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(c)对于自灌式泵房，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，便于自控。缺点是泵房深度达，增加地下工程的造价和施工难度，上下巡视也不方便，在地下水高的地方，电机容易受潮，必须加设通风和烘干空气的设施。自灌式泵房在排水泵站应用广泛，特别是在要求开启频繁的污水泵站要求及时启动的立交泵站，应尽量采用自灌式泵房，并按集水池的液位变化自动控制运行。
(d)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。
(e)潜水泵站，潜水泵的电机防水密封，可以长期侵入污水中，不存在受潮问题，潜水泵电机机组整体安装，结构紧凑，运行稳定，便于就位和更换，所以潜水泵站无需上部厂房，也简化了地下结构，降低了工程造价。但是潜水泵在水下运行，所以要有可靠的产品质量、自动化控制和保护功能作技术依托，潜水泵价格较高。
本设计因水量较小，并考虑到占地、造价、自动化控制等因素，以及施工的方便与否，采用潜污式矩形泵房。 2.4.4 沉砂池
沉砂池的作用是从废水中分离密度较大的无机颗粒，他一般设在污水处理厂前端，保护水泵和管道免受磨损，缩小污泥处理构筑物容积，提高污泥有机组分的含率，提高污泥作为肥料的价值。沉砂池的类型，按池内水流方向的不同可分为平流式、竖流式、曝气沉砂池和旋流沉砂池四类。
（1）平流沉砂池，是常用的形式污水在池内沿水平方向流动。它由入流渠、出流渠、闸板、水流部分及沉砂斗组成。
优点：截留无机颗粒效果好，沉淀效果好，耐冲击负荷，适应温度变化。工作稳定，构造简单，排沉砂方便，易于施工，便于管理。
缺点：占地大，配水不均匀，易出现短流和偏流，排泥间距较多，池中约夹杂有15%左右的有机物使沉砂池的后续处理增加难度。
（2）竖流沉砂池，是污水由中心管进入池内后自下而上流动，无机颗粒借重力沉于池底处理效果一般较差。
优点：占地少，排泥方便，运行管理易行。
缺点：池深大，施工困难，造价较高，对耐冲击负荷和温度的适应性较差，池径受到限制，过大的池径会使布水不均匀。
（3）曝气沉砂池，池断面呈矩形，池底一侧具有集砂槽，曝气装置设在集砂槽一侧，是池内水流产生与主流垂直的横向旋流；再选流产生的离心作用下，密度较大的无机颗粒被甩向外部沉入集砂槽。另由于水的旋流运动，增加了无机颗粒间的相互碰撞与摩擦的机会，把表面附着的有机物除去，使沉砂中的有机物含量低于10%。
优点：克服了平流沉砂池的缺点，使砂粒与外裹的有机物较好的分离，通过调节布气量可控制污水的旋流速度，使除砂效率较稳定，受流量变化影响小，同时起预曝气作用，其沉砂量大，且其上含有机物少。
缺点：由于需要曝气，所以池内应考虑设消泡装置，其他型易产生偏流或死角，并且由于多了曝气装置而使费用增加，并对污水进行预曝气，提高水中溶解氧。
（4）旋流沉砂池（钟式沉砂池），是利用机械力控制水流流态与流速，加速沙粒的沉淀并使有机物随水流带走的沉砂装置，由流入口、流出口、沉砂区、砂斗及带变速箱的电动机、传动齿轮、压缩空气输送管和砂提升管以及排砂管组成。
优点：占地面积小，可以通过调节转速，使得沉砂效果最好，同时由于采用离心力沉砂，不会破坏水中的溶解氧水平（厌氧环境）。
缺点：气提或泵提排砂，增加设备，水厂的电气容量，维护较复杂。 基于以上四种沉砂池的比较，本工程设计确定采用旋流沉砂池。
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2.4.5 沉淀池（二沉池）
由于本设计主要构筑物采用氧化沟，可不设初沉池。二沉池设在生物处理构筑物的后面，用于沉淀去除活性污泥或腐殖污泥（指生物膜法脱落的生物膜）。
