环境工程专业本科毕业论文设计

武汉科技学院

2004届毕业设计（论文）

题目：氧化沟工艺城市污水处理厂设计

院 系：环境与化学工程系

专 业：环境工程

学 生：马佳华

学 号：0051190

指导老师：孙杰

摘 要

本论文主要设计氧化沟工艺处理城市污水。城市是人类社会经济发展的一个极其重要的组成部分，在城市的社会经济活动中，每天都要消耗大量的水，用于工业、农业、商业活动以及市民的日常生活。城市污水处理厂是城市发展的重点基础设施，是城市水污染控制、水环境保护工作中的关键工程，它对社会经济的高速、稳定、可持续发展起着保障和促进的作用。

本设计是东北地区的一个城市污水处理厂，其污水流量为6万m3/d，经处理后应达到SS去除率85％，BOD去除率90％。本设计采用奥巴尔（ORBAL）型氧化沟工艺，氧化沟工艺是一种改良的活性污泥法，是以活性污泥为主体的污水生物处理技术。奥巴尔（ORBAL）型氧化沟是氧化沟工艺的一种，具有优于传统氧化沟工艺的特殊优点：工艺流程简单，占地面积小；工艺运行具有灵活性；基建费用和运行费用低，运行管理简单；出水水质好并且有一定的承受水质水量冲击负荷的能力，出水可以达到国家排放标准。处理工艺流程主要由格栅、沉砂池、氧化沟、二沉池、污泥浓缩池、污泥脱水间等组成。本设计的平面布置和高程布置合理，各构筑物集中紧凑、节约用地、便于管理，并且基建费用和运行费用低，运行管理简单。

本论文包括城市污水概况，城市污水处理技术及其新发展，工艺方案的比较及选择，构筑物尺寸的计算，设备的选型，平面布置与高程布置，运行成本的核算等。

关键词：城市污水；设计；ORBAL氧化沟工艺；工艺流程。

ABSTRACT

The paper mainly designs Oxidation Ditch process for the treatment of municipal wastewater. The city is a important part of the development of social economy .It is a great deal of water used for industry, agriculture, business activity and civic daily life in the transaction of city. The factory of the treatment of municipal wastewater is not only the important basic facilities of the city development, but also the main project of the control of municipal wastewater and water resource environment protection as well .It also plays a role in the social economic development.

This design is a factory of the treatment of municipal wastewater in the northeast，the flow of which is 6×104 m3 /d ，the removal rate of SS is 85% and the removal rate of BOD is 90%。The method of this design is ORBAL Oxidation Ditch , the Oxidation Ditch process which is a improved activated sludge process is a biochemical treatment technology for wastewater which mainly based on the activated sludge. the ORBAL Oxidation Ditch that we choose is one of Oxidation Ditch , It has been characterized as simple process and small dimension ; smooth operation; economical and convenient for regulation ; It has favorable ability of bearing the impingement loading the wastewater treated by the processing; it can reach the sewage discharge standard . The process is consisted of screen bar 、sink sand pond 、 Oxidation Ditch 、secondary clarifier 、 sludge concentrated pond 、sludge dehydrated room and so on .And the plane distribution and elevation distribution are rational，the constructions follow the principle of compact，small dimension and fully-used in soil， convenient for regulation，and the cost of building and running are low，simple for operation .

This paper is consisted of the summary of municipal wastewater, the technical and breakthrough of treatment of municipal wastewater, comparison the processes and choose of method, compute of gauge of constructions, the choose of equipment ,the plane distribution and elevation distribution , the check of running cost and so on.

Key Words : municipal wastewater; design ; ORBAL Oxidation Ditch technology;

technology process.

目 录

1 绪论„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 1

1.1 城市污水概况„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 1

1.2 城市污水处理技术及其新发展„„„„„„„„„„„„„„„„ 1 2 城市污水处理工艺选择„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 6

2.1 工艺方案分析比较„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 6

2.2 工艺方案选择确定„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 9

2.3 工艺方案阐述„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„9 3 处理构筑物设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 10

3.1 污水流量的计算„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 10

3.2 集水井„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 11

3.3 污水提升泵房„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 11

3.4 格栅„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 12

3.5 曝气沉砂池„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 14

3.6 砂水分离间„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 16

3.7 鼓风机房„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 16

3.8 ORBAL型氧化沟„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 17

3.9 辐流式二沉池„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 19

3.10 回流污泥泵房„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 23

3.11 接触消毒池„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 24

3.12 剩余污泥泵房„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 25

3.13 污泥浓缩池„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 25

3.14 浓缩污泥贮池„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 28

3.15 浓缩污泥提升泵房„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 28

3.16 污泥脱水间„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 28 4 污水处理厂总体布置„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 28

4.1 总平面布置„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 28

4.2 高程布置„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 29 5 污水处理厂运行成本核算„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 30

5.1 劳动定员„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 30

5.2 运行费用„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 30 6 工程效益„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 32 7 全文总结„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 32 参考文献„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 34

1 绪论

1.1 城市污水概况

城市是人类社会经济发展的一个及极其重要的组成部分，在城市的社会经济活动中，每天都要消耗大量的水，用于工业、农业、商业活动以及市民的日常生活。水在使用过程中被带进了洗涤剂、染料、溶液、油脂和粪尿，各类无机物和有机物，细菌、病毒等致病微生物，毒性、酸碱性、放射性和重金属类等物质，以致水的物理性质和化学性质发生明显变化，变成了污水。

污水在城市发展的初期是通过城市污水收集系统收集排放到附近水体，经过清洁水体的稀释和自然净化功能变污为清，成为人类可以循环利用的水资源。但是，随着城市社会经济发展的规模越来越大，污水越开越多，水质越来越复杂，水体有限的自然净化功能已经不能适应城市水污染控制、水环境保护的需要。大量源源不断地排入水体（江、河、湖、海和地下水）和土壤（通过农田灌渠）的城市污水，使水体和土壤受到严重污染，毁灭了原有的自然生态，使鱼虾匿迹，物种消失，河湖变成了臭河死水，加剧了有限的水资源危机；使许多河、湖、地下水不能再作为饮用水源，城市只好花巨资去开发新水源；使土壤里重金属和有毒物质富集，污染物通过食物链危害人民的身体健康。水体的污染造成了巨大的经济损失，水资源的短缺制约了城市社会经济的可持续性发展。

1.2 城市污水处理技术及其新发展

城市污水处理就是利用各种设施设备和工艺技术，将污水中所含的污染物质从水中分离去除，使有害的物质转化为无害的物质和有用的物质，水体则得到净化，并使资源得到充分利用。城市污水处理技术通常有物理处理技术、化学处理技术、物理化学处理技术、生物处理技术等。典型的物理处理技术有沉淀技术、过滤技术、气浮技术等；典型的化学处理技术和物理化学处理技术有中和、加药混凝、离子交换等；典型的生物处理技术有好氧生物氧化分解和厌氧生物发酵技术。城市污水处理工艺实际上就是以上这些技术的应用和组合。

城市污水处理厂是城市发展的重点基础设施，是城市水污染控制、水环境保护工作中的关键工程，它对社会经济的高速、稳定、可持续发展起着保障和促进的作用。目前，我国的城市污水处理设施数量的总体规模很小，城市污水处理率严重不足，水环境污染的趋势还在发展，今后的水污染控制、水环境保护工作任重道远。随着水污染治理工作的发展，城市污水处理技术已经取得了一定的进展，涌现出大量新工艺、新设备和新材料，在实际的处理过程中得到了应用和发展。我国现有城市污水处理厂80％以上采用的是活性污泥法，其余采用一级处理、强化一级处理、稳定塘法及土地处理法等。同时，国外许多新技术、新工艺、新

设备被引进到我国，AB法、氧化沟法、A/O工艺、A/A/O工艺、SBR法在我国城市污水处理厂中均得到应用，污水处理工艺技术由过去只注重去除有机物发展为具有除磷脱氮功能。国外一些先进、高效的污水处理专用设备也进入了我国污水处理行业市场，如格栅机、潜水泵、除砂装置、刮泥机、曝气器、鼓风机、污泥泵、脱水机、沼气发电机、沼气锅炉、污泥消化搅拌系统等大型设备与装置。

1.2.1 普通活性污泥法工艺

我国80年代以前建设的城市污水处理厂大部分采用普通曝气法活性污泥处理工艺，由于该工艺主要以去除BOD和SS为主要目标，对氮磷的去除率非常低。为了适应水环境及排放要求，一些污水处理厂正在进行改造，增加或强化脱氮和除磷功能。

北京 高碑店污水处理厂 100万m3/d 已运行，其工艺流程如下：

（1）污水处理工艺流程：

（2）污泥处理工艺流程：

另外还有天津 纪庄子污水处理工程 26万m3/d 已运行，天津 东郊污水处理厂 40万m3/d 已运行，山东 济南市污水处理厂 22万m3/d 已运行，湖北 武汉市水质净化厂 5万m3/d 已运行等采用普通活性污泥法。

1.2.2 AB工艺

AB法污水处理工艺于80年代初开始在我国应用于工程实践。由于其具有抗冲击负荷能力强、对pH值变化和有毒物质具有明显缓冲作用的特点，故主要应用于污水浓度高、水质水量变化较大，特别是工业污水所占比例较高的城市污水处理厂。

山东 青岛市海泊河污水处理厂 8万m3/d 已运行，表1为设计的进水出水

指标:

表1 青岛海泊河污水处理厂设计的进水出水指标

项 目 BOD5 CODcr SS NH3-N T-P 进水浓度/(mg/L) 800 1500 1100 100 8 出水浓度/(mg/L) 40 150 40 3 去除率/% 95 90 96 62

另外还有山东 淄博市污水处理厂 14万m3/d 已运行，广东 深圳市罗芳污水处理厂 10万m3/d 已运行，广东 广州猎德污水处理厂 22万m3/d 已运行等采用AB工艺。

1.2.3 氧化沟工艺

目前氧化沟工艺是我国采用较多的污水处理工艺技术之一。应用较多的有奥贝尔氧化沟工艺，由我国自行设计、全套设备国产化，已有成功实例。DE型氧化沟和三沟式氧化沟在中高浓度的中小型城市污水处理中也有应用。采用卡罗塞尔氧化沟工艺的城市污水处理厂大部分为外贷项目。氧化沟工艺不仅出水水质好，污泥在氧化沟内也能得以充分地好氧稳定，其剩余污泥不需再进行厌氧消化，直接进行污泥浓缩与脱水。

山东 莱西市污水处理厂工程 4万m3/d 已运行 ORBAL，该城市污水厂最早应用奥贝尔(Orbal)氧化沟，表2为处理效果表：

表2 污水处理厂处理效果表

项 目 BOD5 COD SS NH4-N 进水浓度/(mg/L) 1232 2871 968 11.3 出水浓度/(mg/L) 7 71 23 2.5 去除率/% 99.4 97.5 97.6 77.9 安国市污水处理厂采用奥贝尔氧化沟工艺，建设一座日处理4万立方米的污水处理厂。其工艺流程如下：

另外还有北京 北京大兴黄村污水处理厂 8万m3/d 已运行 ORBAL，河北 廊坊市污水处理厂 8万m3/d 已运行 ORBAL，广东 中山市污水处理公司 10万m3/d 已运行 CARROUSE，河北 邯郸市东污水处理厂 10万m3/d 已运行 三沟式，安徽 合肥市王小郅污水厂（一期） 15万m3/d 已运行 单沟式，陕西 西安市北石桥污水净化中心 15万m3/d 已运行 DE型等采用氧化沟工艺。

1.2.4 SBR工艺

多种类型的SBR工艺在我国均有应用，如属第二代SBR工艺的ICEAS工艺，属第三代的CAST工艺、UNITANK工艺等。SBR间歇式活性污泥法氧利用率高，基建费用和运行费用均较低，不易产生污泥膨胀。同时通过对运行方式的调节，具有脱氮除磷的功能，且处理水质优于连续式，但该工艺要求程序控制，自动化水平较高。

北京某开发区污水处理厂，规模属于小型污水处理厂，采用ICEAS工艺，该工艺为SBR工艺的一种变形，具有工程投资省和运行费用低的优点，其工艺流程如下：

另外还有云南 昆明市第三污水处理厂 15万m3/d 已运行 ICEAS，浙江 金华市污水处理厂工程 8万m3/d 已运行 CAST，贵州 遵义市污水处理厂 8万m3/d 已运行 SBR，广西 梧州污水处理厂 10万m3/d 初设 UNITANK等采用SBR工艺。

1.2.5 A/O除磷或脱氮工艺，A/A/O或改良A/A/O除磷脱氮工艺

随着我国对水环境质量要求的提高，修订后的国家《污水综合排放标准》(GB8978－1996)也越来越严，特别是对出水氮、磷的要求提高，使得新建城市污水处理厂必须考虑氮磷的去除问题。由此开发了改良A/A/O工艺和回流污泥反硝化生物除磷工艺，并已开始在实际工程中应用。

佛山市第一座城市污水处理厂兴建于1992年，针对该厂进水浓度较低碳源不足的特点，在不能同时供应除磷和反硝化所需要的碳源的情况下，选择了除磷和将氨氮进行硝化，部分进行反硝化的除磷除氨氮的A/O工艺。该厂在工艺流

程的设计上也大胆地取消了初沉池，使处理流程跟更简单和合理，表3为处理效果表：

表3 佛山镇安污水处理厂A/O工艺处理效果

项 目 BOD5 SS T-N NH3-N T-P 进水浓度/(mg / L) 68.34 37.93 20.54 15.10 2.52 出水浓度/(mg / L) 9.41 5.42 9.34 1.49 0.90 去除率/% 86.2 85.7 54.5 90.1 64.3

我国第一座应用A2/O工艺的污水处理厂是广州大坦沙污水处理厂，15万m3/d 已运行，经12年的运行结果证明，A2/O工艺适应能力强，对低浓度和高浓度的污水处理效果都很好，运行管理方便，不会产生污泥膨胀，对除磷脱氮也能获得较好的处理效果,表4为处理效果表：

表4 广州大坦沙污水处理厂A/O工艺处理效果 2

项 目 BOD5 SS T-N NH3-N T-P 进水浓度/(mg/L) 72.83 102.23 19.95 16.37 2.4 出水浓度/(mg/L) 8.69 11.93 9.95 1.98 0.52 去除率/% 88.07 88.34 50.13 87.9 78.3

苏州某旅游度假区污水处理厂采用A2/O工艺，其工艺流程如下：

另外还有浙江 杭州七格污水处理工程 40万m3/d 已运行 A/O，河北 保定市银定庄污水处理厂 8万m3/d 已运行 A/O，山东 青岛市李村河污水处理厂 8万m3/d 已运行 改良A/O，云南 昆明市第二污水处理厂 10万m3/d 已运行 A/A/O，山东 泰安市污水处理厂 5万m3/d 已运行 A+A/A/O，山东 青岛市团岛污水处理厂 10万m3/d 已运行 改良A/A/O等。

1.2.6 其它工艺

除以上各种处理工艺外，一级及强化一级处理工艺与其它一些先进的工艺也在实际工程中应用。如：海南 海口污水处理厂 30万m3/d 已运行 A段+排海，山东 威海市污水排海工程 8万m3/d 已运行 一级+排海，江苏 南京市秦淮河污水处理工程 54万m3/d 已运行 一级+排江，上海 上海竹园污水处理工程 170万m3/d 可研 强化一级+排江；广东 花都市新华净水厂 4万m3/d 已运行 氧化塘，河北 秦皇岛市污水处理厂工程 4万m3/d 已运行 射流曝气等。

