污水处理构筑物设计计算

污水厂设计计算书第一章污水处理构筑物设计计算一、泵前中格栅1．设计参数：设计流量Q=X104m3/d=301L/s栅前流速V二S,过栅流速V=s12栅条宽度S二，格栅间隙e=20mm栅前部分长度，格栅倾角a=60°单位栅渣量3二栅渣/103皿3污水12．设计计算(1)确定格栅前水深，根据最优水力断面公式Q=竽计算得:栅前槽宽B=i =0.94m，则栅前水深h=—i= =0.47miv0.7 2 21栅条间隙数n=Qi亦=0.301、S诙=34.6(取n=36)ehv0.02x0.47x0.92栅槽有效宽度B=s(n-1)+en=(36-1)+X36二进水渠道渐宽部分长度L=—_B-=107_094=0.23m12tana 2tan20°1(其中a为进水渠展开角)1栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度L=L=0.12m22过栅水头损失(h)1因栅条边为矩形截面，取k=3，则v 0014 092h=kh=k£亠sina=3x2.42x(—)3x—:- sin60°=0.103m1 0 2g 0.02 2x9.81h：计算水头损失0k：系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增加倍数，取k=3「阻力系数，与栅条断面形状有关，当为矩形断面时B二(7)栅后槽总高度(H)取栅前渠道超高h=，则栅前槽总高度H=h+h=+=212栅后槽总高度H=h+h+h=++=12格栅总长度L=L+L+++tana12=++++tan60°每日栅渣量3二Q3二2.6X10X103X0.05平均日1 1.5=d>d所以宜采用机械格栅清渣10)计算草图如下：、污水提升泵房设计参数设计流量：Q=301L/s，泵房工程结构按远期流量设计泵房设计计算采用氧化沟工艺方案，污水处理系统简单，对于新建污水处理厂，工艺管线可以充分优化，故污水只考虑一次提升。污水经提升后入平流沉砂池，然后自流通过厌氧池、氧化沟、二沉池及接触池，最后由出水管道排入神仙沟。各构筑物的水面标高和池底埋深见第三章的高程计算。污水提升前水位（既泵站吸水池最底水位）,提升后水位（即细格栅前水面标高）。所以，提升净扬程Z=（）=水泵水头损失取2m从而需水泵扬程H=Z+h=再根据设计流量301L/s=1084ma/h，采用2台MF系列污水泵，单台提升流量542ma/s。采用ME系列污水泵（8MF-13B）3台，二用一备。该泵提升流量540〜560ma/h，扬程，转速970r/min,功率30kW。占地面积为n52=，即为圆形泵房D=10m，高12m,泵房为半地下式，地下埋深7m，水泵为自灌式。计算草图如下：图2污水提升泵房计算草图三、泵后细格栅

1．设计参数：设计流量Q=XlO4m3/d=301L/s】栅前流速V二S,过栅流速v=s12栅条宽度S二，格栅间隙e=10mm栅前部分长度，格栅倾角a=60。单位栅渣量3二栅渣/103皿3污水12．设计计算(1)确定格栅前水深，根据最优水力断面公式Q二计算得栅前槽宽B=:冬%0.3°1=0.94〃，则栅前水深h=B=094=0.47miv0.7 i2 2f1栅条间隙数n=Qi亦=竺旦巴=68.2(取n=70)ehv 0.01x0.47x0.92设计两组格栅，每组格栅间隙数n=35条|栅槽有效宽度B=s(n-1)+en=(35-1)+X35二2所以总槽宽为X2+=(考虑中间隔墙厚)、 B-B158-094进水渠道渐宽部分长度L= —= =0.88m12tana 2tan20°1(其中a为进水渠展开角)1栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度L=L=0.44m22过栅水头损失(h)1因栅条边为矩形截面，取k=3，则h二khh二kh10k£sina二3x2.42x0.014鬲)3X其中£=B(s/e)4/3h：计算水头损失0k：系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增加倍数，取k=3「阻力系数，与栅条断面形状有关，当为矩形断面时B二栅后槽总高度(H)取栅前渠道超高h=，则栅前槽总高度H=h+h=+=212栅后槽总高度H=h+h+h=++=12格栅总长度L=L+L+++tana12=++++tan60°=每日栅渣量3二Q 3二2.6X10X103X0.1平均日11.5=d>d所以宜采用机械格栅清渣计算草图如下：四、沉砂池采用平流式沉砂池》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二s水力停留时间：t=30s3.