长沙市岳麓区城区排水管网和污水处理厂设计

来源：华佗小知识

设计总说明

本设计为长沙市岳麓区城区排水管网和污水处理厂设计。设计人口 16万，污水量标准为200L/（cap.d），污水管网遍布整个城区。污水处理厂设计规模约为4.0万m3/d，主体处理工艺采用普通曝气池活性污泥法。

设计对市政排水管网采取分流制排水方式，生活污水和工业污水通过污水管道进入污水处理厂进行处理后排入河流，雨水经雨水管网收集后直接排放河流。

设计中对污水处理厂进行了详细设计。设计中选用一组平流沉砂池，长宽为6.0m×1.46m；两组辐流沉淀池，直径20.0m；两组活性污泥反应池，长宽为33.0m×30.0m；总水力停留时间8.39h，污泥回流比100%；二沉池为两组中心进水、周边出水的辐流式沉淀池，直径24m，沉淀时间2.5h；出水经液氯消毒后达标排放；污泥经浓缩脱水后外运处置，辐流式浓缩池直径10.5m。设计成果由说明书、计算书和图纸组成。

SPECIFICATION

This is a design of sewer network & wastewater treatment plant, mainly including sewer network design & wastewater treatment plant design for Chang Sha City. The population density of design and the wastewater discharge Quota is 200L/(cap•d). The sewer network is all over the city. The design scale of wastewater treatment plant is 40000m/d. The tank was used as main treatment unit.

Every unit of the wastewater treatment plant was designed detailed. Two Horizontal-flow Grit Chamber, Which is 6.0m by 1.46m. A2/O tank was laid out in two parallel rows, which hydraulic retention time is 8.39 hours and the sludge reflux ratio is 100%. Two center inlet Peripheral outlet Radial Sedimentation Tanks were adopted as the Secondary Clarifier which diameter is 24 meters and hydraulic retention time is 2.5 hours. The effluent disinfected with Liquid Chlorine shall attain to the discharge standard.

The sludge will be disposed outwards after sludge thickening and dewatering. The Radial sludge thickening basin，Which diameter is 10.5 meters.

设计总说明 ............................................................................................................................................. I SPECIFICATION ................................................................................................................................... II 1设计任务及要求................................................................................................................................... 1

1.1设计任务.................................................................................................................................... 1

1.1.1 设计题目为：长沙市岳麓区排水工程设计 ................................................................ 1 1.1.2 设计原始资料 ................................................................................................................ 1 1.1.3 设计内容 ........................................................................................................................ 1 1.2 设计基本要求 ........................................................................................................................... 2

1.2.1 英文翻译一篇 ................................................................................................................ 2 1.2.2 设计说明书和设计计算书一份 .................................................................................... 2 1.2.3 绘制图纸 ........................................................................................................................ 2

2总体设计 .............................................................................................................................................. 3

2.1 城镇排水系统的确定 ............................................................................................................... 3 2.2 城镇污水处理工艺流程的确定 ............................................................................................... 3

2.2.1 确定污水处理工艺流程的原则 .................................................................................... 3 2.2.2 污水处理方案的确定 .................................................................................................... 3 2.2.3 主要构筑物的选择 ........................................................................................................ 7

3管网设计 ............................................................................................................................................ 11

3.1 排水系统的确定 ............................................................................................................ 11 3.2 污水管道的布置 .................................................................................................................... 11 3.3 污水管道的设计流量计算 .................................................................................................... 11 3.4 污水管网设计 ........................................................................................................................ 11 3.5 污水管道的水力计算 ............................................................................................................. 15 3.6 雨水管网设计 ......................................................................................................................... 17 4城市污水处理厂的设计 ..................................................................................................................... 20

4.1 城市污水的组成与水质特征 ................................................................................................. 20 4.2 城市污水处理厂设计水质 ..................................................................................................... 20 4.3 城市污水处理厂厂址的选择 ................................................................................................. 21 4.4 污水处理工艺的选定 ............................................................................................................. 21

4.4.1 污水处理工艺的选定依据因素 .................................................................................. 21 4.5 污水处理厂相关构筑物及反应装置的设计 ......................................................................... 21

4.5.1 格栅的设计 .................................................................................................................. 22

4.5.2 沉砂池的设计 .............................................................................................................. 25 4.5.3 沉淀池的设计 .............................................................................................................. 29 4.5.4 进水集配水井 .............................................................................................................. 31 4.5.5 进水管及配水花墙 ...................................................................................................... 31 4.5.6 出水堰 .......................................................................................................................... 32 4.5.7 刮泥设备 ...................................................................................................................... 33 4.5.8 排泥管 .......................................................................................................................... 33

5二级生物处理设计............................................................................................................................. 35

5.1 基本资料................................................................................................................................. 35 5.2 设计计算（用污泥负荷法） ................................................................................................. 35

5.2.1 判断是否可采用A2／O法 ........................................................................................ 35 5.2.2 有关设计参数 .............................................................................................................. 35 5.2.3 反应池容积V .............................................................................................................. 36 5.2.4 校核氮磷负荷 .............................................................................................................. 36 5.2.5 剩余污泥量 .................................................................................................................. 36 5.2.6 碱度校核 ...................................................................................................................... 37 5.2.7 反应池主要尺寸 .......................................................................................................... 37 5.2.8 反应池进、出水系统计算 .......................................................................................... 38 5.3 曝气系统的计算与设计 ......................................................................................................... 40

5.3.1 曝气池容积的计算 ...................................................................................................... 40 5.3.2 供气量的计算 .............................................................................................................. 44 5.4 空气管系统计算 ..................................................................................................................... 46 5.5 空压机的选定 ......................................................................................................................... 48

5.5.2 标准需氧量 .................................................................................................................. 50 5.6 生物处理后处理 ..................................................................................................................... 52

5.6.1 二次沉淀池 .................................................................................................................. 52 5.6.2 消毒设施计算 .............................................................................................................. 60 5.6.3 计量设施 ...................................................................................................................... 63 5.7 污泥处理工艺的设计 ............................................................................................................. 67

5.7.1 污泥量计算 .................................................................................................................. 67 5.7.2 浓缩池的设计 .............................................................................................................. 68 5.7.3 贮泥池计算 .................................................................................................................. 71 5.7.4 消化池设计 .................................................................................................................. 72 5.7.5 污泥脱水机房 .............................................................................................................. 77 5.7.6 其他设计 ...................................................................................................................... 78

6 污水处理厂总体布置 ........................................................................................................................ 84

6.1 污水处理厂平面布置 ............................................................................................................. 84

6.1.1 各处理单元构筑物的平面布置 .................................................................................. 84 6.1.2 管线布置： .................................................................................................................. 84 6.2 污水处理厂的高程布置 ......................................................................................................... 84 参考文献 ............................................................................................................................................... 87 致谢 ....................................................................................................................................................... 结论 ....................................................................................................................................................... 91 附录 ....................................................................................................................................................... 93

1.设计任务及要求

1设计任务及要求

1.1设计任务

1.1.1 设计题目为：长沙市岳麓区排水工程设计

根据给予的岳麓区城区总体规划布置图，进行长沙市岳麓区城区污水管网和污水处理厂的规划设计。

1.1.2 设计原始资料

（1）城区总体规划布置图一张。

（2）本设计涉及设用人口16万，城区街坊及公共场所总面积为54.44平方千米。

岳麓区的最高日综合生活用水定额为220～370L错误!未找到引用源。，平均日综合生活用水定额为170～280L错误!未找到引用源。。本设计取平均日综合生活用水定额为250 L错误!未找到引用源。.污水定额取为用水定额的80%。

平均日综合生活污水定额为 200 L错误!未找到引用源。

（3）城区污水预测水质为： COD=320mg/L；BOD5=150mg/L；TSS=150mg/L；TN=32 mg/L；NH3-N=24mg/L；TP=4mg/L。设计出水水质为：COD=60mg/L；BOD5=20mg/L；TSS=20mg/L；TN=15mg/L；NH3-N=8mg/L；TP=1.5mg/L。

（4）气象资料：当地主导风向西风，气温（月平均）最高32.1℃，最低-4.6℃。年平均降雨量5mm，土壤冰冻深度0.5m。

（5）工程地质资料：工程地质良好，适于工程建设；设计地震烈度6度；污水干管和污水处理厂的地下土壤为砂质粘土，平均地下水位在地表以下5.0m。

（6）污水处理厂位于城区南部，处理水就近排入河流，排水口处河流正常水位30.8m，最高水位34.5m，最低水位28.8m。

1.1.3 设计内容

（1）专业外文资料翻译；（2）城区污水管网扩初设计；（3）城区污水处理厂工艺设计；（4）污水处理厂提升泵站工艺设计；

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1.2 设计基本要求

1.2.1 英文翻译一篇

1.2.2 设计说明书和设计计算书一份 1.2.3 绘制图纸

（1）城区污水管网总平面图（1：2000~1：10000）；（2）污水主干管纵剖面图1张；

（3）污水处理厂平面布置图（1：200~1：500）；

（4）污水厂处理工艺高程布置图（纵向1：50~1：100；横向1：100~1：500）（5）主要构筑物工艺图5张以上（平面及剖面1：50~1：200）

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2总体设计

2.1 城镇排水系统的确定

本设计是长沙市岳麓区排水管网的设计，在管网设计中应遵循管线的走向应与地势的降落走向相一致，这样以避免与地势等高线的相反造成管道埋深过深，给施工带来困难和增大投资。一般规定在埋深7.0m以下应设提升泵站。在街道下的管道的最小覆土厚度在0.7m，管径为300mm，管道的最小坡度在地势较平坦的地方为2‰。污水处理厂的位置应设置在区域的下风向，靠近河流下游处。

2.2 城镇污水处理工艺流程的确定

2.2.1 确定污水处理工艺流程的原则

（1）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；

（2）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；

（3）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；

（4）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；（5）提高管理水平，保证运转中最佳经济效果；充分利用沼气资源，把沼气作为燃料；（6）查阅相关的资料确定其方案。最佳的处理方案要体现以下优点：保证处理效果，运行稳定；基建投资省，耗能低，运行费用低；占地面积小，泥量少，管理方便。

2.2.2 污水处理方案的确定

污水处理厂的工艺流程是指在达到所要求的处理程度的前提下，污水处理各单元的有机组合，以满足污水处理的要求。采用何种处理流程还要根据污水的水质、水量，回收其中的有用物质的可能性和经济性，排放水体的具体规定，并通过调查研究和经济比较后决定，必要时还应进行科学论证。

岳麓区污水处理厂的污水要求达到工程所要求的污水处理程度，必须采用二级处理。目前国内外城市二级处理厂大多采用活性污泥法，这种方法能有效去除城市污水中的主要污染物，而且比较经济。

以下我们对这几个污水处理工艺流程方案进行筛选，比较。

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2.2.2.1 氧化沟工艺

氧化沟也称氧化渠或循环曝气池，是于20世纪50年代由荷兰的巴斯韦尔（Pasveer）所开发的一种污水生物处理技术，属活性污泥法的一种变法。它把连续式反应池作为生化反应器，混合液在其中连续循环流动。氧化沟使用一种带方向控制的曝气和搅动装置，向反应器中的混合液传递水平速度，从而使被搅动的混合液在氧化沟闭合渠道内循环流动。由于氧化沟运行成本低，构造简单，易于维护管理，出水水质好，运行稳定，并可以进行脱氮除磷，因此日益受到人们的重视，并逐步

得到推广，特别适用于南方延时曝气运行。 (1)工艺流程

氧化沟工艺可不建初沉池和污泥消化池，有时还可以将曝气池与二沉池合建而省去污泥回流系统，常用的处理城市污水的氧化沟工艺流程如图2.1示：

进水

回流污泥

图2.1 氧化沟工艺流程

(2)氧化沟特点

①工艺流程简单，运行管理方便，氧化沟工艺不需要初沉池和污泥消化池，有此类氧化沟还可以和二沉池合建，省去污泥回流系统。

②运行稳定，处理效果好，氧化沟的BOD平均处理水平可达95%左右。

③能承受水量水质的冲击负荷，对浓度较高的工业废水有较强的适应能力，这主要是由于氧化沟水力停留时间长，泥龄长，一般为20~30d，污泥在沟内达到除磷脱氮额的目的，脱氮效率一般＞80%，但要达到较高的除磷效果，则需要采取另外措施。

④基建投资省，运行费用低和传统活性污泥工艺相比，在去除BOD和NH3-N及脱氮情况下更省，同时统计表明在规模较小的情况下，氧化沟的基建投资比传统活性污泥法更省。

2.2.2.2 间歇式活性污泥处理系统（简称SBR工艺） SBR法工艺流程：

污水 → 一级处理→ 曝气池 → 处理水工作原理：

(1）流入工序：废水注入，注满后进行反应，方式有单纯注水，曝气，缓速搅拌三种， (2）曝气反应工序：当污水注满后即开始曝气操作，这是最重要的工序，根据污水处理的目的，除P脱N应进行相应的处理工作。

(3）沉淀工艺：使混合液泥水分离，相当于二沉池，

(4）排放工序：排除曝气沉淀后产生的上清液，作为处理水排放，一直到最低水位，在反应器残留一部分活性污泥作为种泥。

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格栅沉沙池氧化沟二沉池出水

剩余污泥

2总体设计

(5）待机工序：工处理水排放后，反应器处于停滞状态等待一个周期。特点：

①大多数情况下，无设置调节池的必要。

②SVI值较低，易于沉淀，一般情况下不会产生污泥膨胀。 ③通过对运行方式的调节，进行除磷脱氮反应。 ④自动化程度较高。

⑤得当时，处理效果优于连续式。 ⑥单方投资较少。

⑦占地规模大，处理水量较小。

本工艺又称序批式活性污泥处理系统，其最主要特征是采用集有机污染物降解与混合液沉淀于一体的反应器—间歇曝气池。

SBR工艺的特点：

SBR是传统活性污泥法的一种变形，它的净化机理与传统活性污泥法基本相额同，但SBR的各个运行期在时间上的有序性，使它具有不同于连续流活性污泥法和其他生物处理的一些特性。处理效果稳定，对水量、水质变化适应性强，耐冲击负荷。

SBR在运行操作过程中，可以通过时间上的有效控制和变化来满足多功能的要求，具有极强的灵活性。SBR可以调节曝气时间来满足出水要求，因此运行可靠，效果稳定。另外，SBR独特的时间推流性与空间完全混合性，使得可以对其运行有效的交换，以达到适应多种功能的要求，极其灵活。

理想的推流过程使生化反应推力大、效率高。污泥活性高，浓度高且具有良好的污泥沉降性能。

由于有机物浓度存在较大浓度梯度，有利于菌胶团的形成，所以可有效地抑制丝状菌的生长，防止污泥膨胀。SBR在沉淀时没有进出水流的干扰，可以避免短流和异重流的出现，是一种理想的静态沉淀，固液分离效果好，易获得澄清的出水。剩余污泥含水率低，浓缩污泥含固率可达到2.5%~3%，为后续污泥的处置提供了良好的条件。

脱氮除磷效果好

SBR工艺的时间序列性和运行条件上的较大灵活性为其脱氮除磷提供了得天独厚的条件。工艺简单，工程造价及运行费用低，是小规模污水治理的有效方法。

目前，我国乡镇企业发展很快，排放污水总量不大，且间断排放，加之技术管理水平较低，经费少，若采用常规的连续式活性污泥系统进行治理，难度很大，若采用间歇法，则具有均化水质，勿需污泥回流，不需二沉池，建设与运行费用都较低等优点，SBR是一种高效、经济、管理简便，适用于中小水量污水。

