排水工程毕业设计说明书

1 前言

1.1 设计背景

本设计区域是华北某市东部新区，随着经济的不断发展，水厂出水水质的要求也在不断提高，出水水质要满足一级A标准。为保证污水和雨水能及时的排放并且达到处理标准，因此需要在排水和工艺流程上进行提高，本次设计的排水选择完全分流制，污水处理工艺流程上采用“生物处理+深度处理”的核心处理工艺。

1.2 设计任务

(1) 城市排水工程规划设计，具体包括以下内容：

①排水系统的选择，排水管道规划及污水处理厂位置选择。 ②雨水管道规划设计。

(2) 城市污水处理厂工艺设计，具体包括以下内容：

①污水处理工艺选择及各工艺单元的设计，包括工艺流程的确定、各单元构筑物的工艺设计。

②污泥处理方法选择及污泥处理构筑物的工艺设计计算。

(3) 污水泵站的工艺设计。可以是终点泵站，也可以是中途提升泵站。包括选泵、泵

站工艺设计计算和泵站工艺图的绘制。

(4) 污水处理厂的平面布置（总图设计），包括污水处理厂生产性构筑物和建筑物、

附属建筑物、道路、绿化、照明等内容。

(5) 污水处理厂竖向布置、高程计算及工程投资估算及处理成本计算。

1.3 设计依据

（1）《华北某市东部新区城市排水工程设计》设计任务书； （2）华北某市东部新区城市地形图一张，比例1:10000； （3）《污水排入城市下水道水质标准》(CJ3082-1999)； （4）《污水综合排放标准》(GB78-1996)； （5）《室外排水设计规范》(GB50014-2006)； （6）《室外给水设计规范》(GB50013-2006)； （7）《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)；

（8）《城市生活垃圾卫生填埋技术规范》（CJJ17-2004）； （9）《给水排水工程管道结构设计规范》（GB50332-2002）；

1.4 设计原始资料

1.4.1 地形与城市规划资料

(1) 城市地形与规划平面图1张（另发），比例为1：10000。 (2) 城市各区人口密度与居住区综合污水量标准

表1.1 城市各区人口密度及综合污水量标准

区 域 指 Ⅰ区 Ⅱ区 Ⅲ区 Ⅳ区 标 人口密度（人/公顷） 240 230 270 280 污水量标准（升/人·日） 160 150 180 190 (3) 城市各区中各类地面面的比例（％）

表1.2 城市各区中各类地面面的比例（％）

区域 Ⅰ区 Ⅱ区 Ⅲ区 Ⅳ区 各种屋面 混凝土与沥青路面 碎石路面 51 50 45 48 12 17 12 18 13 9 13 6 非铺砌土路 公园与绿地 面 9 8 10 8 15 16 20 20 (4) 工业企业排水量和水质资料

表1.3 工业企业排水量及水质资料 平均排企业名称 冶炼厂 食品厂 纺织厂

1.4.2 气象资料 (1) 气温等资料

水量/m/d 4700 3900 3200 3最大排水SS/ COD/ BOD/ 氨氮总磷量m3/h mg/L mg/L mg/L /mg/L /mg/L 680 380 430 390 2900 1400 460 3700 2800 670 3100 960 30 32 30 pH 水温 ℃ 26 26 0.7 5.8 1 6.9 0.8 8.3 25.5 该区位于华北东北部，气候特点是：年降水量较适中，气温较低，夏季凉爽而潮湿，冬季寒冷而湿润。年平均降水量630毫米，年降水日数71～93天，气温

≥10℃期间降水量约440～760毫米。平均暴雨日数2～4天，一日最大降水量达276毫米，最大时降雨量69.3毫米。最热月室外平均相对湿度在77％，为全省相对湿度的高值区。全区年平均气温12.5℃，年极端最低气温-19.5℃，年极端最高气温39.4℃。最高月平均最高气温30.5℃，月平均最低气温-10.2℃。热量资源属全省的中值区。夏季受台风影响，平均每年在3次左右。由于所处位置及地形的差异，受海洋影响的程度差别较大，气候分异明显。常年主导风向为东北风。 1.4.3 地质资料

(1) 排水管网干管处资料：土壤性质为亚砂土，冰冻深度-0.52米，地下水位6.5

米；

（2）污水总泵站和污水处理厂址处：土壤性质为亚粘土，冰冻深度-0.52米，地下水位6.5米，土壤承载力：15吨/米2，地震烈度小于6度。 1.4.4 收纳水体水文及地质资料

受纳水体为河流，排放口资料如下（表1.4）：

表1.4 污水处理厂排放口资料 最小流量时 （月平均） 最高水位时 常水位时 流量 流速 水位标高 水温 m3/s 20 80 60 m/s 0.65 0.95 0.75 m 6.5 7.4 7.1 ℃ 20 DO BOD SS SS允许增加量/mg/l 4 mg/l mg/l mg/l 6.0 4.0 30 在污水总排放口下游30公里处有取水口 要求： BOD5mg/l

2城市排水管网规划设计

2.1 排水

该区位于华北某市东部新区，在新城市规划中一般采用分流制，分流制排水系统可以将污水在源头上进行有效地分离控制，有利于后期污水的处理。

3污水处理厂水质水量

3.1设计人口数

根据电算的结果，设计区域服务人口：2776人，服务工厂：3个。 3.1.1 设计污水量

Qq1•N1Q工 （3.1）

式中 Q——城市每天的平均污水量（m3/d）；

q1——各区的平均生活污水量定额[m3/（人.d)]；

N1——各区人口数（人）；

Q工——工厂平均工业废水量（m3/d）；

本设计共分为四个区，各区人口数计算：

N1=n1•A1240123.3529604（人）； N2=n2•A2230339.0677983.8（人）； N3=n3•A3270357.996633（人）； N4=n4•A4280255.6171570.8（人）；

N=N1N2N3N429604779849663371571275792（人）。

通过上面的计算，验证了电算的正确性。

Q(29604160779841509663318071570.8190)+(4700+3900+3200)1000800 =548.919136.57685.5L/s59226.6m3/d3.1.2 设计秒流量

QKz•Q1Q工 （3.2）

式中 Q——设计秒流量(L/s)；

Q工——工业废水设计秒流量(L/s)；

Q1——各区的平均生活污水量（m/s）； Kz——总变化系数。

Q548.9191.35(680380430)10001176.613L/s

3600

3

3.1.3 污水处理厂设计秒流量

进行城市污水处理厂设计时，工业废水的设计流量采用平均流量。

(470039003200)1000Q548.9191.35877.0759L/s

8000电算软件最终计算结果为878.1L/s，与计算结果一致。

3.2 设计进水水质

3.2.1 设计参数选取依据

1）根据居民生活污水水量、水质和工业废水中所含有的悬浮物浓度以及生化需氧量，参照《室外排水设计规范 GB50014-2006》和《污水排入城镇下水道水质标准CJ 343－2010》，本设计参数取值如下：

①BOD530g/(人d)；

②SS50g/(人d)； ③NH3N25mg/L； ④TN6g/(人d)；

⑤TP1.1g/(人d)； ⑥COD400mg/L。

2）工业企业排水量及水质资料如表3.1： 表3.1 工业企业排水量及水质资料 企业名称 冶炼厂 食品厂 纺织厂 平均排水量/m3/d 4700 3900 3200 最大排水量m3/h 680 380 430 SS/ mg/L 390 460 670 COD/ mg/L 2900 3700 3100 BOD/ mg/L 1400 2800 960 氨氮总磷pH /mg/L /mg/L 30 32 30 0.7 1 0.8 水温 ℃ 5.8 26 6.9 26 8.3 25.5

工业企业排放污废水中的污染物最高浓度必须要达到《污水排入城镇下水道水质标准CJ343－2010》，对于工厂污废水处理的排放程度如表3.2：

表3.2 工厂污废水排放处理程度 企业名称 冶炼厂 食品厂 纺织厂

平均排水量/m3/d 4700 3900 3200 BOD 最大排水SS/ COD/ 氨氮总磷mg/L 量m3/h mg/L mg/L /mg/L /mg/L / 680 400 500 300 30 0.3 380 400 500 300 32 0.3 430 400 1000 600 30 0.3 pH 5.8 6.9 8.3 水温℃ 26 26 25.5 要想达到工业企业污废水排入城市下水道水质标准，需要对工业废水进行预处理：

