目 录

1．设计任务书... 3

2.设计说明书... 5

2.1 工程概况... 5

2.2污水处理厂设计规模及污水水质... 5

2.2.1 设计规模... 5

2.2.2 污水水质及污水处理程度... 5

2.3 污水处理厂工艺设计... 6

2.3.1污水处理工艺设计要求... 6

2.3.2污水处理工艺选择... 6

2.3.3污泥处理工艺选择... 11

2.4 污水处理厂工程设计... 12

2.4.1污水处理厂总平面设计... 12

2.4.2污水处理厂总高程设计... 15

2.5 各主要构筑物及设备说明... 17

2.5.1粗格栅间... 17

2.5.2水提升泵房... 17

2.5.3细格栅间... 18

2.5.4曝气沉砂池... 19

2.5.5氧化沟... 19

2.5.6二沉池... 20

2.5.7 接触池... 20

2.5.8加氯间... 21

2.5.9污泥回流泵房... 21

2.5.10污泥浓缩池... 22

2.5.11污泥脱水间... 22

2.5.12其他建筑物... 23

3.设计计算书... 23

3.1 设计依据... 23

3.2设计流量... 24

3.3格栅设计... 24

3.3.1设计参数... 24

3.3.2设计计算... 24

3.4曝气沉砂池... 29

3.4.1设计参数... 29

3.4.2设计计算... 29

3.5氧化沟... 31

3.5.1设计参数... 31

3.5.2设计计算... 31

3.6辐流式二沉池... 38

3.6.1设计参数... 38

3.6.2 设计计算... 38

3.7消毒池... 40

3.7.1设计参数... 40

3.7.2 设计计算... 40

3.8液氯投配系统... 40

3.8.1设计参数... 40

3.8.2设计计算... 41

3.9计量堰... 41

3.10泥回流泵房... 42

3.11浓缩池... 42

3.12泥脱水间... 42

4.污水厂成本概算... 43

4.1 水厂工程造价... 43

4.1.1 计算依据... 43

4.1.2 单项构筑物工程造价计算... 43

4.2 污水处理成本计算... 45

参考文献... 46

某大学

课程设计任务书

城镇污水处理厂工艺设计（生物脱氮除磷工艺）

1．设计任务书

一、设计任务

根据所给的其他原始资料,设计污水处理厂,具体内容包括:

(1)确定污水处理厂的工艺流程,选择处理构筑物并通过计算确定其尺寸；

(2)画出污水厂的工艺流程图内容；

(3)编写设计说明书、计算书。

二、设计资料

1.设计规模及水质

（1）原始资料

该城镇要求设计城市污水处理厂一座，设计污水处理规模6万m³/d，资料显示经由城镇下水道系统集中起来的污水，称为城镇污水。一般城镇下水道系统不仅有住宅，医院，公共场所等处的生活污水排入，而且还有工业污水的排入。

（2）设计进水水质：BOD₅= 250 mg/L，TSS = 300 mg/L，VSS =240 mg/L，TN=60 mg/L，NH₃-N=40 mg/L，TKN=58 mg/L，TP=6 mg/L;

（3）设计出水水质：BOD₅= 20 mg/L，TSS = 20 mg/L，NH₃-N=6 mg/L，TP= 3mg/L, NO₃^--N = 10 mg/L。

2、城市自然状况

气候:大陆行季风气候 主导风向:西北风

3、污水处理厂厂区概况

该污水处理厂为新建污水厂,根据规划位于城市下游,城市海拔高度340.0m,规划用地长宽分别为:350mx200m,场地平整.污水厂进水口位于厂区西南角,进水污水管的标高为336.0m;出水靠重力排入厂区东侧500m处某河,该河符合<<地表水环境质量标准>>中的III类标准.河水最高水位336.0m.地下水位深度:3-4m.

4、通过在设计过程中的思考，主要有一下几点看法：

（a） 城市污水处理目前已经形成了一定的模式，污水处理方法比起其他行业污水处理，也相对比较固定。目前用于处理城市污水的主要工艺有A²/O工艺、CASS工艺、氧化沟工艺，这几年来，随着对出水水质要求的不断提高，处理工艺也在原有基本工艺的基础上有了进一步的发展，改革，使工艺更完善、高效。在设计的过程中，除考虑工艺本身的处理效率和经济价值外，主要应该考虑的，应该是工艺在当地的可实现性问题，即环境因素和人文因素。

（b） 污水处理工艺选择的关键是各个工艺阶段之间、各个工艺及其配套的辅助设备的协调性问题，设备的发展推动了工艺的进步，工艺的进步又反过来带动了设备的进一步发展。正如一个有凝聚力的团队才是无坚不摧的团队。

（c）目前，我国的城市污水处理已经初具规模，但对剩余污泥的处置一直停留在填埋的阶段。据统计，我国城市污水处理厂每年排放的干污泥约20万吨，以湿污泥计约为380万～550万吨，并以每年20％的速度递增。剩余污泥中含有大量的水分，丰富的有机物及N，P，K等营养元素，同时还可能含有重金属元素及病原菌等有害物质。如果不加处理，任意排放，不仅对环境可能引起二次污染，同时也是资源的浪费。目前，由于对污泥的处理并没有做到无害化，仅是简单填埋，这对当地的土壤环境造成了严重的破坏。

（d） 污水处理的资源化问题是我们一直都在关注的问题，特别是在北方缺水城市，更成了一条解决缺水问题的途径，通过对城市污水处理厂出水进行深度再处理，出水达到市政用水指标、农业用水指标、及某些工业用水指标，可以用于市政绿化、清扫街道、农业灌溉、某些工业原水、冷却水、循环水等。大大减轻了城市水资源利用的压力。目前在中水回用方面，主要存在的问题是中水管道系统的不完善问题。

根据可持续发展理论和生态平衡关系，处于系统循环中的东西才是不灭的，所以不论是污泥处理，还是污水回用，让其回到原有的系统中是最佳的终极处理办法。城市污水处理产生的污泥经过无害化处理后，在应用于农业时污泥最为可行和现实的处置方案。

2.设计说明书

2.1 工程概况

设计名称：某城镇6万m3/d污水处理厂设计

设计规模：日处理城镇污水6万m3，包括生活污水和城市工业废水

处理工艺：主要处理工艺为奥贝尔氧化沟

设计内容：污水处理厂一座，及其他附属建筑物，包括综合楼、配电室、锅炉房、传达室、食堂、浴室、篮球厂等。

本设计污水处理厂出水要求达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的一级标准(B标准)，排入厂区东侧500m处某河,该河符合<<地表水环境质量标准>>中的III类标准。、

2.2污水处理厂设计规模及污水水质

2.2.1 设计规模

某城市污水处理厂设计规模为6万m³/d。为城市生活污水和工业废水的混合污水。

2.2.2 污水水质及污水处理程度

进水水质：BOD₅= 250 mg/L，TSS = 300 mg/L，VSS =240 mg/L，TN=60 mg/L，NH₃-N=40 mg/L，TKN=58 mg/L，TP=6 mg/L;

出水水质：BOD₅= 20 mg/L，TSS = 20 mg/L，NH₃-N=6 mg/L，TP= 3mg/L,

NO₃^＋-N = 10 mg/L。

2.3 污水处理厂工艺设计

2.3.1污水处理工艺设计要求

污水处理工艺流程设计应按照以下要求进行。

（1）污水处理后必须达到排放标准。

（2）要尽量采用成熟的、先进的、可靠的、效率高的处理技术。

（3）防止处理污染物过程中产生二次污染或污染转移。

（4）要充分利用和回收能源。污水处理高程安排应尽量考虑利用自然地势。

（5）设计中应考虑节能、节水。尽量选择能耗底的处理工艺和设备。设计中应尽量较少用水，并考虑经过处理后重复循环利用。

（6）在满足处理要求的前提下，减化流程，节约资金。

2.3.2污水处理工艺选择

（1）此废水具有如下特点：

废水N、P含量较高，出水N、P应符合要求。

有机物含量较少。

（2）针对以上特点，要求污水处理系统应该具有以下功能：

（a）具备一定的脱N除P功能，使出水N、P达标；

（b）使污水处理过程中产生的剩余污泥基本达到稳定。

（3）生化处理工艺选择

目前处理城市污水应用较多的生化工艺有氧化沟，A²/O法，A-B法，SBR法等。为了使本工程选择最合理的处理工艺，有必要按使用条件，排除不适用的处理工艺后，再对可以采取的处理工艺方案进行对比和选择。氧化沟工艺，A²/O工艺和CASS工艺三种工艺均能达到处理要求。在设计可行性分析阶段，对氧化沟工艺，A²/O工艺和CASS工艺的比较分析：

