xx 市南郊污水处理厂 方 案 书 ××××××工程有限公司 ××年××月××日 目 录 1 概述 ... ................................................................................................ ... - 1 - 1.1 设计依据 ... .................................................................................... .. - 1 - 1.1.1 设计题目 ... ............................................................................ ... - 1 - 1.1.2 设计依据 ... ............................................................................ ... - 1 - 1.2 处理程度 ... .................................................................................... .. - 2 - 1.2.1 进出水水质 ... ........................................................................... . - 2 - 1.2.2 去除率 ... .................................................................................... - 2 - 2 城市污水处理方案的确定 ... ............................................................... ... - 3 - 2.1 确定污水处理方案的原则 ... ............................................................- 3 - 2.1.1 确定污水处理方案的原则 ... ..................................................... . - 3 - 2.1.2 ᳔佳的处理方案要体现以下优点 ... .......................................... . - 3 - 2.2 污水处理方案的确定 ... ................................................................... .- 3 - 2.2.1 污水处理路线的选择 ... .............................................................. - 3 - 2.3 污水处理工艺流程方案介绍 ... ........................................................ . - 4 - 2.3.1 传统活性污泥法 ... ................................................................. ... - 4 - 2.3.2 A2/O 工艺 ... ........................................................................... ... - 5 - 2.3.3 氧化沟工艺 ... ........................................................................... . - 6 - 2.4 工艺流程的确定 ... ......................................................................... .. - 7 - 2.5 主要构筑物的选择 ... .......................................................................- 8 - 2.5.1 事故溢流闸井 ... ......................................................................... - 8 - 2.5.2 格栅 ... ...................................................................................... . - 8 - 2.5.3 污水泵房 ... ............................................................................ ... - 8 - 2.5.4 沉砂池 ... .................................................................................... - 9 - 2.5.5 氧化沟 ... ................................................................................... - 10 - 2.5.6 沉淀池（二沉池） ... ........................................................... ... - 11 - 2.5.7 消毒 ... ................................................................................. ... - 12 - 2.5.8 浓缩池 ... ................................................................................... - 13 - 3 城市污水处理系统的设计计算 ... ........................................................... - 14 - 3.1 进水闸井和进水格栅间的设计 ... ................................................... .- 14 - 3.1.1 污水厂进水管 ... ........................................................................ - 14 - 3.1.2 进水闸井工艺设计 ... ........................................................... ... - 14 - 3.1.3 格栅的设计 ... ...................................................................... ... - 15 - 3.2 污水泵房的设计 ... ......................................................................... .- 19 - 3.2.1 一般规定 ... ..................................................................................... ... 19 3.2.2 水泵设计计算 ... .......................................................................... . - 20 - 3.2.3 集水池 ... ..................................................................................... . - 21 - 3.2.4 泵房附属设施及尺寸的确定 ... .................................................. .. - 21 - 3.3 细格栅的设计计算： ... ............................................................................... 22 3.3.1 设计参数 ... ........................................................................................... 22 3.3.2 设计计算 ... ........................................................................................... 22 3.4 曝气沉砂池的设计 ... ................................................................................. 23 3.4.1 设计要求 ... ........................................................................................... 23 3.4.2 设计参数 ... ........................................................................................... 24 3.4.3 设计计算 ... ........................................................................................... 24 3.4.4 曝气沉砂池吸砂桥的选用 ... .................................................................. 25 3.4.5 曝气沉砂池砂水分离器的选用 ... .......................................................... 26 3.4.6 曝气沉砂池附属鼓风机房 ... .................................................................. 27 3.5 生物选择器——厌氧池的设计 ... ............................................................... 27 3.5.1 设计参数 ... ........................................................................................... 27 3.5.2 污泥回流量计算 ... ............................................................................. 27 3.5.3 生物选择池（厌氧混合池）设计计算 ... ............................................ 27 3.5.4 生物选择池污泥负荷 ... ......................................................................... 28 3.5.5 搅拌设备的选择 ... ................................................................................ 28 3.6 氧化沟的设计 ... ........................................................................................ 28 3.6.1 已知条件 ... ........................................................................................... 28 3.6.2 设计参数 ... ........................................................................................... 29 3.6.3 氧化沟设计计算 ... ................................................................................ 29 3.6.4 氧化沟表面曝气机选用 ... ..................................................................... 34 3.6.5 氧化沟推流器选用 ... ............................................................................. 35 3.7 堰式配水井 ... ............................................................................................ 35 3.7.1 设计参数 ... ........................................................................................... 35 3.7.2 设计计算 ... ........................................................................................... 35 3.8 二沉池的设计 ... ........................................................................................ 36 3.8.1 设计要求 ... ........................................................................................... 36 3.8.2 设计参数 ... ........................................................................................... 37 3.8.3 设计计算 ... ........................................................................................... 37 3.8.4 刮泥设备的选择 ... ................................................................................ 41 3.9 接触消毒 ... ................................................................................................ 41 3.9.1 设计依据 ... ........................................................................................... 42 3.9.2 设计计算 ... ............................................................................................... 