污水厂设计进水水质：CODcr≤320mg/L；BOD5≤180mg/L；SS≤180mg/L；TN≤32mg/L；NH3-N≤24mg/Ll；TP≤3.6mg/L。
设计出水水质满足《城镇污水处理厂污染物排放
标准
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》GB18918-2002一级A标准。
水处理工艺流程：
（一）.格栅.
设计中选择二组格栅，N=2组，每组格栅与沉砂池合建，每组格栅的设计流量为0.451725m3/s
1.格栅的间隙数
式中 n—格栅栅条间隙数(个);
Q—设计流量(m3/s)
α—格栅倾角(°);
N—设计的格栅组数(组);
b—格栅栅条问隙(m);
h—格栅栅前水深(m);
v—格栅过栅流速(m/s)。
设计中取h=0.8m，v=0.9m/s,b=0.02m,α=60°
2.格栅宽度
式中 B—格栅宽度（m）；
S—每根格栅条的宽度（m）。
设计中取S=0.015m
3.通过格栅的水头损失
式中 h1—水头损失（m）；
β—格栅条的阻力系数，查表β=2.42 ；
k —格栅受污物堵塞时的水头损失增大系数，一般采用k=3。
4.格栅部分总长度
式中 L—格栅部分总长（m）；
H1—格栅明渠的深度（水深+超高）
5. 进水与出水渠道
城市污水通过DN1350mm的管道送入进水渠道，格栅的进水渠道与格栅槽相连，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=1m，渠道水深h1=h=0.8m。
(二)．沉砂池
平流式沉砂池是常用的型式,污水在池内沿水平方向流动.平流式沉砂池由入流渠、出流渠、闸板、水流部分及沉砂斗组成.它具有截留无机物颗粒效果较好、工作稳定、构造简单和排沉砂方便等优点。所以污水厂选择平流沉砂池与格栅合建。
设计中选择两组平流沉砂池，N=2组，分别与格栅连接，每组沉砂池设计流量为0.451725m3/s
1.沉砂池长度
式中 L—沉砂池长度（m）；
v—设计流量时的流速，该设计中取0.25m/s；
t—设计流量时的流行时间，该设计中取30s。
2.水流过水断面面积
式中 A—水流过水断面面积（m2）；
Q—设计流量（m3/s）.
3.沉砂池宽度
式中 B—沉砂池宽度（m）；
h2—设计有效水深（m），该设计中取0.8m。
每组沉砂池设两格
4.沉砂室所需容积
式中 Qˉ — 平均流量（m3/s）；该设计中为0.70786 m3/s
X — 城市污水沉砂量（m3/106m3污水），该设计中取：30 m3/106m3污水；
T — 清除沉砂的间隔时间（d），该设计中取2d。
5.每个沉砂斗容积
式中 V0—每个沉砂斗的容积（m3）
n—沉砂斗个数（个）。该设计中取每个分格有2个沉砂斗，共有n=2*2*2=8个沉砂斗。
6.沉砂斗高度
沉砂斗高度应能满足沉砂斗储存沉砂的要求，沉砂斗的倾角α＞60°
式中 h′3 — 沉砂斗的高度（m）；
f1—沉砂斗上口面积（m2），该设计中取1.24m*1.24m;
f2—沉砂斗下口面积（m2）,该设计中取0.5m*0.5m。
设计中取沉砂斗高度0.65m，校核沉砂斗角度tanα=2*0.65/（1.24—0.5）= 1.77，α=60.4°＞60°。
7.沉砂室高度
采用重力排砂
式中 h3 —沉砂室高度（m）；
I —沉砂池底坡度，该设计中取0.02；
L2 —沉砂池底长度（m）。
8沉砂池总高度
式中 H—沉砂池总高度（m）；
h1—沉砂池超高（m），该设计中取0.3m。
9.验算最小流速
式中 Vmin — 最小设计流速（m/s），该设计中采用V≥0.15m/s;
Qmin — 最小流量（m3/s），该设计中采用0.75* Qˉ；
n1 — 沉砂池格数（个），最小流量是取1；
Amin — 最小流量时的过水断面面积（m2）。
10.出水管道
出水采用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
水头为:
式中 H1—堰上水头（m）；
Q1 — 沉砂池内设计流量（m3/s）
m — 流量系数，该设计中取0.4；
b2 — 堰宽（m），等于沉砂池宽度。
出水堰自由跌落0.1～0.15m后进人出水槽，出水槽宽1m，有效水深0.8m，水流流速0.62m/s，出水流入出水管道。出水管道采用钢管，管径DN=800mm ,管内流速v2=0.90m/s，水力坡度i=1.20‰。
11.排砂管道
采用沉砂池底部管道排砂，排砂管径DN=200mm。
（三）.沉淀池
水厂采用辐流沉淀池，进出水的形式为中心进水周边出水。设计中选择二组辐流沉淀池，N=2组，每组设计流量为0.451725m3/s，从沉砂池流来的污水进入集配水井，经过集配水井分配流量后流人辐流沉淀池。
1. 沉淀部分有效面积
式中 F — 沉淀部分有效面积（m2）；
Q — 设计流量（m3/s）;
q′— 表面负荷［m3/(m2·h)］,该设计中取2.
