《水污染控制》 课程设计任务书
课程设计题目：泰安市第一污水处理厂设计
班级：2010级环境工程（1）班
姓名： 李金桥
学号： 20105948
指导教师： 孙丰霞
山东农业大学资源与环境学院 2012年6月
目录
1 设计说明书 ................................................................................................................................. 1
1.1 工程概况 ............................................................................................................................ 1
1.1.1设计任务 .................................................................................................................. 1
1.1.2设计资料 .................................................................................................................. 1
1.1.3水质水量资料 .......................................................................................................... 1
1.1.4排放标准及设计要求 .............................................................................................. 1
1.2 处理方案的确定 ................................................................................................................ 2
1.2.1污水处理方案概述 .................................................................................................. 2
1.2.2工艺选择 .................................................................................................................. 2
1.2.3污水处理工艺计算 .................................................................................................. 3
1.2.4主要构筑物说明 ...................................................................................................... 5
2 设计计算书 ................................................................................................................................. 6
2.1 格栅的设计 ........................................................................................................................ 6
2.1.1设计参数 .................................................................................................................. 6
2.1.2设计计算 .................................................................................................................. 6
2.2 平流式沉砂池的设计 ...................................................................................................... 14
2.2.1设计参数 ................................................................................................................ 14
2.2.2设计计算 ................................................................................................................ 14
2.3 主体反应池A2/O的设计 ............................................................................................. 16
2.3.1设计参数 ................................................................................................................ 16
2.3.2设计计算 ................................................................................................................ 16
2.4 配水井的设计 .................................................................................................................. 22
2.4.1设计参数 ................................................................................................................ 22
2.4.2设计计算 ................................................................................................................ 22
2.5辐流式二沉池的设计 ....................................................................................................... 23
2.5.1设计参数 ................................................................................................................ 23
2.5.2设计计算 ................................................................................................................ 23
2.6 浓缩池的设计 .................................................................................................................. 25
2.7 污泥贮泥池的设计 .......................................................................................................... 26
2.8脱水机房的设计 ............................................................................................................... 27
3污水厂平面布置 .......................................................................................................................... 27
3.1 布置原则 .......................................................................................................................... 27
3.2 平面布置 .......................................................................................................................... 27
3.3 附属构筑物的布置 .......................................................................................................... 28
3.4附属化验设备 ................................................................................................................... 28
4 高程计算 ................................................................................................................................... 28
4.1污水厂的高程布置 ........................................................................................................... 28
4.1.1污水厂高程的布置方法 ........................................................................................ 28
4.1.2水头损失包括： .................................................................................................... 28
4.2水头损失计算 ................................................................................................................... 28
4.2.1构筑物水头损失 .................................................................................................... 29
4.2.2污泥处理构筑物水头损失 .................................................................................... 29
4.2.3注意事项 ................................................................................................................ 30
4.3管渠水力计算 ................................................................................................................... 30
5 结论 ............................................................................................................................................ 31
致谢 ................................................................................................................................................ 32
1 设计说明书
1.1 工程概况
1.1.1设计任务
污水处理厂的工艺流程是指在达到所要求处理程度的前提下，污水处理各单元的有机组合；构筑物的选型是指处理构筑物形式的选择。两者是相互联系，互为影响的。城市生活污水一般以BOD物质为主要去除对象。由于经过一级处理后的污水，BOD只去除30％左右，仍不能排放；二级处理BOD去除率可达90％以上，处理后的BOD含量可能降到20-30mg/L，已具备排放水体的标准。
本次毕业设计的主要任务是完成泰安市第一污水处理厂A2/O工艺处理城市污水设计。 工程设计内容包括：
1．进行污水处理厂方案的总体设计：通过调研收集资料，确定污水处理工艺方案；进行总体布局、竖向设计、厂区管道布置、厂区道路及绿化设计；完成污水处理厂总平面及高程设计图。
2．进行污水处理厂各构筑物工艺计算：包括初步设计和施工图设计(每位学生要求至少有一个构筑物的设计达到施工图深度)、设备选型。
3．进行辅助建筑物(包括鼓风机房、泵房、加药间、脱水机房等)的设计：包括尺寸、面积、层数的确定；完成设备选型和设备管道安装图。
1.1.2设计资料
泰安市地处鲁中，北依济南，东临莱芜、临沂，西靠聊城，南接济宁，东西长约176.6km,南北宽约93.5km,总面积达7762平方公里。地势北高南低，西高东低，南北地形高差达100余米，地形坡度在1-2%之间。城区中的河流均从西北流向东南，最终流入城区南部大汶河，这是城区雨水和污水的最终排水出路。
气象资料：
1气温：年平均12.9℃，夏季平均26.3℃，冬季平均-2.7℃。
2非采暖季节主导风向：东北
3年平均降雨量： 697毫米
4最大冻土深度为460mm,冻土常呈现时冻时化。
1.1.3水质水量资料
1根据该市中长期发展规划，2010年城市人口565万，2020年城市人口580万。
2、由资料知，该城市混合污水水量为70000 m3/d （ 925.3L/s），查GB50014-2006《室外排水设计规范》，取总变化系数K=1.29
3、混合污水水质：
PH :6-9 ， SS ≤260mg/L， BOD5 ≤220mg/L ， CODcr ≤400mg/L，
TN ≤45mg/l ，NH3-N ≤40mg/l ， TP ≤7mg/l。
1.1.4排放标准及设计要求
为保护环境，污水处理厂出水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准GB18918-2002》的一级标准中的B标准即：（见表1）
1.2 处理方案的确定
