生活污水处理氧化沟工艺计算说明书

1.1 设计基础资料    2

1.2 设计计算    3

2 污水处理物设计计算    4

2.1 设计进出水水质    4

2.2 进水管道设计计算    5

2.3 中格栅设计算    5

2.3.1 设计参数    5

2.3.2 设计计算    6

2.4 进水井的计算    9

2.5 提升泵房和积水井设计计算    9

2.6 细格栅设计计算    10

2.6.1 设计参数    10

2.6.2 设计计算    10

2.7 沉砂池设计    13

2.7.1 设计参数    13

2.7.2 设计计算    13

2.8 巴氏计量槽设计计算    15

2.9反应池配水井设计计算    17

2.9.1 设计条件    17

2.10 氧化沟设计计算    18

2.10.1 设计条件    18

2.10.2 设计参数    19

2.10.3 设计计算    19

2.11 沉淀池设计计算    27

2.11.1设计说明    27

2.11.2 池体设计计算    27

3  污泥处理部分构筑物设计    30

3.1 污泥浓缩池设计计算    30

3.1.1 设计概述    30

3.2.2 设计计算    30

3.2 脱水设备的计算    32

3.2.1 设计条件    32

3.2.2 设计计算    32

3.2.3 脱水附属设备选型    32

3.3 污泥干化厂的设计计算    33

第二篇   设计计算说明书

1 处理规模的确定

1.1 设计基础资料

该直达市2009年末直达市建成区人口110000人。污水量210~395L/人·d，从2010年往后，由于人们的生活水平越来越高，因此所用水量增加，从而污水量也随着增加。根据该直达市的总体规划，人口自然增长率为6.8‰，机械增长率近期14‰。

1.2 设计计算

根据An=P1(1+a+b)n,计算出2010年~2030年的人口及污水处理厂处理规模如下表：

2 污水处理物设计计算

2.1 设计进出水水质

 （1）设计流量

 60000m3/d,其中一期为30000m3/d。查下表一可以计算出最大设计流量。

表一 生活污水量总变化系数Kz

查上表得：处理量为60000m3/t时，Km=1.32，处理量为30000m3/t时，Km=1.44。所以两期的设计最大处理量Make=60000×1.32=79200m3/d=0.917 m3/s，一期的设计最大处理量Make(1)=30000×1.44=43200m3/d=0.5m3/s。

 （2）进水水质：

 BOD5浓度S0=220mg/L；SS浓度X0=210mg/L；TN=45mg/L；碱度（以CaCO3 计）取280mg/L；Norm=50mg/L；Could=300mg/L；NH3—N=40mg/L。

 （3）出水水值：

BOD5浓度Be≤20mg/L；SS浓度Be≤20mg/L；Could≤60mg/L；NH3—N≤8mg/L；TP≤1mg/L；TN≤15mg/L。

2.2 进水管道设计计算

取进水管的流速为v=0.8 m3/s，则

进水管的截面积

进水管管径

圆整后取1220mm。

校核管道流速：

2.3 中格栅设计算

2.3.1 设计参数

由于提升泵房采用潜污泵，为了使泵减少磨损，则选用栅条间隙为25mm。

由于城市污水长距离运输到污水处理厂，污水在运输过程中有损失，故当污水送到污水处理厂后应在地下，通过对当地地势及管网的安排取进水口在地下6米处。

设计参数选择如下：栅前水深h=0.5m,过栅流速v=0.9m/s,栅条宽度s=0.01m，格栅安装高度倾角为75°。设计计算图如下所示：

（注）计算公式参考城市污水厂处理设施设计计算31页—35页。

                    图2.3.1 格栅设计计算示意图

2.3.2 设计计算

 （1）栅槽宽度

    ①栅条间隙数n,个

      式中   Make —最大设计流量，m3/s；

         —格栅安装倾角，（°）；取=75°；

       b    —栅条间隙，m，取b=0.025m；

       v    —过栅流速，m/s，取v=0.9 m/s 

       h    —栅前水深，取0.5m。

格栅采用4台，一期两台，二期两台。一次性施工完成。所以单个格栅的的流量=0.5/2=0.25 m3/s。则单个格栅的间隙数

校核过栅流速： 

    ②栅槽宽度B

栅槽宽度一般比格栅宽0.2—0.3m，取0.2m。

设栅条宽度   S=10mm

则栅槽宽度   

               （m）

栅槽之间的墙的宽度为0.5m，所以格栅安装的总宽度=0.96×4+3×0.5=5.34m。

 （2）通过格栅的水头损失

    ①进水渠道渐宽部分长度L1。

  设进水渠道宽B1=0.75m,渐宽部分展开角1=20°，进水渠道内的流速为0.7m/s。

②栅槽与出水渠道连接处的渐宽部分长度L2，m

③通过格栅的水头损失h1，m

    式中  h 1—通过格栅的水头损失，m;

