环境工程专业污水处理厂课程设计

一 课程设计题目：河南工程学院及周边村庄合并生活污水处理站工艺设计

二 课程设计教学目的:

本课程是《水污染控制工程》课程的实践环节，通过课程设计加深学生对有关废水处理理论的理解，使学生掌握文献和设计资料使用方法，掌握水处理工艺选择、工艺计算的方法，掌握平面布置图、高程图及主要构筑物的绘制方法，掌握有关工程设计文件的编写方法，培养学生具备一定的工程制图和设计能力

三、本次课程设计（论文）任务的主要内容和要求（包括原始数据、技术参数、设计要求等）

（1）课程设计基本要求

1 掌握工程设计的设计步骤、方案选择方法；

2 了解废水处理工程设计的特点和原则；

3 熟悉使用国家相关的法律法规、标准规范、设计手册的方法；

4 掌握主要处理构筑物和设备的设计方法；

5 掌握平面布置图、高程图及主要构筑物的绘制方法。

6 掌握有关工程设计说文件的编写方法；

（2）课程设计内容

1 设计要求

（1）根据提供的原始设计资料和设计要求，查阅相关文献资料，确定废水处理工艺流程；

（2）对各构筑物和设备进行工艺计算；

（3）对废水处理站的定型设备进行设计和选型；

（4）编制设计说明书。

（5）绘制废水处理站的平面布置图、高程图；

（6）绘制主要构筑物和设备工艺图。

2 提交成果

（1）设计说明书1份包括（格式正确，内容完整，包括计算书，合订一起。A4，单面打印，正文宋体小四，1.5倍行距，西文times new roman）；

（2）平面布置图1张(A2)；

（3）废水处理站高程图1张(A2)；

（4）废水处理构筑物和设备图（A2）。

2、基本资料 龙湖地处（地理位置及地理特点自查资料）。在经济发展的同时基础设施的建设未能与经济协调发展谐调发展，污水处理率仅仅为3.4%。大量的污水未经处理直接排入河流，既破坏了当地的自然环境，又制约了当地经济的发展。为了把该地区建设成为经济繁荣、环境优美的现代化市区，筹建该地区的污水处理站已经迫在眉睫了。现有人口（调查）人，规划10年后发展到（调查或合理推测）人。

2、自然条件

1)地形、地貌:地理坐标为北纬34°33′—34°39′，东经113°35′—113°44′。龙湖地处伏牛山余脉，地势西南高，东北低，平均海拔高230米，西部属浅山丘陵岗地，有泰山和梅山，十七里河和十八里河自西南流向东北，沿河建有古城、后胡、山后杜和林锦店水库等。龙湖镇地处丘陵向平原过度地带，全境为小丘陵岗地。该地区地质地震等级为7级以下，电力供应良好。。

2)工程地质情况 该地区地质地震等级为7级以下，电力供应良好。

3)气象资料 :龙湖地属暖温带大陆性季风气候，冬半年受冬季风控制，多刮北风，夏半年受夏季风控制，多刮南风，全年平均风速为2.1米/秒。冷暖适中，四季分明。春暖、夏热、秋爽、冬寒。年平均气温14.4℃，极端最高气温为42.5℃，极端最低气温为-17.9℃。年均日照时数为2114.2小时。年平均降水量约650毫米。。

3、工程设计规模 :计划人口10万人，每人平均200L∕D，每天处理2万吨。水质CODcr可按800 mg/l，BOD5可按500 mg/l，SS按100 mg/l。

4、处理要求 污水级二级处理后应符合以下具体要求： CODcr≤70mg/L，BOD5≤20mg/L，SS≤30mg/L。

5 污水处理工艺的选择

按《城市污水处理和污染防治技术政策》要求推荐，污水厂一般采用常规活性污泥法工艺，可以采用常规活性污泥法、氧化沟、SBR、AB法等工艺，小型污水厂还可以采用生物滤池、水解好氧法工艺等。对脱氮除磷有要求的城市，应采用二级强化处理，如A2 /O工艺，A/O工艺，SBR及其改良工艺，氧化沟工艺，以及水解好氧工艺，生物滤池工艺等。由于该设计中的污水属于生活污水对脱氮

除磷有要求故选取二级强化处理可供选取的工艺：氧化沟工艺，SBR及其改良工艺等。

氧化沟

严格地说，氧化沟不属于专门的生物除磷脱氮工艺。但是随着氧化沟技术的发展，它早已超出原先的实践范围，出现了一系列除磷脱氮技术与氧化沟技术相结合的污水处理工艺流程。按照运行方式，氧化沟可以分为连续工作式、交替工作式和半交替工作式。连续工作式氧化沟，如帕斯韦尔氧化沟、卡鲁塞尔氧化沟。奥贝尔氧化沟在我国应用比较多，这些氧化沟通过设置适当的缺氧段、厌氧段、好氧段都能取得较好的除磷脱氮效果。连续工作式氧化沟又可分为合建式和分建式。交替工作式氧化沟一般采用合建式，多采用转刷曝气，不设二沉池和污泥回流设施。交替工作式氧化沟又可分为单沟式、双沟式和三沟式，交替式氧化沟兼有连续式氧化沟和SBR工艺的一些特点，可以根据水量水质的变化调节转刷的开停，既可以节约能源，又可以实现最佳的除磷脱氮效果。

氧化沟具有以下特点：

(1)工艺流程简单，运行管理方便。氧化沟工艺不需要初沉池和污泥消化池。有些类型氧化沟还可以和二沉池合建，省去污泥回流系统。

(2)运行稳定，处理效果好。氧化沟的BOD平均处理水平可达到95%左右。

(3)能承受水量、水质的冲击负荷，对浓度较高的工业废水有较强的适应能力。这主要是由于氧化沟水力停留时间长、泥龄长和循环稀释水量大。

(4)污泥量少、性质稳定。由于氧化沟泥龄长。一般为20～30 d，污泥在沟内已好氧稳定，所以污泥产量少从而管理简单，运行费用低。

(5)可以除磷脱氮。可以通过氧化沟中曝气机的开关，创造好氧、缺氧环境达到除磷脱氮目的，脱氮效率一般＞80%。但要达到较高的除磷效果则需要采取另外措施。

A2/O

A2/O处理工艺是Anaerobic－Anoxic－Oxic的英文缩写，它是厌氧－缺氧－好氧生物脱氮除磷工艺的简称，A2/O工艺是在厌氧－好氧除磷工艺的基础上开发出来的，该工艺同时具有脱氮除磷的功能。

A2/O工艺的特点：

（一）：厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同种类的微生物菌群的有机配合，能同时具有去除有机物、脱氮除磷功能；

（二）：在同时脱氮除磷去除有机物的工艺中，该工艺流程最为简单，总的水力停留时间也少于同类其它工艺。

（三）：在厌氧-缺氧-好氧交替运行下，丝状菌不会大量繁殖，SVI一般小于100，不会发生污泥膨胀。

（四）：污泥中含磷量高，一般为2.5%以上。

SBR

SBR是一种间歇式的活性泥泥系统，其基本特征是在一个反应池内完成污水的生化反应、固液分离、排水、排泥。可通过双池或多池组合运行实现连续进出水。SBR通过对反应池曝气量和溶解氧的控制而实现不同的处理目标，具有很大的灵活性。SBR池通常每个周期运行4-6小时，当出现雨水高峰流量时，SBR系统就从正常循环自动切换至雨水运行模式，通过调整其循环周期，以适应来水量的变化。SBR系统通常能够承受3-5倍旱流量的冲击负荷。

SBR工艺具有以下特点：

(1)SBR工艺流程简单、管理方便、造价低。SBR工艺只有一个反应器，不需要二沉池，不需要污泥回流设备，一般情况下也不需要调节池，因此要比传统活性污泥工艺节省基建投资 30%以上，而且布置紧凑，节省用地。由于科技进步，目前自动控制已相当成熟、配套。这就使得运行管理变得十分方便、灵活，很适合小城市采用。

(2)处理效果好。

SBR工艺反应过程是不连续的，是典型的非稳态过程，但在曝气阶段其底物和微生物浓度变化是连续的(尽管是处于完全混合状态中)，随时间的延续而逐渐降低。反应器内活性污泥处于一种交替的吸附、吸收及生物降解和活化的变化过程之中，因此处理效果好。

(3)有很好的除磷脱氮效果。SBR工艺可以很容易地交替实现好氧、缺氧、厌氧的环境，并可以通过改变曝气量、反应时间等方面来创造条件提高除磷脱氮效率。

(4)污泥沉降性能好。SBR工艺具有的特殊运行环境抑制了污泥中丝状菌的生长，减少了污泥膨胀的可能。同时由于SBR工艺的沉淀阶段是在静止的状态下进行的，因此沉淀效果更好。