42 3.9.3 加氯机的选择 ... ....................................................................................... 43 3.9.4 氯库及加氯间的设计 ... ............................................................................ 43 3.10 计量设施 ... ................................................................................................. 44 3.10.1 计量设备的选择 ..................................................................................... 44 3.10.2 设计依据 ... ............................................................................................. 44 3.10.3 设计计算 ... ............................................................................................. 44 4 污泥处理工艺的设计及计算 ... .............................................................................. 46 4.1 污泥泵站的设计 ... ........................................................................................ 46 4.1.1 回流～污泥泵设计 ... ................................................................................ 46 4.1.2 回流污泥泵的选用 ... ................................................................................ 46 4.1.3 剩余污泥泵设计 ... .................................................................................... 47 4.1.4 剩余污泥水泵选用 ... ................................................................................ 47 4.1.5 污泥泵站的建造 ... .................................................................................... 47 4.2 浓缩池的设计 ... ............................................................................................ 48 4.2.1 设计要求 ... ............................................................................................... 48 4.2.2 设计参数 ... ............................................................................................... 48 4.2.3 设计计算 ... ............................................................................................... 48 4.3 均质池 ... ....................................................................................................... 50 4.4 污泥脱水机房 ... ............................................................................................ 50 4.4.1 设计计算 ... ............................................................................................... 50 4.4.2 压滤机的选用 ... ....................................................................................... 51 5 污水厂总体布置 ... ............................................................................................... 52 5.1 平面布置及总平面图 ... ................................................................................. 52 5.1.1 平面布置的一般原则 ... ........................................................................... 52 5.1.2 厂区平面布置形式 ... ............................................................................. 52 5.1.3 污水厂平面布置的具体内容 ... ................................................................ 52 5.2 污水厂的高程布置 ... ..................................................................................... 53 5.2.1 污水处理厂高程布置应考虑事项 ... ......................................................... 53 5.2.2 污水厂的高程布置 ... ................................................................................ 53 5.2.3 高程计算 ... ............................................................................................... 53 6 供电系统与自动检测系统设计 ... .......................................................................... 57 6.1 变配电系统 ... ................................................................................................ 57 6.2 监测仪表的设计 ... ........................................................................................ 57 6.2.1 设计原则 ... ............................................................................................... 57 6.2.2 自动检测内容 ... ....................................................................................... 57 7 劳动定员 ... ................................................................................................. .. 58 7.1 定员原则 ... ............................................................................................. . 58 7.2 污水厂人数定员 ... .................................................................................. . 58 8 工程预算 ... ................................................................................................. .. 59 8.1 污水处理厂工程造价预算 ... .................................................................. .. 59 8.1.1 预算依据 .......................................................................................... .. 59 8.1.2 单项构筑物工程造价预算 ... ............................................................... . 59 8.2 污水处理运行成本预算 ... ....................................................................... . 61 8.2.1 污水处理厂运行单项费用 ... ............................................................... . 61 1.1 设计依据
1 概 述 1.1.1 设计题目 xx 市南郊污水处理厂工艺及设施设计
1.1.2 设计依据 (1)污水水量
(a) 拟建污水处理规模为 6×104 m3/d;
(b) 城市污水主要包括居民生活污水和工业废水； (c)城市生活污水占总量的 60%；
(d)工业废水占总量的 40%， 主要是化工、机械、纺织等行业排出的废水，大部分 经过厂里处理，达到 GB78－1996《污水综合排放标准》中的三级标准后排入城市污水 下水管道；
(e) 城市混合污水变化系数：总变化系数 Kz=1.30。 (2)进水水质
BOD5=180mg/L; TN=35mg/L； (3)出水水质
城市污水经处理后，就近排入厂区东侧某河流。污水处理厂出水水质根据 GB118－ 2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》的一级排放标准（B 标准），污水厂出水水质控 制为：
BOD5≦20mg/L； CODcr≦60mg/L； TN≦20mg/L； (4)气象资料
(a) 气候：性季风气候 (b) 气温：年平均 14℃ 夏季平均 29℃； 冬季平均 -8℃ ； ᳔冷月平均温度－5℃； (c) 主导风向：西北风 (d) 年平均降雨量 580.2mm (5)水文资料
᳔高气温 40℃； ᳔低气温－10℃； ᳔热月平均温度 32.4℃；
TP≦1.5mg/l；
SS≦20mg/L； pH=7-8。
COD=400mg/L; TP=4mg/L; SS=250mg/L; pH=7-8; 总碱度＝280 mg/L。
(a)地下水为潜水，地下水位 3.0～4.0m (b)土壤冻土深度 0.4～0.8m (6)地质资料
污水处理厂位于城市下游，城市海拔高度 340.0m ,规划用地长宽分别为 350×200 m , 场地平整，处理后的水排入厂区东侧 500 米的某河流，河水᳔高水位为 366.0m。 (7)污水处理厂进水干管数据:
管内底标高 336.0m。
1.2 处理程度
污水处理程度是由对象和地区排放标准决定。
1.2.1 进出水水质 进出水水质见表 1-1。
表 1-1 进出水水质
BOD5(mg/L)
进水 出水
180 ≦20
CODCr(mg/L)
400 ≦60
SS(mg/L) 250 ≦20
TN(mg/L) 35 ≦20
TP(mg/L) 4.0 ≦1.5
1.2.2 去除率
E =
式中： C 0 ——进水物质浓度；
C e ——出水物质浓度。
C 0 − Ce
× 100% C 0
（1-1）
180 − 120
(1)BOD5 去除率： E = × 100% = 88 %
180 400 − 60
(2)CODcr 去除率： E = 400 × 100% = 85% 250 − 20 (3)SS 去除率： E = 250 × 100% = 92%
35 − 20
(4)TN 去除率： E = × 100% = 42 86%
35
4 0 − 1 5
(5)TP 去除率： E = × 100% = 62 5%
4 0
2 城市污水处理方案的确定 2.1 确定污水处理方案的原则
2.1.1 确定污水处理方案的原则
(a)城市污水处理应采用先进的技术设备，要求经济合理，安全可靠，出水水质好； 保证良好的出水水质，效益高；
(b)污水厂的处理构筑物要求布局合理，建设投资少，占地少；自动化程度高，便 于科学管理，力求达到节能和污水资源化，进行回用水设计；
(c)为确保处理效果，采用成熟可靠的工艺流程和处理构筑物；提高自动化程度， 为科学管理创造条件；
(d)污水处理采用生物处理，污泥脱水采用机械脱水并设事故干化厂；污水采用季 节性消毒；
(e)提高管理水平，保证运转中᳔佳经济效果；充分利用沼气资源，把沼气作为燃 料；
(f)查阅相关的资料确定其方案。
2.1.2 最佳的处理方案要体现以下优点：
(a)保证处理效果，运行稳定；
(b)基建投资省，耗能低，运行费用低； (c)占地面积小，泥量少，管理方便。
2.2 污水处理方案的确定
根据测量的水量、水质和环境容量降低的结论确定污水及污泥处理应达到的标准， 本节对其处理工艺流程进行方案筛选，并通过论证选择合理的污水及污泥处理工艺流 程。
2.2.1 污水处理路线的选择
我国城市污水处理在建国四十多年来取得是很大的成就，污水处理技术随着水污染 控制与环境治理的实践，在吸取国外技术经验的同时，结合我国国情的特点，逐步改进 提高，初步形成了一些适用的技术路线，主要如下：
(a)对传统活性污泥法进行改造或予以取代后的人工生物净化技术路线； (b)以自然生物净化为主并附以人工的生物净化技术路线； (c)以深水扩散排放为主，处理为辅的技术路线；
(d)以回用为目标的污水深度处理技术路线，结合该污水处理工程的具体情况分析
进行选择。
首先，c 和 d 这两种技术路线对于自然环境条件因素要求较高，从而不可取，所以 应选 a 和 b 两种路线。尤其是以 b 这种路线应予以推广，因为随着环境状况的日趋严峻， 用水问题越发突出，从而对于水的合理使用必将是大家特别重视的课题，所以，下面着 重分析以自然生物净化为主并附以人工的生物净化技术路线和传统活性污泥法进行改 造或予以取代后的人工生物净化技术路线。对于大规模污水处理厂来说，以自然生物净 化为主并附以人工的生物处理主要指氧化塘处理，其具有运行费用低，能源消耗少及管 理简单的优点，在我国一些城市也被因地制宜的采用。
氧化塘一般分为好氧氧化塘、厌氧氧化塘、兼性氧化塘及曝气氧化塘[3]，它们所需 要的停留时间都很大，一般需要几天到几十天，占地面积很大，而且对周围环境卫生的 影响较大，需要慎重考虑，所以，在没有低洼地可利用的情况下若购置、占用大量的良 田、平地筑塘是相当不经济的，据本工程用地较少、且地势平坦的情况不宜采用氧化塘 处理。
