城市污水處理廠工藝設(shè)計及計算

城市污水處理廠工藝設(shè)計及計算第一節(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，以愛護(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)成效好，該設(shè)備由動力裝置，機(jī)架，清洗機(jī)構(gòu)及電控箱組成，動力裝置采納懸掛式渦輪減速機(jī)，結(jié)構(gòu)緊湊，調(diào)整修理方便，適用于生活污水預(yù)處理。1.1設(shè)計講明柵條的斷面要緊按照過柵流速確定，過柵流速一樣為0.6～1.0m/s，槽內(nèi)流速0.5m/s左右。如果流速過大，不僅過柵水頭缺失增加，還可能將已截留在柵上的柵渣沖過格柵，如果流速過小，柵槽內(nèi)將發(fā)生沉淀。此外，在選擇格柵斷面尺寸時，應(yīng)注意設(shè)計過流能力只為格柵生產(chǎn)廠商提供的最大過流能力的80%，以留有余地。格柵柵條間隙擬定為25.00mm1.2設(shè)計流量：a.日平均流量Qd=45000m3/d≈1875m3/h=0.52m3/s=520L/sKz取1.4b.最大日流量Qmax=Kz·Qd=1.4×1875m3/h=2625m3/h=0.73m3/s1.3設(shè)計參數(shù)：柵條凈間隙為b=25.0mm柵前流速ν1=0.7m/s過柵流速0.6m/s柵前部分長度：0.5m格柵傾角δ=60°單位柵渣量：ω1=0.05m3柵渣/103m3污水1.4設(shè)計運(yùn)算：1.4.1確定柵前水深按照最優(yōu)水力斷面公式運(yùn)算得：因此柵前槽寬約0.66m。柵前水深h≈0.33m1.4.2格柵運(yùn)算講明：Qmax—最大設(shè)計流量，m3/s；α—格柵傾角，度（°）；h—柵前水深，m；ν—污水的過柵流速，m/s。柵條間隙數(shù)（n）為=柵槽有效寬度（）設(shè)計采納?10圓鋼為柵條，即S=0.01m。=1.04(m)通過格柵的水頭缺失h2h0—運(yùn)算水頭缺失；g—重力加速度；K—格柵受污物堵塞使水頭缺失增大的倍數(shù)，一樣取3；ξ—阻力系數(shù)，其數(shù)值與格柵柵條的斷面幾何形狀有關(guān)，關(guān)于圓形斷面，因此：柵后槽總高度HH=h+h1+h2=0.33+0.3+0.025=0.655(m)（h1—柵前渠超高，一樣取0.3m）柵槽總長度L＝0.3+0.33＝0.63L1—進(jìn)水渠長，m；L2—柵槽與出水渠連接處漸窄部分長度，m；B1—進(jìn)水渠寬，；α1—進(jìn)水漸寬部分的展開角，一樣取20°。圖一格柵簡圖1.4.3柵渣量運(yùn)算關(guān)于柵條間距b=25.0mm的中格柵，關(guān)于都市污水，每單位體積污水爛截污物為W1=0.05m3/103m3=0.4m3/d攔截污物量大于0.3m3/d，宜采納機(jī)械清渣。二、沉砂池采納平流式沉砂池設(shè)計參數(shù)設(shè)計流量：Q=301L/s（按2010年算，設(shè)計1組，分為2格）設(shè)計流速：v=0.25m/s水力停留時刻：t=30s設(shè)計運(yùn)算（1）沉砂池長度：L=vt=0.25×30=7.5m（2）水流斷面積：A=Q/v=0.301/0.25=1.204m2（3）池總寬度：設(shè)計n=2格，每格寬取b=1.2m>0.6m，池總寬B=2b=2.4m（4）有效水深：h2=A/B=1.204/2.4=0.5m（介于0.25～1m之間）（5）貯泥區(qū)所需容積：設(shè)計T=2d，即考慮排泥間隔天數(shù)為2天，則每個沉砂斗容積（每格沉砂池設(shè)兩個沉砂斗，兩格共有四個沉砂斗）其中X1：都市污水沉砂量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)計斗底寬a1=0.5m，斗壁與水平面的傾角為60°，斗高h(yuǎn)d=0.5m，則沉砂斗上口寬：沉砂斗容積：（略大于V1=0.26m3，符合要求）（7）沉砂池高度：采納重力排砂，設(shè)計池底坡度為0.06，坡向沉砂斗長度為則沉泥區(qū)高度為h3=hd+0.06L2=0.5+0.06×2.65=0.659m池總高度H：設(shè)超高h(yuǎn)1=0.3m，H=h1+h