(5)SBR工艺独特的运行工况决定了它能很好的适应进水水量、水质波

动。其中改进工艺包括了ASBR，它是在20 世纪 90 年代 ,由美国 Dague 教授等将过去用于好氧生物处理的SBR工艺用于厌氧生物处理 ,开发了厌氧序批式活性污泥法(Anaerobic Sequencing Batch Reactor ,简称 ASBR ) 。ASBR法是一种以序批间歇运行操作为主要特征的废水厌氧生物处理工艺 ,一个完整的运行操作周期按次序分为进水、反应、沉淀和排水4 个阶段。与连续流厌氧反应器相比 ,ASBR 具有如下优点:不会产生断流和短流;不需大阻力配水系统 ,减少了系统能耗;不需要二次沉淀池及出水回流;所需要的搅拌设备和滗水器在国内为定型设备 ,便于建设运行;运行灵活 ,抗冲击能力强 ,能适应废水间歇无规律排放。

根据该地区污水水质特征，污水处理工程没有脱氮除磷的特殊要求，主要的去除目的是BOD5，CODCr和SS，本设计采用传统活性污泥法生物处理，曝气池采用传统的推流式曝气池。

6.说明

近、远期所设处理构筑物有粗、细格栅、沉砂池、初沉池、曝气池、二沉池、接触池、浓缩池、消化池、脱水机械。

格栅： 格栅是由一组平行的金属栅条或筛网制成，安装在污水渠道、泵房集

水井的进口处或污水处理厂的端部，用以截留较大的悬浮物或漂浮物，

如纤维、碎皮、毛发、果皮、蔬菜、塑料制品等，以便减轻后续处理

构筑物的处理负荷，并使之正常进行。被截留的物质称为栅渣。设计

中格栅的选择主要是决定栅条断面、栅条间隙、栅渣清除方式等。格

栅断面有圆形、矩形、正方形、半圆形等。圆形水力条件好，但刚度

差，故一般多采用矩形断面。格栅按照栅条形式分为直棒式格栅、弧

形格栅、辐流式格栅、转筒式格栅、活动格栅等；按照格栅栅条间距

分为粗格栅和细格栅（1.5～10mm）；按照格栅除渣方式分为人工除渣

格栅和机械除渣格栅，目前，污水处理厂大多都采用机械格栅。

沉砂池：沉砂池是城市污水处理厂必不可少的处理设施，主要去除污水中粒径

大于0.2mm的砂粒，除砂的目的是为了避免砂粒对后续处理工艺和设

备带来的不利影响。砂粒进入初沉池内会使污泥刮板过度磨损，缩短

更换周期；砂粒进入泥斗后，将会干扰正常排泥或堵塞排泥管路；进

入泥泵后将使污泥泵过度磨损，使其降低使用寿命；砂进入带式压滤

脱水机将大大降低污泥成饼率，并使滤布过度磨损。以上情况,足以说

明除砂对污水处理厂的重要性。常用的沉砂池有平流式竖流式、 曝气

式和涡流式四种形式。平流式沉砂池具有结构简单，处理效果较好的

优点；竖式沉砂池处理效果一般较差；曝气沉砂池的最大优点是能够

在一定程度上使砂粒在曝气的作用下互相磨擦，可以去除砂粒上附着

的有机污染物，同时，由于曝气的气浮作用，污水中的油脂类物质会

升到水面形成浮渣而被除去；涡流式沉砂池利用水力涡流，使沉砂和

有机物分开，以达到除砂目的。四种形式沉砂池有各自不同的适用条

件，其选型应视具体情况而定。本设计中选用平流沉砂池，它具有颗

粒效果较好、工作稳定、构造简单、排沙较方便等优点。

初沉池：处理的对象是悬浮物质，同时可去除部分BoD5，可改善生物处理构

筑物的运行条件并降低其BoD5负荷。设计中采用辐流式初沉池，中心

进水，周边出水。优点：机械排泥，运行可靠，管理简单，排泥设备

定型化。

曝气池：活性污泥的反应器是活性污泥系统核心设备，活性污泥系统的净化效

果在很大程度上取决于曝气池的功能是否能正常发挥。设计采用推流

式曝气池，鼓风曝气。推流式曝气池设有廊道可提高气泡与混合液的

接触时间，处理效果高，构造简单，管理方便。

二次沉淀池：沉淀或去除活性污泥或腐殖污泥。它是生物处理系统的重要组成

部分。设计中采用辐流式二沉池。周边进水，中心出水。优点：机械

排泥，运行可靠，管理简单，排泥设备定型化。

浓缩池：污泥浓缩主要是减小污泥体积，降低污泥含水率，为污泥消化处理提

供方便。污泥中所含水大致分为四类：颗粒间的孔隙水，约占总水分

的70%;毛细水，约占20%；污泥颗粒吸附水和颗粒内部水约占10%。

浓缩法主要降低的是污泥的孔隙水。污泥中采用重力浓缩。优点：污

泥含水率可以从99%降低至96%，污泥体积可减小3/4，含水率从97.5%

降低至95%，体积可减小1/2，为后续处理创造条件。

消化池：降解污泥中有机物，使污泥得到稳定，实现污泥“四化”（减量化、

稳定化、无害化、资源化）。设计中采用中温两级厌氧消化。优点：

条件容易实现，产气量少，但对寄生虫卵及大肠杆菌的杀菌率降低。

脱水机械：主要目的在于降低污泥中含水率，为污泥的后续处理打好基础。设

计中采用带式压滤机脱水，优点：设备简单，动力消耗少，可连续生

产

7、设计内容 ①对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污水处理厂平面和高程布

置。

8、设计成果 ①设计说明书——说明概况（可行性分析）、设计任务、工程规模、

水质水量、工艺流程、设计参数、 主要构筑物的尺寸和个数、主要

设备的型号和数量等。 ②设计计算书——各构筑物的计算过程、主

要设备的选取、污水处理厂的高程计算等。③设计图纸——废水处

理厂总平面布置图和高程布置图各一张，设备或构筑物图若干张。

五、教材及参考文献

教 材

《环境工程设计》郝瑞霞编著 河北科技大学出版社

《水污染控制工程课程设计设计指导说明书》

参考资料

《排水工程》下册（第四版） 张自杰编著 中国建筑工业出版社

《污水处理新工艺与设计计算实例》 孙力平编著 科学出版社

《三废处理工程技术手册》（废水卷） 北京市环境保护科学研究院主编 化学工业出版

《废水处理理论与设计》 张自杰编著 高等教育出版社

《给水排水工程快速设计手册》 严煦世编著 中国建筑工业出版

设

计

计

算

书

专业：环境工程

姓名：

学号：

日期：

……….. ’’’’’’’’’’’’’’ 2013/1/8

目录

第一节 格栅--------------------------------------------------------10

1．1计算依据----------------------------------------------------------------------10

2．2计算方法----------------------------------------------------------------------10

1．3计算过程----------------------------------------------------------------------11

第二节 曝气沉砂池-----------------------------------------------13 2．1一般规则----------------------------------------------------------------------13

2．2设计参数----------------------------------------------------------------------13

2．3计算过程----------------------------------------------------------------------14

2．4沉砂室设计计算-------------------------------------------------------------14

第三节 初沉池------------------------------------------------------15 3．1一些参数的选定--------------------------------------------------------------15

3．2初沉池选型--------------------------------------------------------------------15

第四节 曝气池------------------------------------------------------17 4．1工况参数-----------------------------------------------------------------------17

4．2设计过程-----------------------------------------------------------------------17

第五节 二沉池------------------------------------------------------22 5．1设计参数-----------------------------------------------------------------------22

5．2主要尺寸计算-----------------------------------------------------------------23

5．3进水系统的计算--------------------------------------------------------------23

5．4出水部分设计-----------------------------------------------------------------24

5．5溢流堰设计--------------------------------------------------------------------24

5．6排泥部分设计-----------------------------------------------------------------24

第六节 消毒接触池------------------------------------------------25 6．1设计参数-----------------------------------------------------------------------25

