排水官网及污水处理厂毕业设计说明书(完整)

本科毕业设计说明书

题 目： 排水管网及污水

处理厂设计

院 （部）： 市政与环境工程学院 专 业： 给水排水工程 班 级： 姓 名： 学 号： 指导教师：

完成日期： 2015年6月

目 录

摘要 ................................................................. - 1 -

ABSTRACT ............................................... - 1 -- 1 - 1前 言 ....................................................- 1 - 2设计任务书 ................................................- 2 - 3总体设计 ..................................................- 4 -

3.1城镇排水系统的确定 ............................................. - 4 - 3.2城镇污水处理工艺流程的确定 ..................................... - 4 - 3.3小结 ........................................................... - 5 -

4城镇排水管网设计 ..........................................- 6 -

4.1排水系统体制的确定 ............................................. - 6 - 4.2污水管道布置 ................................................... - 6 - 4.3污水管道的水力计算 ............................................. - 6 -

4.3.1街区编号及其面积 ......................................... - 6 - 4.3.2计算设计流量 ............................................. - 7 - 4.3.3水力计算 ................................................ - 12 - 4.4小结 .......................................................... - 17 -

5城镇污水处理厂设计 ....................................... - 18 -

5.1污水处理程度的确定： .......................................... - 18 - 5.2流量计算： .................................................... - 18 - 5.3 一级处理构筑物计算 .......................................... - 19 -

5.3.1格栅的设计与计算 ........................................ - 19 - 5.3.2污水提升泵房的设计 ...................................... - 20 - 5.3.3泵后细格栅 .............................................. - 20 - 5.3.4沉砂池 .................................................. - 21 - 5.4二级生物处理设计 .............................................. - 23 -

5.4.1氧化沟 .................................................. - 23 - 5.4.2除磷混合池 .............................................. - 31 - 5.4.3二次沉淀池的计算 ........................................ - 33 -

5.5 普通快滤池工艺设计与计算 .................................. - 39 - 5.6污水消毒 ...................................................... - 46 - 5.7计量设备 ...................................................... - 47 - 5.8污泥处理构筑物计算 ............................................ - 50 -

5.8.1污泥量计算 .............................................. - 51 - 5.8.2贮泥池 ...................................................... - 51 - 5.8.2污泥脱水 .................................................... - 52 - 5.9污水处理厂总体布置 ............................................ - 52 -

5.9.1污水处理厂平面布置 ...................................... - 52 - 5.9.2污水处理厂高程布置 ...................................... - 54 -

6、人员编制 ................................................ - 57 - 7、小结 .................................................... - 57 - 8、工程概算 ................................................ - 57 -

8.1 编制依据 ........................................ 错误！未定义书签。 8.2 土建部分 ........................................ 错误！未定义书签。 8.3 设备部分 ......................................... 错误！未定义书签。 8.4工程直接投资 ...................................... 错误！未定义书签。 8.5 其它部分费用 ..................................... 错误！未定义书签。 8.6 工程总造价 ....................................... 错误！未定义书签。

9、 效益分析 ............................................... - 59 - 结 论 ...................................................... - 60 - 谢 辞 ..................................................... - 61 - 参考文献 ................................................... - 62 -

摘 要

本设计为平城的污水管网与污水厂设计。污水排水系统的设计内容包括排水系统的体制选择、划分排水区域、结合设计要点和自然因素将主干管连入已知污水厂；计算污水设计流量；确定设计参数；绘制管道总平面图和纵断面图。

污水经二级生物处理后，氮、磷将难以达标，必须进行脱氮除磷处理。因此，本方案决定选用氧化沟工艺。根据国内众多城市污水处理厂运行结果，氧化沟工艺处理出水可达到排放标准，能够确保城市周边水体的环境要求。

关键词：

污水管网；污水厂；氧化沟工艺；脱氮除磷； 纵断面图；总平面图；污水排水系统

ABSTRACT

The design of the sewerage system includes selecting drainage systems, dividing drainage area, connecting the main into known sewage plant with the consideration of main design points and natural factors, computing sewage designed discharge,determining design parameters; and making the general plan and vertical section drawing of the pipeline.

The program decided to use the oxidation ditch process. Many urban sewage treatment plants operating results, the oxidation ditch process and the treated effluent to meet emission standards, to ensure that the environmental requirements of the city surrounding marine water bodies。

Key Words:

Sewer network; wastewater treatment plant; oxidation ditch process; nitrogen and phosphorus removal; longitudinal section; General Plan; sewage drainage system

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1前 言

随着工农业的发展和人口的增加，污水的排放量迅速增加与日俱增。目前我国每年排放的污水量已超过400亿立方米，且处理率低，大量污水直接排入天然水体，造成了严重的水体污染，据统计已有超过80%的河流受到不同程度的污染。因此，加快污水处理工程的建设，提高污水处理率，保护有限的水资源，已经成为我国环境保护工作的紧迫任务。

1996年的全国第四次环境保护会议强调保护环境是实施我国可持续发展的关键，并将防治水污染作为全国性重点。根据预测，从2000年至2020年，我国每年新建的污水处理厂的处理能力将达300～400万m3/d，而中小型污水处理厂则是城市污水处理事业的主力军。我国现有668个城市中，仅有123个城市有307座不同处理等级的城市污水处理厂，其中城市污水二级处理率10%左右，全国17000个建制镇，绝大多数没有排水和污水处理设施。因此探索适合中小城市的经济实用的污水处理工艺，以较少的投资建成污水处理厂，以较好的管理运转污水处理厂，达到消除污染、保护环境的目的，从而实现城市可持续发展。

由于城市给排水系统在新的时期赋予了新的内涵，与人们的生产和生活息息相关。看似平凡的规划设计却有着不平凡的现实意义，在满足规范和其它技术要求的条件下，根据城市的具体情况，科学规划设计城市给排水管网系统是一个非常重要的课题。

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2设计任务书

设计题目 平城排水管网及污水处理厂设计 一设计原始资料 1.地形资料

城区规划图纸(含地形标高)一张，比例见图纸。 2.设计进出水水质

设计进水水质：

CODcr≤400mg/l；BOD5≤190mg/l；SS≤220mg/l；TN≤45mg/l；NH3-N≤35mg/l；TP≤5.0mg/l。

设计出水水质：

出水满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A标准。 3.城区人口密度 160人/公顷；排水量标准140L/人/天。 4.气候条件

本城地处华东地区，全年平均气温15℃，月均最低气温 -7℃，月均最高30℃。年均降水量 700mm。平均年份冻土深度为45cm左右。

风向见图纸风向玫瑰图。 5.水文和水文地质

本工程地质良好，地下土壤为砂质粘土。 地下水水位深度在4～5m。 6．主要工业企业

第一工业企业 A ，分 3 班工作，生产污水的日排水量 1200 m3/d，最大班排水量为 500 m3/班，工人总数为 500 人，最大班为 200 人。COD 800 mg/L，BOD5 350 mg/L，SS 300 mg/L。

第二工业企业 B 分 2 班工作，生产污水的日排水量为 1500 m3/d，最大班排水量为 900 m3/班，工人总数 1000 人，最大班为 600 人，COD为 600 mg/L，BOD5为 300 mg/L，SS为 250 mg/L。

第三企业 C 分 3 班工作，生产污水的日排水量为 1000 m3/d，最大班排水量为 400 m3/班，工人总数 400 人，最大班为 150 人，COD为 400 mg/L，BOD5为 250 mg/L，SS为 200 mg/L

设计工作内容

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1．英文翻译

2．城区污水管网设计

（1）城区污水管网总平面布置（进行方案比选）。 （2）完成污水主干管的纵剖面图。 3. 污水厂设计

（1）确定污水处理工艺流程（进行方案比选）。

（2）设计计算单体处理构筑物 (包括污水和污泥部分) 。 （3）进行污水处理厂平面布置以及高程设计。 （4）编制主要设备材料表。 4．完成工程投资估算。

5．完成设计说明书及计算书一份。

设计工作基本要求 1．外文翻译

英译汉，要求翻译与设计方向相关的2万字符的外文资料。 2．设计说明书及计算书一份，不少于2万字。

包括中英、文摘要，目录、绪论或概要、设计方案的选择与确定、工艺流程说明、工艺流程计算、附属建筑物的确定及水厂人员编制、投资估算、必要的附录、主要参考文献，设备材料表附于设计说明书后面。

3. 设计图纸一套。图纸数量要求折合1＃8张以上（手绘1张），内容包括： （1）污水管网：要求完成污水管网总平面布置，一条主干管剖面图。

（2）污水厂平面图：要求以计算或选定尺寸按一定比例绘出全部处理构筑物，并绘出污水、污泥、上清液等各种管渠，厂区道路、绿化、厂界。标注构筑物定位尺寸，在图纸右上角绘出风向玫瑰图及指北针。绘制管线等图例，列表说明图中构筑物的名称、数量、尺寸。

（3）污水厂高程图：要求沿污水、污泥在处理厂中流动的最长路程中各处理构筑物、连接管渠的剖面展开图，画出设计地面线及标高。根据计算结果标注各构筑物顶部、底部及水面线标高，标注构筑物名称、连接管管径。

（4）污水厂单体构筑物工艺图：构筑物工艺图包括平面图、剖面图，应将构筑物及其附属设备及部件按计算尺寸以一定比例详细绘出，并注明构筑物的详细尺寸，编制材料表。

4．工程投资估算

对管网及污水处理厂分别进行工程投资估算。

主要参考资料及文献

1.水处理工程设计计算. 中国建筑工业出版社，2006.

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2.严熙世,刘遂庆.给水排水管网系统. 北京: 中国建筑出版社，2002. 3.张自杰主编.排水工程（第四版）.北京：中国建筑工业出版社，2000. 4.姜乃昌主编.泵与泵站（第五版）.北京：中国建筑工业出版社，2007.

5.给水排水设计手册（第二版），第1，5，9，10，11，12册，北京：中国建筑工业出版社，2000.

6.简明排水设计手册，北京：中国建筑工业出版社，1990.

7.高俊发，王社平. 污水处理厂工艺设计手册.化学工业出版社.

8.《室外排水设计规范》（GB50014-2006）（2011年）中国计划出版社. 9.《室外给水设计规范》（GB50013-2006）中国计划出版社，2006. 10.《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）. 11. 给水排水标准图集合订本 S1(1)、S2(1)、S3(1).

12.期刊杂志，如《给水排水》《中国给水排水》《环境工程》等.

3总体设计

3.1城镇排水系统的确定

排水系统是指排水的收集、输送、利用以及排放等设施以一定方式组合成的总体。城市污水排水系统主要有以下及部分组成：（1）室内污水管道系统及设备；（2）室外污水管道系统，主要包括居住小区污水管道系统、街道污水管道系统和管道系统上的附属构筑物；（3）污水泵站及压力管道；（4）污水厂；（5）出水口及事故排出口。

在确定城镇排水系统时，主要考虑以下两方面的内容：一是排水系统的体制，一是排水系统的布置形式。

本设计布置两套城镇管网排水系统，然后进行方案比较，最终确定较优的方案。下面将对方案比较进行叙述。

污水处理厂位置拟设置于城西北方向，由于该区域东西较长，但是地势落差很大，因此管道埋深较不大，不需要设置中途泵站

3.2城镇污水处理工艺流程的确定

污水处理工艺流程系指在保证处理水达到所要求的处理程度的前提下，所采用的污水处理技术各单元的有机组合。

在处理工艺流程选定的同时，还需要考虑确定各处理构筑物的型式，两者互相制约，互为影响。

污水处理工艺流程的确定，主要以下列各项因素作为依据。(1)污水的处理程度(这

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是污水处理工艺流程确定的主要依据)；(2)工程造价与运行费用；(3)当地的各项条件；(4)原污水的水量与污水流入工况。

核心工艺方面：本设计要求处理程度达到一级A标准，需要脱氮除磷，可选用氧化沟和A2/O工艺，本设计选用氧化沟工艺。

构筑物方面：考虑到粗格栅后面是提升泵站，为了给提升泵减小压力，因此采用中格栅，拦截更多的污渣。采用平流沉砂池。

根据以上因素确定的污水处理流程及其构筑物如图3.1：

原水中格栅泵房细格栅平流沉砂池厌氧池氧化沟辐流沉淀池紫外消毒池出水

3.3小结

本章节已经将设计的排水系统以及污水处理工艺的概况做了简单的说明，下面将是对这两部分的详细计算与设计。

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4城镇排水管网设计

4.1排水系统体制的确定

排水系统是指排水的收集、输送、利用以及排放等设施以一定方式组合成的总体。城市污水排水系统主要有以下及部分组成：（1）室内污水管道系统及设备；（2）室外污水管道系统，主要包括居住小区污水管道系统、街道污水管道系统和管道系统上的附属构筑物；（3）污水泵站及压力管道；（4）污水厂；（5）出水口及事故排出口。

