排水池、排泥池工藝計算案例

1排水池、排泥池工藝計算案例設(shè)計個數(shù)：排水池和排泥池近期均各建設(shè)1座，包含2格，按照遠(yuǎn)期同時工作設(shè)計，且能夠單獨運行及泄空。原水設(shè)計濁度：按照30NTU進(jìn)行設(shè)計。根據(jù)《室外給水設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)50013-2018》（1）水廠排泥水處理系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)分別計算分析水量的平衡和干（2）排泥水處理系統(tǒng)應(yīng)具有一定的安全余量，并應(yīng)設(shè)置應(yīng)急超越系（3）排泥水處理系統(tǒng)的平面位置宜靠近沉淀池。當(dāng)水廠有地形高差可利用時，宜盡可能位于凈水廠地勢較低處。3.1.排水池水量平衡計算3.1.1.濾池反沖洗排水量計算（1）單格濾池反沖洗排水量第一階段，單獨氣沖，均質(zhì)石英砂濾料，微膨脹，歷時5min；單格濾池過濾面積為78m2。第二階段，氣水聯(lián)合沖洗，其中：水洗強度2.7L/m2.s，歷時5min；2排水量Q氣水=2.7L/m2.s×5×60×78m2=63.2m3；第三階段，單獨水沖洗，強度5.4L/m2.s，歷時5min；排水量Q水=5.4L/m2.s×5×60×78m2=126.4m3；表面掃洗強度：按1.4L/m2.s計，歷時5min；單格濾池過濾面積為78m2。掃洗排水量Q掃=1.4/m2.s×15×60×78m2=98.28m3；單格濾池反沖洗排水總量Q=Q氣水+Q水+Q掃=63.2m3+126.4m3+98.28m3=287.9m3濾池沖洗歷時：從關(guān)閘停止進(jìn)水開始，到初濾水排放完畢，出水氣動蝶閥打開為止。（2）初濾水排水量初濾水按照過濾初期10min的過濾水量；Q=0.1273×10×60=76.4m3。（3）反沖前排水水量單格濾池總面積為92.3m2，過濾水位為3.50m，沖洗排水槽高度為2.80m，沖洗排水槽深度1.10~1.60m，沖洗排水槽內(nèi)寬0.7m，反沖洗前排Q=92.3×（3.50-2.80）+(1.10+1.60)/2×0.70×13=76.9m3（4）濾池反沖洗總排水量（按照遠(yuǎn)期6格計算）遠(yuǎn)期包含6格，Q=（287.9+76.4+76.9）×6=441.1×6=2646.6m3占水廠設(shè)計規(guī)模4.41%。3.1.2.活性炭濾池反沖洗排水量計算（1）單格濾池反沖洗排水量第一階段，單獨氣沖，均質(zhì)石英砂濾料，微膨脹，歷時5min；單格濾池過濾面積為78m2。第二階段，氣水聯(lián)合沖洗，其中：水洗強度2.7L/m2.s，歷時5min；3排水量Q氣水=2.7L/m2.s×5×60×78m2=63.2m3；第三階段，單獨水沖洗，強度5.4L/m2.s，歷時5min；排水量Q水=5.4L/m2.s×5×60×78m2=126.4m3；表面掃洗強度：按1.4L/m2.s計，歷時5min；單格濾池過濾面積為78m2。掃洗排水量Q掃=1.4/m2.s×15×60×78m2=98.28m3；單格濾池反沖洗排水總量Q=Q氣水+Q水+Q掃=63.2m3+126.4m3+98.28m3=287.9m3濾池沖洗歷時：從關(guān)閘停止進(jìn)水開始，到初濾水排放完畢，出水氣動蝶閥打開為止。（2）初濾水排水量初濾水按照過濾初期10min的過濾水量；Q=0.1273×10×60=76.4m3。（3）反沖前排水水量單格濾池總面積為92.3m2，過濾水位為3.50m，沖洗排水槽高度為2.80m，沖洗排水槽深度1.10~1.60m，沖洗排水槽內(nèi)寬0.7m，反沖洗前排Q=92.3×（3.50-2.80）+(1.10+1.60)/2×0.70×13=76.9m3（4）濾池反沖洗總排水量（按照遠(yuǎn)期6格計算）遠(yuǎn)期包含6格，Q=（287.9+76.4+76.9）×6=441.1×6=2646.6m3占水廠設(shè)計規(guī)模4.41%。