某城市污水处理厂污水处理工艺设计计算书(课程设计)环境工程

设 计 计 算 书

专业：环境工程 设计者： 学号： 指导老师： 完成日期：

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目录 第一节

格栅--------------------------------------------------------3

1．1计算依据----------------------------------------------------------------------3 2．2计算方法----------------------------------------------------------------------3 1．3计算过程----------------------------------------------------------------------4

第二节 曝气沉砂池-----------------------------------------------6 2．1一般规则----------------------------------------------------------------------6

2．2设计参数----------------------------------------------------------------------7

2．3计算过程----------------------------------------------------------------------7 2．4沉砂室设计计算-------------------------------------------------------------8 第三节 初沉池------------------------------------------------------9 3．1一些参数的选定--------------------------------------------------------------9

3．2初沉池选型--------------------------------------------------------------------9

第四节 曝气池------------------------------------------------------11 4．1工况参数-----------------------------------------------------------------------11

4．2设计过程-----------------------------------------------------------------------12

第五节 二沉池------------------------------------------------------17 5．1设计参数-----------------------------------------------------------------------17

5．2主要尺寸计算-----------------------------------------------------------------17 5．3进水系统的计算--------------------------------------------------------------18 5．4出水部分设计-----------------------------------------------------------------19 5．5溢流堰设计--------------------------------------------------------------------19 5．6排泥部分设计-----------------------------------------------------------------20

第六节 消毒接触池------------------------------------------------21 6．1设计参数-----------------------------------------------------------------------21

6．2计算过程-----------------------------------------------------------------------21

第七节 污泥浓缩池------------------------------------------------22

7．1设计参数-----------------------------------------------------------------------22 7．2计算过程-----------------------------------------------------------------------22

第八节 污泥厌氧消化池------------------------------------------24

8．1设计参数-----------------------------------------------------------------------24 8．2一级消化池计算--------------------------------------------------------------24 8．3二级消化池计算--------------------------------------------------------------25 8．4表面积计算--------------------------------------------------------------------25

第九节

污泥脱水设备----------------------------------------------26

2

第一节 格栅

1． 1计算依据 重要参数的取值依据 安装倾角一般取60º～70º 栅前水深一般取0.3～0.5m 栅条间距宽：粗：>40mm中：15～25mm细：4～10mm 取值 θ=60º h=0.4m b1=40mm b2=25mm 水流过栅流速一般取0.6～1.0m/s 格栅受污染物阻塞时水头增大的倍数一般采用3 栅前渠道超高一般采用0.3m 进水渠道渐宽部分的展开角度一般为20º

