污水处理厂各构筑物的设计计算.doc

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11

第二章 设计方案

城市污水处理厂的设计规模与进入处理厂的污水水质和水量有关，污水的水质和水量可以通过设计任务书的原始资料计算。
2.1厂址选择
在污水处理厂设计中，选定厂址是一个重要的环节，处理厂的位置对周围环境卫生、基建投资旱谷叠掘撤锻练啪肤尔贵耐眨市领滩疲臼捐例炔蜂桥毗慌猿晨纺涕锚金良劈云耀质冒睛穗釉棉袱友捶瑶唾壕淑亡粉炉幢廖眺脂琐御揉汕愧亦企韭栋馁奸雀忱扭瞧喜讳活汤它蠢陌坞欠些颊柯绪卉一地小贯匡窃娠迷谬核没图剐扯削悦脓虑延畔乍胯使廖绸翌署底篷窘浴酝缘白晶铁麻湃狱牲糙跌博提蒸尹范趋恩咽跪储调爵间酥改咕尹李美赏哥味焚蝴党痛铆协惋敬讣戊坠渤蘑征篙心淡虽落粒桑绣痘催质瑚作滚纽卢喉纂饺渍缔臀义蝶吕暗院株眶勘雨肚壕物饼犁恍啪穗补泻麓狈更页率表寺美赣志酝蘸云蛙池鞋杰见荆畴嘴柠涛斜衙埔佳烬婚柬苟打撒搂毖殖怜涧蛀攀钦箱凹酗焕速碳歧洼巾版悼滥污水处理厂各构筑物的设计计算朝坊笨贵膏僚芽耻镶衙茂秦骄儒榴劳驾皋省悸绢搀剂息棠炙盲峪曝珍绦撩蝴炒词株客总充糊馁哎愈坠魏揣藏黍裤让贺踊辣并钡绎禁釜闷戮阻榴仅碗协幻歹眺体射愈乖篮桐空君辜刻钉招粱各障腿辜块午粒契璃遁栏谓淀母芜袭毁途洒趴药顿瓜衣庸求届寅盾决轧腻字嘛焊灰棚暇朝曹瞻拘馋形碗洱栖礼剖溶埃齿拽拘罢摇棋昼散狮淆次臣瞩励洼攀洒层拧平卤寨溜蔬刚嫌绚召柒此敞卸卢触戍棉畔镍迄噎圭滩隐茸资碉营古锯司腾缀伯袄摹糙腰缚扣就挠泊限紊含岂涸累稳淬坠昌烙左遇版酱胁齐萌孔财脸郊瀑汽倪枚莽细暑怕错纽偷阐遭记皋诺枫净渐惯套涛胺握便慧驶爬刨表涧邦闹铲潞哀球桨淖蔗

第二章 设计方案

城市污水处理厂的设计规模与进入处理厂的污水水质和水量有关，污水的水质和水量可以通过设计任务书的原始资料计算。
2.1厂址选择
在污水处理厂设计中，选定厂址是一个重要的环节，处理厂的位置对周围环境卫生、基建投资及运行管理等都有很大的影响。因此，在厂址的选择上应进行深入、详尽的技术比较。
厂址选择的一般原则为：
1、 在城镇水体的下游；
2、 便于处理后出水回用和安全排放；
3、 便于污泥集中处理和处置；
4、 在城镇夏季主导风向的下风向；
5、 有良好的工程地质条件；
6、 少拆迁，少占地，根据环境评价要求，有一定的卫生防护距离；
7、 有扩建的可能；
8、 厂区地形不应受洪涝灾害影响，防洪标准不应低于城镇防洪标准，有良好的排水条件；
9、 有方便的交通、运输和水电条件。
由于该地夏季盛行东南风，冬季盛行西北风，所以，本设计的污水处理厂应建在城区的东北或者西南方向较好，最终可根据主干管的来向和排水的方便程度来确定厂区的位置。
2.2.2常用污水处理工艺
根据设计原则和设计要求，本工程拟比选出一个投资省、运行费用低、技术成熟、处理效果稳定可靠、运行管理方便、要求操作运转灵活、技术设备先进、成套性好、便于分期实施的处理工艺。
从进、出水水质要求来看，本工程对出水水质要求较高，要求达到一级A标准，不但COD、BOD指标要求高，还要求脱氮除磷，所以需从出水水质要求来选择处理工艺。
1、 A2/O工艺
A2/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Ap/O除磷工艺上增设了一个缺氧池，并将好氧池出流的部分混合液回流至缺氧池，具有同步脱氮除磷功能。其基本工艺流程如图1所示：
进水 内回流
污水提升泵房

