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城市污水处理厂计算说明书

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城市污水处理厂计算说明书
一、 城市水质水量的确定
1、 污水设计流量的水量的确定
城镇污水量包括生活水量和工业生产废水量，地下水水位较低的地区还应考虑底下水渗入量。污水设计流量和城市规划年限、发展规模有关，是城镇污水管道系统和污水处理厂设计的基本参数。
（1）生活污水量 Q1=78000m3/d
（2）工业生产废水量 Q2=64000m3/d
（3）地下水渗入量 地下水渗入量可按生活污水量的10%～20%计算，根据实际情况取地下水渗入量按生活污水量的15%
Q3=0.15Q1=78000×0.15=11700 m3/d
污水设计流量为：
Q=Q1+Q2+Q3=153700 m3/d
设计流量取155000 m3/d
2、污水水量变化系数的确定
总变化系数KZ与平均流量之间的关系式为：

3、污水设计最大流量
Qmax=（Q1+Q2）×KZ+Q3=（78000+64000）×1.19+78000×0.15=180680 m3/d
4、污水进水水质的确定
（1） 生活污水水质
BOD5=250mg/l ; CODcr=350 mg/l
SS=200 mg/l ;TN=50 mg/l
TP=8 mg/l
（2） 工业废水水质
其中食品加工类废水水质占总的工业废水40%,水质为：
BOD5=600mg/l ; CODcr=800mg/l
SS=350mg/l ;TN=50 mg/l
TP=8 mg/l
电子加工类废水水质占总工业废水的60%,水质为：
BOD5=150mg/l ; CODcr=300 mg/l
SS=180 mg/l ;TN=20 mg/l
TP=4 mg/l
加权平均得污水厂的进水水质为：
BOD5浓度

CODcr浓度

SS浓度

TN浓度

TP浓度

5、出水水质的确定
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B类和《 污水综合排放标准（GB8978—96） 》的一级标准。
《 城镇污水处理厂污染物排放标准 （GB18918—2002） 》的一级标准B类：
BOD5=20mg/l ; CODcr=80mg/l
SS=20mg/l ; TN=20mg/l
氨氮=8mg/l ；TP=1.5 mg/l
《 污水综合排放标准（GB8978—96） 》的一级标准：
BOD5=20mg/l ; CODcr=60mg/l
SS=20mg/l ；氨氮=15mg/l
TP=0.5mg/l
加权平均后得出水水质排放得：
BOD5=20mg/l ; CODcr=71mg/l
SS=20mg/l ; TN=20mg/l
氨氮=11mg/l ；TP=1.0 mg/l

二、城市污水处理厂各个水处理构筑物的计算
1、 粗格栅
最大设计流量 ；总变化系数
（1） 栅条的间隙数（n）
设栅前水深,过栅流速,栅条间隙宽度,格栅倾角
取96个
（2）栅槽宽度 设栅条宽度

采用GLGS1700型机械格栅5台用一台备用

（3）进水渠道渐宽部分的长度
设进水渠道宽,其渐宽部分展开角度

（4）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分的长度

（5）通过格栅的水头损失：设栅条断面为锐边矩形断面

（6）栅后槽总高度 设栅前超高h2为0.3m

（7）栅槽总长度

（8）每日栅渣量 在60mm的情况下,设栅渣量为每1000m3污水产0.01m3
每日栅渣量

采用机械清渣
2、细格栅
最大设计流量 ；总变化系数
（1）条的间隙数（n）
设栅前水深,过栅流速,栅条间隙宽度,格栅倾角
个
（2）栅槽宽度 设栅条宽度

采用GLGS1460型机械格栅4台用一台备用

（3）进水渠道渐宽部分的长度
设进水渠道宽,其渐宽部分展开角度

（4）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分的长度

（5）通过格栅的水头损失：设栅条断面为锐边矩形断面

（6）栅后槽总高度 设栅前超高h2为0.3m

（7）栅槽总长度

（8）每日栅渣量 在20mm的情况下,设栅渣量为每1000m3污水产0.04m3
每日栅渣量

采用机械清渣
3、曝气沉砂池的计算
（1）池子总有效容积（V） 设最大设计流量时流行时间t=2min，
则
（2）水流断面面积（A） 设最大设计流量时水平流速 ，
则
（3）池总宽度（B） 设设计有效水深 ，
则
（4）每格池子宽度（b） 沉砂池设3格

