成都市污水处理厂设计-.doc

南 开 大 学

水污染控制工程课程设计

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第1章 概述 1
1.1 城市总体规划 1
1.2 自然资料 4
1.3 受纳水体情况 5
1.4 设计任务及设计成果要求 6
第2章 厂址选择、建设规模与水质 7
2.1 厂址选择 7
2.2 建设规模 7
2.3 进出水水质 7
2.4 污水处理程度的确定 7
第3章 污水处理工艺的选择 9
3.1处理工艺流程的选定原则 9
3.2 进水分析 10
3.3生物处理工艺方案比较选择 11
3.4前处理工艺选择 15
3.5总工艺流程图 16
3.6污水处理厂的平面布置 17
3.7主要构筑物设计计算
3.8污水处理厂建（构）筑物尺寸
第4章 曝气池的设计与计算 17
4.1污水处理程度的计算及曝气池的运行方式 17
4.2进出水计算 24
第5章 污水处理厂高程计算 27
5.1 受纳水体水文资料 27
5.2污水处理高程 27

水污染控制工程设计
第1章 概述
1.1城市总体规划
1.1.1地理地貌
成都市位于四川省中部，四川盆地西部，介于东经102°54′～104°53′和北纬30°05 ′～31°26′之间，全市东西长192公里，南北宽166公里，总面积12121平方公里，其中耕地面积648万亩。东北与德阳市、东南与资阳市毗邻，南面与眉山市相连，西南与雅安市、西北与阿坝藏族羌族自治州接壤。距东海1600公里，南海1090公里，属内陆地带。
成都市地质历史悠久，地层出露较全。全市地势差异显著，西北高，东南低，西部属于四川盆地边缘地区，以深丘和山地为主，海拔大多在1000—3000米之间，最高处大邑县双河乡海拔为5364米，相对高度在1000米左右;东部属于四川盆地盆底平原，是成都平原的腹心地带，主要由第四系冲击平原、台地和部分低山丘陵组成，土层深厚，土质肥沃，开发历史悠久，垦殖指数高，地势平坦，海拔一般在750米上下，最低处金堂县云台乡仅海拔387米。 成都市东、西两个部分之间高差悬殊达4977米。由于地表海拔高度差异显著，直接造成水、热等气候要素在空间分布上的不同，不仅西部山地气温、水温、地温大大低于东部平原，而且山地上下之间还呈现出明显的不同热量差异的垂直气候带，因而在成都市域范围内生物资源种类繁多，门类齐全，分布又相对集中，这为成都市发展农业和旅游业带来了极为有利的条件。
1.1.2河流分布
成都市降水丰沛，年均水资源总量为304.72亿立方米，其中地下水31.58亿立方米，过境水184.17亿立方米，基本上能满足成都市人民生活和生产建设用水的需要。主要特点:一是河网密度大。成都市有岷江、沱江等12条干流及几十条支流，河流纵横，沟渠交错，河网密度高达1.22公里/平方公里；加上驰名中外的都江堰水利工程，库、塘、堰、渠星罗棋布。2004年有效灌溉面积达34.5万公顷；全市水能资源理论蕴藏量为161.5万千瓦。二是水质优良。成都地处长江流域上游，河水主要由大气降水、地下潜流和融雪组成，在流入成都平原之前，河道主要在高山峡谷之间，受人为污染极小，因而水质格外优良，绝大部分指标都符合国家地面水二级标准的要求。
1.1.3城市规划
成都位于我国的西南地区，是国家级历史文化名城，我国西南地区的科技、金融、商贸中心及交通、通信枢纽，我国西部地区重要的旅游中心城市。行政管辖范围包括9个区、4个县级市、6个县。全市土地面积12390平方千米。为了适应跨世纪建设现代化大都市的需要，特修编1995-2020年成都市城市总体规划。
一、规划指导思想 以实现社会经济的可持续发展为准则，以实现社会经济体制和经济增长方式的转变的战略方针为指导，立足当前，着眼未来，根据成都的实际情况，量力而行，制定出分阶段发展规划。规划原则： 1、保持社会、经济和环境协调发展；2、合理使用土地，节约土地资源，大力保护耕地； 3、城乡一体化，统一规划，分步实施，重点发展。
二、 规划范围 本次规划范围分三个规划层次：第一层次为中心城，面积为598平方千米；第二层次为中心城周边的4区、2县，面积为2662平方千米；第三层次包括规划范围内除一、二层次以外的都江堰市、彭州市、邛崃市、崇州市、金堂县、新津县、大邑县、蒲江县，以及双流县南部地区，总面积为9130平方千米。规划重点是第一、二层次构成都市区。
三、 城市性质 成都是四川省省会，全省政治、经济、文化中心，我国西南地区的科技、金融、商贸中心和交通、通信枢纽，是重要的旅游中心城市和国家级历史文化
四、城市规模 中心城各规划时段的城市人口规模如下： 至2000年，非农业人口规模205万人，实际居住人口230万人； 至2005年，非农业人口规模223万人，实际居住人口250万人； 至2010年，非农业人口规模242万人，实际居住人口270万人； 至2020年，非农业人口规模278万人，实际居住人口310万人；至远景期，中心城最大非农业人口规模应控制在305万人以内，实际居住人口控制在350万人以内。 中心城各规划时段城市建设用地规模分别为： 至2000年，172平方千米； 至2005年，200平方千米； 至2010年，226平方千米； 至2020年，248平方千米； 至远景期，中心城最大用地规模应控制在310平方千米以内。 五、市域城镇体系 城镇体系发展方针为：严格控制中心城规模，适当发展中等城市，积极发展小城市，有重点地发展小城镇。按照城乡一体化原则形成功能布局合理、经济发达、基础设施先进的现代化城镇体系。优化市域产业布局。 市域城镇体系等级规模结构由特大城市——中等城市——小城市——小城镇构成。其中特大城市1个，中等城市4个，小城市11个，小城镇139个。 市域城镇体系的职能结构由中心城——卫星城——县（市）域中心城镇——中心镇——一般建制镇五级构成。 市域城镇体系的空间布局形态为：以中心城为核心，依托交通干线集聚发展的点轴型放射状空间布局结构。 六、都市区 都市区以内为一体化的城市地区，由七个卫星城与中心城共同构成的高度城市化和现代化的城市群，是形成成都现代化都市的主体，各卫星城按照各自的职能分工，优势互补，共同发挥都市区的整体功能。

