水处理计算书

中 原 工 学 院 课程设计计算说明书

课程名称： 给水处理设计 课 程 号： 9911054106 专 业： 给水排水工程 班 级： 给排水082班 学 号： 200801154221 学生姓名： 安国勇 指导教师： 龚为进、吕晶晶

2011年7月1日

目 录

第一章 设计内容 ..................................................................................................................... 2

1.1城市概况 ...................................................................................................................... 2 1.2自然条件： .................................................................................................................. 3 1.3工程设计规模： .......................................................................................................... 3 第二章 设计资料 ....................................................................................................................... 4

2.1 设计原始资料 ............................................................................................................. 4 2.2 污水处理方案的确定 ................................................................................................. 5 2.3主要处理构筑物设计 .................................................................................................. 6

2.3.1集水池 .............................................................................................................. 6 2.3.2 格栅 ................................................................................................................. 6 2.3.3提升泵房 .......................................................................................................... 7 2.3.4沉淀池 .............................................................................................................. 7 2.3.5 SBR池 .............................................................................................................. 8 2.4 污水厂平面布置 ......................................................................................................... 8 2.5 高程布置 ..................................................................................................................... 9 第三章 设计计算书 ............................................................................................................... 10

3.1 集水井设计计算 ....................................................................................................... 10

3.1.2.集水池水位 .................................................................................................... 11 3.1.3.水泵 ............................................................................................................... 12 3.1.4.扬程的校核 ................................................................................................... 12 3.2 污水提升泵房 ........................................................................................................... 13 3.3调节池设计计算 ........................................................................................................ 13

3.3.1调节池设计参数 ............................................................................................ 13 3.3.2调节池设计计算 ............................................................................................ 14 3.4初沉池 ........................................................................................................................ 15

3.4.1 参数设计 ....................................................................................................... 15 3.4.2 沉淀池主体计算 ........................................................................................... 15 3.5 SBR池设计计算 ........................................................................................................ 19

3.5.1设计参数的确定 ............................................................................................ 19 3.5.2 反应池计算 ................................................................................................... 19 3.6 污泥泵房设计计算 ................................................................................................... 22 3.7 污泥浓缩池 ............................................................................................................... 23

3.7.1 设计参数 ....................................................................................................... 23 3.7.2 设计计算 ....................................................................................................... 23 3.8 贮泥池 ....................................................................................................................... 25

3.8.1 设计参数 ....................................................................................................... 25 3.8.2 设计计算 ....................................................................................................... 25

1

3.9高程计算 .................................................................................................................... 26

污水系统高程计算 ................................................................................................... 26

总 结 ....................................................................................................................................... 27 参考资料 ................................................................................................................................... 28

第一章 设计内容

1.1城市概况

某制浆造纸厂，以落叶松为原料，采用硫酸盐法制浆，生产新闻纸，年总产量约3

2

万吨。该厂在生产过程中产生大量的污水未经处理直接排入河流，使该城市的生态环境受到严重的破坏。筹建该厂的污水处理厂已迫在眉睫。

1.2自然条件：

（1）地形、地貌：

该厂所在地区具有中低山、丘陵、盆地和平原等多种地貌类型，地势西北高，东南低。

（2）工程地质：

地质岩层出露白垩系地层，市区地层覆盖层为第四纪近代冲击层，厚40～60米，上层一般为耕植土、淤土、砂质粘土、亚粘土、细中砂和残积粘土。地基承载力为1.2～3.5kg/cm2，地震等级为6级以下，电力供应良好。

（3）气象资料：

该造纸厂地处亚热带，面临东海，海洋性气候特征明显，冬季暖和有阵寒，夏季高温无酷暑，历年最高温度38℃，最低温度4℃，年平均温度24℃。常年主导风向为南风。

（4）水文资料：

该市内河流最高洪水位+2.5米，最低水位-0.5米，平均水位为+0.5米，地下水位为离地面2.0米，厂区内设计地面标高为+5.0米。

1.3工程设计规模：

（1）污水量：

该造纸厂生产废水总量为15000m3/d。 （2）污水水质：

进水水质： BOD5为 500mg/l； COD为 1100mg/l；SS为 350mg/l； pH为6-9。 （3）出水水质

《制浆造纸工业水污染物排放标准》（GB3544－2008）规定。

具体出水水质：BOD5为 30mg/l；SS为 50mg/l；COD为 150mg/l； pH为6-9。 混合污水温度：夏季28℃，冬季10℃，平均温度为20℃。

3

第二章 设计资料

2.1 设计原始资料

1.某制浆造纸厂，以落叶松为原料，采用硫酸盐法制浆，生产新闻纸，年总产量约3万吨。废水来源与生产安排同上。设计废水流量15000 m3/d，混合废水水质如下： CODcr 1100 mg/L BOD5 500 mg/L SS 350mg/L pH 6～9

2.要求应根据该废水的水质和排放量，按照我国2008年8月1日实施的《制浆造纸工业水污染物排放标准》（GB3544－2008）规定，污染物排放限值： CODcr 150 mg/L