栅条断面形状 阻力系数计算公式 形状系数 栅条尺寸（mm）

v=0.9m/s k=3 h2=0.3m Kf=1.5 迎水背水面均为锐边矩形 =β(s/b) 4/3 1． 2计算方法 主要的计算公式

=2.42 长=50，宽S=10 （1） 格栅的间隙数 nQ(sin)（2） 格栅宽度

0.5/bvh

BS(n1)bn

（3） 通过格栅的水头损失 h1h0k

v2h0sin

2g

3

（4） 栅后槽总高度

Hhh1h2 L2L1/2 H1h1h2

（5） 栅前扩大段长度 L1(BB1)/2tan （6） 栅后收缩段长度 （7） 栅前渠道深 （8） 栅槽总长度

L2L1L20.51.0H1/tan

（9） 每日栅渣量 WQmaxW1/1000kf 1． 3计算过程 1） 粗格栅：

（1）n1.157(sin60)/0.040.40.974.77 取75根

（2）B0.01740.04753.74m

(3) 渐宽部分取B13.50m，20（进水渠道内的流

速为0.8m/s）

L1(3.743.50)/2tan200.33m

（4）L20.33/20.165m

104/3（5）12.42()0.383

400.92h130.383sin600.041m

29.81（6）L20.33/20.165m

0.7(7) L0.330.1650.50.12.40m

tan60

4

（8）H10.40.30.7m （10） b=40mm时, W1=0.025(m3/103m3污水)，

1050.025W1.67m3/d>0.2m3/d

10001.50选用机械清渣。 2） 细格栅：

（1）n1.157(sin60)/0.0250.40.9111.3 取112根

（2）B0.011110.0251123.91m

（3）渐宽部分取B13.70m，20（进水渠道内的流速为0.8m/s）

L1(3.913.70)/2tan200.29m

（4）L20.29/20.145m

104/3（5）12.42()0.715

250.92h130.715sin600.077m

29.81 （6）H0.40.0770.30.777m

0.7（7）L0.290.1450.50.11.44m

tan60（8）H10.40.30.7m

（9）b=25mm时，W10.02(m3/103m3污水)，

5

1050.021.33m3/d >0.2m3/d W10001.50选用机械清渣。

栅条工作平台进水αα1α中格栅计算草图

第二节

2.1一般规则

1）空气扩散装置设在池的一侧，距池底为0.60.9m，送气管应设置调节气量的阀门

2）池子的形状应尽可能不产生偏流或死角。池宽与池深比为

曝气沉砂池

11.5，池长宽比可达5，当池长宽比大于5时，应考虑设置横

向挡板。

3）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。 4）池内考虑消泡装置。

5）曝气沉砂池多采用穿孔管曝气，孔径为2.56.0mm，距池底

6

约0.60.9m。 2.2设计参数

水平流速一般取0.060.12m/s 污水在池内的停留时间为13min； 雨天最大流量时为13min 池的有效水深为23m， 清除沉砂间隔时间

总变化系数 每m3污水的曝气量为0.1城市污水沉砂量 池个数

2． 3计算过程

1．曝气沉砂池的尺寸设计

1） 池子总有效容积 取停留时间t2min，

0.2m3空气 KZ1.50 V10.1m/s t2min h23.0m T2d d0.2m3/m3 X30m3/106m3(污水） n2 VQmaxt601.157260138.84m3

2） 水流断面面积 取水平流速v10.1m/s，

Qmax1.157A11.57m2

v10.13） 池子总宽度 取有效水深

h23.0m，

7

A11.57B3.86m

h23.0B3.86 取池子格数n2格，每个池子宽度 b1.93m

n24）池长 LV138.8412m A11.575） 每小时所需空气量 取

d0.2m3/m3，

qdQmax36000.21.1573600833.04m3/h

3． 沉砂室设计计算 1） 沉砂斗所需容积

QmaxT1052303 V4m66Kz101.5010 2）沉砂室坡向沉砂斗的坡度i0.10.5，取i0.5。每个分

V3格有2个沉砂斗，共有4个沉砂斗，则V01m

4 沉砂斗各部分尺寸：

a

设斗底宽a11.0m，斗壁与水平面的倾角为60，斗

高h=0.6m，砂斗上口宽，沉砂斗容积

h33221(22.21.72)1.121m V0(2a2aa12a1)6

b 沉砂室高度：本设计采用重力排砂，池底坡度为0.05坡

向砂斗，沉砂室含两部分：一部分为沉砂斗；另一部分为沉砂

l2池坡向沉砂斗的过渡部分。

B2a0.23.8621.70.20.13m（0.2为两沉砂斗之间隔壁22厚）

8

hh330.05l20.60.050.130.61m

超高h10.3m，总高度Hh1h2h30.33.00.613.91m

第三节 初沉池

3．1一些参数的选定 参数 取值 表面负荷 q2.5m3/m3d 沉淀时间 t1.2h 每人每日污泥量 S0.5L/(人d) 设计人口数 35万 有效水深 H3.0m 池座数 n2 两次清除污泥间隔时间 T4h 3．2初沉池的选型