在确定城镇排水系统时，主要考虑一下两方面的内容：一是排水系统的体制，一是排水系统的布置形式。下面分别就本设计中排水体制和排水系统的布置形式做一简单的介绍，继而进行污水管网的设计计算。

排水管网的布置原则如下：

(1)按照城市总体规划，结合当地实际情况布置排水管网，要进行多方面经济比较； (2)先确定排水区域和排水体制，然后布置排水管网，应按从主干管、干管到支管的顺序进行布置；

(3)充分利用地形，采用重力流排除污水和雨水，并使管线最短和埋深最小； (4)协调好与其他管道、电缆和道路等工程的关系，考虑好与企业内部管网的衔接； (5)规划时要考虑到使管渠的施工、运行和维护方便； (6)远近期规划相结合，考虑发展，尽可能安排分期施工。

4.2污水管道布置

首先，根据地形划分排水领域。从原始资料所给的总平面图中可以看出，地形较平坦无显著分水线，故根据面积的大小及城市布局来划分排水领域，以使各相邻流域的管道系统能合理分担排水面积，使干管在最小合理埋深情况下，流域内污水能以自流方式接入。

4.3污水管道的水力计算 4.3.1街区编号及其面积

面积合计：2524.539ha。

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4.3.2计算设计流量

本设计中，各设计管段的设计流量列表进行计算。节点标号及街区排放情况见附录。 本设计中，人口密度为79人每公顷，综合用水定额为135L/( cap·d)，即每公顷（ha）街区面积的生活污水平均流量，即比流量为：

q0=

1601400.259(l/s.ha)

86400由流量计算可知，该城镇污水设计流量673.9L/S。 污水干管设计流量计算表见附表1 附表1

管段编号 本段流量 居住区生活污水量Q1 集中流量 设计流量 (L/s) 10 (L/s) 11 (L/s) 12 24.1 28.171 34.726 54.98 75.362 86.056 22.13 转输流量 (L/s) 6 1 12A-12B 12B-13A 13A-13B 13B-14 14-15 15-23 16-17 17-18 18-19 19-20 20-21 街区编号 2 街区比流面积 量 （ha） L/(Sha) 3 4 流量 (L/s) 5 合计平总均流量 变化(L/s) 系数 7 8 0 2.3 1.77 2.3 生活污水设计流量 (L/s) 9 本段 转输 0 1.77 4.62 15.44 26.98 34.42 28.13 35.87 46.93 49.75 0 24.1 4.071 24.1 24.1 24.1 24.1 24.1 4.62 2.3 10.626 15.44 2 30.88 26.98 1.9 51.262 34.42 1.8 61.956 22.1 3 39.7 28.13 1.9 53.447 35.87 1.8 64.566 46.93 1.8 84.474 49.75 1.8 89.55 93.147 104.239.7 7 124.139.7 7 129.239.7 5 - 7 -

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21-22 22-23 23-24 24-25 25-26 55.83 59.75

55.83 1.7 94.911 59.75 1.7

39.7 39.7 63.8 63.8 63.8 101.57

5 150.67

94.17 94.17 1.6

2 155.07

96.92 96.92 1.6

2

100.1160.17

100.11 1.6 134.6

1 141.2

8 214.4

7 218.8

7 223.9

26-27 27-28 28-0 0-1 29-30 30-31 31-32 32-33 33-34 34-35 35-36 36-37 37-38 38-1 1-2

2-3 169 39-40 40-41 41-42 42-43 43-44 44-45

1 102.9

102.9 104.62 104.62 106.38 106.38 106.38 106.38 10.59 10.59 17.72 17.72

23.25 23.25 37.31 37.31 44.64 44.64 52.02 52.02 58.68 58.68 64.94 64.94 67.71 67.71 70.72 70.72

177.1

177.1 0.3 3.1 177.1 180.22 3.23 3.23 10.09 10.09 14.91 14.91 17.54 17.54 27.17 27.17

31.73

31.73 - 8 -

6 1.6 164.64 1.6 167.39

2 1.6 170.20

8 1.6 170.20

8 2.1 22.239 2

35.44 1.9 44.175 1.8 67.158 1.8 80.352 1.7 88.434 1.7 99.756 1.7

110.39

8 1.7 115.10

7 1.7 120.22

4 1.5 265.65 1.5 270.33 2.3 7.429 2.1 21.189 2 29.82 2 35.08 1.9 51.623 1.8 57.114 8 63.8 228.4

4 63.8 231.1

9 63.8 234.0

1 63.8 234.0

1 22.23

9 35.44 44.17

5 67.15

8 80.35

2 88.43

4 99.75

6 110.4

115.1

1

120.2

2 63.8

348.3

5 82.7

353.0

3

7.429

21.18

9

29.82 35.08

51.62

3

57.11

12

18.9 山东建筑大学毕业设计说明书

45-46 46-47 47-48 48-49 49-50 36.04 40.42 45.14 51.42 58.47 36.04 1.8 64.872 40.42 1.8 72.756 45.14 1.8 81.252 51.42 1.8 92.556 58.47 1.7 99.399 4 64.872 72.756 81.252 92.556 99.3950-3 3-4 129 4-5 114 51-52 52-53 53-54 54-55 55-56 56-57 57-58 58-59 59-5 5-6 97 6-7 94 60-61 61-62 62-63 63-64 64-65 65-66 66-67

64.94 64.94 7.8 0.3

2

245.1

6

247.2 14 0.3 3.6 247.2 250.78 4.38 4.38 8.98 8.98

12.53 12.53 16.08 16.08

21.32 21.32 26.27 26.27 33.5 33.5 38.07 38.07

43.48

43.48 9.2 0.3 2.4

294.2

6 296.65 6.2 0.3 1.6 296.65 298.26 7.26 7.26 16.35 16.35

21.84 21.84 26.67 26.67 31.07 31.07 35.84 35.84

42.84

42.84 - 9 -

1.7 110.39

8 1.5

370.8

1.5 376.17 2.3 10.074 2.1 18.858 2 25.06 2

32.16

1.9 40.508 1.9 49.913 1.8

60.3

1.8 68.526 1.8 78.264

1.4 415.31 1.4 417.56

4

2.2 15.972 2

32.7

1.9 41.496 1.9 50.673 1.9 59.033 1.8 64.512 1.8 77.112

9

110.4 82.7 453.5 82.7 458.87

10.074

18.858 25.06 32.16

40.508

49.913 60.3

68.526

78.264 82.7 498.01 82.7 500.26

15.972 32.7

41.496

50.673

59.033

64.512 77.11

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67-68 68-7 7-8 8-9 9-10 69-70 70-71 71-72 72-73 73-74 74-75 75-10

61 25 24

6.1 6.2 5.4

0.3 1.6 47.14 52.19

47.14 1.8 84.852 52.19 1.7 88.723

350.4492.84

352.03 1.4 5 2 352.0

0.3 1.6 353.65 1.4 495.11

3 353.6497.05

0.3 1.4 355.04 1.4

5 6

6.46 17.12 20.97 22.73 26.56

6.46 2.2 14.212 17.12

2

34.24

20.97 1.9 39.843 22.73 1.9 43.187 26.56 1.9 50.464

10-11A 76-77 77-78 78-79 79-80 80-81 81-82

29.3 29.3 1.9 55.67 33.6 33.6 1.8 60.48 388.6544.09

388.64 1.4 4 6 3.29 3.29 2.3 7.567 5.41 9.02 14.45 16.65 24.04 33.68

5.41 2.2 11.902 9.02 2.1 18.942 14.45 16.65

2 2

28.9 33.3

2 84.85

2 88.72

3 575.582.7 4 577.882.7 1 579.782.7 6 14.21

2 34.24 39.84

3 43.18

7 50.46

4 55.67 60.48 82.7 626.8

7.567 11.90

2 18.94

2 28.9 33.3 45.67

6 60.62

4 673.982.7 5 24.04 1.9 45.676 33.68 1.8 60.624

82-11A 11A-11B

422.3591.24

422.32 1.4 2 8

4.3.3设计参数 1.设计充满度

污水管道按的非满流设计。我国《室外排水设计规范》规定了污水管道的最大充满度。

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2.设计流速

在设计充满度的情况下，通过设计流量时的污水流速称作设计流速。为了防止污水中泥沙颗粒沉淀产生淤积，阻塞管道，规定污水管道的最小设计流速为0.6m/s。为了防止因流速过大对污水管道造成冲刷损坏，规定金属管道的最大设计流速为10m/s，非金属管道的设计流速为5m/s。本市最小流速控制在0.6m/s。 3.最小管径和最小设计坡度

为了有利于污水管道的养护，对污水管的最小管径和最小设计坡度做了明确规定，当计算所规定的污水管道管径小于最小设计管径时，采用最小设计管径；这种管段称作不计算管段。我国《室外排水设计规范》规定了最小管径和最小设计坡度。 具体规定是：

a.管径200mm，最小设计坡度0.004；管径300mm，最小设计坡度0.003。 b.在街区和厂区内最小管径为200mm，在街道下为300mm；本设计在街道下最小管径为300mm最小设计坡度0.003。 4.污水管道的埋设深度

设计依据：污水管网占污水工程总投资的50%~75%，而构成污水管道造价的挖填沟槽、沟槽支撑、湿土排水、管道基础、管道铺设各部分的比重，与管道的埋设深度及开槽支撑方式有很大关系。因此合理的确定管道埋深对降低工程造价是十分重要的。最小埋深考虑因素：

a. 必须防止管道内污水冰冻和因土壤冻胀而损坏管道

《室外排水设计规范》规定：无保温措施的生活污水和生活污水接近的工业废水管道,管底可埋设在冰冻线以上0.15m。

b. 必须防止管壁因地面荷载而受到破坏

考虑并结合各地埋管经验,车行道下污水覆土厚度不宜小于0.70m。 c. 必须满足街区污水连接管衔接的要求

污水出户管得最小埋深一般采用0.5～0.7m,所以街坊污水管道起点最小埋深一般采用0.6～0.7m。综合考虑本市情况,本市最小埋深采用1.0m。

最大埋设深度: 一般干燥土壤中,最大埋深不超过7～8m。 5.污水管衔接

管径相同采用水面平接； 管径不同选用管顶平接;不计算管间及不及算管段与计算管段间采用管顶平接

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a.不计算管段坡度较大,一般不会造成以下情况：因上游管段中形成回水而淤积。 b.因不计算管段的充满度较大,即使形成部分淤积也不影响污水正常排出。 6.管材的选择

（1）原则：选择管材时应综和考虑技术经济及其他方面的因素。 （2）根据本市的情况综合考虑,选用钢筋混凝土管。 4.3.4水力计算

一、水力计算方法

污水管道水力计算的任务是，在已知污水流量的情况下，根据地形条件来确定污水管道的管径、设计坡度、流速和充满度。其中流量已知，必须先确定管径后，查图表确定其他3个参数。由于2个参数才能计算出另2个参数，因此有多种方案可供选择，设计结果不是唯一的。一般增加管径，可见少设计流速和坡度，减小管道埋深，降低施工费用，但管径大将增大管材的造价。

对于地势比较平坦的地区，可考虑适当增大管径，以减小管道坡度和埋深；当地势比较陡时，可考虑适当增加管道坡度以减少管径。

综合考虑本市情况，采取适当增大管径，以减小管道坡度和埋深。 二、列表进行水力计算

1.从管道平面布置图上量出每一设计管段的长度，列入水力计算表的第二项。 将各设计管段的设计流量列入表中第三项。设计管段起迄点检查井处的地面标高列入表中第10、11项。

