污水管网和污水处理厂的设计给排水设计说明(1)

EMBED PBrush 本科毕业设计说明书 题 目：聊城市冠县污水管网和 污水处理厂的设计 院 （部）：市政与环境工程学院 专 业： 给水排水工程 摘 要 本次设计为聊城市冠县污水管网和污水处理厂的设计。设计人口密度为360cap/ha，污水量为140L/（cap·d），污水管网遍布整个城区，污水管网全长46.69公里，污水管网服务面积977.27公顷。 根据城区地形等因素，确定确定污水主干管和干管。经过水力计算，最大埋设深度为7.88m，最大管径为DN1300，管材采用钢筋混凝土。 污水处理厂位于聊城市冠县东南部。污水处理量75000m3/d，占地75364 m2 。根据进、出水水质及脱氮除磷的要求，采用A-A-0曝气池工艺，其处理流程为：进水→粗格栅→泵站→细格栅→沉砂池→初沉池→A-A-0曝气池→二沉池→混合→过滤→消毒→出水。出水水质基本 《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的一级A标准。 管网总投0.59亿元，污水处理厂总投资为1.2亿元，处理水成本为0.747元。 关键词：污水管网；污水处理；A-A-O；脱氮除磷 ABSTRACT This is a design of wastewater treatment plant & wastewater pipe network for liao cheng city. The population density of this design is 360cap/ha and the wastewater discharge quota is 140L/(cap·d). The drainage pipe network basically covers all over the town. The whole length of the wastewater pipe network is about46.69 km and the service area of the network is about977.27 hectares. According to the landform of the liao cheng city, the pipe network schemes are completed. Hydraulic calculation showed that the maximal burial depth of the pipe network is 7.88m and the maximal diameter of pipes is DN1300. The reinforced concrete pipes are adopted in this design. The wastewater treatment plant lies in the southeast of liao cheng guan xian. The disposed scale of wastewater treatment plant is 75000 m3/d and its area is about 75364 .According to the demand of nitrogen and phosphorus removal, also the quality of the influent and effluent, A-A-O. The treatment process is as follow: Influen Coarse grid → Pumping house → Thin grid → Grit chamber → Anaerobic pond →A-A-O → Secondary sedimentation tank →tertiary wastewater treatment→ Effluent. The quality of the effluent would reach the standardⅠ-A of the《Discharge standard of pollutants for municipal wastewater treatment plant》(GB18918-2002). Key Words: Wastewater pipe network; Wastewater treatment; A-A-O; nitrogen and phosphrous removal I摘 要 IABSTRACT - 1 -第一章 毕业设计任务及要求 - 1 -1.1 毕业设计任务 - 1 -1.2 毕业设计原始资料 - 3 -第二章 聊城市冠县城区排水管网设计 - 3 -2.1 排水管网的规划和布置 - 3 -2.1.1 排水管网的规划 - 3 -2.1.2 排水管网的布置 - 3 -2.1.3 管网定线和敷设 - 5 -2.2 排水管网的设计流量计算 - 5 -2.2.1 污水总设计流量的确定 - 5 -2.2.2 设计管段及各管段的设计流量的确定 - 7 -2.3 污水管网的水力计算 - 7 -2.3.1污水管道设计参数 - 9 -2.3.2 管道的水力计算 - 10 -2.3.3 污水管道的衔接 - 12 -第三章 污水厂设计规模及工艺流程 - 12 -3.1 污水厂厂址的选择以及工艺流程的选择 - 12 -3.1.1 污水厂厂址的选择 - 12 -3.1.2 污水处理流程选择 - 13 -3.1.3 方案论证 - 13 -3.1.3.1 生物接触氧化方案 - 14 -3.1.3.2 A2/O方案 - 15 -3.1.3.3 SBR方案 - 15 -3.1.3.4 污水处理方案的技术经济比较 - 16 -3.2 污水厂设计污水水量计算 - 16 -3.2.1 污水厂设计水量计算 - 16 -3.2.2 污水处理程度计算 - 17 -3.3 一级处理构筑物的设计及计算 - 17 -3.3.1格栅及污水提升泵房 - 19 -3.3.1.1中格栅的设计与计算 - 20 -3.3.1.2污水提升泵房设计与计算 - 21 -3.3.1.3 细格栅的设计与计算 - 23 -3.3.2 沉砂池（采用平流沉砂池） - 26 -3.3.3 初沉池的设计计算 - 30 -3.4 二级处理构筑物设计及计算 - 30 -3.4.1A2/O生物反应池 - 30 -3.4.1.1设计参数 - 32 -3.4.1.2 平面尺寸计算 - 33 -3.4.1.3进出水系统 - 35 -3.4.1.4其他管道设计 - 35 -3.4.1.5剩余污泥量 - 37 -3.4.2曝气系统 - 42 -3.4.3 二沉池的设计及计算 - 46 -3.5三级处理（深度处理） - 46 -3.5.1混合 - 47 -3.5.2普通快滤池的设计 - 47 -3.5.2.1平面尺寸计算 - 48 -3.5.2.2滤池高度 - 49 -3.5.2.3配水系统 - 54 -3.5.2.4洗砂排水槽 - 56 -3.5.2.5滤池反冲洗 - 57 -3.5.2.6进出水系统 - 58 -3.5.2.7.集配水井及进水出水管路的设计计算 - 59 -3.5.3 消毒接触池的设计及计算 - 59 -3.5.3.1 消毒剂的选择 - 59 -3.5.3.2 消毒剂的投加 - 59 -3.5.3.3 平流式消毒接触池 - 61 -3.5.4 计量设备 - 61 -3.5.4.1 计量设备选择 - 62 -3.5.4.2 巴氏计量槽设计 - 66 -第四章 污泥处理构筑物设计计算 - 66 -4.1污泥量计算 - 66 -4.1.1初沉池污泥量计算 - 67 -4.1.2剩余污泥量计算 - 68 -4.2污泥浓缩池 - 72 -4.3污泥消化池 - 72 -4.3.1 容积计算 - 75 -4.3.2 平面尺寸计算 - 75 -4.4污泥脱水 - 75 -4.4.1 脱水机的选择 - 76 -第五章 污水厂总体布置 - 76 -5.1 污水厂的平面布置 - 76 -5.1.1 各处理单元构筑物的平面布置 - 77 -5.1.2．管、渠的平面布置 - 77 -5.1.3. 辅助建筑物的平面布置 - 77 -5.1.4. 厂区绿化 - 77 -5.1.5. 道路布置 - 78 -5.2 污水厂的高程布置 - 79 -5.2.1 污水的高程布置 - 79 -5.2.1.1 高程布置的注意事项 - 80 -5.2.1.2 高程布置的具体计算 - 81 -5.2.2 污泥高程布置 - 83 -第六章 工程总预算 - 83 -6.1 排水管道工程投资 - 83 -6.2 污水处理厂投资估算 - 83 -6.3 污水处理成本计算 - 85 -结 论 - 86 -谢 辞 - 87 -参考文献 第一章 毕业设计任务及要求 1.1 毕业设计任务 查阅相关文献资料，翻译2万字符的英文资料，资料的内容与毕业设计相关。对聊城市冠县污水管网进行总平面设计，确定排水体制，管网定线，并进行管网污水量及管道水力计算，绘制污水管网的总平面图和主干管纵剖面图。根据污水管网的水量计算结果，进行污水泵站的设计进而确定污水厂的设计水量并进行污水水质的计算，由已经确定的污水处理厂位置和厂区面积，再根据污水的水量大小，水质的特点确定污水的处理工艺，做工艺流程设计，设计计算构筑物及相关草图。绘制污水厂平面布置图及高程布置图，绘制污水厂主要处理构筑物平面图、 剖面图和污水泵站工艺图。进行污水厂定员，并估算污水厂投资和运行费用。 1.2 毕业设计原始资料 1 地形资料 聊城市冠县规划图纸(含地形标高)一张，比例见图纸。 2 设计进出水水质 设计进水水质： BOD5=214mg/l；SS=310mg/l；TN=42.4mg/l；TP=4.2mg/l。 设计出水水质： 出水满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A标准。 3 城市人口 聊城市冠县城区人口密度为360人/公顷。 4 气候条件 聊城市年平均气温均气温为19 ℃左右，极端最高温度为41.2℃，极端最低温度为-9℃。全年平均降雨量750 mm，全年主导风向：西北风，最大土壤冰冻深度0.6 m。 5 水文和水文地质 正常水位54.50 m，最高水位55.80 m，最低水位52.00 m，河流宽度40 m，河底高程50.70 m。 工程地质良好，适宜于工程建设。设计地震烈度8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 3.8 m。 6 主要工业企业 聊城市冠县城区主要用水企业位置及水量已标在规划图纸上。 第二章 聊城市冠县城区排水管网设计 2.1 排水管网的规划和布置 2.1.1 排水管网的规划 （1）排水工程的规划和设计，应该遵循以下原则： （2）排水工程的规划和设计，要与邻近区域的污水和污泥的处理和处置协调。 （3）排水工程的规划和设计，应处理好污染源治理与集中处理的关系。 （4）城市污水是可贵的淡水资源，在规划中要考虑污水经再生后回用的方案。 （5）排水工程的设计应全面规划，按近期设计，考虑远期发展有扩建的可能。 （6）对于城市和企业原有的排水工程在进行改建和扩建时，应从实际出发，在满足环境保护要求下，充分利用和发挥其效能，有、有步骤地加以改造，使其逐步达到完善合理化。 （7）在规划与设计排水工程时，必须认真贯彻执行国家和地方有关制度的现行有关标准、规范或规定。同时，也必须执行国家关于建设、改建、扩建工程，实行把防治污染设施与主体同时施工、同时投产的“三同时”规定，这是控制污染发展的重要政策。 2.1.2 排水管网的布置 聊城市冠县城区东侧有河流，河流自北向南流动。该城区地有一定坡度，具体情况是西北高东南低，高差大约7米。根据室外排水设计规范和市区自然条件及排水现状，铺设污水干管，排水体制采用雨污分流制，本次设计只计算污水，雨水不计在内。工业企业的生产污水跟生活污水一并由同一管道系统来排放。最终的污水汇入到位于河流下游的城镇污水处理厂进行统一处理后排入河流。 2.1.3 管网定线和敷设 （1） 管道的定线 管道定线是指在总平面图上确定污水管道的位置和走向，按照主干管、干管、支管的顺序依次进行。一般来说，地形是影响管道定线的主要因素，宜采用顺坡排水，在管径、坡度、高程、方向发生变化及支管接入的地方设置检查井，并根据《室外排水设计规范》②的相关规定，对于不同管径的管道，相应的每隔一定距离应设置一个检查井。污水主干管的走向取决于污水厂的和出水口的位置，由于河流地形倾向东南方向，污水厂在东南角河流旁边。 采用的排水体制也影响管道定线。分流制系统一般有两个或两个以上的管道系统，定线时必须在平面和高程上互相配合。采用合流制时要确定截流干管及溢流井的正确位置。若采用混合体制，则在定线时应考虑两种体制管道的连接方式。 （2） 污水管道的敷设 考虑到地质条件，地下构筑物以及其它障碍物对管道定线的影响，应将管道，特别是主干管布置在坚硬的土壤中，尽量避免或减少管道穿越高地，基岩钱露地带，或基质土壤不良地带。尽量避免或减少与河道、山谷、铁路及各种地下构筑物交叉，以降低施工费用，缩短工期及减少日后养护工作的困难。管道定线时，若管道必须经过高地，可采用隧洞或设提升泵站；若经过土壤不良地段，应根据具体情况采取不同的处理措施，以保证地基与基础有足够的承载能力。当污水管道无法避开铁路、河流、地铁或其它地下建（构）筑物时,管道最好垂直穿过障碍物，并根据具体情况采用倒虹管、管桥或其它工程设施。 由于污水管道为重力流管道，管道的埋设深度较其它的管线大，且有很多连接支管，若管线位置安排不当，将会造成施工和维修的困难。加以污水管道难免渗漏、损坏，从而会对附近建筑物、构筑物的基础造成危害或污染生活饮用水。因此污水管道与建筑物应有一定距离，当其与生活给水管道相交时，应敷设在生活给水管道下面。本设计采用污水管道的最低埋深为1.0米。 （3） 控制点的确定 在污水排水区域内，对管道系统的埋深起控制作用的地点为控制点。一般来说，离出水口最远的点为整个系统的控制点。控制点的管道埋深，影响整个污水管道系统的埋深。 2.2 排水管网的设计流量计算 2.2.1 污水总设计流量的确定 聊城市冠县城区人口密度为每公顷360人，生活污水设计流量按每人每日排水140L设计，即140L/(cap·d)。 平均日污水流量: 式中 n —居住区生活污水定额（L/(cap·d)）; N —设计人口数； cap—“人”的计量单位。 生活污水量总变化系数Kz:最大日最大时污水量与平均日平均时污水量的比值 其计算公式为： 当 时， Kz=2.3； 当 时，Kz= (2.2) 当 时， Kz=1.3。 所以， Kz= 居住区生活污水设计流量按下式计算： 工业生产设计流量按面源计算，则该城区总污水设计流量=1074.62L/s即 2.2.2 设计管段及各管段的设计流量的确定 （1） 设计管段及其划分 两个检查井之间的管段采用的设计流量不变，且采用同样的管径和坡度，称为设计管段。