A2╱O法吉林某市污水处理厂设计计算书.docx

吉林省某市城市污水处理厂工艺设计摘要纯净、安全的水资源是人类得以生存的根本保障，近年来污染水乱排放现象愈发严重，水污染问题日渐成为威胁人类健康发展的首要问题。长春地处北半球中纬度北温带，欧亚大陆东岸的中国东北平原腹地松辽平原，是东北地区天然地理中心，东北亚几何中心，东北亚十字经济走廊核心。近年来，随着经济的高速发展，大量外来人口进入该市，人口快速增长，生活污水排放量也随之增大，新建城市污水处理厂迫在眉睫。该市生活污水中BOD5含量在136mg/L左右，TP、TN含量较高，若不经处理排放，易引起水体富营养化。因此，根据该市水质状况，考虑采用A2/O工艺进行脱氮除磷，使排放水可达到出水达到城镇污水处理厂排放标准一级A标准。本设计在充分调研该市水文地质、受纳水体水质资料、人口分布和气象条件的情况下，对污水处理厂的整套排水设施进行设计。其中，对进水水质、出水水质进行分析，污水处理厂一级、以及以A2/O 法为主体的二级处理工艺流程的选择给予说明，对具体污水及污泥构筑物结构进行了详细计算。关键词城市污水处理厂、A2/O工艺、辐流沉淀池、污泥消化The Design of Municipal Wastewater Treatment Plant in Jilin ProvinceAbstractPure and safe water resource is the fundamental guarantee to human beings surveying in this world .These years the phenomenon of untreated sewage being letting out becomes more and more serious .Water pollution problem turns into a threaten of human beings . Changchun city ,the natural geographic center of Northeast China Region ,locate in the temperate zone middle latitude of the Northern Hemisphere .It lies on the Songliao Plain of Eurasias Northeast Plain of China .Changchun is also the economic center of the Northeast Asian .In the past few years ,the population of this city increased in an amazing speed as the economys sustained and rapid development .A mass of outlanders settling down in this city lead to a great increase of sewage . Then the newly building of water drainage system becomes a must. The sewage of this city contains TP、TN and BOD5.The concentration of BOD5 is about 136 mg/L and the upper content of TN and TP is more easily to cause eutrophication of the water .Considering the character of this citys sewage ,we choose A2/O treatment technology to decrease the nitrogen and phosphorus in the sewage .And the final effluent will be satisfactory with Standard A of the first class in Chinese Discharge Standard of Pollutants for Municipal Wastewater Treatment Plant (GB18918-2002).The design based on the hydrological, geological and