m2
2. 沉淀池直径
式中 D — 沉淀池直径（m）；
3. 沉淀池有效水深
式中 h2 — 沉淀池有效水深（m）；
t — 沉淀时间（h），该设计中取t=2.0h。
4. 污泥部分所需容积
按去除水中悬浮物计算
式中 Q — 设计流量（m3/s）；
C1 — 进水悬浮物浓度（mg/L）;
C2 — 出水悬浮物浓度（mg/L），该设计中C2=10mg/L；
K2 — 污水量总变化系数；
γ— 污泥容重（t/m3）,约为1；
P0 — 污泥含水率（％）。
设计中取T=1/6d，p0=97％
辐流沉淀池采用周边传动刮泥机，周边传动刮泥机的周边线速度为
2～3m/min，将污泥推人污泥斗，然后用静水压力将污泥排出池外。
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i=5%的坡度，刮泥机连续转动
将污泥推入污泥斗，设计中选择圆形污泥斗，污泥斗上口半径1.4m，底部半径0.6m，倾角α=60°
污泥斗容积
式中 V1 — 污泥斗容积（m3）；
h5 — 污泥斗高度（m）；
r1 — 污泥斗上口半径（m）；
r2 — 污泥斗下口半径（m）。
沉淀池底部圆锥体体积
式中 V2 — 沉淀池底部圆锥体体积(m3);
h4 — 沉淀池底部圆锥体高度（m）；
R — 沉淀池半径（m）；
r1 — 污泥斗上口半径（m）；
i — 池底坡度。
沉淀斗总容积
6. 沉淀池总高度
式中 H — 沉淀池总高度（m）；
h1 — 沉淀池超高（m），该设计中取0.3m；
h3 — 沉淀池缓冲层高度（m），该设计中取0.3m。
7. 进水集配水井
辐流沉淀池分为二组，在沉淀池进水端设集配水井，污水在集配水井中部的
配水井平均分配，然后流进每组沉淀池。
配水井的中心管径
式中 D2 — 配水井内中心管径（m）；
v2 — 配水井内中心管上升流速，该设计中取0.7m/s。
配水井直径
式中 D3 — 配水井直径（m）；
v3 — 配水井内污水流速，该设计中取0.3m/s。
8.进水管及配水花墙
沉淀池分为二组，每组沉淀池采用池中心进水，通过配水花墙和稳流罩向池
四周流动。进水管道采用钢管，管径DN=1000mm ,管内流速1.15m/s，水力坡度1.42‰，进水管道顶部设穿孔花墙处的管径为1400mm。
沉淀池中心管配水采用穿孔花墙配水，穿孔花墙位于沉淀池中心管上部，布置6个穿孔花墙，过孔流速：
式中 v3 — 穿孔花墙过孔流速（m/s）；
B3 — 孔洞宽度（m），该设计中取0.3m；
h3 — 孔洞的高度（m），该设计中取0.8m；
n3 — 孔洞的数量（个），该设计中取8个。
穿孔花墙向四周辐射平均布置，穿孔花墙四周设稳流罩，稳流罩直径3m,高2m，在稳流罩上平均分布φ100的孔洞300个，孔洞的总面积为稳流罩过水断面的15％。
9.出水堰
沉淀池出水经过双侧出水堰跌落进入集水槽，然后汇人出水管道排入集水井。出水堰采用双侧90°三角形出水堰，三角堰顶宽0.16m，深0.08m，间距0.05m，外侧三角堰距沉淀池内壁0.4m，三角堰直径为33.2m，共有496个三角堰。内侧三角堰距挡渣板0.4m，三角堰直径为32.0m，共有478个三角堰。两侧三角堰宽度0.6m，三角堰堰后自由铁跌落0.1-0.5m ,三角堰有效水深为：
式中 Q1 — 三角堰流量（m3/s）；
H1 — 三角堰水深（m）。
三角堰堰后自由跌落0.15m，则堰水头损失0.19m。
10.堰上负荷
式中 q1 — 堰上负荷［L/(s·m)］；
D1 — 三角堰出水渠道平均直径（m）。
11.出水挡渣板
三角堰前设有出水浮渣挡渣板，利用刮泥机桁架上的浮渣刮板收集。挡渣板高出水面0.15m，伸入水下0.5m，在挡渣板旁设一个浮渣收集装置，采用管径DN=300mm的排渣管排出池外。
12.出水渠道
出水槽设在沉淀池四周，双侧收集三角堰出水，距离沉淀池内壁0.4m，出水槽宽0.6m，深0.7m，有效水深0.5m，水平流速0.83m/s。出水槽将三角堰出水汇集送入出水管道，出水管道采用钢管，管径DN1000，管内流速1.15m/s，水力坡度i=1.42‰.
13.刮泥装置
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，刮泥机底部设有刮泥板，将污泥推人污泥斗，刮泥机上部设有刮渣板，将浮渣刮进排渣装置。
14.排泥管
沉淀池采用重力排泥，排泥管管径DN300mm,排泥管深入污泥斗底部，排泥静压头采用1.2m,连续将污泥排出池外贮泥池内。
（四）.生物处理工艺——厌氧一缺氧一好氧生物脱氮除磷工艺（A2/O工艺）
1.设计参数
（1）水力停留时间:该设计中的水力停留时间取t=8h。
（2）曝气池内活性污泥浓度：该设计中曝气池内活性污泥浓度取XV=3000mg/L。
（3）回流污泥浓度
式中 Xr — 污泥回流浓度（mg/L）;
SVI — 污泥指数，采用100；
r — 系数，采用1.2。
（4）污泥回流比
′
式中 R — 污泥回流比；
— 回流污泥浓度（mg/L），
=
。
解得：R=0.5。
（5）TN去除率
式中 e — TN去除率（％）；
S1 — 进水TN浓度（mg/L）;
S2 — 出水TN浓度（mg/L）,该设计中取15mg/L。
（6）内回流倍数
2.总有效容积
式中 Q — 进水流量（m3/d）;
t — 水力停留时间（d）。
厌氧、缺氧、好氧各段内水力停留时间的比值为1:1:3，则每段的水力停留
时间分别为:
厌氧池内水力停留时间t1=1.6h;
缺氧池内水力停留时间t2=1.6h;
好氧池内水力停留时间t3=4.8h。
3.平面尺寸
曝气池总面积
式中 A — 曝气池总面积（m2）；
h — 曝气池有效水深，该设计中取4.5m
设2个曝气池，每组曝气池面积
每组曝气池共设5廊道，第1廊道为厌氧段，第2廊道为缺氧段，后3个廊
道为好氧段，每廊道宽取7m，则每廊道长
式中 L — 曝气池每廊道长（m）；
b — 每廊道宽度（m），该设计中取7m；
n — 廊道数，该设计中取5.
