污水处理厂设计开题报告5篇

第一篇：污水处理厂设计开题报告

污水处理厂设计开题报告模板

华东交通大学 毕业设计开题报告 题 目： 鹰潭市西湖区污水处理工程设计 学 院： 土木建筑学院 教研室： 给排水 专 业： 给水排水工程 学生姓名： 学 号： 指导教师： 职称： 教 教研室审核： 开题日期： 1 鹰潭市西湖区污水处理厂设计 摘要 鹰潭市西湖污水处理厂服务范围为西湖区域，2011 年城市人口为12 万人，工业产值为 20 亿元；根据总体规划要求，近期2015 年城市人口为16 万人，年工业产值为25 亿元；远期2020 年城市人口为22 万人，年工业产值为35 亿元；平均日综合生活用水指标为 250L/capd，工业万元产值耗水量为8.0m 3 /万元.y。市政给排水条件 随着工业的全面快速发展，信江水受到严重污染，为了经济的发展和人民生活水平的提高拟建第一污水处理厂。鹰潭市的城市排水采用合流制排水系统，污水经截污干管截流，合流管的截流倍数为2.0。污水水质如下： 项目 COD BOD 5 SS NH 3-N TP 数值 400mg/L 220 mg/L 200 mg/L 30 mg/L 4mg/L 污水经处理后，尾水经白露河排入信江。（污水总管排入污水厂标高为-5.2 米）关键词：合流制；污水处理厂；厌氧池；氧化沟

1、项目的背景、目的及意义 1.1 项目背景 鹰潭市位于江西省东北部，信江中下游。信江自东向西流经本市进入鄱阳湖。城区地下水基本为潜水，信江两岸地势低平，地下水位高，含水丰富，对工程建设有一定影响。鹰潭市地处亚热带湿润季风气候区，四季分明，气候温和，雨量充沛，阳光充足，无霜期长。季节温差大，多年平均气温 18.2℃。多年平均降雨量 1839.1mm, 最小年降雨量 1056.8mm, 最大年降雨量2736.2mm；全年无霜期272.6 天；全年主导风向以东北风为主。信江执行III 类地面水标准。鹰潭市西湖污水处理厂服务范围为西湖区域，2011 年城市人口为 12 万人，工业产值为20 亿元；根据总体规划要求，近期2015 年城市人口为16 万人，年工业产值为25 亿元；远期 2020 年城市人口为 22 万人，年工业产值为 35 亿元；平均日综合生活用水指标为 2 250L/capd，工业万元产值耗水量为8.0m 3 /万元.y。1.2 项目目的 为了改善鹰潭市西湖区当地的污水处理状况以及远期的规划，拟建一座污水处理厂，并将当地的生活污水、工业废水以及初期的部分截留雨水进行适当的处理，使污水经过一定方法处理后，达到设定的某些标准，排入水体、排入某一水体或再次使用。并结合当地的生活水平、土地资源以及材料设备的供应维修情况选择一套适用的污水处理工艺。1.3 项目意义 随着现在国家对环境问题的重视以及污水排放标准的提高，以往的处理工艺已经不达标。并且现在城市工业生产的发展，城市人口的递增，城市规模的扩大，工业废水和生活污水排出量日益增多，大量未经处理的污水直接排入周围河流，致使城市周围环境污染十分严重，不但直接污染了市区的地下饮用水，而且对河流下游地区的农业生产和人民生活造成了危害，人类和生物赖以生存的生态环境受到了日益严重的威胁。同时，水生态系统体现了人与水的和谐共存与协调发展，是城市生态系统的主要组成部分和关键因素，与一个城市的可持续发展密切相关。因而，城市污水治理已成当前迫切需要解决的问题之一。

2、城市污水处理在国内的主要研究现状 城市污水处理主要的工艺有：AB 法、SBR 法、氧化沟法、普通曝气法、A/A/O 法、A/O 法等，这几种工艺都是从活性污泥法派生出来的，且各有其特点。2.1 AB 法(Adsorption—Biooxidation)该法由德国Bohuke 教授首先开发。该工艺对曝气池按高、低负荷分二级供氧，A 级负荷高，曝气时间短，产生污泥量大，污泥负荷2.5kgBOD/(kgMLSS·d)以上，池容积负荷 6kgBOD/(m 3 ·d)以上；B 级负荷低，污泥龄较长。A 级与B 级间设中间沉淀池。二级池子 F/M(污染物量与微生物量之比)不同，形成不同的微生物群体。AB 法尽管有节能的优点，但不适合低浓度水质，A 级和B 级亦可分期建设。2.2 SBR 法(Sequencing Batch Reactor)SBR 法早在20 世纪初已开发，由于人工管理繁琐未予推广。此法集进水、曝气、沉淀、3 出水在一座池子中完成，常由四个或三个池子构成一组，轮流运转，一池一池地间歇运行，故称序批式活性污泥法。现在又开发出一些连续进水连续出水的改良性SBR 工艺，如ICEAS 法、CASS 法、IDEA 法等。这种一体化工艺的特点是工艺简单，由于只有一个反应池，不需二沉池、回流污泥及设备，一般情况下不设调节池，多数情况下可省去初沉池，故节省占地和投资，耐冲击负荷且运行方式灵活，可以从时间上安排曝气、缺氧和厌氧的不同状态，实现除磷脱氮的目的。但因每个池子都需要设曝气和输配水系统，采用滗水器及控制系统，间歇排水水头损失大，池容的利用率不理想，因此，一般来说并不太适用于大规模的城市污水处理厂。2.3 A/A/O 法(Anaerobic—Anoxic—Oxic)由于对城市污水处理的出水有去除氮和磷的要求，故国内10 年前开发此厌氧—缺氧 —好氧组成的工艺。利用生物处理法脱氮除磷，可获得优质出水，是一种深度二级处理工艺。A/A/O 法的可同步除磷脱氮机制由两部分组成：一是除磷，污水中的磷在厌氧状态下(DO<0.3mg/L)，释放出聚磷菌，在好氧状况下又将其更多吸收，以剩余污泥的形式排出系统。二是脱氮，缺氧段要控制DO<0.7 mg/L，由于兼氧脱氮菌的作用，利用水中BOD 作为氢供给体(有机碳源)，将来自好氧池混合液中的硝酸盐及亚硝酸盐还原成氮气逸入大气，达到脱氮的目的。为有效脱氮除磷，对一般的城市污水，COD/TKN 为3.5～7.0(完全脱氮 COD/TKN>12.5)，BOD/TKN 为1.5～3.5，COD/TP 为30～60，BOD/TP 为16～40(一般应＞20)。若降低污泥浓度、压缩污泥龄、控制硝化，以去除磷、BOD5 和COD 为主，则可用A/O 工艺。有的城市污水处理的出水不排入湖泊，利用大水体深水排放或灌溉农田，可将脱氮除 磷放在下一步改扩建时考虑，以节省近期投资。2.4 普通曝气法及其变法 本工艺出现最早，至今仍有较强的生命力。普曝法处理效果好，经验多，可适应大的污水量，对于大厂可集中建污泥消化池，所产生沼气可作能源利用。传统普曝法的不足之处是只能作为常规二级处理，不具备脱氮除磷功能。近几年在工程实践中，通过降低普通曝气池容积负荷，可以达到脱氮的目的；在普曝池前设置厌氧区，可以除磷，亦可用化学法除磷。采用普通曝气法去除BOD5，在池型上有多种形式(如下文所述的氧化沟)，工程上称为普通曝气法的变法，亦可统称为普通曝气法。4 2.5 氧化沟法 本工艺50 年代初期发展形成，因其构造简单，易于管理，很快得到推广，且不断创新，有发展前景和竞争力，当前可谓热门工艺。氧化沟在应用中发展为多种形式，比较有代表性的有： 帕式(Passveer)简称单沟式，表面曝气采用转刷曝气，水深一般在2.5～3.5m，转刷动力效率1.6～1.8kgO2/(kW·h)。奥式(Orbal)简称同心圆式，应用上多为椭圆形的三环道组成，三个环道用不同的DO(如外环为0，中环为1，内环为2)，有利于脱氮除磷。采用转碟曝气，水深一般在4.0～4.5m，动力效率与转刷接近，现已在山东潍坊、北京黄村和合肥王小郢的城市污水处理厂应用。若能将氧化沟进水设计成多种方式，能有效地抵抗暴雨流量的冲击，对一些合流制排水系统的城市污水处理尤为适用。卡式(Carrousel)简称循环折流式，采用倒伞形叶轮曝气，从工艺运行来看，水深一般在3.0m 左右，但污泥易于沉积，其原因是供氧与流速有矛盾。三沟式氧化沟(T 型氧化沟)，此种型式由三池组成，中间作曝气池，左右两池兼作沉淀池和曝气池。T 型氧化沟构造简单，处理效果不错，但其采用转刷曝气，水深浅，占地面积大，复杂的控制仪表增加了运行管理的难度。不设厌氧池，不具备除磷功能。氧化沟一般不设初沉池，负荷低，耐冲击，污泥少。建设费用及电耗视采用的沟型而变，如在转碟和转刷曝气形式中，再引进微孔曝气，加大水深，能有效地提高氧的利用率(提高20%)和动力效率〔达2.5～3.0 kgO2/(kW·h)〕。

3、污水厂的工艺设计 3.1 设计方案 要有至少两个或两个以上设计方案的比较，最终确定设计方案。3.2 设计计算

1、确定污水厂的处理工艺流程及处理构筑物（或设备）的类型和数量。

2、进行处理构筑物及设备的工艺设计计算。

3、进行污水厂各构筑物、建筑物以及各种管渠等总体布置。5 3.3 设计图纸 设计图纸一套（折合1#图12 张以上，手绘图不少于1 张。）：包括污水处理厂总平面布置图、污水处理厂高程布置图、泵站、单项处理构筑物施工图、污水处理厂内部给排水（含雨水）管线布置图、大样图等。3.4 设计说明书、计算书 设计说明书包括国内外污水处理常见工艺，工程概况，设计方案选定，设计说明，工程投资估算及运行成本估算等。设计计算书包括流量的确定，污水处理构筑物设计计算，污泥处理构筑物设计计算，污水厂平面及高程布置，工程投资估算及运行成本具体计算等。至少4 万字（约合80 页）以上。

4、本设计采用的设计方案 4.1 设计要求 鹰潭市西湖区污水处理厂的建设规模为近期(2015 年)3.4 万 m 3 /d，远期(2020 年)为 4.7 万 m 3 /d 污水水质如下： 表4-1 污水水质 项目 CODcr BOD5 SS NH3-N TP 数值 400mg/L 220 mg/L 200 mg/L 30 mg/L 4mg/L 污水处理后出水应达到城镇污水处理厂污染物排放标准GB18918-2002 的一级B 标准。（污水总管排入污水厂标高为－7 米）。出水要求水质如下： 理水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级B标准。根据排水要求和进水水质，计算去除率如表 1-1。表 4-2 水质处理出水及效率计算 序号 基本控制项目 一级B标准 进水水质 去除率 6 1 COD 60 400 85% 2 BOD5 20 220 91% 3 SS 20 200 90% 4 NH3-N 8（15）30 73％ 5 TP 1 4 75 %（注：[1]取温水>12℃的控制指标8,水温≤12℃的控制指标15）4.2 本设计拟采用的工艺 鹰潭市西湖区污水的排放量比较小，属于小型水厂，而且污水的处理对脱氮除磷的要求较高经过分析本设计可选择的工艺流程，有两种：

1、厌氧池+氧化沟处理工艺。

2、SBR 法处理工艺。两种工艺经过比较：氧化沟除了具有SBR 的效果外，还具有如下特点： 1)具有独特的水力流动特点，有利于活性污泥的生物凝聚作用，而且可以将其工作区分为富氧区，缺氧区，用以进行硝化和反硝化作用，取得脱氮效果； 2)不设初沉池，有机性悬浮物在氧化沟内能达到好氧稳定的程度； 3)BOD 负荷低，使氧化沟具有对水温、水质、水量的变动有较强的适应性，污泥产率低，勿需进行硝化处理； 4)脱氮效果还能进一步提高； 5)电耗较小，运行费用低。6)具有很好的除磷效果。所以本设计选用厌氧池+氧化沟处理工艺。4.3 污泥处理拟采用工艺 氧化沟出来的污泥不需要进行消化处理，可以直接进行浓缩压榨处理，由于本处理具有脱氮除磷的要求，污泥不宜进行重力浓缩，选择FDNY1000 三滤带浓缩脱水一体机，它具有占地面积小，处理效果高，耐腐蚀性强等优点。7 本设计的工艺流程为： 图4-1 工艺流程图 该工艺流程的优点： 1)具有独特的水力流动特点，有利于活性污泥的生物凝聚作用，而且可以将其工作区分为富氧区，缺氧区，用以进行硝化和反硝化作用，取得脱氮效果； 2)不设初沉池，有机性悬浮物在氧化沟内能达到好氧稳定的程度； 3)BOD 负荷低，使氧化沟具有对水温、水质、水量的变动有较强的适应性，污泥产率低，勿需进行硝化处理； 4)脱氮效果还能进一步提高； 5)电耗较小，运行费用低。6)具有很好的除磷效果。7）存储污泥的能力高。8）操作要求不高。

5、设计进度计划 序号 各阶段工作内容 起讫日期 备注 1 布置设计任务，熟悉设计资料，查找并阅读有关废水处理设计的相关文献完成开题报告 第1 周 要求学生假期内完成开题报告初稿 2 根据设计方案和工艺流 第2~3 周 8 程计算各单体构筑物 3 毕业实习日记、实习报告 第4~5 周 4 总平面布置及其管线布置 第6~7 周 5 单项处理构筑物施工图绘制（含大样图）第8~10 周 6 高程布置计算及其绘制 第11 周 7 手绘图绘制、交图纸初稿 第12 周 8 图纸校核并出图 第13~14 周 9 整理设计计算、说明书 第15 周 10 准备毕业设计答辩 第16 周

6、参考文献 [1] 张自杰.排水工程.北京：中国建筑工业出版社，2000 [2] 李圭白 张杰.水质工程学.北京：中国建筑工业出版社，2006 [3] 中国市政工程西南设计研究院主编：给水排水设计手册第1 册.北京：中国建筑工业出版社，2001 [4] 北京市市政工程设计研究院主编：给水排水设计手册第5 册.北京：中国建筑工业出版社，2001 [5] 中国市政工程西北设计研究院主编：给水排水设计手册第10 册.北京：中国建筑工业出版社，2001 [6] 中国市政工程华北设计研究院主编：给水排水设计手册第11 册.北京：中国建筑工业出版社，2001 [7] 张智.给水排水工程毕业设计（论文）指南.北京：水利水电出版社，2000 [8] 韩洪军.水处理工程设计计算.北京：中国建筑工业出版社，2006 [9] 尹士君，李亚.水处理构筑物设计计算.北京：化学工业出版社，2007 9 [10] 邰生霞，乔庆云.给水排水工程设计实践教程，机械工业出版社，2007 [11] 《室外排水设计规范》GB50014－2006 [12] 《给水排水制图标准》GB/T 50106-2001.中华人民共和国建设部，2002 [13] 《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918－2002 [14] 《地面水环境质量标准》GB3838－2002 [15] 《中华人民共和国环境保护法》 [16] GB3838－2002《地面水环境质量标准》 [17] GB50335－2002《污水再生利用工程设计规范》 [18] GJ31-89《城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准》 [19] GB14554-93《恶臭污染物排放标准》 [20] DBJ08-23-91《污水泵站设计规范》 [21] GB8978-96《污水综合排放标准》 [22] Edward S.Rubin,Cliff I.Davidson.Introduction to Engineering & the Environment[M].北京：清华大学出版社，2002.