人工净化就是人为的创造条件，使微生物大量繁殖，提高污水中微生物对水的净化 效率，主要包括活性污泥法与生物膜法，其中以活性污泥法采用较为普遍，是目前国内 外城市污水处理的主体工艺。传统活性污泥法净化已有较丰富的实践经验和技术资料， 运行可靠，处理效果好，但是也存在能耗较多和费用高等特点，所以，许多国家都在为 节省污水处理的能耗费用寻求新技术、新设备或对传统流程改革更新，在我国也有许多 正在进行实验和已经开始采用，改革更新的活性污泥法流程和技术，如 A-B 两段曝气法、 氧化沟、A/O 脱氮工艺、A2/O 同步脱氮除磷工艺、微孔曝气、纯氧曝气、深井曝气、分 段曝气等，各自具有不同的优点。
结合本工程的具体情况，在已排除了前述三个技术路线后，我们认为采用传统活性 污泥法或对传统活性污泥法进行改造的人工生物净化的技术路线是比较合适的、可行 的。主要有以下特点：
(a)能可靠的运行并保证水质净化的要求； (b)不需要占用大面积的土地；
(c)处理后污水即可用于灌溉、非灌溉季节排放，又不会造成污染；
(d)为以后在经济条件可以的情况下，进行三级深度处理从而回用打下基础。
2.3 污水处理工艺流程方案介绍[4]
现阶段城市污水处理应用的多是生物处理系统，应用较多的工艺有 A2/O、氧化沟， 及传统活性污泥法，现对这三个工艺进行比较，选出᳔合适的工艺。
2.3.1 传统活性污泥法
其工艺流程见图 2-1。
进水
格栅
沉砂池
初沉池
曝气池
二沉池
出水
回流污泥 剩余污泥
图 2-1 传统活性污泥法工艺流程图
活性污泥法处理城市污水的典型工艺，其特点是好氧微生物在曝气池中以活性污泥 的形态出现，并通过鼓风机曝气供给微生物所必需的足够氧量，促使微生物生存和繁殖 以分解污水中的有机物。混合液经沉淀分离后，其活性污泥大量被回流到曝气池中。生 物氧化作用主要在这一级曝气程序中完成。该法一般 BOD5污泥负荷率为 0.2～ 0.4kgBOD5/kgMLSS· d，曝气池停留时间约为 4～6h，水气比 1:8。 (1)主要特点：
利用曝气池中的好氧微生物，依靠鼓风机曝气供给的氧来分解污水中的有机物。混 合液进行沉淀分离，活性污泥回流到曝气池中去，原污水从池首端进入池内，回流污泥 也同步注入，废水在池内呈推流形式流动至池的末端，流出池外至二沉池。 (2)优点： (a)处理污水效果好，BOD5 的去除率可达 90%； (b)有丰富的技术资料和成熟的管理经验； (c)适宜处理大量污水，运行可靠，水质稳定。 (3)缺点: (a)运行费用高，由于在曝气池的末端造成的浪费，故提高了运行成本； (b)基建费用高，占地面积大； (c)对外界条件的适应性差；
(d)由于沉淀时间短和沉淀后碳源不足等情况，对于 N、P 去除率非常低，TN 的去除 率仅有 20%的效果，NH3-N 用于细胞合成只能除 12—18%，P 的去除率也很低。
2.3.2 A2/O 工艺
其工艺流程见图 2-2
进水
格栅
出水 剩余污泥
回流污泥
沉砂池
初沉池
回流混合液
二沉池
好氧池
缺氧池 厌氧池
图 2-2 A2/O 工艺流程图
(1)主要特点:
(a)本工艺在系统上可以称为᳔简单的同步脱 N 除 P 工艺，总的水力停留时间少于 其他同类工艺；
(b)在厌氧（缺氧）、好氧交替运行条件下，丝状菌不能大量增殖，无污泥膨胀之虑， SVI 值一般均小于 100；
(c)污泥中含 P 浓度高，一般为 2.5%以上，具有很高的肥效；
(d)运行中无需投药，两个 A 段只用轻缓搅拌，以不增加溶解氧为度，运行费用低； (e)厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同种类微生物菌群的有机配合，能 同时具有去除有机物、脱 N 除 P 的功能；
(f)脱 N 效果受混合液回流比大小的影响，除 P 效果则受回流污泥中夹带 DO 和 态氮的影响，因而脱 N 除 P 效率不可能很高。 (2)存在的问题: (a)除 P 效果难于再行提高，污泥增长有一定的限度，不易提高，特别是当 P/BOD 值高时更是如此；
(b)脱 N 效果也难于进一步提高，内循环量一般以 2Q 为限，不宜太高；
(c)进入沉淀池的处理水要保持一定浓度的 DO，减少停留时间，防止生产厌氧状态 和污泥释放 P 的现象出现，但 DO 浓度也不宜过高，以防循环混合液对缺氧反应器的干 扰。
2.3.3 氧化沟工艺 其工艺流程见图 2-3：
进水
格栅
沉砂池
氧化沟
二沉池
出水
回流污泥
图 2-3 氧化沟工艺流程图
剩余污泥
(1)特点[5]：
氧化沟又名氧化渠或循环曝气池，是 1950 年由荷兰公共工程研究所研究成功的。 其本特征是曝气池呈封闭的沟渠形。污水和活性污泥的混合液在其中不停地循环流动， 其水力停留时间一般较长，为 15～16h，泥龄长达 15～30d，属于延时曝气法。
氧化沟处理系统的构造形式较多，有圆形或马蹄形的，有平行多渠道形式以侧渠作
为二沉池的，有将二沉池建在渠上或单独分建的等等，其供氧和水流动力都是靠提升曝 气设备，这种设备分为早期使用的水平中心轴旋转叶轮和后来出现的卡鲁塞尔氧化沟所 用的垂直或带叶片的曝气器，由于氧化沟水深较浅（一般 3 米左右），而流程较长，可 以按照曝气器前作缺氧与曝气器后作富氧段的方式设计运行，提供兼氧菌与好氧菌交替 作用的条件，在缺氧段脱硝，在好氧段除碳源需氧量及达到脱 N 的目的。 (2)主要技术参数
BOD5：NS=2.0～4.0 kgBOD5/m·d；
水力停留时间：t=10～30h； MLSS：X=2500～6000mg/l； 出水 SS：se=10～20 mg/l； 沟内水流速度：V=0.3～0.5m/s； 沟内水深：H=2.5～4.5m； (3)优点 (a)氧化沟内循环流量很大，进入沟内的原污水立即被大量的循环水所混合和稀释， 因此具有很强的承受冲击负荷的能力，对不易降解的有机物也有较好的处理效果。
(b)处理效果稳定可靠，不仅可满足 BOD5、SS 的排放标准，还可以达到脱 N 除 P 的 效果。
(c)由于氧化沟的水力停留时间和泥龄都很长，悬浮物、有机物在沟内可获得较彻 底的降解。
(d)活性污泥产量少且趋于稳定，一般可不设初沉池和污泥消化池，有的甚至取消 二沉池和污泥回流系统，简化了处理流程，减少了处理构筑物，使其基建费用和运行费 用都低于一般活性污泥法。
(e)承受水质、水量、水温能力强，出水水质好。 (4)缺点 氧化沟运行管理费用高；氧化沟沟体占地面积大。 综上所述：在本次设计中采用氧化沟工艺。
N=0.05～0.15kgBOD5/kgMLSS·d；
泥龄：ts=10～30d；
出水 BOD5：10～15mg/l； 出水 NH3-N：Ne=1～3mg/l； 环流周期：T=15～30min； 宽深比：B：H=2：1。
2.4 工艺流程的确定
本设计的工艺流程图见图 2-4[6]。
进水 出水
粗格栅
泵房
细格栅
加氯消毒
二沉池
氧化沟
回流污泥
剩余污泥
厌氧选择池 沉砂池
泥饼
脱水车间
浓缩池
图 2-4 设计氧化沟工艺流程图
2.5 主要构筑物的选择
2.5.1 事故溢流闸井 进水闸井与第一道格栅共建在一起。
2.5.2 格栅 格栅由一组平行的金属栅条或筛网组成，安装在污水管道、泵房、集水井的进口处 或处理厂的端部，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。
截留污物的清除方法有两种，即人工清除和机械清除。大型污水处理厂截污量大， 为减轻劳动强度，一般应用机械清除截留物。
2.5.3 污水泵房 城市污水处理厂的运行费用大部分来自于电能，其中 40%的电能为水泵消耗，所以， 确定合理的水泵及泵站具污水处理厂的关键所在。
泵站形式的选择取决于水力条件和工程造价，其它考虑因素还有：泵站规模大小、 泵站的性质、水文地质条件、地形地物、挖渠及施工方案、管理水平、环境性质要求、 选用水泵的形式及能否就地取材等。目前污水泵站主要有以下几种形式[7]：
(a)合建式矩形泵站，装设立式泵，自灌式工作台，水泵数为 4 台或更多时，采用 矩形，机器间、机组管道和附属设备布置方便，启动简单，占地面积大；
(b)合建式圆形泵站，装设立式泵，自灌式工作台，水泵数不超过 4 台，圆形结构 水力条件好，便于沉井施工法，可降低工程造价，水泵启动方便。
(c)对于自灌式泵房，采用自灌式水泵，叶轮（泵轴）低于集水池᳔低水位，在᳔
高、中间和᳔低水位都能直接启动，其优点为启动及时可靠，不需引水辅助设备，操作 简单。
(d)非自灌式泵房，泵轴高于集水池᳔高水位，不能直接启动，由于污水泵水管不 得设低阀，故需设引水设备。但管理人员必须能熟练的掌握水泵的启动程序。
(e)潜水泵站，潜水泵的电机防水密封，可以长期侵入污水中，不存在受潮问题， 潜水泵电机机组整体安装，结构紧凑，运行稳定，便于就位和更换，所以潜水泵站无需 上部厂房，也简化了地下结构，降低了工程造价。但是潜水泵在水下运行，所以要有可 靠的产品质量、自动化控制和保护功能作技术依托，潜水泵价格较高。
本设计因水量较小，并考虑到占地、造价、自动化控制等因素，以及施工的方便与 否，采用潜污式矩形泵房。
2.5.4 沉砂池 沉砂池的功能是去除比重较大的无机颗粒。沉砂池一般设于泵站倒虹吸管前，以便 减轻无机颗粒对水泵、管道的磨损；也可设于初沉池前，以减轻沉淀池负荷及改善污泥 处理构筑物的处理条件。沉砂池的形式，按水流方向的不同可分为平流式、竖流式、曝 气沉砂池三类[8]。 (1)平流沉砂池
优点：沉淀效果好，耐冲击负荷，适应温度变化。工作稳定，构造简单，易于施工， 便于管理。
缺点：占地大，配水不均匀，易出现短流和偏流，排泥间距较多，池中约夹杂有 15% 左右的有机物使沉砂池的后续处理增加难度。 (2)竖流沉砂池
优点：占地少，排泥方便，运行管理易行。
缺点：池深大，施工困难，造价较高，对耐冲击负荷和温度的适应性较差，池径受 到，过大的池径会使布水不均匀。 (3)曝气沉砂池
优点：克服了平流沉砂池的缺点，使砂粒与外裹的有机物较好的分离，通过调节布 气量可控制污水的旋流速度，使除砂效率较稳定，受流量变化影响小，同时起预曝气作 用，其沉砂量大，且其上含有机物少。
缺点：由于需要曝气，所以池内应考虑设消泡装置，其他型易产生偏流或死角，并 且由于多了曝气装置而使费用增加。
基于以上三种沉砂池的比较，曝气沉砂池除砂效果较好，适合本工艺设计的进水 SS 较高，要求去除率高的特点；加之曝气沉砂池有很强的除油能力，将有利于以后的 氧化沟的表面曝气和运行稳定，本工程设计确定采用曝气沉砂池。
2.5.5 氧化沟 氧化沟技术发展加快，类型多样，氧化沟技术发展较快，类型多样，根据其构造和 特征，主要分为帕斯维尔氧化沟（Pasveer）；卡鲁塞尔氧化沟（Carrousel）；交替工作 式氧化沟；奥贝尔氧化沟（Orbal）；一体化氧化沟（合建式氧化沟）。各种氧化沟的类 型及技术特点如下[9]： (1)帕斯维尔氧化沟
(a)性能特点：出水水质好，脱氮效果较明显;构筑物简单，运行管理方便;结构形 式多样，可根据地形选择合适的构筑物形状;单座构筑物处理能力有限，流量较大时， 分组太多占地面积大，增加了管理的难度。
(b)结构形式：单环路，有同心圆型，折流型和 U 型等形式，多为钢筋混凝土结构。 (c)曝气设备：转刷式转盘，水深较深时，配置潜水推进器。 (d)适用条件：出水水质要求高的小型污水处理厂。 (2)卡鲁塞尔氧化沟
(a)性能特点：出水水质好，由于存在明显的富氧区和缺氧区，脱氮效率高；曝气 设施单机功率大，调节性能好，并且曝气设备数量少，既可以节省投资，又可以使运行 管理简化；有极强的混合搅拌和耐冲击负荷能力；氧化沟沟深加大，使占地面积减少， 土建费用降低；用电量较大，设备效率一般；设备安装较为复杂，维修和更换繁琐。
(b)结构形式：多沟串联。
(c)曝气设备：立式低速表曝机，每组沟渠只在一端安设一个表面曝气机。 (d)适用条件：大中型污水处理厂，特别是用地紧张的大型污水处理厂。 (3)交替工作式氧化沟
(a)性能特点：出水水质好；可以不单独设置二沉池，处理流程短，节省占地；不 需单独设置反硝化区，通过运行过程中设置停曝期，进行反硝化，具有较高的氮去除率； 设备闲置率高；自动化程度要求高，增加了运行管理难度。
(b)结构形式：单沟（A 型）双沟（B 型）和三沟（T 型），沟之间相互连通。 (c)曝气设备：水平轴曝气转盘。
(d)适用条件：出水要求高的大中型污水处理厂。 (4)奥贝尔氧化沟
(a)性能特点：出水水质好，脱氮率高，同时硝化反硝化；可以在未来负荷增加的 情况下加以扩展；易于适应多种进水情况和出水要求的变化；容易维护；节能，比其他 任何氧化沟系统在运行时需要的动力都小；受结构形式的，总图布置困难。
(b)结构形式：三个或多个沟道，相互连通。
(c)曝气设备：水平轴曝气转盘（转碟），可以进行多个组合。 (d)适用条件：出水要求高的大中型污水处理厂。 (5)一体化氧化沟
(a)性能特点：工艺流程短，构筑物和设备少；不设置单独的二沉池，氧化沟系统 占地面积较小；沟内设置沉淀区，污泥自动回流，节省基建投资和运行费用；造价低， 建造快，设备事故率低，运行管理工作量少；固液分离比一般二沉池高；运行和启动存 在一定问题；技术尚处于研究开发阶段。
(b)结构形式：单沟环形沟道，分为内置式固液分离和外置式分离式 (c)曝气设备：水平轴曝气转盘 (d)适用条件：中小型污水处理厂
综上所述，各种氧化沟各有优缺点，结合本设计用地较为紧张，以及基建费用、运 行成本、运行管理、处理要求等方面考虑，设计采用卡鲁塞尔氧化沟，现将卡鲁塞尔氧 化沟再做以下较为全面的介绍。
卡鲁塞尔氧化沟采用垂直安装的低速表面曝气器，每组沟渠安装一个，均安装在同 一端，因此形成了靠近曝气器下游的富氧区和曝气器上游以及外环的缺氧区。这不仅有 利于生物凝聚，还是活性污泥易于沉降。BOD5的去除率可达到 95%～99%,脱氮效率约为 90%，除磷率约为 60% 。 卡鲁塞尔氧化沟的表面曝气机单机功率大（可以达到 150kw）,其水深可达 5m 以上， 使氧化沟占地面积减小，土建费用降低。同时具有极强的混合搅拌和耐冲击负荷能力。 当有机负荷较低时，可以停止某些曝气器的运行，或者切换较低的转速，在保证水流搅 拌混合循环流动的前提下，节约能量消耗。由于曝气机周围的局部地区能量强度比传统 活性污泥曝气池中的强度高得多，使得氧的转移效率大大提高，平均传氧效率达到 2.1 kg ⋅ kw −1 ⋅ h −1 。 2.5.6 沉淀池（二沉池）
由于本设计主要构筑物采用氧化沟，可不设初沉池。 二沉池设在生物处理构筑物 的后面，用于沉淀去除活性污泥。沉淀池主要有以下几种形式[10]: (1)平流沉淀池
平流沉淀池的优点包括: (a)沉淀效果好；
(b)耐冲击负荷和温度的变化适应性强； (c)施工容易，造价低。 它的主要缺点为： (a)池子配水不均匀；
(b)采用多斗排泥时，每个泥斗需要单设排泥管各自排泥，操作量大。
适用条件:适用于大、中、小型污水处理厂；适用于地下水位较高和地质条件较差 的地区。
(2)辐流式沉淀池
辐流式沉淀池的优点包括：
(a)多为机械排泥，运行较好，管理较简单； (b)排泥设备已趋定型。 它的主要缺点为：
(a)池内水速不稳定，沉淀效果较差； (b)机械排泥设备复杂，对施工质量要求高。
适用条件：适用于大、中型污水处理厂；适用于地下水位较高的地区。 (3)竖流式沉淀池
竖流式沉淀池的优点包括： (a)排泥方便，管理简单； (b)占地面积较小。 它的主要缺点为：
(a)池子深度大，施工困难；
(b)对冲击负荷和温度变化的适应性能力较差； (c)造价较高；
(d)池径不宜过大，否则布水不均匀。
适用条件：适用于处理水量不大的小型污水处理厂。 (4)斜板（管）沉淀池
斜板（管）沉淀池的优点包括： (a)沉淀效率高，停留时间短； (b)占地面积小。 它的主要缺点为：
(a)用于二沉池时，当固体负荷较大时其处理效果不太稳定，耐冲击负荷的能力较 差；
(b)运行管理成本高。
综上所述，四种沉淀池的优缺点比较，并结合本设计的具体情况：设计水量较大， 不宜采用竖流式沉淀池；由于斜板（管）式沉淀池运行成本较高，也不做采用；由于平 流沉淀池管理运行较为繁琐，运行成本高，也不做采用；对于辐流式沉淀池现在的技术 也已经成熟，且刮泥机械的技术也已经基本完善，可以保证良好的出水效果，并且运行 管理简单。本工程二沉池采用中心进水、周边出水的辐流式沉淀池。
2.5.7 消毒 接触池：采用折板往复式池子。 消毒剂的选择[11]：
(1)液氯：适用于大、中型规模的污水处理厂；
(a)优点：价格便宜，效果可靠，投配设备简单; (b)缺点：对生物有毒害作用，并且可能产生致癌物质。
(2)漂白粉：适用于消毒要求不高或间断投加的小型污水处理厂；
(a)优点：投加设备简单，价格便宜；
