某工业废水处理厂工艺设计
姓 名： 班 级： 学 号：
设 计 日 期：2010年6月23日
目录
设计任务书 .......................................................................................................................... 3
1课程设计的目的 ............................................................................................................ 3 2设计任务与要求 .............................................................................................................. 3 3设计基础资料 . ................................................................................................................ 3
设计依据和原则 ................................................................................................................ 5
1设计依据 ........................................................................................................................... 5 2设计原则 ........................................................................................................................... 5
处理工艺流程设计及说明 . ........................................................................................... 6
1厂址选择 ......................................................................................................................... 6 2污水处理程度 ................................................................................................................ 6
3污泥处置 . .............................................................................................................................. 7 4工艺选择及流程 ................................................................................................................. 8
污水处理厂工艺设计及计算........................................................................................... 9
1格栅 . ....................................................................................................................................... 9
2沉砂池 . ........................................................................................................................... 13
3初次沉淀池 ........................................................................................................................ 16 4水解酸化池 ........................................................................................................................ 18
5曝气池 . ........................................................................................................................... 21
6二次沉淀池 ........................................................................................................................ 29 7消毒接触池 ........................................................................................................................ 30 8污水计量设备 . ................................................................................................................... 31 9贮泥池 ................................................................................................................................. 31 10污泥浓缩池 ...................................................................................................................... 32 11污泥消化池 ...................................................................................................................... 34
污水处理厂附属建筑物 ............................................................................................... 39 污水处理厂规划 .............................................................................................................. 40
计任务书
1课程设计的目的
通过净水厂课程设计，巩固学习效果，加深对排水处理课程内容的学习与理解，掌握净水厂设计方法，培养和提高计算能力、设计和绘图水平。在教师指导下，基本能独立完成一个中、小型污水处理厂工艺设计，锻炼和提高分析及解决工程问题的能力。
2设计任务与要求 2.1设计任务
针对二级处理的工厂污水处理设施，要求对主要污水处理构筑物的工艺尺寸进行设计计算，确定污水处理平面布置；完成设计计算说明书和设计图纸；确定污水处理的平面布置图。涉及深度约为初步设计的深度。
2.2设计要求 1. 方案选取合理； 2. 参数选取与计算准确； 3. 处理系统布置紧凑；
4. 所选设备优质、可靠、易于操作 5. 图纸绘制精确； 6. 计算尽量准确、详细。 3设计基础资料 3.1水质
3.2水量
生产废水水量为16800m 3/d，生活污水水量为3600 m3/d，总污水厂处理水量为20400 m3/d。
3.3厂区地形气象资料
南京属亚热带季风气候，雨量充沛，年平均温度为15.7℃，最高气温43度（1934年7月13日），最低气温-16.9度（1955年1月6日），最热月平均温度 28.1℃，最冷月平均温度 -2.1℃。年平均降雨117天，降雨量1106.5毫米，最大平均湿度 81%。最大风速 19.8m/s。土壤最大冻结深度 -0.09m。 夏季主导风向东南、东风，冬季主导风向东北、东风。平均海拔7米。
设计依据和原则
1设计依据
