水质工程学课程设计计算书.doc

水质工程学课程（下）设计计算说明书
（生活污水处理构筑物设计）
设计题目： 某市生活污水处理工艺初步设计
班 级： 排水082
姓 名: 张健
学 号： 0803120234
指导教师: 杨世东
2011年12月
污水处理构筑物的设计计算
1 格栅计算
格栅设在处理构筑物之前，用于拦截水中较大的悬浮物和漂浮物，保证后续处理设施的正常运行
1） 栅条的间隙数
设栅前水深为h＝0。6m ， 过栅流速V=0.8m/s ， 栅条间隙宽度b=0.02m，格栅倾角α＝60°
2) 栅槽宽度
设栅条宽度s＝0。01m
｛B｝=s（n－1）+bn＝0。01×（105—1）+0.02×105＝3.14m
3) 进水渠道渐宽部分的长度
设进水渠宽B1＝1.0m,其渐宽部分展开角为α1＝30°
L1＝（B—B1)/2tgα1＝(3.14-1。0）/2tg30°＝1。85m
4) 出水槽与出水渠道连处的渐窄部分长度
L2＝L1/2=1.85/2＝0。925m
5）通过格栅的水头损失
式中 β——形状系数,其值与栅条断面形状有关，取2。42
k——系数，格栅受物物堵塞时水头损失增大倍数，一般取3
6) 栅槽总高度
H＝h+h2+＝0.6+0。1+0。3＝1.0m
式中 h2——栅前渠道超高，一般取0。3m
7） 栅槽总长度
L＝l1+l2+0.5+1+H1/tg60°＝4。8m
式中 H1—-栅前槽高，H1＝h+ h2＝0.6+0.3＝0.9m
8）每日栅渣量
式中 W1——栅渣量，本设计取为0。08m³栅渣/10³m³污水
K总—-生活污水流量总变化系数，为1.3
2 沉砂池
目前我国应用广泛的沉砂池有多种,并各自有其各自的特点，结合本设计实际情况综合考虑，决定选用平流沉砂池。采用平流沉砂池其优点是:污水在池内沿水平方向流动，具有构造简单，截留无机颗粒效果好的优点。
(1) 池子的长度：设v=0。30m/s，t=30s.
L=vt=0.30×30=9m。
（2) 水流断面积：A=Qmax/v=1。04/0。30=3.5m2
（3） 池总宽度： 设n=2格,.每格宽度b=2。0m
B=nb=2×2=4m
（4) 有效水深：
（5）沉砂室所需容积：
设T=1d.X城市污水沉沙量，一般采用30 m3/m3
V=
=
=2.07m3
(6) 每个沉砂斗的容积： 设每格有2个沉砂斗。
Vo=
=0。52m3
(7）沉砂斗各部分尺寸:设斗底宽a1=0。5m,斗壁与水平面倾角为55°，斗高h3’=0。6m
沉砂斗上口宽：
沉砂斗容积:≈0.52m3
（8）沉砂室高度：采用重力排砂，设池底坡度为0。06，坡向砂斗
（9）池总高度：设超高h1=0。35m
≈2。1m。
(10）验算最小流速:最小流量时只用一格工作
>0.15m/s
(11)进水部分:
采用潜孔进水，潜孔总面积为过水断面的20％
m2
共设有4个孔,则单孔面积为
m2
设计孔口尺寸为：0.355（m）,实际流速为1。55m/s。查阅《给排水手册》第一册,水流经孔口的局部阻力系数为，则计算孔口水头损失为
m
潜孔后0。5m处设挡流板,挡流板深入水下0.35m。
（12）出水部分设计
出水堰采用实用堰，堰上水头和流量关系公式为：
则
Q=0。52， m取为0。4 ，堰宽b=1。6，令=1，=0。25m/s
代入后计算得H=0。32m。可见单堰出水会造成堰上水头太高,因此采用伸出出水槽的方法增加堰长b，进而降低堰上水头。
每格伸出两条出水槽,槽长2.0m，槽宽0.3m,槽深0。3m。
这样每条堰的出水流量降至0.07754,而堰长b=2。0m,v0=0.162m/s
计算得H=0。09m，设自由跌水0.06m，总跌落水头为0。15m.
