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污水处理各单体构筑物的设计计算综述目录TOC\o"1-2"\h\u25246污水处理各单体构筑物的设计计算综述 1105091.1格栅 1139801.1.1设计参数 1327191.1.2设计计算 2208031.21#pH调节池 335031.2.1设计参数 4241301.2.2设计计算 4211071.32#pH调节池 476321.3.1设计参数 5304251.3.2设计计算 5249761.4初沉池 526661.4.1设计参数 6137071.4.2设计计算 6248431.4.3进水方式 7158891.4.4出水方式 756011.5中和池 8229071.5.1设计参数 898561.5.2设计计算 8197481.6二沉池 9288091.6.1设计参数 9161561.6.2设计计算 9279221.6.3进水方式 1026421.6.4出水方式 1083461.7清水池 11105831.7.1设计参数 11110961.7.2设计计算 1150871.8污泥浓缩池 1213041.8.1设计参数 1235041.8.2设计计算 121.1格栅1.1.1设计参数本设计设置一组细格栅,根据设计数据具体实际,确定细格栅设计计算的设计参数如下:过栅流速:v=0.8m/s栅条间隙宽度b=20mm格栅倾角:α=60°栅渣量W1=0.05m3栅渣/10m3污水栅条宽度:s=0.01m设计流量Q=790m³/d=0.00914m³/s1.1.2设计计算格栅示意图如图2所示。图2格栅设计计算图1.1.2.1栅槽宽度B栅条的间隙数n(个)n=式中:n—栅条间隙数,个;Q—最大设计流量,m3/sα—栅条倾角,(°),取α=60°;b—栅条间隙,m,取b=0.01m;h—栅前水深,m,取h=2m;v—过栅流速,m/s,取v=0.7m/s。格栅设一组,取栅条间隙数为10个栅槽宽度B栅槽宽度一般比格栅宽0.2~0.3m,取0.2m;设栅条宽度s=0.01m,则栅槽宽度B=s1.1.2.2通过格栅的水头损失h1(m)hℎδ=β(式中:h1—设计水头损失,;h0—计算水头损失,;g—重力加速度,;k—系数,格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数,一般采用3;ξ—阻力系数,与栅条断面形状有关,可按手册提供的计算公式和相关系数计算。设栅条断面为锐边矩形断面,β=2.42,代入数据得,h1≈0.01m。1.1.2.3栅后槽总高度H(m)设栅前渠道超高h2=0.3m,则H=h+h1+h2=2+0.01+0.3=2.31m1.1.2.4栅槽总长度L(m)进水渠道渐宽部分的长度L1。设进水渠宽B1=0.2m,其渐宽部分展开角度α1=20°,进水渠道内的流速为0.77m/s。L栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度L2(m)LL=H1=h+h2式中:H1—栅前渠道深,m。L=0.28+0.14+1.0+0.5+2+0.3tan60°1.1.2.5每日栅渣量W(m3/d)W=式中:W1—栅渣量,m3/103m3污水。W=采用人工清渣即可。1.21#pH调节池1.2.1设计参数设计平均日流量:Q=790m³/d=32.9m³/h=0.00914m³/s。设置一座调节池,水力停留时间取T=12h。1.2.2设计计算调节池有效容积式中:V—有效容积(m3);Q—平均设计流量(m3/h);T—水力停留时间(h),设计中取T=12h。m3调节池面积式中:A—水面面积(m2);h—有效水深(m),取h=5m。m2(3)调节池实际尺寸调节池采用长方形调节池,池长L=10m,池宽B=8m,设计中取超高0.6m,则池子总高H=5.6m,池子实际几何尺寸为L×B×H=10m×8m×5.6m。在池底设计集水坑,水池底以i=0.01的坡度坡向集水坑。(4)提升泵调节池的集水坑内安装2台潜污泵型号为WQ65-15-5.5,一用一备,水泵的基本参数为:水泵流量65m3/h,扬程15m,电机功率5.5kW,转速1470r/min,效率55%。(5)搅拌机为防止污水中悬浮物的沉积和使水质均匀,采用搅拌机。根据调节池的有效容积,搅拌功率一般按1m3体积4~8W选配搅拌设备。本次设计中取4W,则潜水搅拌机的总功率为700×4=2800W=2.8kW。选择1台潜水搅拌机,型号为QJB3/4-1100/2-115,潜水搅拌机功率为3kW,叶轮直径为1100mm,叶轮转速为115r/min,将安装在调节池中间部位。