（1）冶炼工业废水的BOD5／CODcr为0.76左右，可生化性较好，采用化学法与生物法组合工艺。处理工艺流程图见图3.1。

石灰乳 PAM 污水 化学中和 生物絮凝池 浓缩池 达标排放 石膏外销 渣场 压滤机 图3.1 冶炼厂废水处理工艺流

（2）食品厂废水的BOD5／CODcr为0.76左右，可生化性较好。选用SBR工艺。处理工艺流程见图3.2

废水 格栅 调节池 排泥 SBR池 加药 贮泥池 贮泥池 泵 气浮器 泥饼外运 压滤机 图3.2 食品厂废水处理工艺流程图 （3）纺织厂废水的BOD5／CODcr为0.31左右，可生化性并不高。设计“水解—混凝—复合生物池”的处理工艺。具体工艺流程见图3.3

废 水 筛滤池 调节池 厌氧池 接触氧化池 污泥回流 出水 氧化脱色池 斜管沉淀池 预沉池 NaClO PAC 图3.3 纺织废水处理工艺流程图 3.2.2 污水厂设计进水水质

1）生活污水和工业废水混合后污水SS浓度

CssQ1•C1SSQ工•C工ssN1•C'1SSQ工•C工ss （3.3） QQ式中 Q1——各区的平均生活污水量（m3/d）；

Q工——平均工业废水量（m/d）；

C1SS—各分区生活污水的SS浓度（mg/L）;

3

C工ss——各工厂工业废水的SS浓度（mg/L）; N1——各区人口数（人）；

C'1SS——每人每天排放的SS克数g/(人·d)。

27579245(470039039004003200400)288.0mg/L

59226.62）生活污水和工业废水混合后污水BOD5浓度

CssCBOD5Q1•C1BOD5Q工•C工BOD5QN1•C'1BOD5Q工•C工BOD5Q （3.4）

式中 CBOD5——污水的BOD5浓度（mg/L）；

CBOD5——各分区生活污水的BOD5浓度（mg/L）； C工BOD5——各工厂工业废水的BOD5浓度（mg/L）； C'1BOD5——每人每天排放的BOD5克数g/(人·d) 。

27579230(470030039003003200600)216.0mg/L

59226.63）生活污水和工业废水混合后污水总氮浓度

CBOD5CNQ1•C1NQ工•C工NN1•C'1NQ工•C工N （3.5） QQ式中 C1N——各分区生活污水的总氮浓度（mg/L）；

C工N——各工厂工业废水的总氮浓度（mg/L）； C'1N——每人每天排放的总氮克数[g/(人·d)] 。

2757926(470039003200)4036.0mg/L

59226.）生活污水和工业废水混合后污水总磷浓度

CTNCTPQ1•C1PQ工•C工PN1•C'1PQ工•C工P （3.6） QQ式中 C1P——不同分区生活污水的总磷浓度（mg/L）；

C工P——不同工厂工业废水的总氮浓度（mg/L）； C'1P——每人每天排放的总磷克数g/(人·d) 。

2757921.2(47000.73900132000.8)5.8mg/L

59226.65）生活污水和工业废水混合后污水氨氮浓度

CTPCNH3NQ1•C1NQ工•C工NN1•C'1NQ工•C工N （3.7） QQ

式中 C1N——不同分区生活污水的氨氮浓度（mg/L）；

C工N——不同工厂工业废水的氨氮浓度（mg/L）； C'1N——每人每天排放的氨氮克数[g/(人·d)] 。

CNH3N47426.62547003039003232003026mg/L59226.6

6）生活污水和工业废水混合后污水COD浓度

CCODQ1•C1CODQ工•C工CODN1•C'1CODQ工•C工COD （3.8） QQ式中 C1COD——不同分区生活污水的COD浓度（mg/L）；

C工COD——不同工厂工业废水的COD浓度（mg/L）；

C'1COD——每人每天排放的COD克数[g/(人·d)] 。

CCOD47426.64004700500390050032001000447.0mg/L

59226.63.2.3 污水厂设计出水水质

污水经过处理厂处理后排放，必须达到《城镇污水处理厂污染物排放标准（GB118—2002）》中的一级A排放标准，应当满足如下表所示：

表3.3 一级A标准（日均值）（mg/L） 序号 基本控制项目 一级A标准 1 化学需氧量（COD） 50 2 生化需氧量（BOD5） 10 3 悬浮物（SS） 10 4 总氮(以N记) 15 5 氨氮（以N记） 5（8） 6 总磷（以P记） 0.5 7 色度 30 8 pH 6-9 9 类大肠菌群数（个/L） 1000 3.3污水处理程度计算

污水厂出水水质执行一级A标准。 A. BOD5处理程度计算

1. 按河流中溶解氧的最低容许浓度计算

(1) 求出水口处DO的混合浓度

DOm式中：

Q•DOQ•DOQQ (3.9)

河河河DO—混合后出水口处水体中的溶解氧浓度（mg/L）

m3

Q—污水排入河流95%保证率枯水位时流量（m/s）

河

DO河—河流原有的溶解氧浓度（mg/L）

Q—河流平均流量（m3/s）

DO—出水口处污水的溶解氧浓度（mg/L）

，设计中采用1.5 mg/L DO206.0m200.681.50.68=5.85(mg/L)

(2) 求出水口处水温的混合温度

t河•t河Q•tmQQ河Q (3.10)

式中

tm—混合后出水口水体中的水温（℃）

t河—河流原有的水温（℃）

t—出水口处污水的水温（℃）

(3) 求水温为20℃时的耗氧速率常数k1值

KK(tm20)1(20)1(20)• (3.11)

式中：

K1(20) —20℃时的耗氧速率常数，一般采用0.1/d

—温度系数，一般采用1.047

K0.11.047(2020)1(20)0.1(d1)

(4) 求水温为20℃时的复氧速率常数K2值

K2(20)K(m20)2(20)•1.024t (3.12)

式中：

K2(20)—20℃时的耗氧速率常数，一般采用0.2～0.5/d本设计取0.3/d

K2(20)0.31.024(2020)0.3(d1)

(5) 求起始点的亏氧量DOO和临界点的亏氧量DOc

DOODOSDOm (3.13)DOCDOS4.0 (3.14)式中：

DOO—河流在污水排入起始点处亏氧量浓度（mg/L）

DOS—20℃时的饱和溶解氧浓度（mg/L）

DOC—河流在溶解氧为4.0 mg/L的临界点亏氧量浓度（mg/L）

查表得

DOS=9.2 mg/L

DO9.25.853.35(mg/L)

ODO9.24.05.2(mg/L)

C(6) 求起始点的有机物浓度L0和临界时间tc

DO11cCKK•L010kt2 (3.15)

t1k2DO0(k2k1cktan2k1k11)k1L0 (3.16)

式中：

L

0

—河流在污水排入的起始点BOD5浓度（mg/L）

tc—河流从起始点流到临界点的临界时间（d）

0.1L100.1tc

5.20.30t1c0.30.105lg0.33.29(0.30.1) 0.110.1L0采用试算法： 第一次试算取tc1.2d

5.20.1L0.11.2计算得

0.3010L020.55(mg/L) 将计算值代入下式

t0.33.29(0.3c0.310.1lg0.110.1) 0.1L0计算得

tc1.551.2d

第二次试算取tc1.65d

5.20.1L0100.11.65计算得

0.30L22.81mg/L 将计算值代入下式

t0.33.29(0.30.1) lg11c0.30.10.10.1L0t1. d（满足要求）

c因此：tc1.65(d)

L022.14(mg/L)

(7) 求起始点允许的20℃时BOD5浓度（mg/L）

L•BODL(110k1(20)t50) (3.17)

式中：

LBOD—河流在污水排入的起始点处BOD5浓度（mg/L）

5t—BOD5的时间（d），一般采用5d

LBOD22.14(1100.15)515.14(mg/L)

(8) 计算污水处理厂允许排放的BOD5浓度

LQ河eBODLBOD5(51)Q河QQL河 (3.18)

式中：

LBOD—处理后污水允许排放的BOD5浓度（mg/L）

5L河—河流中原有的BOD5浓度（mg/L）

LeBOD15.14(0.682051)200.684.0342.8(mg/L)2. 按河流中BOD5的最高允许浓度计算

(1) 计算由污水排放口流到下游取水口的排放时间

txv (3.19)

式中：

t—污水排放口流到下游取水口的时间（d）

x—污水排放口距下游取水口处的距离（m）

t3010000.534(d) 8000.65(2) 20℃标准下河流的BOD5值L5河河流任一时段最高允许的BOD5值L5ST

L5ST4.0(mg/L)3.2(mg/L)