4.进水系统
（1）曝气池的进水设计
初沉池的来水通过DN1200mm的管道送入厌氧一缺氧一好氧曝气池首端的进水渠道，管道内的水流速度为0.88m/s。在进水渠道内，水流分别流向两侧，从厌氧段进人，进水渠道宽度为1.2m,渠道内水深1.0m,则渠道内的最大水流速度:
式中 v1 — 渠道内最大水流速度(m/s);
b1 — 进水渠道宽度（m）；
h1 — 进水渠道有效水深(m)。
反应池采用潜孔进水，孔口面积
式中 F — 每座反应池所需空口面积（m2）；
v2 — 孔口流速（m/s）,该设计中去0.4m/s。
每个孔口尺寸为0.5*0.5m，则孔口个数
式中 f — 每个孔口的面积（m2）。
（2）曝气池的出水设计
该工艺的出水采用矩形薄壁堰，跌落出水，堰上水头
式中 H — 堰上水头（m）；
Q — 每座反应池出水量（m3/s）,指污水最大流量与回流污泥量、回流量之和（0.70786*1.6m3/s）；
m — 流量系数，该设计中去0.4；
b — 堰宽（m）；与反应池宽度相等，取7m。
设计中取0.19m。
该生物池的最大出水流量为0.90345+0.70786*1.6=2.04m3/s,出水管管径采用DN1800mm的钢筋混凝土圆管，送往二沉池，管内流速为0.80m/s。
5.其他管道设计
（1）污泥回流管
在本设计中，污泥回流比为50%，从二沉池回流过来的污泥通过两根DN500mm的回流管道分别进入首端两侧的厌氧段，管内污泥流速为0.9m/s。
（2）硝化液回流管
硝化液回流比为200％，从二沉池出水回至缺氧段首端，硝化液回流管道管径为DN1000mm，管内流速为0.9m/s。
6.剩余污泥量
式中 W — 剩余污泥量（kg/d）;
a — 污泥产率系数，该设计中取0.6；
b — 污泥自身氧化系数（d-1），该设计中取0.05；
— 平均日污水流量（m3/d）;
Lr — 反应池去除的ss浓度，Lr=180-10=170mg/L=0.17kg/m3.
Sr — 反应池去除BOD5浓度，Sr=180-10=170mg/L=0.17kg/m3.
.
（5）.二沉池
设计中选择二组辐流沉淀池，N=2，每池设计流量为0.451725m3/s，从曝气池流出的混合液进人集配水井，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
式中 F — 沉淀部分有效面积（m2）；
Q — 设计流量（m3/s）;
q′— 表面负荷［m3/(m2·h)］,该设计中取1.4.
2.沉淀池直径
式中 D — 沉淀池直径（m）；
3.沉淀池有效水深
式中 h2 — 沉淀池有效水深（m）；
t — 沉淀时间（h），该设计中取t=2.5h。
4.径深比
，合乎(6一12)的要求。
5.污泥部分所需容积
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Q=0.70736m3/s，R=50%。
式中 SVI — 污泥容积指数，该设计中取SVI=100;
r — 系数，一般采用1.2;
6.沉淀池总高度
式中 H — 沉淀池总高度〔m);
h1 — 沉淀池超高(m),一般采用0.3-0.5m;
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=0.3m,h3=0.3m,h2=3.5m
根据污泥部分容积过大及二沉池污泥的特点，采用机械刮吸泥机连续排泥，
池底坡度为0.05。
式中 h4 — 沉淀池底部圆锥体高度〔m);
r — 沉淀池半径(m)设计中为19m
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,取0.05
式中 V1 — 污泥部分所需容积(m3);
V2 — 沉淀池底部圆锥体容积(m3);
F — 沉淀池表面积(m2)。
7.进水管的计算
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)。
进水管管径取D1=900mm
流速
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，配水口尺寸a·b=0.5m·1.5m；
共设6个沿井壁均匀分布;
流速v:
孔距l:
9.稳流筒计算
筒中流速:v3=0.03～0.02m/s(设计中取0.02);
稳流简过流面积:
稳流筒直径D3:
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=0.451725/2=0.225863(m3/s)
集水槽中流速v=0.6m/s;
设集水槽宽B = 0.6m ;
槽内终点水深h2:
槽内起点水深h1:
式中 hk — 槽内临界水深(m);
α— 系数，一般采用1；
g — 重力加速度。
设计中取出水堰后白由跌落0.10m,集水槽高度:0.1+0.76= 0.87 m。集水槽断面尺寸为:0.6m·0.87m.