初沉池选用辐流式沉淀池，采用机械刮泥。 1) 沉淀池表面积

AQmax10512422.5833.3m224nq

池径

D4A14833.332.58m （取D32.6m）

2) 有效水深 取沉淀时间t1.2h h2qt2.51.23.0m

3) 每天污泥量

VSNT1000n0.5351044100022414.6m3

9

4) 污泥斗容积

V1h5(r1r2)tan(21)tan601.73m

h53(r12r1r2r22)1.733(22211)12.7m3 池底坡度

取 i0.05

h4(Rr1)i(16.32)0.050.715m

5) 池底可储存污泥的体积 V2h43(R2Rrr2)

0.7153(16.2216.2222)223.m3

共可储存污泥的体积为V1V212.7223.236.3m3>14.6m3（足够）

6） 沉淀池总高度

Hh1h2h3h4h50.330.50.7151.756.245m

h3 ---缓冲层高度 7） 沉淀池周边的高度 8） 径深比校核

h1h2h30.33.00.53.8m

D/h232.6/310.9

（合格）

出水

进水辐流式沉淀池排泥 10

第四节 曝气池

本设计采用推流式曝气池 4． 1工况参数 项目 曝气时间 MLSS 回流污泥率 BOD容积负荷 BOD-MLSS负荷 空气量 污泥龄 BOD去除率 4．2计算过程

参数 68h 15002000mgL1 2030% 0.30.8kgm3d1 0.20.4kg(kgMLSSd)1 -137m3(m3流入废水） 24d 95% 11

1）水处理程度 Sa120

Se20

SaSe12020100%100%84.7% Sa1202）曝气池的计算

采用BOD—MLSS负荷法计算。 A． BOD—MLSS负荷率的确定 拟采用BOD—MLSS负荷率为0.3kgNsKZSef(kgMLSSd)1，校核

0.0185200.750.328

0.847（Kz取值0.0185，f取值0.75）Ns取0.3最适宜

B． 确定混合液污泥浓度（X）

根据已确定的Ns查表，查得相应的SVI值为100150之间，取SVI120

106106Xrr1.2104mg/L

SVI120Xr --回流污泥浓度（mg/L）

R --回流污泥比，取0.5

污泥浓度XR0.5Xr1043333mg/L3300mg/L R10.51C. 确定曝气池容积

QSa105130V12010.35m3

NsX0.3283300D. 确定曝气池各部位尺寸 设2组曝气池，每组容积V单V12010.356005.17m3 22V单26005.171429.80m2 4.2取池深h4.2m，则每组曝气池面积为F取池宽B8m，B/h1.90。介于12之间，符合规定。扩散装置设在廊道一侧。

12

池长 LF1429.80178.73m B8L(510)B

L/B178.73/822.34>10

符合规定

设三廊道式曝气池，单廊道长L1L3178.73介于5070之59.58m，

3间，合理。取超高0.3m，则池总高度H0.3h4.5m 3）剩余污泥量 干污泥：

WaQSrbVXV0.5105(0.130.02)0.0712010.353.30.753419.21

kg/d 142.51kg/h a

--污泥增殖系数0.50.7，取0.5 --污泥自身氧化率0.040.1，取0.07

W3419.21607.9m3/d fXr0.7510b

湿污泥量：Qs污泥量：QCXVV8.69dW

4） 曝气系统的计算

采用鼓风曝气，有关各项系数如下： 氧化每公斤BOD需养公斤数 污泥自身氧化需氧率 污水中氧的总转移系数修正系数 污水中氧的饱和度修正系数 压力修正系数 EA a´0.5kgO2/kgBOD b´0.15kgO2/kgMLSSd 0.85 0.95 1 20% A． 平均需氧量XV

fX0.7533002475mg/L2500mg/L2.5kg/m3

13

Ra´QSb´VX105rv0.51.50.110.1512010.352.58170.58kg/d 340.44kg/h

B． 最大时需氧量

RO2maxa

´Q设SrbVXV10003.9kg/d416.83kg/h

因此，最大时需氧量与平时需氧量之比为 416.83kg/h340.44kg/h1.22

C． 每日去除BOD5值

QS105BODrr1.50.117333.33kg/d

D． 去除每千克BOD5的需氧量OO22BOD8170.587333.331.11kgO2/kgBOD5 5） 计算曝气池内平均溶解氧饱和度

本设计采用网状膜型微孔空气扩散器，敷设于池底0.2m，淹没深4.0m，计算温度为30C。在运行正常的曝气池中，当混合液在1530C范围内，混合液溶解氧浓度C能够保持在1.52.0mg/L左右，最不利情况将出现在温度为3035C的盛夏。故计算水温采用30C。 CPbsbCs(2.066105Ot42) A．Pb1.0131059.81034.01.41105Pa B．Ot21(1EA)7921(1E100%21(10.2)(10.2)17.5%

