水质工程学-污水厂设计

②孔径采用D=50mm，每座池流入槽内的孔数：孔距：导流絮凝区的平均流速为：核算，在10～30之间，合格。曝气池设计计算采用推流式曝气池，分为两组。每组曝气池的最大设计流量：污水处理程度的计算及曝气池的运行方式污水处理程度的计算原污水的值BOD5（S0）为150mg/L，经初次沉淀池处理，按降低25%考虑，则进入曝气池的污水，其值BOD5（Sa）为：计算去除率，对此，首先按式计算处理水中非溶解性BOD5值，即：式中：Ce—处理水中悬浮固体浓度，取值为20mg/L；b—微生物自身氧化率，一般介于0.05～0.1之间，取值0.06；Xa—活性微生物在处理水中所占比例，取值0.4。代入各值，得：处理水中溶解性值BOD5为：20-3.4=16.6mg/L去除率：曝气池的运行方式在本设计中应考虑曝气池运行方式的灵活性和多样性。即：以传统活性污泥法系统作为基础，又可按阶段曝气系统和再生-曝气系统运行。曝气池的计算与各部位尺寸的确定BOD-污泥负荷率的确定拟定采用的BOD-污泥负荷率为0.3kgBOD5/(kgMLSSSd)。但为稳妥计，需加以校核，校核公式为：则≈0.3其中：K2取值为0.0200，，，计算结果确证，取0.3值是适宜的。确定混合液污泥浓度（X）根据已确定的值，查图4—7得相应的SVI值为100～120，取120。混合液污泥浓度值：（其中r=1.2，R=50%）确定曝气池各部位尺寸曝气池容积；取9280m3设2座曝气池，每座容积为池深取4m，则每座曝气池的面积为池宽取4.5m，B:H=1.13，介于1～1.5之间，符合要求。每座池总廊道池长：长宽比为：，符合要求。设五廊道式曝气池，每条廊道长：取超高为0.5m，则池总高为：4+0.5=4.5m在曝气池面对初次沉淀池和二次沉淀池的一侧，各设横向配水渠道，并在池中部设纵向中间配水渠道相连。在两侧横向配水渠道上设进水口，每组曝气池共有5个进水口。示意图如下：曝气池平面图回流污泥从廊道I的前侧进入，而污水分别从两侧配水渠道的5个进水口均量地进入。在每对初次沉淀池的一侧（前侧），在每组曝气池的一端，廊道I进水口处设回流污泥井，井内设污泥空气提升器，回流污泥由污泥泵站送人井内，由此通过空气提升器回流曝气池。曝气系统的计算与设计本设计采用鼓风曝气系统。平均时需氧量的计算按式计算，查表，，，代入各值得：最大时需氧量计算每日去除的值：去除每kgBOD的需氧量：最大时需氧量与平均时需氧量之比：供气量的计算采用网状膜型中微孔空气扩散器，敷设于距池底0.2m处，淹没水深3.8m，计算温度为。查附录1得，水中溶解氧饱和度：；空气扩散器出口处的绝对压力（）按式代入各值得：空气离开曝气池面时，氧的百分比，按式计算——空气扩散器的氧转移效率，对网状膜型中微孔空气扩散器，取值12%。曝气池混合液中平均氧饱和度（按最不利的温度条件考虑）按式计算，最不利温度条件，按30℃考虑，代入各值，得：换算在20℃条件下，脱氧清水的充氧量，按式取值：，，，，代入各值得：相应的最大时需氧量为：曝气池平均供气量，按式计算，代入各值，得：曝气池最大时供气量：去除每的供气量：每污水的供气量：本系统的空气总用量：除采用鼓风曝气外，本系统还采用空气在回流污泥井提升污泥，空气量按回流污泥量的8倍考虑，污泥回流比R取值50%提升回流污泥所需空气量为：总需氧量：空气管系统计算按上图曝气池平面图，布置空气管道，在相邻的两个廊道的隔墙上设一根干管，2个曝气池共5根干管。在每根干管上设10对配气竖管，共20条配气竖管。全曝气池共设100条竖管。每根竖管的供气量为：曝气池平面面积为：每个空气扩散器的服务面积按0.5m3计则所需空气扩散器的总数为：个。为安全计，本设计采用5000个空气扩散器，每个竖管上安设的空气扩散器的数目为：个,取50个每个空气扩散器的配气量为：将已布置的空气管路及布设的空气扩散器绘制成空气管路计算图，示意图如下：空气管路计算图（1）空气管路计算图（2）选择一条从鼓风机房开始的最远最长的管路作为计算管路。在空气流量变化处设计算节点，统一编号后列表进行空气管路计算。空气干管和支管以及配气竖管的管径，根据通过的空气量和相应的流速按附录2加以确定。