11.出水堰计算
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=0.10m.，水槽距池壁0.5m
根据规定二沉池出水堰.上负荷在1.5一2.91L/(s·m)之间,计算结果符合要求。
12.出水管
出水管管径D=800mm
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出池外。
排泥管管径500mm，回流污泥量
，流速O.92 m/s。
14.集配水井的设计计算
（1）配水井中心管直径
式中 D2 — 配水井中心管直径(m);
v2 — 中心管内污水流速(m/s)，一般采用0.7m/s;
Q — 进水流量(m3/s)
(2)配水井直径
式中 D3 — 配水井直径(m);
V3 — 水井内污水流速(m/s),设计中取0.3m/s
(3)集水井直径
式中 D1 — 集配水井直径(m);
V1 — 集水井内污水流速(m/s)，设计中取0.25m/s。
(4)进水管管径
取进入二沉池的管径DN=900mm
校核流速:
〔5)出水管管径
选取管管径为DN=800mm,流速v=1.0m/s。
(6)总出水管
取出水管管径D=1100mm，v=0.95m/s ;集配水井内设有超越闸门，以便超越。
（6）消毒设施
1.消毒剂：
由原始资料可知，该水厂处理规模较大，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.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～lOmg/L，本设计中液氯投量采用8.0mg/L。每日加氯量为：
式中 q — 每日加氯量( kg/d)；
q0 — 液氯投量(mg/L)；
Q — 污水设计流量(m3/s).
3.加氯设备
液氯由真空转子加氯机加入，加氯机设计二台，采厢一用一备。每小时加氯量：
设计中采用ZJ-I型转子加氯机。
4.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
V= Q·t
式中 V — 接触池单池容积( m3)；
Q — 单池污水设计流量(m3/s)；
t — 消毒接触时间(h)，一般采用30min。
设计中取Q=0.451725m3/s，t=30min
V=0.451725·30·60=813.1m3
（2）消毒接触池表面积
式中 F — 消毒接触池单池表面积( m2)；
h2 — 消毒接触池有效水深(m)
设计中取h2=2.5m
（3）消毒接触池池长
式中 L` — 消毒接触池廊道总长(m)；
B — 消毒接触池廊道单宽(m)。
设计中取B=5m
消毒接触池采用3廊道，消毒接触池长：
校核长宽比：
合乎要求.
（4）池高
式中 h1 — 超高(m)，一般采用0.3m；
h2 — 有效水深(m)。
（5）进水部分
每个消毒接触池的进水管管径D=700mm，v=1.10m/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=700mm的静态混合器。
（7）出水部分
式中 H — 堰上水头(m)；
n — 消毒接触池个数；
m — 流量系数，一般采用0.42；
b — 堰宽，数值等于池宽(m)。
设计中取n=2，b=5m
（七）污泥处理构筑物计算
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行方式，每4小时排一次泥。 （1）按设计人口计算
式中 V — 污泥部分所需容积（m3）；
S — 每人每日污泥量[L/（人·d）],一般采用0.3-0.8L/（人·d）；
T — 两次清除污泥间隔时间（d），采用机械刮泥时，一般采用4h；
n — 沉淀池分格数。
设计中取S=0.5L/（人·d）,设计中排除污泥的间隔时间采用4h
（2）按去除水中悬浮物计算
式中 Q — 设计流量（m3/h）；
C1 — 进水悬浮物浓度（Kg/m3）；
C2 — 出水悬浮物浓度（Kg/m3）,该设计中取0.01Kg/m3;
K2 — 生活污水量总变化系数；
γ — 污泥容量（Kg/m3），一般采用1000Kg/m3；
P0 — 污泥含水率（%）。
设计中取T=4h，P0=97%，
两种计算结果取较大值作为初沉池污泥量。
初沉池污泥量
以每次排泥时间30min计，每次排泥量56m3/h=0.0156m3/s
2.剩余污泥量计算
（1）曝气池内每日增加的污泥量
式中 △X — 每日增长的污泥量（Kg/d）；
Sa — 曝气池进水BOD5浓度（mg/L）；
Se — 曝气池出水BOD5浓度（mg/L）；
Y — 污泥产率系数，一般采用0.5～0.7；
Q — 污水平均流量（m3/d）；
V — 曝气池容积（m3）；
XV — 挥发性污泥浓度MLVSS（mg/L）；
Kd — 污泥自身氧化率，一般采用0.04～0.10。
设计中取Sa=180mg/L，Se=10mg/L，Y=0.6，Q=61115.904m3/d，V=26019.36m3，XV=2500mg/L，Kd=0.05
（2）曝气池每日排出的剩余污泥量
式中 Q2 — 曝气池每日排出的剩余污泥量（m3/d）；
f — 0.75；
Xr — 回流污泥浓度（mg/L）。
设计中取Xr=12000mg/L
3.污泥浓缩池
该设计中采用幅流浓缩池，进入浓缩池的剩余污泥量0.0038m3/s,采用2个浓缩池，则单池流量：Q=0.0038/2=0.0019m3/s=6.84m/h。
（1）沉淀部分有效面积
式中 F — 沉淀部分有效面积（m2）
C — 流入浓缩池的剩余污泥浓度（kg/m3）,一般采用10 kg/m3
G — 固体通量（kg/(m2·h)）,该设计中采用1.0 kg/(m2·h)