1.2自然资料
1.2.1气象资料
1.2.1.1气象降水等资料

表11气象降水的资料
年平均气温，oC
16.2
月平均最高，oC
26.2
年最低气温，oC
-5.9
月平均最低，oC
5.6
年最高气温，oC
37.3
月平均气温，oC
16.0
降雨量，mm/年
759.1~1155.0
年蒸发量，mm/年
841.1-1066.1

1.2.1.2常年主导风向
常年主导风向：NE和NNE；
最大风速(m/s): 27.4m/s

图1- 1风玫瑰图

1.2.1.3设计暴雨强度公式及参数
暴雨强度公式及参数：
其中，q—设计降雨强度（L/sm2），P—设计降雨重现期（a），t—降雨历时（min）
1.2.2地质资料

表格 12地质资料
地点
土壤性质
冰冻深度，m
地下水位，m
承载力
污水处理厂厂址
平整硬质粘土
0.26
5
低

1.2.3城市排水管网资料
分流制，污水厂进水管渠水位（在地表下）：-2.8 m
1.3受纳水体情况
受纳水体为江安河，自查以下水文资料及相关水质资料：
最低水位：-3.0m；最高水位：-1.0m；常水位：-2.0 m。
江安河属岷江内河水系。根据成都市环境保护局公布的《2009年成都市环境质量白皮书》，岷江内河水系江安河流域上游水质良好，下游段水质较差，全流域5个监测断面有4个达到地表水Ⅲ类以上水质标准。下游水质常年为Ⅴ类水质，主要污染行业为电镀、造纸、淀粉加工等，主要污染物为COD、酚、Fe、Mn等。
在水体自净最不利情况下，河水流量Q=19.5m3/s，河水平均流速v=0.6 m3/s，河水温度T=25℃，河中原含溶解氧DO=6.0 mg/L，BOD5=3.0mg/L，SS=55mg/L，SS允许增加量P=0.75mg/L，设河水与污水能很快地完全混合，混合后20℃的K1=0.18d-1，K2=0.3d-1。在污水总出口下游35公里处为集中取水口的卫生防护区，要求BOD5不得超过4mg/L。
1.4设计任务及设计成果要求
1.4.1设计任务
根据成都市总体规划以及所给的设计资料进行城市污水处理厂，设计内容 如下：
1. 污水处理工艺系统方案选择；
2. 污水处理单元构筑物设计：任选生物反应池或二次沉淀池进行设计。
1.4.2设计成果要求
1. 设计计算说明书一份。
2. 绘制的图纸 3 张，包括：
污水处理厂工艺总平面图（4 号图） 1 张
污水处理厂污水与污泥处理高程图（4 号图） 1 张
生物反应池或二次沉淀池施工图（4号图） 1 张

