城市污水厂处理设施设计计算（第三版）

　　本书主要通过工程性设计计算例题的形式，具体介绍城镇污水处理厂常规处理和三级处理工艺中主要处理构筑物的设计计算内容、方法和要求。全书共14章，工程性计算例题117个。例题内容包括计量设施、调节池、配水井、格栅、沉砂池、初沉池、二沉池、强化一级处理设施、好氧活性污泥法处理设施、生物膜法处理设施、自然净化设施、消毒设施、污泥处理设施、除臭设施、三级处理设施等单元处理设施的设计计算，污水厂全流程系统的竖向水力计算和布置，以及城镇污水回用深度处理工程案例。本书在第二版的基础上，又补充了一些新型实用的处理设施、工艺和计算方法例题。 本书可供给水排水工程、环境工程等专业的工程技术人员和大专院校师生使用参考。

　　刘振江，1957年出生，1981年底毕业于太原理工大学给水排水专业，现任山西省城乡规划设计研究院副总工程师，教授级高级工程师，从事城镇给水排水工程规划和工程设计35年，获得省优*秀工程设计奖、优*秀规划奖和优*秀咨询奖十余次，2003年获山西省建设行业“青年科技奖”，主持编辑了《山西省村镇住宅通用图集》；与崔玉川教授合作编写了《城市污水厂处理设施设计计算》（一版、二版）等书。 崔玉川，教授，曾任太原理工大学原环境与市政工程系主任、全国高等院校给水排水工程学科专业指导委员会委员、中国土木工程学会给水排水学会理事、山西省锅炉水处理学会副理事长、太原智林节水技术研究所所长等。享受政府特殊津贴。2000年被建设部科技司及全国给排水学会确认为“中国水工业有影响的专家学者”。荣获2017年度中国老科技工作者协会奖。 在化学工业等出版社、中国建筑工业出版社、水利水电出版社已主编出版专业著作23部（计923万字）：《净水厂设计知识》，《低压锅炉水处理基本知识》，《水处理工艺设计计算》，《城市与工业节约用水手册》，《给水厂处理设施设计计算》，《工业用水处理设施设计计算》，《纯净水与矿泉水处理工艺及设施设计计算》，《城市污水厂处理设施设计计算》，《城市污水回用深度处理设施设计计算》，《饮水·水质·健康》，《水的除盐方法及工程应用》，《煤矿矿井水处理利用工艺技术与设计》，《饮水是健康之本知识问答》和《水平衡测试方法及报告书模式》等。

第一章城镇污水处理的内容、方法和工艺1
第一节城镇污水的水质及危害1
一、城镇污水的组成1
二、城镇污水的水质1
三、城镇污水中污染物质的危害3
第二节城镇污水处理方法4
一、物理处理法4
二、化学处理法5
三、生物处理法5
第三节城镇污水处理的级别与工艺7
一、城镇污水处理的程度7
二、污泥的处理方法8
三、城镇污水处理厂的工艺流程10
第二章调节池、配水井及计量设施11
第一节调节池11
一、设计概述11
二、计算例题12
【例2-1】按逐时流量曲线计算水量调节池12
【例2-2】按累计流量曲线计算水量调节池14
【例2-3】用于SBR池的水量调节池设计计算14
第二节配水井16
一、设计概述16
二、计算例题17
【例2-4】堰式配水井设计计算17
第三节计量设施17
一、设计概述17
(一)类型和构造17
(二)一般规定19
二、计算例题20
【例2-5】巴氏计量槽设计计算20
【例2-6】计量三角堰设计计算21
第三章预处理设施23
第一节格栅23
一、设计概述23
二、计算例题24
【例3-1】格栅设计计算24
【例3-2】格栅除污机设备选用计算26
第二节沉砂池26
一、平流式沉砂池26
（一）设计概述26
（二）计算例题26
【例3-3】平流式沉砂池设计计算26
二、竖流式沉砂池28
（一）设计概述28
（二）计算例题29
【例3-4】竖流式沉砂池设计计算29
三、 曝气式沉砂池30
（一）设计概述30
（二）计算例题30
【例3-5】曝气式沉砂池设计计算30
四、涡流式沉砂池31
（一）设计概述31
（二）计算例题33
【例3-6】涡流式沉砂池的选型计算33
第四章初次沉淀池35
第一节平流式初次沉淀池36
一、设计概述36
二、计算例题38
【例4-1】平流式初次沉淀池设计计算38
第二节竖流式初次沉淀池40
一、设计概述40
二、计算例题40
【例4-2】竖流式初次沉淀池设计计算40
第三节辐流式初次沉淀池42
一、设计概述42
二、计算例题44
【例4-3】辐流式初次沉淀池设计计算44
第四节斜板（管）初次沉淀池45
一、设计概述45
二、计算例题46