          h0—计算水头损失，m;

          k—系数，格栅受栅渣堵塞时水头损失增大的倍数，一般取k=3；

         —阻力系数，其值与格栅的断面有关，按《水处理构筑物设计与计算》一书中第107页的表4—1选用。当栅条断面选用矩形时有：  =2.42。

 （3）栅后槽总高度H,m

设栅前渠道超高h2=6m

H=h+h1+h2=0.5+0.09+6=6.59m

  （4）栅槽总长度 L,m

L=L1+L2+1.0+0.5+=0.29+0.15+1.0+0.5+=3.68m

  （5） 每日栅渣量W

据《城市污水厂处理设施设计计算》35页，取W1=0.07 m3栅渣/10 3m3废水。

W—每日栅渣量，m3/d;

W1—栅渣量，m3栅渣/10 m3 废水；

km—生活污水流量总变化系数，km=1.32。

四台格栅机的总栅渣量为1.15×4=4.6 m3/d >0.2 m3/d，故采用机械清渣。

 （6）格栅除污设备选择

选用四台GSHZ型回转式格栅除污机，每台过水流量为0.25 m3/s，即21600 m3/d。根据设备制造厂商提供的回转式格栅除污机的有关技术资料，所选设备技术参数为：

  ① 安装角度为75°

  ② 电机功率为1.5kw

  ③ 沟宽960mm

  ④ 栅前水深0.5 m

  ⑤ 过栅流速0. m3/s

  ⑥ 耙齿栅隙为25mm

  ⑦ 过水流量为21600 m3/d

2.4 进水井的计算

因为进水井在粗格栅之前并和粗格栅连接，起到对各个格栅平均分配进水的作用，故取进水井的宽与格栅的总宽度相同，取宽度为5.34m，取长度为2.50m。则进水井的尺寸为2500 mm×5340mm。

2.5 提升泵房和积水井设计计算

 （1）泵的选择

近期设计最大流量为0.5m3/s，近期、远期各选用三台潜污泵，两用一备。总的为六台潜污泵，四用两备。每台泵的流量为900m3/h，抽升一般的废水多采用PW型污水泵，对于有腐蚀性的废水，应选择合宜的耐腐蚀泵或耐酸泵。抽升泥渣多的废水和污泥时，可选择泥沙泵或污泵。

本设计中，查污水处理厂工艺设计手册354页可以选出适合该泵房的QW系列潜污泵。所选泵的型号及参数如下：

   型号：350QW1000-8-37                   排出口径：350mm

   流量：1000 m3/h                        扬程：8m

   转速：980 r/min                        功率：37KW

效率：83.2%                            重量：1100kg 

 （2） 集水井设计计算

    ① 设计要求

机组布置时，在机组之间以及机组和墙壁间应保持一定的距离。电动机容量小于50kw时，机组净距不小于0.8米；大于50kw时，净距应大于1.2米。机组于墙的距离不小于0.8米，机组至低压配电盘的距离不小于1.5米。考虑到检修的可能，应留有足够距离以抽出泵轴和电机转子，如无单独的检修间，则泵房内应留有足够的场地。此外，泵站内的主要通道应并不小于1.0～1.2米。集水池的容积应大于污水泵5分钟的出水量。

该设计中，取两机组的中心距离为2.5米，最边上的机组与墙的距离为1.5米，则泵房总长=1.5×2+5×2.5=15.5米=15500mm。

②设计计算

根据上面选择的泵，单台泵的流量为为1000m³/h，即0.28m³/s，因此在二期四台泵同时工作时，五分钟内的出水量为0.28×5×60=336，考虑到有效利用体积，取400m³，则集水池的平面面积

