设计说明污水处理厂.doc

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污水处理厂设计说明书目录第一章污水处理工程设计计算说明书1.1 设计任务

1.2 设计内容

1.3 基本资料

1.4 设计水质水量计算

第二章污水的一级处理

2.1格栅设计计算

2.2 沉砂池设计计算

2.3 初次沉淀池设计计算

第三章AA/O生物脱氮除磷工艺计算 3.1设计参数

3.2平面尺寸计算

3.3进出水系统

3.4其他管道设计

3.5 剩余污泥量

第四章生物处理后处理

4.1 二次沉淀池设计计算

4.2 消毒设施计算

4.3 计量设备设计计算

第五章污泥处理构筑物计算

5.1 污泥量计算

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5.2 污泥浓缩池设计计算

5.3 贮泥池设计计算

5.4 污泥消化池设计计算

5.5 污泥脱水

第六章污水处理厂布置

6.1 污水处理厂平面布置

6.2 污水处理厂高程布置

第一章设计计算说明书

1.1设计任务

某城镇污水处理厂

1.2设计内容

1．根据给定的原始资料，确定污水厂的规模和污水设计水量。

2．按照原始资料数据进行处理方案的确定，拟定处理工艺流程，选择污水、污泥的处理构筑物，并用方框图表示。进行工艺流程中各处理单元的处理原理说明。

3．进行各构筑物的尺寸计算，各构筑物的设计参数应根据同类型污水的实际运行参数或参考有关手册选用。

4．设备选型计算。

5．平面和高程布置。根据构筑物的尺寸，合理进行平面布置；高程布置

应在完成各构筑物计算及平面布置草图后进行。各处理构筑物应尽力采用重力流，各处理构筑物的水头损失可直接查相关资料，但各构筑物之间的连接管的水头损失则需计算确定。

6. 编写设计说明书、计算书。

1.3 基本资料

1、设计流量：

Q平=30000+ 28×1000 m3/d（No学号，1～33总变化系数：K Z= 1.4

2、污水水质：

COD=200-300mg/L BOD5=100-150 mg/L SS=200mg/L NH3-N=35 mg/L

pH=6～9 3、受纳水体：

位于城市的东侧自南向北，20年一遇洪水水位标高322.5m，常水位标高320.3m。

4、选址：

根据城市总体规划，污水厂拟建于该城市下游河流岸边，地势平坦，拟建处的地面标高

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326.30m。该城市污水主干管终点(污水厂进水口)的管内底标高

321.00m。

5、气象资料：

该地区全年主导风向为西南风。地势平坦，地质情况良好，满足工程地质要求，夏季水温25℃，冬季水温15℃，常年平均水温20℃。

6、处理要求：

处理水水质中BOD5、COD、SS、NH3-N满足GB18918-2002一级B标准，处

理后的污水纳入河流，对污泥进行稳定化处理、脱水后泥饼外运填埋或作农肥。

7、其他资料：

厂区附近无大片农田，各种建筑材料均能供应，电力供应充足。1.4 设计水质水量计算

1.4.1 污水厂选址

未经处理的城市污水任意排放，不仅会对水体产生严重污染，而且直接影响城市发展发展和生态环境，危及国计民生。所以，在污水排入水体前，必须对城市污水进行处理。而且工业废水排入城市批水管网时，必须符合一定的排放标准。最后流入管网的城市污水统一送至污水处理厂处理后排入水体。

在设计污水处理厂时，厂址对周围环境、基建投资及运行管理都有很大影响。

选择厂址应遵循如下原则：

1.为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，一般不小于300米。

2.厂址应设在城市集中供水水源的下游不小于500米的地方。

3.厂址应尽可能设在城市和工厂夏季主导风向的下方。

4.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水头损失的要求，使污水和污泥有自流的可能，以节约动力。

