第十二章城市污水厂的设计

1、第十二章城市污水处理厂的设计一、概述1、城市污水的组成与水质特征2、城市污水处理厂设计水质SSQaS10003、城市污水处理厂设计水量（1）平均流量（2）设计流量 应该注意，污水处理厂中哪些构筑物按平均流量计算，哪些构筑物按设计流量计算。二、设计步骤1、设计的前期工作（1）预可行性研究（项目建议书）（2）可行性研究（设计任务书）概述工程方案工程投资估算和资金筹措工程远近期结合问题工程效益分析工程进度安排存在问题及建议附图及附件2、扩大初步设计（1）设计说明书p 本设计依据p 其他有关文件p 城市概况与自然条件资料p 工程设计（2）工程量（3）材料与设备量（4）工程概算书（5）图纸3、施工图设计

2、污水处理工程所需设计资料n 城市规划资料n 气象资料n 水文地质资料n 给水排水设施现状资料n 供电资料n 有关编制概算和组织施工方面的资料n 有关法规的资料设计资料的收集与调查城市规划资料城市的总体规划决定了城市的性质、城市的布局及发展方向、城市的规模、城市的发展速度。城市总体规划包括人口、居住建筑标准、道路、河流、工业布局及生产规模、近期及远期的划分，城市水厂的位置、处理规模、处理流程、工艺流程等。设计时必须要取得城市地形资料，包括城市地形（比例尺1：50001：10000），城市水厂附近地形（比例尺1：20001：5000）。气象资料n 气温（历年最热月、最冷月及正常月的平均气温、年最高

3、和最低气温、逐年各月平均气温）n 湿度（蒸发量、相对湿度）n 降雨量（最高年降雨量、平均年降雨量、暴雨强度公式）n 土壤冰冻资料（平均冰冻深度、最大冰冻深度）n 风向（常年主导风向、风向玫瑰）给水排水设施现状资料 包括：城市水源概况、取水方式、净水工艺流程、管网系统及布局、供水范围及水质、水量、水压情况、城市现有雨水管道系统、污水管道系统及管道走向、排水口位置等。水文地质资料n 地表水（洪水位、常水位、最低水位、河流平均流速、最大流量等）n 地下水（含水层厚度与分布、水位变化、地下水最高水位、水质情况）n 地质资料（水处理厂址区的地质钻孔柱状图、地质承载能力、低下水位、不良地质情况、地震强度等

4、）有关编制概算和组织施工方面的资料 包括：当地建筑材料、设备供应、租地、征地、青苗补偿、拆迁补偿办法、有关编制概算的定额资料、地区差价、间接费用定额、运输费和施工组织力量等。有关法规的资料 包括：国家的有关法律、法规、规范和标准；地方的有关规定、条例和标准。供电资料 包括：城市供电部门的要求、供电的电源电压、电源的可靠程度、对大型电机启动的要求、通讯和调度的要求、计量要求及电费收取办法。 设计人员接到设计资料后，应对设计资料进行整理、核实，必要时应深入现场，了解实地情况，搜集补充有关资料。 现场查勘的步骤为：n 了解设计任务书的要求，内容和已知资料n 熟悉城市规划，城市地形，列出查勘提纲n 现

5、场查勘、访问、收集有关资料n 向当地管理部门汇报查勘情况，听取意见三、城市污水处理厂厂址的选择污水处理厂厂址选择应遵循以下原则：1、应与选定的出水处理工艺相适应，如选定稳定塘或土地处理工艺，必须有适当的闲置土地面积。2、无论采用什么处理工艺，都应尽可能不占良田和少占农田。3、厂址必须位于集中给水水源下游，并应设在城区的下游和夏季主导风向的下风向，与居民区距离不小于300m。4、污水处理厂要和受纳水体靠近并满足防洪问题，出水回用的要考虑靠近回用水点。排污口距水源距离大于500m，不能回流。5、充分利用地形，随坡顺势建设污水处理厂，节省能量。6、要考虑污水处理厂的建设位置的工程地质情况，以节省造价

6、，方便施工。7、根据城市总体规划，考虑远期发展的可能性，有扩建的余地。四、污水处理工艺流程的选定1.处理工艺流程选定应考虑的因素（2）工程造价与运行费用（3）当地的各项条件（4）原污水的水量与污水流入工况 按照国家有关排放标准计算按照建设单位实际要求按照受纳水体的要求通过计算比较，按照要求最严格的处理程度进行设计。（1）污水处理程度2.城市污水处理工艺的典型流程（1）预处理 格栅沉砂沉淀 格栅沉砂水解 格栅沉砂混凝沉淀 格栅沉砂混凝气浮（2）生物处理 传统活性污泥处理工艺 A-O、A-A-O脱氮除磷工艺 A-B法 SBR工艺及其改进工艺CASS、UNITANK等 氧化沟处理工艺 厌氧好氧工艺

