【日处理量为300000立方米的污水处理厂设计（论文）17000字】

日处理量为300000立方米的污水处理厂设计目录TOC\o"1-3"\h\u23908摘要 416483第1章绪论 680581.1设计的背景、目的及意义 658361.1.1设计的背景 6319391.1.2设计的目的和意义 62570第2章工艺比选 8317122.1污水水量计算 850672.2工艺方案选择原则 852362.3有机污染物可生化性分析 8182172.4生物脱氮除磷可行性分析 9100272.5工艺比选 972202.5.1传统活性污泥法 9178222.5.2A/O法 1063352.5.3A2/O法 11139352.5.4A+A2/O法 11185872.6确定工艺 1232530第3章主体构筑物设计计算 14185993.1粗格栅设计计算 14187273.1.1设计说明 148603.1.2设计计算 14264443.2提升泵房设计计算 17293753.2.1提升泵 1776293.3细格栅设计计算 1868803.3.1设计说明 18137343.3.2设计计算 18187623.4曝气沉砂池设计计算 20216723.4.1设计说明 20187153.4.2设计计算 21112113.5A段曝气池设计计算 23308673.5.1设计说明 23217343.5.2设计计算 24215933.6中沉池前配水井设计计算 33172613.6.1设计说明 33281163.6.2设计计算 3320263.7中沉池设计计算 34115793.7.1设计说明 34256593.7.2设计计算 3420263.8A2O池设计计算 34242953.8.1设计说明 36117723.8.2设计计算 36138373.9二沉池设计计算 46255603.9.1设计说明 46221903.9.2设计计算 47243133.10加药间设计计算 49254423.10.1加药设计 49325653.10.2设计计算 49281003.11接触消毒池设计计算 49257133.11.1设计说明 49245893.11.2设计计算 506722第四章污泥处理构筑物设计计算 51165684.1污泥浓缩池设计计算 51311134.1.1设计说明 5120914.1.2设计计算 51143254.2污泥消化池设计计算 52165634.2.1设计说明 5273154.2.2设计计算 53110964.3污泥贮泥池设计计算 55188934.4污泥脱水机房设计计算 55144174.4.1设计说明 55206234.4.2设计计算 5522563第五章污水处理厂总体布置 5875335.1污水处理厂平面布置设计 5847835.2污水处理厂高程布置设计 586130结语 6931679参考文献 70摘要本设计污水处理厂规模为300000立方米/天，属于大型污水处理厂。设计进水水质为：BOD5=230，COD=470，SS=340，NH3-N=50，TP=5。在经过污水处理厂处理后，要求出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中的一级A排放标准。由于该污水中BOD5、COD、NH3-N、TP含量较高，因此需要选择合适的二级处理工艺对污水进行处理。经过污水可生化性分析及脱氮除磷可行性分析，本设计选择A+A2O工艺作为主体工艺来处理污水。A+A2O工艺为AB段工艺与A2O工艺的组合，通过将A段曝气池与中沉池移至A2O厌氧池前作为生物处理预处理，能够有效提高各污染物的去除率，并降低后续处理的生物负荷。污水经过粗格栅、细格栅、沉砂池、A段曝气池、中沉池、A2O池、二沉池、加药间、接触消毒池等一系列处理后，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，使出水水质满足排放要求。同时在污水中产生的污泥经过污泥浓缩、消化及脱水后可以进行外运处理，在合理处置污泥的同时还可以对消化产生的熟污泥及沼气进行运用。本设计对各个构筑物进行了设计计算，并绘制了污水处理厂区相应的平面布置图及高程布置图。关键词：大型污水处理厂；城市污水处理；A+A2O工艺；

第1章绪论1.1设计的背景、目的及意义1.1.1设计的背景污水处理厂设计进水水量为30万立方米/天，出水水质根据当地水环境保护及环保部门要求应达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中规定的一级A标准。进水水质具体如表1-1所示。表1-SEQ表\*ARABIC\s31污水处理厂设计进水水质(单位mg/L)项目BOD5CODSSNH3-NTP进水水质(mg/L)230470340505.0经过处理后的污水排入位于污水处理厂北侧的河流。污水处理厂厂区设计平均高程为88.50m（黄海高程）。本项目计划出水水质如表1-2所示。表1-SEQ表\*ARABIC\s32污水处理厂设计出水水质(单位mg/L)污染物项目BOD5CODSSNH3-NTP出水水质(mg/L)5.5633.792.54.800.44根据表1-1及表1-2可得出每项污染物的去除率，如表1-3所示表1-3污水处理后各污染物去除率污染物项目BOD5CODSSNH3-NTP去除率(%)97.692.899.390.4设计的目的和意义根据联合国的最新估计，到2050年地球人口将达到98亿。今天已经有大约40亿人至少每个月面临一次严重的水资源短缺。世界资源研究所预计，由于经济发展和人口增长以及各种气候变化情况，到2040年，各大洲共有33个国家将面临水资源短缺。亚洲有14个国家上榜，预计受影响最严重。作为亚洲面积最大、人口最多的国家，确保水资源的可持续供应一直是中国优先考虑的问题。REF_Ref11148\n\h[1]我国虽然水资源总量丰富，但人均水资源占有量却很低，并且我国水资源还存在着地理分布差异大，且水量受季节影响严重，部分地区连续丰水和连续枯水十分常见。因此为了保护水资源，防止水资源污染加剧，污水处理厂的建设势在必行。本设计的污水处理厂在建设后经运行和投入使用，对各项污染物的年处理量如表1-4所示，预计各污染物年削减量分别为：BOD5每年削减量24576吨；COD每年削减量47766吨；SS每年削减量36956吨；NH3-N每年削减量4949吨；TP每年削减量499吨。表1-4设计污水处理厂主要污染物年削减量(单位：吨/年)污染物项目BOD5CODSSNH3-NTP年削减量(吨)2457647766369564949499由此可见污水处理厂对污水处理方面具有诸多积极作用，并且在未来的水处理方面上具有巨大的开发潜力。

