| 目 录 1 设计说明书
1.1 设计任务
本设计内容是盐山县污水处理厂设计，设计规模为15万m3/d。 1.2 设计要求
1.2.1 设计原则
（1）要符合适用的要求。首先确保污水厂处理后达到排放标准。考虑现实的技术和经济条件，以及当地的具体情况(如施工条件)，在可能的基础上，选择的处理工艺流程、构(建)筑物型式、主要设备、设计标准和数据等，应最大限度地满足污水厂功能的实现，使处理后污水符合水质要求。 （2）污水处理厂采用的各项设计参数必须可靠。设计时必须充分掌握和认真研究各项自然条件，如水质水量资料、同类工程资料。按照工程的处理要求，全面地分析各种因素，选择好各项设计数据，在设计中一定要遵守现行的设计规范，保证必要的安全系数。对新工艺、新技术、新结构和新材料的采用积极慎重的态度。 （3）污水处理厂（站）设计必须符合经济的要求。污水处理工程方案设计完成后，总体布置、单体设计及药剂选用等尽可能采用合理措施降低工程造价和运行管理费用， （4）污水厂设计应当力求技术合理。在经济合理的原则下，必须根据需要，尽可能采用先进的工艺、机械和自控技术，但要确保安全可靠。 （5）污水厂设计必须考虑安全运行的条件，如适当设置放空管、超越管线、沼气的安全储存等。 （6）污水厂设计必须注意近远期的结合，不宜分期建设的部分，如配水井、泵房及加药间等，其土建部分应一次建成；在无远期规划的情况下，设计时应为以后的发展留有挖潜和扩建的条件。 1.2.2 设计依据
设计依据包括： 1.GBJ14-87 《室外排水设计规范》； 2.GB8978-1996 《污水综合排放标准》； 3.GB18918-2002 《城镇污水处理厂污染物排放标准》； 4.CJ3082-99 《污水排入城市下水道水质标准》； 5.《给水排水设计手册》； 1.2.3 设计内容
污水处理厂工艺设计流程设计说明一般包括以下内容: （1）据城市或企业的总体规划或现状与设计方案选择处理厂厂址； （2）处理厂工艺流程设计说明； （3）处理构筑物型式选型说明； （4）处理构筑物或设施的设计计算； （5）主要辅助构筑物设计计算； （6）主要设备设计计算选择； （7）污水厂总体布置(平面或竖向)及厂区道路、绿化和管线综合布置； （8）处理构筑物、主要辅助构筑物、非标设备设计图绘制； （9）编制主要设备材料表。 1.3 水质分析
1.3.1 进水水质
根据资料进水水质设计见表1-1。 表1-1 进水水质数据 水质指标
BOD5 （mg/L）
CODcr （mg/ L）
SS （mg/ L）
NH3－N （mg/ L）
TN （mg/ L）
P （mg/ L）
原水水质
200
400
200
35
50
1
本项目污水处理的特点：污水以有机污染物为主，BOD/COD=0.50，可生化性较好，采用生化处理最为经济。BOD/TN＞3.0,COD/TN＞7,满足反硝化需求。 1.3.2 出水水质
污水应达到《城镇污水处理厂污染物排放标准（GB8918-2002）中的一级标准（B标准）。因此确定盐山县污水处理厂二级出水标准为： 表1-2 出水水质数据 水质指标
BOD5 （mg/L）
CODcr （mg/ L）
SS （mg/ L）
NH3－N （mg/ L）
TN （mg/ L）
P （mg/ L）
原水水质
≤20
≤60
≤20
≤15
≤20
≤1
1.4 处理程度的计算
（1） BOD5的去除率
（2）COD的去除率
（3）SS的去除率
（4）总氮的去除率
1.5 工艺选择
按《城市污水处理和污染防治技术政策》要求推荐，20万t/d规模大型污水厂一般采用常规活性污泥法工艺,10-20万t/d 污水厂可以采用常规活性污泥法、氧化沟、SBR、AB 法等工艺，小型污水厂还可以采用生物滤池、水解好氧法工艺等。对脱磷或脱氮有要求的城市，应采用二级强化处理，如 工艺，A/O工艺，SBR 及其改良工艺，氧化沟工艺，以及水解好氧工艺，生物滤池工艺等。
1.5.1 方案对比
表1-3 生物处理方法的特点和适用条件 工艺类型
氧化沟
SBR法
A/O法
技术比较
①污水在氧化沟内的停留时间长，污水的混合效果好； ②污泥的BOD负荷低，对水质的变动有较强的适应性；
①处理流程短，控制灵活； ②系统处理构筑物少，紧凑，节省占地；
①低成本，高效能，能有效去除有机物； ②能迅速准确地检测污水处理厂进出水质的变化；
经济比较
可不单独设二沉池，使氧化沟二沉池合建，节省了二沉池合污泥回流系统
投资省，运行费用低，比传统活性污泥法基建费用低30%
能耗低，运营费用较低，规模越大优势越明显
使用范围
中小流量的生活污水和工业废水
中小型处理厂居多
大中型污水处理厂
稳定性
一般
一般
稳定
考虑该设计是中型污水处理厂，A/O工艺比较普遍，稳定，且出水水质要求不是很高，本设计选择A/O工艺。 1.5.2 工艺流程 图1-1 A/O工艺流程 1.6 污水处理构筑物设计说明
1.6.1 格栅
1.6.1.1 格栅的作用 格栅是由一组平行的的金属栅条制成的框架，斜置在污水流经的渠道上，或泵站集水井的井口处，用以截阻大块的呈悬浮或漂浮状态的污物。在污水处理流程中，格栅是一种对后续处理构筑物或泵站机组具有保护作用的处理设备。 1.6.1.2 格栅的选择 （1）格栅的选择：格栅的选择主要是决定栅条断面、栅条间隙、栅渣清除方式。 （2）栅条断面有圆形、矩形、正方形、半圆形等。圆形水条件好，但刚度差。一般多采用矩形断面。 （3）栅渣清除方式：一般按栅渣量而定，当每日栅渣量大于0.2m3，应采用机械清渣。 1.6.1.3 粗格栅参数 栅槽宽1.69 m，共设四组，便于维修和清洗 栅渣量为4.54m3/d，宜采用机械格栅清渣。污水是由直径为1600 mm管子引入格栅间。 栅前水深：h =0.54 m 过栅流速：v =0.9 m/s 栅条间隙宽度：b =40 mm 格栅倾角α＝ 1.6.1.4 细格栅参数 污水厂的污水由直径为1600 mm的管子从提升泵站引入细格栅间。 栅前水深：h = 0.54 m 过栅流速：v =0.9 m/s 栅条间隙宽度：e =10 mm 格栅倾角α＝600 栅槽宽2.87 m，共设四组，便于维修和清洗。 栅渣量为12.02m3 /d，宜采用机械格栅清渣。 1.6.1.5 格栅示意图 见图1-2
图1-2 格栅示意图
1.6.2 泵房
由于该泵站为常年运转且连续开泵，故选用自灌式泵房。又由于该泵站流量较大，故选用矩形泵房。矩形泵房工艺布置合理，运行管理较方便，现已普遍采用。 1.6.2.1 水泵的选择 本工程中选用500WQ2700-16-185型潜水排污泵四台，它满足本设计中流量及扬程的要求，并且能够在高效区内运行。 1.6.2.3 水泵的适用范围及性能特点 (1) 适用范围： WQ型潜污泵是在吸收国外先进技术的基础上，研制而成的潜水排污泵。适用于市政污水处理厂、泵站、工厂、医院、建筑、宾馆排水。 (2) 性能特点：见表1-4 表1-4 WQ型潜污泵性能 型号
流量 (m3/h)
扬程 (m)
转速 (r/min)
电动机功率 (kw)
效率 (%)
出口直径 (mm)
500WQ2700-16-185
2700
16
725
185
82
500
1.6.2.4 污水提升泵房 (1) 污水提升泵房见图1-3 图1-3 提升泵房 1.6.3沉砂池
