MBR小区中水回用工艺设计--毕业论文.doc

第一章 总论
1.1设计的任务和内容
1.1.1设计任务
设计MBR小区中水回用工艺。要求了解小区生活污水及回用处理技术特点及机理，通过众多方案（至少3种）的对比论证（工艺流程、运行特点、经济性）确定本项目水处理工艺流程及系统设计工艺流程；并对经济效益进行分析比较。
1.1.2设计范围
对污水处理厂的主要污水处理构筑物的工艺进行设计，包括格栅，调节池，曝气沉砂池，精细格栅，缺氧池，ＭＢＲ池，清水池等处理设备，并计算它们的尺寸，完成设计说明书。
1.1.3设计原则
1、回用水水质基本要求
（1）回用水的水质符合回用对象的水质控制指标；
（2）回用系统运行可靠，水质水量稳定；
（3）对人体健康、环境质量、生态保护不产生不良影响；
（4）回用于生产目的时，对产品质量无不良影响；
（5）对使用的管道、设备等不产生腐蚀、堵塞、结垢等损害；
（6）使用时没有嗅觉和视觉上的不快感。
2、回用水水质标准
回用于工业用水执行《城市污水再生利用 工业用水水质》（GB/T 19923-2005），部分指标见表1-1。
回用于城市杂用水执行《城市污水再生利用 城市杂用水水质》（GB/T 18920-2002），部分指标见表1-2。
回用于景观环境用水执行《城市污水再生利用 景观环境用水水质》（GB/T 18921-2002），部分指标见表1-3。
当再生水同时用于多用途时，其水质标准应该按最高标准要求确定。

表1-1 《城市污水再生利用 工业用水水质》

项目
回用于工业用水
《城市污水再生利用 工业用水水质》
（GB/T 19923-2005）
冷却用水
洗涤
用水
锅炉补给水
工业与产品用水
直流式
敞开式
色度（度）
≤30
臭
—
PH
6.0~9.0
6.5~8.5
6.0~9.0
6.5~8.5

-
≤60
-
≤60

≤30
≤10
≤30
≤10
SS
≤60
-
≤60
-
浊度（NTU）
-
≤5
-
≤5
氨氮
-
≤10
-
≤10
总磷
-
≤1.0
-
≤1.0
总氮
-
石油类
-
≤1.0
-
≤1.0
大肠杆菌（个/L）
≤2000

表1-2 《城市污水再生利用 城市杂用水水质》
项目
回用于城市用水
《城市污水再生利用 城市杂用水水质》
（GB/T18920-2002）
冲厕
道路清扫消防
城市绿化
车辆冲洗
建筑施工
色度（度）
≤30
臭
-
PH
6.0～9.0

-

≤10
≤15
≤20
≤10
≤15
SS
-
浊度（NTU）
≤5
≤10
≤10
≤5
≤20
氨氮
≤10

≤10
≤20
≤10
≤20
总磷
-
总氮
-
石油类
-
大肠杆菌（个/L）
≤3

表1-3 《城市污水再生利用 景观环境杂用水水质》
项目
回用于景观环境用水
《城市污水再生利用 景观环境用水水质》
（GB/T 18921-2002）
观赏性景观环境用水
娱乐性景观环境用水
河道类
湖泊类
水景类
河道类
湖泊类
水景类
色度（度）
≤30
臭
-
PH

-

≤10
≤6
≤6
SS
≤20
≤10
-
浊度（NTU）
-
≤5
氨氮
≤5
总磷
≤1.0
≤0.5
≤05
总氮
≤15
石油类
≤1.0
大肠杆菌（个/L）
≤10000
≤2000
≤500
不得检出

