排水工程课程设计计算书.doc

xxxx排水工程课程设计
目 录
第1章 绪论 - 1 -
1.1设计任务和依据 - 1 -
1.1.1设计任务 - 1 -
1.1.2 设计依据 - 1 -
1.2设计要求 - 1 -
1.2.1 污水处理厂设计原则 - 1 -
1.2.2 污水处理工程运行过程中应遵循的原则 - 2 -
1.3设计数据 - 2 -
1.4设计方案论证 - 3 -
1.4.1厂址选择 - 3 -
1.4.2污水厂处理流程的选择 - 6-
1.5水质平衡计算 -8 -
第2章 处理构筑物设计计算 - 10 -
2.1 原始设计参数 - 10 -
2.2 格栅 - 10 -
2.2.1设计说明 - 10 -
2.2.2设计参数 - 11 -
2.2.3设计计算 - 11 -
2.3污水提升泵房 - 13 -
2.4泵后细格栅 - 13 -
2.5 曝气沉砂池 - 15 -
2.5.1设计说明 - 15 -
2.5.2设计参数 - 15 -
2.5.3设计计算 - 16 -
2.6初沉池 - 17 -
2.7 SBR反应池 - 19 -
2.7.1设计说明 - 19 -
2.7.2 SBR反应池容积计算 - 21 -
2.7.3 SBR反应池运行时间与水位控制 - 23 -
2.7.4排水口高度和排水管管径 - 23 -
2.7.5排泥量及排泥系统 - 24 -
2.7.6需氧量及曝气系统设计计算 - 25 -
2.7.7空气管计算 - 27 -
2.7.8滗水器 - 28 -
2.8接触消毒池 - 29 -
2.8.1设计说明 - 29 -
2.8.2设计参数 - 30 -
2.8.3设计计算 - 30 -
2.9 污泥处理系统 - 31 -
2.9.1 污泥水分去除的意义和方法 - 31 -
2.9.2 各部分尺寸计算 - 32 -
第3章 污水厂布置 - 36 -
3.1污水厂平面布置 - 36 -
3.1.1平面布置一般原则 - 36 -
3.1.2建筑物之间的距离 - 37 -
3.1.3厂内道路 - 37 -
3.1.4总论 - 37 -
3.2 污水高程布置 - 37 -
3.2.1高程布置任务 - 37 -
3.2.2高程布置原则 - 38 -
3.3.处理构筑物高程计算 - 40 -
3.3.1污水处理构筑物高程计算 - 40 -
3.3.2污泥处理构筑物高程 - 42 -
第4章 经济技术分析 - 44 -
4.1估算范围 - 44 -
4.2编制依据 - 44 -
4.3材料价格 - 44 -
4.4项目总投资 - 44 -
4.5污水单位处理成本 - 45 -
致 谢 - 47 -
参考文献 - 48 -