3.污水设计流量 Q=15000m3/d =625m3/h =0.174m3/s 造纸废水

BOD5 30mg/L SS 50mg/L pH 6～9

造纸废水性质：

1.在制浆蒸煮工序，废水量少而浓度高，约占总污染负荷的80％。主要有可生物降解的有机物，如纤维分解生成的糖类、醇类、有机酸等；木质素及其衍生物，蒸煮废液

4

中含有粗硫酸盐如树脂酸、脂肪酸钠。

2.漂白废水即白液中含有的木质素降解产物与含氯漂白剂反应产生的酚类及其有机氯化物，主要是氯代酚类化合物，如二氯苯酚，氯化苯酚，氯化邻苯二酚，还有微量的汞和酚等。其中氯代酚等对水体生物具有致毒、致畸、致突变的三致效应。

3.来自原水水道和剥皮机的水、来自液体回收工段的蒸发冷凝液、漂白车间洗浆机的滤出液、来自造纸机的白水、来自筛选净化过程的清水是可以收集处理和回用的五种工艺水，其中最大量的可回用水是白水和筛选净化水。纸机白水一般采用气浮法或多圆盘式白水回收机，回收纤维，澄清白水可以回用。

2.2 污水处理方案的确定

污染物总去除效率:

1100-150100%86.4%

1100500-30100%94% BOD5去除效率为：2500350-50100%85.7% SS去除效率为： 1350COD去除效率为：1BOD5/COD=500/1100=0.455>0.3。可以采用生物处理法。 根据出水水质的要求，采用SBR工艺法即可满足要求。

工艺流程图：

SBR工艺

SBR工艺又称序批式活性污泥处理系统。该工艺系统最主要特征是采用集有机污染物降解与混合液沉淀于一体的反应器—间歇曝气池。

SBR技术具有以下优点：

(1)工艺流程简单，运转灵活，基建费用较低； (2)处理效果良好，出水可靠； （3）较好的除磷脱氮效果；

5

（4）污泥性能良好。 SBR工艺的局限性：

（1）反应器容积利用率低； （2）水头损失大； （3）不连续的出水； （4）峰值需氧量高； （5）设备利用率低；

（6）对管理人员技术素质要求高；

(7)不适合大型污水厂，因为大型污水厂进水量大，需设计多个SBR反应池，运行费用高。

2.3主要处理构筑物设计

2.3.1集水池

集水池的容积，应根据设计流量、水泵能力和水泵工作情况等因素确定。 一般应符合下列要求：

1 污水泵站集水池的容积，不应小于最大一台水泵5min 的出水量； 注：如水泵机组为自动控制时，每小时开动水泵不得超过6 次。 2 雨水泵站集水池的容积，不应小于最大一台水泵30s 的出水量； 3 合流污水泵站集水池的容积，不应小于最大一台水泵30s 的出水量；

4 污泥泵房集水池的容积，应按一次排入的污泥量和污泥泵抽送能力计算确定。 活性污泥泵房集水池的容积，应按排入的回流污泥量、剩余污泥量和污泥泵抽送能力计算确定。

2.3.2 格栅

格栅由一组平行的金属栅条或筛网制成，安装在污水渠道、泵房集水井的进口处或污水处理厂的端部，用以截留较大的悬浮物或漂浮物，如纤维、碎皮、毛发、果皮、蔬菜、塑料制品等，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷，并使之正常进行。被截留的物质成为栅渣。关于格栅的选择主要是决定栅条断面、栅条间隙、栅渣清除方式等。栅条断面有圆形、矩形、正方形、半圆形等。圆形水力条件好，但刚度差，故一般多采用矩形断面。格栅分为平面格栅和曲面格栅两种形式；按栅条间隙，可将其分为粗格栅（50~100mm），中格栅（16~40mm），细格栅（3~10mm）三种。栅渣清除方式。按清渣方式，可分为人工清渣和机械清渣两种。一般按格栅渣量而定，当每日栅渣量大于0.2m3，应采用机械格栅除渣机。小型污水处理厂可采用人工清渣。但目前，一些小型污水处理厂为了改善劳动条件和有利于自动控制，也采用机械格栅清渣。

6

主要设计参数如下：

（1）格栅宽度：总宽不小于进水渠道的2倍，空隙总有效面积应大于进水渠有效断面积的1.2倍。

（2）过栅流速：一般采用0.6~1.0，栅前管内污水流速0.4~0.9m/s。 （3）栅条间隙：机械清渣：b=16~25mm，人工清渣：b=30~50mm。

（4）格栅倾角：人工清渣时不应大于70º，机械清渣时宜为45º~75º，格栅上端应设平台，格栅下端应低于进水管底部0.5m，距池壁0.5~0.7m。

格栅工作平台：人工清除时平台应高出栅前设计，最高水位0.5m，机械时等于或稍高于格栅中的地面标高，平台宽在污水泵站不小于1.5m，两侧过道宽度采用0.6~1.0m，机械清除时应安置除渣机、减速箱、皮带输送机等辅助设施的位置，格栅平台临水侧应设栏杆，平台上应装置给水阀门，并设具有活动盖板的检修机，平台靠墙应设挂安全带的挂钩，平台上方应设置起重量为0.5~1.0t的工字梁和电动葫芦[16]。

