日處理量為300000立方米的污水處理廠設計目錄TOC\o"1-3"\h\u23908摘要 416483第1章緒論 680581.1設計的背景、目的及意義 658361.1.1設計的背景 6319391.1.2設計的目的和意義 62570第2章工藝比選 8317122.1污水水量計算 850672.2工藝方案選擇原則 852362.3有機污染物可生化性分析 8182172.4生物脫氮除磷可行性分析 9100272.5工藝比選 972202.5.1傳統活性污泥法 9178222.5.2A/O法 1063352.5.3A2/O法 11139352.5.4A+A2/O法 11185872.6確定工藝 1232530第3章主體構筑物設計計算 14185993.1粗格柵設計計算 14187273.1.1設計說明 148603.1.2設計計算 14264443.2提升泵房設計計算 17293753.2.1提升泵 1776293.3細格柵設計計算 1868803.3.1設計說明 18137343.3.2設計計算 18187623.4曝氣沉砂池設計計算 20216723.4.1設計說明 20187153.4.2設計計算 21112113.5A段曝氣池設計計算 23308673.5.1設計說明 23217343.5.2設計計算 24215933.6中沉池前配水井設計計算 33172613.6.1設計說明 33281163.6.2設計計算 3320263.7中沉池設計計算 34115793.7.1設計說明 34256593.7.2設計計算 3420263.8A2O池設計計算 34242953.8.1設計說明 36117723.8.2設計計算 36138373.9二沉池設計計算 46255603.9.1設計說明 46221903.9.2設計計算 47243133.10加藥間設計計算 49254423.10.1加藥設計 49325653.10.2設計計算 49281003.11接觸消毒池設計計算 49257133.11.1設計說明 49245893.11.2設計計算 506722第四章污泥處理構筑物設計計算 51165684.1污泥濃縮池設計計算 51311134.1.1設計說明 5120914.1.2設計計算 51143254.2污泥消化池設計計算 52165634.2.1設計說明 5273154.2.2設計計算 53110964.3污泥貯泥池設計計算 55188934.4污泥脫水機房設計計算 55144174.4.1設計說明 55206234.4.2設計計算 5522563第五章污水處理廠總體布置 5875335.1污水處理廠平面布置設計 5847835.2污水處理廠高程布置設計 586130結語 6931679參考文獻 70摘要本設計污水處理廠規模為300000立方米/天，屬于大型污水處理廠。設計進水水質為：BOD5=230，COD=470，SS=340，NH3-N=50，TP=5。在經過污水處理廠處理后，要求出水水質達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)中的一級A排放標準。由于該污水中BOD5、COD、NH3-N、TP含量較高，因此需要選擇合適的二級處理工藝對污水進行處理。經過污水可生化性分析及脫氮除磷可行性分析，本設計選擇A+A2O工藝作為主體工藝來處理污水。A+A2O工藝為AB段工藝與A2O工藝的組合，通過將A段曝氣池與中沉池移至A2O厭氧池前作為生物處理預處理，能夠有效提高各污染物的去除率，并降低后續處理的生物負荷。污水經過粗格柵、細格柵、沉砂池、A段曝氣池、中沉池、A2O池、二沉池、加藥間、接觸消毒池等一系列處理后，可大幅降低水中污染物含量并有效去除大部分出水中的有毒有害微生物，使出水水質滿足排放要求。同時在污水中產生的污泥經過污泥濃縮、消化及脫水后可以進行外運處理，在合理處置污泥的同時還可以對消化產生的熟污泥及沼氣進行運用。本設計對各個構筑物進行了設計計算，并繪制了污水處理廠區相應的平面布置圖及高程布置圖。關鍵詞：大型污水處理廠；城市污水處理；A+A2O工藝；

第1章緒論1.1設計的背景、目的及意義1.1.1設計的背景污水處理廠設計進水水量為30萬立方米/天，出水水質根據當地水環境保護及環保部門要求應達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）中規定的一級A標準。進水水質具體如表1-1所示。表1-SEQ表\*ARABIC\s31污水處理廠設計進水水質(單位mg/L)項目BOD5CODSSNH3-NTP進水水質(mg/L)230470340505.0經過處理后的污水排入位于污水處理廠北側的河流。污水處理廠廠區設計平均高程為88.50m（黃海高程）。本項目計劃出水水質如表1-2所示。表1-SEQ表\*ARABIC\s32污水處理廠設計出水水質(單位mg/L)污染物項目BOD5CODSSNH3-NTP出水水質(mg/L)5.5633.792.54.800.44根據表1-1及表1-2可得出每項污染物的去除率，如表1-3所示表1-3污水處理后各污染物去除率污染物項目BOD5CODSSNH3-NTP去除率(%)97.692.899.390.4設計的目的和意義根據聯合國的最新估計，到2050年地球人口將達到98億。今天已經有大約40億人至少每個月面臨一次嚴重的水資源短缺。世界資源研究所預計，由于經濟發展和人口增長以及各種氣候變化情況，到2040年，各大洲共有33個國家將面臨水資源短缺。亞洲有14個國家上榜，預計受影響最嚴重。作為亞洲面積最大、人口最多的國家，確保水資源的可持續供應一直是中國優先考慮的問題。REF_Ref11148\n\h[1]我國雖然水資源總量豐富，但人均水資源占有量卻很低，并且我國水資源還存在著地理分布差異大，且水量受季節影響嚴重，部分地區連續豐水和連續枯水十分常見。因此為了保護水資源，防止水資源污染加劇，污水處理廠的建設勢在必行。本設計的污水處理廠在建設后經運行和投入使用，對各項污染物的年處理量如表1-4所示，預計各污染物年削減量分別為：BOD5每年削減量24576噸；COD每年削減量47766噸；SS每年削減量36956噸；NH3-N每年削減量4949噸；TP每年削減量499噸。表1-4設計污水處理廠主要污染物年削減量(單位：噸/年)污染物項目BOD5CODSSNH3-NTP年削減量(噸)2457647766369564949499由此可見污水處理廠對污水處理方面具有諸多積極作用，并且在未來的水處理方面上具有巨大的開發潛力。

