城镇污水处理厂专业课程设计.doc

目 录
1. 序言 1
1.1 设计概述 1
1.1.1 设计目标 1
1.1.2 设计背景 1
1.2 设计内容 1
1.2.1 基础资料 1
1.2.2 关键内容 2
1.2.3 水质去除率计算 2
2. 城镇污水处理厂设计方案确实定 3
2.1污水处理方法设计标准和设计依据 3
2.1.1设计标准 3
2.2污水处理AB工艺介绍 4
2.2.1 AB法由来 4
2.2.2 AB法工艺关键特征 4
2.2.3 AB法工艺处理机理和适用范围 4
2.2.4 AB法除磷脱氮 5
2.2.5 AB法优缺点 6
2.3 AB处理工艺步骤示意图` 7
2.4 关键构筑物选择 8
2.4.1 污水处理构筑物选择 8
2.4.2 污泥处理构筑物选择 9
3.设计计算及说明 10
3.2格栅设计计算 11
3.2.1泵前中格栅 11
3.2.2泵后细格栅 13
3.3 污水提升泵房 16
3.3.1 选泵 16
3.3.2 集水池 17
3.3.3 潜污泵部署 18
3.3.4 泵房高度确实定 18
3.3.5 泵房隶属设施 18
3.3.6单管出水井设计 19
3.3.7 污水提升泵房设计草图 19
3.4曝气沉砂池设计计算 19
3.4.1池子有效容积（V） 20
3.4.2 水流断面积（A） 20
3.4.3 池总宽度（B） 20
3.4.4 每格池子宽度（b） 20
3.4.5 池长（L） 20
3.4.6 每小时需空气量(q) 20
3.4.7 沉砂室所需容积（V/m3） 20
3.4.8 每个沉砂斗容积（V0） 21
3.4.9 沉砂斗各部分尺寸 21
3.4.10 曝气沉砂池设计草图 22
3.5 A段曝气池和B段曝气池设计计算 22
3.5.1 A段曝气池设计计算 22
3.5.2 B段曝气池设计计算 26
3.6 沉淀池设计计算 29
3.6.1中间沉淀池设计计算 29
3.6.2 二次沉淀池设计计算 31
3.6.3 沉淀池设计图 32
3.7 平流式消毒池和加氯间 32
3.7.1 设计计算 33
3.7.2 消毒池设计图 34
3.8 巴氏计量槽 35
3.8.1设计参数 35
3.9 鼓风机房 36
3.9.1鼓风机选型 36
3.9.2鼓风机房设计 37
3.9.3 鼓风机房设计图 39
4.污泥处理系统设计 39
4.1回流污泥泵房 39
4.1.1设计说明 39
4.1.2回流污泥泵设计选型 40
4.2剩下污泥泵房 40
4.2.1设计说明 40
4.2.2设计选型 40
4.3浓缩池 41
4.3.1设计参数及设计要求 41
4.3.2 浓缩池尺寸设计计算 41
4.3.3 污泥浓缩池设计图 45
4.4污泥脱水机房 45
4.4.1 设计依据 45
4.4.2 设计参数 46
4.4.3设计计算 46
4.4.4 污泥脱水机房设计图 47
5. 污水处理厂部署 48
5.1污水处理厂平面部署 48
5.1.1平面部署标准 48
5.1.2平面部署 48
5.1.3污水处理厂平面部署尺寸 48
5.2污水处理厂高程部署 48
5.2.1高程部署标准 48
5.2.2 污水处理构筑物高程计算 48
5.2.3 污泥处理构筑物高程计算 48
6. 参考文件 48
7. 心得体会 49
8. 致谢 49
9.附图 50
9.1污水处理厂平面部署图 50
9.2污水处理厂高程分布图 50

1. 序言
1.1 设计概述
1.1.1 设计目标
经过课程设计，加深了解所学专业知识，培养学生利用所学专业知识能力，在设计、计算、绘图方面得到锻炼，初步学会针对污水处理设计任务怎样选择处理工艺方法，怎样组织工艺步骤 ，怎样计算和确定关键构筑物、怎样选择设备。
1.1.2 设计背景
水是人类生活和生产活动不可缺乏、不可替换宝贵资源，是社会可连续发展关键原因。因为城市化、工业化和农业集约化快速发展，和人类对水资源、水污染认识上存有部分误区，使得很多城市原有水资源不敷所用，很多地域进入水资源污染物超出其环境容量，从而造成水体污染。
而中国水环境污染和生态破坏相当严重，并呈发展趋势，这全部是长久以来城市排水工程欠账太多之故，每十二个月有近300亿立方米污水未经处理而直接排放，使水环境污染量大大超出了自净能力所能承受程度，从而破坏了水良性循环，造成水资源危机加剧，进而影响城市可连续发展。水资源短缺和水污染加重，使大家已警觉到污水再生处理已直接关系到人民健康安全和社会、经济可连续发展、关系到子孙后代可连续生存。
1.2 设计内容
1.2.1 基础资料
1． 污水处理量：10万m3/d（污水厂关键处理构筑物拟分为二组，每组处理规模为5万吨/天。）
2． 进水水质（表1-1）：
指标
BOD5 （mg/L）
CODcr（mg/L）
SS（mg/L）
氨氮（mg/L）
数值
200
450
250
50

