兰州交通大学 污水处理厂课程设计
姓名:吴荣
学号:200901005 班级：给水排水0901班 指导老师：严子春
1 总论
1.1 设计任务和内容
1.1.1 设计任务
为某城市设计一座日处理为12万m3d的二级污水处理厂 1.1.2 设计内容 ①工艺构筑物选型作说明
②主要处理设施（格栅 、沉砂池、初沉池、曝气池、二沉池）的工艺计算
③污水处理厂的平面和高程布置
1.2 任务的提出目的及要求
1.2.1 任务的提出及目的
随着经济飞速发展，人民生活水平的提高，对生态环境的要求日益提高，要求越来越多的污水处理后达标排放。在全国乃至世界范围内，正在兴建及待建的污水厂也日益增多。有学者曾根据日处理污水量将污水处理厂分为大、中、小三种规模：日处理量大于10万m3为大型处理厂，1---10m3万为中型污水处理厂，小于1万m3的为小型污水处理厂。
根据所确定的工艺和计算结果，绘制污水处理厂总平面布置图，高程图，工艺流程图。
1.2.2 要求
① 方案选择合理，确保污水经处理后的排放水质达到国家排放标准。 ② 所选厂址必须符合当地的规划要求，参数选取与计算准确。
③ 全图布置分区合理，功能明确；厂前区，污水处理区污泥处理区条块分割清楚。延流程方向依次布置处理构筑物，水流创通。厂前区布置在上风向并用绿化隔离带与生产区隔离，以尽量减少对厂前区的影响，改善厂前区的工作环境。
④ 构筑物的布置应给厂区工艺管线和其他管线设有余地，一般情况下，构筑物外墙距道路边不小于6米。
⑤ 厂区设置地坪标高尽量考虑土方平衡，减少工程造价，满足防洪排涝要求。
⑥ 水力高程设计一般考虑一次提升，利用重力依次流经各个构筑物，配水管的设计需优化，以尽量减少水头损失，节约运行费用。
⑦ 设计中应该避免磷的再次产生，一般不主张采用重力浓缩池，而是采用机械浓缩脱水的方式，随时将排出的污泥进行处理。
⑧ 所选设备质优、可靠、易于操作。并且设计必须考虑到方便以后厂区的改造。
⑨ 附有平面图，高程图各一份。
1.3 基本资料
1.3.1 设计基本要求
污水处理量：12万m3，污水处理厂设计进出水质：（如下表）
1.3.2 处理要求
污水经二级处理后应符合以下具体要求：
CODCr≦70mg/L； BOD5≦20 mg/L； SS≦30 mg/L
1.3.3 处理工艺流程
污水采用传统活性污泥法工艺处理，具体流程如下：
污水→分流闸井→格栅间→污水泵房→出水井→计量槽→沉砂池→初沉池→曝气池→二沉池→消毒池→出水
1.3.4 气象与水文资料 （1）气象
风向： 多年主导风向为北北东风 气温： 最冷月平均为5℃ 最热月平均为32.5℃
极端气温，最高为41.9℃；最低为－1℃；最大冻土深度为0.05m （2）水文
降水量： 多年平均为每年728mm
蒸发量： 多年平均为每年1210mm 地下水水位： 地面下5～6m 1.3.5 厂区地形
污水厂选址在64-66m之间，平均地面标高为64.5m。平均地面坡度为0.3%-0.5%，地势为
西北高，东南低。厂区征地面积为东西长380m，南北长280m。
1.4 设计成果
（1）设计计算说明书一份；
（2）设计图纸：污水厂平面图和污水处理高程图各一张。
2 污水处理工艺流程说明
该城市排放的污水主要含COD、BOD、SS等污染物，所以本污水处理
厂拟采用传统活性污泥法工艺处理，主要流程如下图（图2—1）所示：
图2—1 污水处理厂工艺流程图
3 处理构筑物设计
3.1 闸门井
为使污水处理在出现故障时能够超越所有构筑物，在进入格栅井前设置闸
门井。
尺寸(M)：L⨯B⨯H=4⨯3⨯3
3.2 格栅
3.2.1 设计说明
格栅的作用是拦截悬浮物或漂浮物，以便保护水泵。本设计采用中格栅，提升水泵采用螺旋泵。栅条的断面主要根据过栅流速确定，过栅流速一般为0.6～1.0m/s，槽内流速0.5m/s左右。如果流速过大，不仅过栅水头损失增加，还可能将已截留的栅渣冲过格栅，如果流速过小，栅槽内将发生沉淀。所以，本设计格栅的栅条间隙拟定为20.00mm。
3.2.2 设计计算 设计流量：
a.日平均流量：Q =12=50=1.3b.日最大流量：Q =KQ=1.2⨯=6=1.maxzd计算草图（图3—1）：
栅条
工作平台
进
水
图3—1 格栅水力计算简图
设计参数：
设格栅个数 N=2个
栅前流速 v0.9s 过栅流速 v=0.7s 1=栅条间净间隙 b=20.00mm 栅前部分长度 0.5m
格栅倾角 α=60° 单位栅渣量 W1=0.05m3栅渣/103m3污水 （1） 栅前水深h,m
根据最优水力断面公式 Qmax
B12ν1
计算得：
=2
B1
B
=1.925m h=1≈0.962m
2
所以栅前水深 h ≈0.962m（2） 栅槽宽度B,m
a.栅条的间隙数n，个
1.6 ≈107个()bhv0.02⨯0.962⨯0.7
-1=107-1=106个栅条数：n ()
b.栅槽宽度B，m
设计采用ø10圆钢为栅条，宽度S =10mm=0.01m则栅槽宽度：B =S(n-+1)bn
=⨯- 0.01(1071)+⨯0.02107 =3 .20m（3） 过栅水头损失h2,m
h2=Kh⨯0
h0=ξ
ν2
2g
sinα
4
3
⎛S⎫ξ=β ⎪ ⎝b⎭
2
⎛Sv
由上面三个式子得： hβ⎪sinαK 2=
g⎝b⎭2
43
式中： K——受污染物堵塞时水头损失增大倍数，一般取3
S——栅条宽度，0.01m
β——形状系数，矩形：2.42；圆形：1.79 g——重力加速度，取9.812 设计栅条断面为圆形断面，β=1.79，则
4h3
2=
β⎛S2
⎝b⎪v⎭2
gsinαK 4
=1.79⎛3
0.00
.72⎝0.02⎪⎭29
⨯.81⨯sin60︒⨯3 =0.046m （4） 栅后槽的总高度H,m 设栅前渠道超高h1=0
.3m ，则 H=h+h1+h2
=0.962+0.3+0.046=1.308m （5） 格栅的总长度L,m
a. 进水渠道渐宽部分的长度L1,m
进水渠宽B1=
1.925m，设其渐宽部分展开角度α1=20︒，L1B-B12tan3.20-1.925
≈1 1
2tan20︒.75m
b. 格栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度L2,m
L2=0.50L1
=.5⨯=1.750.875m c. 格栅前槽高H1,m
H1=h+h1
=0.962+0.3=1.262m 则格栅的总长度为
L=L1+L2+0.5+0.1gα
=1.75+0.875+0.5+1.0.g60︒
≈4.854m
（6） 每日栅渣量W,m3
86400QmaxW1
1000Kz
则
式中：
333
污水。格栅间隙为1时， W1——单位栅渣量，m/10m625mm
333
；格W=0.100.05m/10m污水1
栅间隙为3050mm时，
333333
污水。本工程格栅间隙为20mm，取W。 W=0.030.01m/10m=0.05m/10m11
86400⨯1.667⨯0.053 =6.00m/d>0.1000⨯1.2
所以宜采用机械清渣。
3.3 沉砂池
3.3.1 设计说明
沉砂池的设置目的是去除污水中泥沙、煤渣等相对密度较大的无机颗粒，以免影响后续处理构筑物的正常运行。本设计采用平流式沉砂池。
在沉砂池设计中，可参考下列设计原则：
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以比重为2.65，粒径为0.2以上的颗粒为主。 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
3
。 60%，容量为1500km
5. 贮砂斗的容积应按2日沉砂量计算，贮砂斗池壁与水平面的倾角不应小于55°，排砂管直径应不小于0.3m。
6. 沉砂池的超高不宜小于0.3m 。
7. 除砂一般宜采用机械方法。当采用重力排砂时，沉砂池和晒砂厂应尽量靠近，以缩短排砂管的长度。
说明：
采用平流式沉砂池，具有处理效果好，结构简单的优点，分两格。 3.3.2 池体设计计算
计算草图（图3—2）：
进水
出水
图4 平流式沉砂池计算草图
图3—2 平流式沉砂池计算草图
主要参数：
①污水在池内的流速v取为0.25m/s（0.15~0.3m/s）；
②最高时流量时，污水在池内的停留时间t取为50s（30~60s）；
③有效水深h2不应大于1.2m，取为1.0m（0.25~1.0m），每格宽度取为1.0m（≥0.6m）；
④池底坡度一般为（0.01~0.02），当设置除沉砂设备时，可根据除砂设备的要求，确定池底的形状。
设计计算：
沉砂池设2座，每座取2格，每格宽b=1m （1） 沉砂部分的长度L,m
L =vt=0.25⨯50=12.5m
式中： v —— 最大设计流量时的速度，取0.25m/s t —— 最大设计流量时的停留时间，取50s （2） 水流断面面积A,m2
Q.6672ax1m=6.668m A
v0.25
（3） 池总宽度B,m
A6.668
B (取3.5m) =3.334m
2h21⨯.02
式中： h2 —— 设计有效水深，取1.0m。 （4） 贮砂斗所需容积V,m3
86400QTX86400⨯1.667⨯2⨯0.033max
=7.20m
1000K1000⨯1.2z
3
式中： X —— 城镇污水的沉砂量，本设计取0.03m污水()
T —— 排砂时间间隔，取2d Kz —— 污水流量总变化系数，为1.2
设每一个分格有2个沉砂斗，有4个分格，则每个沉砂斗容积为：
V7.203
V =0.9mo
2⨯48（5） 贮砂斗各部分尺寸计算
设贮砂斗的底宽b.5m；斗壁与水平面的倾角为60°；贮砂斗的高度1=0
'
h.4m。则贮砂斗的上口宽b2为： 3=0
'
2h2⨯0.43
bb+0.50=.962m21︒
tg60︒tg60
贮砂斗的容积V1：
1'22
Vhbbbb()131+2+12
31223
⨯0.4⨯(0.5+0.962+0.5⨯0.962)0=.221m
3
（6） 贮砂室的高度h3,m
假设采用重力排砂，池底设6%坡度坡向砂斗，两个沉砂斗之间的间隔壁厚
'b=0.2m，则：
'
L-2b-b2
h=+h0.06l=+h0.32
2
'3
'3
12.5-2⨯0.962-0.2
=0.4+0.=0.711m
2
（7） 池总高度H,m
(超高h1取0.3m) H=h+h+h=0.3+1.0+0.711=2.011m123
3.4 初沉池
3.4.1 设计说明
