某城市污水處理廠計(jì)算說(shuō)明書(shū)

1、某城市污水處理廠計(jì)算說(shuō)明書(shū)摘要：一個(gè)綜合污水處理廠的設(shè)計(jì)方案。規(guī)劃人口為10 萬(wàn)人，污水有生活污水與工業(yè)廢水。采用卡魯塞爾氧化溝技術(shù)，處理水質(zhì)達(dá)到城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（gb18918-2002）中的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（b）排放要求。關(guān)鍵詞：氧化溝污水處理廠計(jì)算一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)1.1 計(jì)算依據(jù)1、工程概況該城市污水處理廠服務(wù)面積為12.00km2，近期（ 2000 年）規(guī)劃人口10 萬(wàn)人，遠(yuǎn)期（ 2020 年）規(guī)劃人口 15.0 萬(wàn)人。2、水質(zhì)計(jì)算依據(jù)a根據(jù)室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范，生活污水水質(zhì)指標(biāo)為：codcr60g/人 d bod530g/人 d（這里只算了人口，而未說(shuō)明人均用水定額，相關(guān)數(shù)據(jù)在下文）b工業(yè)污

2、染源，擬定為codcr500 mg/l bod5200 mg/l c氨氮根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值確定為30 mg/l 3、水量數(shù)據(jù)計(jì)算依據(jù)：a生活污水按人均生活污水排放量300l/人 d；b生產(chǎn)廢水量近期1.2 104m3/d，遠(yuǎn)期 2.0 104m3/d 考慮；c公用建筑廢水量排放系數(shù)近期按0.15，遠(yuǎn)期 0.20 考慮；d處理廠處理系數(shù)按近期0.80，遠(yuǎn)期 0.90 考慮。4、出水水質(zhì)根據(jù)該廠城鎮(zhèn)環(huán)保規(guī)劃，污水處理廠出水進(jìn)入水體水質(zhì)按照國(guó)家三類水體標(biāo)準(zhǔn)控制，同時(shí)執(zhí)行國(guó)家關(guān)于污水排放的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，擬定出水水質(zhì)指標(biāo)為：codcr100mg/l bod530mg/l ss 30mg/l nh3-n 10mg/

3、l 1.2 污水量的確定1、綜合生活污水近期綜合生活污水遠(yuǎn)期綜合生活污水2、工業(yè)污水近期工業(yè)污水遠(yuǎn)期工業(yè)污水3、進(jìn)水口混合污水量處理廠處理系數(shù)按近期0.80，遠(yuǎn)期 0.90 考慮，由于工業(yè)廢水必須完全去除，所以不考慮其處理系數(shù)。近期混合總污水量取遠(yuǎn)期混合總污水量取4、污水廠最大設(shè)計(jì)水量的計(jì)算近期；，取日變化系數(shù)；時(shí)變化系數(shù)；。遠(yuǎn)期；，取日變化系數(shù)；時(shí)變化系數(shù)；。擬訂該城市污水處理廠的最大設(shè)計(jì)水量為1.3 污水水質(zhì)的確定近期取取遠(yuǎn)期取取則根據(jù)以上計(jì)算以及經(jīng)驗(yàn)值確定污水廠的設(shè)計(jì)處理水質(zhì)為：，考慮遠(yuǎn)期發(fā)展問(wèn)題，結(jié)合城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（gb189182002），處理水質(zhì)達(dá)到城鎮(zhèn)污水處理廠污染

4、物排放標(biāo)準(zhǔn)（gb18918-2002）中的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（b）排放要求。擬定出水水質(zhì)指標(biāo)為：表 1-1 進(jìn)出水水質(zhì)一覽表序號(hào)基本控制項(xiàng)目一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（ b）進(jìn)水水質(zhì)去除率1 cod 80 325 75.4% 2 bod 20 150 86.7% 3 ss 20 300 93.3% 4 氨氮81 30 73.3% 5 t-n 20 40 50% 6 t-p 1.5 3 50% 7 ph 69 78 注： 1取水溫 12的控制指標(biāo)8，水溫 12 的控制指標(biāo)15。2基本控制項(xiàng)目單位為mg/l，ph 除外。第二章各單體構(gòu)筑物計(jì)算2.1 粗格柵設(shè)計(jì)1、設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)流量，柵前水深，過(guò)柵流速，柵條間隙，柵前長(zhǎng)度，柵后