（5）通过格栅的水头损失，一般采用0.08~0.15m。

33

（6）每日栅渣量：格栅间隙b=16~25mm和b=30~50mm时分别为1~0.05m栅渣/103m

33

污水和0.03~0.01m栅渣/103m污水。

根据以上的设置原则，本工艺采用矩形断面中格栅一道和细格栅一道，采用机械清渣，将中格栅和提升泵房两者合建在一起，细格栅设在提升泵房之后。

2.3.3提升泵房

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。

设计参数如下：

（1）泵房进水角度不大于45度。

（2）相邻两机组突出部分得间距，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。

2.3.4沉淀池

表 1 沉淀池设计数据

7

类型 在处理工艺中的作用 沉淀时间 表面水力负h 荷m³·（m-1²·h） 1.5--2.5 2.0--4.5 1.0--2.0 0.6--1.5 每人每日污泥量g·（人·d）-1 16--36 14--26 10--26 12--32 污泥含水率% 固体负荷kg·（m-1²·d） — — ≤150 ≤150 初沉池 单独沉淀处理 1.5--2.0 生物处理前 二沉池

沉淀池的构造尺寸

生物膜法 0.5--1.5 1.5--4.0 95--97 95--97 96--98 99.2--99.6 活性污泥法后 1.5--4.0 沉淀池的超高不应小于0.3m；沉淀池的有效水深宜采用2.0～4.0m；当采用污泥斗排泥时，每个污泥斗均应设单独的闸阀和排泥管。污泥斗的斜壁与水平面的倾角，方斗宜为60°，圆斗宜为55°。

贮泥斗的容积

初次沉淀池的污泥区容积，除设机械排泥的宜按4h 的污泥量计算外，宜按不大于2d 的污泥量计算。活性污泥法处理后的二次沉淀池污泥区容积，宜按不大于2h 的污泥量计算，并应有连续排泥措施；生物膜法处理后的二次沉淀池污泥区容积，宜按4h 的污泥量计算。

排泥部分

排泥管的直径不应小于200mm。当采用静水压力排泥时，初次沉淀池的静水头不应小于1.5m；二次沉淀池的静水头，生物膜法处理后不应小于1.2m，活性污泥法处理池后不应小于0.9m。

沉淀池的出水部分

初次沉淀池的出口堰最大负荷不宜大于2.9L/(s·m)；二次沉淀池的出水堰最大负荷不宜大于1.7L/(s·m)。沉淀池应设置浮渣的撇除、输送和处置设施。

2.3.5 SBR池

按SBR池的设计参数要求设计SBR池。

2.4 污水厂平面布置

处理构筑物是污水处理厂的主体建筑物，在对它们进行平面布置时，应根据各构筑

8

物的功能和水力要求结合当地地形地质条件，确定它们在厂区内的平面布置。

污水处理工程的平面布置一般遵守如下原则：

（1） 处理构筑物的布置应紧凑，节约用地并便于管理。

（2） 处理构筑物应尽可能地按流程顺序布置，以避免管线迂回，同时应充分利用地形，以减少土方量。

（3） 经常有人工作的建筑物如办公，化验等用房应布置在夏季主风向的上风一方，在北方地区，并应考虑朝阳。

（4） 在布置总图时，应考虑安排充分的绿化地带，为污水处理厂的工作人员提供一个优美舒适的环境。

（5） 总图布置应考虑远近结合，有条件时，可按远景规划水量布置，将处理构筑物分为若干系列，分期建设。

（6） 构筑物之间的距离应考虑敷设管渠的布置，运转管理的需要和施工的要求，一般采用5 到10 米。

（7） 污泥处理构筑物应尽可能布置成单独的组合，以策安全，并方便管理。

（8） 变电站的位置应设在耗电量大的构筑物附近，高压线应 避免厂内架空敷设。 （9） 污水厂内管线种类很多，应综合考虑布置，以免发生矛盾，污水和污泥管道应尽可能考虑重力自流。

（10）如有条件，污水厂内的压力管线和电缆可合并敷设在一条管廊或管沟内，以利于维护和检修。

（11） 污水厂内应设超越管，以便在发生事故时，使污水能超越一部分或全部构筑物，进入下一级构筑物或事故溢流。

污水处理厂的辅助建筑物有泵房，鼓风机房，办公室，集中控制室，水质分析化验室，变电所，存储间，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，变电所应设于耗电量大的构筑物附近，化验室应机器间和污泥干化场，以保证良好的工作条件，化验室应与处理构筑物保持适当距离，并应位于处理构筑物夏季主风向所在的上风中处。