1.6.3.1 沉砂池的作用 沉砂池的作用是从污水中分离相对密度较大的无机颗粒，沉砂池一般设于倒虹管、泵站、沉淀池前，保护水泵和管道免受磨损，防止后续处理构筑物管道的堵塞，减小污泥处理构筑物的容积，提高污泥有机组分的含量，提高污泥作为肥料的价值。 1.6.3.2 沉砂池的形式 沉砂池有三种形式：平流式、曝气式和涡流式。 平流式矩形沉砂池是常用的型式，具有结构简单、处理效果较好的优点。其缺点是沉砂中含有15%的有机物，使沉砂的后续处理难度加大。曝气沉砂池是在池的一侧通入空气，使污水沿池旋转前进，从而产生与主流垂直的横向恒速环流。曝气沉砂池的优点是通过调节曝气量，可以控制污水的旋流速度，使除砂效率较稳定，受流量变化的影响小，同时，还对污水起预曝气的作用。涡流式沉砂池是利用水力涡流，使泥砂和有机物分开，以达到除砂目的。该池型具有基建、运行费用低和除砂效果好等优点,在北美国家广泛应用。综上所述，本设计采用曝气沉砂池。 1.6.3.3 曝气沉砂池尺寸及主要参数 见表1-5 表1-5 曝气沉砂池参数表 构筑物名称
曝气沉砂池
水力停留时间(min)
2
座数/格数
两座/2格
容积(m3)
126
长度(m)
12
水平流速(m/s)
0.1
每格宽度(m)
2.625
沉砂斗容量(m3)
3.84
1.6.3.4 设备选型 (1) 鼓风机的选定： 穿孔管淹没水深 ，因此鼓风机所需压力为： ；取 。 风机供气量： 。 根据所需压力及空气量，决定采用 型罗茨鼓风机 台。 该型风机风压 ， 风量 。正常条件下，1台工作，1台备用。 表1-6 型罗茨鼓风机性能参数 风机型号
口径 转速 进口流量 所需轴 功率
所配电机功率
(2) 行车泵吸式吸砂机的选定 由于池宽 ，则选 型行车泵吸式吸砂机两台。 表1-7 型行车泵吸式吸砂机性能 型号
轨道预埋件间距
行驶速度 池宽 驱动功率 提耙装置 功率
(3) 砂水分离器选用 型砂水分离器。 表1-8 型砂水分离器的性能 型号
电动机功率
机体最大宽度
1.6.3.5 曝气沉砂池工艺图 见图1-4
图1-4 曝气沉砂池
1.6.4 沉淀池
1.6.4.1 沉淀池的作用及形式 沉淀池按工艺布置的不同,可分为初次沉淀池和二次沉淀池。沉淀池的处理对象是悬浮物质(约去除40%～55%)，同时可去除部分BOD5(约占总BOD5的20%～30%，主要是悬浮性BOD5)，可改善生物处理构筑物的运行条件并降低其BOD5负荷。初沉池是对污水中的以无机物为主体的比重大的固体悬浮物进行沉淀分离。二沉池是对污水中的以微生物为主体的比重小的、且因水流作用易发生上浮的固体悬浮物进行分离。 沉淀池按池内水流方向的不同，可分为平流式沉淀池，辐流式沉淀池和竖流式沉淀池。平流式沉淀池沉淀效果好、对冲击负荷和温度变化的适应能力强、施工简易。竖流式沉淀池适用于小型污水厂。辐流式沉淀池适用于大中型污水处理厂，运行可靠，管理简单。 本设计初沉淀选用平流式沉淀池，二沉池选用辐流式沉淀池。 1.6.4.2 沉淀池设计参数 见表1-9 表1-9 设计参数表 沉淀池类型
沉淀时间 (h)
表面水力负荷m3/(m2·h)
污泥量
污泥含水率 (%)
g/(p·d)
L/(p·d)
初次沉淀池
0.5-2.0
1.5-4.5
16-36
0.36-0.83
95-97
二次沉淀 池
生物膜法后
1.5-4.0
1.0-2.0
10-26
--
96-98
活性污泥法后
1.5-4.0
0.6-1.5
12-32
--
99.2-99.6
1.6.4.3 初沉池外形尺寸 见表1-10 表1-10 初沉池尺寸 池内水深 (m)
3
L:h
9
L:B
4.5
污泥斗容积 (m3)
62.3
池子总高度 (m)
8.77
池子个数
24
1.6.4.4 平流初沉池剖面图 见图1-5
图1-5 平流初沉池
1.6.4.5 二沉池外形尺寸 见表1-11 表1-11 二沉池外形尺寸 构筑物名称
座数
池径 (m)
池深
有效深度 (m)
H1 (m)
H3 (m)
H4 (m)
H5 (m)
H6 (m)
二沉池
4
49
4
0.3
0.5
1.13
0.5
1.73
注：表中H1为超高； H3为缓冲层高度； H4为沉淀池坡底落差； H5为刮泥机高；H6为污泥斗高. 1.6.4.6 辐流式二沉池剖面图 见图1-6 图1-6 辐流二沉池 1.6.5 A/O反应池
生物处理构筑物选择应通过对污水好氧处理法和厌氧处理法的比较，以及悬浮生长型和附着生长物法的比较，在此基础上应尽量选择工艺先进、处理效率高、低能耗的新工艺。生物处理构筑物的设计的内容及主要设计参数，根据生物处理构筑物类型确定。 本设计考虑到磷的含量已经达到排放标准，故只需达到脱氮的要求，故选用A/O工艺。此工艺缺氧段要控制DO<0.5mg/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。 1.6.5.1 A/O工艺设计参数 水力停留时间：A1段0.5～1.0；O段2.5～6；A1:O=1:3～4>10 污泥龄：>10d 污泥浓度：2500～5000(≮3000)mg/L 污泥负荷率：0.1～0.7(≯0.18)[kgBOD5/(kgMLSS.d)] 总氮负荷率：≯0.05 [kgTN/(kgMLSS.d)] 混合液回流比RN(%)：200～500 污泥回流比R(%)：50～100 1.6.5.2 A/O工艺选用参数 见表1-12 表1-12 设计参数表 污泥负荷率Ns [kgBOD5/(kgMLSS.d)]
0.13
污泥指数SVI
150
回流污泥浓度 (mg/L)
6600
混合液污泥浓度 (mg/L)
3300
污泥回流比
100%
TN去除率
60%
B:H
1.8
L:B
18.2
1.6.5.3 空气系统设计 本设计中采用鼓风曝气系统，鼓风曝气系统由空压机、空气扩散装置和一系列连通的管道所组成。空压机将空气通过一系列管道输送到安装在曝气池底部的空气扩散装置，经过扩散装置，使空气形成不同尺寸的气泡。 设计中选用RF—245型罗茨鼓风机8台，6用2备；采用HWB—2型微孔曝气器。 (1) RF—245型罗茨鼓风机的性能 表1-13 RF—245型罗茨鼓风机 风机型号
口径 转速 进口流量 所需轴 功率
所配电机 功率
RF—245
800
64.6
135
160
(2) HWB—2型微孔曝气器规格和性能 表1-14 HWB-2型微孔曝气器 直径 微孔平均 孔径
孔隙率
曝气量 服务面积 氧利用率 %
阻力
200
150
40~50
1~3
0.3~0.5
20~25
150~350
1.6.6 接触池
污水经过以上构筑物处理后，虽然水质得到了改善，细菌数量也大幅减少，但是细菌的绝对值仍然十分可观，并有存在病毒的可能。因此，污水在排放水体前，应进行消毒处理。本设计采用液氯消毒。 1.6.6.1 接触池设计参数 本设计采用四组3廊道推流式消毒接触反应池，见表1-15。 表1-15 接触池参数 构筑物名称
长度 (m)
宽度 (m)
容积 (m3)
池深
超高 h1(m)
有效水深 h2(m)
池底坡降 h3(m)
污泥斗高 h4(m)
接触池
35
7.5
945
0.3
3
0.7
1.73
1.6.7 计量堰