第2章工艺比选2.1污水水量计算本设计污水处理厂预计污水处理量为30万立方米/天，即生活污水总变化系数KzREF_Ref11569\w\h[2]如表2-1所示。表2-SEQ表\*ARABIC\s21生活污水总变化系数平均日流量(L/s)5154070100200500≥1000总变化系数2.32.0可得综上，设计的最大流量为 (2-SEQ2-\*ARABIC1)取Qmax=4515L/s2.2工艺方案选择原则在选择处理工艺方案时一般考虑以下原则：工艺出水能否符合标准；工艺是否可靠；工艺造价及运行成本是否合理；运行管理是否方便；现场条件是否允许等。由于本处理工程流量较大且对SS及BOD5、COD、NH3-N、TP等污染物处理要求较高，因此对进水水质进行分析对本污水处理厂对二级生物处理工艺选择与确定具有重要意义。2.3有机污染物可生化性分析该设计污水处理厂进水水质如表1-1所示。除此之外，进水中还含有各种微生物及杂菌和大量的漂浮物、悬浮物等。该污水处理厂进水BOD5/COD比值为 (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难生物降解可知该污水具有可生化性且生物降解性能良好，因此可以用生化处理法进行处理。2.4生物脱氮除磷可行性分析根据进水水质及出水水质可知，本处理厂有较高的脱氮除磷需求，因此分析生物处理脱氮除磷可行性是十分必要的。理论上BOD5与TN比值在0.5~9时硝化反应均可进行，且去除率随比值的增加而提升，且当BOD5/TN大于3时才能使反硝化正常运行。对于生物除磷，要求BOD5/TP=33~100，且BOD5/TN≥4。设本污水处理厂进水TN值为62mg/L，则本污水处理厂进水BOD5/TN=3.7，BOD5/TP=46，尚未满足脱氮除磷的需求，因此本设计将在生物处理前添加适当的前处理，以满足生物脱氮除磷工艺的需求。2.5工艺比选当前我国根据污水处理厂的处理水量，将污水处理厂分为大、中、小三种规模。本设计污水处理厂处理规模为30万m3/d，属于大型污水处理厂。目前大部分国家的大型污水厂多采用传统活性污泥法、A/O法及A2/O法，2.5.1传统活性污泥法传统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处理法。REF_Ref11677\r\h[3]该系统由曝气池，二沉池和污泥回流管道组成。在曝气下污泥与污水充分接触。污水中的有机污染物被活性污泥吸收并被微生物分解，从而可以净化污水。REF_Ref11720\w\h[4]但为保证去污能力，需要曝气池容积大且溶解氧足够多，因此需要较多的基建费用及动力费用。且运行效果容易受水质及水量影响，对冲击负荷适应性较弱。图2-SEQ图\*ARABIC\s11传统活性污泥法工艺流程2.5.2A/O法A/O法也叫缺氧（厌氧）-好氧工艺法，是将厌氧或缺氧段与好氧段串联在一起的工艺。在对水中的有机物去除的同时也具有一定的脱氮或除磷的功能，因此A/O法是改进的活性污泥法。A段是缺氧（厌氧）段，可以在缺氧条件下进行脱氮或在厌氧条件下进行除磷。A/O法的处理效果较好，可以实现脱氮或除磷的目标，同时能耗和运营费用也较低；缺点是处理单元多，管理复杂且不能同步进行脱氮除磷。用于除磷的A/O工艺最主要的特征是高负荷运行，泥龄短且水力停留时间短；用于脱氮的A/O工艺的运行负荷低，但泥龄长且水力停留时间长REF_Ref11795\w\h[5]。图2-2A/O法工艺流程2.5.3A2/O法A2O法主要是将厌氧池、缺氧池及好氧池串联，因此可以同步脱氮除磷。在污水处理的过程中，A2O工艺具有工艺流程简单、运行灵活、水力停留时间短、运行费用低等多个特点。但A2O也有一部分缺点，例如脱氮段与除磷段之间泥龄的矛盾、以及反硝化与聚磷菌厌氧释磷争夺碳源现象严重等REF_Ref11847\w\h[6]，由于以上原因使A2O工艺无法获得较好的同步脱氮除磷效果。为使A2O工艺出水可以满足污水脱氮除磷要求，因此为A2O工艺进行了改良，设计出A+A2O法。图2-3A2O法工艺流程2.5.4A+A2O法A+A2O法是由A/B法与A2O法相结合，将传统A2O法的前面添加了A/B法的A段，由污泥负荷率很高的A段与A2O反应系统串联组成REF_Ref11889\w\h[7]。整个处理系统设置两个独立的污泥回流系统，B段按照A2O法进行设计，微生物利用进水中的有机物作为碳源去除回流污泥带入的硝态氮，可以消除硝态氮对厌氧释磷的不利影响，从而保证出水水质REF_Ref12033\w\h[8]。图2-4A+A2O法工艺流程2.6确定工艺由于本设计的污水处理厂的规模属于大型污水处理厂，通过对比以上几个工艺可知，A2O法较适合本设计中所设计的污水处理厂，因此本设计采用A2O法进行处理。但是普通的A2O工艺在同步脱氮除磷的处理上仍有不足，为使脱氮除磷效率更高从而使出水水质达到排放标准，本设计将采用A+A2O工艺为该污水处理厂的主体工艺。工艺流程图如图2-5所示。图2-5设计污水处理厂工艺流程图根据所选工艺，计算出各构筑物对各污染物的去除率如表2-3所示。表2-3各构筑物去除率构筑物名称水质指标BOD5CODSSNH3-NTP粗格栅进水出水去除率(%)230230047047003403235505005.05.00细格栅进水出水去除率(%)23023004704700323307550500550沉砂池进水出水去除率(%)23023004704700307276.31050500550A段曝气池进水出水去除率(%)2306571.7470395.2515.9276.382.89705037.52553.2535中沉池进水出水去除率(%)6561.755395.25375.49582.8949.734037.535.6353.253.250A2O进水出水去除率(%)61.756.1890375.4937.499049.73255035.635.34853.250.9870二沉池进水出水去除率(%)6.185.561037.4933.7910252.5905.344.80100.980.8810加药间进水出水去除率(%)5.565.56033.7933.7902.52.504.804.8000.880.4450

第3章主体构筑物设计计算3.1粗格栅设计计算3.1.1设计说明格栅是污水处理厂中重要的一级处理设备，一般用于截留水中大块悬浮、漂浮物，防止水泵或管道被堵塞，筛网截留也属于这一类设备REF_Ref12147\w\h[9]。通常格栅分为粗格栅与细格栅两种。本设计中设置三组粗格栅，二用一备。3.1.2设计计算处理规模Q平均=3.48m3/s，kz=1.3，则平均每个格栅流量： (3-SEQ3-\*ARABIC1)（1）栅条间隔数n，个 (3-SEQ3-\*ARABIC2)式中：Qmax为最大设计流量；α为格栅安装角度，°，取60°；b为栅条间隙，m，取60mm；h为栅前有效水深，取1.19m；v为过栅流速，m/s，取1m/s；则：（2）栅槽宽度B，m (3-SEQ3-\*ARABIC3)式中：S为栅条宽度，m，取20mm；b为栅条间隙，m；n为栅条间隙数，个；则：本设计取栅槽宽度B=2.6m。（3）进水渠道渐宽部分长度L1，m (3-SEQ3-\*ARABIC4)式中：B1为进水渠宽，取2.38m；α1为栅前渐宽角度，取20°；则：（4）栅槽与出水渠道连接处渐窄位置长度L2，一般取0.5L1，m (3-SEQ3-\*ARABIC5)（5）通过格栅的水头损失h1 (3-SEQ3-\*ARABIC6) (3-SEQ3-\*ARABIC7) (3-SEQ3-\*ARABIC8)式中：h1为设计水头损失，m；h2为计算水头损失，m；g为重力加速度，取9.81m/s2;k为格栅堵塞时水头损失系数，一般为3；ξ为阻力系数；β为形状系数，与栅条断面形状有关。