在污水厂内主干道应尽量成环，方便运输。主干宽6～9m次干道宽3～4m，人行道宽1.5m～2.0m曲率半径9m，有30%以上的绿化。

2.5 高程布置

污水处理工程的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；从而使污水能够在处理构筑物之间顺畅的流动，保证污水处理工程的正常运行。为了降低运行费用和使维护管理，污水在处理构筑物之间的流动以按重力流考虑为宜，厂内高程布置的主要特点是先确定最大构筑物的地面标高，然后根据水头损失，通过水力计算，递推出前后构筑物的各项控制标高。

根据SBR的设计水面标高，推求各污水处理构筑物的水面标高，根据和处理构筑物

9

结构稳定性，确定处理构筑物的设计地面标高。

污水处理工程的高程布置一般遵守如下原则：

(1).认真计算管道沿程损失、局部损失、各处理构筑物、计量设备及联络管渠的水头损失；考虑最大时流量，事故流量的增加，并留有一定的余地；还应当考虑到当某座构筑物停止运行时，与其相邻的其余构筑物及其连接管渠能通过全部流量。

(2).避免处理构筑物之间跌水等浪费水头的现象，充分利用地形高差，实现自流。 (3).在认真计算并留有余量的前提下，力求缩小全程水头损失及提升泵站的扬程，以降低运行费用。

(4).需要排放的处理水，在常年大多数时间能够自流排入水体。注意排放水位不一定选取水体多年最高水位，因为其出现时间短，易造成常年水头浪费，而

应选取经常出现的高水位作为排放水位，当水体水位高于设计排水位时，可进行短时间的提升排放。

(5).应尽可能使污水处理工程的出水渠不受水体洪水的顶托，并能自流。 处理装置及构筑物的水头损失

(6).尽可能利用地形坡度，使污水按处理流程在构筑物之间能自流，尽量减少提升次数和水泵所需扬程。

(7).协调好站区平面布置与各单体埋深，以免工程投资增大、施工困难和污水多次提升。

(8).注意污水流程和污泥流程的配合，尽量减少提升高度。

(9).协调好单体构造设计与各构筑物埋深，便于正常排放，又利检修排空。

第三章 设计计算书

3.1 集水井设计计算

选择集水池与机器间合建的方型泵站，选四台水泵（三用一备），每台水泵的流量为： Q=

625=57.87L/s

3.63集水间的剖面计算草图如下图所示：

10

集水井草图 ：

最高水位进水管最低水位水泵吸水管3.1.1 集水间的容积计算

V总=V有效+V死水

有效容积相当于一台水泵5min工作的出水水量，也等于最高水位与最低水位之间的调节容积：

V有效=0.05787×5×60=17.36m3

死水容积为最低水位以下的容积： 吸水喇叭口距池低高度取0.4m，最低水位距喇叭口0.4m。 设有效水位高为2m，则集水间面积为：

F=

V有=17.36/2=8.68㎡ H有则：V死水=8.68×0.8=6.944m3

V总=V有效+V死水=6.95+17.36=24.31m3

3.1.2.集水池水位

h1=2+0.4+0.4=2.8m

集水池总高为：H=h1+h2=2.8+0.5=3.3m (h2:超高取0.5m) 取宽度为3m 长度为3m

11

3.1.3.水泵

采用自灌式

3.1.3.1 水泵总扬程计算 经过格栅的水头损失为0.1 m

集水池有效水深2 m，正常时按1 m计

集水池正常工作水位与所需提升经常高水位之间的高差为 2.8+3+0.1=5.9m

总出水管：Q=173.6L/s，选用管径为400 mm的铸铁管 查表得：v=1.38 m/s 1000i=6.76

当一台水泵运转时Q=57.87 L/s v=0.454 m/s<0.7m/s 设总出水管管中心埋深0.9 m，局部损失为沿程损失的30% 泵站外管线水头损失为 320×（1+0.3）×6.76/1000=2.77m 泵站内管线水头损失假设为1.5 m，考虑安全水头0.5m 则估算水泵总扬程为 H=1.5+2.77+5.9+0.5=10.67 m 选用6PW型污水泵，每台Q=57.87 L/s H=11 m

表3-1 6PWL型污水泵的主要性能参数表 型号 6PWL

流量Q （L/s） 69.5-125

扬程H （m） 30-18

转速n （r/min） 1450

功率 允许吸上真空（kw） 高度（m） 34-47

5-4

效率N

（%） 60-61

3.1.4.扬程的校核

泵站的平面布置完成了以后，对水泵总扬程进行校核计算。 （1） 吸水管路的水头损失

每根吸水管的流量 Q0=57.87 L/s

每根吸水管的管径为300mm，流速v=0.82m/s，1000i=3.64 沿程损失： Σh1=L×I=1.2×3.64/1000=0.0044m 直管部分长度 L=1.2m ，进口（ξ=0.1），DN300 闸阀一个（ξ=0.1），DN300×-200 的浓缩管1 个（ξ=0.25）

