3萬噸城市污水處理廠設(shè)計計算(泰州市第二城南污水處理廠

1、 水處理各構(gòu)筑物的設(shè)計計算及設(shè)備選擇一. 中格柵的設(shè)計計算本設(shè)計中格柵的設(shè)計計算如下1：max=0.487m3/s（1）格柵間隙數(shù) 式中： 柵條間隙max最大設(shè)計流量，m3/s； e柵條間隙，m； 柵前水深，m； 污水流經(jīng)格柵的速度，一般取0.61.0m/s； a格柵安裝傾角，（）取中格柵柵前水深為=0.52，格柵柵條間隙e=20mm，過柵流速=0.9m/s格柵安裝傾角a=60，設(shè)置兩臺機械格柵，則每臺格柵間隙數(shù)為：；則=23（2）柵槽寬度 式中：柵槽寬度，m； 柵條寬度，取S=0.01m； e柵條間隙，取e=0.02m 柵條間隙數(shù)，=23個；=（3）進水渠道漸寬部分長度式中：進水渠道漸寬部分

2、長度，m； B1進水渠道寬度，取B1=0.30m a1漸寬部分展開角度，?。?（4）出水渠道漸窄部分長度（5）過柵水頭損失通過格柵的水頭損失可以按下式計算： 式中：設(shè)計水頭損失，m； 計算水頭損失，m； 重力加速度，m/s2； 系數(shù)，格柵受污堵塞時水頭損失增大倍數(shù)，一般采用3； 阻力系數(shù)，其值與柵條斷面形狀有關(guān)。設(shè)格柵斷面形狀為銳邊矩形，則 （6）柵后槽總高度 設(shè)柵前渠道超高，柵前水深，則 ，取1m（7）柵前槽高度 （8）柵槽總長度L （9）每日產(chǎn)生的柵渣量 式中： 每日柵渣量， 單位體積污水柵渣量，中格柵間隙為20，取 =0.05 生活污水總變化系數(shù)，=1.4 0.02，宜采用機械清渣每臺格

3、柵每日柵渣量(10)中格柵及格柵除污機選型由給水排水設(shè)計手冊（第二版）第11冊第521頁查知，選用兩臺GH-1000鏈條回轉(zhuǎn)式多耙格柵除污機，其規(guī)格及性能如下表3：表1 GH-1000鏈條回轉(zhuǎn)式多耙格柵除污機的規(guī)格和性能參數(shù)二 提升泵房 1. 水泵選擇設(shè)計水量30000m3/d，選擇用4臺潛污泵(3用1備)所需揚程為6.0m選用350QZ-100型軸流式潛水電泵表二揚程/m流量/(m3/h)轉(zhuǎn)速/(r/min)軸功率/kw葉輪直徑/mm效率/%7.221210145029.930079.52. 集水池、容積按一臺泵最大流量時6min的出流量設(shè)計，則集水池的有效容積、面積取有效水深，則面積、泵位

4、及安裝潛水電泵直接置于集水池內(nèi)，電泵檢修采用移動吊架。三細(xì)格柵的計算本設(shè)計中格柵的設(shè)計計算如下1：（1）格柵間隙數(shù) 式中各項字母代表的意義同前， 取細(xì)格柵柵前水深為1.5m，格柵柵條間隙e=10mm，過柵流速0.9m/s，格柵安裝傾角a=60，設(shè)置兩臺機械格柵，則每臺格柵間隙數(shù)為： 取17（2）柵槽寬度 式中：柵槽寬度，m； 柵條寬度，取=0.01m； e柵條間隙，取e=0.01m； 柵條間隙數(shù)，=17個；=m（3）進水渠道漸部分長度式中：進水渠道漸寬部分長度，m； 1進水渠道寬度，取1=0.20m； a1漸寬部分展開角度，??； （4）出水渠道漸窄部分長度（5）過柵水頭損失通過格柵的水頭損失可