设计计算(1)沉砂池长度：L二vt=X30二(2)水流断面积：池总宽度：设计n=2格，每格宽取b二〉，池总宽B=2b=有效水深：h=A/B== (介于〜1m之间)2贮泥区所需容积：设计T=2d，即考虑排泥间隔天数为2天，则每个沉砂斗容积QTX112K105=0.26mQTX112K105=0.26m32x1.5x105每格沉砂池设两个沉砂斗，两格共有四个沉砂斗)$其中X：城市污水沉砂量3m3/105m3，1K污水流量总变化系数沉砂斗各部分尺寸及容积：设计斗底宽a二，斗壁与水平面的倾角为60°，斗高h二,1d则沉砂斗上口宽：a=-2hd+a=2x0.5+0.5=1.1mtan60° 1tan60°沉砂斗容积：V=^d(2a2+2aa+2a2)=0.5(2x1.12+2x1.1x0.5+2x0.52)=0.34m36116（略大于VI二，符合要求）7）沉砂池高度：采用重力排砂，设计池底坡度为，坡向沉砂斗长度为T L-2a7.5-2x1.1—L= = =2.65m222则沉泥区高度为h=h+二+X二3d池总高度H:设超高h=,1H=h+h+h=++=1238）进水渐宽部分长度:L=U=2.4-2xO'94=1.43m1 tan20° tan20°9）出水渐窄部分长度:L=L=3110）校核最小流量时的流速:最小流量即平均日流量Q=Q/K=301/=s平均日则v二Q /A二二〉s，符合要求min平均日11）计算草图如下:进水出水图进水出水图4平流式沉砂池计算草图五、厌氧池1.设计参数设计流量：2010年最大日平均时流量为Q'二Q/K=301/二s,每座设计流量为hQz=s,分2座1水力停留时间：T=污泥浓度：X=3000mg/L污泥回流液浓度：X=10000mg/Lr考虑到厌氧池与氧化沟为一个处理单元，总的水力停留时间超过15h,所以设计水量按最大日平均时考虑。2.设计计算(1)厌氧池容积：(V二Q'T=XlO-3XX3600=1042m31(2)厌氧池尺寸：水深取为h=。则厌氧池面积：A=V/h=1042/4=261m2厌氧池直径：

■4x261V3.14■4x261V3.14二18.2m（取D=19m）考虑的超高，故池总高为H二h+=4+=。3）污泥回流量计算：）1）回流比计算R=X/（X-X）=3/（10-3）=r2）污泥回流量Q=RQ'=X116二s=4302m3/dR1六、氧化沟设计参数拟用卡罗塞（Carrousel）氧化沟，去除BOD与COD之外，还具备硝化和一5定的脱氮除磷作用，使出水NH-N低于排放标准。氧化沟按2010年设计分2座,3按最大日平均时流量设计，每座氧化沟设计流量为2.6x104十=1000Om3/d=S。【总污泥龄：20dMLSS=3600mg/L,MLVSS/MLSS二则MLSS=2700曝气池：DO=2mg/LNOD=mgNH-N氧化，可利用氧NO—N还原33a=B=其他参数：a=kgBODb=5脱氮速率：q二kgMLVSS・ddnK=Ko=L12剩余碱度100mg/L（保持PH三：所需碱度碱度/mgNH-N氧化；产生碱度碱度/mgNO-N还原33硝化安全系数：脱硝温度修正系数：设计计算(1)碱度平衡计算：设计的出水BOD为20mg/L,则出水中溶解性BOD=X20XX(1-x555)=mg/L采用污泥龄20d,则日产泥量为：aQSr—1+btm二550.8kg/daQSr—1+btm二550.8kg/d1000x(1+0.05x20)设其中有％为氮，近似等于TKN中用于合成部分为:xkg/d即：TKN中有68.30x1000=6.83mg/L用于合成。10000需用于氧化的NH-N==mg/L3需用于还原的NO-N==mg/L3碱度平衡计算已知产生L碱度/除去1mgBOD,且设进水中碱度为250mg/L,剩余碱5度=X+X+X(190—)=mg/L\计算所得剩余碱度以CCO计，此值可使PH三mg/La3(2)硝化区容积计算：NN+NN+100.05T-1.158OK+OO2 222+22+100.05x15-1.15821.3+2=d-111故泥龄：t二二二4.9dw卩0.204原假定污泥龄为20d,采用安全系数为，故设计污泥龄为：原假定污泥龄为20d,则硝化速率为：卩n=20=0.05d-1单位基质利用率：卩+b卩+bMLVSS二fXMLSS二x=2700mg/L所需的MLVSS总量=畀盂：。