从工程规模上看，一批大型污水处理厂的相继建成投产标志着我国污水处理事业发展到一个崭新的阶段。如：我国20世纪最大的污水处理厂高碑店污水处理厂，处理规模100万m3/d；目前全国最大的城市污水处理厂上海竹园污水处理厂正在设计之中，其规模为170万m3/d。以上所举例均为我国部分城市污水处理工程项目，基本代表了我国城市污水处理工艺技术的现状水平。

目前我国新建及在建的城市污水处理厂所采用的工艺中，各种类型的活性污泥法仍为主流，占90％以上，其余则为一级处理、强化一级处理、生物膜法及与其他处理工艺相结合的自然生态净化法等污水处理工艺技术。从国情出发，我国城市污水处理发展趋势：(1)氮、磷营养物质的去除仍为重点也是难点；(2)工业废水治理开始转向全过程控制；(3)单独分散处理转为城市污水集中处理；(4)水质控制指标越来越严；(5)由单纯工艺技术研究转向工艺、设备、工程的综合集成与产业化及经济、政策、标准的综合性研究；(6)污水再生利用提上日程；(7)中小城镇污水污染与治理问题开始受到重视。

2 城市污水处理工艺选择

2．1 工艺方案分析比较

1．本项目污水排放现状

（1）生活污水量现状 该城市居民区用水人口为30万人，有室内给排水设备，无淋浴设备的占10％，标准为90升/人·日；室内有给排水设备，有淋浴设备的占90％，标准为140升/人·日，生活污水排放系数为0.8，则总生活污水量为0.8×（90×10％＋140×90％）×30×10－3＝3.24万m3/d。

（2）工业废水量现状 总工业废水量为10000m3/d＝1万m3/d。 （3）城市混合污水水量现状 城市污水排放总量为3.24＋1＝4.24万m3/d。

2．本项目混合污水水质现状 （1）悬浮物 250mg/L；

（2）BOD 180mg/L； （3）pH 7～7.4；

（4）有毒物质微量，对生化处理无不良影响。

城市污水处理工艺的确定，是根据城市水环境质量要求、来水水质情况、可供利用的技术发展状态、城市经济状况和城市管理运行要求等诸方面的因素综合确定的。最近几年国内应用较多的有A-O或A-A-O工艺、SBR工艺、氧化沟工艺等。工艺技术性能比较如下（表5）：

表5 工艺技术性能比较表

根据污水排放现状与水质现状以及出水要求，采用生化处理最为经济。根据国内外运行的大、中型污水处理厂的调查，要达到确定的治理目标，可以采用“SBR工艺”或“氧化沟”工艺。具体比较如下。

2.1.1 SBR工艺

SBR工艺具有以下特点：

(1) SBR工艺流程简单、管理方便、造价低。SBR工艺只有一个反应器，不需要二沉池，不需要污泥回流设备，一般情况下也不需要调节池，因此要比传统活性污泥工艺节省基建投资30%以上，而且布置紧凑，节省用地。由于科技进步，目前自动控制已相当成熟、配套。这就使得运行管理变得十分方便、灵活，很适合小城市采用。

(2) 处理效果好。SBR工艺反应过程是不连续的，是典型的非稳态过程，但在曝气阶段其底物和微生物浓度变化是连续的(尽管是处于完全混合状态中)，随时间的延续而逐渐降低。反应器内活性污泥处于一种交替的吸附、吸收及生物降解和活化的变化过程之中，因此处理效果好。

(3) 有较好的除磷脱氮效果。SBR工艺可以很容易地交替实现好氧、缺氧、厌氧的环境，并可以通过改变曝气量、反应时间等方面来创造条件提高除磷脱氮效率。

(4) 污泥沉降性能好。SBR工艺具有的特殊运行环境抑制了污泥中丝状菌的生长，减少了污泥膨胀的可能。同时由于SBR工艺的沉淀阶段是在静止的状态下进行的，因此沉淀效果更好。

(5) SBR工艺独特的运行工况决定了它能很好的适应进水水量、水质波动。 浙江省某县级市为海岛城市，人口较多，但淡水资源缺乏，因此人均用水量较低。该市2005年规划人口16万人，2010年规划人口为20万人。污水处理厂的规模远期为6万m3/d，近期为2万m3/d。近期规模较小的原因是该市污水收集系统很不完善，因此近期污水截污率在设计中仅考虑0.5左右。该市污水水质：BOD为160mg/L；COD为320mg/L；SS为220mg/L。污水处理厂远期采用6座MSBR池，近期建2座。每座的处理能力为1万m3/d，每座尺寸为50m×40m×4.5m。MSBR池主要设计参数如下：污泥负荷0.2kgBOD/(kgMLSS·d)；污泥泥龄≥20d；悬浮固体平均浓度3g/L。每座MSBR池采用18台增氧泵进行供氧。

2.1.2 氧化沟工艺

氧化沟污水处理技术，是20世纪50年代由荷兰人首创，60年代以来，这项技术在国外许多国家已经被广泛使用，工以及构造有了很大的发展和进步。随着对该技术缺点（占地面积大）的克服和对其优点（基建投资及运行费用相对较低，运行效果高且稳定，维护管理简单等）的逐步深入认识，目前已经成为普遍

采用的一项污水处理技术。

氧化沟一般呈环形沟渠状，平面多为椭圆形或圆形，总长可达几十米，甚至百米以上，沟深取决于曝气装置。

氧化沟具有以下特点：

(1) 工艺流程简单，运行管理方便。氧化沟工艺不需要初沉池和污泥消化池。有些类型氧化沟还可以和二沉池合建，省去污泥回流系统。

(2) 运行稳定，处理效果好。氧化沟的BOD平均处理水平可达到95%左右。 (3) 能承受水量、水质的冲击负荷，对浓度较高的工业废水有较强的适应能力。这主要是由于氧化沟水力停留时间长、泥龄长和循环稀释水量大。

(4) 污泥量少、性质稳定。由于氧化沟泥龄长。一般为20－30d，污泥在沟内已好氧稳定，所以污泥产量少从而管理简单，运行费用低。

(5) 可以除磷脱氮。可以通过氧化沟中曝气机的开关，创造好氧、缺氧环境达到除磷脱氮目的，脱氮效率一般＞80%。但要达到较高的除磷效果则需要采取另外措施。

(6) 基建投资省、运行费用低。和传统活性污泥法工艺相比，在去除BOD、去除BOD和NH3－N及去除BOD和脱氮三种情况下，基建费用和运行费用都有较大降低，特别是在去除BOD和脱氮情况下更省。同时统计表明在规模较小的情况下，氧化沟的基建投资比传统活性污泥法节省更多。

浙江省东部某县级市，2000年人口为8.5万人，2010年规划人口为15万人。截污率2000年采用0.6，2010年采用0.75。2000年污水总量为1.9万m3/d。该市污水水质：BOD为100～150mg/L；COD为300～350mg/L；SS为200～250mg/L。污水处理厂采用4座卡鲁塞尔氧化沟，每座氧化沟处理能力为1万m3/d，每座尺寸为：76m×28m×3.9m。现已建成2座，2010年再增加2座。氧化沟主要设计参数为：污泥负荷0.10kgBOD/(kgMLSS·d)；污泥泥龄≥15d；悬浮固体平均浓度3.5g/L；污泥产率0.65kgSS/kgBOD。每池采用3台表面曝气机，每台功率55kW，变频调速。

2.2 工艺方案选择确定

由以上分析比较可知，两种工艺均可以达到预期的处理效果，均为成熟的工艺，但氧化沟工艺具有明显的优势，氧化沟法运行成本较低，构造简单，易于维护管理，出水水质好，耐冲击负荷，运行稳定，并可脱氮除磷，适宜于在中小型污水处理厂中使用。根据毕业设计拟建项目的设计要求，较适合采用氧化沟工艺进行二级处理。

2.3 工艺方案阐述

氧化沟的类型有很多，主要有基本型、卡鲁塞尔（CARROUSEL）型、三沟

式型、奥巴尔（ORBAL）型等，根据城市污水处理厂设计任务书的要求，我采用ORBAL氧化沟工艺，ORBAL污水处理系统是氧化沟污水处理工艺的一种，具有优于传统氧化沟工艺的特殊优点，具体如下：

（1）垂直布置的反应池墙体，使该污水处理系统具有占地面积小的特点； （2）通过调节曝气转盘的转速、浸没深度以及转动方向，改变反应池上氧的输入，在不同的负荷条件下运行，不会影响处理系统的处理效率，具有显著的工艺运行灵活性；

（3）控制系统操作简便，由于机械设备少，所以维修、维护工作也较少； （4）澄清系统的占地面积也较小，维护也较方便。

ORBAL氧化沟出水水质好，一般情况下，BOD5去除率可达95％－99％，脱氮效率达90％左右，除磷效率达50％左右，如在处理过程中，适当投加铁盐，则除磷效率可达95％。一般的出水水质为BOD5＝0－15mg/l；SS＝10－20mg/l；NH4-N＝1－3mg/l；P＜1mg/l。运行费用较传统活性污泥法低30％－50％，基建费用较传统活性污泥法低40％－60％。

拟定工艺流程如下：

泥饼外运

出水

3 处理构筑物设计

3.1 水流量的计算

3.1.1 生活污水（Q1）

Q1=(90×10％＋140×90％)×30×10－3=4.05万m3/d

3.1.2 工业废水（Q2）

Q2=10000m3/d＝1万m3/d

3.1.3 平均日流量（Qd）

Qd=4.05+1=5.05万m3/d

本项目最终规模确定为6.0万m3/d＝60000m3/d＝2500m3/h＝0.69m3/s

3.1.4 最大日流量（Qmax）

Qmax=Kz×Qd＝1.4×6.0=8.4万m3/d=3500m3/h＝0.97m3/s

3.2 集水井 3.2.1 设计说明

集水井的作用是尽可能减少废水特征上的波动，为后续水处理系统提供一个稳定和优化的操作条件，一般采用不大于最大一台水泵5min的出水量。

设计参数：设计流量:Q＝2200×2＝4400m3/h；

有效水深:h＝3m

水力停留时间:t＝5min。

3.2.2 设计计算

1．集水井有效容积（V）

5

V＝Q·t＝4400×＝367m3

60

为保证正常工作，设计为有效容积的1.2倍，则

V=1.2×367＝440m3 设计为圆柱体形状。 2．集水井圆口面积（A）

V440A＝＝＝146.8m3

h3

3．圆口半径（R）

R＝

A





146.8

6.8m 取7m

3.1415

3.3 污水提升泵房 3.3.1 设计说明

采用氧化沟工艺，污水处理系统简单，对于新建污水处理厂，工艺管线可以充分优化，污水可以只考虑一次提升。选用螺旋泵，为敞开式提升泵。

设计参数：设计流量：Qmax=8.4万m3/d=3500m3/h＝0.97m3/s；

3.3.2 设计计算

污水进入集水井后由提升泵提升到格栅，进水设计为0.0m，集水井水面及池底相对高程分别为0.0m、－3.0m。

污水经过接触消毒池处理后排出，出水设计为－0.1m，接触消毒池水面、辐流式二沉池水面、氧化沟水面、曝气沉砂池水面及格栅的相对高程分别为1.0m、1.4m、2.1m、2.8m、3.2m。

提升泵的扬程（H）

H＝3.2＋3＝6.2m 取7m

选用LXB－1500型螺旋泵3台，2用1备。该泵提升流量2100－2300m3/h，取2200m3/h，提升高度5.0m，转速42r/min，功率55kW，占地（2.00×16.00）m2。

提升泵房占地面积：L×B＝20.0×10.0＝200.0m2

3.4 格栅 3.4.1 设计说明

格栅是由一组平行的金属栅条或筛网制成，用以截留较大的悬浮物或漂浮物，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷，并使之正常运行。拟采用中格栅，同时为了减少栅渣量，格栅栅条间隙（e）拟定为20.00mm。

设计参数：设计流量：Qmax=8.4万m3/d=3500m3/h＝0.97m3/s；

栅前水深：h=1.0m； 过栅流速：v=0.8m/s； 栅条间隙：e=20.00mm； 格栅安装角度：60； 栅条断面类型：圆形截面。

3.4.2 设计计算

1．栅条的间隙数（n） n=

Qmax0.9760

＝＝57条 0.020.81.0ehv

2．栅槽宽度（B）

设计采用10圆钢为栅条，取栅条宽度S=0.01m

B=S（n－1）+en=0.01×（57－1）+0.02×57=1.7m

选用GH－1600型链式旋转格栅除污机1台，过栅流速1m/s，齿耙转速2.14r/min，栅条组宽1000mm，电机功率1.5kW，栅条间隙20mm，安装角度60°。

3．进水渠渐宽部分长度（l1）

取进水渠宽B1=1.0m，渐宽部分展开角1＝20（进水渠道内的流速为0.97m/s）

l1=

BB11.71.0

＝＝0.96m 2tg12tg20

4．栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度（l2）：

l2=

l10.96

0.48m 22

5．通过格栅的水头损失（h1）

s

因为栅条为圆形截面，所以取κ=3，β=1.79，阻力系数ξ=()3

e

4

v2

h1=K·h0=K·ξ··sin

2g

0.0130.80.8

=3×1.79××sin60° （）×

29.810.02

4

=0.06m

6．栅后槽总高度（H）

取栅前渠道超高h2=0.3m，栅前渠道深H1=h+h2=1+0.3=1.3m 则H=h+h1+h2=1+0.3+0.06=1.36m

为避免造成栅前涌水，可将栅后槽底下降h1作为补偿。 7．栅槽总长度（L）

L=l1+l2+0.5+1.0+

H1 tg

1.3

tg60

=0.96+0.48+0.5+1.0+＝3.69m

格栅间占地面积：L×B＝5.0×2.0＝10.0m2

8. 每日栅渣量（W）

对于栅条间隙e=20.00的中格栅，对于城市污水，每单位体积污水拦截污物为W1＝0.05m3/103 m3，则

W=

QmaxW1864000.970.0586400

＝＝2.99m3/d

Kz10001.41000

拦截污物量大于0.2m3/d，采用机械排渣。

污物的排除采用机械装置：选用长度L为8.0m，直径D为300mm的螺旋输送机1台。

计算图如图1所示：

图1 格栅计算图

3.5 曝气沉砂池 3.5.1 设计说明

沉砂池的功能是利用物理原理去除污水中比重较大的无机颗粒（无机性的砂砾、砾石）和少量较重的有机物质。以减轻机械、管道的磨损和减轻后续处理构筑物的处理负荷及改善污泥处理构筑物的处理条件。曝气沉砂池能够在一定程度使砂粒在曝气的作用下产生摩擦，不但可以去除附着在砂粒表面的有机污染物，还可以使污水中的油脂类物质升至水面形成浮渣，通过刮渣机除去。