5、長(zhǎng)度，格柵傾角，柵條寬度，柵前渠超高。2、設(shè)計(jì)計(jì)算圖 2-1 粗格柵計(jì)算示意圖格柵設(shè)兩組，按兩組同時(shí)工作設(shè)計(jì)，一格停用，一格工作校核。（1）柵條間隙數(shù)：?。?）柵槽寬度格柵寬度一般比格柵寬0.20.3m，取 0.2；則（3）通過(guò)柵頭的水頭損失（4）柵后槽總高度：（5）柵前渠道深：（6）柵槽總長(zhǎng)度：（7）每日柵渣量：式中，為柵渣量，格柵間隙為1625mm 時(shí)，污水。本工程格柵間隙為 20mm，取污水。采用機(jī)械清渣。2.2 集水池提升泵房設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)流量，考慮取用 5 臺(tái)潛水排污泵 （四用一備） ，則每臺(tái)泵流量為。集水池容積采用相當(dāng)于一臺(tái)泵的15min 流量，即：2.3 細(xì)格柵設(shè)計(jì)1、設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)流量

6、，柵前水深，過(guò)柵流速，柵條間隙，柵前長(zhǎng)度，柵后長(zhǎng)度，格柵傾角，柵條寬度，柵前渠超高。2、設(shè)計(jì)計(jì)算圖 2-2 細(xì)格柵計(jì)算示意圖格柵設(shè)兩組，按兩組同時(shí)工作設(shè)計(jì)，一格停用，一格工作校核。（1）柵條間隙數(shù)：取（2）柵槽寬度：（3）通過(guò)柵頭的水頭損失（4）柵后槽總高度：（5）柵前渠道深：（6）柵槽總長(zhǎng)度：（7）每日柵渣量：式中，為柵渣量，對(duì)于柵條間距b=10mm 的細(xì)格柵，對(duì)于城市污水，每單位體積污水?dāng)r截柵渣量為污水。采用機(jī)械清渣。2.4 平流式沉砂池設(shè)計(jì)1、設(shè)計(jì)參數(shù)最大設(shè)計(jì)流量時(shí)的流速，最大設(shè)計(jì)流量時(shí)的流行時(shí)間，設(shè)計(jì)流量，城市污水沉砂量污水。2、設(shè)計(jì)計(jì)算圖 2-3 平流式沉砂池計(jì)算示意圖沉砂池設(shè)兩座，

7、每座取2 格，每格寬。（1）沉砂池長(zhǎng)度；（2）水流斷面面積；（3）池總寬；（4）有效水深；（5）沉砂斗容積式中， t 為清除沉砂的時(shí)間間隔，取2d。（6）每個(gè)沉砂斗的容積；（設(shè)每一個(gè)分格有2 個(gè)沉砂斗，有4 個(gè)分格。）沉砂斗上口寬；式中，斗高?。欢返讓捜?；斗壁與水平面的傾角去。沉砂斗容積；（7）沉砂室高度式中，；池底坡度去0.06；兩個(gè)沉砂斗之間隔壁厚取 0.2。（8）沉砂池總高度；式中，超高。（9）驗(yàn)算最小流速。2.5 卡魯塞爾氧化溝設(shè)計(jì)1、設(shè)計(jì)參數(shù)活性污泥濃度，則，異養(yǎng)微生物的產(chǎn)率系數(shù)，異養(yǎng)微生物內(nèi)源衰減系數(shù)，污泥回流比r=100%，設(shè)計(jì)流量。2、設(shè)計(jì)計(jì)算氧化溝設(shè)四座，按四組同時(shí)工作設(shè)計(jì)。

8、圖 2-4 氧化溝計(jì)算示意圖（1）氧化溝容積計(jì)算氧化溝區(qū)容積的確定a、好氧區(qū)容積硝化菌的比增長(zhǎng)速率可用下式計(jì)算: 當(dāng)最低溫度 t = 15 、出水、時(shí), , , 安全系數(shù)取 2.5 ,則設(shè)計(jì)污泥齡為9.0 d。為保證污泥穩(wěn)定 ,確定污泥齡為25d , 。好氧區(qū)有機(jī)物的去除速率所需 mlvss 總量硝化容積水力停留時(shí)間b、缺氧區(qū)容積假設(shè)生物污泥含12.4%的氮 ,則每日用于生物合成的處理水中非溶解性值式中：表示出水中的濃度， mg/l。則處理水中溶解性用于生物合成的氮為被氧化的脫硝所需在 15時(shí)反硝化速率需還原的脫氮所需脫氮所需池容水力停留時(shí)間氧化溝區(qū)容積水力停留時(shí)間缺氧區(qū)容積的確定a、除磷所需