第2章工藝比選2.1污水水量計算本設計污水處理廠預計污水處理量為30萬立方米/天，即生活污水總變化系數KzREF_Ref11569\w\h[2]如表2-1所示。表2-SEQ表\*ARABIC\s21生活污水總變化系數平均日流量(L/s)5154070100200500≥1000總變化系數2.32.0可得綜上，設計的最大流量為 (2-SEQ2-\*ARABIC1)取Qmax=4515L/s2.2工藝方案選擇原則在選擇處理工藝方案時一般考慮以下原則：工藝出水能否符合標準；工藝是否可靠；工藝造價及運行成本是否合理；運行管理是否方便；現場條件是否允許等。由于本處理工程流量較大且對SS及BOD5、COD、NH3-N、TP等污染物處理要求較高，因此對進水水質進行分析對本污水處理廠對二級生物處理工藝選擇與確定具有重要意義。2.3有機污染物可生化性分析該設計污水處理廠進水水質如表1-1所示。除此之外，進水中還含有各種微生物及雜菌和大量的漂浮物、懸浮物等。該污水處理廠進水BOD5/COD比值為 (2-SEQ2-\*ARABIC2)污水可生化性能判定如表2-2所示表2-2污水可生化性能表BOD5/COD＞0.580.45~0.580.30~0.45＜0.30可生化性能完全可生物降解生物降解良好可生物降解難生物降解可知該污水具有可生化性且生物降解性能良好，因此可以用生化處理法進行處理。2.4生物脫氮除磷可行性分析根據進水水質及出水水質可知，本處理廠有較高的脫氮除磷需求，因此分析生物處理脫氮除磷可行性是十分必要的。理論上BOD5與TN比值在0.5~9時硝化反應均可進行，且去除率隨比值的增加而提升，且當BOD5/TN大于3時才能使反硝化正常運行。對于生物除磷，要求BOD5/TP=33~100，且BOD5/TN≥4。設本污水處理廠進水TN值為62mg/L，則本污水處理廠進水BOD5/TN=3.7，BOD5/TP=46，尚未滿足脫氮除磷的需求，因此本設計將在生物處理前添加適當的前處理，以滿足生物脫氮除磷工藝的需求。2.5工藝比選當前我國根據污水處理廠的處理水量，將污水處理廠分為大、中、小三種規模。本設計污水處理廠處理規模為30萬m3/d，屬于大型污水處理廠。目前大部分國家的大型污水廠多采用傳統活性污泥法、A/O法及A2/O法，2.5.1傳統活性污泥法傳統活性污泥法一般是指普通活性污泥法，是最早的活性污泥生物處理法。REF_Ref11677\r\h[3]該系統由曝氣池，二沉池和污泥回流管道組成。在曝氣下污泥與污水充分接觸。污水中的有機污染物被活性污泥吸收并被微生物分解，從而可以凈化污水。REF_Ref11720\w\h[4]但為保證去污能力，需要曝氣池容積大且溶解氧足夠多，因此需要較多的基建費用及動力費用。且運行效果容易受水質及水量影響，對沖擊負荷適應性較弱。圖2-SEQ圖\*ARABIC\s11傳統活性污泥法工藝流程2.5.2A/O法A/O法也叫缺氧（厭氧）-好氧工藝法，是將厭氧或缺氧段與好氧段串聯在一起的工藝。在對水中的有機物去除的同時也具有一定的脫氮或除磷的功能，因此A/O法是改進的活性污泥法。A段是缺氧（厭氧）段，可以在缺氧條件下進行脫氮或在厭氧條件下進行除磷。A/O法的處理效果較好，可以實現脫氮或除磷的目標，同時能耗和運營費用也較低；缺點是處理單元多，管理復雜且不能同步進行脫氮除磷。用于除磷的A/O工藝最主要的特征是高負荷運行，泥齡短且水力停留時間短；用于脫氮的A/O工藝的運行負荷低，但泥齡長且水力停留時間長REF_Ref11795\w\h[5]。圖2-2A/O法工藝流程2.5.3A2/O法A2O法主要是將厭氧池、缺氧池及好氧池串聯，因此可以同步脫氮除磷。在污水處理的過程中，A2O工藝具有工藝流程簡單、運行靈活、水力停留時間短、運行費用低等多個特點。但A2O也有一部分缺點，例如脫氮段與除磷段之間泥齡的矛盾、以及反硝化與聚磷菌厭氧釋磷爭奪碳源現象嚴重等REF_Ref11847\w\h[6]，由于以上原因使A2O工藝無法獲得較好的同步脫氮除磷效果。為使A2O工藝出水可以滿足污水脫氮除磷要求，因此為A2O工藝進行了改良，設計出A+A2O法。圖2-3A2O法工藝流程2.5.4A+A2O法A+A2O法是由A/B法與A2O法相結合，將傳統A2O法的前面添加了A/B法的A段，由污泥負荷率很高的A段與A2O反應系統串聯組成REF_Ref11889\w\h[7]。整個處理系統設置兩個獨立的污泥回流系統，B段按照A2O法進行設計，微生物利用進水中的有機物作為碳源去除回流污泥帶入的硝態氮，可以消除硝態氮對厭氧釋磷的不利影響，從而保證出水水質REF_Ref12033\w\h[8]。圖2-4A+A2O法工藝流程2.6確定工藝由于本設計的污水處理廠的規模屬于大型污水處理廠，通過對比以上幾個工藝可知，A2O法較適合本設計中所設計的污水處理廠，因此本設計采用A2O法進行處理。但是普通的A2O工藝在同步脫氮除磷的處理上仍有不足，為使脫氮除磷效率更高從而使出水水質達到排放標準，本設計將采用A+A2O工藝為該污水處理廠的主體工藝。工藝流程圖如圖2-5所示。圖2-5設計污水處理廠工藝流程圖根據所選工藝，計算出各構筑物對各污染物的去除率如表2-3所示。表2-3各構筑物去除率構筑物名稱水質指標BOD5CODSSNH3-NTP粗格柵進水出水去除率(%)230230047047003403235505005.05.00細格柵進水出水去除率(%)23023004704700323307550500550沉砂池進水出水去除率(%)23023004704700307276.31050500550A段曝氣池進水出水去除率(%)2306571.7470395.2515.9276.382.89705037.52553.2535中沉池進水出水去除率(%)6561.755395.25375.49582.8949.734037.535.6353.253.250A2O進水出水去除率(%)61.756.1890375.4937.499049.73255035.635.34853.250.9870二沉池進水出水去除率(%)6.185.561037.4933.7910252.5905.344.80100.980.8810加藥間進水出水去除率(%)5.565.56033.7933.7902.52.504.804.8000.880.4450

第3章主體構筑物設計計算3.1粗格柵設計計算3.1.1設計說明格柵是污水處理廠中重要的一級處理設備，一般用于截留水中大塊懸浮、漂浮物，防止水泵或管道被堵塞，篩網截留也屬于這一類設備REF_Ref12147\w\h[9]。通常格柵分為粗格柵與細格柵兩種。本設計中設置三組粗格柵，二用一備。3.1.2設計計算處理規模Q平均=3.48m3/s，kz=1.3，則平均每個格柵流量： (3-SEQ3-\*ARABIC1)（1）柵條間隔數n，個 (3-SEQ3-\*ARABIC2)式中：Qmax為最大設計流量；α為格柵安裝角度，°，取60°；b為柵條間隙，m，取60mm；h為柵前有效水深，取1.19m；v為過柵流速，m/s，取1m/s；則：（2）柵槽寬度B，m (3-SEQ3-\*ARABIC3)式中：S為柵條寬度，m，取20mm；b為柵條間隙，m；n為柵條間隙數，個；則：本設計取柵槽寬度B=2.6m。（3）進水渠道漸寬部分長度L1，m (3-SEQ3-\*ARABIC4)式中：B1為進水渠寬，取2.38m；α1為柵前漸寬角度，取20°；則：（4）柵槽與出水渠道連接處漸窄位置長度L2，一般取0.5L1，m (3-SEQ3-\*ARABIC5)（5）通過格柵的水頭損失h1 (3-SEQ3-\*ARABIC6) (3-SEQ3-\*ARABIC7) (3-SEQ3-\*ARABIC8)式中：h1為設計水頭損失，m；h2為計算水頭損失，m；g為重力加速度，取9.81m/s2;k為格柵堵塞時水頭損失系數，一般為3；ξ為阻力系數；β為形狀系數，與柵條斷面形狀有關。本設計粗格柵柵條斷面為銳邊矩形，其β=2.42；則：（6）格柵后槽總高度H，m設柵前渠道超高h2=0.3m，則： (3-SEQ3-\*ARABIC9)（7）柵槽總長度L，m (3-SEQ3-\*ARABIC10)則：（8）每日格柵除污量W，m3/d (3-SEQ3-\*ARABIC11)式中：W1為每天每1000m3污水所產生的柵渣量，取0.02m3/（103m3污水）；Kz為污水流量變化系數，為1.3，則：因此采用機械清渣。