2万吨日城市污水处理厂的初步设计完善版

环境工程课程设计题目2万吨/日城市污水处理厂的初步设计院系化学与环境工程学院专业资源环境科学姓名年级指导教师摘要本次课程设计的题目为某城市污水处理厂初步设计，主要任务是完成该污水处理厂的平面布置、高程布置和各处理构筑物的初步设计。初步设计要完成设计说明书一份，污水处理厂平面布置图1张、污水处理构筑物高程布置图1张。该污水处理厂工程规模为2万吨/日，进水水质为CODCR200MG/L，BOD5150MG/L，SS200MG/L，氨氮30MG/L，磷酸盐（以P计）40MG/L。本次设计所选择的A2O工艺，具有良好的脱氮除磷功能。该污水处理厂的污水处理流程为污水从粗格栅到污水提升泵房，再从泵房到细格栅，然后到沉砂池，进入初沉池再进入生物池（即A2O反应池），再从生物池进入二沉池，污水再经过接触消毒池后排入自然水体；污水处理厂处理后的出水水质执行城镇污水处理厂污染物排放标准（GB189182002）一级标准的A标准。关键词A2O工艺；脱氮除磷；污水处理目录摘要21设计任务书311工程设计资料312设计任务313基本要求314毕业设计图纸内容及张数32设计说明书321城市污水来源、水量及水质特点分析3211城市污水来源3212城市污水水量3213城市污水水质特点322污水处理方案的选择3221城市污水主要处理方法3222污水处理方案的选择323污水处理工艺原理及工程说明3231粗格栅3232泵房和集水池32321泵房32322集水池3233细格栅3234沉砂池3235配水井3236初沉池3237生化池3238配水井3239二沉池32310接触消毒池33设计计算书331粗格栅间3311设计参数3312设计计算332集水池和泵房3321设计参数3322集水池设计计算3323水泵扬程计算333细格栅3331设计参数3332设计计算334沉砂池3341设计参数3342设计计算335配水井3351设计参数3352设计计算336初沉池3361设计参数3362设计计算337厌氧池3371设计参数3372设计计算338缺氧池3381设计参数3381设计计算339曝气池3391设计参数设计参数3392污水处理程度的计算3393曝气池的计算与各部位尺寸的确定3310配水井33101设计参数33102设计计算3311二沉池33111设计参数33112设计计算3312消毒池33121设计参数33122设计计算3313高程计算3结论3参考文献3附录31设计任务书11工程设计资料（1）工程概况某城市拟筹建城市污水处理厂，废水量为2万吨/日。城市污水的主要污染物是CODCR、BOD5、SS、氮和磷等。经当地环保部门批准，污水排放标准执行城镇污水处理厂污染物排放标准（GB189182002）一级标准的A标准。（2）工程设计规模1）设计水量总水量Q总20000M3/D2）进水水质进水水质参考同类案例，具体进水水质如表1所示。表11进水水质（单位MG/L）指标CODCRBOD5SS氨氮磷酸盐（以P计）数值20015020030403）处理目标经当地环保部门审批，污水排放标准执行污水综合排放标准（GB189182002）一级标准的A标准，具体出水水质如表2所示。表12出水水质（单位MG/L）指标CODCRBOD5SS氨氮磷酸盐数值50101050512设计任务（1）根据以上资料，确定最佳处理工艺，对该污水处理工程进行初步设计。（2）设计范围为污水处理工艺系统。（3）完成污水处理各构筑物的设计，编写设计说明书和设计计算书（包括高程计算和构筑物设计计算）。（4）完成设计图纸。13基本要求（1）设计者必须独立思考，独立完成全部设计。（2）按时按质完成设计任务要求。（3）设计方案严格执行有关环境保护的规定，污水处理后必须保证出水指标均达到当地环保部门核准的污水排放标准。（4）采用经济合理的处理工艺，保证处理效果，并节省投资和运行管理费用。（5）设计新颖美观、布局合理。14毕业设计图纸内容及张数（1）污水处理厂平面布置图，1张（3号图纸）；（2）污水处理构筑物高程布置图，1张（3号图纸）；2设计说明书21城市污水来源、水量及水质特点分析211城市污水来源（1）生活污水生活污水主要来自家、商业、机关、学校、医院、城镇公共设施及工厂的餐饮、卫生间、浴室、洗衣房等，包括厕所冲洗水、厨房洗涤水、洗衣排水、沐浴排水及其他排水等。生活污水的主要成分为纤维素、淀粉、糖类、脂肪、蛋白质等有机物质，氮、磷、硫等无机盐类及泥沙等杂质，生活污水中还含有多种微生物及病原体。这些物质按化学性质来分，可分为无机物和有机物；按其物理性质来分，可分为不溶性物质、胶体性物质和溶解性物质。生活污水的水质一般较稳定，浓度较低，也较容易通过生物化学方法进行处理。（2）工业废水工业废水主要是在工业生产过程中被生产原料、中间产品或成品等物料所污染的水。工业废水中由于种类繁多，污染物成分及性质随生产过程而异，变化复杂。