在确定设计管段时，为了简化计算。不需把每个检查井都作为设计管段的起讫点。因为在直线管段上，为了疏通需要，需在一定距离处设置检查井。估计可以采用同样管径和坡度的连续管段，就可作为一个设计管段。根据管道平面布置图，凡是集中流量进入，有旁侧管道接入的检查井均作为设计管段的起讫点。设计管段的起讫点应编上号码，然后计算每一设计管段的设计流量。 （2） 设计管段的设计流量 每一设计管段的污水设计流量包括以下几种流量： 本段流量 —是从管段沿线的街坊流来的污水量； 集中流量 —是从工业企业或其它大型公共建筑物流来的污水量； 转输流量 —是从上游管段和旁侧管段流来的污水量。 对于每一设计管段而言，本段流量沿线是变化的，即从管段起点的零增加到终点的全部流量，但为了计算的方便，通常假定本段流量是集中在起点进入设计管段的。它接受本管段服务地区的全部污水流量。 对于本段流量，可以用下式计算： （2.4） 式中 — 设计管段的本段流量（L/s）; — 设计管段服务的街区面积（ha）; — 生活污水量总变化系数； — 单位面积的本段平均流量，即比流量（L/(s·ha)）。 比流量 可由下式求得： （2.5） 式中— 人口密度（cap/ha）, 设计中p=360(cap/ha ) — 居住区生活污水定额（L/(cap·d)）,设计中= 140L/(cap·d)。 故 L/(s·ha) 将各街区编上号码，并按各街区的平面范围计算它们的面积，直接列入附图1中， 对主干管、干管、支管全部进行流量计算，共分为1-2，2-3等管道。对其设计流量进行列表计算（见附表1）。 2.3 污水管网的水力计算 2.3.1污水管道设计参数 （1）设计充满度 在设计流量下，污水在管道中的水h和管道直径D的比值称为设计充满度（或水深比）。我国的按非满流（h/D<1）进行设计，这样按规定的原因是： ①保留一部分管道断面，为未预见水量的增长留有余地，避免污水溢出。 ②留出适当空间，以利管道的通风，排出有害气体。 设计充满度见下表 表2.1 充满度设计规范 管径 最大设计充满度 200～300 0.55 350～450 0.65 500～900 0.70 ≥1000 0.75 在计算污水管道充满度时，不包括淋浴或短时间内突然增加的污水量，但当管径小于或等于300mm时，应按满流复核。 （2）设计流速 和设计流量、设计充满度相应的水流平均速度叫做设计流速。为了防止管道中产生於积和或冲刷，设计流速不宜过小或过大，应在最大和最小设计流速范围之内。最小设计流速是保证管道内不致发生淤积的流速。《室外排水设计规范》规定污水管道在设计充满度下的最小设计流速定为0.6m/s。含有金属、矿物固体或重油杂质的生产污水管道，其最小设计流速宜适当加大，其值要根据试验或调查研究决定。最大设计流速是保证管道不被冲刷损坏的流速，该值与管道材料有关，通常，金属管道的最大设计流速为10m/s.非金属管道的最大设计流速为5m/s。 （3）最小管径 在污水管道系统的上游部分，设计污水流量很小，若根据流量计算，则管径会很小，而管径过小极易堵塞；此外，采用较大的管径，可选用较小的坡度，使管道埋深减小。因此，为了养护工作的方便，常规定一个允许的最小管径。在街区和厂区内污水管道最小管径为200mm，街道下为300mm。 在污水管道系统上游管段，由于管段服务的排水面积较小，因而设计流量小，按此流量计算得出的管径小于最小管径时，应采用最小管径值。一般可根据最小管径在最小设计流速和最大充满度情况下能通过的最大流量值，计算出设计管段服务的排水面积。若设计管段服务的排水面积小于此值，即直接采用最小管径而不再进行水力计算。这种管段称为不计算管段。在这些管段中，当有适当的冲洗水源时，可考虑设置跌水井。 （4）最小设计坡度 不同管径的污水管道有不同的最小坡度。管径相同的管道，因充满度不同，其最小坡度也不同。在给定设计充满度条件下，管径越大，相应的最小设计坡度值越小。通常对同一直径的管道只规定一个最小坡度，以满流或半满流时的最小坡度作为最小设计坡度。我国《室外排水设计规范》只规定最小管径对应的最小设计坡度，街坊内污水管道的最小管径为200mm，相应的最小设计坡度为0.004mm；街道下为300mm，相应的最小设计坡度为0.003。若管径增大，相应于该管径的最小坡度由最小设计流速保证。 （5）污水管道埋设深度 污水管道的埋设深度是指管道的内壁底到地面的距离。管道外壁顶部到地面的距离称为覆土厚度。管道埋深是影响管道造价的重要因素，是污水管道的重要设计参数。 管道埋设深度愈深，则造价愈贵，施工期愈长。所以，管道的埋设深度小些好，并有一个最大值，这个限值称做最大埋深。管道的最大埋深需要根据技术经济指标及施工方法决定。在干燥土壤中，管道最大埋深一般不超过7～8m；在多水、流沙、石岩地层中。一般不超过5m。 为了降低造价，缩短施工期，管道埋设深度愈小愈好。但覆土厚度应有一个最小的限值，否则就不能满足技术上的要求，这个最小限值称为最小覆土厚度。 污水管道的最小覆土厚度，一般应满足下述三个因素的要求。 ①必须防止管道内污水冰冻和因土壤冻胀而损坏管道 ②必须防止管壁因地面荷载而受到破坏 ③必须满足街区污水连接管衔接的要求 对每一个具体管道，从上述三个不同的因素出发，可以得到三个不同的管底埋深或管顶覆土厚度值，这三个数值中的最大一个值就是这一管道的允许最小覆土厚度或最小埋设深度。本设计地面荷载要求为0.7m，所以本设计的最小覆土厚度为0.7m。 2.3.2 管道的水力计算 在确定设计流量之后，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，具体情况见附表2。水力计算步骤如下： （1） 从管道平面布置图上量出每一设计管段的长度，列入表中； （2） 将各设计管段的设计流量和设计管段起讫点检查井的地面标高列入表中。 （3） 为了降低，在允许的情况下，管道坡度应该尽量采取天然地面坡度。 地面坡度= （2.6） （4） 确定起始管道的管径以及设计流速v、设计坡度I、设计充满度h/D。 （5） 确定其它管道的管径以及设计流速v、设计坡度I、设计充满度h/D。 （6） 计算各管段上端、下端的水面、管底标高及其埋设深度。 在计算时，应该严格按照《室外排水设计规范》相关要求，确定相应的设计参数。 设计流速、设计坡度、管径、设计流量这四个参数中任意确定两个，另外两个就可以根据公式或查表计算出来了。本设计根据《给水排水管网系统》①中的相关表格（表2.2），初步根据流量拟定出管径，然后根据《给水排水设计手册 第一册 常用资料》②查得在相应的设计坡度值和充满度。最后根据规范中相关规定的要求校核四个参数，直到满足要求为止。 污水管道还有一个最小覆土厚度的要求。最小覆土厚度必须满足以下三个因素的要求： （1） 必须防止管道内污水冰冻和因土壤冻胀而损坏管道； （2） 必须防止管壁因地面荷载而受到破坏； （3） 必须满足街区污水连接管衔接的要求。 表2.2 污水管最大管径（） 设计流量 最大管径（mm） 设计流量 最大管径（mm） <9.19 200 172.65―225.50 800 9.19―16.60 250 225.50―285.39 900 <14.63 300 285.39―379.11 1000 14.63―39.72 350 379.11―458.72 1100 39.72―51.88 400 458.72―545.92 1200 51.88―65.66 450 545.92―690.93 1350 65.66―88.08 500 690.93―853.00 1500 88.08―126.84 600 853.00―1032.13 1650 126.84―172.65 700 1032.13―1228.32 1800 一般取车行道下的污水管最小覆土厚度不小于0.7m，考虑本设计管道敷设的要求，取起点管道的埋深不小于1.0m。管网的最深埋深一般不超过7-8m，经计算，本设计的管网系统在污水厂处的埋深是7.88m，满足要求。 2.3.3 污水管道的衔接 污水管道系统中的检查井是清通维护管道的设施，也是管道的衔接设施。一般在管道管径、坡度、方向发生变化及管道交汇时，必须设置检查井以满足结构和维护管理的需要。在检查井中上、下游管段必须有较好的衔接，以保证管道顺利运行。 检查井上下游的管道在衔接时应遵循下述原则： ①尽可能提高下游管段的高程，以减少埋深，从而降低造价，在平坦地区这点尤其重要； ②避免在上游管道中形成回水而造成淤积； ③不允许下游管段的沟底高于上游管段的沟底。 管道的衔接方法有管顶平接和水面平接两种。在一般情况下，异管径管段采用管顶平接。有时，当上下游管段管径相同而下游管段的充盈深小于上游管段的充盈深时（由小坡度转入较陡的坡度时，可能出现这种情况），也可采用管顶平接。通常，同管径管段往往是下游管段的充盈深大于上游管段的充盈深，为了避免在上游管段中形成回水而采用水面平接。 在特殊情况下，下游管段的管径小于上游管段的管径（坡度突然变陡时，可能出现这种情况），而不能采用管顶平接或水面平接时，应采用管底平接以防下游管段的沟底高于上游管段的沟底。为了减少管道系统的埋深，虽然下游管段管径大于上游管段管径，有时也可采用管顶平接。无论采用哪种衔接方法，下游管段起端的水面和管底标高都不得高于上游管段终端的水面和管底标高。当检查井内衔接的上下游管渠的管底标高跌落差大于1m时，为消减水流速度，防止冲刷，在检查井内应有消能措施，即应设置检查井。 第三章 污水厂设计规模及工艺流程 3.1 污水厂厂址的选择以及工艺流程的选择 3.1.1 污水厂厂址的选择 在污水处理厂设计中，选定厂址是一个重要的环节，处理厂的位置对周围环境卫生、基建投资及运行管理等都有很大影响。因此，在厂址的选择上应进行深入的调查研究和详尽的技术比较。 厂址选择的一般原则如下： （1） 为了保证环境卫生的要求，厂址应与规划居住区或公共建筑群保持一定的卫生防护距离； （2） 厂址应设在受纳水体流经城市水源的下游； （3） 在选择厂址时尽可能少占农田或不占农田，而处理厂的位置又应便于农田灌溉和消纳污泥； （4） 厂址应尽可能在城市和工厂夏季主导风向的下风向； （5） 要充分利用地形，把厂址设在地形有适当坡度的城市下游地区，以满足污水处理构筑物之间的水头损失，使污水和污泥有自流的可能以节约动力消耗； （6） 厂址如果靠近水体，应考虑汛期不受洪水的威胁； （7） 厂址应设在地质条件较好、地下水位较低的地区，以利施工，并降低造价； （8） 厂址的选择应考虑交通运输及水电供应等条件； （9） 厂址的选择应结合城市总体规划，考虑远景发展，留有充分的扩建余地。 根据综上所述原则，将污水厂设置在河流的下游西岸，充分做好防洪设施。污水厂厂址见管网平面布置图。 3.1.2 污水处理流程选择 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，而构筑物的选型则是指处理构筑物型式的选择，以达到各构筑物的最佳处理效果。 污水受纳水体有一定的自净能力，可以根据水体自净能力来确定污水处理程度。设计中既要充分地利用水体的自净能力，又要防止水体遭到污染，破坏水体的正常使用价值。不考虑水体所具有的自净能力而任意采用较高的处理程度是不经济的，也是不妥当的；但也不宜将水体的自净能力完全加以利用而不留余地，因为水资源是有限的，而污染物质常随城市人口的日益集中，生活污水量和工业废水量的逐年增加而增长。同时，在考虑水体可利用的自净能力时，还应考虑上游、下游邻近城市的污水排入水体后产生的影响。 采用何种处理流程还要根据污水的水质、水量，回收其中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，必要时还应当进行科学论证。城市污水一般以BOD物质为其主要去除对象，因此，处理流程的核心为二级生物处理工艺。根据本设计污水厂的进厂水质来看，污水成分很复杂，需要进行脱氮除磷，所以核心的二级生物工艺选择工艺、生物接触氧化或者SBR。 3.1.3 方案论证 根据本项工程的水质水量和处理要求，现推荐生物接触氧化、A2O、SBR三个方案进行比较。 3.1.3.1 生物接触氧化方案 生物接触氧化又称淹没式生物滤池，实质是在曝气池内填充填料，污水浸没全部填料，同时鼓风曝气，污水以一定的流速流经填料。在填料上布满生物膜，污水与生物膜广泛接触，污水中的有机物在生物膜上微生物新陈代谢功能作用下被去除，污水得到净化，生物接触氧化是一种介于活性污泥与生物滤池两者之间的生物处理技术，可以说是具有活性污泥法特点的生物膜法，兼具有两者的优点。 为了节省运行费用，并提高污水的可生化性，在生物接触氧化池前加水解调节池，将厌氧工艺控制在水解酸化阶段，旨在利用厌氧条件下多种产酸菌的胞外酶分解水中长链有机物，产生有机酸、醇等，废水中的有机物水解酸化后，可生化性得到了提高，利于发挥后续好氧工艺的生物降解性能，使整个工艺能节能运行并使出水优良。 生物接触氧化工艺优点在于： ①体积负荷高，停留时间短，节约占地面积； ②生物活性高； ③有较高的微生物浓度； ④污泥产量低，污泥回流回流量小； ⑤出水水质好且稳定； ⑥动力消耗低； ⑦不产生污泥膨胀； ⑧挂膜方便，可间歇运行； ⑨工艺运行简单，操作方便，抗冲击负荷能力强。 3.1.3.2 A2/O方案 A2/O工艺是Anaerobic-Anoxic-Oxic的英文缩写，它是厌氧-缺氧-好氧生物脱氮除磷工艺的简称，A2/O工艺于70年代由美国专家在厌氧-好氧除磷工艺（A2/O）的基础上开发出来的，该工艺同时具有脱氮除磷的功能。 该工艺在厌氧-好氧除磷工艺（A2/O）中加一缺氧池，将好氧池流出的一部分混合液回流至缺氧池前端，以达到硝化脱氮的目的。 首段厌氧池，流入原污水及同步进入的从二沉池回流的含磷污泥，本池主要功能为释放磷，使污水中P的浓度升高，溶解性有机物被微生物细胞吸收而使污水中BOD浓度下降；另外，NH3-—N因细胞的合成而被去除一部分，使污水中的NH3-—N浓度下降，但NH3-—N含量没有变化。 在缺氧池中，反硝化菌利用污水中的有机物作碳源，将回流混合液中带入的大量NH3—N和NH2—N还原为N2释放至空气，因此BOD5浓度下降，NH3—N浓度大幅度下降，而磷的变化很小。 在好氧池中，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，但随着硝化过程使NH3—N的浓度增加，P随着聚磷菌的过量摄取，也以较快的速度下降。所以，A2/O工艺它可以同时完成有机物的去除、硝化脱氮、磷的过量摄取而被去除等功能，脱氮的前提是NH3—N应完全硝化，好氧池能完成这一功能，缺氧池则完成脱氮功能。厌氧池和好氧池联合完成除磷功能。 A2/O工艺的特点： （1）厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同种类微生物菌群的有机配合，能同时具有去除有机物、脱氮除磷的功能。 （2）在同时脱氮除磷去除有机物的工艺中，该工艺流程最为简单，总的水力停留时间也少于同类其他工艺。 （3）在厌氧-缺氧-好氧交替运行下，丝状菌不会大量繁殖，SVI一般小于100，不会发生污泥膨胀。 （4）污泥中磷含量高，一般为2.5%以上。 3.1.3.3 SBR方案 SBR工艺是一种曝气和静止沉淀间歇运行的活性污泥法。又称序批式活性污泥工艺，包括派生的CASS，ICEAS，MSBR，UNITANK，DAT-IAT等，是近年来随自控系统发展，而广泛应用起来的一种非连续流的污水处理工艺，它是在同一构筑物内连续完成进水、曝气、沉淀、排水、待机等工艺过程，构筑物少，工艺流程简单，运行方式灵活，SVI较低，无污泥膨胀问题，污泥易于沉淀，通过对运行方式的调节，在单一的曝气池内能够进行脱氮除磷反应。其缺点是池容和设备利用率低，运行管理复杂，自控水平要求高。 3.1.3.4 污水处理方案的技术经济比较 表3.1 方案技术经济比较表 序号 比较项目 生物接触氧化 A2/O SBR 1 技术可靠性 可靠 可靠 可靠 2 运行管理 简单 简单 复杂 3 占地面积 小 小 大 4 处理效果 好 好 好 5 能耗 低 低 低 6 噪音 鼓风机噪音大 潜水曝气噪音小 鼓风机噪音大 7 异味 低 低 低 8 产泥量 少 少 较多 9 脱氮除磷效果 差 好 差 10 工程投资 较高 低 较高（自控投资高） 通过比较可以看出，A2/O与生物接触氧化、SBR工艺比较，无论在运行管理、占地面积、运行费用方面,特别是在脱氮除磷方面均具有明显的优势，并且A2/O工艺在我国处理居住小区生活污水方面得到了广泛的应用，并已形成了系列化，适用于不同的水量和具体场合，投产后运行稳定，处理效果良好，；在选择工艺时要着重考虑占地、噪音、污泥、异味等问题；并且废水排放很不均匀，水质水量变化大，在选择生化处理时要慎重考虑水量水质的变化和调节，所以本工程选择A2/O工艺。具体流程如下; 进水 → 中格栅 → 细格栅→平流沉砂池 → 辐流式初沉池 → 生物曝气池 →辐流式二沉池→ 普通快滤池→ 消毒接触池 → 计量设备（巴氏计量槽） →出 水二沉池→污泥回流井→污泥浓缩池→污泥消化池→脱水机房→泥饼外运 3.2 污水厂设计污水水量计算 3.2.1 污水厂设计水量计算 （1） 城市每天的平均污水日流量： =840.17L/s=72591 (3.1) （2） 最高日流量（最大时流量） 1074.62L/s=1.1 (3.2) 3.2.2 污水处理程度计算 经污水厂处理后的水，根据设计任务的说明应达到国家排放一级A标准，根据《室外排水设计规范》中的规定，选定出水后的水质指标如下（见表3.2）。 表3.2 处理后水质标准 基本控制项目 出水后浓度（mg/l） COD 50 BOD5 10 SS 10 TN 15 TP 0.5 污水各项指标处理程度： 根据国家规定的《城镇污水处理厂污染物排放标准》（G B18918-2002）中规定，污水各项指标处理程度可按下式计算： (3.3) 式中 — 进水中某种污染物质平均浓度（mg/l）; — 出水中该种污染物质平均浓度（mg/l）. (1) ： (2) : (3)TN ： (4)TP ： 3.3 一级处理构筑物的设计及计算 一级处理构筑物主要包括格栅、沉砂池、初沉池等，它们主要的作用是初步对污水中的、SS进行去除。现根据设计规范设一级处理对的去除率为25%，对SS的去除率为50% 。 3.3.1格栅及污水提升泵房 格栅是由一组平行的金属栅条或筛网制成，斜置安装在污水流经的渠道、泵房集水井的进口处或污水处理厂的端部，用以截留污水中的较大悬浮物，以免后续处理单元的水泵或构筑物造成损害，并可以减轻后续处理构筑物的处理负荷，使之正常运行。 格栅按照栅条形式分为直棒式格栅、弧形格栅、辐射式格栅、转筒式格栅、活动格栅等；按照栅条间距分为粗格栅，栅条间距大于40mm；中格栅，栅条间距为15~35mm；细格栅，栅条间距为1~10mm。按照格栅除渣方式分为人为除渣格栅和机械除渣格栅。按照 格栅的主要设计要点如下： 《室外排水设计规范》GB50014-2006 [6.3.2]、[6.3.3] 规定： （1） 污水过栅流速宜采用0.6～1.0m/s，栅前管渠内污水流速一般为0.4~0.9m/s。除转鼓式格栅除污机外，机械清除格栅的安装角度宜为60°～90°。人工清除格栅的安装角度宜为30°～60°。 （2） 格栅除污机，底部前端距井壁尺寸，钢丝绳牵引除污机或移动悬吊葫芦抓斗式除污机应大于1.5m；链动刮板除污机或回转式固液分离机应大于1.0m。 （3） 格栅上部必须设置工作平台，其高度应高出格栅前最高设计水位0.5m，工作平台上应有安全和冲洗设施。 （4） 格栅工作平台两侧边道宽度宜采用0.7～1.0m。工作平台正面过道宽度，采用机械清除时不应小于1.5m，采用人工清除时不应小于1.2m。 （5） 粗格栅栅渣宜采用带式输送机输送；细格栅栅渣宜采用螺旋输送机输送。 （6） 格栅除污机、输送机和压榨脱水机的进出料口宜采用密封形式，根据周围环境情况，可设置除臭处理装置。 （7） 通过格栅的水头损失，一般采用0.08~0.15m。 （8） 每日栅渣量：格栅间隙b=16~25mm和b=30~50mm时分别为1~0.05m3栅渣/103m3污水和0.03~0.01m3栅渣/103m3污水。 （9） 机械格栅不宜少于2台，如为1台时，应设人工清除格栅备用 （10） 机械格栅的动力装置一般宜设在室内，或采取其他保护设备的措施。 （11） 设置格栅装置的构筑物，必须考虑设有良好的通风设施。 （12） 格栅间内应安设吊运设备，以进行格栅及其他设备的检修，栅渣的日常清除。 《给水排水常用数据手册》(第二版)[4.1.1] 《给水排水设计手册》第5册[5.1.1] 本设计中，采用矩形断面中格栅与细格栅各一道，格栅为机械清渣。由于直棒式格栅运行可靠，布局简洁，易于安装维护，本工艺选择中格栅为LGH型回转格栅，细格栅TGS型回转式格栅。 本设计进水采用中格栅、与沉砂池合建的采用细格栅。如果每日栅渣量大于0.2,则宜采用机械清除。 3.3.1.1中格栅的设计与计算 1设计参数 设计流量：Q=95000，以最高日最大时流量计； 栅前流速：v1=0.7m/s，过栅流速：v2=0.8m/s； 栅条宽度：s=0.01m，格栅净间距：e=0.02m； 栅前部分长度：0.5m，格栅倾角：60度； 单位栅渣量：w1=0.05m3栅渣/103 m3污水。 2 设计计算 （1） 确定栅前水深 根据最优水力断面公式计算得：B1=1.77m， m,所以栅前槽宽为1.77m，栅前水深为0.88m。 （2） 栅条间隙数 (3.4) 设计两格并列格栅，则每格格栅间隙数n=36。 （3） 栅槽宽度 (3.5) 所以每个格栅宽为1.07m，总槽宽为 （4） 进水渐宽部分长度为： (3.6) （5） 栅槽出水渠道连接处渐缩部分长度 。 （6） 栅条高度 超高采用h2=0.3m，则栅条总高度为：=0.88+7.88=8.76m （7） 格栅水头损失 （3.7） 其中：（k取3，取2.42） 则栅后槽总高度为H=+=8.76+0.08=8.84m （8） 格栅总长度为： (3.8) （9） 每日栅渣量： >0.2 (3.9) 宜采用机械格栅 （10）计算简图： 图3.1 中格栅计算草图 设备选型 则宜采用机械清除，中格栅选型：选用LGH—1000型链条回转式平面格栅2台，电动机功率0.75kw，格栅本体为不锈钢材，清污机耙由计算机根据时间自动控制，同时设机旁急停及启动按钮，高水位时格栅清污机连续工作，与清污机配套的皮带运输机也连续工作。 进水与出水渠道 城市污水通过DN1300mm的管道送入进水渠道中，设计中取进水渠道宽度B1=1.77m，进水水深h1=h=0.88m，出水渠道B2=B1=1.77m，出水水深h2=h1=0.88m。 3.3.1.2污水提升泵房设计与计算 设计流量：1.1 。 集水池容积不小于最大一台泵5min的出水量。 吸水管设计流速宜为0.7～1.5，出水管流速宜为0.8～2.5。 设计计算： （1） 设计流量1.1 ，采用4台泵（3用1备）每台设计流量为0.37. （2） 水泵的扬程： 提升净扬程 Z=提升后最高水位-泵站吸水池最低水位 =61.431-(51.509-1.5)=11.422 (3.10) 水泵水头损失 h 取2m 水泵扬程H=Z+H=11.422+2=13.422m (3.11) （3） 设备选型 查《给水排水手册》（第十一册常用设备），选用350QW1500-15-90型潜污泵四台（三用一备），该泵流量为1500，扬程15m，功率90kw。 3.3.1.3 细格栅的设计与计算 （1） 设计参数 设计流量：设计两组细格栅，每组流量为0.55； 栅前流速：v1=0.7m/s，过栅流速：v2=0.9m/s； 栅条宽度：s=0.01m，格栅净间距：e=0.01m； 栅前部分长度：0.5，栅后部分长度：1.0m； 格栅倾角：60度；污水栅前超高：h2=0.3m； 单位栅渣量： =0.1 m3栅渣/ m3污水。 （2） 设计计算 1) 栅前水深 根据最优水力断面公式计算得：B1=1.24m， ,所以栅前槽宽为1.24m，栅前水深为0.62m。 2) 栅条间隙数 (3.12) 每组分两格，则每格格栅间隙数为n=46。 3) 栅槽宽度 (3.13) 所以每个格栅宽为0.91m，总槽宽为 (考虑中间隔墙0.1m)。 4) 进水渐宽部分长度为： (3.14) 5) 栅槽出水渠道连接处渐缩部分长度 6) 格栅水头损失 (3.15)其中(, , k=3) 7) 栅前槽总高度：H1=h+h2=0.62+0.3=0.92m 8) 栅后总高度：H=h+h1+h2=0.62+0.26+0.3≈1.20m 9) 格栅总长度为： (3.16) 10) 每日栅渣量 ,宜采用机械格栅 11) 计算草图 图3.2 细格栅计算草图 12) 设备选型 （1） 细栅除污机 本设计选择杭州杭氧环保设备有限公司生产的LHG-1400型回转式格栅除污机，整机功率1.5kW，安装角度60°，选四台。 （2） 螺旋压榨机 （3） 本设计选择江苏宜兴市博高环保设备有限公司的LY-400型螺旋压榨机，转速5～5.2rpm，输送量4 ，功率4kW。 3.3.2 沉砂池（采用平流沉砂池） （1） 设计依据 《室外排水设计规范》GB50014-2006 污水厂应设置沉砂池，按去除相对密度2.65、粒径0.2mm以上的砂粒设计。 平流沉砂池的设计，应符合下列要求： ⑴ 最大流速应为0.3m/s，最小流速应为0.15m/s； ⑵最高时流量的停留时间不应小于30s； ⑶有效水深不应大于1.2m，每格宽度不宜小于0.6m。 （2） 设计参数 设计流量：总流量1.1，分两组，每组流量0.55； 设计流速：v=0.25m/s； 停留时间：t=30s；池底坡度：i=0.06 （3） 设计计算 1) 沉砂池长度为： (3.17) 2) 水流断面积为： (3.18) 3) 池总宽度为：B= 有效水深，一般采用0.25～1.00m；设计中取1.00m 每组沉砂池设两格 4) 沉沙室所需容积 (3.19) ：最大设计流量（） X：城市污水沉沙量（污水），一般采用30污水 T：清除沉砂池的间隔时间（d），取T=2d 5) 每个沉砂斗容积 设每一格有两个沉砂斗，则每个沉砂斗容积： (3.20) 6) 沉砂斗高度 沉砂斗高度应满足沉砂斗储存沉砂的要求，沉砂斗倾角 (3.21) ：沉砂斗高度 ：沉砂斗上口面积 ：沉砂斗下口面积一般采用 设计中取沉砂斗上口面积 ;沉砂斗下口面积 校核沉砂斗角度 7) 沉沙室高度 (3.22) ：沉砂池底长度 ：沉砂池底坡度；取0.06 8) 沉砂池总高度 (3.23) ：沉砂池超高取0.3m H=0.3+1.0+0.959=2.259m 9) 验算最小流速 (3.24) ：最小流速；一般采用 ：最小流量；一般采用0.75 ：沉砂池格数，最小流量时取1个 ：最小流量时过水断面面积（） 10) 进水渠道 格栅的出水通过DN1200的管送入沉砂池的进水渠道，然后向两侧配水进入进水渠道，污水在渠道内的流速为 (3.25) ：进水渠道宽度；设计中取1.0 ：进水渠道水深；设计中取0.8 11) 出水渠道 出水采用薄壁出水堰出水，出水堰可保证沉砂池内水位标高恒定，堰上水头为 m：流量系数，取0.4 (3.26) ：堰宽，等于沉砂池宽度 1.1m 出水堰自由跌落0.1~0.15后进入水槽，出水槽宽1.0m，有效水深1.0m，水流流速0.75，出水流入出水管道，出水管道采用钢管，管径DN800，管内流速0.75，水力坡度1.0%。 12) 排砂管道 采用沉砂池底部管道排沙，排沙管道管径DN=200mm。 3.3.3 初沉池的设计计算 本设计采用辐流式初沉池，其优点是多为机械排泥，运行较好，管理简单，并且排泥设备已趋于定型。但不足之处是因为机械排泥设备复杂，因而对施工质量要去较高。适用于大，中型水厂或是地下水位较高的地区。辐流式初沉池设计计算图如图3.3所示。 图3.3 辐流式初沉池计算 本座辐流式初沉池的设计采用表面负荷的方法，由表面负荷和沉淀时间确定初沉池的各部分尺寸；本设计选用中心进水周边出水式辐流式沉淀池，采用机械刮泥设污泥斗。设两座沉淀池n=2，采用并联设计。 （1） 初沉池沉淀部分有效面积 设池数n=2个 ，表面负荷 ，每组设计流量0.55m3/s (3.27) （2） 池子直径 (3.28) （3） 实际水面面积 (3.29) （4） 实际表面负荷 (3.30) （5） 单池设计流量 (3.31) （6） 校核堰口负荷 符合要求。 (3.32) （7） 沉淀部分有效水深 设沉淀时间t=2.0h （1.0-2.0h） 符合径深比在6~12之间的要求。 （8） 沉淀部分有效容积 (3.33) （9） 污泥斗部分所需容积 按去设计人口计算 (3.34) S：每人每日污泥量，取0.6 T：两次清除污泥间隔时间，设计中取0.1d N：设计人口数 n：沉淀池组数 （10）污泥斗容积 设（上口）， (下口) ， 污泥斗高 (3.35) 污泥斗采用圆锥形 (3.36) （11）污泥斗以上圆锥体部分污泥容积 设i=0.05 池底径向坡度 （i=0.05～0.10） 采用机械刮泥 （12）污泥总容积 （13）沉淀池总高度 设超高，缓冲层高 （14）沉淀池池边高度 注：缓冲层上缘高出刮泥板0.3m，排泥管直径为300mm （15）进水集配水井 辐流沉淀池分为两组，在沉淀池进水端设集配水井，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 设计中取0.7 (3.37) 配水井直径 设计中取0.3 (3.38) （16）污水处理程度的计算 （17）进水管及配水花墙 沉淀池分成两组，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。