-PAGE17設計總說明城鎮(zhèn)污水處理廠工藝設計（20萬人口）的選題旨在針對我國城鎮(zhèn)化進程中中等規(guī)模城鎮(zhèn)的污水治理需求，通過科學、經(jīng)濟、可持續(xù)的技術路線解決水污染問題，并推動環(huán)境、社會與經(jīng)濟的協(xié)同發(fā)展。隨著人口向城鎮(zhèn)集中，生活污水和工業(yè)廢水排放量劇增，傳統(tǒng)處理模式難以兼顧處理效能與成本控制，而現(xiàn)有工藝在中等規(guī)模應用場景中常面臨效率不足或資源浪費的困境。城鎮(zhèn)污水處理廠工藝設計（20萬人口）以A2O工藝為核心，主要涵蓋基礎參數(shù)確定、工藝流程構建等關鍵內(nèi)容。設計需基于20萬人口規(guī)模，將本次設計的城市污水處理廠每日所需處理的凈化水量定為1×105m3/d。按照《城市污水處理廠污染物排放標準》GB181918-2022中的一級B標準，使用A2/O工藝，使出水達標。工藝流程采用“預處理（格柵+沉砂池+初沉池）→A2O生化池（厭氧-缺氧-好氧三段組合）→二沉池”的主線。關鍵詞：污水處理；工藝設計；A2/O工藝

DESIGNOVERVIEWThetopicofprocessdesignforurbansewagetreatmentplants(withapopulationof200,000)aimstoaddressthesewagetreatmentneedsofmedium-sizedtownsintheprocessofurbanizationinChina.Itseekstosolvewaterpollutionproblemsthroughscientific,economicandsustainabletechnicalroutesandpromotethecoordinateddevelopmentoftheenvironment,societyandeconomy.Withtheconcentrationofpopulationinurbanareas,thedischargeofdomesticsewageandindustrialwastewaterhasincreasedsharply.Traditionaltreatmentmodelsaredifficulttobalancetreatmentefficiencyandcostcontrol,whileexistingprocessesoftenfacethepredicamentofinsufficientefficiencyorresourcewasteinmedium-scaleapplicationscenarios.Theprocessdesignofurbansewagetreatmentplants(withApopulationof200,000)takestheA2Oprocessasthecoreandmainlycoverskeycontentssuchasthedeterminationofbasicparametersandtheconstructionofprocessflow.Thedesignshouldbebasedonapopulationof200,000,andthedailypurifiedwatervolumerequiredtobetreatedbytheurbansewagetreatmentplantinthisdesignshouldbesetat1×105m3/d.Inaccordancewiththefirst-levelBstandardofthe"DischargeStandardofPollutantsforMunicipalWastewaterTreatmentPlants"GB181918-2022,theA2/Oprocessisadoptedtoensurethattheeffluentmeetsthestandards.Theprocessflowadoptsthemainlineof"pretreatment(screen+gritchamber+primarysedimentationtank)→A2Obiochemicaltank(anaerobic-anoxic-aerobicthree-stagecombination)→secondarysedimentationtank".Keywords：electricpowersystem；WastewaterTreatment；ProcessDesign；A2/O(Anaerobic-Anoxic-Oxic)Process目錄設計總說明 