为了提高污水厂的工作效率和运转管理水平，积累技术资料，以总结运转经验，为给处理厂的运行提供可靠的数据，必须设置计量设备。污水厂中常用的计量设备有巴氏计量槽、薄壁堰、电磁流量计、超声波流量计、涡轮流量计算。污水测量装置的选择原则是精度高，操作简单，水头损失小，不易沉积杂物。其中以巴氏计量槽应用最为广泛。其优点是水头损失小，不易发生沉淀。 1.7 污泥处理构筑物设计说明
1.7.1 污泥处理的意义
污水厂的污泥是指处理污水所产生的固态、半固态及液态的废弃物，除灰分外，含有大量的水分(95%～99%)、挥发性物质、病原体、寄生虫卵、重金属、盐类及某些难分解的有机物，体积非常庞大，且易腐化发臭，如不加处理的任意排放会对环境造成严重的污染。随着城市化进程加快，污水处理设施的普及、处理率的提高和处理程度的深化，污水的排放量呈快速上升趋势，污泥的排放量也快速增长。污泥处理的目的是减量化、稳定化、无害化及为最终处置与利用创造条件。 1.7.2 污泥处理流程
污泥处理流程见图1-7 剩余污泥 → 浓缩池 → 贮泥池→ 污泥脱水机房 → 泥饼外运 图1-7 污泥处理流程 1.7.3 污泥泵房
1.7.3.1 二沉池回流污泥泵 回流泥量： 选型： 端吸离心污泥泵两台，一台备用。 性能范围：流量 可达 扬程 可达 1.7.3.2 混合污泥泵 二沉池剩余污泥量： 初沉池泥量： 选型： 立式污水污物泵两台，一台备用。 性能参数：流量 扬程 排出口径 1.7.4 污泥的浓缩
污泥浓缩的对象是颗粒间的孔隙水，浓缩的目的是在于缩小污泥的体积，便于后续处理。浓缩池的形式有重力浓缩池、气浮浓缩池和离心浓缩池等。重力浓缩池是污水处理工艺中常用的一种污泥浓缩方法，按运行方式分为连续式和间歇式，前者适用于大中型污水厂，后者适用于小型污水厂和工业企业的污水处理厂。气浮浓缩池适用于粒子易于上浮的疏水性污泥，或悬浊液很难沉降且易于凝聚的场合。离心浓缩池主要用于场地狭小的场合，最大足是能耗高，一般达到同样的浓缩效果，其电耗为气浮法的10倍。 综上所述，本设计采用辐流式连续运行的重力浓缩池，其特点是浓缩结构简单、操作方便、动力消耗小、运行费用低、贮存污泥能力强。 1.7.4.1 浓缩池设计参数 混合污泥进泥含水率 （ ） 浓缩后污泥含水率 （ ） 浓缩时间 （ ） 污泥固体通量 污泥密度 1.7.4.2 浓缩池尺寸 本设计采用两座辐流式浓缩池，见表1-16。 表1-16 浓缩池尺寸 构筑物名称
污泥浓度 (m3/d)
直径 (m)
池深
浓缩池高度 h1(m)
超高 h2(m)
缓冲层高度 h3(m)
池底坡降 h4(m)
污泥斗高度 h5(m)
浓缩池
1398.7
15
2.67
0.6
0.6
0.075
1.73
1.7.4.3 浓缩池剖面图 见图1-7
图1-7 浓缩池 1.7.5 污泥的脱水
1.7.5.1 污泥脱水的原理 污泥机械脱水方法有真空吸滤法、压滤法和离心法等。其基本原理相同，污泥机械脱水是以过滤介质两面的压力差作为推动力，使污泥水分被强制通过过滤介质，形成滤液；而固体颗粒被截留在介质上，形成滤饼，从而达到脱水的目的。 1.7.5.2 污泥脱水设备的选用 本设计中选用带式压滤机，它的主要优点是：可以连续生产，效率高，设备少，投资较少，劳动强度小，能耗维护费低。选用DY-1000型带式压榨过滤机2台，1用1备。 (1) 带式压滤机的工作原理及构造 通过带式压滤机上一系列的辊及滚筒，将上下两层滤带张紧，滤带上的污泥在剪力的作用下，污泥中的游离水不断被挤出，从而完成泥水分离过程。脱水过程一般分为三个阶段：重力脱水段，楔形预压榨段，中、高压剪切脱水段。压滤机一般由架体、辊、纠偏装置、张紧装置、布泥系统、滤带、刮泥板、冲洗系统等组成。 (2) DY-1000型带式压滤机性能尺寸 性能参数：滤带有效宽度 泥饼含水率 用电功率 1.8 污水处理厂平面及高程布置
1.8.1 平面布置
1.8.1.1 布置的原则 废水处理厂的构筑物包括生产性处理构筑物、辅助建筑物和连接各构筑物的管渠。对废水处理厂平面布置规划时，应考虑的原则有以下几条： (1) 布置应尽可能紧凑，以减小处理厂的占地面积和连接管线的长度。 (2) 生产性处理构筑物作为处理厂的主要构筑物，在作平面布置时，必须考虑各构筑物的功能要求和水力要求，结合地形、地质条件，合理布局，减少投资、运行管理方便。 (3) 对于辅助建筑物，应根据安全方便等原则布置。如泵房、鼓风机等应尽量靠近处理构筑物，变电所应尽量靠近最大用电户，以节省动力管道；办公室、化验室等与处理构筑物保持一定的距离，并处于它们的上风向，以保证良好的工作条件；贮气罐、贮油罐等易燃易爆建筑的布置应符合防爆防火规程；废水处理厂内的管道应方便运输。 (4) 废水管渠的布置应尽量短，避免交叉。此外还必须设置事故排放水渠和超越管，以便发生事故或检修时，废水能超越该处理构筑物。 (5) 厂区内给水管、空气管、蒸汽管及输配电线路的布置，应避免互相干扰，既要便于施工和维护管理，又要占地紧凑。当很难敷设在地上时，也可敷设在地下或架空敷设。 (6) 要考虑扩建的可能，留有适当的扩建余地，并考虑施工方便。[14] 1.8.1.2 布置的内容 (1) 生产性构筑物 包括各种污水处理构筑物、污泥处理构筑物、泵房、鼓风机房、投药间、消毒间、变电所、中心控制室等。 在考虑一种处理构筑物有多个池子时，要使配水均匀。为此，在平面布置时，常为每组构筑物设置配水井。此外，应在适当的位置上设置污水、污泥、气体等的计量设备。 (2) 辅助建筑物：包括办公楼、机修车间、化验室、仓库、食堂。 (3) 各种管线：包括污水与污泥的管或渠，主要有污水管、污泥管、空气管、放空管、超越管、事故排放管、上清液回流管等。 (4) 其它：包括道路、围墙、大门、绿化设施等。 1.8.2 高程布置
高程布置的目的是为了合理地处理各构筑在高程上的相互关系。具体地说，就是通过水头损失的计算，确定各处理构筑物的标高，以及连接构筑物间的管渠尺寸和标高，从而使废水能够按处理流程在各构筑物间顺利流动。 1.8.2.1 高程布置的原则 高程布置的主要原则有两条：一是尽量利用地形特点使各构筑物接近地面高程布置，以减少施工量，节约基建费用。二是使废水和污泥尽量利用重力自流，以节省运行动力费用。 高程布置时应考虑的因素如下： (1) 初步确定各构筑物的相对高差，只要选某一构筑物的绝对高程，其他构筑物的绝对高程也可确定。 (2) 进行水力计算时，要选择一条距离最长、水头损失最大的流程，按远期最大流量计算。同时还应留有余地，以保证系统出现故障或处于不良工况时，仍能正常运行。 (3) 当废水及污泥不能同时保证重力自流时，因污泥量较少，可采用泵提升污泥。 (4) 高程布置应保证出水能排入受纳水体。废水处理厂一般以废水水体的最高水位作为起点，逆废水流程向上倒推计算，以使处理后废水在洪水季节也能自流排出。 (5) 结合实际情况来考虑高程布置。如地下水较高，则应适当提高构筑物的设置高度。 1.8.2.2 计算内容 (1) 污水处理高程计算内容： ① 各处理构筑物的水头损失（包括进出水渠道的水头损失） ② 构筑物之间的连接管渠中的沿程与局部水头损失； ③ 各处理构筑物的高程。 (2) 污泥处理高程计算内容： ① 各处理构筑物的水头损失（包括进泥和出泥渠道的水头损失） ② 构筑物之间的连接管渠中的沿程与局部水头损失 ③ 各污泥处理构筑物的高程。 1.8.2.3 计算方法 (1) 污水处理流程计算方法： ① 计算水头损失时，以最大流量（涉及远期流量的管渠与设备，按远期最大流量考虑）作为构筑物与管渠的设计流量，还应考虑当某座构筑物事故停止运行时，与其并联运行的其他构筑物与有关连接管、渠能通过全部的流量。 ② 高程计算时，常以受纳水体的最高水位作为起点，逆污水处理流程向上倒推计算，以使处理后的污水在洪水季节也能自流排出，或以格栅为起点，顺污水处理流程推求各后续处理构筑物的高程，并校核是否满足重力排放要求和埋深的要求。如果排放水体最高水位较高时，应在污水处理水排人水体前设计泵站，水体水位高时抽水排放。如果水体最高水位很低时，可在处理水排人水体前设跌水井，处理构筑物可按最适宜的埋深来确定标高。 ③ 对于平原城市可采用上述方法，即以受纳水体的最高水位作为起点，逆污水处理流程向上倒推计算，这可使污水厂水泵需要的扬程较小，运行费用也较小、但对于山地城市，如污水厂址远高于受纳水体的最高水位，则应先确定流程中最大构筑物的埋深，再依次推求各处理构筑物的标高，而使得整个处理流程埋深最小。 ④ 在进行工艺设计时，处理构筑物的水头损失按有关工具书进行估算。 (2) 污泥处理流程计算方法 同污水处理流程一样，高程计算从控制点标高开始。污泥在管道中水头损失包括沿程水头损失和局部水头损失。由于目前有关污泥水力特征研究还不够，因此污泥管道水力计算主要是采用权益的经验公式或实验资料。 1.9 污水处理厂主要设备表
表1-17 主要设备表 序号
名称
规格
单位
数量
一、厂区总平面
1
手动双偏心法兰式伸缩蝶阀
个
6
2
室外消火栓
个
8
二、格栅
3
粗格栅
,
台
4
4
细格栅
,
台
4
5
皮带输送机
,
台
8
6
方形提板闸
个
8
7
手动闸阀
个
8
三、提升泵房
8
潜污泵
500WQ2700-16-185
台
4
9
电动机
台
4
10
方形提板闸
个
4
11
手动启闭机
启闭力： ,
台
4
12
电磁阀
个
4
四、曝气沉砂池
13
手动闸阀
个
2
14
启闭机
启闭力：
台
4
15
方形提板闸
个
4
五、初沉池
16
方形提板闸
个
4
17
行车提板刮泥机
台
20
六、曝气池
18
微孔曝气器
HWB-2
个
16784
19
电动蝶阀
个
2
20
电动蝶阀
个
8
21
电动蝶阀
个
4
22
双法兰伸缩节
个
2
23
双法兰伸缩节
个
8
24
双法兰伸缩节
个
4
七、二沉池
25
电动蝶阀
个
8
26
电动蝶阀
个
4
27
周边传动刮泥机
台
4
八、污泥泵房
28
端吸离心污泥泵
,
台
2
29
立式污水污物泵
,
台
2
30
手动伸缩蝶阀
台
4
九、鼓风机房
31
罗茨鼓风机
台
2
32
罗茨鼓风机
RF—245
台
8
十、污泥浓缩池
33
中心传动刮泥机
台
2
34
电动蝶阀
个
4
十一、加氯间
35
ZJ-2型转子加氯机
加氯量12.5 kg/h
台
4
36
漏氯中和装置
吸收能力
套
1
37
加药罐
个
4
十二、污泥脱水间
38
带式压滤机
台
2
39
电动球阀
个
2
40
手动球阀
个
2
表1-18 主要自控设备表 序号
名称
型号
数量
1
电磁流量计
0～2500万m3/h
1
2
PH测定仪
CPM 252,PH=4～12,4～20 mA
3
3
SS浊度计
0～100 NTU,4～20 mA
3
4
BOD检测仪
0～500mg/l
3
5
超声波液位差计
FMU 862,0～2.5 M
4
6
超声波泥位计
4
7
配超声波传感器
4
8
静压液位计
DB 53.0～5 M
2
9
不间断电源
UPS，2000 VA，30 min
4
2 设计计算书
2.1 设计基础数据的确定
本设计中污水处理厂的设计流量为15万m3/d，即平均日流量。平均日流量一般用来表示污水处理厂的规模，用来计算污水厂的栅渣量、污泥量、耗药量及年抽升电量；最大设计流量用于污水处理厂中管渠计算及各处理构筑物计算。 污水的平均处理量为 ； 污水的最大处理量为 ；总变化系数取 为 。 2.2 粗格栅的设计
格栅是由一组平行的金属栅条或筛网制成，安装在污水渠道上、泵房集水井的进口处或污水处理厂的端部，用以截留较大的悬浮物或漂浮物。本设计采用中细两道格栅。 2.2.1 设计参数
(1) 格栅 可单独设置格栅井或与泵房合建设置在集水池内，一般大中型泵站或污水管埋深较大时，格栅可以设在泵房的集水池内。采用机械除渣是，一般采用单独的格栅井。 (2) 格栅宽度 格栅的总宽度不宜小于进水管渠宽度的2倍，格栅空隙总有效面积应大于进水管渠有效断面积的1.2倍。 (3) 栅条间隙 栅条间隙可根据进水水质和水泵性质确定。一般卧式和立式离心泵其最大间隙宽度可按下表取值，轴流泵宜采用70mm。格栅间隙具体见表2-1。 表2-1 格栅栅条最大间隙宽度 水泵型号
14MN以上，12PWL
螺旋泵、废水泵、潜水泵
栅条间隙宽度（mm）
≤20
≤30
≤40
≤50
≤100
(4) 过栅流速过栅流速一般采用0.6～1.0m/s。雨水泵站格栅前进水管内的流速应控制在1.0～1.2m/s；当流速大于1.2m/s时，应将临近段的入流管渠断面放大或改建成双管渠进水。污水泵站格栅前进水管内的流速一般为0.4～0.9m/s。 (5) 格栅倾角 在人工请渣时，格栅倾角不应大于70°；机械清渣时，宜为70°～90°，格栅上端应设平台，格栅下端应低于进水管底部0.5m，距离池壁0.5～0.7m，或按机械除渣的安装和操作需要确定。 (6) 格栅工作平台 人工清除是，工作平台应高出格栅前设计最高水位0.5m；机械清除是，工作平台应等于或稍高于格栅井的地面标高。平台宽度到污水泵站不应小于1.5m；雨水泵站不应小于2.5m。两侧过道宽度采用0.6～1.0m，机械清除时，应有安置除渣机减速箱，皮带输送机等辅助设施的位置。常用的机械格栅有链条式格栅除污机钢丝牵引式格栅除污机。 格栅平台临水侧应设栏杆，平台上应装置给水阀门，并设置具有活动盖板的检修孔；平台靠墙面应设挂安全带的挂钩；平台上方应设置起重量为0.5t的工字梁和电动葫芦。 (7) 格栅井通风 格栅井内可能存在硫化氢、氢氰酸等有害气体。为了保护操作、检修、维修人员的健康和安全须考虑通风换气措施，在室外的格栅井，采用可移动的机械通风系统；在格栅室内，设置永久性的机械通风系统。室内通风换气次数为8次/h，格栅井内为12次/h；格栅井内的通风换气体积应包括格栅井的进水管和出水管空间。格栅井的进水管空间指格栅井至井前闸门之间的管段空间。出水管空间指格栅井至水泵集水池之间的管段空间，通风管应采用防腐阻燃材料制成。 2.2.2 设计计算
污水厂的污水由一根Ф1600钢筋混凝土管从城区直接接入格栅间。格栅设4个，则每台格栅设计流量为 。栅前流速： ；过栅流速： ；栅条宽度： ；格栅间隙宽度： ；格栅倾角： (1) 栅前断面水力计算： 根据最优水力断面公式 栅前槽宽 栅前槽宽 栅前水深 (2) 栅条间隙数： 根 (3) 栅槽宽度：设栅条宽度 (4) 进水渠道渐宽部分长度：进水渠道宽 ，渐宽部分展开角度 (5) 栅槽与出水渠道连接处的渐宽部分长度： (6) 通过格栅的水头损失： ， h0 — 计算水头损失； g — 重力加速度； K — 格栅受污物堵塞使水头损失增大的倍数，一般取3； ξ— 阻力系数，其数值与格栅栅条的断面几何形状有关，对于锐边矩形断面，形状系数β = 2.42； m (7) 栅槽总高度：设栅前渠道超高 (8) 栅槽总长度： (9) 每日栅渣量：格栅间隙 情况下，每 污水产 。 所以宜采用机械清渣。 (10) 格栅选择 选择XHG-1400回转格栅除污机，共4台。其技术参数见表2-2。 表2-2 GH-1800链式旋转除污机技术参数 型号
