污水处理厂工艺设计及计算

1、第三章污水处理厂工艺设计及计算第一节格栅进水中格栅是污水处理厂第一道预处理设施， 可去除大尺寸的漂浮物或悬浮物， 以保护进水泵的正常运转，并尽量去掉那些不利于后续处理过程的杂物。拟用回转式固液分离机。回转式固液分离机运转效果好，该设备由动力装置，机架，清洗机构及电控箱组成，动力装置采用悬挂式涡轮减速机， 结构紧凑，调整维修方便，适用于生活污水预处理。1.1设计说明栅条的断面主要根据过栅流速确定，过栅流速一般为0.6 1.0m，槽内流速0.5m 左右。如果流速过大， 不仅过栅水头损失增加，还可能将已截留在栅上的栅渣冲过格栅，如果流速过小， 栅槽内将发生沉淀。此外，在选择格栅断面尺寸时，应注意设计

2、过流能力只为格栅生产厂商提供的最大过流能力的80%，以留有余地。格栅栅条间隙拟定为25.00。1.2设计流量：a.日平均流量45000m 3 1875m30.52m3520L取 1.4b. 最大日流量 1.4 1875m3332625m 0.73m1.3设计参数：栅条净间隙为 25.0栅前流速 10.7m过栅流速 0.6m栅前部分长度： 0.5m格栅倾角 =60 单位栅渣量： 3 栅渣 /1033 污水1=0.05mm1.4设计计算：1.4.1确定栅前水深B 2根据最优水力断面公式 Q1计算得：22Q2 0.1530.66mhB10.33mB10.72所以栅前槽宽约0.66m。栅前水深h0.3

3、3m1.4.2 格栅计算说明： 最大设计流量，m3；格栅倾角，度（） ；h栅前水深， m；污水的过栅流速， 。栅条间隙数（ n ）为Qmaxsin0.153sin 60条n=0.30.630( )ehv0.025栅槽有效宽度（B ）设计采用?10 圆钢为栅条，即0.01m。BS( n1)bn0.01(301)0.02530 =1.04(m )通过格栅的水头损失h2h2Kh02h0sin2gh 计算水头损失；g重力加速度；0K 格栅受污物堵塞使水头损失增大的倍数，一般取3； 阻 力 系 数 ，其 数 值与 格 栅 栅 条 的 断面 几 何形 状 有 关 ， 对 于圆 形 断面 ，s1.79b43

4、40.0130.62h2 3 1.792sin60 0.025( m)0.0259.81所以：栅后槽总高度H12=0.33+0.3+0.025=0.655(m)（ h 栅前渠超高，一般取0.3m ）1栅槽总长度LBB1.040.66L110.52m2 * tan 12 * tan 20L2L10.26m2H 1hh1 0.3+0.33 0.63LL1L2 1.00.5H 10.632.64m0.52 0.26 1.00.5tantan60L1进水渠长， m；L 栅槽与出水渠连接处渐窄部分长度，m；2B进水渠宽，； 进水渐宽部分的展开角，一般取20。11图一格栅简图栅渣量计算对于栅条间距25.0

5、 的中格栅，对于城市污水，每单位体积污水烂截污物为W1 0.05m3103m3，每日栅渣量为Qmax W1 864000.153 0.05 864003W0.4mK z 10001.64 1000拦截污物量大于0.3m3，宜采用机械清渣。二、沉砂池采用平流式沉砂池1. 设计参数设计流量： 301（按 2010 年算，设计 1 组，分为 2 格）设计流速： 0.25水力停留时间： 30s2. 设计计算（ 1）沉砂池长度：0.25 30=7.5m（ 2）水流断面积：20.301/0.25=1.204m（ 3）池总宽度：设计 2 格，每格宽取 1.2m0.6m，池总宽 22.4m（ 4）有效水深：h

6、21.204/2.4=0.5m（介于 0.251m 之间）（ 5）贮泥区所需容积：设计 2d，即考虑排泥间隔天数为 2 天，则每个沉砂斗容积V1Q1TX 11.310 42 30.26m32K 10521.5105（每格沉砂池设两个沉砂斗，两格共有四个沉砂斗）其中 X1：城市污水沉砂量3m3/105m3，K：污水流量总变化系数1.5（ 6）沉砂斗各部分尺寸及容积：设计斗底宽 a1=0.5m，斗壁与水平面的倾角为60，斗高 0.5m，则沉砂斗上口宽：2hd20.5aa10.5 1.1mtan 60tan60沉砂斗容积：Vhd ( 2a22aa1 2a12 )0.5(2 1.122 1.1 0.5

7、 2 0.52 ) 0.34m366（略大于 V1=0.26m3，符合要求）（ 7）沉砂池高度：采用重力排砂，设计池底坡度为0.06，坡向沉砂斗长度为L2L 2a7.5 2 1.122.65m2则沉泥区高度为h30.06L2 =0.5+0.06 2.65=0.659m池总高度 H ：设超高 h1=0.3m，123=0.3+0.5+0.66=1.46m（ 8）进水渐宽部分长度 :B 2B12.4 2 0.94L11.43mtan 20tan 20（ 9）出水渐窄部分长度 :L31=1.43m（ 10）校核最小流量时的流速：最小流量即平均日流量Q 平均日则平均日 0.2007/1.204=0.17