（a） A²/O工艺

一般在A²/O工艺中，为同时实现脱N除P的要求，必须满足如下条件：BOD₅/TKN=5-8 实际进水中：BOD₅/TKN=170/60=2.8<5

BOD₅/TP≥15 BOD₅/TP=170/4.5=37≥15

通过比较,采用传统A²/O工艺，脱N所需碳源不足，影响脱N效果，为此采用倒置A²/O工艺。污水先进缺氧段再进厌氧段，或厌氧、缺氧段同时进水，这样既解决了缺氧段的碳源不足的问题，使脱N能够很好的进行，同时也有利于除P，聚磷菌在厌氧段释放P，同时聚集能量，利用厌氧段聚集的能量，在好氧段进行好氧吸P过程，厌氧段结束后立即进入好氧段，能够使聚磷菌在厌氧段聚集的能量，充分用来吸P，加强了除P过程。

（b）CAST工艺

该工艺是在SBR工艺基础上发展而来的，增加了厌氧段、缺氧段，可实现脱N除P。运行简单，可实现自动化控制。

（c）氧化沟工艺

氧化沟工艺目前在城市污水处理方面应用最为广泛，处理工艺成熟，结构、设备简单，管理运行费用低。CAST工艺与氧化沟工艺比较如表2-2：

CAST工艺与氧化沟工艺比较

（4）氧化沟工艺与A²/O工艺相比，具有如下优势：

（a）工艺流程简单，处理构筑物少，机械设备少，运行管理方便。与A²/O法比较，可不设初沉池，没有混合液内回流系统，由于污泥相对好氧稳定，一般不设污泥的厌氧消化系统。

（b）A²/O工艺由于停留时间较短，剩余污泥的稳定性较差，一般需要污泥消化和浓缩过程，这不利于除P，生物除P是通过聚磷菌在好氧条件下，过量吸P而使废水中的P得到去除的，最终P随聚磷菌进入剩余污泥中除去，剩余污泥长时间处于厌氧状态，将导致聚磷菌吸收的P重新释放出来，影响除P效果。

氧化沟的水力停留时间较长，污泥泥龄较长，具有延时曝气的特点，悬浮有机物在沟内可获得较彻底的降解，污泥在沟内达到相对好氧稳定，剩余污泥量少，根据国内外经验，氧化沟不再设污泥厌氧消化处理系统，剩余活性污泥只须经机械浓缩、脱水即可利用或污泥后处置，简化了污泥后序处理程序。污泥在进行机械浓缩、脱水过程中，停留时间很短，基本没有污泥中磷的释放问题。

（c）转碟曝气，混合效率较高，水流在沟内的速度最高可达0.6—0.7m/s，在沟道使水流能快速进行有氧、无氧交换，交换次数可达500—1000次，可同时进行有机物的降解和氮的硝化、反硝化，并可有效的去除污水中的磷。沟道的这种脉冲曝气和大区域的缺氧环境，可以较高程度地实现“同时硝化反硝化”的效果。

（d）污水进入氧化沟，可以得到快速的有效的混合，由于池容较大，缓冲稀释能力强，耐高流量，高浓度的冲击负荷能力强，具有完全混合式和推流式曝气池的双重优势，对难降解有机物去除率高，出水水质稳定。

（e）供氧量的调节，可以通过改变转碟的转速、浸水深度和转碟安装个数等多种手段来调节整体供氧能力，使池内溶解氧值经常控制在最佳值，保证系统稳定、经济、可靠的运行。

（f）曝气转碟由高强度玻璃钢制成，使用寿命可达20年以上，独特的结构设计使其具有较高的混合和充氧能力，新型转碟曝气机可以使氧化沟的工作水深达到5.0米以上。氧化沟转碟曝气机工作在水面上，而且安装的数量少，安装、巡检、维修方便，可以即时发现了解设备运行情况，随时解除存在隐患。

而A²/O法所用的鼓风曝气设备使用寿命短，目前市场上的曝气器一般正常使用2~3年左右，而且会随着使用时间的增长效率降低。曝气器位于池底，日常无法了解水下设备运行状况，检修或者更换都需要放空，这会给污水厂的运行带来很大的不便。

通过对以上三种工艺的比较，可以看出，这三种工艺都能达到要求，各具优势，但考虑到城市现状和对工作人员的要求，最终选择工艺成熟、应用广泛的氧化沟工艺作为此污水处理厂污水生化处理主体工艺。

（5） 氧化沟工艺的选择

目前用于处理城市污水的氧化沟主要有以下几种：

（a）卡鲁塞尔氧化沟

卡鲁塞尔氧化沟是一种单沟环形氧化沟，主要采用表面曝气机，兼有供氧和推流的作用。污水在沟内转折巡回流动，处于完全混合状态，有机物不断得以去除。

表曝机少，灵活性差，设备维修期间沟不能工作，沟内混合液自由流程长，由于紊流导致的流速不均，很容易引起污泥沉淀，影响运行效果。单沟氧化沟的平均溶解氧维持在2mg/L左右，加之单点供氧强度过大，耗氧较高。在一般情况下，单沟很难形成稳定的缺氧段，不利于脱N。

（b）三沟式氧化沟

三沟式氧化沟工艺有两个边沟，一个中沟，当一个曝气时，另外两个作为沉淀池使用。一定时间后改变水流方向，使两沟作用相互轮换，中沟则连续曝气，三沟式氧化沟无需污泥回流装置，如果条件合适，还可以进行反消化。缺点：进、出水方向，溢流堰的起闭及转刷的开动于停止必须设自动控制系统；自控系统要求管理水平高，稍有故障就会严重影响氧化沟正常工作。由于侧沟交替运行，设备利用率较低。

（c）一体化氧化沟

一体化氧化沟就是将沉淀池建在氧化沟内，即氧化沟的一个沟内设沉淀槽，在沉淀池两侧设隔板，底部设一导流板。在水面上设集水装置以收集出水，混合液从沉淀池底部流走，部分污泥则从间隙回流至氧化沟。一体化氧化沟将曝气、沉淀功能集于一体，免除了污泥回流系统，但其结构有待进一步完善。

（d）奥贝尔氧化沟

奥贝尔氧化沟由三个同心椭园形沟道组成，污水由外沟道进入沟内，然后依次进入中间沟道和内沟道，最后经中心岛流出，至二次沉淀池。在各沟道横跨安装有不同数量转碟气机，进行供氧兼有较强的推流搅拌作用。外沟道体积占整个氧化沟体积的50—55%，溶解氧控制趋于0.0mg/L,高效地完成主要氧化作用：中间沟道容积一般为25%—30%，溶解氧控制在1.0mg/L，作为“摆动沟道”，可发挥外沟道或内沟道的强化作用；内沟道的容积约为总容积的15%—20%，需要较高的溶解氧值（2.0mg/L左右），以保证有机物和氨氮有较高的去除率。

