各构筑物设计计算

1、格栅曹总宽度B：B=S（n-1）+b×nS—栅条宽度，m；b—栅条净间隙，m；n—栅条间隙数。栅条间隙数n可由下式决定：υα••=hbQnsinmax式中：Qmax—最大设计流量，m3/s；h—栅前水深，m；u—污水流经格栅的速度，一般取0.6~1.0m/s；α—格栅安装倾角；αsin—经验修正系数。格栅框架内的栅条数目为n-12、过栅水头损失h2：αsin2υ2002••=•=ghhkhζ式中：h0—计算水头损失，m；ζ—阻力系数，计算公式如下表；g—9.81m/s2；k—系数，一般为3。通过格栅的水头损失一般为0.08~0.15m。栅条断面形状计算公式说明锐边矩形34)(bSβζ=β=2.42迎水面为半圆形矩形β=1.83圆形β=1.79迎水、背水面均为半圆形的矩形β=1.67正方形2)1-(bSbεζ+=β=0.643、栅后槽的总高度HH=h+h1+h2式中：h1—格栅前渠道超高，一般取h1=0.3m；4、格栅的总长度LL=L1+L2+0.5+1+αtgH1式中：L1—进水渠道宽度，L1=112tgB-Bα，B1为进水渠道宽度，1α为进水渠道渐宽部位的展开角度；L2—格栅槽与出水渠道连接处的渐窄部位的长度，一般取L2=0.5L1；H1—栅前槽高。5、每日栅渣量W1000864001max×ו=zkwQw式中：W1—单位体积污水栅渣量，()污水33310/mm，一般取0.1~0.01，细格栅取值大，粗格栅取值小；Kz—污水总量变化系数。图中L3=αtgH1一、平流式沉砂池1、平流式沉砂池的设计参数（1）污水在池内的最大流速为0.3m/s，最小流速应不小于0.15m/s；（2）最高时流量时，污水在池内的停留时间不应小于30s，一般取30~60s；（3）有效水深不应大于1.2m，一般采用0.25~1.0m，每格宽度不宜小于0.6m；（4）池底坡度一般为0.01~0.02，当设置除啥设备时，可根据除砂设备的要求确定池底的形状。2、平流式沉砂池设计（1）沉砂部分的长度L：tLυ=式中：υ—最大设计流量时的速度，m/s：t—最大设计流量时的停留时间，s。（2）水流断面面积AυmaxQA=式中：maxQ—最大设计流量，m3/s。（3）池总宽度B2hAB=式中：2h—设计有效水深，m。（4）贮砂斗所需容积V：zKXTQV•••=100086400max式中：X—城镇污水的沉沙量，一般采用0.03L/m3；T—排砂时间的间隔，d。（5）贮砂斗各部分尺寸计算：设贮砂斗底宽b1=0.5m；斗壁与水平面的倾角为60°；则贮砂斗的上口宽b2为：1/32602btghb+°=贮砂斗的容积V1：)(312121/31SSSShV•++=式中：/3h—贮砂斗高度，m；S1，S2—分别为贮砂斗下口和上口的面积。（6）贮砂室的高度h3假设采用重力排砂，池底设6%坡度坡向砂斗，则：2-2-06.006.0/2/32/33bbLhlhh+=•+=（7）池总高度H：321hhhH++=式中：1h—为超高；2h—为有效水深。（8）核算最小流速minv：min1minminAnQv•=二、曝气沉砂池1、曝气沉砂池的设计参数（1）水平流速可取0.08~0.12m/s，一般取0.1m/s；（2）最大时流量污水再在池内的停留时间为2~4min，处理雨天合流污水时为1~3min。如同时作为预曝气池使用，停留时间可取10~30min。（3）池的有效水深宜为2.0~3.0m。池宽与池深比为1~1.5，池的长宽比可达5，当池长宽比大于5时，可考虑设置横向挡板。（4）曝气沉砂池多采用穿孔管曝气，穿孔径为2.5~6.0mm，距池底约0.6~0.9m，每组穿孔曝气管应有调节阀门。（5）每立方米污水所需曝气量宜为0.1~0.2m3（空气），或每平方米池表面积曝气量为3~5m3/h。2、曝气沉砂池设计（1）总有效容积V：tQV•=max60式中：t—最大设计流量时的停留时间，s。（2）池断面面积A：vQAmax=（3）池总宽度B：HAB=式中：H—有效水深。（4）池长L：AVL=（5）所需曝气量q：max60DQq=式中：D—单位体积污水需要曝气量，m3/m3(污水)。三、旋流沉砂池停留时间不应小于30s，设计水力表面负荷宜为150~200m3/(m2•h)，有效水深宜为1.0~2.0m，池径与池深比宜为2.0~2.5。沉淀池的经验设计参数（城镇污水处理厂）类型在处理工艺中的作用沉淀时间h表面水力负荷m3/m2•h每人每日污泥量g/人•d污泥含水率%固体负荷Kg/m2d初沉池单独沉淀处理1.5~2.01.5~2.516~3695~97—生物处理前0.5~1.52.0~4.514~2695~97—二沉池生物膜法后1.5`4.01.0~2.010~2696~98≤150活性污泥法后1.5~4.00.6~1.512~3299.2~99.6≤150沉淀池设计参数1、沉淀池超高不应小于0.3m；有效水深宜用2.0~4.0m；缓冲层高度，非机械排泥时宜用0.5m，机械排泥时，应根据刮泥板高度确定，且缓冲层上缘宜高出刮泥板0.3m；贮泥斗斜壁的倾角，方斗宜为60°，圆斗宜为55°；坡向泥斗的地板坡度，平流式沉淀池不宜小于0.01，辐流式沉淀池不宜小于0.05。