设计污水厂工艺流程和方案

1. 环保专业一讲义:污水处理工艺流程及污水处理的确定

3.3.1污水处理工艺流程及污水处理的确定
1.污水处理工艺流程
⑴设计流量的确定
①平均日流量
平均日流量一般用来表示污水处理厂的规模，可用以计算污水厂的栅渣量、沉砂量、污泥量、处理总水量、耗药量以及年抽升电量，一般根据人口当量计算。
②设计流量
城市污水设计流量按照公式Q＝Q1＋Q2＋Q3计算。设计流量主要有三个用途：用于污水处理厂中管渠计算及各处处理构筑物的设计，计算降雨时的设计流量以及污水处理厂分期建设时，以相应的各期流量作为设计流量。
③最小污水流量
根据经验约为平均日流量的1/2～1/4，常用于污水泵站最低水位及污水泵的选型等。
⑵设计水质的确定
目前城市污水厂的设计水质主要是确定COD、BOD5、SS等的浓度。在无实测资料时，一般是根据设计人口数及设计规范中的污染物排放标准来进行计算的。
⑶工业废水与城市污水处理的关系
为了合理的发挥城市污水处理厂设施的功能，控制工业废水的污染，工业废水排入下水道时应遵循有关规定。
⑷城市污水处理工艺的选择
①确定污水处理程度主要有三种方法：
ⅰ根据受纳水体的稀释自净能力确定
ⅱ根据城市污水厂能达到的处理程度来确定
ⅲ根据污水厂所在地的地方要求确定。
②工程造价与运行费用
以处理水应达到的水质标准为前提，以处理系统最低造价和运行费用为目标函数，建立三者之间的相互关系，选择技术可靠、经济合理的处理工艺流程。
③污水量和水质的变化情况
水质、水量变化较大的污水，应考虑设置调节悄知搜池或事故贮水池。
④当地的其他条件
2.城市污水处理工艺流程
典型流程由一级处理和二级处理系统组成。一级处理是由格栅、沉砂池和初次沉淀池组成。其作用是去除污水中的固体污染物。二级处理系统是城市污水处理厂的核心，一般采用生物猛链处理法，主要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物。
3.城市污水深度处理
城市污水深度处理的目的，是为了污水回用。
城市污水深度处理典型流程：
格栅→沉砂池→初启历沉池→生物处理工艺→二沉池→混凝沉淀→滤池→杀菌→储水池；
格栅→沉砂池→初沉池→生物处理工艺→二沉池→生物膜法处理设备→沉淀池→滤池→杀菌→储水池。

