摘 要

: 随着城市的发展，传统污水处理技术已经很难满足国家一级A排放标准，为了控制水体的有机污染，许多经济发达国家普遍采用污水二级处理系统,其中以活性污泥法最为突出，而A²/O就是重要的活性污泥法。在我国污水处理技术中 A²/O 生物脱氮除磷技术是近十年来发展起来的一种生物处理新工艺 ，A²/O是采用厌氧-好氧-好氧法去除污水中的磷和氮，达到污水处理的目的。城市污水处理是一种高能耗行业，通过工艺调控，合理配置能源，具有很强的现实意义

关键词: 活性污泥法；A-A-O；城市污水

Progress of A²/O process

Abstract: With the development of cities, traditional sewage treatment technology has been difficult to meet the national level A discharge standard. In order to control the organic pollution of water body, many developed countries generally adopt secondary sewage treatment system, among which activated sludge process is the most prominent, and A2/O is an important activated sludge process. A2/O biological denitrification and phosphorus removal technology is a new biological treatment technology developed in recent ten years in China. A2/O is an anaerobic-aerobic-aerobic process to remove phosphorus and nitrogen from wastewater, so as to achieve the purpose of wastewater treatment. Municipal sewage treatment is a high energy-consuming industry. It is of great practical significance to rationally allocate energy through process control.

Key words: Activated sludge process ；A-A-O；Municipal sewage

1. 基本资料及污水处理工艺流程选择

1.1污水量预测

1.1.1总体规划人口及用地规模

根据《咸宁市城区排水专项规划》（2012-2030），近期规划年限：2012年~2015年；中期规划年限为2016年至2020年。远景期规划年限，为2021年至2030年。本工程设计年限为2015年-2020年。 根据规模咸宁市2030年人口发展规模及城市化水平，按照国家建设用地标准，规划确定主城区2015年城市建设用地规模为60平方公里，城镇人口50万；2030年主城区城市建设用地规模为80平方公里，城镇人口72万，人均建设用地110平方米。按照同比例增长，推算出2020年主城区城市建设用地规模为66.25平方公里，城镇人口57.33万。 根据规划显示，至2020年XX区服务面积为1783公顷，推算XX城区（2020年）服务人口约为14.9万人，人均建设用地110平方米。

1.1.2污水量的预测

（1）预测方法 本项目利用已有资料，拟采用单位人口综合用水指标法和单位建设用地综合用水量指标法进行用水量的预测。 （2）方法数据取值说明 根据《咸宁市城区排水专项规划》（2020-2030），人均综合用水指标取450L/(人·d)，单位建设用地综合用水量指标取0.45m3/(km2·d)，污水排放系数取0.85，至中期时污水管网已趋于完善污水收集率取0.95，地下水渗入率取10%。

1.1.3污水量预测数据

a.单位人口综合用水指标法

表4-1 污水处理量预测结果表（一）

序号	项目	2020年
1	人口（万人）	15
2	生活用水量指标（L/(人•d)）	450
3	污水排放系数	0.85
4	污水收集率	0.95
5	地下水渗入率	5%
6	污水量（万m3/d）	5.72

b.单位建设用地综合用水量指标法 建设用地综合水量指标法是对综合生活用水、工业用水、市政用水和其它用水一起进行测算，计算出总用水量的方法。

表4-2 污水处理量预测结果表（二）

序号	项目	2020年
1	建设用地面积（平方公里）	17.83
2	单位建设用地综合用水量（m3/(km2·d)）	0.45
3	污水排放系数	0.85
4	污水收集率	0.95
5	地下水渗入率	5%
6	污水量（万m3/d）	6.80

1.1.4改造提标及二期工程规模确定

根据上述污水集中处理量预测结果，咸宁市XX区2020年污水集中处理量为5.72万m3/d，确定中期污水厂设计规模6万m3/d。 根据XX污水处理厂运行现状，目前实际进水量最高达3.6万m3/d，一期工程预处理部分、接触消毒池、回用水池及污泥脱水机房设计规模为6.0万m³/d，生物池及二沉池设计规模3.0万m³/d，出水水质执行一级B标准。本次要求出水达到一级A标准，需降低一期工程生物处理构筑物处理负荷，生物处理部分运行规模降为2.7万m3/d，二沉池负荷降低至2.7m³/d，其余构筑物处理负荷不变。二期工程完成后全厂总设计规模达到6万m³/d。二期工程生物处理部分扩建规模为3.3万m3/d；深度处理部分新增处理构筑物规模为6万m³/d；污泥处理部分使污泥含水率稳定降至80%以下外运。

1.2.1 原水水量计算

日平均污水量：

因为5lt;Q_dlt;1000，则总变化系数：

则最大日流量：

1.2原水水量及水质分析

1.2.2 各指标处理程度

由任务书上可知一期工程设计进水水质如下：

表4-6一期工程设计进水水质一览表

污染物	进水水质（mg/L）	出水水质(mg/L)	去除率（%）
COD	350	≤60	≥82.9
BOD5	160	≤20	≥87.5
SS	220	≤20	≥90.9
NH3-N	25	≤8	≥80
TN	40	≤20	≥50
TP	3	≤1	≥66.6

XX污水处理厂一期工程建设于2007年，排水体制以合流制为主，所以一期工程实际进水水质偏低。目前咸宁市已经敷设了污水主干管以及污水支管，但上游片区内仍为合流制系统，且老城区内街巷内无污水管道，为合流制系统。随着咸宁市城市建设的发展，收集管网的不断完善，雨污分流管的比例将不断增加，进水水质浓度也将会不断提高，所以进水水质要考虑一定余量。因此确定主要进水水质指标如下：

