四沟式氧化沟设计计算

设计计算书

污水处理厂构筑物和机械设备有粗格栅、污水提升泵房、细格栅、旋流沉砂池、四沟式氧化沟、曝气设备、二级提升泵房、气水反冲洗滤池、紫外消毒池等。机械设备平均工作时间按10h 设计。

1粗格栅的设计

污水处理厂设计水量Q 平= 0.5╳105m 3/d =578.7L/s=0.579 m 3/s 总变化系数K z = 2.7/Q 平0.108=1.36

最高时：Qmax= K z ×Q 平=1.36×578.7=787.032L/s=0.787 m 3/s 1. 设计参数

2. 设计计算

说明：Q max —最大设计流量，为0.787m 3/s ； 设计采用⊙10圆钢为栅条，即栅条宽度为S = 0.01m

① 根据最优水力断面公式2

21max

V

B Q =计算得： ==

v Q B max 12 1.50m ==2

1B

h 0.75m 所以栅前槽宽约为1.50m 。栅前水深约为0.75m 。

② 格栅的间隙数量bhv

Q n α

sin max =

7

.075.0025.060sin 787.0???

=

= 56（条）

③ 栅槽宽度B ： B = S （n-1）+ b×n = 0.01×(56-1)+0.025×56=1.95m

④ 过栅水头损失h 2 ： g

v h 2sin 2

0??=

αξ

设栅条断面形状为锐边矩形79.3)(34

==b

s

βξ 其中β=2.42

g

v h 2sin 2

0??=

αξ

m 084.081

.927.060sin 79.32=????=

h 2=k×h o = 0.253m

K —系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增大倍数，一般采用K=3。

⑤ 栅后槽的总高度H

h 1—格栅前渠道超高，一般去h 1=0.3m H = h + h 1 + h 2=0.75+0.3+0.253=1.3m

⑥ 格栅的总长度L ： α

tan 0.15.01

21H m m L L L +

+++= =-=

1tan 211αB B L 0.618m m L

L 039.02

12==

H1 = h + h 1 =0.75+0.3 = 1.05m

αtan 0.15.0121H m m L L L +

+++=m 03.3tan 05

.10.15.0309.0618.0=++++=α

式中：L1—进水渠渐宽部位的长度，m ； L2—栅槽与出水渠连接处渐窄部分长度，m ； B1—进水渠宽度，栅前槽宽，m ； α1—进水渐宽部分的展开角，一般取20°。

⑦ 每日栅渣量W 计算

==

1000

*86400

**1m ax Kz W Q W 1.50 m 3/d

拦截污物量远大于0.3 m 3/d ，宜采用机械清渣。

式中：W —每日栅渣量，m 3/d ；

W1—单位体积污水栅渣量，m 3/(103m 3污水)，一般取0.1～0.01，细格栅取大值，粗格栅取小值，此处取0.03。

k z—污水流量总变化系数。

2进水泵房的设计

粗格栅井与提升泵房合建，建设采用地下钢筋混凝结构，选用的设备类型是可提升式无堵塞潜水污水泵。

1.设计资料

①设计流量

最大设计流量Q max= K z×Q平=1.36×0.5×105t/d=68000t/d=0.787 m3/s

②泵站地理位置

泵站位于管网末端的粗格栅后，污水处理厂的前段，地面标高140m。

2.设计计算

提升的初始水位：-5.2m

提升后的水位：5.75m

提升净扬程：10.95m

设泵的水头损失为：1m

所需的扬程H为：11.95m

采用潜水房，一用两备，单泵提升流量Q=1000m3/h，N=55KW，扬程12m，转速1250r/min，排出口径210mm[28]。

泵房的设计为地上部分6m,地下部分7m,钢筋混凝土结构。设有闸门以便检修。

3细格栅的设计

Q max= 0.787 m3/s

1.设计参数

2.设计计算

说明：Q max —最大设计流量，为0.787m 3/s ；

① 根据最优水力断面公式2

21max

V

B Q =计算得： m v Q B 15.12max 1==

==2

1B

h 0.57m 所以栅前槽宽约为1.15m 。栅前水深约为0.57m 。

② 格栅的间隙数量bhv Q n αsin max ?=

2

.157.0003.080sin 787.0???

