城市污水处理厂工艺设计（20万人口）

-PAGE17设计总说明城镇污水处理厂工艺设计（20万人口）的选题旨在针对我国城镇化进程中中等规模城镇的污水治理需求，通过科学、经济、可持续的技术路线解决水污染问题，并推动环境、社会与经济的协同发展。随着人口向城镇集中，生活污水和工业废水排放量剧增，传统处理模式难以兼顾处理效能与成本控制，而现有工艺在中等规模应用场景中常面临效率不足或资源浪费的困境。城镇污水处理厂工艺设计（20万人口）以A²O工艺为核心，主要涵盖基础参数确定、工艺流程构建等关键内容。设计需基于20万人口规模，将本次设计的城市污水处理厂每日所需处理的净化水量定为1×105m³/d。按照《城市污水处理厂污染物排放标准》GB181918-2022中的一级B标准，使用A2/O工艺，使出水达标。工艺流程采用“预处理（格栅+沉砂池+初沉池）→A²O生化池（厌氧-缺氧-好氧三段组合）→二沉池”的主线。关键词：污水处理；工艺设计；A2/O工艺

DESIGNOVERVIEWThetopicofprocessdesignforurbansewagetreatmentplants(withapopulationof200,000)aimstoaddressthesewagetreatmentneedsofmedium-sizedtownsintheprocessofurbanizationinChina.Itseekstosolvewaterpollutionproblemsthroughscientific,economicandsustainabletechnicalroutesandpromotethecoordinateddevelopmentoftheenvironment,societyandeconomy.Withtheconcentrationofpopulationinurbanareas,thedischargeofdomesticsewageandindustrialwastewaterhasincreasedsharply.Traditionaltreatmentmodelsaredifficulttobalancetreatmentefficiencyandcostcontrol,whileexistingprocessesoftenfacethepredicamentofinsufficientefficiencyorresourcewasteinmedium-scaleapplicationscenarios.Theprocessdesignofurbansewagetreatmentplants(withApopulationof200,000)takestheA²Oprocessasthecoreandmainlycoverskeycontentssuchasthedeterminationofbasicparametersandtheconstructionofprocessflow.Thedesignshouldbebasedonapopulationof200,000,andthedailypurifiedwatervolumerequiredtobetreatedbytheurbansewagetreatmentplantinthisdesignshouldbesetat1×105m³/d.Inaccordancewiththefirst-levelBstandardofthe"DischargeStandardofPollutantsforMunicipalWastewaterTreatmentPlants"GB181918-2022,theA2/Oprocessisadoptedtoensurethattheeffluentmeetsthestandards.Theprocessflowadoptsthemainlineof"pretreatment(screen+gritchamber+primarysedimentationtank)→A²Obiochemicaltank(anaerobic-anoxic-aerobicthree-stagecombination)→secondarysedimentationtank".Keywords：electricpowersystem；WastewaterTreatment；ProcessDesign；A²/O(Anaerobic-Anoxic-Oxic)Process目录设计总说明 