(b)缺点：除用液氯缺点外，尚有投配量不准确，溶解剂调制不便，劳动强度大。 (3)臭氧 (a)优点：消毒效率高，能有效的降解水中残留有机物、色味等，污水温度、PH 值 对消毒效果影响小，不产生难处理或生物积累性残余物；
(b)缺点：投资大，成本高，设备管理复杂。
综上三种消毒剂的比较，本工程设计采用᳔常用且技术成熟的液氯作消毒剂，为减 少其危害，在设计中采用余氯自动监测系统，严格控制出水氯含量。
2.5.8 浓缩池 污泥浓缩池主要是降低污泥中的间隙水，来达到使污泥减容的目的。经浓缩后的污 泥近似糊状，仍保持流动性。污泥浓缩的方法有沉降法、气浮法、离心法[]。
浓缩池可分为气浮浓缩池、重力浓缩池和离心浓缩池。重力浓缩池按其运行方式分 (a)气浮浓缩池：依靠微小气泡与污泥颗粒产生粘附作用，使污泥颗粒的密度小于 水而上浮，并得到浓缩。适用于浓缩活性污泥以及生物滤池等较轻的污泥，并且运行费 用较高，贮泥能力小；
(b)连续式重力浓缩池：用于浓缩初沉池污泥和二沉池的剩余污泥，只用于活性污 泥的情况不多；
(c)间歇式重力浓缩池：主要靠阀门控制污泥的进出和上清液的排出，无刮泥系统， 管理简单，运行费用低，动力消耗小；
(d)离心浓缩池：利用污泥中的固、液相的密度不同，在高速旋转的离心机中受到 不同的离心力二是两者分离，达到浓缩目的。离心分离一般要加入助凝剂，且耗电量大， 在达到相同的浓缩效果时，其电耗约为气浮法的 10 倍。
综上所述，由于本工艺设计水量较少，结合氧化沟工艺污泥稳定，且污泥量较少， 本设计采用间歇式重力浓缩池。 为间歇式或连续式。
3 城市污水处理系统的设计计算 3.1 进水闸井和进水格栅间的设计
3.1.1 污水厂进水管 (1)设计依据：
(a)进水管流速在 0.9～1.1 m / s ； (b)进水管管材为钢筋混凝土管； (c)进水管按非满流设计，n=0.014。 (2)设计计算
(a)进水管径为 D=1500mm； (b)᳔大日污水量 Qmax=0.903m3/s；
(c)初定充满度 h/D=0.65，则有效水深 h=1500×0.65=975mm。 (d)已知管内底标高为 336.0m，则水面标高为：336.0+0.975=336.975m (e)管顶标高为：336.0+1.5=337.5m
3.1.2 进水闸井工艺设计
进水闸井的作用是汇集各种来水以改变进水方向，保证进水稳定性。进水闸井设超 越管，超越管的作用是当污水厂发生故障或维修时，可使污水直接排入水体，避免对后 续工艺的影响[12]。
跨越管的管径比进水管略大，取为 1600mm。
污水来水管管底标高为 336.0m，闸井井底标高为 336.0-0.10=335.9m，考虑格栅间 的宽度，进水闸井采用矩形构造，面积为 00×3000mm。
进水闸井采用明杆式铸铁密封方形闸门， 超越管线上闸门 L1=1600mm；重量 W1=800kg 进入格栅间的闸门 L2=1000mm；重量 W2=500kg (1)启闭机的计算
F=T+W
式中：W—闸板及螺杆的重量；
T—克服水压的阻力，T=f×p。
其中为 f 摩擦系数，取 f=0.3，p 为闸门受到的总压力
p + p
1 2
p = L ⋅ 2
2
(3-1)
( 3-2) 式中：p1—᳔高水位时的水压力；
p2—᳔不利水位时的水压力。
设᳔高水位为 338.5m，则 P1=1000×（338.5-336.0）=2500kg/m2
᳔不利水位与管顶平齐即 337.5m，则 P2=1000×（337.5-336.0）=1500kg/m2 以，超越管线上闸门需要启闭力为：
F = T + W
1
1 2
1
所
P + P
1 2
= f × L × + W
1 1
2
2 2500 + + 800
0.3 × 1.6 × 1500 =
2 2336 kg
=
进入格栅间闸门需要启闭力为：
F = T + W
2
2
2
= f × L 2 ×
2
P + P
1
(2)启闭机的选用 机，其性能见表 3-1。
+ W 2
2
1500 2
2500 = 0.3 × 1.0 + + 500
× 2 =
kg 1100
2
根据启闭力在《给水排水设计手册》第 11 册上查得采用 LQD 型手电两用螺杆式启 闭
表 3-1 LQD 型手电两用螺杆式启闭机性能规格表
启闭能力
型号
（t）
LQD-3 LQD-2
3
（kw） 220~300
（m/min） 0.39
（kw） 1.1
河南省商城 县水利机械
2
220~300
0.39
1.1
厂
输出转矩
启闭速度
电动机功率
生 产厂 家
3.1.3 格栅的设计 本设计采用粗细两种格栅，两道粗格栅、两道细格栅，粗格栅建于泵站前,细格栅 建于泵站后，曝气沉砂池前。 (1)设计原则
(a)中格栅间隙一般采用 10～40mm；
(b)格栅不宜少于两台，如为一台时，应设人工清除格栅备用； (c)过栅流速一般采用 0.4～0.9m/s；
(d)格栅倾角一般采用 45º～75º；
(e)通过格栅的水头损失一般采用 0.08 m/s～0.17m/s；
(f)格栅间必须设置工作台，台面应高出栅前᳔高设计水位 0.5m，工作台有安全和 冲洗设施；
(g)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；
(h)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； (i)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)设计参数
(a)栅前水深 h1=1m； (b)过栅流速 v=0.7m/s； (c)格栅间隙 b=20mm； (d)格栅安装倾角θ=70º。 (3)格栅的设计计算
格栅计算图见图 3-1。
B 1
B 1
L 1
5 0 0 H 1 / t g a 1 0 0 0 L 2
图 3-1 格栅计算图
(a)栅条间隙数：
Q max ⋅ sin α n 粗 =
b⋅h 1 ⋅ v
(3-3) 式中： n粗 —粗格栅间隙数；
Qmax —᳔大设计流量，m3/s； b —栅条间隙，取 20mm； h 1 —栅前水深，取 1.0m； v —过栅流速，取 0.7m/s； α —格栅倾角，设计 70°；
。
(b)栅槽宽度：
sin 70 = 63 ∴ n 0.903 ×0.020 × 1.0 × =
0.7
设置两台格栅，则单台格栅间隙数 n=32 个 栅槽宽度一般比格栅宽 0.2~0.3m，在此取 0.2m 栅条宽度 S=0.01m
B = S (n −1) + bn + 0.2
= 0.01× (32 −1) + 0.02 × 32 + 0.2 = 1.15m ≈ 1.2m
式中：B—栅槽宽度，m；
S—格条宽度，取 0.01m。 (c)进水渠道渐宽部分的长度：
设进水渠宽 b1=1.0m，渐宽部分展开角α1=20º，进水渠道内的流速为 0.45m/s
B− B1 1.2 −1.0
L = ° = 0.27 m 2 tgα 1 = 2 20 1
tg
(d)栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度 L2：
L2=L1/2=0.27/2=0.14m
(e)通过格栅的水头损失：
设栅条断面为锐边矩形断面，取 k=3，
4 / 3 2
⎛ S ⎞ v h 1 = β ⎟ sin α k
⎜ b ⎠ 2 g
4 / 3 2 ⎝ 0.01 ⎞ 0.7 = ⎛ ⎟ × sin 70 × 3 × (f)栅后槽总高度 2.42 0.020 ⎠ 2 × 9.8 H,m： ⎜ ⎝ = 0.068m 设栅前渠道超高 h2=3.5 m H=h+h1+h2=3.5+0.068+1.0=2.068m≈4.5 m (g)栅槽总长度 L、m：
L=L1＋L2＋1.0＋0.5＋H1/tgα (3-5) （3-4）
式中:H1—栅前渠道深 H1=h＋h2,m
L=0.27＋0.14＋1.0＋0.5＋（1.0＋3.5）/tg70°=4.50m (h)每日栅渣量 W,m3/d 取 W1=0.07m3/103m3 800Q W W =
max
1
800 × 0.903× 0.07 =
1000 × 1.30
1000 K z
= 4.2m / d 〉0.2
m / d
3 3
宜采用机械清渣。 (4)粗格栅选用
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 型链条式回转 格栅除污机，其性能见表 3-2。
表 3-2 GH 型链条式回转格栅性能规格表
安装角
格栅宽度
型号
（mm）
（mm）
a(°)
格栅净距
度
过栅流
功率
面积
（kg）
无锡通用
GH-1000
1000
20
70
0.7
1.5
50×10
3500～5500
机械厂
速（m/s）
（kw） （mm）
电动机
栅条截
整机重量
生产厂
(5)格栅间尺寸的确定
工作平台设在格栅上部，高出格栅前᳔高设计水位 3.5m，工作台上设有安全和冲洗措施， 工作台正面过道宽度与栅槽宽度相同。
格栅间的尺寸为：00×7500mm。 (6)皮带输送机选用
栅渣用皮带输送机传送到格栅间外，卸入小推车中再运至垃圾堆放场所。根据格栅 间宽度、输送距离在《给水排水设计手册》第 9 册上查得采用 GH 型链条式回转格栅除 污机，其性能见表 3-3。
表 3-3 LD 型皮带输送机性能参数表
皮带宽度
型号
（mm） （m） 带速 0.8m/s
带速 1.0m/s
河南红星矿山机
LD75
800
4.5
210
278
1.1
器有限公司
输送距离
运输能力(m3/h)
功率（kw）
生产厂家
(7)格栅起吊设备选用
根据格栅整机重量在《给水排水设计手册》第 11 册上查得采用 CD1型电动葫芦，其 性能见表 3-4。
表 3-4 CD1 型电动葫芦性能规格表
起重 起重
型号
起重速度 运行速度
重量 高度 动机功率 （m/min） （m/min） （t） （m） （kw）
机功率（kw）
绳 径 长度 mm m
新乡起重
CD110-9D
10
9
7
20
13
2×0.8
15
45
设备厂 生产厂
主起升电
运行电动
钢丝绳
3.2 污水泵房的设计[7]
3.2.1 一般规定 (a)应根据远近期污水量，确定污水泵站的规模，泵站设计流量一般与进水管之设 计流量相同；
(b)应明确泵站是一次建成还是分期建设，是永久性还是半永久性，以决定其标准 和设施；
(c)并根据污水经泵站抽升后，出口入河道、灌渠还是进处理厂处理来选择合适的 泵站位置；
(d)污水泵站的集水池与机器间在同一构筑物内时，集水池和机器间须用防水隔墙 隔开，允许渗漏，做法按结构设计规范要求；分建式，集水井和机器间要保持的施工距 离，其中集水池多为圆形，机器间多为方形；
(e)泵站构筑物不允许地下水渗入，应设有高出地下水位 0.5 米的防水措施。
3.2.2 水泵设计计算 (1)污水泵站选泵应考虑因素
(a)选泵机组泵站泵的总抽生能力，应按进水管的᳔大时污水量计，并应满足᳔大 充满度时的流量要求；
(b)尽量选择类型相同（᳔多不超过两种型号）和口径的水泵，以便维修，但还须 满足低流量时的需求；
(c)由于生活污水，对水泵有腐蚀作用，故污水泵站尽量采用污水泵，在大的污水 泵站中，无大型污水泵时才选用清水泵。 (2)设计计算
泵站选用集水池与污水泵房合建式的。 (a)流量的确定 Q max
=3250 m3 / h
本设计拟定选用 4 台潜污泵（3 用 1 备），则每台泵的设计流量为： Q=Qmax/3=3250/3=1083.3 m3/h (b)扬程的计算
H=H 静+2.0+（0.5～1.0）
式中：2.0—水泵喇叭口到沉砂池的水头损失；
0.5～1.0—自由水头的估算值，取为 1.0；
H 静—水泵集水池的᳔低水位 H1 与水泵出水水位 H2之差；
H1=进水管底标高+D×h /D- 1.8
=336.0+1.5×0.65-1.8 =335.175m H2=接触池水面标高+沉砂池至接触池间水头损失，经过高程计算：H2=341.2m 则：H 静=H2-H1=341.2-335.175=6.0m
则：水泵扬程 H=H 静+2.0+1.0=6.0+2.0+1.0=9.0m 取 10m (3)水泵选用
根据水泵 Q=1083.3 m3/h ，H=10m 在《给水排水设计手册》第 11 册上查得采用 QW 型潜水排污泵，其性能见表 3-5。
表 3-5 QW 型潜水排污泵的规格性能表
型号
流量 Q （m3/h）
扬程 H （m）
转速 n （r/min）
功率 W （kw）
效率
重量
出口直
生产 （3-7） （3-6）
（m） （kg） 径（mm） 厂
石家
350QW1100-10-45 1100 10 980 45 74.6 1500 350 庄水 泵厂
(4)起吊设备选用
泵房起重设备根据起吊᳔大一台设备的重量选择，由潜污泵重 W=1500kg, 在《给水 排水设计手册》第 11 册上查得采用 CD1型电动葫芦，其性能见表 3-6。
表 3-6 CD1 型电动葫芦性能规格表
起重 起重
型号
起重速度 运行速度
重量 高度 动机功率 （m/min） （m/min） （t） （m） （kw）
机功率 （kw）
绳径 长度 mm m
新乡起重
CD12-12D
2 12 8 20 3 0.4 11 28 设备厂 生产厂
主起升电 运行电动
钢丝绳
3.2.3 集水池 (1)集水池形式
污水泵站的集水池宜采用敞开式，本工程设计的集水池与泵房和共建，属封闭式。 (2)集水池容积计算
泵站集水池容积一般按不小于᳔大一台泵 5 分钟的出水量计算，有效水深取 1.5— 2.0 米。本次设计集水池容积按᳔大一台泵 6 分钟的出水量计算，有效水深取 3.4m。
V=6×60×300.9=10833L=108.33 m3 取 V=120m3 则集水池面积 A 为： A=V/h=120/3.4=35.29m2
设计宽度 8.2 米，则集水池长度为 4.3 米，取宽度为 4.5m 则：集水池有效容积尺寸为 8.2×4.5×4.3m
3.2.4 泵房附属设施及尺寸的确定
(1)水位控制
为适应污水泵房开停频率的特点，采用自动控制机组运行，自动控制机组启动停车 的信号，通常是由水位继电器发出的。 (2)计量设备
由于污水中含有机械杂质，其计量设备考虑被堵塞的问题，可采用电磁流量计，采 用压水干管的弯头作为计量设备。
3.3 细格栅的设计计算：
3.3.1 设计参数
(a)栅前水深 h1=0.65m；
(b)过栅流速 v=0.9m/s； (c)格栅间隙 b=8mm； (d)格栅安装倾角θ=60º。 3.3.2 设计计算
(1)栅条的间隙数
Q max sin α 0.903 × sin 60 n =
= ≈ 180 个 bhv
0.008 × 0.65 × 0.9
(2)栅槽宽度
设计安装 3 台格栅，则单台格栅间隙数： n单 = n = 180 = 60 个
3 3 栅槽宽度一般比格栅宽 0.2~0.3m，在此取 0.2m,设栅条宽 S=0.01m B=S(n-1)＋bn＋0.2=0.01×(60-1)+0.008×60＋0.2=1.27m (3)进水渠道渐宽部分的长度
设进水渠宽 B1=1.0m，渐宽部分展开角α1=20°，此时进水渠道内的流速为 0.46m/s B− B1 1.27 −1.0
L 1 = 2 tgα = 2 ° = 0.37 m
1 20
tg
(4)栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度 L2=L1/2=0.37/2=0.185m (5) 通过格栅的水头损失
设栅条断面为锐边矩形断面，取 k=3
4 / 3 2 4 / 3 2
⎛ ⎞ 0.01 ⎞ 0.9 v ⎛ h 1 = β ⎟ × sin 60 × 3 × = 0.35 m S ⎟ sin α k = 2.42
0.008 ⎠ 2 × 9.8 ⎜ ⎜ 2 g ⎝ ⎝ ⎠ b
(6) 栅后槽总高度 H,m
设栅前渠道超高 h2=0.3m
H=h+h1+h2=0.65+0.35+0.3≈1.3m (7) 栅槽总长度 L,m
L= L1＋L2＋1.0＋0.5＋H1/tgα 式中 H1 为栅前渠道深 H1=h＋h2,m
L=0.37＋0.185＋1.0＋0.5＋（0.65＋0.3）/tg60°=3..95m (8）每日栅渣量 W ， m /d3 ；取 W1=0.08m3/103m3
800 Q max W 800 × 0.903 × W = =
1 0.08 1000 K z 1000 × 1.30
= 4.8 m / d 〉 0.2 m / d
采用机械清渣的方
3
3
式。
(9)细格栅选用
根据格栅间距、宽度在《给水排水设计手册》第 11 册上查得采用液压传动伸缩耙 式弧形格栅除污机，其性能见表 3-7。