一般而言，工业废水比较严重，往往含有有毒有害物质，需局部处理达到要求后才能进入城镇排水系统，是城镇污水有毒有害污染物的主要来源。（3）初期雨水初期雨水是雨雪降至地面形成的初期地表水径流。初期雨水的水质水量随区域环境、季节和时间变化，成分比较复杂。影响初期雨水被污染的主要因素有大气质量、气候条件、地面及建筑物环境质量等。（4）城镇污水城镇污水包括生活污水、工业废水等，在合流制排水系统中包括雨水，在半分流制排水系统中包括初期雨水。城镇污水成分性质比较复杂，不仅各城镇间不同，同一城市中的不同区域也有差异，需要进行全面细致的调查研究，才能确定其水质成分及特点。212城市污水水量污水水量还会与降雨有一定关系，不过现如今的城市管道系统绝大部分采用的是分流系统，即污水管道与雨水管道分开，这样在很大程度上减少了降水对于污水处理厂的压力，雨水经过收集后只需要经过较少的处理就能到排放标准排入自然水体。213城市污水水质特点城市污水的水质在主要方面具有生活污水的一切特征。但在不同的城市，因工业的规模和性质不同，城市污水的水质也受工业废水和水量的影响而明显变化。城市污水中90以上是水，其余是固体物质。水中普遍含有以下各种污染物悬浮物一般为200500毫克/升，有时候可超过1000毫克/升。其中无机和胶体颗粒容易吸附有机毒物、重金属、农药、病原菌等，形成危害大的复合污染物。悬浮物可经过混凝、沉淀、过滤等方法与水分离，形成污泥而去除。病原体包括病菌、寄生虫、病毒三类。常见的病菌是肠道传染病菌，每升污水可达几百万个，可传播霍乱、伤寒、肠胃炎、婴儿腹泻、痢疾等疾病。常见的寄生虫有阿米巴、麦地那丝虫、蛔虫、鞭虫、血吸虫、肝吸虫等，可造成各种寄生虫病。病毒种类很多，仅人粪尿中就有百余种，常见的是肠道病毒、腺病毒、呼吸道病毒、传染性肝炎病毒等。每升生活污水中病毒可达50万到7000万个。需氧有机物包括碳水化合物、蛋白质、油脂、氨基酸、脂肪酸、酯类等。其浓度常用五日生化需氧量BOD5来表示。也可用总需氧量TOD、总有机碳TOC、化学需氧量COD等指标结合起来评价。常用BOD5与COD的比例来反映污水的可生化降解性，用微生物呼吸氧量随时间变化曲线来反映生化降解的快慢。城市污水BOD5一般为每升300500毫克，造纸、食品、纤维等工业废水可高达每升数千毫克。植物营养素生活污水、食品工业废水、城市地面径流污水中都含有植物的营养物质氮和磷。城市污水中磷的含量原先每人每年不到1千克,近年来由于大量使用含磷洗涤剂，含量显著增加。来自洗涤剂的磷占生活污水中磷含量的3075，占地面径流污水中磷含量的17左右。氮素的主要来源是食品、化肥、焦化等工业的废水，以及城市地面径流和粪便。硝酸盐、亚硝酸盐、铵盐、磷酸盐和一些有机磷化合物都是植物营养素，能造成地面水体富营养化、海水赤潮和地下肥水。硝酸盐含量过高的饮水有一定的毒性，能在肠胃中还原成亚硝酸盐而引起肠原性青紫症。亚硝酸盐在人体内与仲胺合成亚硝胺类物质可能有致畸作用、致癌作用。城市污水中除含以上四类普遍存在的污染物外，随污染源的不同还可能含有多种无机污染物和有机污染物，如氟、砷、重金属、酚、氰、有机氯农药、多氯联苯、多环芳烃等。22污水处理方案的选择221城市污水主要处理方法城市污水处理厂的方案，要考虑有效去处BOD5，又要适当去除N、P故可采用SBR法、氧化沟法或A2O法。（1）SBR法SBR法为序批式活性污泥法，它比连续流活性污泥法出现的更早，但由于当时运行管理条件限制而被连续流系统所取代。随着自动化控制水平的提高，SBR法重新被人们重视，该工艺在国内已广泛应用于屠宰、啤酒、化工、鱼品加工、制药等工业废水和生活污水的处理，SBR法特点见表1。表1SBR法特点优点缺点同时脱氮除磷；静置沉淀可获得低SS出水；耐受水力冲击负荷；同时脱氮除磷时操作复杂；滗水设施的可靠性对出水水质影响大；操作灵活性好，兼具二沉池功能设计过程复杂，池体容积大；不适合5万吨/天以上污水量的处理；维护要求高，运行对自动控制依赖性强（2）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，奥式ORBAL简称同心圆式，卡式CARROUSEL简称循环折流式和三沟式氧化沟T型氧化沟等。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2530KGO2/KWH，氧化沟工艺的特点见表2。表2氧化沟法特点（3）A2O法城市生活含有大量的氮磷，由于氮磷的富集会对天然水体造成富营养化，导致湖泊河流的藻类泛滥破坏生态环境及影响水生生物的生存和人类生活。故对城市污水提出脱氮除磷的要求。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。污水在流经厌氧、缺氧、好氧三个不同功能分区的过程中，污水在厌氧区DO03,可生化性比较好，重金及其他难以生物降解的有毒有害污染物一般不超标。