1 概述1.1 设计任务和依据1.1.1 设计题目20万m3/d生活污水氧化沟处理工艺设计。

1.1.2 设计任务本设计方案是对某地生活污水的处理工艺，处理能力为200000m3/d，内容包括处理工艺的确定、各构筑物的设计计算、设备选型、平面布置、高程计算。

完成总平面布置图、主要构筑物的平面图和剖面图。

1.1.3 设计依据（1）《中华人民共和国环境保护法》（2014）（2）《污水综合排放标准》（GB8978－2002）（3）《生活杂用水水质标准》（CJ25.1—89）（4）《给水排水设计手册1-10》（5）《水污染防治法》1.2 设计要求（1）通过调查研究并收集相关资料经过技术与经济分析，做到技术可行、经济合理。

必须考虑安全运行的条件，确保污水厂处理后达到排放要求。

同时注意污水处理厂内的环境卫生，尽量美观。

设计原则还包括：基础数据可靠；厂址选择合理；工艺先进实用；避免二次污染；运行管理方便。

选择合理的设计方案。

（2）完成一套完整的设计计算说明书。

说明书应包括：污水处理工程设计的主要原始资料；污水水量的计算、污泥处理程度计算；污水泵站设计；污水污泥处理单元构筑物的详细设计计算；设计方案对比论证；厂区总平面布置说明等。

设计说明书要求内容完整，计算正确文理通顺。

（3）毕业设计图纸应准确的表达设计意图，图面力求布置合理、正确清晰，符合工程制图要求。

1.3 设计参数某地生活污水200000m3/d，其总变化系数为1.4，排水采用分流制。

表1-1 设计要求项目进水水质(mg/L) 出水水质(mg/L)BOD5 COD SS TN TP2604003805083010030253 2 设计计算2.1 格栅2.1.1 设计说明格栅由一组平行的金属栅条或筛网组成，在污水处理系统（包括水泵）前，均须设置格栅，安装在污水管道、泵房、集水井的进口处或处理厂的端部，用以拦截较大的呈悬浮或漂浮状态的固体污染物，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷。

截留污物的清除方法有两种，即人工清除和机械清除。

大型污水处理厂截污量大，为减轻劳动强度，一般应用机械清除截留物。

格栅按形状可分为平面格栅和曲面格栅两种，按格栅栅条间隙可分为粗格栅（50~100mm），中格栅（10~40mm），细格栅（3~10mm）三种。

栅条的断面形状有圆形、锐边矩形、迎水面为半圆形的矩形、迎水面背水面均为半圆的矩形几种。

而其中具有强度高，阻力损失小的优点[8]。

本设计采用两道中格栅、两道细格栅，迎水面为半圆形的矩形的栅条,选用机械清渣。

2.1.2 设计原则（图）α1进水工作平台栅条α图1 中格栅计算草图α图3-1 格栅结构示意图2.1.3 设计参数（1）原水水量：Q =2.31m 3/s ；（2）取流量总变化系数为：Kz =1.4；（3）设计流量：Q max =Kz ⋅Q =1.4×2.31≈3.23m 3/s ；（4）设过栅流速：v =0.8m/s ；（5）格栅安装倾角：︒=60α2.1.4 中格栅（2道）设计计算（1）进水渠道宽度计算根据最优水利断面公式：2221111vB v B B hv B Q ===代入s m v 8.0=得：m v Q B 00.28.061.1221=⨯==则栅前水深：m B h 121==（2）格栅间隙数bhvQ n 2sin max α= 式中： Q max ——最大废水设计流量 m 3/s ；α——格栅安装倾角 60~75 取60；h ——栅前水深 m ；b ——栅条间隙宽度，取20mm ； υ——过栅流速 m/s 。

则个868.0102.0260sin 23.3≈⨯⨯⨯=n 。

验算平均水量流速υ= 0.80m/s ，符合(0.65~1.0) 。

（3）栅槽宽度()bn n S B +-=1式中：S ——栅条宽度，取0.015m ；B ——栅槽宽度，m 。

代入得：()m B 0.39302.0193015.0=⨯+-⨯=（4）进水渠道渐宽部分的长度计算111tan 2αB B l -= 式中1α——渐宽部分的展开角，一般采用20。

代入得：m l 37.120tan 2231=-= （5）进水渠道渐窄部分的长度计算 m l l 69.0237.1212=== （6）通过格栅的水头损失 αβsin 22341g v b S k h ⎪⎭⎫ ⎝⎛= 式中：1h ——水头损失，m ；β——格栅条的阻力系数，查表得知42.2=β；k ——格栅污物堵塞时的水头损失增大系数，一般取3=k 。

则m g h 14.060sin 28.002.0015.042.232341=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯=（7）栅后槽总高度m h h h H 44.13.014.0121=++=++=式中：2h ——超高，取0.3m 。

（8）栅槽总长度m H l l L 39.460tan 44.15.169.037.1tan 0.15.021=+++=++++= α （9）每日栅渣量 d m K w Q W Z 31m ax 9.424.110008640005.02.3100086400=⨯⨯⨯⨯==>0.2m 3/d 式中：w 1取3331005.0m m 。

应采用机械除渣或无轴传送栅渣，采用机械栅渣打包机降栅渣打包，汽车运走。

2.1.5 细格栅（2道）设计计算（1）进水渠道宽度计算根据最优水利断面公式：2221111v B v B B hv B Q === 代入s m v 0.1=得：m v Q B 79.10.161.1221=⨯==则栅前水深：m B h 90.021==（2）格栅间隙数 bhvQ n 2sin max α=式中：Q max ——最大废水设计流量，m 3/s ；α——格栅安装倾角60~75，取60；h ——栅前水深m ；b ——栅条间隙宽度，取20mm ；υ——过栅流速，1m/s 。