沉淀池主要去除依附于污水中的可以沉淀的固体悬浮物，按工艺布置的不同，分为初沉池和二沉池。初沉池是对污水中的以无机物为主体的比重大的固体悬浮物进行沉淀分离。二沉池是对污水中的以微生物为主体的、比重小的、因水流作用易发生上浮的固体悬浮物进行分离。对于一般城镇污水，初沉池的去处对象是悬浮固体，可去除SS约40%~50%,同时可去除20%~30%的BOD5。
沉淀池按水流方向可分为平流式的、竖流式的和辐流式的三种。竖流式池子深度大，施工困难，对冲击负荷和温度变化的适应能力较差，而且造价较高。而平流式对冲击负荷和温度变化的适应能力较好，施工简单，造价低。辐流式采用机械排泥，运行较好，管理也简单，排泥设备已有定型产品。所以在本次设计中初沉池采用平流式，二沉池采用辐流式。
3.4.2 平流式沉淀池设计计算 沉淀池设计参数选取中需要注意的： ①沉淀池不得少于2座； ②沉淀池的超高不应小于0.3m；
③排泥管的直径应按计算确定，但一般不宜小于200mm，污泥斗壁与水平面的倾角不应小于45°，对二沉池，则不能小于55°；
④沉淀区的有效水深宜采用2.0——4.0m；
⑤平流式沉淀池设计中，控制沉淀池设计的主要因素是对污水经处理后应达水质的要求；
⑥池子长宽比不小于4，以4-5为宜。 设计计算：
（1） 沉淀区的表面积A,m2
2
6000设表面水力负荷q，则 =2.0mh()，设计流量Qmax=
AQ0002max6 =3000m
q2.0
（2） 沉淀区有效水深h2,m
hq (停留时间t=2==⨯=t2.02.04.0m.0h) 2
（3） 沉淀区有效容积V,m3
3
V =Ah=3000⨯4.0=12000m2
（4） 沉淀池的长度L,m
设最大设计流量时的水平流速v=7ms，初沉池一般取7mm/s。 L (取52m) =3.6vt=3.6⨯7⨯2.0=50.4m（5） 沉淀区的总宽度B,m
A3000 B =59.52m
L50.4（6） 沉淀池的数量n
设每座或每格沉淀池的宽度b=，则 6.0m
B59.52
n=9.921≈0个()b6.0
校核：①长宽比： 5.6.08=.44≥，符合
②长深比： 5，符合 .4.01=2.68≥
（7） 污泥区的容积Vw,m3
270已知进水SS浓度C,其处理效率为50%,则出水SS浓度1=C=⨯27050%=13L6%。污水量总变化系数Kz=1.2,污泥含水率p,2o=9
33
d,则 污泥容量=,两次清除污泥相隔时间T=2.m=100m
γ
Q4(cc)100max20-1
T V w
1000(100-p)0
6000⨯24(270-135)1⨯003
⨯2=972m
1000⨯1000(100-96)
'39== 则每个池子所需容积： V 97.2mw0
（8） 贮泥斗的容积V1,m3
设贮泥斗的上口面积为S1（其边长取5.0m）, 贮泥斗的下口面积为S2 (其边长取0.5m), 贮泥斗坡角α=50︒,则贮泥斗高度h4为：
'
h=5.0-0.5t2=2.68m()4
1'
则：
V hS(1+S142
31223
⨯2.68⨯+(50.=4.8m
3
（9） 贮泥斗以上梯形部分污泥容积V2,m3
设池底坡度i,池子超高h=0.010.010.02.3m，则 ()1=0梯形上底边长： L =L+h+0.5=51.2m11梯形下底边长： L b=6.0m2=
"
梯形部分的高度：h =L+h-bi=50.4+4.0-6.0⨯0.01=0.484m()()42
"
(L+L)hb(51.2+⨯6.0)0.484⨯6.03124
则： =83.1m2
2233
贮泥斗和梯形部分污泥容积：V，符合 +V=24.8+83.1=107.9m>97.2m12
（10） 沉淀池的总高度H,m
'"
=0.5m0.30.5m设缓冲层高度h，污泥区高度h，则 =+h=3.164m()344h4
=h+h+h+h=0.3+4.0+0.5+3.164=7.964m H 1234
3.5 曝气池
3.5.1 设计说明
活性污泥法的曝气方式可分为两大类：鼓风曝气及机械曝气两大类。采用活性污泥法是现今比较成熟的污水处理工艺，并且处理效果好，但是对于污水的水质，DO，PH，温度等要求比较严格。通过比较，该厂采用推流式曝气系统。该系统有以下优点：
① 处理效果好：BOD5的去除率可达90-95%；
② 对废水的处理程度比较灵活，可根据要求进行调节。 3.5.2 推流式曝气池的设计计算
3.5.2.1 污水处理程度的计算及曝气池的运行方式
（1） 污水处理程度的计算
原污水的BOD5值(So)为170mL，经初沉池处理，BOD5按降低25%考虑，则进入曝气池的污水，其BOD5值(Sa)为：
S =1701-25%=127.L()a
计算去除率，首先按下式计算处理水中非溶解性BOD5值，即 B OD=7.1bXC5ae
式中： Ce——处理水中悬浮固体浓度，mgL，取值为25mL
b——微生物自身氧化率，一般介于0之间，取值0.09 .050.1
Xa——活性微生物在处理水中所占比例，取值0.4
代入各值，得：
B OD==7.1bXC7.1⨯0.09⨯0.4⨯25=6.3.L5ae
处理水中溶解性BOD5值为：
2 0-6.4=13.6L
127.5-13.6113.9去除率： %=0.893=89.3
127.5127.5
（2） 曝气池的运行方式
在本设计中应考虑曝气池运行方式的灵活性和多样化，即以传统活性污泥法系统作为基础，又可按阶段曝气系统和再生——曝气系统运行。 3.5.2.2 曝气池的计算与各部位尺寸的确定 曝气池按BOD-污泥负荷法计算 （1） BOD-污泥负荷率的确定
.3kgBkgMLSSd拟定采用的BOD-污泥负荷率为0。但为稳妥需加以)校核，按下式加以较核：
Ns =
K2 S ef
η
K2值取0.0245 (介于0.0168~0.0281之间) S13.6e=
MLVSS
f=0.75 η=89.3%
MLSS代入各值，得：
2e
s
K S f0.0245⨯13.6⨯0.75
=0.28kgkgMLSS⋅d89.3%
计算结果确定，取值0.3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SVI值为100-120，取值120。 计算确定混合液污泥浓度值X。对此r，代入各值，得： =1.2,R=50%
66
R⨯r⨯100.5⨯1.2⨯10
=333L≈330L
1+RSVI1+⨯0.5120（3） 确定曝气池容积 曝气池容积按下式计算： V=代入各值，得：
QS120000⨯127.53
a=15456m
NX0.3⨯3300s
QSa
NsX
（4） 确定曝气池各部位尺寸
154563
=3864m
4
38642
=858.7m池深H取4.5m，则每组曝气池的面积为： F 4.5
B7.5
=1.67，介于12之间，符合规定。 池宽B取7.5m，=
H4.5F858.7=114.5m池长： L 总
B7.5
设双廊道式曝气池，则单个廊道长： 设4组曝气池，每组容积为：
L=
L总
070之间，符合规定； ≈57m 介于5
2
L57
。 ==7.6，符合规定L≤58B
B7.5
4 .5+0.55=.0m
取超高0.5m，则池总高度为
（5） 水力停留时间
=15=理论H RT3.1h
000
V15456
R=2.1h 实际H
Q1+R0001⨯0.55+ 3.5.2.3 曝气系统的计算与设计（本设计采用鼓风曝气系统）
（1） 平均时需氧量的计算
'
由公式 Oa ='QSbVX2r+V
''
取 a，b，代入各值，得： =0.50.420.5=0.150.110.18()()
127.5-203300⨯0.75⎛⎫⎛⎫''
O=aQS+=bVX0.5⨯120+0.15⨯152rV⎪⎪
10001000⎝⎭⎝⎭
12188kd=508kh = （2） 最大时需氧量的计算
''=KaQSb+VX 由公式 O 2(max)rV根据原始数据 K=1.2，代入各值，得：
127.5-203300⨯0.75⎛⎫⎛⎫
O =1.2⨯0.5⨯1200+0.1515⎪⎪2max()
10001000⎝⎭⎝⎭
13478kd=562kh = （3） 每日去除的BOD5值
120000⨯127.5-20()O=1290d B 5
1000（4） 去除每千克BOD5的需氧量
'N=0..3=.kgBOD ∆ 2S
（5） 每千克污泥每天的需氧量
'''
∆ O=aN+b0.5⨯0.3+0.15=.kgBOD2S=（6） 最大时需氧量与平均时需氧量之比 3.5.2.4 供气量的计算
采用网状模型中微孔空气扩散器，敷设于距池底0.2m处，淹没水深4.0m，计算温度定位30︒C。
查表得水中溶解氧饱和度：
C ；C 9.17L7.63Ls20s30()=()=
O2(max)O2
=
562
=1.1 508
（1） 空气扩散器出口处的绝对压力(Pb)按下式计算，即：
53
P =1.013⨯10+9.8⨯10HP()ba
代入各值，得：
535 P =1.013⨯10+9.8⨯4.0⨯10=1.405⨯10Pba
（2） 空气离开曝气池面时，氧的百分比按下式计算，即：
211-E()⨯A
100% O t
79+211-EA
式中 EA——空气扩散器的氧转移效率，对网状膜型中微孔空气扩散器，取值12%。 代入EA值，得：
2110-.12()⨯
100%=19.0% O t
792+110-.12（3） 曝气池混合液中平均氧饱和度（按最不利的温度条件考虑）按下式计
算，即：
O⎛Pbt⎫ C =Cs⎪smT5()
2.0261⨯042⎝⎭
最不利温度条件，按30︒C考虑，代入各值，得
5
⎛⎫1.405⨯1019.0=7.=8.74L C ⎪sm305()
2.026⨯1042⎝⎭
（4） 换算为在20℃条件下，脱氧清水的充氧量，按下式计算，即： RoRCs20()
T-20()⎡ρ⎤αβC-C⨯1.024smT()⎣⎦
式中： α——混合液中(KLa)值与水中(KLa)值之比，即(，K)(K)清LaLa
一般为0.8~0.85，取α=0.82；
β——混合液的饱和溶解氧值与清水的饱和溶解氧值之比，一般为
0.9~0.97，取β=0.95；
C——混合液剩余DO值，一般采用2mgL。 代入各值，得：
508⨯9.17
=711kho30-200.820.95⨯1.0⨯8.74-⨯2.01.024相应的最大时需氧量Ro(max)为：
562⨯9.17
R =787khomax()30-200.820.95⨯1.0⨯-8.742.0⨯1.024（5） 曝气池平均时供气量，按下式计算，即： Gs=代入各值，得：
Ro
⨯100 0.3EA
R711o
⨯10⨯100=1975hs
0.3E0.3⨯12A相应的曝气池最大时供气量为：