第二篇：污水处理厂设计

第一章 设计资料

一、自然条件

1、气候：该城镇气候为亚热带海洋季风性季风气候，常年主导风向为东南风。

2、水文：最高潮水位

6.48m（罗零高程，下同）

高潮常水位

5.28m

低潮常水位

2.72m

二、城市污水排放现状

1、污水水量

（1）生活污水按人均生活污水排放量300L/人.d；（2）生产废水量按近期1.5万m3/d，远期2.4万m3/d；（3）公用建筑废水量排放系数按近期0.15，远期0.20考虑；（4）处理厂处理系数按近期0.80，远期0.90考虑。

2、污水水质

（1）生活污水水质指标为 CODcr

60g/人.d BOD5

30g/人.d（2）工业污染源参照沿海开发区指标，拟定为： CODcr

300mg/L；

BOD5

170mg/L（3）

氨氮根据经验确定为30md/L。

三、污水处理厂建设规模与处理目标

1、建设规模

该污水处理厂服务面积为10.09km2，近期（2000年）规划人口为6.0万人，远期（2020年）规划人口为10.0万人。处理水量近期3.0万m3/d，远期6.0万m3/d。

2、处理目标

根据该城镇环保规划，污水处理厂出水进入的水体水质按国家3类水体标准控制，同时执行国家关于污水排放的规范和标准，拟定出水水质指标为

CODcr≤100mg/L；

BOD5≤30mg/L；

SS≤30mg/L ； NH3-N≤10mg/L

四、建设原则

污水处理工程建设过程中应遵从下列原则：污水处理工艺技术方案，在达到治理要求的前提下应优先选择基建投资和运行费用少、运行管理简便的先进的工艺；所用污水、污泥处理技术和其他技术不仅要求先进，更要求成熟可靠；和污水处理厂配套的厂外工程应同时建设，以使污水处理厂尽快完全发挥效益；污水处理厂出水应尽可能回用，以缓解城市严重缺水问题；污泥及浮渣处理应尽量完善，消除二次污染；尽量减少工程占地。第二章 污水处理工艺方案选择

一、工艺方案分析

本项目污水以有机污染为主，BOD/COD=0.54 可生化性较好，重金属及其他难以生物降解的有毒有害污染物一般不超标，针对这些特点，以及出水要求，现有城市污水处理技术的特点，以采用生化处理最为经济。由于将来可能要求出水回用，处理工艺尚应硝化。

根据国内外已运行的大、中型污水处理厂的调查，要达到确定的治理目标，可采用“普通活性污泥法”或“氧化沟”法。

普通活性污泥法，也称传统活性污泥法，推广年限长，具有成熟的设计运行经验，处理效果可靠，如设计合理，运行得当，出水BOD5可达10-20mg/L，它的缺点是工艺路线长，工艺构筑物及设备多而复杂，运行管理困难，运行费用高。氧化沟处理技术是20世纪50年代有荷兰人首创。60年代以来，这项技术在国外已被广泛采用，工艺及构筑物有了很大的发展和进步。随着对该技术缺点（占地面积大）的克服和对其优点的逐步深入认识，目前已成为普遍采用的一项污水处理技术。

氧化沟工艺一般可不设初沉池，在不增加构筑物及设备的情况下，氧化沟内不仅可完成碳源的氧化，还可实行脱氮，成为A/O工艺，由于氧化沟内活性污泥已经好氧稳定，可直接浓缩脱水，不必厌氧消化。

氧化沟污水处理技术已被公认为一种成功的革新的活性污泥法工艺，与传统活性污泥系统相比较，它在技术、经济等方面具有一系列独特的优点。

1、工艺流程简单、构筑物少，运行管理方便。一般情况下，氧化沟工艺可比传统活性污泥法少建初沉池和污泥厌氧消化系统，基建投资少。另外，由于不采用鼓风曝气和空气扩散器，不建厌氧硝化系统，运行管理方便。

2、处理效果稳定，出水水质好。

3、基建投资省，运行费用低。

4、污泥量少，污泥性质稳定。

5、具有一定承受水量、水质冲击负荷的能力。

6、占地面积少。

污水处理厂的基建投资和运行费用与各厂的污水浓度和建设条件有关，但在同等条件下的中、小型污水厂，氧化沟比其他方法低，据国内众多已建成的氧化沟污水处理厂的资料分析，当进水BOD5在120-180mg/L时，单方基建投资约为700-900元/（m3.d），运行成本为0.15-0.30元/m3污水。

由以上资料，经过简单的分析比较，氧化沟工艺具有明显优势，故采用氧化沟工艺。

二、工艺流程确定：（如图所示）说明：由于不采用池底空气扩散器形成曝气，故格栅的截污主要对水泵起保护作用，拟采用中格栅，而提升水泵房选用螺旋泵，为敞开式提升泵。为减少栅渣量，格栅栅条间隙已拟定为25.00mm。

曝气沉砂池可以克服普通平流沉砂池的缺点：在其截流的沉砂中夹杂着一些有机物，对被有机物包裹的沙粒，截流效果也不高，沉砂易于腐化发臭，难于处置。故采用曝气沉砂池。

本设计不采用初沉池，原则上应根据进水的水质情况来确定是否采用初沉池。但考虑到后面的二级处理采用生物处理，即氧化沟工艺。初沉池会除去部分有机物，会影响到后面生物处理的营养成分，即造成C/N比不足。因此不予考虑。拟用卡罗塞尔氧化沟，去除COD与BOD之外，还应具备硝化和一定的脱氮作用，以使出水NH3低于排放标准，故污泥负荷和污泥泥龄分别低于0.15kgBOD/kgss*d和高于20.0d。

氧化沟采用垂直曝气机进行搅拌，推进，充氧，部分曝气机配置变频调速器，相应于每组氧化沟内安装在线DO测定仪，溶解氧讯号传至中控室微机，给微机处理后再反馈至变频调速器，实现曝气根据DO自动控制

为了使沉淀池内水流更稳定（如避免横向错流、异重流对沉淀的影响、出水束流等）、进出水更均匀、存泥更方便，常采用圆形辐流式二沉池。向心式辐流沉淀池采用中心进水，周边出水，多年来的实际和理论分析，认为此种形式的辐流沉淀池，容积利用率高，出水水质好。设计流量 Q=2.85万m3/d=1208.3 m3/h，回流比 R=0.7。

第三章

污水处理工艺设计计算

一、水质水量的确定 1.水量的确定

近期水量：生活废水Q生活=6.0×104×300L/人•天=1.8×104m3/d

工业废水Q工业=1.5×104m3/d

公用建筑废水Q公用=1.8×104×0.15=0.27×104m3/d 所以近期产生的废水量为Q Q=Q生活+Q工业+Q公用=（1.8+1.5+0.27）×104 =3.57×104m3/d近期的处理系数为0.8，故近期污水处理厂的处理量 Qp=3.57×104×0.8=2.856×104m3/d

远期水量：生活废水Q生活=10.0×104×300L/人•天=3.0×104m3/d

工业废水Q工业=2.4×104m3/d

公用建筑废水Q公用=3.0×104×0.2=0.6×104m3/d 所以远期产生的废水量为Q Q=Q生活+Q工业+Q公用=（3.0+2.4+0.6）×104 =6.0×104m3/d 远期的处理系数为0.9，故远期污水处理厂的处理量

Qp=6.0×104×0.9=5.4×104m3/d 通常设计污水处理厂时远期的设计处理量为近期的两倍，综合考虑近期和远期的处理水量，取近期的设计处理水量Qp=3.0×104m3/d，远期的设计处理水量Qp=6.0×104m3/d。2.水质的确定近期COD：

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

BOD5= =128mg/L NH3-N按规定取为30 mg/L 所以处理厂的处理水质确定为COD=242mg/L，BOD5=129mg/L，NH3-N=30 mg/L

二、曝气沉砂池设计计算说明书

沉砂池的作用是从污水中去除砂子、煤渣等比重比较大的无机颗粒，以免这些杂质影响后续构筑物的正常运行。常用的沉砂池有平流式沉砂池、曝气沉砂池、竖流沉砂池和多尔沉砂池等。平流式沉砂池构造简单，处理效果较好，工作稳定，但沉砂中夹杂一些有机物，易于腐化散发臭味，难以处置，并且对有机物包裹的砂粒去除效果不好。曝气沉砂池在曝气的作用下颗粒之间产生摩擦，将包裹在颗粒表面的有机物除掉，产生洁净的沉砂，通常在沉砂中的有机物含量低于5%，同时提高颗粒的去除效率。多尔沉砂池设置了一个洗砂槽，可产生洁净的沉砂。涡流式沉砂池依靠电动机机械转盘和斜坡式叶片，利用离心力将砂粒甩向池壁去除，并将有机物脱除。后3种沉砂池在一定程度上克服了平流式沉砂池的缺点，但构造比平流式沉砂池复杂。

和其它形式的沉砂池相比，曝气沉砂池的特点是：

一、可通过曝气来实现对水流的调节，而其它沉砂池池内流速是通过结构尺寸确定的，在实际运行中几乎不能进行调解；

二、通过曝气可以有助于有机物和砂子的分离。如果沉砂的最终处置是填埋或者再利用(制作建筑材料)，则要求得到较干净的沉砂，此时采用曝气沉砂池较好，而且最好在曝气沉砂池后同时设置沉砂分选设备。通过分选一方面可减少有机物产生的气味，另一方面有助于沉砂的脱水。同时，污水中的油脂类物质在空气的气浮作用下能形成浮渣从而得以被去除，还可起到预曝气的作用。只要旋流速度保持在0.25～0.35m/s范围内，即可获得良好的除砂效果。尽管水平流速因进水流量的波动差别很大，但只要上升流速保持不变，其旋流速度可维持在合适的范围之内。曝气沉砂池的这一特点，使得其具有良好的耐冲击性，对于流量波动较大的污水厂较为适用，其对0.2mm颗粒的截流效率为85%。由于此次设计所处理的主要是生活污水水中的有机物含量较高，因此采用曝气沉砂池较为合适。

曝气沉砂池的设计参数：

（1）旋流速度应保持0.25—0.3m/s；（2）水平流速为0.08—0.12 m/s；（3）最大流量时停留时间为1—3min；

（4）有效水深为2—3m，宽深比一般采用1~1.5；

（5）长宽比可达5，当池长比池宽大得多时，应考虑设置横向挡板；（6）1 污水的曝气量为0.2 空气；

（7）空气扩散装置设在池的一侧，距池底约0.6~0.9m，送气管应设置调节气量的阀门；

（8）池子的形状应尽可能不产生偏流或死角，在集砂槽附近可安装纵向挡板；（9）池子的进口和出口布置，应防止发生短路，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，并考虑设置挡板；（10）池内应考虑设置消泡装置。

一、曝气沉砂池的设计与计算 1.最大设计流量Qmax Qmax=Kz×Qp 式中的Kz为变化系数，Kz=1.42

Qmax=1.42×0.347=0.493 m3/s

2.池子的有效容积

V=60Qmaxt 式中 V——沉砂池有效容积，m3；

Qmax——最大设计流量，m3/s；

t——最大设计流量时的流动时间，min，设计时取1~3min。所以

V=60×0.493×1.5=44.37m3 3.水流断面面积

A=

式中 A——水流断面面积，m2

Qmax——最大设计流量，m3/s；

V——水流水平流速，m/s。所以

A=4.11m2 取

A=4.2m2 4.池宽B B=

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

L= = m，取L=10.5m 此时L/B=5满足要求 6．流速校核

Vmin= m/s，在0.8~1.2m/s之间，满足要求 7．曝气沉砂池所需空气量的确定

设每立方米污水所需空气量

d=0.2m3空气/m3污水

8．沉砂槽的设计

若设吸砂机工作周期为t=1d=24h，沉砂槽所需容积

式中Qp的单位为m3/h 设沉砂槽底宽0.5m,上口宽为0.7，沉砂槽斜壁与水平面夹角60°，沉砂槽高度为

h1= 沉砂槽容积为

9．沉沙池总高

设池底坡度为0.3,坡向沉砂槽，池底斜坡部分的高度为

h2=0.3×0.7=0.21m 设超高 ,沉沙池水面离池底的高

m 10．曝气系统的设计

采用鼓风曝气系统，罗茨鼓风机供风，穿孔管曝气

（1）干管直径d1：由于设置两座曝气沉砂池，可将空气管供应两座的气量，即主管最大气量为q1=0.0694×2=0.1388m3/s，取干管气速v=12m/s，干管截面积A= = =0.0116m2 d1= = m=120mm，因为没有120mm的管径，所以采用接近的管径100mm。

回算气速v=17.7m/s 虽然超过15 m/s，但若取150的管气速又过小，所以还是选择管径100mm。

（2）支管直径d2：由于闸板阀控制的间距要在5m以内，而曝气的池长为10.5米，所以每个池子设置三根竖管，设支管气速为v=5m/s，支管面积

A= m2 d2= = mm，取整管径d2=80mm 校核气速v=4.6m/s(满足3—5m/s)（3）穿孔管：采用管径为6mm的穿孔管，孔出口气速为设5m/s，孔口直径取为5mm（在2~6mm之间）

一个孔的平均出气量 q= =9.81×10-5m3/s 孔数：n= 个

孔间隔

为，在10~15mm之间，符合要求。

穿孔管布置：在每格曝气沉砂池池长一侧设置1根穿孔管曝气管，共两根。

二、细格栅的选型和计算

选用XG1000型细格栅，参数如下

设备宽B：1000mm

有效栅宽B1：850㎜

有效栅隙：5㎜

耙线速度：2 m/min

电机功率：1.1kw

安装角度：60°

渠宽B3：1050㎜

栅前水深h2：1.0m/s

流体流速：0.5～1.0m/s 栅条宽度s=0.01m 1． 栅前后的水头损失 水流断面面积 m2 栅前流速

在0.4~0.9m/s范围内，复合要求 设过栅流速为v=0.6m/s 设栅条断面为锐边矩形断面，取k=3 ,则通过格栅的水头损失为：

。3． 栅槽总长度

栅前的渠道超高设为0.45m，所以渠道高度为1.45m 因为安装高度是取60°，所以格栅所占的渠道长为1.45×ctg =1.45×ctg60°=0.84m 栅后长1米。所以渠道的总长度 L=0.5+0.84+1=2.34m

三、水面标高

根据经验值污水每经过一个障碍物水面标高下降3~5cm，根据曝气沉砂池的有效水深以及砂斗的高度可推算出各个构筑物的水面标高，本次设计以经过一个障碍物水位下降5cm来计算，以曝气沉砂池的砂槽底为0米进行计算。曝气沉砂池的水面标高：2.38m 细格栅与曝气沉砂池之间的配水井的水面标高：

2.43m 细格栅栅后水面标高：

2.48m 细格栅栅前水面标高：2.48+0.29=2.77m 配水井外套桶水面标高： 2.82m 配水井内套桶水面标高： 2.88 设配水井超高为0.35m 则整个曝气沉砂池系统的最高标高为3.23m 则曝气沉砂池的超高为h1=3.23-2.38=0.85m

四、配水井的计算

设配水井的平均停留时间为T＝1.5min，Qp=0.347 m3/s，假设配水井水柱高为5.03米。配水井面积为

配水井直径为

因为进水管径为1000，管离底为200mm。所以覆土厚度为1.28m。

五、砂水分离器和吸砂机的选择

（1）选用直径LSSF型螺旋式砂水分离器

（2）根据池宽选用LF-W-CS型沉砂池吸砂机，其主要参数为： 潜污泵型号：AV14-4（潜水无堵塞泵）

潜水泵特性 扬程：2m，流量：54m3/h，功率：1.4kw 行车速度为2-5m/min，提耙装置功率

0.55kw

驱动装置功率： 0.37×2kw

钢轨型号

15kg/mGB11264-89

轨道预埋件断面尺寸（mm）（b1-20）60 10（b1：沉砂池墙体壁厚）轨道预埋件间距

1000mm

四、氧化沟

1、设计说明

拟用卡罗塞尔氧化沟，去除COD与BOD之外，还应具备硝化和一定的脱氮作用，以使出水NH3低于排放标准。采用卡式氧化沟的优点：立式表曝机单机功率大，调节性能好，节能效果显著；有极强的混合搅拌与耐冲击负荷能力；曝气功率密度大，平均传氧效率达到至少2.1kg/（kW*h）；氧化沟沟深加大，可达到5.0以上，是氧化沟占地面积减小，土建费用降低。

氧化沟采用垂直曝气机进行搅拌，推进，充氧，部分曝气机配置变频调速器，相应于每组氧化沟内安装在线DO测定仪，溶解氧讯号传至中控室微机，给微机处理后再反馈至变频调速器，实现曝气根据DO自动控制

