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项目
进水
mg/L
粗格栅、细格栅、沉砂池、初沉池
SBR反应器
曝气生物滤池
絮凝过滤池
出水
总去除率%
去除率%
COD
350
280
20
120
57
35
70
30
14
91
BOD
200
145
25
45
69
15
67
10
33
95
SS
121
62
78
5
50
98
NH3-N
40
17
60
87.5
4处理构筑物设计说明
4.1粗格栅
格栅示意图见图.2
图2格栅示意图
格栅由一组平行的金属栅条制成，一般斜置于污水提升泵集水池之前的重力流来水主渠道上，用以阻挡截留污水中的呈悬浮或漂浮状态的大块固形物，如草木、塑料制品、纤维及其他生活垃圾，以防止阀门、管道、水泵、表曝机、吸泥管及其他后续处理设备堵塞或损坏。
4.1.1设计依据
⑴根据《建筑中水设计规范》规定，中水处理系统应设置格栅，格栅宜采用机械格栅。
格栅可按下列规定设计：
设计一道格栅时，格栅条空隙宽度小于10mm;
设置粗细俩道格栅时，粗格栅条空隙宽度为10~20mm，细格栅条空隙宽度为2.5mm。
⑵过栅流速一般采用0.6~1.0m/s
⑶通过格栅的水头损失一般采用0.08~0.15m。
⑷格栅前渠道内水水流流速，一般采用0.4~0.9m/s。
4.1.2运设计参数
本设计采用俩道格栅，采用一道粗格栅和一道细格栅，由格栅截留较大的悬浮物，减轻对后续工艺的负荷。
由于格栅的设置，较大的污染物被截留下来，这样会保证污水不会堵塞管道，保证后续处理工艺连续安全的进行。
说明：
粗格栅，提升泵房，细格栅，沉砂池,初沉池,按最大日最大时设计，K=1.85，所以流量系数为1.85。
SBR反应器，生物曝气滤池，絮凝沉淀池按最大日平均时设计，K=1.2，所以流量系数为1.2。
污泥处理构筑物按产泥构筑物相应设计流量产生的污泥量进行设计。
（1）设计参数
Qmax=QK=3000*1.85=5550m³
/d=0.064m³
/s
设：
过栅流速v=0.8m/s栅前水深h=0.3m
栅条宽度S=0.01m栅条间距e=0.02m
格栅数量N=1格栅倾角α=40°
（2）则栅条间隙数：
（3）栅槽宽度
设计有效栅宽取0.35m，超高0.3m，水渠高0.6m
（4）栅槽高度
过栅的水头损失：
式中h1——过栅水头损失，m
h0——计算水头损失，m
g——重力加速度，9.18m/s²
k——系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增大的倍数，k=3
ξ——阻力系数，
β=2.42
栅槽总高度：
H=h+h1+h2=0.3+0.057+0.3=0.657m
式中h——栅前水深，m
h2——栅前超高，m，一般取0.3m
（5）栅槽长度
式中H1——栅前槽高，m
——进水渠道渐宽部分长度，m
B1——进水渠道宽度，m
——格栅与睡去连接渠的渐缩长度，m
进水渠道渐宽部分长度
格栅与睡去连接渠的渐缩长度
栅前槽高
栅槽长度
（6）每日栅渣量取W1=0.03m3/103m3
（7）设备选：
选用一台人工格栅，栅宽0.35m，栅条间隙0.02m
4.1.3粗格栅间尺寸
根据栅槽的长宽高以及实际情况，取粗格栅间面积平面尺寸：
5m*5m，地下部分2m，地上高3.5m
4.2提升泵房
污水泵房用于提升污水厂的污水，以保证污水能在后续处理构筑物内畅通的流动，它由机器间、集水池、格栅、辅助间等组成，机器间内设置水泵机组和有关的附属设备，格栅和吸水管安装在集水池内，集水池还可以在一定程度上调节来水的不均匀性，以便水泵较均匀工作，格栅的作用是阻拦水中粗大的固体杂质，以防止杂物阻塞和损坏水泵，辅助间一般包括贮藏室，修理间，休息室和厕所等
