重庆大学给水污水综合设计计算书

目录

给水处理厂设计 .......................................................................................................................................... - 5 -

第一部分 设计说明书 ............................................................................................................................ - 5 -

设计原始资料 .......................................................................................................................................... - 5 -

1.1 设计水量 ................................................................................................................................... - 5 - 1.2 给水水源 ................................................................................................................................... - 5 - 1.3 水源水质资料 ........................................................................................................................... - 5 - 1.4 净化水质要求 ........................................................................................................................... - 5 - 1.5 净水厂地形图 ........................................................................................................................... - 5 - 1.6 地质资料 ................................................................................................................................... - 6 - 1.7 建筑材料供应情况 ................................................................................................................... - 6 - 1.8 混凝剂 ....................................................................................................................................... - 6 - 1.9 消毒剂 ....................................................................................................................................... - 6 - 1.10 气象资料 ................................................................................................................................. - 6 - 工艺流程的确定 ...................................................................................................................................... - 6 -

2.1 常规工艺流程 ........................................................................................................................... - 6 - 2.2 工程采用工艺流程确定 ........................................................................................................... - 6 - 主要处理构筑物的选择 .......................................................................................................................... - 7 -

3.1 配水井 ....................................................................................................................................... - 7 - 3.2 预沉池 ....................................................................................................................................... - 7 - 3.3 混合设备 ................................................................................................................................... - 7 - 3.4 絮凝池 ....................................................................................................................................... - 8 - 3.5 沉淀池 ....................................................................................................................................... - 8 - 3.6 滤池 ........................................................................................................................................... - 8 - 净水构筑物的设计计算 .......................................................................................................................... - 9 - 净水厂的平面布置 .................................................................................................................................. - 9 - 水厂高程布置 ........................................................................................................................................ - 10 - 水头损失计算表 .................................................................................................................................... - 10 - 第二部分 设计计算书 .......................................................................................................................... - 11 -

1、 水厂设计水量 ........................................................................................................................ - 11 - 2、 配水井 .................................................................................................................................... - 11 -

2.1 设计参数 ................................................................................................................................. - 11 - 2.2 设计计算 ................................................................................................................................ - 11 - 3、 上向流斜管预沉池 ................................................................................................................ - 11 -

3.1 设计参数 ................................................................................................................................. - 11 - 3.2 设计计算 ................................................................................................................................. - 11 - 3.2.1 清水区的平面尺寸 .............................................................................................................. - 12 - 3.2.2 水力条件校核 ...................................................................................................................... - 12 - 3.2.3 预沉池的总高度 .................................................................................................................. - 12 - 3.2.4 穿孔集水槽计算 .................................................................................................................. - 12 - 3.2.5 集水总渠计算 ...................................................................................................................... - 13 -

3.2.6 进水区 .................................................................................................................................. - 13 - 3.2.7 泥斗计算 .............................................................................................................................. - 14 - 4．管式静态混合器 .............................................................................................................................. - 14 - 5、网格絮凝反应池 .............................................................................................................................. - 15 -

5.1 设计参数 ................................................................................................................................. - 15 - 5.2 设计计算 ................................................................................................................................. - 15 - 5.2.1 平面尺寸 ............................................................................................................................. - 15 - 6、上向流斜管沉淀池 .......................................................................................................................... - 17 -

6.1 设计参数 ................................................................................................................................. - 17 - 7、滤池 .................................................................................................................................................. - 20 -

7.1 设计参数 ................................................................................................................................. - 20 - 7.2 滤池面积及尺寸 ..................................................................................................................... - 21 - 7.2.2 滤池高度 .............................................................................................................................. - 21 - 7.2.3 配水系统（单格滤池 ......................................................................................................... - 21 - 8、臭氧接触池 ...................................................................................................................................... - 25 -

8.1设计参数 .................................................................................................................................. - 25 - 8.2实际所需臭氧量 ...................................................................................................................... - 25 - 8.3接触装置(接触池) ................................................................................................................... - 26 - 8.4臭氧化气流量 .......................................................................................................................... - 26 - 8.5臭氧发生器选型 ...................................................................................................................... - 26 - 9、活性碳吸附池 .................................................................................................................................. - 26 -

9.1设计参数 .................................................................................................................................. - 26 - 9.2滤池面积及尺寸 ...................................................................................................................... - 27 - 9.3滤池高度 .................................................................................................................................. - 27 - 10、清水池 ............................................................................................................................................ - 28 -

10.1 设计参数 ............................................................................................................................... - 28 - 10.2 设计计算 ............................................................................................................................... - 28 - 11、二泵站 ............................................................................................................................................ - 28 - 12、投药间 ............................................................................................................................................ - 28 - 13、加氯间 ............................................................................................................................................ - 29 - 14、冲洗废水回收池 ............................................................................................................................ - 30 - 15、高程计算 ........................................................................................................................................ - 30 -

15.1 清水池 ................................................................................................................................... - 30 - 15.2 活性炭吸附池—清水池 ....................................................................................................... - 30 - 15.3活性炭吸附池 ........................................................................................................................ - 31 - 15.4活性碳吸附池—臭氧接触池 ................................................................................................ - 32 - 15.5臭氧接触池 ............................................................................................................................ - 33 - 15.6臭氧接触池—滤池 ................................................................................................................ - 33 - 15.7 滤池 ....................................................................................................................................... - 33 - 15.8 沉淀池—滤池 ....................................................................................................................... - 33 - 15.9斜管沉淀池 ............................................................................................................................ - 35 - 15.10 网格絮凝池 ......................................................................................................................... - 35 - 15.11预沉池—絮凝池 .................................................................................................................. - 35 - 15.12斜管预沉池 .......................................................................................................................... - 36 -

15.13配水井—斜管预沉池 .......................................................................................................... - 36 - 15.14配水井 .................................................................................................................................. - 37 -

污水处理厂设计 ........................................................................................................................................ - 37 -

重庆大学本科学生课程设计任务 ........................................................................................................ - 37 - 第一部分 设计说明书 .......................................................................................................................... - 38 -

1.1 污水处理厂设计规模 ............................................................................................................ - 38 - 1.2污水处理程度 .................................................................................................................................... - 2 -

1.2.1 设计进水水质指标 ................................................................................................................ - 2 - 1.2.2 设计出水水质指标 ................................................................................................................ - 2 - 1.2.3 处理程度 ................................................................................................................................ - 2 - 2、污水处理厂工艺流程比选 ................................................................................................................ - 3 - 2.1工艺流程方案选择考虑因素 ............................................................................................................ - 3 - 2.2 不同工艺方案的优缺点比较 ........................................................................................................... - 3 -

2.2.1 Orbal氧化沟 ........................................................................................................................... - 3 - 2.2.2 SBR工艺 ................................................................................................................................ - 5 - 2.2.3 A2O工艺 ................................................................................................................................. - 5 - 2.2.4 三种工艺的比较 .................................................................................................................... - 6 - 3、处理构筑物比选 ................................................................................................................................ - 6 - 3.1格栅 .................................................................................................................................................... - 6 - 3.2 沉砂池 ............................................................................................................................................... - 7 - 3.3 奥贝尔氧化沟 ................................................................................................................................... - 7 - 3.4 二沉池 ................................................................................................................. 错误！未定义书签。 3.5 污泥泵站 ........................................................................................................................................... - 7 - 3.6 接触消毒池 ....................................................................................................................................... - 8 - 3.7 重力浓缩池 ....................................................................................................................................... - 8 - 3.8 贮泥池 ............................................................................................................................................... - 9 - 3.9 脱水机房及脱水机 ........................................................................................................................... - 9 - 4、污水处理厂平面及高程布置 ............................................................................................................ - 9 - 4.1 污水处理厂的平面布置 ................................................................................................................... - 9 -

4.1.1 平面布置的特点 .................................................................................................................... - 9 - 4.1.2 构（建）筑物的布置 ............................................................................................................ - 9 - 4.1.3 厂区道路布置与绿化 .......................................................................................................... - 10 - 4.1.4 管线布置 .............................................................................................................................. - 10 - 4.2 污水处理厂的高程布置 ................................................................................................................. - 10 -

4.2.1 高程布置的特点 .................................................................................................................. - 10 - 4.2.2 高程布置的方法 .................................................................................................................. - 10 - 5、主要构筑（建）物一览表 .............................................................................................................. - 11 - 第二部分 设计计算书 ............................................................................................................................ - 12 -

1、工艺流程与设计流量 ...................................................................................................................... - 12 - 2、处理构筑物计算 .............................................................................................................................. - 13 - 2.1 粗格栅 ............................................................................................................................................. - 13 -

2.1.1 设计参数 .............................................................................................................................. - 13 - 2.1.2 设计计算： .......................................................................................................................... - 14 - (1) ................................................................................................................................................... - 14 -

(2) ................................................................................................................................................... - 14 - 2.2 污水提升泵 ..................................................................................................................................... - 15 -

2.2.1 提升泵的设计流量(按近期流量设计，远期预留泵位)：................................................ - 15 - 2.2.2 泵的扬程 .............................................................................................................................. - 16 - 2.2.3 泵房尺寸 .............................................................................................................................. - 16 - 2.3 细格栅 ............................................................................................................................................. - 17 -

2.3.1 设计参数 .............................................................................................................................. - 17 - 2.3.2 设计计算步骤 ...................................................................................................................... - 18 - 2.4 沉砂池 ............................................................................................................................................. - 19 -

2.4.1 设计参数 .............................................................................................................................. - 19 - 2.4.2 沉砂池选型 .......................................................................................................................... - 19 - 2.5 奥贝尔氧化沟的设计计算 ............................................................................................................. - 20 -

2.5.1设计参数 ............................................................................................................................... - 20 - 2.5.2去除BOD计算 .................................................................................................................... - 20 - 2.5.3脱氮计算 ............................................................................................................................... - 21 - 2.5.4氧化沟总容积及停留时间t ................................................................................................. - 21 - 2.5.5需氧量计算 ........................................................................................................................... - 22 - 2.5.6氧化沟尺寸计算 ................................................................................................................... - 23 - 2.5.7进出水管用调节堰计算 ....................................................................................................... - 23 - 2.6 二沉池设计 ..................................................................................................................................... - 24 -

2.6.1 已知条件 .............................................................................................................................. - 24 - 2.6.2 设计计算 .............................................................................................................................. - 24 - 2.7 污泥泵站 ......................................................................................................................................... - 25 -

2.7.1 剩余污泥加压泵 .................................................................................................................. - 25 - 2.7.2 内回流加压泵 ...................................................................................................................... - 25 - 2.7.3 泵站尺寸计算 ...................................................................................................................... - 25 - 2.8 接触消毒池 ..................................................................................................................................... - 25 -

2.8.1 设计参数 .............................................................................................................................. - 26 - 2.8.2 设计计算 .............................................................................................................................. - 26 - 2.8.3 混合装置 .............................................................................................................................. - 27 - 2.9 重力浓缩池 ..................................................................................................................................... - 27 -

2.9.1 设计参数 .............................................................................................................................. - 27 - 2.9.2 设计计算 .............................................................................................................................. - 27 - 2.10 贮泥池 ........................................................................................................................................... - 29 -

2.10.1 设计参数 ......................................................................................................................... - 29 - 2.10.2 设计计算 ............................................................................................................................ - 29 - 2.11 脱水机房及脱水机 ....................................................................................................................... - 29 - 3、污水处理厂高程计算 ...................................................................................................................... - 29 -

给水处理厂设计 第一部分 设计说明书

设计原始资料

1.1 设计水量

设计水厂总供水量：10万吨/天，已建水厂供水规模：6.2万吨/天，新建水厂供水规模：3.8万吨/天。 1.2 给水水源

设计水厂以南河为供水水源，新增水量以鲤鱼塘水库为水源。根据重庆市开县水利局提供的资料显示，南河全长91Km，最枯流量2.19m3/s，洪峰流量达4272 m3/s，流域面积1117.2Km2，多年平均年径流总量6.6亿m3，根据重庆市开县疾病预防控制中心对石龙船水厂取水口所作的原水水质分析显示，以Ⅲ类水域水质标准评价：开县水环境全年不考虑大肠菌群时，南河干流开县县城段水质较好；在考虑大肠菌群时，南河干流开县县城段属轻度污染。因此，南河干流开县县城段的水质较好，水量充沛，是较理想的取水水源。 1.3 水源水质资料

⑴ 浑浊度：最高浑浊度4000NTU，含砂量26Kg/m3 ⑵ 碱度：＞5mg/L

⑶ 总硬度：月平均最高4.0meq/L，月平均最低1.8meq/L ⑷ pH值：6.9～7.6 ⑸ 色度：5

⑹ 大肠菌群指数：38000个/L，细菌总数：12000个/L ⑺ 水温：月平均最高27.7℃，月平均最低6.9℃ ⑻ 嗅和味：微量 ⑼ 铁：1mg/L 1.4 净化水质要求

生活用水：达到国家生活饮用水水质标准（GB5749-85）无地下水 生产用水：无特殊要求 1.5 净水厂地形图

比例尺1：500

1.6 地质资料

水厂地质为：砂质粘土，抗压强度1.5 Kg/cm2以上，无地下水。 1.7 建筑材料供应情况

各种建筑材料均可供应。 1.8 混凝剂

Al2(SO4) 318H2O，纯度50%，最大投加量40 mg/L。 1.9 消毒剂

采用液氯，最大加氯量0.5～2.0 mg/L。 1.10 气象资料

最冷月平均气温 5.7℃ 最热月平均气温 34.8℃ 极端温度：最高39.5℃，最低-3.0℃ 风向：见地形图中风玫瑰图

工艺流程的确定

2.1 常规工艺流程

水厂是给水处理中的主要部分，其任务是通过必要的处理方法，去除水中的悬浮物质，胶体物质，细菌及其它有害成分及杂质，使之符合生活饮用或工业使用所要求的水质。常规水处理工艺采用的净水流程一般为：

取水—配水井—混合设备—絮凝池—沉淀池—滤池—清水池—二泵站—用户 2.2 工程采用工艺流程确定

水处理工艺应根据水源水质和用水对象对水质的要求确定，本工程水源水质最高浑浊度为400NTU，含砂量26Kg/m3,此时为高浊度高含沙量水，因此必须进行预沉。参照所给定原水水质资料和生活饮用水水质标准，采用常规水处理流程加预沉的处理工艺，并设超越管线，当水源水浊度及含沙量较低时，可超越预沉池，进入下一处理构筑物。故拟初定一下工艺流程：

混凝剂 混凝剂 原 水 配 水 井 预 沉 池 混合设备 絮 凝 池 超越管 消毒 用 户 二 泵 房 清 水 池 滤 池 沉 淀 池 主要处理构筑物的选择

3.1 配水井

配水井设在处理构筑物之前，起缓冲水量，均匀配水的作用，同时可设置固液分离机拦截较大悬浮物。配水井出水设超越管，当原水浊度较低时，不需进行预沉时，超越预沉池。配水井有效水深为3m，超高0.3m，尺寸为：L×B×H＝9.0m×4.1m×3.3m。 3.2 预沉池

