第四章废水处理构筑单元设计计算111课件

第四章废水处理构筑单元设计计算第一节格栅第二节沉砂池第三节沉淀池第四节曝气池（活性污泥法）第四章废水处理构筑单元设计计算第一节格栅1第一节格栅1.格栅常规设置方法（1）一粗一中，二道格栅（2）一粗一中一细，三道格栅2.清渣方式（1）人工清渣：栅渣量≤0.2m3/d，适合于小型污水处理厂（2）机械清渣：栅渣量＞0.2m3/d。3.格栅间工作台格栅间必须设置工作台，台面高出栅前最高设计水位0.5m。工作台上应有安全和冲洗设施。≤50000m3/d第一节格栅1.格栅常规设置方法≤50000m3/d24.格栅设计数据（1）栅前流速：污水在栅前渠道内的流速一般控制在0.4～0.8m/s（2）过栅流速：一般控制在0.6～1.0m/s（3）过栅水头损失：与过栅流速有关，一般在0.08～0.15m（4）栅渣量格栅间隙16～25mm：0.05～0.10m3栅渣/103m3污水；格栅间隙30～50mm：0.01～0.03m3栅渣/103m3污水。（5）栅渣容重：960kg/m3，含水率80%（6）格栅倾角：45°~75°保证大颗粒物质不在渠道内淤积4.格栅设计数据保证大颗粒物质不在渠道内淤积35.格栅设计计算公式①栅槽宽度B：②通过格栅的水头损失h1：l2＝1/2l1500h2hH1αHhh1h1α1α2B1B1l11000H1/tgαBs－格栅条宽度，m；b－栅条净间距，mn－格栅间隙数；h－栅前水深，mh0-计算水头损失k-系数，格栅遭堵塞后水头损失增加的倍数，一般取3v-过栅流速，m/s考虑格栅倾角的经验系数5.格栅设计计算公式①栅槽宽度B：②通过格栅的水头损失h1：4③栅后槽总高度H：H=h+h1+h2

④栅槽总长度L：h2-栅前渠道超高，m，一般用0.3mH1-栅前槽高，ml1-进水渠道渐宽部分长度B1-进水渠宽度，ml2-栅槽与出水渠连接渠的渐缩长度，ml2=1/2l1500h2hH1αHhh1h1α1α2B1B1l11000H1/tgαB③栅后槽总高度H：H=h+h1+h2④栅槽总长度L：h2-5⑤每日栅渣量：W1-栅渣量（m3/103m3污水）KZ-污水流量变化系数500h2hH1αHhh1h1α1α2B1B1l11000H1/tgαB⑤每日栅渣量：W1-栅渣量（m3/103m3污水）500h26栅条断面形状、尺寸及阻力系数计算公式s栅条断面形状、尺寸及阻力系数计算公式s76.设计实例

已知某城市污水处理厂的最大设计污水量Qmax＝0.2m3/s，总变化系数KZ＝1.5，计算格栅各部分尺寸。（1）栅条间隙数设栅前水深h＝0.4m，过栅流速v＝0.9m/s，栅条间距b＝20mm，格栅安装倾角α＝60°。＝（2）栅槽宽度设栅条宽度s＝0.01mB＝s（n-1）+bn＝0.01×（26-1）+0.02×26=0.8m6.设计实例已知某城市污水处理厂的最大设计污水量Qmax＝8(3)进水渠道渐宽部分长度设进水渠宽B1＝0.65m，渐宽部分展开角α1＝20°(4)栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度(5)过栅水头损失设栅条为矩形断面，取k=3(3)进水渠道渐宽部分长度(4)栅槽与出水渠道连接处的渐窄部9(6)栅后槽总高度H取栅前渠道超高h2＝0.3m，栅前槽高H1=h+h2＝0.4+0.3＝0.7mH=h+h1+h2=0.4+0.097+0.3=0.8(m)(7)栅槽总长度（8）每日栅渣量取W1=0.07m3/103m3适宜采用机械清渣。m3/d>0.2m3/d(6)栅后槽总高度H（8）每日栅渣量m3/d>0.2m3/10第二节沉砂池1.设计要点(1)城市污水厂一般应设置沉砂池；(2)沉砂池按可去除比重2.65、颗粒0.2mm以上的砂粒设计；(3)设计流量应按分期建设考虑：当污水自流进入时．应按每期的最大设计流量计算；当污水为提升进入时，应按每期工作水泵的最大组合流量计算；在合流制处理系统中．应按降雨时的设计流量计算。(4)沉砂池的格数不应少于2格，并应按并联设计，当污水量较小时可考虑—格工作，一格备用；

第二节沉砂池1.设计要点111.设计要点（续）(5)城市污水的沉砂量可按35～30m3／106m3计算，含水率为60％，容重为1500kg／m3。砂斗容积应按不大于2天的沉砂量计算、斗壁倾角应不小于55度。(6)除砂一般采用机械方法、并设置贮砂池或晒砂场。采用人工排砂时，排砂管直径不小于200mm；(7)当采用重力排砂时，沉砂池和贮砂池应尽量靠近，以缩短排砂管的长度，并没排砂闸门于管的首端，使排砂管畅通并易于养护；(8)沉砂池的超高不宜小于0.3m。1.设计要点（续）(5)城市污水的沉砂量可按35～30m3122.沉砂池设计计算(1)平流式沉砂池设计计算①设计数据a．最大设计流速为0.3m/s，最小设计流速为0.15m/s；b．最大设计流量时，污水在池内的停留时间不少于30s，一般为30～60s；c．设计有效水深不应大于1.2m，一般采用0.25~1.0m，每格池宽不宜小于0.6m；d．池底坡度一般为0.01~0.1，当设置除砂设备时，可根据设备要求考虑坡底形状。2.沉砂池设计计算13②设计计算公式②设计计算公式14③设计实例巳知某城市处理厂的最大设计污水量为0.2m3/s，最小设计流量为0.1m3/s，总变化系数KZ＝1.50，计算沉砂池各部分尺寸。③设计实例15（1）池长L设v＝0.25m/s，t＝30s（2）水流断面积