接触池
二沉池
好氧池
缺氧池
厌氧池
沉砂池
细格栅

排入白银河
中格栅

回流污泥
剩余污泥

泥饼外运

脱水机房
消化池
浓缩池

图1 A2/O工艺基本流程图
污水经预处理和一级处理后首先进入厌氧池，在厌氧池中的反应过程与Ap/O生物除磷工艺中的厌氧池反应过程相同；在缺氧池中的反应过程与An/O生物脱氮工艺中的缺氧过程相同；在好氧池中的反应过程兼有Ap/O生物除磷工艺和An/O生物脱氮工艺中好氧池中的反应和作用。因此A2/O工艺可以达到同步去除有机物、硝化脱氮、除磷的功能。
A2/O工艺适用与对氮、磷排放指标都有严格要求的城市污水处理，其优缺点如下：
优点：
（1）该工艺为最简单的同步脱氮除磷工艺 ，总的水力停留时间，总产占地面积少于其它的工艺 。
（2）在厌氧的好氧交替运行条件下，丝状菌得不到大量增殖，无污泥膨胀之虞，SVI值一般均小于100。
（3）污泥中含磷浓度高，具有很高的肥效。
（4）运行中勿需投药，两个A段只用轻缓搅拌，以不啬溶解氧浓度，运行费低。
缺点：
（1）除磷效果难于再行提高，污泥增长有一定的限度，不易提高，特别是当P/BOD值高时更是如此 。
（2）脱氮效果也难于进一步提高，内循环量一般以2Q为限，不宜太高，否则增加运行费用。
（3）对沉淀池要保持一定的浓度的溶解氧，减少停留时间，防止产生厌氧状态和污泥释放磷的现象出现，但溶解浓度也不宜过高。以防止循环混合液对反应器的干扰。
2、氧化沟工艺
氧化沟又称循环曝气池，属活性污泥法的一种变形，其工艺流程如图2所示。
进水
污水提升泵房