4.2.1设计参数
/d=231m³
/h
4.2.2集水池计算
取集水池容积为V=100m³
，停留时间为t=V/Qmax=100/231=0.43h=26min集水池尺寸：
3m*7m*5m=105m³
4.2.3设备选型：
（1）潜污泵：
100QW130-20型污水泵三台，两用一备，每台Q=130m3/hH=20m，单台电机功率15kw，泵自重340kg。
（2）超声波液位计（0-6mA），一套
（3）电磁流量计DN200，一套
（4）温度仪，一套
（5）电控柜，一套
（6）电动胡芦，起重量0.5t，一台
4.2.4泵房尺寸
平面尺寸：
7m*5m，地下深5m，地上部分3.5m。
4.3细格栅
格栅示意图见图.3
图3格栅示意图
4.3.1设计参数
Qmax=QK=3000*1.85=5550m3/d=0.064m3/s
过栅流速v=0.8m/s栅前水深h=0.35m
栅条宽度s=0.008m栅条间距e=0.008m
4.3.2栅条间隙数
4.3.3栅槽长、宽、高度
（1）栅槽宽度
，
设计有效栅宽取0.4m，槽超高取0.3m，槽总高0.6m。
（2）栅槽高度
式中h1——过栅水头损失，m
h0——计算水头损失，m
g——重力加速度，9.18m/s²
k——系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增大的倍数，k=3
ξ——阻力系数，
h——栅前水深，m
h2——栅前超高，m，一般去0.3m
H=h+h1+h2=0.35+0.057+0.3=0.7m
（3）栅槽长度
式中H1——栅前槽高，m
——进水渠道渐宽部分长度，m
——格栅与睡去连接渠的渐缩长度，m
4.3.4每日栅渣量
W1=0.06m³
/103m³
W=86400QmaxW1/（1000K）=86400*0.064*0.06/（1000*1.85）=0.18m3/d
4.3.5设备选型
选用一台旋臂式弧形格栅除污机，栅宽0.4m，栅条间隙0.008m，栅条宽度0.008m，回转半径0.5m，电动机功率0.37KW。
4.3.6细格栅间
根据栅槽的长宽高以及实际情况，取细格栅间平面尺寸：
5m*5m。
立面尺寸：
房顶高11.5m，细格栅平台标高8.5m槽底标高8.5m，槽顶标高9.1m，
在细格栅间设楼梯和排渣通道。
4.4平流沉砂池
污水在迁移、流动和汇集过程中不可避免会混入泥砂。
污水中的砂如果不预先沉降分离去除，则会影响后续处理设备的运行。
最主要的是磨损机泵、堵塞管网，干扰甚至破坏生化处理工艺过程[7]。
沉砂池主要用于去除污水中粒径大于0.2mm，密度大于2.65t/立方米的砂粒，以保护管道、阀门等设施免受磨损和阻塞。
其工作原理是以重力分离为基础，故应控制沉砂池的进水流速，使得比重大的无机颗粒下沉，而有机悬浮颗粒能够随水流带走。
平流沉砂池示意图见图.4
图5平流沉砂池示意图
4.4.1设计参数：
（1）污水在池内的流速为0.15~0.3m/s
（2）最高流量时，污水在池内的停留时间不小于30s，一般为30～60s。
（3）有效水深采用0.25～1.0m，不应大于1.2m，每格宽度不宜小于0.6m。
（4）池底坡度一般为0.01～0.02。
当设置除砂设备时，可根据除砂设备的要求，确定池底形状
4.4.2沉砂池设计
Qmax=QK=3000*1.85=5550m3/d=231m³
/h=0.064m³
/s
式中——k=1.85
（1）沉砂部分长度
