污水处理设计计算

1、 .wd. .wd. .wd.第三章 污水处理厂工艺设计及计算第一节 格栅。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0.61.0m/s，槽内流速0.5m/s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25.00mm。1.2 设计流量：a.日平均流量Qd=45000m3/d1875m3/h=0.52m3/s=520L/sKz取1.4b. 最大日流量Qmax=KzQd=1.41875m3/h

2、=2625m3/h=0.73m3/s1.3 设计参数：栅条净间隙为b=25.0mm 栅前流速1=0.7m/s过栅流速0.6m/s 栅前局部长度：0.5m格栅倾角=60 单位栅渣量：1=0.05m3栅渣/103m3污水1.4 设计计算：1.4.1 确定栅前水深根据最优水力断面公式计算得：所以栅前槽宽约0.66m。栅前水深h0.33m1.4.2 格栅计算说明： Qmax最大设计流量，m3/s； 格栅倾角，度；h栅前水深，m； 污水的过栅流速，m/s。栅条间隙数n为=栅槽有效宽度设计采用10圆钢为栅条，即S=0.01m。=1.04(m)通过格栅的水头损失h2h0计算水头损失； g重力加速度；K格栅受

3、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，所以：栅后槽总高度HH=h+h1+h2=0.33+0.3+0.025=0.655(m) h1栅前渠超高，一般取0.3m栅槽总长度L0.3+0.330.63L1进水渠长，m； L2栅槽与出水渠连接处渐窄局部长度，m；B1进水渠宽，； 1进水渐宽局部的展开角，一般取20。图一 格栅简图1.4.3栅渣量计算对于栅条间距b=25.0mm的中格栅，对于城市污水，每单位体积污水烂截污物为W1=0.05m3/103m3，每日栅渣量为=0.4m3/d拦截污物量大于0.3m3/d，宜采用机械清渣。二、沉砂池采用平

4、流式沉砂池设计参数设计流量：Q=301L/s按2010年算，设计1组，分为2格设计流速：v=0.25m/s水力停留时间：t=30s设计计算1沉砂池长度：L=vt=0.2530=7.5m2水流断面积：A=Q/v=0.301/0.25=1.204m23池总宽度：设计n=2格，每格宽取b=1.2m0.6m，池总宽B=2b=2.4m4有效水深：h2=A/B=1.204/2.4=0.5m 介于0.251m之间5贮泥区所需容积：设计T=2d，即考虑排泥间隔天数为2天，那么每个沉砂斗容积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1.56沉砂斗

5、各局部尺寸及容积：设计斗底宽a1=0.5m，斗壁与水平面的倾角为60，斗高hd=0.5m，那么沉砂斗上口宽：沉砂斗容积： 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 那么沉泥区高度为h3=hd+0.06L2 =0.5+0.062.65=0.659m 池总高度H ：设超高h1=0.3m，H=h1+h2+h3=0.3+0.5+0.66=1.46m8进水渐宽局部长度:9出水渐窄局部长度:L3=L1=1.43m10校核最小流量时的流速：最小流量即平均日流量Q平均日=Q/K=301/1.5=200.7L/s那么vmin=Q平均日/A=0.200

6、7/1.204=0.170.15m/s，符合要求11计算草图如下：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：沉淀池个数n=2；水力外表负荷q=1m3/(m2h)；出水堰负荷1.7L/sm(146.88m3/md)；沉淀时间T=2h；污泥斗下半径r2=1m，上半径r1=2m；剩余污泥含水率P1=99.2%3.2.1 设计计算：3.2.1.1 池外表积3.2.1.2 单池面积 取5303.2.1.3 池直径 取530m3.2.1.4 沉淀局部有效水深(h2)混合液在别离区泥水别离，该区存在絮凝和沉淀两个过程，别离区的沉淀过程会受进水的紊流影响，取3.2.1.

7、5 沉淀池局部有效容积3.2.1.6 沉淀池坡底落差 取池底坡度i=0.053.2.1.7 沉淀池周边有效水深3.2.1.8 污泥斗容积池底可储存污泥的体积为：3.2.1.9 沉淀池总高度H=0.47+4+1.73=6.2m3.3 进水系统计算3.3.1 单池设计流量521m3/h0.145m3/s进水管设计流量：0.145(1+R)=0.1451.5=0.218m3/s管径D1=500mm，3.3.2 进水竖井进水井径采用1.2m，出水口尺寸0.301.2m2，共6个沿井壁均匀分布出水口流速3.3.3 紊流筒计算 图六 进水竖井示意图筒中流速 紊流筒过流面积 紊流筒直径 3.4 出水局部设计

8、3.4.1 环形集水槽内流量=0.145 m3/s3.4.2 环形集水槽设计采用单侧集水环形集水槽计算。设槽中流速v=0.5m/s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903.4.3.1 堰上水头即三角口底部至上游水面的高度 H1=0.04m3.4.3.2每个三角堰的流量q13.4.3.3三角堰个数n13.4.3.4三角堰中心距图七 溢流堰简图六、氧化沟1.设计参数拟用卡罗塞Carrousel氧化沟，去除BOD5与COD之外，还具备硝化和一定的脱氮除磷作用，使出水NH3-N低于排放标准。氧化沟按2010

