日处理20.5万吨城镇污水处理厂设计.docx

目录
任务书 1
第一章 设计说明书 4
1.1 概况 4
1.2 设计原则、依据、设计要求 4
1.2.1 设计原则 4
1.2.2 设计依据 4
1.2.3 设计要求 4
1.3 原始资料 4
1.4 污水处理工艺流程的确定 5
1.5 污水处理构筑物的选型及设计要点 6
1.5.1 格栅 6
1.5.2 沉砂池 6
1.5.3 初次沉淀池 7
1.5.4 曝气池 7
1.5.5 二次沉淀池 7
1.6 污水处理厂平面布置及处理流程高程布置 8
1.6.1 总平面布置原则 8
1.6.2 高程布置原则 8
第二章 设计计算书 9
2.1 设计流量的计算 9
2.2 污水处理构筑物的工艺计算 9
2.2.1 中格栅 9
2.2.2 污水提升泵计算 12
2.2.3 泵后细格栅 12
2.2.4 沉砂池 14
2.2.5 初次沉淀池 15
2.2.6 曝气池 17
2.2.7 二沉池 25
2.2.8 消毒设备 27
2.2.9 污泥浓缩池 28
2.2.10 污泥干化（脱水）设备 30
2.3 污水处理厂平面设计及处理流程高程计算 31
2.3.1 平面布置 31
2.3.2 高层设计 31
参考文献 31

广东工业大学课程设计任务书

题目名称
20.5 万吨/日污水处理厂设计
学生学院
土木与交通工程学院
专业班级
给水排水工程 级 班
姓 名
赵 辉
学 号
3112003469

一、课程设计的内容
根据所给定的原始资料，设计某城市污水处理厂，该设计属初步设计。设计的内容有：
1.设计流量的计算。
2.污水处理工艺流程的选择。
3.污水处理构筑物及设备型式的选择。
4.污水处理构筑物的工艺计算。
5.污水处理厂的总平面布置和高程布置。
6.编写设计说明书和计算书。
7.绘制污水处理厂的总平面布置图和高程布置图。
8.绘制污水处理构筑物工艺图。
二、课程设计的要求与数据
要认真阅读课程设计任务书，并复习教材有关部分章节并熟悉所用规范、手册、标准图等文献资料。要求设计选用参数合理，计算正确；说明书要有污水处理厂处理工艺流程及处理构筑物型式选择的理由，污水处理厂的总平面布置图和高程布置图要有详尽的阐述。叙述简明扼要，文理通顺；设计计算书、说明书包括必要的计算公式、草图和图表。图纸内容完整，布局合理，制图要规范。保证在规定时间内，质量较好地完成任务书中所规定的设计任务。
三、课程设计应完成的工作
应完成上述课程设计的内容，达到初步设计的程度。提交设计成果，包括设计计算书、说明书及设计图纸。设计图纸有：（1）污水处理厂平面布置图1张）；(2) 污水处理厂污水、污泥处理流程高程布置图（1张）。

四、课程设计进程安排
序号
设计各阶段内容
地点
起止日期
1
熟悉设计任务书，查阅设计参考资料；污水设计流量的计算
大学城教学楼，图书馆、网络
7.6-7.6
2
污水处理工艺流程的确定；
处理构筑物型式的选择
大学城教学楼
7.6-7.6
3
污水处理构筑物的工艺计算
大学城教学楼
7.7-7.7
4
污水处理厂的平面布置；
处理流程高程布置
大学城教学楼
7.8-7.8
5
编制设计说明书和设计计算书
大学城教学楼
7.9-7.9
6
绘制污水厂平面布置图与高程布置图
大学城教学楼
7.10-7.10
五、应收集的资料及主要参考文献
任务书给出的原始资料、手册、标准、规范及有关的专著。主要参考资料：
1. 于尔捷、张杰主编，《给水排水工程快速设计手册. 排水工程》，中国建筑工业出版社，1996；
2. 北京市市政工程设计研究总院，《给水排水设计手册》（第5册，城镇排水），第二版，北京；中国建筑工业出版社，2003；
3. 中国建筑工业出版社编，《给水排水工程师常用规范选》（上册），北京；中国建筑工业出版社，1994；
4.上海市建设和交通委员会编，《室外排水设计规范》（GB50014-2006），北京；中国计划出版社，2006；
5. 崔玉川，马志毅、王效承等编，《废水处理工艺设计计算》，北京；水利电力 出版社，1994；
6. 娄金生等编著，《水污染治理新工艺与设计》，北京；海洋出版社，1999；
7. 孙力平等编著；《污水处理新工艺与设计计算实例》，北京；科学出版社，2002；
8. 张自杰主编，《排水工程》（下册），中国建筑工业出版社，2000。

