辽宁省某市排水工程规划及污水处理厂设计——毕业设计

1、沈阳建筑大学毕业设计辽宁省zc市排水工程规划及污水处理厂设计第一章 概述1.1 前言从上世纪五、六十年代，由于我国工农生产水平还不高，当时的污水污染程度很低，并且提倡利用污水进行农业灌溉，因此国内的污水处理厂很少，处理规模很小，处理工艺主要是一级处理，水处理技术和管理水平较为落后。至上世纪七、八十年代，随着工农业生产的不断发展，人民生活水平逐步提高，城市污水的污染程度由低向高逐渐演变，国外一些由于水污染造成的严重后果，引起了人们的关注和我国政府的高度重视，相继建立了各级环保机构，对污水处理技术进行研究。1984年建成的天津市纪庄子污水处理厂是我国第一座大型城市污水处理厂，它为我国城市综合污水处

2、理厂的建设起到了示范作用，并为以后污水处理事业的大规模发展奠定了基础。至上世纪末和本世纪初，国家在污水处理方面取得的各项科研成果，使我国的污水处理技术水平大大提高，某些项目已达到国际先进水平，国外先进的污水处理新技术、新工艺、新设备被引进到国内，在活性污泥法工艺应用的同时，a/o法、a2/o法、sbr法、cass法、氧化沟法等处理工艺在污水处理工程建设中得到应用，一批大型城市污水处理厂相继建成并运行，我国污水处理事业发展到一个崭新的阶段。同时在一些排放工业废水的大型企业建设了工业废水处理设施。许多城市和工业企业也在逐步规划、筹划和设计污水处理厂。水污染防治、保护水环境，使人类生活环境得到改善，

3、造福子孙后代。污水处理工艺更趋高效随着技术的不断发展和进步，将会研究出更多的污水处理方法，更适用于各种原水水质和出水质要求，对原水水质、处理水量变化的适应能力更强，处理流程将更趋简单高效。污水经过一定的工艺处理后，达到一定的使用要求并进行回用，从而使污水成为第二水源。目前污水处理回用不论是规模或是应用范围都还较小。随着技术的不断发展，污水处理回用技术更为成熟，应用范围也将更为宽阔，会广泛应用于农田、工业、市政、生活杂用、景观环境、地下水回灌等多个方面。作为给水排水工程专业的学生，就更应该深刻地了解这种形势，掌握并发展污水处理的新工艺、新技术，成为跨世纪的工程技术人才，将我国的污水处理事业提升到

4、一个新的高度。1.2 城市自然条件该城市位于东北地区辽宁省，地势坡度较陡，常年主导风向为西南风，该区的暴雨强度公式为q=1900(1+0.66lgp)/(t+8)0.8, 2径流系数=0.5，在城市的南部有一条从西至东的河流，还有一条铁路在城市的中部，方向北到南，将城市分成两个区，其中区的人口密度为420人/公顷，污水量标准为170升/人日，区的人口密度为410人/公顷，污水量标准为160升/人日。该城市共有三家工厂。区有甲厂，区有乙厂和丙厂。表1-1 工业企业与公共建筑的排水量和水质资料企业或公共建筑名称平均排水量(m3/h)最大排水量(m3/h)ss(mg/l)bod(mg/l)ph甲 厂

5、2803102602407.4乙 厂2102403002607.6丙 厂1802103303107.1表1-2 地质资料土壤性质冰冻深度（m）地下水位（地表下）m排水管网干管处一般性资料粘土0.97污水泵站与污水处理厂址处粘土0.97表1-3受纳水体水文资料水位（m）最小流量时46最高水位时49常水位时47出水水质：污水处理后，其水质至少达到一级处理标准，应当满足： ss20mg/l； cod60mg/l； bod20mg/l。表1-4城市气温资料年平均气温（0c）10月平均最高30年最低气温（0c）-26月平均最低-8年最高气温（0c）35月平均气温22温度在-100c以下的天数75温度在0

6、 oc以下的天数105降雨量（mm/年）1150年蒸发量（mm/年）220 1.3 工程设计（1）设计任务 1）排水管网规划设计，含两个以上的方案比较；2）污水泵站工艺设计；3）污水处理工艺设计，含部分单体构筑物的工艺施工图设计；4）污泥水处理工艺设计，含部分单体构筑物的工艺图设计；5）排水工程规划与污水处理厂经济分析；6）有条件的同学还可以在教师指导下自选一个专题进行深入研究。（2）基本要求1）完成排水管网和雨水管道的定线，至少应对两个排水管网定线方案，进行技术经济比较，从中选优。2）排水管网的主干管、区域干管、支干管应进行详细的水力计算与高程计算。水力计算应采用计算机编程计算。3）按给出的

