某城镇污水处理厂工艺初步设计设计说明书(含计算书)

目 录

1 设计概论 ....................................................................................................................1

1.1 课题意义..................................................................................................................0 1.2 城镇污水常用处理方法 ....................................................................................0 1.3 设计任务..................................................................................................................3 1.4 设计资料..................................................................................................................4 1.4.1 厂区概况 .............................................................................................................4 1.4.2 设计规模 .............................................................................................................4 1.4.3 设计水质 .............................................................................................................4

2 污水处理工艺选择 ...............................................................................................5

2.1 常用的城镇污水处理工艺比选 ......................................................................5 2.2 工艺方案确定 ........................................................................................................6 2.2.1 A2/O工艺原理................................................................................................7 2.2.2 A2/O工艺流程图 ...........................................................................................7

3 污水处理构筑物设计计算 ...............................................................................8

3.1 设计水量..................................................................................................................8

3.2 粗格栅 .....................................................................................................................8

3.2.1设计说明 ..............................................................................................................8 3.2.2设计要求 ..............................................................................................................9

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3.2.3设计计算 ..............................................................................................................9

3.3 污水提升泵房 .................................................................................................. 12

3.3.1 设计说明 .......................................................................................................... 12 3.3.2 设计要求 .......................................................................................................... 13 3.3.3 设计计算 ......................................................................................................... 14 3.4 细格栅 ................................................................................................................... 15 3.4.1 设计说明 .......................................................................................................... 15 3.4.2 设计参数 .......................................................................................................... 15 3.4.3 设计计算 .......................................................................................................... 15 3.5 沉砂池 ................................................................................................................... 16 3.5.1 设计说明 .......................................................................................................... 16 3.5.2 设计要求 .......................................................................................................... 17 3.5.3 设计参数 .......................................................................................................... 17 3.5.4 设计计算 .......................................................................................................... 18 3.6 A2/O生物反应池 ............................................................................................. 19 3.6.1 判断是否可用A2/O法 .............................................................................. 19 3.6.2 设计参数 .......................................................................................................... 19 3.6.3 设计计算（污泥负荷法） ........................................................................ 20 3.7 二沉池 ................................................................................................................... 27 3.7.1 设计说明 .......................................................................................................... 27

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3.7.2 设计要点 .......................................................................................................... 28 3.7.3 设计参数 .......................................................................................................... 29 3.8 配水配泥井 .......................................................................................................... 33 3.9 接触消毒池 .......................................................................................................... 33 3.9.1 设计说明 .......................................................................................................... 33 3.9.2 设计参数 .......................................................................................................... 33 3.9.3 设计计算 .......................................................................................................... 34

4 污泥处理构筑物的设计计算 ....................................................................... 35

4.1 污泥量的计算 ..................................................................................................... 35 4.2 污泥泵房............................................................................................................... 36 4.2.1 设计说明 .......................................................................................................... 36 4.2.2 设计计算 .......................................................................................................... 37 4.3 污泥浓缩池 .......................................................................................................... 37 4.3.1 设计说明 .......................................................................................................... 38 4.3.2 设计要点 .......................................................................................................... 38 4.3.3 设计计算 .......................................................................................................... 38 4.4 贮泥池 ................................................................................................................... 40 4.4.1 设计说明 .......................................................................................................... 40 4.4.2 污泥量 ............................................................................................................... 40 4.4.3 设计计算 .......................................................................................................... 40

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4.5 污泥脱水间 .......................................................................................................... 40 4.5.1 设计说明 .......................................................................................................... 40 4.5.2 压滤机选型 ...................................................................................................... 41 4.5.3 加药量计算 ...................................................................................................... 42

5 污水处理厂总体布置 ....................................................................................... 42

5.1 污水厂的平面布置原则 ................................................................................. 42 5.1.1 处理单元构筑物的平面布置 .................................................................... 42 5.1.2 管、渠的平面布置 ....................................................................................... 43 5.1.3 厂区道路，围墙设计 .................................................................................. 44 5.1.4 辅助建筑物 ...................................................................................................... 44 5.2 污水厂的平面布置 ........................................................................................... 45 5.3 污水厂的高程布置 ........................................................................................... 46 5.3.1 污水厂高程布置原则 .................................................................................. 46 5.3.2 高程布置时的注意事项 ............................................................................. 47 5.4 污水处理流程的高程计算 ............................................................................ 47 5.5 污泥处理流程高程计算 ................................................................................. 50 5.5.1 污泥处理构筑物的水头损失 .................................................................... 50 5.5.2 污泥管道水头损失 ....................................................................................... 50 5.5.3 污泥处理流程的高程布置 ........................................................................ 51

6 污水处理厂运行成本核算 ............................................................................ 52

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6.1 劳动定员............................................................................................................... 52 6.2 运行费用............................................................................................................... 52 6.2.1 成本估算有关单价 ....................................................................................... 52 6.2.2 运行成本估算 ................................................................................................. 53

7 工程效益 ................................................................................................................. 55 8 结语 ........................................................................................................................... 55 参考文献 ..................................................................................................................... 56 致 谢 ............................................................................................................................. 57

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1 设计概论

1.1 课题意义

由于城市化、工业化和农业集约化的迅速发展，以及人类对水资源、水污染认识上存有一些误区，使得许多城市原有水资源不敷所用，许多地区进入水资源的污染物超过其环境容量，从而导致水体污染。而我国水环境污染和生态破坏相当严重，并呈发展趋势，每年有近300亿立方米污水未经处理直接排放，使水环境的污染量大大超过了自净能力所能承受的程度，从而破坏了水的良性循环，导致水资源危机的加剧，进而影响城市的可持续发展。水资源的短缺和水污染的加重，使人们已警觉到污水再生处理已直接关系到人民的健康安全和社会、经济的可持续发展、关系到子孙后代的可持续生存。

在国家可持续发展的新政策下,环境保护已受到各级政府和全国人民的重视,对污水进行彻底的治理以保护人类赖以生存的环境的重要性越来越大,高效节能的城市污水处理技术与工艺已能为国民经济的发展起到较大的推动作用。 根据我国经济发展和环境保护需求，提出一套合理、经济、运转效率高的工艺流程对污水进行处理，以达标排放。对于保护环境，减轻环境污染，遏制生态恶化趋势，有着重要的意义。城市污水的生物处理技术是以污水中含有的污染物作为营养源，利用微生物的代谢作用使污染物降解，它是城市污水处理的主要手段，城市二级污水处理厂常用的方法有：传统活性污泥法、氧化沟法、SBR法等等［1］。

1.2 城镇污水常用处理方法

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城镇污水的主要污染物是有机物。污水中主要污染物为有机物，其BOD5：CODCr=0.468，该比值大于0.3，比较适合选用生化方法进行处理，因此污水处理工艺选择二级处理方案。目前，国内外经济适用的处理方法主要是生物法。在生物法中活性污泥法占绝大多数，活性污泥法有多种形式，应用最广泛的主要有以下3种： （1）传统活性污泥法

传统活性污泥法及其传统形式改进型，有A/O与A2/O法。A/O法有两种，一是用于降磷的厌氧－好氧工艺，一是用于降氮的缺氧－好氧工艺。A2/O法则是即除氮又除磷的工艺。活性污泥法的最基本流程是向污水中注入空气进行曝气，并持续一段时间后，污水中即生成一种絮凝体，这种絮凝体主要由大量繁殖的微生物群体所构成，它易于沉淀分离，并使污水得到澄清，这就是“活性污泥”。需处理的污水与回流的活性污泥同时进入曝气池，成为混合液，随着曝气池注入空气进行曝气，使污水与活性污泥充分混合接触，并供给混合液以足够的溶解氧，在好氧状态下，污水中的有机物被活性污泥中的微生物群体分解而得到稳定，然后混合液进入二次沉淀池，在池中，活性污泥与澄清液分离后，一部分回流到曝气池进行接种，澄清液则溢流排放，在整个处理过程中，活性污泥不断增长，有一部分剩余污泥需要从系统中排除［2］。 （2）氧化沟法

氧化沟又称循环曝气池，类似活性污泥的延时曝气法，氧化沟具有传统活

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性污泥法的特点，有机物去除率高，也具有脱氮功能。氧化沟这种高效、简单的特点，但氧化沟不宜采用地下式，占地也较大。其曝气池呈封闭沟渠型，污水和活性污泥的混合液在其中不断循环流动，因而氧化沟又名“连续循环曝气池”［3］。氧化沟构造简单，运行管理方便且处理效果稳定。随着对氧化沟污水处理技术的不断改进，氧化沟的脱氮功能得到增强，在一定条件下，也可获得较好的生物除磷效果。氧化沟的形式很多，有多沟交替式氧化沟, 卡鲁塞尔式氧化沟和目前国际国内比较先进的奥贝尔氧化沟等等。

①多沟交替式氧化沟，它的特点是合建式，没有单独的二沉池，采用转刷曝气,通常有双沟和三沟式。这种氧化沟的脱氮除磷效果不稳定，如果在前面增加厌氧池，即可达到脱氮除磷的效果。