发出任务书日期：2015 年 6月 29 日 指导教师签名：

计划完成日期： 2015 年 7 月 10 日 基层教学单位责任人签章：

主管院长签章：

附录
一、 设计资料：
1. 南方某城市污水处理厂处理规模为 20.5 万m3/d。
2. 城市污水的水质如下表所示： （除pH外，其余项目单位为mg/ L）
项目
BOD5
CODCr
SS
TN
NH4+-N
TP（以P计）
pH

150
300
200
35
25
3.5
6~9
3. 城市污水从南面进入污水处理厂，污水处理后排入北面的水体，要求处理后水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的一级标准的B标准，即SS≤20mg/L，BOD5≤20mg/ L，CODCr≤60mg/ L。污泥处理后外运填埋。
4. 污水处理厂厂区地形拟为平坦地形，标高为75.00米。厂区的污水进水渠水面标高为72.50米。（进水渠的宽及水深根据流量自行设计确定）
5. 受纳水体洪水位标高为73.20米，枯水位标高为65.70米。常年平均水位标高为68.20米。
6. 全年平均气温21.8℃，最冷平均月气温9.7℃，最热月平均气温32.6℃，最高温度38.7℃，最低温度0.0℃。
7. 夏季主风向：东南风。
二、 设计文件
（一）设计说明书、计算书
1. 设计说明书
内容：（1）概况
（2）设计原则、依据、设计要求
（3）原始资料
（4）污水处理工艺流程的确定
（5）污水处理构筑物的选型及设计要点
（6）污水处理厂平面布置及处理流程高程布置
2. 设计计算书
内容：（1）设计流量的计算
（2）污水处理构筑物的工艺计算
① 格栅 ② 沉砂池
③ 初次沉淀池 ④ 曝气池
⑤ 二沉池 ⑥ 消毒设备
⑦ 污泥浓缩池 ⑧ 消化池
⑨污泥干化（脱水）设备
（3）污水处理厂平面设计及处理流程高程计算
要求：计算书应附处理构筑物的计算草图。
（二）设计图纸
1. 污水处理厂平面布置图
要求：在平面布置图上应以坐标标明构筑物和建筑物的位置，标出构筑物连接管渠、厂区给排水管道的管径或断面尺寸、坡度及长度，阀门等。
2. 污水、污泥处理流程高程布置图
分别绘制污水和污泥的高程布置图，横向比例可同平面布置图，纵向比例为1：100或1：50。

