污水處理廠計算說明書39319

1、第3章 設計計算書3.1中格柵3.1.1 設計參數表3-1：主要設計參數項目參數值每日平均流量Q平均=20000m3/d柵條凈間隙e=25.0mm柵前流速v1=0.7m/s過柵流速v2=0.8m/s柵條寬度s=0.01m柵前部分長度0.5m格柵傾角60°單位柵渣量1=0.05m3柵渣/103m3污水3.1.2設計計算最大日流量Qmax=0.343m3/s，過柵流速v2=0.8m/s，則，柵前槽寬B1=2Qmaxv2=2×0.3430.80.96m，取柵前槽寬B1=1m柵前水深h=B12=12=0.5m柵條的間隙數n=Qmaxsinehv2=0.343sin60°0

2、.025×0.5×0.8=43.1，取n=43柵草有效寬度，設計采用ø10圓鋼為柵條，即S=0.01mB=s(n-1)+en=0.01(43-1)+0.025×43=1.495m1.5m選用回轉式格柵HG-750型兩臺，柵條間隙25mm，每臺功率0.75w，格柵傾角60°進水渠道漸寬部分長度進水渠寬B1=1m，漸寬部分展開角1=20°，則l1=B-B12tan=1.5-12tan20°0.68m渠道與出水渠道連接處的漸窄部分長度l2=l12=0.682=0.34m過柵水頭損失h1=h0=v22gsin=3×2.42

3、×（0.010.025）43×0.822×9.8×sin60°=0.061m柵后槽總高取柵前渠道超高h2=0.3m，柵后槽總高H= h+ h1+ h2=0.5+0.061+0.3=0.861m柵前槽高H1= h + h2=0.5+0.3=0.8 m柵槽總長度L= l1+ l2+0.5+1+ H1tan60°=0.68+0.34+0.5+1+0.8tan60°=2.98m每日柵渣量=Q平均×1×864001000=0.232×0.05×864001000=1.0 m3/d>0.2

4、m3/d，采用機械清渣，污物的排出采用機械裝置：Ø600螺旋輸送物，選用長度l=8.0m的一臺。計算草圖如下：3.2污水提升泵站3.2.1泵房形式選擇 泵房形式取決于泵站性質，建設規(guī)模、選用的泵型與臺數、進出水管渠的深度與方位、出水壓力與接納泵站出水的條件、施工方法、管理水平，以及地形、水文地質等諸多因素。本設計采用矩形半地下式合建式泵房，它具有布置緊湊、占地少、結構較省的特點。設計參數設計流量Qmax=0.343m3/s，設兩臺水泵（一用一備）。集水池容積：根據規(guī)范，污水泵站的容積不應小于最大一臺水泵5min的出水量，故笨設計采用一臺泵5分鐘的流量。W=0.343×5&#

5、215;60=102.9m3，取120 m3有效水深H=1.5m，則A=wH=1201.5=80m2，設集水池為9×9m2.查閱給水排水設計手冊第十一冊，選擇型號300WL1200-9-110的立式水泵兩臺（一用一備）。參數見下表：表3-2: 300WL1200-9-110的立式水泵型號流量Q揚程H轉速n電動機功率軸功率m3/hmr/minkwkw300WL1200-9-110120099701188.23.3細格柵3.3.1設計參數污水由提升泵房提升至細格柵，細格柵用于進一步去處污水中較小的顆粒懸浮、漂浮物。表3-3：主要設計參數項目參數值每日平均流量Q平均=20000m3/d柵條

6、凈間隙e=10.0mm柵前流速v1=0.7m/s過柵流速v2=0.8m/s柵條寬度s=0.01m柵前部分長度0.5m格柵傾角60°單位柵渣量1=0.05m3柵渣/103m3污水3.3.2設計計算最大日流量Qmax=0.343m3/s，過柵流速v2=0.8m/s，則，柵前槽寬B1=2QmaxV2=2×0.3430.80.96m，取柵前槽寬B1=1m柵前水深h=B12=12=0.5m柵條的間隙數n=Qmaxsinehv2=0.343sin60°0.01×0.5×0.8=80.3，取n=80柵草有效寬度，設計采用ø10圓鋼為柵條，即S=0.