5、以按下式計算： 式中：設(shè)計水頭損失， 計算水頭損失， 重力加速度，/s2 系數(shù)，格柵受污堵塞時水頭損失增大倍數(shù)，一般采用3 阻力系數(shù)，其值與柵條斷面形狀有關(guān)設(shè)格柵斷面形狀為銳邊矩形 （6）柵后槽總高度設(shè)柵前渠道超高，柵前水深，則 ，取2.1m（7）柵前槽高度 （8）柵槽總長度L （9）每日產(chǎn)生的柵渣量 式中：每日柵渣量， 單位體積污水柵渣量，中格柵間隙為20，取=0.1 生活污水總變化系數(shù)，=1.40.02，宜采用機械清渣每臺格柵每日柵渣量（10）細(xì)格柵及格柵除污機的選擇 由給水排水設(shè)計手冊（第二版）第11冊第533頁查知，選用兩臺XWB-08-15背耙式格柵除污機，其性能如下表4所示：表3

6、XWB-08-15背耙式格柵除污機型號格柵寬度（mm）耙齒有效長度(mm)安裝傾角()提升質(zhì)量(kg)格柵間距(mm)提升速度(m/min)電機功率(KW)XWB-08-15800100602001030.5四、 沉砂池1池體的計算本設(shè)計中曝氣沉砂池的設(shè)計計算如下1：（1）池子總有效容積V 式中：污水廠最大設(shè)計流量，=0.487m3/s；最大設(shè)計流量時的流行時間，取t=2min； （2）水流斷面的面積A 式中：污水廠最大設(shè)計流量，=0.487m3/s； 最大設(shè)計流量時的水平流速，取0.06 m/s；（3）池總寬度 式中： ，取 （4）校核寬深比 寬深比在12之間，符合要求（5）池體長L （6）

7、校核長寬比 ，符合要求2曝氣系統(tǒng)設(shè)計計算 本設(shè)計的曝氣沉砂池的曝氣系統(tǒng)設(shè)計計算1 3：本設(shè)計的曝氣沉砂池運用鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)，鼓風(fēng)設(shè)備和A2/O反應(yīng)池空氣系統(tǒng)設(shè)在同一機房，采用穿孔管曝氣，穿孔曝氣管設(shè)置在集砂槽一側(cè)，距池底0.8,距池壁0.5m，則穿孔管的淹沒深度為。（1）最大時所需空氣量 式中： 每立方米污水所需空氣量，0.10.2m3空氣/ m3污水，取0.2m3空氣/ m3污水/h=350.64 m3 / h（2）平均時所需空氣量（3）鼓風(fēng)機的風(fēng)壓計算 式中：鼓風(fēng)機出口風(fēng)壓，kPa； 擴散設(shè)備的淹沒深度，換算成壓力單位kPa，1mH20壓力相當(dāng)于9.8kPa，； 擴散設(shè)備的風(fēng)壓損失，kPa，

8、與充氧形式有關(guān)，一般取35kPa，取4kPa； 輸氣管道的總風(fēng)壓損失，kPa，包括沿程風(fēng)壓損失和局部風(fēng)壓損失，可以通過計算確定，設(shè)管路壓力損失為5.5kPa。 （4）鼓風(fēng)機的選擇 由給水排水設(shè)計手冊（第二版）第11冊P470查知，選擇RD125型號羅茨鼓風(fēng)機兩臺，其性能如下表6所示：表4羅茨鼓風(fēng)機的性能型 號口徑（mm）轉(zhuǎn)速（r/min）出口風(fēng)壓（kPa）氣量Q（m3/min）軸功率LA（kW）電動機功率（kW）RD125125175029.616.811.715 3沉砂室的計算 沉砂室的計算過程如下1：（1）沉砂部分所需容積 式中： 城市污水沉砂量，m3/106m3，可按照106m3污水沉砂

9、1530m3計算，取 /106m3污水清除沉砂的間隔時間，d，取 生活污水總變化系數(shù)，=1.4 （2）每個污泥斗的容積 式中： 每個沉砂斗容積； 沉砂斗個數(shù)，本設(shè)計中設(shè)兩格池子每格池子有兩個沉砂斗，則； （3）沉砂斗各部分尺寸設(shè)斗底寬1=0.6,斗壁與水平面的傾角為60，斗高=1.1m，則沉砂斗傷口寬度為： 沉砂斗容積為： （m3）（4）沉砂室的高度采用重力排砂，設(shè)池底坡度，坡向砂斗， (5)池總高度 式中：沉砂池超高，m，設(shè)=0.3m (6)驗證最小流速 式中： 最小流量，m3/s， 最小流量時沉砂池的水流斷面面積（m2）， 最小流量時工作的沉砂池數(shù)目，最小流量時，有一個沉砂斗工作=1（7）

