h2?(0.11?1.7?0.1?0.9?0.5)?0.44m

2?9.8出水分管管長為10m，沿程損失為h3=0.06m 總管DN700，L=40.6m，管上有1個三通，1個90度彎頭，１個出口，流速為1.65m /s，v22h3?(1.5?0.9?1.0)?0.47m

2?9.8沿程水頭損失為h4＝0.16m

所以總水頭損失為h1+h2+h3＋h4=0.1+0.44+0.06+047＋0.16=1.23m，則實際所需要的揚程為H1+H2+h1+h2+h3=8.46+1.23=9.69m<11.4m，可見所選的水泵可以滿足要求。

起吊設備應能提升最重的一個設備。其中最重的泵的重量為3000kg。因此選用3噸電動葫蘆門式起重機。該起重機的具體參數見下表。

表4.4 起吊設備選型

電動葫蘆

起重量(t)跨度(m)提升 高度(m)懸臂 長度(m)

工作 制度

型號

起重 速度(m/s)

運行 速度(m/s)

運行 速度(m/s)

運行機構 減速機 ZSC400-III-0.75/37.3電動機 型號

功率Kw

Yzr132M-6 3 14 6 7 A5 CD 8/0.8 20 30 4.集水池（1）一般規定

①集水井與進水閘井、格柵井合建時，宜采用半封閉式。閘門及格柵處敞開，其余部分盡量加頂板封閉，以減少污染，敞開部分設欄桿及活蓋板，確保安全。

②集水池單建或與機器間合建時，應做成封閉式，池內設通氣管，通向池外，并將管口做成彎頭或加罩，高出室外地面至少0.5m，以防雨水及雜物入內。有條件時，可在通氣管上加有生物填料的防臭設施。

③全日制運行的污水泵站，集水池的容積是根據工作水泵組停車時啟動備用機組所需的時間計算的，也就是由水泵開停次數決定的。當水泵機組為人工管理時，每小時水泵開停次數不宜多于3次，當水泵組為自動控制時，每小時開啟次數由電機的性能決定。由于現階段不能排除人工管理，所以污水泵站的集水池有效容積一般按不小于一臺泵的5min的出水量計算。

④小型污水泵站，由于夜間流量很小，通常在夜間停止運行，在這種情況下集水池的容積必須能容納夜間的流量。

⑤集水池的容積在滿足安裝格柵、吸水管的要求、保證水泵工作時的水力條件及能夠及時流入污水抽走的前提下，應盡量小些，以減少造價，減輕污染物的沉積和腐化。

⑥集水池清池排空設施：集水池一般設有污泥斗，池底作成不小于0.01的斜坡，坡向污泥斗。從平臺到池底，應設供上下用之扶梯。平臺上應有供吊泥用的梁勾、滑車。

（2）設計計算

集水池的容積按最大一臺泵6min的出水量計算，有效水深取為2m。集水池容積，采用相當于一臺泵6min的容積：

Wmin=0.317×6×60=114.12m3，其中每臺水泵的流量是317L/s。

4×2 3

集水池內有效水深采用H=2m，則集水池面積為Fmin=57.06m2。具體尺寸設計如下：

長度方向上，集水池前、穿孔配水墻前的配水部分取1200mm,配水穿孔墻取150mm。規范規定機組突出部分與墻壁的凈距不宜小于1.2m，在長度方向上所選水泵泵基礎的長度為850mm,故穿孔墻離泵中心線距離?。?.2+0.425）=1.625m,實際取1.65m。泵軸線離墻的距離取(0.425+1.2+0.5+0.2)=2.325m取2.5m,其中0.425m為泵基礎長度，1.2m為泵的突出部分離墻的最小距離，0.5m為壓水管直徑，0.2m為管與墻的凈距。

寬度方向上，規范規定機組突出部分與墻壁的凈距不宜小于1.2m，在寬度方向上水泵基礎為1050mm，設計泵軸線離墻2.0m。規范規定水泵機組基礎間的凈距不宜小于1.0m，所以設計泵軸線之間的距離為2.5m,本設計選用三臺水泵，兩用一備，遠期留出位置但不安裝。

L實=6.5m,B實=11.5m F實=74.75m2,W實=149.5m3。

吸水喇叭口為（1.3-1.5）D，D為吸水管直徑，此處為300mm,設計中吸水喇叭口取450mm, 最低水位離喇叭口0.4m,喇叭口離集水坑底為0.6m。

為防止集水池內沉積物的積累腐化，因此在集水池內設一沖洗管，定期沖洗。5.泵房形式的選擇 泵房形式選擇的條件：

（1）由于污水泵站一般為常年運轉，大型泵站多為連續開泵，小型泵站除連續開泵運轉外，亦有定期開泵間斷性運轉，故選用自灌式較方便。只有在特殊情況下才選用非自灌式泵房。

（2）選用矩形泵房。4.3.3 細格柵

設計中選擇兩組細格柵，即N=2。1.格柵間隙數

n??Qmaxsin??（4.8）???Nbhvn?—格柵間隙數 Qmax—設計流量(m3/s)

b?—格柵柵條間隙(m)h?—格柵柵前水深(m)v?—格柵過柵流速(m/s)

??—格柵傾角(?)