7、原始资料合理地选定设计暴雨强度公式进行雨水管道的水力计算。从街道明渠开始只计算其中一、二条雨水管道即可。4）污水泵站工艺设计要确定水泵机组的台数、水泵型号、泵站的结构形式等。 5）根据资料与城市规划情况、考虑环境效益与社会效益，合理选择污水处理厂位置。污水处理厂平面布置要紧凑合理，节省占地面积，同时应保证运行管理方便。6）在确定污水处理工艺流程时，同时选择适宜的各处理单体构筑物的类型。对所有构筑物都进行设计计算，包括确定有关设计参数、负荷、尺寸与所需的材料与规格等。7）对污水与污泥处理系统要做出较准确的水力计算与高程计算。8）对排水管网与污水处理厂都要进行经济概算与成本分析。第二章 排水工程规

8、划2.1 排水工程方案2.1.1 污水工程方案2.1.1.1 排水工程一般规定(1) 管道系统布置要符合地形趋势，一般宜顺坡排水，取短捷路线。每段管道应划给适宜的服务面积。汇水面积划分除依据明确的地形外，在平坦地区要考虑与各毗邻系统的合理分担。(2) 尽量避免或减少管道穿越不容易通过的地带和构筑物，如高地、河道、铁路、地下铁道等。当必须穿越时，需采取必要的处理或交叉措施，以保证顺利通过。(3) 安排好控制点的高程。1) 局部管道覆土较浅时，采取加固措施、防冻措施。2) 穿过局部低洼地段时，建成区采用最小管道坡度，新建区将局部低洼地带高。3) 必要时采用局部提升办法。4) 在局部地区，雨水管道可

9、采用地面式暗沟，以避免下游过深。(4) 查清沿线遇到的一切地下管线，准确掌握它们的位置和高程，安排好设计管道与它们的平行距离，处理好设计管道与它们的竖向交叉。(5) 管道在坡度骤然变陡处，可由大管径变为小管径。当d=200300mm时，只能按生产规格减小一级。当d400mm时，应根据水力计算确定，但减小不得超过二级。管道坡度的改变应尽可能徐缓，避免流速骤降，导致淤积。(6) 同直径及不同直径管道在检查井内连接，一般采用管顶平接，不同直径管道也可采用设计水面平接，但在任何情况下进水管底不得低于出水管底。(7) 流量很小而地形又较平坦的上游支线，一般可采用非计算管段，即采用最小管径，按最小坡度控制

10、。52.1.1.2 设计步骤根据确定的设计方案，进行管道设计，主要步骤如下：(1)在适当比例的、并绘有规划总图的地形图上，按地形并结合排水规划布置管道系统，规划排水区域。(2)根据管道综合布置，确定干支现在道路（或规划路）横断面和平面上的位置，确定井位及每一管段长度，并绘制平面图。(3)根据电算程序要求，确定控制管的高程、编号、管段长度，汇水面积及上游接管数。(4)进行水力计算，确定管道断面，纵坡及高程，并绘制纵断面图。52.1.2 雨水工程方案2.1.2.1 雨水管一般规定：(1) 重力流管道按满流计算，并应考虑排放水体水位顶托的影响。(2) 管道流时最小设计流速一般不小于0.75m/s，如

11、起始管段地形非常平坦， 最小设计流速可减小到0.6m/s。最大允许流速同污水管道。(3) 最小管径和最小坡度：雨水管与合流管不论在街坊和厂区内或在街道下，最小管径均为300mm，最小设计坡度为0.002。 2.1.2.2 雨水管道水力计算的设计数据：(1)设计充满度：雨水中主要含有泥砂等无机物质，不同于污水的性质，加以暴雨径流量大，而相应较高设计重现期的暴雨强度的降雨历时一般不会很长，故管道设计充满度按满流考虑。(2)设计流速：为避免雨水所夹带的泥砂等无机物质在管渠内沉淀下来而堵塞管道。 室外排水设计规范规定：满流时管道内最小流速应0.75m/s，明渠内最小流速应0.4m/s。为防止管壁受到冲

