[学士]某城市污水处理厂课程设计-secret.doc

武汉理工大学《水污染控制工程》课程设计

目 录

绪论 3
1 设计依据 2
1.1设计题目 2
1.2设计依据 2
1.3设计条件 2
1.3.1设计流量 2
1.3.2污水水质 2
2设计计算书 3
2.1格栅的设计 3
2.1.1设计要求 3
2.1.2设计参数 3
2.1.3设计计算 4
2.1.4格栅的选用 6
2.2曝气沉砂池的设计 7
2.2.1设计说明 7
2.2.2设计要求： 8
2.2.3设计参数 9
2.2.4设计计算 9
2.2.5曝气沉砂池吸砂机的选用 12
2.2.6曝气沉砂池砂水分离器的选用 13
2.2.7曝气沉砂池附属鼓风机房 14
2.3厌氧池的设计 14
2.3.1设计参数 14
2.3.2设计计算 15
2.4氧化沟的设计 15
2.4.1已知条件 16
2.4.2设计参数 16
2.4.3设计计算 17
2.5二沉池的设计 25
2.5.1 设计要求 25
2.5.2设计参数 26
2.5.3设计计算 27
2.5.4刮泥设备的选择 32
2.6 污泥浓缩池的设计 34
2.6.1设计要求 34
2.6.2设计参数 34
2.6.3. 设计计算 35
3设计成果汇总表 39
致 谢 40
参考文献 41
附 录 42

36

绪 论
城市污水主要包括生活污水和工业污水，由城市排水管网汇集并输送到污水处理厂进行处理。城市污水处理工艺一般根据城市污水的利用或排放去向并考虑水体的自然净化能力，确定污水的处理程度及相应的处理工艺。处理后的污水，无论用于工业、农业或是回灌补充地下水，都必须符合国家颁发的有关水质标准。
    现代污水处理技术，按处理程度划分，可分为一级、二级和三级处理工艺。污水一级处理应用物理方法，如筛滤、沉淀等去除污水中不溶解的悬浮固体和漂浮物质。污水二级处理主要是应用生物处理方法，即通过微生物的代谢作用进行物质转化的过程，将污水中的各种复杂的有机物氧化降解为简单的物质。生物处理对污水水质、水温、水中的溶氧量、pH值等有一定的要求。污水三级处理是在一、二级处理的基础上，应用混凝、过滤、离子交换、反渗透等物理、化学方法去除污水中难溶解的有机物、磷、氮等营养性物质。污水中的污染物组成非常复杂，常常需要以上几种方法组合，才能达到处理要求。
    污水一级处理为预处理，二级处理为主体，处理后的污水一般能达到排放标准。三级处理为深度处理，出水水质较好，甚至能达到饮用水质标准，但处理费用高，除在一些极度缺水的国家和地区外，应用较少。目前我国许多城市正在筹建和扩建污水二级处理厂，以解决日益严重的水污染问题。
随着经济飞速发展，人民生活水平的提高，对生态环境的要求日益提高，要求越来越多的污水处理后达标排放。在全国乃至世界范围内，正在兴建及待建的污水厂也日益增多。有学者曾根据日处理污水量将污水处理厂分为大、中、小三种规模：日处理量大于10万m3为大型处理厂，1-10m3万为中型污水处理厂，小于1万m3的为小型污水处理厂。近年来，大型污水处理厂建设数量相对减少，而中小型污水厂则越来越多。如何搞好中、小型污水处理厂，特别是小型污水厂，是近几年许多专家和工程技术人员比较关注的问题。

1 设计依据
1.1设计题目
38000m3/d污水处理厂部分构筑物设计计算
1.2设计依据
（1）提供的设计参数；
（2）《建设项目环境保护设计规定》（87）国环字第002；
（3）《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918-2002）；
（4）《城市杂用水水质标准》(GB/T 18920-2002)；
（5）《城市污水回用设计规范》（CECS61-94）；
（6）《污染物综合排放标准》（GB/T8978－1996）；
（7）《建筑中水设计规范》；（GB50336－2002）；
（8）《城市污水处理厂工程质量验收规范》（GB 50334-2002）。
1.3设计条件
1.3.1设计流量
Q=38000m3/d
1.3.2污水水质
（1）进水水质
BOD5=138mg/L; COD=290mg/L; SS=120mg/L;
TkN=39mg/L； NH3-N=29mg/L。
（2）出水水质
BOD5≦20mg/L； CODcr≦60mg/L； SS≦20mg/L；