（9）設備選型通過查閱《凈水廠、污水廠工藝與設備手冊》REF_Ref12301\w\h[10]，本設計選用XHG-I-2600回轉式格柵除污機(2用1備)，性能參數如表3-1所示。表3-SEQ表3-\*ARABIC1回轉式格柵除污機性能參數格柵型號柵槽寬度柵條間隙安裝角過柵流速功率XHG-I-26002600mm60mm60°1m/s1.1~2.2kW（10）校核過柵流速 (3-SEQ3-\*ARABIC12)經核算，過柵流速v滿足0.6~1.0m/s的條件，符合設計要求。3.2提升泵房設計計算3.2.1提升泵本設計選用與集水池合建的泵站。選用14臺潛水泵（8用6備），則每臺水泵流量為： (3-SEQ3-\*ARABIC13)（1）集水池容積W，m3設集水池容積為八臺泵5分鐘的容量，則： (3-SEQ3-\*ARABIC14)（2）集水池面積F，m2設集水池水深為4m，則： (3-SEQ3-\*ARABIC15)（3）揚程H，m取泵的水頭損失為2m，則泵的揚程為： (3-SEQ3-\*ARABIC16)通過查閱《給水排水設計手冊》第11冊：常用設備REF_Ref12911\w\h[11]，選用水泵為QXG2100-16-132潛水泵，對應機座號M315，自動耦合型號400GAK，該泵的規格性能如表3-2所示。表3-SEQ表3-\*ARABIC2潛水泵性能參數型號流量(m3/h)揚程(m)轉速(r/min)功率(kW)效率(%)QXG2100-16-132210016980132843.3細格柵設計計算3.3.1設計說明細格柵用于截留二級處理前水體中小的漂浮物和懸浮物，為污水處理工藝中不可缺少的專業設備。本設計共設置四組細格柵（三用一備）。3.3.2設計計算每組細格柵的流量Q單為： (3-SEQ3-\*ARABIC17)（1）柵條間隔數n，個 (3-SEQ3-\*ARABIC18)式中：Qmax為最大設計流量；α為格柵安裝角度，°，取60°；b為柵條間隙，m，取10mm；h為柵前有效水深，取1.1m；v為過柵流速，m/s，取1m/s；則：（2）柵槽寬度B，m (3-SEQ3-\*ARABIC19)式中：S為柵條寬度，m，取10mm；b為柵條間隙，m；n為柵條間隙數，個；則：（3）進水渠道漸寬部分長度L1，m (3-SEQ3-\*ARABIC20)式中：B1為進水渠寬，取2.2m；α1為柵前漸寬角度，取20°；則：（4）柵槽與出水渠道連接處漸窄位置長度L2，一般取0.5L1，m (3-SEQ3-\*ARABIC21)（5）通過格柵的水頭損失h1 (3-SEQ3-\*ARABIC22) (3-SEQ3-\*ARABIC23) (3-SEQ3-\*ARABIC24)設計柵條斷面為迎水面、背水面均為半圓形的矩形，其β=1.67；則：（6）格柵后槽總高度H，m設柵前渠道超高h2=0.3m則 (3-SEQ3-\*ARABIC25)（7）柵槽總長度L，m (3-SEQ3-\*ARABIC26)（8）每日格柵除污量W，m3/d (3-SEQ3-\*ARABIC27)式中：W1為每天每1000m3污水所產生的柵渣量，取0.01m3/（103m3污水）；Kz為污水流量變化系數，為1.3；則：因此采用機械清渣。（9）設備選型本設計選用四臺回轉式格柵除污機（三用一備），性能參數如表3-3所示。表3-SEQ表3-\*ARABIC3格柵除污機性能參數型號格柵寬度柵條寬度安裝角度過柵流速功率XHG-II-36003600mm10mm60°1m/s2.2~3.0kW（10）校核過柵流速 (3-SEQ3-\*ARABIC28)經核算，過柵流速v滿足0.6~1.0m/s的條件，符合設計要求。3.4曝氣沉砂池設計計算3.4.1設計說明沉砂池的作用為沉降水中較重的無機顆粒從而達到去除效果。本設計擬采用一座曝氣沉砂池，經處理后的水通入A段曝氣池，所沉固體顆粒可直接排出外運。3.4.2設計計算（1）沉砂池總有效容積V，m3 (3-SEQ3-\*ARABIC29)式中：Qmax為最大設計流量，為；t為最大設計流量時的運行時間，一般為1~3min，取t=2min；則：（2）水流斷面面積A，m2 (3-SEQ3-\*ARABIC30)式中：v1為水流流速，v1=0.06~0.12m/s，取0.1m/s；則：（3）池總寬度B，m (3-SEQ3-\*ARABIC31)式中：h2為設計有效水深，一般為2~3，取2.6m，則：（4）每格寬度b，m設單池分格數n=6格，并按照并聯設計，則池子單格寬度b： (3-SEQ3-\*ARABIC32)校核寬深比： (3-SEQ3-\*ARABIC33)介于1.0~1.5之間，符合設計要求。（5）池總長度L，m (3-SEQ3-\*ARABIC34)校核長寬比： (3-SEQ3-\*ARABIC35)符合設計要求。（6）沉沙斗所需容積V1，m3 (3-SEQ3-\*ARABIC36)式中：X為城市污水沉砂量，取X=30m3/106m3污水；T為清理沉砂間隔時間，取T=1d；Kz為污水流量總變化系數，為1.3；則：設每個分格有兩個沉沙斗，則每個砂斗所需容積V2： (3-SEQ3-\*ARABIC37)（7）沉砂斗各部分尺寸：①沉沙斗上口寬a，m (3-SEQ3-\*ARABIC38)式中：h3為沉沙斗高，取1m；α為沉沙斗側面傾斜度，取55°；a1為沉沙斗底寬，取0.8m；則：②沉沙斗容積V1，m3 (3-SEQ3-\*ARABIC39)V1＞V0，符合設計要求。（8）沉沙斗高度h4，m采用重力排沙，設斗底坡度i=0.1。 (3-SEQ3-\*ARABIC40) (3-SEQ3-\*ARABIC41)式中：b為兩沉沙斗之間的平臺長度，取0.2m，則：（9）沉砂池總高度H，m設沉砂池超高h1為0.3m。（10）最小流速校核vmin，m/s (3-SEQ3-\*ARABIC42)式中：n1為最小流量時工作格子數，取4個，則： 符合設計要求。3.5A段曝氣池設計計算3.5.1設計說明A段曝氣池為A-B工藝的一部分，A段曝氣池對水質水量沖擊負荷有很好的緩沖作用，并可以使污水有機污染物在污泥的作用下盡可能的被氧化分解REF_Ref13196\w\h[12]，在本設計中與中沉池共同作為A2O池的前處理以降低部分水中有機污染物。3.5.2設計計算（1）設計流量污水處理廠規模為Q=300000m3/d，變化系數KZ=1.3，則A段曝氣池設計流量Q0為：（2）設計進水水質經過沉砂池后的進水水質如表3-4所示（粗、細格柵對SS去除率按5%計算，沉砂池對SS的去除率按10%計算）。表3-SEQ表3-\*ARABIC4A段曝氣池進水水質項目BOD5CODSSTNNH3-NTP單位mg/lmg/lmg/lmg/lmg/lmg/l進水水質230470276.362505（3）處理效率為保證A2O階段的脫氮除磷能力，應使A段出水有較高的C/N比（COD/TN>8，取8.5）和較低的P/C比（TP/BOD5<0.06,取0.05）.取A段N去除率為25%，P的去除率為35%。