IDESIGNOVERVIEW II1前言 11.1設計任務 11.2設計依據(jù) 11.3設計背景 11.4設計原則 11.5設計參數(shù) 21.5.1設計水量 21.5.2進水水質(zhì)標準 21.5.3出水水質(zhì)標準 22城鎮(zhèn)污水處理工藝選擇 32.1A2/O工藝 32.2SBR工藝 32.3氧化溝工藝 42.5處理工藝的確定 63基礎構筑物設計計算 73.1格柵 73.1.1設計說明 73.1.2 設計計算 73.2沉砂池 93.2.1設計說明 93.2.2設計計算 93.3初沉池 103.3.1設計說明 103.3.2設計計算 103.4A2/O生化反應池 113.4.1設計說明 113.4.2設計計算 123.5二沉池 173.5.1設計說明 173.5.2設計計算 173.6貯泥池 183.6.1設計說明 183.6.2設計計算[8] 183.7接觸池（消毒） 193.7.1設計說明 193.7.2設計計算 194設備的平面布置和高程布置 214.1污水處理廠位置選擇 214.1.1 污水處理廠位置選擇原則 214.1.2 污水處理廠位置選擇考慮因素 214.2污水處理廠的布置 214.3污水處理廠的高程布置 214.3.1高程布置的原則 214.3.2高程布置的方法[13] 214.3.3設計計算 224.3.3高程布置圖 225預算分析 235.1直接投資費用預算 235.2土木建工預算 235.3設備及安裝預算 235.4其他費用 245.5總預算匯總 24結(jié)論 25參考文獻 26致謝 271前言1.1設計任務城鎮(zhèn)污水處理廠工藝設計（20萬人口）。1.2設計依據(jù)《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》GB18918-2002——一級B標準；《地表水Ⅲ類標準》GB3838-2002。1.3設計背景某市地處（東經(jīng)105°47′～106°27′，北緯26°46′～27°21′），屬中亞熱帶濕潤季風氣候區(qū)，年平均氣溫13.8℃，極端低溫-28℃，夏季氣候溫和。年降雨量1005.2mm，雨日達188天，雨季對污水處理廠運行及防洪設計提出較高要求，需結(jié)合主導東南風向（最大風速32m/s）優(yōu)化布局。地形以山地為主，河流支流貫穿區(qū)域，歷史最高洪水位達6.48m，廠址需避開洪水淹沒風險區(qū)并預留防洪標高。某市2023年常住人口約610萬，城區(qū)人口密集，污水處理需求持續(xù)增長。以某縣為例，近期服務人口約15萬，設計規(guī)模3.8萬m3/d；某區(qū)遠期規(guī)劃人口10萬，配套處理能力6萬m3/d。區(qū)域經(jīng)濟以食品加工、水泥及化肥產(chǎn)業(yè)為主，工業(yè)廢水占比低，污水以生活污水為主，典型水質(zhì)參數(shù)為BOD5180mg/L、COD390mg/L、SS180mg/L，需針對性設計生化處理工藝。某縣污水廠位于某河北岸，需按歷史最高洪水位815.458m確定廠區(qū)標高；某河出水執(zhí)行《地表水Ⅲ類標準》（GB3838-2002），對脫氮除磷工藝要求嚴格。廠址地質(zhì)條件差異顯著：左岸為梯田地形（海拔1190～1210m），覆蓋層為黏土夾砂卵石，巖溶弱發(fā)育且地震烈度＜VI度，地基穩(wěn)定性較好；右岸坡地基巖裸露，需防范洪水期水位抬升引發(fā)的地質(zhì)災害。設計需統(tǒng)籌氣候適應性、防洪安全、水質(zhì)達標及地質(zhì)條件，優(yōu)先采用抗沖擊負荷強、運行穩(wěn)定的工藝方案。1.4設計原則城市污水處理設計需以“技術可行、經(jīng)濟合理、環(huán)境友好、管理智能”為綱領，通過多目標優(yōu)化實現(xiàn)污染減排、資源回收與生態(tài)保護的協(xié)同發(fā)展，為城市水環(huán)境安全與可持續(xù)發(fā)展提供保障。