本设计粗格栅栅条断面为锐边矩形，其β=2.42；则：（6）格栅后槽总高度H，m设栅前渠道超高h2=0.3m，则： (3-SEQ3-\*ARABIC9)（7）栅槽总长度L，m (3-SEQ3-\*ARABIC10)则：（8）每日格栅除污量W，m3/d (3-SEQ3-\*ARABIC11)式中：W1为每天每1000m3污水所产生的栅渣量，取0.02m3/（103m3污水）；Kz为污水流量变化系数，为1.3，则：因此采用机械清渣。（9）设备选型通过查阅《净水厂、污水厂工艺与设备手册》REF_Ref12301\w\h[10]，本设计选用XHG-I-2600回转式格栅除污机(2用1备)，性能参数如表3-1所示。表3-SEQ表3-\*ARABIC1回转式格栅除污机性能参数格栅型号栅槽宽度栅条间隙安装角过栅流速功率XHG-I-26002600mm60mm60°1m/s1.1~2.2kW（10）校核过栅流速 (3-SEQ3-\*ARABIC12)经核算，过栅流速v满足0.6~1.0m/s的条件，符合设计要求。3.2提升泵房设计计算3.2.1提升泵本设计选用与集水池合建的泵站。选用14台潜水泵（8用6备），则每台水泵流量为： (3-SEQ3-\*ARABIC13)（1）集水池容积W，m3设集水池容积为八台泵5分钟的容量，则： (3-SEQ3-\*ARABIC14)（2）集水池面积F，m2设集水池水深为4m，则： (3-SEQ3-\*ARABIC15)（3）扬程H，m取泵的水头损失为2m，则泵的扬程为： (3-SEQ3-\*ARABIC16)通过查阅《给水排水设计手册》第11册：常用设备REF_Ref12911\w\h[11]，选用水泵为QXG2100-16-132潜水泵，对应机座号M315，自动耦合型号400GAK，该泵的规格性能如表3-2所示。表3-SEQ表3-\*ARABIC2潜水泵性能参数型号流量(m3/h)扬程(m)转速(r/min)功率(kW)效率(%)QXG2100-16-132210016980132843.3细格栅设计计算3.3.1设计说明细格栅用于截留二级处理前水体中小的漂浮物和悬浮物，为污水处理工艺中不可缺少的专业设备。本设计共设置四组细格栅（三用一备）。3.3.2设计计算每组细格栅的流量Q单为： (3-SEQ3-\*ARABIC17)（1）栅条间隔数n，个 (3-SEQ3-\*ARABIC18)式中：Qmax为最大设计流量；α为格栅安装角度，°，取60°；b为栅条间隙，m，取10mm；h为栅前有效水深，取1.1m；v为过栅流速，m/s，取1m/s；则：（2）栅槽宽度B，m (3-SEQ3-\*ARABIC19)式中：S为栅条宽度，m，取10mm；b为栅条间隙，m；n为栅条间隙数，个；则：（3）进水渠道渐宽部分长度L1，m (3-SEQ3-\*ARABIC20)式中：B1为进水渠宽，取2.2m；α1为栅前渐宽角度，取20°；则：（4）栅槽与出水渠道连接处渐窄位置长度L2，一般取0.5L1，m (3-SEQ3-\*ARABIC21)（5）通过格栅的水头损失h1 (3-SEQ3-\*ARABIC22) (3-SEQ3-\*ARABIC23) (3-SEQ3-\*ARABIC24)设计栅条断面为迎水面、背水面均为半圆形的矩形，其β=1.67；则：（6）格栅后槽总高度H，m设栅前渠道超高h2=0.3m则 (3-SEQ3-\*ARABIC25)（7）栅槽总长度L，m (3-SEQ3-\*ARABIC26)（8）每日格栅除污量W，m3/d (3-SEQ3-\*ARABIC27)式中：W1为每天每1000m3污水所产生的栅渣量，取0.01m3/（103m3污水）；Kz为污水流量变化系数，为1.3；则：因此采用机械清渣。（9）设备选型本设计选用四台回转式格栅除污机（三用一备），性能参数如表3-3所示。表3-SEQ表3-\*ARABIC3格栅除污机性能参数型号格栅宽度栅条宽度安装角度过栅流速功率XHG-II-36003600mm10mm60°1m/s2.2~3.0kW（10）校核过栅流速 (3-SEQ3-\*ARABIC28)经核算，过栅流速v满足0.6~1.0m/s的条件，符合设计要求。3.4曝气沉砂池设计计算3.4.1设计说明沉砂池的作用为沉降水中较重的无机颗粒从而达到去除效果。本设计拟采用一座曝气沉砂池，经处理后的水通入A段曝气池，所沉固体颗粒可直接排出外运。3.4.2设计计算（1）沉砂池总有效容积V，m3 (3-SEQ3-\*ARABIC29)式中：Qmax为最大设计流量，为；t为最大设计流量时的运行时间，一般为1~3min，取t=2min；则：（2）水流断面面积A，m2 (3-SEQ3-\*ARABIC30)式中：v1为水流流速，v1=0.06~0.12m/s，取0.1m/s；则：（3）池总宽度B，m (3-SEQ3-\*ARABIC31)式中：h2为设计有效水深，一般为2~3，取2.6m，则：（4）每格宽度b，m设单池分格数n=6格，并按照并联设计，则池子单格宽度b： (3-SEQ3-\*ARABIC32)校核宽深比： (3-SEQ3-\*ARABIC33)介于1.0~1.5之间，符合设计要求。（5）池总长度L，m (3-SEQ3-\*ARABIC34)校核长宽比： (3-SEQ3-\*ARABIC35)符合设计要求。（6）沉沙斗所需容积V1，m3 (3-SEQ3-\*ARABIC36)式中：X为城市污水沉砂量，取X=30m3/106m3污水；T为清理沉砂间隔时间，取T=1d；Kz为污水流量总变化系数，为1.3；则：设每个分格有两个沉沙斗，则每个砂斗所需容积V2： (3-SEQ3-\*ARABIC37)（7）沉砂斗各部分尺寸：①沉沙斗上口宽a，m (3-SEQ3-\*ARABIC38)式中：h3为沉沙斗高，取1m；α为沉沙斗侧面倾斜度，取55°；a1为沉沙斗底宽，取0.8m；则：②沉沙斗容积V1，m3 (3-SEQ3-\*ARABIC39)V1＞V0，符合设计要求。（8）沉沙斗高度h4，m采用重力排沙，设斗底坡度i=0.1。 (3-SEQ3-\*ARABIC40) (3-SEQ3-\*ARABIC41)式中：b为两沉沙斗之间的平台长度，取0.2m，则：（9）沉砂池总高度H，m设沉砂池超高h1为0.3m。（10）最小流速校核vmin，m/s (3-SEQ3-\*ARABIC42)式中：n1为最小流量时工作格子数，取4个，则： 符合设计要求。3.5A段曝气池设计计算3.5.1设计说明A段曝气池为A-B工艺的一部分，A段曝气池对水质水量冲击负荷有很好的缓冲作用，并可以使污水有机污染物在污泥的作用下尽可能的被氧化分解REF_Ref13196\w\h[12]，在本设计中与中沉池共同作为A2O池的前处理以降低部分水中有机污染物。3.5.2设计计算（1）设计流量污水处理厂规模为Q=300000m3/d，变化系数KZ=1.3，则A段曝气池设计流量Q0为：（2）设计进水水质经过沉砂池后的进水水质如表3-4所示（粗、細格栅对SS去除率按5%计算，沉砂池对SS的去除率按10%计算）。表3-SEQ表3-\*ARABIC4A段曝气池进水水质项目BOD5CODSSTNNH3-NTP单位mg/lmg/lmg/lmg/lmg/lmg/l进水水质230470276.362505（3）处理效率为保证A2O阶段的脱氮除磷能力，应使A段出水有较高的C/N比（COD/TN>8，取8.5）和较低的P/C比（TP/BOD5<0.06,取0.05）.取A段N去除率为25%，P的去除率为35%。