污水处理毕业设计-预处理计算

1、1.预处理构筑物计算1.1速闭闸门为了在遇到暴雨等恶劣天气时，或在处理水量突然增大时，能够对污水厂的构筑物起到一定的保护作用，特在中格栅前的格栅井内设置速闭闸板。经过比较，特选用江苏大禹环保工程有限公司生产的ZSZ型平面钢闸门作为速闭闸门。并配置其公司生产的Q系列启闭机对闸门进行控制。格栅井及速闭闸门的具体尺寸及规格，根据中格栅的相关情况确定。速闭闸门安装及预埋件图（悬挂式）如图1.1。图1.1 速闭闸门示意图1.2中格栅 设计流量按近期最大流量Qmax近=0.201m3/s计算，设2座中格栅，单座满足近期最大流量，近期交替使用，远期同时使用。 设计参数1)过栅流速v=0.8m/s，栅前水深h

2、=0.5m；2)栅条间隙b=20mm=0.02m， 0.08m3栅渣/103m3污水；3)格栅倾角=60；4)栅条断面形状选锐边矩形，栅条宽度S=0.01m。 设计计算1) 栅槽间隙数：n=Qmaxsinbhv 式中： n栅条间隙数，个； Qmax设计流量，m3/s； 格栅倾角， ； b栅条间隙，m； h栅前水深，m； v过栅流速，m/s；n=Qmaxsinbhv=0.201sin600.020.50.8=23个校核过栅流速： V过=Qmaxsinnbh=0.201sin60230.020.5=0.81m/s满足过栅流速0.61m/s的要求。2) 栅槽宽度：B=Sn-1+bn 式中： B栅槽宽

3、度，m； S栅条宽度，m；B=Sn-1+bn=0.0123-1+0.0223=0.68 m3) 进水渠道渐宽部分的长度：l1=B-B12tg1式中： 1进水渠道渐宽部分的展开角度；B1进水渠宽。设进水渠道宽B1=0.5m，其渐宽部分展开角度1=20。则进水渠道内的流速为：V前=QmaxB1h=0.2010.50.5=0.804m/s满足0.40.9m/s的要求，参数取值合理。l1=B-B12tg1=0.68-0.52tg20=0.247m4) 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度：l2=l12=0.2472=0.124m5) 通过格栅的水头损失：根据给排水设计手册05城镇排水，通过格栅的水头损失

4、一般采用0.080.15m，本设计取为h1=0.15m。6) 栅后槽总高度：H=h+h1+h2式中： H 栅后槽总高度，m； h2 栅前渠道超高，m，取0.3m。H=h+h1+h2=0.5+0.15+0.3=0.95 m7) 栅槽总长度：L=l1+l2+1.0+0.5+H1tg 式中： L栅槽总长度 ，m； l1进水渠道渐宽部分的长度，m；l2栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度，m； H1栅前渠道深，m，H1=h+h2。 L=0.247+0.124+1.0+0.5+0.5+0.3tg60=2.33m 8) 每日栅渣量：W=QmaxW186400Kz1000 式中： W每日栅渣量，m3/d； W

5、1栅渣量 ，m3/103m3污水； Kz生活污水总流量变化系数；W=0.2010.08864001.581000=0.93m3/d0.2m3/d宜采用机械清渣。9) 格栅机选型根据设计计算结果，选用江苏龙洲环保工程有限公司生产的HGC型回转式格栅除污机。 中格栅选型 表1.1产品名称型号设备宽（mm）沟宽（mm）设备总宽（mm）设备总高（mm）有效栅隙（mm）过水流量（t/d）HGC型回转式格栅HGC7007007801050328514350201.42.8续表1.1导流槽长度（mm）沟深（mm）栅前水深（m）过栅流速（m/s）介质最高温度（）筛网运动速度（m/min）电机功率（kw）安装角

6、度240085001535120001.01.518020.551.160 o 80o中格栅示意图图1.2 中格栅示意图10) 螺旋输送机选型根据计算每日栅渣量结果，选用江苏泽宇环境工程有限公司生产的LS型螺旋输送机。螺旋输送机选型表1.2产品名称型号安装角度输送量（m3/h）输送长度（m）转速（r/min）LS型螺旋输送机LS-26030o1.35102011) 螺旋输送机示意图图1.3 螺旋输送机示意图1.3集水池及进水泵房(暂时不确定)设计将集水池与污水泵房合建。进水泵房将低液面的集水池中的污水提升到高液面的细格栅处，液面高程计算结果详见高程计算表？。集水池的水面标高为？m，水头损失可取