?=

= 115（条） ③ 栅槽宽度B ： B = S （n-1）+ b×n = 0.01×(115-1)+0.01×115=2.3m ④ 过栅水头损失h 2 ：

设栅条断面形状为锐边矩形 42.2)(34

==b s

βξ 其中β=2.42

g v h 2sin 2

0??=

αξm 175.081

.922.180sin 42.22=????=

h 2=k×h o = 0.525m

K —系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增大倍数，一般采用K=3。

⑤ 栅后槽的总高度H

h 1—格栅前渠道超高，一般去h 1=0.3m H = h + h 1 + h 2=0.57+0.3+0.525=1.4m

⑥ 格栅的总长度L ： α

tan 0.15.01

21H m m L L L +

+++==-=

1tan 211αB B L 1.58m m L

L 79.02

12==

H1 = h + h 1 =0.57+0.3 = 0.87m

αtan 0.15.0121H m m L L L +

+++=m 06.4tan 05

.10.15.079.058.1=++++=α

式中：L 1—进水渠渐宽部位的长度，m ； L 2—栅槽与出水渠连接处渐窄部分长度，m ； B 1—进水渠宽度，栅前槽宽，m ；

α1—进水渐宽部分的展开角，一般取20°。

⑦ 每日栅渣量W 计算

==

1000

*86400

**1m ax Kz W Q W 3.5 m 3/d

拦截污物量远大于0.3 m 3/d ，宜采用机械清渣。 式中：W —每日栅渣量，m 3/d ；

W 1—单位体积污水栅渣量，m 3/(103m 3污水)，一般取0.1～0.01，细

格栅取大值，粗格栅取小值，此处取0.07。

k z —污水流量总变化系数。

4旋流沉砂池的设计

1. 设计参数

ⅰ.表面水力负荷：200m 3/(m 2.h) HRT max ＞30s ⅱ.有效水深1～2m ，池径与池深比为2.0～2.5m

ⅲ.进水渠道流速：在最大流量的40％～80％的情况下为0.6～0.9m/s ,在最小流量时大于0.15m/s ，在最大流量时不大于1.2m/s ⅳ.进水渠道直段长度应为渠宽的7倍，并不小于4.5m

ⅴ.出水渠道与进水渠道的夹角大于270°，以最大限度地延长水流在沉砂池内的停留时间，达到除砂的目的。

ⅵ.出水渠的宽度为进水渠的两倍。出水渠的直线段要相当于出水渠的宽度。

图7钟式沉砂池剖面图

2. 设计计算

设计流量：Q max = 0.787 m 3/s

1) 沉砂池的直径

π

'3600

4q Q D ?=

式中：Q —设计流量，s m /3；'q —表面负荷，)/(23h m m ?； 则14

.32003600

787.04???=

D =4.25m

2) 沉砂池有效水深

2

24D Qt

h π=

式中：t —水力停留时间，设计中取t=36s 则m h 998.125

.414.336

787.042

2=???=

，取h 2=2.0m 3) 沉砂室所需容积

6

m ax 1086400

XT Q V =

式中:Q 平= 0.5╳105m 3/d =578.7L/s=0.579 m 3/s T —清触沉砂的时间,间隔设计中取T=1d 。

X —城市污水沉砂量，36310/m m ,污水一般采用3036310/m m 污水； 则3

6

5.110

86400130579.0m V =???=

4) 沉砂斗容积

)(12

1

4122542r dr d h h d V +++=

'ππ 式中： d —沉砂斗上口直径，m ，设计中取d=1.4m ；

4h —沉砂斗圆柱体的高度，m ,设计中取4h =1.5m ；

5h —沉砂斗圆台体的高度，m ；)(5.045tan 25m r

d h =?