（3）池总宽度设n＝2，每格宽b＝0.6m，则B=nb=2×0.6=1.2m（4）有效水深（1）池长L16（5）贮砂斗所需容积设T＝2d（6）每个沉砂斗容积（每一分格有2个沉砂斗，共4个）（7）沉砂斗各部分尺寸斗底宽，a1取0.5m，斗高h’3取0.35m，斗壁倾角55度，砂斗上口宽复核沉砂斗容积（5）贮砂斗所需容积17（8）沉砂室高度采用重力排砂，设池底坡度为0.06，坡向砂斗，（9）沉砂池总高度设超高h1=0.3m(10)验算最小流速在最小流速时，只用一格工作（n＝1）l2=(L-2a-0.2)/2（8）沉砂室高度l2=(L-2a-0.2)/218(2)曝气沉砂池设计计算（一）设计数据①旋流速度应保持0.25～0.3m/s；②水平流速为0.06～0.12m/s；③最大流量时停留时间为1-3min；④有效水深为2～3m，宽深比一般采用1—2；⑤长宽比可达5，当池长比池宽大得多时，应考虑设置横向挡板；⑥每立方米污水的曝气量为0.1~0.2m3空气；⑦空气扩散装置设在池的一侧，距池底约0.6~0.9m，送气管应设置调节气量的阀门；⑧池子的形状尽可能不产生偏流或死角，在集砂槽附近可安装纵向挡板；⑨池子的进口和出口布置，应防止发生短路，进水方向应与池中旋流方向一致，出水方向应与进水方向垂直，并宜考虑设置挡板：⑩池内应考虑消泡装置。(2)曝气沉砂池设计计算19（二）设计计算公式名称公式符号说明1.池子总有效容积Qmax-最大设计流量，m3/s；t-最大设计流量时的流行时间，min；v1－最大设计流量时的水平流速，m/s；h2-设计有效水深，m；d-每立方米污水所需空气量，m32.水流断面积3.池总宽度4.池长5.每小时所需空气量（二）设计计算公式名称公式符号说明1.池子总有效容积Qmax20（三）设计实例已知某城市污水处理厂的最大设计污水量为0.8m3/s，计算曝气沉砂池各部分尺寸。(1)池子总有效容积设t＝2min，(2)水流断面积设v1＝0.1m/s，(m3)(m2)(3)池总宽度设h2＝2m(m)（三）设计实例(1)池子总有效容积(m3)(m2)(3)池总21（5）池长（6）每小时所需空气量设d＝0.2m3/m3＝0.2×0.8×3600=576(m3/h)沉砂室计算与平流式沉砂池相同。（5）池长（6）每小时所需空气量＝0.2×0.8×3600=22第三节沉淀池沉淀池主要去除悬浮于污水中的可以沉淀的固体悬浮物质。按在污水处理流程中的位置，主要分为初次沉淀池和二次沉淀池。第三节沉淀池沉淀池主要去除悬浮于污水23池型适用条件设计要点初沉池对污水中的以无机物为主体、比重大的固体悬浮物进行沉淀分离

1.考虑沉淀污泥发生腐败，设置刮、排泥设备，迅速排除沉泥；2.考虑固体悬浮物及污泥上浮，设置除渣设备；3.表面负荷以25～50m3/m2·d为标准；4.进水端考虑整流措施、采用穿孔整流板等；5.采用溢流堰，堰口负荷≤2.9(L/s.m)

；6.长方形池，最大水平流速为7mm/s；7.污泥区容积，静水压排泥时考虑小于等于2d污泥量；机械排泥时考虑4h污泥量。8.排泥静水压大于等于1.50m。一、设计要点池型适用条件设计要点1.考虑沉淀污泥发生腐败，设置刮、排泥设24池型适用条件设计要点二沉池对污水中的以微生物为主体的、比重小的、因水流作用易发生上浮的固体悬浮物进行沉淀分离1.考虑沉淀污泥发生腐败，设置刮、排泥设备，迅速排除沉泥；2.考虑污泥上浮，设置除渣设备；3.表面负荷以20～30m3/m2·d为标准；4.进水端考虑整流措施；5.采用溢流堰，堰口负荷≤1.7(L/s.m)