CODcr ≤260mg/L BOD5 ≤160mg/L SS ≤220mg/L NH3-N ≤25mg/L TN ≤40mg/L TP ≤3mg/L 根据国家《污水污染物排放标准》（GB18918－2002）中的一级A排放标准，所以不仅要求去除BOD5，还应去除其中的N、P，达到排放标准。 由上述可知一期提标和二期工程进水水质与出水水质要求如下：

水质指标	CODCr	COD	BOD5	SS	NH3-N	TN	TP
进水水质	260	350	160	220	25	40	3
出水水质

1.3 方案比较及选择 1.3.1 几种处理流程工艺方案的比较 常用三种工艺艺方案比较：

工艺类型	优点	缺点
氧化沟	1、氧化沟在流态上介同时具有这完全混合与推流方式的特点，有利于活性污泥的生物凝聚作用，可以进行硝化反硝化，取得脱氮效果； 2、水力停留时间长，有机物在氧化化沟内得到较彻底的降解，剩余污泥已趋于稳定，只需进行浓缩和脱水处理，不需设硝化池； 3、可不设初沉池，且与二沉池合建可以省去污水回流设施； 4、抗冲击负荷的能力强，对水质、水量、水温等的变化有较强适应性。	1、由于沟深的限制以及沟型方面的原因，使得该工艺占地面积较大； 2、由于采用机械曝气，动力效率较低，能耗高。
SBR法	1、耐冲击负荷能力强，处理有毒或高浓度有机废水能力强，不易产生污泥膨胀； 2、生化反应推动力大，速率快，效率高，出水水质好； 3、全自动化操作管理； 4、工艺流程简单，基建与运行费用低。	1、除磷效果难于进一步提高，特别是当P/BOD高时更是如此；脱氮效果也难于更一步提高，内循环量一般以2Q为限，不宜太高； 2、沉淀池要保持一定浓度的溶解氧，减少停留时间，防止产生厌氧状态和污泥释放磷的现象出现，但溶解氧的浓度也不宜过高，以防止循环混合液对缺氧反应器的干扰。
	（1）去除有机物的同时可生物脱氮除磷。 （2）出水水质较好，有利于回用。 （3）污泥经厌氧消化能达到稳定。 （4）用于大型污水厂费用较低。 （5）沼气可回收利用。	（1）反应池容积比A/O脱氮工艺还要大 （2）污水内回流量大，能耗较高 （3）用于中小型污水处理厂费用偏高 （4）沼气回收利用经济性差 （5）污泥渗出液需化学除磷 （6）同时达到较好的脱氮和除磷效果的运行二次难以把握；不能克服脱氮与除磷的生物化学固有矛盾

经过比较，我们选择工艺。

具有以下特点:

(1)去除有机物的同时可生物脱氮除磷。

　　(2)出水水质较好，有利于回用。

　　(3)污泥经厌氧消化能达到稳定。

　　(4)用于大型污水厂费用较低。

(5) 沼气可回收利用。

本二期工艺流程：

污水处理构筑物的选择

2.1 污水进水渠

市政污水由进水渠截流引入污水处理厂，根据给排水设计手册第五册·城镇排水5.1.1可知格栅前渠道内水流速度一般采用，取进水渠内污水流速为v₁=0.8m/s，根据最优水力断面公式计算得：

所以取进水渠宽1.50m。则有效水深为。

设污水厂地面标高为23.8m，污水渠最低水位为21.1m。

因为进水渠应高出地面0.1m，且进水渠的底面标高为污水渠最低水位以下1.5m，，则进水渠总深度：

2.2 粗格栅

2.2.1 设计参数

根据给排水设计手册第五册·城镇排水5.1.1,取得下列参数值：

（1）采用机械清除，则取格栅间隙b=20mm；

（2）因为格栅间隙为20mm，所以取栅渣量为；

（3）过栅流速取v₂=0.8m/s；

（4）格栅前渠道内的水流速度取0.8m/s；

（5）格栅倾角；

（6）栅条宽度S=10mm=0.01m；

（7）栅前部分长度取0.5m；

（8）锐边矩形断面的宽一般是10mm，高度为50mm。

（9）栅前水深h₁=1.50m（前面算出的有效水深）

2.2.2 设计计算

选择格栅形状为锐边矩形，则格栅计算草图：

设计4组粗格栅，则每组污水量：

（1）栅条间隙数n

，取n=18个

（2）栅槽宽度B

（3）进水渠道渐变部位的长度

由2.1得，进水渠总宽B₁=1.50m，则单组格栅宽为B₂=0.375m。

根据给排水设计手册第五册·城镇排水5.1.1取渐宽部分展开角度α1=20°，则渐宽部位L1:

则渐窄部分L_2：

（4）通过格栅的水头损失h1

根据给排水设计手册第五册·城镇排水5.1.1中表5.3得K=3、β=2.42。

（5）栅后槽的总高度H

取超高h₂=0.3m，则：

，取1.20m

（6）格栅的总长度L

（6）每日栅渣量W

格栅间隙20mm，取栅渣量为每1000污水产0.05m³，则每日栅渣量为

宜采用机械清渣。

2.3 集水井及提升泵房

2.3.1 提升泵房形式选择

根据给排水设计手册第五册·城镇排水3.2.5：

因为本工程日处理流量为0.913m³/s，所以选择下圆上方型泵房，如下图：

2.3.2 集水井设计计算

采用6台水泵，5用1备，则每台水泵流量为:

