污水处理厂设计指南

水

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课

程

设

计

说

明

书

专业班级：给水排水0412班

姓名：李永志

学号：

指导教师：徐乐中，张天月

完毕时间：2023年12月22日

第一章污水处理厂课程设计任务书

第一节课程设计的目的任务及规定

&1.1课程设计目H勺

1、复习和消化课堂讲授内容；

2、理论与实际相结合，培养分析问题和处理问题的能力；

3、训练设计与制便的基本技能

&1.2课程设计任务

进行某都市污水厂出J初步设计，其任务包括：

1、根据所给日勺原始资料，计算污水厂的设计流量和水质污染浓度;

2、确定污水处理工艺和污泥处理方案；

3、对各处理构筑物进行工艺计算，确定其形式、组数；

4、进行污水厂平面布置和污水、污泥流程图设计。

&1.3课程设计规定

1、设计计算阐明书一份；

2、总平面布置图一张（1：200-1：500）；

3、流程图一张（横向1：200-500,纵向1：50~1：100）；

4、有也许完毕单体构筑物工艺图一张。

第二节设计资料

&2.1基本资料

设计人口:48000A设计人均用水量:240L/（人*天）

三产污水量：lOOOOnrVd工业废水量：23000m3/d

时变化系数：1.30PH值：6.9-7.8平均设计温度：15.51）C

&2.2污水进水状况

进水BOD5:220mg/L进水COD:450mg/L进水SS:230mg/L

进水TN:35mg/L进水TP:6.4mg/L

&2.3出水水质规定

根据中华人民共和国国标《污水综合排放原则》GB8978-1996查得如

下表1。

表1第二类污染物最高容许排放浓度

（1998年1月1后来建设的单位）单位：mg/1

序号污染物合用范围一级原则

1pH一切排污单位6、9

2色度（稀释倍数）一切排污单位50

3悬浮物（SS）城镇二级污水处理厂20

4五日生化需氧量（B0D5）城镇二级污水处理厂20

5化学需氧量（C0D）城镇二级污水处理厂60

6氨氮其他排污单位15

7磷酸盐（以P计）一切排污单位0.5

8兀茶磷一切排污单位0.1

9有机磷农药（以P计）一切排污单位不得检出

第二章污水处理厂工艺设计及计算

第一节污水厂规模确实定

&1.1污水水量确实定

在人类的I生活和生产中，使用着大量的水。水在使用日勺过程中受

到不一样程度H勺污染，变化了原有的化学成分和物理性质，这些水称

为污水或废水。污水也包括雨水及冰雪融化水。污水按来源的不一样,

分为生活污水、工业废水和降水3类。根据设计任务书的设计需要采

用分流制，不考虑雨污合建的状况，污水厂的设计规模按污水量和工

业废水量来确定。

1、生活污水量Q1确实定

根据设计任务书查得设计地区都市人口数N二48000人，设计人

均用水量q=240L/人•d

生活污水量确实定以都市人口数，污水量原则或用水原则乘系

数，一般取k=0.8左右，即生活污水量

QI=k•N•q=0.8X48000X240L/d=9216000L/d=9216m3/d

2、工业废水量Q2确实定

根据设计任务书查得工业废水量Q2=23000m3/d

3、第三产业废水量Q3确实定

根据设计任务书查得工业废水量Q3=10000nf/d

4、设计最高日污水量Qd确实定

设计地区都市最高日污水量Qd为

Qd=Q1+Q2+Q3=(9216+23000+10000)m3/d=42216m3/d

5、设计最高日最高时污水量Qh确实定

根据设计任务书查得设计地区时变化系数Kh=1.30

Qh=KhXQd4-24=l.30X42216/24=2286.7m3/h

&1.2污水厂设计规模确实定

应满足设计地区最高日污水量Qd和设计地区最高日最高时污水

量Qh这样才能真正到达设计污水处理厂口勺设计处理规定，才能保证污

水厂日勺处理负荷在设计处理负荷之内，保证污水厂日勺高效处理能力，

保证污水厂日勺安全运行能力，到达污水处理厂设计规定。

因此：污水厂设计规模为

Qh=2286.7m3/h=635.19/s-640l/s

第二节工艺流程确实定

&2.1都市污水处理厂工艺流程方案的提出

污水处理厂日勺工艺流程系指保证处理水到达所规定的处理程度

时前提下，采用日勺污水处理技术各单元日勺有机组合。

在选定处理工艺流程日勺同步，还需要考虑确定各技术单元构筑物

的型式，两者互为制约，互为影响。污水处理工艺流程选定，重要如

下列各项原因作为根据。

1.污水的处理程度

根据处理水H勺出路和污水H勺水质，确定污水中多种污染物W、J处理程

度。

COD

项目BOD5(mg/1)SS(mg/1)TN(mg/1)TP(mg/1)