NH3-N=10mg/L。
2设计计算书
2.1格栅的设计
本设计采用中格栅，格栅的截污主要对水泵起保护作用，格栅建于泵站前。提升泵选用螺旋泵，格栅栅条间隙为25mm。
2.1.1设计要求
(1) 中格栅间隙一般采用10～40mm；
(2) 格栅不宜少于两台，如为一台时，应设人工清除格栅备用；
(3) 过栅流速一般采用0.4～0.9m/s；
(4) 格栅倾角一般采用45°～75°；
(5) 通过格栅的水头损失一般采用0.08m/s～0.17m/s；
(6) 格栅间必须设置工作台，台面应高出栅前最高设计水位0.5m，工作台有安全和冲洗设施；
(7) 格栅间工作台两侧过道宽度不应小于0.7m，工作台正面过道宽度：人工清除，不小于1.2m；机械清除，不小于1.5m；
(8) 机械格栅的动力装置一般宜设在室内或采取其它保护设备的措施；
(9) 设置格栅装置的构筑物必须考虑设有良好的检修、栅渣的日常清除。
2.1.2设计参数
(1) 栅前水深 h=1.2m；

(2) 过栅流速v=0.6m/s；
(3) 格栅间隙b=25mm；
(4) 格栅安装倾角=75°；
(5) 设计流量Q= 38000m3/d= 1583.3 m3/h= 0.44 m3/s，
Qmax= Kz Q= 1.50×0.44= 0.66 m3/s
2.1.3设计计算
格栅计算图见图2-1

图2-1 格栅计算图

(1) 栅条间隙数n：
n =
式中：n—格栅间隙数；
—最大设计流量，m3/s；
b—栅条间隙，取25mm；

h—栅前水深，取1.2m；
v—过栅流速，取0.6m/s；
—格栅倾角，设计75°。
n = 37条
(2) 栅槽有效宽度B：
设计用直径为10mm圆钢为栅条，即S=0.01m。
B= S(n-1) + bn
= 0.01×(37-1)+0.025×37
= 1.285m1.3m
式中：B—栅槽宽度，m；
S—格条宽度，取0.01m。
(3) 进水渠道渐宽部分的长度L1：
设进水渠宽B1=1.0m，渐宽部分展开角1=20°，进水渠道内的流速为 0.45m/s
L1 = = = 0.41m
(4) 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度 L 2：
L2= L1/2=0.41/2=0.21m
(5) 通过格栅的水头损失h1：
h1 =
=1.79
=0.028m
式中：—圆形形状系数，取1.79；
K—系数，一般取K=3。
(6) 栅后槽总高度H：
H=h+h1+h2=1.0+0.068+0.3=1.368m
式中：h2—格栅前渠道高，一般取h2=0.3m
(7) 栅槽总长度L：
L= L1+ L 2+0.5m+1.0m+
=0.41+0.21+1.5+
=2.40m
式中：—格栅前槽高=h+h1，m
(8) 每日栅渣量W：
取W1=0.07 m3/103 m3
W== =2.66 m3/d>0.2 m3/d
宜采用机械清渣
2.1.4格栅的选用
根据格栅间距、宽度在《给水排水设计手册》第 9册上查得采用 GH型链条回转格栅除污机，其性能见表2-1。
表2-1 GH型链条式回转格栅性能规格表
型号
格栅宽度（mm）
格栅净距（mm）
安装角度（°）
过栅流速（m/s）
电动机功率（kW）