R787omax() G ⨯10⨯100=2186hsmax()
0.3E0.3⨯12A
（6） 去除每千克BOD5的供气量：
197503
⨯243=6.74mgBOD
12900
（7） 每立方米污水的供气量：
1975033
⨯243=.95mm污水
120000
（8） 本系统的空气总用量
除采用鼓风曝气外，本系统还采用空气在回流污泥井提升污泥，空气量按回流污泥量的6倍考虑，污泥回流比R取值60%，这样，提升回流污泥所需空气量为：
60⨯.61⨯20000 =1800024
总需气量： 2 1861+18000=39863.5.2.5 剩余污泥量的计算 （1） 干泥量：
wa =QSbVXr-V
=0.6⨯120127.-5203⨯000.75⎛⎫⎛3⎫
-⨯0.07⎪⎪
1000000⎝⎭⎝1⎭
= 506d=2h
式中 a——污泥增值系数，0.5～0.7，取0.6； b——污泥自身氧化率，0.04～0.1，取0.07。 （2） 湿污泥量：
w5062 Q =675S
fX0.75⨯10r
3.6 二沉池
3.6.1 设计说明
本设计采用中心进水，周边出水的辐流式二次沉淀池。简图如下图3—3。
图3—3 沉淀池简图
3.6.2 池体设计计算
辐流式沉淀池分区及池深示意图（图3—4）：
图3—4 辐流式沉淀池分区及池深示意图 设计参数：
2
沉淀池个数n=4 水力表面负荷q1.2mh) o=沉淀时间t=2.7(sm.5h 出水堰负荷1146.88d) ()
h h为缓冲层高度，取0.5m为挂泥板高度，取0.5m35
剩余污泥含水率取99.2% 污泥斗下半径r2=1m，上半径r1=2m 设计计算：
（1） 沉淀池的表面积A,m2
Q000max()62
A =5000m
q1.2o
2
共设4个二沉池，则单池的表面面积为： 41=250m
（2） 池体直径D,m
=39.9m 取40m ()
（3） 沉淀部分有效水深h2,m
h=qt=1.2⨯=2.53.0m 2o
（4） 沉淀部分有效容积V,m3
πD3.14⨯40h⨯3.0=3768m
2
2
3
4
2
4
（5） 沉淀池的坡落差h4,m（取池底坡度i=0.05）
D⎫40⎫⎛⎛
h =i-r=0.052=0.9m4 1⎪-⎪
22⎝⎭⎝⎭
（6） 沉淀池周边（有效）水深Ho,m
H =h+h+h=3.0+0.5+0.5=4.0m≥4.0mo235
D40D==10，满足规范中规定的6
（7） 污泥斗容积
污泥斗高度: h =r-rtg=2-1tg60︒=1.73m()()612
h.14⨯1.732322362
r+rr+r2+2⨯1+1=12.7m(()1122
33
π
α
池底可储存污泥的体积
h.14⨯0.92232234
r+rR+2+2⨯13+13=187.5m(()11
33
共可储存污泥体积为: V +V=12.7+187.5=200.2m12
3
π
（8） 沉淀池的总高度H,m
H =H+h+h=4.0+0.3+0.9=5.2mo14
3.6.3 进水系统的计算 （一） 进水管 单池设计污水流量：
120000÷24 =125=0.3单
4
进水管设计流量（回流比R）： =50%
Q=Q1+R=1=0.s ()进单
0.52⨯4
管径： D， =800mmv=1.04s112
D1 （二） 进水竖井
进水井径D2采用1.5m
2
.4⨯1.5m出水口尺寸0，共6个沿井壁均匀分布
出水口流速：
0.52
v≈0.13s(0
0.4⨯⨯1.66
（三） 紊流筒计算
筒中流速： v =0.03~0.02m/s,(取0.03m/s)3
Q0.522
紊流筒过流面积： f进 =17.3m
v0.03
紊流筒直径：
D3 3.6.4 出水部分设计
≈4.7m （一） 环形集水槽内的流量：
q ==0.175集 （二） 环形集水槽设计
采用单侧集水环形集水槽计算
0.4
=0.9⨯k(⋅q)＝0.⨯91⨯.30.1＝750.取490.85mm 集水槽宽： b )()集(
0.4
（k为安全系数，采用1，本设计取1.3） .21.5设槽中流速v=0.6m/s
设计取环形槽内水深为0.6m，集水槽总高度为0.6+0.3（超高）=0.9m，采用90°三角堰。
（三） 出水溢流堰的设计（采用出水三角堰90︒）
=0.05mHO（1）堰上水头（即三角口底部至上游水面的高度）： H ()12
（2）每个三角堰的流量：
2.472.47 q=1.3431H=.343⨯=0.050.000s1
（3）三角堰个数n1(个)：
Q.35单0=426.1个 设计时取427个 ()1
q.000821410
（4）三角堰中心距（单侧出水）： L(D-2b)3.14⨯-(402⨯0.5）=0.287m 1
n4274271
π
3.6.5 排泥部分设计
（1） 单池污泥量
总污泥量为回流污泥量加剩余污泥量
回流污泥量： Q =Q⋅=⨯R50000.5=25R
S-SQ-KVX()∆XYoedV
剩余污泥量： Q S
fXfXrr
式中： Y——污泥产率系数，生活污水为0.5~0.65，城市污水0.4~0.5（取0.5）
Kd——污泥自身氧化率，生活污水0.05~0.1，城市污水0.07左右（取0.065）
3
X =fX=0.75⨯3300=2475mV
66
10103
X =r=1.=10000L=1mr
SVI120
0.5⨯0.18⨯120000-0.065⨯⨯154562.5则： =1.3⨯0.75⨯10
污泥总量： Q =Q+Q=2500+35=2hRS泥总
Q2535泥总
=633.7≈63h单
44
（2） 集泥槽，沿整个池径为两边集泥，故其设计流量为
Q q 单=317h=0.0882
0.40.4
取b=0.4m 集泥槽宽： b (=0.9q=0.9⨯0.088=0.34m)
取h0.4m=0.75b=0.75⨯0.4=0m.3 起点泥深： h () 1=1
=1.25b=1.25⨯0.4=0m.5取h0.6m 终点泥深： h () 22= 集泥槽深均取0.8m（超高0.2m）。
4 设计说明书
4.1 污水厂的设计规模
污水设计流量为1 200004.2 进出水水质
该水经处理以后，水质应符合国家《污水综合排放标准》（GB8978－1996） 中的二级标准，必须达到排放标准后方可排入水体。
4.3 处理工艺流程
污水→分流闸井→格栅间→污水泵房→出水井→计量槽→沉砂池→初沉池→曝气池→二沉池→消毒池→出水。
4.4 各构筑物设计说明
4.4.1 闸门井
尺寸(M)：L⨯
4.4.2 格栅
B⨯H=4⨯3⨯3
采用的是中格栅，可去除可能造成水泵机组及管道阀门堵塞的较大的悬浮物或漂浮物，以便保证后续处理工作正常进行。
设计参数：
设格栅个数 N=2个 进水渠道设2个 栅前流速 v0.9s 过栅流速 v=0.7s 1=栅条间净间隙 b=20.00mm 栅前部分长度 0.5m
格栅倾角 α=60° 单位栅渣量 W1=0.05m3栅渣/103m3污水 在选择格栅时候需要考虑格栅的过流能力，格栅的清渣方便性，以及格栅的防腐问题。
4.4.3 沉砂池
沉砂池的设置目的是去除污水中泥砂、煤渣等相对密度较大的无机颗粒。沉砂池一般设于泵站、倒虹管前，以便减轻无机颗粒对水泵、管道的磨损。常用的沉砂池有平流沉砂池、曝气沉砂池等。
本系统采用平流沉砂池，它由入流渠、出流渠、闸板、水流部分及沉砂池斗组成。具有截留无机颗粒效果较好，工作稳定，构造较简单，处理效果较好等优点，因此本设计采用平流沉砂池。
经过初步计算，因为处理水量较大，设计沉砂池的个数为两个较为合理，而且这种设计也提高了污水处理厂的安全性。 （1） 设计参数：
①污水在池内的流速v取为0.25m/s（0.15~0.3m/s）；
②最高时流量时，污水在池内的停留时间t取为50s（30~60s）；
③有效水深h2不应大于1.2m，取为1.0m（0.25~1.0m），每格宽度取为1.0m（≥0.6m）；
633④城市污水沉砂量X (=300m污水0.050.1m)。
（2） 沉砂池设2座，每座取2格。
每格宽取b（符合规范中的要求）。 =1.0m≥0.6m
3（3） 每个贮砂斗的容积V。 .9mo=0
贮砂斗各部分尺寸及容积：
.5m，斗上口宽b0.962m根据工程中的一般情况，斗底宽b，贮砂斗的1=02=
'高度为h.4m，与设计中要求的贮砂斗的高度不应太高较为吻合。 3=0
（4） 采用重力排砂。
0.711m设计池底坡度为0.06，贮砂斗高度h，取沉砂池的超高为0.3m，3=池总高度H。 =2.011m
4.4.4 初沉池
初沉池是一级污水处理厂的主要构筑物或作为二级污水处理厂的预处理构筑物设在生物处理构筑物的前面。处理的对象是悬浮物质（SS约可去除40%～55%以上），同时可去除部分BOD（约占总BOD的20%～30%主要是非溶解性BOD），以改善生物处理构筑物的运行条件，并减低其BOD负荷。
22
=q=2.0=3000m（1）设表面负荷q。 =2.0mh(),池子总面A
（2）指导书中停留时间为1，现取t=2.52.0h.0h，则沉淀部分有效水深
3
，沉淀部分有效容积V。 h.0m=12000m2=4
（3） 最大设计流量时的水平流速，初沉池一般取7mm/s，二沉池一般取5 mm/s，现取7mm/s。
则池长：L 池子总宽度：B =3.6vt=3.6⨯7⨯2.0=50.4m=59.52m（4）设每个池子宽b=，池子个数取10个，(符6.0mb=6.0=≥8.44合规范中的要求)。
'3
（5）每格池子污泥所需体积V，（取两次排泥的时间n0=97.2mw间隔为2d），斗上口边长取5.0m,斗下口边长取0.5m, 贮泥斗坡角α=50︒。
3
污泥斗和梯形部分污泥容积V每格池子污泥所+V=24.8+=83.1107.9m>12
'3
需体积V，所以此设计是较为合理的。 97.2mw=
（6）设缓冲层高度h, 池子超高h=0.5m0.30.5m.3m,污泥区高度()31=0
。 h3.164m4=
池子总高度H。 =h+h+h+h=0.3+4.0+0.5+3.164=7.964m12344.4.5 曝气池(鼓风曝气)
传统活性污泥法：分表面曝气和鼓风曝气两种型式，其历史悠久，运转管理经验成熟，对有机物的处理效果好，BOD5去除率可达到90%以上，但其脱氮除磷效果很差，对氮的去除率只能达到20%～40%左右，对磷的去除率只能达到10%～20%左右。
（1）设计沉砂池的BOD5的去除率为25%，曝气池的处理率η=,拟采89.3%
.3kgBkgMLSSd用的BOD—污泥负荷率为0,需要用负荷率()N =K S 加以校正。计算结果证明, Ns取值0.3是适宜的。 s2e