外沟道的供氧量通常为总供氧量的50%左右，但80%以上的BOD₅可以在外沟道中去除。由于外沟道溶解氧平均值很低，绝大部分区域DO为0mg/L，所以，氧传递作用是在亏氧条件下进行的，大大提高了氧传递效率，达到了节约能耗的目的。一般情况下，可以节省电耗20%左右。内沟道作为最终出水的把关，一般应保持较高的溶解氧，但内沟道容积最小，能耗是较低的。中沟道起到互补调节作用，提高了运行的可靠性和可控性。因此，奥贝尔氧化沟可以在确保处理效果的前提下，可以获得较大的节能效益。

对于每个沟道内来讲，混合液的流态为完全混合式，对进水水质、水量的变化具有较强的抗冲击负荷能力；对于三个沟道来讲，沟道与沟道之间的流态为推流式，且具有完全不同溶解氧浓度和污泥负荷。奥贝尔氧化沟实际上是多沟道串联的沟型，同时具有推流式和完全混合式两种流态的优点，这种特殊设计兼有氧化沟和A²/O工艺的特点，耐冲击负荷，可避免普通完全混合式氧化沟易发生的污泥膨胀现象，可以获得较好的出水水质和稳定的处理效果。

不同工艺的处理效果与其所配套的附属设备是分不开的，往往是新设备的产生、发展带动了工艺的改革，使其处理优越性得以突现。

奥贝尔氧化沟采用的曝气转碟，其表面有符合水力特性的一系列凹孔和三角形突起，使其在与水体接触时将污水打碎成细密水花，具有较高的充氧能力和混合效率。通过改变曝气机的旋转方向、浸水深度、转速和开停数量，可以调整其供氧能力和电耗水平。尤其是蝶片可以方便拆装，更为优化运行提供了简便手段。另一方面，由于转碟直径达1.5m，并在碟片最大切线区设置T形推流和切割叶片，增强切割气泡，推动混合液的能力。平行切入在水中旋转运行，具有极强的整流和推流能力。实践证明，在水深为5m ，在不需要水下推进器时，氧化沟池底流速仍可达0.2m/s以上。当污水浓度下降，为节能而减少曝气机运行台数时，一般也不必担心沉淀的发生。这是曝气转碟和奥贝尔沟型所独具的优点。

奥贝尔氧化沟的沟道布置，便于采用不同种类的工艺模式。在使用普通活性污泥法时，内沟道用于曝气，外沟道用于需氧消化；使用接触稳定和分段曝气时，是把进水和回流污泥引入相应的沟道中；为了保证高质量而稳定的处理效果和减少污泥量，需要进行硝化时采延时曝气模式。

综合比较，选用奥贝尔氧化沟，其兼具氧化沟和A²/O工艺的双重优势。

2.3.3污泥处理工艺选择

污水处理所产生的剩余污泥必须按照减量化，无害化的原则进行妥善安全的处理、处置。

本工程污水处理工艺，采用生物脱氮除磷的奥贝尔氧化沟工艺，污泥龄达20天以上，污泥已基本稳定，无需厌氧消化，可以直接进行机械浓缩脱水，同时可以防止P的厌氧释放，保证了除P效果。选择带式浓缩压滤一体机，泥饼含固率高，能耗底，可连续运行，生产效率高。

二沉池污泥经贮泥池，直接进入机械脱水阶段，同时投加PAM等药剂，以强化污泥脱水性能。经压滤机压滤后的泥饼含水率一般小于85%，可以直接外运处理。

污水、污泥处理工艺流程图

2.4 污水处理厂工程设计

2.4.1污水处理厂总平面设计

总平面布置直接影响到处理或生产装置的建设费用和运转费用。总平面布置应该具有布置紧凑、用地节省、工艺流程合理、功能明确、运输通畅、动力区接近负荷中心、工程管线短捷、管理方便等特点。总平面布置必须适合工艺、土建、防火安全、卫生绿化及生产与处理规模发展等方面的要求，要特别注意污水处理区、办公生活区与辅助车间的总体规划布置。

污水处理厂平面布置主要包括以下几方面内容：

（1） 处理构筑物、处理设备的布置

构筑物包括粗、细格栅井、沉砂池、氧化沟、二沉池、接触池及附属的泵房、污泥脱水间、加药间等。

（a）按工艺过程的顺序布置紧凑，但也要留有必要间距。

（b）使连接构筑物的管渠简单，便捷，成直线而无返回流动。

（c）利用地形流动，“高程布置”，确定标高，重力流动，减少运行费用。

（2） 厂内管线布置

（a）应能使各个处理构筑物独立运行。即任一处理单元因故停止运行，其他仍可正常运行。

（b）满足紧急排放要求。

（c）平行布置，不穿越空地，易于检查、维修。

（3）附助建筑物布置

辅助建筑物包括泵房、办公大楼、化验室、变电所、机修车间、仓库、食堂等。

（a）方便。变电所应设于用电大户附近。

（b）安全。锅炉房、煤气站、变电站附近不能有易燃、易爆车间。

（c）有特殊要求的中心实验室、化验室应设于清洁卫生、无振动区。

（4）道路、绿化布置

道路以方便运输为原则布置。

通向一般构筑物铺设人行道，宽度为1.5-2.0m，采用碎石、炉渣、灰土等路面；通向仓库、检修车间、堆砂场、堆煤场、管件堆置场、泵房、变电所等主要建筑物处铺设行车道，路面宽度为3-4m，转弯半径为7m，纵向坡度不大于3%，应有回车的可能，采用沥青、混凝土、碎石、炉渣、灰土等路面；厂区主干道宽度不应小于6m，转弯半径为10m，纵向坡度不大于3%，应有回车的可能。

污水处理厂应该充分考虑绿化。绿化面积不应少于污水厂总面积的30%。各个功能区之间应有绿化带隔开，是功能区划分明显，减少相互之间的影响。

建筑物、构筑物四周一般为绿化包围，各主要建筑物、构筑物应有出口和空地。

（5）建筑物之间的距离

处理构筑物之间应保持一定的距离，以保证铺设连接管道的要求，一般构筑物间隔距离为5-10m。相似构筑物可以考虑合建以减少占地和土方量。

根据以上设计原则和要求，污水处理厂总体分为三个区，厂前区，污水、污泥处理区，辅助建筑区。厂前区建筑主要包括综合办公大楼、住宿楼、食堂、车库及娱乐锻炼场所，应布置在当地主风向上游，并尽量接近厂区大门，保证道路畅通，与污水处理区之间留有一定的绿化带。污水、污泥处理区分污水处理区和污泥处理区，是污水处理厂的核心构件，处于污水处理厂中间位置，应尽量按处理流程布置，布置应合理紧凑，减少施工量及管道铺设量。辅助建筑区包括变电所、机修车间、仓库等，应远离明火，与其他建筑物保持一定距离，道路通畅。三个区域之间设主干道，宽7m，各区域内设单车道，宽3.5m，人行道，宽1.5m。

（6）污水处理厂主要建、构筑物汇总

主要建、构筑物一览表

（7）总图布置方案

总图布置应力求整体协调、美观。

该污水处理厂为新建污水厂,根据规划位于城市下游,城市海拔高度340.0m,规划用地长宽分别为:350mx200m,场地平整.污水厂进水口位于厂区西南角,进水污水管的标高为336.0m;出水靠重力排入厂区东侧500m处某河。

厂区主干道宽7m，单行道宽4.5m，人行道宽1.5m。

污水厂总占地面积3hm²。

2.4.2污水处理厂总高程设计

1. 污水厂的高程布置原则

污水处理工程的污水流程高程布置的只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灌渠的尺寸及其标高;通过计算确定各部位的水面标高,从而使污水能够处理构筑物之间畅通地流动,保证污水处理工程的正常运行.