3初沉池
采用辐流式沉淀池,中心进水，周边出水,其特点是:
多为机械排泥,运行较好,管理较简单；排泥方法完善,设备已趋定型；池内水速不稳定,沉淀效果较差;机械排泥设备复杂，对施工要求较高.
适用于地下水位较高的地区，适用于大、中型污水处理厂。
1． 初沉池主体设计
(1） 沉淀部分水面面积
式中 Q设计—-污水厂设计流量
n——池数，n＝2个
q—-表面负荷（2～3m3/m2h），取q＝2。0 m3/m2h
(2) 池子直径
取D＝35m
(3） 沉淀部分有效水深
式中 t——沉淀时间，t＝1。5h
h2＝2。0×1。5＝3.0m
（4) 沉淀部分有效容积
(5） 沉淀部分所需容积：
①
式中 S—-每人每日污泥量（0。3～0.8L/人d)，取S＝0.5L/人d
N——设计人口数,取N=30万人
T——污泥在污泥斗内贮存时间(日），t＝4h＝1/6d
②
＝37.35m3
其中，t为两次污泥清除时间间隔,为进水悬浮物浓度，为出水悬浮物浓度,r为污泥密度，其值取1
（6) 污泥斗容积
(7) 污泥斗以上圆锥体部分污泥容积
设池底径向坡度为0。05,则坡底落差：
池底可贮存污泥体积V2为
式中 R——沉淀池半径，此处为17。5m
经计算得到V2＝280m3
(8） 所以可贮存污泥总容积
（9) 沉淀池总高度
设 h1=0。5m，h3=0.3m
H=h1+h2+h3+h4+h5=0。5+3.0+0。3+0.775+1。73
=6。305
（10) 沉淀池池边高度
H= h1+h2+h3=0。5+3.0+0。3=3。8m
（11） 径深比
(12） 刮泥选择
由于池径较大，故采用周边传动的刮泥机,其驱动装置设在桁架外缘,取外周刮泥板线速度为1.5m/min，则刮泥机转速
刮泥机制作采用钢制桁架,驱动装置设在衍架的最外沿,刮泥板制作成直板,按与衍架底端成一定角度排列，池底接DN400排泥管，放空管DN600。
（13） 浮渣收集:
浮渣用浮渣刮板收集，定期清渣，刮渣板装在刮泥机桁架的一侧,高出水面0。15m，在出水堰前设置浮渣挡板，排渣管DN200,渣井设有格栅截留.
2． 进出水设计
辐流式沉淀池采用中心进水周边出水的方式，进水管出口处设穿孔挡板整流，出水 采用双边溢流堰出水槽，堰口采用三角堰，排泥管设在池子最低部，靠水的压力排泥.