第一章 设计说明书
1.1 概况
本设计是针对南方某城市，该城市的全年平均气温21.8℃，最冷平均月气温9.7℃，最热月平均气温32.6℃，最高温度38.7℃，最低温度0.0℃。夏季主风向为：东南风。
设计的的污水处理厂的处理规模为20.5万m3/d。
1.2 设计原则、依据、设计要求
1.2.1 设计原则
1）处理效果稳定，出水水质好；
2）工艺先进，工艺流程尽可能简单，构筑物尽可能少，运行管理方便；
3）污泥量少，污泥性质稳定；
4）基建投资少，占地面积少。
1.2.2 设计依据
1）北京市市工程设计研究总院，《给水排水设计手册》（第5册，城镇排水）；
2）于尔捷、张杰主编，《给排水工程快速设计手册.排水工程》中国建筑工业出版社；
3）张自杰主编，《排水工程》（下册）中国建筑工业出版社，2000。
1.2.3 设计要求
城市污水要求处理后水质达到《污水综合排放标准》（GB8978-1998）中的一级排放标准的B标准，即SS20mg/l；BOD520mg/l；CODcr60mg/l。污泥处理后外运填埋。
1.3 原始资料
1． 南方某城市污水处理厂处理规模为20.5万m3/d。
2． 城市污水的水质如下表所示： （除pH外，其余项目单位为mg/L）
项目
BOD5
CODCr
SS
TN
NH4+-N
TP（以P计）
pH
原水水质
150
300
200
35
25
3.5
6～9
3． 城市污水从南面进入污水处理厂，污水处理后排入北面的水体，要求处理后的水质达到《城镇污水处理厂污水排放标准》（GB18918-2002）中的一级标准的 B标准，即SS≤20mg/L,BOD5≤20mg/L，CODCr≤60mg/L。污泥处理后外运填埋。
4． 污水处理厂厂区地形拟为平坦地形，标高为75.00米。厂区的污水进水渠水面标高为72.50米。（进水渠的宽及水深根据流量自行设计确定）。
5. 受纳水体洪水位标高为73.20米，枯水位标高为65.70米。常年平均水位标高为68.20米。
6. 全年平均气温21.8℃，最冷平均月气温9.7℃，最热月平均气温32.6℃，最高温度38.7℃，最低温度0.0℃。
7. 夏季主风向：东南风。
1.4 污水处理工艺流程的确定
污水处理厂工艺的选择原则是：在常年运转中要保证出水水质，处理效果稳定，技术成熟；运行管理方便，运转方式灵活，并可根据不同的进水水质调整运行方式，要求耐冲击负荷的特点（由于分流制的不断推进，进水浓度将有所提高）；最大限度地发挥处理装置和构筑物的能力；便于实现处理工艺运转的自动控制；工程投资相对较省，运行费用低。
按《城市污水处理和污染防治技术政策》要求推荐，20万t/d规模大型污水厂一般采用常规活性污泥法工艺，10~20万t/d污水厂可以采用常规活性污泥法、氧化沟、SBR、AB法等工艺，小型污水厂还可以采用生物滤池、水解好氧法工艺等。对脱磷脱氮有要求的城市，应采用二级强化处理，如A2/O工艺，A/O工艺，SBR及其改良工艺，氧化沟工艺，以及水解好氧工艺，生物滤池工艺等。
由于该污水处理只需去除BOD5与SS,不考虑脱氮与除磷方面的处理。本设计选择城市污水的典型处理方法：
原污水→中格栅→提升泵房→细格栅→沉砂池→初沉池→曝气池→二沉池→接触池→处理水排放
工艺流程方案的比较和选择
传统活性污泥法
氧化沟
优点:
1.有机物经历了第一阶段的吸附和第二阶段的代谢的完整过程,活性污泥也历了一个从池道端的对数增长,经减速增长到池末端的内源呼吸的完全生长周期
2.在池首端和前段混合液中的溶解氧浓度较低
3.效果好,BOD除率达90%以上
缺点:
1.曝气池首端有机污染物负荷高,耗氧速度也高
2. 曝气池溶积大,基建费用高.
3.供氧与需氧不平衡
4.对进水水质,水量变化的适应性较低,动行效果易受水质,水量变化的影响
优点:
1.可考虑不设初沉池,有机性悬浮物在氧化化沟内能太到好氧稳定的程度
2.可考虑不单敲边鼓二次沉淀池,可少去污泥回流装置.
3.BOD负荷低
缺点:
1.占地面积较大
两个方案都能达到处理水质的要求,BOD5,SS去除都能达到出水水质,工艺都是比较简单的,在技术上都是可行的。考虑到厌氧池+氧化沟处理工艺占地较大，投资较多，采用传统活定污泥法。