3． 出水水质（表1-2）：
指标
BOD5（mg/L）
CODcr（mg/L）
SS（mg/L）
氨氮（mg/L）
数值
≤20
≤60
≤20
≤15

4． 处理工艺：二级处理，拟采取活性污泥法
5． 设计内容：
1) 处理步骤确定；
2) 关键污水处理构筑物工艺尺寸进行设计计算；
3) 确定污水处理厂平面部署和高程部署。
1.2.2 关键内容
针对一座二级处理城市污水处理厂，要求对关键污水处理构筑物工艺尺寸进行设计计算，确定污水处理厂平面部署和高程部署；最终完成计算说明书和设计图（污水处理厂平面部署图和高程部署图）。
该新镇将建设成完备多种市政设施。计划人口，近期50000人，发展为10人，生活污水标准为160L/人·天，其总改变系数为1.4，工业最大日污水量为10800米3/日，排水采取分流制。污水水质按通常生活污水性质考虑。生活污水和工业废水混合后其水质平均值为：BOD5=200mg/L，SS=250mg/L，CODcr=450mg/L，TP=4.9mg/L，NH3-N=49mg/L，要求经过处理后水质达成以下标准（BOD5≤20mg/L，SS≤20mg/L，CODcr≤60mg/L，NH3-N≤15mg/L）。
所以本工程处理水量：：30000×0.16×1.5+5800=50000m3/d，
：8×0.16×1.5+5800=35480m3/d
据此，该厂按10万吨/天建设一次完成。
1.2.3 水质去除率计算
城市污水经处理后，就近排入水体。污水处理厂出水水质参考《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-）中一级B标准，并尽可能争取提升出水水质。
结合排放水要求和出水水质，计算去除率，以下表所表示：

式中： ——进水物质浓度； ——出水物质浓度
表 1-3 水质去除率计算
序号
基础控制项目
出水水质浓度
进水水质浓度
去除率
1
CODcr
60
450
86.7%
2
BOD5
20
200
90.0%
3

20
250
92.0%
4

15
50
70%
5

1
5
80%
6
氨氮
15
50
70.0%

2. 城镇污水处理厂设计方案确实定
2.1污水处理方法设计标准和设计依据
2.1.1设计标准
影响污水处理方法和处理相关情况如:处理水量、排放标准、原水水质、建设投资、运行成本、处理效果及稳定性，工程应用情况、维护管理是否简单方便和能否和深度处理组合等原因相关。具体污水方法确定标准:
①出水水质稳定、可靠、卫生安全；
②抗水质、水量改变能力强；
③污泥处理和处理简单；
④建筑管理和维护费低；
⑤维护管理简单方便；
⑥必需时可和深度处理工艺进行组合。
2.1.2设计依据
（1）《中国环境保护法》
（2）《中国污水综合排放标准》（GB8978—1996）
（3）《室外排水设计规范》（GBJ14—87）
（4）《广东省地方标准—水污染物排放限值》（DB44/26-）
（5）《供、配电系统设计规范》（GB50052—92）