②卡鲁塞尔（Carroussel）氧化沟，它是分建式，有单独的二沉池，采用表曝机曝气，沟深大于多沟交替式氧化沟，长沙水质净化二厂就是这种工艺，它的脱氮除磷效果也不够理想，如果要求脱氮除磷，也需增加一些设施。 ③奥贝尔（Orbal）氧化沟，它也是分建式，有单独二沉池，采用转碟曝气，沟深也较大，现在四川、北京、山东、浙江等地都在采用，它的脱氮效果很好，但除磷效率不够高，要求除磷时还需采取一些措施。

④一体化氧化沟（（Integrated oxidation ditch），是合建式，沉淀池建在氧化沟内，已在四川成都市新都污水厂和山东高密市污水厂应用。它既是连续进出水，又是合建式，且不用倒换功能，从理论上讲最经济合理，但在一些具体技术问题上还不十分成熟，因此影响了它的推广使用［4］。

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进水 格栅 沉砂池 氧化沟 二沉池 出水 回流污泥 剩余污泥 图1-1 氧化沟工艺流程图

（3）SBR法

SBR工艺为间歇式延时曝气活性污泥法，它的基本特点是在一个池子中完成污水的生化反应、沉淀、排水、排泥［5］。

随着SBR工艺的改进，目前SBR工艺变种有多种形式，比较典型的有连续进水周期循环活性污泥法（简称CASS法），间歇进水周期循环式活性污泥法（简称CAST法），间歇式循环曝气活性污泥法（简称ICEAS法），连续曝气和间歇曝气相结合的活性污泥法（简称DAT－IAT法），三池连体型前部连续曝气和后部交替曝气相结合的活性污泥法（简称UNITANK法）等，以上几种改进型的SBR工艺都各有其特点。

1.3 设计任务

本次毕业设计的主要任务是完成咸安区A2/O工艺处理城市污水设计。工程设计内容包括：

（1）进行污水处理厂方案的总体设计：通过调研收集资料，确定污水处理工艺方案；进行总体布局、竖向设计、厂区管道布置、厂区道路及绿化设计；完成污水处理厂总平面及高程设计图。

（2）进行污水处理厂各构筑物工艺计算：包括初步设计和施工图设计、设备选型，图中应有设备、材料一览表和工程量表。

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（3）进行辅助建筑物(包括鼓风机房、泵房、加药间、脱水机房等)的设计：包括尺寸、面积、层数的确定；完成设备选型和设备管道安装图。

1.4 设计资料 1.4.1 厂区概况

厂区地形平坦，设地面标高为0.00m；地下水位-10.0m；该地区年平均气温16.8℃，极端最高气温40.2℃，极端最低气温-15.4℃；年平均降水量1577.4毫米；冬季盛行偏北风，偏冷干燥；夏季盛行偏南风，高温多雨。

1.4.2 设计规模

污水量标准包括生活污水和工业污水两部分。该厂区的综合用水量定为625升/人•日，综合污水量按照给水量标准的80%计，则平均污水量标准为500升/人•日。按近期规划人口10万人计算，则该污水处理厂的近期设计污水量为：50000m3/d。

1.4.3 设计水质

进水水质根据该地区环保局监测的城镇污水水质，出水水质参考《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的一级B标准，出水排入淦河；

表1-1 污水厂设计进出水水质对照表 单位(mg/L) 进水 出水 去除率/%

CODCr 320 ≤60 ≧81.25

BOD5 150 ≤20 ≧86.7

SS 200 ≤20 ≧90

TN 35 ≤15 ≧57

TP 4 1 75

NH3-N 15 ≤5 ≧66.7

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2 污水处理工艺选择

2.1 常用的城镇污水处理工艺比选

该污水处理厂日处理能力约5万吨,属于中小规模的污水处理厂。按《城市污水处理和污染防治技术政策》要求推荐，20万t/d规模大型污水厂一般采用常规活性污泥法工艺，10-20万t/d污水厂可以采用常规活性污泥法、氧化沟、SBR、AB法等工艺，小型污水厂还可以采用生物滤池、水解好氧法工艺等。由于该设计对脱氮除磷有要求故选取二级强化处理。可供选取的工艺：，A2/O工艺，氧化沟工艺，SBR及其改良工艺。

上述适合于中小型污水处理厂的除磷脱氮工艺比较多，为了选择出经济技术更合理的处理工艺，以下对上述适合于中小型污水处理厂的除磷脱氮工艺进行经济技术比较。

表2-1 适合于中小型污水处理厂的除磷脱氮工艺的比较

工艺名称 氧化沟工艺 A2/O工艺 SBR工艺 -可编辑-

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1.处理流程简单，构筑物少，基建费用省；2.处理效果好，有稳定的除P脱N功能；3.对高浓度的工业废水有很大稀1.具有较好的除P脱N功能；2. 具有改善污泥沉降性能的作用的能力，减少的污泥排放量；3.具有1.流程十分简单；2.合建式，占地省，处理成本底；3. 处理效果好，有稳定的除P脱N功能；4.不需要污泥回流系统和回流液；不设专门的二沉池；5.除磷脱氮的厌氧，缺氧和好氧不是由空间划分的，而是由时间控制的。 释作用； 提高对难降解生物有机物4.能处理不容易降解的有机物；5.污泥生成量少，污泥不去除效果，运行效果稳定；4.技术先进成熟，运行稳妥可靠；5.管理维护简单，运行费用低；6沼气可回收利用7.国内工程实例多，容易获得工程设计和管理经验。 优点需要消化处理，不需要污泥回流系统；6.技术先进成熟，管理维护简单；7.国内工程实例多，容易获得工程设计和管理经验；8.对于中小型无水厂投资省，成本底；9.无须设初沉池，二沉池。 1.周期运行，对自动化控制能力要求高；2.污泥稳定性没有厌氧消化稳定；3.容积及设备利用率低；4.脱氮效果进缺点2.2 工艺方案确定

1.处理构筑物较多；2，污泥回流量大，能耗高。3. 用于小型水厂费用偏高；4.沼气利用经济效益差。 1.间歇运行，对自动化控制能力要求高；2.污泥稳定性没有厌氧消化稳定；3.容积及设备利用率低；4.变水位运行，电耗增大；5除磷脱氮效果一般。 一步提高需要在氧化沟前设厌氧池。 -可编辑-

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本项目污水处理的特点为：①污水以有机污染为主，BOD/COD =0.75,可生化性较好，重金属及其他难以生物降解的有毒有害污染物一般不超标；②污水中主要污染物指标BOD、COD、SS值为典型城市污水值。

针对以上特点，以及出水要求，现有城市污水处理技术的特点，以采用生化处理最为经济。由于将来可能要求出水回用，处理工艺尚应硝化，考虑到NH3-N出水浓度排放要求较低，不必完全脱氮。根据国内外已运行的中、小型污水处理厂的调查，要达到确定的治理目标，可采用“A2/O活性污泥法”

［6］

。

2.2.1 A2/O工艺原理

A2/O分为三大部分，分别为厌氧、缺氧、好氧区。原污水从进水井内首先进入厌氧区，同步进入的还有从沉淀池排出的含磷回流污泥，本反应器的主要功能是释放磷，同时部分有机物进行氨化。污水经过第一厌氧反应器进入缺氧反应器，本反应器的首要功能是脱氮，硝态氮是通过内循环由好氧反应器送来的，循环的混合液量较大，一般为2Q(Q——原污水流量)。混合液从缺氧反应器进入好氧反应器——曝气器，这一反应器单元是多功能的，去触BOD，硝化和吸收磷等项反应都在本反应器内进行。这三项反应都是重要的，混合液中含有NO3N，污泥中含有过剩的磷，而污水中的BOD则得到去除。流量为2Q的混合液从这里回流缺氧反应器。

2.2.2 A2/O工艺流程图

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图2-1 A/A/O工艺流程图

该流程包括完整的二级处理系统和污泥处理系统。污水经由一级处理的格栅、沉砂池进入二级处理的厌氧池缺氧池和曝气池，然后在二次沉淀池中进行泥水分离，二沉池出水后直接排放。二沉池中一部分污泥作为回流污泥进入二级处理部分，剩余污泥与初沉池污泥进入污泥浓缩池，经浓缩之后的污泥进入脱水机房加药脱水，最后外运。

3 污水处理构筑物设计计算

3.1 设计水量

平均流量：Qa=50000t/d≈50000m3/d=2083.3 m3/h=0.579 m3/s=579

L/s

2.72.7 = =1.34 0.110.11579Qa 总变化系数：Kz=

∴设计流量Qmax：

Qmax= Kz×Qa=1.34×50000 =67000 m3/d =2791.7 m3/h =0.776 m3/s

3.2 粗格栅 3.2.1设计说明

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粗格栅用以截留水中的较大悬浮物或漂浮物，以减轻后续处理构筑物的负荷，用来去除那些可能堵塞水泵机组驻管道阀门的较粗大的悬浮物，并保证后续处理设施能正常运行的装置。