2.计算每一设计管段的地面坡度（地面坡度＝地面高差/距离），作为确定管道 坡度时参考。

3.确定起始管段的管径及设计流速，设计坡度，设计充满度。 4.确定其它的管段的管径及设计流速，设计坡度，设计充满度。 5.计算各管段上端、下端的水面、管底标高及埋设深度： (1) 根据设计管段长度和管道坡度求降落量。 (2) 根据管径和充满度求管段的水深。 (3) 确定管网系统的控制点 控制点的选择

a. 各条管道的起点大都是这条管道的控制点.这些控制点中离出水口最远的一点，通

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常就是整个系统的控制点。

b. 就有相当深度的工厂排出口或某些低洼地区的管道起点, 也可能是整个系统的控制点。

综合考虑本市情况各分区几个管道起点均选1情况为控制点.各控制点的埋深最小取1.0m。

6.管道纵剖面图见大图

根据以上要求进行计算，其结果见附表2

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管段编管段设计流量管径充满D号 长度LQ(L/s) 度 （m（m） m） 1 12A-12B 12B-13A 13A-13B 13B-14 14-15 15-23 16-17 17-18 18-19 19-20 20-21 21-22 22-23 23-24 24-25 25-26 26-27 27-28 28-0 29-30 30-31 31-32 32-33 33-34 2 126.7 345.9 472.6 459.3 327.2 1020 632.2 246.8 406.3 302.7 331.2 295.3 459.8 656.8 354 309.3 205.8 242.7 1670 290.6 216.4 656.5 346.7 468 3 24.1 28.171 34.726 54.98 75.362 86.056 22.13 93.147 104.266 124.700 129.25 134.611 141.275 214.472 218.872 223.976 228.44 231.192 234.008 22.239 35.44 44.175 67.158 80.352 4 350 350 350 400 450 500 350 550 550 600 600 600 600 750 750 750 750 750 750 350 350 400 450 500 5 0.45 0.5 0.55 0.65 0.7 0.64 0.4 0.6 0.65 0.63 0.65 0.65 0.7 0.67 0.7 0.6 0.6 0.6 0.5 0.45 0.55 0.55 0.6 0.6 坡度I 水深h 流速 降落量 I·L 标高（m） 埋设深度（m） 6 0.002 0.002 0.002 0.0015 0.0013 0.0012 0.0024 0.001 0.001 0.0009 0.0009 0.001 0.0009 0.0007 0.0007 0.0011 0.0011 0.0012 0.0023 0.002 0.002 0.0016 0.0015 0.0013 7 0.158 0.175 0.193 0.26 0.315 0.32 0.14 0.33 0.358 0.378 0.39 0.39 0.42 0.503 0.525 0.45 0.45 0.45 0.375 0.158 0.193 0.22 0.27 0.3 8 0.6 0.63 0.65 0.66 0.67 0.68 0.62 0.65 0.66 0.66 0.67 0.68 0.68 0.68 0.69 0.83 0.83 0.87 1.12 0.6 0.65 0.65 0.69 0.69 地面 上端 9 0.2534 0.6918 0.9452 0.68895 0.42536 1.22412 1.51728 0.2468 0.4063 0.27243 0.29808 0.2953 0.41382 0.45976 0.2478 0.34023 0.22638 0.29124 3.84169 0.5812 0.4328 1.0504 0.52005 0.6084 下端 水面 上端 下端 管内底 上端 下端 上端 下端 17 2.25 2.09 2.16 2.03 1.94 1.38 3.19 3.32 3.17 3.20 3.18 3.01 2.84 2.63 2.40 1.97 1.87 1.77 2.42 2.24 2.41 2.69 2.81 2.80

10 83.50 83.00 82.14 81.27 80.40 79.84 81.36 80.53 80.22 79.66 79.37 79.05 78.58 78.00 77.18 76.68 75.91 75.58 75.19 78.00 77.66 77.40 76.58 76.13 11 83.00 82.14 81.27 80.40 79.84 78.00 80.53 80.22 79.66 79.37 79.05 78.58 78.00 77.18 76.68 75.91 75.58 75.19 72.00 77.66 77.40 76.58 76.13 75.46 12 81.158 80.904 80.230 79.300 78.630 78.165 79.000 77.473 77.226 76.818 76.545 76.259 75.964 75.430 75.053 75.377 74.389 74.162 73.796 76.158 75.576 75.156 74.106 73.566 13 80.904 80.230 79.302 78.631 78.210 76.941 77.483 77.226 76.847 76.545 76.259 75.964 75.580 75.053 74.804 75.037 74.162 73.871 69.954 75.576 75.179 74.106 73.586 72.958 14 81.000 80.747 80.055 79.060 78.321 77.845 78.860 77.143 76.896 76.440 76.167 75.869 75.574 75.010 74.528 74.279 73.939 73.712 73.421 76.000 75.419 74.936 73.836 73.266 15 80.747 80.055 79.110 78.371 77.895 76.621 77.343 76.896 76.490 76.167 75.869 75.574 75.160 74.550 74.279 73.939 73.712 73.421 69.579 75.419 74.986 73.886 73.316 72.658 16 2.50 2.25 2.09 2.21 2.08 1.99 2.50 2.84 3.32 3.22 3.20 3.18 3.01 2.72 2.65 2.40 1.97 1.87 1.77 2.00 2.24 2.46 2.74 2.86 - 14 -

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34-35 35-36 36-37 37-38 38-1 39-40 40-41 41-42 42-43 43-44 44-45 45-46 46-47 47-48 48-49 49-50 50-3 51-52 52-53 53-54 54-55 55-56 56-57 57-58 58-59 59-5 60-61 61-62 62-63 63-64 327.3 312.5 210 226.4 1532 337.4 667.3 221.4 232.2 326.9 311.4 208.7 227 288.3 338.7 313 383.1 345.6 220.8 229.8 327.2 313.2 455.5 285.3 338.3 354.1 282.3 307.4 372.3 328.8 88.434 99.756 110.398 115.107 120.224 7.427 21.189 29.82 35.08 51.623 57.114 64.872 72.756 81.252 92.556 99.399 110.398 10.074 18.858 25.06 32.16 40.508 49.913 60.3 68.526 78.264 15.972 32.7 41.496 50.673 550 550 600 600 600 350 350 350 400 400 450 450 500 500 500 550 600 300 350 350 350 350 400 400 450 450 350 400 400 400 0.55 0.6 0.55 0.55 0.65 0.4 0.4 0.5 0.45 0.6 0.55 0.6 0.55 0.6 0.65 0.7 0.7 0.5 0.4 0.45 0.55 0.6 0.55 0.65 0.6 0.65 0.35 0.45 0.55 0.6 0.0012 0.0011 0.0011 0.0012 0.0011 0.0022 0.0022 0.002 0.0019 0.0016 0.0015 0.0014 0.0013 0.0013 0.0013 0.0011 0.001 0.002 0.0022 0.002 0.002 0.002 0.0019 0.0017 0.0016 0.0016 0.0026 0.0017 0.0015 0.0015 0.303 0.33 0.33 0.33 0.39 0.14 0.14 0.175 0.18 0.24 0.248 0.27 0.275 0.3 0.325 0.385 0.42 0.15 0.14 0.158 0.193 0.21 0.22 0.26 0.27 0.293 0.123 0.18 0.22 0.24 0.69 0.69 0.7 0.73 0.74 0.6 0.6 0.63 0.64 0.66 0.67 0.67 0.68 0.69 0.71 0.71 0.71 0.6 0.6 0.6 0.65 0.68 0.7 0.7 0.71 0.73 0.61 0.61 0.62 0.64 0.39276 0.34375 0.231 0.27168 1.68476 0.74228 1.46806 0.4428 0.44118 0.52304 0.4671 0.29218 0.2951 0.37479 0.44031 0.3443 0.3831 0.6912 0.48576 0.4596 0.6544 0.6264 0.86545 0.48501 0.54128 0.56656 0.73398 0.52258 0.55845 0.4932 75.46 74.95 74.32 73.86 73.55 76.74 76.32 75.43 75.10 74.64 74.00 73.44 73.11 72.67 72.10 71.58 71.24 75.23 74.65 74.22 73.75 73.05 72.50 71.73 71.26 70.83 74.15 73.84 73.50 72.91 74.95 74.32 73.86 73.55 71.50 76.32 75.43 75.10 74.64 74.00 73.44 73.11 72.67 72.10 71.58 71.24 70.85 74.65 74.22 73.75 73.05 72.50 71.73 71.26 70.83 70.51 73.84 73.50 72.91 72.35 72.910 72.517 72.087 71.856 71.584 75.380 74.638 73.170 72.682 72.241 71.675 71.208 70.871 70.576 70.201 69.771 69.412 73.380 72.629 72.143 71.736 71.082 70.433 69.567 69.082 68.541 72.273 71.530 71.023 70.465 72.517 72.173 71.856 71.584 69.960 74.638 73.170 72.727 72.241 71.718 71.208 70.916 70.576 70.201 69.761 69.427 69.029 72.689 72.143 71.701 71.082 70.473 69.567 69.122 68.541 67.974 71.539 71.023 70.465 69.972 72.608 72.187 71.757 71.526 71.254 75.240 74.498 72.995 72.502 72.001 71.428 70.938 70.596 70.276 69.876 69.386 68.992 73.230 72.489 72.003 71.543 70.889 70.213 69.347 68.812 68.248 72.150 71.366 70.803 70.225 72.215 71.807 71.526 71.254 69.570 74.498 73.030 72.552 72.061 71.478 70.961 70.646 70.301 69.901 69.436 69.042 68.609 72.539 72.003 71.543 70.889 70.263 69.347 68.862 68.271 67.681 71.416 70.843 70.245 69.732 2.85 2.76 2.56 2.33 2.30 1.50 1.82 2.44 2.60 2.64 2.57 2.50 2.51 2.39 2.22 2.19 2.25 2.00 2.16 2.22 2.21 2.16 2.29 2.38 2.45 2.56 2.00 2.47 2.70 2.63 2.74 2.51 2.33 2.30 1.93 1.82 2.40 2.55 2.58 2.52 2.48 2.46 2.37 2.20 2.14 2.20 2.24 2.11 2.22 2.21 2.16 2.24 2.38 2.40 2.56 2.83 2.42 2.66 2.67 2.62

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64-65 65-66 66-67 67-68 68-7 69-70 70-71 71-72 72-73 73-74 74-75 75-10 76-77 77-78 78-79 79-80 80-81 81-82 82-11A 0-1 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 6-7 7-8 8-9 9-10 10-11A 11A-11B 312.3 454.7 284.8 339.3 197.2 620.6 421.4 240.5 479.6 222.6 336.9 191.9 107.9 233.8 228.2 252 328.7 53.4 980.4 309.6 284.6 299.4 331.7 379.3 305 288.5 352.8 368 334 1139 126 59.033 64.512 77.112 84.852 88.723 14.212 34.24 39.843 43.187 50.464 55.67 60.48 7.567 11.902 18.942 28.9 33.3 45.676 60.624 234.008 348.35 353.03 453.5 458.87 498.01 500.264 575.542 577.81 579.756 626.796 673.948 450 450 450 500 500 350 350 400 400 450 450 450 300 300 350 350 350 400 400 800 900 900 950 950 950 950 1000 1000 1000 1050 1100 0.55 0.6 0.65 0.6 0.6 0.45 0.55 0.5 0.55 0.5 0.55 0.55 0.4 0.4 0.4 0.5 0.55 0.55 0.6 0.6 0.6 0.6 0.65 0.65 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.65 0.6 0.0015 0.0014 0.0015 0.0014 0.0016 0.002 0.002 0.0018 0.0017 0.0016 0.0015 0.0015 0.003 0.003 0.0025 0.0021 0.002 0.0017 0.0022 0.0008 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 0.0011 0.0012 0.248 0.27 0.293 0.3 0.3 0.158 0.193 0.2 0.22 0.225 0.248 0.248 0.12 0.12 0.14 0.175 0.193 0.22 0.24 0.48 0.54 0.54 0.618 0.618 0.665 0.665 0.7 0.7 0.7 0.683 0.66 0.67 0.67 0.71 0.72 0.77 0.6 0.65 0.65 0.66 0.67 0.67 0.67 0.6 0.63 0.64 0.65 0.66 0.68 0.77 0.74 0.9 0.9 0.95 0.95 0.97 0.97 1 1 1 1.07 1.12 0.46845 0.63658 0.4272 0.47502 0.31552 1.2412 0.8428 0.4329 0.81532 0.35616 0.50535 0.28785 0.3237 0.7014 0.5705 0.5292 0.6574 0.09078 2.15688 0.24768 0.2846 0.2994 0.3317 0.3793 0.305 0.2885 0.3528 0.368 0.334 1.25279 0.1512 72.35 71.82 71.00 70.66 70.28 73.07 72.31 71.60 71.05 70.30 69.89 69.21 72.39 72.18 71.70 71.25 70.68 70.00 69.81 72.00 71.50 71.11 70.85 70.72 70.51 70.26 70.07 69.75 69.31 68.87 67.50 71.82 71.00 70.66 70.28 70.07 72.31 71.60 71.05 70.30 69.89 69.21 68.87 72.18 71.70 71.25 70.68 70.00 69.81 67.50 71.50 71.11 70.85 70.72 70.51 70.26 70.07 69.75 69.31 68.87 67.50 67.30 69.929 69.461 68.847 68.453 67.978 71.228 69.986 69.140 68.707 67.870 67.514 67.031 70.510 70.186 69.455 68.884 68.390 67.733 67.642 69.980 69.692 69.408 69.108 68.806 68.428 68.171 67.867 67.514 67.146 66.745 65.420 69.461 68.847 68.495 67.978 67.662 69.986 69.179 68.707 67.892 67.514 67.031 66.740 70.186 69.485 68.884 68.390 67.755 67.642 65.505 69.732 69.408 69.111 68.806 68.428 68.171 67.882 67.514 67.146 66.812 65.492 65.268 69.682 69.213 68.630 68.153 67.678 71.070 69.829 68.940 68.510 67.645 67.289 66.780 70.390 70.066 69.315 68.744 68.220 67.513 67.422 69.500 69.152 68.870 68.521 68.190 67.811 67.506 67.167 66.814 66.446 66.062 64.760 69.213 68.577 68.203 67.678 67.362 69.829 68.986 68.507 67.695 67.289 66.783 66.492 70.066 69.365 68.744 68.215 67.563 67.422 65.265 69.252 68.868 68.571 68.189 67.811 67.506 67.217 66.814 66.446 66.112 64.810 64.608 2.67 2.61 2.37 2.51 2.60 2.00 2.48 2.66 2.54 2.66 2.60 2.43 2.00 2.11 2.39 2.51 2.46 2.49 2.39 2.50 2.35 2.24 2.33 2.53 2.70 2.75 2.90 2.94 2.86 2.81 2.74 2.61 2.42 2.46 2.60 2.71 2.48 2.61 2.54 2.61 2.60 2.43 2.38 2.11 2.34 2.51 2.46 2.44 2.39 2.24 2.25 2.24 2.28 2.53 2.70 2.75 2.85 2.94 2.86 2.76 2.69 2.69