1.2.1污水处理方案概述
1. 处理工艺流程选择应考虑的因素
污水处理厂的工艺流程系指在保证处理水达到所要求的处理程度的前提下，所采用的污水处理技术各单元的有机组合。
在选定处理工艺流程的同时，还需要考虑各处理单元构筑物的形式，两者互为制约，互为影响。污水处理工艺流程的选定，主要以下列各项因素作为依据。
① 污水的处理程度
② 工程造价与运行费用
③ 当地的各项条件
④ 原污水的水量与污水流入工程
2.由于该设计对脱氮除磷有要求故选取二级强化处理。可供选取的工艺：A/O工艺，A2/O工艺，SBR及其改良工艺，氧化沟工艺。
1.2.2工艺选择
A/O脱氮除磷工艺（即厌氧-缺氧-好氧活性污泥法，亦称A-A-O工艺），它是在A/O除磷工艺基础上增设了一个缺氧池，并将好氧池流出的部分混合液回流至缺氧池，具有同步脱氮除磷功能。
2A/O法的可同步除磷脱氮机制由两部分组成：一是除磷，污水中的磷在厌氧状态下(DO
2A/O工艺适用于对氮、磷排放指标均有要求的城市污水处理，其特点如下：
① 工艺流程简单，总水力停留时间少于其他同类工艺，节省基建投资。
② 该工艺在厌氧、缺氧、好氧环境下交替运行，有利于抑制丝状菌的膨胀，改善污泥沉降性能。
③ 该工艺不需要外加碳源，厌氧、缺氧池只进行缓速搅拌，节省运行费用。
2④ 便于在常规活性污泥工艺基础上改造成A/O。
⑤ 该工艺脱氮效果受混合液回流比大小的影响，除鳞效果受回流污泥夹带的溶解氧和硝态氮的影响，因而脱氮除磷效果不可能很高。
⑥ 沉淀池要防止产生厌氧、缺氧状态，以避免聚磷菌释磷而降低出水水质和反硝化产生N2而干扰沉淀。但溶解氧含量也不易过高，以防止循环混合液对缺氧池的影响。
22
1.2.3污水处理工艺计算
1.2.3.1计算依据
①设计污水量
0.11设计水量总变化系数K，得K=2.7/Q=1.29
3设计日处理水量：70000*1.29=90300 m/d=1045.16L/s
②污染物浓度
PH :6-9 ， SS ≤260mg/L， BOD5 ≤200mg/L ， CODcr ≤400mg/L，
TN ≤45mg/l ，NH3-N ≤40mg/l ， TP ≤7mg/l。
③污水生化处理的相关计算
设进水BOD5 = 200mg/L，CODcr = 400mg/L，TN =45mg/l，NH3-N =40mg/l ， TP =7mg/l。
可生化性：BOD/COD=200/400=0.5>0.45，易生化处理，去除BOD：200-20=180 mg/L。
根据BOD：N：P=100：5：1，去除180 mg/LBOD需消耗N和P分别为 N：9 mg/L，P：1.8 mg/L。 允许排放的TN：8 mg/L，TP：1 mg/L。
由于氮、磷浓度较高，超量的△N=40-9-8= 23mg/L，△P=7-1.8-1=4.2 mg/L，必须通过生化处理（或脱氮除磷）去除。
1.2.3.2处理程度计算
①BOD的去除效率
活泩污泥处理系统处理水中的BOD5值是由残存的溶解性BOD5和非溶解性BOD5二者组成，而后者主要是以生物污泥的残屑为主体。活性污泥的净化功能，是去除溶解性BOD5。因此从活性污泥的净化功能来考虑，应将非溶解性的BOD5从处理水的总BOD5值中减去。
BOD5值（S0）为200mg/L，经沉砂池及缺氧池、厌氧段处理，按降低25％考虑，则进入曝气池的污水，其BOD5值（S）为：Sα＝200（1-25％）＝150mg/L。
计算去除率，对此，首先按式BOD5＝5⨯（1.42bXαCe）=7.1XαCe计算处理水中的非溶解性BOD5值,上式中
Ce——处理水中悬浮固体浓度，取用综合排放一级标准20mg/L;
b-----微生物自身氧化率，一般介于0.05-0.1之间，取0.09；
Xα---活性微生物在处理水中所占比例，取值0.4。
得BOD5＝7.1⨯0.09⨯0.4⨯20＝5.1mg/L
处理水中溶解性BOD5值为：20-5.1＝14.9mg/L
去除率η＝150-14.9=0.90 150
②COD的去除效率
η=400-60 ⨯100%=85%400
③SS的去除效率
η=260-20⨯100%=92.31% 260
40-8⨯100%=80% 40④氨氮的去除效率 η=
⑤总磷的去除效率
η=7-1⨯100%=85.71% 7
上述计算表明，BOD、COD、SS、TP、NH3-N去除率高，需要采用三级处理（或深度处理）工艺。
1.2.3.3综合分析
由上述计算，该设计要求处理工艺既能有效地去除BOD、COD、SS等，又能达到同步脱氮除磷的效果。进水水质浓度和对出水水质的要求是选择除磷脱氮工艺的一个重要因素。对于大部分城市污水，为了达到排放标准，应该选用具有除磷和硝化功能的三级处理。
根据原水水质、出水要求、污水厂规模，污泥处置方法及当地温度、工程地质、电价等因素
2作慎重考虑，通过综合分析比较常用城市污水生物处理工艺的优缺点，本设计拟采用A/O
脱氮除磷工艺。此工艺的特点是工艺不仅简单，总水力停留时间小于其他的同类设备，厌氧(缺氧)/好氧交替进行，不宜于丝状菌的繁殖，基本不存在污泥膨胀问题，不需要外加碳源，厌氧和缺氧进行缓速搅拌，运行费用低，处理效率一般能达到BOD5和SS为90%～95%，总氮为70%以上，磷为90%左右。因此宜选采用此方案来处理本次设计的污水。
1.2.3.4工艺流程
砂
混合液回流 出水
图1 泰安市第一污水处理厂工艺流程图
1.2.3.5流程说明
城市污水通过格栅去除固体悬浮物，然后进入曝气沉砂池去除污水中密度较大的无机颗粒污染物（如泥砂，煤渣等），流入厌氧池，再进入缺氧好氧区，培养不同微生物的协调作用，在处理常规有机物的同时脱氮除磷。经过生物降解之后的污水经配水井流至二沉池，进行泥水分离，二沉池的出水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准GB18918-2002》的一级标准中的B标准，即可排放。二沉池的污泥除部分回流外其余经浓缩脱水后外运。
1.2.4主要构筑物说明
1.2.4.1格栅
格栅是由一组平行的金属栅条或筛网制成，安装在污水渠道上，泵房集水井的进口处或污水处理厂的端部，用以截流较大的悬浮物或漂浮物。城市污水中一般会含有纤维、碎皮、毛发、果皮、蔬菜、塑料制品等，均须进行拦截从而防止管道堵塞，提高处理能力。本设计先设粗格栅拦截较大的污染物，再设细格栅去除较小的污染物质。
设计参数：
⑴中格栅
栅条间隙b=0.025m 栅条间隙数n=58个 栅条宽度S=0.01m
栅槽宽B=2.020m 栅前水深h=0.7m 格栅安装角α=70︒
栅后槽总高度H=1.065m 栅槽总长度L=2.46m
⑵细格栅
栅条间隙b=0.01m 栅条间隙数n=141个 栅条宽度S=0.01m
栅槽宽B=2.81m 栅前水深h=0.87m 格栅安装角α=60︒
栅后槽总高度H=1.47m 栅槽总长度L=3.25m
1.2.4.2平流式沉砂池
沉砂池的功能是利用物理原理去除污水中密度较大的无机颗粒污染物，普通沉砂池的沉砂中含有约15%的有机物，使沉砂的后续处理难度增加。采用平流式沉砂池可克服这一缺点。曝气式沉砂池是在池的一侧通入空气，使池内水产生与主流垂直的横向旋流。曝气式沉砂池的优点是通过调节曝气量，可以控制污水的旋流速度，使除砂效率较稳定，受流量变化的影响较小。同时，还对污水起预曝气作用。
设计参数：L＝15m、B＝5m、H＝2.63m，有效水深h=0.98m，水力停留时间t=60s，
1.2.4.3厌氧池
污水在厌氧反应器与回流污泥混合。在厌氧条件下，聚磷菌释放磷，同时部分有机物发生水解酸化。
设计参数：L＝42m、B＝20m、H＝4.8m，有效水深：4.5m，超高：0.3m，污泥回流比R=100%，水力停留时间t=1h。
1.2.4.4缺氧池
污水在厌氧反应器与污泥混合后再进入缺氧反应器，发生生物反硝化，同时去除部分COD。硝态氮和亚硝态氮在生物作用下与有机物反应。
设计参数：L＝42m、B＝20m、H＝4.8m，有效水深：4.5m，超高：0.3m，污泥回流比
R=100%，水力停留时间t=1h。
1.2.4.5好氧池
发生生物脱氮后，混合液从缺氧反应器进入好氧反应器——曝气池。在好氧作用下，异养微生物首先降解BOD、同时聚磷菌大量吸收磷，随着有机物浓度不断降低，自养微生物发生硝化反应，把氨氮降解成硝态氮和亚硝态氮。具体反应：
+-2NH4+3O2−亚硝酸菌−−−→2NO2+2H2O+4H+
硝酸菌-- 2NO2+O2−−−→2NO3
2组曝气池。设计参数：五廊式L＝212.5m（L1=42.5m）、B＝8m、H＝5.3m，有效水深：
4.5m，超高：0.3m，曝气方式：采用表面曝气，水力停留时间t=4.8h，出水口采用跌水。
1.2.4.6二沉池
二次沉淀池的作用是泥水分离，使污泥初步浓缩，同时将分离的部分污泥回流到厌氧池，为生物处理提高接种微生物，并通过排放大部分剩余污泥实现生物除磷。
本设计采用4个辐流式沉淀池。其设计参数：D＝32m、H＝6.13m，有效水深h=3.6m，沉淀时间t=3h。
2 设计计算书
2.1 格栅的设计
2.1.1设计参数
每日栅渣量大于0.2m,一般应采用机械清渣。
过栅流速一般采用0.6～1.0m/s。
格栅前渠道内的水流速度一般采用0.4～0.9m/s。
格栅倾角一般采用45°～75°。
通过格栅的水头损失，粗格栅一般为0.2m，细格栅一般为0.3～0.4m。
2.1.2设计计算
格栅斜置于安装在污水渠道上、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。一般情况下，分粗细两道格栅。
2.1.2.1中格栅
采用栅条型格栅，设三组相同型号的格栅，其中一组为备用，格栅安装倾角为60°。 设计流量Qmax=70000⨯1.29m/d=3390300m3/s=1.04514m3/s 24⨯3600
栅前流速v1=0.7m/s，过栅流速v2=0.8m/s
设栅前水深 h = 0.7m，栅前部分长度0.5m,格栅倾角α=70，单位栅渣量30.01m/103m3污水
1、进水渠道宽度计算 B1B12νQ=B1hv=B1v=22计算 根据最优水力断面公式
设计中取污水过栅流速v=0.8m/s
B1=2Q
ν=2⨯1.04512=1.73m 0.8
B1=0.865m 2则 栅前水深：h=
⑵栅条间隙数n n=Qsin bhv
式中：
n —— 栅条间隙数，个；
3Qmax ——最大设计流量，m/s；
α—— 格栅倾角度；
b —— 栅条净间隙，粗格栅b＝50～100mm，中格栅b＝10～40mm，细格栅b＝3～
10mm；中格栅b取25mm。
h—— 栅前水深，m
v —— 过栅流速，m/s。
将数值代入上式： Qα1.04512⨯sin700
n===57.58≈58(个) bhv0.025⨯0.7⨯1.0
⑶栅槽宽度B
B = S（n-1）+ bn
式中：
B —— 栅槽宽度，m；
S —— 栅条宽度，m,取0.01m；
n —— 栅条间隙数，个；
b —— 栅条净间隙，粗格栅b＝50～100mm，中格栅b＝10～40mm，细格栅b＝3～
10mm。
将数值代入上式：
B = S（n-1）+ bn＝0.01×(58-1)+0.025×58=2.020m
⑷过栅水头损失h1
h1=kh0
v2
h0=ξsinα
2g
式中：
H1 —— 过栅水头损失，m； h0 —— 计算水头损失，m；
2
g —— 重力加速度，9.81m/s；
k —— 系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增大的倍数，一般k=3； ξ—— 阻力系数，与栅条断面形状有关
S10 当为矩形断面(锐边矩形)时， ξ=β()3=2.42⨯()3=0.71 b25
β——格栅条的阻力系数，查表知 β=2.42；
44
v20.82
∴ h1= kh0 = kξ×sin70°= 0.065m sinα = 3×0.71×
2⨯9.812g
（5）栅后槽总高度H
设栅前渠道超高h2=0.3m，
H= h + h1 + h2 =0.7+0.065+0.3=1.065m *进水渠道渐宽部分的长度L1
进水渠道渐宽部分的长度计算
l1=
B-B12tanα1
式中 l1——进水渠道渐宽部分长度，m； α1——渐宽处角度，º。 设计中取 α1=20︒
l1=
2.020-1.73
=0.40m
2tan20︒
进水渠道渐窄部分的长度计算
l2=
l10.40==0.20m 22
*栅前渠道深：H1=h+h2=0.7+0.3m
(6)栅槽总长度
L=l1+l2+0.5+1.0+
hh
+2
tanαtanα
0.71
=0.40+0.20+0.5+1.0++
tan70︒tan60︒
=2.46m
QmaxW1⨯86400QW1
=
KZ⨯10001000
(7)每日栅渣量W
W=
3
md； W式中 ——每日栅渣量，
3333Wmmm 1——每日每1000污水的栅渣量，污水。 333
Wmm1设计中取 =0.05污水
W =
Qmax⨯W1⨯86400
=0.7m3/d>0.2m3/d
1.29⨯1000
易采用机械清渣。
⑻提升泵房，污水经提升后进入细格栅。 泵房设计计算
采用A2/O工艺方案，污水处理系统简单，对于新建污水处理厂，工艺管线可以充分优化，故污水只考虑一次提升。污水经提升后入旋流沉砂池，然后自流通过A2/O池、接触池，最后由出水管道排出。 设计参数选定
3
设计流量：Qmax=90300m/d，泵房工程结构按远期流量设计,考虑选取6台潜水排污泵(四
m/d=262L/s。 用二备)，则每台流量为：90300÷4=22575
集水池容积采用相当于一台水泵的6min的流量，即：
3
W=0.261⨯6⨯60=94m3
设集水池有效水深h=2m 集水池面积F=W/h=48m2
集水池保护水深0.71m，实际水深2.0+0.71=2.71m
污水提升前水位-6.30m(既泵站吸水池最底水位),提升后水位3.50m(即出水井水面标高)。 所以，提升净扬程Z=3.50－（-6.30）=9.80m 水泵水头损失取2.0m
从而需水泵扬程H=Z+h=11.80m (9)选泵
本设计单泵流量为Q=262L/s，扬程11.80m。查《给水排水设计手册》第11册常用设备，采用QW系列潜水污水泵(250QW700-12)。该泵扬程12m，转速980r/min，功率37kW。
占地面积为12*10=120m2，高10m,泵房为半地下式，地下埋深5m。 3、泵站总扬程的校核 （1）吸水管路的水头损失 每根吸水管的流量为
Q1=376.2s，选用的管径为DN600mm，流速为
v=1.33s，，坡度为1000i=3.68。吸水管路的直管部分的长度为1.0m，设有喇叭口
（ξ=0.1），DN600mm的90︒弯头1个（ξ=0.67），DN600mm的闸阀1个（ξ=0.06），
DN600⨯DN350渐缩管1个（ξ=0.20）。
① 喇叭口
喇叭口一般取吸水管的1.3~1.5倍，设计中取1.3 则 喇叭口直径为：
D=1.3⨯600=780mm，取800mm L=0.8D=0.8⨯800=640mm
② 闸阀
Dnmm600，L=600mm。
③渐缩管
选用DN600⨯DN350
L=2(D-d)+150=2⨯(600-350)+150=650mm
v'6002
=v3502， 其中
得v'=3.91s。
④ 直管部分为1.0m，管道总长为：
L=1.0+0.64+0.6+0.65=2.89m i=3.68‰
则 沿程损失为：
h1'=Li=2.89⨯0.00368=0.011m
v
h1''=ξ11
2g 局部损失为：
1.3323.912
=(0.1+0.06+0.67)⨯+0.2⨯=0.231m
2⨯9.812⨯9.81
吸水管路水头损失为：
2
h1=h1'+h1''=0.011+0.231=0.242m
（2）出水管路水头损失
出水管直管部分长为5m，设有渐扩管1个（ξ=0.20），闸阀1个（ξ=0.06），单
向止回阀（ξ=1.7，L=800mm）。
沿程水头损失：h2'=Li=(5+0.65+0.6+0.8)⨯0.00368=0.026m
v23.9121.332
h2''=ξ2=0.06⨯+(1.7+0.2)⨯=0.218m
2g2⨯9.812⨯9.81局部水头损失：
总出水水头损失：h2=h2'+h2''=0.026+0.218=0.244m （3）水泵总扬程
水泵总扬程用下式计算： 式中
2