【例4-4】斜板（管）初次沉淀池设计计算46
第五章强化一级处理设施48
第一节水解 (酸化)工艺48
一、设计概述48
二、计算例题49
【例5-1】水解（酸化）池设计计算49
第二节化学絮凝强化工艺50
一、设计概述50
二、计算例题51
【例5-2】化学絮凝强化设施计算51
第六章好氧活性污泥法处理设施53
第一节传统活性污泥法53
一、设计概述53
二、计算例题54
【例6-1】按污泥负荷法设计推流式曝气池54
【例6-2】按污泥龄法设计推流式曝气池60
【例6-3】完全混合式曝气池设计61
【例6-4】阶段曝气活性污泥工艺设计计算64
【例6-5】吸附再生活性污泥工艺设计计算67
第二节脱氮除磷活性污泥法68
一、A1/O生物脱氮工艺69
(一)工艺特点69
(二)设计参数及设备69
(三)计算例题70
【例6-6】A1/O生物脱氮工艺设计计算70
二、A2/O生物除磷工艺76
(一)工艺特点76
(二)设计参数及设备77
(三)计算例题77
【例6-7】A2/O生物除磷工艺设计计算77
三、A2/O生物脱氮除磷工艺79
(一)工艺特点79
(二)设计参数及设备80
(三)计算例题80
【例6-8】A2/O生物脱氮除磷工艺设计计算80
【例6-9】按规范推荐的方法计算A2/O工艺生物反应池83
四、改良A2/O生物脱氮除磷工艺85
(一)工艺特点85
(二)设计参数及设备85
(三)计算例题85
【例6-10】改良A2/O生物脱氮除磷工艺设计计算85
第三节吸附-生物降解活性污泥法89
一、工艺特点89
二、设计参数及设备90
三、计算例题90
【例6-11】AB法工艺设计计算90
第四节氧化沟94
一、概述94
二、技术特点95
三、氧化沟的类型和基本形式95
四、奥贝尔氧化沟95
(一)技术特点95
(二)设计参数及设备96
(三)计算例题97
【例6-12】奥贝尔氧化沟工艺设计计算97
五、帕斯维尔氧化沟102
(一)工艺特点102
(二)主要设计参数及设备102
(三)计算例题102
【例6-13】帕斯维尔氧化沟工艺设计计算102
六、交替工作式氧化沟106
（一）工艺特点106
（二）设计参数及设备106
（三）计算例题106
【例6-14】三沟式氧化沟工艺设计计算106
七、卡鲁塞尔氧化沟110
（一）工艺特点110
（二）设计参数111
（三）计算例题111
【例6-15】卡鲁塞尔氧化沟工艺设计计算111
八、改良卡鲁塞尔氧化沟114
(一)工艺特点114
(二)设计参数115
(三)计算例题115
【例6-16】改良卡鲁塞尔氧化沟工艺设计计算115
第五节间歇式活性污泥法119
一、设计概述119
二、计算例题120
【例6-17】经典SBR工艺设计120
【例6-18】CASS工艺设计计算123
【例6-19】经典SBR工艺脱氮除磷的设计计算125
第六节膜生物反应器126
一、设计概述126
二、计算例题128
【例6-20】浸没式MBR设计计算128
第七节复合生物反应器131
一、设计概述131
二、计算例题132
【例6-21】复合生物反应器计算132
第八节改良型SBR134
一、设计概述134
二、计算例题135
【例6-22】MSBR工艺的设计计算135
第九节移动床生物膜工艺139
一、设计概述139
二、设计要点141
【例6-23】MBBR工艺的设计计算141
第七章生物膜法处理设施144
第一节生物滤池144
一、滤池种类及参数144
二、普通生物滤池144
（一）一般规定144
（二）计算例题144
【例7-1】用容积负荷法计算普通生物滤池144
【例7-2】用动力学公式法计算普通生物滤池145
三、高负荷生物滤池146
（一）一般规定146
（二）计算例题146
【例7-3】用面积负荷法计算高负荷生物滤池146
【例7-4】用容积负荷法计算高负荷生物滤池147
四、塔式生物滤池148
（一）一般规定148
（二）计算例题148
【例7-5】塔式生物滤池计算148
五、生物滤池需氧量149
【例7-6】生物滤池需氧量计算149
六、生物滤池布水系统150
（一）一般规定150
（二）计算例题150
【例7-7】固定式喷嘴布水器计算150
【例7-8】旋转式布水器计算151
七、生物滤池排水通风系统153
八、生物滤池污泥量154
【例7-9】高负荷生物滤池污泥量计算154
第二节生物转盘155