12、刷而损坏，影响及时排放，规范规定，金属管道最大流速为10m/s，非金属管最大流速为5m/s。(3) 最小管径和最小设计流速：雨水管道的最小管径为300mm，相应的最小坡度为3。(4) 最大埋深和最小埋深：1) 必须防止管壁因地面荷载受到破坏，为此管顶需要有一定厚度的覆土。2) 必须满足街道连接管在衔接上的要求。这三个数值中的最大一个数值就是这以管道的允许最小覆土厚度。一般在干燥土壤中，最大埋深不超过7-8m，在多水、流砂、石灰岩地层中，不超过5m。雨水管线的布置应垂直等高线，应尽量少穿越铁路，并采用分散出水口式的管道布置形式。52.2 排水工程设计方案污水工程：根据实际地形，依据排水工程的一般

13、规定，拟定两套排水方案，由于城市小区的布置比较规整，所以污水管道的大体排放方向是一样的，只是城市局部排水管道布置有所改变。管道的布置方案应在同等条件和深度下进行技术经济比较，选择最佳方案。两个方案的污水管道系统都采用截流式布置。方案一：由于城市地形西北高，东南低，所以污水厂及出水口设在城市东南部，使所有污水尽量靠重力排出。主干管平行于河流布置，干管垂直于河流布置，有一处管线穿越铁路。方案二：污水厂及出水口位置不变，区和区一小部分小区的排水管道的位置有一定的改变，主干管平行于河流布置，仍有一处管线穿越铁路。电算数据及结果如下：第一套总造价：1453.49万元 无泵站 第二套总造价：1542.40

14、万元 无泵站经过比较，第一套方案只穿一次铁路，且造价低，故选择第一套方案。通过上机多次调试，各条干管和主干管的埋深都符合要求。雨水工程： 依据雨水管布置原则，就近排放，能通畅及时地排走城镇和工厂面积内的雨水，详见5（总规划图雨水管线）。第三章 城市污水厂总体布置3.1 厂址选择及设计城市的排水系统与城市的总体规划有密切的关系，而城市污水处理厂的数目及位置又受到城市排水管系布置的支配，因此，在城市总体规划中，污水厂的位置范围已有所规定，但是，在污水厂的总体设计时，对具体厂址的选择，仍须进行深入的调查研究和详尽的技术经济比较。其一般原则如下：（1）为了保证环境卫生的要求，厂址应与规划居住区或公共建

15、筑群，保持一定的卫生防护距离。一般不小于300m。 （2）厂址应设在城市集中供水水源的下游不小于500m的地方。（3）厂址应尽可能设在城市和工厂夏季主导风向的下方。 （4）充分利用地形，把厂址设在地形有适当坡度的城市下游地区，以满足污水处理构筑物之间水头损失的要求，使污水和污泥有自流的可能，以节约动力消耗。（5）厂址如果靠近水体，应考虑汛期不受洪水的威胁。（6）厂址的选择应结合城市总体规划，考虑远景发展，留有充分的扩建余地。根据实际地形走向，坡降于东南。常年主导风向西南风，及河流走向由西向东因素，将水厂设计在城市的东南方，并距离城市350m处。这样在东南风或南风的条件下，不会污染城区，具体厂之

16、如（总规划图）中所示。并且，如此布置厂内水线和泥线均由南向北走向，这样两者都可以充分利用地形，减少污水厂的动力电耗。具体布置见（污水厂平面图）。53.2 污水厂平面布置污水处理厂的平面布置包括：处理构筑物的布置，办公、化验及其它辅助建筑物的布置，以及各种管道、道路、绿化等的布置.5平面布置的一般原则如下：（1）处理构筑物的布置应紧凑，节约用地并便于管理。（2）处理构筑物应尽可能地按流程顺序布置，以避免管线迂回，同时应充分利用地形，以减少土方量。（3）经常有人工作的建筑物如办公、化验等用房应布置在夏季主风向的上风一方在北方地区，并应考虑朝阳。（4）构筑物之间的距离应考虑敷设管区的位置，运转管理的

17、需要和施工的要求，一般采用510m。 （5）污泥处理构筑物应尽可能布置成单独的组合，以策安全，并方便管理。（6）变电站的位置宜设在耗电量大的构筑物附近，高压线应避免在厂内架空敷设。（7）污水厂内管线种类很多，应综合考虑布置，以免发生矛盾。污水厂内应设超越管，以便在发生事故时，使污水能超越一部或全部构筑物，进入下一级构筑物或事故溢流。该设计平面布置见（污水厂平面图和工艺图）。53.3 污水厂竖向布置污水处理厂污水处理流程高程布置的主要任务是：确定各处理构筑物和泵房的标高，确定处理构筑物之间连接管渠的尺寸及其标高，通过计算确定各部位的水面标高，从而能够使污水沿处理流程在处理构筑物之间通畅地流动，保