10、砂水分離器的選擇 選用螺旋式砂水分離器兩臺，一備一用，螺旋式砂水分離器由砂斗、溢流堰、出水管、無軸螺旋帶及驅(qū)動裝置等組成。4曝氣沉砂池進出水設(shè)計的計算曝氣沉砂池的進出水設(shè)計的計算過程如下4：（1）曝氣沉砂池進水設(shè)計曝氣沉砂池進水采用配水槽，來水由提升泵房和細(xì)格柵后水渠直接進入沉砂池配水槽，配水槽尺寸為：。為避免異重流的影響，污水經(jīng)潛孔進入沉砂池，過水流速不宜過大，流速控制在0.20.4m/s，本設(shè)計取。單格池子配水孔面積為：設(shè)計孔口尺寸為1.8m1.8m，則孔口實際流速為： 查給水排水設(shè)計手冊（第二版）第一冊P678，可得水流經(jīng)過孔口的局部水頭損失為，則水頭損失為： （2）曝氣沉砂池出水設(shè)計出

11、水采用矩形薄壁跌水堰，假設(shè)堰為無側(cè)收縮堰，堰寬同沉砂池每格池子的寬度，即，則通過堰流量為： 式中：堰流量， 流量系數(shù)，通常采用0.45； 堰寬，m，； 溢流堰上水深，m；通過計算得出，設(shè)跌水高度為0.15m，則沉砂池出水的水頭損失為0.24+0.15=0.39m五、A2/O反應(yīng)池1 設(shè)計參數(shù)1、 BOD5污泥負(fù)荷N=0.13kgBOD5/(kgMLSSd)2、 回流污泥濃度XR=6 600mg/L3、 污泥回流比R=100%4、 混合液懸浮固體濃度5、 反應(yīng)池容積V6、 反應(yīng)池總水力停留時間(7) 混合液回流比R內(nèi) 總氮的去除率：式中： 混合液回流比R內(nèi),取200%(8) 各段水力停留時間和容

12、積厭氧：缺氧：好氧1：1：3厭氧池水力停留時間，池容；缺氧池水力停留時間，池容；好氧池水力停留時間，池容(9) 厭氧段總磷負(fù)荷好氧區(qū)總氮負(fù)荷符合要求； ( 10) 剩余污泥量系統(tǒng)每座反應(yīng)池每日活性污泥凈增值 式中： 為好氧池中進水平均BOD5的值，為好氧池中出水平均BOD5的值，kg/m3， ；產(chǎn)率系數(shù)，即微生物每代謝1kgBOD5所合成的MLVSS，kg，??；每座好氧池處理污水流量，m3/d，為30000m3/d；反應(yīng)池內(nèi)揮發(fā)性懸浮固體總量，kg (11) 反應(yīng)池主要尺寸反應(yīng)池總?cè)莘e設(shè)反應(yīng)池2組，單組池容有效水深單組有效面積采用5廊道式推流式反應(yīng)池，廊道寬單組反應(yīng)池長度校核： (滿足) (滿

13、足)取超高為1.0m，則反應(yīng)池總高(12) 反應(yīng)池進、出水系統(tǒng)計算 進水管單組反應(yīng)池進水管設(shè)計流量管道流速管道過水?dāng)嗝婷娣e管徑取出水管管徑DN600mm校核管道流速 回流污泥渠道。單組反應(yīng)池回流污泥渠道設(shè)計流量QR渠道流速取回流污泥管管徑DN600mm 出水管。單組反應(yīng)池出水管設(shè)計流量管道流速管道過水?dāng)嗝娣e管徑取出水管管徑DN800mm校核管道流速(13) 曝氣系統(tǒng)設(shè)計計算 設(shè)計需氧量AOR。AOR（去除BOD5需氧量-剩余污泥中BODu氧當(dāng)量）+（NH3-N硝化需氧量-剩余污泥中NH3-N的氧當(dāng)量）-反硝化脫氮產(chǎn)氧量碳化需氧量D1硝化需要量D2反硝化脫氮產(chǎn)生的氧量總需氧量 最大需要量與平均需