污水处理工程的高程布置一般应遵守如下原则：

（1） 认真计算管道沿程损失，局部损失，各处理构筑物，计量设备及联络管渠的水头损失；考虑最大时流量，雨天流量和事故时流量的增加，并留有一定的余地；还应考虑当某座构筑物停止运行时，与其并联运行的其余构筑物及有关的连接管渠能通过全部流量。

（2） 考虑远期发展，水量增加的预留水头。

（3） 避免处理构筑物之间跌水等浪费水头的现象，充分利用地形高差，实现自流。

（4） 在认真计算并留有余量的前提下，力求缩小全程水头损失及提升泵站的扬程，以降低运行费用。

（5） 需要排放的处理水，在常年大多数时间里能够自流排放水体。注意排放水位不一定选取水体多年最高水位，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，当水体水位高于设计排放水位时，可进行短时间的提升排放。应尽可能使污水处理工程的出水管渠高程不受水体洪水顶托，并能自流。

2.各处理构筑物的高程确定

根据式设计资料，出水排入位于厂区东侧500m处的河流，河水最高水位336.0m。而污水厂厂址海拔为340.0m（并作为相对标高±0.00）,大于该河最高水位4.0m（河水最高水位标高-4.00m）。由于不设污水厂终点泵站，从而布置高程时，确保接触池的水面标高大于-4.00m,同时考虑挖土埋深。

氧化沟处的地坪标高为0.00m，按结构稳定的原则确定池底埋深-2.0m，再计算出设计水面标高为4.0m-2.0m=2.0m，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。

各污水处理构筑物的设计水面标高及池底标高

2.5 各主要构筑物及设备说明

2.5.1粗格栅间

格栅由一组平行的金属栅条或筛网组成，安装在污水管道、泵房、集水井的进口处或处理厂的端部，用以截留较大的悬浮物或漂浮物，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷。截留污物的清除方法有两种，即人工清除和机械清除。大型污水处理厂截污量大，为减轻劳动强度，一般应用机械清除截留物。

粗格栅间与污水提升泵房合建。

粗格栅间内设回转式格栅除污机两道。格栅间安装距离1000mm。每道格栅前后各设手电两用铸铁闸门一道，用于调节进出水水量，其宽度根据进水渠道宽设计。

机械粗格栅栅间隙35mm，设备宽1400mm，两台1000mm单机并联安装在同一渠道中组成，共用一台电机，配用电机功率为3.0kw，渠道宽1500mm，安装倾角60⁰。

回转式格栅除污机采用时间控制和液位控制双重控制系统，以保护格栅安全平稳运行。通常情况下采用时间控制，两台格栅机定时开启、运行、停止。当时间控制系统

出现问题时，如时间控制处于停止阶段，而进水中含渣量较多，导致栅渣淤积，进水渠道堵塞，格栅前后液位差增大到一定值时，液位控制自动开启，依靠格栅前后液位差控制开停。

格栅间另设无轴螺旋输送机两台，与两台机械格栅相配套，收集、运输栅渣的同时进行压榨脱水。输送机末段停放栅渣车。格栅机运行时，输送机同步运行。

粗格栅间设计建筑面积：L×B =12m×10m

2.5.2水提升泵房

泵站形式的选择取决于水力条件和工程造价，其它考虑因素还有：泵站规模大小、泵站的性质、水文地质条件、地形地物、挖渠及施工方案、管理水平、环境性质要求、选用水泵的形式及能否就地取材等。目前污水泵站主要有以下几种形式：

（1）合建式矩形泵站，装设立式泵，自灌式工作台，水泵数为4台或更多时，采用矩形，机器间、机组管道和附属设备布置方便，启动简单，占地面积大。

（2）合建式圆形泵站，装设立式泵，自灌式工作台，水泵数不超过4台，圆形结构水力条件好，便于沉井施工法，可降低工程造价，水泵启动方便。

（3）对于自灌式泵房，采用自灌式水泵，叶轮（泵轴）低于集水池最低水位，在最高、中间和最低水位都能直接启动，其优点为启动及时可靠，不需引水辅助设备，操作简单。

（4）非自灌式泵房，泵轴高于集水池最高水位，不能直接启动，由于污水泵水管不得设低阀，故需设引水设备。但管理人员必须能熟练的掌握水泵的启动程序。

（5）潜水泵站，潜水泵的电机防水密封，可以长期侵入污水中，不存在受潮问题，潜水泵电机机组整体安装，结构紧凑，运行稳定，便于就位和更换，所以潜水泵站无需上部厂房，也简化了地下结构，降低了工程造价。但是潜水泵在水下运行，所以要有可靠的产品质量、自动化控制和保护功能作技术依托，潜水泵价格较高。

设计中采用合建式矩形泵站。安装WL型污水泵6台。其中400WL型3台，300wL型3台。用于提升污水到一定高度，以保证污水在后续处理过程中能够自流进入下一处理构筑物。

泵性能参数如下：

400WL型，共3台，2用1备，单台流量2100m³/h，最大提升高度16.5m，

轴功率119.3kw，效率为79%，气蚀余量6.2m，重量1900kg

300WL型，共3台，2用1备，单台流量938m³/h，最大提升高度15.8m，

轴功率52.8kw，效率为77%，气蚀余量4.1m，重量1500kg

污水提升泵房内设控制室，工作人员休息室。

泵房总设计建筑面积：L×B =12m×15m

2.5.3细格栅间

细格栅间内设回转式格栅除污机三道。格栅间安装距离1000mm。每道格栅前后各设手电两用铸铁闸门一道，用于调节进出水水量，其宽度根据进水渠道宽设计。

机械细格栅栅间隙8mm，设备宽1600mm，两台1000mm单机并联安装在同一渠道中组成，共用一台电机，配用电机功率为3.0kw，渠道宽1800mm，安装倾角60⁰。

回转式格栅除污机采用时间控制和液位控制双重控制系统，以保护格栅安全平稳运行。通常情况下采用时间控制，两台格栅机定时开启、运行、停止。当时间控制系统出现问题时，如时间控制处于停止阶段，而进水中含渣量较多，导致栅渣淤积，进水渠道堵塞，格栅前后液位差增大到一定值时，液位控制自动开启，依靠格栅前后液位差控制开停。

格栅间另设无轴螺旋输送机两台，与两台机械格栅相配套，收集、运输栅渣的同时进行压榨脱水。输送机末段停放栅渣车。格栅机运行时，输送机同步运行。

细格栅间设计建筑面积：L×B =12m×10m

2.5.4曝气沉砂池

沉砂池的功能是去除比重较大的无机颗粒。沉砂池一般设于泵站倒虹吸管前，以便减轻无机颗粒对水泵、管道的磨损；也可设于初沉池前，以减轻沉淀池负荷及改善污泥处理构筑物的处理条件。沉砂池的形式，按水流方向的不同可分为平流式、竖流式、曝气沉砂池三类。

本设计选用曝气沉砂池，设两座，相对而建。

城市污水中含有大量砂粒物质，如果不加去除，对泵及后续管道的磨损很大，影响其运行时间，同时影响污水处理效果。曝气沉砂池通过向水底充氧，形成纵向水平流动和横向水力旋流，产生剪切力，使砂粒表面附着有机物与砂粒分离，砂粒沉降性能提高，依靠自重落入池底集砂槽。

曝气沉砂池上设行车双沟式吸砂刮渣机，间歇运行。

砂水分离间设在细格栅间下边，设无轴螺旋输砂水分离器两台，两台轮换间歇运行，排砂管管径300mm。砂水分离器在运输砂水的同时，进行挤压脱水，出水回流进入粗格栅间。砂水分离器一端放置装砂车，出砂外运。

曝气沉砂池单池设计尺寸：L×B×H=12.0m×4.5m×3.5m

2.5.5氧化沟

设氧化沟两座，氧化沟为奥贝尔氧化沟。

氧化沟作为污水处理系统的核心构筑物，主要完成去除BOD₅，COD_Cr，脱N功能。奥贝尔氧化沟设计成外、中、内三沟，三沟溶解氧浓度呈梯度递增，外沟为0.2mg/L，中沟为1.0mg/L，内沟为2.0mg/L，这种设计综合了A²/O工艺和传统氧化沟工艺的综合优势，提高了系统脱N性能，避免了氧化沟发生污泥膨胀的可能。氧化沟水力停留时间为12h。