18、证污水处理厂的正常运行。为了降低运行费用和便于维护管理，污水在处理构筑物之间的流动，以按重力流考虑为宜（污泥流动不在此例）。为此，必须精确地计算污水流动中的水头损失。5水头损失包括：（1）流经各处理构筑物的水头损失，主要产生在进口和出口和需要的跌水。（2）污水流经连接前后两处理构筑物管渠的水头损失。（3）污水流经水设备的水头损失。在对污水处理厂污水处理流程的高程布置时，应考虑下列事宜：（1）选择一条距离最长，水头损失最大的流程进行水力计算。（2）计算水头损失时，一般应以近期最大流量作为设计流量。（3）逆污水处理流程向上倒退计算，以使处理后污水在洪水季节也能自留排出。（4）使污水和污泥流程相配合

19、，尽量减少需要抽升的污泥量。5第四章 污水处理工程4.1 污水处理工艺流程和工业污水相比，城市污水的水质变化相对较少，所以一般城市污水处理的工艺流程比较典型。本次设计采用二级处理。其中，一级是预处理；二级是主体。见图如下：图4-1污水处理工艺流程图4.2 污水处理构筑物4.2.1 格栅生活污水和工业废水都含有大量的漂浮物与悬浮物，其中包括无机性和有机性两类。由于污水来源广泛，所以悬浮物含量变化幅度很大，从几十到几千mg/l，甚至达数万mg/l.设计数据： （1）泵前格栅的栅条间隙，应根据水泵要求确定。（2）水处理系统前格栅的栅条间隙，应符合下列要求：1) 人工清除 2540mm2) 机械清除

20、1625mm3) 最大间隙 40mm 污水处理厂亦可设置粗、细两道格栅。（3）如果泵前格栅间隙不大于25mm时，污水处理系统前可不再设置格栅。（4）栅渣量与地区的特点、格栅的间隙大小、污水流量以及下水道系统的类型等因素有关。在无当地运行资料时，可采用：1）格栅间隙1625mm 0.100.05m 栅渣/1000m污水2）格栅间隙3050mm 0.030.01米 栅渣/1000m污水栅渣的含水率一般为80%，容重约为960kg/m。（5）在大型水处理厂或泵站前的大型格栅（每日栅渣量大于0.2m），一般应采用机械清渣。（6）机械格栅不宜少于2台，如为1台时，映射人工清除格栅备用。（7）过栅流速一般

21、采用0.61.0m/s。（8）格栅前渠道内的水流速度一般采用0.40.9m/s。（9）格栅倾角一般采用45o75o（10）通过格栅的水头损失一般采用0.080.15m。（11）格栅前必须设置工作台，台前应高出栅前最高设计水位0.5m。工作台应有安全和冲洗设施。（12）格栅前工作台两侧过道宽度不应小于0.7m。工作台上正面过道宽度：1）人工清除 不应小于1.2m；2）机械清除 不应小于1.5m；24.2.2 沉砂池沉砂池的功能是去除比重较大的无机颗粒（如泥砂、煤渣等，它们的相对密度约为2.65）。以便减轻无机颗粒对水泵、管道的磨损；也可减轻初沉池及沉淀池的负荷，改善污泥处理构筑物的处理条件。本次

22、设计采用平流沉砂池。平流沉砂池由入流渠、出水渠、闸板、水流部分击沉砂斗组成。它具有截留无机颗粒效果较好，工作稳定，结构简单、排砂较方便等优点。设计数据：（1） 最大流速为0.3m/s，最小流速为0.15m/s；（2） 大流量时停留时间不小于30s,一般采用3060s；（3） 有效水深应不大于1.2m，一般采用0.251m，每格宽度不宜小于0.6m；（4） 进水头部应采取消能和整流措施；（5） 池底坡度一般为0.010.02，当设置除砂设备时，可根据设备要求考虑池底形状。24.2.3 初沉池初次沉淀池是一级污水处理厂的主体处理构筑物，或作为二级污水处理厂的预处理构筑物设在生物处理构筑物的前面。处