2.2.2.3 A2／O生物脱氮除磷工艺工艺原理：

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（1）厌氧池：流入原污泥水及同步进入的从二沉池回流的含磷污泥。该池主要功能为释放磷，使污水中磷的浓度升高，溶解性有机物被生物吸收而使污水中BOD5浓度下降。NH3—N因细胞合成而被去除一部分，使污水中浓度下降，但NH3—N含量无变化。

（2）缺氧池：反硝化菌利用污水中的有机物作为碳源，将回流液带入的大量NO 3—N和NO2

—N还原为N2释放至空气中。BOD5浓度下降，NO 3—N的浓度大幅度下降，而磷的变化很小。

（3）好氧池：有机物被微生物生化降解而继续下降；有机氮被氨化继而被硝化，使NH3—N浓度显著下降，但该过程使NO 3—N浓度增加，磷随着聚磷菌的过量摄取，也以较快速度下降。好氧池将NH3—N完全硝化，缺氧池完成脱氮功能；缺氧池和好氧池联合完成除磷的功能。

工艺特点：优点：

（1）该工艺为最简单的同步脱氮除磷工艺，总的水力停留时间，总占地面积少于其它的工艺。（2）在厌氧的好氧交替运行条件下，丝状菌得不到大量增殖，无污泥膨胀之虞，SVI值一般均小于100。

（3）污泥中含磷浓度高，具有很高的肥效。

（4）运行中勿需投药，两个A段只用轻缓搅拌，以不啬溶解氧浓度，运行费低。

（5）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；

（6）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和态氧的影响，因而脱N除P效率不可能很高。

缺点：

（1）除磷效果难于再行提高，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。

（2）脱氮效果也难于进一步提高，内循环量一般以2Q为限，不宜太高，否则增加运行费用。（3）对沉淀池要保持一定的浓度的溶解氧，减少停留时间，防止产生厌氧状态和污泥释放磷的现象出现，但溶解浓度也不宜过高。以防止循环混合液对缺反应器的干扰。

A2/O同步脱氮除磷工艺流程如图2.2示：进水格栅沉砂池初沉池厌氧池出水二沉池回流混合液好氧池缺氧池回流污泥剩余污泥图2.2 A2/O同步脱氮除磷工艺流程

通过以上几个工艺流程的技术经济比较可知，A2/O法较适合于长沙市岳麓区污水处理厂，同时

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2总体设计

根据出水水质的要求，即需高效脱氮除磷，故本设计采用A2/O工艺。

2.2.3 主要构筑物的选择

2.2.3.1 格栅

格栅是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。

2.2.3.2 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。

污水泵站的主要形式：

(1)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；

(2)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。

(3)对于自灌式泵房，采用自灌式水泵，叶轮（泵轴）低于集水池最低水位，在最高、中间和最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。

(4)非自灌式泵房，泵轴高于集水池最高水位，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。

由以上可知，本设计因水量较小，并考虑到造价、自动化控制等因素，以及施工的方便与否，采用自灌式半地下式圆形泵房。

2.2.3.3 沉砂池

沉砂池的功能的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。

(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

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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，本工程设计确定采用平流沉砂池。 2.2.3.4 沉淀池（初沉池、二沉池） (1)平流沉淀池优点： ①沉淀效果好；

②耐冲击负荷和温度的变化适应性强； ③施工容易，造价低。缺点：

①池子配水不均匀；

②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:大、中、小型污水处理厂；地下水位较高和地质条件较差的地区。 (2)辐流沉淀池优点：

①多为机械排泥，运行较好，管理较简单； ②排泥设备已趋定型。缺点：

①池内水速不稳定，沉淀效果较差； ②机械排泥设备复杂，对施工质量要求高。

适用条件：大、中型污水处理厂；地下水位较高的地区。 (3)竖流沉淀池优点：

①排泥方便，管理简单； ②占地面积较小。缺点：

①池子深度大，施工困难；

②对冲击负荷和温度变化的适应性能力较差；

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③造价较高；

④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）沉淀池优点：

①沉淀效率高，停留时间短； ②占地面积小。缺点：

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。

综上所述，四种沉淀池的优缺点比较，并结合本设计的具体资料可知，本工程初沉池、二沉池均采用中心进水、周边出水的辐流式沉淀池。

2.2.3.5 消毒

接触池：采用平流式消毒接触池。消毒剂的选择： (1)液氯

优点：价格便宜，效果可靠，投配设备简单。缺点：对生生物有毒害作用，并且可能产生致癌物质。适用于大、中型规模的污水处理厂。 (2)漂白粉

优点：投加设备简单，价格便宜。

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。适用于消毒要求不高或间断投加的小型污水处理厂。 (3)臭氧

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。

缺点：投资大，成本高，设备管理复杂。

综上三种消毒剂的比较，本工程设计采用液氯作消毒剂。 2.2.3.6 浓缩池

污泥浓缩池主要是降低污泥中的空隙水，来达到使污泥减容的目的。浓缩池可分为重力浓缩池和浮选浓缩池。重力浓缩池按其运行方式分为间歇式或连续式。

(1)浮选浓缩池：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。

(2)重力浓缩池：用于浓缩初沉池污泥和二沉池的剩余污泥，运行费用低，动力消耗小。综上所述，本设计采用间歇式重力浓缩池。

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2.2.3.7 污泥脱水

污泥脱水的方法有自然干化、机械脱水及污泥烧干、焚烧等方法。本设计采用带式压滤机脱水。

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3.管网设计

3管网设计

3.1 排水系统的确定

合理地选择排水系统的，是城市和工业企业排水系统规划和设计的重要问题。它不仅从根本上影响排水系统的设计、施工、维护管理，而且对城市和工业企业的规划和环境影响深远，同时也影响排水系统工程的总投资和初期投资费用以及维护管理费用。

本设计为长沙市岳麓区城区的污水管网设计，且不考虑雨水，故流量不会过大。从环境保护、造价、维护管理方面来看，本设计采用分流制排水。

3.2 污水管道的布置

从城区的总平面图可知该城区的地势自东北和西北向中心河流倾斜，且坡度较大。为了充分利用有利的地势条件，将水依靠自身的重力流向污水处理厂，整个管道系统布置成截流式形式。污水由两侧向中间河流汇集。街道支管布置在街区地势较低一侧的道路下，干管基本上与等高线垂直布置，主干管则沿城区的南侧布置，基本与等高线平行。

3.3 污水管道的设计流量计算 3.4 污水管网设计

本设计涉及设用人口16万，城区街坊及公共场所总面积为54.44平方千米。

长沙市岳麓区的最高日综合生活用水定额为220～370L/(cap•d)，平均日综合生活用水定额为170～280L/(cap•d) 。本设计取平均日综合生活用水定额为250 L/(cap•d).污水定额取为用水定额的80%。

平均日综合生活污水定额为 200 L/(cap•d) 计算日综合污水总量为：

Q总量=200×160000=32000 m3

平均日综合污水量为：

错误!未找到引用源。=

计算总变化系数为：

土木工程学院 11

错误!未找到引用源。=错误!未找到引用源。=370.37L/s

青海大学本科毕业设计：长沙市岳麓区排水工程设计

Kz＝错误!未找到引用源。＝错误!未找到引用源。＝1.41

所以综合污水设计流量错误!未找到引用源。为:

Q1错误!未找到引用源。＝错误!未找到引用源。·错误!未找到引用源。＝1.41错误!未

找到引用源。370.37错误!未找到引用源。

该市有六家骨干企业，以及一个新规划的工业园区，各个部门的工业废水和生活污水、淋浴污水总设计流量.

工业企业生活、淋浴污水与工业废水设计流量为：

错误!未找到引用源。25错误!未找到引用源。+60+35+10+30+15+100错误!未找到引

用源。275L/S

工业企业生活、淋浴污水与工业废水排放时间按每天八小时计算，则：所以该市日排放污水总量为：

Q=Q错误!未找到引用源。+8错误!未找到引用源。Q错误!未找到引用源。=39920

错误!未找到引用源。

将各项污水设计流量直接求和，得该市污水设计总流量

错误!未找到引用源。522.22+275错误!未找到引用源。797.22L/S

城市主要地区以山地为主，城市依山坡向河流而建。可利用地形不设污水提升泵站，利用重力。所以该市排水管道干管延街道汇至河边大道后，注入河边大道下的主干管延河流方向进入河流下游污水处理厂。

街坊及公共建筑区域总面积为54.44km2.

该市街坊及公共建筑区域划分为56个，街坊面积统计如表3.1示：综合污水平均日流量按街坊及公共建筑区域面积比例分配，比流量为：

表3.1 街坊面积 (单位：km错误!未找到引用源。)

街坊编号I 街坊面积A

1 0.44

2 0.57

3 0.57

4 0.57

5 0.57

6 4.92

7 0.35

8 0.35

9 0.35

10 0.35

街坊编号I 街坊面积A

11 0.82

12 0.35

13 0.35

14 0.35

15 0.35

16 0.34

17 0.34

18 1.81

19 2.33

20 0.34

街坊编号I 街坊面积A

21 0.34

22 0.34

23 0.36

24 0.23

25 1.56

26 0.25

27 0.27

28 0.22

29 0.23

30 0.33

12 土木工程学院

3.管网设计

街坊编号I 街坊面积A 街坊编号I 街坊面积A

31 0.28 41 0.37

32 0.19 42 1.62

33 2.15 43 1.69

34 0.73 44 0.98

35 0.44 45 1.13

36 1.52 46 3.33

37 1.35 47 2.20

38 0. 48 1.15

39 0.51 49 0.60

40 0.49 50 0.42

街坊编号I 街坊面积A

2.51 1.94 3.34 2.96 0.53 0.82

在污水官网设计时，为便于直观了解，特将该市排水区域划分为三个区域，在计算时对三个区域分别计算，说明的是一区域的所有污水将穿江进入三区域的管网中，二区域的污水在南部穿过东江后与三区域污水汇合后直接进入污水处理厂。

一区域污水管网中主干管为1～9，可划分为1～2、2～3、3～4、4～5、5～6、6～7、7～8、8～9等8个管段，其中管段2～3、4～5、6～7和7～8分别接纳街坊11、19、42和45的生活污水，作为这些管段的本段流量。五条干管为11～2、21～3、31～4、44～6和53～7，均仅输送与它们连接的支管所输入的转输流量，而没有直接的本段流量。污水管段设计流量计算如表3.2示：

表3.2 一区域污水管段设计流量计算:

管段编号

街坊编号

街坊面积

比流量

流量

综合污水日平均流量分配本段

转输流量

合计流量

管段设计流量计算总变化系数

本段

转输

沿线流量

集中流量

设计流量

1 1～2 10～11 11～12 12～13 13～2 2～3 14～15 15～16 16～17 17～3 3～4 18～19 19～20

2 — — — — 11 — — — — — — —

3 — — — — 0.82 — — — — — — —

4 — — — — 6.8 — — — — — — —

5 — — — — 5.58 — — — — — — —

6 7.75 2.99 9.25 15.51 17. 28.02 33.46 38.15 42.84 45.22 93.51 1.70 8.16

7 7.75 2.99 9.25 15.51 17. 33.60 33.46 38.15 42.84 45.22 93.51 1.70 8.16

8 2.16 2.3 2.11 2.00 1.97 1.83 1.84 1.81 1.79 1.76 1. 2.3 2.14

9 16.70 6.88 19.55 30.97 35.17 61.63 61.40 69.01 76.51 80.28 153.26 3.91 17.49

10 — — — — — — — — — — — — —

11 — — — — — — — — — — — — —

12 16.70 6.88 19.55 30．97 35.17 61.63 61.40 69.01 76.51 80.28 153.26 3.91 17.49

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青海大学本科毕业设计：长沙市岳麓区排水工程设计

管段编号

街坊编号

街坊面积

比流量

流量

综合污水日平均流量分配本段

转输流量

合计流量

管段设计流量计算总变化系数

本段

转输

沿线流量

集中流量

设计流量

20～21 21～22 22～23 23～4 4～5 5～6 24～25 25～26 26～6 6～7 27～28 28～29 729～30 30～7 7～8 8～9 37～38 38～39 39～40 40～41 41～9 9～31 31～32 32～33 33～34 34～35 35～36 42～43 43～44 44～45 45～46 46～47 47～48 48～36 36 ～污水处理厂

— — — — 19 — — — — 42 — — — — 45 — — — — — — — — — — — — — — 54 — — — — —

— — — — 2.33 — — — — 1.62 — — — — 1.13 — — — — — — — — — — — — — — 2.96 — — — — —

— — — — 6.8 — — — — 6.8 — — — — 6.8 — — — — — — — — — — — — — — 6.8 — — — — —

— — — — 15.84 — — — — 11.02 — — — — 7.68 — — — — — — — — — — — — — — 20.13 — — — — —

9.66 13.67 18.23 18.23 122.08 137.92 13.80 18.15 32.78 181.99 20.67 23.17 29.83 33.32 226.33 234.01 — — — 22. 37.60 279.43 283.51 286.37 286.37 286.37 286.37 17.07 30.26 52.97 76.70 82.28 82.28 82.28 370.37

9.66 13.67 18.23 18.23 137.92 137.92 13.80 18.15 32.78 193.01 20.67 23.17 29.83 33.32 234.01 234.01 — — — 22. 37.60 279.43 283.51 286.37 286.37 286.37 286.37 17.07 30.26 73.10 76.70 82.28 82.28 82.28 370.37

2.10 2.03 1.96 1.96 1.57 1.57 2.02 1.96 1.84 1.51 1.93 1.91 1.86 1.84 1.48 1.48 — — — 1.92 1.81 1.45 1.45 1.45 1.45 1.45 1.45 1.98 1.86 1.68 1.68 1.66 1.66 1.66 1.41

20.32 27.68 35.77 35.77 216.59 216.59 27.92 35.63 60.29 292.10 40.00 44.27 55.44 61.17 346.72 346.72 — — — 43.37 68.12 406.02 411.29 414.98 414.98 414.98 414.98 33.73 56.15 123.10 128.48 136.77 136.77 136.77 521.73

— — — — — — — — — — — — — — — — 25.00 60.00 35.00 — — — — — — 10.00 30.00 — — — — — — 100.00 15.00

— — — — — — — — — — — — — — — — — 25.00 85.00 120.00 120.00 120.00 120.00 120.00 120.00 120.00 130.00 — — — — — — — 260.00

20.32 27.68 35.77 35.77 216.59 216.59 27.92 35.63 60.29 292.10 40.00 44.27 55.44 61.17 346.72 346.72 25.00 85.00 120.00 163.37 188.12 526.02 531.29 534.98 534.98 544.98 574.98 33.73 56.15 123.10 128.48 136.77 136.77 236.77 796.73

14 土木工程学院

3.管网设计

3.5 污水管道的水力计算

在确定设计流量后，便可以从上游管段开始依次进行主干管各设计管段的水力计算。不计算管段：

根据最小管径300mm，最小设计流速0.6 m/s和最大充满度0.55情况下查表，能通过的最大流

29800量值 Q=29 L/s，估算出设计管段服务的排水面积=300200=41.76ha

图上未编号管段服务的排水面积皆小于此值，即为不计算管段，直接采用最小管径300mm和相应的最小坡度0.003而不再进行水力计算。

(1) 从管道平面布置图上量出每一设计管段的长度，列入表第2项。

将各设计管段的设计流量列入表中第3项，设计管段起迄点的地面标高，列入表中第10，11项计算各设计管段的地面坡度作为确定管道坡度时的参考。

(2)确定起始管段的管径以及设计流速v，设计坡度 i，设计充满度hD。首先拟采用最小管径

300mm，即查水力计算图。这张计算图中，管径D和管道粗糙n为已知，其余4个水力因素只要知道2个即可求出另外2个。现已知设计流量，另1个可根据水力计算设计数据的规定设定。由于管段的地面坡度较大，设计坡度采用I=0.006。当Q=88.92L/s 、 I=0.006时，查表得出v=1.28m/s(大于最小设计流速0.6m/s)，h，计算数据符合规范要求。将所确定

