20000噸每天城市污水處理廠設(shè)計(jì)計(jì)算

/污水廠設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)第一章污水處理構(gòu)筑物設(shè)計(jì)計(jì)算一、粗格柵1.設(shè)計(jì)流量Q=20000m3/d,選取流量系數(shù)Kz最大流量Qmax＝1.5×20000m3/d=30000m3/d＝2.柵條的間隙數(shù)〔n設(shè):柵前水深h=0.4m,過(guò)柵流速v=0.9m/s,格柵條間隙寬度b=0.02m,格柵傾角α=60°則：柵條間隙數(shù)<取n=45>3.柵槽寬度<B>設(shè)：柵條寬度s=0.01m則：B=s〔n-1+bn=0.01×〔45-1+0.02×45=1.34m4.進(jìn)水渠道漸寬部分長(zhǎng)度設(shè)：進(jìn)水渠寬B1=0.90m,其漸寬部分展開(kāi)角α1=20°〔進(jìn)水渠道前的流速為0.6m/s則：5.柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長(zhǎng)度<L2>6.過(guò)格柵的水頭損失〔h1設(shè)：柵條斷面為矩形斷面,所以k取3則：其中ε=β〔s/b4/3k—格柵受污物堵塞時(shí)水頭損失增大倍數(shù),一般為3h0--計(jì)算水頭損失,mε--阻力系數(shù),與柵條斷面形狀有關(guān),當(dāng)為矩形斷面時(shí)形狀系數(shù)β=2.4將β值代入β與ε關(guān)系式即可得到阻力系數(shù)ε的值7.柵后槽總高度<H>設(shè)：柵前渠道超高h(yuǎn)2=0.3m則：柵前槽總高度H1=h+h2=0.4+0.3=0.7m柵后槽總高度H=h+h1+h2=0.4+0.102+0.3=0.802m8.格柵總長(zhǎng)度<L>L=L1+L2+0.5+1.0+H1/tanα=0.6+0.3+0.5+1.0+0.7/tan60°=2.89.每日柵渣量<W>設(shè)：?jiǎn)挝粬旁縒1=0.05m3柵渣/10則：W=QW1==1.0m3/d因?yàn)閃>0.2m310.計(jì)算草圖：圖1-1粗格柵計(jì)算草圖二、集水池設(shè)計(jì)集水池的有效水深為6m,根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范,集水池的容積應(yīng)大于污水泵5min的出水量,即:V＞0.347m3/s×5×60=104.1m3,可將其設(shè)計(jì)為矩形,其尺寸為3m×5m,池高為7m,則池容為105m3。同時(shí)為減少滯流和渦流可將集水池的四角設(shè)置成內(nèi)圓角。并應(yīng)設(shè)置相應(yīng)的沖洗或清泥設(shè)施。三、細(xì)格柵1.設(shè)計(jì)流量Q=20000m3/d,選取流量系數(shù)Kz最大流量Qmax＝1.5×20000m3/d=30000m3/d＝2.柵條的間隙數(shù)〔n設(shè):柵前水深h=0.4m,過(guò)柵流速v=0.9m/s,格柵條間隙寬度b=0.01m,格柵傾角α=60°則：柵條間隙數(shù)<取n=90>設(shè)計(jì)兩組格柵,每組格柵間隙數(shù)n=90條3.柵槽寬度<B>設(shè)：柵條寬度s=0.01m則：B2=s〔n-1+bn=0.01×〔45-1+0.01×45=0.89m所以總槽寬為0.89×2+0.2＝1.98m〔考慮中間隔墻厚0.2m4.進(jìn)水渠道漸寬部分長(zhǎng)度設(shè)：進(jìn)水渠寬B1=0.90m,其漸寬部分展開(kāi)角α1=20°〔進(jìn)水渠道前的流速為0.6m/s則：5.柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長(zhǎng)度<L2>6.過(guò)格柵的水頭損失〔h1設(shè)：柵條斷面為矩形斷面,所以k取3則：其中ε=β〔s/b4/3k—格柵受污物堵塞時(shí)水頭損失增大倍數(shù),一般為3h0--計(jì)算水頭損失,mε--阻力系數(shù)〔與柵條斷面形狀有關(guān),當(dāng)為矩形斷面時(shí)形狀系數(shù)β=2.42,將β值代入β與ε關(guān)系式即可得到阻力系數(shù)ε的值。