1.5 污水处理构筑物的选型及设计要点
1.5.1 格栅
用以截留较大的悬浮物或漂浮物，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷，并使之正常运行。要根据流量选择清渣方式，人工清渣格栅适用于小型污水厂，机械清渣格栅适用于栅渣量大于0.2m3/d。提升泵站前用中格栅，提升泵站后用细格栅。
设计参数：
a、栅条间隙：人工清除为25～40mm，机械清除为16～25mm；
b、格栅栅渣量：格栅间隙为16～25mm时是0.10～0.05m3栅渣/10m3污水，格栅间隙为30～50mm时是0.03～0.01m3栅渣/10m3污水；栅渣含水率一般为80％，容重约为960kg/ m3
c、格栅上部必须设置工作台，其高度应高出格栅前最高设计水位0.5m，工作台上应有安全冲洗设施；
d、机械格栅不宜少于2台。
e、污水过栅流速宜采用0.6～1.0m/s，格栅前渠道水流速0.4～0.9m/s；
f、格栅倾角一般采用45°～75°；
g、格栅水头损失0.08～0.15m。
1.5.2 沉砂池
沉沙池的功能是去除相对密度较大的无机颗粒（如泥沙、煤渣等，他们的相对密度约为2.65）沉沙池一般设置于泵站、倒虹管前，以便减轻无机颗粒对水泵、管道的磨损；也可以设置于沉淀池前，以减轻沉淀池负荷及消除颗粒对污泥厌氧消化处理的影响。常用的沉沙池有平流沉沙池、曝气沉沙池等。
由于本设计的处理量较大，并且污水经过中格栅除渣，对泵站影响不大，为了便于清砂，沉沙池设于泵站后；另外，由于后续处理要先经过厌氧处理，本工艺选用平流式沉沙池，确保达到最佳的处理效果。
设计参数：
a、最大设计流量时，停留时间不少于30s，一般为30～60s；
b、设计流量时的水平流速最大为0.3m/s，最小流速为0.15m/s；
c、设计水深不应大于1.2m,一般采用0.25～1.0m，每格池宽不宜小于0.6m；
d、沉沙池超高不宜小于0.3m。
1.5.3 初次沉淀池
去除悬浮物质，同时可去除部分BOD5，可改善生物处理构筑物的运行条件并降低其BOD5负荷。本设计选用中心进水周边出水辐流式沉淀池。它的优点是进水中间进水管进水，然后经过水流向四边扩散，布水均匀；多位机械排泥，运行较好，管理方便，而且排泥设施已趋于稳定型。
设计参数：
a、沉淀时间为1～1.5h；
b、表面水力负荷为1.5～3.0 m2/m3·h；校核负荷q1`<4.34（m3/m2·h)；
c、每人每日污泥量为14～27g/（p·d）或0.36～0.83L/（p·d）；
d、池径不宜小于16m，池底坡度一般采用0.05～0.10；
e、污泥含水率为95～97%；
f、池子直径与有效水深之比为6～12，缓冲层高度,非机械排泥时宜为为0.5m；机械排泥时，缓冲层上缘宜高出刮泥板0.3m。
1.5.4 曝气池
本设计选用传统活性污泥曝气池，采用鼓风曝气系统。所谓推流，就是污水从池的一端流入，在后继水流的推动下，沿池长度流动，并从池的另一端流出。
设计参数：
a、进水方式不限，出水多用溢流偃，水位较固定；
b、曝气池池长与池宽之比（L/B），一般大于5～10；
c、有效水深最小为3m，最大为9m；超高一般为0.5m，当采用表曝机时，机械平
宜高出水面1m左右。
d、曝气池廊道的宽：深，多介于1.0～1.5之间；廊道长宜为50～70m；
e、曝气池一般结构上分为若干单元，每个单元包括一座或几座曝气池，每座曝气池常由1个或2～5个廊道组成；当廊道数为单数时，污水的进、出口分别位于曝气池的两端；而当廊道数为双数时，则位于廊道的同一侧；
f、在池底应考虑排空措施，按纵向留2/1000左右的坡度，并设直径为80～100mm的放空管。
g、曝气池的进水与进泥口均设于水下，采用淹没出流方式。
1.5.5 二次沉淀池
设计参数：
a、沉淀时间为1.5～2.5h；
b、表面水力负荷为1.0～1.5 m2/m3*h；
c、污泥量为10～21g/（p·d）；
d、污泥含水率为99.2～99.6%；
e、池径不宜小于16m，池底坡度一般采用0.05～0.10；
f、池子直径与有效水深之比为6～12，缓冲层高度为0.5m。
g、最大允许的水平流速要比初次沉淀池的小一半；
h、中心管中的下降流速不应超过0.03m/s；
i、其静水头可降至0.9m，污泥底坡与水平夹角不应小于50度。
1.6 污水处理厂平面布置及处理流程高程布置
1.6.1 总平面布置原则
该污水处理厂为新建工程，总平面布置包括：污水与污泥处理工艺构筑物及设施的总平面布置，各种管线、管道及渠道的平面布置，各种辅助建筑物与设施的平面布置。总图平面布置时应遵从以下几条原则。
① 处理构筑物与设施的布置应顺应流程、集中紧凑，以便于节约用地和运行管理。
② 工艺构筑物（或设施）与不同功能的辅助建筑物应按功能的差异，分别相对独立布置，并协调好与环境条件的关系（如地形走势、污水出口方向、风向、周围的重要或敏感建筑物等）。
③ 构（建）之间的间距应满足交通、管道（渠）敷设、施工和运行管理等方面的要求。
④ 管道（线）与渠道的平面布置，应与其高程布置相协调，应顺应污水处理厂各种介质输送的要求，尽量避免多次提升和迂回曲折，便于节能降耗和运行维护。
⑤ 协调好辅建筑物，道路，绿化与处理构（建）筑物的关系，做到方便生产运行，保证安全畅道，美化厂区环境。
1.6.2 高程布置原则
① 充分利用地形地势及城市排水系统，使污水经一次提升便能顺利自流通过污水处理构筑物，排出厂外。
② 协调好高程布置与平面布置的关系，做到既减少占地，又利于污水、污泥输送，并有利于减少工程投资和运行成本。
③ 做好污水高程布置与污泥高程布置的配合，尽量同时减少两者的提升次数和高度。
④ 协调好污水处理厂总体高程布置与单体竖向设计，既便于正常排放，又有利于检修排空。
详细情况参见污水厂高程布置图。