Q — 入流剩余污泥流量（m3/h）,
（2）沉淀池直径
式中 D — 沉淀池直径（m）
（3）浓缩池的容积
式中 V — 浓缩池的容积（m3）
T — 浓缩池浓缩时间（h），该设计中采用10～16h
（4）沉淀池有效水深
式中 h2 — 沉淀池有效水深（m）；
（5）浓缩后剩余污泥量
式中 Q1 — 浓缩后剩余污泥量（m3/s）
（6）池底高度
辅流式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：
式中 h4 — 池底高度（m）
i — 池底坡度，一般采用0.01。
设计中取0.05m
（7）污泥斗容积
式中 h5 — 污泥斗高度（m）；
α— 泥斗倾角，为保证排泥顺畅，圆形污泥斗倾角一般采用55°；
a — 污泥斗上口半径（m）
b — 污泥斗底部半径（m）
设计中取a=1.25m，b=0.25m
污泥斗的容积
式中 V1 — 污泥斗容积（m3）；
h5 — 污泥斗高度（m）。
污泥斗中污泥停留时间
式中 Ｖ — 污泥斗容积（ｍ3）；
Ｔ — 污泥在泥斗中的停留时间（ｈ）。
（8）浓缩池总高度
式中 h — 浓缩池总高度（m）；
h1 — 超高（m）,一般采用0.3m；
h3 — 缓冲层高度（m）,该设计中采用0.3m。
设计中取沉淀池总高度3.70m。
（9）浓缩后分离出的污水量
式中 q — 浓缩后分离出的污水量（m3/s）；
Q — 进入浓缩池的污泥量（m3/s）；
P — 浓缩前污泥含水率，该设计中采用99％；
P0 — 浓缩后污泥含水率，该设计中采用97％。
（10）溢流堰
浓缩池溢流出水经过溢流堰进人出水槽，然后汇入出水管排出。出水槽流量q=0.0016m3/s，设出水槽宽0.2m，水深0.05m，则水流速为0.16m/s。
溢流堰周长
式中 c — 溢流堰周长（m）；
D — 浓缩池直径（m）；
b — 出水槽宽（m）。
溢流堰采用单侧90°三角形出水堰，三角堰顶宽0.16m，深0.08m，每格沉淀池有三角堰28/0.16=175个。
每个三角堰流量
式中 q0 — 每个三角堰流量（m3/s）；
h′ —三角堰水深（m）。
设计中取为0.007m。
三角堰后自由跌落0.10m，则出水堰水头损失为0.105m。
（11）溢流管
溢流水量0.0013 m3/s，设溢流管管径DN100mm，管内流速v=0.21m/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0.0006m3/s，泥量很小，采用污泥管道最小管径DN100mm间歇将污泥排入贮泥池。
4.贮泥池
浓缩后的剩余污泥和初沉污泥进入贮泥池，然后经投泥泵进入消化池处理系统。贮泥池主要作用为:
a.调节污泥量，由于消化池采用污泥泵投加，贮泥池起到泵前调节池的作用，平衡前后处理装置的流量。
b.药剂投加池，消化池运行条件要求严格，运行中需要投加的药剂可直接在贮泥池进行调配。
预加热池，采用池外预热时，起到预加热池的作用。
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2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
式中 Q — 每日产生的污泥量（m3/d）；
Q1 — 初沉污泥量（m3/d）；
Q2 — 浓缩后剩余污泥量（m3/d）。
由前面结果可知，Q1=336m3/d,每日排泥6次，排泥间隔4h，每次排泥量0.0156m3/s，持续时间30min；Q2=51.84×2=103.68 m3/d。
每日产生的污泥量
（2）贮泥池的容积
式中 V — 贮泥池计算容积（m3）；
Q — 每日产泥量（m3/d）；
t — 贮泥时间（h），该设计中采用8h；
n — 贮泥池个数，该设计中取2。
贮泥池设计容积
式中 V — 贮泥池容积（m3）；
h2 — 贮泥池有效深度（m）；
h3 — 污泥斗高度（m）；
a — 污泥贮池边长（m）；
b — 污泥斗底边长（m）；
n — 污泥贮池个数，一般采用2个；
α— 污泥斗倾角，一般采用60°。
设计中取n=2，a=4.5m，h2=2.5m，污泥斗底为正方形，边长b=1.0m
符合要求
（3）贮泥池高度
式中 h — 污泥贮池高度（m）；
h1 — 超高（m），一般采用0.3m；
h2 — 贮泥池有效深度（m）；
h3 — 污泥斗高度（m）。
（4）管道部分
每个贮泥池中设DN=100mm的吸泥管一根，2个贮泥池互相连通，连通管DN150mm，共设有3根进泥管，一根来自初沉池，管径DN150mm；另两根来自污泥浓缩池，管径均为100mm。
5.污泥消化池
污泥消化的目的是为了使污泥中的有机质，变为问的腐殖质，同时可以减少污泥体积，并改善污泥性质，使之易于脱水，减少和控制病原微生物，获得有用副产物沼气等。目前污泥消化主要采用厌氧消化，主要处理构筑物为消化池。
该设计拟采用中温二级消化处理，消化池的停留天数为30d，消化池控制温度为33～35℃，计算温度为35℃，新鲜污泥年平均温度为12.3℃，日平均最低温度12℃，室外全年平均气温为13.5℃，最热月平均气温38℃，最冷月平均气温-19.2℃，一级消化池进行加热搅拌，二级消化池不加热，不搅拌，均采用固定盖式消化池。
（1）一级消化池容积
式中 V — 级消化池容积（m3）；
Q — 污泥量（m3/d）；
P — 投配率（%），中温消化时一级消化池一般采用5%；
n — 消化池个数。
由前面资料可知Q=439.68 m3/d，采用4座一级消化池，则每座池子的有效容积
（2）各部分尺寸的确定
①消化池直径D：设计中取18m
②集气罩的直径d1 ：设计中取1.5m
③池底锥底直径d2：设计中取1.5m
④集气罩高度h1：设计中取1.5m
⑤上锥体高度h2：