6．2计算过程-----------------------------------------------------------------------25

第七节 污泥浓缩池------------------------------------------------26

7．1设计参数-----------------------------------------------------------------------27

7．2计算过程-----------------------------------------------------------------------27

第八节 污泥脱水设备----------------------------------------------28

第一节 格栅

1计算依据

2计算方法

主要的计算公式

格栅的间隙数

格栅宽度 nQ(sin)0.5b/v hBS(n1)b n

h0v2

通过格栅的水头损失 h1h0k

栅后槽总高度

栅前扩大段长度

栅后收缩段长度

2gsin Hhh1h2 L1(BB1)/2tanL2L1/2

栅前渠道深 栅槽总长度

H1h1h2

L2L1L20.51.0H1/ta n

每日栅渣量 WQmaxW1/1000kf

3计算过程 粗格栅： （1）n

0.2314(sin60)（/0.040.40.9）13.92

取14根 （2）B

0.01130.04140.77m

渐宽部分取B1

0.50m，20（进水渠道内的流速为0.8m/s）

L1(0.77-0.50)/2tan200.37m

（4）L

2

0.37/20.185m

（5）12.42(

1040)

4/3

0.383

0.9

2

h130.383

29.81

sin600.041m

（6）L2

0.37/20.185m

(7)

L0.370.1850.50.1

0.7tan60

2.46m

（8）H10.40.30.7m b=40mm时,

W1=0.025(m3/103m3污水)，

W

200000.0253

10001.50

0.334m/d>0.2m3

/d

选用机械清渣。 细格栅： （1）n

0.2314(sin60)（/0.0250.40.9）22.26

取23根 （2）B

0.01220.025230.795m

（3）渐宽部分取B 0.550m，20（进水渠道内的流速为0.8m/s）

1

L1(0.795-0.550)/2tan200.34m

（4）L

2

0.34/20.175m

（5）12.42(

1025

)

4/3

0.715

h0.9

2

130.715

29.81

sin600.077m

（6）H0.40.0770.30.777m

（7）L

0.340.1750.50.1

0.7tan60

1.52m

（8）H10.40.30.7m （9）b=25mm时，W10.02(m3/103m3污水)，

W



200000.0231.50

0.266m/d

>0.2m

3

1000/d

选用机械清渣。

进水

中格栅计算草图

第二节曝气沉砂池

2.1一般规则

1）空气扩散装置设在池的一侧，距池底为0.60.9m，送气管应设置调节气量的阀门

2）池子的形状应尽可能不产生偏流或死角。池宽与池深比为11.5：，池长宽比可达5，当池长宽比大于5时，应考虑设置横向挡板。

3）池子的进口和出口布置应防止发生短路，进水方向应与池中旋流方向一致；出水方向应与进水方向垂直，并宜考虑设置挡板。 4）池内考虑消泡装置。

5）曝气沉砂池多采用穿孔管曝气，孔径为2.5~6.0mm，距池底约

0.6~0.m9。

2.2设计参数

3计算过程

1．曝气沉砂池的尺寸设计

池子总有效容积 取停留时间

t2min

，

VQmax6t00.23142

水

流

断

面

面

积

取

6860=27m.37水

平

流

速

v10

.m1s/ ，

A

Q0.2314

2.31m42 v10.1

Ah2

2.3143.0

0.77m

池子总宽度 取有效水深h23.0m，B

取池子格数n2格，每个池子宽度 4）池长 L5）

VA27.7682.314

12m

b

Bn



0.772

0.385m

每小时所需空气量 取

d0.2m/m

33

，

qdQmax36000.20.23143600116.608m3/h

4，沉砂室设计计算 沉砂斗所需容积

V

QTKz10

6



200002301.5010

6

0.8m3

2）沉砂室坡向沉砂斗的坡度i砂斗，共有4个沉砂斗，则V 沉砂斗各部分尺寸：

a 设斗底宽a1

0.1~0.5，取i0.5。每个分格有2个沉

0

V4

0.2m3

0.4m，斗壁与水平面的倾角为45，斗高h=0.6m，砂

斗上口宽，沉砂斗容积

V0

h36

(2a2aa12a1)

22

1(20.1620.160.32)0.961m3

b 沉砂室高度：本设计采用重力排砂，池底坡度为0.05坡向砂斗，沉砂室含两部分：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。

l2

B2a0.2

2





0.77-0.320.2

2

0.125m

（0.2为两沉砂斗之间隔壁厚）

h3h30.05l20.60.050.1250.61m

超高h10.3m，总高度Hh1h2h30.33.00.613.91m

第三节 初沉池

3．1一些参数的选定

3．2初沉池的选型

初沉池选用辐流式沉淀池，采用机械刮泥。 沉淀池表面积

A1

Qmax24nq



200002422.5

166.67m

2

池径

D



6.67

14m. 5（取7D14.6m）

3m.0

有效水深 取沉淀时间t1.2h h2qt2.51.2

辐流式沉淀池

每天污泥量 V

SNT10

4

10

100n0

0.5

12244000

4

.1m73

污泥斗容积 h5(r1r2)tan

(1

0.5)tan60m 0.865

池底坡度取 i0.0 5 h4(Rr1)i(7.31)0.050.315m 池底可储存污泥的体积 V2

2

h4

3

(RRrr2

)

0.315

223

(7.37.311)19.99m

3

共可储存污泥的体积为V1V21.5919.9921.58m3>4.17m3（足够）

沉淀池总高度 Hh1h2h3h4h5

0.330.5

0.315

0.8m65

h3

---缓冲层高度

沉淀池周边的高度 h1h2h30.33.00.5m 3.8

径深比校核 D/h216.6/3 5（合格）.5

第四节 曝气池

本设计采用推流式曝气池 1工况参数

4．2计算过程

1）水处理程度 Sa100 Se30



SaSe

Sa

100%

10030100

100

%70.0%

2）曝气池的计算

采用BOD—MLSS负荷法计算。 BOD—MLSS负荷率的确定

拟采用BOD—MLSS负荷率为0.3kg.(kgMLSS.d)1，校核

Ns

KZSef



0.0185300.75

0.70

0.595



（Kz取值0.0185，f取值0.75）Ns取0.3最适宜 确定混合液污泥浓度（X）

根据已确定的Ns查表，查得相应的SVI值为100~150之间，取SVI120

Xr

XrR

10

6

SVI

r

10

6

120

1.210mg/L

4

--回流污泥浓度（mg/L）

--回流污泥比，取0.5

RR1

Xr

0.50.51

103333mg/L3300mg/L

4

污泥浓度X

C. 确定曝气池容积 确定曝气池各部位尺寸

V

QSaNsX



200000.3281003

1847.7m46

3300

设2组曝气池，每组容积V单

V2



1847.746

2

923.873m

3

2

取池深h3.5m，则每组曝气池面积为F

V单h



923.8733.5

263.96m

取池宽B6.5m，B/h1.86。介于1~2之间，符合规定。扩散装置设在廊道一侧。 池长 L

FB263.966.5

40.61m

6 L/B40.61/6.5>5

符合规定 L(5~1B0 )

设一廊道式曝气池，单廊道长40.61米，介于40~60之间，合理。取超高0.3m，则池总高度H0.33.53.8m 3）剩余污泥量 干

WaQSrbVXV

污泥：

0.520000(0.130.02)0.071847.7463.30.75579.878 kg/d

24.16kg/h

a --污泥增殖系数0.5~0.7，取0.5

b

--污泥自身氧化率0.04~0.1，取0.07

WfXr



579.8780.7510

77.32m/d

3

湿污泥量：Qs污泥量：QC

XVVW

7.89d

曝气系统的计算

采用鼓风曝气，有关各项系数如下：

平均需氧量XVfX0.7533002475mg/L2500mg/L2.5kg/m3

Ra´VXv0.5QSrb´

200001.5

0.110.151847.7462.51426.238kg/d

59.4k3g最大时需氧量 RO

2

h/

max

a ´Q设SrbVXV1792.90kg/d74.70kg/h

因此，最大时需氧量与平时需氧量之比为 每日去除BOD5值 BODrQSr去除每千克BOD5的需氧量O2计算曝气池内平均溶解氧饱和度

200001.5O2BOD



74.70kg/h59.43kg/h

1.26

0.111466.67kg/d

1426.2381466.67

0.97kgO2/kgBOD5

本设计采用网状膜型微孔空气扩散器，敷设于池底0.2m，淹没深3.3m，计算温度为30C。在运行正常的曝气池中，当混合液在15~30C范围内，混合液溶解氧浓度C能够保持在1.5~2.0mg/L左右，最不利情况将出现在温度为

30~35C

的盛夏。故计算水温采用30C。

Pb2.06610

5

CsbCs(



Ot42

)

A．Pb1.0131059.81033.31.16105Pa B．Ot

21(1EA)7921(1EA)

100

%

21(10.2)7921(10.2)

