SBR法处理城镇生活污水的工艺设计

（2012届）

毕业论文（设计）

题 目： SBR法处理城镇生活污水的工艺设计 学 院： 专 业： 班 级： 学 号： 姓 名：

指导教师：

教 务 处 制

2012年 月 日

诚信声明

我声明，所呈交的论文（设计）是本人在老师指导下进行的研究工作及取得的研究结果。据我查证，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文（设计）中不包括其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得本校或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。我承诺，论文（设计）中的所有内容均真实、可信。

论文（设计）作者签名： 签名日期: 年 月 日

授权声明

学院有权保留送交论文（设计）的原件，允许论文（设计）被查阅和借阅，学校可以公布论文（设计）的全部或部分内容，可以影印、缩印或其他复制手段保存论文（设计），学校必须严格按照授权对论文（设计）进行处理，不得超越授权对论文（设计）进行任意处理。

论文（设计）作者签名： 签名日期: 年 月

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摘要: 本文采用SBR工艺对城镇生活污水进行处理，设计进水水量为50000m3/d，COD200-300mg/L，BOD200-400mg/L，设计主要工艺流程为格栅、曝气沉砂池、间歇曝气反应池、浓缩池、消毒池。根据设计参数对其主要构筑物进行设计计算，并绘制了工艺流程图、平面布置图、高程图和主要构筑物图。结果表明：经过该工艺处理后，COD的去除率是80%，BOD的去除率是95%，SS去除率是93%，TN去除率是70%，出水可达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）的一级B标准。工程总投资13989.81万元，运行费用1577.58万元，折合吨水成本为0.86元/吨。该工艺具有工艺简单、节省费用、出水质量高、防止污泥膨胀等特点，能带来良好的环境和社会效益。

关键词: SBR法；生活污水；处理；设计

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Abstract: In this paper, the SBR process is carried out to treat the sewage, design influent volume is 50000m3 / d, COD 200-300mg / L, the BOD 200-400mg / L, the design process are the grille, aerated grit chamber, intermittent aeration reaction tank, concentrated pool, disinfectant pool. Be designed and calculated in accordance with the design parameters of its main structures, and drawing the process flow diagram, layout plan, elevation diagram, and the main structures diagram. The results showed that: after the process, the removal rate of COD is 80%, the removal rate of BOD is 95%, the removal rate of SS is 93%, the removal rate of TN is 70%, the effluent can reach the urban wastewater treatment plant emission standards (GB18918-2002), the level of B standard. The project total investment are 139,898,100 yuan, the operating costs are 15.7758 million yuan, equivalent to the tons of water costs are 0.86 yuan / ton. The process has the characteristics of simple process, cost-saving, high water outlet quality, preventing sludge bulking, it can bring good environmental and social benefits.

Keywords: SBR; sewage; treatment; design

II

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目 录

摘要 .............................................................................................................................. 错误!未定义书签。 Abstract ........................................................................................................................ 错误!未定义书签。 1 绪论 ....................................................................................................................................................... 1

1.1 SBR工作原理[1] ........................................................................................................................ 1 1.2 SBR工艺特点[2,3] ...................................................................................................................... 1 2 正文 ....................................................................................................................................................... 3

2.1 概述 ............................................................................................................................................ 3

2.1.1 设计任务 ......................................................................................................................... 3 2.1.2 设计依据 ......................................................................................................................... 3 2.1.3 设计原则[4] ...................................................................................................................... 3 2.1.4 设计水量及进出水水质 ................................................................................................. 3 2.2 污水处理要求及厂址的选择 .................................................................................................... 4

2.2.1 污水处理要求[5] .............................................................................................................. 4 2.2.2 污水处理厂厂址的选择 ................................................................................................. 4 2.3 污水处理厂工艺方案的选择 .................................................................................................... 4

2.3.1 方案选择的原则 ............................................................................................................. 4 2.3.2 工艺方案选择 ................................................................................................................. 5 2.4 工艺流程 .................................................................................................................................... 5

2.4.1 工艺流程图 ..................................................................................................................... 5 2.4.1 主要构筑物设计 ............................................................................................................. 5 2.5 污水处理厂平面布置及高程布置 .......................................................................................... 22

2.5.1 污水处理厂平面布置[14] .............................................................................................. 22 2.5.2 污水处理厂高程布置[11,15] ........................................................................................... 23 2.6 工程总投资及运行费用[16] ..................................................................................................... 28

2.6.1 污水处理厂总投资估算 ............................................................................................... 28 2.6.2 运行费用 ....................................................................................................................... 30 2.6.3 工程的环境效益和社会效益 ....................................................................................... 31 2.7 施工要求及安全措施 .............................................................................................................. 31

2.7.1 施工要求 ....................................................................................................................... 31 2.7.2 安全措施 ....................................................................................................................... 32

3 结论与展望 ......................................................................................................................................... 34

3.1 结论 .......................................................................................................................................... 34 3.2 存在问题 .................................................................................................................................. 34 3.3 展望 .......................................................................................................................................... 34 致 谢 .......................................................................................................................... 错误!未定义书签。 参考文献

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1 绪论

1.1 SBR工作原理[1]

SBR法的核心是其反应池，该池将曝气池与沉淀池合二为一，即生化反应和泥水分离在同一反应池内完成。SBR工艺的一个完整运行周期由五个阶段组成：进水阶段、反应阶段、沉淀阶段、滗水阶段和闲置阶段。

1. 进水阶段

进水阶段是反应池接纳废水的过程，当废水进入反应器后，池内水位逐渐上升，当到达最高水位或所设定的时间时，停止进水。由于进水阶段仅流入废水，不排放处理水，因而反应池具有调节池的功能。

2. 反应阶段

当废水注入达到预定容积后，可根据反应的目的进行曝气或搅拌，以达到降解有机物、硝化、脱氮除磷的目的。若进行曝气，则系统处于好氧状态，通过好氧生物反应实现有机物氧化、氨氮硝化和吸磷反应。若进行搅拌，并存在电子受体和电子供体的情况下，则系统处于缺氧状态，通过缺氧生物反应实现反硝化脱氮和缺氧吸磷。若系统处于厌氧状态，通过厌氧反应实现有机物厌氧硝化、厌氧释磷。

3. 沉淀阶段

停止曝气和搅拌，本阶段反应器相当于二沉池，混合液通过重力沉降实现固液分离。由于在沉淀时反应器内是静止的，故沉淀效率很高。

4. 滗水阶段

其目的是从反应器中排除上清液，一直滗到循环开始的最低水位，该水位离污泥层还要有一定的保护高度，以防止出水水质变差。反应器底部沉降下来的污泥大部分作为下一个周期的回流污泥，过剩的污泥可在滗水阶段排除，也可在闲置阶段排除。

5. 闲置阶段

沉淀之后到下个周期开始之前的期间称为闲置阶段。为维持活性污泥的活性，必须进行搅拌或曝气，此时通常不进水，而是通过内源呼吸使微生物的代谢速度和吸附能力得到恢复，为下一个运行周期创造良好的初始条件。如考虑节能或厌氧状态下释磷，也可以不进行搅拌或曝气。

1.2 SBR工艺特点[2,3]

1. 工艺简单，节省费用

SBR法以一个反应池取代了传统方法及其他变形方法中的调节池、初沉池、曝气池和二沉池，整体结构紧凑简单。SBR反应池具有调节池的作用，可最大限度地承受高峰流量、高峰BOD浓度和有毒化学物质对系统的影响。投资省，运行费用低，它要比传统活性污泥法节省基建投资额30%