2+h3=0.3+0.5+0.66=1.46m（8）進(jìn)水漸寬部分長度:（9）出水漸窄部分長度:L3=L1=1.43m（10）校核最小流量時的流速：最小流量即平均日流量Q平均日=Q/K=301/1.5=200.7L/s則vmin=Q平均日/A=0.2007/1.204=0.17>0.15m/s，符合要求（11）運(yùn)算草圖如下：第三節(jié)沉淀池3.1采納中心進(jìn)水輻流式沉淀池：圖四沉淀池簡圖3.2設(shè)計參數(shù)：沉淀池個數(shù)n=2；水力表面負(fù)荷q’=1m3/(m2h)；出水堰負(fù)荷1.7L/s·m(146.88m3/m·d)；沉淀時刻T=2h；污泥斗下半徑r2=1m，上半徑r1=2m；剩余污泥含水率P1=99.2%3.2.1設(shè)計運(yùn)算：3.2.1.1池表面積3.2.1.2單池面積（取530）3.2.1.3池直徑（取530m）3.2.1.4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過程，分離區(qū)的沉淀過程會受進(jìn)水的紊流阻礙，取3.2.1.5沉淀池部分有效容積3.2.1.6沉淀池坡底落差（取池底坡度i=0.05）3.2.1.7沉淀池周邊（有效）水深3.2.1.8污泥斗容積池底可儲存污泥的體積為：3.2.1.9沉淀池總高度H=0.47+4+1.73=6.2m3.3進(jìn)水系統(tǒng)運(yùn)算3.3.1單池設(shè)計流量521m3/h（0.145m3/s）進(jìn)水管設(shè)計流量：0.145×(1+R)=0.145×1.5=0.218m3/s管徑D1=500mm，3.3.2進(jìn)水豎井進(jìn)水井徑采納1.2m，出水口尺寸0.30×1.2m2，共6個沿井壁平均分布出水口流速3.3.3紊流筒運(yùn)算圖六進(jìn)水豎井示意圖筒中流速紊流筒過流面積紊流筒直徑3.4出水部分設(shè)計3.4.1環(huán)形集水槽內(nèi)流量=0.145m3/s3.4.2環(huán)形集水槽設(shè)計采納單側(cè)集水環(huán)形集水槽運(yùn)算。設(shè)槽中流速v=0.5m/s設(shè)計環(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，采納90°三角堰。3.4.3出水溢流堰的設(shè)計（采納出水三角堰90°）3.4.3.1堰上水頭（即三角口底部至上游水面的高度）H1=0.04m3.4.3.2每個三角堰的流量q13.4.3.3三角堰個數(shù)n13.4.3.4三角堰中心距圖七溢流堰簡圖六、氧化溝1.設(shè)計參數(shù)擬用卡羅塞（Carrousel）氧化溝，去除BOD5與COD之外，還具備硝化和一定的脫氮除磷作用，使出水NH3-N低于排放標(biāo)準(zhǔn)。氧化溝按2010年設(shè)計分2座，按最大日平均時流量設(shè)計，每座氧化溝設(shè)計流量為Q1′＝=10000m3/d=115.8L/s?？偽勰帻g：20dMLSS=3600mg/L,MLVSS/MLSS=0.75則MLSS=2700曝氣池：DO＝2mg/LNOD=4.6mgO2/mgNH3-N氧化，可利用氧2.6mgO2/NO3—N還原α＝0.9β＝0.98其他參數(shù)：a=0.6kgVSS/kgBOD5b=0.07d-1脫氮速率：qdn=0.0312kgNO3-N/kgMLVSS·dK1=0.23d-1Ko2=1.3mg/L剩余堿度100mg/L(保持PH≥7.2):所需堿度7.1mg堿度/mgNH3-N氧化；產(chǎn)生堿度3.0mg堿度/mgNO3-N還原硝化安全系數(shù)：2.5脫硝溫度修正系數(shù)：1.082.設(shè)計運(yùn)算（1）堿度平穩(wěn)運(yùn)算：1）設(shè)計的出水為20mg/L，則出水中溶解性＝20-0.7×20×1.42×（1－e-0.23×5）=6.4mg/L2）采納污泥齡20d，則日產(chǎn)泥量為：kg/d設(shè)其中有12.4％為氮，近似等于TKN中用于合成部分為：0.124550.8=68.30kg/d即：TKN中有mg/L用于合成。