IDESIGNOVERVIEW II1前言 11.1设计任务 11.2设计依据 11.3设计背景 11.4设计原则 11.5设计参数 21.5.1设计水量 21.5.2进水水质标准 21.5.3出水水质标准 22城镇污水处理工艺选择 32.1A2/O工艺 32.2SBR工艺 32.3氧化沟工艺 42.5处理工艺的确定 63基础构筑物设计计算 73.1格栅 73.1.1设计说明 73.1.2 设计计算 73.2沉砂池 93.2.1设计说明 93.2.2设计计算 93.3初沉池 103.3.1设计说明 103.3.2设计计算 103.4A2/O生化反应池 113.4.1设计说明 113.4.2设计计算 123.5二沉池 173.5.1设计说明 173.5.2设计计算 173.6贮泥池 183.6.1设计说明 183.6.2设计计算[8] 183.7接触池（消毒） 193.7.1设计说明 193.7.2设计计算 194设备的平面布置和高程布置 214.1污水处理厂位置选择 214.1.1 污水处理厂位置选择原则 214.1.2 污水处理厂位置选择考虑因素 214.2污水处理厂的布置 214.3污水处理厂的高程布置 214.3.1高程布置的原则 214.3.2高程布置的方法[13] 214.3.3设计计算 224.3.3高程布置图 225预算分析 235.1直接投资费用预算 235.2土木建工预算 235.3设备及安装预算 235.4其他费用 245.5总预算汇总 24结论 25参考文献 26致谢 271前言1.1设计任务城镇污水处理厂工艺设计（20万人口）。1.2设计依据《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002——一级B标准；《地表水Ⅲ类标准》GB3838-2002。1.3设计背景某市地处（东经105°47′～106°27′，北纬26°46′～27°21′），属中亚热带湿润季风气候区，年平均气温13.8℃，极端低温-28℃，夏季气候温和。年降雨量1005.2mm，雨日达188天，雨季对污水处理厂运行及防洪设计提出较高要求，需结合主导东南风向（最大风速32m/s）优化布局。地形以山地为主，河流支流贯穿区域，历史最高洪水位达6.48m，厂址需避开洪水淹没风险区并预留防洪标高。某市2023年常住人口约610万，城区人口密集，污水处理需求持续增长。以某县为例，近期服务人口约15万，设计规模3.8万m³/d；某区远期规划人口10万，配套处理能力6万m³/d。区域经济以食品加工、水泥及化肥产业为主，工业废水占比低，污水以生活污水为主，典型水质参数为BOD5180mg/L、COD390mg/L、SS180mg/L，需针对性设计生化处理工艺。某县污水厂位于某河北岸，需按历史最高洪水位815.458m确定厂区标高；某河出水执行《地表水Ⅲ类标准》（GB3838-2002），对脱氮除磷工艺要求严格。厂址地质条件差异显著：左岸为梯田地形（海拔1190～1210m），覆盖层为黏土夹砂卵石，岩溶弱发育且地震烈度＜VI度，地基稳定性较好；右岸坡地基岩裸露，需防范洪水期水位抬升引发的地质灾害。设计需统筹气候适应性、防洪安全、水质达标及地质条件，优先采用抗冲击负荷强、运行稳定的工艺方案。1.4设计原则城市污水处理设计需以“技术可行、经济合理、环境友好、管理智能”为纲领，通过多目标优化实现污染减排、资源回收与生态保护的协同发展，为城市水环境安全与可持续发展提供保障。