（1）平流沉淀池,平流式沉淀池呈长方形，污水从池的一端流入，水平方向流过池子，从池的另一端流出。在池的进口处底部设贮泥斗，其他部位池底设有坡度，坡向贮泥斗，也有整个池底都设置成多斗排泥的形式。
优点：
(a)沉淀效果好；
(b)对冲击负荷和温度的变化适应性强； (c)施工容易，造价低。 缺点：
(a)池子配水不均匀；
(b)采用多斗排泥时，每个泥斗需要单设排泥管各自排泥，操作量大，采用链带式刮泥机排泥时链带的支撑件和驱动件都浸于水中，易锈蚀；占地面积大。
适用条件:适用于大、中、小型污水处理厂；适用于地下水位较高和地质条件较差的地区。 (2)辐流沉淀池，亦称辐射式沉淀池，多呈圆形，有时亦采用正方形。池的进水在中心位置，出口在周围。水流在池中呈水平方向向四周辐射，由于过水断面面积不断变大，故池中的水流速度从池中心向池四周逐渐减慢。泥斗设在池中央，池底向中心倾斜，污泥通常用刮泥机（或吸泥机）机械排除。
优点：
(a)多为机械排泥，运行较好，管理较简单； (b)排泥设备已趋定型。 缺点：
(a)池内水速不稳定，沉淀效果较差；
(b)机械排泥设备复杂，对施工质量要求高。
适用条件：适用于大、中型污水处理厂；适用于地下水位较高的地区。
(3)竖流沉淀池，多为圆形，亦有成方形或多角形的，污水从设在池中央的中心管进入，从中心管的下端经过反射板后均匀缓慢的分布在池的横断面上，由于出水口设置在池面或池壁四周，故水的流向基本由下而上。污泥贮积在底部的污泥斗中。
优点：
(a)排泥方便，管理简单； (b)占地面积较小。 缺点：
(a)池子深度大，施工困难；
(b)对冲击负荷和温度变化的适应性能力较差； (c)造价较高；
(d)池径不宜过大，否则布水不均匀。
适用条件：适用于处理水量不大的小型污水处理厂。 (4)斜板（管）沉淀池 优点：
(a)沉淀效率高，停留时间短； (b)占地面积小。 缺点：
(a)用于二沉池时，当固体负荷较大时其处理效果不太稳定，耐冲击负荷的能力较差。 (b)运行管理成本高
综上所述，四种沉淀池的优缺点比较，并结合本设计的具体资料可知，本工程二沉池采用中心
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进水、周边出水的辐流式沉淀池。 2.4.6 氧化沟
氧化沟又称“循环曝气池”，污水和活性污泥的混合液在环状曝气渠道中循环流动，属于活性污泥法的一种变形，氧化沟的水力停留时间可达10~30h，污泥龄20~30d，有机负荷很低，
[0.05~0.15kgBOD5/(kgMLSS?d)]，实质上相当于延时曝气活性污泥系统。由于它运行成本低，构造简单，易于维护管理，出水水质好，耐冲击负荷，运行稳定，并可脱氮除磷，可用于处理水量为72~200
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Х10m/d。氧化沟技术发展加快，类型多样，氧化沟技术发展较快，类型多样，根据其构造和特征，主要分为帕斯维尔氧化沟（Pasveer）；卡鲁塞尔氧化沟（Carrousel）；交替工作式氧化沟；奥贝尔氧化沟（Orbal）；一体化氧化沟（合建式氧化沟）。各种氧化沟的类型及技术特点如下： (1)帕斯维尔氧化沟
(a)性能特点：出水水质好，脱氮效果较明显;构筑物简单，运行管理方便;结构形式多样，可根据地形选择合适的构筑物形状;单座构筑物处理能力有限，流量较大时，分组太多占地面积大，增加了管理的难度。
(b)结构形式：单环路，有同心圆型，折流型和U 型等形式，多为钢筋混凝土结构。 (c)曝气设备：转刷式转盘，水深较深时，配置潜水推进器。 (d)适用条件：出水水质要求高的小型污水处理厂。