5.厂址如果靠近水体，应考虑汛期不受洪水的威胁。

6.厂址应设在地质条件较好、地下水位较低的地区。

7.厂址的选择要考虑远期发展的可能性，有扩建的余地。

1.4.2 处理工艺的选择

1.污水处理工艺流程

处理厂的工艺流程是指在到达所要求的处理程度的前提下，污水处理个单元的有机结合，以满足污水处理的要求,构筑物的选型则是指处理构筑物形式的选择，以达到各构筑物的最佳处理效果,两者是互有联系，互为影响的。

城市生活污水一般以BOD物质为其主要去除对象，因此，处理流程的核心是二级生物处理法——活性污泥法为主。

本工程采用生物除磷脱氮的A2/O工艺。这种工艺特点是利用原污水中可生化降解物质作碳源，在去除污水中BOD物质的同时也能有效去除磷和氮。

具体的流程为：污水进入水厂，由水泵提升经过格栅至平流沉砂池，再由集配水井进入初沉池，经初沉池沉淀后，大约可去初SS 45%,BOD 25%，污水进入曝气池中曝气，从一点进水，采用AA/O生物脱氮除磷工艺。在二次沉淀池中，活性污泥沉淀后，回流至污泥泵房。

2.污泥处理工艺流程

污水处理厂在处理污水的同时，每日产生大量污泥，这些污泥若不进行有效处理，必然对环境造成二次污染。由于初沉污泥含水率低，一般不需要浓缩处理，可直接进行消化和脱水处理。剩余污泥来自曝气池，含水率较高，需要先进行浓缩处理后再消化脱水处理。

具体过程为：初沉池污泥直接进入贮泥池，二沉池的剩余污泥由螺旋泵提升至浓缩池，浓缩后的污泥进入贮泥池，再由泥控室投泥泵提升入消化池，进行中温二级消化。一级消

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化池的循环污泥进行套管加热，并用搅拌。二级消化池不加热，利用余热进行消化，消化后污泥送至脱水机房脱水，压成泥饼，泥饼运至厂外。

本设计采用的工艺流程如下图所示。（图1）

图1 城市污水处理工艺流程图

1.4.3 污水水量计算：

1.平均日流量

d Q=30000+ 28×1000 d/m3=58000d/m3=671.30L/s

2.最大日流量

污水日变4.1?Z K

最大日流量

hmssLQKQ dz/3384/m940.0/81.93930.6714.133max???????

1.4.4 污水水质计算：

根据国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中规定城市二级污水处理厂一级B标准，各个污染物的出水水质标准如下表1所示：

基本控制项目最高允许排放浓度（日均值）（单位：mg/L）表1

序号基本控制项目一级标准二级标准三级标准A标准B标准

1

化学需氧量（COD）50 60 100

120 2 生化需氧量（BOD5）10 2030 60 3 悬浮物（SS）10 20 30 50 4 动植物油 1 3 5 20 5 石油类 1 3 5 15 6 阴离子表面活性剂0.5 1 2 5 7

总氮（以N计）15 20

消化浓缩污泥脱水

贮泥污泥回混合液回流

污泥外泥渣外

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8

氨氮（以N计）5（8）8（15）25（30）

9 总磷（以P计）05年12月31日前建设1 1.5 3 5 06年1月1 日起建设的0.5 1 3 5

10 色度（稀释倍数）30 30 40 50 11 PH值6～9 12 糞大肠菌群数/（个/L）103 104 104

A、下列情况下按去除率指标执行，当进水COD大于350mg/L时，去除率应大于60%；BOD大于160mg/L时，去除率应大于50%。

B、括号外数值为水温>12℃时的控制指标，括号内数值为水温≤12℃时的控制指标。

1.污水的SS处理程度计算

按照国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中规定城市二级污水处理厂一级B标准，总出水口处悬浮物SS浓度为20mg/l.则去除率为