2、设计计算（1）.设计参数：

qv=30000m3/d（设计采用双池，则单池流量=15000 m3/d），设计温度15℃，最高温度25℃，进水水质:近期：CODCr=242mg/L，BOD5=129.4mg/L，NH3-N=30mg/L，远期：CODCr=240mg/L，BOD5=128mg/L，NH3-N=30mg/L，出水水质:CODCr=100mg/L，BOD5=30mg/L，SS=30mg/L，NH3-N=10mg/L（2）.确定采用的有关参数：

取MLSS=3500mg/L,假定其70%是挥发性的,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，剩余碱度：100mg/L(以CaCO3)，所需碱度7.14mg碱度/mgNH3-N氧化；产生碱度3.0mg碱度/mgNO3-N还原，硝化安全系数：3。（3）.设计泥龄： 确定硝化速率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，设计泥龄θc=3*4.5=13.5d 为了保证污泥稳定，应选择泥龄为30d（4）.设计池体体积：

①确定出水中溶解性BOD5的量：

出水中悬浮固体BOD5=1.4*0.68*30*70%=20mg/L

出水中溶解性BOD5的量=30-20=10mg/L ②好氧区容积计算：

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 水力停留时间t1= V1/ qv =9278/30000=0.31d=7.4h

③脱氮计算：

产生污泥量=y*qv*（So-Se）/（1+Kd*θc）=0.6*30000*（129.4-10）/（1000*（1+0.05*30））=860kg/d 假设污泥中大约含12.4%的氮，这些氮用于细胞合成，用于合成的氮=0.124*860=106.6kg/d，转化为：106.6*1000/30000=3.55mg/L 故脱氮量=30-10-3.55=16.45mg/L。④碱度计算：

剩余碱度=300-7.14*20+3.0*16.45+0.1（129.4-10）=218.5mg/L(以CaCO3)大于100mg/L，可以满足pH＞7.2 ⑤缺氧区容积计算：

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 水力停留时间t2=V2/qv=6295/30000=0.21d=5h ⑥总池容积计算

V=V1+V2=9278+6295=15573m3，t=t1+t2=7.4+5=12.4h（5）.曝气量计算 ①计算需氧气量

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实际需氧量

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之间

符合）6.沟型尺寸设计及曝气设备选型 采用卡式氧化沟（两座并联）：

取有效水深H=3.5m，单沟的宽度b=7.8m，进水量15000 m3/d, 则单沟长=[V/2-0.5π(2b)2 h-2*0.5πb2 h]/4Hb=53m, 单沟好氧区总长度=单沟长*4* V1 /V=126m 单沟厌氧区总长度=单沟长*4* V2 /V=76m 采用四沟道，两台55kW的立式表曝气机（单池）曝气设备：PSB3250：D=3.25m，P=132kW，n=30r/min，清水充氧量：252kg/h，7.配水井设计

污水在配水井的停留时间最少不低于3min（不计回流污泥的量），设截面中半圆的半径为r，矩形的宽度为r，长度为2r，设计的有效水深为4.0m（2*r*r+0.5πr2）*4=30000*3/24/60 r=2.7m 8.其它附属构筑物的设计

工程设计中墙的厚度为250mm；氧化沟体表面设置走道板的宽度为800mm；；倒流墙的设计半径为3.9m；配水井的进水管道采用的规格为DN900,污泥回流管道采用的规格为DN500；出水井的设计尺寸为3000mm*1000mm*1000mm,出水堰高为100mm,堰孔直径为40mm，出水管采用的规格为DN700。

五、辐流式二沉池 1.设计说明 1.1二沉池的类型

二沉池的类型有：平流式二沉池、竖流式二沉池、辐流式二沉池、斜流式二沉池。其中，辐流式二沉池又分为：中进周出式、周进周出式、中进中出式。1.2选择辐流式（中进周出）二沉池的原因

由于平流式二沉池占地面积大；竖流式二沉池多用于小型废水中絮凝性悬浮固体的分离；斜流式二沉池较多时候，在曝气池出口污泥浓度高，而且没有设置专门的排泥设备，容易造成阻塞。因此选择辐流式二沉池。从出水水质和排泥的方面考虑，理论上是周进周出效果最好。但是，实际上，考虑异重流，是中进周出的效果最好。因此，选择了选择辐流式（中进周出）二沉池。2.设计计算 2.1污泥回流比：

2.2沉淀部分水面面积：

流量：

；

最大流量（设计流量）：

单个池子的设计流量：

污泥负荷q取1.1m3/(m2.h)，池子数n为2。

沉淀部分水面面积：

2.3校核固体负荷：

因为142＜150，符合要求。2.4池子直径

池子直径：

根据选型取池子直径为35.0m。2.5沉淀部分的有效水深

沉淀时间t为2.5s

有效水深：

2.6沉淀池总高

2.7校核径深比： 径深比为

符合要求。2.8进水管的设计 单体设计污水流量：

进水管设计流量：

取管径D=700mm，流速为

因为，0.697＞0.6符合要求，所以进水管直径为D=700mm。2.9稳流筒

进水井的流速为0.8m/s，则过水面积为

过水面积和泥管面积的总和：

由过水面积和泥管面积的总和求出直径为

筒壁厚为250mm，取管径为900mm。

进行校核：过水面积为

流速为。

筒上有8个小孔，孔面积为S2=，所以。

二沉池采用的是ZBX型周边传动吸泥机，稳流筒的直径为3880mm。

取稳流筒出流速度为0.1m/s，则过水面积为

稳流筒下部与池底距离为

所以稳流筒下部与池底距离大于0.2m，即符合要求。2.10配水井

配水井设计为马蹄形，在外围加宽700mm为污泥井。

时间取3分钟

流量为

取配水井直径为D=3000mm

则配水井高度

其中，设计水深为7.0m，超高为0.6m。2.11出水部分单池设计流量：

出水溢流堰设计

（1）堰上水头 H=0.05mH2O（2）每个三角堰的流量0.783L/s（3）三角堰个数

因此取n=223（个）2.12排泥部分

回流污泥量为 剩余污泥量为

因为剩余污泥量小，所以忽略不计，即总污泥量为0.188m3/s。取流速为0.8（m/s）

直径为

取直径为D=400mm

校核：流速为

0.6＜0.75＜0.9 因此符合要求。

综上，二沉池采用的是ZBX型周边传动吸泥机

池径为35000mm.

第三篇：污水处理厂设计

青 岛 科 技 大 学

青岛市某污水处理厂工程初步设计 题 目 __________________________________

指导教师______________________

刘立东 学生姓名_____________________

0909020108 学生学号__________________________

张书武

环境与安全工程 学院（部）环境工程___________________________________________________________专业

091 ________________

2012年1月08日班

第四篇：污水处理厂设计

一．

二．施工方法

（一）施工准备、模板安装前基本工作：

（1）放线：首先引测建筑的边柱、墙轴线，并以该轴线为起点，引出各条轴线。模板放线时，根据施工图用墨线弹出模板的中心线和边线，墙模板要弹出模板的边线和外侧控制线，以便于模板安装和校正。

（2）用水准仪把建筑水平标高根据实际标高的要求，直接引测到模板安装位置。（3）模板垫底部位应预先找平，杂物清理干净，以保证模板位置正确，防止模板底部漏浆或砼成形后烂根。

（4）需用的模板及配件对其规格、数量逐项清点检查，未经修复的部件不得使用。（5）事先确定模板的组装设计方案，向施工班组进行技术、质量、安全交底。

（6）经检查合格的模板应按安装程序进行堆放或运输。堆放整齐，底部模板应垫离地面不少 10cm.（7）支承支柱的土壤地面，应事先夯实整平，加铺 50 厚垫板，并做好防水、排水设置。

（8）模板应涂刷脱模剂。结构表面需作处理的工程，严禁在模板上涂刷废机油。胶模剂要经济适用，不粘污钢筋为主。

（9）做好施工机具和辅助材料的准备工作。

（二）模板安装、技术要求：

（1）按配板设计循序拼装，以保证模板系统的整体稳定。

（2）配件必须安装牢固，支持和斜撑的支承面应平整坚实，要有足够的受压面积。（3）预埋件、预留孔洞必须位置准确，安设牢固。

（4）基础模板必须支撑牢固，防止变形，侧模斜撑的底部应加设垫木。

（5）墙、柱模板底面应找平，下端应事先做好基准靠紧垫平，模板应有可靠的支承点，其平直度应进行校正，两侧模板均应利用斜撑调整固定其垂直度。

（6）支柱所设的水平撑与剪刀撑，应按构造与整体稳定性布置。

（7）同一条拼缝上的 U 形卡，不宜向同一方向卡紧。

（8）墙模板的对拉螺栓孔应平直相对，穿插螺栓不得斜拉硬顶。严禁在钢模板上采用电、气焊灼孔。

（9）钢楞宜采用整根杆件，接头应错开设置，搭接长度不应少于 300mm.2、模板安装注意事项

（1）柱模板

保证柱模板长度符合模数，不符合模数的放到节点部位处理。柱模根部要用水泥砂浆堵严，防止跑浆，柱模的浇筑口和清扫在配模时一并考虑留出。若梁、柱模板分两次支设时，在柱子砼达到拆模强度时，最上一段柱模先保留不拆，以便于与梁模板连接。

按照现行 《 砼结构工程施工及验收规范 》（GB50204-94），浇筑砼的自由倾落高度不得超过 2 m的规定。因此在柱模超过 2m 以上时可以采取设门子板车的办法。（2）梁模板

梁口与柱头模板的连接要紧密牢固。

梁模支柱一般情况下采用双支柱时，间距以 60~100 为宜，特殊情况应设计计算。模板支柱纵横向和水平拉杆、剪刀撑等均应按设计要求布置，当设计无规定时，支柱间距一般不宜大于 1 m，纵横方向水平拉杆的上下间距不宜大于 1.5m，纵横方向的剪刀撑间距不大于 6 米，扣件钢管支架要检查扣件是否拧紧。

(3)墙模板

按位置线安装门洞口模板、预埋件或木砖。模板安装按设计要求，边就位边校正，并随即安装各种连接件，支撑件或加设临时支撑。相邻模板边肋用 U 形卡连接的间距不得大于 300 ；对拉螺栓应根据不同的对拉形式采用不同的做法。

墙高超过 2 米以上时，一般应留设门子板。设置方法同柱模板，门子板水平距一般为 2.5 米。

（4）楼板模板

采用 Φ48×3.5 钢管做立柱，从边跨一侧开始逐排安装立柱，并同时安装外楞。立柱和钢楞（大龙骨）间距，根据模板设计计算决定，一般情况下立柱与外楞间距为 600~1200 小龙骨间距 400~600 调平后即可铺设模板。在模板铺设完，标高校正后，立杆之间应加设水平拉杆，其道数要根据立杆高度决定，一般情况下离地面 200~300 处设一道，往上纵横方向每 1。2 左右设一道。

底层地面应夯实，底层和楼层立柱均应垫通长脚手板。采用多层支架时，上下层支

柱应在同一坚向中心线上。

（5）基础模板

为保证基础尺寸，防止两侧模板位移，宜在两侧模板间相隔一段距离加设临时支撑，浇筑砼时拆除。

箱基底板模板应按设计要求留置后浇带，剪力墙壁位置准确，随时找正，及时拧紧对拉螺栓。

（6）楼梯模板

施工前应根据实际层高放样，先安装休息平台梁模板，再安装楼梯模板斜楞，然后铺设梯底模，安装外侧模和步模板。

安装模板蛙要特别注意斜向支柱（斜撑）的固定。防止浇筑砼时模板移动。

后浇带内侧模板安装时，底板处采用以层钢丝网片支模，墙壁、顶板采用 3 厚木板支模。

三、保证安全生产和要求、模板上架设的电线和使用的照明灯具。应采用 36V 的低压电源或其它有效的安全措施。、作业时，各种配件应放在工具箱或工具袋中，严禁放在模板或脚手架上，不得掉落。3、要避开雷雨天施工。、装、拆模板时，必须采用稳固的登高工具，高度超过 3。5 时，必须搭设脚手架。装、拆时下面不得站人。高处作业时操作人员应挂上安全带。装、拆模板应随拆随运转，扣件和钢管严禁堆放在脚手板上和抛掷。、安装墙、柱模板

四、模板设计

本工程墙、柱模板采用组合钢模板组拼，支撑、楞采用 Φ48×3.5 钢管。、墙模板结构设计：取 6 米跨计算（其余跨度参照），扣除柱位置，净跨为 6-0.24=5.76 米。采用 Φ12 对拉螺栓（两头采用钻孔钢片），纵向间距 600mm，竖向间距 300mm。组合钢模拼装详附图所示。

钢材抗拉强度设计值： Q 235 钢为 215N/ mm 2。钢模的允许挠度：面板为 1.5mm，钢楞为 3mm。验算：钢模板、钢楞和对拉 Φ12 钢筋是否满足设计要求。

（1）、荷载设计值砼自重 rc =24KN/mm 3，强度等级 C30，坍落度 12cma、砼侧压力

砼初凝时间： 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

取两者中小值 , 即 F1=46.52KN/m 2,实际值 F=F1×1×1.15=53.5KN/m 2

b.倾倒砼时产生的水平荷截采用导管为 2KN/m 2

荷载实际值为 2×1.4×0.85=2.38KN/ m 2

荷载组合实际值 :F=53.5=2.38=55.88K / m 2

(2)、验算 a.钢模板验算采用 P3015 钢模板（δ=2.5）

I=26.97×104mm4 Wxj=5.9×103mm3

计算简图 :(略)化为线均布荷载 :

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

(用于计算承载力)

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

(用于验算挠度)

挠度验算 : p=0.273×q P4/100E1

=0.273×17.66×6004/100×2.06×26.97×104

=1.13mm<[p]=1.5mm（可）

b.内钢楞验算根 Φ48×3.5 I=12.19×104 mm4 W=5.08×103 mm3

计算简图 :(略)线荷截

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

(用于计算承载力)

q2=F×0.75/1000=53.5×0.6/1000=32.1/mm

(用于验算挠度)

抗弯强度验算 :

330/800=0.41≈0.4近似按多跨连续梁计算

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

抗弯承载能力 :

σ=M/W=167.38×104/5.08×103=329N/mm2

329.5N/mm2>215N/mm2(不可)

方案

一、改用两根 Φ48×3.5 作内钢楞。

则抗弯承载能力： =167.38×104/2×5.08×103=164N/mm2<215n/mm2(可)

方案

二、每根内楞间距改为 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）

挠度验算：

p=0.644×ql4/100EI

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

=2.49mm<3mm（可）

c.对拉钢筋 Φ12 验算

结拉杆的拉力 Φ12 净面积 A=88.74 mm2

按横竖计算

N=F×0.8×0.6=55.88×0.8×0.6=26.82KN

对拉杆应力 δ= N/A=26820/88.74=302N/ mm2 >215N/ mm2(不可)

改不竖向 0.3m , 纵向 0.6m 则 N=F×0.3×0.6=10.66KN

δ=10060/88.74=113.36N/ mm2 <215N/ mm2(可)、梁模板结构设计采用 Φ48×3.5 钢管支设.取梁断面 b×h=250×400, 长 6000mm 的矩形梁.(1)、底模验算抗弯强度验算

a.荷载：砼自重 24×0.25×0.4×1.2=2.88Kn.m

钢筋荷重 1.05×0.25×0.4×1.2=0.18Kn /m

振捣砼荷重 2× 0.25× 1.2=0.6KN/m

合计 q1=3.66KN/m

折减系数 0.9, 则 q=q1 ×0.9=3.29KN/m

b.抗弯承载力验算底模楞钢间距取 0.7, 为多跨连续梁 ,近似单跨计算。

M=q1=3.29×0.7=0.202×10N.mm

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

c.挠度验算

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

=0.39mm<[ p] =I/250=700/250=2.8mm(可)

小楞验算：

a.抗弯强度验算小楞间距 700 mm，小楞上的荷载为集中荷载。

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)

若取间距 900，则 δ=130N/mm2<205N/mm2（可）

b.挠度验算

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

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）、钢管立柱验算横杆步距 1000mm，立杆允许荷载 11.6Kn