格栅型号：链条式机械格栅

3.2.2设计要求

（1）污水处理系统前格栅条间隙，应该符合以下要求：

a：人工清除25～40mm；b：机械清除16～25mm；c：最大间隙40mm，污水处理厂也可设细粗两格栅；

（2）若水泵前格栅间隙不大于25mm时，污水处理系统前可不再设置格栅；

（3）在大型污水处理厂或泵站前的大型格栅（每日栅渣量大于0.2m3），一般采用机械清除；

（4）机械格栅不宜小于两台，若为若为一台时，应设人工清除格栅备用； （5）过栅流速一般采用0.6～1.0m/s；

（6）格栅前渠道内的水速一般采用0.4～0.9m/s； （7）格栅倾角一般采用45～75；

（8）通过格栅水头损失一般采用0.08～0.15m；

（9）格栅间必须设置工作台，台面应该高出栅前最高设计水位0.5m.工作台上应有安全和冲洗设施；

(10) 格栅间工作台两侧过道宽度不应小于0.7m。

3.2.3设计计算

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图3-1 粗格栅设计简图

(1) 栅条的间隙数n nQmaxsin bhv （3-1）

式中： Qmax——最大设计流量，m3/s； n ——栅条间隙数，个； ——格栅倾角，取60°；

b——栅条间隙，m，16～25mm，取b=0.025m ； h——栅前水深，m ， 取h=0.4m ；

v——过栅流速，m/s，0.6～1.0m/s，取v=1.0m/s； 代入公式计算可得，n=55.89个，取56个

（2）栅槽宽度 B

BS(n1)bn （3-2）

式中： S——栅条宽度，取0.01 m； 则： B=0.01（56-1）+0.0260=1.75m

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（3）通过格栅的水头损失h1

v2ssin ()43 h1hok hob2gs43v2 h1kββ)sinα (3-3)

b2g式中： h1——设计水头损失，m；

h2——栅前渠道超高，m，一般取h2=0.3m； g——重力加速度，m/s2，取g=9.81 m/s2；

k——格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，取 k=3；

——阻力系数，其值与栅条断面形状有关；

——形状系数，取=2.42（由于选用断面为锐边矩形

的栅条）；

代入计算得，h1=0.260m

为避免造成栅前涌水，将栅后槽底下降h1作为补偿,见图3-1。

(4) 栅后槽总高度H

Hhh1h2= 0.4+0.260+0.3=0.760 m。

(5) 栅槽总长度L

① l1BB1 (3-4)

2tan1式中： l1——进水渠道渐宽部分的长度，m;

B1——进水渠宽，m，取B1=0.65 m;

1——进水渠道渐宽部分的展开角度°，取

1=20°；

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代入计算可得，l1=1.52m ② l2l1 (3-5) 2式中： l2——栅槽与进水渠道连接处的渐窄部分长度（一般为渐宽

部分长度的1/2），m；

则： l2l1=0.76 m 2③ H1hh2=0.3+0.4=0.7m ④ Ll1l21.00.5（6）每日栅渣量W

W86400QmaxW1 (3-6)

1000K总H1 =4.18m tan式中： W1——单位栅渣量，m3/103m3污水，取W1=0.07 m3/103m3

污水；

代入计算可得，W=3.5m3/d

m3/d

故采用机械清渣，栅渣用汽车运走。 (7) 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=0.65m，进水水深h=0.4m，出水渠道B1=0.65m，出水水深

h=0.4m。

3.3 污水提升泵房 3.3.1 设计说明

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提升泵房用以提高污水的水位，保证污水能在整个污水处理流程过程中流过 ，从而达到污水的净化。泵房形式取决于泵站性质，建设规模、选用的泵型与台数、进出水管渠的深度与方位、出水压力与接纳泵站出水的条件、施工方法、管理水平，以及地形、水文地质情况等诸多因素。

泵房形式选择的条件：

(1)由于污水泵站一般为常年运转，大型泵站多为连续开泵，故选用自灌

式 泵房。

(2)流量小于2m3/s时，常选用下圆上方形泵房。 (3)大流量的永久性污水泵站，选用矩形泵房。 (4)一般自灌启动时应采用合建式泵房。

选择集水池与机械间合建的半地下矩形自灌式泵房，这种泵房布置紧凑，占地少，机构省，操作方便，而且均衡了污水流量，以保证处理的稳定。

自灌式泵房的优点是不需要设置引水的辅助设备，操作简便，启动及时， 便于自控。自灌式泵房在排水泵站应用广泛，特别是在要求开启频繁的污水泵站、要求及时启动的立交泵站，应尽量采用自灌式泵房，并按集水池的液位变化自动控制运行。

集水池：集水池与进水闸井、格栅井合建时，宜采用半封闭式。闸门及格栅处敞开，其余部分尽量加顶板封闭，以减少污染，敞开部分设栏杆及活盖板，确保安全。

3.3.2 设计要求

（1）应根据污水量，确定污水泵站的规模，泵站设计流量一般与进水管之间设计流量相同；

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（2）污水泵站的集水池与机器间在同一构筑物内时，集水池和机器间须用防水墙隔开，允许渗漏，做法按结构设计规范要求；

（3）相邻两机组突出部分的间距，以及机组突出部分与墙壁的间距，应保证水泵轴或电动机转子再检修时能够拆卸，并不得小于0.8。如电动机容量大于55KW时，则不得小于1.0m，作为主要通道宽度不得小于1.2m。

3.3.3 设计计算

进水管

图3-2 污水提升泵房草图

设计水量67000m3/d，选择用4台潜污泵(3用1备)，则单台流量为 Q单=2791.7÷3=930.56m3/h

根据高程计算结果得知，扬程为6.9121m。选用350QZ-100型轴流式潜水排污电泵，其主要技术参数见表3-1。

表3-1 350QZ-100型轴流式潜水电泵

扬程/m

流量/(m3/h)

转速/(r/min)

轴功率/kw

7.22

1210

1450

29.9

叶轮直径/mm 300

79.5 效率/%

（1）集水池容积

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按一台泵最大流量时6min的出流量设计，则集水池的有效容积 V12106121m3 60 （2）集水池面积

取有效水深H3m，则面积FQ112140.3m2 H3 集水池长度取10m,则宽度B=40.3÷10=4.03m,取4.5m 保护水深为1.2m，实际水深为4.2米；

（3）泵位及安装 潜水电泵直接置于集水池内，电泵检修采用移动吊架。

3.4 细格栅 3.4.1 设计说明

污水经污水提升泵房后进入细格栅，细格栅的作用是进一步截留污水中的漂浮物，减轻后续处理单元的负荷，防止阻塞排泥管道，以保证后续构筑物和设备的安全。

格栅型号：链条式机械格栅

3.4.2 设计参数

格栅倾角，取60o；栅条间隙b，取0.01m；栅前水深h，取0.8m；过栅流速v，取0.8ms；栅条宽度S，取0.01 m；栅前渠道超高h2，取0.3m；单位栅渣量,取W1=0.1m3103m3污水

3.4.3 设计计算

(1) 栅条间隙数n n(2) 栅槽宽度B

Qmaxsin =112.7 取113个

bhv-可编辑-

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栅槽宽度一般比格栅宽0.2m～0.3m，此处取0.2m。

BS(n1)bn+0.2=0.01（113-1）+0.01113+0.2=2.45m

(3) 通过格栅的水头损失h1

0.01430.82)sin6000.21 m h132.42(0.0129.81为避免造成栅前涌水，将栅后槽底下降h1作为补偿。 (4) 栅后槽总高度H

Hhh1h2=0.8+0.3+0.21=1.31 m。 (5) 栅槽部分总长度L

① H1hh2=0.8+0.3=1.1 m ② L0.51.0(6) 每日栅渣量W

H11.1m=1.5+m=2.135m tan60tan60W86400QmaxW1= 5.0m3/d>0.2 m3/d

1000K总故采用机械清渣，栅渣用汽车运走。 (7) 进水与出水渠道

污水通过提升泵房送入进水渠道，细格栅的进水渠道与格栅槽相连，细格栅与沉砂池合建一起，格栅出水直接进入沉砂池，进水渠道宽度

B1=B=2.45m，渠道水深h=0.8m。

3.5 沉砂池 3.5.1设计说明

沉砂池的作用是从污水中去除砂子、煤渣等比重较大的颗粒，保证后续处理构筑物的正常运行。其工作原理是以重力分离为基础，故应将沉砂池的进水

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流速控制在只能使比重大的无机颗粒下沉，而有机悬浮颗粒则随水流带起立。 选型：平流式沉砂池。它具有截留无机颗粒效果较好，工作稳定，结构简单和排砂方便等优点［7］。