初沉池集配水采用集配水井，内侧配水，外侧排水.尺寸为配水井直径1。8m，集水井直径3。3m。
初沉池集配水井示意图如下：
(1） 进水部分设计
进水管流速
污水自沉砂池出水井接DN800铸铁管进入配水井, 1000i＝3。16，管内流速
（2） 出水部分设计
① 堰上负荷
初沉池出水堰最大堰上负荷不宜大于2。9L/sm，则每池所需堰长 L=1040/(2×2。9）=179。31m,D=L/π=179。31/3。14=57。10m，远大于池径，故采用双侧集水。
② 出水槽尺寸
采用薄壁三角堰双侧集水，出水槽为双边进水,取出水槽外壁到池壁距离为0。4m,堰每侧集水量为:
设过水断面面积
湿周
水力半径
流速
水力坡度
取出水槽外壁到池壁距离为0.4m(过小会增加流速，带走沉泥）
出水堰长 L=(35—0。8)π+（35-1。6）π=212.26m
③三角堰尺寸
堰为等腰直角三角形,堰高为0.06m,堰宽为0.11m。
实际堰数 n=212.26/0。11=1930个
取堰上水头0.045m，堰上宽度0。1m
④ 校核堰上负荷
为了偏于安全,设三角堰水面宽为堰长，取安全堰上宽为0。1m，则实际堰长为：
L’＝n×0。1＝1930×0.1＝193m＞179。31m 满足
设堰后自由跌落为0。10m
⑤ 水头损失：
h＝i×3.14×(D—0.8+D—1.6）/2+0.10+0。045=0。1676
⑥ 总水头损失:
∑h＝0。13+0。17＝0.3m
（3） 初沉池集配水井设计
① 集水井直径设D＝3.3m，沉砂池总出水管径为800㎜
V=Q/W=1.04×4/π×0.82=0。85m/s
② 配水井直径：
设D＝1。8m ,则：
上升流速为 V1=Q/W=1。04×4/π×1。12=1。60m/s
③ 进出入初沉池管径:
DN=800㎜ v＝0。97m/s I=1。64‰
DN=800㎜ v＝0。97m/s I=1。64‰
4。 氧化沟(Oxidation Ditch)
本设计的生物处理系统严格上来讲应该是处理工艺,即厌氧池+缺氧池+Carrousel氧化沟，其设计方法主要来源于两处，一是华东勘测设计研究院的胡大锵著的《Carrousel氧化沟脱氮除鳞工艺设计探讨》一文，二是给水排水设计手册第五册《城镇排水》。
1．氧化沟总污泥龄
1）公式 (1）
式中　——-进、出水磷浓度之差，mg/l
、η---分别为进水浓度及其去除率,mg/l、无量纲
--—污泥龄,d
a---污泥产率,kgTS/kg
a= （2）
Z-—-活性污泥中异养菌体重量所占比例， 无量纲
（3）
(4）
式中　————SS负荷,kg/（kgMLSS·d）
（5)
其中取为0。05
式中　—-—进水中悬浮固体浓度，mg/l
P0=8。6mg/l
2） 沉砂池中单位体积水中除掉的悬浮物质量为：
按经验平流沉砂池每水中会除去30悬浮物，其相对密度为2。65
去除的悬浮物浓度==79。5mg/l
其中有机物占15％，即去除的SS=79。5mg/l
去除的=79。515%=11。92mg/l
则进入氧化沟的水质为：= —79.5=376-79。5=296。5mg/l
==-11。92=391—11.92=379。08mg/l
3）的去除率计算
出水中的非溶解性值为：
mg/l
出水中溶解性浓度=20—1。28=18.72mg/l
则的去除率=95。06％
4） 污泥产率a
a=
=
=
这里假设污水厂进水温度为15℃
5） 活性污泥中异养菌体所占的重量比
=
=0。555+7。426
6） 假设
可见，以上若干公式归根到底唯一的未知数就是，先假设=18d，待整个计算结束时再验算此假设是否成立。
于是可计算出=12.36mg/l,a=0。751,Z=0。421，=0。140
2．硝酸盐及基质浓度对除P的影响
当有存在时所能除磷的期望值:
（6）
（7）
——当有存在时所能除磷的期望值
——进入厌氧池的浓度,mg/l
mg/l
这里假设出水的15mg/l总N中，为5mg/l,为10mg/l
式中 ——分别为进、出水中的浓度，mg/l
式中 ——分别为厌氧区、缺氧区、好氧区反应池容积,
-—至厌氧区之污泥回流比，％.令=60％
-—进水中易降解所占比例,=0.30
于是可计算出=6.99mg/l，f=0。258
3．碳源及硝酸盐含量对各池子体积比的影响
1) 单位去除需氧量
单位活性污泥需氧量
=0.513
=3。664
式中
设MLSS=4000mg/l
2） 计算能提供给反硝化区的硝酸盐浓度
=——-
、-—分别为进、出水中总氮浓度，mg/l
、——分别为排除剩余污泥中氮合成浓度和出水悬浮物浓度中的含氮量，mg/l
=0.125aZ（—)=0。1250。7510.421（379。08—18。72）=14。23
=0。125Z=0.1250。42120=1。0525
、-—分别为出水中和悬浮物浓度，mg/l
=
因此=78—15-14。23—1。0525=47。72
3） 确定同步反硝化池和前置反硝化池的体积比
、——分别为同步反硝化池和前置反硝化池的体积，
W—-为同步反硝化区所处理的占总的百分比，%
令W=40%，并将各数值代入后计算得：
=1.171，=0.034
4．硝化速率
硝化速率不仅是污水水温的单一函数,而且受DO、碱度的影响，通常情况下硝化反应池内保持DO在2mg/l左右是完全可以实现的,不会对硝化速率产生明显的影响,因此本公式里只考虑温度和PH值对硝化速率的影响.