第二章 设计计算书
2.1 设计流量的计算
设计流量 Q=20.5×104 m3/d=8542m3/h=2.37 m3/s=2372.69 L/s
总变化系数 Kz=1.3(日平均流量大于1000L/s)
最大设计流量 Qmax= Q×Kz=11104.17 m3/h =3.08 m3/s
2.2 污水处理构筑物的工艺计算
2.2.1 中格栅
（1）格栅设计参数
栅前流速 V1=0.9m/s 过栅流速 V2=1.0m/s
栅条宽度 S=0.01m 格栅间隙 e=20mm
栅前部分长度 0.5m 格栅倾斜角度 α=75°
单位栅渣量 W1=0.05m3/103m3污水
格栅组数 4组
2）格栅计算示意图

图2.1 格栅计算示意图
（3）栅前水深h
设置两组格栅，每组格栅的流量Q1=Qmax/4=0.77m3/s根据最优水力断面公式，计算得：栅前槽宽
，则栅前水深
（4）每组栅条间隙数n
(取n=59)
（5）栅槽宽度B
B=S(n-1)+en=0.01(59-1)+0.02×59=1.76m
（6）进水渠道渐宽部分长度L1

（其中为进水渠展开角度，此处取）
（7）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度L2

（8）过栅水头损失h1
因栅条断面为矩形段面，，k3，，则过删水头损失：
式中： h0—计算水头损失；
k—系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增加倍数，取k=3；
ε—阻力系数，与栅条断面形状有关，当为矩形断面时β=2.42。
g—重力加速度，9.81m/s2
（9）栅后槽的总高度
设栅前渠道的超高h2=0.3m，栅前槽高H1=h+h2=0.65+0.3=0.95m
栅后槽高H=h+h1+h2=0.65+0.14+0.3=1.1m
（10）格栅总长度
L=L1+L2+0.5+1.0+ H1/tanα=0.62+0.31+05+1.0+0.95/tan75°=2.68m
（11）每日栅渣量

W>0.2m3/d，所以宜采用机械格栅清渣。
（12）设备选型
根据格栅的宽度及过水流量，查《净水厂、污水厂工艺与设备手册》，选择4台XHG-Ⅰ1800型回转式格栅清污机， 其性能参数见表2.1。
单台格栅过水流量
表2.1 XHG-Ⅰ1800型回转式格栅清污机主要技术参数
技术参数
安装尺寸
过水流量技术参数
设备宽度/mm
有效栅宽/mm
设备总宽/mm
电机功率/kW
1800
1640
2150
1.1~2.2
安装角度/(°)
沟宽度/mm
沟深/mm