式中 α1 — 上锥体倾角，设计中取20°。
⑥消化池主体高度h3=8m
⑦下锥体高度h4：
式中 α2 — 下锥体倾角，设计中取10°。
⑧消化池总高度为
总高度和圆柱直径的比例:
,符合（0.8～1） 的要求
（3）各部分容积
集气罩容积
弓形部分容积
圆柱部分容积
下锥部分容积
消化池有效容积V0为
符合要求。
（4）二级消化池容积
式中 Q — 污泥量（m3/d）；
P — 投配率（%），二级消化池一般采用10%；
n — 消化池个数。
由前面资料可知Q=439.68m3/d，采用2座二级消化池，则二级消化池的有效容积
由于二级消化池单池容积与一级消化池相同，因此二级消化池各部分尺寸同一级消化池。
（5）平面尺寸计算
①池盖表面积
集气罩表面积
池顶表面积
池盖表面积
②池壁表面积
地面以上部分
地面以下部分
③池底表面积为
（6）消化池热工计算
①提高新鲜污泥温度的耗热量
每座一级消化池投配的最大生污泥量:
年平均耗热量：
式中 Q1 — 提高污泥温度所需平均耗热量（kcal/h）；
TD — 中温消化温度（℃），一般采用TD=35℃；
TS — 新鲜污泥年平均温度（℃）。
根据当地气象资料，设计中取TS=12.3℃
最大耗热量为
式中 QMAX — 提高污泥温度所需最大耗热量（kcal/h）；
TS′— 新鲜污泥日平均最低温度（℃）。
根据当地气象资料，设计中取TS′=10℃
②消化池池体的耗热量
盖部分全年耗热量：
平均耗热量
式中 Q2 — 池盖平均耗热量（kcal/h）；
F2 — 池盖表面积（m2）；
K2— 池盖传热系数[kcal/（m2.h. ℃）],一般采用K2=0.7kcal/（m2.h.℃）；
TA — 室外大气平均气温（℃）；
TA′— 冬季室外计算温度（℃）.
根据当地气象资料，池外介质为大气，设计中取TA=13.5℃，TA′=-19.2℃，F2=51.21m2
最大耗热量
壁在地面以上部分全年耗热量
平均耗热量
式中 Q3 — 地面上池壁平均耗热量（kcal/h）；
F3 — 地面池壁表面积（m2）;
K3 — 池壁传热系数[kcal/（m2.h. ℃）],一般采用K3=0.6kcal/（m2.h.℃）。
根据计算结果，地面以上池壁总表面积F3为282.74m2。
最大耗热量
壁在地面以下部分全年耗热量
平均耗热量
式中 Q4 — 地面下池壁平均耗热量（kcal/h）；
F4 — 地面下池壁表面积（m2）；
K4 — 池壁传热系数[kcal/（m2.h. ℃）],池壁以下部分 K4=0.45 kcal/（m2.h.℃）；
TB — 室外大气平均气温（℃）；
TB′— 冬季室外计算温度（℃）。
根据计算结果，地面以下池壁总表面积F4=169.65m2，池外介质为土壤时，设计中取TB=13℃，TB′=3.2℃
最大耗热量
底部全年耗热量
平均耗热量
最大耗热量
每座消化池池体全年耗热量
平均耗热量
最大耗热量
消化池总耗热量
全年平均耗热量
全年最大耗热量
③消化池保温结构厚度计算
池盖保温结构厚度计算
式中
—池盖保温材料的厚度(mm);
—消化池池盖混凝土结构层厚度(mm);
—钢筋混凝土的导热系数[kcal/(m·h·℃)];
—保温材料导热系数[kcal/( m·h·℃)];
—池盖传热系数[kcal/( m2·h·℃)]，一般采用
=0.7[kcal/( m2·h·℃)];
设计中取
=250mm,
=1.33[kcal(m·h·℃)],保温层采用聚氨醋硬质泡沫塑料,
=0.02[kcal/( m·h·℃)]
池壁保温层厚度计算
式中 K3—池壁传热系数[kcal/( m2·h·℃)],池壁地面以上部分一般采用
K3=0.6[kcal/( m2·h·℃)]
设计中取
=400mm采用聚氨酷硬质泡沫塑料作为保温材料。池壁在地面以上的保温材料延伸到地面以下的深度为冰冻深度加0.5m，即延伸至地面以下2. 35m
池壁在地面以下的部分以土壤作为保温层时，其最小厚度的核算土壤的导热系数为
= 1.0 [kcal/( m·h·℃)]，K5=0.45kcal/( m2·h·℃)]，
设消化池池壁在地面以下的混凝土结构厚度为
=400mm，则土壤的最小厚度
池底以下土壤作为保温层，其最小厚度的核算:
消化池池底混凝土结构厚度为
= 700mm，则保温厚度
由于地下水位在池底混凝土结构厚度1.0m以下，小于1.7m,需采取保温措
施，降低保温层厚度。采用聚氨醋硬质泡沫塑料作为保温材料，则保温材料的厚度
池盖、池壁的保温材料采用硬质聚氨醋泡沫塑料，其厚度经计算分别为25mm和27mm和34mm，均按34mm计，乘以1.3的修正系数，实际可采用50mm。
二级消化池的保温结构材料及厚度均与一级消化池相同。热工计算仅适用于
一级消化池，气级消化池无加热与搅拌设备，仅利用余热继续进行消化。
（7）污泥加热—蒸汽直接加热法
式中 G——注入蒸汽量（Kg/h）；
Qmax—— 污泥消化池最大耗热量（kcal/h）；
I——饱和蒸汽的含热量（kcal/Kg）；
I0—— 消化温度的含热量（kcal/Kg）。
设计中取Qmax=135588.1 kcal/h，蒸汽温度以110℃计，I=642.5kcal/Kg，消化污泥温度以35℃计，I0=35 kcal/Kg
（8）混合搅拌设备—沼气搅拌
用消化池产生的沼气，经压缩机加压后送人池内进行搅拌。特点是没有机械磨损，搅拌力大、范围广。
设计中采用多路曝气管式沼气搅拌，即将沼气从贮气罐中抽出，经沼气压缩后通过插人消化池污泥中的竖管进行曝气搅拌。多路曝气管的竖管口延伸至距池底1.5 m，呈环状布置。
搅拌用气量
式中 q——单位搅拌用气总量（m3/s）；
q0——搅拌单位用气量〔m3/（min·1000m3）〕，一般采用5～7 m3/ （min·1000m3）；
V——消化池有效容积（m3）.