每根立柱荷载 N=19.74/16=1.23KN

立柱稳定验算 : ψ =N/ψA ≤ f

A=489mm2

λ=1/I=130/1.58=82 查(GBJ18-87)附录三 :

轴心受压稳定系数 ψ =0.71（可）

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

若取 @1000 立杆 , 则

N=19.74/12=1.65KN

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

取立杆 @900

结论 : 1.剪力墙 250mm 厚时 , 选用方案二，内外纵横杆间距 600。拉杆选用 Φ12，两端与钢模板的 U 型卡卡牢。

第五篇：污水处理厂设计范例

第一章

前言

水是地球上一切生物赖以生存和发展的重要物质。当今人类社会所面临的人口、资源、环境的危机等问题，都和水资源的质量密切相关。水资源在质量在时空上的分布不均，特别是人类活动所导致的水环境污染，已使水资源在质与量上的严重亏缺和污染成为较为严峻的环境问题，并对人类的健康及生产、生活活动构成威胁。采取积极的综合措施防治水体污染，保护好水体环境，对已污染水进行治理，使其对环境的污染降至最低，才能使人类才能使人类得以持续地开发和利用水资源，进而实现可持续发展。

改革开放以来，经济发展蓬勃向上，各方面的变化日新月异，国家对基础设施建设投入加大了许多。随着城市工业生产的发展，城市人口的递增，城市规模的扩大，工业废水和生活污水排出量日益增多，大量未经处理的污水直接排入周围河流，致使城市周围环境污染十分严重，不但直接污染了市区的地下饮用水，而且对河流下游地区的农业生产和人民生活造成了危害，人类和生物赖以生存的生态环境受到了日益严重的威胁。同时，水生态系统体现了人与水的和谐共存与协调发展，是城市生态系统的主要组成部分和关键因素，与一个城市的可持续发展密切相关。因而，城市污水治理已成为当前迫切需要解决的问题之一。

理论是用于实践的，将自己在课堂上所学的知识，尤其是专业知识用于本次毕业设计之中，以提高自己的工程设计能力，为自己走上工作岗位进行工程设计打下坚固的实践基础。通过毕业设计，能够熟悉并掌握排水工程的设计内容、设计原理、方法和步骤，能根据原始设计资料正确地独立地选定设计方案，掌握污水厂设计的基本流程及各构筑物的设计方法，熟悉设计计算书和设计说明书的编写内容和编制方法，并绘制工程图纸。

第二章

工程概况

2.1 城市概况

2.1.1 性质、历史特点及行政区划

湘乡，湘军故里，楚南重镇，古称龙城。位于湖南省中部，北邻韶山22公里，东距长沙80公里，为长株潭城市群资源节约型，环境友好型社会建设综合配套改革实验区重要工业基地和休闲旅游城市。总面积2011平方公里，人口90万，下辖3乡15镇4个街道办事处。

湘乡土地肥沃，农业发达。全市有耕地66万亩，是全国粮猪生产百强县（市）。建有优质水稻、畜牧、水产、水果、经济林等五大类农产品基地；分割肉、皮革、饲料、蛋品已成为全国的集散地；大米、生猪、茶叶、干椒、火培鱼等饮誉海内外。矿藏资源丰富，物产充裕；工业布局合理，门类齐全。现已勘明优质矿藏30多种，“棋梓灰岩”、含锌天然矿泉水、白云石、矽石、石膏、滑石、铁、锰等质优量多。形成了以冶金、建材、食品、机电、化工、制革为主体的现代工业格局。市内有湖南韶峰水泥集团有限公司、五矿（湖南）铁合金有限责任公司、湖南有色氟化学有限责任公司、湖南燕京啤酒有限公司、湘潭碱业有限公司、湖南景湘肥业有限公司等全国大型企业。韶峰水泥、骄杨系列啤酒、皮革产品等一批名优产品畅销全国各地。

2.1.2 自然条件 1.地理

湘乡市交通便利，电力充足，通信发达。湘黔铁路、洛湛铁路、320国道、娄湘高等级公路、湘柘公路、上瑞高速公路、沪昆高速铁路（建设中）横贯全市东西南北。高标准水泥路通乡到村入户，市内数十条公共汽车线路、5个出租汽车公司，编织了以市城为轴心的交通网络。

2.气候

湘乡靠近北回归线，是较为典型的亚热带季风湿润气候。四季分明，雨量充沛，雨热同季，土地肥沃，溪河密布，作物生长期长，是著名的粮猪强市。

3.地质地貌

全市海拔高程在100米以下，相对高差小于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，相对高差10—60米的岗地约600平方公里；海拔高程120—300米，地面坡度15—25度，相对高差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

湘乡市主要水系为涟水汇入的一级支流有13条。涟水最大年径流量为61.43亿立方米，最少年径流量16.80亿立方米

2.2 排水现状

湘乡市城区排水体制已基本由原来的合流制体制改造为分流制体制，没有污水处理设施，管网总长度为66km，密度为5.46m/km2。县城区排水主管网至拟新建污水处理厂的排水系统已基本形成，通过排水管道汇入紧靠新建污水处理厂的界水暗涵。城区污水通过界水暗涵排至新建污水处理厂，排水系统的输送能力能保证二期污水处理厂4万m3/d的工程规模。

2.3 工程建设的必要性

近年来，以经济建设为中心，改革开放以来三十年间，城镇建设迅速发展，由于没有污水处理设施，对周围环境已经造成巨大破坏。原有排水体制已远远跟不上经济发展的需要，制约社会经济进一步发展。

涟水河，是该市主要的河流。涟水河流经西北边界，该市的主要水源。但近年来涟水河河水质受到严重污染，沿河两岸地下水遭到不同程度的污染，严重影响了湘乡市的经济和两岸人民身体健康。由于该市尚无污水厂，如果污水不加以治理，直接排入河内，则对该市的生态环境也会有严重的影响。

目前，国内各城市间除了政策、交通、地理、服务外，提供完善的基础设施，创造优美清新的环境已成为新的竞争点，吸引投资已由初期注重数量转为更加注重质量，因此更需加强环保及基础设施建设，排水工程作为基础设施和环保的重要组成部分，成为重点建设项目之一。

污水处理厂项目的建设，关系到当地居民的切身利益，是发展城镇建设重要的基础设施。项目建成后，可以改善当地居民的生活环境，也可以改善当地的经济发展环境，更可以提高人民的身体健康水平。

总之，为使环境保护的步伐能够跟上经济发展的步伐，彻底消除湘乡市污水对湘江流域的污染，保护这一地区的生态环境，保证人民的身体健康，兴建湘乡市污水处理厂是必要的和紧迫的，它具有显著的社会效益、经济效益和环境效益。

2.4 建设湘乡市污水处理厂的可行性

首先，国家对环境治理、保护水资源、控制水污染提到议事日程，在政策与资金方面给与大力的支持。随着我国国民经济的发展，水体污染问题日益严重，社会各界将更加关注水体的环境保护和治理工作，有利于该工程的尽早实施。

该市地处中国的中地区，气候因素对污水处理厂的影响不大，因此，只要污水处理

厂的设计参数选用合理，工程措施采用得当，取得良好的处理效果是不存在任何问题的。

污水处理工程属于城市公益事业，以往都被无偿使用，导致污水处理厂的建设和运营都存在资金问题。因此，必须早下决心，解决污水的无偿排放问题。这样，由市财政、受益各企事业单位和社会各界共同出资，工程项目资金问题是能够解决的。

湘乡市市政府非常重视此项工作，进行了县城总体规划工作，对城市的环境保护做了很多工作。在我国，环境保护工作作为一项基本国策，受到了社会和各级人民政府的重视。中央人民政府和相关的管理部门颁布了一系列法律和法规，以保证这一基本国策的执行。这样一个惠民工程一定能得到政府的大力支持。

第三章

方案论证

3.1 水质情况的论证

3.1.1 进水指标

根据湘乡市污水处理厂工程可行性研究报告，湘乡市污水处理厂工程环境影响报告书的批复及湘乡市污水处理厂筹建处提供的水质化验报告，并参考类似工程，确定污水处理厂进厂水质指标如下: COD ：260mg/L

BOD5：130mg/ L SS ：

170mg/ L

TKN ：23mg/ L TP：

3.5mg/ L

T≥12ºC PH：

7.6

总碱度：270 mg/L（以CaCO3计）3.1.2 出水指标

根据国家现行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002），湘乡市污水处理厂工程可行性研究报告及湘乡市污水处理厂工程环境影响报告书的批复，接纳水体的环境容量确定出厂水质指标为：

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 处理程度计算 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 各种污染物处理程度

单位：mg/L 项目 进水 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% 设计计算按以上标准进行。

3.2 水量情况的论证

本工程根据湘乡市城区的实际情况分二期建设。

近期污水量为4×104m3/d，其中生活污水和工业废水所占比例约为1:1.25。近期工业废水量见下表。

根据污水量的组成比例，故一期生活污水量最大约为4×104m3/d。远期污水量: 远期增加排放污水量2×104m3/d，预计增加污水量构成如下：

生活污水：0.7×104m3/d； 工业废水：1.3×104m3/d。

所以近期污水量为4×104m3/d，远期的污水量为6×104m3/d。

3.3 污水处理厂厂址的论证

该污水处理厂处于栏马槽村，为新建污水厂，规划用地面积117.3亩,其中包括二期污水处理预留地和污水再生利用预留地。城市海拔高度105.0m，场地平整。污水厂进水口位于厂区东北角，进水污水管管底标高100.39m。厂址位于湘乡市城区东部，交通便利。连接污水处理厂的排水管网已基本形成。厂区附近建有220KV变电站一座，可满足厂内供电需要。污水经处理后出水靠重力流直接排入涟水河,该河流符合《地表水环境质量标准》中的Ⅲ类标准。河水最高水位103.40m。地下水水位深度3～4m。

综上所述，项目拟建在湘乡市城区东部，该地区临近河道，规划用地117.3亩，所需土地、水、能源等条件当地能够解决。此外，该地区位于城市主导风向的下风向，不会对县城居民的正常生活造成影响。符合污水处理厂的建设要求。可以在此处建设污水处理厂。

3.4 污水处理工艺的论证

该设计在水质处理中要求达到上述的处理效果。即要求处理工艺既能有效地去除BOD5、CODcr、SS等，又能达到脱氮除磷的效果。目前，用于城市污水处理具有一定脱氮除磷效果的污水处理工艺可以分为两大类：第一类为按空间进行分割的连续流活性污泥法；第二类为按时间进行分割的间歇式活性污泥法。按空间分割的连续流活性污泥法

是指各种功能在不同的空间（不同的池子）内完成。目前，较成熟的工艺有：A-A-O工艺、氧化沟法和AB法。按时间进行分割的间歇式活性污泥法，近年来，已发展成多种改良型，主要有：传统SBR法、CASS法等。为达到该处理要求，现提出三种可供选择的处理工艺：

3.4.1 A-A-O工艺

A-A-O工艺，是英文Anaerobic-Anoxic-Oxic第一个字母的简称。按实际意义来说，本工艺称为厌氧-缺氧-好氧法更为确切。

该工艺在厌氧—好氧除磷工艺(A2／O)中加一缺氧池，将好氧池流出的一部分混合液回流至缺氧池前端，以达到硝化脱氮的目的。A2／O法的可同步除磷脱氮机制由两部分组成：一是除磷，污水中的磷在厌氧状态下(DO<0.3mg/L)，释放出聚磷菌，在好氧状况下又将其更多吸收，以剩余污泥的形式排出系统。二是脱氮，缺氧段要控制DO<0.5 mg/L，由于兼氧脱氮菌的作用，利用水中BOD5作为氢供给体(有机碳源)，将来自好氧池混合液中的硝酸盐及亚硝酸盐还原成氮气逸入大气，达到脱氮的目的。

首段厌氧池，流入原污水及同步进入的从二沉池回流的含磷污泥，本池主要功能为释放磷，使污水中P的浓度升高，溶解性有机物被微生物细胞吸收而使污水中BOD5浓度下降；另外，NH3-N因细胞的合成而被去除一部分，使污水中NH3-N浓度下降，但NO3-N含量没有变化。

在缺氧池中，反硝化菌利用污水中的有机物作碳源，将回流混合液中带入的大量NO3-N和NO2-N还原为N2释放至空气，因此BOD5浓度下降，NO3-N浓度大幅度下降，而磷的变化很小。

在好氧池中，有机物被微生物生化降解，而继续下降；有机氮被氨化继而被硝化，使NH3-N浓度显著下降，但随着硝化过程使NO3-N的浓度增加，P随着聚磷菌的过量摄取，也以较快的速度下降。所以，A2／O工艺它可以同时完成有机物的去除、硝化脱氮、磷的过量摄取而被去除等功能，脱氮的前提是NH3-N应完全硝化，好氧池能完成这一功能，缺氧池则完成脱氮功能。厌氧池和好氧池联合完成除磷功能。

在好氧池的活性污泥中能积累磷的微生物，可以大量吸收溶解性磷，把它转化成不溶性多聚正磷酸盐在体内贮存起来，最后通过二次沉淀池排放剩余污泥达到系统除磷的目的。

1.该工艺流程简单，实现同步除磷、脱氮、去除有机的工艺，具有以下特点：(1)厌氧、缺氧与好氧池三个池子严格分开，为不同微生物群体提供了有利条件。

(2)丝状菌在厌氧池与好氧池不断交替运行中受到抑制，克服活性污泥膨胀，-7-

活性污泥指数一般小于100mL/g以下，有利于二沉池的泥水分离。

(3)厌氧池与缺氧池只设液下搅拌器，使污水和污泥充分接触，所需电量小，运行成本也低。

2.目前该法在国内外得到广泛应用，但也存在以下缺点：

(1)脱氮和除磷对外部环境条件的要求是相互矛盾的，脱氮要求有机负荷较低，污泥龄较长，而除磷要求有机负荷较高，污泥龄较短，往往很难权衡。

(2)回流污泥中含有硝酸盐浓度较高，进入厌氧放磷池后，使厌氧放磷效果下降，也影响好氧池吸磷效率。

(3)回流污泥与进水全部进入厌氧池，造成缺氧池碳源不足。

(4)为了降低回流污泥中的硝酸盐，必须提高混合液回流量，回流量的提高增加电耗。

本工艺在系统上是最简单的同步脱氮除磷工艺，总水力停留时间小于其他同类工艺，在厌氧（缺氧）、好氧交替运行的条件下可抑制丝状菌繁殖，克服污泥膨胀，SVI值一般小于100，有利于处理后污水和污泥的分离，运行中在厌氧和缺氧段内只需轻缓搅拌，运行费用低。由于厌氧、缺氧和好氧三个区严格分开，有利于不同微生物菌群的繁殖生长，因此脱氮除磷效果非常好。目前，该法在国内外使用较为广泛。但传统A-A-O工艺也存在着本身固有的缺点。另外，回流污泥中含有大量的硝酸盐，回流到厌氧池中会影响厌氧环境，对除磷不利。

3.4.2 CASS工艺

CASS生物处理法是周期循环活性污泥法的简称，最早产生于美国，90年代初引入中国，CASS池分预反应区和主反应区。在预反应区内，微生物能通过酶的快速转移机理迅速吸附污水中大部分可溶性有机物，经历一个高负荷的基质快速积累过程，这对进水水质、水量、PH和有毒有害物质起到较好的缓冲作用，同时对丝状菌的生长起到抑制作用，可有效防止污泥膨胀；随后在主反应区经历一个较低负荷的基质降解过程。CASS工艺集反应、沉淀、排水、功能于一体，污染物的降解在时间上是一个推流过程，而微生物则处于好氧、缺氧、厌氧周期性变化之中，从而达到对污染物去除作用，同时还具有较好的脱氮、除磷功能。

1.优点：

（1）建设费用低：省去了初次沉淀池、二次沉淀池及污泥回流设备，建设费用可节省10%～25%；

（2）工艺流程短，占地面积少；

（3）运转费用省：由于曝气是周期性的，池内溶解氧的浓度也是变化的，沉淀阶段和排水阶段溶解氧降低，重新开始曝气时，氧的浓度梯度大，传递效率高，节能效果显著，运转费用可节省10%～25%；

