污水處理廠工藝設(shè)計(jì)及計(jì)算

1、第三章污水處理廠工藝設(shè)計(jì)及計(jì)算第一節(jié)格柵進(jìn)水中格柵是污水處理廠第一道預(yù)處理設(shè)施， 可去除大尺寸的漂浮物或懸浮物， 以保護(hù)進(jìn)水泵的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，并盡量去掉那些不利于后續(xù)處理過(guò)程的雜物。擬用回轉(zhuǎn)式固液分離機(jī)?；剞D(zhuǎn)式固液分離機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)效果好，該設(shè)備由動(dòng)力裝置，機(jī)架，清洗機(jī)構(gòu)及電控箱組成，動(dòng)力裝置采用懸掛式渦輪減速機(jī)， 結(jié)構(gòu)緊湊，調(diào)整維修方便，適用于生活污水預(yù)處理。1.1設(shè)計(jì)說(shuō)明柵條的斷面主要根據(jù)過(guò)柵流速確定，過(guò)柵流速一般為0.6 1.0m，槽內(nèi)流速0.5m 左右。如果流速過(guò)大， 不僅過(guò)柵水頭損失增加，還可能將已截留在柵上的柵渣沖過(guò)格柵，如果流速過(guò)小， 柵槽內(nèi)將發(fā)生沉淀。此外，在選擇格柵斷面尺寸時(shí)，應(yīng)注意設(shè)計(jì)

2、過(guò)流能力只為格柵生產(chǎn)廠商提供的最大過(guò)流能力的80%，以留有余地。格柵柵條間隙擬定為25.00。1.2設(shè)計(jì)流量：a.日平均流量45000m 3 1875m30.52m3520L取 1.4b. 最大日流量 1.4 1875m3332625m 0.73m1.3設(shè)計(jì)參數(shù)：柵條凈間隙為 25.0柵前流速 10.7m過(guò)柵流速 0.6m柵前部分長(zhǎng)度： 0.5m格柵傾角 =60 單位柵渣量： 3 柵渣 /1033 污水1=0.05mm1.4設(shè)計(jì)計(jì)算：1.4.1確定柵前水深B 2根據(jù)最優(yōu)水力斷面公式 Q1計(jì)算得：22Q2 0.1530.66mhB10.33mB10.72所以柵前槽寬約0.66m。柵前水深h0.3

3、3m1.4.2 格柵計(jì)算說(shuō)明： 最大設(shè)計(jì)流量，m3；格柵傾角，度（） ；h柵前水深， m；污水的過(guò)柵流速， 。柵條間隙數(shù)（ n ）為Qmaxsin0.153sin 60條n=0.30.630( )ehv0.025柵槽有效寬度（B ）設(shè)計(jì)采用?10 圓鋼為柵條，即0.01m。BS( n1)bn0.01(301)0.02530 =1.04(m )通過(guò)格柵的水頭損失h2h2Kh02h0sin2gh 計(jì)算水頭損失；g重力加速度；0K 格柵受污物堵塞使水頭損失增大的倍數(shù)，一般取3； 阻 力 系 數(shù) ，其 數(shù) 值與 格 柵 柵 條 的 斷面 幾 何形 狀 有 關(guān) ， 對(duì) 于圓 形 斷面 ，s1.79b43

4、40.0130.62h2 3 1.792sin60 0.025( m)0.0259.81所以：柵后槽總高度H12=0.33+0.3+0.025=0.655(m)（ h 柵前渠超高，一般取0.3m ）1柵槽總長(zhǎng)度LBB1.040.66L110.52m2 * tan 12 * tan 20L2L10.26m2H 1hh1 0.3+0.33 0.63LL1L2 1.00.5H 10.632.64m0.52 0.26 1.00.5tantan60L1進(jìn)水渠長(zhǎng)， m；L 柵槽與出水渠連接處漸窄部分長(zhǎng)度，m；2B進(jìn)水渠寬，； 進(jìn)水漸寬部分的展開角，一般取20。11圖一格柵簡(jiǎn)圖柵渣量計(jì)算對(duì)于柵條間距25.0

5、 的中格柵，對(duì)于城市污水，每單位體積污水爛截污物為W1 0.05m3103m3，每日柵渣量為Qmax W1 864000.153 0.05 864003W0.4mK z 10001.64 1000攔截污物量大于0.3m3，宜采用機(jī)械清渣。二、沉砂池采用平流式沉砂池1. 設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)流量： 301（按 2010 年算，設(shè)計(jì) 1 組，分為 2 格）設(shè)計(jì)流速： 0.25水力停留時(shí)間： 30s2. 設(shè)計(jì)計(jì)算（ 1）沉砂池長(zhǎng)度：0.25 30=7.5m（ 2）水流斷面積：20.301/0.25=1.204m（ 3）池總寬度：設(shè)計(jì) 2 格，每格寬取 1.2m0.6m，池總寬 22.4m（ 4）有效水深：h