(2)卡鲁塞尔氧化沟，它的典型布置，为一个多够串联系统，进水与活性污泥混合后在沟内不停循环流动；采用表面机械曝气器，每沟渠的一端各安装1个，靠近曝气器下游的区段为好氧区，处于曝气器上游和外环的区段为缺氧区，混合液交替进行好氧和缺氧，这不仅提供了良好的生物脱氧条件，而且有利于生物絮凝，使活性污泥易于沉淀。
(a)性能特点：出水水质好，由于存在明显的富氧区和缺氧区，脱氮效率高；曝气设施单机功率大，调节性能好，并且曝气设备数量少，既可以节省投资，又可以使运行管理简化；有极强的混合搅拌和耐冲击负荷能力；氧化沟沟深加大，使占地面积减少，土建费用降低；用电量较大，设备效率一般；设备安装较为复杂，维修和更换繁琐。
(b)结构形式：多沟串联。
(c)曝气设备：立式低速表曝机，每组沟渠只在一端安设一个表面曝气机。 (d)适用条件：大中型污水处理厂，特别是用地紧张的大型污水处理厂。 (3)交替工作式氧化沟，由丹麦Kruger公司发明。
(a)性能特点：出水水质好；可以不单独设置二沉池，处理流程短，节省占地；不需单独设置反硝化区，通过运行过程中设置停曝期，进行反硝化，具有较高的氮去除率；设备闲置率高；自动化程度要求高，增加了运行管理难度。
(b)结构形式：单沟（A 型）双沟（B 型）和三沟（T 型），沟之间相互连通。 (c)曝气设备：水平轴曝气转盘。
(d)适用条件：出水要求高的大中型污水处理厂。
(4)奥贝尔氧化沟，是由多个通信的椭圆形或圆形沟渠组成，污水与回流污泥均进入最外一条沟渠，在不断循环的同时，依次进入下一个沟渠；他相当于一系列完全混合反应池串联而成，最后混合液从内沟渠排出。
(a)性能特点：出水水质好，脱氮率高，同时硝化反硝化；可以在未来负荷增加的情况下加以扩展；易于适应多种进水情况和出水要求的变化；容易维护；节能，比其他任何氧化沟系统在运行时需要的动力都小；受结构形式的限制，总图布置困难。
(b)结构形式：三个或多个沟道，相互连通。
(c)曝气设备：水平轴曝气转盘（转碟），可以进行多个组合。 (d)适用条件：出水要求高的大中型污水处理厂。
(5)一体化氧化沟，又称合建式氧化沟，它是集曝气、沉淀、泥水分离和污泥回流功能为一体，无需建造单独的二沉池。
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(a)性能特点：工艺流程短，构筑物和设备少；不设置单独的二沉池，氧化沟系统占地面积较小；沟内设置沉淀区，污泥自动回流，节省基建投资和运行费用；造价低，建造快，设备事故率低，运行管理工作量少；固液分离比一般二沉池高； 运行和启动存在一定问题；技术尚处于研究开发阶段。
(b)结构形式：单沟环形沟道，分为内置式固液分离和外置式分离式 (c)曝气设备：水平轴曝气转盘 (d)适用条件：中小型污水处理厂
综上所述，各种氧化沟各有优缺点，结合本设计用地较为紧张，以及基建费用、运 行成本、运行管理、处理要求等方面考虑，设计采用卡鲁塞尔氧化沟，现将卡鲁塞尔氧 化沟再做以下较为全面的介绍。
卡鲁塞尔氧化沟采用垂直安装的低速表面曝气器，每组沟渠安装一个，均安装在同 一端，因此形成了靠近曝气器下游的富氧区和曝气器上游以及外环的缺氧区。这不仅有 利于生物凝聚，还是活性污泥易于沉降。BOD5 的去除率可达到95%～99%,脱氮效率约为 90%，除磷率约为60% 。
卡鲁塞尔氧化沟的表面曝气机单机功率大（可以达到150kw）,其水深可达5m 以上，使氧化沟占地面积减小，土建费用降低。同时具有极强的混合搅拌和耐冲击负荷能力。当有机负荷较低时，可以停止某些曝气器的运行，或者切换较低的转速，在保证水流搅拌混合循环流动的前提下，节约能量消耗。由于曝气机周围的局部地区能量强度比传统活性污泥曝气池中的强度高得多，使得氧的转移效率大大提高，平均传氧效率达到2.1kg?kw?1?h?1。 2.4.7 消毒
