根据卡罗塞氧化沟工艺流程的特点，需要进行设计计算的污水处理构筑物包括中格栅、提升泵房、细格栅、沉砂池、Carrousel氧化沟、二次沉淀池、紫外线消毒池等。

1 泵前中格栅格栅是由一组平行的金属或塑料栅条制成，斜置在污水流经的渠道上或水泵集水井处，用以拦截污水中的大块悬浮杂质，以免后续处理单元的水泵或构筑物造成损害。

根据《给水排水设计手册》（第05期.城镇排水），粗格栅栅条间距50～100mm,中格栅栅条间距为16～40mm，细格栅栅条间距为3～10mm。

格栅与水泵房的设置方式：中格栅——提升泵房——细格栅。

污水处理厂的进水中格栅按远期设计，即设计秒流量Q=1182L/s＝1.182m3/s，设计中选择N＝2组中格栅，每组格栅的设计流量为0.591m3/s。

1.设计参数根据《给水排水设计手册》（第05期.城镇排水），采用格栅栅条间隙b=20mm,格栅倾角为75°，过栅流速v2=0.9m/s。

图3-1 中格栅计算草图2.设计计算（1）栅条间隙数2sin bhv Q n α=式中 n ——格栅栅条间隙数（个）；Q ——设计流量（m 3/s ）；α——格栅倾角（°） 本设计取75。

； b ——栅条间隙（m ）； h ——栅前水深（m ）； 2v ——过栅流速（m/s ）。

()个419.065.002.075sin 591.0≈⨯⨯︒⨯=n（2）格栅槽宽度bn n S B +-=)1(式中 B ——格栅槽宽度（m ）；S ——每根格栅条的宽度（m ）；设计中取S ＝0.01m 。

22.14102.0)141(01.0＝⨯+-⨯=B m（3）进水渠道渐宽部分的长度1112αtg B B l -=式中 1l ——进水渠道渐宽部分的长度（m ）； 1B ——进水渠宽（m ）；B 1＝1.00m ；1α——进水渠道渐宽部分的展开角度，一般可采用20°。

30.020200.122.11＝︒⨯-=tg l m（4）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度15.0212==ll m（5）通过格栅的水头损失αβsin 2223/41gv b S k h ⎪⎭⎫ ⎝⎛=式中 1h ——水头损失（m ）；k ——系数，格栅受污物堵塞使水头损失增大的倍数，一般采用3； β——格栅条的阻力系数，其数值与格栅栅条的断面几何形状有关，栅条断面形状为迎水面为半圆形的矩形时83.1＝β；g ——重力加速度。

09.075sin 29.002.001.083.1323/41＝︒⨯⨯⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯=gh m （6）栅槽总高度21h h h H ++=式中 H ——栅后槽总高度（m ）；2h ——槽前渠道超高（m ），一般采用0.3m 。

h —-—栅前水深m B h 5.0200.121===。

0.189.03.009.05.0≈++=＝H m（7）格栅槽总长度αtg H l l L 1210.15.0++++= 式中 L ——格栅槽总长度（m ）；1H ——槽前渠道深（m ）；2.2755.03.00.15.015.03.0≈︒+++++=tg L m（8）每日栅渣量1000864001W Q W =式中 W ——每日栅渣量（m 3/d ）；1W ——每日每103m 3污水的栅渣量（m 3/103m 3污水），格栅间隙为16～25mm 时，W 1=0.10～0.05。

设计中取W 1=0.05 m 3/103m 3污水）。

d m d m W /2.0/1.5100005.0182.18640033>⨯⨯=＝应采用机械除渣及皮带输送机或无轴输送机输送栅渣，本设计采用机械栅渣打包机将栅渣打包，汽车运走。

（9）进水与出水渠道城市污水管DN1000mm 送入进水渠道，设计中取进水渠道宽度B 1=1.00m ，进水水深0.5m ，出水渠道宽度B 2=1.00m ，出水水深0.5m 。

2 泵后细格栅污水由进水泵房提升至细格栅沉砂池，细格栅用于进一步去除污水中较小的颗粒悬浮、漂浮物，利于污水的后续处理。

设计中泵后细格栅按近期设计秒流量设计，即Q max =0.788m 3/s ，选N ＝2组格栅，每组格栅与沉砂池合建，每组格栅的设计流量为0.394m 3/s 。

1.设计参数根据《给水排水设计手册》（第05期.城镇排水），采用格栅栅条间隙b=10mm,格栅倾角为75°，过栅流速v 2=0.9m/s ，栅前部分长度0.5m 。

设计中取栅前水深h=0.6m 。

2.设计计算 （1）栅条间隙数2sin bhv Q n α=式中 n ——格栅栅条间隙数（个）；Q ——设计流量（m 3/s ）； α——格栅倾角（°）； b ——栅条间隙（m ）； h ——栅前水深（m ）； 2v ——过栅流速（m/s ）。

()个529.06.001.045sin 394.0≈⨯⨯︒⨯=n（2）格栅槽宽度bn n S B +-=)1(式中 B ——格栅槽宽度（m ）；S ——每根格栅条的宽度（m ）；设计中取S ＝0.008m 。