2. 污水处理工艺流程的设计

污水处理工程是城市市政建设、工业企业建设或排污达标治理的一个重要部分，其建设须按国家基本建设程序进行，现行的基本建设程序一般分编制项目建议书、项目可行性研究、项目工程设计、工程和设备招投标、工程施工、竣工验收、运行调试和达标验收几个步骤。这些建设步骤基本包括了项目建设的全过程，它们也可划分为三个阶段。
第一阶段项目立项阶段。该阶段需根据城市市政规划或环境保护部门要求，分析项目建设的必要性和可行性。本阶段以确定项目为中心，一般由建设单位或其委托的设计研究单位编制项目建议书和项目可行性研究报告，通过国家计划部门、投资银行或企业计划部门论证便可获得立项，对于某些小规模项目，只编制污水处理工程方案设计，并通过投资部门的论证便可立项。第二阶段工程建设阶段。包括工程设计、工程和设备招投标、工程施工、竣工验收等过程。
设计的前期工作
设计的前期工作主要是可行性研究，以可行性研究报告(大型、重要的项目)或工程方案设计(小型、简单的项目)的文件形式表达，主要是论证污水处理项目的必要性、工艺技术的先进性与可靠性、工程的经济合理性，为项目的建设提供科学依据。可行性研究报告是国家投资决策的重要依据，主要内容如下。
①总论项目编制依据、自然环境条件(地理、气象、水文地质)、城市社会经济概况或企业生产经营概况；城市或企业的排水系统现状、污染源构成、污水排放量现状、污水水质现状、项目的建设原则与建设范围、污水处理厂建设规模、污水处理要求目标(设计进水、出水水质)。
②工程方案污水处理厂厂址选择及用地；污水处理工艺方案比较(比较方案工艺技术与总体设计、工艺构筑物及设备分析、技术经济比较)，处理水的出路(回用水深度处理工艺选择)；工程近、远期结合问题；节能、安全生产与环境保护，推荐方案设计(污水污泥及回用水处理工艺系统平面及高程设计、主要工艺设备及电气自控、土建工程、公用工程及辅助设施)；生产组织及劳动定员。
③工程投资估算及资金筹措工程投资估算原则与依据；工程投资估算表；资金筹措与使用计划。
④工程进度安排。
⑤经济评价总论(工程范围及处理能力、总投资、资金来源及使用计划)；年经营成本估算；财务评价。⑥研究结论、存在问题及建议。
初步设计
初步设计的主要目的如下：①提供审批依据，进一步论证工程方案的技术先进性、可靠性和经济合理性；②投资控制，提供工程概算表，其总概算值是控制投资的主要依据，预算和决算都不能超过此概算值；③技术设计，包括工艺、建筑、变配电系统、仪表及自控等方面的总体设计及部分主要单元设计，各专业所采用的新技术论证及设计；④提供施工准备工作，如拆迁、征地三通(水、电、路)一平(墙)并与有关部门签订合同；⑤提供主要设备材料订货要求，即设备与主材招标合同的技术规格书的依据，包括污水、污泥、电气与自控、化验等方面设备与主材的工艺要求、性能、技术规格、数量。初步设计的任务包括确定工程规模、建设目的、投资效益，设计原则和标准、各专业个体设计及主要工艺构筑物设计、工程概算、拆迁征地范围和数量、施工图设计中可能涉及的问题及建议。初步设计的文件应包括设计(计算)说明书、工程量、主要设备与材料、初步设计图纸、工程总概算表。初步设计文件应能满足审批、投资控制、施工图设计、施工准备、设备订购等方面工作依据的要求。
1．初步设计
(1)设计依据①可行性研究报告的批准文件；②建设单位(甲方)的设计委托书；③其他有关部门的协议和批件；④建设单位(甲方)提供的设计资料清单(名称、来源、单位、日期)。
(2)城市或企业概况及自然条件①城市现状与总体规划，或企业生产经营现状及发展。②自然条件方面资料a．气象，包括气温、湿度、雨量、蒸发量、冰冻期及冻土深度冰温、风向等；b．水文，包括地表水体的功能、地理位置、方向、水位、流速、流量等，地下水的分布埋深、利用等。工程地质，包括污水处理厂建址地区的地质钻孔柱状图、地基承载能力、地震等级等。③有关地形资料，包括污水处理厂及相关地区的地形图。·④城市污水排放现状及环境污染问题。
(3)处理要求污水排放应达到国家的排放标准或环境保护部门要求。
(4)工程设计①设计污水处理水质水量在分析排水系统污水的平均流量、高峰流量、现状流量、预期流量等水量资料基础上，确定污水处理厂设计规模(包括2012年处理能力和总处理能力)；根据城市或企业排污状况，在分析主要污染源(必要时作一定时间污染源监测)和混合污水现状监测资料的基础上，确定污水厂设计进水水质指标。②厂址选择说明结合城市现状和总体规划，具体说明厂址选择的原则和理由，并说明已选厂址的地形、地质、用地面积及外围条件(即三通一平)③工艺流程的选择说明主要说明所选工艺方案的技术先进性、合理性，尤其要说明所采用新技术的优越性(技术经济方面)和可靠性(技术方面)o④工艺设计说明说明所选工艺方案初步设计的总体设计(平面和高程布置)原则，并说明主要工艺构筑物的设计(技术特征、设计数据、结构形式、尺寸)⑤主要处理设备说明说明主要设备的性能构造、材料及主要尺寸，尤其是新技术设备的技术特征、构造形式、原理、施工及维护使用注意事项等。
(5)处理厂内辅助建筑(办公、化验、控制、变配电、药库、机修等)和公用工程(供水、排水、采胶、道路、绿化)的设计说明
(6)处理厂自动控制和监测设计说明
(7)处理厂污水和污泥的出路
(8)存在的问题及对策建议
2．工程量列出本工程各项构(建)筑物及厂区总图所涉及的混凝土量、钢筋混凝土土量、建筑面积等。
3．设备和主要材料量、挖土方量、回填土方量列出本工程的设备和主要材料清单(名称、规格、材料、数量)。
4．工程概算书说明概算编制依据、设备和主要建筑材料市场供应价格、其他间接费情况等。列出总概算表和各单元概算表。说明工程总概算投资及其构成。
5．设计图纸各专业(工艺、建筑、电气与自控)总体设计图(总平面布置图、系统图)，比例尺(1：200)~(1：1000)，主要工艺构筑物设计图(平面、竖向)，比例尺(1：100)~(1：200)。

3. 污水处理厂工艺流程图。以及简单工艺介绍

污水处理工艺

污水处理工艺分三级：一级处理：物理处理，通过机械处理，如格栅、沉淀或气浮，去除污水中所含的石块、砂石和脂肪、油脂等。二级处理：生物化学处理，污水中的污染物在微生物的作用下被降解和转化为污泥。

三级处理：污水的深度处理，它包括营养物的去除和通过加氯、紫外辐射或臭氧技术对污水进行消毒。可能根据处理的目标和水质的不同，有的污水处理过程并不是包含上述所有过程。

