一、粗格栅

1.设计流量

a.日平均流量

Q_d=30000m³/d≈1250m³/h=0.347m³/s=347L/s

K_z取1.40

b. 最大日流量

Q_max=K_z·Q_d=1.40×30000m³/d=42000 m³/d =1750m³/h=0.486m³/s

2.栅条的间隙数（n）

设:栅前水深h=0.8m,过栅流速v=0.9m/s,格栅条间隙宽度b=0.02m,格栅倾角α=60°

3.栅槽宽度(B)

设：栅条宽度s=0.015m

则：B=s（n-1）+en=0.015×（32-1）+0.02×32=1.11m

4.进水渠道渐宽部分长度

设：进水渠宽B1=0.9m,渐宽部分展开角α1=20°

5.栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度(L2)

6.过格栅的水头损失（h1）

设：栅条断面为矩形断面，所以k取3

k—格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般为3

h₀--计算水头损失，m

ε--阻力系数，与栅条断面形状有关，当为矩形断面时形状系数β=2.4将β值代入β与ε关系式即可得到阻力系数ε的值

7.栅后槽总高度(H)

设：栅前渠道超高h₂=0.4m

则：栅前槽总高度H₁=h+h₂=0.8+0.4=1.2m

栅后槽总高度H=h+h₁+h₂=0.8+0.18+0.4=1.38m

8.格栅总长度(L)

L=L₁+L₂+0.5+1.0+ H₁/tanα=0.3+0.3+0.5+1.0+1.2/tan60°=2.80m

9. 每日栅渣量(W)

设：单位栅渣量W₁=0.05m³栅渣/10³m³污水

因为W>0.2 m³/d,所以宜采用机械格栅清渣及皮带输送机或无轴输送机输送栅渣

二、细格栅

1.设计流量Q=30000m³/d，选取流量系数K_z=1.40则：

最大流量Q_max＝1.40×30000m³/d=0.486m³/s

2.栅条的间隙数（n）

设:栅前水深h=0.8m,过栅流速v=0.9m/s,格栅条间隙宽度e=0.006m,格栅倾角α=60°

设计两组格栅，每组格栅间隙数n=53

3.栅槽宽度(B)

设：栅条宽度s=0.015m

则：B2=s（n-1）+en=0.015×（53-1）+0.006×53=1.1m

所以总槽宽为1.1×2+0.2＝2.4m（考虑中间隔墙厚0.2m）

4.进水渠道渐宽部分长度

设：进水渠宽B1=0.9m,其渐宽部分展开角α1=20°（进水渠道前的流速为0.6m/s）

5.栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度(L2)

6.过格栅的水头损失（h₁）

设：栅条断面为矩形断面,所以k取3

k—格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般为3h0--计算水头损失，m

ε--阻力系数（与栅条断面形状有关，当为矩形断面时形状系数β=2. 42），将β值代入β与ε关系式即可得到阻力系数ε的值。

7.栅后槽总高度(H)

设：栅前渠道超高h₂=0.4m

则：栅前槽总高度H₁=h+h₂=0.8+0.4=1.2m

栅后槽总高度H=h+h₁+h₂=0.8+0.88+0.4=2.08m

8.格栅总长度(L)

L=L₁+L₂+0.5+1.0+ H₁/tanα=0.3+0.3+0.5+1.0+1.2/tan60°=2.8m

9.每日栅渣量(W)

设：单位栅渣量W₁=0.05m³栅渣/10³m³污水

因为W>0.2 m³/d,所以宜采用机械格栅清渣

三、沉砂池

本设计采用曝气沉砂池是考虑到为污水的后期处理做好准备。建议设两组沉砂池。每组设计流量Q=0.243 m³/s

(1)池子总有效容积：设t=2min,

(2)水流断面积：

沉砂池设两格，有效水深为2.00m，单格的宽度为1.2m。

(3)池长：

(4)每小时所需空气量q：

设m³污水所需空气量d=0.2 m³

q=0.2×0.243×3600=174.96 m³/h=2.916 m³/min

(5)沉砂池所需容积：

(6)每个沉砂斗容积

(7)沉砂池上口宽度

（8）沉砂斗有效容积

（9）进水渠道

格栅的出水通过DN1000的管道送入沉砂池的进水渠道，然后向两侧配水进入沉砂池，进水渠道的水流流速

 (10)出水装置

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

四、辐流沉淀池

设计中选择两组辐流沉淀池，N=2组，每组平流沉淀池设计流量为0.243m3/s ,从沉砂池流来的污水进入配水井，经过配水井分配流量后流入平流沉淀池

1.沉淀部分有效面积

 2.沉淀池有效水深

 3.沉淀池直径

4.污泥所需容积

辐流沉淀池采用周边传动刮泥机，周边传动刮泥机的线速度为2-3m/min，将污泥推入污泥斗，然后用进水压力将污泥排除池外。

5.污泥斗容积

辐流沉淀池采用周边传动刮泥机，池底需做成2%的坡度，刮泥机连续转动将污泥推入污泥斗，设计中选择矩形污泥斗，污泥斗上口尺寸2mx2m，底部尺寸0.5mx0.5m，倾角为60度，有效高度1.35m

