城市污水厂设计实例

一、城市污水基本情况

1、进水水质指标

水量Q=10×104m3/d，变化系数K=1.3，其他指标见表3-1。

表3-1 城市污水进水水质指标

2、处理要求

处理后的污水应达到《污水综合排放标准》(GB8978－1996)的一级标准，见表

3-2。

表3-2 污水综合排放一级标准

二、粗格栅

水量 Q=10×104m3/d=4166.7 m3/h=1.1574 m3/s，取变化系数K=1.3；则Qmax=Q×K=13×104m3/d=5416.7 m3/h=1.5 m3/s； Qmin=Q/K=7.7×104m3/d=3205.15 m3/h=0.89 m3/s；城市污水进水水质典型值取为：

CODcr=350 mg/L，BOD5=250 mg/L，SS=200 mg/L，NH3－N=30 mg/L，TP=5 mg/L。

⑴ 栅槽宽度

① 栅条的间隙数n个 n=

Qmasinα

bhv

取α=60°，栅条间隙b=0.02m，栅前水深h=1.0m，过栅流速v=0.9m/s，格栅设三

组，按三组同时工作设计，则

Qmax

sinα

1.5⨯

sin60︒

=25.9

2bhv3⨯0.02⨯1.0⨯0.9

（个）≈26（个）

② 栅槽宽度B

栅槽宽度一般比格栅宽0.2～0.3m，取0.3m。设栅条宽度s=0.01m，则栅槽宽度：

B=s⨯(n-1)+b⨯n+0.3=0.01⨯(26-1)+0.02⨯26+0.3=1.07

m≈1.1m

⑵ 通过格栅的水头损失h1

① 进水渠道渐宽部分的长度L1 设进水渠宽B1=

Qmax3⨯v⨯h

1.53⨯0.8⨯1.0

=0.63

m≈0.65m

其渐宽部分展开角α1=20°，进水渠道内的流速为0.8m/s

L1=

B-B12⨯tanα1

1.1-0.652⨯tan20

=0.62m≈0.7m

② 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度L2=

L12

0.72

=0.35m

③ 通过格栅的水头损失h2 h2=h0×k h0=ε⨯

2⨯g

⨯sinα

ε=β⨯()3=2.42⨯(

0.010.02

)3=0.96

h2=h0⨯k=ε⨯

2⨯g

⨯sinα⨯k=0.96⨯

0.9

2⨯9.8

⨯sin60⨯3=0.103m

⑶ 栅后槽总高度H 设栅前渠道超高h1=0.4m H=h+h1+h2=1.0+0.4+0.103=1.503m≈1.5m

⑷ 栅槽总长度L L=L1+L2+1.0+0.5+

H1tanα

H1为栅前渠道深=h+h1=1.0+0.4=1.4m

L=0.7+0.35+1.0+0.5+

1.4tan60

=3.36m

，取3.4m。

⑸ 每日栅渣量W 取W1=0.08m/10m污水

86400⨯Qmax⨯W1

1000⨯K⨯3

86400⨯1.5⨯0.081000⨯1.3⨯3

=2.66m/d>0.2m/d

采用机械清

渣。

格栅规格：3.4m×1.1m，选用GH-1200型链式旋转格栅，60°角安装。

三、提升泵房

⑴ 水泵的选择

4⨯Qmax4⨯π⨯v

4⨯1.54⨯3.14⨯1.5

进水管流速取为v=1.5m/s，则DN=取DN=600mm。管内流速v=

Qmax⨯44⨯π⨯DN

==0.564m

，

1.5⨯44⨯3.14⨯0.6

=1.33m/s

最小水量时考虑三台水泵工作，则校核管内流速

Qmin⨯43⨯π⨯DN

0.89⨯43⨯3.14⨯0.6

=1.05m/s

，满足要求。

输水管DN=

Qmax⨯4

π⨯v

1.5⨯43.14⨯1.5

=1.128m

，取DN=1200mm。

考虑6台水泵，四用两备，最小水量时，运行三台泵。每台水泵的容量为Q1=

Qmax

=5416.74

=1354.2m/h

集水池容积：相当于一台泵20min中的出水量，V=1354.2/3=451.4m3

有效水深采用2m，则集水池的面积为F=451.4/2=225.7m2，集水池的底部设有集水坑，其深度取为0.5m，池底向坑口倾斜，坡度取为0.1。水力损失计算：

① 沿程损失：管道沿程损失取1.97m/km，管线总长度约100m，则损失H1=1.97/10=0.197m≈0.2m ② 局部阻力损失估算：H

=ε⨯

2⨯g

其中拦污网ε=1.0，喇叭口ε=0.2，弯头ε=1.2×3=3.6，电动蝶阀ε=2×0.2=0.4，单向阀ε=1.7，渐扩ε=0.2，渐缩ε=0.2，

所以Hf=（1.0+0.2+3.6+0.4+1.7+0.4）×1.52/（2×9.8）=0.838m=0.85m 水位差：H3=16m，自由水头1.0m

总水头H= H3+1.0+0.85+0.2=18.05m，水泵扬程不小于H。

单台水泵供水能力Q=1354.2 m3/h 选用350QW1500-26潜水排污泵，四用两备。泵的参数：泵型号350QW1500-26，出水口径350mm，流量1500 m3/h，扬程26m，转速740r/min，轴功率126.27kw，配用功率160kw ，泵效率82.17%，泵重2880kg。水泵的电机选用Y315M2-4，其参数：转数1480 r/min，功率160kw，功率93%。

⑵ 起重设备选择

泵重2880kg，电机重1160kg，总重2880＋1160＝4040kg

因此选用LD型电动单梁桥式起重机LD10－19.5－75，参数：起重量6T，跨度19.5m，运行速度75m/min。

⑶ 泵房的设计

泵房的宽：B＝24.0m

泵房的长：L= 4×1.5＋2×4＋2×0.9＋6.0＝30.0m 泵房的高度：H= 18.0m。

四、细格栅

⑴ 栅槽宽度

Qmasinαb⨯h⨯v

① 栅条的间隙数n个 n=

取α=60°，栅条间隙b=0.01m，栅前水深h=1.0m，过栅流速v=0.9m/s，格栅设两组，按两组同时工作设计，一格停用，一格工作校核，则

Qmax

sinα

1.5⨯

sin60︒

=77.6

2⨯b⨯h⨯v2⨯0.01⨯1.0⨯0.9

（个）≈78（个）

② 栅槽宽度B

栅槽宽度一般比格栅宽0.2～0.3m，取0.3m。设栅条宽度s=0.01m，则栅槽宽度：

B=s⨯(n-1)+b⨯n+0.3=0.01⨯(78-1)+0.01⨯78+0.3=1.85m≈1.9m

⑵ 通过格栅的水头损失h2

① 进水渠道渐宽部分的长度L1 设进水渠宽B1=

Qmax2⨯v⨯h

1.52⨯0.8⨯1.0

=0.94m≈0.95m

其渐宽部分展开角α1=20°，进水渠道内的流速为0.8m/s

L1=

B-B12⨯tanα1

1.9-0.952⨯tan20

=1.3m

② 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度L2=

L12

1.32

=0.65m≈0.7m

③ 通过格栅的水头损失h2 h2=h0×k h0=ε⨯

2⨯g

⨯sinα

ε=β⨯()

=2.42⨯(

0.010.01

)3=2.42

h2=h0⨯k=ε⨯

2⨯g

⨯sinα⨯k=2.42⨯

0.9

2⨯9.8

⨯sin60⨯3=0.26m

≈0.3m

⑶ 栅后槽总高度H 设栅前渠道超高h1=0.4m H=h+h1+h2=1.0+0.4+0.3=1.7m

⑷ 栅槽总长度L L=L1+L2+1.0+0.5+

H1tanα

H1为栅前渠道深=h+h1=1.0+0.4=1.4m

L=1.3+0.7+1.0+0.5+

1.4tan60

=4.31m

≈4.5m

⑸ 每日栅渣量W 取W1=0.1m/10m污水

86400⨯Qmax⨯W1

1000⨯K⨯2

86400⨯1.5⨯0.11000⨯1.3⨯2

=4.87m/d>0.2m/d 采用机械清渣。

格栅规格：4.5m×1.9m选用XWB-Ⅲ-2-2型背耙式格栅，格栅宽度2000mm，耙齿有效长度100mm，格栅间距10mm，提升速度2m/min，电机功率0.8kw。

五、曝气沉砂池

⑴ 池子总有效容积V

V=Qmax×t×60=1.5×5×60=450m3

其中t为最大设计流量时的停留时间，取t=5min。

⑵ 水流断面积A 取V1=0.10m/s，则A=

QmaxV1

=1.50.1

=15m

⑶ 池总宽度B B=

Ah2

152.5

=6m 其中h2为有效水深，取h2=2.5m

⑷ 每个池子宽度b 取n=2，b=B/n=6/2=3m

宽深比 b/h2=3/2.5=1.2，满足要求。

⑸ 池长L L=V/A=450/15=30m

⑹ 每小时所需空气量取d=0.2m/m污水

q=d×Qmax×3600=0.2×1.5×3600=1080m3/h 风管的计算：

干管：风量q=1080m3/h=0.3m3/s，风速v=10.0m/s 管径 d=则风速 v=

4⨯q

4⨯0.33.14⨯10.0

=0.195m

π⨯v

4⨯q

，取d=200mm。

π⨯d

4⨯0.33.14⨯0.2

=9.55m/s

支管：沿池长方向布置向下的竖管，每2m设一根，距离池底0.7m，共15×2=30根，每根的风量q1=

q30

=0.330

=0.01m/s，为了保证池中污水的旋流速度达到要

4⨯q1

4⨯0.013.14⨯5.0

求，取风速为v=5.0m/s，则管径d1=50mm。则风速 v=

4⨯q1

d1=

π⨯v

=0.0504m，取

π⨯d1

4⨯0.013.14⨯0.05

=5.1m/s

在支管的末端布置管径为50mm的横向穿孔管，单边向下45°打孔，孔径选择4.0mm，间距为100mm。

风机的选择：流量 Q=1080m3/h=18m3/min 管长：干管：L=100m，支管：L1=90m

局部损失当量直径（L0=55.5kD1.2）

表3-3 局部阻力系数

干管：L0=16.89m+16.09m=32.98m 支管：L0=32.01m+91.46m=123.47m 沿程阻力损失：h=i⨯L⨯αT⨯αP 查表得：αT=1.0,αP=1.0 干管：i=0.578，支管：i=0.376