2.2污水处理AB工艺介绍
2.2.1 AB法由来
因为活性污泥法活性污泥中微生物群体是细菌和原生动物等众多生物组成复合生物群落，对水质负荷和冲击负荷承受能力较弱，易发生污泥膨胀、中毒现象，能耗也较高，造成处理成本高。所以针对以上不足，一个全新工艺—AB法应运而生。AB法是吸附—生物降解工艺简称。这项污水生物处理技术是20世纪70年代中期由德国B0HUKE教授首先开发。该工艺将曝气池分为高低负荷两段，各有独立沉淀和污泥回流系统。高负荷段A段停留时间约20－40分钟，以生物絮凝吸附作用为主，同时发生不完全氧化反应，生物关键为短世代细菌群落，去除BOD达50％以上。B段和常规活性污泥相同，负荷较低，泥龄较长。
2.2.2 AB法工艺关键特征
在AB法工艺中，A段污泥负荷率高达2kgBOD/（kgMLSS.d）~6 kgBOD/（kgMLSS.d），污水停留时间只有30min~40min，污泥龄短，仅为0.3d~0.5d，池内溶解氧分子质量为0.2mg/L~0.7mg/L。所以，真核生物无法生存，只有一些世代短原核细菌才能适应生存并得以生长繁殖。A段对水质、水量、PH值和有毒物质冲击负荷有极好缓冲作用。但A段产生污泥量大，约占整个处理系统污泥产量80%左右，且剩下污泥中有机物含量很高。
B段可在很低污泥负荷下运行，负荷范围通常为小于0.15kgBOD/（kgMLSS.d），水力停留时间为2h~5h、。污泥龄较长，通常为15d~20d。在B段曝气池中生长微生物除菌胶团外，还有相当数量高级真核微生物外，还有相当数量高级真核微生物，这些微生物世代期较长，并适宜在有机物含量比较低情况下生存和繁殖。
2.2.3 AB法工艺处理机理和适用范围
AB法工艺处理机理：A段处理机理是以细菌絮凝吸附作用为主。这和传统活性污泥法有很大不一样。污水中存在大量已适应污水微生物，这些微生物含有自发絮凝性，形成“自发絮凝剂”、当污水中微生物进入A短曝气池时，在A段内原有菌胶团诱导促进下很快絮凝在一起，絮凝物结构和菌胶团类似，使污水中有机物脱稳吸附。在A段曝气池中，“自然絮凝剂”、胶体物质、游离性细菌、SS活性污泥等相互强烈混合，将有机物脱稳吸附。同时，A段中悬浮絮凝体对水中悬浮物、胶体颗粒、游离细菌及溶解性物质进行网捕、吸附，使相当多污染物被裹在悬浮絮凝体中而去除，水中悬浮固体作为“絮核”提升了絮凝效果。B 段曝气池是AB 法工艺中关键部分，它状态好坏是否将直接影响到出水水质，B 段去除有机污染物方法和一般活性污泥法基础相同，它处理机理关键以氧化为主，难溶性大分子物质在胞外酶作用下水解为可溶小分子，可溶小分子物质被细菌吸收到细胞内，由细菌细胞新陈代谢作用而将有机物质氧化为CO2，H2O 等无机物，而产生能量储存于细胞中。B 段曝气池为好氧运行，所以它所拥有生物关键是处于内源呼吸阶段细菌、原生动物和后生动物，B 段低污泥负荷和长泥龄为原生动物生长提供了很好环境条件，而原生动物大量存在对游离性细菌去除又有很好作用。同时因为A段出水作为B 段进水，水质已相当稳定，为B 段微生物种群生长繁殖发明了有利条件。其数量也比同负荷下一级活性污泥法多。因为B 段去除有机污染物机理关键以氧化为主，而高级生物内源呼吸作用要比低级生物强，所以B 段产生剩下污泥量极少。