-—当水温为20℃时的最大硝化速率,取为0。35
PH、PH0——分别为进水和最佳酸碱度，设PH=7，取PH0=8。2
=0.15
5．硝化污泥龄及与硝化速率的关系
计算硝化污泥龄
——硝化污泥龄，d
E——的去除率,无量纲
——进水中浓度,mg/l。这里认为进水的总氮在经过厌氧池的氨化后全部转变成，即=78mg/l.
E==0。936，把个数值代入后计算得：=7。23d.
6．反应池容积的计算
tSN、tSR、tSP、tSP——分别为硝化、反硝化、厌氧阶段污泥龄及总污泥龄,d
-—二沉池容积,
===57915
即求得VP=8908。6 Vn1=9590。9 Vn2=549.5
Vd=4168。6 由此算得二沉池停留时间td=1。87h
符合二沉池停留时间要求，在1。5h—2。5h之间。
所以初步假设的tST=18d是合理的.
7．各反应池具体工艺尺寸的确定
总体来讲采用两组氧化沟系统并联运行
厌氧池宽8m，有效水深5m，则总池长为111.4m,设为5廊道，则单廊道长为22。3m，超高0。5m。
Carrousel氧化沟主体宽8m，有效水深5m，则总池长为313。8m,设为4廊道，则单直廊道长为58.9m，超高0。5m。
计算弯道处由于离心力作用而引起的横向水面超高:
式中ΔZ —--横向水面超高（m） ;
—--校正系数,一般取1。01~1。1 ；
v ——-断面平均流速（m/ s) ；
B -——水面宽度（m) ;
R0 --—弯道轴线曲率半径(m) 。
计算结果证明，超高取为0。5m是完全安全的。
前置反硝化池宽3m,有效水深2m，则总池长为54。3m,设为2廊道,则单直廊道长为17。7m，超高0.5m.
8．单组氧化沟需氧量的计算
1)
=
=45000
LC0=379.08mg/l Lce=18。72mg/l
K1为速率常数，15℃时,查得k1=0。0795，
t=5d
=
=
=426。74kg/d
N0=78mg/l,Ne=15mg/l ==63mg/l
把各数值代入原方程中计算得:=19572。64kg/d
2) 标准状态需氧量的计算
设污水最低水温为15℃，最高水温为25℃,沟体内好氧区溶解氧为2mg/l
水质修正系数=0。85，=0.95，压力修正系数=1
温度为20℃和25℃时的饱和溶解氧浓度分别为：C20=9。17mg/l C25=8。4mg/l
标准状态需氧量：
32931.12kg/d=1372。13kg/h
3）选用曝气机
根据标准状态需氧量,选用三台安徽中联环保设备有限公司的型号为DS366的调速型倒伞型表面曝气机,其清水充氧量为108-167kg/h。叶轮直径3.658m，电动机功率75kw,质量6470kg，离桥距离C=1250m，叶片最小浸没度B=100m，最大浸没度F=300m。单沟宽度推荐值为8。05m，沟深推荐值为5.1—6m，氧化沟中间隔墙至叶轮边缘间距以0。1倍叶轮直径为宜，即0.37m。
9．校核污泥龄
1)回流污泥量计算
根据物料平衡：
SVI取为100，r取1。02，因此=10200mg/l
TSS=296。5mg/l Q=90000m3/d X=4000mg/l
代入得: QR=51918.22 m3/d
R===0。6072=57。68％
2) 每组沟剩余污泥量计算
=
=6535kg/d
3) 校核污泥龄
d≈18d
10．进出水设计
厌氧池进水槽宽2m,长8m。
进水采用淹没孔洞，孔洞流速为0。248m/s,长2m，高1m.孔洞水头损失为0。003m.