则h=0.578×（100+32.98）=76.86mmH20=0.753kpa，h1=0.376×（90+123.47）=80.26 mmH20=0.787kpa

总的压力损失：H=h+h1+h2+h3=0.753+0.787+3+2+3×103×9.8=35.94kpa（穿孔管取为3 kpa，富余水头取为2 kpa）选用TSD－150型风机，一用一备。

风机参数：型号：TSD－150，转速：1150r/min，升压：49.0 kpa，流量：18.6m3/min。配套电机：型号：Y200L-4，功率30kw。机组最大重量730kg。

⑺ 沉砂室沉砂斗体积V0

设沉砂斗为沿池长方向的梯形断面渠道，沉砂斗体积为：

Qmax⨯X⨯T⨯86400

K⨯10

1.5⨯30⨯2⨯86400

1.3⨯10

=5.98m

≈6m3

其中T=2d，K=1.3，X——城市污水的沉砂量一般采用30m3/106m3污水。每个贮砂池的容积V0=V/2=3m3

⑻ 贮砂斗各部分尺寸计算

设贮砂斗底宽b1=0.5m，斗壁与水平面的倾角为60°，斗高h3′=0.35m 贮砂斗上口宽 b2=贮

砂

2⨯h3'tg60

+b1=

2⨯0.35tg60

+0.5=0.9m

斗的容积

V0=

⨯(b1+b2)⨯h3'⨯L=

⨯(0.5+0.9)⨯0.35⨯30=7.35m

>3m，

满足要求。

贮砂室的高度h3，池底坡度i=0.1～0.5，取i=0.5，坡向砂斗，则

h3=h3'+0.5⨯

(3-b2)

=0.35+0.5⨯

(3-0.9)

=0.875m

≈0.9m

沉砂池总高度 H=h1+h2+h3=0.5+2.5+0.9=3.9m (设超高h1=0.5m)

⑼ 验算最小流速

在最小流速时，只有一格工作，Qmin=0.89m3/s

Vmin=

QminA

0.893⨯2.5

=0.119m/s

在0.08～0.12m/s之间，符合要求。

吸砂设备：SXS-2，池宽2～3m，池深1～3m，潜水泵型号AV14-4（潜水无堵塞泵），提靶装置功率0.55kw（单靶），驱动装置功率≦0.37kw，行驶速度2～5m/min。

螺旋式砂水分离器（选用两台）：

型号：LSSF-420；处理量：27～35L/s；电动机功率：0.75kw。

六、 DE型氧化沟

通过前面的处理，BOD5和CODcr的去除率为10%；SS去除率约为30%，则进入氧化沟的水质：

BOD5=250×（1－10%）=225mg/L ；CODcr=350×(1－10%)=315 mg/L ；SS=200×(1－30%)=140mg/L。

氧化沟设计流量：Q=Qmax=13×104m3/d=5416.7 m3/h=1.5 m3/s

设计进水水质：BOD5浓度S0=225mg/L；TSS浓度X0=140 mg/L；VSS=105mg/L(取城市污水VSS/TSS=0.75)；TKN=40 mg/L；NH3－N=30 mg/L；碱度SALK=280 mg/L；最低水温T=14℃；最高水温T=25℃。

设计出水水质：BOD5浓度Se=20mg/L；TSS浓度Xe=20 mg/L；NH3－N=15 mg/L；TN=20 mg/L；污泥产率系数Y=0.55；混合液悬浮固体浓度（MLSS）X=4000 mg/L；混合液挥发性悬浮固体浓度（MLVSS）Xv=3000 mg/L；内源代谢系数Kd=0.055；20℃脱硝率qdn=0.035kg（还原的NO3－N）/kgMLVSS·d。

⑴ 去除BOD5

① 氧化沟出水溶解性BOD5浓度S 为了保证氧化沟出水BOD5浓度，必须控制氧化沟出水所含溶解性BOD5浓度S S=Se－S1 S1为出水中VSS所构成的BOD5浓度

S1=1.42×(VSS/TSS)×出水TSS×(1－e-0.23×5)=1.42×0.75×20×（1－e-0.23×5）=14.56 mg/L

S=Se－S1=20－14.56=5.44 mg/L

② 设计污泥龄。首先确定硝化速率μN（取设计PH=7.0），计算公式：

μN=[0.47⨯e

0.098⨯(T-15)

]⨯[

N+10

(0.05T-1.158)

]⨯[

O2kO2+O2

]⨯[1-0.883⨯(7.2-PH)]

N－－NH3－N的浓度，mg/L；

kO2

－－氧的半速常数，mg/L，取为1.3；

O2－－反应池中溶解氧浓度，mg/L，取为2 mg/L；

μN=0.47⨯e

0.098⨯(14-15)

⨯

15+10

(0.05⨯14-1.158)

⨯

21.3+2

⨯[1-0.883⨯(7.2-7.0)]

=0.426⨯0.977⨯0.606⨯0.8234=0.2077d

-1

硝化反应所需的最小污泥龄θc，θc=

μN

10.2077

=4.81d

考虑到安全系数，取实际的污泥龄 θc=30d ③ 好氧区体积

根据氧化沟计算硝化区的方法，算出好氧区体积，对照污泥负荷计算的以有机物去除为主要目的的好氧区体积，看污泥负荷法的容积能否满足硝化的需要。好氧区体积：

V1=

Y⨯θc⨯Q⨯(S0-S)XV⨯(1+Kd⨯θc)

0.55⨯30⨯13⨯10⨯(0.225-0.00544)

3.0⨯(1+0.055⨯30)

13⨯10⨯0.2253.0⨯5.924⨯10

=5.924⨯10m

校核污泥负荷N=

Q⨯S0XV⨯V1

==0.165kgBOD

/kgMLVSS⋅d

污泥负荷有点偏大，故重新核算。

对于有机物的去除，污泥负荷取为NS=0.14kgBOD5/kgMLVSS⋅d

反应器容积 V1'=

Q⨯(S0-Se)NS⨯XV

13⨯10⨯(0.225-0.00544)

0.1⨯3.0

=6.7959⨯10m

因此该容积可以满足硝化的需要。故好氧区体积为 V1=V1'=6.7959⨯104m3 ④ 好氧区水力停留时间t1

t1=

V1Q=

6.7959⨯1013⨯10

=0.523d=12.55h

⑤ 剩余污泥量ΔX

∆X=Q⨯∆S⨯

Y1+Kd⨯θc

+Q⨯X1-Q⨯Xe=13⨯10⨯

0.551+0.055⨯30

⨯(0.225-0.00544)

+13⨯10⨯(0.14-0.105)-13⨯10⨯0.02=5924.0+4550-2600=7874.0kgDs/d

去除每1kg BOD5产生的干污泥量：

∆XQ⨯(S0-Se)

7874.0

13⨯10⨯(0.225-0.02)

=0.295kgDs/kgBOD

⑵ 脱氮

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%，则用于生物合成的总氮量为：N0=0.124⨯

Y⨯(S0-S)1+Kd⨯θC

0.124⨯5924.0⨯1000

13⨯10

=5.651mg/L

需要氧化的NH3-N量N1=进水TKN－出水NH3-N－生物合成所需氮N0 N1=40－15－5.651=19.349mg/L

② 脱氮量Nr Nr=进水TKN－出水TN－用于生物合成的所需氮N0 Nr=40－20－5.651=14.349 mg/L ③ 碱度平衡

硝化反应需要保持一定的碱度，一般认为，剩余碱度达到100 mg/L（以CaCO3计），即可保持PH≧7.2，生物反应能够正常进行。

每氧化1mgNH3－N需要消耗7.14mg碱度；每氧化1mg BOD5产生0.1mg碱度；每还原1mgNO3－N产生3.57mg碱度。

剩余碱度SALK1=原水碱度－硝化消耗碱度+反硝化产生碱度+氧化BOD5产生碱度

=280－7.14×19.349+3.57×14.349+0.1×（225－5.44）=215.0mg/L

此值可保持PH≧7.2，硝化和反硝化反应能够正常进行。 ④ 脱氮所需的容积V2 脱效率qdn(t)=qdn(20)×1.08(t－20)

14℃时qdn=0.035×1.08(14－20)=0.022kg(还原的NO3－N)/kgMLVSS 脱氮所需的容积V2=

Q⨯Nrqdn⨯XV

13⨯10⨯14.3490.022⨯3000V2Q

=2.9248⨯10m

⑤ 脱氮水力停留时间t2 t2=

⑶ 氧化沟总容积V及停留时间t

V=V1+V2=6.7959⨯10t=

VQ=9720713⨯10

2.9248⨯1013⨯10

=0.225d=5.40h

+2.9248⨯10

=97207m

=0.748d=17.95h

校核污泥负荷：

Q⨯S0XV⨯V

13⨯10⨯0.23.0⨯97207

=0.089kgBOD

/kgMLVSS

/kgMLVSS·d

，

满足要求。

⑷ 需氧量计算

① 计算需氧量AOR

AOR=去除BOD5需氧量－剩余污泥中BOD5需氧量+去除NH3－N耗氧量－剩余污泥中去除NH3－N的耗氧量－脱氮产氧量 a. BOD5需氧量D1 D1=a′×Q×(S0－S)+b′×V×X

=0.55×13×104×(0.225－0.00544)+0.1×97207×3.0=4.4861×104kg/d b. 剩余污泥中BOD5需氧量D2(用于生物合成的那部分BOD5需氧量)

D2=1.42⨯∆X1=1.42⨯5924.0=8412.1kg/d

c. 去除NH3－N的需氧量D3( 每1kgNH3－N硝化需要消耗4.6kgO2)