1、一级处理

机械(一级)处理工段包括格栅、沉砂池、初沉池等构筑物，以去除粗大颗粒和悬浮物为目的，处理的原理在于通过物理法实现固液分离，将污染物从污水中分离，这是普遍采用的污水处理方式。

机械(一级)处理是所有污水处理工艺流程必备工程(尽管有时有些工艺流程省去初沉池)，城市污水一级处理BOD5和SS的典型去除率分别为25%和50%。

在生物除磷脱氮型污水处理厂，一般不推荐曝气沉砂池，以避免快速降解有机物的去除；在原污水水质特性不利于除磷脱氮的情况下，初沉的设置与否以及设置方式需要根据水质特性的后续工艺加以仔细分析和考虑，以保证和改善除磷除脱氮等后续工艺的进水水质。

2、二级处理

污水生化处理属于二级处理，以去除不可沉悬浮物和溶解性可生物降解有机物为主要目的，其工艺构成多种多样，可分成活性污泥法、AB法、A/O法、A2/O法、SBR法、氧化沟法、稳定塘法、CASS法、土地处理法等多种处理方法。目前大多数城市污水处理厂都采用活性污泥法。

生物处理的原理是通过生物作用，尤其是微生物的作用，完成有机物的分解和生物体的合成，将有机污染物转变成无害的气体产物(CO2)、液体产物(水)以及富含有机物的固体产物(微生物群体或称生物污泥)；多余的生物污泥在沉淀池中经沉淀池固液分离，从净化后的污水中除去。

3、三级处理

三级处理是对水的深度处理，是继二级处理以后的废水处理过程，是污水最高处理措施。现在的我国的污水处理厂投入实际应用的并不多。

它将经过二级处理的水进行脱氮、脱磷处理，用活性炭吸附法或反渗透法等去除水中的剩余污染物,并用臭氧或氯消毒杀灭细菌和病毒,然后将处理水送入中水道，作为冲洗厕所、喷洒街道、浇灌绿化带、工业用水、防火等水源。

由此可见，污水处理工艺的作用仅仅是通过生物降解转化作用和固液分离，在使污水得到净化的同时将污染物富集到污泥中，包括一级处理工段产生的初沉污泥、二级处理工段产生的剩余活性污泥以及三级处理产生的化学污泥。

由于这些污泥含有大量的有机物和病原体，而且极易腐败发臭，很容易造成二次污染，消除污染的任务尚未完成。污泥必须经过一定的减容、减量和稳定化无害化处理井妥善处置。污泥处理处置的成功与否对污水厂有重要的影响，必须重视。

如果污泥不进行处理，污泥将不得不随处理后的出水排放，污水厂的净化效果也就会被抵消掉。所以在实际的应用过程中，污水处理过程中的污泥处理也是相当关键的。

4、除臭工艺

其中物理法主要包括稀释法、吸附法等；化学法包括吸收法、燃烧法等;生物法包括生物制剂法、生物过滤法、填充塔式生物脱臭法和生物洗涤法，植物提取液雾化喷淋法等。

(3)设计污水厂工艺流程和方案扩展阅读

未来发展的趋势。

1、行业整体的绩效提高。内部行业的绩效成为当务之急，所以国家十二五重大专项里面，专门有项目要建立国家范围的行业管理绩效体系。

2、服务成为我们行业的核心任务，成为行业的核心环节。这跟发达国家是一致的，发达国家基本上服务业占整个环保产业，设备、投资、建设大概占50%左右，我国估计占10%左右，所以有这么大的空间，内部的结构调整面临从建设到发展的需求。

没有哪一个运营主体在一个国家层面上能够占绝对的主导地位，不论是国有企业也好，外资企业也好，事业单位也好，还是股份制公司也好，都呈现了多样化形式。

所以以资产为基础的整合机会，这个不容易。这是我们面临的一个困难。但是另一方面，又提供了很好的契机。如果看国际上做资产整合的话，早期是英国做的比较成功，它先解决整合的问题，然后再解决市场化的问题。

3、从技术层面上看，水资源问题，本身开始出现流域化的趋势，过去叫“多龙治水”，越来越强调从流域的层面协调，从流域的尺度上，不仅仅是协调水资源，而且协调再生水。只有从流域角度上考虑这个问题的时候，才能取得最大的效益。

4. 污水处理的流程及基本方法

生活污水中有机污染物浓度较低，污水BOD5/CODcr≥0.45，可生化性较好，因此处理内工艺可以以生容化处理为主，选用A/ O工艺，生化池需分为A级池和O级池两部分。用污水提升泵提升至厌氧池，利用厌氧菌的作用，使有机物发生水解、酸化，去除废水中的有机物，并提高了污水的可生化性，厌氧池出水进入好氧池，氧化池内进行鼓风曝气，进行硝化、吸收磷、去除BOD（或COD）等，二沉池进行泥水分离，出水经消毒装置消毒后达标排放。污水达标