-=

r —沉砂斗下底直径，m ，一般采用0.4～0.6m ,设计中取r=0.4m 。

3222'

66.212

)4.04.04.14.1(5.014.345.114.34.1m V =+?+?+??=

5) 沉砂室高度

54321h h h h h H ++++=

式中： 1h —沉砂池超高，m ，一般采用0.3～0.5m ，设计中取1h =0.3m ；

3h —沉砂池缓冲层高度，m ；

m d D h 425.12)

4.12

5.4(245tan )4.1

6.3(245tan )(=-=?-=?-=

H=0.3+1.998+1.425+1.5+0.5=5.72m

6) 进水渠道

进水渠与涡流式沉砂池呈切线方向进水，以提供涡流的初速度。

进水渠道宽度：1

1max

1h v Q B =

式中： 1v —进水流速，一般采用1.6～1.2m/s ，设计中取1v =1.0m/s ；

1h —进水渠道水深，m ，设计中取1h =1m 。 则m B 79.00

.1787

.01==

进水渠道长度 L 1=7B 1=7×0.79=5.53m

5厌氧混合池与氧化沟的设计

1.基础资料

处理规模：Q=50000m 3/d

进水水质：BOD 5=130 mg/L ，COD=220 mg/L ，SS=180 mg/L ，NH 4+-N=25 mg/L ，

TN=30 mg/L ，TP=45 mg/L ，水温最高30℃，最低10℃；

出水水质：：BOD 5≤10mg/L ，COD≤50mg/L ，SS≤10mg/L ，NH 4+-N≤5mg/L ，

TN≤15mg/L ，TP≤0.5 mg/L 。

2.设计参数

考虑污水处理厂脱氮除磷的要求，设计污泥龄取20d 。为提高系统抗负荷变化能力，选择混合液污泥浓度MLSS=3000mg/L （MLVSS=0.650MLSS=1950 mg/L ），考虑所选污水处理工艺不设初沉池，取有效性系数f=0.60，溶解氧浓度好氧区取 2.0 mg/L ，缺氧区取0.2 mg/L ，根据设计经验值，取污泥产率系数

Y=0.60kgVSS/kgBOD 5,內源代谢系数K d =0.05,K=k’=0.038，设置三组氧化沟，每组设计流量1.67×104m 3/d [35]。 3.设计计算

（1）氧化沟

①确定污泥龄 综合考虑到脱氮除磷的要求，确定各参数为：K d =0.05d -1, Y=0.60kgVSS/kgBOD 5,取SRT=20d 。

② 确定出水溶解性BOD 5

L mg Y

K K Q Se c /39.460.0038.005

.02011'

=?+=+=θ 考虑到该工艺无初沉池，所以取f=VSS/SS=0.60,

由于总出水的BOD 5总应包括出水溶解性BOD 5和由于出水带出的VSS 所构成的BOD 5这两部分。因此，最终出水BOD 5的应当是：

总出水的BOD 5（mg/L ）=[出水溶解性BOD 5(mg/L)]+[出水中VSS 的BOD 5(mg/L )]

实际上VSS 只有77%是可生物降解的，23%是惰性的。因此，1mgVSS 只有0.77mgBOD 5。

则出水中SS 所占BOD 5=出水SS×f×f b =10×0.60×0.77=4.62 mg/L 出水总BOD 5=Se+出水VSS 产生的BOD 5=4.39+4.62=9.01 mg/L ＜10 mg/L 符合要求。

③ 确定氧化沟好氧区容积 根据劳伦斯-麦卡蒂方程：

3404.6454)2005.01(65.0300020

)39.4130(1067.160.0)1()(m Q K X Q S S YQ V c v e =??+???-???=+?-=θθ

水力停留时间 h d Q V HRT 3.9386.010

67.1106454.04

4

==??== 污泥负荷 如下式：

)/(167.04

.645465.03000)

39.4130(1067.1)(540d kgMLSS kgBOD V X S S M F v e ?=??-??=-= 满足F/M 值在0.1～0.2 kgBOD 5/(kgMLSS·d)，符合脱氮除磷的要求。