局部损失

0.8221.852h2(0.10.50.1)2g0.252g0.068m

12

吸水管路的总损失为：

Σh=Σh1+Σh2 =0.0044 m +0.068 m =0.0724m （2）出水管的水头损失

每根出水管Q=57.87L/s，选用250 mm的管径，v=1.19 m/s 1000i=9.29 管路总长度为12m，渐扩管1 个（ξ=0.06），闸阀一个（ξ=0.08），90 度弯头4 个（ξ=0.087）

沿程损失：

Σh1=L×I=12×9.29/1000=0.112m 局部损失：

1.1921.722h2(0.10.50.1)2g0.252g0.088m

出水管路的总损失为： Σh=Σh1+Σh2 即Σh=0.2m （3）水泵所需总扬程

水泵所需总扬程为：H=0.0724+0.2+5.9=6.17，故选用6PWL型水泵合适。

3.2 污水提升泵房

污水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。设计流量：Q=0.174m3/s，泵房工程结构按远期流量设计。采用MSBR工艺方案，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，故污水只考虑一次提升。污水经提升后进入调节池、细格栅、初沉池。

3.3调节池设计计算

因为本设计是造纸废水，设计调节池作用有三：（1）工艺流程过程中污水产生的水质水量都不均匀。故而需要设计一个调节池来均匀水质水量，为后期处理，污水处理工艺正常运行做准备；（2）调节池同时又可以做事故池来用，如果后面污水处理设备在维修检查过程时调节池可以暂时来储存工艺污水；（3）造纸过程中各个阶段产生的污水水温不同，调节池可以调节水温，使水温处于一个恒温状态有利于后面生物处理。

3.3.1调节池设计参数

13

1 流量 Q3

max=625m/h 2 时间 T=8.0h 3 比为 1：1

3.3.2调节池设计计算

（1）调节池有效容积

V=QmaxT=625×8=5000m³ （2）调节池尺寸

该池设为矩形

有效水深采用5.0m 调节池面积为

A=V/5.0m =1000m2 池长L=B=

A=1000=31.63m

保护高 h1=0.5m

池总高 H=0.5+5.0=5.5m

用扬程 H = 6m 的抽水泵抽水。

在池底设计水坑，水池底以i=0.01的坡度坡向集水坑。 结构图如下：

调节池结构图（3）曝气系统计算

空气用量为q=2m3/(m2h)

总供气量为 Q总＝qA231.6331.632000m3/h 查得干管管径为DN200

14

每个曝气头的服务面积按0.49m计算

所需曝气头个数： 31.63×31.63/0.49=2042个 设16廊道

每廊道的曝气头的个数为 2042÷16=128个

每廊道各设一根空气支管，其管径为DN80；每根支管上设6根空气分配管，其管内2径为DN32mm

3.4初沉池

设SS去除率为40%，BOD5去除率为25%，COD去除率为25%。

3.4.1 参数设计

1.表面负荷取q=3m3/(m2h),沉淀时间取t=1h 2.最大设计流量时的水平流速取v=2mm/s 3.每座沉淀池宽度取b=5m

4.污泥含水率取ρ0=96%,污泥容积密度γ=1000kg/m3,两次排泥时间间隔T=48h 5.沉淀池超高h1=0.3m,缓冲区高度h3=0.5m

3.4.2 沉淀池主体计算

1.沉淀区有效水深

h2 = qt = 3×1=3m

2.沉淀区总面积

A=Qmax/q=625÷3=208.33m² 3.沉淀区有效容积 V=A·h2=208.33×3=625m³

4.沉淀区长度

L=3.6v·t=3.6×0.002×1×3600=25.92m 5.沉淀区总宽度

B=A/L=208.33÷25.92≈8.04m 6.沉淀池的数量n： n=B/b=8.04÷5=1.61=2

15

L:b=26:5>5:1,L:h2=26:3=8.6:1,合格 7.每日污泥量 W=

Q(C0C)T10(100=625(350200)48(10096)=112.5m³

0)101000每个沉淀池的污泥所需的容积为：

V0=112.5÷2=56.25m³

8.贮泥斗的高度h'

4：

h'4=（26+0.3-6）×0.01=0.203m

9.贮泥斗的高度h''4：

h''4=（6-0.5）tan60°/2=4.76m

10.沉淀池的总高度

H=h'''1+h2+h3+h4+h4=0.3+3+0.5+0.203+4.76=8.763m 11.贮泥斗的容积:

V=13h'（'14S1S2S1S2）

=4.76×(6×5+0.5²+0.5265)÷3 =52.34m³

12.贮泥斗以上梯形部分污泥容积V2：

V2（=

L1L22）h'4b（=260.30.562）0.2035=16.65m³13.贮泥斗的总容积V:

V=V1+V2=52.34+16.65=69m³>56.25m³

16

14.进水设计

采用砖砌进水花墙，孔眼形式为半砖孔洞，尺寸为0.125m×0.063m。 单孔面积A1

A1=0.125×0.063=0.00788（m³）

孔眼流速一般为0.2~0.3m/s，取v1=0.2m/s，孔眼总面积A0 Q0=625/2/3600=0.087L/s

A0=

Q0=0.087/0.2=0.435(m²) V1A0=0.435/0.00788=55.2(个)，取55个。 A1孔眼个数n=

孔眼布置成5排，每排孔眼个数为55÷5=11（个） 15.出水堰

（1）堰长L设计取出水堰负荷q`=2L/(s·m)。 则 L=

Q0=0.087×1000/2=43.5m q`(2)出水堰的形式和尺寸。采用90°三角堰出水，每米堰板设5个檐口，详细尺寸如图所示。

每个堰口出流量q=q`/5=2/5=0.4(L/s)=0.0004(m³/s)

