污水处理构筑物设计计算

污水厂设计计算书第一章污水处理构筑物设计计算一、泵前中格栅1．设计参数：设计流量Q=3×104m3/d=0.347L/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，格栅倾角α=60°单位栅渣量ω1=0.05m3栅渣/103m3污水2．设计计算（1）确定格栅前水深，根据最优水力断面公式21211vBQ计算得:栅前槽宽mvQB0.17.0347.022111，则栅前水深mBh5.020.121（2）栅条间隙数13.467.05.002.060sin347.0sin21ehvQn(取n=47)（3）栅槽有效宽度B=s（n-1）+en=0.01（47-1）+0.02×47=1.4m（4）进水渠道渐宽部分长度mBBL55.020tan20.14.1tan2111（其中α1为进水渠展开角）（5）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度mLL275.0212（6）过栅水头损失（h1）因栅条边为矩形截面，取k=3，则mgvkkhh103.060sin81.929.0)02.001.0(42.23sin2234201其中ε=β（s/e）4/3h0：计算水头损失k：系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增加倍数，取k=3ε：阻力系数，与栅条断面形状有关，当为矩形断面时β=2.42（7）栅后槽总高度（H）取栅前渠道超高h2=0.3m，则栅前槽总高度H1=h+h2=0.5+0.3=0.8m栅后槽总高度H=h+h1+h2=0.5+0.103+0.3=0.903m（8）格栅总长度L=L1+L2+0.5+1.0+0.8/tanα=0.55+0.275+0.5+1.0+0.8/tan60°=2.79m（9）每日栅渣量ω=Q平均日ω1=05.0105.110334=1.0m3/d0.2m3/d所以宜采用机械格栅清渣（10）计算草图如下：α1进水工作平台栅条α图1中格栅计算草图α二、污水提升泵房1.设计参数设计流量：Q=301L/s，泵房工程结构按远期流量设计2.泵房设计计算采用氧化沟工艺方案，污水处理系统简单，对于新建污水处理厂，工艺管线可以充分优化，故污水只考虑一次提升。污水经提升后入平流沉砂池，然后自流通过氧化沟、二沉池及接触池，最后由出水管道排入河流。各构筑物的水面标高和池底埋深见第三章的高程计算。污水提升前水位-5.23m（既泵站吸水池最底水位）,提升后水位3.65m（即细格栅前水面标高）。所以，提升净扬程Z=3.65-（-5.23）=8.88m水泵水头损失取2m从而需水泵扬程H=Z+h=10.88m再根据设计流量301L/s=1084m3/h，采用2台MF系列污水泵，单台提升流量542m3/s。采用ME系列污水泵（8MF-13B）3台，二用一备。该泵提升流量540～560m3/h，扬程11.9m，转速970r/min，功率30kW。占地面积为π52＝78.54m2，即为圆形泵房D＝10m,高12m,泵房为半地下式，地下埋深7m，水泵为自灌式。计算草图如下：进水总管中格栅吸水池最底水位图2污水提升泵房计算草图±0.00三、泵后细格栅1．设计参数：设计流量Q=3×104m3/d=0.347L/s栅前流速v1=0.7m/s，过栅流速v2=0.9m/s栅条宽度s=0.005m，格栅间隙e=0.005mm栅前部分长度0.5m，格栅倾角α=60°单位栅渣量ω1=0.10m3栅渣/103m3污水2．设计计算（1）确定格栅前水深，根据最优水力断面公式21211vBQ计算得栅前槽宽mvQB0.17.0347.022111，则栅前水深mBh5.020.1211（2）栅条间隙数68.1529.047.0005.060sin347.0sin21ehvQn（取n=153）设计两组格栅，每组格栅间隙数n=35条（3）栅槽有效宽度B2=s（n-1）+en=0.005（153-1）+0.005×153=1.53m（4）进水渠道渐宽部分长度mBBL73.020tan20.153.1tan2111（其中α1为进水渠展开角）（5）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度mLL365.0212（6）过栅水头损失（h1）因栅条边为矩形截面，取k=3，则mgvkkhh26.060sin81.929.0)005.0005.0(42.23sin2234201其中ε=β（s/e）4/3h0：计算水头损失k：系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增加倍数，取k=3ε：阻力系数，与栅条断面形状有关，当为矩形断面时β=2.42（7）栅后槽总高度（H）取栅前渠道超高h2=0.3m，则栅前槽总高度H1=h+h2=0.5+0.3=0.8m栅后槽总高度H=h+h1+h2=0.5+0.26+0.3=1.06（8）格栅总长度L=L1+L2+0.5+1.0+0.8/tanα=0.73+0.365+0.5+1.0+0.8/tan60°=3.06m（9）每日栅渣量ω=Q平均日ω1=1.0105.110334=2.0m3/d0.2m3/d所以宜采用机械格栅清渣（10）计算草图如下：α图3细格栅计算草图α栅条工作平台进水四、沉砂池采用平流式沉砂池1.设计参数设计流量：Q=694L/s（设计1组，分为2格）设计流速：v=0.2m/s水力停留时间：t=60s2.