9、容積若缺氧水力停留時(shí)間取40min，則b、脫硝所需容積若需還原的脫氮所需則缺氧區(qū)容積水力停留時(shí)間厭氧區(qū)容積的確定生物除磷系統(tǒng)的厭氧區(qū)水力停留時(shí)間取1.5 h，所需容積以上計(jì)算得出，氧化溝總?cè)莘e水力停留時(shí)間污泥負(fù)荷（2）需氧量計(jì)算總需氧量式中： a經(jīng)驗(yàn)系數(shù)取0.5；去除濃度， mg/l；b經(jīng)驗(yàn)系數(shù)取0.1；mlss 混合液懸浮固體濃度，mg/l；需要硝化的氧量；20脫氮的需氧量式中： 經(jīng)驗(yàn)系數(shù)取0.8； 經(jīng)驗(yàn)系數(shù)取0.9； 經(jīng)驗(yàn)系數(shù)取 1.0；20時(shí)水中溶解氧飽和度9.17mg/l ；30時(shí)水中溶解氧飽和度7.63mg/l ；c混合液中溶解氧濃度，取2mg/l ；t溫度，取 30。（3）回流污泥

10、量計(jì)算二沉池回流污泥濃度，氧化溝中混合液污泥濃度則回流比回流污泥量（4）剩余污泥量計(jì)算式中： y污泥產(chǎn)率系數(shù)，取0.5；污泥自身氧化率，取0.05。若由池底排除，二沉池排泥濃度為8g/l ，則每個(gè)氧化溝產(chǎn)泥量。2.6 輻流式沉淀池設(shè)計(jì)1、設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)流量，水力表面負(fù)荷，沉淀時(shí)間t=4h，2、設(shè)計(jì)計(jì)算圖 2-5 輻流式沉淀池計(jì)算示意圖（1）、主要尺寸計(jì)算二沉池設(shè)四座，按四座同時(shí)工作設(shè)計(jì)池表面積池直徑取沉淀部分有效水深沉淀部分有效容積取池底坡度 i=0.05 則沉淀池底坡度落差沉淀池周邊有效水深式中：緩沖層高度，取0.5m；刮泥板高度，取0.5m。沉淀池總高度（2）進(jìn)水系統(tǒng)計(jì)算進(jìn)水管計(jì)算單池設(shè)計(jì)污

11、水流量進(jìn)水管設(shè)計(jì)流量管徑，1000i=1.7 進(jìn)水豎井進(jìn)水豎井采用，出水口尺寸，共 6 個(gè)沿井壁均勻分布出水口流速 （0.150.2m/s）穩(wěn)流筒計(jì)算筒中流速（0.020.03m/s）穩(wěn)流筒過(guò)流面積穩(wěn)流筒直徑出水部分設(shè)計(jì)a、單池設(shè)計(jì)流量b、環(huán)型集水槽內(nèi)流量c、環(huán)型集水槽設(shè)計(jì)采用周邊集水槽，單側(cè)集水，每池只有一個(gè)出口。集水槽寬度為取 b=0.5m 式中： k 為安全系數(shù)，取1.4。集水槽起點(diǎn)水深為集水槽終點(diǎn)水深為槽深均取 0.9m。d、出水溢流堰的設(shè)計(jì)圖 2-6 出水三角堰計(jì)算示意圖采用出水三角堰（）堰上水頭每個(gè)三角堰流量三角堰個(gè)數(shù)取三角堰中心距2.7 紫外線消毒系統(tǒng)設(shè)計(jì)1、設(shè)計(jì)參數(shù)依據(jù)加拿大

12、trojan 公司生產(chǎn)的紫外線消毒系統(tǒng)的主要參數(shù)，選用設(shè)備型號(hào)uv4000plus 。2、設(shè)計(jì)計(jì)算（1）燈管數(shù)uv4000plus 紫外線消毒設(shè)備每3800需 2.5 根燈管，則取 n=56 根擬選用 7 根燈管為一個(gè)模塊，則模塊數(shù)n=8 個(gè)（2）消毒渠設(shè)計(jì)按設(shè)備要求渠道深度為129cm，設(shè)渠中水流速度為0.5m/s。渠道過(guò)水?dāng)嗝娣e渠道寬度取 2.6m 若燈管間距為9cm，沿渠道寬度可安裝28 根燈管，故選取用uv4000plus 系統(tǒng)，兩個(gè) uv 燈組，一個(gè) uv 燈組 4 個(gè)模塊。渠道長(zhǎng)度每個(gè)模塊長(zhǎng)度2.5m，渠道出水設(shè)堰板調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)堰到燈組間距1.5m，進(jìn)水口到燈組間距1.5m，兩個(gè)燈組