10000=109叫10994硝化容积：V= x1000=4071.9m3n27004071.9水力停留时间：t= X24=9.8hn100003）反硝化区容积：12°C时，反硝化速率为：dnq=0.03(——)+0.02906-20)dnX1.08X1.08(12-20)0.03x( 16)+0.0293600xL2414.17还原N0-N的总量二X10000=141.7kg/d31000141.7脱氮所需MLVSS二 =8335.3kg0.0198335.3dn2700水力停留时间：t脱氮所需池容：V=——二x1000=3087.1dn2700水力停留时间：tdn4）氧化沟的总容积总水力停留时间t=t+1=9.8+7.4=17.2hn dn总容积：V二V+V二4071.9+3087.1二7159m3ndn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，宽7m,则氧化沟总长:71593.5x7=292.271593.5x7=292.2m其中好氧段长度为黑=166・2m，缺氧段长度为3087.13.5x7=126.0m。弯道处长度:3叫+宇=2心66m2922一66则单个直道长：2 =56.55m （取59m）4故氧化沟总池长=59+7+14=80m，总池宽=7x4=28m（未计池壁厚）。校核实际污泥负荷N=QS-=10000x190=0.014kgBOD/kgMLSS-dsXV3600x7159（6）需氧量计算：采用如下经验公式计算:O（kg/d）=AxS+BxMLSS+4.6xN-2.6xNO2 r r 3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。经验系数：A=B=需要硝化的氧量：N=25.xx=drR=xxxxxx取T=30°C，查表得a二，B二，氧的饱和度C =mg/L,s（30。）C=mg/Ls（20。）采用表面机械曝气时，20C时脱氧清水的充氧量为：a)1.024&a)1.024&-20)_r116.95x9.17_0.80xb.9x1x7.63—2〕x1.024Go-20）_217.08kg/h查手册，选用DY325型倒伞型叶轮表面曝气机，直径①二，电机功率N=55kW,单台每小时最大充氧能力为125kgO/h,每座氧化沟所需数量为n,则R217.08n_ 0_ _1.74取n=2台125 125（7）回流污泥量：【可由公式R_ 求得。X—Xr式中：X二MLSS二L,回流污泥浓度X取10g/L。则：rR_ _0.56（50%〜100%，实际取60%）10—3.6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%Q。8）剩余污泥量：550.8240x0.25Q_ + x10000_1334.4kg/dw0.75 1000如由池底排除，二沉池排泥浓度为10g/L，则每个氧化沟产泥量为:1334.4_133.44m3/d109）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=10000ms/d（每组）表面负荷：q范围为一m3/，取q二m3/b固体负荷：q=140kg/s水力停留时间（沉淀时间）：T=h堰负荷：取值范围为—，取L/2．设计计算（1） 沉淀池面积:按表面负荷算：A二—二10000二417m2q1x24b,'4A 14x417（2） 沉淀池直径：D— — —23m>16m兀\3.14D23有效水深为 h=qT=x 一— —9.2（介于6〜1b H2.512）3）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T=2h,二沉池污泥区w所需存泥容积：100002T(1+R)QXV— W2T(1+R)QXV— W—wX+Xr—706—706m33600+10000则污泥区高度为2A2A7064174）二沉池总高度：取二沉池缓冲层高度h=,超高为h二34则池边总高度为h=h+h+h+h=+++=1234设池底度为i二，则池底坡度降为H—I—x0.05—0.53m5 2 2

则池中心总深度为H=h+h=+=55）校核堰负荷：径深比232.9二8.28234.6232.9二8.28234.6二5.22堰负荷堰负荷Q_10000忑Q_10000忑—3.14x23_138m3/(dm)_1.6L/(s.m)<2L/(s.m)以上各项均符合要求6）辐流式二沉池计算草图如下：II进水排泥出水II进水排泥出水图图6辐流式沉淀池进水「出水aooo进水「出水aooo图7辐