設計中Qmax?0.634m3/s，h??0.75m，b??0.007m，v??0.8m/s，???60?。

0.634sin60?n???70.24取70

2?0.007?0.75?0.82.格柵槽寬度

B?=S?（n?-1）+b?n?（4.9）

B?=S?（n?-1）+b?n?=0.01?69?0.007?70?1.18m B?—格柵槽寬度(m)S?—每根格柵條的寬度(m)設計中S??0.01m。

表4.5 粗格柵選型

型號 XWB-Ⅲ-1.2-1.5 設備寬度mm

1200

格柵間隙mm

安裝角度 60°

電機功率kw

0.8 由B?=S?（n?-1）+b?n? 0.01×（n-1）+0.007×n=1.2m n??71.2，n?取,71

v??Qmaxsin??

Nb?h?n?v??0.8m/s

3.進水渠道長度

進水長度取1.5m（大與規范規定的最小長度1.0m）4.出水渠道漸窄部分的長度

??l2B??B1? ?2tan?2B1?—出水明渠寬度(m)B1?=1200mm

??30? ?2??l25?1.2?3.3m

2tan30?5.通過格柵的水頭損失

4S?3v?2??k??()h1sin??（4.10）

b?2g-31-

h1?—通過格柵的水頭損失;β—格柵條的阻力系數，柵條斷面為鏡邊矩形時β=2.42;k?—格柵受污物堵塞時的水頭損失增大系數，一般采用k?=3。

0.0130.82h1?=3?2.42?()sin60?

0.0072?9.8?0.33m

4實際設計中取0.35m 6.柵后明渠總高度

??h2?

H??h??h1 H?—柵后明渠總高度(m)；

?—明渠超高(m)。

h2??0.6m

本設計h2H??0.75?0.35?0.6=1.7m

7.格柵槽總長度

L?=0.35+1.5+1.0+2.5+0.35+1.5+3.3 =10.50m L?—格柵槽總長度

H1?—格柵明渠的深度

1.7=0.98m≈1.0m,由于安裝柵渣無軸螺旋輸送機需預留tan60?一定安裝位置，和檢修位置，這里取2.5m。閘門后直段配水長度取1.5m，漸窄部格柵水平投影為分的長度前面已計算為3.3m,0.35m為墻厚。

8.每日柵渣量 W??86400QW1? 1000W?—每日柵渣量(m3/d)；

W1?—每日每103m3污水的柵渣量(m3/103m3),一般采用0.04-0.06 m3/103m3。

本設計W1?=0.1 m3/103m3

W??86400?0.463?0.1

1000=4 m3/d＞0.2 m3/d

應采用機械除渣及柵渣無軸螺旋輸送機輸送柵渣，采用螺旋壓榨機榨干柵

渣。

表4.6 細格柵間設備的選取

設備名稱 柵渣無軸輸送機 螺旋壓榨機

型號 QDLS-260 XLY型，N=2.5KW 9.進水和出水渠道

提升泵房的污水經DN700的管道送入進水渠道，設計中取進水渠道寬進水水深0.75m，出水明渠道寬1.2m，出水深度0.75m。

4.3.4 旋流沉砂池

渦流沉砂池（也稱旋流式沉砂池、鐘式沉砂池）是利用水力渦流，使泥沙和有機物分開，加速沙礫的沉淀，以使達到除砂目的。該池型具有基建、運行費用低除砂效果好等優點。

1.設計參數：

（1）沉砂池按去除密度為2.65g/cm3、粒徑0.2mm以上的砂粒設計（2）最高時流量的停留時間不應小于30s；（3）設計水力表面負荷宜為150～200m3/(m2·h)；

（4）有效水深宜為1.0～2.0m，池徑與池深比宜為2.0～2.5；（5）池中應設立式槳葉分離機。

（6）污水的沉砂量，可按每立方米污水0.03L計算，其含水率為60%密度為1500kg/ m3；合流制污水的沉砂量應根據實際情況確定。

（7）砂斗容積不應大于2d的沉砂量，采用重力排砂時，砂斗斗壁與水平面的傾角不應小于55°。

（8）沉砂池除砂宜采用機械方法，一般采用泵吸是式或氣提式機械排沙，并經砂水分離后貯存或外運。采用人工排砂時，排砂管直徑不應小于200mm。排砂管應考慮防堵塞措施。