5/2

（3）堰上头h1。每个三角堰出流量q=1.4h1。

17

h1=5（q250.00042）=（）=0.038（m） 1.41.4（4）集水槽宽B 0.4

B=0.9×Q，为确保安全，集水槽设计流量Q=(1.2~1.5)Q0

0.40.4

B=0.9×Q=0.9×(1.3×0.087)=0.38(m) （5）槽深度

Q23(1.30.087)2集水槽临界水深hk=3==0.20（m） 229.80.4gB集水槽起端水深h0=1.73hk=1.73×0.20=0.35（m）

设出水槽自由跌落高度h2=0.1m

则集水槽总深度h=h1+h2+h0=0.488（m）

（6）布置沉淀池进水、出水系统，详见下图平流式沉淀池进出水系统计算简图。

平流式沉淀池进、出水系统计算简图（单位：mm）

18

3.5 SBR池设计计算

3.5.1设计参数的确定

SS=200mg/L,BOD5=(1-25%)×500=375mg/L,COD=(1-25%)×1100=825mg/L （1）污泥容积负荷NV=0.5KgBOD5/ m2·d , SVI=100 （2）MISS=3000mg/L

（3）反应池N=2，反应池水深H=4m

（4）运行周期T=8 h，则一天内的周期数为 n=24/8=3(周期/天)

（5）周期内时间分配：进水：1h；曝气：4.5h；沉淀1h ；排水待机：1h ；闲置0.5h

（6）周期进水量 Q0=QT/24n=15000m3/d×8h /24×3=1667m3。

3.5.2 反应池计算

（1）有效容积V和最小水量Vmin

V＝

NQ0S031667375 ＝=3750m3

0.51000Nv10001003000SVIMLSS×V=＝1125m3

106106Vmin=

校核

周期进水量应满足 Q0=(1-

SVIMLSS1003000)·V=（1-）×3750＝2625m3

1061006符合要求

有效容积应满足

V=Q0+Vmin=1667+1125=1792m³ 符合要求 （2）单池尺寸

H=5m，确定B=30m，取超高为0.5m，则有： LV375025m

HB430需氧量和需氧速率的计算：

19

O2=a'QS2+b'VXV=

0.515000(37530)0.113750230000.75=4443.75k

1000gO2/d

每周期曝气4.5h,一天3个周期，共曝气13.5h 曝气速率:R=4443.75/13.5=329.17kgO2/h （3）供气量计算

采用鼓风曝气，供气量用穿孔管扩散设备，安装在距池底0.2m处，淹没水深为4.8m。α取0.7，β值取0.95，ρ=1，c=2，曝气设备堵塞系数F取0.8，采用管式微孔扩散设备，EA=18%，扩散器压力损失4kPa。

最高水温为38℃，氧的饱和溶解度为Cs（38）＝6.61 mg/L；最低水温为4℃，氧的饱和溶解度为Cs（4）＝13.09 mg/L；平均水温为24℃，氧的饱和溶解度为Cs（24）＝8.40 mg/L；20℃时，氧的饱和溶解度为Cs（20）＝9.2 mg/L

穿孔管出口处的绝对压力为

Pd＝Pb+9.8×103·H=1.013×105＋9.8×4.8×1000＝1.48×105 则空气离开水面时的氧百分浓度为

Qt＝

21(1－EA)211-0.18×100％＝×100％＝17.9％ 7921(1－EA)79211－0.1820℃曝气池中的平均氧饱和度为：

1.25810517.9Csm（20）＝9.2×（＋）＝10.1 mg/L 5422.0261038℃曝气池中的平均氧饱和度为：

pb1.38610517.9QtCsm（38）＝Cs（38）(＋)＝6.61×（＋）＝7.65 mg/L

422.0261052.02610542标准条件下脱氧清水的充氧量： OS＝

O2Csm20a[Csm(T)C]1.024T20·F

=

4443.759.2

0.70.9517.6521.02438200.8=9043.7kg/d =377kg/h

曝气池平均供气量：

20

GsOS3777480m3/h

0.28EA0.280.184℃曝气池中的平均氧饱和度为：

pb1.38610517.9QtCsm（4）＝Cs（4）(＋)＝13.09×（＋）＝15.14mg/L

422.0261052.02610542标准条件下脱氧清水的充氧量： OS＝

O2Csm20a[Csm(T)C]1.024T20·F

=

4443.759.2

0.70.95115.1421.0244200.8=8617kg/d =359kg/h

曝气池平均供气量：

GsOS3597123m3/h

0.28EA0.280.1824℃曝气池中的平均氧饱和度为：

pb1.38610517.9QtCsm（24）＝Cs（24）(＋)＝8.6×（＋）＝9.95 mg/L 55422.026102.0261042标准条件下脱氧清水的充氧量： OS＝