3.5.2设计要求

（1）城市污水厂一般均应设置沉砂池，座数或分格数应不少于2座(格)，并按并联运行原则考虑。当污水量较小时，可考虑1格工作，1格备用。

（2）设计流量应按分期建设考虑：

①当污水自流进入时，应按每期的最大设计流量计算；

②当污水为用提升泵送入时，则应按每期工作水泵的最大组合流量计算；

（3）沉砂池去除的砂粒杂质是以比重为2.65，粒径为0.2以上的颗粒为主。

（4）城市污水的沉砂量可按每106m3污水沉砂量为30m3计算，其含水率为 60%，容量为1500kg/m3。

（5）贮砂斗容积应按不大于2天的沉砂量计算，贮砂斗池壁与水平面的倾角不应小于55°排砂管直径应不小于0.3m。

（6）沉砂池的超高不宜不于0.3m 。

（7）除砂一般宜采用机械方法。当采用重力排砂时，沉砂池和贮砂池应尽量靠近，以缩短排砂管的长度。

3.5.3设计参数

设计流量Qmax =2791.7 m3/h =0.776 m3/s 设计1组，分为2格

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设计水力停留时间t50s； 每一分格设有2个沉砂斗，共有4个沉砂斗 水平流速v0.25m/s（最大流速0.3 m/s ,最小流速0.15 m/s） X—城市污水沉砂量，取3m3 /105m3污水； T—排泥间隔天数，取2d；

贮砂斗底宽b1＝0.5m;斗壁与水平面的倾角60°，贮砂斗高h’3＝1.0m

3.5.4设计计算

图3-3 平流式沉砂池设计计算草图

（1） 长

(3-7)

度：

lvt0.2550＝12.5m

（2） 水流断面面积：

AQVmax/v0.7763.1m20.25

(3-8)

0.776/0.253.1m 有效水深h21m 1Q•X•T864000.77630286400＝3m3(3-9) （3） 沉砂斗容积：VVmax66KZ•101.3410

池总宽度：BA/h2-可编辑-

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（4） 每个沉砂斗的容积(V0)

V030.75m3(3-10) 22

（5） 沉砂斗各部分尺寸：

b22h'3(3-11) b11.65mtg60

(6) 贮砂斗容积：(V1)

11V1h'3(S1S2S1S2)1.0(1.6520.521.650.5)＝1.27m3

33 (3-12)(7) 沉砂室高度：(h3)

设采用重力排砂，池底坡度i＝6％，坡向砂斗，则

h3h'30.06l2h'30.06(L2b2b')/21.00.06(12.521.650.2)/21.27m (8) 池总高度：(H)

Hh1h2h30.31.01.272.57m (3-13)

(9) 验算最小流速vmin

vmin＝0.776÷3.1＝0.25m/s0.15m/s(符合要求)

3.6 A2/O生物反应池 3.6.1 判断是否可用A2/O法

COD/TN=320/35=9.14>8 TP/BOD5=4/150=0.027<0.06 符合要求，故可采用此法。

3.6.2 设计参数

表3-2 A2/O工艺主要设计参数

项目

BOD5污泥负荷 [kgBOD5/(kgMLSSd)]

数值 0.13～0.2

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TN负荷 [kgTN/(kgMLSSd)] TP负荷 [kgTP/(kgMLSSd)]

污泥浓度 (mg/L) 污泥龄 (d) 水力停留时间 (h) 各段水力停留时间比例A：A：O

污泥回流比R (%) 混合液回流R内 (%)

COD/TN TP/ BOD5

<0.05 0.003～0.006 2000～4000 15～20 6～8

（1：1：3）～（1：1：4）

25～100 100～300

>8 <0.06

（1） BOD5污泥负荷 N=0.13kg BOD5/(kgMLSS*d) （2） 回流污泥浓度Xr=6600(mg/L) （3） 污泥回流比 R=100%

混合液悬浮固体浓度 X （4） 混合液回流比 R内

由TN 去除率 TNR1XR66003300(mg/L)1R11

TN0TNe3515100%100%57%

TN035可得，混合液回流比 R1取R内=200%

TN100%133%

1TN3.6.3 设计计算（污泥负荷法）

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（1） A2/O反应池总容积 V：14)

VQS05000015017482.52(m3)NX0.133300 (3-

A2/O反应池总水力停留时间:tV17482.520.35(d)8.40(h)Q50000 (3-15)

（2）各段水力停留时间和容积: 厌氧∶缺氧∶好氧=1∶1∶3

厌氧池水力停留时间 : t118.401.68(h) 51厌氧池容积 : V117482.523496.50(m3)

5缺氧池水力停留时间 : t218.571.68(h) 51缺氧池容积 : V2174823496.50(m3)

5好氧池水力停留时间 : t338.405.04(h) 53厌氧池容积 : V317482.5210489.50(m3)

5（3）校核氮磷负荷， kg TN / (kgMLSS d)

好氧段总氮负荷厌氧段总磷负荷QTN050000350.051 (符合要求)

XV3330010489.50QTP05000040.017 (符合要求)

XV133003496.50（4） 单组反应池尺寸

设反应池2组，单组池容积 V单=V/2=8741.26(m3)

单组池面积S单=8741.26/4.5=1942.52m2 取有效水深 4.5m；

采用5廊道推流式反应池，第1廊道为缺氧段，第2廊道为厌氧段，

后3个廊道为好氧段，每个廊道宽取7.5 m.

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单组反应池长度：L=S单/B=1942.52/(57.5)=51.80(m)； 取超高为0.7 m， 则反应池总高 H=4.5+0.7=5.2 (m)

（5）校核长宽比和宽深比：

L/b=52/7.5=6.93(满足L/b=5～10)；

b/h=7.5/4.5=1.67(满足b/h=1～2)；

（6）反应池进出水系统计算 ① 进水管

单组反应池进水管设计流量Q1Q/250000/2864000.290m3/s 管道流速v0.8m/s

管道过水断面面积AQ1/V0.290/0.90.32m2 管径d4A40.32＝0.64m

取出水管管径DN700mm 校核管道流速vQ0.2900.2900.75m/s 0.72A0.385()2② 进水井

反应池进水孔尺寸：

进水孔过流量 Q2=(1+R)Q/2=(1+1)50000÷86400÷

2=0.579(m3/s)

孔口流速 v=0.60m/s，

孔口过水断面积 A=Q2/v=0.579÷0.60=0.96 (m2) 取圆孔孔径为 1000 mm 进水井平面尺寸为 6×6(m×m)

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③ 出水堰及出水井 按矩形堰流量公式计算：

Q3=0.42×2g× b× H1.5 =1.86 b ×H1.5

(3-16)

Q3(11)Q3.5(11)0.57873.52.025(m3/s)

22 (3-17)

式中， b——堰宽，b=7.5 m； 3.5——安全系数

Q3)30.276 m H——堰上水头，m； H(1.86b2 出水井平面尺寸为1.3×7.5 m×m ④ 出水管

反应池出水管设计流量

Q5=Q3=1.2×0.5787×(1+R)÷2 =0.6944 (m3/s)

式中： 1.2——安全系数 管道流速 v=0.96 m/s

管道过水断面 A=Q5/ v=0.6944÷0.96=0.7233( m2) 管径：d=1000 mm 取出水管管径 DN1000 mm ⑺ 反应池曝气系统设计计算

① 设计需氧量 AOR

AOR＝（去除BOD5需氧量-剩余污泥中BODu氧当量）+（NH3-N硝化需氧量-剩余污泥中NH3-N的氧当量）-反硝化脱氮产氧量 碳化需氧量D1

(3-18)

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Q(S0S)50000(0.150.0064)1.42P＝1.421880.8＝7888.06kgO2/dX0.2350.2351e1e硝化需要量D2 D1D24.6Q(N0Ne)4.612.4％PX＝4.650000(3015)0.0014.612.4％1880.8＝29900869.1＝2377.2kgO2/d反硝化脱氮产生的氧量

D32.86NT2.86597.2＝1707.99kgO2/d

总需要量

AORD1D2D37888.062377.21707.99＝8557.27kgO2/d＝356.55kgO2/h 最大需要量与平均需氧量之比为1.4，则

AORmax1.4R1.48557.27＝11980.18kgO2/d＝499.17kgO2/h

去除1kgBOD5的需氧量

＝AOR8557.27＝1.32kgO2/kgBOD5

Q(S0S)50000(0.150.02)② 标准需氧量

采用鼓风曝气，微孔曝气器。曝气器敷设于池底，距池底0.2m，淹没深度4.3m，氧转移效率EA=20%，计算温度T=25℃ ，将实际需氧量 AOR换算成标准状态下的需氧量 SOR

SORαβρCsm(T)CL1.024(T20)

AORCsb(20)

(3-19)

式中： ρ——气压调整系数，ρ所在地区实在地区，取值为 1

1.013105 CL——曝气池内平均溶解氧，取CL=2mg/L

β ——污水中饱和溶解氧与请水中饱和溶解氧之比，取 0.95 CS(20)9.17(mg/L),CS(25)8.38(mg/L)

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空气离开好氧反应池时氧的百分比：

Qt21(1EA)21(10.20)100%100%17.54%

79(1EA)2179(10.20)21好氧反应池中平均溶解氧饱和度：

PbQt)52.066104251.4341017.54 8.38() 52.06610429.316(mg/L)Csm(25)Cs(25)(标准需氧量为：

10310.29.17SOR0.82[0.951(9.3162)]1.024(2520) 14734.16(kgO2/d)