D3=4.6×(TKN－出水NH3－N)×Q/1000=4.6×（40－15）×13×104/1000=14950kg/d

d. 剩余污泥中NH3－N的耗氧量D4

D4=4.6×污泥含氮率×氧化沟剩余污泥ΔX1=4.6×0.124×5924.0=3379.05kg/d e. 脱氮产氧量D5（每还原1kgN2产生2.86kgO2） D5=2.86×脱氮量=2.86×14.349×13×104/1000=5335.0kg/d 总需氧量AOR=D1－D2+ D3－D4－D5

=4.4861×104－8412.0+14950－3379.05－5335.0=42684.85kg/d

考虑安全系数1.4，则AOR=1.4×42684.85=59758.79kg/d 去除每1kgBOD5的需氧量：

AORQ⨯(S0-S)

59758.79

13⨯10⨯(0.225-0.00544)

=2.10kgO2/kgBOD

② 标准状态下需氧量SOR

好氧段曝气采用鼓风曝气，微孔曝气器。曝气器设于距池底0.2m处，出口处的淹没水深为h=3.8m，氧转移效率EA=20%，设计温度T=25℃，将实际需氧量AOR换算成标准状态下的需氧量SOR。

SOR=

AOR⨯Csm(20)

α⨯(β⨯ρ⨯Csm(T)-CL)⨯1.024

T-20

Cs(20)－－20℃时氧的饱和度,取Cs(20)=9.17 mg/L； Cs(25)－－25℃时氧的饱和度,取Cs(25)=8.38 mg/L；

CL－－溶解氧浓度，取2mg/L；α－－修正系数，取0.85；β－－修正系数，取0.95；T－－进水最高温度，℃；

ρ =所在地区实际气压/1.013×105，取为1.0。空气扩散器出口处绝对压力：

pb=1.013⨯10

+9.8⨯10⨯h=1.013⨯10

+9.8⨯10⨯3.8=1.3854⨯10Pa

h为空气扩散器出口处水深。

曝气设备选用BYW-1.2，曝气量0.8～3m3/h·个，服务面积0.3～0.75m2/个，氧利用率20～25%，动力效率4～5.6kgO2/kw·h，阻力300mmH2O。直径D=200mm，厚度=20mm，微孔平均孔径150μm，孔隙率40～50%。空气离开曝气池表面时，氧的百分比为：

Ot=

21⨯(1-EA)79+21⨯(1-EA)

⨯100%=

21⨯(1-20%)79+21⨯(1-20%)

⨯100%=17.54%

曝气池中平均溶解氧浓度：

Csm(25)=

⨯Cs(25)⨯(

1.013⨯10

Ot21

)=0.5⨯8.38⨯(

1.3854⨯101.013⨯10

17.5421

)=9.2297mg/L

Csm(20)=

⨯Cs(20)⨯(

1.013⨯10

Ot21

)=0.5⨯9.17⨯(

1.3854⨯101.013⨯10

17.5421

)=10.10mg/L

标准需氧量为：

SOR=

42684.85⨯10.10

0.85⨯(0.95⨯1.0⨯9.2297-2)⨯1.024

(25-20)

4311163.996.4773

=66558.13kg/d=2773.26kg/h

考虑安全系数k=1.4，则最大时标准需氧量为：

SORmax=1.4×SOR=1.4×66558.13=93181.38kg/d=3882.56kg/h 曝气池的平均供气量为： Gs=

SOR0.21⨯1.43⨯EA

2773.260.21⨯1.43⨯20%

=46174.8m/h

设计供气量=k×Gs=1.4×46174.8=64644.7m3/h，取为64645 m3/h。去除每1kgBOD5的标准需氧量：

SORQ⨯(S0-S)

93181.38

13⨯10⨯(0.225-0.00544)

=3.26kgO2/kgBOD

每小时每立方米污水供气量=64645/5416.7=11.93m3空气/m3污水，满足鼓风曝气规范大于3的要求。每个释放器服务面积为0.5m2，每座氧化沟共108个小环路均匀分布在池底，每个环路有阀门控制。风管的计算：

管径：主干管：流量Q1=64545/2=32272.5m3/h=8.96m3/s 风速取v=10m/s，管径D=

4⨯Q1

4⨯8.963.14⨯10

=1.07m

π⨯v

取主干管管径为DN=1100mm。则风速v=

4⨯Q1

4⨯8.963.14⨯1.1

π⨯DN

=9.43m/s

干管：每条氧化沟设2根干管。干管流量Q2 =⨯Q1=

⨯8.96=4.48m/s

流速取为v=12m/s，则管径 d1=则流速 v=

4⨯Q2

4⨯4.483.14⨯0.7

4⨯Q2

π⨯v

4⨯4.483.14⨯12

=0.689m

，取DN1=700mm。

π⨯d1

=11.65m/s，满足要求。

支管：每根主管设54根支管，流量 Q3=v=14.0m/s，则管径 d2=则流速 v=

4⨯Q3

4⨯0.0833.14⨯14.0

=0.087m

Q1n

4.4854

=0.083m/s

，流速取为

π⨯v

4⨯Q3

，取为DN2=100mm。

4⨯0.0833.14⨯0.1

π⨯d2

=10.6m/s

，满足要求。

所需空气压力p（相对压力）：

p=h1+h2+h3+h4+∆h=0.5+3.8+0.3+0.5=5.1mH2O

=49.98kpa

式中：h1－－供风管道沿程阻力，m；h2－－供风管道局部阻力，取h1+h2=0.5mH2O；

h3－－曝气器淹没水头，h3=3.8mH2O；h4－－曝气器阻力，h4=0.3mH2O；△h－－富余水头，△h=0.5mH2O。风机的选择：

风量：Q=64545m3/h=1075.8m3/min；选用六台离心式鼓风机，四用两备。则每台风机的风量为：Q1=1075.8/4=268.95m3/min

选用C400-1.5型多级离心式鼓风机，进口工况：流量：400m3/min，压力（绝对大气压）：1atm，温度：25℃。出口升压（绝对大气压）：1.5atm，所需功率：425kw，主轴转速：2960r/min。电动机：功率500kw，电压6000V。

⑸ 氧化沟尺寸

设2座氧化沟，单座氧化沟有效容积V1 =V/2=97207/2=4.8604×104m3，有效水深为4m，则面积为A=V1/h=4.8604×104/4=12151m2

每组沟道采用相同容积V0= V1/2=4.8604×104/2=2.4302×104 m3

每组沟道单沟宽度B=14.0m，有效水深h=4.0m，超高为0.5m，中间分隔墙厚度b=0.3m

每组沟道面积A=V0/h=2.4302×104/4.0=6075.5m2 弯道部分的面积A1=(B+

0.32

)⨯π=(14.0+

0.32

)⨯3.14=628.7m

直线段部分面积A2=A-A1=6075.5-628.7=5446.8m2 直线段长度L=

A22⨯B

=5446.82⨯14.0

=194.5m

，取195.0m。

则氧化沟的规格：2×223.0m×56m×4.5m

氧化沟中设置水下推进器，功率按5～8w/m3池容计算，则混合全池污水所需功率（单池）为：5×4.8604×104=243.0kw，选用QJB7.5/4-2500/2-63型推流搅拌机（D=2500mm），要保持池中水的流速不小于0.3m/s，则每台推流搅拌机可以使约40m的水流达到0.3m/s。所以每条沟设8台，每隔40m并排设两台，每座氧化沟共32台。

其参数：额定功率：7.5kw，叶轮直径：2500mm，叶轮转速：63r/min，水推力：4330N。

⑹ 进水管和出水管

13⨯10

进出水管流量Q1=

==6.5⨯10m/d=0.752m/s

433

管道流速V=0.9m/s，则管道过水断面A=

4⨯A

4⨯0.8363.14

Q1V

0.7520.9

=0.836m

管径D=

==1.032m

，取1000mm。

校核管道流速V=

Q1A

0.8361.02)⨯π

=1.06m/s

，满足要求。

七、厌氧池

① 确定污泥浓度 X=4g/L，

=r⨯

污泥

指数SVI=120mL/g，回流污泥浓度

SVI

=1.2⨯

120

=10000mg/L

回流比R=

-X

410-4

=66.7%

，取75%，符合要求。

② 厌氧池容积

厌氧池容积VA=Q×(1+ R)×t=5416.7×（1+0.75）×0.7=6635.5m3（t为水力停留时间）

每座氧化沟前设一座厌氧池，每座厌氧池容积为：VAi=

VAi5

3317.85

VA2=6635.52

=3317.8m

采用厌氧池，有效水深5m，面积A=

==663.56m

厌氧池的规格：2×37m×18m×5.5m（超高0.5m）

厌氧池内设潜水搅拌机，所需功率按5w/m3污水计算，混合全池污水所需功率为3317.8×5=16.6kw。

选用QJB4.0/6-320/3-960型混合搅拌机，每座氧化沟设4台。

其参数：额定功率：4kw，叶轮直径：320mm，叶轮转速：960r/min，水推力：609N。

③ 污泥回流设备

污泥回流比R=75%；污泥回流量QR=RQ=75%×13×104=9.75×104m3/d=4.06×103 m3/h，设回流泵房两座，每座内设4台潜污泵（三用一备）单泵流量Q1=QR/6=677m3/h。

选用350QW700-22型潜水排污泵，其参数：出水口径350mm，流量700 m3/h，扬程22m，转速990r/min，轴功率50.62kw，配用功率75kw ，泵效率80.91%，泵重1870kg。

八、配水井

⑴ 进水管管径D1

配水井进水管的设计流量为Q=Qmax=13×104m3/d=5416.7 m3/h=1.5 m3/s=1500L/s 当进水管管径D1=1400mm时，查水力计算表，得知V=0.97m/s(

⑵ 矩形宽顶堰

进水从配水井底中心进入，经等宽度堰流入4个水斗接入4座后续构筑物，每个后续构筑物的分配水量应为q=5416.7/4=1354.2 m3/h=376.2L/s。配水采用矩形宽顶溢流堰之至配水管。 ① 堰上水头H