设计需要使用的有关法律、标准、设计规范 1. 《室外排水设计规范》（GB 50014-2006） 2. 《污水综合排放标准》（GB 8978-1996） 3. 《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002） 2设计原则
2.1废水处理工艺方案的选择原则
1. 坚持科学可靠并借鉴同类废水处理的工程实践经验，技术上力求先进，管理方便，操作简单，无二次污染，维护量少，可靠程度高。
2. 废水经处理后达标排放，减轻对受纳水体污染，力求以最少的投入获得最大的社会效益、经济效益和环境效益。
3. 尽量减少污泥的产生量，力求在系统内消化污泥，以减少污泥处理的投资及运行费用。
4. 尽量采用先进可靠的自动化控制系统，提高污水厂管理水平，减少工人的劳动强度。
2.2废水与污泥处理工艺设计过程应依据原则
1. 根据废水水质、水量及其变化规律来确定设计参数，并确保计算过程尽量准确、详细。
2. 在确定工艺设备时，力求做到质优可靠、管理方便、操作容易，并使投资、运行费用较低。
3. 图纸的绘制与计算书的撰写格式应满足各项要求。
处理工艺流程设计及说明
1厂址选择
1.1厂址选择的一般原则
1. 为了保证环境卫生的要求，厂址应与规划居住区或公共建筑群保持一定的卫生防护距离，这个防护距离根据当地具体情况而定，一般不小于300米；
2. 厂址应该在流经城市水源的下游，离城市集中供水水源处不小于500米； 3. 在选择厂址时尽可能少占农田或不占农田，而处理厂的位置又应便于农田灌溉和消纳污泥；
4. 厂址应尽量可能在城市和工厂夏季主导风向的下风向；
5. 要充分利用地形，把厂址设在地形有适当坡度的城市下游地区，以满足污水处理构筑物之间的水头损失，使污水和污泥有自流的可能，以节约动力消耗；
6. 厂址如果靠近水体，应考虑汛期不受洪水淹没的威胁；
7. 厂址应设在地质条件较好、地下水位较低的地区，以利施工，并较低造价； 8. 厂址的选择应考虑交通运输及水电供应等条件；
9. 厂址的选择应结合城市总体规划，考虑远期发展，留有重逢的扩建余地。 2污水处理程度 2.1设计流量
2.1.1该污水处理厂每天处理污水的平均流量为：
污水流量总变化系数取1.2 2.1.2最大设计流量：
2.2污水中污染物处理程度 2.2.1污废水中SS
1. 生活污水与工业废水混合后，SS 浓度：
2. 污水中SS 的处理程度：
2.2.2污废水中BOD 5
1. 生活污水与工业废水混合后，BOD 5浓度：
2. 污水中BOD 5的处理程度：
2.2.3污废水中COD
1. 生活污水与工业废水混合后，COD 浓度：
2. 污水中COD 的处理程度：
2.2.4相应参数及处理效率 污水的平均流量：最大设计流量：
SS 去除率：
BOD 5去除率：
COD 去除率：
3污泥处置
活性污泥生物处理过程中将产生大量的生物污泥，有机物含量较高且不稳定，易腐化，并含有寄生虫卵，若不妥善处理和处置，将造成二次污染。
3.1污泥处理的目的
1. 确保污水的处理效果，防止二次污染； 2. 使容易腐化发臭的有机物稳定； 3. 使有毒有害物质得到妥善处理或利用；
4. 是有用物质得到综合利用，变害为利。 3.2污泥的处理要求
1. 减少有机物，使污泥稳定化；
2. 减少污泥体积，降低污泥后续处置费用； 3. 减少污泥中有毒物质；
4. 利用污泥中有用物质，化害为利；
5. 因选用生物脱氮除磷工艺，故应避免磷的二次污染。 3.3污泥处理工艺的选取
本设计采取污泥处理工艺为：生污泥→浓缩→消化→机械脱水→最终处置，采用机械浓缩、机械脱水。主要构筑物有：污泥浓缩池、浓缩脱水机房、污泥堆棚。主要设备有：污泥浓缩设备、加药设备。有占地面积小，对周围环境影响小，基建设备费用低的优点。
4工艺选择及流程
按《城市污水处理和污染防治技术政策》要求推荐，20 万t/d 规模大型污水厂一般采用常规活性污泥法工艺，10-20 万t/d 污水厂可以采用常规活性污泥法、氧化沟、SBR 、AB 法等工艺，小型污水厂还可以采用生物滤池、水解好氧法工艺等。对脱磷脱氮有要求的城市，应采用二级强化处理，如A2 /O 工艺，A/O工艺，SBR 及其改良工艺，氧化沟工艺，以及水解好氧工艺，生物滤池工艺等。
由于该污水处理厂主要是用于处理生产及生活混合污水，故而确定此污水处理厂工艺流程设计为：
污水处理厂工艺设计及计算
1格栅
在污水处理系统（包括水泵）钱，均需设计格栅，以拦截较大的呈悬浮或漂浮状态的固体污染物。按形状，可分为平面格栅和曲面格栅两种；按栅条净间距可分为粗格栅（50～100mm ）、中格栅（16～40mm ）、细格栅（3～10mm ）三种；按清渣方式，可分为人工清除格栅和机械清除格栅。
格栅与水泵房的设置方式： 粗格栅→泵房→细格栅 1.1中格栅 1.1.1设计要求
（1）污水处理系统前格栅条间隙，应该符合以下要求： a ：人工清除25～40mm ； b ：机械清除16～25mm ；
c ：最大间隙40mm ，污水处理厂也可设细粗两格栅。
（2）若水泵前格栅间隙不大于25mm 时，污水处理系统前可不再设置格栅； （3）在大型污水处理厂或泵站前的大型格栅（每日栅渣量大于0.2m3），一
般采用机械清除；
（4）机械格栅不宜小于两台，若为一台时，应设人工清除格栅备用； （5）过栅流速一般采用0.6～1.0m/s；
（6）格栅前渠道内的水速一般采用0.4～0.9m/s；
（7）格栅倾角一般采用45 ～75 ，人工格栅倾角小的时候较为省力但占地多；
（8）通过格栅水头损失一般采用0.08～0.15m ；
（9）格栅间必须设置工作台，台面应该高出栅前最高设计水位0.5m. 工作台上应有安全和冲洗设施。
（10）格栅间工作台两侧过道宽度不应小于0.7m 。 1.1.2参数设计计算 最大设计流量：
Kz 取1．2 明渠数N 1=2
明渠内有效水深h=0.4m 栅前水深h=0.4m 栅前流速v 1=0.6m/s 过栅流速v=0.8m/s 栅条间隙宽度b=0.02m 格栅倾角α=60° 栅数N=2
进水渠展开角α=60°
本设计中，格栅与明渠连接，来水首先进入稳压井后，进入格栅渠道。
图1格栅示意图
图2格栅示意图
（1）设明渠数N 1=2，明渠内有效水深h=0.4m,水流速度v 1=0.6m/s，则明渠宽度B 1为：
（2）取栅前水深h=0.4m，过栅流速v=0.8m/s，栅条间隙宽度b=0.02m，格栅倾角α=60°，格栅数N=2，则栅条间隙数n 为：
（3）设计采用ø10 圆钢为栅条，即S=0.01m。则栅槽宽度B 为：
（4）水流通过格栅的水头损失：栅条断面为锐边矩形断面
试中：h 1水流通过格栅的水头损失（m ）
k 系数，格栅受污堵塞后，水头损失增大倍数，一般k=3 β形状系数，栅条断面为锐边矩形断面，β=2.42 将各参数带入公式：
取
（5）栅槽总高度H
取栅前渠道超高h 2=0.3m，则栅前槽总高度栅槽总高度
（6）进水渠道渐宽部分长度l
1
（7）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度l 2
（8）格栅总长度L 为：
（9）栅渣量计算 对于栅条间距b=20.0mm 的中格栅，每单位体积污水烂截污物为W1=0.1m3/103m 3，每日栅渣量为
经计算的W=2.04m3/d,宜采用机械清栅。 1.2细格栅
污水由进水泵房提升至细格栅沉砂池，细格栅用于进一步去除污水中较小的颗粒悬浮、漂浮物。
1.2.1 设计说明
细格栅栅条间隙拟定为10.0mm 。 1.2.2 设计流量： 最大设计流量
1.2.3. 设计参数： 明渠数N 1=2
明渠内有效水深h=0.4m 栅前水深h=0.4m 栅前流速v 1=0.6m/s 过栅流速v=0.8m/s 栅条间隙宽度b=0.01m 格栅倾角α=60° 栅数N=2
进水渠展开角α=60°
本设计中，格栅与明渠连接，来水首先进入稳压井后，进入格栅渠道。 1.2.4. 设计计算
（1）设明渠数N 1=2，明渠内有效水深h=0.4m,水流速度v 1=0.6m/s，则明渠宽度B 1为：
（2）取栅前水深h=0.4m，过栅流速v=0.8m/s，栅条间隙宽度b=0.02m,格栅倾角α=60°,格栅数N=2，则栅条间隙数n 为：
（3）设计采用ø10 圆钢为栅条，即S=0.01m。则栅槽宽度B 为：
（4）水流通过格栅的水头损失：栅条断面为锐边矩形断面
试中：h 1水流通过格栅的水头损失（m ）
k 系数，格栅受污堵塞后，水头损失增大倍数，一般k=3 β形状系数，栅条断面为锐边矩形断面，β=2.42 将各参数带入公式：
取
（5）栅槽总高度H
取栅前渠道超高h 2=0.3m，则栅前槽总高度栅槽总高度
（6）进水渠道渐宽部分长度l
1
（7）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度l 2
（8）格栅总长度L 为：
采用机械清栅，污物的排出采用机械装置。 2沉砂池 2.1沉砂池的选型
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。沉砂池按池型可分为平流式、竖流式、曝气式和旋流式四种形式。平流式沉砂池是常用的形式，污水在池内沿水平方向流动，具有结构简单、截留无机颗粒效果较好的优点。本设计采用平流式沉砂池。
2.2平流式沉砂池的设计参数要求