613.92(kgO2/h)相应反应池最大时标准需氧量：

SORmax1.34SOR1.34613.92822.65(kgO2/h)

好氧反应池平均时供气量

GSSOR613.9210010010232(m3/h) 0.3EA0.320

(3-20)

最大时供气量：

GSmax1.34GS1.341023213710.88(m3/h)

(3-21)

③ 所需空气压力(相对压力)

Ph1h2h3h4Δh

(3-22)

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式中: h1+h2——供气管道沿程与局部阻力损失之和，取h1+h2=0.2

m

h3——曝气器淹没水头，h3=4.3 m h4——曝气器阻力，取 h4=0.4 m h——富余水头，h=0.5 m P0.24.30.40.55.7(m)

④ 曝气器数量计算

按供氧能力计算所需曝气器数量.

h1SORmax

qc (3-23)

式中: h1——按供氧能力所需曝气器个数，个

qc——曝气器标准状态下，与好氧反应池工作条件接近时的供氧

能力，kgO2./(h ×个)

采用微孔曝气器，工作水深4.3 m，在供风量 1~3m3/(h个)时，曝气器氧利用率EA20%，服务面积0.3~0.75m2， 充氧能力

qc=0.14 kgO2./(h 个).则：

h1822.652938(个9

20.14以微孔曝气器服务面积进行校核： fF31.0857.50.397(m2)0.75(m2) 符合要求 h12938⑤ 空气管道计算

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（a）供风干管采用树状布置

流量 QsGSmax13710.883.81(m3/s) 流速 v10m/s 管径 d4Qsπv43.810.697(m)

π10取干管管径为 DN700mm (b) 单侧供气(向单廊道供气) 支管

1G13710.88Qs单max1371.088(m3/h)0.381(m3/s)

5225 流速 v10m/s 管径 d4Qs单πv40.3810.22(m)

π10 取支管管径为 DN250mm

(c) 双侧供气(向两侧廊道供气) 管

2G213710.88Qs双max2742.18(m3/h)0.76(m3/s)

5210流速 v10m/s

管径 d4Qs单πv40.760.311(m)

π10取支管管径为 DN300mm

3.7 二沉池 3.7.1 设计说明

二次沉淀池是活性污泥系统的重要组成部分，它用以澄清混合液并回收，浓缩活性污泥，因此，其效果的好坏，直接影响出水的水质和回流污泥的浓

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度。因为沉淀和浓缩效果不好，出水中就会增加活性污泥悬浮物，从而增加出水的BOD浓度；同时回流污泥浓度也会降低，从而降低曝气中混合及浓缩影响净化效果［10］。

二沉池一般可分为平流式、辐流式、竖流式和斜板（管）等几类。 平流式沉淀池可用于大、中、小型污水处理厂，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、中型污水处理厂。

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。

为了使沉淀池内水流更稳、进出水配水更均匀、存排泥更方便，拟采用中进周出的幅流式沉淀池，设2座。

3.7.2 设计要点

(1) 二沉池有别于其他沉淀池，除了进行泥水分离外，还进行污泥浓缩，并由于水量水质的变化，还要暂时储存污泥，由于二沉池需要完成污泥浓缩的作用，往往所需要的池面积大于只进行泥水分离所需要的面积；

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(2) 进入二沉池的活性污泥混合液浓度（2000～4000mg/L），有絮凝性能，因此属于成层沉淀，它沉淀时泥水之间有清晰的界面，絮凝体结成整体共同下沉，初期泥水界面的沉速固定不变，仅与初始浓度有关.活性污泥的另一个特点是质轻，易被出水带走，并容易产生二次流和异重流现象，使实际的过水断面远远小于设计的过水断面；

（3）由于进入二沉池的混合液是泥，水，气三相混合液，因此沉降管中的下降流速不应该超过0.03m/s.以利于气，水分离，提高澄清区的分离效果。

3.7.3 设计参数

设两座二沉池，每组规模为25000 m3/ d

反应池悬浮固体浓度 X3300(mg/L) 设计沉淀时间: t2.5(h) 二沉池底流生物固体浓度 Xr6600(mg/L)

回流污泥比 R100% 混合液回流比 R内=200%

根据生物处理段的特性，选取二沉池表面负荷 q0.90(m3/(m2h))，

3.7.4 设计计算

图3-4 沉淀池计算简图

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（1）沉淀部分水面面积 F FQ2083.331157.41(m2) nq20.90（2）二沉池直径 D

4Fπ41157.4138.40(m)，为与机械刮泥机配套，池子直径取π D为D=37(m)

12沉淀部分水面面积F=πD1074.67 (m2)

4二次沉淀池表面负荷q（3）校核固体负荷 G GQ2083.330.97m3/m2.h nF21074.6724(1R)QX24(11)2083.333.3307.07[kg/(m2d)]

F1074.67（4）沉淀部分的有效水深h2， h2qt0.972.52.425(m)

(5) 沉淀区的容积 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. V2T(1R)QX22(11)2083.3333005445.5(m3)

XXr33006600 每个沉淀池污泥区的容积 VV5445.52722.78(m3) 22(6) 污泥区高度 h4

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① 污泥斗高度. 设池底的径向坡度为0.05, 污泥斗直径D21.5(m) 上部直径 D13.0(m),倾角 600, 则 h4D1D231.5tan600tan6001.3(m) 22πhπ1.32224(D1D1D2D2)(331.51.52)5.36(m3) 1212 V1② 圆锥体高度

 h4DD13730.050.050.85(m) 22πh4π0.8522(D2DD1D1)(3737332)331.18(m3) 1212 V2③ 竖直段污泥部分的高度

h4VV1V22722.785.26331.182.22(m)

F1074.67) 污泥区高度 h4h4h4h41.300.852.224.37(m（7）沉淀池总高度H, 设超高 h1=0.3 m, 缓冲层高度h30.50 m. Hh1h2h3h40.32.430.54.377.6(m) （8）出水溢流堰的设计［11］

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图3-5 出水堰计算简图 出水三角堰(900)，三角堰中距 L10.2(m), 采取双边出水,总长

Lπ(2D20.821.460.83)214.83(m)

式中: 0.8——为集水槽外框距池壁距离 1.3——为集水槽内框距池壁距离

0.83——为出水堰及集水槽宽度，由后面集水槽计算求得

三角堰个数 nL214.831074(个0 L10.2每个三角堰的流量 q1

q1Q1.752083.331.750.00047(m3/s)

3600n23600107421q三角堰堰上水头 h(1)2.470.04(m)

1.343集水槽宽B0.9(Qmax1.2)0.40.9(0.780521.2)0.40.66(m) 2集水槽水深 H H1.25B1.250.660.83(m)

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3.8 配水配泥井

配水配泥井分上下两个部分，上面配水，下面配泥，设计采用圆形的配水配泥井，直径取6.9米。其中上方配水井将A2/O生化反应池出水均匀分配入各座沉淀池中，因为若配水不均匀，则各个构筑物的负担不一样，一些构筑物可能出现超负荷，而另一些构筑物则又没有充分发挥作用。所以为实现均匀配水，要设置合适的配水设备。下方的配泥井则将二沉池的回流污泥均匀分配入A2/O生化反应池的厌氧池中。

3.9 接触消毒池 3.9.1 设计说明

城市污水在经过以上构筑物处理后，虽然水质有所改善，细菌数量也大幅减少，但细菌的绝对值仍然很可观，并存有病原菌的可能。污水在排放水体或农田灌溉之前，应进行消毒处理。常见的消毒方法有氯消毒、紫外线消毒、臭氧消毒等。我国主要采用的是氯消毒。其优缺点如下：

优点：具有余氯的持续消毒作用；价值成本低；效果可靠，操作简单，投量准确；不需要庞大的设备；

缺点：原水有机物高时会产生有机氯化物；容易产生氯酚味；氯气有毒，使用时要注意安全性。

本设计采用液氯作为消毒剂，其原理是污水与液氯混合后，其产生的OCl-，是很强的消毒剂，可以杀灭细菌与病原体［12］。

3.9.2 设计参数

采用矩形隔板式消毒接触池，设2组，每组采用2个隔板，有3个廊道；

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设计接触时间为30min，接触水深h1为2.0m，单个廊道宽b为3.5m。

3.9.3 设计计算

图3-6 接触消毒池计算草图 （1） 消毒接触池容积V1

V＝＝maxt2083.30.51041.65.2m3

每座池容积V11041.65/2520.825m3（2）消毒接触池表面积

池表面积A= （3） 消毒接触池池长

廊道总宽为B(21)3.510.5m 接触池长度L 长宽比

A260.412524.80m 取25m B10.5520.8252 =260.4125 m2

L257.14 b3.5 消毒池实际容积V2 =BLh=10.5252.0=525m3 （4）消毒接触池池高

实际水深H20.32.3m，设计中超高取0.3m

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（5）进水部分

每个消毒接触池的进水管管径D=800mm， v=1.0m/s （6）混合

采用管道混合的方式，加氯管线直接接入消毒接触池进水管，为增强混合效果，加氯点后接D=800mm的静态混合器。

4. 污泥处理构筑物的设计计算

4.1 污泥量的计算

(1) 剩余活性污泥量

当不设置沉淀池预处理设施时，仅产生剩余活性污泥，根据《室外排水设计规范》中给出的公式进行计算，即：

ΔXYQ(SoSe)KdVXvfQ(SSoSSe) (4-1)