1.5設計參數(shù)1.5.1設計水量將本次設計的城市污水處理廠每日所需處理的凈化水量定為1×105m3/d。1.5.2進水水質(zhì)標準表1.1進水水質(zhì)指標Table1.1Influentwaterqualityindicators項目COD(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)NH3-N(mg/L)TP(mg/L)進水要求39018018040301.5.3出水水質(zhì)標準表1.2出水水質(zhì)指標Table1.1Effluentwaterqualityindicators項目COD(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)NH3-N(mg/L)TP(mg/L)出水要求60202080.52城鎮(zhèn)污水處理工藝選擇2.1A2/O工藝有這樣一種生物處理方法，它集厭氧、缺氧和好氧三個過程于一體，被稱為A2/O工藝[1]。有一種生物處理系統(tǒng)，其中設有厭氧反應器、缺氧反應器和好氧反應器，這樣的系統(tǒng)能夠同時達成脫氮、除磷和有機物的降解的效果，其工藝流程見圖2.1[2]。厭氧反應器中進入了污水以及從二沉池回流的活性污泥，在厭氧環(huán)境下，聚磷菌開始釋放磷。將COD、VFA轉(zhuǎn)換為PHB；含氮氨有機物之后，廢水進入脫氧反應器進行脫氮。在缺氧反應器中，混合液會對有機物進行進一步降解，同時完成氨氮的硝化以及磷的吸收，隨后硝態(tài)氮回流到厭氧反應器，污泥吸收過量的磷并通過剩余污泥排出[3]。圖2.1A2/O工藝流程圖Figure2.1A2/Oprocessflowchart2.2SBR工藝序批式反應池（SBR）屬于那種先注水，再反應，最后排水類型的反應器，在流態(tài)方面是完全混合的，不過其中的有機污染物是隨著反應時間的增加而被降解的。它的運行包括進水、反應、沉淀、出水和閑置這五個基本流程，從污水進入開始到閑置階段結(jié)束是一個周期，在同一個配備曝氣或者攪拌裝置的反應器內(nèi)，所有的處理環(huán)節(jié)按順序開展，混合液會一直在池中，這樣就不用再單獨設置沉淀池了。曝氣池兼具二沉池的功能，無污泥回流設備是該工藝的顯著特點，其工藝流程見圖2.2。圖2.2序批式反應池的操縱流程Figure2.2OperationalProcessoftheSequencingBatchReactor(SBR)2.3氧化溝工藝在市政污水和工業(yè)廢水處理領域，有一種被廣泛應用的污水處理工藝，它是活性污泥法的改進型，這就是氧化溝（OxidationDitch）。它主要以封閉或者半封閉的環(huán)形溝渠為結(jié)構形式，借助曝氣設備與低速推流器相互配合，促使污水和活性污泥于溝內(nèi)循環(huán)流動，從而實現(xiàn)有機物降解、硝化、反硝化等生物處理過程。氧化溝的形狀多為環(huán)形或者橢圓形的溝渠，溝比較淺，在溝內(nèi)配備有曝氣設備（例如轉(zhuǎn)刷、轉(zhuǎn)盤、表面曝氣機等）和推流器，以促使混合液循環(huán)流動。連續(xù)流運行，污水與活性污泥混合后在溝內(nèi)循環(huán)流動，水力停留時間（HRT）較長，污泥齡（SRT）較長，有利于微生物對污染物的降解。當氧化溝處于工作狀態(tài)時，曝氣裝置會給混合液補充氧氣，這有助于好氧微生物進行有機物的氧化分解以及氨氮的硝化反應。推流器使混合液于溝內(nèi)不停循環(huán)流動，讓污水和污泥充分接觸，以此提升處理的效率。沉淀區(qū)被設置于氧化溝末端（或者外接二沉池），部分污泥在沉降之后回流至溝內(nèi)，生物量得以維持。借助對曝氣區(qū)域（好氧、缺氧、厭氧環(huán)境交替）的控制，達成硝化-反硝化脫氮的目的；部分氧化槽與化學除磷或生物除磷相結(jié)合。該工藝分類：Carrousel氧化溝：采用垂直曝氣機，形成局部強曝氣區(qū)和推流區(qū)，適用于較大規(guī)模污水處理廠，見圖2.3[5]。圖2.3Carrousel氧化溝系統(tǒng)平面結(jié)構圖Figure2.3PlanstructurediagramofCarrouseloxidationditchsystemOrbal氧化溝：由多個同心圓溝渠組成，分區(qū)域控制溶解氧（如外溝缺氧、內(nèi)溝好氧），強化脫氮除磷效果，見圖2.4。