L(3) 20℃时的

5河L5eBOD5的值

L5eBOD5QL(ktLQ10河5ST15河)L 10kt5ST120(4.0L5eBOD50.68100.10.534(4) 计算处理程度

代入数据

4.03.2)100.10.53438.924.5243.44(mg/L)

LLeBOD EL (3.20)

52式中：

L—进水BOD5浓度（mg/L）

E221621643.4479.9%

3. 按二级生物处理后的水质排放标准计算

根据国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 118—2002）中规定城市二级污水处理厂一级标准，总的出水口处污水的BOD5浓度为10mg/L，则

LLeBOD

EL (3.21)

52E4. 计算BOD5的处理程度

22162161095.4%

按照方法(3)得出的BOD5处理程度较高，因此本污水处理厂BOD5处理程度为95.4%。

B. SS处理程度计算

1. 按水体中SS允许增加量计算排放的SS浓度

(1) 计算处理后污水总出水口的SS浓度

CESSP(式中：

Q河

1)bQ (3.22)

C—处理后污水的SS浓度（mg/L）

ESSP—污水排入河流后混合水体中允许增加的SS值（mg/L）

3

—污水排入河流95%保证率枯水位时流量（m/s） Q河b—河流中原有的SS浓度（mg/L）

CESS4(2) 计算处理程度

201)(151.65(mg/L)300.68CCESSE式中：

(3.23)

1CC—进水的SS浓度（mg/L）

E1288288151.6547.3%

2. 按二级生物处理后的水质排放标准计算SS处理程度

根据国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 118—2002）中规定城市二级污水处理厂一级标准，总的出水口处污水的SS浓度为10 mg/L

CCESSE

(3.24)

2C288E23. 计算SS处理程度

2881096.5%按照方法（2）得出的SS处理程度处理程度高于方法（1），所以本污水处理厂SS的处理程度为96.5%。 C. 污水的氨氮处理程度计算

根据国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 118—2002）中规定城市二级污水处理厂一级标准，总的出水口处污水的氨氮浓度为5 mg/L

CCEE式中：

(3.25)

CC—进水的氨氮浓度（mg/L）

C—处理后污水允许排放的氨氮浓度（mg/L）

E

ED. 污水的COD处理程度计算

2626581%

根据国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 118—2002）中规定总的出水口处污水的COD浓度为50 mg/L

CCEE式中：

(3.26)

CC—进水的COD浓度（mg/L）

C—处理后污水允许排放的COD浓度（mg/L）

EEE. 污水的总磷处理程度计算

4474475088.8%

根据国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 118—2002）中规定，总的出水口处污水的总磷浓度为0.5mg/L

CCEE式中：

(3.27)

CC—进水的TP浓度（mg/L）

C—处理后污水允许排放的TP浓度（mg/L）

EEF. 污水的TN处理程度计算

5.85.80.591.4%

根据国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 118—2002）中规定总出水口处污水的TN浓度为15 mg/L

E式中：

CCCE

(3.28)

C—进水的TN浓度（mg/L）

C—处理后污水允许排放的TN浓度（mg/L）

EE36361558.3%

4 污水处理工艺流程

4.1 工艺选择介绍

进水 粗格栅 提升泵房 细格栅 钟式沉砂池 配水井 纤维滤池 管式混合器 污泥脱水 储泥池 辐流二沉池 DE氧化沟 剩余污泥 污泥干化 紫外消毒池 巴氏计量槽 肥料 出水 回流污泥 根据处理要求，设计工艺流程如下图所示：

图4.1污水处理厂工艺流程方案一

栅渣 外运 栅渣 原污水 粗格栅 提升泵房 细格栅 鼓风机房 辐流二沉池 A2/O池 平流沉淀池 辐流二沉池 污泥泵房 贮泥池 网格絮凝+斜板沉淀污泥浓缩脱水一体化设备 紫外消泥饼外运 毒 池 巴氏计量槽 出水 图4.2污水处理厂工艺流程方案二

旋流沉砂池 砂水分离器 排砂

4.2 工艺流程方案选择

4.2.1 方案技术经济比较

方案的技术经济比较如下表所示：

表4.2氧化沟、A/O工艺技术比较：

2

氧化沟（O.D）工艺 A2/O工艺 前期预处理 常规一级处理工艺可省略初沉池 介于PF与CSTR 10～30 需设置初沉池（进水要求较高） CSTR 8～11 流态 水力停留时间（h） 污泥浓度MLSS(mg/L) 2000～6000 3000～4000 BOD5—污泥负荷率kg/(kg·d) 污泥龄 (d) 污泥回流比 (%) 混合液回流比 0.03～0.1 0.13～0.2 20～30 60～200 — 15～20 50～100 100～300 曝气方式 多采用表面曝气（延时曝气，完全氧化） 多采用鼓风曝气 除磷 〈A2/O 较好，去除率70～80% 脱氮（反硝化效果） 〈A2/O 能耗，控制水平 后续深度处理 较高 混凝+过滤（繁琐） 较好，去除率60～70% 〈氧化沟 混凝+沉淀（简易）

表4.3 工艺经济比较 工程 规模 DE氧化沟 单位造价总价 (元) 规模 A2/O 单位造价 粗格栅提升泵房 80000m3/d 25 200 80000m3/d 25 沉砂池 80000m3/d 5 40 80000m3/d 8 初沉池 — — — 80000m3/d 68 生化池 28800 600 1728 25000 600 污泥浓缩池 污泥回流泵房 18000 45 81 25200 45 污泥脱水机房 5400 2000 1080 7200 2000 3污泥晾晒场 — — — 80000m/d 3 硝化液回流泵房 — — — 12000 40 曝气系统 1128 2500 282 810 2500 二沉池 80000m3/d 100 800 80000m3/d 100 混凝池 80000m3/d 80000m3/d 斜板沉淀池 — — — 80000m3/d 纤维滤池 80000m3/d — — UV消毒池 80000m3/d 80000m3/d 巴氏计量槽 80000m3/d 2 16 80000m3/d 2 汇总（万元） 经过表4.3、表4.4的技术经济比较发现，两方案在技术上都是满足要求的；在造价相近的条件下，A2/O水力停留时间短，曝气系统简易，因此选用方案二

总价（万元） 200 544 1500 113 1440 24 48 203 800 — 16

5 构筑物设计计算

5.1设计水量

城市污水处理厂设计流量Q=877.08L/s=79799 m3/d ；平均流量

Q=685.5L/s=59226.6 m3/d，在这里对流量放大取整，则设计流量Q=80000 m3/d；平均流量Q=60000 m3/d

5.2 进水井及闸板计算

(1) 进水管

设计流量80000 m/d，进水管管径D=1400mm，流速v=0.90m/s。 (2) 进水井

在进水井出水口位置设置进水闸板，且在进水闸井前设置放空管，管径比进水管略大取D=1500mm。

(3) 设计计算

选用ZMF型明杆式铸铁方闸门：尺寸为L×B=1.2×1.2m，采用 XLQ-5 型手、电两用螺杆式启闭机。性能参数如下表

表5.1 螺旋式启闭机技术性能参数 3

启闭能力启闭速度 重量 电动机功生产厂家 (t) (m/min) (kg) （kw) 手、电 启 闭 手 电 江都市、通州市给水SDQ-5 180 1.1 螺杆式 5 排水设备制厂 0.216 型号 形式 5.3 粗格栅计算

设计两组粗格栅，栅前明渠水深水流速度v=0.6m/s

(1) 栅条的间隙数

设过栅流速v=0.87m/s，格栅倾角α=60°，栅前水深h=0.8m，栅条间隙宽度b=25mm，则：

3Q0.58000040000md0.463(ms) (5.1)

31

Qsinn1bhv取n=23个。

(2) 栅槽宽度B 栅槽宽度取0.2m 栅条宽度S=0.01m 则栅槽宽度

0.463sin6022.28个0.0250.80.9

(5.2)

BS(n1)bn0.01(231)0.025230.20.995m1.0(m) (5.3)

(3) 通过格栅的水头损失h1 1) 进水渠道渐宽部分的长度L1：

设进水渠道内的流速为0.83m/s，进水渠宽B1=0.5m，渐宽部分展开角度α1=20°

L1BB11.00.5

0.69(m)2tan2tan20 (5.4)

12) 格栅与出水渠道连接处的渐窄部分长度L2

L2 L10.690.35(m)22 (5.5)

通过格栅的水头损失h1:

hhk (5.6)

10S v,()hsin2gb (5.7)