經A段處理后：故經過A段處理后：則A段對COD去除率EACOD：A段對BOD5去除率EABOD：（4）曝氣池容積及水力停留時間①A段曝氣池容積VA，m3 (3-SEQ3-\*ARABIC43)式中：S0為進水BOD5濃度；NA為A段污泥負荷，取3kgBOD5/(kgMLSSgd)；XA為混合液污泥濃度，取3.0kg/m3；②A段水力停留時間tA，h (3-SEQ3-\*ARABIC44)在0.5~0.75范圍內，符合設計要求。（5）剩余污泥①A段剩余污泥量（干污泥），kg/d (3-SEQ3-\*ARABIC45)式中：α為污泥增長系數，一般為0.3~0.5kg/kgBOD5，取α=0.4；Q為平均日污水流量，m3/d；Lr為A段反應池去除BOD5的濃度，kg/m3；Sr為A段反應池去除的SS濃度，kg/m3；則：②A段剩余污泥量（濕污泥），kg/dA段污泥含水率PA=98~98.7%，取PA=98.5%；A段濕污泥量QsA： (3-SEQ3-\*ARABIC46)（6）污泥齡，dA段污泥齡： (3-SEQ3-\*ARABIC47)（7）A段曝氣池主要尺寸A段曝氣池設計容積V=7667m3；設曝氣池共6組，則單池池容V單： (3-SEQ3-\*ARABIC48)有效水深h取4m，則單池有效容積SA單： (3-SEQ3-\*ARABIC49)采用推流式曝氣池，單池池寬B1取5.5m，則單組曝氣池長度L： (3-SEQ3-\*ARABIC50)取L=60m；每組曝氣池設3個廊道，則每個廊道長度L1： (3-SEQ3-\*ARABIC51)校核：（滿足b/h=1~2）（滿足L/B＞10）取超高為0.5m，則A段曝氣池總高H：（8）A段曝氣池進、出水系統計算本設計共設置六組曝氣池，每兩組合建。進水與回流污泥進入進水豎井，經混合后由配水渠輸入曝氣池。①進水管進水管設計流量Q1： (3-SEQ3-\*ARABIC52)管道流速v=0.9m/s，則管道過水斷面面積A： (3-SEQ3-\*ARABIC53)管徑d： (3-SEQ3-\*ARABIC54)取進水管徑DN=1500mm校核管道流速v： (3-SEQ3-\*ARABIC55)②配水渠道配水渠道流量Q2： (3-SEQ3-\*ARABIC56)渠道流速v=0.7m/s，則渠道斷面面積A：取渠道斷面b*h=1.4m*1.2m;渠道取超高1.0m，則渠道總高為1.0+1.2=2.2m③進水孔進水孔過流量Q3=Q2=1.13m3/s孔口流速v=0.6m/s孔口過水斷面面積A：設進水潛孔六個，則每孔過水斷面面積為0.313m2；取孔口斷面b*h=0.6m*0.6m④進水豎井進水豎井平面尺寸取2.5*2.5m。⑤出水堰及出水豎井按矩形堰流量公式計算，則： (3-SEQ3-\*ARABIC57)式中：Q4=0.5Q1=0.7525m3/s；b為堰寬，取8m；H為堰上水頭，m，則： (3-SEQ3-\*ARABIC58)⑥集水槽尺寸集水槽寬度B： (3-SEQ3-\*ARABIC59)集水槽深度H： (3-SEQ3-\*ARABIC60)式中：h1為超高，通常為0.2~0.3m，取0.3m；h2為堰上水頭；h3為跌水高度，通常為0.1~0.2m，取0.2m；Hq為設計水深，則： (3-SEQ3-\*ARABIC61) (3-SEQ3-\*ARABIC62)所以集水槽深度H： (3-SEQ3-\*ARABIC63)出水孔過流量Q5=Q4=0.7525m3/s；孔口流速v=0.6m/s；孔口過水斷面面積A： (3-SEQ3-\*ARABIC64)孔口尺寸取1.2m*1.2m；出水豎井平面尺寸取2.0m*1.5m。⑦出水管單組曝氣池出水管設計流量Q6=Q5=0.7525m3/s；管道流速v=1m/s；管道過水斷面面積A：管徑d： (3-SEQ3-\*ARABIC65)取出水管管徑DN=1000mm。⑧回流污泥管徑回流污泥流量Qr： (3-SEQ3-\*ARABIC66)則通至每個進水豎井的流量Q7： (3-SEQ3-\*ARABIC67)污泥管流速v取1.2m/s，則污泥管管道斷面面積A：則污泥管道直徑d： (3-SEQ3-\*ARABIC68)取出水管管徑DN=900mm。（9）A段曝氣系統計算①A段曝氣池設計需氧量AORA： (3-SEQ3-\*ARABIC69)式中：a為A段需氧系數，kgO2/kgBOD5，一般為0.4~0.6，取a=0.6；Sr(A)為A段曝氣池去除的BOD5，kgBOD5/m3； (3-SEQ3-\*ARABIC70)則：②標準需氧量采用鼓風曝氣，將實際需氧量換算成標態下的需氧量SOR。 (3-SEQ3-\*ARABIC71)式中：α=0.82；β=0.95；ρ=1；CL為曝氣池中溶解氧濃度，CL(A)=0.5mg/L；采用微孔曝氣頭，鋪設于池底距離池底0.2m，淹沒深度3.8m，氧轉移率EA=20%，計算溫度為25℃，查得水中溶解氧飽和度Cs(20)=9.18mg/L，Cs(15)=10.08mg/L。空氣擴散器出口處絕對壓力Pb： (3-SEQ3-\*ARABIC72)空氣離開曝氣池時的百分比Ot： (3-SEQ3-\*ARABIC73)曝氣池中平均溶解氧濃度Csm(20)： (3-SEQ3-\*ARABIC74)則A段標準需氧量SORA：③A段供氣量A段供氣量Gs(A)： (3-SEQ3-\*ARABIC75)④空氣所需壓力p(相對壓力) (3-SEQ3-\*ARABIC76)式中：h1+h2為通風管道沿程和局部阻力之和，取h1+h2=0.2m；h3為曝氣器淹沒水頭，取h3=3.8m，h4為曝氣器阻力，取h4=0.4m；△h為富余水頭，取△h=0.6m，則：⑤曝氣頭數量計算(以單組曝氣池進行計算)a.按供氧能力計算曝氣器數量h1： (3-SEQ3-\*ARABIC77)式中：h1為按供氧能力所需曝氣器的個數，個；qc為曝氣器在標準狀態下，與曝氣池工作條件接近時的供氧能力，kgO2/(h·個)；采用微孔曝氣頭，參照相關工作手冊，查得工作水深3.8m，在供風量1.5~3m3/(h·個)時曝氣器氧利用率EA=20%，服務面積0.2~0.55m2，充氧能力qc=0.18kgO2/(h·個)，則：取1658個。b.以微孔曝氣器服務面積進行校核A段曝氣池服務面積fA： (3-SEQ3-\*ARABIC78)符合設計要求。⑥供風管道計算a.供風干管流量Qs(A)： (3-SEQ3-\*ARABIC79)流速v取10m/s；管徑d： (3-SEQ3-\*ARABIC80)取管徑DN=520mm。b.支管(布氣橫管)支管供氣方式為雙側供氣。 (3-SEQ3-\*ARABIC81)流速v取10m/s；管徑d： (3-SEQ3-\*ARABIC82)取管徑DN=300mm。⑦污泥回流設備A段污泥回流比RA=50%，則污泥回流量QR(A)： (3-SEQ3-\*ARABIC83)設回流泵房一座，內設八臺潛污泵（五用三備）；單泵流量QR(A)單： (3-SEQ3-\*ARABIC84)選用400QW1700-22-160潛污泵，設備參數如表3-5所示。表3-SEQ表3-\*ARABIC5潛污泵性能參數型號流量轉速出口直徑功率效率400QW1700-22-1601700m3/h745r/min400mm160kW83.36%3.6中沉池前配水井設計計算3.6.1設計說明配水井的作用是在生物處理前收集污水，并均勻的分配至沉淀池，以防止水量分配不均勻導致超出處理負荷。3.6.2設計計算①配水井尺寸計算設計半徑為3.5m的圓形配水井，則配水井面積為38.465m2。