需用于氧化的NH3-N=34-6.83-2=25.17mg/L需用于還原的NO3-N=25.17-11=14.17mg/L3）堿度平穩(wěn)運(yùn)算已知產(chǎn)生0.1mg/L堿度/除去1mgBOD5，且設(shè)進(jìn)水中堿度為250mg/L，剩余堿度=250-7.1×25.17+3.0×14.17+0.1×（190－6.4）=132.16mg/L運(yùn)算所得剩余堿度以CaCO3計，此值可使PH≥7.2mg/L（2）硝化區(qū)容積運(yùn)算：硝化速率為=0.204d-1故泥齡：d采納安全系數(shù)為2.5，故設(shè)計污泥齡為：2.54.9=12.5d原假定污泥齡為20d，則硝化速率為：d-1單位基質(zhì)利用率：kg/kgMLVSS.dMLVSS=f×MLSS=0.753600=2700mg/L所需的MLVSS總量=硝化容積：m3水力停留時刻：h（3）反硝化區(qū)容積：12℃時，反硝化速率為：=0.017kgNO3-N/kgMLVSS.d還原NO3-N的總量=kg/d脫氮所需MLVSS=kg脫氮所需池容：m3水力停留時刻：h（4）氧化溝的總?cè)莘e：總水力停留時刻：h總?cè)莘e：m3（5）氧化溝的尺寸：氧化溝采納4廊道式卡魯塞爾氧化溝，取池深3.5m，寬7m，則氧化溝總長:。其中好氧段長度為，缺氧段長度為。彎道處長度:則單個直道長:(取59m)故氧化溝總池長=59+7+14=80m，總池寬=74=28m（未計池壁厚）。校核實(shí)際污泥負(fù)荷（6）需氧量運(yùn)算：采納如下體會公式運(yùn)算: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)為硝化污泥需氧量,第四項(xiàng)為反硝化污泥需氧量。體會系數(shù)：A=0.5B=0.1需要硝化的氧量：Nr=25.171000010-3=251.7kg/dR=0.510000(0.19-0.0064)+0.14071.92.7+4.6251.7-2.6141.7=2806.81kg/d=116.95kg/h取T=30℃，查表得α=0.8,β=0.9,氧的飽和度=7.63mg/L，=9.17mg/L采納表面機(jī)械曝氣時，20℃時脫氧清水的充氧量為：查手冊，選用DY325型倒傘型葉輪表面曝氣機(jī)，直徑Ф＝3.5m,電機(jī)功率N=55kW,單臺每小時最大充氧能力為125kgO2/h，每座氧化溝所需數(shù)量為n,則取n=2臺（7）回流污泥量：可由公式求得。式中：X=MLSS=3.6g/L，回流污泥濃度取10g/L。則：（50％～100％，實(shí)際取60％）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%Q。（8）剩余污泥量：如由池底排除，二沉池排泥濃度為10g/L，則每個氧化溝產(chǎn)泥量為：（9）氧化溝運(yùn)算草草圖如下：七、二沉池該沉淀池采納中心進(jìn)水，周邊出水的幅流式沉淀池，采納刮泥機(jī)。1．設(shè)計參數(shù)設(shè)計進(jìn)水量：Q=10000m3/d（每組）表面負(fù)荷：qb范疇為1.0—1.5m3/m2.h，取q=1.0m3/m2.h固體負(fù)荷：qs=140kg/m2.d水力停留時刻（沉淀時刻）：T=2.5h堰負(fù)荷：取值范疇為1.5—2.9L/s.m，取2.0L/(s.m)2．設(shè)計運(yùn)算（1）沉淀池面積:按表面負(fù)荷算：m2（2）沉淀池直徑：有效水深為h=qbT=1.02.5=2.5m<4m（介于6～12）（3）貯泥斗容積：為了防止磷在池中發(fā)生厭氧開釋，故貯泥時刻采納Tw=2h，二沉池污泥區(qū)所需存泥容積：則污泥區(qū)高度為（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h=h1+h2+h3+h4=2.5+1.7+0.4+0.3=4.9m設(shè)池底度為i=0.05，則池底坡度降為則池中心總深度為H=h+h5=4.9+0.53=5.43m（5）校核堰負(fù)荷：徑深比堰負(fù)荷以上各項(xiàng)均符合要求（6）輻流式二沉池運(yùn)算草圖如下：八、接觸消毒池與加氯間采納隔板式接觸反應(yīng)池1．設(shè)計參數(shù)設(shè)計流量：Q′=20000m3/d=231.5L/s（設(shè)一座）水力停留時刻：T=0.5h=30min設(shè)計投氯量為：ρ＝4.0mg/