H≥h1+h2+h3+h4
h1——吸水管水头损失，m；
h2——出水管水头损失，m；
h3——集水池最低工作水位与所提升最高水位之差，m； h4——自由水头，一般取h4=1.0m 。
H=0.242+0.244+9.0871+1.0=11.355m 故选用6台QW系列潜水污水泵(250QW700-12)是合适的。
2.1.2.2细格栅
采用栅条型格栅，设三组相同型号的格栅，其中一组为备用，格栅安装倾角为60°。
（1）设计流量Qmax=70000⨯1.29m/d=
3
90300
m3/s=1.04514/s
24⨯3600
栅前流速v1=0.7m/s，过栅流速v2=0.8m/s
格栅倾角α=60，单位栅渣量0.01m/10m污水 (1) 确定栅前水深h
333
B1=
2Qmax
=v1
2⨯1.04514
=1.73m
0.7
h=
B1
=0.865m 2
∴栅前水深 h = 0.865m ⑵栅条间隙数n n=
Qsinα
bhv
式中：
n —— 栅条间隙数，个；
3
Qmax ——最大设计流量，m/s； α—— 格栅倾角度；
b —— 栅条净间隙，粗格栅b＝50～100mm，中格栅b＝10～40mm，细格栅b＝3～
10mm；
v —— 过栅流速，m/s。 将数值代入上式：
Qsinα1.04514⨯sin600
n===140.5≈141(个)
bhv0.01⨯0.865⨯0.8
⑶栅槽宽度B
B = S（n-1）+ bn 式中：
B —— 栅槽宽度，m；
S —— 栅条宽度，m,取0.01m； n —— 栅条间隙数，个；
b —— 栅条净间隙，粗格栅b＝50～100mm，中格栅b＝10～40mm，细格栅b＝3～
10mm。
将数值代入上式：
B = S（n-1）+ bn＝0.01×(141-1)+0.01×141=2.81m ⑷过栅水头损失h1 h1=kh0
v2
h0=ξsinα
2g
式中：
h1 —— 过栅水头损失，m； h0 —— 计算水头损失，m；
2
g —— 重力加速度，9.81m/s；
k —— 系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增大的倍数，一般k=3；
ξ—— 阻力系数，与栅条断面形状有关 ，ξ=β()4/3，
Se
S10 当为矩形断面时， ξ=β()3=2.25⨯()3=2.25 b10
44
v20.82
∴h1 = kh0 = nkξ×sin60°=0.19m sinα= 3×2.25×
2⨯9.812g
（5）栅后槽总高度H
设栅前渠道超高h1=0.3m， 栅前槽高
H1 = h + h1 =0.87+0.3=1.17m
H= h + h1 + h2 =0.87+0.30+0.3=1.47 m （6）格栅总长度L
*进水渠道渐宽部分的长度L1
进水渠道宽B1=1.73 m，设渐宽部分展开角α1= 20°，此时进水渠道内的流速为：
v1=
Q1.04514==0.69m/s B1h1.73⨯0.87
则进水渠道渐宽部分长度： L1 =
B-B12.25-1.73
= =0.71m o
2tgα12⨯tg20
*栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度 L2=
L10.71
==0.36m 22
格栅总长度L = L1 + L2 + 0.5 + 1.0 +
H1
tg60︒
1.17
=0.71+0.36+ 0.5 + 1.0 +(7)每日栅渣量W
tg60︒
=3.25m
W =
Qmax⨯W1⨯864001.04514⨯0.01⨯86400
==0.8m3/d>0.2m3/d
1.29⨯10001.29⨯1000
采用机械清渣。
式中：
3
W —— 每日栅渣量，m/d；
W1 —— 栅渣量，（m/10m污水）
格栅间距为16-25毫米时，W1=0.10-0.05；格栅间距为30-50毫米时，W1=0.03-0.01
333
因为是细格栅，所以W1 = 0.1 m/10m，代入各值：
333
图1 格栅设计计算示意（单位：m)
2.2 平流式沉砂池的设计
沉砂池的作用是从污水中去除砂子、煤渣等比重较大的颗粒，保证后续处理构筑物的正常运行。选型：平流式沉砂池 2.2.1设计参数
设计流量:当污水为提升进入时，设计流量应按每期工作水泵的最大组合流量计算 污水泵站使用250QW700-12潜水污水泵，单台最大提升流量为303L/s,四用二备 其最大组合流量：303x4=1212L/s=1.212m3/s
设计水力停留时间t=60s 水平流速v=0.25m/s 2.2.2设计计算
（1）长度：L=vt=0.25×50=15m
（2）水流断面面积A：A=Qmax/v=1.212/0.25=4.85m， 取4.9m （3）池总宽度：设计n=2格，每格宽取b=2.5m>0.6m，池总宽B=2b=5m
有效水深: h2=
2
2
A4.9
==0.98m （介于0.25～1m之间） B5
（4）贮区砂斗所需容积：设计T=2d，即考虑排砂间隔天数为2天，则每个沉砂斗容积
V=
86400QmaxTXK⨯1000
=
70000⨯2⨯0.03
=4.2m3
1000
其中：城市污水沉砂量X＝30m3/106m3
K：污水流量总变化系数1.29 （5）每个沉砂斗得容积（V0）
设每一分格有2格沉砂斗，两格共有四个沉砂斗，则
V0=
4.2
=1.05m3 2⨯2
(6) 沉砂斗各部分尺寸：
设贮砂斗底宽a1＝0.5m；斗壁与水平面的倾角60°，贮砂斗高h’3＝1.0m 沉砂斗上口宽：
a=
(7) 贮砂斗容积
2h'3
+a1=1.65m tg60︒
V0=
h’123
(2a2+2aa1+2a1)=(2⨯1.652+2⨯1.65⨯0.5+2⨯0.52)=1.0m3 66
符合要求 (8) 贮砂室高度：
设采用重力排砂，池底坡度i＝6％，坡向砂斗，a=0.1m则
'
L-2a-a'12.5-2⨯1.65-0.1
h3=h+0.06l2=1+0.06⨯=1+0.06⨯=1.273m，
22
'
3
取1.3m
(9) 池总高度：H ，设超高h1=0.3m， H=h1+h2+h3=0.3+0.98+1.35=2.63m (10) 核算最小流速vmin
vmin=
Qmin
n1ωmin
Qmin——最小流量 m3/s
n1——最小流量时工作的沉砂池数目（个）
ωmin——最小流量时沉砂池中的水流断面面积 m2
vmin=
Qmin70000
==0.33m/s>0.15m/s符合要求,采用机械刮
n1ωmin24⨯3600⨯1⨯2.5⨯0.98
泥。
（11）计算草图如下：
进水
出水
图3 平流式沉沙池设计计算草图
2.3 主体反应池A2/O的设计 2.3.1设计参数 1、设计最大流量 2、设计进水水质 3、设计出水水质 2.3.2设计计算
设计流量：最大日平均时流量Q=1045.14L/s 水力停留时间：T=1h 2.3.2.1 厌氧池计算 （1）厌氧池容积：
V= Q′T=1.04514×1×3600=3762.5m （2）厌氧池尺寸：水深取为h=4.5m。 则厌氧池面积： A=V/h=3762.5/4.5=837m 池宽B=20m
池长L=A/B=837/20=41.85。取42m。 设双廊道式厌氧池。
考虑0.3m的超高，故池总高为H=h+0.3=4.5+0.3=4.8m。 2.3.2.2 缺氧池设计计算
2
3
图4 平流式沉砂池计算草图
Q=90300m3/d=1045.14L/s
SS ≤260mg/L， BOD5 ≤200mg/L ， CODcr ≤400mg/L， TN ≤45mg/l，NH3-N ≤40mg/l ， TP ≤7mg/l。 COD=60mg/L；BOD5=20mg/L；SS=20mg/L；NH3-N=8mg/L
设计流量：最大日平均时流量Q=1045.14L/s 水力停留时间：T=1.6h （1）缺氧池容积：
V=Q′T=1.04514×1×3600=3762.5m （2）缺氧池尺寸：水深取为h=4.5m。 则缺氧池面积： A=V/h=3762.5/4.5=837m
池宽B=20m，池长L=A/B=837/20=41.85。取42m。 考虑0.3m的超高，故池总高为H=h+0.3=4.5+0.3=4.8m。 本设计采用传统推流式曝气池。 2.3.2.3曝气池设计计算
（1）、取原污水BOD5值（S0）为200mg/L，经沉砂池及缺氧池、厌氧段处理，按降低25％
*10
2
3
考虑，则进入曝气池的污水，其BOD5值（Sα）为： Sα＝200（1-25％）＝150mg/L
（2）、曝气池的计算与各部位尺寸的确定
①曝气池按BOD污泥负荷率确定
拟定采用的BOD-污泥负荷率为0.35kgBOD5/(kgMLSS·d),但为稳妥计，需加校核,公式： Ns=
K2Sef
η
K2—与微生物降解有关的系数；对于城市污水，K值为0.0168～0.0281，取0.0200。
Se=20mg/L,
f—MLSS(TSS)中MLVSS（VSS）所占比例，总悬浮物中活性微生物（污泥）的质量比例， 取0.75
η=(1165-20)/120=0.879
代入各值，
Ns=
计算结果确证，
0.0200⨯20⨯0.75
=0.34BOD5/(kgMLSS·kg)
0.879
Ns取0.35是适宜的。 ②确定混合液污泥浓度（X）
根据已确定的Ns值，查图得相应的SVI为100
106R
∙r 根据式 X=
SVI1+R
X----曝气池混合液污泥浓度
R----污泥回流比
取r=1.2,R=100％，代入得：
106R1061⨯1.2
∙r＝X=∙=4000mg/L SVI1+R1501+1
取4000mg/L。 ②确定好氧池容积
V=QT
其中Q=7×104 m3/d代入各值：V=7×104×8/24=33333.3 m3
厌氧池水力停留时间h=1h, 缺氧池水力停留时间h=1h, 好氧池水力停留时间h=2.8h.
确定曝气池容积，
由公式V=
QSα
代入各值得： NsX90300⨯165V==10642.5m3,
0.35⨯4000
根据活性污泥的凝聚性能，混合液污泥浓度（X）不可能高于回流污泥浓度（Xr）。 （3）、确定曝气池各部位尺寸 名义水力停留时间
tm=
V10642.5
==0.118d=2.8h Q90300
设2组好氧池，每组容积为10642.5/2=5321.25m3
池深取4.5m，则每组好氧池的面积为F=5321.25/4.5=1182.5m2 池宽取6m，B/H=6/4.5=1.33介于1~2之间，符合规定 池长：F/B=1182.5/6=197.09（m）
L/B=197.09/6=32.8＞10错误！未找到引用源。符合规定 设五廊道好氧池，廊道长L1=L/5=197/5=37.42取39.4m L1/B= 39.4/6=6.57,介于5-10，符合规定。 取超高0.8m，则池总高度为4.5+0.8=5.3m
（4）、校核氮磷负荷， kg TN / (kg⨯MLSS d) 好氧段总氮负荷 =
Q⨯TN090300⨯45
==0.0955 [kg TN / (kg*MLSS d)](符合要求)
X⨯V34000⨯10642
厌氧段总磷负荷
=
Q⨯TP090300⨯7
==0.042[kg TN / (kg*MLSS d)](符合要求)
X⨯V14000⨯3762.5
（5）、剩余污泥 ΔX=Px＋Ps
1 Px=Y⨯QLr－Kd⨯V⨯Xr ○
Y ——污泥增殖系数 Y=0.60， Kd——污泥自身氧化率 Kd=0.05， Lr ——去除的BOD浓度kg/m3 V ——曝气池容积m3 Xr——MLVSS浓度kg/m3
Px=Y⨯QLr－Kd⨯V⨯Xr
=0.60×90300×(0.2－0.02) －0.05×10642×4
=7624(kg/d)
Ps=(TSS－TSSe)Q×50%
=(0.26－0.02) ×90300×50%=10836(kg/d) ΔX=Px＋Ps=6352.4＋10836=18460(kg/d)
2污泥含水率q设为99.2% ○
剩余污泥量：q=
3污泥龄ts ○
18.4600
=2307.5kg/d
0.8%
ts=
VX10642⨯4.0
==2.25d ∆X18938.4
（6）、曝气系统设计计算 ①设计需氧量AOR
AOR = 去除BOD5需氧量 - 剩余污泥中BODu氧当量 + NH3-N硝化需氧量 – 剩余污泥中
NH3-N的氧当量 - 反硝化脱氮产氧量
碳化需氧量D1
Q(So-S)
-1.42Px
-0.23⨯5
1-e
90300⨯(0.2-0.02)=-1.42⨯6352.4 -0.23⨯5
1-e=14882.5(kgO2/d)D1=
硝化需氧量D2
D2=4.6Q(No-Ne)-4.6⨯12.4%⨯Px
=4.6⨯90300⨯(45-8)⨯
1
-4.6⨯0.124⨯6352.4 1000
=11745.7(kgO2/d)
假设生物污泥中含氮量以12.4%计，则：
每日用于合成的总氮=0.124×6352.4=787.698kg/d） 即，进水总氮有
787.698⨯1000
=8.72(mg/L)用于合成。
90300
被氧化的NH3-N = 进水总氮 – 出水总氮量 – 用于合成的总氮量 = 45 – 8 – 8.72 = 28.28 mg/L 所需脱硝量 = 45 – 20 – 8.72 = 16.28 mg/L 需还原的硝酸盐氮量NT=90300⨯8.72⨯
1
=787.416mg/L反硝化脱氮产生的1000
氧量D3
D3 = 2.86NT = 2.86×787.416 = 2252kgO2/d
总需氧量AOR = D1+D2-D3 = 14882.5+11745.7-2252= 24376.2kgO2/d
=1015.68kgO2/h 最大需氧量与平均需氧量之比为1.4，则
AORmax = 1.4AOR = 1.4×24376.2 = 34126.68kgO2/d =1421.95kgO2/h 去除每1kgBOD5的需氧量：
=
AOR24376.2
==1.50kgO2/kgBOD5
Q(So-S)90300⨯(0.2-0.02)
②标准需氧量
采用鼓风曝气，微孔曝气器。曝气器敷设于池底，距池底0.2m，淹没深度4.8m，氧转移效率EA=20%，计算温度T=25℃。将实际需氧量AOR换算成标准状态下的需氧量SOR。 SOR= 式中：
ρ—— 气压调整系数，ρ=
AOR⋅CS(20)
α(βρCsm(T)-CL)⨯1.024
(T-20)
所在地区实际气压
，工程所在地区实际大气压约为5
1.013⨯10
1.013⨯105
=1 1.013×10Pa，故此ρ=
1.013⨯105
5
CL —— 曝气池内平均溶解氧，取CL=2mg/L；
CS（20） —— 水温20℃时清水中溶解氧的饱和度，mg/L；
Csm(T) —— 设计水温T℃时好氧反应池中平均溶解氧的饱和度，mg/L； α —— 污水传氧速率与清水传氧速率之比，取0.7；
β —— 污水中饱和溶解氧与清水中饱和溶解氧之比，取0.95。 查表得水中溶解氧饱和度：CS（20）=9.17 mg/L，CS（25）=8.38 mg/L
空气扩散气出口处绝对压为：pb = 1.013×10+9.8×10H
535
= 1.013×10+9.8×10×4.8 = 1.4834×10Pa 空气离开好氧反应池时氧的百分比： Ot=
53
21(1-EA)21⨯(1-20%)
⨯100%=⨯100%=17.54%
79+21(1-EA)79+21⨯(1-20%)
好氧反应池中平均溶解氧饱和度： Csm(25)
pbOt1.4834⨯10517.54=Cs(25)(+)=8.38⨯(+)=6.05mg/L
422.066⨯105422.066⨯105
AOR⋅CS(20)
24376.2⨯9.17
0.7⨯(0.95⨯1⨯6.05-2)⨯1.024(25-20)
标准需氧量为：
SOR=
α(βρCsm(T)-CL)⨯1.024(T-20)
=
kgO2/d =75682.57=3153.44kgO2/h
相应最大时标准需氧量：
SORmax = 1.4SOR = 1.4×3153.44 =4414.82kgO2/h 好氧反应池平均时供气量：Gs=
SOR4414.82
⨯100=⨯100=73580.3m3/h
0.3EA0.3⨯20
最大时供气量：
3
Gsmax = 1.4Gs =103012.4m/h
③厌氧池设备选择（以单组反应池计算）