（9）沉砂池超高不宜小于0.3m。2.設計計算

湘鄉市的最大污水流量為6×104m3/d，本污水廠設2座旋流沉砂池，給排水設計手冊第五冊，根據本設計的流量，可得渦流沉砂池的尺寸如下表：

表4.7 渦流沉砂池尺寸

設計水量/(104m3/d)沉砂池直徑/m 沉砂池深度/m 砂斗直徑/m 砂斗深度/m

3.60 3.65 1.45 1.50 1.70（1）沉砂池的沙量計算 Q=0.03×6?104=1800L/d（2）設備選型

表4.8 旋流沉砂池的設備

設備名稱 沉砂池空氣提砂機 砂水分離器 羅茨鼓風機

參數或型號 n=12-20r/min，N=1.5KW

Sf-260,Q=5-12L/s XBJ型，N=7.5KW

數量 2 2 1 4.3.5 厭氧池 1.厭氧池溶劑的計算

（1）Qmax=Qp×Kz=40000×1.37=5.48×104m3/d（2）單池的容積

生物反應池中厭氧區（池）的容積，可按下列公式計算： Vp?

tPQmax（4.11）24?n式中：Vp—厭氧區（池）容積(m3)；

tp—厭氧區（池）停留時間（h），宜為1～2h； Qmax—設計污水流量(m3/d)。n—厭氧池的數量 設計中tp=1h，n=2。

1?5.48?104Vp??1142m3

24?2（3）工藝尺寸的設計 單池尺寸：B×L×H=27×8.5×5（4）核算水力停留時間

氧化溝設計中污泥回流比宜采用60%-100%，本工程設計回流比為100%，按60%-100%核算水力停留時間。

R=100%時，tmin=

V實際11Qmax?Q回22?27?8.5?5?0.5h?30min（4.12）

1142?1142R=60% tmax =V實際27?8.5?5??0.625h?37.5min

10.6Qmax?Q回1142?685.222所以實際水力停留時間約30-40min,基本符合除磷的要求。2.主要設備選型

厭氧選擇池的混合攪拌器采用潛水攪拌器，每格一臺，攪拌器的選型一般由裝機功率確定，裝機功率可通過廠家提供的攪拌器功率圖查出，也可按經驗公式V?39?8.5?5?3??2500w 計算，裝機功率P?0.60.6選取QJB40/6型潛水攪拌器兩臺，額定功率4kw。

4.3.6 氧化溝的設計計算 1.氧化溝的設計參數

（1）污泥濃度（MLSS）：2500-4500mg/L（2）污泥負荷：0.05-0.1kg BOD5/kgMLVSS（3）污泥齡:10-30d

（4）每千克BOD5需氧量：1.6-2.5kgO2/kg BOD5 2.氧化溝的設計計算

（1）出水溶解性BOD5（mg/L）：

出水中每增加1 mg/L SS就會引起0.3-1.0 mg/L BOD5的增加，為了保證氧化溝出水BOD5≤20mg/L，就必須控制出水中溶解性BOD5的濃度。

S= Se + S1（4.13）S—出水中溶解性BOD5濃度，mg/L； Se—出水BOD5濃度，mg/L； S1—出水中SS產生的BOD5，mg/L。其中

S1?1.42?VSS?TSS?(1?e?0.23?5)（4.14）TSS-35-

VSS?TSS?(1?e?0.23?5)?1.42?0.7?20?(1?e?0.23?5)?13.59mg/L TSSS=20-13.59=6.41 mg/L S1?1.42?（2）好氧區容積V1(分為兩組，以下為計算一組的數據)。

為達到污泥好氧穩定，污泥齡應保持在20-30d,而需同時脫氮除磷時可取12-20d，設計中θc=16d，污泥產率系數Y=0.75，污泥內源代謝系數Kd=0.055，污泥濃度4kg/m3.揮發性污泥濃度MLVSS=0.7×4=2.8 kg/m3，則 VY?c(So?S)Q1?X V(1?Kd?c)?130?6.41?Y??40000c(So?S)Q0.75?16?V31?10002X?K?V(1d?c)2.8?(1?0.055?16)?5635m