厌氧池进入前置反硝化池采用淹没孔洞，孔洞流速0。248m/s，长2m，高1m,孔顶距水面1m。
前置反硝化池进入氧化沟采用淹没孔洞，孔洞流速0。405m/s,长1。6m,高2m,孔顶与水面平齐.
内回流槽宽1m，深2m，流速0.4m/s，最大内回流量0。8，最大内回流比为379％，内回流量大小可以由闸门调节。
氧化沟出水槽宽2m，长5m,出水堰采用实用堰，堰上水头经计算得0.14m，于是取实用堰为梯形堰，堰顶宽为0。15m,梯形高为0.25m。自由跌水0。16m.跌水水头损失为0。3m.
11．水下推进器的选择
厌氧池内选择QJB型潜水搅拌器，型号为QJB40/6—E3，额定功率4kw，生产厂家是南京制泵集团股份有限公司.每廊道设一个潜水搅拌器，这样平均每立方米的功率值为4。5w/，介于3—5w/之间,可以保证污泥不沉积.
前置反硝化池内选择DQT型低速潜水推流器，型号为BQT040,叶轮直径1800mm，电动机功率为4。0kw。
氧化沟内选择DQT型低速潜水推流器，型号为BQT075，叶轮直径1800mm，电动机功率为7.5kw.
5 二沉池
1) 概述:
二次沉淀池是活性污泥处理系统的重要组成部分,其作用是泥水分离，使混合液澄清,浓缩和回流活性污泥。其运行效果将直接影响活性污泥系统的出水水质和回流污泥浓度。本设计采用机械吸泥的向心式幅流沉淀池，进出水采用中心进水周边出水。
2） 二沉池设计计算：
（1） 沉淀池（澄清区）面积：
式中Q-—污水最大时流量，Q＝3750 m3/h
q’--表面负荷，q'＝1。5m3/m2h
n-—沉淀池个数，n=2
（2） 池子直径:
(3) 二沉池有效水深：
H＝q’t
式中 t—-沉淀时间，取t＝2.0h
H＝1.5×2.0＝3。0 m
(4） 沉淀部分有效容积：
(5) 排泥设计:
二沉池污泥区按不小于2小时贮泥量考虑，则二沉池污泥区容积为：
，其中R为回流比取0。5
每池污泥体积： V`=V/2=5625/2=2812。5m3
由于污泥容积较大，无法设计污泥斗去容纳污泥，所以设计中采用机械吸泥机连续排泥，而不设污泥斗存泥，只按结构要求设计池底坡度为0.05及一个放空时用的泥斗。
设 r1=0。8m,r2=0.4m，h5=1.0m
容积 V5=1/3×π×h5×(r12+r1r2+r22）
=1/3×3。14×1.0×（0.64+0。32+0.16)=1.17m3
(6） 二沉池高度
h4=(Ro－r1）×i=（20－0.8）×0。05=0。96m
取超高h1＝0.5m，缓冲层高度h3＝0.3m,h2=4.0m为池边水深、，则
沉淀池总高度H＝h1＋h2＋h3＋h4＋h5
＝0.5＋4。0＋0.3＋0。96＋1＝6。76m
(7) 池边高度H’＝h1＋h2＋h3＝0。5＋4。0＋0。3＝4。8m
（8） 径深比D/H＝40/4＝10，在6～12之间，符合要求.