1. 污水在池内的最大流速为0.3m/s，最小流速应不小于0.15m/s； 2. 最高时流量时，污水在池内的停留时间不应小于30s ，一般取30～60s ； 3. 有效水生不应大于1.2m ，一般采用0.25～1.0m ，每格宽度不宜小于0.6m ； 4. 池底坡度一般为0.01～0.02，当设置除砂设备时，可根据除砂设备的要求，确定池底形状。
2.3设计计算 最大设计流量：
设计流速：v=0.3m/s 水力停留时间：t=30s 有效水深：h 2
=0.8m
1. 沉砂池长度L ：L=vt=0.3×30=9.0m 2. 水流断面面积A/m2
3. 池总宽
B
设计沉砂池为两格，n=2
单格宽b ：
4. 贮砂斗所需容积V
，符合设计参数要求
设计排砂时间间隔T=2d，每格沉砂池设两个沉砂斗，两格共有四个沉砂斗，城镇污水的沉砂量X=0.03L/m
3
5. 贮砂斗各部分尺寸计算
设计斗底宽b 1=0.5m，斗壁与水平面的倾角为60°，斗高斗的上宽b 2为：
贮砂斗的容积V 1：
，则贮砂
故而
6. 坡向沉砂斗长度
设计合理
7. 沉砂室的高度
设计采用重力排砂，池底设6%坡度坡向砂斗，则：
8. 池总高度H 设计超高
9. 进水渐宽部分长度
10. 校核最小流速
最小流量时工作的沉砂池数目：
符合设计要求。
沉砂池的出水通过管道送往初沉池集配水井，集配水井为内外套筒式结构，外径为4m ，内径为2m 。由沉砂池过来的输水管道直接进入内层套筒，进行流量分配，通过两根管道分别送入两个初次沉淀池内。
3初次沉淀池 3.1沉淀池的选型
初次沉淀池是一级污水处理系统的主要处理构筑物，或作为生物处理法中预处理的构筑物，对于一般的城镇污水，初沉池的去处对象是悬浮固体。沉淀池按池内水流方向不同分为平流式、竖流式及辐流式三种，由辐流式采用机械排泥，运行较好且排泥设备有固定型号，故而本次设计采用普通辐流式沉淀池。
图5 辐流式沉淀池
3.2辐流沉淀池设计参数要求
1. 沉淀池直径（或正方形的一边）与有效水深的比值，宜为6～12； 2. 池径不宜小于16m ； 3. 池底坡度，一般采用0.05；
4. 一般采用机械刮泥，可附有空气提升或净水头排泥设备； 5. 当池径较小时，也可采取多斗排泥；
6. 在进水口周围应设置整流板，整流板的开孔面积为池断面面积的10%～20%。
3.3设计计算 1. 沉淀部分水面面积
设沉淀池表面负荷q 取2m 3/(m2 ∙h) ，设计采用两座初次沉淀池n=2，则单池的面积A ：
2. 池子直径
D
3. 沉淀池部分有效水深：设
t=1.5h
4. 沉淀部分有效容积
5. 污泥部分所需的容积：两次清除污泥间隔时间T 取4h ，污泥含水率97%
C 1-进水悬浮物浓度 C 2-出水悬浮物浓度
γ-污泥密度（t/m3），其值约为
1
取
6. 污泥斗容积
设污泥斗上部半径
α=60°
，污泥斗下部半径
，污泥斗高度为
，
7. 污泥斗以上圆锥体部分污泥容积 设池底径向坡度为0.05，则
8. 污泥总容积
9. 沉淀池总高度
设超高h 1为0.3m ，缓冲层高度h 3为0.5m ，则
10. 沉淀池池边高度
11. 径深比
恰好符合6～12范围
图6 初次沉淀池计算草图
4水解酸化池
4.1厌氧生物处理原理与优点
厌氧生物处理实在没有分子氧及化合态氧存在的条件下，兼性细菌与厌氧细菌降解和稳定有机物的生物处理方法。其有运行费用低，剩余污泥量少，可回收能量等优点。
图7 厌氧池
4.2水解酸化池的原理
水解酸化池实际上是水解和酸化两个过程（算话也可能不十分彻底）在一个池内完成的生物处理装置，其放弃了厌氧反应中甲烷发酵阶段，利用厌氧反应中水解和酸化作用，使污水、污泥一次得到处理。在这个过程中，80%以上的进水悬浮物水解成可溶性物质，将大分子降解为小分子，不仅使难降解的大分子物质得到降解，而且出水BOD 5/COD比值提高，降低了生物处理的需氧量和曝气时间。
本次设计所采用水解酸化工艺属于升流式厌氧污泥床反应器技术范畴。水解池内分污泥床区和清水层区，待处理污水以及滤池反冲洗时脱落的剩余微生物膜由反应器底部进入池内，并通过带反射板的布水器与污泥床快速而均匀地混合。污泥床较厚，类似于过滤层，从而将进水中的颗粒物质与胶体物质迅速截留和吸附。由于污泥床内含有高浓度的兼性微生物，在池内缺氧条件下，被截留下来的有机物质在大量水解—产酸菌作用下，将不溶性有机物水解为溶解性物质，将大分子、难于生物降解的物质转化为易于生物降解的物质。
4.3设计参数 设=
容积负荷N v =3.2kgCOD/(m3•d)；
计流量按平均日平；
均时流量计
算
配水孔流速v=0.2m/s； COD 浓度2541.16mg/L 有效水深h 2=6m； 保护高度h 1=0.8m。 4.4设计计算
1. 水解酸化池有效容积
V
2. 水解酸化池表面积
A
设计采用两格设计，则每格体积V 1=8100长取67.5m ，池宽40m 。
3. 水力停留时间
HRT
，每格表面积A 1=1350
，池
4填料设计
池内填料采用由聚丙烯、聚乙烯制成半软性复合填料，它具有散热性能高，阻力小，布水、布气性能好，易长膜，又有切割气泡的特点。
选取填料层厚度为3m ，距进水池壁2.5m ，则填料体积
5. 污泥产生量
水解酸化池的COD 去除率为30%，污泥的产生量按照每公斤COD 产生0.2kg 干污泥进行计算。
干污泥产生量：
湿污泥产生量，湿污泥含水率以99%计，则湿污泥产生量：
6. 污泥斗设计
每格涉及六个污泥斗，则总计十二个，每个污泥斗上表面面积S
1
7. 污泥斗高度
取α=45°，污泥斗出口长度为0.8m ，则污泥斗高度
8. 污泥斗容积
9. 水解酸化池总高度H 设缓冲层高度h 3为
0.3m
图8水解酸化池剖面图
5曝气池
5.1曝气池设计参数
1. 曝气池长宽比一般不小于10，宽深比（深度指有效水深）宜采用1～2。水深较大时采用大比值，反之采用小比值。池深一般采用2～5m 。
2. 当采用鼓风曝气时，空气主干管高度高于水面0.5m ，当采用机械曝气时，叶轮高于水面1.2m. 。
3. 曝气池不应少于两组，并按同时运行计算，每组1～4个廊道组合而成。 4. 回流污泥应根据计算求得，通常不大于涉及污水量的50%～100%。 5.2污水处理程度的计算及曝气池的运行方式 5.2.1. 污水处理程度的计算 原污水的BOD 5值为
，经过初次沉淀池的出理，BOD 5按降低25%
考虑，进过水解酸化池处理后，BOD 5按降低25%考虑则，进入水解酸化池污水的BOD 5值S a 值为
为了计算去除率，首先按下式计算处理水中非溶解性BOD 5值，即
b 微生物自身氧化率，一般介于0.05～0.10之间，此处取0.09； X a 活性微生物在处理水中所占的比例，取值0.4； C e 处理水中悬浮固体浓度（mg/L），取值为30mg/L。 带入各值，则处理水中溶解性
值（
则
的去除率为
）为（处理
值为20 mg/L）
5.2.2. 曝气池的运行方式
在本设计中应考虑曝气池运行方式的灵活性和多样化，即以传统活性污泥法系统作为基础，又可按阶段曝气系统和吸附-再生-曝气系统运行。
5.3曝气池的计算和各部位尺寸的确定 1.BOD-污泥负荷率的计算
拟采用的BOD-污泥负荷率为0.3kgBOD 5/(kgMLSS∙d) 。但为稳妥，需加以校核，校核公式如下：
其中，值取0.02，，，，将
各值代入上式
所以，
值按0.2计算
2. 确定混合液污泥浓度X 根据已经确定的式计算X 值，即
值，得出相应的SVI 为120。取
，按下
回流污泥浓度X
r
回流污泥量的计算
Qr
3. 确定曝气池容积
4. 确定曝气池各部位尺寸 曝气池共设四组，每组容积为组曝气池的面积F 为
取池宽B=5m
，
，介于1～2之间，符合规定，则池长
符合设计要求
。设池深h 为4.2m ，则每
设每组曝气池共五个廊道，每个廊道长L 1为
, 取为36m
曝气池超高取0.5m ，则池总高度为
在曝气池面对初沉池和二次沉淀池的一侧，各设横向配水渠道，并在池中部设纵向中间配水渠道与横向配水渠道相连接。在两侧横向配水渠道上设置进水口，每组曝气池共设有5个进水口，如图所示。
图9 曝气池平面图（两组）
5.4曝气系统的设计与计算 本设计采用鼓风曝气系统。 1. 平均时需氧量的计算
式中
-混合液需氧量（kgO 2/d）
a'-活性污泥微生物没代谢1kg BOD所需的氧气（kg ） Q-污水平均流量（m 3/d）
S r -被降解的有机污染物量（mg/L）
b'-每1kg 活性污泥每天自身氧化所需要的氧气（kg ） V-曝气池容积（m 3）
X V -挥发性总悬浮固体浓度（g/L）
查表得：，，将各参数值代入上式得
2. 最大时需氧量的计算
3. 每日去除的BOD 5值
4. 去除每千克BOD 的需氧量
5. 最大时需氧量与平均需氧量之比
5.5供气量的计算
采用网状微孔空气扩散器，敷设于距池底0.2m 处，淹没深度4.0m ，计算温度设定为30℃。
查表得20℃和30℃时，水中饱和溶解氧值为
1. 空气扩散器出口处的绝对压力（P b ）按下式计算
2. 空气离开曝气池表面时，氧的百分比按下式计算，即
式中
带入
-空气扩散器的氧转移速率，对网状膜型中空气扩散器，取值12%。 值，得
3. 曝气池混合液中平均氧饱和浓度（按最不利的温度条件考虑）按下式计算，即
4. 换算为在20℃条件下，脱氧清水的充氧量，按下式计算，即
取值
带入各值，得
相应的最大时需氧量为
