污水处理工程设计计算书.docx

第一章 设计计算书1.1中格栅1.1.1设计参数1.日流量Q=10000m/d=115.74L/S表1-1由插值法，计算得Kz=1.6，则Qmax=QKz =100001.6 =16000m/d =0.1852m/s2.格栅设N=2座，一用一备。3.设栅前水深h=0.3m,过栅流速v=0.6m/s4.中格栅选耙齿间隙e=20mm。5.格栅安装倾角=756.栅渣量W1=0.1m/103m设计采用YSA型回转式固液分离机，根据格栅过水流量选择格栅，过水流量表见表1-2表1-2 过水流量表型号YSA900栅前水深（m）1.0过栅流速（m/s）0.51.0耙齿间隙(mm)5过水流量（m/d）15000300002019000380001.1.2 设备选型1.设计选取YSA900回转式固液分离机2.技术参数和安装尺寸见表1-3表1-3 技术参数和安装尺寸型号参数YSA900安装角度6085电动机功率（KW）0.751.5筛网运动速度（m/min）约2设备宽W0（mm）900设备总高H0（mm）H+H1+1350设备总宽W1（mm）1250沟宽W（mm）1000沟深H（mm）100012000（用户自定）导流槽长度L（mm）1500+HCtg介质最高温度（）80地脚至卸料上口高H1(mm)用户自定（标准机型400）1.1.3 相关计算图1-1格栅计算图1.栅槽宽度由表1-2知 B=1000mm=1.0m2.进水渠道渐宽部分长度格栅前渠道的水流速度取0.9m/s，渠道水深设h0=0.5m，进水渠宽B1=Qmaxvh0=0.18520.90.5=0.41(m)。取B1=0.4m,渐宽部分展开角1=20。l1=B-B12tan1 =1.0-0.42tan20=0.82m栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分的长度l2=l1/2=0.41m。3.过栅水头损失h1栅条断面：迎水面为半圆形的矩形，10mm50mm查给水排水设计手册-05-城镇排水附表5-3=1.83=（s/e）4/3=(se)43=1.83(0.010.02)43=0.73h1=Kz(se)43v22gsin=1.831.6(0.010.02)430.6229.81sin75=0.02m。栅后槽总高度H：设栅前渠道超高h2=0.3m，栅前水深h=0.3m，过栅水头损失h1=0.02m。栅前槽高：H1=h +h2=0.3+0.3=0.6m。栅前总高度：H=h+h1+h2=0.3+0.02+0.3=0.62m。4.栅槽总长度：L=l1+l2+0.5+1.0+H1tan=0.82+0.41+0.5+1.0+0.6tan75=2.9m。5.每日栅渣量：在格栅间隙20mm的情况下，设每1000m污水产w1=0.07m栅渣W= Qmaxw186400/（2K总1000）=160000.07/（1.61000）=0.7m/d0.2m/d，采用机械清渣两个栅槽之间设0.7m宽的过道，故总宽度B总=B2+0.7=1.02+0.7=2.7m1.1.4 流速校核v=QmaxBh=0.18521.00.3=0.62m/s0.6m/s符合要求。1.2 提升泵房1.3细格栅1.3.1设计参数1.由1.1.1知Qmax=QKz =100001.6 =16000m/d =0.1852m/s2.格栅设N=2座，一用一备。3.设栅前水深h=0.3m,过栅流速v=0.6m/s4.细格栅选耙齿间隙e=5mm。5.格栅安装倾角=756.栅渣量W1=0.1m/103m1.3.2 设备选型1.设计选取YSA900回转式固液分离机2.技术参数和安装尺寸见表1-3表1-3 技术参数和安装尺寸型号参数YSA1000安装角度6085电动机功率（KW）0.751.5筛网运动速度（m/min）约2设备宽W0（mm）900设备总高H0（mm）H+H1+1350设备总宽W1（mm）1250沟宽W（mm）1000沟深H（mm）100012000（用户自定）导流槽长度L（mm）1500+HCtg介质最高温度（）80地脚至卸料上口高H1(mm)用户自定（标准机型400）1.1.3 相关计算图1-1格栅计算图1.栅槽宽度由表1-2知 B=1000mm=1.0m2.