7、0.150.25m（自取？），细格栅的栅前水面标高为？m（根据出水口反算），进水泵房损失取为1.52.0m，进水泵房至细格栅处的管道沿程损失为 ? m（可计算），安全水头取为1m，考虑到泵常年运行而造成的磨损，取保护系数1.11.2，则污水所需的抬升高度为：（水位差+水头损失）1.1=？（m）347.53-336.02+0.2+1.5+0.36+1=14.6（m）考虑到泵常年运行而造成的磨损，取保护系数1.2，则泵的扬程为：14.61.2=17.52（m）取为18m。参考水工业工程设计手册：水工业工程设备，泵的设计流量采用最高日最高时流量Qm=374.306L/s=1347m3/h，拟选用3台

8、泵并联运行，并设置一台备用泵，则每台泵的流量为13473=449（m3/h）。经过比较，最终选用上海三联泵业有限公司生产的QW系列潜水排污泵。根据以上算得的流量和扬程，最终选用型号为250QW600-20-55的污水泵。不同流量泵房运行工况分析：当进水流量为最高日平均时流量或平均日平均时流量、最小流量等，是否满足要求。当进水流量为最高日平均时流量或平均日平均时流量时，可只启用两台泵进行工作。而当进水流量为最小流量时，可只运行一台泵。则流量为最高日平均时流量时，每台泵的工作流量为10002=500m3/h，满足要求。流量为平均日平均时流量时，每台泵的工作流量为833.332=416.67m3/h

9、，亦满足要求。流量为最小流量433.33 m3/h时，所选型号泵仍能满足要求。根据室外排水规范设计规范（GB50014-2006）的有关规定，污水泵站集水池的容积，不应小于最大一台水泵5min的出水量。取集水池的容积满足一台泵20min的出水量，计算集水池的容积为：集水池的尺寸应满足水泵的布置要求，设计集水池的长和宽。计算集水池的有效水深为：泵房高出地面部分设为3.5m，计算集水池的总高、底部标高、顶部标高集水池的尺寸为LBH=12000mm4000mm14980mm。当进水流量为平均日平均时流量时，集水池的水面标高为最低。计算最低水位时的有效水深、集水池的最低水位。根据设计集水池最低水位标高

10、校核泵的扬程是否满足要求。该型号泵的各项性能参数如表。图2.2 QW型污水泵结构示意图250QW600-20-55型污水泵性能参数表表2.3口径（mm）流量（m3/h）扬程（m）转速（r/min）功率（kW）25060020148055续表2.3效率（%）重量（kg）水泵电器控制柜自动耦合器扬程使用范围（m）731300JJ1-55GAK-2501225图2.3 QW型污水泵各部分安装尺寸示意图根据给水排水设计手册（第三册城市给水）P453页的相关内容，出水管路的流速可根据下表确定。污水泵出水管管径与流速的关系表2.4管径（mm）D250250D10001000D1600D1600出水管内流速

11、（m/s）1.52.02.02.52.02.52.03.0污水泵的出水管采用钢管的管材，由上表确定出水管的管径如下。污水泵进出水管管径 表2.5管段流量（L/s）管径（mm）流速（m/s）出水管138.92752.31进水泵房的具体布置详见单体图。根据室外排水规范设计规范（GB50014-2006）的有关规定，污水泵站集水池的容积，不应小于最大一台水泵5min的出水量。取集水池的容积满足一台泵20min的出水量，则集水池的容积为： 集水池的尺寸应满足水泵的布置要求，取集水池的长边为12m，短边取4m。则集水池的有效水深为：（m）集水池的水面标高为336.02m，泵房高出地面部分定为3.5m，则

12、集水池的总高为：H=344.00-336.02+3.5+3.5=14.98（m）集水池的底部标高为：336.02-3.5=332.52（m）。顶部标高为：332.52+14.98=347.5（m）。集水池的尺寸为LBH=12000mm4000mm14980mm。当进水流量为平均日平均时流量时，集水池的水面标高为最低。则最低水位时的有效水深为：（m）则集水池的最低水位为：336.02-(3.5-2.9)=335.42（m）校核泵的扬程：17.52+(3.5-2.9)=18.12(m)0.2m3/d宜采用机械清渣。4）螺旋输送机选型根据计算每日栅渣量结果，选用江苏泽宇环境工程有限公司生产的LS型螺

13、旋输送机。螺旋输送机选型 表3.7产品名称型号安装角度输送量（m3/h）输送长度（m）转速（r/min）LS型螺旋输送机LS-26030o1.3510205）螺旋输送机示意图图3.6 螺旋输送机示意图2.3.5沉砂池 设计流量旋流式沉砂池采用最高日最高时流量Qm=3.234104m3/d=1347.5m3/h进行相关计算。考虑到沉砂池的灵活配置运行，共设置四台旋流沉砂池。每台沉砂池的设计流量为1347.54=337m3/h。 沉砂池选型根据设计流量，采用XLCS型旋流沉砂池（钟式），吸砂方式为气提式。该种沉砂池占地面积小；沉砂效果受水量变化影响很小；砂水分离效果好，分离出的砂子含水率低，有机物