(mg/1)

进水220450230356.4

出水206020150.5

清除率90.9%86.7%91.3%57.1%92.2%

2、污水水质和水量的变化状况

除水质外，原污水日勺水量也是选定处理工艺需耍考虑日勺原因，水

质、水量变化较大的污水，应考虑设调整池或事故贮水池，或选用承

受冲击负荷能力较强的处理工艺。工程施工日勺难易程度和运行管理需

要的I技术条件也是选定处理工艺流程需要考虑的原因，地下水位高，

地质条件较差日勺地方，不适宜选用深度大、施工难度高日勺处理构筑物。

3、工程造价和运行费用

工程造价与运行费用也是工艺流程选定的重要原因，当然处理水

应当到达的水质原则是前提条件。这样，以原污水口勺水质、水量及其

他自然状况为已知条件，以处理水应到达的水质指标为制约条件，而

以处理系统最低日勺总造价和运行费用为目的函数，建立三者之间日勺互

相关系。减少占地面积也是减少建设费用的重要措施，从长远考虑，

它对污水处理厂日勺经济效益和社会效益有着重要的影响。

4、当地的各项条件

当地W、J地形、代候等自然条件也对污水处理工艺流程日勺选定具有

一定日勺影响。当地日勺原材料与电力供应等详细问题，也是选定处理工

艺应当考虑的原因。

5、运行管理

对于运行管理水平有限的小型污水处理厂或工业废水处理站，宜

采用操作简朴、运行可靠的处理工艺；对于运行管理水平较高的大型

污水处理厂，应尽量采用处理效率高、净化效果好H勺新工艺。对于地

质条件较差的地区，不适宜采用池体较深、施工难度较大的处理构筑

物。

为了到达上表处理规定，即规定处理工艺既能有效地清除B0D5、

COD、SS等，又能到达脱氮除磷日勺效果。该设计采用A?/。工艺。既有

两种可供选择的工艺流程：①CASS法处理工艺；②厌氧池+氧化沟处

理工艺。

&2.2方案的技术经济比较

图2厌氧池+氧化沟处理工艺

（1）技术比较

两方案的技术比较见下表2。总的来说，这两个方案都比很好，

都能到达规定处理内效果，并且工艺简朴，污泥处理的难度较小，在

技术上都是可行日勺。

表2都市污水处理厂工艺流程方案技术比较表

方案一方案二

（CASS法处理工艺）（厌氧池+氧化沟处理工艺）

长处：长处：

(1)工艺为一间歇式反应器，(1)氧化沟具有独特日勺水力流

在此反应器中活性污泥法动特点，有助于活性污泥W、J

过程按曝气和非曝气阶段生物凝聚作用，并且可以将

不停反复，将生物反应过其工作辨别为富氧区、缺氧

程和泥水分离过程结合在区，用以进行硝化和反硝化

一种池子中进行。作用，获得脱氮口勺效果。

(2)CASS工艺投资和运行费(2)不使用初沉池，有机性悬浮

用低，处理性能高超，尤其是物在氧化沟内能到达好氧

脱氮除磷功能非常好。稳定的程度。

(3)系统稳定性高，对水量水(3)BOD负荷低，类同于活性污

质变化的适应性和操作灵活泥法日勺延时曝气系统。使氧

性强。化沟具有：对水温、水质、

(4)采用多池串联运行，保水量H勺变动有较强H勺适应

证了稳定的处理效果，并且提性；污泥龄(生物固体平均

高了容积运用率。停留时间)一般在18、20d

缺陷：左右，为老式活性污泥系统

(1)CASS工艺的缺陷是各池子的3%倍，可以存活，繁殖

同步间歇运行，人工控制儿世代时间长、增殖速度慢的

乎不也许，全赖电脑控制，微生物硝化菌，在氧化沟中

对处理厂的管理人员素质能产生硝化反应，如运行得

规定很高，对设计、培训、当，氧化沟可以具有较高的

安装、调试等工作规定较严脱氮效果；污泥产率低，且

格。多己到达稳定的程度，勿需

(2)CASS日勺除磷脱氮效果一般再进行消化处理。

要加三氯化铁。加少了没效(4)脱氮效果还能深入提高。由

果，加多了出水又会发黄。于脱氮效果日勺好坏很大一

投加量没控制好有也许还部份决定于内循环量，要提

会影响活性污泥的生物。高脱氮效果势必要增长内

(3)整个工艺系统的水头损失循环量。而氧化沟的内循环

较大。量从理论上说可以是不受

限制出J,从而氧化沟具南较

大的脱氮潜力。

(5)氧化沟只有曝气器和池中

日勺推进器维持沟内的正常

运行，电耗较小，运行费用

更低。

缺陷：氧化沟的占地面积很大。

(2)经济比较