1.32#pH调节池1.3.1设计参数设计平均日流量:Q=790m³/d=32.9m³/h=0.00914m³/s。设置一座调节池,水力停留时间取T=12h。1.3.2设计计算调节池有效容积式中:V—有效容积(m3);Q—平均设计流量(m3/h);T—水力停留时间(h),设计中取T=12h。m3调节池面积式中:A—水面面积(m2);h—有效水深(m),取h=5m。m2(3)调节池实际尺寸调节池采用长方形调节池,池长L=10m,池宽B=8m,设计中取超高0.6m,则池子总高H=5.6m,池子实际几何尺寸为L×B×H=10m×8m×5.6m。在池底设计集水坑,水池底以i=0.01的坡度坡向集水坑。(4)提升泵调节池的集水坑内安装2台潜污泵型号为WQ65-15-5.5,一用一备,水泵的基本参数为:水泵流量65m3/h,扬程15m,电机功率5.5kW,转速1470r/min,效率55%。(5)搅拌机为防止污水中悬浮物的沉积和使水质均匀,采用搅拌机。根据调节池的有效容积,搅拌功率一般按1m3体积4~8W选配搅拌设备。本次设计中取4W,则潜水搅拌机的总功率为700×4=2800W=2.8kW。选择1台潜水搅拌机,型号为QJB3/4-1100/2-115,潜水搅拌机功率为3kW,叶轮直径为1100mm,叶轮转速为115r/min,将安装在调节池中间部位。1.4初沉池1.4.1设计参数根据设计规范,本设计采用辐流式沉淀池,具体参数如下:(1)沉淀池数量:1座;(2)表面水力负荷q′=1.5m3/(m2/h);(3)单池设计流量Q=790m³/d=32.9m³/h=0.00914m³/s。(4)沉淀时间t=2.5h;污泥回流比R=50%。1.4.2设计计算1.4.2.1辐流式沉淀池面积(A)A=式中:q—表面水力负荷,m3/(m2/h);Q1—小时流量,m3/h。1.4.2.2沉淀池直径(D)D=4F1.4.2.3实际水面面积(F1)F1.4.2.4实际表面负荷(q’)q=在规定的0.6-1.5m3/(m2/h)内,符合要求。1.4.2.5有效水深(h2)设:水力停留时间(沉淀时间):t=2.5h则:ℎ21.4.2.6沉淀区有效容积(V1)V1.4.2.7初沉池总高度设:池底坡度i=0.05,则圆锥部分高度为ℎ4贮泥斗的高度h5=(r1-r2)tan60°=0.9m。设:超高为h1=0.3m,则池边总高度为H=h1+h2+h3+h4+h5=0.3+1.45+0.3+0.0875+1.73=5.8675m。式中:h1—超高,m;h2—有效水深,m;h3—缓冲层高度,m;h4—污泥区高度,m;h5—污泥斗高度,m。1.4.2.8校核堰负荷径深比Dℎ1.4.3进水方式设计单池污水流量为Q1=790m³/d=32.9m³/h=0.00914m³/s,Q进=(1+R)Q1=(1+0.6)×0.00914=0.05484m³/s。管径D1=300mm,流速v12#调节池的出水进入初沉池,管中流速为0.77m/s。1.4.4出水方式沉淀后,水体通过溢水堰流入出口渠道,通过出口管道进入中和池。1.4.4.1本设计设周边集水槽,单边集水,通过一个总出水口出水(1)集水槽内流量qnq(2)集水槽宽度bb=0.9(k)0.4式中:b—集水槽宽度,m;k—保护系数,1.2~1.5,取k=1.3。b=0.9(1.3×0.00457)0.4=0.12m集水槽深度h2集水槽起点水深:h深=0.75b=0.75×0.12=0.09m。h2=(0.12+0.09)×0.5+0.3=0.405m,故集水槽槽深h2均取0.405m1.4.4.2出水溢流堰设计本设计采用出水三角堰(90º),三角堰顶长0.16m,即三角堰中心距a=0.16m。(1)单池三角堰数量nn=(2)每个三角堰的流量QQ(3)三角堰水深H1H1三角口底部到上游水面的高度H1=0.02mH2O(4)出水堰水头损失水溢出三角堰后跌落0.10m[13],则其水头损失为0.12m。(5)三角堰设计草图见图3图3出水直角三角堰计算草图1.5中和池1.5.1设计参数设计平均日流量:Q=790m³/d=32.9m³/h=0.00914m³/s。设置一座调节池,水力停留时间取T=12h。1.5.2设计计算中和池有效容积式中:V—有效容积(m3);Q—平均设计流量(m3/h);T—水力停留时间(h),设计中取T=12h。m3中和池面积式中:A—水面面积(m2);h—有效水深(m),取h=5m。m2(3)中和池实际尺寸中和池采用长方形调节池,池长L=10m,池宽B=8m,设计中取超高0.6m,则池子总高H=5.6m,池子实际几何尺寸为L×B×H=10m×8m×5.6m。