AB工艺适用范围：要确保A段正常运行，必需有足够已经使用该污水微生物。通常城市污水水质是能够满足其要求。这同时也是为何在A段之前不设初沉池原因，因为A短去除关键依靠该段微生物物理吸附和生物吸附，这么就使得去除率高低和进水微生物直接相关。但在工艺废水或一些工业废水百分比高城市污水中，因为水中重金属等物质毒害作用，微生物不易繁殖，在这么管网系统中，对应A段外源微生物补充将受到严重影响，使适应污水环境微生物浓度很低，微生物吸附作用会大大减弱，造成A段污水环境微生物浓度很低，微生物吸附作用很弱，造成A段去除效率降低，对这类污水则不宜采取AB工艺。
2.2.4 AB法除磷脱氮
AB工艺中有A段超高负荷运行，为B段硝化作用发明了条件。污水经A段吸附处理后，出水BOD 大为降低，减轻了B段污泥有机负荷，发明了硝化菌在微生物群体中存活条件。
若在B段设计上亦有厌氧—好氧周期地或同时地存在时空条件，就很方便形成了厌氧—好氧活性污泥法脱氮工艺。
2.2.5 AB法优缺点
2.2.5.1优点
(1)去除污染物效果好。AB法工艺和传统生物处理工艺相比，去除BOD和COD效果，尤其是去除COD效果有显著提升。经A段处理后，城市污水中BOD5去除率能够达成50%~60%,借助A段生物絮凝和极强吸附作用，为B段微生物提供了良好进水水质条件，B段内原生动物对游离微生物含有吞噬作用，深入降低有机负荷。
(2) 运行稳定性好。AB法工艺含有很强抗冲击负荷能力，运行稳定性好，关键在以下两个方面：一是AB法处理工艺出水水质波动小。当处理城市污水时，在一样进水条件下，AB法工艺出水要好于传统一段处理工艺，并对进水负荷改变有很好适应性和稳定性；二是AB法处理工艺有很强耐冲击负荷能力，对于城市污水中PH值、有毒物质等均含有很好适应和抵御能力。AB法工艺污泥含有良好沉降性能。通常来说，AB法工艺处理系统中曝气池能够一直保持足够污泥量。
(3) 良好脱氮除磷效果。因为很多城市污水必需进行除磷脱氮处理后排放或回用，所以，能够将AB法工艺和生物除磷脱氮或生物除磷工艺结合进行处理。
(4) 优越经济性。AB法处理工艺优越经济性关键表现在投资省和运转费用低两个方面。通常来说，AB法工艺比传统一段法处理工艺节省运行费用20%~25%。
2.2.5.2不足
(1) AB法剩下污泥量大，选择AB法是需考虑这个原因。现在中国外采取AB法工艺大型污水处理厂，有条件多采取厌氧消化处理，回收沼气，但对于小型污水处理厂，厌氧消化污泥投资比较大。假如采取好氧消化，增加了运行费用。所以正确评价、应用AB法，还应考虑污水处理厂规模、污水性质、生化性能和以后污泥处理方法或脱水设备研制。
(2) A段运行时出现恶臭，影响周围环境卫生，这关键是因为A段在高有机负荷下运行，使A段曝气池在厌氧甚至缺氧条件下运行，造成产生H2S、大粪素等恶臭气体。所以，以后A段曝气池应考虑加封盖，以免影响周围环境。
(3) AB工艺最大不足是其脱氮除磷效果差，常规AB工艺总氮去除率约为30%~40%，虽较传统一段活性污泥有所提升，但尚不能满足预防水体富营养化要求。这是因为AB工艺中不存在缺氧段和及内回流，无法进行反硝化，不含有深度脱氮功效。AB工艺对磷去除效率也很低，基础是经过微生物新陈代谢和部分絮凝吸附作用实现。所以，要对其进行改善，改善基础做法有两种：一是将B段以不一样脱氮除磷工艺来运行，在工艺步骤中增加缺氧段。另一个方法是增加AB两段间污泥回流。
(4) AB工艺用于处理低浓度城市生活污水及工业废水仍是值得进行研究问题。中国很多城市污水，因为种种原因，其城市污水有机物含量偏低，而污水中氨氮含量并不低。所以，中国部分城市在新建、扩建或改建污水处理厂时，假如对出水TN和TP有着关键求时，即需要预防受纳水体发生富营养化。
2.3 AB处理工艺步骤示意图
A段
进水
中沉池
B段
二沉池
出水
A段剩下污泥
B段剩下污泥