%9020020200 CCCE Sss

2.污水的BOD5处理程度计算

同理，总出水口污水的BOD5浓度为20mg/l.取进口BOD5浓度为

150mg/l.则去除率为

%87150201505?????CCCE SBOD

3.污水的COD5处理程度计算

同理，总出水口污水的COD浓度为60mg/l.取进口COD浓度为300mg/l.则去除率为

%8030060300?????CCCE SCOD

4.污水的NNH?3处理程度计算

同理，总出水口污水的NNH?3浓度为8mg/l.则去除率为

%77358353??????CCCE SNNH

第二章污水的一级处理

2.1 格栅设计计算

1.格栅的基本要求

（1）水泵处理系统前格栅栅条间隙，应符合下列要求：

1)人工清除 25～40mm 2)机械清除 16～25mm 3)最大间隙 40mm

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（2）格栅的工艺参数：

1）过栅流速：v=0.6~1.0m/s

2）栅前水深：h=0.4m

3）安装角度：a=45~75°

4）格栅间隙b：一般15~30mm，最大为40 mm

5）栅条宽度bs：细格栅3~10mm

中格栅10~40mm 粗格栅50~100mm

6)进水渠宽：B1=0.65m

7)渐宽部分展开角度a1=20°

8)栅前渠道超高：h2=0.3m

由于流量非常大，为防止垃圾堵塞格栅，达到去除粗大物质、保护处理厂的机械设备的目选用一粗一细两个格栅。（见图2）

2. 格栅尺寸计算

设计参数确定：

设计流量Q1=0.940m3/s（设计2组格栅），以最高日最高时流量计算；

过栅流速：v=0.7m/s；栅条宽度: s b=0.02m 格栅间隙：1b=0.04m（粗格栅）; mb025.02?（细格栅）

安装倾角：??60? ; 单位栅渣量：w1=0.05m3栅渣/103m3污水。设计中的各参数均按照规范规定的数值来取的。

粗格栅

1. 确定格栅前水深，根据最优水力断面公式21211vBQ?计算得:

栅前槽宽1112QBv?=

64.17.0940.02??m，则栅前水深82.0264.12h1???B m 2.栅条的间隙数n ：1.387.082.004.060sin940.0sinn max?????????vhbQ?

取n=39

3.栅槽宽度B

nb1-(nbsB????）=0.02×(39-1)+0.04×39=2.32m

4.进水渠道至栅槽渐宽部分长1L

B1=

64.182.07.0940.01max???hvQ m 渐宽部分展开角度a1=20°

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0.94m=2tg20/)1.64-32.2(=1/2tg)B1-B(= 1??L

5.栅槽至出水渠道间减缩部分长度2L

mL47.0294.02L12???

6.栅水头损失（h1）

设栅条断面为锐边矩形截面，取k=3，则通过格栅的水头损失：

mgvkk062.060sin81.927.096.03sin2h h2201???????????????

其中：96.0)04.002.0(42.2)bb3434s????（??

h0：水头损失；

k：系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增加倍数，取k=3；

?：阻力系数，与栅条断面形状有关，当为矩形断面时β=2.42。7.栅后槽总高度（H）

本设计取栅前渠道超高h2=0.3m，则栅前槽总高度

H1=h+h2==0.82+0.3=1.12m H=h+h1+h2=0.82+0.062+0.3=1.182m 8.栅槽总长度

L=L1+L2+0.5+1.0+（0.82+0.30）/tanα

=0.94 +0.47+0.5+1.0+(0.82+0.3)/tan60°=3.6m 9.每日栅渣量

①当栅条间距为16～25mm时，栅渣截留量为0.10～0.05m3/310m3污水。

②当栅条间距为40mm左右时，栅渣截留量为0.03～0.01m3/ 310m3污水。

在栅间隙为0.04m的条件下，取W1=0.02m3/ 310m3。

每日栅渣量为：

dmKwW z/2.016.110004.18640002.0940.010*******Q31max??????????,所以宜采用机械清渣。由于污水流量和栅渣量都较大，宜采用RAG型回转耙齿式机械格栅清渣,可以设置两台，一台工作，一台备用。

细格栅

1. 确定格栅前水深，根据最优水力断面公式21211vBQ?计算得:

栅前槽宽1112QBv? =

64.17.0940.02??m，则栅前水深82.0264.12h1???B m 2.栅条的间隙数n ：

96.607.082.0025.060sin940.0sinn max?????????vhbQ?