17.5%

C)C．20C和30C的氧的饱和度 Cs(20C)9.2mg/L Cs(30

7.m63g

L/

Csb(20C)9.2(

1.1610

55

2.06610



17.542

)8.99mg/L

Csb(30C)

20C

1.1610

7.65

2.06610

5

17.5

)mg7.4L 542

/

计算鼓风曝气池时的脱氧清水的需氧量

RCsb(20)

Csb(T)C1.024

(T20)

R0



1426.2388.99

0.850.9518.3921.024

(3020)

1994.k0g7d/

83k.g0 9h

d/

114k.g1 6h

/

R0

(max)

2739.8kg8

供氧量：Gs

R00.3EA

100%

83.090.320

100%1384.83m/h23.08m/min

33

Gs(max)1902.67m3/h31.71m3/min

空气管路计算

A．去除每kgBOD5的供氧量： B．每立方米污水的供氧量：

1384.831466.6720000

2422.66m空气/kgBOD

3

3

3

1384.83

241.67m空气/m污水

C．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8倍考虑，污泥回流比R取值50%。这样，提升回流污泥所需空气量为

80.5

24

200003

3333.3m34h

/

总需氧量：1959.673333.3345293.00m3/h 8）空气管系统

在相邻的2个廊道的隔墙上设1根干管，共5根干管。每根干管上设4对配气竖

管，共8根配气竖管。全曝气池总共设40条配气竖管，每根竖管的供气量为

1959.673

48.9m9h /40

曝气池平面面积为 40.616.526m3 .97

2

每个空气扩散管的服务面积按0.49m2计，则需空气扩散器的总数为

263.970.49

583.7

个

为安全计，本设计采用600个空气扩散器，每个竖管上按设的空气扩散器的数目为

60040

150个

1959.67600

3.27m/h

3

每个空气扩散器的配气量为空气机的选定

m处，因此空压机所需压力为 空气扩散装置安装在距曝气池池底0.2

P(4.20.21.0)9.849KPa 空压机供氧量

最大时：1902.673333.335263.00m3/h87.72m3/min 平均时：1384.833333.334718.16m3/h78.64m3/min

根据所需压力与空气量，决定采用LG60型空压机2台，该型空压机风压50Kpa,风

量

第五节 二沉池

本设计二沉池池型采用辐流式，进水方式为周边进水，周边出水，以提高沉淀效果。 1设计参数

5．2主要尺寸计算 池表面积 A

Q20000q

241.5

555.56m2

单池面积 AA单2

555.562

277.78m

2

池直径

D

18.0m6 ，设计取 D19m

沉淀部分有效水深 h2qT1.52.333.5m 沉淀部分有效容积 VD2

19

2

4

h2

3.144

3.5987.53m3

沉

淀

池

底底坡

落差

取池底坡度

i0.05

hD2

2)0.05(194i(

2

2)0.375m

沉淀池周边（有效）水深H0h2h3h53.50.50.54.5m>4m （D/H09.56，规范规定辐流式二沉池D/H06:12） h3---缓冲层高度，取0.5m

h5

---刮泥板高度，取0.5m

8）沉淀池总高度 HH0h4h14.50.3750.35.175m

h1

---沉淀池超高0.3m

5．3进水系统的计算 进水配水槽的计算 单池设计污水流量 QQ设（1R）单220000（10.52

)0.13m43

s /出水端槽宽 BQ

0.10.2)4



0.1340.4

2

)

m0（取.300.45m）

槽中流速取0.6m/s

0.134

)

进水端水深H1

Q

(vB0.28m10.60.4

则

，

出水端水深H2

0.77m

3

校核 当水流流速增加一倍时，Q0.13m4s/ v0.8m/s 槽宽

B10.9(0.134)

0.4

0m.40（3取

0m.

）

H1

QvB1



0.1340.80.5

0.34m

H2

1.17m 取槽宽B0.5m；槽深H1.2m

5．4出水部分设计 环形集水槽内流量：q集

Q单2

0.067m/s

3

环形集水槽设计 采用周边集水槽，单侧集水。每池只有一个总出水口。集水

k为安全系数，槽宽度为b0.5(kq集)0.40.5(1.20.067)0.40.18m（取b0.2m）

采用0.5~1.2

集水槽起点水深为：h起0.75b0.750.20.15m

集水槽终点水深为：h终1.25b1.250.20.25m槽内均取0.3m 5．5出水溢流堰设计 采用出水三角堰（90）

堰上水头（即三角口底部至上游水面的高度）H10.05m(H2O) 每个三角堰的流量

q11.343H1

2.47

1.3430.05

2.47

0.0008213m/s

3

三角堰个数 n1

Q单q1

Ln1





163.个16 设计取164个

0.0008213

3.14(1920.2)

164

0.134

三角堰中心距 l1

(D2b)

n1

0.36m

5．6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：QRQ设R 剩余污泥量：Qs

XfXr



2000024

0.5416.67m/h

3

Y(SoSe)QKdVXv

fXr

Y---污泥产率系数，城市污水0.4~0.5（取0.5）

Kd

--污泥自身氧化率，城市污水0.07左右（取0.065）

3

XvfX0.75330024752500mg/L2.5kg/m

3

Xrr

20000SVI

1.2

20000100

166.67mg/L1.67kg/m

3

3

Qs

XfXr



0.50.11200000.06518472.5

1.30.7512

3

68.38m/d2.85m/h

Q泥总QRQs416.62.85419.45m/h

Q单

Q泥总2

209.73m/h

3

2）集泥槽沿整个池径为两边集泥，故其设计泥量为 q

Q单2209.732

104.865m/h0.03m/s

3

3

集泥槽宽b0.9(q)0.40.9(0.03)0.40.22m（取b0.3m） 起点泥深h10.75b0.750.30.225m（取h10.3m） 终点泥深h21.25b1.250.30.375m（取h20.4m） 集泥槽深均取0.6m（超高0.2m）

第六节消毒接触池

本设计采用六组四廊道式平流式消毒接触池，消毒采用投加液氯的方式。 1设计参数

水力停留时间T0.5h，设计投氯量为C3.0~5.0mg/L，消毒池有效水深设计为H14.0m。设计一座消毒池，分为3格，接触池超高0.3m，池底坡度为0.05。 6．2计算过程

1）接触池的容积为 VQ设t

200000.5

24

b

416.67m

3

消毒池池长L15m，每格池宽b3m 接触消毒池总宽 Bnb339m

L

55，符合要求。

实际消毒池容积 VBlH19154540m3 满足有效停留时间的要求。 加氯量计算

设计最大投氯量为max5.0mg/L，每日投氯量为

wmaxQ5.010

3

选用贮氯量为1000kg20000100kg/d5kg/h。的液氯钢

瓶，每日加氯量为0.1瓶，共需贮用3瓶，每日加氯机1台，每台投氯量为

2~5kg/h。配置注水泵2

台，一备一用。

接触池的高度为 H0.31.0150.05

1.05m

第七节 污泥浓缩池

本设计采用带有刮泥机及搅动栅的圆形辐流式的重力浓缩池。 7．1设计参数

7．2计算过程

浓缩池面积 ： 初沉池污泥量 4.1728.34m3/d

二沉池 68.38m3/d 总泥量 Q8.3468.3876.72m3/d浓缩池面积

A

QCM



76.726

27

17.05m

2

采用1个污泥浓缩池，浓缩池直径

D



4.67m

TQ24A

1776.722417.05

2）浓缩池工作部分高度 h13）超高h2取0.3m 4）缓冲层高度h3取0.3m

3.19m

5）有效水深 H1h1h2h33.79m3m 6）浓缩后污泥体积 V2

Q(1P1)1P2

25.57m/d

3

7）污泥斗上底直径900mm，下底直径400mm。污泥斗高度

h5(

D12D22

)tan550.36m

8）池底坡度造成的深度 h4

(D1D2)i

2



(4.500.9)0.05

2

0.09m

9）污泥池总深度 HH1h4h53.790.360.094.24m

浓缩池计算草图

第八节污泥脱水设备

本设计采用带式压滤机，污泥在消化过程中由于分解而使污泥体积减少，按消化污泥中有机物含量占60%，分解率50%，污泥含水率95%来计算，则由于含水率降低而剩余的污泥量为：

QQ0(100P1)/(100P2)25.57(10097)/(10095)15.34m/d

3

分解污泥容积 Q115.340.60.54.6m3/d

消化后剩余污泥量Q215.344.610.74m3/d0.45m3/h

选用压滤机为DYQ---1000B型，处理量为3~5m3/h，功率为1.5kw。

设 计 说 明 书

院别：资源与环境工程学院

班级：环境工程>>>..