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第二章 厂址选择、建设规模与水质
第2章 厂址选择、建设规模与水质
2.1厂址选择
厂址选择原则：
应与选定的污水处理工艺相适应；少占农田和不占良田；厂址必须位于集中给水水源下游，城镇、工厂厂区和生活区的下游，夏季主风向的下风向；与城镇、工厂厂区和生活区、农村居民点保持300m以上的距离，但也不宜太远；应与处理后污水与污泥的用户靠近，或便于运输，与受纳水体靠近；不宜设在低洼处、设在地质条件较好的地方；充分利用地形，选择有适当坡度的地区；根据城市总体规划，考虑扩建的可能。
由风玫瑰图可以看出，成都市夏季的主导风向为北北东向风。根据污水处理厂必须位于集中给水水源下游，并设在城区的下游和夏季风向的下风向的要求，本污水处理厂选择在本市的西南角方向，并保证与居民点规划居住区或公共建筑群保持一定的卫生防护距离，并预留出一定距离以供将来扩建的需要。
2.2建设规模
城市污水处理厂设计规模：36万m3/d。
2.3进出水水质
进水水质：
BOD5，mg/L
CODCr，mg/L
SS，mg/L
氨氮，mg/L
磷酸盐，mg/L
pH
水温，℃
220
420
190
35
6.5
6~9
15~25
出水水质:
出水水质符合《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级 A。

表21出水水质
BOD5，mg/L
CODCr，mg/L
SS，mg/L
氨氮，mg/L
磷酸盐，mg/L
pH
10
50
10
5
0.5
6~9

2.4污水处理程度的确定
污水处理程度可按下式计算：

式中：Ci——进水中某种污染物的平均浓度（mg/L）；
Ce——出水中某种污染物的平均浓度（mg/L）。

BOD5去除率：
CODcr去除率：
SS去除率：
氨氮去除率：
磷酸盐去除率：
表22污水处理厂处理程度表
序号
污染物
进水指标（mg/L)
出水指标（mg/L)
处理程度（％）
1
BOD5
220
10
95.5
2
CODcr
420
50
88.1
3
SS
190
10
94.7
4
氨氮
35
5
85.7
5
磷酸盐
6.5
0.5
92.3

第三章 污水处理工艺的选择
第3章 污水处理工艺的选择
3.1处理工艺流程的选定原则
污水处理厂的工艺流程是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，还需要考虑确定各处理单元构筑物的型式，两者互为制约，互为影响。污水处理工艺流程的选定，主要考虑以下因素作为依据：
1． 污水的处理程度
这是污水处理工艺流程选定的主要依据，而污水的处理程度又主要取决于处理水的出路、去向。排放水体，这是对处理水最常用的途径，也是处理水的自然归宿。当处理水排放水体时，污水处理程度可以考虑用以下几种方法进行确定：
(1) 按水体的水质标准确定，即根据当地环境保护部门对该受纳水体规定的水质标准进行确定；
(2) 按城市污水处理厂所能达到的处理程度确定，一般以二级处理技术所能达到的处理程度作为依据；
(3) 考虑受纳水体的稀释自净能力，这样可能在一定程度上降低对处理水水质的要求，降低处理程度，但对此应采取审慎态度，取得当地环保部门的同意。
2． 工程造价与运行费用
工程造价与运行费用也是工艺流程选定的重要因素，但处理水应当达到的水质标准是前提条件。以原污水的水质、水量及其他自然状况为已知条件，以处理水应达到的水质指标为制约条件，以处理系统最低的总造价和运行费用为目标函数，建立三者之间的相互关系。减少占地面积也是降低建设费用的重要措施，从长远考虑，它对污水处理厂的经济效益和社会效益有着重要的影响。
3． 当地的各项条件
当地的地形、气候等自然条件也对污水处理工艺流程的选定具有一定的影响。当地的原材料与电力供应等具体问题，也是选定处理工艺应当考虑的因素。
4． 原污水的水量与污水流入工况
除水质外，原污水的水量也是选定处理工艺需要考虑的因素，水质、水量变化较大原污水，应考虑设调节池或事故贮水池，或选用承受冲击负荷能力较强的处理工艺，如完全混合型曝气池等，某些处理工艺，如塔式滤池和竖流式沉淀池只适用于水量不大的小型污水处理厂。
工程施工的难易程度和运行管理需要的技术条件也是选定处理工艺流程需要考虑的因素，地下水位高，地质条件较差的地方，不宜选用深度大、施工难度高的处理构筑物。
总之，污水处理工艺流程的选定是一项比较复杂的系统工程，必须对上述各项因素加以综合考虑，进行多种方案的经济技术比较，必要时应当进行深入的调查研究和试验研究工作，这样才有可能选定技术可行、先进，经济合理的污水处理工艺流程。
3.2进水分析
本污水处理进水的特点有如下几方面：
• 进水量大，达到36万m3/d；
• BOD/COD=0.52＞0.3，污水可生化性较好，以有机污染为主；
• 重金属及其他难以降界的有毒有害污染物少，不需要考虑；
• 该处理厂对脱氮除磷要求较高；
• 对BOD、SS的处理的要求采用普通生物处理即可满足需要。
由于该工程具备以上特点，按照该工程的出水水质要求，参考现有城市污水处理技术的特点，宜采用生化处理。
因本设计设计规模为36万m3/d，属于大型污水处理厂，又因本设计对氨氮等处理也有较高的要求，氨氮去除率要求85.7%，磷酸盐去除率要求92.3%，需要进行二级强化处理。按照《城市污水处理及污染防治技术政策》（建成[2000]124号），在对氮、磷污染物有控制要求的地区，日处理能力在10万立方米以上的污水处理设施，一般选用A/O法、A–A–O法等技术。也可审慎选用其他的同效技术。
3.3生物处理工艺方案比较选择
3.3.1巴颠甫(Bardenpho)脱氮除磷工艺
巴颠甫(Bardenpho)脱氮除磷工艺流程图如图3-1所示：