一、设计概述155
二、计算例题156
【例7-10】生物转盘计算156
第三节生物接触氧化法158
一、设计概述158
二、计算例题159
【例7-11】二段式生物接触氧化池计算159
【例7-12】接触沉淀池计算（二段式）161
【例7-13】生物接触氧化法硝化工艺的设计计算163
【例7-14】一段式生物接触氧化池计算165
第四节曝气生物滤池166
一、设计概述166
二、计算例题167
【例7-15】DC型曝气生物滤池计算167
【例7-16】N型曝气生物滤池计算170
【例7-17】按规范计算N型曝气生物滤池172
【例7-18】分建式DN型曝气生物滤池计算173
【例7-19】合建式DN型曝气生物滤池计算175
第五节生物流化床176
一、设计概述176
二、计算例题177
【例7-20】好氧三相流化床容积计算177
第六节竖向多级A/O池177
一、工艺概述177
二、计算例题178
【例7-21】竖向多级A/O工艺的设计计算178
第八章自然净化设施182
第一节稳定塘182
一、稳定塘的种类和选用182
二、好氧塘183
(一)设计参数183
(二)计算例题183
【例8-1】用面积负荷法计算普通好氧塘183
【例8-2】用奥斯瓦德法（Oswald）计算普通好氧塘184
【例8-3】用维纳-威廉法（Wehner-Wiehelm）计算普通好氧塘185
三、兼性塘186
(一)设计参数186
(二)计算例题187
【例8-4】用面积负荷法计算兼性塘187
【例8-5】用曲线图解法计算兼性塘188
四、厌氧塘189
(一) 设计参数189
(二)计算例题189
【例8-6】厌氧塘计算189
五、曝气塘191
(一)设计参数191
(二)计算例题191
【例8-7】等容积串联好氧曝气塘计算191
【例8-8】用去除率计算好氧曝气塘192
六、稳定塘污泥量193
【例8-9】稳定塘污泥量计算（1）193
【例8-10】稳定塘污泥量计算（2）193
七、稳定塘对氮和磷的去除194
八、稳定塘其他有关设计计算194
(一)进出水口设计计算194
【例8-11】稳定塘进出水口设计计算194
(二)稳定塘长宽比设计196
(三)导流墙设计196
(四)稳定塘组合工作及处理效率197
第二节土地处理198
一、土地处理的类型和参数198
(一)适用条件198
(二)设计参数和处理效果198
二、慢速渗滤系统199
(一)设计条件199
(二)计算例题199
【例8-12】慢速渗滤系统计算199
三、快速渗滤系统202
(一)设计条件202
(二)计算例题202
【例8-13】快速渗滤系统计算202
四、地表漫流系统203
(一)适宜条件和设计参数203
(二)计算例题204
【例8-14】地表漫流系统计算204
五、湿地处理系统205
(一)设计条件205
(二)计算例题205
【例8-15】地表流湿地处理计算205
【例8-16】按水力负荷对潜流湿地处理计算206
六、土地处理进出水设计207
(一)土地处理进水设计207
(二)土地处理出水设计210
【例8-17】按污泥物负荷计算潜流人工湿地211
第九章二次沉淀池214
第一节二次沉淀池的特点和设计要点214
一、二次沉淀池与初次沉淀池的区别214
二、池型选择214
三、设计要点215
第二节平流式二次沉淀池217
一、设计概述217
二、计算例题219
【例9-1】按沉淀时间和水平流速计算平流式二沉池219
【例9-2】平流式沉淀池进出水系统计算220
【例9-3】根据沉淀试验计算二沉池面积221
第三节辐流式二次沉淀池222
一、设计概述222
二、计算例题224
【例9-4】普通辐流式二沉池设计计算224
【例9-5】向心流辐流式二沉池设计计算227
第四节斜板（管）二次沉淀池228
一、设计概述229
二、计算例题229
【例9-6】 斜管二沉池设计计算229
第五节矩形同侧进出水式二次沉淀池231
一、设计概述231
二、计算例题231
【例9-7】矩形同侧进出水式二沉池设计计算231
第十章消毒设施233
第一节液氯消毒233
一、设计概述233
二、计算例题235
【例10-1】液氯消毒工艺设计计算235
第二节二氧化氯消毒236
一、设计概述236
二、计算例题236
【例10-2】二氧化氯消毒设计计算236
第三节臭氧消毒237
一、设计概述237
二、计算例题240