（2）根据已有资料得相应的SVI值为120～150之间,取SVI=120，污水回流比r一般取1.2，污泥浓度X。 =3300L
3
=15456m（3）曝气池容积V。（R取值范围为30％～80％，现取50％）
（4）曝气池各部位尺寸的计算。
'3
设4组曝气池,每组容积为V 43=864m
2
取池深h=4.5m,则每组曝气池面积为F =858.7m
取池宽B=7.5m,则（介于1～2之间,符合规定），所以H=4.5=1.67扩散装置可设在廊道的一侧。
池长L B=7.5=114.5m设双廊道式曝气池,单廊道长L（介于50～70之间,符合设计=2≈57m规范，较为合理），再者，符合规定L。 ≤58BB=.57=.6（5）曝气系统的需氧量和压力的计算
平均需氧量O，最大时需氧量O。 =508kg562kg2hh2max()=4.4.6 二沉池
二次沉淀池设在生物处理构筑物（传统活性污泥法）的后面，用于沉淀分离活性污泥并提供污泥回流。
采用中心进水，周边出水的辐流式二沉池 （1）设计参数：
沉淀池的个数n=4个； 沉淀时间：t=2.5h
322水力表面负荷：q （1.0～1.5 m/m/h） =1.2mh()o
.7(sm出水堰负荷力不大于1146.88d) ()
h为缓冲层高度，取0.5m为挂泥板高度，取0.5m h 35
剩余污泥含水率取99.2% 污泥斗下半径r2=1m，上半径r1=2m
22
沉淀池面积A，单池面积 =5000m41=250m
沉淀池直径：
0=439.取9m,4m沉淀部分有效水深： h（符合规定） =qt=1.2⨯2.5=3.m0
23
=π=3768m沉淀部分有效容积： V =h+h+h=3.0+0.5+0.5=4.0m≥4.0m沉淀池周边（有效水深）：H o23510,满足规范中对于辐流式二沉池中6
（2）二沉池总高度。
.3m，底坡落差为h.9m，则池边总高度为： 取二沉池超高h1=04=0
H=H+h+h=4.0+0.3+0.9=5.2m o14
o
取污泥斗下半径r2=1m，上半径r，倾斜角为60，则污泥斗高度：=2m1
h=r-rtg=2-1tg60︒=1.73m()()612
3沉淀池总共可以储存污泥的体积为： V +V=12.7+187.5=200.2m12
α
（3）进水管设计流量Q，其中R为回流比，取最大值50％。 =0.52进
取管径D， v 800mm=4D=1.s1=112
进水竖井采用D,出水尺寸0 1.5m.4⨯1.5m2=
出水口流速：v =0.1s(
2紊流筒中流速v，紊流筒过流面f=，=0.03~0.02m/s,(取0.03m/s)17.3m3
.7m紊流筒直径D 3=4（4）出水部分的设计
单环形集水槽内流速 q =0.175集
环形集水槽的设计，采用单侧集水环形集水槽计算，集水槽宽为
0.5m)，设槽中流速v=0.6m/s，设计取环形槽内水深为0.6m，则b=0.498m(取
集水槽总高度为0.6+0.3（超高）=0.9m，采用90°三角堰。 （5）出水溢流堰的设计（采用900三角堰）
=0.05mHO堰上水头（即三角口底部至上游水面的高度）：H ()12
2.47每个三角堰的流量： q =1.343H0.000821=
=426.1个 设计时取427个三角堰个数n ()1
0.287m三角堰中心距（单侧出水）L 1=以上各项均符合要求。
5 污水处理厂总体布置
5.1 主要构筑物与附属构筑物
5.1.1 主要构筑物 主要构筑物有：
格栅：采用中格栅，栅条间距b=20.00mm，拦截污物量大于0.3m3，采用机械清渣。
沉砂池：采用平流式，个数为2个，池长12.5m，宽3.5m。 初沉池：采用平流式，个数为10个，每个池子长52m，宽6.0m。 曝气池：采用推流式，个数为4个。
二沉池：采用辐流式，个数为4个，每个池子直径40m。 5.1.2 附属构筑物 附属构筑物有：
泵房、办公楼、鼓风机房、变电所、机修间、仓库、食堂、锅炉房和宿舍。 鼓风机房应设与曝气池附近，以节省管道与动力。 变电所，宜设在耗电量大的构筑物附近。
办公室、食堂、宿舍等均应与处理构筑物保持适当距离，并应处于处理构筑物的夏季主导风向的上风向处。
5.2 污水处理厂平面布置
5.2.1 各处理单元构筑物的平面布置
（1）处理构筑物是污水处理厂的主体建筑物，在对它们进行平面布置时，应根据各构筑物的功能和水力要求结合当地地形地质条件，确定它们厂区内的平面布置应考虑：
a)按功能分区，配置得当。主要是对生产、辅助生产、生产管理、生活福利等各部分的布置，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和逗留，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，但二者之间不必设置围墙； b)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；
c)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；
d)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；
e)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）；
f)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。
(2) 厂区平面布置时，除处理工艺管道之外，还应有空气管，自来水管与超越管，管道之间及其与构筑物，道路之间应有适当间距。
(3) 污水厂厂区主要车行道宽6-8m,次要车行道3-4m,一般人行道1-3m,道路两旁应留出绿化带及适当间距。
(4) 污泥处理按污泥来源及性质确定，本课程设计选用浓缩-厌氧消化-机械脱水工艺处理，但不做设计。污泥处理部分场地面积预留，可相当于污水处理部分占地面积的20%-30%。
(5) 污水厂厂区适当规划设计机房（水泵、风机、剩余污泥、回流污泥、变配电用房）、办公（行政、技术、中控用房）、机修及仓库等辅助建筑。 (6) 厂区总面积控制在（280*380）m2以内，比例1：1000。图面参考《给水排水制图标准》GBJ 106-87,重点表达构（建）筑物外形及其连接管渠，内部构造及管渠不表达。
5.2.2 管线布置
（1）应设超越管线，当出现故障时，可直接排入水体。 （2）厂区内还应有给水管，生活水管，雨水管，消化气管管线。 5.2.3 污水厂平面布置图（见附图1）
5.3 污水处理厂高程布置
5.3.1 高程布置要求
（1）高程布置原则主要参考如下：
a) 选择一条距离最长、水头损失最大的流程进行水力计算，并应适当留有余地，以保证在任何情况下，处理系统能够正常运行；
b) 污水尽量经一次提升就应能靠重力通过净化构筑物，而中间不应再经加压提升；
c) 计算水头损失时，一般应以近期最大流量作为处理构筑物和管渠的设计计算流量；
d) 污水处理后污水应能自流排入下水道或水体，包括洪水季节（一般按25年1遇防洪标准考虑）。应尽可能使污水处理工程的出水管渠高程不受洪水顶托，并能自流。注意排放水位一定不选取每年最高水位，因为其出现时间较短，易造成常年水头浪费，而应选取经常出现的高水位作为排放水位；
e)高程的布置既要考虑某些处理构筑物（如沉淀池、调节池、沉砂池等）的排空，但构筑物的挖土深度又不宜过大，以免土建投资过大和增加施工的困难； f) 高程布置时应注意污水流程和污泥流程的结合，尽量减少需提升的污泥量。污泥浓缩 、消化池等构筑物高程的确定，应注意它们的污泥能排入污水井或者其他构筑物的可能性；
g)进行构筑物高程布置时，应与厂区的地形、地质条件相联系。当地形有自然坡度时，有利于高程布置；当地形平坦时，既要避免二沉池埋入地下过深，又应避免沉砂池在在地面上架得很高，这样会导致构筑物造价的增加，尤其是地质条件较差、地下水位较高时。
（2）构筑物水头损失与构筑物种类、型式和构造有关。
（3）构筑物连接管（渠）水头损失包括沿程与局部水头损失，其计算参见《给水排水设计手册》。
（4）计量设施的水头损失应通过计量设施有关计算公式、图表或者设备说明书来确定。一般污水厂进、出水管上计量仪表中水头损失可按0.2m计算。 （5）污水进入格栅间水面相对原地面标高为-2.7m，二沉池出水井出水水面相对原地面标高一般为-0.30m。
（6）污水泵、污泥泵应分别计算静扬程、水头损失（局部水头损失估算）
和自由水头确定扬程。
（7）高程布置图横向和纵向比例一般不相等，横向比例可选1：1000左右，纵向1：500左右。
5.3.2 污水厂高程计算
污水厂选址在64—66m之间，平均地面标高为64.5m。平均地面坡度为0.3%-0.5%，地势为西北高，东南低。污水进入格栅间水面相对原地面标高为-2.7m，设计二沉池出水井出水水面相对原地面标高为-0.30m。然后根据各处理构筑物的之间的水头损失，推求其它构筑物的设计水面标高。经过计算各污水处理构筑物的设计水面标高见下表。再根据各处理构筑物的水面标高、结构稳定的原理推求各构筑物地面标高及池底标高。水泵扬程为4.0m。具体结果见下表。
污水厂各构筑物高程计算表
5.3.3 污水厂高程布置图（见附图2）
6 总结与参考文献
总结：
本设计出水水质为CODCr≦70mg/L； BOD5≦20 mg/L； SS≦30 mg/L，通过比较完善的处理工艺，该区的污水经处理后基本上能够达到国家污水排放二级标准。处理后的污泥已基本实现了无害化，减量化，不会对环境造成二次污染。但在生产运行过程中，对于活性污泥的管理比较麻烦，虽然具有比较完善和先进的污水预处理系统，但水质变化比较频繁时，处理能力也会受到很大的影响。活性污泥法对CODCr及BOD5的去除效果很好，采用推流式曝气机对污水进行曝气，不但能使污水和污泥充分混合，也能较灵活的调节水中的DO值。
总之，该处理工艺可以达到国家污水排放标准，为合理的工艺。
参考资料：
《水污染控制工程》 高廷耀、顾国维 主编 北京高等教育出版社
《污水处理工程设计》 化学工业出版社，2003年 《给水排水设计手册》 中国建筑工业出版社，2004年 《污水处理厂工艺设计手册》 高俊发、王社平 主编 化学工业出版社
《三废处理设计手册》（废水卷） 化学工业出版社
《给水排水工程专业课程设计》 张志刚 主编 北京化学工业出版社.2004
中华人民共和国国家标准，给水排水制图标准，GBJ106-87 中华人民共和国国家标准，建筑给水排水设计规范，GBJ15-88
《室外排水设计规范》GBJ 14-87 《给排水制图标准》GB/T50106-2001