75
1900
2500～12000
栅前水深/m
过栅流速/m·s-1
栅条间距/mm
水流量/ (104m3/d)
1
1
20
8.68

2.2.2 污水提升泵计算
（1）扬程计算
由后面的高层计算可知：
水间的池底标高为68.00m，细格栅的栅前水位为77.860m，所以水泵所需扬程为：
77.860-68.000=9.86m
（2）污水提升泵技术参数
按最大时流量计算，Qmax=11104 .17m3/h，选用8台潜水泵（6用2备），每台泵的流量Q为11104.17/6=1851m3/h=514.1L/s
选择选用泵型： QW型污水泵:400QW2000-15-132 每台泵流量：550L/S 扬程：15米，具体参数如下：
出口直径/mm
流量L/s
扬程/m
极数
效率%
功率/kW
600
550
15m
2
76
50
2.2.3 泵后细格栅
（1）格栅设计参数
栅前流速 V1=0.8m/s 过栅流速 V2=0.9m/s
栅条宽度 S=0.01m 格栅间隙 e=10mm
栅前部分长度 0.5m 格栅倾斜角度 α=60°
单位栅渣量 W1=0.1m3/103m3污水
格栅组数 4组
（2）栅前水深h
设置两组格栅，每组格栅的流量Q1=Qmax/4=0.77m3/s根据最优水力断面公式，计算得：栅前槽宽
，则栅前水深
（3）每组栅条间隙数n
(取n=106)
（4）栅槽宽度B
B=S(n-1)+en=0.01(106-1)+0.01×106=2.11m
（5）进水渠道渐宽部分长度L1

（其中为进水渠展开角度，此处取）
（6）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度L2

（7）过栅水头损失h1
因栅条断面为矩形段面，，k=3，，则过删水头损失：
式中： h0—计算水头损失；
k—系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增加倍数，取k=3；
ε—阻力系数，与栅条断面形状有关，当为矩形断面时β=2.42。
g—重力加速度，9.81m/s2
（8）栅后槽的总高度
设栅前渠道的超高h2=0.3m，栅前槽高H1=h+h2=0.7+0.3=1.0m
栅后槽高H=h+h1+h2=0.7+0.26+0.3=1.26m
（10）格栅总长度
L=L1+L2+0.5+1.0+ H1/tanα=0.98+0.49+0.5+1.0+1.0/tan60°=355m
（11）每日栅渣量

W>0.2m3/d，所以宜采用机械格栅清渣。
（12）设备选型
根据格栅的宽度及过水流量，查《净水厂、污水厂工艺与设备手册》，选择4台XHG-Ⅰ2500型回转式格栅清污机， 其性能参数见表2.1。
单台格栅过水流量
表2.2 XHG-Ⅰ2000型回转式格栅清污机主要技术参数
技术参数
安装尺寸
过水流量技术参数
设备宽度/mm
有效栅宽/mm
设备总宽/mm
电机功率/kW
2500
2200
2750
1.1~2.2
安装角度/(°)
沟宽度/mm
沟深/mm

60～75
1900
2500～12000
栅前水深/m
过栅流速/m·s-1
栅条间距/mm
水流量/ (104m3/d)
1
1
10
8.68

2.2.4 沉砂池
（1）沉砂池设计参数
本设计采用4座曝气沉砂池，
最大设计流量时停留时间 t=2min； 水平流速 v=0.1m/s；
每m3污水所需的曝气量 D=0.2m3/m3； 污水有效水深 H0=2.5m
（2）单个池子总有效容积

（3）单池段面积

（4）池总宽度
； 宽深比：
（5） 池长的计算
有效池长
池子总长（按进出水设施占有效长度的15%计算）。
（6）池深的计算
总长度H=H0+h1+h2=2.5+0.5+0.9=3.9m
其中h1为水面以上的保护高度0.5m;
h2为沉沙坑深0.9m
（7）总所需曝气量G