7、生物接触氧化工艺五、污水处理厂的平面布置与高程布置1、污水处理厂的平面布置污水处理厂平面布置一般原则： (1)按功能分区，配置得当 主要是指对生产、辅助生产、生产管理、生活福利等各部分布置，要做到分区明确、配置得当而又不过分独立分散。既有利于生产，又避免非生产人员在生产区通行或逗留，确保安全生产。在有条件时(尤其建新厂时)，最好把生产区和生活区分开，但两者之间不必设置围墙。(2)功能明确、布置紧凑 首先应保证生产的需要，结合地形、地质、土方、结构和施工等因素全面考虑。布置时力求减少占地面积，减少连接管(渠)的长度，便于操作管理。(3)顺流排列，流程简捷 指处理构(建)筑物尽量按流程方向布置，避

8、免与进(出)水方向相反安排；各构筑物之间的连接管(渠)应以最短路线布置，尽量避免不必要的转弯和用水泵提升，严禁将管线埋在构(建)筑物下面。目的在于减少能量(水头)损失、节省管材、便于施工和检修。(4)充分利用地形，平衡土方，降低工程费用 某些构筑物放在较高处，便于减少土方，便于放空、排泥，又减少了工程量，而另一些构筑物放在较低处，使水按流程按重力顺畅输送。(5)必要时应预留适当余地，考虑扩建和施工可能(尤其是对大中型污水处理厂)。 (6)构(建)筑物布置应注意风向和朝向 将排放异味、有害气体的构(建)筑物布置在居住与办公场所的下风向；为保证良好的；自然通风条件，建筑物布置应考虑主导风向。污水处

9、理工程设施组成（1）生产性构（建）筑物：分为污水、污泥处理设施。 污水处理设施：包括污水总泵站、格栅间、沉砂池、初沉池、曝气池、二沉池、消毒池、鼓风机房、污泥回流泵房、加氯间和氯库等。 污泥处理设施：包括浓缩池、贮泥池、消化池、脱水机房、沼气贮柜、沼气压缩机房等。（2）辅助设施：分为生产和生活辅助设施。 生产辅助设施：包括综合办公楼（含化验室、中心控制室）、仓库、车库、机修间、晒砂场、污泥堆场、管配件场。 生活辅助设施：包括食堂、浴室、锅炉房、值班宿舍、门卫室。（3）各类管道： 厂区管道包括污水工艺管道、污泥工艺管道、空气管道、沼气管道、超越管道、上清液回收管道、厂区给水管道、排水管道、加药管

10、。（4）其它设施： 其他设施有道路、绿化、照明、围墙、大门。污水厂平面布置的要求（1）在各处理构筑物之间，设有贯通、连接的管、渠。此外，还应设有能够使各处理构筑物独立运行的管、渠，当某一处理构筑物因故停止工作时，其后接处理构筑物仍能够保持正常的运行。（2）应设超越全部处理构筑物，直接排放水体的超越管。（3）在厂区内还应设有空气管路、沼气管路、给水管路及输配电线路。这些管线有的敷设在地下，但大都在地上，对它们的安排，既要便于施工和维护管理，又要紧凑，少占用地。（4）污水厂内的辅助建筑物有集中控制室、变电所、机修间、仓库、浴池、食堂、宿舍、综合楼等。它们是污水处理厂不可缺少的组成部分。（5）辅助建

11、筑物建筑面积的大小应按具体情况与条件而定。辅助建筑物的位置应根据方便、安全等原则确定。（6）生活居住区、综合楼等建筑物应与处理构筑物保持一定距离，并应位于厂区夏季主风向的上风向。（7）操作工人的值班室应尽量布置在使工人能够便于观察各处理构筑物运行情况的位置。（8）布置管线时，管线之间及其他构(建)筑物之间，应留出适当的距离，给水管或排水管距构(建)筑物不小于3m；给水管和排水管的水平距离，当d200mm时，不应小于1.5m，当d200mm时不小于3m。（9）平面布置时应安排充分的绿化地带，改善卫生条件，为污水厂工作人员提供优美的环境。但曝气池、沉淀池等露天水池周围不宜种植乔木，以免落叶入池内。