（4）有机物去除率高，出水水质好；

（5）管理简单，运行可靠：污水处理厂设备种类和数量较少，控制系统比较简单，工艺本身决定了不发生污泥膨胀；

（6）污泥产量低，污泥性质稳定； 2.缺点：

（1）微生物种群之间的复杂关系有待研究

CASS系统的微生物种群结构与常规活性污泥法不同，菌群主要由硝化菌、反硝化菌、聚磷菌和异氧型好氧菌组成。目前对非稳态CASS系统中微生物种群之间的复杂的生存竞争和生态平衡关系尚不甚了解，CASS工艺理论只是从工艺过程进行一些分析探讨，而理清微生物种群之间的关系对CASS工艺的优化运行是大有好处的，因此仍需加强对这方面的理论研究工作。

（2）生物脱氮效率难以提高

一方面硝化反应难以进行完全。硝化细菌是一种化能自养菌，有机物降解由异养细菌完成。当两种细菌混合培养时，由于存在对底物和DO的竞争，硝化菌的生长将受到限制，难以成为优势种群，硝化反应被抑制。此外，固定的曝气时间也可能会使得硝化不彻底。另一方面就是反硝化反应不彻底。CASS工艺有约20%的硝态氮通过回流污泥进行反硝化，其余的硝态氮则通过同步硝化反硝化和沉淀、闲置期污泥的反硝化实现，其效果不理想也是众所周知的。在沉淀、闲置期中，由于污泥与废水不能良好的进行混合，废水中部分硝态氮不能与反硝化细菌接触，故不能被还原。此外，在这一时期，由于有机物己充分降解，反硝化所需的碳源不足，也限制了反硝化效率的进一步提高。这两方面的原因使得CASS工艺脱氮效率难以提高。

（3）除磷效率难以提高

污泥在生物选择器中的释磷过程受到回流混合液中硝态氮浓度的影响比较大，在CASS工艺系统中难以继续提高除磷效率。

（4）控制方式较为单一

目前在实际应用中的CASS工艺基本上都是以时序控制为主的，其缺点是显而易见的，因为污水的水质不是一成不变的，因此采用固定不变的反应时间必然不是最佳选择。

3.4.3 DE氧化沟工艺

DE氧化沟是丹麦Kruger公司在间歇运行的氧化沟基础上发展的一种新型的氧化沟。DE氧化沟为双沟半交替工作式氧化沟系统，具有良好的生物脱氮功能。若在DE氧化沟前增设一个厌氧池可实现生物除磷。二沉池与氧化沟分设，并有独立的污泥回流系统。两个氧化沟相互连通，串联运行，交替进水。沟内设曝气转

碟，高速运转时曝气充氧，低速工作时只推动水流，基本不充氧，使两沟交替处于缺氧和好氧状态，从而达到脱氮除磷的目的。

由于DE型氧化沟也归属于氧化沟，故兼有氧化沟的优点。1.氧化沟共有的优点：

（1）氧化沟结合推流和完全混合的特点，有力于克服短流和提高缓冲能力，通常在氧化沟曝气区上游安排入流，在入流点的再上游点安排出流。入流通过曝气区在循环中很好的被混合和分散，混合液再次围绕CLR继续循环。这样，氧化沟在短期内（如一个循环）呈推流状态，而在长期内（如多次循环）又呈混合状态。这两者的结合，即使入流至少经历一个循环而基本杜绝短流，又可以提供很大的稀释倍数而提高了缓冲能力。同时为了防止污泥沉积，必须保证沟内足够的流速（一般平均流速大于0.3m/s），而污水在沟内的停留时间又较长，这就要求沟内由较大的循环流量（一般是污水进水流量的数倍乃至数十倍），进入沟内污水立即被大量的循环液所混合稀释，因此氧化沟系统具有很强的耐冲击负荷能力，对不易降解的有机物也有较好的处理能力，与此同时，对水温、水质、水量的变化适应性较强。

（2）氧化沟具有明显的溶解氧浓度梯度，特别适用于硝化－反硝化生物处理工艺。氧化沟从整体上说又是完全混合的，而液体流动却保持着推流前进，其曝气装置是定位的，因此，混合液在曝气区内溶解氧浓度是上游高，然后沿沟长逐步下降，出现明显的浓度梯度，到下游区溶解氧浓度就很低，基本上处于缺氧状态。氧化沟设计可按要求安排好氧区和缺氧区实现硝化－反硝化工艺，不仅可以利用硝酸盐中的氧满足一定的需氧量，而且可以通过反硝化补充硝化过程中消耗的碱度。这些有利于节省能耗和减少甚至免去硝化过程中需要投加的化学药品数量。

（3）可不考虑设初沉池。

（4）污泥龄较长，有较好的反硝化脱氮的效果。

（5）污泥的产率低，且多以达到稳定状态，故无需设置消化池。（6）构筑物较少，流程较简单。

（7）氧化沟的整体功率密度较低，可节约能源。氧化沟的混合液一旦被加速到沟中的平均流速，对于维持循环仅需克服沿程和弯道的水头损失，因而氧化沟可比其他系统以低得多的整体功率密度来维持混合液流动和活性污泥悬浮状态。据国外的一些报道，氧化沟比常规的活性污泥法能耗降低20％－30％。

2.DE型氧化沟除了具有普通氧化沟的优点外，还具有：

（1）由于两沟交替硝化与反硝化，缺氧区和好氧区完全分开，污水始终从缺氧区进入，因此可保持较好的脱氮效果，且不需要混合液内回流系统，在这方面，DE型氧化沟是优于CASS工艺的；

（2）单独设置二沉池，提高了设备的利用率和池体容积的利用率；

（3）同时两沟池体和转刷设备的交替运转均可通过自控程序进行控制运行；（4）加设厌氧池，提高了除磷效果。3.DE型氧化沟的缺点：

（1）DE氧化沟存在氧化沟的沟深较浅，因此占地面积较大。

（2）由于工艺为了满足两沟交替硝化与反硝化的功能需要，曝气设备按照双电机配置，投资和运行费用较高，并且增加了设备投资和运行检修的复杂性。

综上所述，再结合本设计水量4万吨每天的水量（资料表明，在4×104m3/d规模以下，氧化沟的基建费用明显低于A2／O工艺），在基建费用方面、能耗方面（氧化沟无需内回流），构筑物的复杂程度方面，DE氧化沟优于A2／O工艺，而在脱氮除磷方面DE型氧化沟优于CASS工艺。故本设计选取DE氧化沟工艺。

3.5 DE氧化沟的机理

DE氧化沟是指两个相同容积的氧化沟组成的处理系统。DE型氧化沟为双沟半交替工作式氧化沟系统，具有良好的生物除氮功能。它与D型、T型氧化沟的不同之处是二沉池与氧化沟分开，并有独立的污泥回流系统。而T型氧化沟的两侧沟轮流作为沉淀池。

DE氧化沟内两个氧化沟相互连通，串联运行，交替进水。沟内设双速曝气转碟，高速工作时曝气充氧，低速工作时只推动水流，基本不充氧，使两沟交替处于厌氧和好氧状态，从而达到脱氮的目的。

若在该系统前增设厌氧池，回流污泥与原污水在厌氧池中混合，则可以实现生物脱氮除磷。

3.5.1 DE型氧化沟生物脱氮过程

DE型氧化沟生物脱氮作用是通过氧化沟本身的特殊的运行方式，创造一定的条件使硝化和反硝化作用在氧化沟中交替发生而完成的。整个运行过程分为四个阶段，如下图所示。每循环一个全过程大约需要4-8小时。

1.阶段A 污水通过配水井流入转碟低速运行的沟①，转碟的转速控制为仅能维持水和污泥的混合并推动水流循环，但并不供氧，使沟①处于缺氧状态，迫使该沟利用在前一段运行时产生的硝酸盐中的氧来降解有机物，而进水提供了反硝化所需的能量，进行反硝化。沟②转碟高速运行，充氧并进行硝化过程，沟②中有足够的氧，以保证有机物的降解，使氨氮转化为硝酸盐。同时沟②出水堰降低，处理水由沟②流入二沉池。

2.阶段B 污水还是通过配水井流入沟①，不过此时沟①转碟高速运行，充氧曝气，进行硝化

过程。B段运行时间取决于该段末了时沟中的剩余氧量，沟②出水堰还是降低，继续出水。

3.阶段C

由沟①进水改为沟②进水，此时沟①中转碟高速运行，继续充氧，而沟②转碟低速运行，仅维持泥水混合，不供氧，沟①出水堰降低，处理后的水由沟①流入二沉池。与阶段A类似，惟一不同的是反硝化作用此时在沟②进行，而硝化作用在沟①进行。

4.阶段D

阶段D与阶段B相类似，工艺条件相同，唯一不同的是沟①和沟②的进出水刚好倒过来。

3.5.2 DE型氧化沟生物除磷过程

为了利用DE型氧化沟进行生物除磷，必须在DE型氧化沟前设置一个厌氧池，该池中配有搅拌器，以防止污泥沉积。污水经过厌氧-好氧段联合达到除磷的目的，而与缺氧-好氧段联合达到脱氮、除磷的目的。DE型氧化沟除磷就是按照此原理进行设计和运行的。整个过程分为四个阶段。

1.阶段A

原污水与二沉池的回流污泥均流入厌氧池，池中搅拌器使之充分混合，防止污泥沉淀，混合液经调节堰后流入沟①。沟①在前一段已进行了充分曝气和硝化作用，细菌已吸收了大量的磷，在阶段A，沟①中转碟低速运行，维持缺氧条件；沟②出水调节堰板降低，处理后的水由沟②排入二沉池。在阶段A末了时，沟①中磷的浓度将会上升，因为沟①处于缺氧条件，进行反硝化过程，磷将会释放到水中。而沟②转碟高速运行，细菌吸收污水中的磷。沟②中磷的浓度下降。

2.阶段B

原污水与二沉池的回流污泥经混合、配水后还是进入沟①，不过此时沟①、沟②转碟均高速运转进行充氧，进水中的磷和阶段A沟①释放的磷进入好氧条件的沟②中，沟②中混合液磷含量低，水由沟②排入二沉池。

3.阶段C 阶段C与阶段A相类似，沟①和沟②的工艺条件互换，功能刚好相反。4.阶段D 阶段D和阶段B相类似，沟①和沟②的工艺条件相同。两个沟中高速运行充氧使吸收磷的微生物和硝化细菌有更多的工作时间。

阶段A

阶段B

阶段C

阶段D

图3.1 DE氧化沟运行方式简图

初步拟定各阶段的时间

表3.2 氧化沟工作周期的设定

阶段 时间（h）阶段A 1.5

阶段B 0.5

阶段C 1.5

阶段D 0.5 从上述的运行过程来看，通过适当调节处理过程的不同阶段，则可以得到低浓度的TP和TN的出水。

3.6 确定流程

3.6.1 确定工艺流程

1.选择处理工艺流程选定应考虑的因素：（1）原废水水质和废水的处理程度（2）工程造价与运行费用（3）当地的自然条件

（4）废水的水量及其动态变化（5）运行管理与施工 2.工艺流程

湘乡市污水处理厂由于水量较少（Q=40000m3/d），属于典型的中型水处理设施，这类中型水处理设施的一般工艺流程如下图

图3.2 工艺流程图

（1）前处理设施：

前处理设施的目的是保证后续水泵工作以及改善进水水质和水处理功能。在一级处理单元前，进行流量调节、除浮物和砂；由于本设计是为生活污水和工业废水工艺设计，近期污染源主要是居民的厨房、卫生间流出来的有机物质和工厂生产废水，因此需设计中格栅。以有机物居多（糖类、氨氮和脂肪等），含油量较少，因此本设计不设置除油池，只设置沉砂池。

（2）污水提升泵：

在进水埋深较大且经水处理设施重力流动，使出水能排入水体时，需要设置提升泵。本设计由于地形关系必须在中格栅后设置污水提升泵。

（3）初沉池：

初沉池是沉淀分离污水中的悬浮物，减轻后续生物处理单元负荷的预处理设施。

（4）反应池；

是生物处理的主要设施，用于去除污水中的有机物以及氨氮的硝化和反硝化等。

（5）二沉池：

将反应池出水进行泥水分离，获得澄清的出水以及浓缩的污泥的重要处理设

施，是二级处理的最后处理单元。

（6）深度处理设施：

指将二级出水进一步处理，获得更好水质的处理设施。在小区中水处理工艺中是必须的处理设施。本设计处理的水达到国家排放标准后将直接排入河流中不做中水回用。

（7）消毒设施：

是为了保证出水安全而设置的，用于杀死处理水中的大肠菌等细菌。因此，排入受纳水体前应考虑消毒。

3.6.2 工艺流程的确定

生产构筑物有：粗格栅、进水泵房、细格栅、沉砂池、厌氧池、DE氧化沟、二沉池、回流污泥泵房、紫外线消毒池、浓缩脱水机房；

1.粗格栅、进水泵房(1)粗格栅、进水粗格栅是污水厂的第一道预处理设施，可去除大尺寸的漂浮物和悬浮物，以保护进水泵的正常运转，并尽量去掉那些不利于后续处理过程的杂物。

本次粗格栅设计，选择了两种形式:钢丝绳格栅除污机和回转式固液分离机，钢丝绳格栅除污机国内外使用较多，运转性能较好，性能稳定，特别适用于深水使用。国内该类产品质量及性能与进口设备相比差距较大，但进口产品价格昂贵。回转式固液分离机近年在国内使用较多，运转效果较好，该设备由动力装置、机架、清洗机构及电控箱组成，动力装置采用悬挂式涡轮减速机，结构紧凑，调整维修方便，适用于市政污水处理厂预处理工艺。这两种设备均能满足使用要求，但考虑到维护保养，运行效果及产品适用性等多种因素，本设计推荐采用回转式固液分离机。

(2)进水泵房

污水进入污水处理厂后，须由污水泵提升至沉砂池，污水泵选型选用TLW型无堵塞立式污水泵，维护时用起吊设备吊起，因此进水泵房设在集水池上面，留有检修的空间即可。

2.沉砂池

沉砂池主要用于去除污水中粒径大于0.2mm，密度大于2.65t/m3的砂粒。以保护管道、阀门等设施免受磨损和阻塞。

沉砂池有平流式、竖井式、曝气式和旋流式四种。平流式沉砂池具有构造简单、处理效果较好、工作稳定的优点；竖井式沉砂池通常用于去除较粗（粒径在0.6mm以上）的砂粒，结构比较复杂，污水由中心管进入池内后自下向上流动，无机物颗粒借助重力沉于池底，处理效果一般较差，目前生产中采用较少；曝气

沉砂池则是在池的一侧通入空气，使污水沿池旋转前进，从而产生与主流方向垂直的横向恒速环流。砂粒间产生摩擦作用，可使砂粒上悬浮性有机物得以有效分离，且不使细小悬浮物沉淀，便于砂粒和有机物的分别处理和处置；旋流式沉砂池则是利机械控制污水的流态和流速，加速砂粒的沉淀，具有沉砂粒径小、效果好、占地省的优点。综合考虑各种因素，本设计采用了旋流沉砂池。

3.生物处理池

生物处理池是污水处理的主体构筑物，在DE氧化沟内，而微生物则处于好氧、缺氧周期性变化之中，本设计在DE氧化沟前增设厌氧池，不仅去除BOD，同时还具有较好的脱氮、除磷功能；

DE氧化沟的供氧采用转碟曝气机。4.二沉池

沉淀池主要用于完成混合液的分离和污泥额部分浓缩，使出水悬浮物浓度达到所要求的排放标准和回流污泥达到一定的浓度。

常用的二沉池有圆形二沉池和矩形二沉池两种，结合国内的使用经验和本工程的实际情况，从投资省、管理简单、运行可靠角度考虑推荐采用中间进水周边出水的圆形二沉池，本设计采用辐流式二沉池，由于本设计每组的流量不是很大，故采用中心进水周边出水的辐流式二沉池。

5.回流污泥泵房

由于DE氧化沟增设了厌氧池，故需要污泥回流泵房。6.消毒

城市污水经二级处理后，水质改善，但仍可能含有超标的大肠杆菌和病毒，因此，排入受纳水体前应考虑消毒。

污水处理厂常用的接触消毒灭菌方法有投氯消毒和紫外线消毒两种。初步拟定紫外线消毒。

3.7 污泥处理和处置工艺

污水处理过程中一部分污染物质转化成了污泥。污泥含水率高、有机物含量较高，不稳定，还含有致病菌和寄生虫卵，若不妥善处理和处置，将造成二次污染。因此必须对污泥进行处理和处置。