根据给排水设计手册第五册·城镇排水3.2.3集水井的有效容积应不小于一台污水泵5min所抽取的水量，即：

由给排水设计手册第五册·城镇排水3.2.7例1可知集水井有效水深一般取2m，则集水井面积为：

集水井宽取4m，则长为6.85，取7m。

设计集水井底面为矩形，，超高取0.5m，即集水井的尺寸为。

2.3.3 提升泵房设计计算

污水处理厂的设计最大流量为。

拟采用6台水泵，5用一备用，故每台污水泵的流量

拟定提升净扬程为H=10.00m，水泵水头损失取提升扬程的20%，即水头损失，则所需水泵扬程

查《给水排水设计手册·第11册·常用设备》选泵，其型号具体见下表：

型号	流量	扬程	转速	功率	效率	出口直径	重量
300WLⅠ900-12	900	12	735	55	77	300	1350

泵的外形和安装尺寸如下：

根据给排水设计手册11册查出300WLⅠ900-12泵安装尺寸，然后计算下列值：

每台水泵的高度H=J B C=455 1285 1220mm=2960=2.96m

每台水泵的基础宽度b=H=850mm=0.85m

每台水泵的基础长度l=F=900mm=0.90m

则泵机组基础平面尺寸为，机组总重量W=1350kg

设基础底座选用材料是混凝土，则基础深度H可按下式计算：

式中 -基础所用材料的容重，对于混凝土基础，=23520N/，基础实际深度连同泵房底板在内，应为2.5m，则水泵高度：

4台泵横向单排排列，据泵站设计手册可得：

1）水泵凸出部分到墙的净距； 2）出水侧水泵基础与墙的净距（包括一个止回阀和闸阀的长度）； 3）进水侧水泵基础与墙的净距 4）电动机凸出部分与配电设备的净距应保证电动机转子检修时能拆卸，并 保持一定的距离； 5）水泵基础之间的净距；

则泵房尺寸设计为：

，取H=12m

（1）吸水管

取流速为1.2m/s，则

（2）压水水管

取流速为1.8m/s，则

2.4 细格栅

2.4.1 设计参数

根据给排水设计手册第五册·城镇排水5.1可知，细格栅格栅间隙为3~10mm。 （1）细格栅间隙b=10mm； （2）因为格栅间隙为，所以取栅渣量为； （3）过栅流速取v2=0.8m/s； （4）格栅前渠道内的水流速度取0.8m/s； （5）格栅倾角； （6）栅条宽度S=10mm=0.01m；

2.4.2 设计计算

选择格栅形状为锐边矩形，则格栅计算草图：

设计4组细格栅，则每组污水量：

栅条间隙数n 由栅前水深h=0.76m。

（2）栅槽宽度B

（3）进水渠道渐变部位的长度

由2.1得，进水渠总宽B₁=1.50m，则单组格栅宽为B₂=0.375m。

根据给排水设计手册第五册·城镇排水5.1.1取渐宽部分展开角度α₁=20°，则渐宽部位L₁:

则渐窄部分L_2：

（4）通过格栅的水头损失h₁

根据给排水设计手册第五册·城镇排水5.1.1中表5.3得K=3、β=2.42。

（5）栅后槽的总高度H

取超高h₂=0.3m，则：

，取1.30m

（6）格栅的总长度L

（6）每日栅渣量W

在格栅间隙20mm的情况下，设栅渣量为每1000污水产0.1，则每日栅渣量为

宜采用机械清渣。

2.5 沉沙池

2.5.1 沉沙池选择（旋流式沉砂池）

沉砂池的形式,按池内水流方向的不同,可分为平流式、竖流式和旋流式三种。 平流式沉砂池是常用的形式,污水在池内沿水平方向流动,具有构造简单、截留无机颗粒效果较好的优点。竖流式沉砂池是污水自下而上由中心管进人池内,无机物颗粒藉重力沉于池底,处理效果一般较差。旋流式沉砂池是利用机械力控制流态与流速,加速砂粒的沉淀。 近年来旋流式沉砂池被广泛使用，且本工程一期选用旋流式沉砂池，所以二期工程也选取旋流式沉砂池。 旋流式沉砂池分为旋流式沉砂池Ⅰ和旋流式沉砂池Ⅱ，本二期工程采用旋流式沉砂池Ⅰ。

2.5.2设计参数

根据给排水设计手册第五册·城镇排水5.2.1可知沉沙池一般规定：

因此旋流沉沙池取n=2个，则每个沉砂池的流量：

根据给排水工程快速设计手册4.2.5可知旋流沉沙池设计数据：

2.5.3设计计算

根据给排水设计手册第五册·城镇排水5.2.5可知计算草图如下：

（1）设计流量：沉沙池按最高设计流量计算，设计两个旋流沉沙池，则设计流量为：

（2）规格选择：根据给排水设计手册第五册·城镇排水5.2.5中表5-10选择型号为550，直径为3.65m的旋流沉沙池，则旋流沉沙池各部分尺寸如下表:

设计旋流沉沙池尺寸

	0.53		0.60
	3.65		0.51
	1.50		0.58
	0.75		0.80
	1.50		1.45
	0.40
	1.70

（3）参数校核：

①沉沙区水深h₄：

②表面负荷q:

③停留时间HRT：

A.沉沙区体积V：

B.停留时间HRT：

C.进水渠流速v₁：

明显，在0.6到0.9m/s之间，满足规范

D.出水渠流速v₂：

④综上所述，所选择旋流沉沙池规格正确。

⑤则池子总高：

（4）进出水总管：

每个沉沙池进出水管设计流量：

管道流速采用，则管道过水断面A及管径d为：

取进水管径DN800，校核进水管流速v为：

（5）进水竖井

进水孔过孔流速为：

孔口流速，则管道过水断面A为：

设计为矩形孔口，则孔口尺寸取，则孔口流速为：

设计竖井为矩形，取竖井尺寸为

2.5.4沉沙池后配水井

（1）设计参数

两个沉砂池中的水汇入配水井，流量为Q=0.913m³/s；水力停留时间t取2min。

（2）设计与计算

有效容积：t=3min，则

池面积：取有效水深h=5m，则

配水井直径：

池总高度：超高取1m，有效水深为5m，则配水井的总深度为。

2.6 一期提标生物池—氧化沟

由1.1.4可知一期工程提标后生物池规模：

由1.2.2可知一期工程提标后进水水质与出水水质：

水质指标	CODCr	COD	BOD5	SS	NH3-N	TN	TP
进水水质	260	350	160	220	25	40	3
出水水质

2.6.1 氧化沟选择（卡罗塞尔氧化沟）

氧化沟根据曝气方式、池型布置的不同等可分为卡罗塞尔氧化沟、交替工作氧化沟系统、奥贝尔型氧化沟以及曝气—沉淀一体化氧化沟等。

本设计采用卡罗塞尔氧化沟，其设计草图如下：

2.6.2 设计参数

根据给排水设计手册第五册·城镇排水6.9.2.2取下值：

（1）设计污泥龄30d；

（2）混合液污泥浓度MLSS为4000mg/L；

（3）；

（4）溶解氧浓度；

（5）氧化沟设置2组，则每组氧化沟的设计流量为：

2.6.3设计计算

（1）好氧区容积V₁：

取合成产率系数Y=0.6，衰减速率，由公式：

（2）脱氮

①需氧化的氨氮量N₁和脱氮量N_r

取合成产率系数Y=0.6，衰减速率，由公式：

可得日产泥量公式为：

代入数据可得：

一般情况下，设其中有为氮，近似等于TKN中用于合成部分N₀为：

即每单位体积进水中有的氮量用于合成。

且设进水TKN=35，则:

需要氧化的NH₃-N量；

脱氮量

需去除的硝酸盐氮量

②碱度平衡：

已知：每氧化1mgNH3-N为硝酸根需消耗7.14mg碱度。每反应掉1mgNO3--N可以产生3.57mg碱度。在硝化反应中，NH3-N被氧化消耗7.14mg碱度，在反硝化反应中，NO3-N被还原由产生3.57g碱度，设除去产生碱度,且设进水中碱度为，则出水剩余碱度为：

计算所得剩余碱度以CaCO₃计，大于100mg/L，满足碱度要求。

③脱氮所需容积V₂

假设反硝化条件时溶解氧的浓度，计算温度采用15℃，反硝化速率取，则:

则：

则脱氮水力停留时间：

（3）氧化沟的总容积及水力停留时间

总容积：

总水力停留时间：

校核污泥负荷：

在0.05~0.15范围内，满足要求。

（4）氧化沟的尺寸设计

①氧化沟采用6廊道卡罗塞尔氧化沟并采用纵轴低速表面曝气器，设计有效深度取h=4.0m，宽度为B=6m，超高取h’=0.5m。则

氧化沟总长:

其中，好氧段（硝化段）长度为：

缺氧段（反硝化段）长度为：

②该6廊道卡罗塞尔氧化沟转弯处由5个直径为12m的小转角和一个直径为36m的大转角组成，则：

弯道处长度:

则单个直道长:

③氧化沟尺寸设计

总池长

总池宽

2.6.4 需要量设计计算与曝气设备选择

（1）需氧量计算

需氧量VR=［去除的BOD—剩余污泥的BOD］ ［去除氮的需氧量—剩余污泥含氧化所需氧量］—反硝化中获得的氧量

每组沟需氧量VR确定：速率常数取

取水质修正系数，压力修正系数，温度为、饱和溶解氧浓度分别为：，

则每组沟标准需氧量

（2）曝气设备选择

采用垂直轴表面曝气器，根据设备性能，动力效率为，则所需要电机总功率为：

则每组沟采用3台功率50kW垂直表面曝气设备，三个设备设置在同侧转弯处。

2.6.5 每组氧化沟回流污泥量计算

取曝气池中的污泥浓度，由城市污水SVI介于70-100ml/g之间，取SVI=，则回流污泥浓度为

则回流比为

则回流污泥量为：

2.6.6 每组氧化沟剩余污泥量计算

每组剩余污泥量为：

；

。

如由池底排除，二沉池排泥浓度为6g/L，含水率则每组氧化沟产泥量为：

2.6.7 进出水系统设计计算

（1）进出水管

污泥回流比为R=0.5，则进出水管流量为：

管道流速，则管道过水断面A及管径d为：

取进水管径DN600，校核进水管流速v为:

（2）出水堰

估取堰上水头H=0.2m，由公式，得堰宽b：

为了方便选型，取b=1.5m，则校核堰上水头H：

（3）出水竖井

考虑可调堰安装要求，堰两边各留0.3m操作空间，则出水竖井长：

由出水管直径为DN600，所以取出水竖井宽为B=1.2m，满足安装即可。

所以出水竖井尺寸为：，氧化沟出水孔尺寸为

2.7 一期提标二沉池

2.7.1 二沉池选择（辐流式二次沉淀池）

根据2.6.1可知各类沉淀池优缺点，二次沉池的处理对面主要是活性污泥混合液，它具有浓度高，沉淀时泥水有清晰界限，需要便于管理，所以选择辐流式二次沉淀池。 辐流沉淀池进出水布置分为3种，分别是（中心进水，周边出水）、（周边进水，中心出水）、和（周边进水，周边出水）。 根据给排水设计手册第五册·城镇排水5.3.4和毕业实习参观的污水厂，本设计采用周边进水，周边出水的辐流式二次沉淀池。

2.7.2设计参数

1. ，

2.