进水渠道渐宽部分长度格栅前渠道的水流速度取0.9m/s，渠道水深设h0=0.5m，进水渠宽B1=Qmaxvh0=0.18520.90.5=0.41(m)。渐宽部分展开角1=20。l1=B-B12tan1 =1.0-0.412tan20=0.81m栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分的长度l2=l1/2=0.405m。取l2=0.4m。3.过栅水头损失h1栅条断面：迎水面为半圆形的矩形，10mm50mm查给水排水设计手册-05-城镇排水附表5-3=1.83=（s/e）4/3=(se)43=1.83(0.010.02)43=0.73h1=Kz(se)43v22gsin=1.831.6(0.010.02)430.6229.81sin75=0.02m。栅后槽总高度H：设栅前渠道超高h2=0.3m，栅前水深h=0.3m，过栅水头损失h1=0.02m。栅前槽高：H1=h +h2=0.3+0.3=0.6m。栅前总高度：H=h+h1+h2=0.3+0.02+0.3=0.62m。4.栅槽总长度：L=l1+l2+0.5+1.0+H1tan=1.0+0.5+0.5+1.0+0.6tan75=3.16m。5.每日栅渣量：在格栅间隙20mm的情况下，设每1000m污水产w1=0.07m栅渣W= Qmaxw186400/（2K总1000）=160000.07/（1.61000）=0.7m/d0.2m/d，采用机械清渣两个栅槽之间设0.7m宽的过道，故总宽度B总=B2+0.7=1.02+0.7=2.7m1.1.4 流速校核v=QmaxBh=0.18521.00.3=0.62m/s0.6m/s符合要求。（2）细格栅在格栅间隙5mm的情况下，设每1000m污水产w1=0.1m栅渣W= Qmaxw1/（K总1000）=160000.1/（1.61000）=1m/d0.2m/d，采用机械清渣两个栅槽之间设0.7m宽的过道，故总宽度B总=B2+0.7=0.62+0.7=1.9m1.2.污水提升泵房1.3.平流式沉砂池1.3.1 设计参数（1）最大设计流量Qmax=16000m/d=0.1852m/s；（2）沉砂池格数n=2；（3）图1-2平流式沉砂池计算图（单位：mm）（1）沉砂池长度L（m）L=vt式中 v最大设计流量时的流速，m/s，取v=0.25m/s t最大设计流量时的流行时间，s，取t=30s。代入数据得L=vt=0.2530=7.5(m)（2）水流断面面积A（）A=Qmaxv式中，Qmax为最大设计流量，m/s。A=0.18520.25=0.74（）（3）池总宽度B（m）B=nb取n=2格，每格宽b=0.6m，则B=nb=20.6=1.2（m）（4）有效水深h2（m）h2=AB=0.741.2=0.62（m）（5）沉砂斗容积V（m）V=QmaxXTKz106式中X城镇污水沉砂量，m/106m污水，取X=30 m/106m污水；T清除沉砂的间隔时间，d,取T=2d； Kz污水流量总变化系数，Kz=1.6。V=160003021.6106=0.6(m3)（7）沉砂斗尺寸（见图1-2） 沉砂斗上口宽a（m）a=2h3tan55+a1式中 h3-斗高，m，取h3=0.35m； a1斗底宽，m，取a1=0.5m。斗壁与水平面的倾角55，代入上式得a=2h3tan55+a1=20.35tan55+0.5=1.0m 沉砂斗容积V0（m）V0=h36ab+a+a1a1+a1+a12 =0.35610.6+(1+0.5)(0.5+0.5)+0.52=0.14m3 （8）沉砂室高度h3（m） 采用重力排砂，设池底坡度为0.06，坡向砂斗。沉砂室由两部分组成：一部分为沉砂斗，另一部分为沉砂池向沉砂斗的过渡部分，沉砂室的长度为L=2(L2+a)+0.2。L2=L-2a-0.22=7.5-21-0.22=2.65m其中，0.2m为沉砂斗之间隔壁厚。h3=h3+0.06L2=0.35+0.062.65=0.51m（9）沉砂池总高度H（m） 取超高h1=0.3m，则H=h1+h2+h3=0.3+0.67+0.51=1.48m（10）验算最小流速vmin(m/s) 设最小流量Qmin=0.1m3/s，只用一格工作（n1=1）。