因单个出水溢流堰的流量q=376.2L/s（>100L/s），一般大于100 L/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 q=m0⨯b⨯H⨯2⨯g⨯H H－－堰上水头，m

b——堰宽，m，取堰宽b=1.0m

m0——流量系数，通常采用0.323～0.332，取0.33。

则

H=(

m0⨯b⨯2⨯g

)3=(

0.3762

0.33⨯1.0⨯2⨯9.8

)3=0.4m

② 堰顶厚度B

根据有关实验资料，当2.5

取B=1.2m，这时B/H=3.0（在2.5～10范围内），所以，该堰属于矩形宽顶堰。

⑶ 配水管管径D2

设配水管管径D2=800mm，流量q=1354.2m3/h，查水力计算表，得知V=0.78m/s。

⑷ 配水漏斗上口口径D

按配水井内径的1.5倍设计D=1.5×D1=1.5×1400=2100mm。

九、二沉池

每座氧化沟设2座二沉池，则n=4。

⑴ 沉淀部分水面面积F

根据生物处理厂的特性，选取二沉池表面负荷q=1.0m3/m2·h

Qmaxn⨯q

=5416.74⨯1.0

=1354.2m

⑵ 池子直径D

4⨯F

4⨯1354.23.14

=41.53m

，取D=42m。

⑶ 校核固体负荷G

24⨯(1+R)⨯Q0⨯X

24⨯(1+0.7)⨯1354.2⨯4

1354.2

=163.2

kg/（m2·d）

⑷ 沉淀部分的有效水深h2，设沉淀时间t=2.0h h2=q⨯t=1.0⨯2.0=2.0m

⑸ 污泥区的容积V

设计采用周边传动的刮吸泥机排泥，污泥区容积按2h贮泥时间确定。

2⨯T⨯(1+R)⨯Q⨯X

24⨯(X+XR)

2⨯2⨯(1+0.7)⨯13⨯10⨯4000

24⨯(4000+10000)

=10524m

=r⨯

SVI

=1.2⨯

120

=10000mg/L

（XR－－二沉池底流生物固体浓度，取为10000mg/L）每个沉淀池污泥区的容积V′=10524/4=2631m3

⑹ 污泥区高度h4

① 污泥斗高度设池底的径向坡度为0.05，污泥斗底部直径D2=1.5m，上部直径D1=3.0m，倾角60°。

则h4=

D1-D2

⨯tan60

3.0-1.5

⨯tan60

=1.3m

V1=

π⨯h4

⨯(D1+D1⨯D2+D2)=

3.14⨯1.3

⨯(3.0+3.0⨯1.5+1.5)=5.36m

223

② 圆锥体高度

"=D-D1

⨯0.05=

42-32

⨯0.05=0.975m≈1m

V1=

π⨯h4

"⨯(D

+D⨯D1+D1)=

3.14⨯1.0

⨯(42

+42⨯3+3)=497m

③ 竖直段污泥部分的高度

h4=

V-V1-V2

2631-5.36-497

1354.2

=1.57m

，取为1.6m。

污泥区的高度h4=h4′+h4″+h4=1.3+1+1.6=3.9m

⑺ 沉淀池的总高度H

设超高h1=0.3m，缓冲层高度h3=0.5m H=h1+h2+h3+h4=0.3+2.0+3.9+0.5=6.7m 二沉池规格：4×42m×6.7m

设备选择：选用ZBG-42型周边传动桥式刮泥机，参数：池径42m；周边线速：2～3m/min；单边功率：0.75kw。

十、消毒池

采用液氯消毒，投氯量按7mg/L计算，仓库储量按20d计算。

⑴ 加氯量G

G=0.001⨯7⨯

13⨯1024

=37.92kg/h

⑵ 储氯量W

W=20⨯24⨯G=20⨯24⨯37.92=18201.6kg

⑶ 氯瓶及加氯机

氯瓶数量采用容量为1000kg的氯瓶，共20只。加氯机选型采用5～45kg/h加氯机2台，l用1备。

⑷ 接触池

① 接触池容积

V=Qmax×t=5416.7×0.5=2708.35m3

② 采用矩形隔板式接触池两座n=2，每座池容积V1=2708.35/2=1354.2m3 取接触池有效水深2.5m，单格宽b=3m，则池长L=18×3=54m，水流长度L′=72×3=216m

每座接触池的分格数=216/54=4（格） ③ 复核池容

由以上计算，接触池宽B=3×4=12m，长L=54m，水深h=2.5m，所以V1=54×12×2.5=1620m3>1354.2 m3 接触池出水设溢流堰。

十一、污泥浓缩池

由前面得：剩余污泥量△X=7478.0kgDs/d，污泥含水率取为p1=99.6%，则排出

Q=的污泥体积为：

∆Xp1

=1869.5m/d（污泥浓度按

1000⨯（1-0.996）

7478.0

1000kg/m3

计）

浓缩后的污泥含水率取为p2=97%。

浓缩前固体浓度 C1=(1-p1)⨯103=(1-0.996)⨯103=4kg/m3 浓缩后固体浓度 C2=(1-p2)⨯103=(1-0.97)⨯103=30kg/m3 浓缩污泥为剩余活性污泥，故取污泥固体通量选用M=30kg/（m2·d）浓缩池面积 A=

Q⨯C1

1869.5⨯4

=249.3m

采用一个浓缩池，则浓缩池直径为 D=

4⨯A3.14

4⨯249.33.14

=17.8m

，取为18m。

=4.9m

浓缩池高度：浓缩池工作部分的有效水深 h2=5m；

式中，T为浓缩时间，取为16h。

Q⨯T24⨯A

1869.5⨯1624⨯249.3

，取

超高h1=0.3m，缓冲层高度h3=0.3m，浓缩池设机械刮泥，池底坡度i=0.05，污泥斗下底直径D1=1.0m，上底直径D2=2.4m。池底坡度造成的深度 h4=(

D22

D12

D2-D12

)⨯i=(

172-2.42

)⨯0.05=0.365m

污泥斗高度 h5=(

-)⨯tan60

2.42

1.02

)⨯3=1.21m

，污泥斗斗壁与水

平面形成的角度取为60°。

浓缩池的高度 H=h1+h2+h3+h4+h5=0.3+5.0+0.3+0.365+1.21=7.175m，取为7.2m。

十二、脱水机房

污泥经过脱水后，其体积变为：

100-p2100-p1

V1V2

p1=99.6%，p2=97%，V1=1869.5m3/d

100-99.6100-97

则V2=

100-p1100-p2

⨯V1=

⨯1869.5=249.3m/d

则其质量为：Q2=ρ⨯V2⨯(1-p2)=1000⨯249.3⨯(1-97%)=7479kg/d

通过带式压滤机后泥饼含水率达到80%，污泥通过在宽200mm的实验用滚压带式压滤机上试验，结果见表3-4。

表3-4 压榨试验记录

根据实验结果作滤布移动速度和泥饼含水率、过滤产率关系图，见图3-1。

图3-1 滤布移动速度和滤饼含水率、过滤产率关系

1－滤布移动速度和滤饼含水率关系；2－滤布移动速度和过滤产率关系

查图可知，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：干泥/h，

考虑1.3的安全系数，过滤产率为：

3101.3

=238.5

310.2

⨯2.0=310

kg干泥/h

若脱水机工作每日三班，24h运行。则所需压滤机台数为：

24⨯238.5

747924⨯238.5

=1.3台，取

n=2

选用DY-2000型带式压滤机三台，两用一备。

其参数：滤带有效宽度：2000mm，滤带运行速度：0.4～4m/min，进料污泥含水率：95～98%，滤饼含水率70～80%，产泥量：50～500kg/h·m2，用电功率：2.2kw。附属设备：

① 污泥投配设备。选用3台单螺杆污泥投配泵，与3台滚压带式压滤机一一对应。每台投配泵的流量：

24⨯(1-p)⨯n⨯1000

7479

24⨯(1-97%)⨯2⨯1000

=5.19m/h

② 加药系统。设计选用聚丙烯酰胺，投加量为0.15%～0.5%（污泥干重），取0.3%计算。故每日药剂投加量：7479×0.3%=22.44kg/d 配制成浓度为1%的溶液（密度按水的密度计算）体积：

22.44÷1%=2244L/d=2.244m3/d，脱水机房每日工作为三班制，每班配药一次，则每次配药的体积为：

2.244÷3=0.748m3，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2.0m3药箱，配置两台JBK-800型搅拌机，桨叶直径800mm，转速0.99～9.9r/min，功率0.55kw。

聚丙烯酰胺投加浓度为0.1%，故选用3台在线稀释设备，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件。

聚丙酰胺药剂的投加采用单螺杆泵，共3台，每台泵的投加流量：

2.24424⨯2

=0.047m/h=47L/h

③ 反冲洗水泵。根据滚压带式压滤机带宽和运行速度，每台脱水机反冲耗水量

为10～12m3/h，反冲洗水压不小于0.5MPa。故选用3台离心清水泵，两用一备。

十三、管道水力计算

① 提升泵房进水管管径：Q=13×104m3/d=1.5m3/s，v=1.0m/s，

4⨯Q

4⨯1.53.14⨯1.0

=1.382m，取DN=1400mm

π⨯v

出水管管径：Q=13×104m3/d=1.5m3/s，v=1.5m/s（有泵的作用），

Qmax⨯4

1.5⨯43.14⨯1.5

=1.128m

π⨯v

，取DN=1200mm。

通过粗格栅的水头损失hf

hf=h0⨯k=ε⨯

2⨯g

⨯sinα⨯k=0.96⨯

0.9

2⨯9.8

⨯sin60⨯3=0.103m，α=60°，

v=0.9m/s，k=3，ε=β⨯()3=2.42⨯(

0.010.02

)3=0.96

② 细格栅：

通过细格栅的水头损失hf

hf=h0⨯k=ε⨯

2⨯g

⨯sinα⨯k=2.42⨯

0.9

2⨯9.8

⨯sin60⨯3=0.26m

α=60°，v=0.9m/s，k=3，ε=β⨯()