- 47 -

第1章 绪论
1.1 设计任务和依据
1.1.1设计任务
本设计方案的编制范围是城市市生活污水处理工艺，处理能力为4万m3/d,内容包括处理工艺的确定、各构筑物的设计计算、设备选型、管道铺设、平面布置、高程计算、经济技术分析。完成总工艺流程图、剖面图。
1.1.2 设计依据
（1）《中华人民共和国环境保护法》和《水污染防治法》
（2）《污水综合排放标准GB8978－1996》
（3）建设部标准《生活杂用水水质标准》（CJ25.1—89）
（4）《课程设计任务书》
（5）《课程设计大纲》
1.2 设计要求
1.2.1 污水处理厂设计原则
（1） 污水厂的设计和其他工程设计一样，应符合适用的要求，首先必须确保污水厂处理后达到排放要求。考虑现实的经济和技术条件，以及当地的具体情况（如施工条件）
（2） 。在可能的基础上，选择的处理工艺流程、构（建）筑物形式、主要设备设计标准和数据等。
（3） 污水处理厂采用的各项设计参数必须可靠。设计时必须充分掌握和认真研究各项自然条件，如水质水量资料、同类工程资料。按照工程的处理要求，全面地分析各种因素，选择好各项设计数据，在设计中一定要遵守现行的设计规范，保证必要的安全系数。对新工艺、新技术、新结构和新材料的采用积极慎重的态度。
（4） 污水处理厂（站）设计必须符合经济的要求。污水处理工程方案设计完成后，总体布置、单体设计及药剂选用等尽可能采用合理措施降低工程造价和运行管理费用，
（5） 污水厂设计应当力求技术合理。在经济合理的原则下，必须根据需要，尽可能采用先进的工艺、机械和自控技术，但要确保安全可靠。
（6） 污水厂设计必须注意近远期的结合，不宜分期建设的部分，如配水井、泵房及加药间等，其土建部分应一次建成；在无远期规划的情况下，设计时应为今后发展留有挖潜和扩建的条件。
（7） 污水厂设计必须考虑安全运行的条件，如适当设置分流设施、超越管线、甲烷气的安全储存等。
（8） 污水厂的设计在经济条件允许情况下，场内布局、构（建）筑物外观、环境及卫生等可以适当注意美观和绿化。
1.2.2 污水处理工程运行过程中应遵循的原则
在保证污水处理效果同时，正确处理城市、工业、农业等各方面的用水关系，合理安排水资源的综合利用，节约用地，节约劳动力，考虑污水处理厂的发展前景，尽量采用处理效果好的先进工艺，同时合理设计、合理布局，作到技术可行、经济合理。
1.3设计数据
表1-1设计进水水质指标
类别
流量
(m3/d)
COD
(mg/l)
BOD5
(mg/l)
NH3-N
(mg/l)
SS
(mg/l)
pH
生活污水
55000
400
300
30
200
6-7
工
业
废
水
甲厂
3500
600
550
25
400

6-7
乙厂
3500
1000
500
35
700
6.8-7.5
丙厂
3500
496
185
10
20
中性
丁厂
5500
657
281
20
131
中性
戊厂
5000
478
191
20
99
中性
水温
污水平均水温为25℃（夏季）和15℃左右（冬季）