A)7921C．20C和30C的氧的饱和度 Cs(20C)9.2mg/L

1.41105C17.5s(30C)7.63mg/L Csb(20C)9.2(2.06610542)10.12mg/L

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1.4110517.5Csb(30C)7.63()8.39mg/L

2.0661054220C计算鼓风曝气池时的脱氧清水的需氧量

R0RCsb(20)8170.5810.12Csb(T)C1.024(T20)0.850.9518.3921.024(3020)

12859.45kg/d535.81kg/h

R0(max)15744.86kg/d656.04kg/h

供氧量：

GsR0535.81100%100%30.17m3/h148.84m3/min 0.3EA0.320 Gs(max)10934m3/h182.23m3/min 6） 空气管路计算 A．去除每kgBOD5的供氧量： B．每立方米污水的供氧量：

30.172429.23m3空气/kgBOD 7333.3330.1733242.14m空气/m污水 510C．本系统的空气总用量：除采用鼓风曝气外，本系统还采用空气在回流污泥井提升污泥，空气量按回流污泥量的8倍考虑，污泥回流比R取值50%。这样，提升回流污泥所需空气量为

80.510516666.67m3/h 24 总需氧量：10933.9416666.6727600.61m3/h

8）空气管系统

在相邻的2个廊道的隔墙上设1根干管，共5根干管。每根干管上设7对配气竖管，共14根配气竖管。全曝气池总共设70条配气竖管，每根竖管的供气量为

15

10933.94156.20m3/h 70曝气池平面面积为

59.58804766.4m2

每个空气扩散管的服务面积按0.49m2计，则需空气扩散器的总数为

4766.49728个 0.49为安全计，本设计采用9800个空气扩散器，每个竖管上按设的

9800140个 7010933.94每个空气扩散器的配气量为1.12m3/h

9800空气扩散器的数目为

9） 空气机的选定

空气扩散装置安装在距曝气池池底0.2m处，因此空压机所需压力为

P(4.20.21.0)9.849KPa

空压机供氧量

最大时：1093416666.6727600.67m3/h460.1m3/min 平均时：30.1716666.6725596.84m3/h426.61m3/min 根据所需压力与空气量，决定采用LG60型空压机9台，该型空压机风压50Kpa,风量60m3/min。

正常条件下，7台工作，2台备用；高负荷时，8台工作，1台备用。

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第五节 二沉池 本设计二沉池池型采用辐流式，进水方式为周边进水，周边出水，以提高沉淀效果。 5． 1设计参数 表面负荷 沉淀时间 有效水深 污泥区容积 池个数 池表面污泥体积负荷 污泥指数 回流污泥比 5．2主要尺寸计算

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q1.5m3/m2d t2.33h H3.5m 连续排泥，不大于2h污泥量 n2 qsv450L/m2h SVI100mg/g R0.5 1） 池表面积