图3- 2巴颠甫(Bardenpho)脱氮除磷工艺流程图

(一) 工艺介绍
本工艺是以高效率同步脱氮、除磷为目的而开发的一项技术，本工艺各组成单元的功能如下：
(1) 原污水进入第一厌氧反应器，本单元的首要功能是脱氮，含硝态氮的污水通过内循环来自第一好氧反应器，本单元的第二功能是污泥释放磷，而含磷污泥是从沉淀池排出回流的；
(2) 经第一厌氧反应器处理后的混合液进入第一好氧反应器，它的功能有三个：首要功能是去除BOD，去除由原污水带入的有机污染物；其次是硝化，但由于BOD浓度还较高，因此，硝化程度较低，产生的NO3—N也较少；第三项功能则是聚磷菌对磷的吸收。按除磷机理，只有在NOx–得到有效的脱出后，才能取得良好的除磷效果，因此，在本单元内，磷吸收的效果不会太好；
(3) 混合液进入第二厌氧反应器，本单元功能与第一厌氧反应器相同，一是脱氮，二是释放磷，以前者为主；
(4) 第二好氧反应器，其首要功能是吸收磷，第二项功能是进一步硝化，再其次则是进一步去除BOD；
(5) 沉淀池，泥水分离是它的主要功能，上清液作为处理水排放，含磷污泥的一部分作为回流污泥，回流到第一厌氧反应器，另一部分作为剩余污泥排出系统。
(二) 工艺特点
从以上分析可以看出，无论哪一种反应，在系统中都反复进行两次或两次以上。各反应单元都有其首要功能，并兼行其他各项功能。因此本工艺脱氮、除磷效果很好，脱氮效率达90%-95%，除磷率达97%。工艺复杂，反应器单元多，运行繁琐，成本高是本工艺的主要缺点。
3.3.2间歇式活性污泥处理系统（SBR工艺）
（一）工艺介绍
本工艺又称序批式活性污泥处理系统。
图3-2所示为间歇式活性污泥处理系统的工艺流程：
图3-2 SBR工艺流程