2304—阻力系数

h—水头损失

0k—受污染堵塞时增大倍数，一般为3

0.010.92.420.103(m)hhksin6030.02519.632104为安全起见，取h1为0.25m。

(4) 格栅总长度L

LLL1.00.5Htan (5.8)

112H—栅前渠道深，m

1

h—超高，m

2LLL1.00.5Htan1120.690.351.00.50.80.3tan603.18(m)

(5) 每日栅渣量W

W800QW 1000 (5.9)

11本设计格栅间隙为25mm，取0.05 m3/103m3污水。 8000.4630.05mW2d0.210003采用机械清渣。

5.4 污水提升泵房

(1) 水泵流量确定

设计选择5台QW型潜污泵，四用一备，则每台水泵的流量

Q0.920.232(ms) （5.10）

选择300QW800-15-75型号潜污泵，具体参数见下表5.2

表5.2 潜污泵参数 3型号 300QW900-15-75 排出口径流量m3/h mm 300 900 扬程m 15 转速r/min 功率KW 990 75 依据水泵安装尺寸，取提升泵房平面尺寸为L×B=11×5m。

(2) 水泵扬程确定

提升泵房内水泵允许最低吸水高度：吸水口距池底0.750m，水泵高度2.320m，要求水泵2/3以上位于水面以

h0.752.322/32.30m

1最大一台泵5min流量为75m3,水位变化高度为

h75/(511)1.36m （5.11）

2泵房内最低吸水水位：2.3+1.36=3.66m

集水池最低工作水位与所需提升最高水位之差为：

H12.872.3110.56m（其中12.87为提升泵房水面标高）

S出水管水头损失：每台水泵用1根出水管，每根出水管管径为500mm,流速为1.05m/s，1000i=2.6，设管总长40m，总的损失为:

h40(10.3)2.60.10m1000 （5.12）

泵站内自由水头为1.0m，管线水头损失假设为1.5m，水泵总扬程：

h10.560.11.51.013.16(m) （5.13）

所选水泵型号满足要求。

5.5 细格栅

设计两组细格栅，栅前明渠水深水流速度v=0.7m/s (1) 栅条的间隙数

设栅前水深h=0.8m，格栅倾角α=60°，过栅流速v=0.9m/s，栅条间隙宽度b=10mm，格栅倾角α=60°，则：

Q0.50.9260.463(md) (5.14)

31Qsinn1bhv取n=60个。 (2) 栅槽宽度B 栅条宽度：S=0.01m 则栅槽宽度

sin600.46359.8个0.010.80.9

(5.15)

BS(n1)bn0.01(601)0.01600.21.4(m) (5.16)

(3) 通过格栅的水头损失h1 1) 进水渠道渐宽部分的长度L1：

设进水渠道内的流速为0.6m/s，进水渠宽B1=0.6m，渐宽部分展开角度α1=20°，

L1BB11.40.6

1.1（m）2tan2tan20 (5.17)

12) 格栅与出水渠道连接处的渐窄长度L2

L2 L11.10.55(m)22 (5.18)

通过格栅的水头损失h1:

hhk (5.19)

10,h2vgsin02S ()b (5.20)

34—阻力系数

k—系数，受污染堵塞时增大倍数，一般采用3

Sv0.010.92.420.26(m)()hhksinksin603b2g0.0119.632321044(4) 格栅总长度L

LLL1.00.5Htan (5.21)

112h—超高，0.3m

20.80.3LLL1.00.5H1.10.551.00.5tantan601123.8(m)

(5) 每日栅渣量W

W800QW

1000 (5.22)

11 8000.4630.07W2.8md0.210003采用机械清渣。

5.6 旋流沉砂池

旋流沉沙池有钟式沉沙池和比流沉沙池两种，本次设计采用钟式沉沙池。 （1） 设计参数的选取

本设计采用2座钟式沉砂池，最大的设计流速为0.25m/s，最小的设计流速

为0.15m/s；超高取0.3m。 （2）设计计算

根据污水量从给排水设计手册第5册——《城镇排水》直接选型，选用型号为12的旋流式沉砂池Ⅱ。

旋流式沉砂池Ⅱ型号12的尺寸参数如下表（单位mm）：

表5.3 旋流沉砂池参数 型 流量 A B C D E F J L P A 号 (万m3/d) 12 4.50 3660 1520 720 1520 460 2030 940 1520 1520 60

（3）沉砂池所需的容积

VQXT (5.23)106

式中

T=1d，X=30m3/106m3污水。

（1） 沉砂池的总高度

V55056.6723011.65(m3)。

610由上面的参数表可知：

HFL2.031.523.55(m)。 (5.24)

（5）进水渠道

格栅出水渠道为1.5m，单个沉砂池进水渠宽度为0.72m。 （6）出水渠道

单个沉砂池出水渠道宽度为1.52m，两个沉砂池的出水汇至一个总的出水渠，渠宽2.5米，再通过DN1100mm的管道送入平流沉淀池。 （7）排砂装置

本设计除砂机采用XLCQ型旋流沉砂器2台，其性能参数见下表：

表5.4 除砂机性能参数

型号 处理量3(m/h) 搅拌装置 功率(kW) 配套吸砂泵 流量(L/s) 30 功率(kW) 4 扬程(m) 18 配套砂水分离器 XLCQ-3000 0.55 （8）放空管 放空时间2小时，管径DN150。

叶轮转速(r/min) 180 12 LSSF-260 5.7 初次沉淀池

设计选用2组平流沉淀池

(1) 池子总面积A（m2）

Q3600 Aq (5.25)

1式中：

Q—设计流量，m/s

q表面负荷，m3/（m2·h），取2.0 m3/（m2·h）则：

3

A0.92636002

1111.2（m）2

(2) 沉淀部分有效水深h2(m)

hqt (5.26)

12沉淀时间取1.5h则：

3m）h21.5（2(3) 沉淀部分有效容积V1（m3）

VQt36000.9261.536005000（m） (5.27)

13(4) 池长L（m）

Lvt3.6 (5.28)水平流速取v=6.1mm/s则： L6.11.53.632.94m取33m

(5) 池子总宽度B（m）

BAL1111.232.434.3m取36m (5.29)

(6) 池子格数n（个）

取每个池子分格宽度为4.5m，则池子个数为n

nBb4.5368 (5.30)

设计采用两组，每四格为一组

长宽比校核

Lb4.5337.3（符合要求）4 长深比校核

L3331110(符合要求) h(7) 污水部分需要的总体积V（m3）

V 1000SNT (5.31)

式中：

S—每人每日污泥量，L/(人·d)；

T—两次清污间隔时间，d,取T=12h

取污泥量为26g/(人·d)，污泥含水率95%，则：

S(1002695)10010000.5L/(人d) V1000SNT0.51000275792241269.5（m3） 每格池污泥部分所需容积：

V11V69.58.68m3取为8.7m3n8

(8) 污泥斗容积

每个沉淀池用一个污泥斗，污泥斗顶宽2.7m，底宽0.8m，斜面与水平面夹角60°

2.70.8) h(tan601.74（m）223V'代入数据得

1.74h5(f31f1f1f2) (5.32)

3

V'3 (2.74.50.80.80.2.84.5)9.11>8.7（m）(9) 池子总高度H（m）

Hhhhhh (5.33)

12345式中：

h—超高，取0.4m

1h—有效水深

2h—缓冲层高度

3h—坡面落差，

4(10) 进水设计

从沉砂池出来的污水进入沉淀池明渠配水槽，进水水头损失：

H0.43.00.30.361.745.8m

vh2g (5.34)

12 （m）h20.860.07529.8112(11) 出水设计

采用指型集水槽，由集水槽汇流至出水槽，设计出水管DN900，取出水槽1.2m。则出水水头损失：

2vh2g (5.35)

1 （m）h20.860.07529.8112(12) 放空管

放空时间1h,放空管管经为300mm

(13) 通过计算弗劳德数来复核沉淀池中水流的稳定性

FrvRg （5.36）

式中：

2Fr—弗劳德数；

R—水力半径（m）；

—水流断面面积（m2）；

bh93.6634m b2h923.6616m

2

Fr340.0061.210169.8

52本设计的弗劳德数1.2×10-5介于0.0001~0.00001之间，符合要求。

5.8 A/A/O生化反应池

设计进水水质如下表所示

(1) 设计参数选取

污泥回流比50%～55%，混合液回流比200%，污泥负荷:N=0.13kgBOD5/(kgMLSS·d),X=3500mg/L, 回流污泥浓度：

R1XRX10000mg/LR (5.37) (2) 设计计算 1) 反应池容积

QSVNX2) 水力停留时间

0194.4-20）610（22997.8（m）0.133500 (5.38)