Q105A2777.78m2 q241.52） 单池面积 A单3） 池直径 DA2777.781388.m2 224A单42.06m ，设计取 D43m

4） 沉淀部分有效水深 5） 沉淀部分有效容积

h2qT1.52.333.5m 3.14432Vh23.55058.13m3

44D26） 沉淀池底底坡落差 取池底坡度i0.05，则

h4i(D432)0.05(2)0.975m 227） 沉淀池周边（有效）水深

H0h2h3h53.50.50.54.5m>4m

（D/H09.56，规范规定辐流式二沉池D/H06

h5

h3---缓冲层高度，取0.5m

12）

---刮泥板高度，取0.5m

HH0h4h14.50.9750.35.775m

8）沉淀池总高度

h1 ---沉淀池超高0.3m

5．3进水系统的计算 1） 进水配水槽的计算 单池设计污水流量

5Q设（1R）10（10.5)Q单0.868m3/s

22出水端槽宽 B10.9()0.40.9(槽中流速取0.6m/s

Q20.8680.4)0.m（取0.7m） 2 18

0.868)Q21.03m 进水端水深H1vB10.60.7(Q21.04m 出水端水深H2H22gB1H1212） 校核 当水流流速增加一倍时，Q0.868m3/s v0.8m/s

槽宽B10.9(0.868)0.40.85m（取0.9m）H1Q2H2H1.23m

2gB12H121Q0.8681.21m vB10.80.9

取槽宽B0.9m；槽深H1.4m

5．4出水部分设计

1） 环形集水槽内流量：q集Q单20.434m3/s

2） 环形集水槽设计 采用周边集水槽，单侧集水。每池只

有一个总出水口。集水槽宽度为

b0.9(kq集)0.40.9(1.20.434)0.40.693m（取b0.7m）k为安全

系数，采用0.51.2

集水槽起点水深为：h起0.75b0.750.70.525m

集水槽终点水深为：h终1.25b1.250.70.875m槽内均取1.0m 5．5出水溢流堰设计 采用出水三角堰（90）

H10.05m(H2O) 1） 堰上水头（即三角口底部至上游水面的高度）

2） 每个三角堰的流量

q11.343H12.471.3430.052.470.0008213m3/s

3） 三角堰个数

n1Q单q10.8681056.86个

0.0008213设计取1057个

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4） 三角堰中心距 l(D2b)1Ln3.14(4320.7)0.124m 1n110575．6排泥部分设计

1）单池污泥量：总污泥量为回流污泥量加剩余污泥量

回流污泥量：QR105RQ设240.52083.3m3/h

剩余污泥量：QXY(SoSe)QKdVXvsfX

rfXr Y---污泥产率系数，城市污水0.40.5（取0.5）

Kd--污泥自身氧化率，城市污水0.07左右（取0.065） XvfX0.75330024752500mg/L2.5kg/m3 106rSVI1.2106Xr1001200mg/L12kg/m3

QX0.50.111050.065120102.5sfX303.3m3/d12.6m3/hr1.30.7512Q3泥总QRQs2083.312.62096m/h

QQ泥总单21048m3/h 2）集泥槽沿整个池径为两边集泥，故其设计泥量为

qQ单210482524m3/h0.146m3/h 集泥槽宽b0.9(q)0.40.9(0.146)0.40.417m（取b0.5m） 起点泥深h10.75b0.750.50.375m（取h10.4m） 终点泥深h21.25b1.250.50.625m（取h20.7m） 集泥槽深均取0.9m（超高0.2m）

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第六节 消毒接触池

本设计采用六组四廊道式平流式消毒接触池，消毒采用投加液氯的方式。 6． 1设计参数

水力停留时间T0.5h，设计投氯量为C3.05.0mg/L，消

毒池有效水深设计为H14.0m。设计一座消毒池，分为3格，接触池超高0.3m，池底坡度为0.05。 6．2计算过程 1）接触池的容积为

1050.5VQ设t2083.3m3

24消毒池池长L30m，每格池宽b6m 接触消毒池总宽 Bnb3618m

L55，符合要求。 b实际消毒池容积 VBlH1183042160m3 满足有效停留时间的要求。 3） 加氯量计算

设计最大投氯量为max5.0mg/L，每日投氯量为

wmaxQ5.0103105500kg/d20.8kg/h。选用贮氯量为1000kg的液

氯钢瓶，每日加氯量为0.5瓶，共需贮用12瓶，每日加氯机2台，每台投氯量为1020kg/h。配置注水泵

2台，一备一用。

接触池的高度为 H0.31.0300.052.9m

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第七节 污泥浓缩池

本设计采用带有刮泥机及搅动栅的圆形辐流式的重力浓缩池。

7．1设计参数

混合污泥含水率一般为99.5% 混合污泥固体负荷宜采用2580kg/(m2d) P199% M27kg/m2d 浓缩后污泥含水率宜为9798% 浓缩停留时间不宜小于12h，不超24h 有效水深 定期排泥间隔 污泥固体浓度