1.5设计参数1.5.1设计水量将本次设计的城市污水处理厂每日所需处理的净化水量定为1×105m³/d。1.5.2进水水质标准表1.1进水水质指标Table1.1Influentwaterqualityindicators项目COD(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)NH3-N(mg/L)TP(mg/L)进水要求39018018040301.5.3出水水质标准表1.2出水水质指标Table1.1Effluentwaterqualityindicators项目COD(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)NH3-N(mg/L)TP(mg/L)出水要求60202080.52城镇污水处理工艺选择2.1A2/O工艺有这样一种生物处理方法，它集厌氧、缺氧和好氧三个过程于一体，被称为A2/O工艺[1]。有一种生物处理系统，其中设有厌氧反应器、缺氧反应器和好氧反应器，这样的系统能够同时达成脱氮、除磷和有机物的降解的效果，其工艺流程见图2.1[2]。厌氧反应器中进入了污水以及从二沉池回流的活性污泥，在厌氧环境下，聚磷菌开始释放磷。将COD、VFA转换为PHB；含氮氨有机物之后，废水进入脱氧反应器进行脱氮。在缺氧反应器中，混合液会对有机物进行进一步降解，同时完成氨氮的硝化以及磷的吸收，随后硝态氮回流到厌氧反应器，污泥吸收过量的磷并通过剩余污泥排出[3]。图2.1A2/O工艺流程图Figure2.1A2/Oprocessflowchart2.2SBR工艺序批式反应池（SBR）属于那种先注水，再反应，最后排水类型的反应器，在流态方面是完全混合的，不过其中的有机污染物是随着反应时间的增加而被降解的。它的运行包括进水、反应、沉淀、出水和闲置这五个基本流程，从污水进入开始到闲置阶段结束是一个周期，在同一个配备曝气或者搅拌装置的反应器内，所有的处理环节按顺序开展，混合液会一直在池中，这样就不用再单独设置沉淀池了。曝气池兼具二沉池的功能，无污泥回流设备是该工艺的显著特点，其工艺流程见图2.2。图2.2序批式反应池的操纵流程Figure2.2OperationalProcessoftheSequencingBatchReactor(SBR)2.3氧化沟工艺在市政污水和工业废水处理领域，有一种被广泛应用的污水处理工艺，它是活性污泥法的改进型，这就是氧化沟（OxidationDitch）。它主要以封闭或者半封闭的环形沟渠为结构形式，借助曝气设备与低速推流器相互配合，促使污水和活性污泥于沟内循环流动，从而实现有机物降解、硝化、反硝化等生物处理过程。氧化沟的形状多为环形或者椭圆形的沟渠，沟比较浅，在沟内配备有曝气设备（例如转刷、转盘、表面曝气机等）和推流器，以促使混合液循环流动。连续流运行，污水与活性污泥混合后在沟内循环流动，水力停留时间（HRT）较长，污泥龄（SRT）较长，有利于微生物对污染物的降解。当氧化沟处于工作状态时，曝气装置会给混合液补充氧气，这有助于好氧微生物进行有机物的氧化分解以及氨氮的硝化反应。推流器使混合液于沟内不停循环流动，让污水和污泥充分接触，以此提升处理的效率。沉淀区被设置于氧化沟末端（或者外接二沉池），部分污泥在沉降之后回流至沟内，生物量得以维持。借助对曝气区域（好氧、缺氧、厌氧环境交替）的控制，达成硝化-反硝化脱氮的目的；部分氧化槽与化学除磷或生物除磷相结合。该工艺分类：Carrousel氧化沟：采用垂直曝气机，形成局部强曝气区和推流区，适用于较大规模污水处理厂，见图2.3[5]。图2.3Carrousel氧化沟系统平面结构图Figure2.3PlanstructurediagramofCarrouseloxidationditchsystemOrbal氧化沟：由多个同心圆沟渠组成，分区域控制溶解氧（如外沟缺氧、内沟好氧），强化脱氮除磷效果，见图2.4。