电机功率 /kw
设备宽度 /mm
设备总宽度/mm
栅条间隙 /mm
安装角度
HG-1800
1.5
1800
2090
40
60°
(11) 计算草图如下：
图2-1 粗格栅计算草图
2.3 泵房
2.3.1 泵房形式选择
泵房形式取决于泵站性质，建设规模、选用的泵型与台数、进出水管渠的深度与方位、出水压力与接纳泵站出水的条件、施工方法、管理水平，以及地形、水文地质情况等诸多因素。 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，故选用自灌式泵房。 (2)流量小于 时，常选用下圆上方形泵房。 (3)大流量的永久性污水泵站，选用矩形泵房。 (4)一般自灌启动时应采用合建式泵房。 综上本设计采用半地下自灌式合建泵房。 自灌式泵房的优点是不需要设置引水的辅助设备，操作简便，启动及时， 便于自控。自灌式泵房在排水泵站应用广泛，特别是在要求开启频繁的污水泵站、要求及时启动的立交泵站，应尽量采用自灌式泵房，并按集水池的液位变化自动控制运行。 集水池：集水池与进水闸井、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。 2.3.2 选泵
(1)进水管管底高程为 ，管径 ，充满度 。 (2)出水管提升后的水面高程为 。 (3)泵房选定位置不受附近河道洪水淹没和冲刷，原地面高程为 。 2.3.3 设计计算
(1)污水流量 选择集水池与机器间合建式泵站，考虑4台水泵（1台备用）每台水泵的容量为 。 (2)集水池容积：采用相当于一台泵 的容量。 有效水深采用 ，则集水池面积为 (3)选泵前扬程估算：经过格栅的水头损失取 集水池正常工作水位与所需提升经常高水位之间的高差： （集水池有效水深 ，正常按 计） (4)水泵总扬程：总水力损失为 ，考虑安全水头 一台水泵的流量为
根据总扬程和水量选用 型潜污泵
表2-3 500WQ2700-16-185型潜污泵参数 型号
流量 转速 扬程 功率 效率 %
出水口 直径
2700
725
16
185
82
500
2.3.3 泵房草图
泵房草图如下：
图2-2 泵房草图
2.4 细格栅
2.4.1 设计参数
最大流量： 栅前流速： （ ） 过栅流速： （ ） 栅条宽度： ，格栅间隙宽度 格栅倾角： 2.4.2 设计计算
格栅设4个，则每台格栅设计流量为 。 (1) 栅前断面水力计算： 根据最优水力断面公式 栅前槽宽 设栅前流速v1=0.9m/s 则栅前槽宽 栅前水深 (2) 栅条间隙数： 根 (3) 栅槽宽度：设栅条宽度 (4) 进水渠道渐宽部分长度： 设进水渠道宽 ，渐宽部分展开角度 (5) 栅槽与出水渠道连接处的渐宽部分长度： (6) 通过格栅的水头损失： h0 —计算水头损失； g —重力加速度； K —格栅受污物堵塞使水头损失增大的倍数，一般取3； ξ—阻力系数，其数值与格栅栅条的断面几何形状有关，对于锐边矩形断面，形状系数β = 2.42；
(7) 栅槽总高度：设栅前渠道超高
(8) 栅槽总长度：
(9) 每日栅渣量：格栅间隙 情况下，每 污水产 。
所以宜采用机械清渣。 (10) 格栅选择 选择XHG-1400回转格栅除污机，共2台。 其技术参数见下表： 表2-4 XHG-1400回转格栅除污机技术参数 型号
电机功率 kw
设备宽度 mm
设备总宽度 mm
沟宽度 mm
沟深 mm
安装 角度
XHG-1400
0.75～1.1
1400
1750
1500
4000
60°
(11) 计算草图同粗格栅 2.5曝气沉砂池
沉砂池的功能是去除比重较大的无机颗粒，设于初沉池前以减轻沉淀池负荷及改善污泥处理构筑物的处理条件。 该厂共设两座曝气沉砂池，为钢筋混凝土矩形双格池。池上设移动桥一台，（桥式吸砂机2格用一台，共2台）安装吸砂泵2台，吸出的砂水经排砂渠通过排砂管进入砂水分离器进行脱水。 桥上还安装浮渣刮板，池末端建一浮渣坑，收集浮渣。 2.5.1 设计参数
最大设计流量 最大设计流量时的流行时间 最大设计流量时的水平流速 2.5.2 设计计算
(1)曝气沉砂池总有效容积： 设 则一座沉砂池的容积 (2)水流断面积： 设 ， (3)沉砂池断面尺寸： 设有效水深 ，池总宽 每格宽 池底坡度 ，超高 (4)每格沉砂池实际进水断面面积： (5)池长 ： (6)每格沉砂池沉砂斗容量：
(7)每格沉砂池实际沉砂量：设含沙量为 污水，每一天排沙一次，
﹤ (8)每小时所需空气量：设曝气管浸水深度为 。 取 。 2.5.3进出水设计
(1) 沉砂池进水 曝气沉砂池采用配水槽，来水由提升泵房和细格栅后水渠直接进入沉砂池配水槽，配水槽尺寸为： ，其中槽宽 取 。 ， 与池体同宽取 。 为避免异重流影响，采用潜孔入水，过孔流速控制在 之间，本设计取 。则单格池子配水孔面积为：
设计孔口尺寸为： ，查给排水手册1第671页表得，水流径口的局部阻力系数 ，则水头损失：
(2) 沉砂池出水 出水采用非淹没式矩形薄壁跌水堰，堰宽 同池体宽 。 过堰口流量 — 堰宽； — 堰顶水深； — 流量系数，通常采用 ； 则 。 设堰上跌水高度为 ，则沉砂池出水水头损失： 出水流入水渠中，渠底接DN1600管接入初沉池。 故沉砂池总水头损失： 2.5.4 计算图
图2-3 曝气沉砂池计算图
2.6 平流式初沉池
沉淀池一般分平流式、竖流式和辐流式，本设计初沉池采用平流式沉淀池。 下表为各种池型优缺点和适用条件。 表2-5 池型
优点
缺点
适用条件
平流式
(1) 沉淀效果好 (2) 对冲击负荷和温度变化的适应能力强 (3) 施工简易 (4) 平面布置紧凑 (5) 排泥设备已趋于稳定
(1) 配水不易均匀 (2) 采用机械排泥时，设备复杂，对施工质量要求高
适用于大、中、小型污水厂
竖流式
(1) 排泥方便 (2) 占地面积小
(1) 池子深度大，施工困难 (2) 对冲击负荷和温度变化的适应能力差
适用于小型污水厂
辐流式
(1) 多为机械排泥，运行可靠，管理简单 (2) 排泥设备已定型化
机械排泥设备复杂，对施工质量要求高
适用于大中型污水处理厂
2.6.1 设计参数
表面负荷 池子个数 个 沉淀时间 污泥含水率为 。 2.6.2 设计计算
(1)池子总表面积： (2)沉淀部分有效水深： (3)沉淀部分有效容积： (4)池长：设水平流速 ， (5)池子总宽： (6)池子个数：设每格池宽 ， 个 (7)校核长宽比、长深比： 长宽比： 符合要求 长深比： 符合要求 (8)污泥部分所需的总容积：设 ，污泥含水率为 , 其中: —最大设计流量， —两次清泥间隔时间， —进水悬浮物浓度， ， —出水悬浮物浓度， —污泥密度， ，取 —污泥含水率， (9)每格池污泥部分所需容积： (10)污泥斗容积： (11)污泥斗以上梯形部分污泥容积：
(12)污泥斗和梯形部分污泥容积：
(13)池子总高度：设缓冲层高度 ， 2.6.3 进出水设计 (1) 进水部分 平流初沉池采用配水槽，10个沉淀池合建为一组，共用一个配水槽，共两组。配水槽尺寸为： ，其中槽宽 取 。 ， 与池体同宽取 。进水矩形孔的开孔面积为池断面积的 ，取 。方孔面积 即 。 (2) 出水部分 ① 出水堰 取出水堰负荷： ， 每个沉淀池进出水流量： 则堰长： 采用 三角堰，每米堰板设5个堰口，每个堰出口流量