回流污泥
回流污泥

图2-1
AB工艺系生物吸附一降解活性污泥法，是在常规活性污泥法和两段活性污泥法基础上发展起来污水处理上艺。该工艺属高负荷活性污泥法，和常规活性污泥法比较含有处理负荷高、节能、对水质改变适应能力强、处理效果好等优点。AB工艺不设初沉池，由A、B两段组成，A段由A段曝气池和中间沉淀池组成，B段由B段曝气池和二次沉淀池组成。AB两段各自设污泥回流系统，污水优异入高负荷A段，然后再进入低负荷B段，AB两段串联运行。A段污泥含有很强吸附能力和良好沉淀性能。A段对有机物去除是以细菌絮凝吸附作用为主。A段工艺污泥负荷高、泥龄和水力停留时间短。所以，A段工艺投资和运行费用低，属于高负荷活性污泥系统强化一级处理。
2.4 关键构筑物选择
2.4.1 污水处理构筑物选择
1) 格栅：
格栅关键是为了截留较大悬浮物及漂浮物，减轻后续处理构筑物处理负荷。清除截留污物方法有两种：人工清除和机械清除。
本工程设计确定采取两道格栅，21mm 中格栅和10mm细格栅。
2) 进水观察井
进水观察井于厂区进水管和中格栅间之间。
3) 污水提升泵房
依据污水处理规模及相关情况选泵；污水泵站建设依据泵站规模大小、地质水文条件、地形及施工方案、管理水平、环境要求等。
本工程设计确定采取和粗格栅合建潜水泵房。
4) 沉砂池
沉砂池功效去除比重较大无机颗粒。按水流方向不一样可分为平流式、竖流式、曝气沉砂池和旋流沉砂池四类。
a. 竖流沉砂池排砂方便，效果好，结构简单工作稳定。池深大，施工困难，造价较高，对耐冲击负荷和温度适应性较差，池径受到限制，过大池径会使布水不均匀；
b. 平流沉砂池沉淀效果好，耐冲击负荷，适应温度改变。工作稳定，结构简单，易于施工，便于管理。占地大，配水不均匀，易出现短流和偏流，排泥间距较多，池中约夹杂有15%左右有机物使沉砂池后续处理增加难度；
c. 曝气沉砂池克服了平流沉砂池缺点，使砂粒和外裹有机物很好分离，经过调整布气量可控制污水旋流速度，使除砂效率较稳定，受流量改变影响小，同时起预曝气作用，其沉砂量大，且其上含有机物少。因为需要曝气，所以池内应考虑设消泡装置，其它型易产生偏流或死角，而且因为多了曝气装置而使费用增加，并对污水进行预曝气，提升水中溶解氧；
d. 旋流沉砂池（钟式沉砂池）占地面积小，能够经过调整转速，使得沉砂效果最好，同时因为采取离心力沉砂，不会破坏水中溶解氧水平（厌氧环境）。气提或泵提排砂，增加设备，水厂电气容量，维护较复杂；
基于以上四种沉砂池比较，本工程设计确定采取曝气沉砂池。
5) 二沉池
因为本设计关键构筑物采取AB工艺，可不设初沉池。二沉池设在生物处理构筑物后面，用于去除活性污泥或腐殖污泥。二沉池有平流沉淀池、辐流沉淀池、竖流沉淀池、斜板（管）沉淀池。
综合比较四种沉淀池优缺点，结合本设计具体资料要求，本工程设计二沉池采取中心进水、周围出水平流式沉淀池。
6) AB池 本工程设计结合设计初始数据和经济情况，采取AB型工艺。
7) 消毒
污水处理厂通常消毒方法有液氯消毒、漂白粉消毒、紫外线消毒和臭氧消毒等四种，比较其优缺点本设计采取液氯消毒。
8) 鼓风机房
依据曝气沉砂池所需氧量和AB反应池所需氧气量决定鼓风机型号。
2.4.2 污泥处理构筑物选择
1) 污泥浓缩
浓缩池有重力浓缩池和浮选浓缩池。重力浓缩池由运行方法分间歇式或连续式重力浓缩池。重力浓缩池适适用于浓缩初沉池污泥和二沉池剩下污泥，动力消耗小运行费用低。浮选浓缩池用于浓缩活性污泥及生物滤池等较轻型污泥，贮泥能力小运行费用较高。
综合比较，本工程设计采取连续式重力浓缩池。
2) 污泥脱水
污泥脱水方法：机械脱水、自然干化和污泥烧干、焚烧等。
本工程设计综合多种方法比较后采取带式压滤机机械脱水。

3.设计计算及说明
3.1进水观察井
污水处理若出现故障时，为了维修故障构筑物，保护全部构筑物，在进入格栅井前设置进水观察井。
1． 进水观察井作用：
聚集多种来水并改变进水方向，确保进水稳定性。
2． 进水观察井前设跨越管，跨越管作用：
当污水厂出现故障或维修时，可使污水直接排入水体，跨越管管径比进水管要略大，取为
3． 进水观察井设计要求以下：
1) 设在污水处理前，在具体构筑物中格栅、集水池前；形式为圆形、矩形或梯形；
2) 井底高程不得高于最低来水管管底，水面不得淹没来水管管顶。
4． 考虑施工方便和水力条件具体设计要求：
1) 进水观察井尺寸取、井深 、井内水深；
2) 进水观察井井底标高为149.5m，进水观察井水面标高为151.5m；
3) 超越管在进水管顶 处，即超越管管底标高为 。
5． 污水厂进水管设计
A.设计依据：
(1)进水流速在；
(2)进水管管材为钢筋混凝土管；
(3)进水管按非满流设计，。
B.设计计算
1) 取进水管径为，流速，设计坡度 ；
2) 已知设计最大流量日平均污水量；
3) 初定充满度h/D=0.75，则有效水深；
4) 已知管内底标高为154.9m，则水面标高为：；
5) 管顶标高为：；
6) 进水管水面距地面距离： 。