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左右。

2. 出水质量高

SBR在固液分离时水体接近完全静止的状态，不会发生短流现象，同时，在沉淀阶段整个SBR

反应池容积都用于固液分离，较小的活性污泥颗粒都可以得到有效的固液分离，因此，SBR的出水质量高于其他的生物处理方法。

3. 理想的推流过程使生化反应推力大效率高

在理想的推流式曝气池中，污水与回流污泥形成的混合液从池首端进入，呈推流状沿曝气池流动，从池末端流出，此间在曝气池的各断面上只有横向混合，不存在纵向的“返混”。作为生化反应推动力的底物浓度，从进水的最高浓度逐渐降解到出水时的最低浓度，整个反应过程底物浓度没有被稀释，尽可能地保持了最大的推动力。

4. 运行方式灵活，脱氮除磷效果好

处理流程短，控制灵活，可根据进水水质和出水水质控制指标处理水量，改变运行周期及工艺处理方法，适应性很强。系统通过好氧/厌氧交替运行，能够在降解有机物的同时达到较好的脱氮除磷效果。

5. 防止污泥膨胀的最好工艺

SBR反应过程基质浓度变化规律与推流式反应器是一致的，扩散系数低，易产生污泥膨胀的丝状细菌在SBR反应池中得到有效的抑制。在较低负荷运行时，SBR中存在随时间而发生的较大基质浓度梯度，这一浓度梯度抑制了丝状菌的生长而有利于非丝状菌的生长，从而防止污泥的膨胀。在高负荷运行时，非丝状菌反而增长较快，所以高负荷时要有适当的空载曝气时间。同时，SBR反应池污泥指数较低，剩余污泥得到好氧稳定，有利于浓缩脱水。

6. 耐冲击负荷、处理能力强

虽然SBR法对于时间来说是一个理想的推流过程，但是就反应器本身的混合状态来说仍属典型的完全混合式，因此具有耐冲击负荷和反应推动力大的优点。

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2 正文

2.1 概述

2.1.1 设计任务 （1）确定处理工艺；

（2）建筑物的尺寸设计计算、高程布置、平面布置； （3）设备选择经济技术分析；

（4）绘制图纸（高程图、平面布置图、主体建筑物图等）。 2.1.2 设计依据

《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002） 《中华人民共和国水污染防治法实施细则》（1989.7.12） 《城市污水处理工程项目建设标准》（2001年修订版） 2.1.3 设计原则[4]

（1）依照国家环境保护的基本国策，执行国家有关法律法规、政策、规范和标准。 （2）依据城市的整体规划，依据保护和改善环境、防止和减少污染、造福人民的原则，结合实际情况，对工业园区污水进行综合处理，满足现代化城市对环境的要求。

（3）依据城市基础设施统一规划、分期实施的方针，在废水处理系统和厂区的选择方面，充分考虑近、远期相结合，合理设计，并为远景发展留有余地。

（4）采用集中处理和分散处理相结合、以集中处理为主的原则，充分利用现有的污水设施，实行污水综合治理，设置污水处理厂并配套相应污水管道。

（5）处理构筑物尽可能布置紧凑以减少动力消耗，同时应根据河流的水位变化及环境容量，处理流程考虑多种运行方式。

（6）处理工艺力求技术先进、成熟、可靠、经济合理、高效节能、运行管理方便、简单、成本低、占地少。

（7）妥善处置污水处理过程中产生的栅渣、沉砂及污泥，避免二次污染。

（8）采用可靠的控制系统，做到技术可靠、经济合理、操作简便，以实现污水处理厂的科学管理。

2.1.4 设计水量及进出水水质 （1）设计水量

该厂最大设计流量Qmax=50000×1.3=65000m3/d=0.75m3/s。

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（2）进出水水质

本工程采用《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的一级标准中的B标准。进水水质及排放标准见表2-1。

表2-1 进水水质及排放标准

项目 进水水质 排放标准

BOD5/(mg/L) 200-400 20

CODcr/(mg/L)

200-300 60

pH 8-10 6-9

SS/(mg/L) 200-400 20

氨氮(mg/L)

50 15

2.2 污水处理要求及厂址的选择

2.2.1 污水处理要求[5]

本次污水处理厂设计水量50000t/d，因为是城镇生活污水，污水通过SBR工艺处理后达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的一级标准中的B标准后排放。

2.2.2 污水处理厂厂址的选择

城镇污水处理厂厂址选择是城镇污水处理厂设计的前提，它与城市的总体规划、城市排水系统的走向、布置、处理后污水的出路都密切相关,应根据选址条件和要求综合考虑，选出适用的、系统优化、工程造价低、施工及管理方便的厂址[6,7]。总之, 污水处理厂位置的选择，应符合城市总体规划和排水工程总体规划的要求, 并根据下列因素综合确定[8]：

（1）厂址必须位于集中给水水源下游，并应设在城市工业区、居住区的下游。为保证卫生要求厂址应与城市工业区居住区保持约300m以上距离；

（2）厂址宜设在城市夏季最小频率风向的上风侧，及主导风向的下风侧；

（3）结合污水管道系统布置及纳污水域位置，污水处理厂选址宜设在城市低处，便于污水自流，沿途尽量不设或少设提升泵站；

（4）有良好的交通、运输和水电条件，有良好的工程地质条件，厂区地形不受水淹，有良好的防洪、排涝条件；

（5）尽量少拆迁、少占农田，同时因厂区规划有扩建的可能，应预留远期发展用地仁。

2.3 污水处理厂工艺方案的选择

2.3.1 方案选择的原则

污水处理厂的污水处理及污泥处理工艺方案选择原则如下：

（1）在常年运转中保证出水所要求的处理程度，处理效果稳定，技术成熟。

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（2）基建投资和运行费用低、占地少、电耗省。以尽可能少的投入取得尽可能大的效益。 （3）运行管理方便，运转灵活，并可根据不同的进水水质调整运行方式和参数，最大限度地发挥处理装置和构筑物的处理能力。

（4）便于实现处理过程的自动控制，提高管理水平。 2.3.2 工艺方案选择

当前国内城镇污水处理厂绝大多数采用活性污泥法，这种方法能有效去除城镇污水中的各种污染物质，并且处理费用最低。

在活性污泥法中，目前使用最多的是传统活性污泥法，但是其处理流程较繁琐，特别是污泥处理复杂，占地面积大，管理人员多，因此排除了传统活性污泥法。通过参照国内外的研究成果和污水处理厂的运行实践，在进行多方案比较的基础上，最终选择了SBR法。

2.4 工艺流程

城镇生活污水经格栅过滤，过滤后的污水由提升泵定时定量提升到SBR反应池进行鼓风曝气处理，经SBR反应池处理后的达标上清水外排，经消毒、自然蒸发来用于树木草灌溉。SBR池中的剩余污泥与格栅过滤的栅渣经厢式压缩机压干，消毒后外运作树木农肥。这样既不影响污水处理效果，又可以大大节省投资，减少运行成本[9]。

2.4.1 工艺流程图

栅渣外运栅渣压榨鼓风机房加氯间进水粗格栅细格栅进水泵房沉砂池 SBR反应池剩余污泥Cl2出水泥饼外运污泥浓缩脱水一体化

图2-1 工艺流程图

2.4.1 主要构筑物设计 1. 格栅[10]

格栅是由一组平行的金属栅条或筛网制成，安装在污水渠道、泵房集水井的进口处或污水处

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理厂的端部，用以截留较大的悬浮物或漂浮物，如纤维、碎皮、毛发、果皮、蔬菜、塑料制品等，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷，并使之正常进行。被截留的物质称为栅渣。

设计粗格栅的选择主要是决定栅条断面、栅条间隙、栅渣清除方式等。

格栅断面有圆形、矩形、正方形、半圆形等。圆形水力条件好，但刚度差，故一般多采用矩形断面。格栅按照栅条形式分为直棒式格栅、弧形格栅、辐流式格栅、转筒式格栅、活动格栅等；按照格栅栅条间距分为粗格栅和细格栅（1.5-10mm）；按照格栅除渣方式分为人工除渣格栅和机械除渣格栅，目前，污水处理厂大多都采用机械格栅。