3.

4.

2.7.3设计与计算

1.沉淀部分水面面积F： ，设计池子个数n=2

2.池子直径：

3.校核堰口负荷：

4.校核固体负荷G：一般取混合液悬浮固体浓度，污泥回流比，则

。

5.澄清区高度：取沉淀时间t=2.5h

6.污泥区高度：

7.池边深度:

8.污泥斗高度：设污泥斗上口直径，下口直径，斗壁与水平夹角为60°，则

9.沉淀池高度： 设池底坡度为0.05，污泥斗直径为d=2m 中心与池边落差： 则池子总高：取超高 2.8 二期新增初沉池 2.8.1 初沉池选择（平流式沉淀池） 沉淀池一般分为平流式，竖流式和辐流式，根据给排水设计手册第五册·城镇排水5.3中表5-12可知：

由上表和本次设计流量不大所以决定选择平流式沉淀池。

2.8.2设计参数

根据给排水设计手册第五册·城镇排水5.3.1中表5-13可知：

最高日最高时设计流量为：

2.8.3设计计算

设计两座平流式初沉池，则每座平流式初沉池设计流量为：

平流沉淀池计算草图如下：

单座池子总表面积：设表面负荷

（1）：

（2）：

（3）池长：根据给排水设计手册第五册·城镇排水5.3.2.1第5条可知初沉池最大水平流速为7mm/s，这里取水平流速为v=4.4mm/s。

（4）池子总宽度： （5） 则取n=8个。 （6）校核： （7）污泥部分所需总容积V：设排泥时间为T=2d，污泥量为25g/（人·d） ，污泥含水率为95％，则每人每日污泥量：，又由任务书可知咸宁市XX区2020年人口数为N=15万人，则： 则 （8） （9）： （10）污泥斗和梯形部分污泥容积： （11）池子总高度：设缓冲层高度h3=0.5m 。 （12）初沉污泥量：

2.8.4 进出水系统设计计算

(1) 进水部分

由沉沙池流出的污水先流入的进水槽（配水槽），然后流入初沉池，设计配水槽的长度与池体同宽，配水槽宽度取，则配水槽高度为：

则配水槽尺寸为，由规范进水矩形孔的开孔面积为池断面积的，取，则进水孔孔面积

进水孔尺寸

(2) 出水部分

① 出水堰

则堰长：

采用三角堰，每米堰板设5个堰口，每个堰出口流量

堰上水头损失：

② 集水槽 安全系数取，则槽宽 设出水槽自由跌落高度 集水槽总高度 ③出水管 管道流速采用，则管道过水断面A及管径d为： 取进水管径DN500，校核进水管流速v为：

2.9 二期扩建生物池—A²/O工艺池

由1.1.4可知二期工程生物池规模： 二期工程完成后全厂总设计规模达到6万m³/d。二期工程生物处理部分扩建规模为3.3万m3/d；深度处理部分新增处理构筑物规模为6万m³/d；污泥处理部分使污泥含水率稳定降至80%以下外运，即二期工程生物池规模为：

由1.2.2可知本二期工程进水水质与出水水质：

水质指标	CODCr	COD	BOD5	SS	NH3-N	TN	TP
进水水质	260	350	160	220	25	40	3
出水水质

2.9.1 设计参数

根据《城市污水厂处理设施设计计算·第二版·崔玉川》80页表6-4可知设计参数：

补充参数：

②

③

2.9.2 设计计算

（1）判断是否可用A²/O：

由上述可知能采用A²/O。

（1）有关参数取值与计算

BOD₅污泥负荷

回流污泥浓度

污泥回流比

混合悬浮固体浓度

TN去除率

混合液回流比，取

（2）反应池容积V （m³）

由1.2.1可知设计流量为，则反应池容积为：

（3）各反应池停留时间和容积

反应池总水力停留时间为：

A²/O脱氮除磷工艺中有厌氧池、缺氧池和好氧池，考虑到三个池子的容积比一般为1:1:3~4，因此设计这三个池子的水力停留时间之比为1:1:3，于是有：

厌氧池水力停留时间：

缺氧池水力停留时间：

好氧池水力停留时间：

且：

厌氧池容积：

缺氧池容积：

好氧池容积：

（4）校核氮磷负荷

（5）剩余污泥量:总剩余污泥分等于按BOD计算剩余量加上按SS计算剩余量，即

取产率系数Y=0.6，取衰减系数K_d=0.05d^-1，取f=0.75，又有，则：

所以剩余污泥量为：

如由池底排除，二沉池排泥浓度为6g/L，含水率，则每个池子产泥量为：

（6）校核碱度

硝化反应:

反硝化反应：

由此可知，硝化过程中完全硝化，需要消耗7.14mg碱度（以），反硝化过程中还原产生3.57mg碱度，去除产生0.1mg碱度。

因未给出进水碱度，所以默认碱度满足。

（7）反应池主要尺寸 设计2组反应池组，则单组反应池容积: 取有效水深h=4m，则单组有效面积为：

采用5廊道式推流反应池，将其划分为大小相等的5个廊道，其中第1廊道为厌氧区，第2廊道为缺氧区，第3、4、5廊道为好氧区，且取廊道宽度b=6m，则单组反应池长度为：