见下表3和表4

表3CASS处理工艺投及估算表

①设备部分投资估算

序号名称数量单价/价格/序号名称数量单价/价格/

万元万元万元万元

1格栅28.016.07反应罐24.59.0

2提高泵42.510.08脱水机26.513.0

3滓水器410.040.09电控部3C.0

分

4污泥泵61.06.010管道及4C.0

附件

5水下曝242.048.011其他2C.0

气机

6污泥浓25.010.0242.0

合计

缩罐

②土建部分投资估算

序号名称数量单价/价格/万序号名称数量单价/价格/

万元元元万元

1集水45.05辅助500m3100050.0

池及用房

泵房

2cass562884002251.56其他20.0

池

3沉砂4020400160.()2533.5

池合计

4闸门7.0

井

③工程总投资估算

项目价格/万元项目价格/万元项目价格/万元

设备部分242.0设计费50.0不可预见费50.0

土建部分2533.5安装费80.0合计3021

测试费15.5综合取费50.0

表4氧化沟处理法工程投资估算明细表

技术经济指标

序估算投资

工程或费用名称单位价值备注

（万元）单位数量

（元）

工程费用

I

粗格栅

12组112

进水泵房

396组1396

细格栅

8组18

平流沉砂池

52组226

厌氧池

650组2325

卡罗塞氧化沟

1040组2520

浓缩池

78组239

贮泥池

78组239

脱水机房

304组1304

加氯间

73组173

消毒接触池

83组241.5

堆料棚

31组131

附属建筑（办公、化验等）

546组1546

工艺设备

1300组11300

平面布置

364组1364

变配电所

486组1486

仪表自控

260组1260

化验设备

195组1195

机修设备1

39组39

通讯设备1

26组26

运送车辆1

156组156

工器具及生产家俱购置1

26组26

外线工程

130组1130

第一部分费用合计6333

其他费用

II

三通一平

83

供电贴费

260

生产职工培训费

26

办公及生活家俱购置费

8

联合试运转费

13

勘查设计费

286

建设单位管理费

143

工程监理费

114

第二部分费用合计933

II预备费用

I

物价上涨费

510

工程预备费(I+II)X

581

8%

第三部分费用合计

1091

总计(I+II4-III)

8357

(3)结论：

综合比较各工艺的技术指标，都可以到达预定日勺处理目日勺，均符

合设计规定。通过表3和表4KJ经济比较可以清晰出J看出，方案1W、J

CASS处理工艺要比氧化沟处理工艺节省诸多投资。同步，CASS工艺

的自动化程度高，人工费用即相对减少，因此选定CASS工艺为该污

水厂的处理工艺。

该流程包括完整的二级处理系统和污泥处理系统。污水通过一级

处理日勺隔栅、沉砂池进入二级处理的CASS沟，然后进入污泥池中进

行泥水分离，上部分清夜经消毒后直接排放江中。污泥部分的剩余污

泥进入浓缩池进行浓缩，融缩后进入贮泥池，最终送入到脱水机房脱

水后外运泥饼。

第三节污水处理工艺构筑物的设计计算

&3.1泵前中格栅

1、设计参数

设计流量Q=2286.7m3/h=635.19/s-6401/,以最高日最高时流量计；

格栅前渠道内流速：0.4-0.9m/s,取VI=0.7m/s；

过栅流速：0.6-1.0m/s,^V2=0.8m/s；

栅条宽度s=0.01m；格栅条间隙b=0.025m

栅前部分长度0.5m；格栅倾角a=60°

单位栅渣量收=0.10m，栅渣/10宣污水

栅前渠道超高h2=0.30m

二、设计计算

格栅计算草图

(1)格栅前水深

根据最优水力断面公式Q=(2h)2-V1/2,又Q=Qh=6401/s

得：h=0.73m

(2)栅条间隙数

则栅条间隙数n=Qh•(sina)1/2/(b•h-v)

=0.64•(sin600)1/2/(0.025•0.73•0.8)

=39.8(个)(取n=40个)