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三、绘制管段平面图及污水主干管总剖面图

根据相关要求绘制管道平面图和污水主干管纵断面图。 四、水力计算

在确定各管段的设计流量后，便可以从上游管段开始一次进行各支管和干管以及主干管各设计管段的水力计算。

污水干管的水力计算目的在于合理、经济地确定管径、充满度及坡度，进一步求定管道的埋深。本设计中，水力计算列表进行，管底标高、水面标高、水深、降落量以三位小数计，管道坡度及地面坡度以四位小数计，而地面标高与管底埋深以两位小数计。水力计算中的数值v、h/D、I、D力求符合规范关于设计流速、最大设计充满度、最小管径、最小设计坡度的规定。

4.4小结

本章已经在总体设计的基础上对管网进行了详细的水力计算，计算出了污水厂的相关数据，包括流量、标高等。下面将根据有关数据对污水处理厂的相关构筑物进行计算与设计。

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5城镇污水处理厂设计

5.1污水处理程度的确定：

1.进水水质：根据设计资料，城市污水处理厂设计进水水质为：

CODCr= 475.2 mg/L， BOD5= 227.2mg/L SS = 251.1 mg/L pH=7 总氮= 45 mg/L 氨氮= 35 mg/L 总磷= 5.0 mg/L

2.出水水质：CODCr≤50 mg/L， BOD5≤10 mg/L SS ≤ 10 mg/L 总氮= 15 mg/L 氨氮= 8mg/L 总磷= 0.5 mg/L 3.处理程度的计算

1) 溶解性BOD5的去除率：η1=（227.2-10）/227.2×100%=95.6% 2) CODcr去除率：η=（475.2-50）/475.2×100%=89.5% 3) SS去除率 η1=（251.1-10）/251.1×100%=96.%， 4) 总氮去除率：η=(45-15)/45=66.7% 5) 氨氮去除率：η=(35-8)/35=77.1% 6) 总磷去除率：η=(5.0-0.5)/5.0=90%

5.2流量计算：

(1)生活污水设计流量：Q总变化系数：Kz=

nN422.32L/s

2436002.7=1.4 0.11Q Q1= Kz×Q=1.4×422.32 =591.248L/s

(2)工业废水设计流量Q2=(24.1+39.7+18.9) L/s =82.7 L/s =7145.28 m3/d (3)城市污水设计总流量（最高日最高时）

QQ1Q2591.24882.7673.948L/s=0.674m3/s=58233.6 m3/d

(4)设计平均流量 Q=422.32+82.7=505.02 L/s=43633.7 m3/d

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5.3 一级处理构筑物计算 5.3.1格栅的设计与计算

1、格栅间隙数:设栅前水深h=0.5m,过栅流速v=0.9m/s,栅条间隙e=0.02m,格栅倾角

60°，中格栅二组，N=2，每组格栅均单独设置.

Q1sin0.674sin60=≈35个 n=

Nehv20.020.50.92、格栅宽度:设栅条宽度S=0.01m,

B=S(n-1)+en=0.01×(35-1)+0.02×35=1.04m

3、进水渠道渐宽部分的长度l1BB1

2tan1设计中进水明渠宽度B1=0.5m，-渐宽处角度1=20。

l11.040.50.74m

2tan204、出水渠道渐窄部分的长度 l2=5、通过格栅的水头损失

l1=0.37m 2通过格栅的水头损失：设栅条断面为锐边矩形断面（=2.42，K=3），

0.92Sv0.01sin6003=0.1m h1=sinK=2.4219.6e2g0.02243436、栅前明渠的总高度H=h+h1+h2 h2---栅前渠道超高(m)，一般采用0.3～0.5m。设计中取h2=0.3m，

H=0.5+0.1+0.3=0.9m

栅前槽高H1=h+h2 =0.8m

H1 tan7、格栅槽总长度Ll1l20.51.0 H1---格栅明渠的深度(m)。

L0.740.370.51.00.83.07m

tan608、每日栅渣量每日栅渣量：在格栅间隙为20mm的情况下，设栅渣量为每1000m3污水产

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0.07 m3，即W1=0.07 m3/1000m3

WQmaxW1864000.6740.07864002.85m3/d =

1.431000Ks1000应采用机械除渣及皮带输送机或无轴输送机输送栅渣，采用机械栅渣打包机降栅渣打包，汽车运走。

5.3.2污水提升泵房的设计 （1）设计流量和扬程的确定

设计流量一般按最高日最大时的污水流量确定Qmax =674L/s 设4台水泵，三用一备。 每台的流量为

674=224.7L/s。 3（3）集水池容积的确定

集水池的容积设计为最大一台泵5分钟的流量，即集水池的容积为

Q224.760567.41m3。取长×宽×高为6.6m×6m×2m，则集水池的容积为79.2m3。

1000可以满足要求。 5.3.3泵后细格栅

Qmaxsin

Nbhv1、格栅的间隙数n=

设栅前水深h=0.5m,过栅流速v=0.9m/s,栅条间隙e=0.008m,格栅倾角60°，细格栅二组，N=2，每组格栅均单独设置. n=

0.674sin60=88个

0.00820.50.92、格栅槽宽度B=S(n-1)+en S---每根格栅条的宽度(m)；

设计中取S=0.01m，则B=0.01(88-1)+0.00888=1.574m 3、进水渠道渐宽部分的长度l1BB1

2tan1 20 - -

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设计中进水明渠宽度B1=0.7m，渐宽处角度1=20。l14、出水渠道渐窄部分的长度l2=

l1=0.6m 241.5740.71.2m

2tan20s3v25、通过格栅的水头损失 h1k（）sin

e2g查表=2.42；一般采用k=3。 计算得h1=0.35m

6、栅前明渠的总高度H=h+h1+h2 h2---明渠超高(m)，一般采用0.3～0.5m。设计中取h2=0.3m，

H=0.5+0.35+0.3=1.15m

栅前槽高H1=h+h2 =0.8 7、格栅槽总长度Ll1l20.51.0H1 tanL1.20.60.51.00.83.76m

tan608、每日栅渣量W 取W10.08m3/103m3

WQmaxW1864000.6740.08864003.26 =

1.431000Ks1000应采用机械除渣及皮带输送机或无轴输送机输送栅渣，采用机械栅渣打包机降栅渣打包，汽车运走。 9、进水与出水渠道

城市污水通过DN1000mm的管道送入进水渠道，设计中取进水渠道宽度B1=0.5m，进水水深h1=h=1.0m，出水渠道B2=B1=0.5m，出水水深h2=h1=1.0m。 5.3.4沉砂池

采用平流沉砂池。

○1 查设计手册，池内污水的水平流速取V=0.25m/s，最大流量时在池内停留水碱取t=40s，有效水深取h2=1m，流量为674L/s，设2组，每组Q=337L/s。

○2 设计计算

1）沉砂池长度为： L=Vt=0.25×40=10m

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2) 水流断面积为： A=Qmax/ V=0.337/0.25=1.348㎡ 3) 池总宽度： B=A/ h2=1.348/1=1.348 m,取1.4m 4）沉砂室所需容积：

V= Qmax XT×86400/（K×10）

6310 式中X为单位污水量的悬浮物泥砂量：X=30m/ (m污水)。设计T=2d，即

36考虑排泥间隔天数为2天。

V=0.337×2×86400×30/（1.4×106）=1.25 m3

5）每个沉砂斗容积为：设每一分格设两个沉砂斗，则每个沉砂斗容积为： V=1.25/（2×2）=0.3125 m3

6）沉砂斗各部分尺寸及容积为：设计斗宽a1=0.9m，斗壁与水平面的倾角为600，斗高h3`=0.9m。

则沉砂斗上口宽：a=2×h3/tan600＋a1=2×0.9/ tan600＋0.9=1.94 m 沉砂斗容积： V= h3×（2a2＋2aa1＋2a12）/6=1.9m3

7) 沉砂池高度。采用重力排砂，设计池底坡度为i=0.02，坡向砂斗为： L2=（L－2a）/2=（10－2×1.94）/2=3.06 m. 沉泥区高：

h3= h3`＋i L2==0.9＋0.02×3.06=0.96 m

池总高度H：

H= h1＋h2＋h3 = 0.3＋1＋0.96=2.26 m

设超高 h1=0.3 m

8）校核最小流量时的流速：最小流量为0.379 m3/s。

则 Vmin=Qmin/A=0.379/1.348=0.28m/s>0.15m/s，符合要求

出水渠道

出水管道采用钢管，管径DN=1000mm

排砂管道

采用沉砂池底部管道排砂，排砂管道管径DN=200mm

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5.4二级生物处理设计

5.4.1氧化沟

氧化沟设计要求

1 根据去除碳源污染物、脱氮、除磷、好氧污泥稳定等不同要求和外部环境条件，选择适宜的活性污泥处理工艺。

2 根据可能发生的运行条件，设置不同运行方案。

3 生物反应池的超高，当采用鼓风曝气时为0.5～1.0m；当采用机械曝气时，其设备操作平台宜高出设计水面0.8～1.2m。

4 污水中含有大量产生泡沫的表面活性剂时，应有除泡沫措施。 5 每组生物反应池在有效水深一半处宜设置放水管。

6 廊道式生物反应池的池宽与有效水深之比宜采用l：1~2：1有效水深应结合流程设计、地质条件、供氧设施类型和选用风机压力等因素确定，可采用4.0~6.0m。在条件许可时，水深尚可加大。

7 生物反应池中的好氧区（池），采用鼓风曝气器时，处理每立方米污水的供气量不应小于3m3。好氧区采用机械曝气器时，混合全池污水所需功率不宜小于25W/m3；氧化沟不宜小于15W/m3。缺氧区（池）、厌氧区（池）应采用机械搅拌，混合功率宜采用2~8W/m3。机械搅拌器布置的间距、位置，应根据试验资料确定。

8 生物反应池的设计，应充分考虑冬季低水温对去除碳源污染物、脱氮和除磷的影响，必要时可采取降低负荷、增长泥龄、调整厌氧区（池）及缺氧区（池）水力停留时间和保温或增温等措施。

9 原污水、回流污泥进入生物反应池的厌氧区（池）、缺氧区（池）时，宜采用淹没入流方式。

氧化沟设计计算 1设计水量

采用最高污水量674L/s，则处理规模为

Qd=674L/s=58233.6m3/d=2426.4m3/h

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设两组池子

每组流量为 2426.4/2=1213.2 m3/h

平均流量为 43633.7/2=21816.85 m3/d=909 m3/h 2确定污泥龄 取硝化泥龄θCO=20d 反硝化泥龄

N0=N-0.05（S0-Se)-Ne (4.4a)