圖2.4Orbal氧化溝工藝流程圖Figure2.4ProcessflowchartofOrbaloxidationditch一體化氧化溝：將曝氣、沉淀功能集成在一個池體中，結(jié)構緊湊，適合小型污水處理項目，見圖2.5。圖2.4一體化氧化溝工藝流程圖Figure2.4ProcessflowchartofIntegralCombinedoxidationditch交替式氧化溝：通過切換運行模式（如曝氣/攪拌交替），實現(xiàn)同步硝化反硝化（SND），見圖2.5。圖2.5DE型氧化溝工藝流程圖Figure2.5ProcessflowchartofDEtypeoxidationditch2.5處理工藝的確定經(jīng)比較A2/O工藝更具優(yōu)勢。本次采用A2/O工藝，工藝流程圖見2.6[6]。圖2.6A2/O工藝流程圖Figure2.6ProcessFlowDiagramofA2/OProcess3基礎構筑物設計計算3.1格柵3.1.1設計說明它由一組或數(shù)組平行的金屬柵條、塑料齒鉤或金屬篩網(wǎng)、框架及相關裝置構成，被傾斜安裝于污水渠道、泵房集水井的進水口或者污水處理廠的前端，目的在于截流污水里那些較為粗大的漂浮物與懸浮物。格柵可以按照柵條間隙大小分為粗格柵（50-100mm）、中格柵（0-40mm）、細格柵（1.5-10mm）、超細格柵（0.5-1.0mm）。設計計算參數(shù)：過柵流速0.6-1.0m/s；格柵傾角60°；柵前水深0.5m；柵條間隙0.04m。格柵間隙數(shù)n=Qmaxsinαb?v 式中：Qmax——最大設計流量，m3/s；Qmax=10000m3/d=0.116m3/s；b——柵條間隙，m，b=0.04m；h——柵條前水深，m；v——污水流經(jīng)速度；α——格柵傾角，（°）；α=60°sinα——經(jīng)驗修正系數(shù)，量綱為1。n=Qmaxsinαb?v代入以上參數(shù)得柵條間數(shù)為90。格柵槽總寬度B=Sn?1+bn （3式中：B——柵槽總寬度，m；S——柵條寬度，m；b——柵條間隙，m；n——格柵間隙數(shù)，n=90。B=Sn?1+bn=0.01×90?1+0.04×90=4.49代入以上參數(shù)得格柵槽總寬度為4.49m。過柵水頭損失?2=k?0?0=ξv2式中：h2——過柵水頭損失，m；h0——計算水頭損失，m；ξ——阻力系數(shù)；g——重力加速度，9.81m/s2；k——系數(shù)，量綱為1。?0=ξv2?2=k?0代入以上參數(shù)得過柵水頭損失為0.042m。柵后槽總高度H=?+?1+?式中：H——柵后槽總高度，m；h——柵前水深，m；h1——個柵前渠道超高；h2——過柵水頭損失，h2=0.042m。H=?+?1+?代入以上參數(shù)得柵后槽總高度0.392m。格柵槽總長度L=L1+L式中：L1——進水部位漸寬部位長度，m，L1L2——格柵槽與出水渠道鏈接處的漸窄部位長度，一般取L2=0.5L1。H1——格柵前槽高，m。L1=B?B1L2=0.5L1=0.5×4.8=2.4L=L1+L代入以上參數(shù)得格柵槽總長度為8.9m。每日柵渣量W=QmaxW1式中：W——每日柵渣量，m3/d；W1——單位體積污水渣量，m3/（103m3）；Kz——污水流量總變化系數(shù)，量綱為1。W=QmaxW1×86400代入以上參數(shù)得每日柵渣量為0.334m3/d。3.2沉砂池3.2.1設計說明沉砂池能夠把污水里像泥沙、煤渣這類相對密度比較大的無機顆粒去除掉，防止對后續(xù)構筑物的正常運行產(chǎn)生影響。沉砂池運行的依據(jù)是重力分離或者離心力分離原理，具體而言，就是對流入沉砂池的污水流速或者旋流速度加以控制，讓相對密度較大的無機顆粒沉降下去，而有機懸浮顆粒就隨著水流被帶走了。3.2.2設計計算參數(shù)：HRT30s-60s；水平流速0.15-0.3m/s；有效水深1.0-2.0m；池徑與池深比8-12。沉砂池有效容積V=Qmaxt×60式中：V——總有效容積，m3；Qmax——最大設計流量，m3/s；t——最大設計流量時停留時間，min。V=Qmaxt×60=0.116×2×60=13.92m代入以上參數(shù)得沉砂池有效容積為13.92m3。