预沉池主要用于去除原水中所含的砂，选用斜管沉淀池。

根据“浅池理论”，在沉淀池有效容积一定的情况下，增加沉淀面积，可增加颗粒的去除效率。

斜管沉淀池正是利用此理论，其是一种在沉淀池内设置许多直径较小的平行倾斜管(断面为矩形或正六边形）的沉淀池。水流可从上向下或从下向上流动，颗粒则沉于斜管底部，而后自动滑下，沉积于底部被除去。斜管沉淀池增加了沉淀面积，沉淀效率高，池体容积小，相较于平流沉淀池，占地面积小，造价省，经济性突出。

因本工程高浊度水出现的时间主要在夏季，因此选择控制的上升流速可取偏高值5mm/s。斜管材料采用无毒聚氯乙烯塑料，断面为正六边形，内径取30mm，尺寸为1000mm×1000mm，厚度为0.4mm，安装倾角为θ=60°。本工程采用上向流斜管沉淀池，即水流从下向上流动，出水经集水槽和出水渠流入下一处理构筑物。预沉池进水设进水槽，水流自由跌落入过渡区，再从配水区流入。 3.3 混合设备

本工程选用管式静态混合器。

混合设备的基本要求是药剂与水的混合必须快速均匀。

管式静态混合器混合效果好，构造简单，无活动部件，制作安装方便，其主要由数个混合元件组成，将其放入絮凝池进水管即可。水和药剂通过混合器时，被单元体多次分割，

改向并形成涡旋，以达到混合的目的。相对于水力混合池和机械搅拌混合池来讲，管式静态混合器可节约占地面积，减少基建费用和运行费用。 3.4 絮凝池

本工程选用加强型网格絮凝池。

絮凝是使脱稳的胶体或者细微悬浮物聚集长大为絮体的过程，絮凝设备的基本要求是，原水与药剂混合后通过絮凝设备应形成肉眼可见的大的密实絮凝体。

网格絮凝池利用微涡流理论，设计成多格竖井会流式，每个竖井安装若干层网格，各竖井间的隔墙上上下交错开孔，每个竖井中网格数自进水端至出水端逐渐减少。水流通过网格时，相继收缩、扩大，形成涡旋，造成颗粒碰撞。水流通过竖井之间孔洞流速及过网流速按絮凝规律组建减小。

网格絮凝池絮凝效果好，水头损失小，絮凝时间短。与隔板和折板絮凝池相比，其水头损失更小；与机械絮凝池相比，其可节省设备运行费用。其适用条件是水温为4.0～34℃，浊度为25～2500NTU，单池处理水量以1～2.5万m3/d较合适。根据原水水质，因前设有预沉池，故其适合本工程采用。

本工程采用的加强型网格絮凝池，一般设36格，其相较于传统型又具有减小了竖井流速，减少分格数，减少网格层数，缩小网格的孔眼尺寸的优点，从而降低了施工难度，节约材耗。 3.5 沉淀池

本工程选用斜管沉淀池。

斜管沉淀池相对于其他沉淀池具有停留时间短，沉淀效率高，占地省等特点。沉淀池内斜管材料仍采用无毒聚氯乙烯塑料，断面为正六边形，内径取30mm，尺寸为1000mm×1000mm，厚度为0.4mm，安装倾角为θ=60°。本工程采用上向流斜管沉淀池，即水流从下向上流动，出水经集水槽和出水渠流入下一处理构筑物。

絮凝池与沉淀池之间设宽度为2.5m的过渡区，以保证水流稳定和配水均匀。 3.6 滤池

本工程选用普通快滤池，采用单层石英砂滤料，承托层为天然砾石，反冲洗方式采用单独水冲。

普通快滤池具有运转效果好，冲洗效果可得到保证，采用大阻力配水系统，配水均匀性好，适用于各种规模水厂等优点。

净水构筑物的设计计算

根据所选定的净水流程和构筑物形式，分别对净水构筑物进行设计计算。根据处理水量及所确定的设计数据，计算出各构筑物的尺寸，绘出单线草图，用于设计计算的数据主要来自各种设计参考资料（设计手册、教材、规范、试验报告及经验总结等），并按当地实际运行的同类水厂的经验数据进行调整，各构筑物的计算方法详见教材及有关手册。

详细设计计算过程参见第二部分（设计计算书）。

净水厂的平面布置

根据各单项构筑物的尺寸进行净水厂的平面布置，布置时先在地形图上进行试布以确定较为合理的平面布置形式。平面布置要求紧凑，且要保证有一定的施工或交通间隙和留有余地。各构筑物的位置应考虑施工时挖填土方量小，而且挖填方基本平衡。各构筑物间应适当考虑设超越管线或附属构筑物的可能。总之，净水厂内各构筑物必须因地制宜，布置紧凑，节约造价，便于维护管理，做到流程简短，连接管最短，并符合从水源到用户的总方向上进行布置的原则。

平面布置时，将絮凝反应池与斜管沉淀池合建，滤池靠近沉淀池布置，并在滤池附近留出堆砂和翻砂的场地，清水池放置在了地形较低的地方，并埋入地下，上留覆土0.7m。将二泵房卡进清水池布置。加药间和加氯间分别放在靠近絮凝池和滤池的地方。药剂仓库面积按15-30天最大药剂量计算。加氯间和滤库设在水厂主导风向的下风向。

水厂生产辅助建筑物如化验室、修理车间、器材仓库、值班室、车库等，面积参考设计规范和手册采用。其中，生产管理用房、行政办公用房和化验室合建为综合楼，三者面积分别为210 m2、160 m2、110 m2，共计480 m2，设三层楼，平面面积即为160 m2，平面尺寸约为15 m×12 m，设在水厂大门附近；机修间面积为150，平面尺寸为15 m×10 m，设在二泵房旁边；仓库面积为108 m2，平面尺寸为14.4 m×7.5m；堆场设在滤池旁，根据全部滤料总重10%考虑，采用平均堆高1m，得到其平面面积为20 m2；值班宿舍住宿按员工总人数的50%考虑，每人4m2，员工人数为25人，故知把宿舍面积为50 m2；食堂按最大班人数每人2.2计算，面积为50 m2，与宿舍相邻建设；采用露天停车场，面积按4t卡车、2t卡车、吉普车各一辆考虑，面积为72 m2，传达室面积为20 m2，设在水厂大门处。

水厂内的管线有生产管线（包括超越管）、排水管线、生产消防管线、加药加氯管等，各管线管径格局计算确定。其中自用水管供应生活用水建筑、加氯间、滤池反冲洗用水、

以及供应消防用水。

厂内道路通向一般建筑物，设人行道，采用碎石、炉渣、绘图路面。通向仓库、修理车间、堆砂场、泵房时，设车行道，宽度采用4.0m，转弯半径6m，纵坡不大于3%m,采用沥青混凝土路面。

水厂设置围墙，厂内考虑充分绿化，设有树木和草地。 平面布置详见图纸。

水厂高程布置

在水处理工艺流程中，各构筑物间水流应尽量保持用重力流。

本工程设计同样使构筑物间水流为重力流形式，各净水构筑物的标高结合地形图上地形坡度确定，根据各构筑物间连接管道和构筑物内的水头损失计算确定高程。净水构筑物间连接管道断面由设计手册要求的流速范围计算确定，并适当考虑水量发展，留有发展余地。连接管线水头损失根据水力学公式计算确定，估算时采用手册所列的数据范围之间取值。

高程具体计算详见设计计算书，高程布置详见图纸。

水头损失计算表

相连构筑物 配水井 配水井—预沉池 预沉池 预沉池—混合器 管式静态混合器 混合器—絮凝池 网格絮凝池 絮凝池—沉淀池 斜管沉淀池 沉淀池—滤池 普通快滤池 滤池—清水池 管径（mm） DN600 DN600 DN400 DN450 DN700 DN450 DN600 流速（mm/s） 1.08 1.08 1.22 0.86 0.8 0.77 构筑物内部水损（m） 0.14 0.1 0.47 0.4 0.05 2 构筑物间水损（m） 0.199 0.298 0.300 0.15 0.232 0.232 0.50 第二部分 设计计算书

1、 水厂设计水量

水处理构筑物的生产能力应以最高日供水量加水厂自用水量进行计算，城镇自用水量一般采用供水量的5%～10%。

新建水厂供水规模：Q0=38000 m3/d

水厂自用水量取5%，故其总水量：Q=38000×（1+5%）=39900 m3/d=1662.5m3/h =0.4618 3

m/s

2、 配水井

2.1 设计参数

停留时间：t=3min； 配水井水深：h2=3m； 配水井超高：h1=0.3m； 出水槽跌落高度：h0=0.05m. 2.2 设计计算

配水井容积：V=Qt=0.4618×3×60=83 m3 配水井面积： A=L*B=Q/h2=83/3=27.7m2 配水井尺寸：L×B= 7.5 m *3.4（3.7） m 配水井总高度：H= h1+ h2=0.3+3=3.3m 溢流堰上水头：由Qm0b2gh1.5得，

h1.5Qmb02g1.50.30670.42329.810.14mH2O

3、 上向流斜管预沉池

3.1 设计参数

水厂总水量为3.99万m3/d，建2个斜管预沉池

单个预沉池设计流量：Q＝0..4618/2 m3/s＝0.2309m3/s； 清水区上升流速：V上＝5mm/s； 颗粒沉降速度：u=0.5 mm/s；

采用断面为正六边形的蜂窝状斜管，材料为无毒聚氯乙烯，Ø30mm，L1000 mm，θ60°. 3.2 设计计算

3.2.1 清水区的平面尺寸

每个预沉池清水区净表面积：；F=0.2309*1000/5=46.18 m2 每个预沉池清水区平面尺寸：L×B=7.4m×6.3m；

为了配水均匀，进水区布置在7.4m长的一侧，短边扣除无效长度0.5m，且考虑斜管结构系数1.03，则预沉池实际沉淀面积：f=7.4×（6.3-0.5）/1.03＝41.67m2； 预沉池清水区实际上升流速： V上＝Q/f=0.2309/41.67=5.60 mm/s 预沉池实际表面负荷：q=

Q1104.1717.78m3

m2hF9.46.6q=Q/F=1531.25/2/(7.4×5.8)=17.84m3m2h

斜管沉淀池表面负荷为7.2～11.0 m3m2h，斜管预沉池表面负荷可采用其值的2倍，即14.4～22.0m3m2h，故设计计算结果满足要求。 3.2.2 水力条件校核

水力半径：R=d/4=30/4=7.5mm

温度t=20℃时，运动粘性系数ν=0.01cm2/s

雷诺数：Re=42＜500（斜管沉淀池的Re要求小于500）

v20.5512-4-3-4

弗劳德数：Fr=4.26×10（斜管沉淀池Fr在10～10之间，满足

Rg0.75981要求）

3.2.3 预沉池的总高度

超高：h0=0.3m； 清水区高度：h1=1.2m；

斜管区高度：h2=1000×sin60°=0.87m； 布水区高度：h3=1.5m； 泥斗高度：h4=1.23m； 因此，预沉池总高度为：

H＝h0＋h1＋h2＋h3＋h4= 0.3＋1.2＋0.87＋1.5＋1.23＝5.1m 3.2.4 穿孔集水槽计算

采用穿孔集水槽集水，清水经进水孔淹没出流进入集水槽中，

每个预沉池沿长边方向设有5条集水槽。 集水槽间距： l0=7.4/5=1.48m

每个集水槽流量：q=0.2309/5=0.04618m3/s 集水槽宽度：b＝0.9（βq）0.4＝0.9（1.2×0.04618）0.4＝0.279m，取0.28m 集水槽水深：起点 h1=0.75×0.28=0.21m; 终点 h2=1.25×0.28=0.35m 为了施工方便，采用平底集水槽，从安全角度考虑， 取集水槽水深h2＝0.35m，集水槽进水跌落高度取h3＝0.05m， 进水孔淹没深度取h4＝0.07m，集水槽超高取h0＝0.07m。 集水槽总高度：H＝h2+ h3 +h4 +h0 =0.35+0.05+0.07+0.07=0.54m

孔眼计算：

集水槽孔口淹没出流，出流水头为h4＝0.07m， 超载系数β=1.2，流量系数μ=0.62 。 每条集水槽所需孔眼面积：

fq2gh41.20.04250.620.070.07019 m2 孔径d取25mm，每孔面积：a4d20.0005 m2

每条集水槽孔眼总数 nn=f/a=0.07019/0.0005=140.38,取140个

f0.07267145.3个，取a0.0005n=146个

集水槽两侧开孔，每侧开孔数为70个。 集水槽上孔距： l=6300/70=90mm 3.2.5 集水总渠计算

集水总渠宽度：Bn＝0.9（βQ）＝0.9（1.2×0.2309）＝0.54m

集水总渠起端水流断面假定为矩形，渠内水深为0.52m，考虑集水槽水流进入集水总渠时自由跌落，跌落高度取0.1m，同时考虑集水总渠顶与集水槽顶相平，则集水总渠总高度为：

H=0.52+0.1+0.54=1.16m 3.2.6 进水区

0.4

0.4

进水过渡区宽度取B1=3m，进水渠采用断面形式同出水集水总渠，渠顶与预沉池相平。 3.2.7 泥斗计算

采用重力式斗底排泥，设排泥底阀。沿斜管预沉池长边方向布置5个泥斗(包含进水过渡区)，沿短边布置3个泥斗，共设泥斗9个。

集泥渠平行于沉淀池短边布置。

集泥渠长取5m，断面尺寸：B×H=0.3m×0.3m 泥斗斗底宽度取a=0.4m，上口平面尺寸为bc验算斗底坡度：1arctan10.45.82.08m1.9m 532h421.23arctan55.7 ba2.080.42h21.232arctan4arctan58

ca1.90.4斗底坡度在55°~ 59°之间，排泥顺畅。

4．管式静态混合器

共设有4个管式静态混合器，分设置在每个絮凝池进水管道上。每个管式静态混合器设3段混合单元，管内流速控制在v=1.0m/s左右。 管式静态混合器流量：Q=0.4618/4=0.1545 m3/s 管式静态混合器管径：D=4Q40.11545383mm，取D=400mm,L=1.5m. v3.141.0 管式静态混合器水损：h=0.1184×n×（Q2/D4.4）=0.1184×3×（0.10632/0.44.4）=0.15m＜0.5m

加药管管径：d=0.1D=0.1×400=40mm

5、网格絮凝反应池

5.1 设计参数

采用加强型网格絮凝反应池，共设4个； 单个反应池设计流量：Q=0.2309/2= 0.1063m3/s； 絮凝时间：t＝10min；

每个反应池有6格竖井，各格竖井之间隔墙上过水孔上下交错排列，过孔流速分别为：前段0.3～0.2 m/s，中段0.2～0.15 m/s，末段0.14～0.1 m/s；