6.沉淀池总高度

7.进水配水井

沉淀池分为两组，每组分为4格，每组沉淀池进水端设进水配水井，污水在配水井内平均分配，然后流进每组沉淀池。

配水井内中心管直径

8.进水渠道

沉淀池分为两组，每组沉淀池进水端设进水渠道，配水井接出的DN800进水管从进水渠道中部汇入，污水沿进水渠道向两侧流动，通过潜孔进入配水渠道，然后由穿孔花墙流入沉淀池。

9.进水穿孔花墙

进水采用配水渠道通过穿孔花墙进水，配水渠道宽0.5m，有效水深0.8m，穿孔花墙的开孔总面积为过水断面6%-20%，则过孔流速为

10.出水堰

沉淀池出水经过出水堰跌落进入出水渠道，然后汇入出水管道排走。出水堰采用矩形薄壁堰，堰后自由跌落水头0.1-0.15m，堰上水深H为

出水堰后自由跌落采用0.15m，则出水堰水头损失为0.185m

11.出水渠道

沉淀池出水端设出水渠道，出水管与出水渠道连接，将污水送至集水井。

出水管道采用钢管，管径DN=800mm，管内流速v=0.64m/s，水力坡降i=0.479%。

12.进水挡板  出水挡板

沉淀池设进水挡板和出水挡板，进水挡板距进水穿孔花墙0.5m，挡板高出水面0.3m，伸入水下0.8m，出水挡板距出水堰0.5m，挡板高出水面0.3m，伸入水下0.5m，在出水挡板处设一个浮渣收集装置，用来收集拦截的浮渣。

13.排泥管

沉淀池采用重力排泥，排泥管直径DN300mm，排泥时间20min，排泥管流速0.82m/s,排泥管伸入污泥斗底部。排泥管上端高出水面0.3m，便于清通和排气。

14.刮泥装置

沉淀池采用行车式刮泥机，刮泥机设于池顶，刮板伸入池底，刮泥机行走时将污泥推入污泥斗内。

五、污水的生物处理

污水生物处理的设计条件为：

进入曝气池的平均流量Q=30000m3/d，最大设计流量Qs=0.486L/s

污水中的BOD5浓度为250mg/L,假定一级处理对BOD5的去除率为25%，则进入曝气池中污水的BOD5浓度为187.5mg/L

污水中SS浓度为250mg/L,假定一级处理对SS的去除率为50%，则进入曝气池中污水的SS浓度为125mg/L

污水中TN浓度为40mg/L,TP浓度为5mg/L,水温T=20。

1.污水处理程度计算

按照污水处理程度计算，污水经二级处理后，出水浓度BOD5浓度小于20mg/L,SS浓度小于20mg/L。由此确定污水处理程度为：

2.设计参数

（1）BOD5污泥负荷率

(2)曝气池内混合液污泥浓度

3.平面尺寸计算

（1）曝气池的有效容积

(2)单座曝气池面积

（3）曝气池长度

（4）曝气池总高度

4.进出水系统

（1）曝气池进水设计

初沉池的出水通过DN1000mm的管道送入曝气池进水渠道，然后向两侧配水，污水在管道内的流速

在两组曝气池之间设中间配水渠，污水通过中间配水渠可以流入后配水渠，

在前后配水渠之间都设配水口，孔口尺寸为0.5m*0.5m，可以实现多点进水。

中间配水渠宽1.0m，有效水深1.0m，则渠内最大流速为：

设计中取中间配水渠超高为0.3m，则渠道总高：1.0+0.3=1.3m

(2) 曝气池出水设计

 曝气池出水采用矩形薄壁堰，跌落出水，堰上水头

每组曝气池的出水管管径为800mm管内流速为0.48m/s,两条出水管汇成一条直径为DN1000mm的总管，送往二次沉淀池，总管内流速为0.61m/s。

5.其他管道设计

（1）中位管

  曝气池中部设中位管，在活性污泥培养驯化时排放上清液。中位管管径为DN600mm。

（2）放空管

  曝气池检修时，需要将水放空，因此应在曝气池底部设放空管，放空管管径为DN500mm。

（3）污泥回流管

  二沉池的污泥需要回流至曝气管首端，因此应设污泥回流管，污泥回流管管径

六、二沉池计算

本次设计二沉池采用辐流沉淀池，辐流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.中型污水厂。

设计中选择二组辐流沉淀池，N=2，每次设计流量为0.243/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最后流进辐流沉淀池。