（3）好氧區停留時間（t1）

tV1=15635Q=20000?24?6.8h（4）剩余污泥量

?X=Q?SY1?K+QX1-QXe d?c式中Q?SY1?K—每日產生的生物污泥量；

d?cQX1—每日污水中不揮發的SS的量； QXe—每日按排放標準可以排走的SS的量。

?X?20000?（0.13?0.00641）?(0.751?0.055?16)?20000?(0.17?0.17?0.7)?20000?0.02?1606.1kg/d每降解1kg BOD5所產生的干污泥量為

?XQ（S o?Se）?X1606Q（S?S?.1?0.73kg/kgBOD5

oe）20000?(130?201000)設污泥含水率為99.2%，則每天的剩余污泥量為：

4.15）4.16）4.17）（

（

（1606.1?2?401.5m3/d?16.73m3/h

0.008?1000選取GSL-100型號的帶式濃縮脫水一體機一套，處理能力為20-40m3/h。

（5）出水磷校核

假設出泥磷濃度為3.5%，則排磷量為

1606.1?0.035?56.2kg/d

進水磷的量為

3.520000??70kg/d

1000則出水磷濃度相當于

(70?56.2)?106?0.69mg/L?1mg/L

20000?1000故出水磷濃度滿足出水水質標準。（6）脫氮

①需要氧化的NH3-N量N1;氧化溝產生的剩余污泥中的含氮率12.4%，用于生物合成的含氮率為N0：

Y1000（4.18）?1?Kd?c20000N0=12.4%?Q?SN0=12.4%?Q?SY1000=6.11mg/L

?1?Kd?c20000N1=進水總氮N-出水的NH3-N N1-生物合成的N0 =23-2-6.11 =14.89mg/L

②堿度平衡：一般認為剩余堿度≥100mg/L時即可保持PH≥7.2，生物反應能夠進行。每氧化1mgNH3-N消耗7.14mg/L堿度，每還原1mgNO3-N產生3.57mg/L堿度，每氧化1mg BOD5產生0.1 mg/L堿度，原水堿度為270mg/L（以CaCO3計）。

剩余堿度=原水堿度-硝化耗堿+碳化生堿+反硝化生堿 =270-7.14×14.89+0.1×(130-6.41)+3.57×(14.89-10)

=193.5mg/L≥100 mg/L 這足保持PH≥7.2

③脫氮量N2=進水TN-出水TN-用于生物合成的氮N0 =23-12-6.11 =4.89 mg/L ④脫氮所需的容積V2

脫硝率qdn=qdn(20)×1.08(t-20)（4.19）1.08—溫度修正系數

qdn(20)—20℃的脫硝率，其取值范圍為0.03~0.06 [(kgNO3－N/(kgMLSS·d)] 本設計t≥12℃，qdn(20)=0.06[(kgNO3－N/(kgMLSS·d)] 12℃時qdn(12)= qdn(20)×1.08(12-20)=0.06×1.08(12-20)

=0.033[(kgNO3－N/(kgMLSS·d)]

V22=

QNq dn(12)XVV2?20000?4.8932=QNq2800?1058m

dn(12)XV0.033?⑤脫氮的水力停留時間 tV2=2Q?105820000?24?1.3h ⑥總池容V?V1?V2?5635?1058?6693m3 總停留時間T=VQ?24?669320000?24?8h ⑦校核污泥負荷

NQSos?XV

NQSo20000s?XV??0.134?6693?0.097kgBOD/kgMLSS 0.097×0.7= 0.068kgBOD/kgMLVSS,在0.05-0.1 kgBOD/kgMLVSS范圍.單溝尺寸為B?L?H?12m?53m?4.5m

4.20）

4.21）（（圖4.1 厭氧池、氧化溝計算簡圖

（7）氧化溝供氧量計算

設計溫度為12℃-25℃，設計按T=25℃時計算供氧量。①碳化需氧量

碳化需氧量=BOD需氧量-揮發性剩余污泥的需氧量+污泥內源呼吸需氧量

R1?Q(So?Se)?K1?X??K1bV1XV（4.22）

R1—碳化需氧量(kgO2/d)； Q—污水流量，為20000m3/d； S0—進水BOD，S0=130mg/L； Se—出水BOD，Se =20mg/L；

?X?—每日生物污泥量kg/d，?X?=986.1 kg/d；

K1—氧化每公斤VSS所需氧量，K1=1.42；

b—為內源呼吸需氧常數，b=0.07-0.075,此處取0.07；

V1—好氧體積，V1=5635m3.（130-6.41）20000?1000?1.42?986.1?1.42?0.07?5635?2.8 R1??K1t1?e =4000-1400+1568.3 =4168.3 kgO2/d ②硝化需氧量