宽深比 符合要求
（5）池长（L）

（6）每小时所需空气量 设 每m3污水的空气量

（7）沉砂槽几何尺寸确定
设沉砂槽底宽0.5m，沉砂槽斜壁与水平面的夹角为 ，沉砂槽高度 ，沉砂槽槽口宽为：
沉砂槽容积为：
（8）沉砂槽所需容积 设贮砂时间T=2d，
沉砂槽所需容积为：
每个沉砂槽所需容积

（9）池子总高
设池底坡度为0.06，坡向沉砂槽，池底斜坡部分的高度为：

设超高
池子总高
（10）排砂方法
采用吸砂机排砂。
4、平流式沉淀池
（1） 池子总表面积
设表面水力负荷 。
池子总表面积为：
（2） 沉淀部分的有效水深
设池子沉淀时间 ，
有效水深：
（3） 沉淀部分有效容积

（4） 池长
设最大设计流量时水平流速 ，
沉淀池的长度：
长深比为 符合要求
（5） 池子总宽度

（6） 池子个数（或分格数） 设14个池子，
每个池子宽为：
长宽比为 符合要求
（7） 污泥部分所需容积
设T=4h（机械排泥） SS去除率为50%，污泥含水率为95%

每个池子污泥部分所需容积为：
（8） 污泥斗容积
污泥底斗容积采用 ，上口采用 ，污泥斜壁与水平面的夹角为 ，污泥斗的高度：

（9） 污泥斗以上梯形部分污泥容积
设池底坡度为0.01，梯形部分高度

污泥斗以上部分污泥容积

（10） 污泥斗和梯形部分污泥容积

（11）池子总高度
设超高 ，缓冲层高度

（12）堰口长度计算
采用堰口负荷为 ，则堰口长度为
仅池宽 不够，增加4根宽30㎝两侧收水的集水支渠，则每根支渠长度为：

5、A2/O工艺
城市污水设计流量Qmax=2.1，，一级出水, ,,,,水温
要求二级出水 ,,,,氨氮
首先判断是否可采用A2/O法

符合条件
（1） 设计参数计算
① 水力停留时间
② BOD5污泥负荷
③ 回流污泥浓度
④ 污泥总回流比60%,其中10%回流至厌氧池，90%回流到缺氧池
⑤ 曝气池混合液浓度
⑥ 内回流比
TN去除率

（2） A2/O曝气池容积
① 有效容积
② 池有效深度
③ 曝气池有效面积
④ 分四组，每组有效面积
⑤ 设6廊道曝气池，廊宽9米
单组曝气池长度
⑥ 各段停留时间
厌氧池
缺氧池
好氧池
（3） 剩余污泥量W

① 降解BOD5生成污泥量

② 内源呼吸分解泥量

③ 不可生物降解和惰性悬浮物（NVSS），该部分占总TSS的约50%

④ 剩余污泥量

每日生成活性污泥量

⑤ 湿污泥量（剩余污泥含水率）

⑥ 泥龄

（4） ①校核氮磷负荷，
好氧段总氮负荷 （符合要求）
厌氧段总磷负荷 （符合要求）
②碱度校核 每氧化需消耗碱度；每还原产生碱度；去除产生碱度
剩余碱度=进水碱度—硝化消耗碱度+反硝化产生碱度+去除产生碱度
假设生物污泥中含氮量以12.4%计，则
每日用于合成的总氮
即，进水总氮中有用于合成
被氧化的=进水总氮—出水总氮量—用于合成的总氮量
=
所需脱硝量
需还原的硝酸盐氮量
将各值代入：
剩余碱度

可维持
③

取超高为，则反应池总高
（5） 反应池进、出水系统计算
① 进水管
单组反应池进水管设计流量
管道流速
管道过水断面积
管径
取进水管管径
② 回流污泥管
单组反应池回流污泥管设计流量