GH-1400

1400

25

75

0.6

1.5

2.2曝气沉砂池的设计
2.2.1设计说明
沉砂池的作用是从污水中去除砂子、煤渣等比重比较大的无机颗粒，以免这些杂质影响后续构筑物的正常运行。常用的沉砂池有平流式沉砂池、曝气沉砂池、竖流沉砂池和多尔沉砂池等。平流式沉砂池构造简单，处理效果较好，工作稳定，但沉砂中夹杂一些有机物，易于腐化散发臭味，难以处置，并且对有机物包裹的砂粒去除效果不好。曝气沉砂池在曝气的作用下颗粒之间产生摩擦，将包裹在颗粒表面的有机物除掉，产生洁净的沉砂，通常在沉砂中的有机物含量低于5%，同时提高颗粒的去除效率。多尔沉砂池设置了一个洗砂槽，可产生洁净的沉砂。涡流式沉砂池依靠电动机机械转盘和斜坡式叶片，利用离心力将砂粒甩向池壁去除，并将有机物脱除。后3种沉砂池在一定程度上克服了平流式沉砂池的
缺点，但构造比平流式沉砂池复杂。
和其它形式的沉砂池相比，曝气沉砂池的特点是：一、可通过曝气来实现对水流的调节，而其它沉砂池池内流速是通过结构尺寸确定的，在实际运行中几乎不能进行调解；二、通过曝气可以有助于有机物和砂子的分离。如果沉砂的最终处置是填埋或者再利用(制作建筑材料)，则要求得到较干净的沉砂，此时采用曝气沉砂池较好，而且最好在曝气沉砂池后同时设置沉砂分选设备。通过分选一方面可减少有机物产生的气味，另一方面有助于沉砂的脱水。同时，污水中的油脂类物质在空气的气浮作用下能形成浮渣从而得以被去除，还可起到预曝气的作用。只要旋流速度保持在0.25～0.35ｍ/ｓ范围内，即可获得良好的除砂效果。尽管水平流速因进水流量的波动差别很大，但只要上升流速保持不变，其旋流速度可维持在合适的范围之内。曝气沉砂池的这一特点，使得其具有良好的耐冲击性，对于流量波动较大的污水厂较为适用，其对0.2mm颗粒的截流效率为85%。
由于此次设计所处理的主要是生活污水水中的有机物含量较高，因此采用曝气沉砂池（见图2-2）较为合适。

图2-2 曝气沉砂池结构型式图

2.2.2设计要求：
(1) 旋流速度应保持0.25—0.3m/s；

(2) 水平流速为0.08—0.12 m/s；
(3) 最大流量时停留时间为1—3min；
(4) 有效水深为2—3m，宽深比一般采用1~1.5；
(5) 长宽比可达5，当池长比池宽大得多时，应考虑设置横向挡板；
(6) 1污水的曝气量为0.2空气；
(7) 空气扩散装置设在池的一侧，距池底约0.6~0.9m，送气管应设置调节气量的阀门；
(8) 池子的形状应尽可能不产生偏流或死角，在集砂槽附近可安装纵向挡板；
(9) 池子的进口和出口布置，应防止发生短路，进水方向应与池中旋流方一
致，出水方向应与进水方向垂直，并考虑设置挡板；
(10) 池内应考虑设置消泡装置。
2.2.3设计参数
(1) 本设计沉砂池采用一座，分两格；
(2) 水力停留时间 3min；
(3) 水平流速 0.08m /s ；
(4) 池底的坡度为0.5；
(5) 设计有效水深2m；
(6) 沉砂池的超高取 0.3 m。
2.2.4设计计算
(1) 池子的有效容积V：
V=60Qmaxt =60×0.66×3=118.8m3
式中：V—沉砂池有效容积，m3；

Qmax—最大设计流量，m3/s；
t—最大设计流量时的流动时间，min，设计时取1~3min。
(2) 水流断面面积A：
A= =0.66/0.08=8.25 m2
式中：A—水流断面面积，m2
Qmax —最大设计流量，m3/s；
V—水流水平流速，m/s。
(3) 池总宽度B：
B==8.25/2=4.13m，取5m。
式中：h—沉砂池的有效水深，m。取h=2m。
(4) 每格池长宽度b：
b=B/2=4.13/2=2.07m
b/h=2.07/2=1.03介于1~1.5之间（符合规定）
(5) 池长
L ==118.8/8.25=14.36m，取15m。
此时，L/B=3<5，满足要求。
(6) 每小时所需空气量q
曝气管浸水深度2m，查《给排水设计手册》第五册表 5-8，可得单位池长所需空气29 m3/(ms)
则单个池子需要鼓入的空气量为
q’=29×14.36×(1+15%)×2=957.8 m3