校核：

取超高为1m（其中空气廊道0.4m），则反应池高度为：

2.9.3 进出水系统设计计算

（1）进水管

进水与回流污泥进入进水竖井，经混合后经进水潜孔进入厌氧池且反应池组设计2组，则每组反应池进水管设计流量： 管道流速采用，则管道过水断面A及管径d为： 取进水管径DN700，校核进水管流速v为： （2）回流污泥管道 单组反应池回流污泥管道设计流量为 管道流速采用，则管道过水断面A及管径d为： 取进水管径DN500，校核进水管流速v为： （2）进水竖井 进水孔过孔流速为： 孔口流速，则管道过水断面A为： 设计为矩形孔口，则孔口尺寸取，则孔口流速为： 设计竖井为矩形，取竖井尺寸为 （3）出水堰及出水竖井 由矩形堰计算公式，且，取堰宽，则每组反应池堰上水头高为： 每组反应池堰上水头高 出水孔同进水孔。 （3）出水管 每组反应池出水管设计流量 管道流速采用，则管道过水断面A及管径d为： 取进水管径DN600，校核进水管流速v为：

2.9.4 曝气系统设计计算

（1）设计需氧量（VR） 需氧量包括碳化需氧量和硝化需氧量，同时考虑反硝化产生得氧量，其公式为： 反应池碳化需氧量 取BOD分解速率常数，BOD试验时间，则 反应池硝化需氧量

。

1. 反应池反硝化产生的氧量

根据设计参数污泥龄取，产率系数Y=0.6，取衰减系数K_d=0.05d^-1，则微生物同化作用去除的总氮

则

则反硝化脱除的硝态氮量：

则

根据上述可得

（2）反应池标准需氧量（）

采用鼓风曝气，微孔曝气器埋设于池底中距池底0.2m，有效水深4m，则淹没深度为3.8m，氧的利用效率E_A取20%。

取水质修正系数，，压力修正系数，温度为20℃、25℃的饱和溶解氧浓度分别为 ，，设计温度为25℃。 空气扩散器出口处的绝对压力： 空气离开曝气池表面时，氧的百分比： 好氧池（曝气池）混合液中平均氧饱和度： 则标准需氧量SOR为： 则鼓风供气量:

（3）单组反应池曝气器数量计算

单组反应池最大时标准需氧量：

查百度，采用BQLY-260Q微孔曝气器，其部分参数为工作水深4.3m，假设问过厂家后，在供风量（空气流量）时，曝气氧气利用率为，服务面积为，充氧能力, 单组反应池曝气器数量为：

校核服务面积：

由此可得，2组反应池总需要曝气器数量为：

（4）供风管道计算

最大时鼓风机供气量为：

①干管 供风干管采用环状布置与好氧池

取干管风速为10m/s，则管径为

则取干管管径为DN500，核算风速为

②支管 单侧供气支管，即向单侧廊道供气支管，其流量为

取支管风速为10m/s，则管径为

则取支管管径为DN300，核算风速为

双侧供气支管，其流量为

取干管风速为10m/s，则管径为

则取干管管径为DN400，核算风速为

2.9.5 厌氧池和缺氧池设备选型

（1）厌氧池

每组反应池内厌氧池分为三格串联，每格内设计一台潜水搅拌机，所需功率按，每格搅拌机轴功率为

则每台搅拌机电机功率为

则本设计每组反应池内厌氧池选取5KW电机功率的搅拌机3台。

（2）缺氧池

每组反应池内缺氧池分为三格串联，每格内设计一台潜水搅拌机，所需功率按，每格搅拌机轴功率为

则每台搅拌机电机功率为

则本设计每组反应池内缺厌氧池选取5KW电机功率的搅拌机3台。

2.10集配水井

集配水井设计为4环配水，其中R1=1.9m，R2=4.0m，R3=6.0m，R4=8.0m。其中R2和R3相连。 AAO池的水汇入R2集配水井，然后流入R3集配水井， R3集配水井的污水流入二沉池。二沉池出水流入R4集配水井，二沉池污泥流入R1集配水井。 集配水井水深取5m。

2.11 二期扩建二沉池

2.11.1 二沉池选择（辐流式二次沉淀池）

根据2.6.1可知各类沉淀池优缺点，二次沉池的处理对面主要是活性污泥混合液，它具有浓度高，沉淀时泥水有清晰界限，需要便于管理，所以选择辐流式二次沉淀池。 辐流沉淀池进出水布置分为3种，分别是（中心进水，周边出水）、（周边进水，中心出水）、和（周边进水，周边出水）。 根据给排水设计手册第五册·城镇排水5.3.4和毕业实习参观的污水厂，本设计采用周边进水，周边出水的辐流式二次沉淀池。

2.11.2设计参数

1.设计水量，最大设计流量

2.

3.

4.