；6.长方形池，最大水平流速为5mm/s。7.注意溢流设备的布置，防止污泥上浮出流而使处理水恶化。8.污泥区（贮泥斗）容积，二沉池贮泥时间按不超过2h计算。9.排泥静水压，生物膜法后采用大于等于1.20m．曝气池后采用大于等于0.9m。池型适用条件设计要点1.考虑沉淀污泥发生腐败，设置刮、排泥设25二、其他设计规定①设计流量应按分期建设考虑：(a)当污水为自流进入时，应按每期的最大设计流量计算；(b)当污水为提升进入时，应按每期工作水泵的最大组合流量计算；(C)在合流制处理系统中，应按降雨时的设计流量计算，沉淀时间不宜小于30min。②沉淀池的个数或分格数不应小于2个．并按并联考虑。③当无实测资料时，城市污水沉淀池的设计数据可参照下表选用。类别沉淀池位置沉淀时间/h表面负荷m3/(m2h）污泥量（干物质）g/(人.d)污泥含水率％固体负荷kg/(m2d)堰口负荷(L/s.m)初沉池二级处理前1.0～2.01.5～3.014～2595～97≤2.9二沉池活性污泥法后生物膜法后1.5～2.51.0～1.51.0～2.010～217～1999.2～99.696～98120～150≤1.7城市污水沉淀池设计数据注：工业污水沉淀池的设计数据应按实际水质试验确定，或类比确定二、其他设计规定①设计流量应按分期建设考虑：(a)当污水为自26④池子的超高至少采用0.3m。⑤沉淀池的有效水深(H)、沉淀时间(d)与表面负荷(q’)的关系见下表。当表面负荷一定时，有效水深与沉淀时间之比亦为定值，即H/t＝q’。一般沉淀时间不小于1.0h；有效水深多采用2～4m，对辐流沉淀池指池边水深。有效水深、沉淀时间与表面负荷的关系表面负荷q’m3/(m2h）沉淀时间t/hH＝2.0mH＝2.5mH＝3.0mH＝3.5mH＝4.0m3.01.01.171.332.51.01.21.41.62.01.01.251.601.752.01.51.331.672.02.332.671.02.02.53.03.54.0④池子的超高至少采用0.3m。有效水深、沉淀时间与表面负荷的27三、平流式沉淀池设计①池子长宽比3～5，长度与深度之比采用8～12。采用机械排泥时，宽度根据排泥设备确定。②池底纵坡一般采用0.01～0.02；采用多斗时，每斗应设单独排泥管及排泥闸阀。③刮泥机的行进速度一般采用0.6～0.9m/min。④最大水平流速：初沉池为7mm/s；二沉池为5mm/s。⑤人口的整流措施，可采用溢流式入流装置，并设置有整流穿孔墙[图(a)]；底孔式入流装置，底部没有挡流板[图(b)]；淹没孔与挡流板的组合[图(C)]；淹没孔与有整流墙的组合[图(d)]。有孔整流墙上的开孔总面积为过水断面的6％一20％。三、平流式沉淀池设计①池子长宽比3～5，长度与深度之比采用828平流式沉淀池入口的整流措施平流式沉淀池入口的整流措施29⑥出口的整流措施可采用溢流式出水堰和集水槽。其中锯齿三角堰应用最普遍，水面宜位于齿高的1/2处。为适应水流的变化或构筑物的不均匀沉降，在坝口需设置使堰板能上下移动的调整装置。出水堰形式⑥出口的整流措施可采用溢流式出水堰和集水槽。其中锯齿三角堰应30⑦进出口处应设置挡板，高出池内水面0.1～0.15m。挡板淹没深度：进口处视沉淀池深度而定，不小于0.25m，一般为0.5～1.0m；出口处一般为0.3～0.4m。挡板位置：距进水口为0.3～0.4m；距出水口为0.25～0.5m。⑧平流式沉淀池的出水堰应保证单位长度溢流量相等。⑨平流式沉淀池通常设机械刮泥设备，但多斗式沉淀池可以不设，每个贮泥斗单独设排泥管，各自独立排泥。⑩出水堰前应设收集和排除浮渣的设施。⑦进出口处应设置挡板，高出池内水面0.1～0.15m。挡板31设计实例1某城市污水处理最大设计流量43200m3/d，设计人口250000人，沉淀时间1.50h，采用链带式刮泥机，求初沉池各部分尺寸。1.池子总表面积设q’＝2.0m3/（m2h），则Qmax-最大设计流量，m3/sq’-表面负荷，m3/（m2h）2.沉淀部分有效水深t－沉淀时间，h3.沉淀部分有效容积V’=Ah2＝900×3＝2700m3设计实例11.池子总表面积Qmax-最大设计流量，m3/s2324.池长设水平流速v＝3.7mm/sL=v×t×3600/1000＝3.7×1.5×3.6＝20m5.池子总宽度B=A/L=900/20=45（m）6.池子个数设每个池子宽4.5米n=B/b=45/4.5=10个7.校核长宽比L/b=20/4.5=4.4属于3～5的范围4.池长5.池子总宽度338.污泥部分需要的总容积设污泥贮留时间T＝2d，污泥量为25g/（人·d），污泥含水率为95％，则9.每格池污泥所需容积V”=V/n=250/10=25(m3)10.污泥斗容积（计算见图）11.污泥斗以上部分梯形容积（计算见图）12.污泥斗容积+污泥斗以上部分梯形容积>25m3，符合要求。8.污泥部分需要的总容积9.每格池污泥所需容积3420000500300346060°60°i=0.0145004500450013.池子总高度H=h1+h2+h3+h4h1超高，m，一般取为0.3mh3缓冲层高度，m一般取0.5mh4污泥部分高度，mHH=6.82m5020000500300346060°60°i=0.0145035四、幅流式沉淀池设计1.设计参数①池子直径一般不少于16m②池子直径与水深之比一般采用6～12③池底坡度一般采用0.05～0.10④一般均采用机械刮泥，直径小于20m，采用中心传动刮泥机，直径大于20m，一般采用周边传动刮泥机⑤进、出水的布置方式分为三种。四、幅流式沉淀池设计36中心进水周边出水周边进水中心出水周边进水周边出水中心进水周边出水周边进水中心出水周边进水周边出水372.幅流式沉淀池的设计计算辐流式沉淀他设计的主要内容包括沉淀区有效面积、池子直径、沉淀区有效水深、污泥斗容积等。

