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水质工程学（下）课程设计 第 25 页 共 25 页
1. 设计依据、原则及范围
1.1 设计依据
本设计贯彻和执行国家关于环境保护的基本国策，严格依据国家所颁布的如下有关防治水污染方面的法律和法规进行：
《中华人民共和国环境保护法》
《中华人民共和国水污染防治法》
《建设项目环境保护管理办法》
《建设项目环境保护设计规范》
《污水处理设施环境保护监督管理办法》
并且遵守国家为具体执行上述法规而颁布的各项规范和标准：
《地面水环境质量标准》 ( GB3838-2002 )
《污水综合排放标准》 ( GB8978-96 )
《给水排水工程结构设计规范》 ( GBJ69-84 )
《城镇污水处理厂污染物排放标准》 ( GB18918-2002 )
《城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准》 ( GBJ31-89 )
《室外排水设计规范》 ( GBJ14-87 )
《课程设计任务书》
1.2 设计原则
（1） 执行国家关于环境保护的政策，符合国家的有关法规规范及标准；
（2） 在批准的可行性研究报告的基础上，对城镇污水实施综合治理，采用全面规划，分期实施的原则，使工程建设和城镇的发展相协调，既保护环境，又最大程度的发挥工程的环境效益、经济效益和社会效益；
（3） 考虑当地实际情况，采用高效节能，简便易行的污水处理工艺，在确保污水处理效果的同时，尽量降低工程投资和日常运行费用；
（4） 妥善处理、处置污水处理过程中产生的栅渣、污泥，避免产生二次污染；
（5） 选择国内外先进、可靠、高效，运行管理方便，维修简便的排水专用设备；
（6） 采用可靠的控制系统，实现自动化管理，做到技术可靠，经济合理；
（7） 厂区平面及高程布置合理，各处理构筑物相对集中，节约用地，工艺流程顺畅，实现一次提升，减少运行费用；
（8） 扩大绿化面积，美化厂区环境，实现厂区景观化。
1.3 设计范围
污水处理厂界区内水处理工艺专业初步设计。
2. 城镇概况
2.1 收水情况
该城镇主要由工业污水（占70%）和居民生活排水（30%）构成，总排水量10×104m3/d，总变化系数1.3，污水处理厂总占地面积89000m2。厂区地坪标高为50.0m，污水管管底标高为47.0m，管径1200mm。
2.2 自然条件
该区域属于温暖带大陆性季风气候。多年平均气温13.3℃；极端最高气温39.3℃；极端最低气温-18.4℃；多年平均降雨量549mm；最大冻土深度49cm；主导风为西北风。
2.3 进出水水质
进出水水质见表1。
表1 进出水水质
项目
COD(mg/L)
BOD(mg/L)
SS(mg/L)
TP(mg/L)
TN(mg/L)
氨氮(mg/L)
进水
500
300
200
8
50
40
出水
100
30
20
3
20
15
3. 污水处理工艺方案选择
城市污水处理厂的污染物质以有机物为主，一般采用生物处理法。生物处理法主要有活性污泥法和生物膜法两种。目前，国内外城镇污水处理厂采用二级处理工艺的，绝大部分采用了活性污泥法。活性污泥工艺主要有：普通曝气法，A／O脱氮工艺；A／0除磷工艺；A2／O脱氮除磷工艺；AB法；氧化沟工艺（卡鲁塞氧化沟，双沟式氧化沟，奥贝尔氧化沟，一体氧化沟等）；SBR工艺（传统SBR 工艺；ICEAS；DAT—LAT；CAST；CASS；MSBR等）；传统活性污泥法与氧化沟结合工艺（ OOC；OCO；AOR；AOE）；改进型A2／O氧化沟与SBR结合工艺 （三沟式氧化沟）等。
氧化沟，又称循环曝气池，是于50年代由荷兰的Pasveer所开发的一种污水处理技术，属于活性污泥法的一种变法。氧化沟主要采用特殊设计的卧式转盘或转刷为曝氧设备，曝氧的同时可以保正足够的混合液流速，使水与活性污泥完全混合后；将混合液从上游经曝氧区推进到下游，并不停地循环流动。在流态上，氧化沟介于完全混合和推流之间，有利于活性污泥的生物凝聚作用，而且可以将其区分为富氧区、缺氧区，用以进行硝化和反硝化，取得脱氮效应。
奥贝尔氧化沟l960年在南非开发并使用，它是由三个相对独立的同心椭圆形沟道组成，每条沟道都是一个闭路连续循环的完全混合反应器。运行时，污水由外沟道进入内沟道。然后依次进入中间沟道和内沟道，每条沟道中的污水及污泥在沟内循环数百次后再流入下一沟道，最后经中心岛流出，至二次沉淀池进行固液分离，因此，奥贝尔氧化沟相当于一系列串连的完全混合反应器。其三个环形沟道相对独立，溶解氧浓度分别控制在0、1、2mg/L。其中外沟道容积达50％ 一60％ ，处于低溶解氧状态，大部分有机物和氨氮在外沟道氧化去除。内沟道体积约为10％ ～20％ ，维持较高的溶解氧浓度(2mg/L)， 为出水把关。在各沟道横跨安装有不同数量转盘曝气机，进行供氧兼有较强的推流搅拌作用。
奥贝尔氧化沟除具备一般氧化沟的优点：流程简单、抗冲击负荷能力强、出水水质稳定和易于维护管理。其独特之处还在于：
（1） 有较好的节能性能。由于外沟道溶解氧平均值很低，在部分区域DO为O，氧的传递作用是在亏氧条件下进行的，具有较高的效率，由于大部分氧化和硝化反应在外沟道发生，且具有较高的反硝化率，因而节能效益显著。通常可以节省电耗15％ 以上。
（2） 具有较好的脱氮功能。在外沟道的脉冲曝气和大区域的缺氧的环境下，可以较高程度地实现“同时硝化反硝化”的效果，总脱氮效率可达到80%。即使在不设内回流的条件下，也具有较高的脱氮效率。
（3） 奥贝尔氧化沟作为一种多级串联的反应器，有利于难降解有机物的分解，一般可以获得较好的出水水质和稳定的处理效果。
（4）奥贝尔氧化沟在实际运行中有更大的灵活性和适应性。可适用于雨污合流系统。
（5）奥贝尔氧化沟采用的曝气转碟，具有较高的充氧能力和动力效率．优化控制方便．并可提高水深，相对节省用地。
由于上述特点，奥贝尔氧化沟作为较优化的工艺之一，可以在城市污水处理工程中推广应用．尤其适用于中小规模的污水处理厂。