管道流速；
取回流污泥管管径；
③ 进水管
反应池进水孔尺寸：
进水孔过流量
孔口流速
孔口过水断面积
孔口尺寸取为
进水井平面尺寸取为
④出水堰及出水井
按矩形堰流量公式计算：

其中
b堰宽取8m
堰上水头
出水孔过流量
孔口过水断面积
孔口尺寸取为
出水井平面尺寸取为
⑤出水管
反应池出水管设计流量
管道流速
管道过水断面
管径
（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

硝化需氧量

反硝化脱氮产生的氧量
NT的计算
每氧化1mgNH3-N需消耗碱度7.14mg
每还原1mgNO3-N产生碱度3.57mg
去除1mgBOD5 产生的碱度0.1mg
剩余碱度SALK =进水碱度-硝化消耗碱度+反硝化产生碱度+去除BOD5 产生的碱度
假设生物污泥中含氮量以12.4%计,则
每日用于合成的总氮=
即进水总氮中有=
用与合成被氧化的NH3-N=进水总氮－出水总氮量－用于合成的总氮量

所需脱硝量
需还原的硝酸盐氮量

则反硝化脱氮产生的氧量

总需氧量
最大需氧量与平均需氧量之比为1:4
则 AORmax=1.4R=
去除每1kgBOD5需氧量

②标准需氧量
采用鼓风曝气，微孔曝气器敷设于池底，距池底0.5m，淹没深度4.5m，氧转移效率EA =20%,计算温度T=25%,将实际需氧量AOR换算成标准状态下需氧量SOR

式中: ρ---气压调整系数=所在地区实际气压/一个标准大气压
工程所在地区实际大气压为0.912×105Pa
ρ=0.912×105/1.013×105 =0.909
CL ---曝气池内平均溶解氧,取2mg/L
查得溶解氧饱和度 Cs(20)=9.17mg/L
Cs(25)=8.38mg/L
空气扩散气出口处绝对压为：

空气离开好氧反应池时氧的百分比

好氧反应池中平均溶解氧饱和度

标准需氧量为

相应最大时标准需氧量
好氧反应池平均供气量

最大时供气量
③所需空气压力p（相对压力）

式中： h1+ h2——供风管道沿程与局部阻力之和
取h1+ h2 =0.2m
h3 ——曝气器淹没水头 h3 =3.8m
h4 ——曝气器阻力 h4 =0.4m
Δh ——富集水头 Δh=0.5m

④曝气器数量计算 （以单组反应池计算）
提供氧能力计算所需曝气器数量

采用微孔曝气器，参照有关手册，工作水深4.3m，在供风量3m3/(h·个)时，曝气器氧利用率EA =20%，服务面积0.5m2

以微孔曝气器服务面积进行校核：
符合要求
⑤供风管道计算
供风干管采用环状布置
流量
流速
管径
取干管管径为
单侧供气（向单侧廊道供气）支管
流量
取支管管径为
双侧供气（向两侧廊道供气）支管
流量
流速
取支管管径
（7）厌氧池设备选择
缺氧池内设导流墙，将厌氧池分成3格，每格内设潜水搅拌机1台，所需功率按5W/ m3池容计算
厌氧池有效容积
混合全池污水所需功率为
（8）污泥回流设备
污泥回流比
污泥回流量
设回流污泥泵房一座
（9）混合液回流设备
①混合液回流泵
混合液回流比
污泥回流量
②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
泵房进水管设计流速采用
管径
取泵房进水管径
③泵房压力出水总管设计流量
设计流速采用
6、辐流式二沉池
曝气池悬浮固体浓度X=3750mg/l，污泥回流比R=60%，二沉池底流浓度达到Xr=10000mg/l
（1）沉淀部分水面面积 表面负荷 ，采用6座辐流式沉淀池

（2）池子直径D
取D=40m
（3）校核固体负荷

（4）澄清区高度 ，设沉淀池沉淀时间

（5）污泥区高度 ，设污泥停留时间2

（6）池边水深h2

（7）污泥斗高h4
设污泥斗直径 ，上口直径 ，斗壁与水平夹角
则
（8）池总高
二沉池拟采用单管吸泥机排泥，池底坡度取
池中心与池边落差
超高
故池总高
=0.3＋5.3＋0.19＋0.87=6.66m
取7m
（9）进水系统计算
a、 进水管的计算