池斷面積AA=Qmaxv式中：A——池斷面積，m；v——最大設計流量時水平流速，m/s。A=Qmaxv=0.116代入以上參數(shù)得池斷面積為1.16㎡。池總寬度BB=AH（3.式中：B——池總寬度，m；H——有效水深，m。B=AH=1.160.5代入以上參數(shù)得池總寬度為2.32m。池長LL=VA（3.式中：L——池長，m。B=AH=13.921.16代入以上參數(shù)得池長為12m。所需曝氣量qq=60DL（3.25）式中：q——所需曝氣量，m3/min；D——單格曝氣沉砂池單位時間單位長度曝氣量，m3/(m·s)。q=60DL=60×0.2×12=144m2/min 代入以上參數(shù)得所需曝氣量為144m3/min。3.3初沉池3.3.1設計說明初沉池位于污水處理流程的前端，通常在格柵、沉砂池之后，生物處理之前。初沉池主要去除污水中的可沉降的懸浮物和部分有機物質(zhì)，降低后續(xù)生物處理的負荷。本冊設計采用輻流式沉淀池，設計計算跟按照輻流式沉淀池進行計算。3.3.2設計計算參數(shù)：沉淀時間1.0-2.0h；池底坡度0.05-0.10；表面負荷1.5-3.0m3/(㎡·h)。每座沉淀池的表面積A1A1=Qmax式中：A1——每座沉淀池的表面積，㎡；Qmax——最大設計流量，m3/h；n——池數(shù)；q0——表面水力負荷，m3/（㎡·h）。A1=Qmax代入以上參數(shù)得沉淀池的表面積為41.76㎡。每座沉淀池的池徑DD=4A1π式中：D——池徑，m，一般池徑不宜大于50m；Qmax——最大設計流量，m3/h；n——池數(shù)；q0——表面水力負荷，m3/（㎡·h）。D=4A1π=代入以上參數(shù)得沉淀池的池徑為7.29m。沉淀池有效水深h2?2=q0式中：h2——有效水深，m；t——沉淀時間，h。?2=q0t代入以上參數(shù)得沉淀池有效水深為3.75m。沉淀池總高度H。H=?1+?式中：H——沉淀池總高度，m；h1——沉淀池超高，m，一般取0.3m;h2——有效水深，m；h3——緩沖層高度，m；h4——沉淀池底坡落差，m；h5——貯泥斗高度，m。H=?1+?代入以上參數(shù)得沉淀池總高度為6.04m。3.4A2/O生化反應池3.4.1設計說明集合工藝流程中的A2/O工藝包含了厭氧反應器、缺氧反應器和好氧反應器，它能同步處理COD的去除、硝化反硝化脫氮以及聚磷菌的釋磷吸磷[7]。3.4.2設計計算表3.1進出水水質(zhì)要求Table3.1InfluentandEffluentWaterQualityRequirements項目COD(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)NH3-N(mg/L)TP(mg/L)進水要求390180180405出水要求60202080.5處理程度84.6%88.9%88.9%80%90%參數(shù)計算BOD5污泥負荷N=0.13kgBOD5/kgMLSS?d回流污泥濃度XR=9000mg/L污泥回流比R=50%（3.37）混合液懸浮固體濃度（污泥濃度）X=R1+RXR設MLVSSMLSS=0.75（3揮發(fā)性活性污泥濃度XV=0.75X=0.75×3000=2250mg/LNH3-N去除率e=S1?S內(nèi)回流倍數(shù)R內(nèi)=e1?e泵房進水管v=0.9m/s（3反應池回流系統(tǒng)計算污泥回流Q2=R×Q（3.式中：Q2——反應池回流污泥渠道設計流量；R——污泥回流比，50%Q——設計流量，1×105m3/d。Q2=R×Q=0.5×1000086400代入以上參數(shù)得反應池回流污泥渠道設計流量為208.8m3/h。混合液回流量QR=R內(nèi)式中：R內(nèi)——內(nèi)回流倍數(shù)，4，400%；Q——設計流量，1×105m3/d。Q（3.47）代入以上參數(shù)得混合液回流量為0.46m3/s。單管流量Q單=12式中：QR——混合液會流量，0.46m3/s。Q單=12代入以上參數(shù)得單管流量為828m3/h。管道過水斷面A=Q單v式中：Q單——單管流量，828m3/h；v——泵房進水管設計流速，0.9m/s。A=Q單v=代入以上參數(shù)得管道過水斷面為0.26m3。管徑d=4Aπ（3.