D=0.41（小于最大设计充满度0.70）

的管径D 、坡度 I 、流速v 、充满度hD分别列入表第4、5、6、7项。

D。通常随着流量的增

(3)确定其它管段的管径D 、管道坡度 I 、设计流速v 、设计充满度h加，下一个管段的管径一般会增大一级或两级，或者保持不变，这样便可根据流量的变化情况确定管径。然后可根据设计流速随着设计流量的增大而逐渐的增大或者保持不变的规律设定设计流速。根据Q和v的关系即可确定相应的h/D和I值，若h/D和I值符合设计规范的要求，说明水力计算合理，将计算结果填入表相应的项中。

(4)计算各管段上端、下端的水面、管底标高及其埋设深度：

(5)根据设计管段长度和管道坡度求降落量。如管段1~2的降落量为I·L=0.006172=1.032m，列入表第9项。

(6)根据管径和充满度求管段的水深。如管段1~2的水深为h=D·D=0.50.41=0.205m，列入表第。

(7)求设计管段上、下端的管内底标高，水面标高和埋设深度。1点的等于1点的地面标高减1

土木工程学院 15

h青海大学本科毕业设计：长沙市岳麓区排水工程设计

点的埋深，为926.29-2.00=924.29m，列入表中第14项。2点的管内底标高等于1点的管内底标高减降落量，为924.29-1.032=923.258m，列入表中第15项。2点的埋设深度等于2点的地面标高减2点的管内底标高，为925.20-923.258=1.94m，列入表中第17项。

管段上下端水面标高等于相应点的管内底标高加水深。如管段1~2中的1点的水面标高为924.290+0.205=924.495m，列入表中第12项。2点的水面标高为923.258+0.205=923.463m，列入表中第13项。

根据管段在检查井处采用衔接方法，可以确定下游管内底标高。如管段1~2与2~3的管径的相同，可采用水面平接，即管段1~2与2~3中的2点的水面标高相同，然后用3点的水面标高减去降落量，求的3点的水面标高。将2、3点的水面标高减去水深求出相应的管底标高。进一步求出2、3点埋深。污水管网主干管水力计算如表3.3.示：

表3.3 污水管网主干管水力计算

管段编号

管段长度 L （m）

1 1～2 2～3 3～4 4～5 5～6 6～7 7～8 8～9 9～31 31～32 32～33 33～34 34～35 35～36 36～

2180

796.73

1300

1.3

1.2

0.50

0.75

0.28

30.80

30.60

29.99

29.71

29.24

28.96

1.56

1810

574.98

1100

1.1

1.15

0.60

0.66

0.20

31.00

30.80

30.19

29.99

29.53

29.33

1.47

700

544.98

1100

0.94

1.0

0.60

0.66

0.07

31.20

31.00

30.26

30.19

29.60

29.53

1.6

1.47

1020

534.98

1100

0.94

1.0

0.60

0.66

0.10

31.40

31.20

30.36

30.26

29.70

29.60

1.7

1.6

970

534.98

1100

0.84

0.9

0.60

0.66

0.08

31.60

31.40

30.44

30.36

29.78

29.70

1.82

1.7

2 540 1800 1220 1940 260 1290 2090 1090 2050 970

设计流量 Q (m/s) 3 16.70 61.63 153.26 216.59 216.59 292.10 346.72 346.72 526.02 531.29

管径 D (mm) 4 300 400 600 700 700 800 900 800 1100 1100

管段坡度 I (‰) 5 1.85 1.7 0.98 4.6 0.79 6.0 0.74 0.00 0.84 0.84

管内流速 V (m/s) 6 0.55 0.7 0.7 1.4 0.7 1.7 0.80 0.69 0.9 0.9

7 45 65 0.75 0.47 0.80 0.35 0.65 1 0.60 0.60

8 0.14 0.26 0.45 0.33 0.56 0.28 0.59 0.8 0.66 0.66 充满度 h/D (%)

h (m)

降落量 I·L (m) 9 0.1 0.31 0.12 1.0 0.02 0.77 0.15 0.00 0.17 0.08

10 39.10 39.00 38.80 38.60 37.10 34.50 34.00 32.00 32.00 31.80

11 39.00 38.80 38.60 37.10 34.50 34.00 32.00 32.00 31.80 31.60

12 37.24 37.14 36.83 36.71 33.56 33.54 32.77 28.83 30.69 30.52

13 37.14 36.83 36.71 35.71 33.54 32.77 32.62 28.23 30.52 30.44

14 37.10 36.88 36.38 36.38 33.00 33.26 32.18 28.03 30.03 29.86

15 37.00 36.57 36.26 35.38 32.98

16 2.00 2.12 2.42 2.22 4.10

17 2.00 2.23 2.34 1.72 1.52 1.51 -0.03 3.97 1.94 1.82

地面上端

下端

标高(m) 水面上端

下端

管内低上端

下端

埋设深度（m）上端

下端

32.49 1.24 32.03 28.03 29.86 29.78

1.82 3.97 1.97 1.94

管段连接采用水面平接，另外由于管段67之间落差较大，特设置跌水井，

16 土木工程学院

3.管网设计

3.6 雨水管网设计

根据该市区的地形及实际发展情况，先决定只对区域一进行雨水设计，采用暗管排水，t1=10min,m=2,汇水面积和管段长度均从规划资料数据中取得，具体计算过程详见下表。

暴雨强度公式为

q错误!未找到引用源。相关系数参考长沙市的测定值，取为：

t设计

管长

汇水面积

管内雨水流行时间

单位面积

设计流量

管径

水力

流速

管道输送能力

坡降

设计地面标高

设计管内低标高

埋深

A错误!未找到引用源。11.163，C错误!未找到引用源。

b错误!未找到引用源。，n错误!未找到引用源。

所以该市的暴雨强度公式为：

q错误!未找到引用源。

采用管顶平接

管段三四设跌水井，管低为32.00，雨水管网水力计算如表3.4示：

本设计中，居住区人口密度为300人/公顷，污水设计定额标准为200L/（人*d），所以，每公顷街区面积的生活污水平均流量为：

q0=300×200/800=0.694（L/s·ha）

设计管段1-2为主干管的起始管段，除接纳12街区本段污水流量q1外，还有转输流量q2流入。本段流量q1=3.56×0.694=2.47L/s；该管的转输流量是从干管13~14~15~16~17~18~1流来的污水，其值为：

q2=q0F=0.694(7.06+6.19+14.88+6.09+10+5.86+5.04+3.84+3.07+3.80+1.78) =46.93 L/s

土木工程学院 17

青海大学本科毕业设计：长沙市岳麓区排水工程设计

起点

终点

起点

终点

起点

1 1～2

2 3169.0

3 8.91

4 0

5 2.

2～3 3～4 4～5 5～6 6～7

1833.9 3273.1 273.6 1379.6 1725.0

9.81 19.67 23.2 42.50 50.58

2. 6.37 8.47 8.74 9.53

3.73 2.10 0.27 0.79

227.11 219.81 171.04 169.26 1.31

2227.91 4323.56 3944.93 7193.50 8310.94

1800 1500 1800 1800 1800

3.2 4.00 1.2 3.50 4.6

0.90 2.60 1.7 2.9 3.3

22.06 4592.25 4323.78 7375.86 8393.22

0.59 1.31 0.03 0.48 0.79

39.50 38.80 37.10 34.50 34.00

38.80 37.10 34.50 34.00 32.00

36.33 35.74 32.00 31.97 31.49

35.74 34.43 31.97 31.49 30.70

3.17 3.06 4.10 2.53 2.51

3.06 2.67 2.53 2.51 1.30

6 274.12

7 2442.37

8 1050

9 10

10 3.1

11 2682.93

12 3.17

13 43.00

14 39.50

15 40.00

16 36.33

17 3.00

18 3．17 终点

表3.4 雨水管网水力计算

18 土木工程学院

3.管网设计

合计平均流量q1 +q2=2.47+46.93=49.40 L/s。查表Kz=1.8。该段的污水设计流量Q1=49.401.8=88.92 L/s。

设计管段2-3除了27街区本段流量q1的流入，还有1~2管段转输流量q2的流入。故本段流量q1=3.34×0.694=2.32 L/s；转输流量q2=49.40 L/s。合计平均流量q1 +q2=2.32+49.40=51.72 L/s。查表Kz=1.8。该段的污水设计流量Q1=51.721.8=93.10 L/s

其余管段的设计流量计算方法相同。

土木工程学院 19

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4城市污水处理厂的设计

4.1 城市污水的组成与水质特征

由城市排水系统汇集的污水为城市污水，它是由居民的生活污水和位于城区内的工业企业排放的工业污水以及部分的降水组成。

4.2 城市污水处理厂设计水质

为了简化计算，公共建筑生活污水量和小型工业企业的集中排水量，一般按计算街坊生活污水流量的方法近似计算，包括在居住区内按面积计算。

城市每天的平均污水量

Q平=qN=300200333.2=19992m3/d=231 L/s

式中 Q――城市每天的平均污水量(m/d)；

N――各区人口数(人)；

n――污水量设计定额(L/capd),本设计取n=200L/capd

设计秒流量

3Qmax=KZQ平=1.5231=29988m3/d=347L/s

式中

KZ――总变化系数, 本设计取K=1.5

生活污水的BOD和SS的设计值可取为： BOD=30g/(人·d) SS=45g/(人·d)

工业废水的水质因不同企业水质不同，各工厂排放污染物浓度或量按中华人民共和国国家标准污水综合排放标准限定三级标准的相关水污染物最高允许排放浓度及部分行业最高允许排水量取值。

水质浓度：

错误!未找到引用源。的浓度为： S错误!未找到引用源。 =0.23g/L

20 土木工程学院

4.城市污水处理厂的设计

SS的浓度为：

S错误!未找到引用源。

错误!未找到引用源。g/L

4.3 城市污水处理厂厂址的选择

厂址位于集中给水水源下游，并设在该市的下游和夏季主导风的下风口，且充分利用地形，位于市郊，有扩建的余地。

4.4 污水处理工艺的选定

4.4.1 污水处理工艺的选定依据因素

（1）污水的处理程度（2）工程造价与运行费用（3）当地的各项条件

（4）原污水的水量与污水流入工况

所以本设计考虑各种因素后采用完整的二级处理系统和污泥处理系统组成。

该流程的一级处理是由格栅、沉砂池和初次沉淀池所组成，其作用是去除污水中的固体污染物质，从大块垃圾到颗粒径为mm的悬浮物。污水的BOD值，通过一级处理能够去除20%错误!未找到引用源。。

二级处理系统是城市污水处理厂的核心，它的主要作用是去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物。通过二级处理，污水的BOD值可降至20错误!未找到引用源。,一般可达到排放水体和灌溉农田的要求。

4.5 污水处理厂相关构筑物及反应装置的设计

污水处理构筑物设计内容及设计参数如表4.1示：

表4.1 污水处理构筑物设计内容及设计参数

构筑物格栅

栅槽宽度过栅水头损失

设计内容

主要设计参数

过栅流速v=0.6～1.0m/s 栅前流速v1=0.4～0.9m/s

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构筑物

格栅总高度格栅总长度每日栅渣量池长过水断面

平流尘砂池

池总长

设计内容主要设计参数

格栅倾角为45～75度

栅渣量：格栅间隙b=16～25mm和b=30～50mm时分别为1～0.05和0.03～0.01m栅渣/10m污水池内vmax=0.3m/s，vmin=0.15m/s 停留时间30～60s

有效水深小于或等于1.2m，一般为0.25～1.0m 每格宽度大于或等于0.6m 城市污水沉砂量0.03L\\m

砂斗所需容积池总高校核最小流速 CASS池个数每池运行周期

砂斗倾角大于或等于55度砂斗容积小于或等于2d沉砂量

充水比，仅需除磷时宜为0.25～0.5，需脱氮时宜为0.15～0.3

反应池宜采用矩形池，水深宜为4.0～6.0m 反应池长度与宽度之比：间隙进水时宜为1：1～2：1，连续进水时宜为2.5：1～4：1

CASS反应池

计算每个运行周期中的进水时间，确定曝气反应、沉降、排放及闲置时间，每个池容V

排放完毕后混合液所占体积池容

接触池

表面积池尺寸水头损失池面积

水力停留时间30min

气浮污泥浓缩池

以水力负荷校核池面积池高回流比溶气罐净容积

长宽比：一般为3：1～4：1；深度与宽度之比不小于0.3；有效水深一般为3～4米；水平流速一般为4～10mm/s；

4.5.1 格栅的设计

格栅是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。

22 土木工程学院

4.城市污水处理厂的设计

4.4.1.1 设计要求

(1)中格栅间隙一般采用10—40mm，细格栅采用3—10mm； (2)格栅不宜少于两台，如为一台时，应设人工清除格栅备用； (3)过栅流速一般采用0.4—0.9m/s； (4)格栅倾角一般采用45º—75º；

(5)通过格栅的水头损失一般采用0.08—0.17m/s；

(6)格栅间必须设置工作台，台面应高出栅前最高设计水位0.5m，工作台有安全和冲洗设施； (7)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：

①人工清除，不小于1.2m； ②机械清除，不小于1.5m；

(8)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； (9)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

错误!未找到引用源。522.22+275错误!未找到引用源。797.22L/S=0.80错误!未找到引用源。/s 格栅的间隙数：

nQsin

Nbhv式中 ――格栅角度（＝60°）

n――格栅栅条间隙数（个）

N――设计的格栅组数（N＝2）

b――格栅栅条间隙（b＝0.01m）

h ――格栅前水深（h＝0.4 m）

v――格栅过栅流速（v＝0.9 m/s）

设栅前水深h=0.4m,过栅流速取v=1.0m/s,用中隔栅，栅条间隙e=20mm,格栅安装倾角错误!未找到引用源。=60错误!未找到引用源。

栅条的间隙数：

n=错误!未找到引用源。=错误!未找到引用源。93 格栅宽度用式

B=S(n错误!未找到引用源。)错误!未找到引用源。en

取栅条宽度S=0.01m, 即

B=0.01（93错误!未找到引用源。）+0.02错误!未找到引用源。93=2.78m 进水渠道渐宽部分长度：

土木工程学院 23

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进水渠道渐宽部分的长度：

l1式中

BB1 2tg1B1―进水明渠宽度（B1＝0.74 m）

1―渐宽处角度（1＝20°）

出水渠道渐窄部分的长度

l2式中

BB1 2tg22―渐宽处角度（2＝1＝20°）

若进水渠宽B错误!未找到引用源。=1.0m，渐宽部分展开角错误!未找到引用源。=30错误!未找到引用源。,此时进水渠道内的流速为1.0m，

L错误!未找到引用源。=错误!未找到引用源。1.54m

格栅与出水渠道连接处的渐窄部分长度：

L错误!未找到引用源。=错误!未找到引用源。=0.77m

过栅水头损失：

因栅条为矩形截面，取k=3,并将已知数据带入式：

h错误!未找到引用源。=错误!未找到引用源。式中 ――格栅条的阻力系数，查表＝2.42

k――格栅受污物堵塞时的水头损失增大系数，取k＝2.5

即：

h错误!未找到引用源。=错误!未找到引用源。=2.42（错误!未找到引用源。）错误!未找到引用源。3=0.127m

栅后槽总高度：

H＝h+h1+h2

式中 h2―明渠超高取0.3 m

取栅前渠道超高h错误!未找到引用源。=0.3m,栅前槽高H错误!未找到引用源。=h错误!未找到引用源。h错误!未找到引用源。=0.7m

H=h错误!未找到引用源。h错误!未找到引用源。h错误!未找到引用源。

=0.4+0.127+0.3=0.83m

格栅总长度：

24 土木工程学院

4.城市污水处理厂的设计

LL1L21.00.5H1 tg式中 H1―明渠的总深度为0.4＋0.3＝0.7m

L=L错误!未找到引用源。0.5错误!未找到引用源。1.0错误!未找到引用源。1.54

错误!未找到引用源。4.21m

每日栅渣量：

w800Qw1

10003

式中 w1―每日每103m3污水的栅渣量取0.05 m3/10m3污水

取错误!未找到引用源。=0.05m错误!未找到引用源。/10错误!未找到引用源。m错误!未找到引用源。

W=错误!未找到引用源。=错误!未找到引用源。=2.45 m错误!未找到引用源。

采用机械清渣。格栅间尺寸的确定

工作平台设在格栅上部，高出格栅前最高设计水位0.5m，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。