設水力停留時間為60s，則配水井有效容積V： (3-SEQ3-\*ARABIC85)配水井有效深度h： (3-SEQ3-\*ARABIC86)設超高h1=0.5m，則配水井高度H： (3-SEQ3-\*ARABIC87)采用DN=1000mm的鑄鐵管配水至中沉池。②配水管水頭損失計算配水管中的設計水流流速v： (3-SEQ3-\*ARABIC88)管道的進口水頭損失he： (3-SEQ3-\*ARABIC89)管道的出口水頭損失h0： (3-SEQ3-\*ARABIC90)3.7中沉池設計計算3.7.1設計說明中沉池為A段曝氣池的后續配套設施，主要用以降低A段曝氣池的出水固體懸浮物濃度。本設計中共采用六座中沉池，沉淀時間T=2h，水力表面負荷q’取2m3/(m3·h)。3.7.2設計計算（1）池總表面積A： (3-SEQ3-\*ARABIC91)（2）單池面積A單： (3-SEQ3-\*ARABIC92)（3）池直徑D： (3-SEQ3-\*ARABIC93)取池直徑D=42m。（4）沉淀部分有效水深h2： (3-SEQ3-\*ARABIC94)徑深比校核： (3-SEQ3-\*ARABIC95)在6~12的范圍內，符合設計要求。（5）沉淀池總高度①每天污泥量 (3-SEQ3-\*ARABIC96)式中：S為每人每日污泥量，一般為0.3~0.8L/人·d，取0.5L/人·d；N為設計人口數，取N=500000人；T為兩次清除污泥的間隔時間，h，取T=4h，則：（6）污泥斗容積V1 (3-SEQ3-\*ARABIC97) (3-SEQ3-\*ARABIC98)式中：h5為污泥斗高度，m；r1為污泥斗上部半徑，m，取r1=2m；r2為污泥斗下部半徑，m，取r2=1m；α為斗壁與水平面傾角，°，取60°，則：（7）污泥斗以上圓錐部分污泥容積V2 (3-SEQ3-\*ARABIC99) (3-SEQ3-\*ARABIC100)式中：h4為圓錐體高度，m；R為池子半徑，m；i為坡度，取i=0.05，則：V2＞V=167m3，容積足夠。（8）沉淀池總高度H (3-SEQ3-\*ARABIC101)式中：h1為超高，取h1=0.3m；h2為有效水深，取h2=4m；h3為緩沖層，取h3為0.5m；h4為圓錐體高度；h5為污泥斗高度，則：（9）沉淀池周邊高度H’ (3-SEQ3-\*ARABIC102)3.8A2O反應池設計計算3.8.1設計說明A2O工藝全稱為厭氧-缺氧-好氧法，是常用的生物處理工藝，有很好的脫氮除磷效果。設計進水水質及出水水質如表3-6所示：表3-SEQ表3-\*ARABIC6A2O池設計進水水質及出水水質污染物COD(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)NH3-N(mg/L)TN(mg/L)TP(mg/L)進水水質375.561.7549.73435.6346.53.25出水水質37.556.175255.3411.6250.9753.8.2設計計算（1）判斷能否使用A2O法： (3-SEQ3-\*ARABIC103) (3-SEQ3-\*ARABIC104)可采用A2O工藝。（2）有關設計參數Q=300000m3/d；BOD污泥負荷Ns=0.13kgBOD5/(kgMLSS·d)；回流污泥濃度Xr=6000mg/L；污泥回流比R=80%；曝氣池混合液濃度X： (3-SEQ3-\*ARABIC105)混合液回流比R內： (3-SEQ3-\*ARABIC106)（3）反應池容積V，m3 (3-SEQ3-\*ARABIC107)取54000m3反應池總水力停留時間t： (3-SEQ3-\*ARABIC108)取4.5h；設各段水力停留時間比為：厭氧：缺氧：好氧=1：1：4；則：厭氧池池容V厭：缺氧池池容V缺=V厭=9000m3好氧池池容V好：校核氮磷負荷，kg/(kgMLSS·d)好氧段總氮負荷： (3-SEQ3-\*ARABIC109)＜0.05kgTN/(kgMLSS·d)，符合要求；厭氧段總磷負荷： (3-SEQ3-\*ARABIC110)＜0.06kgTP/(kgMLSS·d)，符合要求；（4）剩余污泥量①干污泥量W： (3-SEQ3-\*ARABIC111)式中：α為污泥自身產率系數，一般為0.5~0.7，取0.6；b為污泥自身氧化系數，一般為0.05；(L0-Le)為生化反應池去除BOD5的濃度，kg/m3;(S0-Se)為反應器去除SS的濃度，kg/m3；Xv為揮發性懸浮固體濃度，kg/m3，則： (3-SEQ3-\*ARABIC112)②降解BOD生成的污泥量W1： (3-SEQ3-\*ARABIC113)③內源呼吸分解泥量W2： (3-SEQ3-\*ARABIC114)④非生物污泥產量Ps：該部分占總TSS的50%，則： (3-SEQ3-\*ARABIC115)⑤剩余污泥量W：生物污泥產量Px： (3-SEQ3-\*ARABIC116)⑥濕污泥量Qs：設剩余污泥含水率P=99%，則： (3-SEQ3-\*ARABIC117)⑦泥齡θc： (3-SEQ3-\*ARABIC118)（5）堿度校核每氧化1mgNH3-N需要消耗堿度7.14mg；每還原1mgNO3-產生堿度3.57mg，每去除1mgBOD5產生堿度0.1mg。剩余堿度SALK1=進水堿度-硝化消耗堿度+反硝化產生堿度+去除BOD5產生堿度設生物污泥中含氮量為12.4%，則：每日用于合成的總氮=0.124Px=570.834(kg/d)，即：被氧化氨氮量：46.5-5.34-1.90=39.26mg/L所需脫硝量：46.5-11.6-1.90=32.9mg/L需還原的硝酸鹽氮量NT： (3-SEQ3-\*ARABIC119)設進水堿度為500，則剩余堿度SALK1： (3-SEQ3-\*ARABIC120)SALK1＞100mg/L，可維持PH≥7.2。（6）反應池主要尺寸反應池總容積V=54000m3；設反應池共六組，每兩組合建，則單池池容V單： (3-SEQ3-\*ARABIC121)設有效水深h=5m，則單池有效面積S單： (3-SEQ3-\*ARABIC122)采用6廊道推流式反應池，廊道寬B=6.5m，則單組反應池總長度L： (3-SEQ3-\*ARABIC123)取L=47m。校核： (3-SEQ3-\*ARABIC124)滿足b/h=1~2； (3-SEQ3-\*ARABIC125)滿足L/b=5~10。超高取1.0m，則反應池總高H=5+1=6m。（7）反應池進出水計算①進水管單反應池的進水管設計流量Q1： (3-SEQ3-\*ARABIC126)管道流速v=0.8m/s，則管道過水斷面積A： (3-SEQ3-\*ARABIC127)則管徑d： (3-SEQ3-\*ARABIC128)取進水管徑DN=1000mm。②回流污泥管：單反應池回流污泥管設計流量QR： (3-SEQ3-\*ARABIC129)管道流速v=0.8m/s，則管道過水斷面積A： (3-SEQ3-\*ARABIC130)則管徑d： (3-SEQ3-\*ARABIC131)取管徑DN=860mm③進水井進水孔過流量Q2： (3-SEQ3-\*ARABIC132)孔口流速v=0.6m/s，則孔口過水斷面面積A： (3-SEQ3-\*ARABIC133)孔口尺寸取2.0m*1.0m；進水井構筑尺寸取2.5m*2.5m。