vmin=Qminn1min式中 Qmin-最小流量，m/s； n1最小流量时工作的沉砂池数目，个； min最小流量时沉砂池中的水流断面面积，。则vmin=0.110.60.62=0.27ms0.15(m/s)（11）产砂量（12）砂水分离器的选择 沉砂池的沉砂经排砂装置排除的同时，往往是砂水混合体，为进一步分离出砂和水，需配套砂水分离器。清除沉砂的间隔时间为2d，根据该工程的排砂量，选用一台某公司生产的LSSF型系列螺旋砂水分离器。该设备主要性能参数见表1-4表1-4 技术参数 型号参数LSSF-260LSSF-320LSSF-335LSSF-420处理量 L/S512122020272735电动机功率KW0.370.75表1-5外形安装尺寸1.4 生物池1.4.1 设计参数（1） 设计流量 Q=1000m3/d（2） 设计进出水水质表1-5.污水进出水水质一览表污水水质指标进水水质出水水质去除量去除率CODcr(mg/L)4005035087.50BOD5(mg/L)2151020595.35SS(mg/L)1801017094.44TN(mg/L)53153871.70KN(mg/L)39NH3-N(mg/L)1851372.22TP(mg/L)60.55.591.67PH6969（3） A2/O脱氮除磷工艺主要设计参数见表1-6项目数值BOD5污泥负荷N/kgBOD5/(kgMLSSd)0.130.2TN负荷/kgTN/(kgMLSSd)0.05（好氧段）TP负荷/kgTP/(kgMLSSd)0.06（厌氧段）污泥浓度MLSS/(mg/L)30004000污泥龄c/ d1520水力停留时间HRT/h811污泥回流比R/%50100混合液回流比R内/%100300溶解氧浓度DO/(mg/L)厌氧池8（厌氧池）TP/BOD517，符合要求，可以采用改良A2/O法。（2）好氧区容积V1（m）V1=Q(S0-Se)coYt1000X式中 V1好氧区有效容积，m； Q设计流量，m/d；S0进水BOD5浓度，mg/L；Se出水BOD5浓度，mg/L；co好氧区（池）设计污泥龄，d，取co=12d；Yt污泥总产率系数，kgMLSS/kgBOD5，取Yt=0.85 kgMLSS/kgBOD5；X生物反应池内混合液悬浮固体平均浓度，g/L，取X=4.0g/L。则 V1=10000215-10120.8510004.0=5227.5(m)取V1=5230m。好氧区水力停留时间t1=V1Q=523010000=0.523d=12.55h（3）缺氧区容积V2（m） 缺氧区容积采用反硝化动力学计算。V2=0.001QNK-Nte-0.12XVKdeX式中 V2缺氧区有效容积，m；NK生物反应池进水总凯氏氮，mg/L；Nte生物反应池出水总氮浓度，XV排出生物反应池系统的微生物量，kgMLVSS/d；Kde脱氮速率，kgNO3-N/(kgMLSSd)。 脱氮速率Kde(T)Kde(T)=Kde(20)T-20式中 Kde(20)20时的脱氮速率，kgNO3-N/(kgMLSSd)，取Kde(20)=0.06 kgNO3-N/(kgMLSSd)温度系数，取1.08.T设计水温，取8Kde(8)=0.061.088-20 =0.024kgNO3-N/(kgMLSSd) 排出生物反应池系统的微生物量XVXV=yYtQ(S0-Se)1000式中 yMLSS中MLVSS所占比例，取y=0.7。XV=0.70.8510000(215-10)1000=1219.75(kg/d) 缺氧区容积 V2=0.0011000039-15-0.121219.750.0244.0=975.3125(m)取V2=980m。缺氧区水力停留时间t2=V2Q=98010000=0.523d=2.352h（4）厌氧区容积V3（m）根据规范，厌氧区水力停留时间12h，设计取t3=1.5h，则V3=Qt3=10000241.5=625(m)取V3=625(m)。（5）预反硝化段容积V4 （m）为保证系统除磷效果，在厌氧段前增设预反硝化段（回流污泥反硝化池）。来自二沉池的回流污泥和10%左右的进水进入该段（另外90%左右的进水进入该段，实际运行时可在较大范围调整），水力停留时间一般取2030min。