学号:’’’’’’’ 姓名：…….. 日期：2013/1/8

一 课程设计题目：河南工程学院及周边村庄合并生活污水处理站工艺设计

二 课程设计教学目的:

本课程是《水污染控制工程》课程的实践环节，通过课程设计加深学生对有关废水处理理论的理解，使学生掌握文献和设计资料使用方法，掌握水处理工艺选择、工艺计算的方法，掌握平面布置图、高程图及主要构筑物的绘制方法，掌握有关工程设计文件的编写方法，培养学生具备一定的工程制图和设计能力

三、本次课程设计（论文）任务的主要内容和要求（包括原始数据、技术参数、设计要求等）

（1）课程设计基本要求

1 掌握工程设计的设计步骤、方案选择方法；

2 了解废水处理工程设计的特点和原则；

3 熟悉使用国家相关的法律法规、标准规范、设计手册的方法；

4 掌握主要处理构筑物和设备的设计方法；

5 掌握平面布置图、高程图及主要构筑物的绘制方法。

6 掌握有关工程设计说文件的编写方法；

（2）课程设计内容

1 设计要求

（1）根据提供的原始设计资料和设计要求，查阅相关文献资料，确定废水处理工艺流程；

（2）对各构筑物和设备进行工艺计算；

（3）对废水处理站的定型设备进行设计和选型；

（4）编制设计说明书。

（5）绘制废水处理站的平面布置图、高程图；

（6）绘制主要构筑物和设备工艺图。

2 提交成果

（1）设计说明书1份包括（格式正确，内容完整，包括计算书，合订一起。A4，单面打印，正文宋体小四，1.5倍行距，西文times new roman）；

（2）平面布置图1张(A2)；

（3）废水处理站高程图1张(A2)；

（4）废水处理构筑物和设备图（A2）。

2、基本资料 龙湖地处（地理位置及地理特点自查资料）。在经济发展的同时基础设施的建设未能与经济协调发展谐调发展，污水处理率仅仅为3.4%。大量的污水未经处理直接排入河流，既破坏了当地的自然环境，又制约了当地经济的发展。为了把该地区建设成为经济繁荣、环境优美的现代化市区，筹建该地区的污水处理站已经迫在眉睫了。现有人口（调查）人，规划10年后发展到（调查或合理推测）人。

2、自然条件

1)地形、地貌:地理坐标为北纬34°33′—34°39′，东经113°35′—113°44′。龙湖地处伏牛山余脉，地势西南高，东北低，平均海拔高230米，西部属浅山丘陵岗地，有泰山和梅山，十七里河和十八里河自西南流向东北，沿河建有古城、后胡、山后杜和林锦店水库等。龙湖镇地处丘陵向平原过度地带，全境为小丘陵岗地。该地区地质地震等级为7级以下，电力供应良好。。

2)工程地质情况 该地区地质地震等级为7级以下，电力供应良好。

3)气象资料 :龙湖地属暖温带大陆性季风气候，冬半年受冬季风控制，多刮北风，夏半年受夏季风控制，多刮南风，全年平均风速为2.1米/秒。冷暖适中，四季分明。春暖、夏热、秋爽、冬寒。年平均气温14.4℃，极端最高气温为42.5℃，极端最低气温为-17.9℃。年均日照时数为2114.2小时。年平均降水量约650毫米。。

3、工程设计规模 :计划人口10万人，每人平均200L∕D，每天处理2万吨。水质CODcr可按800 mg/l，BOD5可按500 mg/l，SS按100 mg/l。

4、处理要求 污水级二级处理后应符合以下具体要求： CODcr≤70mg/L，BOD5≤20mg/L，SS≤30mg/L。

5 污水处理工艺的选择

按《城市污水处理和污染防治技术政策》要求推荐，污水厂一般采用常规活性污泥法工艺，可以采用常规活性污泥法、氧化沟、SBR、AB法等工艺，小型污水厂还可以采用生物滤池、水解好氧法工艺等。对脱氮除磷有要求的城市，应采用二级强化处理，如A2 /O工艺，A/O工艺，SBR及其改良工艺，氧化沟工艺，以及水解好氧工艺，生物滤池工艺等。由于该设计中的污水属于生活污水对脱氮

除磷有要求故选取二级强化处理可供选取的工艺：氧化沟工艺，SBR及其改良工艺等。

氧化沟

严格地说，氧化沟不属于专门的生物除磷脱氮工艺。但是随着氧化沟技术的发展，它早已超出原先的实践范围，出现了一系列除磷脱氮技术与氧化沟技术相结合的污水处理工艺流程。按照运行方式，氧化沟可以分为连续工作式、交替工作式和半交替工作式。连续工作式氧化沟，如帕斯韦尔氧化沟、卡鲁塞尔氧化沟。奥贝尔氧化沟在我国应用比较多，这些氧化沟通过设置适当的缺氧段、厌氧段、好氧段都能取得较好的除磷脱氮效果。连续工作式氧化沟又可分为合建式和分建式。交替工作式氧化沟一般采用合建式，多采用转刷曝气，不设二沉池和污泥回流设施。交替工作式氧化沟又可分为单沟式、双沟式和三沟式，交替式氧化沟兼有连续式氧化沟和SBR工艺的一些特点，可以根据水量水质的变化调节转刷的开停，既可以节约能源，又可以实现最佳的除磷脱氮效果。

氧化沟具有以下特点：

(1)工艺流程简单，运行管理方便。氧化沟工艺不需要初沉池和污泥消化池。有些类型氧化沟还可以和二沉池合建，省去污泥回流系统。

(2)运行稳定，处理效果好。氧化沟的BOD平均处理水平可达到95%左右。

(3)能承受水量、水质的冲击负荷，对浓度较高的工业废水有较强的适应能力。这主要是由于氧化沟水力停留时间长、泥龄长和循环稀释水量大。

(4)污泥量少、性质稳定。由于氧化沟泥龄长。一般为20～30 d，污泥在沟内已好氧稳定，所以污泥产量少从而管理简单，运行费用低。

(5)可以除磷脱氮。可以通过氧化沟中曝气机的开关，创造好氧、缺氧环境达到除磷脱氮目的，脱氮效率一般＞80%。但要达到较高的除磷效果则需要采取另外措施。

A2/O

A2/O处理工艺是Anaerobic－Anoxic－Oxic的英文缩写，它是厌氧－缺氧－好氧生物脱氮除磷工艺的简称，A2/O工艺是在厌氧－好氧除磷工艺的基础上开发出来的，该工艺同时具有脱氮除磷的功能。

A2/O工艺的特点：

（一）：厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同种类的微生物菌群的有机配合，能同时具有去除有机物、脱氮除磷功能；

（二）：在同时脱氮除磷去除有机物的工艺中，该工艺流程最为简单，总的水力停留时间也少于同类其它工艺。

（三）：在厌氧-缺氧-好氧交替运行下，丝状菌不会大量繁殖，SVI一般小于100，不会发生污泥膨胀。

（四）：污泥中含磷量高，一般为2.5%以上。

SBR

SBR是一种间歇式的活性泥泥系统，其基本特征是在一个反应池内完成污水的生化反应、固液分离、排水、排泥。可通过双池或多池组合运行实现连续进出水。SBR通过对反应池曝气量和溶解氧的控制而实现不同的处理目标，具有很大的灵活性。SBR池通常每个周期运行4-6小时，当出现雨水高峰流量时，SBR系统就从正常循环自动切换至雨水运行模式，通过调整其循环周期，以适应来水量的变化。SBR系统通常能够承受3-5倍旱流量的冲击负荷。

SBR工艺具有以下特点：

(1)SBR工艺流程简单、管理方便、造价低。SBR工艺只有一个反应器，不需要二沉池，不需要污泥回流设备，一般情况下也不需要调节池，因此要比传统活性污泥工艺节省基建投资 30%以上，而且布置紧凑，节省用地。由于科技进步，目前自动控制已相当成熟、配套。这就使得运行管理变得十分方便、灵活，很适合小城市采用。

(2)处理效果好。

SBR工艺反应过程是不连续的，是典型的非稳态过程，但在曝气阶段其底物和微生物浓度变化是连续的(尽管是处于完全混合状态中)，随时间的延续而逐渐降低。反应器内活性污泥处于一种交替的吸附、吸收及生物降解和活化的变化过程之中，因此处理效果好。

(3)有很好的除磷脱氮效果。SBR工艺可以很容易地交替实现好氧、缺氧、厌氧的环境，并可以通过改变曝气量、反应时间等方面来创造条件提高除磷脱氮效率。

(4)污泥沉降性能好。SBR工艺具有的特殊运行环境抑制了污泥中丝状菌的生长，减少了污泥膨胀的可能。同时由于SBR工艺的沉淀阶段是在静止的状态下进行的，因此沉淀效果更好。