4.5.2 沉砂池的设计

平流沉砂池设计参数

(1)沉砂池的格数不应小于2格，并应按并列系列设计，水量较小时可考虑一格工作，一格备用。 (2)沉砂池按去除密度大于2.65，粒径大于0.2mm的沙粒设计。

(3)设计流量的确定。当污水由水泵提升时按水泵的最大组合流量计算，当污水自流进入时，应按最大设计流量计算。

(4)设计流速的确定。设计流量时水平流速、最大流速应为0.3m/s，最小流速应为0.15m/s，最大设计流量时，污水在池内停留时间不应小于30s，一般为30~60s。

(5)设计水深确定。设计有效水深不应大于1.2m，一般采用0.2~1.0m，每格宽度不宜小于0.6m。 (6)沉砂量的确定。城市污水的沉砂量，可按3m3/10×104m3污水计算，沉砂含水率设为60%，容重为1.5t/m3。

(7)砂斗容积按2d的沉砂量计算，斗壁倾角55~60º。 (8)池底坡度为0.01~0.02。

(9)除砂一般采用机械方法，采用人工时，排砂管直径不应小于200mm。

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(10)沉砂池超高不宜小于0.3m。本污水处理厂采用平流沉砂池 4.5.2.1设计计算：

（1）沉砂池长度L：

Lvt

式中 v――最大设计流量时的流速,m/s，取v=0.20m/s

t――最大设计流量时的流行时间，s，取t=30s

沉砂池水流部分的长度：

沉砂池两闸板之间的长度为水流部分长度： L=vt 停留时间t取为60s ;流速v取为0.2v/s,所以 L=0.2错误!未找到引用源。=12m 水流断面积：

A=错误!未找到引用源。=4m错误!未找到引用源。池总宽度：

B=错误!未找到引用源。=错误!未找到引用源。=4m

设计有效水深h错误!未找到引用源。

（2）沉沙斗容积：

沉砂池所需容积V

VQmaxXT800

KZ106式中 T―清除沉砂的间隔时间，设为2d。

X―城市污水沉砂量，一般用30m3/106m3污水 KZ―生活污水流量变化系数，1.41

V=错误!未找到引用源。=错误!未找到引用源。=2.94m错误!未找到引用源。清除沉砂的时间间隔t=2天；

城市污水沉砂量x错误!未找到引用源。=3m错误!未找到引用源。/10错误!未找到引用源。m错误!未找到引用源。.

沉砂池总高度：

超高h错误!未找到引用源。取0.3m,错误!未找到引用源。为1.13m,所以 H=h错误!未找到引用源。+错误!未找到引用源。 =0.3+1.0+1.13 =2.43m

26 土木工程学院

4.城市污水处理厂的设计

沉砂斗各部分尺寸

取斗底宽a1=0.5m，斗壁与水平倾角55º，斗高h3=0..35m

＇

2h3'20.35a10.51.0m 则上口宽atan55tan55（3）沉砂斗容积

h3'V02a22aa12a1260.3521.0221.00.520.52 60.2m30.15m3（4）沉砂池高度h3（m）

采用重力排砂，取池底坡度0.02，坡向砂斗

L2L2a620.732.27m 22h3=h3＇+0.06L2=0.35+0.02×2.27=0.40m （5）池总高度

取超高h1=0.3m

H=h1+h2+h3= 0.3+0.6+0.40=1.30m

（6）验算最小流速，最小流量时，取一格工作情况n=1

Vmin求。

QmaxQmaxQmin0.750.230.39m/s0.15m/s 符合要nKZnminKZnh2b10.730.6则V/0＝

1.2(1.7821.780.40.42)1.6m30.405m3 3进水渠道

格栅的出水采用DN900mm的管道送入沉砂池的进水渠道，然后向两侧配水进入沉砂池，进水渠道的水流流速

V1Q B1H1式中 B1――进水渠道宽度取0.6 m

H1――进水渠道水深取0.5 m

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则 V1=

0.174=0.58m/s

0.60.5出水渠道

出水采用沉砂池末端薄壁出水堰跌落出水，出水堰可保证沉砂池内水位标高恒定，堰上水头

H1(Q1mb22g)

23式中 m――流量系数取0.4

b――堰宽 b2＝0.73 m

则 H1==0.26m

0.40.7329.80.17423出水堰后自由跌落0.15 m，出水流入出水槽，出水槽宽度B2=1.0 m,出水槽水深h2＝0.5 m，水流流速0.58m/s。在出水槽中部设出水管，采用钢管，管径DN600mm，流速v2=0.62m/s，水力坡度i=0.77‰。

（7）排砂管道

采用沉砂池底部管道排砂，排砂管道DN=200mm

4.5.3 沉淀池的设计

4.5.3.1 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

28 土木工程学院

4.城市污水处理厂的设计

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。

4.5.3.2 设计计算：

沉淀池选择普通辐流式沉淀池，采用四座沉淀池

表面水力负荷q错误!未找到引用源。取为2.0m错误!未找到引用源。/(错误!未找到引用源。) 每座沉淀池表面积和池径：

A错误!未找到引用源。=错误!未找到引用源。

D=错误!未找到引用源。21.41m

沉淀池有效水深：沉淀时间t取为1.5h

h错误!未找到引用源。=q错误!未找到引用源。t=2.0错误!未找到引用源。1.5=3.0m

径深比校核 D/h错误!未找到引用源。=21.41/3=7.14 合格沉淀池总高度：每池每天污泥量：

W错误!未找到引用源。=错误!未找到引用源。=错误!未找到引用源。=3.33m错误!未找到引用源。

式中S取0.5L/(P错误!未找到引用源。),由于用机械刮泥，所以污泥在斗内贮存时间用4h。污泥部分所需容积

SNT 1000n式中 V――每池每天污泥量，m3/d；

S――每人每天产生的污泥量，本设计取0.5L/(人·d)； N――设计人口数；

T――两次排泥的间隔时间，本设计取4h。

污泥斗容积用几何公式计算：

V错误!未找到引用源。

错误!未找到引用源。12.7m错误!未找到引用源。

土木工程学院 29

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错误!未找到引用源。=(错误!未找到引用源。)=1.73m

底坡落差h错误!未找到引用源。=(R错误!未找到引用源。)错误!未找到引用源。=8.7错误!未找到引用源。0.05=0.44m

因此，池底可贮存污泥的体积：

V错误!未找到引用源。=错误!未找到引用源。=58.57m错误!未找到引用源。共可贮存污泥体积为错误!未找到引用源。=12.7+58.57=71.27m错误!未找到引用源。 m错误!未找到引用源。,足够。

沉淀池总高度：

H=0.3+3.0+0.5+0.44+1.73=5.97错误!未找到引用源。6.0m 沉淀池周边处的高度：

错误!未找到引用源。=0.3+3.0+0.5错误!未找到引用源。3.8m

4.5.4 进水集配水井

辐流沉淀池分为二组，在沉淀池进水端设置集配水井，污水在集配水井中部的配水井平均分配，然后流进每组沉淀池。

配水井的中心管直径

D24Q

3.14v2式中 D2――配水井内中心管直径（m）；

v――配水井内中心管上升流速（m/s）,一般采用v2≥0.6 m/s。

设计中取配水井内中心管内污水流速v2=0.6 m/s

D2配水井直径

40.3470.86

3.140.6D34Q2D2 3.14v2式中 D3――配水井直径（m）

V3――配水井内污水流速（m/s）,一般采用v2=0.2~0.4m/s。

设计中取V3=0.3 m/s

30 土木工程学院

4.城市污水处理厂的设计

D340.3470.862=1.49 m

3.140.34.5.5 进水管及配水花墙

沉淀池分为二组，每组沉淀池采用池中心进水，通过配水花墙和稳流罩向池四周流动。进水管道采用钢管，管径 DN=800mm，管内流速0.35 m/s，进水管道顶设穿孔花墙处的管径为

DN=1000mm。

沉淀池中心管配水采用穿孔花墙，穿孔花墙位于沉淀池中心管上部，布置6个穿孔花墙，过孔流速

v3=

Q B3h3n3式中 v3――穿孔花墙过孔流速（m/s）,一般采用v2=0.2~0.4m/s。

B3――孔洞的宽度（m）； h3――孔洞的高度（m）； n3 ――孔洞数量（个）。

设计中取B3=0.2 m，h3=0.7m，n3=6个

v3=

4.5.6 出水堰

0.174=0.21 m/s

0.20.76双侧三沉淀池出水经过双侧出水堰跌落进入集水槽，然后汇入出水管道排入集水井。采用角

堰（90。）出水，三角堰顶宽0.16m，深0.08m，间距0.05m，外侧三角堰距沉淀池内壁0.4m，三角堰直径为9.4m，共有140个三角堰。内侧三角堰距沉淀池内壁0.3m，三角堰直径为8.6m，共有128个三角堰。两侧三角堰宽度0.6m，三角堰堰后自由跌落0.1~0.15m，三角堰有效水深为

H1=0.7Q1

3式中 Q1 ――三角堰流量（m/s）

2511 H1――三角堰水深（m），一般采用三角堰高度的~。

230.174) H1=（0.714012825=0.046m

土木工程学院 31

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三角堰堰后自由跌落0.15m,则堰后水头损失0.196 m 堰上负荷

q1=

23.14D1式中 q――堰上负荷[L/(s·m)],一般小于2.9 L/(s·m)；

D1――三角堰出水渠道平均直径（m） q1=

出水挡板

三角堰前设有出水挡渣板，利用刮泥机上的浮渣刮板收集。挡渣板高出水面0.15m，深入水下0.5m ,在挡渣板旁设一个浮渣收集装置，采用管径 DN=300mm的排渣管排出池外。

出水渠道

出水槽设在沉淀池的四周，双侧收集三角堰出水，距离沉淀池内壁0.4m，出水槽宽0.5m，深0.7m，有效水深0.4m，水平流速0.44m/s。出水槽将三角堰出水汇集送入出水管道，出水管道采用钢管，管径DN800mm，管内流速0.35m/s。

0.1741000=1.47 L/(s*m)<2.9 L/(s*m)

23.14(201.2)4.5.7 刮泥设备

沉淀池采用周边传动刮泥机，刮泥机底部设有刮泥板，将污泥推入污泥斗，刮泥机上部设有刮渣板，将浮渣刮进排渣装置。

本设计选用ZBG-28周边传动刮泥机，其性能参数如表4.2：

表4.2 ZBG-28周边传动刮泥机性能参数

型号 ZBG-28

池径（m） 28

功率 (KW) 1.5

周边线速 (m/min) 3.0

推荐池深 (mm) 3000-5000

周边轮压 (kN) 50

周边轮中心(m) 28.4

4.5.8 排泥管

沉淀池采用重力排泥，排泥管管径DN300mm，排泥管深入污泥斗底部，排泥静压头采用1.2 ,连续将污泥排出池外。

辐流式初沉池计算草图如图4.1：

32 土木工程学院

4.城市污水处理厂的设计

出水进水

图4.1 辐流式初沉池计算草图

土木工程学院 33

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5二级生物处理设计

5.1 基本资料

（1）设计流量 Q=19992m/d （不考虑变化系数）

（2）设计进水水质 COD=320mg/L；BOD5浓度S=150mg/L；TSS浓度X=150；VSS=105mg/L(MLVSS/MLSS=0.7)；TN=32mg/L；NH3-N=24mg/L；TP=4mg/L；碱度SALK=280mg/L；pH=7.0-7.5；最低水温14C；最高水温25C。

（3）设计出水水质 COD=60mg/L；BOD5浓度S0=20mg/L；TSS浓度X0=20mg/L； TN=15mg/L ；NH3-N=8mg/L；TP=1.5mg/L。

0035.2 设计计算（用污泥负荷法）

5.2.1 判断是否可采用A2／O法

COD320108TN32TP40.030.06BOD5150

符合要求。

5.2.2 有关设计参数

BOD5污泥负荷Ns=0.13kgBOD5/(㎏MLSS·d)。回流污泥浓度XR=6600mg/L。污泥回流比R=100%。池内混合液悬浮物浓度X混合液回流比R内

R1XR66003300mg/L 1R11TN去除率TN53%

34 土木工程学院

5二级生物处理设计

R内TN53%100%100%113% ，取回流比200% 1TN153%5.2.3 反应池容积V

VQS0199921506990.21m3 NX0.133300反应池总水力停留时间

tV6990.210.35d8.39h Q19992各段水力停留时间和容积

厌：缺：好=1：1：3~4，取1：1：3 厌氧池水力停留时间t厌池容：V厌18.391.68h 516990.211398m3 51缺氧池水力停留时间t缺8.391.68h

513池容：V缺6990.211398m

53好氧池水力停留时间t8.395.03h

533池容：V好6990.214194.1m

55.2.4 校核氮磷负荷

好氧段总氮，磷主要于合成生物细胞：好氧段总氮负荷=

QTN019992320.0460.05 符合要求 XV好33004194.1QTP1999240.0170.06 符合要求

XV厌33001398厌氧段总磷负荷：

5.2.5 剩余污泥量

△X=PX+PS

PX=YQ(S0-Se)-kdVXR

土木工程学院 35

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PS=(TSS-TSSe)50％

取污泥增殖系数Y=0.6,污泥自身氧化率kd=0.05,将各值代入：

PX=0.619992（0.15-0.02）-0.056990.213.30.7 =1559-807 =752

PS=（0.15-0.02）1999250％ =1299（kg/d）

△X=752+1299=2051（kg/d） 5.2.6 碱度校核

每氧化1mgNH3-N需消耗碱度7.14mg;每还原1mgNO3-N产生碱度3.57mg;去除1mgBOD5产生碱

度0.1mg.