5. 污水处理的基本方法及处理流程

污水处理的基本流程如下：

1、污染源、水量、水质

确定污水中的有毒有害物质的来源，是哪个环节那个因素导致;最好后期无论在管理上还是在技术上做的清洁生产。水质情况也是要确定，建议不间断规律性的取样做检测从而得出科学的水质情况。水量也是是污水处理的规模，一般设计就打不就小，并且应该长远规划考虑后期的规模。

2、污水排放标准

这个排放标准，如果能零排放最好。前期在做环境影响评价的时候，一定要沟通好，这个标准很大程度上影响这个整个项目的造价。

3、污水处理方案、工艺、占地、经济性

寻找有经验，做过类似案例的环保单位，邀请其勘查现场，给其提供水质检查报告或者提供多次提取的水样，审核通过的环评资料以及指定污水处理设施规划场地，要求环保单位按照现有情况出污水处理方案(含污水处理工艺、占地面积、运行维护费用)及造价等。

4、把控施工质量

施工前准备工作、施工过程中隐蔽工程检查工作，严格按照设计规范经行有序施工。

5、试车、调试、人员培训

项目施工完成之后要做好单一设备试车、一联动设备试车，严格按照相关技术规范。试车完成之后要进水调试、待检测合格之后方可完成。后期一定要系统的经行相关资料提交、人员培训等等

6、日常维护

设备日常维护一定要按照环保单位提供的相关维护资料操作，严谨私自维修变更设备型号等等。

处理方法：

1、按作用分：污水处理按照其作用可分为物理法、生物法和化学法三种。

物理法：主要利用物理作用分离污水中的非溶解性物质，在处理过程中不改变化学性质。常用的有重力分离、离心分离、反渗透、气浮等。物理法处理构筑物较简单、经济，用于村镇水体容量大、自净能力强、污水处理程度要求不高的情况。

生物法：利用微生物的新陈代谢功能，将污水中呈溶解或胶体状态的有机物分解氧化为稳定的无机物质，使污水得到净化。常用的有活性污泥法和生物膜法。生物法处理程度比物理法要高。

化学法：是利用化学反应作用来处理或回收污水的溶解物质或胶体物质的方法，多用于工业废水。常用的有混凝法、中和法、氧化还原法、离子交换法等。化学处理法处理效果好、费用高，多用作生化处理后的出水，作进一步的处理，提高出水水质。

2、按处理程度分：污水处理按照处理程度来分可分为一级处理、二级处理和三级处理。

一级处理主要是去除污水中呈悬浮状态的固体物质，常用物理法。

二级处理的主要任务是大幅度去除污水中呈胶体和溶解状态的有机物，BOD去除率为80%～90%。

三级处理的目的是进一步去除某种特殊的污染物质，如除氟、除磷等，属于深度处理，常用化学法。

6. 【污水处理厂工艺流程设计计算】 污水处理厂基本流程

1概述

1.1 设计依据

本设计采用的主要规范及标准：

《城市污水处理厂污染物排放标准 （GB18918-2002） 》二级排放标准 《室外排水设计规范》（1997年版） （GBJ 14-87） 《给水排水工程概预算与经济评价手册》

1.2 设计任务书（附后）

2原水水量与水质和处理要求

2.1 原水水量与水质

Q=60000m3/胡携d

BOD 5=190mg/L COD=360mg/L SS=200mg/L NH 3-N=45mg/L TP=5mg/L

2.2处理要求

污水排放的要求执行《城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002） 》二级排放标准：

BOD 5≤30mg/L COD≤100mg/L SS≤30mg/L NH 3-N ≤25（30）mg/L TP≤3mg/L

3污水处理工艺的选择

本污水处理厂水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002） 》二级排放标准，其污染物的最高允许排放浓度为：BOD 5≤30mg/L；COD ≤100mg/L；SS ≤30mg/L；NH 3-N ≤25（30）mg/L；TP ≤3mg/L。

城市污水中主要污染物质为易生物降解的有机污染物，因此常采用二级生物处理的方法来进行处理。

二级生物处理的方法很多，主要分两类：一类是活性污泥法，主要包括传统活性污泥法、吸附—再生活性污泥法、完全混合活性污泥法、延时活性污泥法（氧化沟）、AB 工艺、A/O工艺、A 2/O工艺、SBR 工艺等。另一类是生物膜法，主要包括生物滤池、生物转盘、生物接触氧化法等工艺。任何工艺都有其各自的特点和使用条件。