3.2格栅设计计算
格栅是废水预处理方法中一个，通常安置在废水处理步骤前端，用以去除废水中较大悬浮物、漂浮物、纤维物质和固体颗粒物质，从而确保后续处理构筑物正常运行，减轻后续处理构筑物处理负荷。
3.2.1泵前中格栅
3.2.1.1 设计参数
设计流量Q=7.0×104m3/d=0.810m3/s
栅前流速v1=0.7m/s，过栅流速v2=0.9m/s
栅条宽度s=0.01m，格栅间隙b=21mm
栅前部分长度0.5m，格栅倾角α=60°
进水渠展开角为20°
单位栅渣量ω1=0.05m3栅渣/103m3污水
3.2.1.2 设计计算
（1）确定格栅前水深（h）
依据最优水力断面公式计算得:
栅前槽宽
栅前水深
（2）栅条间隙数（n）
(取n=53)
式中：
n——中格栅间隙数；
——最大设计流量，0.810 ；
b——栅条间隙，取 20mm，即 0.02m；
h——栅前水深，取0.761m；
2——过栅流速，取0.9 m/s；
——格栅倾角，取 60ｏ。
（3）栅槽有效宽度（B）
B=s（n-1）+bn=0.01（53-1）+0.021×53=1.633m
（4）进水渠道渐宽部分长度（L1）
（其中 α1为进水渠展开角）
（5）栅槽和出水渠道连接处渐窄部分长度（）

（6）过栅水头损失（h1）
设栅条断面为锐边矩形断面形状
则
其中ε=β（s/b）4/3
h0：计算水头损失
k：系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增加倍数，取k=3
ε：阻力系数，和栅条断面形状相关，当为矩形断面时β=2.42
（7）栅后槽总高度（H）
取栅前渠道超高h2=0.3m，
栅后槽总高度H=h+h1+h2=0.761+0.111+0.3=1.172m
（8）格栅总长度（L）
L=L1+L2+0.5+1.0+1.061/tanα
=0.154+0.077+0.5+1.0+1.061/tan60°
=2.344m
（9）每日栅渣量（W）
污水流量总改变系数k2为1.4
>0.2m3/d
式中：
--总改变系数，取1.4；
——每日栅渣量, m3/d；
——栅渣量污水通常为每污水产0.810m3；
所以采取机械清渣。
3.2.1.3 计算草图

图3-1中格栅设计图
3.2.2泵后细格栅
3.2.2.1 设计参数
设计流量： Q=7.0×104m3/d=0.810m3/s；
栅前流速： v1=0.7m/s，过栅流速v2=0.9m/s；
栅条宽度： s=0.01m，格栅间隙b=10mm；
栅前部分长度：0.5m，格栅倾角α=60°；
单位栅渣量： ω1=0.10m3栅渣/103m3污水。
3.2.2.2 设计计算
（1）确定格栅前水深（h）
依据最优水力断面公式计算得:
栅前槽宽
栅前水深
（2）栅条间隙数（n）
（取n=104）
设计两组格栅，每组格栅间隙数n=52条
式中：
n——中格栅间隙数；
——最大设计流量，0.810 ；
b——栅条间隙，取 20mm，即 0.02m；
h——栅前水深，取0.761m；
2——过栅流速，取0.9 m/s；
——格栅倾角，取 60ｏ。
（3）总槽宽（L）
栅槽有效宽度B2=s（n-1）+bn=0.01（52-1）+0.01×52=1.03m；
所以总槽宽为L=1.03×2+0.2＝2.26m（考虑中间隔墙厚0.2m）。
式中：
——栅槽宽度，；
——栅条宽度，取0.01m。
（4）进水渠道渐宽部分长度（）
（其中α1为进水渠展开角）
（5）栅槽和出水渠道连接处渐窄部分长度()

（6）过栅水头损失（h1）
设栅条断面为锐边矩形断面形状
则
其中ε=β（s/b）4/3
h0：计算水头损失
k：系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增加倍数，取k=3
ε：阻力系数，和栅条断面形状相关，当为矩形断面时β=2.42
（7）栅后槽总高度（H）
取栅前渠道超高h2=0.3m，则栅前槽总高度H1=h+h2=0.761+0.3=1.061m
栅后槽总高度H=h+h1+h2=0.761+0.26+0.3=1.321m
（8）格栅总长度(L)
L=L1+L2+0.5+1.0+1.061/tanα
=1.015+0.5075+0.5+1.0+1.061/tan60°=3.635m
（9）每日栅渣量(W)
污水流量总改变系数k2为1.4
>0.2m3/d
式中：
--总改变系数，取1.4；
——每日栅渣量, m3/d；
——栅渣量污水通常为每污水产0.810m3；
故采取机械清渣。由计算数据参考比较，选择回转式机械格栅除污机型号HG-1300（两台）。
3.2.2.3 计算草图