（2）污水中主要污染物指标BOD、COD、SS值为典型城市污水值。此外考虑到氨氮出水浓度排放要求比较高，因此需要采用能够同时脱氮除磷降磷且效果较好的工艺。优点缺点工艺流程简单，运行管理方便；同时脱氮除磷；污泥沉降性能好反硝化过程为硝化过程提供碱度；反硝化过程同时去除有机物（COD）；厌、缺、好氧环境交替运行，丝状菌不能大量繁，不会发生污泥膨胀；厌、缺氧环境为系统节能，减少经济费用聚磷菌和反硝化菌都需要易降解有机物；回流污泥含有硝酸盐进入厌氧区，对除磷效果有影响；脱氮受内回流比影响；（3）从上述比较分析，可知SBR间歇运行，全赖电脑控制，对处理厂的管理人员素质要求很高，变水位运行，电耗增大；而且除磷脱氮效果一般，所以不采用。其主要污水来源为生活污水，污水生化性好，难降解污染物少，氧化沟的一些优点得难以得到体现。而且，污水处理厂冬季气温低，若采用氧化沟工艺的话，设备检修困难。A2O工艺虽然基建费用相对较高，但运行费用低，管理维护相对方便，出水水质稳定，脱氮除磷效果显著，优势相对突出。通过对各种工艺比选、城镇污水自身的特点以及对投资费用，运行管理的考虑，本工程设计决定采用A2O工艺来处理城市污水，具体的污水处理工艺流程图21如下图21城市生活污水处理工艺流程粗格栅进水泵房细格栅沉砂池初沉池厌氧池排放贮泥池加药缺氧池好氧池二沉池消毒池污泥浓缩脱水车间泥饼外运混合液回流回流污泥23污水处理工艺原理及工程说明处理规模333MAZMMQDHSLSK_3332080215215MMQDHSLSM3/S_IN12046231粗格栅格栅是一组（或多组）相平行的金属栅条与框架组成，倾斜安装在进水的渠道，或进水泵站集水井的进口处，用以截阻大块的呈悬浮或漂浮状态的固体污染物杂质。因此为了避免其中的较粗大的悬浮物及杂质，堵塞水泵和沉淀池的排泥管，影响后续处理构筑物或设备的正常工作，首先设置格栅除去较大的悬浮物和颗粒。设计参数（1）水泵处理系统前格栅栅条间隙，应符合下列要求人工清除2540MM机械清除1625MM最大间隙100MM（2）在大型污水处理厂或泵站前原大型格栅每日栅渣量大于02M3,一般应采用机械清渣；（3）格栅倾角一般用4575；（4）通过格栅的水头损失一般采用008015M；（5）过栅流速一般采用0610M/S；（6）机械格栅不少于2台，如为一台时，应设人工清除格栅备用7格栅前渠道内的水流流速一般采用0409M/S8通过格栅的水头损失，粗格栅一般为02M,细格栅一般为0304M。运行参数设计流量108333M3/H格栅台数2台单台设计流量30100L/S格栅倾角A60O过栅流速V206M/S栅前流速V106M/S栅前水深H067M格栅间隙B50栅条宽度S001M进水渠展开角A120O栅前渠道超高H203M单位栅渣量W1003M3/103M3栅槽宽度B083M过栅水头损失H100125M进水渠至栅槽渐宽部分长L1016M栅槽至出水渠渐缩部分长L2008M栅前栅槽总高度H1097M栅后栅槽总高度H0976M栅槽总长度L230M232泵房和集水池2321泵房污水泵房在污水处理系统中常被称为污水提升泵房，其作用主要是将上游来水提升至后续处理单元所要求的高度，使其实现重力自流。它的工作特点是它所抽升的水是不干净的，一般含有大量的杂质，而且自来水的流量随时都在变化。污水泵房的基本组成包括机器间、集水池、格栅、辅助间。机器间内设置水泵机组和有关的附属设备。提升泵房说明（1）泵房进水角度不大于45度；（2）相邻两机组突出部分得间距，以及机组突出部分与墙壁的间距，应保证水泵轴或电动机转子再检修时能够拆卸，并不得小于08。如电动机容量大于55KW时，则不得小于10M，作为主要通道宽度不得小于12M；（3）泵站为半地下式；（4）水泵为自灌式；2322集水池集水池的作用是汇集、储存和均衡废水的水质水量。各个车间的生产废水，其排出的废水水量和水质一般来说是不均衡的，生产时有废水，不生产时就没有废水，甚至在一日之内或班产之间都可能有很大的变化，如果清浊废水不分流，则工艺浓废水与轻污染废水的水质水量变化很大，这种变化对废水处理设施设备的正常操作及处理效果是很不利的，甚至是有害的。因此废水在进入主要污水处理系统前，都要设置一个有一定容积的废水集水池，将废水储存起来并使其均质均量，以保证废水处理设备和设施的正常运行。集水池容积要满足水工布置、格栅及污水提升泵吸水管的安装要求,在及时将来水抽走和避免水泵起闭频繁的基础上,尽量减小池容,以减低费用和减少污物在池内淤积和腐化。集水池容积包括死水容积和有效容积两部分。死水容积是指最低水位以下的容积,有效容积是指集水池内最高水位和最低水位之间的容积。将废水储存起来并使其均质均量，以保证废水处理设备和设施的正常运行。集水池实际参数及其要求（1）集水池的有效容积不宜小于最大一台污水泵6MIN的出水量；（2）污水泵每小时启动次数不宜超过6次。