14、氧量之比為1.66，則去除1kgBOD5的需氧量 標(biāo)準(zhǔn)需氧量采用鼓風(fēng)曝氣，微孔曝氣器。曝氣器敷設(shè)于池底，距池底0.2m，淹沒深度3.8m，氧轉(zhuǎn)移效率EA20，計算溫度T=25。相應(yīng)最大時標(biāo)準(zhǔn)需氧量好氧反應(yīng)池平均時供氣量最大時供氣量 所需空氣壓力p式中 曝氣器數(shù)量計算(以單組反應(yīng)池計算)按供氧能力計算所需曝氣器數(shù)量。 供風(fēng)管道計算供風(fēng)干管道采用環(huán)狀布置。流量流速管徑單側(cè)供氣(向單側(cè)廊道供氣)支管流速管徑取支管管徑為DN300mm雙側(cè)供氣流速管徑取支管管徑DN=400mm(14) 厭氧池設(shè)備選擇(以單組反應(yīng)池計算)厭氧池設(shè)導(dǎo)流墻，將厭氧池分成3格。每格內(nèi)設(shè)潛水?dāng)嚢铏C1臺，所需功率按池容計算。厭氧池

15、有效容積混合全池污水所需功率為(15) 污泥回流設(shè)備污泥回流比污泥回流量設(shè)回流污泥泵房1座，內(nèi)設(shè)3臺潛污泵(2用1備)單泵流量水泵揚程根據(jù)豎向流程確定。(16) 混合液回流設(shè)備 混合液回流泵混合液回流比混合液回流量設(shè)混合液回流泵房2座，每座泵房內(nèi)設(shè)3臺潛污泵(2用1備)單泵流量 混合液回流管?；旌弦夯亓鞴茉O(shè)計泵房進水管設(shè)計流速采用管道過水?dāng)嗝娣e管徑取泵房進水管管徑DN700mm校核管道流速泵房壓力出水總管設(shè)計流量設(shè)計流速采用六. 二沉池 1 設(shè)計參數(shù)為了使沉淀池內(nèi)水流更穩(wěn)、進出水配水更均勻、存排泥更方便，常采用圓形輻流式二沉池。二沉池為中心進水，周邊出水，幅流式沉淀池，共1座。二沉池面積按表面

16、負(fù)荷法計算，水力停留時間t=2.5h，表面負(fù)荷為1.5m3/（m2h-1）。1. 沉淀部分有效面積 式中 A沉淀部分有效面積（m2）； 2. 沉淀池直徑 式中D沉淀池直徑 3. 校核堰口負(fù)荷 滿足要求 4. 校核固體負(fù)荷 滿足要求5. 澄清區(qū)高度 式中 沉淀池澄清區(qū)高度（m） 設(shè)計中取 t=2.5h， 6. 污泥區(qū)高度 式中 污泥區(qū)高度（m） 設(shè)污泥停留時間為2h 7. 池邊水深式中 h2池邊水深（m）8. 污泥斗高度 式中 D1污泥斗上下口直徑（m） D2污泥斗上口直徑（m） 污泥斗斜壁與水平面的傾角設(shè)計中取D1=1.0m，D2=2.0m，=60度9. 沉淀池總高 二沉池擬采用單管吸泥機排泥

17、, 池底坡度去0.001,排泥設(shè)備 中心空柱為1.5m 式中 H沉淀池總高（m） 池中心與池水落差 h3=(39-2)/2=0.185 超高h(yuǎn)1=0.3m 10. 校核徑深比二沉池有效水深為4.37m，直徑為39m 滿足規(guī)范6.5.12，二沉池直徑與有效水深之比宜為612，水池直徑不宜大于50m。 (2) 進水系統(tǒng)計算. 進水管計算設(shè)計污水流量進水管設(shè)計流量選取管徑DN800mm，流速. 進水豎井進水豎井采用D2=1.5m，流速為0.10.2m/s 出水口尺寸0.451.5m,共6個，沿井壁均勻分布。出水口流速. 穩(wěn)流筒計算取筒中流速穩(wěn)流筒過流面積穩(wěn)流筒直徑 1) 出水部分設(shè)計a 單池設(shè)計流量