(5)SBR工艺独特的运行工况决定了它能很好的适应进水水量、水质波

动。其中改进工艺包括了ASBR，它是在20 世纪 90 年代 ,由美国 Dague 教授等将过去用于好氧生物处理的SBR工艺用于厌氧生物处理 ,开发了厌氧序批式活性污泥法(Anaerobic Sequencing Batch Reactor ,简称 ASBR ) 。ASBR法是一种以序批间歇运行操作为主要特征的废水厌氧生物处理工艺 ,一个完整的运行操作周期按次序分为进水、反应、沉淀和排水4 个阶段。与连续流厌氧反应器相比 ,ASBR 具有如下优点:不会产生断流和短流;不需大阻力配水系统 ,减少了系统能耗;不需要二次沉淀池及出水回流;所需要的搅拌设备和滗水器在国内为定型设备 ,便于建设运行;运行灵活 ,抗冲击能力强 ,能适应废水间歇无规律排放。

根据该地区污水水质特征，污水处理工程没有脱氮除磷的特殊要求，主要的去除目的是BOD5，CODCr和SS，本设计采用传统活性污泥法生物处理，曝气池采用传统的推流式曝气池。

6.说明

近、远期所设处理构筑物有粗、细格栅、沉砂池、初沉池、曝气池、二沉池、接触池、浓缩池、消化池、脱水机械。

格栅： 格栅是由一组平行的金属栅条或筛网制成，安装在污水渠道、泵房集

水井的进口处或污水处理厂的端部，用以截留较大的悬浮物或漂浮物，

如纤维、碎皮、毛发、果皮、蔬菜、塑料制品等，以便减轻后续处理

构筑物的处理负荷，并使之正常进行。被截留的物质称为栅渣。设计

中格栅的选择主要是决定栅条断面、栅条间隙、栅渣清除方式等。格

栅断面有圆形、矩形、正方形、半圆形等。圆形水力条件好，但刚度

差，故一般多采用矩形断面。格栅按照栅条形式分为直棒式格栅、弧

形格栅、辐流式格栅、转筒式格栅、活动格栅等；按照格栅栅条间距

分为粗格栅和细格栅（1.5～10mm）；按照格栅除渣方式分为人工除渣

格栅和机械除渣格栅，目前，污水处理厂大多都采用机械格栅。

沉砂池：沉砂池是城市污水处理厂必不可少的处理设施，主要去除污水中粒径

大于0.2mm的砂粒，除砂的目的是为了避免砂粒对后续处理工艺和设

备带来的不利影响。砂粒进入初沉池内会使污泥刮板过度磨损，缩短

更换周期；砂粒进入泥斗后，将会干扰正常排泥或堵塞排泥管路；进

入泥泵后将使污泥泵过度磨损，使其降低使用寿命；砂进入带式压滤

脱水机将大大降低污泥成饼率，并使滤布过度磨损。以上情况,足以说

明除砂对污水处理厂的重要性。常用的沉砂池有平流式竖流式、 曝气

式和涡流式四种形式。平流式沉砂池具有结构简单，处理效果较好的

优点；竖式沉砂池处理效果一般较差；曝气沉砂池的最大优点是能够

在一定程度上使砂粒在曝气的作用下互相磨擦，可以去除砂粒上附着

的有机污染物，同时，由于曝气的气浮作用，污水中的油脂类物质会

升到水面形成浮渣而被除去；涡流式沉砂池利用水力涡流，使沉砂和

有机物分开，以达到除砂目的。四种形式沉砂池有各自不同的适用条

件，其选型应视具体情况而定。本设计中选用平流沉砂池，它具有颗

粒效果较好、工作稳定、构造简单、排沙较方便等优点。

初沉池：处理的对象是悬浮物质，同时可去除部分BoD5，可改善生物处理构

筑物的运行条件并降低其BoD5负荷。设计中采用辐流式初沉池，中心

进水，周边出水。优点：机械排泥，运行可靠，管理简单，排泥设备

定型化。

曝气池：活性污泥的反应器是活性污泥系统核心设备，活性污泥系统的净化效

果在很大程度上取决于曝气池的功能是否能正常发挥。设计采用推流

式曝气池，鼓风曝气。推流式曝气池设有廊道可提高气泡与混合液的

接触时间，处理效果高，构造简单，管理方便。

二次沉淀池：沉淀或去除活性污泥或腐殖污泥。它是生物处理系统的重要组成

部分。设计中采用辐流式二沉池。周边进水，中心出水。优点：机械

排泥，运行可靠，管理简单，排泥设备定型化。

浓缩池：污泥浓缩主要是减小污泥体积，降低污泥含水率，为污泥消化处理提

供方便。污泥中所含水大致分为四类：颗粒间的孔隙水，约占总水分

的70%;毛细水，约占20%；污泥颗粒吸附水和颗粒内部水约占10%。

浓缩法主要降低的是污泥的孔隙水。污泥中采用重力浓缩。优点：污

泥含水率可以从99%降低至96%，污泥体积可减小3/4，含水率从97.5%

降低至95%，体积可减小1/2，为后续处理创造条件。

消化池：降解污泥中有机物，使污泥得到稳定，实现污泥“四化”（减量化、

稳定化、无害化、资源化）。设计中采用中温两级厌氧消化。优点：

条件容易实现，产气量少，但对寄生虫卵及大肠杆菌的杀菌率降低。

脱水机械：主要目的在于降低污泥中含水率，为污泥的后续处理打好基础。设

计中采用带式压滤机脱水，优点：设备简单，动力消耗少，可连续生

产

7、设计内容 ①对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污水处理厂平面和高程布

置。

8、设计成果 ①设计说明书——说明概况（可行性分析）、设计任务、工程规模、

水质水量、工艺流程、设计参数、 主要构筑物的尺寸和个数、主要

设备的型号和数量等。 ②设计计算书——各构筑物的计算过程、主

要设备的选取、污水处理厂的高程计算等。③设计图纸——废水处

理厂总平面布置图和高程布置图各一张，设备或构筑物图若干张。

五、教材及参考文献

教 材

《环境工程设计》郝瑞霞编著 河北科技大学出版社

《水污染控制工程课程设计设计指导说明书》

参考资料

《排水工程》下册（第四版） 张自杰编著 中国建筑工业出版社

《污水处理新工艺与设计计算实例》 孙力平编著 科学出版社

《三废处理工程技术手册》（废水卷） 北京市环境保护科学研究院主编 化学工业出版

《废水处理理论与设计》 张自杰编著 高等教育出版社

《给水排水工程快速设计手册》 严煦世编著 中国建筑工业出版

设

计

计

算

书

专业：环境工程

姓名：

学号：

日期：

……….. ’’’’’’’’’’’’’’ 2013/1/8

目录

第一节 格栅--------------------------------------------------------10

1．1计算依据----------------------------------------------------------------------10

2．2计算方法----------------------------------------------------------------------10

1．3计算过程----------------------------------------------------------------------11

第二节 曝气沉砂池-----------------------------------------------13 2．1一般规则----------------------------------------------------------------------13

2．2设计参数----------------------------------------------------------------------13

2．3计算过程----------------------------------------------------------------------14

2．4沉砂室设计计算-------------------------------------------------------------14

第三节 初沉池------------------------------------------------------15 3．1一些参数的选定--------------------------------------------------------------15

3．2初沉池选型--------------------------------------------------------------------15

第四节 曝气池------------------------------------------------------17 4．1工况参数-----------------------------------------------------------------------17

4．2设计过程-----------------------------------------------------------------------17

第五节 二沉池------------------------------------------------------22 5．1设计参数-----------------------------------------------------------------------22

5．2主要尺寸计算-----------------------------------------------------------------23

5．3进水系统的计算--------------------------------------------------------------23

5．4出水部分设计-----------------------------------------------------------------24

5．5溢流堰设计--------------------------------------------------------------------24

5．6排泥部分设计-----------------------------------------------------------------24

第六节 消毒接触池------------------------------------------------25 6．1设计参数-----------------------------------------------------------------------25