集水池的宽

（3) 泵房设计

泵房设计一座，建造集水池的上方，泵房的平面尺寸为长15.5米，宽6.46米。

2.6 细格栅设计计算

2.6.1 设计参数

由于提升泵房采用潜污泵，为了使泵减少磨损，则用粗格栅选用栅条间隙为25mm。

由于城市污水长距离运输到污水处理厂，污水在运输过程中有损失，故当污水送到污水处理厂后应在地下，通过对当地地势及管网的安排取进水口在地下6米处。

设计参数选择如下：栅前水深h=0.5m,过栅流速v=0.9m/s,栅条宽度s=0.01m，格栅安装高度倾角为75°。

2.6.2 设计计算

 （1）栅槽宽度

    ①栅条间隙数n,个

式中    Make —最大设计流量，m3/s；

     —格栅安装倾角，（°）；取=75°；

  b    —栅条间隙，m，取b=0.008m；

  v    —过栅流速，m/s，取v=0.8 m/s 

  h    —栅前水深，取0.5m。

格栅采用4台，一期两台，二期两台。一次性施工完成。所以单

格栅的的流量=0.5/2=0.25 m3/s。则单个格栅的间隙数

校核过栅流速：

    ②栅槽宽度B

栅槽宽度一般比格栅宽0.2—0.3m，取0.2m。

设栅条宽度       S=10mm

则栅槽宽度   

      （m）

栅槽之间的墙的宽度为0.5m，所以格栅安装的总宽度=1.58×4+3×0.5=7.82m。

（2）通过格栅的水头损失

①进水渠道渐宽部分长度L1。

设进水渠道宽B1=1.0m,渐宽部分展开角1=20°，进水渠道内的流速为0.7m/s。

②栅槽与出水渠道连接处的渐宽部分长度L2，m

③通过格栅的水头损失h1，m

 式中  h 1—通过格栅的水头损失，m;

       h0—计算水头损失，m;

       k—系数，格栅受栅渣堵塞时水头损失增大的倍数，一般取k=3；

      —阻力系数，其值与格栅的断面有关，按《水处理构筑物设计与计算》一书中第107页的表4—1选用。当栅条断面选用矩形时有：  =2.42。

 （3）栅后槽总高度H,m

 设栅前渠道超高h2=0.5m

 H=h+h1+h2=0.5+0.31+0.5=1.31m

 （4）栅槽总长度 L,m

L=L1+L2+1.0+0.5+=0.8+0.4+1.0+0.5+=2.97m

 （5）每日栅渣量W

据《城市污水厂处理设施设计计算》35页，取W1=0.08 m3栅渣/10 3m3废水

W—每日栅渣量，m3/d;

W1—栅渣量，m3栅渣/10 m3 废水；

km—生活污水流量总变化系数，km=1.32。

>0.2 m3/d

故采用机械清渣。

（6）格栅除污设备选择

选用四台回转式格栅除污机，每台过水流量为0.25 m3/s，即21600 m3/d。根据设备制造厂商提供的回转式格栅除污机的有关技术资料，所选设备技术参数为：

① 安装角度为75°

② 电机功率为1.5kw

③ 沟宽1580mm

④ 栅前水深0.5m

⑤ 过栅流速0.8m/s

⑥ 耙齿栅隙为8mm

⑦ 过水流量为21600 m3/d

2.7 沉砂池设计

2.7.1 设计参数

①最大设计流量时的流速, m/s ,取v=0.20m/s

②最大设计流量时的流行时间，s,取t=40s

设计参数及公式来源于城市污水厂处理设施设计计算中的第37—40页

                图2.7.1 平流式沉砂池设计计算图

2.7.2 设计计算

此次设计沉砂池选用平流式的沉砂池，施工分两期完成，即总共要建4格沉砂池，一期建两格，二期再建两格。设计水量根据一期的最大水量设计，而一期建两个沉砂池，故每个沉砂池的最大设计流量为0.25 m3/s。设计计算中按一期流量计算。

 （1）沉砂池长度L，m

 （2）沉砂池每格水流断面面积A

 （3）池总宽度B, m

一期、二期各两格，总的四格，设每格宽1.5米，则总宽为6.0米，一期为3.0米。

 （4）沉砂池的有效水深h2

取沉砂池每个分格宽度为B=1.5m。则：

   <1.2m(合理)

 （5）每格沉砂池沉砂斗所需容积v

式中：   v—沉砂斗容积，m3;

         t —清除沉砂的时间间隔，d,取t=2天

          x—城市废水中的沉砂量，取X=30 m3沉砂/106废水；

          km—生活污水流量总变化系数。

 （6）每格沉砂斗所需容积V1

 沉砂池的每一个分格设有两个沉砂斗，

则每个沉砂斗的容积为：  

 （7）沉砂斗尺寸

 a 沉砂斗上口宽a ,m

 式中  —斗高，m,取=1.0m；

        —斗底宽，m，取=0.5m。

b 沉砂斗容积v1，m3

     =0.32

 （8）沉砂室高度h3，m，采用重力排砂，设池底坡度为0.06，坡向砂斗。沉砂室由两部分组成：一部分为沉砂斗，另一部分为沉砂池坡向沉砂斗得过渡部分，沉砂室的宽度为

沉砂室宽度=2×（3.74+1.16）+0.2=10(m)

