某城市污水处理厂的设计说明书.docx
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某城市污水处理厂的设计说明书
某城市污水处理厂的设计说明书
一、原始资料及设计要求
1.污水处理厂区附近地形与地质资料
厂区附近地下水位标高561.00m；
厂区附近土质构造为亚粘土；
城区排水干管进场处A管底设计标高为581..00m；
受纳水体底部设计标高为571.00m；
厂区内地势为西北高，东南低。
项目
温度值
项目
温度值
年平均气温
21．8
月平均气温
年最低气温
0
月平均最高气温
32.6
年最高气温
38.7
月平均最低气温
9.7
温度在-10度以下天数
0
温度在0度以下天数
0
年降雨量
1094.1
年蒸发量
常年主导风向
SE
最大风速
名称
平均排水量
3
m /d
最大排水量
3
m /h
SS
mg/L
COD
mg/L
BOD
mg/L
总氮
mg/L
总磷
mg/L
A
5000
260
360
1100
550
45
5
B
4200
200
100
500
300
25
3
C
4500
350
130
480
210
10
6
区域
服务人口（人）
污水量标准（L/人d）
一区
80000
160
二区
65000
150
三区
60000
180
2.城市污水资料
表一城市污水资料
表二 该市工业企业及公共建筑的排水量和水质资料
3.其他
表三 该市气象资料
4.设计原则
认真贯彻国家有关环境保护的方针和政策，符合国家有关法律、规范、标准。
要求处理后
水质达到城市污水处理厂相关排放标准的要求（一级B）。
在城市总体规划指导下，采取统一规划，是工程建设与城市发展相协调，既保护环境，有
最大限度的发挥工程效益。
采用高效节能的污水处理工艺，因地制宜的采用现代化技术，提高管理水平，做到投资省
、运行费用低、技术可靠、运行稳定。
妥善管理，避免二次污染。
选择先进、可靠、高效、运行管理方便、维修简便的排水专用设施
污水处理厂保证一定程度的绿化，达到美化作。
二、 水量设计
1．水质估算
根据室外排水设计规范（GB50014-2006）
3.4.1中规定城镇污水的设计水质应根据调查资料确定，或参照邻近城镇、类似工业区和居
住区的水质确定。
无调查资料时，可按下列标准采用：
1. 生活污水的五日生化需氧量按300 计算；
2. 生活污水的悬浮固体量按200 计算；
3. 生活污水的总氮量按30 计算；
4. 生活污水的总磷量按10 计算；
5. 生活污水的化学需氧量按500 计算
入水水质估算：
BOD5:
=318COD=561.58TN=29.23 TP=8.46 SS=201.4
2.计算水量
由水质估算算出平均流量为：
Q=47050m3/d。
设计流量：
Qmax=k（1.5）*Q=70575m3/d=0.817m3/s=3000 m3/h
三、设计计算过程
1、污水处理工艺方案选择
1.1工艺方案分析
本项目污水处理的特点为：
1污水以有机污染为主，可生化性较好，重金属及其他难以生物降解的有毒物一般不超标；
2污水中主要污染物指标总氮总磷比较高；
针对以上特点，以及出水要求，现有城市污水处理技术的特点，以采用生化处理最为经济。
根据国内外已运行的中小型污水处理厂的调查，要达到确定的治理目标，可采用“普通活
性污泥法”
1.2. SBR法（Sequencing Batch Reactor）
SBR是序列间歇式活性污泥法（Sequencing Batch Reactor Activated Sludge
Process）的简称，是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术，又称序批式活性