表 3-7 HG 型液压传动伸缩耙式弧形格栅除污机性能表
格栅宽度 格栅净距 ᳔高水位
型号
（mm）
（mm）
（m）
（mm） （mm） 率（kw）
（kg）
无锡通
HG-400
1000
8
800
15
1300
0.55~0.75
3500~5500
用机械
厂
A
B
电动机功
整机重量
生产厂
(10)皮带输送机选用
细格栅的栅渣也用皮带输送机传送到格栅间外，卸入小推车中再运至垃圾堆放场 所。根据栅渣量、输送距离采用与粗格栅想同型号的皮带输送机——LD 型皮带输送机， 其性能见表 3-3。 (11)格栅间尺寸的确定
工作平台设在格栅上部，高出格栅前᳔高设计水位 0.5 m ，工作台上设有安全和冲 洗措施，工作台正面过道宽度与栅槽宽度相同。
格栅间的尺寸为：6000×5000 mm 。
3.4 曝气沉砂池的设计
3.4.1 设计要求[5] (1)城市污水处理厂一般均应设置沉砂池；
(2)沉砂池按去除比重 2.65，粒径 0.2mm 以上的沙粒设计； (3)设计流量的确定：
(a)当污水为自流进入时，应按每期的᳔大设计流量计算； (b)当污水为提升进入时，应按每期工作水泵的᳔大组合流量计算； (c)在合流制处理系统中，应按降雨时的设计流量计算。
(4)沉砂池个数或分格数不应少于两个，并宜按并联系列设计； (5)设计水平流速一般为 0.08～0.12m/s； (6)设计停留时间一般为 4~6min；
(7)有效水深为 2～3m，池宽与池深比为 1～1.5，池的长宽比可达 5，当池长宽比大于 5 时，应设置横向挡板；
(8)曝气沉砂池多采用穿孔管曝气，孔径为 2.5～6.0mm,距池底约 0.6～0.9m，并应有调 节阀门；
(9)沉砂池的超高一般不小于 0.3m。
3.4.2 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 3 min ； (3)水平流速 0.08 m / s ； (4)池底的坡度为 0.5； (5)设计有效水深 2 m ； (6)沉砂池的超高取 0.3 m 。
3.4.3 设计计算[8] (1)池子总有效容积V
设 t=3min
V=Qmaxt×60=0.903×3×60=162.54m3 (2)水流断面积 A
设 v1=0.08m/s
A=Qmax/ v1=0.903/0.08=11.29m2
(3)池总宽度 B ；
设 h2=2m B=A/h2=11.29/2=5.65m
(4)每格池子宽度b ， m ；
设 n=2 b=B/n=5.65/2=2.8m
b/h2=2.8/2=1.4 介于 1.0～1.5 之间(符合规定) (5)池长 L=V/A=162.54/11.29=14.4m
(6)每小时所需空气量 q ， m /h3
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 量为 29m3/m ⋅ h 则单个池子需要鼓入的空气量为
q‵=29×14.4×（1+15%）×2=960.5m3/h
(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：
V 0 =
a+ a
1
q=960.5×2=1921m3/h
× h 3 × l
2
其中：a 为沉砂斗上顶宽,a1为沉砂斗下顶宽 (a)沉砂斗上口宽 a
取斗高 h4=0.35m,斗底宽 a1=0.35m,斗壁于水平面的倾角 70°。
a =
(b)沉砂斗体积
V0=（0.6＋0.35）/2×0.35×12≈2.4m3
(8)沉砂室高度 h3
设沉砂室坡向沉砂斗的坡度为 i=0.3
b− a 2.8 − 0.6 h 3 = i × = 0.33 m 2 = 0.3 ×2 取超高 h1=0.3m
H=h1＋h2＋h3＋h4=0.3＋2＋0.33＋0.35=2.98m
3.4.4 曝气沉砂池吸砂桥的选用
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 3-8， 其机构及安装图见图 3-2。
表 3-8 HXS-6 型桥式吸砂机性能表
池宽 （m）
池深 （m）
行驶速度 （m/min）
驱动 功率 （kw） Q=25m3/h HXS-6 6 1～4 2～5 0.75 H=8m P=1.5kw
6000 6300 江都市环龙给排 水设备厂
潜污泵
L(mm) LX(mm)
生产厂
2 × 0.35
+ 0.35 = 0.6 m + a =
1 tg 70
tg 70
2 h 3 ′
(9)沉砂池总高度
型号
图 3-2 HXS-6 型桥式吸砂机机构及安装图
3.4.5 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 LSF-355 型螺旋砂水分离器，其性能见表 3-9， 其机构及安装图见图 3-3。
表 3-9 LSF-355 型螺旋砂水分离器性能表
处理量 （L/S） 电机 功率 （kw） 0.55 机体᳔ 大宽度 （mm） 1420 图 3-3 JSF 型螺旋砂水分离器示意图
L (mm) H (mm) H1 H2 L1 (mm) L2 (mm) 型号 (mm) (mm) 生产厂 LSF-3 55 27 50 2400 2400 3050 4000 2000 江都市环龙给 排水设备厂 3.4.6 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 1921m3/h=32.0 m3/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 3-10。
表 3-10 DG 超小型离心鼓风机性能表[12]
流量 （m3/min）
出口压力 （kPa）
轴功率 （kw）
电动机形 式 Tefc（全
电动机功率 （kw）
电动机电 压
重量（t） 生产厂
35 63.8 46
封闭式风 扇冷却) （室内）
55 200/220V
约 1（包括 沈阳鼓风 电动机）
机厂
3.5 生物选择器——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。
3.5.1 设计参数 (1)设计进水流量 7.8×104m3； (2)设计沉砂池 4 格； (3)水力停留时间：tAN=0.5h； (4)污泥浓度: X=2800mg/L； (5)污泥回流液浓度：XR=10mg/L。
3.5.2 污泥回流量计算
(1)回流比计算
R =
(2)污泥回流量计算
X 2.8
X R − X = 10 − 2.8 = 38.9%
4
3
Q R = RQ = 0.3 × 6 × 10 = 23340 m / d
3.5.3 生物选择池（厌氧混合池）设计计算 (1)厌氧池容积
VAN=Q· tAN 式中：VAN—生物选择池容积；
tAN—水力停留时间。
(2)厌氧池表面积
设计有效水深 4.5m,
V AN 527.8 3 A = h = = 117.29 m
4.5
3 10 + 23340 V AN = 7.8 ×× 0.5 = 527.8 m 4 × 24
4
（3-8）
设计长为 18m，则宽 6.5m
设计有效容积尺寸为：18m×7m×4.5m×4 格
设计超高 0.5m，则工艺尺寸为 18m×7m×4.5m×4 格 实际单池容积为：18m×7m×4.5m=567m3
3.5.4 生物选择池污泥负荷
生物选择池采用高负荷完全混合式，其污泥负荷（F/M）为：
Q ⋅ L a
F / M =
VX
式中： La -进水 BOD5 浓度,mg/L,取 180mg/L；
X -污泥浓度，mg/L，取 2800mg/L。
10 × 180 = 1 8 kgBOD 5 /( kgMLSS ⋅ d ) 则： F / M = 6 ×4 × 527 8 × 2800
3.5.5 搅拌设备的选择
4
（3-9）
根据厌氧选择池容积大小和池深选择 JBL 型螺旋桨式搅拌机，每格安装 2 台其性能 参数见表 3-11
表 3-11 JBL 型螺旋桨式搅拌机性能参数表
型号 JBL-2000
浆直径（ mm） 800-2000
转速（r/min）
4-134
功率(kw) 4.5-22
浆叶数(个)
12
3.6 氧化沟的设计
本设计采用卡鲁塞尔氧化沟
3.6.1 已知条件 (1)水量 Q=60000m3/d；
(2)BOD5 浓度 S0=180mg/L， Se=20 mg/L； (3)TSS 浓度 X0=250×(1-50%)=125 mg/L，VSS=87.5 mg/L (VSS/TSS=0.7)； (4)TSS 浓度 Xe=20 mg/L；
(5)进水 TKN=25 mg/L，NH3-N=10 mg/L； (6)出水 TN=20mg/L，NH3－N= 8mg/L； (7)碱度 SALK=280 mg/L (以 CaCO3 计一般城市污水多采用此法)； (8)᳔低水温 T＝50C。
3.6.2 设计参数 (1)有效水深 h≥5m；
(2)污泥负荷 N=0.05～0.1kgBOD5/(kgMLVSS· d)； (3)污泥泥龄 θ C =
25 ~ 30 d ；
(4)水力停留时间 18～28h； (5)污泥产率系数 Y＝0.55；
(6)混合液悬浮固体浓度（MLSS）X=2800 mg/L；
(7)混合挥发性悬浮固体浓度（MLVSS）XV=2100 mg/L(MLVSS/MLSS=0.75)； (8)污泥龄 QC=30d；； (9)内源呼吸系数 Kd=0.055； (10)200C 时脱氮率 qdn=0.035kg。
3.6.3 氧化沟设计计算[13]
(1)去除 BOD 计算
(a)氧化沟出水 BOD5浓度 S0为了保证二级出水 BOD5浓度 Se ≤ 20mg/L,必须控制氧化沟 出水所含溶解性 BOD5 浓度
VSS −0.23× 5
S = Se −1.42 × ( ) ×TSS × (1−
TSS e )
− 0.23× 5 = 20 − 1.42 × 0.7 × 20 × (1 − e ) = 6.41 mg / L
(b)好氧区容积 V1
4
YQ Q ( S − S) 0.55 × 30 × 6 × 10 × (0.180 − 0.001) C 0 3
V 1 = =
X (1 + K θ ) = 23161 m 2.8 × (1 +
× 30) 0.055
V
d c
(c)好氧区水力停留时间 t1
t 1 =
(d)剩余污泥量Δ X , kg/m3
V 23161 = 4 = 0.386 d = 9.26 h Q 6 × 10
（3-10）
Y
Δ X = Q S − S) ⋅ + Q X − X ) ( (
0 1 e 1 + K θ d C 式中：X1—进水悬浮固体可溶性部分（进水 TSS-进水 VSS）的浓度；
Xe—出水 TSS 浓度。
= 150 − × 150 = 0.045 kg / m
3
0.7
X e = 20 mg / L = 0.2 kg / m , 其余参数见已知条件。
0.55
故 Δ X = 60000 （ × 0.18 − 0.01 ） 1 + 0.55 × + 30000 （ × 0.075 − 0.02 ） × 30
= 5461.69kg / d
去除每kgBOD 5 产生的干污泥量：
Δ X Q ( S − S ) ×
0
e
X1
3
=
5461.69 6 × 10
4
= 0.524D / kgBOD
s
5
(0.18 − 0.02)
(2)脱氮量计算
(a)氧化沟的氨氮量
氧化沟产生的剩余污泥中含氮率为 12.4%,则用于生物合成的总氮量为
0.55 × (180 − 6.41)
= 4.47 mg / L N 0 = 0.124 ×
1 + 0.055 × 25 需要氧化的氨氮量 N1=进水 TKN - 出水 NH3-N - 生物合成所需氮量 N0
N1=25-8-4.47=12.53mg/L
(b)脱氮量 Nr=进水总氮量-出水总氮量-生物合成所需的氮量
Nr=35-20-4.47=10.53mg/L
(c)碱度平衡。
每氧化 1mgNH3-N 需消耗 7.14mg/L 碱度； 每氧化 1mg/LBOD5 产生 0.1mg/L 碱度； 每还原 1mgNO3—N 产生 3.75mg/L 碱度。
剩余碱度 SALK1=原水碱度－硝化消耗碱度+反硝化产生碱度+氧化 BOD5 产生碱度
=280-7.14×12.53+3.57×10.53+0.1×（180-6.41） =245.5mg/L
(d)计算脱氮所需池容 V2 及停留时间 T2
脱硝率 q
1
= q
dn(20)
× 08 (T − 20)
（3-11）
dn(t)
考虑᳔不利的条件水温，᳔低水温为 5℃
5℃时 qdn=1.08(12-20)×0.35＝0.010[kg(还原的 NO3-N/kgMLVSS)] 脱
氮所需容积
4
QNr 6 × 10 × 10.53 3 V 2 =
= 22121.85 m q X =
0.0102 × 3000
dn V 停留时间 t2 =
(3）氧化沟总容积及停留时间 t
V 总＝V1+V2=23161+22121.85=45282.85m3
V 2 Q =
22121.85 6 ×10
4
= 0.369 = 8.8 h
t=t1+t2=9.26+8.8=18.06h 4
QS a
10 × 0.18 = 0.085 kgBOD 5 /( kgMLVSS d ) 校核污泥负荷 N = = 6 ×
X V 2.8 × 45282.85
设计规程规定氧化沟污泥负荷应为 0.05～0.1kgBOD5/(kgMLVSS.d) (4)需氧量计算
(a)设计需氧量 AOR
氧化沟设计需氧量 AOR=去除 BOD5 需氧量－剩余污泥中 BOD5 的需氧量 +去除 NH3-N 耗氧量－剩余污泥中 NH3-N 的耗氧量 －脱氮产氧量
①去除 BOD5 需氧量 D1 D1=a‵Q(S0-S)+b‵VX
式中：a‵—微生物对有机底物氧化分解的需氧率，取 0.52；
b‵—活性污泥自身氧化需氧率，取 0.12；
D1＝0.52×6×104×（0.180-0.001）+0.12×45282.85×2.8 ＝20631.04kg/d
②剩余污泥量 BOD 需氧量 D2（用于合成的那一部分）
D2 =1.42 ×ΔX=1.42 × 2161.69 = 3069.60kg / d
③去除氨氮的需氧量 D3
每 1kgNH3-N 硝化需要消耗 4.6kgO2
D3=4.6×（进水 TKN－出水 NH3-N） 25 − 8 4 = 4.6 × 1000 × 6 × 10 = 4692kg / d
④剩余污泥中 NH3-N 耗氧量 D4
D 4 = 4.6 × 0.124( 污泥中含氮率） 氧化沟生于污泥量 Δ X ×
= 4.6 × 0.124 × 2161.69 = 1233.03 kg / d
⑤脱氮产氧量 D5
每还原 1kgNO3-产生 2.86kgO2
10.53 4
D 5 = 2.86 × 1000 × 6 × 10 = 1806.95 kg / d
总需氧量＝20631.04-3069.6+4692-1233.03-1806.95
（3-12）
＝19213.46kg/d
考虑安全系数 1.4，则
AOR＝1.4×19213.46＝268.8 kg/d
校核去除每 1kgBOD5 的需氧量＝268.8÷[6×104×（0.180-0.001）]
＝2.58 kgO2/kgBOD5
⑥标准状态下需氧量 SOR
SOR =
AOR× C S ( 20)
α C S ( 20) − C) × 1.024
( βρ (T − 20)
（3-13）
式中：Cs（20）－20℃氧的饱和度，取 Cs（20）＝9.17mg/l
Cs（25）-25℃氧的饱和度，取 Cs（25）＝8.38mg/l C-溶解氧浓度
α－修正系数，取 0.85 β－修正系数，取 0.95 T-进水᳔高温度，℃
所在地区实际气压 ρ = 5
5
0.983 × 10
＝ ＝ 0.970
5
1.013 × 10 1.013 × 10
268.8 × 9.17 SOR =
25 − 20
0.85× (0.95× 0.970 × 8.38 − 2) ×1.024
= 45022.57kgO2 / d ＝1875.94kgO2 / h
校核去除每 kgBOD5 的标准需氧量
SOR
SOR / BOD =
Q − S ) 5
( S0
45022.57
= 4 6 ×10 × (0.18 − 0.001) = 4.3kgO / kgBOD
2
5
(5)氧化沟尺寸计算：
设计四座氧化沟
3 单座氧化沟有效容积容积 V 单=V/4=45282.85/4＝11320.71m
设计氧化沟有效水深 H=5m，超高设计 1m，氧化沟深度 h=5+1=6m，中间分隔墙厚度 为 0.25m。