q=2×q’=2×957.8=1915.6 m3
式中(1+15%)为考虑到进出口条件而增长的池长。
(7) 沉砂室、沉砂斗体积
设沉砂斗为沿池长方向的梯形断面渠道。
沉砂斗体积为：
V0 =
其中：a为沉砂斗上顶宽,a 1为沉砂斗下顶宽。
(a) 沉砂斗上口宽a：
取斗高 h 4=0.35m,斗底宽 a1=0.35m,斗壁于水平面的倾角70°。
a ==+0.35=0.6m
(b) 沉砂斗体积V0：
V0=(0.6+0.35)/2×0.35×14.362.4 m3
(8) 沉砂室高度 h3：
设沉砂室坡向沉砂斗的坡度为 i=0.3
h3 = i×=0.3×=0.74m
(9) 沉砂池总高度H：
取超高h 1=0.3m
H=h1＋h2＋h3＋h4=0.3+2+0.74+0.35=3.39m，取4m。

2.2.5曝气沉砂池吸砂机的选用
根据沉砂池的尺寸、水量及进水SS浓度采用HXS-6型桥式吸砂机，其性能见表2-2，
表2-2 HXS-6型桥式吸砂机性能表
型号
池宽（m）
池深（m）
行驶速度（m/min）
驱动功率（kW）
潜水泵
L（mm）
LX（mm）

HXS-6

6

1～4

2～5

0.75
Q=25m3/h
H=8m
P=1.5kW

6000

6300

其机构及安装图见图2-2。

图2-3 HXS-6型桥式吸砂机机构及安装图
2.2.6曝气沉砂池砂水分离器的选用
根据吸砂机的流量及进水SS浓度选用LSSF-355型螺旋砂水分离器，其性能见表2-3，
表2-3 LSSF-355型螺旋式砂水分离器性能表

型号
处理流量（L/s）
电机功率（kW）
集体最大宽度（mm）

L
（mm）

H
(mm)

H1
(mm)

H2
(mm)

L1
(mm)

L2
（mm）

LSSF-355

27

0.55

1420

5890

2400

2400

3050

4000

2000

其机构及外形图见图2-4。

图2-4 LSSF型螺旋式砂水分离器机构及外形图
2.2.7曝气沉砂池附属鼓风机房
根据曝气沉砂池每小时的需要空气量为 1915.6m3/h=32.0m3/min，在《给水排水设计手册》第 11册上查得采用DG超小型离心鼓风机，配备两台，一用一备，其性能见表2-4。
表 2-4 DG超小型离心鼓风机性能表
流量（m3/min）
出口压力（kPa）
轴功率（kW）
电动机形式
电动机功率（kW）
电动机电压
重量（t）

35

63.8

46
Tefc（全
封闭式风
扇冷却)
（室内）

55

200/220V

约1（包括电动机）

2.3厌氧池的设计
为使氧化沟具有除磷脱氮的功能，在氧化沟之前设生物选择器及厌氧池，这样，污水可以在这里进行厌氧中重要的释磷作用以及部分反硝化作用。
2.3.1设计参数
(1) 设计流量：最大日平均时流量为Qmax= 57000m3/d=660L/s
(2) 设计沉砂池 4格；
(3) 水力停留时间：tAN=1h；
(4) 污泥浓度: X=3000mg/L；

(5) 污泥回流液浓度：XR=10000mg/L。
2.3.2设计计算
(1) 厌氧池容积V：
V = Q·tAN=1=767.5 m3
(2) 厌氧池面积
设计有效水深 4.5m,
A=V/h=767.5/4.5=170.6 m2
(3) 厌氧池直径：
D===14.7m（取15m）
考虑0.3m的超高，故池总高为H=h+0.3=4.5+0.3=4.8m，取5m。

2.4氧化沟的设计
本设计拟用卡罗塞（Carrousel）氧化沟，去除BOD5与COD之外，还具备硝化和一定的脱氮除磷作用，使出水NH3-N低于排放标准。氧化沟按设计分2座，按最大日平均时流量设计Qmax=57000m3/d= 0.66 m3/s，每座氧化沟设计流量为