取n=61

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3.栅槽宽度B

nb1-(nbsB????）=0.02×(61-1)+0.025×61=2.73m

4.进水渠道至栅槽渐宽部分长1L

B1=

64.182.07.0940.01max???hvQ m 渐宽部分展开角度a1=20°

1.5m=2tg20/)1.64-

2.73(=1/2tg)B1-B(= 1??L

5.栅槽至出水渠道间减缩部分长度2L

mL8.025.12L12???

6.栅水头损失（h1）

设栅条断面为锐边矩形截面，取k=3，则通过格栅的水头损失：

mgvkk12.060sin81.927.08.13sin2h h2201???????????????

其中：8.1)025.002.0(42.2)bb3434s????（??

h0：水头损失；

k：系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增加倍数，取k=3；

?：阻力系数，与栅条断面形状有关，当为矩形断面时β=2.42。7.栅后槽总高度（H）

本设计取栅前渠道超高h2=0.3m，则栅前槽总高度

H1=h+h2==0.82+0.3=1.12m H=h+h1+h2=0.82+0.12+0.3=1.24m 8.栅槽总长度 L=L1+L2+0.5+1.0+（0.82+0.30）/tanα

=1.5 +0.8+0.5+1.0+(0.82+0.30)/tan60°=4.5m 9.每日栅渣量

①当栅条间距为16～25mm时，栅渣截留量为0.05～0.1m3/310m3污水。

②当栅条间距为40mm左右时，栅渣截留量为0.01～0.03m3/ 310m3污水。

在栅间隙为0.04m的条件下，取W1=0.05m3/ 310m3 每日栅渣量为：

dmKwW z/2.09.210004.18640005.0940.010*******Q31max??????????

所以宜采用机械清渣。由于污水流量和栅渣量都较大，宜采用RAG型回

转耙齿式机械格栅清渣,可以设置两台，一台工作，一台备用。

10.电动机功率P

根据B和H查下表可得，RAG型回转耙齿式机械电动机功率P=3KW。

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表1 主要技术参数

格栅主要

尺寸范围 B 500～1000 500～1000 500～1600 1600～3200 1600～3200

H 1000～2000 2000～3000 3000～4000 4000～6000 6000～12000

电机功率（KW）0.37 0.75 1.1 2.2 3.0

2.2 沉砂池设计计算

1. 沉砂池的选型：

沉砂池主要用于去除污水中粒径大于0.2mm，密度2.65t/m3的砂粒，以保护管道、阀门等设施免受磨损和阻塞。沉砂池有平流式、竖流式、曝气式和旋流式四种形式。曝气沉砂池具有预曝气，脱臭，除泡作用及加速污水中油类和浮渣分离等作用，对后面的沉淀池，曝气池和污泥消化池的正常运作及对沉砂的最终处置提高有利条件，所以本设计采用曝气沉砂池。（见图3）

2．设计资料

1）最大时流量沉砂池水力停留时间2-4min；

2）有效水深2-3m；

3）水平流速，0.08-0.12m/s；

4）池的长宽比可达5，池宽和池深比为1-1.5。

5）每立方米污水所需曝气量宜为0.1-0.2 3m（空气）。

3．设计参数确定

设计中选择两组曝气式沉砂池,N=2组，分别与栅格连接，每组沉砂池

设计流量: Q=(0.940/2) 3m/s =0.473m/s ；停留时间：T=3 min 设计水平流速：1V=0.1 m/s；有效水深：2h=2 m 每立方米污水所

需空气量：d=0.2 3m/s ;

4.池体设计计算

1)沉砂池有效容积

36.8447.0360T60mQV?????