设计中取q0=6 m3/（min·1000m3）
沼气曝气管直径的选择：
式中 A——沼气曝气立管的总面积（m2）；
v——管内沼气流速（m/s），一般采用7～15m/s。
设计中取v=10m/s，则需要立管总面积
设计中选用立管直径DN=70mm，每根断面积为0.00385m2
为布置方便，设计中取6根立管，实际流速
,符合要求。
（9）消化后的污泥量计算
①一级消化后污泥量：
一级消化降解了部分可消化有机物，同时一级消化不排除上清液，消化前后
污泥含水量不变，有下式成立
式中 V1——一级消化前生成的污泥量（m3/d）；
V2——一级消化后的污泥量（m3/d）；
P1——生污泥含水率（%）
P2——一级消化污泥含水率（%）；
PV——生污泥中有机物含量（%）,一般采用65%；
Rd——污泥可消化程度（%），一般采用50%；
m——一级消化占可消化程度的比例（%），一般采用70%～80%。
设计中取V1=439.68 m3/d，P1=97%，m=80%。经计算
V2=436.25 m3/d
P2=97.76%
一级消化池单池排泥量为436.25/4=109.06 m3/d
②二级消化后污泥量
消化浓缩后污泥含水率由一级消化前的97%降至二级消化后的95%，每日
二级消化池排除污泥
式中 V1——生污泥量（m3/d）
V3——二级消化后的污泥量（m3/d）；
P1——生污泥含水率（%）
P3——二级消化污泥含水率（%）。
设计中取V1=439.68 m3/d，P1=97%，P3=95%.
二级消化池采用2座，单池排泥量为178.07/2=89.04 m3/d
③二级消化池上清液排放量
整个消化过程中产生的上清液由二级消化池排除
式中 V′— 上清液排放量（m3/d）。
二级消化池采用2座，单池上清液排放星为257.32/2=128.66 m3/d
（10）沼气产量
①消化池降解的污泥量
式中 X——消化池降解污泥量（Kg/d）；
P——生污泥含水率（%）；
V1——生污泥量（m3/d）;
PV——生污泥中有机物含量（%）,一般采用65%；
Rd——污泥可消化程度（%），一般采用50%。
设计中取V1=439.68 m3/d，P=97%
②消化池的产气量
式中 q——消化池沼气产量（m3/d）;
a——污泥沼气产率（m3/Kg污泥），一般采用0.75～1.10 m3/Kg污泥
设计中取a=0.9 m3/Kg污泥，每日产气量
（11）一级消化池的管道系统
①进泥管
式中 Q——进泥管投泥量（m3/d）；
Q1——投加生污泥量（m3/d）；
Q2——循环污泥量（m3/d），一般采用Q2=（2～4）Q1；
n——消化池数。
设计中取Q2=2Q1.n=4
适当采用间歇运行，每日运行12h
式中 v1——管内污泥流速（m/s）
D1 ——投配管直径（mm）
设计中为防止堵塞，设计中取D1 =100mm
② 排泥管
为了防止消化池中产生正负压的变化，在投泥的同时还要进行排泥。
式中 Q — 一级消化池排泥量（m3/d）;
v2 — 管内污泥流速(m/s);
D2 — 排泥管直径(mm)。
设计中为防止堵塞，设计中取D2=150mm，一级消化池单池排泥量Q2=109.06m3/d,采用间歇排放，运行时间3h，用闸阀控制排泥，出泥口设在池底
中央处。
③循环出泥管
式中 Q2 — 循环污泥量（m3/d）;
V3 — 管内污泥流速（m/s）；
D3 — 循环出泥管直径（mm）。
设计中取Q2=2Q1，n=4，采用间歇运行，每日运行12h。
设计中为防止堵塞，设计中取D3=150mm
④ 取样管
在池中不同位置设置取样管，共设4根，DN=50mm.