8、0.15，符合要求（ 11）计算草图如下：进水出水图4平流式沉砂池计算草图第三节 沉淀池3.1采用中心进水辐流式沉淀池：图四沉淀池简图3.2 设计参数：3 d) ；沉淀时沉淀池个数 2；水力表面负荷 q1m3(m 2h)；出水堰负荷1.7L m(146.88m间 2h； h3为缓冲层高度，取0.5m； h5为挂泥板高度，取0.5m。污泥斗下半径 r 2=1m，上半径 r 1=2m；剩余污泥含水率P1=99.2%3.2.1设计计算：3.2.1.1池表面积A Q 1042 1042m2q1单池面积A单池A1042521m 2（取 530 m2 ）n23.2.1.3池直径D4 A单池4 53025.

9、98m （取 530m）3.14沉淀部分有效水深(h2)混合液在分离区泥水分离，该区存在絮凝和沉淀两个过程，分离区的沉淀过程会受进水的紊流影响，取 h23m3.2.1.5沉淀池部分有效容积VD 23.142621591.98m 3h24343.2.1.6沉淀池坡底落差（取池底坡度 0.05）h4 iD262 0.55mr10.0522沉淀池周边（有效）水深H 0h2h3h530.50.54.0m4.0m( D266.5 6,满足规定 )H 043.2.1.8污泥斗容积污泥斗高度 h 6(r1r2 )tg(2 1) tg6001.73mVh6r2r rr23.141.73( 222112)12.

10、7m312311 23池底可储存污泥的体积为：V2h4R2Rr123.140.8(13213 222)166.63m34r13共可储存污泥体积为：V1V212.7166.63 179.33m 3沉淀池总高度0.47+4+1.73=6.2m3.3进水系统计算单池设计流量521m3（ 0.145m 3）进水管设计流量：0.145 (1)=0.145 30.21841.11m / s管径 D 1=500， v12D13.3.2 进水竖井进水井径采用1.2m ，2个沿井壁均匀分布出水口尺寸 0.30 1.2m ，共 6出水口流速0.218v20.101m / s(0.15m / s)0.301.26紊

11、流筒计算图六进水竖井示意图筒中流速 v30.03 0.02m / s, (取 0.03m / s)Q进0.2182紊流筒直径紊 流 筒 过 流 面 积f7.27m30.034 f4 7.273mD33.143.4出水部分设计环形集水槽内流量q集 0.145 m 3环形集水槽设计采用单侧集水环形集水槽计算。槽宽b20.9(k q集 )0.41.40.1450.40.90.48m（其中 为安全系数采用）k1.2 1.5设槽中流速 0.5m设计环形槽内水深为0.4m ，集水槽总高度为0.4+0.4（超高） =0.8m，采用 90三角堰。3.4.3 出水溢流堰的设计（采用出水三角堰90）3.4.3.1

12、堰上水头（即三角口底部至上游水面的高度）H 1=0.04m3.4.3.2每个三角堰的流量q1q11.343H 12 .471.343 0.042.470.0004733m3 / s3.4.3.3 三角堰个数 n1n1Q单0.145306.4个 设计时取 307个q10.0004733三角堰中心距L( D 2b)）3.14 (36 2 0.48L13070.358mn1307图七溢流堰简图六、氧化沟1.设计参数拟用卡罗塞（）氧化沟，去除 5 与之外，还具备硝化和一定的脱氮除磷作用，使出水 3 低于排放标准。氧化沟按 2010 年设计分 2 座，按最大日平均时流量设计，每座氧化沟设计流量为4Q1

13、2.6 1010000m3115.8L。21.3总污泥龄： 20d36000.75 则 2700曝气池： 24.623 氧化，可利用氧2.623N 还原0.90.98其他参数： 0.650.071脱氮速率： 0.03123dK1=0.2312=1.3剩余碱度 100(保持 7.2):所需碱度 7.1 碱度 3 氧化；产生碱度3.0 碱度 3 还原硝化安全系数： 2.5脱硝温度修正系数： 1.082.设计计算（ 1）碱度平衡计算：1）设计的出水 BOD 5 为 20 ，则出水中溶解性 BOD 5 20-0.7201.42（ 1 0.23 5） =6.42）采用污泥龄 20d，则日产泥量为：aQS

14、r0.6 10000(1906.4)1 bt m1000 (10.05550.820)设其中有 12.4为氮，近似等于中用于合成部分为：0.124550.868.30即：中有 68.30 10006.83 用于合成。10000需用于氧化的3=34-6.83-2=25.17需用于还原的3=25.17-11=14.173）碱度平衡计算已知产生 0.1 碱度 /除去 1 5，且设进水中碱度为250，剩余碱度 =250-7.125.17+3.014.17+0.1（ 1906.4）=132.16计算所得剩余碱度以3 计，此值可使 7.2（2）硝化区容积计算：硝化速率为n 0.47e0.098 T15NO