7、01mB=s(n-1)+en=0.01(80-1)+0.01×80=1.59m1.6m選用回轉式格柵HG-800型兩臺，柵條間隙10mm，每臺功率0.75w，格柵傾角60°進水渠道漸寬部分長度進水渠寬B1=1m，漸寬部分展開角1=20°，則l1=B-B12tan=1.6-12tan20°0.82m渠道與出水渠道連接處的漸窄部分長度l2=l12=0.822=0.41m過柵水頭損失h1=h0=v22gsin=3×2.42×（0.010.01）43×0.822×9.8×sin60°=0.24m柵后槽總

8、高取柵前渠道超高h2=0.3m，柵后槽總高H= h+ h1+ h2=0.5+0.24+0.3=1.04m柵前槽高H1= h + h2=0.5+0.3=0.8 m柵槽總長度L= l1+ l2+0.5+1+ H1tan60°=0.82+0.41+0.5+1+0.8tan60°=3.19m每日柵渣量=Q平均×1×864001000=0.232×0.05×864001000=1.0 m3/d>0.2 m3/d，采用機械清渣，污物的排出采用機械裝置：Ø300螺旋輸送物，選用長度l=8.0m的一臺。計算草圖如下：3.4曝氣沉砂池3

9、.4.1設計參數表3-4：主要設計參數項目參數值每日平均流量Q平均=20000m3/d設計流速v=0.08m/s水力停留時間t=60s有效水深h=2m每m3污水所需曝氣量D=0.1m33.4.2設計計算總有效容積V=Qmaxt=0.343×60=20.82 m3池斷面積A=Qmaxv=0.3430.08=4.34m2池總寬度B= Ah= 4.342=2.17m池長L= vA= 20.824.34=4.80m所需曝氣量q=3600 DQmax=3600×0.1×0.343=124.9 m3/h取超高0.5m，則池總高度H=2.5m曝氣沉砂池共一座分為2格，池長4.8

10、0m，池寬2.2m，水力停留時間60s。沉砂池設有橋式除砂機1臺，并設有淹沒式排砂泵2臺，用于抽吸池底積砂送至貯砂 槽中，經砂水分離器后裝至槽車外運。3.5 A2/O反應池判斷可否采用A2/O法COD/TN=450/45=10>8TP/BOD5=5.5/30=0.018<0.06符合要求，可采用A2/O法。3.5.2設計計算3.5.2.1有關設計參數B0D5污泥負荷N=0.15kg BOD5/(kgMLSS·d)回流污泥濃度Xr=8000mg/L污泥回流比r=100%混合液懸浮固體濃度X=rr+1Xr=11+1×8000=4000mg/L混合液回流比R= TN1

11、-TN=0.441-0.44=78.6%，取R=100%反應池容積V=QSaXN=20000×2254000×0.15=7500 m3反應池總水力停留時間t=VQ =750020000×24=9h各段水力停留時間和容積 厭氧段：缺氧段：好氧段=1:1:3厭氧段水力停留時間t厭= 95=1.8h，池容積V厭= 75005=1500 m3缺氧段水力停留時間t缺= 95=1.8h，池容積V缺= 75005=1500 m3好氧段水力停留時間t好= 95×3=5.4h，池容積V厭= 75005×3=4500 m33.5.2.2校核氮磷負荷好氧段總氮負荷=

12、Q×TNXV好=20000×454000×4500=0.049kgTN/(kgMLSS·d)<0.05kgTN/(kgMLSS·d)，符合要求厭氧段總磷負荷=Q×TPXV厭=20000×5.54000×1500=0.018 kgTP/(kgMLSS·d)<0.06 kgTP/(kgMLSS·d)，符合要求3.5.2.3剩余污泥量按污泥齡計算，取污泥齡為c=15dX=V·Xc=7500×415=2000kg/d3.5.2.4反應池主要尺寸反應池總容積V=7500 m