【例10-3】臭氧消毒工艺计算240
第四节紫外线消毒240
一、设计概述240
二、计算例题242
【例10-4】紫外线消毒工艺计算242
第五节接触池243
一、设计概述243
二、计算例题244
【例10-5】接触池工艺计算244
第十一章污泥处理及除臭设施245
第一节污泥处理的目标和工艺流程245
第二节污泥产量计算246
一、设计概述246
二、计算例题248
【例11-1】污泥含水率计算248
【例11-2】污泥相对密度计算248
【例11-3】消化污泥量计算248
第三节污泥的管道输送249
一、设计概述249
二、计算例题251
【例11-4】污泥输送管道计算251
第四节污泥浓缩251
一、设计概述251
二、计算例题254
【例11-5】用试验法设计连续式重力浓缩池254
【例11-6】用污泥固体通量设计连续式重力浓缩池256
【例11-7】气浮浓缩池设计计算257
第五节污泥的厌氧消化258
一、设计概述259
二、计算例题261
【例11-8】消化池容积计算261
【例11-9】中温污泥消化系统热平衡计算263
【例11-10】消化池污泥气循环搅拌计算267
【例11-11】污泥消化池沼气收集储存系统设计268
第六节污泥的好氧消化269
一、设计概述269
（一）基本原理及特点269
（二）设计要点270
二、计算例题271
【例11-12】污泥好氧消化池和需气量计算271
第七节污泥的干化与脱水273
一、设计概述273
二、计算例题274
【例11-13】污泥干化场设计计算274
【例11-14】污泥真空转鼓过滤脱水机设计计算275
【例11-15】污泥板框压滤机设计计算276
【例11-16】滚压带式压滤机污泥脱水设计计算277
【例11-17】污泥高压隔膜压滤机深度脱水设计计算278
第八节污泥的干燥与焚烧280
一、设计概述280
二、计算例题283
【例11-18】污泥干燥与焚烧设计计算283
第九节污水处理厂除臭设施285
一、设计概述285
二、设计要点287
三、计算例题288
【例11-19】进水泵房和粗格栅车间除臭计算288
【例11-20】初沉池高能离子除臭计算288
第十二章城镇污水三级处理工艺设施290
第一节三级处理的目的、内容和方法290
一、三级处理的目的290
二、三级处理的内容290
三、三级处理的方法291
(一)工艺技术291
(二)方法作用291
第二节高密度沉淀池292
一、构造和特点292
(一)工艺构造292
(二)技术特点293
(三)性能特点294
二、关键部位设计294
三、计算例题295
【例12-1】高密度沉淀池设计计算295
第三节过滤设施299
一、V型滤池299
(一)设计概述299
(二)计算例题301
【例12-2】V型滤池设计计算301
二、流动床滤池305
(一)设计概述305
(二)计算例题307
【例12-3】流动床滤池设计计算307
三、表面过滤滤池309
(一)设计概述309
(二)计算例题311
【例12-4】转盘滤池选型计算311
第四节脱氮与化学除磷设施312
一、脱氮设施312
二、化学除磷设施313
(一)设计概述313
(二)计算例题313
【例12-5】化学除磷药剂投加量的估算313
第十三章污水处理厂竖向设计计算315
第一节竖向设计的目的、意义和要求315
一、目的和意义315
二、一般规定315
第二节竖向设计流程计算315
【例13-1】污水处理厂竖向布置流程计算315
第十四章城市污水深度处理回用工程实例334
第一节国内城市污水回用工程实例334
第二节国外城市污水回用工程实例341
附录344
附录一《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002）344
附录二《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)(摘)350
附录三《污水排入城镇下水道水质标准》(GB 343—2010)(摘)357
附录四不同纬度地区海平面逐月可见光辐射值358
附录五全国主要城市日照时数及日照百分率359
附录六不同海拔高度大气压力361
附录七城市污水处理常用生物反应化学计量参数和动力学参数361
附录八常用建筑材料的热工指标362
附录九氧在蒸馏水中的溶解度饱和度362
参考文献363