竖井流速：0.02～0.10 m/s； 过网流速：0.050～35m/s. 5.2 设计计算 5.2.1 平面尺寸

单个反应池容积：V＝Qt＝0.1154×10×60＝69.24m3 反应池有效水深：h2＝3.6 m（考虑与斜管沉淀池合建） 单个反应池总面积：F＝

V69.242

19.23 m h23.6F19.233.205 m2 66每个反应池分6格，每格面积：f＝ 单格平面尺寸：l×b=1.80×1.80m

单个反应池平面尺寸：L×B=5.46m×3.56m 5.2.2 反应池的总高度H

H＝H1＋H2＋ H3

H1——排泥斗高度，取1.1m； H2——池中有效水深，取3.6m； H3——保护高，取0.3m； H＝1.1＋3.6+0.3＝5 m 根据泥斗尺寸验算斗底坡度：

泥斗底部宽度：a1＝0.4m，上口宽度：a2＝1.72m

arctan2h2aarctan21.12a10.459，排泥顺畅。

5.2.3 网格的网孔尺寸和过网流速

每个反应池有6个竖井，每个竖井中安装4层网格。 在反应池中，水流经过4个竖井，各竖井中网格的网孔尺寸和过网流速如下： 反应池的①②格竖井中：

水流空塔流速V空： V空＝

0.11551.721.720.0390m/s

第①格竖井中网格的网孔尺寸 30mm×30 mm， 网孔面积占网格总面积的比例系数K1： K301=

3074800.152

第①格网格的过网流速：V孔1 V孔1=

0.03900.1522.57m/s； 第②格竖井中网格的网孔尺寸 40 mm×40 mm， 网孔面积占网格总面积的比例系数K2： K2=

404090890.1998

第②格网格的过网流速： V0.0390孔2=

0.19980.195m/s；

反应池的③④格竖井中：

水流空塔流速V’空： V’0.1155/2空＝

1.721.720.0195m/s

第③格竖井中的网格的网孔尺寸40mm×40mm，其构造与第②格竖井中的网格相同。

网孔面积占网格总面积的比例系数K3： K3＝K2=

404090890.1998

第③格网格的过网流速V孔3：

V孔3=

0.01950.098m/s

0.1998第④格竖井中的网格的网孔尺寸40mm×40mm， 网孔面积占网格总面积的比例系数K4： K4=

50500.2686

9994第④格网格的过网流速V孔4： V孔4=

0.01950.073m/s

0.2686竖井隔墙过孔尺寸计算：

1-2：v=0.3m/s q=0.1063 m3/s L=1.72m A=q/v=0.1155/0.3=0.385m2

孔口高h=A/L=0.385/1.72=0.22m （设在1/4H～3/4H处） 2-3（2-5）：v=0.2m/s q=0.1155 /2=0.05775m3/s L=1.72m A=q/v=0.05775/0.2=0.289 m2

孔口高h=A/L=0.289/1.72=0.16m （设在1/4H～3/4H处）

3-4（3-6）：v=0.15m/s q=0.1155 /2=0.05775m3/s L=1.72m A=q/v=0.05775/0.15=0.385 m2

孔口高h=A/L=0.385/1.72=0.22m （设在1/4H～3/4H处）

4-出口（6-出口）：v=0.1m/s q=0.1155 /2=0.05775 m3/s L=1.72m A=q/v=0.05775 /0.1=0.578m2

孔口高h=A/L=0.578/1.72=0.34m （设在1/4H～3/4H处）

6、上向流斜管沉淀池

6.1 设计参数

水厂总水量为4万m3/d，建2个斜管沉淀池

单个沉淀池设计流量：Q＝0.4618/2 m3/s＝0.2309m3/s； 清水区上升流速：V上＝2.5mm/s； 颗粒沉降速度：u=0.35 mm/s；

采用断面为正六边形的蜂窝状斜管，材料为无毒聚氯乙烯，Ø30mm，L1000 mm，θ60°.

6.2 设计计算

6.2.1 清水区的平面尺寸

每个沉淀清水区表面积：F＝

0.2309100092.36 m2；

2.5每个沉淀池清水区平面尺寸：L×B=11.32m×8.1m；

为了配水均匀，进水区布置在11.32m长的一侧，短边扣除无效长度0.5m，且考虑斜管结构系数1.03，则沉淀池实际沉淀面积：f=11.32×（8.1-0.5）/1.03＝83.53m2； 沉淀池清水区实际上升流速：V上＝沉淀池实际表面负荷：q=

Q0.23092.76mm/s f83.533Q1662.5/29m2

mhF11.328.1斜管沉淀池表面负荷为5～9mmh，故设计计算结果满足要求。

326.2.2 水力条件校核

水力半径：R=d/4=30/4=7.5mm=0.75cm 温度t=20℃时，运动粘性系数ν=0.01cm2/s 雷诺数：Re=

Rv0.750.27620.625＜500（斜管沉淀池的Re要求小于500）

0.01v20.2762-4-3-4

弗劳德数：Fr=1.028×10（斜管沉淀池Fr在10～10之间，满

Rg0.75981足要求）

6.2.3 沉淀池的总高度

超高：h0=0.3m； 清水区高度：h1=1.2m；

斜管区高度：h2=1000×sin60°=0.87m； 布水区高度：h3=1.5m； 泥斗高度：h4=1.35m； 因此，沉淀池总高度为：

H＝h0＋h1＋h2＋h3＋h4= 0.3＋1.2＋0.87＋1.5＋1.3＝5.22m 6.2.4 穿孔集水槽计算

采用穿孔集水槽集水，清水经进水孔淹没出流进入集水槽中， 每个沉淀池沿长边方向设有7条集水槽。

11320=1.62m 70.23090.0329m3/s 每个集水槽流量：q= 7集水槽间距：l0集水槽宽度：b＝0.9（βq）0.4＝0.9（1.2×0.0329）0.4＝0.24m 集水槽水深：起点 h1=0.75×0.24=0.18m; 终点 h2=1.25×0.24=0.3m 为了施工方便，采用平底集水槽，从安全角度考虑，取集水槽水深h2＝0.3m，集水槽进水跌落高度取h3＝0.05m，进水孔淹没深度取h4＝0.07m，集水槽超高取h0＝0.07m。 集水槽总高度：H＝h2+ h3 +h4 +h0

=0.3+0.05+0.07+0.07 =0.49m

孔眼计算：

集水槽孔口淹没出流，出流水头为h4＝0.07m， 超载系数β=1.2，流量系数μ=0.62 。 每条集水槽所需孔眼面积：

fq2gh41.20.03290.6229.810.070.05433 m2 孔径d取25mm，每孔面积：a4f0.05433108.66个，取n=108个 每条集水槽孔眼总数 na0.0005d20.0005 m2 集水槽两侧开孔，每侧开孔数为54个。 集水槽上孔距：l6.2.5 集水总渠计算

集水总渠宽度：Bn＝0.9（βQ）0.4＝0.9（1.2×0.2309）0.4＝0.54m

集水总渠起端水流断面假定为矩形，渠内水深为0.52m，考虑集水槽水流进入集水总渠时自由跌落，跌落高度取0.1m，同时考虑集水总渠顶与集水槽顶相平，则集水总渠总高度为：

H=0.52+0.1+0.49=1.11m 6.2.6 进水区

为使沉淀池配水均匀稳定，进水过渡完全区宽度取B1=3m。

8000148mm 546.2.7 泥斗计算

采用重力式斗底排泥，设排泥底阀。沿斜管预沉池长边方向布置4个泥斗，沿短边布置4个泥斗，共设泥斗16个。

集泥渠平行于沉淀池短边布置。

集泥渠长取11.5m，断面尺寸：B×H=0.3m×0.3m 泥斗斗底宽度取a=0.4m，

10.6382.6575m2.67m 432h21.3550.1 验算斗底坡度：1arctan4arctanba2.65750.42h21.352arctan4arctan50

ca2.670.4上口平面尺寸为bc斗底坡度在50°~ 55°之间，排泥顺畅。

7、滤池

本工程选用普通快滤池，采用单层石英砂滤料，承托层为天然砾石，反冲洗方式采用单独水冲。

普通快滤池具有运转效果好，冲洗效果可得到保证，采用大阻力配水系统，配水均匀性好，适用于各种规模水厂等优点。 7.1 设计参数

单层石英砂滤料，密度ρs=2.65t/ m3，滤料膨胀前孔隙率m0=0.41； 设计流量：Q＝1630.83m3/h＝0.453m3/s； 设计滤速： V＝8～10m/h，取10 m/h； 冲洗强度：12～15L／m2·s，取14 L／m2·s；

冲洗时间：t＝6min； 冲洗周期：T=12h； 工作时间；t=24h. 7.2 滤池面积及尺寸

滤池实际工作时间t0＝24－（0.1×

24）＝23.8（h） 12（注：式中只考虑反冲洗时间，未考虑初滤水的排放时间）； 滤池面积：

FQ1630.8324164.45m2VT1023.8F164.4541.11m244采用滤池格数：N＝4，单行排列布置； 单格滤池面采用滤池长宽比：

f积：

L1.5，规范要求： 1.25:1～1.5:1； B每格滤池尺寸：L=7.86m，B＝5.24m； 复核：

每格滤池实际过滤面积：f＝B×L＝7.86×5.24＝41.18m2；

Qh1600.83==9.92m/h F441.11NV4=9.9213.2m/h 校核强制滤速：VN141滤池实际的正常滤速： V满足在10~14m/h范围内 7.2.2 滤池高度

承托层高度：H1=0.5m（d10～d32的支承层顶面应高于配水系统孔眼100mm）； 滤料层高度：H2=0.7m； 砂面以上水深：H3= 1.90m； 超高：H4=0.3m；

滤池总高度：H＝H1＋H2＋H3＋H4= 3.4m； 7.2.3 配水系统（单格滤池） ⑴ 配水干管计算：

干管起端流量：qgfq14 L／m2·s×39.015 m2＝546.21m3/s 采用干管管径：dg＝800mm（干管应埋入池底，顶部开孔接配水支管）

干管起端流速：Vg＝⑵ 配水支管计算：

qgdg240.546211.09m/s 20.83.144采用支管中心间距：aj＝0.25m 每格滤池支管数：nj＝2L7.65262根 aj0.25每根支管入口流量：qjqgnj546.218.8L/s 62采用支管管径：dj＝80mm 支管始端流速：Vj＝

qgdg240.00880=1.75m/s 20.083.144（支管始端流速1.5 m/s～2.0 m/s）

支管长度：l0Bdg25.10.822.15m ⑶ 支管孔眼布置：

支管孔眼总面积与滤池面积之比：K=0.25%（0.2%～0.25%） 孔眼总面积：Fk＝K×f=0.25%×39.015＝0.0975m＝97500mm 孔眼直径：dk＝10mm（9mm～12mm）

1每个孔眼面积：fk＝dk20.78510278.5mm2

42

2

孔眼总数：NkFk975001242个， fk78.5每根支管孔眼数：nkNk124220个 nj62支管上孔眼设两排，与中垂线成45°夹角，向下交错排列 每排孔眼中心距：ak孔眼平均流速：v0Ljnk22.150.2m 202q145.6m/s 10k100.25（在5 m/s～6 m/s之间，满足要求） ⑷ 复核配水系统：

支管长度与直径之比≯60：

Ljdj2.1526.87560 0.08孔眼总面积与支管总横截面积之比＜0.5：

Fk0.09750.3130.5 njfj620.7850.082干管横截面积与支管横截面积之比为1.75～2.0：

fgnjfj0.7850.822620.7850.081.611.75

孔眼中心距应＜0.2m：ak＝0.2m； 7.2.4 洗砂排水槽

洗砂排水槽中心距：a0＝1.7m（要求1.5m～2.1m） 排水槽条数：n0=5.1=3根

1.7

排水槽长度：l0B7.65m

每根排水槽流量：q0qn0546.213182.07L/s 排水槽采用三角形标准断面，槽底厚度采用δ＝0.05m， 槽中流速采用V0=0.7m/s

横断面尺寸模数：x0.45q00.40.450.182070.40.23m

排水槽高度为：h=2.5x+δ+0.07＝2.5×0.23＋0.05+0.07＝0.695 m

槽宽：b=2x=2×0.23=0.46m，取b=0.5m； 砂层最大膨胀率e＝45%，砂层厚度H2＝0.70m 排除冲洗水时，槽内水深：h0=

q00.182070.52m Vb0.70.5洗砂排水槽顶距砂面厚度：

He＝eH2+2.5x+δ+0.07＝0.45×0.70＋2.5×0.23＋0.05+0.07＝1.01m 洗砂排水槽总平面面积：F02x0l0n0＝2×0.23×7.65×3＝10.557m2； 复核：

洗砂排水槽总平面面积与滤池面积之比一般＜25%：

F010.557100%27%25% f39.015集水槽计算：

集水槽采用矩形断面，取渠宽B=0.75m 排水槽底高出集水槽底的高度：

H0.81fq1000B0.20.8139.015145.1+0.2=0.89 +0.2=1.09m

排水槽底距集水槽起端水面的高度不小于0.05~0.20m，取0.20m。集水槽水深为

0.82m.。

集水槽顶与排水槽顶相平，故槽高为：h=1.09+0.62=1.71m。 7.2.5 滤池各种管渠计算

滤池设进水渠、反冲洗水管、冲洗废水集水渠和清水管。反冲洗水管、冲洗废水集水渠和清水管设在管廊内。 ⑴ 进水

单个滤池进水总流量：Q1＝38000/(24×4) =395.83 (m3/h9)＝0.110m3/s 每个滤池进水管管径采用D2＝400mm，管中流速V2＝0.84m/s 进水渠渠宽B4＝0.75m，渠顶与滤池池顶相平，溢流进水。 ⑵ 冲洗水

冲洗水流量：Q2＝qf＝14×39.015＝546.21L/s=0.5462m/s 冲洗水管管径采用D2=600mm，管中流速V2=1.93m/s ⑶ 清水

单个滤池清水总流量：Q3=Q1=0.110m3/s 清水管管径采用D3=400mm，则V3=0.84m/s ⑷ 排水

排水流量：Q4=Q3=0.54623/s

冲洗水管管径采用D4=800mm，管中流速V4=1.09m/s

排水渠断面：渠宽B4＝0.8m，水深h=0.7m，渠中流速V5=0.98m/s。 7.2.6 反冲洗水泵计算

水泵所需的供水量:Q＝qf＝14×39.015＝546.2L/s 清水池至滤池间冲洗管道中的总水头损失：h1＝1.0m 滤池配水系统的水头损失：

3

23238v干210v支281.092101.752 h2＝=2.04m 2g2g29.8129.81 承托层的水头损失：

h3＝0.022Hq=0.022×0.5×14=0.15m 滤料层水头损失：

h4＝（ρs/ρ-1）（1-m0）L0=（2.65/1-1）×（1-0.41）×0.7=0.68m 水泵所需扬程H=H0+h1+h2+h3+h4+h5

H0—排水槽顶与清水池最低水位之差，H0= 5.4m； h1—从清水池至滤池间冲洗管道中的总水头损 失； h2—滤池配水系统的水头损失； h3—承托层的水头损失； h4—滤料层水头损失；

h5—富裕水头损失，取1.5m；

则H=5.4+1.0 +3.2+0.13+0.68+1.5=11.91m；

设冲洗水泵两台，一用一备。水泵型号为24Sh-28A，其特性为：Q=3420m3/h,H=13.0m, 配备Y450-4型电动机，功率N=280Kw，电压V=10KV。