剩余碱度SALK1=进水碱度-硝化消耗碱度+反硝化产生碱度+去除BOD5产生碱度假设生物污泥中含氮量以12.4％计，则：

每日用于合成的总氮=0.124752=93.25（kg/d）。即进水总氮中有用于合成。

被氧化的NH3-N=进水总氮-出水总氮量-用于合成的总氮量=32-8-4.66=19.34（mg/L）所需脱硝量=32-15-4.66=12.34（mg/L）需还原的盐氮量NT=1999212.34将各值代入

剩余碱度SALK1=280-7.1419.34+3.5712.34+0.1（150-20）=280-138.09+44.05+13=198.96（mg/L）>100（mg/L）( 以CaCO3计)

可维持pH≥7.2

93.251000=4.66（mg/L）

199921=246.7（mg/L） 10005.2.7 反应池主要尺寸

反应池总容积V=6990.21m

36 土木工程学院

3 5二级生物处理设计

设反应池两组，单组池容V单=有效水深h=3.5m；单池有效面积S单=

V6990.213495.11m3 22V单h3495.11998.60m2 3.5为采用5廊道式推流反应池，设厌氧段、缺氧段各一条廊道，好氧段为三廊道，其宽：b=6.0m；单组反应池长度L=

校核

S单B998.6033m 56.0b/h=6.0/3.5=1.71 (介于1~2，符合要求) L/b=33/6.0=5.5 (介于5~10，符合要求)

取超高为1.0m,则反应池总高H=3.5+1.0=4.5m

5.2.8 反应池进、出水系统计算 ①进水管

单组反应进水管设计流量Q1管道流速v=0.6m/s; 管道过水断面积AQ199920.116m3/s 22800Q10.1160.193m2 v0.6管径d4A0.496m ,取DN500mm

②回流污泥管

单组反应池回流污泥管设计流量

QRRQ1999210.116m3/s 22800管道流速v=0.6m/s；管道过水段面积AQR0.1160.193m2 v0.6管径d=

4A=0.496mm ,取DN500mm。

③反应池进水孔口尺寸：

土木工程学院 37

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3Q19992进水孔口流量Q2=(1+R)=(11)0.231m/s

22800孔口流速v=0.4m/s；孔口过水段面积A=

Q20.2310.58m2 v0.4孔口尺寸取1.0m×0.6m；进水井平面尺寸取为2.1m×2.1m；

④出水堰及出水井

按矩形堰流公式计算：

Q3=0.422gbH=1.86bH

式中 Q3=(1+R+R内)

3232Q=2Q=20.2310.462m3/s； 2b――堰宽，b=6m； H――堰上水头，m。

Q0.4623)0.12m H=(3)3(1.86b1.866出水孔过流量Q4=Q3=0.462 m/s ; 孔口流速v=0.4m/s；孔口过水断面积A=

322Q40.4621.16m2 v0.4孔口尺寸取为1.5m×0.8m；井平面尺寸取为2.4m×0.8m

⑤出水管

反应池出水管设计流量Q5=Q2=0.231m/s；管道流速v=0.5m/s；管道过水断面A=管径

3Q50.2310.462m2； v0.5

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5二级生物处理设计

校核管道流速

4A40.4620.767m ，取DN800mm；

Q50.2310.45m/s A0.8245.3 曝气系统的计算与设计

本设计采用鼓风曝气系统

5.3.1 曝气池容积的计算

污水处理程度的计算及曝气池的运行方式 5.3.1.1 污水处理程度的计算：

所以原污水的错误!未找到引用源。为230mg/L,经初次沉淀池处理，错误!未找到引用源。按降低25%考虑，则进入曝气池的污水，其错误!未找到引用源。值为：

S错误!未找到引用源。230(1错误!未找到引用源。)错误!未找到引用源。172.5 计算去除率，对此，首先按式错误!未找到引用源。7.1b错误!未找到引用源。式中

b------------微生物自身氧化率，一般介于0.05错误!未找到引用源。0.1之间，取值0.09；

X错误!未找到引用源。---------活性微生物在处理水中所占比例，取值0.4.

带入各值计算处理水中非溶解性错误!未找到引用源。值，即：

错误!未找到引用源。=7.1错误!未找到引用源。0.09错误!未找到引用源。0.4错误!未找到引用源。20=5.112错误!未找到引用源。5.1

处理水中溶解性错误!未找到引用源。值：

20错误!未找到引用源。5.1=14.9mg/L 去除率：

η=错误!未找到引用源。=0.914错误!未找到引用源。0.91 5.3.1.2 曝气池的运行方式

本设计中采用传统活性污泥法作为基础，有可按阶段曝气系统和再生曝气系统运行。曝气池的计算与各部分尺寸的确定

曝气池按错误!未找到引用源。–污泥负荷法计算 5.3.1.2 BOD-污泥负荷率的确定

拟定采用的错误!未找到引用源。–污泥负荷率为0.23kg错误!未找到引用源。/(kgMLSS错误!

土木工程学院 39

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未找到引用源。)。但为稳妥计，需加以校核，校核公式为：

错误!未找到引用源。

错误!未找到引用源。取0.0185，错误!未找到引用源。=14.9mg/L

η=0.90 f错误!未找到引用源。=0.75

带入各值：

错误!未找到引用源。=错误!未找到引用源。

错误!未找到引用源。0.23 kg错误!未找到引用源。/(kgMLSS错误!未找到引用源。)

计算结果正确，错误!未找到引用源。值取为0.23是适宜的。 5.3.1.3 确定混合液污泥浓度（X）

根据已知的错误!未找到引用源。值，查BOD—污泥负荷与SVI值之间的关系图，得相应的SVI值为100错误!未找到引用源。110，取值为110。

按式

X=错误!未找到引用源。·r

计算确定混合液污泥浓度值X。对此r=1.2,R=50%,带入各值，得：

X= X=错误!未找到引用源。·r=错误!未找到引用源。＝3636mg/L错误!未找到引用

源。3600mg/L

5.3.1.4 确定曝气池容积：按式

V=错误!未找到引用源。

计算，

S错误!未找到引用源。=172.5 mg/L,近似取值173.0 mg/L。带入各值：

V=错误!未找到引用源。=8341错误!未找到引用源。 5.3.1.5 确定曝气池各部位尺寸：设两组曝气池，每组容积为：

错误!未找到引用源。=4170错误!未找到引用源。池深取4.5m，则每组曝气池的面积为

F=错误!未找到引用源。926.7错误!未找到引用源。

池宽取5.0m,错误!未找到引用源。=错误!未找到引用源。介于1错误!未找到引用源。之间，符合规定。

池长：

错误!未找到引用源。

40 土木工程学院

5二级生物处理设计

错误!未找到引用源。=错误!未找到引用源。37.068错误!未找到引用源。10,符合规定。

设五廊道式曝气池，廊道长：

L错误!未找到引用源。=错误!未找到引用源。37.068错误!未找到引用源。37m 取超高0.5m，则池总高度为： 4.5+0.5=5.0m

在曝气池面对初次沉淀池和二次沉淀池的一侧，各设横向配水渠道，并在池中部设纵向中间配水渠道与横向配水渠道相连接。在两侧横向配水渠道上设进水口，每组曝气池共有五个进水口。

在面对初次沉淀池的一侧，在每组曝气池的一端，廊道1 进水口处设回流污泥井，井内设污泥空气提升器，回流污泥由污泥泵送入井内，由此通过空气提升器回流曝气池。

按图所示的平面布置，该曝气池可有多种运行方式：（1）按传统活性污泥法系统运行，污水及回流污泥同步从廊道1 的前侧进水口进入；（2）按阶段曝气系统运行，回流污泥从廊道1的前侧进入，而污水则分别地从两侧配水渠道的五个进水口均量地进入;(3)按再生—曝气系统运行，回流污泥从廊道1的前侧进入，以廊道1 作为污泥在生池，污水则从廊道2的后侧进水口进入，在这种情况下，再生池为全部曝气池的20%，或者以廊道1及廊道2再生池，污水则从廊道3的前侧进水口进入，此时，再生池为40%。

5.3.1.6平均时需氧量的计算按式错误!未找到引用源。计算查表，得错误!未找到引用源。0.15 带入各值：

错误!未找到引用源。=0.5错误!未找到引用源。39920(错误!未找到引用源。)错误!未找到引用源。

=31.98kg/d错误!未找到引用源。268 kg/h 最大时需氧量的计算：根据原始数据 K=1.41 带入各值：

错误!未找到引用源。=0.5错误!未找到引用源。39920错误!未找到引用源。(错

误!未找到引用源。)错误!未找到引用源。

=7653.54kg/d错误!未找到引用源。318.90 kg/h 每日去除的BOD错误!未找到引用源。值：

BOD错误!未找到引用源。=错误!未找到引用源。=6108kg/d 去除每kgBOD的需氧量：

错误!未找到引用源。=错误!未找到引用源。1.053错误!未找到引用源。最大时需氧量与平均时需氧量之比：

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5.3.2 供气量的计算

采用网状膜型中微孔空气扩散器，敷设于距池底0.2m处，淹没水深4.3m,计算温度定位30错误!未找到引用源。.

查附录得：水中溶解氧饱和度：错误!未找到引用源。

空气扩散器出口处的绝对压力（错误!未找到引用源。）: 按式

错误!未找到引用源。计算

带入各值，得

错误!未找到引用源。空气离开曝气池面时，氧的百分比: 按式

错误!未找到引用源。计算

对网状膜型中微孔空气扩散器，取错误!未找到引用源。=12%,带入各值：错误!未找到引用源。=18.43% 曝气池混合液中平均氧饱和度（按最不利的温度条件考虑）: 按式

错误!未找到引用源。计算

最不利的温度条件，按30错误!未找到引用源。考虑,带入各值，得：错误!未找到引用源。

错误!未找到引用源。8.75mg/L 换算为在20错误!未找到引用源。条件下，脱氧清水的充氧量: 按式

错误!未找到引用源。计算取值错误!未找到引用源。带入各值，得：

错误!未找到引用源。

相应的最大时需氧量为：

错误!未找到引用源。 =445.66kg/h

42 土木工程学院

5二级生物处理设计

曝气池平均时供气量:

按式

错误!未找到引用源。=错误!未找到引用源。计算带入各值，得：

错误!未找到引用源。=错误!未找到引用源。h 曝气池最大时供气量:：

错误!未找到引用源。=错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。h

去除每kgBOD错误!未找到引用源。的供气量：错误!未找到引用源。每错误!未找到引用源。污水的供气量：错误!未找到引用源。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60%，这样，提升回流污泥所需空气量为：

错误!未找到引用源。

总需气量：

12379.44+7984=20363.44错误!未找到引用源。/h

5.4 空气管系统计算

图5.1 空气干管铺设图

土木工程学院 43

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图5.2 空气支管铺设图

按图5.1、5.2所示的曝气池平面图，布置空气管道，在相邻的两个廊道的隔墙上设一根干管，共5根干管。在每根干管上设7对配气竖管，共14条配气竖管。全曝气池共设70条配气竖管。每根竖管的供气量为：

错误!未找到引用源。=176.85错误!未找到引用源。

曝气池平面面积为：

37错误!未找到引用源。

每个空气扩散器的服务面积按0.50错误!未找到引用源。计，则所需空气扩散器的总数为：错误!未找到引用源。每个竖管上安设的空气扩散器的数目为：错误!未找到引用源。

为安全及便于布置空气扩散器，本设计采用每个竖管上安设54个空气扩散器。每个空气扩散管的配气量为：

错误!未找到引用源。

将已布置的空气管路及布设的空气扩散器绘制成空气管路计算图，用以进行计算。

选择一条从鼓风机房开始的最长最远的管路作为计算管路。在空气流量变化处设计算节点，统一编号后列表进行空气管道计算。

空气干管和支管以及配气竖管的管径，局部阻力损失，沿程阻力损失等的计算如表5.1所示：

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5二级生物处理设计

表5.1 阻力损失等的计算表

管段编号

管段长度

空气流量

空气流速

管径

配件

管段当量长度

1 19～18 18～17 17～16 16～15 15～14 14～13 13～12 12～11 11～10 10～9 9～8 8～7 7～6 6～5 5～4 4～3 3～2 2～1

2 0.5 0.5 0.5 0.5 0.7 0.7 0.35 7.8 5 5 5 5 5 5 8.5 11 11 30

3 3.27 6.54 9.81 13.08 29.43 58.86 88.29 176.58 353．16 706.32 1059.48 1412. 1765.8 2118.96 2472.12 .12 36.24 20344.58

4 0.06 0.11 0.16 0.22 0.49 0.98 1.47 2.9 5.9 11.77 17.66 23.54 29.43 35.32 41.20 107.74 148．94 339.08

5 —— —— —— —— 5 3.3 4.9 6.2 12.5 11.1 9.4 12.50 10.0 12.0 14.0 14.3 12.6 14.7

6 32 32 32 32 50 80 80 100 100 150 200 200 250 250 250 400 500 700

7 弯头1个三通1个三通1个

三通1个异型管1个三通1个异型管1个四通1个异型管1个四通1个，异型管1个三通1个弯头3个，闸门1个四通1个异型管1个四通1个异型管1个四通1个异型管1个四通1个异型管1个四通1个异型管1个四通1个异型管1个四通1个弯头1个异型管1个三通1个异型管1个三通1个异型管1个四通1个异型管1个

8 0.62 1.18 1.18 1.27 2.18 3.83 3.83 11.30 6.41 10.25 14.48 14.48 18.93 18.93 26.24 26.31 34.39 65.12

管段计算长度 9 1.12 1.68 1.68 1.77 2.88 4.53 4.18 19.1 11.41 15.25 19.48 19.48 23.93 23.93 34.74 37.31 45.39 95.12

10 0.18 0.32 0.65 0.90 1.25 0.38 0.50 0.38 0.70 2.50 0.38 0.70 0.45 1.25 0.80 0.28 0.70 0.40

11 0.90 0.54 1.09 1.59 3.6 1.72 2.09 7.26 7.99 38.13 7.40 13. 10.77 29.91 27.79 10.45 31.77 38.05

压力损失

合计 255.73

将上表中11项各值累加，得空气管道系统的总压力损失为：

错误!未找到引用源。255.73错误!未找到引用源。9.8错误!未找到引用源。2.51

错误!未找到引用源。

空气扩散装置的阻力损失为7.00kpa,则总压力损失为：

7.00kpa错误!未找到引用源。2.51错误!未找到引用源。为安全计，设计取值10kpa.

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5.5 空压机的选定

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=(4.5错误!未找到引用源。

空压机供气量：最大时：

12379.44+7984=20363.44错误!未找到引用源。平均时：

10403.6+7984=18387.6错误!未找到引用源。

根据所需压力及空气量，决定采用LG80型空压机6台。该型空压机风压68.6kpa,风量80错误!未找到引用源。。

正常条件下，4台工作，2台备用，高负荷时5台工作，1台备用。 5.5.1 设计需氧量AOR

AOR=去除BOD5需氧量-剩余污泥中BODu氧当量+NH3-N硝化需氧量-剩余污泥中NH3-N

的氧当量-反硝化脱氮产氧量

碳化需氧量:

D1=

Q(S0S)-1.42PX

1e0.23519992(0.150.02)-1.42752 0.2351e=3803.20-1067.84=2735.36(kgO2/d)

硝化需氧量

D2=4.6Q(No-Ne)-4.612.4％PX

=4.640000(32-8)1-4.60.124752 1000=4416-428.94=3987.06(kgO2/d)

反硝化脱氮产生的氧量

D3=2.86NT=2.86246.7=705.56(kgO2/d)

总需氧量AOR= D1+D2- D3

=2735.36+3987.06-705.56

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5二级生物处理设计

=6016.86(kgO2/d)=250.70(kgO2/h)

最大需氧量与平均需氧量之比为1.4，则

AORmax=1.4R

=1.46016.86=8423.60(kgO2/d) =350.98(kgO2/h)

去除每1kgBOD5的需氧量=

AOR

Q(S0S)=

6016.86

19992(0.150.02)=2.32(kgO2/ kg BOD5)

5.5.2 标准需氧量

采用鼓风曝气，微孔曝气器。曝气器敷设于距池底0.2m处，淹没水深3.3m，计算温度定为25℃， 5.5.2.1 标准需氧量

查资料得：水中溶解氧饱和度:

CS(20)=9.17mg/L,CS(25)=8.38 mg/L

空气扩散器出口压力Pb=1.013×10+9.8×10H=1.336×105Pa 式中 H――曝气池的淹没水深，3.3m。空气离开曝气池面时，氧的百分比，按下式计算即

5321(1EA)Ot100%17.54%7921(1EA)

式中 EA――空气扩散器的氧转移效率，对微孔曝气器，取值20%。

曝气池混合液中平均溶解氧饱和度（按最不利的温度条件考虑）按下式计算

PbOtCsbTCs 5422.02610按最不利温度条件为25℃考虑，代入各值，得:

1.33610517.548.92mg/L Csb258.382.02610542

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换算为在20℃条件下，脱氧清水的充氧量，如下式，标准需氧量为

SOR(CsbTC)1.024RCs20(T20)

取值α=0.82，β=0.95,C=2.0ρ=0.909代入各值，得

SOR6016.869.17436.6kgO2/h (2520)0.820.950.909(8.922)1.0245.5.2.2 最大时标准需氧量相应最大时标准需氧量:

SORmax=1.4SOR=1.410479.5=14671.3(kgO2/d)

=611. 3(kgO2/h)

好氧池平均时供气量:

Gs最大时供气量:

SOR0.3EA100436.61007276.7m3/h

0.320Gsmax1.4Cs10187.3m3/h

5.5.2.3 曝气器数量计算（以单组反应池计算）按供氧能力计算所需曝气器数量

h1SORmax 24qc式中 h1――按供氧能力所需曝气器个数，个；

qc――曝器器标准状态下，与好氧反应池工作条件接近时的供氧能力，㎏

O2/(h·个)。采用微孔曝气器，参照有关手册，工作水深3.8米，在供风量1～3m3/（h·个）

时，曝气器氧利用率EA=20%,服务面积0.3～0.75㎡，充氧能力qc=0.14㎏O2/（h·个）,则：

h1611.32183个 0.14以微孔曝气服务面积进行校核

48 土木工程学院

5二级生物处理设计

f5.5.2.4 供风管道计算 a、供风干管`

F5037.50.510.75m2（符合要求） h12187供风干管采用支状布置。流量Qs11Gsmax10187.35093.65m3/h1.41m3/s 22设流速v=8m/s; 管径d4QSV41.410.47m，取干管管径DN500mm。

10单侧供气（向单侧廊道供气）

1Gsmax10187.3QS单1697.9m3/h0.47m3/s326

设流速v=8m/s

管径d4Qs单v40.470.27m，取支管DN300mm。 8双侧供气（向两侧廊道供气）

2Gsmax10187.3QS单3395.8m3/h0.94m3/s323

流速v=8m/s

d4Qs双v40.940.39m8，取支管管径DN400mm。

5.6 生物处理后处理

5.6.1 二次沉淀池

辐流式沉淀池一般采用对称布置，配水采用集配水井，这样各池之间配水均匀，结构紧凑。辐流式沉淀池排泥机械已定型化，运行效果好，管理方便。

5.6.1.1 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

土木工程学院 49

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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。

5.6.1.2 设计计算

设计中选择二组辐流沉淀池，每组设计流量为0.174m3/s。从A/O反应池流出的混合液进入集配水井，经过集配水井分配流量后进入辐流沉淀池。

（1）沉淀部分有效面积

2F=

Q36000.1743600447.43m2

1.4q（2）沉淀池直径D=4F=

4447.4323.87m≈24m

3.14（3）沉淀部分有效水深

取沉淀时间t=2.5h

h2=qt1.42.53.5m （4）径深比

D24==6.86（符合要求） h23.5（5）污泥部分所需容积

2(1R)Q0X

1(XXr)N2

50 土木工程学院

5二级生物处理设计

式中 V――污泥部分所需容积（m3）；

Q0――污水平均流量（m3/s）； R――污泥回流比（％）； X――曝气池中污泥浓度（mg/L）；

Xr――二沉池排泥浓度（mg/L）。

106Xr=r

SVIX=

RXr 1R式中 SVI——污泥容积指数，一般采用70~150；

r――系数，一般采用1.2。

设计中取SVI=100

Xr=12000（mg/L）

X=4000（mg/L） V =

2(1R)Q0X2(10.5)0.2336004000621 m3

11(XXr)N(400012000)222（6）沉淀池总高度

H=h1+h2+h3+h4+h5

式中 H――沉淀池总高度（m）；

h1――沉淀池超高（m）,一般采用0.3~0.5m;

h2――沉淀池有效水深(m)；

h3――沉淀池缓冲层高度(m)，一般采用0.3 h4――沉淀池底部圆锥体高度(m)； h5――沉淀池污泥区高度(m)。

设计中取沉淀池超高h1=0.3m，缓冲层高度h3=0.3m

根据污泥部分容积过大及二沉池污泥的特点，采用机械刮吸泥机连续排泥，池底坡度为0.05。

h4(rr1)i

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式中 h4――沉淀池底部圆锥体高度（m）；

r――沉淀池半径（m）；

r1――沉淀池进水竖井半径（ m），一般采用1.0m；

i――沉淀池池底坡度。

设计中取r=12m，r1=1.0m , i=0.05

h4(rr1)i(121.0)0.050.55m

h5V1V2F

式中 V1――污泥部分所需容积（m3）；

V2――沉淀池底部圆锥体容积（m3）；

F――沉淀池表面积m2

1V23.14h4(r2rr1r3h562190.41.19447.43m

121)3.140.55(122121.01.02)90.4m33

H=h1+h2+h3+h4+h5=0.3+3.5+0.3+0.55+1.19=5.84m （7）进水管的计算

Q1QRQ0式中

Q1――进水管设计流量（m3/s）

；

Q――单池设计流量（m3/s）；

R――污泥回流比（％）；

Q0――单池污水平均流量（m3/s）。设计中取Q=0.174 m3/s，Q0=0.115 m3/s，R=50％ Q10.1740.50.1150.232 m/s 进水管管径取D1600mm

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3 5二级生物处理设计

流速

vQ14Q140.2320.82m/sA3.14D123.140.62

（8）进水竖井计算

进水竖井直径采用D2=1.2m；进水竖井采用多孔配水，配水口尺寸ab=0.31.2，共设6个沿井壁均匀分布；

流速v

孔距l l=

Q10.2320.16m/s(0.15~0.2)，符合要求； A0.31.243.14D2a60.m

6（9）稳流筒计算筒中流速：

v30.03~0.02m/s（设计中取0.02）；

稳流筒过流面积

Q10.23211.6m2 v30.02稳流筒直径

D3：

4f411.62D21.224.0m 3.143.14 D3（10）出水槽计算

采用双侧三角堰（90。）出水槽集水，出水槽沿池壁环形布置，环形槽中水流由左右两侧汇入出水口。

每侧流量

Q

集水槽中流速v=0.4m/s; 设集水槽宽B=0.4m; 槽内终点水深

0.1743m/s0.087m3/s2

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h2槽内起点水深

Q0.0870.54m vB0.40.42hk2h1h2h23

hk3式中

Q2gB2

hk――槽内临界水深（m）

；

――系数，一般采用1；

g――重力加速度。

20.087hk30.17m29.810.4

20.173h10.5420.56m0.54

设计中取出水堰后自由跌落0.10m，集水槽高度：0.1+0.54=0.m，取0.65m。集水槽断面尺寸为：0.4m0.65m。

（11）出水堰计算

Lnb

q LL1L2

h0.7q

式中 q――三角堰单堰流量（L/s）； Q――进水流量（L/s）；

L―― 集水堰总长度（m）；

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25q0QL

L1――集水堰外侧堰长（m）

； L2――集水堰内侧堰长（m）

；

5二级生物处理设计

n――三角堰数量（个）； b――三角堰单宽（m）； h――堰上水头（m）；

q0――堰上负荷[L/(sm)] 。

设计中取b=0.10m ，水槽距池壁0.5m

L1(241.0)3.1472.26m

L2(241.00.42)3.1469.74m L=L1+L2=72.26+69.74=142m

n

L1421420b0.1个

Q0.1740.12L/sL1420 Q0.1741000q1.5L/(sm)L142

q0（12）出水管

出水管管径DN=500mm V=（13）排泥装置

沉淀池采用周边传动刮吸泥机，刮泥机底部设有刮泥板和吸泥管，利用静水压力将污泥吸入污泥槽，刮泥机上部设有刮渣板，将浮渣刮进排渣装置。

本设计选用SSG型双周边传动刮泥机，其性能参数如表5.2示：

表5.2 SG双周边传动刮泥机性能参数

池径

型号

（m）

SSG

（14）排泥管

沉淀池采用重力排泥，排泥管管径DN400mm，排泥管深入污泥斗底部，排泥静压头采用1.2 ,连续将污泥排出池外。

土木工程学院 55

4Q40.1740.m/s 223.14D3.140.5功率 (KW) 2.20×2

周边线速 (m/min) 3.0

推荐池深 (mm) 3000-5000

周边轮压周边轮中心(kN) 50

(m) 20.4

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（15）进水集配水井

辐流沉淀池分为二组，在沉淀池进水端设置集配水井，污水在集配水井中部的配水井平均分配，然后流进每组沉淀池。

配水井的中心管直径

D2

4Q3.14v2

式中 D2――配水井内中心管直径（m）；

v2――配水井内中心管上升流速（m/s）,一般采用v2≥0.6 m/s。

设计中取配水井内中心管内污水流速v2=0.6 m/s

D2配水井直径

40.3470.863.140.6m, 设计中取0.9m

D34Q2D23.14v2

式中

D3――配水井直径（m）

；

V――配水井内污水流速（m/s）,一般采用v2=0.2～0.4m/s。

设计中取

v3=0.3 m/s

40.3470.923.140.3=1.51m，设计中取１.50m。

D3集水井直径

D14Q40.3472D31.522.0m3.14v13.140.25

（16）进水管

取进入二沉池的管径DN=600mm。校核流速

v

4Q40.2320.82(m/s)0.7(m/s)23.14D23.140.62 符合要求。

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5二级生物处理设计

（17）出水渠道

出水槽设在沉淀池的四周，双侧收集三角堰出水，距离沉淀池内壁0.4m，出水槽宽0.5m，深0.7m，有效水深0.4m，水平流速0.44m/s。出水槽将三角堰出水汇集送入出水管道，出水管道采用钢管，管径DN500mm，管内流速0.m/s。

（18）总出水管

取总出水管管径DN=600mm；集配水井内设有超越闸门，以便超越。二沉池计算草图如5.3示：

出水进水

图5.3 二沉池计算草图

5.6.2 消毒设施计算

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。

5.6.2.1 消毒接触池设计计算

本设计采用2个3廊道平流式消毒接触池，单池设计计算如下：

（1）消毒接触池容积

VQt

式中 Q—单池无水设计流量，为0.174m3/s ；

t—消毒接触时间，采用30min

则 V0.1743060313.2m （2）消毒接触表面积

3FVh2

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式中则

h2――消毒接触池有效水深，取2.0 m

F

（3）消毒接触池池长

313.2156.6m22.0

L/式中 B――消毒接触池廊道单宽，取3.5 m 则

L/

156.644.74m3.5

L/L14.9m3消毒接触池采用3廊道消毒接触池池长设计中取15.0m

校核长宽比

L/52.214.910B3.5 符合要求。

（4）池高

Hh1h2式中

h1――池超高，取0.3 m

则 H0.32.02.3m （5）进水部分

每个消毒接触池的进水管径DN600mm，V0.6m/s

混合

采用管道混合的方式，加氯管线直接接入消毒接触池进水管，为增强混合效果，加氯点后接D=600mm的静态混合器。

出水部分

QHnmb2g

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23 5二级生物处理设计

式中 H――堰上水头；

n――消毒接触池个数；

m――流量系数；

b――堰宽，取3.5 m。

0.347H0.09m20.423.529.8则

5.6.2.2 消毒剂的投加（1）投加量计算

二级处理出水采用液氯消毒时，本设计液氯的投加量为8㎎/L,则每日加氯量为

23qq0Q800/100080.347800/1000239.85Kg/d=

每小时加氯量：239.85/2410kg/h （2）加氯设备

加滤机选用ZJ-1型转子加滤机2台，其中一用一备。其规格性能见表5.3示：

表5.3 性能ZJ-1型转子加滤机性能

外形尺寸

型号

加氯量 (kg/h)

适用水压力(kg/cm) 水射器进水压力<2.5kg/cm

ZJ-1

5—45

点力>1kg/cm

（3）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7.9424203811.20kg ②氯瓶的选择

净重（kg）

长×宽×高（mm）

650×310×1000 压

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选用焊接液氯钢瓶Lp800-1，容重1000kg，其阀门型号为QF-10ZG，需氯瓶的个数个；本设计选用5个氯瓶，其中1个备用。

③加氯间

加氯间采用与氯库合建，尺寸定为：L×B=10000×5000mm。接触消毒池计算草图见图5.4:

3811.2041000

图5.4 触消毒池计算草图

5.6.3 计量设施

5.6.3.1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。 5.6.3.2 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；

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5二级生物处理设计

（6）设计计量槽时，除计算其通过最大流量时的条件外尚需计算通过最小流量时的条件。 5.6.3.3 设计计算

（1）计量槽主要部分尺寸

A10.5b1.2 式中

A20.6m

A30.9m

B11.2b0.48

B2b0.3A1A1A1――渐缩部分长度

b――喉部宽度

A2――喉度 A3――渐扩部分长度

B1――上游渠道宽度 B2――下游渠道宽度

设计中取b＝0.75 m 则

A1＝1.575 m ，A2＝0.6m，A3＝0.9m，B1＝1.38m，B2＝1.05m

（2）计量槽总长度

计量槽应设在渠道的直线上，直线断的长度不应小于渠道宽度的8－10倍，在计量槽上游，直线段不小于渠宽的2－3倍，下游不小于4－5倍。

计量槽上游直线段长

L13B1则计量槽上游直线段长

L131.384.14mL25B2则

L251.055.25m所以计量槽总长度

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LL1A1A2L4.141.5750.60.95.2512.465m（3）计量槽的水位

Q1.53H11.558

式中

则

H1――上游水深（m）

H11.558式中

0.240.40m1.777

H2H10.7时为自由流，

H20.70.40.28取

H20.28m

H2――下游水深

（4）渠道水力计算

①上游渠道过水断面积A

湿周f

AB1H11.380.40.55m2

fB12H11.3820.42.18m

水力半径R

R 流速V

A0.550.25mf2.18

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5二级生物处理设计

V 水力坡度i

Q0.3470.63m/sA0.55

22ivnR30.43 ‰

粗糙度n，取0.012 ②下游渠道：过水断面积A

AB2H21.050.280.29m2

湿周f

fB22H21.0520.281.61m

水力半径R

R 流速V

A0.290.18mf1.61

V

水力坡度i

Q1.20m/sA

222ivnR3(1.20.0130.183)22.4 ‰

（5）水厂出水管

采用重力铸铁管：流量

Q0.347m3/s

DN800mm v0.69m/si1.0‰

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A2/3AB1=1.2b+0.48b下游观测孔A1=0.5b+1.2A2=0.6A3=0.9H1=0.4i=0.00433:80.050.0750.2250.0751:6H2=0.28B2=b+0.3上游观测孔剖面