2.幅流式沉淀池的设计计算381.每座沉淀池的表面积式中：F－每座沉淀池表面积，m2；Qmax－最大设计流量，m3/hn－沉淀池个数q’-表面水力负荷，m3/（m2h）2.沉淀池直径D1.每座沉淀池的表面积式中：393.沉淀部分有效水深式中：h2沉淀池有效水深，m，一般不大于4mq’表面水力负荷，m3/（m2h）t沉淀时间，h，范围：初沉池1.0～2.0h，二沉池1.5～2.5h4.污泥部分所需容积式中：V污泥部分所需容积，m3；N设计人口，人；n沉淀池个数；S每人每天污泥量，L/(人.d），初沉池一般采用0.3～0.8;T两次清除污泥的时间间隔，d，初沉池一般采用2d，二沉池一般采用2h3.沉淀部分有效水深式中：4.污泥部分所需容积式中：V污泥部40若已知污水的悬浮物浓度及去除率，污泥量可按下式计算：式中：C0、C1分别是进水与沉淀池出水的悬浮物浓度，kg/m3，如果有浓缩池、消化液及污泥脱水机的上清液回流至初次沉淀池，则式中的C0应该取进水浓度的1.3倍，C1应取C0的50％～60％；P0污泥含水率，％；γ污泥容重，一般取1000kg/m3；Q设计日流量，m3/d；T两次排泥的时间间隔，d，同上。若已知污水的悬浮物浓度及去除率，污泥量可按下式计算：式中：415.污泥斗容积5.污泥斗容积426.污泥斗以上圆锥体部分污泥容积6.污泥斗以上圆锥体部分污泥容积437.沉淀池总高度H式中：h1沉淀池超高，m，一般取0.3m；h2有效水深，m；h3缓冲层高度，m，一般取0.3～0.5m；h4圆锥体高度，m；h5污泥斗高度，m。7.沉淀池总高度H式中：448.校核径深比（D/h2）范围：6～129.集水槽堰负荷校核设集水槽双面出水，则集水槽出水堰的堰负荷为：应该小于2.9L/(m.s）8.校核径深比（D/h2）范围：6～12应该小于2.9L/(45设计实例2废水最大设计流量Qmax=3708m3/h,设计人口359520人，设计初沉池，该沉淀池采用中心进水的，周边出水的辐流式沉淀池。计算曝气池之后的二次沉淀池设计实例2曝气池之后的二次沉淀池46第四节曝气池（活性污泥法）一、设计内容曝气池的设计计算主要是根据进水的水质、水量情况和出水水质要求，选择曝气池的类型、确定曝气池的体积、所需的供氧量以及需排出的剩余污泥量等。第四节曝气池（活性污泥法）一、设计内容47二、曝气池的设计参数二、曝气池的设计参数48三、普通曝气池的设计计算公式名称公式符号说明1.处理效率η－BOD去除率，％；Sa、Se、Sr－进、出水及去除浓度，kg/m3；V－曝气池容积，m3；Q－污水设计流量，m3/d；Ns－污泥负荷，kgBOD/（kgMLVSS.d）；XV－混合液挥发性悬浮固体浓度MLVSS,kg/m3；X－混合液悬浮固体浓度MLSS；f-系数，一般取0.7～0.8；tm－名义水力停留时间，d；tn－实际水力停留时间，d；R－污泥回流比；Y－系统每日排出剩余污泥量，kg/d；a－污泥增殖系数，一般为0.5～0.7；b－污泥自身氧化率，d-1，一般0.04～0.1；ts－污泥龄（SRT)，d；q－剩余污泥量，m3/d；a’-氧化每千克BOD所需千克数，kgO2/kgBOD，一般为0.42～0.53；b’-污泥自身氧化需氧量，d-1，即kgO2/（kgMLVSS.d），一般为0.11～0.182.曝气池容积3.水力停留时间4.污泥产量5.泥龄6.曝气池需氧量三、普通曝气池的设计计算公式名称公式符号说明1.处理效率η－49四、曝气设施的一般要求①在满足曝气池设计流量时生化反应的需氧量以外，还应使曝气池混合液的DO保持在2mg/L左右。②使混合液始终保持悬浮状态，不致产生沉淀，一般应使池中平均水流速度保持在0.25m/s左右。③设施的充氧能力应便于调节，有适应需氧变化的灵活性。④在满足需氧要求的前提下，充氧装置的动力效率和氧利用率力求最高。⑤充氧装置应有清水试验资料。⑥在同一供气系统中，鼓风机尽量选用同一类型，鼓风机的备用台台数：工作风机不多于3台时，备用1台；工作风机不少于4台时，备用2台。四、曝气设施的一般要求50五、设计实例例题：设城市污水—级出水BOD5：200mg/L,设计流量Q为9600m3/d，要求二级出水BOD5：20mg/L，求普通推流式曝气池的有关数据。解：根据要求，处理效率设X＝3000mgMLVSS/L＝3kg/m3,f取0.7，则XV＝0.7*3＝2.1，Ns取0.4kgBOD/（kgMLVSS.d），曝气池容积为：