从图可见，本工艺系统最主要特征是采用集有机污染物降解与混合液沉淀于一体的反应器——间歇曝气池。
（二）SBR工艺特点
SBR是传统活性污泥法的一种变形，它的净化机理与传统活性污泥法基本相同，但SBR的各个运行期在时间上的有序性，使它具有不同于连续流活性污泥法和其它生物处理的一些特性。
1. 处理效果稳定，对水量，水质变化适应性强，耐冲击负荷。
SBR在运行操作过程中，可以通过时间上的有效控制和变化来满足多功能的要求，具有极强的灵活性，SBR独特的时间推流性与空间完全混合性，使得可以对其它运行有效的交换，以达到适应多种功能的要求，及其灵活。
2. 理想的推流过程使生化反应推力大，效率高。
3. 污泥活性高，浓度高具有良好的污泥沉降性能。
由于有机物浓度存在较大的浓度梯度，有利于菌胶团的形成，所以可以有效地抑制丝状菌的生长，防止污泥膨胀。SBR在沉淀时没有进出水流的干扰，可以避免短流和异重流的出现，是一种理想的静态沉淀，固液分离效果好，易获得澄清的出水。剩余污泥含水率低，浓缩污泥含固率可达2.5%-3%，为后续污泥的处置提供了良好的条件。
4. 脱氮除磷效果好
SBR工艺的时间序列性和运行条件上的较大灵活性为其脱氮除磷提供了得天独厚的条件。
5. 工艺简单，工程造价及运行费用低，是较小规模污水治理的有效方法。目前我国乡镇企业发展很快，排放污水总量不大，且间断排放。加之技术管理水平低，经费少，若采用常规的连续式活性污泥系统进行治理，难度很大，若采用间歇法，则具有均化水质，无须污泥回流，不需二沉池，建设与运行费用都较低等优点。SBR是一种高效、经济、管理简便，适用于中小水量的污水。
3.3.3A2/O法同步脱氮除磷工艺
（一）工艺介绍

图3-3A2O法同步脱氮除磷工艺流程

A2/O或AAO是英文anaerobic-anoxic-oxicd第一个字母的简称,在一个处理系统中同时具有厌氧区、缺氧区、好氧区。原污水从进水井内首先进入厌氧区，同步进入的还有从沉淀池排出的含磷回流污泥，本反应器的主要功能是释放磷，同时部分有机物进行氨化。污水经过第一厌氧反应器进入缺氧反应器，本反应器的首要功能是脱氮，硝态氮是通过内循环由好氧反应器送来的，循环的混合液量较大，一般为2Q(Q——原污水流量)。混合液从缺氧反应器进入好氧反应器——曝气器，这一反应器单元是多功能的，去除BOD，硝化和吸收磷等反应都在本反应器内进行。这三项反应非常重要，混合液中含有NO3-N，污泥中含有过剩的磷，而污水中的BOD则得到去除。流量为2Q的混合液从这里回流缺氧反应器。
（二）工艺特点
采用较短时间的初沉池，使进水中的细小有机悬浮固体有相当一部分进入生物反应器，以满足反硝化菌和聚磷菌对碳源的需要，并使生物反应器中的污泥达到较高的浓度；整个系统中的活性污泥都完整地经历过厌氧和好氧的过程，因此排放的剩余污泥中都能充分地吸收磷；避免了会留污泥中的硝酸盐对厌氧释磷的影响；由于反应器中活性污泥浓度较高，从而促进了好氧反应器中的同步硝化、反硝化，因此可以用较少的总回流量达到较好的总氮去除效果。
表3-1 工艺技术经济比较

工艺类型
巴颠甫脱氮除磷工艺
SBR工艺
A2/O法
技术比较
1. 无论哪一种反应，在系统中都反复进行两次或两次以上。

2. 各反应单元都有其首要功能，并兼行其他各项功能。

3. 本工艺脱氮、除磷效果很好，脱氮效率达90%-95%，除磷率达97%。
1.理想的推流过程使生化反应推动力增大，效率高，池内厌氧、好氧处于交替状态，净化效果好。 　　
2.耐冲击负荷，池内有滞留的处理水，对污水有稀释、缓冲作用，有效抵抗水量和有机污物的冲击。 　　
3.工艺过程中的各工序可根据水质、水量进行调整，运行灵活。 　　
1.具有较好的除磷脱氮功能；
2.改善污泥沉降性能的能力，减少污泥排放量；
3技术先进成熟，运行稳妥可靠；
4.在厌氧（缺氧）、好氧交替运行条件下，丝状菌不能大量繁殖，无污泥膨胀之虞，SVI值一般均小于100。
经济比较
1. 工艺较复杂，建设安装费用高。
2. 反应器单元多，运行繁琐，运行费用高。
1.自动化控制要求高。
2.需要专门的排水设备（滗水器），且对滗水器的要求很高。 　　
3.后处理设备要求大：如消毒设备很大，接触池容积也很大，排水设施如排水管道也很大。
4.由于不设初沉池，易产生浮渣，浮渣问题尚未妥善解决。
1.运行中勿需投药，两个A段只用轻缓搅拌，以不增加溶解氧为度，运行费用低。
2.管理维护简单，运行费用低；沼气可回收利用
3.通过简单的流程，尽量少的构筑物，完成复杂的处理过程，更利于工程的实施。
适用范围
对除氮、磷有特别需求的污水处理厂
规模较小的污水处理厂
大中型污水处理厂
稳定性
一般
一般
稳定