经A段处理后：故经过A段处理后：则A段对COD去除率EACOD：A段对BOD5去除率EABOD：（4）曝气池容积及水力停留时间①A段曝气池容积VA，m3 (3-SEQ3-\*ARABIC43)式中：S0为进水BOD5浓度；NA为A段污泥负荷，取3kgBOD5/(kgMLSSgd)；XA为混合液污泥浓度，取3.0kg/m3；②A段水力停留时间tA，h (3-SEQ3-\*ARABIC44)在0.5~0.75范围内，符合设计要求。（5）剩余污泥①A段剩余污泥量（干污泥），kg/d (3-SEQ3-\*ARABIC45)式中：α为污泥增长系数，一般为0.3~0.5kg/kgBOD5，取α=0.4；Q为平均日污水流量，m3/d；Lr为A段反应池去除BOD5的浓度，kg/m3；Sr为A段反应池去除的SS浓度，kg/m3；则：②A段剩余污泥量（湿污泥），kg/dA段污泥含水率PA=98~98.7%，取PA=98.5%；A段湿污泥量QsA： (3-SEQ3-\*ARABIC46)（6）污泥龄，dA段污泥龄： (3-SEQ3-\*ARABIC47)（7）A段曝气池主要尺寸A段曝气池设计容积V=7667m3；设曝气池共6组，则单池池容V单： (3-SEQ3-\*ARABIC48)有效水深h取4m，则单池有效容积SA单： (3-SEQ3-\*ARABIC49)采用推流式曝气池，单池池宽B1取5.5m，则单组曝气池长度L： (3-SEQ3-\*ARABIC50)取L=60m；每组曝气池设3个廊道，则每个廊道长度L1： (3-SEQ3-\*ARABIC51)校核：（满足b/h=1~2）（满足L/B＞10）取超高为0.5m，则A段曝气池总高H：（8）A段曝气池进、出水系统计算本设计共设置六组曝气池，每两组合建。进水与回流污泥进入进水竖井，经混合后由配水渠输入曝气池。①进水管进水管设计流量Q1： (3-SEQ3-\*ARABIC52)管道流速v=0.9m/s，则管道过水断面面积A： (3-SEQ3-\*ARABIC53)管径d： (3-SEQ3-\*ARABIC54)取进水管径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，则渠道断面面积A：取渠道断面b*h=1.4m*1.2m;渠道取超高1.0m，则渠道总高为1.0+1.2=2.2m③进水孔进水孔过流量Q3=Q2=1.13m3/s孔口流速v=0.6m/s孔口过水断面面积A：设进水潜孔六个，则每孔过水断面面积为0.313m2；取孔口断面b*h=0.6m*0.6m④进水竖井进水竖井平面尺寸取2.5*2.5m。⑤出水堰及出水竖井按矩形堰流量公式计算，则： (3-SEQ3-\*ARABIC57)式中：Q4=0.5Q1=0.7525m3/s；b为堰宽，取8m；H为堰上水头，m，则： (3-SEQ3-\*ARABIC58)⑥集水槽尺寸集水槽宽度B： (3-SEQ3-\*ARABIC59)集水槽深度H： (3-SEQ3-\*ARABIC60)式中：h1为超高，通常为0.2~0.3m，取0.3m；h2为堰上水头；h3为跌水高度，通常为0.1~0.2m，取0.2m；Hq为设计水深，则： (3-SEQ3-\*ARABIC61) (3-SEQ3-\*ARABIC62)所以集水槽深度H： (3-SEQ3-\*ARABIC63)出水孔过流量Q5=Q4=0.7525m3/s；孔口流速v=0.6m/s；孔口过水断面面积A： (3-SEQ3-\*ARABIC64)孔口尺寸取1.2m*1.2m；出水竖井平面尺寸取2.0m*1.5m。⑦出水管单组曝气池出水管设计流量Q6=Q5=0.7525m3/s；管道流速v=1m/s；管道过水断面面积A：管径d： (3-SEQ3-\*ARABIC65)取出水管管径DN=1000mm。⑧回流污泥管径回流污泥流量Qr： (3-SEQ3-\*ARABIC66)则通至每个进水竖井的流量Q7： (3-SEQ3-\*ARABIC67)污泥管流速v取1.2m/s，则污泥管管道断面面积A：则污泥管道直径d： (3-SEQ3-\*ARABIC68)取出水管管径DN=900mm。（9）A段曝气系统计算①A段曝气池设计需氧量AORA： (3-SEQ3-\*ARABIC69)式中：a为A段需氧系数，kgO2/kgBOD5，一般为0.4~0.6，取a=0.6；Sr(A)为A段曝气池去除的BOD5，kgBOD5/m3； (3-SEQ3-\*ARABIC70)则：②标准需氧量采用鼓风曝气，将实际需氧量换算成标态下的需氧量SOR。 (3-SEQ3-\*ARABIC71)式中：α=0.82；β=0.95；ρ=1；CL为曝气池中溶解氧浓度，CL(A)=0.5mg/L；采用微孔曝气头，铺设于池底距离池底0.2m，淹没深度3.8m，氧转移率EA=20%，计算温度为25℃，查得水中溶解氧饱和度Cs(20)=9.18mg/L，Cs(15)=10.08mg/L。空气扩散器出口处绝对压力Pb： (3-SEQ3-\*ARABIC72)空气离开曝气池时的百分比Ot： (3-SEQ3-\*ARABIC73)曝气池中平均溶解氧浓度Csm(20)： (3-SEQ3-\*ARABIC74)则A段标准需氧量SORA：③A段供气量A段供气量Gs(A)： (3-SEQ3-\*ARABIC75)④空气所需压力p(相对压力) (3-SEQ3-\*ARABIC76)式中：h1+h2为通风管道沿程和局部阻力之和，取h1+h2=0.2m；h3为曝气器淹没水头，取h3=3.8m，h4为曝气器阻力，取h4=0.4m；△h为富余水头，取△h=0.6m，则：⑤曝气头数量计算(以单组曝气池进行计算)a.按供氧能力计算曝气器数量h1： (3-SEQ3-\*ARABIC77)式中：h1为按供氧能力所需曝气器的个数，个；qc为曝气器在标准状态下，与曝气池工作条件接近时的供氧能力，kgO2/(h·个)；采用微孔曝气头，参照相关工作手册，查得工作水深3.8m，在供风量1.5~3m3/(h·个)时曝气器氧利用率EA=20%，服务面积0.2~0.55m2，充氧能力qc=0.18kgO2/(h·个)，则：取1658个。b.以微孔曝气器服务面积进行校核A段曝气池服务面积fA： (3-SEQ3-\*ARABIC78)符合设计要求。⑥供风管道计算a.供风干管流量Qs(A)： (3-SEQ3-\*ARABIC79)流速v取10m/s；管径d： (3-SEQ3-\*ARABIC80)取管径DN=520mm。b.支管(布气横管)支管供气方式为双侧供气。 (3-SEQ3-\*ARABIC81)流速v取10m/s；管径d： (3-SEQ3-\*ARABIC82)取管径DN=300mm。⑦污泥回流设备A段污泥回流比RA=50%，则污泥回流量QR(A)： (3-SEQ3-\*ARABIC83)设回流泵房一座，内设八台潜污泵（五用三备）；单泵流量QR(A)单： (3-SEQ3-\*ARABIC84)选用400QW1700-22-160潜污泵，设备参数如表3-5所示。表3-SEQ表3-\*ARABIC5潜污泵性能参数型号流量转速出口直径功率效率400QW1700-22-1601700m3/h745r/min400mm160kW83.36%3.6中沉池前配水井设计计算3.6.1设计说明配水井的作用是在生物处理前收集污水，并均匀的分配至沉淀池，以防止水量分配不均匀导致超出处理负荷。3.6.2设计计算①配水井尺寸计算设计半径为3.5m的圆形配水井，则配水井面积为38.465m2。