图2.4Orbal氧化沟工艺流程图Figure2.4ProcessflowchartofOrbaloxidationditch一体化氧化沟：将曝气、沉淀功能集成在一个池体中，结构紧凑，适合小型污水处理项目，见图2.5。图2.4一体化氧化沟工艺流程图Figure2.4ProcessflowchartofIntegralCombinedoxidationditch交替式氧化沟：通过切换运行模式（如曝气/搅拌交替），实现同步硝化反硝化（SND），见图2.5。图2.5DE型氧化沟工艺流程图Figure2.5ProcessflowchartofDEtypeoxidationditch2.5处理工艺的确定经比较A2/O工艺更具优势。本次采用A2/O工艺，工艺流程图见2.6[6]。图2.6A2/O工艺流程图Figure2.6ProcessFlowDiagramofA2/OProcess3基础构筑物设计计算3.1格栅3.1.1设计说明它由一组或数组平行的金属栅条、塑料齿钩或金属筛网、框架及相关装置构成，被倾斜安装于污水渠道、泵房集水井的进水口或者污水处理厂的前端，目的在于截流污水里那些较为粗大的漂浮物与悬浮物。格栅可以按照栅条间隙大小分为粗格栅（50-100mm）、中格栅（0-40mm）、细格栅（1.5-10mm）、超细格栅（0.5-1.0mm）。设计计算参数：过栅流速0.6-1.0m/s；格栅倾角60°；栅前水深0.5m；栅条间隙0.04m。格栅间隙数n=Qmaxsinαbℎv 式中：Qmax——最大设计流量，m³/s；Qmax=10000m³/d=0.116m³/s；b——栅条间隙，m，b=0.04m；h——栅条前水深，m；v——污水流经速度；α——格栅倾角，（°）；α=60°sinα——经验修正系数，量纲为1。n=Qmaxsinαbℎv代入以上参数得栅条间数为90。格栅槽总宽度B=Sn−1+bn （3式中：B——栅槽总宽度，m；S——栅条宽度，m；b——栅条间隙，m；n——格栅间隙数，n=90。B=Sn−1+bn=0.01×90−1+0.04×90=4.49代入以上参数得格栅槽总宽度为4.49m。过栅水头损失ℎ2=kℎ0ℎ0=ξv2式中：h2——过栅水头损失，m；h0——计算水头损失，m；ξ——阻力系数；g——重力加速度，9.81m/s2；k——系数，量纲为1。ℎ0=ξv2ℎ2=kℎ0代入以上参数得过栅水头损失为0.042m。栅后槽总高度H=ℎ+ℎ1+ℎ式中：H——栅后槽总高度，m；h——栅前水深，m；h1——个栅前渠道超高；h2——过栅水头损失，h2=0.042m。H=ℎ+ℎ1+ℎ代入以上参数得栅后槽总高度0.392m。格栅槽总长度L=L1+L式中：L1——进水部位渐宽部位长度，m，L1L2——格栅槽与出水渠道链接处的渐窄部位长度，一般取L2=0.5L1。H1——格栅前槽高，m。L1=B−B1L2=0.5L1=0.5×4.8=2.4L=L1+L代入以上参数得格栅槽总长度为8.9m。每日栅渣量W=QmaxW1式中：W——每日栅渣量，m³/d；W1——单位体积污水渣量，m³/（103m³）；Kz——污水流量总变化系数，量纲为1。W=QmaxW1×86400代入以上参数得每日栅渣量为0.334m³/d。3.2沉砂池3.2.1设计说明沉砂池能够把污水里像泥沙、煤渣这类相对密度比较大的无机颗粒去除掉，防止对后续构筑物的正常运行产生影响。沉砂池运行的依据是重力分离或者离心力分离原理，具体而言，就是对流入沉砂池的污水流速或者旋流速度加以控制，让相对密度较大的无机颗粒沉降下去，而有机悬浮颗粒就随着水流被带走了。3.2.2设计计算参数：HRT30s-60s；水平流速0.15-0.3m/s；有效水深1.0-2.0m；池径与池深比8-12。沉砂池有效容积V=Qmaxt×60式中：V——总有效容积，m³；Qmax——最大设计流量，m³/s；t——最大设计流量时停留时间，min。V=Qmaxt×60=0.116×2×60=13.92m代入以上参数得沉砂池有效容积为13.92m³。池断面积AA=Qmaxv式中：A——池断面积，m；v——最大设计流量时水平流速，m/s。