L=vt=0.15*60=9m
式中v——最大设计流量时的速度，m/s。
取v=0.15m/s
t——最大设计流量时的停留时间，取s=60s
（2）水流断面面积A
（3）池总宽度b
式中
——设计有效水深（不应大于1.2m，一般采用0.25~1.0m）取0.5m
N——池子数量本设计设有俩个n=2
（4）贮砂斗所需容积V
式中X——城镇污水的沉砂量，一般采用0.03L/m³
T——排砂时间间隔，d;
T取2d。
K——污水流量总变化系数；
k取1.85。
（5）贮砂斗各部分尺寸计算
一般设贮砂斗底宽b1为0.5m，斗壁与水平面的倾角为60°
；
贮砂斗的上口宽
为
贮砂斗容积V1
——贮砂斗高度，m
——分别为贮砂斗下口和上口面积，m²
（6）贮砂室的高度h3
假设采用重力排砂，池底设6%的坡度坡向砂斗。
取0.52m³
（7）池总高度H
式中
——为超高，取0.3m
4.4.3设备选型：
选用平流沉砂池两台，每台处理能力Q=180m3/h=50L/s
4.4.4配套设备：
（1）排砂泵：
1PN型排砂泵，三台，两用一备，每台流量Q=7.2m3/h,扬程H=14m,单台电机功率3KW。
（2）LX5C-5.0型螺旋砂水分离器一台，最大处理水量5.0m3/h，最大除砂量（湿）2.0m3/h，出砂量（干）0.30m3/h，锥形体容积0.65m3/h，电机功率0.75KW
（3）电控柜，两套。
4.4.5沉砂间
根据沉砂池的长、宽、高以及实际情况得出沉砂间平面尺寸：
5m*9m，房顶高8m；
4.5初沉池（普通辐流式沉淀池）
辐流式沉淀池示意图见图6
图6辐流式沉淀池示意图
4.5.1设计参数
（1）池子直径（或正方形一边）与有效水深的比值，一般采用6～12。
（2）池径一般为6~60m
（3）池底坡度一般采用0.05～0.10。
（4）一般均采用机械刮泥，也可附有空气提升或静水头排泥设施。
（5）当池径（或正方形一边）较小（小于20m）时，也可采用多斗排泥。
（6）进、出水的布置方式可分为：
中心进水周边出水；
周边进水中心出水；
周边进水周边出水。
（7）池径小于20m，一般采用中心传动的刮泥机，其驱动装置设在池子走道板上；
池径大于20m时，一般采用周边传动的刮泥机，其驱动装置设在桁架的外缘。
4.5.2初沉池设计
沉淀池的表面积、直径等基本参数计算
（1）淀池表面积：
设表面水力负荷q=1.5m³
/㎡，n=2
/sk=1.85
取12m
式中A1——每池的表面积，㎡
D——每池的直径，m
n——池数
（2）有效水深：
设沉淀时间t=1
（3）部分有效容积
4.5.3污泥部分所需容积
污泥清除间隔时间：
t=24h
污泥容重：
γ=1000kg/m3
污泥含水率：
p0=96%
进水的悬浮物浓度：
C0=0.22kg/m3
初沉池悬浮物去除率：
45%
进水BOD值：
S0=0.18kg/m3
初沉池BOD去除率：
25%
合成系数：
a=0.6
沉淀出水的悬浮物浓度：
C1=C0（1－45%）=0.121kg/m3
沉淀出水的BOD值：
S1=S0（1－25%）=0.135kg/m3
（1）由悬浮物产生的污泥量：
（2）BOD产生的污泥量：
（3）初沉池日产生的总污泥量：
W=W1＋W2=17.54m³
（4）污泥斗容积：
设r1=2m，r2=1m，α=60°
污泥斗高度：
污泥斗以上圆锥体部分污泥容积：
设池体径向坡度为0.05
式中R——为池的实际半径
污泥斗总容积V=V2+V3=12.68+13.6=26.28m³
因为V＞W所以污泥斗是实际可行的。
污泥池池边高：
取
（5）污泥池总高
4.5.4配备设备
螺旋排污泵两台，每台配电机功率5.5KW