式中 S0——反应池进水BOD浓度（mg/L）； Se——反应池出水BOD浓度（mg/L）； N——进水总氮浓度（mg/L）； Ne——出水总氮浓度（mg/L）。

N045-0.05（227.2-22.72）-1519.776mg/LKdeN019.7760.087 S0227.2查资料可得反硝化设计参数表，见表4.2。

表4.2 反硝化设计参数表（T=10~12℃）

反硝化工艺 设缺氧区的反硝化 间歇或同步反硝化 VD/V（cd/C） 0.20 0.30 0.40 0.50 0.11 0.13 0.14 0.15 Kde（kgNO3/kgBOD） 0.06 0.09 0.12 0.15 查表4.2近似得VD/Vcd/C0.2 总泥龄为：

C缺氧泥龄为：

CO2025d

1-cd/C1-0.2cdC-CO25-205d

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3计算污泥产率系数Y

（T-15）X0（1-0.2）0.170.75C1.072YK[0.750.6-] （T-15）S010.17C1.072式中 K——结合我国情况的修正系数，K=0.9； X0——进水悬浮固体浓度（mg/L），X0=251.1mg/L； T——设计水温，与泥龄计算取相同值； S0、θC见前面； 其余同前。

（10-15）251.1（1-0.2）0.170.75251.072Y0.9[0.750.6-] （10-15）227.210.17251.0720.834kgSS/kgBOD核算污泥负荷：

LsS0227.2 0.051kgBOD（/kgMLSSd）CY（S0-Se）250.834（227.2-22.72）4确定污泥浓度

按表4.3取中值：X=4g/L

表4.3 反应池MLSS取值范围表

处理目标 无硝化 有硝化（和反硝化） 污泥稳定 MLSS（kg/m3） 有初沉池 2.0~3.0 2.5~3.5 无初沉池 3.0~4.0 3.5~4.5 4.5 用污泥回流比反算复核。由于未设初沉池，污泥中无机物比重增大，沉降性能增高，故取SVI=115mL/g。浓缩时间tE=2h，回流污泥按下式计算：

10003tESVI (4.4c) 100030.727.67g/L115XR0.7RX4109%150%

XRX7.67-4符合要求。

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5计算好氧沟容积

VO24QCOY（S0-Se）1000X24909200.867（227.2-22.72） 1000419338m36计算缺氧沟容积

VD24QcdY（S0-Se）1000X2490950.867（227.2-22.72） 100044835m37氧化沟总池容

VVOVD19338485324191m3

其中好氧沟占80%，缺氧沟占20%。 水力停留时间：

TV2419121.1d26.4h16h Q43633.78厌氧池计算

将回流污泥分为两部分分别回流到厌氧池（R1）和缺氧沟（R2），以减少回流到厌氧池的硝态氮，同时为了满足厌氧污泥占全系统总污泥量比值不小于10%的要求，通过试算，取R1=150%，则厌氧池污泥浓度为：

XA厌氧池容积为：

R1XR1.57.674.602g/L 1R111.5VA0.75Q（1R1）31704.4m 0.75909（11.5）核算厌氧污泥量比值：

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XATXATXTX沟XAT满足要求。 9计算需氧量

VAXAV沟XVAXA1704.44.6029.5%10%2419141704.44.602

O2OCSt4.57Nht-2.86Not

式中 O2——实际需氧量，即ARO（kgO2/d）；

OC——去除含碳有机物单位耗氧量（kgO2/kgBOD），包括BOD降解耗氧量和活性污泥衰减耗氧量；

St——BOD去除量（kg/d）；

Nht——硝化的氨氮量（kg/d）； Not——反硝化的硝酸盐量（kg/d）； 0.15c1.072(T15) Oc0.5610.17c1.072(T15)0.15251.072(1015) =0.56=1.22 kgO2/kgBOD (1015)10.17251.072BOD去除量St按下式计算：

3StfCQa（S0-Se）10-（kg/d）

式中 fC——BOD负荷波动系数，按表4.5选用；

Qa——平均污水量（m3/d）。

St1.143633.7（227.222.72）10-39814.4kg/d409kg/h

为了确保反硝化要求，硝化程度越彻底越好，同时，混合液中硝酸盐浓度高，可降低混合液回流比，因此按完全消化计算耗氧量，Nht按下式计算：

3Nht24Q[N-0.05（S0-Se）-2]10-（kg/d）

式中的2是出水带走的有机氮，一般出水SS=20mg/L，其含氮量按10%计就是2mg/L。

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Nht24909[45-0.05（227.2-22.72）-2]10-3715.3kg/d29.8kg/h反硝化的硝酸盐量Not按下式计算：

单位耗氧量

Not24QN0/1000

Not2490919.776/1000431.4kg/d18kg/h

O2OCSt4.57Nht-2.86Not1.224094.5729.8-2.8618 583.686kgO2/hO2S583.6864091.43kgO2/kgBOD t-

28 - 山东建筑大学毕业设计说明书

表4.4 降解含碳有机物单位耗氧量表（COD0/S0≤2.2时有效）

单位：kgO2/kgBOD

T（℃） 10 12 15 18 20 25 30 泥龄（d） 4 0.85 0.87 0.92 0.96 0.99 1.07 1.14 8 0.99 1.02 1.07 1.11 1.14 1.21 1.26 10 1.04 1.07 1.12 1.16 1.18 1.24 1.29 15 1.13 1.15 1.19 1.23 1.25 1.30 1.34 20 1.18 1.21 1.24 1.27 1.29 1.33 1.36 25 1.22 1.24 1.27 1.30 1.32 1.35 1.38 表4.5 BOD负荷波动系数表

泥龄θC4 6 8 10 15 25 （d） 波动系数1.3 1.25 1.2 1.2 1.15 1.1 fC 实际需氧量O2是在实际水温、气压和混合液溶解氧浓度的污水中的需氧量，而充氧设备的充氧能力是在水温20℃、一个大气压、溶解氧为零的清水中测定的，为了选择充氧设备，必须把O2换算成标准需氧量Os（即SOR）：

OsK0O2

式中 Os——标准需氧量，即SOR（kgO2/h）； K0——需氧量修正系数，按下式计算：

K0Cs（T-20）（CSW-C0）1.024

式中 T——最热日反应池平均水温（℃），计算OC时采用的水温取同一温度值； α——混合液中KLa值与清水中KLa值之比，我国规范的建议值为α=0.85，如条件允许应实测；

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β——混合液饱和溶解氧值与清水饱和溶解氧值之比，我国规范的建议值为β=0.90，如条件允许应实测；

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Pa时的饱和溶解氧（mg/L），取CSW=8.3mg/L； C0——混合液剩余溶解氧值，一般C0=2mg/L，机械曝气的氧化沟C0=1.5mg/L，同步硝化反硝化池C0=0.5mg/L。

K09.22.3（10-20） 0.85（0.908.3-1.5）1.024OsK0O22.3583.6861342.5kgO2/h

（10）选择和计算曝气设备

选用转刷曝气器Y225M-4，动力效率为3KgO2/(KWh),设备所需功为

450KW，选用10台，每台功率为45KW，每组5台，每台直径1米 （11）沟形设计

单座氧化沟平面布置见图

氧化沟座数：M=2座，每座设曝气叶轮2台 有效水深：H=6m 每座氧化沟沟道数：m=4 沟道宽：B=10m 各部尺寸计算：

FV/H24191/64031.8m3

每座氧化沟沟道总长（按中线计算）：

LFi4031.8403.2m B10好氧沟和缺氧沟分隔处有两个圆弧，占用了池容，这个池容折算为直线段池长 ，按5m计算，则每座氧化沟沟道总长为：

403.2+5=408.2m

其中弯道（好氧沟和缺氧沟分隔处的两个弯道不计）长度（3个小弯和1个大弯）为：

11L13103094.2m

22直线段总长

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L2L-L1403.2-94.2309m

单沟道直线段长

LiL2/m309/477.25m

取78m 缺氧沟沟长计算：

缺氧沟有效容积占沟容20%，在分隔处弧形隔墙折算直线长5m应为缺氧沟和好氧沟各2.5，故其沟道长度为：

LD0.2403.22.583.14m

其中弯道（一个小弯）长度为

L1'21015.7m

直线段长度为

L2'LD-L1'83.14-15.767.44m

单沟道直线段长（包括分隔处弯道折算为直线段，见图4.1）

Li'L2'/m'67.44/233.72m

取Li'33.7m

在缺氧沟中安装水下搅拌器按3~8W/m3池容选用电机功率。 （12）厌氧池配置

采用矩形池，水深6m，长40m，宽度为：

B1704.47.1m 640每座厌氧池设水下搅拌器2台，每台功率5.5kW。 厌氧池出水进入缺氧沟。

根据资料，除磷效率约为50%，即氧化沟出水TP浓度约为2.5mg/L。 5.4.2除磷混合池

氧化沟出水TP浓度约为2.5mg/L，并未达到一级A的出水标准，因此增加化学除磷工艺。

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1 化学除磷设计要求

（1）污水经二级处理后，其出水总磷不能达到要求时，可采用化学除磷工艺处理。污水一级处理以及污泥处理过程中产生的液体有除磷要求时，也可采用化学除磷工艺。

（2）化学除磷可采用生物反应池的前置投加、后置投加和同步投加，也可采用多点投加。

（3） 化学除磷设计中，药剂的种类、剂量和投加点宜根据试验资料确定。 （4）化学除磷的药剂可采用铝盐、铁盐，也可采用石灰。用铝盐或铁盐作混凝剂时，宜投加离子型聚合电解质作为助凝剂。

（5）采用铝盐或铁盐作混凝剂时，其投加混凝剂与污水中总磷的摩尔比宜为1.5~3。 （6）化学除磷时，应考虑产生的污泥量。

（7）化学除磷时，对接触腐蚀性物质的设备和管道应采取防腐蚀措施。 2 化学除磷设计计算

选用铝盐作为主要除磷药剂，反应式如下：

Al3PO34AlPO4

使用硫酸铝结晶[Al2(SO4)3·18H2O]进行除磷，化学量为666。

设计选用后沉析工艺。 （1）药剂投加量计算

氧化沟出水的TP量为2mg/L，而一级A标准的要求为0.5mg/L，则须经沉析去除的：

P负荷=58233.6m3/d×（0.0025-0.0005）kg/m3=116.5kg/d (4.5a)

设计采用投加系数β值为1.5。

通过反应式可知，理论情况下Al与磷酸根为1:1反映。 设计Al的投加量为：

271.5116.5152.2kgAl/d

31折算理论需要药剂量为：

152.2/27/26661877.1kg/d Al2(SO4)318H2O

工业级硫酸铝纯度99.8%，所需要的实际药剂量为 1877.1/0.9981880.9kg /dAl2(SO4)318H2O （2）混合池设计

除磷药剂投加采用在二沉池前设混合池，采用机械混合，用桨式搅拌器。 1）搅拌池有效容积V (4.5b) VQt（m3）式中 t——混合时间，一般采用10~30s，取20s。

V0.6742013.48m3

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分成两个池子，每个池子有效容积为13.48÷2=6.74≈4m3，长2.7m，宽2.5m，高1m。 2）搅拌池当量直径D：当搅拌池为矩形时，其当量直径为

D4l（m） (4.5c)

式中 l——搅拌池长度（m）； ω——搅拌池宽度（m）。

D

42.72.52.93m

搅拌功率计算：

NCs3ZebR4sin408g10007.693140.260.24sin45(KW)0.40.053KW

4089.815.4.3二次沉淀池的计算

沉淀池一般分为平流式、辐流式、竖流式和斜管（板）等几类。

平流式沉淀池可用于大、中、小型污水厂，但一般多用于初沉池，作为二沉池比较少见。平流式沉淀池配水不易均匀，排泥设施复杂，不易管理。

辐流式沉淀池一般采用对称布置，配水采用集配水井，这样各池之间配水均匀，结构紧凑。辐流式沉淀池排泥机械已定定型化，运行效果好，管理方便。辐流式沉淀池适用于大、中型污水厂。

竖流式沉淀池一般用于小型污水处理厂以及中小型污水厂的污泥浓缩池。该池型的占地面积小、运行管理简单，但埋深较大，施工困难，耐冲击负荷差。

斜管（板）沉淀池具有沉淀效率高、停留时间短、占地少等优点。一般常用于小型污水处理厂或工业企业内的小型污水处理站。斜管（板）沉淀池处理效果不稳定，容易形成污泥堵塞，维护管理不便。