进水管设计流量
管径 900mm；vi=1.0m/s；1000i=999
b、 出水端槽宽
取5.2m
槽中流速取
进水端水深
出水端水深

校核
当水流增加1倍时 Q=0.56m3/s，v=0.8m/s
槽宽B1=0.9×（0.56）0.4=0.71m（取0.8m）
m

=
取槽宽 ，槽深
（10）出水部分计算
环形集水槽内流量
采用双侧集水环形集水槽计算
取槽宽 ，槽中流速
槽内终点水深
槽内起点水深

校核 当水流量增加1倍时,

设计采用环形槽，槽内水深为 ，集水槽高为
（11）采用辐射式集水槽
取堰上负荷

集水槽外径 ，内径 d=2m
采用12根宽30㎝的集水槽两侧集水
则每根支渠长度为
三、污泥构筑物的设计
1、污泥量的确定与计算
（1）初沉池污泥量

（2）二沉池污泥量
① 剩余污泥量干重（）

②剩余污泥的体积量（湿泥量）V2（m3/d））

③剩余污泥浓缩后的体积量

所以，进入消化系统时
2、 气浮浓缩池
剩余污泥量1730.4m3/d，含水率P=99.2%,水温20℃,采用气浮浓缩不投加混凝剂,使污泥浓度达到4.8%
可采用无回流加压溶气气浮
（1）无回流加压气浮流程
确定溶气比,用全部污泥加压溶气,溶气比为

由于C0较低,取 ,当水温为20℃时,查表得

f取0.8时,入流污泥固体浓度

合适
气浮池面积A
用表面水力负荷计算,取表面负荷
则气浮池的面积
用表面固体负荷校核
（符合设计规定）
（2）气浮池池形尺寸
采用矩形池长,长、宽=（3～4），长度15.0m，宽度5.0m，则表面积

气浮池有效水深
气浮池有效水深决定于气浮停留时间，当气浮污泥固体浓度要求达到4.8%时，气浮停留时间T=100min，考虑1.5的安全系数，设计停留时间T=150min=2.5 h
则
气浮池总高H 超高采用0.3m，刮泥机高度0.3m

溶气罐容积 设加压水力停留时间为2min
溶气罐容积
溶气罐直径: 高度=1:（2～4）
若直径为1m,则高度为3.06m
3、中温两级消化池
初沉污泥量为316.2m3/d，剩余活性污泥量经浓缩后为276m3/d，含水率均为95%，采用中温两级消化处理。消化池的停留时间为30d，其中一级消化池为20d，二级消化池为10d。消化池控制温度为33℃～35℃，计算温度为35℃。新鲜污泥年平均温度为17.3℃，日平均最低温度为12℃。池外介质为空气时，全年平均气温为11.6℃,冬季室外计算温度,采用历年平均每年不保证5d的日平均温度-9℃。池外介质为土壤时，全年平均温度为12.6℃,冬季计算温度为4.2℃。一级消化池进行加温、搅拌,二级消化池不加热、不搅拌。,均为固定盖型式。
（1）消化池容积计算，P投配率为5%
一级消化池总容积：

采用四座一级消化池,则每座池子的有效容积为

消化池直径采用20m
集气罩直径d1采用2m
池底下锥底直径d2采用2m
集气罩高度h1采用2m
上锥体高度h2采用3m
消化池柱体高度h3应> =9m，采用
下锥体高度h4采用1m
则消化池总高度为
消化池各部分容积的计算
集气罩容积为
弓形部分容积为

圆柱部分容积为

下锥体部分容积为

则消化池的有效容积为
二级消化池总容积为，二级消化池投配率为10%
采用两座二级消化池，每两级一级消化池串联一座二级消化池，则每座二级消化池的有效容积为

污水厂高程流程中水力计算
污水厂污水的水头损失主要包括：水流经过各处理构筑物的水头损失；水流经过连接前后两构筑物的管渠的水头损失，包括沿程损失和局部损失；水流经过量水设备的损失。
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