34VtQ3) 各反应池容积为：

22997.80.383d9.2h取10h610 (5.39)

4厌氧：缺氧：好氧=1:1:3=4599.56:4599.56:13798.68(3) 校核N、P负荷

1) 好氧段N负荷

QTNXV2) 厌氧段P负荷

好610360.040.05kgTN/(kgMLSSd)350013798.68 (5.40)

4QTP6105.80.0220.06kgTP/(kgMLSSd)XV35004599.56 (5.41)

4厌符合要求。 (4) 剩余污泥量

XPXPS (5.42)

PXYQ(S0Se)KdVXV (5.43)PS(TSSTSSe)50% (5.44)式中：

污泥增值系数取0.60； 污泥自身氧化系数取0.05； 挥发性百分比取0.70；则：

PX0.66104(0.1940.02)0.0522997.80.73.53446.77（kg/d）PS(0.1440.02)610450%3720（kg/d）

X3446.7737207166.77（kg/d）

污泥含水率为99.5%，所以湿污泥含量为：

(10.995)7166.7710001433.4（m3/d）

(5) 反应池尺寸

反应池设两组，单池容积：

VV2299811499(m3022) (5.45)

有效水深h=4.5m，单池有效面积：

SV0114992555(m2h4.5) (5.46)

缺氧、厌氧各设一个池，单池有效面积为511m2；

曝气池有效面积1533.2m2 ，采用3格廊道推流反应器，廊道宽为b=9m。

单池反应池长度

LS1533.256.7m取57m3b39 (5.47)

校核：

bH4.59满足bH1~2 Lb579满足Lb5~10 超高取1.0m，则反应池总高H=5.5m。

厌氧池、缺氧池池宽与曝气池相同，取27m，则池长取18.9m。1)

反应池进水管设计

单组反应池进水管设计流量：

QQ0.347(m302s)

管道流速取0.99m/s，则管道过水断面面积：

AQ00.35(m2v) (5.48)d4A0.3540.668m取DN=700 (5.49)2) 出水堰

按矩形堰流量公式计算：

Q0.422gbH321.86bH323 (5.50)

式中堰宽b=7m

Q(1RRn)Q(10.542)0.6943，

3221.23(ms)所以，堰上水头：

2323HQ31.86b1.231.8670.12(m) (5.52)3) 出水管

(5.51)

反应池出水管设计流量

Q5(10.54)0.6940.54(ms)2

3管道流速取1.20m/s，过水断面面积

AQ0.540.45（m）v1.252

管径：

d4A40.450.68m，取出水管管径DN700 (5.53)4) 放空管设计

d0.7BLh0.5t (5.54)放空时间1h，

d0.79727.840.5136001.024m取1000mm

(6) 曝气系统设计计算 实际需氧量AOR 1) 碳化需氧量D1

DQ(S0S)11e0.2351.42PX60000(0.1940.02) (5.55)1e0.2351.423446.7710383（kgO2d）2) 硝化需氧量D2

D24.6Q(NoNe)4.612.4%PX4.660000(368) (5.56)10004.612.4%3446.775761.9（kgO2d）3) 脱氮产氧量

已知每还原1KgN2产生2.86 KgO2

D32.86脱氮量2.86（36-20）60000/10002746（kgO2d）总需氧量AOR

（kgO2d）AORDDD103835761.9-274613399 (5.57)

123最大需氧量与平均需氧量之比为1.4，则

AORmax1.4AOR1.41339918759（kgO2d） (5.58)

去除每1KgBOD5的需氧量

AOR13399（kgOkgBOD）Q(SoS)60000(0.1940.02)1.28 (5.59)

254) 标准状态需氧量SOR

采用鼓风曝气，微孔曝气器。将实际需氧量AOR换算成标准状态下的需氧量SOR。

AORCSOR(Cs(T)C)1.024S(20)(T20) （5.60）

式中：

CS(20)：20℃时的氧的饱和度，查表取9.16mg/L

T：取25℃ CS(T)：T℃时氧的饱和度

C：溶解氧浓度，取2 mg/L

：所在地区实际气压=1

1.013105空气扩散装置出水口的绝对压力Pb值，按下式计算

P1.013109.83.8101.38510P

ba555空气泡离开池表面时，氧的百分比Ot值，按下式计算：

Ot21(10.2)

7921(10.2)17.54%确定计算温度条件下氧的饱和度：

CSM(20)C(20)(P1.38517.54=Ot)（mg/L）8.38(+)9.235422.0222.02610 （5.61）

SOR133999.17=168.4（kgOd）0.85(0.9519.232)1.024

52最大时标准需氧量：

SORmax1.4SOR1.4168.426555.8kgO2d1106.5（kgOh）

2去除每1kgBOD5的标准需氧量：

SOR168.41.8（kgOkgBOD）Q(SoS)60000(0.1940.02) （5.62）

25单池小时供氧量：（曝气池平均时供氧量）

GsSOR0.3EA168.4 10013172.5mh219.5（mmin）240.320 （5.63）

33maxG1.4GS1.4219.5307.4（m3min）

选择BG-1型刚玉曝气器，刚玉微孔曝气板。

NSORqemax1106.5/23457个（单组曝气池）取3600·

0.1634516172823图5.3 空气管线计算简图

211514131211109876

如图设计中单个曝气池采用一根曝气干管，10条曝气竖管，竖管连接6根曝气支管；每条曝气支管连接120个曝气头，两侧各安装10个。

则每个空气扩散器的配气量为

G307.30.085（mmin）36003600max3

通过流速和空气量从空气管计算图上查取管经，计算结果见附表 5) 空压机的选定

所需空气压力：

Hhhhhh （5.）

1234式中：

hh：供风管道沿程和局部水头损失之和，计算得856.pa=0.84mH2O

12h：淹没水头，3.80m

3h：曝气器阻力0.40m

4所以，H0.853.80.40.55.55(m)

所需空气机压力为5.014×9.8≈48kPa 空压机供气量最大时为：

P平均时为：

max310.416018441.52mh307.4(mmin)

33P219.56013172.5mh3219.5(m3min)

故选取 ARE200罗茨鼓风机6台，六用一备，鼓风机参数如下：

表5.5 鼓风机技术参数

型号 ARE200 功率KW 45 供气量m3/min 49 风压kPa 68.6 传动方式 直联 重量kg 300 (7) 厌氧池设备选择

在厌氧池中设置导流墙，从而将厌氧池分两格，厌氧池有效容积：

V114990.22299.8(m3)

每格一台潜水推进器，推进器参数如下表所示：

表5.6 推进器技术参数

型号 功率KW 电流A 11.9

叶轮直叶轮转重量 径mm 速r/min 56 170 2500 材质 聚氨酯 QJB-5/4-2500/2-56P 5

(8) 污泥回流设备

回流比R=0.54，污泥回流量

QRRQ0.546000032400(md) （5.65）

3(9) 混合液回流设备

设置混合液回流泵：混合液回流比R=2，混合液回流量：

QRRQ1.210（m53d) （5.66）

选用两台QJB-W型回流泵，一用一备，回流泵的参数如下表所示：

表5.7 混合液回流泵技术参数

型号 QJB-W5 电机功率kw 5 额定电流A 16 叶轮直径mm 615 防护等级 绝缘等级 公称直径mm IP68 F 600 5.9 辐流式二沉池

本设计选择两组辐流二沉池，采用中心进水，周边出水，单个二沉池的设计流量为0.463m3/s。 （1）沉淀池表面积：

Q0.463360013(m2) (5.67) 'q1.2 F式中：

Q—沉淀池单池的设计流量，Q=0,463 m/s；

32•

q'—表面负荷，取1.2m/(mh)；

3

（2）沉淀池直径：

D4F41342.1(m) 取直径43.00m (5.68) 3.14（3）实际水面面积：

3.144321451(m2) (5.69) F44D2（4）实际表面负荷：

qQ0.43636001.1m3/(m2h) (5.70) F1451（5）沉淀部分有效水深：

h2qt1.13.53.85(m) (5.71)

式中：

t——沉淀时间（h）本设计取3.5h （6）径深比校核：

Dh433.8511.2，介于6～12之间，符合要求 (5.72) （7）污泥部分所需容积：

VR)Q01(11 (5.73)