⑤ 沼气集气管的设计计算
式中 Q — 集气管沼气流量(m3/s);
Q1 — 消化池产生的沼气流量(m3/s);
Q2 — 搅拌所需沼气流量(m3/s);
q — 每日产生沼气总量(m3/d);
a — 一级消化池产气量占总产气量的比率(%)，一般采用0.8;
n — 一级消化池数量;
v — 集气管内沼气流速(m/s);
D — 沼气集气管直径(mm)。
设计取Q2=0.33m3/s,q=5787 m3/d ,沼气管DN=300,n=4
⑥ 溢流管的设计计算
为防止池内液位超过限定的最高液位，池内应设置溢流管，采用溢流管DN=200mm。溢流管水封高度采用0.8m，水封的作用是防lF.池内沼气沿溢流管泄漏。
（12）二级消化池的管道系统
① 进泥管
二级消化池为2座，采用间歇进泥的运行方式，每日进泥时间3h。
式中 Q1 — 进泥管流量(m3/s);
V2 — 二级消化池每日进泥量(m3/d);
n — 二级消化池数量;
t1 — 二级消化池每日进泥时间(h);
v1 — 管内污泥流速(m/s);
D1 — 二级消化池进泥管直径(mm)。
设计中取D1=200mm，V2=436.25 m3/d ,n=2，t=3h
② 排泥管
二级消化池采用间歇排泥，排泥时间3h。
式中 Q2 — 二级消化池排泥量（m3/d）;
V2 — 管内污泥流速(m/s);
D2 — 排泥管直径(mm)。
设计中取 D2=150mm;二级消化池排泥量V2=178.07m3/d,n=2,t2=3h
③ 沼气管
式中 Q--二级消化池单池沼气流量(m3/s);
q--每日产生沼气总量（m3/d）；
b--二级消化池产气量占总产气量的比率(%)，一般采用20%;
n--二级消化池数量;
V--管内沼气流速(m/s);
D--沼气管直径(mm)。
设计中取q=5787.3m3/d，采用管径DN=1000mm ,n=2
设计中取最高时产气量为平均产气量的2倍，最高时产气量为0.Ol34m3/s
④ 上清液排放管
V′--二级消化池上清液排放总量(m3/d);
Q --上清液排管设计流量(m3/s);
n --二级消化池数量;
t --二级消化池排L清液时间〔h)，一般采用进泥时间;
v --上清液排管管内流速(m/s);
D --上清液排管直径(mm)。
设计中取V′=257.32m3/d,n=2,t=3h，D=200mm
⑤ 取样管同一级消化池
（13）贮气柜
设计采用单级低压浮盖式贮气柜。
① 贮气柜最大调节容积
式中 V--最大调节容量(m3);
q--每日产气量(m3/d)；
c--容积调节比率(%)，一般采用25%一40%;
设计中取q=5787.3 m3/d,c=35%
② 贮气柜外形尺
式中 V--最大调节容量(m3);
D--贮气柜直径(m)；
n--贮气柜数量;
H--贮气柜调节高度(m)。
设计中取D=1.5H,n=2,V=2025.6m3
,设计中取8.3 m
设计中取12.5m
（14）沼气压缩机
① 沼气量
式中 Q--搅拌沼气用量(m3/min);
n--级消化池数量;
q--单池搅拌沼气用量(m3/s)。
设计中取q=0.33m3/s, n=4
② 排气压力
式中 h1 --沼气管淹没深度(m);
h2 --贮气柜水封压力〔m);
h3 --管道压力损失(m)。
设计中取h1=11.5,h2=0.4m,h3=5.0m
H=16.9m水柱，设计中去20m水柱。
6.污泥脱水
污水处理厂污泥二级消化后从二级消化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，需对污泥作脱水处理，使其含水率降至60%～80％，从而大大缩小污泥的体积。
（1）脱水污泥量计算
脱水后污泥量
式中 Q — 脱水后污泥量(m3/d);
Q0 — 脱水前污泥量(m3/d);
P1 — 脱水前污泥含水率(%);
P2 — 脱水后污泥含水率(%);
M — 脱水后干污泥重量(kg/d)。
设计中取Q0=178.07m3/d，P1=95%，P2=75％
设计中选用DY一3000型带式压滤机，其主要技术指标为，于污泥产量600kg/h ,泥饼含水率75％，絮凝剂聚丙烯酞胺投量按干污泥量2.0‰
设计中共采用3台带式压滤机，其中2用1备。工作周期定为12小时。所
以每台处理的泥量为:
，可以满足要求。
7.附属设施
（1）污泥贮池
′
式中 V′— 污泥贮池所需容积（m3）;
V0 — 消化后污泥量(m3/d);
Q — 脱水污泥量(m3/h);
T — 排泥时间(h)。
设汁中取V0=178.07m3/d ,采用间歇排泥，排泥时间T=3h,带式压滤机工作周期t
=12h，脱水污泥量
污泥贮池所需容积
污泥贮池采用方形池体
式中 V—污泥贮池容积(m3);
h2—污泥贮池有效深度(m);
h3—污泥斗高度(m);
a—污泥贮池边长(m);
b—污泥斗底边长(m);
n—污泥贮池个数，一般采用2个;
α—污泥斗倾角，一般采用60°
设计中采用二座污泥贮池，正方形边长a=4.5m，有效探度h2=3m，污泥斗底为正方形，边长b=1m.
污泥贮池高度:
式中 H—污泥贮池高度〔m);
hl—超高(m)，一般采用0.3m;
h2—污泥贮池有效深度(m);
h3—污泥斗高(m).
（2）溶药系统
① 溶药罐
式中 V—溶液罐体积(m3);
M—脱水后干污泥重量(kg/d);
a—聚丙烯酰胺投量(%)，一般采用污泥干重的0.09％～0.2％
b—溶液池药剂浓度(%)，一般采用l%一2%;
n—溶液罐个数。
设计中取a=0.2%，b=1％，n=2，每日配制一次设计中取
采用JYB型玻璃钢溶药罐，外形尺寸φ1200*1500，有效容积1.35m3，搅拌机功率0.75kw。
② 溶液罐
聚丙烯酰胺溶解困难，水解时间较长(8一48h)，设计中以聚丙烯酰胺水解时间24h计，需设同样规格的溶药罐2个，起到溶药、贮液的作用。
③ 加药泵
采用四台耐腐蚀加药泵，溶药罐、溶液罐各设2台，型号为50PWF，电机功率1.1kw。
（3）空气净化装置
污泥脱水过程中有臭味产生，设计中采用木屑和生物炭滤床的方式对空气进行净化。采用三组空气净化器，在每台带式压滤机上部设集气罩，由通风机将臭气送至净化器。
浙公网安备 33021202002483