兰州交通大学 污水处理厂课程设计
姓名:吴荣
学号:200901005 班级：给水排水0901班 指导老师：严子春
1 总论
1.1 设计任务和内容
1.1.1 设计任务
为某城市设计一座日处理为12万m3d的二级污水处理厂 1.1.2 设计内容 ①工艺构筑物选型作说明
②主要处理设施（格栅 、沉砂池、初沉池、曝气池、二沉池）的工艺计算
③污水处理厂的平面和高程布置
1.2 任务的提出目的及要求
1.2.1 任务的提出及目的
随着经济飞速发展，人民生活水平的提高，对生态环境的要求日益提高，要求越来越多的污水处理后达标排放。在全国乃至世界范围内，正在兴建及待建的污水厂也日益增多。有学者曾根据日处理污水量将污水处理厂分为大、中、小三种规模：日处理量大于10万m3为大型处理厂，1---10m3万为中型污水处理厂，小于1万m3的为小型污水处理厂。
根据所确定的工艺和计算结果，绘制污水处理厂总平面布置图，高程图，工艺流程图。
1.2.2 要求
① 方案选择合理，确保污水经处理后的排放水质达到国家排放标准。 ② 所选厂址必须符合当地的规划要求，参数选取与计算准确。
③ 全图布置分区合理，功能明确；厂前区，污水处理区污泥处理区条块分割清楚。延流程方向依次布置处理构筑物，水流创通。厂前区布置在上风向并用绿化隔离带与生产区隔离，以尽量减少对厂前区的影响，改善厂前区的工作环境。
④ 构筑物的布置应给厂区工艺管线和其他管线设有余地，一般情况下，构筑物外墙距道路边不小于6米。
⑤ 厂区设置地坪标高尽量考虑土方平衡，减少工程造价，满足防洪排涝要求。
⑥ 水力高程设计一般考虑一次提升，利用重力依次流经各个构筑物，配水管的设计需优化，以尽量减少水头损失，节约运行费用。
⑦ 设计中应该避免磷的再次产生，一般不主张采用重力浓缩池，而是采用机械浓缩脱水的方式，随时将排出的污泥进行处理。
⑧ 所选设备质优、可靠、易于操作。并且设计必须考虑到方便以后厂区的改造。
⑨ 附有平面图，高程图各一份。
1.3 基本资料
1.3.1 设计基本要求
污水处理量：12万m3，污水处理厂设计进出水质：（如下表）
1.3.2 处理要求
污水经二级处理后应符合以下具体要求：
CODCr≦70mg/L； BOD5≦20 mg/L； SS≦30 mg/L
1.3.3 处理工艺流程
污水采用传统活性污泥法工艺处理，具体流程如下：
污水→分流闸井→格栅间→污水泵房→出水井→计量槽→沉砂池→初沉池→曝气池→二沉池→消毒池→出水
1.3.4 气象与水文资料 （1）气象
风向： 多年主导风向为北北东风 气温： 最冷月平均为5℃ 最热月平均为32.5℃
极端气温，最高为41.9℃；最低为－1℃；最大冻土深度为0.05m （2）水文
降水量： 多年平均为每年728mm
蒸发量： 多年平均为每年1210mm 地下水水位： 地面下5～6m 1.3.5 厂区地形
污水厂选址在64-66m之间，平均地面标高为64.5m。平均地面坡度为0.3%-0.5%，地势为
西北高，东南低。厂区征地面积为东西长380m，南北长280m。
1.4 设计成果
（1）设计计算说明书一份；
（2）设计图纸：污水厂平面图和污水处理高程图各一张。
2 污水处理工艺流程说明
该城市排放的污水主要含COD、BOD、SS等污染物，所以本污水处理
厂拟采用传统活性污泥法工艺处理，主要流程如下图（图2—1）所示：
图2—1 污水处理厂工艺流程图
3 处理构筑物设计
3.1 闸门井
为使污水处理在出现故障时能够超越所有构筑物，在进入格栅井前设置闸
门井。
尺寸(M)：L⨯B⨯H=4⨯3⨯3
3.2 格栅
3.2.1 设计说明
格栅的作用是拦截悬浮物或漂浮物，以便保护水泵。本设计采用中格栅，提升水泵采用螺旋泵。栅条的断面主要根据过栅流速确定，过栅流速一般为0.6～1.0m/s，槽内流速0.5m/s左右。如果流速过大，不仅过栅水头损失增加，还可能将已截留的栅渣冲过格栅，如果流速过小，栅槽内将发生沉淀。所以，本设计格栅的栅条间隙拟定为20.00mm。
3.2.2 设计计算 设计流量：
a.日平均流量：Q =12=50=1.3b.日最大流量：Q =KQ=1.2⨯=6=1.maxzd计算草图（图3—1）：
栅条
工作平台
进
水
图3—1 格栅水力计算简图
设计参数：
设格栅个数 N=2个
栅前流速 v0.9s 过栅流速 v=0.7s 1=栅条间净间隙 b=20.00mm 栅前部分长度 0.5m
格栅倾角 α=60° 单位栅渣量 W1=0.05m3栅渣/103m3污水 （1） 栅前水深h,m
根据最优水力断面公式 Qmax
B12ν1
计算得：
=2
B1
B
=1.925m h=1≈0.962m
2
所以栅前水深 h ≈0.962m（2） 栅槽宽度B,m
a.栅条的间隙数n，个
1.6 ≈107个()bhv0.02⨯0.962⨯0.7
-1=107-1=106个栅条数：n ()
b.栅槽宽度B，m
设计采用ø10圆钢为栅条，宽度S =10mm=0.01m则栅槽宽度：B =S(n-+1)bn
=⨯- 0.01(1071)+⨯0.02107 =3 .20m（3） 过栅水头损失h2,m
h2=Kh⨯0
h0=ξ
ν2
2g
sinα
4
3
⎛S⎫ξ=β ⎪ ⎝b⎭
2
⎛Sv
由上面三个式子得： hβ⎪sinαK 2=
g⎝b⎭2
43
式中： K——受污染物堵塞时水头损失增大倍数，一般取3
S——栅条宽度，0.01m
β——形状系数，矩形：2.42；圆形：1.79 g——重力加速度，取9.812 设计栅条断面为圆形断面，β=1.79，则
4h3
2=
β⎛S2
⎝b⎪v⎭2
gsinαK 4
=1.79⎛3
0.00
.72⎝0.02⎪⎭29
⨯.81⨯sin60︒⨯3 =0.046m （4） 栅后槽的总高度H,m 设栅前渠道超高h1=0
.3m ，则 H=h+h1+h2
=0.962+0.3+0.046=1.308m （5） 格栅的总长度L,m
a. 进水渠道渐宽部分的长度L1,m
进水渠宽B1=
1.925m，设其渐宽部分展开角度α1=20︒，L1B-B12tan3.20-1.925
≈1 1
2tan20︒.75m
b. 格栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度L2,m
L2=0.50L1
=.5⨯=1.750.875m c. 格栅前槽高H1,m
H1=h+h1
=0.962+0.3=1.262m 则格栅的总长度为
L=L1+L2+0.5+0.1gα
=1.75+0.875+0.5+1.0.g60︒
≈4.854m
（6） 每日栅渣量W,m3
86400QmaxW1
1000Kz
则
式中：
333
污水。格栅间隙为1时， W1——单位栅渣量，m/10m625mm
333
；格W=0.100.05m/10m污水1
栅间隙为3050mm时，
333333
污水。本工程格栅间隙为20mm，取W。 W=0.030.01m/10m=0.05m/10m11
86400⨯1.667⨯0.053 =6.00m/d>0.1000⨯1.2
所以宜采用机械清渣。
3.3 沉砂池
3.3.1 设计说明
沉砂池的设置目的是去除污水中泥沙、煤渣等相对密度较大的无机颗粒，以免影响后续处理构筑物的正常运行。本设计采用平流式沉砂池。
在沉砂池设计中，可参考下列设计原则：
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以比重为2.65，粒径为0.2以上的颗粒为主。 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
3
。 60%，容量为1500km
5. 贮砂斗的容积应按2日沉砂量计算，贮砂斗池壁与水平面的倾角不应小于55°，排砂管直径应不小于0.3m。
6. 沉砂池的超高不宜小于0.3m 。
7. 除砂一般宜采用机械方法。当采用重力排砂时，沉砂池和晒砂厂应尽量靠近，以缩短排砂管的长度。
说明：
采用平流式沉砂池，具有处理效果好，结构简单的优点，分两格。 3.3.2 池体设计计算
计算草图（图3—2）：
进水
出水
图4 平流式沉砂池计算草图
图3—2 平流式沉砂池计算草图
主要参数：
①污水在池内的流速v取为0.25m/s（0.15~0.3m/s）；
②最高时流量时，污水在池内的停留时间t取为50s（30~60s）；
③有效水深h2不应大于1.2m，取为1.0m（0.25~1.0m），每格宽度取为1.0m（≥0.6m）；
④池底坡度一般为（0.01~0.02），当设置除沉砂设备时，可根据除砂设备的要求，确定池底的形状。
设计计算：
沉砂池设2座，每座取2格，每格宽b=1m （1） 沉砂部分的长度L,m
L =vt=0.25⨯50=12.5m
式中： v —— 最大设计流量时的速度，取0.25m/s t —— 最大设计流量时的停留时间，取50s （2） 水流断面面积A,m2
Q.6672ax1m=6.668m A
v0.25
（3） 池总宽度B,m
A6.668
B (取3.5m) =3.334m
2h21⨯.02
式中： h2 —— 设计有效水深，取1.0m。 （4） 贮砂斗所需容积V,m3
86400QTX86400⨯1.667⨯2⨯0.033max
=7.20m
1000K1000⨯1.2z
3
式中： X —— 城镇污水的沉砂量，本设计取0.03m污水()
T —— 排砂时间间隔，取2d Kz —— 污水流量总变化系数，为1.2
设每一个分格有2个沉砂斗，有4个分格，则每个沉砂斗容积为：
V7.203
V =0.9mo
2⨯48（5） 贮砂斗各部分尺寸计算
设贮砂斗的底宽b.5m；斗壁与水平面的倾角为60°；贮砂斗的高度1=0
'
h.4m。则贮砂斗的上口宽b2为： 3=0
'
2h2⨯0.43
bb+0.50=.962m21︒
tg60︒tg60
贮砂斗的容积V1：
1'22
Vhbbbb()131+2+12
31223
⨯0.4⨯(0.5+0.962+0.5⨯0.962)0=.221m
3
（6） 贮砂室的高度h3,m
假设采用重力排砂，池底设6%坡度坡向砂斗，两个沉砂斗之间的间隔壁厚
'b=0.2m，则：
'
L-2b-b2
h=+h0.06l=+h0.32
2
'3
'3
12.5-2⨯0.962-0.2
=0.4+0.=0.711m
2
（7） 池总高度H,m
(超高h1取0.3m) H=h+h+h=0.3+1.0+0.711=2.011m123
3.4 初沉池
3.4.1 设计说明