硝化需氧量=去除NH3-N的需氧量-細胞合成NH3-N的需氧量

R2?K2Q(Na?Ne)?K3?X?（4.23）

Na—進水NH3-N，Na=23mg/L； Ne—出水NH3-N，Ne=2 mg/L； K2—每氧化1kg耗4.6 kgO2, K2=4.63；

K3—NH3-N合成的需氧（kgO2/d /kgVSS）, K3=0.56。

R?4.6?20000(23?2)21000?0.56?986.1

=1380 kgO2/d ③反硝化的產氧量

R3=2.85ΔN

ΔN—為反硝化被還原的NO3-N的量，ΔN =4.89 mg/L.R2.85?4.893?1000?20000?278.7 kgO2/d ④總需氧量R

R= R 1+ R 2-R 3=4168.3+1380-278.7=5270 kgO2/d 換算成標準狀態下需氧量R0 RRCs(20)o??(??CST-Ct)?1.024T?20 式中：

R0—標準狀態下的需氧量；

Cs(20)—為20℃時清水飽和溶解氧濃度，Cs(20)=9.17 mg/L； α—為氧轉移折算系數，α=0.83； β—為氧溶解度折算系數，β=0.95；

CST—為T℃氧的平均飽和度，CS25=8.38mg/L； Ct—為氧化溝平均氧濃度，Ct =2 mg/L。T=25℃時，代入數據

R5270?9.17o?0.83(0.95?0.948（8.38?2）?1.02425?20 =9329 kgO2/d

采用轉碟曝氣機曝氣，取轉碟單盤曝氣1.4 kgO2/d

按好氧容積：總容積=0.7，則充氧量R0校核 93290.7?13327 kgO2/d =555.3 kgO2/h，所需碟片n1=555.3/1.4=397氧化溝設8組轉碟，每組?3978?49.5，取50片-40-

4.24）4.25）（（3.主要設備選型

選取型號為YBP1400-A的轉碟曝氣機，參數見表4.9：

50?1?4.26?5片/米。每米安裝n2?12?2?0.25.表4.9 轉碟曝氣機的參數

規格型號 曝氣轉碟直徑 適用工作水深 適用轉速 經濟轉速 適用浸沒深度 經濟浸沒深度 單碟充氧能力 動力效率 單碟推動力 單組推動工作流速長度

單碟配用功率平均底部流速

YBP1400-A氧化溝轉碟曝氣機

1400 mm 3.5m～4.5m 50~55rpm 50rpm 400~500mm 500mm 1.30~1.56kgO2/h·ds 2.89kgO2/kw.h 30m3/ds 30m 0.6Kw

0.28m/s（水深4.5m時）

表4.10 進出水調節堰門選型

設備名稱 可調堰門

型號 DY-3000×250

數量 8 4.氧化溝附屬結構的設計 導流墻和導流板的設計

為了保持氧化溝內具有污泥不沉積的流速，減少能量損失，需設置導流墻與導流板。一般在氧化溝轉折處設置導流墻，使水流平穩轉彎，維持一定流速。另外，距轉刷前后一定距離內，在水面以下設置導流板，使水流在橫斷面內分布均勻，增加水下流速強度。

（1）導流墻的設置

為減少水頭損失、避免彎道停滯區的產生和防止彎道過度沖刷等，必須設置導流墻。

由于氧化溝中分隔內側溝的弧度半徑變化較快，其阻力系數也較高。為了平衡個彎道間的流量，導流墻可在彎道內偏置，以往的實踐經驗也表明，導流墻應設于偏向彎道的內側，避免彎道出口靠中心隔墻一側流速過低，造成回水，引起污泥下沉，設置導流墻則有利于水流平穩轉彎，減少回水的產生。

（2）導流板的設置

為了使表面較高流速的水流轉入池底，提高傳氧效率，通常在表曝器的上、下游設置導流板。下游的導流板通常設置于轉碟曝氣器下游2-4米處，與水平成60度角傾斜放置，頂部高于轉盤底部150-250毫米，且在水面下150毫米。其目的是使剛剛經過充氧并受到曝氣轉碟推動的表面高速水流轉向下部，改善溶解氧濃度和流速在垂直方向上的分布，促進溝中上層和下層水流的垂直混合，從而降低溝內表面和底部的流速差。

4.3.7 二沉池的設計計算 1.沉淀池的一般設計要求

（1）設計流量應按分期建設考慮：

①當污水為自流進入時，應按每期的最大設計流量計算。

②當污水為提升進入時，應按每期工作水泵的最大設計流量計算。

③在合流制處理系統中，應按降雨時的設計流量計算，沉淀時間不宜小于30min。

（2）沉淀池的個數或分格數不應少于2個，并宜按并聯系列設計。（3）當無實測資料時，城市污水沉淀池的設計數據，可參考如下表中的數據選用。

表 4.11 沉淀池設計參數

沉淀池類型

沉淀時間(h)0.5~2.0 1.5~4.0 1.5~4.0

表面 水力負荷

32[m/(m·h)] 1.5~4.5 1.0~2.0 0.6~1.5

污泥 含水率(%)95~97 96~98 99.2~99.6

固體負荷

2[kg/(m·d]