7.柵后槽總高度<H>設(shè)：柵前渠道超高h(yuǎn)2=0.3m則：柵前槽總高度H1=h+h2=0.4+0.3=0.7m柵后槽總高度H=h+h1+h2=0.4+0.26+0.3=0.96m8.格柵總長(zhǎng)度<L>L=L1+L2+0.5+1.0+H1/tanα=1.48+0.47+0.5+1.0+0.7/tan60°=3.85m9.每日柵渣量<W>設(shè)：?jiǎn)挝粬旁縒1=0.10m3柵渣/10則：W=QW1==2.0m3/d因?yàn)閃>0.2m310.計(jì)算草圖如下：四、沉砂池采用平流式沉砂池1.沉砂池長(zhǎng)度<L>設(shè)：流速v=0.25m/s水力停留時(shí)間：t=30s則：L=vt=0.25×30=7.5m2.水流斷面積<A>設(shè)：最大流量Qmax=0.347m3則：A=Qmax/v=0.347/0.25=1.388m3.池總寬度<B>設(shè)：n=2格,每格寬取b=1m則：池總寬B=nb=2×1=2m4有效水深<h2>：h2=A/B=1.388/2=0.69m〔介于0.25～1.0m之間,符合要求5.貯砂斗所需容積V1設(shè)：T=2d則：其中X1--城市污水沉砂量,一般采用30m3/106m3,Kz--污水流量總變化系數(shù),取1.56.每個(gè)污泥沉砂斗容積〔V0設(shè)：每一分格有2個(gè)沉砂斗則：V0=V1/<2*2>=1.2/4=0.3m7.沉砂斗各部分尺寸及容積<V>設(shè)：沉砂斗底寬b1=0.5m,斗高h(yuǎn)d=0.45m,斗壁與水平面的傾角為55°則：沉砂斗上口寬：沉砂斗容積：〔略大于V1=0.3m3,符合要求8.沉砂池高度<H>采用重力排砂設(shè)：池底坡度為.06則：坡向沉砂斗長(zhǎng)度為：則：沉泥區(qū)高度為h3=hd+0.06L2=0.45+0.06×2.26=0.59m則：池總高度H設(shè)：超高h(yuǎn)1=0.3m則：H=h1+h2+h3=0.3+0.45+0.59=1.34m9.驗(yàn)算最小流量時(shí)的流速：在最小流量時(shí)只用一格工作,即n=1,最小流量即平均流量Q=20000m3/d=0.232m3/s則：vmin=Q/A=0.232/1.388=0.17m/s沉砂池要求的設(shè)計(jì)流量在0.15m/s—0.30m/s之間,符合要求10.計(jì)算草圖如下：五、A/O池1.有效容積<V>設(shè)：日平均時(shí)流量為Q=20000m3/d=232L/sBOD污泥負(fù)荷Ns=0.15KgBOD5/<kgMLSS·d>污泥指數(shù)：SVI=150回流污泥濃度：Xr=10^6/SVI*r<r=1>=6667mg/L污泥回流比為：R=100%曝氣池內(nèi)混合污泥濃度：Xr=R/<1+R>×Xr=×6667=3333.5mg/L則：V==2.缺氧池與好氧池的體積設(shè)：缺氧池與好氧池的體積比為1:3,分兩組則：缺氧池的體積為2475好氧池的體積為7425設(shè)：有效水深為6則：缺氧池面積413m好氧池面積1238m缺氧池的寬為10m,每格為5m好氧池的寬為20m,每格為10m,長(zhǎng)為好氧池長(zhǎng)寬比為62/10=6.2,在5-10之間,符合要求寬深比為10/6=1.7在1-2之間,符合要求3污水停留時(shí)間t==19799×24/20000/1.5=15.8A段停留時(shí)間是3.95h,O段停留時(shí)間是11.85h,符合要求。4．剩余污泥量W=aQ平Lr-bVXr+0.5Q平Sr〔1降解BOD5生成的污泥量W1=aQ平Lr=0.6×20000<0.35-0.02>=3960kg〔2內(nèi)源呼吸分解泥量Xr=0.75×3333.5=2500mg/L,〔fx=0.75W2=bVXr=0.05×19799×2.5=2475kg〔3不可生物降解和懸浮物的量W3=0.5Q平Sr=0.5×20000×<0.35-0.02>=3300kg〔4剩余污泥量為W=W1-W2+W3=3960-2475+3300=4785kg濕污泥的體積污泥含水率為P=99.2%QS===600m3/d6．