设计参数：设计流量:Qmax=8.4万m3/d=3500m3/h＝0.97m3/s；

水平流速:v=0.08m/s； 水力停留时间:t=2.0min；

有效水深:H1＝3m。

3.5.2 设计计算

1．曝气沉砂池有效容积（V） V=

Qmax3500

t＝2.0＝117m3 6060

共设2组，每组分为2格，共4格，则每格有效容积（V1） V117

29.25m3 V1＝

44

2.水流断面积（A） A=

Qmax0.97

＝＝12.125m2 取12m2 v0.08

3.池总宽度（B） B＝

A124m H13

4.每个池子的宽度（B1） B4

B1 =2m

22

5.池长（L）

V117

9.75m 取10m L＝

A12

6.排砂量计算

对于城市污水，采用曝气沉砂工艺，产生砂量约为X1＝2.0－3.0m3/105 m3，取3.0m3/105 m3，则

每日沉砂产量Qs＝Qmax·X1＝84000×3.0×10－5＝2.52m3/d（含水率P＝60％） 假设贮砂时间为t＝2.0d，则

存砂所需容积V＝Qs·t＝2.52×2.0＝5.04m3

折算为含水率P＝85％的沉砂体积（V）

10060

V=5.04×＝13.44m3

10085

每格曝气沉砂池设砂斗2个，共8个砂斗，设砂斗高2.0m，斗底平面尺寸为（0.6×0.6）m2，则

砂斗总容积（V）

2

V＝8××（22＋0.62＋2×0.6）＝29.65m3

3

每组曝气沉砂池的尺寸为：L×B×H＝10.0×4.0×5.5 7．曝气系统计算

采用鼓风曝气系统，罗茨鼓风机供风，穿孔管曝气。

设计曝气量q＝0.2m3/（m3 h），则

每小时所需空气量（Q）

Q＝q·Qmax＝0.2×3500＝700m3/h＝11.7m3/min

供气压力（P）

P＝19.6kpa

穿孔管布置：在每格曝气沉砂池的池长边两侧分别设置2根穿孔曝气管，共8根。

8．进水、出水及撇油

污水直接从池的一端进入，再从池的另一端淹没出水，在曝气沉砂池会有 少量浮油产生，在出水端设置撇油管，人工撇除浮油。

计算图如图2所示：

图2 曝气沉砂池计算图

3.6 砂水分离间

选用直径0.5m钢制压力式旋流砂水分离器两台，1组曝气沉砂池1台。砂水分离器外形高度11.5m，入水口离地面11.0m，入口的压力10.0mH2O，则选用提砂设备所需扬程H＝11.0＋10.0＋2.5＝23.5mH2O。

选用2台螺旋离心泵提砂，1用1备，Q＝40.0m3/min，H＝25.0mH2O，N＝11.0kW。

砂水分离间平面尺寸：L×B＝（5.0×2.0）m2

3.7 鼓风机房

鼓风机对曝气沉砂池供风，总供气量为11.7m3/min。

选用TSD－150型罗茨鼓风机3台，2用1备，单台Qa＝10.30m3/min，P＝19.6kpa，N＝7.5kW，口径150Amm，转速660r/min。

鼓风机房尺寸：L×B×H=（10.0×8.0×5.0）m2

3.8 奥贝尔(ORBAL)型氧化沟

3.8.1 设计说明

氧化沟也称循环曝气池，是一种改良的活性污泥法。氧化沟采用水平轴曝气机进行搅拌、推进、充氧，部分曝气机配置变频调速器，氧化沟内安装溶解氧测定仪，溶解氧讯号传至中心控制室微机，经微机处理后再反馈至变频调速器，实现曝气根据溶解氧自动控制。拟采用ORBAL氧化沟，去除BOD和COD之外，还具备硝化和一定的脱氮作用，污泥负荷低于0.15kgBOD/（kgVSS·d），污泥龄介于5－8d。

设计参数：设计流量:Q＝6.0万m3/d＝2500m3/h＝0.69m3/s；

4004.05＋1801 进水BOD5：So＝＝356.4mg/L； 4.05＋1

出水BOD5：Se＝356.4×（1－90％）＝35.64mg/L；

（生活污水BOD=400mg/L，工业废水BOD=180mg/L）

污泥负荷：Ns＝0.14kgBOD/（kgVSS·d）；

污泥龄:ts＝8d；

产率系数（污泥增长系数）：y＝0.5kg/kg；

污泥浓度：MLSS＝5000mg/L；

污泥f＝0.6，MLVSS＝3000mg/L；

有效水深：H1＝3.5m（2－3.6m）。

3.8.2 设计计算

1．氧化沟所需容积（V）

V=yQ（Lo－Le）ts0.560000（356.4－35.64）8＝25660.8m3 x0.65000

共设氧化沟2组，每组氧化沟容积（V1） V25660.8＝12830.4m3 V1＝＝22

2．每组氧化沟平面面积（A1）

A1＝V112830.4＝＝3665.8m2 H13.5

3．氧化沟半径（R）

设计氧化沟为同心圆形，每组氧化沟有3条沟，外沟渠占60％－70％，中沟渠占20％－30％，内沟渠占10％。

氧化沟外沟渠半径（R1）

R1＝A1

3665.834.16m 取35m 3.1415

氧化沟中沟渠半径（R2）及内沟渠半径（R3）分别为25.0m、15.0m。 中心设有中央岛出水，半径为5.0m。

4．每组氧化沟实际平面面积（A2）

.3m2 A2＝R2＝3.1415352＝3848

5．每组氧化沟实际容积（V2）

V2=A2·H1＝3848.3×3.5＝13469m3

6．曝气设备设计选型

（1）实际需氧量（O2）

O2＝a’·Q·Sr＋b’·Xv·V

＝0.5×60000×0.32＋0.15×3.0×13469×2

＝2.17×104kgO2/d

上式中：O2— 混合液每日需氧量（kgO2/d）；

a’—氧化每kg的BOD需氧kg数（kgO2/kgBOD），0.42－0.53，取0.5； b’— 污泥自身氧化需氧率（kgO2/kgMLVSS·d），0.188－0.11，取0.15。

（2）标准需氧量（O0）

O0＝O2Cs（20） T－20[Csb（T）－C]1.024

2.171049.17 ＝ 30－200.85（10.957.63－2.0）1.024

＝3.5×104kgO2/d

＝1.46×103kgO2/h

上式中：查《给排水工程（下）》附录1得，水中溶解氧饱和度：

Cs（20）＝9.17mg/L，Cs（30）＝7.63mg/L；

0.85,0.95,1,C2。

（3）曝气设备

选用DY350倒伞型表面曝气机，直径3500mm，叶轮转速33r/min，浸没度100mm，电机功率40kW，充氧量125kgO2/h，重量3200kg。 曝气设备所需数量（N）

O01.46103

＝11.6台 取12台 N＝125125

每组氧化沟曝气设备数量（N1）

N12 N1＝＝＝6台 22

每组氧化沟共设6台曝气机，其中一半即3台为变频调速。

7．剩余污泥计算

（1）氧化沟生物净产量（干泥量）（W）

W=a·Q·Sr－b·Xv·V

=0.7×60000×0.32－0.05×3.0×13469×2

=9399.3kg/d =391.6kg/h 上式中：a——污泥增值系数，0.5—0.7，取0.7；

b——污泥自身氧化率，0.04—0.1，取0.05；

（2）氧化沟每日排出污泥量（Wx）

Wx＝W9399.3＝15665.5kg/d＝652.7kg/h f0.6

折算成含水率P＝99.0％的湿污泥量（Qw）

Qw=

7．设计校核

（1）氧化沟水力停留时间（T）

T＝V134692＝＝0.49d＝11.76h Q60000Wx15665.5＝1566.55m3/d＝65.3m3/h (1P)1%1000

（2）实际污泥负荷（Ns）

QSr600000.32＝ Ns＝＝0.13kgBOD/kgVSS·d XvV3.0134692

（3）污泥龄（）

XvV3.0134692＝ ＝7.6d 介于5－8d W9399.3

ORBAL氧化沟详见图纸3。

3.9 辐流式二沉池

3.9.1 设计说明

沉淀池是分离悬浮物的一种主要处理构筑物，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，常采用圆形辐流式二淀池。向心式辐流沉淀池，采用周边进水、周边出水，容积利用系数比普通沉淀池高17.4％，出水水质也能提高20.0％－24.2％（以出水SS和BOD5指标衡量），拟采用周边进水、周边出水辐流式沉淀池。

设计参数：设计流量:Q＝6.0万m3/d＝2500m3/h＝0.69m3/s；

表面负荷：q=2.0m3/（m2·h）；

水力停留时间：T=1.5h；

固体负荷：qs=200－250kgss/（m2·d）；

设计污泥回流比：R=50％－100％，取75％。

3.9.2 设计计算

1．二沉池表面积（A） A=Q2500＝=1250m2 q2.0

共建2座二沉池，每座氧化沟对应1座二沉池。

每座二沉池表面积（A1）

A1250 A1=＝=625m2 22

2．二沉池直径（D）

D=4A1

4625＝28.2m 取30.0m 3.1415

3．二沉池有效水深（H1）

H1=q·T=2.0×1.5=3.0m

4．存泥区所需容积（Vw）

氧化沟中混合污泥浓度X＝5000mg/L，设计污泥回流比采用R＝75％，则

RXr）回流污泥浓度为Xr＝11666.7mg/L（X＝。为保证污泥回流的浓度，污1＋R

泥在二沉池的存泥时间不宜小于1.0h，即Tw=1.0h。

Vw=

=2TW（1＋R）QX X＋Xr21.0（1＋0.75）25005000 5000＋11666.7

=2625m3

每座二沉池存泥区容积（VW1）

VW1＝VW2625＝＝1312.5m3 22

5．存泥区高度（H2）

H2＝VW11312.5＝2.1m ＝A1625

6．二沉池总高度（H总）

取二沉池缓冲层高度H3=0.4m，二沉池超高H4=0.3m，则

H=H1+H2+H3+H4=3.0＋2.1＋0.4＋0.3=5.8m

设计二沉池池底坡度i=0.01，则

池底坡降（H5）

H5=（R－r1）×0.01＝（15－1）×0.01＝0.14m

池中心污泥斗深度（H6）

H6=（r1－r2）·tg60＝（2－1）×1.732＝1.732m

二沉池总高度（H总）

H总=H+H5＋H6=5.8＋0.14＋1.732=7.7m

7．核径深比

二沉池直径与有效水深之比：

D/H1＝30/3＝10

二沉池直径与水深之比：

D/（H1+H3）=30/（3+0.4）=8.8

符合要求（6－12）

8．二沉池固体负荷（G）

（1＋R）QXG= A

当R=0.5时，G1=180kgss/（m2·d）

当R=1.0时，G2=240kgss/（m2·d）

符合要求（200－250）

9．进水设计

100mm。 采用环形平底配水槽，等距离设置布水孔，孔径＝

（1）配水槽配水流量（Qh）

Qh＝（1＋R）·Q＝1.75×2500＝4375m3/h＝1.2m3/s

（2）配水槽流速（u1）

设计配水槽宽1.0m，水深1.2m，则

u1＝Qh1.2＝0.5m/s 2bh21.01.2

（3）配水孔数量（n）

100mm配水孔的孔距S＝1.0m，则 设计孔径＝

（D－1）（30－1）3.1415＝ n＝＝91.1个 取90个 S1.0

实际孔距（S）

（D－1）（30－1）3.1415＝ S＝＝1.01m n90

（4）配水孔眼流速（u2）

u2＝Qh

2n4＝d21.2＝0.85m/s 3.141522900.14

（5）槽底环形配水区平均流速（u3）

u3＝

＝QhQh＝ nLBn（D－1）B1.2 2（30－1）3.14151.0

＝0.0066m/s

（6）环形配水区平均流速梯度（G）

u2－u31 G＝()2

2t

0.852－0.00662

2 ＝ （）－626001.0610122

＝23.8s－1＜30s－1 （10-30之间）

GT＝23.8×600＝1.428×104＜105 符合要求

上式中：t——水深2－4m时，取360－720s；

——污水运动粘度，与水温有关，查手册，取1.06×10－6。 10．出水设计

池周边设计出水总渠一条，设计溢流渠一条，溢流渠与出水总渠设辐流式流通渠及溢流堰板。

（1）出水总渠流速（u1）

设计出水总渠宽1.0m，水深1.2m，则

Q0.69u1＝＝0.29m/s 2bh21.01.2

（2）溢流堰总长（L）

取出水溢流堰负荷q＝2.0L/（m·s），则

L＝Q0.691000＝345m ＝q2.0

每池溢流堰长度（L1）

L345 L1＝＝＝172.5m 22

（3）堰口数量（n）

设计出水溢流堰上水头H＝0.03m，则每堰流量q＝1.4·h2.5＝1.4×0.032.5＝2.18×10－4m3/s，则

0.69 n＝＝1582个 －42.18102

共配置200块堰板，每块堰板设置堰口8个，堰口100mm，堰上水宽0.06m。

11．排泥方式与装置

为降低池底坡度和池总深，拟采用机械排泥，刮泥机将污泥送至池中心，再由管道排出池外。

本二沉池选用DXZ－30型中心驱动刮泥机（1座二沉池配1台刮泥机），该机为中心传动形式，配有刮泥板、吸泥管、浮渣漏斗及排除装置，周边线速度

3.5r/min，电动机功率0.75kW。

由于该机下部两侧分别装有刮泥板和吸泥管，可以将活性较差的惰性污泥单独排出。由于吸泥管设于池底，直接从池底中心回流污泥，且为中心传动，其质量和功率分别为多管式周边传动吸泥机的60％和25％，同时还具有回流污泥量易于控制，刮泥板、吸泥管与池底的间隙便于调节等特点。

辐流式二沉池详见图纸4。

3.10 回流污泥泵房

3.10.1 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出由管道送至回流污泥泵房，其他污泥由刮泥板刮入污泥斗中，再由排泥管排入剩余污泥泵房。

设计参数：回流污泥量：QR＝1250－2500m3/h；

回流污泥比：R＝50％－100%。

3.10.2 设计计算

二沉池水面相对地面标高为1.40m，氧化沟水面相对地面标高为2.1m，由二沉池污泥回流氧化沟时，抽送污泥一般要求静水头0.9－1.8m，总扬程1.8－

4.5m。

设计1座回流污泥泵房，选用LXB－1500型螺旋泵3台，2用1备，该泵提升流量2100－2300m3/h，提升高度2.0－2.5m，电动机转速42r/min，电动机功

率N＝55kW。

回流污泥泵房占地面积：L×B＝10.0×10.0＝100.0m2

3.11 接触消毒池

3.11.1 设计说明

因为水质标准为《地面水环境质量标准》（GB3838－88），所以出水需要经过消毒处理后才可以排放。

设计参数：设计流量：Q＝6.0万m3/d＝2500m3/h＝0.69m3/s；

水力停留时间：T=0.5h；

有效水深：H＝3.5m；

设计投氯量：C=3.0－5.0mg/L。

3.11.2 设计计算

1．消毒池有效容积（V1）

V1=QT=2500×0.5=1250m3

设计消毒池（接触式）1座，共4格

消毒池池长L=20m，每格池宽b=5m，长宽比L/b=20/5＝4

接触消毒池总宽B=n·b=4×5=20m

2．消毒池实际容积（V2）

V2=L·B·H=20×20×4.0=1600m3

满足有效停留时间的要求

3．加氯量计算

设计最大投氯量max=5.0mg/L，则

每时投氯量（W）

W=maxQ=5.0×60000×10－3=300kg/d=12.5kg/h

选用贮氯量为1000kg的液氯钢瓶，每日加氯量为1/3瓶，加氯机1台，单台投氯量10－15kg/h。

4．混合装置

在消毒池第二格、第三格、第四格的起端设置混合搅拌机各1台（立式），共3台。

实际选用JBK－2200框式调速搅拌机，搅拌器直径＝2200mm，高度2000mm，转速范围0.289－2.895r/min，搅拌器外缘线速度0.03－0.3m/s，电动机功率3kW。