在清水池和滤池附近设反冲洗泵房，水泵竖向并排排列布置，泵房平面尺寸为：L×B＝7.2m×5.4m。

8、臭氧接触池

8.1设计参数

选用3段接触池，第一段接触室的接触时间宜为2min，第二段接触时间为4min，第三段接触时间为4min。总接触时间为12min，在 6～15min 之间。

采用2组臭氧接触池，每组接触池流量Q=815.42m3/h=0.226）m3/s 臭氧投加量a=1mg/L，第一段占50%，第二、三段各占25% 臭氧气浓度Y=20g/L

池内水面与池顶一般在0.5~0.7m，取0.6m 8.2实际所需臭氧量

第一段：D1=1.06aQ=1.06×0.001×50%×815.42=0.4322kgO3/h 第二、三段：D2=1.06aQ=1.06×0.001×25%×815.42=0.216kgO3/h

总需臭氧量D=2×(D1+2×D2)= 1.7284 kgO3/h 臭氧发生器的工作压力：H>=h1+h2+h3 h1是接触池的设计有效水深，h1=6m

h2是布水原件的水头损失，查设计手册可取h2=0.02m

h3是臭氧化输送管道水头损失，管道采用双管，管径选用DN15，h3=0.5m H>=6+0.02+0.5=6.52m 8.3接触装置(接触池)

第一段接触池体积：V1=Qt/60=815.42×2/60=27.18m3

接触池的设计有效水深宜采用 5.5～6（6.5）m，取h=6.4m 第一段接触池面积：A1= V1/h=4.25m2

规范要求布气区的深度与长度之比宜大于 4， 取长度L=1.2m，h/L= 6.4/1.2=5.3>4 则，接触池宽度B=A1/L=4.25/1.2=3.54m 进水区取1m，集水区取1m， 池内总高为6.4+0.6=7.0m(0.6m为超高) 则，单组接触池尺寸为

H×B×L= 7.0×3.54×1.2 8.4臭氧化气流量

Q气1=1000D/Y=1000×1.623/20=81.15m3/h

折算成发生器工作状态(t=20，p=0.08Mpa)的臭氧化气流量 Q气2=0.614 Q气1=49.826m3/h 8.5臭氧发生器选型

由于臭氧发生器的工作压力：H>=6.52m

总需臭氧量D=2×(D1+2×D2)= 1.6236 kgO3/h

选择卧管式臭氧发生器，型号XY450，选择两台，一用一备 臭氧发生间尺寸为9.5×5.5×6.0m

9、活性碳吸附池

9.1设计参数

采用重力式固定床，池型采用普通快滤池，碳层厚度H=2.0m，活性炭填充密度ρ=0.5t/m3

设计流量：Q＝1630.83m3/h＝0.453m3/s； 设计滤速： V＝8～20m/h，取10 m/h； 冲洗强度： 11～13L／m2·s，取13 L／m2·s； 冲洗时间： 8~12min，取t＝10min； 冲洗周期：T=3~6d，取4d； 工作时间；t=24h. 9.2滤池面积及尺寸

滤池实际工作时间t0＝24－（0.1×

24）＝23.8（h） 12（注：式中只考虑反冲洗时间，未考虑初滤水的排放时间）；

滤池面积： FQ1630.8324164.45m2VT1023.8采用滤池格数：N＝4，单行排列布置；

F164.45F154.412f41.11m238.6m；单格滤池面积：f

5454L采用滤池长宽比：1.5，规范要求： 1.25:1～1.5:1；

B每格滤池尺寸：L=7.85，B＝5.23m； 复核：

每格滤池实际过滤面积：f＝B×L＝7.85×5.23＝41.056m2；

Qh1531.25.839.81m/h VQh16309.93m/hF439.015F441.056NV4NV49.8113.08m/h V校核强制滤速：V9.9313.2m/hN141N141滤池实际的正常滤速：V满足在10~14m/h范围内 9.3滤池高度

承托层高度：H1=0.5m（d10～d32的支承层顶面应高于配水系统孔眼100mm）； 滤料层高度：H2=2.0m；

滤料面以上水深一般为1.5~2.0m：H3=1.90m； 超高：H4=0.3m；

滤料总高度：H＝H1＋H2＋H3＋H4=4.7m；

10、清水池

10.1 设计参数

设计规模：Q=3.99万m3/d 10.2 设计计算

设计供水量：Q0=3.99万m3/d（考虑水厂自用水量）

清水池的调节容积按水厂设计供水量的15%考虑，有效水深采用h=4.0m，超高h0=0.5 清水池的总高度：H＝h+h0=4.5 m

清水池的调节容积：V清水池=3.8×104×15%＝5700m3

考虑设2个清水池，每个清水池尺寸：L×B×H＝30 m×21 m×4.5m 每个清水池有效容积为3000m3，则总容积为6000 m3。

11、二泵站

供水总量Q0=3.99万m3/d，采用时变化系数Kh = 1.3

水泵总流量：Qb= Qmax=Kh×Q0=1.3×3.99=51870m3/d=2161 m3/h=600.35L/s 所需水泵扬程：Hb=80m

共设5台水泵，四用一备，选用350S90型水泵，单台泵特性参数：流量Q=163.88~260L/s，扬程H=85.38m，配备Y355L2-4型电动机，功率N=315Kw，电压V=380V。水泵采用自灌式启动。

水泵安装尺寸：L×B×H＝1168.5×1246×898 电机安装尺寸：L×B＝1485×800 水泵机组安装尺寸：L×B＝2700×1500

二泵房包括水泵机组间和值班室，水泵机组采用竖向布置，相邻两个机组净距采用0.8m，机组与墙之间净距采用1.0m，泵房内主要通道宽度采用1.2m，检修平台宽采用3.5m。配电设备与水泵机组放在水泵间，控制设备放在值班室内，水泵间需设起重设备。

综合各种因素，二泵房采用半地下式，泵房平面尺寸为：L×B×H＝20m×12m×7m。配电间平面尺寸为：L×B＝4.8m×12m

吸水井容积采用4台泵5min流量：V=541.7×5×60/1000=162.51m3 吸水井平面尺寸为：L×B×H＝15.3m×3m×3.54m。

12、投药间

投药间主要用于向絮凝反应池投加混凝剂，水厂采用混凝剂为Al2(SO4) 318H2O，纯度

50%，最大投加量40 mg/L。

溶液池：溶液浓度采用c=20%，每日调制次数n=3，最大投加量a=40 mg/L。 溶液池容积：W2=

aQ401662.5=5.3m3 417cn41720350%溶解池容积：W1=0.3 W2=0.3×5.3=1.59 m3 溶液池尺寸：L×B×H＝2.9m×1.8m×1m 溶解池尺寸：L×B×H＝1.59m×1m×1m

投药间平面尺寸为6.6×12m。投药间为两层建筑，底层为药剂仓库和溶解池，二层为投药间，投药间内中建有2.9m×1.8m×1m.溶液池一个。同时安装成套加药设备一套CT（A）－2XV/3XJ型设备，用于投加硫酸铝，投药量为400L/h，含溶液箱2个，计量泵3台，控制柜1个及其它配套1套；另一套CT（A）－1XV/2XJ型设备，用于在高浊度水时投加聚丙烯酰胺，投药量为200L/h，含溶液箱1个，计量泵1台，控制柜（共用）1个及其它配件1套。

溶解池可采用人工投药，并设搅拌设备。底层设有药液提升泵，将溶解池中混合液提升至溶液池中。

投药间采用成套加药设备实现自动投药。在配水井中装有ZZ-1C 型浊度计连续测定原水浊度，在斜管沉淀池出口装有ZZ-1B型浊度仪连续测定沉淀池出水浊度。在管式静态混合器出口管上设有取样管，检测投药后的原水经混合后水样中的流动电流值，并将各种仪器信号传至投药间的控制箱以实现投药的自动控制。

13、加氯间

消毒剂采用液氯，加氯量为0.5～2.0 mg/L，最大加氯量2.0 mg/L。 最大投加量：q=1662.5×20×10-4=3.32Kg/h

加氯间含加氯值班室、氯库和漏氯吸收间，平面尺寸为长×宽×高＝13.2×5.4×6.0m。 加氯间值班室里装有2台V10K型加氯机（一用一备），每台加氯机的最大加氯量为10kg/h。考虑滤后加氯，加注点设在滤池后清水总管上，平均投加量都为1.5mg/L，最大投加量为2.0mg/L。

氯库中设有1吨电动葫芦，以便将氯瓶吊上吊下，加氯值班室和氯库中设有漏氯报警仪。

漏氯吸收间设有余氯吸收装置一套，当氯瓶发生大量泄漏事故时，通过漏氯报警仪报警，并将余氯吸收装置自动投入运行，以保证安全。

14、冲洗废水回收池

冲洗废水回收池主要用于滤池反冲洗废水的回收，同时考虑其他生产构筑物（如清水池）的冲洗废水的收集。因滤池冲洗周期短，冲洗频率高，冲洗水量大，所以主要考虑滤池冲洗废水容积。废水回收池停留时间取t=6h，滤池冲洗周期为12h，共设有4格滤池，故每隔2.4小时就有1格滤池冲洗废水排入，1格滤池冲洗废流量为546.21L/s，冲洗时间为6min，则在其停留时间内共收集废水量为：

Q=60×6×546.21×6/2.4= 491.59m3

适当考虑其他构筑物冲洗废水排入时的调节容积，取其容积为510m3。 废水回收池尺寸为：L×B×H＝10m×10m×5.1m，实际容积为540m3。

15、高程计算

15.1 清水池

以清水池池底 标高为±0.00m， 有效水深4.0m，故水面标高4.000m。 超高0.5m，故水池池顶标高为4.500m 。 覆土深度1.7m，故地面标高为6.200m。 清水池进水管位于距池底2/3处。 15.2 活性炭吸附池—清水池

吸附滤池到清水池之间管道管径有变化，滤池出水有4根出水管，然后合成1根，经过一定距离后分成2根进入2个清水池。按最不利管段计算。 ⑴ 滤池出水至汇合管：

量出最不利管段长度为15.62m，管道选用钢管。管道中流量0.2205m3/s，流速范围0.8～1.2m/s，由水力计算表取流速：1.08m/s，管径：500mm，i＝3.073‰

沿程水头损失： il＝3.073‰×15.62＝0.048 m

连接管中产生局部损失的配件，附件及局部阻力系数如下： 管道水流进口 阻力系数：0.5 90°弯头1个 阻力系数：0.67 闸阀1个 阻力系数：0.07

v21.082局部水头损失＝＝0.670.070.5＝0.074m

29.812g总水头损失＝0.048＋0.074＝0.122m ⑵ 汇合管至汇合处：

量出最不利管段长度为10m，管道选用钢管。管道中流量0.4410m3/s，流速范围0.8～1.2m/s，由水力计算表取流速：1.15 m/s，管径：700mm，i＝2.255‰

沿程水头损失：h＝il＝2.255‰×10＝0.023 m

连接管中产生局部损失的配件，附件及局部阻力系数如下： 三通2个 阻力系数：1.5 闸阀1个 阻力系数：0.05

v21.152局部水头损失＝＝21.50.05＝0.201 m

29.812g总水头损失＝0.023＋0.201＝0.224m ⑶ 汇合处至清水池处：

量出管段长度为25.0m，管道选用钢管。管道中流量0.2205m3/s，流速范围0.8～1.2m/s，由水力计算表取流速：1.08m/s，管径：500mm，i＝3.073‰

沿程水头损失： il＝3.073‰×25.0＝0.077 m

连接管中产生局部损失的配件，附件及局部阻力系数如下： 90°弯头1个 阻力系数：0.67 管道水流出口 阻力系数：1.0 闸阀1个 阻力系数：0.05

v21.082局部水头损失＝＝0.670.051.0＝0.100m

29.812g总水头损失＝0.077＋0.100＝0.177 m 滤池到清水池全程总水头损失=0. 5m 15.3活性炭吸附池

根据经验，活性炭滤池中水头损失一般为0.4～0.6m，取0.5m 滤池内水面标高为：3.8+0.5+0.5＝4.80m

滤池超高0.30m，故滤池池顶标高为：4.80＋0.30＝5.10m

滤池总高度为4.5m，故滤池池底标高为：5.1-4.5＝(0.60m

滤池由进水渠进水水头损失考虑0.05m，其水面标高为： 4.80＋0.05＝4.85m 15.4活性碳吸附池—臭氧接触池

臭氧接触池至活性碳吸附池之间有管径变化，臭氧接触池出水有2根管，然后汇合成1根，经过一定距离后分配给4个滤池。按最不利管段计算。 ⑴ 吸附池出水至汇合管：

量出最不利管段长度为5.00m，管道选用钢管。管道中流量0.2205m3/s，流速范围0.8～1.2m/s，由水力计算表取流速：1.08m/s，管径：500mm，i＝3.073‰

沿程水头损失： il＝3.073‰×5.00＝0.015 m

连接管中产生局部损失的配件，附件及局部阻力系数如下： 管道水流进口 阻力系数：0.5 90°弯头1个 阻力系数：0.67 闸阀1个 阻力系数：0.07

v21.082局部水头损失＝＝0.670.070.5＝0.08m

29.812g总水头损失＝0.015＋0.08＝0.095m ⑵ 汇合管至汇合处：

量出最不利管段长度为6.00m，管道选用钢管。管道中流量0.4410m3/s，流速范围0.8～1.2m/s，由水力计算表取流速：1.15 m/s，管径：700mm，i＝2.255‰

沿程水头损失：h＝il＝2.2557‰×6.00＝0.014 m

连接管中产生局部损失的配件，附件及局部阻力系数如下： 三通2个 阻力系数：1.5 闸阀1个 阻力系数：0.05

v21.152局部水头损失＝＝21.50.05＝0.201 m

29.812g总水头损失＝0.013＋0.191＝0.215 m ⑶ 汇合处至滤池处：

量出管段长度为15.00m，管道选用钢管。管道中流量0.2205m3/s，流速范围0.8～1.2m/s，由水力计算表取流速：1.08m/s，管径：500mm，i＝3.073‰

沿程水头损失： il＝3.073‰×15＝0.046 m

连接管中产生局部损失的配件，附件及局部阻力系数如下： 90°弯头1个 阻力系数：0.67 管道水流出口 阻力系数：1.0 闸阀1个 阻力系数：0.05

v21.082局部水头损失＝＝0.670.051.0＝0.107m

29.812g总水头损失＝0.046＋0.107＝0.153 m

臭氧接触池至活性碳吸附池之间总水头损失为0.463m 15.5臭氧接触池

根据经验，臭氧接触池水头损失一般为2.5~3.0m，取2.8m 接触池水面标高为：4.85+0.463+2.8=8.113m

池内超高0.6m，故接触池池顶标高为：8.113+0.6=8.713m 接触池总高为6.6m，故接触池池底标高为：8.713-6.6=2.113m 接触池进水水头损失考虑0.05m，其水面标高为： 8.113+0.05=8.163m 15.6臭氧接触池—滤池