进水管道采用铸铁管，管径DN=900mm，管内流速0.67m/s，水力坡度i=0.599‰，进水管道顶部设穿孔花墙处的管径为1400mm。 沉淀池的中心管配水采用穿孔花墙配水，穿孔花墙位于沉淀池中心管上部，布置8个穿孔花墙，过孔流速 (3.39) 其中，—孔洞的宽度，取0.3m。 — 孔洞的高度，取0.8m。 —孔洞的数量，取8个。 那么， （18）出水堰： 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，出水堰采用双侧90°三角堰出水堰，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33.2m，共有478个三角堰。两侧三角堰宽度为0.6m，三角堰堰后自由跌落差0.1~0.15m，三角堰有效水深由公式： (3.40) 三角堰后自由跌落0.15m，则堰上水头损失为0.189m。 （19）堰上负荷 (3.41) 式中，q1— 堰上负荷（L/(s.m）），一般小于2.9L/(s·m）； D1— 三角堰出水渠道平均直径（m）； （20）出水渠道： 出水槽设在沉淀池四周，双侧收集三角堰出水，距离沉淀池内壁0.4m，出水槽宽0.6m，深0.7m，有效水深0.5m，水平流速0.83m/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DN1200mm，管道内流速v=0.67m/s,水头损失为1000i=0.599。 （21）出水挡渣板 三角堰前设有出水浮渣挡渣板，利用刮泥机架上的浮渣刮板收集。挡渣板高出水面0.15m，深入水下0.5m，在挡渣板旁设一个挡渣收集装置，采用管径DN300mm的排渣板排出池外。 （22）刮泥装置： 沉淀池采用周边传动刮泥机，周边传动刮泥机的线速度为2~3m/min，刮泥机底部设刮泥板，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。 查《给水排水设计手册 第六册 常用设备》，选日本潜水式刮泥机，刮泥机敷设于池底两侧铺设的轨道上，往复行走，以刮动收集污泥之污泥斗中，刮泥小车高度为700mm。 （23）排泥管 沉淀池采用重力排泥，排泥管管径DN300mm，排泥管伸入污泥斗底部，排泥静压头采用1.2m，连续将污泥排出池外均质污泥池内。 3.4 二级处理构筑物设计及计算 3.4.1A2/O生物反应池 3.4.1.1设计参数 1、水力停留时间 A2/O工艺的水力停留时间t一般采用6—8h，设计中取t=8h 2、曝气池内活性污泥浓度 曝气池内活性污泥浓度XV一般采用2000—4000mg/L，设计中取XV=3000mg/L 3、回流污泥浓度 式中 Xr—回流污泥浓度（mg/L） SVI—污泥指数，一般采用100 r—系数，一般采用r=1.2 4、污泥回流比 式中 R—污泥回流比 —回流污泥浓度（mg/L）， =0.75×12000=9000mg/L 解得：R=0.5 1、 TN去除率 式中 e—TN去除率（%） S1—进水TN浓度（mg/L） S2—出水TN浓度（mg/L） 设计中取S2=15mg/L =64.6% 2、 内回流倍数 式中 —内回流倍数 =1.82，设计中取 为190% 3.4.1.2 平面尺寸计算 1、总有效容积 式中 V—总有效容积（m3) Q—进水流量(m3/d),按平均流量计 t—水力停留时间（d） 设计中取Q=72591 m3/d =24197 m3 缺氧、厌氧、好氧各段内水力停留时间的比值为1：1：3，则每段的水力停留时间分别为： 缺氧池内水力停留时间t1=1.6h 厌氧池内水力停留时间t2=1.6h 好氧池内水力停留时间t3=4.8h 2、平面尺寸 曝气池总面积 式中 A—曝气池总面积（㎡） h—曝气池有效水深（m） 设计中取h=6m =4032.83㎡ 每组曝气池面积 式中 —每座曝气池面积（㎡） N—曝气池个数（个） =2016.42㎡ 每组曝气池共设5廊道，第1廊道为缺氧段，第2廊道为厌氧段，后3个廊道为好氧段，每个廊道宽取6m，则廊道长 式中 L—曝气池每个廊道长（m） b—每个廊道宽度（m） n—廊道数 设计中取b=6m,n=5 ≈67.21m A2/O池的平面布置图如下： 3.4.1.3进出水系统 1、曝气池的进水设计 初沉池的来水通过DN1200mm管道送入A2/O池首端的进水渠道。在进水渠道内，水流分别流向两侧，从缺氧段进入，进水渠道宽0.8m，渠道内水深0.6m，则渠道内的最大水流速度为 式中 —渠道内的最大水流速度（m/s） b1—进水渠道宽度（m） h1—进水渠道有效宽度（m） 设计中取b1=0.8m,h1=0.6m ≈1.15m/s 反应池采用潜孔进水，孔口面积 式中 F—每座反应池所需孔口面积（㎡） v2—孔口流速（m/s），一般采用0.2—1.5m/s 设计中取v2=0.55m/s =1㎡ 设每个孔口尺寸为0.4×0.4m，则孔口数为 式中 n—每座曝气池所需孔口数（个） f—每个孔口的面积（㎡） ≈6.25工程中取8个 2、曝气池的出水设计 A2/O池的出水采用矩形薄壁堰，跌落水头，堰上水头 式中 H—堰上水头（m） Q—每座反应池出水量（m3/s）,指污水最大流量（1.1 m3/s）与回流污泥量、回流量之和（1.1 ×240%m3/s） m—流量系数，一般采用0.4—0.5 b—堰宽（m）；与反应池宽度相等 设计中取m=0.4,b=6m m,设计中取0.31m A2/O反应池的最大出水流量为（1.1+1.1×240%）=3.74 m3/s，出水管管径采用DN1500mm，送往二沉池，管内流速为0.8 m/s。 3.4.1.4其他管道设计 1、污泥回流管 在本设计中，污泥回流比为50%，从二沉池回流过来的污泥通过两根DN400mm的回流管道分别进入首端的缺氧池和厌氧池，管内流速为0.85m/s。 2、硝化液回流管 硝化液回流比为190%，从好氧池出水至缺氧段首端，硝化液回流管道管径为DN1000mm,管内流速为0.9m/s。 3.4.1.5剩余污泥量 式中 W—剩余污泥量（㎏/d） —污泥产率系数，一般采用0.5—0.7 b—污泥自身氧化系数（d-1),一般采用0.05—0.1 —平均日污水流量（m3/d） —反应池去除的SS浓度（㎏/ m3), =155-10=145mg/L=0.145kg/ m3 —反应池去除的BOD5浓度（㎏/ m3), =160.5-10=150.5mg/L=0.15kg/ m3 设计中取 =0.6，b=0.08 =5988.7≈5989㎏/d 3.4.2曝气系统 为了维持曝气池内的污泥具有较高的活性，需要向曝气池内曝气充氧。目前，常用的曝气设备分为鼓风曝气和机械曝气两大类，在活性污泥法中，应用鼓风曝气的较多。 1. 需氧量 (1) 平均时需氧量 式中：O2——混合液需氧量，kgO2/d； a——活性污泥微生物每代谢1kgBOD所需的氧气kg数；对于生活污水，a值介于0.42~0.53之间； Q——污水的平均流量，m3/d； Sr——被降解的BOD浓度，g/L； b——每1kg活性污泥每天自身氧化所需要的氧气kg数；b值介于0.188~0.11之间； V——曝气池有效容积，m3； XV——挥发性总悬浮固体浓度，g/L。 本设计取a=0.5，b=0.15，则： （2）最大时需氧量 将污水的平均流量换为最大流量，用同上的公式计算，得到最大时需氧量： (3) 最大时需氧量与平均时需氧量之比 2. 供气量 采用WM-180型网状膜微孔空气扩散器，每个扩散器的服务面积为0.49m2，敷设于池底0.2m处，淹没深度为5.8m，计算温度定为30℃。 查表得20℃和30℃时，水中饱和溶解氧值为： CS(20)=9.17mg/L；CS(30)=7.63mg/L (1) 空气扩散器出口处的绝对压力 Pb=1.013×105+9800H 式中：Pb——出口处绝对压力，Pa； H——扩散器上淹没深度，m；本设计H =5.8m。 空气离开曝气池池面时，氧的百分比为： 式中：EA——空气扩散器的氧转移效率；取12%。则： （2） 曝气池混合液中平均氧饱和度（按最不利的温度条件考虑） 式中：Csb(30)——30℃时，鼓风曝气池内混合液溶解氧饱和度的平均值，mg/L； Cs——30℃时，在大气压力条件下，氧的饱和度，mg/L。 换算为在20℃条件下，脱氧清水的充氧量 式中：R——混合液需氧量，kg/h； Csb(20)——20℃时，鼓风曝气池内混合液溶解氧饱和度的平均值，mg/L； α、β——修正系数； ρ——压力修正系数； C——曝气池出口处溶解氧浓度，mg/L。 本设计取α=0.82，β=0.95，ρ=1.0，C=2.0，则： 平均时需氧量为： 最大时需氧量为： （3） 曝气池供气量 曝气池平均时供气量为： 曝气池最大时供气量为： 3. 空气管路计算 根据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3根干管。在每根干管上设10对曝气竖管，共20根配气竖管。曝气池共设60根配气竖管，每根竖管的供气量为： 曝气池的平面面积为2419.7m2，每个空气扩散器的服务面积按0.49 m2计，则所需空气扩散器的总数为： 每根竖管上安装的空气扩散器的个数为： 取为90个，则空气扩散器总数为5400个。 每个空气扩散器的配气量为： 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，如图3-4、3-5所示： 图3-4 空气管路计算图（1） 图3-5 空气管路计算图（2） 选择一条从鼓风机房开始最长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路计算，计算结果见表3-1。 根据计算结果，空气管道系统的总压力损失为： 网状膜空气扩散器的压力损失为5.88kPa，则总压力损失为： 5.88+1.914=7.794kPa 为安全计，设计取值9.8kPa。 表3-1 空气管路计算表 管段 编号 管段长度L (m) 空气流量 m3/h 空气流速 (m/s) 管径 (mm) 配件 管段当量长度 L0(m) 管段计算长度L+L0 (m) 压力损失 9.8 Pa/m 9.8 Pa 23-22 0.5 5.76 1.99 32 三通1个 1.01 1.51 0.2 0.302 22-21 0.5 8.64 2.99 32 三通1个 1.75 2.25 0.26 0.585 21-20 0.5 11.52 3.95 32 三通1个 2.65 3.15 0.3 0.945 20-19 0.5 14.4 3.18 40 三通1个,异行管1个 1.43 1.93 0.54 1.0422 19-18 0.25 17.28 3.81 40 三通1个 0.95 1.2 0.78 0.936 18-17 0.6 34.56 4.9 50 三通1个,异行管1个 1.98 2.58 0.93 2.3994 17-16 0.6 69.12 4.35 75 四通1个,异行管1个 5.49 6.09 0.44 2.6796 16-15 0.6 103.68 6.53 75 四通1个 4.53 5.13 0.96 4.9248 15-14 0.6 138.24 4.88 100 四通1个,异行管1个 7.99 8.59 0.38 3.2642 14-13 8.8 311.04 4.89 150 阀门1个,弯头3个,三通1个 10.61 17.61 0.23 4.0503 13-12 6 622.08 5.5 200 三通1个,异行管1个 11.58 17.58 0.2 3.516 12-11 6 1244.2 7.05 250 四通1个,异行管1个 26.42 32.42 0.24 7.7808 11-10 6 1866.2 7.34 300 四通1个,异行管1个 32.72 38.72 0.21 8.1312 10-9 6 2488.3 9.78 300 四通1个 27.11 33.11 0.36 11.9196 9-8 6 3110.4 8.98 350 四通1个,异行管1个 29.39 35.39 0.35 12.3865 8-7 6 3732.5 10.8 350 四通1个 33.88 39.88 0.35 13.958 7-6 6 4354.6 12.6 400 四通1个,异行管1个 33.59 39.59 0.48 19.0032 6-5 6 4976.6 11 400 四通1个 40.05 46.05 0.31 14.2755 5-4 6 5598.7 12.4 400 四通1个 40.23 46.23 0.39 18.0297 4-3 8.5 6220.8 10.9 400 四通1个,弯头1个,异行管1个 69.56 78.06 0.26 20.2956 3-2 10 6220.8 10.9 450 弯头1个 11.59 21.59 0.26 5.6134 2-1 10 12442 12.2 600 三通1个,异行管1个 49.85 59.85 0.23 13.7655 1-0 50 18662 13.5 700 三通1个,异行管1个 61.00 111 0.23 25.53 合计 195.334 4. 空压机选择 空气扩散装置安装在距离池底0.2m处，曝气池有效水深为6m，空气管路内的水头损失按1.0m计，则空压机所需压力为： P=（6-0.2+1.0）×9.8=67kPa 空压机供气量： 最大时： 平均时： 根据所需压力及空气量，选择L82WD型罗茨鼓风机，共5台，四用一备。该鼓风机风压68.649kPa，风量95.6m3/min。 3.4.3 二沉池的设计及计算 二沉池的主要作用为泥水分离。本设计采用辐流式二沉池，设n=2组，每池设计流量为0.55，从曝气池流出的混合液进入集配水井，经过集配水井分配流量后流进辐流式沉淀池。 （1） 沉淀部分水面面积：设表面负荷 则 。 (3.61) （2） 池子直径： ，取D=41m。 (3.62) （3） 沉淀部分有效水深：设水力停留时间t=3h， 则， 。 （4） 沉淀部分有效容积： (3.63) 污泥部分所需的容积：设s=0.5，T=4h。 (3.64) 污泥斗容积：设，，， (3.65) （5） 污泥斗以上圆锥部分污泥容积：设池底径向坡度为0.05，则 (3.66) (3.67) （6） 污泥总容积： （7） 沉淀池总高度： 设沉淀池超高,(高处刮泥板至少0.3m)。 (3.68) （8） 沉淀池池边高度： 。 (3.69) （9） 径深比: ，规范中要求径深比为6~12，符合要求。 （10） 进水管计算： 设计流量： (3.70) =0.55+0.5×0.42=0.76 。 进水管管径取DN1000mm，流速0.97m/s，。 （11） 进水竖井计算： 采用直径为=2.0m，进水竖井采用多孔配水，配水口尺寸:0.5m×0.8m ，共设10个沿井壁均匀分布； 　流速 ，符合要求（0.15—0.2m/s）。 孔距: 。 （12） 稳流筒直径的确定: 桶中流速： m/s（设计中取0.03）； 稳流桶过流面积： 稳流桶直径D3 m （13） 出水槽计算: 采用单边90三角堰出水槽集水，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： /2=0.21。，集水槽中流速 ，设集水槽宽，槽内水深 。 槽内起点水深 (3.71) 其中， ，—取1.0。 那么， 。 设计中取出水堰后自由跌落0.18m,则 集水槽高度为0.18+0.62=0.8m，集水槽断面尺寸：0.8。 （14） 出水堰计算： (3.72) (3.73) (3.74) (3.75) (3.76) 其中，—三角堰单堰流量（L/s）； —集水槽总长度（m） —集水堰外侧堰长(m)； —集水堰内侧堰长(m)； —三角堰数量（个）； —三角堰单宽（m）； —堰上水头（m）； —堰上负荷[L/(s)]。 设计中取b=0.10m,水槽距池壁0.5m，则 ； ； ； ； ； (3.77) ，符合要求。 （15） 出水管：选择出水管管径为DN1000mm，v=0.97m/s。 （16） 排泥装置： 沉淀池采用ZBG型周边传动刮泥机。周边传动刮吸泥机的线速度为2-3m/min，刮吸泥迹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，沿进水竖井中的排泥管将污泥排出池外。 排泥管管径为350mm，回流污泥量管管径为700mm，污泥流速v=0.8m/s。二沉池计算如图3.8。 图3.8 二沉池计算图 3.5三级处理（深度处理） 3.5.1混合 混合的方式主要有管式混合、水力混合、水泵混合以及机械混合等。由于水力混合难以适应水量和水温等条件变化，且占地大，基建投资高；水泵混合设备复杂，管理麻烦；机械混合耗能大，维护管理复杂；相比之下，管式静态混合器是处理水与混凝剂、助凝剂、消毒剂实行瞬间混合的理想设备,管式混合具有占地极小、投资省、设备简单、混合效果好和管理方便等优点而具有较大的优越性。它是有二个一组的混合单元件组成，在不需外动力情况下，水流通过混合器产生对分流、交叉混合和反向旋流三个作用，混合效益达90-95%，本设计采用管式静态混合器对药剂与水进行混合。 在给三级处理过程中原水与混凝剂，助凝剂等药剂的充分混合是使反应完善，从而使得后处理流程取得良好效果的最基本条件。混合是取得良好絮凝效果的重要前提，影响混合效果的因素很多，如药剂的品种、浓度、原水温度、水中颗粒的性质、大小等。混合设备的基本要求是药剂与水的混合快速均匀。同时只有原水与药剂的充分混合，才能有效提高药剂使用率，从而节约用药量，降低运行成本。 设计总进水量为Q=95000m3/d，水厂进水管投药口靠近水流方向的第一个混合单元，投药管插入管径的1/3处，且投药管上多处开孔，使药液均匀分布。 静态混合器的水头损失一般小于0.5m，根据水头损失的计算公式 h=0.1184n (4.1) 式中：h——水头损失（m）； Q——处理水量（m/d）; D——管道直径（m）； n——混合单元（个）。 设计中取d=0.7m，Q=0.55 m/S,当h=0.4时，需2.3个混合单元，当h=0.5时，需2.9个混合单元，选DN700内设2个混合单元的静态混合器，如图4.1所示。 图4.1 管式静态混合器 3.5.2普通快滤池的设计 3.5.2.1平面尺寸计算 （1） 滤池总面积 (4.2) (4.3) 式中 —滤池总面积（）； —设计水量（）； —设计滤速（），石英砂单层滤料一般采用，双层滤料一般采用； —滤池每日的实际工作时间（）； —滤池每日的工作时间（）； —滤池每日冲洗后停用和排放初滤水时间（）； —滤池每日冲洗时间（）； —滤池每日的冲洗次数 设计中取，，不考虑排放初滤水时间， 设计中选用单层滤料石英砂滤池，取 （2） 单格面积 (4.4) 式中 —单池面积（）； —滤池总面积（） —滤池个数，一般，设计中取N=8，采用双排排列 (4.5) 设计中取L=10m,B=5m，滤池的实际面积10×5=50 ， 实际滤速 当一座滤池检修时，其余滤池的强制滤速 (4.6) 3.5.2.2滤池高度 (4.7) 式中 —滤池高度（）； —承托层高度（）； —滤料层高度（）； —滤料层上水深（），一般采用1.5～2.0m； —超高（），一般采用0.3m； 设计中取 3.5.2.3配水系统 （1） 最大粒径滤料的最小化态流速 (4.8) 式中 —最大粒径滤料的最小化态流速（）； —滤料粒径（）； —球度系数； —水的动力黏度（） —滤料的孔隙率。 设计中取水温为时， （2） 反冲洗强度 (4.9) 式中 —反冲洗强度 ，一般采用 —安全系数，一般采用 设计中取 （3） 反冲洗水流量 (4.10) 式中 —反冲洗干管流量（）； （4） 干管始端流速 (4.11) 式中 —干管始端流速（），一般采用； —反冲洗水流量； —干管管径（）； 设计中取D=0.8m （5） 配水支管流速 (4.12) 式中 —单池中支管根数； —滤池长度（）； —支管中心间距（），一般采用; 设计中取 根 （6） 单根支管入口流量 (4.13) 式中 —单根支管入口流量（）； （7） 支管入口流速 (4.14) 式中 —支管入口流速（），一般采用； —支管管径（）； 设计中取 （8） 单根支管长度 (4.15) 式中 —单根支管长度（）； —单个滤池宽度（）； —配水干管管径（）； 设计中取B=5m,D=0.8m （9） 配水支管上孔口总面积 (4.16) 式中 —配水支管上孔口总面积 —配水支管上孔口总面积与滤池面积之比，一般采用 设计中取 （10） 配水支管上孔口流速 (4.17) 式中 —配水支管上孔口流速，一般采用 （11） 单个孔口面积 (4.18) 式中 —配水支管上单个孔口面积（）； —配水支管上孔口直径（），一般采用 设计中取 （12） 孔口总数 个 (4.19) （13） 每根支管上的孔口数 个 支管上孔口布置成二排，与垂线成夹角向下交错排列，如图4.2所示。 （14） 孔口中心距 (4.20) （15） 孔口平均水头损失 (4.21) 式中 —孔口平均水头损失（）； —冲洗强度 ； —流量系数，与孔口直径和壁厚的比值有关； —支管上孔口总面积与滤池面积之比，一般采用 设计中取；则孔口直径与壁厚的比值，查有关资料 图4.2 支管上配水孔口的位置 （16） 配水系统校核 对大阻力配水系统，要求其支管长度与直径之比不大于。 对于大阻力配水系统，要求配水支管上孔口总面积与所有支管横截面积之和的比值小于 (4.22) 式中 —配水支管的横截面积 ，满足设计要求。 3.5.2.4洗砂排水槽 （1） 洗砂排水槽中心距 (4.23) 式中 —洗砂排水槽中心距 —每侧洗砂排水槽数 （2） 每条洗砂排水槽长度 L= (4.24) 式中 L—每条洗沙排水槽的长度（m）； B—中间排水渠的宽度（m）。 设计中取b=0.8m L==2.1m （3） 每条洗砂排水槽的排水量 (4.25) 式中 —每条洗砂排水槽的排水量（）； —每个滤池的反冲洗流量（）。 —洗砂排水槽总数， （4） 洗砂排水槽断面模数 洗砂排水槽采用三角形标准断面 洗砂排水槽断面模数 (4.26) 式中 —洗砂排水槽断面模数 —每条洗砂排水槽的排水量 —槽中流速，采用 （5） 洗砂排水槽顶距砂面高度 (4.27) 式中 —洗砂排水槽顶距砂面高度（）； —砂层最大膨胀率，石英砂滤料一般采用； —排水槽底厚度（）； —滤料层厚度（）； —洗砂排水槽超高（）。 设计中 （6） 排水槽总平面面积 ，满足要求。 （7） 中间排水渠 中间排水渠为矩形断面，渠底距洗沙排水槽底部的高度 H=1.73 (4.28) 式中 H—中间排水渠底距洗沙排水槽底部的高度（m）； b—中间排水渠的宽度（m）； q—反冲洗排水流量（m/s）; g—重力加速度（m/s）。 H=1.73=0.74 3.5.2.5滤池反冲洗 滤池反冲洗水可由高位水箱或专设的冲洗水泵供给。 （1） 单个滤池的反冲洗用水总量 W= (4.29) 式中 W—单个滤池的反冲洗用水总量（m）； t—单个滤池的反冲洗历时（s）。 设计中取t=6min=360s，q=14L/(s.m) （2） 用高位水箱冲洗 高位冲洗水箱的容积 (4.30) 式中 —单个滤池的反冲洗历时，设计中取360s （3） 托层的水头损失 (4.31) 式中 —承托层的厚度，设计中取 （4） 冲洗时滤层的水头损失 (4.32) 式中 —冲洗时滤层的水头损失 —滤料的密度，石英砂的密度一般采用 —水的密度 —滤料未膨胀前的孔隙率 —滤料未膨胀前的厚度 设计中取 冲洗水箱高度 (4.33) 式中 —冲洗水箱的箱底距冲洗排水槽顶的高度 —水箱与滤池间的冲洗管道沿程和局部水头损失之和 —配水系统的水头损失 —备用水头，一般采用 设计中取 3.5.2.6进出水系统 （1） 进水总渠 每排进水量为Q=1.1 ，设计中取宽度为1.1m，水深为，渠中滤速为。单个滤池的进水管流量 ，采用进水管管径为,管中流速v=0.71m/s。 （2） 反冲洗进水管 冲洗水流量为 ，采用管径DN600mm，管中流速v=2.48m/s。 （3） 出水管 出水流量Q=1.1 ，为了便于布置，出水渠断面采用和进水渠断面相同的尺寸。出水管的管径为DN1200mm，管中流速为v=0.97m/s。 （4） 排水渠 排水流量 ，排水渠断面宽度为1.1m，渠中水深。 3.5.2.7.集配水井及进水出水管路的设计计算 （1） 配水井中心管直径：，取 则， ，取1.42m。 （2） 配水井直径：，取， 则， ，设计中取2.60m。 （3） 集水井直径：，取， 则， （4） 进水管管径： 取进入二沉池的管径为DN700mm 管内流速为 符合要求 （5） 出水管管径： 取出水管管径为DN600mm，管内流速为0.97m/s。 （6） 总出水管管径： 取出水总管管径为DN1000mm,管内流速为1.4m/s,1000i=0.937。集配水井设有超越闸门，以便超越。 3.5.3 消毒接触池的设计及计算 污水经过一、二级构和深度理后，虽然水质得到了改善，细菌数量也大幅减少，但是细菌的绝对值仍然十分可观，并有存在病原菌的可能。因此，污水在排放水体前，应进行消毒处理。目前常用的污水消毒剂是液氯，其次是漂白粉、臭氧、次氯酸钠、氯片、氯氨、二氧化氯和紫外线等。其中液氯效果可靠、投配设备简单、投量准确、价格便宜。其他消毒剂如漂白粉投量不准确，溶解调制不便。臭氧投资大，成本高，设备管理复杂。其他几种消毒剂也有很明显的缺点，所以目前液氯仍然是消毒剂首选。 3.5.3.1 消毒剂的选择 污水消毒的方法是想污水中投加消毒剂。根据比较液氯、次氯酸钠、臭氧、二氧化氯和紫外线消毒的各自优缺点及适用条件，最终选择液氯消毒。 3.5.3.2 消毒剂的投加 （1） 加氯量计算： 二级处理采用液氯消毒时，液氯投加量取10mg/l。每日加氯量为： 。 (4.34) （2） 加氯设备： 液氯由真空转子加氯机加入，加氯机设计二台，采用一用一备，每小时加氯量为： ，根据《给水排水设计手册 城镇给水》相关规定可知，可以 采用ZJ-I型转子加氯机。选择平流式消毒接触池。 3.5.3.3 平流式消毒接触池 本设计采用1个5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 式中 V—接触池单池容积（m3） Q—单池污水设计流量（m3/s） t—接触时间（h），一般采用30min 设计中取Q=1.1 m3/s，t=30min 1980 m3 2、消毒接触池表面积 式中 F—消毒接触池单池面积（㎡） h2—消毒接触池有效水深（m） 设计中取h2=2.5m 3、消毒接触池池长 式中 —消毒接触池廊道总长（m） B—消毒接触池廊道单宽（m） 设计中取B=5m 消毒接触池采用5廊道，消毒接触池长： 设计中取32m 校核长宽比： ≥10,符合要求 4、池高 式中 —超高（m），一般采用0.3m —有效水深（m） m 5、进水部分 每个消毒接触池的进水管管径D=800mm，v=0.8m/s 6、混合 采用管道混合的方式，加氯管线直接接入消毒池进水管，为增强混合效果，加氯点后接D=700mm的静态混合器。 7、出水部分 式中 H—堰上水头（m） n—消毒接触池个数（个） m—流量系数，一般采用0.42 b—堰宽，数值等于池宽（m） 设计中取n=2,b=5m m 消毒接触池计算图如下： 3.5.4 计量设备 3.5.4.1 计量设备选择 污水厂中常用的计量设备由巴氏计量槽、薄壁堰、电磁流量计、超声波流量计、涡流流量计等。 污水测量装置的选择原则是精度高、操作简单，水头损失小，不宜沉积杂物，其中以巴氏计量槽应用最为广泛。其优点是水头损失小，不易发生沉淀。 各种计量设备的比较如下： 名称 优点 缺点 适用范围 巴氏计量槽 水头损失小，不易发生沉淀，操作简单 施工技术要求高，不能自动记录数据 大、中、小型污水厂 薄壁堰 稳定可靠，操作简单 水头损失较大，堰前易沉淀污泥，不能自动记录数据 小型污水厂 电磁流量计 水头损失小，不易堵塞，精度高，能自动记录数据 价格较贵，维修困难 大、中型污水厂 超声波流量计 水头损失小，不易堵塞，精度高，能自动记录数据 价格较贵，维修困难 大、中型污水厂 涡轮流量计 精度高，能自动记录数据 维修困难 中、小型污水厂 根据比较，本设计的计量设备选用巴氏计量槽，选用的测量范围为：0.17～1.30 m3/s。设计中取喉宽w=0.5m 3.5.4.2 巴氏计量槽设计 1、计量槽主要部分尺寸： m m 式中 —渐缩部分长度（m） b —喉部宽度（m） —喉部长度（m） —渐宽部分长度（m） —上游渠道宽度（m） —下游渠道宽度（m） 设计中取b=0.5m m m m m m 2、计量槽总长度 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为： 式中 —上游直线段长（m） —上游渠道宽度（m） m 计量槽下游直线段长L2为 式中 —下游直线段长（m） —下游渠道宽度（m） m 计量槽总长L: m 3、计量槽的水位 当b=0.5m时： 式中 H1—上游水深（m） m 当b=0.3～2.5m时， ≤0.7时为自由流； m;取H2=0.6m 4、渠道水力计算 （1）上游渠道 过水断面A： ㎡ 湿周f： m 水力半径R： m 流速v： m/s 水力坡度i： 式中 n—粗糙度，一般采用0.013 ‰ （2）下游渠道 过水断面积A： ㎡ 湿周f： m 水力半径R： m 流速v： m/s 水力坡度i： ‰ 巴氏计量槽计算图如下： 平面图 剖面图 5、水厂出水管 采用重力流钢筋混凝土管，流量Q=1.1 m3/s，DN=1300mm，v=0.9m/s,i=2.37‰ 第四章 污泥处理构筑物设计计算 4.1污泥量计算 4.1.1初沉池污泥量计算 由已计算可知，初沉池采用间歇排泥的运行方式，每1天排泥一次。 