receiving water materials. It includes the distribution of waste water discharge system and design of wastewater treatment plant. Specifically, it reasons the choice of primary and secondary treatment processA2/O process, the calculation of constructing process .KeywordsMunicipal wastewater treatment plant、A2/O process、Radical flow sedimentation、Sludge digestion 不要删除行尾的分节符，此行不会被打印- III -目录摘要IAbstractII第1章 绪论11.1 课题背景11.2 设计资料2第2章 编制依据和设计内容32.1 自然状况32.1.1气象资料32.1.2地质资料32.2 长春某区目前状况42.3 设计内容42.3.1方案选择与工艺设计计算要求42.3.2绘图要求及其他4第3章 污水处理厂设计计算53.1 污水处理厂位置的选择53.2 污水处理工艺流程的设计53.3污水处理程度的确定73.3.1设计水量的计算73.3.2污水水质污染程度73.3.2污水处理程度的确定83.4各处理构筑物的设计计算83.4.1粗格栅83.4.2污水提升泵房103.4.3细格栅113.4.4沉砂池133.4.5初沉池173.4.6A2/O工艺曝气池233.4.7二次沉淀池343.4.8消毒池393.4.9巴氏计量槽403.4.10贮泥池413.4.11污泥浓缩池413.4.12消化池433.4.13污泥脱水机房52第4章 城市污水处理厂的布置534.1污水厂的平面布置534.1.1各处理单元构筑物的平面布置534.1.2管道及渠道的平面布置534.1.3附属建筑物544.2污水厂的高程布置554.2.1污水的高程布置554.2.1污泥的高程布置564.3土建与公共工程564.3.1土建工程564.3.2公共工程56第5章 污水处理厂投资估算与技术经济评价585.1投资估算585.1.1估算范围585.1.2编制依据585.1.3投资估算585.2劳动定员585.2.1生产组织585.2.2劳动定员605.2.3人员培训605.3运行费用和成本核算605.3.1成本估算的有关单价605.3.2运行成本估算615.3.2运行成本核算62结论63致谢64参考文献65附录66千万不要删除行尾的分节符，此行不会被打印。在目录上点右键“更新域”，然后“更新整个目录”。打印前，不要忘记把上面“Abstract”这一行后加一空行- V -第1章 绪论1.1 课题背景我国幅员辽阔，各地气候迥异，经济发展水平差异也很大。目前，各城市都面临着不同的水环境污染。因此，根据城市规模，建立一套与自己经济发展相适应的控制水污染、保护水环境的方针、政策、标准和法规，同时建设与经济发展水平相适应的污水处理厂，就成为防止因水资源短缺而制约城市社会经济发展的必要手段。利用有限资源的必须部分。在人们日常生活中，盥洗、淋浴、生活洗涤等都离不开水，用后便成为污水。在工业企业中，几乎没有一种工业水是人们日常生活中不可或缺的宝贵资源。水的供给与排放处理水亦是合理不用到水。水经生产过程使用后，绝大部分变成废水。生产废水携带着大量污染物质，这些物质多数是有害和有毒的，但也是有用的。必须妥善处理或加以回收利用。城市的雨水和冰雪融水也需要及时排除，否则将积水为害，妨碍交通，甚至危及人们的生产和日常生活。在人们生产和生活中产生的这些污水中，如不加控制任意排入水体（江、河、湖、海、地下水）或土壤，使水体受污染，将破坏原有的自然环境，以至引起环境问题，甚至造成公害。为保护环境，避免发生上述问题，现代城市就需要建立一套完整的工程设施来收集、输送、处理和利用污水；此工程设施就称之为排水工程。它的基本任务是保护环境免受污染，以促进工农业生产的发展和保障人民的健康与正常生活。其主要内容包括： 收集各种污水并及时的将之输送至适当地点。 妥善处理后排放或再利用。排水工程在我国社会主义建设中有着十分重要的作用。从环境保护方面讲，排水工程有保护和改善环境、消除污水危害的作用，是保障人民健康和造福子孙后代的大事；从卫生上讲，排水工程的兴建对保障人民健康具有深远的意义；对预防和控制各种疾病、癌症或是“公害病”有着重要的作用；从经济上讲，城市污水资源化，可重复利用于城市或工业，这是节约用水和解决淡水资源短缺的重要途径，它将产生巨大的经济效益。