污泥齡為θc===33.3>10d<符合要求>7．計(jì)算需氧量查得：每去除1kgBOD5需氧1.0-1.3kg,取1.2kg,去除1kgN需氧則：碳氧化硝化需氧量1.2×20000×<0.35-0.02>+4.6×0.04×20000=11600反硝化1gN需2.9克BOD5由于利用污水BOD作為碳源反硝化會(huì)消耗掉一部分的BOD,這一部分需氧為2.9×<0.04－0.01>×20000=1740則：實(shí)際需氧量為11600-1740=9860kg考慮到安全系數(shù)為1.5,利用率為0.09,空氣密度為1.201kg/m3,空氣含氧量為23.2%,則理論需氧量為：=409m3曝氣方式采用機(jī)械曝氣六、二沉池該沉淀池采用中心進(jìn)水,周邊出水的輻流式沉淀池,采用刮泥機(jī)進(jìn)行刮泥。設(shè)計(jì)2座輻流式二沉池。1．沉淀池面積〔A設(shè)：最大進(jìn)水量〔單個(gè)沉淀池QmaxQmax==15000m3/d=0.17m3平均進(jìn)水量為Q=10000m3/d=0.116m表面負(fù)荷：q范圍為1.0—2.0m3/m2.h,取q=1.5m3/mm22.沉淀池直徑<D>3.有效水深為<h1>設(shè)：水力停留時(shí)間〔沉淀時(shí)間：t=2h則：h1=qt=1.52=3m校核〔介于6～12,符合要求4.沉淀區(qū)有效容積<V1>V1=A×h1=278×3=834m5.貯泥斗容積：設(shè)：污泥回流比為R=50%回流污泥濃度Xr=10000mg/L為了防止磷在池中發(fā)生厭氧釋放,貯泥時(shí)間采用Tw=2h則：二沉池污泥區(qū)所需存泥容積：則污泥區(qū)高度為6.二沉池總高度：設(shè)：二沉池緩沖層高度h3=0.4m,超高為h4=0.3m則：池邊總高度為h=h1+h2+h3+h4=3+2.5+0.4+0.3=6.2m設(shè)：池底坡度為i=0.05則：池底坡度降為則：池中心總深度為H=h+h5=4.8+0.425=5.23m7.校核堰負(fù)荷：徑深比堰負(fù)荷以上各項(xiàng)均符合要求8.輻流式二沉池計(jì)算草圖如下：第二章污泥處理構(gòu)筑物設(shè)計(jì)計(jì)算一、污泥泵房1.設(shè)計(jì)說(shuō)明二沉池活性污泥由吸泥管吸入,由池中心落泥管及排泥管排入池外套筒閥井中,然后由管道輸送至回流泵房,其他污泥由刮泥板刮入污泥井中,再由排泥管排入剩余污泥泵房集泥井中。設(shè)計(jì)回流污泥量為QR=RQ,污泥回流比R=50％－100％。按最大考慮,即QR=Q=231.5L/s＝20000m3/d,R=100%2.回流污泥泵設(shè)計(jì)選型〔1揚(yáng)程：二沉池水面相對(duì)地面標(biāo)高為1.1m,套筒閥井泥面相對(duì)標(biāo)高為0.2m,回流污泥泵房泥面相對(duì)標(biāo)高為-＝-0.4m,好氧池水面相對(duì)標(biāo)高為1.6m,則污泥回流泵所需提升高度為：1.-〔-0.4＝2.0m〔2流量：兩座好氧池設(shè)一座回流污泥泵房,泵房回流污泥量為20000m3/d＝833m〔3選泵：選用LXB-900螺旋泵3臺(tái)〔2用1備,單臺(tái)提升能力為480m3/h,提升高度為2.0m－2.5m〔4回流污泥泵房占地面積為10m×5m二、貯泥池1．設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)泥量：污水處理系統(tǒng)每日排出污泥干重為4785kg/d,即為按含水率為99.2％計(jì)的污泥流量2Qw＝478.5m3/d＝20m2．設(shè)計(jì)計(jì)算池容為V=QwT=478.50.5=240m3貯泥池尺寸〔將貯泥池設(shè)計(jì)為長(zhǎng)方形形,深為4mA==m2濃縮池長(zhǎng)：12m寬：5m三、污泥濃縮池采用兩座幅流式圓形重力連續(xù)式污泥濃縮池,用帶柵條的刮泥機(jī)刮泥,采用靜壓排泥.1．