1.1.4设计成果
1、设计说明书、计算书一份。
设计计算说明书采用A4打印纸打印，说明书和设计图纸，是反映设计成果的技术文件，应满足以下要求：
（1）应说明水处理厂的工艺流程。
（2）说明设计参数，并列出数值。
（3）应列出采用的计算公式和采用的计算数据，应附相应计算图。
（4）说明各处理构件的主要工作过程和主要参数。
（5）设计计算说明书应有封页、目录和封底。
（6）说明书应内容完整、条理清楚、简明扼要、文句通顺，用计算机打印。
2、设计图纸：中格栅、平流式沉砂池、膜组件、膜生物反应器、流程图、高程图、平面布置图各一张，共计7张。
（1） 注明设备的名称。
（2） 作图比例。
（3） 必要的文字说明。
（4） 标出设备的顶、底及水面标高，管径的大小，地面的标高等。
（5） 图纸中文字一律用仿宋体书写。标示方法应符合一般规定和制图标准。图纸应注明图标栏及图名。图纸应清洁美观、主次分明，线条粗细有别。图纸采用A3图。
（6） 图纸的一律按照统一的方法折叠，并使右下角的图标露在外面，折成的大小尺寸为297×210 mm。所有图纸按先后顺序装订在参考资料的后面。注意：装订后的图纸必须能自由开合，不得订成死图纸。
1.1.5设计要求及处理工艺流程
1、设计要求：
要根据排放的废水水质指标，完成相应的设计计算、绘制处理工艺流程图、各构筑物的设计计算图、处理工艺组合平面布置图及高程图。
2、处理工艺：
本设计中采用MBR工艺，其基本流程为：中格栅→水量调节池→平流式沉砂池→精细格栅→缺氧池→MBR膜生物反应器→出水进入回用管道。由于该工艺的污泥产量较少，因此从经济角度出发，污泥不进行处理，直接贮存在污泥池里，定期用污泥运输车抽走。
1.2基本资料
1.2.1污水处理水量与水质
1、设计流量：日处理废水3000。
2、进水水质见表1-4。
表1-4 进水水质
PH
CODCr
BOD5
SS

TP
大肠杆菌
7.3
≤ 355 mg/L
≤ 210 mg/L
≤ 200 mg/L
≤ 30 mg/L
≤ 3 mg/L
23800个/L

1.2.2处理要求
中水经深度处理后应符合表1-5要求。
表1-5 出水水质要求
PH
CODCr
BOD5
SS

TP
大肠杆菌
6~9
≤ 33 mg/L
≤ 5.4 mg/L
≤ 6 mg/L
≤ 9 mg/L
≤ 0.6mg/L
500个/L

第二章 中水回用工程概述
2.1中水
中水也叫再生水或回收水，是指污水经适当处理后，达到一定的水质指标，满足某种使用要求，可以进行有益使用的水，是经过处理的污水回收再用。因为城市建设中将供水称为“上水”，污水排放称为“下水”，所以中水取其两者之间的意思。
中水有城市污水处理厂集中处理回用的，也有一个社区甚至一座单独住房自行回用的。小区或住房小范围的中水，一般只收集比较清洁的污水，如洗澡水、游泳池水、厨房排水等进行简单的处理，如过滤、沉淀等。城市集中回用的中水需单独设置管网，因此投资较大，但可以节约水资源，并减少污水排放量，因此可以大大地减少供水和污水处理费用。
2.2中水回用技术
其特点为用各种物理、化学、生物等手段对工业所排出的废水进行不同深度的处理，达到工艺要求的水质，然后回用到工艺中去，从而达到节约水资源，减少环境污染的目的。
2.2.1中水的处理方式
1、中水因用途不同有三种处理方式。
（1） 一种是将其处理到饮用水的标准而直接回用到日常生活中，即实现水资源直接循环利用，这种处理方式适用于水资源极度缺乏的地区，但投资高，工艺复杂。
（2） 另一种是将其处理到非饮用水的标准，主要用于不与人体直接接触的用水，如便器的冲洗，地面、汽车清洗，绿化浇洒，消防，工业普通用水等，这是通常的中水处理方式。
（3）工业上可以利用中水回用技术将达到外排标准的工业污水进行再处理，一般会加上混床等设备使其达到软化水水平，可以进行工业循环再利用，达到节约资本，保护环境的目的。
2、按处理方法，中水处理工艺一般分为 3 种类型。
（1）物理处理法
膜滤法，适用于水质变化大的情况。
采用这种流程的特点是：装置紧凑，容易操作，以及受负荷变动的影响小。
膜滤法是在外力的作用下，被分离的溶液以一定的流速沿着滤膜表面流动，溶液中溶剂和低分子量物质、无机离子从高压侧透过滤膜进入低压侧，并作为滤液而排出；而溶液中高分子物质、胶体微粒及微生物等被超滤膜截留，溶液被浓缩并以浓缩形式排出。
（2）物理化学法
适用于污水水质变化较大的情况。一般采用的方法有：砂滤、活性炭吸附、浮选、混凝沉淀等。这种流程的特点是：采用中空纤维超滤器进行处理，技术先进，结构紧凑，占地少，系统间歇运行，管理简单。
（3）生物处理法
适用于有机物含量较高的污水。一般采用活性污泥法、接触氧化法、生物转盘等生物处理方法。或是单独使用，或是几种生物处理方法组合使用，如接触氧化 + 生物滤池；生物滤池 + 活性炭吸附；转盘十砂滤等流程。这种流程具有适应水力负荷变动能力强、产生污泥量少、维护管理容易等优点。
2.2.2中水回用系统
中水处理回用系统按其供应的范围大小和规模，一般有下面四大类：
1、排水设施完善地区的单位建筑中水回用系统
该系统中水水源取自本系统内杂用水和优质杂排水。该排水经集流处理后供建筑内冲洗便器、清洗车、绿化等。其处理设施根据条件可设于本建筑内部或临近外部。如北京新万寿宾馆中水处理设备设于地下室中。
2、排水设施不完善地区的单位建筑中水回用系统
城市排水体系不健全的地区，其水处理设施达不到二级处理标准，通过中水回用可以减轻污水对当地河流再污染。该系统中水水源取自该建筑韧的排水净化池(如沉淀池、化粪池、除油池等)，该池内的水为总的生活污水。该系统处理设施根据条件可设于室内或室外。
3、小区域建筑群中水回用系统
该系统的中水水源取自建筑小区内各建筑物所产生的杂排水。这种系统可用于建筑住宅小区、学校以及机关团体大院。其处理设施放置小区内。
4、区域性建筑群中水回用系统
该系统特点是小区域具有二级污水处理设施，区域中水水源可取城市污水处理厂处理后的水或利用工业废水，将这些水运至区域中水处理站，经进一步深度处理后供建筑内冲洗便器、绿化等用途。