水消毒处理的目的是解决水中的生物污染问题。城市污水经过二级处理后，水质改善，细菌含量大幅度减少，但细菌的绝对值仍很可观，并存在病原菌的可能，为防止对人类健康产生危害和对生态造成污染，在污水排入水体前应进行消毒。 接触池：采用折板往复式池子。
表2.2五种方案的比较 项目 杀菌有效性 效能：对细菌 对病毒 对芽孢 一般投加量 /(mg/L) 接触时间 一次投资 运转成本 优点 液氯 较强 有效 部分有效 无效 5~10 10~30min 低 便宜 技术成熟， 投配设备简 单，有后续消 毒作用 次氯酸钠 中 有效 部分有效 无效 5~10 10~30min 较高 贵 可用海水 或浓盐水作 原料.也可 购买商品次 氯酸钠，使 用方便 二氧化氯 强 有效 部分有效 无效 5~10 10~30min 较高 贵 使用安全 可靠.有定 型产品 臭氧 最强 有效 有效 有效 10 5~10min 高 最贵 能有效去 除污水中残 留有机物、 色、臭味，受 pH、温度 影响 紫外线 强 有效 部分有效 无效 10~100s 高 较便宜 杀菌迅 速，无化学 药剂 第 14 页 共 42 页
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缺点 有臭味、残 毒.使用时安 全措施要求高 现场制备 备复杂， 护管理要 求高 中、小型 污水处理厂 须现场制备 维修要求较高 须现场制备 管理复杂，剩 余臭氧需作 消毒处理 要求出水 水质较好、 排入水体的 卫生条件高 的污水厂 适用条件 大、中型污水 处理厂，最常用方法 中、小型 污水处理厂 消毒效果 受出水水质 影响较大。 设备无定型 产品，货源 不足 小型污水厂， 随着设备逐 渐成熟，正 日益广泛采用
2.4.8 浓缩池
污泥浓缩池主要是降低污泥中的间隙水，来达到使污泥减容的目的。经浓缩后的污泥近似糊状，仍保持流动性。污泥浓缩的方法有沉降法、气浮法、离心法。
浓缩池可分为气浮浓缩池、重力浓缩池和离心浓缩池。重力浓缩池按其运行方式分 为间歇式或连续式。
(a)气浮浓缩池：依靠微小气泡与污泥颗粒产生粘附作用，使污泥颗粒的密度小于水而上浮，并得到浓缩。气浮法适用于浓缩活性污泥和生物滤池等的较轻污泥，能把含水率99.5%的活性污泥浓缩到94%一96%。其含水率低于采用重力浓缩池所达到的含水率，但运行费用较高，贮泥能力小；
(b)连续式重力浓缩池：连续流污泥浓缩池可采用沉淀池形式，一般为竖流式或辐流式。用于浓缩初沉池污泥和二沉池的剩余污泥，只用于活性污泥的情况不多；
(c)间歇式重力浓缩池：主要靠阀门控制污泥的进出和上清液的排出，无刮泥系统，管理简单，运行费用低，动力消耗小；
(d)离心浓缩池：利用污泥中的固、液相的密度不同，在高速旋转的离心机中受到不同的离心力二是两者分离，达到浓缩目的。活性污泥的含固率在0.5%左右时，经离心浓缩，可增至6%。离心浓缩过程封闭在离心机内进行，因而一般不会产生恶臭。对于富磷污泥，用离心浓缩可避免磷的二次释放，提高污泥处理系统总的磷的去除率。离心分离一般要加入助凝剂，且耗电量大，在达到相同的浓缩效果时，其电耗约为气浮法的10 倍。
综上所述，根据本工艺设计水量情况，结合氧化沟工艺污泥稳定，且污泥量较少，本设计采用辐流式重力浓缩池。
3 城市污水处理系统的设计计算
3.1 进水闸井和进水格栅间的设计 3.1.1 污水厂进水管
(1)设计依据：
(a)进水管流速在0.9～1.1m/ s；
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