 （9） 沉砂池总高度H，m

  取超高h1=0.3米

  H=h1+h2+h3=0.3+0.67+1.12=2.29(m)

 (10) 砂水分离器的选择

沉砂池的沉砂经排砂装置排除的同时，往往是砂水混合体，为进一步分离砂和水，需配套砂水分离器。

清除沉砂的间隔时间为两天，根据该工程的排砂量，选用螺旋砂水分离器。

该设备的主要技术性能参数为

处理量：20L/S

电机功率：0.37KW

机体最大宽度：1420mm

2.8 巴氏计量槽设计计算

巴氏计量槽安装在沉砂池之后，设于总出水干渠上。一期全部设计完工。

计量槽分成三段：进水收缩段、中间喉渠和出水扩大段。槽身及其前后的明渠均要求矩形断面。前后明渠的底坡可以相等，也可以不相等。计算示意图如下所示：

（注：巴士计量槽的计算公式来自于水污染控制工程333页）

图2.8.1 巴式计量槽设计计算图

喉渠有一对0.375的顺坡，出水段的头部有一段0.166的反坡，由此造成水流自由跌落。同时，为了保证计量准确，对跌落度有如下要求：

当b=0.15m时，H2<0.5H1;当b>0.3m时，H2<0.7H1。

通过计量槽的流量与进水段的水深有如下关系：

            Q=mbH1

式中：Q—通过计量槽的流量，m3/s；

      b—喉宽，（一般取上游渠宽的1/3-1/2），m；

     H1—进水段的正常水深，m；

      m 、—系数，当b=0.15m时，m=0.384, =1.58;                

当b=0.3-1.75m时，m=0.365,由《水污染控制工程》中表23-6查出。

不同喉宽时的值

计量槽的各部分尺寸和通过水量有关，由于通过最大数量为916.67L/s，可根据《水污染控制工程》P334中表23-7。得到：

一期进水段正常水深 

二期进水段正常水深

2.9反应池配水井设计计算

2.9.1 设计条件

一期设计最大处理规模为0.5 m3/s，二期扩建至1.0 m3/s，平流沉砂池的出水经配水井流入氧化沟，氧化沟一期、二期各两座，总的设四座氧化沟。

（注：计算中公式和示意图来自城市污水厂设计计算第29页）

2.9.2 设计计算　　

                  图2.9.1   配水井设计计算示意图

 （1）进水井管径D1,m

     配水井进水管设计流量Q=1.0 m3/s。当进水管径为D1=1200mm时，流速为0.885m/s﹤1.0m/s，满足设计要求。

 （2）矩形宽顶堰

 进水从配水井中心进入，经等宽度堰流入2个水斗再由管道接入四座氧化沟，每个氧化沟的分配水量为q=1.0/4=0.5m3/s,配水井采用矩形宽顶溢流堰至配水管。

    ① 堰上水头H，m

 因单个出水溢流堰的流量为0.25 m3/s，一般大于100L/s采用矩形堰，小于100L/s采用三角堰，所以，本设计采用矩形堰。（堰高H取0.5m）

   矩形堰的流量

  式中   q—矩形堰的流量，m3/s；

         H—堰上水头，m；

          b—堰宽，m，取b=1.0m；

         m0—流量系数，通常取0.327～0.332，该设计中取0.33。

则   

②堰顶厚度B,m

   根据有关实验资料，当2.5﹤B/H﹤10时，属于矩形宽顶堰，取B=0.8米，这时B/H=2.58（在2.5～10范围内），所以，该堰属于矩形宽顶堰。

③配水管管径D2,m

设配水管管径D2=900mm,流量=0.5 m3/s，可算得v=0.79m/s。（满足要求）

④ 配水漏斗上口口径D，m，按配水井内径的1.5倍设计，

       D=1.5D1=1.5×1200=1800mm

 （3）配水井平面尺寸

    根据上述计算，选择配水井的平面尺寸为最大直径为4400mm。

2.10 氧化沟设计计算

2.10.1 设计条件

 （1）设计最大水量Make为79200m3/t=0.917 m3/s，一期的设计最大处理量Make(1)=30000×1.44=43200m3/t=0.5m3/s。历年平均温度11℃，极端最高气温30℃，取最低水温为14℃。PH=6~9。

 （2）氧化沟进水水质：BOD5浓度S0=220mg/L，SS浓度X0=210mg/L，TN=50mg/，碱度（以CaCO3 计）取280 mg/L，Norm=50mg/L,Could=300mg/L,NH3—N=40mg/L。