4.污水处理工程设计
本设计污水处理厂确定采用三组orbal型氧化沟,单池容积为27814m3,其主要设计参数为：污泥负荷0.095BOD/kg.MLSS.d,混合液悬浮固体浓度4000mg/L,曝气池水力停留时间20.25h，污泥龄30d。
设置三座二沉池，每座对应一组二沉池，池径50m，设机械刮吸泥设备一套。

4.1 工艺流程
工艺流程见图4。

图4 工艺流程图
污水中含有大量悬浮物和漂浮物，经过粗格栅截留，去除大的悬浮物和漂浮物，对水泵组和后续处理构筑物起到重要的保护作用。污水经集水池用潜水泵提升至配水井，由配水井分配至三组细格栅，再流至旋流沉砂池，去除比重较大的无机颗粒,然后分别进入三座orbal氧化沟。污水首先由外沟道进入沟内，然后依次进入中间沟道和内沟道，在每个沟道流动上百圈，最后经中心岛流出，至二次沉淀池，进行固液分离。回流污泥从二沉池,加氯，进入接触池充分接触消毒后排放。由污泥回流泵打回氧化沟，在氧化沟始段与污水充分混合。剩余污泥经污泥缩池，流入污泥脱水机房，经加药，带滤机脱水，最后泥饼外运。
工艺流程详见附图 水-01。
4.2工艺设计计算
设计流量
平均日流量： 10×104m3/d（4167m3/h，1.16m3/s）
总变化系数： 1.3
平均设计流量：10×104（m3/d）
最大设计流量：1.3×104（m3/d）（5417m3/h，1.50m3/s）
4.2.1 粗格栅及进水泵房
粗格栅渠、集水池、进水泵房合建。
4.2.1.1 设计说明
格栅的主作用是拦截污水中的大块污物，对后续处理单元进行保护。拟采用回转式格栅，该格栅具有不易堵塞，维修方便等特点。格栅前后渠道内均设闸门，以便调节水量及维修之用。污水实现一次提升，靠重力流进入后续处理单元。污水泵选用占地少，维修容易，噪音小，安装方便的潜水泵。潜水泵安装在集水池中，集水池容积为最大一台泵5min的流量。
4.2.1.2 粗格栅
拟选用4组回转式格栅，设计参数：
栅条间距 b=20mm；栅前水深 h=0.6m；
过栅流速 v=0.9m/s；安装角度 α=75°。
（1） 格栅间隙数
n===34.35 （个）
取n=35个。
（2） 格栅有效宽度
本设计采用φ10圆钢为栅条，即s=0.01m
B=s(n－1)+bn=0.01×(35-1)+0.02×35=1.04(m)
原污水水面标高47.6m，栅槽底面标高47.0m。
（3） 过栅水头损失
过栅水头损失 h1=h0×k
k——系数，一般采用3；
计算水头损失 h0=
ξ——阻力系数，，查《给排水手册》，第五册，得圆钢形状系数β=1.79
h1=
=1.79=0.0849（m）
（4） 栅槽尺寸
栅槽高度 H：栅槽超高0.5m,即日H=4.5m；
栅槽宽度 B1=1.04×4+0.2×3=4.67(m)；
栅槽长度 L=1.0+0.5+=1.0+0.5+=2.33(m)
（5） 栅渣量计算
查《给排水手册》，第五册，得1m3污水栅渣量W1=0.07m3/d；
栅渣量W==1.75(m3/d)
采用机械清渣
（6） 设备选型
选用回转式格栅除污机LHG-1.2-5000-20四台，栅条间距 b=20mm；格栅有效宽度B=1.04m；