4.5.5初沉池间
根据初沉池的半径、高以及平面尺寸：
15m*15m。
房顶高10m，
4.6SBR反应器
SBR工艺适用于中小城镇生活污水和厂矿企业的工业废水，尤其是间歇排放和流量变化较大的地方，SBR工艺对水质水量比变化的适应性强，处理效果良好,出水可靠，较好的除磷脱氮效果，出水可达标[8]。
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[14]。
SBR反应池示意图见图7
图7SBR反应池示意图
4.6.1设计参数
SBR反应池去除率见表2
表2SBR反应池去除情况表
进水水质mg/L
出水水质mg/L
≤50
135
≤20
≤5
≤10
设SBR运行每一周时间为6h，进水时间1.5h，反应时间2.0h，沉淀时间1.0h，排水时间1.5h
周期数n=24/6=4
根据运行周期时间安排和自动控制特点，SBR反应池设置4个。
SBR处理污泥负荷设计为Ns=0.35kgBOD/（kgMLSS·
d），设f=0.85，SVI=90（SVI在100以下沉降性良好），则
（1）污泥沉降体积为：
（2）每池的有效容积为：
（3）选定每池尺寸L×
B×
H=10×
6×
4.5=270m³
>
217m³
采用超高0.5m，故全池深为5.0m
（4）池内最低水位：
4.6.2排泥量及排泥系统
（1）SBR产泥量
SBR的剩余污泥主要来自微生物代谢的增值污泥，还有很少部分由进水悬浮物沉淀形成。
SBR生物代谢产泥量为
式中：
a——微生物代谢增系数，kgVSS/kgBOD
b——微生物自身氧化率，l/d
根据生活污泥性质，参考类似经验数据，设a=0.70，b=0.05,则有：
假定排泥含水率为P=99.2%，则排泥量为：
考虑一定安全系数，则每天排泥量为30m³
/d
4.6.3需氧量及曝气系统设计计算
（1）需氧量计算
SBR反应池需氧量O2计算式为
a’——微生物代谢有机物需氧率，kg/kg
B’——微生物自氧需氧率，l/d
Sr——去除的BOD（kg/m3）
经查有关资料表，取a‘=0.50，b‘=0.190,需氧量为：
（2）供气量计算
设计采用塑料SX-1型空气扩散器，敷设SBR反应池池底，淹没深度H=4.5m。
SX-1型空气扩散器的氧转移效率为EA=8%
查表知20℃，30℃时溶解氧饱和度分别为Cs（20）=9.17mg/L，
Cs（30）=7.63mg/L空气扩散器出口处的绝对压力Pb为：
空气离开反应池时，氧的百分比为：
反应池中溶解氧平均饱和度为：
（按最不利温度条件计算）
水温20℃时曝气池中溶解氧平均饱和度为：
20℃时脱氧清水充氧量为：
α——污水中杂质影响修正系数，取0.8（0.78~0.99）
β——污水含盐量影响修正系数，取0.9（0.9~0.97）
Cj——混合液溶解氧浓度，取c=4.0最小为2
р——气压修正系数ρ=P/P标=1
反应池中溶解氧在最大流量时不低于2.0mg/L,即取Cj=2.0，计算得：
SBR反应池供气量Gs为:
每立方污水供气量为:
VF——反应池进水容积（m3/h）
去除每千克BOD5的供气量为:
Sr——去除的BOD（kg/m³
）
去除每千克BOD的供氧量为:
4.7曝气生物滤池
曝气生物滤池示意图见图8
图8曝气生物滤池示意图
4.7.1设计参数
已知：
进水流量：
Q=3000*1.2=3600m3/d
生物滤池进水BOD：
Sa=45mg/L
生物滤池出水BOD：
Se=15mg/L（按去除率67%算）
BOD容积负荷率：
（2~4）Nw=3kgBOD/（m3滤料·
d）
滤料层高度：
（2.5~4.5m）H=3.5m