污水处理厂的全部建设费用中，用于处理污泥的约占20%~ 50%，甚至70%。所以污泥处理是污水处理系统的重要组成部分，必须予以充分重视。综合考虑各种因素，并且选择合理的处理方法。

污泥处理的目的是：降低水分，减少污泥体积，便于运输和处置；避免磷的释放和污染。

图3.3 城市污水处理厂传统的污泥处理流程

3.7.1 污泥浓缩脱水

剩余活性污泥直接用浓缩脱水一体机脱水。3.7.2 污泥稳定

氧化沟，工艺产生的剩余污泥量较少，污泥稳定性好，脱水性能佳，通常不需要再进行稳定化处理，可直接脱水。

3.8 污泥最终处置

目前我国城市污水处理厂污泥大都采用填埋方式处置，国外许多国家对污泥处置采用较多的方法是焚烧、卫生填埋、堆肥、干化利用等。

3.8.1 焚烧

对污泥进行焚烧处置，可以做到污泥的无机化和无害化。

用于污泥焚烧处理的焚烧炉有多层焚烧炉、流化床焚烧炉、点红外焚烧炉、复合床焚烧炉等，常用的是多层焚烧炉和流化床焚烧炉。

1.焚烧处置的优点

（1)对污泥处置迅速，减容量大（70~90%），无害化程度高。

（2)占地面积小。2.焚烧处置的缺点

（1)工艺复杂，一次性投资大。

（2)设备数量多，操作管理复杂，能耗高，运行管理费亦高。

（3)潜在的大气污染及二噁英危险。焚烧法适于经济发达地区。3.8.2 堆肥

污泥与其它填充剂混合高温堆肥，污泥腐熟程度高，病原体和寄生虫卵去除较彻底。堆肥可使富含氮、磷等元素的污泥用作肥料或者土壤改良剂。生污泥、消化污泥或经过化学稳定处理的污泥都可以进行堆肥处理。

常见的污泥堆肥方法有三种。1.好氧静态堆肥

脱水泥饼与粗的填充剂如木削混合，混合物堆放在填料床上，填料床内设有风管，采用鼓风机进行供氧，空气流动方式可以上流式或下流式。料堆表面用一

层熟料覆盖，以便隔离和吸收臭气。堆肥过程完成后，可以将堆料打碎，采用筛分机把填充剂分离出来，以便再用。

2.好氧动态堆肥

混合料被堆放成长条形，料堆应具有较大的比表面积，以便进行空气的对流与扩散。也可以强制鼓风。料堆由机械设备进行周期性的翻堆。还有一种DANO工艺，污泥在旋转的滚筒中进行好氧发酵，需氧由鼓风机供给。该法机械化程度高，周期短，环境条件好，是最先进的堆肥工艺。但动力消耗和维护工作量大。

3.料仓堆肥

混合料从堆肥仓的一端进入，向堆肥仓的出料端运动，达到足够的停留时间后离开堆肥仓。采用强制鼓风的方式使空气通过堆肥仓，混合料则可以以不进行扰动的推流方式或进行周期性混合的方式经过堆肥仓。

在堆肥过程中，微生物活动需要氧气，产生二氧化碳、水蒸气和热量。虽然堆肥的温度可以超过70℃，但是常用的堆肥温度为50~60℃，经过3~10d，堆肥温度逐渐下降。在堆肥过程中除需要供氧外，还需要除去废气、水蒸气和热量。通气量可以控制堆肥温度和干化速率。

堆肥过程可以除去水分，污泥的含固率可以由40%提高到50%。堆肥最大的缺点是生产周期较长，必须严格控制污泥中的重金属等有害物，堆肥产品受市场影响较大。

3.8.3 卫生填埋

污泥卫生填埋是把脱水污泥运到卫生填埋场与城市垃圾一起，按卫生填埋操作进行处置的工艺。常见的有厌氧和兼氧卫生填埋两种。

卫生填埋法处置具有处理量大、投资省、运行费低、操作简单、管理方便，对污泥适应能力较强等优点。但亦具有占地大，容易堵塞渗滤液收集系统，渗滤液及臭气污染较重等缺点。

卫生填埋法适宜于填埋场地容易选取、运距较近、有覆土的地方。迄今为止，卫生填埋法是国内外处理城市污水处理厂脱水污泥最常用的方法。

根据湘乡市的实际情况，污泥最终处置方法建议将脱水泥饼运送至垃圾卫生填埋场，与城市垃圾一并填埋处理。

第四章

污水处理厂工程设计

4.1 厂区平面设计

4.1.1 厂区总平面布置原则

1.功能分区明确，构筑物布置紧凑，减少占地面积。2.流程力求最短、顺畅，避免迂回重复。

3.变电中心布置在靠近主要用电负荷处，以便降低能耗。4.建筑物尽可能布置为南北朝向。

5.厂区绿化率不低于30%，总平面布置满足消防要求。6.道路连接顺畅，便于管理。4.1.2 功能分区

处理厂平面按功能分为厂前区、生产区，各区之间采用道路和绿化带相隔和连接，保证良好的工作环境和方便工作。

4.1.3 厂区平面设计 1.厂前区布置

厂前区设在全厂的南面，布置有厂区主出入口、综合楼、停车场等等。厂前区与生产区之间用绿化隔离带和道路分开，保证厂前区优美的环境。综合楼楼上可以俯视污水厂全厂及厂区周围，风景优美，视野开阔。

2.生产区布置

污水从厂区的东北角引入，处理后从西面排入涟水河。

污水处理系统布置在厂区的中部。远期预留地设在北面污泥浓缩脱水间布置在厂区的西北角，也便于运泥，厂区的污泥、栅渣等从厂区北面的侧门进出，可以避免对厂前区环境的影响。

以上布置紧凑，功能分区明确，流程顺畅。3.厂区道路

为了便于交通运输、消防、设备的安装维护，道路布置成环状，每个建（构）筑物间均有道路相通，厂内道路宽7m，道路转弯半径大于6m，混凝土路面。

4.厂区给排水（1)厂区给水

厂区给水通过市政给水管网供给。主要用于生活、生产及消防等。生产生活引入管和消防引入管分开，分别从市政管网引入。

（2)厂区排水

厂区排水为雨污分流制，厂区雨水由道路雨水口收集后汇入厂区雨水管道，并自流排除厂外；厂内生活污水、生产污水等经厂内污水管道收集后汇入粗格栅前的进水闸井，与进厂污水一并处理。

4.2 厂区竖向设计

4.2.1 设计地面高程 1.现状地面高程

根据厂区地形图，厂区较为平坦，现状高程基本为海拔105.0m左右。2.厂区设计地面高程

污水处理厂的处理水靠重力直接排入涟水河，河水最高水位为103.40m。4.2.2 竖向设计

在保证工程设施安全的基础上，充分考虑土方平衡以及运行费用的条件，尽可能减少构筑物的基础处理、挖填方量和节省运行费用。构筑物的设计高程根据排放水体的高程计算，保证处理后的水靠重力排入涟水河。排放水体的高程按河水最高水位103.40m计，则以此为基础计算整个污水厂构筑物的高程，同时核对与地质条件的关系，尽量减少基础处理的费用。

4.3 污水处理生产构（建）筑物工艺设计

污水处理生产构筑包括粗格栅、进水泵房、细格栅、旋流沉砂池、厌氧池、DE氧化沟池、紫外线消毒池、污泥浓缩脱水机房等。

4.3.1 粗格栅格栅间 1.设计规范规定

（1）粗格栅：机械清除时宜为16～25mm，人工清除时宜为25～40mm。特殊情况下，最大间隙可为100mm；

（2）水泵前，应根据水泵要求确定。

（3）污水过栅流速宜采用0.6～1.0m/s。除转鼓式格栅除污机外，机械清除格栅的安装角度宜为60°～90°。人工清除格栅的安装角度宜为30°～60°。

（4）格栅除污机，底部前端距井壁尺寸，钢丝绳牵引除污机或移动悬吊葫芦抓斗式除污机应大于1.5m；链动刮板除污机或回转式固液分离机应大于1.0m。

（5）格栅上部必须设置工作平台，其高度应高出格栅前最高设计水位0.5m，工作平台上应有安全和冲洗设施。

（6）格栅工作平台两侧边道宽度宜采用0.7～1.0m。工作平台正面过道宽度，采用机械清除时不应小于1.5m，采用人工清除时不应小于1.2m。

（7）粗格栅栅渣宜采用带式输送机输送；

（8）格栅除污机、输送机和压榨脱水机的进出料口宜采用密封形式，根据周围环境情况，可设置除臭处理装置。

（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。2.设计水量计算近期：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 远期：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.进出水闸井工艺设计

进出水闸井与格栅间合建，相关尺寸参见格栅间的尺寸。

进水闸井的的作用就是使汇集来的污水稳定，以利于后续处理。进水闸井长为2.5m。

出水闸井的长为2.5m。

选取QFZh24W-0.5轻型方闸门，规格为800mm800mm,4套。进水闸井和闸门的水头损失估为0.25m。4.格栅间的计算（1）格栅间隙数

nQmaxsin

（4.1）

Nbhvn—格栅间隙数 Qmax—设计流量(m3/s)b—格栅栅条间隙(m)h—格栅栅前水深(m)v—格栅过栅流速(m/s)α—格栅倾角(°)

设计中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）格栅槽宽度

B=S(n-1)+bn（4.2）

B=S(n-1)+bn =0.015×23+0.02×24=0.825m B—格栅槽宽度(m)

S—每根格栅条的宽度(m)设计中S=0.015m。

表4.1 粗格栅选型

型号 GH-800-20 设备宽度mm

800

格栅间隙mm

安装角度 75°

电机功率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）栅前渠道长度

取l1取1200mm（规范规定不小于1000mm）。

（4）由于格栅井设置在地下，本水厂地面高程为105.0m，格栅井的地板高程

10599.921.36m取1.5m。约为99.92m,故格栅井水平投影长约为

tan75（5）出水渠道的长度

由于要安装皮带运输机，方便工作人员操作，栅后出水渠道取3m（大于规范规定的配水长度500mm）。

（6）通过格栅的水头损失

S3v2 h1k()sin（4.3）

b2gh1—通过格栅的水头损失;β—格栅条的阻力系数，栅条断面为镜边矩形时β=2.42;k—格栅受污物堵塞时的水头损失增大系数，一般采用k=3。

4-23-

S3v2h1k()sin

b2g0.01530.7162)sin75 =32.42(0.0229.80.18m（实际取0.2m）44（7）格栅槽总长度（包括进出水闸井长度和各池壁厚）L=0.5+2.5+0.4+1.2+1.5+3.0+0.4+2.5+0.5=12.5m L—格栅槽总长度 0.5—格栅井壁厚

0.4—闸井和明渠之间的壁厚（8）每日栅渣量

WW—每日栅渣量(m3/d)；

W1—每日每103m3污水的栅渣量(m3/103m3),一般采用0.04-0.06(m3/103m3)。本设计W1=0.05 m3/103m3

W864000.4630.05

1000=2 m3/d＞0.2 m3/d

86400QW1（4.4）1000应采用机械除渣及皮带输送机输送栅渣，采用机械栅渣打包机将栅渣打包，汽车运走。

（9）进出水设计

城市污水通过混凝土管道（按远期设置）送入进水闸井，查的混凝土管的曼宁粗糙系数n为0.013-0.014，取0.013，查最小坡度条件下的非满管流量表,对应远期流量0.91 m3/s，在最小坡度为0.0006，应取充满度为0.75，对应管径为1300mm的管道。进、出水闸井宽为3.6m，长均为2.5 m，栅前水深0.80 m，出水深度0.75 m。

4.3.2 进水泵房的设计 1.特点及一般规定

（1）特点：污水泵站的特点是连续进水，水量较小，但变化幅度大；水中污杂物含量多，对周围环境的污染影响大。所以污水泵站应该使用适合污水的水泵和清污量大的格栅除污机，集水池要有足够的调蓄容积，水泵的运行时间长，应考虑备用泵；泵站的设计应尽量减少对环境的污染，站内要提供较好的管理、检

修条件。

（2）一般规定：

①应根据远近期污水量，确定污水泵站的规模。泵站设计流量应与进水管之设计流量相同。

②应明确泵站是一次建成，还是分期建设，是永久性还是半永久性，以决定其标准和设施。并根据污水经泵站抽升后，出水入河渠，还是进水处理厂处理来选定合适的泵站位置。

③在分流制排水系统中，雨水泵房与污水泵房可分建在泵站院内不同位置，也可以合建在一座构筑物里面，但水泵、集水池和管道应自成系统。

④污水泵房的集水池与机器间合建在同一构筑物内时，集水池和机械间需设防水隔墙分开，不允许渗漏，作法按结构设计规范要求；集水池与机器间分建时要保持一定的施工距离，避免不均匀沉降，其中集水池多采用圆形，机器间多采用方形。

⑤泵站地下构筑物不允许地下水渗入，应设有高出地下水水位0.5m的防水设施，作法见《给水排水工程结构设计规范》。

⑥注意减少对周围环境的影响，结合当地条件，是泵站与居住房屋和公共建筑保持一定的距离，院内须加强绿化，尽量做到庭院园林化，四周建隔离带。

2.选泵

（1）设计水量、水泵全扬程：

①污水泵站设计流量按最大日、最大时流量计算，并应以进水管最大充满度的设计流量为准。

②水泵全扬程H 计算公式为

H≥H1+H2+h1+h2+h3（4.5）

式中：

H1——吸水地形高度（m），为集水池经常水位与水泵轴线标高之差；其中经常水位是集水池运行中经常保持的水位，在最高与最低水位之间，由泵站管理单位根据具体情况决定；一般采用平均水位；

H2——压水地形高度（m），为水泵轴线与经常提升水位之间高差； h1——吸水管水头损失（m），一般包括吸水喇叭口、90度弯头、直线段、闸门、渐缩管等，v12 h11（4.6）

2gh2——出水管水头损失（m），一般包括渐扩管、止回阀、闸门、短管、90

度弯头（或三通）、直线段等，2v2 h22（4.7）

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

h3—安全水头（m），估算扬程时可按1.0-2.0m计；详细计算时应慎用，以免工况点偏移。

（2）选泵考虑的因素

①设计水量、水泵全扬程的工况点应靠近水泵的的最高效率点；

②由于水泵在运行过程中，集水池中的水位是变化的，所选水泵在这个变化范围内处于高效区；

③当泵站内设有多台水泵时，选择水泵时应当注意不但在联合运行时，而且在单泵运行时都应处于高效区；

④尽量选用同型号水泵，方便维护管理；水量变化大时，水泵台数较多时，采用大小水泵搭配较为合适；

⑤远期污水量发展的泵站，水泵要有足够的适应能力；

⑥污水泵站尽量采用污水泵，并且根据来水水质，采用不同的材料。（3）常用污水泵

①WL、WTL型立式污水泵（又称无堵塞立式污水泵）； ②MN、MF型立、卧式污水泵； ③PW、PWL型卧、立式污水泵； ④WQ型潜水污水泵； ⑤F型耐腐蚀污水泵。

其中无堵塞污水泵及潜水污泵均为无堵塞、防缠绕叶轮采用单流道、双流道结构，污物通过能力好；MN及MF系列污水泵的优点是能输送含固体颗粒及含纤维材料的污水；PW及PWL型是传统污水泵。各种水泵均有较宽的性能范围。

（4）污水泵站的调速运行：在污水泵站中，使用微机控制变速与定速水泵组合运行，可以保持进水水位稳定、降低能耗、提高自动化程度，是一项节能的有效方法。

调速电动机的数量可根据水泵的总台数，来水量变化曲线及水泵压力管路的特性曲线选用，一般采用一台调速电动机配一台水泵，与一台或多台常速电动机配套的水泵同时运转较宜。常速电动机所配水泵每台的容量应小于变速电动机所