总之，在实现四个现代化过程中，排水工程作为国民经济的组成部分，对环境保护、促进工农业生产和保障人民健康有现实意义和深远影响，并使经济建设、城乡建设与环境建设同步规划，同步实施，同步发展。这样才能实现经济效益、社会效益和环境效益的统一。1.2 设计资料随着四化建设的发展，废水产量大大的提高。这些废水含有大量的有机物和病毒物质，既影响了环境，也影响了人民的身体健康。如何消除这些有毒有害物质是当务之急。它对保护人民健康，促进工农业生产，环境保护，提高人民生活水平具有深远的意义。本设计为吉林省长春市某区城市污水处理厂工艺设计。长春地处北半球中纬度北温带，欧亚大陆东岸的中国东北平原腹地松辽平原，居北纬43054515；东经1241812705。是东北地区天然地理中心，东北亚几何中心，东北亚十字经济走廊核心。下辖6区3县级市1县，总面积20604平方公里，其中市区面积4926平方公里，未来规划建成区面积1200-1400平方公里。2010年建成区面积393.7平方公里，2011年建成区面积418平方公里。该区人口密度为250人/公顷，污水量标准为220升/（人日），A市占地面积为800公顷，人口数为20万人。第2章 编制依据和设计内容2.1 自然状况2.1.1气象资料长春市地处中国东北平原腹地，市区海拔在250-350米之间，地势平坦开阔。属北温带大陆性季风气候区，在全国干湿气候分区中，地处湿润区向亚干旱区的过渡地带。气温自东向西递增，降水自东向西递减。春季干燥多风，夏季湿热多雨，秋季天高气爽，冬季寒冷漫长，具有四季分明，雨热同季，干湿适中的气候特征，为人类开发和利用大自然提供了良好的气候环境。长春市年平均气温4.8C，最高温度39.5C，最低温度-39.8C,日照时间2,688小时。夏季，东南风盛行，也有渤海补充的湿气过境。年平均降水量522至615毫米，夏季降水量占全年降水量的60%以上；最热月（7月）平均气温23。秋季，可形成持续数日的晴朗而温暖的天气，温差较大，风速也较春季小。2.1.2地质资料长春到四平深断裂是一条分割山地与平原的主要构造线，以东为隆起区，以西为沉降区，长春地区位于隆起区与沉隆区之间。地质构造的过渡性决定了长春地貌类型的多样性，形成了东高西低的地貌特征。松辽平原地貌由山地、台地和平原组成，形成了“一山四岗五分川”的地貌格局。长春山地面积不大，约占长春地区土地总面积的9%。其中，低山占2.56%，丘陵占6.44%。主要有大黑山和吉林哈达岭。长春台地面只较大，约占土地总面积的41%。其中，平缓台地占35.23%，高台地占5.77%。主要有榆树台地、长春台地、双阳台地和优龙泉台地。长春台地面积最大，约占土地总面积的50%。其中，河谷平原占39.4%，低阶地占7.5%，湖积平原占3.1%。主要有双阳盆地、松花江河谷平原、拉林河河谷平原、饮马河河谷平原和农安湖积平原。长春城区位于松辽平原东部山地向西部平原过渡的伊通河台地上。地势东高西低，地貌由台地和平原组成。其中，台地占70%、平原占30%。不同的地貌类型对城市建设起着不同的制约作用。2.2 长春某区目前状况(1) 地面高程为98.000m，进水管管底高程89.000m，管径为DN1400m，充满度为0.75。(2) 某市人口密度为250人/公顷，污水量标准为220升/（人日），A市占地面积为800公顷，人口数为20万人。(3) TP=2.5mg/L，TN=30mg/L。2.3 设计内容根据原始水质资料、当地具体情况以及污水性质与成分，确定污水处理厂工艺流程，选择适宜的处理单位构筑物类型。对其进行设计计算时，确定包括有关设计参数、负荷、尺寸与所需的材料、规格等。2.3.1方案选择与工艺设计计算要求1. 按照设计任务书中所给参数确定污水处理厂工艺流程；2. 污水处理工艺设计(格栅、沉砂池、初次沉淀池、曝气池、二沉池、消毒接触池)；3. 污泥处理工艺设计(污泥浓缩池、污泥消化池等)；2.3.2绘图要求及其他1. 通过查阅并收集有关资料, 确定合理的工艺流程；2. 设计说明书应包括各单体构筑物的工艺设计计算与有关简图等；3. 设计图纸应能准确的表达设计意图, 图面力求布局合理、正确清晰，符合制图标准等有关规定。至少6张1号图纸，其中1张手绘，其余为机图；4. 论文撰写认真规范、图表清晰美观，符合哈尔滨理工大学本科生毕业论文撰写要求。5. 需要写日志，把每天做的工作记录下来；6. 需要将一篇英文文献翻译成中文，至少3000字以上。