濃縮池池體計(jì)算：設(shè)：污泥固體負(fù)荷：qs=45kgSS/<m2.d>污泥含水率P1＝99.2％每座污泥總流量：Qω＝4785kg/d=478.5m3/d=20m則：每座濃縮池所需表面積m2濃縮池直徑,取D=9m水力負(fù)荷有效水深h1=uT=0.15713=2m,濃縮池有效容積：V1=Ah1=4.54.53.14×2=127m32.排泥量與存泥容積：設(shè)：濃縮后排出含水率P2＝96.0％的污泥則：Qw′=按2h貯泥時(shí)間計(jì)泥量則：貯泥區(qū)所需容積V2＝2Qw′＝24＝8m3泥斗容積=m3式中：h4——泥斗的垂直高度,取1.1mr1——泥斗的上口半徑,取1.0mr2——泥斗的下口半徑,取0.6m設(shè)池底坡度為0.07,池底坡降為：h5=故池底可貯泥容積：=因此,總貯泥容積為：〔符合設(shè)計(jì)要求3.濃縮池總高度：濃縮池的超高h(yuǎn)2取0.3m,緩沖層高度h3取0.3m,則濃縮池的總高度H為=2+0.3+0.3+1.1+0.245=4m4.濃縮池排水量：Q=Qw-Qw′=8-4=4m35.濃縮池計(jì)算草圖：四、排泥泵房1．設(shè)計(jì)說(shuō)明二沉池產(chǎn)生的剩余活性污泥及其它處理構(gòu)筑物排出污泥由地下管道自流入集泥井,污泥濃縮池中,剩余污泥泵〔地下式將其提升至脫水間.處理廠設(shè)一座剩余污泥泵房〔兩座二沉池共用2．設(shè)計(jì)選型〔1污泥泵揚(yáng)程：輻流式濃縮池最高泥位〔相對(duì)地面為-0.98m,剩余污泥泵房最低泥位為2m,則污泥泵靜揚(yáng)程為H0=2-<-0.98>＝2.98m,污泥輸送管道壓力損失為4.0m,自由水頭為1.0m,則污泥泵所需揚(yáng)程為H=H0+4+1=7.98m。〔2污泥泵選型：選兩臺(tái),3用1備,單泵流量Q>Qw/3＝6.65m3Q=7.2-16m3/h,H=12-14m〔3剩余污泥泵房:占地面積L×B=4m×3.5m,集泥井占地面積濃縮污泥輸送至泵房剩余污泥經(jīng)濃縮處理后用泵輸送至脫水間處理.泵房平面尺寸L×B=4m×3.5m五、脫水間進(jìn)泥量QW=478.5m3出泥餅GW=56.7t/d泥餅干重W=14.2t/d根據(jù)有關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)知,對(duì)于初沉污泥與二沉活性污泥的混合生污泥,當(dāng)揮發(fā)性固體小于75%,進(jìn)泥含水率為92%--96.5%,投加的有機(jī)高分子混凝劑量為污泥干重的0.15—0.5%時(shí),其生產(chǎn)能力一般為130—300kg干污泥/〔m·h,脫水后泥餅含水率為7580%。目前帶式壓濾機(jī)的最大帶寬為3m。本次設(shè)計(jì)選用標(biāo)準(zhǔn)型的帶式壓濾機(jī),型號(hào)為HQBFP-ST-1,該壓濾機(jī)長(zhǎng)為4140mm,寬1620mm,高2000mm,重量為5t,驅(qū)動(dòng)器功率1.5kw,耗水量〔水壓8巴10m3/h,耗氣量<10巴>1.0m3脫水機(jī)房尺寸<10×10>m2泥餅外運(yùn)填埋.第三章高程計(jì)算一設(shè)計(jì)說(shuō)明在污水處理廠內(nèi),各構(gòu)筑物之間水流多為重力自流,前面構(gòu)筑物內(nèi)的水位應(yīng)高于后面構(gòu)筑物的水位。本設(shè)計(jì)中僅有中格柵與集水池之間用泵提升,細(xì)格柵與沉砂池則通過(guò)加高實(shí)現(xiàn)水流在后面各個(gè)構(gòu)筑物之間的自流。后面的各個(gè)構(gòu)筑物采用半埋式。二各構(gòu)筑物的水頭損失估算構(gòu)筑物名稱(chēng)水頭損失/m格柵沉砂池0.1-0.25<取0.2>輻流式沉淀池0.5-0.6<取0.55>曝氣池0.25-0.4<取0.3>三水頭損失計(jì)算計(jì)算廠區(qū)內(nèi)污水在處理流程中的水頭損失,選最長(zhǎng)的流程計(jì)算,結(jié)果見(jiàn)下表：名稱(chēng)設(shè)計(jì)流量〔m3/s管徑<mm>I<‰>V<m/s>管長(zhǎng)<m>沿程損失<m>局部損失〔m總損失<