式中 ΔX—剩余活性污泥量，kg/d；

Y—污泥产率系数，kgVSS/kgBOD5，一般可取0.5—0.7； Q—设计平均日污水量，m3/d；

V—生物反应池容积 ，m3；

Xv—混合液挥发性悬浮固体平均浓度，kgMLVSS/m3； f—悬浮物（SS）的污泥转化率，宜根据实验资料确定，无实验

资料时可取0.5～0.7gMLSS/gSS，带预处理系统的取小，不带预处理系统的取大；

Kd—污泥自身氧化系数，d1，一般可用0.04—0.1； So—生物反应池内进水BOD5浓度，kg/m3；

Se—生物反应池内出水BOD5浓度，kg/m3；

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SSo—生物反应池内进水悬浮物浓度，kg/m3； SSe—生物反应池内出水悬浮物浓度，kg/m3。

设计中取Y=0.6，Kd=0.05，f=0.5 , 将各值代入

ΔX=0.60×50000×(0.15－0.02) －0.05×17482.52×2.3923

＋(0.2－0.02) ×50000×0.5

=3900－2091.23＋4500 =6308.77(kg/d)

(2) 湿污泥量Q1 污泥含水率：P=99% Q1ΔX6308.77630.877 m3

1000(1P)1000(10.99) (3) 每日排出的剩余污泥量

Q2ΔX fXr 式中 Q2—每日排出的剩余污泥量，m3/d； f—0.75；

Xr—回流污泥浓度，mg/L。

代入上式计算可得，Q2=2130m3/d=88.75m3/h

4.2 污泥泵房 4.2.1 设计说明

二沉池活性污泥由吸泥管吸入，由池中心落泥管及排泥管排入池外套筒阀井中，然后由管道输污泥回流泵房，其他污泥由刮泥板刮入污泥井中，回流污泥通过管道进入配水配泥井中，再回流至厌氧池；剩余污泥通过排泥管进入污

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泥浓缩池中。

4.2.2 设计计算

(1) 设计参数 污泥回流比100％

污泥回流量QRRQ150000＝50000m3/d2083.33m3/h 剩余污泥量2130m3/d (2) 污泥泵

回流污泥泵6台（4用2备），型号200QW350-20-37潜水排污泵 剩余污泥泵4台（2用2备），型号200QW350-20-37潜水排污泵 (3) 集泥井

(a)容积 按1台泵最大流量时6min的出流量设计

V3506＝35m3 60取集泥井容积50m3

(b) 面积 有效水深H2.5m，面积FQ15020m2 H2.5集泥池长度取5m，宽度BFl4m

集泥池平面尺寸LB＝5m4m集泥池底部保护水深为1.2m，实际水深为3.7m

(c)泵位及安装

排污泵直接置于集水池内，排污泵检修采用移动吊架。

4.3 污泥浓缩池

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4.3.1 设计说明

污泥浓缩的对象是颗粒的间隙水，浓缩的目的是在于缩小污泥的体积，便于后续污泥处理。二沉池排出的剩余污泥率高，污泥量较大，需要进行浓缩处理；重力浓缩池是污水处理工艺中常用的一种污泥浓缩方法，按运行方式分为连续式和间歇式，前者适用于大中型污水厂，后者适用于小型污水厂和工业企业的污水处理厂［13］。

选型：从适用对象和经济上考虑，本设计采用辐流式重力浓缩池。形式采用间歇式的，其特点是浓缩结构简单，操作方便，动力消耗小，运行费用低，贮存污泥能力强。采用钢筋砼结构建造，设有进泥管、排泥管和排上清夜管。

4.3.2 设计要点

（1）污泥在最终处置前必须处理，而处理的最终目的是降低污泥中有机物含量

并减少其水分，使之在最终处置时对环境的危害减至最小限度，并将其体积减小以便于运输和处置；

（2）重力式浓缩池用于浓缩二沉池出来的剩余活性污泥的混合污泥； （3）浓缩池的上清液应重新回至初沉池前进行处理；

(4) 浓缩后的污泥含水率可到96%，当为初次沉淀池污泥及新鲜污泥的活性污

泥的混合污泥时，其进泥的含水率，污泥固体负荷及浓缩后的污泥含水率，可按两种污泥的比例效应进行计算；

(5) 浓缩池的有效水深一般采用4m，当为竖流式污泥浓缩池时，其水深按沉

淀部分的上升流速一般不大于0.1mm/s进行核算.浓缩池的容积并应按10～16h进行核算，不宜过长。

4.3.3 设计计算

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图4-1 浓缩池计算简图 （1） 设计参数

设计流量Qw﹦2130m3/d 污泥浓度C＝6g/L 浓缩后含水率97% 浓缩时间T﹦18h 浓缩池固体通量M﹦30kg/(m2·d) 浓缩池数量1座 浓缩池池型：圆形幅流式· （2） 浓缩池尺寸

(a)面积A＝QWC/M＝426m2(b)直径D(c)总高度工作高度h2TQW1821302.31m24A124692.74A23.3m

取超高h10.3m，缓冲层高度h30.3m，则总高度Hh1h2h32.310.30.32.91m

（3） 浓缩后污泥体积

VQW(1P1)426m3

1P2采用周边驱动单臂旋转式刮泥机。

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4.4 贮泥池 4.4.1 设计说明

经过浓缩后的污泥进入贮泥池，然后经过脱水机房脱水干化后外运，其主要作用有调解污泥量、药剂投加池。

由于污水处理过程中产生的污泥量不大，本设计采用一个贮泥池。

4.4.2 污泥量

剩余污泥量426m3/d，含水率97%；回流污泥量300m3/d ，含水率95% 污泥总量Q=

426197%300195%253.5m3/d

192%4.4.3 设计计算

（1）贮泥池容积 设计贮泥池周期1d，则贮泥池容积

VQt253.51＝253.5m3

（2）贮泥池尺寸

取池深H＝4m，则贮泥池面积SV/H63.38m2设计圆形贮泥池1座，直径D6.3m（3）搅拌设备

为防止污泥在贮泥池终沉淀，贮泥池内设置搅拌设备。设置液下搅拌机1台，功率10kw。

4.5 污泥脱水间 4.5.1 设计说明

污水处理厂污泥从贮泥池排出污泥的含水率约95%左右，体积很大。因此为了便于综合利用和最终处置，需对污泥做脱水处理，使其含水率降至60%～

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80%，从而大大缩小污泥的体积［14］。常用设备有真空过滤脱水机、加压过滤脱水机及带式压滤机等。污泥脱水后直接由卡车运出厂外。脱水机房采用混砖结构。

4.5.2 压滤机选型

机械脱水方法有真空吸虑法、压滤法和离心法。常用的脱水机械主要有：真空转鼓过滤机、板框压滤机、带式压滤机、离心机。各种脱水机的主要特点如下：

表4-1 各种脱水机特点及适用

名称

特点

能够连续生产，可以自动控

真空压滤机

制，构造复杂，附属设备多，运行费用高

构造简单，劳动强度大，不能连续工作

可以连续工作，脱水效率

带式压滤机

高、噪音小、能耗低、操作管理方便

构造简单、脱水效果好、动力消耗大、噪声较大

应用较少，适用于工业企业

适用范围

板框压滤机 适合小型污泥处理装置

应用广泛，适用大中小型污泥处理装置

离心机

应用广泛，适用大中小型污泥处理装置

过滤流量为253.5m3/d，设置2台压滤机，每天工作18h，则每台压滤机处理量为7.04m3/h。

本设计选择DY15型带式压滤机。带式压滤机一般分为三个阶段，重力脱水段，楔形预压段，中/高压段。带式压滤机的基本原理是通过设置一系列压辊及

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滚筒，将上下层滤带张紧，滤带间的污泥不断受挤压剪切后，加速泥水的分离。

4.5.3 加药量计算

设计流量253.5m3/d，絮凝剂PAM投加量， 以干固体的0.4%计

W＝0.4%(4263%3005%)60%0.067t.