2(XXr)N式中：

Q30—日平均流量（m/s)；

N—设计沉淀池的个数；

X—曝气中污泥浓度（mg/L)，X=4000mg/L；

Xr—二沉池排泥浓度（mg/L)，Xr12000mg/L；

V2(150%)0.69436004000111873.8(m3)2(400012000)2（8）沉淀池总高度

Hh1h2h3h4h5 (5.74)

式中

h1——沉淀池超高（m），本设计采用0.3m h2——沉淀池有效水深（m）

h3——沉淀池缓冲层高度（m），本设计采用0.3m h4——沉淀池底部圆锥体高度（m） h5——沉淀池污泥区高度（m）

采用机械刮吸泥机连续排泥，沉淀池进水竖井的半径取r11.0m，则沉淀池斜坡部分的高度为： h4(D43r1)0.05(1.0)0.051.025(m) (5.75)22

池底以上圆锥体部分体积：

V2h422DD2r(2r)11123.141.025223434321.041.0520.056(m) 123 则还需要的圆柱部分的体积：V'V1V21873.8520.0561353.744(m)

还需要圆柱的高度为：h5 沉淀池的总高度：

V'1353.7440.94(m) F1451Hh1h2h3h4h50.33.850.31.0250.946.42(m)

沉淀池池边高度：H'h1h2h3h50.33.850.30.945.39(m)

图5.4 二沉池计算草图

（9）二沉池进水部分计算 ①进水管计算

单池进水管设计流量为 ：

Q1QRQ0 (5.76)

式中：Q1——进水管设计流量（m3/s）

Q1QRQ0=0.463+0.50.694/20.(m3/s)

进水管管径取为：D1900mm 则其流速：vQ040.1.0(ms) 2A3.140.9 查《给水排水设计手册》常用资料知：流速v=1.12m/s,坡度1000i=1.03。 ②进水竖井计算

进水竖孔直径为：D22.0m

进水竖井采用多孔配水，配水口尺寸为0.5m1.5m，共设6个沿井壁均匀分布； 流速为：vQ10.0.14(ms)0.15~0.2，符合要求A0.51.56

孔距为：lD20.562.03.140.560.55(m) (5.77)

66设管壁厚为0.15m，则 D外2.00.2522.5(m) ③稳流罩计算

稳流筒过流面积：fQ1 (5.78) v式中 v—稳流筒中流速，一般采用0.03~0.02ms；

设计中取：f 稳流筒直径：D30.

32.0(m2)0.024fD22432(5.79) 2.026.69(m)3.14

（10） 二沉池出水部分设计 ① 集水槽的设计

本设计采用双边90。三角堰出水槽集水，出水槽沿着池壁环形布置，环形槽中水流由左右两侧汇入出水口。集水槽为矩形的断面，集水槽B0.6m，集水槽距外缘距池边0.5m，集水槽壁厚采用0.1m，则集水槽宽度为：0.6+0.120.8m

每侧流量：

Q=0.463/20.2315(m3/s)

槽内流速取v=0.6m/s 槽内终点水深为：

h2槽内起点水深为：

3Q0.23150.(m) (5.80) vB0.60.6 h12hk3h22 (5.81) h2 式中 hk—槽内临界水深； '—系数，一般采用1.0；

3hk3a'Q021.00.231520.25(m) (5.82) gB29.810.6233h12hk3h22h220.2530.20.78(m) (5.83) 0.57

设计中槽内水深为0.8m，自由跌落0.1m， 则集水槽总高为：0.80.10.9m； 集水槽总长度：

lD0.520.120.63.14431.8129.4(m)；

湿周：XB2h0.620.92.4(m)； 水力半径：RWX0.80.62.40.2(m)； 22 水流坡度：ivnR230.60.0130.2230.05%；

沿程水头损失为：h1il0.05%129.4/20.03(m) 集水槽内水头损失为：

h10.3h11.30.030.04(m)

② 出水堰的计算 如下图所示：

图5.5 出水堰示意图

qQn (5.84) nL

b

(5.85)

LL1L2 (5.86)

2h0.7q5 (5.87)

q0Q (5.88) L式中：

q—三角堰单堰流量； Q—进水流量；

b—三角堰单宽，设计中取b0.1m；

n—三角堰数量； h—堰上水头；

q0—堰上负荷；

L1430.52131.88(m) L2430.520.62128.1(m) LL1L2131.88128.1259.9(m)

L259.92600(个) b0.1Q0.4631000 q00.18(Ls)

n2600 n h0.7q0.70.180.352(m) q0Q00.46310001.78Lsm在1.5-2.9Lsm之间符合要求。 L259.92525考虑自由跌水水头损失0.1m，则出水堰的总水头损失为：0.3520.10.452(m)， 出水槽的连接管与二沉池集配水井相连，出水管管径为DN700mm，流速为：

v4Q40.926(5.) 1.17(ms)2D223.140.72

查《给水排水设计手册》常用资料知：出水管流速为1.17m/s,坡度为1000i=1.97。 （11）排泥装置

设计中选用连续刮吸泥排泥，利用静水压力将污泥吸入到污泥槽，泥管将污泥排出池外。

① 吸泥管流量

二沉池排出的污泥流量按50%的回流比计，则其回流量为：

QsRQ00.50.6940.347(m3s) (5.90)

每日剩余的污泥量为274.8m3/d， Qs'0.00318m3/s。

沉淀池的总污泥量为： QQsQs'0.32218(m3/s)

单座沉淀池中拟用12个吸泥管，吸泥管管径取175mm，每个吸泥管流量为：

QvQs0.322180.0134(m3s) 1241224Q40.01340.56(ms) (5.91) 22d3.140.175查《给水排水设计手册》常用资料知1000i3.88 ② 水力损失计算

以最远一根虹吸管为最不利点考虑，管长4.5 m，进口0.4，出口1.0，

v20.562 局部水头损失为：h1(5.0.41.00.022(m)2g29.81

92)

沿程水头损失为 ：h23.88‰4.50.017(m)

中心排泥横管的流量 ：

Q0.322180.08(m3s) 44 故横管选择为：DN350，v0.8ms，1000i2.77

v20.82 h30.41.00.046(m)

2g29.8（20-2.5）0.048(m) h4iL2.77‰ 泥由槽底跌落至泥面（中心筒内）h50.15m，槽内泥高h60.13m。

吸泥管路上总水头损失为：

hh1h2h3h4h5h60.0220.0170.0460.0480.150.15=0.433（m）排泥总管选：DN450，V=0.98m/s，1000i=2.94‰ ③ 吸泥管布置

6根吸泥管依次经均匀布置。选择周边传动的刮吸泥其对应参数如下：

表5.8 双臂周边传动刮吸泥机性能参数及其尺寸

池深 功率 周边线速度(m/min) (m) (kW) ZBGS30-40 3.5-4.5 2 0.55×2 生产厂 潍坊汇晟环保设备有限公司 根据液位差及空气提升原理设计吸泥管及排泥槽,周边全桥式双驱动,配型号 池径 (m) 30-40 备注 有浮渣收集和排出装置 （12）集泥配水井设计计算

①配水井为有堰板式中心配水井：

配水井中心管直径： D4Q总1v (5.93) 1式中：

D1—配水井中心直径；

v1—中心管内污水流速，取v10.7ms；

Q—最大设计流量与回流污泥量之和，Q总=0.926+0.694×0.5=1.273m3/s； 进水管管径DN1000mm，V=1.45m/s,1000i=2.26

DQ总14v41.2731.52(m) 设计中取D11600mm13.140.7配水井直径： D4Q总2vD1 (5.94) 3式中：

D2—配水井直径；

v2—配水井内污水流速，本设计中取v20.3ms；

D4Q总2vD41.27321'20.3（1.52+0.3）2.95(m) 23.14Q22H(总m2g)3(1.2730.4210.04829.8)30.15(m) (5.95)

0b

②集泥井计算

由排泥装置出计算得到，总污泥量为：0.32218m3/s 设计时集泥井的贮泥量按1.5min的污泥量计算， 则 V322.181000601.529.0(m3) 设有效水深为：h4.0m 则 集泥井的面积为： AV2947.25(m2h)

集泥井直径： D34AD'22 式中：

D3—集泥井直径；

D47.2533.142.9524.35(m) 集泥井的壁厚为150mm，故集泥井外壁直径为D3'4.65m，

③集水井直径

D4Q4vD3'24 式中：

D4 —集水井直径；

D4 v4—集水井内污水流速，取v40.3ms

DQ444vD21.2373'4.6525.18(m)43.140.3

(5.96)

(5.97)

(5.98)