00.15201.0)152(008.0≈⨯+-⨯=B m（5）通过格栅的水头损失αβsin 2223/41gv b S k h ⎪⎭⎫⎝⎛= 式中 1h ——水头损失（m ）；k ——系数，格栅受污物堵塞使水头损失增大的倍数，一般采用3； β——格栅条的阻力系数，其数值与格栅栅条的断面几何形状有关，栅条断面形状为锐边矩形时42.2＝β；g ——重力加速度。

m gh 20.045sin 29.001.001.042.2323/41＝︒⨯⨯⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯= （6）栅后槽总高度21h h h H ++=式中 H ——栅后槽总高度（m ）；2h ——槽前渠道超高（m ），一般采用0.3m 。

10.13.02.06.0＝++=H m（8）每日栅渣量1000864001W Q W =式中 W ——每日栅渣量（m 3/d ）；1W ——每日每103m 3污水的栅渣量（m 3/103m 3污水），格栅间隙10mm 时，取W 1=0.05 m 3/103m 3污水）。

d m d m W /2.0/4.3100005.0788.08640033>⨯⨯=＝根据计算，本设计中采用机械除渣及皮带输送机或无轴输送机输送栅渣，采用机械栅渣打包机将栅渣打包，汽车运走。

（9）进水与出水渠道污水经泵房提升通过DN800mm 的钢管道送入细格栅的进水渠道，设计中取细格栅的进水渠道宽度B 1=1.12m ，进水水深0.6m ，出水渠道B 2=B 1=1.12m ，出水水深0.6m。

3 旋流式沉砂池因旋流式沉砂池按设计秒流量Q max =0.788m3/s，采用二组旋流式沉砂池，分别与细格栅连接，每组沉砂池的设计流量为394L/s。

再根据《给水排水设计手册》（第05期.城镇排水），选用550型号的旋流式沉砂池Ⅰ，其尺寸示意图见图3-3，各部分尺寸见表3-3。

图3-3 旋流式沉砂池Ⅰ尺寸示意图表3-3 旋流式沉砂池Ⅰ型号及尺寸（mm）型号流量L/S A B C D E F G H I J L55 7 800 14504 A2/C氧化沟氧化沟设计流量按照最大日流量6万m3/d设计，设四组氧化沟，每组氧化沟设计流量为1.5万m3/d。

1.设计参数（1）氧化沟内混合液污泥浓度氧化沟内混合液污泥浓度（MLSS）X值一般采用2000～6000mg/L，为提高系统抗负荷变化的能力，本设计中取X=4000mg/L。

7.0/==MLSSMLVSSf。

（2）污泥龄本设计在考虑去除BOD 5的同时，还考虑反硝化，并且考虑中型污水处理厂不进行厌氧或好氧消化稳定，因此设计污泥龄取d c 20=θ，使其部分稳定。

（3）回流污泥浓度r SVIX r ⋅=610式中 r X ——回流污泥浓度（mg/L ）；SVI ——污泥容积指数，设计中取100＝SVI ； r ——系数，一般采用2.1＝r 。

L mg X r /120002.1100106＝⨯=（4）污泥回流比%504000120004000%100=-=⨯-=X X X R r2.平面尺寸计算（1）前置厌氧区有效容积根据《室外排水设计规范》GB 50014-2006（2014年版）6.6.13条，生物反应池的始端厌氧选择池，水力停留时间宜采用0.5~1.0 h 。

本设计取t=1.0 h 。

厌氧区有效容积31625424160000m N t Q V =⨯⨯=•=（2）好氧区有效容积因考虑到同时去除BOD 5和进行硝化作用，可按活性污泥法动力学公式计算氧化沟好氧区容积()()c d V ce K X S S YQ V θθ+-=102式中 2V ——好氧区有效容积（m 3）；Y ——污泥净产率系数（kgVSS/kgBOD 5），宜根据试验资料确定，无试验资料时一般取0.4～0.8，设计中取5.0=Y ；Q ——污水设计流量（m 3/d ）；0S 、e S ——分别为进、出水BOD 5浓度（mg/L ）； c θ——污泥齡（d ）；V X ——混合液挥发性悬浮固体浓度（MLVSS ）（mg/L ），其中X fX X v 7.0==；d K ——污泥内源呼吸系数（1/d ）；对于城市污水，一般采用0.03～0.10。

设计中取08.0＝d K 。

()()147123008.017.04000202043.253600005.02＝⨯+⨯⨯⨯-⨯⨯=V m 3（3）缺氧区有效容积 反硝化区脱氮量()()e e S S YQ N N Q W ---=00124.0式中 W ——反硝化区脱氮（kg/d ）；0N 、e N ——分别为进、出水TN 浓度（g/L ）；()103510002043.253600005.0124.010002073.5160000＝-⨯⨯⨯-⎪⎭⎫⎝⎛-⨯=W kg/d 反硝化区所需污泥量DNV WG =式中 G ——反硝化区所需污泥量（kg ）；DN V ——反硝化速率[kgNO 3-/kgMLSS·d]；根据试验结果，DN V 值介于0.019～0.26之间；设计中取02.0＝DN V 。

5177202.01035＝=G kg 反硝化区有效容积XG V =3 式中 3V ——反硝化区有效容积（m 3）。

129434517723＝=V m 3 （4）总有效容积32V KV V +=式中 V ——氧化沟总有效容积（m 3）；K ——具有活性作用的污泥占总污泥量的比例，一般采用0.55左右；设计中取6.0＝K37463129436.014712＝+=V m 3（5）预反硝化区前置预反硝化区，其容积为本系统总体容积的15%34562037463%15%15m V V =⨯==（6）氧化沟平面尺寸氧化沟共设N ＝2组，并联运行。