臭氧接触池至滤池间管道布置和臭氧接触池至活性炭吸附池间管道布置相同，流量也相同，故水头损失相同，水头损失为： 0.463m 15.7 滤池

根据经验，滤池中水头损失一般为2.0～2.5m，取2.3m 滤池内水面标高为：8.163+2.3+0.463＝10.926m

滤池超高0.30m，故滤池池顶标高为：10.771（10.926）＋0.30＝11.226m 滤池总高度为3.2m，故滤池池底标高为：11.226-3.2＝8.026m

滤池由进水渠进水水头损失考虑0.05m，其水面标高为：（10.926）10.771＋0.05＝10.976m 15.8 沉淀池—滤池

沉淀池至滤池之间有管径变化，沉淀池出水有2根管，然后汇合成1根，经过一定距离后分配给4个滤池。按最不利管段计算。 （⑴ 沉淀池出水至汇合管：

量出最不利管段长度为12m，管道选用钢管。管道中流量0.2205m3/s，流速范围0.8～1.2m/s，由水力计算表取流速：1.08m/s，管径：500mm，i＝3073‰

沿程水头损失： il＝3.073‰×12＝0.037m

连接管中产生局部损失的配件，附件及局部阻力系数如下： 管道水流进口 阻力系数：0.5 90°弯头1个 阻力系数：0.67 闸阀1个 阻力系数：0.07

v21.082局部水头损失＝＝0.670.070.5＝0.08m

29.812g总水头损失＝0.037＋0.08＝0.153m ⑵ 汇合管至汇合处：

量出最不利管段长度为6m，管道选用钢管。管道中流量0.441m3/s，流速范围0.8～1.2m/s，由水力计算表取流速：1.15 m/s，管径：700mm，i＝2.255‰

沿程水头损失：h＝il＝2.255‰×6＝0.014m

连接管中产生局部损失的配件，附件及局部阻力系数如下： 三通2个 阻力系数：1.5 闸阀1个 阻力系数：0.05

v21.152局部水头损失＝＝21.50.05＝0.201 m

29.812g总水头损失＝0.014＋0.201＝0.215 m ⑶ 汇合处至滤池处：

量出管段长度为16m，管道选用钢管。管道中流量0.2205m3/s，流速范围0.8～1.2m/s，由水力计算表取流速：1.08m/s，管径：500mm，i＝3.073‰

沿程水头损失： il＝3.073‰×16＝0.050 m

连接管中产生局部损失的配件，附件及局部阻力系数如下： 90°弯头1个 阻力系数：0.67 管道水流出口 阻力系数：1.0 闸阀1个 阻力系数：0.05

v21.082局部水头损失＝＝0.670.051.0＝0.130m

29.812g总水头损失＝0.050＋0.130＝0.180 m

故沉淀池至滤池间总水头损失为：0.446（0.548）m 15.9斜管沉淀池

沉淀池出水渠水面的标高为：10.976＋0.548＝11.524m

集水槽水流至出水渠跌落高度：0.1m，槽底标高：11.524+0.1＝11.624m 集水槽内水深0.3m，槽高0.49m

故集水槽内水面标高为：11.624+0.3＝11.924m 集水槽顶面标高：11.924＋0.49＝12.414m 沉淀池中水面的标高为：12.414-0.07＝12.344m

沉淀池超高0.30m，故沉淀池池顶的标高为：12.344＋0.3＝12.644m 已算得沉淀池总高度为5.22m，故沉淀池池底标高为：12.644－5.22＝7.424 m

据经验，斜管沉淀池中的水损为0.05～0.1m，取0.05m 故过渡区水面标高为：12.344＋0.05＝12.394m 15.10 网格絮凝池

水流从絮凝池进入过渡区水损考虑0.05m

网格絮凝池的出水水面标高：12.394＋0.05＝12.444m 据经验，絮凝池本身的水头损失为0.4～0.5m，取0.456m 絮凝池起端水面标高为： 12.444＋0.4456＝12.90m 絮凝池总高度为：5m，超高0.3m， 絮凝池池顶标高为：12.90＋0.30＝13.20m 絮凝池池底标高为：13.20－5＝8.20m 絮凝池进水管淹没入水深度为0.5m，

絮凝池进水管位置标高为：13.20－0.50＝12.70m 15.11预沉池—絮凝池

量取管长为23m，管道选用钢管。管道中流量0.2205m3/s，流速范围0.8～1.2m/s，由水力计算表取流速：1.08m/s，管径：500mm，i＝3.073‰

沿程水头损失： il＝3.073‰×23＝0.071 m

连接管中产生局部损失的配件，附件及局部阻力系数如下： 管道水流进口 阻力系数：0.5 闸阀3个 阻力系数：0.05

三通2个 阻力系数：1.5 90°弯头2个 阻力系数：0.67 管道水流出口 阻力系数：1.0

v21.082局部水头损失＝＝1.021.520.670.0530.5＝0.356m

29.812g管式混合器

管式混合器埋于地下1.20m处，通过管式混合器的水损为0.171m。 总水头损失＝0.071＋0.356+0.171＝0.60m 15.12斜管预沉池

沉淀池出水渠水面标高：13.20＋0.6＝13.80m

集水槽水流至出水渠跌落高度：0.1m，槽底标高： 13.8+0.1＝13.9m 集水槽内水深0.35m，集水槽高度为0.54，集水槽超高0.07m。 故集水槽内水面标高为：13.90+0.35＝14.25m 集水槽顶面标高：14.25＋0.54＝14.79m 沉淀池中水面的标高为： 14.79-0.07=14.72m

沉淀池超高0.30m，故沉淀池池顶的标高为：14.72＋0.3＝15.02m 已算得沉淀池总高度为5.1m，故沉淀池池底标高为：15.02－5.1＝9.92m 据经验，斜管沉淀池中的水损为0.05～0.1m，取0.1m， 过渡区水面标高为：14.72＋0.1＝14.82m

初沉池由进水渠进水水头损失考虑0.08m，其水面标高为：14.82＋0.08＝14.9m 15.13配水井—斜管预沉池

量取管长为20m，管道选用钢管。。管道中流量0.2205m3/s，流速范围0.8～1.2m/s，由水力计算表取流速：1.08m/s，管径：500mm，i＝3.073‰

沿程水头损失： il＝3.073‰×20＝0.061 m

连接管中产生局部损失的配件，附件及局部阻力系数如下： 管道水流进口 阻力系数：0.5 90°弯头1个 阻力系数：0.67 闸阀2个 阻力系数：0.05 管道水流出口 阻力系数：0.5

三通1个 阻力系数：1.5

v21.082局部水头损失＝＝0.670.520.50.51.5＝0.250m

29.812g总水头损失＝0.061＋0.250＝0.311m 15.14配水井

配水井中出水水面的标高为:13. 559＋0.237＝13.796m/ 14.9+0.311=15.211m 配水井采用溢流式，溢流堰上水头为：0.11m

配水井进水水面高度为：13.796(15.211)＋0.11＝15.321m 配水井有效水深为3.0m，

配水井池底标高为：15.321-3=12.321m

考虑配水井0.3m的超高，配水井池顶标高为：15.321+0.3=15.621m。

污水处理厂设计

重庆大学本科学生课程设计任务

课程设计题目 水处理厂综合设计（排水部分） 专业 给水排水工程 年级 2009级 学院 城市建设与环境工程学院 已知参数和设计要求：  某县水处理厂（污水厂）址区地形图一张，水处理厂所在区域水文地质资料已知。净化水质要求达到国家生活饮用水水质标准（GB5749-2006）。污水厂设计水量近期2.8万m3/d, 远期4.2万m3/d，处理后的污水排入污水处理厂附近的河流（三峡库区长江一级支流），该河流的20年一遇最高洪水位为269.15m，95%保证率的枯水位为264.20m。  污水处理厂厂址区地下水位距地表8m左右，土壤为砂质粘土，抗压强度大于1.5kg/cm2。  厂址附近夏季主导风向为西南风，气压为97.352KPa，年平均气温为15.1℃，冬季最冷月平均温度为8℃。  厂区附近无农田，拟由省属建筑公司施工，各种建筑材料均能供应，电力供应充足。  污水厂设计进水水质：  COD  SS  TN  TP  pH  水温 350mg/L 180mg/L 40mg/L 5mg/L 6~7 10℃~25℃  BOD5 200mg/L  NH3-N 24mg/L 根据所给予的设计原始资料，完成水处理厂（净水厂和污水厂）的工艺设计。设计要求包括： 1.确定净水工艺流程和净水构筑物型式；对净水构筑物进行工艺设计算，定出构筑物的尺寸；完成净水厂的平面和高程布置，并绘制净水厂的平面和高程布置图。 2.确定污水处理程度，选择污水、污泥处理的工艺流程；确定处理构筑物的型式，对构筑物进行工艺设计计算，定出构筑物的主要尺寸；进行污水处理厂的总平面布置，绘制污水处理站平面布置图；进行污水处理厂的高程布置、绘制污水、污泥处理流程图。 附录：

1.污水厂(站)辅助建筑物：

办公、分析化验 配电房及电修间 机修及泥木工间 仓库及车库

260m2 170m2 100m2

二层 一层 一层 一层

100m2

2.污水厂(站)绿化面积，不宜小于污水厂(站)总面积的30%；

3.污水厂(站)站址地形图一份(1:1000)。

第一部分 设计说明书

1.1 污水处理厂设计规模

污水厂规模以平均日流量确定，由设计给水厂原始资料可推求污水厂需处理流量如下：

根据给水厂最高日平均时总流量为4.2万 m3/d，即486.11L/s。 由给水厂规模推求污水厂规模推求污水厂规模考虑以下因素：

(1) 由最高日流量转换为平均日流量的日变化系数：取总变化系数Kz=1.4，假定时变化系数为Kh=1.2，则日变化系数Kd=Kz/Kh=1.17

(2) 折算系数：考虑综合折减系数取0.85，由给水定额推求排水定额需乘折减系数 (3) 城市污水收集率：城市污水收集率取0.85，

(4) 扣除给水部分的绿化和浇洒道路用水量以及加入地下水渗入量（取总水量的0.1倍）综

作者姓名：文如霜 （水处理厂综合设计）

合考虑后取一系数：系数取0.8 故污水厂的设计规模为： Q平均日=

420000.850.850.8 =19528.20m3/d 1.17根据日处理污水量可以将污水处理厂分为大、中、小三种规模：日处理量大于10万m3/d为大型污水处理厂，5～10万m3/d为中型污水处理厂，小于5万m3/d的为小型污水处理厂，因此设计规模为小型污水处理厂。

1.2污水处理程度

1.2.1 设计进水水质指标

根据设计原始资料，污水进水水质如下： COD 350mg/L BOD5 SS TN

200mg/L 180mg/L 40mg/L

NH3-N 24mg/L TP pH

5mg/L 6~7

水温 10℃~25℃ 1.2.2 设计出水水质指标

处理出水要求达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级B标，根据该排放标准，设计出水水质指标如下：

COD BOD5 SS TN

60

20

mg/L mg/L

20 mg/L 20 mg/L 8 1

mg/L mg/L

NH3-N TP 1.2.3 处理程度

根据进水和出水水质指标，可确定该污水厂污水的处理程度为： BOD5去除率：η=82.9% COD去除率：η=90.0% SS去除率：η=88.9%

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作者姓名：文如霜 （水处理厂综合设计）

TN去除率：η=50.0% NH3-N 去除率：η=66.7% TP去除率：η= 80%

2、污水处理厂工艺流程比选 2.1工艺流程方案选择考虑因素

污水处理厂的工艺流程是指在保证处理水达到所要求的处理程度的前提下所采用的污水处理技术单元的有机组合。确定污水处理工艺时，除了保证处理效果这一基本条件外，还应尽量降低基建投资，节省日常的运行费用，以求在保证达标排放的前提下，使经营成本最小。工艺流程选择时，应考虑的主要因素有：

⑴ 污水中污染物的性质：如污染物的形态和浓度等；

⑵ 污水的处理程度：其实选择处理工艺流程的主要依据，而其又取决于污水的来路和去向，即污水进水水质和要求出水水质。

⑶ 工程造价和运行费用：在处理水达标前提下，根据工程建设所需造价和运行费用与当地经济情况对比，选择适合当地条件的处理工艺流程。

⑷ 当地的自然条件：如地形地质情况、气候条件等。

⑸ 工艺规模的大小：根据污水厂规模选择处理流程，如氧化沟工艺适用于规模小于5万m3/d的污水厂，SBR系列反应池也适用于中小型污水厂。

⑹ 管理和施工条件

所设计的该污水厂规模仅为4500 m3/d，为小型污水厂，选择工艺流程时根据上述因素，考虑到其具有以下特点：

⑴ 由于污水量较小，一天内污水水量水质变化较大，频率较高； ⑵ 一般要求自动化程度较高，以减少工作人员配置，降低经营成本。

⑶ 由于规模较小，不设污泥消化构筑物，采用低负荷延时曝气工艺，尽量减少污泥量同时使污泥部分好氧稳定。

⑷ 本次设计中不要求除磷脱氮，故按传统曝气工艺的活性污泥法设计，同时考虑以后除磷脱氮的可能性。

鉴于以上的特点，考虑采用SBR工艺或氧化沟工艺两种方案。

2.2 不同工艺方案的优缺点比较

2.2.1 Orbal氧化沟

Orbal氧化沟污水处理工艺自1978年由美国Envirex公司推出，至今已有500多座污水处理

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作者姓名：文如霜 （水处理厂综合设计）

厂采用这种技术，最大的日处理规模已达30万立方米。我国于1988年引进该工艺处理化工废水，目前已有约20座处理规模在1万立方米以上的Orbal氧化沟建成投入运行或正在建造之中。

典型的Orbal氧化沟由三个椭圆或圆形沟渠组成，来自沉砂池的污水与回流污泥混合先后进入外沟，然后依次流入中沟和内沟，最后经过中心岛的出水堰排至二次沉淀池。从每条沟的整体看，都是一个完全混合反应池，具有无终端的流线；污水在沟内多次循环后顺序进入下一条沟渠，因此，沟与沟之间呈现推流式的特征。这种形式类似与多个完全混合反应器相互串联的系统，兼有完全混合式和推流式的特点。

Orbal氧化沟的特点是控制外沟，中沟和内沟的溶解氧分别为0，1，2mg/L，Orbal的硝化与反硝化过程基本上在外沟得以完成其大部分。与一般的前置式分离厌氧-好氧（A/O）脱氮处理工艺不同，Orbel采取同步硝化反硝化方式进行脱氮处理。尽管外沟的实际需氧量可高达总需氧量的75%，但曝气转碟供给此沟道的氧仅占总需氧量的50—60%，因此系统始终能维持高亏氧状态，整个外沟的溶解氧为0。从空间上来看，Orbel的外沟位于曝气转碟下游呈好氧状态，而上游则呈缺氧状态，因而类似多个好氧—缺氧反应器的串联系统，污水在其中不断地进行硝化—反硝化，一般可达到80%的总脱氮效率，并可获得部分磷的去除。