注：本设计采用辐流式沉淀池。

辐流沉淀池

设计中选用两组辐流沉淀池，N=2，设计流量0.674m/s从曝气池流出的混合液进入集配水井，经过集配水井分配流量后流进辐流沉淀池。 1、 沉淀池表面积

F=

Q ----设计流量(m3/s)；

33 - -3Q3600 'q山东建筑大学毕业设计说明书

q'表面负荷m3/(m2.h)，采用0.7 m3/(m2.h)。

F=0.1685×3600/0.7=866.6㎡

2、 沉淀池直径

D=

4F D =

4866.6=35.2m

设计中直径取36m，则半径为18m。 3、 沉淀池有效水深

h2=q'×t

设计中t一般采用1.5~3.0h,取沉淀时间t=2.5h，则h2=1.4×2.5=3.5m 4、 径深比

D36==10.3，合乎6～12的要求。 3.5h25、 污泥部分所需容积

V1=

2(1R)Q0X

1(XXr)N2式中 V1----污泥部分所需容积(m3)；

Q0----污水平均流量(m3/s)； R----污泥回流比(%)；

X----曝气池中污泥浓度(mg/l)； Xr----二沉池排泥浓度(mg/l)。

设计中取Q0=0.505m3/s，R=50%。

R106Xr Xr=r， X=

1RSVI式中 SVI----污泥容积指数，一般采用70～150；

r----系数，一般采用1.2。

设计中取SVI=100，则Xr=12000mg/l X=4000mg/l

V1=

2(1R)Q0X2(10.5)0.50540003600==1363.5m3

11(XXr)N(400012000)2226、沉淀池总高度

34 - -

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H=h1+h2+h3+h4+h5

式中 H----沉淀池总高度(m)； h1----沉淀池超高(m)，采用0.5m

h2----沉淀池有效水深(m)；h3----沉淀池缓冲层高度(m)，一般采用0.3m；h4----沉淀池底部圆锥体高度(m)；h5----沉淀池污泥区高度(m)。

设计中取h1=0.5m，h2=3.5m，h3=0.3m根据污泥部分容积过大及二沉池污泥的特点，采用吸泥机连续排泥，池底坡度为0.05。

h4=(r-r1)×i

式中 h4----沉淀池底部圆锥体高度(m)；

r----沉淀池半径(m)；

r1----沉淀池进水竖井半径(m)，一般采用1.0m； i----沉淀池池底坡度。

设计中取r=18m，r1=1.0m，i=0.05

h4=(r-r1)×i=（18-1.0）×0.05=0.75 m

h5=

式中 V1----污泥部分所需面积(m3)；

V2----沉淀部分底部圆锥体容积(m3)； F----沉淀池表面积(m2)。

V2V1V2 F3h4r2rr1r1230.75162161.01.02214.4m3

h5=

1363.5214.41.3m

866.6H=h1+h2+h3+h4+h5=0.3+3.5+0.3+0.75+1.3=6.35m 7、进水管的计算

Q1=Q+RQ0

式中 Q1----进水管设计流量(m3/s)；Q----单池设计流量(m3/s)；

R----污泥回流比（%）；Q0----单池污水平均流量(m3/s)。

设计中取Q=0.1685m3/s，R=50%

Q10.16850.50.505=0.232m3/s 4进水管管径取D1=700mm，

35 - -

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流速： vQ14Q140.2320.6m/s AD123.140.72

8、进水竖井的计算

进水竖井直径采用D2=1.0m。

进水竖井采用多孔配水，配水口尺寸a×b=0.4m×0.8m,共设4个沿井壁均匀分布。 流速V：V=

Q10.232==0.18m/s<(0.15-0.2)符合要求。 A0.40.84孔距L：LD2a40.257m

69、稳流筒计算

筒中流速：v3=0.03～0.02m/s(设计中取0.02)； 稳流筒过流面积：f=稳流筒直径D3：

D3=

Q10.23211.6m2 =

v30.024fD2=4.33m

2取4.4m

10、出水槽计算

采用双边90三角堰出水槽集水，出水槽沿池壁环形布置，环形槽中水流由左右两侧汇入出水口。 每侧流量：

Q=0.1685/2m3/s=0.084m3/s

集水槽中流速：v=0.6m/s； 设集水槽宽B=0.4m； 槽内终点水深h2：

h2=

槽内起点水深h1：

Q0.0840.35m =

VB0.60.42hkQ22h2 hk=3h1= 2gBh2 36 - -

3山东建筑大学毕业设计说明书

式中 hk----槽内临界水深(m)；

----系数，一般采用1；

g----重力加速度。

hk=0.165m h1=0.385m

设计中取出水堰后自由跌落0.1m，集水槽高度：0.1+0.385=0.485m,取0.5集水槽断面尺寸：0.40m×0.5m。 11、出水堰的计算

q=

Q n=L L=L2/5nb1+L2 h=0.7q式中 q——三角堰单堰流量(L/s)；

Q——进水流量(L/s)； L——集水堰总长度(m)； L1——集水堰外侧堰长(m)； L2——集水堰内侧堰长(m)； n——三角堰数量(个)； b——三角堰单宽(m)； h——堰上水头(m)；

q0——堰上负荷[L/(s·m)]。

设计中取b=0.1m,水槽距池壁0.6m

L1=（33.2-1.0）=101.16m L2=(33.2-1-0.6×2)=97.39m L=L1+L2=101.16+97.39=198.55m n=Lb=198.55/0.1=1986个 q=

Qn=168.5/1986=0.085m3/s 2h=0.7q5=0.261m

qQ0=

L=168.5/198.55=0.85L/(sm)

-

37 - Q0=L q山东建筑大学毕业设计说明书

12、出水管

出水管管径D=800mm

v4Q40.6740.67m/s 222D23.140.8

13、排泥装置

沉淀池采用周边传动刮吸泥机，周边传动刮吸泥机的线速度为2～3m/min，刮吸泥机底部设有刮吸泥板和吸泥管，利用静水压力将污泥吸入污泥槽，沿进水竖井中的排泥管将污泥排出池外。

排泥管管径450mm。

14、集配水井的设计计算 （1）配水井中心管直径

D2=

4Q v2式中 D2----配水井中心管径直径(m)；

V2----中心管内污水流速(m/s)，一般采用V2≥0.6m/s； Q----进水流量(m3/s)。

设计中取v2=0.7m/s,Q=0.674m3/s

D2=

(2)配水井直径

D3=

式中 D3----配水井直径(m)；

V3----配水井内污水流速(m/s)，一般采用V3=0.2～0.4m/s。

设计中取V3=0.3m/s

D3=

(3)集水井直径

4Q2D2 v340.6741.11m

0.740.6741.1122.02m

0.3 38 - -

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D1=

4Q2D3 v1式中 D1----集配水井直径(m)；

V1----集水井内污水流速(m/s)，一般采用V1=0.2～0.4m/s。

设计中取v1=0.25m/s

D1=

(4)进水管管径

取进入二沉池的管径DN=700mm。 校核流速： v=

4Q40.6740.88m/s0.7m/s，符合要求。 =222D20.740.6742.0222.74m

0.25(5)出水管管径

由前面结果可知，DN=700mm，v=1.1m/s (6)总出水管

取出水管管径DN=800mm，v=1.04m/s。 5.5 普通快滤池工艺设计与计算 5.5.1.滤池面积和尺寸

滤池工作时间为24h，冲洗周期为12h，滤池实际工作时间为：

24T240.123.8h12

式中：0.1代表反冲洗停留时间 该滤池采用石英砂单层滤料，其设计滤速为7~9m/h，本设计取v1=9m/h，滤池面积为：Q58233.61.05F243m2

v1T923.8根据设计规范，滤池个数不能少于2个，即N≥2个，根据规范中的表如下： 本设计采用滤池个数为6个，其布置成对称单行排列。每个滤池面积为:

F24340m2 fN6式中：f—每个滤池面积为（m2）， N—滤池个数N≥2个,取6个 F—滤池总面积（m2）

设计中采用滤池尺寸为：则L=8m，B=5m，故滤池的实际面积为8*5=40m2

39 - -

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实际滤速v1=58233.6*1.05/(23.8*4*81)=7.93m/h，基本符合规范要求：滤速为7~9m/h。

校核强制流速v2为：当一座滤池检修时，其余滤池的强制滤速为

Nv167.93v29.48m/h，符合规范要求：强制滤速一般为9~12m/h

N161

2.滤池高度：

H=H1+H2+H3+H4 式中：H---滤池高度（m），一般采用3.20-3.60m； H1---承托层高度（m）；一般可按表（1）确定； H2---滤料层厚度（m）；一般可按表（2）确定； H3---滤层上水深（m)；一般采取1.5~2.0m H4---超高（m）；一般采用0.3m

设计中取H1=0.40m，H2=0.70m，H3=1.80m，H4=0.30m； H0.400.701.800.303.20m

表5-1 大阻力配水系统承托层材料、粒径与厚度 层次(自上而下) 材 料 粒径(mm) 厚度(mm) 1 砾 石 2～4 100 2 砾 石 4～8 100 3 砾 石 8～16 100 本层顶面应高出配4 砾 石 16～32 水系统孔眼100

表5-2 滤池滤速及滤料组成 滤 料 组 成 正常滤速强制滤速滤料种类 粒径 不均匀系数厚度 (m/h) (m/h) (mm) (K80) (mm) 单层细砂 石英砂 <2.0 700 7～9 9～12 滤料 d10＝0.55 无烟煤 <2.0 300～400 d10＝0.85 双层 9～12 12～16 滤料 石英砂 <2.0 400 d10＝0.55 无烟煤 <1.7 450 d10＝0.85 三层 石英砂 <1.5 250 16～18 20～24 滤料 d10＝0.50 重质矿石 <1.7 70 d10＝0.25 均匀级配 石英砂 1200～<1.4 8～10 10～13 粗砂滤料 d10=0.9～1.2 1500 注：滤料的相对密度为：石英砂2.50～2.70；无烟煤1.4～1.6；重质矿石4.40～5.20。

40 - -

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5.5.2每个滤池的配水系统

1、最大粒径滤料的最小流化态流速

2.31m0d1.31 Vmf12.261.310.54(1m0)0.54Vmf---最大粒径滤料的最小流化态流速（m/s)； d---滤料粒径（m）； ---球度系数；

---水的动力粘度[(N.S)/m2] m0---滤料的孔隙率。

设计中取d=0.0012m，=0.98，m0=0.38，水温20时=0.001(N.S)/m2

1.310.00120.382.31 Vmf12.261.08cm/s 1.310.540.540.980.001(10.38)

2、反冲洗强度 q=10KVmf

q---反冲洗强度[L/(s/m2)],一般采用12~15L/(s/m2)； K---安全系数，一般采用1.1~1.3. 设计中取K=1.3

q=101.31.08=14L/(s/m2) 3、反冲洗水流量 qg=f·q

式中qg—反冲洗干管流量(L.s)。 qg=40 14=560L/s 4、干管始端流速

4.qg103 Vg 2.D式中 Vg—干管始端流速(m/s)，一般采用1. 0-1.5 m/s ; qg—反冲洗水流量(L/s); D—干管管径（m)。 设计中取D=1m

4560103Vg0.71m/s 215、配水支管根数

Lnj=2

a式中nj---单池中支管根数(根); L---滤池长度(m);

A---支管中心间距(m)，一般采用0.25~0.30m。 设计中取a= 0.30m

8.054根 nj=20.30 41 - -

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6、单根支管人口流量

qgqj=

nj式中 qj---单根支管入口流量（L/s).

qg560qj=10.4L/s

nj547、支管入口流速 qj103 Vj2.Dj4式中 Vj---支管入口流速（m/s),一般采用1.50~2.0m/s Dj---支管管径（m）。 设计中取Dj=0.10m

10.4103Vj1.32m/s

.0.10248、单根支管长度

1lj(BD)

