水质工程学下往届

1、20.3 城市污水预处理系统设计格栅设计计算调节池设计计算沉砂池设计计算初沉池设计计算3.1 格栅工艺设计3.1.1 设计规定 1. 设计参数及其规定： 水泵前格栅栅条间隙，应根据水泵要求确定。 污水处理系统前格栅栅条间隙，应符合： (a)人工清除2540mm； (b)机械清除1625mm； (c)最大间隙40mm。 污水处理厂亦可设置粗细两道格栅，粗格栅栅条间隙50150mm。 如水泵前格栅间隙不大于25mm，污水处理系统前可不再设置格栅。 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： (a)格栅间隙1625mm，0.100.05m

2、3103m3(栅渣污水) (b)格栅间隙3050mm，0.030.01 m3103m3(栅渣污水) 栅渣的含水率一般为80，容重约为960kgm3。 在大型污水处理厂或泵站前的大型格栅(每日栅渣量大于0.2m3)， 一般应采用 机械清渣。 机械格栅不宜少于2台，如为1台时，应设人工清除格栅备用。 过栅流速一般采用0.61.0ms。 俄罗斯规范为0.81.0ms， 日本指南为0.45 ms， 美国手册为0.61.2ms， 法国手册为0.61.0ms。 格栅前渠道内水流速度一般采用0.40.9ms。格栅倾角一般采用4575 日本指南为人工清除4560，机械清除70 左右； 美国手册为人工清除30

3、45 ，机械清除40 90 ； 国内一般采用60 70 。通过格栅水头损失一般采用0.080.15m。格栅间必须设置工作台，台面应高出栅前最高设计水位0.5m。 工作台上应有安全设施和冲洗设施。格栅间工作台两侧过道宽度不应小于0.7m。工作台正面过道宽度： (a)人工清除不应小于1.2m； (b)机械清除不应小于1.5m。 机械格栅的动力装置一般宜设在室内，或采取其他保护设备的措施。 设置格栅装置的构筑物，必须考虑设有良好的通风设施。 格栅间内应安设吊运设备，以进行格栅及其他设备的检修和栅渣的日常清除。 3.1.2 格栅计算 设计中选择二组格栅，N=2组，每组格栅单独设置，1.格栅的间隙数 n

4、格栅栅条间隙数（个）；Q设计流量（m3/s）；格栅倾角（）；N设计的格栅组数（组）；b格栅栅条间隙（m）；h格栅栅前水深（m）；v格栅过栅流速（m/s）。 2.格栅槽宽度B=S(n1)+bn式中 B格栅槽宽度（m）； S每根格栅条的宽度（m）。3.进水渠道渐宽部分的长度式中 L1进水渠道渐宽部分的长度（m）； B1进水明渠宽度（m）； a1渐宽处角度（），一般采用10-30；4.出水渠道渐窄部分的长度 5.通过格栅的水头损失 式中 h1水头损失（m）； 格栅条的阻力系数，查表=1.672.42； k格栅受污物堵塞时的水头损失增大系数， 一般采用k=3。 6.栅后明渠的总高度H=h+h1+h2式

5、中 H栅后明渠的总高度(m)； h2明渠超高（m），一般采用0.3-0.5m。7.格栅槽总长度 式中 L格栅槽总长度（m）； H1格栅明渠的深度（m）。 8.每日栅渣量 式中 W每日栅渣量（m3/d）； W1每日每103m3污水的栅渣量（m3/103m3污水），一般采用0.04-0.06m3/103m3污水。3.2 调节池设计3.2.1 一般要求1.一般为地下式，设盖板、通气管2.埋深不宜过大，有效水深23米3.调节池设搅拌装置，均和水质同时防止沉淀4.设多格便于维护5.设置溢流管6.一般采用穿孔管空气搅拌搅拌强度56m3/m2.h 23m3/m.h调节池容积的确定调节流量按照流入累计曲线计算

6、，见图5-11 用平行于平均日流量的直线，与进水质量曲线相切。要求计算的容量等于从切点至表示平均流量的直线的距离参阅一图511(a)。 1.实际进水曲线在平均流量线下方：2.实际进水曲线在平均流量线的上下方： 进水流量曲线与两条线有关，这两条线是与平均流量线平行并与进水流量曲线两端相切。要求的容量等于两条线之间的垂直距离参阅一图511(b) 。 调节池设计考虑因素 在实际运行中，调节池的容量大于理论确定的容量，这是出于对下列因素的考虑：1曝气和混合设备的连续操作不容许完全排空，虽然可设计成专门的结构；2容量应该适应预期的浓缩装置循环液返回到调节池所增加的体积(由于可能产生气味，在在池不加盖的情