计算表格如下表：经计算可得：空气管道系统的总压力损失：∑（h1+h2）=197.50×9.8＝1.936kPa；空气网状膜压力损失为5.88kPa，总压力损失：5.88＋1.936＝7.8kPa，为安全计，取8.0kPa。空压机的选定：空气扩散装置安装在距曝气池池底0.2m处，因此，空压机所需压力为：P=（4-0.2+1）×9.8=47.04kPa空压机供气量：最大时：平均时：根据所需压力和空气量，决定采用离心式鼓风机，LG80四台，三用一备Q=80m3/min，分压5000×9.8kpa；LG60两台，一用一备Q=60m3/min，分压5000×9.8kpa。二次沉淀池设计计算采用两座普通辐流式沉淀池，周边进水，周边出水。即流出槽的位置设在池半径R处。每组曝气池的最大设计流量：表面负荷，每组沉淀池表面积池径，取D为38m。取沉淀时间t=2.0h，澄清区高度：沉淀区有效容积混合液浓度、回流污泥浓度计算由于，，查书本P81表4-25得，混合液污泥浓度为：3000mg/L，污泥回流比为0.5则回流污泥浓度为：污泥区高度：式中——污泥区高度（m）T——污泥区停留时间，取2（h）R——污泥回流比（%）X——混合液污泥浓度（mg/l）Xr——二沉池排泥浓度（mg/l）池边水深：污泥斗高度：，设计中取D1=5m，D2=4m，=60℃式中D1——污泥斗上口直径（m）D2——污泥斗下口直径（m）——污泥斗斜壁与水平面的倾角则：沉淀池底部圆锥体高度：，设计中取D1=5m，i=0.05式中——沉淀池底部圆锥体高度（m）D——沉淀池直径（m）D1——沉淀池污泥斗上口直径（m）i——沉淀池池底坡度沉淀池总高式中H——沉淀池总高（m）——二沉池超高，取0.3（m）——池边水深（m）——沉淀池缓冲层高度，取0.5（m）——沉淀池底部圆锥体高度（m）——污泥斗高（m）池周边高度为：校核径深比二沉池有效水深为4.79m，直径为38m。径深比满足规范。进水槽的设计采用环形平底槽，等距设布水孔，孔径为50mm，并加100mm长短管。设进水槽宽度B=0.8m，水深0.6m，设计流量应加入回流污泥量即1.36×60000+1.36×60000×0.5=122400m3/d槽中流速取取导流絮凝区停留时间为600s，，水温20℃，则孔径采用D=50mm每座池流入槽内的孔数：孔距：导流絮凝区的平均流速为：核算：，在10～30之间，满足要求。出水部分设计环形集水槽的设计采用周边集水槽，双侧集水，每池只有一个出口。集水槽宽度b式中k——安全系数，取1.4——集水槽流量（m/s）集水槽起点水深为：=0.75b=0.75×0.76=0.57m集水槽终点水深为：=1.25b=1.25×0.76=0.95m出水堰设计采用90°三角堰，单个三角堰流量q1式中H1——堰上水头（m），设计中取50mm三角堰的个数外侧出水堰中心距l1=内侧出水堰中心距l2=式中l1——外侧三角堰中心距（m）l2——内侧三角堰中心距（m）L1——外侧三角堰周长（m）L2——内侧三角堰周长（m）n1——外侧三角堰个数（个）n2——内侧三角堰个数（个）D3——外侧三角堰圆周直径（m）D4——内侧三角堰圆周直径（m）设计中取D1=36m，D2=35.5m，n1=502个，n2=502个==校核堰口负荷：式中——二沉池堰口负荷（L/s.m）Q——单座二沉池设计流量（m3/s）D1——出水渠平均直径（m）本设计取D1=35m满足规范要求。校核固体负荷：满足要求。消毒池经二次沉淀池后出水流经消毒池与氯接触达到消毒效果。采用两座隔板接触消毒池。每组消毒池的最大设计流量：接触池污水停留时间：t=30min则每个接触池容积：设水深h=2m，池宽为2.5m,则池长，将池长分为5道廊道，即：，则池宽B=2.5×5=12.5m取超高0.3m，总高H=2+0.3=2.3m。每个池的规格：L×B×H=34m×12.5m×2.3m二级处理水排放，要求投氯量为10mg/L所需总氯气量：Q=60000×1.36×10×10-3=816kg/d库存按30d计算，则库存量为：M=15Q=15×3120=25380kg氯瓶储量：500kg/瓶，d=600；H=800。