格栅的设计，应符合下列要求：

经初步核算每日栅渣量＞0.2 m3/d，所以采用机械格栅清渣。 我国过栅流速一般采用0.6-1.0m/s，此次设计采用1.0m/s。 国内机械格栅的安装角度一般为60°-70°，本设计采用60°。 格栅前渠道内水流速度一般取0.4-1.0m/s，本设计取栅前流速1m/s。

h H

h

h a h h

H B L 50H1/tan100L B

图2-2 格栅示意图

（1）粗格栅

设计以最大流量为依据，设格栅设2座，则每座格栅设计流量为

Q=0.75/2=0.38m3/s

设计参数：

1、栅条净间隙b=40.0mm 2、栅前流速：1m/s 3、栅前部分长度：0.5m

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4、格栅倾角α=60°

5、栅渣量：W1=0.05m3 /103m3污水 6、栅前水深：h=1m

格栅设计计算： ① 栅条间隙数n

0.38×sin60n===9(条)

bhv0.04×1×1sinαQ式中Q—每台格栅的最大设计流量，m3/s；

α—格栅倾角，度； h—栅前水深，m； v—污水的过栅流速，m/s。 ② 栅槽宽度B

设计采用ø10圆钢为栅条，即S=0.01m。

BS(n1)bn0.01(91)0.0490.44(m)

由于

B1×h×v＞Q

式中 B1—进水渠道宽度，m

得

B1＞0.38，取B1=0.4m

③ 通过格栅的水头损失h2

0.01312h2kh031.67()sin600.03(m)

0.0429.8v2式中 h0—计算水头损失，h0sin；

2g g—重力加速度；

k—格栅受污物堵塞使水头损失增大的倍数，一般取3；

s3（） ζ—阻力系数，其数值与格栅栅条的断面几何形状有关，对于圆形断面，1.67。 b44④ 栅后槽总高度H

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Hhh1h210.30.031.3（3m）式中 h1—栅前渠超高，一般取0.3m。

⑤ 栅槽总长度L

H12.33(m)tanBB10.440.4L10.05(m)

2tan12tan20LL1L21.00.5L10.03(m)2H1hh110.31.3(m)L2式中 L1—进水渠宽，m；

L2—栅槽与出水渠连接处渐窄部分长度，m； B1—进水渠宽，m；

α1—进水渐宽部分的展开角，一般取20 º。 ⑥ 栅渣量得计算

W=Qw1×864000.38×0.03×86400==0.76(m3/d)0.2(m3/d)

KZ×10001.3×1000式中 W—每日栅渣量，m3/d；

W1—单位体积污水栅渣量，m3/(103m3污水)，当栅条间距为30-50mm时，W1=0.01-0.03，本 设计取0.03；

Kz—污水流量总变化系数。

所以采用机械格栅清渣，选择HF500型回转式固液分离机，共2台。其技术参数见表2-2。

表2-2 HF500型回转式固液分离机技术参数

型号 HF500 （2）细格栅 设计参数：

1、栅条净间隙为b=10.0mm 2、栅前流速0.7m/s 3、栅前部分长度：0.5m 4、格栅倾角α=60°

5、单位栅渣量：W1=0.05m3 /103m3污水

电机功率

kw 1.5 格栅宽度 mm 500 设备总宽 mm 850 栅条间隙 mm 40 安装角度 60° 8

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6、栅前水深h=1m 格栅设计计算： ① 栅条间隙数n

0.38×sin60n===36(条)

bhv0.01×1×1sinαQ式中 Q—最大设计流量，m3/s；

α—格栅倾角，度； h—栅前水深，m； v—污水的过栅流速，m/s。 ② 栅操有效宽度B

本设计采用ø10圆钢为栅条，即S=0.01m。

BS(n1)bn0.01(361)0.01360.71(m)

由于

B1×h×v＞Q

式中 B1—进水渠道宽度，m

得

B1＞0.38，取B1=0.4m

③ 通过格栅的水头损失h2

0.01312)sin600.22(m) h2kh031.67(0.0129.8v2sin； 式中 h0—计算水头损失，h02g4g—重力加速度；

K—格栅受污物堵塞使水头损失增大的倍数，一般取3；

s3（）ζ—阻力系数，其数值与格栅栅条的断面几何形状有关，对于圆形断面，1.67。 b4④ 栅后槽总高度H

Hhh1h210.30.221.52（m）式中 h1—栅前渠道超高，一般取0.3m。

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⑤ 栅槽总长度L

H12.93(m)tanBB10.710.38L10.45(m) 2tan12tan20LL1L21.00.5L10.23(m)2H1hh110.31.3(m)L2式中 L1—进水渠宽，m；

L2—栅槽与出水渠连接处渐窄部分长度，m； B1—进水渠宽，m；

α1—进水渐宽部分的展开角，一般去20º。 ⑥ 栅渣量得计算

WQw1864000.380.05864001.26(m3/d)0.2(m3/d)

KZ10001.31000式中 W—每日栅渣量，m3/d；

W1—单位体积污水栅渣量，m3/(103m3污水)； Kz—污水流量总变化系数。

所以采用机械除渣，选择HF700型回转式固液分离机，共4台。其技术参数见表2-3。

表2-3 HF700型回转式固液分离机技术参数

型号 HF700 2. 进水泵房[10] 设计参数：

(1) 进水管管底高程为4.4m，管径为DN1600，充满度为0.75。 (2) 出水管提升后水面高程为12.9m。

(3) 泵房选定位置不受附近河道洪水淹没和冲刷，原地高程为7.7m。 进水泵房设计计算： ① 污水流量

电机功率 kw 1.1

格栅宽度 mm 700

设备总宽 mm 1050

栅条间隙 mm 10

安装角度 60°

选择集水池与机械间合建式泵站，4台水泵（1台备用）每台水泵的容量为380/3=127L/s

② 集水池容积

采用相当于一台泵6min的容量

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V=127×60×6／1000=46m3

有效水深采用H=6.4m，找集水池面积为F=106m2

③ 选泵前扬程估算：经过格栅的水头损失取0.5m。集水池有效水深2m，正常按1m计。 集水池正常工作水位与所需提升经常高水位之间的高差：

12.9－﹙4.4+1.6×0.75－0.5－1）=8.8m

④ 水泵总扬程：总水力损失为2.80m，考虑安全水头0.5m

H=2.8+8.8+0.5=12.1m

⑤ 一台水泵的流量为

Q1QKZ500001.3903m3/h 324324 根据总扬程和水量选用300QW900-7-37型潜污泵

表2-4 300QW900-7-37型潜污泵参数

型号 300QW900-7-37 3. 曝气沉沙池[11]

沉砂池是城市污水处理厂必不可少的预处理设施，通常设置在细格栅之后。由于城市污水的成分复杂，其中不可避免地会有一些油类或脂类物质。若不经过预处理，可能会给后续生化装置的运行带来影响，如水中油脂的存在会加速橡胶膜片式曝气器上的橡胶膜片老化，降低溶解氧的转移效率；油脂附着在管道上会影响电磁流量计的测量精度等[12]。而曝气沉砂池的沉沙中含有有机物的量低于5%，且由于池中设有曝气设备，它具有预曝气、脱臭、除泡作用以及加速污水中油类和浮渣的分离作用，对后续的反应池的正常运行及对沉沙的最终处置提供了有利条件。