堰上水头损失
② 集水槽 槽宽 安全系数取 ， 集水槽临界水深 集水槽起端水深 设出水槽自由跌落高度 集水槽总高度 平流初沉池的刮泥机选用 型行车提板刮泥机，共二十个。 表2-6 型行车提板刮泥机的安装尺寸( ) 型号
轮距
刮板长度
池宽
池深
撇渣板中线高
2.6.4 计算图 图2-4 平流沉淀池剖面图 2.7 曝气池（A/O）
2.7.1 设计参数
(1) 污泥负荷： (2)污泥指数： (3)回流污泥浓度： —回流污泥泥浓度 —与停留时间、池身、污泥浓度有关的系数，取 (4)污泥回流比： (5)曝气池内混合液污泥浓度：
(6) 去除率：
—总氮去除率 —原废水总氮浓度 —处理水总氮浓度 (7)内回流比： 2.7.2 A/O池主要尺寸计算
超高 ，经初沉池处理后， 按降低25%考虑。 (1)有效容积： — 污水设计流量 —进入生物池污水中 浓度 — 污泥负荷 —污泥浓度 (2)有效水深： (3)曝气池总面积： (4)分两组，每组面积： (5)设5廊道式曝气池，廊道宽 ，则每组曝气池长度： (6)污水停留时间： 核算 ； ，符合设计要求 (7)采用 ，则 段停留时间为 ， 段停留时间为 。 2.7.3 剩余污泥量
—剩余污泥量 —污泥产率系数 —污泥自身氧化速率 ，一般为 —生物反应池去除 浓度 —平均时污水流量 —挥发性悬浮固体浓度 —反应器去除的SS浓度 —不可降解和惰性悬浮物量 占总悬浮物量 的百分数 —系数，取 (1)降解 生成污泥量： (2)内源呼吸分解泥量： (3)不可生物降解和惰性悬浮物量 该部分占总 约50%，经初沉池 降低40%，则： (4)剩余污泥量为： 每日生成活性污泥量： (5)湿污泥体积： 污泥含水率 ，则 (6)污泥龄： 2.7.4 需氧量计算
需氧量：
式中： —为氨氮的去除量
—硝态氮的去除量 —剩余污泥量 —剩余活性污泥量 式中 分别为1、4.6、1.42；
2.7.5 供气量计算
(1)空气扩散器出口的绝对压力 为： (2)空气离开曝气池时氧的百分比 为氧利用率取21%。 (3)查表得，确定 和 （计算水温）的氧的饱和度 。 曝气池中溶解氧平均饱和浓度为（以最不利条件计算） 2.7.6 曝气装置
(1)标准需氧量。采用鼓风曝气，微孔曝气器敷设于池底，距池底 ，淹没深度 ，将实际需氧量 转换成标准状态下的需氧量 。
式中 —水温 时清水中溶解氧的饱和度， ；
—设计水温 时好氧反应池中平均溶解氧的饱和度， ； —设计污水温度， ； —好氧反应池中溶解氧浓度，取 ； —污水传氧速率与清水传氧速率之比，取 ； —压力修正系数， ；该工程所在地区大气压为 ，故此处 ； —污水中饱和溶解氧与清水中饱和溶解氧之比，取 。 则标准需氧量 为：
相应最大时标准需氧量为： (2)好氧反应池平均时供气量为： 则好氧反应池最大时供气量为： (3)曝气器个数： 好氧部分总面积 每个微孔曝气器的服务面积为 ，则总曝气器数量为： 个 为安全计，本设计采用18700个微孔曝气器。 2.7.7 空气管系统计算
(1)每个曝气池一个廊道微孔曝气器数量： 个 如下图2-5所示的曝气池平面图布置空气管道，在相邻的2个廊道的隔墙上设1根干管，共4根干管。在每根干管上设7对配气竖管，共14条配气竖管。全曝气池共设56条配气竖管。 每个竖管上安设的微孔扩散器数目为： 个 每个微孔扩散器的配气量为： 将已布置的空气管路及布设的微孔扩散器绘制成空气管路图。 图2-5 空气管路计算图 表2-7 空气管路计算表 管 段 编 号
管 长
空气流量
空气 流速 管径 配件 各1个
管段当 量长度
管段计算长度
压力损失
弯头
三通
三通
三通
三通
三通
三通
三通
三通
三异
三异
四异
四异
四异
四异
四异
四异
三闸
四异
四异
四异
四异
四异
四异
四异
三异
三异
合计
得空气管道系统的总压力损失为： 微孔空气扩散器的压力损失为 ，则总压力为： ，为安全计，设计取值 。 表2-8 HWB-2型微孔曝气器 直径 微孔平均 孔径
孔隙率
曝气量 服务面积 氧利用率 %
阻力
200
150
40~50
1~3
0.3~0.5
20~25
150~350
(2) 鼓风机的选定 风机供气量最大时： 平均时： 根据所需压力及空气量，决定采用RF—245型罗茨鼓风机8台。该型风机风压88.2KPa，风量64.6 。 正常条件下，6台工作，2台备用；高负荷时7台工作，1台备用。 表2-9 RF—245型罗茨鼓风机 风机型号
口径 转速 进口流量 所需轴 功率
所配电机 功率
RF—245
800
64.6
135
160
2.7.8 进出水设计
(1) A/O池进水 A/O池采用配水渠，来水由初沉池直接进入 A/O池配水渠，配水渠尺寸为： ，其中槽宽 取 。 ， 与池体同宽取 。为避免异重流影响，采用潜孔入水，过孔流速控制在 之间，本设计取 。则单个池子配水孔面积为：
设计孔口尺寸为： ，查给排水手册1第671页表得，水流径口的
局部阻力系数 ，则水头损失： (2) A/O池出水 出水采用出水井，尺寸 。 出水口面积： 设计孔口尺寸为： ，查给排水手册1第671页表得，水流径口的局部阻力系数 ，则水头损失： 2.8 集配水井
设集配水井内径5000 mm，外径10000 mm，墙厚250 mm。配水井中心管管径为DN1600的铸铁管，当回流比R =100%时，设计流量 查手册水力计算表得， , ，水井进口ξ=1.0，则局部水头损失为： 设沉淀池进水管管径为DN1000的铸铁管，当回流比R =100%时，设计流量 查手册水力计算表得， ， ，则局部水头损失为： 二沉池出水管管径为DN1000的铸铁管，设计流量 查手册水力计算表得， , ， ，则局部水头损失为： 设总出水管管径为DN1600的铸铁管，设计流量 查手册水力计算表得， , ， 则局部水头损失为：
2.9 二沉池
二沉池是活性污泥处理系统的重要组成部分，其作用是泥水分离，使得混合液澄清，浓缩和回流活性污泥。其运行效果将直接影响活性污泥系统的出水水质和回流污泥浓度。
在本次设计中为了提高沉淀效率，节约土地资源，降低筹建成本，采用机械刮泥吸泥机的辐流沉淀池，进出水采用中心进水，周边出水，以获得较高的容积利用率和较好的沉淀效果。 2.9.1 设计参数
表面负荷： ， 设计流量 ， 池数 个 2.9.2 设计计算
(1)单池面积： (2)直径： 取 。 (3)沉淀部分有效水深 (4)有效容积
(5)沉淀池坡底落差，取 ；
(6)沉淀池周边水深 设缓冲层 ，刮泥机高 有效水深的高度： (7)污泥斗容积 集泥斗上部直径为5m，下部直径为3m，倾角为600， 则有污泥斗高度：
污泥斗有效容积为：
(8)沉淀池的高度：设超高
2.9.3进出水系统计算
(1) 进水部分设计