5. 曝气池平均时供气量，按下式计算，即
带入各值，得
6. 曝气池最大时供气量为
7. 去除每1kg
的供气量
8. 每立方米污水的供气量
9. 本系统的空气总用量
除采用鼓风曝气外，本系统还采用空气在回流污泥井并提升污泥，其作用是增加回流污泥的含氧量，防止污泥厌氧消化。空气回流污泥量的8倍考虑，回流污泥比R 取值50%，这样提升回流污泥所需空气量为
总气氧量：
5.6空气管路系统计算
按图8所示的曝气池平面布置空气管道，在相邻的两个廊道上设1根干管，共10根干管，在每根干管上设6对配气竖管，共12条配气竖管，全曝气池共设120条配汽竖管。每根竖管的供气量为：
曝气池平面面积为：
每个空气扩散器的服务面积按
计算，则需空气扩散器的数目为：
为安全计，本设计采用7440个空气扩散器，每个竖管上安设的空气扩散器的数目为
每个空气扩散器的配气量为
将以布置的空气管路及布设的空气扩散器绘制成空气管路计算图，用以进行计算：
图
10
图11
选择一条从鼓风机房开始最长的管路作为计算管路。在空气流量变化处设计计算节点，统一编号后列表进行空气管路计算，计算结果见表：
经计算得到空气管路系统的总压力损失(kPa)为
kPa
网状膜空气扩散器的压力损失为 kPa ，总压力损失（kPa ）为
为安全，设计取值 9.5kPa 5.7空压机的选定
空气扩散装置安装在距离曝气池底0.2m ，因此，空压机所需压力为
空压机供气量最大时为
平均时为
根据所需压力和空气量，决定采用LG60型空压机8台，该型空压机风压50kPa ，风量60m 3/min。
正常条件下，6台工作，2台备用；高负荷时，7台工作，1台备用。 曝气池的出水通过管道送往二沉池级配水井，输水管道内的流量按最大时流量加上回流的污泥量进行计算，回流比为50%，则输水管径为1200mm ，管内最大流速为0.90m/s。
6二次沉淀池
采用普通辐流式沉淀池，中心进水，周边出水。
图12 辐流式沉淀池
1. 沉淀部分水面面积
设沉淀池表面负荷q 取1.5m 3/(m2 ∙h) ，设计采用两座初次沉淀池n=2，则单池的面积A ：
2. 池子直径
D
取21m
3. 沉淀池部分有效水深：设
t=2h
4. 按4h 计算二沉池污泥部分所需容积V 为
污泥池容积较大，所以在设计中采用机械刮吸泥机连续排泥，而不设污泥斗存泥，只按构造要求在池底设0.05坡度及一个防空时用的泥斗，设泥斗高度为0.5m 。
5. 沉淀池总高度H 为
式中：
-保护高度（m ），取0.3m -有效水深（m ），
因此
-缓冲层高（m ），取0.5m
-沉淀池底坡落差（m ），计算为0.425m -污泥斗高度（m ），取0.5m
，符合要求。
径深比较核：
沉淀池的出水采用锯齿堰，堰前设挡板，拦截浮渣。出水槽采用双侧集水，出水槽宽度为0.5m ，水深0.4m ，槽内水流速度为0.59m/s，堰上负荷为1.46L/(m∙s) ，小于1.7L/(m∙s) ，满足要求。
二沉池的出水，通过渠道流回二沉池集配水井的外层套筒，渠道宽700mm ，渠道内水深0.5m ，水流速度为0.67m/s，然后通过管径为800的管道送往消毒接触池，管内流速为0.93m/s。
7消毒接触池 7.1消毒接触池的作用
污水经过以上构筑物处理后，虽然水质得到了改善，细菌数量也大幅减少，但是细菌的绝对值依然十分客观，并有存在病原菌的可能，因此，污水在排放水体前，应进行消毒处理。
7.2消毒接触池设计
本设计采用两组三廊道式消毒接触池，接触时间t=30min，氯液消毒。 每座消毒接触池的容积
V
设有效水深
，则每座接触池的表面积A 为
设接触池每廊道宽2.5m ，则廊道总长为
每廊道长L 为
长宽比
，符合要求。
设污泥接触池的的超高为0.3m ，池底坡度为0.05，则接触池总高度H 为
8污水计量设备
为了提高污水厂的工作效率和运转管理水平，积累技术资料，应准确掌握污水量的不断变化情况。测量污水流量的设备和装置要求应当是水头损失小、精度高、操作简便且不易沉淀杂物。
9贮泥池
采用矩形贮泥池，贮存来自初次沉淀池和二沉池的剩余污泥量。来自初沉池的污泥量Q 1为（按照初沉池悬浮物去除50%）
来自二沉池的剩余污泥 二沉池中每天排出的剩余污泥量
式中 Y-产率系数，取值0.5；
K-活性污泥微生物自身氧化率，取值0.1； V-曝气池容积（m 3） 将各值带入得
为
污泥流量
为
式中 X-剩余污泥浓度（g/L） 将数据带入得
贮泥量
设贮泥池的贮泥时间t=12h，池高
, 设贮泥池两座。 ，则贮泥池表面积F 为
设贮泥池池宽B=4m，池长
L
贮泥池底部为斗型，下底为则贮泥池的总高度H 为
10污泥浓缩池
10.1污泥浓缩池的设计规定及数据
1. 进泥含水率：当为初次污泥时，其含水率一般为95%-97%；当为剩余活性污泥时，其含水率一般为99.2%-99.6%；
2. 污泥固体负荷：当为初次污泥时，污泥固体负荷宜采用 80-120Kg/(m2.d)；当为剩余法泥时，污泥固体负荷宜采用30-60Kg/(m2.d)；
3. 浓缩后污泥含水率：由曝气池后二次沉淀池进入污泥浓缩池的污泥含水率，当采用 99.2%-99.6%时，浓缩后污泥含水率宜为97%-98%；
4. 浓缩时间不宜小于12h ；但也不要超过24h ； 5. 有效水深一般宜为4m ，最低不小于3m 。
，高度
，设超高
，
图13 污泥浓缩池
10.2污泥浓缩池计算
污泥浓缩池采用重力浓缩，浓缩来自贮泥池的剩余污泥，浓缩前污泥含水率为99.2%，浓缩后污泥含水率为97%。浓缩部分上升流速v 取0.1mm/s，浓缩时间t=12h，池数n=2（一用一倍）。
进入污泥浓缩池的污泥量
浓缩池有效水深
为
设进水中心管流速为0.1m/s，则中心管面积f 为
中心管直径d 为
喇叭口直径喇叭口高度
浓缩后分离出来的污水流量q 为
浓缩池有效面积F 为
浓缩池的直径D 为
浓缩后的剩余污泥量
为
设污泥斗夹角
，泥斗直径为0.8m ，则斗高
为
池子总高H 为
式中：
计算的
11污泥消化池
采用固定盖式消化池，两级消化。一级消化池污泥投配率为5%，二级消化池污泥投配率为10%，消化温度33～35℃。一级消化池进行加温，搅拌；二级消化池不加热、不搅拌，利用一级消化池的余温。
11.1消化池容积计算
-保护高度（m ），取0.3m -有效水深（m ），4.32m
-中心管与反射板之间高度（m ），取0.5m -缓冲层高度（m ），0.3m -污泥斗高度（m ），2.43m
采用两座一级消化池，则每座池子的有效容积为
消化池直径D 为
集气罩直径上锥体高度
采用2m ，池底下锥体直径
采用2m ，集气罩高度
采用2m ，
，采用
采用3m
，消化池柱体高度
应大于
7m ，下锥体高度采用1m ，则消化池的总高度H 为
集气罩容积V 1为
弓形部分容积V 2为
圆柱部分容积V 3为
下锥体部分容积V 4为
则消化池的有效容积为
二级消化池共设一座，与两座一级消化池串联，二级消化池的各部分尺寸与一级消化池相同。
11.2消化池各部分表面积计算 集气罩表面积F 1为
池顶表面积F 2为
池壁表面积（地上部分）F 3为
池壁表面积（地下部分）F 4为
池底表面积F 5为
11.3消化池热工计算
11.3.1提高新鲜污泥温度的耗热量 中温消化温度
=35℃，新鲜污泥年平均温度为去17.3℃，日平均最低温
度12℃。每座一级消化池投配的最大污泥量为
则平均耗热量为
最大耗热量
11.3.2消化池池体的耗热量 消化池各部分热系数采用 池盖
池壁在地面上部分为赤壁在地面下部分为
池外介质为大气时，全年平均气温为
池外介质为土壤时，全年平均气温为
池盖部分全年平均耗热量为
，冬季室外计算温度为
，冬季室外计算温度为
最大耗热量为
赤壁在地面上部分，全年平均耗热量为
最大耗热量为
赤壁在地下上部分，全年平均耗热量为
最大耗热量为
池底部分，全年平均耗热量为
最大耗热量为
每座消化池总耗热量，全年平均耗热量为
最大耗热量为
11.4沼气混合搅拌计算
消化液的混合搅拌采用多路曝气管式（气通式）沼气搅拌。 11.4.1搅拌用气量 单位用气量采用
池容，则用气量q 为
11.4.2曝气立管管径计算
曝气立管的流速采用10m/s，则所需立管的总面积
为
选用立管的直径为
（根）则为
时，每根断面
, 所需立管的总数
核算立管的实际流速为
41
符合设计要求 11.5产气量 设产气率为
，即泥气比为1:6，则产气量为
选择两座低压浮盖式贮气柜，贮气柜容积为230气量。
12污泥脱水设备
采用带式压滤机，污泥消化过程中由于分解而使体积减少，按消化污泥中有机物含量占60%，分解率50%，污泥含水率为95%，则由于含水率降低而剩余的污泥量为
，贮存10小时产生的沼
分解污泥容积
为
剩余污泥量
为
42
污水处理厂附属建筑物
各附属构筑物的尺寸如表
43
污水处理厂规划
1. 污水处理厂平面布置
按照平面布置的有关规定，应尽量节约用地，做到布置紧凑，使生活区位于夏季主导风向的上风向，从而进行平面布置。平面布置如CAD 图纸所示。
2. 高程布置
处理场内的管道采用重力回流，并尽量减少水头损失，各处理构筑物的水头损失按经验数值选取，同时考虑处理厂扩建时的预贮备水头。
污水的高程计算见表1，污泥的高程计算见表2，高程布置图见CAD 图纸 地面标高依照南京市海拔7m 设计。
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某工业废水处理厂工艺设计