计算图如图3所示：

图3 接触消毒池计算图

3.12 剩余污泥泵房

3.12.1 设计说明

二沉池产生剩余活性污泥及其他处理构筑物排出污泥由地下管道流出，再由剩余污泥泵将其提升至污泥处理系统。2座二沉池设置剩余污泥泵房1座。

设计参数：污水处理系统每日排出污泥干重：W＝9399.3kg/d＝391.6kg/h；

按含水率99.0%计，污泥流量：Qw=1566.55m3/d=65.3m3/h。

3.12.2 设计计算

1．污泥泵扬程（H）

辐流式浓缩池最高泥位相对标高为－2.0m，二沉池最低泥位相对标高为－6.0m，污泥输送管道压力损失为5.0mH2O，自由水头1.0mH2O，则 H＝2.0+6.0+5.0+1.0=14.0mH2O 取15.0mH2O

2．泥泵选型

选用2PN污泥泵4台，2用2备，Q＝40m3/h，H＝21mH2O，N＝11kW。 污泥泵房占地面积：L×B＝6.0×5.0＝30.0m2

3.13 污泥浓缩池

3.13.1 设计说明

剩余污泥泵房将混合污泥送至浓缩池，经过处理后，含水率将降低。 设计参数：污泥流量：Qw=1566.55m3/d=65.3m3/h；

污泥干重：W＝9399.3kg/d＝391.6kg/h；

污泥含水率：P1=99.0％；

设计浓缩后含水率：P2=96％；

设计固体负荷：q=2.0kg·SS/（m2·h）

3.13.2 设计计算

1．浓缩池所需表面面积（A）

A=QCW391.6＝195.8m2 ＝＝qq2.0

设计浓缩池1座

2．浓缩池直径（D） D=4A4195.8＝15.8m 取16m 3.1415

3．水力负荷（u）

u=QW65.3＝＝0.32m3/（m2·h） 2A3.14158

4．有效水深（H1）

水力停留时间T≥10.0h，则

H1=u·T=0.32×10=3.2m

5．排泥量（Qw1）

浓缩后排出含水率P2＝96％的污泥。

1009965.3=16.3m3/h=391.2m3/d Qw1=10096

6．存泥区容积（Vw）

设计污泥层（存泥区）厚度H3=1.0m，池底坡度为0.02，坡降H5=0.1m，则

H （S1＋S2S1S2）3

1.182＋2228222）＝（ 3

1.1（64＋4＋16）3.1415 ＝3

＝97m3 Vw＝

7．存泥时间（T）

T=VW97＝6.0h ＝QW116.3

8．浓缩池总高度（H）

缓冲层高度H2=0.5m，池体超高H4=0.3m，池中心排泥积泥斗高H6＝（2－1）·tg60＝1.732m，则

H=H1+H2+H3+H4+H5＋H6

=3.2+0.5+1.0+0.3+0.1＋1.732=6.8m

9．进泥设计

进泥中心管直径200mm，中心进泥筒直径500mm。

10．出水设计 （1）排水量（Q1）

Q1＝65.3－16.3＝49m3/h

（2）出水渠流量（Q2）

11Q2＝Q1＝49＝24.5m3/h＝6.8×10－3m3/s 22

（3）出水渠宽（b）

b＝0.9·q0.4＝0.9×（6.8×10－3）0.4＝0.12m 取0.2m

（4）出水渠深（h）

设出水渠中流速为0.3m/s，则

q6.810－3

＝ h＝＝0.11m 取0.2m bv0.20.3

出水渠断面设计为h×b＝（0.2×0.2）m2

（5）堰口数量（n）

设计出水溢流堰上水头H＝0.03m，则每堰流量q＝1.4·h2.5＝1.4×

0.032.5＝2.18×10－4m3/s，则

6.810－3

n＝＝32个 2.1810－4

共配置16块堰板，每块长度1.00m，每块堰板设置堰口2个，堰口100mm，

6.8堰上水宽0.06m，则堰上负荷为q＝＝3.5L/（m·s），溢流负荷偏高。0.0632

6.8设计每块堰板4个堰口，共64个堰口，则q＝＝1.77L/（m·s）。 0.0664

计算图如图4所示：

图4 污泥浓缩池计算图

11．污泥浓缩机选型

为了促进投药后污泥絮凝聚集，又起到刮泥作用，选用NG—16型中心传动浓缩机1台，周边速度为2.30m/min，电动机功率为1.5kW。

3.14 浓缩污泥贮池

浓缩池排出含水率P2=96％的污泥391.2m3/d

贮泥池贮泥时间T=1.0d

设计贮泥池为L×B×H=12×6×5=360m3 建于半地面

污泥贮池除进出泥管外，需设置泥位计、通风孔、入孔。

3.15 浓缩污泥提升泵房

1．流量Q=16.3m3/h=391.2m3/d

2．泥输送管道压力损失为5.0mH2O，自由水头1.0mH2O

扬程H＝4.5+2.5+5.0+1.0=13.0mH2O 取14.0mH2O

选用2PN污泥泵2台，1用1备，Q＝40m3/h，H＝21mH2O，N＝11kW。 浓缩污泥提升泵房占地面积：L×B＝6.0×5.0＝30.0m2

3.16 污泥脱水间

1．进泥量Qw=16.3m3/h=391.2m3/d P=96％

100962．出泥饼Gw=391.2×＝62.6m3/d＝62.6t/d P=75％ 10075

（污泥密度1000kg/m3）

3．泥饼干重W=62.6×（1－75％）＝15.65t/d=652.0kg/h

选用DY—3000带式脱水机，带宽3m，滤带运行速度0.5—4m/min，对城市污水混合污泥投加聚丙烯酰胺0.2％时，处理能力约为600kg（干）/h,产泥量50—500kg/h·m2，用电功率2.2kW，选用3台，2用1备。

脱水间体积V=L×B×H=12×10×5=600m3

4 污水处理厂总体布置

4.1 总平面布置

4.1.1 总平面布置原则

该污水处理厂总平面布置包括：污水与污泥处理工艺构筑物及设施的总平面布置，各种管线、管道及渠道的平面布置，各种辅助建筑物与设施的平面布置。总平面布置时应遵从以下几条原则：

（1）处理构筑物与设施的布置应顺应流程、集中紧凑，以便于节约用地和运行管理。

（2）工艺构筑物（或设施）与不同功能的辅助建筑物应按功能的差异，分别相对独立布置，并协调好与环境条件的关系。

（3）构（建）筑物之间的间距应满足交通、管道（渠）敷设、施工和运行管理等方面的要求。

（4）管道（线）与渠道的平面布置，应与其高程布置相协调，应顺应污水处理厂各种介质输送的条件，尽量避免多次提升和迂回曲折，便于节能降耗和运行维护。

（5）协调好辅助建筑物、道路、绿化与处理构（建）筑物的关系，做到方便生产运行，保证安全畅通，美化厂区环境。

4.1.2 总平面布置结果

污水处理厂呈长方形，设计长L为430m，宽B为300m，总占地面积129000m2，其中构筑物占地面积约为103400m2；将砂水分离间、鼓风机房、回流污泥泵房合并建为设备间，占地面积约为3500m2；将剩余污泥泵房、浓缩污泥提升泵房合并建为污泥泵房，占地面积约为100m2；办公楼、绿化带等辅助建筑物占地面积约为22000m2；厂区道路宽10m，构（建）筑物之间间距不小于10m，污水从西北角进，西南角出。布置考虑了以上各种因素，设计基本符合以上要求。

污水处理厂平面布置图详见图纸1。

4.2 高程布置

4.2.1 高程布置原则

（1）充分利用地形地势及城市排水系统，使污水经过一次提升便能顺利自流通过污水处理构筑物，排出厂外。

（2）协调好高程布置与平面布置的关系，做到既减少占地，又利于污水、污泥输送，并有利于减少工程投资和运行成本。

（3）做好污水高程布置与污泥高程布置的配合，尽量同时减少两者的提升次数和高度。

（4）协调好污水处理厂总体高程布置与单体竖向设计，既便于正常排放，又有利于检修排空。

4.2.2 高程布置结果

为保证污水处理的正常运行，构筑物之间必须保证良好的高程差，水流水力损失主要包括流经构筑物的损失，构筑物之间管线及渠道损失。在本设计中，对各损失均采用估算的方法。

采用氧化沟工艺，氧化沟、二沉池的占地面积很大，如果埋深设计过大，既不利于施工，也不利于土方平衡，故应尽量减少埋深。

从降低土建工程投资考虑，接触消毒池水面相对高程定为1.00m，则相应二沉池、氧化沟、曝气沉砂池水面相对标高分别为1.40m、2.10m、2.80m。这样布置利于排泥既排空检修。

附：处理构筑物的水头损失 （查《给排水工程（下）》得）

管道的水头损失均为20cm。

污水处理厂高程布置图详见图纸2。

5 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。

5.1 劳动定员

污水处理厂隶属公用事业主管部门，运行受到环保部门监督，根据国家《城镇污水和附属设备设计标准》（CJJ 131－89），结合具体情况，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。

5.2 运行费用

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1.50万元/（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：5.0元/（t·km）；

（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％。

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4h，用电量：4×1×1.5＝6 kW·h；

提砂泵每天运行2h，用电量：2×1×11＝22 kW·h；

鼓风机每天运行24h，用电量：24×2×7.5＝360 kW·h；

曝气机每天运行24h，用电量：24×12×40＝11520 kW·h；

刮泥机每天运行24h，用电量：24×2×0.75＝36 kW·h；

回流污泥泵每天运行24h，用电量：24×2×55＝2640 kW·h；

调速搅拌机每天运行24h，用电量：24×3×3＝216 kW·h；

剩余污泥泵每天运行24h，用电量：24×2×11＝528 kW·h；

污泥浓缩机每天运行24h，用电量：24×1×1.5＝36 kW·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：8×2×2.2＝35.2 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：18351.2 kW·h

电表综合电价：18351.2×0.50＝9175.6元/日＝275268元/月

即为27.6万元/月＝331.2万元/年

（2）工资福利费

全厂30人，共计费用为：

30×1.50＝45万元/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62.6×0.2％×30＝3.756t约4t

共计费用为：

(0.08×10＋1.90×4)×12＝100.8万元/年

（4）水费

平均每日用水约1000t，共计费用为：

1000×365×0.9=328500元/年=32.85万元/年

（5）运输费

平均每日外运污泥15.65t约16t，自备汽车运输，共计费用为： 16×10×5.0×365＝292000元/年＝29.2万元/年

（6）维护（修理）费

工程费用约为8000万元，维修费率按3.1％计算，共计费用为： 8000×3.1％＝248万元/年

（7）管理费

按以上总费用的10％计算，共计费用为：

（331.2＋45＋100.8＋32.85＋29.2＋248）×10％＝78.7万元/年

（8）年运行成本

合计年运行费用为：

331.2＋45＋100.8＋32.85＋29.2＋248＋78.7＝865.75万元

则处理每立方米污水成本为：

865.75＝0.39元/立方米 6.0365

6 工程效益

综上所述，该污水处理厂建成后，每年处理污水约6×365＝2190万m3，预计可达2500万m3，每年减少各种污染物排放量分别为：BOD约180×90％×6×104×103×10－9×365＝3547.8t，SS约250×85％×6×104×103×10－9×365＝4653.75t。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。

7 全文总结

本次设计的城市污水处理厂处理废水量6.0万m3/d，最大变化系数为1.4，最终出水的水质达到了国家废水排放标准。

本文主要介绍了城市污水的概况以及城市污水处理的工艺技术，并且着重比较了SBR工艺与氧化沟工艺，选择了氧化沟工艺作为城市污水处理厂的处理工艺。设计计算了氧化沟工艺流程中的各种构筑物的尺寸、高程，并进行了合理的平面布置和高程布置，最后进行了简要的运行成本核算。通过本次设计验证了以下规律和结论：

（1）氧化沟的污泥量少于其他的一般活性污泥法，而且已经得到好氧稳定，不需要再经过污泥消化处理，节约了费用。

（2）氧化沟的水流混合特征基本上是完全混合式，同时又具有推流式的某些特征。

（3）氧化沟采用垂直安装的表面曝气机，通过调节曝气机叶轮的转速、浸没深度以及转动方向，改变反应池上氧气的输入，形成在外、中、内沟渠溶解氧

的厌氧、缺氧、好氧状态，有利于提高充氧效率。

（4）氧化沟工艺有利于生物凝聚，使活性污泥易于沉淀，创造了良好的生物脱氮环境。

通过该氧化沟工艺处理的城市污水达到了国家城市污水排放标准，而且运行成本合理。

本设计在很多方面都存在不足，希望各位老师多多指教，多提建议。

参考文献

[1] 张自杰,排水工程（下册）.北京:中国建筑工业出版社,2000

[2] 卜秋平等,城市污水处理厂的建设与管理.北京:化学工业出版社,2002

[3] 肖锦,城市污水处理及回用技术.北京.化学工业出版社,2002

[4] 周律,中小城市污水处理投资决策与工艺技术.北京:化学工业出版社,2002

[5] 孙力平等,污水处理新工艺与设计计算实例.北京:科学出版社,2001

[6] 曾科等,污水处理厂设计与运行.北京:化学工业出版社,2001

[7] 李金根,给水排水工程快速设计手册.北京:中国建筑工业出版社,1996

[8] 李海等,城市污水处理技术及工程实例.北京:化学工业出版社,2002

[9] 王彩霞等,城市污水处理新技术.北京:中国建筑工业出版社,1990

[10] 周国成等,我国城市污水回用事业的现状与发展.化工给排水设计,1996

[11] 钱易等,现代废水处理新技术.北京:中国科学技术出版社,1992

[12] 朱亦仁等,环境污染治理技术.北京:中国环境科学出版社,1998

[13] 顾夏声等,水处理工程.北京:清华大学出版社,1985

[14] 贾小成等,废水综合治理技术开发与应用.环境工程,2000,18（3）

[15] 姚鸿林等,水处理新技术及其应用.工业水处理出版社,2001

[16] 国家建设部等,城市污水处理及污染防治技术政策.中国环境报.北京:2000.7.20

[17] 张林生等,环境工程专业毕业设计指南.北京:中国水利水电出版社, 2002

[18] 高廷耀等,水污染控制工程.北京:高等教育出版社,1996

[19] 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

[20] 张希衡,废水治理工程.北京:冶金工业出版社,1984

[21] 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

[22] 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

[23] 史惠祥,实用水处理设备手册.化学工业出版社,2001.1

[24] 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

[25] Rensink J.H.,Rulkess W.H.Using metazoa to reduce sludge production.