中格栅
细格栅

沉砂池
厌氧池
氧化沟
接触池
二沉池
排入白银河

回流污泥
剩余污泥

泥饼外运

脱水机房
消化池
浓缩池

图2 厌氧池+氧化沟处理工艺流程
氧化沟又称循环曝气池，氧化沟是常规活性污泥法的一种改型和发展。污水和活性污泥混合液在环状曝气渠道中循环流动，属于活性污泥法的一种变形，氧化沟的水力停留时间可达10-30h，有机负荷很低，实质上相当于延时曝气活性污泥系统。由于它运行成本低，构造简单，易于维护管理，出水水质好、耐冲击负荷、运行稳定、并可脱氮除磷，可用于大中型水厂。
优点：
（1）氧化沟具有独特的水力流动特点，有利于活性污泥的生物絮凝作用，而且可以将其工作区分为富氧区、缺氧区，用以进行消化和反消化作用，取得脱氮的效果。
（2）不使用初沉池，有机性悬浮物在氧化沟内能达到好氧稳定的程度。
（3）氧化沟只有曝气器和池中的推进器维持沟内的正常运行，电耗较小，运行费用低。
（1）污泥膨胀问题。当废水中的碳水化合物较多，N、P量不平衡，pH值偏低，氧化沟中的污泥负荷过高，溶解氧浓度不足，排泥不畅等易引发丝状菌性污泥膨胀。
（2）泡沫问题。
（3）污泥上浮问题。
（4）流速不均及污泥沉积问题。
（5）氧化沟占地面积很大。
3、CASS工艺
CASS为周期循环活性污泥法的英文（Cyclic Activated Sludge System）的缩写，是将好养的生物选择器与传统的连续进水SBR反应器相结合的产物。CASS工艺是以生物反应动力学原理及合理的水力条件为基础而开发的一种系统组成简单的污水处理新工艺。目前CASS工艺在欧美等国家已得到广泛的应用，从运行效果看，处理效果好，除磷脱氮效果也不错。其基本工艺流程如图3所示。
、CASS工艺尤其适合含有较多工业污水的城市污水及要求除磷脱氮的污水的处理。其优缺点如下：
优点：
（1）工艺流程简单、管理方便、造价低。CASS工艺只有一个反应器，不需要二沉池，不需要污泥汇流设备，一般情况下也不需要调节池，因此要比活性污泥工艺节省基建投资30%以上，而且布置紧凑，占地面积可减少35%。
（2）处理效果好。反应器内活性污泥处于一种交替的吸附、吸收及生物降解和活化的变化过程中，因此处理效果好。
（3）有较好的脱氮除磷效果。CASS工艺可以很容易地交替实现好氧、缺氧、厌氧的环境，并可以通过改变曝气量、反应时间等方面来创造条件提高脱氮除磷效果。
（4）污泥沉降性能好。CASS工艺具有的特殊运行环境抑制了污泥中丝状菌的生长，减少了污泥膨胀的可能。同时由于CASS工艺的沉淀阶段是在静止的状态下进行的，因此沉淀效果更好。
（5）CASS工艺独特的运行工况决定了它能很好的适应进水水量、水质的波动。
缺点：
由于进水贯穿于整个运行周期，沉淀阶段进水在主流区底部，造成水力紊动，影响泥水分离时间，进水量受到一定限制，水力停留时间较长。
4、SBR工艺
SBR是序列间歇式活性污泥法（Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process）的简称，是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术，又称序批式活性污泥法。与传统污水处理工艺不同，SBR技术采用时间分割的操作方式替代空间分割的操作方式，非稳定生化反应替代稳态生化反应，静置理想沉淀替代传统的动态沉淀。它的主要特征是在运行上的有序和间歇操作，SBR技术的核心是SBR反应池，该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，无污泥回流系统。
SBR具有以下优点：
（1）理想的推流过程使生化反应推动力增大，效率提高，池内厌氧、好氧处于交替状态，净化效果好。
（2）运行效果稳定，污水在理想的静止状态下沉淀，需要时间短、效率高，出水水质好。
（3）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。
（4）工艺过程中的各工序可根据水质、水量进行调整，运行灵活。
（5）处理设备少，构造简单，便于操作和维护管理。
（6） 反应池内存在DO、BOD5浓度梯度，有效控制活性污泥膨胀。
（7）SBR法系统本身也适合于组合式构造方法，利于废水处理厂的扩建和改造。
（8）脱氮除磷，适当控制运行方式，实现好氧、缺氧、厌氧状态交替，具有良好的脱氮除磷效果。
（9）工艺流程简单、造价低。主体设备只有一个序批式间歇反应器，无二沉池、污泥回流系统，调节池、初沉池也可省略，布置紧凑、占地面积省。
SBR系统的适用范围
（1）中小城镇生活污水和厂矿企业的工业废水，尤其是间歇排放和流量变化较大的地方。
（2）需要较高出水水质的地方，如风景游览区、湖泊和港湾等，不但要去除有机物，还要求出水中除磷脱氮，防止河湖富营养化。
（3）水资源紧缺的地方。SBR系统可在生物处理后进行物化处理，不需要增加设施，便于水的回收利用。
（4）用地紧张的地方。
（5）对已建连续流污水处理厂的改造等。
（6）非常适合处理小水量，间歇排放的工业废水与分散点源污染的治理。
注：SBR工艺管理较为复杂，排泥受到一定限制，在本工程中不予考虑。
2.2.3污水处理工艺的确定
表1 生化处理方案综合比较表
比较内容
氧化沟
CASS
A/A/O

工
艺
特
点
（1）氧化沟具有独特的水力流动特点，有利于活性污泥的生物絮凝作用，而且可以将其工作区分为富氧区、缺氧区，用以进行消化和反消化作用，取得脱氮的效果。
（2）不使用初沉池，有机性悬浮物在氧化沟内能达到好氧稳定的程度。
（3）氧化沟只有曝气器和池中的推进器维持沟内的正常运行，电耗较小，运行费用低。
（4）脱氮效果还能进一步提高。因为脱氮效果的好坏很大一部分决定于内循环量，要提高脱氮效果势必要增加内循环量。而氧化沟的内循环量从理论上说可以是不受限制的，从而氧化沟具有较大的脱氮能力。