1、按设计人口计算 式中 V—污泥部分所需容积（m3) S—每人每日污泥量〔L/(人·d)〕,一般采用0.3—0.8 L/(人·d) T—两次清除污泥间隔时间（d），一般采用重力排泥时，T=1—2d,采用机械排泥时，T=0.05—0.2d N—设计人口（人） n—沉淀池组数。 设计中取 S=0.6 L/(人·d)，采用重力排泥时，清除污泥间隔时间T=1d =132m3 2、按去除水中悬浮物计算 式中 Q—平均污水流量（m3） C1—进水悬浮物浓度（mg/L） C2—出水悬浮物浓度（mg/L），一般采用沉淀效率η=40%—60% K2—生活污水量总变化系数 r—污泥容量（t/ m3),约为1 p0—污泥含水率（%） 设计中取 T=1d, p0=97%,η=50%, C2=〔100%-50%〕× C1=0.5 C1 ≈245.52 m3 两种计算结果取较大值作为初沉池污泥量。 初沉池污泥量Q1=2×245.52=491.04 m3/d=491.04m3/次 以每次排泥时间30min计，每次排泥量982.08 m3 /h=0.2728m3/s 4.1.2剩余污泥量计算 1、曝气池内每日增加的污泥 △ 式中 △X—每日增长的污泥量（㎏/d） —曝气池进水BOD5浓度（mg/L） —曝气池出水BOD5浓度（mg/L） —污泥产率系数，一般采用0.5～0.7 Q—污水流量（m3 /d） V—曝气池容积（m3） —挥发性污泥浓度MLVSS（mg/L） —污泥自身氧化率，一般采用0.04～0.1 根据已计算，设计中取 =160.5 mg/L； =10 mg/L； =0.7；Q=95000 m3 /d； V=24197 m3； =2500 mg/L； =0.05 △ △ ㎏/d 2、曝气池每日排出的剩余污泥量 式中 Q2—曝气池每日排出的剩余污泥量（m3 /d） f—0.75 —回流污泥浓度（mg/L） 设计中取 =12000 mg/L 4.2污泥浓缩池 污泥浓缩的对象是颗粒的间隙水，浓缩的目的是在于缩小污泥的体积，便于后续污泥处理。常用污泥浓缩池分为竖流浓缩池和辐流浓缩池2种。二沉池排出的剩余污泥含水率高，污泥数量较大，需要进行浓缩处理；初沉污泥含水率较低，可以不采用浓缩处理。设计中一般采用浓缩池处理剩余活性污泥。浓缩前污泥含水率99%，浓缩后污泥含水率97% 本设计采用辐流式浓缩池。 进入浓缩池的剩余污泥量0.00898 m3 /s，采用2个浓缩池， 则单池流量：Q=0.00898/2=0.00449 m3 /s=16.164 m3 /h 1、沉淀部分有效面积 式中 F—沉淀部分有效面积（㎡） C—流入浓缩池的剩余污泥浓度（㎏/ m3)，一般采用10㎏/ m3 G—固体通量〔㎏/（㎡/h）〕,一般采用0.8～1.2㎏/（㎡/h） Q—入流剩余污泥量（m3 /h） 设计中取G=0.8㎏/（㎡/h） ㎡ 2、沉淀池直径 式中 D—沉淀池直径（m） ,设计中取16.0m 3、浓缩池的容积 式中 V—浓缩池的容积（m3) T—浓缩池浓缩时间（h），一般采用10～16h 设计中取T=12h 4、沉淀池有效水深 式中 —沉淀池有效水深（m） 5、浓缩后剩余污泥量 式中 —浓缩后剩余污泥量（m3 /s） m3 /s=129.31m3 /d 6、池底高度 辐流沉淀池采用中心驱动刮泥机，池底需做成1%的坡度，刮泥机连续转动将污泥推入污泥斗。池底高度： 式中 —池底高度（m） —池底坡度，一般采用0.01 设计中取0.08m 7、污泥斗容积 式中 —污泥斗高度（m） —污泥斗倾角，为保证排泥顺畅，圆形污泥斗倾角一般采用55o —污泥斗上口半径（m） —污泥斗底部半径（m） 设计中取 =1m；b=0.2m m 污泥斗的容积 式中 —污泥斗容积(m3) —污泥斗高度（m） m3 污泥斗中污泥停留时间 式中 V—污泥斗容积（m3） T—污泥在污泥斗中的停留时间（h） 8、浓缩池总高度 式中 —浓缩池总高（m） —超高（m），一般采用0.3m —缓冲层高度（m），一般采用0.3～0.5m 设计中 =0.3m 设计中取沉淀池总高度2.78m 9、浓缩后分离出的污水量 式中 —浓缩后分离出的污水量（m3 /s） —进入浓缩池的污水量（m3 /s） —浓缩前污泥含水率，一般采用99% —浓缩后污泥含水率，一般采用97% 10、溢流堰 浓缩池溢流出水经过溢流堰进入出水槽，然后汇入出水管排出。出水槽流量为q=0.002993m3 /s,设出水槽宽0.1 m，水深0.05m，则水流速为0.58 m/s 溢流堰周长 式中 c—溢流堰周长（m） D—浓缩池直径（m） b—出水槽宽（m） 溢流堰采用单侧90o三角形出水堰，三角堰顶宽0.15m，深0.08m，每格沉淀池有三角堰49.612/0.15=330.7设计中取331个。 每个三角堰流量q0 式中 —每个三角堰流量（m3 /s） —三角堰水深（m） m，设计中取0.007m 三角堰后自由跌落0.10m，则出水堰水头损失取0.104m 辐流浓缩池计算图如下; 11、溢流管 溢流水量0.002993 m3 /s，设溢流管管径DN100mm，管内流速v=0.37m /s 12、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。 13、排泥管 剩余污泥量0.001497 m3 /s，泥量很小，采用污泥管道最小管径DN150mm。间歇将污泥排入出泥池。 4.3污泥消化池 污泥消化的目的是为了使污泥中的有机物变为稳定的腐殖质，同时可以减少污泥体积，并改善污泥性质，使之易于脱水，减少和控制病原微生物，获得有用副产物沼气等。目前污泥消化主要采用厌氧消化，主要处理构筑物为消化池。 设计拟采用中温二级消化处理，消化池的停留时间为30d，消化池控制温度为33～35oC，计算温度为35oC，新鲜污泥年平均温度为17.3 oC，日平均最低温度12 oC，池外介质为空气时全年平均气温为19 oC，一级消化池进行加热搅拌，二级消化不加热，不搅拌，均采用固定盖式消化池。 4.3.1 容积计算 1、消化池有效容积： 式中 ——级消化池容积（m3） Q—污泥量（m3/d） ——污泥龄，d，则 2 池体设计 采用中温两级消化，容积比一级：二级=2:1，则一级消化池总容积为9996 ，用两座池，单体容积为4998 。二级消化池容积为4998 ，用一座池。一级、二级消化池采用相同池型。 （1）消化池直径D 设计中取21m （2）集气罩的直径d1 一般采用1～2m，设计中取1.5m （3）池底锥底直径d2 一般采用0.5～2m，设计中取1.5m （4）集气罩高度h1 一般采用1～2m，设计中取1.5m （5）上椎体高度h2 式中 —上椎体倾角，一般采用15o～30o 设计中取 =20o ，设计中取3.6m （6）消化池主体高度h3=13m （7）下椎体高度h4 式中 —下椎体倾角，一般采用5o～15o 设计中取 =10o ，设计中取1.8m （8）消化池总高度为 总高度和圆柱直径的比例： 符合0.8～1的要求 3、各部分容积 集气罩容积: 弓形部分容积: 圆柱部分容积: 下锥部分容积： 消化池有效容积V0为 >4998m3符合要求。 4.3.2 平面尺寸计算 1、池盖表面积 集气罩表面积 池顶表面积 池盖表面积 2、池壁表面积 地面以上部分 地面以下部分 4.4污泥脱水 污水处理厂污泥二级消化后从二级消化池排出污泥的含水率约95%左右，体积很大。因此为了便于综合利用和最终处置，需对污泥做脱水处理，使其含水率降至60%～80%，从而大大缩小污泥的体积。 4.4.1 脱水机的选择 机械脱水方法有真空吸虑法、压滤法和离心法。目前常用的脱水机械主要有：真空转鼓过滤机、板框压滤机、带式压滤机、离心机。各种脱水机的主要特点如下表： 名称 特点 适用范围 真空压滤机 能够连续生产，可以自动控制，构造复杂，附属设备多，运行费用高 应用较少，适用于工业企业 板框压滤机 构造简单，劳动强度大，不能连续工作 适合小型污泥处理装置 带式压滤机 可以连续工作，脱水效率高、噪音小、能耗低、操作管理方便 应用广泛，适用大中小型污泥处理装置 离心机 构造简单、脱水效果好、动力消耗大、噪声较大 应用广泛，适用大中小型污泥处理装置 设计中选用DY—3000型带式压滤机，其主要技术指标为，干污泥产量600㎏/h，你饼含水率75%。设计中共采用2台带式压滤机，其中1用1备。工作周期为每天8小时，则处理污泥量为： ㎏/d，可以满足要求。 第五章 污水厂总体布置 5.1 污水厂的平面布置 在污水处理厂的厂区内有各处理单元构筑物；连通各处理构筑物之间的管、渠及其他管线；辅助性建筑物；道路以及绿地等。因此，要对污水处理厂厂区内各种工程设施进行合理的平面规划。 污水处理厂的平面布置应遵循以下原则： 5.1.1 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构筑物，在做平面布置时，应该根据各构筑物的功能要求和水力要求，结合地形和地质条件，确定它们在厂区内平面的位置。 对此，应考虑： （1）贯通、连接各处理构筑物之间的管、渠，使之便捷、直通，避免迂回曲折。 （2）土方量做到基本平衡，并避开劣质土壤地段。 （3）在处理构筑物之间，应保持一定的间距，以保证敷设连接管、渠的要求，一般的间距可取值5-10m，某些有特殊要求的构筑物，如污泥消化池、沼气贮罐等，其间距应按有关规定确定。 （4）各处理构筑物在平面布置上，应考虑尽量紧凑。 （5）污泥处理构筑物应尽量单独布置，以方便管理，应布置在厂区夏季主导风向的下风向。 5.1.2．管、渠的平面布置 （1） 在处理构筑之间，设有贯通、连接的管、渠。此外，还应设有能够使各处理构筑独立运行的管、渠。当某一处里构筑因故停止工作时，其后接处理构筑物仍能够保持正常的运行。 （2） 应设超越全部处理构筑物，直接排放水体的超越管。 （3） 在厂区内还应设有空气管路、沼气管路、给水管路集输配电线路。这些管线有的敷设在地下，但大都在地上，对它们的安排，既要便于施工和维护管理，又要紧凑，少占用地。 5.1.3. 辅助建筑物的平面布置 污水厂内的辅助建筑物有集中控制室、变电所、机修间、仓库、浴池、食堂、宿舍、综合楼等。它们是污水处理厂不可缺少的组成部分。 （1） 辅助建筑物建筑面积的大小应按具体情况与条件而定。辅助建筑物的位置应根据方便、安全等原则确定。 （2） 生活居民区、综合楼等建筑物应与处理构筑物保持一定距离，应位于厂区夏季主风向的上风向。 （3） 操作工人的值班室应尽量布置在使工人能够便于观察各处理构筑物运行情况的位置。 5.1.4. 厂区绿化 平面布置时应安排充分的绿化地带，改善卫生条件，为污水厂工作人员提供优美的环境。 5.1.5. 道路布置 在污水处理厂内应合理的修建道路，方便运输，要设置通向各处理构筑物和辅助构筑物的必要通道，通道的设计应符合如下要求： （1） 主要车行道的宽度：单车道为3.5-4.0m，双车道为6.0-7.0m，并应有回车道。 （2） 车行道的转弯半径宜为6.0-10.0米。 （3） 人行道的宽度为1.5-2.0m。 （4） 通向高架构筑物的扶梯倾角宜采用30°，不宜大于45。 （5） 天桥宽度不宜小于1.0m。 根据以上原则，根据地形和排放口的位置，采用直线型布置的方案。这种布置方式生产联络管线短，水头损失小，管理方便，且有利于日后扩建。按照功能，将污水处理厂分为三个区域： 污水处理区，由各项污水处理设施组成，位于厂区的中部，采用直线+折线型布置。包括污水总泵站、格栅间、曝气沉砂池、初沉池、曝气池、二沉池、消毒接触池、计量堰、鼓风机房、加氯间及加药间。 污泥处理区，该区域位于污水厂中部，厂区主导风向的下风向，由各项污泥处理设施组成，呈直线型布置。包括污泥回流泵房、污泥浓缩池、贮泥池、带式压滤脱水机房、污泥堆场等。 生活区，该区位于厂区主导风向的上风向。本设计将办公楼、宿舍、食堂、锅炉房、浴室等建筑物组合在一个片区内。为不使这些建筑过于分散，将办公楼与化验室，食堂与宿舍，浴室与锅炉房合建，使这些建筑相对集中，靠近污水厂大门，便于外来人员联系。生活区位于污水厂北门，厂区主导风向的上风向。 在污水处理厂内应合理修筑道路，方便运输，广为植树绿化美化厂区，改善卫生条件，改变人们对污水处理厂“不卫生”的传统看法。按规定，污水处理厂厂区的绿化面积不得少于30%。 5.2 污水厂的高程布置 污水厂高程的布置应该遵循以下原则： （1） 认真计算管道沿程损失、局部损失，各处理构筑物、计量设备及联络管渠的水头损失；考虑最大时流量、雨天流量和事故时流量的增加，并留有一定的余地；还应考虑当某座构筑物停止运行时，与其并联运行的其余构筑物及有关的连接管渠能通过全部流量。 （2） 考虑远期发展，水量增加的预留水头； （3） 避免处理构筑物之间跌水等浪费水头的现象，充分利用地形高差，实现自流。 （4） 在认真计算并留有余量的前提下，力求缩小全程水头损失及提升泵站的扬程，以降低运行费用。 （5） 需要排放的处理水，在常年大多数时间里能够自流排放水体。注意排放水位不一定选取水体多年最高水位，因为其出现时间较短，易造成常年水头浪费，而应选取经常出现的高水位作为排放水位，当水体水位高于设计排放水位时，可进行短时间的提升排放。 应尽可能使污水处理工程的出水管渠高程不受水体洪水顶托，并能自流。 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流动，以按重力流考虑为宜，为此，必须经过精确的计算污水流动中的水头损失，水头损失包括： 污水流经各构筑物的水头损失； 污水流经连接各构筑物的管渠的水头损失（沿程及局部）； 污水经量水设备水头损失。 5.2.1 污水的高程布置 5.2.1.1 高程布置的注意事项 在对污水处理厂污水处理流程的高程布置时，应考虑下列事项： 选择一条距离最长，水头损失最大的流程进行水力计算。并适当留有余地，以保证在任何情况下，处理系统能够正常运行。 计算水头损失时，一般以尽其最大流量作为构筑物和管渠的设计流量。 设置重点泵站的污水处理厂，水力计算从接受处理后污水水体的最高水位作为起点，逆污水处理流程向上倒推计算，以使处理水在洪水季节也能自流排放，二泵站需要的扬程较小，运行费用较低。但同时应考虑挖土深度不宜过大，以免土建投资过大和增加施工上的困难。 在作高程布置时，还应注意污水流程与污泥流程的配合，尽量减少需抽升的污泥量。 本设计最高河流水位为55.80米，由于曝气池的体积大，考虑土方平衡，设计曝气池为半地下式。高程计算取曝气池高～位于地面以上。并以此为起点分别向格栅和巴氏计量槽出水口进行污水高程计算。 