A=Qmaxv=0.116代入以上参数得池断面积为1.16㎡。池总宽度BB=AH（3.式中：B——池总宽度，m；H——有效水深，m。B=AH=1.160.5代入以上参数得池总宽度为2.32m。池长LL=VA（3.式中：L——池长，m。B=AH=13.921.16代入以上参数得池长为12m。所需曝气量qq=60DL（3.25）式中：q——所需曝气量，m³/min；D——单格曝气沉砂池单位时间单位长度曝气量，m³/(m·s)。q=60DL=60×0.2×12=144m2/min 代入以上参数得所需曝气量为144m³/min。3.3初沉池3.3.1设计说明初沉池位于污水处理流程的前端，通常在格栅、沉砂池之后，生物处理之前。初沉池主要去除污水中的可沉降的悬浮物和部分有机物质，降低后续生物处理的负荷。本册设计采用辐流式沉淀池，设计计算跟按照辐流式沉淀池进行计算。3.3.2设计计算参数：沉淀时间1.0-2.0h；池底坡度0.05-0.10；表面负荷1.5-3.0m³/(㎡·h)。每座沉淀池的表面积A1A1=Qmax式中：A1——每座沉淀池的表面积，㎡；Qmax——最大设计流量，m³/h；n——池数；q0——表面水力负荷，m³/（㎡·h）。A1=Qmax代入以上参数得沉淀池的表面积为41.76㎡。每座沉淀池的池径DD=4A1π式中：D——池径，m，一般池径不宜大于50m；Qmax——最大设计流量，m³/h；n——池数；q0——表面水力负荷，m³/（㎡·h）。D=4A1π=代入以上参数得沉淀池的池径为7.29m。沉淀池有效水深h2ℎ2=q0式中：h2——有效水深，m；t——沉淀时间，h。ℎ2=q0t代入以上参数得沉淀池有效水深为3.75m。沉淀池总高度H。H=ℎ1+ℎ式中：H——沉淀池总高度，m；h1——沉淀池超高，m，一般取0.3m;h2——有效水深，m；h3——缓冲层高度，m；h4——沉淀池底坡落差，m；h5——贮泥斗高度，m。H=ℎ1+ℎ代入以上参数得沉淀池总高度为6.04m。3.4A2/O生化反应池3.4.1设计说明集合工艺流程中的A2/O工艺包含了厌氧反应器、缺氧反应器和好氧反应器，它能同步处理COD的去除、硝化反硝化脱氮以及聚磷菌的释磷吸磷[7]。3.4.2设计计算表3.1进出水水质要求Table3.1InfluentandEffluentWaterQualityRequirements项目COD(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)NH3-N(mg/L)TP(mg/L)进水要求390180180405出水要求60202080.5处理程度84.6%88.9%88.9%80%90%参数计算BOD5污泥负荷N=0.13kgBOD5/kgMLSS∙d回流污泥浓度XR=9000mg/L污泥回流比R=50%（3.37）混合液悬浮固体浓度（污泥浓度）X=R1+RXR设MLVSSMLSS=0.75（3挥发性活性污泥浓度XV=0.75X=0.75×3000=2250mg/LNH3-N去除率e=S1−S内回流倍数R内=e1−e泵房进水管v=0.9m/s（3反应池回流系统计算污泥回流Q2=R×Q（3.式中：Q2——反应池回流污泥渠道设计流量；R——污泥回流比，50%Q——设计流量，1×105m³/d。Q2=R×Q=0.5×1000086400代入以上参数得反应池回流污泥渠道设计流量为208.8m³/h。混合液回流量QR=R内式中：R内——内回流倍数，4，400%；Q——设计流量，1×105m³/d。Q（3.47）代入以上参数得混合液回流量为0.46m³/s。单管流量Q单=12式中：QR——混合液会流量，0.46m³/s。Q单=12代入以上参数得单管流量为828m³/h。管道过水断面A=Q单v式中：Q单——单管流量，828m³/h；v——泵房进水管设计流速，0.9m/s。A=Q单v=代入以上参数得管道过水断面为0.26m³。管径d=4Aπ（3.式中：A——管道过水断面，0.26m³。