6、21.204/2.4=0.5m（介于 0.251m 之間）（ 5）貯泥區(qū)所需容積：設(shè)計(jì) 2d，即考慮排泥間隔天數(shù)為 2 天，則每個(gè)沉砂斗容積V1Q1TX 11.310 42 30.26m32K 10521.5105（每格沉砂池設(shè)兩個(gè)沉砂斗，兩格共有四個(gè)沉砂斗）其中 X1：城市污水沉砂量3m3/105m3，K：污水流量總變化系數(shù)1.5（ 6）沉砂斗各部分尺寸及容積：設(shè)計(jì)斗底寬 a1=0.5m，斗壁與水平面的傾角為60，斗高 0.5m，則沉砂斗上口寬：2hd20.5aa10.5 1.1mtan 60tan60沉砂斗容積：Vhd ( 2a22aa1 2a12 )0.5(2 1.122 1.1 0.5

7、 2 0.52 ) 0.34m366（略大于 V1=0.26m3，符合要求）（ 7）沉砂池高度：采用重力排砂，設(shè)計(jì)池底坡度為0.06，坡向沉砂斗長(zhǎng)度為L(zhǎng)2L 2a7.5 2 1.122.65m2則沉泥區(qū)高度為h30.06L2 =0.5+0.06 2.65=0.659m池總高度 H ：設(shè)超高 h1=0.3m，123=0.3+0.5+0.66=1.46m（ 8）進(jìn)水漸寬部分長(zhǎng)度 :B 2B12.4 2 0.94L11.43mtan 20tan 20（ 9）出水漸窄部分長(zhǎng)度 :L31=1.43m（ 10）校核最小流量時(shí)的流速：最小流量即平均日流量Q 平均日則平均日 0.2007/1.204=0.17

8、0.15，符合要求（ 11）計(jì)算草圖如下：進(jìn)水出水圖4平流式沉砂池計(jì)算草圖第三節(jié) 沉淀池3.1采用中心進(jìn)水輻流式沉淀池：圖四沉淀池簡(jiǎn)圖3.2 設(shè)計(jì)參數(shù)：3 d) ；沉淀時(shí)沉淀池個(gè)數(shù) 2；水力表面負(fù)荷 q1m3(m 2h)；出水堰負(fù)荷1.7L m(146.88m間 2h； h3為緩沖層高度，取0.5m； h5為掛泥板高度，取0.5m。污泥斗下半徑 r 2=1m，上半徑 r 1=2m；剩余污泥含水率P1=99.2%3.2.1設(shè)計(jì)計(jì)算：3.2.1.1池表面積A Q 1042 1042m2q1單池面積A單池A1042521m 2（取 530 m2 ）n23.2.1.3池直徑D4 A單池4 53025.

9、98m （取 530m）3.14沉淀部分有效水深(h2)混合液在分離區(qū)泥水分離，該區(qū)存在絮凝和沉淀兩個(gè)過(guò)程，分離區(qū)的沉淀過(guò)程會(huì)受進(jìn)水的紊流影響，取 h23m3.2.1.5沉淀池部分有效容積VD 23.142621591.98m 3h24343.2.1.6沉淀池坡底落差（取池底坡度 0.05）h4 iD262 0.55mr10.0522沉淀池周邊（有效）水深H 0h2h3h530.50.54.0m4.0m( D266.5 6,滿足規(guī)定 )H 043.2.1.8污泥斗容積污泥斗高度 h 6(r1r2 )tg(2 1) tg6001.73mVh6r2r rr23.141.73( 222112)12.

10、7m312311 23池底可儲(chǔ)存污泥的體積為：V2h4R2Rr123.140.8(13213 222)166.63m34r13共可儲(chǔ)存污泥體積為：V1V212.7166.63 179.33m 3沉淀池總高度0.47+4+1.73=6.2m3.3進(jìn)水系統(tǒng)計(jì)算單池設(shè)計(jì)流量521m3（ 0.145m 3）進(jìn)水管設(shè)計(jì)流量：0.145 (1)=0.145 30.21841.11m / s管徑 D 1=500， v12D13.3.2 進(jìn)水豎井進(jìn)水井徑采用1.2m ，2個(gè)沿井壁均勻分布出水口尺寸 0.30 1.2m ，共 6出水口流速0.218v20.101m / s(0.15m / s)0.301.26紊