2.3中水的使用途径和意义
2.3.1中水的使用途径
多数国家的中水主要用于农田灌溉，以间接使用为主；日本等少数国家的中水则主要用于城市非饮用水，以就地使用为主；新趋势是用于城市环境“水景观”的环境用水。
中水的用途很多，可以用于农田灌溉、园林绿化（公园、校园、高速公路绿带、高尔夫球场、公墓、绿带和住宅区等）、工业（冷却水、锅炉水工艺用水）、大型建筑冲洗以及游乐与环境（改善湖泊、池塘、沼泽地，增大河水流量和鱼类养殖等），还有消防、空调和水冲厕等市政杂用。
中水还可以用于地下水回灌，可用于地下水源补给、防治海水入侵、防治地面沉降。
2.3.2中水回用的意义
中水回用是缓解水资源短缺的有效途径，是实现水资源可持续利用的主要环节，还能带来可观的经济效率。它与开发其它水资源相比，具有比远距离引水便宜、比海水淡化经济和可以取得显著的社会效益等优势。污水再生利用还有助于改善生态环境，实现水生态的良性循环。
2.4中水的利用可行性分析
2.4.1污水再生利用优势
中水，它的水质介于污水和自来水之间，是城市污水、废水经净化处理后达到国家标准，能在一定范围内使用的非饮用水，可用于城市景观和百姓生活的诸多方面。为了解决水资源短缺问题，城市污水再生利用日益显得重视。城市污水再生利用与开发其他水源相比具数量巨大、稳定、不受气候条件和其它自然条件的限制，并且可以再生利用等优势。
2.4.2技术可行性
在技术方面，中水在城市中的利用不存在任何技术问题，目前的水处理技术可以将污水处理到人们所需要的水质标准。城市污水所含杂质少于0.1%，采用的常规污水深度处理，例如滤料过滤、微滤、纳滤、反渗透等技术。经过预处理，滤料过滤处理系统出水可以满足生活杂用水，包括房屋冲厕、浇洒绿地、冲洗道路和一般工业冷却水等用水要求。微滤膜处理系统出水可满足景观水体用水要求。反渗透处理系统出水水质远远好于自来水水质标准。
2.4.3经济可行性
中水是城市的第二水源。城市污水再生利用是提高水资源综合利用率，减轻水体污染的有效途径之一。中水合理回用既能减少水环境污染，又可以缓解水资源紧缺的矛盾，是贯彻可持续发展的重要措施。污水的再生利用和资源化具有可观的社会效益，环境效益和经济效益，已经成为世界各国解决水问题的必选。