图3-2 细格栅设计图
3.3 污水提升泵房
3.3.1 选泵
1.流量计算
设计水量为70000m³/d≈2916.7m³/h,本工程设计确定选择4台潜污泵（3用1 备）则单台流量为：
Q=Qmax/3=2916.7/3=972.2m³/h
2.扬程估算
H=H静+2.0+(1.5～2.0)
式中：
2.0 —污水泵及泵站管道水头损失，m；
1.5～2.0 —自由水头估算值，m，取1.5m；
H静—水泵吸水井设计水面雨水塔最高水位之间测管高差；
污水提升前水位-5m，提升后水位4m。所以，提升静扬程：
H静=4-（-5）=9m
则水泵扬程为：H=H静+2.0+1.5=9+2.0+1.5=12.5m（取13m）
3.选泵
由Q=972.2m³/h,H=13m,故选择300QW1000-25-110型潜水排污泵；
各项性能参数以下：
表 3-1 350QW1500-15-90型潜水排污泵性能表
型号
口径（mm）
流量 Q（）
扬程 H（m）
转速n(r/min)
轴功率W（kw）
效率（%）
300QW1000
-25-110

300
1000
25
980
110
82

3.3.2 集水池
1.集水池形式
泵站污水集水池通常采取敞开式，本设计集水池和泵房共建，属封闭式。
2.集水池清洁及排空方法
集水池设有污泥斗，池底作成大于 0.01 坡度，坡向污泥井。从平台到池底应设下扶梯，台上应有吊泥用梁钩滑车。
3.集水池通气设备
集水池内设通气管，并配置风机将臭气排出泵房。
4.集水池容积计算
（1）通常按最大流量时5分钟出水流量设计，则集水池有效容积V：
V=1000/60*5=83.3m³
（2）取有效水深H为2.5m， 则面积F为：F=Q/H=83.3/2.5=33.32m³
集水池设为半圆形，则其半径为：R=(2*F/π)0.5=（2*33.32/3.14）0.5≈4.6m(取5m)
保护水深为1.5m，则实际水深为4m。

3.3.3 潜污泵部署
本设计中共有 4 台潜污泵，四台泵并排部署，潜污泵直接置于集水池内，经核实集水池面积远大于潜污泵安装要求。潜污泵检修采取移动吊架。具体安装尺寸为：
泵轴间间距为：mm；
泵轴和半圆直径墙直线间距为：3000mm；
具体其它安装数据，参考设备厂家所提供数据。
3.3.4 泵房高度确实定
1.地下部分：取高度为H1=10m;
2.地上部分：H2=n+a+c+d+e+h=0.1+0.5+1.2+1+2+0.2=5.2m，取6m；
式中：
n——通常采取大于0.1，取为0.1m；
a——行车梁高度，取为0.5m；
c——行车梁底至起吊钩中心距离，取为1.2m；
d——起重绳垂直长度；取1m；
e——最大一台水泵或电动机高度；取为2m；
h——吊起物低部和泵房进口处室内地坪距离，取为0.2m。
3.泵房高度为：H= H1+ H2=10+6=16m。
3.3.5 泵房隶属设施
1、水位控制：为适应污水泵房开停频率特点，采取自动控制机组运行，自动控制机组开启停车信号，通常是由水位继电器发出。
2、门：泵房和粗格栅合建，最少应有满足设备最大部件搬迁出入门，取宽3.5m、高3.0m。
3、窗：泵房于阴阳两侧开窗，便于通风采光，开窗面积大于泵房1/5，于两侧各设5 扇窗，其尺寸为1000×1200mm。
4、卫生设备:为了管理人员清刷地面和个人卫生，应就近设洗手池，接 25mm 给水管，并备有供冲洗橡胶管。
3.3.6单管出水井设计
单个300QW1000-25-110型潜水排污泵 出口直径为：300mm。
每个潜水泵全部采取出水方井，尺寸为2.0m×2.5m，并在和曝气沉砂池相连一侧设置宽1.5m 出水堰。出水堰堰上水头为：