12、（10）道路布置：在污水处理厂内应合理的修建道路，方便运输，要设置通向各处理构筑和辅助建筑物的必要通道，通道的设计应符合：主要车行道的宽度：单车道为34m，双车道为67m，并应有回车道。车行道的转弯半径不宜小于6m。人行道的宽度为1.52m。通向高架构筑物的扶梯倾角不宜大于45。天桥宽度不宜小于1m。污水厂管线的布置 污水工艺管道污水经总泵站提升后，按照处理工艺流经各个处理构筑物后排入水体。 污泥工艺管道污水厂在处理污水的同时，也要处理产生的污泥。污泥来自初沉池和污泥回流泵房，按照工艺经各个处理构筑物处理后运出场外。 厂区排水管道厂区排水管道系统包括四部分，构筑物上清液和溢流管、构筑物放空管、

13、各建筑物排水管、厂区雨水管。这些污水的污染物浓度很高，不能直接排放，设计中收集后接入泵前集水池继续进行处理。 空气管道空气管道由鼓风机房至曝气池和曝气沉砂池。 沼气管道消化池产生的沼气一部分通过沼气压缩机对一级消化池采用沼气循环搅拌，另一部分送入锅炉房燃烧，供消化池本身加热及处理厂采暖。 超越管道考虑到事故检修时不影响污水厂运行，对沉砂池、初沉池、活性污泥系统、消毒接触池等主要处理工艺分别设置超越管道。 加氯管为了防止管道腐蚀，加氯管采用塑料管，管道安装在管沟内，上设活动盖板以便检修。 厂区给水管道和消防栓布置由厂外接入送至各建筑物用水点。厂区内每隔120m间距设置1个室外消火栓。GASGAS

14、GASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGAS

15、GASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGASGAS2、污水处理厂的高程布置污水流经各处理构筑物的水头损失污水流经连接前后两处理构筑物管渠的水头损失污水流经计量水设备的水头损失污水处理厂高程布置的主要任务（1）确定各处理构筑物及泵房的标高；（2）确定处理构筑物之间连接管渠的尺寸及其标高，（3）通过计算各确定部位的水面标高，从而能够使污水沿处理流程在处理构筑物之间

16、通畅地流动，保证污水处理厂的正常运行。污水厂高程布置的原则（1）计算管道沿程损失、局部损失，各处理构筑物、计量设备及联络管渠的水头损失；考虑最大时流量、雨天流量和事故时流量的增加，并留有一定的余地；还应考虑当某座构筑物停止运行时，与其并联运行的其余构筑物及有关的连接管渠能通过全部流量。（2）考虑远期发展，水量增加的预留水头。（3）避免处理构筑物之间跌水等浪费水头的现象，充分利用地形高差，实现自流。（4）在计算并留有余量的前提下，力求缩小全程水头损失及提升泵站的扬程，以降低运行费用。（5）应尽可能使污水处理工程的出水管渠高程不受水体洪水顶托，并能自流。（包括重力排放和提升排放两种情况）（1）污水

17、高程控制点位的选定p 以受纳水体最高洪水位为控制点标高，反推计算；p 以受纳水体常水位为控制点标高，反推计算，洪水位时泵站提升外排；p 考虑土方平衡，以曝气池中间水位为控制点标高，向两边推算。（2）选择距离最长，水头损失最大的流程进行水力计算；（3）以近期最大流量作为设计流量（4）高程布置尽量利用地形坡度，减小工程量；（5）考虑构筑物池体放空要求和施工难度，构筑物埋深不宜过大；（6）尽量减少工艺流程中的提升次数；污水高程布置的方法污泥高程布置（1）污泥管道水头损失85. 117. 1)(49. 2HfCvDLh重力管道沿程损失：一般采用0.010.02的管道坡降管道局部损失： gvhi22式中

18、：CH污泥浓度系数，查表计算； D污泥管管径（m）； L管道长度（m）； v管内流速（m/s）； 局部阻力系数，查表计算。 压力管道沿程损失： （2）污泥处理构筑物的水头损失 当污泥以重力流排出池体时，污泥处理构筑物的水头损失以各构筑物的出流水头计算，初沉池、浓缩池、消化池一般取1.5m，二沉池一般取1.2m。 （3）污泥高程布置 污泥高程计算的顺序是：由初沉池液面高程推算贮泥池液面高程，再由贮泥池液面高程反推浓缩池液面高程；由脱水机房高程，再推算一级消化池高程和二级消化池高程；确定二沉池至浓缩池的污泥泵提升高度；确定贮泥池至一级消化池的污泥泵提升高度。六、污水处理厂的配水与计量1、处理构筑物