1.沉淀池表面积

2.沉淀池直径

3.沉淀池有效水深

4.径深比

5.污泥部分所需容积

6.沉淀池总高度 

7.进水管的计算

8.进水竖井计算

 进水竖井直径采用D2=2.0m；

 进水竖井采用多孔配水，配水尺寸a，共设4个沿井壁均匀分布。

9.稳流筒计算

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：

设计中取出水堰自由跌落0.1m，集水槽高度：0.1+0.37=0.47m，取0.5m，

则集水槽断面尺寸0.6m。

11.出水堰计算

根据规定二沉池出水堰上负荷在1.5-2.9L/(s*m)之间，计算结果符合要求。

12.出水管

 出水管管径D=600mm

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除池外。

 排泥管管径500mm，回流污泥量 179.2L/s,流速0.92m/s。

14.集配水井的设计计算

(1)配水井中心管直径

（2）配水井直径

（3）集水井直径

（4）进水管管径

   取进入二沉池的管径DN=600mm。

   校核流速：

（5）出水管管径

由前面结果可知，DN=600mm，v=0.85m/s。

（6）总出水管

取出水管管径DN=800mm，集配水井内设有超越闸门，以便超越。

七、消毒设施计算

污水经过以上构筑物处理后，虽然水质得到了改善，细菌数量也大幅减少，但是细菌的绝对值依然十分可观，并存在病原菌的可能。因此污水在排放水体前，应进行消毒处理。

1.消毒剂的选择

污水消毒的主要方法是向污水中投加消毒剂，目前用于污水消毒的常用消毒剂主要有液氯、次氯酸钠、臭氧、二氧化氯、紫外线。由原始资料可知，该水厂规模中等，受纳水体卫生条件无特殊要求，设计中采用液氯作为消毒剂对污水进行消毒。

2.消毒剂的投加

（1）加氯量计算

二级处理出水采用液氯消毒时，液氯投加量一般为5-10mg/L,本设计中液氯投量采用7.0mg/L。每日加氯量为：

(2)加氯设备

液氯由真空转子加氯机加入，设计二台，采用一用一备。

每小时加氯量：293.93/24=12.2Kg/d

设计中采用ZJ-1型转子加氯机。

3.平流式消毒接触池

本设计采用2个3廊道平流式消毒接触池，单池设计计算如下：

（1）消毒接触池容积

（2）消毒接触池表面积

（3）消毒接触池池长：

 （4）池高

（5）进水部分

每个消毒接触池的进水管管径D=600mm,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=600mm的静态混合器。

（7）出水部分

八、污泥处理构筑物设计计算

污水处理厂在处理污水的同时，每日要产生大量的污泥，这些污泥若不进行有效处理，必然对环境造成二次污染。这些污泥按其来源可分为初沉污泥和剩余污泥。

初沉污泥是来自于初次沉淀池的污泥，污泥含水率较低，一般不需要浓缩处理，可直接进行消化、脱水处理。

剩余污泥来源于曝气池，活性污泥微生物在降解有机物的同时自身污泥量也在不断增长，为保持曝气池内污泥量的平衡，每日增加的污泥量必须排出处理系统，这一部分被称作剩余污泥。剩余污泥含水率较高，需要先进行浓缩处理，然后进行消化、脱水处理。

1、初沉池污泥量计算

由前面资料可知，初沉池采用间歇排泥的运作方式，每4小时排一次泥。

（1）、按水中悬浮物计算

2、剩余污泥量计算

 （1）曝气池内每日增加的污泥量

(2)曝气池每日排出的剩余污泥量

3、辐流浓缩池  

污泥浓缩的对象是颗粒间的空隙水，浓缩的目的在于缩小污泥的体积，便于后续污泥处理，常用污泥浓缩池分为竖流浓缩池和辐流浓缩池两种，设计中一般采用辐流浓缩池。浓缩前污泥量含水率97%，浓缩后污泥含水率97%.

   进入浓缩池的剩余污泥量0.0027m3/s=9.72m3/h

（1）、沉淀池有效部分面积

 (2)、沉淀池直径

（3）、浓缩池的容积

（4）、沉淀池有效水深

（5）、浓缩后剩余污泥量

(6)、池底高度

辐流沉淀池采用中心驱动刮泥机，池底需做成1%的坡度，刮泥机连续转动将污泥推入污泥斗。池底高度

（7）、污泥斗容积

（8）、浓缩池总高度

 （9）、浓缩后分离出的污水量

 （10）、溢流堰

浓缩池溢流堰出水经过溢流堰进入出水槽，然后汇入出水管排出。出水槽流量q=0.0018m3/s，设出水槽款0.2m，水深0.05m，则水流流速为0.18m/s。

溢流堰周长

（11）、溢流管

溢流水量0.0018m3/s，设溢流管管径DN100mm，管内流速v=0.23m/s

(12)、刮泥装置

浓缩池采用中心驱动刮泥机，刮泥机底部设有刮泥板，将污泥推入污泥斗。

（13）、排泥管

剩余污泥量0.0009m3/s，泥量很小，采用污泥管道最小管径DN150mm。间歇将污泥排入贮泥池。

4、贮泥池

贮泥池用来贮存来自初沉池和浓缩池的污泥。由于污泥量不大，本设计采用1座贮泥池，贮泥池采用竖流沉淀池构造。

(1)、贮泥池设计进泥量

（2）、贮泥池的容积

  贮泥池设计容积

（3）、贮泥池高度：

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知识点：污水处理厂设计计算书