第三章 中水回用工艺的选择
3.1几种常用的处理工艺
3.1.1 DE型氧化沟技术
DE型氧化沟工艺流程如图3-1所示：
图3-1 DE型氧化沟工艺流程

该工艺由格栅、曝气沉砂池、选择池、氧化沟、二沉池和接触池等构筑物组成。由于具有较长的水力停留时间，较低的有机负荷和较长的污泥龄，因此相比传统活性污泥法，省略了调节池，初沉池，污泥消化池。
该工艺具有以下优点：
（1）有很强的耐冲击负荷能力，对不易降解的有机物也有较好的处理能力。 　　
（2）有明显的溶解氧浓度梯度，有利于节省能耗和减少甚至免去硝化过程中需要投加的化学药品数量。 　
（3）氧化沟沟内功率密度的不均匀配备，有利于氧的传质，液体混合和污泥絮凝，因而可以改善污泥的絮凝性能。 　　
（4）氧化沟的整体功率密度较低，可节约能源。据国内外统计资料显示，与其他污水生物处理方法相比，氧化沟具有处理流程简单，超作管理方便；出水水质好，工艺可靠性强；基建投资省，运行费用低等特点。 　　
该工艺也具有以下不足：
（1）在同一沟中好氧区与缺氧区各自的体积和溶解氧浓度很难准确地加以控制，因此对除氮的效果是有限的，而对除磷几乎不起作用。
（2）在传统的单沟式氧化沟中，微生物在好氧－缺氧－好氧短暂的经常的环境变化中使硝化菌和反硝化菌群并非总是处于最佳的生长代谢环境中，由此也影响单位体积构筑物的处理能力。
该工艺的去除率见表3-1所示：
表3-1 DE型氧化沟工艺的去除率及本设计的处理要求

SS

TP

去除率
91%～96%
94%～98%
91%～96%
45%～65%
88%～97%
处理要求
97.4%
97%
90.7
90.7%
70%
该工艺中，TP的去除率未达到要求，因此不可取。
3.1.2 ICEAS工艺
ICEAS 工艺流程见图3-2所示：
图3-2 ICEAS 工艺流程图

该工艺由格栅、沉砂池，ICEAS反应池等构筑物组成，属于生物化学处理方法。生物化学处理废水主要是依靠微生物氧化分解有机物并将其转化为无机物的能力。为此，需要人工创造有利于微生物生命活动的环境，使微生物大量繁殖，提高微生物氧化分解有机物效率。所以所有的活性污泥法都需向污水中不断注入空气，以保持水中有足够的溶解氧，在污水中形成微生物絮凝体。因此，曝气是否充足与处理效果在一定的条件下关系较大。另一方面，充气时间过长会增加能耗，从而增加处理费用，同时也可能会导致污泥膨胀，影响沉淀分离过程，使出水水质变差。如果曝气时间小于周期的50％，出水中CODCr的去除率会明显降低。为了保证出水水质，曝气时间至少应占整个周期的50％以上。
该工艺具有以下优点：
（1）具有耐冲击负荷能力，当进水浓度突然提高2.5～3倍时，大约3～4天后处理系统就可以达到稳定，出水水质可恢复到原来的水平。
（2）可在较高的MLSS情况下运转，处理效果较稳定，并且氮、磷的去除率也较高。但在一定的范围内MLSS和污泥负荷对SBR的出水效果影响不明显。
（3）CODCr和BOD5随时间的降解速度较快。
该工艺的不足主要有以下两个方面
（1）总氮随时间的降解速率较慢。若处理中仅考虑CODCr和BOD5的处理效果曝气时间可减少为2h，若考虑氮和磷的去除，至少应当曝气4小时。
（2）SBR工艺处理效果不是特别好，其CODCr去除率一般为90％，BOD5去除率为95％，总氮去除率为70％，氨氮的去除率为85％，总磷的去除率可达90％以上，CODCr，BOD5达不到处理要求。
（3）该工艺对自控要求较高，设备装置利用率较低，因此该工艺不尽完美。
3.2MBR工艺
3.2.1膜生物反应器简介
膜-生物反应器（Membrane Bio-Reactor,MBR）为膜分离技术与生物处理技术有机结合之新型态废水处理系统。是一种由膜分离单元与生物处理单元相结合的新型水处理技术，以膜组件取代二沉池在生物反应器中保持高活性污泥浓度减少污水处理设施占地，并通过保持低污泥负荷减少污泥量。主要利用沉浸于好氧生物池内之膜分离设备截留槽内的活性污泥与大分子固体物。因此系统内活性污泥（MLSS）浓度可提升至10,000mg/L，污泥龄(SRT)可延长30天以上，于如此高浓度系统可降低生物反应池体积，而难降解的物质在处理池中亦可不断反应而降解。故在膜制造技术不断提升支援下，MBR处理技术将更加成熟并吸引着全世界环境保护工业的目光，并成为21世纪污水处理与水资源回收再利用唯一选择。
3.2.2应用领域
膜生物反应器广泛适用于生活小区宾馆饭店、度假区、学校、写字楼、等分散用户的日常生活污水处理、回用及啤酒、制革、食品、化工等行业的有机污水处理。膜生物反应器的产水常用于灌溉、洗涤、环卫、造景等非饮用功能。
1、高浓度事业废水
各类饮料工厂、酒厂、食品厂、畜牧、屠宰废水处理、 染整、皮革、纸浆厂；制药业、高浓度有机等之废水处理；旧有污水厂制程改善；逆渗透系统之前处理等。
2、市政民生污水中水回用
大型市政废水处理及再利用，社区生活中水回用，百货、办公大楼中水回用，餐厅或风景区废水处理及再利用，地表水净化处理，洗车厂船舶污水回收再利用。
3.2.3 MBR工艺的优点
（1）膜生物反应器是一种高效膜分离技术与活性污泥法相结合的新型水处理技术。不用沉淀池、污泥浓缩池、砂滤池等用地节省。
（2）充分利用膜的高效截留作用，能够有效地截留硝化菌，完全保留在生物反应器内，使硝化反应保证顺利进行，有效去除氨氮，避免污泥的流失，并且可以截留一时难于降解的大分子有机物，延长其在反应器的停留时间，使之得到最大限度的分解。
（3）主要污染物的去除率可达：≥98%、COD≥93%、SS=100%。产水悬浮物和浊度几近于零，处理后的水质良好且稳定，可以直接回用，实现了污水资源化。再配合A/O、A2/O工艺，可大举降低氮与磷，适用在水质与水源保护区。 该工艺进出水水质如表3-2所示:
表3-2 MBR工艺处理效率