11、流筒計(jì)算圖六進(jìn)水豎井示意圖筒中流速 v30.03 0.02m / s, (取 0.03m / s)Q進(jìn)0.2182紊流筒直徑紊 流 筒 過(guò) 流 面 積f7.27m30.034 f4 7.273mD33.143.4出水部分設(shè)計(jì)環(huán)形集水槽內(nèi)流量q集 0.145 m 3環(huán)形集水槽設(shè)計(jì)采用單側(cè)集水環(huán)形集水槽計(jì)算。槽寬b20.9(k q集 )0.41.40.1450.40.90.48m（其中 為安全系數(shù)采用）k1.2 1.5設(shè)槽中流速 0.5m設(shè)計(jì)環(huán)形槽內(nèi)水深為0.4m ，集水槽總高度為0.4+0.4（超高） =0.8m，采用 90三角堰。3.4.3 出水溢流堰的設(shè)計(jì)（采用出水三角堰90）3.4.3.1

12、堰上水頭（即三角口底部至上游水面的高度）H 1=0.04m3.4.3.2每個(gè)三角堰的流量q1q11.343H 12 .471.343 0.042.470.0004733m3 / s3.4.3.3 三角堰個(gè)數(shù) n1n1Q單0.145306.4個(gè) 設(shè)計(jì)時(shí)取 307個(gè)q10.0004733三角堰中心距L( D 2b)）3.14 (36 2 0.48L13070.358mn1307圖七溢流堰簡(jiǎn)圖六、氧化溝1.設(shè)計(jì)參數(shù)擬用卡羅塞（）氧化溝，去除 5 與之外，還具備硝化和一定的脫氮除磷作用，使出水 3 低于排放標(biāo)準(zhǔn)。氧化溝按 2010 年設(shè)計(jì)分 2 座，按最大日平均時(shí)流量設(shè)計(jì)，每座氧化溝設(shè)計(jì)流量為4Q1

13、2.6 1010000m3115.8L。21.3總污泥齡： 20d36000.75 則 2700曝氣池： 24.623 氧化，可利用氧2.623N 還原0.90.98其他參數(shù)： 0.650.071脫氮速率： 0.03123dK1=0.2312=1.3剩余堿度 100(保持 7.2):所需堿度 7.1 堿度 3 氧化；產(chǎn)生堿度3.0 堿度 3 還原硝化安全系數(shù)： 2.5脫硝溫度修正系數(shù)： 1.082.設(shè)計(jì)計(jì)算（ 1）堿度平衡計(jì)算：1）設(shè)計(jì)的出水 BOD 5 為 20 ，則出水中溶解性 BOD 5 20-0.7201.42（ 1 0.23 5） =6.42）采用污泥齡 20d，則日產(chǎn)泥量為：aQS

14、r0.6 10000(1906.4)1 bt m1000 (10.05550.820)設(shè)其中有 12.4為氮，近似等于中用于合成部分為：0.124550.868.30即：中有 68.30 10006.83 用于合成。10000需用于氧化的3=34-6.83-2=25.17需用于還原的3=25.17-11=14.173）堿度平衡計(jì)算已知產(chǎn)生 0.1 堿度 /除去 1 5，且設(shè)進(jìn)水中堿度為250，剩余堿度 =250-7.125.17+3.014.17+0.1（ 1906.4）=132.16計(jì)算所得剩余堿度以3 計(jì)，此值可使 7.2（2）硝化區(qū)容積計(jì)算：硝化速率為n 0.47e0.098 T15NO

15、2N10 0.05T 1.158K O 2O20.47e0.09805 151.1581.3=0.204 1故泥齡： tw114.9 d0.204n采用安全系數(shù)為2.5，故設(shè)計(jì)污泥齡為： 2.54.9=12.5d原假定污泥齡為20d，則硝化速率為：11n0.0520單位基質(zhì)利用率：unb0.05 0.05a0.167 BOD 50.60.753600=2700所需的總量 = (1906.4)1000010994kg0.1671000硝化容積： Vn1099410004071.9 m32700水力停留時(shí)間： tn4071.9249.8 h10000（3）反硝化區(qū)容積：1

16、2時(shí)，反硝化速率為：qdnF)0.029T 200.03(M0.03 (190) 0.0291.08 12 2036001624=0.0173還原 3 的總量 14.1710000141.71000脫氮所需 141.78335.30.0198335.3脫氮所需池容： Vdn10003087.1 m32700水力停留時(shí)間： tdn2778.4247.4 h1000（4）氧化溝的總?cè)莘e：總水力停留時(shí)間：tt ntdn9.87.417.2 h總?cè)莘e：VVnVdn4071.93087.17159 m3（5）氧化溝的尺寸：氧化溝采用 4廊道式卡魯塞爾氧化溝，取池深3.5m，寬 7m，則氧化溝總長(zhǎng) : 7