 （3） 出水水值：BOD5浓度Be≤20mg/L，SS浓度Be≤20mg/L，Could≤60mg/L,NH3—N≤8mg/L,TP≤1mg/L，TN≤15mg/L。生物处理出水中生物不可降解溶解性有机氮和出水VSS 中喊有有机氮总量为2mg/L，[NO3-N]= 5mg/L考虑），且污泥得到稳定。

2.10.2 设计参数

     一期、二期个设两座氧化沟，单座氧化沟的最大设计流量为21600 m3/t。

1) 污泥龄C =25 天（考虑污泥得稳定化要求）；

2) 混合液悬浮固体浓度(MLSS)X=5000 mg/L；

3) MLVSS/MLSS=0.7；

4) 回流污泥含量 X1=10000 mg/L；

5) 20℃时反硝化速率 （还原的NO3—N / MLVSS）ad，20=0.035 kg/（kg.d）；

6) 反硝化温度校正系数θ=1.09；

7) 污泥产率系数（VSS / BOD5） Y=0.6kg /（kg.d）；

8) 内源呼吸速率 Ad=0.05 d-1 ；

9) 剩余污泥含水率 99.4 % ；

10) 曝气池好氧量DO=2mg/L。

2.10.3 设计计算

   （注：此部分的计算公式来自城市污水厂设计计算199—204页）

设计计算图如下所示，

         图2.10.1    三沟式氧化沟设计计算示意图

  图中  1—进水管；   2—导流墙；    3—曝气转刷装置； 4—出水调节堰

        5—出水井     6—出水管；    

 （1） 好氧区容积计算

   1) 确定水中溶解性BOD5

确定出水中得溶解性BOD5

出水中VSS=0.7SS=0.7×20=14 （mg/L）

VSS 所需的BOD5=1.42×14（排放污泥中VSS 所需的BOD5通常为VSS 的1.42倍）。

出水中VSS 所构成的BOD5浓度

   S1=1.42（VSS/SS）×出水SS×（1-e-0.23×5）

     =1.42×0.7×20×(1- e-0.23×5)

     =13.59mg/ L

出水中得溶解性BOD5浓度S=Be-S1=20-13.59=6.41 mg/ L

  （2） 好氧区容积 V好

   好氧水力停留时间：

  （3）单座氧化沟剩余污泥量We

         =1230+361-32

 （4）缺氧区容积的计算

1）需氧化的氨氮量N1，氧化沟产生的剩余污泥中含氮率为12.4%，则用于细胞合成的总氮量

故需氧化的NH3—N量

     N1=进水TN－出水NH3—N－生物合成所需氮

       =45-8-7.06

       =29.94mg/L

 2) 脱氮量No=进水TN－出水TN－生物合成所需氮

            =45-15-7.06

            =22.94mg/L

 3）反硝化速率(t-20)

        12℃时,and(t)=0.035×1.08(14-20)=0.022

4)缺氧区容积

 （5）反应区总容积

 总水力停留时间

 （6） 碱度平衡计算

硝化反应需要保持一定的碱度，一般认为，剩余碱度达到100mg/L即可保持pH≥7.2，生物反应能够正常进行，每氧化1mg氨氮需要消耗7.14mg碱度，每氧化1mgBOD5产生0.1mg碱度；每还原1mgNO3—N产生3.57mg碱度。

硝化消耗碱度 ： 7.14×29.84=213.77（mg/L）

反硝化产生碱度 ： 3.57×22.94=81.90（mg/L）

去除BOD5 产生碱度： 0.1（S0-S）=0.1×（220-6.41）=21.36（mg/L）

剩余碱度=280-213.77+81.90+21.36=169.49＞100 （mg/L）满足碱度需求，硝化和反硝化能够正常进行。

 （7）需氧量计算

①设计需氧量AOR

    AOR=去除BOD5需氧量-剩余污泥中BOD5需氧量+去除氨氮耗氧量-剩余污泥中氨氮的耗氧量-脱氮产氧量

    a. BOD需氧量D1= a′Q(S0-S)+b′VX

           =0.52×21600×(0.22-0.001)+0.12×15223×2.8

           =7513.97kg/t

    b.剩余污泥中BOD的需氧量D2(用于生物合成的那部分BOD需量)

