城市污水处理厂工艺设计及计算
时间：2026-01-20
第三章 污水处理厂工艺设计及计算
第一节 格栅
进水中格栅是污水处理厂第一道预处理设施，可去除大尺寸的漂浮物或悬浮物，以保护进水泵的正常运转，并尽量去掉那些不利于后续处理过程的杂物。
拟用回转式固液分离机。回转式固液分离机运转效果好，该设备由动力装置，机架，清洗机构及电控箱组成，动力装置采用悬挂式涡轮减速机，结构紧凑，调整维修方便，适用于生活污水预处理。
1.1 设计说明
栅条的断面主要根据过栅流速确定，过栅流速一般为0.6～1.0m/s，槽内流速0.5m/s左右。如果流速过大，不仅过栅水头损失增加，还可能将已截留在栅上的栅渣冲过格栅，如果流速过小，栅槽内将发生沉淀。此外，在选择格栅断面尺寸时，应注意设计过流能力只为格栅生产厂商提供的最大过流能力的80%，以留有余地。格栅栅条间隙拟定为25.00mm。
1.2 设计流量：
a.日平均流量
Qd=45000m3/d≈1875m3/h=0.52m3/s=520L/s Kz取1.4 b. 最大日流量
Qmax=Kz·Qd=1.4×1875m3/h=2625m3/h=0.73m3/s
1.3 设计参数：
栅条净间隙为b=25.0mm 栅前流速ν1=0.7m/s 过栅流速0.6m/s 栅前部分长度：0.5m
格栅倾角δ=60° 单位栅渣量：ω1=0.05m3栅渣/103m3污水
1.4 设计计算：
1.4.1 确定栅前水深
B12
根据最优水力断面公式Q 计算得：
2B1
2Q
B2 0.153
0.66m h 1 0.33m 0.72
所以栅前槽宽约0.66m。栅前水深h≈0.33m 1.4.2 格栅计算
说明： Qmax—最大设计流量，m3/s； α—格栅倾角，度（°）；
h—栅前水深，m； ν—污水的过栅流速，m/s。
栅条间隙数（n）为
n
Qmaxsin 0.153 sin60
= 30(条)
ehv0.025 0.3 0.6
栅槽有效宽度（B）
设计采用ø10圆钢为栅条，即S=0.01m。
B S(n 1) bn 0.01 (30 1) 0.025 30=1.04(m)
通过格栅的水头损失h2 h2 K h0
h0
2
2g
sin
h0—计算水头损失； g—重力加速度；
K—格栅受污物堵塞使水头损失增大的倍数，一般取3；
ξ—阻力系数，其数值与格栅栅条的断面几何形状有关，对于圆形断面，
1.79
0.62 0.01
h2 3 1.79 sin60 0.025(m)
0.0252 9.81
所以：栅后槽总高度H
H=h+h1+h2=0.33+0.3+0.025=0.655(m) （h1—栅前渠超高，一般取0.3m） 栅槽总长度L
4 3
s b
4 3
B B11.04 0.66
0.52m
2*tan 12*tan20 L1
L2 0.26m
2L1
H1 h h1＝0.3+0.33＝0.63
L L1 L2 1.0 0.5
H10.63
0.52 0.26 1.0 0.5 2.64m tan tan60
L1—进水渠长，m； L2—栅槽与出水渠连接处渐窄部分长度，m； B1—进水渠宽，； α1—进水渐宽部分的展开角，一般取20°。
图一 格栅简图
1.4.3 栅渣量计算
对于栅条间距b=25.0mm的中格栅，对于城市污水，每单位体积污水烂截污物为W1=0.05m3/103m3，每日栅渣量为
W
QmaxW1 864000.153 0.05 86400
=0.4m3/d
Kz 10001.64 1000
拦截污物量大于0.3m3/d，宜采用机械清渣。
二、沉砂池
采用平流式沉砂池 1. 设计参数
设计流量：Q=301L/s（按2010年算，设计1组，分为2格） 设计流速：v=0.25m/s 水力停留时间：t=30s 2. 设计计算 （1）沉砂池长度：
L=vt=0.25×30=7.5m
（2）水流断面积：
A=Q/v=0.301/0.25=1.204m2
（3）池总宽度：
设计n=2格，每格宽取b=1.2m>0.6m，池总宽B=2b=2.4m
（4）有效水深：
h2=A/B=1.204/2.4=0.5m （介于0.25～1m之间）
（5）贮泥区所需容积：设计T=2d，即考虑排泥间隔天数为2天，则每个沉砂斗容积
Q1TX11.3 104 2 3V1 0.26m3 55
2K102 1.5 10
（每格沉砂池设两个沉砂斗，两格共有四个沉砂斗） 其中X1：城市污水沉砂量3m3/105m3，
K：污水流量总变化系数1.5
（6）沉砂斗各部分尺寸及容积：
设计斗底宽a1=0.5m，斗壁与水平面的倾角为60°，斗高hd=0.5m， 则沉砂斗上口宽：
a
2hd2 0.5
a1 0.5 1.1m
tan60 tan60
沉砂斗容积：
V
hd0.52
(2a2 2aa1 2a1) (2 1.12 2 1.1 0.5 2 0.52) 0.34m3 66
（略大于V1=0.26m3，符合要求）
（7）沉砂池高度：采用重力排砂，设计池底坡度为0.06，坡向沉砂斗长度为
L2
L 2a7.5 2 1.1
2.65m 22
则沉泥区高度为
h3=hd+0.06L2 =0.5+0.06×2.65=0.659m
池总高度H ：设超高h1=0.3m，
H=h1+h2+h3=0.3+0.5+0.66=1.46m
（8）进水渐宽部分长度:
L1
B 2B12.4 2 0.94
1.43m
tan20 tan20
（9）出水渐窄部分长度:
L3=L1=1.43m
（10）校核最小流量时的流速：
最小流量即平均日流量
Q平均日=Q/K=301/1.5=200.7L/s
则vmin=Q平均日/A=0.2007/1.204=0.17>0.15m/s，符合要求
（11）计算草图如下：
进水
出水
图4 平流式沉砂池计算草图
第三节 沉淀池
3.1 采用中心进水辐流式沉淀池：
图四 沉淀池简图
3.2 设计参数：
沉淀池个数n=2；水力表面负荷q’=1m3/(m2h)；出水堰负荷1.7L/s·m(146.88m/m·d)；
3
h3为缓冲层高度，取0.5m；h5为挂泥板高度，取0.5m。沉淀时间T=2h；污泥斗下半径
r2=1m，上半径r1=2m；剩余污泥含水率P1=99.2%
3.2.1 设计计算： 3.2.1.1 池表面积
A
Q1042 1042m2 q'1
3.2.1.2 单池面积
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