=2.42⨯(

0.010.01

)3=2.42

③ 曝气沉砂池至厌氧池的水路计算：（以一条水路为计算对象）主管：Q=13×104m3/d=1.5m3/s，v=1.0m/s，

4⨯Q

4⨯1.53.14⨯1.0

=1.382m，取DN=1400mm

π⨯v

支管：Q=13×104/2=6.5×104m3/d=0.75m3/s，v=1.2m/s 管径：d=则v=

4⨯Q

4⨯0.753.14⨯1.2

=0.89m

π⨯v

，取d=900mm

4⨯0.753.14⨯0.9

π⨯d

=1.18m/s

水头损失：0.4m。

④ 厌氧池到氧化沟的水路计算：

Q=13×104/2=6.5×104m3/d=0.75m3/s，v=1.0m/s 管径：d=则v=

4⨯Q

4⨯0.753.14⨯1.0

=0.98m

π⨯v

，取d=1000mm

4⨯0.753.14⨯1.0

π⨯d

=0.96m/s

水头损失：0.3m。

⑤ 氧化沟到二沉池的水路计算：

氧化沟的出水先进入配水井，再由配水井进入四个二沉池。氧化沟到配水井的管径（v=1.0m/s）：d=取DN=1400mm。则 v=

4⨯Q

4⨯1.53.14⨯1.0

=1.382m

π⨯v

，

π⨯d

4⨯1.53.14⨯1.4

=0.975m/s

配水井到二沉池的管径由前面可得：DN=800mm。

从氧化沟到配水井的水头损失为：0.4m；从配水井到二沉池的水头损失为：0.3m。

十四、泥路计算

氧化沟回流污泥 Q=4.06⨯103m3/h，则单个池子的回流量 Q1=

Q2=

4.06⨯10

=2.03⨯10m/h

取v1=0.9m/s 回流污泥管径：d1=取d1=900mm。则 v1=

4⨯Q1

π⨯v1

4⨯2.03⨯10

3600⨯3.14⨯0.9

=0.893m，

π⨯d1

4⨯2.03⨯10

3600⨯3.14⨯0.90

=0.886m/s

剩余污泥 Q=1869.5m3/d=77.90m3/h 主管管径： v=0.8m/s，d=

4⨯Q

4⨯77.903600⨯3.14⨯0.8

=0.185m

π⨯v

，取d=200mm。

支管管径： v=0.8m/s，d1=

4⨯Q1

π⨯v1

4⨯77.90/23600⨯3.14⨯0.8

=0.131m

，取d=150mm。

二沉池出泥管管径： v=0.8m/s，Q=4060+77.90=4137.9m3/h

4⨯Q

4⨯4137.904⨯3600⨯3.14⨯0.8

=0.676m

π⨯v

，取d=700mm。

城市污水厂设计实例

一、城市污水基本情况

1、进水水质指标

水量Q=10×104m3/d，变化系数K=1.3，其他指标见表3-1。

表3-1 城市污水进水水质指标

2、处理要求

处理后的污水应达到《污水综合排放标准》(GB8978－1996)的一级标准，见表

3-2。

表3-2 污水综合排放一级标准

二、粗格栅

CODcr=350 mg/L，BOD5=250 mg/L，SS=200 mg/L，NH3－N=30 mg/L，TP=5 mg/L。

⑴ 栅槽宽度

① 栅条的间隙数n个 n=

Qmasinα

bhv

取α=60°，栅条间隙b=0.02m，栅前水深h=1.0m，过栅流速v=0.9m/s，格栅设三

组，按三组同时工作设计，则

Qmax

sinα

1.5⨯

sin60︒

=25.9

2bhv3⨯0.02⨯1.0⨯0.9

（个）≈26（个）

② 栅槽宽度B

栅槽宽度一般比格栅宽0.2～0.3m，取0.3m。设栅条宽度s=0.01m，则栅槽宽度：

B=s⨯(n-1)+b⨯n+0.3=0.01⨯(26-1)+0.02⨯26+0.3=1.07

m≈1.1m

⑵ 通过格栅的水头损失h1

① 进水渠道渐宽部分的长度L1 设进水渠宽B1=

Qmax3⨯v⨯h

1.53⨯0.8⨯1.0

=0.63

m≈0.65m

其渐宽部分展开角α1=20°，进水渠道内的流速为0.8m/s

L1=

B-B12⨯tanα1

1.1-0.652⨯tan20

=0.62m≈0.7m

② 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度L2=

L12

0.72

=0.35m

③ 通过格栅的水头损失h2 h2=h0×k h0=ε⨯

2⨯g

⨯sinα

ε=β⨯()3=2.42⨯(

0.010.02

)3=0.96

h2=h0⨯k=ε⨯

2⨯g

⨯sinα⨯k=0.96⨯

0.9

2⨯9.8

⨯sin60⨯3=0.103m

⑶ 栅后槽总高度H 设栅前渠道超高h1=0.4m H=h+h1+h2=1.0+0.4+0.103=1.503m≈1.5m

⑷ 栅槽总长度L L=L1+L2+1.0+0.5+

H1tanα

H1为栅前渠道深=h+h1=1.0+0.4=1.4m

L=0.7+0.35+1.0+0.5+

1.4tan60

=3.36m

，取3.4m。

⑸ 每日栅渣量W 取W1=0.08m/10m污水

86400⨯Qmax⨯W1

1000⨯K⨯3

86400⨯1.5⨯0.081000⨯1.3⨯3

=2.66m/d>0.2m/d

采用机械清

渣。

格栅规格：3.4m×1.1m，选用GH-1200型链式旋转格栅，60°角安装。

三、提升泵房

⑴ 水泵的选择

4⨯Qmax4⨯π⨯v

4⨯1.54⨯3.14⨯1.5

进水管流速取为v=1.5m/s，则DN=取DN=600mm。管内流速v=

Qmax⨯44⨯π⨯DN

==0.564m

，

1.5⨯44⨯3.14⨯0.6

=1.33m/s

最小水量时考虑三台水泵工作，则校核管内流速

Qmin⨯43⨯π⨯DN

0.89⨯43⨯3.14⨯0.6

=1.05m/s

，满足要求。

输水管DN=

Qmax⨯4

π⨯v

1.5⨯43.14⨯1.5

=1.128m

，取DN=1200mm。

考虑6台水泵，四用两备，最小水量时，运行三台泵。每台水泵的容量为Q1=

Qmax

=5416.74

=1354.2m/h

集水池容积：相当于一台泵20min中的出水量，V=1354.2/3=451.4m3

有效水深采用2m，则集水池的面积为F=451.4/2=225.7m2，集水池的底部设有集水坑，其深度取为0.5m，池底向坑口倾斜，坡度取为0.1。水力损失计算：

① 沿程损失：管道沿程损失取1.97m/km，管线总长度约100m，则损失H1=1.97/10=0.197m≈0.2m ② 局部阻力损失估算：H

=ε⨯

2⨯g

其中拦污网ε=1.0，喇叭口ε=0.2，弯头ε=1.2×3=3.6，电动蝶阀ε=2×0.2=0.4，单向阀ε=1.7，渐扩ε=0.2，渐缩ε=0.2，

所以Hf=（1.0+0.2+3.6+0.4+1.7+0.4）×1.52/（2×9.8）=0.838m=0.85m 水位差：H3=16m，自由水头1.0m

总水头H= H3+1.0+0.85+0.2=18.05m，水泵扬程不小于H。

⑵ 起重设备选择

泵重2880kg，电机重1160kg，总重2880＋1160＝4040kg

因此选用LD型电动单梁桥式起重机LD10－19.5－75，参数：起重量6T，跨度19.5m，运行速度75m/min。

⑶ 泵房的设计

泵房的宽：B＝24.0m

泵房的长：L= 4×1.5＋2×4＋2×0.9＋6.0＝30.0m 泵房的高度：H= 18.0m。

四、细格栅

⑴ 栅槽宽度

Qmasinαb⨯h⨯v

① 栅条的间隙数n个 n=

取α=60°，栅条间隙b=0.01m，栅前水深h=1.0m，过栅流速v=0.9m/s，格栅设两组，按两组同时工作设计，一格停用，一格工作校核，则

Qmax

sinα

1.5⨯

sin60︒

=77.6

2⨯b⨯h⨯v2⨯0.01⨯1.0⨯0.9

（个）≈78（个）

② 栅槽宽度B

栅槽宽度一般比格栅宽0.2～0.3m，取0.3m。设栅条宽度s=0.01m，则栅槽宽度：

B=s⨯(n-1)+b⨯n+0.3=0.01⨯(78-1)+0.01⨯78+0.3=1.85m≈1.9m

⑵ 通过格栅的水头损失h2

① 进水渠道渐宽部分的长度L1 设进水渠宽B1=

Qmax2⨯v⨯h

1.52⨯0.8⨯1.0

=0.94m≈0.95m

其渐宽部分展开角α1=20°，进水渠道内的流速为0.8m/s

L1=

B-B12⨯tanα1

1.9-0.952⨯tan20

=1.3m

② 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度L2=

L12

1.32

=0.65m≈0.7m

③ 通过格栅的水头损失h2 h2=h0×k h0=ε⨯

2⨯g

⨯sinα

ε=β⨯()

=2.42⨯(

0.010.01

)3=2.42

h2=h0⨯k=ε⨯

2⨯g

⨯sinα⨯k=2.42⨯

0.9

2⨯9.8

⨯sin60⨯3=0.26m

≈0.3m

⑶ 栅后槽总高度H 设栅前渠道超高h1=0.4m H=h+h1+h2=1.0+0.4+0.3=1.7m

⑷ 栅槽总长度L L=L1+L2+1.0+0.5+

H1tanα

H1为栅前渠道深=h+h1=1.0+0.4=1.4m

L=1.3+0.7+1.0+0.5+

1.4tan60

=4.31m

≈4.5m

⑸ 每日栅渣量W 取W1=0.1m/10m污水

86400⨯Qmax⨯W1

1000⨯K⨯2

86400⨯1.5⨯0.11000⨯1.3⨯2

=4.87m/d>0.2m/d 采用机械清渣。

格栅规格：4.5m×1.9m选用XWB-Ⅲ-2-2型背耙式格栅，格栅宽度2000mm，耙齿有效长度100mm，格栅间距10mm，提升速度2m/min，电机功率0.8kw。