2式中 lj---单根支管长度（m）； B---单个滤池宽度（m）； D---配水干管管径（m）。 设计中取B=6m，D=1m；

1lj(51)2m

29、配水支管上孔口总面积 Fk=K.f

式中 Fk---配水支管上的孔口面积（m2）

K---配水支管上孔口总面积与滤池面积f之比，一般采用0.2%~0.25%，设计中取K=0.25%

则Fk=0.1 m2

10、配水支管上孔口流速

qgVk

Fk式中 Vk---配水支管上的孔口流速，一般采用5.0~6.0m

0.56Vk5.6m/s

0.111、单个孔口面积

4式中 fk---配水支管上单个孔口面积（mm2）； dk---配水支管上孔口的直径（mm），一般采用9~12mm。 设计中取dk=9mm

42 - -

fk2dk

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412、孔口总数

100000Nk1575个

63.513、每根支管上的孔口数

Nnkk

njfk9263.5mm2

式中 nk---每根支管上的孔口数（个）。

1575nk30个

54支管上孔口布置成二排，与垂线成450夹角向下交错排列，如右图所示

14、孔口中心距

ljak

nk2式中 ak---孔口中心距（m）。 设计中取lj=2m，nk=30个

2ak0.13m

30215、孔口平均水头损失

1q hk 2g10K2式中 hk---孔口平均水头损失（m）；

q---冲洗强度[L/(s/.m2];

---流量系数，与孔口直径和壁厚的比值有关；

K---支管上孔口总面积与滤池总面积之比，一般采用0.2%~0.25%。

d9设计中取=5mm，k=0.25%；则孔口直径与壁厚之比k1.8，选用流量系数

5=0.68

1q114 hk3.5m 29.810K19.6100.680.252216、配水系统校核

对大阻力配水系统，要求其支管长度lj与直径dj之比不大于60 lj220<60 dj0.10对大阻力平配水系统，要求配水支管上孔口总面积Fk与所有支管横截面积之和的比值小于0.5

Fk<0.5 nj.fj 43 - -

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4式中 fj---配水支管的横截面积（m2）。 Fk0.10.24<0.5，满足要求。

nj.fj540.1024fj=

.Dj

25.5.3. 洗砂排水槽

1、洗砂排水槽中心距 a0=l/n1

式中：a0—洗砂排水槽中心距 n1—每侧洗砂排水槽数（条） 每池洗砂排水槽数n1=3条 a0=8/3=2.66m

2、每条洗砂排水槽长度为 l08m

式中：l0—每条洗砂排水槽长度（m） 3、每条洗砂排水槽的排水量

qg560q0186.66L/s

n23式中：q0—每条洗砂排水槽的排水量 qg—单个滤池的反冲洗水量 n2—洗砂排水槽总数 4、洗砂排水槽断面模数

洗砂排水槽采用三角形标准断面，如图：

洗砂排水槽断面模数：

q186.66x0.50.50.28m 1000v10000.6式中：x—洗砂排水槽断面模数

v0—槽中流速（m/s） 一般采用0.6 m/s 5、洗砂排水槽顶距砂面高度

HeeH22.5xc40%0.72.50.280.050.081.11m

式中：He—洗砂排水槽顶距砂面高度

e—砂层最大膨胀率，石英滤料一般采用

44 - -

0.50.5山东建筑大学毕业设计说明书

30%~50%，取40%

δ—排水槽底厚度 取0.05m H2—滤料厚度 取0.7m

c—洗砂排水槽的超高，取0.08m 6、洗砂排水槽总面积为：

F2xl0n2bL20.282.130.8089.928m2

F9.92824.8%25% ，基本满足要求 校核排水槽种面积与滤池面积之比：f407、中间排水渠

中间排水渠选用矩形断面，渠底距洗砂排水槽底部的高度为：

H1.733qgegb20.78m 5.5.4滤池反冲洗 反冲洗系统

1）气，水分配渠（按反冲洗水流量计算）

反冲洗强度

q110/m2s 气水分配渠中水的流速v51.0m/s 气水分配渠宽度B20.8m

反冲洗水流量

Q5q1f1000108110000.81m3/s 气水分配渠内水深

HQ52V0.811m 5B21.00.82）配水方孔面积和间距

FQ51V 6nF13f 1配水方孔流速 v6=0.5m/s,单个方孔面积f10.10.10.01m2 配水方孔总面积FQ510.81.51.62m2v 60方孔个数 nF13f1.620.1162个 10.1因此在气水分配渠两侧分别布置81个配水方孔。 3）布气圆孔的间距和面积

布气圆孔的数目及间距和配水方孔相同，采用直径为60mm的圆孔，其单孔面积为-

45 - (4.7f)

(4.7g) (4.7h)

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所有圆孔的面积之和为162×0.0028=0.4536m2 4）空气反冲洗时所需空气流量

空气冲洗强度

3.140.062 0.0028m2

4q气15/m2s

Q气空气通过圆孔的流速为

15811.215m3/s

10001000q气f'1.2152.7m/s5m/s

0.45365.5.5.进、出水系统

1．、进水总渠

滤池的总进水量为Q1=58233.6=0.674m3/s

设计中取进水管为DN1000，管中流速为0.88m/s 单个滤池进水管Q2=0.674/4=0.1685m3/s

采用进水管直径D2=500mm，管中流速0.77m/s. 2、反冲洗进水管

冲洗水流量qg=1134L/s,采用管径D3=600mm，管中流速V3=1.32m/s 3、清水管

清水总水量：Q4=0.674 m3/s，采用DN1000管径，管中流速为0.88m/s

单个滤池清水管流量Q2=0.674/4=0.1685m3/s，采用管径D5=500mm，管中流速为0.77 m/s.

4、排水渠

排水流量qg=674L/s，排水管管径DN500。，v=2.32 m/s。

5.6污水消毒 5.6.1.消毒设施计算

（1）设计参数

①根据加拿大TRDJAN公司生产的紫外线消毒系统的主要参数，选用型号为UV4000PLUS

②辐射时间：10-100s （2）设计计算 ①灯管数：

UV4000PLUS紫外线消毒设备每3800m3d需要2.5根灯管，每根灯管的功率为2800W

46 - -

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（3）用最大日流量计算

0.674864002n2.519.1(根)， 3800 根据实际情况，取紫外光灯个数20根，可按4排5列方式安装 （4）消毒渠设计

按设备要求渠道深度为129cm，设渠中水流速为0.3ms， 渠道过水面积：

0.67486400A21.12m2

0.3243600渠道宽度：

BA1.120.87m H1.29 若灯管间距为9cm，沿渠道宽度可装9根，满足要求。

渠道长度：设每个模块长度为2cm，渠道出水堰板调节堰到灯组的间距为1.5m，进水口到灯组间距为1.5m，两灯组间距为1m

渠道总长为：L221.51.518m 校和辐射时间：

t2213.3s，符合要求 0.3污水经上述构筑物处理后，所有指标达到一级A标准，可排入水体。

5.7计量设备

(一)计量设备选择

污水厂中常用的计量设备有巴氏计量槽、薄壁堰、电磁流量计、超声波流量计、涡轮流量计等。各种计量设备比较见下表5.3。

污水测量装置的选择原则是精度高、操作简单，水头损失小，不宜沉积杂物，其中以巴氏计量槽应用最为广泛。其优点是水头损失小，不易发生沉淀。

本设计的计量设备选用巴氏计量槽。

表5.3 计量设备比较表

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名 称 巴氏计量槽 优 点 水头损失小，不易发生沉淀，操作简单 缺 点 施工技术要求高，不能自动记录数据 水头损失较大，堰厂 适用范围 大中小型污水薄壁堰 稳定可靠，操作简单 前易沉积污泥，不能自动记录数据 小型污水厂 电磁流量计 水头损失小，不易堵塞，精度高，能自动记录数据 水头损失小，不易堵塞，精度高，能自动记录数据 精度高，能自动记录数据 难 难 价格较贵，维修困大中型污水厂 超声波流量计 涡轮流量计 价格较贵，维修困大中型污水厂 中小型污水厂 维修困难 (二)巴氏计量槽设计 1、计量槽主要部分尺寸：

A1=0.5b+1.2 A2=0.6m A3=0.9m B1=1.2b+0.48 B2=b+0.3

式中 A1----渐宽部分长度(m)；

b----喉部宽度(m)； A2----喉部长度(m)； A3----渐扩部分长度(m)； B1----上游渠道宽度(m)； B2----下游渠道宽度(m)。 设计中取b=0.75m

A1=0.5×0.75+1.2=1.575m A2=0.6m A3=0.9m

B1=1.2×0.75+0.48=1.38m B2=0.75+0.3=1.05m

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2、计量槽总长度

计量槽应设在渠道的直线段上，直线段的长度不应小于渠道宽度的8～10倍，在计量槽上游，直线段不小于渠宽的2～3倍，下游不小于4～5倍；

计量槽上游直线段长L1为：

L1=3B1

式中 L1----上游直线段长(m)；

B1----上游渠道宽度(m)。

L1=3×1.38=4.14m

计量槽下游直线段长L2为：

L2=5B2

式中 L2----下游直线段长(m)；

B2----下游渠道宽度(m)。

L2=5×1.05=5.25m

计量槽总长L：

L= L1+ A1+ A2+ A3+ L2 L=4.14+1.575+0.6+0.9+5.25=12.465m

3、计量槽的水位

1.558当b=0.75m时：Q=1.777H1

式中 H1----上游水深(m)。

H11.558Q0.54m 1.777当b=0.3～0.25m时，H2/H1≤0.7时为自由流；

H2≤0.7×0.54=0.38m；取H2=0.4m

4、渠道水力计算2 (1)上游渠道：

过水断面积A：

A=B1×H1=1.38×0.54=0.75m2

湿周f：

f=B1+2H1=1.38+2×0.54=2.46m

水力半径R：

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RA0.750.3m f2.46流速v:

vQ0.6740.9m/s A0.75水力坡度i：

i(vnR)

式中 n----粗糙度，一般采用0.013。

232i(0.90.0130.23)=0.97‰

(2)下游渠道

过水断面积A：

A=B2×H2=1.05×0.4=0.42m2

湿周f：

f=B2+2H2=1.05+2×0.4=1.85m

水力半径R：

RA0.420.227m f1.85232流速v:

vQ0.6741.6m/s A0.42水力坡度i：

i(vnR)2

式中 n----粗糙度，一般采用0.013。

23i(1.60.0130.227)2=3.12‰

5、水厂出水管

采用重力流铸铁管，流量Q=0.674m3/s，DN=1000mm，v=1.01m/s，i=1‰。 5.8污泥处理构筑物计算

23 50 - -

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5.8.1污泥量计算

（1）氧化沟内每日增加的污泥量

ΔXY（S0-Se）Q-KdVXV

式中 ΔX——每日增加的污泥量（kg/d）； S0——氧化沟进水BOD5浓度（mg/m3）； Se——氧化沟出水BOD5浓度（mg/m3）； Y——污泥产率系数，一般采用0.5~0.7； Q——污水平均流量（m3/d）；

Kd——污泥自身氧化率，一般采用0.04~0.1； V——生物反应池的容积（m3）；

XV——生物反应池内混合液挥发性悬浮固体平均浓度（gMLVSS/L）；

设计中取Y=0.634，Kd=0.08

X0.63443632（227.2-22.7）1000-0.061933840.752175.6kg/d

（2）曝气池每日排出的剩余污泥量

QX1fX (5.1c) r式中 f——0.75；

Xr——回流污泥浓度（mg/L）； 设计中取Xr=7670mg/L

Q2175.610.757.67378.2m3/d0.0044m3/s

5.8.2贮泥池

贮泥池用来贮存来自浓缩池的污泥。设计采用2座贮泥池。 1贮泥池设计进泥量

QQ1 (5.2a) 式中 Q——每日产生污泥量（m3/d）； Q1 ——浓缩后剩余污泥量（m3/d）。

Q378.2m3/d

2贮泥池的容积

VQt (5.2b) 24n式中 t——贮泥时间（h），一般采用8~12h； n——贮泥池个数。 设计中取t=8h，n=2

V378.28263.03m3≈64m324

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51 - 山东建筑大学毕业设计说明书

贮泥池设计容积

122 (5.2c) Va2h2h（3aabb）3h3tgα（a-b）/2 (5.2d)

式中 h2——贮泥池有效深度（m）；

h3——污泥斗高度（m）； a——贮泥池边长（m）； b——污泥斗底边长（m）；

α——污泥斗倾角，一般采用60°。

设计中取n=2，a=4.0m，h2=3.0m，污泥斗底为正方形，边长b=1.0m

4-1h3tg60（）2.6m 2V66.2m364m3

符合要求。 3贮泥池高度

hh1h2h3

式中 h1——超高（m），一般采用0.3m。

h0.33.02.65.9m

4管道部分

每个贮泥池中设DN=150mm的吸泥管一根，2个贮泥池互相连通，连通管DN200mm，共设有2根进泥管， 2根来自污泥浓缩池，管径为150mm。 5.8.2污泥脱水

不进行污泥稳定和消化，直接进行污泥离心脱水后外运。 污泥量 0.0068m3/s= 24.48m3/h 采用绿水分离设备有限公司生产的 LW550×2350 逆流型卧式螺旋卸料沉降离心机，处 理能力为 50m3/h，无极调节。选用两台，一用一备。 (三)附属设施 污泥提升泵站

考虑各构筑物为间歇排泥，每日总排泥量为378.2m3，需在1.5h内抽送完毕，则流量为252.1m3/h。2用1备，每台流量为126.05 m3/h。

根据表6.4和表6.5，污泥泵房泥面标高为34.08m。贮泥池泥面标高至污泥斗底的高程为6.5m，贮泥池泥面标高为34.12m。排泥富余水头2.0m，污泥泵吸水管和出水管压力损失为3.0m，则污泥泵所需扬程为Hb=6.5+(34.12-34.08)+2.0+3.0=11.54m，取12m。

根据流量和扬程选泵，选择150QW140-18-15型潜污泵。 泵房L=10m，B=6m。

5.9污水处理厂总体布置 5.9.1污水处理厂平面布置

污水处理厂通常有四个基本部分组成,即生产构筑物,辅助和附属构筑物,各类管道和

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其它设施.