式中：A——管道過水斷面，0.26m3。d=4Aπ=4×0.26代入以上參數(shù)得管徑為0.33m。厭氧缺氧池設備選厭氧池、缺氧池攪拌設備選取JBG-3豎立式環(huán)流攪拌機表3.2JBG-3型立式環(huán)流攪拌機性能參數(shù)Table3.2PerformanceParametersofJBG-3VerticalCirculatingMixer配用電動機/(KW/P)單機服務范圍最大插入水深/m重量/kg最大面積/m3最大寬度/m最大深度/m3/8200142-61-4.5410污泥回流泵反應池回流污泥渠道設計流量Q2（3.54）選取200QW400-10型潛水排污泵表3.3200QW400-10型潛水排污泵性能參數(shù)Table3.3PerformanceParametersofModel200QW400-10SubmersibleSewagePump流量/(m3·h)揚程/m轉(zhuǎn)速/(r·min)功率/kW效率/%重量/kg軸功率配用功率40010147013.0918.581.2660混合液回流泵混合液回流量Q（3.55）單管流量Q（3.56）選取250WL675-10.1型潛水排污泵性能參數(shù)表3.4250WL675-10.1型潛水排污泵性能參數(shù)Table3.4PerformanceParametersofModel250WL675-10.1SubmersibleSewagePump流量/(m3·h)揚程/m轉(zhuǎn)速/(r·min)功率/kW效率/%NPSHr/m重量/kg軸功率配用功率67510.173524.230773.41200需氧量計算平均時需氧量O2=a'式中：O2——混合液需氧量，kg(O2)/d；a’——kg(O2)/d，0.5；Q——處理污水流量，m3/d，10000m3/d；Sr——被活性污泥代謝活動被降解的有機物量，kg/m3；b’——kg(O2)/d，0.15；V——曝氣池容量，m3，2564m3；XV——曝氣池內(nèi)MLVSS濃度，kg(MLVSS)/m3。O=945.35kgO2/d代入以上參數(shù)得平均時需氧量為39.3kgO2/d。最大時需氧量Q2max=a'式中：O2——混合液需氧量，kg(O2)/d；a’——kg(O2)/d，0.5；Qmax——處理污水流量，m3/d；Sr——被活性污泥代謝活動被降解的有機物量，kg/m3，b’——kg(O2)/d，0.15；V——曝氣池容量，m3，2564m3；XV——曝氣池內(nèi)MLVSS濃度，kg(MLVSS)/m3。O=2065.35kgO2/d代入以上參數(shù)得最大時需氧量為86.1kgO2/d。最大時需氧量與平均時需氧量之比O2maxO2式中：O2max——最大時需氧量，kgO2/d，2065.35kgO2/d；O2——平均時需氧量，kgO2/d，945.35kgO2/d。O2maxO2代入以上參數(shù)得最大時需氧量與平均時需氧量之比為2.18。供氣量量采用HWB-2型微孔空氣曝氣器，每個擴散器的服務面積為0.35m3，設于池底0.2m處，淹沒深度為H=2.8m，計算溫度定位32℃。水中飽和溶解氧值為C空氣擴散器出口處的絕對壓力P（3.63）EA=12%（3Ot=211?曝氣池混合液中平均氧飽和度C（3.66）平均時需氧量為R0=RC式中：α=0.82，β=0.95，ρ=1.0，C=2.0R0=RC代入以上參數(shù)得平均時需氧量為75.3kh/h。最大時需氧量為R0max=Rmax式中：α=0.82，β=0.95，ρ=1.0，C=2.0R0max=Rmax代入以上參數(shù)得平均時需氧量為88.1kh/h。曝氣池平均時供氧量GS=R0曝氣池最大時供氧量GSmax=R0max3.5二沉池3.5.1設計說明二沉池位于生物處理單元之后，主要分離生物處理后的混合液中的活性污泥或生物膜，確保出水清澈，同時將污泥回流至生物處理單元或排放剩余污泥。3.5.2設計計算參數(shù)：表面負荷1.0-1.5m3/（㎡·h）；沉淀時間1.5-2.5h；沉淀部分有效水深3.75m；接觸池和加氧間接觸時間≥30min；平均水深2.0m。每座沉淀池的表面積A1A1=Qmax式中：A1——每座沉淀池的表面積，㎡；Qmax——最大設計流量，m3/h；n——池數(shù)；q0——表面水力負荷，m3/（㎡·h）。