2.11.3设计与计算

1.沉淀部分水面面积F：取表面负荷，设计池子个数n=2

2.池子直径：

3.校核堰口负荷：

4.校核固体负荷G：一般取混合液悬浮固体浓度，污泥回流比，则

。

5.澄清区高度：取沉淀时间t=2.5h

6.污泥区高度：污泥停留时间T=2h 7.池边深度: 8.污泥斗高度：设污泥斗上口直径，下口直径，斗壁与水平夹角为60°，则 9.沉淀池高度： 设池底坡度为0.05，污泥斗直径为d=2m 中心与池边落差： 则池子总高：取超高

10.配水槽

设计配水槽宽B=0.5m，取槽中流速v=1.4m/s，则槽中水深为：

11.布水孔数n

布水孔平均流速公式为：取运动粘度，导流絮凝区平均停留时间，导流絮凝区的平均速度梯度

孔数，孔径采用50mm，并设有100mm长短管

孔距l

校核

在10~30之间，合格。

12.进水管

管道流速采用，则管道过水断面A及管径d为：

取进水管径DN700，校核进水管流速v为：

13.出水管

管道流速采用，则管道过水断面A及管径d为：

取进水管径DN600，校核进水管流速v为：

13.回流污泥管

由A²/O来的剩余污泥泥量为

管道流速采用，则管道过水断面A及管径d为：

取进水管径DN150，校核进水管流速v为：

2.12 消毒

2.12.1加氯系统

最大设计流量，采用液氯消毒，投加量二级处理后一般为，取q=9mg/L，氯库储量为15d。

1.加氯量：

2.储氯量：

3.加氯机和氯瓶：采用投加量为加氯机3台，2用1备，并且轮换使用。液氯的贮存选用容量为1000kg的钢瓶12只。

4.加氯间与氯库：加氯间与氯库合建，氯库中12只氯瓶两排布置。

5.加氯间和氯库平面图：

6.尺寸设计：根据平面图加氯间和氯库的长宽高分别为L×B×H=17.7m×9m×5m

2.12.2消毒池选择

本设计采用4个矩形隔板式接触消毒池。

2.12.3接触消毒池的参数

1.最大设计流量，每个消毒池的流量

2.消毒时间：一般为30min，即t=30min=0.5h

3.投加量：二级处理后一般为，取q=9mg/L

5.池底坡度为2%-3%，取3%

2.12.3接触消毒池设计计算

根据城市污水厂处理设施设计计算·第二版·崔玉川第十章第五节可知，矩形隔板式接触池的隔板应沿纵向分隔，当水流长度：宽度=72：1，池长：单格宽=18：1，水深：宽度1.0时，接触效果最好。

1.单个接触池实际容积：

2.取接触池水深为h=1.8m，单格宽为b=1.8m，则池长，水流长度，则每座接触池的分格数为：

3.复核池容：由上可知，接触池宽，池长，水深，则设计接触池容积为：

。

4.水流速度：

7.接触池总高度H：取超高

8.进水管管径:进水管流速取1.0m/s

9.出水部分堰上水头：流量系数取m=0.42

污水处理构筑物的选择

3.1重力浓缩池

3.1.1设计参数

由上面计算书可知，一期提标后氧化沟剩余污泥量由一期提标后二沉池排出，污泥量为，二期新增初沉池，二期A²/O池剩余污泥由二期扩建二沉池排出，污泥量为，则进入浓缩池的总污泥量为：

进泥浓度： 污泥含水率：

设计浓缩后含水率： 污泥浓缩时间：

固体通量：混合污泥一般在30~，

浓缩池数

3.1.2设计计算

（1）浓缩池所需表面积为：

则每座浓缩池表面积：

（2）浓缩池直径为：

（3）浓缩池深度H：工作部分有效水深为

设污泥斗上底半径，下径， 则 设池底径向坡度为，底坡落差为：

设浓缩池的超高，缓冲层高度

浓缩池的总高度为：

（4）进泥管：

进泥量

管道流速采用，则管道过水断面A及管径d为：

取进水管径DN150，校核进水管流速v为：

（4）浓缩后上清液污水量（出水槽流量）：

设计出水槽宽B=0.5m，取溢流堰流速v=0.6m/s，则溢流堰中水深为：

（5）上清液出水管：

管道流速采用，则管道过水断面A及管径d为：

取进水管径DN150，校核进水管流速v为：

（6）排泥管：

浓缩后剩余污泥量为

3.2贮泥池

3.2.1设计参数

（1）经浓缩池浓缩后的污泥进入贮泥池，其含水率为96％。 （2）贮泥池进泥流量： （3）贮泥时间T=12h。 3.1.2设计计算 （1）贮泥池的体积为： 设计4个正方形贮泥池，有效水深为3m，则其边长为 取超高为0.5m，则贮泥池为。