出水采用出水调节堰，设在中心岛上游一侧。

氧化沟采用YBP1500-T型砖碟曝气机进行充氧，单碟充氧能力2.36kgO₂/h，单碟推流能力93m³，单碟配用功率1.3kw。

单座氧化沟共设转碟曝气机8组。其中设A型转蝶4组，轴长12m，安装碟片数45片，配用电机功率45kw。安装在外沟道内。设B型转蝶4组，轴长10m+10m。安装碟片数35+15=50片，配用电机功率45kw。安装在中沟和内沟。

单座奥贝尔氧化沟设计尺寸：外沟宽12m，中沟、内沟宽均为10m，

中心岛半径：r=2.5m，直线段长度：L=25m，设计有效水深4.0m，超高0.8m。

设计有效容积19589.92m³。

2.5.6二沉池

二沉池设在生物处理构筑物的后面，用于沉淀去除活性污泥。沉淀池主要有平流沉淀池，辐流式沉淀池，竖流式沉淀池，斜板（管）沉淀池。通过对以上四种沉淀池进行比较，设计中选用辐流式沉淀池。

设二沉池四座，二沉池为中心进水、周边出水辐流式沉淀池。

二沉池上设双周边传动式刮渣吸泥机，周边线速度2m/min，驱动功率1.5×2kw。

二沉池进水管管径800mm，排泥管管径400mm。

单座二沉池尺寸：D×H=28m×7.66m

2.5.7 接触池

（1）采用矩形折板往复式接触池1座。

接触室水深：h＝3.0m

单格宽：b＝2.0m

池长：L=36m

每座接触池的分8格

接触池出水设溢流堰。

进水管管径1000mm，出水管管径1000mm。

（2）消毒剂的选择：

（a）液氯：适用于大、中型规模的污水处理厂。

优点：效果可靠，投配设备简单，投配准确，价格便宜。

缺点：氯化形成的余氯及某些含氯化合物对水生物有毒害作用，比率大时氯化

可能产生致癌物质。

（b）漂白粉：适用于消毒要求不高或间断投加的小型污水处理厂。

优点：投加设备简单，价格便宜。

缺点：除用液氯缺点外，尚有投配量不准确，溶解剂调制不便，劳动强度大。

（c）臭氧：适用于出水水质较好，排入水体卫生条件较高的污水处理厂。

优点：消毒效率高，能有效的降解水中残留有机物、色味等，污水温度、PH值对消毒效果影响小，不产生难处理或生物积累性残余物。

缺点：投资大，成本高，设备管理复杂。

（d）紫外线：适用于小型污水处理厂。

优点：消毒效率高

缺点：紫外线照射灯货源不足，技术数据较少。

综上四种消毒剂的比较，本工程设计采用最常用且技术成熟的液氯作消毒剂，为减少其危害，在设计中采用余氯自动监测系统，严格控制出水余氯量。

2.5.8加氯间

加氯间与氯库合建。

加氯间总容积：V₁=200m³

氯库容积：V₂=400m³

为保证安全每小时换气8-12次，并安装一台漏氯探测仪。

2.5.9污泥回流泵房

内设污泥回流泵两台，剩余污泥泵两台。

回流污泥提升泵：

型号：LRB型污泥泵 ， 台数：5台（四用一备） ，流量：860.5m³/h，

扬程：22m ，功率：15kW ，回流污泥管管径800mm。

剩余污泥提升泵：

型号：50QW18-15型潜水排污泵 ， 台数：3台（二用一备） ， 流量：7.11m³/h 扬程：25m，功率：15kW ， 剩余污泥管管径400mm。

污泥泵房尺寸：L×B×H=18m×12m×8m，半地下式钢筋混凝土结构。

2.5.10污泥浓缩池

采用幅流式圆形重力连续式污泥浓缩池，用带栅条的刮泥机刮泥，采用静压排泥，剩余污泥泵房将污泥送至浓缩池，进行暂时贮存。

污泥停留时间取15 h

单座设计尺寸如下：

直径D=12m

有效水深h₂=3.5 m，超高0.3m

总高H=6.0m。

2.5.11污泥脱水间

贮泥池污泥直接进行机械浓缩脱水，以减小污泥停留时间，防止磷的重新释放。污泥机械脱水采用带式浓缩压滤一体机。带式浓缩压滤一体机是连续运转的污泥浓缩脱水设备，分为污泥重力浓缩段和压滤脱水段。