设计两组并列的隔栅，则每组隔栅间隙数为20个。

(3)栅槽宽度B2

栅槽宽一般比格栅宽0.2-0.3m,取0.21m

B2=(n-1)+bn+0.21=0.01*(20-1)+0.025*20+0.21=0.9m

(4)进水聚到渐宽部分的长度LI

设进水渠道宽为B1=O.65m,渐宽部分展开角a1=20

Ll=(B-Bl)/2tga1=(0.9-0.65)/2tg20°=0.34m

(5)栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度

L2=L1/2=O.34/2=0.17m

(6)通过隔栅H勺水头损失：设栅条断面为锐边矩形断面

hl=2.42(S/b)4/3(v2/2g)*sinaK

=2.42(0.01/0.025)*3*(0.82/2*9.8)*sin60*3=0.025m

(7)栅后槽总高度

H=h+hl+h2=0.73+0.025+0.3=1.055m^l.1m

(8)栅槽总长度

L=L1+L2+0.5-H.O+Hl/tana

=0.34+0.17+1.0+0.5+(0.73+0.3)/tg60=2.60m

(9)每日栅渣量

归86400*Qmax*W1/1OOOKc

二86400*0.64*0.10/(1000*1.39)

=3.98m7d>0.2m3/d

宜采用机械格栅,选用ZZG型链条式隔栅除污机。见图3.

&3.2污水提高泵房

本设计采用干式巨型半地下合建式泵房，它具有布置紧凑、占地

少、构造节省的特点。集水池和机器间由隔水墙分开，只有吸水管和

叶轮沉没在水中，机器间常常保持干燥，以利于泵房日勺检修和保养业

可防止污水对轴承、管件、仪表的腐蚀。泵站地下埋深为7m,水泵

采用自灌式。

1、设计流量

根据规定排水泵站的设计流量一般均按最高日最高时污水流量

决定，一般小型排水泵站（最高日污水量在500（W如下），设「2套

机组；大型排水泵站（最高日流量超过15000M）设3〜4套机组。

Q=Qh=6401/s；采用WL型立式潜水混流泵4台（3用1备），每台泵

的设计流量Q=780m7ho

2、集水间计算

选择水池和机器间合建式的方形泵站

（1）集水间日勺容积：采用相称于1台泵5分钟日勺容量。

归780/60X5=65m3

（2）集水池面积F

有效水深采用H=2.4m

F=W/H=65/2.4=27.08m2

2、水泵扬程

（1）出水管线的水头损失

每一台泵单用一根出水管，其流量为Q=780m7h,选用口勺管径为

500mm的铸铁管,查表得v=l.23m/s,1000i=4.12m,设管总长为40m,

局部损失占沿程日勺30%,则总损失为：

40X(1+0.3)X4.12/1000=0.2m

(2)泵站内日勺管线水头损失假设为1.5m,考虑自由水头为

0.5mo

(3)水泵总扬程为：

H=ll.1+0.2+1.5+1.0=13.8m,取14m

3、泵站内部标高确实定

泵站内部标高重要根据进水管渠底标高或管中水位确定。集水池中最

高水位，对于小型泵站即取进水管渠渠底标高；对于大、中型的泵站

可取进水管渠计算水位标高。而集水池的有效水深，从最高水位到最

低水位，一般取为1.5〜2.0m,故泵房最高水位为-3.6m.

&3.3泵后细格栅

1、设计参数

设计流量：Q=Qh=6401/s

栅前流速：Vl=0.7m/s；过栅流速：V2=0.8m/s

格栅倾角：a=60°；栅条宽度s=0.01m；格栅净间距b=0.016m

栅前部分长度0.5叱栅后部分长度1m；污水栅前高度：h2=0.3m

单位栅渣量Wl=o.08m3栅渣/10帮污水

2、设计计算

(1)格栅前水深

根据最优水力断面公式Q二(2h)2.V1/2,又Q=Qh=6401/s

得：h=0.73m

因此栅前水深为0.73叱栅前槽宽为Bl=2Xh=l.46m

(2)栅条间隙数n=Qh•(sina)1/2/(b•h•v2)

=0.64X(sin600)1/24-(0.016X0.73X0.8)

=59.3(取n=60)

设计两组并列的格栅，则每组格栅间隙数吁30

隔栅计算简图

(3)栅槽宽度B2

B2=s(n-1)+bn+0.23=0.01X(30-1)+0.016X30+0.23=1.00m

因此每个格栅槽宽度为1.00m,总槽宽度B=2B2=2X1.00=2.00m。

(4)进水聚到渐宽部分日勺长度

Ll=(B-Bl)/2tga1=0.3/2tg20°=0.41

(4)栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度

L2=L1/2=O.21m

(5)通过隔栅H勺水头损失：设栅条断面为锐边矩形断面

hl=2.42(S/b)4/3(v2/2g)*sinaK

=2.42(0.01/0.016)”3*(0.82/19.6)*sin60*3=0.11m

(6)栅后槽总高度

H=h+hl+h2=0.73+0.11+0.3=1.16m

(7)栅槽总长度

L=L1+L2+0.5+1.0+H1/tga

=0.41+0.21+1.0+0.5+(0.73+0.3)/tg60=2.72m

(8)每日栅渣量

归86400*Qmax*W1/1OOOKc

=86400*0.64*0.08/(1000*1.39)