运行参数泵的数量2台（1用1备）泵的最大流量301MQS集水池容积V90M3集水池有效水深2M最高水位（相对地面标高）264M最低水位（相对地面标高）464M集水池面积S60M2集水池长度L15M水头总扬程12049M233细格栅细格栅是一种可连续清除流体中杂物的固液分离设备，是城市污水处理、自机械格栅机来水厂、电厂进水口、纺织、食品加工、造纸、皮革等行业生产工艺中不可缺少的专用设备，是目前国内普遍采用的固液筛分设备。运行参数设计流量108333格栅台数2台3/MH单台设计流量1505L/S栅前水深H050M格栅倾角A60O最大过栅流速V206M/S栅前流速V106M/S格栅间隙B10栅条宽度S001M进水渠展开角A120O栅前渠道超高H203M单位栅渣量W1013M3/10M3栅槽宽度100M过栅水头损失012M每日栅渣量260M3/D进水渠宽度11M进水渠至栅槽渐宽部分长122M栅槽至出水渠渐缩部分长061M栅后槽总高度123M栅槽总长度389M234沉砂池污水在迁移、流动和汇集过程中不可避免会混入泥砂。污水中的砂如果不预先沉降分离去除，则会影响后续处理设备的运行。最主要的是磨损机泵、堵塞管网，干扰甚至破坏生化处理工艺过程。沉砂池主要用于去除污水中相对密度大于265、粒径大于02MM沙粒，以保护管道、阀门等设施免受磨损和阻塞。其工作原理是以重力分离为基础，故应控制沉砂池的进水流速，使得比重大的无机颗粒下沉，而有机悬浮颗粒能够随水流带走。沉砂池主要有平流沉砂池、曝气沉砂池、旋流沉砂池等。沉砂池设计中，必需按照下列原则（1）城市污水厂一般均应设置沉砂池，座数或分格数应不少于2座格，并按并联运行原则考虑。（2）设计流量应按分期建设考虑1）当污水自流进入时，应按每期的最大设计流量计算；2）当污水为用提升泵送入时，则应按每期工作水泵的最大组合流量计算；3）合流制处理系统中，应按降雨时的设计流量计算。（3）沉砂池去除的砂粒杂质是相对密度大于265，粒径大于02MM的颗粒为主。（4）城市污水的沉砂量可按每106M3污水沉砂量为30M3计算，其含水率为60，容量为1500KG/M3。（5）贮砂斗槔容积应按2日沉砂量计算，斗璧倾角55。60。（6）沉砂池的超高不宜小于03M。（7）除砂一般宜采用机械方法。当采用人工排砂时，排砂管直径应不小200MM。8采用重力排砂时，沉砂池和贮砂池应尽量靠近，以缩短排砂管的长度，并设排砂闸门管道的首端，使排砂管畅通和易于养护管理。（9）设计流速的时水平流速最大流速应为03M/S，最小流速为015M/S；最大设计流量时，污水在池内的停留时间不应少于30S，一般为3060S10设计有效水深不应大于12M,一般采用02510M，每格宽度不宜小15T/M3。说明采用平流式沉砂池，具有处理效果好，结构简单的优点。运行参数设计座数两座（每座两格）每座沉砂池设计流量设计流速V015M/S3MAX01QS进水渠水流速度水力停留时间T60S13/VS沉砂池长度9M池总宽4M有效水深05M贮泥区容积031M3（每个沉砂斗）沉砂斗底宽01M斗壁与水平面倾角600斗高为05M斗部上口宽068M水流断面积24M2每格宽度10M池底坡度0015沉砂室高077M超高03M沉砂池总高度136M235配水井在污水处理中，通常设置在沉砂池之后，生物处理系统之前。其作用是收集污水，减少流量变化给处理系统带来冲击。污水经过沉砂池后，首先流到配水井，达到一定容量后，将污水均匀分配给下一级构筑物进行处理。设计要求（1）水力配水设施基本原理是保持各个配水方向的水头损失相等；（2）配水渠道中的水流速度应不大于10M/S，以利于配水均匀和减少水头损失；（3）从一个方向和用其中的圆形入口通过内部为圆筒形的管道向其引水的环形配水池，当从一个方向进水时，保证分配均匀的条件1）应取中心管直径等于引水管径；2）中心管径的环形孔高应取02505D1；3）当污水从中心管径流出时，不应当有配水池直径和中心管道直径（D/D1）大于15的突然扩张。运行参数设计流量0301M3/H水斗个数2个堰上水头0219M堰顶厚度10M堰高05M堰宽10M流量系数033配水漏斗上口口径15M236初沉池初沉池可除去废水中的可沉物和漂浮物。废水经初沉后，约可去除可沉物、油脂和漂浮物的50、BOD的20，按去除单位质量BOD或固体物计算，初沉池是经济上最为节省的净化步骤，对于生活污水和悬浮物较高的工业污水均易采用初沉池预处理。初沉池的主要作用如下（1）去除可沉物和漂浮物，减轻后续处理设施的负荷；（2）使细小的固体絮凝成较大的颗粒，强化了固液分离效果；（3）对胶体物质具有一定的吸附去除作用；（4）一定程度上，初沉池可起到调节池的作用，对水质起到一定程度的均质效果，减缓水质变化对后续生化系统的冲击；（5）有些废水处理工艺系统将部分二沉池污泥回流至初沉池，发挥二沉池污泥的生物絮凝作用，可吸附更多的溶解性和胶体态有机物，提高初沉池的去除效率；另外，还可在初沉池前投加含铁混凝剂，强化除磷效果。