   D2=1.42×△X1=1.42×

     =1.42×1230=1746.6kg/t

    c.去除氨氮的需氧量D3。每1kg氨氮硝化需要消耗4.6kgO2。

    D3=4.6×（TN-出水氨氮）×Q/1000

      =4.6×（45-8）×21600/1000=3676.32 kg/t

    d. 剩余污泥中氨氮的耗氧量

D4=4.6×污泥含氮率×氧化沟剩余污泥△X

  =4.6×0.124×1230=701.592 kg/t

e. 脱氮产氧量D5。每还原1kgN2产生2.86kgO2。

D5=2.86×脱氮量=2.86×22.94×21600/1000=1417.14kg/t

总需氧量AOR=D1-D2+D3-D4-D5

 =7513.97-1746.6+3676.32-701.592-1417.14

 =8742kg/t

考虑安全系数为1.4，则AOR=1.4×9030=122 kg/t

去除1kgBOD5的需氧量

    ② 标准需氧量：

实际需氧量确定后，需转化为标准状态需氧量（R0）以选取曝

设备。其转化公式为：

    式中 c—曝气池溶解含量， mg/L；

      Cub(t)—标准大气压下，T℃时清水中的饱和溶解氧含量，mg/L，

取值可参照下表，本例取T=30℃时饱和溶解氧含量， Cub(30℃)=8.38mg/L；

      Cs(20)—标准大气压下，20℃清水中的饱和溶解氧含量， mg/L，Cub(20℃)=9.17mg/L；

       α —污水传氧速率与清水传氧速率之比，取值范围为0.5～0.95，本例取α =0.85；

      β —污水中饱和溶解氧与清水溶解氧含量之比，通常为0.90～0.97，本例取β =0.95。

         = 20152.92kg/t

去除1kgBOD5的需氧量

                标准大气压下清水中的饱和溶解氧含量

（8)氧化沟尺寸

采用氧化沟四座，一期两座，二期两座，

三组沟道采用相同的容积。则每组沟道容积

     V单沟=15223/3=5074.33m3

   每组沟道单沟宽度B=9m,有效水深h=3.5米，超高为0.5米，中间分隔墙厚度b=0.25米。

每组沟道面积=V单沟=5074.33/3.5=1449.81m2

                    =(9+0.25/2)2× 3.14 

                               = 261.45m2     

直线部分的面积A2=A-A1=1449.81-261.45

                =1188.36 m2  

直线段部分长度L=A2/（2B）=1285.12/(2×9)

                =66.02米

 （9）进水管和出水管

进出水管流量Q1=Q/3=0.5/2=0.25m3/s,

管道流速v=0.8m/s

则管道过水断面=Q1/V=0.25/0.8=0.3125m/s

查管子规格表，取外径为402mm，壁厚为10mm的进出水管

校核管道流速v=0.25/(3.14×0.2/4)=0.78m/s

（10）出水堰及出水竖井

   a.  出水堰。出水堰计算按薄壁堰来考虑。

   Q=1.86be(3/2)

        式中    b-堰宽

                H-堰上水头，取0.03米。

                b=Q/(1.86H(3/2))

                 =0.25/(1.86×0.03(3/2))

                 =25.87米

  出水堰分为三组，每组宽度=25.87/3=8.62米

b.出水竖井。考虑可调试出水堰安装要求，在堰两边各留0.3米的操作距离。出水竖井长L=0.3×2+8.62=9.22米

 出水竖井宽B=2.5米（满足安装需要）

 出水竖井平面尺寸L×B=9.22×2.5=23.05㎡

 （11) 设备选择

 a.转刷曝气机

采用直径D=1000mm的转刷曝气机，充氧能力为6.5kgO2/(m·h),单台转刷曝气机有效长度为9米，动力效率为2.5kgO2/(KW·h)。据《环境保护设备选用手册》第206页，选用的转刷曝气机的参数为

      转刷型号：BQ—1X9.0—I—D；

      电机功率：32KW；

      电机型号：YD250M—614；

      转    速：72r/min；

      浸没深度：30cm。

转刷曝气机有效长度L=SOR/6.5=(19115/24)/6.5=122.53m

所需曝气转刷台数n=122.53/9=13.6，取14台

单台转刷轴功率=SOR/(2.5×16)

=19115/24/(2.5×16)=22.75(KW·h)

单台转刷所需电机功率=22.75 KW·h

b.潜水推流器。

两侧边沟各设三台潜水推流器，共六台，每台电机功率为10.5KW。

据环境保护设备选用手册第227页表5-34，选择潜水推流器的型号如下所示：

   型      号:DQT075；

   螺旋桨直径:1800mm；

   电机功率：4.5KW

   转      速:42r/min；

   外形尺寸为：1300×1800×1800mm；

   每圈刷片为12片，每米长友七圈。

c.电动可调旋转堰门。氧化沟每个边沟设电动可调旋转堰门3台，共六台。堰门宽度    B=4米，可调高度h=0.3米，电机功率为N=0.55KW。

9) 计算回流污泥量。氧化沟系统中，如果已知回流污泥的含量，就可以根据下面简单的质量平衡式，计算出维持MLSS 的回流污泥流量，即 QX0+QrX1=(Q+Or)X