18、b 環(huán)形集水槽內(nèi)流量c 環(huán)形集水槽設(shè)計采用周邊集水槽，雙側(cè)集水，每池只有一個總出水口，安全系數(shù)k取1.2集水槽寬度取集水槽起點水深為集水槽終點水深為槽深取0.8m，采用雙側(cè)集水環(huán)形集水槽計算，取槽寬b=0.8m，槽中流速槽內(nèi)終點水深槽內(nèi)起點水深校核：當(dāng)水流增加一倍時，q=0.487 m/s，v=0.8m/s設(shè)計取環(huán)形槽內(nèi)水深為0.8m，集水槽總高為0.8+0.3（超高）=1.1m，采用90三角堰。d 出水溢流堰的設(shè)計采用出水三角堰（90），堰上水頭（三角口底部至上游水面的高度）H1=0.05m(H2O).每個三角堰的流量三角堰個數(shù)三角堰中心距（雙側(cè)出水） 外圍三角堰個數(shù) n2=L/L1=596

19、.6實際堰上水頭 H=0.039m 2) 排泥部分設(shè)計 單池污泥量總污泥量為回流污泥量加剩余污泥量回流污泥量回流污泥量 剩余污泥量 排泥鑄鐵管,管徑400mm,v=1.6m/s 集泥槽沿整個池徑為兩邊集泥七. 機械攪拌澄清池機械攪拌澄清池的特點是利用機械攪拌澄清池的提升作用來完成泥渣回流核接觸反應(yīng),加藥混合后進入第一反應(yīng)室,與幾倍于原水的循環(huán)泥渣在葉片的攪動下進行接觸反應(yīng).然后經(jīng)葉輪提升到第二反應(yīng)室繼續(xù)反應(yīng)以結(jié)成大的顆粒,再經(jīng)導(dǎo)流室進入分離室沉淀分離.1 、二反應(yīng)室凈產(chǎn)水能力為Q=1750m3/h=0.487 m3/h采用2個池來計算則每池的流量,二反應(yīng)室計算流量一般為出水流量的3-5倍.設(shè)第

20、二反應(yīng)室內(nèi)導(dǎo)流板截面積A=0.02m,u=0.05 則第二反應(yīng)區(qū)截面積為：第二反應(yīng)區(qū)內(nèi)徑：取第二反應(yīng)室直徑=6m,反應(yīng)室壁厚H第二反應(yīng)區(qū)高度，m 考慮構(gòu)造布置選用,設(shè)導(dǎo)流板4塊.2 、導(dǎo)流室 導(dǎo)流室中導(dǎo)流板截面積:導(dǎo)流室面積:導(dǎo)流室直徑:取導(dǎo)流室導(dǎo)流室壁厚.導(dǎo)流室出口流速:,出口面積:則出口截面寬:出口垂直高度:3 、分離室 分離區(qū)上升流速取,分離室面積：。池總面積：池的直徑：4 、池深計算池中停留時間T設(shè)為1.5h。有效容積：考慮增加4%的結(jié)構(gòu)容積：，取池超高。設(shè)池直壁高：。池直壁部分的容積：。取池圓臺高度。池圓臺斜邊傾角45，則池底部直徑。本池池底采用球殼式結(jié)構(gòu)，取球冠高。圓臺容積球的半徑

21、：。球冠體積：池實際容積：。實際總停留時間：池總高：5、配水三角槽 逆水流量增加1%的排泥水量，設(shè)槽內(nèi)流速。三角槽直角邊長為：三角配水槽采用孔口出流，孔口流速同。出水孔總面積=采用d=0.1m的孔徑，每孔面積為0.m。則出水孔數(shù)=。為施工方便采用沿三角槽每18設(shè)置一孔，共20孔，孔口實際流速6、第一反應(yīng)室 二反應(yīng)室板厚。第一反應(yīng)室上端直徑為：第一反映室高：傘形板下端圓柱直徑為：H8傘形板下檐圓柱體高度H10傘形板離池底高度H9傘形板錐部高度7、容積計算 V1第一反應(yīng)區(qū)容積V2第二反應(yīng)區(qū)加導(dǎo)流區(qū)容積V3分離區(qū)容積則實際容積比：二反應(yīng)室：一反應(yīng)室：分離室=113.8：155：827.2=1：1.3