污泥法。
与传统污水处理工艺不同，SBR技术采用时间分割的操作方式替代空间分割的操作方
式，非稳定生化反应替代稳态生化反应，静置理想沉淀替代传统的动态沉淀。
它的主要特
征是在运行上的有序和间歇操作，SBR技术的核心是SBR反应池，该池集均化、初沉、生物
降解、二沉等功能于一池，无污泥回流系统。
优点：
1：
运行效果稳定，污水在理想的静止状态下沉淀，需要时间短、效率高，出水水质好
。
2：
工艺过程中的各工序可根据水质、水量进行调整，运行灵活。
3：
处理设备少，构造简单，便于操作和维护管理。
4：
脱氮除磷，适当控制运行方式，实现好氧、缺氧、厌氧状态交替，具有良好的脱氮
除磷效果。
5：
工艺流程简单、造价低。
主体设备只有一个序批式间歇反应器，无二沉池、污泥回
流系统，调节池、初沉池也可省略，布置紧凑、占地面积省。
由于上述技术特点，SBR系统进一步拓宽了活性污泥法的使用范围。
就近期的技术条
件，SBR系统适合于非常适合处理小水量，适宜于本设计。
1.3. SBR法工艺流程图：
入水
堆泥场
沉砂池
泵房
格栅
回流
泥饼外运
浓缩脱水
排出
鼓风机
投药室
贮泥池
消毒室
SBR池
弄苏
2．格栅设计计算
根据室外排水规范：
6.3.1 污水处理系统或水泵前，必须设置格栅。
6.3.2格栅栅条间隙宽度，应符合下列要求：
1
粗格栅：
机械清除时宜为16～25mm，人工清除时宜为25～40mm。
特殊情况下，最大间隙可
为100mm；2 细格栅：
宜为1.5～10mm；
3 水泵前，应根据水泵要求确定。
6.3.3
污水过栅流速宜采用0.6～1.0m/s。
除转鼓式格栅除污机外，机械清除格栅的安装角度宜为60°
～90°。
人工清除格栅的安装角度宜为30°～60°。
6.3.4
格栅除污机，底部前端距井壁尺寸，钢丝绳牵引除污机或移动悬吊葫芦抓斗式除污机应大于1.
5m；链动刮板除污机或回转式固液分离机应大于1.0m。
6.3.5
格栅上部必须设置工作平台，其高度应高出格栅前最高设计水位0.5m，工作平台上应有安全和
冲洗设施。
6.3.6
格栅工作平台两侧边道宽度宜采用0.7～1.0m。
工作平台正面过道宽度，采用机械清除时不应
小于1.5m，采用人工清除时不应小于1.2m。
6.3.7 粗格栅栅渣宜采用带式输送机输送；细格栅栅渣宜采用螺旋输送机输送。
6.3.8
格栅除污机、输送机和压榨脱水机的进出料口宜采用密封形式，根据周围环境情况，可设置除
臭处理装置。
6.3.9 格栅间应设置通风设施和有毒有害气体的检测与报警装置。
拟设计格栅2个，可以在水量小的时候，开启1台，水量大的时候，2台都开启。
格栅计算
见图如图所示。
2.1栅条的间隙数
设栅前水深h=0.5m,过栅流速v=0.6m/s，栅条间隙宽度b=0.025m,格栅倾角α=75°，格栅数N=
2则：
2.2栅槽宽度
设栅条宽度S=0.01m
2.3进水渠道渐宽部分的长度
设进水渠宽度B1=2.76m，其渐宽部分展开角度α1=20°
2.4栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分宽度
2.5通过格栅的水头损失
设栅条断面为锐边矩形断面β=2.42，k=3，则：
2.6栅后槽中高度h总，栅前深h=0.4m，设栅前渠道超高h2=0.50m,则：
栅槽总长度为：
2.7、每日栅渣量
在格栅间隙25mm的情况下，设栅渣量为每1000m3污水产渣0.05m3。
因2.35m3/d>0.2m3/d，宜采用机械清渣。
污物的排除采用机械装置：
BLQ-1400格栅清污机两台。
3．污水提升泵站
3.1 设计说明
采用SBR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。