Wat.Sci.Tech.,1997,36(11):171-179

[26] Lee N .M., Welander T. Influence of predators on nitrification in aerobic biofilm

processes.Wat.Sci.Tech.,1994,29(7):355-363

武汉科技学院

2004届毕业设计（论文）

题目：氧化沟工艺城市污水处理厂设计

院 系：环境与化学工程系

专 业：环境工程

学 生：马佳华

学 号：0051190

指导老师：孙杰

摘 要

本论文主要设计氧化沟工艺处理城市污水。城市是人类社会经济发展的一个极其重要的组成部分，在城市的社会经济活动中，每天都要消耗大量的水，用于工业、农业、商业活动以及市民的日常生活。城市污水处理厂是城市发展的重点基础设施，是城市水污染控制、水环境保护工作中的关键工程，它对社会经济的高速、稳定、可持续发展起着保障和促进的作用。

本设计是东北地区的一个城市污水处理厂，其污水流量为6万m3/d，经处理后应达到SS去除率85％，BOD去除率90％。本设计采用奥巴尔（ORBAL）型氧化沟工艺，氧化沟工艺是一种改良的活性污泥法，是以活性污泥为主体的污水生物处理技术。奥巴尔（ORBAL）型氧化沟是氧化沟工艺的一种，具有优于传统氧化沟工艺的特殊优点：工艺流程简单，占地面积小；工艺运行具有灵活性；基建费用和运行费用低，运行管理简单；出水水质好并且有一定的承受水质水量冲击负荷的能力，出水可以达到国家排放标准。处理工艺流程主要由格栅、沉砂池、氧化沟、二沉池、污泥浓缩池、污泥脱水间等组成。本设计的平面布置和高程布置合理，各构筑物集中紧凑、节约用地、便于管理，并且基建费用和运行费用低，运行管理简单。

本论文包括城市污水概况，城市污水处理技术及其新发展，工艺方案的比较及选择，构筑物尺寸的计算，设备的选型，平面布置与高程布置，运行成本的核算等。

关键词：城市污水；设计；ORBAL氧化沟工艺；工艺流程。

ABSTRACT

The paper mainly designs Oxidation Ditch process for the treatment of municipal wastewater. The city is a important part of the development of social economy .It is a great deal of water used for industry, agriculture, business activity and civic daily life in the transaction of city. The factory of the treatment of municipal wastewater is not only the important basic facilities of the city development, but also the main project of the control of municipal wastewater and water resource environment protection as well .It also plays a role in the social economic development.

This design is a factory of the treatment of municipal wastewater in the northeast，the flow of which is 6×104 m3 /d ，the removal rate of SS is 85% and the removal rate of BOD is 90%。The method of this design is ORBAL Oxidation Ditch , the Oxidation Ditch process which is a improved activated sludge process is a biochemical treatment technology for wastewater which mainly based on the activated sludge. the ORBAL Oxidation Ditch that we choose is one of Oxidation Ditch , It has been characterized as simple process and small dimension ; smooth operation; economical and convenient for regulation ; It has favorable ability of bearing the impingement loading the wastewater treated by the processing; it can reach the sewage discharge standard . The process is consisted of screen bar 、sink sand pond 、 Oxidation Ditch 、secondary clarifier 、 sludge concentrated pond 、sludge dehydrated room and so on .And the plane distribution and elevation distribution are rational，the constructions follow the principle of compact，small dimension and fully-used in soil， convenient for regulation，and the cost of building and running are low，simple for operation .

This paper is consisted of the summary of municipal wastewater, the technical and breakthrough of treatment of municipal wastewater, comparison the processes and choose of method, compute of gauge of constructions, the choose of equipment ,the plane distribution and elevation distribution , the check of running cost and so on.

Key Words : municipal wastewater; design ; ORBAL Oxidation Ditch technology;

technology process.

目 录

1 绪论„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 1

1.1 城市污水概况„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 1

1.2 城市污水处理技术及其新发展„„„„„„„„„„„„„„„„ 1 2 城市污水处理工艺选择„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 6

2.1 工艺方案分析比较„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 6

2.2 工艺方案选择确定„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 9

2.3 工艺方案阐述„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„9 3 处理构筑物设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 10

3.1 污水流量的计算„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 10

3.2 集水井„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 11

3.3 污水提升泵房„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 11

3.4 格栅„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 12

3.5 曝气沉砂池„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 14

3.6 砂水分离间„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 16

3.7 鼓风机房„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 16

3.8 ORBAL型氧化沟„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 17

3.9 辐流式二沉池„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 19

3.10 回流污泥泵房„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 23

3.11 接触消毒池„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 24

3.12 剩余污泥泵房„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 25

3.13 污泥浓缩池„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 25

3.14 浓缩污泥贮池„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 28

3.15 浓缩污泥提升泵房„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 28

3.16 污泥脱水间„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 28 4 污水处理厂总体布置„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 28

4.1 总平面布置„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 28

4.2 高程布置„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 29 5 污水处理厂运行成本核算„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 30

5.1 劳动定员„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 30

5.2 运行费用„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 30 6 工程效益„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 32 7 全文总结„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 32 参考文献„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 34

1 绪论

1.1 城市污水概况

城市是人类社会经济发展的一个及极其重要的组成部分，在城市的社会经济活动中，每天都要消耗大量的水，用于工业、农业、商业活动以及市民的日常生活。水在使用过程中被带进了洗涤剂、染料、溶液、油脂和粪尿，各类无机物和有机物，细菌、病毒等致病微生物，毒性、酸碱性、放射性和重金属类等物质，以致水的物理性质和化学性质发生明显变化，变成了污水。

污水在城市发展的初期是通过城市污水收集系统收集排放到附近水体，经过清洁水体的稀释和自然净化功能变污为清，成为人类可以循环利用的水资源。但是，随着城市社会经济发展的规模越来越大，污水越开越多，水质越来越复杂，水体有限的自然净化功能已经不能适应城市水污染控制、水环境保护的需要。大量源源不断地排入水体（江、河、湖、海和地下水）和土壤（通过农田灌渠）的城市污水，使水体和土壤受到严重污染，毁灭了原有的自然生态，使鱼虾匿迹，物种消失，河湖变成了臭河死水，加剧了有限的水资源危机；使许多河、湖、地下水不能再作为饮用水源，城市只好花巨资去开发新水源；使土壤里重金属和有毒物质富集，污染物通过食物链危害人民的身体健康。水体的污染造成了巨大的经济损失，水资源的短缺制约了城市社会经济的可持续性发展。

1.2 城市污水处理技术及其新发展

城市污水处理就是利用各种设施设备和工艺技术，将污水中所含的污染物质从水中分离去除，使有害的物质转化为无害的物质和有用的物质，水体则得到净化，并使资源得到充分利用。城市污水处理技术通常有物理处理技术、化学处理技术、物理化学处理技术、生物处理技术等。典型的物理处理技术有沉淀技术、过滤技术、气浮技术等；典型的化学处理技术和物理化学处理技术有中和、加药混凝、离子交换等；典型的生物处理技术有好氧生物氧化分解和厌氧生物发酵技术。城市污水处理工艺实际上就是以上这些技术的应用和组合。

城市污水处理厂是城市发展的重点基础设施，是城市水污染控制、水环境保护工作中的关键工程，它对社会经济的高速、稳定、可持续发展起着保障和促进的作用。目前，我国的城市污水处理设施数量的总体规模很小，城市污水处理率严重不足，水环境污染的趋势还在发展，今后的水污染控制、水环境保护工作任重道远。随着水污染治理工作的发展，城市污水处理技术已经取得了一定的进展，涌现出大量新工艺、新设备和新材料，在实际的处理过程中得到了应用和发展。我国现有城市污水处理厂80％以上采用的是活性污泥法，其余采用一级处理、强化一级处理、稳定塘法及土地处理法等。同时，国外许多新技术、新工艺、新

设备被引进到我国，AB法、氧化沟法、A/O工艺、A/A/O工艺、SBR法在我国城市污水处理厂中均得到应用，污水处理工艺技术由过去只注重去除有机物发展为具有除磷脱氮功能。国外一些先进、高效的污水处理专用设备也进入了我国污水处理行业市场，如格栅机、潜水泵、除砂装置、刮泥机、曝气器、鼓风机、污泥泵、脱水机、沼气发电机、沼气锅炉、污泥消化搅拌系统等大型设备与装置。

1.2.1 普通活性污泥法工艺

我国80年代以前建设的城市污水处理厂大部分采用普通曝气法活性污泥处理工艺，由于该工艺主要以去除BOD和SS为主要目标，对氮磷的去除率非常低。为了适应水环境及排放要求，一些污水处理厂正在进行改造，增加或强化脱氮和除磷功能。

北京 高碑店污水处理厂 100万m3/d 已运行，其工艺流程如下：

（1）污水处理工艺流程：

（2）污泥处理工艺流程：

另外还有天津 纪庄子污水处理工程 26万m3/d 已运行，天津 东郊污水处理厂 40万m3/d 已运行，山东 济南市污水处理厂 22万m3/d 已运行，湖北 武汉市水质净化厂 5万m3/d 已运行等采用普通活性污泥法。

1.2.2 AB工艺

AB法污水处理工艺于80年代初开始在我国应用于工程实践。由于其具有抗冲击负荷能力强、对pH值变化和有毒物质具有明显缓冲作用的特点，故主要应用于污水浓度高、水质水量变化较大，特别是工业污水所占比例较高的城市污水处理厂。

山东 青岛市海泊河污水处理厂 8万m3/d 已运行，表1为设计的进水出水

指标:

表1 青岛海泊河污水处理厂设计的进水出水指标

项 目 BOD5 CODcr SS NH3-N T-P 进水浓度/(mg/L) 800 1500 1100 100 8 出水浓度/(mg/L) 40 150 40 3 去除率/% 95 90 96 62

另外还有山东 淄博市污水处理厂 14万m3/d 已运行，广东 深圳市罗芳污水处理厂 10万m3/d 已运行，广东 广州猎德污水处理厂 22万m3/d 已运行等采用AB工艺。

1.2.3 氧化沟工艺

目前氧化沟工艺是我国采用较多的污水处理工艺技术之一。应用较多的有奥贝尔氧化沟工艺，由我国自行设计、全套设备国产化，已有成功实例。DE型氧化沟和三沟式氧化沟在中高浓度的中小型城市污水处理中也有应用。采用卡罗塞尔氧化沟工艺的城市污水处理厂大部分为外贷项目。氧化沟工艺不仅出水水质好，污泥在氧化沟内也能得以充分地好氧稳定，其剩余污泥不需再进行厌氧消化，直接进行污泥浓缩与脱水。

山东 莱西市污水处理厂工程 4万m3/d 已运行 ORBAL，该城市污水厂最早应用奥贝尔(Orbal)氧化沟，表2为处理效果表：

表2 污水处理厂处理效果表

项 目 BOD5 COD SS NH4-N 进水浓度/(mg/L) 1232 2871 968 11.3 出水浓度/(mg/L) 7 71 23 2.5 去除率/% 99.4 97.5 97.6 77.9 安国市污水处理厂采用奥贝尔氧化沟工艺，建设一座日处理4万立方米的污水处理厂。其工艺流程如下：

另外还有北京 北京大兴黄村污水处理厂 8万m3/d 已运行 ORBAL，河北 廊坊市污水处理厂 8万m3/d 已运行 ORBAL，广东 中山市污水处理公司 10万m3/d 已运行 CARROUSE，河北 邯郸市东污水处理厂 10万m3/d 已运行 三沟式，安徽 合肥市王小郅污水厂（一期） 15万m3/d 已运行 单沟式，陕西 西安市北石桥污水净化中心 15万m3/d 已运行 DE型等采用氧化沟工艺。

1.2.4 SBR工艺

多种类型的SBR工艺在我国均有应用，如属第二代SBR工艺的ICEAS工艺，属第三代的CAST工艺、UNITANK工艺等。SBR间歇式活性污泥法氧利用率高，基建费用和运行费用均较低，不易产生污泥膨胀。同时通过对运行方式的调节，具有脱氮除磷的功能，且处理水质优于连续式，但该工艺要求程序控制，自动化水平较高。

北京某开发区污水处理厂，规模属于小型污水处理厂，采用ICEAS工艺，该工艺为SBR工艺的一种变形，具有工程投资省和运行费用低的优点，其工艺流程如下：

另外还有云南 昆明市第三污水处理厂 15万m3/d 已运行 ICEAS，浙江 金华市污水处理厂工程 8万m3/d 已运行 CAST，贵州 遵义市污水处理厂 8万m3/d 已运行 SBR，广西 梧州污水处理厂 10万m3/d 初设 UNITANK等采用SBR工艺。

1.2.5 A/O除磷或脱氮工艺，A/A/O或改良A/A/O除磷脱氮工艺

随着我国对水环境质量要求的提高，修订后的国家《污水综合排放标准》(GB8978－1996)也越来越严，特别是对出水氮、磷的要求提高，使得新建城市污水处理厂必须考虑氮磷的去除问题。由此开发了改良A/A/O工艺和回流污泥反硝化生物除磷工艺，并已开始在实际工程中应用。

佛山市第一座城市污水处理厂兴建于1992年，针对该厂进水浓度较低碳源不足的特点，在不能同时供应除磷和反硝化所需要的碳源的情况下，选择了除磷和将氨氮进行硝化，部分进行反硝化的除磷除氨氮的A/O工艺。该厂在工艺流

程的设计上也大胆地取消了初沉池，使处理流程跟更简单和合理，表3为处理效果表：

表3 佛山镇安污水处理厂A/O工艺处理效果

项 目 BOD5 SS T-N NH3-N T-P 进水浓度/(mg / L) 68.34 37.93 20.54 15.10 2.52 出水浓度/(mg / L) 9.41 5.42 9.34 1.49 0.90 去除率/% 86.2 85.7 54.5 90.1 64.3

我国第一座应用A2/O工艺的污水处理厂是广州大坦沙污水处理厂，15万m3/d 已运行，经12年的运行结果证明，A2/O工艺适应能力强，对低浓度和高浓度的污水处理效果都很好，运行管理方便，不会产生污泥膨胀，对除磷脱氮也能获得较好的处理效果,表4为处理效果表：

表4 广州大坦沙污水处理厂A/O工艺处理效果 2

项 目 BOD5 SS T-N NH3-N T-P 进水浓度/(mg/L) 72.83 102.23 19.95 16.37 2.4 出水浓度/(mg/L) 8.69 11.93 9.95 1.98 0.52 去除率/% 88.07 88.34 50.13 87.9 78.3

苏州某旅游度假区污水处理厂采用A2/O工艺，其工艺流程如下：

另外还有浙江 杭州七格污水处理工程 40万m3/d 已运行 A/O，河北 保定市银定庄污水处理厂 8万m3/d 已运行 A/O，山东 青岛市李村河污水处理厂 8万m3/d 已运行 改良A/O，云南 昆明市第二污水处理厂 10万m3/d 已运行 A/A/O，山东 泰安市污水处理厂 5万m3/d 已运行 A+A/A/O，山东 青岛市团岛污水处理厂 10万m3/d 已运行 改良A/A/O等。

1.2.6 其它工艺

除以上各种处理工艺外，一级及强化一级处理工艺与其它一些先进的工艺也在实际工程中应用。如：海南 海口污水处理厂 30万m3/d 已运行 A段+排海，山东 威海市污水排海工程 8万m3/d 已运行 一级+排海，江苏 南京市秦淮河污水处理工程 54万m3/d 已运行 一级+排江，上海 上海竹园污水处理工程 170万m3/d 可研 强化一级+排江；广东 花都市新华净水厂 4万m3/d 已运行 氧化塘，河北 秦皇岛市污水处理厂工程 4万m3/d 已运行 射流曝气等。