设水力停留时间为60s，则配水井有效容积V： (3-SEQ3-\*ARABIC85)配水井有效深度h： (3-SEQ3-\*ARABIC86)设超高h1=0.5m，则配水井高度H： (3-SEQ3-\*ARABIC87)采用DN=1000mm的铸铁管配水至中沉池。②配水管水头损失计算配水管中的设计水流流速v： (3-SEQ3-\*ARABIC88)管道的进口水头损失he： (3-SEQ3-\*ARABIC89)管道的出口水头损失h0： (3-SEQ3-\*ARABIC90)3.7中沉池设计计算3.7.1设计说明中沉池为A段曝气池的后续配套设施，主要用以降低A段曝气池的出水固体悬浮物浓度。本设计中共采用六座中沉池，沉淀时间T=2h，水力表面负荷q’取2m3/(m3·h)。3.7.2设计计算（1）池总表面积A： (3-SEQ3-\*ARABIC91)（2）单池面积A单： (3-SEQ3-\*ARABIC92)（3）池直径D： (3-SEQ3-\*ARABIC93)取池直径D=42m。（4）沉淀部分有效水深h2： (3-SEQ3-\*ARABIC94)径深比校核： (3-SEQ3-\*ARABIC95)在6~12的范围内，符合设计要求。（5）沉淀池总高度①每天污泥量 (3-SEQ3-\*ARABIC96)式中：S为每人每日污泥量，一般为0.3~0.8L/人·d，取0.5L/人·d；N为设计人口数，取N=500000人；T为两次清除污泥的间隔时间，h，取T=4h，则：（6）污泥斗容积V1 (3-SEQ3-\*ARABIC97) (3-SEQ3-\*ARABIC98)式中：h5为污泥斗高度，m；r1为污泥斗上部半径，m，取r1=2m；r2为污泥斗下部半径，m，取r2=1m；α为斗壁与水平面倾角，°，取60°，则：（7）污泥斗以上圆锥部分污泥容积V2 (3-SEQ3-\*ARABIC99) (3-SEQ3-\*ARABIC100)式中：h4为圆锥体高度，m；R为池子半径，m；i为坡度，取i=0.05，则：V2＞V=167m3，容积足够。（8）沉淀池总高度H (3-SEQ3-\*ARABIC101)式中：h1为超高，取h1=0.3m；h2为有效水深，取h2=4m；h3为缓冲层，取h3为0.5m；h4为圆锥体高度；h5为污泥斗高度，则：（9）沉淀池周边高度H’ (3-SEQ3-\*ARABIC102)3.8A2O反应池设计计算3.8.1设计说明A2O工艺全称为厌氧-缺氧-好氧法，是常用的生物处理工艺，有很好的脱氮除磷效果。设计进水水质及出水水质如表3-6所示：表3-SEQ表3-\*ARABIC6A2O池设计进水水质及出水水质污染物COD(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)NH3-N(mg/L)TN(mg/L)TP(mg/L)进水水质375.561.7549.73435.6346.53.25出水水质37.556.175255.3411.6250.9753.8.2设计计算（1）判断能否使用A2O法： (3-SEQ3-\*ARABIC103) (3-SEQ3-\*ARABIC104)可采用A2O工艺。（2）有关设计参数Q=300000m3/d；BOD污泥负荷Ns=0.13kgBOD5/(kgMLSS·d)；回流污泥浓度Xr=6000mg/L；污泥回流比R=80%；曝气池混合液浓度X： (3-SEQ3-\*ARABIC105)混合液回流比R内： (3-SEQ3-\*ARABIC106)（3）反应池容积V，m3 (3-SEQ3-\*ARABIC107)取54000m3反应池总水力停留时间t： (3-SEQ3-\*ARABIC108)取4.5h；设各段水力停留时间比为：厌氧：缺氧：好氧=1：1：4；则：厌氧池池容V厌：缺氧池池容V缺=V厌=9000m3好氧池池容V好：校核氮磷负荷，kg/(kgMLSS·d)好氧段总氮负荷： (3-SEQ3-\*ARABIC109)＜0.05kgTN/(kgMLSS·d)，符合要求；厌氧段总磷负荷： (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为污泥自身产率系数，一般为0.5~0.7，取0.6；b为污泥自身氧化系数，一般为0.05；(L0-Le)为生化反应池去除BOD5的浓度，kg/m3;(S0-Se)为反应器去除SS的浓度，kg/m3；Xv为挥发性悬浮固体浓度，kg/m3，则： (3-SEQ3-\*ARABIC112)②降解BOD生成的污泥量W1： (3-SEQ3-\*ARABIC113)③内源呼吸分解泥量W2： (3-SEQ3-\*ARABIC114)④非生物污泥产量Ps：该部分占总TSS的50%，则： (3-SEQ3-\*ARABIC115)⑤剩余污泥量W：生物污泥产量Px： (3-SEQ3-\*ARABIC116)⑥湿污泥量Qs：设剩余污泥含水率P=99%，则： (3-SEQ3-\*ARABIC117)⑦泥龄θc： (3-SEQ3-\*ARABIC118)（5）碱度校核每氧化1mgNH3-N需要消耗碱度7.14mg；每还原1mgNO3-产生碱度3.57mg，每去除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产生碱度设生物污泥中含氮量为12.4%，则：每日用于合成的总氮=0.124Px=570.834(kg/d)，即：被氧化氨氮量：46.5-5.34-1.90=39.26mg/L所需脱硝量：46.5-11.6-1.90=32.9mg/L需还原的硝酸盐氮量NT： (3-SEQ3-\*ARABIC119)设进水碱度为500，则剩余碱度SALK1： (3-SEQ3-\*ARABIC120)SALK1＞100mg/L，可维持PH≥7.2。（6）反应池主要尺寸反应池总容积V=54000m3；设反应池共六组，每两组合建，则单池池容V单： (3-SEQ3-\*ARABIC121)设有效水深h=5m，则单池有效面积S单： (3-SEQ3-\*ARABIC122)采用6廊道推流式反应池，廊道宽B=6.5m，则单组反应池总长度L： (3-SEQ3-\*ARABIC123)取L=47m。校核： (3-SEQ3-\*ARABIC124)满足b/h=1~2； (3-SEQ3-\*ARABIC125)满足L/b=5~10。超高取1.0m，则反应池总高H=5+1=6m。（7）反应池进出水计算①进水管单反应池的进水管设计流量Q1： (3-SEQ3-\*ARABIC126)管道流速v=0.8m/s，则管道过水断面积A： (3-SEQ3-\*ARABIC127)则管径d： (3-SEQ3-\*ARABIC128)取进水管径DN=1000mm。②回流污泥管：单反应池回流污泥管设计流量QR： (3-SEQ3-\*ARABIC129)管道流速v=0.8m/s，则管道过水断面积A： (3-SEQ3-\*ARABIC130)则管径d： (3-SEQ3-\*ARABIC131)取管径DN=860mm③进水井进水孔过流量Q2： (3-SEQ3-\*ARABIC132)孔口流速v=0.6m/s，则孔口过水断面面积A： (3-SEQ3-\*ARABIC133)孔口尺寸取2.0m*1.0m；进水井构筑尺寸取2.5m*2.5m。