提升高度为3m。
3.2 设计选型
污水经消毒池处理后排入受纳水体，受纳水体丰水期水位高程为±0.00m。
设计选用8MCF-18A型干式污水泵5台，备用一台。
提升泵房
螺旋泵泵体室外安装，电机、减速机、电控柜、电磁流量计显示器室内安装，另外考虑一定检
修空间。
4.平流沉砂池
4.1 设计说明
根据室外排水规范：
拟设计污水经提升泵提升后进入平流曝气沉砂池，共两组对称于提升泵房中轴线布置。
沉砂池池底采用多斗集砂，沉砂由螺旋离心泵自斗底抽送至高架砂水分离器，砂水分离通
入压缩空气洗砂，污水回至提升泵前，净砂直接卸入自卸汽车外运。
设计流量为Qmax=0.817m3/s~ 3000 m3/h，设计沉砂池数N=2
设计水力停留时间t=40s，流速0.25m/s。
4.2池体设计计算
4.2.1沉砂池长度（L）：
L=vt=0.25*40=10m
4.2.2水流断面面积（A）
4.2.3池子总宽度（B），设每池格数n=2，每格宽 b=0.6m,B=n*b=1.2m
4.2.4贮沙斗所需容积（V）：
V= Q总/2X*T*86400/（KZ*106）=1.412m2
X：
城市污水沉沙量，采用30m3/106 污水
T：
排沙时间间隔，按2d内沉沙总量计算
4.2.5贮沙斗各部分尺寸：
设贮沙斗底宽 a1=0.6m，斗高=0.5m斗壁与水平面夹角60°
则尘沙斗上口宽为：
尘沙斗容积为;
4.2.6沉砂池的高度，设池底坡度为0.06，坡向沙斗，l则：
4.2.7池总高度
有效水深 h2=A/B=1.634/1.2=1.362m
设超高h1=0.3m，
4.3堆泥场
堆泥场设计面积为9m*18m，接纳沉沙池的部分污泥。
5.SBR反应池
5.1设计说明：
周期数，n=4，周期长T=6h，反应时间 2.5h，沉淀时间1.1h，出水0.7h，排泥 0.5h，池数
n=12 ，m=2.
5.2设计参数：
有效池容积（V）：
V=m*Q/（n*N）=2083 m3
最大流量变动比：
r =1.2
V设计=V*（1+（r-1）/m）=2291.3 m3
取反应池水深 H=6m，所需面积 A=2291.3/6=381.9 m2
取反应池长 l = 20m ，宽b =20m，
排水结束水位：
h2=H**（m-1）/m=2.73 m
基准水位：
h3=H* =5.455 m
高峰水位：
h4=5m，h5= h4+0.5 =5.5 m
污泥界面：
h1= h2-0.5=2.23m
5.3曝气机设计选型
需氧量（DO）为O1
O2：
=0.12*3.5*2083*12
总需氧量 ：
O1+ O2=17203.32
曝气装置：
设混合液 DO=1.5 mg/L，池内水深 6m
标准需氧量为：
取氧利用率EA=0.15
Gs=Ro/0.3EA=54048.9（m3/h）
选用DY325倒伞型表面曝气机，直径3.5，N=55kW，单台每小时最大充氧量能力125（KgO2
/h）。
曝气机所需数量为n，则
6.接触消毒池与加氯设计
6.1消毒池设计说明
据规范：
6.13.1 城市污水处理应设置消毒设施。
6.13.2 污水消毒程度应根据污水性质、排放标准或再生水要求确定。
6.13.3 污水宜采用紫外线或二氧化氯消毒，也可用液氯消毒。
6.13.4
消毒设施和有关建筑物的设计，应符合现行国家标准《室外给水设计规范》GB50013
的有关规定。
6.13.8
二级处理出水的加氯量应根据试验资料或类似运行经验确定。
无试验资料时，二级处理出水可
采用6～15mg/L，再生水的加氯量按卫生学指标和余氯量确定。
6.13.9 二氧化氯或氯消毒后应进行混合和接触，接触时间不应小于30min。
设计流量 Q= =3000 m3/h；