日处理污泥量为3074.27m³/d，进机污泥含固率0.8%。

带式浓缩脱水一体机设计参数如下：

配置脱水机两台。

带宽2m，滤饼含水率为80%，滤布移动速度0.85m/min，过滤产率31kg/h。

附属设备包括污泥投配设备，加药系统，反冲洗泵。

2.5.12其他建筑物

（1）综合办公楼一栋（包括化验室、中控制室等）：

三层框架结构，设计面积L×B =50m×20m

（2）住宿楼（包括食堂、浴室）：

四层框架结构，一层设食堂、浴室，面积为L×B =25m×(12+8)m。

总建筑面积L×B =25m×20m

（3）配电室（包括高压配电室，低压配电室）

单层框架结构，建筑面积L×B =20m×10m

（4）车库机修车间：合建，单层框架结构，建筑面积L×B =（20m+20m）×10m

（5）仓库传达室运动场等。

3.设计计算书

3.1 设计依据

某城市要求设计城市污水处理厂一座，设计污水处理规模6万m³/d，为城市生活污水和工业废水的混合污水，设计进出水水质要求如下表：

表3-1 设计进出水水质表

3.2设计流量

设计流量：平均日流量=6.0万m³/d=2500m³/h

=0.694m³/s

则变化系数

最大日流量

=0.903m³/s

3.3格栅设计

3.3.1设计参数

a.设计参数

(1)栅前水深h_中=1.0m；h_细=1.2m

(2)过栅流速v_中=0.8m/s；v_细=1.0m/s

(3)格栅间隙e_中=35mm，e_细=8mm；

(4)格栅安装倾角θ=60^。。

3.3.2设计计算

(1)中格栅的设计计算

1)栅条间隙数：

n_中=

式中：n_中——中格栅间隙数；Q_max——最大设计流量，m^3//s；——栅条间隙，取35mm；

——栅前水深，取1.0m；v——过栅流速，取0.8m/s；α——格栅倾角，度；

2)栅槽宽度：

B=S(n₁－1)＋e₁n

式中：B——栅槽宽度，m；S——格条宽度，取0.01m。

B=0.01×(30－1)＋0.035×30=1.34m，取1.4m

3)中格栅栅前进水渠道减宽部分长度：

若进水渠宽B₁=1.0m，减宽部分展开角α₁=20^。，则此进水渠道内的流速

v₁===0.903m/s

L₁===0.6m

4)格栅栅槽后与出水渠道连接处渐窄部分长度：

L₂===0.3m

5)过栅水头损失：

h_中=k·

式中：h_中——中格栅水头损失，m；——系数，当栅条断面为矩形时取2.42；

k——系数，一般取k=3。

h_中==0.045m

6)栅前槽总高度：

取栅前渠道超高h ₀=0.3m

栅前槽高H₁=h₀+h₁=0.3＋1.0=1.3

7)栅后槽总高度：

H₂=h₀+h₁+h_中=0.3+1.0+0.045=1.345m，取H₂=1.35m。

8)栅槽总长度：

L=L₁+0.5+ +1.0+L₂

式中：L——栅槽总长度，

0.5——中格栅距格栅前进水渠减宽部分长度；

1.0——中格栅距格栅后出水渠减窄部分长度；

L₁——格栅距出水渠连接处减宽部分长度；

L₂——格栅距出水渠连接处减窄部分长度。

L=0.6+0.50+ +1.0+0.3=3.18m

9)每日栅渣量：

w=

式中：w——每日栅渣量，m³/d；

w₀—— 栅渣量m³/10³m³污水，一般为0.1—0.01 m³/10³m³，中栅取0.03 m³/10³m³。

w_中==1.8m³/d>0.2m³/d

故采用机械清渣。

(2)细格栅的设计计算：

1)栅条间隙数的计算

n_细=

式中：n_细——格栅间隙数；Q_max——最大设计流量，m^3//s；——栅条间隙，取8mm；

——栅前水深，取1.2m；v——过栅流速，取1.0m/s；α——格栅安装倾角度；

87.5,取n=88。

2)栅槽宽度：

B=S(n _细－1)＋e n

式中：B——栅槽宽度，m；S——格条宽度，取0.01m。

B=0.01×(88－1)＋0.008×88=1.574m。取B=1.6m。

3) 细格栅栅前进水渠道减宽部分长度：

若进水渠宽B₁=1.2m，减宽部分展开角α₁=20^。，则此进水渠道内的流速

v₁===0.627m/s

L₁===0.55m

4)细格栅栅槽后与出水渠道连接处渐窄部分长度：

L₂===0.275m

5)过栅水头损失：

h_细=k·

式中：h_细——细格栅水头损失，m；——系数，当栅条断面为矩形时取2.42；

k——系数，一般取k=3。

h_细==0.43m

6)栅前槽总高度：

取栅前渠道超高h₀=0.3m

栅前槽高H₁=h₀+h₁=0.3＋1.2=1.5m

7)栅后槽总高度：

H₂=h₀+h₁+h_细=0.3+1.2+0.43=1.93m，取H₂=2.0m。

8)栅槽总长度：

L=L₁+0.5++1.0+L₂

式中：L——栅槽总长度，

0.5——细格栅距格栅前进水渠减宽部分长度；

1.0——细格栅距格栅后出水渠减窄部分长度；

L₁——格栅距出水渠连接处减宽部分长度；

L₂——细格栅距出水渠连接处减窄部分长度。

L=0.55+0.50+ +1.0+0.275

=3.48m 取3.5m

9)每日栅渣量：

w=

式中：w——每日栅渣量，m³/d；

w₀—— 栅渣量m³/10³m³污水，一般为0.1—0.01 m³/10³m³，细格栅取0.08 m³/10³m³。

w_细==4.8m³/d>0.2m³/d

故采用机械清渣。

(3).格栅间尺寸的确定

工作平台设在格栅上部，高出格栅前最高设计水位0.5m，工作台上设有安全和冲洗措施，工作台正面过道宽度与栅槽宽度相同。

中格栅间的尺寸为：12000×10000mm；

细格栅间的尺寸为：12000×10000mm；

选择型号LXG-1.4-1.0-35粗格栅

LXG-1.6-1.2-8 细格栅

3.4曝气沉砂池

3.4.1设计参数

污水设计流量Q=0.903m³/s

3.4.2设计计算

（1）池子总有

效容积V 设计污水停留时间t=3min , 则

V=Qt×60=0.903×3×60=163m³

（2）水流断面积A设v₁=0.1m/s,则

A=Q/v₁=0.903/0.1=9.0m²

（3）池总宽度B设有效水深h₂=2.0m

B=A/h₂=9.0/2.0=4.5m

（4）每格池子宽度b 设每组池子为两格，则

b=B/n=4.5/2=2.25m b/h₂=2.25/2.0=1.125

介于1.0～1.5之间(符合规定)

（5）池长L=V/A=163/9=18m

（6）每小时所需空气量q设每立方污水所需空气量d=0.2m³/m³污水 , 则

q=d×Q×3600=0.2×0.903×3600=650.16m³/h

曝气沉沙池计算图

（7）沉砂室沉砂斗体积Vo

设沉砂斗为沿池长方向的梯形断面渠道，

则沉砂斗体积

其中：a为沉砂斗上顶宽，a₁为沉砂斗下顶宽

（a）沉砂斗上口宽a取斗高h₄=0.42m，斗底宽a₁=0.55m，斗壁于水平面的倾角a=60°

（b）沉砂斗体积Vo

Vo=（1.18＋0.55）/2×0.42×12≈4.36m³

（8）沉砂室高度h₃

设沉砂室颇向沉砂斗的坡度为i=0.2 有

计算得h₃=0.48m

（9）沉砂池总高度 取超高h₁=0.6m

H=h₁＋h₂＋h₃＋h₄=0.6＋2.0＋0.48＋0.42=3.5m

（10）排砂量计算

城市污水沉砂量按照3m³/10×10⁴m³污水计算，沉砂含水率为60%，容重1.5t/m³，则总沉砂量为3×6×2/10=3.6m³/(6×10⁴m³污水×2d)

（11）砂水分离器的选择

沉砂池的沉砂经排砂泵装置排除的同时，往往是砂水混合体，为进一步分离砂和水，需配套砂水分离器。

清除沉沙时间间隔为2d，根据该工程排砂量3.6 m³/次，选用无轴螺旋砂水分离器。

3.5氧化沟

3.5.1设计参数

（1） 设计水量Q=60000×1.3=78000m³/d

（2）设计进水水质

BOD₅浓度=250mg/L； TSS浓度 =300mg/L；

VSS=240mg/L (VSS/TSS=0.8)；TN=60 mg/L；

NH₃-N=40 mg/L，TKN=58 mg/L，TP=6 mg/L;

（3）出水水质

BOD₅浓度Se=20 mg/L； TSS浓度Xe=20mg/L；

NH₃-N=6 mg/L，TP= 3mg/L, NO₃^＋-N = 10 mg/L。

3.5.2设计计算

（1）基本设计参数 污泥产率系数Y＝0.55

混合液悬浮固体浓度（MLSS）X=4000 mg/L

混合挥发性悬浮固体浓度（MLVSS）Xv=3000 mg/L(MLVSS/MLSS=0.75)

污泥龄Qc=25d，内源呼吸系数K_d=0.055，20⁰C时脱氮率q_dn=0.035kg(还原的NO3—N)/(kgMLVSS?d)

（2）去除BOD计算

（a）氧化沟出水BOD₅浓度为了保证一级出水BOD₅浓度Se＝20mg/L，必须控制氧化沟出水所含溶解性BOD₅浓度:

（b）好氧区容积V₁

（c）好氧区水力停留时间t₁

（d）剩余污泥量ΔX

去除1kgBOD5产生的干污泥量为：

剩余污泥量为：

（3） 脱氮量计算

（a）氧化沟的氨氮量

氧化沟产生的剩余污泥中含氮率为12.4%，则用于生物合成的总氮量为：

（b）脱氮量Nr=进水总氮量TN-出水总氮量TN-生物合成所需的氮量No=60-20-7.0=33mg/L

（d）计算脱氮所需池容V₂及停留时间t₂

脱消率qdn(t)= qdn(20)×1.08^(T-20)qdn(20)=0.035

T=15^oC时，qdn(15)= qdn(20)×1.08^(14-20)=0.020

脱氮所需容积：

停留时间:

t₂=V₂/Q=13000/78000=0.167d=4.0h

（e）氧化沟总容积及停留时间

V总＝V₁+V₂=36668+13000=49668m³

t=t₁+t₂=11.2+4.0=15.2h

校核污泥负荷

设计规程规定氧化沟污泥负荷应为0.05～0.15kgBOD₅/(kgVSS.d)，设计符合要求

（4）需氧量计算

（a）设计需氧量AOR。

氧化沟设计需氧量AOR=去除BOD₅需氧量－剩余污泥中BOD₅的需氧量－脱氮产氧量

（b）去除BOD₅需氧量D₁

D₁=a/Q(S₀-S)+b/VX

其中a——微生物对有机底物氧化分解的需氧率，取0.50；

b——活性污泥自身氧化需氧率，取0.10；

D₁=0.50×78000（0.25-0.0064）+0.10×49668×3＝24400.8kg/d

（c）剩余污泥量BOD需氧量D₂（用于合成的那一部分）

D₂=1.42×YQΔX/(1+K_dθ)=1.42×0.55×78000×0.16/(2.375)=4103.9kg/d

（d）脱N产氧量D₃

D₃==2.86×10×78000/1000=2230.8 kg/d

总需氧量＝24400.8-4103.9-2230.8＝18066kg/d

考虑安全系数1.4，则

AOR＝1.4×18066＝25292kg/d

校核去除每1kgBOD₅的需氧量

＝25292/[78000×（0.25-0.0064）]＝1.33kgO₂/kgBOD₅

氧化沟设计值在1.2-2.5 kgO₂/kgBOD₅之间，设计合格。

（e）标准状态下需氧量SOR

式中Cs（20）－20℃氧的饱和度，取Cs（20）＝9.17mg/L

Cs（25）－25℃氧的饱和度，取Cs（25）＝8.38mg/L

C-溶解氧浓度

α－修正系数，取0.85

β－修正系数，取0.95

ρ=0.900

T-进水最高温度，℃

奥贝尔氧化沟采用三沟通道系统，计算溶解氧浓度C按照外沟：中沟：内沟＝0.2：1：2。充氧量分配按照外沟：中沟：内沟＝65:25:10来考虑，则供氧量分别为：

外沟道AOR₁=0.65AOR=0.65×25292=16439.80kg/d

中构道AOR₂＝0.25AOR＝0.25×25292＝6323.00kg/d

内沟道AOR₃＝0.1AOR＝0.1×25292＝2529.20kg/d

各构道标准需氧量分别为：

SOR=SOR₁+SOR₂+SOR₃=30499+11730+4692=46921kgO₂/d=1955.04 kgO₂/h

校核去除每kgBOD₅的标准需氧量

1955.04 /[78000×(0.25-0.0064)]=0.102 kgO₂/ kgBOD₅

（5）氧化沟尺寸计算：

氧化沟设二座

单座氧化沟容积：V₁=V/2＝39131/2=19565.5m³

设计有效水深：h=4.0m，超高0.8m

设外沟，中沟，内沟宽分别为12m，10m，8m。

中心岛半径：r=2.5m

直线段长度：L=25m

则外沟，中沟，内沟面积分别为：

则氧化沟总面积：A=A外+A中+A内=2653.56+1504.80+739.12=4897.48m²

实际氧化沟总容积：V=A×h=4897.48×4.0=19589.92m³>19565.5m³

外沟，中沟，内沟面积分配比例分别为：54.18%，30.73%，15.09%。

基本符合奥贝尔氧化沟各沟道容积比（一般为60-70：20-30：10左右）

（6）进出水管及调节堰计算

（a）进出水管

污泥回流比R=100%，进出水管流量Q=39000m³/d×2=0.45m³/s×2。

进水水管控制流速v≤1m/s。进出水管直径

取800mm

校核进出水管流速v=Q/A=0.45/3.14×0.4²=0.9m/s<1m/s，满足要求

（b）出水堰计算

为了能够调节曝气转蝶的淹没深度，氧化沟出水处设置出水竖井，竖井内安装电动可调节堰。初步估计δ/H<0.67，因此按照薄壁堰来计算：

Q=1.86bH^3/2取堰上水头高H=0.2m

则堰b=Q/1.86H^3/2=0.45/1.86×0.2^3/2=2.7m 取3.0m

考虑可调节堰的安装要求（每边留0.3m）。

则出水管径长度L=0.3×2＋b=0.6＋3.0=3.6m

出水竖井宽度B取1.2m(考虑安装高度)。

则出水竖井平面尺寸为L×B=3.6m×1.2m；出水井出水口尺寸b×h=3.0m×0.5m。正常运行时，堰定高出孔口底边0.1m，调节堰上下调节范围为0.3m。出水竖井位于中心岛曝气转蝶上游。

（7）曝气设备选择

曝气设备选用氧化沟转蝶曝气机，选择YBP1500-T型转碟曝气机，转蝶直径D=1500mm，单蝶（ds）充氧能力为2.36kgO₂/(h·ds)，单碟配用轴功率为1.3kw/ds，平均底部流速0.32m/s（在不设置导流板的情况下），每米轴安装蝶片不多于4片。

单沟设计计算

（a） 外沟道

外沟道标准需氧量SOR₁=20554/（24×2）=428.2kgO₂/h

所需蝶片数量n=SOR₁/2.36=428.2/2.36=181片，取180片。

外沟道安装4组，每组转蝶安装的蝶片数=180/4=45片。

校核每米轴安转蝶片数=45/12=3.75片<4片，满足要求。

故外沟道共安装4组曝气转蝶，每组安装蝶片数45片，

配用电机功率为45kw。

校核单蝶充氧能力=428.2/45×4=2.38kgO₂/(h·ds)=2.38 kgO₂/(h·ds)，基本满足要求。

（b）中沟道

中沟道标准需氧量SOR₂=7905/（24×2）=164.7 kgO₂/h

所需蝶片数量n=SOR₂/2.36=164.7/2.36=69.8片，取70片。

中沟道安装两组，每组转蝶安装的蝶片数=70/2=35片

校核每米轴安转蝶片数=35/10=3.5片<4片，满足要求。

故中沟道共安装两组曝气转蝶，每组安装蝶片数35片。

校核单蝶充氧能力=164.7/35×2=2.35kgO₂/(h·ds)<2.36kgO₂/(h·ds)，满足要求。

（c）内沟道

内沟道标准需氧量SOR₃=3162/（24×2）=65.9kgO₂/h

所需蝶片数量n=SOR₃/2.36=65.9/2.36=27.9片，取30片。

内沟道安装两组，每组转蝶安装的蝶片数=30/2=15片。

校核每米轴安转蝶片数=15/10=1.5片<4片，满足要求。

故内沟道共安装2组曝气转蝶，每组上共有蝶片数15片。

校核单蝶充氧能力=65.9/15×2=2.20kgO₂/(h·ds) <2.36 kgO₂/(h·ds)，满足要求。

中沟与内沟转碟合建，每组共用一台减速机，安装碟片数：中沟35+内沟15=50片，配用电机功率为45kw。

每座氧化沟共设A型转蝶4组，轴长12m，安装碟片数45片，配用电机功率45kw。

B型转蝶2组，轴长10m+10m。安装碟片数70+30=100片，配用电机功率45kw。

（8）碱度校核：

剩余碱度=进水碱度(以CaCO3计)+3.57×反硝化NO_3--N的量+0.1×去除BOD₅的量-7.14×氧化沟氧化氮的量

剩余碱度:

S=210+3.57×14.93+0.1×(250-20)-7.14×21.93=129.72mg/L>100mg/L(以CaCO3计),可维持PH≥7.2。

3.6辐流式二沉池

3.6.1设计参数

设计流量Q=3250m³/h，氧化沟中悬浮固体浓度X=4000mg/L，二沉池底流生物固体浓度Xr=10000mg/L，污泥回流比R=50%。设计采用中心进水周边出水辐流式二沉池。