5.2.1.2 高程布置的具体计算 （1） 构筑物的水头损失： 构筑物名称 水头损失(m) 构筑物名称 水头损失(m) 细格栅 0.26 二沉池 0.5 沉砂池 0.2 滤池 1.5 初沉池 0.5 接触池 0.3 A-A-O 0.4 计量槽 0.28 其中中栅的水头损失经前面计算为0.08 （2） 管渠水力计算： 管渠及构筑物名 称 流量 (L/s) 管渠设计参数 水头损失(m) D (mm) I (‰) V () L (m) 沿程 局部 合计 出水口至计量堰 1100 1300 1.00 1.15 31 0.031 0.06 0.091 计量堰至接触池 1100 1300 1.00 1.15 22.57 0.023 0.050 0.071 接触池至集配水井 1100 1300 1.00 1.15 13.22 0.013 0.197 0.210 集配水井至滤池 550 1000 1.5 1.14 27.13 0.041 0.340 0.381 滤池至二沉池 550 1000 1.5 1.14 55.94 0.084 0.144 0.228 二沉池至曝气池 3740 1500 1.00 1.10 49.5 0.050 0.204 0.254 曝气池至初沉池 1100 1300 1.20 1.10 25.66 0.031 0.025 0.056 初沉池至集配水井 550 1000 1.40 1.1 25.58 0.036 0.033 0.069 集配水井至沉砂池 1100 1300 1.40 1.1 6.30 0.009 0.217 0.226 （3） 污水处理高程布置 根据上表，污水高程布置如下表所示。 序号 管渠及构筑物名称 水面上游标高(m) 水面下游标高(m) 建筑物水面标高(m) 构筑物水头(m) 1 出水口至计量堰 55.946 55.855 0.091 2 计量堰 56.226 55.946 56.086 0.28 3 计量堰至接触池 56.297 56.226 0.071 4 接触池 56.597 56.297 56.447 0.3 5 接触池至集配水井 56.807 56.597 0.210 6 集配水井至滤池 57.188 56.807 0.381 7 滤池 58.688 57.188 57.938 1.5 8 滤池至二沉池 58.916 58.688 0．228 9 二沉池 59.416 58.916 59.116 0.5 10 二沉池至曝气池 59.670 59.416 0.254 11 曝气池 60.07 59.670 59.87 0.4 12 曝气池至初沉池 60.126 60.07 0.056 13 初沉池 60.626 60.126 60.376 0.5 14 初沉池至集配水井 60.695 60.626 0.069 15 集配水井至沉砂池 60.921 60.695 0.226 16 沉砂池 61.121 60.921 61.021 0.2 17 沉砂池至细格栅 61.171 61.121 0.05 18 细格栅 61.431 61.171 61.301 0.26 19 中格栅 51.589 51.509 51.549 0.08 5.2.2 污泥高程布置 （1） 查《给水排水设计手册第五册城镇排水》，选用查斯特克里勒公式，设计中污泥管道为圆管，根据图表可以查得在相应管材、直径、流量下的坡度和流速值。经计算，污泥各连接管道的水头损失表 管渠至构筑物名称 流量 管渠设计参数 水头损失（m） D(mm) V() L(m) 沿程 局部 合计 初沉池至消化池 272.8 700 0.82 185 0.4 0.12 0.52 二沉池至污泥浓缩池 8.98 400 0.80 25 0.09 0.03 0.12 （2） 污泥处理构筑物的水头损失： 污泥浓缩池取0.1m，初沉池取为0.2m，二沉池取为0.3m。 （3） 下面对污泥处理构筑物高程进行列表计算，见表6.5。 表6.5 污泥构筑物高程计算 管渠及构筑物名称 上游泥面标高m 下游泥面标高m 构筑物泥面标高m 地面标高m 初沉池 60.376 58.6 初沉池至污泥消化池 60.376 59.656 58.6 二沉池 59.116 58.6 二沉池至污泥浓缩池 59.116 58.996 58.6 污泥浓缩池 58.996 58.6 污泥浓缩池至消化池 58.996 58.80 58.6 消化池 58.80 58.6 消化池到脱水机房 58.80 58.65 58.6 脱水机房 58.65 58.6 第六章 工程总预算 6.1 排水管道工程投资 估算按照排水管道综合指标进行计算。 排水管道指标总造价为40元/(m3/d·km)，则排水管道总投资为：40×75000×46.69=1.4亿元。 6.2 污水处理厂投资估算 估算按照二级污水处理厂综合指标进行计算。 二级污水处理厂指标总造价为1300.00元，则污水厂总投资为：1300.00×750000=0.975亿元。 污水处理厂实际用地面积为75364平方米，即7.54公顷。 6.3 污水处理成本计算 污水处理成本的计算，通常还包括污泥部分。构成成本计算的费用有以下几项： （1） 处理后污水排放费E1，达标排放不予考虑。 （2） 能源消耗费E2： 式中 N----污水处理厂内的水泵、空压机或鼓风机房及其它机电设备的功率总和(不包括备用设备)(Kw)； k----污水量总变化系数； d----电费单价，取0.55元/(Kw·h)。 则 （3） 药剂投加费E3： 。 （4） 工资福利费E4：E4=20000×30=60万元。 （5） 固定资产折旧大修费E5：E5=0.975亿×7%=682.5万元。 （6） 日常检修维护费E6：E6=0.975亿×1%=97.5万元。 （7） 管理及其它费用E7：E7=(E2+E3+E4+E5+E6)×10%=106.986万元。 （8） 污水、污泥综合利用收入不考虑。 则总污水处理成本为9856.986万元。那么单位治水成本为 。 结 论 聊城市隶属于山东省，该城区地势西北高东南低，设计人口为44万人。该城区设计污水流量为1100L/s，污水厂建在河体的下游，城市的东侧。该污水厂设计规模为75000m3/d，厂区占地面积约为75364m2，合约7.5公顷。根据进水水质，所以本设计采用同步脱氮除磷的A2/O工艺，具体的工艺流程为：进水→中格栅+泵站→细格栅→平流沉砂池→辐流式初沉池→A2/O曝气池→辐流二沉池→普通快滤池→平流消毒接触池→计量设备→出水；污水经过处理后排入河流，排放水位高于河体历史洪水位。污泥经过浓缩以及带式压滤机的处理，最终外运。污水厂最后定员为30人，管网总投资为1.4亿元，污水处理厂总投资为0.986亿元，治水成本为0.57元。 谢 辞 经过为期十三周的毕业设计工作，让我系统的了解了污水管网与污水处理厂的总体设计，虽然很辛苦，但是经过孙翠珍老师的指点，使我在工作的路上少遇到了不少的障碍，并较为顺利的完成了此次设计任务。对于老师的辛勤劳动和孜孜不倦的教诲，在此我深表谢意。 另外，在设计工作的进展中，同组的同学们也给予我很多的帮助，纠正了我的错误，在这里一并表示最真诚的感谢。 再次向帮助我的所有人表示我真挚的谢意! 参考文献 [1]李圭白.张杰.水质工程学[M].北京：中国建筑工业出版社，2005：15-30。 [2]韩洪军.杜茂安.水处理工程设计计算[M].北京：中国建筑工业出版社，2006：184-364。 [3]严熙世.刘遂庆.给水排水管网系统[M].北京: 中国建筑出版社，2002：203-225。 [4]张自杰.排水工程（第四版）[M].北京：中国建筑工业出版社，2000：22-38。 [5]姜乃昌.水泵及水泵站（第四版）[M]。北京：中国建筑工业出版社，1998：63-85。 [6]田钟荃.杨喜命.给水排水设计手册（第二版）第11册[M].北京：中国建筑工业出版社，2000：235-363。 [7] 高俊发.王社平.污水处理厂工艺设计手册[M].北京：化学工业出版社，2003：20-36。 [8] GB50014-2006，室外排水设计规范[S]。 [9] GJ18-86，污水排入城市下水道水质标准[S]。 [10] Pounsford,J(1984)Planning,Construction,Maintenance and Operation of Sewage System.BHRA,The Fluid Engineering Center:England. [11]Vesilind,P.A(2003)Wasterwater Treatment Plant Design.Water Environmental Federation:Alexandria,USA. 附 录 附表1 污水主干管设计流量计算 管段编号 居民生活污水日平均流量分配 管段设计流量计算 本段 转输流量q2(L/s) 合计平均流量(L/s) 总变化系数 k2 生活污水设计流量Q1(L/s) 集中流量 设计流量(L/s) 街坊编号 街坊面积（ha） 比流量q0 [(L/s)/ ha] 流量q1 (L/s) 本段 (L/s) 转输 (L/s) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 w01～w02 1,2 14.15 0.355 5.02 - 5.02 2.3 11.55 - - 11.55 w02～w03 - - - - 5.02 5.02 2.3 11.55 24.72 - 36.27 w03～w04 22 11.48 0.355 4.08 17.96 22.04 2.0 44.08 - 24.72 68.80 w04～w05 - - - - 22.04 22.04 2.0 44.08 - 24.72 68.80 w05～w06 45 9.70 0.355 3.44 41.98 45.42 1.8 81.76 - 36.29 118.05 w06～w07 55 6.39 0.355 2.27 45.42 47.69 1.8 85.84 - 36.29 122.13 w07～w25 - - - - 47.69 47.69 1.8 85.84 - 36.29 122.13 w24～w25 53,54 10.26 0.355 3.64 - 3.64 2.3 8.38 - - 8.38 w25～w26 - - - - 51.33 51.33 1.8 92.40 - 36.29 128.69 w57～w112 3 6.84 0.355 2.43 - 2.43 2.3 5.58 - - 5.58 w112～w56 4 5.85 0.355 2.08 2.43 4.50 2.3 10.36 - - 10.36 w56～w58 - - - - 6.98 6.98 2.2 15.37 - - 15.37 w58～w108 24 4.29 0.355 1.52 10.49 12.02 2.1 25.24 - - 25.24 w108～w109 35 20.08 0.355 7.13 12.02 19.15 2.0 38.29 - - 38.29 w109～w26 - - - - 19.15 19.15 2.0 38.29 - - 38.29 w26～w27 - - - - 70.48 70.48 1.7 119.81 - 36.29 156.10 污水主干管设计流量计算 管段编号 居民生活污水日平均流量分配 管段设计流量计算 本段 转输流量q2(L/s) 合计平均流量(L/s) 总变化系数 k2 生活污水设计流量Q1(L/s) 集中流量 设计流量(L/s) 街坊编号 街坊面积（ha） 比流量q0 [(L/s)/ ha] 流量q1 (L/s) 本段 (L/s) 转输 (L/s) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 w27～w28 - - - - 70.48 70.48 1.7 119.81 - 36.29 156.10 w103～w104 46 14.24 0.355 5.06 - 5.06 2.3 11.63 - - 11.63 w104～w105 56 9.56 0.355 3.39 10.61 14.00 2.1 29.40 - - 29.40 w105～w28 65 25.98 0.355 9.22 22.11 31.33 1.9 59.53 17.15 - 76.68 w28～w29 76 8.18 0.355 2.90 101.81 104.72 1.6 167.54 - 53.44 220.98 w29～w31 77 22.08 0.355 7.84 104.72 112.55 1.6 180.09 - 53.44 233.53 w91～w92 - - - - 15.39 15.39 2.0 30.78 - - 30.78 w92～w93 - - - - 29.84 29.84 1.9 56.70 - - 56.70 w93～w31 - - - - 50.31 50.31 1.8 90.56 - - 90.56 w31～w32 - - - - 162.86 162.86 1.6 260.58 - 53.44 314.02 w32～w33 78 20.45 0.355 7.26 162.86 170.12 1.6 272.20 - 53.44 325.64 w33～w34 92 11.30 0.355 4.01 170.12 174.13 1.6 278.62 - 53.44 332.06 w82～w77 50 14.85 0.355 5.27 - 5.27 2.3 12.13 - - 12.13 w77～w78 - - - - 5.27 5.27 2.3 12.13 - - 12.13 w78～w79 - - - - 11.28 11.28 2.1 23.69 - - 23.69 w79～w80 - - - - 19.74 19.74 1.9 37.51 - - 37.51 污水主干管设计流量计算 管段编号 居民生活污水日平均流量分配 管段设计流量计算 本段 转输流量q2(L/s) 合计平均流量(L/s) 总变化系数 k2 生活污水设计流量Q1(L/s) 集中流量 设计流量(L/s) 街坊编号 街坊面积（ha） 比流量q0 [(L/s)/ ha] 流量q1 (L/s) 本段 转输 (L/s) (L/s) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 w80～w34 - - - - 29.04 29.04 1.9 55.18 - - 55.18 w34～w35 95 22.85 0.355 8.11 203.18 211.29 1.5 316.93 - 53.44 370.37 w08～w09 14 11.54 0.355 4.10 - 4.10 2.3 9.42 - - 9.42 w09～w10 15 12.09 0.355 4.29 7.75 12.04 2.1 25.28 - - 25.28 w10～w11 16 12.98 