则需氯瓶数为n=25380/500=51个加氯设备：用3台REGAL-2100型负压加氯机（2用1备），单台加氯量为10kg/h加氯间和氯库规格氯库：设纵向两氯瓶间距为0.5m，横向两氯瓶间距为2m，氯库高为3m。规格：L×B×H=15m×10m×3m，加氯间规格：L×B×H=10m×5m×3m。加氯间和氯库合建，因此总尺寸为L×B×H=20m×100m×3m污泥浓缩池污泥产量初次污泥量的计算：由初沉池计算可知剩余活性污泥量：由前面计算可得SVI=120，R＝50%，r＝1.2回流污泥浓度：产率系数Y取0.5，自氧化系数Kd取0.07；由前面计算得，X取3300mg/L，曝气池容积,V=33090.9m3总泥量：尺寸计算本设计采用2座辐流式浓缩池浓缩时间，则单池容积：取有效水深h2=2.5m则取，可得出取超高为，，则池边高为浓缩池内高度：浓缩后的污泥量：进、排泥管：进泥管选用DN300mm铸铁管，排泥管选用DN=200mm，上清夜选用DN200mm，取排泥间隔20min。刮泥机选用NZ-12支座式中心驱动浓缩机，驱动功率3kw污泥回流泵站污泥回流量为307.33m3/d=12.64m3/h，选用潜污泵，型号：QX15-14-1.1，流量15m3/h，扬程14m，选用两台，一用一备。泵站规格L×B×H=15m×10m×8m污泥脱水设备采用机械带式压滤机脱水。总泥量：W=78.42m3，选用2台 DYL—1000带式压滤机，一用一备。设备外形尺寸：L×B×H=5620mm×1580mm×2100mm。脱水机室尺寸：28×15×8（m）污水处理厂高程计算污水处理流程高程计算排水口高程以河流的最不利水位即洪水位73.2m为起点，逆流程向上推算各水面标高。排水口水面标高为73.2m消毒池水位消毒池到排水口管道的长度为108m，坡度3‰，则降坡为108×0.003=0.33m消毒池到排出口跌水0.3m，水流经接触池水头损失为0.2m，则消毒池水面标高为73.20+0.33+0.3+0.2=74.03。池体高度2.3m，保护高度0.3，则消毒池的池顶标高为74.03+0.3=74.33m，池底标高为74.33-2.3=72.03m消毒池配水井水位二次沉淀池到消毒池配水井的水头损失0.05，水流经集水井的水头损失为0.1m，则集水井水面标高为74.03+0.05+0.1=74.18m二次沉淀池水位二次沉淀池出水至消毒池配水井的水头损失为0.05m，跌水为0.3m，水流经二次沉淀池的水头损失为0.6m，则二次沉淀池水面标高为74.18+0.05+0.3+0.6=75.13m。池体高度7.29m，保护高度0.3m，则二次沉淀池的池顶标高为75.13+0.3=75.43m，池底标高为75.43-7.29=68.14m二次沉淀池配水井水位曝气池到二次沉淀池配水井的水头损失0.05，水流经集水井的水头损失为0.1m，则集水井水面标高为75.13+0.05+0.1=75.28m曝气池水位曝气池至二沉池的沿程水头损失为0.05m，水流经曝气池的水头损失0.5m，则曝气池水面标高为75.28+0.05+0.5=75.83m。池体高度4.5m，保护高度0.5m，则曝气池的池顶标高为75.83+0.5=76.33m，池底标高为76.33-4.5=71.83m曝气池配水井水位初次沉淀池到曝气池配水井的水头损失0.05，水流经集水井的水头损失为0.1m，则集水井水面标高为75.83+0.05+0.1=75.98m初次沉淀池水位初次沉淀池到曝气池配水井的水头损失为0.05m，跌水为0.3m，水流经初沉池的水头损失0.5m，则初沉池水面标高为75.98+0.05+0.3+0.5=76.83m。池体高度6.83m，保护高度0.3m，则初次沉淀池的池顶标高为76.83+0.3=77.13m，池底标高为77.13-6.83=72.30m初次沉淀池配水井水位初次沉淀池到曝气池配水井的水头损失0.05，水流经集水井的水头损失为0.1m，则集水井水面标高为76.83+0.05+0.1=76.98m沉砂池水位沉砂池到初次沉淀池配水井水头损失为0.05，沉砂池中水头损失为0.2m，则沉砂池中水位为76.98+