5吨位吊车一台，用于检修备用；
1t/h皮带运输机一台，用于排除栅渣。
4.2.1.3 污水提升泵房和集水池
（1）集水池容积为最大一台泵5min的流量，即150m3，设计为9.5 m×7.9 m×2.0 m；
（2） 设备选型
选用潜水排污泵400-QW1692-7.25-55四台，开三备一，流量1805m3/h,扬程10m，功率55KW。
4.2.2 配水井
4.2.2.1 设计说明
提升后的污水经配水井，分别流入三组细格栅和后续处理单元。配水井起到调节水量、缓冲流速的作用，对后续处理单元起保护作用，并提高后续处理的稳定性，保正处理效果。
4.2.2.2 配水井设计
采用矩形宽顶溢流堰，进出管管径均为D800，尺寸为 8 m×6 m×6m
4.2.3 细格栅
4.2.3.1 设计说明
细格栅的主作用是进一步拦截污水中的大块污物，对后续处理单元进行保护。拟采用回转式格栅。
拟选用3组6座回转式格栅，设计参数：
栅条间距 b=5mm；栅前水深 h=0.6m；
过栅流速 v=0.9m/s；安装角度 α=70°。
4.2.3.2 设计计算
（1）格栅间隙数
n===75.39（个）
取n=76个。
（2） 格栅有效宽度
本设计采用φ10圆钢为栅条，即s=0.01m
B=s(n－1)+bn=0.01×(76-1)+0.006×76=1.13（m）
原污水水面标高53.2，栅槽底面标高54.6。
（3） 过栅水头损失
过栅水头损失 h1=h0×k
k——系数，一般采用3；
计算水头损失 h0=
ξ——阻力系数，，查《给排水手册》，第五册，得圆钢形状系数β=1.79
h1=
=1.79=0.525（m）
（4） 栅槽尺寸
栅槽高度 H：栅槽超高0.3m,即日H=1.7m；
栅槽宽度 B1=1.13×2+0.2×1=2.46m；共三组；
栅槽长度 L=1.0+0.5+=1.0+0.5+=1.8（m）
（5） 栅渣量计算
查《给排水手册》，第五册，得1m3污水栅渣量W1=0.02m3/d；
栅渣量W==0.335（m3/d）
采用机械清渣
（6） 设备选型
选用回转式格栅除污机TGS-1300×2三组，栅条间距 b=5mm；格栅有效宽度B=1.13m；
5吨位吊车一台，用于检修备用；
1t/h皮带运输机一台，用于排除栅渣。
4.2.4 旋流沉砂池
4.2.4.1 设计说明
污水处理工程中的旋流沉砂池的作用是去除污水中，比重为2.65kg/dm3,粒径0.2mm以上的砂粒，以便减轻无机颗粒对水泵、管道的磨损，并改善污泥处理构筑物的处理条件。本设计采用旋流沉砂池。
旋流沉砂池是利用水力涡流，使泥砂分开，以达到除砂的目的，这种沉砂池具有基建、运行费用低和除砂效果好，占地省等优点，目前在我国的应用日见增多。旋流沉砂池的平均水力表面负荷约为200m3/m2·h,水力停留时间20-30s。
4.2.4.2 设备选型
本设计参照《给排水手册》第五册，查得旋流沉砂池型号如下：
表-3 旋流沉砂池尺寸
项目
数据
项目
数据
设计水量/（×104m3/d）
4.5
砂斗深度/m
2.03
沉砂池直径/m
3.66
驱动机构/W
0.75
沉砂池深度/m
1.52
桨板转速/（N/min）
14
砂斗直径/m
1.52