污水厂内管线种类很多,应综合考虑布置,一面发生矛盾,污水和污泥管道用尽量考虑重力流.污水厂内映设超越管,以便发生事故时,使污水能超越一部分或全部构筑物,进入下一级构筑物后事故溢流.

原则:流程尽量简短,避免迂回重复,尽量减少水头损失,构筑物尽量靠近,便于操作管理;尽量适用地形;注意建筑物和构筑物朝向和间距,构筑物和建筑物之间的间距应满足施工和管线布置的要求;连接管渠应简单、短捷，尽量避免立体交叉，并考虑施工、检修方便；注意厂区内的功能分区，合理布置。 厂区概述： 1、总平面布置

为节省征地，便于交通，厂区布置在满足工艺流程顺畅、布置规整的前提下，整个厂区基本上按功能划分为前厂区、污水处理区和污泥处理区。各区之间以道路、绿化分隔，可自成一体。在厂前区综合楼前方设主出入通道，在污泥处理区污泥脱水机房附近设副出入口，主要用于运送污泥。

按照常年主导风向的频率，污水处理区和长前区平行布置，互不干扰。 总变电室设在一级处理区，靠近主要用电负荷的附近。 厂前区

厂前区设于主出入口附近。主要包括办公、调度等为主的综合办公楼，以及配电室、车库、机修车间等辅助建筑。在出入口设厂前区广场以满足交通要求。 污水处理区

污水处理区设于长区一侧，主要有氧化沟等污水生化处理构筑物，考虑到节省用地和水利衔接上的需要，污水预处理系统从污水区的中部进入该区。 污泥处理区

污泥处理区设于厂区一角，主要有污泥混合池、污泥脱水机房组成，考虑到污泥处理区的环境保护和污泥转运作业的便利，在污泥处理区设置专门的副门。 2、厂区道路设计

道路基本上为环行布置，由于道路来分割各区。厂区道路采用混凝土路面。道路宽为6米车行道标准转弯半径9米，满足了长区生产运输和消防的要求。 3、厂区绿化

在管理区内合各生产构筑物间合理安排装点环境够的绿化用地。

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5.9.2污水处理厂高程布置

一、污水部分

污水处理厂的水流常依靠重力流动，以减少运行费用。为此，必须认真计算其水头损失。水头损失包括：水流通过各处理构筑物的水头损失，包括从进池到出池的所有水头损失在内；水流通过连接前后两构筑物的管渠（包括配水设备）的水头损失，包括沿程水头损失与局部；水流流过量水设备的水头损失。

选择一条距离最长、水头损失最大的流程进行水力计算，并适当留有余地，使实际运行时能有一定的灵活性。以近期最大流量作为构筑物和管渠的设计流量，计算水头损失。损失计算见下表5.6 构筑物 格栅 沉砂池 混合池 集配水井 普通快滤池 水头损失（m） 0.2 0.2 0.2 0.2 2.0 构筑物 紫外消毒池 巴氏计量槽 氧化沟 贮泥池 二沉池 水头损失（m） 0.1 0.2 0.8 1.0 0.5 表5.7 污水管水力计算表 管渠设计参数 管渠及构筑物名称 流量（L/s） D（mm） I（‰） V（m/s） L（m） 沿程 出水口至计量堰 计量堰至消毒池 消毒池至滤池 滤池至二沉池 二沉池至集配水井 集配水井至混合池 混合池至氧化沟 氧化沟至集配水井 集配水井至沉砂池 674 674 337 674 337 674 337 337 674 800 800 500 800 500 800 500 500 800 1.00 1.00 2.10 1.00 2.10 1.00 2.10 2.10 1.00 1.01 1.01 1.15 1.01 1.15 1.01 1.15 1.15 1.01 14 1.2 5 45 36 6 44.9 33.2 42.3 0.014 0.001 0.011 0.045 0.076 0.006 0.094 0.07 0.042 局部 0.055 0.167 0.021 0.086 0.021 0.162 0.291 0.187 0.217 合计 0.069 0.168 0.032 0.131 0.097 0.168 0.385 0.257 0.259 水头损失（m） 54 - -

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沉砂池至细格栅 337 500 2.10 1.15 0.75 0.002 0.152 0.154 上表中沿程水头损失hi=iL；局部水头损失hj=v2 /2g

本设计处理后的水排入河流，河流水位低于水厂的地面标高，而且洪水时也不会发生倒灌。考虑到构筑物的挖土深度不宜过大，以最高洪水位作起点，推算各水位相对标高。以水厂内地面标高67.000米,最高洪水位标高65米.具体标高见表5.8

表5.8 构筑物及管渠水面标高计算表

序号 1 2 3 4 5 6 6 7 8 10 管渠及构筑 物名称 出水口至计量堰 计量堰 计量堰至消毒池 紫外消毒池 消毒池至滤池 滤池 滤池井至二沉池 二沉池 二沉池至集配水井 集配水井 水面上 游标高(m) 66.17 66.37 66.538 66.638 66.67 68.67 68.801 69.301 69.398 69.598 69.766 69.966 70.351 71.151 71.408 71.608 71.867 72.067 72.221 水面下 游标高(m) 建筑物 构筑物 水面标高(m) 损失(m) 67.27 0.2 66.588 0.1 2.0 68.051 0.5 69.498 0.2 69.866 0.2 70.751 0.8 71.508 0.2 71.967 0.2 66.10 66.17 66.37 66.538 66.638 66.67 68.67 68.801 69.301 69.398 69.598 69.766 69.966 70.351 71.151 71.408 71.608 71.867 72.067 11 集配水井至混合池 12 13 14 混合池 混合池至氧化沟 氧化沟 15 氧化沟至集配水井 16 集配水井 17 集配水井至沉砂池 18 19 沉砂池 沉砂池至细格栅 二、污泥部分 55 - -

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污泥管道水头损失 管道沿程损失：细格栅

Lhf2.491.17Dv2g1.85

管道局部损失

v2 hj2gD---------污泥管管径 L---------管道长度 v----------管内流速 ---------局部阻力系数

查计算表可知污泥含水率97%时，污泥浓度系数CH=71，污泥含水率95%时，污泥浓度系数CH=53.

管渠及构筑物名称 三通个数 二沉池至污泥泵房 污泥泵房至浓缩池 浓缩池至贮泥池 贮泥池至脱水机房 0 1 2 1 1.5 1.5 1.5 1.5 三通 90°弯头个数 2 2 4 2 0.48 0.43 0.43 0.43 弯头 闸门个数 2 2 2 2 0.1 0.2 0.2 0.2 1.16 2.76 5.12 2.76 闸门 合计 表5.9 连接管道水头损失 连接管道水头损失 管渠及构筑物名称 二沉池至浓缩池 浓缩池至贮泥池 贮泥池至脱水机房

表5.10 污泥处理构筑物及管渠水面标高计算表

污泥处理构筑物及管渠水面标高计算表 污水处理厂人员包括：生产工人(包括直接生产工人和附属、辅助生产工人) 流量(L/S) 1.7 0.8 0.8 管渠设计参数 D(mm) 200 125 125 水头损失(m) V(L/S) L(m) 沿程(m) 局部(m) 合计 0.29 0.22 0.22 101 18 26 0.69 0.25 0.06 0.016 0.013 0.007 0.706 0.258 0.07 56 - -

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序号 1 2 3 4 5 6 管渠及构筑物名称 浓缩池 浓缩池至贮泥池 贮泥池 贮泥池至脱水机房 脱水机房 污泥提升泵房 上游泥 面标高(m) 66.98 67.238 下游泥 面标高(m) 67.238 67.308 构筑物泥 面标高(m) 66.98 67.238 67.308 20.5 6、人员编制

、管理技术人员和其他勤杂人员。根据曲阜市城区污水处理厂的规模，全厂人员定为50人，其中生产工人30人，勤杂人员10人，管理人员10人。

行政技术人员管理部门和主要生产工段应配置适当比例的专业技术人员，专业技术人员涉及：给排水、工程自动化、自动化仪表、计算机控制、机械制造、分析化学、微生物学、企业管理等专业。

7、小结

本章已经对污水处理厂及其相关构筑物进行了详细的计算，并且污水处理厂的平面及高程布置也已经完成。下面将对本设计进行工程投资估算。

8、工程概算

8.1污水管网投资

污水管网平均流量约为2.5万m3/d，根据《给水排水设计手册》第10册第260页表4-7，用内差法可得指标总造价为83.41。则总投资为：

54.358233.629927万元

10000 57 - -

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8.2污水处理厂投资

根据资料，处理1立方米污水，价格约为1000元，总造价为：

100058233.65823.36万元

工程总投资为5823.36+927=6750.36万元

8.3污水处理成本

1由于处理后的污水可以达标排放，可不考虑处理后的污水排放费，即E1＝0。

2能源消耗费：包括电费、水费等在污水处理过程中所消耗的能源费。污水处理厂的电费计算式为：

8760NdE2= (7.3a)

k式中 n——污水处理厂内的水泵、空压机或鼓风机及其它机电设备的功率总和(不包括备用设备)（kw）；

k——污水量总变化系数；

d——电费单价，取0.55元/（kw·h）。

8760×（11×3+55×8+4×6）×0.55

E2=1.49=151万元3药剂费E3：消毒剂投加量为10mg/L, 消毒剂单价3000元/t。 365×25000×1.05×10×3000E3==192.91万元

1.49×106×10004.工资福利费E4：人均年工资及福利费按40000元考虑，人数为50人。

40000E4=50×=200万元

100005固定资产折旧大修费E5：只计污水处理厂部分，折旧大修费率按7％考虑。

E558233.60.07407.6万元

6检修维修费E6：

E65823.31%58.23万元

7管理费用和其它费用E7：

E7（151192.91200407.658.23）10%100.974万元

8处理成本:

EE1E2E3E4E5E6E71084.66万元

1084.660.82元/m3

36558233.3 58 - -

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9、 效益分析

随着经济的发展，污染治理已成为企业的一项重要责任，该味精厂淀粉工艺废水通过此方案的处理，其对环境的污染削减到最低程度，做到了以废治废；执行了国家的环保法规，对保护当地水环境尽到了应承担的义务；必将得到当地环保部门和周围群众的认可；增加了企业的无形资产，为企业的生存、发展打下良好的基础。

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结 论

本设计城区污水量为674L/s；污水处理厂厂址位于威海市乳山市，占地面积为366×215=78690m2；污水处理厂的工艺采用氧化沟，主要构筑物及处理流程为：进水→中格栅+泵站→细格栅→平流沉砂池→氧化沟→辐流二沉池→紫外消毒池→计量设备→出水；污水处理后的受纳水体为附近河；污水处理厂的最后定员为40人。

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谢 辞

毕业设计圆满结束了，在设计过程中得到了孟德良老师的辛勤指导。他严谨的治学态度、悉心的指导，使我顺利完成了本次设计。设计工程中，孟老师不仅在教给我设计的基本知识，还教给了我许多如何做人、如何工作、如何面对困难、如何解决困难的方法，这将是我一生中非常宝贵的财富。在此对孟老师的指导表示最衷心的感谢！

在本次设计中，除了孟老师的言传身教外，同组的几位同学也给予了大力的支持和帮助，在此一并表示最真诚的感谢。

再次衷心地感谢所有帮助过我的人！

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参考文献

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