长、宽、深（注：曝气池的经济深度为4～5m，宽/深介于1～2，长/宽大于10）污泥产量：设a＝0.6，b＝0.08，则系统每日排出剩余污泥量为Y=aQSr–bVXV=0.6×9600×0.18–0.08×2057×2.1=691.2(kg/d)4.52.784.7五、设计实例4.52.784.751泥龄为：取R=0.5,由二沉池底排出剩余污泥，则污泥量为：需氧量，设a’=0.5,b’=0.16,则曝气池每日需氧量为：供气量：采用的曝气方式（决定氧的转移效率）、水温（氧的饱和浓度）、水深（压力进而影响氧的饱和浓度）泥龄为：取R=0.5,由二沉池底排出剩余污泥，则污泥量为：需52也可以这样计算：在需氧量确定以后，取一定的安全系数，得到实际需氧量(Ra),并转化为标准状态下的的需氧量(R0)。公式如下：水质修正系数氧饱和浓度修正系数压力修正系数进而确定鼓风曝气供气量：曝气系统的充氧效率混合液中氧的浓度，取2mg/L也可以这样计算：水质修正系数氧饱和浓度修正系数压力修正系数进53

二次沉淀池的设计计算二沉池不仅具有泥水分离的作用，而且应保证污泥得到足够的浓缩，以便供给曝气池所需多的回流污泥，因此，二沉池的设计计算应该满足两项负荷，即水力表面负荷和固体表面负荷。一般按其中一种进行设计计算，按另一种进行校核。设计实例：某污水处理厂的设计流量Q＝4000m3/h，曝气池混合液悬浮浓度NW＝2kg/m3，回流污泥浓度Cu＝6kg/m3，污泥回流比R＝0.5，设计周边进水的二次沉淀池。二次沉淀池的设计计算二沉池不仅具有泥水分离的作用，而54Dd(1)沉淀部分水面面积设池数n＝2个，表面负荷1.5m3/m2h（2）池子直径取D=42m>20m重新取值，取1注：对幅流式二沉池0.5～1.5200050.4851Dd(1)沉淀部分水面面积（2）池子直径取D=42m>20m55（3）实际水面面积（4)实际表面负荷（5)单池设计流量20420.98（3）实际水面面积（4)实际表面负荷（5)单池设计流量20456（6）校核堰口负荷1.73（7）校核固体负荷符合要求（6）校核堰口负荷1.73（7）校核固体负荷符合要求57(8)沉淀部分有效水深水力停留时间t取2.5h（9）污泥区容积(8)沉淀部分有效水深（9）污泥区容积58第四章废水处理构筑单元设计计算第一节格栅第二节沉砂池第三节沉淀池第四节曝气池（活性污泥法）第四章废水处理构筑单元设计计算第一节格栅59第一节格栅1.格栅常规设置方法（1）一粗一中，二道格栅（2）一粗一中一细，三道格栅2.清渣方式（1）人工清渣：栅渣量≤0.2m3/d，适合于小型污水处理厂（2）机械清渣：栅渣量＞0.2m3/d。3.格栅间工作台格栅间必须设置工作台，台面高出栅前最高设计水位0.5m。工作台上应有安全和冲洗设施。≤50000m3/d第一节格栅1.格栅常规设置方法≤50000m3/d604.格栅设计数据（1）栅前流速：污水在栅前渠道内的流速一般控制在0.4～0.8m/s（2）过栅流速：一般控制在0.6～1.0m/s（3）过栅水头损失：与过栅流速有关，一般在0.08～0.15m（4）栅渣量格栅间隙16～25mm：0.05～0.10m3栅渣/103m3污水；格栅间隙30～50mm：0.01～0.03m3栅渣/103m3污水。（5）栅渣容重：960kg/m3，含水率80%（6）格栅倾角：45°~75°保证大颗粒物质不在渠道内淤积4.格栅设计数据保证大颗粒物质不在渠道内淤积615.格栅设计计算公式①栅槽宽度B：②通过格栅的水头损失h1：l2＝1/2l1500h2hH1αHhh1h1α1α2B1B1l11000H1/tgαBs－格栅条宽度，m；b－栅条净间距，mn－格栅间隙数；h－栅前水深，mh0-计算水头损失k-系数，格栅遭堵塞后水头损失增加的倍数，一般取3v-过栅流速，m/s考虑格栅倾角的经验系数5.格栅设计计算公式①栅槽宽度B：②通过格栅的水头损失h1：62③栅后槽总高度H：H=h+h1+h2

④栅槽总长度L：h2-栅前渠道超高，m，一般用0.3mH1-栅前槽高，ml1-进水渠道渐宽部分长度B1-进水渠宽度，ml2-栅槽与出水渠连接渠的渐缩长度，ml2=1/2l1500h2hH1αHhh1h1α1α2B1B1l11000H1/tgαB③栅后槽总高度H：H=h+h1+h2④栅槽总长度L：h2-63⑤每日栅渣量：W1-栅渣量（m3/103m3污水）KZ-污水流量变化系数500h2hH1αHhh1h1α1α2B1B1l11000H1/tgαB⑤每日栅渣量：W1-栅渣量（m3/103m3污水）500h264栅条断面形状、尺寸及阻力系数计算公式s栅条断面形状、尺寸及阻力系数计算公式s656.设计实例