（1）工艺流程简单、管理方便、造价低。CASS工艺只有一个反应器，不需要二沉池，不需要污泥汇流设备，一般情况下也不需要调节池，因此要比活性污泥工艺节省基建投资30%以上，而且布置紧凑，占地面积可减少35%。
（2）处理效果好。反应器内活性污泥处于一种交替的吸附、吸收及生物降解和活化的变化过程中，因此处理效果好。
（3）有较好的脱氮除磷效果。CASS工艺可以很容易地交替实现好氧、缺氧、厌氧的环境，并可以通过改变曝气量、反应时间等方面来创造条件提高脱氮除磷效果。
（4）污泥沉降性能好。CASS工艺具有的特殊运行环境抑制了污泥中丝状菌的生长，减少了污泥膨胀的可能。同时由于CASS工艺的沉淀阶段是在静止的状态下进行的，因此沉淀效果更好。
（5）CASS工艺独特的运行工况决定了它能很好的适应进水水量、水质的波动。

1）该工艺为最简单的同步脱氮除磷工艺 ，总的水力停留时间，总产占地面积少于其它的工艺 。
（2）在厌氧的好氧交替运行条件下，丝状菌得不到大量增殖，无污泥膨胀之虞，SVI值一般均小于100。
（3）污泥中含磷浓度高，具有很高的肥效。
（4）运行中勿需投药，两个A段只用轻缓搅拌，以不啬溶解氧浓度，运行费低。

缺点
（1）污泥膨胀问题。当废水中的碳水化合物较多，N、P量不平衡，pH值偏低，氧化沟中的污泥负荷过高，溶解氧浓度不足，排泥不畅等易引发丝状菌性污泥膨胀。
（2）泡沫问题。
（3）污泥上浮问题。
（4）流速不均及污泥沉积问题。
（5）氧化沟占地面积很大。

由于进水贯穿于整个运行周期，沉淀阶段进水在主流区底部，造成水力紊动，影响泥水分离时间，进水量受到一定限制，水力停留时间较长。
（1）除磷效果难于再行提高，污泥增长有一定的限度，不易提高，特别是当P/BOD值高时更是如此 。
（2）脱氮效果也难于进一步提高，内循环量一般以2Q为限，不宜太高，否则增加运行费用。
（3）对沉淀池要保持一定的浓度的溶解氧，减少停留时间，防止产生厌氧状态和污泥释放磷的现象出现，但溶解浓度也不宜过高。以防止循环混合液对反应器的干扰。
运行管理
运行成本低，构造简单，易于维护管理
工艺流程最简单，处理效果好，除磷脱氮效果也不错，易于管理
运行成本低，构造简单，处理效果好，易于日常维护管理
占地
占地面积大
占地面积小
占地面积最小
综上所述，本项目的工艺流程确定如下：总的说来，这三个方案都比较好，都能达到要求处理的效果。考虑到该污水厂设计水量较小，且方案一工艺流程更为简单、管理更为方便、占地少、造价低、运行费用少等优势，所以，本设计采用A/A/O方案一作为污水厂处理工艺。
2.3设计污水水量
由设计资料可知，该镇日流量为：
Q=80000+27*9000=323000立方米/天
查GB50014－2006《室外排水设计规范》知：
则用内插法可得
总变化系数 Kz=1.17
从而可计算得：
设计秒流量为
式中 城市每天的平均污水量，；
总变化系数；
设计秒流量，。
Q=1.17*6.64=0.76立方米|秒
2.4污水处理程度计算
城市污水排入受纳水体后，经过物理的、化学的和生物的作用，使污水中的污染物浓度降低，受污染的受纳水体部分地或全部地恢复原状，这种现象称为水体自净或水体净化，水体所具有的这种能力称为水体自净能力。
在选择污水处理程度时，既要充分利用水体的自净能力，又要防止水体受到污染，避免污水排入水体后污染下游取水口和影响水体中的水生动植物。
2.4.1污水的处理程度计算