处理程度及出水指标
根据国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002的规定，本污水处理厂的排放水质应满足该标准的一级（B）标准要求。
一级B标准要求标排放水质的主要污染物指标如下：
表1-2主要出水水质指标表（部分）
项 目
BOD5
COD
SS
pH
单 位
mg/L
mg/L
mg/L
/
出水水质
30
100
70
6～9
1.4设计方案论证
城市污水处理厂的设计规模与进入处理厂的污水水质和水量有关，污水的水质和水量可以通过设计任务书的原始资料计算。
1.4.1厂址选择
在污水处理厂设计中，选定厂址是一个重要的环节，处理厂的位置对周围环境卫生、基建投资及运行管理等都有很大的影响。因此，在厂址的选择上应进行深入、详尽的技术比较。
厂址选择的一般原则为：
1、 在城镇水体的下游；
2、 便于处理后出水回用和安全排放；
3、 便于污泥集中处理和处置；
4、 在城镇夏季主导风向的下风向；
5、 有良好的工程地质条件；
6、 少拆迁，少占地，根据环境评价要求，有一定的卫生防护距离；
7、 有扩建的可能；
8、 厂区地形不应受洪涝灾害影响，防洪标准不应低于城镇防洪标准，有良好的排水条件；
9、 有方便的交通、运输和水电条件。
所以，本设计的污水处理厂应建在城区的东北方向较好，又由于城市污水主干管由西北方向流入污水处理厂厂区，则污水处理厂建在城区的西北方向。
1.4.2污水厂处理流程的选择
1.4.2.1确定处理流程的原则
城市污水处理的目的是使之达标排放或污水回用用于使环境不受污染，处理后出水回用于农田灌溉城市景观或工业生产等，以节约水资源。
《城市污水处理及污染防治技术政策》对污水处理工艺的选择给出以下几项关于城镇污水处理工艺选择的准则：
① 城市污水处理工艺应根据处理规模、水质特征、受纳水体的环境功能及当地的实际情况和要求，经全面技术经济比较后优先确定；
② 工艺选择的主要技术经济指标包括：处理单位水量投资，削减单位污染物投资，处理单位水量电耗和成本，削减单位污染物电耗和成本，占地面积，运行性能，可靠性，管理维护难易程度，总体环境效益；
③ 应切合实际地确定污水进水水质，优先工艺设计参数必须对污水的现状、水质特征、污染物构成进行详细调查或测定，做出合理的分析预测；
④ 在水质组成复杂或特殊时，进行污水处理工艺的动态试验，必要时应开展中试研究；
⑤ 积极地采用高效经济的新工艺，在国内首次应用的新工艺必须经过中试和生产性试验，提供可靠性设计参数，然后进行运用。
1.4.2.2污水处理流程的比较与选择
1、传统活性污泥法
传统活性污泥法，又称推流式活性污泥法，它是依据污水的自净作用发展而来的。污水在经过沉砂、初沉等工序进行一级处理后，进入推流式曝气池，在曝气和水力条件下，曝气池中的水均匀地流动，污水从入口流向出口，前端液流不与后端液流混合。在曝气池中，污水中的有机物绝大部分被微生物吸附、氧化分解，生成无机物，然后进入沉淀池。在这个过程中，随着环境的变化，生物反应速度是变化的，F/M值也是不断变化的，微生物群的量和质不断地变动，后行污泥的吸附、絮凝、稳定作用不断的变化，其沉降－浓缩性能也不断地变化[1]。
2、AB法(Adsorption—Biooxidation)   
该法由德国Bohuke教授开发。该工艺对曝气池按高、低负荷分二级供氧，A级负荷高，
曝气时间短，产生污泥量大，污泥负荷在2.5kgBOD/(kgMLSS·d)以上，池容积负荷在
6kgBOD/(m3·d)以上；B级负荷低，污泥龄较长。A级与B级间设中间沉淀池。二级池子F/M(污染物量与微生物量之比)不同，形成不同的微生物群体。AB法尽管有节能的优点，但不适合低浓度水质，A级和B级亦可分期建设。
3、SBR法(Sequencing Batch Reactor)   
SBR法早在20世纪初已开发，由于人工管理繁琐未予推广。此法集进水、曝气、沉淀、出水在一座池子中完成，常由四个或三个池子构成一组，轮流运转，一池一池地间歇运行，故称序批式活性污泥法。现在又开发出一些连续进水连续出水的改良性SBR工艺，如ICEAS法、CASS法、IDEA法等。这种一体化工艺的特点是工艺简单，由于只有一个反应池，不需二沉池、回流污泥及设备，一般情况下不设调节池，多数情况下可省去初沉池，故节省占地和投资，耐冲击负荷且运行方式灵活，可以从时间上安排曝气、缺氧和厌氧的不同状态，实现除磷脱氮的目的。但因每个池子都需要设曝气和输配水系统，采用滗水器及控制系统，间歇排水水头损失大，池容的利用率不理想，因此，一般来说并不太适用于大规模的城市污水处理厂 。
4、A2/O法（Anaerobic－Anoxic－oxic）
由于对城市污水处理的出水有去除氮和磷的要求，故国内10年前开发此厌氧—缺氧—好氧组成的工艺。利用生物处理法脱氮除磷，可获得优质出水，是一种深度二级处理工艺。A/A/O法的可同步除磷脱氮机制由两部分组成：一是除磷，污水中的磷在厌氧状态下(DO<0.3mg/L)，释放出聚磷菌，在好氧状况下又将其更多吸收，以剩余污泥的形式排出系统。二是脱氮，缺氧段要控制DO<0.7 mg/L，由于兼氧脱氮菌的作用，利用水中BOD作为氢供给体(有机碳源)，将来自好氧池混合液中的硝酸盐及亚硝酸盐还原成氮气逸入大气，达到脱氮的目的。为有效脱氮除磷，对一般的城市污水，COD/TKN为3.5～7.0(完全脱氮COD/TKN>12.5)，BOD/TKN为1.5～3.5，COD/TP为30～60，BOD/TP为16～40(一般应＞20)。若降低污泥浓度、压缩污泥龄、控制硝化，以去除磷、BOD5和COD为主，则可用A/O工艺。
5、氧化沟工艺
本工艺50年代初期发展形成，因其构造简单，易于管理，很快得到推广，且不断创新，有发展前景和竞争力，当前可谓热门工艺。氧化沟具有脱氮的效果且在应用中发展为多种形式，比较有代表性的有：
帕式(Passveer)简称单沟式，表面曝气采用转刷曝气，水深一般在2.5～3.5m，转刷动力效率1.6～1.8kgO2/(kW·h)。
奥式(Orbal)简称同心圆式，应用上多为椭圆形的三环道组成，三个环道用不同的DO(如外环为0，中环为1，内环为2)，有利于脱氮除磷。采用转碟曝气，水深一般在4.0～4.5m，动力效率与转刷接近，现已在山东潍坊、北京黄村和合肥的污水处理厂应用。
若能将氧化沟进水设计成多种方式，能有效地抵抗暴雨流量的冲击，对一些合流制排水系统的城市污水处理尤为适用。
卡式(Carrousel)简称循环折流式，采用倒伞形叶轮曝气，从工艺运行来看，水深一般在3.0m左右，但污泥易于沉积，其原因是供氧与流速有矛盾。
三沟式氧化沟(T型氧化沟)，此种型式由简单，处理效果不错，但其采用转刷曝气，水深浅，占地面积大，复杂的三池组成，中间作曝气池，左右两池兼作沉淀池和曝气池。T型氧化沟构造控制仪表增加了运行管理的难度。不设厌氧池，不具备除磷功能。
交替式氧化沟是SBR工艺与传统氧化沟工艺组合的结果，目前应用的主要有3种氧化沟，分别为VR型、DE型、T型。交替式氧化沟具有良好的脱氮效果，若在起前面设一厌氧池，则起也具有良好的除磷效果。
氧化沟一般不设初沉池，负荷低，耐冲击，污泥少。建设费用及电耗视采用的沟型而变，如在转碟和转刷曝气形式中，再引进微孔曝气，加大水深，能有效地提高氧的利用率(提高20%)和动力效率［达2.5～3.0 kgO2/(kW·h)］。
1.4.2.4污水处理流程方案的确定
经过分析本设计可选择的工艺流程，有两种：
（1）传统活性污泥法
传统活性污泥法，又称推流式活性污泥法，它是依据污水的自净作用发展而来的。污水在经过沉砂、初沉等工序进行一级处理后，进入推流式曝气池，在曝气和水力条件下，曝气池中的水均匀地流动，污水从入口流向出口，前端液流不与后端液流混合。在曝气池中，污水中的有机物绝大部分被微生物吸附、氧化分解，生成无机物，然后进入沉淀池。在这个过程中，随着环境的变化，生物反应速度是变化的，F/M值也是不断变化的，微生物群的量和质不断地变动，后行污泥的吸附、絮凝、稳定作用不断的变化，其沉降－浓缩性能也不断地变化[1]。