本次设计对氮磷的处理要求都比较高，因此采取同步脱氮除磷工艺比较合理。A2/O同步脱氮除磷工艺，系统的工艺相对简单，反应器单元相对较少，运运行成本也相对较低，对氮磷的去除率基本可以达到要求，因此选定此法作为本次设计的主要工艺。
3.4前处理工艺选择
前处理工艺包括格栅，泵房，沉砂池，初沉池。现分述如下：
3.4.1格栅
格栅是生活污水处理中必不可少的前处理工艺。生活污水中含有较多的大颗粒杂质，如不出去，将会破坏后续的提升泵。因此，格栅对提升泵有较大的保护作用。本设计中设中格栅和细格栅各一个，中格栅设在泵房前，细格栅设在泵房后。

3.4.2泵房
泵房是使污水处理后续工艺能在污水重力下自流的构筑物。
3.4.3沉砂池
本设计选择使用曝气沉砂池。
曝气沉砂池是一个长形的渠道，池表面呈矩形，池底一侧有i＝0.1-0.5的坡度，坡向另一侧有集砂槽。曝气装置设在集砂槽侧、距池底0.6-0.9m，使池内水流作旋流运动。无机颗粒之间互相碰撞与摩擦的机会增加，把表面附着的有机物去除。曝气沉砂池的特点是通过曝气形式来产生的旋转水流，用以提高除砂效率及有机物的分离效率。由于旋流产生离心力，把相对密度较大的无机物颗粒甩向外层而下沉，相对密度较轻的有机物旋至水流中心部位随水带走。可使沉砂池中有机物含量低于10％，称为清洁沉砂。由于曝气作用，废水中有机颗粒经常处于悬浮状态，砂粒互相摩擦并承受曝气的剪切力，砂粒上附着的有机污染物能够去除，有利于取得较为纯净的砂粒。另外，在水中曝气可脱臭，改善水质，有利于后续处理，还可起到预曝气作用。
3.4.4初沉池
本设计中初沉池采用平流沉淀池，该沉淀池具有一下优点：
(1) 沉淀效果好
(2) 对冲击负荷和温度变化的适应能力强
(3) 施工简易
(4) 平面布置紧凑
(5) 排泥设备已趋于稳定