活性污泥法是当前使用比较普遍并且有比较实际的参考数据。在该工艺中微生物在处理单元内以悬浮状态存在，因此与污水充分混合接触，不会产生阻塞，对进水有机物浓度的适应范围较大，一般认为BOD 5在150—400 mg/L之间时，都具有良好的处理效果。但是传统活性污泥处理工艺在处理的多功能性、高效稳定性和经济合理性方面已经难以满足不断提高的要求, 特别是进入90年代以来, 随着水体富营养化的加剧, 我国明确制定了严格的氨氮和硝酸盐氮的排放标准, 从而各种具有除磷、脱氮功能的污水处理工艺:如 A/O工艺、A 2/O工艺、SBR 工艺、氧化沟等污水处理工艺得到了深入的研究、开发和广泛的应用, 成为当今污水处理工艺的主流。

该地的污水中BOD 5 在190 mg/L左右, 要求出水BOD 5低于30mg/L。在出水的水质中,

不仅对COD 、BOD 5、SS 去除率都有较高的要求, 同时对氮和磷的要求也进一步提高. 结合具体情况在众多的污水处理工艺中选择了具有良好脱氮除磷效果的两种工艺—CASS 工 艺和Carrousuel 氧化沟工艺进行方案技术经济比较。

4污水处理工艺方案比选

4.1 Carrousuel氧化沟工艺(方案一)

氧化沟时二十世纪50年代由荷兰的巴斯维尔开发，后在欧洲、北美迅速推广，80年代中期，我国部分地区也建造了氧化沟污水处理工程。近几年来，处理厂的规模也发展到日处理水量数万立方米的工业废水及城市污水的大、中型污水处理工程。

氧化沟之所以能在近些年来裤孝伏得到较快的发展，在于它管理简便、运行稳定、流程简单、耐慎局冲击负荷、处理效果好等优点，特别是氧化沟具有特殊的水流混合特征，氧化

沟中的曝气装置只设在某几段处，溶解氧浓度较高，理NH 3-N 效果非常好，同时由于存在厌氧、好氧条件，对污水中的磷也有一定的去除率。

氧化沟根据构造和运行方式的不同，目前较多采用的型式有“Carrousel 型氧化沟”、“Orbal 型氧化沟”、“一体化氧化沟”和“交替式氧化沟”等，其中，由于交替式氧化沟要求自动化水平较高，而Orabal 氧化沟因水深较浅，占地面积较大，本报告推选Carrousel 氧化沟作为比选方案之一。

本设计采用的是Carrousel 氧化沟工艺. 其工艺的处理流程图如下图4-1所示: `

图4-1 Carrousel氧化沟工艺流程图

4.1.1污水处理系统的设计与计算

4.1.1.1进水闸门井的设计

进水闸门井单独设定, 为钢筋混凝土结构。设闸门井一座, 闸门的有效面积为1.8m 2, 其具体尺寸为1.2×1.5 m,有效尺寸为1.2 m×1.5 m×4.5 m。设一台矩形闸门。当污水厂正常运行时开启, 当后序构筑物事故检修时, 关闭某一闸门或者全部关闭, 使污水通过超越管流出污水处理厂。