集水井壁厚250mm，故集水井外壁直径5.70m。 （13）二沉池放空管的设计

每个辐流式二沉池设置一个放空管，放空时间3h，选择DN800的铸铁管，管内流速v=1.21m/s，坡度1000i=2.11。

5.10 UV消毒池

污水经处理后，应做消毒处理，采用紫外线消毒。

(1) 设计参数

选用在中国使用最为广泛的UV3000PLUS的低压高强灯。 (2) 设计计算 1) 灯管数

已知UV3000PLUS紫外线设备每3800m3/d需14根灯管，每根灯管的功率为250W，采用四组渠道布设的形式。 则平均日流量时需：

n平60000380014221根

8根灯管为一个模块，则模块数

N2) 消毒池设计

22127.6，取28个8

渠道深度为129cm，灯管宽10cm，设渠中水流速度为0.3m/s 渠道过水断面面积：

Q80000/40.78（m)Av0.3243600 （5.99）

2渠道宽度：

BAH0.780.6（m）1.29 （5.100）

考虑添加设备，因此渠道宽度取1.0米。

渠道长度：每个模块长度2.46m, 进水口到灯组间距1.0m，渠道出水设堰板调节，调节堰到灯组间距1.5m，，则渠道总长L

（m）L2.4621.51.07.42

校核辐射时间：

t22.4616.4s(符合10~100s)0.3

取紫外线消毒池水头损失h=0.3m

5.11 巴氏计量槽

(1) 设计参数

选取巴氏计量槽计量范围0.1～1.1m3/s，计算简图如下所示：

A W C D B 0.6 0.9 H1 H2 ·

图5.6 巴氏计量槽计算简图

(2) 设计计算

（m）W0.6 （5.101）

（m）CW0.30.9 （5.102） （m）B0.5W1.21.5 （5.103） （m）D1.2W0.481.2 （5.104）

h=0.4m

巴氏计量槽水头损失

6 深度处理工艺

6.1 处理工艺介绍

本设计要求出水达到一级A标准，经过以上处理仍没达到要求，需增设深度处理单元，同时添加化学除磷药剂，设计工艺如下图所示：

投药 二沉池出水 管式静态混合器 絮凝斜板反应池 出水 排泥 图6.1 深度处理工艺一 二沉池出水 管式静态混合器 纤维滤池 出水 排泥 图6.2 深度处理工艺二 对比方案一与方案二，方案二省略絮凝池，经静态混合器混合后直接进入纤维滤池，过滤后出水。这极易造成滤池堵塞，而且纤维滤池其运行维护费用非常大。因此采用方案一。

6.2 管式静态混合器计算

设计流量80000m3/d，采用两组混合器，选定直径为600mm： 其水头损失计算公式为：

2(Q/2) h0.11844.4nD （6.1）

式中：n为混合单元个数，h一般小于0.5m

6.3 混凝剂选择与加药间布置

常用混凝药剂分为无机与有机两类；

表6.1 混凝剂比较

无机类 硫酸铝 低温影响 聚合氯化铝（PAC） 使用较为广泛，效 率较硫酸铝高，对水的PH适应能力强 三氯化铁 形成的絮体较为助凝剂，骨胶 密实但腐蚀性较强，固体不易保存。 通过上述比较可知，聚合氯化铝具有较大的优势，采用其作为混凝剂。 混凝剂用量计算

有助于低温低浊情况下提高混凝效果 有机类 具有毒性 使用方便但易受聚丙烯酰胺（PAM） 效率较高但单体T1000Q （6.2）

T—聚合氯化铝用量（kg/d）

—聚合氯化铝投加量（mg/L）,含最大投加量与平均投加量

Q—设计流量（m3/d）

投加量计算 指标 进水浓度 出水浓度 TP 2.32 0.5 SS 20 10 BOD 20 10 表6.2 深度处理进出水水质

去除BOD、SS混凝剂投加量，化学除磷投加量采用10 mg/L，最大投加量采用30

mg/L，平均投加量采用20 mg/L

因此混凝剂最大投加量40 mg/L，平均投加量为30 mg/L 混凝剂用量：

Tmax40（kg/d）800003200T1000

av30（kg/d）8000024001000

(1) 溶液池容积

W1417bnQ （6.3）

混凝剂最大投加量，溶液浓度b取10%，n为每日调制次数取1

W1403333.332（m）417101

3单池尺寸L×B×H=4×2.5×2，高度含0.3m的超高。

(2) 溶解池容积

W2(0.2~0.3)W1 （6.4）

3

W0.25W（8m）21

溶解池单组设两格，单格尺寸L×B×H=2×2×1.3，超高0.3m。

(3) 药剂仓库

按最大投加量15d储存，PAC所占体积，

T3032001548000kg48t

每袋按25kg计算，每袋尺寸60×30×10（cm），堆放高度以1.5m计算， 则堆放尺寸L×B×H=6×6×1.5,体积利用率80%，则堆放体积为70m3,平面尺寸以6.5×6.5m

(4) 投加装置与计量设备 采用计量泵投加，每小时投药量

32qW2.7（mh）1212 （6.5）

13

(5) 混凝剂加药间尺寸

根据仓库、溶液池、溶解池尺寸，取加药间尺寸为L×B=15×10

6.4 絮凝沉淀池

采用絮凝效果较好的网格絮凝池，与后续斜板沉淀池合建。

设计水量为80000m3/d，采用两组并联的形式，单组进水管进水流速1.2m/s，进水管管径取DN700。

(1) 絮凝池有效容积

VQT （6.6）

絮凝时间采用10min，

3V0.461060276（m）

(2) 絮凝池面积

A设计中取水深为3.5m

V

H （6.7）

A(3) 单格面积

276 79（m）3.53Fv为竖井中流速

Q

v （6.8）

F0.463.83（m） 0.122每个格为矩形，单格尺寸为L×B=2.2×2(m)，每格的实际面积为4.4m2,分格数为：

n布置如下

7917.95取18 4.4

561图6.3 网格絮凝池进水详图

4320进水室配水室798实际絮凝时间

t24abH

Q （6.9）

a—每格长边长度（m） b—每格短边长度（m） t242.223.5804s13.4min

0.46絮凝池总高度：有效水深3.5m，超高0.3m，泥斗深度0.5m

H(4) 进水孔洞和网格布置

总3.5+0.30.54.3(m) （6.10）

水流速度分三档递减，进口0.25m/s，出口0.1 m/s。 (5) 水头损失计算 1) 网格水头损失

2v1 h2g （6.11）

11—网格阻力系数，前段取1.0、后端取0.9

1第一行每层网格水头损失：

h1.00.250.0032m

29.8112第一行总水头损失：h1330.00320.0288(m)

同理得到第二行、第三行水头损失为：0.013m、0.005m，总水头损失取0.05m。 2) 孔洞水头损失

2v2 h2g （6.12）

22—孔洞阻力系数，取3.0

1第一行每格孔洞水头损失：

h3.00.250.01m

29.8112第一行总水头损失：h130.010.03(m)

同理得到第二行、第三行水头损失为：0.018m、0.005m总水头损失为0.053m取0.06m。 总水头损失：

（m）hhh0.050.060.11 （6.13）

112上孔洞2000×580底标高8.709下孔洞2200×530底标高5.919下孔洞2200×530底标高6.449上孔洞2000×1160底标高7.461下孔洞2200×1050底标高5.919上孔洞2000×1160底标高7.559上孔洞2200×430底标高8.1下孔洞2200×1050底标高5.919下孔洞2000×470底标高为6.1上孔洞1240×1400底标高7.461

图6.4 絮凝池开孔详图

(6) GT值校核

Gh60T10000.24 （s）456.56012.21.02910 （6.14）

1GT56.56012.24.1410

均符合要求。

46.5 斜板沉淀池

(1) 设计水量

设计水量为80000m3/d，采用两组并联的形式。 (2) 沉淀池水面面积

Q A0.91nq （6.15）

式中：

Q取表面负荷q=10m3/(m2·h)