14、含量少，便于运输；系统采用PLC自动控制洗砂，对周围环境影响很小，卫生条件好。配套空气提砂机和三叶罗茨鼓风机。XLCS型旋流沉砂池外形尺寸示意见图2.4，技术参数及外形尺寸见表2.8。通过收集各生产厂家的样本资料，并综合考虑污水厂的具体情况，最终选择南京维克环保科技有限公司生产的XLCS型旋流沉砂池除污机。XLCS型气提式旋流沉砂池示意图如下：图2.4 XLCS型泵提式旋流沉砂池示意图根据流量选择XLCS-360型的沉砂池。该型号沉砂池的各项技术参数为：XLCS-360型旋流式沉砂池各项技术参数表2.8流量（m3/h）A（m）B（m）C（m）D（m）E（m）F（m）G（m）H（m）J（m）K（

15、m）3602.1310.380.760.31.40.30.30.90.8沉砂池的总高H=F+J=1.4+0.9=2.3（m）沉砂池尺寸为DH=760mm300mm。污水厂共设有四座旋流式沉砂池。根据污水厂的常规流量变化，当进水流量在最高日平均时流量左右变化时，同时运行四座沉砂池，当进水流量在最高日平均时流量和平均日平均时流量之间变化时，运行三座沉砂池。当进水流量低于平均日平均时流量时，可只运行两座沉砂池。各沉砂池之间可以灵活配对进行运行。1） 旋流沉砂器选型旋流沉砂器选型 表3.9产品名称型号处理量（m3/h）叶轮转速（r/min）功率（Kw）排砂量（L/s）鼓风机风量（m3/min）气压（K

16、Pa）功率（Kw）XLC型旋流沉砂器XLC36036012201.19.51.7934.32.2注：1、水力表面负荷：200m3/m2h； 2、水力停留时间：20-30s；3、进水流速：Q=（4080%）Qmax时，V=0.60.9m/s；Q=Qmin时，V 0.15m/s；Q=Qmax时，V1.2m/s；4、进出水渠道夹角不小于270。2） 旋流沉砂池安装图图3.7 旋流沉砂池示意图3）三叶罗茨鼓风机旋流沉砂池配套的鼓风机为三叶罗茨鼓风机，根据旋流沉砂池设计参数，选用章丘万豪机械有限公司生产的RT型罗茨鼓风机，风机参数见表3.11。罗茨鼓风机选型表3.11产品名称型号流量（m3/min）风压

17、（kPa）转速（rpm）电机功率（kw）RT型罗茨鼓风机RT0501.7934.314314.01.6计量堰采用巴式计量堰。 设计流量设计流量采用远期最大流量计算：Qmax远=320L/s=0.374m3/s。 计量槽尺寸根据设计流量，查给排水设计手册05城镇排水巴氏计量槽各部尺寸表，计量堰各部尺寸见表3.12。图3.8 巴氏计量槽各部尺寸（m）巴氏计量槽各部尺寸 表3.12测量范围（m3/s）W（m）B（m）A（m）2/3A（m）C（m）D（m）0.0300.4000.251.3251.3520.9010.550.78 计量堰其它尺寸根据计量槽尺寸要求，水槽的喉道宽度W为0.25m。计量槽应

18、设在渠道的直线段上，根据规定：直线段的长度不应小于渠宽的810倍，本设计取10；上游直线段不小于渠宽的23倍，本设计取4；下游直线段不小于渠宽的45倍，本设计取6。则直线段的长度：L=0.2510=2.5m上游直线段长度：L1=0.254=1.0m下游直线段长度：L2=0.256=1.5m根据设计手册，当喉宽W=0.25m时，通过计量槽的流量为：Q=0.562H11.514 m3/s 则上游水深：H1=1.514Q0.562=1.5140.3740.562=0.764m，取0.78m设计计量槽为自由流，当喉宽W=0.25m时，有H2/H10.64。取上游水深H1=0.70m，则下游水深：H2=H10.60=0.780.60=0.47m。 校核流量上游水深H1=0.70m，则流量：Q=0.562H11.514=0.5620.781.514=0.386m3/s0.374m3/s满足最大流量工作条件。1.7.1远期配水井 设计参数1）设计流量：采用远期最大流量Qmax远=374L/s=0.374m3/s计算；2）污水停留时间：T=20s；3）有效水深：h=3m。 设计计算1）停留水量体积：Q=Qmax远T=0.37420=7.48m32）配水井内圈内圈断面积：S=