式中Or —回流污泥量， m3/d ；

     Q —污水流量， m3/d ；

     X0—进水SS 含量， mg/L；

     X1—回流污泥含量， mg/L；

     X—氧化沟中NLSS 含量， mg/L。

根据上式，可得

     21600×210＋10000×Or=（21600+Or）×5000

因此：Or=20693m3/d

2.11 沉淀池设计计算

2.11.1设计说明  

对于大规模的城市污水处理厂，一般在设计沉淀池时，选用平流式和辐流式沉淀池。为了使沉淀池内水流更稳（如避免横向错流、异重流对沉淀的影响、出水束流等）、进出水配水更均匀、存排泥更方便，常采用圆形辐流式二沉池。

向心式辐流沉淀池，采用周边进水、周边出水，多年来的实际和理论分析，认为此种形式的辐流沉淀池，容积利用系数比普通沉淀池高17.4%，出水水质也能提高20.0%～24.2%（以出水SS和BOD5指标衡量）。

该污水厂设计采用中心进水周边出水辐流式沉淀池。

表面负荷 q=2.0m3/(m2·h)；

固体负荷 as=200-250Kiss/(m2·d)；

水力停留时间 T=1.5h；

设计污泥回流比 R=50%～100%；

2.11.2 池体设计计算

  （注：设计所用公式来自城市污水厂设计计算394-398页）

                   图 2.11   沉淀池实际计算示意图

 （1） 沉淀部分水面面积F,㎡

F= Make /( no′)

式中  Make—最大设计流量，m3/h, Make =0.25m3/s=900 m3/h；

    n—池数，个，取4个;

  q′—表面负荷，取q′=2m3/(m2·h)。

该厂一共设置四个沉淀池，一期两个，二期两个。单个沉淀池的最大流量为0.25m3/s。

则   

 （2）池子直径D,m

取D=24米

 （3）有效水深h2,m

  h2= q′t

式中  t为沉淀时间，h,取t=1.5h。

  h2=2×1.5=3(m)

 （4）沉淀池总高度

①每天污泥量V，m3

式中  S—每人每日污泥量，L/(人·d)，一般采用0.3～0.8

取S=0.5（人·d)。

      N—设计人口，N=129694人;

      T—两次清除污泥间隔时间，d，采用机械刮泥，取t=4h。

 则   

②  污泥斗容积V，m3

  式中   h5—污泥斗高度，m；

         r1—污泥斗上部半径，m，取r1=2m；

         r2—污泥斗上部半径，m，取r2=1m；

污泥斗容积

③ 污泥斗以上圆锥体部分污泥容积

设池径向坡度为0.05，则圆锥体的高度

圆锥体部分污泥容积

④ 污泥总容积=12.7+90.0=102.7 m3﹥5.4 m3

（可见池内有足够的容积）

⑤   沉淀池总高度H,m

    设h1=0.3m，h3=0.5m；则

    H=0.3+3+0.5+0.5+1.73=6.03m

 （5） 沉淀池周边高度H′，m

     H′=h1+h2+h3=0.3+3+0.5=3.8m

 （6） 径深比校核

  D/h2=24/3=8，在6～12范围内，满足要求。

 （7）集水槽堰负荷校核

设集水槽双面出水，则集水槽出水堰的堰负荷为

  =1.66﹤2.9 (符合要求)    

 （8）采用机械刮泥

 选用周边传动式刮泥机

 刮泥机的主要技术性能参数有：

 池径24米；周边线速度2-3m/min；单边功率0.75KW，周边单个轮压35KN。

3  污泥处理部分构筑物设计

3.1 污泥浓缩池设计计算

3.1.1 设计概述

污泥浓缩有重力浓缩、气浮浓缩、离心浓缩、微孔滤机浓缩及隔膜浓缩等方法。重力浓缩用于活性污泥、活性污泥与初沉污泥的混合体以及消化污泥的浓缩，不宜用于生物脱氮除磷工艺产生的剩余污泥。气浮浓缩由于在好氧状态中完成，而且持续时间较短，因此适用于脱氮除磷系统的污泥浓缩。离心浓缩是利用污泥中的固体与液体的密度差，在离心力场所受的离心力的不同而被分离浓缩，因此适用范围较广，但运行与维修费用较高。