④出水堰及出水井按矩形堰流量公式计算Q3： (3-SEQ3-\*ARABIC134)堰宽取b=6.5m，堰上水头损失H： (3-SEQ3-\*ARABIC135)出水孔过流量：Q4=Q3=3.36m3/s，孔口流速v=0.8m/s，则孔口过水断面积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出水管出水管设计流量Q5=Q4=3.36m3/s；管道流速v=0.8m/s，则过水断面A=4.20m2，管径D： (3-SEQ3-\*ARABIC137)取出水管径DN=2400mm。（8）曝气系统的计算和设计①设计需氧量AOR (3-SEQ3-\*ARABIC138) (3-SEQ3-\*ARABIC139) (3-SEQ3-\*ARABIC140) (3-SEQ3-\*ARABIC141)式中：D1为碳化需氧量，kgO2/d；k为BOD5分解速度常数，d-1，取k=0.23；t为BOD5试验时间，d，取t=5d；D2为硝化需氧量，kgO2/d；D3为反硝化脱氮产氧量，kgO2/d；总需氧量AOR：最大需氧量与平均需氧量之比为1.4，则AORmax： (3-SEQ3-\*ARABIC142)去除每1kgBOD5的需氧量D’： (3-SEQ3-\*ARABIC143)②标准需氧量采用鼓风曝气，将实际需氧量换算成标态下的需氧量SOR： (3-SEQ3-\*ARABIC144)式中：α=0.82，β=0.95，ρ=1；CL为曝气池中溶解氧浓度，CL=2mg/L;采用微孔曝气器，铺设于池底，距池底0.2m，淹没深度4.8m，氧转移率EA=20%，计算温度15℃，查得水中溶解氧饱和度Cs(20)=9.18mg/L，Cs(25)=8.38mg/L,则空气扩散器出口处绝对压力Pb： (3-SEQ3-\*ARABIC145)空气离开曝气池的百分比： (3-SEQ3-\*ARABIC146)好氧池平均溶解氧饱和度Csm(25): (3-SEQ3-\*ARABIC147)标准需氧量SOR：最大时标准需氧量SORmax： (3-SEQ3-\*ARABIC148)好氧反应池平均时供气量Gs： (3-SEQ3-\*ARABIC149)最大时供气量Gsmax： (3-SEQ3-\*ARABIC150)③空气所需压力p(相对压力) (3-SEQ3-\*ARABIC151)式中：h1+h2为供风管道沿程局部损失之和，取0.2m；h3为曝气器淹没水头，取4.8m；h4为曝气器阻力，取0.5m；△h为富余水头，取0.5m，则：④曝气器数量计算（以单组反应池计算）a.按供氧能力计算曝气器数量h1： (3-SEQ3-\*ARABIC152)式中：h1为按供氧能力所需曝气器的个数，个；n为反应池组数，个；qc为曝气器标准状态下，与曝气池工作条件相似的供氧能力，kgO2/(h·个)；采用微孔曝气器，参照有关工作手册查得工作水深4.3m时曝气器服务面积为0.2~0.55m2，充氧能力qc=0.18kgO2/（h·个），则：b.按微孔曝气器服务面积进行校核A2O反应池服务面积校核fA： (3-SEQ3-\*ARABIC153)符合设计要求。⑤供风管道计算a.供风干管流量Qs： (3-SEQ3-\*ARABIC154)流速v=10m/s；则管径d： (3-SEQ3-\*ARABIC155)取干管管径DN=650mm。b.支管（布气横管）双侧供气（由两侧廊道进行供气），则Qs双： (3-SEQ3-\*ARABIC156)流速v=10m/s；则管径d： (3-SEQ3-\*ARABIC157)取支管管径DN为460mm。（9）厌氧池设备选择（以单组反应池计算）厌氧池内设导流墙。将厌氧池分为六格，每格内设搅拌机一台，功率为5W/m3。厌氧池有效容积V厌： (3-SEQ3-\*ARABIC158)混合全池所需功率W总为： (3-SEQ3-\*ARABIC159)（10）缺氧池设备选择（以单组反应池计算）缺氧池内设导流墙，将缺氧池分为6格，每格内设搅拌机一台，功率为5W/m3。缺氧池有效容积V缺： (3-SEQ3-\*ARABIC160)混合全池所需功率W总为： (3-SEQ3-\*ARABIC161)（11）污泥回流设备污泥回流比为80%；污泥回流量QR泥： (3-SEQ3-\*ARABIC162)设污泥回流泵房一座，内含十六台潜污泵（十用六备）；单泵流量QR单： (3-SEQ3-\*ARABIC163)水泵扬程根据竖向流程决定，设备型号如表3-7所示。表3-SEQ表3-\*ARABIC7潜污泵性能参数型号流量转速出径功率效率350QW-1100-10-451100m3/h980r/min350mm45kW74.6%（12）混合液回流设备混合液回流比为300%；混合液回流量QR液： (3-SEQ3-\*ARABIC164)设回流泵房2座，每座泵房内设20台潜污泵（十四用六备）单泵流量QR单： (3-SEQ3-\*ARABIC165)选用QXG-3000-95-110潜水泵，配套500GAK自动耦合器，水泵设备参数如表3-8所示。表3-SEQ表3-\*ARABIC8潜水泵性能参数型号流量转速口径功率效率QXG-3000-95-1103000m3/h950r/min500mm100kW85%3.9二沉池设计计算3.9.1设计说明二沉池即为二次沉淀池，通常把生物处理后的沉淀池称为二沉池。二沉池的作用为泥水分离和浓缩污泥，并将污泥运至前段生物处理或外运。本设计中二沉池设计参数如下：设计流量为Q=3.47m3/s，水力表面负荷q’=1.3m3/(m2·h)，沉淀池个数n=8个，沉淀时间T=3h。3.9.2设计计算（1）池表面积A： (3-SEQ3-\*ARABIC166)单池面积A单： (3-SEQ3-\*ARABIC167)（2）池直径D： (3-SEQ3-\*ARABIC168)取D=45m。（3）校核固体负荷G： (3-SEQ3-\*ARABIC169)115.2＜150，符合设计要求。（4）有效水深h2： (3-SEQ3-\*ARABIC170)（5）污泥区容积V：设计采用周边传动的刮吸泥机排泥，贮泥时间按T=2h计算，则： (3-SEQ3-\*ARABIC171)每个沉淀池污泥区的容积V单： (3-SEQ3-\*ARABIC172)（6）污泥区高度h4①污泥斗高度。设池底径向坡度i=0.05，污泥斗底部半径r2=2m，上部半径r1=3.5m，倾角为60°，则h4’： (3-SEQ3-\*ARABIC173)污泥斗容积V1： (3-SEQ3-\*ARABIC174)②圆锥体高度h4’’ (3-SEQ3-\*ARABIC175)圆锥体容积V2： (3-SEQ3-\*ARABIC176)③竖直段污泥部分高度h4’’’ (3-SEQ3-\*ARABIC177)则污泥区高度h4： (3-SEQ3-\*ARABIC178)（7）沉淀池的总高度H设超高h1=0.5m，缓冲层高度h3=0.5m，则H： (3-SEQ3-\*ARABIC179)3.10加药间设计计算3.10.1加药设计化学除磷原理为在污水pH值处于6~7时，化学药剂会与污水中的磷离子发生如下化学反应：本设计将采用AlCl3溶液进行化学除磷，有效成分为6%(60g/kgAlCl3)，密度为1.3kg/L。