给水排水毕业设计之计算书

摘要本次设计为湖北省随州市城市污水处理厂初步设计，由于进水N、P含量相对较低，且经深度处理后去除率又不是很高，根据处理程度的要求，污水厂主要采用如下处理构筑物：格栅、污水泵房、沉砂池、Carrousel2000型氧化沟、二沉池、接触消毒池、浓缩池、贮泥池、污泥脱水泵房、计量堰等构筑物。污水处理采用的是新型工艺氧化沟法以代替传统曝气系统；该系统具有高效节能的特点，耐冲击负荷好、出水水质好，可同时脱氮除磷，无需再单设脱氮除磷设施即可满足深度处理出水要求，且具有明显溶解氧浓度梯度，整体体积功率密度低，处理流程简便，而且可不设初沉池和污泥消化池，降低成本，完全符合本设计要求。关键词:污水处理氧化沟处理构筑物设计参数运行参数AbstractThisdesignisthepreliminarydesignofurbansewagetreatmentplantsinSuizhouCity,duetowaterN,Pcontentisrelativelylow,andaftertheremovalbyadvancedtreatmentarenotveryhigh,accordingtotreatmentlevelrequirements,wastewatertreatmentplantmainlyprocessingstructuresasfollows:grid,sewagepumpingstations,gritchamber,Carrousel2000typeoxidationditch,secondarysedimentationtank,contactdisinfectiontank,concentrationtank,storagebasins,sludgedewateringpump,measuringweirsandotherstructures.Sewagetreatmentprocessusingthenewoxidationditchtoreplacethetraditionalaerationsystems;thesystemisenergyefficientfeatures,goodresistancetoshockloading,waterquality,andcanalsoremovalnitrogenandphosphorus,donotneedtobeestablishedfacilitiesforremovalnitrogenandphosphoruscanalsomeetthedepthofthetreatedeffluentdemand,andhavesignificantlydissolvedoxygenconcentrationgradient,theoverallvolumeoflowpowerdensity,easyprocessing,andcannotsettheprimarysedimentationtankandsludgedigestiontank,thusreducecosts,fullyconsistentwiththedesignrequirements.Keywords:sewagetreatmentoxidationditchtreatmenttankdesignparametersoperatingparameters设计计算说明书第一章污水处理构筑物设计计算一、泵前粗格栅1、设计参数生活排水量：万m3/d职工生活污水：0.35万m3/d工业生活污水：0.8万m3/d市政及公共建筑排水量：0.52万m3/d污水厂总设计流量：万m3/d最高日平均时设计秒流量：Q平均=KDQ=万m3/d=0.588m3/d最高日最高时设计秒流量Qmax=KhQ平均=K总Q平均=万m3/d=0.653m3/s栅前流速V1=0.7m/s，过栅流速V2=0.9m/s栅条宽度S=0.01m，格栅间隙e=20mm栅前部分长度0.5m格栅后长度1.0m；格栅倾角单位栅渣量W1=0.05m3/103污水2、设计计算（1）栅前槽宽B1==1.37m栅前水深h===0.68m（2）栅条间隙数n===49.6m取n=50为安全起见，设两组格栅，每组n=25格，中间墙厚0.8m；格栅与中间隔墙及两边的间隔为0.2m，以便于焊接与安装。（3）栅槽有效宽度B2=s(n-1)+en=m取B2=0.8m总水槽宽度B=2B2+0.8+m（4）进水渠道渐宽部分长度L1===2.51m(5)栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度L2=L1/2==1.26m(6)过栅水头损失h1(m)(1-1)式中：h1—计算水头损失（m）g—重力加速度（m/s2）k—系数，格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般采用3.0。ε—阻力系数，其值与栅条断面形状有关；本设计取迎水、背水面均为半圆形的矩形。β—取值1.67代入数值如下：=0.08m（7）栅后槽总高度H取超高0.3m，栅前槽总高度H1=h+h2=0.68+0.3=0.98mH=H1+h1=0.98+0.08=1.06m（8）格栅间总长度LL=L1+L2+0.5+1.0+=2.51+1.26+0.5+1.0+=5.84m综合格栅宽度和水深，选用PGA—8001400—20平面格栅。（9）每日栅渣量W2.14m3/d0.2m3/d.因此采用137032002510500570100012601370800800800303006806808060°8038010609801121--栅条2--工作平台中格栅计算简图机械清渣。（10）计算草图如下：(见图一)图一二、泵后细格栅1、设计参数设计流量Q=0.653m3/s，栅前流速V1=0.7m/s，过栅流速V2=0.9m/s，S=0.01m,e=0.01m，栅前部分长度0.5m，栅后部分长度1.0m，格栅倾角а=，单位栅渣量W1=0.10m3/103污水2.