④ 四沟式氧化沟的产泥量

表观产率系数3.020

05.016

.01=?+=+=

θQ K Y Y c obs

又Q×S r ×Y obs =X w =Q×(S 0-S e )×Y obs ,则剩余污泥量为：

X w =Q×S r ×Y obs =5.0×104×(130-4.39)×10-3×0.3=1884.2kg/d （干污泥量）

⑤ 硝化校核

实际硝化速率 r n =f n ·q n

式中，f n 为硝化菌在活性污泥中所占的比例，原污水中BOD 5/TKN≈130/30=4.33。

表3BOD 5/TKN 与活性污泥中硝化菌的比率

此时对应f n =0.061（由表3采用内插法计算）；q n 为单位质量的硝化菌降解NH 4+-N 的速率。

硝化菌比增长速率1005.020

1

1-===

d Q u c ,则5.00==n Y u q

式中Y n 为硝化菌产率系数，取Yn=0.1kgVSS/kgNH 4+-N 。 所以实际硝化速率r n =f n ·q n =0.061×0.5=0.0305 d -1 又因为,0N

v e

n HRT X N N r ?-=

则h d r X N N HRT n v e n 7.8364.00305

.075.03000)

530(0==??-=?-=

＜9.3h

可见设计HRT N =9.3h 能够满足硝化要求。

⑥ 缺氧区设计计算 采用负荷法。

系统每日脱氮量w e e X N NO N NH TN Q W 124.01000

)

()([340-----=

-

+

471124.01000

)5530(1067.14?---??==275.6kg/d

式中，出水中的NO 3--N e 按5mg/L 计。 取反硝化速率q dn =0.06kgNO 3--N/(kgVSS·d) 则反硝化所需容积335.2355101950

06.06

.275m X q W V v dn dn =??=?=

水力停留时间h d Q V HRT 4.3141.01067.15.23554

==?==

TN 去除率%50%10030

15

30%1000=?-=?-=

O TN TN TN V e rn

混合液回流比%100%1001=?-=

rn

rn

n V V R ⑦ 澄清区容积计算

四沟式氧化沟中一条边沟是作澄清用。假定四沟内污泥浓度分别为两边沟3300mg/L ,中沟均为2400mg/L ，平均3000mg/L 。

表4 四沟式氧化沟一个单元工作过程

编号 工作过程 MLSS （mg/L ）

时间（h ）

A 池 澄清过渡段 3300 1

B 池 曝气 2400 4

C 池 曝气 2400 4

D 池

沉淀

3300

4

按照表5所示的四沟式氧化沟的工作过程及四条沟平均污泥浓度，估算活性污泥比例：66.04

300044

330011330011=????+??-

故氧化沟总容积为：3

3.1334866

.05

.23554.6454m =+

则澄清区的容积为：13348.3-6454.4-2355.5=4538.4 m 3

⑧ 确定氧化沟的工艺尺寸

氧化沟有效水深取4.0m ，超高取0.5m ，每沟之间隔墙厚度均为0.25m ； 工程设三组四沟式氧化沟，则单组氧化沟容积为13348.3 m 3 。每沟平面尺寸3337.1m 2，每池平面尺寸834.3m 2。氧化沟单槽净宽取5.4m ，每沟两槽净宽共11.05m ，可得出有效净池长66.8m 。则每池平面尺寸66.8m×11.05m 。

因此，每座氧化沟总宽度为11.05×4+0.25×5=45.45m 中心岛半径r 取2.5m

⑨ 进出水管及调节堰设计 a. 污泥回流比R

混合液悬浮固体浓度（MLSS ）：3000mg/L ，回流污泥浓度：1950 mg/L ， 195

R =3000×

（Q+Q R ）→%65==

Q

Q R n

进出水管流量Q=1.67×104m 3/d=0.193 m 3/s ,进出水管流速控制在1m/s 以下。 进出水管直径m d 495.00

.114.3193

.04=??=

,取d=0.50m 。

校核进出水管流速s m A

Q

V /98.0==﹤1.0m/s b. 出水堰计算

为了能够调节曝气转碟的淹没深度，氧化沟出水处设置出水竖井，出水竖井内安装旋转堰堰门。初步估计可按薄壁堰计算。

Q=1.86bh 1.5,取堰上水头h=0.24m ，则堰宽b=0.88m ,去取b=0.9m 。 考虑可旋转堰门的安装要求（每池边留0.3m ），则出水竖井长度为L=0.3×2+b=1.5m ，故取L=1.8m 。