23、理的对象是悬浮物质（ss可去除40%55%以上），同时可去除部分bod（约2030%），可改善生物处理构筑物的运行条件并降低其bod负荷。本次设计采用中心进水周边出水的辐流式沉淀池。其设计数据如下：（1）池子直径（或正方形的一边）与有效水深的比值一般采用612；（2）池径不宜小于16m；（3）池底坡度一般采用0.05；（4）一般均采用机械刮泥，也可附有气力提升或静水头排泥设施。（5）当池径（或正方形的一边）较小（小于20m）时，也可采用多斗排泥；（6）在进水口的周围应设置整流板，整流板的开空面积为断流面积的1020%；（7）刮泥机旋转速度一般为13转/小时，外围刮泥板的线速度不超过3m/min

24、钟，一般采用1.5m/min。4.2.4 曝气池曝气池是活性污泥法的核心。活性污泥法是利用河川自净原理，人工创建的高效生化净化污水之方法。传统活性污泥法是一种能得到较好处理水的方法。具体形式见图纸曝气设施一般要求：（1）在满足曝气池设计流量时生化反应的需氧量以外，还应使混合液含有一定剩余bod值，一般按2mg/l计；（2）使混合液始终保持悬浮状态，不致产生沉淀，一般应使池中平均水流速度在0.25m/s左右；（3）设施的充氧能力应便于调节，有适应需氧变化的灵活性；（4）充氧装置应易于维修，不易堵塞，出现故障时，应易于排除；（5）应考虑气候因素，如冬季溅水解冰问题。54.2.5 二沉池二次沉淀池设

25、在生物处理构筑物（活性污泥或生物膜法）的后面，用于沉淀去除活性污泥或腐殖污泥（指生物膜法脱落的生物膜），它是生物处理系统的重要组成部分。设计数据：表面负荷 1.01.5m3/m2·h；沉淀时间 1.52.5h；出水堰负荷可按 1.52.9l/（s·m）；54.2.6 浓缩池初次沉淀污泥含水率介于9597%，剩余活性污泥达99%以上。因此污泥的体积非常大，对污泥的后续处理造成困难。污泥浓缩的目的在于减容。重力浓缩池主要用于浓缩初沉污泥及初沉污泥和剩余活性污泥的混合泥。重力浓缩池按其运行方式分为连续流和间歇流，按其池型分为圆形和矩型。设计规定及数据：（1）初次沉淀污泥时，其含水

26、率一般为9597%，污泥固体负荷采用80120kg/（m·d），浓缩后的污泥含水率可到9092%；当为活性污泥时，其含水率一般为99.299.6%，污泥固体负荷采用2030kg/（m·d）。浓缩后的污泥含水率可到97.5%左右。当为初次沉淀污泥及新鲜活性污泥的混合污泥时，其进泥的含水率，污泥固体负荷及浓缩后的污泥含水率，可按二种污泥的比例效应进行计算。浓缩池的有效水深一般采用4m，当为竖流式污泥浓缩池时，其水深按沉淀部分的上升流速一般不大于0.1mm/s进行核算。浓缩池的容积并应按浓缩1016h进行核算，不宜过长。（2）连续式污泥浓缩池，一般采用圆形竖流或辐流沉淀池的形式。

27、污泥室容积，应根据排泥方法和两次排泥间隔时间而定，当采用定期排泥时，两次排泥间隔一般可采用8h。浓缩池较小时可采用竖流式浓缩池，一般不设刮泥机，污泥室的截锥体斜壁与水平面所形成的角度，应不小于50°，中心管按污泥流量计算。沉淀区按浓缩分离出来的污水流量进行设计。辐流式污泥浓缩池的池底坡度，当采用刮泥机时可采用0.01，当采用吸泥机时可采用0.003。（3）浓缩池的上清液，应重新回流到处沉池前进行处理。污泥浓缩池一般均散发臭气，必要时应考虑防臭或脱臭措施。其他设计数据可参用沉淀池有关规定。54.2.7 消化池 污泥厌氧消化，是为了使污泥中的有机物质，变为稳定的腐殖质，同时可以减少污泥的

28、体积（约6070%），并改善污泥的性质，使之易于脱水，破坏和控制致病得生物，并获得有用的副产物如沼气等，主要的厌气消化处理构筑物，就是消化池。这是一种人工处理污泥的构筑物，在处理过程中加热搅拌，保持泥温，达到使污泥加速消化分解的目的。消化池的形式由龟甲形、圆柱形和椭圆形三种，一般多采用圆柱形。消化池一般规定：（1）分级消化：目前常采用的是二级消化，消化过程分在两池串联进行。在一级消化池中，设有集气、加热、搅拌等设备，不排除上清液。污泥中有机物的分解主要是在一级消化池完成，在此期间产气最活跃。在二级消化池中设有集气设备，及撇除上清液装置，但不再加热和搅拌，污泥在二级消化池中最后完成消化，全部消化