13、間距1.0m，則渠道總長(zhǎng)l 為：復(fù)核輻射時(shí)間（符合 10100s）紫外線消毒渠道計(jì)算如2-7 圖所示。圖 2-7 紫外線消毒渠計(jì)算示意圖2.8 配水井設(shè)計(jì)1、設(shè)計(jì)參數(shù)依據(jù)堰式配水井設(shè)計(jì)參數(shù)。2、設(shè)計(jì)計(jì)算圖 2-8 配水井計(jì)算示意圖二沉池前配水井1、進(jìn)水管管徑配水井進(jìn)水管的設(shè)計(jì)流量為，當(dāng)進(jìn)水管管徑為時(shí)，查水力計(jì)算表，得知 v=0.884m/s1.0m/s，滿足設(shè)計(jì)要求。2、矩形寬頂堰進(jìn)水從配水井底中心進(jìn)入，經(jīng)等寬堰流入4 個(gè)水斗再由管道接入4 座后續(xù)構(gòu)筑物，每個(gè)后續(xù)構(gòu)筑物的分配水量為。配水采用矩形寬頂溢流堰至配水管。（1）堰上水頭h 因單個(gè)出水溢流堰的流量為，一般大于100l/s 采用矩形堰，小

14、于100l/s 采用三角堰，所以本設(shè)計(jì)采用矩形堰（堰高h(yuǎn) 取 0.5m）。矩形堰的流量式中： q矩形堰的流量，；h堰上水頭， m；b堰寬， m，取堰寬 b=0.9m；流量系數(shù)，通常采用0.3270.332，取 0.33。則（2）堰頂厚度b 根據(jù)有關(guān)實(shí)驗(yàn)資料，當(dāng)時(shí)，屬于矩形寬頂堰。取b=0.9m，這時(shí)，所以，該堰屬于矩形寬頂堰。（3）配水管管徑設(shè)配水管管徑，流量，查水力計(jì)算表， 得知流速，1000i=1.7。（4）配水漏斗上口口徑d 按配水井內(nèi)徑1.5 倍設(shè)計(jì)，。2.9 污泥泵房設(shè)計(jì)1、設(shè)計(jì)參數(shù)集泥池的容積選用一臺(tái)泵的10 分鐘抽送能力計(jì)算。2、設(shè)計(jì)計(jì)算（1）污泥總量（2）集泥池容積初擬采用 5

15、 臺(tái)（四用一備）回流污泥泵，2 臺(tái)（一用一備）剩余污泥泵，則集泥池的容積。第三章管道設(shè)計(jì)3.1 進(jìn)水管、事故管采用鋼筋混凝土管，設(shè)計(jì)流量q=1.0m/s，管內(nèi)流速v=1.6m/s，充滿度，1000i=2.5，管徑 d=1000mm。3.2 污水管1、平流式沉砂池至氧化溝管道（1）管段 1 擬用鑄鐵管， 設(shè)計(jì)流量，管內(nèi)流速 v=0.884m/s，滿流，1000i=0.691，管徑 d=1200mm。（2）管段 2 擬用鑄鐵管，設(shè)計(jì)流量，管內(nèi)流速v=1.0m/s，滿流， 1000i=1.46，管徑 d=800mm。（3）管段 3 擬用鑄鐵管，設(shè)計(jì)流量，管內(nèi)流速 v=0.884m/s，滿流， 1000i=1.7，管徑 d=600mm。3、氧化溝至配水井管道（1）管段 1 擬用鑄鐵管，設(shè)計(jì)流量，管內(nèi)流速，1000i=1.7，管徑 d=600mm 。（2）管段 2 擬用鑄鐵管， 設(shè)計(jì)流量，管內(nèi)流速 v=0.884m/s，滿流，1000i=0.691，管徑 d=1200mm。4、配水井至輻流式沉淀池管道擬用鑄鐵管，設(shè)計(jì)流量，管內(nèi)流速，1000i=1.7，管徑 d=600mm 。5、輻流式沉淀池至紫外線消毒系統(tǒng)管道（1）