设计参数：

(1) 水平流速一般取0.08-0.12m/s；

(2) 污水在池内的停留时间为4-6min，最大流量时为1-3min；

(3) 池的有效水深为2-3m，宽深比为1-2，长宽比可达5，当池长比池宽大得多时，应考虑设置横向挡板；

(4) 每立方米污水供气量为0.1-0.2m3；

(5) 空气扩散装置设在池的一侧，距池底约0.6～0.9m，送气管应设置调节气量的闸门； (6) 池子的形状应尽可能不产生偏流或死角，在集砂槽附近可安装纵向挡板；

(7) 池子的进口和出目布置应防止发生短路，进水方向应与池中旋流方向一致，出水方向应

流量

m3/h 900

转速 r/min 980

扬程 m 7

功率 kw 37

效率 % 54.1

出水口直径

mm

300

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与进水方向垂直，并最好设置挡板；

(8) 池内应设消泡装置。 曝气沉砂池设计计算：

设计中选择两组曝气沉砂池，每组沉砂池最大设计流量为0.38m3/s。 ① 沉砂池有效容积V

V = 60Qt = 60×0.38×2 = 45.6m3

式中 Q—每组沉砂池最大设计流量，m3/s； t—停留时间，本设计取2min。

②水流断面积A

A式中 v—水平流速，本设计取0.08m/s。

③ 沉砂池总宽度B

Q0.384.75m2 v0.08BA4.752.38m h22B:h2 = 1.19<2

式中 h2—沉砂池有效水深，本设计取2m。

④ 沉砂池长度L

LV45.69.6m A4.75⑤ 每小时所需空气量q ：

q = 3600dQ= 3600×0.2×0.38 = 273.6m3/h

式中 d—每立方米污水所需空气量，本设计取0.2m3。

⑥ 贮砂斗所需容积V0

由于每组沉砂池有两个贮砂斗，故每个贮砂斗所需容积为

V086400QXT864000.383020.76m3 662KZ1021.310式中 X—污水的沉砂量，对城市污水一般采用30m3/106m3污水； T—排砂时间间隔，本设计取2d。 ⑦ 贮砂斗上口宽度a

a2h320.5a10.51.1m tantan6012

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式中 h'3—贮砂斗高度，本设计取0.5m；

α—斗壁与水平面的倾角，一般采用圆形沉沙池α=55°，矩形沉砂池α=60°，本设计采用矩 形沉砂池。

a1—贮砂斗底宽，一般采用0.4-0.5m，本设计取0.5m。

⑧ 沉砂斗容积V1

V12h30.52(aaa1a1)(1.121.10.50.52)0.34m30.73m3 33故符合要求。 ⑨ 沉砂池高度h3

设采用重力排砂，池底坡度i=6%，坡向沉砂斗，则

L2L2a9.621.13.7m 22h3 = h'3+0.06L2 = 0.5+0.06×3.7 =0.72m

⑩ 池总高度H 设超高h1=0.3m，则

H=h1+h2+h3=0.3+0.5+0.72=1.52m

11 进水渠道 ○

格栅的出水通过DN1600mm的管道送入沉砂池的进水渠道，然后向两侧配水进入沉砂池，进水渠道的水流速度

v1Q0.380.42m/s B1H11.80.5式中 B1—进水渠道宽度，本设计取1.8m；

H1—进水渠道水深，本设计取0.5m。

○12

出水装置

出水采用沉砂池末端薄壁出水堰跌落出水，出水堰可保证沉砂池内水位恒定，堰上水头

QH1mb2g20.380.2m 0.42.3829.82323式中 m—流量系数，一般采用0.4-0.5，本设计取0.4； b2—堰宽，等于沉砂池的宽度，m。

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出水堰后自由跌落0.15，出水流入出水槽，出水槽宽宽度B2 =0.8m，出水槽水深h=0.35m，水流流速v2=0.89m/s。采用出水管道在出水槽中部与出水槽连接，出水管道采用钢管，管径DN2=800mm，管内流速v3=0.99m/s，水力坡度i=1.46%。

13 排砂装置 ○

采用PXS2500型行车泵式吸砂机，共2台。其规格和性能参见表2-5。

表2-5 PXS2500型行车泵式吸砂机规格和性能

型号 PXS2500 4. 反应池[13]

间歇曝气反应池集曝气、沉淀于一身，省去了连续反应式活性污泥法处理系统中的初沉池、二沉池和回流污泥泵房。间歇曝气反应池中经过延时曝气的活性污泥已好氧稳定，不需要再进行硝化处理，因此工艺流程比较简单。间歇曝气反应池的状态可以任意调节，因而有利于去除可降解的有机物。此外，该反应池对于小型污水厂最适用。

设计参数：

(1) 处理要求见表2-6。

表2-6 处理要求

项目 BOD5 (mg/L) CODcr(mg/L)

pH SS/(mg/L) 氨氮(mg/L)

进水水质 400 300 9 300 50

排放标准

20 60 7 20 15

池宽B/mm 2500 功率/kw 5.15 行车速度/(m/min)

1.3 (2)设SBR运行每一周期时间为6h，进水时间1.5h，反应时间2.0h，沉淀时间1.0h，排水时间1.5h。

反应池设计计算： ① 间歇曝气反应池总容积V i. 有机污泥负荷法计算混合液体积Vh

VhQLjFwNw650004001.06105m3

35000.07式中 Q—反应池设计流量，m3/d；

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Lj—进水BOD5浓度，mg/L；

Fw—混合液悬浮固体浓度，设计取3500mg/L；

Nw—有机物污泥负荷，设计取0.07kgBOD5/(kgMLVSS · d)。

拟采用10座间歇曝气反应池，每池混合液所占体积Vh1

Vh1Vh10600010600m3 1010Vh1106004.3m LB7035取池长L=70m，宽B=35m，则每池混合液占池深Hh

Hhii. 每池每周期进水所占容积Vs1

Vs1Q到达最高水位所需时间（以h计）池数24

650004.51218.75m31024进水所占水深Hs

Hsiii. 每池的总容积V1

Vs11218.750.5m BL3570V1=Vh1+Vs1=10600+1218.75=11818.75m3

iv. 总体积V

V=10V1=10×11818.75=118187.5m3

v. 反应池深度H 最高水深4.3+0.5=4.8m 采用超高0.5m，则

H=Hh+Hs+0.5=4.3+0.5+0.5=5.3m

vi. 水力停留时间t

t② 间歇曝气反应池需氧量 i. 设计需氧量（AOR）计算

V118187.51.818d Q6500015

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VNwAORaQ(LjLch)bQ(NjNch)0.12c1.4765000(40020)118187.50.07 65000(5015)4.570.121000100020100046706kgO2/d式中 a—碳的氧当量，一般取值1.47；

b—常数，为4.57kgO2/kgN，其含义为氧化每公斤氨氮所需氧量； c—常数，为1.42，其含义为细菌细胞的氧当量； Lj—进水BOD5浓度，mg/L； Lch—出水BOD5浓度，mg/L； Nj—进水氮浓度，mg/L； Nch—出水氮浓度，mg/L； θc—污泥龄，取20d。

ii. 标准需氧量（SOR）计算

拟采用橡胶膜式微孔曝气装置曝气，氧利用率20%，气压为一个大气压，反应池最大水深5.3m，微孔曝气装置安装深度5m。

SOR=KO×AOR=1.44×46706=67257kgO2/d

式中 KO—需氧量修正系数。按下式计算：

KoCs(CswCo)1.024(T20)9.21.440.85(0.99.652)1.024(2520)