5 污水处理厂总体布置

5.1 污水厂的平面布置原则 5.1.1 处理单元构筑物的平面布置

处理构筑物事务水处理厂的主体建筑物，在作平面布置时，应根据各构筑物的功能要求和水力要求，结合地形和地质条件，确定它们在厂区内平面的位置，对此，应考虑［15］：

(1)功能分区明确，管理区、污水处理区及污泥处理区相对独立。 (2)构筑物布置力求紧凑，以减少占地面积，并便于管理。 (3)考虑近、远期结合，便于分期建设，并使近期工程相对集中。 (4)各处理构筑物顺流程布置，避免管线迂回。

(5)变配电间布置在既靠近污水厂进线，又靠近用电负荷大的构筑物处，以节省能耗。

(6)建筑物尽可能布置为南北朝向。

(7)厂区绿化面积不小于3O％，总平面布置满足消防要求。 (8)交通顺畅，使施工、管理方便。

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厂区平面布置除遵循上述原则外，还应根据城市主导风向，进水方向、排水方向，工艺流程特点及厂区地形、地质条件等因素进行布置，既要考虑流程合理，管理方便，经济实用，还要考虑建筑造型，厂区绿化及与周围环境相协调等因素。

5.1.2 管、渠的平面布置

厂区主要管道有污水管道、污泥管道、超越管道、雨水管道、厂区给水管、厂区污水管及电缆管线等，设计如下：

(1)污水管道

污水管道为各污水处理构筑物连接管线及厂区污水管道，管道的布置原则是线路短，埋深合理。厂区污水管道主要是排除厂区生活污水、生产污水、清洗污水、构筑物数量大，厂区污水经污水管收集后接入厂区进水泵房，与进厂污水一并处理。

(2)污泥管道

污泥管道主要为氧化沟出泥管，污泥泵房出泥管以及脱水机房污泥管。管道设计时考虑污泥含水率相对较低的特点，选择适当的管径及设计坡度以免淤积。

(3)事故排放管

在泵房格栅前调置事故排放管，一旦格栅或水泵发生故障以及需检修时，关闭格栅前后闸门，进厂污水可通过事故排放管溢流临时排入淦河。

(4)超越管

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主要在进水泵房溢流井设事故超越管（直接排放），以便在进水泵房发生事故如进水量超过负荷或者无法正常运转时，进入污水厂的污水不经过处理，直接通过超越管排走。

(5)厂区给水管

厂内给水由城市给水管直接接入，给水管道的布置主要考虑各处生活饮用和消防用水。污水厂的处理构筑物的冲洗，辅助建筑物的用水绿化等用深度处理出水。

(6)电缆管线

厂内电缆管线主要采用电缆沟形式敷设，局部辅以穿管埋地方式敷设。

5.1.3 厂区道路，围墙设计

为便于交通运输和设备的安装、维护，厂区内主要道路宽为8米和6米，次要道路为3～4米，道路转弯半径一般均在6米以上。道路布置成网格状的交通网络。每个建、构筑物周边均设有道路。路面采用混凝土结构。

污水处理厂围墙：采用花池围墙，以增加美观，围墙高2.1m。

5.1.4 辅助建筑物

污水处理厂的辅助建筑物有泵房，鼓风机房，综合办公楼，集中控制室，维

修间，配电房，仓库等，其建筑面积按具体情况而定，辅助建筑物之间往返距离应短而方便，安全。

表5-1 附属构筑物一览表 表5-1 附属构筑物一览表

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构筑物名称 数量 平面尺寸

35m×20m 20m×11m

构筑物名称 数量 平面尺寸

20m×11m 15m×9m 15m×9m 15m×9m 10m×6m

综合办公楼 1 仓库 1

维修间 1 食堂 1

传达室 1 10m×6m 鼓风机房 1

浴室 1 15m×9m 中心控制房 1

配电房

1

20m×11m

污泥干化场 1

5.2 污水厂的平面布置

污水由排水总干管截流进入，经处理后由该排水总干管排入河流。污水处理厂呈长方形，按照功能，将污水厂布置分成三个区域：

(1) 污水处理区

该区位于厂区西部，由各项污水处理设施组成，沿流程自北向南排开，呈直线型布置。包括粗格栅提升泵房，细格栅，平流沉砂池，A2/O反应池，二沉池，污泥回流泵房等。

(2) 污泥处理区

该区位于厂区西北部，处于主导风向的下风向。由各项污泥处理设施组成，呈直线型布置。包括污泥浓缩池，贮泥池，脱水机房。

(3) 生活区

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该区位于厂区东南部，处于主导风向的上风向，卫生条件较好。该区是将办公楼、宿舍、食堂等建筑物组合在一个区内。为不使这些建筑过于分散，将办公楼与化验室，食堂与宿舍合建，使这些建筑相对集中，靠近污水厂大门，便于外来人员联系。

厂区主干道宽8米，两侧构（建）筑物间距不小于15米，次干道宽4米，两侧构（建）筑物间距不小于10米。

总平面布置参见图CD-01

5.3 污水厂的高程布置 5.3.1 污水厂高程布置原则

污水处理厂污水处理流程高程布置的主要任务是：确定各处理构筑物和泵房的标高，确定处理构筑物之间连接管渠的尺寸及其标高，通过计算确定各部位的水面标高，从而能够使污水沿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［16］。

为了降低运行费用和便于维护管理，污水在处理构筑物之间的流动，以重力流考虑为宜(污泥流动不在此例)。为此，必须精确的计算污水流动中的水头损失，水头损失包括：

(1)污水流经各处理构筑物的水头损失。在作初步设计时可按下表所列数据估算。但应当认识到，污水流经处理构筑物的水头损失，主要产生在进口和出口和需要的跌水(多在出口处)，而流经构筑物本身的水头损失则很小。

(2)污水流经连接前后两处构筑物管渠(包括配水设备)的水头损失。包括沿

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程与局部水头损失。

(3)污水流经量水设备的水头损失。

5.3.2 高程布置时的注意事项

(1)选择一条距离最长，水头损失损失最大的流程进行水力计算。并应适当留有余地，以保证在任何情况下，处理系统都能够运行正常。

(2)计算水头损失时，一般应以最大流量(或泵的最大出水量)作为构物和管渠的设计流量；

(3)设置终点泵站的污水处理厂，水力计算常以接纳处理后污水水体的最高水位作为起点，逆污水处理流程向上倒推计算，以使处理后污水在洪水季节也能自流排出，而泵需要的扬程则较小，运行费用也较低。但同时考虑到构筑物的挖土深度不宜过大，以免土建投资过大和增加施工上的困难。

(4)在作高程布置时还应注意污水流程与污泥流程的配合，尽量减少抽升的污泥量，在决定污泥干化场、污泥浓缩池，构筑物高程时，应注意它们的污泥水能自动排入污水入流干管或其它构筑物的可能。

5. 4 污水处理流程的高程计算

由于该污水处理厂出水排入市政排水总干管后，经终点泵站提升才排入河流，故污水处理厂高程布置由自身因素决定［17］。

采用普通活性污泥法，辐流式二沉池、A2/O反应池占地面积较大，如果埋深设计过大，一方面不利于施工，也不利于土方平衡，故尽量减少埋深。从降

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低土建工程投资考虑，相应的构筑物和设施的高程可以从出水口逆流计算出其水头损失,从而得出高程计算过程。 （1） 管渠水力损失

管渠水头损失主要有沿程水头损失和局部水头损失。 沿程水头损失按下式计算：

v2h12LiL (5-1)

CR 式中 h1——为沿程水头损失，m； L——为管段长度，m；

R——为水力半径，m； v——为管内流速，m/s； C——为谢才系数。

v2局部水头损失为： h2ξ (5-2)

2g式中 ξ——局部阻力系数。 (2)构筑物水头损失h3

由于各构筑物的水头损失较多，计算起来较繁琐，本设计中若在设计计算过程中计算了的就用计算的结果，若在计算过程中没计算的就用经验数值

［18］

。具体各构筑物的水头损失参见表5-2。

表5-2 构筑物水头损失表 构筑物名称 粗格栅 细格栅 平流沉砂池

水头损失（m）

0.15 0.30 0.30

构筑物名称 消毒池 辐流沉淀池 A2/O反应池

水头损失（m）

0.30 0.45 0.60

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污水提升泵房 0.20

（3） 总水头损失 Hh1h2h3

由于地面标高400m,最高水位398m，设地面标高为+0.00m，则最高水位是-2.00m，污水高程计算参见表5-3。

表5-3 污水高程计算

水头损失m 管渠及构筑物名称 沿程 局部 （后者） 出水口 出水口至 0.0615 接触池 接触池至 0.186 二沉池 二沉池至 0.108 生化池 生化池至 0.0717 沉砂池 沉砂池 0.0348 至细格栅 细格栅 0.0232 0.2282 0.20 0.4514 4.6739 0.3282 0.30 0.663 4.2225 0.4776 0.30 0.8493 3.5595 0.7997 0.60 1.5077 2.7102 1.127 0.45 1.763 1.2025 1.078 0.30 1.4395 -0.5605 - 1.4395 - - -2.00 构筑物 合计 水面标高 -可编辑-

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至泵房 泵房至 0.0232 粗格栅 0.065 0.15 0.2382 4.9121 污水提升泵房所需扬程为4.9121-(-2.00)=6.9121m

5. 5 污泥处理流程高程计算 5.5.1 污泥处理构筑物的水头损失

当污泥以重力流排出池体时，污泥处理构筑物的水头损失以各构筑物的出流水头计算，浓缩池一般取1.5m，二沉池一般取1.2m。

5.5.2 污泥管道水头损失

管道沿程损失：

Lvhf2.491.17DCH1.85 (5-2)

管道局部损失

v2hi

2g(5-3)

式中 CH—污泥浓度系数； D—污泥管管径（m）； L—管道长度（m）； v—管内流速（m/s）； —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.各连接管道的水头损失见表5-4。