选用上述型号旋流沉砂池三座，分别接在三组细格栅之后，后面分别接三组orbal型氧化沟。
4.2.5 orbal型氧化沟
4.2.5.1 设计说明
污水由外沟道进入沟内，然后依次进入中间沟道和内沟道，每条沟道中的污水及污泥在沟内循环数百次后再流入下一沟最后经中心岛经溢流堰流出，三沟道溶解氧浓度分别控制在0、1、2mg/L，形成厌氧和好氧区，分别完成硝化和反硝化反应，在去除BOD的同时去除氮。总脱氮效率可达80%以上。
4.2.5.2 设计计算
（1） 设计条件
本设计采用三组相同的orbal型氧化沟，该计算为单池数据。
单池进水水量为Q=3.3×104m3/d=1375m3/h=0.38m3/s
假设预处理去除BOD520%，去除SS50%，即orbal池的进出水情况见表4。
表4 氧化沟进出水水质表
项目
BOD(mg/L)
SS(mg/L)
VSS(mg/L)
TP(mg/L)
TN(mg/L)
氨氮(mg/L)
进水
240
100
70
8
50
40
出水

20
15
3
20
15
（2） 设计参数
污泥产率系数 Y=0.55；
混合液悬浮固体浓度（MLSS）Xv=4000mg/L；
混合液挥发性悬浮固体浓度（MLVSS）Xv=3000mg/L；（MLVSS/MLSS=0.75）；
污泥龄θc=30d；
内源代谢系数Kd=0.055；
20℃时脱氮系qdn=0.035kg（还原的NO3—N）/（kgMLVSS·d）。
（3）去除BOD计算
① 氧气化沟出水溶解性BOD5浓度S。为保正二级出水BOD5浓度SE≦20mg/L，必须控制氧化沟出水所含溶解性BOD5浓度。
S=Se-1.42×()×TSS×(1-e)
=30-1.42×0.7×30×(1-e)
=9.62(mg/L)
② 好氧区容积V1,m3
V1=
=
=15778.9(m3)
③ 好氧区水力停留时间t1，h
t1===11.5(h)
④ 剩余污泥量，kg/d
=Q(S0-S)=Q(X1-Xe)
式中 X1——进水悬浮固体惰性部分（进水TSS-进水VSS）的浓度；
X1=0.1-0.07=0.03(kg/L)
Xe——TSS的浓度。Xe=0.02kg/m3
故 =3.3×104×(0.24-0.00962)×+3.3×104×(0.03-0.02)
=1907.89(kg/d)
去除每kgBOD5产生的污泥量
==0.251(kgDs/BOD5)
(4) 脱氮计算
①氧化的氨氮量。 假设总氮中非氨态氮没有硝酸盐的存在形式，而是大分子中的化合态氮，其在生物氧化过程中需要经过氨态氮这一形式。另外，氧化沟产生的生物污泥中含氮率为12.4%。则用于生物合成的总氮为：
N0=0.124×
= 0.124×
=5.93 (mg/L)
需要氧化的氨氮量为 N1=进水TKN-出水NH3-N-生物合成所需氮量N。
N1=50-15-5.93=29.07(mg/L)
② 脱氮量Nr。
需要的脱氮Nr=进水总氨氮-出水总氨氮-生物合成所需的氮量
=50-20-5.93=24.07(mg/L)
③ 碱度平衡。氧化1mgNH3-N所需消耗7.14mg/L碱度，每氧化1mgBOD5产生0.1mg/L碱度，每还原1mgNO3-N产生3.57 mg/L碱度。
剩余碱度 SALKI=原水碱度-硝化消耗碱度+反硝化产生碱度+氧化BOD5产生碱度
=280-7.14×29.07+24.07×0.1(2400-9.62)
=181.4(mg/L)
④ 计算脱氮所需池容V2及停留时间t2
脱氮率 qdn(t)=qdn(20)×1.08(T-20)
14℃时qdn=1.08(14-20)×0.035=0.022 [kg还原的(NO3—N)/kgMLVSS]
脱氮所需的容积V2===12035（m3）
停留时间 t2===0.36d=8.75（h）
(4) 氧化沟总容积V及停留时间t
V总=V1+V2=15778.9+12035=27813.7（m3）
t=t1+t2=11.5+8.75=20.25（h）
校核污泥负荷 N==0.0949 （kgBOD5/kgVSS·d）
设计规程规定氧化沟负荷应为0.05-0.1kgBOD5/(kgVSS·d)
(5) 需氧量计算