d=4Aπ=4×0.26代入以上参数得管径为0.33m。厌氧缺氧池设备选厌氧池、缺氧池搅拌设备选取JBG-3竖立式环流搅拌机表3.2JBG-3型立式环流搅拌机性能参数Table3.2PerformanceParametersofJBG-3VerticalCirculatingMixer配用电动机/(KW/P)单机服务范围最大插入水深/m重量/kg最大面积/m³最大宽度/m最大深度/m3/8200142-61-4.5410污泥回流泵反应池回流污泥渠道设计流量Q2（3.54）选取200QW400-10型潜水排污泵表3.3200QW400-10型潜水排污泵性能参数Table3.3PerformanceParametersofModel200QW400-10SubmersibleSewagePump流量/(m³·h)扬程/m转速/(r·min)功率/kW效率/%重量/kg轴功率配用功率40010147013.0918.581.2660混合液回流泵混合液回流量Q（3.55）单管流量Q（3.56）选取250WL675-10.1型潜水排污泵性能参数表3.4250WL675-10.1型潜水排污泵性能参数Table3.4PerformanceParametersofModel250WL675-10.1SubmersibleSewagePump流量/(m³·h)扬程/m转速/(r·min)功率/kW效率/%NPSHr/m重量/kg轴功率配用功率67510.173524.230773.41200需氧量计算平均时需氧量O2=a'式中：O2——混合液需氧量，kg(O2)/d；a’——kg(O2)/d，0.5；Q——处理污水流量，m³/d，10000m³/d；Sr——被活性污泥代谢活动被降解的有机物量，kg/m³；b’——kg(O2)/d，0.15；V——曝气池容量，m³，2564m³；XV——曝气池内MLVSS浓度，kg(MLVSS)/m³。O=945.35kgO2/d代入以上参数得平均时需氧量为39.3kgO2/d。最大时需氧量Q2max=a'式中：O2——混合液需氧量，kg(O2)/d；a’——kg(O2)/d，0.5；Qmax——处理污水流量，m³/d；Sr——被活性污泥代谢活动被降解的有机物量，kg/m³，b’——kg(O2)/d，0.15；V——曝气池容量，m³，2564m³；XV——曝气池内MLVSS浓度，kg(MLVSS)/m³。O=2065.35kgO2/d代入以上参数得最大时需氧量为86.1kgO2/d。最大时需氧量与平均时需氧量之比O2maxO2式中：O2max——最大时需氧量，kgO2/d，2065.35kgO2/d；O2——平均时需氧量，kgO2/d，945.35kgO2/d。O2maxO2代入以上参数得最大时需氧量与平均时需氧量之比为2.18。供气量量采用HWB-2型微孔空气曝气器，每个扩散器的服务面积为0.35m³，设于池底0.2m处，淹没深度为H=2.8m，计算温度定位32℃。水中饱和溶解氧值为C空气扩散器出口处的绝对压力P（3.63）EA=12%（3Ot=211−曝气池混合液中平均氧饱和度C（3.66）平均时需氧量为R0=RC式中：α=0.82，β=0.95，ρ=1.0，C=2.0R0=RC代入以上参数得平均时需氧量为75.3kh/h。最大时需氧量为R0max=Rmax式中：α=0.82，β=0.95，ρ=1.0，C=2.0R0max=Rmax代入以上参数得平均时需氧量为88.1kh/h。曝气池平均时供氧量GS=R0曝气池最大时供氧量GSmax=R0max3.5二沉池3.5.1设计说明二沉池位于生物处理单元之后，主要分离生物处理后的混合液中的活性污泥或生物膜，确保出水清澈，同时将污泥回流至生物处理单元或排放剩余污泥。3.5.2设计计算参数：表面负荷1.0-1.5m³/（㎡·h）；沉淀时间1.5-2.5h；沉淀部分有效水深3.75m；接触池和加氧间接触时间≥30min；平均水深2.0m。