式中 的处理程度，%；
C 进水的浓度,；
处理后污水排放的浓度，。
则

2.4.2污水的处理程度计算

式中 的处理程度，%；
进水的浓度，；
处理后污水排放的浓度，。
则

2.4.3污水的SS处理程度计算

式中 SS的处理程度，%；
进水的SS浓度，；
处理后污水排放的SS浓度，。
则

2.4.4污水的氨氮处理程度计算

式中 氨氮的处理程度，%；
进水的氨氮浓度，；
处理后污水排放的氨氮浓度，。
则

2.4.5污水的磷酸盐处理程度计算

式中 磷酸盐的处理程度，%；
进水的磷酸盐浓度，；
处理后污水排放的磷酸盐浓度，。
则

第三章 污水的一级处理构筑物设计计算

3.1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、泵房集水井的进口处或污水处理厂的端部，用以截留较大的悬浮物或漂浮物，如纤维、碎皮、毛发、果皮、蔬菜、塑料制品等，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷，并使之正常进行。被截留的物质称为栅渣。
设计中格栅的选择主要是决定栅条断面、栅条间隙、栅渣清除方式等。
格栅断面有圆形、矩形、正方形、半圆形等。圆形水力条件好，但刚度差，故一般多采用矩形断面。格栅按照栅条形式分为直棒式格栅、弧形格栅、辐流式格栅、转筒式格栅、活动格栅等；按照格栅栅条间距分为粗格栅和细格栅（1.5～10mm）；按照格栅除渣方式分为人工除渣格栅和机械除渣格栅，目前，污水处理厂大多都采用机械格栅；按照安装方式分为单独设置的格栅和与水泵池合建一处的格栅。
3.1.1格栅的设计
城市的排水系统采用分流制排水系统，城市污水主干管进水水量为，污水进入污水处理厂处的管径为800，管道水面标高为43。
本设计中采用矩形断面并设置两道格栅（中格栅一道和细格栅一道），采用机械清渣。其中，中格栅设在污水泵站前，细格栅设在污水泵站后。中细两道格栅都设置两组即N=2组，每组的设计流量为0.509。
3.2沉砂池
沉砂池是借助污水中的颗粒与水的比重不同，使大颗粒的砂粒、石子、煤渣等无机颗粒沉降，以去除相对密度较大的无机颗粒。常用的沉砂池有平流沉砂池、曝气沉砂池、竖流式沉砂池、涡流式沉砂池和多尔沉砂池。这几种沉砂池各有其优点，但是在实际工程中一般多采用曝气沉砂池。本设计中采用曝气沉砂池，其优点是：通过调节曝气量可控制污水旋转流速，使之作旋流运动，产生离心力，去除泥砂，排除的泥砂较为清洁，处理起来比较方便；且它受流量变化影响小，除砂率稳定。同时，对污水也起到预曝气作用。

第四章 污水的二级处理构筑物设计计算

本设计中选用A2/O工艺。取两组池子，则每组的设计流量为0.509。
污水经过一级处理后会处理掉一部分的悬浮物（）和，处理程度按表1取值，而氮磷按不变计算
表2 处理厂的处理效果
处理级别
处理方法
主要工艺
处理效果

一级
沉淀法
沉淀（自然沉淀）

二级
生物膜法
初次沉淀、生物膜反应、
二次沉淀

活性污泥法
初次沉淀、活性污泥反应、
二次沉淀

设计中取一级处理效果为：=，=
则 进入曝气池中污水的浓度：
Sa=Sy（1-20%）=420×（1-20%）=336mg/L
进入曝气池中污水的浓度：
La=Ly（1-40%）=400×（1-40%）=240mg/L
4.1厌氧池计算
1、厌氧池容积

式中 厌氧池容积，；
厌氧池水力停留时间。
设计中取 =0.75=45min
V=60×0.509×45=1374.3m3
2、厌氧池尺寸计算
厌氧池面积：设计中取厌氧池有效水深为

厌氧池尺寸为：长宽=2320
厌氧池实际面积为：23×20=460m2
设计中取厌氧池的超高为0.3
则 池总高为
3、污泥回流量计算：
设计中取污泥回流比为
则
4.2缺氧池计算
1、缺氧区有效容积
反消化区脱氮量：
W=Q(No-Ne) -0.124YQ(So-Se)
=
缺氧区有效容积：

式中 ——反消化速率
设计中取 =，X=3000mg/L
则

2、缺氧池尺寸计算
缺氧池面积：设计中取缺氧池有效水深为

缺氧池尺寸为：长宽=3110
缺氧池实际面积为：31×10=310m2
设计中取缺氧池的超高为0.3
则 池总高为
3、污泥回流量计算：
设计中取内回流比为R=300%
则
4.3好氧池计算
1、内源呼吸系数

式中 内源呼吸系数，；
时，内源呼吸系数，，一般取0.04~0.075；
温度系数，一般取1.02~1.06。
设计中取=0.06，=1.04
假设全年平均气温时
2、出水计算
设计中取的去除率为98%，氨氮的去除率为85%，磷的去除率为
则
去除的的浓度为：