=3.18m7d>0.2m3/d

宜采用机械格栅。

采用链条式机械隔栅，工作台设有冲洗措施，隔栅由传送带送至

栅渣箱。

&3.4沉砂池计算

沉砂池的原理是运用物理原理清除污水中密度较大的污迹颗粒

污染物，如泥砂，煤渣等。本设计采用平流式沉砂池，具有处理效果

好，构造简朴日勺长处。沉砂池按清除相对密度不小于2.65、粒径不

小于0.2mm的砂粒设计。污水自流进入，因此按最大设计流量计算。

1、设计参数

设计流量：Q=Qh二6401/s(采用2组，每组Qmax=3201/s,按并列系

列设计)

设计流速：v=0.25m/s

流行时间:t=45s

都市污水沉砂量：沉砂量X=30m710*W污水，沉砂含水率为6096,容

重为1.5t/m3

砂斗容积按2天H勺沉砂量计算，斗壁倾角601,斗高h3=0.35m,斗底

dl=0.5m.池底坡度i=0.020,超高0.3m

2、设计计算

(1)沉砂池长度为:

L=v•t=0.25X45=11.25m

(2)水流断面积为：

A=Qmax/v=0.32/0.25=1.28m2

图5沉砂池计算草图(单位：mm)

(3)池总宽度B

设n=2格,每格宽b=0.8m,

B=2X0.8=1.6m,故池总宽度为2.4m(没有考虑隔墙厚)。

(4)有效水深为：

h2=A/B=l.28/1.6=0.8m

(5)沉砂斗容积为：

设计T=2d即考虑排泥间隔天数为2天。

V=(Qmax•X•TX86400)+(KzXLO6)

二(0.32X30X2X86400)4-(1.30X106)=1.28m3

式中Kz为总变化系数，本设计中取Kz二Kh=1.30

(6)每个沉砂斗容积为：

设每一分格设两个沉砂斗，则每个沉砂斗容积为:

V=l.28/(2X2)=0.32m3

(7)沉砂斗各部分尺寸及容积为：

设计斗底宽al=0.5m,斗壁与水平面的倾角为55°,斗高=0.5m。

则沉砂斗上口宽：

a=(2Xh3)/tg60°+al=(2X0.35)/tg550+0.5=0.90m

沉砂斗容积：

r22

V=h3•(2a+2aal+2al)/6

=0.35X(2X0.812+2X0.81X0.5+2X0.52)/6=0.18m3

(8)沉砂室高度

采用重力排砂，设计池底坡度为i=0.06,坡向砂斗为：

L2=(L-2a)/2=(11.25-2X0.9)/2=4.73m

沉泥区高度:h3=h3,+i•L2=0.35+0.06X4.73=0.63m

池总高度H：设超高hl=0.3m

H=hl+h2+h3=0.3+0.8+0.63=1.73m

(9)校核最小流量时出J流速：

V.in=Qmin/A=O.32/1.28=0.25m/s>0.15m/s

・・・符合规定。

(12)砂水分离器时选择

沉砂池口勺沉砂经排砂装置排除口勺同步，往往是砂水混合体，为了

深入分离出砂和水，需配套砂水分离器。

清除沉砂的时间间隔为2d,根据该工程的排砂量，选用一台螺

旋砂水分离器。设备的重要性能参数为：进入砂水分离器的流量为

l-3L/s；容积为0.6nP；进水管直径为100mm;出水管直径为100mm;

配套功率为0.25KWo

&3.5CASS池的设计

1.设计参数

设计流量Q=640L/sKz=1.30水温T=15.5℃

采用非限制性曝气SBR工艺，鼓风微孔曝气。

COD

项目B0D5(mg/1)SS(mg/1)TN(mg/1)TP(mg/1)

(mg/1)

进水220450230356.4

出水206020150.5

2.设计计算

(1)曝气时间ta

设混合液污泥浓度X=2500mg/L,污泥负荷N=0,IkgBODs/kgMLSS,充水

比X=0.25

ta=24入S0/(Ns*X)=24*0.25*250/(2500*0.1)

二6(h)

(2)沉淀时间ts

设污泥浓度X=2500mg/L,污泥界面沉降速度u=7.4*104*WL7

T=15.5℃Au=1.92m/h

设曝气池水深为H=5.5米，缓冲层高度为£=0.5米

ts=(XH+e)/u=(0.25*5.5+0.5)/1.92

=0.98h=lh

⑶运行周期t

设排水时间(td)为1h

T=ta+ts+td=6+l+l=8h

每日周期数

r)2=24/t=3

(4)曝气池容积V

曝气池个数nl=4个每座曝气池容积

V=Q/(Xnln2)=42216/(0.25*3*4)