微生物利用进水中的有机物作碳源，去除回流污泥中带入的硝酸盐，消除硝态氮对厌氧除磷的不利影响。设计取t4=30min，则V4=Qt4=10000243060=208.33m3取V4=210(m)。（6）生物反应池总容积V及停留时间tV=V1+V2+V3+V4=5230+980+625+210=7045m3t=VQ=704510000=0.7045d=16.91h（7）校核负荷 BOD5污泥负荷LBODLBOD=QS0XV1=100000.2154.05230=0.103kgBOD5/(kgMLSSd)0.2kgBOD5/(kgMLSSd) 好氧区总氮负荷LTNLTN=QTN0XV1=100000.0534.05230=0.025kgTN/(kgMLSSd)0.2kgTN/(kgMLSSd) 总磷负荷LPLTP=QTP0XV3=100000.0064.0625=0.024kgTP/(kgMLSSd)0.2kgTP/(kgMLSSd)对比表1-6，三项负荷均符合要求。（8）剩余污泥量XX=YQS0-Se-kdV1Xv+fQX0-Xe式中 X剩余污泥量，kgVSS/d; Y污泥产率系数，kgVSS/kgBOD5，取0.6 kgVSS/kgBOD5；S0进水BOD5浓度，mg/L；Se出水BOD5浓度，mg/L；XV生物反应池内混合液挥发性悬浮固体平均浓度，gMLVSS/L;kd衰减系数，d-1，取kd=0.05d-1；fSS的污泥转化率，gMLSS/gSS，取f=0.6。X0进水SS浓度，mg/L；Xe出水SS浓度，mg/L。XV=yX=0.74.0=2.8gMLVSS/LX=0.6100000.215-0.01-0.0552302.8+0.6100000.18-0.01=1517.8(kgSS/d)实际污泥产率系数Ys=XQS0-Se=1517.8100000.18-0.01=0.893kgSS/kgBOD5(9)回流污泥量计算设回流污泥比R=60，根据物料平衡进水：（TSS）Q+XRQR=(Q+QR)X式中 QR回流污泥量（m/d）Xt回流污泥浓度，18010000+Xt1000060=（10000+1000060）4000Xt=10366.67mg/L污泥沉降比：SVI=106/Xt=96.5(10)反应池主要尺寸 反应池总容积V=7045m，设反应池2组，单组池容为V单=V2=70452=3522.25(m)有效水深h=4.0m，单组有效面积为S单=V单h=3522.254=880.56() 好氧区主要尺寸。好氧区容积V1=5230(m3)，好氧区单组池容为V1单=V12=52302=2615(m)好氧区单组有效面积为S1单=V1单h=26154=653.75()采用5廊道式推流反应池，廊道宽b1=4m，好氧区反应池长度为L1=S1单5b1=653.7554=32.69m廊道宽深比校核：b1/h=4/4=1（满足b/h=12）廊道长宽比校核：L1/b=32.69/4=8.17（满足L/b=510）取隔墙厚0.25m，好氧区池总宽度B1=45+40.25=21（m）取超高为1.0m，则反应池总高H=4.0+1.0=5.0（m） 缺氧区主要尺寸。缺氧区容积V2=980m，缺氧区单组池容为V2单=V22=9802=490(m)缺氧区单组有效面积为S2单=V2单h=4904.0=122.5()缺氧区长度与好氧区宽度相同，L2=21m，缺氧区宽度为B2=S2单L2=122.521=4.77m取B2=4.8m。缺氧区采用1格，分成2个廊道，每个廊道宽为2.4m。 厌氧区、预缺氧区主要尺寸。厌氧区容积V3=625(m)，预缺氧区容积V4=210(m)，厌氧区单组池容为V3单=V32=6252=312.5(m)厌氧区单组有效面积为S3单=V3单h=6254=156.25()预缺氧区单组池容为V4单=V42=2102=105(m)预缺氧区单组有效面积为S4单=V4单h=2104=52.5()厌氧区长度+预缺氧区宽度与好氧区宽度相同，即L3+B4+0.2=21m厌氧区宽度B3为B3=L4=S3单+S4单L3+B4=156.25+52.520.8=10.04m取B3=10m厌氧区长度 L3=S3单/B3=156.25/10=15.6(m)预缺氧区宽度 B4=21-15.6=5.4(m)停留时间1820，好氧12左右，可适当放长沉淀池、污泥浓缩（固体通量）：表面负荷0.80.9（二沉池），避免停留时间过长，造成厌氧，BOD负荷0.15以下1.5 二沉池1.5.1设计参数（1） 设计流量Q=10000m3/d=416.67m/h（2） 池数n=2个,单池流量Q=5000m/d=208.33m/h=0.058m/s（3）向心流辅流式（4）(4)1.5.2 相关计算(1)沉淀部分水面面积F 根据生物处理段的特性，选取二沉池表面负荷q=0.9m/（h）设两座沉淀池即n=2。