每座沉淀池的表面积A1A1=Qmax式中：A1——每座沉淀池的表面积，㎡；Qmax——最大设计流量，m³/h；n——池数；q0——表面水力负荷，m³/（㎡·h）。A1=Qmax代入以上参数得沉淀池的表面积为87㎡。每座沉淀池的池径DD=4A1π式中：D——池径，m，一般池径不宜大于50m；Qmax——最大设计流量，m³/h；n——池数；q0——表面水力负荷，m³/（㎡·h）。D=4A1π代入以上参数得沉淀池的池径为10.53m。沉淀池有效水深h2ℎ2=q0式中：h2——有效水深，m；t——沉淀时间，h。ℎ2=q0代入以上参数得沉淀池有效水深为2.4m。沉淀池总高度H。H=ℎ1+ℎ式中：H——沉淀池总高度，m；h1——沉淀池超高，m，一般取0.3m;h2——有效水深，m；h3——缓冲层高度，m；h4——沉淀池底坡落差，m；h5——贮泥斗高度，m。H=（3.80）代入以上参数得沉淀池总高度为4.82m。3.6贮泥池3.6.1设计说明贮泥池是污水处理厂污泥处理系统的重要缓冲构筑物，主要用于临时储存剩余污泥，调节污泥量波动，并为后续脱水处理提供稳定的进料条件。3.6.2设计计算[8]参数：贮泥时间12h；二沉池数量n=4；单池表面积A1=87㎡；有效水深h2=2.4m；沉淀时间t=2.0h。计算污泥产量Q（3.81）每日污泥量Q污泥日=41.76×24=1002.24m3贮泥池容积V=Q污泥日×T式中：Q污泥日——每日污泥量，m³/d。V=Q污泥日×T=1002.24×0.5=501.12m代入以上参数得贮泥池容积为501.12m³。贮泥池尺寸设计表面积AA=Vℎ（3式中：V——贮泥池容积，m³，501.12m³；h——有效水深，m，4.0m。A=Vℎ=501.12代入以上参数得表面积为125.25㎡。长L和宽BL×B=125.28m2（3L=2B（3.88）2B2=125.28B=62.64≈7.91m（3L=2×7.91=15.82m（3.90）代入以上参数得长为15.82m，宽为7.91m。综上所述贮泥池尺寸为15.82m×7.91m×4.5m。3.7接触池（消毒）3.7.1设计说明消毒池里有定量的消毒剂，生活污水中的部分细菌、病毒要借助它们来靠近细菌，将细菌氧化分解，进而实现消毒除菌[9]。3.7.2设计计算参数：t=30min；V1=0.2m/s消毒池的容积VV=Qt（3.91式中：t——水力停留时间，min，取t=30min；V=Qt=0.116×30×60=208.8m3代入以上参数得消毒池的容积为208.8m³。消毒池的表面积SS=Vℎ（3式中：V——消毒池容积，m³；h——m，h=3m。S=Vℎ=208.8代入以上参数得消毒池的表面积为69.6㎡。消毒池的宽BB=nb（3.95式中：n——廊道数量，取11。B=nb=11b=2.6代入以上参数得消毒池的宽为2.6m。消毒池长度LL=SB（3式中：S——消毒池的表面积，㎡；B——消毒池的宽，m。L=SB=69.6代入以上参数得消毒池的长为53.54m。加氯量WW=Qmaxω式中：ω——g，ω=5g。W=Qmaxω=10000×5×10代入以上参数得消毒池的加氯量为50kg/d。4设备的平面布置和高程布置4.1污水处理厂位置选择污水处理厂厂址的确定需从规划和环保两方面加以考量。就规划方面而言，为了方便污水的收集，污水处理厂宜建于河流下游[10]。就环境方面而言，污水处理厂处理后产生的物质需避免对周边环境造成不良影响。污水处理厂在运营过程中，其产生的物质不能危害周边环境，这是环保方面的要求，而污水处理厂的选址会在建设成本、运行效率、环境影响以及社会接受度这些方面产生直接的影响。污水处理厂位置选择原则（1）与城市排水管网布局匹配，避免长距离输水，预留远期扩建空间；（2）利用重力流减少泵站能耗，避开滑坡、地震带、软土地基；（3）远离生态敏感区，主导风向下风向，减少臭气对居民区影响；（4）靠近电力、水源、交通干线，降低基建成本，避免高拆迁成本区域。污水处理厂位置选择考虑因素（1）尽量靠近污水集中产生区，减少管网长度和提升泵站数量。处理后出水就近排放，避免反向输水。