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0.61.0m/s，槽內(nèi)流速0.5m/s 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)，

2、應(yīng)注意設(shè)計(jì)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25.00mm。1.2 設(shè)計(jì)流量：a.日平均流量qd=45000m3/d1875m3/h=0.52m3/s=520l/s kz取 1.4 b. 最大日流量qmax=kzqd=1.41875m3/h=2625m3/h=0.73m3/s 1.3設(shè)計(jì)參數(shù)：柵條凈間隙為b=25.0mm 柵前流速 1=0.7m/s 過(guò)柵流速0.6m/s 柵前部分長(zhǎng)度：0.5m 格柵傾角 =60單位柵渣量： 1=0.05m3柵渣 /103m3污水1.4設(shè)計(jì)計(jì)算：1.4.1 確定柵前水深根據(jù)最優(yōu)水力斷面公式221bq計(jì)算得：mqb6

3、6.07.0153.0221mbh33.021所以柵前槽寬約0.66m。柵前水深h0.33m 1.4.2 格柵計(jì)算說(shuō)明：qmax最大設(shè)計(jì)流量，m3/s；格柵傾角，度（） ；h柵前水深，m；污水的過(guò)柵流速，m/s。柵條間隙數(shù)（n）為ehvqnsinmax=)(306.03.0025.060sin153.0條柵槽有效寬度（b）設(shè)計(jì)采用? 10 圓鋼為柵條，即s=0.01m。30025.0)130(01.0)1(bnnsb=1.04(m )通過(guò)格柵的水頭損失h202hkhsin220ghh0計(jì)算水頭損失；g重力加速度；k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

4、 格 柵 柵 條的 斷 面 幾 何 形狀 有 關(guān) ， 對(duì) 于圓 形 斷 面 ，3479.1bs)(025.060sin81.926.0025.001.079.132342mh所以：柵后槽總高度h h=h+h1+h2=0.33+0.3+0.025=0.655(m) （h1柵前渠超高，一般取0.3m）柵槽總長(zhǎng)度l mbbl52.020tan*266.004.1tan*2111mll26.021211hhh 0.3+0.33 0.63 mhlll64.260tan63.05.00.126.052.0tan5.00.1121l1進(jìn)水渠長(zhǎng)， m；l2柵槽與出水渠連接處漸窄部分長(zhǎng)度，m；b1進(jìn)水渠寬， ；

5、1進(jìn)水漸寬部分的展開(kāi)角，一般取20。圖一格柵簡(jiǎn)圖1.4.3柵渣量計(jì)算對(duì)于柵條間距b=25.0mm 的中格柵，對(duì)于城市污水，每單位體積污水爛截污物為w1=0.05m3/103m3，每日柵渣量為100064.18640005.0153.01000864001maxzkwqw=0.4m3/d 攔截污物量大于0.3m3/d，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： q=301l/s（按 2010 年算，設(shè)計(jì) 1 組，分為 2 格）設(shè)計(jì)流速： v=0.25m/s 水力停留時(shí)間： t=30s 2. 設(shè)計(jì)計(jì)算（1）沉砂池長(zhǎng)度：l=vt=0.25 30=7.5m （2）水流斷面積：a

6、=q/v=0.301/0.25=1.204m2（3）池總寬度：設(shè)計(jì) n=2格，每格寬取 b=1.2m0.6m，池總寬 b=2b=2.4m （4）有效水深：h2=a/b=1.204/2.4=0.5m （介于 0.251m 之間）（5）貯泥區(qū)所需容積：設(shè)計(jì)t=2d，即考慮排泥間隔天數(shù)為2 天，則每個(gè)沉砂斗容積354511126.0105.1232103.1102mktxqv（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 hd=0.5m，

7、則沉砂斗上口寬：mahad1.15.060tan5.0260tan21沉砂斗容積：322211234.0)5.025.01.121.12(65.0)222(6maaaahvd（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mall65.221.125.7222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 h1=0.3m，h=h1+h2+h3=0.3+0.5+0.66=1.46m （8）進(jìn)水漸寬部分長(zhǎng)度 : mbbl43.120tan94.024.220tan211（9）出

8、水漸窄部分長(zhǎng)度 : l3=l1=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=q/k=301/1.5=200.7l/s 則 vmin=q平均日/a=0.2007/1.204=0.170.15m/s ，符合要求（11）計(jì)算草圖如下：進(jìn) 水圖 4 平流 式 沉 砂 池 計(jì) 算 草 圖出 水第三節(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)：沉淀池個(gè)數(shù)n=2；水力表面負(fù)荷q =1m3/(m2h)；出水堰負(fù)荷1.7l/ sm(146.88m3/md) ；沉淀時(shí)間t=2h；。為掛泥板高度，??；為緩沖層高度，取5m.0h5m.0h53污泥斗下半徑r2=