已知某城市污水处理厂的最大设计污水量Qmax＝0.2m3/s，总变化系数KZ＝1.5，计算格栅各部分尺寸。（1）栅条间隙数设栅前水深h＝0.4m，过栅流速v＝0.9m/s，栅条间距b＝20mm，格栅安装倾角α＝60°。＝（2）栅槽宽度设栅条宽度s＝0.01mB＝s（n-1）+bn＝0.01×（26-1）+0.02×26=0.8m6.设计实例已知某城市污水处理厂的最大设计污水量Qmax＝66(3)进水渠道渐宽部分长度设进水渠宽B1＝0.65m，渐宽部分展开角α1＝20°(4)栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度(5)过栅水头损失设栅条为矩形断面，取k=3(3)进水渠道渐宽部分长度(4)栅槽与出水渠道连接处的渐窄部67(6)栅后槽总高度H取栅前渠道超高h2＝0.3m，栅前槽高H1=h+h2＝0.4+0.3＝0.7mH=h+h1+h2=0.4+0.097+0.3=0.8(m)(7)栅槽总长度（8）每日栅渣量取W1=0.07m3/103m3适宜采用机械清渣。m3/d>0.2m3/d(6)栅后槽总高度H（8）每日栅渣量m3/d>0.2m3/68第二节沉砂池1.设计要点(1)城市污水厂一般应设置沉砂池；(2)沉砂池按可去除比重2.65、颗粒0.2mm以上的砂粒设计；(3)设计流量应按分期建设考虑：当污水自流进入时．应按每期的最大设计流量计算；当污水为提升进入时，应按每期工作水泵的最大组合流量计算；在合流制处理系统中．应按降雨时的设计流量计算。(4)沉砂池的格数不应少于2格，并应按并联设计，当污水量较小时可考虑—格工作，一格备用；

第二节沉砂池1.设计要点691.设计要点（续）(5)城市污水的沉砂量可按35～30m3／106m3计算，含水率为60％，容重为1500kg／m3。砂斗容积应按不大于2天的沉砂量计算、斗壁倾角应不小于55度。(6)除砂一般采用机械方法、并设置贮砂池或晒砂场。采用人工排砂时，排砂管直径不小于200mm；(7)当采用重力排砂时，沉砂池和贮砂池应尽量靠近，以缩短排砂管的长度，并没排砂闸门于管的首端，使排砂管畅通并易于养护；(8)沉砂池的超高不宜小于0.3m。1.设计要点（续）(5)城市污水的沉砂量可按35～30m3702.沉砂池设计计算(1)平流式沉砂池设计计算①设计数据a．最大设计流速为0.3m/s，最小设计流速为0.15m/s；b．最大设计流量时，污水在池内的停留时间不少于30s，一般为30～60s；c．设计有效水深不应大于1.2m，一般采用0.25~1.0m，每格池宽不宜小于0.6m；d．池底坡度一般为0.01~0.1，当设置除砂设备时，可根据设备要求考虑坡底形状。2.沉砂池设计计算71②设计计算公式②设计计算公式72③设计实例巳知某城市处理厂的最大设计污水量为0.2m3/s，最小设计流量为0.1m3/s，总变化系数KZ＝1.50，计算沉砂池各部分尺寸。③设计实例73（1）池长L设v＝0.25m/s，t＝30s（2）水流断面积

（3）池总宽度设n＝2，每格宽b＝0.6m，则B=nb=2×0.6=1.2m（4）有效水深（1）池长L74（5）贮砂斗所需容积设T＝2d（6）每个沉砂斗容积（每一分格有2个沉砂斗，共4个）（7）沉砂斗各部分尺寸斗底宽，a1取0.5m，斗高h’3取0.35m，斗壁倾角55度，砂斗上口宽复核沉砂斗容积（5）贮砂斗所需容积75（8）沉砂室高度采用重力排砂，设池底坡度为0.06，坡向砂斗，（9）沉砂池总高度设超高h1=0.3m(10)验算最小流速在最小流速时，只用一格工作（n＝1）l2=(L-2a-0.2)/2（8）沉砂室高度l2=(L-2a-0.2)/276(2)曝气沉砂池设计计算（一）设计数据①旋流速度应保持0.25～0.3m/s；②水平流速为0.06～0.12m/s；③最大流量时停留时间为1-3min；④有效水深为2～3m，宽深比一般采用1—2；⑤长宽比可达5，当池长比池宽大得多时，应考虑设置横向挡板；⑥每立方米污水的曝气量为0.1~0.2m3空气；⑦空气扩散装置设在池的一侧，距池底约0.6~0.9m，送气管应设置调节气量的阀门；⑧池子的形状尽可能不产生偏流或死角，在集砂槽附近可安装纵向挡板；⑨池子的进口和出口布置，应防止发生短路，进水方向应与池中旋流方向一致，出水方向应与进水方向垂直，并宜考虑设置挡板：⑩池内应考虑消泡装置。(2)曝气沉砂池设计计算77（二）设计计算公式名称公式符号说明1.池子总有效容积Qmax-最大设计流量，m3/s；t-最大设计流量时的流行时间，min；v1－最大设计流量时的水平流速，m/s；h2-设计有效水深，m；d-每立方米污水所需空气量，m32.水流断面积3.池总宽度4.池长5.每小时所需空气量（二）设计计算公式名称公式符号说明1.池子总有效容积Qmax78（三）设计实例已知某城市污水处理厂的最大设计污水量为0.8m3/s，计算曝气沉砂池各部分尺寸。(1)池子总有效容积设t＝2min，(2)水流断面积设v1＝0.1m/s，(m3)(m2)(3)池总宽度设h2＝2m(m)（三）设计实例(1)池子总有效容积(m3)(m2)(3)池总79（5）池长（6）每小时所需空气量设d＝0.2m3/m3＝0.2×0.8×3600=576(m3/h)沉砂室计算与平流式沉砂池相同。（5）池长（6）每小时所需空气量＝0.2×0.8×3600=80第三节沉淀池沉淀池主要去除悬浮于污水中的可以沉淀的固体悬浮物质。按在污水处理流程中的位置，主要分为初次沉淀池和二次沉淀池。第三节沉淀池沉淀池主要去除悬浮于污水81池型适用条件设计要点初沉池对污水中的以无机物为主体、比重大的固体悬浮物进行沉淀分离