2、一般采用堰流，堰口应保持水平。初沉池的出水堰最大负荷不宜大于2.9L/（s·m）；二沉池出水堰最大负荷不宜大于1.7L/（s·m）.3、贮泥斗的容积，初沉池一般按不大于2d的污泥量计算，采用机械排泥的污泥斗可按4h污泥量计算；活性污泥法处理后二沉池的污泥区体积，宜按不超过2小时贮泥时间计算，生物膜法处理后二沉池的污泥区体积，宜按4小时的污泥量计算。4、沉淀池一般采用净水压力排泥，初沉池排泥静水头不应小于1.5m；生物膜法的二沉池不应小于1.2m，活性污泥法的二沉池不应小于0.9m；排泥管直径不应小于200mm。一、平流式沉淀池设计计算入流出的挡板，一般高出池水水面0.15~0.2m，挡板的浸没深度应不少于0.25m，一般用0.5~1.0m，挡板距流入槽0.5~1.0m。（1）沉淀区的表面积A：qQAmax=式中：q—表面水力负荷，m3/(m2•h)，通过沉淀实验取得，或参照上表。（2）沉淀区有效水深h2：tqh•=2式中：t—沉淀时间，初沉池一般取0.5~2.0h；二沉池一般取1.5~4.0h。沉淀区的有效水深2h通常取2.0~4.0m。（3）沉淀区有效容积V：tQVhAV•=•=max2或（4）沉淀区长度L：tvL•=6.3式中：v—最大设计流量时的水平流速，mm/s，一般不大于5mm/s。（5）沉淀区总宽度B：LAB=（6）沉淀池的数量n：bBn=式中：b—每座或每格沉淀池的宽度，m；受长宽比的影响，同时与选用的刮泥机有关。（7）污泥区的容积wV：对生活污水：1000TNSVw••=式中：S—每人每日产生的污泥量，L/（人•天），可参考上表；N—设计人口数；T—两次排泥时间间隔，初沉池按2天考虑，活性污泥法后二沉池按2小时考虑，机械排泥初沉池和生物膜法后二沉池按4小时设计计算。如果已知污水悬浮固体浓度与去除率，污泥区的容积可按下式计算：)()(TpccQVw•••=010max-1001000100-24γ式中：10cc，—沉淀池进水和出水的悬浮固体浓度，mg/L；γ—污泥容重，Kg/3m，含水率在95%以上时，可取1000Kg/3m；0p—污泥含水率，%；T—两次排泥时间间隔。（8）沉淀池总高度H：//4/43214321hhhhhhhhhH++++=+++=式中：1h—沉淀池超高，一般取0.3m；3h—缓冲层高度，无机械刮泥设备时为0.5m，有机械刮泥设备时，其上缘应高出刮板0.3m4h—污泥区高度；/4h—贮泥斗高度；//4h—梯形部分的高度。（9）贮泥斗的容积V1()2121/4131SSSShV++=（10）贮泥斗以上梯形部分污泥容积V2()bhVLL••=+//42221式中：21LL，—为体形上下底边长，m。二、竖流式沉淀池设计计算竖流式沉淀池池径不宜过大，一般采用4~7m，不大于10m。竖流式沉淀池的直径与有效水深之比一般不大于3。（1）中心管截面积1f与直径0d：0max1vQf=π140fd=式中：maxQ—每组沉淀池最大设计流量，sm/3；0v—中心管内流速，sm/。（2）中心管喇叭口到反射板之间的间隙高度3h：11max3dvQhπ=式中：1v—间隙流出速度；1d—喇叭口直径。（3）沉淀池面积2f和直径D：πADffAqQf421max23600=+==式中：q—表面水力负荷；A—沉淀池面积（含中心管面积）。其余各部分设计与平流沉淀池相似。三、辐流式沉淀池设计计算辐流沉淀池是一种大型沉淀池，池径最大可达100m，池州水深1.5~3.0m。（1）每座沉淀池的表面积A1和池径D：π140max1ADnqQA==式中：n—池数；0q—表面水力负荷。（2）沉淀池有效水深2h：tqh•=02式中：t—沉淀时间，h。（3）沉淀池总高度H：54321hhhhhH++++=式中：1h—沉淀池超高，一般取0.3m；2h—有效水深；3h—缓冲层高度；4h—沉淀池底坡落差；5h—污泥斗高度。四、斜板（管）沉淀池设计计算（1）沉淀池表面积A：0max91.0nqQA=（2）池内停留时间t：032qhht+=式中：2h—斜板（管）上部清水区高度，一般取0.7~1.0m；3h—斜板（管）自身垂直高度，一般为0.866~1.0m。1、生物接触氧化池的有效容积（即填料体积）（V）)(veLSSQV-0=式中：Q—设计污水处理量，dm/3。eSS、0—进水、出水BOD5，mg/L。Lv—填料容积负荷，KgBOD5/[m3(填料)·d]。无试验资料时，城镇污水碳氧化处理一般取2.0~5.0KgBOD5/（m3·d），碳氧化/硝化一般取0.2~2.0KgBOD5/（m3·d）。2、生物接触氧化池的总面积（A）和池数（N）10AANhVA==式中：0h—填料高度，一般采用3.0m。3、池深h：3210hhhhh+++=式中：1h—超高，0.5~0.6m；2h—填料层上水深，0.4~0.5m；3h—填料至池底的高度，一般采用0.5m。生物接触氧化池池数一般不少于2个，并联运行，每池由二级或二级以上氧化池组成。4、有效停留时间（t）QVt=5、供气量（D）和空气管道系统计算QDD0=式中：0D—13m污水需气量，33/mm。0D值宜大于10，一般取15~20。