3.3污泥调理和脱水

3.3.1设计参数

进入脱水设备的污泥量为

脱水前污泥含水率为

脱水后污泥含水率为。

3.3.2设计计算

1.脱水后污泥量

2.脱水后干污泥质量

3.过滤机选型

过滤机过滤能力取3kg干污泥/，其过滤周期，包括加泥，加压过滤，剥离泥饼等所用的时间取3h，则加压过滤机的过滤面积：

. 污水处理构筑物的选择

4.1平面布置

4.1.1 平面布置

具体平面布置见城市污水厂平面图。

4.2污水处理厂高程布置

5.2.1污水污泥处理系统高程布置

采用如下公式进行计算：

沿程损失，i可根据管径，流量和流速查水力计算图取得。

局部损失

5.2.2构筑物之间管道水损计算

各构筑物间管道长度由平面布置图可知（选取相对长的路径计算）

（1）旋流沉沙池4到配水井5-1

，取，，则， 查水力计算图

（2）配水井5到平流初沉池9

，取，，则， 查水力计算图

（3）平流初沉池9到池10

，取，，则， 查水力计算图

（4）池10到集配水井11前的汇入点

，取，，则， 查水力计算图

（5）集配水井11前的汇入点到集配水井11

，取，，则， 查水力计算图

（6）集配水井11到配水井5-2

，取，，则， 查水力计算图

（7）配水井5-2到接触消毒池14

，取，，则， 查水力计算图

（8）接触消毒池14到出厂管

，取，，则， 查水力计算图

（9）配水井5-1到氧化沟6

，取，，则， 查水力计算图

（10）氧化沟6到二沉池7

，取，，则， 查水力计算图

（11）二沉池7到配水井5-2

，取，，则， 查水力计算图

5.2.3各构筑物水头损失

各个构筑本身水头损失取下值：

构筑物	水头损失（cm）	构筑物	水头损失（cm）
进水渠	20	平流式初沉池	30
粗格栅	20	A2/O生化池	2
集水井	20	辐流式二沉池	60
细格栅	25	接触消毒池	20
平流式沉砂池	30	配水井	20
氧化沟	1.5	集配水井	0.1×3

则各构筑物液面标高为:

则各个构筑物标高如下表（设配水井刚好设于地面上）：

构筑物名称		液面标高(m)	构筑物底部标高(m)	构筑物顶部标高（m）
进水渠		20.36	19.60	23.90
粗格栅	栅前	20.36	19.60	20.66
	栅后	20.28	19.52	20.66
集水井		19.78	17.78	20.28
泵房		—	17.78	29.78
细格栅	栅前	29.55	28.79	29.85
	栅后	29.35	28.59	29.85
沉砂池		29.10	25.71	29.46
配水井		28.80	23.80	29.80
二期平流初沉池		28.22	21.06	28.52
A2/O生物池		26.14	22.14	27.14
R2集配水井		25.80	20.80	26.80
R3集配水井		25.70	20.80	26.80
二期二沉池		25.10	18.15	25.45
R4集配水井		25.00	20.80	26.80
接触消毒池		24.48	22.68	24.78
一期氧化沟		27.12	23.12	27.62
一期二沉池		26.46	19.59	26.79
出厂管
排入河		21.80	—	—

5.2.4构筑物之间管道污泥损计算

污泥自流公式：

5.2.5构筑物污泥损

为安全起见，各构筑物之间的液面高差取0.5m

构筑物名称	液面标高(m)		构筑物底部标高(m)	构筑物顶部标高（m）
浓缩池	24.60		18.25	24.90
贮泥池	24.10		21.10	24.60
污泥泵房	—		18.80	27.80
污泥脱水机房		—	23.8	29.8

5.2.6经济估算

	咸宁市某污水处理厂一期提标升级改造和二期新建工程
	序号	费用名称	工程量	单位	单位造价	概算价值（元）
						建筑工程	设备购置	安装工程	其他费用	合计（元）
工程费用	1 格栅泵房	格栅、进水泵房下部结构	399	m3	1100	438900				438900
		格栅、进水泵房上部结构	558	m3	1300	725684				725684
		设备购置及安装					142000	14200		156200
		工艺管道安装					17040	1704		18744
		合计				1164584	159040	15904		1339528
	2 沉砂池	土建	359	m3	1000	359000				359000
		设备购置及安装					450000	45000		495000
		工艺管道安装					30000	3000		33000
		合计				359000	480000	48000		887000
	3 集水井	集配水井土建	265	m3	950	251377				251377
		工艺管道安装					230000	34500		264500
		合计				251377	230000	34500		515877
	4 初沉池	初沉池土建	16805	m3	980	16469057				16469057
		设备购置及安装					200000	20000		220000
		工艺管道安装					40000	6000		46000
		合计				16469057	240000	26000		16735057
	5 AO池	A/A/O土建	15634	m3	950	14852443				14852443
		设备购置及安装					324000	32400		356400
		工艺管道安装					30000	4500		34500
		合计				14852443	354000	36900		15243343
	6 二沉池	二沉池土建	7922	m3	980	7763776				7763776
		设备购置及安装					200000	20000		220000
		工艺管道安装					40000	6000		46000
		合计				7763776	240000	26000		8029776
	7 消毒池	消毒池土建	1960	m3	1000	1960000				1960000
		设备购置及安装					10000	1000		11000
		工艺管道安装					85000	12750		97750
		合计				1960000	95000	13750		2068750
	8 加氯间	加药间土建	797	m3	800	637200				637200
		设备购置及安装					12000	1200		13200
		工艺管道安装						1500		1500
		合计				637200	12000	2700		651900
	9 污泥处理	污泥处理厂房建设费	1440	m3	1000	1440000				1440000
		设备购置及安装					48000	4800		52800
		合计				1440000	48000	4800		1492800
	10	配电间				550000				550000
	12	鼓风机房		m2		500000				500000
	13	办公楼、操场、食堂等		m2		15000000				15000000
	14	厂平面				3344360				3344360
	15	道路		m2		569000				569000
	16	围墙		m		150000				150000
	17	大门	2	个		10000				10000
	18	绿化		m2		3000000				3000000
	合计									70087391
其他费用	1	建设单位管理费							100000	100000
	2	生产工人培训费							30000	30000
	3	勘察费							10000	10000
	4	设计费							200000	200000
	5	编制费							20000	20000
	6	招标管理费							100000	100000
	7	基本预备费5%							4469277	4469277
	8	流动资金							2000000	2000000
	合计									6929277
总费用								77016668

以上是毕业论文大纲或资料介绍，该课题完整毕业论文、开题报告、任务书、程序设计、图纸设计等资料请添加微信获取，微信号：bysjorg。

相关图片展示：