6．2计算过程-----------------------------------------------------------------------25

第七节 污泥浓缩池------------------------------------------------26

7．1设计参数-----------------------------------------------------------------------27

7．2计算过程-----------------------------------------------------------------------27

第八节 污泥脱水设备----------------------------------------------28

第一节 格栅

1计算依据

2计算方法

主要的计算公式

格栅的间隙数

格栅宽度 nQ(sin)0.5b/v hBS(n1)b n

h0v2

通过格栅的水头损失 h1h0k

栅后槽总高度

栅前扩大段长度

栅后收缩段长度

2gsin Hhh1h2 L1(BB1)/2tanL2L1/2

栅前渠道深 栅槽总长度

H1h1h2

L2L1L20.51.0H1/ta n

每日栅渣量 WQmaxW1/1000kf

3计算过程 粗格栅： （1）n

0.2314(sin60)（/0.040.40.9）13.92

取14根 （2）B

0.01130.04140.77m

渐宽部分取B1

0.50m，20（进水渠道内的流速为0.8m/s）

L1(0.77-0.50)/2tan200.37m

（4）L

2

0.37/20.185m

（5）12.42(

1040)

4/3

0.383

0.9

2

h130.383

29.81

sin600.041m

（6）L2

0.37/20.185m

(7)

L0.370.1850.50.1

0.7tan60

2.46m

（8）H10.40.30.7m b=40mm时,

W1=0.025(m3/103m3污水)，

W

200000.0253

10001.50

0.334m/d>0.2m3

/d

选用机械清渣。 细格栅： （1）n

0.2314(sin60)（/0.0250.40.9）22.26

取23根 （2）B

0.01220.025230.795m

（3）渐宽部分取B 0.550m，20（进水渠道内的流速为0.8m/s）

1

L1(0.795-0.550)/2tan200.34m

（4）L

2

0.34/20.175m

（5）12.42(

1025

)

4/3

0.715

h0.9

2

130.715

29.81

sin600.077m

（6）H0.40.0770.30.777m

（7）L

0.340.1750.50.1

0.7tan60

1.52m

（8）H10.40.30.7m （9）b=25mm时，W10.02(m3/103m3污水)，

W



200000.0231.50

0.266m/d

>0.2m

3

1000/d

选用机械清渣。

进水

中格栅计算草图

第二节曝气沉砂池

2.1一般规则

1）空气扩散装置设在池的一侧，距池底为0.60.9m，送气管应设置调节气量的阀门

2）池子的形状应尽可能不产生偏流或死角。池宽与池深比为11.5：，池长宽比可达5，当池长宽比大于5时，应考虑设置横向挡板。

3）池子的进口和出口布置应防止发生短路，进水方向应与池中旋流方向一致；出水方向应与进水方向垂直，并宜考虑设置挡板。 4）池内考虑消泡装置。

5）曝气沉砂池多采用穿孔管曝气，孔径为2.5~6.0mm，距池底约

0.6~0.m9。

2.2设计参数

3计算过程

1．曝气沉砂池的尺寸设计

池子总有效容积 取停留时间

t2min

，

VQmax6t00.23142

水

流

断

面

面

积

取

6860=27m.37水

平

流

速

v10

.m1s/ ，

A

Q0.2314

2.31m42 v10.1

Ah2

2.3143.0

0.77m

池子总宽度 取有效水深h23.0m，B

取池子格数n2格，每个池子宽度 4）池长 L5）

VA27.7682.314

12m

b

Bn



0.772

0.385m

每小时所需空气量 取

d0.2m/m

33

，

qdQmax36000.20.23143600116.608m3/h

4，沉砂室设计计算 沉砂斗所需容积

V

QTKz10

6



200002301.5010

6

0.8m3

2）沉砂室坡向沉砂斗的坡度i砂斗，共有4个沉砂斗，则V 沉砂斗各部分尺寸：

a 设斗底宽a1

0.1~0.5，取i0.5。每个分格有2个沉

0

V4

0.2m3

0.4m，斗壁与水平面的倾角为45，斗高h=0.6m，砂

斗上口宽，沉砂斗容积

V0

h36

(2a2aa12a1)

22

1(20.1620.160.32)0.961m3

b 沉砂室高度：本设计采用重力排砂，池底坡度为0.05坡向砂斗，沉砂室含两部分：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。

l2

B2a0.2

2





0.77-0.320.2

2

0.125m

（0.2为两沉砂斗之间隔壁厚）

h3h30.05l20.60.050.1250.61m

超高h10.3m，总高度Hh1h2h30.33.00.613.91m

第三节 初沉池

3．1一些参数的选定

3．2初沉池的选型

初沉池选用辐流式沉淀池，采用机械刮泥。 沉淀池表面积

A1

Qmax24nq



200002422.5

166.67m

2

池径

D



6.67

14m. 5（取7D14.6m）

3m.0

有效水深 取沉淀时间t1.2h h2qt2.51.2

辐流式沉淀池

每天污泥量 V

SNT10

4

10

100n0

0.5

12244000

4

.1m73

污泥斗容积 h5(r1r2)tan

(1

0.5)tan60m 0.865

池底坡度取 i0.0 5 h4(Rr1)i(7.31)0.050.315m 池底可储存污泥的体积 V2

2

h4

3

(RRrr2

)

0.315

223

(7.37.311)19.99m

3

共可储存污泥的体积为V1V21.5919.9921.58m3>4.17m3（足够）

沉淀池总高度 Hh1h2h3h4h5

0.330.5

0.315

0.8m65

h3

---缓冲层高度

沉淀池周边的高度 h1h2h30.33.00.5m 3.8

径深比校核 D/h216.6/3 5（合格）.5

第四节 曝气池

本设计采用推流式曝气池 1工况参数

4．2计算过程

1）水处理程度 Sa100 Se30



SaSe

Sa

100%

10030100

100

%70.0%

2）曝气池的计算

采用BOD—MLSS负荷法计算。 BOD—MLSS负荷率的确定

拟采用BOD—MLSS负荷率为0.3kg.(kgMLSS.d)1，校核

Ns

KZSef



0.0185300.75

0.70

0.595



（Kz取值0.0185，f取值0.75）Ns取0.3最适宜 确定混合液污泥浓度（X）

根据已确定的Ns查表，查得相应的SVI值为100~150之间，取SVI120

Xr

XrR

10

6

SVI

r

10

6

120

1.210mg/L

4

--回流污泥浓度（mg/L）

--回流污泥比，取0.5

RR1

Xr

0.50.51

103333mg/L3300mg/L

4

污泥浓度X

C. 确定曝气池容积 确定曝气池各部位尺寸

V

QSaNsX



200000.3281003

1847.7m46

3300

设2组曝气池，每组容积V单

V2



1847.746

2

923.873m

3

2

取池深h3.5m，则每组曝气池面积为F

V单h



923.8733.5

263.96m

取池宽B6.5m，B/h1.86。介于1~2之间，符合规定。扩散装置设在廊道一侧。 池长 L

FB263.966.5

40.61m

6 L/B40.61/6.5>5

符合规定 L(5~1B0 )

设一廊道式曝气池，单廊道长40.61米，介于40~60之间，合理。取超高0.3m，则池总高度H0.33.53.8m 3）剩余污泥量 干

WaQSrbVXV

污泥：

0.520000(0.130.02)0.071847.7463.30.75579.878 kg/d

24.16kg/h

a --污泥增殖系数0.5~0.7，取0.5

b

--污泥自身氧化率0.04~0.1，取0.07

WfXr



579.8780.7510

77.32m/d

3

湿污泥量：Qs污泥量：QC

XVVW

7.89d

曝气系统的计算

采用鼓风曝气，有关各项系数如下：

平均需氧量XVfX0.7533002475mg/L2500mg/L2.5kg/m3

Ra´VXv0.5QSrb´

200001.5

0.110.151847.7462.51426.238kg/d

59.4k3g最大时需氧量 RO

2

h/

max

a ´Q设SrbVXV1792.90kg/d74.70kg/h

因此，最大时需氧量与平时需氧量之比为 每日去除BOD5值 BODrQSr去除每千克BOD5的需氧量O2计算曝气池内平均溶解氧饱和度

200001.5O2BOD



74.70kg/h59.43kg/h

1.26

0.111466.67kg/d

1426.2381466.67

0.97kgO2/kgBOD5

本设计采用网状膜型微孔空气扩散器，敷设于池底0.2m，淹没深3.3m，计算温度为30C。在运行正常的曝气池中，当混合液在15~30C范围内，混合液溶解氧浓度C能够保持在1.5~2.0mg/L左右，最不利情况将出现在温度为

30~35C

的盛夏。故计算水温采用30C。

Pb2.06610

5

CsbCs(



Ot42

)

A．Pb1.0131059.81033.31.16105Pa B．Ot

21(1EA)7921(1EA)

100

%

21(10.2)7921(10.2)

17.5%

C)C．20C和30C的氧的饱和度 Cs(20C)9.2mg/L Cs(30

7.m63g

L/

Csb(20C)9.2(

1.1610

55

2.06610



17.542

)8.99mg/L

Csb(30C)