氧化沟面积 A = V 单 / 5 = 11320.71/ 5 = 22.1425m 2
设计单沟道宽度 b=8m;
弯道部分面积
1 2 × 8 + 0 25 2 2
A = π ( ) × 2 = 207 29 m 1 2 2
8 + 3 × 0 25 2 2 1 4 ×( ) = 420 98 m = π A 2 2
2
A = A + A = 628.27m 2
弯 1
2
直线段部分面积
2
A = A− A = 22.1425 − 628.27 = 1635.8725m 直 弯
单沟道直线段长度 L
A 1635.8725
直L = 4 ＝ =51.21m × b 4 × 8
(6)进水管和出水管计算
Q 6 × 10 4 3 3
进出水管流量： Q = ( 1 + R) × 4 = ( 1 + 0 3) × = 20835 m / d = 0 241 m / s ；
4
进水水管控制流速：V≤1m/s； 4 × 0 241 4 ` 进出水管直径： d = = = 0 55 ，取 0.6m，(600mm)；
Q m
3 14 × 1 0 π V Q 0 241
校核进出水管流速： V = A = 2 = 0 85 m / s ≤ 1 m / s ，满足要求。
0 3 π (7)出水堰及出水竖井计算
`
污泥回流比：R=38.9%；
为了能够调节氧化沟的运行及出水，氧化沟出水处设置出水竖井，竖井内安装电动 可调节堰。初步估计δ/H<0.67，因此按照薄壁堰来计算
3
Q = 1 86 H 2
取堰上水头高 H = 0.2m
Q 0.241
则堰 b ＝ = = 1.45m
3/2 3 / 2 1.86H 1.86 × 0.2
考虑可调节堰的安装要求（每边留 0.3m）
则出水竖井长度 L =0.3×2＋b=0.6＋1.45=2.05m 出水竖井宽度 B 取 1.4m(考虑安装需要) 则出水竖井平面尺寸为 L×B=2.05m×1.4m 氧化沟出水井出水孔尺寸 b×h=1.45m×0.5m。
(3-14)
(8)曝气设备选择
单座氧化沟需氧量 SOR1
SOR 45022.57
SOR = = = 11255. kgO / d = 468.985 kgO / h ≈ 469 kgO / h
1 2 2 2
n 4
每座氧化沟设 3 台卡鲁塞尔专用倒伞形叶轮表面曝气机。单台曝气机所需充氧能力 为 469/3=156.3 kgO2 /h。
卡鲁塞尔氧化沟计算图见图 3-4。
图 3-4 卡鲁塞尔氧化沟计算图（单位：mm）
1—进水管；2—导流墙；3—表面曝气机；4—出水井；5—出水管；6—出水堰
3.6.4 氧化沟表面曝气机选用
根据单台曝气机所需充氧能力 156.3 kgO2 /h，在《给水排水设计手册》第 9 册上查 得采用型号为 144 的倒伞形叶轮表面曝气机，其性能见表 3-12。
表 3-12 倒伞形叶轮表面曝气机性能参数表
充氧能力 （kg/d）
电动机功率 （kw ）
设备重 量（kg）
叶片᳔小浸 没深度 （mm）
᳔大浸没 深度（mm）
型号 直径（mm）
144
3658
2600~4000
75
70
100
300
3.6.5 氧化沟推流器选用
为了增加池底水体流动，防止污泥沉降，在每座氧化沟中设计安装两台推流器，在 《给水排水设计手册》第 11 册上查得采用 DQT 型低速潜水推流器，其性能见表 3-13。
表 3-13 DQT 型低速潜水推流器性能参数表
型号
叶轮直径 （mm）
动机功率 （kw）
转速（r/min）
外形尺寸 （mm） 1300×1800 ×1800 重量（kg）
生产厂 安徽中联环
320
保设备有限 公司
BQT055
1800 5.5 72
3.7 堰式配水井
3.7.1 设计参数 (1)污水量 Q=6×104m3/d； (2)K=1.30；
(3)回流污泥量 QN=23340 m3/d； (4)氧化沟出水经配水井至四座二沉池。
3.7.2 设计计算[11]
(1)进水管管径
配水井进水管的设计流量为
7.8 ×3 3 10 + 23340 Q = = 4222.5 m / h = 1.173 m / s 24
当进水管管径 D1=1500 ㎜时，
4 Q 4 × 1.173 v = = 0.6 m/ s 2 = 满足设计要求。
(2)顶堰设计计算
π D
3.14 ×1.5
2
4
混合液从配水井底中心进入，经相等宽度的 4 个堰口流入 4 个水斗，再由管道接入 4 座辐流式沉淀池。每个沉淀池的分配水量为 q=4222.5/4=1055.6m3/h=0.293 m3/s，采 用矩形宽顶溢流堰。
(a)堰上水头 H
设计拟采用堰高 H=0.5m
矩形堰的流量 q = m°bH 2gH
式中：q－矩形堰的流量，m3/s
H－堰上水头，m
b－堰宽，m，取 0.6m
－流量系数，通常采用 0.327－0.332，在此取 0.33 m°
2 2
⎛ ⎞ 则: H = ⎜ q 0.293 ⎞ = 0.48 m ⎟ = ⎛ 2 2
⎜ 2 2 ⎟ ⎝ m ° b 2 g ⎠ ⎝ 0.33 × 0.6 × 2 9.8 ⎠ ×
基本与设计拟定堰高相等，则符合要求
1/ 3
1/ 3
(3-15)
(b)堰顶厚度 B
根据有关试验资料，当 2.5二沉池设计进水管径为 650mm
1.173 4 × 4 Q
则流速为 v = 4 = 0.88 m / s 2 = 2
π D 3.14 × 0.65
符合流速 0.6-0.9m/s 要求 (d) 配水漏斗上口口径 D 按配水井内径的 1.5 倍设计 D=1.5D1=1.5×2000=3000 ㎜ 溢流堰计算图见图 3-5
图 3-5 配水井计算图
进水
进水
3.8 二沉池的设计
本设计中二沉池采用辐流式沉淀池
3.8.1 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。
3.8.2 设计参数 (1)表面负荷取 0.8—2m3/m2.h，沉淀效率 40%—60%； (2)池子直径一般大于 10m，有效水深大于 3m； (3)池底坡度一般采用 0.05；
(4)进水中心管流速大于 0.4m/s，进水采用中心管淹没或潜孔进水，过孔流速为 0.1— 0.4m/s，潜孔外侧设穿孔挡板或稳流罩，保证水流平稳；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；
(5)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。 3.8.3 设计计算 (1)主要尺寸计算
(a)池表面积：
式中：A—池表面积，m2；
Q max A =
q
Qmax—᳔大设计流量，m3/h ；
q—水力表面负荷，本设计 0.9m3/m2· h 。
则：
(b)单池面积：
A =
3250 2 0.9 = 3611.1 m
本次设计设四座辐流式沉淀池]
(c)池直径： A
A 单池= = 3611.1 =902.78m2 4 4
4 A 单4 × 902.78 D= 池
= =33.9m 3.14
π 结合刮泥机考虑本次设计 D 取 35m。 (d)沉淀部分有效水深：
h2=q.t 式中：t-沉淀时间，本设计取 t=2.5h
h2=0.9×32.5=2.25m
(e) 污泥区的容积 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。
4
2 T (1 + k ) 2 × 2 × (1 +1 ） × 6 × 10 × 2800 3 V =
QX = = 4375 m
24 × （2800 + 100000) 24 × ( X + X
r )
设计 4 个二沉池 每个沉淀池污泥区的容积
V‵=4375/4=1093.75m3
(f) 污泥区高度 h4 ①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 60º
则
D − D
1
②圆锥体高度
h4 ′ = 2 × tg 60 = × tg 60 = 1.3 m π h ′ 2 4 2 2 3
V 1 = 12 × (3.0 + 3.0 × 1.5 + 1.5 ） = 5.36 m h 4 ′′ =
D− D
1
2
3.0 − 1.5
2 π h ′′ π × 0.8 4 2 2 2 2 3
V =
× ( D + DD + D ) = × (35 + 35 × 3 + 3 ) = 280.30 m
2 1 1
12
12
③竖直段污泥部分的高度
V −V − V 1093.75 − 5.36 − 280.3
1 2
h 4 ′′′ = F = = 0.90 m
902.78
污泥区的高度污泥区的高度 h = h ′ + h ′′ + h ′′′ = 1.30 + 0.8 + 0.9 = 3m
4
4
4
4
35 − 3
× 0.05 = × 0.05 = 0.8 m
2
(g) 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+2.25+0.5+3=6.05m 二次沉淀池计算图见图 3-6
V 3 = 0 . 2 m /s V 4 = 0 . 0 5 m /s V 2 = 0 . 3 2 m /s V 1 = 0 . 6 8 m /s 图 3-6 二沉池计算图
(2)二沉池进水管路计算
(a)设计参数：
进水管流速 V1=0.6～0.8m/s 中心管流速 V2=0.2～0.4m/s 中心管出水流速 V3=0.1～0.2m/s 中心管外的流速 V4=0.05m/s 中心管开孔高度 h=0.5m
h
中心管开孔宽度 b= =0.25m 2
(b)池内管路的计算及校核
Q 3250 3 3
单池流量为：Q＝ = = 812.5 m / h = 0.226 m / s max
4
4
①进水管：取 D1=650mm = = 0.68 m/ s ，
2
π ⋅ D 1 3.14 × 0.65
在 0.6—0.8 之间,满足要求
2
V1= 4 Q 4 × 0.226
②进水竖井：取 D2=900mm
3.14
0.9 ×
在 0.2—0.4 之间，满足要求
设 V3 = 0.20m / s ，可算出中心管开孔数：
2
V2= 4Q π ⋅ D
2 2
=
4 × 0.226
= 0.32 m/ s
n= = = 9.04 个 取 9 个 V3′⋅ b⋅h 0.20 × 0.5× 0.25
Q 0.226
2
2 Q 2 2 × 0.226 = 1.92 m ，取 1.90m。
则： D4= D 2 + π • V 4 = 0.9 +
3.14 × 0.05
③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 2 2.25 h′ = = = 1.125 m 2 2
穿孔面积：挡板上开孔面积总面积的 10—20%，取 15%，则：
2
F ′ = 15% ⋅ F = 0.15 π × D 4 × h′ = 0.15 × 3.14 × 1.90 × 1.125 = 1.0m
×
开孔个数 n：
孔径为 100mm，则：
4 × 1.0 n= = 127 个 4 F ′ =
π ⋅ d 3.14 × 0.1
④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。 ⑤出水堰的计算 单池设计流量：
Q = 单 ⑥环行集水槽的设计 环行集水槽内流量：
Q
= 0.903 =0.226m3/s 4 4
2
2
Q 单 0.226
3q 集 =
2 = 2 = 0.113 m/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 × (k ⋅ q集 ) 4.0
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 。
集水槽起点水深为：
b= 0.9 × (1.3× 0.113)0.4 = 0.418 m ，取 b=0.4m
0 4 = 0 3 m h起 = 0 75 ⋅ b = 0 75 ×
集水槽终点水深为：
0 4 = 0 5 m h终 = 1 25 ⋅ b = 1 25 ×
槽深取 0.7m。 ⑦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=1.343H12.47=1.343×0.052.47=0.0008213m3/s
三角堰个数 n1：
n1= Q单 = 0.226 = 275.17 个，本设计取 276 个。 q 1 0.0008213
三角堰中心距：
L1= ( 35 − 2 × 0.4 ) L π ⋅ ( D − 2 b ) 3.14 ×
= = = 0.39 m n n 276
1
1
3.8.4 刮泥设备的选择
根据设计池体直径 35m，在《给水排水设计手册》第 11 册上查得采用 ZBG-28 型周边传 动刮泥机，其性能见表 3-14。
表 3-14 ZBG-28 型周边传动刮泥机性能参数 功率 (KW)
周边线速 (m/min)
推荐池深 (mm)
周边轮压 (kN)
周边轮 中心 (m) 35.4
扬州天雨给 排水公司 生产厂
型号 池径（m）
ZBG-35
35 2.2 3.2 3000-5000 75
3.9 接触消毒
城市污水经处理后，水质已经改善，细菌含量也大幅度减少，但其绝对值仍很可观， 并有存在病原菌的可能。因此，污水排放水体前应进行消毒。本设计采用液氯消毒，其 效果可靠，投配设备简单，投量准确，价格便宜，适用于各种规模的污水处理厂。
3.9.1 设计依据 (1)接触时间：T=30min,并保证余氯不少于 0.5mg/L； (2)设一组接触池，池型选廊道式矩形接触池； (3)平均水深：h=2.5m； (4)格板间距：b=4m； (5)池底坡度：I=2‰—3‰； (6)排泥管：D=150mm。 (7)加氯量为 5-10mg/L 污水，污水在池中的流速大于 0.06m/s； (8)贮备氯量按 20d 计算。
3.9.2 设计计算 (1)接触池容积：
V= Q ⋅T 式中: V—接触池容积，m3；
Q—设计流量，0.903m3/s； T—水力停留时间，s；
∴V=0.903×30×60=1625 m3；
(2)水流速度：
式中：v—水流速度，m/s；
h—平均水深，m； b—格板间距，m。
满足流速要求 (3)表面积：
V 1625 F= h = = 650 m2 2.5 (4)廊道总宽：
隔板采用 8 个，则廊道总宽为：
B=8⋅ b =8 ×4 = 32 m (5)接触池长度： F 650 L= B = = 20.3 m 32
(6)水头损失：取 h=0.3m (7)池总高: H=h+h=2.5+0.3=2.8m 3.9.3 加氯机的选择 二级污水处理厂处理后的污水量为 5—10mg/L，本设计取 8mg/L，则总的加氯量为：
4 − 3 6 × 10 × 8 × 10 = 48kg / d = 20kg / d
加氯机选用 ZJ-1 型转子加滤机 2 台，其中一用一备。其规格性能见表 3-15。
Q v= h ⋅ b
0.903 v = = 0.0903 m / s > 0.06 m/ s
2.5 × 4
表 3-15 ZJ-1 型转子加滤机性能参数表 性能
型号
加氯量 (kg/h)
适用水压力 (kg/cm2) 水射器进水压力≮
ZJ-1
外形尺寸长×宽 ×高（mm）
净重 （kg）
生产厂
5—45 2.5kg/cm 点压力≯ 650×310×1000
240
上海市自来水公司 给水工程服务所
1kg/cm
2
3.9.4 氯库及加氯间的设计
(1)液氯的储备量：
按运输及保存条件以 15—30d 计，取 20d。 则 20d 的需氯量为： 20× 24× 20 = 9600kg (2)氯瓶的选择：
选用焊接液氯钢瓶 Lp800-1，容重 1000kg，其阀门型号为 QF-10ZG，需氯瓶的个数:
9600 n = ≈ 10 个
1000 本设计选用 12 个氯瓶，其中 2 个备用。 (3)加氯间：
加氯间采用与氯库合建，尺寸定为：L×B=15000×9000mm。 (4)加氯间应采取下列安全措施:
(a)设有直接通向室外且向室外开的门，以及可以观察室内情况的观察孔； (b)在加氯间出入处应设有工具箱，检修用品箱以及防毒面具等，照明和通风设备 的开关设在室外；
(c)加氯管材的要求：氯气管是用紫铜管，配制成一定浓度的加氯管是用橡胶管或 塑料管;
(d)给水钢管使用镀锌钢管。且各管不宜露出地面，应敷设在沟槽内；
(e)氯库应设用检查漏气的观察孔，氯库位置应设在水厂主导风向的下风向，并设 有强制通风设备.