含铁的初沉池污泥进入污泥消化系统后，还可提高产甲烷细菌的活性，降低沼气中硫化的含量，从而既可增加沼气产量，又可节省沼气脱硫成本。本设计初沉池采用非机械排泥法。辐流式沉淀池的主要设计参数设计进水量QMAX26104M3/D座数3座（中央进水辐流式沉淀池）运行参数沉淀池直径D1600M有效水深H22M池总高度H3175M贮泥斗容积VW268M3设计流量0301M3/S池子座数3座表面负荷QB范围为225M3/M2H，取Q20M3/M2H沉淀时间1H缓冲层高度05M泥斗斜壁倾角60泥斗高0875M泥斗底板坡度005超高03M237生化池生物池是A2O工艺的核心部分，由三座池组成，根据污水的流动方向，可将生物池细分为厌氧池、缺氧池和好氧池。（1）厌氧反应器，原污水与从沉淀池排出的含磷回流污泥同步进入，本反应器主要功能是释放磷，同时污水中有机物进行厌氧发酵，在酸化阶段有机物转化为挥发性脂肪酸；聚磷菌利用挥发性脂肪酸合成体内所需的聚羟丁酸、聚羟戊酸。运行参数设计进水量33MAX13201016ZQMKDS建造两组厌氧池，每组分为两格，每格分为三廊道，采用推流式设计。厌氧池尺寸长16M，宽12米，则每廊道长度为16米，宽2米，高H30M设计座数/格数2座（每座2格）；水力停留时间T1H12H厌氧池容积M3；厌氧池尺寸水深取为H25M54167V厌氧池面积M2；池长取16M，池宽取12M80A厌氧池分为两格，设每格为三廊道式厌氧池，则每廊道长为16米，宽为2米。考虑05M的超高，故池总高为HH05250530M。（2）缺氧反应器，首要功能是脱氮，硝态氮是通过内循环由好氧反应器送来的，循环的混合液量较大，一般为2Q（Q为原污水流量）；相对厌氧和好氧来讲，一般是指溶解氧控制在0205MG/L之间的生化系统。缺氧池运行参数设计流量最大日最大时流量设333MAX1320154167016ZQMMKDHS计座数/格数2座每座2格水力停留时间T1H缺氧池容积V54167M3水深取为H25M缺氧池面积M2池长为16M，池宽为32M1218056A缺氧池分为两格，设每格为三廊道式缺氧池，则每廊道长为16米，宽为2米；池总高为H30M建造两座缺氧池，每座分为两格，每格分为三廊道，采用推流式设计。缺氧池尺寸长16M，宽12米，则每廊道长度为16米，宽2米，高H30M（2）好氧反应器曝气池，这一反应单元是多功能的，去除BOD，硝化和吸收磷等均在此处进行。流量为2Q的混合液从这里回流到缺氧反应器。曝气是使空气与水强烈接触的一种手段，其目的在于将空气中的氧溶解于水中，或者将水中不需要的气体和挥发性物质放逐到空气中。换言之，它是促进气体与液体之间物质交换的一种手段。它还有其他一些重要作用，如混合和搅拌。空气中的氧通过曝气传递到水中，氧由气相向液相进行传质转移。333MAX1320154167016ZQMMKDHSBOD污泥负荷率030BOD5/KGMLSSD混合液污泥浓度3333MG/L水力停留时间18H污泥龄745D剩余污泥量648/XKGD工艺参数长L325M宽B30M有效水深25M实际停留时间18H校核，满足宽深比12的设计要求；，满足长30125BH3251084LB宽深比612的设计要求。238配水井在污水处理中，通常设置在沉砂池之后，生物处理系统之前。其作用是收集污水，减少流量变化给处理系统带来冲击。污水经过沉砂池后，首先流到配水井，达到一定容量后，将污水均匀分配给下一级构筑物进行处理。设计要求（1）水力配水设施基本原理是保持各个配水方向的水头损失相等；（2）配水渠道中的水流速度应不大于10M/S，以利于配水均匀和减少水头损失。（3）从一个方向和用其中的圆形入口通过内部为圆筒形的管道向其引水的环形配水池，当从一个方向进水时，保证分配均匀的条件1）应取中心管直径等于引水管径；2）中心管径的环形孔高应取02505D1；3）当污水从中心管径流出时，不应当有配水池直径和中心管道直径（D/D1）大于15的突然扩张。运行参数设计流量0301M3/H水斗个数2个堰上水头0219M堰顶厚度10M堰高05M堰宽10M流量系数033配水漏斗上口口径15M239二沉池二沉池是主要接纳生物池即A2O反应池的出水，是活性污泥系统的重要组成部分。其作用主要是使污泥分离，使混合液澄清、浓缩和回流活性污泥。在A2/O法中，从曝气池流出的混合液在二沉池中进行泥水分离和污泥浓缩，其工作效果能够直接影响活性污泥系统的出水水质和回流污泥浓度。澄清后的出水溢流外排。出水系统采用双边溢流堰，在边池沉淀完毕，出水闸门开启，污水通过溢流堰，进行泥水分离。澄清液通过池内得排水渠排除。在排水完毕后，出水闸门关闭。排泥系统采用周边传动轨道式吸泥机。