CODcr
SS
TN
大肠杆菌
TP
进水
<30Omg/L
<50Omg/L
<30Omg/L
<4-5mg/L

出水
<5mg/L
〈2Omg/L
Omg/L
<0.5mg/L
未检出
0.3 mg/L
3.3工艺设计流程
通过对氧化沟工艺、ICEAS工艺和MBR工艺的优缺点进行分析比较发现，前两种工艺都有很多不如意的地方，在处理效果上也有不同程度的不足。因此最终确定了MBR膜生物反应器作为主体工艺。
3.3.1工艺流程图
本设计采用MBR工艺，其主要工艺流程如图3-3所示：
图4-3 3000 MBR小区中水回用工艺
33.2工艺说明
1、中格栅：小区污水通过污水管道首先进入中格栅，在中格栅的作用下，去除堵塞水泵机组及管道阀门较大的悬浮物，保证后续工作正常运行，同时降低固体悬浮物浓度。
2、水量调节池：调节水量，保证污水均匀的流入处理工艺设备，因为小区生活污水的水量变化较大，呈周期变化规律。
3、提升泵房：保证污水以动力的形式进入沉砂池，同时提供水头。
4、平流沉砂池：以重力分离为基础，控制进入沉砂池的水流速度，使相对密度较大的无机颗粒下沉，而有机悬浮物颗粒则随水流带走。其作用是去除污水中的泥沙、煤渣等相对密度较大的无机颗粒，以免影响后续处理构筑物的正常运行。
5、精细格栅：进一步去除污水中颗粒杂质，以免小颗粒杂物进入膜池影响膜的使用寿命。
6、缺氧池：缺氧区的出水与好氧区污泥混合进入缺氧区进行反硝化完成TN的去除，同时得到快速降减。
7、好氧池（膜池）：缺氧区的水进入好氧区，并与膜池回流污泥混合，在好氧环境下有机物浓度大量降减，氨氮得以硝化，聚磷菌在此完成对P的大量吸收。同时经过膜生物反应器后，大肠杆菌的到了90%以上的去除。
平板膜组建吊装在膜池，用底脚螺栓固定，分别将曝气管，集水管与相应的管道连接，组成MBR膜系统。
MBR的正常运行：向膜池中加入污水，并投加活性污泥，启动风机，进风通过穿孔曝气管并在曝气箱内混合均匀后上升进入膜箱。启动抽吸泵，膜过滤的清水通过集水管泵被抽到清水池。正常运行下抽吸负压为（0~—20）kp之间，采用8分钟抽清水，2分钟停止抽吸为一个周期的循环方式运行。通过液位仪控制膜池液位，以保证膜组件始终浸没在水中，并正常产水。
清洗步骤：当出水真空压力表显示-20KP时，需要清洗滤膜。在关闭抽吸泵的情况下，首先关闭出水阀门，开启冲洗药箱的阀门，实现配置好的清洗药液通过加药泵经集水管进入膜元件，浸泡一段时间后在曝气的冲刷下，滤膜得到有效恢复。关闭加药阀门，开启清洗药液回流阀门，并开启抽吸泵，将清洗产液排入调节池，药液洗净后，关闭回流阀门，开启出水阀门，恢复正常运行。
曝气管的清洗步骤：在干燥空气的作用下，曝气管会发生部分堵塞，要定期清洗。关闭一次虑管曝气阀门，开启曝气清洗阀门，由于风压减小，以及水压作用，气水混合液形成湍流可将曝气管周围的污物冲刷下来，并随气水混合液流出，从而达到清洗效果。
8、清水池：收集处理好的清水，使其均匀高效的进入中水回用管道。
9、污泥池：该工艺的产泥量较少，处理设备运行费用较高，因此不宜于进行处理，只需设置一座污泥池把它收集起来，定期用污泥车外运处理。