3.3.7 污水提升泵房设计草图

图3-3 污水提升泵房设计图
3.4曝气沉砂池设计计算
预处理阶段沉砂池采取曝气沉砂池。曝气沉砂池优点是经过调整曝气量，能够控制污水旋流速度，使除砂效率较稳定，受流量影响较小，同时还对污水起预曝气作用，它还可克服一般平流沉砂池关键缺点：沉砂池中含有15%有机物，降低沉砂后续处理。
（1）污水设计流量水量确定： Q=50000m3/d；
（2）污水水量改变系数确实定： 总改变系数Kz=1.4；
（3）污水设计最大流量： Qmax =Q×Kz=50000×1.4 =70000 m3/d=0.810 m3/s。
3.4.1池子有效容积（V）
由三废处理工程设计手册知曝气沉砂池最大流量停留时间为1~3min，取t=2min。
V=Qmax×t×60=0.810×2×60=97.22m3

3.4.2 水流断面积（A）

v1—最大设计流量时水平流速，水平流速为0.06—0.12m/s,取v1=0.1m/s。
3.4.3 池总宽度（B）
B=m
h2—设计有效水深，有效水深为2—3m,宽深比通常采取1—2m。
3.4.4 每格池子宽度（b）
设n=2格： b=
3.4.5 池长（L）
3.4.6 每小时需空气量(q)
q=d×Qmax×3600=0.2×0.810×3600=583.2m2/h；
d—1m3污水所需空气量(m3/m3),通常采取0.2。
3.4.7 沉砂室所需容积（V/m3）
设T=2d，

式中：
x—城市污水沉沙量，m3/106m3(污水)，通常采取30；
T—清除沉砂间隔时间，d；
k2—生活污水流量总改变系数。
3.4.8 每个沉砂斗容积（V0）
设每一分隔有4个沉砂斗
V0=
3.4.9 沉砂斗各部分尺寸
设斗底宽a1=0.5m。斗壁和水平面倾角为55°，斗高h3 =0.35m,沉砂斗上口宽a：

1) 沉砂斗容积：

2) 沉砂池高度：
采取重力排砂，设计池底坡度为0.1，坡向沉砂斗，则沉泥区高度为
h3=
3) 池总高度H ：
设超高h1=0.3m，
H=h1+h2+h3=0.3+2.5+1.35=4.15m
3.4.10 曝气沉砂池设计草图

图3-4 曝气沉砂池平面图

图3-5 曝气沉砂池剖面图
3.5 A段曝气池和B段曝气池设计计算
3.5.1 A段曝气池设计计算
( 1 )设计参数确定
污泥负荷：NSA=4kgBOD5/(kgMLSS·d)；
污泥回流比：RA=60%；
混合污泥浓度：XB=1800mg/L；
去除率：EB= ；
SVI=75。
( 2 ) 曝气池运行方法
在本设计中应考虑曝气池运行方法灵活性和多样性。即：以传统活性污泥法作为基础，又可按阶段曝气法和再生曝气系统等运行方法调试运行。
( 3 )曝气池计算和各部位尺寸确实定
① 确定曝气池容积：
② 确定曝气池各部位尺寸
2组曝气池，每组容积：
池深取2.8米，则每组曝气池面积：F=m2
池宽为5.4米，B/H=1.9介于1—2间，符合要求。
池长：；>10，符合要求。
设4廊道式曝气池，廊道长：
( 4 ) 污泥龄计算
污泥龄：设a=0.4

( 5 )回流污泥量

( 6 )需氧量
，设a’=0.6
( 7 ) 曝气时间计算
TA=
取超高为0.5米，则池总高度为：2.8+0.5=3.3m
( 8 )出水设计
A段曝气池出水采取矩形薄壁堰，跌落出水，堰上水头

（9）A段曝气池曝气系统设计和计算
1）最大需氧量为 OA= 210kg/h
2)平均时需氧量为

3）每日去除值为

（10）A段供气量计算
利用网状模型空气扩散器，铺设距池底0.2m，淹没水深1.8m，计算温度30℃，查表得20和30时水中饱和溶解氧值分别是
CS（20℃）=9.17mg/L CS（30℃）=7.63 mg/L
1） 空气扩散出口处绝对压力
Pb=1.013×10^5+9800H
Pb=1.013×10^5+9800×1.8=1.19×10^5 pa
空气离开曝气池池面时，氧百分比为

EA—空气扩散器氧转移率 取12%
=18.96%
2） 曝气池混合液中平均氧饱和浓度
（按最不利温度条件考虑）为

换算为在20℃条件下脱氧清水充氧量

其中ɑ=0.82；ß=0.95；c=2.0；ƿ=1.0。

3） 曝气池平均时供氧量

EA—氧利用率 取12%

曝气池最大供气量

去除1kg供气量

4） A段回流污泥所需空气量
5） 空气管路设计
共搭设16条配气管，每条气量为 9905/16=619