13、3設一組反應池，有效水深h=5m有效面積s=Vh=75005=1500 m2采用5廊道式推流式反應池，廊道寬取b=6m，池長L= 15005×6=50m校核：bh= 65=1.2（介于12） Lb=506=8.3（介于510）取超高H=1.0m，反應池總高H=5+1=6m3.5.2.5反應池進出水系統(tǒng)計算進水管：反應池進水管設計流量Q=0.231L/s管道流速v=0.3m/s管道過水斷面面積A=Qv=0.2310.3=0.77 m2管徑d=4A=4×0.77=0.79m管徑d取800mm回流污泥管：回流污泥管設計流量Qr=r×R=1×0.231=0.23

14、1 m3/s管道流速v=0.3m/s去回流污泥管管徑800mm進水井：進水孔過流量：Q2=（1+r）×Q=（1+1）×0.231=0.462 m3/s孔口流速v=0.5 m/s孔口過水斷面面積A=Q2V=0.4620.5=0.924 m2孔口尺寸取1.0m×1.0m進水井平面尺寸取2.0m×2.0m出水堰及出水井：按矩形堰流公式計算：Q3=0.422gbH32=1.8H32，式中，Q3=（1+r+R）×Q=(1+1+1)×0.231=0.693 m3/sb為堰寬，取6m；H為堰上水頭，mH=(Q31.8×b)23=（0.69

15、31.8×6）23=0.13m出水孔過流量Q4 =Q3=0.693 m3/s孔口流速v=0.5 m/s孔口過水斷面面積A=Q4V=0.6930.5=1.38 m2孔口尺寸取1.5m×1.0m出水井平面尺寸取2.0m×2.0m出水管：反應池出水管設計流量Q5=Q2=0.462 m3/s管道流速v=0.5 m/s管道過水斷面面積A=Q5V=0.4620.5=0.724 m2管徑d=4A=4×0.724=0.797m管徑d取800mm3.5.2.6曝氣系統(tǒng)設計計算設計需氧量AOR碳化需氧量（D1）D1=Q(So-Se)1e-0.23×51.42XvX

16、v=YQ(SoSe) KdVXXv=0.6×20000×（0.30.03）0.7×7500×0.231×4=2755kg/dD1=20000(0.3-0.03)1e-0.23×51.42×2755=3990kgO2/d硝化需氧量（D2）D2=4.6Q(NoNe)4.6×12.4%×Xv=4.6×20000×(45-25)/10004.6×12.4%×2755=320 kgO2/d反硝化脫氮產生的氧量（D2）假設生物污泥中含氮量為12.4%，則，每日用于合成的總氮=0

17、.124×2755=341.62 kg/d即，進水總氮中有（341.62×1000）/20000=17.08mg/L用于合成所需硝化的氨氮量=452517.08=2.92mg/L需還原的硝酸鹽氮量ND=（20000×2.92）/1000=58.4 kg/dD3=2.86ND=2.86×58.4=167 kgO2/dAOR= D1+D2 D3=3990+320167=4143 kgO2/d=173 kgO2/h最大需氧量與設計需氧量之比為1.48，則，AORmax=1.48 AOR=1.48×4143=6131.64 kgO2/d=255.485

18、 kgO2/h去除每1kgBOD5的需氧量=AORQ(SoSe)=414320000×（0.3-0.03）=0.767 kgO2/ kg BOD5標準需氧量采用鼓風曝氣，微孔曝氣器。曝氣器敷設于池底，距池底0.2m，淹沒深度4.8m，氧轉移效率EA=20%，計算溫度25°。將實際需氧量換算成標準狀態(tài)下的需氧量SORSOR=AOR·Cs（20） Csbt-C×1.024T-20取值：=0.82，=0.95，C=2.0mg/L，=1.0查表得：水中溶解氧飽和度CS(20)=9.17 mg/L，CS(25)=8.38 mg/L空氣擴散器出口處絕對壓力為：Pb=