2)水流过水断面面积

21m7.41.047.0???VQA

3）沉砂池宽度- 10 -

mhAB35.227.42??? B:2h=1.175<1.5 4)沉砂池长度187.46.84???A VL m 5)每小时所需空气量

h/338.4m0.20.4736003600Qdq3?????

6)沉砂室所需容积

366m22.510330580001086400?????????TXQV

7)每个沉砂斗容积

3061.2222.5VmNV???

8)沉砂斗上口宽度

mtgaa12.25.0604.12tg h213?????????

式中3h?---沉砂斗高度（m），设计中取3h?=1.4m.

?---沉砂斗和水平面倾角，设计中矩形沉砂斗取??60?。---沉砂斗底宽度（m）,设计中取1a=0.5m

1a

9)沉砂斗有效容积

mmaaaahV61.271.2)(3211230???????

10)进水渠道

11)出水装置

12)排沙装置

13)进水泵房设计

各构筑物的水面标高和池底埋深计算见第六章的高程计算。

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污水提升前水位320.30m（既泵站吸水池最底水位）,提升后水位

335.80m（即细格栅前水面标高）。

所以，提升净扬程Z=335.80-320.80=15.00m 水泵水头损失取2m，安全水头取2 m 从而需水泵扬程H=19m

再根据设计流量0.551m3/s，属于大流量低扬程的情形，考虑选用选用3台350QW1200-18-90型潜污泵（流量1200m3/h，扬程20m，转速

990r/min，功率90kw），两用一备，流量：

33max1.8750.47/44/2520QQmmh s?????

集水池容积：考虑不小于一台泵5min的流量：35521060602520QWm??????取有效水深h=1.3m，则集水池面积为:2161.51.3210WAmh???

泵房采用圆形平面钢筋混凝土结构,尺寸为15 m×12m,泵房为半地下式地下埋深7m，水泵为自灌式。

2.3 初次沉淀池设计计算

1. 初次沉淀池的选型

初次沉淀池是借助于污水中的悬浮物质在重力作用下下沉，从而与污水分离，初次沉淀池去除悬浮物为40%-60%，去除BOD5 20%-30%。本设计选择平流式沉淀池。平流式沉淀池由进水装置，出水装置，沉淀区，缓冲层，污泥区及排泥装置组成。（见图4）

2．设计参数确定

设计中选择两组平流式沉淀池,N=2组，从沉砂池出来的污水进入配水井，经配水井后分配流量流入平流式沉淀池。每组平流沉淀池：

设计流量: Q=(0.940/2) 3m/s =0.473m/s

3.池体设计计算

1）沉淀池表面积

28462360047.0q3600mQA??????

式中

2）沉淀部分有效水深

mtqh35.122??????

3）沉淀部分有效容积

3253836005.147.03600mQtV???????

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4）沉淀池长度

mvtL276.35.156.3??????

5）沉淀池宽度

mLAB3.3127846???

6）沉淀池格数

5.68.43.31/1????bBn个

取n=7个

7）污泥部分所需容积

301025.193864002)97100(10001000100)5.0200200(24671.0n)100(100)(24mTPKCCQ V Z?????????????????????

8）每格沉淀区污泥斗所需容积

316.27725.193n/mVV?????

9）污泥斗容积

33221212416.2786.31)5.08.45.08.4(72.331)(h31mmaaaaV???????????

10）沉淀池总高度

mhhhhH54.794.33.033.04321?????????

11）进水配水井

沉淀池分两组，每组分7格，每组沉淀池进水端设计进水配水井，污水在配水井内平均分配，然后流入初沉池。

配水管内中心管径：

mQD31.17.0940.04v42????????

配水管直径

mDvQD39.231.13.0940.0442233??????????