3.1.3.排水池水量平衡計算按照遠(yuǎn)期6格使用計算，按照日均24h排水進(jìn)行設(shè)計；池內(nèi)原有水量（m3）濾池排入（m3）4123456789根據(jù)以上表格中排水量平衡，排水池有效調(diào)節(jié)容積V：=池內(nèi)原有水量MAX—池內(nèi)原有水量MIN=330.83-0=330.83m3由于排水池容積不能小于濾池反沖洗一次排水量，且根據(jù)規(guī)范考慮一定的余量，根據(jù)實際用地范圍，考慮到實際遠(yuǎn)期多格濾池部分時間重疊排水的可能性，根據(jù)實際可用地面積及平面布置，確定排水池的尺寸為8.7×10m，平面面積為87×2=174m3；有效水深為4.0m，共設(shè)置2格，5總有效體積為696m3。濾池反沖洗間隔時間核算：濾池遠(yuǎn)期分2班沖洗，每班沖洗3格，每格濾池排水入池時間為30-45min，本次取0.7h。在考慮周邊用地有限的條件下，單格盡量能排水池輪流接收2格濾池來水。每格濾池的沖洗間隔可以根據(jù)實際情況調(diào)整。根據(jù)本設(shè)計中排積的安全性，單格濾池反沖洗的最小間隔時間為0.4h。3.2.排泥池平衡分析計算排泥池的平衡計算與沉淀池的排泥以及濃縮池的進(jìn)泥有關(guān)。（1）排泥量進(jìn)泥量計算排泥池的污泥主要從絮凝池和沉淀池排入，污泥的含水率為99.5%。根據(jù)脫水車間污泥量計算，近期污泥干泥量為2.72t/d，遠(yuǎn)期污泥干泥量為4.08t/d。因此近期排泥池的進(jìn)泥量為544m3/d，遠(yuǎn)期排泥池的進(jìn)泥量為816m3/d。（2）污泥濃縮池進(jìn)泥量計算濃縮池按照24h均勻進(jìn)泥進(jìn)行計算。近期污泥濃縮池的進(jìn)泥量為22.67m3/h，遠(yuǎn)期的進(jìn)泥量34m3/h。（3）排泥池容積計算①按照遠(yuǎn)期工況設(shè)計，近期進(jìn)行復(fù)核②遠(yuǎn)期沉淀池同時排泥；③遠(yuǎn)期沉淀池共配置12個潛水泥漿泵，每個泵的配置流量為兩座沉淀池每周期排泥量為448m3（粗略估算④需處理污泥（99.5%）總?cè)莘e為448×4+27.5=1819.5m3/d；6⑤按照遠(yuǎn)期工況設(shè)計，近期復(fù)核。⑥設(shè)備運行模式：濃縮機為連續(xù)運行，板框機為間隙運行，單臺最大運行規(guī)模為0.48t/d，運行周期為1.5h。板框機的絕干污泥處理量0.48t/d，脫水前的污泥量（95%含水率）為0.48/0.05=9.6m3，濃縮前的污泥量為0.48/0.005=96m3污泥?？紤]污泥脫水前0.3h的污泥調(diào)理時間差，根據(jù)廠家提供數(shù)據(jù)，本次單臺濃縮機進(jìn)泥量為80m3/h。⑦遠(yuǎn)期排泥池計算102345678970根據(jù)以上表格，排泥池有效調(diào)節(jié)容積V：=池內(nèi)原有污泥量MAX—池內(nèi)原有水量MIN=395.5-0=395.5m3。b.遠(yuǎn)期兩臺同時處理；10234567898根據(jù)以上表格，排泥池有效調(diào)節(jié)容積V：=池內(nèi)原有污泥量MAX—池內(nèi)原有水量MIN=1051.5-0=1051.5m3泥量與遠(yuǎn)期相同。沉淀池為1座，按照4周期排泥。102345678990根據(jù)以上表格，排泥池有效調(diào)節(jié)容積V：=池內(nèi)原有污泥量MAX—池內(nèi)原有水量MIN=461.75-0=461.75m3⑨規(guī)范中關(guān)于排泥池有效容積的考慮規(guī)范中要求排泥池體積不得小于最大一次排泥量的體積，絮凝沉淀池一次排水的體積為（240+208）=448m3。⑩排泥池容積的確定根據(jù)以上遠(yuǎn)期和近期的計算結(jié)果，綜合經(jīng)濟(jì)、操作便捷性以及排泥安全性，同時兼顧氣浮池排泥流量變化，考慮建設(shè)排泥池體積為480m3，可以滿足以上近期工況以及遠(yuǎn)期的2種工況，同時滿足規(guī)范要求>448m3。