沉淀池主要去除依附于污水中的可以沉淀的固体悬浮物，按工艺布置的不同，分为初沉池和二沉池。初沉池是对污水中的以无机物为主体的比重大的固体悬浮物进行沉淀分离。二沉池是对污水中的以微生物为主体的、比重小的、因水流作用易发生上浮的固体悬浮物进行分离。对于一般城镇污水，初沉池的去处对象是悬浮固体，可去除SS约40%~50%,同时可去除20%~30%的BOD5。
沉淀池按水流方向可分为平流式的、竖流式的和辐流式的三种。竖流式池子深度大，施工困难，对冲击负荷和温度变化的适应能力较差，而且造价较高。而平流式对冲击负荷和温度变化的适应能力较好，施工简单，造价低。辐流式采用机械排泥，运行较好，管理也简单，排泥设备已有定型产品。所以在本次设计中初沉池采用平流式，二沉池采用辐流式。
3.4.2 平流式沉淀池设计计算 沉淀池设计参数选取中需要注意的： ①沉淀池不得少于2座； ②沉淀池的超高不应小于0.3m；
③排泥管的直径应按计算确定，但一般不宜小于200mm，污泥斗壁与水平面的倾角不应小于45°，对二沉池，则不能小于55°；
④沉淀区的有效水深宜采用2.0——4.0m；
⑤平流式沉淀池设计中，控制沉淀池设计的主要因素是对污水经处理后应达水质的要求；
⑥池子长宽比不小于4，以4-5为宜。 设计计算：
（1） 沉淀区的表面积A,m2
2
6000设表面水力负荷q，则 =2.0mh()，设计流量Qmax=
AQ0002max6 =3000m
q2.0
（2） 沉淀区有效水深h2,m
hq (停留时间t=2==⨯=t2.02.04.0m.0h) 2
（3） 沉淀区有效容积V,m3
3
V =Ah=3000⨯4.0=12000m2
（4） 沉淀池的长度L,m
设最大设计流量时的水平流速v=7ms，初沉池一般取7mm/s。 L (取52m) =3.6vt=3.6⨯7⨯2.0=50.4m（5） 沉淀区的总宽度B,m
A3000 B =59.52m
L50.4（6） 沉淀池的数量n
设每座或每格沉淀池的宽度b=，则 6.0m
B59.52
n=9.921≈0个()b6.0
校核：①长宽比： 5.6.08=.44≥，符合
②长深比： 5，符合 .4.01=2.68≥
（7） 污泥区的容积Vw,m3
270已知进水SS浓度C,其处理效率为50%,则出水SS浓度1=C=⨯27050%=13L6%。污水量总变化系数Kz=1.2,污泥含水率p,2o=9
33
d,则 污泥容量=,两次清除污泥相隔时间T=2.m=100m
γ
Q4(cc)100max20-1
T V w
1000(100-p)0
6000⨯24(270-135)1⨯003
⨯2=972m
1000⨯1000(100-96)
'39== 则每个池子所需容积： V 97.2mw0
（8） 贮泥斗的容积V1,m3
设贮泥斗的上口面积为S1（其边长取5.0m）, 贮泥斗的下口面积为S2 (其边长取0.5m), 贮泥斗坡角α=50︒,则贮泥斗高度h4为：
'
h=5.0-0.5t2=2.68m()4
1'
则：
V hS(1+S142
31223
⨯2.68⨯+(50.=4.8m
3
（9） 贮泥斗以上梯形部分污泥容积V2,m3
设池底坡度i,池子超高h=0.010.010.02.3m，则 ()1=0梯形上底边长： L =L+h+0.5=51.2m11梯形下底边长： L b=6.0m2=
"
梯形部分的高度：h =L+h-bi=50.4+4.0-6.0⨯0.01=0.484m()()42
"
(L+L)hb(51.2+⨯6.0)0.484⨯6.03124
则： =83.1m2
2233
贮泥斗和梯形部分污泥容积：V，符合 +V=24.8+83.1=107.9m>97.2m12
（10） 沉淀池的总高度H,m
'"
=0.5m0.30.5m设缓冲层高度h，污泥区高度h，则 =+h=3.164m()344h4
=h+h+h+h=0.3+4.0+0.5+3.164=7.964m H 1234
3.5 曝气池
3.5.1 设计说明
活性污泥法的曝气方式可分为两大类：鼓风曝气及机械曝气两大类。采用活性污泥法是现今比较成熟的污水处理工艺，并且处理效果好，但是对于污水的水质，DO，PH，温度等要求比较严格。通过比较，该厂采用推流式曝气系统。该系统有以下优点：
① 处理效果好：BOD5的去除率可达90-95%；
② 对废水的处理程度比较灵活，可根据要求进行调节。 3.5.2 推流式曝气池的设计计算
3.5.2.1 污水处理程度的计算及曝气池的运行方式
（1） 污水处理程度的计算
原污水的BOD5值(So)为170mL，经初沉池处理，BOD5按降低25%考虑，则进入曝气池的污水，其BOD5值(Sa)为：
S =1701-25%=127.L()a
计算去除率，首先按下式计算处理水中非溶解性BOD5值，即 B OD=7.1bXC5ae
式中： Ce——处理水中悬浮固体浓度，mgL，取值为25mL
b——微生物自身氧化率，一般介于0之间，取值0.09 .050.1
Xa——活性微生物在处理水中所占比例，取值0.4
代入各值，得：
B OD==7.1bXC7.1⨯0.09⨯0.4⨯25=6.3.L5ae
处理水中溶解性BOD5值为：
2 0-6.4=13.6L
127.5-13.6113.9去除率： %=0.893=89.3
127.5127.5
（2） 曝气池的运行方式
在本设计中应考虑曝气池运行方式的灵活性和多样化，即以传统活性污泥法系统作为基础，又可按阶段曝气系统和再生——曝气系统运行。 3.5.2.2 曝气池的计算与各部位尺寸的确定 曝气池按BOD-污泥负荷法计算 （1） BOD-污泥负荷率的确定
.3kgBkgMLSSd拟定采用的BOD-污泥负荷率为0。但为稳妥需加以)校核，按下式加以较核：
Ns =
K2 S ef
η
K2值取0.0245 (介于0.0168~0.0281之间) S13.6e=
MLVSS
f=0.75 η=89.3%
MLSS代入各值，得：
2e
s
K S f0.0245⨯13.6⨯0.75
=0.28kgkgMLSS⋅d89.3%
计算结果确定，取值0.3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SVI值为100-120，取值120。 计算确定混合液污泥浓度值X。对此r，代入各值，得： =1.2,R=50%
66
R⨯r⨯100.5⨯1.2⨯10
=333L≈330L
1+RSVI1+⨯0.5120（3） 确定曝气池容积 曝气池容积按下式计算： V=代入各值，得：
QS120000⨯127.53
a=15456m
NX0.3⨯3300s
QSa
NsX
（4） 确定曝气池各部位尺寸
154563
=3864m
4
38642
=858.7m池深H取4.5m，则每组曝气池的面积为： F 4.5
B7.5
=1.67，介于12之间，符合规定。 池宽B取7.5m，=
H4.5F858.7=114.5m池长： L 总
B7.5
设双廊道式曝气池，则单个廊道长： 设4组曝气池，每组容积为：
L=
L总
070之间，符合规定； ≈57m 介于5
2
L57
。 ==7.6，符合规定L≤58B
B7.5
4 .5+0.55=.0m
取超高0.5m，则池总高度为
（5） 水力停留时间
=15=理论H RT3.1h
000
V15456
R=2.1h 实际H
Q1+R0001⨯0.55+ 3.5.2.3 曝气系统的计算与设计（本设计采用鼓风曝气系统）
（1） 平均时需氧量的计算
'
由公式 Oa ='QSbVX2r+V
''
取 a，b，代入各值，得： =0.50.420.5=0.150.110.18()()
127.5-203300⨯0.75⎛⎫⎛⎫''
O=aQS+=bVX0.5⨯120+0.15⨯152rV⎪⎪
10001000⎝⎭⎝⎭
12188kd=508kh = （2） 最大时需氧量的计算
''=KaQSb+VX 由公式 O 2(max)rV根据原始数据 K=1.2，代入各值，得：
127.5-203300⨯0.75⎛⎫⎛⎫
O =1.2⨯0.5⨯1200+0.1515⎪⎪2max()
10001000⎝⎭⎝⎭
13478kd=562kh = （3） 每日去除的BOD5值
120000⨯127.5-20()O=1290d B 5
1000（4） 去除每千克BOD5的需氧量
'N=0..3=.kgBOD ∆ 2S
（5） 每千克污泥每天的需氧量
'''
∆ O=aN+b0.5⨯0.3+0.15=.kgBOD2S=（6） 最大时需氧量与平均时需氧量之比 3.5.2.4 供气量的计算
采用网状模型中微孔空气扩散器，敷设于距池底0.2m处，淹没水深4.0m，计算温度定位30︒C。
查表得水中溶解氧饱和度：
C ；C 9.17L7.63Ls20s30()=()=
O2(max)O2
=
562
=1.1 508
（1） 空气扩散器出口处的绝对压力(Pb)按下式计算，即：
53
P =1.013⨯10+9.8⨯10HP()ba
代入各值，得：
535 P =1.013⨯10+9.8⨯4.0⨯10=1.405⨯10Pba
（2） 空气离开曝气池面时，氧的百分比按下式计算，即：
211-E()⨯A
100% O t
79+211-EA
式中 EA——空气扩散器的氧转移效率，对网状膜型中微孔空气扩散器，取值12%。 代入EA值，得：
2110-.12()⨯
100%=19.0% O t
792+110-.12（3） 曝气池混合液中平均氧饱和度（按最不利的温度条件考虑）按下式计
算，即：
O⎛Pbt⎫ C =Cs⎪smT5()
2.0261⨯042⎝⎭
最不利温度条件，按30︒C考虑，代入各值，得
5
⎛⎫1.405⨯1019.0=7.=8.74L C ⎪sm305()
2.026⨯1042⎝⎭
（4） 换算为在20℃条件下，脱氧清水的充氧量，按下式计算，即： RoRCs20()
T-20()⎡ρ⎤αβC-C⨯1.024smT()⎣⎦
式中： α——混合液中(KLa)值与水中(KLa)值之比，即(，K)(K)清LaLa
一般为0.8~0.85，取α=0.82；
β——混合液的饱和溶解氧值与清水的饱和溶解氧值之比，一般为
0.9~0.97，取β=0.95；
C——混合液剩余DO值，一般采用2mgL。 代入各值，得：
508⨯9.17
=711kho30-200.820.95⨯1.0⨯8.74-⨯2.01.024相应的最大时需氧量Ro(max)为：
562⨯9.17
R =787khomax()30-200.820.95⨯1.0⨯-8.742.0⨯1.024（5） 曝气池平均时供气量，按下式计算，即： Gs=代入各值，得：
Ro
⨯100 0.3EA
R711o
⨯10⨯100=1975hs
0.3E0.3⨯12A相应的曝气池最大时供气量为：