3.4.5二沉池
选择中心进水周边出水的辐流式沉淀池
3.5总工艺流程图
泥饼外运
回流污泥
活性污泥
进水
A2/O生物池
辐流二沉池
污泥泵房
污泥浓缩脱水泵房
中格栅
进水泵站
平流初沉池
细格栅
曝气沉砂池
接触池
出水
图表 35总工艺流程图
3.6污水处理厂的平面布置
污水厂的平面布置包括以下主要内容：
1、 处理构筑物的布置；
2、 办公、化验及其他辅助建筑物的布置；
3、 各种管道、道路、绿化等的布置。
平面布置遵循以下原则
1. 处理构筑物的布置应紧凑，节约用地并进行管理；
2. 处理构筑物尽可能按流程顺序布置，以避免管线迂回，同时应充分利用地形，减少土方量；
3. 经常有人工作的建筑物如办公、化验等用房应布置在夏季主风向的上风向一方，在北方地区主要考虑朝阳；
4. 布置总图时，应考虑安排充分的绿化地带；
5. 构筑物间的距离，应考虑敷设管渠的位置，运转管理的需要和施工的要求，一般采用5—10m；
6. 污泥构筑物应尽可能布置成单独的组合，以策安全，并方便管理。污泥消化池应距初沉池较近，以缩短污泥管线，但消化池与其他构筑物间距不应小于20m。贮气罐与其他构筑物间距也应参照有关规定；
7. 配电室应设置于耗电量大的构筑物附近；
8. 污水厂内管线众多，应综合考虑布置，以免发生矛盾，污水和污泥管道尽可能考虑重力压流；
9. 如有条件，污水厂内管线和电缆可合并敷设在一条管廊或管道内，以利于维护和检修；
10. 污水厂内应设超越管，以便在发生事故时，使污水能超越一部或全部构筑物，进入下一级构筑物或事故溢流。
按以上原则，有以下基本设计：
1、布置按顺序安排，较为紧凑；
2、管线较少迂回，管线中在一些泥管中设置超越管；
3、办公区置于西南侧，为夏季之风的上风一侧；
4、在空地上布置绿化带；
5、污泥构筑物位于厂区东侧，单独成区；
6、贮气罐远离办公区，以保证安全；
7、管线敷设较底，尽量贴着构筑物边缘；
8、配电室位于污泥区和风机附近，减少电耗；
对于各处理单元构筑物，在后面的设计计算中均会对其池型，大小做出阐述。对于管渠，其具体管径、损失根据各自对应的流量、管材、质地条件来确定。辅助构筑物主要包括泵房、鼓风机房、办公室、集中控制室、水后分析化验室、配电室、机修、仓库、食堂等。其中污水泵房设在格栅间后，污泥泵则集中于污泥控制室，鼓风机房置于曝气池附近，化验室设在厂前区。各个辅助构筑物的面积都要根据具体条件与情况确定。
3.7主要构筑物设计计算
3.7.1中格栅
1. 设计流量的确定
Q=360000m/d=4167L/s=4.167m3/s
最大时流量Qmax=Q×Kz=4167×1.25=5208L/s
2. 栅前最大设计流量Qmax=5208L/s，格栅前进水廊道为4个，则每个廊道最大流量为Q1=1302L/s。设栅前水位h=0.4m，过栅流速取0.9m/s，栅格倾角ɑ=60°，栅格净间隙e=20mm，
栅条间隙数n=168(个)
取栅条宽度S=0.01m
栅槽宽度B=S(n-1)+en=0.01×（168－1）+0.02×168=5.03m
3. 过栅水头损失
因栅条为矩形断面，取k=3,阻力系数取2.42
过栅水头损失h1=2.42×（）4/3sinα ×3=0.10m
4. 栅槽总高度H
取栅前渠道超高h2为0.3m，H=h+h1+h2=0.4+0.1+0.3=0.8m
5. 栅槽总长度L
L=l1+l2+1.0+0.5+
式中l1= = 2.79m
B1为进水渠道宽度，取3.0m；α1为渐宽部分展开角，取20°；
l2= = 1.39m
H1=h+h2=0.4+0.3=0.7m
因此L=6.08m
6. 中格栅尺寸为：6.08m×5.03m×0.8m
7. 每日栅渣量
W> ,故采用机械清渣。
3.7.2进水泵房
1. 输水干管管径、数量的确定及校核
采用四组并行渠道，则Q=1302/s，选用1300mm的渠道。
查设计手册有 v=0.98m/s, i=0.754‰
2. 净扬程的计算
选择集水池与机器合建的矩形泵站，考虑20台水泵（16用4备），每台泵的容量为：
Q=5208/12=434L/s
集水池容积（6分钟计算）
W=434×60×6÷1000=156.24m3 (取157 m3)
有效水深采用 H=2.0m, 则集水池面积 F=78.5m2
经过格栅的水头损失为0.1m
集水池最低工作水位与所需提升最高水位之间的高差
h=3-(-2.0-0.1-2.0)=7.1m
当泵站运转时
Q=434L/s，选管径DN=700mm, i=2.196‰;v=1.13>0.7m/s
3. 设计扬程的估算
泵站内的管线损失假设为1.5m，考虑自由水头为1.0m，安全水头为2m，则水泵所需总扬程为：H=2+7.1+1+2=12.1 m
3.7.3细格栅设计计算
设计细格栅四组并行，故得单组设计流量为 4.167/4=1.04 m3/s
1. 设计参数
栅条净间隙e=10.0mm
栅前流速 v1=0.7m/s
过栅流速 v=0.9m/s
格栅倾角α=60
栅前水深h=0.7m
2. 栅条间隙数n=192(个)
取栅条宽度S=0.01m