19、之间连接管渠的设计 从便于维修和清刷的要求考虑，连接污水处理构筑物之间的管渠，以矩形明渠为宜，明渠多由钢筋混凝土制成，也可采用砖砌，必要时或在必要部位，也可以采用钢筋混凝土管或铸铁管。在寒冷地区，为了防止冬季污水在明渠内结冻，在明渠上加设盖板。为了防止污水中的悬浮物在管渠内沉淀，污水在明渠内必须保持一定的流速。在最大流量时，流速可介于1.0-1.5m/s之间，在最低流量时，流速不得小于0.4-0.6m/s，在管道中的流速应大于在明渠中的流速，并尽可能大于1m/s，因为如在管道中产生沉淀难于清淤，增加维修工作量。2、配水设备 污水处理厂中，同类型、同尺寸的处理构筑物一般都设有两座和两座以上，向它

20、们均匀配水是污水处理厂设计的重要内容之一。若配水不均匀，各池负担不一样，一些构筑物可能出现超负荷，而另一些构筑物则又没有充分的发挥作用。为了实现均匀配水，要设置合适的配水设备。 主要采用阀门井和集配水井3、污水计量设备 准确地掌握污水处理厂的污水量，并对水量资料和其他运行资料进行综合分析，对提高污水处理厂的运行管理水平是十分必要的。为此，应在污水处理系统上设置计量设备。对污水计量设备的要求是精度高、操作简单，不沉积杂物，并且能够配用自动记录仪表。 污水处理厂总处理水量的计量是必要的，总水量的计量设备，一般安装在沉砂池与初次沉淀池之间的渠道上或总出水渠上。如有可能，在每座主要处理构筑物上都应安装

21、计量设备，但这样会使水头损失提高。p计量槽p薄壁堰计量设备七、污水处理厂的验收、运行管理、水质监测与自动控制1、污水处理构筑物的验收 验收工作包括：土建工程方面的验收和安装工程方面的验收。验收时，应查对竣工构筑物是否和施工图纸相符合，核对其尺寸，检查其管道、孔洞位置，注意其施工质量（如混凝土池壁等是否有蜂窝或其他隐患），将构筑物注满清水，以检查其是否漏水，沉淀池的堰口是否水平、光洁等。应注意各构筑物的细部，重力流灌渠等的相对标高是否符合要求，可使水沿各构筑物流动。还应有地下管线和其他隐蔽工程的竣工图和验收合格证明。 对安装工程的验收，除一般的管道及设备安装质量检查外，对受压容器（如压缩空气罐、

22、消化气罐等）应作压力试验；对各种运动机械设备及所有仪表，均应检查其是否能正常运行。2、污水处理厂的调试 验收工作结束后，即可进行污水处理构筑物的调试。调试对采用生物处理法的污水厂是必不可少的阶段，其主要工作：一是对某些设备的性能进行测定工作，二是驯化活性污泥（对活性污泥法）或进行所谓“挂膜”工作（对生物膜法）。 在有条件时，最好能对污水处理厂的主要构筑物及其设备的性能进行测定。设备（如曝气叶轮、布气器等）的充氧能力或氧的利用率等的测定，是近年来各处理厂投产前常进行的测定项目。 在单池调试的基础上，应进行全厂性联动调试。3、污水处理厂的运行管理 对污水处理厂的运行，要切实做好控制、观察、记录与水

23、质分析监测工作，是提高技术管理水平的重要而又必须的手段，对提高我国污水处理厂的设计、运行水平也有积极的现实意义。控制与观察记录的内容主要为：（1）处理的污水量（2）污泥产量或污泥处理量及消化气产量（3）空气、蒸汽（或热水）、药剂耗用量（4）生产耗电量（5）各处理构筑物及整个污水处理厂的处理效果。必须对进水和出水定期地作水质分析或自动连续记录，分析项目要能反映处理效果和水质对运行的影响。4、污水处理厂的水质监测 水质监测是每座污水处理厂每日例行的工作。污水处理厂必须设有设备齐备的水质监测中心。每日对每座处理构筑物的水温、pH值、电导率、溶解氧、COD、BOD、TOD、TOC、氨氮以及曝气池内混合

24、液浓度（MLSS）等参数进行测定，并行记录。由于在城市污水中工业废水多占有一定的比例，工业废水往往含有有毒有害物质，如重金属等，这些物质在城市污水中多是微量的或超微量的，对这些物质的监测只能使用仪器才能取得较为精确的结果。因此，有条件的污水处理厂还应当设置能够监测这些物质的仪器如：气相色谱仪、原子吸收仪等。5、污水处理厂运行的自动控制 对污水处理厂的运行采用自动监测、自动记录、自动操作、调节及集中控制等技术，是提高技术管理水平的重要途径与发展方向。采用电视设备对水泵机组等运转机械实行集中显示；利用计算机对最优化生产过程进行控制与调节。如曝气池的空气量最有调节系统，与水质、水量、回流污泥的质与量