－ ≤150 ≤150 初次沉淀池 二次 沉淀池 生物膜法后 活性污泥法后

（4）池子的超高至少為0.3m。

（5）當表面負荷一定時，有效水深與沉淀時間之比為定值，即h2/t=q‘。一般沉淀時間不小于1.0h；有效水深多采用2~4m，對輻流沉淀池指池邊水深。

（6）沉淀池的緩沖層的高度，一般采用0.3~0.5m。

（7）污泥斗的斜壁與水平面的傾角，方斗不宜小于60o，圓斗不宜小于55o。（8）二沉池的污泥區容積按不小于2h貯泥量考慮，泥斗中污泥濃度按混合液濃度及底流濃度的平均濃度計算。

（9）排泥管直徑不應小于200mm。

（10）沉淀池的污泥一般采用靜水壓力排除，初沉池的靜水頭不應小于1.5m；二沉池的靜水頭，生物膜法后不應小于1.2m，曝氣池后不應小于0.9m。

（11）沉淀池的污泥，采用機械排泥時可連續排泥或間歇排泥，不用機械排泥時應每日排泥。

（12）采用多斗排泥時，每個泥斗均應設單獨的閘閥和排泥管。（13）沉淀池的入口和出口均應采用整流設施。

（14）為減輕堰的負荷，或為了改善水質，可采用多槽沿程出水布置。（15）當采用重力排泥時，污泥斗的排泥管一般采用鑄鐵管，其下端深入斗內，頂端敞口,伸出水面，以便于疏通，在水面以下1.5～2.0m處，由排泥管接出水平排出管，污泥藉進水壓力由此排至尺外。

（16）當每組沉淀池有兩個池以上時，為使每個池的入流量相等，應在入流口設置調節閘門，以調整流量。

（17）進水管有壓力時，應設置配水井，進水管應由井壁接入，不宜由井底接入，且應將進水管的進口彎頭朝向井底。

2.二次沉淀池的設計要求與設計參數（1）二沉池的兩項負荷：

①水力表面負荷[m3/(m2?d)]：用此項負荷保證出水水質良好。

②固體表面負荷[kg/m2?d)]：用此項負荷保證污泥能在二沉池中得到足夠的濃縮，以便于供給曝氣池所需的回流污泥，而維持良好的運行。

根據經驗，一般二沉池的固體負荷，可達到150kg/(m2?d)。斜板二沉池可考慮加大到192kg/(m2?d)。

因為目前二沉池采用的表面水力負荷都較低，計算的沉淀池的表面積可以滿足固體通量核算要求，而且固體通量法在理論上與污泥濃縮過程更為貼切，用于濃縮池的設計計算更實際。

（2）池邊水深的建議值：根據經驗，池子的直徑加大時，池邊水深也適當的加大，否則池的水力效率將降低，池的有效容積將減小。建議對二次沉淀池采用如下池邊水深（見下表）。

表 4.12 二次沉淀池池邊水深建議值

池徑（m）10-20 20-30

池邊水深（m）

3.0 3.5

池徑（m）30-40 >40

池邊水深（m）

4.0 4.0

當由于客觀原因達不到上述建議值時，為了維持沉淀時間不變，需采用較低的表面負荷值。

（3）出水堰負荷：二沉池出水堰負荷按小于1.7L/(s?m)之間考慮。（4）污泥回流設備：污泥回流設備最好是用螺旋泵或軸流泵。采用鼓風曝氣時宜用氣力提升。

3.輻流沉淀池的設計要求與設計參數

（1）池子直徑（或正方形的一邊）與有效水深的比值，宜為6～12。（2）池徑，不宜小于16m。

（3）池底坡度，一般采用0.05。

（4）一般均采用機械刮泥，也可附有空氣提升或靜水頭排泥設施。（5）當池徑（或正方形的一邊）較小(小于20m)時，也可采用多斗排泥。（6）進出水的布置方式可分為： ①中心進水周邊出水。②周邊進水中心出水。③周邊進水周邊出水。