A1=Qmax代入以上參數(shù)得沉淀池的表面積為87㎡。每座沉淀池的池徑DD=4A1π式中：D——池徑，m，一般池徑不宜大于50m；Qmax——最大設計流量，m3/h；n——池數(shù)；q0——表面水力負荷，m3/（㎡·h）。D=4A1π代入以上參數(shù)得沉淀池的池徑為10.53m。沉淀池有效水深h2?2=q0式中：h2——有效水深，m；t——沉淀時間，h。?2=q0代入以上參數(shù)得沉淀池有效水深為2.4m。沉淀池總高度H。H=?1+?式中：H——沉淀池總高度，m；h1——沉淀池超高，m，一般取0.3m;h2——有效水深，m；h3——緩沖層高度，m；h4——沉淀池底坡落差，m；h5——貯泥斗高度，m。H=（3.80）代入以上參數(shù)得沉淀池總高度為4.82m。3.6貯泥池3.6.1設計說明貯泥池是污水處理廠污泥處理系統(tǒng)的重要緩沖構筑物，主要用于臨時儲存剩余污泥，調(diào)節(jié)污泥量波動，并為后續(xù)脫水處理提供穩(wěn)定的進料條件。3.6.2設計計算[8]參數(shù)：貯泥時間12h；二沉池數(shù)量n=4；單池表面積A1=87㎡；有效水深h2=2.4m；沉淀時間t=2.0h。計算污泥產(chǎn)量Q（3.81）每日污泥量Q污泥日=41.76×24=1002.24m3貯泥池容積V=Q污泥日×T式中：Q污泥日——每日污泥量，m3/d。V=Q污泥日×T=1002.24×0.5=501.12m代入以上參數(shù)得貯泥池容積為501.12m3。貯泥池尺寸設計表面積AA=V?（3式中：V——貯泥池容積，m3，501.12m3；h——有效水深，m，4.0m。A=V?=501.12代入以上參數(shù)得表面積為125.25㎡。長L和寬BL×B=125.28m2（3L=2B（3.88）2B2=125.28B=62.64≈7.91m（3L=2×7.91=15.82m（3.90）代入以上參數(shù)得長為15.82m，寬為7.91m。綜上所述貯泥池尺寸為15.82m×7.91m×4.5m。3.7接觸池（消毒）3.7.1設計說明消毒池里有定量的消毒劑，生活污水中的部分細菌、病毒要借助它們來靠近細菌，將細菌氧化分解，進而實現(xiàn)消毒除菌[9]。3.7.2設計計算參數(shù)：t=30min；V1=0.2m/s消毒池的容積VV=Qt（3.91式中：t——水力停留時間，min，取t=30min；V=Qt=0.116×30×60=208.8m3代入以上參數(shù)得消毒池的容積為208.8m3。消毒池的表面積SS=V?（3式中：V——消毒池容積，m3；h——m，h=3m。S=V?=208.8代入以上參數(shù)得消毒池的表面積為69.6㎡。消毒池的寬BB=nb（3.95式中：n——廊道數(shù)量，取11。B=nb=11b=2.6代入以上參數(shù)得消毒池的寬為2.6m。消毒池長度LL=SB（3式中：S——消毒池的表面積，㎡；B——消毒池的寬，m。L=SB=69.6代入以上參數(shù)得消毒池的長為53.54m。加氯量WW=Qmaxω式中：ω——g，ω=5g。W=Qmaxω=10000×5×10代入以上參數(shù)得消毒池的加氯量為50kg/d。4設備的平面布置和高程布置4.1污水處理廠位置選擇污水處理廠廠址的確定需從規(guī)劃和環(huán)保兩方面加以考量。就規(guī)劃方面而言，為了方便污水的收集，污水處理廠宜建于河流下游[10]。就環(huán)境方面而言，污水處理廠處理后產(chǎn)生的物質(zhì)需避免對周邊環(huán)境造成不良影響。污水處理廠在運營過程中，其產(chǎn)生的物質(zhì)不能危害周邊環(huán)境，這是環(huán)保方面的要求，而污水處理廠的選址會在建設成本、運行效率、環(huán)境影響以及社會接受度這些方面產(chǎn)生直接的影響。污水處理廠位置選擇原則（1）與城市排水管網(wǎng)布局匹配，避免長距離輸水，預留遠期擴建空間；（2）利用重力流減少泵站能耗，避開滑坡、地震帶、軟土地基；（3）遠離生態(tài)敏感區(qū)，主導風向下風向，減少臭氣對居民區(qū)影響；（4）靠近電力、水源、交通干線，降低基建成本，避免高拆遷成本區(qū)域。污水處理廠位置選擇考慮因素（1）盡量靠近污水集中產(chǎn)生區(qū)，減少管網(wǎng)長度和提升泵站數(shù)量。