配水泵最高速率运转时的容量，两者配合运行可较稳定。

（5）水泵启动方式

①自灌式：污水泵站为常年运转，采用自灌式较多，启动及时，管理简便，尤其对开停比较频繁的泵站，使用自灌式较好；

②非自灌式：在泵站深度大、地下水位高的情况下，可采用非自灌式污水泵站。大中型泵站可采用真空泵启动，为减少真空泵的开停次数，亦可采用加真空罐的办法。中小型泵站可采用密闭水箱，泵前水柜引水，或鸭管式无底阀引水。

（6）水泵数量

污水泵站工作泵及备用泵数量可按下表选用：

表4.2 污水泵站工作泵及备用泵数量

类别 同一型号 工作泵台数(台)1~4 5~6 >6

备用泵台数(台)1~2 2

两种型号 类别

工作泵台数(台)

1~4 5~6 >6

备用泵台数(台)2(各1)2(各1)注：非常年运转的泵站，备用泵可放在仓库里。3.污水泵站的计算 已知：

（1）进水管管底标高为99.64m，管径DN1300，充满度0.75；（2）出水管提升后的水面标高为108.57m；（3）地面标高为105m。采用自灌式。

最大秒流量为Q1=634L/s

选择集水池与机器间合建式的矩形泵站，近期考虑3台水泵（其中一台备用），远期考虑4台水泵（其中一台备用），每台水泵的流量为634/2=317L/s。

①选泵前总扬程估算

集水池有效水深取为3m，常水位取为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与出水水位之差。即H1+H2=108.57-(99.64+1.3×0.75-0.5)=8.46m。

h1为吸水管水头损失，一般包括吸水喇叭口、90度弯头、直线段、闸门、渐缩管等。

h2为出水管水头损失，一般包括渐扩管、止回阀、闸门、短管、90°弯头（或三通）、直线段等。

先估算h1+h2=1.0m，安全水头h3取为1.0m。

则水泵的扬程为8.46+1.0+1.0=10.46m。初步选定以下型号的泵。

表4.3 泵的选型

排 出

型 号 口 径(mm)300TLW-540ⅡA 300

流量(m/h)1172

11.4

3转速

扬程(m)

(r/min)735

功率(kW)55

效率

重量(kg)

(%)77

3000 ②实际计算

进水管路这里只考虑有一个喇叭口的局部水头损失，进水喇叭口的局部水头损失为（0.1），进水口的直径由型号确定为300，则管内流速为：

4Qmax40.6344.48m/s 2D223.140.32则进水部分的水头损失为： vv24.482h10.10.1m

2g29.8潜水泵分管DN500上有１个渐扩管连接(ξ=0.11)，止回阀１个（ξ=1.7），DN500蝶阀一个(ξ=0.1)，DN500的90°弯头１个（ξ=0.9），4Q40.3171.62m/s 出水管内流速为 v2D23.140.52则出分管水管的局部水头损失为

v22h2(0.111.70.10.90.5)0.44m

29.8出水分管管长为10m，沿程损失为h3=0.06m 总管DN700，L=40.6m，管上有1个三通，1个90度弯头，１个出口，流速为1.65m /s，v22h3(1.50.91.0)0.47m

29.8沿程水头损失为h4＝0.16m

所以总水头损失为h1+h2+h3＋h4=0.1+0.44+0.06+047＋0.16=1.23m，则实际所需要的扬程为H1+H2+h1+h2+h3=8.46+1.23=9.69m<11.4m，可见所选的水泵可以满足要求。

起吊设备应能提升最重的一个设备。其中最重的泵的重量为3000kg。因此选用3吨电动葫芦门式起重机。该起重机的具体参数见下表。

表4.4 起吊设备选型

电动葫芦

起重量(t)跨度(m)提升 高度(m)悬臂 长度(m)

工作 制度

型号

起重 速度(m/s)

运行 速度(m/s)

运行 速度(m/s)

运行机构 减速机 ZSC400-III-0.75/37.3电动机 型号

功率Kw

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

①集水井与进水闸井、格栅井合建时，宜采用半封闭式。闸门及格栅处敞开，其余部分尽量加顶板封闭，以减少污染，敞开部分设栏杆及活盖板，确保安全。

②集水池单建或与机器间合建时，应做成封闭式，池内设通气管，通向池外，并将管口做成弯头或加罩，高出室外地面至少0.5m，以防雨水及杂物入内。有条件时，可在通气管上加有生物填料的防臭设施。

③全日制运行的污水泵站，集水池的容积是根据工作水泵组停车时启动备用机组所需的时间计算的，也就是由水泵开停次数决定的。当水泵机组为人工管理时，每小时水泵开停次数不宜多于3次，当水泵组为自动控制时，每小时开启次数由电机的性能决定。由于现阶段不能排除人工管理，所以污水泵站的集水池有效容积一般按不小于一台泵的5min的出水量计算。

④小型污水泵站，由于夜间流量很小，通常在夜间停止运行，在这种情况下集水池的容积必须能容纳夜间的流量。

⑤集水池的容积在满足安装格栅、吸水管的要求、保证水泵工作时的水力条件及能够及时流入污水抽走的前提下，应尽量小些，以减少造价，减轻污染物的沉积和腐化。

⑥集水池清池排空设施：集水池一般设有污泥斗，池底作成不小于0.01的斜坡，坡向污泥斗。从平台到池底，应设供上下用之扶梯。平台上应有供吊泥用的梁勾、滑车。

（2）设计计算

集水池的容积按最大一台泵6min的出水量计算，有效水深取为2m。集水池容积，采用相当于一台泵6min的容积：

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

4×2 3

集水池内有效水深采用H=2m，则集水池面积为Fmin=57.06m2。具体尺寸设计如下：

长度方向上，集水池前、穿孔配水墙前的配水部分取1200mm,配水穿孔墙取150mm。规范规定机组突出部分与墙壁的净距不宜小于1.2m，在长度方向上所选水泵泵基础的长度为850mm,故穿孔墙离泵中心线距离取（1.2+0.425）=1.625m,实际取1.65m。泵轴线离墙的距离取(0.425+1.2+0.5+0.2)=2.325m取2.5m,其中0.425m为泵基础长度，1.2m为泵的突出部分离墙的最小距离，0.5m为压水管直径，0.2m为管与墙的净距。

宽度方向上，规范规定机组突出部分与墙壁的净距不宜小于1.2m，在宽度方向上水泵基础为1050mm，设计泵轴线离墙2.0m。规范规定水泵机组基础间的净距不宜小于1.0m，所以设计泵轴线之间的距离为2.5m,本设计选用三台水泵，两用一备，远期留出位置但不安装。

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

吸水喇叭口为（1.3-1.5）D，D为吸水管直径，此处为300mm,设计中吸水喇叭口取450mm, 最低水位离喇叭口0.4m,喇叭口离集水坑底为0.6m。

为防止集水池内沉积物的积累腐化，因此在集水池内设一冲洗管，定期冲洗。5.泵房形式的选择 泵房形式选择的条件：

（1）由于污水泵站一般为常年运转，大型泵站多为连续开泵，小型泵站除连续开泵运转外，亦有定期开泵间断性运转，故选用自灌式较方便。只有在特殊情况下才选用非自灌式泵房。

（2）选用矩形泵房。4.3.3 细格栅

设计中选择两组细格栅，即N=2。1.格栅间隙数

nQmaxsin（4.8）Nbhvn—格栅间隙数 Qmax—设计流量(m3/s)

b—格栅栅条间隙(m)h—格栅栅前水深(m)v—格栅过栅流速(m/s)

—格栅倾角()

设计中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.格栅槽宽度

B=S（n-1）+bn（4.9）

B=S（n-1）+bn=0.01690.007701.18m B—格栅槽宽度(m)S—每根格栅条的宽度(m)设计中S0.01m。

表4.5 粗格栅选型

型号 XWB-Ⅲ-1.2-1.5 设备宽度mm

1200

格栅间隙mm

安装角度 60°

电机功率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.进水渠道长度

进水长度取1.5m（大与规范规定的最小长度1.0m）4.出水渠道渐窄部分的长度

l2BB1 2tan2B1—出水明渠宽度(m)B1=1200mm

30 2l251.23.3m

2tan305.通过格栅的水头损失

4S3v2k()h1sin（4.10）

b2g-31-

h1—通过格栅的水头损失;β—格栅条的阻力系数，栅条断面为镜边矩形时β=2.42;k—格栅受污物堵塞时的水头损失增大系数，一般采用k=3。

0.0130.82h1=32.42()sin60

0.00729.80.33m

4实际设计中取0.35m 6.栅后明渠总高度

h2

Hhh1 H—栅后明渠总高度(m)；

—明渠超高(m)。

h20.6m

本设计h2H0.750.350.6=1.7m

7.格栅槽总长度

L=0.35+1.5+1.0+2.5+0.35+1.5+3.3 =10.50m L—格栅槽总长度

H1—格栅明渠的深度

1.7=0.98m≈1.0m,由于安装栅渣无轴螺旋输送机需预留tan60一定安装位置，和检修位置，这里取2.5m。闸门后直段配水长度取1.5m，渐窄部格栅水平投影为分的长度前面已计算为3.3m,0.35m为墙厚。

8.每日栅渣量 W86400QW1 1000W—每日栅渣量(m3/d)；

W1—每日每103m3污水的栅渣量(m3/103m3),一般采用0.04-0.06 m3/103m3。

本设计W1=0.1 m3/103m3

W864000.4630.1

1000=4 m3/d＞0.2 m3/d

应采用机械除渣及栅渣无轴螺旋输送机输送栅渣，采用螺旋压榨机榨干栅

渣。

表4.6 细格栅间设备的选取

设备名称 栅渣无轴输送机 螺旋压榨机

型号 QDLS-260 XLY型，N=2.5KW 9.进水和出水渠道

提升泵房的污水经DN700的管道送入进水渠道，设计中取进水渠道宽进水水深0.75m，出水明渠道宽1.2m，出水深度0.75m。

4.3.4 旋流沉砂池

涡流沉砂池（也称旋流式沉砂池、钟式沉砂池）是利用水力涡流，使泥沙和有机物分开，加速沙砾的沉淀，以使达到除砂目的。该池型具有基建、运行费用低除砂效果好等优点。

1.设计参数：

（1）沉砂池按去除密度为2.65g/cm3、粒径0.2mm以上的砂粒设计（2）最高时流量的停留时间不应小于30s；（3）设计水力表面负荷宜为150～200m3/(m2·h)；

（4）有效水深宜为1.0～2.0m，池径与池深比宜为2.0～2.5；（5）池中应设立式桨叶分离机。

（6）污水的沉砂量，可按每立方米污水0.03L计算，其含水率为60%密度为1500kg/ m3；合流制污水的沉砂量应根据实际情况确定。

（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）沉砂池除砂宜采用机械方法，一般采用泵吸是式或气提式机械排沙，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。

（9）沉砂池超高不宜小于0.3m。2.设计计算

湘乡市的最大污水流量为6×104m3/d，本污水厂设2座旋流沉砂池，给排水设计手册第五册，根据本设计的流量，可得涡流沉砂池的尺寸如下表：

表4.7 涡流沉砂池尺寸

设计水量/(104m3/d)沉砂池直径/m 沉砂池深度/m 砂斗直径/m 砂斗深度/m

3.60 3.65 1.45 1.50 1.70（1）沉砂池的沙量计算 Q=0.03×6104=1800L/d（2）设备选型

表4.8 旋流沉砂池的设备

设备名称 沉砂池空气提砂机 砂水分离器 罗茨鼓风机

参数或型号 n=12-20r/min，N=1.5KW

Sf-260,Q=5-12L/s XBJ型，N=7.5KW

数量 2 2 1 4.3.5 厌氧池 1.厌氧池溶剂的计算

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

生物反应池中厌氧区（池）的容积，可按下列公式计算： Vp

tPQmax（4.11）24n式中：Vp—厌氧区（池）容积(m3)；

tp—厌氧区（池）停留时间（h），宜为1～2h； Qmax—设计污水流量(m3/d)。n—厌氧池的数量 设计中tp=1h，n=2。

15.48104Vp1142m3

242（3）工艺尺寸的设计 单池尺寸：B×L×H=27×8.5×5（4）核算水力停留时间

氧化沟设计中污泥回流比宜采用60%-100%，本工程设计回流比为100%，按60%-100%核算水力停留时间。

R=100%时，tmin=

V实际11QmaxQ回22278.550.5h30min（4.12）

11421142R=60% tmax =V实际278.550.625h37.5min

10.6QmaxQ回1142685.222所以实际水力停留时间约30-40min,基本符合除磷的要求。2.主要设备选型

厌氧选择池的混合搅拌器采用潜水搅拌器，每格一台，搅拌器的选型一般由装机功率确定，装机功率可通过厂家提供的搅拌器功率图查出，也可按经验公式V398.5532500w 计算，装机功率P0.60.6选取QJB40/6型潜水搅拌器两台，额定功率4kw。

4.3.6 氧化沟的设计计算 1.氧化沟的设计参数

（1）污泥浓度（MLSS）：2500-4500mg/L（2）污泥负荷：0.05-0.1kg BOD5/kgMLVSS（3）污泥龄:10-30d

（4）每千克BOD5需氧量：1.6-2.5kgO2/kg BOD5 2.氧化沟的设计计算

（1）出水溶解性BOD5（mg/L）：

出水中每增加1 mg/L SS就会引起0.3-1.0 mg/L BOD5的增加，为了保证氧化沟出水BOD5≤20mg/L，就必须控制出水中溶解性BOD5的浓度。

S= Se + S1（4.13）S—出水中溶解性BOD5浓度，mg/L； Se—出水BOD5浓度，mg/L； S1—出水中SS产生的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）好氧区容积V1(分为两组，以下为计算一组的数据)。

为达到污泥好氧稳定，污泥龄应保持在20-30d,而需同时脱氮除磷时可取12-20d，设计中θc=16d，污泥产率系数Y=0.75，污泥内源代谢系数Kd=0.055，污泥浓度4kg/m3.挥发性污泥浓度MLVSS=0.7×4=2.8 kg/m3，则 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）好氧区停留时间（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—每日产生的生物污泥量；

dcQX1—每日污水中不挥发的SS的量； QXe—每日按排放标准可以排走的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所产生的干污泥量为

XQ（S oSe）X1606Q（SS.10.73kg/kgBOD5

oe）20000(130201000)设污泥含水率为99.2%，则每天的剩余污泥量为：

4.15）4.16）4.17）（

（

（1606.12401.5m3/d16.73m3/h

0.0081000选取GSL-100型号的带式浓缩脱水一体机一套，处理能力为20-40m3/h。

（5）出水磷校核

假设出泥磷浓度为3.5%，则排磷量为

1606.10.03556.2kg/d

进水磷的量为

3.52000070kg/d

1000则出水磷浓度相当于

(7056.2)1060.69mg/L1mg/L

200001000故出水磷浓度满足出水水质标准。（6）脱氮

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

Y1000（4.18）1Kdc20000N0=12.4%QSN0=12.4%QSY1000=6.11mg/L

1Kdc20000N1=进水总氮N-出水的NH3-N N1-生物合成的N0 =23-2-6.11 =14.89mg/L

②碱度平衡：一般认为剩余碱度≥100mg/L时即可保持PH≥7.2，生物反应能够进行。每氧化1mgNH3-N消耗7.14mg/L碱度，每还原1mgNO3-N产生3.57mg/L碱度，每氧化1mg BOD5产生0.1 mg/L碱度，原水碱度为270mg/L（以CaCO3计）。

剩余碱度=原水碱度-硝化耗碱+碳化生碱+反硝化生碱 =270-7.14×14.89+0.1×(130-6.41)+3.57×(14.89-10)

=193.5mg/L≥100 mg/L 这足保持PH≥7.2

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

脱硝率qdn=qdn(20)×1.08(t-20)（4.19）1.08—温度修正系数

qdn(20)—20℃的脱硝率，其取值范围为0.03~0.06 [(kgNO3－N/(kgMLSS·d)] 本设计t≥12℃，qdn(20)=0.06[(kgNO3－N/(kgMLSS·d)] 12℃时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脱氮的水力停留时间 tV2=2Q105820000241.3h ⑥总池容VV1V2563510586693m3 总停留时间T=VQ24669320000248h ⑦校核污泥负荷