考虑到安装高度，出水竖井宽度B=1.2m ,则出水竖井平面尺寸为LB=1800mm×1200mm 。

出水井出水孔尺寸为b×h=880mm×1200mm ,正常运行时，堰的顶部高出孔口底边0.1m ，堰上下调节范围为0.3m 。

出水竖井位于中心岛。

⑩ 需氧量的确定 采用如下经验式计算：

O2 Kg/d=A×Lr+B×MLSS+4.6×Nr-2.8×Nor

式中：第一项为BOD合成污泥需氧量；

第二项为活性污泥内源呼吸需氧量；

第三项为硝化需氧量；

第四项为反硝化产生氧量。

经验系数：A=0.5 B=0.1

a.Nr—系数，需要硝化含氮量

随剩余污泥排放的含氮量，活性污泥中含氮量为12.4%（活性污泥按C5H7NO2计），有0.6×50000×（0.13-0.01）×12.4%=446.4KgN/d

出水带走含氮量：总氮0.015×50000=750 KgN/d

氨氮0.005×50000=250 KgN/d

进水含氮量0.03×50000=1500 KgN/d

Nr—系数，需要硝化含氮量1500-446.4-250=803.6 KgN/d

b.Nor—系数，需要反硝化含氮量1500-446.4-750=303.6 KgN/d

c.产泥量MLSS

泥龄20d，产泥率Y=0.6，在好氧条件下（DO=2mg/l）,要求污泥量MLSS 为：

20×0.6×50000×（0.13-0.01）=7.2×104Kg

故O2 Kg/d=0.5×50000×（0.13-0.01）+0.1×7.2×104+4.6×803.6-2.8×303.6

=13046.48KgO2/d

系统总需氧量为：13046.48KgO2/d

?供氧量计算及设备选择

曝气设备采用转刷式曝气机。转刷曝气机的供氧量是在标准条件下，即在清水中，20℃水温时的供氧量，与在实际运行条件下相比，要乘以系数f，f值与水温、池中污泥浓度、溶解氧值等有关，一般f值为1.3。因此转刷曝气需要供应的氧量为：13046.48×1.3=16960.42 KgO2/d

根据各沟的需要量设置转刷。两侧边沟各设置4台轴长5.0m的转刷曝气机，其中：2台双速电机，功率N=22/18.5KW；一台单速电机，功率N=22KW。中间两沟各设置2台轴长分别为5.0m和4.5m转刷曝气机，其中5.0m的采用单速

电机，功率N=22KW ；4.5m 的采用双速电机，功率N=22/18.5KW 。

为了保证氧化沟内3.5m 以下的污泥处于悬浮状态，也为了推动污泥流动，决定在转刷影响范围下再加装水下搅拌器，两边侧沟各设置3台潜水搅拌机，功率N=4KW ；中间两沟各设置3台潜水搅拌机，功率2.2KW 。好氧时段：转刷曝气机与潜水搅拌机同时运行，控制溶解氧为0.2—2mg/L ，并根据溶解氧量逐台启动或停止转刷；缺氧时段，潜水搅拌器运行、转刷停止运行，不必控制池内溶解氧数值；沉淀时段，潜水搅拌器与转刷曝气机同时停止运行，也不控制池内溶解氧数值[36]。