4.1.1.2 中格栅的设计与计算

其计算简图如图4-2所示

(1)格栅间隙数:设栅前水深h=0.5m,过栅流速v=0.9m/s,栅条间隙宽度b=0.02m,格栅倾角α=60°，建议格栅数为2，一备一用。

Q max sin α0. 652⨯sin 60

=≈68个 n =

Nbhv 0. 02⨯0. 5⨯0. 9

(2)格栅宽度:设栅条宽度S=0.01m,

B=S(n-1)+bn=0.01×(68-1)+0.02×68=2.03≈2.00m

(3)进水渠道渐宽部分的长度：设进水渠道宽B 1=1.60m,其渐宽部分的展开角

α1=20（进水渠道内的流速为0.82m/s）,

l 1=

B -B 12. 0-1. 6

=≈0.56m 2tg α12tg 20



(4)栅槽与出水渠道连接处渐窄部分的长度：

l 2=

l 10. 56==0.28m 22

(5)通过格栅的水头损失：设栅条断面为锐边矩形断面（β=2.42，K =3），

2

⎛S ⎫v h 1=β ⎪sin αK

b 2g ⎝⎭

4

3

0. 92⎛0. 01⎫

sin 600⨯3 =2. 42 ⎪⨯

19. 6⎝0. 02⎭

43

=0.103m

(6)栅后槽总高度：设栅前渠道超高h 2=0.3m,

H =h +h 1+h 2=0.5+0.103+0.3≈0.9m

(7)栅槽总长度：

L =l 1+l 2+0. 5+1. 0+

H 1



tg 60

0. 5+0. 3

=2.8m

tg 60

=0. 56+0. 28+0. 5+1. 0+

(8)每日栅渣量：在格栅间隙为20mm 的情况下，设栅渣量为每1000m 3污水产0.07 m 3，

W =

Q max W 1⨯864000. 652⨯0. 07⨯86400

=3. 29m 3/d＞0.2 m3/d =

1. 2⨯1000K Z ⨯1000

宜采用机械清渣。

图4-2 格栅计算示意图

4.1.1.3细格栅的设计与计算

其计算简图如图4-2所示

(1)格栅间隙数：设栅前水深h=0.5m,过栅流速v=0.9m/s,栅条间隙宽度b=0.006m,格栅倾角α=600，格栅数为2。

Q max 0. 652⨯sin 60

=≈109个 n =

Nbhv 2⨯0. 006⨯0. 5⨯0. 9

(2)格栅宽度：设栅条宽度S=0.01m,

B=S(n-1)+bn=0.01×(109-1)+0.006×109=1.73≈1.75m

(3)进水渠道渐宽部分的长度：设进水渠道宽B 1=1.6m,其渐宽部分的展开角α1=20

（进水渠道内的流速为0.82m/s）,

l 1=

B -B 11. 75-1. 60

=≈0.22m 2tg α12tg 20

(4)栅槽与出水渠道连接处渐窄部分的长度：

l 2=

l 10. 22

==0.11m 22

(5)通过格栅的水头损失：设栅条断面为锐边矩形断面（β=2.42，K =3），

2

⎛S ⎫v h 1=β ⎪sin αK

b 2g ⎝⎭

4

3

0. 92⎛0. 01⎫

sin 600⨯3 =2. 42 ⎪⨯

19. 6⎝0. 006⎭

43

=0.51m

(6)栅后槽总高度：设栅前渠道超高h 2=0.3m,

H =h +h 1+h 2=0.5+0.3+0.51≈1.3m (7)栅槽总长度：

L =l 1+l 2+0. 5+1. 0+

H 1

tg 60

0. 5+0. 3

=2.41m

tg 60

=0. 22+0. 11+0. 5+1. 0+

(8)每日栅渣量：在格栅间隙为6mm 的情况下，设栅渣量为每1000m 3污水产0.07 m 3，

W =

Q max W 1⨯864000. 652⨯0. 07⨯86400

=1. 65m 3/d＞0.2 m3/d =

2⨯1. 2⨯1000K Z ⨯1000

宜采用机械清渣。

4.1.1.4 曝气沉砂池的设计与计算

本设计采用曝气沉砂池是考虑到为污水的后期处理做好准备。建议设两组沉砂池一备一用。其计算简图如图4-3所示。具体的计算过程如下：

(1)池子总有效容积：设t=2min,

V=Q max t ×60=0.652×2×60=78 m3

(2)水流断面积：

A=

Q max 0. 652

==9.31m2 0. 07v 1

沉砂池设两格，有效水深为2.00m ，单格的宽度为2.4m 。

(3)池长：

V 78L===8.38m，取L=8.5 m A 9. 31

(4)每格沉砂池沉砂斗容量：

V 0=0.6×1.0×8.5=5.1 m

(5)每格沉砂池实际沉砂量：设含砂量为20 m3/106 m3污水，每两天排一次，

3

20⨯0. 652

⨯86400⨯2=1.13〈5.1 m3

6

10⨯2

(6)每小时所需空气量：设曝气管浸水深度为2.5 m，查表得单位池长所需空气量为28 m3/(m·h),

q=28×8.5×(1+15%)×2=547.4 m3

图4-3 曝气沉砂池计算示意图

4.1.1.5 厌氧池的设计与计算

4.1.1.5.1 设计参数

设计流量为60000 m3/d，设计为两座每座的设计流量为30000 m3/d。 水力停留时间：

T =2h 。

污泥浓度：

X =3000mg/L

污泥回流液浓度：

V 0"=

X R =10000 mg/L

4.1.1.5.2 设计计算 (1)厌氧池的容积：

V =QT =30000×2/24=2500 m3

(2)厌氧池的尺寸：

水深取为h =5,则厌氧池的面积：

V 2500A ===500 m2。

h 5

厌氧池直径：

D =

4A

π

=

4⨯500

=25 m。 3. 14

考虑0.3的超高，故池总高为H =h +0. 3=5.3 m。 (3)污泥回流量的计算 回流比计算：

R =

X

=0.42

X R -X

污泥回流量：

Q R =RQ =0.42×30000=12600 m/d

4.1.1.6 Carrousel氧化沟的设计与计算

氧化沟，又被称为循环式曝气池，属于活性污泥法的一种。见图4-4氧化沟计算示3

4.1.1.6.1设计参数

设计流量Q=30000m3/d设计进水水质BOD 5=190mg/L； COD=360mg/L；SS=200mg/L；NH 3-N=45mg/L；污水水温T =25℃。