F=Qnq=416.6720.9=231.48(m2)(2)池子直径DD=4F=4231.483.14=17.17(m)取D=18m(3)校核堰口负荷qq=Q3.6D=208.333.63.1418=1.024.34L/(sm)(4)校核固体负荷GG=24（1+R）QXF=241+0.6208.334231.48=138.24150kg/(*d) 符合要求其中R为污泥回流比，取值为0.6。(5)澄清区水深h2 设沉淀时间t=2.5hh2=QtF=qt=0.92.5=2.25(m)(6)污泥区高度h2 设污泥停留时间2hh2=2T(1+R)QX24(X+Xt)F=221+0.650004000244000+10366.67231.48=1.60m其中X活性污泥浓度Xt回流污泥浓度(7)池边水深h2,(缓冲高度为0.3m)h2=h2+h2=2.25+1.60+0.3=4.15m(8)污泥斗高度h4 设污泥斗底部直径D2=1.0m,上部直径D1=2.0m,倾角60，则h4=D1-D22tan60=2.0-1.02tan60=0.87mV1=h412(D12+D1D2+D22)=1.65m3(9)池总高H 二次沉淀池拟采用单管吸泥机排泥，池底坡度取0.02，排泥设备中心立柱的直径为1.5m。池中心与池边落差h3=18-2.020.02=0.16m超高h1=0.3m,故池总高H=h1+h2+h3+h4=0.3+4.15+0.16+0.87=5.48m(10)流入槽设计 采用环形平底槽，等距设布水孔，孔径50mm，并加100m长短管。流入槽。设流入槽宽B=0.5m，槽中流速取v=1.4m/s。槽中水深h=Q(1+R)3600vB=208.33(1+0.6)36001.40.5=0.13m布水孔数n。布水孔平均流速计算公式为vn=2tGm式中 vn布水孔平均流速，m/s，一般为0.30.8m/s； t导流絮凝区平均停留时间，s，池周有效水深为24m时，取360720s； 污水的运动黏度，/s，与水温有关； Gm导流絮凝区的平均速度梯度，一般可取1030s-1。取t=420s，Gm=10s-1，水温为20时，=1.0610-6/s，故vn=2tGm=24201.0610-610=0.30m/s布水孔数n=Q(1+R)3600vnS=208.33(1+0.6)36000.303.1440.052=158(个)孔距ll=D+Bn=3.1418+0.5158=0.368m校核GmGm=v12-v222tv式中， v1布水孔水流收缩断面流速，m/s, v1=v2/，因设有短管，取=1 ； v2导流絮凝区平均向下流速，m/s，v2=Q/f； f导流絮凝区环形面积，m2。设导流絮凝区的宽度与配水槽同宽，则v2=Q(1+R)3600(D+B)B=208.33(1+0.6)36003.1418+0.50.5=0.0032(m/s)Gm=vn2-v222tv=0.32-0.0032224201.0610-6=10.05(s-1)Gm在1030之间，合格。(11)出水槽设90三角堰，堰长 L=D=3.1418=56.52m堰口负荷 q=QL=0.05856.52=1.02610-6m/(sm) 每米堰板设5个堰口，每个堰口出流量q=q/5=1.02610-6/5=0.20510-6m/(sm)堰上水头h1取0.03m集水槽宽BB=0.9Q0.4=0.90.0580.4=0.288m取B=0.3m。槽深度集水槽临界水深hk=3Q2gB2=30.05829.80.52=0.11m集水槽起端水深h0=1.73hk=1.730.11=0.19m设出水槽自由跌落高度h2=0.1m,则集水槽总深度h=h1+h2+h0=0.0