? 四沟式氧化沟的产泥量

经上述计算得出氧化沟每日排放的剩余污泥量为1884.2kg/d （干污泥量） 四沟式氧化沟污泥在沟中的停留时间为18h ，由于氧化沟内部分容积用来缺氧化硝化，再加上设计中有将近一半的污泥处于沉淀和澄清状态，并未参与降解污染物，因此好氧污泥泥龄10天左右，与污泥消化池停留时间相近，因而其污泥稳定性较好，可直接经过重力浓缩后脱水。 （2）厌氧池

①设计参数 设计流量Q=5.0×104m 3/d ，水力停留时间取HRT=1.5h ②设计计算

厌氧池的体积为34410125.3245.1100.5m T Q V ?=??=?= 设厌氧池3座，

则每组容积为34

'

10423

10125.3m V ?=

取水深h 2=4.0m ,超高h 1=0.5m ，则S=260.5 m 2，池的总高h=5.0m 。

厌氧池采用与氧化沟合建，取单沟池宽B=4m ，则弯道部分面积3.14×42=50.24 m 2 则m L 28.268

24

.505.260=-=

取L=27m

厌氧池有效池容V=（50.24+27×8）×4=1065 m 3，能够满足要求。 则 池子的尺寸为L×B×H=26280mm×8000mm×4500mm 。 ③设备选型

为防止污泥沉积在池子底部，造成处理效果的不理想。在厌氧池底部设置水下搅拌器，每个池子设置直径为600mm 的搅拌器2台，功率均为2.2KW 。

6二级提升泵房及废水调节池的设计

为该污水提升泵房配置4台潜水泵，3用1备，单台水泵技术参数为Q=800 m 3/h ，H=7m ，其中一台采用变频，以适应水量的变化，节省运行费用。

调节池的设计主要是确定其容积，可根据污水浓度和流量的波动规律，以及要求的调节均和程度来计算。对于水量调节，计算平均流量作为出水流量，再根据流量的波动情况计算所需调节池的容积。

① 确定停留时间

调节池的水力停留时间：经验值为4—12h ，一般取8h (连续进水取4h ，间歇进水取12h )。水力停留时间T=8h

② 确定调节池容积 调节水量一般为处理规模的10%—15%可满足要求。调节池设置1用1备，便于检修清泥。 设计流量Q=50000 m 3/d×15%=7500 m 3/d=312.5 m 3/h=0.087 m 3/s V=Q×T=312.5×8=2500 m 3

③ 调节池水面面积

取池子总高度H=5.5m ，其中超高0.5m ，有效水深h=5m ，则池面积为：

35005

2500

m h V A ===

④ 调节池的尺寸

池长取L=23m ，池宽取B=23m ,则池子总尺寸为 L×B×H=23m×23m×5.5m=2910 m 3

⑤ 调节池的搅拌器

调节池作为平底，为防止沉淀，用压缩空气搅拌废水。空气用量为1.5—3.0 m 3/ m 2h ，取2.0 m 3/ m 2h

则所需空气量为2.0×312.5×50m 3/h=3125 m 3/h

使废水混合均匀，调节池下设两台LFJ —350反应搅拌机。

⑥ 调节池的提升泵

设计流量Q=50000 m 3/d×15%=7500 m 3/d=312.5 m 3/h=0.087 m 3/s=87L/s 净扬程为10.50m ，选用管径DN500，查表得v=0.94m/s ，1000i=2.2,设管总长为50m ，局部损失占沿程的30%，则水头总损失为：