12）进水渠道

沉淀池分两组，每组进水端分设进水渠道，配水井接出的DN=1000进水管从进水渠道中部汇入，污水沿进水渠道向两侧流动，通过潜孔进入配水渠道，然后由穿孔花墙流入沉

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淀池。

smmHBQv/4.059.0)8.00.1/(47.0/111?????

13）出水渠道

沉淀池出水端设出水渠道，出水管与进水渠道连接，将污水送至集水井。

smmHBQv/4.059.0)8.00.1/(47.0/222?????

出水管道采用钢管，管径DN=1000mm,关内流速v=0.64m/s,水利坡降为i=0.479%.

第三章AA/O生物脱氮除磷工艺计算3.1设计参数

1.水力停留时间

AA/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v X一般采用2000-4000mg/l，设计中取

v X=3000mg/l。

3.回流污泥浓度

lmgrSVIX/120002.1100101066r?????

式中SVI-----污泥指数，一般采用100

r -----系数，一般采用1.2 4.回流污泥比

v X=???r XRR1既

3000=??1RR9000 解得R=0.5

式中?r X-----污泥回流浓度，?r X=r fX=0.75?12000=9000 mg/l 5.内回流倍数

35.377.0177.01R?????ee内，设计中取内回流倍数为335%。

3.2平面尺寸计算

1.总有效容积

3m3.1933324858000?????QTV

式中 Q -----进水流量(m3)，按平均流量计。

T -----水力停留时间（d）。

厌氧，缺氧和好氧各段内水力停留时间比值为1：1：3，则每段的水力停留时间分别为：

厌氧段T1=1.6h，缺氧段T2=1.6h，好氧段T3=4.8h。

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2.平面尺寸

曝气池总面积

22.46032.43.19333mhV A???

式中 h ----曝气池有效水深（m）。设计中h=4.2m。

每组曝气池面积

216.230122.4603mNAA???

式中 N ----曝气池个数。设计中取N=2。

每组曝气池共设5个廊道，第一，第二廊道分别为厌氧和缺氧段，最后3廊道为好氧段。

mbnAL8.6550.76.23011????

式中 b ----每廊道宽度；

n ----廊道数。

厌氧—缺氧—好氧池的平面布置如图所示。

3.3进出水系统

1.曝气池的进水设计

初沉池来水通过DN1200mm的管道送入活性污泥曝气池首端的进水渠道，管道内的水流速度为0.88m/s。在进水渠道内，水流分别向两侧流出，从厌氧段进入，进水渠道宽度为1.2m,渠道内水深为1.0m，则渠道内的最大水流速度为：

厌缺好好好

氧氧氧氧氧

段段段段段

好好好缺厌

氧氧氧氧氧

段段段段段65.8m

35m出水去二沉消化液回流

35m

消化液回流

进水管空气干管污泥回流管污泥回流管

来自鼓风机房- 15 -

smhNbQv S/39.0111??

2.曝气池的出水设计

厌氧—缺氧—好氧池的出水采用矩形薄壁堰，跌落出水，堰上水头

m14.0,144.0)81.9274.02%160671.094.0()2(3232设计中取为mgmbQH?????????

厌氧—缺氧—好氧池的最带出水流量为2.14sm/3,出水管管径采用

DN1800mm,送往二沉池，管道内的流速为0.84m/s。

3.4其他管道设计

在本设计中，污泥回流比为50%，从二沉池回流的污泥通过两根

DN=1500mm的回流管道分别进入首端的两侧厌氧段，管内污泥流速为0.9m/s.

硝化污泥回流比为200%，从二沉池出水回到缺氧段首端，硝化液回流管道管径为DN1000mm,管内流速为0.9m/s.

第四章生物处理后处理

4.1 二次沉淀池设计计算

1. 二次沉淀池的选型

沉淀池一般分为平流式，幅流式，竖流式和斜管式等几类。