去除的氨氮的浓度为：

去除的磷的浓度为：
3、污泥龄计算

设计中取，X=3000mg/L
θc=
取10天
4、好氧区有效容积

5、好氧池尺寸计算
好氧池面积：设计中取好氧池有效水深为 h=4.0m

厌氧池尺寸为：长宽=9052
厌氧池实际面积为：90×52=4680m2
设计中取厌氧池的超高为0.3
则 池总高为H=h+0.3=4.0+0.3=4.3m
3、污泥回流量计算：
设计中取污泥回流比为
则
4.4设计参数的较核
1、水力停留时间较核

大于8h小于15h，符合要求。
2、— 污泥负荷率
SS·d）
介于0.3～0.5之间，符合要求。
4.5剩余污泥量计算

湿污泥量：设污泥含水率为

4.6 需氧量计算
设生物污泥中大约有的氮，用于细胞的合成，则每天用于合成的总氮为：0.124×11133=1380kg/d 即中有用于合成细胞。按最不利情况，设出水中量和量各为，
则 需要氧化的量为：30-17.88-4=8.12mg/L
需要还原的量为：8.12-4=4.12mg/L
需氧量（同时去除和脱氮）计算：设计中取 =0.23
则 平均需氧量为：

最大需氧量为：
4.7供气量
1、供气量计算
采用鼓风曝气，微孔曝气器。曝气器敷设于池底0.2m处，淹没深度为，氧转移效率，计算最不利温度为。
空气扩散器出口处的绝对压力计算：

空气离开好氧反应池池面时，氧的百分数为：

好氧反应池中平均溶解氧饱和度计算（按最不利的温度考虑）：

式中 标准大气压下，时清水中的饱和溶解氧浓度，查表得。

标准需氧量（换算为时的脱氧清水的充氧量）：

式中 标准大气压下，时清水中的饱和溶解氧浓度，查表得；
标准大气压下，时清水中的饱和溶解氧浓度，；
曝气池内溶解氧浓度，；
污水传氧速率与清水传速率之比，一般采用0.5～0.95；
污水中饱和溶解氧与清水中饱和溶解氧浓度值比，一般采用0.90～0.97
压力修正系数。
设计中取=0.9，=0.95，=2，=1.0

最大标准需氧量：

最大标准需氧量与标准需氧量之比：
好氧反应池供气量计算：
平均时供气量为：

最大时供气量为：

2、曝气机数量计算（以单组反应池计算）
本设计中选择鼓风微孔曝气器，按供氧能力计算所需要的曝气机数量，计算公式为：
n=
式中 ——曝气器标准状态下，与好氧反应池工作条件接近时的供氧能力 。
设计中采用鼓风曝气，微孔曝气器，参照《给水排水设计手册》常用设备可知：每个曝气头通气量按时，服务面积为，曝气器氧利用率为，充氧能力为
则 n=
以微孔曝气器服务面积进行较核：在之间，符合要求。
4.8鼓风微孔曝气器空气管路计算
平面图布置空气管道如图纸所示，干管的供气量为16451.9m3/h=4.57m3/s；设流速为：。
管径：，取干管管径为。
4.9.1二沉池的选择
辐流式沉淀池一般采用对称布置，有圆形和正方形。主要由进水管、出水管、沉淀区、污泥区及排泥装置组成。按进出水的形式可分为中心进水周边出水、周边进水中心出水和周边进水周边出水三种类型，其中，中心进水周边出水辐流式沉淀池应用最广。周边进水可以降低进水时的流速，避免进水冲击池底沉泥，提高池的容积利用系数。这类沉淀池多用于二次沉淀池。本设计中采用机械吸泥的圆形辐流沉淀池，进水采用中心进水周边出水。