25、、溶解氧含量等参数有关，可以根据污水处理厂的运行数据与理论推导建立数学模型，输入计算机，然后由计算机实现调节。八、城市污水处理厂的设计举例（物化或生物处理）城市污水格栅沉砂池初沉池生物处理单元二沉池消毒接触池排放贮泥池污泥消化池污泥脱水排放污泥浓缩池城市污水处理工艺流程1、设计水量、水质及处理程度n 设计水量：6.2万吨/日，变化系数1.39n 设计进水水质： COD 300mg/L；BOD 286mg/L；SS 407mg/Ln 设计出水水质： COD 60mg/L；BOD 20mg/L；SS 20mg/Ln 处理程度计算 COD 80%；BOD 93%；SS 95%2、格栅及其设计vhNb

26、Qnsin（1）格栅间隙数 n格栅栅条间隙数（个）；Q设计流量（m3/s）；格栅倾角（）； N设计的格栅组数（组）； 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）。 设计中取h=0.8m，v=0.9m/s，b=0.02m，a=60o，N=2，Q=0.996m3/s则计算得到n=30个。（2）格栅槽宽度 设计中取S=0.015m，则计算得B=1.04m。B=S(n1)+bn式中 B格栅槽宽度（m）； S每根格栅条的宽度（m）。（3）进水渠道渐宽部分的长度111tg2aBBl 设计中取B1=0.9m，a1=20o，计算得l1=0.20m。式中 l1进水渠道渐宽部分的长度

27、（m）； B1进水明渠宽度（m）； a1渐宽处角度（），一般采用10-30；（4）出水渠道渐窄部分的长度 212ll 则则l2=0.10m。（5）通过格栅的水头损失 sin22341gvbSkh设计中取设计中取=2.42=2.42，得到，得到h h1 1=0.18m=0.18m。式中 h1水头损失（m）； 格栅条的阻力系数，查表=1.672.42； k格栅受污物堵塞时的水头损失增大系数，一般采用k=3。 （6）栅后明渠的总高度 H=h+h1+h2式中 H栅后明渠的总高度(m)； h2明渠超高（m），一般采用0.3-0.5m。设计中取设计中取h h2 2=0.30m=0.30m，得到，得到H=1

28、.28mH=1.28m。tg0 . 15 . 0121HllL（7）栅槽总长度 式中 L格栅槽总长度（m）； H1栅前明渠的深度（m）。 设计中设计中H H1 1=0.8+0.3=1.10m=0.8+0.3=1.10m，得到，得到L=2.54mL=2.54m。（8）每日栅渣量计算 设计中取设计中取W W1 1=0.05=0.05，得到，得到W=3.1mW=3.1m3 3/d0.2m/d0.2m3 3/d/d。采用机械格栅除污机。采用机械格栅除污机。1000864001WQW 式中 W每日栅渣量（m3/d）； W1每日每103m3污水的栅渣量（m3/103m3污水），一般采用0.04-0.06m

29、3/103m3污水。10010003、沉砂池及其设计（1 1）沉砂池有效容积）沉砂池有效容积以曝气沉砂池为例，介绍其设计过程。以曝气沉砂池为例，介绍其设计过程。（沉砂池设（沉砂池设2 2组，每组设计流量组，每组设计流量0.498m0.498m3 3/s/s）QtV60式中 V沉砂池有效容积（m3）; Q设计流量（m3/s）； t停留时间（min），一般采用1-3min。 设计中取设计中取t=2mint=2min，Q=0.498mQ=0.498m3 3/s,/s,得到得到V=59.76mV=59.76m3 3。（2 2）水流过水断面积）水流过水断面积1vQA式中 v1水平流速（m/s），一般采用

30、0.06-0.12m/s。 设计中取水平流速设计中取水平流速v v1 1=0.1m/s,=0.1m/s,得到得到A=4.98mA=4.98m2 2。（3 3）沉砂池宽度）沉砂池宽度式中 h2沉砂池有效水深（m），一般采用2-3m。设计中取设计中取h h2 2=2.0m=2.0m，得到，得到B=2.49mB=2.49m。B/hB/h2 2=1.252,=1.252,满足要求。满足要求。（4 4）沉砂池长度）沉砂池长度 计算得到计算得到L=12mL=12m。2hAB AVL （5 5）每小时所需空气量计算）每小时所需空气量计算Qdq3600式中 q每小时所需的空气量（m3/h）； d每m3污水所需