29、过程产生的上清液都由二级消化池排除。由于没有搅拌，上清液带出的固体物很少，同时污泥在此池可进行贮存，浓缩，排出的消化污泥含水率较低。二级消化比较单级消化的总池容可减少，上清液含固量较少，总耗热量也可减少，有条件时宜考虑采用。（2）池内温度和消化天数：中温消化最佳温度为34,控制温度33 35，其消化停留天数根据进泥的含水率，及要求有机物分解的程度而确定，一般为2530d，即总投配率为34%。当采用两极消化时，一级消化池与二级消化池的停留天数的比值，可采用1：1、2：1或3：2。（3）消化池的清扫：为了维持消化池的设计容积，设计中应包括定期清扫砂子的设备。应能临时将砂子以上的污泥抽送到另一座消化

30、池，或其他贮存设备中，借助高压水冲洗池底的砂子，用泵抽空，进行处置。冲洗水的压力应大于7kg/cm2。54.2.8 附属构筑物附属构筑物的一般规定（1）接触池为进一步处理污水，需在排放前进行加氯消毒，其过程在接触池中进行。设计接触时间为30min。（2）贮泥池污泥投配池，至少设置两个，其容积可依据来泥量及投配的方式确定，一般为12h的贮泥量。池中应设置液位指示仪，以便控制初沉池污泥和活性污泥的配比，即进入消化吃得透配量。（3）沼气罐污泥消化池产生的沼气，会有大量的甲烷，一般应充分考虑进行收集，贮存和利用。产生的沼气量为812倍污泥量。（4）计量设施准确掌握污水厂所处理的污水流量，对提高工作效率

31、和运行管理水平非常必要。污水处理厂总处理水量的计量设施，一般安装在沉砂池与初沉池之间或设在总出水管道上。有条件时，应对各处理构筑物分别进行计量，但这样会增加水头损失。214 沈阳建筑大学毕业设计第五章 排水管网电算5.1 雨水电算确定暴雨公式为： (5-1) (5-2) q设计暴雨强度（l/s·ha） p设计重现期（a）; t降雨历时（min）; m折减系数，管道采用2，明渠采用1.2，陡坡地区管道采用1.22；取参数p=1 ,t , ,=10 , m=2 , 则： 电算结果见附录三：表（一）5.2 污水电算电算结果见附录三：表（二）5.3 方案比较方案一：由于城市地形西北高，东南低

32、，所以污水厂及出水口设在城市东南部，使所有污水尽量靠重力排出。区的局部交通复杂地区的干管汇交后接入主干管排出，主干管平行于河流布置，干管垂直于河流布置，有一处管线穿越铁路。（见附录三：图1）方案二：污水厂及出水口位置不变，区和区的局部地区管道布置有变化，主干管平行于河流布置，有一处管线穿越铁路。（见附录三：图2）由上述电算数据及结果可知： 第一套总造价：1453.49万元 无泵站 第二套总造价：1542.40万元 无泵站经过比较，第一套方案只穿一次铁路，容易施工， 造价低，并且埋深比第二套方案小。故选择第一套方案。通过上机多次调试，各条干管和主干管的埋深都符合要求。第六章 污水处理厂工艺计算6

33、.1 格栅工艺计算设计流量：=1.967 m3/s，设计中选择两组格栅，n=2组，每组格栅单独设置。（1）栅条的间隙数设栅前水深 h=1.0m，过栅流速v=0.9m/s ，选用中格栅，栅条间隙宽度b=0.02m,格栅倾角=600，则n= （61）n栅格间隙数；n= 个（2）栅槽宽度 b=s(n-1)+bn （62） s格条宽度；m, b栅条净间隙；设栅条宽度s=0.01mb=s(n-1)+bn=0.01(51-1)+0.02×51=1.52m 则取b=1600mm, 5表3-1图6-1格栅计算图（3）进水渠道渐宽部分的长度设进水渠道内的流速为2.73m/s，渐宽部分展开角=200,b

34、=1.2mq （63）进水渠道内的流速; m/s=(1.6-1.2)/(2tg200)=0.55m（4）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度（m）=0.55/2=0.28m（5）通过格栅的水头损失 （64）过栅水头损失，m;g重力加速度，9.8m/s2k系数，栅格受污物堵塞后，水头损失增大的倍数，一般k=3;s格条宽度；m,过栅流速,m/s；设栅条断面为锐角矩形断面= （6）栅后槽总高度设栅前渠道超高=0.3m ，栅前糟高=1.0+0.3=1.3m=1.0+0.1+0.3=1.4m（7）栅槽总长度=0.55+0.28+1.0+0.5+1.3/tg600=3.08m（8）每日产渣量 （65） 每日