水力停留时间 T=0.5h；
设计投氯量为 C=3.0～5.0mg/L。
设置消毒池（接触式）一座。
池体容积
消毒池池长L=21m，接触消毒池总宽15m
消毒池有效水深设计为H1=5.0m。
考虑0.3m的超高，接触消毒池总高为5.3m。
实际消毒池容积V‘为
满足有效停留时间的要求。
6.2 加氯量计算
设计最大投氯量为
则每日投氯量为：
选用贮氯量为1000Kg的液氯钢瓶，每日加氯量为0.7瓶，共贮用12瓶。
每日加氯机两台，单台
投氯量为10～20Kg/h。
配置注水泵两台，一用一备，要求注水量Q=3～6m3/h，扬程不小于20mH2O。
混合装置
在接触消毒池第一格和第二格起端设置混合搅拌机2台（立式）。
混合搅拌机功率N0为
式中：
QT——混合池容积，m3；
μ——水力粘度，20℃时，=1.06×10-4Kg·s/m2；
G——搅拌速度梯度，对于机械混合G=500s-1。
拟选用TJB可调式搅拌机两台台，功率0.75kw。
接触消毒池设计为纵向折流反应池。
在第一格，每隔9m设纵向垂直折流板，第二格每隔9
m设垂直折流板，第三格不设。
6.3计量堰的设计
为提高污水厂的工作效率和运转管理水平，并积累技术资料，以总结运转经验，为处理厂
的改、扩建提供可靠的数据，必须设计量设备，正确掌握污水量、污泥量、空气量，以及动力
消耗等。
污水计量设备的选择和布置，应遵循以下一般原则：
1、 计量设备应水头损失小、精度高、操作简便，且不易沉积杂物。
2、
分流制污水处理厂计量设备一般设在沉砂池后，初次沉淀池前的渠道上，或设在污水厂的总出
水管上。
如有条件，应对各主要构筑物的进水分别计量。
3、
二级处理出水的计量设备，可采用咽喉式计量槽、电磁流量计、文氏管、超声流量计等，也可
采用各种形式的流量堰进行测量。
本设计中为节约投资，运行方便，仅在污水厂的总出水管上（总出水管与消毒室位于同一
建筑物）设置计量设备，对二级处理水进行计量。
计量设备采用电磁流量计。
7.污泥处理系统：
采用重力浓缩池，回流泵房与污泥脱水压缩一体机合建的方式。
7.1重力浓缩池
重力浓缩池
采用连续式污泥浓缩池，有效水深4米，固体负荷率60 kg/（m3*d）
采用辐流式刮泥机，坡度为0.01，刮泥机回转速率为2r/h
污泥固体浓度为 8kg/m3（含水率99.2%）
总污泥量为 1210.625 m3/d
所需面积1210.625*8/60=161.42m2
设计半径为4米，设计高度5米，则设计容积为V=3.14*16*5=250m3（符合要求）
核算停留时间 161.42*4*24/1210.625=12.8h（符合设计规定）
7.2回流污泥设计说明
重力浓缩池污泥由吸泥管吸入，由池中心落泥管及排泥管排入池外套筒阀井中，然后由
管道输送至回流污泥泵站。
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
站集泥井中。
设计回流污泥量为QR=3125～6250m3/h
污泥回流比R=50%～100%。
7.1.1 扬程
污泥回流泵所需提升高度为0.7m。
考虑阻力损失，选取扬程为2m的污泥泵。
7.1.2 流量
设一座回流污泥泵房，泵房回流污泥量为1500～3000 m3/h。
7.1.3 选泵
选用500ZQB-
70D轴流潜水泵3台，二用一备，单台提升能力1310m3/h，提升高度为3.9m，电动机转数730r/
min，电动机功率N=30KW。
7.3剩余污泥量计算：
剩余污泥计算
污泥产率系数 Y=k*（0.75+0.6*X0/S0-=0.65 kg ssBOD
产泥量：
XF=Qd*cF*Y（S0-Se）1000=24225kg
每日产泥量 XW=XFCF=9685 kgd