17、159292.2m。其中好氧段長(zhǎng)度為4071.9166.2m ，缺氧段長(zhǎng)度為3.573.573087.1。3.5126.0m77212166m彎道處長(zhǎng)度 : 322則單個(gè)直道長(zhǎng) : 292.26656.55m(取 59m)4故氧化溝總池長(zhǎng) =59+7+14=80m，總池寬 =74=28m（未計(jì)池壁厚）。校核實(shí)際污泥負(fù)荷QSa10000190N s36000.014kgBOD / kgMLSS dXV7159（6）需氧量計(jì)算：采用如下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算 :O2 (kg / d )ASrBMLSS4.6N r2.6NO3其中：第一項(xiàng)為合成污泥需氧量， 第二項(xiàng)為活性污泥內(nèi)源呼吸需氧量，第三項(xiàng)為硝化污泥需氧

18、量,第四項(xiàng)為反硝化污泥需氧量。經(jīng)驗(yàn)系數(shù)： 0.50.1需要硝化的氧量：25.1710000 10-3251.70.5 10000(0.19-0.0064)+0.1 4071.9 2.7+4.6251.7-2.6 141.7取 30，查表得 =0.8,=0.9,氧的飽和度 Cs(30 ) =7.63 ， C s(20 ) =9.17采用表面機(jī)械曝氣時(shí)， 20時(shí)脫氧清水的充氧量為：R0RCs(20 )Cs( T )C1.024 T20116.959.170.800.917.6321.024 3020217.08kg / h查手冊(cè)，選用325 型倒傘型葉輪表面曝氣機(jī)，直徑3.5m,電機(jī)功率55,單臺(tái)

19、每小時(shí)最大充氧能力為1252，每座氧化溝所需數(shù)量為n,則R0217.08取 2 臺(tái)n1.74125125（7）回流污泥量：可由公式 RX求得。XX r式中： 3.6，回流污泥濃度 X r 取 10。則：3.60.56（50 100，實(shí)際取 60）R3.610考慮到回流至厭氧池的污泥為11%，則回流到氧化溝的污泥總量為 49。（8）剩余污泥量：Qw550.8240 0.25 10000 1334.4kg / d0.751000如由池底排除，二沉池排泥濃度為10g，則每個(gè)氧化溝產(chǎn)泥量為：1334.4133.44m3 / d10（9）氧化溝計(jì)算草草圖如下：備用曝氣機(jī)欄桿可暫不安裝上走道板進(jìn)水管接自提

20、升泵房及沉砂池走道板上鋼梯出水管至流量計(jì)井及二沉池圖5氧化溝計(jì)算草圖七、二沉池該沉淀池采用中心進(jìn)水，周邊出水的幅流式沉淀池，采用刮泥機(jī)。1設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)進(jìn)水量： 10000 m3 （每組）表面負(fù)荷：范圍為 1.0 1.5m3/ m2，取 1.0 m3 m2固體負(fù)荷： 140m2水力停留時(shí)間（沉淀時(shí)間） ：2.5 h堰負(fù)荷：取值范圍為 1.52.9L，取 2.0 L/()2設(shè)計(jì)計(jì)算（1）沉淀池面積 :按表面負(fù)荷算： AQ10000417 m2qb1 24（2）沉淀池直徑： D4 A4 4173.1423m 16m有效水深為1.02.5=2.5m4mD239.2 （介于 6 12）h12.5（3）貯

21、泥斗容積：為了防止磷在池中發(fā)生厭氧釋放，故貯泥時(shí)間采用2h，二沉池污泥區(qū)所需存泥容積：2Tw (122(10.6)100003600R)QX24706m3VwX r360010000X則污泥區(qū)高度為Vw706h21.7mA417（4）二沉池總高度：取二沉池緩沖層高度h3=0.4m，超高為 h4=0.3m則池邊總高度為1234=2.5+1.7+0.4+0.3=4.9m設(shè)池底度為 0.05，則池底坡度降為h5b d i23 2 0.05 0.53m22則池中心總深度為5 =4.9+0.53=5.43m（5）校核堰負(fù)荷：徑深比D238.28h1h32.9D235.22h1h2h34.6堰負(fù)荷Q10000D138m3 /(d.m) 1.6L /( s.m) 2L /(s.m)3.14 23以上各項(xiàng)均符合要求（6）輻流式二沉池計(jì)算草