19、1.013×105+9.8×103H=1.013×105+9.8×103×4.8=1.483×105Pa空氣離開反應池時含氧比為：Qt=21（1-EA）79+21（1-EA）×100%=21×（1-0.2）79+21×（1-0.2）×100%=17.54%反應池中平均溶解氧飽和度：CSb(25)= CS(25)( Pb2.066×105+ Qt42)=8.38×（1.483×1052.066×105+17.5442）=9.51 mg/L標準需氧量為：SOR

20、=AOR·Cs（20） Csbt-C×1.024T-20=4143×9.170.82×（0.95×1.0×9.51-2）×1.02425-20=5850 kgO2/d =244kgO2/h相應最大時標準需氧量SORmax=1.48 SOR=1.48×244=360.7 kgO2/h反應池平均供氣量：Gs=SOR0.3EA×100=2440.3×20×100=4067 m3/h最大時供氣量Gsmax=1.48 Gs=1.48×4067=6019 m3/h所需空氣壓力p（相對壓力

21、）P=h1+h2+h3+h4+h=0.2+4.8+0.4+0.5+5.9m式中：h1+h2供風管道沿程與局部阻力之和，取h1+h2=0.2m h3曝氣器淹沒水頭，h3=4.8m h4曝氣器阻力，取h4=0.4mh富裕水頭，取h =0.5m曝氣器數量計算按供氧能力計算所需曝氣器數量：采用微孔曝氣器，選用HWB2型微孔曝氣器，Ø200mm，工作水深4.8m，供風量13 m3/（h·個），曝氣器氧利用率EA=20%，服務面積0.30.75 m2，充氧能力qc=0.14 kgO2/（h·個），則，h1=SORmax24qc=360.70.14=2576個，為安全起見，取3

22、000個。h1按供氧能力所需曝氣器個數qc=曝氣器標準狀態(tài)下與好氧反應池工作條件接近時的供氧能力，kgO2/（h·個）每條廊道中設9條配氣豎管，共27條配氣豎管，每條豎管曝氣個數為300027=112個。3.6輻流式二沉池3.6.1設計參數本設計采用中心進水輻流式沉淀池。設計流量Q=20000 m3/d，表面負荷q=1.2 m3/（m2·h），水力停留時間（沉淀時間）：T=2.5h3.6.2設計計算3.6.2.1沉淀池尺寸計算沉淀池表面積A=Qq=833.31.2=347.2 m2沉淀池直徑：D= 4A=4×274.23.14=21.03m有效水深為：h2=qT=

23、1.22.5=3m徑深比Dh2=223=7.3，介于612緩沖層高度h3=0.3m，沉淀池超高h1=0.3m泥斗上口直徑d1=4m，底部直徑 d2=2m泥斗壁傾斜角度 60°，泥斗高 h5=3=1.73m池底部圓臺體高度h4=（D2- d12 ）×i=（222- 42）×0.05=0.45m污泥部分所需容積每日的剩余污泥量X=2000kg/d，取污泥的容重=1000kg/ m3，則排泥量W=X1000=3 m3/d=0.042 m3/h設貯泥時間T=4h，污泥部分所需容積V=0.042×4=0.168 m3V1=h53×（r12+ r1 r2+

24、r22）=3×1.73×（22+2×1+12）=12.7 m3污泥斗以上圓錐體部分容積V2= 3 h4(D2)2+D2d12+(d12)2= 3.143×0.45×(222)2+22242+(42)2=69.24 m3污泥總容積V= V1+ V2=12.7+69.24=81.94 m3>0.168 m3池周邊水深H0=3+0.3=3.3m沉淀池總高度H= H0+0.3+0.45+1.73=7m計算草圖如下：3.6.2.2進水部分計算進水管計算Q=0.343 m3/s管徑取D1=800mm，進水速度v1=4QD1=0.546 m/s進水豎井