=14072m3

(5)复核出水溶解性BOD5

根据设计出水水质，出水溶解性BOD5应不不小于10.55mg/L

Se=24S0/(24+Kd*X*f*ta*n2)

=24*250/(24+0.05*2500*0375*6*3)

=3.51mg/L<10.55mg/L

满足设计规定。

式中：f一二沉池中出水SS所占比例，一般取0.7

Kd一活性污泥自身氧化系数，与水温有关

Kd(15.5℃)=Kd(20)1.04/2。)

=0.06*1.04<1515-20)

=0.05

⑹计算剩余污泥

剩余生物污泥量AXv

△Xv=YQ(So-Se)/1000-Kd*V(X/l000)f(ta/24)n1n2

=0.6*42216*(250-3.1)/1000-0.05*14072*(2500/1000)*(6

/24)*0.75*4*3

=2296.13kg/d

剩余非生物污泥量AXs

△Xs=Q(l-*fbf)*(Co-Ce)/1000

=42216(1-0.7*0.75)*(230-20)/1000

=4211.05kg/d

总量：

△X=AXv+AXs=6507.18kg/d

剩余污泥浓度Ns:

Ns=Nw/(l-X)=2500/(1-0.25)

=3333mg/L

式中：fb一进水VSS中可生化部分比例，去0.7

(7)复核污泥龄

6)c=f*Nw*V*n1*n2*ta/(24AXv)

=0.75*(2500/1000)*14072*3*4*6/(24*2296)

=34.5cl

计算成果表明，污泥龄可满足氨氮完全硝化需要。

(8)浑水高度

曝气池有效水深H=5.5m

hl=HQ/(nln2V)

=5.5*42216/(3*4*14072)

=1.375m

(9)设计需氧量

A0R=aq(So-Se)+b[Q(No-Ne)-O.12△Xv]-c△Xv

=1.47*42216*(250-3.5)/1000+4.6J2216(35-15)/1000-0.12

*2296]-1.42*2296

=15617.08kg/d

=650.71kg/h

(10)原则需氧量

计算公式为：

SOR=AOR*Cs(15.5℃)/[a(3pC.b⑴—C)*1.024<T-20)]

=

Cab(T)Ca(T)[(Pb/2.026*10°)+0t/42]

Ot=21(l-EA)/[79+21(l-EA)]

P=p/(1.013*105)

式中：Cs(15.5)-15.5℃时氧在清水中的饱和溶解度，取

Cs(20)=10.05mg/L;

Q一氧总转移系数，取Q=0.85;

3一氧在污水中饱和溶解度修正系数,取B=0.95;

P一因海拔高度不一样而引起的J压力系数；

P一所在地区大气压力,Pa;

T—设计污水温度,T=15.5工

C疝⑴一设计水温条件下曝气池内平均溶解氧的饱和度,mg/L.

Qb⑴二心⑴[(Pb/2.026*101+Qt/42];

C⑴一设计水温条件下氧在清水中的饱和溶解度；

R,一空气扩散装置处的绝对压力,Pa,Pkp+9.8*103H;

H—空气扩散装置沉没深度，明

Ot一气泡离开水面时的含氧量,%,按下式计算：

Ot=21(l-EA)/[79+21(l-E,);

EA—空气扩散装置氧转移效率，乳可由设备样本查得；

C—曝气池内平均溶解氧浓度,C=2mg/L.

设工程所在地海拔高度为4m,大气压力p为1.01*105Pa,则压力

修正系数为:

P=p/l.013*105=l

微孔曝气头安装在距池底0.3m处，则沉没深度5.5-0.3=5.2%绝

对压力为：

Pb=P+9.8*103*H=l.013*105+9.8*103*5.2

=1.52*10$Pa

微孔曝气头氧转移效率Ea为20%,气泡离开水面时含氧量

0t=21(l-EA)/[79+21(l-EA)]

=21*(1-0.2)/[79+21(1-0.2)]

=17.5%

水温15.5℃,清水氧饱和度Cs(15.5)为9.2mg/L,曝气池内平均

溶解氧饱和度：

5

Cab(T)=Ca(T)[(Pb/2.026*10)+0t/42]

=9.2*[(1.52*105)/(2.0126*1()5)+17.5/42]

二10.73mg/L

原则需氧量SOR:

(T-20)

SOR=A0R*Cs(15.5℃)/[。(BPCab(T)-C)*1.024]

=650.71*10,05/[0.85*(0.95*0.9*10.73-2)*1.O24155-20]

=1191.6kg/h

空气用量：

P=SOR/O.3Ea=1191.6/(0.3*0.20)

=19860m3/h=331m'/min

最大气水比二19860*24/42216=11.29

(11)曝气池布置

曝气池个数nl=4个每座曝气池容积14072m3

有效水深5.5叫保护高0.5m

曝气池面积：

F=V/H=14072/5.5=2558m2取2560m2

将CASS池设计为长宽比为/B)为一定比例(2:的I长方形.可以

防止因池长过短而受到口勺进水扰动，以及因池长过长而引起的流速不

均匀,和污泥在池中的分布,在此去长宽比为3:1.