7、况下不推荐这种实践方案)3应提出适应不可预见的昼夜流量变化的应急措施。 虽然不能给出确定值，视具体条件的不同，补充容量将在理论值的1020范围内变化。 调节池设计考虑因素4调节池的几何形状：避免短流、避免平推流5池子结构：混凝土、钢筋混凝土6混合空气用量：0.010.015m3/m3.min。 搅拌装置：0.0040.008kw/m3。7.调节池前设立沉砂装置， 8. 辅助装置：池内设清洗装置和浮渣清除装置，气味控制设施。原水格栅沉砂调节泵计量3.3 沉砂池工艺设计3.3.1 设计规定1. 沉砂池设计计算一般规定 城市污水处理厂一般均应设置沉砂池。 设计流量应按分期建设考虑： (a) 污水为自

8、流进入时，按每期的最大设计流量计算； (b) 污水为提升进入时，按每期工作水泵的最大组合流量计算； (c)在合流制处理系统中，应按降雨时的设计流量计算。 沉砂池个数或分格数不应少于2，并宜按并联系列设计。当污水量较小时，可考虑1格工作，1格备用。 城市污水的沉砂量可按30m3砂/106m3污水计算，其含水率为 60，容重为1500kgm3；砂斗容积应按不大于2d的沉砂量计算，斗壁与水平面的倾角不应小于55。 除砂一般宜采用机械方法，并设置贮砂池或晒砂场。采用人工排砂时，排砂管直径不应小于200mm。 当采用重力排砂时，沉砂池和贮砂池应尽量靠近，以缩短排砂管长度，并设排砂闸门于管的首端，使排砂管

9、畅通和易于养护管理。 沉砂池的超高不宜小于0.3m。2、曝气沉砂池设计参数 旋流速度应保持0.250.3ms； 水平流速为0.060.12ms； 最大流量时停留时间为13min； 有效水深为23m，宽深比一般采用12； 长宽比可达5，当池长比池宽大得多时，应考虑设置横向挡板； lm3污水的曝气量为0.2m3空气； 空气扩散装置设在池的一侧，距池底约0.60.9m， 送气管应设置调节气量的闸门； 池子的形状应尽可能不产生偏流或死角，在集砂槽附近可安装纵向挡板； 池子的进口和出口布置应防止发生短路，进水方向应与池中旋流方向一致，出水方向应与进水方向垂直，并宜考虑设置挡板； 池内应考虑设消泡装置。

10、3.3.2.曝气沉砂池计算 1.沉砂池有效容积 式中 V沉砂池有效容积（m3）; Q设计流量（m3/s）； t停留时间（min），一般采用1-3min。 2.水流过水断面式中 A水流过水断面（m2）； v1水平流速（m/s），一般采用0.06-0.12min。 设计中取水平流速v1=0.1m/s3.沉砂池宽度 式中 B沉砂池宽度（m）； h2沉砂池有效水深（m），一般采用2-3m。4.沉砂池长度式中 L沉砂池长度（m）；5 .每小时所需空气量式中 q每小时所需的空气量（m3/h）； d每m3污水所需空气量（m3/m3污水），一般采 用0.1-0.2m3/m3污水。 6.沉砂室所需容积式中 平均

11、流量（m3/s）； X城市污水沉砂量（m3/106m3污水），一般采用 30m3/106m3污水； T清除沉砂的间隔时间（d），一般取1-2d。 7.每个沉砂斗容积 式中 V0每个沉砂斗容积（m3）； n沉砂斗数量（个）。8.沉砂斗上口宽度 式中 a沉砂斗上口宽度（m）； h3沉砂斗高度（m）； 沉砂斗壁与水平面的倾向（），一般采 用圆形沉砂池=55，矩形沉砂池=60。 沉砂斗底宽度（m），一般采用0.4-0.5m。 9.沉砂斗有效容积 式中 沉砂斗有效容积（m3）；10.进水渠道 格栅的出水通过管道送入沉砂池的进水渠道，然后向两侧配水进入沉砂池，进水渠道的水流流速： 式中 v1进水渠道水流流

12、速（m/s）； B1进水渠道宽度（m）； H1进水渠道水深（m）。 3.3.3.其它沉砂池1平流式沉砂池（1）特点：工作稳定、构造简单。（2）设计参数 设计流量：按照最大流量Qmax设计（污水自流时） 按照水泵组合量设计（水泵抽水时） 降雨时设计流量（合流制） 水平流速保证 无机颗粒下沉而有机 颗粒不沉停留时间 3060s 有效水深 0.251.0m（3）适用范围：合流制排水、后续A-A-O工艺。2.多尔沉砂池（1）特点多尔沉砂池对平流沉砂池的发展，重力沉砂洗砂（2）计算面积、水深、洗砂机宽度钟式沉砂池对曝气沉砂池的发展，机械搅拌产生离心力3.钟式沉砂池（1）特点（2）选型计算旋流（涡流）沉砂池依靠水流产生离心力进行砂水分离（3）设计参数： 表面负荷：200m3/m2.h 进水渠道直段长度为渠宽的7倍， 进水渠道长度不小于4.5m 进水渠道流速正常流量0.6-0.9m/s，最小流量大于0.15m/s，最大流量小于1.2m/s 进水出水渠道夹角大于