15、2N10 0.05T 1.158K O 2O20.47e0.09805 151.1581.3=0.204 1故泥龄： tw114.9 d0.204n采用安全系数为2.5，故设计污泥龄为： 2.54.9=12.5d原假定污泥龄为20d，则硝化速率为：11n0.0520单位基质利用率：unb0.05 0.05a0.167 BOD 50.60.753600=2700所需的总量 = (1906.4)1000010994kg0.1671000硝化容积： Vn1099410004071.9 m32700水力停留时间： tn4071.9249.8 h10000（3）反硝化区容积：1

16、2时，反硝化速率为：qdnF)0.029T 200.03(M0.03 (190) 0.0291.08 12 2036001624=0.0173还原 3 的总量 14.1710000141.71000脱氮所需 141.78335.30.0198335.3脱氮所需池容： Vdn10003087.1 m32700水力停留时间： tdn2778.4247.4 h1000（4）氧化沟的总容积：总水力停留时间：tt ntdn9.87.417.2 h总容积：VVnVdn4071.93087.17159 m3（5）氧化沟的尺寸：氧化沟采用 4廊道式卡鲁塞尔氧化沟，取池深3.5m，宽 7m，则氧化沟总长 : 7

17、159292.2m。其中好氧段长度为4071.9166.2m ，缺氧段长度为3.573.573087.1。3.5126.0m77212166m弯道处长度 : 322则单个直道长 : 292.26656.55m(取 59m)4故氧化沟总池长 =59+7+14=80m，总池宽 =74=28m（未计池壁厚）。校核实际污泥负荷QSa10000190N s36000.014kgBOD / kgMLSS dXV7159（6）需氧量计算：采用如下经验公式计算 :O2 (kg / d )ASrBMLSS4.6N r2.6NO3其中：第一项为合成污泥需氧量， 第二项为活性污泥内源呼吸需氧量，第三项为硝化污泥需氧

18、量,第四项为反硝化污泥需氧量。经验系数： 0.50.1需要硝化的氧量：25.1710000 10-3251.70.5 10000(0.19-0.0064)+0.1 4071.9 2.7+4.6251.7-2.6 141.7取 30，查表得 =0.8,=0.9,氧的饱和度 Cs(30 ) =7.63 ， C s(20 ) =9.17采用表面机械曝气时， 20时脱氧清水的充氧量为：R0RCs(20 )Cs( T )C1.024 T20116.959.170.800.917.6321.024 3020217.08kg / h查手册，选用325 型倒伞型叶轮表面曝气机，直径3.5m,电机功率55,单台

19、每小时最大充氧能力为1252，每座氧化沟所需数量为n,则R0217.08取 2 台n1.74125125（7）回流污泥量：可由公式 RX求得。XX r式中： 3.6，回流污泥浓度 X r 取 10。则：3.60.56（50 100，实际取 60）R3.610考虑到回流至厌氧池的污泥为11%，则回流到氧化沟的污泥总量为 49。（8）剩余污泥量：Qw550.8240 0.25 10000 1334.4kg / d0.751000如由池底排除，二沉池排泥浓度为10g，则每个氧化沟产泥量为：1334.4133.44m3 / d10（9）氧化沟计算草草图如下：备用曝气机栏杆可暂不安装上走道板进水管接自提

20、升泵房及沉砂池走道板上钢梯出水管至流量计井及二沉池图5氧化沟计算草图七、二沉池该沉淀池采用中心进水，周边出水的幅流式沉淀池，采用刮泥机。1设计参数设计进水量： 10000 m3 （每组）表面负荷：范围为 1.0 1.5m3/ m2，取 1.0 m3 m2固体负荷： 140m2水力停留时间（沉淀时间） ：2.5 h堰负荷：取值范围为 1.52.9L，取 2.0 L/()2设计计算（1）沉淀池面积 :按表面负荷算： AQ10000417 m2qb1 24（2）沉淀池直径： D4 A4 4173.1423m 16m有效水深为1.02.5=2.5m4mD239.2 （介于 6 12）h12.5（3）贮

21、泥斗容积：为了防止磷在池中发生厌氧释放，故贮泥时间采用2h，二沉池污泥区所需存泥容积：2Tw (122(10.6)100003600R)QX24706m3VwX r360010000X则污泥区高度为Vw706h21.7mA417（4）二沉池总高度：取二沉池缓冲层高度h3=0.4m，超高为 h4=0.3m则池边总高度为1234=2.5+1.7+0.4+0.3=4.9m设池底度为 0.05，则池底坡度降为h5b d i23 2 0.05 0.53m22则池中心总深度为5 =4.9+0.53=5.43m（5）校核堰负荷：径深比D238.28h1h32.9D235.22h1h2h34.6堰负荷Q10000D138m3 /(d.m) 1.6L /( s.m) 2L /(s.m)3.14 23以上各项均符合要求（6）辐流式二沉池计算草