设污泥含水率为 99.2%
折算为湿污泥量QW
则SBR池工作周期为6小时，每周期产泥302.66 m3，每个池子25.22
m3周期，由泵在30min内排出，污泥流量为 25.22/30*60=50.44 m3/h7.4贮泥池
wop94C8.tmpoleObject3.bin
7.3.1设计参数
进泥量：
贮泥时间：
T=8h
池子个数：
N=2
7.3.2设计计算
池容为：
采用形圆形贮泥池，半径为6m。
有效水深
超高
设计容积：
大于201，所以合格。
贮泥池高度：
7.3.3 污泥浓缩脱水间
本设计采用污泥浓缩脱水一体机对污泥进行浓缩脱水。
选用3DP型带式浓缩脱水一体化设
备，单台固体负荷为360-
560kg/（h×m），带宽为一米，总功率6kw，尺寸长乘宽乘高为6.88×2.03×3.00m。
四、污水处理厂总体布置
1.厂址选择及总平面布置
1.1原则
1.1.1污水厂位置的选择，应符合城镇总体规划和排水工程专业规划的要求，
并应根据下列因素综合确定：
1 在城镇水体的下游。
2 便于处理后出水回用和安全排放。
3 便于污泥集中处理和处置。
4 在城镇夏季主导风向的下风侧。
5 有良好的工程地质条件。
6 少拆迁，少占地，根据环境评价要求，有一定的卫生防护距离。
7 有扩建的可能。
8 厂区地形不应受洪涝灾害影响，防洪标准不应低于城镇防洪标准，有良好的排水条件。
9 有方便的交通、运输和水电条件。
1.1.2
污水厂的厂区面积，应按项目总规模控制，并作出分期建设的安排，合理确定近期规模，近期
工程投入运行一年内水量宜达到近期设计规模的60％。
1.1.3
污水厂的总体布置应根据厂内各建筑物和构筑物的功能和流程要求，结合厂址地形、气候和地
质条件，优化运行成本，便于施工、维护和管理等因素，经技术经济比较确定。
1.1.4
污水厂厂区内各建筑物造型应简洁美观，节省材料，选材适当，并应使建筑物和构筑物群体的
效果与周围环境协调。
1.1.5
生产管理建筑物和生活设施宜集中布置，其位置和朝向应力求合理，并应与处理构筑物保持一
定距离。
1.1.6
污水和污泥的处理构筑物宜根据情况尽可能分别集中布置。
处理构筑物的间距应紧凑、合理，
符合国家现行的防火规范的要求，并应满足各构筑物的施工、设备安装和埋设各种管道以及养
护、维修和管理的要求。
1.1.7
污水厂的工艺流程、竖向设计宜充分利用地形，符合排水通畅、降低能耗、平衡土方的要求。
1.1.8
厂区消防的设计和消化池、贮气罐、污泥气压缩机房、污泥气发电机房、污泥气燃烧装置、污
泥气管道、污泥干化装置、污泥焚烧装置及其他危险品仓库等的位置和设计，应符合国家现行
有关防火规范的要求。
1.1.9
污水厂内可根据需要，在适当地点设置堆放材料、备件、燃料和废渣等物料及停车的场地。
1.1.10
污水厂应设置通向各构筑物和附属建筑物的必要通道，通道的设计应符合下列要求：
1 主要车行道的宽度：
单车道为3.5～4.0m，双车道为6.0～7.0m，并应有回车
道；
2 车行道的转弯半径宜为6.0～10.0m；
3 人行道的宽度宜为1.5～2.0m；
4 通向高架构筑物的扶梯倾角一般宜采用30°，不宜大于45°；
5 天桥宽度不宜小于1.0m；
6 车道、通道的布置应符合国家现行有关防火规范要求，并应符合当地有关部门的规定。
1.1.11 污水厂周围根据现场条件应设置围墙，其高度不宜小于2.0m。
1.1.12
污水厂的大门尺寸应能容运输最大设备或部件的车辆出入，并应另设运输废渣的侧门。
1.1.13
污水厂并联运行的处理构筑物间应设均匀配水装置，各处理构筑物系统间宜设可切换的连通管
渠。
1.1.14
污水厂内各种管渠应全面安排，避免相互干扰。
管道复杂时宜设置管廊。