20C

1.1610

7.65

2.06610

5

17.5

)mg7.4L 542

/

计算鼓风曝气池时的脱氧清水的需氧量

RCsb(20)

Csb(T)C1.024

(T20)

R0



1426.2388.99

0.850.9518.3921.024

(3020)

1994.k0g7d/

83k.g0 9h

d/

114k.g1 6h

/

R0

(max)

2739.8kg8

供氧量：Gs

R00.3EA

100%

83.090.320

100%1384.83m/h23.08m/min

33

Gs(max)1902.67m3/h31.71m3/min

空气管路计算

A．去除每kgBOD5的供氧量： B．每立方米污水的供氧量：

1384.831466.6720000

2422.66m空气/kgBOD

3

3

3

1384.83

241.67m空气/m污水

C．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8倍考虑，污泥回流比R取值50%。这样，提升回流污泥所需空气量为

80.5

24

200003

3333.3m34h

/

总需氧量：1959.673333.3345293.00m3/h 8）空气管系统

在相邻的2个廊道的隔墙上设1根干管，共5根干管。每根干管上设4对配气竖

管，共8根配气竖管。全曝气池总共设40条配气竖管，每根竖管的供气量为

1959.673

48.9m9h /40

曝气池平面面积为 40.616.526m3 .97

2

每个空气扩散管的服务面积按0.49m2计，则需空气扩散器的总数为

263.970.49

583.7

个

为安全计，本设计采用600个空气扩散器，每个竖管上按设的空气扩散器的数目为

60040

150个

1959.67600

3.27m/h

3

每个空气扩散器的配气量为空气机的选定

m处，因此空压机所需压力为 空气扩散装置安装在距曝气池池底0.2

P(4.20.21.0)9.849KPa 空压机供氧量

最大时：1902.673333.335263.00m3/h87.72m3/min 平均时：1384.833333.334718.16m3/h78.64m3/min

根据所需压力与空气量，决定采用LG60型空压机2台，该型空压机风压50Kpa,风

量

第五节 二沉池

本设计二沉池池型采用辐流式，进水方式为周边进水，周边出水，以提高沉淀效果。 1设计参数

5．2主要尺寸计算 池表面积 A

Q20000q

241.5

555.56m2

单池面积 AA单2

555.562

277.78m

2

池直径

D

18.0m6 ，设计取 D19m

沉淀部分有效水深 h2qT1.52.333.5m 沉淀部分有效容积 VD2

19

2

4

h2

3.144

3.5987.53m3

沉

淀

池

底底坡

落差

取池底坡度

i0.05

hD2

2)0.05(194i(

2

2)0.375m

沉淀池周边（有效）水深H0h2h3h53.50.50.54.5m>4m （D/H09.56，规范规定辐流式二沉池D/H06:12） h3---缓冲层高度，取0.5m

h5

---刮泥板高度，取0.5m

8）沉淀池总高度 HH0h4h14.50.3750.35.175m

h1

---沉淀池超高0.3m

5．3进水系统的计算 进水配水槽的计算 单池设计污水流量 QQ设（1R）单220000（10.52

)0.13m43

s /出水端槽宽 BQ

0.10.2)4



0.1340.4

2

)

m0（取.300.45m）

槽中流速取0.6m/s

0.134

)

进水端水深H1

Q

(vB0.28m10.60.4

则

，

出水端水深H2

0.77m

3

校核 当水流流速增加一倍时，Q0.13m4s/ v0.8m/s 槽宽

B10.9(0.134)

0.4

0m.40（3取

0m.

）

H1

QvB1



0.1340.80.5

0.34m

H2

1.17m 取槽宽B0.5m；槽深H1.2m

5．4出水部分设计 环形集水槽内流量：q集

Q单2

0.067m/s

3

环形集水槽设计 采用周边集水槽，单侧集水。每池只有一个总出水口。集水

k为安全系数，槽宽度为b0.5(kq集)0.40.5(1.20.067)0.40.18m（取b0.2m）

采用0.5~1.2

集水槽起点水深为：h起0.75b0.750.20.15m

集水槽终点水深为：h终1.25b1.250.20.25m槽内均取0.3m 5．5出水溢流堰设计 采用出水三角堰（90）

堰上水头（即三角口底部至上游水面的高度）H10.05m(H2O) 每个三角堰的流量

q11.343H1

2.47

1.3430.05

2.47

0.0008213m/s

3

三角堰个数 n1

Q单q1

Ln1





163.个16 设计取164个

0.0008213

3.14(1920.2)

164

0.134

三角堰中心距 l1

(D2b)

n1

0.36m

5．6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：QRQ设R 剩余污泥量：Qs

XfXr



2000024

0.5416.67m/h

3

Y(SoSe)QKdVXv

fXr

Y---污泥产率系数，城市污水0.4~0.5（取0.5）

Kd

--污泥自身氧化率，城市污水0.07左右（取0.065）

3

XvfX0.75330024752500mg/L2.5kg/m

3

Xrr

20000SVI

1.2

20000100

166.67mg/L1.67kg/m

3

3

Qs

XfXr



0.50.11200000.06518472.5

1.30.7512

3

68.38m/d2.85m/h

Q泥总QRQs416.62.85419.45m/h

Q单

Q泥总2

209.73m/h

3

2）集泥槽沿整个池径为两边集泥，故其设计泥量为 q

Q单2209.732

104.865m/h0.03m/s

3

3

集泥槽宽b0.9(q)0.40.9(0.03)0.40.22m（取b0.3m） 起点泥深h10.75b0.750.30.225m（取h10.3m） 终点泥深h21.25b1.250.30.375m（取h20.4m） 集泥槽深均取0.6m（超高0.2m）

第六节消毒接触池

本设计采用六组四廊道式平流式消毒接触池，消毒采用投加液氯的方式。 1设计参数

水力停留时间T0.5h，设计投氯量为C3.0~5.0mg/L，消毒池有效水深设计为H14.0m。设计一座消毒池，分为3格，接触池超高0.3m，池底坡度为0.05。 6．2计算过程

1）接触池的容积为 VQ设t

200000.5

24

b

416.67m

3

消毒池池长L15m，每格池宽b3m 接触消毒池总宽 Bnb339m

L

55，符合要求。

实际消毒池容积 VBlH19154540m3 满足有效停留时间的要求。 加氯量计算

设计最大投氯量为max5.0mg/L，每日投氯量为

wmaxQ5.010

3

选用贮氯量为1000kg20000100kg/d5kg/h。的液氯钢

瓶，每日加氯量为0.1瓶，共需贮用3瓶，每日加氯机1台，每台投氯量为

2~5kg/h。配置注水泵2

台，一备一用。

接触池的高度为 H0.31.0150.05

1.05m

第七节 污泥浓缩池

本设计采用带有刮泥机及搅动栅的圆形辐流式的重力浓缩池。 7．1设计参数

7．2计算过程

浓缩池面积 ： 初沉池污泥量 4.1728.34m3/d

二沉池 68.38m3/d 总泥量 Q8.3468.3876.72m3/d浓缩池面积

A

QCM



76.726

27

17.05m

2

采用1个污泥浓缩池，浓缩池直径

D



4.67m

TQ24A

1776.722417.05

2）浓缩池工作部分高度 h13）超高h2取0.3m 4）缓冲层高度h3取0.3m

3.19m

5）有效水深 H1h1h2h33.79m3m 6）浓缩后污泥体积 V2

Q(1P1)1P2

25.57m/d

3

7）污泥斗上底直径900mm，下底直径400mm。污泥斗高度

h5(

D12D22

)tan550.36m

8）池底坡度造成的深度 h4

(D1D2)i

2



(4.500.9)0.05

2

0.09m

9）污泥池总深度 HH1h4h53.790.360.094.24m

浓缩池计算草图

第八节污泥脱水设备

本设计采用带式压滤机，污泥在消化过程中由于分解而使污泥体积减少，按消化污泥中有机物含量占60%，分解率50%，污泥含水率95%来计算，则由于含水率降低而剩余的污泥量为：

QQ0(100P1)/(100P2)25.57(10097)/(10095)15.34m/d

3

分解污泥容积 Q115.340.60.54.6m3/d

消化后剩余污泥量Q215.344.610.74m3/d0.45m3/h

选用压滤机为DYQ---1000B型，处理量为3~5m3/h，功率为1.5kw。

设 计 说 明 书

院别：资源与环境工程学院

班级：环境工程>>>..

学号:’’’’’’’ 姓名：…….. 日期：2013/1/8