3.10.2设计计算污水经过处理后流至加药间污水中的TP浓度c为0.8775mg/L，根据排放标准ce=0.5mg/L得，加药间需要去除TP量为： (3-SEQ3-\*ARABIC180)每天所需去除的TP量S为： (3-SEQ3-\*ARABIC181)为使TP去除率达标，需要加入过量AlCl3，取去除量为120kg/d，设所投加的AlCl3溶液利用率为70%，则每天所需投加AlCl3溶液质量m为： (3-SEQ3-\*ARABIC182)体积为： (3-SEQ3-\*ARABIC183)3.11接触消毒池设计计算3.11.1设计说明由于一般的污水处理过程不能完全消除水中的病原微生物，为了防止疾病的传播和满足出水水质的要求，有必要对出水进行消毒。本设计中采用氯进行消毒，设计流量Qmax=12500m3/h，变化系数Kz=1.3，接触时间T=30min。3.11.2设计计算（1）接触池容积V： (3-SEQ3-\*ARABIC184)（2）采用矩形隔板式接触池六座n=6，则每座接触池容积V单： (3-SEQ3-\*ARABIC185)（3）池长L：隔板应沿纵向分隔，当水流长度：宽度=72:1，池长：单格宽=18:1，水深：宽度(h/b)≤1.0时接触效果最好。取水深h=2.5m，单格宽b=2.8m，则：水流长度L’：每座接触池的分格数=L/L’=4格；取超高h’=0.3m，则池深h=2.8m。（4）复核池容经以上计算，接触池宽B=2.8*4=8.8m，则V1： (3-SEQ3-\*ARABIC186)符合设计标准。（5）加氯量计算设计最大投氯量ρmax=5.0mg/L，则每日投氯量W： (3-SEQ3-\*ARABIC187)选用贮氯量为1000kg的液氯钢瓶，每日加氯量为1.5瓶，共贮用15瓶，每日加氯机六台，单台加氯量为10~20kg/h。

第4章污泥处理构筑物设计计算4.1污泥浓缩池设计计算4.1.1设计说明污泥浓缩池是用于将污泥浓缩的构筑物，以使排出的污泥浓度提高，方便后续处理。本设计中采用幅流式污水处理厂，主要设计参数如下。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%；则A段及A2O段总剩余污泥量为6009.95m3/d。4.1.2设计计算（1）总剩余污泥的含水率为： (4-SEQ4-\*ARABIC1)则得出固体浓度C0=13.6kg/m3。设浓缩后污泥含水率为94.56%，则浓缩后剩余污泥量Q’： (4-SEQ4-\*ARABIC2)（2）浓缩池尺寸计算①浓缩池面积A (4-SEQ4-\*ARABIC3)式中：Q为污泥量，m3/d;C0为污泥固体浓度，kg/m3；G为污泥固体通量，kg/(m2·d)，取G=30kg/(m2·d)则：②浓缩池直径本设计采用六个圆形辅流浓缩池，n=6，单池面积A1： (4-SEQ4-\*ARABIC4)则浓缩池直径D： (4-SEQ4-\*ARABIC5)③浓缩池深度H浓缩池工作部分有效水深h2： (4-SEQ4-\*ARABIC6)式中：T为浓缩时间，h，通常为10~16h，本设计取T=15h，则：设超高h1=0.3m，缓冲层高度h3=0.5m，浓缩池设机械刮泥，池底坡度i=0.05，污泥斗下底直径D1=2m，污泥斗上底直径D2=4.2m，泥斗倾角55°。池底坡度造成的深度h1： (4-SEQ4-\*ARABIC7)污泥斗高度h5： (4-SEQ4-\*ARABIC8)则浓缩池深度H： (4-SEQ4-\*ARABIC9)4.2污泥消化池设计计算4.2.1设计说明污泥消化池可将浓缩处理的污泥收集起来，由污泥微生物对污泥进行分解，可以产生沼气进行利用，经过消化的熟污泥也可以作为肥料使用。污泥经浓缩处理后，含水率为94.56%，污泥量1568.77m3/d。4.2.2设计计算（1）消化池有效容积根据污泥龄vc计算： (4-SEQ4-\*ARABIC10)式中：V为消化池容积，m3；Q为污泥量，m3/d；vc为污泥龄，d，vc=23.5d，则：（2）池体设计采用中温两级消化，容积比一级：二级=2:1，则一级消化池单池容积为4096m3，用6座池；二级消化池单池容积4096m3，用3座池。①圆柱形消化池几何尺寸计算，一级和二级消化池用相同池形。消化池直径D=17.4m，集气罩直径D3=2m，高h4=2m，池底锥底直径D2=2m，锥体锥角采用15°，则： (4-SEQ4-\*ARABIC11)消化池柱体高度h1=D=17.4m②消化池有效容积计算：集气罩容积V4： (4-SEQ4-\*ARABIC12)上盖容积V3： (4-SEQ4-\*ARABIC13)下椎体容积V2=上盖容积V3，即V2=V3=184.4m3柱体容积V1： (4-SEQ4-\*ARABIC14)则消化池有效容积V： (4-SEQ4-\*ARABIC15)4504.2m3＞4096m3。③消化池各部分表面积集气罩表面积A4： (4-SEQ4-\*ARABIC16)上盖表面积A3： (4-SEQ4-\*ARABIC17)下椎体表面积A2： (4-SEQ4-\*ARABIC18)消化池柱体表面积A1： (4-SEQ4-\*ARABIC19)则消化池总表面积A： (4-SEQ4-\*ARABIC20)（3）消化污泥量Vd污泥可消化程度Rd：设生污泥中有机物含量Pv1=65%，无机物含量Pf1=35%，熟污泥中有机物含量Pv2=50%，无机物含量Pf2=50%，则： (4-SEQ4-\*ARABIC21)消化污泥体积Vd： (4-SEQ4-\*ARABIC22)设污泥经过消化后含水率为95%，则：4.3污泥贮泥池设计计算消化池排出含水率P=94.56%的污泥1568.77m3/d。贮泥池贮泥时间T=1d，设计贮泥池L*B*H=18m*10m*5.0m共设计两组贮泥池，每组贮泥池有效容积V：满足900＞1568.77/2=784.39m3的要求。4.4污泥脱水机房设计计算4.4.1设计说明由于污泥经过浓缩或消化后为液态，体积较大且不方便运输。为了进一步降低污泥含水率使其方便运输，必须对污泥进行脱水处理。污泥脱水工艺主要有脱水和干化两种，本设计中采用带式压滤机对污泥进行脱水。经处理后污泥含水率P=94.56%，污泥日产量1626.3m3/d。预采用带宽3.0m的带式压滤机进行污泥脱水，计划脱水后污泥含水率为80%。4.4.2设计计算（1）带宽2.0m的过滤产率滤饼含水率达80%时滤布的移动速度为v=0.85m/min，过滤产率为31kg/h，则滤布宽为3.0m的滚压带式压滤机的过滤产率为：考虑1.25的安全系数，则过滤产率为：（2）压滤机台数n处理后干污泥量：设干污泥含量为1000kg/m3，则干污泥产量：设压滤机工作每日三班，24小时运行，则所需压滤机台数为： (4-SEQ4-\*ARABIC23)取n=10，设计选用带宽3.0m的滚压带式压滤机13台，其中三台备用。选用DNDYQ-3000型带式压滤机，设备参数如表4-1所示。表4-SEQ表4-\*ARABIC1带式压滤机性能参数设备型号滤带宽度最大处理量主机功率DNDYQ-30003000mm55m3/d2.2kW（3）附属设备①污泥投配设备选用13台单螺旋杆污泥泵，每台泵对应一台压滤机，则单泵流量： (4-SEQ4-\*ARABIC24)选用EH375单螺旋杆污泥泵，配套YCJ71电机使用；污泥泵设备参数如表4-2所示。表4-SEQ表4-\*ARABIC2污泥泵性能参数设备型号流量转速轴功率电机型号电机功率EH3757.0m3/h344r/min1.21kWYCJ712.2kW②加药系统对脱水后的污泥需要投加药剂，设计选用聚氯烯酰胺，对于混合生污泥投加量为0.15%~0.5%（污泥干重），取0.3%计算，则每日药剂投加量：配置成浓度1%的溶液（密度按水的密度计算）体积为：聚丙烯酰胺投加浓度为0.1%，聚丙烯酰胺药剂的投加采用单螺旋泵，共10台，每台泵的投加流量Q： (4-SEQ4-\*ARABIC25)（3）反冲洗水泵根据所选带式压滤机参数确定每台脱水机冲洗耗水量为15~18m3/h，故选用13台离心清水泵，10用3备，设备参数如表4-3所示。表4-SEQ表4-\*ARABIC3反冲洗水泵性能参数设备型号流量扬程转速电机功率IS65-50-12512.5~25m3/h5~20m1450~2900r/min3kW