第四章 工艺设计计算说明
4.1格栅
4.1.1格栅的作用
格栅是由一组平行的金属栅条﹑筛网或穿孔板制成，安装在污水渠道﹑泵房集水井的进口或污水处理厂的前部， 截留较大的悬浮物或漂浮物，如纤维﹑毛发﹑果皮﹑蔬菜﹑烟蒂﹑塑料﹑和泡沫制品等，以减轻后续处理构筑物的处理负荷，并使之正常运行。被截流的物质称为栅渣，栅渣的含水率约为70%~80%，容重约为750kg/㎡。
4.1.2格栅的分类
按格栅条净间隙，可以分为粗格栅、中格栅和细格栅三种，平面和曲面格栅均可做成粗、中、细三种。
按格栅的形状，可以分为平面格栅和曲面格栅。
本设计中选平面中格栅和精细格栅。
4.1.3格栅的设计计算
1、设计规范要求
1）污水泵站一般采用固定清污机，单台工作宽度不宜超过3M，否则应使用多台，以保证运行效果。
2）栅条的间隙
（1） 污水泵站主要使用中格栅一道，在污水处理厂的进水泵房中，泵前设置一道中格栅，以利于污水的后续处理。
（2）格栅间隙大小应考虑：
根据水泵叶轮间隙允许通过的污物能力决定，即格栅间隙应小于叶轮的间隙。
根据泵站收税范围的地区特点﹑栅渣的性质决定。一般采用20～25mm。
3）格栅的安装角度 机械清渣一般～,回转式一般～，特殊时为。
2、设计计算
格栅的设计内容包括尺寸计算﹑水力计算﹑栅渣量计算以及清渣机械的选用等，格栅的设计简图见图5-1。
图5-1 格栅的设计计算简图

1）格栅宽度：
(4-1)
(4-2)
式中: B ---栅槽宽度，m；
S栅条宽度，m，本设计中S取0.01m；
e----栅条净间隙，mm，一般取20～25mm，本设计中取20mm；
n ---栅条间隙数
--最大设计流量，
----格栅倾角，本设计中取；
H ---栅前水深，m；取0.3m；
----过栅流速，最大设计流量时为，平均设计流量时为0.3m/s；
--经验系数。
代入公式（4-1），（4-2）得：
个

2）过栅水头损失：
（4-3）
（4-4）
式中：-----过栅水头损失，
-----计算水头损失，

g-----重力加速度，9.81；
k ----系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增大的倍数，一般k取3；
ξ-----阻力系数，与栅条断面形状有关，=β,当为矩形断面时，β=2.42。
则：ξ= 2.42×
为避免造成栅前壅水，故将栅后槽底下降作为补偿。
代入公式（4-3），（4-4）得：