①设计需氧量AOR。氧化沟设计需氧量AOR=去除BOD5需氧量-剩余污泥中BOD5的需氧量+去除NH3-N耗氧量-剩余污泥中的NH3-N的耗氧量-脱氮产氧气量
去除BOD5需氧量D1
D1=a’Q(S0-S)+b’VX
式中 a’——微生物对有机底物氧化分解的需氧率，取0.52；
b’ ——活性污泥微生物自身氧化的需氧率，取0.12。
D1=0.52×33000×(0.24-0.00962)+0.12×27813×3
=13966.3(kg/d)
剩余污泥BOD需氧量D2（用于合成的那一部分）
D2=1.42△X=1.42×
=1.42×
=2240.6(kg/d)
去除氨氮的需氧量D3 每kgNH3-N硝化需要消耗4.6kgO2
D3=4.6×(进水TKN-出水NH3-N)=4.6××33000=5313(kg/d)
d.剩余污泥中NH3-N耗氧量D4
D4=4.6×0.124(污泥中含氮率)×
=4.6×0.124×
=900(kg/d)
e.脱氮产氧量D5 每还原1kgNO3-N产生2.86kgO2。
D5=2.86××3300=2271.7(kg/d)
f.总需氧量=13966.3-2240.6+5313-900-2271.7=13867(kg/d)
考虑安全系数1.4
AOR=1.4×13867=19413.8(kg/d)
校核去除每kgBOD5的需氧量==2.55(kgO2/kgBOD5)
氧化沟设计规程规定在1.6-2.5 kgO2/kgBOD5。
② 标准状态下需氧量SOR
SOR=
式中 Cs(20)——20℃时氧的饱合度，取Cs(20)=9.17mg/L；
Cs(25)——25℃时氧的饱合度，取Cs(25)=8.38 mg/L；
C——溶解氧浓度；
α——修正系数，取0.85；
β——修正系数，取0.95；
T——进水最高温度，℃；
ρ===0.909。
氧化沟采用三沟道系统，计算溶解氧浓度C按照外沟：中沟：内沟=0.2:1:2，充氧率分配按照外沟：中沟：内沟=65:25:10来考虑，则供氧气量分别为：
外沟道 AOR1=0.65AOR=0.65×19413.8=12618.97(kg/d)
中沟道 AOR2=0.25AOR=0.25×19413.8=4853.45(kg/d)
内沟道 AOR3=0.1AOR=0.1×19413.8=1941.38(kg/d)
各沟道标准需氧量分别为：
SOR1=
=17183.6(kgO2/d)=715(kgO2/h)
SOR2=
=6516.84(kgO2/d)=271.5(kgO2/h)
SOR3=
=3552.35(kgO2/d)=148(kgO2/h)
总标准需氧量 SOR= SOR1+ SOR2+ SOR3
=17183.6+6516.48+3552.35
=27252.43(kgO2/d)=1135.5(kgO2/h)
校核去除每1kg BOD5的标准需氧量=
= 3.58(kgO2/kgBOD5)
（6）氧化沟尺寸计算
氧化沟容积为V=27813.7m3
氧化沟弯道部分按总容积的80%考虑，直线部分按总容积的20%考虑。
V弯=0.8×27813.7=22250.96(m3)
V直=0.2×27813.7=5562.74(m3)
氧化沟有效水深取h=4.5m,超高0.5m，外、中、内三沟道之间的隔墙厚度为0.25m。
A弯===4944.7（㎡）
A直===1236.16（㎡
直线段长度L。取外、中、内沟道宽度分别为13、12、12m。
则 L===16.7(m)
② 中心岛半径r
A弯=A外+A中+A内 （式中所指面积为各沟道弯道面积）
4944.7=(r+12+0.25+12+0.25+)×2π×13+(r+12+0.25+)×2π×12+(r+)
×2π×12
r=2.512(m)　取r=2.5m。
校核各沟道比例
外沟道面积＝
　　　　　＝3169.4(㎡)
中沟道面积＝
　　　　　＝1964.52(㎡)
内沟道面积＝
　　　　　＝1041.6(m2)
外沟道所占总面积的比例＝×100
　　　　　　　　　　　=51.3%
中沟道所占总面积的比例＝×100
=31.8%
内沟道所占总面积的比例＝×100
　　　　　　　　　　　=16.8%
基本符合orbal氧化沟各沟道容积比（一般为50:33:17左右）。