辐流式沉淀池的主要设计参数设计进水量333MAX1320610801ZMMQHSDK座数3座（中央进水辐流式沉淀池）表面负荷QB范围为0515M3/M2H，取Q10M3/M2H水力停留时间（沉淀时间）T15H沉淀池直径D2144M有效水深H15M池体总高度H373M贮泥斗容积VW5416M3池底坡度002超高03M缓冲层03M池边体总高度353M底坡落差01945M2310接触消毒池水消毒处理的目的是解决水中的生物污染问题。城市污水经过二级处理后，水质改善，细菌含量大幅度减少，但细菌的绝对值可观，并存在病原可能，为防止对人类健康产生危害和对生态造成污染，在污水排入水体前应进行消毒。接触消毒池（DISINFECTINGTANK）指的是使消毒剂与污水混合，进行消毒的构筑物。主要功能杀死处理后污水中的病原性微生物。经过处理后，污水出水水质已经达标，但是处理水中含有细菌、病毒和、病卵虫等致病微生物，因此采用液氯、臭氧或紫外线消毒将其杀灭，防止其对人类及牲畜的健康产生危害和对环境造成污染，使排水达到国家规定的细菌学指标。运行参数设计流量108333M3/H池子组数1座2格每格廊道数3廊道池子容积5418M3平均水深40M消毒池长1503M每廊道宽15M消毒池宽90M消毒时间30MIN3设计计算书31粗格栅间333MAX1320610801ZMMQHSDK311设计参数设计流量108333M3/H格栅台数2台单台设计流量15050L/S格栅倾角A60O过栅流速V206M/S栅前流速V106M/S格栅间隙B50栅条宽度S001M进水渠展开角A120O栅前渠道超高H203M单位栅渣量W1003M3/103M3312设计计算设栅前流速V106M/S，过栅流速V206M/S，格栅安装倾角为60度则（1）栅条间隙数取N142MAXSIN015SIN6013947QNBH（2）栅槽有效宽度458BM（3）进水渠宽MAX1105716MV栅前水深732H（4）进水渠道渐宽部分长（1为进水渐宽部110876TAN2TBL分渠展开角度）（5）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度12068LM（6）过栅水头损失（H1）因栅条边为矩形截面，取K3，则通过格栅的水头损失一般为008015M其34BSH0计算水头损失,MK系数，格栅受污物堵塞时水头损失增加倍数，一般采用K3阻力系数，与栅条断面形状有关，可按手册提供计算公式和系数计算；设栅条断面为锐角边矩形断面时242G重力加速度，取981M/S2。（7）栅后槽总高度H，M取栅前渠道超高H203M，则栅前槽总高度H1HH206703097M栅后槽总高度HHH1H206700056030976M（8）格栅总长度L，M112097050425123TAN6TAN6M（9）每日栅渣量33MAX186483/QWDK所以宜采用机械格栅清渣10粗格栅的计算见草图2L图31粗格栅32集水池和泵房321设计参数泵的数量2台（1用1备）泵的最大流量301MQS集水池容积V90M3集水池有效水深2M最高水位（相对地面标高）264M最低水位（相对地面标高）464M集水池面积S60M2集水池长度L15M水头总扬程12049M322集水池设计计算（1）选择集水池与机器间合建的半地下式圆形泵站，用2台泵（1用1备）。（2）每台泵最大流量M3/SMAX01QN（3）集水池容积V集水池容积不小于最大一台泵的5MIN出水量M3035690VQT（4）集水池面积S集水池有效水深一般为1520M，设计中取15MM290615H集水池底部保护水深为09M，则实际水深为24M（5）集水池长度L，取集水池宽B4MM60154SB（6）泵位及安装排污泵直接置于集水池内，排污泵检修采用移动吊架。323水泵扬程计算污水只考虑一次提升。污水提升后进入细格栅再自流通过平流沉砂池，初沉池、生物反应池、二沉池、消毒池，然后由出水水管排出。（1）集水池最高水位污水进水总管管底标高为334M，相对地面标高为000M。设计中进水总管管径为1000MM，查阅给水排水水力表得充满度为075，V038M/S06M，池总宽B2B2M（4）有效水深M（介于0251M之间）2105AHB（6）沉砂斗所需容积KZTXQV6MAX1084式中V沉砂斗所需容积（M3）；X城市污水沉砂量,M3/106M3污水,取X30M3/106M3；T清除沉砂的间隔时间D，取T2D；KZ污水流量总变化系数，取KZ13设计中取X30M3/106M3污水，T2DM36840120V（7）每个沉砂斗容积V,M3设每一分格有2个沉砂斗，共有2N224个沉砂斗，则M3012054VN（8）沉砂斗上口宽A式中HD沉砂斗的高度,M；A1沉砂斗的底宽,M；斗壁与水平方向的倾角设计中取HD05M，A101M，60M20568TN（9）沉砂斗实际容积VO222233113140680160M153ODVHA（10）沉砂室高度H3采用重力排砂，设池底坡度为0015，坡向砂斗。