厌氧池设导流墙，将厌氧池分成2格，每格内设潜水搅拌机1台。
3
单个厌氧池容积V 厌=42×10×4.5=1890m ④缺氧池设备选择（以单组反应池计算）
缺氧池设导流墙，将缺氧池分成格，每格内设潜水搅拌机1台。
3
单个缺氧池有效容积V 缺=42×10×4.5=1890m ⑥混合液回流设备 ● 混合液回流泵
混合液回流比R内=200%
33
混合液回流量QR=R内Q=2×90300=180600m/d=7525m/h 设混合液回流泵房1座，内设4台潜污泵（3用1备） 单泵流量QR单=
11
QR=⨯7525=1254.2m3/h 2⨯36
● 混合液回流管
回流混合液由出水井重力流至混合液回流泵房，经潜污泵提升后送至缺氧段首端。 混合液回流管设计流量Q6=R内
Q90300=2⨯=1.05m3/S 22⨯86400
泵房进水管设计流速采用v=1m/s 管道过水断面积A=
Q61.05
==1.05m2 v1
管径d=
4A
π
=
4⨯1.05
=1.16m
3.14
取进水管管径DN1200mm 校核管道流速v=
Q61.05==1.11m/s A⨯1.124
泵房压力出水总管设计流量Q7=Q6=1.05m3/s 设计流速采用v=1.2m/s 管道过水断面积A=
Q71.05==0.875m2 v1.2
管径d=
4A
π
=
4⨯0.875
=1.06m
3.14
取进水管管径DN1100mm 2.4 配水井的设计 2.4.1设计参数
水力配水设施基本的原理是保持各个配水方向的水头损失相等。
配水渠道中的水流速度应不大于1.0m/s，以利于配水均匀和减少水头损失。 2.4.2设计计算
⑴进水管管径D1
3
配水井进水管的设计流量为Q = 90300/24 = 3762.5 m/h,当进水管管径D1=1200mm时，查水力计算表，得知v=1.0m/s，满足设计要求。 ⑵矩形宽顶堰
进水从配水井底部中心进入，经等宽度堰流入4个水斗再由管道接入4座后续构筑物，每
3
个后续构筑物的分配水量为q = 3762.5/4 = 940.6 m/h 。配水采用矩形宽顶溢流堰至配水 井。
①堰上水头H
3
因单个出水溢流堰的流量为q = 3762.5/4 = 940.6 m/h=261.3L/s，一般大于100 L/s采用矩形堰，小于100 L/s采用三角堰，所以，本设计采用矩形堰（堰高h取0.5m）。 矩形堰的流量： q=mobH2gH
式中：
3
q —— 矩形堰的流量，m/s；
H —— 堰上水头，m；
b —— 堰宽，m，取堰宽b = 1.2m；
mo —— 流量系数，通常采用0.327～0.332，取0.33。
2
q20.2257
则，H=(22)3=()3=0.255m，取0.3m。 22
m0b2g0.33⨯1.2⨯2⨯9.8
1
1
②堰顶厚度B
根据有关实验资料，当2.5
B
B1.2=≈4（在2.5～10范围内），所以，该堰属于矩形宽顶堰。 H0.3
③配水管管径D2
3
设配水管管径D2 = 900mm,流量q = 3762.5/4 = 940.6 m/h=261.3 L/s，查水力计算表，得知v=0.85m/s。 ④配水漏斗上口口径D
按配水井内径的1.5倍设计，D = 1.5×D1 = 1.5×1000 = 1500 mm 2.5辐流式二沉池的设计 2.5.1设计参数
池子直径与有效水深之比宜为6～12。 池子直径不宜小于16m。 池底
坡底不宜小于0.05 2.5.2设计计算
为了使沉淀池内水流更稳、进出水配水更均匀、存排泥更方便，常采用圆形辐流式二沉池。二沉池为中心进水，周边出水，幅流式沉淀池，共4座。
3
⒈已知条件 Q=9030(m03/d)=3762(m.5/h)
2
mg/L) A/O 反应池悬浮固体浓度 X=400(0
mg/L) 二沉池底流生物固体浓度 Xr=800(0
回流污泥比 R=100% ⒉设计计算
⑴ 沉淀部分水面面积 F ，根据生物处理段的特性，选取二沉池表面负荷 q=1.2(m3/(m2⋅h))，设四座二沉池， n=4 F=Q=3762.5=783.85(m2)
n⋅q
4⨯1.2
⑵ 池子直径 D
D=
4F
π
=
4⨯783.85
=31.6(0m)，
π
为与机械刮泥机配套，池子直径取为D=32(m)
⑶沉淀部分的有效水深h2，设水力停留时间
t=3h 。
h2=q⋅t=1.2⨯3.0=3.6(m)
校核：D=32h3.6
=8.89∈(6-12)
1
⑷
沉淀区的容积V，设贮泥时间
=
2T(1+R)QX2⨯2⨯(1+1)⨯4000⨯X+X=90300
+8000)⨯24
=10033.3m3
r(4000每个沉淀区V'
=
V
=5016.7m32
⑸、 污泥斗容积
① 污泥斗高度. 设池底的径向坡度为0.05, 污泥斗直径r2=1(m)
上部直径 r0
1=2(m),倾角 60, 则
h5=(r1-r2)⨯tan600=(2-1)⨯tan600=1.73(m) V22
1=
πh5
3
⨯(r1+r1r2+r2)=12.7(m3)
② 圆锥体高度
h4=(R-r)⨯0.05=(37
2
-2)⨯0.05=0.825(m) Vπh4
2=
+DD2
12
⨯(D21+D1)=301.73m3
污泥总体积V=V1+V2=314.43
⑹沉淀池总高度 H, 设超高 h1=0.3 m, 缓冲层高度h3=0.50 m. H=h1+h2+h3+h4=0.3+3.6+0.5+1.73=6.13(m) 沉淀区总高H=h1+h2+h3=4.4m
t1=2h
。
V
⑻ 出水三角堰计算 出水三角堰(900)
三角堰中距 L1=0.2(m), 采取双边出水,总长
L=π(2D-2⨯0.8-2⨯1.46-0.75)=π(2⨯32-1.6-2.92-0.75)=184.4(m)
式中:
0.8——为集水槽外框距池壁距离 1.46——为集水槽内框距池壁距离
0.75——为出水堰及集水槽宽度，由后面集水槽计算求得 三角堰个数 n=
LL=184.42
=922(个) 10.每个三角堰的流量 q1
qQ⨯1.751=
922⨯2=3762.5⨯1.753600⨯922⨯2
=9.92⨯10-43600⨯(m3ls)
1
三角堰堰上水头 h=(q
1)2.471.343
=0.054(m)。
集水槽宽B=0.9(Qmax
2
⨯1.2)0.4=0.9(1.04514÷2⨯1.2)0.4=0.75(m) 集水槽水深 H
H=1.25B=1.25⨯0.75=0.94(m)
2.6 浓缩池的设计
本次设计采用重力浓缩池，在前面已经算出日产剩余污泥量为：
q=2148.6m/d
设含水率po=99.2%，（即固体浓度Co =8kg/m）， ⑴浓缩池面积A
2
根据查固体通量经验值，污泥固体通量选用30kg/(m.d)。 浓缩池面积A=
3
3
QCo
G
式中：
Q —— 污泥量，m3/d；
3
Co —— 污泥固体浓度，kg/m；
2
G —— 污泥固体通量，kg/(m.d)。
A=
QCo2148.6⨯8
==572.96m2 G30
⑵浓缩池直径D
设计采用n=2个浓缩池池。 单池面积A1=
A572.96==286.48m2 n2
浓缩池直径D=⑶浓缩池深度H
4A1
π
=
4⨯286.48
π
=19.10m，取D=20m
浓缩池工作部分的有效水深h2= h2=
QT
，式中，T为浓缩时间，h，取T=15h。 24A
QT2148.6⨯15
==2.34m 24A24⨯572.96
超高h1=0.3m，缓冲层高度h3=0.3m，浓缩池设机械刮泥，池底坡度i=1/20,污泥斗下底直径D1=1.5m，上底直径D2=3m。 池底坡度造成的深度h4=(
DD22031-)⨯i=(-)⨯=0.425m 222220
污泥斗高度h5=(
D2D131.5
-)⨯tan600=(-)⨯tan600=1.3m 2222
浓缩池深度H = h1 + h2 + h3 + h4 + h5 = 0.3+2.34+0.3+0.425+1.3= 4.665m 2.7 污泥贮泥池的设计
进泥量：两座，每座设计进泥量为:浓缩后的污泥量QW QW=
100-99.2
⨯2148.6=429.72m3/d，含水率96%。
100-96
贮泥时间：T=12h 单个池容为：
3
V=QWT=429.72×12÷24=214.86m
贮泥池尺寸设计：
将贮泥池设计为圆形，设H=4m，则贮泥池面积s=V=214.86=53.72m2
H
4
故直径D=
4s
π
=8.3m
搅拌设备
为防止污泥在贮泥池终沉淀，贮泥池内设置搅拌设备。设置液下搅拌机2台， 功率10kw。 2.8脱水机房的设计
压滤机选型：过滤流量429.72m/d，P=96%。 设计2台压滤机，则每台压滤机处理量
3
429.72
=8.95m3/h，选择DY15型2m宽带式压滤脱水机。
24⨯2
尺寸设计L×B=20×10=200m
2
3污水厂平面布置 3.1 布置原则
为了使平面更经济合理，污水厂平面布置应遵循下列原则： ⑴按功能分区，配置得当
主要是指对生产、辅助生产、生产福利等各部分布置，要做到分区明确、配置得当而又不过分独立分散。既有利于生产，又避免非生产人员在生产区通行或逗留，确保安全生产。在有条件时（尤其建新厂时），最好把生产区和生活区分开，但两者之间不必设置围墙。 ⑵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。 ⑶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。 ⑷充分利用地形，平衡方土，降低工程费用
某些构筑物放在较高处，便于减少土方，便于空放、排泥，又减少了工程量，而另外一些构筑物放在较低处，使水按流程按重力顺畅输送。
⑸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）。 ⑹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。 3.2 平面布置
泰安市位于泰安北部山地地区。泰安市污水处理厂长约200米，宽约130米，占地面积
约26000m，生活办公综合楼及其它主要辅助建筑物位于厂区偏西一侧，水处理构筑物靠厂区北部自西向东依次排开，污泥处理系统位于厂区东部，为改善生活区环境在厂东北角另设大门，以便泥饼和沉砂外运。
3.3 附属构筑物的布置
表4 附属构筑物一览表
3.4附属化验设备
4 高程计算
4.1污水厂的高程布置 4.1.1污水厂高程的布置方法
(1)选择两条距离较低，水头损失最大的流程进行水力计算。
(2)以污水接纳的水体的最高水位为起点逆污水处理流程向上计算。
2
(3)在作高程布置时，还应注意污水流程与污泥流程积极配合。 污水处理厂污水处理流程高程布置的主要任务是：确定各处理构筑物和泵房的标高，确定处理构筑物之间连接管渠的尺寸及其标高，通过计算确定各部位的水面标高，从而能够使污水沿处理流程在处理构筑物之间通畅地流动，保证污水处理厂的正常运行。
为了降低运行费用和便于维护管理，污水在处理构筑物之间的流动，以重力流考虑为宜(污泥流动不在此例)。 4.1.2水头损失包括：
(1)污水流经各处理构筑物的水头损失。在作初步设计时可按下表所列数据估算。但应当认识到，污水流经处理构筑物的水头损失，主要产生在进口和出口和需要的跌水(多在出口处)，而流经构筑物本身的水头损失则很小。
(2)污水流经连接前后两处构筑物管渠(包括配水设备)的水头损失。包括沿程与局部水头损失。
(3)污水流经量水设备的水头损失。 4.2水头损失计算 4.2.1构筑物水头损失
由于各构筑物的水头损失比较多，计算起来比较烦琐，本设计中若在设计计算过程中计算了的就用计算的结果，若在设计计算过程中没计算的就用经验数值。
构筑物水头损失表
河水洪水位：-1.00 排水口水位；0 排水泵房水位：1.50 消毒池水位：2.2 辐流沉淀池水头损失：0.60 辐流沉淀池水位：3.2
辐流沉淀池中央配水井出水口损失：0.20 辐流沉淀池中央配水井水位：3.5 辐流沉淀池中央配水井进水口损失：0.10 曝气池水头损失：0.6 曝气池水位：4.5 厌氧池水头损失：0.2 厌氧池水位：4.5 缺氧池水头损失：0.2 缺氧池水位：4.5 缺氧池进水部分水头损失：0.1 沉砂池水头损失：0.1 沉砂池水位：4.6 沉砂池配水口损失：0.2 沉砂池配水水位：4.9 污水长进水管管径1000㎜，设计充满度0.60，管底埋深3.0米。
表5 水头损失计算表
地面标高为0.00m，附近河流的最高水位为0.00，最低2.80m。 4.2.2污泥处理构筑物水头损失
当污泥以重力流排出池体时，污泥处理构筑物的水头损失以各构筑物的出流水头计算，浓缩池一般取1.5m，二沉池一般取1.2m。
表4-4 连接管道的水头损失
4.2.3注意事项
在对污水处理污水处理流程的高程布置时，应考虑下列事项：
(1)选择一条距离最长，水头损失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，处理系统都能够运行正常。
(2)计算水头损失时，一般应以近期最大流量(或泵的最大出水量)作为构物和管渠
的设计流量；计算涉及远期流量的管渠和设备时，应以远期最大流量为设计流量，并酌加扩建时的备用水头。
(3)设置终点泵站的污水处理厂，水力计算常以接纳处理后污水水体的最高水位作
为起点，逆污水处理流程向上倒推计算，以使处理后污水在洪水季节也能自流排出，而泵需要的扬程则较小，运行费用也较低。但同时考虑到构筑物的挖土深度不宜过大，以免土建投资过大和增加施工上的困难。
(4)在作高程布置时还应注意污水流程与污泥流程的配合，尽量减少抽升的污泥量，
在决定污泥干化场、污泥浓缩池，消化池等构筑物高程时，应注意它们的污泥水能自动排入污水入流干管或其它构筑物的可能。 4.3管渠水力计算
进水井至出水口有一个突然扩大和突然缩小，局部阻力系数为：0.958+0.10=1.058。 集配水井至二沉池有一个突然扩大和突然缩小，局部阻力系数为：0.48+0.973=1.453。 好氧池至集配水井有一个突然扩大、一个90 弯头和一个突然缩小，局部阻力系数为：0.48+1.08+0.973=2.533。
在污水处理工程中，为简化计算一般认为水流是均匀流。管渠水头损失主要有沿程水头损失和局部水头损失。
沿程水头损失按下式计算：
v2
hf=2L=iL
CR
式中 hf——为沿程水头损失，m；
L——为管段长度，m； R——为水力半径，m； v——为管内流速，ms；
C——为谢才系数。
v2
局部水头损失为： hm=ξ
2g
式中 ξ——局部阻力系数。
具体管渠水力计算见表4-2
表4-2 污水管渠水力计算表
5 结论
A/O工艺对BOD5、COD、SS、氮、磷都有很高的去除效果。当然本工艺设计也存在以下待解决的问题：脱氮除磷效果不稳定，难以进一步提高，泥龄长，碳源不足。但从总体来看其运行费用低，勿需投药；总水力停留时间少于其它同类工艺；在厌氧（缺氧）、好氧交替
2
运行的条件下，丝状菌不能大量地繁殖，无污泥膨胀之虞；污泥中含磷浓度高，具有很高的
2
肥效。根据设计资料，水量，以及泰安市的经济状况，选用A/O工艺较为适合。该工艺技术简单，污泥处理的难度较小，在技术上都是可行的。
致谢
在本次毕业设计过程中，本人得到了环工专业老师的热情帮助，同时也得到了同学们的大力帮助，才能顺利地完成设计。设计期间,在许多方面一直得到老师的悉心指导，在此向老师们表示衷心的感谢，并希望各位老师能给以更多的鞭策和教导。
此外，由于本人水平有限，设计中难免会有错误和不当之处，请各位评审老师给予批评指正，我将不胜感激。
参考文献：
[1] 《室外排水设计规范》GB50014－2006
[2]崔玉川，刘振江等.城市污水厂处理设施设计计算.北京，化工工业出版社，2004. [3] 《给水排水制图标准》GB/T 50106-2001.中华人民共和国建设部，2002
[4] 中国市政工程西南设计研究院主编：给水排水设计手册第1册.北京：中国建筑工业出版社，2001
[5] 北京市市政工程设计研究院主编：给水排水设计手册第5册.北京：中国建筑工业出版社，2001.
[6] 中国市政工程西北设计研究院主编：给水排水设计手册第10册.北京：中国建筑工业出版社，2001
[7] 中国市政工程华北设计研究院主编：给水排水设计手册第11册.北京：中国建筑工业出版社，2001
[8]李海等.城市污水处理技术及工程实例.北京，化学工业出版社，2002.