（7）池徑小于20m，一般采用中心傳動的刮泥機，其驅動裝置設在池子中心走道板上；池徑大于20m時，一般采用周邊傳動的刮泥機，其驅動裝置設在桁架的外緣。

刮泥機旋轉速度一般為1～3r/h，外刮泥板的線速不超過3m/min，一般采用1.5m/min。

（8）在進水口的周圍應設置整流板，整流板的開孔面積為池斷面積的10%～20%。

（9）浮渣用浮渣刮板收集，刮渣板裝在刮泥機桁架的一側，在出水堰前應設置浮渣擋板。

4.輻流式二沉池設計計算（1）設計參數

表面負荷q:輻流式二沉池一般采用0.8-1.0m3/(m2/h)本設計q=0.9 m3/(m2/h)（2）二沉池的設計計算

①二沉池的表面積

A?40000?1.37Qmax24A???1269.3m2 nq0.9Qmax（4.26）nq②直徑

D?4A??4?1269.3??40.2m 本設計D取40m。

校核表面負荷

20000?1.3724q實??0.90 m3/(m2/h)1??4024-44-

③二沉池的污泥濃度

TSBS?式中：

TSBS—為二沉池底泥濃度（kg/m3）

SVI—為污泥指數，SVI≤100mL/g，沉淀效果好；SVI≥100mL/g沉淀效果差。取SVI=100mL/g，tE為污泥的濃縮時間，其取值與有無硝化或有無反硝化而不同：

無硝化（僅除BOD）tE=1.5-2.0h 有硝化、有反硝化 tE=2.0-2.5h 有硝化、無反硝化 tE=1.0-1.5h 有生物除磷 tE=1.0-1.5h

結合本工程設計工藝，有硝化+反硝化+生物除磷，故取tE=1.5h

10003TSBS?1.5?11.45kg/m3

100④回流污泥濃度TSRS

a.帶刮板式刮泥機：TSRS =0.7 TSBS； b.吸泥機吸泥： TSRS=(0.5-0.7)TSBS； c.污泥斗排泥： TSRS= TSBS。設備選用刮泥機方式 所以回流污泥濃度：

TSRS =0.7 TSBS=0.7×11.45=8kg/m3 ⑤設計回流比：

R?TSBB（4.28）

TSRS-TSBB10003tE（4.27）SVIR為回流比；TSBB為曝氣池污泥濃度，8kg/m3；TSRS為回流污泥濃度，8kg/m3。.4R??100%?100%

8-4⑥校核比污泥體積VSV≤600mL/L VSV=TSBB×SVI=4×100≤600mL/L

⑦表面污泥容積負荷：qSV(L/m2h)≤450L/m2h

qA?qSV，VSVqSV = qA×VSV=0.9×400=360 ≤450 L/m2h ⑧二沉池工藝尺寸設計計算

圖4.2 二沉池計算簡圖

a.池子直徑：D?40m b.池深

清水區：h1=0.8m

Qmax（1?R）分離區： h2?0.5?（4.29）

（1?SVI?MLSS）Qmax（1?R）0.5?1141.7?2h2?0.5???1.51m

100?4（1?SVI?MLSS）（1?）?125610000.45?qSV(1?R)緩沖區： h3?（4.30）

5000.45?qSV(1?R)0.45?360?2h3???0.65m

500500濃縮刮泥區： h4?qSV(1?R)tE（4.31）

300tE?500h4?qSV(1?R)tE360?2?1.5??1.14m

300tE?500950所以h=h0+h1+h2+h3+h4=0.3+0.8+1.51+0.65+1.14=4.4m取有效水深h′為4m，總高為4.3m。D40D??10,規范規定輻流沉淀池為?6?12,符合規范要求。h?4h?Fh?1256?4停留時間 T? ?4.4h（4.32）

20000Qmax?1.3724（3）進水部分的設計

①Q進水?Q生物（1?R）?1666.7m3/h?0.463m3/s 管徑D1=700mm，-46-

則管道流速為：

v?4Q進水4?0.463??1.2m/s ?D21??0.72②進水豎井

進水豎井的流速為0.15-0.2m/s 設流速取0.2 m/s，設豎井直徑為D，則

?0.2m/s

1?（D2?D2出泥）4Q進水出泥管直徑為700mm 計算出D=1.85m 取D=2m

則實際流速為0.168m/s，符合設計要求。出水口尺寸0.5×1.0m2,設計開5個孔。

v出水?Q進水0.463??0.185m/s?nbh5?0.5?1.0?????