④出水堰及出水井按矩形堰流量公式計算Q3： (3-SEQ3-\*ARABIC134)堰寬取b=6.5m，堰上水頭損失H： (3-SEQ3-\*ARABIC135)出水孔過流量：Q4=Q3=3.36m3/s，孔口流速v=0.8m/s，則孔口過水斷面積A： (3-SEQ3-\*ARABIC136)孔口尺寸取2.2m*2m，出水井平面尺寸取2.5m*2.5m。⑤出水管出水管設計流量Q5=Q4=3.36m3/s；管道流速v=0.8m/s，則過水斷面A=4.20m2，管徑D： (3-SEQ3-\*ARABIC137)取出水管徑DN=2400mm。（8）曝氣系統的計算和設計①設計需氧量AOR (3-SEQ3-\*ARABIC138) (3-SEQ3-\*ARABIC139) (3-SEQ3-\*ARABIC140) (3-SEQ3-\*ARABIC141)式中：D1為碳化需氧量，kgO2/d；k為BOD5分解速度常數，d-1，取k=0.23；t為BOD5試驗時間，d，取t=5d；D2為硝化需氧量，kgO2/d；D3為反硝化脫氮產氧量，kgO2/d；總需氧量AOR：最大需氧量與平均需氧量之比為1.4，則AORmax： (3-SEQ3-\*ARABIC142)去除每1kgBOD5的需氧量D’： (3-SEQ3-\*ARABIC143)②標準需氧量采用鼓風曝氣，將實際需氧量換算成標態下的需氧量SOR： (3-SEQ3-\*ARABIC144)式中：α=0.82，β=0.95，ρ=1；CL為曝氣池中溶解氧濃度，CL=2mg/L;采用微孔曝氣器，鋪設于池底，距池底0.2m，淹沒深度4.8m，氧轉移率EA=20%，計算溫度15℃，查得水中溶解氧飽和度Cs(20)=9.18mg/L，Cs(25)=8.38mg/L,則空氣擴散器出口處絕對壓力Pb： (3-SEQ3-\*ARABIC145)空氣離開曝氣池的百分比： (3-SEQ3-\*ARABIC146)好氧池平均溶解氧飽和度Csm(25): (3-SEQ3-\*ARABIC147)標準需氧量SOR：最大時標準需氧量SORmax： (3-SEQ3-\*ARABIC148)好氧反應池平均時供氣量Gs： (3-SEQ3-\*ARABIC149)最大時供氣量Gsmax： (3-SEQ3-\*ARABIC150)③空氣所需壓力p(相對壓力) (3-SEQ3-\*ARABIC151)式中：h1+h2為供風管道沿程局部損失之和，取0.2m；h3為曝氣器淹沒水頭，取4.8m；h4為曝氣器阻力，取0.5m；△h為富余水頭，取0.5m，則：④曝氣器數量計算（以單組反應池計算）a.按供氧能力計算曝氣器數量h1： (3-SEQ3-\*ARABIC152)式中：h1為按供氧能力所需曝氣器的個數，個；n為反應池組數，個；qc為曝氣器標準狀態下，與曝氣池工作條件相似的供氧能力，kgO2/(h·個)；采用微孔曝氣器，參照有關工作手冊查得工作水深4.3m時曝氣器服務面積為0.2~0.55m2，充氧能力qc=0.18kgO2/（h·個），則：b.按微孔曝氣器服務面積進行校核A2O反應池服務面積校核fA： (3-SEQ3-\*ARABIC153)符合設計要求。⑤供風管道計算a.供風干管流量Qs： (3-SEQ3-\*ARABIC154)流速v=10m/s；則管徑d： (3-SEQ3-\*ARABIC155)取干管管徑DN=650mm。b.支管（布氣橫管）雙側供氣（由兩側廊道進行供氣），則Qs雙： (3-SEQ3-\*ARABIC156)流速v=10m/s；則管徑d： (3-SEQ3-\*ARABIC157)取支管管徑DN為460mm。（9）厭氧池設備選擇（以單組反應池計算）厭氧池內設導流墻。將厭氧池分為六格，每格內設攪拌機一臺，功率為5W/m3。厭氧池有效容積V厭： (3-SEQ3-\*ARABIC158)混合全池所需功率W總為： (3-SEQ3-\*ARABIC159)（10）缺氧池設備選擇（以單組反應池計算）缺氧池內設導流墻，將缺氧池分為6格，每格內設攪拌機一臺，功率為5W/m3。缺氧池有效容積V缺： (3-SEQ3-\*ARABIC160)混合全池所需功率W總為： (3-SEQ3-\*ARABIC161)（11）污泥回流設備污泥回流比為80%；污泥回流量QR泥： (3-SEQ3-\*ARABIC162)設污泥回流泵房一座，內含十六臺潛污泵（十用六備）；單泵流量QR單： (3-SEQ3-\*ARABIC163)水泵揚程根據豎向流程決定，設備型號如表3-7所示。表3-SEQ表3-\*ARABIC7潛污泵性能參數型號流量轉速出徑功率效率350QW-1100-10-451100m3/h980r/min350mm45kW74.6%（12）混合液回流設備混合液回流比為300%；混合液回流量QR液： (3-SEQ3-\*ARABIC164)設回流泵房2座，每座泵房內設20臺潛污泵（十四用六備）單泵流量QR單： (3-SEQ3-\*ARABIC165)選用QXG-3000-95-110潛水泵，配套500GAK自動耦合器，水泵設備參數如表3-8所示。表3-SEQ表3-\*ARABIC8潛水泵性能參數型號流量轉速口徑功率效率QXG-3000-95-1103000m3/h950r/min500mm100kW85%3.9二沉池設計計算3.9.1設計說明二沉池即為二次沉淀池，通常把生物處理后的沉淀池稱為二沉池。二沉池的作用為泥水分離和濃縮污泥，并將污泥運至前段生物處理或外運。本設計中二沉池設計參數如下：設計流量為Q=3.47m3/s，水力表面負荷q’=1.3m3/(m2·h)，沉淀池個數n=8個，沉淀時間T=3h。3.9.2設計計算（1）池表面積A： (3-SEQ3-\*ARABIC166)單池面積A單： (3-SEQ3-\*ARABIC167)（2）池直徑D： (3-SEQ3-\*ARABIC168)取D=45m。（3）校核固體負荷G： (3-SEQ3-\*ARABIC169)115.2＜150，符合設計要求。（4）有效水深h2： (3-SEQ3-\*ARABIC170)（5）污泥區容積V：設計采用周邊傳動的刮吸泥機排泥，貯泥時間按T=2h計算，則： (3-SEQ3-\*ARABIC171)每個沉淀池污泥區的容積V單： (3-SEQ3-\*ARABIC172)（6）污泥區高度h4①污泥斗高度。設池底徑向坡度i=0.05，污泥斗底部半徑r2=2m，上部半徑r1=3.5m，傾角為60°，則h4’： (3-SEQ3-\*ARABIC173)污泥斗容積V1： (3-SEQ3-\*ARABIC174)②圓錐體高度h4’’ (3-SEQ3-\*ARABIC175)圓錐體容積V2： (3-SEQ3-\*ARABIC176)③豎直段污泥部分高度h4’’’ (3-SEQ3-\*ARABIC177)則污泥區高度h4： (3-SEQ3-\*ARABIC178)（7）沉淀池的總高度H設超高h1=0.5m，緩沖層高度h3=0.5m，則H： (3-SEQ3-\*ARABIC179)3.10加藥間設計計算3.10.1加藥設計化學除磷原理為在污水pH值處于6~7時，化學藥劑會與污水中的磷離子發生如下化學反應：本設計將采用AlCl3溶液進行化學除磷，有效成分為6%(60g/kgAlCl3)，密度為1.3kg/L。