[9]郑兴灿.城市污水生物除磷脱氮工艺方案的选择.《给水排水》V01.26，NO.5，2000 [10]邵林广.南方城市污水处理工艺的选择.《给水排水》V01.26，NO.6，2000 [11]于尔捷，张杰.给水排水工程快速设计手册.北京，中国建筑工业出版社，1996 [12]张自杰.排水工程（下册.第四版）.北京，中国建筑工业出版社，2000 [13]高俊发，王社平.污水处理厂工艺设计手册.北京，化学工业出版社，2003 [14]周金全.城市污水处理工艺设备及招标投标管理.北京，化学工业出版社，2003 [15]史惠祥.实用环境工程手册.北京，化学工业出版社，2002
《水污染控制》 课程设计任务书
课程设计题目：泰安市第一污水处理厂设计
班级：2010级环境工程（1）班
姓名： 李金桥
学号： 20105948
指导教师： 孙丰霞
山东农业大学资源与环境学院 2012年6月
目录
1 设计说明书 ................................................................................................................................. 1
1.1 工程概况 ............................................................................................................................ 1
1.1.1设计任务 .................................................................................................................. 1
1.1.2设计资料 .................................................................................................................. 1
1.1.3水质水量资料 .......................................................................................................... 1
1.1.4排放标准及设计要求 .............................................................................................. 1
1.2 处理方案的确定 ................................................................................................................ 2
1.2.1污水处理方案概述 .................................................................................................. 2
1.2.2工艺选择 .................................................................................................................. 2
1.2.3污水处理工艺计算 .................................................................................................. 3
1.2.4主要构筑物说明 ...................................................................................................... 5
2 设计计算书 ................................................................................................................................. 6
2.1 格栅的设计 ........................................................................................................................ 6
2.1.1设计参数 .................................................................................................................. 6
2.1.2设计计算 .................................................................................................................. 6
2.2 平流式沉砂池的设计 ...................................................................................................... 14
2.2.1设计参数 ................................................................................................................ 14
2.2.2设计计算 ................................................................................................................ 14
2.3 主体反应池A2/O的设计 ............................................................................................. 16
2.3.1设计参数 ................................................................................................................ 16
2.3.2设计计算 ................................................................................................................ 16
2.4 配水井的设计 .................................................................................................................. 22
2.4.1设计参数 ................................................................................................................ 22
2.4.2设计计算 ................................................................................................................ 22
2.5辐流式二沉池的设计 ....................................................................................................... 23
2.5.1设计参数 ................................................................................................................ 23
2.5.2设计计算 ................................................................................................................ 23
2.6 浓缩池的设计 .................................................................................................................. 25
2.7 污泥贮泥池的设计 .......................................................................................................... 26
2.8脱水机房的设计 ............................................................................................................... 27
3污水厂平面布置 .......................................................................................................................... 27
3.1 布置原则 .......................................................................................................................... 27
3.2 平面布置 .......................................................................................................................... 27
3.3 附属构筑物的布置 .......................................................................................................... 28
3.4附属化验设备 ................................................................................................................... 28
4 高程计算 ................................................................................................................................... 28
4.1污水厂的高程布置 ........................................................................................................... 28
4.1.1污水厂高程的布置方法 ........................................................................................ 28
4.1.2水头损失包括： .................................................................................................... 28
4.2水头损失计算 ................................................................................................................... 28
4.2.1构筑物水头损失 .................................................................................................... 29
4.2.2污泥处理构筑物水头损失 .................................................................................... 29
4.2.3注意事项 ................................................................................................................ 30
4.3管渠水力计算 ................................................................................................................... 30
5 结论 ............................................................................................................................................ 31
致谢 ................................................................................................................................................ 32
1 设计说明书
1.1 工程概况
1.1.1设计任务
污水处理厂的工艺流程是指在达到所要求处理程度的前提下，污水处理各单元的有机组合；构筑物的选型是指处理构筑物形式的选择。两者是相互联系，互为影响的。城市生活污水一般以BOD物质为主要去除对象。由于经过一级处理后的污水，BOD只去除30％左右，仍不能排放；二级处理BOD去除率可达90％以上，处理后的BOD含量可能降到20-30mg/L，已具备排放水体的标准。
本次毕业设计的主要任务是完成泰安市第一污水处理厂A2/O工艺处理城市污水设计。 工程设计内容包括：
1．进行污水处理厂方案的总体设计：通过调研收集资料，确定污水处理工艺方案；进行总体布局、竖向设计、厂区管道布置、厂区道路及绿化设计；完成污水处理厂总平面及高程设计图。
2．进行污水处理厂各构筑物工艺计算：包括初步设计和施工图设计(每位学生要求至少有一个构筑物的设计达到施工图深度)、设备选型。
3．进行辅助建筑物(包括鼓风机房、泵房、加药间、脱水机房等)的设计：包括尺寸、面积、层数的确定；完成设备选型和设备管道安装图。
1.1.2设计资料
泰安市地处鲁中，北依济南，东临莱芜、临沂，西靠聊城，南接济宁，东西长约176.6km,南北宽约93.5km,总面积达7762平方公里。地势北高南低，西高东低，南北地形高差达100余米，地形坡度在1-2%之间。城区中的河流均从西北流向东南，最终流入城区南部大汶河，这是城区雨水和污水的最终排水出路。
气象资料：
1气温：年平均12.9℃，夏季平均26.3℃，冬季平均-2.7℃。
2非采暖季节主导风向：东北
3年平均降雨量： 697毫米
4最大冻土深度为460mm,冻土常呈现时冻时化。
1.1.3水质水量资料
1根据该市中长期发展规划，2010年城市人口565万，2020年城市人口580万。