姓 名： 班 级： 学 号：
设 计 日 期：2010年6月23日
目录
设计任务书 .......................................................................................................................... 3
1课程设计的目的 ............................................................................................................ 3 2设计任务与要求 .............................................................................................................. 3 3设计基础资料 . ................................................................................................................ 3
设计依据和原则 ................................................................................................................ 5
1设计依据 ........................................................................................................................... 5 2设计原则 ........................................................................................................................... 5
处理工艺流程设计及说明 . ........................................................................................... 6
1厂址选择 ......................................................................................................................... 6 2污水处理程度 ................................................................................................................ 6
3污泥处置 . .............................................................................................................................. 7 4工艺选择及流程 ................................................................................................................. 8
污水处理厂工艺设计及计算........................................................................................... 9
1格栅 . ....................................................................................................................................... 9
2沉砂池 . ........................................................................................................................... 13
3初次沉淀池 ........................................................................................................................ 16 4水解酸化池 ........................................................................................................................ 18
5曝气池 . ........................................................................................................................... 21
6二次沉淀池 ........................................................................................................................ 29 7消毒接触池 ........................................................................................................................ 30 8污水计量设备 . ................................................................................................................... 31 9贮泥池 ................................................................................................................................. 31 10污泥浓缩池 ...................................................................................................................... 32 11污泥消化池 ...................................................................................................................... 34
污水处理厂附属建筑物 ............................................................................................... 39 污水处理厂规划 .............................................................................................................. 40
计任务书
1课程设计的目的
通过净水厂课程设计，巩固学习效果，加深对排水处理课程内容的学习与理解，掌握净水厂设计方法，培养和提高计算能力、设计和绘图水平。在教师指导下，基本能独立完成一个中、小型污水处理厂工艺设计，锻炼和提高分析及解决工程问题的能力。
2设计任务与要求 2.1设计任务
针对二级处理的工厂污水处理设施，要求对主要污水处理构筑物的工艺尺寸进行设计计算，确定污水处理平面布置；完成设计计算说明书和设计图纸；确定污水处理的平面布置图。涉及深度约为初步设计的深度。
2.2设计要求 1. 方案选取合理； 2. 参数选取与计算准确； 3. 处理系统布置紧凑；
4. 所选设备优质、可靠、易于操作 5. 图纸绘制精确； 6. 计算尽量准确、详细。 3设计基础资料 3.1水质
3.2水量
生产废水水量为16800m 3/d，生活污水水量为3600 m3/d，总污水厂处理水量为20400 m3/d。
3.3厂区地形气象资料
南京属亚热带季风气候，雨量充沛，年平均温度为15.7℃，最高气温43度（1934年7月13日），最低气温-16.9度（1955年1月6日），最热月平均温度 28.1℃，最冷月平均温度 -2.1℃。年平均降雨117天，降雨量1106.5毫米，最大平均湿度 81%。最大风速 19.8m/s。土壤最大冻结深度 -0.09m。 夏季主导风向东南、东风，冬季主导风向东北、东风。平均海拔7米。
设计依据和原则
1设计依据