25、計算取直徑D2=0.8m，配水口尺寸0.5×0.8 m2，共3個，沿井壁均勻分布流速v1=Q0.5×0.3×3=0.145 m/s 孔距l(xiāng)=D2-0.5×33=0.337m穩(wěn)流筒計算 流速v3取0.02 m/s過流面積f=Qv3=0.3430.02=17.15 m2直徑D3=4f+D22=4×17.153.14+1.52=3.42m，取D3=3.5m3.6.2.3出水部分計算采用兩個環(huán)形集水槽，池周邊一個，池中央一個。流量Q=0.231 m3/s每個槽內流量Q單=Q2=0.2312=0.115 m3/s池周邊采用單側集水槽槽寬b1=0.9（k&

26、#183;Q單）4=0.9×（1.5×0.115）4=0.339m，取b1=0.4m，k為安全系數1.21.5起點水深h1=0.75 b1=0.3m終點水深h2=1.25 b1=0.5m槽深?。?.3+0.5）×0.5+0.3=0.7m，其中超高0.3m池中央采用雙側集水槽槽寬取b2=0.6m，流速取v4=0.4 m/s起點水深h4=Q單v4b2=0.1150.4×0.6=0.242m終點水深hk=3Q單2gb22=31.0×0.11529.8×0.82=0.12m h3=32hk2h4+h42=32×0.1230.242+

27、0.2422=0.417m水量校核當水增加一倍時，Q單=0.23 m3/s，v4=0.6 m/s計算得：h4=0.322m，hk=0.191m，h3=0.527m設計取環(huán)形槽內水深為0.5m，超高0.3m，總槽深0.8m出水堰設計采用出水三角堰，開口90°，堰上水頭H=0.05m，堰高0.12m單堰流量qy=1.343·H2.47=0.0008213 m3/s三角堰個數n=Q單qy=0.1150.0008213=141.2，取142個，池周邊和中央各分部71個三角堰的中心距L=（D-2b1）71=3。14×（22-2×0.4）71=0.938m集水槽直徑

28、設計池周邊集水槽外徑與池徑相等，內徑D1=D-2b1=22-2×0.4=21.2m池中央集水槽與池周邊集水槽流量相同，令單位長度上的流量為qd，則qdD1=qdD2+（D2-2b2），得D2=11.6m內徑為D3=D2-2b2=10.4m出水堰上負荷校核池周邊集水槽堰上負荷q1= Q單D1=0.116×10003.14×21.2=0.871池中央集水槽堰上負荷q2= Q單（D2+D3）=0.116×10003.14×（11.6+10.4）=0.839出水管計算池周邊設置1條，管徑取D4=400mm，中央設置2條，管徑取D5=200mmV5=4Q

29、單D42=4×0.1163.14×0.42=0.462 m/s V5=2Q單D52=2×0.1163.14×0.22=0.924 m/s3.7接觸消毒池本設計采用3廊道式推流接觸消毒反應池水力停留時間：T=30min設計流量Q=0.343m3/s接觸池容積v=QT=0.343×30×60=617 m3，,取650 m3有效水深設計為h2=3m，則接觸池面積A=Vh2=6503=217 m2，取250 m2池體平面尺寸設廊道寬度b=5m，則接觸池總寬度為B=5×3=15m，接觸池長度為L=AB=25015=16.7m，取17m

30、池體總高度取超高h1=0.3m，故池體總高度H= h1+ h2=0.3+3=3.3m加氯量 加氯量一般為5mg/L10mg/L，本設計中加氯量按每m3污水投加5g計，則總加氯量為：W=5×10-3×29600=148kg/d=6.2kg/h加氯設備 選用2臺ZJ-2型轉子加氯機，一用一備，單臺加氯量為545kg/h3.8污泥回流泵房二沉池污泥回流量Qr=RQ,污泥回流比R=100%Qr=100%Q=20000 m3/d=833.3 m3/h選用LXB-1100的螺旋泵2臺，一用一備表3-6: LXB-1100的螺旋泵型號流量Q揚程H轉速n電動機功率m3/hmr/minkwLXB-110088034811.5污泥回流泵房設為9×6 m23.9污泥濃縮池3.9.1設計參數混合污泥進泥含水率P1=99.4%濃縮后污泥含水率P2=97%污泥濃縮時間T=16h污泥固體通量M=30kg/( m2·d)污泥密度1000kg/ m33.9