图1-1传统活性污泥法工艺流程图
传统活性污泥法的特点是[2]：
①曝气池内污水浓度从池首至池尾是逐渐下降的，由于在曝气池内存在这种浓度梯度，污水降解反应的推动力较大，效率较高，对污水处理的方式较灵活。
②对悬浮物和BOD的去除率较高。
③运行较稳定。
④推流式曝气池沿池长均匀供氧，会出现池首供氧过剩，池尾供氧不足，增加动力费用；且根据设计要求，对氮的去除率较高，而传统活性污泥法达不到要求。
（2）SBR工艺
此法集进水、曝气、沉淀在一个池子中完成一般由多个池子构成一组，各池工作状态轮流变换运行，单池由滗水器间歇出水，故又称为序批式活性污泥法。

图1-2 SBR工艺流程图
　　该工艺将传统的曝气池、沉淀池由空间上的分布改为时间上的分布，形成一体化的集约构筑物，并利于实现紧凑的模块布置，最大的优点是节省占地。另外，可以减少污泥回流量，有节能效果。典型的SBR工艺沉淀时停止进水，静止沉淀可以获得较高的沉淀效率和较好的水质。
表1-3 SBR工艺的优点
优 点
机 理
沉淀性能好
有机物去除效率高
提高难降解废水的处理效率
抑制丝状菌膨胀
可以除磷脱氮，不需要新增反应器
不需二沉池和污泥回流，工艺简单
理想沉淀理论
理想推流状态
生态环境多样性
选择性准则
生态环境多样性
结构本身特点