设计出水水质BOD 5≤30mg/L；COD ≤100mg/L；SS ≤30mg/L；NH 3-N ≤25（30）mg/L； TP ≤3mg/L。

污泥产率系数Y=0.55; 污泥浓度（MLSS ）X=4000mg/L;挥发性污泥浓度（MLVSS ）X V =2800mg/L; 污泥龄θc =30d; 内源代谢系数K d =0.055. 4.1.1.6.2设计计算

(1)去除BOD

氧化沟出水溶解性BOD 浓度S 。为了保证沉淀池出水BOD 浓度S e ≤30mg/L,必须控制所含溶解性BOD 浓度S 2，因为沉淀池出水中的VSS 也是构成BOD 浓度的一个组成部分。

S=Se -S 1

S 1为沉淀池出水中的VSS 所构成的BOD 浓度。

S 1=1.42(VSS/TSS)×TSS ×(1-e-0. 23⨯5) =1.42×0.7×20×(1-e-0. 23⨯5)

=13.59 (mg/L)

S=20-13.59=6.41(mg/L)

好氧区容积V 1。好氧区容积计算采用动力学计算方法。

V 1=

Y θc Q (S 0-S )

X V (1+K d θc )

=

0. 55⨯30⨯30000⨯(0. 16-0. 00641)

2. 8⨯(1+0. 055⨯30)

=10247m 3

好氧区水力停留时间：t=剩余污泥量∆X

Y

∆X=Q (S 0-S ) +Q (X 0-X 1) -QX e

1+K d θc

V 110247⨯24==8.20h

30000Q

=2096（kg/d）

去除每1kgBOD 5所产生的干污泥量=

∆X

=0.499（kgD S /kgBOD5）。

Q (S 0-S )

(2)脱氮

需氧化的氨氮量N 1。氧化沟产生的剩余污泥中含氮率为12.4%，则用于生物合成的总氮量为：

0. 124⨯769. 93⨯1000N 0==3.82(mg/L)

25000

需要氧化的氨氮量N 1=进水TKN-出水NH 3-N-生物合成所需要的氨N 。

N 1=45-15-3.82=26.18(mg/L)

脱氮量NR=进水TKN-出水TN-生物合成所需要的氨N=45-20-3.82=21.18(mg/L) 脱氮所需要的容积V 2

脱硝率q dn(t)= qdn(20)×1.08(T-20)=0.035×1.08(14-20)=0.022kg 脱氮所需要的容积:

V 2=

脱氮水力停留时间t 2:

QN r 30000⨯21. 18

==10315 m3 q dn X v 0. 022⨯2800

t 2 =

氧化沟总体积V 及停留时间t:

V 2

=8.25 h Q

V=V1+V2=10247+10315= 20562m3

t=V/Q=16.45 h

校核污泥负荷N =

QS 025000⨯0. 16

==0.083[kgBOD 5/(kgMLVSS ∙d )] XV 2. 8⨯17135

(3)氧化沟尺寸：取氧化沟有效水深为5m ，超高为1m ，氧化沟深6m 。

V

=20562/5=4112.4m 2 h

单沟宽10m ，中间隔墙宽0.25m 。则弯道部分的面积为：

2⨯10+0. 2523π()

3⨯10+3⨯0. 252A 1=+() π⨯10=965.63m

22

直线段部分的面积:

氧化沟面积为A=

A 2=A -A 1 =4112.4-965.63=3146.77 m2

单沟直线段长度：

L=

A 23146. 77

==78.67m ，取79m 。 4⨯104⨯b

进水管和出水管：污泥回流比R=63.4%，进出水管的流量为：Q 1=(1+R ) Q =1.634×

30000m /d=0.568 m /s，管道流速为v =1.0m/s。

3

3

则管道过水断面：

A=

管径d=

Q 0. 568==0.568m 2 v 1

4A

π

=0.850m, 取管径850mm 。

校核管道流速：

v=

(4)需氧量

Q

=0.94m A

实际需氧量：

AOR=D1-D 2-D 3+D4-D 5

去除BOD 5需氧量：

D 1=a "Q (S 0-S ) +b "VX =7754.03(kg/d) （其中a "=0.52，b "=0.12）

剩余污泥中BOD 5需氧量：

D 2=1. 42⨯∆X 1=1131.64(kg/d)

剩余污泥中NH 3-N 耗氧量：

D 3=4. 6⨯0. 124⨯∆X =454.57(kg/d) （0.124为污泥含氮率）

去除NH 3-N 的需氧量：

D 4=4.6×（TKN-出水NH 3-N ）×Q/1000=3450(kg/d)

脱氮产氧量：

D 5=2.86×脱氮量=1514.37(kg/d)