设计需要使用的有关法律、标准、设计规范 1. 《室外排水设计规范》（GB 50014-2006） 2. 《污水综合排放标准》（GB 8978-1996） 3. 《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002） 2设计原则
2.1废水处理工艺方案的选择原则
1. 坚持科学可靠并借鉴同类废水处理的工程实践经验，技术上力求先进，管理方便，操作简单，无二次污染，维护量少，可靠程度高。
2. 废水经处理后达标排放，减轻对受纳水体污染，力求以最少的投入获得最大的社会效益、经济效益和环境效益。
3. 尽量减少污泥的产生量，力求在系统内消化污泥，以减少污泥处理的投资及运行费用。
4. 尽量采用先进可靠的自动化控制系统，提高污水厂管理水平，减少工人的劳动强度。
2.2废水与污泥处理工艺设计过程应依据原则
1. 根据废水水质、水量及其变化规律来确定设计参数，并确保计算过程尽量准确、详细。
2. 在确定工艺设备时，力求做到质优可靠、管理方便、操作容易，并使投资、运行费用较低。
3. 图纸的绘制与计算书的撰写格式应满足各项要求。
处理工艺流程设计及说明
1厂址选择
1.1厂址选择的一般原则
1. 为了保证环境卫生的要求，厂址应与规划居住区或公共建筑群保持一定的卫生防护距离，这个防护距离根据当地具体情况而定，一般不小于300米；
2. 厂址应该在流经城市水源的下游，离城市集中供水水源处不小于500米； 3. 在选择厂址时尽可能少占农田或不占农田，而处理厂的位置又应便于农田灌溉和消纳污泥；
4. 厂址应尽量可能在城市和工厂夏季主导风向的下风向；
5. 要充分利用地形，把厂址设在地形有适当坡度的城市下游地区，以满足污水处理构筑物之间的水头损失，使污水和污泥有自流的可能，以节约动力消耗；
6. 厂址如果靠近水体，应考虑汛期不受洪水淹没的威胁；
7. 厂址应设在地质条件较好、地下水位较低的地区，以利施工，并较低造价； 8. 厂址的选择应考虑交通运输及水电供应等条件；
9. 厂址的选择应结合城市总体规划，考虑远期发展，留有重逢的扩建余地。 2污水处理程度 2.1设计流量
2.1.1该污水处理厂每天处理污水的平均流量为：
污水流量总变化系数取1.2 2.1.2最大设计流量：
2.2污水中污染物处理程度 2.2.1污废水中SS
1. 生活污水与工业废水混合后，SS 浓度：
2. 污水中SS 的处理程度：
2.2.2污废水中BOD 5
1. 生活污水与工业废水混合后，BOD 5浓度：
2. 污水中BOD 5的处理程度：
2.2.3污废水中COD
1. 生活污水与工业废水混合后，COD 浓度：
2. 污水中COD 的处理程度：
2.2.4相应参数及处理效率 污水的平均流量：最大设计流量：
SS 去除率：
BOD 5去除率：
COD 去除率：
3污泥处置
活性污泥生物处理过程中将产生大量的生物污泥，有机物含量较高且不稳定，易腐化，并含有寄生虫卵，若不妥善处理和处置，将造成二次污染。
3.1污泥处理的目的
1. 确保污水的处理效果，防止二次污染； 2. 使容易腐化发臭的有机物稳定； 3. 使有毒有害物质得到妥善处理或利用；
4. 是有用物质得到综合利用，变害为利。 3.2污泥的处理要求
1. 减少有机物，使污泥稳定化；
2. 减少污泥体积，降低污泥后续处置费用； 3. 减少污泥中有毒物质；
4. 利用污泥中有用物质，化害为利；
5. 因选用生物脱氮除磷工艺，故应避免磷的二次污染。 3.3污泥处理工艺的选取
本设计采取污泥处理工艺为：生污泥→浓缩→消化→机械脱水→最终处置，采用机械浓缩、机械脱水。主要构筑物有：污泥浓缩池、浓缩脱水机房、污泥堆棚。主要设备有：污泥浓缩设备、加药设备。有占地面积小，对周围环境影响小，基建设备费用低的优点。
4工艺选择及流程
按《城市污水处理和污染防治技术政策》要求推荐，20 万t/d 规模大型污水厂一般采用常规活性污泥法工艺，10-20 万t/d 污水厂可以采用常规活性污泥法、氧化沟、SBR 、AB 法等工艺，小型污水厂还可以采用生物滤池、水解好氧法工艺等。对脱磷脱氮有要求的城市，应采用二级强化处理，如A2 /O 工艺，A/O工艺，SBR 及其改良工艺，氧化沟工艺，以及水解好氧工艺，生物滤池工艺等。
由于该污水处理厂主要是用于处理生产及生活混合污水，故而确定此污水处理厂工艺流程设计为：
污水处理厂工艺设计及计算
1格栅
在污水处理系统（包括水泵）钱，均需设计格栅，以拦截较大的呈悬浮或漂浮状态的固体污染物。按形状，可分为平面格栅和曲面格栅两种；按栅条净间距可分为粗格栅（50～100mm ）、中格栅（16～40mm ）、细格栅（3～10mm ）三种；按清渣方式，可分为人工清除格栅和机械清除格栅。
格栅与水泵房的设置方式： 粗格栅→泵房→细格栅 1.1中格栅 1.1.1设计要求
（1）污水处理系统前格栅条间隙，应该符合以下要求： a ：人工清除25～40mm ； b ：机械清除16～25mm ；
c ：最大间隙40mm ，污水处理厂也可设细粗两格栅。
（2）若水泵前格栅间隙不大于25mm 时，污水处理系统前可不再设置格栅； （3）在大型污水处理厂或泵站前的大型格栅（每日栅渣量大于0.2m3），一
般采用机械清除；
（4）机械格栅不宜小于两台，若为一台时，应设人工清除格栅备用； （5）过栅流速一般采用0.6～1.0m/s；
（6）格栅前渠道内的水速一般采用0.4～0.9m/s；
（7）格栅倾角一般采用45 ～75 ，人工格栅倾角小的时候较为省力但占地多；
（8）通过格栅水头损失一般采用0.08～0.15m ；
（9）格栅间必须设置工作台，台面应该高出栅前最高设计水位0.5m. 工作台上应有安全和冲洗设施。
（10）格栅间工作台两侧过道宽度不应小于0.7m 。 1.1.2参数设计计算 最大设计流量：
Kz 取1．2 明渠数N 1=2
明渠内有效水深h=0.4m 栅前水深h=0.4m 栅前流速v 1=0.6m/s 过栅流速v=0.8m/s 栅条间隙宽度b=0.02m 格栅倾角α=60° 栅数N=2
进水渠展开角α=60°
本设计中，格栅与明渠连接，来水首先进入稳压井后，进入格栅渠道。
图1格栅示意图
图2格栅示意图
（1）设明渠数N 1=2，明渠内有效水深h=0.4m,水流速度v 1=0.6m/s，则明渠宽度B 1为：
（2）取栅前水深h=0.4m，过栅流速v=0.8m/s，栅条间隙宽度b=0.02m，格栅倾角α=60°，格栅数N=2，则栅条间隙数n 为：
（3）设计采用ø10 圆钢为栅条，即S=0.01m。则栅槽宽度B 为：
（4）水流通过格栅的水头损失：栅条断面为锐边矩形断面
试中：h 1水流通过格栅的水头损失（m ）
k 系数，格栅受污堵塞后，水头损失增大倍数，一般k=3 β形状系数，栅条断面为锐边矩形断面，β=2.42 将各参数带入公式：
取
（5）栅槽总高度H
取栅前渠道超高h 2=0.3m，则栅前槽总高度栅槽总高度
（6）进水渠道渐宽部分长度l
1
（7）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度l 2
（8）格栅总长度L 为：
（9）栅渣量计算 对于栅条间距b=20.0mm 的中格栅，每单位体积污水烂截污物为W1=0.1m3/103m 3，每日栅渣量为
经计算的W=2.04m3/d,宜采用机械清栅。 1.2细格栅
污水由进水泵房提升至细格栅沉砂池，细格栅用于进一步去除污水中较小的颗粒悬浮、漂浮物。
1.2.1 设计说明
细格栅栅条间隙拟定为10.0mm 。 1.2.2 设计流量： 最大设计流量
1.2.3. 设计参数： 明渠数N 1=2
明渠内有效水深h=0.4m 栅前水深h=0.4m 栅前流速v 1=0.6m/s 过栅流速v=0.8m/s 栅条间隙宽度b=0.01m 格栅倾角α=60° 栅数N=2
进水渠展开角α=60°
本设计中，格栅与明渠连接，来水首先进入稳压井后，进入格栅渠道。 1.2.4. 设计计算
（1）设明渠数N 1=2，明渠内有效水深h=0.4m,水流速度v 1=0.6m/s，则明渠宽度B 1为：
（2）取栅前水深h=0.4m，过栅流速v=0.8m/s，栅条间隙宽度b=0.02m,格栅倾角α=60°,格栅数N=2，则栅条间隙数n 为：
（3）设计采用ø10 圆钢为栅条，即S=0.01m。则栅槽宽度B 为：
（4）水流通过格栅的水头损失：栅条断面为锐边矩形断面
试中：h 1水流通过格栅的水头损失（m ）
k 系数，格栅受污堵塞后，水头损失增大倍数，一般k=3 β形状系数，栅条断面为锐边矩形断面，β=2.42 将各参数带入公式：
取
（5）栅槽总高度H
取栅前渠道超高h 2=0.3m，则栅前槽总高度栅槽总高度
（6）进水渠道渐宽部分长度l
1
（7）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度l 2
（8）格栅总长度L 为：
采用机械清栅，污物的排出采用机械装置。 2沉砂池 2.1沉砂池的选型
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。沉砂池按池型可分为平流式、竖流式、曝气式和旋流式四种形式。平流式沉砂池是常用的形式，污水在池内沿水平方向流动，具有结构简单、截留无机颗粒效果较好的优点。本设计采用平流式沉砂池。
2.2平流式沉砂池的设计参数要求