Q1＝= 28500m3/d =330L/s。
2.4.1已知条件
(1) 水量Qmax=57000m3/d=0.66m3/s；
(2) BOD5浓度S0=138mg/L， Se=25 mg/L；
(3) CODcr浓度C0=290 mg/L，Ce=60 mg/L；
(4) 进水TSS浓度X0=120mg/L；
(5) 出水TSS浓度Xe=30 mg/L；
(6) 进水TkN=39 mg/L，NH3-N=29 mg/L；
(7) 出水NH3－N= 10mg/L。
2.4.2设计参数
(1) 有效水深h≥5m；
(2) 污泥负荷N=0.05～0.15kgBOD5/(kgMLVSS·d)，取0.14；
(3) 污泥泥龄θC =20～30d，取θC=25d；
(4) 水力停留时间18～36h；
(5) 污泥产率系数Y＝0.6；
(6) 混合液悬浮固体浓度（MLSS）X=3000 mg/L；
(7) 混合挥发性悬浮固体浓度（MLVSS）XV=2250 mg/L(MLVSS/MLSS=0.75)；
(8) 曝气池：DO＝2mg/L；
(9) NOD=4.6mgO2/mgNH3-N氧化，可利用氧2.6mgO2/NO3-N还原；

(10 ) α＝0.9 β＝0.98
其他参数：a=0.6kgVSS/kgBOD5 b=0.07d-1
脱氮速率：qdn=0.0312kgNO3-N/kgMLVSS·d
K1=0.23d-1 Ko2=1.3mg/L
剩余碱度100mg/L(保持PH≥7.2):
所需碱度7.1mg碱度/mgNH3-N氧化；产生碱度3.0mg碱度/mgNO3-N还原
硝化安全系数：3.5
脱硝温度修正系数：1.08
2.4.3设计计算
(1) 碱度平衡计算
出水处理水中非溶解性BOD5值BOD5f；
BOD5f =0.7×Se×1.42（1-e-0.23×5）
式中：BOD5f—出水处理水中非溶解性BOD5值，mg/L；
Se—出水中BOD5的浓度，mg/L；
则：BOD5f =0.7×25×1.42（1- e-0.23×5）=16.98 mg/L
则出水处理水中溶解性BOD5值，BOD5=25- BOD5f =8.02 mg/L
(2) 设采用污泥龄25d，日产污泥量 Xc：

Xc=
式中：Q—为氧化沟设计流量， 28500m3/d；
—为污泥增长系数，取0.6 kg/kg；
—污泥自身氧化率，取0.05 L/d;
Lr—为（S0- S e） 去除的BOD5浓度，mg/L；
S 0—进水BOD5浓度，mg/L；
S e—出水BOD5浓度，mg/L；
——污泥龄，d。
则 Xc =987.85 kg/d
根据一般情况，设其中有12.4％为氮，近似等于总凯式氮（TKN）中用于合成部分，即：
0.124987.85=122.5 kg/d
即：TKN中有 mg/L用于合成。
需用于氧化的NH3-N =39-4.3=34.7 mg/L
需用于还原的NO3-N =34.7-10=24.7mg/L
一般去除BOD5所产生的碱度（以CaCO3计）约为0.1mg/L碱度去除1mgBOD5，设进水中碱度为250mg/L。

所需碱度为7.1 mg碱度/mg NH3-N氧化，即 7.1×34.7=246.37 mg/L
氮产生碱度3.0 mg碱度/ mg NO3-N还原，即 3.0×24.7=74.1 mg/L
设进水中碱度为280mg/L，
计算所得的剩余碱度=280-246.37+74.1+0.1×（138-8.02）=120.728 mg/L，计算所得剩余碱度以CaCO3计，此值可使PH≥7.2 mg/L
(3) 硝化区容积计算：
曝气池：DO＝2mg/L
硝化所需的氧量NOD=4.6 mg/mg NH3-N氧化，可利用氧2.6 mg/mg /NO3-N还原
α＝0.9 β＝0.98
其他参数：a=0.6kgVSS/kgBOD5 b=0.07d-1
脱氮速率： qdn=0.0312kgNO3-N/(kgMLVSS·d)
K1=0.23d-1 Ko2=1.3mg/L
剩余碱度100mg/L(保持PH≥7.2):
所需碱度7.1mg碱度/mgNH3-N氧化；产生碱度3.0mg碱度/mgNO3-N还原
硝化安全系数：3.5
脱硝温度修正系数：1.08
硝化速率为