(9) 池底接DN600排泥管，连续排泥。
（10） 二沉池进水部分设计
①二沉池进水部分采用中心进水，中心管采用的铸铁管。为了配水均匀，沿套筒周围设一系列潜孔，并在套筒外设稳流罩。
中心筒内径D=1100mm
　　设中心筒潜孔尺寸为400×800㎜2
　　孔距为（1。6π－0。4×8）/8＝0。228ｍ
设潜孔薄壁厚ｓ＝0。1ｍ
则外径为D'＝D+0。2＝1。3ｍ
平均直径为D”＝1/2（D+D’）=1。2ｍ
稳流量直径d＝3D”＝3。6ｍ　　　　取h＝2.0ｍ
② 出水部分设计
a． 出水槽 B＝0。9Q0。4
Q＝1。2×1。04/2＝0。624 m3/s
（1。2为安全系数）
B＝0.9×0。6240.4＝0。75m 取0。8m
起端水深h0＝1。25B＝1.25×0。8＝1m
b．出水堰
选用等腰直角三角堰
过堰负荷 q＝Q/πD＝
采用双侧溢流式,设三角堰高h＝0。04m,则每齿宽0。08m
出水堰长L＝
堰个数n＝239。89/0.08＝3000个
每个堰齿的出流量Q1＝0。624/3000＝2。08×10-4 m3/s
代入Q＝1.43H5/2 得H＝
堰负荷 q＝ 满足1.5～2。9L/s m要求
3）刮吸泥机的计算：
本设计采用周边驱动的半跨边刮吸泥机
设计参数Q=23.5m3/h
吸泥机外缘线速度为1。68m/min,吸出污泥含水率99。2%采用静水压力排泥,在二沉池衍架上设有I=0。01的污泥流动槽，污泥通过虹吸管排入槽内，沿槽流至中心排泥管,然后流出二沉池.
二沉池示意图如下：
4）二沉池集配水井
配水井中心直径，曝气池出水管直径DN＝1000mm
取配水井直径为D＝1。8m，集水井直径为D＝3.3m，总高度H＝5m，二沉池进水管直径DN＝800m，出水管直径DN＝600m,流向消毒接触池管直径DN＝800m。
6 消毒接触池
1)概述
城市污水经一级、二级处理后，水质有所改善，细菌含量大幅度减小，但其绝对值仍相当可观，并有存在病原菌的可能.因此,污水排放前应进行消毒.本设计采用液氯作消毒剂。其特点是：效果可靠、投配设备简单、投量准确、价格便宜,适用于大、中规模的污水处理厂.
2）消毒接触池主体设计计算：
(1） 污水接触消毒池采用2组3廊道推流式，接触时间采用t=30min
接触容积
V = Qmax×t/n m7. 污水处理厂平面及高程布置
1污水处理厂平面布置
水场平面布置包括：处理构筑物的布置，办公、化验及其它辅助建筑物的布置，以及各种管道、道路、绿化等的布置。根据处理厂的规模大小，采用1：200～1：500的比例尺的地形图绘制总平面图。管道布置可单独绘制。
平面布置的一般原则如下：
⑴ 处理构筑物的布置应紧凑，节约用地，便于管理。
⑵ 处理构筑物应尽可能地按流程顺序布置，以避免管线迂回，同时应充分利用地形，减少土方量。
⑶ 经常有人工作的办公、化验等建筑物应布置在夏季主导风向的上风向，北方地区应考虑朝阳。
⑷ 在布置总图应考虑安排充分的绿化带，为污水处理厂的工作人员提供一个优美舒适的环境。
⑸ 考虑远近期结合，有条件时可按远景规划水量布置，将处理构筑物分为若干系列，分期建设。
⑹ 构筑物之间距离应考虑敷设灌区的位置，远转管理的需要和施工要求，一般采用5～10米。
⑺ 污泥消化池应距初沉池较近，以缩短污泥管线，且与其它处理构筑物间距不小于20米。
⑻ 变电所设在耗电大的构筑物附近，高压线应避免在厂内架空敷设，以策安全。
⑼ 污水厂内管线种类分多，应综合考虑布置，以免发生矛盾。污水、污泥管道应尽可能考虑自流。
⑽ 如有条件，污水厂内的压力管线和电缆可合并敷设在同一管廊或管沟内，以利于维护和检修。