3.10 计量设施
3.10.1 计量设备的选择
本设计采用巴氏计量槽设在总出口处，其特点是： (1)精确度可达 95%—98%；
(2)水头损失小，底部冲刷力大，不易沉积杂污； (3)操作简单；
(4)施工技术要求高，尺寸不准确测量精度将会受到影响。
3.10.2 设计依据 (1)计量槽应设在渠道的直线段上，直线段的长度不应小于渠道宽度 8-10 倍；在计量槽 的上游，直线段不小于渠宽的 2-3 倍；下游不小于 4-5 倍。当下游有跌水而无回水影响 时可适当缩短；
(2)计量槽中心线应与渠道中心线重合，上下游渠道的坡度应保持均匀，但坡度可以不 同；
(3)计量槽喉宽一般采用上游渠道宽度的 1/3—1/2；
(4)当喉宽 W 为 0.25m 时，H2/H1≤0. 为自由流，大于此数为潜没流；当喉宽 W=0.3— 2.5m 时，H2/H1≤0.7 为自由流，大于此数为潜没流；
(5)当计量槽为自由流时，只需记上游水位，而当其为潜没流时，则需同时记下游水位。 设计计量槽时，应尽可能做到自由流，但无论在自由流还是在潜没流的情况下，均宜在 上下游设置观察井；
(6)设计计量槽时，除计算其通过᳔大流量时的条件外尚需计算通过᳔小流量时的条件。
3.10.3 设计计算 根据᳔大出水量 Q max=0.903m3/s 和平均出水量 Q=0.694m3/s 选择的计量槽各部分尺 寸查《给水排水设计手册》第五册表 10-3，选计量槽的测量范围为：0.17-1.3m3/s，其 各部分尺寸见表 3-16，其尺寸图见图 3-7。
表 3-16 巴氏计量槽各部分尺寸表
W(m) 0.75
B(m) 1.575
A(m) 1.606
2/3×A(m) 1.071
C(m) 1.05
D(m) 1.38
0.05
上游观测孔
1
5
D=0.5W+1.2 平面图
i=0.005
剖面图
3:8 1:6 下游观测孔
6
0.6 0.9 图 3-7 巴氏计量槽平面图及剖面图
4 污泥处理工艺的设计及计算 在污水处理过程中，分离和产生出大量的污泥，其中含有大量的有毒有害物质有机 物易分解，对环境有潜在的污染能力，同时污泥含水率高，体积庞大，处理和运送很困 难，因此污泥必须经过及时处理与处置，以便达到污泥减量、稳定、无害化及综合利用。
4.1 污泥泵站的设计
二沉池的污泥流入污泥泵房，一部分回流至厌氧选择池，其余的剩余污泥进入污泥 浓缩池进一步处理。在污泥泵房里设计污泥回流泵和剩余污泥泵。
4.1.1 回流～污泥泵设计
(1)回流污泥量的确定
QH = 23340 m3/d = 972.5 m3/h 本设计拟定选用 3 台潜污泵（2 用 1 备），则每台泵的设计流量为： Q`H= QH/2 = 11670 m3/d = 486.25m3/h (2)扬程的计算
H=H 静+2.0+（0.5～1.0）
式中：2.0—水泵喇叭口到沉砂池的水头损失；
0.5～1.0—自由水头的估算值，取为 1.0；
H 静—水泵污泥泵站的᳔低水位 H1 与厌氧选择池᳔高水位 H2 之差； 经
过高程计算： H1=336.467m
H2=340.261m
则：H 静=H2-H1=340.261－336.467 =3.794m
则: 水泵扬程 H=H 静+2.0+1.0=6.794m ，设计扬程 7m
4.1.2 回流污泥泵的选用
根据水泵 Q`H = 972.5 m3/h ，H=7m 在《给水排水设计手册》第 11 册上查得采用 QW 型潜水排污泵，2 用 1 备，其性能如表 4-1：
表 4-1 回流污泥 QW 型潜污泵性能
流量 Q
3
(4-1)
型号
250QW500-10-30
扬程 H 转速 n
功率 W （kw） 30
重量 出口直径
（m/h） （m） （r/min） 500
10
980
（kg） （mm） 900
250
生产厂
石家庄水泵厂
4.1.3 剩余污泥泵设计
(1)剩余污泥量的确定
QS = 910.28 m3/d = 37.9 m3/h 本设计拟定选用 2 台潜污泵（1 用 1 备），则每台泵的设计流量为： Q`S= QS = 37.9 m3/h (2)扬程的计算
H=H 静+2.0+（0.5—1.0）
式中：2.0——水泵喇叭口到沉砂池的水头损失；
0.5—1.0——自由水头的估算值，取为 1.0；
H 静——水泵污泥泵站的᳔低水位 H1 与污泥浓缩池᳔高水位 H2 之差； 经
过高程计算 H1=336.467m
H2=346.275m
则：H 静=H2-H1=346.275－336.467 =9.808m
则: 水泵扬程 H=H 静+2.0+1.0=9.808+2.0+1.0=12.808m 设计扬程 13m
4.1.4 剩余污泥水泵选用
根据水泵 Q`S = 972.5 m3/h ，H=13m 在《给水排水设计手册》第 11 册上查得采用 QW 型潜水排污泵，1 用 1 备，其性能如表 4-2：
表 4-2 剩余污泥 QW 型潜污泵性能
型号
80QW40-13-4
60
13
1440
4
121
80
石家庄水泵厂
流量 Q
3
扬程 H 转速 n 功率 W 重量 （kg）
出口直径 （mm）
（m/h） （m） （r/min） （kw）
生产厂
4.1.5 污泥泵站的建造
污泥泵站为地下式钢筋混凝土结构，上部建造控制室。污泥泵站需要᳔小容积根据 满足᳔大一台泵运行 5～6min 要求，᳔小容积为 50m3，为了使污泥泵站有一定的调节能 力，适当加大其容积，使在某些不利情况（如污泥泵故障）下能尽量小的影响其他处理 单元的运行。
设计污泥泵站的容积为 80m3，其容积尺寸 8m×4m×2.5m,其地下部分高度为 6m，地 上部分高 3.5m，则污泥泵房总高为 9.5m。
4.2 浓缩池的设计
4.2.1 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 99.2%～ 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
4.2.2 设计参数
（1）污泥初始含水率 P0 为 99.4% （2）浓缩时间采用 16h； （3）浓缩池的有效水深采用 5m； （4）浓缩后污泥含水率按 98%计。
4.2.3 设计计算
（1）剩余污泥量的计算
ΔΧ = 5461.69kg / d
= = 910.28 m / d = 37.9 m / h
3
(1 − P 0 ) × 10 (1 − 99.4%) × 10
由于污泥量较小，本设计采用两座间歇式重力浓缩池。
s
3
Q =
ΔΧ 5461.69
3 3
（2）每池容积为：
Q 37.9 3
Q = = = 18.95 m / h s
2 2
(3)浓缩池各部分尺寸的确定
(a)浓缩池有效容积：
V = Q T⋅ 式中: Q——设计污泥量，m3/h；
T——浓缩时间，本设计取 16h。
2
V = 18.95 ×16 = 303.2m
(4-2)
(b)池断面面积：
拟采用有效水深 h2‵=5.5m
A =
V 303.2 2 h 2 = 5.5 = 55.13 m `
L = A = 55.13 = 7.4m
(c)底部锥体体积的确定：
α = 50 。 设 ，l =1.50m，则：
h 。 ⎛ L− l ⎞ 。
3 = tan 50 ⎜⎝ 2 ⎟⎠
=
tan 50 ⎛ 7.4 −1.5 ⎝ 2 ⎜⎠
⎟⎞ = 2.95m Vh3 2
2
锥
=
3
⎣ L + L× l+ l ⎦ = 2.95 ⎣ 7.4 2 + 7.4 × 1.5 + 1.5 2
⎦ 3
= 66.97m
3
(d)所需柱体体积：
V 柱=V-V 锥=303.2-66.97=236.23m3
(e)所需柱体高度
h 2 = V 柱 = 236.23 = 4.3 (f)浓缩池总高度：
L 2 m 7.4
2
设计超高 h1=0.3m
H=h1+h2+h3=0.3+4.3+2.95=7.55m
(g)浓缩后污泥量：
q =V ⋅ 100 − P 1 100 − P 2
式中：q——浓缩后污泥量，m3；
P1——浓缩前污泥的含水率； P2——浓缩前污泥的含水率。
则： q = 303.2 × 100 − 99.4 3
100 − 98
= 90.96 m (h)浓缩后泥位：
浓缩后污泥占柱体体积 V‵， V‵=q- V 锥=90.96-66.97=23.99m3
则泥在柱体中的高度 h4 为：
h V ` 4
= = 23.99 = 0.44 m
(i)水区高度：
L
2
7.4
2
4-3）4-4）（
（
h5=h2－h4=4.3－0.44=3.86m
(j)进排泥管：
进泥管用 DN250mm 的铸铁管，上清液选用 DN200mm 铸铁管，取排泥时间间 隔为 20min，排泥管选用 DN250mm 铸铁管.