3）栅槽总高度：
（4-5）
式中：H----栅槽总高度，m
----栅前水深，m
---栅前渠道超高，一般用0.3m。
代入公式（4-5）得：

4）栅槽总长度：
（4-6）
（4-7）
（4-8）
（4-9）
式中： L------栅槽总长度，m；
-----栅前槽高，m；
-----进水渠道渐宽部分长度，m；
-----进水渠宽度，m，本设计中取0.4m；
-----进水渠展开角，一般用；
------栅槽与出水渠连接渠的渐缩长度，m。
代入公式（4-6），（4-7），（4-8），（4-9）得：

5）每日栅渣量：
（4-10）
式中: -------每日栅渣量，；
--------栅渣量（污水），取0.1～0.01，粗格栅用小值，细格栅用大值，中格栅用中值；该设计中取0.05
--------生活污水流量总变化系数，见表4-1。
表4-1 变化系数表
平均日流量L/S
4
6
10
15
25
40
70
120
200
400
750
1600

2.3
2.2
2.1
2.0
1.89
1.80
1.69
1.59
1.51
1.40
1.30
1.20
3000
则取1.8
代入公式（4-10）得：

4.2调节池
4.2.1调节池的选择
该污水的与处理中不需要调节水质，因而调节吃的主要作用是调节水量，为了简便经济，本工艺中选用水量调节池。
4.2.2调节池的设计计算
小区生活污水平均水量为，水量变化曲线如图4-2所示：
图4-2 废水流量曲线
对于废水水量累积曲线，作平行于OA的两条切线ab、cd，切点为B、C；通过B、C作纵坐标的平行线BD、CE，此二直线与出水累积曲线交于D和E点，从纵坐标可以得到BD和CE的水量分别是300和150，两者相加即为调节池的容积450。

图4-3 调节池简图
采用方形调节池，池长L等于池宽B，有效水深h = 3m，

则L = B = 12.247m，设计时取12.3m。
在池底设置集水坑，水池底以坡度坡度坡向集水坑。
4.2.3搅拌设备的选择
为了防止污水中悬浮物的沉积和使水质均匀，可以采用专用的搅拌设备进行搅拌。根据调节池的有效容积，搅拌功率一般按1污水4～8W选搅拌设备，该工程中取4.8W。则调节池的配潜水搅拌机的总功率为450×4.8=2160W。取一台2.2KW的潜水搅拌机，安装在调节池的进水端。
4.2.4提升泵的选择
设计中进水为重力流，在调节池的集水坑中安装2台自动搅匀的潜污泵，一用一备，水泵的基本参数为：
水泵的流量为Q = ，扬程H =9.5m，配电机功率为N =5.5Kw。
4.3平流沉砂池
污水中的无机颗粒不仅会磨损污水处理厂的机械设备及其管道，在构筑物中产生淤泥，还会在污泥处理时磨损滤带。设置沉砂池就是去除这些密度较大的无机颗粒（如泥沙，煤渣等），以免影响污水处理厂得后续构筑物及其设备的正常运行。常用的沉砂池有平流沉砂池、曝气沉砂池、多尔沉砂池和钟式沉砂池等。本设计中采用平流沉砂池。
4.3.1设计规范要求
1﹑一般规定
沉砂池是按去除相对密度为2.65，粒径大于0.22mm的砂粒设计的。
设计流量：当污水自流如池子里时，应按照最大设计流量计算；当污水用水泵抽升入池时，按工作流量的最大组合流量计算；对于合流制系统，按降雨量的设计流量计算。
沉砂池的个数不应该小于两个，并宜按并联运行，当污水量小时，可考虑一用一备。
沉砂量：生活污水按每十万立方米污水的砂量为3立方米计，其含水率为60%，容重1.5t每立方米。
砂斗的容积按2天的沉沙量计，斗壁的倾斜角不小于55度，排沙管直径不应小于200mm。
沉砂池的超高不宜小于0.3mm。
2﹑设计参数
最大流速为0.3m/s，最小流速为0.15m/s；最大流量时停留时间不少于30S，设计有效水深为0.25～1.0m；每格池宽不宜小于0.6m；进水头部采取消能和整流措施；池底底坡一般为0.01～0.02。
4.3.2平流沉砂池的设计计算
1﹑平流沉砂池的构造
平流式沉砂池的结构如图4-4所示：