1.6二沉池1.6.1设计参数根据设计规范,本设计采用辐流式沉淀池,具体参数如下:(1)沉淀池数量:1座;(2)表面水力负荷q′=1.5m3/(m2/h);(3)单池设计流量Q=790m³/d=32.9m³/h=0.00914m³/s。(4)沉淀时间t=2.5h;污泥回流比R=50%。1.6.2设计计算1.6.2.1辐流式沉淀池面积(A)A=式中:q—表面水力负荷,m3/(m2/h);Q1—小时流量,m3/h。1.6.2.2沉淀池直径(D)D=4F1.6.2.3实际水面面积(F1)F1.6.2.4实际表面负荷(q’)q=在规定的0.6-1.5m3/(m2/h)内,符合要求。1.6.2.5有效水深(h2)设:水力停留时间(沉淀时间):t=2.5h则:ℎ21.6.2.6沉淀区有效容积(V1)V1.6.2.7二沉池总高度设:池底坡度i=0.05,则圆锥部分高度为ℎ4贮泥斗的高度h5=(r1-r2)tan60°=0.9m。设:超高为h1=0.3m,则池边总高度为H=h1+h2+h3+h4+h5=0.3+1.45+0.3+0.0875+1.73=5.8675m。式中:h1—超高,m;h2—有效水深,m;h3—缓冲层高度,m;h4—污泥区高度,m;h5—污泥斗高度,m。1.6.2.8校核堰负荷径深比Dℎ设:池底坡度i=0.05,1.6.3进水方式设计单池污水流量为Q1=790m³/d=32.9m³/h=0.00914m³/s,Q进=(1+R)Q1=(1+0.6)×0.00914=0.05484m³/s。管径D1=300mm,流速v11.6.4出水方式水体经沉淀后,通过溢水堰,汇入出水渠道,经出水管排入中和池。1.6.4.1本设计设周边集水槽,单边集水,通过一个总出水口出水(1)集水槽内流量qnq(2)集水槽宽度bb=0.9(k)0.4式中:b—集水槽宽度,m;k—保护系数,1.2~1.5,取k=1.3。b=0.9(1.3×0.00457)0.4=0.12m集水槽深度h2集水槽起点水深:h深=0.75b=0.75×0.12=0.09m。h2=(0.12+0.09)×0.5+0.3=0.405m,故集水槽槽深h2均取0.405m1.6.4.2出水溢流堰设计在本设计中,采用出水三角堰(90º),三角堰顶长0.16m,即三角堰中心距a=0.16m。(1)单池三角堰数量nn=(2)每个三角堰的流量QQ(3)三角堰水深H1H1三角口底部到上游水面的高度H1=0.02mH2O(4)出水堰水头损失水溢出三角堰后跌落0.10m,则其水头损失为0.12m。1.7清水池1.7.1设计参数设计一座清水池,设计平均日流量:Q=790m³/d=32.9m³/h=0.00914m³/s。1.7.2设计计算1.7.2.1清水池的有效容积V=k式中:V——清水池的总有效容积,m³;k——经验系数,一般采用10%~20%;Qd——设计供水量,m³/d。V=0.2×790=1581.7.2.2清水池的平面尺寸清水池的面积:A=式中:A—每座清水池的面积,m2;h—清水池的有效水深,m。设计中取h=4m,A=取清水池的宽度B为5m,则清水池的长度L为:L=A则清水池实际有效容积为8×5×4=160m3。清水池超高h1取为0.5m,清水池总高H:H=h1+h=0.5+4=4.5m1.8污泥浓缩池1.8.1设计参数污泥浓缩对象是颗粒间的空隙水,浓缩的目的在于缩小污泥的体积,便于后续污泥处理。设计中一般采用浓缩池处理剩余活性污泥,浓缩前污泥含水率99.2~99.6%,浓缩后含水率97%,采用辐流式浓缩池。曝气池内每日增加的污泥量:75.6792kg/d曝气池每日排出的剩余污泥量Q=式中:Q—曝气池每日排出的剩余污泥量(m3/d);f—0.7;Xr—回流污泥浓度(mg/L)。设计中取Xr=8000mg/L,Q=11.51m3/d=0.56m3/h=0.0000156m3/s1.8.2设计计算1.8.2.1沉淀部分有效面积F=式中:F—沉淀部分有效面积,m³;C—流入浓缩池的剩余污泥浓度,kg/m³,取8kg/m³;G—固体通量[kg/(m2·h)],一般采用1.2~2.5kg/(m2·h);Q—入流剩余污泥流量(m³/h)。设计中取G=1.2kg/(m2•h),F=1.8.2.2沉淀池直径D=式中:D—沉淀池直径,m。设计中取h=4m,D=1.8.2.3浓缩池直径V=QT式中:V—浓缩池的容积,m3;T—浓缩池浓缩时间,h,一般采用12~16h。设计中取T=12h,V=0.56×12=6

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