7．2计算过程

P297% T17h H13m 8h C6g/L 22

1） 浓缩池面积 ： 初沉池污泥量 14.6229.2m3/d

二沉池 池面积 A径

D4A303.3m3/d 总泥量

Q29.2303.3332.5m3/d浓缩

QC332.5673.9m2 M27473.99.7m 3.14采用1个污泥浓缩池，浓缩池直

2）浓缩池工作部分高度 h13）超高h2取0.3m 4）缓冲层高度h3取0.3m 5）有效水深

TQ17332.53.2m 24A2473.9H1h1h2h33.8m3m 6）浓缩后污泥体积 V2Q(1P1)110.8m3/d 1P27）污泥斗上底直径900mm，下底直径400mm。污泥斗高度

h5(D1D2)tan550.36m 22(D1D2)i(4.500.9)0.050.09m 228）池底坡度造成的深度 h49）污泥池总深度

HH1h4h53.80.360.094.25m

上清液出泥进泥 浓缩池计算草图

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第八节 污泥厌氧消化池

本设计采用二级消化工艺。一级消化池为污泥搅拌与加热，消化温度为3335C，设有集气设备，不排出上清液，有机物的分解主要在此进行，产气量占总产气量的80%。污泥重力排入二级消化池，二级消化池不加热和搅拌，消化温度保持在2026C，池子设集气设备并撇除上清液，产气量占总产气量的20%。消化池的池型选圆柱型。 8．1设计参数 1）消化池直径D取14m，集气罩直径取d12m 2）池底下锥底直径取 3）集气罩高度取 4）上锥体高度取

d22m

h12m h23m

5）消化池柱体高度h3应大于 6）下锥体高度采用 消化池总高度为

h41m

D7 2采用8m

Hh1h2h3h412.5m

8．2一级消化池各部分容积的计算 1） 一级消化池的总容积 V2） 3）

110.82216m3 5/100V2216一级消化池的有效容积为 V01108m3

223.142226.28m3 集气罩的容积为 V1d12h1444） 弓形部分容积为

V2dDh23()23(1)2h22622 24

3.1414233()23()232249.63m3 6225） 圆柱部分容积为

3.14142V3h381230.88m3

44D26） 下锥体部分容积为 V4 则消化池的有效容积为

dDdDh4()22(2)259.66m3 62222V0V3V41230.8859.661290.54m31074.6m3

8．3二级消化池的计算

二级消化池各部分尺寸同一级消化池。 1） 二级消化池总容积为 V110.81108m3 10/100 取一座二级消化池，有效容积 V0V1108m3 8. 4消化池各表面积计算 1） 池盖表面积 F1d12d1h143.14223.142215.7m2 42） 池顶表面积

D2d122()h2D2227.53m r()D22()2F22rh213.147.533141.87m2

3） 池盖总面积 4） 池壁表面积

FF1F215.7141.87157.57m2 F3Dh53.14144.5197.82m2

F4Dh63.14143.5153.86m2

5） 池底表面积

F5l(Dd2dD)()2()2335.92m2 2222

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第九节 污泥脱水设备

本设计采用带式压滤机，污泥在消化过程中由于分解而使

污泥体积减少，按消化污泥中有机物含量占60%，分解率50%，污泥含水率95%来计算，则由于含水率降低而剩余的污泥量为：

3110.8(10097)/(10095)66.48m/dQQ0(100P)/(100P)12

分解污泥容积

Q166.480.60.519.944m3/d

消化后剩余污泥量Q266.4819.94446.536m3/d1.94m3/h 选用压滤机为DYQ---1000B型，处理量为31.5kw。

5m3/h，功率为

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