3.10.2設計計算污水經過處理后流至加藥間污水中的TP濃度c為0.8775mg/L，根據排放標準ce=0.5mg/L得，加藥間需要去除TP量為： (3-SEQ3-\*ARABIC180)每天所需去除的TP量S為： (3-SEQ3-\*ARABIC181)為使TP去除率達標，需要加入過量AlCl3，取去除量為120kg/d，設所投加的AlCl3溶液利用率為70%，則每天所需投加AlCl3溶液質量m為： (3-SEQ3-\*ARABIC182)體積為： (3-SEQ3-\*ARABIC183)3.11接觸消毒池設計計算3.11.1設計說明由于一般的污水處理過程不能完全消除水中的病原微生物，為了防止疾病的傳播和滿足出水水質的要求，有必要對出水進行消毒。本設計中采用氯進行消毒，設計流量Qmax=12500m3/h，變化系數Kz=1.3，接觸時間T=30min。3.11.2設計計算（1）接觸池容積V： (3-SEQ3-\*ARABIC184)（2）采用矩形隔板式接觸池六座n=6，則每座接觸池容積V單： (3-SEQ3-\*ARABIC185)（3）池長L：隔板應沿縱向分隔，當水流長度：寬度=72:1，池長：單格寬=18:1，水深：寬度(h/b)≤1.0時接觸效果最好。取水深h=2.5m，單格寬b=2.8m，則：水流長度L’：每座接觸池的分格數=L/L’=4格；取超高h’=0.3m，則池深h=2.8m。（4）復核池容經以上計算，接觸池寬B=2.8*4=8.8m，則V1： (3-SEQ3-\*ARABIC186)符合設計標準。（5）加氯量計算設計最大投氯量ρmax=5.0mg/L，則每日投氯量W： (3-SEQ3-\*ARABIC187)選用貯氯量為1000kg的液氯鋼瓶，每日加氯量為1.5瓶，共貯用15瓶，每日加氯機六臺，單臺加氯量為10~20kg/h。

第4章污泥處理構筑物設計計算4.1污泥濃縮池設計計算4.1.1設計說明污泥濃縮池是用于將污泥濃縮的構筑物，以使排出的污泥濃度提高，方便后續處理。本設計中采用幅流式污水處理廠，主要設計參數如下。A段剩余污泥量5180m3/d，含水率98.5%；A2O段剩余污泥量829.95m3/d，含水率99%；則A段及A2O段總剩余污泥量為6009.95m3/d。4.1.2設計計算（1）總剩余污泥的含水率為： (4-SEQ4-\*ARABIC1)則得出固體濃度C0=13.6kg/m3。設濃縮后污泥含水率為94.56%，則濃縮后剩余污泥量Q’： (4-SEQ4-\*ARABIC2)（2）濃縮池尺寸計算①濃縮池面積A (4-SEQ4-\*ARABIC3)式中：Q為污泥量，m3/d;C0為污泥固體濃度，kg/m3；G為污泥固體通量，kg/(m2·d)，取G=30kg/(m2·d)則：②濃縮池直徑本設計采用六個圓形輔流濃縮池，n=6，單池面積A1： (4-SEQ4-\*ARABIC4)則濃縮池直徑D： (4-SEQ4-\*ARABIC5)③濃縮池深度H濃縮池工作部分有效水深h2： (4-SEQ4-\*ARABIC6)式中：T為濃縮時間，h，通常為10~16h，本設計取T=15h，則：設超高h1=0.3m，緩沖層高度h3=0.5m，濃縮池設機械刮泥，池底坡度i=0.05，污泥斗下底直徑D1=2m，污泥斗上底直徑D2=4.2m，泥斗傾角55°。池底坡度造成的深度h1： (4-SEQ4-\*ARABIC7)污泥斗高度h5： (4-SEQ4-\*ARABIC8)則濃縮池深度H： (4-SEQ4-\*ARABIC9)4.2污泥消化池設計計算4.2.1設計說明污泥消化池可將濃縮處理的污泥收集起來，由污泥微生物對污泥進行分解，可以產生沼氣進行利用，經過消化的熟污泥也可以作為肥料使用。污泥經濃縮處理后，含水率為94.56%，污泥量1568.77m3/d。4.2.2設計計算（1）消化池有效容積根據污泥齡vc計算： (4-SEQ4-\*ARABIC10)式中：V為消化池容積，m3；Q為污泥量，m3/d；vc為污泥齡，d，vc=23.5d，則：（2）池體設計采用中溫兩級消化，容積比一級：二級=2:1，則一級消化池單池容積為4096m3，用6座池；二級消化池單池容積4096m3，用3座池。①圓柱形消化池幾何尺寸計算，一級和二級消化池用相同池形。消化池直徑D=17.4m，集氣罩直徑D3=2m，高h4=2m，池底錐底直徑D2=2m，錐體錐角采用15°，則： (4-SEQ4-\*ARABIC11)消化池柱體高度h1=D=17.4m②消化池有效容積計算：集氣罩容積V4： (4-SEQ4-\*ARABIC12)上蓋容積V3： (4-SEQ4-\*ARABIC13)下椎體容積V2=上蓋容積V3，即V2=V3=184.4m3柱體容積V1： (4-SEQ4-\*ARABIC14)則消化池有效容積V： (4-SEQ4-\*ARABIC15)4504.2m3＞4096m3。③消化池各部分表面積集氣罩表面積A4： (4-SEQ4-\*ARABIC16)上蓋表面積A3： (4-SEQ4-\*ARABIC17)下椎體表面積A2： (4-SEQ4-\*ARABIC18)消化池柱體表面積A1： (4-SEQ4-\*ARABIC19)則消化池總表面積A： (4-SEQ4-\*ARABIC20)（3）消化污泥量Vd污泥可消化程度Rd：設生污泥中有機物含量Pv1=65%，無機物含量Pf1=35%，熟污泥中有機物含量Pv2=50%，無機物含量Pf2=50%，則： (4-SEQ4-\*ARABIC21)消化污泥體積Vd： (4-SEQ4-\*ARABIC22)設污泥經過消化后含水率為95%，則：4.3污泥貯泥池設計計算消化池排出含水率P=94.56%的污泥1568.77m3/d。貯泥池貯泥時間T=1d，設計貯泥池L*B*H=18m*10m*5.0m共設計兩組貯泥池，每組貯泥池有效容積V：滿足900＞1568.77/2=784.39m3的要求。4.4污泥脫水機房設計計算4.4.1設計說明由于污泥經過濃縮或消化后為液態，體積較大且不方便運輸。為了進一步降低污泥含水率使其方便運輸，必須對污泥進行脫水處理。污泥脫水工藝主要有脫水和干化兩種，本設計中采用帶式壓濾機對污泥進行脫水。經處理后污泥含水率P=94.56%，污泥日產量1626.3m3/d。預采用帶寬3.0m的帶式壓濾機進行污泥脫水，計劃脫水后污泥含水率為80%。4.4.2設計計算（1）帶寬2.0m的過濾產率濾餅含水率達80%時濾布的移動速度為v=0.85m/min，過濾產率為31kg/h，則濾布寬為3.0m的滾壓帶式壓濾機的過濾產率為：考慮1.25的安全系數，則過濾產率為：（2）壓濾機臺數n處理后干污泥量：設干污泥含量為1000kg/m3，則干污泥產量：設壓濾機工作每日三班，24小時運行，則所需壓濾機臺數為： (4-SEQ4-\*ARABIC23)取n=10，設計選用帶寬3.0m的滾壓帶式壓濾機13臺，其中三臺備用。選用DNDYQ-3000型帶式壓濾機，設備參數如表4-1所示。表4-SEQ表4-\*ARABIC1帶式壓濾機性能參數設備型號濾帶寬度最大處理量主機功率DNDYQ-30003000mm55m3/d2.2kW（3）附屬設備①污泥投配設備選用13臺單螺旋桿污泥泵，每臺泵對應一臺壓濾機，則單泵流量： (4-SEQ4-\*ARABIC24)選用EH375單螺旋桿污泥泵，配套YCJ71電機使用；污泥泵設備參數如表4-2所示。表4-SEQ表4-\*ARABIC2污泥泵性能參數設備型號流量轉速軸功率電機型號電機功率EH3757.0m3/h344r/min1.21kWYCJ712.2kW②加藥系統對脫水后的污泥需要投加藥劑，設計選用聚氯烯酰胺，對于混合生污泥投加量為0.15%~0.5%（污泥干重），取0.3%計算，則每日藥劑投加量：配置成濃度1%的溶液（密度按水的密度計算）體積為：聚丙烯酰胺投加濃度為0.1%，聚丙烯酰胺藥劑的投加采用單螺旋泵，共10臺，每臺泵的投加流量Q： (4-SEQ4-\*ARABIC25)（3）反沖洗水泵根據所選帶式壓濾機參數確定每臺脫水機沖洗耗水量為15~18m3/h，故選用13臺離心清水泵，10用3備，設備參數如表4-3所示。表4-SEQ表4-\*ARABIC3反沖洗水泵性能參數設備型號流量揚程轉速電機功率IS65-50-12512.5~25m3/h5~20m1450~2900r/min3kW