35、栅渣量，m3/d;1栅渣量(m3/1000 m3 污水)，取0.10.01；生活污水流量变化系数；在格栅间隙20mm的情况下，设栅渣量为每1000m3污水产0.05m3=86400×1.546×0.05/1000=6.68m3/d因6.68 m3/d>0.20 m3/d,宜采用机械清渣。6.2 平流沉砂池工艺计算本工程设计采用平流沉砂池。设计中选4组平流沉沙池，n=4，每组沉沙池设两格。（1）设计参数设计流量： 设计流速： 停流时间： （2）沉砂池长度 （66）（3）水流断面面积 （67）（4）池的总宽度（5）有效水深（6）贮泥区所需容积 设t=2d, 城市污水沉砂量

36、x=30 则 （68）（7）每个沉砂斗的容积设每一个分格有1个沉砂斗，（8）沉砂斗各部分尺寸及容积设斗底宽，斗壁与水平面的倾角为，斗高=0.85m，则沉砂斗上口宽为 （69）砂斗容积 （610）>（符合要求）（9）沉砂斗高度采用机械排砂,设计池底坡度为0.06,坡向砂斗沉泥区高度为（10）池子总高度设超高6.3 初沉池工艺计算设计采用辐流式初沉池（1） 沉淀池表面积设表面负荷5表3-10设计中取n=4座，则 （611）（2） 池子直径 取27.5m （612）（3） 沉淀部分有效水深取沉淀时间t=1.0h，5表3-10 （613）（4）沉淀部分有效容积 （614） 图6-2初沉池计算简图

37、（5）每池污泥部分所需容积设计中取污泥量为25g/(p.d),污泥含水率95%，5表3-10 采用机械刮泥，则t=4h =719.2420+1007.3410=302064+412993=715057人=715057+213024=928081人 （615）（6）污泥斗容积设，则 （616）（7）污泥斗以上圆锥部分污泥容积设池底径向坡度为0.05，则， （8）污泥总容积（9）沉淀池总高度设超高则（10）沉淀池池边高度 （11）径深比 (符合要求)（12）堰负荷计算设计中取双边进水集水糟，要设双边进水集水糟。（13）进水集配水井设计中辐流沉淀池4座，在沉淀池进水端设集配水井，污水在集配水井中部的

38、配水井平均分配，然后流进每座沉淀池。配水井的中心管径（设计中，中心管内污水流速取1.2m/s） （617）配水井的直径（设计中，配水井内污水流速取0.3m/s） （618）集水井管径（设计中，集水井内污水流速取0.3m/s） （619）6.4 曝气池工艺计算（1）本设计采用传统推流式曝气池设计中取生活污水值为200mg/l，5表9-1；处理后污水值为20mg/l，5表2；则混合污水中值=设计中取初沉池的去除率为25%，则进入曝气池浓度处理水中非溶解性浓度设计中取=20mg/l, =0.08, =0.4 （620）处理水中溶解性浓度为 20-4.55=15.45mg/l则去除率 设计中取曝气池污

39、泥负荷0.3kg则取 ，f=0.75 , 5校核 （621）确定混合液浓度根据值，取污泥指数svi=120, 5图4-7污泥回流比r=0.5，5表4-24，r=1.2，5 （622）（2）曝气池的体积 按污泥负荷计算，曝气池的体积计算公式为： （623）设4组曝气池，每组体积为：名义停留时间为：（3）确定池体有效水深h=4.5m ,每组曝气池面积为，池宽取b=6m ,池长， （符合要求）， （符合要求）设五廊道式曝气池，每个廊道长为：取超高0.5m，则池总高度为：h=4.5+0.5=5.0 m 图6-3曝气池平面图（4）曝气系统的计算与设计设计采用鼓风曝气系统。1）平均时需氧量的计算，5表4-