但是，SBR工艺也有一些缺点。它对自动化控制要求很高，并需要大量的电控阀门和机械滗水器，稍有故障将不能运行，一般必须引进全套进口设备。 由于一池有多种功能，相关设备不得已而闲置，曝气头的数量和鼓风机的能力必须稍大。池子总体容积也不减小。另外，由于滗水深度通常有1.2~2米，出水的水位必须按最低滗水水位设计，故总的水力高程较一般工艺要高1米左右，能耗将有所提高[3]。
SBR工艺一般适用于中小规模、土地紧张、具有引进设备条件的场合。所以选用SBR工艺。
1.5水质平衡计算
实验测得各级去除率数值见表1-4
表1-4 各指标的去除率
项 目
（%）
COD（%）
SS（%）
（%）
一级处理
10
25
50
8
生化处理
88
85
70
65
各处理单元的进出水水质及主要污染物去除率见表1-5
表1-5水质平衡计算表
处理单元
COD（mg/l）

SS

进水
混合后
出水
去除率%
进水
混合后
出水
去除率%
进水
混合后
出水
去除率%
进水
混合后
出水
去除率%
一级处理
化工废水
635
517
387
25
324
312
280
10
244
222
111
50
22
26
23
8
生活废水

300
200
30
生化处理
387

58
85
280

29
88
111

33.3
70
23

10.35
65
总去除率%
91.2
89
92.4
71.6
下面以BOD5的去除为例说明计算过程：
进水的的量： L=55000300+3500550+3500500+3500185+5500281
+5000191=23323
一级处理去除的量：=233230.1=2332.3
二级处理去除的量：=（23323-2332.3）0.88=18471.80
则总去除率：

其它指标的计算同BOD5计算，计算后的结果即生化处理后的水质列于表3-3。
将上表格中各指标的出水值与设计任务书中出水水质（见表1-2）比较，可以得本设计符合要求。

第2章 处理构筑物设计计算
2.1 原始设计参数
生活污水最大设计流量：=Kz=1.455000=0.891
化工废水最大设计流量：=Kz=1.321000=0.316
污水厂最大设计流量：=+=1.207
2.2 格栅
2.2.1设计说明
格栅（见图3-1）一般斜置在进水泵站之前，主要对水泵起保护作用，截去生活水中较大的悬浮物，它本身的水流阻力并不大，水头损失只有几厘米，阻力主要产生于筛余物堵塞栅条，一般当格栅的水头损失达到10~15厘米时就该清洗。格栅按形状可分为平面格栅和曲面格栅两种，按格栅栅条间隙可分为粗格栅（50~100mm），中格栅（10~40mm），细格栅（3~10mm）三种。

图2-1 格栅结构示意图
根据清洗方法，格栅和筛网都可设计成人工清渣和机械清渣两类，当污染物量大时，一般应采用机械清渣，以减少人工劳动量。本设计栅渣量大于0.2m3/d,为改善劳动与卫生条件，选用机械清渣，由于设计流量小，悬浮物相对较少，采用一组中格栅，既可达到保护泵房的作用，又经济可行，设置一套带有人工清渣格栅的旁通事故槽，便于排除故障。
栅渣量与地区特点，格栅的间隙大小，污水流量以及下水道系统的类型等因素有关，在无当地资料时，可采用：
（1） 格栅间隙16~25mm ，处理0.10-0.05栅渣/103m3污水
（2） 格栅间隙30~50mm ，处理0.03-0.01栅渣/103m3污水
栅渣的含水率一般为80%，容重约为960kg/ m3。
栅条的断面形状有圆形、锐边矩形、迎水面为半圆形的矩形、迎水面背水面均
为半圆的矩形几种。而其中迎水面为半圆形的矩形的栅条具有强度高，阻力损失小的优点[5]。
2.2.2设计参数
（1）最大日流量：=1.207
（2）设过栅流速：=0.8m/s (取0.6~1.0m/s)
（3）通过格栅的水头损失：(取0.08~0.25)
（4）栅前水深：h=0.4 (取0.3~0.5m)
（5）格栅安装倾角： (取~)
（6）机械清渣设备：采用链条式格栅除污机
2.2.3设计计算
（1）中格栅（3个）
格栅间隙数 n==46个
Qmax——最大废水设计流量 m3/s
——格栅安装倾角 ~ 取
h——栅前水深 m
b——栅条间隙宽度 取30mm
——过栅流速 m/s
验算平均水量流速= 0.80m/s 符合(0.65~1.0)
（2）栅渠尺寸
B2=s(n-1)+nb=0.02(46-1)+0.0346=2.28(m)
圆整取B2=2.5m
s——栅条宽度 取0.02m
B2——格栅宽度 m
B1 ===1.5(m)
B1——进水渠宽 m
栅前扩大段
L1===1.37(m)
——渐宽部分的展开角，一般采用
栅后收缩段 L2=0.5L1=0.67(m)
栅条总长度 L=L1+0.5++1.0+L2
=1.37+0.5++1.0+0.67
=3.94(m)
——栅前渠道超高，采用0.3m
（3）水通过格栅的水头损失
设栅条断面为锐边矩形断面
=2.42 k=3