9、1m ，上半徑r1=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2104211042mqqa3.2.1.2單池面積2m52121042na單池a（取 5302m）3.2.1.3池直徑m98.2514.35304a4d單池（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(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mh323.2.1.5沉淀池部分有效容積322298.1591342614.34mhdv3.2.1.6沉淀池坡底落差（取池底坡度i=0.05）mrdih55.0222605.02143.2.1

10、.7沉淀池周邊（有效）水深mmhhhh0.40.45.05.035320),65.6426(0滿(mǎn)足規(guī)定hd3.2.1.8污泥斗容積73m.1tg60)12(tg)rr (h0216污泥斗高度32222212161.7m12)1122(373.114.33rrrrhv池底可儲(chǔ)存污泥的體積為：32221124263.166)221313(38.014.34mrrrrhv321179.33m166.637.12vv共可儲(chǔ)存污泥體積為：3.2.1.9沉淀池總高度h=0.47+4+1.73=6.2m 3.3 進(jìn)水系統(tǒng)計(jì)算3.3.1單池設(shè)計(jì)流量521m3/h（0.145m3/s）進(jìn)水管設(shè)計(jì)流量：0.145

11、(1+r)=0.145 1.5=0.218m3/s管徑 d1=500mm，s/1.11md40.218211v3.3.2進(jìn)水豎井進(jìn)水井徑采用1.2m，出水口尺寸0.30 1.2m2，共 6 個(gè)沿井壁均勻分布出水口流速)/15.0(/101.062.130.0218.02smsmv3.3.3紊流筒計(jì)算圖六進(jìn)水豎井示意圖筒中流速)s/03m.0(,/02.003.03取smv紊 流 筒過(guò) 流 面 積2327.703.0218.0qfm進(jìn)紊 流 筒 直徑mfd314.327.74433.4 出水部分設(shè)計(jì)3.4.1環(huán)形集水槽內(nèi)流量集q=0.145 m3/s 3.4.2環(huán)形集水槽設(shè)計(jì)采用單側(cè)集水環(huán)形集水

12、槽計(jì)算。）為安全系數(shù)采用（其中槽寬集5.12.1m48.0145.04.19.0)(9.024.04.0kqkb設(shè)槽中流速v=0.5m/s 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堰上水頭（即三角口底部至上游水面的高度）h1=0.04m 3.4.3.2每個(gè)三角堰的流量q1smhq/0004733.004.0343.1343.1347.247.2113.4.3.3三角堰個(gè)數(shù)n1個(gè)設(shè)計(jì)時(shí)取個(gè)單3074.3060004733.0145.0q11qn3.4.3.4三角堰中心距mbdnl

13、l358.030748.0236(14.3307)2(11）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（ 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(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q1 3.12106.24=10000m3/d=115.8l/s。總污泥齡： 20d mlss=3600mg/l,mlvss/mlss=0.75 則 mlss=2700 曝氣池： do2mg/l nod=4.6mgo2/mgnh3-n 氧化，可利用氧2.6mgo2/no3n 還原 0.9

14、0.98 其他參數(shù)： a=0.6kgvss/kgbod5b=0.07d-1脫氮速率： qdn=0.0312kgno3-n/kgmlvss d k1=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)： 1.08 2.設(shè)計(jì)計(jì)算（1）堿度平衡計(jì)算：1）設(shè)計(jì)的出水5bod為 20 mg/l，則出水中溶解性5bod20-0.7201.42（1e-0.235）=6.4 mg/l 2）采用污泥齡 20d，則日產(chǎn)泥量為：8.5 5 0

15、)2005.01(1000)4.6190(100006.01mrbtaqskg/d 設(shè)其中有 12.4為氮，近似等于tkn 中用于合成部分為：0.124 550.8=68.30 kg/d 即：tkn 中有83.610000100030.68mg/l 用于合成。需用于氧化的 nh3-n =34-6.83-2=25.17 mg/l 需用于還原的 no3-n =25.17-11=14.17 mg/l 3）堿度平衡計(jì)算已知產(chǎn)生 0.1mg/l 堿度 /除去 1mg bod5，且設(shè)進(jìn)水中堿度為250mg/l，剩余堿度 =250-7.125.17+3.014.17+0.1（1906.4）=132.16 m

16、g/l 計(jì)算所得剩余堿度以caco3計(jì)，此值可使 ph 7.2 mg/l （2）硝化區(qū)容積計(jì)算：硝化速率為221 5 8.105.015098.021047.0okonneottn23.12102247.0158.11505.01515098.0e=0.204 d-1故泥齡：9.4204.011nwtd 采用安全系數(shù)為 2.5，故設(shè)計(jì)污泥齡為： 2.5 4.9=12.5d 原假定污泥齡為 20d，則硝化速率為：0 5.02 01nd-1單位基質(zhì)利用率：167.06.005.005.0abunkg5bod/kgmlvss.d mlvss=f mlss=0.753600=2700 mg/l 所需的