从工程规模上看，一批大型污水处理厂的相继建成投产标志着我国污水处理事业发展到一个崭新的阶段。如：我国20世纪最大的污水处理厂高碑店污水处理厂，处理规模100万m3/d；目前全国最大的城市污水处理厂上海竹园污水处理厂正在设计之中，其规模为170万m3/d。以上所举例均为我国部分城市污水处理工程项目，基本代表了我国城市污水处理工艺技术的现状水平。

目前我国新建及在建的城市污水处理厂所采用的工艺中，各种类型的活性污泥法仍为主流，占90％以上，其余则为一级处理、强化一级处理、生物膜法及与其他处理工艺相结合的自然生态净化法等污水处理工艺技术。从国情出发，我国城市污水处理发展趋势：(1)氮、磷营养物质的去除仍为重点也是难点；(2)工业废水治理开始转向全过程控制；(3)单独分散处理转为城市污水集中处理；(4)水质控制指标越来越严；(5)由单纯工艺技术研究转向工艺、设备、工程的综合集成与产业化及经济、政策、标准的综合性研究；(6)污水再生利用提上日程；(7)中小城镇污水污染与治理问题开始受到重视。

2 城市污水处理工艺选择

2．1 工艺方案分析比较

1．本项目污水排放现状

（1）生活污水量现状 该城市居民区用水人口为30万人，有室内给排水设备，无淋浴设备的占10％，标准为90升/人·日；室内有给排水设备，有淋浴设备的占90％，标准为140升/人·日，生活污水排放系数为0.8，则总生活污水量为0.8×（90×10％＋140×90％）×30×10－3＝3.24万m3/d。

（2）工业废水量现状 总工业废水量为10000m3/d＝1万m3/d。 （3）城市混合污水水量现状 城市污水排放总量为3.24＋1＝4.24万m3/d。

2．本项目混合污水水质现状 （1）悬浮物 250mg/L；

（2）BOD 180mg/L； （3）pH 7～7.4；

（4）有毒物质微量，对生化处理无不良影响。

城市污水处理工艺的确定，是根据城市水环境质量要求、来水水质情况、可供利用的技术发展状态、城市经济状况和城市管理运行要求等诸方面的因素综合确定的。最近几年国内应用较多的有A-O或A-A-O工艺、SBR工艺、氧化沟工艺等。工艺技术性能比较如下（表5）：

表5 工艺技术性能比较表

根据污水排放现状与水质现状以及出水要求，采用生化处理最为经济。根据国内外运行的大、中型污水处理厂的调查，要达到确定的治理目标，可以采用“SBR工艺”或“氧化沟”工艺。具体比较如下。

2.1.1 SBR工艺

SBR工艺具有以下特点：

(1) SBR工艺流程简单、管理方便、造价低。SBR工艺只有一个反应器，不需要二沉池，不需要污泥回流设备，一般情况下也不需要调节池，因此要比传统活性污泥工艺节省基建投资30%以上，而且布置紧凑，节省用地。由于科技进步，目前自动控制已相当成熟、配套。这就使得运行管理变得十分方便、灵活，很适合小城市采用。

(2) 处理效果好。SBR工艺反应过程是不连续的，是典型的非稳态过程，但在曝气阶段其底物和微生物浓度变化是连续的(尽管是处于完全混合状态中)，随时间的延续而逐渐降低。反应器内活性污泥处于一种交替的吸附、吸收及生物降解和活化的变化过程之中，因此处理效果好。

(3) 有较好的除磷脱氮效果。SBR工艺可以很容易地交替实现好氧、缺氧、厌氧的环境，并可以通过改变曝气量、反应时间等方面来创造条件提高除磷脱氮效率。

(4) 污泥沉降性能好。SBR工艺具有的特殊运行环境抑制了污泥中丝状菌的生长，减少了污泥膨胀的可能。同时由于SBR工艺的沉淀阶段是在静止的状态下进行的，因此沉淀效果更好。

(5) SBR工艺独特的运行工况决定了它能很好的适应进水水量、水质波动。 浙江省某县级市为海岛城市，人口较多，但淡水资源缺乏，因此人均用水量较低。该市2005年规划人口16万人，2010年规划人口为20万人。污水处理厂的规模远期为6万m3/d，近期为2万m3/d。近期规模较小的原因是该市污水收集系统很不完善，因此近期污水截污率在设计中仅考虑0.5左右。该市污水水质：BOD为160mg/L；COD为320mg/L；SS为220mg/L。污水处理厂远期采用6座MSBR池，近期建2座。每座的处理能力为1万m3/d，每座尺寸为50m×40m×4.5m。MSBR池主要设计参数如下：污泥负荷0.2kgBOD/(kgMLSS·d)；污泥泥龄≥20d；悬浮固体平均浓度3g/L。每座MSBR池采用18台增氧泵进行供氧。

2.1.2 氧化沟工艺

氧化沟污水处理技术，是20世纪50年代由荷兰人首创，60年代以来，这项技术在国外许多国家已经被广泛使用，工以及构造有了很大的发展和进步。随着对该技术缺点（占地面积大）的克服和对其优点（基建投资及运行费用相对较低，运行效果高且稳定，维护管理简单等）的逐步深入认识，目前已经成为普遍

采用的一项污水处理技术。

氧化沟一般呈环形沟渠状，平面多为椭圆形或圆形，总长可达几十米，甚至百米以上，沟深取决于曝气装置。

氧化沟具有以下特点：

(1) 工艺流程简单，运行管理方便。氧化沟工艺不需要初沉池和污泥消化池。有些类型氧化沟还可以和二沉池合建，省去污泥回流系统。

(2) 运行稳定，处理效果好。氧化沟的BOD平均处理水平可达到95%左右。 (3) 能承受水量、水质的冲击负荷，对浓度较高的工业废水有较强的适应能力。这主要是由于氧化沟水力停留时间长、泥龄长和循环稀释水量大。

(4) 污泥量少、性质稳定。由于氧化沟泥龄长。一般为20－30d，污泥在沟内已好氧稳定，所以污泥产量少从而管理简单，运行费用低。

(5) 可以除磷脱氮。可以通过氧化沟中曝气机的开关，创造好氧、缺氧环境达到除磷脱氮目的，脱氮效率一般＞80%。但要达到较高的除磷效果则需要采取另外措施。

(6) 基建投资省、运行费用低。和传统活性污泥法工艺相比，在去除BOD、去除BOD和NH3－N及去除BOD和脱氮三种情况下，基建费用和运行费用都有较大降低，特别是在去除BOD和脱氮情况下更省。同时统计表明在规模较小的情况下，氧化沟的基建投资比传统活性污泥法节省更多。

浙江省东部某县级市，2000年人口为8.5万人，2010年规划人口为15万人。截污率2000年采用0.6，2010年采用0.75。2000年污水总量为1.9万m3/d。该市污水水质：BOD为100～150mg/L；COD为300～350mg/L；SS为200～250mg/L。污水处理厂采用4座卡鲁塞尔氧化沟，每座氧化沟处理能力为1万m3/d，每座尺寸为：76m×28m×3.9m。现已建成2座，2010年再增加2座。氧化沟主要设计参数为：污泥负荷0.10kgBOD/(kgMLSS·d)；污泥泥龄≥15d；悬浮固体平均浓度3.5g/L；污泥产率0.65kgSS/kgBOD。每池采用3台表面曝气机，每台功率55kW，变频调速。

2.2 工艺方案选择确定

由以上分析比较可知，两种工艺均可以达到预期的处理效果，均为成熟的工艺，但氧化沟工艺具有明显的优势，氧化沟法运行成本较低，构造简单，易于维护管理，出水水质好，耐冲击负荷，运行稳定，并可脱氮除磷，适宜于在中小型污水处理厂中使用。根据毕业设计拟建项目的设计要求，较适合采用氧化沟工艺进行二级处理。

2.3 工艺方案阐述

氧化沟的类型有很多，主要有基本型、卡鲁塞尔（CARROUSEL）型、三沟

式型、奥巴尔（ORBAL）型等，根据城市污水处理厂设计任务书的要求，我采用ORBAL氧化沟工艺，ORBAL污水处理系统是氧化沟污水处理工艺的一种，具有优于传统氧化沟工艺的特殊优点，具体如下：

（1）垂直布置的反应池墙体，使该污水处理系统具有占地面积小的特点； （2）通过调节曝气转盘的转速、浸没深度以及转动方向，改变反应池上氧的输入，在不同的负荷条件下运行，不会影响处理系统的处理效率，具有显著的工艺运行灵活性；

（3）控制系统操作简便，由于机械设备少，所以维修、维护工作也较少； （4）澄清系统的占地面积也较小，维护也较方便。

ORBAL氧化沟出水水质好，一般情况下，BOD5去除率可达95％－99％，脱氮效率达90％左右，除磷效率达50％左右，如在处理过程中，适当投加铁盐，则除磷效率可达95％。一般的出水水质为BOD5＝0－15mg/l；SS＝10－20mg/l；NH4-N＝1－3mg/l；P＜1mg/l。运行费用较传统活性污泥法低30％－50％，基建费用较传统活性污泥法低40％－60％。

拟定工艺流程如下：

泥饼外运

出水

3 处理构筑物设计

3.1 水流量的计算

3.1.1 生活污水（Q1）

Q1=(90×10％＋140×90％)×30×10－3=4.05万m3/d

3.1.2 工业废水（Q2）

Q2=10000m3/d＝1万m3/d

3.1.3 平均日流量（Qd）

Qd=4.05+1=5.05万m3/d

本项目最终规模确定为6.0万m3/d＝60000m3/d＝2500m3/h＝0.69m3/s

3.1.4 最大日流量（Qmax）

Qmax=Kz×Qd＝1.4×6.0=8.4万m3/d=3500m3/h＝0.97m3/s

3.2 集水井 3.2.1 设计说明

集水井的作用是尽可能减少废水特征上的波动，为后续水处理系统提供一个稳定和优化的操作条件，一般采用不大于最大一台水泵5min的出水量。

设计参数：设计流量:Q＝2200×2＝4400m3/h；

有效水深:h＝3m

水力停留时间:t＝5min。

3.2.2 设计计算

1．集水井有效容积（V）

5

V＝Q·t＝4400×＝367m3

60

为保证正常工作，设计为有效容积的1.2倍，则

V=1.2×367＝440m3 设计为圆柱体形状。 2．集水井圆口面积（A）

V440A＝＝＝146.8m3

h3

3．圆口半径（R）

R＝

A





146.8

6.8m 取7m

3.1415

3.3 污水提升泵房 3.3.1 设计说明

采用氧化沟工艺，污水处理系统简单，对于新建污水处理厂，工艺管线可以充分优化，污水可以只考虑一次提升。选用螺旋泵，为敞开式提升泵。

设计参数：设计流量：Qmax=8.4万m3/d=3500m3/h＝0.97m3/s；

3.3.2 设计计算

污水进入集水井后由提升泵提升到格栅，进水设计为0.0m，集水井水面及池底相对高程分别为0.0m、－3.0m。

污水经过接触消毒池处理后排出，出水设计为－0.1m，接触消毒池水面、辐流式二沉池水面、氧化沟水面、曝气沉砂池水面及格栅的相对高程分别为1.0m、1.4m、2.1m、2.8m、3.2m。

提升泵的扬程（H）

H＝3.2＋3＝6.2m 取7m

选用LXB－1500型螺旋泵3台，2用1备。该泵提升流量2100－2300m3/h，取2200m3/h，提升高度5.0m，转速42r/min，功率55kW，占地（2.00×16.00）m2。

提升泵房占地面积：L×B＝20.0×10.0＝200.0m2

3.4 格栅 3.4.1 设计说明

格栅是由一组平行的金属栅条或筛网制成，用以截留较大的悬浮物或漂浮物，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷，并使之正常运行。拟采用中格栅，同时为了减少栅渣量，格栅栅条间隙（e）拟定为20.00mm。

设计参数：设计流量：Qmax=8.4万m3/d=3500m3/h＝0.97m3/s；

栅前水深：h=1.0m； 过栅流速：v=0.8m/s； 栅条间隙：e=20.00mm； 格栅安装角度：60； 栅条断面类型：圆形截面。

3.4.2 设计计算

1．栅条的间隙数（n） n=

Qmax0.9760

＝＝57条 0.020.81.0ehv

2．栅槽宽度（B）

设计采用10圆钢为栅条，取栅条宽度S=0.01m

B=S（n－1）+en=0.01×（57－1）+0.02×57=1.7m

选用GH－1600型链式旋转格栅除污机1台，过栅流速1m/s，齿耙转速2.14r/min，栅条组宽1000mm，电机功率1.5kW，栅条间隙20mm，安装角度60°。

3．进水渠渐宽部分长度（l1）

取进水渠宽B1=1.0m，渐宽部分展开角1＝20（进水渠道内的流速为0.97m/s）

l1=

BB11.71.0

＝＝0.96m 2tg12tg20

4．栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度（l2）：

l2=

l10.96

0.48m 22

5．通过格栅的水头损失（h1）

s

因为栅条为圆形截面，所以取κ=3，β=1.79，阻力系数ξ=()3

e

4

v2

h1=K·h0=K·ξ··sin

2g

0.0130.80.8

=3×1.79××sin60° （）×

29.810.02

4

=0.06m

6．栅后槽总高度（H）

取栅前渠道超高h2=0.3m，栅前渠道深H1=h+h2=1+0.3=1.3m 则H=h+h1+h2=1+0.3+0.06=1.36m

为避免造成栅前涌水，可将栅后槽底下降h1作为补偿。 7．栅槽总长度（L）

L=l1+l2+0.5+1.0+

H1 tg

1.3

tg60

=0.96+0.48+0.5+1.0+＝3.69m

格栅间占地面积：L×B＝5.0×2.0＝10.0m2

8. 每日栅渣量（W）

对于栅条间隙e=20.00的中格栅，对于城市污水，每单位体积污水拦截污物为W1＝0.05m3/103 m3，则

W=

QmaxW1864000.970.0586400

＝＝2.99m3/d

Kz10001.41000

拦截污物量大于0.2m3/d，采用机械排渣。

污物的排除采用机械装置：选用长度L为8.0m，直径D为300mm的螺旋输送机1台。

计算图如图1所示：

图1 格栅计算图

3.5 曝气沉砂池 3.5.1 设计说明

沉砂池的功能是利用物理原理去除污水中比重较大的无机颗粒（无机性的砂砾、砾石）和少量较重的有机物质。以减轻机械、管道的磨损和减轻后续处理构筑物的处理负荷及改善污泥处理构筑物的处理条件。曝气沉砂池能够在一定程度使砂粒在曝气的作用下产生摩擦，不但可以去除附着在砂粒表面的有机污染物，还可以使污水中的油脂类物质升至水面形成浮渣，通过刮渣机除去。