辐流式沉淀池中心处设中心管，污水从池底的进水管进入中心管，通过中心管壁的开孔流入池中央，中心管处用穿孔整流板围成流入区，使污水均匀流动，污水曝气池出水并接DN1600的铸铁管进入配水井，从配水井接DN1000的铸铁管，在二沉池前接阀门，后接DN1000的二沉池入流管。 采用中心进水，中心管采用铸铁管，出水端用渐扩管，为了配水均匀，沿套管周围设一系列潜孔，并在套管外设稳流罩。 流量为 ，则单池设计污水流量： 当回流比为100﹪时，单池进水管设计流量为： 取中心管流速为 ，则过水断面积为： 设10个导流孔，则单孔面积为 设孔宽为0.2 m，则孔高为 孔断面尺寸为： 设孔间距为0.25 m，则中心管内径为： 设管壁厚为0.15 m，则中心管外径为： 进水管与中心孔水头损失均按回流比为100﹪的最不利情况计算，进水管水头损失为： 查《给水排水设计手册》第一册673、408页得 1.05， 1000 ， 0.558 则： 中心孔头水头损失，查第一册678页得 ，则: 则进水部分水头损失为 稳流罩设计： 筒中流速一般为 ，取 。 稳流筒过流面积： 稳流筒直径为： 并设置罩高为 (2)出水部分设计 ① 每池所需堰长 ， 且有 ＞49 ， 故采用双侧集水。 ② 出水溢流堰的设计（采用出水三角堰90°） 采用等腰直角三角形薄壁堰，取堰高0.08 ，堰宽0.16 ，堰上水头（即三角口底部至上游水面的高度）0.04 ，堰上水宽为0.08 。 每池出水堰长：
实际堰负荷：
实际堰个数为： 个，取为1849个，共需7396个。 每个三角堰的流量 为： 出水堰水头损失： 过堰水深：
图2-6 溢流堰简图
考虑自由跌水水头损失0.15 m，则出水堰总水头损失为：
出水槽的接管与二沉池集水井相连。
③ 环形集水槽设计 采用双侧集水环形集水槽计算。设出水槽外壁距离池壁0.4 ，槽0.8 ， 集水槽总高度为0.4+0.4（超高）=0.8 m，每池都双侧集水，则出水堰流量： 取安全系数为 ，则集水槽设计流量 取槽内流速为v=0.6 m/s，则槽内终点水深： 槽内起点水深为： ，其中， 则 ，取 设过水断面积： 湿周： 集水槽水力计算
水力半径：
水力坡度： ‰ 过堰水深为： 考虑跌水水头损失0.15 m，则二沉池出水水头损失为： ‰ 综合得出二沉池进出水总损失为： 2.9.4 排泥量计算
(1) 单池污泥量计算 总回流污泥量
总剩余污泥
因为
其中 — 衰减系数，一般取 — 污泥龄， 所以 ( 为回流污泥浓度； )
总污泥量
(2) 集泥槽延整个池径为两边集泥，故其设计泥量为 集泥槽宽 取 ； 起点泥深 取 ； 终点泥深 取 ； 辐流二沉池的刮泥机选用 型周边传动刮泥机。共4台。 表2-10 型周边传动刮泥机的性能及规格 型号
池直径 周边线速 推荐池深
功率
周边轮中心
2.9.5 辐流式二沉池计算图如下： 图2-10 辐流式二沉池计算图 2.10 接触池
城市污水经二级处理后，水质已经改善。细菌含量也大幅度减少，但细菌的绝对值仍相当可观。并有存在病原菌的可能。因此，污水排放水体前应进行消毒。本设计采用液氯消毒剂。其优点为：效果可观，投配量准确，价格便宜，适用于大、中型污水厂。 2.10.1 消毒方法的选择
消毒方法分为两类：物理方法和化学方法。物理方法主要有加热、冷冻、辐照、紫外线和微波消毒等方法。化学方法是利用各种化学药剂进行消毒，常用的化学消毒剂有氯及其化合物、各种卤素、臭氧、重金属离子等。 2.10.1 消毒接触池设计参数
加氯量： 接触时间： 池底坡度： 表2-11 常用消毒剂比较 消毒剂名称
优点
缺点
适用条件
液氯
效果可靠、投配简单、投量准确，价格便宜。
氯化形成的余氯及某些含氯化合物低浓度时对水生物有毒害。当污水含工业污水比例大时，氯化可能生成致癌化合物 。
适用于，中规模的污水处理厂。
漂白粉
投加设备简单，价格便宜。
同液氯缺点外，沿尚有投量不准确，溶解调制不便，劳动强度大。
适用于出水水质较好，排入水体卫生条件要求高的污水处理厂。
臭氧
消毒效率高，并能有效地降解污水中残留的有机物，色味，等。 污水中PH，温度对消毒效果影响小，不产生难处理的或生物积累性残余物。
投资大成本高，设备管理复杂。
适用于出水水质较好，排入水体卫生条件要求高的污水处理厂。
次氯 酸钠
用海水或一定浓度的盐水，由处理厂就地自制电解产生，消毒。
需要特制氯片及专用的消毒器，消毒水量小。
适用于医院、生物制品所等小型污水处理站。
2.10.2 消毒接触池主体设计
本设计采用四组3廊道推流式消毒接触反应池 (1) 接触池容积 (2) 接触池表面积，有效水深设计为 ，则每座接触池面积为：
(3) 池体平面尺寸
设廊道宽度为 ，则接触池总宽度为 ，接触池长度为： ， 验证：长宽比 ＞10，符合要求。 (4) 池体总高度 取超高 ，池底坡度为0.02，则池底坡降 ， 故池体总高度为： 2.10.3 消毒接触池排泥设施
(1) 池底设有 的底坡，并在池子的进水端设排泥斗及排泥管，用刮泥板把泥刮至进水端，由管道排出。 (2) 污泥斗计算 设集泥斗上部直径为 ，下部直径为 ，倾角为600， 则有污泥斗高度为： m 污泥斗有效容积为： m3 选用DN200的铸铁管作为排泥管。 2.10.4 进水部分设计
(1) 进水部分设计 进水槽设计尺寸B×L×H =1.0m×4.0m×1.2m，采用潜孔进水，避免异重流。潜孔流速控制在0.2m/s～0.4 m/s，取v = 0.3m/s，则单池配水孔面积为： 共设有4个潜孔，则单孔面积为 设计孔口尺寸为0.8m×0.45m，实际流速为0.3m/s。查手册得，水流经孔口的局部阻力系数为ξ=1.06，则计算孔口水头损失为：
(2) 出水部分设计
采用非淹没式矩形薄壁堰出流，取堰宽等于接触池廊道宽度 ，由手册得，非淹没式矩形薄壁堰流量公式为 ，代入 ，计算得：
考虑堰后跌水0.15 m，则出水总水头损失为：
则进出水总水头损失为：
2.10.5 消毒接触池平面图
图2-11 消毒接触池平面图 2.10.6 加氯间设计计算
(1) 加氯量 加氯量一般为5mg/L～10mg/L，本设计中加氯量按每立方米污水投加5g计(即5mg/L)，则总加氯量为： (2) 加氯设备 选用4台ZJ-2型转子加氯机，三用一备，单台加氯量为12.5 kg/h，加氯机尺寸为：550m×310m×770m。 2.11 计量堰
为了提高污水厂的工作效率和运转管理水平，积累技术资料，以总结运转经验，为给处理厂的运行提供可靠的数据，必须设置计量设备。 各种计量设备的比较如下： 表2-12 常用计量设备比较 名称
优点
缺点
适用范围
巴氏计量槽
水头损失小，不易发生沉淀，操作简单
施工技术要求高，不能自动记录数据
大、中、小型污水厂
薄壁堰
稳定可靠，操作简单
水头损失较大，堰前易沉淀污泥，不能自动记录数据
小型污水厂
电磁流量计
水头损失小，不易堵塞，精度高，能自动记录数据
价格较贵，维修困难
大、中型污水厂
超声波流量计
水头损失小，不易堵塞，精度高，能自动记录数据
价格较贵，维修困难
大、中型污水厂
涡轮流量计
精度高，能自动记录数据
维修困难
中、小型污水厂
本设计采用巴氏计量槽，其优点是水头损失小，不易发生沉淀，精确度高达95﹪～98﹪。本设计流量范围为1.736 ～2.344 ，故采用测量范围在0.400 ～2.800 的巴氏计量槽。 2.11.1 尺寸设计
本设计设计流量 ，由《给水排水设计手册》第五册568页表10-3查得，选择测量范围在0.400 ～2.800 的巴氏计量槽， 各部分的尺寸为： ， ， ， ， ， 2.11.2 水头损失计算