17、 mlvss 總量=kg109941000167.010000)4.6190(硝化容積：9.40711000270010994nvm3水力停留時(shí)間：8.924100009.4071nth （3）反硝化區(qū)容積：12 時(shí)，反硝化速率為：20029.0)(03.0tdnmfq201208.1029.0)24163600190(03.0=0.017kgno3-n/kgmlvss.d 還原 no3-n 的總量 =7.14110000100017.14kg/d 脫氮所需 mlvss=3.8335019.07.141kg 脫氮所需池容：1.3087100027003.8335dnvm3水力停留時(shí)間：4.72

18、410004.2778dnth （4）氧化溝的總?cè)莘e：總水力停留時(shí)間：2.174.78.9dnnttth 總?cè)莘e：71591.30879.4071dnnvvvm3（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) :m2.29275.37159。其中好氧段長(zhǎng)度為m2.16675.39.4071，缺氧段長(zhǎng)度為m0.12675.31.3087。彎道處長(zhǎng)度 :m6621221273則單個(gè)直道長(zhǎng) :m55.564662.292(取 59m) 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dkgmlsskgb

19、odxvqsnas/014.07159360019010000（6）需氧量計(jì)算：采用如下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算 : 326.26.4)/(nonmlssbsadkgorr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。經(jīng)驗(yàn)系數(shù)： a=0.5 b=0.1 需要硝化的氧量：nr=25.17 10000 10-3=251.7kg/d r=0.5 10000 (0.19-0.0064)+0.1 4071.9 2.7 +4.6251.7-2.6 141.7 =2806.81kg/d=116.95kg/h 取 t=30，查表得 =0.8, =0.9,

20、氧的飽和度)30(sc=7.63 mg/l，)20(sc=9.17 mg/l 采用表面機(jī)械曝氣時(shí)， 20時(shí)脫氧清水的充氧量為：20)()20(0024.1ttssccrcrhkg /08.217024.1263.719.080.017.995.1162030查手冊(cè)，選用 dy325 型倒傘型葉輪表面曝氣機(jī)，直徑3.5m,電機(jī)功率 n=55kw,單臺(tái)每小時(shí)最大充氧能力為125kgo2/h，每座氧化溝所需數(shù)量為n,則74.112508.2171250rn取 n=2臺(tái)（7）回流污泥量：可由公式xxxrr求得。式中： x=mlss=3.6g/l ，回流污泥濃度rx取 10g/l。則：5 6.06.31

21、 06.3r（50100，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：dkgqw/4.133410000100025.024075.08.550如由池底排除，二沉池排泥濃度為10g/l，則每個(gè)氧化溝產(chǎn)泥量為：dm/44.133104.13343（9）氧化溝計(jì)算草草圖如下：備 用 曝 氣 機(jī)可 暫 不 安 裝欄 桿圖 5 氧 化 溝 計(jì) 算 草 圖上上鋼 梯走 道 板走 道 板出水 管 至流 量計(jì) 井及 二 沉 池進(jìn) 水管 接 自提 升泵 房及 沉砂 池七、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

22、量： q=10000 m3/d （每組）表面負(fù)荷： qb范圍為 1.01.5 m3/ m2.h ，取 q=1.0 m3/ m2.h 固體負(fù)荷： qs=140 kg/ m2.d 水力停留時(shí)間（沉淀時(shí)間） ：t=2.5 h 堰負(fù)荷：取值范圍為1.52.9l/s.m，取 2.0 l/(s.m) 2設(shè)計(jì)計(jì)算（1）沉淀池面積 : 按表面負(fù)荷算：41724110000bqqam2（2）沉淀池直徑：mmad162314.341744有效水深為h=qbt=1.02.5=2.5m4m 2.95.2231hd（介于 612）（3）貯泥斗容積：為了防止磷在池中發(fā)生厭氧釋放，故貯泥時(shí)間采用tw=2h，二沉池污泥區(qū)所需

23、存泥容積：37 0 61 0 0 0 03 6 0 03 6 0 02410000)6.01(22)1(2mxxqxrtvrww則污泥區(qū)高度為mavhw7.14 1 77 0 62（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midbh53.005.0222325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28.89.22331hhd22.56.423321hhhd堰負(fù)荷)./(2)./(6.1)./(31382314.310000mslmslmdmdq以上各項(xiàng)均符合要求（6）輻流式二沉池計(jì)算草圖如下：圖 6 輻流 式 沉 淀 池進(jìn) 水排 泥出 水圖 7 輻流 式 沉 淀 池 計(jì) 算