2.2.5 初次沉淀池
（1）设计参数
采用四座（n=4）普通辐流式沉淀池，中心进水，周边出水。
表面负荷； 沉淀时间t=1.3h；
污泥排泥时间Tg=4h； 进水SS浓度C0=200mg/L；
出水SS浓度C1=100 mg/L； 污泥含水率P0=96%；
h1沉淀池保护高取0.3m； h3缓冲层高，机械排泥取0.3m。
（2）辐流沉淀池计算草图
图2.2 初沉池计算草图
（3）沉淀池表面积

（4）沉淀池直径
，取D为38m
（5）有效水深

（6）污泥部分所需容积V

采用机械排泥，污泥区容积按4h的污泥量计算。
式中 表示按4h的排泥时间间隔计算，每天需要排泥6次。
（7）污泥斗容积V1
取集泥斗上口半径r1=2m，下底半径r2=1m，壁斗倾斜角为α=60°
则集泥斗深度：，
集泥斗有效容积为：
（8）污泥斗以上池底容积V2
设池底径向坡度i=0.05，则污泥斗以上池底厚度，
（9）沉淀池总纳污能力
，满足要求。
（10）沉淀池总高度

其中保护高h1为保护高取0.3m，h3取0.3m
（11）沉淀池周边处的高度

（12）径深比校核（在6～12范围内，符合要求）
2.2.6 曝气池
1.污水处理程度的计算及曝气池的运行方式
（1）污水处理程度的计算
原污水BOD5值（S0）为150mg/L, 经初沉池处理后, BOD5按降低25%考虑,曝气池的污水进水BOD5为：
首先计算处理水中非溶解性BOD5值，即：

式中 Ce—处理水中悬浮固体浓度取值20mg/L；
b—微生物自身氧化率，一般介于0.05—0.1之间，取值0.09；
Xa—活性微生物在水处理中所占比例取0.4。
带入各值

处理水中溶解性BOD5值：
BOD5＝20－5.1=14.9mg/L
去除率：
（2）曝气池的运行方式
在本设计中应考虑曝气池运行方式的灵活性和多样化。即以传统活性污泥系统作为基础，又可按阶段曝气系统和再生—曝气系统运行。
2. 曝气池计算与各部分尺寸的确定
曝气池按BOD—污泥负荷法计算
（1）BOD—污泥负荷的确定
拟定采用的BOD—污泥负荷率为0.3。但为稳妥计，需加以校核，校核按下式计算：

式中 值取0.0185； ；
； 。
代入各值得：
≈0.3计算结果正确，值取0.3是适宜的
（2）确定混合液污泥浓度（X）
根据已确定的值，查《排水工程》下册图4—7得相应的SVI值，取SVI=120 。按下式确定混合液污泥浓度值X：

r—考虑污泥在二沉池中停留时间、池深、污泥厚度等因素的有关系数，一般取值1.2 。
R—污泥回流比，取50%
（3）确定曝气池容积

（4）确定曝气池各部位尺寸：
设4组曝气池，每组容积为 ，
池深H取4.5m， 每组曝气池的面积：
池宽：取6m，，介于1～2，符合规定
池长：，取216m。
，符合规定。
设五廊道式曝气池，廊道长：

取超高0.5m，则池总高度为：4.5+0.5=5.0m
在曝气池对初次沉淀池和二次沉淀池的一侧，各设置横向配水渠道，并在池中部设纵向中间配水渠道于横向配水渠道相连接。在两侧横向配水渠道上设进水口，每组曝气池工有5个进水口。
如下图所示：

图2.3 曝气池平面图
3.曝气系统的计算与设计
本设计采用鼓风曝气系统
（1）平均时需氧量的计算

式中 ≈2500
查《排水工程》下册表4—19，得； ；
（2）最大时需氧量的计算
由设计流量知，Kz=1.3
（3）每日去除的BOD5值

（4）去除每千克BOD5的需氧量

（5）最大时需氧量与平均时需氧量之比

4.供气量的计算
采用网状膜型中微孔空气扩散器，敷设于距池底0.2m处，淹没水深4.3m，计算温度为。查附录1得，水中溶解氧饱和度：
Cs（20） = 9.17 mg/L； Cs（30） = 7.63 mg/L
（1）空气扩散器出口处的绝对压力：
PbPa
（2）空气离开曝气池面时，氧的百分比
Ot= 18.96%
—空气扩散器的氧转移效率，对网状膜型中微孔空气 散器，取值12%
（3）曝气池混合液中平均氧饱和度
按最不利的温度条件考虑,即温度按考虑
Csb（30）mg/L
4）换算为条件下，脱氧清水的充氧量
R0
式中 —修正系数，取0.82； β—修正系数，取0.95；
C—混合液溶解氧浓度，取2.0mg/L ρ—压力修正系数，取1.0