⑾ 污水厂内应设超越管，以便在发生事故时，使污水能超越该构筑物，进入下构筑物或事故溢流。
具体平面布置见城市污水总平面图。
2污水厂高程设计
1、污水高程设计
⑴ 概述
为使污水能在各处理构筑物之间通畅流动，以保证处理厂的正常运行，需进行高程布置，以确定各构筑物及连接管高程。
为降低运行费用和便于维护管理，污水在处理构筑物之间的流动已按重力流考虑为宜；污泥也最好利用重力流动，若需提升时，应尽量减少抽升次数。为保证污泥的顺利自流，应精确计算处理构筑物之间的水头损失，并考虑扩建时预留的储备水头。
⑵ 注意事项的考虑
在对污水处理厂污水处理流程的高程布置时，应考虑下列事项：
① 选择一条距离最长，水头损失最大的流程进行水力计算。并适当留有余地，以保证在任何情况下，处理系统能够正常运行。
② 计算水头损失时，一般以尽其最大流量作为构筑物和管渠的设计流量。
③ 设置重点泵站的污水处理厂，水力计算从接受处理后污水水体的最高水位作为起点，逆污水处理流程向上倒推计算，以使处理水在洪水季节也能自流排放，二泵站需要的扬程较小，运行费用较低。但同时应考虑挖土深度不宜过大，以免土建投资过大和增加施工上的困难。
④ 在作高程布置时，还应注意污水流程与污泥流程的配合，尽量减少需抽升的污泥量。
本设计最高洪水位为114.8米，由于曝气池的体积大，考虑土方平衡，设计曝气池为半地下式。高程计算取曝气池高～位于地面以上。并以此为起点分别向格栅和巴氏计量槽出水口进行污水高程计算。
⑶ 各处理构筑物的水头损失
① 格栅水头损失

式中 ——为局部阻力系数；
——为格栅形状系数；
——为格栅厚度；
——为格栅净间距；
——为格栅倾角；
——为栅格上流侧的平均流速。
② 集水槽水头损失
集水槽系平底，且均匀集水，自由跌落水流，故按下列公式计算：

式中 ——为集水槽设计流量，为确保安全场对设计流量乘以1.2至1.5倍的安全系数；
——为集水槽宽度；
——为集水槽起端深度。
则集水槽水头损失为

式中 ——为集水槽水头损失；
——为堰上水头：
——为自由跌落水头。
③ 进口损失

④ 出口损失

⑤ 消毒池水头损失
消毒池内水头损失包括严惩水头损失及弯管水头损失，其计算水头公式可采用：

式中 ——总水头损失；
——隔板转弯处局部阻力系数；
——水流转弯次数；
——该段廊道总长度；
——谢才系数；
——廊道中水流速度；
——转弯处水流速度。
⑷ 连接管渠水头损失
在污水处理工程中，为简化计算一般认为水流是均匀流。管渠水头损失主要有沿程水头损失和局部水头损失。
沿程水头损失

式中 ——为沿程水头损失；
——为管段长度；
——为水力半径；
——为管内流速；
——为谢才系数。
局部水头损失

计量设备水头损失
在污水处理厂中，两侧总量的设备是必不可少的。巴氏计量槽在自由流的条件下按下列公式计算。

式中 ——为流量；
——为喉宽；
——为上游水深。
⑸ 污水高程计算表见表1

2、污泥的高程计算
在污水处理厂中，经沉淀或处后的污泥经管道流动，所以应计算忤逆流动中水头损失，进而计算污泥处理流程高程。污泥高程计算顺序与污水相同，即从控制性标高点开始。
污泥在管道中水头损失包括沿程水头损失和局部水头损失。由于目前有关污泥水力特征的研究还不够，因此，污泥管道水力计算主要是按污泥局部为沿程水头损失的30%计算，具体计算表见附录2所示。
3、污泥泵房
贮泥池污泥来自初沉池和浓缩池，污泥粘度较大，不易流入泵内，要求提升用泵的抽吸能力高，故选用柱塞泵。其特点是：
⑴ 输送可靠，效率较高；
⑵ 输送能可直接随泵速而变；
⑶ 被大块固体堵塞的可能性小；
⑷ 可控制污泥流量和有效计量；
⑸ 容易抽送包括泥饼在内的浓度稠的固体。

式中 n-—池子的组数，n=2组。