五、曝气沉砂池

⑴ 池子总有效容积V

V=Qmax×t×60=1.5×5×60=450m3

其中t为最大设计流量时的停留时间，取t=5min。

⑵ 水流断面积A 取V1=0.10m/s，则A=

QmaxV1

=1.50.1

=15m

⑶ 池总宽度B B=

Ah2

152.5

=6m 其中h2为有效水深，取h2=2.5m

⑷ 每个池子宽度b 取n=2，b=B/n=6/2=3m

宽深比 b/h2=3/2.5=1.2，满足要求。

⑸ 池长L L=V/A=450/15=30m

⑹ 每小时所需空气量取d=0.2m/m污水

q=d×Qmax×3600=0.2×1.5×3600=1080m3/h 风管的计算：

干管：风量q=1080m3/h=0.3m3/s，风速v=10.0m/s 管径 d=则风速 v=

4⨯q

4⨯0.33.14⨯10.0

=0.195m

π⨯v

4⨯q

，取d=200mm。

π⨯d

4⨯0.33.14⨯0.2

=9.55m/s

支管：沿池长方向布置向下的竖管，每2m设一根，距离池底0.7m，共15×2=30根，每根的风量q1=

q30

=0.330

=0.01m/s，为了保证池中污水的旋流速度达到要

4⨯q1

4⨯0.013.14⨯5.0

求，取风速为v=5.0m/s，则管径d1=50mm。则风速 v=

4⨯q1

d1=

π⨯v

=0.0504m，取

π⨯d1

4⨯0.013.14⨯0.05

=5.1m/s

在支管的末端布置管径为50mm的横向穿孔管，单边向下45°打孔，孔径选择4.0mm，间距为100mm。

风机的选择：流量 Q=1080m3/h=18m3/min 管长：干管：L=100m，支管：L1=90m

局部损失当量直径（L0=55.5kD1.2）

表3-3 局部阻力系数

干管：L0=16.89m+16.09m=32.98m 支管：L0=32.01m+91.46m=123.47m 沿程阻力损失：h=i⨯L⨯αT⨯αP 查表得：αT=1.0,αP=1.0 干管：i=0.578，支管：i=0.376

则h=0.578×（100+32.98）=76.86mmH20=0.753kpa，h1=0.376×（90+123.47）=80.26 mmH20=0.787kpa

总的压力损失：H=h+h1+h2+h3=0.753+0.787+3+2+3×103×9.8=35.94kpa（穿孔管取为3 kpa，富余水头取为2 kpa）选用TSD－150型风机，一用一备。

风机参数：型号：TSD－150，转速：1150r/min，升压：49.0 kpa，流量：18.6m3/min。配套电机：型号：Y200L-4，功率30kw。机组最大重量730kg。

⑺ 沉砂室沉砂斗体积V0

设沉砂斗为沿池长方向的梯形断面渠道，沉砂斗体积为：

Qmax⨯X⨯T⨯86400

K⨯10

1.5⨯30⨯2⨯86400

1.3⨯10

=5.98m

≈6m3

其中T=2d，K=1.3，X——城市污水的沉砂量一般采用30m3/106m3污水。每个贮砂池的容积V0=V/2=3m3

⑻ 贮砂斗各部分尺寸计算

设贮砂斗底宽b1=0.5m，斗壁与水平面的倾角为60°，斗高h3′=0.35m 贮砂斗上口宽 b2=贮

砂

2⨯h3'tg60

+b1=

2⨯0.35tg60

+0.5=0.9m

斗的容积

V0=

⨯(b1+b2)⨯h3'⨯L=

⨯(0.5+0.9)⨯0.35⨯30=7.35m

>3m，

满足要求。

贮砂室的高度h3，池底坡度i=0.1～0.5，取i=0.5，坡向砂斗，则

h3=h3'+0.5⨯

(3-b2)

=0.35+0.5⨯

(3-0.9)

=0.875m

≈0.9m

沉砂池总高度 H=h1+h2+h3=0.5+2.5+0.9=3.9m (设超高h1=0.5m)

⑼ 验算最小流速

在最小流速时，只有一格工作，Qmin=0.89m3/s

Vmin=

QminA

0.893⨯2.5

=0.119m/s

在0.08～0.12m/s之间，符合要求。

吸砂设备：SXS-2，池宽2～3m，池深1～3m，潜水泵型号AV14-4（潜水无堵塞泵），提靶装置功率0.55kw（单靶），驱动装置功率≦0.37kw，行驶速度2～5m/min。

螺旋式砂水分离器（选用两台）：

型号：LSSF-420；处理量：27～35L/s；电动机功率：0.75kw。

六、 DE型氧化沟

通过前面的处理，BOD5和CODcr的去除率为10%；SS去除率约为30%，则进入氧化沟的水质：

BOD5=250×（1－10%）=225mg/L ；CODcr=350×(1－10%)=315 mg/L ；SS=200×(1－30%)=140mg/L。

氧化沟设计流量：Q=Qmax=13×104m3/d=5416.7 m3/h=1.5 m3/s

⑴ 去除BOD5

① 氧化沟出水溶解性BOD5浓度S 为了保证氧化沟出水BOD5浓度，必须控制氧化沟出水所含溶解性BOD5浓度S S=Se－S1 S1为出水中VSS所构成的BOD5浓度

S1=1.42×(VSS/TSS)×出水TSS×(1－e-0.23×5)=1.42×0.75×20×（1－e-0.23×5）=14.56 mg/L

S=Se－S1=20－14.56=5.44 mg/L

② 设计污泥龄。首先确定硝化速率μN（取设计PH=7.0），计算公式：

μN=[0.47⨯e

0.098⨯(T-15)

]⨯[

N+10

(0.05T-1.158)

]⨯[

O2kO2+O2

]⨯[1-0.883⨯(7.2-PH)]

N－－NH3－N的浓度，mg/L；

kO2

－－氧的半速常数，mg/L，取为1.3；

O2－－反应池中溶解氧浓度，mg/L，取为2 mg/L；

μN=0.47⨯e

0.098⨯(14-15)

⨯

15+10

(0.05⨯14-1.158)

⨯

21.3+2

⨯[1-0.883⨯(7.2-7.0)]

=0.426⨯0.977⨯0.606⨯0.8234=0.2077d

-1

硝化反应所需的最小污泥龄θc，θc=

μN

10.2077

=4.81d

考虑到安全系数，取实际的污泥龄 θc=30d ③ 好氧区体积

V1=

Y⨯θc⨯Q⨯(S0-S)XV⨯(1+Kd⨯θc)

0.55⨯30⨯13⨯10⨯(0.225-0.00544)

3.0⨯(1+0.055⨯30)

13⨯10⨯0.2253.0⨯5.924⨯10

=5.924⨯10m

校核污泥负荷N=

Q⨯S0XV⨯V1

==0.165kgBOD

/kgMLVSS⋅d

污泥负荷有点偏大，故重新核算。

对于有机物的去除，污泥负荷取为NS=0.14kgBOD5/kgMLVSS⋅d

反应器容积 V1'=

Q⨯(S0-Se)NS⨯XV

13⨯10⨯(0.225-0.00544)

0.1⨯3.0

=6.7959⨯10m

因此该容积可以满足硝化的需要。故好氧区体积为 V1=V1'=6.7959⨯104m3 ④ 好氧区水力停留时间t1

t1=

V1Q=

6.7959⨯1013⨯10

=0.523d=12.55h

⑤ 剩余污泥量ΔX

∆X=Q⨯∆S⨯

Y1+Kd⨯θc

+Q⨯X1-Q⨯Xe=13⨯10⨯

0.551+0.055⨯30

⨯(0.225-0.00544)

+13⨯10⨯(0.14-0.105)-13⨯10⨯0.02=5924.0+4550-2600=7874.0kgDs/d

去除每1kg BOD5产生的干污泥量：

∆XQ⨯(S0-Se)

7874.0

13⨯10⨯(0.225-0.02)

=0.295kgDs/kgBOD

⑵ 脱氮

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%，则用于生物合成的总氮量为：N0=0.124⨯

Y⨯(S0-S)1+Kd⨯θC

0.124⨯5924.0⨯1000

13⨯10

=5.651mg/L

需要氧化的NH3-N量N1=进水TKN－出水NH3-N－生物合成所需氮N0 N1=40－15－5.651=19.349mg/L

② 脱氮量Nr Nr=进水TKN－出水TN－用于生物合成的所需氮N0 Nr=40－20－5.651=14.349 mg/L ③ 碱度平衡

硝化反应需要保持一定的碱度，一般认为，剩余碱度达到100 mg/L（以CaCO3计），即可保持PH≧7.2，生物反应能够正常进行。

每氧化1mgNH3－N需要消耗7.14mg碱度；每氧化1mg BOD5产生0.1mg碱度；每还原1mgNO3－N产生3.57mg碱度。

剩余碱度SALK1=原水碱度－硝化消耗碱度+反硝化产生碱度+氧化BOD5产生碱度

=280－7.14×19.349+3.57×14.349+0.1×（225－5.44）=215.0mg/L

此值可保持PH≧7.2，硝化和反硝化反应能够正常进行。 ④ 脱氮所需的容积V2 脱效率qdn(t)=qdn(20)×1.08(t－20)

14℃时qdn=0.035×1.08(14－20)=0.022kg(还原的NO3－N)/kgMLVSS 脱氮所需的容积V2=

Q⨯Nrqdn⨯XV

13⨯10⨯14.3490.022⨯3000V2Q

=2.9248⨯10m

⑤ 脱氮水力停留时间t2 t2=

⑶ 氧化沟总容积V及停留时间t

V=V1+V2=6.7959⨯10t=

VQ=9720713⨯10

2.9248⨯1013⨯10

=0.225d=5.40h

+2.9248⨯10

=97207m

=0.748d=17.95h

校核污泥负荷：

Q⨯S0XV⨯V

13⨯10⨯0.23.0⨯97207

=0.089kgBOD

/kgMLVSS

/kgMLVSS·d

，

满足要求。

⑷ 需氧量计算

① 计算需氧量AOR

AOR=去除BOD5需氧量－剩余污泥中BOD5需氧量+去除NH3－N耗氧量－剩余污泥中去除NH3－N的耗氧量－脱氮产氧量 a. BOD5需氧量D1 D1=a′×Q×(S0－S)+b′×V×X