R787omax() G ⨯10⨯100=2186hsmax()
0.3E0.3⨯12A
（6） 去除每千克BOD5的供气量：
197503
⨯243=6.74mgBOD
12900
（7） 每立方米污水的供气量：
1975033
⨯243=.95mm污水
120000
（8） 本系统的空气总用量
除采用鼓风曝气外，本系统还采用空气在回流污泥井提升污泥，空气量按回流污泥量的6倍考虑，污泥回流比R取值60%，这样，提升回流污泥所需空气量为：
60⨯.61⨯20000 =1800024
总需气量： 2 1861+18000=39863.5.2.5 剩余污泥量的计算 （1） 干泥量：
wa =QSbVXr-V
=0.6⨯120127.-5203⨯000.75⎛⎫⎛3⎫
-⨯0.07⎪⎪
1000000⎝⎭⎝1⎭
= 506d=2h
式中 a——污泥增值系数，0.5～0.7，取0.6； b——污泥自身氧化率，0.04～0.1，取0.07。 （2） 湿污泥量：
w5062 Q =675S
fX0.75⨯10r
3.6 二沉池
3.6.1 设计说明
本设计采用中心进水，周边出水的辐流式二次沉淀池。简图如下图3—3。
图3—3 沉淀池简图
3.6.2 池体设计计算
辐流式沉淀池分区及池深示意图（图3—4）：
图3—4 辐流式沉淀池分区及池深示意图 设计参数：
2
沉淀池个数n=4 水力表面负荷q1.2mh) o=沉淀时间t=2.7(sm.5h 出水堰负荷1146.88d) ()
h h为缓冲层高度，取0.5m为挂泥板高度，取0.5m35
剩余污泥含水率取99.2% 污泥斗下半径r2=1m，上半径r1=2m 设计计算：
（1） 沉淀池的表面积A,m2
Q000max()62
A =5000m
q1.2o
2
共设4个二沉池，则单池的表面面积为： 41=250m
（2） 池体直径D,m
=39.9m 取40m ()
（3） 沉淀部分有效水深h2,m
h=qt=1.2⨯=2.53.0m 2o
（4） 沉淀部分有效容积V,m3
πD3.14⨯40h⨯3.0=3768m
2
2
3
4
2
4
（5） 沉淀池的坡落差h4,m（取池底坡度i=0.05）
D⎫40⎫⎛⎛
h =i-r=0.052=0.9m4 1⎪-⎪
22⎝⎭⎝⎭
（6） 沉淀池周边（有效）水深Ho,m
H =h+h+h=3.0+0.5+0.5=4.0m≥4.0mo235
D40D==10，满足规范中规定的6
（7） 污泥斗容积
污泥斗高度: h =r-rtg=2-1tg60︒=1.73m()()612
h.14⨯1.732322362
r+rr+r2+2⨯1+1=12.7m(()1122
33
π
α
池底可储存污泥的体积
h.14⨯0.92232234
r+rR+2+2⨯13+13=187.5m(()11
33
共可储存污泥体积为: V +V=12.7+187.5=200.2m12
3
π
（8） 沉淀池的总高度H,m
H =H+h+h=4.0+0.3+0.9=5.2mo14
3.6.3 进水系统的计算 （一） 进水管 单池设计污水流量：
120000÷24 =125=0.3单
4
进水管设计流量（回流比R）： =50%
Q=Q1+R=1=0.s ()进单
0.52⨯4
管径： D， =800mmv=1.04s112
D1 （二） 进水竖井
进水井径D2采用1.5m
2
.4⨯1.5m出水口尺寸0，共6个沿井壁均匀分布
出水口流速：
0.52
v≈0.13s(0
0.4⨯⨯1.66
（三） 紊流筒计算
筒中流速： v =0.03~0.02m/s,(取0.03m/s)3
Q0.522
紊流筒过流面积： f进 =17.3m
v0.03
紊流筒直径：
D3 3.6.4 出水部分设计
≈4.7m （一） 环形集水槽内的流量：
q ==0.175集 （二） 环形集水槽设计
采用单侧集水环形集水槽计算
0.4
=0.9⨯k(⋅q)＝0.⨯91⨯.30.1＝750.取490.85mm 集水槽宽： b )()集(
0.4
（k为安全系数，采用1，本设计取1.3） .21.5设槽中流速v=0.6m/s
设计取环形槽内水深为0.6m，集水槽总高度为0.6+0.3（超高）=0.9m，采用90°三角堰。
（三） 出水溢流堰的设计（采用出水三角堰90︒）
=0.05mHO（1）堰上水头（即三角口底部至上游水面的高度）： H ()12
（2）每个三角堰的流量：
2.472.47 q=1.3431H=.343⨯=0.050.000s1
（3）三角堰个数n1(个)：
Q.35单0=426.1个 设计时取427个 ()1
q.000821410
（4）三角堰中心距（单侧出水）： L(D-2b)3.14⨯-(402⨯0.5）=0.287m 1
n4274271
π
3.6.5 排泥部分设计
（1） 单池污泥量
总污泥量为回流污泥量加剩余污泥量
回流污泥量： Q =Q⋅=⨯R50000.5=25R
S-SQ-KVX()∆XYoedV
剩余污泥量： Q S
fXfXrr
式中： Y——污泥产率系数，生活污水为0.5~0.65，城市污水0.4~0.5（取0.5）
Kd——污泥自身氧化率，生活污水0.05~0.1，城市污水0.07左右（取0.065）
3
X =fX=0.75⨯3300=2475mV
66
10103
X =r=1.=10000L=1mr
SVI120
0.5⨯0.18⨯120000-0.065⨯⨯154562.5则： =1.3⨯0.75⨯10
污泥总量： Q =Q+Q=2500+35=2hRS泥总
Q2535泥总
=633.7≈63h单
44
（2） 集泥槽，沿整个池径为两边集泥，故其设计流量为
Q q 单=317h=0.0882
0.40.4
取b=0.4m 集泥槽宽： b (=0.9q=0.9⨯0.088=0.34m)
取h0.4m=0.75b=0.75⨯0.4=0m.3 起点泥深： h () 1=1
=1.25b=1.25⨯0.4=0m.5取h0.6m 终点泥深： h () 22= 集泥槽深均取0.8m（超高0.2m）。
4 设计说明书
4.1 污水厂的设计规模
污水设计流量为1 200004.2 进出水水质
该水经处理以后，水质应符合国家《污水综合排放标准》（GB8978－1996） 中的二级标准，必须达到排放标准后方可排入水体。
4.3 处理工艺流程
污水→分流闸井→格栅间→污水泵房→出水井→计量槽→沉砂池→初沉池→曝气池→二沉池→消毒池→出水。
4.4 各构筑物设计说明
4.4.1 闸门井
尺寸(M)：L⨯
4.4.2 格栅
B⨯H=4⨯3⨯3
采用的是中格栅，可去除可能造成水泵机组及管道阀门堵塞的较大的悬浮物或漂浮物，以便保证后续处理工作正常进行。
设计参数：
设格栅个数 N=2个 进水渠道设2个 栅前流速 v0.9s 过栅流速 v=0.7s 1=栅条间净间隙 b=20.00mm 栅前部分长度 0.5m
格栅倾角 α=60° 单位栅渣量 W1=0.05m3栅渣/103m3污水 在选择格栅时候需要考虑格栅的过流能力，格栅的清渣方便性，以及格栅的防腐问题。
4.4.3 沉砂池
沉砂池的设置目的是去除污水中泥砂、煤渣等相对密度较大的无机颗粒。沉砂池一般设于泵站、倒虹管前，以便减轻无机颗粒对水泵、管道的磨损。常用的沉砂池有平流沉砂池、曝气沉砂池等。
本系统采用平流沉砂池，它由入流渠、出流渠、闸板、水流部分及沉砂池斗组成。具有截留无机颗粒效果较好，工作稳定，构造较简单，处理效果较好等优点，因此本设计采用平流沉砂池。
经过初步计算，因为处理水量较大，设计沉砂池的个数为两个较为合理，而且这种设计也提高了污水处理厂的安全性。 （1） 设计参数：
①污水在池内的流速v取为0.25m/s（0.15~0.3m/s）；
②最高时流量时，污水在池内的停留时间t取为50s（30~60s）；
③有效水深h2不应大于1.2m，取为1.0m（0.25~1.0m），每格宽度取为1.0m（≥0.6m）；
633④城市污水沉砂量X (=300m污水0.050.1m)。
（2） 沉砂池设2座，每座取2格。
每格宽取b（符合规范中的要求）。 =1.0m≥0.6m
3（3） 每个贮砂斗的容积V。 .9mo=0
贮砂斗各部分尺寸及容积：
.5m，斗上口宽b0.962m根据工程中的一般情况，斗底宽b，贮砂斗的1=02=
'高度为h.4m，与设计中要求的贮砂斗的高度不应太高较为吻合。 3=0
（4） 采用重力排砂。
0.711m设计池底坡度为0.06，贮砂斗高度h，取沉砂池的超高为0.3m，3=池总高度H。 =2.011m
4.4.4 初沉池
初沉池是一级污水处理厂的主要构筑物或作为二级污水处理厂的预处理构筑物设在生物处理构筑物的前面。处理的对象是悬浮物质（SS约可去除40%～55%以上），同时可去除部分BOD（约占总BOD的20%～30%主要是非溶解性BOD），以改善生物处理构筑物的运行条件，并减低其BOD负荷。
22
=q=2.0=3000m（1）设表面负荷q。 =2.0mh(),池子总面A
（2）指导书中停留时间为1，现取t=2.52.0h.0h，则沉淀部分有效水深
3
，沉淀部分有效容积V。 h.0m=12000m2=4
（3） 最大设计流量时的水平流速，初沉池一般取7mm/s，二沉池一般取5 mm/s，现取7mm/s。
则池长：L 池子总宽度：B =3.6vt=3.6⨯7⨯2.0=50.4m=59.52m（4）设每个池子宽b=，池子个数取10个，(符6.0mb=6.0=≥8.44合规范中的要求)。
'3
（5）每格池子污泥所需体积V，（取两次排泥的时间n0=97.2mw间隔为2d），斗上口边长取5.0m,斗下口边长取0.5m, 贮泥斗坡角α=50︒。
3
污泥斗和梯形部分污泥容积V每格池子污泥所+V=24.8+=83.1107.9m>12
'3
需体积V，所以此设计是较为合理的。 97.2mw=
（6）设缓冲层高度h, 池子超高h=0.5m0.30.5m.3m,污泥区高度()31=0
。 h3.164m4=
池子总高度H。 =h+h+h+h=0.3+4.0+0.5+3.164=7.964m12344.4.5 曝气池(鼓风曝气)
传统活性污泥法：分表面曝气和鼓风曝气两种型式，其历史悠久，运转管理经验成熟，对有机物的处理效果好，BOD5去除率可达到90%以上，但其脱氮除磷效果很差，对氮的去除率只能达到20%～40%左右，对磷的去除率只能达到10%～20%左右。
（1）设计沉砂池的BOD5的去除率为25%，曝气池的处理率η=,拟采89.3%
.3kgBkgMLSSd用的BOD—污泥负荷率为0,需要用负荷率()N =K S 加以校正。计算结果证明, Ns取值0.3是适宜的。 s2e