1. 污水在池内的最大流速为0.3m/s，最小流速应不小于0.15m/s； 2. 最高时流量时，污水在池内的停留时间不应小于30s ，一般取30～60s ； 3. 有效水生不应大于1.2m ，一般采用0.25～1.0m ，每格宽度不宜小于0.6m ； 4. 池底坡度一般为0.01～0.02，当设置除砂设备时，可根据除砂设备的要求，确定池底形状。
2.3设计计算 最大设计流量：
设计流速：v=0.3m/s 水力停留时间：t=30s 有效水深：h 2
=0.8m
1. 沉砂池长度L ：L=vt=0.3×30=9.0m 2. 水流断面面积A/m2
3. 池总宽
B
设计沉砂池为两格，n=2
单格宽b ：
4. 贮砂斗所需容积V
，符合设计参数要求
设计排砂时间间隔T=2d，每格沉砂池设两个沉砂斗，两格共有四个沉砂斗，城镇污水的沉砂量X=0.03L/m
3
5. 贮砂斗各部分尺寸计算
设计斗底宽b 1=0.5m，斗壁与水平面的倾角为60°，斗高斗的上宽b 2为：
贮砂斗的容积V 1：
，则贮砂
故而
6. 坡向沉砂斗长度
设计合理
7. 沉砂室的高度
设计采用重力排砂，池底设6%坡度坡向砂斗，则：
8. 池总高度H 设计超高
9. 进水渐宽部分长度
10. 校核最小流速
最小流量时工作的沉砂池数目：
符合设计要求。
沉砂池的出水通过管道送往初沉池集配水井，集配水井为内外套筒式结构，外径为4m ，内径为2m 。由沉砂池过来的输水管道直接进入内层套筒，进行流量分配，通过两根管道分别送入两个初次沉淀池内。
3初次沉淀池 3.1沉淀池的选型
初次沉淀池是一级污水处理系统的主要处理构筑物，或作为生物处理法中预处理的构筑物，对于一般的城镇污水，初沉池的去处对象是悬浮固体。沉淀池按池内水流方向不同分为平流式、竖流式及辐流式三种，由辐流式采用机械排泥，运行较好且排泥设备有固定型号，故而本次设计采用普通辐流式沉淀池。
图5 辐流式沉淀池
3.2辐流沉淀池设计参数要求
1. 沉淀池直径（或正方形的一边）与有效水深的比值，宜为6～12； 2. 池径不宜小于16m ； 3. 池底坡度，一般采用0.05；
4. 一般采用机械刮泥，可附有空气提升或净水头排泥设备； 5. 当池径较小时，也可采取多斗排泥；
6. 在进水口周围应设置整流板，整流板的开孔面积为池断面面积的10%～20%。
3.3设计计算 1. 沉淀部分水面面积
设沉淀池表面负荷q 取2m 3/(m2 ∙h) ，设计采用两座初次沉淀池n=2，则单池的面积A ：
2. 池子直径
D
3. 沉淀池部分有效水深：设
t=1.5h
4. 沉淀部分有效容积
5. 污泥部分所需的容积：两次清除污泥间隔时间T 取4h ，污泥含水率97%
C 1-进水悬浮物浓度 C 2-出水悬浮物浓度
γ-污泥密度（t/m3），其值约为
1
取
6. 污泥斗容积
设污泥斗上部半径
α=60°
，污泥斗下部半径
，污泥斗高度为
，
7. 污泥斗以上圆锥体部分污泥容积 设池底径向坡度为0.05，则
8. 污泥总容积
9. 沉淀池总高度
设超高h 1为0.3m ，缓冲层高度h 3为0.5m ，则
10. 沉淀池池边高度
11. 径深比
恰好符合6～12范围
图6 初次沉淀池计算草图
4水解酸化池
4.1厌氧生物处理原理与优点
厌氧生物处理实在没有分子氧及化合态氧存在的条件下，兼性细菌与厌氧细菌降解和稳定有机物的生物处理方法。其有运行费用低，剩余污泥量少，可回收能量等优点。
图7 厌氧池
4.2水解酸化池的原理
水解酸化池实际上是水解和酸化两个过程（算话也可能不十分彻底）在一个池内完成的生物处理装置，其放弃了厌氧反应中甲烷发酵阶段，利用厌氧反应中水解和酸化作用，使污水、污泥一次得到处理。在这个过程中，80%以上的进水悬浮物水解成可溶性物质，将大分子降解为小分子，不仅使难降解的大分子物质得到降解，而且出水BOD 5/COD比值提高，降低了生物处理的需氧量和曝气时间。
本次设计所采用水解酸化工艺属于升流式厌氧污泥床反应器技术范畴。水解池内分污泥床区和清水层区，待处理污水以及滤池反冲洗时脱落的剩余微生物膜由反应器底部进入池内，并通过带反射板的布水器与污泥床快速而均匀地混合。污泥床较厚，类似于过滤层，从而将进水中的颗粒物质与胶体物质迅速截留和吸附。由于污泥床内含有高浓度的兼性微生物，在池内缺氧条件下，被截留下来的有机物质在大量水解—产酸菌作用下，将不溶性有机物水解为溶解性物质，将大分子、难于生物降解的物质转化为易于生物降解的物质。
4.3设计参数 设=
容积负荷N v =3.2kgCOD/(m3•d)；
计流量按平均日平；
均时流量计
算
配水孔流速v=0.2m/s； COD 浓度2541.16mg/L 有效水深h 2=6m； 保护高度h 1=0.8m。 4.4设计计算
1. 水解酸化池有效容积
V
2. 水解酸化池表面积
A
设计采用两格设计，则每格体积V 1=8100长取67.5m ，池宽40m 。
3. 水力停留时间
HRT
，每格表面积A 1=1350
，池
4填料设计
池内填料采用由聚丙烯、聚乙烯制成半软性复合填料，它具有散热性能高，阻力小，布水、布气性能好，易长膜，又有切割气泡的特点。
选取填料层厚度为3m ，距进水池壁2.5m ，则填料体积
5. 污泥产生量
水解酸化池的COD 去除率为30%，污泥的产生量按照每公斤COD 产生0.2kg 干污泥进行计算。
干污泥产生量：
湿污泥产生量，湿污泥含水率以99%计，则湿污泥产生量：
6. 污泥斗设计
每格涉及六个污泥斗，则总计十二个，每个污泥斗上表面面积S
1
7. 污泥斗高度
取α=45°，污泥斗出口长度为0.8m ，则污泥斗高度
8. 污泥斗容积
9. 水解酸化池总高度H 设缓冲层高度h 3为
0.3m
图8水解酸化池剖面图
5曝气池
5.1曝气池设计参数
1. 曝气池长宽比一般不小于10，宽深比（深度指有效水深）宜采用1～2。水深较大时采用大比值，反之采用小比值。池深一般采用2～5m 。
2. 当采用鼓风曝气时，空气主干管高度高于水面0.5m ，当采用机械曝气时，叶轮高于水面1.2m. 。
3. 曝气池不应少于两组，并按同时运行计算，每组1～4个廊道组合而成。 4. 回流污泥应根据计算求得，通常不大于涉及污水量的50%～100%。 5.2污水处理程度的计算及曝气池的运行方式 5.2.1. 污水处理程度的计算 原污水的BOD 5值为
，经过初次沉淀池的出理，BOD 5按降低25%
考虑，进过水解酸化池处理后，BOD 5按降低25%考虑则，进入水解酸化池污水的BOD 5值S a 值为
为了计算去除率，首先按下式计算处理水中非溶解性BOD 5值，即
b 微生物自身氧化率，一般介于0.05～0.10之间，此处取0.09； X a 活性微生物在处理水中所占的比例，取值0.4； C e 处理水中悬浮固体浓度（mg/L），取值为30mg/L。 带入各值，则处理水中溶解性
值（
则
的去除率为
）为（处理
值为20 mg/L）
5.2.2. 曝气池的运行方式
在本设计中应考虑曝气池运行方式的灵活性和多样化，即以传统活性污泥法系统作为基础，又可按阶段曝气系统和吸附-再生-曝气系统运行。
5.3曝气池的计算和各部位尺寸的确定 1.BOD-污泥负荷率的计算
拟采用的BOD-污泥负荷率为0.3kgBOD 5/(kgMLSS∙d) 。但为稳妥，需加以校核，校核公式如下：
其中，值取0.02，，，，将
各值代入上式
所以，
值按0.2计算
2. 确定混合液污泥浓度X 根据已经确定的式计算X 值，即
值，得出相应的SVI 为120。取
，按下
回流污泥浓度X
r
回流污泥量的计算
Qr
3. 确定曝气池容积
4. 确定曝气池各部位尺寸 曝气池共设四组，每组容积为组曝气池的面积F 为
取池宽B=5m
，
，介于1～2之间，符合规定，则池长
符合设计要求
。设池深h 为4.2m ，则每
设每组曝气池共五个廊道，每个廊道长L 1为
, 取为36m
曝气池超高取0.5m ，则池总高度为
在曝气池面对初沉池和二次沉淀池的一侧，各设横向配水渠道，并在池中部设纵向中间配水渠道与横向配水渠道相连接。在两侧横向配水渠道上设置进水口，每组曝气池共设有5个进水口，如图所示。
图9 曝气池平面图（两组）
5.4曝气系统的设计与计算 本设计采用鼓风曝气系统。 1. 平均时需氧量的计算
式中
-混合液需氧量（kgO 2/d）
a'-活性污泥微生物没代谢1kg BOD所需的氧气（kg ） Q-污水平均流量（m 3/d）
S r -被降解的有机污染物量（mg/L）
b'-每1kg 活性污泥每天自身氧化所需要的氧气（kg ） V-曝气池容积（m 3）
X V -挥发性总悬浮固体浓度（g/L）
查表得：，，将各参数值代入上式得
2. 最大时需氧量的计算
3. 每日去除的BOD 5值
4. 去除每千克BOD 的需氧量
5. 最大时需氧量与平均需氧量之比
5.5供气量的计算
采用网状微孔空气扩散器，敷设于距池底0.2m 处，淹没深度4.0m ，计算温度设定为30℃。
查表得20℃和30℃时，水中饱和溶解氧值为
1. 空气扩散器出口处的绝对压力（P b ）按下式计算
2. 空气离开曝气池表面时，氧的百分比按下式计算，即
式中
带入
-空气扩散器的氧转移速率，对网状膜型中空气扩散器，取值12%。 值，得
3. 曝气池混合液中平均氧饱和浓度（按最不利的温度条件考虑）按下式计算，即
4. 换算为在20℃条件下，脱氧清水的充氧量，按下式计算，即
取值
带入各值，得
相应的最大时需氧量为