式中 T—反应池夏季平均水温，25℃；

α—混合液中KLa值与清水中KLa值之比，鼓风曝气α=0.85；

β—混合液饱和溶解氧值与清水饱和溶解氧值之比，鼓风曝气β=0.90； Cs—标准条件下清水中饱和溶解氧，Cs=9.2mg/L；

Csw—清水在T℃和实际计算压力时的饱和溶解氧，mg/L； Co—混合液剩余溶解氧值，一般Co=2mg/L。

Pb=1.013+9.8×0.5=1.513（105Pa）

PO17.541.513CswCsttb8.49.65mg/L

422.068422.06816

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式中 Cst—清水在T℃时的饱和溶解氧，mg/L； Pb—曝气装置处绝对压力，105Pa； Ot—曝气池逸出气体中含氧，%。

Ot21(1EA)21(10.2)10010017.54%

7921(1EA)7921(10.2)式中 EA—曝气设备氧利用率。

iii. 供气量计算

GsSOR672571.245106m3/d

0.27EA0.270.2式中 Gs—标准状态下的空气体积，m3/d； 0.27—标准状态下空气中的含氧量，kg/m3。

每池供气量Gs1=Gs/10=1.245×105m3/d。

间歇曝气反应池6h一周期，其中2h曝气，每池每天曝气8h，每池每小时曝气量为

G's1=Gs1/8=1.245×105/8=15563m3/h

iv. 曝气装置计算

拟采用直径215mm橡胶膜式微孔曝气器，共10个。查样本每只曝气头供气量按大于2.2m3/h计，每个反应池需安装曝气头数量为

N1=G's1/每只曝气头供气量=15563/2.2=7074只

系统需安装曝气头总数量为

N=10N1=10×7074=70740只

③ 排水系统设计计算 每池滗水器排水能力：

QpQz(总水量)65000排水时间1.52437.5m3/h

池数周期数104拟选择旋转式滗水装置，滗水器的堰口负荷q拟采用25L/(s · m)，计算堰口长度L为

LQpq2437.5100027m 253600确定每池采用堰口长度为27m的旋转式滗水器1台，全厂共10台。

滗水器从最高水位4.8m时开始滗水，到最低水位4.3m时结束，滗水高度0.5m。 ④ 剩余污泥量W

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WQY(LjLch)1000650000.76(40020)18772kg/d

1000式中 Y—污泥产率系数。按下式计算：

Sj0.0720.6c1.072(T15)YK0.61(T15)L10.081.072jc

(1015)3000.0720.6201.07210.610.76(1015)40010.08201.072式中 K—修正系数，取1；

Sj—进水悬浮固体浓度，mg/L； T—设计水温，冬季计算水温取10℃。

系统每天产剩余污泥总量18772kg干固体（含水率99.3%），总体积6257m3/d。 5. 鼓风机房

鼓风机房是生化处理系统的心脏，其正常运转对污水的处理效果起重要作用，根据SBR反应池的工艺要求，鼓风机房总供气量为Gs=1245000m3/d=865m3/min。

鼓风机房内设置5台L94WD型罗茨鼓风机，其中1台备用，配套电机型号JS1512-12。其技术参数见表2-7。

表2-7 L94WD型罗茨鼓风机技术参数

风机型号

转速 (r/min)

L94WD

490

kPa 58.8

升压 mmH2O 6000

进口流量 轴功率 m3/min 217

kW 319

配套电机 型号 SJ1512-12

功率kW 330

风机重量kg 12000

6. 加氯间[13]

污水经二级处理后，其细菌含量的绝对值仍然很可观，并有存在病原菌的可能，特别是在夏季。因此设一加氯间对处理后的水在夏季进一步做消毒处理然后排入水体。加氯间中设有手动真空加氯机，并设有双探头漏氯报警器。为防止意外事故发生，还另设套漏氯吸收装置。

设计参数：

（1）水力停留时间T=0.5h；

（2）设计投氯量一般为3.0-5.0mg/L，本工艺取最大投氯量max5.0mg/L。 消毒池设计计算： ① 消毒池容积V

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V=QT=65000/24×0.5=1354m3

设池长L=23.5m，有3格，每格池宽b=6.5m，长宽比L/b=3.6，有效水深H1=3m，接触消毒池总宽B=nb=3×6.5=19.5m，则实际消毒池容积为

V1=BLH1=19.5×23.5×3=1375m3

② 每日加氯量W

WmaxQ5.065000103325kg/d13.54kg/h

拟选用FX4045C3自动控制真空加氯机2台（1用1备），每台加氯量75kg/h。设置1套1000kg级的漏氯吸收装置。

氯库贮氯按15d加氯量考虑，加氯间内设30个氯瓶（包括10个工作氯瓶），设有2组可供10个氯瓶工作的汇流排，2组汇流排工作状态可自动切换，加氯机内设1000kg级计量地坪2台，为更换氯瓶的需要，氯库内设2r起重悬挂吊车1台。

加氯点设在污水处理厂的消毒池的进水口处，为保证加氯用水射器的背压，设置离心加压泵2台，Q=50m3/h，H=41m。在加氯间内设置7台防爆轴流风机，换风能力保证室内每小时换气次数大于12次。

7. 污泥浓缩池

由每天剩余污泥总量知，污泥总体积Q=6257m3/d 设计参数：

（1）污泥含水率P=99.3%，浓缩后含水率P1=97%； （2）污泥浓缩时间T=16h，贮泥时间t=4h。

① 浓缩池面积A 则浓缩池总面积为

AQC162573625.7m2 M30式中 Q—污泥量，m3/d；

C1—污泥固体浓度，取3g/L；

M—浓缩池污泥固体量，取30kg/m2 · d。

半径R为

RA625.714.1m，即直径D=28.2m

② 浓缩池高度

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h1③ 有效水深

TQ1662576.7m 24A24625.7hh1h2h36.70.30.37.3m

式中 h2—浓缩池超高，取0.3m；

H3—缓冲层高度，取0.3m。 ④ 池底坡度造成的深度

D28.2h4ir10.0260.2m

22式中 i—坡度，取0.02； r1—上口半径，取6m。

⑤ 泥斗容积 泥斗深度为

h5=（r1-r2）tanα=（6-3）tan60º=5.2m

式中 r2—下口半径，取4m； α—泥斗倾斜角度，取60º。

泥斗容积为

33泥斗以上锥体部分的体积

h0.22V4(R2Rrr)(14.1214.1662)66.9m3 1133⑥ 总深度

Vh5(r1r1r1r2)225.2(626112)234.2m3

Hhh4h57.30.25.212.7m

⑦ 污泥体积

V0Q100P10099.362571459.97m3/d

100P100971设污泥清理时间隔为4h，则每次清理污泥量为1459.974243.3m3

24检验：

VV234.266.9301.1m3243.3m3，符合要求

⑧ 进泥管径 设进泥速度为1.2m/s

D1462570.28m280mm

2436001.220

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⑨ 排泥管径 设排泥速度为1.0m/s

D24243.30.29m290mm

36001.0⑩ 出水管径 设排水速度为1.8m/s

62574243.3240.058m58mm D336001.88. 脱水机房

污泥脱水的作用是利用污泥脱水机械，对来自浓缩池的活性污泥进行脱水，使其含水率由97%降至75%以下，从而大大减小污泥体积，且便于运输。

① 压滤前体积V1=243.3m3

② 压滤后体积V2V11P1243.310.9729.2m3

1P210.75③ 泥饼产量

Q湿泥饼=B·ξ·δ·v·s·γ·β

=2×0.9×0.01×6×60×1.03×95%=6.34t/h

式中 Q湿泥饼—湿泥饼产出量，t/h；

B—滤带宽度，设计取2m；

ξ—滤带宽度利用系数，一般取0.85-0.9，设计取0.9；

δ—湿泥饼厚度m，一般取6-10mm（0.006-0.01m），设计取0.01m； v—压滤带实际工作速度m/min，一般取3-6m/min，设计取6m/min； s—单位时间60min/h；