=0.55×13×104×(0.225－0.00544)+0.1×97207×3.0=4.4861×104kg/d b. 剩余污泥中BOD5需氧量D2(用于生物合成的那部分BOD5需氧量)

D2=1.42⨯∆X1=1.42⨯5924.0=8412.1kg/d

c. 去除NH3－N的需氧量D3( 每1kgNH3－N硝化需要消耗4.6kgO2)

D3=4.6×(TKN－出水NH3－N)×Q/1000=4.6×（40－15）×13×104/1000=14950kg/d

d. 剩余污泥中NH3－N的耗氧量D4

=4.4861×104－8412.0+14950－3379.05－5335.0=42684.85kg/d

考虑安全系数1.4，则AOR=1.4×42684.85=59758.79kg/d 去除每1kgBOD5的需氧量：

AORQ⨯(S0-S)

59758.79

13⨯10⨯(0.225-0.00544)

=2.10kgO2/kgBOD

② 标准状态下需氧量SOR

SOR=

AOR⨯Csm(20)

α⨯(β⨯ρ⨯Csm(T)-CL)⨯1.024

T-20

Cs(20)－－20℃时氧的饱和度,取Cs(20)=9.17 mg/L； Cs(25)－－25℃时氧的饱和度,取Cs(25)=8.38 mg/L；

CL－－溶解氧浓度，取2mg/L；α－－修正系数，取0.85；β－－修正系数，取0.95；T－－进水最高温度，℃；

ρ =所在地区实际气压/1.013×105，取为1.0。空气扩散器出口处绝对压力：

pb=1.013⨯10

+9.8⨯10⨯h=1.013⨯10

+9.8⨯10⨯3.8=1.3854⨯10Pa

h为空气扩散器出口处水深。

Ot=

21⨯(1-EA)79+21⨯(1-EA)

⨯100%=

21⨯(1-20%)79+21⨯(1-20%)

⨯100%=17.54%

曝气池中平均溶解氧浓度：

Csm(25)=

⨯Cs(25)⨯(

1.013⨯10

Ot21

)=0.5⨯8.38⨯(

1.3854⨯101.013⨯10

17.5421

)=9.2297mg/L

Csm(20)=

⨯Cs(20)⨯(

1.013⨯10

Ot21

)=0.5⨯9.17⨯(

1.3854⨯101.013⨯10

17.5421

)=10.10mg/L

标准需氧量为：

SOR=

42684.85⨯10.10

0.85⨯(0.95⨯1.0⨯9.2297-2)⨯1.024

(25-20)

4311163.996.4773

=66558.13kg/d=2773.26kg/h

考虑安全系数k=1.4，则最大时标准需氧量为：

SORmax=1.4×SOR=1.4×66558.13=93181.38kg/d=3882.56kg/h 曝气池的平均供气量为： Gs=

SOR0.21⨯1.43⨯EA

2773.260.21⨯1.43⨯20%

=46174.8m/h

设计供气量=k×Gs=1.4×46174.8=64644.7m3/h，取为64645 m3/h。去除每1kgBOD5的标准需氧量：

SORQ⨯(S0-S)

93181.38

13⨯10⨯(0.225-0.00544)

=3.26kgO2/kgBOD

管径：主干管：流量Q1=64545/2=32272.5m3/h=8.96m3/s 风速取v=10m/s，管径D=

4⨯Q1

4⨯8.963.14⨯10

=1.07m

π⨯v

取主干管管径为DN=1100mm。则风速v=

4⨯Q1

4⨯8.963.14⨯1.1

π⨯DN

=9.43m/s

干管：每条氧化沟设2根干管。干管流量Q2 =⨯Q1=

⨯8.96=4.48m/s

流速取为v=12m/s，则管径 d1=则流速 v=

4⨯Q2

4⨯4.483.14⨯0.7

4⨯Q2

π⨯v

4⨯4.483.14⨯12

=0.689m

，取DN1=700mm。

π⨯d1

=11.65m/s，满足要求。

支管：每根主管设54根支管，流量 Q3=v=14.0m/s，则管径 d2=则流速 v=

4⨯Q3

4⨯0.0833.14⨯14.0

=0.087m

Q1n

4.4854

=0.083m/s

，流速取为

π⨯v

4⨯Q3

，取为DN2=100mm。

4⨯0.0833.14⨯0.1

π⨯d2

=10.6m/s

，满足要求。

所需空气压力p（相对压力）：

p=h1+h2+h3+h4+∆h=0.5+3.8+0.3+0.5=5.1mH2O

=49.98kpa

式中：h1－－供风管道沿程阻力，m；h2－－供风管道局部阻力，取h1+h2=0.5mH2O；

h3－－曝气器淹没水头，h3=3.8mH2O；h4－－曝气器阻力，h4=0.3mH2O；△h－－富余水头，△h=0.5mH2O。风机的选择：

风量：Q=64545m3/h=1075.8m3/min；选用六台离心式鼓风机，四用两备。则每台风机的风量为：Q1=1075.8/4=268.95m3/min

⑸ 氧化沟尺寸

设2座氧化沟，单座氧化沟有效容积V1 =V/2=97207/2=4.8604×104m3，有效水深为4m，则面积为A=V1/h=4.8604×104/4=12151m2

每组沟道采用相同容积V0= V1/2=4.8604×104/2=2.4302×104 m3

每组沟道单沟宽度B=14.0m，有效水深h=4.0m，超高为0.5m，中间分隔墙厚度b=0.3m

每组沟道面积A=V0/h=2.4302×104/4.0=6075.5m2 弯道部分的面积A1=(B+

0.32

)⨯π=(14.0+

0.32

)⨯3.14=628.7m

直线段部分面积A2=A-A1=6075.5-628.7=5446.8m2 直线段长度L=

A22⨯B

=5446.82⨯14.0

=194.5m

，取195.0m。

则氧化沟的规格：2×223.0m×56m×4.5m

其参数：额定功率：7.5kw，叶轮直径：2500mm，叶轮转速：63r/min，水推力：4330N。

⑹ 进水管和出水管

13⨯10

进出水管流量Q1=

==6.5⨯10m/d=0.752m/s

433

管道流速V=0.9m/s，则管道过水断面A=

4⨯A

4⨯0.8363.14

Q1V

0.7520.9

=0.836m

管径D=

==1.032m

，取1000mm。

校核管道流速V=

Q1A

0.8361.02)⨯π

=1.06m/s

，满足要求。

七、厌氧池

① 确定污泥浓度 X=4g/L，

=r⨯

污泥

指数SVI=120mL/g，回流污泥浓度

SVI

=1.2⨯

120

=10000mg/L

回流比R=

-X

410-4

=66.7%

，取75%，符合要求。

② 厌氧池容积

厌氧池容积VA=Q×(1+ R)×t=5416.7×（1+0.75）×0.7=6635.5m3（t为水力停留时间）

每座氧化沟前设一座厌氧池，每座厌氧池容积为：VAi=

VAi5

3317.85

VA2=6635.52

=3317.8m

采用厌氧池，有效水深5m，面积A=

==663.56m

厌氧池的规格：2×37m×18m×5.5m（超高0.5m）

厌氧池内设潜水搅拌机，所需功率按5w/m3污水计算，混合全池污水所需功率为3317.8×5=16.6kw。

选用QJB4.0/6-320/3-960型混合搅拌机，每座氧化沟设4台。

其参数：额定功率：4kw，叶轮直径：320mm，叶轮转速：960r/min，水推力：609N。

③ 污泥回流设备

污泥回流比R=75%；污泥回流量QR=RQ=75%×13×104=9.75×104m3/d=4.06×103 m3/h，设回流泵房两座，每座内设4台潜污泵（三用一备）单泵流量Q1=QR/6=677m3/h。

选用350QW700-22型潜水排污泵，其参数：出水口径350mm，流量700 m3/h，扬程22m，转速990r/min，轴功率50.62kw，配用功率75kw ，泵效率80.91%，泵重1870kg。

八、配水井

⑴ 进水管管径D1

配水井进水管的设计流量为Q=Qmax=13×104m3/d=5416.7 m3/h=1.5 m3/s=1500L/s 当进水管管径D1=1400mm时，查水力计算表，得知V=0.97m/s(

⑵ 矩形宽顶堰

b——堰宽，m，取堰宽b=1.0m

m0——流量系数，通常采用0.323～0.332，取0.33。

则

H=(

m0⨯b⨯2⨯g

)3=(

0.3762

0.33⨯1.0⨯2⨯9.8

)3=0.4m

② 堰顶厚度B

根据有关实验资料，当2.5

取B=1.2m，这时B/H=3.0（在2.5～10范围内），所以，该堰属于矩形宽顶堰。

⑶ 配水管管径D2

设配水管管径D2=800mm，流量q=1354.2m3/h，查水力计算表，得知V=0.78m/s。

⑷ 配水漏斗上口口径D

按配水井内径的1.5倍设计D=1.5×D1=1.5×1400=2100mm。

九、二沉池

每座氧化沟设2座二沉池，则n=4。

⑴ 沉淀部分水面面积F

根据生物处理厂的特性，选取二沉池表面负荷q=1.0m3/m2·h

Qmaxn⨯q

=5416.74⨯1.0

=1354.2m

⑵ 池子直径D

4⨯F

4⨯1354.23.14

=41.53m

，取D=42m。

⑶ 校核固体负荷G

24⨯(1+R)⨯Q0⨯X

24⨯(1+0.7)⨯1354.2⨯4

1354.2

=163.2

kg/（m2·d）

⑷ 沉淀部分的有效水深h2，设沉淀时间t=2.0h h2=q⨯t=1.0⨯2.0=2.0m

⑸ 污泥区的容积V

设计采用周边传动的刮吸泥机排泥，污泥区容积按2h贮泥时间确定。

2⨯T⨯(1+R)⨯Q⨯X

24⨯(X+XR)