则个840.19.002.0260sin 23.3≈⨯⨯⨯=n （3）栅槽宽度()bn n S B +-=1式中：S ——栅条宽度，取0.01mB ——栅槽宽度，m 。

()m B 51.28402.018401.0=⨯+-⨯=（4）进水渠道渐宽部分的长度计算111tan 2αB B l -= 式中：α——渐宽部分的展开角，一般采用20。

则：m l 99.020tan 279.151.21=-=（5）进水渠道渐窄部分的长度计算 m l l 49.0299.0212=== （6）通过格栅的水头损失 αβsin 22341g v b S k h ⎪⎭⎫ ⎝⎛= 式中：1h ——水头损失，m ；β——格栅条的阻力系数，查表得知42.2=β；k ——格栅污物堵塞时的水头损失增大系数，一般取3=k 。

则m g h 19.060sin 20.102.001.042.232341=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯=（7）栅后槽总高度m h h h H 39.13.019.090.021=++=++=式中：2h ——超高，取0.3m 。

（8）栅槽总长度m H l l L 78.360tan 39.15.149.099.0tan 0.15.021=+++=++++= α （9）每日栅渣量d m K w Q W Z 31max 99.324.110008640004.023.3100086400=⨯⨯⨯⨯==>0.2m 3 式中：w 1取3331004.0m m 。

应采用机械除渣或无轴传送栅渣，采用机械栅渣打包机降栅渣打包，汽车运走。

选用NC —400型机械格栅两台。

设备宽度400mm ，有效栅宽250mm ，有效栅隙30mm ，运动速度3m/min,水流速度≤1m/s ，安装角度60，电机功率0.25kw ，支座长度960mm ，格栅槽深度500mm ，格栅地面高度360mm 。

生产厂：上海南方环保设备有限公司、上海惠罗环境工程有限公司。

2.2污水泵房2.2.1 设计说明污水总泵站接纳来自城市排水管网来的所有污水，其任务是将这些污水抽送到污水处理厂，以利于处理厂各构筑物的设置。

因采用城市污水与雨水分流制，故本设计仅对城市污水排水系统的泵站进行设计[9]。

排水泵站的基本组成包括：机器间、集水池和辅助间。

泵站形式的选择取决于水力条件和工程造价，其它考虑因素还有：泵站规模大小、泵站的性质、水文地质条件、地形地物、挖渠及施工方案、管理水平、环境性质要求、选用水泵的形式及能否就地取材等。

污水泵站的主要形式：(1)合建式矩形泵站，装设立式泵，自灌式工作台，水泵数为4 台或更多时，采用矩形，机器间、机组管道和附属设备布置方便，启动简单，占地面积大；(2)合建式圆形泵站，装设立式泵，自灌式工作台，水泵数不超过4 台，圆形结构水力条件好，便于沉井施工法，可降低工程造价，水泵启动方便。

(3)自灌式泵房，采用自灌式水泵，叶轮（泵轴）低于集水池最低水位，在最高、中间和最低水位都能直接启动，其优点为启动及时可靠，不需引水辅助设备，操作简单。

(4)非自灌式泵房，泵轴高于集水池最高水位，不能直接启动，由于污水泵水管不得设低阀，故需设引水设备。

但管理人员必须能熟练的掌握水泵的启动程序。

由以上可知，本设计因水量较大，并考虑到造价、自动化控制等因素，以及施工的方便与否，采用自灌式半地下式矩形泵房。

2.2.2 污水泵房一般规定(1)应根据远近期污水量，确定污水泵站的规模，泵站设计流量一般与进水管之设计流量相同；(2)应明确泵站是一次建成还是分期建设，是永久性还是半永久性，以决定其标准和设施；(3)根据污水经泵站抽升后，出口入河道、灌渠还是进处理厂处理来选择合适的泵站位置；(4)污水泵站的集水池与机器间在同一构筑物内时，集水池和机器间须用防水隔墙隔开，允许渗漏，做法按结构设计规范要求；分建式，集水井和机器间要保持安全的施工距离，其中集水池多为圆形，机器间多为方形；(5)泵站构筑物不允许地下水渗入，应设有高出地下水位0.5米的防水措施；(6)选泵机组泵站泵的总抽生能力，应按进水管的最大时污水量计，并应满足最大充满度时的流量要求；(7)尽量选择类型相同（最多不超过两种型号）和口径的水泵，以便维修，但还须满足低流量时的需求；(8)由于生活污水，对水泵有腐蚀作用，故污水泵站尽量采用污水泵，在大的污水泵站中，无大型污水泵时才选用清水泵[10]。

2.2.3 水泵设计计算（1）流量的确定：s m Q 323.3=。

本设计拟定选用8台潜污泵（6用2备），则每台泵的设计流量为：s m Q 355.0= 。

（2）水泵的选用根据水泵在《给水排水设计手册》第11册上查得采用QW 型潜水排污泵。

表3-1 350QW1100-10-45型潜水排污泵的规格性能表型号 出口直径（mm ） 流量（h m3） 扬程（m ） 转速（min r ） 功率（kw ） 效率（％） 350 110010 980 45 74.6 生产厂家：石家庄水泵厂2.3 沉砂池2.3.1 沉砂池的对比选择沉砂池是借助污水中的颗粒与水的比重不同，使大颗粒的沙粒、石子、煤渣等无机颗粒沉降，以去除相对密度较大的无机颗粒。