A(3) 池子平面尺寸

4000091.6m取96m 240.9121022池长取6.4m与网格絮凝池相同，则池宽为15m。 (4) 污泥部分所需容积

VQ(C1C2)T

(100P0) （6.17）

污泥含水率以95%计算，污泥容重r为1000kg/m3，进水悬浮物浓度C1为20mg/L，出水悬浮物浓度C2为10mg/L，污泥停留时间取为6h。

V(5) 方锥体污泥斗高度

20000(2010)610（m）

1000(10095)243aa1h()tan

225a排泥槽顶宽2.0m，a排泥槽底宽0.5m；椎体侧壁倾角，取60°

1单组沉淀池含两格，每格设置排泥槽，排泥槽顶宽1.7m，底宽0.5m，斜面与水平面夹角60°

1.70.5)0m h(tan601.04（m）取1.225(6) 污泥斗容积

V'h5(f31f1f1f2) （6.18）

代入数据得

V'1.046.410.883.2)6.93（m33(1.76.40.5） 采用穿孔管重力排泥，管径200mm，共设，

沉淀池总高度

Hh1h2h3h4h5 H0.31.00.871.01.044.174m取为4.2m

(7) 进水设计

采用窗格式布水，进水水头损失取0.1m。 (8) 出水设计

设计采用三条双侧90°三角形出水堰。 (9) 放空管设计

d0.7BLh0.5t (5.38)设计采用放空时间1h，

d0.76.4154.20.5136000.19m取200mm

（6.19）

7 污泥系统计算

7.1 污泥量计算

由上述初沉池计算，初沉污泥量为70m3/d，深度处理污泥量为40 m3/d， 剩余污泥量

XYQSKVX (7.1)

rvSr—反应池BOD去除浓度，197-20=177 mg/L；

Y—污泥产率系数，取0.6； K—污泥自身氧化率，0.05；

Xv—挥发性污泥浓度MLSS，0.7×3500=2450 mg/L；

V—反应池容积， 15560 m3；

代入数据得：

X0.66000010001770.0515560100024504466（kg/d）反应池每日排出的剩余污泥量

QXfX44661000638m3r0.710000/d0.0074（m3/s） (7.2)难降解污泥产量为

P(0.1580.02)6104S50%4140kg/d

QXfX41401000592（m3r0.710000/d） (7.3)

总污泥量1340m3/d。

7.2污泥高程

7.2.1回流污泥泵房

集配水井内泥面标高为8.37m，流量为33630m3/d。集配水井至污泥泵房长度为42m，查手册得到，排泥管管径取DN600，流速为1.15m/s，1000i=2.8, 沿程水头损失：

hiL2.842/10000.09m (7.4)

1局部水头损失：

2vh2g121.152.20.15m 29.8 （7.5）

水头损失共计为0.09+0.15=0.24m，则污泥泵房水面标高为8.37-0.24=8.13m。

回流污泥至配水井长度为200m，回流污泥量为32400m3/d(0.375m3/s)，取回流管管径DN600，流速1.1m/s，1000i=2.4， 沿程水头损失：

hiL2.4200/10000.48m (7.6)

1局部水头损失：

22v1.150.31m h2g29.8 (7.7)

1污泥回流泵站水头损失取1.2m，则总水头损失为1.99m

配水井内水面标高11.37m，水面落差为11.37-8.13=3.24m，则提升高度为1.99+3.24=5.23m。

选择5台QW型潜污泵，四用一备，潜污泵的参数如下表所示：

表7.1 污泥回流泵技术参数

型号 排出口径流量m3/h mm 扬程m 转速r/min 功率KW 200QW400-7-15 200 400 7.0 1460 15 依据泵房内潜污泵的安装尺寸，设计集泥池尺寸为L×B=10×5(m)。 污泥泵房内水泵允许最低吸水高度： h10.61.42/31.53m

最大一台泵5min流量为400×5×/60=33.3m3,水位变化高度为

h33.3/(510)0.67m

2泵房内最低吸水水位：0.67+1.53=2.2m，取最高吸水水位与最低吸水水位高差为0.5m，超高取0.6m则污泥泵房高度为2.2+0.5+0.6=3.3m。 7.2.2 贮泥池

总污泥量为1340 m3/d，取贮泥周期为3h，则贮泥池容积为1340*3/24=162m3 ，取贮泥池池深为3.6m，则贮泥池总面积

V16245.5（m）Anh13.6 (7.8)

2贮泥池内水面标高依三者水位较低的计入，现计算如下：

(1) 初沉池污泥：

初沉池总集泥槽内水面标高为10.35m,流量为0.12m3/s，。初沉池至贮泥池长度为371m，排泥管管径取DN400，流速为0.96m/s，1000i=3.1,

沿程水头损失：

局部水头损失：

1hiL3.3271/10000.9m

122v0.9850.25m h2g29.8 (7.9)

则贮泥池水面标高为10.35-1.15=9.2m。

(2) 絮凝沉淀池污泥：

絮凝沉淀池总集泥槽内水面标高为6.47m,流量为133L/s,絮凝沉淀池至贮泥池长度为76m，排泥管管径取DN400，流速为1.01m/s，1000i=3.5,

沿程水头损失：

局部水头损失：

hiL3.573/10000.26m

122v1.23.60.26m h2g29.8 (7.10)

1则贮泥池水面标高为6.47-0.46=6.01m。

(3) 剩余污泥：

污泥泵房内水面标高8.13m,流量为114L/s,污泥泵房至贮泥池长度为33m，排泥管管径取DN400，流速为0.94m/s，1000i=3.0,

沿程水头损失：

局部水头损失：

hiL3.033/10000.01m

12vh2g120.952.90.14m 29.8 (7.11)

则贮泥池水面标高为8.13-0.15=7.98m。

设置潜污泵将污泥提升至污泥浓缩脱水车间，选择2台QW型潜污泵一用一备，参数如下表7.1：

表7.1 污泥提升泵技术参数

型号 100QW70-10-5.5 排出口径流量m3/h mm 100 1扬程m 10 转速r/min 功率KW 1440 5.5 70 贮泥池内水泵允许最低吸水高度： 最大一台泵5min流量为5.3m3,水位变化高度为

2h0.30.82/30.8m

h5.83/(3.62)0.13m

泵房内最低吸水水位：0.13+0.8=0.93m，超高取0.5m。 设计集泥池尺寸L×B×H=10×5×2.5(m)。

7.3 污泥浓缩脱水处理

污泥经过贮泥池进行调节后，污泥浓缩脱水一体机进行浓缩脱水处理。投加阳离子PAM进行调理增强脱水效果，计算得每日投加PAM=1450*30/1000=43.5kg。选用HTE—1250,四用一备。具体技术参数见下表：

表7.1 设备参数表

型号 产地 滤带宽泥饼使用功外观尺寸 参考重度 含水率（HP） 量 率 THE-1250 上海1250mm 60～0.5 L×W×H=3200×1850×2850 1850kg 海巴82 机械

8 污水处理厂平面、高程布置

8.1 平面布置

平面布置组主要是对生产性构筑物、办公楼等辅助性建筑物、各类管道以及道路绿化等设施进行合理的规划设计。平面布置应尽量布置紧凑，工艺流程尽可能设计为直线型，从而减少水头损失和联络管；将污水处理区、污泥处理区以及生活办公区尽可能划分开；绿化布置时特别注意要能够要达到规范要求的绿化率，布置道路时要确保主干管能够贯穿水厂，从而确保运输以及检修的便利。

考虑上述原则，结合设计任务书中给出的地形状况、气象资料、排放水体的位置，对其进行平面布置，总平面图见附图2 。

8.2 高程布置

高程布置是确定各处理构筑物和之间连接管的尺寸、地面标高、水面标高。应尽可能利用自然地形，使污水重力流排出；

高程水力计算以受纳水体的最高水位为设计起点，沿逆处理流程向上推算，确保污水能够在河流最高水位时仍可以重力流排出。高程计算，各构筑物地面，水面标高，主要设备一览表见附表。

结 论

A/A/O污水处理工艺，其设计、运行经验以及配套水处理设备也相对比较完善。由于出水水质的要求不断提高，污水深度处理工艺越来得到重视，目前深度处理工艺主要是混凝+沉淀、混凝+过滤，膜过滤、高级氧化工艺也得以运用。

本次设计中采用了A/A/O+深度处理（混凝+沉淀）的污水处理工艺，结合目前污水厂面临的问题，应尽可能在设计方面上来解决。例如，碳源不足导致脱氮除磷效率下降的问题，在本次设计中采用分点进水的方式，补充缺氧池碳源。由于目前水厂工艺设备化程度在逐渐的提高，本次设计中采用较多的完整水处理设备，比如消毒工艺，设计采用UV消毒；对与污泥的处理，采用污泥浓缩脱水一体机。水厂的正常运行必须依靠技术人员的日常监测、调节、维护，因此本次设计加大了技术人员的比例。

通过经济成本计算，设计污水处理成本为0.8元/吨，达到了较为合理的经济水平，具有一定的参考价值。

（注：可编辑下载，若有不当之处，请指正，谢谢!）