=0.204 d-1
式中：μn—硝化菌的生长率，d-1；
N—出水的-N的浓度，mg/L；
T—温度，15℃；
O2—氧化沟中的溶解氧浓度，mg/L；
Ko2—氧的半速常数，1.3 mg/L。
故泥龄： d
采用安全系数为3.5，故设计污泥龄为：3.54.9=17.15 d
原假定污泥龄为25d，则硝化速率为：
L/d
单位基质利用率：
kgBOD5/kgMLVSS.d
式中： a—污泥增长系数，0.6；
b—污泥自身氧化率，0.05L/d。
在一般情况下，MLVSS与MLSS的比值是比较固定的，这里取为0.75
则： MLVSS=f×MLSS=0.753000=2250 mg/L

所需的MLVSS总量=
硝化容积： m3
水力停留时间： h
(4) 反硝化区容积：
12℃时，反硝化速率为：

式中： F—有机物降解量，即BOD5的浓度，mg/L
M—微生物量，mg/L；
—脱硝温度修正系数，取 1.08 ；
T—温度，12℃。
则：

=0.017kg NO3-N /kgMLVSS.d
还原NO3-N的总量=kg/d
脱氮所需MLVSS=kg
脱氮所需池容： m3

水力停留时间： h
(5) 氧化沟的总容积：
总水力停留时间：
t=tn+tdn=9.24+15.5=24.9h
总容积：
V=Vn + Vdn=10976+18404=29380m3
(6) 氧化沟的尺寸：
氧化沟采用4廊道式卡鲁塞尔氧化沟，取池深5m，宽10m，则氧化沟总长:=587.6m。其中好氧段长度为=219.5m，缺氧段长度为m。
弯道处长度:3×=94.2m
则单个直道长: =123.35(取122m)
故氧化沟总池长=122+10+20=152m，总池宽=104=40m（未计池壁厚）。
校核实际污泥负荷
(7) 需氧量计算：
采用如下经验公式计算:
需氧量O2(kg/d)=A×Lr +B×MLSS+4.6×Nr2.6×NO
式中：A—经验系数，取0.5；

—去除的BOD5浓度，mg/L；
B—经验系数，取0.1；
Nr—需要硝化的氧量，34.72850010-3=989 kg/d
其中：第一项为合成污泥需氧量，第二项为活性污泥内源呼吸需氧量，第三项为硝化污泥需氧量,第四项为反硝化污泥需氧量。
需要硝化的氧量：
Nr=34.72850010-3=989 kg/d
Ro2=0.528500(0.138-0.00802)+0.1109763+4.6989-2.6703.95
=7864.15 kg/d=327.67 kg/h
30℃时, 采用表面机械曝气时脱氮的充氧量为：

式中：α—经验系数，取0.8；
β—经验系数，取0.9
—相对密度，取1.0；
—20℃时水中溶解氧饱和度，取9.17 mg/L;
—30℃时水中溶解氧饱和度，取7.63 mg/L；
C—混合液中溶解氧的浓度，取2mg/L;
T—温度，30℃。
则：

= 608.77 kg/h
选用DSB-2800型倒伞复合叶轮表面曝气机，其性能参数见表2-5。
表 2-5 DSB型倒伞复合叶轮表面曝气机性能参数
型号
叶轮直径（mm）
叶轮转速（r/min）
电机功率（kW）
充氧能力（kgO2/h）
电机功率（kgO2/h）
叶轮浸没水深（mm）

DSB-2800

2800

68

11.0

145-240

1.8-2.4

45-115

单台每小时最大充氧能力为240kgO2/h，每座氧化沟所需数量为n,
则：n=取n=3台。
(8) 回流污泥量：
(a) 回流比计算：
R == =43.9%
(b) 污泥回流量计算：
QR=RQ=0.439×28500=12511.5 m3/d
(9) 剩余污泥量：

Qw=+×28500
=3027 kg/d
(10氧化沟计算草草图如下：
图2-5氧化沟设计草图（1）

图2-6氧化沟设计草图（2）

2.5二沉池的设计
本设计中二沉池采用辐流式沉淀池，且设计四座辐流式沉淀池。
2.5.1 设计要求
(1) 沉淀池个数或分格数不应少于两个，并宜按并联系列设计；
(2) 沉淀池的直径一般不小于10mm，当直径小于 20mm时，可采用多斗排泥；当直径大于20mm时，应采用机械排泥；