计量堰按自由流计，由《给水排水设计手册》第五册570页表10-4查得，应采用的计量堰尺寸为： 当 ， 时， ，自由流条件 ， 取 则有： 。 故计量堰水头损失为： (1)上游水头计算 上游流速为： 水力计算如下： 湿周： 过水断面积： 水力半径： 水力坡度： ‰ (2)下游水头计算 下游流速为： 水力计算如下： 湿周： 过水断面积： 水力半径： 水力坡度： ‰ 计量堰应设在渠道的直线段上，上游渠道长度应不小于渠宽的2～3倍，取 上游长度为 ，下游渠道长度应不小于渠宽的4～5倍，故取下游长度为 ，则全部直线段长
不小于渠宽的8～10倍，符合要求。
(3)计量堰水头损失计算( ) 上游水头损失为： ‰ 下游水头损失为： ‰ 则计量堰总的水头损失为： 2.11.3 巴氏计量槽计算图
巴氏计量槽计算图如下：
平面图
剖面图
图2-12 巴氏计量槽计算图 2.12 污泥处理构筑物的设计计算
2.12.1污泥浓缩池
在污水处理过程中产生大量的污泥，污泥含水率高，体积大，不便运输。污泥中还含有大量易腐化发臭的有机物，以及毒害物质，同时也有氮、磷、钾等植物营养素负荷，所以需经过有效处理，以便达到变害为利，综合利用，保护环境的目的。 本设计采用竖流式连续运行的重力浓缩池。污泥来自初沉池和剩余污泥的混合。 2.12.1.1 池体设计 (1) 设计参数： 混合污泥进泥含水率 （ ） 浓缩后污泥含水率 （ ） 浓缩时间 （ ） 污泥固体通量 污泥密度 (2) 计算污泥浓度： — 混合污泥总量 — 初沉池污泥量 — 二沉池污泥量 (3) 浓缩池面积：
式中
A—浓缩池总面积（m2） C—污泥固体浓度（g/L） M—浓缩池污泥固体通量[kg/(m2﹒d)] Q—污泥量（m3∕d） 采用两个浓缩池 ，有 取 浓缩池直径为 式中 D—沉淀池直径（m） (4) 浓缩池高度：取 ，则 式中 —浓缩池工作部分高度（m） T—设计浓缩时间（h） (5) 超高： (6) 缓冲层： (7) 池底坡度造成的深度 为 辐流沉淀池采用中心驱动刮泥机，池底需做成1%的坡度，刮泥机连续转动将污泥推入污泥斗。池底高度： 式中 h4—池底高度（m） i—池底坡度，设计中取为0.01 (8) 泥斗容积： 集泥斗上部直径为5m，下部直径为3m，倾角为600，则有污泥斗高度：
式中
h5—污泥斗高度（m） —污泥斗倾角，为保证排泥顺畅，圆形污泥斗倾角一般采用600 —污泥斗上口半径（m） —污泥斗底部半径（m） 设计中取 =2.5m， =1.5m
污泥斗有效容积为：
(9) 有效水深：
，符合规定。 (10) 浓缩池总高度： 由于池宽 所以污泥浓缩池的刮泥机选用 型中心传动刮泥机,共2台 表2-13 型中心传动刮泥机 型号
池直径 周遍线速度
池深
电动机功率 运行一周时间
(11) 浓缩后分离出的污水量
式中
q—浓缩后分离出的污水量（m3/s） Q—进入浓缩池的污泥量（m3/s） P—浓缩前污水含水率，为98.5% P0—浓缩后污泥含水率，为95%
m3/s
(12) 溢流堰 浓缩池溢流出水经过溢流堰进入出水槽，然后汇入出水管排出。出水槽流 ，设出水槽宽0.2m，水深0.05m，则水流速度为0.57m/s。 溢流堰周长
式中
C—溢流堰周长（m） D—浓缩池直径（m） b—出水槽宽（m）
溢流堰采用单侧90°三角形出水堰，三角堰顶宽0.18m，深0.08m，每格浓缩池有三角堰
每个三角堰流量 式中 q—每个三角堰流量（m3/s） —三角堰水深（m）
三角堰后自由跌落0.10m，则出水堰水头损失为0.109m
(13) 溢流管 溢流水量为0.0057m3/s，设溢流管径DN200mm，管内流速v=0.29m/s (14) 刮泥装置 浓缩池采用中心驱动刮泥机，刮泥机底部设有刮泥板，将污泥推入污泥斗。 (15) 排泥管 浓缩后剩余污泥量
式中
Q1—浓缩后剩余污泥量（m3/s） m3/s m3/d剩余污泥量0.0017m3/s，泥量很小，采用污泥管道最小管径DN150mm。 2.12.1.2 辐流浓缩池示意图 图2-13 浓缩池示意图 2.12.2 污泥脱水间
目前，常用的污泥脱水设备有板框压滤脱水机、带式压滤脱水机和离心脱水机。 本设计采用带式压滤脱水机。 带式压滤机的基本原理是通过设置一系列压辊及滚筒，将上下层滤带张紧，滤带间的污泥不断受挤压剪切后，加速泥水的分离。 带式压滤机一般分为三个阶段，重力脱水段，楔形预压段，中/高压段。 设备选型： 带式压滤机两台 性能参数：滤带有效宽度 泥饼含水率 用电功率 2.12.2 污泥泵房
污泥泵房设计 (1) 二沉池回流污泥： 回流泥量： 选型： 端吸离心污泥泵两台，一台备用。 性能范围：流量 可达 扬程 可达 (2) 混合污泥： 二沉池剩余污泥量： 初沉池泥量： 选型： 立式污水污物泵两台，一台备用。 性能参数：流量 扬程 排出口径 2.13 污水厂平面布置
污水厂的平面布置包括：处理构筑物的布置、办公、化验、辅助建筑的布置、以及各种管道、道路、绿化等的布置。污水厂的平面布置图应充分考虑地形、风向、布置合理、便于规划管理。 布置得一般原则： (1) 构筑物布置应紧凑，节约占地，便于管理； (2) 构筑物尽可能按流程布置，避免管线迂回，利用地形，减少土方量； (3) 水厂生活区应位于城市主导风向的上风向，构筑物位于下风向； (4) 考虑安排充分的绿化地带； (5) 构筑物之间的距离应考虑铺设管渠的位置，运转管理和施工需要，一般5-10米； (6) 污泥处理构筑物应尽可能布置成单独的组合，以防安全，便于管理； (7) 污水厂内应设超越管，以便在发生事故时使污水能超越一部分或全部构筑物，进入下个构筑物或事故溢流。 具体平面布置见城市污水厂平面图。 2.14 污水厂高程布置
2.14.1 概述
为了使污水能在构筑物间通畅流动，以保证处理正常进行，在平面布置的同时必须进行高程布置，以确定各构筑物及连接管渠的高程。 在整个污水处理过程中，应尽可能使污水和污泥重力流，但在多数情况下需要提升。本设计高程布置严格遵循以下原则： (1) 为了使污水在各构筑物间顺利自流，精确计算各构筑物之间的水头损失，包括沿程，局部及构筑物本身的水头损失，此时还考虑污水厂扩建时的预留储备水头。 (2) 进行水力计算时，选择距离最大，水头损失最大流程，并按最大设计流量计算，计算时还要考虑管内的淤积，阻力增大的可能。 (3) 污水厂出水管渠的高程需不受洪水顶托，污水能自流流出。 (4) 污水厂的场地竖向布置，应考虑土方布置，并考虑有利于排水。 2.14.2 构筑物之间管渠的连续及水头损失的计算
(1) 曝气沉砂池（细格栅） 汇水点 , , , 沿程损失：
局部损失：
(2) 汇水点 初沉池
, , , (3) 初沉池 汇水点 , , , (4) 汇水点 池 , , , (5) 池 配水井 , , , (6) 配水井 二沉池 , , , (7) 二沉池 配水井 , , , (8) 配水井 接触池 , , , (9) 接触池 计量堰 , , , (10) 计量堰 出厂管 , , , 2.14.3 构筑物之间管渠的连续及污泥损失的计算
污泥自流 — 污泥管径； — 输送距离； — 污泥流速； — 污泥含水率。 由污泥泵提升处于紊流状态, (1) 二沉池回流污泥 池 (2) 初沉池污泥 污泥泵房
(3) 二沉池剩余污泥 污泥泵房 (4) 污泥泵房 污泥浓缩池
(5) 污泥浓缩池 脱水机房
(6) 构筑物损失 表2-14 各构筑物损失
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