1.考虑沉淀污泥发生腐败，设置刮、排泥设备，迅速排除沉泥；2.考虑固体悬浮物及污泥上浮，设置除渣设备；3.表面负荷以25～50m3/m2·d为标准；4.进水端考虑整流措施、采用穿孔整流板等；5.采用溢流堰，堰口负荷≤2.9(L/s.m)

；6.长方形池，最大水平流速为7mm/s；7.污泥区容积，静水压排泥时考虑小于等于2d污泥量；机械排泥时考虑4h污泥量。8.排泥静水压大于等于1.50m。一、设计要点池型适用条件设计要点1.考虑沉淀污泥发生腐败，设置刮、排泥设82池型适用条件设计要点二沉池对污水中的以微生物为主体的、比重小的、因水流作用易发生上浮的固体悬浮物进行沉淀分离1.考虑沉淀污泥发生腐败，设置刮、排泥设备，迅速排除沉泥；2.考虑污泥上浮，设置除渣设备；3.表面负荷以20～30m3/m2·d为标准；4.进水端考虑整流措施；5.采用溢流堰，堰口负荷≤1.7(L/s.m)

；6.长方形池，最大水平流速为5mm/s。7.注意溢流设备的布置，防止污泥上浮出流而使处理水恶化。8.污泥区（贮泥斗）容积，二沉池贮泥时间按不超过2h计算。9.排泥静水压，生物膜法后采用大于等于1.20m．曝气池后采用大于等于0.9m。池型适用条件设计要点1.考虑沉淀污泥发生腐败，设置刮、排泥设83二、其他设计规定①设计流量应按分期建设考虑：(a)当污水为自流进入时，应按每期的最大设计流量计算；(b)当污水为提升进入时，应按每期工作水泵的最大组合流量计算；(C)在合流制处理系统中，应按降雨时的设计流量计算，沉淀时间不宜小于30min。②沉淀池的个数或分格数不应小于2个．并按并联考虑。③当无实测资料时，城市污水沉淀池的设计数据可参照下表选用。类别沉淀池位置沉淀时间/h表面负荷m3/(m2h）污泥量（干物质）g/(人.d)污泥含水率％固体负荷kg/(m2d)堰口负荷(L/s.m)初沉池二级处理前1.0～2.01.5～3.014～2595～97≤2.9二沉池活性污泥法后生物膜法后1.5～2.51.0～1.51.0～2.010～217～1999.2～99.696～98120～150≤1.7城市污水沉淀池设计数据注：工业污水沉淀池的设计数据应按实际水质试验确定，或类比确定二、其他设计规定①设计流量应按分期建设考虑：(a)当污水为自84④池子的超高至少采用0.3m。⑤沉淀池的有效水深(H)、沉淀时间(d)与表面负荷(q’)的关系见下表。当表面负荷一定时，有效水深与沉淀时间之比亦为定值，即H/t＝q’。一般沉淀时间不小于1.0h；有效水深多采用2～4m，对辐流沉淀池指池边水深。有效水深、沉淀时间与表面负荷的关系表面负荷q’m3/(m2h）沉淀时间t/hH＝2.0mH＝2.5mH＝3.0mH＝3.5mH＝4.0m3.01.01.171.332.51.01.21.41.62.01.01.251.601.752.01.51.331.672.02.332.671.02.02.53.03.54.0④池子的超高至少采用0.3m。有效水深、沉淀时间与表面负荷的85三、平流式沉淀池设计①池子长宽比3～5，长度与深度之比采用8～12。采用机械排泥时，宽度根据排泥设备确定。②池底纵坡一般采用0.01～0.02；采用多斗时，每斗应设单独排泥管及排泥闸阀。③刮泥机的行进速度一般采用0.6～0.9m/min。④最大水平流速：初沉池为7mm/s；二沉池为5mm/s。⑤人口的整流措施，可采用溢流式入流装置，并设置有整流穿孔墙[图(a)]；底孔式入流装置，底部没有挡流板[图(b)]；淹没孔与挡流板的组合[图(C)]；淹没孔与有整流墙的组合[图(d)]。有孔整流墙上的开孔总面积为过水断面的6％一20％。三、平流式沉淀池设计①池子长宽比3～5，长度与深度之比采用886平流式沉淀池入口的整流措施平流式沉淀池入口的整流措施87⑥出口的整流措施可采用溢流式出水堰和集水槽。其中锯齿三角堰应用最普遍，水面宜位于齿高的1/2处。为适应水流的变化或构筑物的不均匀沉降，在坝口需设置使堰板能上下移动的调整装置。出水堰形式⑥出口的整流措施可采用溢流式出水堰和集水槽。其中锯齿三角堰应88⑦进出口处应设置挡板，高出池内水面0.1～0.15m。挡板淹没深度：进口处视沉淀池深度而定，不小于0.25m，一般为0.5～1.0m；出口处一般为0.3～0.4m。挡板位置：距进水口为0.3～0.4m；距出水口为0.25～0.5m。⑧平流式沉淀池的出水堰应保证单位长度溢流量相等。⑨平流式沉淀池通常设机械刮泥设备，但多斗式沉淀池可以不设，每个贮泥斗单独设排泥管，各自独立排泥。⑩出水堰前应设收集和排除浮渣的设施。⑦进出口处应设置挡板，高出池内水面0.1～0.15m。挡板89设计实例1某城市污水处理最大设计流量43200m3/d，设计人口250000人，沉淀时间1.50h，采用链带式刮泥机，求初沉池各部分尺寸。1.池子总表面积设q’＝2.0m3/（m2h），则Qmax-最大设计流量，m3/sq’-表面负荷，m3/（m2h）2.沉淀部分有效水深t－沉淀时间，h3.沉淀部分有效容积V’=Ah2＝900×3＝2700m3设计实例11.池子总表面积Qmax-最大设计流量，m3/s2904.池长设水平流速v＝3.7mm/sL=v×t×3600/1000＝3.7×1.5×3.6＝20m5.池子总宽度B=A/L=900/20=45（m）6.池子个数设每个池子宽4.5米n=B/b=45/4.5=10个7.校核长宽比L/b=20/4.5=4.4属于3～5的范围4.池长5.池子总宽度918.污泥部分需要的总容积设污泥贮留时间T＝2d，污泥量为25g/（人·d），污泥含水率为95％，则9.每格池污泥所需容积V”=V/n=250/10=25(m3)10.污泥斗容积（计算见图）11.污泥斗以上部分梯形容积（计算见图）12.污泥斗容积+污泥斗以上部分梯形容积>25m3，符合要求。8.污泥部分需要的总容积9.每格池污泥所需容积9220000500300346060°60°i=0.0145004500450013.池子总高度H=h1+h2+h3+h4h1超高，m，一般取为0.3mh3缓冲层高度，m一般取0.5mh4污泥部分高度，mHH=6.82m5020000500300346060°60°i=0.0145093四、幅流式沉淀池设计1.设计参数①池子直径一般不少于16m②池子直径与水深之比一般采用6～12③池底坡度一般采用0.05～0.10④一般均采用机械刮泥，直径小于20m，采用中心传动刮泥机，直径大于20m，一般采用周边传动刮泥机⑤进、出水的布置方式分为三种。四、幅流式沉淀池设计94中心进水周边出水周边进水中心出水周边进水周边出水中心进水周边出水周边进水中心出水周边进水周边出水952.幅流式沉淀池的设计计算辐流式沉淀他设计的主要内容包括沉淀区有效面积、池子直径、沉淀区有效水深、污泥斗容积等。