沉砂室有两部分组成一部分为沉砂斗，另一部分为沉砂池坡向沉砂斗的过渡部分M2029680237LAL02为二沉砂斗之间隔壁厚M3215156DHL（11）沉砂池总高度H1AN2THD321HH式中H沉砂池总高度，M；H1沉砂池超高，M，一般采用0305M设计中取H103MM0358136H（12）验算最小流速MINV在最小流量时，只用1格工作N11M3/S_IN2012436QMIIN12/S05/S5VBH式中QMIN最小流量（M/S）；N1最小流量时工作的沉砂池的数目（个）。（12）计算草图如下出出图32平流式沉沙池35配水井333MAX1320610801ZMMQHSDK351设计参数设计流量0301M3/H水斗个数2个堰上水头0219M堰顶厚度10M堰高05M堰宽10M流量系数033配水漏斗上口口径15M352设计计算在污水行进的过程中不可避免的遇到分流的现象，此时则需设置配水井，配水井不只起到分流的作用，而且还具有减压及均匀水质的功能。为此必要时必须设置配水井。（1）进水管管径D1配水井进水管的设计流量为M3/S，当进水管管径为AX01Q时，查水力计算表，得知V038M/S10M/S，满足设计要求。10MD（2）矩形宽顶堰进水从配水井底中心进入，经等宽堰流入2个水斗再由管道接入2座后续构筑物，每个后续构筑物的分配水量为M3/S。配水采用矩形宽顶溢流410Q堰至配水管。（3）堰上水头H因单个出水溢流堰的流量为M3/S，一般大于100L/S采用矩形堰，015Q小于100L/S采用三角堰，所以本设计采用矩形堰（堰高H取05M）。矩形堰的流量GHBQ20式中Q矩形堰的流量，M3/S；H堰上水头，M；B堰宽，M，取堰宽B3M；M0流量系数，通常采用03270332，取033。11233200509M98QGMB（4）堰顶厚度B根据有关实验资料，当时，属于矩形宽顶堰。15H取B1M，这时，所以，该堰属于矩形宽顶堰。47029（5）配水管管径D2设配水管管径D21000MM，流量M3/S，查水力计算表，得知流速Q015V038M/S06M/S。（6）配水漏斗上口口径D按配水井内径15倍设计，D15D11510001500MM36初沉池361设计参数座数3座（中央进水辐流式沉淀池）辐流式沉淀池的主要设计参数设计进水量_333MAX1320610801ZMMQDHSK表面负荷QB范围为225M3/M2H，取Q20M3/M2H，T1H运行参数沉淀池直径D1600M有效水深H22M池总高度H3175M贮泥斗容积VW26M3362设计计算（1）沉淀池面积按表面负荷计算M2MAX108356N2BQAQ（2）沉淀池直径（取D16M）417D3有效水深为2BHQT02（介于612）2168H（4）贮泥斗容积贮泥时间采用TW4H机械排泥，初沉池污泥区所需存泥容积3MAX0124083201426197QCVTMP设池边坡度为005，进水头部直径为1M，则4HRR058053H4沉淀池底坡落差，。M锥体部分容积为222233411VR3480568M23（5）初沉池总高度取初沉池缓冲层高度H305M，超高为H103M则初沉池总高度1234H0250375M（6）校核堰负荷径深比2316045DH介于612之间，符合要求堰负荷1083719/2/N46QLSMSD要设双边进水的集水槽辐流式沉淀池设计计算草图如图4所示图33辐流式沉淀池37厌氧池371设计参数设计流量最大日最大时流量333MAX1320154167015ZQKMMDHS设计座数/格数2座（每座一格）水力停留时间T1H12H372设计计算（1）厌氧池容积M3MAX54167VQT（2）厌氧池尺寸水深取为H45M则厌氧池面积M210745VAH池长取21M，则池宽,取6M。3BL厌氧池分为一格，设每格为三廊道式厌氧池，则每廊道长为21米，宽为200米。考虑05M的超高，故池总高为HH05450550M。38缺氧池381设计参数设计流量最大日最大时流量333MAX1320154167015ZQMMKDHS设计座数/格数2座每座2格水力停留时间T1H381设计计算（1）缺氧池容积MMAX54167VTQ（2）缺氧池尺寸水深取为H45M；则缺氧池面积M2103745VAH池长取36M，则池宽M取6M。6BL缺氧池分为一格，设每格为三廊道式缺氧池，则每廊道长为21米，宽为200米。考虑03M的超高，故池总高为HH05450348M。39曝气池391设计参数设计参数本设计采用传统推流式曝气池设计座数两座（每座两格）设计进水量333MAX1320154167015ZQMMKDHSBOD污泥负荷率030BOD5/KGMLSSD混合液污泥浓度3333MG/L水力停留时间18H污泥龄745D剩余污泥量648/XKGD工艺参数长L325M宽B30M有效水深25M实际停留时间18H校核，满足宽深比12的设计要求；，满足长3125BH3251084LB宽深比612的设计要求。