31、空气量（m3/m3污水），一般采用0.1- 0.2m3/m3污水。 设计中取设计中取d=0.2md=0.2m，得到，得到q q =358.56m=358.56m3 3/h/h。（单池所需气量）（单池所需气量）（6 6）沉砂室所需容积）沉砂室所需容积61086400TXQV式中 X城市污水沉砂量（m3/106m3污水），一般采用 30m3/106m3污水； T清除沉砂的间隔时间（d），一般取1-2d。设计中取设计中取T=2dT=2d，得到，得到V V =3.72m=3.72m3 3。（7）沉砂室形式设计（8）进水渠道设计（9）出水装置设计（10）排砂装置与设备集 浮 渣 槽 深1m8201500

32、150072020020041700810001200022750631.300632.000至 沉 砂 处 理 间633.7051-1剖 面 图2632.755632.155635.855634.005635.655635.7551637.355635.555636.05521DN300 L=8450套90弯 头空 气 总 管穿 孔 管J41F型 截 止 阀200200 720150050072DN1000图 例污 水 管 道排 渣 管 道空 气 管 道集 浮 渣 管至 初 沉 池5987闸 阀45613钢 管钢 管1.本 图 单 位 标 高 以 米 计 ， 其 余 以 毫 米 计 。2.本

33、 图 平 面 位 置 见 02图 。3.采 用 普 通 穿 孔 管 曝 气 。说 明DN80 L=310R=100DN170DN40 DN170DN900DN800个个米212.7511.45米米米个38587.5名 称720浮 渣 排 放 管HZ系 列 方 形 闸 门主 要 材 料 设 备 一 览 表634.530632.000来 自 鼓 风 机 房序 号11920500632.000635.355635.4553100636.7253632.000632.6002-2剖 面 图规 格 及 型 号1000 1000数 量单 位个2192072066805009350350637.025638

34、.525694、初沉池及其设计（1 1）沉淀池表面积）沉淀池表面积以平流沉淀池为例，介绍其设计过程。以平流沉淀池为例，介绍其设计过程。（沉淀池设（沉淀池设2 2组，每组设计流量组，每组设计流量0.498m0.498m3 3/s/s）式中 F沉淀池表面积（m2）; q表面负荷（m3/m2h），一般采用1.5-3.0m3/m2h。设计中取设计中取q q=2=2，得到，得到 F=896.4m F=896.4m2 2。qQF3600（2 2）沉淀部分有效水深）沉淀部分有效水深h2=qt 式中 t沉淀时间(h)，一般采用1.0-2.0h. 设计中取设计中取t=1.5ht=1.5h，得到，得到 h h2

35、2=3.0m=3.0m。（3 3）沉淀池长度）沉淀池长度L=3.6vt 式中 v设计流量时的水平流速(mm/s),一般采用v5mm/s. 设计中取设计中取v=5mm/sv=5mm/s，得到，得到 L=27m L=27m。（4 4）沉淀池宽度）沉淀池宽度B=F/L计算得到计算得到 B=33.2m B=33.2m。沉淀池设沉淀池设7 7格，每格宽度为格，每格宽度为4.74m4.74m，取为，取为4.8m4.8m。（5 5）校核长宽比及长深比）校核长宽比及长深比长宽比为长宽比为5.65.6，大于，大于4 4，满足要求。，满足要求。长深比为长深比为9 9，满足，满足8-128-12之间的要求。之间的要

36、求。（6 6）污泥部分所需容积）污泥部分所需容积6022110)100(10086400)(npKTCCQV式中 Q设计流量（m3/s）； C1进水悬浮物浓度（mg/L）； C2出水悬浮物浓度（mg/L），一般采用沉淀效率 =40%-60%； K2生活污水量总变化系数； 污泥容重（t/m3），约为1； p0污泥含水率（%）。 设计中取每次排泥间隔时间设计中取每次排泥间隔时间T=1dT=1d，污泥含水率，污泥含水率P P0 0=97%=97%，沉淀池的，沉淀池的沉淀效率沉淀效率=50%=50%，出水悬浮物浓度，出水悬浮物浓度C C2 2=100%=100%50%50%C C1 1=0.5=0.5

37、C C1 1 计算得计算得 V=210mV=210m3 3。则每格沉淀池所需污泥贮存容积。则每格沉淀池所需污泥贮存容积30m30m3 3。（7）污泥斗设计（8）沉淀池总高度（9）进水渠道（穿孔花墙）（10）出水堰设计（2.9L/ms）（11）沉淀池排泥（12）排泥设备集配水井工艺图5、曝气池及其设计（1 1）污水处理程度计算）污水处理程度计算 假定一级处理对BOD5的去除率为25%，则进入曝气池中污水的BOD5浓度为：污水经二级处理后，出水中BOD5浓度小于20mg/L，由此确定污水处理程度。 计算得到曝气池进水中计算得到曝气池进水中BODBOD5 5浓度为浓度为214.5mg/L214.5m