γ—湿泥饼比重t/m3，一般取1.03 t/m3； β—固相回收率，一般取≥95%。

② Q进料量=（湿泥饼含固率÷进料含固率）×Q湿泥饼（t/h） =（97%÷60%）×6.34=10.25t/h

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③ 所需带式浓缩脱水设备的数量

nW18772240.0310002.5，取3台

Q进料量10.25式中 W—污泥总量，t/h；

Q进料量—单台带式压滤机的处理能力，t/h。

拟采用3DP型带式浓缩脱水设备4台(3用1备)，其设备参数见表2-8。

表2-8 3DP型带式浓缩脱水设备参数

项目 带宽/m 浓缩段总面积/m2 压滤段面积/m2

总长/m 总宽/m

压力控制系统功率/kW 压滤段主电机功率/kW 浓缩段电机功率/kW 耗水量(8.4kg/cm2)/(m3/h)

重量/kg

参数 2.0 7.43 9.29 6.88

3.05 2.2

3.75 2.2 16.35 10432

2.5 污水处理厂平面布置及高程布置

2.5.1 污水处理厂平面布置[14]

废水处理厂的平面设置就是厂区内各种处理构筑物及其附属建筑和设施相对位置的平面布局。它包括处理构筑物、辅助性建筑物、各种管道以及道路绿化等各项平面设计，关系到占地面积大小，运行管理是否安全可靠、方便，以及厂区环境卫生状况等多项问题。

（1）平面布置原则

为了使平面布置更经济合理，应遵循下列原则。

① 平面布置应紧凑合理，减少占地。流程顺畅，各构筑物布置紧凑，污水、污泥处理设置设施的位置应力求适用、合理。各构筑物之间连接管（渠）应简捷，尽量避免迂回曲折和立体交叉，并考虑施工、检修方便。

② 合理规划，分期建设。若有远期规划，应按远期规划布局，作出分期建设的按排。应考虑处理厂扩建的可能，留有适当的扩建余地，对分期建造的工程，应考虑分期施工方便。

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③ 城市污水处理厂的处理设施、生活设施与生产管理建筑物宜集中分区布置。废水与污泥处理的流向应充分利用原有地形。生活设施与生产管理建筑物与处理构筑物保持一定的防护距离。建筑物布置应注意朝向和风向。如加氯间和氯库应尽量设置在主导风向的下风向，泵房及其他建筑物尽量布置成南北向。特别是污泥消化池、沼气储气柜等易燃易爆的构筑物的安全距离，应按建筑防火的有关规定确定。

④ 充分利用地形，力求挖填土方平衡以减少填、挖土方量和施工费用。

⑤ 各单元处理构筑物的座（池）数，根据处理厂规模、处理厂的平面尺寸、各处理设施的相对位置与关系、池型等因素来确定，同时考虑到运行、管理机动灵活，在维护检修时不影响正常运行。每个单元处理构筑物不得少于两座（池），而且，联系各处理构筑物的管渠布置应使各处理系统自成体系，不致影响其他单元构筑物的正常运行，以及发生事故或停运检修时，能使废水跨越后续处理构筑物而进入其他池子或直接排入水体。

⑥ 在设计处理厂平面与附属建筑的位置关系，应根据安全、运行管理方便与节能的原则来确定。

⑦ 废水处理厂区内应设置连通各构筑物和建筑物的道路，厂内应有一定的绿化面积，其比例应小于全厂总面积的30%。

（2）主要构筑物

表2-9 主要构筑物

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9

名称 粗格栅 提升泵房 细格栅 曝气沉淀池 间歇曝气反应池 鼓风机房 消毒池 辐流式浓缩池 脱水机房

单组尺寸（m）

B×L×H 0.85×2.4×1.4 18×15×13 1.05×3×1.6 2×9.6×7.5 35×40×5.3 10×10×7 19.5×23.5×3 Φ28.2×6.7 10×15×7

组数（组）

2 1 4 2 10 1 1 1 1

2.5.2 污水处理厂高程布置[11,15]

废水处理厂的平面布置确定了各处理构筑物的平面位置，而其相对应的纵向高度位置则需由高程布置来确定。为了使废水与污泥尽可能按重力在处理流程中畅通流动，应避免构筑物水面标高产生矛盾，合理地确定各处理构筑物和其他构筑物的标高。同时正确选定各连接管渠的尺寸，

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以求水头损失最小，使废水处理厂高程布置更加合理。

（1）高程布置原则

污水处理厂高程布置的任务是：确定各处理构筑物和泵房等的标高，选定各连接管渠的尺寸并决定其标高。计算决定各部分的水面标高，以使污水能按处理流程在处理构筑物之间通畅地流动，保证污水处理厂的正常运行。

污水处理厂的水流常依靠重力流动，前面构筑物中的水位应高于后面构筑物中的水位，两构筑物之间的水面高差即为流程中的水头损失（包括构筑物本身、连接管道、计量设备等的水头损失）。在污水处理厂，若进水沟道和出水沟道之间的水位差大于整个处理厂需要的总水头，处理厂内就不需设置废水提升泵站。反之，就必须设置泵站。水头损失应通过计算确定，并留有余地。污水处理构筑物的水头损失与构筑物形式和构造有关，可以参考下表。

表2-10 污水处理构筑物需要的水头损失

构筑物 细格栅 粗格栅 集水池 曝气沉淀池 间歇曝气反应池 污泥浓缩池

水头损失/m 0.2~0.3 0.1~0.2 0.4~0.6 0.2~0.5 0.3-0.5 1.0~2.5

高程布置应综合考虑提升泵的扬程或进水管渠标高、厂区地区标高、地形、处理构筑物、排水水体的特征水位等因素来确定。应遵循以下原则：

① 认真计算管道沿程阻力损失、局部阻力损失，各处构筑物计量设备及联络灌区、水头损失，考虑最大时流量、雨天流量和事故时流量的增加，并留有一定的余地。还应考虑当某构筑物停止运行时与其并联运行的其他构筑物与有关的连接管渠能通过全部流量。

② 考虑远期发展，为水量增加预留水头。

③ 避免处理构筑物之间跌水等浪费水头的现象，充分利用地形高差，实现自流。

④ 认真计算并留有余地的前提下，缩小全程水头损失及提升泵站的全扬程，降低运行费用。 ⑤ 需要排放的处理水，在长年大多数时间里能自流排放水体。注意排放水位不一定选取水体年最高水位。因为其出现时间较短，易造成常年水头浪费，应该选取经常出现的较高水位作为排放水位，当水体水位高与设计排放水位时，可进行短时间的提升排放。

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⑥ 应尽可能使污水处理厂的出水管渠高程不受水体洪水顶托，并能自流。 （2）高程计算

处理后的污水排入农田灌溉渠道以供农田灌溉，农田不需水时排入某江。由于某江水位远低于渠道水位，故构筑物高程受灌溉渠水位控制，计算时，以灌溉渠水位作为起点，逆流程向上推算各水面标高。考虑到SBR反应池挖土太深时不利于施工，故排水总管的管底标高与灌溉渠中的设计水位平接（跌水0.8m）。