0.355 4.61 19.06 23.67 2.0 47.33 - - 47.33 w11～w12 17 13.14 0.355 4.66 30.22 34.88 1.9 66.27 - - 66.27 w12～w13 18 12.95 0.355 4.60 41.03 45.63 1.8 82.13 - - 82.13 w67～w13 9 15.56 0.355 5.52 - 5.52 2.3 12.70 - - 12.70 w13～w15 - - - - 60.73 60.73 1.7 103.24 - - 103.24 w110～w94 25,36 39.64 0.355 14.07 - 14.07 2.0 28.14 - - 28.14 w94～w89 - - - - 14.07 14.07 2.0 28.14 17.36 - 45.50 w89～w95 27,38 54.16 0.355 19.23 33.81 53.04 1.8 95.47 - 17.36 112.83 w95～w75 - - - - 53.04 53.04 1.8 95.47 - 17.36 112.83 w75～w15 29,40 44.83 0.355 15.91 70.39 86.30 1.7 146.72 - 17.36 164.08 w15～w16 - - - - 162.13 162.13 1.6 259.40 - 17.36 276.76 w16～w17 - - - - 170.21 170.21 1.6 272.33 - 17.36 289.69 污水主干管设计流量计算 管段编号 居民生活污水日平均流量分配 管段设计流量计算 本段 转输流量q2(L/s) 合计平均流量(L/s) 总变化系数 k2 生活污水设计流量Q1(L/s) 集中流量 设计流量(L/s) 街坊编号 街坊面积（ha） 比流量q0 流量q1 本段 转输 [(L/s)/ ha] (L/s) (L/s) (L/s) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 w17～w18 - - - - 170.21 170.21 1.6 272.33 - 17.36 289.69 w18～w19 - - - - 180.97 180.97 1.6 289.55 - 17.36 306.91 w19～w20 - - - - 196.65 196.65 1.5 294.97 - 17.36 312.33 w20～w35 - - - - 214.35 214.35 1.5 321.52 - 17.36 338.88 w35～w36 97 31.27 0.355 11.10 425.63 436.73 1.4 611.43 - 70.80 682.23 w36～w37 - - - - 436.73 436.73 1.4 611.43 - 70.80 682.23 w41～w42 63 18.14 0.355 6.44 - 6.44 2.3 14.81 - - 14.81 w42～w43 64 20.35 0.355 7.22 6.44 13.66 2.1 28.69 - - 28.69 w43～w44 - - - - 13.66 13.66 2.1 28.69 - - 28.69 w44～w45 72 28.35 0.355 10.06 13.66 23.73 2.0 47.46 13.89 - 61.35 w45～w46 - - - - 58.33 58.33 1.8 104.99 - 13.89 118.88 w122～w46 83,98 122.64 0.355 43.54 - 43.54 1.8 78.37 - - 78.37 w46～47 84,99 102.77 0.355 36.48 101.87 138.35 1.6 221.36 - 13.89 235.25 w47～w48 85 49.43 0.355 17.55 138.35 155.90 1.6 249.43 17.36 13.89 280.68 w124～w48 - - - - 16.82 16.82 2.0 33.64 - - 33.64 w48～w49 100,86 128.77 0.355 45.71 172.72 218.43 1.5 327.64 - 31.25 358.89 污水主干管设计流量计算 管段编号 居民生活污水日平均流量分配 管段设计流量计算 本段 转输流量q2(L/s) 合计平均流量(L/s) 总变化系数 k2 生活污水设计流量Q1(L/s) 集中流量 设计流量(L/s) 街坊编号 街坊面积（ha） 比流量q0 [(L/s)/ ha] 流量q1 (L/s) 本段 (L/s) 转输 (L/s) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 w49～w50 87 64.16 0.355 22.78 218.43 241.21 1.5 361.81 - 31.25 393.06 w50～w51 90、101 56.15 0.355 19.93 251.78 271.71 1.5 407.56 - 31.25 438.81 w51～w52 93、102 45.26 0.355 16.07 271.71 287.78 1.5 431.67 20.83 31.25 483.75 w52～w53 94、103 54.19 0.355 19.24 292.21 311.44 1.5 467.17 - 52.08 519.25 w53～w37 96 5.37 0.355 1.91 311.44 313.35 1.5 470.03 - 52.08 522.11 w37～w38 - - - - 750.09 750.09 1.4 1050.12 - 122.88 1173.00 附表2 污水主干管水力计算表 管段 编号 管段 长度L(m) 设计 流量Q(L/s) 管径 坡度 流速 充满度 降落值 L*I 管段设计流量计算 埋设深度 D (mm) I v (m/s) h/D h(m) 地面标高 水面标高 管内底标高 上端 下端 上端 下端 上端 下端 上端 下端 w01～w02 167 11.55 300 0.0030 0.60 　 　 0.501 8.50 8.25 7.300 6.799 7.300 6.799 1.20 1.45 w02～w03 281 36.27 400 0.0020 0.65 0.45 0.180 0.562 8.25 8.14 6.799 6.237 6.619 6.057 1.63 2.08 w03～w04 287 68.8 500 0.0015 0.68 0.50 0.250 0.431 8.14 7.80 6.237 5.807 5.987 5.557 2.15 2.24 w04～w05 305 68.8 500 0.0015 0.68 0.50 0.250 0.458 7.80 7.87 5.807 5.349 5.557 5.099 2.24 2.77 w05～w06 310 118.05 600 0.0012 0.72 0.54 0.324 0.372 7.87 7.80 5.349 4.977 5.025 4.653 2.85 3.15 w06～w07 235 122.13 600 0.0012 0.73 0.57 0.342 0.282 7.80 7.70 4.977 4.695 4.635 4.353 3.17 3.35 w07～w25 154 122.13 600 0.0012 0.73 0.57 0.342 0.185 7.70 7.65 4.695 4.510 4.353 4.168 3.35 3.48 w25～w26 473 128.69 600 0.0012 0.73 0.59 0.354 0.568 7.65 7.58 4.510 3.943 4.156 3.589 3.49 3.99 w26～w27 309 156.1 600 0.0012 0.74 0.68 0.408 0.371 7.58 7.50 3.943 3.572 3.535 3.164 4.05 4.34 w27～w28 638 156.1 600 0.0012 0.77 0.68 0.408 0.766 7.50 7.50 3.572 2.806 3.164 2.398 4.34 5.10 加泵p2 w28～w29 800 220.98 700 0.0012 0.85  0.448 0.960 7.50 7.00 6.748 5.788 6.300 5.340 1.20 1.66 w29～w31 711 233.53 700 0.0012 0.85 0.65 0.455 0.853 7.00 6.70 5.788 4.935 5.333 4.480 1.67 2.22 w31～w32 212 314.02 800 0.0010 0.86 0.68 0.544 0.212 6.70 6.70 4.935 4.723 4.391 4.179 2.31 2.52 w32～w33 538 325.64 800 0.0010 0.87 0.70 0.560 0.538 6.70 6.70 4.723 4.185 4.163 3.625 2.54 3.08 w33～w34 613 332.06 800 0.0010 0.88 0.70 0.560 0.613 6.70 6.62 4.185 3.572 3.625 3.012 3.08 3.61 w34～w35 605 370.37 900 0.0008 0.88 0.67 0.603 0.484 6.62 6.35 3.572 3.088 2.969 2.485 3.65 3.87 w35～w36 455 682.23 1000 0.0007 0.90  0.650 0.319 6.35 6.30 3.088 2.769 2.438 2.119 3.91 4.18 w36～w37 204 682.23 1000 0.0007 0.90 0.65 0.650 0.143 6.30 6.22 2.769 2.627 2.119 1.977 4.18 4.24 w37～w38 772 1173 1200 0.0006 0.93 0.60 0.720 0.463 6.22 6.01 2.627 2.163 1.907 1.443 4.31 4.57 w38～w39 2000 1173 1200 0.0006 0.93 0.60 0.720 1.200 6.01 5.83 2.163 0.963 1.443 0.243 4.57 5.59 w39～139 460 1173 1200 0.0006 0.93 0.60 0.720 0.276 5.83 5.60 0.963 0.687 0.243 -0.033 5.59 5.63 w57～w56 356 10.36 300 0.0030 0.60 0.32 0.096 1.068 8.31 8.20 7.206 6.138 7.110 6.042 1.20 2.16 w56～w58 322 15.37 400 0.0020 0.60  0.112 0.644 8.20 8.10 6.138 5.494 6.026 5.382 2.17 2.72 w58～w108 168 25.24 400 0.0020 0.61 0.37 0.148 0.336 8.10 8.10 5.494 5.158 5.346 5.010 2.75 3.09 w108～109 485 38.29 500 0.0012 0.64 0.35 0.175 0.582 8.10 8.00 5.158 4.576 4.983 4.401 3.12 3.60 w109～w26 670 38.29 500 0.0012 0.64 0.35 0.175 0.804 8.00 7.58 4.576 3.772 4.401 3.597 3.60 3.98 w08～w09 310 9.42 300 0.0030 0.60 0.30 0.090 0.930 8.60 7.92 7.490 6.560 7.400 6.470 1.20 1.45 w09～w10 695 25.28 400 0.0020 0.61 0.37 0.148 1.390 7.92 7.55 6.560 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� EMBED Equation.3 ��� � EMBED Equation.3 ��� � EMBED Equation.3 ��� � EMBED Equation.3 ��� � EMBED Equation.3 ��� � EMBED Equation.3 ��� � EMBED Equation.3 ��� � EMBED Equation.3 ��� � EMBED Equation.3 ��� � EMBED Equation.3 ��� � EMBED Equation.3 ��� 接鼓风机房 � EMBED AutoCAD.Drawing.15 ��� s L q f q g 700 14 50      s m v g 39 . 1 8 . 0 14 . 3 7 . 0 4 2     m a 25 . 0  s L n q q j g j 8.75 80 700    2 125 . 0 50 % 25 . 0 m f K F k      s m v k 6 . 5 125 . 0 7 . 0   1968 5 . 63 125000    k K k f F N 24 80 1968    j k k n N n 60 26 08 . 0 1 . 2    j j d l 5 . 0 31 . 0 08 . 0 4 14 . 3 80 125 . 0 2      j j k f n F m a 5 . 2 4 0 1 0   s L n q q g 5 . 87 8 700 2 0    m x 19 . 0 6 . 0 1000 5 . 87 2 1    m c x eH H e 92 . 0 08 . 0 05 . 0 19 . 0 5 . 2 7 . 0 45 . 0 5 . 2 2             % 8 . 28 50 38 . 14   f F o m D 42 . 1 7 . 0 1 . 1 4 2      m D 59 . 2 42 . 1 3 . 0 1 . 1 4 2 3       m D 38 . 3 60 . 2 3 . 0 1 . 1 4 2 1      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