设计参数：设计流量:Qmax=8.4万m3/d=3500m3/h＝0.97m3/s；

水平流速:v=0.08m/s； 水力停留时间:t=2.0min；

有效水深:H1＝3m。

3.5.2 设计计算

1．曝气沉砂池有效容积（V） V=

Qmax3500

t＝2.0＝117m3 6060

共设2组，每组分为2格，共4格，则每格有效容积（V1） V117

29.25m3 V1＝

44

2.水流断面积（A） A=

Qmax0.97

＝＝12.125m2 取12m2 v0.08

3.池总宽度（B） B＝

A124m H13

4.每个池子的宽度（B1） B4

B1 =2m

22

5.池长（L）

V117

9.75m 取10m L＝

A12

6.排砂量计算

对于城市污水，采用曝气沉砂工艺，产生砂量约为X1＝2.0－3.0m3/105 m3，取3.0m3/105 m3，则

每日沉砂产量Qs＝Qmax·X1＝84000×3.0×10－5＝2.52m3/d（含水率P＝60％） 假设贮砂时间为t＝2.0d，则

存砂所需容积V＝Qs·t＝2.52×2.0＝5.04m3

折算为含水率P＝85％的沉砂体积（V）

10060

V=5.04×＝13.44m3

10085

每格曝气沉砂池设砂斗2个，共8个砂斗，设砂斗高2.0m，斗底平面尺寸为（0.6×0.6）m2，则

砂斗总容积（V）

2

V＝8××（22＋0.62＋2×0.6）＝29.65m3

3

每组曝气沉砂池的尺寸为：L×B×H＝10.0×4.0×5.5 7．曝气系统计算

采用鼓风曝气系统，罗茨鼓风机供风，穿孔管曝气。

设计曝气量q＝0.2m3/（m3 h），则

每小时所需空气量（Q）

Q＝q·Qmax＝0.2×3500＝700m3/h＝11.7m3/min

供气压力（P）

P＝19.6kpa

穿孔管布置：在每格曝气沉砂池的池长边两侧分别设置2根穿孔曝气管，共8根。

8．进水、出水及撇油

污水直接从池的一端进入，再从池的另一端淹没出水，在曝气沉砂池会有 少量浮油产生，在出水端设置撇油管，人工撇除浮油。

计算图如图2所示：

图2 曝气沉砂池计算图

3.6 砂水分离间

选用直径0.5m钢制压力式旋流砂水分离器两台，1组曝气沉砂池1台。砂水分离器外形高度11.5m，入水口离地面11.0m，入口的压力10.0mH2O，则选用提砂设备所需扬程H＝11.0＋10.0＋2.5＝23.5mH2O。

选用2台螺旋离心泵提砂，1用1备，Q＝40.0m3/min，H＝25.0mH2O，N＝11.0kW。

砂水分离间平面尺寸：L×B＝（5.0×2.0）m2

3.7 鼓风机房

鼓风机对曝气沉砂池供风，总供气量为11.7m3/min。

选用TSD－150型罗茨鼓风机3台，2用1备，单台Qa＝10.30m3/min，P＝19.6kpa，N＝7.5kW，口径150Amm，转速660r/min。

鼓风机房尺寸：L×B×H=（10.0×8.0×5.0）m2

3.8 奥贝尔(ORBAL)型氧化沟

3.8.1 设计说明

氧化沟也称循环曝气池，是一种改良的活性污泥法。氧化沟采用水平轴曝气机进行搅拌、推进、充氧，部分曝气机配置变频调速器，氧化沟内安装溶解氧测定仪，溶解氧讯号传至中心控制室微机，经微机处理后再反馈至变频调速器，实现曝气根据溶解氧自动控制。拟采用ORBAL氧化沟，去除BOD和COD之外，还具备硝化和一定的脱氮作用，污泥负荷低于0.15kgBOD/（kgVSS·d），污泥龄介于5－8d。

设计参数：设计流量:Q＝6.0万m3/d＝2500m3/h＝0.69m3/s；

4004.05＋1801 进水BOD5：So＝＝356.4mg/L； 4.05＋1

出水BOD5：Se＝356.4×（1－90％）＝35.64mg/L；

（生活污水BOD=400mg/L，工业废水BOD=180mg/L）

污泥负荷：Ns＝0.14kgBOD/（kgVSS·d）；

污泥龄:ts＝8d；

产率系数（污泥增长系数）：y＝0.5kg/kg；

污泥浓度：MLSS＝5000mg/L；

污泥f＝0.6，MLVSS＝3000mg/L；

有效水深：H1＝3.5m（2－3.6m）。

3.8.2 设计计算

1．氧化沟所需容积（V）

V=yQ（Lo－Le）ts0.560000（356.4－35.64）8＝25660.8m3 x0.65000

共设氧化沟2组，每组氧化沟容积（V1） V25660.8＝12830.4m3 V1＝＝22

2．每组氧化沟平面面积（A1）

A1＝V112830.4＝＝3665.8m2 H13.5

3．氧化沟半径（R）

设计氧化沟为同心圆形，每组氧化沟有3条沟，外沟渠占60％－70％，中沟渠占20％－30％，内沟渠占10％。

氧化沟外沟渠半径（R1）

R1＝A1

3665.834.16m 取35m 3.1415

氧化沟中沟渠半径（R2）及内沟渠半径（R3）分别为25.0m、15.0m。 中心设有中央岛出水，半径为5.0m。

4．每组氧化沟实际平面面积（A2）

.3m2 A2＝R2＝3.1415352＝3848

5．每组氧化沟实际容积（V2）

V2=A2·H1＝3848.3×3.5＝13469m3

6．曝气设备设计选型

（1）实际需氧量（O2）

O2＝a’·Q·Sr＋b’·Xv·V

＝0.5×60000×0.32＋0.15×3.0×13469×2

＝2.17×104kgO2/d

上式中：O2— 混合液每日需氧量（kgO2/d）；

a’—氧化每kg的BOD需氧kg数（kgO2/kgBOD），0.42－0.53，取0.5； b’— 污泥自身氧化需氧率（kgO2/kgMLVSS·d），0.188－0.11，取0.15。

（2）标准需氧量（O0）

O0＝O2Cs（20） T－20[Csb（T）－C]1.024

2.171049.17 ＝ 30－200.85（10.957.63－2.0）1.024

＝3.5×104kgO2/d

＝1.46×103kgO2/h

上式中：查《给排水工程（下）》附录1得，水中溶解氧饱和度：

Cs（20）＝9.17mg/L，Cs（30）＝7.63mg/L；

0.85,0.95,1,C2。

（3）曝气设备

选用DY350倒伞型表面曝气机，直径3500mm，叶轮转速33r/min，浸没度100mm，电机功率40kW，充氧量125kgO2/h，重量3200kg。 曝气设备所需数量（N）

O01.46103

＝11.6台 取12台 N＝125125

每组氧化沟曝气设备数量（N1）

N12 N1＝＝＝6台 22

每组氧化沟共设6台曝气机，其中一半即3台为变频调速。

7．剩余污泥计算

（1）氧化沟生物净产量（干泥量）（W）

W=a·Q·Sr－b·Xv·V

=0.7×60000×0.32－0.05×3.0×13469×2

=9399.3kg/d =391.6kg/h 上式中：a——污泥增值系数，0.5—0.7，取0.7；

b——污泥自身氧化率，0.04—0.1，取0.05；

（2）氧化沟每日排出污泥量（Wx）

Wx＝W9399.3＝15665.5kg/d＝652.7kg/h f0.6

折算成含水率P＝99.0％的湿污泥量（Qw）

Qw=

7．设计校核

（1）氧化沟水力停留时间（T）

T＝V134692＝＝0.49d＝11.76h Q60000Wx15665.5＝1566.55m3/d＝65.3m3/h (1P)1%1000

（2）实际污泥负荷（Ns）

QSr600000.32＝ Ns＝＝0.13kgBOD/kgVSS·d XvV3.0134692

（3）污泥龄（）

XvV3.0134692＝ ＝7.6d 介于5－8d W9399.3

ORBAL氧化沟详见图纸3。

3.9 辐流式二沉池

3.9.1 设计说明

沉淀池是分离悬浮物的一种主要处理构筑物，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，常采用圆形辐流式二淀池。向心式辐流沉淀池，采用周边进水、周边出水，容积利用系数比普通沉淀池高17.4％，出水水质也能提高20.0％－24.2％（以出水SS和BOD5指标衡量），拟采用周边进水、周边出水辐流式沉淀池。

设计参数：设计流量:Q＝6.0万m3/d＝2500m3/h＝0.69m3/s；

表面负荷：q=2.0m3/（m2·h）；

水力停留时间：T=1.5h；

固体负荷：qs=200－250kgss/（m2·d）；

设计污泥回流比：R=50％－100％，取75％。

3.9.2 设计计算

1．二沉池表面积（A） A=Q2500＝=1250m2 q2.0

共建2座二沉池，每座氧化沟对应1座二沉池。

每座二沉池表面积（A1）

A1250 A1=＝=625m2 22

2．二沉池直径（D）

D=4A1

4625＝28.2m 取30.0m 3.1415

3．二沉池有效水深（H1）

H1=q·T=2.0×1.5=3.0m

4．存泥区所需容积（Vw）

氧化沟中混合污泥浓度X＝5000mg/L，设计污泥回流比采用R＝75％，则

RXr）回流污泥浓度为Xr＝11666.7mg/L（X＝。为保证污泥回流的浓度，污1＋R

泥在二沉池的存泥时间不宜小于1.0h，即Tw=1.0h。

Vw=

=2TW（1＋R）QX X＋Xr21.0（1＋0.75）25005000 5000＋11666.7

=2625m3

每座二沉池存泥区容积（VW1）

VW1＝VW2625＝＝1312.5m3 22

5．存泥区高度（H2）

H2＝VW11312.5＝2.1m ＝A1625

6．二沉池总高度（H总）

取二沉池缓冲层高度H3=0.4m，二沉池超高H4=0.3m，则

H=H1+H2+H3+H4=3.0＋2.1＋0.4＋0.3=5.8m

设计二沉池池底坡度i=0.01，则

池底坡降（H5）

H5=（R－r1）×0.01＝（15－1）×0.01＝0.14m

池中心污泥斗深度（H6）

H6=（r1－r2）·tg60＝（2－1）×1.732＝1.732m

二沉池总高度（H总）

H总=H+H5＋H6=5.8＋0.14＋1.732=7.7m

7．核径深比

二沉池直径与有效水深之比：

D/H1＝30/3＝10

二沉池直径与水深之比：

D/（H1+H3）=30/（3+0.4）=8.8

符合要求（6－12）

8．二沉池固体负荷（G）

（1＋R）QXG= A

当R=0.5时，G1=180kgss/（m2·d）

当R=1.0时，G2=240kgss/（m2·d）

符合要求（200－250）

9．进水设计

100mm。 采用环形平底配水槽，等距离设置布水孔，孔径＝

（1）配水槽配水流量（Qh）

Qh＝（1＋R）·Q＝1.75×2500＝4375m3/h＝1.2m3/s

（2）配水槽流速（u1）

设计配水槽宽1.0m，水深1.2m，则

u1＝Qh1.2＝0.5m/s 2bh21.01.2

（3）配水孔数量（n）

100mm配水孔的孔距S＝1.0m，则 设计孔径＝

（D－1）（30－1）3.1415＝ n＝＝91.1个 取90个 S1.0

实际孔距（S）

（D－1）（30－1）3.1415＝ S＝＝1.01m n90

（4）配水孔眼流速（u2）

u2＝Qh

2n4＝d21.2＝0.85m/s 3.141522900.14

（5）槽底环形配水区平均流速（u3）

u3＝

＝QhQh＝ nLBn（D－1）B1.2 2（30－1）3.14151.0

＝0.0066m/s

（6）环形配水区平均流速梯度（G）

u2－u31 G＝()2

2t

0.852－0.00662

2 ＝ （）－626001.0610122

＝23.8s－1＜30s－1 （10-30之间）

GT＝23.8×600＝1.428×104＜105 符合要求

上式中：t——水深2－4m时，取360－720s；

——污水运动粘度，与水温有关，查手册，取1.06×10－6。 10．出水设计

池周边设计出水总渠一条，设计溢流渠一条，溢流渠与出水总渠设辐流式流通渠及溢流堰板。

（1）出水总渠流速（u1）

设计出水总渠宽1.0m，水深1.2m，则

Q0.69u1＝＝0.29m/s 2bh21.01.2

（2）溢流堰总长（L）

取出水溢流堰负荷q＝2.0L/（m·s），则

L＝Q0.691000＝345m ＝q2.0

每池溢流堰长度（L1）

L345 L1＝＝＝172.5m 22

（3）堰口数量（n）

设计出水溢流堰上水头H＝0.03m，则每堰流量q＝1.4·h2.5＝1.4×0.032.5＝2.18×10－4m3/s，则

0.69 n＝＝1582个 －42.18102

共配置200块堰板，每块堰板设置堰口8个，堰口100mm，堰上水宽0.06m。

11．排泥方式与装置

为降低池底坡度和池总深，拟采用机械排泥，刮泥机将污泥送至池中心，再由管道排出池外。

本二沉池选用DXZ－30型中心驱动刮泥机（1座二沉池配1台刮泥机），该机为中心传动形式，配有刮泥板、吸泥管、浮渣漏斗及排除装置，周边线速度

3.5r/min，电动机功率0.75kW。

由于该机下部两侧分别装有刮泥板和吸泥管，可以将活性较差的惰性污泥单独排出。由于吸泥管设于池底，直接从池底中心回流污泥，且为中心传动，其质量和功率分别为多管式周边传动吸泥机的60％和25％，同时还具有回流污泥量易于控制，刮泥板、吸泥管与池底的间隙便于调节等特点。

辐流式二沉池详见图纸4。

3.10 回流污泥泵房

3.10.1 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出由管道送至回流污泥泵房，其他污泥由刮泥板刮入污泥斗中，再由排泥管排入剩余污泥泵房。

设计参数：回流污泥量：QR＝1250－2500m3/h；

回流污泥比：R＝50％－100%。

3.10.2 设计计算

二沉池水面相对地面标高为1.40m，氧化沟水面相对地面标高为2.1m，由二沉池污泥回流氧化沟时，抽送污泥一般要求静水头0.9－1.8m，总扬程1.8－

4.5m。

设计1座回流污泥泵房，选用LXB－1500型螺旋泵3台，2用1备，该泵提升流量2100－2300m3/h，提升高度2.0－2.5m，电动机转速42r/min，电动机功

率N＝55kW。

回流污泥泵房占地面积：L×B＝10.0×10.0＝100.0m2

3.11 接触消毒池

3.11.1 设计说明

因为水质标准为《地面水环境质量标准》（GB3838－88），所以出水需要经过消毒处理后才可以排放。

设计参数：设计流量：Q＝6.0万m3/d＝2500m3/h＝0.69m3/s；

水力停留时间：T=0.5h；

有效水深：H＝3.5m；

设计投氯量：C=3.0－5.0mg/L。

3.11.2 设计计算

1．消毒池有效容积（V1）

V1=QT=2500×0.5=1250m3

设计消毒池（接触式）1座，共4格

消毒池池长L=20m，每格池宽b=5m，长宽比L/b=20/5＝4

接触消毒池总宽B=n·b=4×5=20m

2．消毒池实际容积（V2）

V2=L·B·H=20×20×4.0=1600m3

满足有效停留时间的要求

3．加氯量计算

设计最大投氯量max=5.0mg/L，则

每时投氯量（W）

W=maxQ=5.0×60000×10－3=300kg/d=12.5kg/h

选用贮氯量为1000kg的液氯钢瓶，每日加氯量为1/3瓶，加氯机1台，单台投氯量10－15kg/h。

4．混合装置

在消毒池第二格、第三格、第四格的起端设置混合搅拌机各1台（立式），共3台。

实际选用JBK－2200框式调速搅拌机，搅拌器直径＝2200mm，高度2000mm，转速范围0.289－2.895r/min，搅拌器外缘线速度0.03－0.3m/s，电动机功率3kW。