（7）进出水管及调节堰计算
①进出水管
污泥回流比R=100%，进出水管流量Q=33000m3/d=0.382m3/s；进出水管控制流速v≤1m/s。
进出水管直径d==0.697(m),取0.8m。
校核进出水管流速v===0.76(m/s)≤1(m/s)(满足要求)
出水堰计算。为了能够调节曝氧转盘的淹没深度，氧化沟出水处设置出水竖井，竖井内安装电动可调节堰。初步估计为＜0.67，因此安照薄壁堰来计算。
Q=1.86bH 取堰上水头高H=0.2。
则堰b===2.296(m) 取b=2.3m
考虑可调节堰的安装要求（每边留0.3），则出水竖井长度
L=0.3×2+b=0.6×2.3=2.9（m）
出水竖井出水孔尺寸为b×h=2.3×0.5m，正常运行时，堰顶高出孔口底边0.1m，调节堰上下调节范围为0.3m。
（8） 曝气设备选择。曝气设备选用转盘式氧化沟曝气机，转盘直径D=1400mm。单碟(ds)充氧能力为1.3kgO2/(h·ds)。每米安装碟片不少于5片。
①外沟道
外沟道标准需氧量 SOR1=715kgO2
所需碟片数 n===550（片） 取550片。
每米轴安装碟片数为4个。（最外侧碟片距池内壁0.25m，中间加支座，双轴单机驱动）。
则所需的转碟组数===11（组）
每组转碟安装的碟片数==50（片）
校核每米轴安装碟片数==4.78＜5片 满足要求。
故外沟道共安装11组曝气转碟，每组上共有碟片50片。
校核单碟充氧能力==1.3≤1.3。满足要求。
②中沟道
中沟道标准需氧量 SOR2=271.5kgO2
所需碟片数 n===208.8（片） 取209片。
每米轴安装碟片数为4个。（最外侧碟片距池内壁0.25m，中间加支座，双轴单机驱动）。
则所需的转碟组数===4.54（组） 取5组
每组转碟安装的碟片数==41.8（片） 取42片
校核每米轴安装碟片数==3.64＜5片 满足要求。
故中沟道共安装5组曝气转碟，每组上共有碟片42片。
校核单碟充氧能力==1.29≤1.3。满足要求。
③内沟道
内沟道标准需氧量 SOR3=148kgO2
所需碟片数 n===113.8（片） 取114片。
每米轴安装碟片数为4个。（最外侧碟片距池内壁0.25m，中间加支座，双轴单机驱动）。
则所需的转碟组数===2.47（组） 为与中沟道相匹配，便于设备安装，取5组。
每组转碟安装的碟片数==22.8（片） 取23片
校核每米轴安装碟片数==1.38＜5片 满足要求。
故内沟道共安装5组曝气转碟，每组上共有碟片23片。
校核单碟充氧能力==1.287≤1.3。满足要求。
为使表面较高流速转入池底，同时降低混合液表面流速，在每组曝氧转碟下游2.5m处设置导流板与水平呈45°角倾安装，板顶距水面0.2米。导流板采用玻璃钢，宽为0.9m，长度与渠道宽度相同。为防止翻转或变形，在每块导流板后设两根φ80的钢管进行支撑。
根据上述计算，每座氧化沟共设A型（短轴）转碟11组，轴长13m，B型（长轴）5组，轴长（12+12）m。
碟片数：外沟=11×50=550（片）
中沟=5×42=210（片）
内沟=5×23=115（片）
详见氧化沟平面图：附图水-03，氧气化沟剖面图：附图水-04。
4.2.6 二次沉淀池
4.2.6.1 设计说明
二沉池接在氧化沟之后，其主要作用是进行混合液的固液分离，与氧化沟生物反应配合达到最终从污水中去除、分离有机物和悬浮固体的目的。
4.2.6.2 设计计算
拟设计三座普通辐流式二沉池，分别接在三组氧化沟之后。
表面负荷取经验值0.9m3/(㎡·h)；二沉池底生物固体浓度Xr=1000mg/L。
（1） 沉淀部分水面面积。
F==2004.17（㎡）
（2） 直径D
D=(m)，取D=50m。
（3） 校核污泥负荷G
G==129.60 (符合要求)
（4） 沉淀部分有效水深h2 设沉淀时间t=2.5h。
h2=qt=0.9×2.5=2.25（m）
（5） 污泥区的容积V 设计采用周边转动的刮吸泥机，污泥区容积按2h贮泥时间确定。
V=
（6） 污泥区高度h4
①污泥斗高度。设池底的径向坡度为0.05，污泥斗底部直径为D2=1.5m，上部直径为D1=3.0,倾角60°。
=
V1===5.36(m3)
②圆锥体高度