则3B*B=F=2560m2

AB=29.2mL=87.6m

有效体积V=14068m3

其中预反应区长15m,占曝气池容积的17%.

单座CASS曝气池布置如下图所示.

1一

•A_____

nZ

走雪匚也攵展区

±&fHX=..

-1.

(■)平面图

以高东他晟低水位

___________________/.._/_________Z________________________

11-■/\

b7.E巨质区、G

f”吗依反应区

图8接触消毒池工艺计算图

(1)接触池容积

V=Qt=2290*0.5=1145m3

⑵采用矩形隔板式接触池2座

每座容积Vl=l145/2=573m3

(3)取接触池水深h=2.5m,单格宽b=L8m

则池长L=18b=32.4m

水流长度L'=72b=129.6m

每座接触池分格数=129.6/32.4=4格

(4)复核池容

接触池宽度B=1.8*4=7.2m

V=32.4*7.2*2.5

=583.2->573m3

接触池出水设溢流堰。

&3.7加氯间及氯库设计

1.设计资料

日处理量Qd=42216m'/d,二级处理后采用液氯消毒。

投氯量按7mg/L计，仓库储量按15天计算。

2.设计计算

(1)加氯量G

G=0.001*7*42216/24=12.313kg/h

(2)储氯量W

W=15*24*G=4432.68kg

(3)加氯机及氯瓶

采用投加量为0-20kg/h加氯机3台，两用一备，轮换使用。

液氯储存选用容量为1000kg的I钢瓶，共6只。

(4)加氯间及氯库

加氯间及氯库合建。加氯间布置3台加氯机及其配套投加设备。

两台水加压泵。氯库中6只氯瓶两排布置。设3台称量氯瓶质量的液

压秤。为以便搬运，氯库内设CD2-6D单轨电动葫芦一种，轨道在

氯瓶上方，并通至大门外。

(5)加氯间和氯库通风设备

根据加氯间及氯库工艺设计，加氯间总容积

Vl=4.5*9.0*3.6=145.8m3

氯库容积V2=9,6*9*4.5=388.8m3

为保证安全每小时换气8-12次

加氯间每小时换气量Gl=145.8*12=1749.6m3

氯库每小时换气量G2=388.8*12=4665.6m3

加氯间选用一台T30-3通风轴流风机，配电功率0.25KW

氯库选用两台T30-3通风轴流风机，配电功率0.40KW

并各安装一台漏氯探测仪，位置在地面以上0.2m。

第四节污泥处理工艺构筑物的设计计算

污水处理构成中产生的污泥，除无机惰性物质外，还尚有较多的

有机物，有机物颗粒较细，具有病原菌和寄生虫卵，易腐化发臭，若

不处理，直接排入自然环境中，将导致二次污染，故必须进行污泥处

理。污泥处理日勺重要目的有：

(1)减少有机物，使污泥稳定化

(2)减少污泥体积，减少污泥后续处置费用

(3)减少污泥中有毒物质

(4)运用污泥中可用物质，化害为利

(5)选用可以除磷的工艺，尽量防止磷的二次污染

本设计重要进行污泥的减量处理。

&4.1污泥浓缩池H勺设计

1.计算资料

剩余污泥量V

含水率99.2%

V=△X/[(1-0.992)*1000]

=813.4m3/d

水温15.5oC,采用气浮浓缩不投加混凝剂，使污泥浓缩到4%

2.设计计算

采用无回流加压气浮流程。

(1)确定溶气比。

用所有污泥加压溶气。

Ac/S=Sa(fp-l)/Co

式中：Sa一在latm下，水中空气饱和溶解度，mg/L

Sa=空气在水中溶解度*空气容重

在15.5℃下，空气在水中溶解度为0.02075L/L,空气容重为

1185mg/L/.Sa=24.60mg/L；

f—溶气效率即回流加压水中，已到达的空气饱和系数，一般

取50280%,此取60%；

Co一入流污泥固体浓度,mg/L,取4000mg/L；

P一所加压力，一般取2-4kgf/cm2

由于Co较低，取Ac/S=0.008

0.008=24.6(0.6p-l)/4000

P=3.83kgf/cn?符合规定。

(2)气浮池面积A

以表面水力负荷计算，取表面水力负荷q=0.5m3/(m2*h)