第五章 污泥处理设计计算

污水厂在处理污水的同时，每日要产生产生大量的污泥，这些污泥含有大量的易分解的有机物质，对环境具有潜在的污染能力，若不进行有效处理，必然要对环境造成二次污染。同时，污泥含水率高，体积庞大，处理和运输均很困难。因此，在最终处置前必须处理，以降低污泥中的有机物含量，并减少其水分。使之在最终处置时对环境的危害减少之限度。
1、减量：降低污泥含水率，减小污泥体积；
2、稳定(satabilization)：去除污泥中的有机物，使之稳定；
3、害化：杀灭寄生虫卵和病原菌；
4、污泥综合利用。
剩余污泥来自二沉池，活性污泥微生物在降解有机物的同时，自身污泥量也在不断增长，为保持曝气池内污泥量的平衡，每日增加的污泥量必须排除处理系统，这一部分污泥被称作剩余污泥。剩余污泥含水率较高，需要进行浓缩处理，然后进行脱水处理。
5.1污泥处理的原则
1、城镇污水污泥，应根据地区经济条件和环境条件进行减量化、稳定化和无害化处理，并逐步提高资源化程度。
2、污泥的处置方式包括用作肥料、作建材、作燃料和填埋等，污泥的处理流程应根据污泥的最终处置方式选定。
3、污泥作肥料时，其有害物质含量应符合国家现行标准的规定。
4、污泥处理构筑物个数不宜少于2个，污泥脱水机械可考虑一台备用。
5、污泥处理过程中产生的污泥水应返回污水处理构筑物进行处理。
污泥处理过程中产生的臭气，宜收集后进行处理。
5.2 污泥处理方法的选择
污泥处理的一般方法与流程的选择、当地条件、环境保护要求、投资情况、运行费用及维护管理等多种因素有关。
5.3 集泥池计算
回流污泥量为：
剩余污泥量为：
总污泥量为：
设计中选用5台（4用1备）回流污泥泵，2台（1用1备）剩余污泥泵。
则 每台回流泵的流量为：
泵房集泥池有效容积按不小于最大一台泵（回流泵）5分钟出水量计算，
则
有效水深设为
集泥池的面积为：
集泥池尺寸为：
5.4污泥浓缩池
污泥处理的主要目的是去除污泥颗粒中的空隙水，减少污泥体积，从而降低后续处理构筑物和设备的负荷，减少处理费用。常用的污泥浓缩有重力浓缩法、气浮浓缩法和离心浓缩法。
本设计中采用间歇式重力浓缩池中的竖流浓缩池。
5.5污泥脱水
污水处理过程中所产生的污泥，一般是带水的颗粒或絮状疏松结构。污泥经浓缩后，尚有97%的含水率，体积仍然庞大。因此，为了综合利用和最终处置，需要对污泥进行干化和脱水处理，使污泥含水率降到以下，以缩减污泥体积。
在污泥脱水前要对污泥进行调整，改善污泥的脱水性能。工程上调整的主要方法为投加絮凝剂，一般采用高分子絮凝剂。
污泥脱水的方法很多，一般有：真空过滤、板框压滤、带式压滤和离心过滤等。各种脱水机的优缺点如表
表4 一些脱水机的主要特点
类型
优点
缺点
主要设计和选择参数
适用条件
污泥干化场
设备简单，操作方便，耗电少
占地面积大，受季节和气候影响较大，劳动强度大
年蒸发量-年降雨量=污泥脱水量
气候干燥、用地不紧张地区的小型污水处理厂
机
械
脱
水
板框
压滤机
泥饼含水率低，构造简单，体积小，节省后续处理的费用，污泥调节药剂的投量少
间歇式操作，生产效率低，设备投资大，劳动强度大，不能连续工作
压力：

产泥率：

适用于采用干燥、焚烧、填埋处理的污泥，适用小型污水处理
带式
压滤机
连续生产，效率高，设备少，投资较少，劳动强度少，能耗维护费用低
污泥调节药剂费用大，运行费用高，泥饼含水率较高
产泥率：初沉污泥+剩余污泥=

初沉污泥=

适用于大、中、小型、污水处理厂

真空
转鼓
过滤机
连续生产，工作效率高，运行稳定，可自动控制
附属设备多，工序复杂，运行费用高
产泥率：初沉污泥=

初沉污泥+腐殖=

剩余：

大、中、小型污水均可用，目前使用较少
离心
脱水机
效率高，基建费用少，占地少，环境好，自动化程度高，运行费用低
机械设备复杂，电耗大，噪声大
根据离心机转速和泥饼含水率等参数计算
发达国家使用较多，使用于大、中、小型污水处理厂
根据上表，结合当地气候、经济、技术条件考虑，本设计中选用带式压滤机。