设计计算（1）沉砂池长度：L=vt=0.2×60=12m（2）水流断面积：A=Q/v=0.694/0.2=3.47m2（3）池总宽度：池总宽B=A/h2=5.78m（4）有效水深：h2=A/B=3.47/5.78=0.6m（介于0.25～1m之间）（5）贮泥区所需容积：设计T=2d，即考虑排泥间隔天数为2天，则每个沉砂斗容积3511145.0102mKTXQV（每格沉砂池设两个沉砂斗，两格共有四个沉砂斗）其中X1：城市污水沉砂量3m3/105m3，K：污水流量总变化系数1.5（6）沉砂斗各部分尺寸及容积：设计斗底宽a1=0.5m，斗壁与水平面的倾角为60°，斗高hd=0.5m，则沉砂斗上口宽：mahad1.15.060tan5.0260tan21沉砂斗容积：322211234.0)5.025.01.121.12(65.0)222(6maaaahVd（略大于V1=0.26m3，符合要求）（7）沉砂池高度：采用重力排砂，设计池底坡度为0.06，坡向沉砂斗长度为maLL9.421.1212222则沉泥区高度为h3=hd+0.06L2=0.5+0.06×4.9=0.794m池总高度H：设超高h1=0.3m，H=h1+h2+h3=0.3+0.6+0.794=1.694m（8）进水渐宽部分长度:mBBL39.120tan5.1278.520tan211（9）出水渐窄部分长度:L3=L1=1.39m（10）校核最小流量时的流速：最小流量即平均日流量Q平均日=Q/K=694/1.2=578L/s则vmin=Q平均日/A=0.462/3.47=0.170.15m/s，符合要求（11）计算草图如下：进水图4平流式沉砂池计算草图出水五、氧化沟1.设计参数拟用卡罗塞（Carrousel）氧化沟，去除BOD5与COD之外，还具备硝化和一定的脱氮除磷作用，使出水NH3-N低于排放标准。氧化沟设计分2座，按最大日平均时流量设计，每座氧化沟设计流量为Q1′＝21064=30000m3/d=694L/s。总污泥龄：14dMLSS=4000mg/L,MLVSS/MLSS=0.70DO=2.2mg/LSS/BOD5=0.84衰减系数Kd＝0.051d污泥产率系数Y=0.6kgVSS/kgBOD5α＝0.80β＝0.95脱硝温度修正系数：1.082.设计计算（1）计算出水5BOD和去除率LmgBODkdcYkS/75.3)1('1假设出水SS=25mg/L,VSS/SS=0.7则VSS的5BOD=(LmgY/5.10257.0所以总出水LmgLmgBOD/1525.14/)5.1075.3(5BOD5的去除率为：%94%10024015240（2）脱氮设计计算：①氧化氨氮量氧化氨氮量浓度=50-12-3=35mg/L②需要脱氮量:生物中的含氮量为7%,总计174.16kg/d脱氮量=35-174160/3000=29.2mg/L（3）碱度平衡：每去处1mg/L的5BOD所产生的碱度大约是0.3mg残留碱度280-7.14×35+29.2×3.5+0.3×0.236=132.37mg/L(以3caco计)这足以保持PH=7.2。（4）剩余污泥量：SSP＝（Y×进水BOD×Q）/1000=（0.84×240×30000）/1000=6048kg/d（5）污泥的5BOD负荷：BODL=（进水BOD×Q）/（V×X×1000）=0.085kg5BOD/（kgMLSS.d）（6）氧化沟的总容积：氧化沟容积计算V=（SSP×C）/X=6048×14/4=21168m3总水力停留时间：T=21168/1250=17h（5）氧化沟的尺寸：氧化沟采用6廊道式卡鲁塞尔氧化沟，取池深4.0m，宽6m，则氧化沟总长:853.74m。（6）需氧量计算：采用如下经验公式计算:OC=（OC负荷×进水BOD×Q）/(1000×24)=(3.1×240×30000)/(1000×24)=930kg2O/h（7）标准需氧量:SOR=)20()()20(024.1)(TTSSCCCAOR=1312.6kg/h采用表面机械曝气时，20℃时脱氧清水的充氧量为：查手册，选用DY325型倒伞型叶轮表面曝气机，直径Ф＝4.0m,电机功率N=125kW,单台每小时最大充氧能力为350kgO2/h，每座氧化沟所需数量为n,则75.33506.13123500Rn取n=4台（7）回流污泥量：可由公式XXXRr求得。式中：X=MLSS=4.0g/L，回流污泥浓度rX取10g/L。则：67.00.4100.4R（50％～100％，实际取60％）（9）氧化沟计算草草图如下：备用曝气机可暂不安装栏杆图5氧化沟计算草图上上钢梯走道板走道板出水管至流量计井及二沉池进水管接自提升泵房及沉砂池七、二沉池该沉淀池采用中心进水，周边出水的幅流式沉淀池，采用刮泥机。1．设计参数设计进水量：Q=60000m3/d表面负荷：取q=1.5m3/m2.h固体负荷：qs=140kg/m2.d水力停留时间（沉淀时间）：T=2.5h堰负荷：取值范围为1.5—2.9L/s.m，取2.0L/(s.m)2．设计计算（1）沉淀池面积:按表面负荷算：1250240.260000bqQAm2（2）池数:n=1250/625=2（2）沉淀池直径：mmAD162.2814.362544有效水深为h=qbT=2.01.5=3m4m4.90.32.281hD（介于6～12）（3）贮泥斗容积：为了防止磷在池中发生厌氧释放，故贮泥时间采用Tw=2h，二沉池污泥区所需存泥容积：3228610000400040002430000)6.01(22)1(2mXXQXRTVrww则污泥区高度为mAVhw83.1125022862（4）二沉池总高度：取二沉池缓冲层高度h3=0.4m，超高为h4=0.3m则池边总高度为h=h1+h2+h3+h4=3+1.83+0.4+0.3=5.53m设池底度为i=0.05，则池底坡度降为midbh7.005.0223025则池中心总深度为H=h+h5=5.53+0.7=6.23m（5）校核堰负荷：径深比82.84.33031hhD42.553.530321hhhD以上各项均符合要求（6）辐流式二沉池计算草图如下：图6辐流式沉淀池进水排泥出水图7辐流式沉淀池计算草图出水