③穩流筒設計 筒中流速：

v3=0.03-0.02m/s，?。?.03m/s）f?穩流筒過流面積：

Q進水0.463??15.43m2 v30.03Q進水0.463f???15.43m2

v30.03 穩流筒直徑為： D3?4f?2?（D?0.25?2）?5.09m取5m

（4）出水部分設計

①單池設計流量

20000Q單池??1.37?1142m3/h?0.317m3/s

24②環形集水槽內流量 環形集水槽內流量

q集?Q單池2?0.317?0.159m3/s 2-47-

③環形集水槽設計

采用單側集水環形集水槽計算。取槽寬b=0.8m；槽中流速v=0.6m/s。槽內終點水深：

q0.159h4???0.331m

vb0.6?0.8槽內起點水深：

h3?32h3k?h24（4.33）h4hk?3?q2gb2（4.34）

hk?3?q221.0?0.159?3?0.159m 2gb9.8?0.8222h3k2?0.1592h3?3?h4?3?0.3312?0.64m

h40.331④校核

當水流增大1倍時，q=0.317m3/s；v=0.8m/s q0.317h4???0.495m

vb0.8?0.8hk?3?q221.0?0.317?3?0.252m 22gb9.8?0.82h3k2?0.317223h3?3?h4??0.3312?0.89m h40.331設計取環形槽內水深為0.8m，集水槽總高為0.8+0.3（超高）=1.1m，采用900三角堰（見圖4.2），計算如下。

圖4.3 三角堰計算簡圖

⑤ 出水溢流堰的設計 采用出水三角堰（900）

a.堰上水頭（即三角口底部至上游水面的高度）H1=0.04m(H2O)b.每個三角堰的流量q1

q1?1.4H1（4.35）

2.5q1?1.4H12.5?1.4?0.042.5?0.000448m3/s

c.三角堰個數m1

m1?Q單池0.317??708(個)q10.000448d.三角堰中心距（雙側出水）

L1?L?(D?2b?2?0.6)??（D?2b）（4.36）?m1m1L1?L?(D?2b?2?0.6)??（D?2b）??0.335m m1m1e.校核出水堰水力負荷

q?0.317?1.34L/(m?s)?1.7L/(m?s)符合要求

?(D?2b?2?0.6)??（D?2b）（5）排泥部分設計 ①單池污泥量

總污泥量為回流污泥量加剩余污泥量 回流污泥量

3QR?Q設計?R?1142?1?1142m/h

剩余污泥量

前面已經計算每組溝的剩余污泥量是1606kg/d（干污泥），設污泥含水率為99.2%，則每天需濃縮脫水的總污泥量為401.5m3/d=16.73m3/h。

則每池的污泥總量為Q =QR+QS=1142+16.73=1159m3/h=0.322 m3/s ` ②排泥管管徑 設計流速取1m/s

D?4Q4?0.322??0.64m取0.7m ?v??1-49-

實際流速v??0.84m/s

1??D24③刮吸泥設備的選取

表4.13 刮吸水泥機主要技術參數

吸管末端最

驅動功率型號 池徑(m)

(kW)0.55

運轉速度(r/min)0.03

周邊線速(m/min)1.8-2.2

運行一周的 時間(min)68 QZBGX-40-II 40 4.3.8污泥脫水間

污泥脫水的方法有自然干化、機械脫水、烘干焚燒等方法，目前污泥脫水主要是機械脫水。

1.一般規定

（1）污泥機械脫水的設計，應符合下列規定：

①污泥脫水機械的類型，應按污泥的脫水性質和脫水要求，經技術經濟比較后選用；

② 污泥進入脫水機前的含水率一般不應大于98%；

③ 經消化后的污泥，可根據污水性質和經濟效益，考慮在脫水前淘洗。④ 機械脫水間的布置應考慮泥餅運輸設施和通道；

⑤ 脫水后的污泥應設置污泥堆場或污泥料倉貯存，污泥堆場或污泥料倉的容量應根據污泥出路和運輸條件等確定；

⑥污泥機械脫水間應設置通風設施。每小時換氣次數不應小于6次。（2）污泥在脫水前，應加藥調理。污泥加藥應符合下列要求：

①藥劑種類應根據污泥的性質和出路等選用，投加量宜根據試驗資料或類似運行經驗確定；

② 污泥加藥后，應立即混合反應，并進入脫水機。2.帶式壓濾機的工作原理

帶式壓濾機一般都分成重力脫水區、楔形脫水區、低壓脫水區和高壓脫水區四個工作區。

經過絮凝處理的污泥，首先進入重力脫水區，在重力的作用下，自由水與絮團分離，脫去污泥中大部分的自由水，然后進入楔形脫水區。在楔形區內，濾帶逐漸靠攏，污泥在兩條濾帶間開始受到輕度擠壓，污泥濃度又有所提高，同時使污泥層進一步平整，厚度均勻，為進入壓力脫水區做準備。污泥進入低壓區，在上下兩條張緊的濾帶間，從幾個按規律排列的輥壓筒中呈S形彎曲經過，考慮帶