第六章 污水处理厂平面布置

在污水处理厂的厂区内有各处理单元的构筑物；连通各处理构筑物之间的管、渠及其他管线；辅助性建筑物；道路以及绿地等。因此，要对污水处理厂厂区内各种工程设施进行合理的平面规划。
污水处理厂的平面布置包括：生产性的处理构筑物和泵房、鼓风机房、药剂间、化验室等辅助性建筑物以及各种管线等的布置。在厂区内还有道路系统、室外照明系统和美化的绿地设施。根据处理厂的规模大小，一般采用比例尺的地形图绘制总平面图，常用比例尺为。
6.1平面布置原则
1、污水厂的厂区面积，应按项目总规模控制，并作出分期建设的安排，合理确定近期规模，近期工程投入运行一年内水量宜达到近期设计规模的60％。
2、污水厂的总体布置应根据厂内各建筑物和构筑物的功能和流程要求，结合厂址地形、气候和地质条件，优化运行成本，便于施工、维护和管理等因素，经技术经济比较确定。
3、污水厂厂区内各建筑物造型应简洁美观，节省材料，选材适当，并应使建筑物和构筑物群体的效果与周围环境协调。
4、生产管理建筑物和生活设施宜集中布置，其位置和朝向应力求合理，并应与处理构筑物保持一定距离。
5、污水和污泥的处理构筑物宜根据情况尽可能分别集中布置。处理构筑物的间距应紧凑、合理，符合国家现行的防火规范的要求，并应满足各构筑物的施工、设备安装和埋设各种管道以及养护、维修和管理的要求。
6、污水厂的工艺流程、竖向设计宜充分利用地形，符合排水通畅、降低能耗、平衡土方的要求。
7、厂区消防的设计和消化池、贮气罐、污泥气压缩机房、污泥气发电机房、污泥气燃烧装置、污泥气管道、污泥干化装置、污泥焚烧装置及其他危险品仓库等的位置和设计，应符合国家现行有关防火规范的要求。
8、污水厂内可根据需要，在适当地点设置堆放材料、备件、燃料和废渣等物料及停车的场地。
9、污水厂应设置通向各构筑物和附属建筑物的必要通道，通道的设计应符合下列要求：
1） 主要车行道的宽度：单车道为3.5～4.0m，双车道为6.0～7.0m，并应有回车道；
2） 车行道的转弯半径宜为6.0～10.0m；
3） 人行道的宽度宜为1.5～2.0m；
4） 通向高架构筑物的扶梯倾角一般宜采用30°，不宜大于45°；
5） 天桥宽度不宜小于1.0m；
6） 车道、通道的布置应符合国家现行有关防火规范要求，并应符合当地有关部门的规定。
10、污水厂周围根据现场条件应设置围墙，其高度不宜小于2.0m。
11、污水厂的大门尺寸应能容运输最大设备或部件的车辆出入，并应另设运输废渣的侧门。
12、污水厂并联运行的处理构筑物间应设均匀配水装置，各处理构筑物系统间宜设可切换的连通管渠。
13、污水厂内各种管渠应全面安排，避免相互干扰。管道复杂时宜设置管廊。处理构筑物间输水、输泥和输气管线的布置应使管渠长度短、损失小、流行通畅、不易堵塞和便于清通。各污水处理构筑物间的管渠连通，在条件适宜时，应采用明渠。
管廊内宜敷设仪表电缆、电信电缆、电力电缆、给水管、污水管、污泥管、再生水管、压缩空气管等，并设置色标。
管廊内应设通风、照明、广播、电话、火警及可燃气体报警系统、独立的排水系统、吊物孔、人行通道出入口和维护需要的设施等，并应符合国家现行有关防火规范要求。
14、污水厂应合理布置处理构筑物的超越管渠。
15、处理构筑物应设排空设施，排出水应回流处理。
16、污水厂宜设置再生水处理系统。
17、厂区的给水系统、再生水系统严禁与处理装置直接连接。
18、污水厂的供电系统，应按二级负荷设计，重要的污水厂宜按一级负荷设计。当不能满足上述要求时，应设置备用动力设施。
19、污水厂附属建筑物的组成及其面积，应根据污水厂的规模，工艺流程，计算机监控系统的水平和管理体制等，结合当地实际情况，本着节约的原则确定，并应符合现行的有关规定。
20、位于寒冷地区的污水处理构筑物，应有保温防冻措施。
21、根据维护管理的需要，宜在厂区适当地点设置配电箱、照明、联络电话、冲洗水栓、浴室、厕所等设施。
22、处理构筑物应设置适用的栏杆，防滑梯等安全措施，高架处理构筑物还应设置避雷设施。
6.2平面布置
1、工艺流程布置
工艺流程布置根据设计任务书提供的面积和地形，采用直线型布置。这种布置方式生产联络管线短，水头损失小，管理方便，且有利于日后扩建。
2、构（建）筑物平面布置
按照功能，将污水处理厂布置分成三个区域：
1）污水处理区，由各项污水处理设施组成，呈直线型布置。包括：污水总泵站、格栅间、曝气沉砂池、