图4-4平流式沉砂池
平流沉砂池是早期污水处理系统常采用的一种除砂构筑物。它由入流渠、出流渠、沉砂斗等部分组成，见图5-4。它具有截留无机颗粒效果好，工作稳定，构造简单，排砂较方便等优点，但排砂粒含有较多的有机物，需要进行洗砂处理。
2﹑设计计算
1）沉砂池水流部分长度：
(4-11)
式中： L------水流部分长度，m；
------最大流速，m/s；本设计中取0.15m/s；
t ------最大设计流量时的水力停留时间，s，本设计取30s；
代入公式（4-11）得：

2）水流断面积：
（4-12）
式中： A-------池断面积，㎡；
------最大设计流量时的水平流速，m/s；本设计中取0.15m/s。
代入公式（4-13）得：

3）池总宽度
（4-13）
式中： B ----池总宽度,m；
----有效水深，m；本设计中取0.25m；
代入公式（4-13）得：

4）贮砂斗所需容积：
（4-14）
式中： V------沉砂斗容积，；
-----城市污水沉砂量，一般采用（污水）；
------清除沉砂时间间隔，10d；
----流量变化系数；本设计中取1.5；
代入公式（4-14）得：

5）贮砂斗各部分尺寸计算
设贮砂斗底宽；斗壁与水平面的倾角为；则贮砂斗的上口宽为：

贮泥斗的容积：
（4-15）
式中：-------贮泥斗的容积，；
-------贮砂斗的高度，m；
----分别为贮砂斗下口和上口的面积，㎡；
代入公式（4-15）得：

6）沉砂室的高度：
假设采用重力排砂，池底设6%坡度坡向砂斗，则：

7）沉砂池总高度：
（4-16）
式中 H ------总高度，m；
-------超高，m ；
-------贮泥斗高度，0.795m ；
代入公式（4-16）得：

4.4精细格栅
精细格栅的计算简图如图4-5所示：

图4-5 精细格栅
1）格栅宽度：
(4-17)
(4-18)式中: B ------栅槽宽度，
S--------栅条宽度，
e -------栅条净间隙，
n -------栅条间隙数
------最大设计流量，
-------格栅倾角；
h -------栅前水深，
-------过栅流速，平均设计流量时为0.3m/s；
----经验系数。
代入公式（4-17），（4-18）得：

2）过栅水头损失：
（4-18）
（4-19）
式中：-----过栅水头损失，m；
-----计算水头损失，
g-----重力加速度，9.81；
k------系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增大的倍数，一般k取3；
ξ-----阻力系数，与栅条断面形状有关，=β,当为矩形断面时，β=2.42。
代入公式（4-18），（4-19）得：

为避免造成栅前壅水，故将栅后槽底下降作为补偿。
3)栅槽总高度：
（4-20）
式中：H-----栅槽总高度，m；
-----栅前水深，m；
----栅前渠道超高，一般用0.3m。
代入公式（4-20）得：

4)栅槽总长度：
（4-21）
（4-22）
（4-23）
（4-24）
式中： L---------栅槽总长度，m；
--------栅前槽高，m；
--------进水渠道渐宽部分长度，m；
--------进水渠宽度，m；
-------进水渠展开角，一般用；
-------栅槽与出水渠连接渠的渐缩长度，m。
带入公式（4-21），（4-22），（4-23），（4-24）得：

5)每日栅渣量计算：
（4-25）
式中： -------每日栅渣量，；
--------栅渣量（污水），取0.1～0.01，粗格栅用小值，细格栅用大值，中格栅用中值；则取0.1，取1.8。
--------生活污水流量总变化系数，见表4-1。
带入公式（4-25）得：

4.6缺氧池
4.6.1缺氧池的作用
污水进入缺氧池，同时还有进入膜池的回流污泥。缺氧池的首要功能是脱氮，反硝化细菌利用污水中有机物作为碳源，将膜池回流污泥中带入大量的和还原 并释放到空气中，BOD浓度继续下降，浓度大幅下降，池内设置潜水搅拌器，水力停留时间为7.3h。
缺氧池用钢筋混泥土结构，填埋设置：

图4-6 缺氧池
4.6.2缺氧池的设计计算
缺氧池的有效水深h一般为3.3m，超高0.7m；则总高H为4m。水力停留时间t为7.3h。简图见图4-6所示：
1) 缺氧池的有效容积为：
（4-26）
将上述数据代入公式（4-26）得：

2) 缺氧池的面积：
（4-27）
代入公式（4-27）得：

缺氧池平面为正方