该厂最大设计流量Qmax=50000×1.3=65000m3/d=752.3L/s。

高程计算中，沟管的沿程水头损失按所定的坡度计算，局部水头损失按流速水头的倍数计算，本设计中ξ取4。

① 构筑物之间连续管渠的水力计算结果见表2-11。

表2-11 连接管渠水力计算表

管渠名称

设计流量 L/s 752.3 752.3 752.3 75.2 75.2 752.3 376.2 376.2

管渠设计参数

尺寸 D/m或B×H/(m×m) 1.0

1.0 1.0 0.45 0.45 0.8 0.8×0.35 1.8×0.5

水深

h/m 0.8 0.8 0.8 0.4 0.4 0.6 0.32-0.3 0.4-0.26

坡度i

流速v/(m/s) 1.01 1.37 0.95 0.95 0.99 0.89 0.42

长度 l/m 390.0 10 25 10 5 27 11

出水管入灌溉渠

出水管 消毒池入流管 SBR反应池出水管 SBR反应池入水管 SBR反应池配水渠 沉砂池出水总渠 沉砂池入水总渠 注：1. 出口处水深

0.001 0.0025 0.0025 0.0025 0.0146 0.0021 0.0025

2(1.5Q)hk3B2

9.8式中 Q—设计流量（m3/s）； 1.5—安全系数。

污水处理厂的设计地面高程为50.00m，污水高程计算见表2-12。

表2-12 污水高程计算表

污水流程计算 灌溉渠道水位 排水总管水位 跌水0.8m

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高程m 49.2 50

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消毒池出水水位

沿程水头损失=0.001×390=0.39

SBR反应池出水水位 沿程水头损失=0.0025×25=0.06

SBR反应池中水位 集水槽起端水深=0.4m 自由跌落=0.1m 堰上水头=0.02 合计0.52m

沉砂池出水水位

沿程水头损失=0.0021×27=0.06 沉砂池出水总渠起端水位 沿程损失=0.32-0.3=0.02

沉砂池中水位 集水槽起端水深=0.76m 自由跌落=0.15m 堰上水头=0.03 合计0.94m 沉砂池起端水位 沿程水头损失=0.4-0.26=0.14m 沉砂池出口局部损失=0.04m

合计=0.18m

格栅前水位

55.76 52.71 52.53 51.57 51.59 51.51 50.39 50.99

粗格栅过栅水头损失=0.03m 细格栅过栅水头损失=0.22m 提升泵房总水力损失=2.80m

合计3.05m

注：堰上水头按有关堰流公式计算，沉淀池、反应池集水槽系平底，且为均匀集水，自由跌水出流，其计算式为

B0.9Q0.4

h01.25B式中 Q—集水槽设计流量（m3/s），为确保安全，设计流量再乘以1.2-1.5的安全系数，本设计取 1.5；

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B—集水槽宽（m）；

h0—集水槽起水端水深（m）。

② 构筑物之间连续管渠的污泥损失计算

污水处理厂的污泥外运填埋标高50.00m，污水流程计算结果见表2-13。

表2-13 污泥高程计算表

管渠名称

设计流量 L/s 72.4

管渠设计参数

尺寸 坡度i 流速D/m或v/(m/s) B×H/(m×m)

0.29

0.01

1.0

长度

l/m 10.0

污泥流程计算 高程

/m /m 沿程损失0.1； 局部损失0.2； 共计0.3

污泥浓缩池 污泥井至污泥浓缩池

72.4 72.4

0.28

0.02

1.2

80.0

构筑物水头损失1.2 沿程损失1.6； 局部损失0.3；

污泥井

72.4

共计1.9 构筑物水头损

失0.8

54.2 51.5 53.4 50.3

浓缩池至脱水机房

具体详见高程布置图。 2.5.3 污染物沿程去除率

根据计算，污染物沿程去除率见下表。

表2-14 各主要构筑物进出水水质设计参数

项目 构筑物

COD/(mg/L) COD去除率/% BOD5/(mg/L) BOD5去除率/% SS/(mg/L)

300 400 300

255 15 360 10 240

229.5 9 331 8 196

60 74 20 94 20

60 80 20 95 20

原水

格栅

沉砂池

SBR反应池

整个流程

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SS去除率/% TN/(mg/L) TN去除率/%

50

20 42 16

18

90 15

93 15 70

2.6 工程总投资及运行费用[16]

2.6.1 污水处理厂总投资估算

项目总投资=工程费用+工程建设其他费用+基本预备费 一、工程费用估算 1、建筑工程费用

①主体构筑物工程费用估算

污水处理厂内主要的水处理构筑物均按体积估算土建成本，按照200-800元/m3估算，统计并列入表2-15。

表2-15 污水厂主体构筑物土建部分估算表

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 9 10 11

名称 粗格栅 提升泵房 细格栅 曝气沉淀池 间歇曝气反应池 鼓风机房 消毒池 污泥泵房 辐流式浓缩池 脱水机房 配水井 合计

单组尺寸（m） B×L×H 0.85×2.4×1.4 18×15×13 1.05×3×1.6 2×9.6×7.5 35×40×5.3 10×10×7 19.5×23.5×3 15×15×13 Φ28.2×6.7 10×15×7 φ10×4

组数（组）

2 1 4 2 10 1 1 1 1 1 1

总费用（万元）

0.7 30.2 3.6 121.5 4000 20 17 40 2000 30 10 6273

② 污水处理厂管线总费用

污水处理厂区内的各种管线的材料、安装费用按主体构筑物工程费用投资的30%-50%估算，取40%，即：6273×40%=2509.2万

③ 附属构筑物工程费用估算

污水处理厂内附属构筑物的土建费用估算，按照面积估算，每平方米均按200-300元/m2计算。统计结果列入表2-16。

表2-16 污水处理厂辅助构筑物土建部分表

序号

名称

平面尺寸

座数

面积

单价

总费用

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（m×m）

1

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

综合楼 化验室 食堂 锅炉房 宿舍 绿化用房 维修间 仓库 传达室 配电房 合计

46×15 20×15 15×15 10×8 30×20 8×8 20×12 28×10 10×3 10×5

1 1 1 1 1 1 1 1 1

（m2） 690 300 225 80 600 64 240 280 30 50

（元/m2） 300 300 200 200 300 300 300 200 200 200

(万元) 20.7 9.0 4.5 1.6 18 1.9 7.2 5.6 0.6 1.0 70.1

所以污水处理厂的建筑工程费用为 6273+2509.2+70.1=8852.3万元

2、设备购置费

污水处理厂的各种设备按同一名称统计入下表，并表示出了各个设备的安装位置。

表2-17 污水设备费用估计表

序号 1 2 3 4 5 7 8

设备名称

规格及型号

单位 台 台 台 台 台 台

数量 2 4 4 5 2 4

单价 总价 （万元） （万元） 20 15 4 20 2 10

40 60 16 100 4 40 30 290

粗格栅 HF500 细格栅 HF700 水泵 300QW900-7-37型潜污泵 鼓风机 L94WD型罗茨鼓风机 污泥泵 PXS2500型行车泵式吸砂机 脱水机 3DP型带式浓缩脱水设备 各类闸门

3、安装工程费用

按照主要设备和主要材料的百分比进行估算，百分比可根据有关指标或同类工程的测算资料取定，本设计取10%。

所以安装工程费用为 290×10%=29万元

综上：第一部分费用即工程费用为 8852.3+290+29=9171.3万元 二、工程建设其他费用估算 1、土地使用费

按照每平米100元计算，污水处理厂占地面积为35万平方米，所以土地使用费为3500万元 2、建设单位管理费

建设单位管理费是指建设单位为进行建设项目筹备、场地准备、建设、联合试运转、验收总结等工作所发生的管理费用。建设单位管理费是以工程用总合为基础，按照工程项目不同规模分

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别确定建设单位管理费率计算。取费标准为第一部分工程费用总值在10000-20000万元之间时，费率为0.9%-1.1%，计算基础为第一部分工程费用总值。本设计取1%。