滤池（圆形）个数：
n=2
配水室高度：
h1=1.2m
承托层高度：
h2=0.3m
清水区高度：
h3=1.0m超高：
h4=0.5m
圆形陶粒滤料层的空隙率：
e=0.5
4.7.2滤池尺寸计算
所需滤料体积：
生物滤池总面积：
每座滤池面积：
每池直径：
滤池总高度：
污水流过滤料层的实际停留时间：
4.7.3污泥量计算
生物滤池进水悬浮物：
C1=0.045kg/m³
生物滤池出水悬浮物：
C2=0.005kg/m³
（按去除率89%算）
BOD容积负荷3kg/（m³
·
污泥产量：
0.58kg/kgBOD
污泥容重γ=1000kg/m3
99%
滤池去除BOD：
ΔS=Sa－Se=45－10=35mg/l=0.035kg/m³
滤池每天去除的BOD量：
ΔBOD=ΔS·
Q=0.035*3600=126kg
滤池每天由BOD产泥量：
M1=126*0.58=73.08kg
滤池去除悬浮物：
ΔC=C1－C2=0.045－0.005=0.040kg/m³
滤池每天去除的悬浮物量：
M2=ΔSS=ΔC·
Q=0.04*3600=144kg
每天产干泥重量：
M=M1＋M2=73.08＋144=217.08kg
每天产干泥体积：
W’=M/γ=217.08/1000≈0.22m³
每天污泥产量：
W=W’/（1－99%）=22m³
4.7.4生化供气量计算
滤池单位时间内去除的BOD量：
ΔBOD=108kg/d
Sa=0.045kg/m³
滤池水面压力：
p=1.013×
105Pa
曝气装置安装在液面下的深度：
H=4.8m
滤池氧的利用率：
EA=25%
最不利水温：
10℃
10℃清水中的饱和溶解氧浓度：
Cs（10）=11.33mg/l
氧的水质转移系数：
α=0.8
饱和溶解氧修正系数：
β=0.92
修正系数：
ρ=1
滤池出水中的剩余溶解氧浓度：
C1=2.5mg/l
滤池单位时间内进入的BOD量：
BOD=SaQ=0.045*3600=162kg/d
滤池单位时间内进入的悬浮物的量：
X0=C1Q=0.045*3600=162kg/d
生物滤池每kgBOD的需氧量：
微生物需氧量：
R=OR·
ΔBOD=0.87*108=93.96kg/d
曝气装置安装在滤池液面下H深度时的绝对压力：
从滤池中溢出气体中含氧量的百分率：
Qt=21*（1－EA）/[79＋21*（1－EA）]=16.6%
水温10℃时曝气装置在水下深度处至池液面的平均溶解氧值：
当最不利水温T时，曝气生物滤池实际需氧量：
供气量：
4.7.5生化鼓风所需压力计算
空气管道的沿程损失：
h1=13kPa
空气管道的局部阻力损失：
h2=4kPa
空气扩散装置安装深度：
h3=39.2kPa
空气扩散装置的阻力：
h4=3.0kPa
所在地区大气压：
h5=101.3kPa
鼓风机所需压力：
H=h1＋h2＋h3＋h4=59.2kPa
4.7.6生物滤池面积
内置俩座生物滤池。
根据所得滤池面积、深度以及实际情况得生物滤池面积：
15㎡，深度7m
4.8微絮凝过滤池
4.8.1设计参数
微絮凝滤池设计规模为Qmax=QK=3000*1.2=3600m³
/d=180m³
/h包括管式加药、V型过滤池过滤。
原水在管道静态混合器混合后进入絮凝池。
混凝剂为碱式氯化铝,最大投加量为30mg/L。
冬季絮凝效果不佳时投加助凝剂聚丙烯酰胺（PAM）,最大投加量为0.5mg/L。
管道静态混合器管径为DN800,共两段,混合停留时间为4
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