图5.5巴氏计量槽计算草图

5.7 污泥处理工艺的设计

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。

5.7.1 污泥量计算

5.7.1.1 初沉池污泥量计算

初沉池采用间歇排泥的运行方式，每4小时排一次泥。按去除水中悬浮物计算

VQ(C1C)24T100

K2(100p0)n3式中 Q――设计流量（m/h）；

C1――进水悬浮物浓度（kg/m3）

；

C2――出水悬浮物浓度（kg/m3）

；

K2――生活污水量总变化系数；

――污泥容重（kg/m3），一般采用1000kg/m3；

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p0――污泥含水率（％）

。

设计中取T=4h，p0=97％，=60％，C2=[100％-60％]C1=0.4C1

V

0.233600(0.150.40.15)41005.0m31000(10097)2

33初沉池污泥量Q126560m/d5m/次

以每次排泥时间30min计，每次排泥量10m/h0.0028m/s 5.7.1.2 剩余污泥量计算

（1）曝气池内每日增加的污泥量

ΔX=Y(SaSb)Q-KdVXV 式中 ΔX――每日增加的污泥量（kg/d）；

33Sa――曝气池进水BOD浓度（mg/L）

； 5Sb――曝气池出水BOD浓度（mg/L）； 5Y――污泥产率系数，一般采用0.5~0.7； Q――污水平均流量（m/d）； V――曝气池容积（m）

33XV――挥发性污泥浓度MLVSS(mg/L)； Kd――污泥自身氧化率，一般采用0.04~0.1。

设计中取Sa=150 mg/L；Y=0.6；Q=19992m/d；V=6990.21m；XV=2500 mg/L；Sb=20 mg/L；

33Kd=0.1

ΔX=0.6(15020)19992/10000.16990.212500/10002051 kg/d 曝气池每日排出的剩余污泥量 Q2X fXr3式中 Q2――曝气池每日排出的剩余污泥量(m/d)；

f――0.75

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Xr――回流污泥浓度（mg/L）；

设计中取Xr=6600mg/L

Q22051414.3m3/d=0.0048m3/s

0.756600/10005.7.2 浓缩池的设计

污泥浓缩池主要是降低污泥中的空隙水，来达到使污泥减容的目的。本设计采用两座辐流式浓缩池，用带栅条的刮泥机刮泥，采用静圧排泥。

5.7.2.1 设计要求

(1)进泥含水率：当为初次污泥时，其含水率一般为95%～97%;当为剩余活性污泥时，其含水率一般为99.2%～99.6%。

(2)污泥固体负荷：负荷当为初次污泥时，污泥固体负荷宜采用80～120kg/(m2.d)当为剩余污泥时，污泥固体负荷宜采用30～60kg/(m2.d)。

(3)浓缩时间不宜小于12h，但也不要超过24h。 (4)有效水深一般宜为4m,最低不小于3m。

(5)浮渣挡板高出水面0.1—0.15m，淹没深度为0.3-0.4m。 5.7.2.2 设计参数

进入浓缩池的剩余污泥量0.0048 m/s，则单池流量：Q=

30.004833=0.0024m/s=8.m/h 2污泥含水率P1＝99.0％，设计浓缩后含水率P2=97.0％污泥浓缩时间：T=16h 5.7.2.3 浓缩池池体计算（1）每座浓缩池所需表面积

FQCG8.1086.4m2

1.0（2）浓缩池直径

D4F486.410.49m 取D=10.50m

3.14（3）浓缩池池容

V=QT=0.0024360016=138.24m

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3 5二级生物处理设计

（4）有效水深 h1=

V138.24 ==1.6m F86.4（5）浓缩后排出含水率P2＝97.0％的污泥,则浓缩后剩余污泥量 Q 1=

100-P110099Q0.00240.0008m3/s69.12m3/d

100-P210097D10.5i=0.01=0.0525m 设计中取0.06m 22（6）池底高度 h4=

（7）泥斗容积

泥斗的垂直高度h5=tgа(a-b)=tg55(1.25-0.25)=1.43m 泥斗容积

oV1h53(a2abb2)=

3.141.43(1.2521.250.250.252)2.9 m3 3泥斗的上口半径，取1.25m ；泥斗的下口半径，取0.25m。污泥停留时间T=

2.9V==1.0h

3600Q136000.0008（8）浓缩池总高度：

浓缩池的超高h1取0.30m，缓冲层高度h3取0.30m，则浓缩池的总高度H为 Hh1h2h3h4h5=0.3+1.6+0.30+0.06+1.43=3.69m （9）分离出的污水量 q=

Q(PP0)99973=0.0024=0.0016m/s

10097100P0（10）溢流堰

浓缩池溢流出水经规过溢流堰进入出水槽，然后汇入出水管排出，出水槽流量 q=0.0016m/s 设出水槽宽不0.2 m，水深h=0.05m，则水流速为0.16m/s 溢流堰周长

3cD2b

式中c――溢流堰周长（m）； D――浓缩池直径取10.5m；

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b――出水槽宽（m）则 c=3.14(10.5-20.2)=31.7m

溢流堰采用单侧90°三角形出水堰，三角堰顶宽0.16m，深0.08m，每格31.7/0.16=198个三角堰，每个三角堰流量为

/q0=0.0016 /198=0.0000081 m3/s

2525三角堰水深

h0.7q0=0.70.0000081=0.00m 取0.007m

（11）溢流管

3m/s，设溢流管管径DN100mm，管内流速v=0.2m/s。溢流水量0.0016

（12）排泥管

3m/s，泥量很小，采用间歇排泥方式，污泥管道选用沉淀池有浓缩后剩余污泥量0.0008

DN150mm，

(13)刮泥装置

浓缩池采用中心驱动刮泥机，刮泥机底部设有刮泥板，将污泥推入污泥斗。浓缩池计算草图见图5.6示：

上清液出泥进泥

图5.6 缩池计算草图

5.7.3 贮泥池计算

浓缩池排出含水率P=97%的污泥流量为198.24m3/d 5.7.3.1 贮泥池容积

V

Qt198.24833.04m3 2424268 土木工程学院

5二级生物处理设计

式中 Q――每日产泥量 m3/d； t――贮泥池贮泥时间,设计中取8h； 5.7.3.2 设计容积

0h3tgab/2tg60(3.51.0)污泥斗高==2.16

21Va2h2h3a2abb23 12232=3.52.5+2.16(3.5+3.51.0+1.0)=42.685m

3式中

h3――污泥斗高度（m）

； h2――贮泥池有效深度，为2.5m；

a――污泥贮泥池边长，取3.5m；

b――污泥斗边长,取1.0m；

――污泥斗倾角，取60°。

V=40+12.1=52.1 m33.60m,符合要求。 5.7.3.3 贮泥池高度

33hh1h2h3

=0.3+2.5+2.16=4.96m，设计中取5.0m。

式中 h――污泥贮池高度（m）； h1――超高（m），一般采用0.3m； h2――污泥贮池有效深度（m）； h3――污泥斗高（m）。 5.7.3.4 管道部分

每个贮泥池中设DN=150mm的吸泥管一根，2个泥贮池互相连通，连通管DN=200mm，共设有2根进泥管DN=150mm，均来自浓缩池。

贮泥池示意图如图5.7示：

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图5.7 泥池示意图

5.7.4 消化池设计

5.7.4.1 消化池有效容积

VQnp

3式中 Q――污泥量，为34.56m/d；

n――池子个数，为1个；

p――投配率，取5%。

则 V=

Q198.243==1982.4m nP0.0525.7.4.2 各部分尺寸确定

消化池直径D取16m；集气罩的直径d1取2.0m；池底锥底直径d2取2.0m；集气罩高度h1取2.0m；上锥体高度h2取3m；消化池主体高度h3>

D =8m取9m；下锥体高度h4取1m。 2消化池总高度H= h1+ h2+h3+h4=2+3+9+1=15m

总高度与圆锥直径的比例：15/16=0.94，符合(0.8-1.0)的要求。 5.7.4.3 消化池各部容积集气罩容积

V1d124h122426.28m3

弓形部分容积

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V2dD2h2[3()231h2]320.28m3 622柱体容积

V3D24h3162491808.m3

下锥体容积

d1DDdV4h4[()22(2)2]76.40m3

342222消化池的有效容积

V0V2V3V4320.281808.76.402205.32m31982.4m3 符合要求

5.7.4.4 消化池各部分表面积计算池盖表面积集气罩的表面积

F14d12d1h13.14223.142215.7m2 4池上盖表面积

112F2(4h2D)3.14(43216)40.82m2

44池盖表面积

F1F215.7275.38291.08m2

池壁表面积地面以上部分

2 F3Dh53.14165251.2m

地面以下部分

F4Dh63.14164200.96m2

池底表面积

F5l(Dd2162)3.147.1()200.6m2 22225.7.4.5 消化池的热工计算

（1）提高生污泥温度消耗量。中温消化温度TD=35℃，生污泥年平均温度为TS=17.3OC，日平均最低温度TS＇=12OC，消化池的投配率采用5%，则V″=1982.4×5%=99.12 m3/d

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则全年平均耗热量为：

Q1VTDTS100099.123517.310001.16385016W 2424V99.12351210001.163110473W TDTs'10002424最大耗热量为

Q1max（2）消化池池体耗热量：消化池各部分传热系数：池盖K=0.8W/（m2·℃），池壁：地面以上K=0.7W/（m2·OC），地面以下及池底K=0.45/（m2·OC）。

池外介质为大气时全年平均气温TA=11.6OC，冬季室外计算温度TA=－9OC。池外介质为土壤时全年平均气温TB=12.6OC，冬季室外计算温度TB=4.2OC。池上盖部分全年平均耗热量为

Q2F1F2KTDTA1.256.520.73511.61.21.1631292W

最大耗热量为

Q2maxF1F2KTDTA1.256.520.735(9)1.22429W

池壁地上部分全年平均耗热量为

Q3FKTDTA1.2251.20.63511.61.21.1634922W

最大耗热量为

Q3maxFKTDTA1.2251.20.63591.21.1639255W

池壁地下部分全年平均耗热量为

Q4FKTDTB1.2200.960.453512.61.21.1632827W

最大耗热量为

Q4maxFKTDTB1.2200.960.45354.21.21.1633887W

池底部分全年平均耗热量为

Q5FKTDTB1.2200.60.453512.61.21.1632822W

最大耗热量为

Q5maxFKTDTB1.2200.60.45354.21.21.1633880W

每座消化池池体全年平均耗热量及最大耗热量

Q129249222827282211863WQmax242992553887380019451W

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5二级生物处理设计

（3）每座消化池总耗热量全年平均耗热量

Q850161186396879W

最大耗热量

Qmax11047319451129924W

（4）热交换计算

采用池外套管式泥-水热交换器，全天均匀投配。生污泥进入消化池之前与回流的消化污泥先混合再进入热交换器，生污泥：回流污泥为1∶2。

生污泥量

QS1=198.24/2Qs1回流消化污泥量 QS2=4.13×2=8.26 m3/h。进入热交换器的总污泥量

QS=QS1+QS2=4.13+8.26=12.39m3/h。生污泥的日平均最低温度TS=12OC 生污泥与消化污泥混合后的温度为

198.244.13m3/h

224TS11223527.33 OC

3热交换器的套管长度用下式计

LQmax1.2

DKTm式中 L――套管总长度，m。

D――内管的外径（m），一般采用防锈钢管，流速采用1.5~2.0m/s，外管采用铸铁管，流速采用1~1.5m/s。

K――传热系数，约3600KJ/(m2·h·℃) ΔTm――平均温差的对数，℃。 Qmax――消化池最大耗热量，KJ/h。管内径选用50mm时，污泥在内管的流速

v12.3941.75m/s，外径选用100mm的铸铁管

0.05523600平均温差ΔTm用下式计

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TmT1T2(℃) T1lnT2式中 T1――热交换器入口处的污泥温度（TS）和出口的热水温度（Tw＇）之差，(℃)。

T2――热交换器出口污泥温度（TS＇）和入口热水温度（Tw）之差，(℃)。

当污泥循环量QS=12.39 m3/h 由式TS'TSQmax(℃)得

QS4186.8TS'27.3312992429.83(℃)

12.3936001.163QmaxTWT热交换器入口热水温度采用TW=85OC（采用60℃~90℃），TW－TW＇=10OC，热水循环量由公式QW

,`W1QW12992411.17m3/h

1010001.16311.17核算内外管之间的管缝热水流速为

v220.10.053600440.53m/s

T1= TW＇－TS=47.67 OC

T2= TW－ TS＇=85-30.24=54.76 OC。

由将数据代入上式，得

Tm47.6754.7651.13OC

47.67ln54.7612992423.2m。

0.05560051.131.163所以L设每根长4m，则共有根数为

N23.25.8根，取6根。 45.7.4.6 沼气混合搅拌计算

消化池采用多路曝气管式沼气搅拌：

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搅拌用气量

单位用气量采用6m3/1000m3∙min，则用气量

q6250015m3/min0.25m3/s 1000曝气立管管径采用管内

0.250.0208m2，选用立管直径DN=60mm，每根断面120.02087.35根，取8根。积为：A=0.00283m2，需立管根数为

0.002830.25核算立管的实际流速v11.04m/s(符合要求)。

80.00196沼气流速为12m/s，需立管总面积为

5.7.5 污泥脱水机房

本设计采用带式压滤机机械脱水。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。

5.7.5.1 浓缩后污泥量

按浓缩后的污泥量V=74.592149.18m3计算； 5.7.5.2 脱水工艺及脱水设备的选择 (1)脱水工艺

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%，脱水用量为： M=149.18197%3%0.13t=130kg/d

压滤机过滤能力W采用8kg干泥/ m3·d.并且每天工作8h，其压滤面积为

A=1000197%(2)压滤机的选择

选用4台BAJZ型自动板框压滤机，3用1备，其性能参数如表5.4示：

表5.4 AJZ型自动板框压滤机

型号

过滤面积㎡ 30

框内尺寸㎜ 1000×1000

滤板厚度㎜ 60

装料容积 m3 0.75

外形尺寸 mm

5615×1580×1955

重量 kg 10

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149.1869.93m2 88BAJZ

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5.7.6 其他设计

5.7.6.1 污水提升泵房设计一般规定:

（1）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；（2）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。并（3）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；（4）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；

（5）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。

（6）选泵机组泵站泵的总抽生能力，应按进水管的最大时污水量计，并应满足最大充满度时的流量要求；

（7）尽量选择类型相同（最多不超过两种型号）和口径的水泵，以便维修，但还须满足低流量时的需求；

（8）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。

5.7.6.2 具体计算

泵站选用集水池与机器间合建式的圆形泵站。 (1)流量的确定 Qmax=347L/s

本设计拟定选用4台泵（3用1备），则每台泵的设计流量为： Q=Qmax/4=347/3=115.7L/s (2)扬程的估算

H=H静+2.0+（0.5—1.0）

式中2.0――水泵吸水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――水泵集水池的最低水位H1与水泵出水水位H2之差； H1=进水管底标高+D×h /D- 1.8=908.75+0.9×0.41-1.8=907.32m H2=接触池水面标高+沉砂池至接触池间水头损失接触池水面标高与厂区地面大致相平，取为915.24m；沉砂池至接触池间水头损失为3.5—4.5m，取4.5m；则H2=915.24+4.5=919.74m

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H静=H2-H1=919.74-907.32=12.42m 水泵扬程为

H=H 静+2.0+1.0=12.45+2.0+1.0=15.42m (3)选泵

由Q=115.7l/s=，H=15.42m，可查手册11得，选用8PWL型立式污水泵，其各项性能如表5.5示：

表5.5 PWL型立式污水泵

型号 8PWL

流量Q （L/s） 97.2—180.5

扬程H（m） 15.5—9.5

转速n （r/min） 730

轴功率W （kw） 23—33

气蚀余量

重量（kg）

（m） 5.1

750

5.7.6.3 吸、压水管路实际水头损失的计算 (1)设计依据

①吸水管流速0.8—2.0m/s，安装要求有向水泵不断向上的坡度； ②压水管流速一般为1.2—2.5m/s； ③吸压水管实际水头损失不大于2.5m/s。（2）具体计算

① Q=115.7l/s，吸水管选用DN=400mm的铸铁管，压水管为DN=350mm的铸铁管。 V压=

4QD2 =

40.1157=1.2m/s 23.140.35查手册1知，1000i=10.4 V吸=

4QD2=

40.1157=0.92m/s 23.140.4查手册1知，1000i=5.11

水泵进出口直径分别为250mm，200mm。 V吸水口=

4QD24Q=

40.1157=2.35m/s 23.140.2540.1157=3.68m/s 23.140.2V压水口=

D2=

②吸水管路损失

吸水管上有一个喇叭口Dg=1.5×400=600mm ，ξ1 =0.1；Dg400的90º弯头一个，ξ2 =0.6； Dg400的闸阀一个，ξ3 =0.07；Dg400×250的偏心渐缩管一个，ξ4 =0.19；吸水喇叭口流速V1=4×0.1157/（3.14×0.62）=0.41m/s