所以建设单位管理费用为 9171.3×1%=91.71万元

综上：第二部分费用即工程建设其他费用为 3500+91.71=3591.71万元 三、基本预备费

基本预备费是指进行可行性研究投资估算中难以预料的工程和费用，其中包括实行施工图预算叫系数包干的预算包干费。

基本预备费=（工程费用+工程建设其他费用）×（8%~10%）

本设计取预备费率为8%，所以基本预备费为 （9171.3+3591.71）×8%=1226.8万元 综上：污水处理厂项目总投资费用=工程费用+工程建设其他费用+基本预备费 =9171.3+3591.71+1226.8 =13989.81万元 2.6.2 运行费用 （1）耗电量见下表

表2-18 耗电量

名称 粗格栅 提升泵 细格栅 刮泥机 罗茨鼓风机 污泥泵 综合办公楼 照明 小计

总装机容量/kw

3.0 410 4.0 34 310 90 15 6 872

运行容量/kw

3.0 410 4.0 34 205 90 15 6 767

运行时间/h

24 24 24 6 6 6 8 9

耗电量/kW×h

72 9840 96 204 1230 360 120 54 11976

总装机容量为872kW，日耗电量为11976kW×h，电费按1.0元/(kW×h)计算，则电费为

11976×1.0=11976元/d。

（2）人工费

污水厂定员20人，人均工资收入按2000元/月计算，则每天支出费为

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20×2000/30=1333元/d

（3）固定资产折旧费

10398.1×10%=1039.81万元/年

（4）维修费

按折旧费的5%计算，则维修费为 1039.81×5%=51.99万元/年 （5）运行费

运行费包括电费、人工费、维修费及折旧费，则运行费用合计1577.58万元/年，折合吨水成本为15775800/(365×50000)=0.86元/吨 2.6.3 工程的环境效益和社会效益

污水处理厂建成投入使用后，所排放的污染物将得到有效的控制，这样在减少城镇对江河水体污染的同时又满足了下游地区的饮用水和景观用水的质量。明显地改善了河流水质以及人们的生活环境，为净化城市的生态环境做出了自己的贡献。

污水经过处理，不仅解决了水资源污染问题，且水质的改善将会促进该市的旅游业发展，有利于该市在经济全方面的发展。同时对下游地区也会带来巨大的经济效益，保证当地及下游地区的人民的身体健康及社会经济的可持续发展，给当地带来了很好的社会效益。

2.7 施工要求及安全措施

2.7.1 施工要求

污水处理厂污水处理工程施工时[17]，除按施工图的具体技术要求施工外，还应满足以下要求： （1）施工图纸

主体施工图纸严格执行国家有关钢筋混凝土工程、钢结构工程施工规范和《给水排水构筑物施工及验收规范》GBJ141—92。

（2）结构施工

主体结构施工应对照工艺、电气设计图纸进行，不得遗漏预埋件和预埋孔洞，做好预埋件的防腐处理。如有矛盾和不详实之处，应及时与设计单位联系。

（3）设备安装

设备安装技术要求除按到货技术要求执行外，还应执行《机械设备安装工程施工及验收规范》第一册，通用规范TJ231（一）—75第五册，压缩机、风机、泵设备安装，TJ（五）—78；《化工机械设备安装施工及验收规范（通用规定）》HGJ203—83。或由设备生产厂技术人员指导、参与安装和调试。尤其注意设备基础和安装施工应按订货（或到货）设备图纸进行。

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（4）管道安装工程

一般应执行《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268—97。 ① 连接与防腐

镀锌铸铁管，丝扣连接。明装管道，除锈之后刷丹油两遍，再刷银粉两遍；暗装管道，除锈之后刷丹油两遍，再刷沥青漆两遍。执行《建筑安装工程质量检验评定标准（管道部分）》TJ302—74。

焊接铸铁管，焊接或法兰连接，地埋管道在除锈之后刷丹油一遍，铁红环氧底漆两遍，再刷沥青漆一遍；明装管道，除锈之后刷丹油一遍，铁红环氧底漆两遍，面漆一遍。执行《建筑安装工程质量检验评定标准（工业管道安装工程）》TJ307—77。

陶土排水管，承插连接，执行《市政排水管渠工程质量检验评定标准》CJJ3—90。 ② 管道保温

室外明装管道（沼气管道除外）以20mm岩棉包装，外用玻璃布包扎，再刷面漆。 （5）设备管道面漆颜色规定

设备：成套设备为原色；非标设备灰蓝色。

管道：污水管，绿色；自来水管，银灰色；污泥管，褐色；压缩空气管，深蓝色；真空管，黄色。

2.7.2 安全措施 （1）因故全厂停电

开启污水超越管，将污水直接排入江河中。 （2）污水区局部故障 可通过跨越管运行。 （3）污泥区故障

通过超越管直接将污泥运走。 （4）抗震

设计该污水厂所在城市地震度为Ⅷ度，因此污水处理厂设计按照Ⅷ度设防，本工程的建、构筑物均按照《建筑抗震设计规范》的有关规定进行。

（5）抗洪

污水处理厂内设有相应的厂区雨水排放系统及雨水泵站。

（6）防暑

采用如下的防暑措施：在生产厂房采取自然通风或机械通风换气措施，在化验楼、办公楼等

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设置空调系统。

（7）合理利用风向

设计中将办公楼、化验室等建筑物避开厂区的下风向，以避免由于风带来的不良影响。 （8）减振降噪

鼓风机在生产过程中产生噪音过大，除选用低噪音型的鼓风机外，还用隔音罩将鼓风机罩起来。强振设备与管道采用柔性连接方式，防止振动造成的伤害。

通过平面布置来将噪音降到最低。根据声传播的方向性，建筑物的屏蔽作用和绿化植物的吸收等因素进行布置，减少噪音的不良影响。

（9）防火防爆

采用市政消防柜，灭火器进行灭火。在生产厂区，装置以及建筑物的布置均留有足够的防火安全距离，道路设计满足消防车对通道的要求。在厂区设置相应的移动式灭火器，设置消防给水网及室内外消防栓。污泥处理系统的设备及管道均设有跨接和静电接地装置。

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3 结论与展望

本设计介绍了污水处理厂的工程设计情况，针对城镇生活污水的特点选择了处理效果好、运行稳定、工程投资和运行费用低、操作简单的SBR工艺。

3.1 结论

该工艺是一种非常有前途的废水处理工艺。SBR工艺对BOD5、CODCr，、SS、 氮、磷都有很高的去除效果。经过该工艺处理后，COD的去除率是80%，BOD的去除率是95%，SS去除率是93%，TN去除率是70%，出水可达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）的一级B标准。工程总投资13989.81万元，运行费用1638.42万元，折合吨水成本为0.9元/吨。污泥经消毒后，首先考虑物料的利用，即堆肥；然后考虑能量的利用，即干化与焚烧。

3.2 存在问题

当然本工艺设计也存在以下待解决的问题：

（1）序批式进水和间歇式曝气不仅使间歇曝气反应池的利用率降低，而且使整个工艺运行变得不够稳定。

（2）由于原污水是序批式进入间歇曝气反应池，因此需要安装比较复杂的顺序进水闸阀及自控系统。

（3）目前在污泥停留时间、充水时间和反应时间比等这些操作参数的准确选择，及如何采用合理的曝气方式、曝气强度，确定恰当的充水时间和反应时间，在同一反应器中实现好氧—缺氧―厌氧状态的交替操作等一系列问题上，还都停留在经验取值的水平上，还需要做大量相关的研究工作。

3.3 展望

相对传统的活性污泥法，SBR工艺是一种尚需要不断发展、完善的新型技术，其操作方法尚不够科学，运作管理经验还欠成熟，还需深入研究下面的几个问题：

（1）反应器各操作周期中活性污泥中微生物活性和种群分布，以及微生物的代谢理论； （2）生物脱氮、除磷的微生物机理的进一步深入研究； （3）SBR操作参数的确定；

（4）SBR与其它处理工艺的联合运用处理含高浓度有毒有害物质工业废水。

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