栅槽宽度B=S(n-1)+en=0.01×（192－1）+0.01×192=3.83m
3. 过栅水头损失
因栅条为矩形断面，取k=3，
过栅水头损失h1=2.42×（）4/3sinα ×3=0.10m
4. 栅槽总高度H
取栅前渠道超高h2为0.3m，H=h+h1+h2=0.7+0.1+0.3=1.1m
5. 栅槽总长度L
L=l1+l2+1.0+0.5+
式中l1= = 1.4m
B1为进水渠道宽度，取2.8 m；α1为渐宽部分展开角，取20°；
l2= = 0.7m
H1=h+h2=0.7+0.3=1.0m
因此L= 4.2m
6．细格栅的尺寸为4.2m×3.83m×1.1m
3.7.4曝气沉砂池
1. 设计说明
污水经过细格栅处理之后，流入曝气沉砂池。本设计中共设四个曝气沉砂池，相对于提升泵房中轴线对称布置，并且每个分为8格。
设计流量Q=4.167m3/s
水力停留时间t=2min
水平流速v=0.1m/s
有效水深H1=2.7m
2. 曝气沉砂池池体设计计算
总有效容积V=60Qt=500.04m
共有八格，
每格有效容积V1=V/8=62.5m
每格池断面积A1==62.5/2.7=23.15m 取A1=23.2 m
池长L=vt=0.1×2.0×60=12m
单格池宽B1==23.2/12=1.93m
每个池宽B=2B1=3.86m
3. 水力校核
长宽比 L/B=12/3.86=3.1 (≤5，符合)
宽深比 B/H=4/2.7=1.43 (在1.0~1.5之间，符合)
3.7.5初沉池（平流沉淀池）
1. 设计参数
表面负荷q=1.5m3/(m2·h)
沉淀时间t=2h
池内平均水平流速v=5mm/s
沉淀池个数n=12
2. 沉淀区尺寸
初沉池面积F= = 232 m2
池长L=3.6vT=3.6×5×2= 36m
池宽B=F/L=241/36=6.4m
长宽比核算36/6.4=5.625＞4:1
有效池深h2=qt=3m
3. 污泥区尺寸
每日污泥量W== = 166.7m3
每座沉淀池的污泥量W1= 166.7/12= 13.9 m3
污泥斗容积V1=1/3×h4(f1+f2+√f1×f2)
式中f1—污泥斗上口的面积，m2；
f2—污泥斗下口的面积，m2；
h4—污泥斗的高度，m。
此处f1=6×6=36 m2，f2=0.4×0.4=0.16 m2，污泥斗为方斗，α=60°，h4=（6－0.4）/2×1.732=4.8m.
故污泥斗的容积V1=1/3×h4(f1+f2+√f1×f2)
=1/3×4.8×（36+0.16+√36×0.16）
=61.7 m3＞13.9 m3
4. 沉淀区总高度
H=h1+h2+h3+h4=0.3+3.0+0.6+4.8 = 8.7m
式中h1—超高，采用0.3m；
h2—沉淀区高度；
h3—缓冲区高，采用机械刮泥，含刮泥板；
h4—污泥区高度。
5. 沉淀区总长度
L=0.5+0.3+36=36.8m
式中0.5—流入口至挡板的距离；
0.3—流出口至挡板的距离。
3.7.6A/O反应池（见第五章）
3.7.7二沉池
1. 设计流量Q=4.167m3/s
水力表面负荷q=1.5m3/(m2·h)
出水堰负荷设计规范规定为 q 不大于1.7L/（s·m）
2. 沉淀池个数为n=20
沉淀时间为T=2h
池面积A=Q/q=4.167/1.5=10000.8m
单池面积A=A/n＝10000.8/20=500.0m
池直径D==25.2m，取D=26m
沉淀部分有效水深h2=q×T=1.5×2=3m
径深比校核D/ h2=26/3= 8.67 (在6~12之间，符合要求)
3. 保护高h1取0.3m，池底坡度取i=0.05，
沉淀池坡底落差h3=i
缓冲层高度h4取0.5m
4. 每日污泥量W== = 83.3m3
每座沉淀池的污泥量W1= 83.3/20= 4.17 m3
污泥斗，设r1=2m，r2=1m，α=60°
污泥斗高度h5==1.73m
污泥斗容积
V=
池底可储存的污泥体积V=
共可存泥V=V+ V=127.3m＞ 4.17 m3，足够。
5. 沉淀池总高度H=h1+h2+h3+h4+h5
=0.3+3+0.55+0.5+1.73=6.08m
沉淀池周边高度为h1+h2+h4=0.3+3+0.5=3.8m
3.7.8接触池
1. 设计参数
设计流量Q=360000 m/d=4167 m/h，变化系数为1.25
水力停留时间T=0.5h
设计投氯量为C=0.5~3.0mg/l
2. 设计计算
设计两个接触池并行，每个为3廊道推流式反应池。每个计算如下
池体容积V =QT =(4167/2)0.51.25=1302.2m
设消毒池的有效设计水深H0=4.0m
则消毒池的面积A=V/H0=1302.2/4=325.5m2
取消毒池长L=30m，宽B=10.85m，，长宽比L/b=2.76
实际接触池容积V1=BLH=10.85304=1302m3
3. 取超高h1=0.3m
H=H0+h2=4+0.3=4.3m
4. 采用管道混合的方式，加氯管线直接接入消毒接触池进水管，为增强混合效果，加氯点后接静态混合器。
3.8污水处理厂建（构）筑物尺寸
表3