根据实际情况综合考虑，该设计采用两座幅流式圆形重力连续式污泥浓缩池，一期、二期各一座，按一期设计，二期预留用地。采用刮泥机机械排泥。

3.2.2 设计计算

 （1）产生污泥量的计算

 （2)浓缩污泥固体通量

   由于沉淀池底部的污泥打入浓缩池，为活性污泥，按《城市污水厂处理设施设计计算》435页表11-7，取固体通量G=30kg/(㎡·d)。

 （3）浓缩池面积A，㎡

     式中  Q泥—污泥量，kg

 （4） 浓缩池直径

           取D=14.0米

 （5） 浓缩池总高度H，m

① 污泥浓缩池工作部分的高度h1

由于Q泥 =4304kg/d,且污泥浓度为6kg/ m3 ,则V泥 =4304kg/d÷6=717.33 m3/d，取污泥浓缩时间T=15h，则浓缩池工作部分的高度

② 污泥坡度造成的深度h4

设污泥浓缩池超高h2=0.3米，缓冲层高度h3=0.3米，浓缩池设机械刮泥，池底坡度i=0.05，污泥斗下底直径D1=1.0米，上底直径D2=2.4米。则

池底坡度造成的深度

 ③ 污泥斗高度h5，m

 ④ 浓缩池总深度H，m

  （6）浓缩后污泥体积V泥′

     设污泥混合后含水率为97%，即固体浓度为30kg/m3，则

          V泥′

3.2 脱水设备的计算

3.2.1 设计条件

    一期污泥浓缩池的出泥量为4304kg/d，污泥含水率97%，要求污泥脱水后泥饼含水率为80%，取滚压带式压滤机的带宽为2.0米。

当泥饼含水率为80%时，可通过查《城市污水处理厂处理设施设计计算》P477表11-16可得出。

 （1）带宽2.0m的过滤产率

查上表可知，当滤饼含水率达80%时，滤布移动速度为v=0.85m/min，过滤产率为31kg/h,则滤布宽为2.0m的滚压带式压滤机的过滤产率为：

      (kg干泥/h)

考虑1.25的安全系数，过滤产率为：

310/1.25=248（kg干泥/h）

 （2）压滤机台数n

若脱水机工作每日三班，24h运行。则所需压滤机台数为;

n=4304/（24248）=0.73（台），取n=1台

设计选用带宽2.0m的滚压带式压滤机3台，一期一台。二期一台，还有一台备用。

3.2.3 脱水附属设备选型

a 、污泥投配设备

选用3台单螺杆污泥投配泵，与3台滚压式带式压滤机一一对应。每台投配泵的流量：

投配泵的扬程应根据吸泥液位和压滤机高差及管路的水头损失计算。

b、加药系统

用滚压带式压滤机脱水的污泥，化学调剂为有机合成的高分子絮凝剂。设计选用聚丙烯酰胺，对于混合污泥投加量为0.15%-0.5%（污泥干重），取0.3%计算。所以每日药剂的投加量：

    43040.3%=13（kg/d）

配制成浓度为1%的溶液（密度按水的密度计算）体积：

    13/1%=1300（L/d）=1.3(m3/d)

脱水机房每日工作为三班制，每班配药1次，则每次配药的体积为1.3/3=0.43(m3),考虑一定的安全系数和搅拌时的安全超高，故设计选用两个容积为3.0m3的药箱，配置两台JBK型反应搅拌机，桨叶直径d=1200mm,功率0.75ＫＷ，桨叶外缘线速度５-６ｍ／ｍｉｎ.

聚丙烯酰胺投加浓度为0.1%，故选用3套在线稀释设备，包括3台水射器和3台流量计量仪，以及配套的调节控制阀门。

聚丙烯酰胺药剂的投加采用单螺杆泵，共3台，每台泵的投加流量：

Q=1.3/（242）=0.027（m3/h）=27(L/h)

c 、反冲洗水泵

根据滚压带式压滤机带宽和运行速度，每台脱水机反冲洗耗水量为10-12m3/h,反冲洗水压不小于0.5Mph。故选用3台离心清水泵，一期一台、二期一台、备用一台。

3.3 污泥干化厂的设计计算

干化厂也叫干化床或晒泥厂是一种自然脱水设施。据《水污染控制工程第二版》第312页公式22-16，干化厂的有效面积按下式计算：

式中  V—污泥量，m3/d；V=4304/200=21.5 m3/d

      h—干化厂每次放泥高度，一般采用0.3-0.5米；取0.3米；

 V/h—每天污泥需要的存放面积，最好等于每块干化厂面积的整数倍；

  T—污泥干化周期，及两次放泥相隔的天数。

   考虑到土堤等所占面积，干化厂实际需要的面积应比A大20%～40%。