（2）根据已有资料得相应的SVI值为120～150之间,取SVI=120，污水回流比r一般取1.2，污泥浓度X。 =3300L
3
=15456m（3）曝气池容积V。（R取值范围为30％～80％，现取50％）
（4）曝气池各部位尺寸的计算。
'3
设4组曝气池,每组容积为V 43=864m
2
取池深h=4.5m,则每组曝气池面积为F =858.7m
取池宽B=7.5m,则（介于1～2之间,符合规定），所以H=4.5=1.67扩散装置可设在廊道的一侧。
池长L B=7.5=114.5m设双廊道式曝气池,单廊道长L（介于50～70之间,符合设计=2≈57m规范，较为合理），再者，符合规定L。 ≤58BB=.57=.6（5）曝气系统的需氧量和压力的计算
平均需氧量O，最大时需氧量O。 =508kg562kg2hh2max()=4.4.6 二沉池
二次沉淀池设在生物处理构筑物（传统活性污泥法）的后面，用于沉淀分离活性污泥并提供污泥回流。
采用中心进水，周边出水的辐流式二沉池 （1）设计参数：
沉淀池的个数n=4个； 沉淀时间：t=2.5h
322水力表面负荷：q （1.0～1.5 m/m/h） =1.2mh()o
.7(sm出水堰负荷力不大于1146.88d) ()
h为缓冲层高度，取0.5m为挂泥板高度，取0.5m h 35
剩余污泥含水率取99.2% 污泥斗下半径r2=1m，上半径r1=2m
22
沉淀池面积A，单池面积 =5000m41=250m
沉淀池直径：
0=439.取9m,4m沉淀部分有效水深： h（符合规定） =qt=1.2⨯2.5=3.m0
23
=π=3768m沉淀部分有效容积： V =h+h+h=3.0+0.5+0.5=4.0m≥4.0m沉淀池周边（有效水深）：H o23510,满足规范中对于辐流式二沉池中6
（2）二沉池总高度。
.3m，底坡落差为h.9m，则池边总高度为： 取二沉池超高h1=04=0
H=H+h+h=4.0+0.3+0.9=5.2m o14
o
取污泥斗下半径r2=1m，上半径r，倾斜角为60，则污泥斗高度：=2m1
h=r-rtg=2-1tg60︒=1.73m()()612
3沉淀池总共可以储存污泥的体积为： V +V=12.7+187.5=200.2m12
α
（3）进水管设计流量Q，其中R为回流比，取最大值50％。 =0.52进
取管径D， v 800mm=4D=1.s1=112
进水竖井采用D,出水尺寸0 1.5m.4⨯1.5m2=
出水口流速：v =0.1s(
2紊流筒中流速v，紊流筒过流面f=，=0.03~0.02m/s,(取0.03m/s)17.3m3
.7m紊流筒直径D 3=4（4）出水部分的设计
单环形集水槽内流速 q =0.175集
环形集水槽的设计，采用单侧集水环形集水槽计算，集水槽宽为
0.5m)，设槽中流速v=0.6m/s，设计取环形槽内水深为0.6m，则b=0.498m(取
集水槽总高度为0.6+0.3（超高）=0.9m，采用90°三角堰。 （5）出水溢流堰的设计（采用900三角堰）
=0.05mHO堰上水头（即三角口底部至上游水面的高度）：H ()12
2.47每个三角堰的流量： q =1.343H0.000821=
=426.1个 设计时取427个三角堰个数n ()1
0.287m三角堰中心距（单侧出水）L 1=以上各项均符合要求。
5 污水处理厂总体布置
5.1 主要构筑物与附属构筑物
5.1.1 主要构筑物 主要构筑物有：
格栅：采用中格栅，栅条间距b=20.00mm，拦截污物量大于0.3m3，采用机械清渣。
沉砂池：采用平流式，个数为2个，池长12.5m，宽3.5m。 初沉池：采用平流式，个数为10个，每个池子长52m，宽6.0m。 曝气池：采用推流式，个数为4个。
二沉池：采用辐流式，个数为4个，每个池子直径40m。 5.1.2 附属构筑物 附属构筑物有：
泵房、办公楼、鼓风机房、变电所、机修间、仓库、食堂、锅炉房和宿舍。 鼓风机房应设与曝气池附近，以节省管道与动力。 变电所，宜设在耗电量大的构筑物附近。
办公室、食堂、宿舍等均应与处理构筑物保持适当距离，并应处于处理构筑物的夏季主导风向的上风向处。
5.2 污水处理厂平面布置
5.2.1 各处理单元构筑物的平面布置
（1）处理构筑物是污水处理厂的主体建筑物，在对它们进行平面布置时，应根据各构筑物的功能和水力要求结合当地地形地质条件，确定它们厂区内的平面布置应考虑：
a)按功能分区，配置得当。主要是对生产、辅助生产、生产管理、生活福利等各部分的布置，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和逗留，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，但二者之间不必设置围墙； b)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；
c)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；
d)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；
e)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）；
f)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。
(2) 厂区平面布置时，除处理工艺管道之外，还应有空气管，自来水管与超越管，管道之间及其与构筑物，道路之间应有适当间距。
(3) 污水厂厂区主要车行道宽6-8m,次要车行道3-4m,一般人行道1-3m,道路两旁应留出绿化带及适当间距。
(4) 污泥处理按污泥来源及性质确定，本课程设计选用浓缩-厌氧消化-机械脱水工艺处理，但不做设计。污泥处理部分场地面积预留，可相当于污水处理部分占地面积的20%-30%。
(5) 污水厂厂区适当规划设计机房（水泵、风机、剩余污泥、回流污泥、变配电用房）、办公（行政、技术、中控用房）、机修及仓库等辅助建筑。 (6) 厂区总面积控制在（280*380）m2以内，比例1：1000。图面参考《给水排水制图标准》GBJ 106-87,重点表达构（建）筑物外形及其连接管渠，内部构造及管渠不表达。
5.2.2 管线布置
（1）应设超越管线，当出现故障时，可直接排入水体。 （2）厂区内还应有给水管，生活水管，雨水管，消化气管管线。 5.2.3 污水厂平面布置图（见附图1）
5.3 污水处理厂高程布置
5.3.1 高程布置要求
（1）高程布置原则主要参考如下：
a) 选择一条距离最长、水头损失最大的流程进行水力计算，并应适当留有余地，以保证在任何情况下，处理系统能够正常运行；
b) 污水尽量经一次提升就应能靠重力通过净化构筑物，而中间不应再经加压提升；
c) 计算水头损失时，一般应以近期最大流量作为处理构筑物和管渠的设计计算流量；
d) 污水处理后污水应能自流排入下水道或水体，包括洪水季节（一般按25年1遇防洪标准考虑）。应尽可能使污水处理工程的出水管渠高程不受洪水顶托，并能自流。注意排放水位一定不选取每年最高水位，因为其出现时间较短，易造成常年水头浪费，而应选取经常出现的高水位作为排放水位；
e)高程的布置既要考虑某些处理构筑物（如沉淀池、调节池、沉砂池等）的排空，但构筑物的挖土深度又不宜过大，以免土建投资过大和增加施工的困难； f) 高程布置时应注意污水流程和污泥流程的结合，尽量减少需提升的污泥量。污泥浓缩 、消化池等构筑物高程的确定，应注意它们的污泥能排入污水井或者其他构筑物的可能性；
g)进行构筑物高程布置时，应与厂区的地形、地质条件相联系。当地形有自然坡度时，有利于高程布置；当地形平坦时，既要避免二沉池埋入地下过深，又应避免沉砂池在在地面上架得很高，这样会导致构筑物造价的增加，尤其是地质条件较差、地下水位较高时。
（2）构筑物水头损失与构筑物种类、型式和构造有关。
（3）构筑物连接管（渠）水头损失包括沿程与局部水头损失，其计算参见《给水排水设计手册》。
（4）计量设施的水头损失应通过计量设施有关计算公式、图表或者设备说明书来确定。一般污水厂进、出水管上计量仪表中水头损失可按0.2m计算。 （5）污水进入格栅间水面相对原地面标高为-2.7m，二沉池出水井出水水面相对原地面标高一般为-0.30m。
（6）污水泵、污泥泵应分别计算静扬程、水头损失（局部水头损失估算）
和自由水头确定扬程。
（7）高程布置图横向和纵向比例一般不相等，横向比例可选1：1000左右，纵向1：500左右。
5.3.2 污水厂高程计算
污水厂选址在64—66m之间，平均地面标高为64.5m。平均地面坡度为0.3%-0.5%，地势为西北高，东南低。污水进入格栅间水面相对原地面标高为-2.7m，设计二沉池出水井出水水面相对原地面标高为-0.30m。然后根据各处理构筑物的之间的水头损失，推求其它构筑物的设计水面标高。经过计算各污水处理构筑物的设计水面标高见下表。再根据各处理构筑物的水面标高、结构稳定的原理推求各构筑物地面标高及池底标高。水泵扬程为4.0m。具体结果见下表。
污水厂各构筑物高程计算表
5.3.3 污水厂高程布置图（见附图2）
6 总结与参考文献
总结：
本设计出水水质为CODCr≦70mg/L； BOD5≦20 mg/L； SS≦30 mg/L，通过比较完善的处理工艺，该区的污水经处理后基本上能够达到国家污水排放二级标准。处理后的污泥已基本实现了无害化，减量化，不会对环境造成二次污染。但在生产运行过程中，对于活性污泥的管理比较麻烦，虽然具有比较完善和先进的污水预处理系统，但水质变化比较频繁时，处理能力也会受到很大的影响。活性污泥法对CODCr及BOD5的去除效果很好，采用推流式曝气机对污水进行曝气，不但能使污水和污泥充分混合，也能较灵活的调节水中的DO值。
总之，该处理工艺可以达到国家污水排放标准，为合理的工艺。
参考资料：
《水污染控制工程》 高廷耀、顾国维 主编 北京高等教育出版社
《污水处理工程设计》 化学工业出版社，2003年 《给水排水设计手册》 中国建筑工业出版社，2004年 《污水处理厂工艺设计手册》 高俊发、王社平 主编 化学工业出版社
《三废处理设计手册》（废水卷） 化学工业出版社
《给水排水工程专业课程设计》 张志刚 主编 北京化学工业出版社.2004
中华人民共和国国家标准，给水排水制图标准，GBJ106-87 中华人民共和国国家标准，建筑给水排水设计规范，GBJ15-88
《室外排水设计规范》GBJ 14-87 《给排水制图标准》GB/T50106-2001