NQSosXV

NQSo20000sXV0.13466930.097kgBOD/kgMLSS 0.097×0.7= 0.068kgBOD/kgMLVSS,在0.05-0.1 kgBOD/kgMLVSS范围.单沟尺寸为BLH12m53m4.5m

4.20）

4.21）（（图4.1 厌氧池、氧化沟计算简图

（7）氧化沟供氧量计算

设计温度为12℃-25℃，设计按T=25℃时计算供氧量。①碳化需氧量

碳化需氧量=BOD需氧量-挥发性剩余污泥的需氧量+污泥内源呼吸需氧量

R1Q(SoSe)K1XK1bV1XV（4.22）

R1—碳化需氧量(kgO2/d)； Q—污水流量，为20000m3/d； S0—进水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—为内源呼吸需氧常数，b=0.07-0.075,此处取0.07；

V1—好氧体积，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-细胞合成NH3-N的需氧量

R2K2Q(NaNe)K3X（4.23）

Na—进水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反硝化的产氧量

R3=2.85ΔN

ΔN—为反硝化被还原的NO3-N的量，ΔN =4.89 mg/L.R2.854.893100020000278.7 kgO2/d ④总需氧量R

R= R 1+ R 2-R 3=4168.3+1380-278.7=5270 kgO2/d 换算成标准状态下需氧量R0 RRCs(20)o(CST-Ct)1.024T20 式中：

R0—标准状态下的需氧量；

Cs(20)—为20℃时清水饱和溶解氧浓度，Cs(20)=9.17 mg/L； α—为氧转移折算系数，α=0.83； β—为氧溶解度折算系数，β=0.95；

CST—为T℃氧的平均饱和度，CS25=8.38mg/L； Ct—为氧化沟平均氧浓度，Ct =2 mg/L。T=25℃时，代入数据

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

采用转碟曝气机曝气，取转碟单盘曝气1.4 kgO2/d

按好氧容积：总容积=0.7，则充氧量R0校核 93290.713327 kgO2/d =555.3 kgO2/h，所需碟片n1=555.3/1.4=397氧化沟设8组转碟，每组397849.5，取50片-40-

4.24）4.25）（（3.主要设备选型

选取型号为YBP1400-A的转碟曝气机，参数见表4.9：

5014.265片/米。每米安装n21220.25.表4.9 转碟曝气机的参数

规格型号 曝气转碟直径 适用工作水深 适用转速 经济转速 适用浸没深度 经济浸没深度 单碟充氧能力 动力效率 单碟推动力 单组推动工作流速长度

单碟配用功率平均底部流速

YBP1400-A氧化沟转碟曝气机

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时）

表4.10 进出水调节堰门选型

设备名称 可调堰门

型号 DY-3000×250

数量 8 4.氧化沟附属结构的设计 导流墙和导流板的设计

为了保持氧化沟内具有污泥不沉积的流速，减少能量损失，需设置导流墙与导流板。一般在氧化沟转折处设置导流墙，使水流平稳转弯，维持一定流速。另外，距转刷前后一定距离内，在水面以下设置导流板，使水流在横断面内分布均匀，增加水下流速强度。

（1）导流墙的设置

为减少水头损失、避免弯道停滞区的产生和防止弯道过度冲刷等，必须设置导流墙。

由于氧化沟中分隔内侧沟的弧度半径变化较快，其阻力系数也较高。为了平衡个弯道间的流量，导流墙可在弯道内偏置，以往的实践经验也表明，导流墙应设于偏向弯道的内侧，避免弯道出口靠中心隔墙一侧流速过低，造成回水，引起污泥下沉，设置导流墙则有利于水流平稳转弯，减少回水的产生。

（2）导流板的设置

为了使表面较高流速的水流转入池底，提高传氧效率，通常在表曝器的上、下游设置导流板。下游的导流板通常设置于转碟曝气器下游2-4米处，与水平成60度角倾斜放置，顶部高于转盘底部150-250毫米，且在水面下150毫米。其目的是使刚刚经过充氧并受到曝气转碟推动的表面高速水流转向下部，改善溶解氧浓度和流速在垂直方向上的分布，促进沟中上层和下层水流的垂直混合，从而降低沟内表面和底部的流速差。

4.3.7 二沉池的设计计算 1.沉淀池的一般设计要求

（1）设计流量应按分期建设考虑：

①当污水为自流进入时，应按每期的最大设计流量计算。

②当污水为提升进入时，应按每期工作水泵的最大设计流量计算。

③在合流制处理系统中，应按降雨时的设计流量计算，沉淀时间不宜小于30min。

（2）沉淀池的个数或分格数不应少于2个，并宜按并联系列设计。（3）当无实测资料时，城市污水沉淀池的设计数据，可参考如下表中的数据选用。

表 4.11 沉淀池设计参数

沉淀池类型

沉淀时间(h)0.5~2.0 1.5~4.0 1.5~4.0

表面 水力负荷

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

固体负荷

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）池子的超高至少为0.3m。

（5）当表面负荷一定时，有效水深与沉淀时间之比为定值，即h2/t=q‘。一般沉淀时间不小于1.0h；有效水深多采用2~4m，对辐流沉淀池指池边水深。

（6）沉淀池的缓冲层的高度，一般采用0.3~0.5m。

（7）污泥斗的斜壁与水平面的倾角，方斗不宜小于60º，圆斗不宜小于55º。（8）二沉池的污泥区容积按不小于2h贮泥量考虑，泥斗中污泥浓度按混合液浓度及底流浓度的平均浓度计算。

（9）排泥管直径不应小于200mm。

（10）沉淀池的污泥一般采用静水压力排除，初沉池的静水头不应小于1.5m；二沉池的静水头，生物膜法后不应小于1.2m，曝气池后不应小于0.9m。

（11）沉淀池的污泥，采用机械排泥时可连续排泥或间歇排泥，不用机械排泥时应每日排泥。

（12）采用多斗排泥时，每个泥斗均应设单独的闸阀和排泥管。（13）沉淀池的入口和出口均应采用整流设施。

（14）为减轻堰的负荷，或为了改善水质，可采用多槽沿程出水布置。（15）当采用重力排泥时，污泥斗的排泥管一般采用铸铁管，其下端深入斗内，顶端敞口,伸出水面，以便于疏通，在水面以下1.5～2.0m处，由排泥管接出水平排出管，污泥藉进水压力由此排至尺外。

（16）当每组沉淀池有两个池以上时，为使每个池的入流量相等，应在入流口设置调节闸门，以调整流量。

（17）进水管有压力时，应设置配水井，进水管应由井壁接入，不宜由井底接入，且应将进水管的进口弯头朝向井底。

2.二次沉淀池的设计要求与设计参数（1）二沉池的两项负荷：

①水力表面负荷[m3/(m2d)]：用此项负荷保证出水水质良好。

②固体表面负荷[kg/m2d)]：用此项负荷保证污泥能在二沉池中得到足够的浓缩，以便于供给曝气池所需的回流污泥，而维持良好的运行。

根据经验，一般二沉池的固体负荷，可达到150kg/(m2d)。斜板二沉池可考虑加大到192kg/(m2d)。

因为目前二沉池采用的表面水力负荷都较低，计算的沉淀池的表面积可以满足固体通量核算要求，而且固体通量法在理论上与污泥浓缩过程更为贴切，用于浓缩池的设计计算更实际。

（2）池边水深的建议值：根据经验，池子的直径加大时，池边水深也适当的加大，否则池的水力效率将降低，池的有效容积将减小。建议对二次沉淀池采用如下池边水深（见下表）。

表 4.12 二次沉淀池池边水深建议值

池径（m）10-20 20-30

池边水深（m）

3.0 3.5

池径（m）30-40 >40

池边水深（m）

4.0 4.0

当由于客观原因达不到上述建议值时，为了维持沉淀时间不变，需采用较低的表面负荷值。

（3）出水堰负荷：二沉池出水堰负荷按小于1.7L/(sm)之间考虑。（4）污泥回流设备：污泥回流设备最好是用螺旋泵或轴流泵。采用鼓风曝气时宜用气力提升。

3.辐流沉淀池的设计要求与设计参数

（1）池子直径（或正方形的一边）与有效水深的比值，宜为6～12。（2）池径，不宜小于16m。

（3）池底坡度，一般采用0.05。

（4）一般均采用机械刮泥，也可附有空气提升或静水头排泥设施。（5）当池径（或正方形的一边）较小(小于20m)时，也可采用多斗排泥。（6）进出水的布置方式可分为： ①中心进水周边出水。②周边进水中心出水。③周边进水周边出水。

（7）池径小于20m，一般采用中心传动的刮泥机，其驱动装置设在池子中心走道板上；池径大于20m时，一般采用周边传动的刮泥机，其驱动装置设在桁架的外缘。

刮泥机旋转速度一般为1～3r/h，外刮泥板的线速不超过3m/min，一般采用1.5m/min。

（8）在进水口的周围应设置整流板，整流板的开孔面积为池断面积的10%～20%。

（9）浮渣用浮渣刮板收集，刮渣板装在刮泥机桁架的一侧，在出水堰前应设置浮渣挡板。

4.辐流式二沉池设计计算（1）设计参数

表面负荷q:辐流式二沉池一般采用0.8-1.0m3/(m2/h)本设计q=0.9 m3/(m2/h)（2）二沉池的设计计算

①二沉池的表面积

A400001.37Qmax24A1269.3m2 nq0.9Qmax（4.26）nq②直径

D4A41269.340.2m 本设计D取40m。

校核表面负荷

200001.3724q实0.90 m3/(m2/h)14024-44-

③二沉池的污泥浓度

TSBS式中：

TSBS—为二沉池底泥浓度（kg/m3）

SVI—为污泥指数，SVI≤100mL/g，沉淀效果好；SVI≥100mL/g沉淀效果差。取SVI=100mL/g，tE为污泥的浓缩时间，其取值与有无硝化或有无反硝化而不同：

无硝化（仅除BOD）tE=1.5-2.0h 有硝化、有反硝化 tE=2.0-2.5h 有硝化、无反硝化 tE=1.0-1.5h 有生物除磷 tE=1.0-1.5h

结合本工程设计工艺，有硝化+反硝化+生物除磷，故取tE=1.5h

10003TSBS1.511.45kg/m3

100④回流污泥浓度TSRS

a.带刮板式刮泥机：TSRS =0.7 TSBS； b.吸泥机吸泥： TSRS=(0.5-0.7)TSBS； c.污泥斗排泥： TSRS= TSBS。设备选用刮泥机方式 所以回流污泥浓度：

TSRS =0.7 TSBS=0.7×11.45=8kg/m3 ⑤设计回流比：

RTSBB（4.28）

TSRS-TSBB10003tE（4.27）SVIR为回流比；TSBB为曝气池污泥浓度，8kg/m3；TSRS为回流污泥浓度，8kg/m3。.4R100%100%

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

⑦表面污泥容积负荷：qSV(L/m2h)≤450L/m2h

qAqSV，VSVqSV = qA×VSV=0.9×400=360 ≤450 L/m2h ⑧二沉池工艺尺寸设计计算

图4.2 二沉池计算简图

a.池子直径：D40m b.池深

清水区：h1=0.8m

Qmax（1R）分离区： 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)缓冲区： h3（4.30）

5000.45qSV(1R)0.453602h30.65m

500500浓缩刮泥区： 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´为4m，总高为4.3m。D40D10,规范规定辐流沉淀池为612,符合规范要求。h4hFh12564停留时间 T 4.4h（4.32）

20000Qmax1.3724（3）进水部分的设计

①Q进水Q生物（1R）1666.7m3/h0.463m3/s 管径D1=700mm，-46-

则管道流速为：

v4Q进水40.4631.2m/s D210.72②进水竖井

进水竖井的流速为0.15-0.2m/s 设流速取0.2 m/s，设竖井直径为D，则

0.2m/s

1（D2D2出泥）4Q进水出泥管直径为700mm 计算出D=1.85m 取D=2m

则实际流速为0.168m/s，符合设计要求。出水口尺寸0.5×1.0m2,设计开5个孔。

v出水Q进水0.4630.185m/snbh50.51.0

③稳流筒设计 筒中流速：

v3=0.03-0.02m/s，取（0.03m/s）f稳流筒过流面积：

Q进水0.46315.43m2 v30.03Q进水0.463f15.43m2

v30.03 稳流筒直径为： D34f2（D0.252）5.09m取5m

（4）出水部分设计

①单池设计流量

20000Q单池1.371142m3/h0.317m3/s

24②环形集水槽内流量 环形集水槽内流量

q集Q单池20.3170.159m3/s 2-47-

③环形集水槽设计

采用单侧集水环形集水槽计算。取槽宽b=0.8m；槽中流速v=0.6m/s。槽内终点水深：

q0.159h40.331m

vb0.60.8槽内起点水深：

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

当水流增大1倍时，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设计取环形槽内水深为0.8m，集水槽总高为0.8+0.3（超高）=1.1m，采用900三角堰（见图4.2），计算如下。

图4.3 三角堰计算简图

⑤ 出水溢流堰的设计 采用出水三角堰（900）

a.堰上水头（即三角口底部至上游水面的高度）H1=0.04m(H2O)b.每个三角堰的流量q1

q11.4H1（4.35）

2.5q11.4H12.51.40.042.50.000448m3/s

c.三角堰个数m1

m1Q单池0.317708(个)q10.000448d.三角堰中心距（双侧出水）

L1L(D2b20.6)（D2b）（4.36）m1m1L1L(D2b20.6)（D2b）0.335m m1m1e.校核出水堰水力负荷

q0.3171.34L/(ms)1.7L/(ms)符合要求

(D2b20.6)（D2b）（5）排泥部分设计 ①单池污泥量

总污泥量为回流污泥量加剩余污泥量 回流污泥量

3QRQ设计R114211142m/h

剩余污泥量

前面已经计算每组沟的剩余污泥量是1606kg/d（干污泥），设污泥含水率为99.2%，则每天需浓缩脱水的总污泥量为401.5m3/d=16.73m3/h。

则每池的污泥总量为Q =QR+QS=1142+16.73=1159m3/h=0.322 m3/s ` ②排泥管管径 设计流速取1m/s

D4Q40.3220.64m取0.7m v1-49-

实际流速v0.84m/s

1D24③刮吸泥设备的选取

表4.13 刮吸水泥机主要技术参数

吸管末端最

驱动功率型号 池径(m)

(kW)0.55

运转速度(r/min)0.03

周边线速(m/min)1.8-2.2

运行一周的 时间(min)68 QZBGX-40-II 40 4.3.8污泥脱水间

污泥脱水的方法有自然干化、机械脱水、烘干焚烧等方法，目前污泥脱水主要是机械脱水。

1.一般规定

（1）污泥机械脱水的设计，应符合下列规定：

①污泥脱水机械的类型，应按污泥的脱水性质和脱水要求，经技术经济比较后选用；

② 污泥进入脱水机前的含水率一般不应大于98%；

③ 经消化后的污泥，可根据污水性质和经济效益，考虑在脱水前淘洗。④ 机械脱水间的布置应考虑泥饼运输设施和通道；

⑤ 脱水后的污泥应设置污泥堆场或污泥料仓贮存，污泥堆场或污泥料仓的容量应根据污泥出路和运输条件等确定；

⑥污泥机械脱水间应设置通风设施。每小时换气次数不应小于6次。（2）污泥在脱水前，应加药调理。污泥加药应符合下列要求：

①药剂种类应根据污泥的性质和出路等选用，投加量宜根据试验资料或类似运行经验确定；

② 污泥加药后，应立即混合反应，并进入脱水机。2.带式压滤机的工作原理

带式压滤机一般都分成重力脱水区、楔形脱水区、低压脱水区和高压脱水区四个工作区。

经过絮凝处理的污泥，首先进入重力脱水区，在重力的作用下，自由水与絮团分离，脱去污泥中大部分的自由水，然后进入楔形脱水区。在楔形区内，滤带逐渐靠拢，污泥在两条滤带间开始受到轻度挤压，污泥浓度又有所提高，同时使污泥层进一步平整，厚度均匀，为进入压力脱水区做准备。污泥进入低压区，在上下两条张紧的滤带间，从几个按规律排列的辊压筒中呈S形弯曲经过，考虑带