厂区标高≥50年一遇洪水位+0.5m，或设置防洪墙。（2）≥500m（有除臭措施可缩短至300m），减少噪声和臭气投诉。禁止在饮用水源保护区、湿地等敏感区域建设。采用地下式或生态景观设计，提升公众接受度。（3）处理规模1万吨/日需占地5-10亩。地基承载力≥100kPa，避开高地下水位区。临近道路、电网、水源。4.2污水处理厂的布置初步设计污水处理厂主要包括：格栅、沉砂池、初沉池、A2/O反应池、二沉池、提升泵房、办公大楼、仓库、门卫室、拟建工程单位[11]。4.3污水处理厂的高程布置4.3.1高程布置的原则（1）尽量利用重力流，可以有效地降低能耗[12]。（2）确保上游构筑物出水水位高于下游进水水位，避免倒灌。（3）结合自然地形，避免大开挖或高回填，降低土建成本。4.3.2高程布置的方法[13]（1）水头损失最大、距离最短。（2）污水处理与污泥处理流程应相互协调。4.3.3设计计算水头损失计算局部水头损失ℎj=ξV沿程水头损失ℎf=Lv表4.1本设计中各构筑物水头损失Table4.1Headlossofeachstructure构筑物格栅沉砂池初沉池A2/O反应池二沉池消毒池总计水头损失(m)0.0420.20.40.30.40.071.412高程布置的设计计算表4.2本设计中各构筑物高程设计Table4.2Elevationdesignofstructures构筑物水面高程(m)池底高程(m)有效水深(m)进水管1.9121.4120.5格栅1.870--沉砂池1.4700.9700.5初沉池0.870-2.8803.75A2/O反应池0.370-1.6302.0二沉池-0.230-2.6302.4消毒池-0.50-3.5003.04.3.3高程布置图5预算分析5.1直接投资费用预算直接投资的成本是整个项目的初始投资[14]。整个项目只有在项目初始投资后才能进行[15]。该污水处理厂设计规模为100000m³/d，采用“格栅+沉砂池+初沉池+A2/O+二沉池+消毒”工艺，预算总额约为1112-1818万元，具体分为土木建工预算、设备及安装预算、管道阀门预算及其他费用[16]。5.2土木建工预算表5.1土木建工预算Table5.1CivilEngineeringBudget构筑物规格（长×宽×高）m造价（万元）格栅槽8.9m×449m15-25沉砂池12m×2.32m20-35初沉池7.29m×6.04m120-180A2/O反应池2564m³200-300二沉池10.53m×4.82m180-250贮泥池15.82m×7.91m50-80消毒26.77m×2.6×40-605.3设备及安装预算表5.2设备及安装预算Table5.2EquipmentandInstallationBudget设备名称数量单价（万元）总价（万元）格栅2套8-1216-24沉砂池曝气系统1套15-2515-25初沉池刮泥机4台10-1840-72A2/O曝气器（微孔）3000个0.03-0.0590-150污泥回流泵4台5-820-32二沉池吸泥机4台12-2048-80加氯消毒系统1套30-5030-505.4其他费用表5.4其他费用Table5.4OtherExpenses项目占比/固定费用总价（万元）设计费工程总造价的3%-5%30-70监理费工程总造价的2%-3%20-45土方开挖及回填开完深度＞3m50-100电器与自控系统-80-1505.5总预算汇总表5.5总预算汇总Table5.5TotalBudgetSummary项目费用范围（万元）占比土木工程500-95045%-55%设备及安装213-43220%-25%其他费用60-34615%-22%合计1064-1728100%结论本设计打算为20万人口规模的城镇污水处理需求，设计出日处理能力达10万立方米的污水处理厂工艺设计。经过对A²/O、SBR及氧化沟三种主流工艺的全面对比分析，最终确定采用A²/O工艺作为核心处理技术。这一工艺的厌氧、缺氧、好氧三阶段协同起来，COD去除率达84.6%、BOD5去除