第3章 污水处理厂设计计算3.1 污水处理厂位置的选择制定城市污水处理系统方案，污水处理厂厂址的选定是重要环节，它与城市的总体规划、城市排水系统的走向、布置、处理后污水的出路都密切相关。当污水处理厂的厂址有多种方案可供选择时，应从管道系统、泵站、污水处理厂各处理单元考虑，进行综合的技术、经济比较与最优化分析，并通过有关专家的反复论证后再行确定。污水处理厂厂址选择，应遵循下列各项原则：(1)应于选定的污水处理工艺相适应，如选定稳定塘或土地处理系统为处理工艺时，必须有适当的闲置土地面积。(2)无论采用什么处理工艺，都尽量做到少占农田和不占良田。(3)厂址必须位于集中给水水源下游，并应设在城镇、工厂厂区及生活区的下游和夏季主风向的的下风向。为保证卫生要求，厂址应于城镇、工厂厂区、生活区及农村居民点保持约300m以上的距离，但也不宜太远，以免增加管道长度，提高造价。(4)当处理后的污水或污泥用于农业、工业或市政设施时，厂址应考虑与用户靠近，或者便于运输。当处理水排放时，则应于受纳水体靠近。(5)厂址不宜设在雨季易受水淹的低洼处。靠近水体的处理厂，要考虑不受洪水威胁。厂址尽量设在地质条件较好的地方，以方便施工，降低造价。(6)要充分利用地形，应选择有适当坡度的地区，以满足污水处理构筑物高程布置的需要，减少土方工程量。若有可能，宜采用污水不经水泵提升而自流流入处理构筑物的方案，以节省动力费用，降低处理成本。(7)根据城市总体发展规划，污水处理厂厂址的选择应考虑远期发展的可能性，有扩建的余地。长春城区位于松辽平原东部山地向西部平原过渡的伊通河台地上，地势东高西低，主导风向为西南风。经分析论证，把污水处理厂的厂址定在伊通河下游的东岸。3.2 污水处理工艺流程的设计城市污水处理工艺流程是指在达到所要求的处理程度的前提下，污水处理各操作单元的有机组合，确定个处理构筑物的形式，以达到预期的处理效果。城市污水处理工艺流程如图2.1所示，工艺流程由完整的三级处理系统和污泥处理系统所组成。水泵格栅沉 砂初次沉淀生物处理活性污泥法二次沉淀物化处理或生物处理消毒消化脱水初雨径流栅渣处置污砂处置初沉污泥排放或利用或回收利用剩余污泥回流污泥污泥处置或利用初雨径流上清液沼气利用原污水图3.1城市污水处理工艺流程本设计的处理对象为有生活污水(domestic sewage) 和工业废水(industrial wastewater)组成的城市污水，其中主要污染物质为悬浮物和呈胶体及溶解状态的有机物,即BOD、COD 及氮的化合物。传统活性污泥法（conventional active sludge process）虽然对BOD、COD、SS等指标都有良好的去除效果，但其脱氮率只有2040%，远不能满足本设计中脱氮80%的要求。因此，本设计拟采用具有脱氮特性的A/O 法，即厌氧-好氧活性污泥脱氮系统，将反硝化反应器放置在系统之首。此法处理出水水质高、流程简单、无需外加碳源，建设和运行费用较低。该流程的一级处理(primary treatment)是由格栅、沉砂池和初沉池所组成，其作用是去除污水中呈悬浮状的固体污染物。经过一级处理的污水，BOD一般只去除20%30%，达不到排放标准，它属于二级处理的预处理而已。二级处理(secondary treatment)系统是城市污水处理厂的核心部分，它的主要作用是去除呈胶体和溶解状的有机污染物（以BOD 或COD 示）。通过二级处理，它的去除率可达90%以上。污水中的BOD 可降至2030mg/L,使有机污染物达到排放水体标准和灌溉要求。污泥(sludge)是污水处理过程的副产品，也是必然产品。它含有大量有机物，富有肥分，可作为农肥使用，但又因其含有细菌、寄生虫卵以及从污水中带来的重金属离子等，需要作稳定化与无害化处理，否则会造成二次污染。对污泥处理系统多采用厌氧消化、脱水、干化等技术组成的系统。本设计采用厌氧两级消化，产生的沼气可直接用于消化池的搅拌及附近供暖。消化后的污泥经干化脱水后外运利用，可获得一定的经济效益。3.3污水处理程度的确定3.3.1设计水量的计算1平均日平均时用水量 (3-1)式中 Q 生活污水平均流量(L/s)；n 生活污水定额(L/(capd)；N设计人口数；Cap “人”的计量单位。2生活污水设计流量式中QS生活污水设计流量(L/s)；KZ 生活污水量总变化系数按表3.1取值，取1.4。表3-1生活污水总变化系数污水平均日流量（L/s）51540701002005001000总变化系数(Kz)2.32.01.81.71.61.51.41.33.3.2污水水质污染程度生活污水中的BOD5及SS值，可根据实际情况分析，分别在2035g/(capd)和3550 g/(capd)的范围内采用。