O2Csm20a[Csm(T)C]1.024T20·F

=

4443.759.2 24200.70.9519.9521.0240.8=8910kg/d =371.25kg/h

曝气池平均供气量

GsOS371.257366.1m3/h

0.28EA0.280.18选用三台风机，两用一备，则单台风机量为3740m³/h

21

（5）鼓风机出口风压计算

选一条最不利的空气管路计算空气管的沿程和局部压力损失，设管路的压力沿程损失为6kPa，扩散器压力损失为4kPa，则出口风压P：

P=H+hd+hf=4.8×9.8+4+6+3(安全余量)=60.04kPa （6） 最佳排水深度

SVIMLSS1003000hH1h510.13.4m 661010（7）剩余污泥排放量

每天排放的剩余污泥量：

按污泥泥龄计算：取污泥泥龄为10d，则 ΔX=

VX37503000==1125kg/d 101000C排放的湿污泥泥量计算：

剩余污泥含水率按99%计算，每天排放的湿污泥泥量为：

11251.125t1.125t（干泥）m3=112.5m³ ，1000100%-99%3.6 污泥泵房设计计算

SBR反应池产生的剩余污泥由地下管道自流入集泥井，剩余污泥泵（地下式）将其提升至污泥浓缩池中。

SBR法污泥量：

VSS100PS100112.5112.5m3/d

(100P)(10099)1000处理厂设一座剩余污泥泵房，污水处理系统每日排出污泥干重为1125kg/d,即为按含

33

水率为99％计的污泥流量Qw＝112.5m/d=4.69 m/h

污泥泵选型 选2台（1用1备），单泵流量Q>Qw＝4.69m3/h，选用1PN污泥泵Q 7.2－16m3/h, H：14-12m, 功率为3kW

剩余污泥泵房占地面积L×B=4m×3m，集泥井占地面积φ×H=2m×2m

22

3.7 污泥浓缩池

采用两座幅流式圆形重力连续式污泥浓缩池，用带栅条的刮泥机刮泥，采用静压排泥，剩余污泥泵房将污泥送至浓缩池。

3.7.1 设计参数

进泥浓度：10g/L

污泥含水率P1＝99.0％ 每座污泥总流量

Qω＝112.5/2 =56.26m3/d=2.35m3/h 设计浓缩后含水率P2=96.0％ 固体通量M=1kg/(m2.h) 污泥浓缩时间 T=13h 贮泥时间 t=4h

3.7.2 设计计算

（1）浓缩池池体计算：

每座浓缩池所需表面积

AQsC56.259.3321.87m2M124 浓缩池直径

D4A.254563.145.28m

水力负荷 u=

QA=56.25/21.87=2.57m³/（m²·d）=0.107m³/（m²·h）有效水深

h1=uT=0.107×13=1.39m 浓缩池有效容积

V=Ah=21.871.39=30.40m3

11 （2）排泥量与存泥容积:

23

浓缩后排出含水率P2＝96.0％的污泥 Q-P w′=

1001100-PQ10099w56.2514.07m3/d0.59m3/h

210096按4h贮泥时间计泥量，则贮泥区所需容积

V′＝4×0.59＝2.36m3

2＝4Q w 泥斗容积 Vh23=

43(r1r1r2r23.141.22)=

3(1.021.00.60.62) =2.47m3

h4——泥斗的垂直高度，取1.2m r1——泥斗的上口半径，取1.0m r2——泥斗的下口半径，取0.6m 设池底坡度为0.08 池底坡降 h0.08(5.281.39)5=