(3) 沉淀池有效水深不大于4m，池子直径与有效水深比值不小于6；.
(4) 池子超高至少应采用0.3m；
(5) 为了使布水均匀，进水管四周设穿孔挡板，穿孔率为10%—20%。出水堰应用锯齿三角堰，堰前设挡板，拦截浮渣；
(6) 池底坡度不小于0.05；
(7) 用机械刮泥机时，生活污水沉淀池的缓冲层上缘高出刮板0.3m，工业废水沉淀池的缓冲层高度可参照选用，或根据产泥情况适当改变其高度；
(8) 当采用机械排泥时，刮泥机由绗架及传动装置组成。当池径小于 20m时用中心传动，当池径大于 20m时用周边传动，转速为 1.0—1.5m/min（周边线速），将污泥推入污泥斗，然后用静水压力或污泥泵排除；作为二沉池时，沉淀的活性污泥含水率高达99%以上，不可能被刮板刮除，可选用静水压力排泥；
(9) 进水管有压力时应设置配水井，进水管应由井壁接入不宜由井底接入，且应将进水管的进口弯头朝向井底。
2.5.2设计参数
(1) 设计进水量：Q=57000m3/d=2375m3/h ；
(2) 表面负荷：qb范围为0.6—1.5 m3/ m2h ，取qb=0.8 m3/ m2h；
(3) 固体负荷：qs一般范围为120—140 kg/ m2d；
(4) 水力停留时间（沉淀时间）：T=3 h；
(5) 堰负荷：不大于1.7 L/(sm)；
(6) 池子直径一般大于10m，有效水深大于2～4m；
(7) 池底坡度一般采用0.05；
(8) 出水处应设置浮渣挡板，挡渣板高出池水面0.15—0.2m，排渣管直径大
于0.2m，出水周边采用锯齿三角堰，汇入集水渠，渠内流速为0.2～0.4m/s；
(9) 排泥管设于池底，管径大于200mm，管内流速大于0.4m/s，排泥静水压力1.2～2.0m，排泥时间大于10min。
2.5.3设计计算
2.5.3.1主要尺寸计算
(1) 沉淀池面积:
按表面负荷算： m2
则单池面积：A单池=A/4=2968.75/4=742.19m2
(2) 沉淀池直径：D===31m>10m
(3) 沉淀部分有效水深为：h2 ==qbT=0.83=2.4m<4m
(4) 污泥区容积V：
设计采用周边传动的刮吸泥机排泥，污泥区容积按 2h贮泥时间确定。
V===2630.77 m3
式中：R—最大回流比，取0.8。
设计 4个二沉池 ，则每个沉淀池污泥区的容积V1：

V单池=2630.77/4=657.69m3
(5) 污泥区高度h4：
(a) 污泥斗高度
设池底的径向坡度为0.05，污泥斗底部直径D2=1.5m,上部直径D1=3.0m，倾角 60°，则
===1.3m
V1=×(3.02+3.01.5+1.52)=5.36 m3
(b) 圆锥体高度
=0.05=0.05=0.7m
V2=×(312+313+32)=194.7m3
(c) 竖直段污泥部分的高度
===0.77m
污泥区高度h4=+=1.3+0.7+0.77=2.8m
(6) 沉淀池的总高度H：
设超高h1=0.3m,缓冲层高度h3=0.5m。

H=h1+h2+h3+h4=0.3+2+0.5+2.8=5.6m，取6m。
(7) 校核堰负荷:
径深比
==10.68m， 在6～12内，符合要求。
堰负荷
==146.39 m3/(dm)=1.69L/(sm)<1.7 L/(sm)
(8) 辐流式二沉池计算草图如下:

图2-7辐流式二沉池

图2-8辐流式二沉池设计草图

2.5.3.2进水管路计算
(1) 设计参数
进水管流速V1=0.6～0.8m/s；
中心管流速为V2=0.2～0.4m/s；
中心管出水流速为V3=0.1～0.2m/s；
中心管外的流速为V4=0.05 m/s；
中心管开孔高度h=0.5m；
中心管开孔宽b=h/2=0.5/2=0.25m。
(2) 池内管路的计算及校核
单池流量为：Q＝=14250 m3/d=593.75m3/h=0.165m3/s
(a) 进水管：取 D1=550mm
V1===0.69m/s，在 0.6—0.8之间,满足要求。
(b) 进水竖井：取 D2=900mm
V2===0.26m/s，在0.2—0.4之间，满足要求。
(c) 设中心管出水流速V3=0.20m/s ，可算出中心管开孔数：
n ===6.6个，取7个
则：D4===2.24m，取2.2m。
(d) 挡板的设计
挡板高度 h’：

穿孔挡板的高度为有效水深的1/2～1/3，
h’=h2/2=2.4/2=1.2m
穿孔面积：挡板上开孔面积为总面积的10～20%，取15%，则：
F=0.15=0.153.142.21.2=1.24 m2
开孔个数：
孔径为100mm，则：
n===158个
(e) 拦浮渣设施及出水堰计算
拦浮渣设施，浮渣用刮板收集，刮渣板装在刮泥机行架的一侧，在出水堰前设置浮渣挡板，以降低后续构筑物的负荷。
出水堰的计算
单池设计流量：Q单=Q/4=0.66/4=0.165 m3/s
(f) 环行集水槽的设计
环行集水槽内流量：q集= Q单/2=0.165/2=0.083 m3/s
本设计采用周边集水槽，单侧集水，每侧只有一个总出水口。
集水槽宽度为：
b=0.9(kq集)0.4
式中：b—集水槽宽度
k—安全系数，采用1.5～1.2，本次设计取 k =1.3。
b=0.9×(1.3×0.083)0.4 = 0.37 m ，取 b=0.4m
集水槽起点水深为：
h起=0.75b=0.750.4=0.3m
集水槽终点水深为：
h终=1.25b=1.250.4=0.5m

槽深取0.7m。
(g) 出水溢流堰的设计：
采用出水三角堰（90°）
设计堰上水头（即三角口底部至上游水面的高度）H1=0.5m
每个三角堰的流量q1：
q1=1.343=1.343×0.052.47=0.0008213m3/s
三角堰个数 n1：
n1===200.9个，取201个。
三角堰中心距：
L1====0.47m

2.5.4刮泥设备的选择
根据设计池体直径31m，在《给水排水设计手册》第 11册上查得采用ZBG-30型周边传动刮泥机，其性能见表2-6。
表 2-6 ZBG-30型周边传动刮泥机性能参数
规格型号
池D
(m)
周边线速
（m/min）
电机功率
（kW）
周边轮压（kN）
推荐池H （mm）
ZBG-30
31
3.2
2.2
60
3000～5000

2.6 污泥浓缩池的设计
采用两座幅流式圆形重力连续式污泥浓缩池，用带栅条的刮泥机刮泥，采用静压排泥，剩余污泥泵房将污泥送至浓缩池。
2.6.1设计要求
（1）连续流重力浓缩池可采用沉淀池形式，一般为竖流式或辐流式；
（2）浓缩时间一般采用 10～16h进行核算，不宜过长，活性污泥含水率一般为 99%～99.6%；
（3）污泥固体负荷采用 20～30kg/m2·d，浓缩后污泥含水率可达 97%左右；
（4）浓缩池的有效水深一般采用 4m；
（5）浓缩池的上清夜应重新回流到初沉池前进行处理；
（6）池子直径与有效水深之比不大于 3，池子直径不宜大于 8m，一般为 4～7m；
（7）浮渣挡板高出水面 0.1～0.15m，淹没深度为 0.3～0.4m。
2.6.2设计参数
（1）进泥浓度：10g/L，污泥初始含水率P1为99%，每座污泥总流量:
Qw＝3027kg/d=302.7 m3/d=12.6 m3/h
设计浓缩后含水率P2 =96.0％，污泥固体负荷：qs =45kgSS/( m2.d)；

（2）浓缩时间采用 15h，贮泥时间：t=4h；
（3）浓缩池的有效水深采用5m；
（4）浓缩后污泥含水率按98%计。
2.6.3. 设计计算
（1）浓缩池池体计算：
每座浓缩池所需表面积

浓缩池直径:
D===9.3m，取10m。
水力负荷：
==3.86m3/(m2d)=0.1