=0.12(m)
（4）栅渣量（总）
W===3.0(m3/d)
W1取0.03, 宜采用机械清渣。
选用NC—400型机械格栅三台。
设备宽度400mm,有效栅宽250mm，有效栅隙30mm，运动速度3m/min,水流速度≤1m/s,安装角度，电机功率0.25kw,支座长度960mm，格栅槽深度500mm,格栅地面高度360mm。
2.3污水提升泵房
根据污水流量，泵房设计为L×B=10×7m。
提升泵选型：
采用LXB型螺旋泵
型号： LXB-1100
螺旋外径D： 1100mm
转速： 48r/min
流量Q： 875m3/h
提升高度： 5m
功率： 15Kw
购买6台，5台工作，1台备用。
2.4泵后细格栅
公式计算同上
（1）格栅间隙数 n===136(个)
其中 b取5mm 取0.9m/s h取0.4m
反带验算得 =1.0m/s 符合(0.6~1.0m/s)
（2）栅渠尺寸
B2=s(n-1)+nb=0.01(136-1)+0.005138=2.06(m)
圆整 2.0m
栅条宽度s取0.01m
进水渠宽 B1===0.80(m)
栅前扩大段 L1===1.04(m)
取
栅后收缩段 L2=0.5 L1=0.52m
栅条总长度
=3.52(m)
（3）水通过格栅的水头损失
设栅条断面为圆形断面
=1.83

=0.50m
（4）每日栅渣量W：
在b=5mm情况下，设栅渣量为0.05m3/103m3污水
>0.2(m3/d)
采用机械清渣。
选用NC—300型机械格栅三台。
设备宽度300mm,有效栅宽200mm，有效栅隙5mm，运动速度3m/min,水流速度≤1m/s,安装角度，电机功率0.18kw,支座长度960mm，格栅槽深度500mm,格栅地面高度360mm；
2.5 曝气沉砂池
2.5.1设计说明
沉砂池有4种：平流式、竖流式、曝气式、钟式和多尔式。普通平流沉砂池的主要缺点是沉砂中含有15%的有机物，使沉砂的后续处理难度增加。采用曝气沉砂池（见图3-2）可以克服这一缺点[6]。