A=Qo/q=815/(24*0.5)=68in2

(3)用表面固体负荷校核

QoCo/A=815*4000/(24*1000*68)

=2.0kg/(m'*h)符合设计规定。

(4)气浮池池形尺寸

采用矩形池，长：宽=(3-4)：1,A=68m2

・•・长度L=14m,宽度B=5m

表面积A刁4*5=70m2

(5)气浮池有效水深

取决于气浮停留时间

当气浮污泥浓度规定到达4%时，气浮停留时间T=60min

考虑L5的安全系数，设计停留时间T=L5H

H=(l+R)QoT/(24A)=0.73m

(6)气浮池总高度H

超高采用0.3m,刮泥机高0.3m

11=0.73+0.6+0.3=1.33m

(7)溶气罐容积

一般加压水停留时间为l-3min,设计采用3min

回流水量2.5Qo=2,5*815=2037.5m3/d=84.90m7h

溶气罐容积V=84.90*3/60=4.24m3

溶气罐直径：高度二1：(2-4)

直径1.4m,高度3.5m

刮泥机

洋

进水室/f酒

排

气旗池除

I出水管1

水

溶

气

罐

&4.2污泥消化池的设计

1.设计资料

经浓缩后，含水率96斩污泥量163m7d

挥发性固体VSS含量为65%,采用中温消化，消化后V'SS清除率50%

2.设计计算

(1)消化池有效容积

V=Q*o5163*34.5=5623.5m3

®c一污泥龄

(2)池体设计

采用中温两极消化，容积比一级：二级=2：1

则一级3749m3,设两座一级消化池,每座1874.5m3

二级消化池一座，1874.5m3

一二级采用相似池形

采用圆柱型消化池，柱体高与直径只比为1：2

则柱体高度H=8.5m,直径D=17.Om

&=27

池底锥形直径d2=2m,锥角采用15。

①消化池各部分容积：

2

集气罩容积V4二(nd3/4)*h4=Ji*274*2.0

=6.28m

2

上盖容积V3E/3nh3(D74+D*d3/4+d3/4)

=1/3n*2.0*(1774+17*2/4+22/4)

=171.2m3

下锥体容积等于上盖容积，即V2=171.2m3

柱体容积VI=l/4“D2*h

=1/4n172*8.5

=1679.4m3

消化池有效容积V=V1+V2+V3+V4

=2023.75m:)>1874.5m3

&4.3沼气搜集系统的设计

1.设计资料

污泥量163m7d,该消化池甲烷产量0.50m2/kgVSS

2.设计计算

(1)沼气产量

污泥含固率4%,含VSS65%

故VSS=163*4%*65%

=4.238t/d=4238kg/d

VVSS降解率50%

・•・被降解的VSS=2119kg/d

甲烷产量0.60*2119=1271.4m3/d

(2)集气管径确实定

污泥一级消化，二级消化产量分别为总气量日勺80%,20%

故一级消化池产气量二1271.4*0.8=1017.12m3/d

每个一级消化池的产气量二1017.2/2=508.56m7d

=0.0059nf7s

二级消化池产气量=1271.4*0.2=254.28m7d

=0.0029m7s

由于一级消化池中设沼气搅拌，搅拌气量0.2m：'/s,集气管内平均流

速以5m/s计。

集气管管径

1/21/2

d尸(4q1/JiV1)=(4X(0.0059+0.2)/5n)=0.228m取集气管

DN250mm

,/21/2

d2=(4q2/nv2)=(4X0.0029/5n)=0.027m取集气管最小

DN50mm

按最大产气量进行校核，最大产气量为平均日产气量的1.5〜3.0倍,

取2.2倍。

v尸2.2q,/(Jid,2/4)=2.2*0.2059/(兀0.2574)=7.23m/s符合规定

22

V2=2.2q2/(ITd2/4)=2.2*0.0029/(n0.05/4)=l.36m/s符合规定

⑶贮气柜容积计算

沼气贮气柜的容积应按产气量与用气量日勺时变化曲线来确定，当无资

料时，按平均日产气量日勺25%〜40%,即6〜10h的平均产气量计算。

故：贮气柜的I容积V=1271.4*35%=445nl3

选择1座500n?日勺单级低压浮盖式沼气柜，沼气系统日勺压力一般为

1176"1960pao

&4.4脱水机房的设计

1.设计资料

(1)消化污泥产量确实定

①污泥可消化程度&生污泥中有机物含量为P、产65%,无机物含量

P产35%,熟污泥中有机物含量为pv2=50%,有机物含量pt2=50%

则&=(1—(Pv2