因此確定排泥池的容積為480m3。3.3.排泥池特殊工況復(fù)核S0＝(k1C0＋k2D)×k0Q0×10-6=7.56t/d7.56/(1-0.99)=1512t/d=1512m3，遠(yuǎn)期污泥排泥量為3024m3。共有6個排泥周期，每個排泥周期2小時，則脫水機可采用運行工況如下：1023456789根據(jù)以上表格，排泥池有效調(diào)節(jié)容積V：=池內(nèi)原有污泥量MAX—池內(nèi)原有水量MIN=429.75-0=429.75m31023456789000根據(jù)以上表格，排泥池有效調(diào)節(jié)容積V：=池內(nèi)原有污泥量MAX—池內(nèi)原有水量MIN=461.75-0=461.75m3＜480m3，根據(jù)《室外給水設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)50013-2018》，考慮色度60，粉末性活性泥量為13.86t/d。干泥量值小于以上85NTU計算的7.56t/d、15.12t/d按照以上復(fù)核的濃縮機運行排班工況滿足要求。4.1.尺寸和水位（2）排水池平面尺寸為B×L=13×5×2m=130m2；（5）沉淀池~排泥池水頭損失：按照0.3m暫估；（6）排泥池中排泥水由沉淀池排出，沉淀池排泥渠的出泥標(biāo)高為-1.60m，即絕對標(biāo)高為29.80-1.60=28.20m；排泥池的進(jìn)水水位標(biāo)高為28.20-0.30=27.90m。4.2.選泵計算（1）水泵流量直接排入一體化濃縮機。（2）水泵揚程a.沿程損失DN150v=0.71/sL=10m1000i=10（Q=40m3/h）DN200v=0.79/sL=80m1000i=6.25（Q=80m3/h）沿程損失：Hr=10×10/1000+80×6b.靜揚程靜揚程：地面標(biāo)高為29.8m，濃縮機進(jìn)泥管相對地面標(biāo)高約為5.0m，34.80-23.90=10.90m。c.局部損失DN150v=0.71m/sv2/2g=0.0257DN100v=0.79m/sv2/2g=0.0318DN100DN100d.安全水頭富裕，取1.5me.總揚程計算H=0.6+10.90+0.36+1.5=13.36m。（廠家推薦使用揚程H=20~30m）f.選泵池共4臺潛污泵。流量為40m3/h，揚程為15m，效率為η=67%，電機功4.3.攪拌設(shè)備D=1.5m。4.4.溢流水位計算為避免流水溢出地面，設(shè)置溢流口。5.1.尺寸和水位（2）排水池平面尺寸為B×L=8.7×10×2m=174m2；5.2.選泵計算（1）水泵流量排水池單次反沖洗排水量為441m3/d，排水池的有效容積為696m3/d。排水池共建成2格，每格中設(shè)置2臺水泵。每臺泵的流量為225m3/h，按照1.0h內(nèi)將排水池內(nèi)的廢水排除。廢水排除總共有2個去處，一般排入給水廠工藝流程中的配水井，另直接排入廠區(qū)雨水管道系統(tǒng)。（2）水泵揚程計算過程如排泥池，水泵揚程取15.0m，流量為225m3/h。5.3.攪拌設(shè)備每格池選用1臺雙曲面攪拌器，服務(wù)范圍為3~6m，每臺規(guī)格為D=1.5m。5.4.溢流水位計算為避免流水溢出地面，設(shè)置溢流口。6.1.規(guī)范及設(shè)計手冊設(shè)計要求（1）濃縮后含水率不宜高于98%，且滿足脫水機械進(jìn)機濃度要求；（2）重力濃縮池應(yīng)按照固體通量計算，并應(yīng)按照液面負(fù)荷校核；（3）固體通量、液面負(fù)荷宜通過沉降濃縮試驗，或按相似排泥水濃縮數(shù)據(jù)確定。當(dāng)無試驗數(shù)據(jù)和資料時，輻流時濃縮池的固體通量可取0.5kg（4）濃縮池設(shè)計要求：（5）濃縮池池邊水深宜為3.5~4.5m；機械排泥或者多斗排泥；刮泥機上宜設(shè)置濃縮柵條，外緣線速度不宜大于2m/min；池底坡度宜為8%~10%，超高宜大于0.3m；濃縮池泥水排出管不應(yīng)小于150mm；污泥引出管管徑不小于DN200