第5章污水處理廠總體布置5.1污水處理廠平面布置設計污水處理廠平面布置需對處理構筑物及附屬設施、管線等進行布置，平面布置是否合理會影響廠區用地、日常運行管理與維護，以及周邊環境衛生等。因此需要考慮風向、地形等多個因素對構筑物進行合理的排布，在保護環境的同時需要將污水處理廠對周邊環境減小到最小REF_Ref16935\w\h[13]。污水處理廠的平面布置應遵守以下原則REF_Ref16951\w\h[14]：（1）處理構筑物和生活管理設施應分別集中布置，且位置和朝向應布置合理，使處理單元不影響生活管理設施的日常運行與工作。功能分區應盡量明確，一般分為生活工作區、污水處理區和污泥處理區進行設置。（2）處理構筑物需按照流程布置且應充分利用地形。連接構筑物的管道盡量短接，確保水流的通暢。（3）注意產生臭氣或噪聲的構筑物的布置位置，避免影響周邊環境。（4）設置通向各個構筑物的必要通道，以滿足對各構筑物的維護及物品運輸。（5）廠區綠化盡可能多布置。（6）對于分期建設的項目應分別合理考慮近期和遠期的布置，以方便遠期的工程建設。5.2污水處理廠高程布置設計（1）構筑物內水頭損失通過參考資料以及對比其他設計案例得出各構筑物水頭損失如表5-1所示：

表5-SEQ表\*ARABIC\s21各構筑物水頭損失構筑物名稱水頭損失(m)構筑物名稱水頭損失(m)提升泵2.0中沉池0.5細格柵0.23A2O池0.5曝氣沉砂池0.35二沉池0.5A段曝氣池0.5接觸消毒池0.3配水井0.1（2）管道水頭損失管道水頭損失主要分為沿程水頭損失和局部水頭損失。沿程水頭損失是水流在管道內因管道摩擦等阻力做功產生的水頭損失，主要隨水流長度的增大而增高，計算公式為：式中：hf為沿程水頭損失，m；i為水力坡度；L為管道長度，m。由于本設計流量較大，因此管道均使用鋼筋混凝土管REF_Ref11569\w\h[15]。局部水頭損失是由邊界結構改變導致水流結構改變，從而造成的水頭損失。在本設計中局部水頭損失主要為管道連接件處的水頭損失，計算公式為：式中：hj為局部水頭損失，m；ξ為局部阻力系數；v為管內流速，m/s;g為重力加速度，取g=9.81m/s2。以下為各構筑物之間管道連接部分的水頭損失；（阻力系數ξ、管道坡度i及管內流速v均由給水排水設計手冊第1冊REF_Ref17000\w\h[16]查得）；（1）出水至接觸消毒池本段為接觸池出水的三根支流管匯流為主流管通至出水口。三分支流管部分管道流量Q3max=1505L/s，管道直徑為1500mm，管長81.2m，查水力計算表可知管內流體流速v=1m/s，i=0.007；主流管部分管道流量Q1max=4515L/s，管道直徑2500mm，管長6m，查得管內流體流速v=1m/s，i=0.003，則：沿程損失：局部損失：連接管渠水頭損失h：（2）接觸消毒池至二沉池本段為二沉池出水的兩根支流管匯流為主流管進行加藥，后分流為三根支流管通至接觸消毒池。二分支流管部分管道流量Q8max=2257.5L/s，管道直徑為1800mm，管長123.7m，查得管內流體流速v=1m/s，i=0.005；主流管部分管道流量Q1max=4515L/s，管道直徑2500mm，管長8.5m，查得管內流體流速v=1m/s，i=0.003；三分支流管部分道流量Q3max=1505L/s，管道直徑為1500mm，管長63.3m，查得管內流體流速v=1m/s，i=0.007，則：沿程損失：局部損失：連接管渠水頭損失h：（3）二沉池至A2O好氧池本段為A2O好氧池出水的兩根支流管分流為四根支流管，后分流為八根支流管接入二沉池。二分支流管部分管道流量Q2max=2257.5L/s，管道直徑為1800mm，管長71.2m，查得管內流速v=1m/s，i=0.005；四分支流管部分管道流量Q4max=1128.75L/s，管道直徑為1300mm，管長27m，查得管內流速v=1m/s，i=0.008；八分支流管部分管道流量Q8max=564.375L/s，管道直徑為900mm，管長81.2m，查得管內流體流速v=1m/s，i=0.013；則：沿程損失：局部損失：連接管渠水頭損失h：A2O好氧池至A2O缺氧池本段為A2O缺氧池出水的一根主流管分流為兩根支流管接入A2O好氧池。主流管部分管道流量Q1max=4515L/s，管道直徑為2500mm，管長2m，查得管內流速v=1m/s，i=0.003；二分支流管部分管道流量Q2max=2257.5L/s，管道直徑為1800mm，管長121.7m，查得管內流速v=1m/s，i=0.005，則：沿程損失：局部損失：連接管渠水頭損失h：（5）A2O缺氧池至A2O厭氧池本段為A2O厭氧池出水直接由一支主流管接入A2O缺氧池。主流管部分管道流量Q1max=4515L/s，管道直徑為2500mm，管長2m，查得管內流速v=1m/s，i=0.003，則：沿程損失：連接管渠水頭損失h：（6）A2O厭氧池至中沉池本段為中沉池出水的兩根支流管匯流為主流管接入A2O厭氧池。二分支流管部分管道流量Q2max=2257.5L/s，管道直徑為1800mm，管長108m，查得管內流速v=1m/s，i=0.005；主流管部分管道流量Qmax=4515L/s，管道直徑為2500mm，管長2m，查得管內流速v=1m/s，i=0.003，則：沿程損失：局部損失：連接管渠水頭損失h：（7）中沉池至配水井本段為配水井出水的三根支流管分流為六根支流管接入中沉池。三分支流管部分管道流量Q3max=1505L/s，管道直徑為1500mm，管長76.3m，查得管內流速v=1m/s，i=0.007；六分支流管道流量Q6max=752.5L/s，管道直徑為1000mm，管長54.5m，查得管內流速v=1m/s，i=0.01，則：沿程損失：局部損失：連接管渠水頭損失h：（8）配水井至A段曝氣池本段為A段曝氣池出水的六根支流管匯流為兩根支流管，后匯流為主流管接入配水井。六分支流管部分管道流量Q6max=752.5L/s，管道直徑為1000mm，管長27.6m，查得管內流速v=1m/s，i=0.01；二分支流管道流量Q2max=2257.5L/s，管道直徑為1800mm，管長29.4m，查得管內流速v=1m/s，i=0.005；主流管管道流量Q1max=4515L/s，管道直徑為2500mm，管長3.5m，查得管內流速v=1m/s，i=0.003，則：沿程損失：局部損失：連接管渠水頭損失h：（9）A段曝氣池至沉砂池本段為沉砂池出水的主流管分流為三根支流管，后分流為六根分流管接入A段曝氣池。主流管管道流量Q1