處理后出水就近排放，避免反向輸水。廠區(qū)標高≥50年一遇洪水位+0.5m，或設置防洪墻。（2）≥500m（有除臭措施可縮短至300m），減少噪聲和臭氣投訴。禁止在飲用水源保護區(qū)、濕地等敏感區(qū)域建設。采用地下式或生態(tài)景觀設計，提升公眾接受度。（3）處理規(guī)模1萬噸/日需占地5-10畝。地基承載力≥100kPa，避開高地下水位區(qū)。臨近道路、電網(wǎng)、水源。4.2污水處理廠的布置初步設計污水處理廠主要包括：格柵、沉砂池、初沉池、A2/O反應池、二沉池、提升泵房、辦公大樓、倉庫、門衛(wèi)室、擬建工程單位[11]。4.3污水處理廠的高程布置4.3.1高程布置的原則（1）盡量利用重力流，可以有效地降低能耗[12]。（2）確保上游構筑物出水水位高于下游進水水位，避免倒灌。（3）結(jié)合自然地形，避免大開挖或高回填，降低土建成本。4.3.2高程布置的方法[13]（1）水頭損失最大、距離最短。（2）污水處理與污泥處理流程應相互協(xié)調(diào)。4.3.3設計計算水頭損失計算局部水頭損失?j=ξV沿程水頭損失?f=Lv表4.1本設計中各構筑物水頭損失Table4.1Headlossofeachstructure構筑物格柵沉砂池初沉池A2/O反應池二沉池消毒池總計水頭損失(m)0.0420.20.40.30.40.071.412高程布置的設計計算表4.2本設計中各構筑物高程設計Table4.2Elevationdesignofstructures構筑物水面高程(m)池底高程(m)有效水深(m)進水管1.9121.4120.5格柵1.870--沉砂池1.4700.9700.5初沉池0.870-2.8803.75A2/O反應池0.370-1.6302.0二沉池-0.230-2.6302.4消毒池-0.50-3.5003.04.3.3高程布置圖5預算分析5.1直接投資費用預算直接投資的成本是整個項目的初始投資[14]。整個項目只有在項目初始投資后才能進行[15]。該污水處理廠設計規(guī)模為100000m3/d，采用“格柵+沉砂池+初沉池+A2/O+二沉池+消毒”工藝，預算總額約為1112-1818萬元，具體分為土木建工預算、設備及安裝預算、管道閥門預算及其他費用[16]。5.2土木建工預算表5.1土木建工預算Table5.1CivilEngineeringBudget構筑物規(guī)格（長×寬×高）m造價（萬元）格柵槽8.9m×449m15-25沉砂池12m×2.32m20-35初沉池7.29m×6.04m120-180A2/O反應池2564m3200-300二沉池10.53m×4.82m180-250貯泥池15.82m×7.91m50-80消毒26.77m×2.6×40-605.3設備及安裝預算表5.2設備及安裝預算Table5.2EquipmentandInstallationBudget設備名稱數(shù)量單價（萬元）總價（萬元）格柵2套8-1216-24沉砂池曝氣系統(tǒng)1套15-2515-25初沉池刮泥機4臺10-1840-72A2/O曝氣器（微孔）3000個0.03-0.0590-150污泥回流泵4臺5-820-32二沉池吸泥機4臺12-2048-80加氯消毒系統(tǒng)1套30-5030-505.4其他費用表5.4其他費用Table5.4OtherExpenses項目占比/固定費用總價（萬元）設計費工程總造價的3%-5%30-70監(jiān)理費工程總造價的2%-3%20-45土方開挖及回填開完深度＞3m50-100電器與自控系統(tǒng)-80-1505.5總預算匯總表5.5總預算匯總Table5.5TotalBudgetSummary項目費用范圍（萬元）占比土木工程500-95045%-55%設備及安裝213-43220%-25%其他費用60-34615%-22%合計1064-1728100%結(jié)論本設計打算為20萬人口規(guī)模的城鎮(zhèn)污水處理需求，設計出日處理能力達10萬立方米的污水處理廠工藝設計。經(jīng)過對A2/O、SBR及氧化溝三種主流工藝的全面對比分析，最終確定采用A2/O工藝作為核心處理技術。這一工藝的厭氧、缺氧、好氧三階段協(xié)同起來，COD去除率達84.6%、BOD5去除