m 14.0%)301(501000

2

.2=+?? 管线水头损失假设为1.5m ，考虑自由水头为1.0m ，则水泵的总扬程为：

H=10.5+0.14+1.5+1.0=13.14m ，取14m

选择200QW360—15—30型污水泵三台，两用一备，其性能见表5：

表5 200QW360—15—30型污水泵性能

7气水反冲洗滤池与清水池

a) 气水反冲洗滤池

（1）参数的选定

设计水量：Q=0.5╳105m 3/d =578.7L/s=0.579 m 3/s

① 设计滤速V=10m/h ② 强制滤速V=14m/h ③ 过滤周期T=48h

④ 气冲洗强度q 1=60m 3/m 2·h ，t 1=3分钟 水冲洗强度q 2=15 m 3/ m 2h ,t 2=3分钟 气水反冲洗2分钟

⑤ 表面扫洗q 3=5 m 3/ m 2h ,t 3=2分钟 （2）计算

① 滤池总面积F

则3510448

10105.0m VT Q F =??==

② 池子尺寸

采用单排单格设计，设计3个池子，则单个面积为27.34m n

F

f ==

为保证冲洗及排水效果理想，故取单个面积滤池滤板宽B=4.5m ，L=8.0m,即为单个面积36m 2，

③ 滤池进水总渠设计

滤池进水总流量Q=0.5╳105m 3/d =578.7L/s=0.579 m 3/s 进水渠宽h=0.9Q 0.4=0.9×0.5790.4=0.72m 进水渠中正常水深h 0=1.6h=1.6×0.72=1.2m 渠中平均流速s m V /67.02

.172.0579

.00=?=

校核渠底坡底i 是否足够 由n

i

R RJ c V 2

13

2?=

= m W R 28.072

.022.12

.172.0=+??=

=

χ

表6 常用管材曼宁粗糙系数n

因滤池池壁为水泥砂浆材料，所以n=0.013,坡度i=0.5‰ 则s m V /74.0013

.00005

.028.02

1320=?=

＞0.67m/s

符合设计要求。

④ 滤池进水管设计 a. 进水管径 单池进水量s m Q /193.03

578

.03==

取管中流速V=0.8m/s ，则m V

Q

D 55.08

.014.3193

.044=??==π

取D=600mm ，则V 实=0.82m/s

b. 滤池滤后出水管管径

每池设一根出水管 设计流量Q=0.193m 3/s

取管中流速V=1.2m/s ，则m V Q

D 45.02

.114.3193

.044=??==π

取DN500，V 实=0.98m/s

⑤ V 槽设计

V 槽底净宽0.25m ,倾角为45°，V 槽顶宽0.75m ，冲洗孔⊙45，孔上水头0.5m ，孔用于表面扫洗，设计水量s m Q /05.03600

36

53=?= 则孔口总面积为2217.25702577.02cm m gh

Q

F ===

μ

孔⊙45面积f=15.9 cm 2，故每V 槽设孔数2.16==f

F

n 取孔17个，孔间距为m=L/n=8/17=0.47m ⑥ H 槽设计H 槽是用来排出反冲洗废水

设计流量Q=Q=Q 表洗+Q 水洗=5×36＋15×36=720m 3/h=0.2m 3/s 取H 槽净宽B=0.5m ，槽中水高度为0.3m ，则W=0.5×0.3=0.15 m 2 则槽中设计流速s m W Q V /33.115

.02.0=== 水力半径m W R 136.05

.023.05

.03.0=+??=

=

χ

则n

i R RJ c V 2

13

2

?=

=s m /28.1013

.0004

.0136.02

132=?=

＜1.33m/s

故取i=4‰合乎要求 ⑦ 冲洗废水排放管

取DN400，由Q=0.2m 3/s ，得出V 实=1.6m/s ⑧ 滤池高度

滤池超高H 1=0.3m ，滤池口水深H 2=1.5m ，滤层厚度H 3=1.2m ，滤板厚H 4=0.1m ，滤板下布水区高度H 5=0.9m

则滤池总高度H=H 1+H 2+H 3+H 4+H 5=4.0m ⑨ 水反洗管道设计

水冲洗强度q 2=15 m 3/ m 2h ,t 2=3分钟

每池冲洗时设计水量Q=15×36=540 m 3/h=0.15 m 3/s

取V=1.5m/s ，则D=0.36m ，取DN400，则V 实=1.2m/s 反冲洗水管管径设计为DN400 ⑩ 气反冲管道设计

气冲洗强度q 1=60m 3/m 2·h ，t 1=3分钟

每池冲洗时设计气量Q=60×36=2160 m 3/h=0.6 m 3/s 取V=25m/s ，则D=0.175m ，取DN180，则V 实=23.6m/s 反冲洗水管管径设计为DN180。 （二）清水池 （1）平面尺寸设计