2⨯2⨯(1+0.7)⨯13⨯10⨯4000

24⨯(4000+10000)

=10524m

=r⨯

SVI

=1.2⨯

120

=10000mg/L

（XR－－二沉池底流生物固体浓度，取为10000mg/L）每个沉淀池污泥区的容积V′=10524/4=2631m3

⑹ 污泥区高度h4

① 污泥斗高度设池底的径向坡度为0.05，污泥斗底部直径D2=1.5m，上部直径D1=3.0m，倾角60°。

则h4=

D1-D2

⨯tan60

3.0-1.5

⨯tan60

=1.3m

V1=

π⨯h4

⨯(D1+D1⨯D2+D2)=

3.14⨯1.3

⨯(3.0+3.0⨯1.5+1.5)=5.36m

223

② 圆锥体高度

"=D-D1

⨯0.05=

42-32

⨯0.05=0.975m≈1m

V1=

π⨯h4

"⨯(D

+D⨯D1+D1)=

3.14⨯1.0

⨯(42

+42⨯3+3)=497m

③ 竖直段污泥部分的高度

h4=

V-V1-V2

2631-5.36-497

1354.2

=1.57m

，取为1.6m。

污泥区的高度h4=h4′+h4″+h4=1.3+1+1.6=3.9m

⑺ 沉淀池的总高度H

设超高h1=0.3m，缓冲层高度h3=0.5m H=h1+h2+h3+h4=0.3+2.0+3.9+0.5=6.7m 二沉池规格：4×42m×6.7m

设备选择：选用ZBG-42型周边传动桥式刮泥机，参数：池径42m；周边线速：2～3m/min；单边功率：0.75kw。

十、消毒池

采用液氯消毒，投氯量按7mg/L计算，仓库储量按20d计算。

⑴ 加氯量G

G=0.001⨯7⨯

13⨯1024

=37.92kg/h

⑵ 储氯量W

W=20⨯24⨯G=20⨯24⨯37.92=18201.6kg

⑶ 氯瓶及加氯机

氯瓶数量采用容量为1000kg的氯瓶，共20只。加氯机选型采用5～45kg/h加氯机2台，l用1备。

⑷ 接触池

① 接触池容积

V=Qmax×t=5416.7×0.5=2708.35m3

② 采用矩形隔板式接触池两座n=2，每座池容积V1=2708.35/2=1354.2m3 取接触池有效水深2.5m，单格宽b=3m，则池长L=18×3=54m，水流长度L′=72×3=216m

每座接触池的分格数=216/54=4（格） ③ 复核池容

由以上计算，接触池宽B=3×4=12m，长L=54m，水深h=2.5m，所以V1=54×12×2.5=1620m3>1354.2 m3 接触池出水设溢流堰。

十一、污泥浓缩池

由前面得：剩余污泥量△X=7478.0kgDs/d，污泥含水率取为p1=99.6%，则排出

Q=的污泥体积为：

∆Xp1

=1869.5m/d（污泥浓度按

1000⨯（1-0.996）

7478.0

1000kg/m3

计）

浓缩后的污泥含水率取为p2=97%。

Q⨯C1

1869.5⨯4

=249.3m

采用一个浓缩池，则浓缩池直径为 D=

4⨯A3.14

4⨯249.33.14

=17.8m

，取为18m。

=4.9m

浓缩池高度：浓缩池工作部分的有效水深 h2=5m；

式中，T为浓缩时间，取为16h。

Q⨯T24⨯A

1869.5⨯1624⨯249.3

，取

超高h1=0.3m，缓冲层高度h3=0.3m，浓缩池设机械刮泥，池底坡度i=0.05，污泥斗下底直径D1=1.0m，上底直径D2=2.4m。池底坡度造成的深度 h4=(

D22

D12

D2-D12

)⨯i=(

172-2.42

)⨯0.05=0.365m

污泥斗高度 h5=(

-)⨯tan60

2.42

1.02

)⨯3=1.21m

，污泥斗斗壁与水

平面形成的角度取为60°。

浓缩池的高度 H=h1+h2+h3+h4+h5=0.3+5.0+0.3+0.365+1.21=7.175m，取为7.2m。

十二、脱水机房

污泥经过脱水后，其体积变为：

100-p2100-p1

V1V2

p1=99.6%，p2=97%，V1=1869.5m3/d

100-99.6100-97

则V2=

100-p1100-p2

⨯V1=

⨯1869.5=249.3m/d

则其质量为：Q2=ρ⨯V2⨯(1-p2)=1000⨯249.3⨯(1-97%)=7479kg/d

通过带式压滤机后泥饼含水率达到80%，污泥通过在宽200mm的实验用滚压带式压滤机上试验，结果见表3-4。

表3-4 压榨试验记录

根据实验结果作滤布移动速度和泥饼含水率、过滤产率关系图，见图3-1。

图3-1 滤布移动速度和滤饼含水率、过滤产率关系

1－滤布移动速度和滤饼含水率关系；2－滤布移动速度和过滤产率关系

查图可知，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：干泥/h，

考虑1.3的安全系数，过滤产率为：

3101.3

=238.5

310.2

⨯2.0=310

kg干泥/h

若脱水机工作每日三班，24h运行。则所需压滤机台数为：

24⨯238.5

747924⨯238.5

=1.3台，取

n=2

选用DY-2000型带式压滤机三台，两用一备。

① 污泥投配设备。选用3台单螺杆污泥投配泵，与3台滚压带式压滤机一一对应。每台投配泵的流量：

24⨯(1-p)⨯n⨯1000

7479

24⨯(1-97%)⨯2⨯1000

=5.19m/h

22.44÷1%=2244L/d=2.244m3/d，脱水机房每日工作为三班制，每班配药一次，则每次配药的体积为：

聚丙烯酰胺投加浓度为0.1%，故选用3台在线稀释设备，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件。

聚丙酰胺药剂的投加采用单螺杆泵，共3台，每台泵的投加流量：

2.24424⨯2

=0.047m/h=47L/h

③ 反冲洗水泵。根据滚压带式压滤机带宽和运行速度，每台脱水机反冲耗水量

为10～12m3/h，反冲洗水压不小于0.5MPa。故选用3台离心清水泵，两用一备。

十三、管道水力计算

① 提升泵房进水管管径：Q=13×104m3/d=1.5m3/s，v=1.0m/s，

4⨯Q

4⨯1.53.14⨯1.0

=1.382m，取DN=1400mm

π⨯v

出水管管径：Q=13×104m3/d=1.5m3/s，v=1.5m/s（有泵的作用），

Qmax⨯4

1.5⨯43.14⨯1.5

=1.128m

π⨯v

，取DN=1200mm。

通过粗格栅的水头损失hf

hf=h0⨯k=ε⨯

2⨯g

⨯sinα⨯k=0.96⨯

0.9

2⨯9.8

⨯sin60⨯3=0.103m，α=60°，

v=0.9m/s，k=3，ε=β⨯()3=2.42⨯(

0.010.02

)3=0.96

② 细格栅：

通过细格栅的水头损失hf

hf=h0⨯k=ε⨯

2⨯g

⨯sinα⨯k=2.42⨯

0.9

2⨯9.8

⨯sin60⨯3=0.26m

α=60°，v=0.9m/s，k=3，ε=β⨯()

=2.42⨯(

0.010.01

)3=2.42

③ 曝气沉砂池至厌氧池的水路计算：（以一条水路为计算对象）主管：Q=13×104m3/d=1.5m3/s，v=1.0m/s，

4⨯Q

4⨯1.53.14⨯1.0

=1.382m，取DN=1400mm

π⨯v

支管：Q=13×104/2=6.5×104m3/d=0.75m3/s，v=1.2m/s 管径：d=则v=

4⨯Q

4⨯0.753.14⨯1.2

=0.89m

π⨯v

，取d=900mm

4⨯0.753.14⨯0.9

π⨯d

=1.18m/s

水头损失：0.4m。

④ 厌氧池到氧化沟的水路计算：

Q=13×104/2=6.5×104m3/d=0.75m3/s，v=1.0m/s 管径：d=则v=

4⨯Q

4⨯0.753.14⨯1.0

=0.98m

π⨯v

，取d=1000mm

4⨯0.753.14⨯1.0

π⨯d

=0.96m/s

水头损失：0.3m。

⑤ 氧化沟到二沉池的水路计算：

氧化沟的出水先进入配水井，再由配水井进入四个二沉池。氧化沟到配水井的管径（v=1.0m/s）：d=取DN=1400mm。则 v=

4⨯Q

4⨯1.53.14⨯1.0

=1.382m

π⨯v

，

π⨯d

4⨯1.53.14⨯1.4

=0.975m/s

配水井到二沉池的管径由前面可得：DN=800mm。

从氧化沟到配水井的水头损失为：0.4m；从配水井到二沉池的水头损失为：0.3m。

十四、泥路计算

氧化沟回流污泥 Q=4.06⨯103m3/h，则单个池子的回流量 Q1=

Q2=

4.06⨯10

=2.03⨯10m/h

取v1=0.9m/s 回流污泥管径：d1=取d1=900mm。则 v1=

4⨯Q1

π⨯v1

4⨯2.03⨯10

3600⨯3.14⨯0.9

=0.893m，

π⨯d1

4⨯2.03⨯10

3600⨯3.14⨯0.90

=0.886m/s

剩余污泥 Q=1869.5m3/d=77.90m3/h 主管管径： v=0.8m/s，d=

4⨯Q

4⨯77.903600⨯3.14⨯0.8

=0.185m

π⨯v

，取d=200mm。

支管管径： v=0.8m/s，d1=

4⨯Q1

π⨯v1

4⨯77.90/23600⨯3.14⨯0.8

=0.131m

，取d=150mm。

二沉池出泥管管径： v=0.8m/s，Q=4060+77.90=4137.9m3/h

4⨯Q

4⨯4137.904⨯3600⨯3.14⨯0.8

=0.676m

π⨯v

，取d=700mm。

城市污水厂设计实例

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