处理构筑物间输水、
输泥和输气管线的布置应使管渠长度短、损失小、流行通畅、不易堵塞和便于清通。
各污水处
理构筑物间的管渠连通，在条件适宜时，应采用明渠。
管廊内宜敷设仪表电缆、电信电缆、电
力电缆、给水管、污水管、污泥管、再生水管、压缩空气管等，并设置色标。
管廊内应设通风、照明、广播、电话、火警及可燃气体报警系统、独立的排水系统、吊物
孔、人行通道出入口和维护需要的设施等，并应符合国家现行有关防火规范要求。
1.1.15 污水厂应合理布置处理构筑物的超越管渠。
1.1.16 处理构筑物应设排空设施，排出水应回流处理。
序
号
项目
占地面积/㎡
占地比例/%
1
构（建）筑物
10720
32.7
2
道路及铺装地面
2620
8
3
池塘绿化用地
19430
59.3
4
总占地面积
32760
100.0
厂区用地一览表
1.1.17 污水厂宜设置再生水处理系统。
1.1.18 厂区的给水系统、再生水系统严禁与处理装置直接连接。
1.1.19
污水厂的供电系统，应按二级负荷设计，重要的污水厂宜按一级负荷设计。
当不能满足上述要
求时，应设置备用动力设施。
1.1.20
污水厂附属建筑物的组成及其面积，应根据污水厂的规模，工艺流程，计算机监控系统的水平
和管理体制等，结合当地实际情况，本着节约的原则确定，并应符合现行的有关规定。
1.1.21 位于寒冷地区的污水处理构筑物，应有保温防冻措施。
1.1.22
根据维护管理的需要，宜在厂区适当地点设置配电箱、照明、联络电话、冲洗水栓、浴室、厕
所等设施。
1.1.23
处理构筑物应设置适用的栏杆，防滑梯等安全措施，高架处理构筑物还应设置避雷设施。
1.2总平面布置结果
本污水处理厂平面布置在满足工艺流程的前提下，利用原有的地形布置，大致分为生活区
、污水处理区，布置紧凑，充分利用了该地地形特点，进出水流畅，节省投资及占地，其中，
宿舍、食堂、办公楼等在入厂正门一侧附近，方便本厂职工办公和起居生活，同时也方便外来
人员；格栅间气味比较大，锅炉房烟尘多，故设在该地区常年主导方向的下风向。
在污泥处理
系统设有后门，以减少煤、灰、污泥、栅渣外运时对环境的污染。
厂区主干道宽9m，，次干道宽3m，充分考虑了城市的发展空间，绿化面积超过40%。
SBR法工艺方案总平面布置参见附录图1。
厂区土地使用情况见表：
2.高程布置
2.1高程布置原则
2.1.1
充分利用地形地势及城市排水系统，使污水经一次提升便能顺利自流通过污水处理构筑物，排
出厂外。
2.1.2
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。
2.1.3 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。
2.1.4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。
2.2高程布置结果
由于该市污水处理厂出水排入市政排水总干管后，经终点泵站提升才排入河中，故污水处
理厂高程布置由河水丰水期水位决定。
采用推荐的SBR方案，
SBR池占地面积很大，如果埋深设计过大，一方面不利于施工，也不利于土方平衡，故按尽量
减少埋深。
从降低土建工程投资考虑，河水丰水期水面相对高程定为±0.00m，算出相应接触
消毒池、沉砂池、SBR反应池、污泥浓缩池水面相对标高。
（详见附录2）这样布置亦利于排泥及
排空检修。
氧化沟法工艺方案高程图布置参见附录图2。
设计总结
通过这次污水处理课程设计，我个人感觉收获颇多。
一、学科的理解
通过污水处理课程设计，我掌握了室外
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