图 4-1 间歇式污泥浓缩池计算
4.3 均质池
浓缩后的污泥经污泥泵送至设有搅拌器的均质池，以获得均匀的污泥浓度，确保污 泥脱水正常运行。
一个浓缩周期浓缩的污泥量 V=90.96× 2 = 181.92 m3 设一座圆形均质池，设计池深 h2=4.0m， 4 ⋅ V 4 × 181.92
= 7.6 m π ⋅ h = 3.14 × 4.0
取均质池超高 h1=0.5m， 则池径： D =
则均质池总高：H=h1+h2=0.5+4.0=4.5m。
为防止污泥沉淀采用 SK40 型水下搅拌器一台，功率 2.5 KW。
4.4 污泥脱水机房
本设计采用带式压滤机机械脱水。机械加压过滤的特点是整个压滤机是密封的，过 滤压力一般为 4-5Kg/cm2,城市消化污泥在加压过滤脱水前一般应进行淘洗并投加混凝 剂。带式压滤机的优点是：滤带可以回旋，脱水效率高，噪音小，能源消耗省，附属设 备少，操作管理方便。
4.4.1 设计计算
（1）浓缩后污泥量：
每天浓缩后的污泥量
V = 910.28 ×
（2）脱水工艺 水剂用量为：
M=273.08 ×(1-98%)×3%=1kg/d
(b) 以压滤脱水后产生的污泥含水率为 70％计， 则每天压滤脱水产生的污泥量为
100 − 98 3
V R = 273.08 ×
100 − 70 = 18.205 m
每小时压滤脱水产生的污泥量
18.205 3
V T ′ = 0.76 m = 24
（3）设计 3 台带式压滤机，2 用 1 备
则单台压滤机的生产能力为 0.76/2＝0.38m3/h
4.4.2 压滤机的选用
根据单台压滤机的生产能力为 0.38m3/h、污泥含水率为 98％，在《给水排水设计 手册》第 11 册上查得采用 CPF2000S5 型带式压滤机，2 用 1 备，其性能参数如（表 4-3）：
表 4-3 CPF 型带式压滤机规格性能
型号
CPF2 000S5
滤带宽
滤带速度 给料浓 滤饼水 生产能 电动机功
外形尺
重量
生产厂 沈阳水处理 设备厂
100 − 99.4 3
= 273.08 m 100 − 98
(a)污泥脱水主要采用机械压缩方法，采用聚炳烯酰胺作为脱水剂，投加量为 3%， 脱
度（mm） (m/min) 2000
1.3～8.2
度（%） 分（%） 力（t/h） 率（kw） 寸（mm） （t） 1.5～6
58～87
0.15～ 1
5.5
4700×35 00×2660
13.5
5.1 平面布置及总平面图
5 污水厂总体布置
污水处理厂的平面布置包括：处理构筑物的布置；办公、化验及其它辅助建筑物的 布置以及以及各种管道、道路、绿化等的布置。根据处理厂的规模采用 1：200—1：500 比绘制总平面图。
5.1.1 平面布置的一般原则[11]：
(a)处理构筑物的布置应紧凑，节约土地并便于管理；
(b)处理构筑物的布置应尽可能按流程顺序布置，以避免管线迂回，同时应充分利 用地形以减少土方量；
(c)经常有人工作的地方如办公、化验等用房应布置在夏季主导风的上风向，在北 方地区也应考虑朝阳，设绿化带与工作区隔开；
(d)构筑物之间的距离应考虑敷设管渠的位置，运转管理的需要和施工的要求，一 般采用 5—10m；
(e)污泥处理构筑物应尽可能布置成单独的组合，以备安全，并方便管理； (f)变电所的位置应设在耗电量大的构筑物附近，高压线应避免在厂内架空敷设； (g)污水厂应设置超越管以便在发生事故时，使污水能超越一部分或全部构筑物， 进入下一级构筑物或事故溢流管；
(h)污水和污泥管道应尽可能考虑重力自流；
(i)在布置总图时，应考虑安排充分的绿化地带，为污水处理厂的工作人员提供一 个优美舒适的环境；
(j)总图布置应考虑远近期结合，有条件时可按远景规划水量布置，将处理构筑物 分为若干系列分期建设。
5.1.2 厂区平面布置形式
(1)“一”字型布置：该种布置流程管线短，水头损失小； (2)“L”型布置：该种布置适宜出水方向发生转弯的地形，水流转弯一般在曝气池处。 本厂水流方向发生垂直变化，采用“L”字型布置。
5.1.3 污水厂平面布置的具体内容
(1)处理构筑物的平面的布置； (2)附属构筑物的平面的布置； (3)管道、管路及绿化带的布置。
5.2 污水厂的高程布置
污水处理厂污水处理高程布置的主要任务是：确定各构筑物和泵房的标高，确定处 理构筑物之间连接管(渠)尺寸及其标高，通过计算确定各部位的水面标高，从而使污水 沿处理流程在处理构筑物之间通畅的流动，保证污水处理厂的正常运行。
5.2.1 污水处理厂高程布置应考虑事项：
(a)选择一条᳔长、水头损失᳔大的流程进行水力计算，并应适当留有余地，以保 证任何情况下，处理系统都能够运行正常；
(b)计算水头损失时一般以近期᳔大的流程作为构筑物和管渠的设计流量；计算涉 及远期流量的管渠和设备时，应以远期᳔大流量为设计流量，并酌加扩建时的备用水头；
(c)在做高程布置时应注意污水流程与污泥流程的配合，尽量减少需抽升的污泥量。
5.2.2 污水厂的高程布置
为了降低运行费用和便于管理，污水在处理构筑物之间的流动按重力流考虑为宜 （污泥流动不在此例）。为此，必须精确的计算污水流动中的水头损失，水头损失包括：
(a)污水经各处理构筑物的内部水头损失；
(b)污水经连接前后两构筑物管渠的水头损失，包括沿程水头损失和局部水头损失； (c)局部水头损失按沿程水头损失的 0.3 倍计。
5.2.3 高程计算
(1)污水高程计算
由手册五查得各构筑物的内部水头损失，再由经过各构筑物的流量、流速范围定出 连接管的管径及坡度，然后推得各构筑物的水位标高。
计算过程及结果见表 5-1。 (2)污泥高程计算
由手册五查得各构筑物的内部水头损失，再由经过各构筑物的流量、管径、充满度 定出连接管中污泥流速（需符合污泥流速要求），然后推得各构筑物的水位标高。
计算过程及结果见表 5-2。
6.1 变配电系统
6 供电系统与自动检测系统设计 (1)全厂变配电间采用 10 千伏双电源供电，380 伏变配电系统； (2)格栅间、污水泵、回流污泥泵房、污泥脱水车间、加氯间就地控制； (3)变配电间、低压电瓶设有紧急按钮，污水泵可按水位自动停车； (4)变配电间从邻近接出 220 伏作为照明电源。
6.2 监测仪表的设计
6.2.1 设计原则
(a)污水和污泥两部分分别集中设置显示记录仪，污水部分设置单独的仪表间，污 泥及记录仪设在污泥泵房内；
(b)根据目前国内监测仪表情况，选定物力参量和化学参量均采用 DDZ-Ⅱ型监测仪 表；
(c)仪表自动控制设计，要掌握适当的设计标准，在工程实效的前提下，考虑技术 先进。
6.2.2 自动检测内容
(1)事故溢流井：液位检测，显示于污水泵房，并设上下限报警；
(2)粗格栅间、细格栅间：格栅前后液位差检测，并设置᳔大液位差极限报警； (3)污水泵房：集水池液位应集中显示，并设上下限报警； (4)曝气沉砂池：水温指示记录，PH 指示记录； (5)厌氧选择池：液位检测，DO 检测仪，回流污泥量；
(6)氧化沟：DO 检测仪、水温、PH 值、水位及流速的指示记录； (7)二沉池：水温指示记录、PH 指示记录；
(8)接触池：水温指示记录、PH 指示记录、DO 指示记录、余氯检测； (9)浓缩池：泥温、泥位指示记录、，并设上下限报警，PH 指示记录； (10)污泥脱水机房：污泥流量指示记录、加药量指示记录。
7.1 定员原则
7 劳动定员
按劳动定员试行规范规定：日处理量 5—10 万吨的城市二级污水处理厂职工定员不 小于 50 人；日处理量在 5 吨以下的职工人数为 20—30 人(不包括管理人员及干部)占全 厂人数 70％。
7.2 污水厂人数定员
本设计污水厂污水量为 6×104 万 t，故需职工人数约为 50 人。管理人员及干部 5 人占 10％；工人 40 人占 80%；其他人 5 人占 10％。
8 工程预算
8.1 污水处理厂工程造价预算[14]
8.1.1 预算依据 估算指标采用 19 年 1 月 1 日实行的建设部文件（88）建标字第 182 号关于发布 施行《城市基础建设施工投资概算指标》的通知中审查批准的由原城乡建设环境保护部、 城市建设管理局组织制定的《城市基础设施施工程估算指标》(排水工程)。
8.1.2 单项构筑物工程造价预算
(1)第一部分费用
第一部分费用包括建筑工程费；设备、器材、工具等购置费；安装工程费。可查有 关排水工程投资估算、概算指标确定。
污水厂的日处理量：903L/s×3.6×24=7.8×104m3/d
表 8-1 主要构筑物投资及面积指标
名 称 曝气池（鼓风曝气） 曝气池（表曝分建） 曝气池（表曝合建）
吸附再生池 生物转盘 塔滤 接触氧化池 平流沉砂池 圆形沉砂池 曝气沉砂池 平流式初沉池 辅流式初沉池 竖流式初沉池 斜板初沉池 辅流式二沉池
投资/[元/ （m· d-1）]
3
名 称 污泥浓缩 消化池 预热池 储气柜 湿污泥池 污泥干化 污泥泵房 螺旋泵房 脱水间 消化池控制室 锅炉房 综合楼机控制室 鼓风机房 投药间 机修间
投资/元 /[（m3· d-1）]
17.96 48.08 9.00 17. 5. 7.62 61.12 33.36 6.16 10.40 24.10 20.24 43.68 11.40 16.
面积 /[m2/(m3· d-1）]
137.52 200.08 196.36 63.15 4.77 509.91 214.68 12.20 4.00 8.88 96.24 57.36 46.4 46.88 105.92
0.05 0.016 0.0125 0.015 0.0125 0.015 0.013
接表 8-2
斜管二沉池 斜板二沉池 接触池（消毒）
调节池
116.00 96.56 26.88 .68
药剂库 总平面：平原
浅丘 山地
5.92 7200～8000 8550～9450 10000～11000
0.0125
根据表 8-1 的指标计算各单项构筑物工程造价见表 8-2。
表 8-2 主要构筑物投资
序 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
名称 总平面 污水泵房 曝气沉砂池 选择池 氧化沟 二沉池 污泥泵站 污泥浓缩池 脱水机房 接触消毒池
投资计算(万元) 70000×8000/100=560 6000×903=541.8 8.88×78000=69.2 .50×78000=3698.1 200.08×78000=1560.624 105.92×78000=826.176 61.12×78000=476.736 17.96×78000=140.088 6.16×78000=48.048 26.88×78000=209.6
序 号 11
名称 锅炉房
投资计算(万元) 24.10×78000=99.77 20.24×78000=157.872 20.24×78000=157.872 11.40×78000=88.92 5.92×78000=46.176 16.×78000=129.792 24.10×78000=187.98 17.×78000＝139.54 10.40×78000＝81.12
9219.542
12 综合楼及控制室 13 14 15 16 17 18 19
办公及化验楼 投药间 药剂库 机修间 变电配电室 仓库 车库 合计
(2)第二部分费用
第二部分费用包括建设单位管理费、征地拆迁费、工程监理费、供电费、设计费、 招投标管理费等。根据有关资料统计，按第一部分费用的 50%计。
9219.542×50%=4609.771 万元
第三部分费用包括公工程预备费、价格因素预备费、建设期贷款利息、铺底流动资 金。
工程预备费按第一部分费用的 10%计，则： 9219.542×10%=921.9542 万元
价格因素预备费按第一部分费用的 5%计，则： 9219.542×5%=460.9771 万元
贷款期利息按贷款、铺底流动资金按 20%计，则： 9219.542×20%=1843.9084 万元
第三部分费用合计：
921.9542+460.9771+1843.9084=3226.8397 万元 (4)工程总投资总计： (3)第三部分费用
项目总投资=第一部分费用+第二部分费用+第三部分费用 9219.542+4609.771+3226.8397=17056.1527 万元
8.2 污水处理运行成本预算[14]
污水处理厂成本通常包括工资福利费、电费、药剂费、折旧费、检修维修费、行政 管理费以及污泥综合利用收入等项费用。
8.2.1 污水处理厂运行单项费用
(1)动力费 E1=8760N· d/k
式中：N-污水处理厂内的水泵、空压机或鼓风机及其他设备的功率总和（不包括备 用设备），kW k-污水量总变化系数 d-电费单价
粗 格 栅 1.5kw × 2, 皮 带 输 送 机 1.1kw × 2, 污 水 提 升 泵 45kw × 3, 吸 砂 桥 (0.75+1.5)kw，砂水分离器 0.55kw，鼓风机 55kw,厌氧池搅拌器 4.5kw×8,表面曝气机 75kw×12，推流器 5.5kw×8,刮泥机 2.2kw×4,回流污泥泵 30kw×2，剩余污泥泵 4kw, 压滤机 5.5kw×2
经常运行设备总功率为 1261.8kw
则：E1=8760N· d/k=8760×1261.8×0.35/1.30=297.59 万元 (2)药剂费 E2=365×10-6×Q(a1b1+a2b2)
式中：a1—聚丙烯酰胺，每天投加 1kg，b1=800 元/吨； a2—加氯量，每天加氯 20kg，b2=600 元/吨。
E2=365×(0.1×800+0.02×600)=5.227 万元
(3)工资福利费
E3=AN=15000×50=75.00 万元
式中：A—职工每人每年的工资福利； N—劳动定员。 (4)折旧提成费
E4=0.84SP4=0.84×17056.1527×4.6%=659.05 万元 式中；S—工程总投资； P—综合折旧提成费。 (5)大修维护基金提成
E5=0.84SP5=0.84×17056.1527×2.4%=343.85 万元 (6)日程修理维护费
E6=0.84SP6=0.84×17056.1527×1%=143.27 万元 (7)管理费销售费和其他费用
E 7 ＝(E1+E2+E3+E4+E5+E6)P7 ＝（297.59+5.227+75.00+659.05+343.85+143.27）×15% ＝228.60 万元 (8)综合成本
年处理成本：ΣE=1752.587 万元 年处理量：ΣQ=365Q=2190 万吨
单位处理成本：ΣE/ΣQ=1752.587/2190=0.80 元/m3 水
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