为了获得更高的脱氮效率，出现了一种脱氮工艺，即增加内回流，依据脱氮的效率要求，设计100%—400%的内循环比率，将内沟混合液回流至外沟，使得中沟和内沟硝化反应产生的硝酸盐在外沟的缺氧环境中被还原成氮气，这种运行方式与A/A/O工艺中的内回流脱氮方式是一致的。

Orbal氧化沟主要由5个部分组成，依次进入系统的污水流经次序分别为：进水区，外沟，中沟，内沟，出水区，流程示意如下：

整个生物处理系统采用曝气转碟机组低强度曝气的方式供氧，该系统由安装在转轴上的若干碟片，电机及减速机组成。碟片由特殊朔料或高强度玻璃钢制成，有两个半圆拼成。通过增减转轴上的碟片数量或者利用出水堰门来调节碟片的吃水深度，可以达到调节曝气量的目的。

Orbel氧化沟与A/A/O工艺相比，具有以下特点：

(1) 处理流程简单，构筑物少，基建费用省。氧化沟不需要设置初沉池和污泥硝化池。 (2) 有较强的抗冲击负荷能力。由于氧化沟的停留时间比较长，污泥龄较大，所以氧化沟的

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作者姓名：文如霜 （水处理厂综合设计）

池容较一般的生化处理构筑物大。

(3) 污泥生成量少，污泥不需要消化处理；因为氧化沟的污泥龄一般为20~30天，污泥在沟内好氧稳定，所以污泥产量较少。

(4) 由于无需设置初沉池，对于中小型水厂投资省，成本低； (5) 对高浓度工业废水有很大的稀释作用。 2.2.2 SBR工艺

进 水 中格栅 调节池 细格栅 沉砂池 出 水 接触消毒池 SBR反应池 初沉池 泥饼外运 脱水机房 贮泥井 污泥浓缩池 上清液回流至格栅前

2.2.3 A2O工艺

A/A/O法即厌氧/缺氧/好氧活性污泥法。其构造是将厌氧、缺氧和好氧串联起来，并通过回流形成溶解氧浓度交替变化的生物环境完成除磷脱氮反应的。在厌氧条件下，回流污泥中的聚磷菌受到抑制，只能释放体内的磷酸盐获取能量，以吸收污水中的可快速生化降解的溶解性有机物来维持生存，并在细胞内将有机物转化成聚β羟丁酸（PHB）储存起来。在这个过程中完成了大量磷的释放；硝化液在缺氧条件下，反硝化菌利用污水中的有机碳作为电子供体，以硝酸盐作为电子受体“无氧呼吸”，将回流液中硝态氮还原成氮气释放出来，完成反硝化过程；而在好氧条件下，一方面聚磷菌将体内的β羟丁酸进行好氧分解，释放的能量用于细胞合成、增殖和吸收污水中的磷合成聚磷酸盐，随剩余污泥排出系统，从而实现污水的脱磷；另一方面硝化菌把污水中的氨氮氧化成硝酸盐，完成硝化作用；再向缺氧池回流，为脱氮做好必要的准备。其流程见下图: 进水

厌氧区缺氧区好氧区二沉池出水混合液回流污泥回流 - - 5 - - 作者姓名：文如霜 （水处理厂综合设计）

A2/O工艺流程框图

在系统上，该工艺是最简单的除磷脱氮工艺，在厌氧、缺氧、好氧交替运行的条件下，可抑制丝状菌的繁殖，克服污泥膨胀，使得SVI值一般小于100，有利于泥水分离，在厌氧和缺氧段内只设搅拌机。由于厌氧、缺氧和好氧三个区严格分开，有利于不同微生物菌群的繁殖生长，脱氮除磷效果好。目前，该法在国内外广泛使用，运行良好。

A2/O工艺是将回流活性污泥（外回流）直接回流进入厌氧池，其中夹带的部分硝酸盐氮也随同回流至厌氧池，破坏了厌氧池的厌氧状态，从而影响系统的除磷效果。 2.2.4 三种工艺的比较

氧化沟目前常用的有卡鲁塞尔氧化沟、奥贝尔氧化沟、三沟及双沟等交替式氧化沟等几种形式。氧化沟的共同特点是污水在循环水池中流动，曝气方式主要采用表曝方式。SBR工艺包括传统SBR法、ICEAS工艺、DAT-IAT工艺、CAST工艺、UNITANK工艺等不同方法。

本项目污水处理的特点为：①污水以有机物为主，BOD/COD=0.45，可生化性较好，重金属及其他难以生物降解的有毒有害污染物一般不超标；②污水处理厂投产时，多数重点污染源治理工程已投入运行。氧化沟目前常用的有卡鲁塞尔氧化沟、奥贝尔氧化沟、三沟及双沟等交替式氧化沟等几种形式。氧化沟的共同特点是污水在循环水池中流动，曝气方式主要采用表曝方式。

SBR法和氧化沟法两工艺具有以下共同点： ① 都属完全混合型，具有较高的耐冲击负荷的能力； ② 一般不设初沉池，工艺简短，节省占地；

③ 一般采用低负荷延时曝气方式，处理果好，污泥好氧稳定，污泥产量少。

但由于SBR工艺控制复杂，构筑物及其设备闲置率高，设备维修维护麻烦，泌水器出水能耗损失较大，对污水处理厂运行管理人员要求较高等诸多缺点。

因此，本方案设计推荐采用SBR工艺。

3、处理构筑物比选 3.1格栅

格栅设在污水渠道、泵房吸水井的进口处或污水处理厂的进水端，用于拦截较大的悬浮物或漂浮物。一般情况下，分为粗细两道格栅，粗格栅的作用是截留较大的悬浮物或漂浮物以保护水泵；细格栅的作用是拦截粗格栅未截留的悬浮物或漂浮物，以保证后续处理工艺的正常运行。按形状分类，格栅又可以分为平面格栅和曲面格栅；按清渣方式可分为人工清渣格栅和机械清渣格栅，当栅渣量大于2m3/d时，采用机械清渣格栅。

该污水厂处理流量较小，栅渣量不大。根据计算结果，粗格栅栅条间隙采用25mm,栅条宽

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作者姓名：文如霜 （水处理厂综合设计）

度为10mm，格栅宽度为1.205m，长度7.46m，栅槽高度为3.6m,；细格栅栅条间隙采用5mm,栅条宽度为10mm，格栅宽度为2.3m，长度7.65m, 栅槽高度为1.12m。、根据各种类型格栅的特点，中格栅可采用链条式回转多耙格栅、高链式格栅、背耙式格栅,细格栅可采用回转式固液分离机、弧形格栅。该污水厂采用链条式回转多耙格栅和弧形格栅分别作为中格栅和细格栅。

采用流程方式为：粗格栅—提升泵—细格栅—后续处理构筑物，以减小细格栅的安装深度，调节池内设搅拌装置，以防止泥砂沉淀。

3.2 沉砂池

沉砂池的功能是去除比重较大的无机颗粒（相对密度为2.65，粒径大于2mm）。将沉砂池设在初次沉淀池之前，减轻初沉池负荷，改善污泥处理构筑物处理条件。常用的沉砂池有平流沉砂池、曝气沉砂池、竖流沉砂池、旋流沉砂池。

该污水厂处理流量小，近期不用除磷脱氮工艺。由于竖流式沉砂池池深较大，采用其会增加后续构筑物埋深，故不采用；采用平流式沉砂池，其占地面积大，其所计算出池深过小，不便施工；为节约能耗，不采用曝气沉砂池。故综合考虑，采用旋流沉砂池中的钟式沉砂池。根据计算的设计流量选型，选用型号为300的旋流式沉砂池。

3.3 奥贝尔氧化沟

该厂可采用传统orbal氧化沟工艺。 按近期设计成2座：

每座氧化沟容积V=V总/2=10521m3。 ①直线段长度L

取内沟、中沟、外沟宽度分别为7、7、8m 则L=A直/2/(B外+B中+B内)=10.6m ②中心岛半径r

A弯=A外+A中+A内(式中所指面积为各沟弯道面积) 计算得r=2.3m

3. 污泥泵站

污泥泵站用于将二沉池和氧化沟的剩余污泥加压送到重力浓缩池，此外还用于氧化沟的内回流加压。

（一）剩余污泥加压泵

单泵流量：Qs＝3.75L/s 扬程采用H=10m

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作者姓名：文如霜 （水处理厂综合设计）

选择泵型号为WDB50-50-115B无堵塞泵，两用一备 安装尺寸为：L*B*H=775*300*262

泵房内安装3台泵，并为远期预留一台泵的位置。 （二）内回流加压泵

单泵流量Q=147.17L/s=0.147m3/s 扬程采用H=10

选择泵型号为200WLZ-12，两用一备 安装尺寸为：L*B*H=800*400*1947

泵房内安装3台泵，并为远期预留一台泵的位置。

水泵机组基础间的净距不宜小于1.0m，机组突出部分与墙壁的净距不宜小于1.2m。故 泵站长L=1200*2+800*4+3*1000=8600mm 泵站宽B=1200*2+400*2+2*1000=4200mm 泵站高H=5000mm

3.6 接触消毒池

《室外排水规范》规定，城镇污水厂处理出水应设置消毒设施。消毒的目的是杀灭处理出水中所含有的致病菌和病毒等，解决水中生物污染的问题，以防止其对人类健康产生危害和对生态造成污染。

城镇污水处理厂常采用的消毒方式有液氯消毒、二氧化氯消毒和紫外线消毒。目前，城市污水处理厂中最常用的消毒剂是液氯。该污水厂处理规模小，采用紫外线和二氧化氯消毒更适宜，但考虑到当地经济条件，采用投资和运行成本均较低的方式，同时保证出水中后续消毒作用，采用液氯消毒方式。菜用接触消毒池，其中设有隔板以增长流程，以保证消毒剂和污水有充分的接触时间，使消毒剂发挥作用以达到预期杀菌效果。停留时间15～30min。

单格宽度取b=1.6m 接触池长度为：L=22.4m 接触池宽度为：B=8m

3.7 重力浓缩池

污泥浓缩的目的在于去除污泥颗粒间的空隙水，以减少污泥体积，为污泥 的后续处理提供便利条件。污泥浓缩池有重力浓缩、气浮浓缩、离心浓缩等。

重力浓缩适用于活性污泥，活性污泥与初沉污泥的混合体以及消化污泥的浓缩，不宜用于脱氮除磷工艺产生的剩余污泥。

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作者姓名：文如霜 （水处理厂综合设计）

气浮浓缩适用于相对密度接近于1的疏水性物质，适用于浓缩脱氮除磷工艺产生的剩余污泥，二沉池污泥，不适比重较大的初沉污泥。

离心浓缩适用范围广，其可用于上述所有污泥，但运行与维修费用高。

该污水厂将初沉污泥与氧化沟反应池污泥混合后处理，故采用重力浓缩池。采用连续式重力浓缩池，浓缩时间15h。根据所计算污泥流量为819.8m3/d，共设有2个污泥浓缩池，直径为7.5m，浓缩池总高度为8.1m。

3.8 贮泥池

共设1座贮泥池，设计进泥量为：

Qw97.24 m3/d

贮泥时间按不大于4h设计，取t=4h

池有效深度:H＝2m，贮泥池设计为方形，取超高0.5m，则总高度为3.1m。 贮泥池尺寸：L×B×H=3×3×2.6＝23.4m3，满足要求

3.9 脱水机房及脱水机

根据规范，带式压滤机对混合原污泥脱水时，污泥脱水负荷可取150kg/(m·h)。选用CPF－2000型带式压滤机，总长L1＝5500mm，外形尺寸：L×B×H＝5500×2925×2500mm，基础宽长为6000mm，宽3500mm。共设2台，一用一备。脱水机房尺寸为：L×B×H＝15000×13000×6000mm。

4、污水处理厂平面及高程布置 4.1 污水处理厂的平面布置

4.1.1 平面布置的特点

污水厂的平面布置主要包括构（建）筑物的布置、厂区道路布置、管线布置等。平面布置应具有按功能分区，配置得当；功能明确，布置紧凑；顺流排列，流程简捷等特点。同时充分利用地形，平衡土方，降低工程费用。 4.1.2 构（建）筑物的布置

⑴ 处理构筑物根据其功能要求，结合地形和地质条件，确定其在厂区的布置。 ⑵ 贯通连接各处理构筑物的管渠便捷直通，避免迂回曲折。 ⑶ 处理构筑物间保持一定间距，取5～10m，以保证管渠敷设。 ⑷ 处理构筑物在平面布置上紧凑布置。

⑸ 辅助建筑物布置与处理构筑物分开单独设置。生产辅助构筑物靠近处理构筑物设置。生

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作者姓名：文如霜 （水处理厂综合设计）

活区放在厂前区，污泥区放在厂后部。

该污水厂平面布置时，大致分为三区：污水处理区、污泥区、生活区，各区用道路分隔。污水处理区中预处理和一级处理设置在一起，与二级处理区用道路分隔。生活区及生产辅助建筑物设在厂前区，靠近厂大门，污泥区设在后部。 4.1.3 厂区道路布置与绿化

通向一般构建筑物应设置人行道，宽度为2m，采用碎石、炉渣、灰土路面；通向仓库、检修间等应设车行道，宽度为4m，转弯半径为6m，采用沥青、]混凝土、碎石、灰土路面；车行道边缘至构建筑物的距离大于1.5m，道路纵坡采用1%～2%。厂区围墙与道路间距内设置绿化带，生活区及污泥区内构架筑物间种植草坪，树木及花卉等。 4.1.4 管线布置

构筑物间设置连接管渠，初沉池和奥贝尔氧化沟与浓缩池间设输泥管；设置超越管，超越全部构筑物，另设事故排放管，直接排放水体；厂区内还设有给水管、消防管道、污水管、雨水管等。

平面布置详见图纸。

4.2 污水处理厂的高程布置

4.2.1 高程布置的特点

⑴ 依据构筑物高度和水头损失确定水厂高程布置，相邻两个构筑物间的相对高差取决于其之间的水面高差，即水头损失。

⑵ 需考虑远期发展，水量增加的预留水头。

⑶ 充分利用地形高差，实现自流，避免处理构筑物之间跌水等浪费水头。 ⑷ 尽量减小全程水头损失及提升泵扬程，以降低运行费用，但应留有余地。 ⑸ 处理水应能常年大多数时间自流排放，排放口应在年最枯水位以下。 ⑹ 处理水出水前构筑物的水位应高于重现期为20年的最高洪水位。 4.2.2 高程布置的方法