计算图如图3所示：

图3 接触消毒池计算图

3.12 剩余污泥泵房

3.12.1 设计说明

二沉池产生剩余活性污泥及其他处理构筑物排出污泥由地下管道流出，再由剩余污泥泵将其提升至污泥处理系统。2座二沉池设置剩余污泥泵房1座。

设计参数：污水处理系统每日排出污泥干重：W＝9399.3kg/d＝391.6kg/h；

按含水率99.0%计，污泥流量：Qw=1566.55m3/d=65.3m3/h。

3.12.2 设计计算

1．污泥泵扬程（H）

辐流式浓缩池最高泥位相对标高为－2.0m，二沉池最低泥位相对标高为－6.0m，污泥输送管道压力损失为5.0mH2O，自由水头1.0mH2O，则 H＝2.0+6.0+5.0+1.0=14.0mH2O 取15.0mH2O

2．泥泵选型

选用2PN污泥泵4台，2用2备，Q＝40m3/h，H＝21mH2O，N＝11kW。 污泥泵房占地面积：L×B＝6.0×5.0＝30.0m2

3.13 污泥浓缩池

3.13.1 设计说明

剩余污泥泵房将混合污泥送至浓缩池，经过处理后，含水率将降低。 设计参数：污泥流量：Qw=1566.55m3/d=65.3m3/h；

污泥干重：W＝9399.3kg/d＝391.6kg/h；

污泥含水率：P1=99.0％；

设计浓缩后含水率：P2=96％；

设计固体负荷：q=2.0kg·SS/（m2·h）

3.13.2 设计计算

1．浓缩池所需表面面积（A）

A=QCW391.6＝195.8m2 ＝＝qq2.0

设计浓缩池1座

2．浓缩池直径（D） D=4A4195.8＝15.8m 取16m 3.1415

3．水力负荷（u）

u=QW65.3＝＝0.32m3/（m2·h） 2A3.14158

4．有效水深（H1）

水力停留时间T≥10.0h，则

H1=u·T=0.32×10=3.2m

5．排泥量（Qw1）

浓缩后排出含水率P2＝96％的污泥。

1009965.3=16.3m3/h=391.2m3/d Qw1=10096

6．存泥区容积（Vw）

设计污泥层（存泥区）厚度H3=1.0m，池底坡度为0.02，坡降H5=0.1m，则

H （S1＋S2S1S2）3

1.182＋2228222）＝（ 3

1.1（64＋4＋16）3.1415 ＝3

＝97m3 Vw＝

7．存泥时间（T）

T=VW97＝6.0h ＝QW116.3

8．浓缩池总高度（H）

缓冲层高度H2=0.5m，池体超高H4=0.3m，池中心排泥积泥斗高H6＝（2－1）·tg60＝1.732m，则

H=H1+H2+H3+H4+H5＋H6

=3.2+0.5+1.0+0.3+0.1＋1.732=6.8m

9．进泥设计

进泥中心管直径200mm，中心进泥筒直径500mm。

10．出水设计 （1）排水量（Q1）

Q1＝65.3－16.3＝49m3/h

（2）出水渠流量（Q2）

11Q2＝Q1＝49＝24.5m3/h＝6.8×10－3m3/s 22

（3）出水渠宽（b）

b＝0.9·q0.4＝0.9×（6.8×10－3）0.4＝0.12m 取0.2m

（4）出水渠深（h）

设出水渠中流速为0.3m/s，则

q6.810－3

＝ h＝＝0.11m 取0.2m bv0.20.3

出水渠断面设计为h×b＝（0.2×0.2）m2

（5）堰口数量（n）

设计出水溢流堰上水头H＝0.03m，则每堰流量q＝1.4·h2.5＝1.4×

0.032.5＝2.18×10－4m3/s，则

6.810－3

n＝＝32个 2.1810－4

共配置16块堰板，每块长度1.00m，每块堰板设置堰口2个，堰口100mm，

6.8堰上水宽0.06m，则堰上负荷为q＝＝3.5L/（m·s），溢流负荷偏高。0.0632

6.8设计每块堰板4个堰口，共64个堰口，则q＝＝1.77L/（m·s）。 0.0664

计算图如图4所示：

图4 污泥浓缩池计算图

11．污泥浓缩机选型

为了促进投药后污泥絮凝聚集，又起到刮泥作用，选用NG—16型中心传动浓缩机1台，周边速度为2.30m/min，电动机功率为1.5kW。

3.14 浓缩污泥贮池

浓缩池排出含水率P2=96％的污泥391.2m3/d

贮泥池贮泥时间T=1.0d

设计贮泥池为L×B×H=12×6×5=360m3 建于半地面

污泥贮池除进出泥管外，需设置泥位计、通风孔、入孔。

3.15 浓缩污泥提升泵房

1．流量Q=16.3m3/h=391.2m3/d

2．泥输送管道压力损失为5.0mH2O，自由水头1.0mH2O

扬程H＝4.5+2.5+5.0+1.0=13.0mH2O 取14.0mH2O

选用2PN污泥泵2台，1用1备，Q＝40m3/h，H＝21mH2O，N＝11kW。 浓缩污泥提升泵房占地面积：L×B＝6.0×5.0＝30.0m2

3.16 污泥脱水间

1．进泥量Qw=16.3m3/h=391.2m3/d P=96％

100962．出泥饼Gw=391.2×＝62.6m3/d＝62.6t/d P=75％ 10075

（污泥密度1000kg/m3）

3．泥饼干重W=62.6×（1－75％）＝15.65t/d=652.0kg/h

选用DY—3000带式脱水机，带宽3m，滤带运行速度0.5—4m/min，对城市污水混合污泥投加聚丙烯酰胺0.2％时，处理能力约为600kg（干）/h,产泥量50—500kg/h·m2，用电功率2.2kW，选用3台，2用1备。

脱水间体积V=L×B×H=12×10×5=600m3

4 污水处理厂总体布置

4.1 总平面布置

4.1.1 总平面布置原则

该污水处理厂总平面布置包括：污水与污泥处理工艺构筑物及设施的总平面布置，各种管线、管道及渠道的平面布置，各种辅助建筑物与设施的平面布置。总平面布置时应遵从以下几条原则：

（1）处理构筑物与设施的布置应顺应流程、集中紧凑，以便于节约用地和运行管理。

（2）工艺构筑物（或设施）与不同功能的辅助建筑物应按功能的差异，分别相对独立布置，并协调好与环境条件的关系。

（3）构（建）筑物之间的间距应满足交通、管道（渠）敷设、施工和运行管理等方面的要求。

（4）管道（线）与渠道的平面布置，应与其高程布置相协调，应顺应污水处理厂各种介质输送的条件，尽量避免多次提升和迂回曲折，便于节能降耗和运行维护。

（5）协调好辅助建筑物、道路、绿化与处理构（建）筑物的关系，做到方便生产运行，保证安全畅通，美化厂区环境。

4.1.2 总平面布置结果

污水处理厂呈长方形，设计长L为430m，宽B为300m，总占地面积129000m2，其中构筑物占地面积约为103400m2；将砂水分离间、鼓风机房、回流污泥泵房合并建为设备间，占地面积约为3500m2；将剩余污泥泵房、浓缩污泥提升泵房合并建为污泥泵房，占地面积约为100m2；办公楼、绿化带等辅助建筑物占地面积约为22000m2；厂区道路宽10m，构（建）筑物之间间距不小于10m，污水从西北角进，西南角出。布置考虑了以上各种因素，设计基本符合以上要求。

污水处理厂平面布置图详见图纸1。

4.2 高程布置

4.2.1 高程布置原则

（1）充分利用地形地势及城市排水系统，使污水经过一次提升便能顺利自流通过污水处理构筑物，排出厂外。

（2）协调好高程布置与平面布置的关系，做到既减少占地，又利于污水、污泥输送，并有利于减少工程投资和运行成本。

（3）做好污水高程布置与污泥高程布置的配合，尽量同时减少两者的提升次数和高度。

（4）协调好污水处理厂总体高程布置与单体竖向设计，既便于正常排放，又有利于检修排空。

4.2.2 高程布置结果

为保证污水处理的正常运行，构筑物之间必须保证良好的高程差，水流水力损失主要包括流经构筑物的损失，构筑物之间管线及渠道损失。在本设计中，对各损失均采用估算的方法。

采用氧化沟工艺，氧化沟、二沉池的占地面积很大，如果埋深设计过大，既不利于施工，也不利于土方平衡，故应尽量减少埋深。

从降低土建工程投资考虑，接触消毒池水面相对高程定为1.00m，则相应二沉池、氧化沟、曝气沉砂池水面相对标高分别为1.40m、2.10m、2.80m。这样布置利于排泥既排空检修。

附：处理构筑物的水头损失 （查《给排水工程（下）》得）

管道的水头损失均为20cm。

污水处理厂高程布置图详见图纸2。

5 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。

5.1 劳动定员

污水处理厂隶属公用事业主管部门，运行受到环保部门监督，根据国家《城镇污水和附属设备设计标准》（CJJ 131－89），结合具体情况，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。

5.2 运行费用

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1.50万元/（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：5.0元/（t·km）；

（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％。

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4h，用电量：4×1×1.5＝6 kW·h；

提砂泵每天运行2h，用电量：2×1×11＝22 kW·h；

鼓风机每天运行24h，用电量：24×2×7.5＝360 kW·h；

曝气机每天运行24h，用电量：24×12×40＝11520 kW·h；

刮泥机每天运行24h，用电量：24×2×0.75＝36 kW·h；

回流污泥泵每天运行24h，用电量：24×2×55＝2640 kW·h；

调速搅拌机每天运行24h，用电量：24×3×3＝216 kW·h；

剩余污泥泵每天运行24h，用电量：24×2×11＝528 kW·h；

污泥浓缩机每天运行24h，用电量：24×1×1.5＝36 kW·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：8×2×2.2＝35.2 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：18351.2 kW·h

电表综合电价：18351.2×0.50＝9175.6元/日＝275268元/月

即为27.6万元/月＝331.2万元/年

（2）工资福利费

全厂30人，共计费用为：

30×1.50＝45万元/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62.6×0.2％×30＝3.756t约4t

共计费用为：

(0.08×10＋1.90×4)×12＝100.8万元/年

（4）水费

平均每日用水约1000t，共计费用为：

1000×365×0.9=328500元/年=32.85万元/年

（5）运输费

平均每日外运污泥15.65t约16t，自备汽车运输，共计费用为： 16×10×5.0×365＝292000元/年＝29.2万元/年

（6）维护（修理）费

工程费用约为8000万元，维修费率按3.1％计算，共计费用为： 8000×3.1％＝248万元/年

（7）管理费

按以上总费用的10％计算，共计费用为：

（331.2＋45＋100.8＋32.85＋29.2＋248）×10％＝78.7万元/年

（8）年运行成本

合计年运行费用为：

331.2＋45＋100.8＋32.85＋29.2＋248＋78.7＝865.75万元

则处理每立方米污水成本为：

865.75＝0.39元/立方米 6.0365

6 工程效益

综上所述，该污水处理厂建成后，每年处理污水约6×365＝2190万m3，预计可达2500万m3，每年减少各种污染物排放量分别为：BOD约180×90％×6×104×103×10－9×365＝3547.8t，SS约250×85％×6×104×103×10－9×365＝4653.75t。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。

7 全文总结

本次设计的城市污水处理厂处理废水量6.0万m3/d，最大变化系数为1.4，最终出水的水质达到了国家废水排放标准。

本文主要介绍了城市污水的概况以及城市污水处理的工艺技术，并且着重比较了SBR工艺与氧化沟工艺，选择了氧化沟工艺作为城市污水处理厂的处理工艺。设计计算了氧化沟工艺流程中的各种构筑物的尺寸、高程，并进行了合理的平面布置和高程布置，最后进行了简要的运行成本核算。通过本次设计验证了以下规律和结论：

（1）氧化沟的污泥量少于其他的一般活性污泥法，而且已经得到好氧稳定，不需要再经过污泥消化处理，节约了费用。

（2）氧化沟的水流混合特征基本上是完全混合式，同时又具有推流式的某些特征。

（3）氧化沟采用垂直安装的表面曝气机，通过调节曝气机叶轮的转速、浸没深度以及转动方向，改变反应池上氧气的输入，形成在外、中、内沟渠溶解氧

的厌氧、缺氧、好氧状态，有利于提高充氧效率。

（4）氧化沟工艺有利于生物凝聚，使活性污泥易于沉淀，创造了良好的生物脱氮环境。

通过该氧化沟工艺处理的城市污水达到了国家城市污水排放标准，而且运行成本合理。

本设计在很多方面都存在不足，希望各位老师多多指教，多提建议。

参考文献

[1] 张自杰,排水工程（下册）.北京:中国建筑工业出版社,2000

[2] 卜秋平等,城市污水处理厂的建设与管理.北京:化学工业出版社,2002

[3] 肖锦,城市污水处理及回用技术.北京.化学工业出版社,2002

[4] 周律,中小城市污水处理投资决策与工艺技术.北京:化学工业出版社,2002

[5] 孙力平等,污水处理新工艺与设计计算实例.北京:科学出版社,2001

[6] 曾科等,污水处理厂设计与运行.北京:化学工业出版社,2001

[7] 李金根,给水排水工程快速设计手册.北京:中国建筑工业出版社,1996

[8] 李海等,城市污水处理技术及工程实例.北京:化学工业出版社,2002

[9] 王彩霞等,城市污水处理新技术.北京:中国建筑工业出版社,1990

[10] 周国成等,我国城市污水回用事业的现状与发展.化工给排水设计,1996

[11] 钱易等,现代废水处理新技术.北京:中国科学技术出版社,1992

[12] 朱亦仁等,环境污染治理技术.北京:中国环境科学出版社,1998

[13] 顾夏声等,水处理工程.北京:清华大学出版社,1985

[14] 贾小成等,废水综合治理技术开发与应用.环境工程,2000,18（3）

[15] 姚鸿林等,水处理新技术及其应用.工业水处理出版社,2001

[16] 国家建设部等,城市污水处理及污染防治技术政策.中国环境报.北京:2000.7.20

[17] 张林生等,环境工程专业毕业设计指南.北京:中国水利水电出版社, 2002

[18] 高廷耀等,水污染控制工程.北京:高等教育出版社,1996

[19] 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

[20] 张希衡,废水治理工程.北京:冶金工业出版社,1984

[21] 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

[22] 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

[23] 史惠祥,实用水处理设备手册.化学工业出版社,2001.1

[24] 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

[25] Rensink J.H.,Rulkess W.H.Using metazoa to reduce sludge production.

Wat.Sci.Tech.,1997,36(11):171-179

[26] Lee N .M., Welander T. Influence of predators on nitrification in aerobic biofilm

processes.Wat.Sci.Tech.,1994,29(7):355-363