①清水池有效容积

清水池的有效容积包括调节容积、消防用水量、污水厂自用水量和安全储量。经各项统计： V=134000×10%=13400m 3

② 清水池的平面尺寸 清水池的面积 h

V

A =

设计中取清水池有效水深h=5.0m ,则226805

13400

m A == 取清水池的长度L=52m ,宽度B=52m ；

清水池的超高h 1=0.5m ，则清水池总高H=h+h 1=5.5m （2）管道系统

①清水池的进水管 进水管管径 V

Q

D ??=

785.021

式中：v —进水管管内流速，m/s ，一般采用0.7—1.0m/s ,设计中取0.9m/s 。

m D 33.09

.0785.023600

24134001=???=

设计中取进水管管径为DN350mm ,进水管的实际流速为0.81m/s 。

② 清水池的出水管

由于处理水量的些微变化，清水池的出水管也应按照出水最大流量计：

24

1KQ

Q =

式中：K —时变化系数，一般采用1.3—2.5，设计中取1.5；

Q —设计水量，m 3/d 。

s m d m KQ Q /33.2/837524

13400

5.124331==?==

出水管管径m V Q D 36.18

.0785.0233

.2785.021

1

2=??=

??=

设计中取出水管

管径为DN1400mm ，则流量最大时出水管的流速为0.76m/s 。

① 清水池的溢流管

清水池的溢流管管径与进水管管径相同，取为DN350。 ② 清水池的排水管

在检修清水池时需要将其放空，因此应设置排水管。排水管内流速按照1.8m/s 估计，管径按照2h 内将池水放空计算。 则排水管的管径m V V

D 32.18

.1785.03600213400

2

785.0360023=???=

???=

设计中取为DN1300mm 。 清水池内布置

在清水池顶部设置圆形检修孔2个，直径1200mm ；为保证水质良好，在清水池顶部设置4个通气孔，管径取DN300mm 。

8消毒池

消毒池位于污水处理厂出水的前端，土建按远期规模设计，设备按本次设计规模配备。消毒池分成3个渠道。

9加药间

化学除磷加药间与污泥浓缩脱水机房合建，加药间按远期规模设计。药剂为聚合氯化铝（PAC ），投加点为四沟式氧化沟厌氧区及气水反冲洗滤池前端，两处投加量分别为8.5mg/L 和5mg/L 。

加药间的平面尺寸为：L×B=4m×6m

10污泥储泥池

如上计算得出，四沟式氧化沟的产泥量为1884.2kg/d（干污泥量）

剩余污泥在储泥池内的停留时间控制在4h以内，污泥浓缩前含水率高达99%，

设计储泥池分2格，有效水深为4.5m

平面尺寸下面将一同计算。

11污泥浓缩脱水机房

(一)设计参数

①进泥含水率：从初次沉淀池进入浓缩池时，其含水率一般为

95%—97%；当为二次沉淀池污泥时，其含水率一般为99.2%—99.6%；当为混合污泥时，其含水率为98%—99.5%.由于本次设计含水率P1取97%。

②浓缩后污泥含水率

浓缩后污泥含水率宜为97%—98%，本设计P2取97%

③污泥固体负荷：本设计取q s=25kgSS/(m2d)

④污泥浓缩时间：为防止污泥厌氧腐化，污泥浓缩时间不宜小于12h，

但也不要超过24h，本设计取污泥浓缩时间T=17h

⑤贮泥时间：t=4h

⑥池底坡度

本设计采用刮泥机，池底坡度取i=0.06

⑦进泥浓度取c=10g/L

⑧浓缩池固体通量M为0.5—1.0kg/(m2h),本设计取1.0 kg/(m2h)，即24

kg/(m2d)

⑨浓缩池数n=3

(二)设计计算

①浓缩池污泥总量Qw=188.4m3/d=7.85 m3/h

②浓缩池面积

总面积

2

5.

78

24

10

4.

188

m M

CQ

A W=

?

=

=