38、g/L， =90.7%=90.7%。以传统的活性污泥法为例，介绍其设计过程。以传统的活性污泥法为例，介绍其设计过程。%)251 ( YaSS（2 2）BODBOD5 5- -污泥负荷率污泥负荷率 fSKNeS2式中：NSBOD5-污泥负荷率，kgBOD5/kgMLSS.d； K2有机物最大比降解速度与饱和常数的比值， 一般采用0.01680.0281之间； Se 处理后出水中BOD5浓度，mg/L；按要求应小于20mg/L； f MLVSS/MLSS值，一般为0.70.8； BOD5的去除率，为90.7%。取取k2=0.02，Se=20mg/L，f=0.75，计算得到，计算得到 NS =0.3

39、3。（3 3）曝气池内混合液污泥浓度计算）曝气池内混合液污泥浓度计算SVIRrRX)1 (106式中：X混合液污泥浓度，mg/L； R污泥回流比，一般采用25%75%； r系数； SVI污泥容积指数，根据NS，查图得SVI =120。设计中取设计中取R=50%,r=1.2,R=50%,r=1.2,计算得到计算得到 X X =3333.3mg/L.=3333.3mg/L.（4 4）曝气池的有效容积）曝气池的有效容积XNQSSaV式中：V曝气池有效容积，m3； Q曝气池的进水量，m3/d；按平均流量计算； Sa曝气池进水中BOD5浓度值，mg/L。设计中设计中Q=62000,Sa=214.5,Q=

40、62000,Sa=214.5,计算得到计算得到 V V =12090m=12090m3 3. .（5 5）单座曝气池面积）单座曝气池面积曝气池个数不应少于2个，本设计中取2个，则每组曝气池的有效容积12090/2=6045m3。单座曝气池面积：HVF1式中：F单座曝气池表面积，m2； H曝气池的有效水深，m。设计中取曝气池的有效水深设计中取曝气池的有效水深H =4.2mH =4.2m，则，则 F=1439m F=1439m2 2。（6 6）曝气池长度）曝气池长度BFL 式中：L曝气池长度，m； B曝气池宽度，m。 设计中取曝气池宽度设计中取曝气池宽度B =5.0mB =5.0m，则，则 L=2

41、88m L=288m。共设。共设7 7廊道，每廊廊道，每廊道长道长41.1m41.1m，取为，取为42m42m。 （7 7）曝气池总高度）曝气池总高度设计中取设计中取 h=0.5m h=0.5m，则，则 H=4.7m H=4.7m。H总=H+h式中：H总曝气池总高度，m； h曝气池超高，m；一般取0.30.5m。污 泥 回 流 管污 泥 回 流 管进 水 管 （ 来 自 初 沉 池 ）后 配 水 渠前 配 水 渠出 水 去 二 沉 池中 间 配 水 渠来 自 鼓 风 机 房空 气 干 管（8 8）曝气池进水系统）曝气池进水系统 初沉池出水通过DN1200mm管道送入曝气池进水渠道，然后向两侧配

42、水 最大流量时，污水在渠道内的流速为：12NbhQvS 式中： v2污水在渠道内的流速，m/s； b渠道的宽度，m； h1渠道内的有效水深，m。 设计中取设计中取 b=1.0m b=1.0m，h h1 1=1.0m=1.0m，则，则v v2 2=0.498m/s=0.498m/s 曝气池采用潜孔进水，所需孔口总面积为：3NvQAS式中：A所需孔口总面积，m2； v3孔口流速，m/s；一般取值为0.21.5m/s。设计中取设计中取 v v3 3=0.4m/s=0.4m/s，则，则 A=1.25m A=1.25m2 2。每个孔口尺寸。每个孔口尺寸0.50.50.5m0.5m，共，共5 5个。个。0

43、.003.204.70曝气池底进水渠道底3.65进水孔0.5x0.5m（9 9）曝气池出水系统）曝气池出水系统 曝气池出水采用矩形薄壁堰，跌落出水，堰上水头为：32211)2(gmbQH 式中：H1堰上水头，m； Q1曝气池内总流量，m3/s；指污水最大流量（0.996 m3/s） 和回流污泥量（0.71750% m3/s）之和； m 流量系数，一般取值为0.40.5； b2堰宽，m；等于曝气池宽度。设计中取流量系数 m=0.4，堰宽b2=5.0m，则H1=0.18m。 两组曝气池的出水管管径为1000mm，汇成一条直径为1300mm的总管，送往二次沉淀池，总管内的流速为0.75m/s。（10