工业污水的设计浓度，可参照已有同类型工业的相关数据采用，其中BOD5及SS可折合人口当量计算。1.生活污水平均悬浮物浓度2生活污水平均五日生化需氧量浓度式中：as每人每天产生的污染物的量，g/(capd)；Qs每人每天昌盛的污水量，L/ (capd)3.3.2污水处理程度的确定按污水排放口处出水水质要求计算，根据城镇污水处理厂排放标准（GB189182002）中对处理厂处理水排放的要求，需达到一级A排放标准。污水二级处理排放口SS浓度为10mg/L，则SS处理程度：ESS=181.81-10181.81100%=94.50%污水二级处理排放口BOD5浓度为10mg/L，则BOD5处理程度：EBOD=136.36-101136.36100%=92.66%污水二级处理排放口TN浓度为5mg/L，则TN处理程度：ETN=30-530100%=83.3%污水二级处理排放口TP浓度为0.5mg/L，则TP处理程度：ETN=2.5-0.52.5100%=80%3.4各处理构筑物的设计计算3.4.1粗格栅在污水处理系统（包括水泵）前，均须设置格栅，以拦截较大的呈悬浮或漂浮状态的固体污染物。格栅是由一组平行的金属栅条或筛网制成，安装在污水渠道、泵房集水井的进口处或污水处理厂的端部，用以截留较大的悬浮物或漂浮物，如纤维、碎皮、毛发、木屑、果皮、蔬菜、塑料制品等，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷，并使之正常运行。由于污水量大，相应的栅渣量也较大，故采用机械格栅。栅前栅后各设闸板供格栅检修时用，每个格栅的渠道内设液位计，控制格栅的运行。格栅间配有一台螺旋输送机输送栅渣。螺旋格栅压榨输送出的栅渣经螺旋运输机送入渣斗，打包外运。1设计参数设栅前水深：h=0.4m；过栅流速取：v=0.1m/s；用粗格栅，栅条间隙b=50mm；格栅安装倾角：=60。2工艺尺寸图3.2粗格栅计算图（1）栅槽宽度栅条间隙数 (3-2)则n取31。格栅宽度取栅条宽度S=0.01m (3-3)（2）通过格栅的水头损失计算水头损失 (3-4)式中：阻力系数，其值与栅条断面形状有关，一般采用13；设计水头损失 (3-5)式中：k系数，格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般采用3。3栅后槽总高度式中：h2栅前渠道超高，一般采用0.3m4栅槽总长度若进水渠宽为1.2m (3-6) (3-7) (3-8) (3-9)式中：L格栅槽总长度（m）；l1进水渠道渐宽部分的长度（m）；B1进水渠宽（m）；1进水渠道渐宽部分的展开角度，一般可采用20；l2栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度（m）；H1栅前渠道深（m）。5每日栅渣量 (3-10)采用机械清渣。式中：W11m3污水的栅渣量，格栅间隙为1625mm是，为0.100.05m3/d；格栅间隙为3050mm时，为0.030.01.；KZ生活污水流量总变化系数。6格栅除污机选型选用型链式旋转格栅除污机，其性能如表3-2所示。表3-2型链式旋转格栅除污机性能表项 目型 号安装角过栅流速电机功率性 能链式旋转格栅除污机601.01.53.4.2污水提升泵房泵房根据构造形式有干式和湿式两种。干式泵房机器间和集水池由隔墙分开，机器间可以经常保持干燥，有利于对水泵的检修和保养，又可避免污水对管件的腐蚀，本设计采用干式泵房。1.集水间计算选择水池与机器间合建式泵站，采用三台泵（2用1备）每台水泵的流量集水间的容积，采用相当于最大1台泵5min的容量有效水深采用H=2m，则集水池面积：2.水泵总扬程估算集水池最低工作水位与所需提升最高水位之差为：出水管水头损失：每台水泵单用1根出水管，每台水泵Q=357L/s,每根吸水管的管径DN600mm，流速为1.26m/s,1000i=4.26,设管总长为30吗，局部损失占沿程损失的30%计，则总损失为：泵站内管线水头损失假设为1.5m，考虑自由水头为1.0m。水泵扬程为：H=4+0.17+1.5+1=6.67m，取7m。选用350QW1500-10-90潜污泵，其扬程为10m。3.4.3细格栅1设计参数设栅前水深：h=0.4m；过栅流速取：v=1m/s；用粗格栅，栅条间隙b=20mm；格栅安装倾角：=60。2工艺尺寸（1）栅槽宽度栅条间隙数则n取78。