、设计计算（1）栅前槽宽B1==1.37m栅前水深h===0.68m（2）栅条间隙数n===99.3m取n=100为安全起见，设两组格栅，每组n=50格，中间墙厚0.8m；格栅与中间隔墙及两边的间隔为0.2m，以便于焊接与安装。（3）栅槽有效宽度B2=s(n-1)+en=m取B2=1.0m总水槽宽度B=2B2+0.8+m（4）进水渠道渐宽部分长度L1===3.06m(5)栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度L2=L1/2==1.53m(6)过栅水头损失h1格栅栅条断面形状为：迎水面为半圆形的矩形，则由公式（1-1）得：(m)=0.2m（7）栅后槽总高度H取超高0.3m，栅前槽总高度H1=h+h2=0.68+0.3=0.98mH=H1+h1=0.98+0.08=1.06m（8）格栅间总长度LL=L1+L2+0.5+1.0+=3.06+1.53+0.5+1.0+137036003060500570100015301370800100010003030068068020060°20050011809801121--栅条2--工作平台细格栅计算简图=6.65m综合格栅宽度和水深，选用PGA—10001400—10平面格栅。（9）每日栅渣量W4.27m3/d0.2m3/d.因此采用机械清渣。3、进水与出水渠道城市污水通过DN1200的管道进入进水间，先通过中格栅，后通过泵站提升至细格栅间，细格栅的进水渠道与格栅槽相连，格栅的出水直接进入沉砂池，沉砂池进水渠道宽度B=1.30mh=1.0m4、计算草图见图二：图二三、平流沉砂池1、计算参数最大设计流量时的流速V=0.25m/s，最大设计流量时的流行时间t=30s，Qmax=0.653m3/s.城市污水沉沙量X=30m3/106m3污水，清除沉砂的间隔时间T=2d，KZ=1.32，有效水深取1.0m，设四个沉砂斗。2、设计计算（1）沉砂池长度L=Vt=0.25×30=7.5m（2）水流断面面积A=Qmax/V=0.653/0.25=2.61m2(3)池总宽度设两格，每格宽B1==1.3m0.6m.中间隔墙宽0.2m，池总宽度B=2B2+0.2=2.8m（4）沉砂室所需容积V2.56m3(5)每个沉砂斗容积V1=V/4=2.56/4=0.64m3(6)沉砂斗尺寸底宽a1=0.5m，斗壁与平面成角斗高h3=1.4m，沉砂斗上口宽a=贮砂斗容积：V0===2.69m30.64m3满足要求。（7）沉砂斗高度：采用重力排沙，池底坡度0.06，坡向长度为：L2===1.44m池底坡降h=0.06L2=0.061.44=0.09m（8）进水渠道渐宽部分长度L1L1===2.06m池底总坡降h=0.09+0.12=0.21m（9）池体总高取超高h1=0.3m，H=h1+h2+h3+h=0.3+1.0+1.4+0.21=2.91m（10）校核流速Vmin===0.19m/s0.15m/s满足要求式中：--最小流量（m3/s），为最大流量的75%.--最小流量时工作的沉砂池数目（个）--最小流量时沉砂池中的水流断面面积（m2）（11）计算简图见图三（见下页）30084684650050021172117400100100140020601433211740021171433206014001117140035835875002517167030010002910300130030013001300200210112177.14775.40011栏杆闸门图三四、Carrousel2000氧化沟1、计算参数考虑处理厂污泥不进行厌氧或好养消化稳定，因此设计污泥龄取30d，使其部分稳定，为提高系统抵抗负荷变化能力，选择混合液污泥浓度MLSS为4000mg/l,f=MLVSS/MLSS=0.75,溶解氧浓度C=2.0mg/l，平行设计两组氧化沟，每组设计流量Q=28200m3/d，污泥产率系数Y=0.5kgvss/kg去除BOD5。污泥内源呼吸系数Kd取0.06，进水BOD5浓度S0=152mg/l,出水BOD5浓度Se=10mg/l，进水水温最低15度，最高30度，TSS=300mg/l，VSS按TSS的85%,计算：VSS=30085%=255mg/l，出水BOD=10mg/l，出水SS=10mg/l，进水N含量N=20mg/l,出水N含量N=15mg/l。Carrousel2000中前反硝化区与在上游的厌氧池结合在一起，对生物除磷十分有益，本设计中总磷的含量不高，运用Carrousel2000与其上游的厌氧池可完全使出水满足P1mg/l的要求，在此不再赘述，具体的参见说明书。Carrousel2000上游的厌氧池不再计算，此体积按Carrousel2000体积的15%计算。2、设计计算（1）计算去除有机物及消化所需的氧化沟体积（除特殊说明外，以下计算均按每组氧化沟进行）V=(1-2)式中：V–用于消化及氧化有机物所需的氧化沟有效体积（m3）Y—污泥产率系数(kgVSS/kg去除BOD5)Q—处理水流量(m3/d)S0—进水BOD5浓度(mg/l)Se---出水BOD5浓度(mg/l)---污泥龄(d),如考虑污泥稳定，取30d。Kd---污泥内源呼吸系数（）X----混合液污泥浓度(kgMLVSS/L)代入数据V==7150m3（2）计算反硝化所要求增加的氧化沟体积（每组）：如假设，反硝化条件时溶解氧的浓度DO=2.0mg/l，计算温度采用最低温度15℃,20℃时反硝化速率,取0.07mg-N/mgVSS˙d,则：==0.07=0.036mg-N/mgVSS˙d根据MLVSS浓度和计算所得的反硝化速率，反硝化所要求增加的氧化沟体积：由于合成的需要，产生的生物污泥中约含有12%的氮，因此首先计算着部分的氮量：每日产生的生物污泥量为:式中个符号同（1-2）=28200×9152-10)×=715kg/d由此，生物合成的需氮量为12%×715=85.8kg/d折合每单位体积进水用于生物合成的氮量为：85.8×1000/28200=3.04mg/l反硝化-N量=20-3