5. 曝气池平均时供气量，按下式计算，即
带入各值，得
6. 曝气池最大时供气量为
7. 去除每1kg
的供气量
8. 每立方米污水的供气量
9. 本系统的空气总用量
除采用鼓风曝气外，本系统还采用空气在回流污泥井并提升污泥，其作用是增加回流污泥的含氧量，防止污泥厌氧消化。空气回流污泥量的8倍考虑，回流污泥比R 取值50%，这样提升回流污泥所需空气量为
总气氧量：
5.6空气管路系统计算
按图8所示的曝气池平面布置空气管道，在相邻的两个廊道上设1根干管，共10根干管，在每根干管上设6对配气竖管，共12条配气竖管，全曝气池共设120条配汽竖管。每根竖管的供气量为：
曝气池平面面积为：
每个空气扩散器的服务面积按
计算，则需空气扩散器的数目为：
为安全计，本设计采用7440个空气扩散器，每个竖管上安设的空气扩散器的数目为
每个空气扩散器的配气量为
将以布置的空气管路及布设的空气扩散器绘制成空气管路计算图，用以进行计算：
图
10
图11
选择一条从鼓风机房开始最长的管路作为计算管路。在空气流量变化处设计计算节点，统一编号后列表进行空气管路计算，计算结果见表：
经计算得到空气管路系统的总压力损失(kPa)为
kPa
网状膜空气扩散器的压力损失为 kPa ，总压力损失（kPa ）为
为安全，设计取值 9.5kPa 5.7空压机的选定
空气扩散装置安装在距离曝气池底0.2m ，因此，空压机所需压力为
空压机供气量最大时为
平均时为
根据所需压力和空气量，决定采用LG60型空压机8台，该型空压机风压50kPa ，风量60m 3/min。
正常条件下，6台工作，2台备用；高负荷时，7台工作，1台备用。 曝气池的出水通过管道送往二沉池级配水井，输水管道内的流量按最大时流量加上回流的污泥量进行计算，回流比为50%，则输水管径为1200mm ，管内最大流速为0.90m/s。
6二次沉淀池
采用普通辐流式沉淀池，中心进水，周边出水。
图12 辐流式沉淀池
1. 沉淀部分水面面积
设沉淀池表面负荷q 取1.5m 3/(m2 ∙h) ，设计采用两座初次沉淀池n=2，则单池的面积A ：
2. 池子直径
D
取21m
3. 沉淀池部分有效水深：设
t=2h
4. 按4h 计算二沉池污泥部分所需容积V 为
污泥池容积较大，所以在设计中采用机械刮吸泥机连续排泥，而不设污泥斗存泥，只按构造要求在池底设0.05坡度及一个防空时用的泥斗，设泥斗高度为0.5m 。
5. 沉淀池总高度H 为
式中：
-保护高度（m ），取0.3m -有效水深（m ），
因此
-缓冲层高（m ），取0.5m
-沉淀池底坡落差（m ），计算为0.425m -污泥斗高度（m ），取0.5m
，符合要求。
径深比较核：
沉淀池的出水采用锯齿堰，堰前设挡板，拦截浮渣。出水槽采用双侧集水，出水槽宽度为0.5m ，水深0.4m ，槽内水流速度为0.59m/s，堰上负荷为1.46L/(m∙s) ，小于1.7L/(m∙s) ，满足要求。
二沉池的出水，通过渠道流回二沉池集配水井的外层套筒，渠道宽700mm ，渠道内水深0.5m ，水流速度为0.67m/s，然后通过管径为800的管道送往消毒接触池，管内流速为0.93m/s。
7消毒接触池 7.1消毒接触池的作用
污水经过以上构筑物处理后，虽然水质得到了改善，细菌数量也大幅减少，但是细菌的绝对值依然十分客观，并有存在病原菌的可能，因此，污水在排放水体前，应进行消毒处理。
7.2消毒接触池设计
本设计采用两组三廊道式消毒接触池，接触时间t=30min，氯液消毒。 每座消毒接触池的容积
V
设有效水深
，则每座接触池的表面积A 为
设接触池每廊道宽2.5m ，则廊道总长为
每廊道长L 为
长宽比
，符合要求。
设污泥接触池的的超高为0.3m ，池底坡度为0.05，则接触池总高度H 为
8污水计量设备
为了提高污水厂的工作效率和运转管理水平，积累技术资料，应准确掌握污水量的不断变化情况。测量污水流量的设备和装置要求应当是水头损失小、精度高、操作简便且不易沉淀杂物。
9贮泥池
采用矩形贮泥池，贮存来自初次沉淀池和二沉池的剩余污泥量。来自初沉池的污泥量Q 1为（按照初沉池悬浮物去除50%）
来自二沉池的剩余污泥 二沉池中每天排出的剩余污泥量
式中 Y-产率系数，取值0.5；
K-活性污泥微生物自身氧化率，取值0.1； V-曝气池容积（m 3） 将各值带入得
为
污泥流量
为
式中 X-剩余污泥浓度（g/L） 将数据带入得
贮泥量
设贮泥池的贮泥时间t=12h，池高
, 设贮泥池两座。 ，则贮泥池表面积F 为
设贮泥池池宽B=4m，池长
L
贮泥池底部为斗型，下底为则贮泥池的总高度H 为
10污泥浓缩池
10.1污泥浓缩池的设计规定及数据
1. 进泥含水率：当为初次污泥时，其含水率一般为95%-97%；当为剩余活性污泥时，其含水率一般为99.2%-99.6%；
2. 污泥固体负荷：当为初次污泥时，污泥固体负荷宜采用 80-120Kg/(m2.d)；当为剩余法泥时，污泥固体负荷宜采用30-60Kg/(m2.d)；
3. 浓缩后污泥含水率：由曝气池后二次沉淀池进入污泥浓缩池的污泥含水率，当采用 99.2%-99.6%时，浓缩后污泥含水率宜为97%-98%；
4. 浓缩时间不宜小于12h ；但也不要超过24h ； 5. 有效水深一般宜为4m ，最低不小于3m 。
，高度
，设超高
，
图13 污泥浓缩池
10.2污泥浓缩池计算
污泥浓缩池采用重力浓缩，浓缩来自贮泥池的剩余污泥，浓缩前污泥含水率为99.2%，浓缩后污泥含水率为97%。浓缩部分上升流速v 取0.1mm/s，浓缩时间t=12h，池数n=2（一用一倍）。
进入污泥浓缩池的污泥量
浓缩池有效水深
为
设进水中心管流速为0.1m/s，则中心管面积f 为
中心管直径d 为
喇叭口直径喇叭口高度
浓缩后分离出来的污水流量q 为
浓缩池有效面积F 为
浓缩池的直径D 为
浓缩后的剩余污泥量
为
设污泥斗夹角
，泥斗直径为0.8m ，则斗高
为
池子总高H 为
式中：
计算的
11污泥消化池
采用固定盖式消化池，两级消化。一级消化池污泥投配率为5%，二级消化池污泥投配率为10%，消化温度33～35℃。一级消化池进行加温，搅拌；二级消化池不加热、不搅拌，利用一级消化池的余温。
11.1消化池容积计算
-保护高度（m ），取0.3m -有效水深（m ），4.32m
-中心管与反射板之间高度（m ），取0.5m -缓冲层高度（m ），0.3m -污泥斗高度（m ），2.43m
采用两座一级消化池，则每座池子的有效容积为
消化池直径D 为
集气罩直径上锥体高度
采用2m ，池底下锥体直径
采用2m ，集气罩高度
采用2m ，
，采用
采用3m
，消化池柱体高度
应大于
7m ，下锥体高度采用1m ，则消化池的总高度H 为
集气罩容积V 1为
弓形部分容积V 2为
圆柱部分容积V 3为
下锥体部分容积V 4为
则消化池的有效容积为
二级消化池共设一座，与两座一级消化池串联，二级消化池的各部分尺寸与一级消化池相同。
11.2消化池各部分表面积计算 集气罩表面积F 1为
池顶表面积F 2为
池壁表面积（地上部分）F 3为
池壁表面积（地下部分）F 4为
池底表面积F 5为
11.3消化池热工计算
11.3.1提高新鲜污泥温度的耗热量 中温消化温度
=35℃，新鲜污泥年平均温度为去17.3℃，日平均最低温
度12℃。每座一级消化池投配的最大污泥量为
则平均耗热量为
最大耗热量
11.3.2消化池池体的耗热量 消化池各部分热系数采用 池盖
池壁在地面上部分为赤壁在地面下部分为
池外介质为大气时，全年平均气温为
池外介质为土壤时，全年平均气温为
池盖部分全年平均耗热量为
，冬季室外计算温度为
，冬季室外计算温度为
最大耗热量为
赤壁在地面上部分，全年平均耗热量为
最大耗热量为
赤壁在地下上部分，全年平均耗热量为
最大耗热量为
池底部分，全年平均耗热量为
最大耗热量为
每座消化池总耗热量，全年平均耗热量为
最大耗热量为
11.4沼气混合搅拌计算
消化液的混合搅拌采用多路曝气管式（气通式）沼气搅拌。 11.4.1搅拌用气量 单位用气量采用
池容，则用气量q 为
11.4.2曝气立管管径计算
曝气立管的流速采用10m/s，则所需立管的总面积
为
选用立管的直径为
（根）则为
时，每根断面
, 所需立管的总数
核算立管的实际流速为
41
符合设计要求 11.5产气量 设产气率为
，即泥气比为1:6，则产气量为
选择两座低压浮盖式贮气柜，贮气柜容积为230气量。
12污泥脱水设备
采用带式压滤机，污泥消化过程中由于分解而使体积减少，按消化污泥中有机物含量占60%，分解率50%，污泥含水率为95%，则由于含水率降低而剩余的污泥量为
，贮存10小时产生的沼
分解污泥容积
为
剩余污泥量
为
42
污水处理厂附属建筑物
各附属构筑物的尺寸如表
43
污水处理厂规划
1. 污水处理厂平面布置
按照平面布置的有关规定，应尽量节约用地，做到布置紧凑，使生活区位于夏季主导风向的上风向，从而进行平面布置。平面布置如CAD 图纸所示。
2. 高程布置
处理场内的管道采用重力回流，并尽量减少水头损失，各处理构筑物的水头损失按经验数值选取，同时考虑处理厂扩建时的预贮备水头。
污水的高程计算见表1，污泥的高程计算见表2，高程布置图见CAD 图纸 地面标高依照南京市海拔7m 设计。
44
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