图2-2 曝气沉砂池示意图
2.5.2设计参数
（1）旋流速度应保持：0.25~0.3m/s
（2）水平流速为0.06~0.12 m/s
（3）最大流量时停留时间为1~3min
（4）有效水深应为2~3m，宽深比一般采用1~2
（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）1m3污水的曝气量为0.2m3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闸门
（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向一致，出水方向应与进水方向垂直，并宜考虑设置挡板
（10）池内应考虑设消泡装置[7]
2.5.3设计计算
（1）池子总有效容积（V） 设t=2min，则
()
（2）水流断面积（A） 设=0.1m/s（水平流速），则
A===12.07()
（3）池总宽度（B） 设（设计有效水深），则
B===5.72(m)
（4）每格池子宽度（b）设n=2格，则
==3.0(m)
（5）池长（L）
L===12(m)
（6）每小时所需空气量(q)设d=0.2（1污水所需空气量），则
=0.21.2073600=1029.6()
（7）沉砂室所需容积（V） 设T=2d（清除沉砂的间隔时间），则
V===5.9786()
式中，
X——城市污水沉砂量[(污水)] 取30
（8）每个沉砂斗容积（） 设每一分格有2个沉砂斗，则
==1.5()
（9）沉砂斗各部分尺寸 设斗底宽=0.5m，斗壁与水平面的倾角为
斗高=0.35m，沉砂斗上口宽：
+=+0.5=1.0(m)
最终定沉砂斗容积：
=
==0.2()
（10）沉砂室高度() 采用重力排砂，设池底坡度为0.06，坡向砂斗，则，
=+0.062.65=0.35+0.159=0.5 (m)
（11）池总高度(H) 设超高=0.3m,则
H=++=0.3+2.5+0.5=3.3(m)
2.6初沉池
初次沉淀池的作用是对污水中的以无机物为主的比重大的固体悬浮物进行沉淀分离。由于设计流量较大，采用辐流式沉淀池。其特点是：（采用中间进水，周边出水）
a.多为机械排泥，运行较好，管理简单；
b.排泥方法完善，设备已趋于定型；
c.池内水流速度不稳定，沉降效果较差；
d.机械排泥设备复杂，对施工要求高；
e.适用于地下水位较高的地区；
f.适用于大、中型污水处理厂。
池子直径:D=22m
沉淀池污泥容积:V=81.94
沉淀池总高度:H=3.7m
采用ZG—25型刮泥机两台，电机功率1.5kw。
1.沉淀部分水面面积
设表面负荷=2 ，n=2

2.池子直径

取22m，D>20 m，采用机械排泥。
3.沉淀池部分有效水深
设沉淀时间t=1.5h。
m
4.沉淀部分有效容积

5.污泥斗部分所需容积
初次沉淀池的污泥区容积宜按不大于2天的污泥量计算，并应设有连续排泥措施，机械排泥的初次沉淀池污泥区容积宜按4小时的污泥量计算。

式中 S——每人每日污泥量（0.3～0.8L/人 ·d）,取0.5；
N——设计人口数，N=100000人；
T——两次清泥时间间隔，T=6 h。

6.污泥斗容积

式中 ——污泥斗高度（m）， =1.73m；
——污泥斗倾角（°），60°；
——污泥斗上半部半径（m），2.0m；
——污泥斗下半部半径（m），1.0m。
=12.7
7.污泥斗以上圆锥部分污泥容积
设池底坡向污泥斗的坡度为0.05，则坡地落差
=0.45m
池底可储存污泥体积

式中 ——沉淀池半径（m），11m。得
69.24m3
8.污泥总容积
12.7+69.24=81.94>11.2 足够。
9.沉淀池总高度

式中 ——超高（m），取0.3m；
——缓冲层高（m），0.4m。得
H=0.3+3+0.4+0.45+1.73=5.88m
沉淀池池边高度
3.7m
10.径深比校核
介于6～12之间，符合要求。