V2=
竖直段污泥部分的高度

污泥区的高度
（7） 沉淀池的总高度H 设超高h1=0.3m，缓冲层高度h2=0.5m。
H=0.5+2.25+0.3+3.343=6.393（m）
4.3.7 加氯间和接触池
4.3.7.1 设计说明
二级处理后的污水，水质改善，细菌含量大大降低，但细菌的绝对值仍很可观，并有存在病原菌的可能性，为防止对人们健康产生危害和对生态造成污染，在污水排入水体前进行消毒。
消毒池的作用是保证消毒剂与水有充足的接触时间，使消毒剂发挥作用，达到预期的处理效果。
本设计采用液氯消毒。
4.2.7.2 加氯间设计
投氯量按7mg/L计，仓库储量按15d计。
（1）加氯量G
G=（kg/h）
（2）储氯量W
W=15×24×G=15×24×29.2=10512（kg）
（3）加氯机和氯瓶 采用投加量为0-20kg /h加氯机三台，两用一备，并轮换使用。液氯的储存选用容量为1000kg 的钢瓶，共12只。
（4）加氯间和氯库 加氯间和氯库合建。加氯间内布置三台加氯泵及其配套投加设备，两台水加压泵。氯库中12只钢瓶两排布置，设6台称量氯瓶质量的液压磅称。为搬运氯瓶方便，氯库内设CD12-6D单轨电胡芦一个，轨道在氯瓶上方，并通到氯库大门外。
（5）加氯间和氯库的通风设备 根据加氯间、氯库工艺设计，
加氯间总容积V1=3.6×9.0×4.5=145.8(m3)
氯库容积V2=9.6×9.0×4.5=388.3(m3)
氯库每小时换气量G2=388.8×12=4665.6(m3)
加氯间选用一台T30-3通风轴流风机，配电功率0.25kW，并各安装一台漏氯探测器，位置在室内地面以上20cm。
4.2.7.3 接触池设计计算
设接触时间为30min
（1）接触池容积
V=Qmaxt=5417×0.5=2708.5(m3)
（2）采用矩形隔板式接触池两座n=3，每座池容积V1=
（3）取接触池水深h=2.0m，单格宽b=2.6m
则池长L=，水流长度
每座接触池的分格数=（格）
（4）复合池容 由以上计算，接触池宽B=2.6×4=10.4m，长L=46.8m，水深h=2.0m.
所以V1=46.8×10.4×2=973.4m3>902.8m3
接触池出水设溢流堰。
4.2.8 污泥回流泵房
4.2.8.1 设计说明
回流污泥由污泥回流泵打回氧化沟，在首段处与污水充分混合。
4.2.8.2 设备选型
选择四台400WL2000-7-75立式污水泵，三开一备。
流量Q=1803m3/h；扬程H=7m； 功率N=75KW。
设计污泥回流泵房尺寸为7.5 m×5 m×3.5 m。
4.2.9 污泥缩池
4.2.9.1 设计说明
初步降低污泥含水率，从99.4%降低到97%左右，减少湿污泥体积，降低后续处理工艺负荷。
4.2.9.2 设计计算
设计一座连续式重力浓缩池.
剩下余污泥量为1907.89×3=5723.67kg/d=953.95（m3/d）；
设污泥含水率P0=99.4%(即固体浓度C0=6kg/m3)；
浓缩后固体浓度为C0=30kg/m3(即含水率Pu=97%)。
（1）浓缩池面积A 浓缩污泥为活性污泥，查《给排水手册》，第五册，固体通量选用30kg/(m2·d)。
浓缩池面积A=
式中 Q——污泥量，m3/d；
C0——污泥固体浓度，kg/m3；
G——污泥固体通量，kg/(m2·d)。
A=
（2）浓缩池直径D 设计采用n=1个圆形辐流池。
浓缩池直径
（3）浓缩池深度
浓缩池工作部分有效水深h2=
式中，取T——为浓缩时间，h，取T=15h。
H2=
超高h1=0.3m，缓冲层高h3=0.3m，浓缩池设计机械刮泥机，池底坡度i=，污泥斗下底直径D1=1.0m，上底直径D2=2.4m。
池底坡度造成的池深度h4=)
污泥斗高度h5=
浓缩池深度