相应的最大需氧量：

（5）曝气池平均时供氧量

（6）曝气池最大时供氧量

（7）去除每千克BOD的供氧量
空气
（8）每污水供氧量
空气污水
（9）本系统的空气总用量
本系统采用空气在回流污泥井提升污泥。空气量按回流污泥的7倍考虑，污泥回流比R取值50%，提升回流污泥所需空气量为：
7×50%×205000/24=29896 m3/h
总需氧量：33611+29896=63507 m3/h

5.空气管系统计算
本设计的的曝气池分为4组，图2.4所示的曝气池平面图包含了4组曝气池，每两组曝气池使用一条主干管。选择供气位置较远的的2组曝气池作为计算范围。此2组曝气池共10个廊道。因此，在每个廊道中设置1根干管，共10根干管。在每根干管上设5对配气竖管，共10条配气竖管，全池共100条竖管。
曝气池空气管路布置图如下：
图2.4 曝气池空气管路平面布置图
每根竖管供气量：
33611/200=168m3/h
曝气池平面面积：
m2
每个空气扩散器服务面积按0.49计算，则所需空气扩散总数：
个（为安全计，采用5400个空气扩散器）
每个竖管上安设的空气扩散器的数目：个
每个空气扩散器的配气量为： m3/h（式中表示2组曝气池的供气量）
选择一条从鼓风机房开始的最远最长的管路作为计算管路。在空气流量变化处设计算节点，统一编号后列表进行空气管道计算

计算草图如下：
图2.5 空气管路主干管布置图

图2.6 空气管路支管布置图
空气管路计算表如下：

由表格得，空气管道系统的总压力损失为：

网状膜空气扩散器的压力损失为5.88kPa，则总压力损失为
5.88+1.72=7.60kPa
为安全计，设计值取9.8kPa
6.空气压缩机的选定
空气扩散装置安装在距曝气池池底0.2m出，因此，空压机所需压力为：
P=（4.5-0.2+1.0）×9.8=51.94kPa
空压机供气量：
最大时： 33611+29896=63507m³/h=1058.5m³/min
平均时： 29083+29896=58979m³/d=982.9m³/min
根据所需压力及空气量，决定选用LG80型空压机10台和LG60型空压机6台。该型空压机风压70kPa，风量分别为80m³/min和60 m³/min，功率分别为115kw和155kw。
正常条件下9台LG80和4台LG60工作，1台LG80和2台LG60备用；高负荷时，10台LG80和5台LG60工作1台LG60备用。
2.2.7 二沉池
（1）设计参数
采用四座（n=8）普通辐流式沉淀池，中心进水，周边出水。
表面负荷； 沉淀时间t=2.5h；
污泥排泥时间Tg=2h； 进水SS浓度C0=100mg/L；
出水SS浓度C1=20mg/L； 污泥含水率P0=96%；
h1沉淀池保护高取0.3m； h3缓冲层高，机械排泥取0.3m。
（2）辐流沉淀池计算草图
图2.7 二沉池计算草图
（3）沉淀池表面积

（4）沉淀池直径
，取D为38m（考虑到与初沉池直径相差不大，并且能增加二沉池的安全系数）
（5）有效水深

（6）污泥部分所需容积V

采用机械排泥，污泥区容积按2h的污泥量计算，
式中 表示按2h的排泥时间间隔计算，每天需要排泥12次。
（7）污泥斗容积V1
取集泥斗上口半径r1=2m，下底半径r2=1m，壁斗倾斜角为α=60°
则集泥斗深度：，
集泥斗有效容积为：
（8）污泥斗以上池底容积V2
设池底径向坡度i=0.05，则污泥斗以上池底厚度
（9）沉淀池总纳污能力
，满足要求。
（10）沉淀池总高度

其中保护高h1为保护高取0.3m，h3取0.3m
（11）沉淀池周边处的高度

（12