40、19 （624） =2）最大时需氧量的计算 根据原始，代入得： =3）每日去除的值4）去除每kg bod的需氧量5）最大时需氧量与平均时需氧量之比（5）供气量的计算采用固定式的微孔空气扩散器，敷设于距池底0.2m处，淹没水深4.3m，计算温度定为300c，水中溶解氧饱和度 ，5附录11）空气扩散装置出口处的绝对压力值为：2）气泡离开池表面时氧的百分比值为：设计中对网状模型中微孔空气扩散器取 =12% （625）3）曝气池混合液中平均饱和度（按最不利的温度条件考虑）： （626）4）换算为在200c条件下，脱氧清水的需氧量为：设计中取 （627）=5）相应的最大时需氧量为：=6）曝气池平均时供气

41、量为： （628）7）曝气池最大时供气量为： 8）去除每的供气量为： 9）每立方米污水的供气量为： 本系统不采用空气在回流污泥并提升污泥，空气总用量最大为。（6）空气管系统计算按图所示的曝气池平面图，布置空气管道，在相邻的两个廊道的隔墙上设一根干管，在每根干管上设6对配气竖管，共12条配气竖管，全曝气池共设120条配气竖管。每根竖管的配气量 曝气池平面面积 设计中每个空气扩散器的服务面积，按0.5计则所需空气扩散器的总数 个本设计中采用9600个空气扩散器，每根竖管上安设的空气扩散器的数目为 个每个空气扩散器的配气量为 选择一条从鼓风机房开始的最远的管路作为计算管路,表6-1空气管路计算表管段

42、编号管段长度l(m)空气流量空气流速m/s管径mm配件管段当量长度l0(m)管段计算长度l0+l(m)压力损失h1+h2m3/hm3/min9.8(pa/m)9.8(pa)123456789101120190.383.280.05_32弯头1个0.621.000.160.1619180.386.560.11_32三通1个1.181.560.300.4718170.389.840.16_32三通1个1.181.560.610.9517160.3813.120.22_32三通1个1.181.560.901.4016150.3816.40.27_32三通1个1.181.561.221.9015140

43、.3819.680.33_32三通1个1.181.562.193.4214130.3822.960.38_32三通1个1.181.562.814.3813120.3826.240.44_32三通1个 异形管1个1.271.653.255.3612111.252.480.875.060三通1个 异形管1个2.713.380.632.1311101.2104.961.754.690四通1个 异形管1个3.835.030.814.071097.8262.404.374.3150闸门1个 弯头3个三通1个23.5531.350.226.90986.5524.808.754.8200四通1个 异形管1个

44、14.4816.750.264.36876.51049.6017.499.7200四通1个 异形管1个14.4820.980.5110.70766.51574.4026.2413.0200四通1个 异形管1个14.4820.981.2426.02656.52099.2034.9911.0250四通1个 异形管1个18.9325.430.7519.07546.52624.0043.7314.25250四通1个 异形管1个18.9325.431.2130.774320.053148.8052.4813.25300四通1个 异形管1个弯头2个34.0354.080.8143.8032126297.6

45、0104.9612.80400三通1个 异形管1个38.3250.320.6934.722115015722.50262.0415.0600四通1个 异形管1个54.12204.120.4387.77合计288.36图6-4 空气管路计算图由表四计算的空气管道系统的总压力损失为：h= 0.78kpa,取0.3m,固定平板型微孔扩散器的水头损失为1.50m，则总损失为：0.78+0.39.8=3.72 kpa（7）空压机的选定扩散器距池底为0.2m，因此鼓风机所需的压力为：p=（4.5-0.2）9800+3.72 kpa =45860pa 取46kpa.最大时供气量11100，平均时供气量947

46、6。根据所需压力及空气量，决定采用 l62ld型空压机5台，该型空压机风压49,风量，4台工作1台备用。36.5 辐流式二次沉淀池工艺计算 本设计采用辐流式二次沉淀池。二沉池的集配水是采用双层中管式集配水井，曝气池的来水经中心管进入内层配水井，由配水井均匀地分配给二沉池，二沉池的出水经集水槽汇集，送入外层集水井，然后由集水井进入出水管道送走。 图6-5二沉计算简图（1）沉淀部分水面面积设计中取表面负荷，5表3-10取 n=4座沉淀池则 （629）（2）池子直径 取 d=39m （630）（3）沉淀部分有效容积取停留时间t=2.5h, 5表3-10 （631）（4）沉淀池有效水深 （632）则 满足要求（5）二沉池的出水堰负荷设集水槽双面出水，则出水堰负荷，满足要求 （633）（6）每池污泥量采用机械吸泥机，二沉池污泥区容积2h计算，则 （634）污泥区高度 （7）沉淀池的池边高度 ， （8）沉淀池的总高度（9）进水集配水井配水井中心管径（设计中取