第5章污水处理厂总体布置5.1污水处理厂平面布置设计污水处理厂平面布置需对处理构筑物及附属设施、管线等进行布置，平面布置是否合理会影响厂区用地、日常运行管理与维护，以及周边环境卫生等。因此需要考虑风向、地形等多个因素对构筑物进行合理的排布，在保护环境的同时需要将污水处理厂对周边环境减小到最小REF_Ref16935\w\h[13]。污水处理厂的平面布置应遵守以下原则REF_Ref16951\w\h[14]：（1）处理构筑物和生活管理设施应分别集中布置，且位置和朝向应布置合理，使处理单元不影响生活管理设施的日常运行与工作。功能分区应尽量明确，一般分为生活工作区、污水处理区和污泥处理区进行设置。（2）处理构筑物需按照流程布置且应充分利用地形。连接构筑物的管道尽量短接，确保水流的通畅。（3）注意产生臭气或噪声的构筑物的布置位置，避免影响周边环境。（4）设置通向各个构筑物的必要通道，以满足对各构筑物的维护及物品运输。（5）厂区绿化尽可能多布置。（6）对于分期建设的项目应分别合理考虑近期和远期的布置，以方便远期的工程建设。5.2污水处理厂高程布置设计（1）构筑物内水头损失通过参考资料以及对比其他设计案例得出各构筑物水头损失如表5-1所示：

表5-SEQ表\*ARABIC\s21各构筑物水头损失构筑物名称水头损失(m)构筑物名称水头损失(m)提升泵2.0中沉池0.5细格栅0.23A2O池0.5曝气沉砂池0.35二沉池0.5A段曝气池0.5接触消毒池0.3配水井0.1（2）管道水头损失管道水头损失主要分为沿程水头损失和局部水头损失。沿程水头损失是水流在管道内因管道摩擦等阻力做功产生的水头损失，主要随水流长度的增大而增高，计算公式为：式中：hf为沿程水头损失，m；i为水力坡度；L为管道长度，m。由于本设计流量较大，因此管道均使用钢筋混凝土管REF_Ref11569\w\h[15]。局部水头损失是由边界结构改变导致水流结构改变，从而造成的水头损失。在本设计中局部水头损失主要为管道连接件处的水头损失，计算公式为：式中：hj为局部水头损失，m；ξ为局部阻力系数；v为管内流速，m/s;g为重力加速度，取g=9.81m/s2。以下为各构筑物之间管道连接部分的水头损失；（阻力系数ξ、管道坡度i及管内流速v均由给水排水设计手册第1册REF_Ref17000\w\h[16]查得）；（1）出水至接触消毒池本段为接触池出水的三根支流管汇流为主流管通至出水口。三分支流管部分管道流量Q3max=1505L/s，管道直径为1500mm，管长81.2m，查水力计算表可知管内流体流速v=1m/s，i=0.007；主流管部分管道流量Q1max=4515L/s，管道直径2500mm，管长6m，查得管内流体流速v=1m/s，i=0.003，则：沿程损失：局部损失：连接管渠水头损失h：（2）接触消毒池至二沉池本段为二沉池出水的两根支流管汇流为主流管进行加药，后分流为三根支流管通至接触消毒池。二分支流管部分管道流量Q8max=2257.5L/s，管道直径为1800mm，管长123.7m，查得管内流体流速v=1m/s，i=0.005；主流管部分管道流量Q1max=4515L/s，管道直径2500mm，管长8.5m，查得管内流体流速v=1m/s，i=0.003；三分支流管部分道流量Q3max=1505L/s，管道直径为1500mm，管长63.3m，查得管内流体流速v=1m/s，i=0.007，则：沿程损失：局部损失：连接管渠水头损失h：（3）二沉池至A2O好氧池本段为A2O好氧池出水的两根支流管分流为四根支流管，后分流为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，管道直径为1800mm，管长71.2m，查得管内流速v=1m/s，i=0.005；四分支流管部分管道流量Q4max=1128.75L/s，管道直径为1300mm，管长27m，查得管内流速v=1m/s，i=0.008；八分支流管部分管道流量Q8max=564.375L/s，管道直径为900mm，管长81.2m，查得管内流体流速v=1m/s，i=0.013；则：沿程损失：局部损失：连接管渠水头损失h：A2O好氧池至A2O缺氧池本段为A2O缺氧池出水的一根主流管分流为两根支流管接入A2O好氧池。主流管部分管道流量Q1max=4515L/s，管道直径为2500mm，管长2m，查得管内流速v=1m/s，i=0.003；二分支流管部分管道流量Q2max=2257.5L/s，管道直径为1800mm，管长121.7m，查得管内流速v=1m/s，i=0.005，则：沿程损失：局部损失：连接管渠水头损失h：（5）A2O缺氧池至A2O厌氧池本段为A2O厌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，管道直径为2500mm，管长2m，查得管内流速v=1m/s，i=0.003，则：沿程损失：连接管渠水头损失h：（6）A2O厌氧池至中沉池本段为中沉池出水的两根支流管汇流为主流管接入A2O厌氧池。二分支流管部分管道流量Q2max=2257.5L/s，管道直径为1800mm，管长108m，查得管内流速v=1m/s，i=0.005；主流管部分管道流量Qmax=4515L/s，管道直径为2500mm，管长2m，查得管内流速v=1m/s，i=0.003，则：沿程损失：局部损失：连接管渠水头损失h：（7）中沉池至配水井本段为配水井出水的三根支流管分流为六根支流管接入中沉池。三分支流管部分管道流量Q3max=1505L/s，管道直径为1500mm，管长76.3m，查得管内流速v=1m/s，i=0.007；六分支流管道流量Q6max=752.5L/s，管道直径为1000mm，管长54.5m，查得管内流速v=1m/s，i=0.01，则：沿程损失：局部损失：连接管渠水头损失h：（8）配水井至A段曝气池本段为A段曝气池出水的六根支流管汇流为两根支流管，后汇流为主流管接入配水井。六分支流管部分管道流量Q6max=752.5L/s，管道直径为1000mm，管长27.6m，查得管内流速v=1m/s，i=0.01；二分支流管道流量Q2max=2257.5L/s，管道直径为1800mm，管长29.4m，查得管内流速v=1m/s，i=0.005；主流管管道流量Q1max=4515L/s，管道直径为2500mm，管长3.5m，查得管内流速v=1m/s，i=0.003，则：沿程损失：局部损失：连接管渠水头损失h：（9）A段曝气池至沉砂池本段为沉砂池出水的主流管分流为三根支流管，后分流为六根分流管接入A段曝气池。主流管管道流量Q1