2、由资料知，该城市混合污水水量为70000 m3/d （ 925.3L/s），查GB50014-2006《室外排水设计规范》，取总变化系数K=1.29
3、混合污水水质：
PH :6-9 ， SS ≤260mg/L， BOD5 ≤220mg/L ， CODcr ≤400mg/L，
TN ≤45mg/l ，NH3-N ≤40mg/l ， TP ≤7mg/l。
1.1.4排放标准及设计要求
为保护环境，污水处理厂出水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准GB18918-2002》的一级标准中的B标准即：（见表1）
1.2 处理方案的确定
1.2.1污水处理方案概述
1. 处理工艺流程选择应考虑的因素
污水处理厂的工艺流程系指在保证处理水达到所要求的处理程度的前提下，所采用的污水处理技术各单元的有机组合。
在选定处理工艺流程的同时，还需要考虑各处理单元构筑物的形式，两者互为制约，互为影响。污水处理工艺流程的选定，主要以下列各项因素作为依据。
① 污水的处理程度
② 工程造价与运行费用
③ 当地的各项条件
④ 原污水的水量与污水流入工程
2.由于该设计对脱氮除磷有要求故选取二级强化处理。可供选取的工艺：A/O工艺，A2/O工艺，SBR及其改良工艺，氧化沟工艺。
1.2.2工艺选择
A/O脱氮除磷工艺（即厌氧-缺氧-好氧活性污泥法，亦称A-A-O工艺），它是在A/O除磷工艺基础上增设了一个缺氧池，并将好氧池流出的部分混合液回流至缺氧池，具有同步脱氮除磷功能。
2A/O法的可同步除磷脱氮机制由两部分组成：一是除磷，污水中的磷在厌氧状态下(DO
2A/O工艺适用于对氮、磷排放指标均有要求的城市污水处理，其特点如下：
① 工艺流程简单，总水力停留时间少于其他同类工艺，节省基建投资。
② 该工艺在厌氧、缺氧、好氧环境下交替运行，有利于抑制丝状菌的膨胀，改善污泥沉降性能。
③ 该工艺不需要外加碳源，厌氧、缺氧池只进行缓速搅拌，节省运行费用。
2④ 便于在常规活性污泥工艺基础上改造成A/O。
⑤ 该工艺脱氮效果受混合液回流比大小的影响，除鳞效果受回流污泥夹带的溶解氧和硝态氮的影响，因而脱氮除磷效果不可能很高。
⑥ 沉淀池要防止产生厌氧、缺氧状态，以避免聚磷菌释磷而降低出水水质和反硝化产生N2而干扰沉淀。但溶解氧含量也不易过高，以防止循环混合液对缺氧池的影响。
22
1.2.3污水处理工艺计算
1.2.3.1计算依据
①设计污水量
0.11设计水量总变化系数K，得K=2.7/Q=1.29
3设计日处理水量：70000*1.29=90300 m/d=1045.16L/s
②污染物浓度
PH :6-9 ， SS ≤260mg/L， BOD5 ≤200mg/L ， CODcr ≤400mg/L，
TN ≤45mg/l ，NH3-N ≤40mg/l ， TP ≤7mg/l。
③污水生化处理的相关计算
设进水BOD5 = 200mg/L，CODcr = 400mg/L，TN =45mg/l，NH3-N =40mg/l ， TP =7mg/l。
可生化性：BOD/COD=200/400=0.5>0.45，易生化处理，去除BOD：200-20=180 mg/L。
根据BOD：N：P=100：5：1，去除180 mg/LBOD需消耗N和P分别为 N：9 mg/L，P：1.8 mg/L。 允许排放的TN：8 mg/L，TP：1 mg/L。
由于氮、磷浓度较高，超量的△N=40-9-8= 23mg/L，△P=7-1.8-1=4.2 mg/L，必须通过生化处理（或脱氮除磷）去除。
1.2.3.2处理程度计算
①BOD的去除效率
活泩污泥处理系统处理水中的BOD5值是由残存的溶解性BOD5和非溶解性BOD5二者组成，而后者主要是以生物污泥的残屑为主体。活性污泥的净化功能，是去除溶解性BOD5。因此从活性污泥的净化功能来考虑，应将非溶解性的BOD5从处理水的总BOD5值中减去。
BOD5值（S0）为200mg/L，经沉砂池及缺氧池、厌氧段处理，按降低25％考虑，则进入曝气池的污水，其BOD5值（S）为：Sα＝200（1-25％）＝150mg/L。
计算去除率，对此，首先按式BOD5＝5⨯（1.42bXαCe）=7.1XαCe计算处理水中的非溶解性BOD5值,上式中
Ce——处理水中悬浮固体浓度，取用综合排放一级标准20mg/L;
b-----微生物自身氧化率，一般介于0.05-0.1之间，取0.09；
Xα---活性微生物在处理水中所占比例，取值0.4。
得BOD5＝7.1⨯0.09⨯0.4⨯20＝5.1mg/L
处理水中溶解性BOD5值为：20-5.1＝14.9mg/L
去除率η＝150-14.9=0.90 150
②COD的去除效率
η=400-60 ⨯100%=85%400
③SS的去除效率
η=260-20⨯100%=92.31% 260
40-8⨯100%=80% 40④氨氮的去除效率 η=
⑤总磷的去除效率
η=7-1⨯100%=85.71% 7
上述计算表明，BOD、COD、SS、TP、NH3-N去除率高，需要采用三级处理（或深度处理）工艺。
1.2.3.3综合分析
由上述计算，该设计要求处理工艺既能有效地去除BOD、COD、SS等，又能达到同步脱氮除磷的效果。进水水质浓度和对出水水质的要求是选择除磷脱氮工艺的一个重要因素。对于大部分城市污水，为了达到排放标准，应该选用具有除磷和硝化功能的三级处理。
根据原水水质、出水要求、污水厂规模，污泥处置方法及当地温度、工程地质、电价等因素
2作慎重考虑，通过综合分析比较常用城市污水生物处理工艺的优缺点，本设计拟采用A/O
脱氮除磷工艺。此工艺的特点是工艺不仅简单，总水力停留时间小于其他的同类设备，厌氧(缺氧)/好氧交替进行，不宜于丝状菌的繁殖，基本不存在污泥膨胀问题，不需要外加碳源，厌氧和缺氧进行缓速搅拌，运行费用低，处理效率一般能达到BOD5和SS为90%～95%，总氮为70%以上，磷为90%左右。因此宜选采用此方案来处理本次设计的污水。
1.2.3.4工艺流程
砂
混合液回流 出水
图1 泰安市第一污水处理厂工艺流程图
1.2.3.5流程说明
城市污水通过格栅去除固体悬浮物，然后进入曝气沉砂池去除污水中密度较大的无机颗粒污染物（如泥砂，煤渣等），流入厌氧池，再进入缺氧好氧区，培养不同微生物的协调作用，在处理常规有机物的同时脱氮除磷。经过生物降解之后的污水经配水井流至二沉池，进行泥水分离，二沉池的出水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准GB18918-2002》的一级标准中的B标准，即可排放。二沉池的污泥除部分回流外其余经浓缩脱水后外运。
1.2.4主要构筑物说明
1.2.4.1格栅
格栅是由一组平行的金属栅条或筛网制成，安装在污水渠道上，泵房集水井的进口处或污水处理厂的端部，用以截流较大的悬浮物或漂浮物。城市污水中一般会含有纤维、碎皮、毛发、果皮、蔬菜、塑料制品等，均须进行拦截从而防止管道堵塞，提高处理能力。本设计先设粗格栅拦截较大的污染物，再设细格栅去除较小的污染物质。
设计参数：
⑴中格栅
栅条间隙b=0.025m 栅条间隙数n=58个 栅条宽度S=0.01m
栅槽宽B=2.020m 栅前水深h=0.7m 格栅安装角α=70︒
栅后槽总高度H=1.065m 栅槽总长度L=2.46m
⑵细格栅
栅条间隙b=0.01m 栅条间隙数n=141个 栅条宽度S=0.01m
栅槽宽B=2.81m 栅前水深h=0.87m 格栅安装角α=60︒
栅后槽总高度H=1.47m 栅槽总长度L=3.25m
1.2.4.2平流式沉砂池
沉砂池的功能是利用物理原理去除污水中密度较大的无机颗粒污染物，普通沉砂池的沉砂中含有约15%的有机物，使沉砂的后续处理难度增加。采用平流式沉砂池可克服这一缺点。曝气式沉砂池是在池的一侧通入空气，使池内水产生与主流垂直的横向旋流。曝气式沉砂池的优点是通过调节曝气量，可以控制污水的旋流速度，使除砂效率较稳定，受流量变化的影响较小。同时，还对污水起预曝气作用。
设计参数：L＝15m、B＝5m、H＝2.63m，有效水深h=0.98m，水力停留时间t=60s，
1.2.4.3厌氧池
污水在厌氧反应器与回流污泥混合。在厌氧条件下，聚磷菌释放磷，同时部分有机物发生水解酸化。
设计参数：L＝42m、B＝20m、H＝4.8m，有效水深：4.5m，超高：0.3m，污泥回流比R=100%，水力停留时间t=1h。
1.2.4.4缺氧池
污水在厌氧反应器与污泥混合后再进入缺氧反应器，发生生物反硝化，同时去除部分COD。硝态氮和亚硝态氮在生物作用下与有机物反应。
设计参数：L＝42m、B＝20m、H＝4.8m，有效水深：4.5m，超高：0.3m，污泥回流比
R=100%，水力停留时间t=1h。
1.2.4.5好氧池
发生生物脱氮后，混合液从缺氧反应器进入好氧反应器——曝气池。在好氧作用下，异养微生物首先降解BOD、同时聚磷菌大量吸收磷，随着有机物浓度不断降低，自养微生物发生硝化反应，把氨氮降解成硝态氮和亚硝态氮。具体反应：
+-2NH4+3O2−亚硝酸菌−−−→2NO2+2H2O+4H+
硝酸菌-- 2NO2+O2−−−→2NO3
2组曝气池。设计参数：五廊式L＝212.5m（L1=42.5m）、B＝8m、H＝5.3m，有效水深：
4.5m，超高：0.3m，曝气方式：采用表面曝气，水力停留时间t=4.8h，出水口采用跌水。
1.2.4.6二沉池
二次沉淀池的作用是泥水分离，使污泥初步浓缩，同时将分离的部分污泥回流到厌氧池，为生物处理提高接种微生物，并通过排放大部分剩余污泥实现生物除磷。
本设计采用4个辐流式沉淀池。其设计参数：D＝32m、H＝6.13m，有效水深h=3.6m，沉淀时间t=3h。
2 设计计算书
2.1 格栅的设计
2.1.1设计参数
每日栅渣量大于0.2m,一般应采用机械清渣。
过栅流速一般采用0.6～1.0m/s。
格栅前渠道内的水流速度一般采用0.4～0.9m/s。
格栅倾角一般采用45°～75°。
通过格栅的水头损失，粗格栅一般为0.2m，细格栅一般为0.3～0.4m。
2.1.2设计计算
格栅斜置于安装在污水渠道上、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。一般情况下，分粗细两道格栅。
2.1.2.1中格栅
采用栅条型格栅，设三组相同型号的格栅，其中一组为备用，格栅安装倾角为60°。 设计流量Qmax=70000⨯1.29m/d=3390300m3/s=1.04514m3/s 24⨯3600
栅前流速v1=0.7m/s，过栅流速v2=0.8m/s
设栅前水深 h = 0.7m，栅前部分长度0.5m,格栅倾角α=70，单位栅渣量30.01m/103m3污水
1、进水渠道宽度计算 B1B12νQ=B1hv=B1v=22计算 根据最优水力断面公式
设计中取污水过栅流速v=0.8m/s
B1=2Q
ν=2⨯1.04512=1.73m 0.8
B1=0.865m 2则 栅前水深：h=
⑵栅条间隙数n n=Qsin bhv
式中：
n —— 栅条间隙数，个；
3Qmax ——最大设计流量，m/s；
α—— 格栅倾角度；
b —— 栅条净间隙，粗格栅b＝50～100mm，中格栅b＝10～40mm，细格栅b＝3～
10mm；中格栅b取25mm。
h—— 栅前水深，m
v —— 过栅流速，m/s。
将数值代入上式： Qα1.04512⨯sin700
n===57.58≈58(个) bhv0.025⨯0.7⨯1.0
⑶栅槽宽度B
B = S（n-1）+ bn
式中：
B —— 栅槽宽度，m；
S —— 栅条宽度，m,取0.01m；
n —— 栅条间隙数，个；
b —— 栅条净间隙，粗格栅b＝50～100mm，中格栅b＝10～40mm，细格栅b＝3～
10mm。
将数值代入上式：
B = S（n-1）+ bn＝0.01×(58-1)+0.025×58=2.020m
⑷过栅水头损失h1
h1=kh0
v2
h0=ξsinα
2g
式中：
H1 —— 过栅水头损失，m； h0 —— 计算水头损失，m；
2
g —— 重力加速度，9.81m/s；
k —— 系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增大的倍数，一般k=3； ξ—— 阻力系数，与栅条断面形状有关
S10 当为矩形断面(锐边矩形)时， ξ=β()3=2.42⨯()3=0.71 b25
β——格栅条的阻力系数，查表知 β=2.42；
44
v20.82
∴ h1= kh0 = kξ×sin70°= 0.065m sinα = 3×0.71×
2⨯9.812g
（5）栅后槽总高度H
设栅前渠道超高h2=0.3m，
H= h + h1 + h2 =0.7+0.065+0.3=1.065m *进水渠道渐宽部分的长度L1
进水渠道渐宽部分的长度计算
l1=
B-B12tanα1
式中 l1——进水渠道渐宽部分长度，m； α1——渐宽处角度，º。 设计中取 α1=20︒
l1=
2.020-1.73
=0.40m
2tan20︒
进水渠道渐窄部分的长度计算
l2=
l10.40==0.20m 22
*栅前渠道深：H1=h+h2=0.7+0.3m
(6)栅槽总长度
L=l1+l2+0.5+1.0+
hh
+2
tanαtanα
0.71
=0.40+0.20+0.5+1.0++
tan70︒tan60︒
=2.46m
QmaxW1⨯86400QW1
=
KZ⨯10001000
(7)每日栅渣量W
W=
3
md； W式中 ——每日栅渣量，
3333Wmmm 1——每日每1000污水的栅渣量，污水。 333
Wmm1设计中取 =0.05污水
W =
Qmax⨯W1⨯86400
=0.7m3/d>0.2m3/d
1.29⨯1000
易采用机械清渣。
⑻提升泵房，污水经提升后进入细格栅。 泵房设计计算
采用A2/O工艺方案，污水处理系统简单，对于新建污水处理厂，工艺管线可以充分优化，故污水只考虑一次提升。污水经提升后入旋流沉砂池，然后自流通过A2/O池、接触池，最后由出水管道排出。 设计参数选定
3
设计流量：Qmax=90300m/d，泵房工程结构按远期流量设计,考虑选取6台潜水排污泵(四
m/d=262L/s。 用二备)，则每台流量为：90300÷4=22575
集水池容积采用相当于一台水泵的6min的流量，即：
3
W=0.261⨯6⨯60=94m3
设集水池有效水深h=2m 集水池面积F=W/h=48m2
集水池保护水深0.71m，实际水深2.0+0.71=2.71m
污水提升前水位-6.30m(既泵站吸水池最底水位),提升后水位3.50m(即出水井水面标高)。 所以，提升净扬程Z=3.50－（-6.30）=9.80m 水泵水头损失取2.0m
从而需水泵扬程H=Z+h=11.80m (9)选泵
本设计单泵流量为Q=262L/s，扬程11.80m。查《给水排水设计手册》第11册常用设备，采用QW系列潜水污水泵(250QW700-12)。该泵扬程12m，转速980r/min，功率37kW。
占地面积为12*10=120m2，高10m,泵房为半地下式，地下埋深5m。 3、泵站总扬程的校核 （1）吸水管路的水头损失 每根吸水管的流量为
Q1=376.2s，选用的管径为DN600mm，流速为
v=1.33s，，坡度为1000i=3.68。吸水管路的直管部分的长度为1.0m，设有喇叭口
（ξ=0.1），DN600mm的90︒弯头1个（ξ=0.67），DN600mm的闸阀1个（ξ=0.06），
DN600⨯DN350渐缩管1个（ξ=0.20）。
① 喇叭口
喇叭口一般取吸水管的1.3~1.5倍，设计中取1.3 则 喇叭口直径为：
D=1.3⨯600=780mm，取800mm L=0.8D=0.8⨯800=640mm
② 闸阀
Dnmm600，L=600mm。
③渐缩管
选用DN600⨯DN350
L=2(D-d)+150=2⨯(600-350)+150=650mm
v'6002
=v3502， 其中
得v'=3.91s。
④ 直管部分为1.0m，管道总长为：
L=1.0+0.64+0.6+0.65=2.89m i=3.68‰
则 沿程损失为：
h1'=Li=2.89⨯0.00368=0.011m
v
h1''=ξ11
2g 局部损失为：
1.3323.912
=(0.1+0.06+0.67)⨯+0.2⨯=0.231m
2⨯9.812⨯9.81