22、7：7.27池各室停留時間：第二反應(yīng)室=第一反應(yīng)室=分離室=8其中第一反應(yīng)室和第二反應(yīng)室停留時間之和為19分。8、進水系統(tǒng) 進水管選用出水管選用9、集水系統(tǒng) 本池因池徑較小部水均勻性本身能達到要求。采用沿外圓周外側(cè)作環(huán)行集水槽形式，按孔口出水方式，出水水質(zhì)，小型的采用鋼絲網(wǎng)水泥，結(jié)構(gòu)較多，也有采用塑料制作的，但后者變形大，老化快，造價高，故采用不多。國外剛制的較多，由于防銹工作量大，故每年要維修孔. 孔口：環(huán)行集水槽：槽寬取0.3m，考慮施工方便槽底取為平底，槽內(nèi)終點水深槽內(nèi)起點水深設(shè)槽內(nèi)水深為0.93m，孔口出流孔口前水位0.05m，孔口出流跌落0.07m，超高0.3m槽斷面高為0.93+0

23、.3+0.05+0.07=1.035m總出水槽：設(shè)計流量，槽寬，總出水槽按矩形渠道計算，槽內(nèi)水流流速，槽坡降0.02m。槽內(nèi)流速：0.9槽內(nèi)起點水深：0.95m槽內(nèi)終點水深：0.92m設(shè)計取用槽內(nèi)起點水深為0.9m終點為0.93m，超高0.3m，h=0.93+0.3=1.23m八. 接觸消毒城市污水經(jīng)一級或二級處理后，改善水質(zhì)，細(xì)菌含量也大幅度減少，但仍存在有病原菌的可能，因此污水排放水體前應(yīng)進行消毒。本設(shè)計中采用液氯為消毒劑，其優(yōu)點是效果可靠，投配設(shè)備簡單、投量準(zhǔn)確、價格便宜。1 液氯消毒工藝設(shè)計計算1.1已知條件，投氯量9,倉庫儲量按15計算。1.2設(shè)計計算（1）加氯量G：（2）儲氯量W：

24、（3）加氯機和氯瓶：采用投加量為020加氯機2臺，一用一備，并輪換使用。液氯的儲存選用容量為1000的鋼瓶，共6只。（4）加氯間和氯庫：加氯間和氯庫合建。加氯間內(nèi)布置2臺加氯機及其配套投加設(shè)備，1臺水加壓泵。氯庫中6只氯瓶兩排布置，設(shè)4臺稱量氯瓶質(zhì)量的液壓磅秤。為搬運氯瓶方便，氯庫內(nèi)設(shè)單軌電動葫蘆一個，軌道在氯瓶上方，并通到氯庫大門外。氯庫外設(shè)事故池，池中長期貯水，水深1.5m。加氯系統(tǒng)的電控柜，自動控制系統(tǒng)均安裝在值班控制室內(nèi)。為方便觀察巡視，值班室與加氯間設(shè)大型觀察窗及連通的門。（5）加氯間和氯庫的通風(fēng)設(shè)備：根據(jù)加氯間、氯庫工藝設(shè)計，加氯間總?cè)莘e ，氯庫容積。為保證安全每小時換氣812次。加氯間每小時換氣量氯庫每小時換氣量故加氯間選用一臺T30-3通風(fēng)軸流風(fēng)機，配電功率0.4，并安裝1臺漏氯探測器，位置在室內(nèi)地面以上20.8. 2 接觸池設(shè)計計算2.1已知條件最大設(shè)計流量，接觸時間,采用隔板接觸反應(yīng)池(矩形的接觸反應(yīng)池,當(dāng)水流長度:寬度=72:1,池長:寬=18:1,水深:寬小于等于1.0時,反應(yīng)效果最好).2.2設(shè)計計算（1）接觸池容積V（2）采用矩形隔板式接觸池兩座，每座池容積（3）取接觸池水深3.0，單格寬則池長，水流長度每座接觸池的分格數(shù)（格）（4）