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vi20.10.4120.600.070.190.9220.192.352h局部===0.09m

29.82g设吸水管管长3m，则 h沿程= il=

5.113=0.015m 1000吸水管总损失 h1=0.09+0.015=0.105m ③压水管路损失

压水管上有Dg200×350的渐缩管一个，ξ1=0.25；Dg350的截止阀一个，ξ2 =3.0； Dg350的闸阀一个，ξ3 =0.07；Dg350的90º弯头两个，ξ4 =0.59；

vi20.253.6820.253.00.070.5921.22h局部===0.50m

29.82g设压水管管长30m，则 h沿程= il=10.4/1000×30=0.312m 压水管总损失 h2=0.50+0.312=0.812m

泵站内总水头损失∑h=h1+h2=0.105+0.812=0.917m<2m ④水泵扬程校核

H=H静+∑h+1.0=12.42+0.917+1.0=14.34m<15.42m

所选水泵扬程为9.5—15.5m，能够满足需求，故选泵合适。 5.7.6.4 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）集水池的通气设备

集水池内设通气管，通向地外，并将管口做成弯头或加罩，以防止雨水及杂质入内。（3）集水池清洁及排空措施

集水池设有污泥斗，池底作成不小于0.01的坡度，坡向污泥井。从平台到池底应设下的扶梯，台上应有吊泥用的梁钩滑车。

（4）集水池容积计算

泵站集水池容积一般按不小于最大一台泵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最大一台泵6分钟的出水量计算，有效水深取1.5米。 V=6×60×115.7=41652L=41.65 m3 取V=42m3 则集水池面积F为 F=V/h=42/1.5=28m2 （5）集水池的排砂

污水杂质往往发表沉积在集水池内，时间长了腐化变臭，甚至堵塞集水坑，影响水泵正常吸水，因此，在压水管路上设压力冲洗管Dg150mm伸入集水坑，定期将沉渣冲起，由水泵抽走集水池可设成连通的两格，以便检修

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5.7.6.5 水泵机组基础的确定和污水泵站的布置（1）水泵机组基础的确定

机组安装在共同基础上，基础的作用是支撑并固定机组，使之运行稳定。不致发生剧烈震动，更不允许发生沉降，对基础要求：

①坚实牢固，除能承受机组静荷载外，还能承受机械振动荷载； ②要浇制在较坚实的地基上，以免发生不均匀沉降或基础下沉。

查手册，算得水泵机组基础尺寸为：900×900mm，机组总重量W=750+592=1342kg，基础深度H可按下式计算

3.0W

LB式中 L――基础长度，m； B――基础宽度，m；

γ――基础所用材料的容重，混凝土基础γ=2400kg； W――机组总重量，kg；则 H=

3.01342=2.07m，为安全计，取H=2.2m。

0.90.92400（2）污水泵站的布置

因为所选用的台数仅4台，所以泵房采用圆形，泵房内泵采用横向排列，这样虽增加了泵房长度，但由于立式泵占地面积小、跨度减小、水力条件好、节省电耗。

基础尺寸为900×900mm；基础间净距为1.0m；泵房尺寸为：R=12000mm 5.7.6.6 泵房高度的确定（1）地下部分

集水池最高水位为进水管水面标高

H1’=进水管管底标高+D×h/D=908.75+0.9×0.41=909.20m 集水池最低水位为：907.32m

设水泵吸水管中心标高在最低水位以下0.6m，则吸水管中心线标高为907.32－0.6=906.72m；则泵轴标高为906.80+0.42+0.2=907.42m 机组基础部分埋于地下，露出地面0.20m；则基础顶标高为907.32－0.42=906.90m，基础地面标高为906.90－0.20=906.70m 则泵房地下埋深H1=915.30-906.70=8.60m （2）地上部分

H2=n+a+c+d+e+h

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青海大学本科毕业设计：长沙市岳麓区排水设计

式中 n―一般采用不小于0.1，取为0.1m； a――行车梁高度，查手册11为0.7m；

c――行车梁底至起吊钩中心距离，查手册11为1.06m； d――起重绳的垂直长度；对于水泵为0.85X=0.85×0.85=0.72m；

e――最大一台水泵或电动机的高度；e=J+B+C=0.41+1.155+0.932=2.497m，取2.50m。 h――吊起物低部与泵房进口处室内地坪的距离，0.2m 则 H2=0.1+0.7+1.06+0.72+2.50+0.2=5.28m 则泵房高度H=H1+H2=8.60+5.28=13.88m 5.7.6.7 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）排水

在机器间的地板上应设有排水沟和集水坑。排水沟沿墙设置，坡度I=0.01，集水坑平面尺寸为0.8×0.8m，深为0.5m在吸水管上接出DN100mm的小管伸到集水坑内，当水泵工作时把坑内积水抽走。

（4）起吊设备

泵房起重设备根据起吊最大一台设备的重量选择，由水泵机组总重W=750+592=1342kg,k可选用DL-2型电动单梁桥式起重机。

5.7.6.8 污泥泵房

（1）回流污泥泵选用LXB-900螺旋泵3台（2用1备），单台提升能力为480m3/h，提升高度

为2.0m－4.5m,电动机转速n=48r/min,功率N=55kW。

（2）回流污泥泵房占地面积为15m×10m。

（3）剩余污泥泵选两台，2用1备，单泵流量Q>2Qw/2＝5.56m/h。选用1PN污泥泵Q 7.2－16m3/h, H 14-12m, N 3kW。

（4）剩余污泥泵房占地面积L×B=15m×10m。

80 土木工程学院

6 污水处理厂总体布置

6.1 污水处理厂平面布置

6.1.1 各处理单元构筑物的平面布置

处理构筑物是污水处理厂的主体建筑物，在对它们进行平面布置时，应根据各构筑物的功能和水力要求结合当地地形地质条件，确定它们在厂区内的平面布置应考虑

（1）贯通，连接各处理构筑物之间管道应直通，应避免迂回曲折，造成管理不便。（2）土方量做到基本平衡，避免劣质土壤地段

（3）在各处理构筑物之间应保持一定产间距，以满足放工要求，一般间距要求5～10m，如有特殊要求构筑物其间距按有关规定执行。

（4）各处理构筑物之间在平面上应尽量紧凑，在减少占地面积。

污水处理厂的辅助建筑物有泵房，鼓风机房，办公室，集中控制室，水质分析化验室，变电所，存储间，其建筑面积按具体情况而定，辅助建筑物之间往返距离应短而方便，安全，变电所应设于耗电量大的构筑物附近，化验室应机器间和污泥干化场，以保证良好的工作条件，化验室应与处理构筑物保持适当距离，并应位于处理构筑物夏季主风向所在的上风中处。

在污水厂内主干道应尽量成环，方便运输。主干宽6～9m次干道宽3～4m，人行道宽1.5m～2.0m曲率半径9m，有30%以上的绿化。

办公室 40.0×20.0 水质分析化验室 16.0×10.0 机修间 10.0×8.0 配电室 10.0×8.0 车库 25.0×5.0 宿舍 15.0×12.0 食堂 12.0×10.0

6.1.2 管线布置：

（1）应设超越管线，当出现故障时，可直接排入水体。（2）厂区内还应有生活水管，雨水管，消化气管管线。

6.2 污水处理厂的高程布置

污水处理厂的污水处理流程高程布置主要任务是：确定各处理构筑物和泵房的标高，确定处理构筑物之间连接灌渠的尺寸及其标高，通过计算确定各部位的水面标高，从而能够使污水沿处理流程在处理构筑物之间畅通地流动，保证污水处理厂的正常运行。

为了降低运行费用和便于维护管理，污水在处理构筑物之间的流动，以按重力流考虑为宜。为此，必须精确地计算污水流动中的水头损失，水头损失包括：

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青海大学本科毕业设计：长沙市岳麓区排水工程设计

（1）污水流经各处理构筑物的水头损失。计算如下表6.1示：

表6.1 经个处理构筑物的水头损失

构筑物名称格栅沉砂池初次沉淀池曝气池二次沉淀池

（2）污水流经连接前后两处理构筑物灌渠的水头损失。

管沟的沿程水头损失按锁定的坡度计算，局部水头损失按流速水头的倍数计算。

（3）污水流经量水设备的水头损失。

高程计算如下高程排水口的地面高程为 30.00m 排水总管（点1）水位

跌水 0.5m 30.50m 二次沉淀池后水位

沿程损失=0.001错误!未找到引用源。 30.635m 二次沉淀池前水位

二沉池的水头损失0.60m 31.235m 曝气池后水位

沿程损失=0.028错误!未找到引用源。 32.345m 曝气池前水位

曝气池的水头损失1.20m 33.545m 初沉池后水位

沿程损失=0.020错误!未找到引用源。 34.925m 初沉池前水位

初沉池的水头损失0.60m 35.525m 沉砂池后水位

沿程损失=0.020错误!未找到引用源。 36.725m 沉砂池前水位

沉砂池的水头损失0.20m 36.925m 泵后水位

延程损失=0.020错误!未找到引用源。 37.035m

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水头损失（m）

0.20 0.20 0.60 1.20 0.60

6 污水处理厂总体布置

泵前水位 34.00m 格栅后水深

延程损失=0.020错误!未找到引用源。 34.20m 格栅前水位

格栅的水头损失为0.20m 34.40m 污水处理厂污水入口水位 34.77m 总水头损失4.77m

土木工程学院 83

参考文献

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[34]R.S.RAMALHO.Introduction to Was-tewater Treatment Process.ACA-DEMIC PRESS,1983.

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致谢

本次毕业设计能够顺利完成，与指导教师景明霞老师的悉心指导以及对我们的严格要求分不开的。各位老师亲自带领我们查阅资料，提供了多种相关资料供我们参考，并在实习过程中手把手的教导示范，使我们的查资料、实习操作能力、分析问题能力具备了一定的水平。他们的工作作风将成为我一生学习的榜样。在此特别表示感谢。这次毕业设计历时两个月，期间遇到了许多问题，有停滞不前的时候，有进展顺利的时刻，终于在一番苦苦思索，不断摸索中顺利完成。成功的喜悦令人欣慰，但我不能忘记在这个过程中给我提供各种帮助的人，尤其是景老师，她不厌其烦，为我们在设计之初做好准备工作，是我们顺利进入角色，在设计阶段，热情解答我们的任何问题，并经常督促我们认真设计，准时完成每一阶段的任务。另外我们组的成员能协力合作，互通有无，互相帮助，大家齐心协力。没有景老师等诸多老师的尽心引导，我们是不可能完成这一任务的，所以在这里我衷心的感谢各位老师，各位同学，谢谢你们！

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致谢

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结论

根据岳麓区城区规划图和规定的废水排放水质标准，进行了城区排水管网和污水处理厂设计，设计成果如下：

1.排水采用分流制，排水管网布置上充分利用地形，采用重力流排出污水，并使管线最短和埋深最小。

2.污水处理厂规模为4.0万立方米/天，主要处理构筑物是普通曝气反应池。 3.设计中采用两组长宽为6.0m×1.46m的平流式沉砂池，停留时间为30s。 4. 设计中采用两组普通曝气反应池，长宽为33.0m×30.0m，停留时间是8.39h。 5.二沉池采用辐流式沉淀池，直径取24m，池深3.5m，停留时间为2.5h。 6.剩余污泥进入直径为10.5m的辐流浓缩池，浓缩时间为16h。

设计中排水管网遍布整个城区，使长沙市岳麓区的污水顺利收集和输送。污水处理厂设在城市的南部，污水经过一级处理、二级处理和消毒处理后，达标排入湘江中。污水处理厂占地面积较小，污水处理成本基本合理。

通过毕业设计，提高了我思考和设计的能力，对工程设计有了比较深刻的理解和认识；而且在使用的CAD工程制图后，提高了我实际绘图的能力，这对我以后的工作有了很大的帮助。

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附录

1：设计总说明；图号:01 2：污水管网平面布置图；图号:02 3：污水管网主干管纵剖面图；图号:03 4：雨水管网平面布置图；图号:04 5：雨水管网主干管纵剖面图；图号:05 6：污水处理厂平面布置图；图号:06 7：污水处理厂高程布置图；图号:07 8：中隔栅及提升泵房平剖图；图号:08 9：沉砂池平剖图；图号:09 10：沉淀池平剖图；图号:10 11：曝气池平剖图；图号:11

12：浓缩池平剖图；图号:12 13:13 ：配水井大样图。图号 12345 12 12 12 123 121234 42 123 12 123 12目录

第一章总论 ..................................................................................... 错误!未定义书签。

1.1项目概况 ..................................................... 错误!未定义书签。 1.2研究依据及范围 ......................................... 错误!未定义书签。 1.3主要技术经济指标 ..................................... 错误!未定义书签。 1.4研究结论及建议 .........................................错误!未定义书签。

第二章项目建设的背景和必要性 ...................................................... 错误!未定义书签。

2.1项目建设的背景 ......................................... 错误!未定义书签。 2.2项目建设的必要性 .....................................错误!未定义书签。

第三章项目服务需求分析 .................................................................. 错误!未定义书签。第四章项目选址与建设条件 .............................................................. 错误!未定义书签。

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附录

4.1选址原则 .....................................................错误!未定义书签。 4.2项目选址 ..................................................... 错误!未定义书签。 4.3建设条件 ..................................................... 错误!未定义书签。 4.4项目建设优势条件分析 .............................错误!未定义书签。

第五章建设方案.................................................................................. 错误!未定义书签。

5.1建设规模与内容 .........................................错误!未定义书签。 5.2总体规划设计 ............................................. 错误!未定义书签。 5.3建筑方案 .....................................................错误!未定义书签。 5.4结构方案 ..................................................... 错误!未定义书签。 5.5给水工程 ..................................................... 错误!未定义书签。 5.6排水工程 .....................................................错误!未定义书签。 5.7电气设计 .....................................................错误!未定义书签。 5.8暖通设计 ..................................................... 错误!未定义书签。 5.9项目实施进度 ............................................. 错误!未定义书签。

第六章节能措施 .................................................................................. 错误!未定义书签。

6.1 设计依据 ..................................................... 错误!未定义书签。 6.2节能措施 .....................................................错误!未定义书签。

第七章环境影响分析 .......................................................................... 错误!未定义书签。

7.1 环境影响分析 ............................................错误!未定义书签。 7.2 环境保护措施及治理效果 ........................错误!未定义书签。

第八章消防与安全卫生 ...................................................................... 错误!未定义书签。

8.1 消防 ..........................................................错误!未定义书签。 8.2 劳动安全 ...................................................错误!未定义书签。

土木工程学院 91

附录

8.3 卫生防护 ...................................................错误!未定义书签。

第九章组织机构与运作方式 .............................................................. 错误!未定义书签。

9.1 组织机构 ...................................................错误!未定义书签。 9.2组织管理 ..................................................... 错误!未定义书签。 9.3劳动定员 ..................................................... 错误!未定义书签。

第十章投资估算 .................................................................................. 错误!未定义书签。

10.1编制依据 ...................................................错误!未定义书签。 10.2 投资估算 ................................................. 错误!未定义书签。 10.3资金筹措 ...................................................错误!未定义书签。

第十一章经济效益评价 ...................................................................... 错误!未定义书签。

11.1 成本核算 ................................................错误!未定义书签。 11.2 利润估算 ................................................ 错误!未定义书签。 11.3经济风险分析 ...........................................错误!未定义书签。 11.4财务评价结论 ........................................... 错误!未定义书签。

第十二章结论.................................................................................... 错误!未定义书签。

1234 1234 12.112.2

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