⑴ 选择距离最长、水损最大的流程进行水力计算，计算水头损失，以接纳水体的最高洪水位为起点向上逆推高程。

⑵ 水头损失包括构筑物间连接管渠的水损和构筑物内的水损及计量设备的水损，计算时采用最大流量作为处理构筑物和连接管渠的设计流量。

⑶ 污水经一次提升后靠自流通过处理构筑物。

⑷ 考虑处理构筑物的排空，同时挖土深度不宜过大，以免土建投资过大。

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⑸ 结合污水和污泥流程，尽量减少提升污泥量。 ⑹ 与厂区的地形、地质条件相联系。

该污水厂在高程布置时，以最高洪水位为起点，先确定接触池的高程位置，使其水位高于洪水位，并保证处理水能自流排入水体中。通过计算水头损失，倒推出各构筑物间的水位高差，以确定各构筑物高程。市政污水管接入点高程为276.45m，采用DN500铸铁管将污水接入污水厂粗格栅前，管长为50m，充满度采用0.7，流速为3.61m/s，水力坡度为1.35‰,管道坡降为0.675m，则中格栅处管道接入标高为275.775m。以此推算出调节池高程位置，确定其最低水位高程，并与由接触池推算出的细格栅栅前水位相比较，以确定提升泵的扬程。

各构筑物间及构筑物内水损计算详见设计计算书。

5、主要构筑（建）物一览表

序号 1 2 3 4 名称 粗格栅 提升泵站 细格栅 旋流沉砂池 奥贝尔氧化沟 辐流式二沉池 污泥泵站 规格 5.52×2.41×3.6 4.6×8.7×12 7.65×4.6×1.12 D=3.05 内、中、外=7、7、8 D=21 8.6×4.2×5 单位 材料 座 座 座 套 钢混 钢混 钢混 钢混 数量 1 1 1 2 备注 分两组 近期3台，远期1台共四台 分两组 近期2座、远期1座，共3座 2 1 近期2座、远期1座，共3座 5 座 钢混 2 6 7 座 座 钢混 钢混 - - 11 - -

作者姓名：文如霜 （水处理厂综合设计） 8 9 脱水机房 重力浓缩池 接触消毒池 加药间 机修间 配电间 仓库 控制中心 停车场 污泥堆场 传达室 15×13×6 D=7.5，H=8.38 座 座 框架 钢混 1 2 近期2座、远期1座，共3座 10 11 12 13 14 15 16 17 18 22.4×8×2.5 17.5×11.6 10×7 9.5×4 12.5×8 19.5×12.5 20×9 9.4×5.4 6.1×3.2 座 座 座 座 座 座 座 座 间 钢混 砖混 钢混 砖混 砖混 砖混 砖混 砖混 砖混 2 1 1 1 1 1 1 1 1

第二部分 设计计算书

1、工艺流程与设计流量

采用工艺流程如下：

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作者姓名：文如霜 （水处理厂综合设计）

进厂污水 粗格栅 污水提升泵 Orbal氧化沟 旋流沉砂池 细格栅 二沉池 污泥泵站 砂水分离器 污泥外运 消毒池

出水 污泥浓缩池 贮泥池 脱水机房

污泥自流进入装有粗格栅的格栅井，污水中较大的杂质在此被拦截；然后经过污水泵提身后进入细格栅井，水中较小的杂质再次被去除。污水经过细格栅进入旋流沉砂池，再次去除一些砂粒。旋流沉砂池出水进入Orbal氧化沟。经过生物处理后进入辐流式二沉池，随后污水进入接触消毒池进行消毒，在消毒池中投加二氧化氯。消毒后直接出水排放。

二沉池污泥通过刮吸泥机排至Orbal氧化沟的污泥回流区部分，部分作为剩余污泥排入污泥匀质池，二沉池污泥产生的进入污泥匀质池，最后污泥经过带式污泥浓缩一体机脱水后，泥饼外运处理。

由设计原始资料，污水厂需处理的污水种类及其各自流量和变化系数如下：

近期流量平均日平均时Q=26000m3/d=0.301m3/s总变化系数KZ=2.7/Q0.11=1.44取日变化系数为1.2时变化系数为1.2，则：

近期流量最高日平均时Q=33600 m3/d=0.388m3/s 近期流量最高日最高时Q=3744m3/d=0.43m3/s

远期流量平均日平均时Q=42000m3/d=0.452m3/s总变化系数KZ=2.7/Q0.11=1.38，取日变化系数为1.2时变化系数为1.15，则：

远期流量最高日平均时Q=46800m3/d=0.542m3/s 远期流量最高日最高时Q=53820m3/d=0.623m3/s

2、处理构筑物计算 2.1 粗格栅

2.1.1 设计参数

选用平面格栅两组，每组均按通过50%的流量设计。 设计流量：按远期最高日最高时流量设计，Q=0.623m3/s； 栅前流速：V0＝0.9m/s(0.4~0.9 m/s)；

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作者姓名：文如霜 （水处理厂综合设计）

过栅流速：V2＝1.0m/s(0.6~1.0m/s)； 栅条间距：e＝25mm； 栅条宽度：S＝10mm； 安装倾角：α=60º；

单位污水栅渣量：W1=0.07 m3/103 m3污水；

市政进水管管径为D600，市政进水管管内底标高276.45m，进水管距粗格栅进水口50m，由于流量是0.623 m3/s，查水力计算表可得：进水管距粗格栅进水口管段坡度为0.017，充满度为0.7，流速为2.95m/s

故进水管距粗格栅进水口管段坡降=50*0.017=0.85m 粗格栅进水口管底标高=276.45-0.85=275.6m 粗格栅地面标高为279.000m 故埋深：h埋深=3.4m； 栅前水深h一般取0.4m； 2.1.2 设计计算：

o.3115sinsin60Qmaxsin00.26496028.99 栅条间隙数：n= 0.0250.41ehv0.0250.351.0 n=28.99,取29个

(1) 栅条间隙数

(2) 栅槽宽度

栅槽宽度一般比格栅宽度宽0.2-0.3m（考虑安装），取0.2m 栅槽宽度 B＝S×(n-1)+en =0.01×(29－1)＋0.025×29＋0.2=1.205m ⑶ 栅槽进水井部分长度：L1=1.5m（考虑安装维修，一般为1.5~2m） ⑷ 栅槽进水渠道部分长度：L2=2m

（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）

⑸栅槽出水渠道部分长度：L4=2m（考虑安装维修） ⑹ 栅槽总高度

过栅水损：取h1=0.2m（粗格栅0.2m，细格栅0.3~0.4m） 栅后槽总高度：H＝h埋深+h1=3.4+0.2=3.6 m

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作者姓名：文如霜 （水处理厂综合设计）

⑺格栅投影长 L3 栅槽总长度

L=L1+L2+L3+L4=1.5+2+1.96+2=7.46m

H3.41.96 tgatan60

⑻ 每日栅渣量

在格栅间隙25mm的情况下，设栅渣量为每1000m3污水产0.07m3；W=1.64m3/d > 0.2 m3/d。 本工程采用链条式格栅。宜采用机械清渣，选用XQ-1100型号循环式齿耙清洗机。

2.2 污水提升泵

近期最高日最高时流量Q =0.43m3/s，远期最高日最高时流量Q=0.623 m3/s。 2.2.1 提升泵的设计流量(按近期流量设计，远期预留泵位)： Q高峰=Qmax=0.43m3/s=1548m3/h Q夜间=

1Qmax0.50.43 =0.215m3/s=774m3/h 2（夜间流量按高峰流量一半的考虑）

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Q远期=0.623m3/s=2242.8m3/h 2.2.2 泵的扬程

（1） 水泵的扬程H＝△Z＋h1＋h2 △Z：提升净扬程

h1:水头损失（局部与沿程水损和），依经验取2 m h2：富余水头，取2m △Z＝Z1-Z2

Z1：细格栅井最高水位 Z2：泵房吸水井最低水位 （2）泵房吸水井最低水位 Z1 =Z管内水面-∑h-h

Z管内水面：市政进水管最高水位标高276.87m ∑h：进水管到提升泵房的水损和

h： 泵房吸水井最高水位与最低水位的差值，取4 m

Z2=276.87-0.1(进水井水损)-0.2(格栅水损)-0.1(出水口水损)-4=272.47m （3）细格栅井最高水位 Z2=Z地+△H

Z地：排水口处面标高，由地形图知为274.5m

△H：各个水处理构筑物的沿程和局部水损之和，经验取值4 m Z1=274.5+4=278.5 m

故：水泵扬程H=278.5-272.47+2+2=10.03 m

根据流量杨程选用250QW700-11-37型潜水排污泵（H=11m，流量Q=700m3/h,效率η＝83.2％，N=37KW,转速r=980r/min ,重量G=1150kg）4台。 近期高峰流量：两用一备 近期低峰流量：一用一备 远期流量：三用一备 2.2.3 泵房尺寸 （1）单台水泵尺寸

单台250QW700-11-37型潜水排污泵尺寸（查设计手册）

长L1=800mm宽B1=750mm，最低水位距吸水井底的高度h低=570mm （2）集水井容积V集

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规范污水泵站集水池的容积，不应小于最大一台水泵5min的出水量。 实际工程中按最大一台泵的15min出水流量设计 故V集=15*635.8/60=158.95 m3 （3）泵房宽度B

根据规范对泵房布置的对泵房进行布置进而确其宽度

水泵机组基础间的净距不宜小于1.0m，机组突出部分与墙壁的净距不宜小于1.2m 故：

B4B13121.240.83121.28.6m，取8.7m

（4）泵房长度L

集水井最低水位与最高水位的差值h=4 m 故：

LV158.954.57mBh8.74，取4.6m

满足泵房布置要求时

LL121.20.7521.23.15m,取3.2m 故：泵房长度取二者较大值L=4.6 m

2.3 细格栅

2.3.1 设计参数

选用平面格栅两组，每组均按通过50%的流量设计。 细格栅设在提升泵后，设计流量应为提升泵最大组合流量。 设计流量：按远期最高日最高时流量设计，Q=0.3115m3/s； 栅前流速：V0＝0.9m/s(0.4~0.9 m/s)；

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过栅流速：V2＝1.0m/s(0.6~1.0m/s)； 栅条间距：e＝5mm； 栅条宽度：S＝0.01m； 安装倾角：α＝60º；

单位污水栅渣量：W1＝0.1 m3/103 m3污水。 2.3.2 设计计算步骤 ⑴ 栅条间隙数

按最优断面设计，即取栅槽宽度为栅前水深的2倍。

由B=2h0,W=B×h0=2h02 , Q=W×V0得： 栅前水深：h0Q0.416m，取0.42m 2V0Qmaxsin138个

eh0V2栅条间隙数：n栅槽宽度:

栅槽宽度一般比格栅宽度宽0.2-0.3m（考虑安装），取0.2m B＝S×(n-1)+en =0.01×（138－1）＋0.005×138+0.2＝2.26m，取2.3m ⑶ 栅槽进水井部分长度：L1=2m（考虑安装维修） ⑷ 栅槽进水渠道部分长度：L2=2m

（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）

⑸ 栅槽出水渠道部分长度：L4=2m（考虑安装维修） ⑹ 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度：L5L42；细格栅的水头损失依经验取2△h=0.4m；栅后槽总高度 ：设栅前渠道超高：h1=0.3m，栅前渠道深：H0＝h0+h1=0.42＋0.3＝0.72m，栅后槽总高度：H＝h0+h1+△h =0.42+0.3+0.4=1.12m，格栅投影长 L3=L3H0.65。 tg ⑺ 栅槽总

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长度

LL1L2L3L4L5220.65217.65

⑻ 每日栅渣量

在格栅间隙5mm的情况下，设栅渣量为每1000m3污水产0.1m3 W===2.34m3/d > 0.2 m3/d

本工程采用弧形格栅。宜采用机械清渣，选用XQ-1100型号循环式齿耙清洗机。

2.4 沉砂池

2.4.1 设计参数

采用旋流沉砂池，设计流量应为提升泵最大组合流量。

设计流量：按远期最高日最高时流量计算，Q=0.623m3/s=623L/s； 共设2个沉砂池，每个沉砂池流量：Q’=311.5 L/s 2.4.2 沉砂池选型

选用型号为300的旋流式沉砂池，流量Q=310L/s其性能参数如下：

A=3050 B=1000 C=610 D=1200 E=300 F=1350 G=450 H=300 J=450 K=800 L=1350

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2.5 奥贝尔氧化沟的设计计算

2.5.1设计参数

按最高日平均时设计，其流量近期Q1=3.12万吨/天，远期Q2=4.68万吨/天。 污泥产率系数Y=0.55

混合液悬浮固体浓度（MLSS）X=4000mg/L

混合液挥发性悬浮固体浓度（MLSS）Xv=3000 mg/L，f=0.75 污泥龄θc=25d

内源代谢系数Kd=0.055

20度时脱氮率qdn=0.035(还原的NO3--N)kg/kgMLVSS/d 溶解氧浓度为2mg/L

按近期设计，预留远期用地。

规范：①超高采用转刷、转碟等于0.5m，采用竖轴表曝机等于0.6-0.8，设备平台宜高出设计水面0.8-1.2m；②有效水深等于3.5-4.5m；③隔流墙和导流寺高出设计水位0.2-0.3m；④沟内平均流速大于0.25m/s。 2.5.2去除BOD计算

1、氧化沟出水溶解性BOD5浓度S。为了保证二级出水BOD5浓度Se≤20 mg/L，必须控制氧化沟出水所含溶解性BOD5浓度

SSe1.42VSSTSS(1e0.235)TSS

0.235(1e) =20-1.42×0.7×20×

=6.41mg/L 2、好氧区容积V1

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V1YcQ(S0S)Xv(1KdQc)

=11656m3

3、好氧区水力停留时间t1

t1V/Q11656/312000.374(d)8.97(h) 4、剩余污泥量

X1——进水悬浮固体惰性部分的浓度，X1=180-180*0.7=54mg/L=0.054kg/m3 Xe——TSS的浓度，本式中Xe=20 mg/L=0.02kg/m3 故：X31200(0.20.00641)0.5531200(0.0540.02)2459.54(kg/d)

10.05525去除每1kgBOD5产生干污泥量：

X0.44（kgDS/kgBOD5）

Q(S0Se)2.5.3脱氮计算

1、设氧化沟产生的剩余生物污泥中含氮率为12.4%，则用于生物合成的总氮为

N00.124Y(S0S)0.55(1806.41)0.1241KdQc 10.05525 =5.56mg/L

需要氧化的氨氮量N1=进水TKN-出水NH3N-生物合成所需氮量N0 =40-8-5.56=26.44mg/L 2、计算脱氮所需的容积V2及停留时间T2 脱氮率

qdn(t)qdn(20)1.08T20

10度时qdn1.0810200.0350.016(kgNO3N/kgMLVSS) 脱氮所需的容积V2停留时间t2QNr9386m3 qdnXvV20.3d=7.22h Q2.5.4氧化沟总容积及停留时间t V总V1V221042m3

tt1t216.19h

校核污泥负荷NQS0 0.0988 VXV- - 21 - -

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设计规程中规定氧化沟污泥负荷应为0.05~0.1kgBOD5/(kgVSS*d) 2.5.5需氧量计算