3.6.2 设计计算

（1）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=1.0m³/(m²·h)，设4座沉淀

池n=4。

（2）池子直径D

取D=33m。

（3）校核固体负荷G

（4）沉淀部分的有效水深h₂

设沉淀时间t=3.0h，

h₂＝qt＝1.0×3.0＝3.0m

（5）污泥区的容积V

设计采用周边传动的刮吸泥机排泥，污泥区容积按t=3h贮泥时间确定

每个沉淀池污泥区的容积V?=8357.14/4=2089.3m³

（6）污泥区高度h₄

（a）污泥斗高度

设池底的径向坡度为0.05，污泥斗底部直径D₂=1.5m，上部直径D₁=3.0m，倾角60°则

（b） 竖直段污泥部分高度h₄

则污泥区的高度

（7）沉淀池的总高度H

设超高h₁=0.3m，缓冲层高度h₃=0.5m。

H=h₁+h₂+h₃+h₄=0.3+3.0+0.5+3.86=7.66m

（8）选用双周边传动式刮板刮吸泥机

此刮吸泥机为双周边转动，中心支墩式，上部设有浮渣收集装置。周边线速度2m/min，驱动功率1.5×2kw。

进水管管径800mm，排泥管管径400mm。

3.7消毒池

3.7.1设计参数

最大设计流量Q=3250m³/h，采用液氯消毒工艺，接触时间t=30min。

采用矩形隔板式接触池。水流长度：宽=72：1，池长：单宽=18：1，

有效水深：单宽（h/b）≤1时效果最佳。

3.7.2 设计计算

（1）接触池容积V

V= Q×t=3250×0.5=1625m³

（2）采用矩形隔板式接触室一座n＝1，每座池容积V₁=1625m³

（3）取接触室水深h＝3.0m，单格宽b＝2.0m，池长取L=36m，

水流长度L₁=72×2.0=144m

接触池面积F=V₁/ h=1625/3.0=542m²

每座接触池的分格数＝542/（36×2）=7.5格，取8格。

（4）复核池容

由以上计算，接触池宽B=2.0×8=16m，长L=36m，水深h＝3.0m，

所以V₁=36×16×3.0=1728m³>1625m³。接触池出水设溢流堰。

进水管管径1000mm，出水管管径1000mm。

3.8液氯投配系统

3.8.1设计参数

二级处理后出水液氯投加量为5-10mg/L，设计按8mg/L，仓库储氯量按15d设计。混合池混合时间5-15min，处理水量78000m³/d。

3.8.2设计计算

（1）投加量

加氯量：G=8×10^-3×78000/24=26.0kg/h

储氯量：W=15×24×G=15×24×26.0=9360kg。

（2）加氯机，氯瓶

采用加氯量为0-20kg/h的加氯机四台，三用一备，并轮换使用。液氯储存选用容积为1000 kg的钢瓶，共10只。

（3）加氯间与氯库合建，加氯间内布置四台加氯机及其配套投加设备，三台水加压泵。氯库外设事故池，池中长期储水，水深1.5m。

（4）加氯间，氯库通风设计

根据工艺设计，加氯间总容积V₁=5.0×8.0×5.0=200m³

氯库容积V₂=5.0×8.0×10.0=400m³

为保证安全每小时换气8-12次，并安装一台漏氯探测仪，位置在室内地面上20cm。

3.9计量堰

梯形堰：

取堰口宽为：B=1.5m

则堰内水深：

, 取50cm

其余尺寸如图：

计量堰

计量堰水头损失

堰上水头：0.1m

自由跌落：0.1m

合计：0.2m

3.10泥回流泵房

回流和剩余污泥泵房

主要设计参数如下：

（1）设计流量：Q=3250m³/h=902.8L/s

（2）污泥回流提升泵：

型号：LRB型污泥泵 ， 台数：5台（四用一备） ，流量：860.5m³/h，

扬程：22m ，功率：15kW ，回流污泥管管径800mm。

（3）剩余污泥提升泵：

型号：50QW18-15型潜水排污泵 ， 台数：3台（二用一备） ， 流量：7.11m³/h 扬程：25m，功率：15kW ， 剩余污泥管管径300mm。

（4）污泥泵房尺寸：L×B×H=18m×12m×8m 半地下式钢筋混凝土结构。

（5）起重机选用DX型电动单梁起重机，起重量3t，跨度9m。

3.11浓缩池

采用幅流式圆形重力连续式污泥浓缩池，用带栅条的刮泥机刮泥，采用静压排泥，剩余污泥泵房将污泥送至浓缩池。

3.12泥脱水间

贮泥池污泥直接进行机械浓缩脱水以减小污泥停留时间，防止磷的重新释放。污泥机械脱水采用带式浓缩压滤一体机。带式浓缩压滤一体机是连续运转的污泥浓缩脱水设备，分为污泥重力浓缩段和压滤脱水段。

日处理污泥量为783.94×1.02=800m³/d，进机污泥含固率0.8%。

4.污水厂成本概算

4.1 水厂工程造价

4.1.1 计算依据

估算指标采用1989年1月1日实行的建设部文件（88）建标字第182号关于发布施行《城市基础建设施工投资甘概算指标》的通知中审查批准的由原城乡建设环境保护部、城市建设管理局组织制定的《城市基础设施施工程估算指标》。

4.1.2 单项构筑物工程造价计算

（1）第一部分费用^、

第一部分费用包括建筑工程费；设备、器材、工具等购置费；安装工程费。可查有关排水工程投资估算、概算指标确定。设计日处理水量：60000m³/d。

各单项构筑物土建及其设备造价见表4-1。

表4-1 各单项构筑物工程造价计算 （单位：万元人民币）

工程造价总计3029.42万元人民币。

（2）第二部分费用

第二部分费用包括建设单位管理费、征地拆迁费、工程监理费、供电费、设计费、招投标管理费等。根据有关资料统计，按第一部分费用的40%计：

3029.42×40%=1211.77万元

（3）第三部分费用

第三部分费用包括工程预备费、价格因素预备费、建设期贷款利息、铺底流动资金。工程预备费按第一部分费用的10%计，则：

价格因素预备费按第一部分费用的5%计；

贷款期利息，贷款、辅底流动资金按10%计算，则合计：

3029.42×（10%+5%+10%）=757.36万元

（4）工程总投资合计

项目总投资=第一部分费用+第二部分费用+第三部分费用

=3029.42+1211.77+757.36

=4998.54万元

4.2 污水处理成本计算

污水处理厂成本通常包括工资福利费、电费、药剂费、折旧费、检修维修费、行政管理费以及污泥综合利用收入等项费用。

（1）动力费

E₁=8760N×d/k=8760×1200×0.75/1.3=606.46万元

（2）药剂费

E₂=365×10^-6×Q（a₁b₁+a₂b₂）

=365×10^-6×6× (1.5×850+9×670)

=16.00万元

式中 a₁为脱水机房药剂，取1.5mg/L，b₁=850元/t；

a₂为加氯量，取9 mg/L，b₂=670元/t。

（3）工资福利费

E₃=AN=12000×8=9.6万元

式中N为职工人数。

（4）折旧提成费

E₄=SP₄=4998.54×6.2%=309.91万元

式中S——工程总投资；

P₄——综合折旧提成率，（包括折久率和大修率）一般采用6.2%，其中折旧率4.6%，大修率1.7%。

（5）日程修理维护费

E₅=SP₅=4998.54×0.01=49.99万元

式中S——工程总投资；

P——综合折旧提成率，1%。

（6）管理费、销售费和其他费用

E₆=（E₁+E₂+E₃+E₄+E₅）P₆

=（606.46+16+9.6+309.91+49.99）×0.1

=99.15万元

（7）综合成本

年处理成本：∑E=1090.65万元

年处理量：∑Q=365Q=365×6/1.3=1684.6万吨

单位处理成本：∑E/∑Q=0.65元/m³水

参考文献

[1]中华人民共和国环境保护法.

[2]中华人民共和国水污染防治法.

[3]中华人民共和国水污染防治法实施细则.

[4]城镇污水处理厂污染物排放标准.GB18918-2002.

[5]室外排水设计规范.GB50014-2006.

[6]高廷耀，等.水污染控制工程 下册.3版.高等教育出版社，2006.

[7]水污染防治手册.

[8]环境工程设计手册.

[9]给水排水制图标准.

[10]给排水设计手册（第05册）城镇排水.

[11]氧化沟污水处理理论与技术.化学工业出版社.2006.

[12]污水处理工程设计.国防工业出版社.2008.