9、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Q1=10000m3/d=115.8L/s。总污泥龄：20dMLSS=3600mg/L,MLVSS/MLSS=0.75 那么MLSS=2700曝气池：DO2mg/LNOD=4.6mgO2/mgNH3-N氧化，可利用氧2.6mgO2/NO3N复原0.9 0.98其他参数：a=0.6kgVSS/kgBOD5 b=0.07d-1脱氮速率：qdn=0.0312kgNO3-N/kgMLVSSdK1=0.23d-1 Ko2=1.3mg/L剩余碱度100mg/L(保持PH7.2):所需碱度7.1mg碱度/mgNH3-N氧化；产生碱度3.0mg碱度/m

10、gNO3-N复原硝化安全系数：2.5脱硝温度修正系数：1.082.设计计算1碱度平衡计算：1设计的出水为20 mg/L，那么出水中溶解性20-0.7201.421e-0.235=6.4 mg/L2采用污泥龄20d，那么日产泥量为： kg/d 设其中有12.4为氮，近似等于TKN中用于合成局部为： 0.124550.8=68.30 kg/d 即：TKN中有mg/L用于合成。 需用于氧化的NH3-N =34-6.83-2=25.17 mg/L 需用于复原的NO3-N =25.17-11=14.17 mg/L 3碱度平衡计算 产生0.1mg/L碱度/除去1mg BOD5，且设进水中碱度为250mg/

11、L，剩余碱度=250-7.125.17+3.014.17+0.11906.4=132.16 mg/L 计算所得剩余碱度以CaCO3计，此值可使PH7.2 mg/L2硝化区容积计算： 硝化速率为 =0.204 d-1故泥龄：d 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，那么硝化速率为：d-1 单位基质利用率： kg/kgMLVSS.d MLVSS=fMLSS=0.753600=2700 mg/L 所需的MLVSS总量= 硝化容积：m3 水力停留时间：h3反硝化区容积： 12时，反硝化速率为： =0.017kgNO3-N/kgMLVSS.d复原NO3-N

12、的总量=kg/d 脱氮所需MLVSS=kg 脱氮所需池容： m3 水力停留时间：h 4氧化沟的总容积： 总水力停留时间：h 总容积：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，那么氧化沟总长:。其中好氧段长度为，缺氧段长度为。弯道处长度:那么单个直道长: (取59m) 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 6需氧量计算： 采用如下经历公式计算: 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量,第四项为反硝化污泥需氧量。 经历系数：A=0.5 B=0.1 需要硝化的氧

13、量：Nr=25.171000010-3=251.7kg/dR=0.510000(0.19-0.0064)+0.14071.92.7+4.6251.7-2.6141.7=2806.81kg/d=116.95kg/h取T=30，查表得=0.8,=0.9,氧的饱和度=7.63 mg/L，=9.17 mg/L 采用外表机械曝气时，20时脱氧清水的充氧量为：查手册，选用DY325型倒伞型叶轮外表曝气机，直径3.5m,电机功率N=55kW,单台每小时最大充氧能力为125kgO2/h，每座氧化沟所需数量为n,那么 取n=2台7回流污泥量： 可由公式求得。式中：X=MLSS=3.6g/L，回流污泥浓度取10g

14、/L。那么：50100，实际取60考虑到回流至厌氧池的污泥为11%，那么回流到氧化沟的污泥总量为49%Q。 8剩余污泥量： 如由池底排除，二沉池排泥浓度为10g/L，那么每个氧化沟产泥量为：9氧化沟计算草草图如下：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：Q=10000 m3/d 每组 外表负荷：qb范围为1.01.5 m3/ m2.h ，取q=1.0 m3/ m2.h 固体负荷：qs =140 kg/ m2.d 水力停留时间沉淀时间：T=2.5 h 堰负荷：取值范围为1.52.9L/s.m，取2.0 L/(s.m)2设计计算1沉淀池面积:按外

15、表负荷算：m22沉淀池直径： 有效水深为 h=qbT=1.02.5=2.5m4m介于6123贮泥斗容积： 为了防止磷在池中发生厌氧释放，故贮泥时间采用Tw=2h，二沉池污泥区所需存泥容积： 那么污泥区高度为 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那么池边总高度为h=h1+h2+h3+h4=2.5+1.7+0.4+0.3=4.9m设池底度为i=0.05，那么池底坡度降为 那么池中心总深度为H=h+h5=4.9+0.53=5.43m 5校核堰负荷： 径深比 堰负荷以上各项均符合要求6辐流式二沉池计算草图如下：八、接触消毒池与加氯间 采用隔板式接触反响池 1设计参数

16、 设计流量：Q=20000m3/d=231.5 L/s设一座水力停留时间：T=0.5h=30min设计投氯量为：4.0mg/L平均水深：h=2.0m 隔板间隔：b=3.5m 2设计计算1接触池容积：V=QT=231.510-33060=417 m3外表积m2 隔板数采用2个，那么廊道总宽为B2+13.510.5m 取11m 接触池长度L= 取20m 长宽比 实际消毒池容积为V=BLh=11202=440m3池深取20.32.3m (0.3m为超高)经校核均满足有效停留时间的要求2加氯量计算： 设计最大加氯量为max=4.0mg/L,每日投氯量为maxQ=42000010-3=80kg/d=3.33kg/h 选用贮