1、设计需氧量AOR=去除BOD5需氧量-剩余污泥中BOD5的需氧量+去除NH3-N耗氧量-剩余污NH3-N耗氧量-脱氧产氧量 去除BOD5需氧量

''D1aQ(S0S)bVX

=10716kg/d

剩余污泥BOD需氧量D2

D21.42X1.42YQS1Kdc

=1986.2kg/d

去除氨氮的需氧量D3

设每千克NH3-N硝化需要消耗4.6kgO2

D3=4.6*(进水KTN-出水NH3-N)=4.6*(40-8)/1000*31200=4592.64kg/d ④剩余污泥中NH3-N耗氧量D4

D44.60.124YQS1Kdc0.552.5432(0.180.0064)10.05525⑤脱氮产氧量D5，每还原则千克NO3-N产生2.86kgO2。

=797.84kg/d 4.60.124D52.8614.44312001288.51kg/d 1000总需氧量=D1-D2+D3-D4-D5=11236.09kg/d

考虑安全系数1.4则AOR=1.4×11236.09=15730.53kg/d 校核去除一千克BOD5的需氧量

=15730.53/31200/(0.2-0.00641)=2.5kgO2/kgBOD5 氧化沟设计规程规定在1.6-2.5kgO2/kgBOD5 2、标准状态下需氧量SOR

氧化沟采用三沟通道系统，计算溶解浓度C按照外沟：中沟：内沟=0.2：1：2，充氧量分配按照外：中：内=65：25：10，则供氧量分别为： 外沟道AOR1=0.65×15730.5=10224.825kg/d 中沟道AOR2=0.25×15730.5=3932.625kg/d 内沟道AOR3=0.1×15730.5=1573.05kg/d

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各沟道标准氧量分别为：SOR1=580.14kg/h，SOR2=251.75kg/h，SOR3=119.93kg/h，总标准需氧量SOR=951.83kg/h。 2.5.6氧化沟尺寸计算 按近期设计成2座：

每座氧化沟容积V=V总/2=10521m3

氧化沟弯道部分按占总容积的的80%考虑，直线部分按占总容积的20%考虑：V弯=0.8V=8416.8m3，V直=0.2V=2104.2m3，氧化沟有效水深取4.5m，超高取0.5m，内中外三沟道之间隔墙厚度为0.25米，

则A弯=V弯/h=8416.8/4.5=1870.4m2，A直=V直/h=2104.2/4.5=467.6m2。 ①直线段长度L

取内沟、中沟、外沟宽度分别为7、7、8m 则L=A直/2/(B外+B中+B内)=10.6m ②中心岛半径r

A弯=A外+A中+A内(式中所指面积为各沟弯道面积) 计算得r=2.3m

2.5.7进出水管用调节堰计算 ①进出水管

污泥回流比R=100%，进出水管流量Q=361L/s=0.361m3/s 进出水管直径d4Q0.68m取d=700mm v校核进出水管流速vQ/A0.94m/s1m/s。 ②出水堰计算

为了能够调节曝气转碟的淹没深度，氧化沟出水设置出水竖井，竖井内安装电动可调节堰。初步估计为，因此按照薄壁堰来计算。 取堰上水头高H=0.2m， 则，b=2.2m.

考虑可调节堰的安装要求（每边留0.3m），则出水竖井长度L=0.3*2+b=2.8m 出水竖井宽度B取1.2m（考虑安装高度），则出水竖井平面尺寸为L*B=2.8m*1.2m。 出水井出水孔尺寸为b*h=2.2*0.5m，正常运行时，堰顶高出孔口底边0.1m，调节堰上下调节池范围为0.3m。

出水井位于中心岛，曝气转碟上游。

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2.6 二沉池设计

设计为中心进水辐流式沉淀池，按近期设计，预留远期用地。 2.6.1 已知条件

设计流量按提升泵近期最大组合流量，采用Q=1299.6m3/h，设计人口N＝25万，表面负荷q0＝2m3/（m2·h），沉淀时间t＝1.5h，设计两座n＝2，机械刮泥。 2.6.2 设计计算

（1）沉淀池表面积 A1Q324.9m2 nq0（2）池径：D4A120.34m取D＝21m

（3）有效水深：h2q0t3m （4）沉淀池有效容积：VQt974.7m3 n（5）污泥斗容积计算及验算 每池每天污泥量：W1SNt10.4m3 1000n式中 S取0.5L/（p•d），由于采用机械刮泥，所以污泥在斗内贮存时间用4h。 污泥斗容积：设r1=2m，r2=1m，60，则

h5(r1r2)tg(21)tg601.73m

V1h53(r1r1r2r2)12.7m3

22污泥斗以上圆锥体部分污泥体积：设池底径向坡度为0.05，则：

h4(Rr1)0.050.425m

因此，池底可贮存的污泥的体积为：

V2h43(R2Rr1r12)0.4253(10.5210.5222)60.2m3

共可贮存污泥体积为：V1＋V2＝12.7＋60.2＝72.9>10.4m3,足够。 （6）沉淀池总高度 H＝0.3＋3＋0.5＋0.425＋1.73＝5.96m （7）沉淀池周边处的高度为：h1h2h30.33.00.53.8m

（8）径深比校核：D/h2=21/3=7 合格。（池子直径（或正方形一边）与有效水深的比值宜为6-12）

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作者姓名：文如霜 （水处理厂综合设计）

中心进水辐流沉淀池计算示意图

2.7 污泥泵站

污泥泵站用于将二沉池和氧化沟的剩余污泥加压送到重力浓缩池，此外还用于氧化沟的内回流加压。

2.7.1 剩余污泥加压泵

总污泥流量：Qw2459.54X1944.833

m/d 648.3819.8m/d(199.7%)99.7%)10001000(1p1)(1单泵流量：Qs＝819.8/2＝409.9 m3/d=4.74L/s 扬程采用H=10m

选择泵型号为WDB50-50-115B无堵塞泵，两用一备 安装尺寸为：L*B*H=775*300*262

泵房内安装3台泵，并为远期预留一台泵的位置。 2.7.2 内回流加压泵

单泵流量Q=361/2=180.5L/s=0.185m3/s 扬程采用H=10

选择泵型号为200WLZ-12，两用一备 安装尺寸为：L*B*H=800*400*1947

泵房内安装3台泵，并为远期预留一台泵的位置。 2.7.3 泵站尺寸计算

根据规范对泵房布置的对泵房进行布置进而确其宽度。

水泵机组基础间的净距不宜小于1.0m，机组突出部分与墙壁的净距不宜小于1.2m。故 泵站长L=1200*2+800*4+3*1000=8600mm 泵站宽B=1200*2+400*2+2*1000=4200mm 泵站高H=5000mm

2.8 接触消毒池

采用隔板式接触反应池。

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2.8.1 设计参数

设计流量：按近期最高日最高时流量，Q=0.361m3/s 水力停留时间：t=30min 平均水深：h=2m； 隔板间隔：b＝1.6m； 池底坡度：2％～3％； 排泥管：DN＝150。 2.8.2 设计计算

⑴ 接触池容积

共设2个接触消毒反应池，每个反应池容积为： Q′=Q/2=0.185 m3/s

V=Q′t=0.185×30×60=333 m3

Q'0.058m/s ⑵ 水流速度： vhb⑶ 表面积：FV333166.5m2 h2⑷ 为具有较好的接触消毒效果，接触池长度与单格宽度之比采用14:1，水流流程长度与单格宽度之比采用70，有效水深与单格宽度之比满足≤1。

单格宽度取b=1.6m 接触池长度为：L=1.6*14=22.4m 水流流程长度为：L’=1.6*70=112m 接触池分格数为：n=5格 接触池宽度为：B=1.6*5=8m

接触池实际有效容积为：V=L×B×h=358.4m3

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作者姓名：文如霜 （水处理厂综合设计）

2.8.3 混合装置

采用静态混合器作为混合装置，共设2个，分别与2个接触消毒池连接。 ⑴ 设计参数 管中流速：V=1.2m/s

管中流量：Q=1/2×0.361 m3/s=0.180 m3/s ⑵ 设计计算

AQ0.1800.15m2 v1.2由A4d2，d＝0.437mm ，取d＝400mm。

水头损失：h＝H=0.1184×n×（Q2/D4.4）=0.65m﹥0.5m

2.9 重力浓缩池

采用辐流式浓缩池，用带栅条的刮泥机刮泥，采用静压排泥。浓缩池处理污泥为二沉池污泥与氧化沟反应池剩余污泥的混合污泥。混合污泥含水率为99%～99.4%,则含固率为1%～0.6%。浓缩后污泥含水率为97%～98%。 2.9.1 设计参数

污泥固体通量：G0=30～50 kg/d，取G0=30kg/d

污泥浓缩时间：T＝15h（T≥12h） 进泥含水率：P1=99.7％ 出泥含水率：P2=98％

进泥固体浓度：C0=（1-99.7%）×1000=3kg/m3 贮泥时间：t=6h 2.9.2 设计计算 ⑴ 设计流量

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作者姓名：文如霜 （水处理厂综合设计）

浓缩池设计污泥流量：

Qw2459.54X1944.833

m819.8648.3m//dd(199.7%)1000(1p1) (199.7%)1000

设2座浓缩池，每座的设计负荷：Qs＝819.8/2＝409.9 m3/d ⑵ 每座浓缩池面积：A409.933QsC0324.132.440.99m2 30G030⑶ 每座浓缩池直径：D4A7.22m ，取D=7.5 m

D244.2m2 每座浓缩池实际面积： A4⑷ 浓缩池有效水深：h2⑸ 校核水力停留时间

QsT5.8m 24A 浓缩池有效容积:VAh244.25.8256.36m3 污泥在池中停留时间:T⑹ 确定泥斗尺寸 浓缩后的污泥体积为：

V1QS(1P1)61.485m3/d

1P2V15h，符合要求 Qs贮泥区所需容积，按8h泥量计：

V28V120.5m3 24取泥斗上口半径r1=2.8m,斗底半径r2=0.5m，泥斗倾角为55° 则泥斗高度为：

h5(r1r2)(2.80.5)tantan551.64m 22 泥斗容积为：

V5h53(r12r1r2r22)1.2832.82.+0.52.80.52)16.3m3

取池底坡度为：i=0.06，池底坡降为：

h4(7.5D6.52.8)0.060.060.0270.057m r1)i(2.8)22- - 28 - -

池底可贮泥容积为：

作者姓名：文如霜 （水处理厂综合设计）

V4h432(r21rR1R)0.0632(.822.826.5/62.5/4m)3 0.78总贮泥容积为：VV5V416.30.7817.1m3 >16.2m3，满足要求 ⑺ 浓缩池总高度： 超高：h1=0.3 m 缓冲层高度:h3=0.3m 浓缩池总高度: H=h1+h2+h3+h4+h5

=0.3+5.8+0.3+0.057+1.64 =8.1m

2.10 贮泥池

2.10.1 设计参数

共设1座贮泥池，设计进泥量为： QW=2*61.485=122.97 m3/d

贮泥时间按不大于4h设计，取t=4h 2.10.2 设计计算

贮泥池容积：

VQWT122.974/2420.5m3

池有效深度:H＝2.6m，贮泥池设计为方形，取超高0.5m，则总高度为3.1m。 贮泥池尺寸：L×B×H=3×3×2.6＝20.8m3，满足要求

2.11 脱水机房及脱水机

根据规范，带式压滤机对混合原污泥脱水时，污泥脱水负荷可取150kg/(m·h)。选用CPF－2000型带式压滤机，总长L1＝5500mm，外形尺寸：L×B×H＝5500×2925×2500mm，基础宽长为6000mm，宽3500mm。共设2台，一用一备。脱水机房尺寸为：L×B×H＝15000×13000×6000mm。

3、污水处理厂高程计算

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作者姓名：文如霜 （水处理厂综合设计）

以最高洪水位（20年一遇）为起点，在平面上确定接触池的位置与高程。计算水头损失的设计流量取最高日最高时流量，即0.43 m3/s。（最高洪水位为269.15m）

⑴ 接触池出水水面高程：275.15m 超高为：0.5m，总高度为：2.5m

接触池池顶高程：275.65m，池底高程：273.15m；

取接触池水头损失为0.15m，则接触池进水水面高程为275.30m ⑵ 接触池—二沉池

管道采用钢筋混凝土管，流量为0.215m3/s，管长101.9m，管径DN500，流速1.94 m/s，水力坡度为10.96‰，则沿程水头损失为：1.12m；

局部水头损失为:0.248m

则总水头损失为：1.46m（考虑接触池进口水损0.1m）。 ⑶ 二沉池出口管水面标高为：275.30+1.46=276.76m； 二沉池水面标高：276.86 m（考虑二沉池出口水损0.1m）； 取二沉池水损0.5m，

则，二沉池进口管水面标高为：277.76m（考虑二沉池进口跌落水损0.4m）； ⑷ 二沉池—orbel氧化沟

管道采用钢筋混凝土管，流量为0.215m3/s，管长82.76m，管径DN500，流速1.94m/s，水力坡度为10.96‰，则沿程水头损失为：0.91；

局部水头损失为:0.079m； 则总水头损失为：0.99m；

⑸ orbel出水井水面标高：277.76+0.99=278.75 m； Orbel氧化沟超高：0.3m ，orbel氧化沟有效水深：4m

则：orbel氧化沟池底标高：274.75 m，orbel氧化沟池顶标高：279.05 m 取Orbel氧化沟水损为0.25，则进水口标高：279.00 m ⑹ orbel—沉砂池

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作者姓名：文如霜 （水处理厂综合设计）

管道采用钢筋混凝土管，流量为0.215m3/s，管长94.73m，管径DN500，流速1.94 m/s,水力坡度为10.96‰，则沿程水头损失为：1.04m；

局部水头损失为:0.136m； 则总水头损失为：1.176m；

沉砂池出水标高：279.00+1.176=280.176 m，沉砂池自身水损：0.2m，沉砂池总高：3.0m

沉砂池进水位标高：280.376 m 池底标高：277.376 m

⑺ 细格栅栅后水位：280.476 m(考虑配水渠水损0.1m)，过栅水损为0.4m，栅前水位：280.876 m；

⑻ 市政污水管接入点高程为276.175m

市政进水管管径为D600，市政进水管管内底标高276.45m，进水管距粗格栅进水口50m，由于流量是0.623 m3/s，查水力计算表可得：进水管距粗格栅进水口管段坡度为0.0170，充满度为0.7，流速为2.95m/s

故进水管距粗格栅进水口管段坡降=50*0.0170=0.85m 粗格栅进水口管底标高=276.45-0.85 =275.6m 粗格栅地面标高为279.000m 栅前水深h一般取0.4m

市政进水管最高水位标高276.00m

泵房吸水井最高水位与最低水位的差值，取4 m

泵房最低水位标高Z2=276.0-0.1(进水井水损)-0.2（格栅水损）-0.1(出水口水损)-4=271.6m

泵房最高水位标高为275.6m

泵房净高12m，泵最低水位距吸水井底的高度h271.6-0.57+12=283.03m

低

=570mm，则泵房顶标高为

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