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表5-4 各连接管道的水头损失 管渠设计参数 名 称 流 量（L/s） D（mm） 二沉池至 88.75 污泥泵房 污泥泵房 88.75 至浓缩池 浓缩池至 10.56 脱水机房 150 0.25 15 0.01 0.001 0.011 200 0.43 90 0.116 0.016 0.132 200 0.75 20 0.072 0.033 0.105 V(m/s) L（m） 沿程 局部 合计 水头损失（m） 5.5.3 污泥处理流程的高程布置

污泥自二沉池重力流入污泥泵房集泥池，从污水高程可知二沉池液面标高，由此推算集泥池泥面标高，从浓缩池到脱水机房也是重力流［19］。

表5-5 污泥处理构筑物及管渠泥面标高计算表

上游泥面标高 下游泥面标高 泥面标高（m） 399.332 构筑物池底标高（m） 400.151 序号 管渠及构筑物名称 1 二沉池 二沉池至 2 污泥泵房 3 污泥泵房 污泥泵房 4 至浓缩池 5 浓缩池 399.332 399.227 400.727 400 400.727 406.26 406.26 403.06 -可编辑-

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浓缩池至 6 脱水机房 7 脱水机房 404.749 404 404.76 404.749 污泥泵的扬程至少为406.26-400.727+1=6.533m 厂区高程布置见置图CD-02。

6 污水处理厂运行成本核算

污水处理厂的运行成本主要包括各种设备运行时消耗的能源费用以及工作人员的工资福利和相关的管理费用等［20］。

6.1 劳动定员

根据本次城市污水处理厂设计的具体情况，全厂劳动定员为30人，其中包括管理人员10人（财务员、经营员等），技术工人20人（运转工、机修工、配电工、司机、杂工等）。本厂生产必须连续进行，一经投产则不能停运。为了使本厂建成后高效运行，所有工作人员应该接受实践培训。

6.2 运行费用

6.2.1 成本估算有关单价

（1）电价：基本电价0.50元/（kW·h）； （2）工资福利：每人每年1.20万元/（人·年）； （3）高分子絮凝剂：1.90万元/t； （4）液氯：0.08万元/t；

（5）混凝剂及助凝剂：0.10万元/t； （6）水价：0.90元/t； （7）运输价：10元/（t·km）；

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（8）维修大修费率：大修提成率2.1%，维护综合费率1.0%； （9）管理费率：10%。

6.2.2.运行成本估算

（1）动力费

污水提升泵每天运行24h，用电量：24×2×55＝2640 kW·h； 格栅除污机每天运行5h，用电量：5×1×1.5＝7.5kW·h； 螺旋输送机每天运行4h，用电量：4×1×1.0＝4.0kW·h； 提砂泵每天运行2h，用电量：2×2×11＝44kW·h； 鼓风机每天运行24h，用电量：24×1×7.5＝180kW·h； 曝气机每天运行24h，用电量：24×5×55＝6600kW·h； 刮泥机每天运行24h，用电量：24×4×0.55＝52.8kW·h； 回流污泥泵每天运行24h，用电量：24×4×55＝5280kW·h； 调速搅拌机每天运行24h，用电量：24×2×2.2＝105.6kW·h； 剩余污泥泵每天运行24h，用电量：24×2×11＝528kW·h； 污泥浓缩机每天运行24h，用电量：24×2×1.5＝72kW·h； 浓缩池搅拌机每天运行24h，用电量：24×1×1.5＝36kW·h； 浓缩污泥提升泵每天运行12h，用电量：12×1×11＝132 kW·h； 污泥脱水机每天运行8h，用电量：8×1×36.9＝295.2 kW·h； 其他用电量与照明用电量共计：180 kW·h； 合计每日用电量：15977.1kW·h

电表综合电价：15977.1×0.50＝7988.55元/日＝239656.5元/月 ＝287.59万元/年

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（2）工资福利费

全厂30人，共计费用为：

30×1.2＝36万元/年

（3）药剂费用

平均每月用各类药剂：液氯约

100030＝10t， 3 絮凝剂约57.0×0.2%×30＝3.42t约3.5t 混凝剂约2t

共计费用为：

(0.08×10＋1.90×3.5＋2×0.1)×12＝91.8万元/年

（4）水费

平均每日用水800t，共计费用为：

800×365×0.9=262800元/年=26.28万元/年 （5）运输费

平均每日外运污泥约15t，自备汽车运输，共计费用为： 15×10×10.0×365＝584000元/年＝54.8万元/年 （6）维护（修理）费

工程费用约为10000万元，维修费率按3.1%计算，共计费用为： 10000×3.1%＝310万元/年 （7）管理费

按以上总费用的10%计算，共计费用为：

（287.59＋36＋91.8＋26.28＋54.8＋310）×10%＝80.647万元/年 （8）年运行成本

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合计年运行费用为：

287.59＋36＋91.8＋26.28＋54.8＋310＋80.647＝887.117万元

则处理每立方米污水成本为：

887.117＝0.48元/立方米

5.0365

7 工程效益

综上所述，该污水处理厂建成后，每年处理污水约5×365＝1825万m3，每年减少各种污染物排放量分别为：BOD约130×86.7%×5×104×103×10－9×365＝2056.96t，SS约180×90%×5×104×103×10－9×365＝2956.5t。所有排放的污水均达到了综合排放一级标准，有效地减少了排污总量，工程投资与运行成本也均较低，具有明显的经济效益、社会效益和环境效益［21］。

8 结语

A2/ O 工艺是颇有发展前途的污水处理工艺,该法电耗少,运行费用低并且污泥处理费用也比较少,不仅是节能污水处理工艺,同时也是经济有效的脱氮除磷较先进的技术。该工艺在控制水体富营养化及污水回用等方面也具有广泛的应用前景；预计在我国污水处理领域中将会迅速的发展［22］。

在此次设计中我们充分借鉴国内外先进的处理工艺，并结合当地的经济概况和地理地质条件，以现有污水处理厂为实习基地。做到了理论和实践的结合。这是我们此次设计比较成功的地方。当然设计中也存在很多不足之处，例如在高程计算过程中就遇到许多难题。在老师的悉心指导下已经基本解决。

在以后的设计中我们会更加认真仔细，力求做到论据充分，计算精确，设计合理，运行达标。

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参考文献

[1] 曾科，陆少鸣.污水处理厂设计与运行.北京：化学工业出版社，2001.7

[2] 张自杰.排水工程.第4版.北京：中国建筑工业出版社，2000.6

[3] 王宇.水污染治理新工艺与设计.北京：海军工业出版社，2002

[4] 北京市市政设计总院编.给水排水设计手册.第五册.北京：中国建筑工业出版社

[5] 黄明明，张蕴华.给水排水标准规范实施手册.北京：中国建筑工业出版社，1993

[6] 韩洪军.污水处理构筑物设计与计算.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2002

[7] 孙力平.污水处理新工艺与设计计算实例.北京：科学出版社，2001

[8] 中华人民共和国国家标准，给水排水制图标准，GBJ106-87

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[9] 中华人民共和国国家标准，建筑给水排水设计规范，GBJ15-88

[10] 雷明等.UNITANK工艺在东鄱污水厂的应用[J].中国给水排水，2005，21(1):75-78.

[11] 金兆丰，余志荣.污水处理组合工艺及工程实例.北京：化学工业出版社，2003.4

[12] Liang-Wei Deng.Ping Zheng. Anaerobic digestion and post-treatment of swine wastewater using IC–SBR process with bypass of raw wastewater. Process Biochemistry,2006,41:965-969

[13] Pitman A R，et al． Practical Experience with Biological Phosphorus Removal Plants In Johan Newburg，Water Science＆Technology.1983.15(3,4)：78. [14] Dieter·Bliss and David Barnes. Wat.Set. Tech.， 18：139～148， 1986. [15] Mecarty.Phosphorus and Nitrogen Removal by Biological System.The Wastewater Reclamation and Reuse Workshop， Lake Tahoe， California，（1970）

[16] John T． Ridins et al. Journal WPCF． 51（5）:1040—1053， 1979. [17] 高廷耀等.水污染控制工程.北京:高等教育出版社,1996 [18] 张禹卿等.污水处理厂设计概要.北京:中国环境科学出版社,1992 [19] 张希衡.废水治理工程.北京:冶金工业出版社,1984

[20] 许泽美,唐建国,周彤.水工业工程设计手册.废水处理及再用.1999.9 [21] 韩洪军.污水处理构筑物设计与计算.哈尔滨工业出版社,2002.3

[22] 北京水环境技术与设备研究中心,北京市环境保护科学研究院.国家城市环境污染控制

工程技术研究中心.三废处理工程技术手册废水卷. 2000

致 谢

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本次设计中，要感谢指导老师Y的耐心指导，以及同学们的相互帮助，最终完成了本次设计，同时经过反复的修改也达到了设计的要求，在设计过程中的许多困难都是在指导老师的耐心解答下一一得到解决，感谢指导老师在这次设计中对我的指导，也感谢同学们的热心帮助。

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