吸水管路水头损失为：
2
h1=h1'+h1''=0.011+0.231=0.242m
（2）出水管路水头损失
出水管直管部分长为5m，设有渐扩管1个（ξ=0.20），闸阀1个（ξ=0.06），单
向止回阀（ξ=1.7，L=800mm）。
沿程水头损失：h2'=Li=(5+0.65+0.6+0.8)⨯0.00368=0.026m
v23.9121.332
h2''=ξ2=0.06⨯+(1.7+0.2)⨯=0.218m
2g2⨯9.812⨯9.81局部水头损失：
总出水水头损失：h2=h2'+h2''=0.026+0.218=0.244m （3）水泵总扬程
水泵总扬程用下式计算： 式中
2
H≥h1+h2+h3+h4
h1——吸水管水头损失，m；
h2——出水管水头损失，m；
h3——集水池最低工作水位与所提升最高水位之差，m； h4——自由水头，一般取h4=1.0m 。
H=0.242+0.244+9.0871+1.0=11.355m 故选用6台QW系列潜水污水泵(250QW700-12)是合适的。
2.1.2.2细格栅
采用栅条型格栅，设三组相同型号的格栅，其中一组为备用，格栅安装倾角为60°。
（1）设计流量Qmax=70000⨯1.29m/d=
3
90300
m3/s=1.04514/s
24⨯3600
栅前流速v1=0.7m/s，过栅流速v2=0.8m/s
格栅倾角α=60，单位栅渣量0.01m/10m污水 (1) 确定栅前水深h
333
B1=
2Qmax
=v1
2⨯1.04514
=1.73m
0.7
h=
B1
=0.865m 2
∴栅前水深 h = 0.865m ⑵栅条间隙数n n=
Qsinα
bhv
式中：
n —— 栅条间隙数，个；
3
Qmax ——最大设计流量，m/s； α—— 格栅倾角度；
b —— 栅条净间隙，粗格栅b＝50～100mm，中格栅b＝10～40mm，细格栅b＝3～
10mm；
v —— 过栅流速，m/s。 将数值代入上式：
Qsinα1.04514⨯sin600
n===140.5≈141(个)
bhv0.01⨯0.865⨯0.8
⑶栅槽宽度B
B = S（n-1）+ bn 式中：
B —— 栅槽宽度，m；
S —— 栅条宽度，m,取0.01m； n —— 栅条间隙数，个；
b —— 栅条净间隙，粗格栅b＝50～100mm，中格栅b＝10～40mm，细格栅b＝3～
10mm。
将数值代入上式：
B = S（n-1）+ bn＝0.01×(141-1)+0.01×141=2.81m ⑷过栅水头损失h1 h1=kh0
v2
h0=ξsinα
2g
式中：
h1 —— 过栅水头损失，m； h0 —— 计算水头损失，m；
2
g —— 重力加速度，9.81m/s；
k —— 系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增大的倍数，一般k=3；
ξ—— 阻力系数，与栅条断面形状有关 ，ξ=β()4/3，
Se
S10 当为矩形断面时， ξ=β()3=2.25⨯()3=2.25 b10
44
v20.82
∴h1 = kh0 = nkξ×sin60°=0.19m sinα= 3×2.25×
2⨯9.812g
（5）栅后槽总高度H
设栅前渠道超高h1=0.3m， 栅前槽高
H1 = h + h1 =0.87+0.3=1.17m
H= h + h1 + h2 =0.87+0.30+0.3=1.47 m （6）格栅总长度L
*进水渠道渐宽部分的长度L1
进水渠道宽B1=1.73 m，设渐宽部分展开角α1= 20°，此时进水渠道内的流速为：
v1=
Q1.04514==0.69m/s B1h1.73⨯0.87
则进水渠道渐宽部分长度： L1 =
B-B12.25-1.73
= =0.71m o
2tgα12⨯tg20
*栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度 L2=
L10.71
==0.36m 22
格栅总长度L = L1 + L2 + 0.5 + 1.0 +
H1
tg60︒
1.17
=0.71+0.36+ 0.5 + 1.0 +(7)每日栅渣量W
tg60︒
=3.25m
W =
Qmax⨯W1⨯864001.04514⨯0.01⨯86400
==0.8m3/d>0.2m3/d
1.29⨯10001.29⨯1000
采用机械清渣。
式中：
3
W —— 每日栅渣量，m/d；
W1 —— 栅渣量，（m/10m污水）
格栅间距为16-25毫米时，W1=0.10-0.05；格栅间距为30-50毫米时，W1=0.03-0.01
333
因为是细格栅，所以W1 = 0.1 m/10m，代入各值：
333
图1 格栅设计计算示意（单位：m)
2.2 平流式沉砂池的设计
沉砂池的作用是从污水中去除砂子、煤渣等比重较大的颗粒，保证后续处理构筑物的正常运行。选型：平流式沉砂池 2.2.1设计参数
设计流量:当污水为提升进入时，设计流量应按每期工作水泵的最大组合流量计算 污水泵站使用250QW700-12潜水污水泵，单台最大提升流量为303L/s,四用二备 其最大组合流量：303x4=1212L/s=1.212m3/s
设计水力停留时间t=60s 水平流速v=0.25m/s 2.2.2设计计算
（1）长度：L=vt=0.25×50=15m
（2）水流断面面积A：A=Qmax/v=1.212/0.25=4.85m， 取4.9m （3）池总宽度：设计n=2格，每格宽取b=2.5m>0.6m，池总宽B=2b=5m
有效水深: h2=
2
2
A4.9
==0.98m （介于0.25～1m之间） B5
（4）贮区砂斗所需容积：设计T=2d，即考虑排砂间隔天数为2天，则每个沉砂斗容积
V=
86400QmaxTXK⨯1000
=
70000⨯2⨯0.03
=4.2m3
1000
其中：城市污水沉砂量X＝30m3/106m3
K：污水流量总变化系数1.29 （5）每个沉砂斗得容积（V0）
设每一分格有2格沉砂斗，两格共有四个沉砂斗，则
V0=
4.2
=1.05m3 2⨯2
(6) 沉砂斗各部分尺寸：
设贮砂斗底宽a1＝0.5m；斗壁与水平面的倾角60°，贮砂斗高h’3＝1.0m 沉砂斗上口宽：
a=
(7) 贮砂斗容积
2h'3
+a1=1.65m tg60︒
V0=
h’123
(2a2+2aa1+2a1)=(2⨯1.652+2⨯1.65⨯0.5+2⨯0.52)=1.0m3 66
符合要求 (8) 贮砂室高度：
设采用重力排砂，池底坡度i＝6％，坡向砂斗，a=0.1m则
'
L-2a-a'12.5-2⨯1.65-0.1
h3=h+0.06l2=1+0.06⨯=1+0.06⨯=1.273m，
22
'
3
取1.3m
(9) 池总高度：H ，设超高h1=0.3m， H=h1+h2+h3=0.3+0.98+1.35=2.63m (10) 核算最小流速vmin
vmin=
Qmin
n1ωmin
Qmin——最小流量 m3/s
n1——最小流量时工作的沉砂池数目（个）
ωmin——最小流量时沉砂池中的水流断面面积 m2
vmin=
Qmin70000
==0.33m/s>0.15m/s符合要求,采用机械刮
n1ωmin24⨯3600⨯1⨯2.5⨯0.98
泥。
（11）计算草图如下：
进水
出水
图3 平流式沉沙池设计计算草图
2.3 主体反应池A2/O的设计 2.3.1设计参数 1、设计最大流量 2、设计进水水质 3、设计出水水质 2.3.2设计计算
设计流量：最大日平均时流量Q=1045.14L/s 水力停留时间：T=1h 2.3.2.1 厌氧池计算 （1）厌氧池容积：
V= Q′T=1.04514×1×3600=3762.5m （2）厌氧池尺寸：水深取为h=4.5m。 则厌氧池面积： A=V/h=3762.5/4.5=837m 池宽B=20m
池长L=A/B=837/20=41.85。取42m。 设双廊道式厌氧池。
考虑0.3m的超高，故池总高为H=h+0.3=4.5+0.3=4.8m。 2.3.2.2 缺氧池设计计算
2
3
图4 平流式沉砂池计算草图
Q=90300m3/d=1045.14L/s
SS ≤260mg/L， BOD5 ≤200mg/L ， CODcr ≤400mg/L， TN ≤45mg/l，NH3-N ≤40mg/l ， TP ≤7mg/l。 COD=60mg/L；BOD5=20mg/L；SS=20mg/L；NH3-N=8mg/L
设计流量：最大日平均时流量Q=1045.14L/s 水力停留时间：T=1.6h （1）缺氧池容积：
V=Q′T=1.04514×1×3600=3762.5m （2）缺氧池尺寸：水深取为h=4.5m。 则缺氧池面积： A=V/h=3762.5/4.5=837m
池宽B=20m，池长L=A/B=837/20=41.85。取42m。 考虑0.3m的超高，故池总高为H=h+0.3=4.5+0.3=4.8m。 本设计采用传统推流式曝气池。 2.3.2.3曝气池设计计算
（1）、取原污水BOD5值（S0）为200mg/L，经沉砂池及缺氧池、厌氧段处理，按降低25％
*10
2
3
考虑，则进入曝气池的污水，其BOD5值（Sα）为： Sα＝200（1-25％）＝150mg/L
（2）、曝气池的计算与各部位尺寸的确定
①曝气池按BOD污泥负荷率确定
拟定采用的BOD-污泥负荷率为0.35kgBOD5/(kgMLSS·d),但为稳妥计，需加校核,公式： Ns=
K2Sef
η
K2—与微生物降解有关的系数；对于城市污水，K值为0.0168～0.0281，取0.0200。
Se=20mg/L,
f—MLSS(TSS)中MLVSS（VSS）所占比例，总悬浮物中活性微生物（污泥）的质量比例， 取0.75
η=(1165-20)/120=0.879
代入各值，
Ns=
计算结果确证，
0.0200⨯20⨯0.75
=0.34BOD5/(kgMLSS·kg)
0.879
Ns取0.35是适宜的。 ②确定混合液污泥浓度（X）
根据已确定的Ns值，查图得相应的SVI为100
106R
∙r 根据式 X=
SVI1+R
X----曝气池混合液污泥浓度
R----污泥回流比
取r=1.2,R=100％，代入得：
106R1061⨯1.2
∙r＝X=∙=4000mg/L SVI1+R1501+1
取4000mg/L。 ②确定好氧池容积
V=QT
其中Q=7×104 m3/d代入各值：V=7×104×8/24=33333.3 m3
厌氧池水力停留时间h=1h, 缺氧池水力停留时间h=1h, 好氧池水力停留时间h=2.8h.
确定曝气池容积，
由公式V=
QSα
代入各值得： NsX90300⨯165V==10642.5m3,
0.35⨯4000
根据活性污泥的凝聚性能，混合液污泥浓度（X）不可能高于回流污泥浓度（Xr）。 （3）、确定曝气池各部位尺寸 名义水力停留时间
tm=
V10642.5
==0.118d=2.8h Q90300
设2组好氧池，每组容积为10642.5/2=5321.25m3
池深取4.5m，则每组好氧池的面积为F=5321.25/4.5=1182.5m2 池宽取6m，B/H=6/4.5=1.33介于1~2之间，符合规定 池长：F/B=1182.5/6=197.09（m）
L/B=197.09/6=32.8＞10错误！未找到引用源。符合规定 设五廊道好氧池，廊道长L1=L/5=197/5=37.42取39.4m L1/B= 39.4/6=6.57,介于5-10，符合规定。 取超高0.8m，则池总高度为4.5+0.8=5.3m
（4）、校核氮磷负荷， kg TN / (kg⨯MLSS d) 好氧段总氮负荷 =
Q⨯TN090300⨯45
==0.0955 [kg TN / (kg*MLSS d)](符合要求)
X⨯V34000⨯10642
厌氧段总磷负荷
=
Q⨯TP090300⨯7
==0.042[kg TN / (kg*MLSS d)](符合要求)
X⨯V14000⨯3762.5
（5）、剩余污泥 ΔX=Px＋Ps
1 Px=Y⨯QLr－Kd⨯V⨯Xr ○
Y ——污泥增殖系数 Y=0.60， Kd——污泥自身氧化率 Kd=0.05， Lr ——去除的BOD浓度kg/m3 V ——曝气池容积m3 Xr——MLVSS浓度kg/m3
Px=Y⨯QLr－Kd⨯V⨯Xr
=0.60×90300×(0.2－0.02) －0.05×10642×4
=7624(kg/d)
Ps=(TSS－TSSe)Q×50%
=(0.26－0.02) ×90300×50%=10836(kg/d) ΔX=Px＋Ps=6352.4＋10836=18460(kg/d)
2污泥含水率q设为99.2% ○
剩余污泥量：q=
3污泥龄ts ○
18.4600
=2307.5kg/d
0.8%
ts=
VX10642⨯4.0
==2.25d ∆X18938.4
（6）、曝气系统设计计算 ①设计需氧量AOR
AOR = 去除BOD5需氧量 - 剩余污泥中BODu氧当量 + NH3-N硝化需氧量 – 剩余污泥中
NH3-N的氧当量 - 反硝化脱氮产氧量
碳化需氧量D1
Q(So-S)
-1.42Px
-0.23⨯5
1-e
90300⨯(0.2-0.02)=-1.42⨯6352.4 -0.23⨯5
1-e=14882.5(kgO2/d)D1=
硝化需氧量D2
D2=4.6Q(No-Ne)-4.6⨯12.4%⨯Px
=4.6⨯90300⨯(45-8)⨯
1
-4.6⨯0.124⨯6352.4 1000
=11745.7(kgO2/d)
假设生物污泥中含氮量以12.4%计，则：
每日用于合成的总氮=0.124×6352.4=787.698kg/d） 即，进水总氮有
787.698⨯1000
=8.72(mg/L)用于合成。
90300
被氧化的NH3-N = 进水总氮 – 出水总氮量 – 用于合成的总氮量 = 45 – 8 – 8.72 = 28.28 mg/L 所需脱硝量 = 45 – 20 – 8.72 = 16.28 mg/L 需还原的硝酸盐氮量NT=90300⨯8.72⨯
1
=787.416mg/L反硝化脱氮产生的1000
氧量D3
D3 = 2.86NT = 2.86×787.416 = 2252kgO2/d
总需氧量AOR = D1+D2-D3 = 14882.5+11745.7-2252= 24376.2kgO2/d
=1015.68kgO2/h 最大需氧量与平均需氧量之比为1.4，则
AORmax = 1.4AOR = 1.4×24376.2 = 34126.68kgO2/d =1421.95kgO2/h 去除每1kgBOD5的需氧量：
=
AOR24376.2
==1.50kgO2/kgBOD5
Q(So-S)90300⨯(0.2-0.02)
②标准需氧量
采用鼓风曝气，微孔曝气器。曝气器敷设于池底，距池底0.2m，淹没深度4.8m，氧转移效率EA=20%，计算温度T=25℃。将实际需氧量AOR换算成标准状态下的需氧量SOR。 SOR= 式中：
ρ—— 气压调整系数，ρ=
AOR⋅CS(20)
α(βρCsm(T)-CL)⨯1.024
(T-20)
所在地区实际气压
，工程所在地区实际大气压约为5
1.013⨯10
1.013⨯105
=1 1.013×10Pa，故此ρ=
1.013⨯105
5
CL —— 曝气池内平均溶解氧，取CL=2mg/L；
CS（20） —— 水温20℃时清水中溶解氧的饱和度，mg/L；
Csm(T) —— 设计水温T℃时好氧反应池中平均溶解氧的饱和度，mg/L； α —— 污水传氧速率与清水传氧速率之比，取0.7；
β —— 污水中饱和溶解氧与清水中饱和溶解氧之比，取0.95。 查表得水中溶解氧饱和度：CS（20）=9.17 mg/L，CS（25）=8.38 mg/L
空气扩散气出口处绝对压为：pb = 1.013×10+9.8×10H
535
= 1.013×10+9.8×10×4.8 = 1.4834×10Pa 空气离开好氧反应池时氧的百分比： Ot=
53
21(1-EA)21⨯(1-20%)
⨯100%=⨯100%=17.54%
79+21(1-EA)79+21⨯(1-20%)
好氧反应池中平均溶解氧饱和度： Csm(25)
pbOt1.4834⨯10517.54=Cs(25)(+)=8.38⨯(+)=6.05mg/L
422.066⨯105422.066⨯105