44、10）曝气池中其他管道设计）曝气池中其他管道设计 1）中位管 曝气池中部设中位管，在活性污泥培养驯化时排放上清液。中位管管径为600mm。 2）放空管 曝气池在检修时，需要将水放空，因此应在曝气池底部设放空管，放空管管径为500mm。3）污泥回流管 二沉池的污泥需要回流至曝气池首端，因此应设污泥回流管，污泥回流管管径为500mm。4）消泡管 在曝气池隔墙上设置消泡水管，管径为DN25mm，管上设阀门。消泡管是用来消除曝气池在运行初期和运行过程中产生的泡沫。5）空气管 曝气池内需设置空气管路，并设置空气扩散设备，起到充氧和搅拌混合的作用。详细内容见后。（1111）曝气池需氧量计算）曝气池需氧量计

45、算VrVXbQSaO2式中：O2混合液需氧量，kgO2/d； a活性污泥微生物每代谢1kgBOD所需的氧气kg数；对于生 活污水，a值介于0.420.53之间； Q污水的设计流量，m3/d； Sr被降解的BOD浓度，g/L； b每1kg活性污泥每天自身氧化所需要的氧气kg数； b值介于0.1880.11之间； XV挥发性总悬浮固体浓度，g/L。设计中取设计中取a a=0.5=0.5，b b=0.15=0.15，则，则 O O2 2=537kg/h=537kg/h。最后计算供气量为最后计算供气量为21230.6m21230.6m3 3/h/h。（也可按气水比进行估算）（也可按气水比进行估算）（1

46、212）空气管路计算）空气管路计算 选择一条从鼓风机房开始最长的管路作为计算管路。在空气流量变化处设计算节点，统一编号后列表进行空气管路计算，根据计算结果，空气管道系统的总压力损失为： kPaPahh453. 11 .14538 . 928.148)(21网状膜空气扩散器的压力损失为5.88kPa，则总压力损失为：5.88+1.453=7.333kPa为安全计，设计取值9.8kPa。（1313）鼓风机选择）鼓风机选择 空气扩散装置安装在距离池底0.2m处，曝气池有效水深为4.2m，空气管路内的水头损失按1.0m计，则空压机所需压力为： P=（4.2-0.2+1.0）9.8=49kPa 鼓风机供

47、气量：min/8 .353/6 .2123033maxmhmGs 根据所需压力及空气量，选择RE-250型罗茨鼓风机，共6台，该鼓风机风压49kPa，风量75.8m3/min。正常条件下，4台工作，2台备用；高负荷时，5台工作，1台备用。 6、二沉池及其设计（1 1）沉淀池表面积）沉淀池表面积以辐流沉淀池为例，介绍其设计过程。以辐流沉淀池为例，介绍其设计过程。（沉淀池设（沉淀池设2 2组，每组设计流量组，每组设计流量0.498m0.498m3 3/s/s）式中 F沉淀池表面积（m2）; q表面负荷（m3/m2h），一般采用0.5-1.5m3/m2h。设计中取设计中取q q=1.4=1.4，得到

48、，得到 F=1280m F=1280m2 2。qQF3600（2 2）沉淀池直径）沉淀池直径计算得到计算得到 D=40.4m D=40.4m。FD4（3 3）沉淀池有效水深）沉淀池有效水深tqh2式中 h2沉淀池有效水深（m）； t沉淀时间（h），一般采用13h。设计中取设计中取 t=2.5h t=2.5h，得到，得到 h h2 2=3.5m=3.5m。（4 4）污泥部分所需容积）污泥部分所需容积NXXXQRVr)+(21)+1 (2=01式中 Q0-平均流量；X-污泥浓度；Xr-二沉池排泥浓度。经计算得到经计算得到 V V1 1=1936m=1936m3 3。应采用连续排泥方式。应采用连续排

49、泥方式。（5 5）沉淀池的进、出水管道设计）沉淀池的进、出水管道设计n 进水管：流量应为设计流量+回流量，管径计算为900mmn 出水管：管径计算为800mmn 排泥管：管径为500mm（6 6）出水堰计算）出水堰计算堰上负荷的校核。规定堰上负荷范围1.5-2.9L/m.s之间。7、消毒接触及其设计（1 1）消毒接触池容积）消毒接触池容积V=Qt消毒接触池设2组，每组3廊道。式中：t消毒接触时间，一般采用30min；计算得每组消毒接触池的容积为计算得每组消毒接触池的容积为896.4m896.4m3 3。（2 2）消毒接触池表面积）消毒接触池表面积F=V/h2式中：h2消毒池有效水深，设计中取为2.5m；计算得