4.210 污泥脱水机房
4.2.10.1 设计说明
脱水机房是为了将浓缩后的污泥进一步脱水，使其含水率达到76-80%形成泥饼，便于运输、填埋和为绿化用肥。
4.2.10.2 设计计算
经浓缩池浓缩后的污泥体积V2为
V2=/d)=7.95(m3/h)
选用三台DYQ1500B型脱水机，二开一备，处理能力5.5-7.5m3/h，每天工作14-16个小时。冲洗泵三台，冲洗水量≥8 m3/h，单台功率1.5KW。全套投药设备三套；带式输送机三套。
设计污泥脱水机房尺寸24×15×5.5(m)。
5.主要设备及构筑物
主要设备及构筑物见表5。

表5 主要设备/构筑物一览表
序号
名称
型号规格
单位
数量
备注
1
粗格栅
LHG-1.2-5000-20
台
4

2
粗格栅井
4.67×2.33×4.5m
座
1

3
污水提升泵
400-QW1692-7.25-55
台
4
三开一备
4
集水池
9.5×7.9×2.0 m
座
1

5
配水井
8×6×6m
座
1

6
细格栅
TGS-1300×2
组
3

7
细格栅井
2.46×1.8×1.7m
座
3

8
旋流沉砂池
D×H=4×4m
座
3

9
氧化沟
83×100×4.5m
座
3

10
二沉池
D×H=50×6.65m
座
3

11
加氯间与氯库
17.7×9×4.5m
座
1

12
接触池
46.8×10.4×3m
座
3

13
加氯机
投加量0-20kg/h
台
3
二开一备
14
通风轴流风机
T30-3
台
3

15
污泥回流泵
400WL2000-7-75
台
4
三开一备
16
污泥回流泵房
7.5×5×3.5m
座
1

17
污泥浓缩池
D×H=11×5.04m
座
1

18
带式压滤机
DYQ1500B
台
3
二开一备
19
污泥脱水机房
24×15×5.5m
座
1

6.总平面布置
6.1 总平面布置
污水处理厂总平面布置图详见附图水-02。
根据污水处理厂总平面布置原则，将污水处理厂划分为三个区，即生产管理区和辅助生产区（厂前区）、一级处理和污泥处理区、二级处理区。生产管理区和辅助生产区设有综合楼、食堂浴室、门卫、车库等。一级处理和污泥处理区有仓库、维修间、粗格栅、集水池、提升泵房、细格栅、旋流沉砂池、污泥泵房、污泥浓缩池、污泥脱水机房等。二级处理区设计Orbal型氧化沟、二沉池、加氯间，接触池等。
根据工程周围环境及城市主导风向（西北风），将厂前区设在污水厂的西北角，设置较宽广的绿地，一进入厂区就给人心旷神怡的感觉，并用绿化与生产区隔离。绿化面积达厂区总面积的25%。
将污泥处理区设置在东北角。根据风向，污泥区不会对厂前区及居民区产生恶劣的影响，为减少污泥外运给厂前区带来的影响，在污水处理厂的东面开一扇大门，以方便污泥的外运。
7 结 论
本设计认真执行国家有关水污染防治法律法规和设计规范、标准，通过查阅相关资料，积极收国内外先进和污水处理技术和设备。采用目前应用日益广泛的Orbal型氧化沟工艺，为某城镇设计了一座10×104m3/d规模的污水处理厂。
本设计能很好地去除污水中的有机物和氮磷，出水水质低于《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）二级标准，对排放水体且有很好的保护作用。设备投资1717.5万元，土建投资6157.5万元，总投资源9909.34万元。年运行费用为1897.7万元，吨水处理成本为0.575元。本设计实施后对改善地区环境和境内河水水质必将产生很大的作用，且有保护环境的作用，并且有利于人们的生活和身体健康，能够体现很好的社会效益和环境效益。