2=0.156m

故池底可贮泥容积： Vh24=

523(R1R1r23.140.1561r1)=

3(2.6422.641.01.0)=1.733m³总贮泥容积

V总=V3+V4=2.47+1.733=4.203m³>V2=2.36m³ （满足要求） （3）浓缩池总高度

浓缩池的超高h2取0.30m，缓冲层高度h3取0.30m，则浓缩池的总高度H为

Hh1h2h3h4h5 =1.39+0.3+0.3+1.2+0.156=3.346m

（4）浓缩池排水量

Q=Qw-Q'w=4.69-0.59=4.1m3

/h

24

上清液出泥进泥

污泥浓缩池计算草图

3.8 贮泥池

经浓缩排出含水率P2＝96%的污泥（进泥量） 2Q w′=214.07=28.14m3/d

3.8.1 设计参数

设贮泥池1座

贮泥时间T＝0.5d=12h

3.8.2 设计计算

贮泥池容积

V=2QwT=28.14×0.5=14.07m

3

贮泥池尺寸 L×B×H=3×3×2m

3

有效容积V=18m

浓缩污泥输送至泵房，剩余污泥经浓缩处理后用泵输送至处理厂的绿地作肥料之用 污泥提升泵

33

泥量Q=28.14m/d =1.174m/h 扬程H=2.3-(-5.1)+1+0.5=8.9m

3

选用1PN污泥泵两台，一用一备，单台流量Q7.2～16m/h,扬程H14～12mH2O,功率N=3kW

25

3.9高程计算

污水系统高程计算

Hh1h2h3

h1—沿程水头损失 h1=il, i—坡度 i=0.005 h2—局部水头损失 h2=h1×50% h3—构筑物水头损失 消毒池的相对标高

排水口的相对标地面标高： 0.00m 消毒池的水头损失： 0.30m

消毒池相对地面标高： -0.50m SBR池高程损失计算

l=37.5m

h1=il=0.005×37.5=0.188m h2= h1×50%=0.094m h3=0.45m

H2=h1+h2+h3=0.188+0.094+0.45=0.638m

SBR反应池相对地面标高 0.138m 初沉池高程损失计算

l=26.8m

h1= il=0.005×26.8=0.134m h2= h1×50%=0.067m h3=0.3m

H4=h1+h2+h3=0.134+0.067+0.30=0.501m

初沉池相对地面标高 0.639m 巴氏计量槽

l=8.17m

h1=il=0.005×8.17=0.0409m h2= h1×50%=0.0204m h3=0.45m

26

H2=h1+h2+h3=0.0409+0.0204+0.45=0.5113m

巴氏计量槽相对地面标高 1.15m 调节池高程损失计算

L=31.6m

h1=il=0.005×31.6=0.158m h2= h1×50%=0.079m h3=0.60m

H3=h1+h2+h3=0.158+0.079+0.60=0.837m

调节池相对地面高程 1.987m 污水提升泵房高程损失计算

L=4m

h1= il=0.005×4=0.02m h2= h1×50%=0.01m h3=0.20m

H4=h1+h2+h3=0.02+0.01+0.20=0.23m

污水提升泵房相对地面标高 -4.700m

总 结

到此设计告一段落，当看到自己完成的图纸，心中有一丝安慰。在本次毕业设计中，

27

有苦有乐，总会遇到许许多多的困难，也不免会返工，但是在指导老师的帮助下，终于度过了难关。我深深体会到给水排水工程专业知识如此之广之深，自己必须在今后的学习中不断的充实自己。

根据生产实习的考察，本设计采用SBR工艺，充分发挥SBR的处理特长，在确保达标排放的情况下，能够降低处理成本，节约能源，目前该组合已经在实践中应用，经济效益良好。

这次毕业设计使我深深地认识到:工科毕业生做设计工作所要求的严谨性,对于工程二字的沉重性,我开始意识到工程二字要求我们对专业知识有很深地了解,在熟练掌握专业知识的基础上灵活运用.本次设计为造纸废水处理，是一个真实性课题,在重新熟悉课本和认真查阅资料的基础上，并结合设计任务书的要求,我对本设计造纸废水处理的工艺流程提出了多种方案，在反复的比较下，最终确定了一个最优方案.在这个过程中,我逐渐懂得了如何运用专业性眼光去看待问题,分析问题和解决问题。在工艺流程确定后,就开始了对所选构筑物的设计计算,通过老师的指导和自己的计算,我对污水处理中所用到的一些构筑物有了更深的认识,在高程的计算中自己遇到了不少问题,但在老师的精心指导和自己的努力下,最终问题都一一得到解决,也使自己对污水处理流程有了一个清晰的认识.这次毕业设计是自己四年所学知识的一个综合应用,是一次难得的学习机会,使自己受益匪浅。

本次设计是我大学三年所学知识的回顾与总结。同时，通过该次设计，我亦从指导老师处学到了许多的常规设计方法，设计思想，并懂得了在做设计中如何去查资料与应用资料。了解了本专业各方面的设计课题与设计方法，这次使我的知识面更加广阔与完整，使我收益非浅。可以这样说：在老师的耐心指导和自己的努力下，我完成了毕业设计。在这里，万分的感谢各位老师的辛勤栽培和其他同学的热情的帮助！

但由于时间仓促及本人水平有限，本次设计中难免有各种错误与不足，还望各位老师批评指正与谅解。我将在以后的学习与工作中不断改正，不断吸取经验教训，不断完善自我，以感谢老师们的关心与教导。

最后，诚挚地感谢老师以及给排水工程教研室各位老师的关心与指导。

参考资料

28

[1] 高廷耀，顾国维，周琪.《水污染控制工程》 上、下册.北京:高等教育出版社,2007 [2] 曾科，卜秋平,陆少明.《污水处理厂设计与运行》 .北京:化学工业出版社,2001 [3] 徐新阳，余蜂.《污水处理工程设计》[M].北京：化学工业出版社，2003.4. [4] 崔玉川，刘振江，张绍怡.《城市污水处理厂处理设施设计计算》（第一版）[M].北京：化学工业出版社，2004.8.

[5] 高俊发，《污水处理厂工艺设计手册》. 北京:化学工业出版社，2003 [6] 《给水排水设计手册》（1-12册）

29