V = 1。04×30×60/2＝936 m

(2） 池体表面积
设有效水深h2＝4。0m,则有：
F＝V/h2＝936/4.0=234 m

（3） 池长、池宽
设廊道宽度B'=6 m,则池长为:
L＝F/ B’＝234/6＝39m
廊道长L’＝L/3＝52/3=17。3m
池宽为B＝3×B'＝3×6=18m
长宽比为L/B=52/4。5= 11.5 满足8~12之间要求
（4） 排泥设施
设经二级处理后的污泥量为0.03/人d，含水率96％.则污泥容积V＝0。03×316638/1000＝9。5 m3/d。
在池底设i＝0。05的底坡，并在池子的进水端设排泥斗及排泥管,用刮泥板把泥刮至进水端，由管道排出。
池体总高度：
取超高h1＝0.3m,则池体总高为:
H＝h1＋h2＋h3＝0。3＋4。0＋0。05×17.3+0.5＝5。665 m
（5) 取城市污水经二级处理后加氯量为20mg/l，因此最大日需要氯量为
1.04×86400×20×10-3＝1797.12kg
选用三台ZJ型转子加氯机，加氯量5～45kg/h
选用三个YL—500液钢瓶
3)进出水设计
(1） 进水部分设计
采用潜孔进水,并控制潜孔流速0。2～0.4m/s，取孔口尺寸为1.1×1。1m2
过孔流速v＝1。04/2×1.1×1。1＝0。63m/s
过孔水头损失m
（2） 出水部分设计
出水采用矩形非淹没薄壁溢流堰。据《手册》第五册第415页，薄壁堰过堰流量
式中 m0——流量系数，通常采用0.45
H——堰顶水深
代入单池流量Q0＝0..52m3/s,计算得，H＝0.07m，考虑自由跌水水头0。10m，则出水堰水头损失0。17m。
7 计量设施
为提高污水厂的工作效率和运转管理水平，并积累技术资料，以总结运转经验,为处理厂的改、扩建提供可靠的数据，必须设计量设备，正确掌握污水量、污泥量、空气量,以及动力消耗等。
污水计量设备的选择和布置,应遵循以下一般原则：
计量设备应水头损失小、精度高、操作简便，且不易沉积杂物.
分流制污水处理厂计量设备一般设在沉砂池后，初次沉淀池前的渠道上，或设在污水厂的总出水管上。如有条件,应对各主要构筑物的进水分别计量。
二级处理出水的计量设备，可采用咽喉式计量槽、电磁流量计、文氏管、超声流量计等，也可采用各种形式的流量堰进行测量。
本设计中为节约投资，仅在污水厂的总出水管上设置计量设备，对二级处理水进行计量。计量设备采用咽喉式计量槽中最常用的巴氏计量堰。其优点是：水头损失小、不易发生沉淀,精确度可达95％～98％.缺点是:施工技术要求较高，尺寸如不准确，即影响测量精度。因此，施工时应注意保证质量.
计量堰尺寸设计
本设计最大流量Qmax＝1。04m3/s,据《手册》第五册412页表10－3，选择测量范围为0。300～2.100 m3/s的巴氏计量槽,其各部分尺寸为:
W＝1.00m，B＝1.700m，A=1。734m，2/3A＝1.156m，C＝1。30m，D＝1。68m，
计量堰水头损失计算
计量堰内水流按自由流计,据公式，当W＝1.00时，Q＝1。406H11。549,计算得应采用的计量堰尺寸为:
W＝1。00m,Q＝1.04 m3/s时,H1＝0。82m
自由流取H2/H1＝0。82，则H2＝0。。82×0.82=0.67m
故计量堰水头损失H1－H2＝0。15 m
计量槽应设在渠道的直线段上，直线段的长度不应小于渠道宽度的8～10倍，上游渠道长度应不小于渠宽的2～3倍,设渠道宽为1.2m，故取上游L＝3.6m，下游渠道长度应不小于渠宽的4~5倍,故取上游L＝6m。
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