2.幅流式沉淀池的设计计算961.每座沉淀池的表面积式中：F－每座沉淀池表面积，m2；Qmax－最大设计流量，m3/hn－沉淀池个数q’-表面水力负荷，m3/（m2h）2.沉淀池直径D1.每座沉淀池的表面积式中：973.沉淀部分有效水深式中：h2沉淀池有效水深，m，一般不大于4mq’表面水力负荷，m3/（m2h）t沉淀时间，h，范围：初沉池1.0～2.0h，二沉池1.5～2.5h4.污泥部分所需容积式中：V污泥部分所需容积，m3；N设计人口，人；n沉淀池个数；S每人每天污泥量，L/(人.d），初沉池一般采用0.3～0.8;T两次清除污泥的时间间隔，d，初沉池一般采用2d，二沉池一般采用2h3.沉淀部分有效水深式中：4.污泥部分所需容积式中：V污泥部98若已知污水的悬浮物浓度及去除率，污泥量可按下式计算：式中：C0、C1分别是进水与沉淀池出水的悬浮物浓度，kg/m3，如果有浓缩池、消化液及污泥脱水机的上清液回流至初次沉淀池，则式中的C0应该取进水浓度的1.3倍，C1应取C0的50％～60％；P0污泥含水率，％；γ污泥容重，一般取1000kg/m3；Q设计日流量，m3/d；T两次排泥的时间间隔，d，同上。若已知污水的悬浮物浓度及去除率，污泥量可按下式计算：式中：995.污泥斗容积5.污泥斗容积1006.污泥斗以上圆锥体部分污泥容积6.污泥斗以上圆锥体部分污泥容积1017.沉淀池总高度H式中：h1沉淀池超高，m，一般取0.3m；h2有效水深，m；h3缓冲层高度，m，一般取0.3～0.5m；h4圆锥体高度，m；h5污泥斗高度，m。7.沉淀池总高度H式中：1028.校核径深比（D/h2）范围：6～129.集水槽堰负荷校核设集水槽双面出水，则集水槽出水堰的堰负荷为：应该小于2.9L/(m.s）8.校核径深比（D/h2）范围：6～12应该小于2.9L/(103设计实例2废水最大设计流量Qmax=3708m3/h,设计人口359520人，设计初沉池，该沉淀池采用中心进水的，周边出水的辐流式沉淀池。计算曝气池之后的二次沉淀池设计实例2曝气池之后的二次沉淀池104第四节曝气池（活性污泥法）一、设计内容曝气池的设计计算主要是根据进水的水质、水量情况和出水水质要求，选择曝气池的类型、确定曝气池的体积、所需的供氧量以及需排出的剩余污泥量等。第四节曝气池（活性污泥法）一、设计内容105二、曝气池的设计参数二