392污水处理程度的计算原污水BOD5值（S0）为150MG/L，经初沉池及缺氧池、厌氧段处理，按降低25考虑，则进入曝气池的污水，其BOD5值（S）为S150（125）1125MG/L计算去除率，对此，首先按式BOD55（142BXC）71BXC计算EE处理水中的非溶解性BOD5值,上式中C处理水中悬浮固体浓度，取用综合排放一级标准10MG/LEB微生物自身氧化率，一般介于00501之间，取009；X活性微生物在处理水中所占比例，取值04得BOD571009041026MG/L处理水中溶解性BOD5值为102674MG/L去除率1274093393曝气池的计算与各部位尺寸的确定1曝气池按BOD污泥负荷率确定拟定采用的BOD污泥负荷率为03KGBOD5/KGMLSSD但为稳妥计，需加以校核，校核公式NSSEFK2K2值取00230,SE74MG/L,093,F750MLSV代入各值，BOD5/KGMLSSDNS023740513KG9计算结果确证，NS取015是适宜的2确定混合液污泥浓度（X）根据已确定的NS值，查相关资料得相应的SVI值为50150，取值120根据式XRR1SVI06X曝气池混合液污泥浓度R污泥回流比取R12,R50，代入得XMG/LRR1SVI063051263确定曝气池容积，由公式代入各值得NSXQSVM33025461根据活性污泥的凝聚性能，混合液污泥浓度（X）不可能高于回流污泥浓度（XR）。MG/L102RSVI1066RXXR（4）剩余污泥量确定污泥龄3EMAXS113025741069745CCQBVXFD（5）确定曝气池各部位尺寸名义水力停留时间M4V1632T760QH以最大流量进行计算。实际水力停留时间S4MAXV296T181R105H设两座曝气池，每座容积为347VM池深H25M,则每座面积239625AH采用每格采用三廊道式推流式曝气池，廊道宽B1M,则每座曝气池长度963LB校核3122508461BHL介于介于取超高05M，则池总高为1638/745CKGDH250530M310配水井3101设计参数设计流量0301M3/H水斗个数2个堰上水头0219M堰顶厚度10M堰高05M堰宽10M流量系数033配水漏斗上口口径15M3102设计计算在污水行进的过程中不可避免的遇到分流的现象，此时则需设置配水井，配水井不只起到分流的作用，而且还具有减压及均匀水质的功能。为此必要时必须设置配水井。（1）进水管管径D1配水井进水管的设计流量为M3/S，当进水管管径为AX01Q时，查水力计算表，得知V038M/S10M/S，满足设计要求。10MD（2）矩形宽顶堰进水从配水井底中心进入，经等宽堰流入2个水斗再由管道接入2座后续构筑物，每个后续构筑物的分配水量为M3/S。配水采用矩形宽顶溢流015Q堰至配水管。（3）堰上水头H因单个出水溢流堰的流量为M3/S，一般大于100L/S采用矩形堰，015Q小于100L/S采用三角堰，所以本设计采用矩形堰（堰高H取05M）。矩形堰的流量GHBQ20式中Q矩形堰的流量，M3/S；H堰上水头，M；B堰宽，M，取堰宽B10M；M0流量系数，通常采用03270332，取033。112332005029M98QGB（4）堰顶厚度B根据有关实验资料，当时，属于矩形宽顶堰。15H取B10M，这时，所以，该堰属于矩形宽顶堰。04729（5）配水管管径D2设配水管管径D21000MM，流量M3/S，查水力计算表，得知流速Q15V038M/S06M/S。（6）配水漏斗上口口径D按配水井内径15倍设计，D15D11510001500MM311二沉池3111设计参数设计进水量333MAX1320610801ZMMHSQDK座数3座（中央进水辐流式沉淀池）表面负荷QB范围为0515M3/M2H，取Q10M3/M2H水力停留时间（沉淀时间）T15H3112设计计算（1）沉淀池面积按表面负荷计算M2MAX260314BQANQ（2）沉淀池直径46D有效水深为H1QBT151015M4M（介于612）1485D（3）贮泥斗容积为了防止磷在池中发生厌氧释放，故贮泥时间采用TW2H，二沉池污泥区所需存泥容积3MAX21X2105835416WRTRQVMN（）（）设池边坡度为002，进水头部直径为2M，则H42140051942DRH4沉淀池底坡落差，M锥体部分容积为222341114VRR09431258M3另需一段柱体装泥，设其高为H3，则2568M1（4）二沉池总高度取二沉池缓冲层高度H503M，超高为H203M则二沉池总高度HH1H2H3H4H515031430199403373M则池边总高度为HH1H2H3H5150314303353M（5）校核堰负荷径深比13521463M0DH在612之间，符合要求。堰负荷108356/29/N42QLSSD双边进水即可。（1）辐流式沉淀池设计计算草图如图5所示。H1H2H4H5H3DI002R图34辐流式沉淀池计算草图312消毒池333MAX1320610801ZMMQHSDK3121设计参