AOR⋅CS(20)
24376.2⨯9.17
0.7⨯(0.95⨯1⨯6.05-2)⨯1.024(25-20)
标准需氧量为：
SOR=
α(βρCsm(T)-CL)⨯1.024(T-20)
=
kgO2/d =75682.57=3153.44kgO2/h
相应最大时标准需氧量：
SORmax = 1.4SOR = 1.4×3153.44 =4414.82kgO2/h 好氧反应池平均时供气量：Gs=
SOR4414.82
⨯100=⨯100=73580.3m3/h
0.3EA0.3⨯20
最大时供气量：
3
Gsmax = 1.4Gs =103012.4m/h
③厌氧池设备选择（以单组反应池计算）
厌氧池设导流墙，将厌氧池分成2格，每格内设潜水搅拌机1台。
3
单个厌氧池容积V 厌=42×10×4.5=1890m ④缺氧池设备选择（以单组反应池计算）
缺氧池设导流墙，将缺氧池分成格，每格内设潜水搅拌机1台。
3
单个缺氧池有效容积V 缺=42×10×4.5=1890m ⑥混合液回流设备 ● 混合液回流泵
混合液回流比R内=200%
33
混合液回流量QR=R内Q=2×90300=180600m/d=7525m/h 设混合液回流泵房1座，内设4台潜污泵（3用1备） 单泵流量QR单=
11
QR=⨯7525=1254.2m3/h 2⨯36
● 混合液回流管
回流混合液由出水井重力流至混合液回流泵房，经潜污泵提升后送至缺氧段首端。 混合液回流管设计流量Q6=R内
Q90300=2⨯=1.05m3/S 22⨯86400
泵房进水管设计流速采用v=1m/s 管道过水断面积A=
Q61.05
==1.05m2 v1
管径d=
4A
π
=
4⨯1.05
=1.16m
3.14
取进水管管径DN1200mm 校核管道流速v=
Q61.05==1.11m/s A⨯1.124
泵房压力出水总管设计流量Q7=Q6=1.05m3/s 设计流速采用v=1.2m/s 管道过水断面积A=
Q71.05==0.875m2 v1.2
管径d=
4A
π
=
4⨯0.875
=1.06m
3.14
取进水管管径DN1100mm 2.4 配水井的设计 2.4.1设计参数
水力配水设施基本的原理是保持各个配水方向的水头损失相等。
配水渠道中的水流速度应不大于1.0m/s，以利于配水均匀和减少水头损失。 2.4.2设计计算
⑴进水管管径D1
3
配水井进水管的设计流量为Q = 90300/24 = 3762.5 m/h,当进水管管径D1=1200mm时，查水力计算表，得知v=1.0m/s，满足设计要求。 ⑵矩形宽顶堰
进水从配水井底部中心进入，经等宽度堰流入4个水斗再由管道接入4座后续构筑物，每
3
个后续构筑物的分配水量为q = 3762.5/4 = 940.6 m/h 。配水采用矩形宽顶溢流堰至配水 井。
①堰上水头H
3
因单个出水溢流堰的流量为q = 3762.5/4 = 940.6 m/h=261.3L/s，一般大于100 L/s采用矩形堰，小于100 L/s采用三角堰，所以，本设计采用矩形堰（堰高h取0.5m）。 矩形堰的流量： q=mobH2gH
式中：
3
q —— 矩形堰的流量，m/s；
H —— 堰上水头，m；
b —— 堰宽，m，取堰宽b = 1.2m；
mo —— 流量系数，通常采用0.327～0.332，取0.33。
2
q20.2257
则，H=(22)3=()3=0.255m，取0.3m。 22
m0b2g0.33⨯1.2⨯2⨯9.8
1
1
②堰顶厚度B
根据有关实验资料，当2.5
B
B1.2=≈4（在2.5～10范围内），所以，该堰属于矩形宽顶堰。 H0.3
③配水管管径D2
3
设配水管管径D2 = 900mm,流量q = 3762.5/4 = 940.6 m/h=261.3 L/s，查水力计算表，得知v=0.85m/s。 ④配水漏斗上口口径D
按配水井内径的1.5倍设计，D = 1.5×D1 = 1.5×1000 = 1500 mm 2.5辐流式二沉池的设计 2.5.1设计参数
池子直径与有效水深之比宜为6～12。 池子直径不宜小于16m。 池底
坡底不宜小于0.05 2.5.2设计计算
为了使沉淀池内水流更稳、进出水配水更均匀、存排泥更方便，常采用圆形辐流式二沉池。二沉池为中心进水，周边出水，幅流式沉淀池，共4座。
3
⒈已知条件 Q=9030(m03/d)=3762(m.5/h)
2
mg/L) A/O 反应池悬浮固体浓度 X=400(0
mg/L) 二沉池底流生物固体浓度 Xr=800(0
回流污泥比 R=100% ⒉设计计算
⑴ 沉淀部分水面面积 F ，根据生物处理段的特性，选取二沉池表面负荷 q=1.2(m3/(m2⋅h))，设四座二沉池， n=4 F=Q=3762.5=783.85(m2)
n⋅q
4⨯1.2
⑵ 池子直径 D
D=
4F
π
=
4⨯783.85
=31.6(0m)，
π
为与机械刮泥机配套，池子直径取为D=32(m)
⑶沉淀部分的有效水深h2，设水力停留时间
t=3h 。
h2=q⋅t=1.2⨯3.0=3.6(m)
校核：D=32h3.6
=8.89∈(6-12)
1
⑷
沉淀区的容积V，设贮泥时间
=
2T(1+R)QX2⨯2⨯(1+1)⨯4000⨯X+X=90300
+8000)⨯24
=10033.3m3
r(4000每个沉淀区V'
=
V
=5016.7m32
⑸、 污泥斗容积
① 污泥斗高度. 设池底的径向坡度为0.05, 污泥斗直径r2=1(m)
上部直径 r0
1=2(m),倾角 60, 则
h5=(r1-r2)⨯tan600=(2-1)⨯tan600=1.73(m) V22
1=
πh5
3
⨯(r1+r1r2+r2)=12.7(m3)
② 圆锥体高度
h4=(R-r)⨯0.05=(37
2
-2)⨯0.05=0.825(m) Vπh4
2=
+DD2
12
⨯(D21+D1)=301.73m3
污泥总体积V=V1+V2=314.43
⑹沉淀池总高度 H, 设超高 h1=0.3 m, 缓冲层高度h3=0.50 m. H=h1+h2+h3+h4=0.3+3.6+0.5+1.73=6.13(m) 沉淀区总高H=h1+h2+h3=4.4m
t1=2h
。
V
⑻ 出水三角堰计算 出水三角堰(900)
三角堰中距 L1=0.2(m), 采取双边出水,总长
L=π(2D-2⨯0.8-2⨯1.46-0.75)=π(2⨯32-1.6-2.92-0.75)=184.4(m)
式中:
0.8——为集水槽外框距池壁距离 1.46——为集水槽内框距池壁距离
0.75——为出水堰及集水槽宽度，由后面集水槽计算求得 三角堰个数 n=
LL=184.42
=922(个) 10.每个三角堰的流量 q1
qQ⨯1.751=
922⨯2=3762.5⨯1.753600⨯922⨯2
=9.92⨯10-43600⨯(m3ls)
1
三角堰堰上水头 h=(q
1)2.471.343
=0.054(m)。
集水槽宽B=0.9(Qmax
2
⨯1.2)0.4=0.9(1.04514÷2⨯1.2)0.4=0.75(m) 集水槽水深 H
H=1.25B=1.25⨯0.75=0.94(m)
2.6 浓缩池的设计
本次设计采用重力浓缩池，在前面已经算出日产剩余污泥量为：
q=2148.6m/d
设含水率po=99.2%，（即固体浓度Co =8kg/m）， ⑴浓缩池面积A
2
根据查固体通量经验值，污泥固体通量选用30kg/(m.d)。 浓缩池面积A=
3
3
QCo
G
式中：
Q —— 污泥量，m3/d；
3
Co —— 污泥固体浓度，kg/m；
2
G —— 污泥固体通量，kg/(m.d)。
A=
QCo2148.6⨯8
==572.96m2 G30
⑵浓缩池直径D
设计采用n=2个浓缩池池。 单池面积A1=
A572.96==286.48m2 n2
浓缩池直径D=⑶浓缩池深度H
4A1
π
=
4⨯286.48
π
=19.10m，取D=20m
浓缩池工作部分的有效水深h2= h2=
QT
，式中，T为浓缩时间，h，取T=15h。 24A
QT2148.6⨯15
==2.34m 24A24⨯572.96
超高h1=0.3m，缓冲层高度h3=0.3m，浓缩池设机械刮泥，池底坡度i=1/20,污泥斗下底直径D1=1.5m，上底直径D2=3m。 池底坡度造成的深度h4=(
DD22031-)⨯i=(-)⨯=0.425m 222220
污泥斗高度h5=(
D2D131.5
-)⨯tan600=(-)⨯tan600=1.3m 2222
浓缩池深度H = h1 + h2 + h3 + h4 + h5 = 0.3+2.34+0.3+0.425+1.3= 4.665m 2.7 污泥贮泥池的设计
进泥量：两座，每座设计进泥量为:浓缩后的污泥量QW QW=
100-99.2
⨯2148.6=429.72m3/d，含水率96%。
100-96
贮泥时间：T=12h 单个池容为：
3
V=QWT=429.72×12÷24=214.86m
贮泥池尺寸设计：
将贮泥池设计为圆形，设H=4m，则贮泥池面积s=V=214.86=53.72m2
H
4
故直径D=
4s
π
=8.3m
搅拌设备
为防止污泥在贮泥池终沉淀，贮泥池内设置搅拌设备。设置液下搅拌机2台， 功率10kw。 2.8脱水机房的设计
压滤机选型：过滤流量429.72m/d，P=96%。 设计2台压滤机，则每台压滤机处理量
3
429.72
=8.95m3/h，选择DY15型2m宽带式压滤脱水机。
24⨯2
尺寸设计L×B=20×10=200m
2
3污水厂平面布置 3.1 布置原则
为了使平面更经济合理，污水厂平面布置应遵循下列原则： ⑴按功能分区，配置得当
主要是指对生产、辅助生产、生产福利等各部分布置，要做到分区明确、配置得当而又不过分独立分散。既有利于生产，又避免非生产人员在生产区通行或逗留，确保安全生产。在有条件时（尤其建新厂时），最好把生产区和生活区分开，但两者之间不必设置围墙。 ⑵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。 ⑶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。 ⑷充分利用地形，平衡方土，降低工程费用
某些构筑物放在较高处，便于减少土方，便于空放、排泥，又减少了工程量，而另外一些构筑物放在较低处，使水按流程按重力顺畅输送。
⑸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）。 ⑹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。 3.2 平面布置
泰安市位于泰安北部山地地区。泰安市污水处理厂长约200米，宽约130米，占地面积
约26000m，生活办公综合楼及其它主要辅助建筑物位于厂区偏西一侧，水处理构筑物靠厂区北部自西向东依次排开，污泥处理系统位于厂区东部，为改善生活区环境在厂东北角另设大门，以便泥饼和沉砂外运。
3.3 附属构筑物的布置
表4 附属构筑物一览表
3.4附属化验设备
4 高程计算
4.1污水厂的高程布置 4.1.1污水厂高程的布置方法
(1)选择两条距离较低，水头损失最大的流程进行水力计算。
(2)以污水接纳的水体的最高水位为起点逆污水处理流程向上计算。
2
(3)在作高程布置时，还应注意污水流程与污泥流程积极配合。 污水处理厂污水处理流程高程布置的主要任务是：确定各处理构筑物和泵房的标高，确定处理构筑物之间连接管渠的尺寸及其标高，通过计算确定各部位的水面标高，从而能够使污水沿处理流程在处理构筑物之间通畅地流动，保证污水处理厂的正常运行。
为了降低运行费用和便于维护管理，污水在处理构筑物之间的流动，以重力流考虑为宜(污泥流动不在此例)。 4.1.2水头损失包括：
(1)污水流经各处理构筑物的水头损失。在作初步设计时可按下表所列数据估算。但应当认识到，污水流经处理构筑物的水头损失，主要产生在进口和出口和需要的跌水(多在出口处)，而流经构筑物本身的水头损失则很小。
(2)污水流经连接前后两处构筑物管渠(包括配水设备)的水头损失。包括沿程与局部水头损失。
(3)污水流经量水设备的水头损失。 4.2水头损失计算 4.2.1构筑物水头损失
由于各构筑物的水头损失比较多，计算起来比较烦琐，本设计中若在设计计算过程中计算了的就用计算的结果，若在设计计算过程中没计算的就用经验数值。
构筑物水头损失表
河水洪水位：-1.00 排水口水位；0 排水泵房水位：1.50 消毒池水位：2.2 辐流沉淀池水头损失：0.60 辐流沉淀池水位：3.2
辐流沉淀池中央配水井出水口损失：0.20 辐流沉淀池中央配水井水位：3.5 辐流沉淀池中央配水井进水口损失：0.10 曝气池水头损失：0.6 曝气池水位：4.5 厌氧池水头损失：0.2 厌氧池水位：4.5 缺氧池水头损失：0.2 缺氧池水位：4.5 缺氧池进水部分水头损失：0.1 沉砂池水头损失：0.1 沉砂池水位：4.6 沉砂池配水口损失：0.2 沉砂池配水水位：4.9 污水长进水管管径1000㎜，设计充满度0.60，管底埋深3.0米。
表5 水头损失计算表
地面标高为0.00m，附近河流的最高水位为0.00，最低2.80m。 4.2.2污泥处理构筑物水头损失
当污泥以重力流排出池体时，污泥处理构筑物的水头损失以各构筑物的出流水头计算，浓缩池一般取1.5m，二沉池一般取1.2m。
表4-4 连接管道的水头损失
4.2.3注意事项
在对污水处理污水处理流程的高程布置时，应考虑下列事项：
(1)选择一条距离最长，水头损失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，处理系统都能够运行正常。
(2)计算水头损失时，一般应以近期最大流量(或泵的最大出水量)作为构物和管渠
的设计流量；计算涉及远期流量的管渠和设备时，应以远期最大流量为设计流量，并酌加扩建时的备用水头。
(3)设置终点泵站的污水处理厂，水力计算常以接纳处理后污水水体的最高水位作
为起点，逆污水处理流程向上倒推计算，以使处理后污水在洪水季节也能自流排出，而泵需要的扬程则较小，运行费用也较低。但同时考虑到构筑物的挖土深度不宜过大，以免土建投资过大和增加施工上的困难。
(4)在作高程布置时还应注意污水流程与污泥流程的配合，尽量减少抽升的污泥量，
在决定污泥干化场、污泥浓缩池，消化池等构筑物高程时，应注意它们的污泥水能自动排入污水入流干管或其它构筑物的可能。 4.3管渠水力计算
进水井至出水口有一个突然扩大和突然缩小，局部阻力系数为：0.958+0.10=1.058。 集配水井至二沉池有一个突然扩大和突然缩小，局部阻力系数为：0.48+0.973=1.453。 好氧池至集配水井有一个突然扩大、一个90 弯头和一个突然缩小，局部阻力系数为：0.48+1.08+0.973=2.533。
在污水处理工程中，为简化计算一般认为水流是均匀流。管渠水头损失主要有沿程水头损失和局部水头损失。
沿程水头损失按下式计算：
v2
hf=2L=iL
CR
式中 hf——为沿程水头损失，m；
L——为管段长度，m； R——为水力半径，m； v——为管内流速，ms；
C——为谢才系数。
v2
局部水头损失为： hm=ξ
2g
式中 ξ——局部阻力系数。
具体管渠水力计算见表4-2
表4-2 污水管渠水力计算表
5 结论
A/O工艺对BOD5、COD、SS、氮、磷都有很高的去除效果。当然本工艺设计也存在以下待解决的问题：脱氮除磷效果不稳定，难以进一步提高，泥龄长，碳源不足。但从总体来看其运行费用低，勿需投药；总水力停留时间少于其它同类工艺；在厌氧（缺氧）、好氧交替
2
运行的条件下，丝状菌不能大量地繁殖，无污泥膨胀之虞；污泥中含磷浓度高，具有很高的
2
肥效。根据设计资料，水量，以及泰安市的经济状况，选用A/O工艺较为适合。该工艺技术简单，污泥处理的难度较小，在技术上都是可行的。
致谢
在本次毕业设计过程中，本人得到了环工专业老师的热情帮助，同时也得到了同学们的大力帮助，才能顺利地完成设计。设计期间,在许多方面一直得到老师的悉心指导，在此向老师们表示衷心的感谢，并希望各位老师能给以更多的鞭策和教导。
此外，由于本人水平有限，设计中难免会有错误和不当之处，请各位评审老师给予批评指正，我将不胜感激。
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