2.7 SBR反应池
2.7.1设计说明
设计方法有两种：负荷设计法和动力设计法[8]，本工艺采用负荷设计法。
根据工艺流程论证，SBR法具有比其他好氧处理法效果好，占地面积小，投资省的特点，因而选用SBR法。SBR是序批式间歇活性污泥法的简称。该工艺由按一定时间顺序间歇操作运行的反应器组成。 其运行操作在空间上是按序排列、间歇的。
污水连续按顺序进入每个池，SBR反应器的运行操作在时间上也是按次序排列的。SBR工艺的一个完整的操作过程，也就是每个间歇反应器在处理废水时的操作过程，包括进水
期、反应期、沉淀期、排水排泥期、闲置期五个阶段，如图3-3。这种操作周期是周而复始进行的，以达到不断进行污水处理的目的。对于单个的SBR反应器来说,在时间上的有效控制和变换，即达到多种功能的要求，非常灵活。
进水期 反应期 沉淀期 排水期 闲置期
图2-3 SBR工艺操作过程
SBR工艺特点是：
(1)工程简单，造价低；
(2)时间上有理想推流式反应器的特性；
(3)运行方式灵活，脱N除P效果好；
(4)良好的污泥沉降性能；
(5)对进水水质水量波动适应性好；
(6) 易于维护管理。
SBR工艺的操作过程如下：
① 进水期
进水期是反应池接纳污水的过程。由于充水开始是上个周期的闲置期，所以此时反应器中剩有高浓度的活性污泥混合液，这也就相当于活性污泥法中污泥回流作用。
SBR工艺间歇进水，即在每个运行周期之初在一个较短时间内将污水投入反应器，待污水到达一定位置停止进水后进行下一步操作。因此，充水期的SBR池相当于一个变容反应器。混合液基质浓度随水量增加而加大。充水过程中逐步完成吸附、氧化作用。SBR充水过程，不仅水位提高，而且进行着重要的生化反应。充水期间可进行曝气、搅拌或静止。
曝气方式包括非限制曝气（边曝气边充水）、限制曝气（充完水曝气）半限制曝气（充水后期曝气）。
② 反应期
在反应阶段，活性污泥微生物周期性地处于高浓度、低浓度的基质环境中，反应器相应地形成厌氧—缺氧—好氧的交替过程。
虽然SBR反应器内的混合液呈完全混合状态，但在时间序列上是一个理想的推流式反应器装置。SBR反应器的浓度阶梯是按时间序列变化的 。能提高处理效率，抗冲击负荷，防止污泥膨胀。
③沉淀期
相当于传统活性污泥法中的二次沉淀池，停止曝气搅拌后，污泥絮体靠重力沉降和上清液分离。本身作为沉淀池，避免了泥水混合液流经管道，也避免了使刚刚形成絮体的活性污泥破碎。此外，SBR活性污泥是在静止时沉降而不是在一定流速下沉降的，所以受干扰小，沉降时间短，效率高。
④排水期
活性污泥大部分为下周期回流使用，过剩污泥进行排放，一般这部分污泥仅占总污泥的30%左右，污水排出，进入下道工序。
⑤闲置期
作用是通过搅拌、曝气或静止使其中微生物恢复其活性，并起反硝化作用而进行脱水。
2.7.2 SBR反应池容积计算

设计处理流量 =4355.1()
BOD5/CODcr=0.45
设SBR运行每一周期时间为8h，进水1.0h，反应(曝气)（4.0~5.0h）取4h，沉淀2.0h，排水（0.5h~1.0h）取1h。
周期数:

SBR处理污泥负荷设计为
根据运行周期时间安排和自动控制特点，SBR反应池设置6个。
(1)污泥量计算 SBR反应池所需污泥量为
MLSS==
===56667[kg(干)]
=56.7(t)
设计沉淀后污泥的SVI（污泥容积指数）=90ml/g，
（SBR工艺中一般取80~150） SVI在100以下沉降性能良好[9]。
则污泥体积为：
Vs=1.2SVIMLSS=1.29010-356667=6120(m3)
(2) SBR 反应容积
SBR反应池容积 =
式中 ——代谢反应所需污泥容积
——反应池换水容积（进水容积）

——保护容积
==4166.7()
=6120,则单池污泥容积为 ==1020()
则 =1020+4166.7+=5186.7+
(3) SBR反应池构造尺寸 SBR反应池为满足运行灵活及设备安装需要，设计为长方形，一端为进水区，另一端为出水区
SBR反应池单池平面（净）尺寸为5025 （长比宽在~）
水深为5.0m 池深5.5m
单池容积为 =50255=6250()
则保护容积为 =1063.3
6个池总容积 =6=66250=37500
2.7.3 SBR反应池运行时间与水位控制
SBR池总水深5.0m,按平均流量考虑，则进水前水深为3.2m，进水结束后5.0m,排水时水深5.0m,排水结束后3.2m。
5.0m水深中，换水水深为1.8m,存泥水深2.0m,保护水深1.2m,保护水深的设置是为避免排水时对沉淀及排泥的影响。(见图2-4)

图2-4 SBR池高程控