AOR= D1-D 2-D 3+D4-D 5=8103.45(kg/d)

考虑安全系数1. 2，则AOR=8103.45×1. 2=11344.83(kg/d) 去除每1kgBOD 5需氧量=

AOR

Q (S 0-S )

11344. 83

25000⨯(0. 16-0. 00641)

=

=2.95（kgO 2/kgBOD5）

标准状态下需氧量SOR

SOR=

AOR ∙C S (20)

α(βρC S (T ) -C ) ⨯1. 024

(T -20)

（C S （20）20℃时氧的饱和度，取9.17mg/L；T=25℃；C S(T)25℃时氧的饱和度，取 8.38mg/L；C 溶解氧浓度，取2 mg/L；α=0.85；β=0.95；ρ=0.909）

SOR=

11344. 83⨯9. 17

=20764.89(kg/d) (25-20)

0. 85⨯(0. 95⨯0. 909⨯8. 38-2) ⨯1. 024

∆SOR

=5.41（kgO 2/kgBOD5）

Q (S 0-S )

去除每1kgBOD 5需氧量=

曝气设备的选择：设两台倒伞形表面曝气机，参数如下： 叶轮直径：4000mm ；叶轮转速：28R/min；浸没深度：1m ； 电机功率：210KW ；充氧量：≥2.1kgO 2/(kW·h)。

4.1.1.7二沉池的设计与计算

其计算简图如图4-5所示

4.1.1.7.1设计参数

Q max =652 L/s=2347.2 m 3/h;

氧化沟中悬浮固体浓度 X =4000 mg/L;

二沉池底流生物固体浓度 X r =10000 mg/L;

污泥回流比 R=63.4%。

4.1.1.7.2 设计计算

(1) 沉淀部分水面面积 F 根据生物处理段的特性，选取二沉池表面负荷q=0.9m3 /(m2·h), 设两座二次沉淀池 n =2.

F =Q max 2347. 22==1304(m) nq 2⨯0. 9

(2)池子的直径 D

D =4F

π=4⨯1304

π=40. 76(m)，取D =40m 。

(3)校核固体负荷G

24⨯(1+R ) QX 24⨯（1+0. 634）⨯30000⨯4000G == F 1304

=141.18 [kg/(m2·d)] (符合要求)

(4) 沉淀部分的有效水深h 2 设沉淀时间为2.5h 。

h 2=qt =0.9×2.5=2.25 (m)

(5) 污泥区的容积V

V =2T (1+R ) QX 2⨯2⨯(1+0. 634) ⨯30000⨯4000 =24⨯(X +X r ) 24⨯(10000+4000)

=1945.2 (m3)

(6)污泥区高度h 4

污泥斗高度。设池底的径向坡度为0.05，污泥斗底部直径D 2=1.6m，上部直径D 1=4.0m，倾角为60°，则：

"= h 4D 1-D 24. 0-1. 6⨯tg 60°=2.1(m) ⨯tg 60°=22

11

V 1=2)πh 1"⨯(D 12+D 1D 2+D 2

12=13.72 (m3)

圆锥体高度

""＝h 4D -D 140-4⨯0. 05＝0.9(m) ⨯0. 05＝22

V 2=

=

竖直段污泥部分的高度 ""πh 412⨯(D 2+DD 1+D 12) ⨯(402+40⨯4+42) =418.25(m3) π⨯0. 912

"""=h 4V -V 1-V 21945. 2-13. 72-418. 25==1.16(m) 1304F

"+h 4""+h 4"""=2.1+0.9+1.16=4.16(m) 污泥区的高度h 4=h 4

沉淀池的总高度H 设超高h 1=0.3m，缓冲层高度h 3=0.5m。

则 H =h 1+h 2+h 3+h 4=0.3+2.25+0.5+4.16=7.21m

取H =7.2 m

4.1.1.8接触池的设计与计算

采用隔板式接触反应池。其计算简图如图4-5所示。

水力停留时间：t=30min

12

平均水深：h =2.4m。

隔板间隔：b=1.5m。

池底坡度：3%

排泥管直径：DN=200mm。

4.1.1.8.2设计计算

接触池容积：

V =Qt =0.652×30×60=1174 m 3

水流速度：

v =Q 0. 652==0. 18 m/s hb 2. 4⨯1. 5

表面积：

Q 1174==489. 2 m2 h 2. 4

廊道总宽度：隔板数采用10个，则廊道总宽度为B=11×b=11×1.5=16.5m。 接触池长度：

F 489. 2L ===29.6m取30m 。 B 16. 5

水头损失，取0.4m 。 F =

13

7. 污水处理厂的施工内容及流程有哪些

污水处理厂：

格栅--沉砂--初沉--生化--二沉--排放

工业废水：

调节--反应--沉淀--回调--排放