格栅宽度取栅条宽度S=0.01m（2）通过格栅的水头损失计算水头损失式中：阻力系数，其值与栅条断面形状有关，一般采用13；设计水头损失式中：k系数，格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般采用3。3栅后槽总高度式中：h2栅前渠道超高，一般采用0.3m4栅槽总长度若进水渠宽为1.2m式中：L格栅槽总长度（m）；l1进水渠道渐宽部分的长度（m）；B1进水渠宽（m）；1进水渠道渐宽部分的展开角度，一般可采用20；l2栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度（m）；H1栅前渠道深（m）。5每日栅渣量采用机械清渣。式中：W11m3污水的栅渣量，格栅间隙为1625mm是，为0.100.05m3/d；格栅间隙为3050mm时，为0.030.01.；KZ生活污水流量总变化系数。3.4.4沉砂池沉砂池的形式有平流式、竖流式、辐流式沉砂池。其中，平流式矩形沉砂池是常用的形式，具有结构简单，处理效果好的优点。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。竖流式沉砂池是污水自下而上由中心管进入池内，无机物颗粒借重力沉于池底，处理效果一般较差。曝气沉砂池是在池体的一侧通入空气，使污水沿池旋转前进，从而产生与主流垂直的横向环流。其优点：通过调节曝气量，可以控制污水的旋流速度，使除砂效果较稳定；受流量变化的影响较小；同时还对污水起预曝气作用，而且能克服平流式沉砂池的缺点 。沉砂池的功能是去除比重较大得无机颗粒，沉砂池一般设于泵前、倒虹管前，以便减轻无机颗粒对水泵、管道的磨损；也可设于初次沉淀池之前，以减轻沉淀池负荷及改善污泥处理构筑物的处理条件。常用的沉砂池有平流沉砂池、曝气沉砂池、多尔沉砂池和钟式沉砂池。由于本次设计中SS比较高，平流沉砂池的主要缺点是沉砂中夹杂约15%的有机物，使沉砂的后续处理增加难度。故常需配洗砂机，把排砂经清洗后，有机物含量低于10%，称为清洁砂，再外运。造价比较高。曝气沉砂池可以克服这一点。而多尔沉砂池和钟式沉砂池的也同样存在造价高的问题，所以本次设计选择曝气沉砂池。曝气沉砂池的呈矩形，池底一侧有i=0.10.5的坡度，坡向另一侧的集砂槽。曝气装置设在集砂槽侧，空气扩散板距池底0.60.9m，使池内水流做旋转运动，无机颗粒之间的相互碰撞与摩擦机会增加，把表面附着的有机物磨去。此外，由于旋流产生的离心力，把相对密度较大的无机物颗粒甩向外层并下沉，相对密度较轻的有机物旋至水流的中心部位随水带走。可使沉砂中的有机物含量低于10%。集砂槽中的砂可采用机械刮砂、空气提升器或泵前吸式排砂机排除。曝气沉砂池的断面图见2-3.。图3.3曝气沉砂池的断面图综上所述，采用曝气沉砂池。1设计参数（1）污水在曝气沉沙池过水断面周边的最大旋转速度为0.250.3m/s，在池内水平前进的速度为0.080.12m/s。如考虑预曝气的作用，可将曝气沉沙池过水断面增大为原来的34倍。（2）污水最大流量时，在曝气沉沙池内的停留时间13min。如考虑预曝气，则延长池身，使停留时间为1030min。（3）池的有效水深为23m，宽深比一般采用11.5，长宽比可达5。若池长比池宽大很多时，则应考虑设置横向挡板，池的形状应尽可能不产生偏流或死角，集沙槽附近安装纵向挡板。（4）曝气沉沙池使用的空气扩散装置，安装在池的一侧，距池底约0.60.9m，空气管上应设置调节空气的阀门，连接带有2.56.0mm小孔的曝气管，每立方米废水的曝气量为0.2m3空气，或每平方米池表面积的曝气量为35m3/(m2h)。（5）曝气沉沙池的进水口应与水在沉砂池内的需安装方向一致，出水口常用淹没式，出水方向与进水方向垂直，并宜考虑设置挡板。（6）池内应设置消泡装置。2工艺尺寸（1）池子总有效容积 (3-11)式中：V池子总有效容积（m3）；Qs最大设计流量（m3/s）；t最大设计流量时的流行时间（min），取3min。（2）水流断面积 (3-12)式中：v1最大设计流量时的水平流速，取0.1m/s。（3）池总宽度 (3-13)式中：h2设计有效水深（m），取2.5m。（4）池长 (3-14)（5）每小时所需空气量 (3-15)式中：d1m3污水所需空气量为0.2。曝气沉沙池使用的空气扩散装置，安装在池的一侧，距池底定为0.7m，空气管上应设置调节空气的阀门，连接带有3mm小孔的曝气管。（6）核算B/H=2.856/2.5=1.14L/B=18/2.856=6.3符合设计的标准。（7）沉砂室所需容积：城市污水的沉砂量可按1530m3/106m3 计算，含水率为60%，容重为1500kg/m3。 (3-16)取1.4m3。式中：X 城市污水沉砂量，取30m3/106m3 污水；T 清砂间隔时间，取1d；Kz生活污水流量总变化系数，Kz=1.4。（8）沉砂斗容积设每一分格有两个沉砂斗，砂斗容积应按不大于2天的沉砂量计算，斗壁与水平面的倾角不小于55 度，得 (3-17)（9）沉砂斗各部分尺寸：设斗底宽a1=0.6m，斗壁与水平面成55角，斗高h3=0.5m，则沉砂斗上口宽a 为： (3-18)沉沙斗容积： (3-19)V1V，符合要求。（10）沉砂室高度：设采用机械排砂，横向池底坡度为0.1 坡向砂斗，则沉砂室高度h3： (3-20)（11）池体总高度：设超高h1=0.3m，则 (3-21)（12）验算最小流速：（n=1格） (3-22)符合要求。（13）曝气沉砂池的曝气管路设计计算空气干管设计干管中空气流速一般为1015m/s,取空气流速12m/s,则 (3-23)支管设计采用竖管曝气最不易堵塞。竖管配气和管径为50mm，一条配气管设4对空气竖管，共8 根空气竖管，竖管流速为45m/s，其最大供气量为：q82=51516=32.18m3h每根布气管上设有6根支管，每根支管的最大供气量为：64.366=10.73m3h由于曝气沉砂池所需的供气量和压力都比曝气池小得多，所以，鼓风机不用单设，可以与曝气池合用，具体管路计算与曝气池相同。3进出水设计曝气沉砂池配水槽来水由泵站出水井跌水进入沉砂池配水槽。配水槽尺寸为：BLH = 1.02.861.25。其中,槽宽B =1.0,H =1.25B，L与池同宽，取2.86m。为避免异重流的影响，采用潜孔入流，过孔流速控制在0.20.4m/s之间，取0.4m/s。单池配水孔面积: (3-24)设计孔口尺寸为：0.9m1m，查给排水工程手册第一册，第571页表得，h=v22g，水流经孔口的局部阻力系数= 1.06，水流经孔口时的流速： (3-25)则水头损失： (3-26)曝气沉砂池出水出水采用非淹没式矩形薄壁跌水堰，堰宽b 同沉砂池宽同沉砂池宽b=2.856m，通过堰口流量： (3-27)式中：m 流量系数，取0.45；H 堰上水头（m）。将0.714=0.452.856H29.8H代上式，得H=0.23 m。设堰跌水高度h=0.1m，则沉砂池出水的水头损失为0.33m，出水流入水渠中，渠底接DN800管接入集配水井。槽尺寸：BLH =1.04.81.25故沉砂池总的水头损失(head loss)为：h =0.00865 +0.33 =0.339 m按经验，考虑到未计算损失，取h =0.4m3.4.5初沉池沉淀过程是污水处理过程中固液分离的物理手段，沉淀已成为城市污水处理中几乎不可缺少的一种处理工艺，而且可能是在一个处理流程中多次运用。由于设计流量较大， 采用辐流式沉淀池，采用中间进水，周边出水。其特点是：.多为机械排泥，运行较好，管理简单；.排泥方法完善，设备已趋于定型；.池内水流速度不稳定，沉降效果较差；.机械排泥设备复杂，对施工要求高；.适用于地下水位较高的地区；.适用于大、中型污水处理厂。1设计参数（1）辐流沉淀池设计流量取最大设计流量，初次沉淀池表面负荷取23.6m3/（m2h），二次沉淀池表面负荷取0.82 m3/（m2h），沉淀效率40%60%。（2）池径一般大于10m，有效水深大于3m。（3）进水处设闸门调节流量，进水中心管流速大于0.4m/s，进水采用中心管淹没式潜孔进水，过孔流速0.10.4m/s，潜孔外侧设穿孔挡板式稳流罩，保证水流平稳。（4）出水处设挡渣板，挡渣板高出池水面0.150.2m，排渣管直径大于0.2m，出水周边采用锯齿三角堰，汇入集水渠，渠内水流速为0.20.4m/s。（5）排泥管设于池底，管径大于200mm，管内流速大于0.4m/s，排泥静水压力1.22.0m，排泥时间大于10min。2工艺尺寸（1）沉淀部分水面面积 (3-28)式中：n池数（个），取2个；q表面负荷（m3/（m2h），取2.5 m3/（m2h）。（2）池子直径 (3-29) 取D=26m。（3）沉淀部分有效水深 (3-30)式中：t沉淀时间，取1.5h。（4）沉淀部分有效容积 (3-31)（5）污泥部分所需容积初次沉淀池的污泥区容积宜按不大于2天的污泥量计算，并应设有连续排泥措施，机械排泥的初次沉淀池污泥区容积宜按4小时的污泥量计算。 (3-32)式中：S 每人每日污泥量（0.30.8L/人d）,取0.5；N 设计人口数，N=200000人；T 两次清泥时间间隔，T=4h。（6）污泥斗容积 (3-33)式中h5污泥斗高度（m），h5=（r1-r2）tg；污泥斗倾角（），60；r1污泥斗上半部半径（m），1.0m；r2污泥斗下半部半径（m），2.0m。（7）污泥斗以上圆锥部分污泥容积设池底坡向污泥斗的坡度为0.05，则坡地落差：h4=R-r10.05=13-20.05=0.55池底可储存污泥体积 (3-34)式中：R沉淀池半径（m），26m。（8）污泥总容积：V=V1+V2=12.7+114.56=127.26m38.33m3（9）沉淀池总高度H=h1+h2+h3+h4+h5=0.3+3.75+0.4+0.55+1.73=6.73m式中h1超高（m），取0.3m；h3缓冲层高（m），0.4m。池边高度H=h1+h2+h3=0.3+3.75+0.4=4.45m（10）径深比校核： (3-35)介于612之间，符合要求。（11）排泥设计由于池径较大，故采用中心传动的刮泥机，其传动装置设在中心，外周刮泥机线速度不超过3m/min，本设计采用2m/min，则刮泥机转速为： (3-36)池底接DN200 排泥管，连续排泥。（12）浮渣收集浮渣用浮渣刮板收集，设一浮渣箱定期清渣，刮渣板装在刮泥衍架的一侧，高出水面0.15m，在出水堰前设置浮渣挡板，排渣管DN200,渣井设有格栅截流,一周刮两次。出渣箱尺寸：300500 mm2。（13）其他管路设计超越管线用集配水井中的超越阀门代替.集配水井尺寸：内径4m，外径6m，放空管DN6m。2进水部分设计初沉池采用集配水井，内侧配水，外侧排水，尺寸为：配水井直径4m,集水井直径6m。辐流沉淀池中心处设中心管，污水从池底的进水管中进入中心管，通过中心管壁的开孔流入池中央，中心管处用穿孔障整流板围成流入区，使污水均匀流动。污水自沉砂池出水，并接DN1000的铸铁管进入配水井，从配水井接DN800的铸铁管，在初沉池前接闸门，后接DN800的初沉池入流管，1000i =1.80。管内流速： (3-37)介于1.01.4 之间，满足要求。闸门及弯头水头损失： (3-38)渐缩部分：下端D1=D=800mm；上端D2=1000mm；高度H =0.8 m；水头损失 (3-39)进水采用潜孔入流，潜孔高度：h=12-13h2=123.75=1.88m淹没水深0.3m ，潜孔壁厚0.3m ，内径d1=D2 =1m，外径d2=1+0.32=1.6m，平均直径d=d1+d22=1.3m设8个潜孔，则潜孔面积:f =80.31.6 =3.84m2潜孔速度:v=QSnf=0.71423.84=0.093潜孔水头损失:h=1.00.093229.8=0.0004m中心心导流筒按流速规定，取v =0.1m/s，则导流筒有效面积: (3-40)导流筒内径: (3-41)取2.4。为布水均匀，中心导流筒外设穿孔挡板，规定穿孔率1020%，取0.14，设穿孔挡板高h=h2=3.2，直径5m，穿孔尺寸ba = 2030cm，f=0.06 m2，则孔数 (3-42)故设计为每排20 个孔,均匀交错排列，孔口流速 (3-43)孔口水头损失h=1.00.050229.8=0.00013中心管进水沿程水头损失计算中心管高度h=6.400.30.31.60.2=4.0m水头损失h1=4.01.8=0.0072m故初沉池进口总水头损失:h1=0.087+0.018+0.0004+0.00013+0.0072=0.1133出水部分设计(1)堰上负荷初沉池出水堰最大负荷不宜大于2.9L/ms，则每池所需堰长L=0.71422.9=123.10mD=L=123.103.14=39.20mLD，故采用双侧集水。(2)采用三角堰出水用明渠方法计算出水槽：出水槽外壁距离池壁0.4m。（如果距离过大，会加大出水流速，影响处理效果，过小会增加流速，带走污泥）每池都是双侧集水：流量Q=QS212=0.714212=0.179m3s设过水断面积A =Bh =0.70.6 =0.42 m湿周f =B +2h =0.8 +20.6 =2.0 m水力半径R=Af=0.422=0.21流速v=QA=0.1790.42=0.430.4ms水力坡度 (3-44)出水堰长L=(D0.42)+(D 0.42 0.72)=(260.8)+(262.1)=154.17m (3-45)(3)三角堰尺寸：采用倒等腰直角三角形薄壁堰。堰高为0.08m，堰宽为0.16m，取堰上水头为0.04m，堰上水宽为0.08m。实际堰数n=123.190.08=1539.8个取1540个。单个堰流量Q0=QSmn=0.71421540=2.3210-4m3s根据给排水设计手册第一册，第575 页，三角堰过堰流量 (3-46)得h=（Q1.4）25