水質工程學下往屆

1、20.3 城市污水預處理系統(tǒng)設計格柵設計計算調節(jié)池設計計算沉砂池設計計算初沉池設計計算3.1 格柵工藝設計3.1.1 設計規(guī)定 1. 設計參數及其規(guī)定： 水泵前格柵柵條間隙，應根據水泵要求確定。 污水處理系統(tǒng)前格柵柵條間隙，應符合： (a)人工清除2540mm； (b)機械清除1625mm； (c)最大間隙40mm。 污水處理廠亦可設置粗細兩道格柵，粗格柵柵條間隙50150mm。 如水泵前格柵間隙不大于25mm，污水處理系統(tǒng)前可不再設置格柵。 柵渣量與地區(qū)的特點、格柵的間隙大小、污水流量以及下水道系統(tǒng)的類型等因素有關。在無當地運行資料時，可采用： (a)格柵間隙1625mm，0.100.05m

2、3103m3(柵渣污水) (b)格柵間隙3050mm，0.030.01 m3103m3(柵渣污水) 柵渣的含水率一般為80，容重約為960kgm3。 在大型污水處理廠或泵站前的大型格柵(每日柵渣量大于0.2m3)， 一般應采用 機械清渣。 機械格柵不宜少于2臺，如為1臺時，應設人工清除格柵備用。 過柵流速一般采用0.61.0ms。 俄羅斯規(guī)范為0.81.0ms， 日本指南為0.45 ms， 美國手冊為0.61.2ms， 法國手冊為0.61.0ms。 格柵前渠道內水流速度一般采用0.40.9ms。格柵傾角一般采用4575 日本指南為人工清除4560，機械清除70 左右； 美國手冊為人工清除30

3、45 ，機械清除40 90 ； 國內一般采用60 70 。通過格柵水頭損失一般采用0.080.15m。格柵間必須設置工作臺，臺面應高出柵前最高設計水位0.5m。 工作臺上應有安全設施和沖洗設施。格柵間工作臺兩側過道寬度不應小于0.7m。工作臺正面過道寬度： (a)人工清除不應小于1.2m； (b)機械清除不應小于1.5m。 機械格柵的動力裝置一般宜設在室內，或采取其他保護設備的措施。 設置格柵裝置的構筑物，必須考慮設有良好的通風設施。 格柵間內應安設吊運設備，以進行格柵及其他設備的檢修和柵渣的日常清除。 3.1.2 格柵計算 設計中選擇二組格柵，N=2組，每組格柵單獨設置，1.格柵的間隙數 n

4、格柵柵條間隙數（個）；Q設計流量（m3/s）；格柵傾角（）；N設計的格柵組數（組）；b格柵柵條間隙（m）；h格柵柵前水深（m）；v格柵過柵流速（m/s）。 2.格柵槽寬度B=S(n1)+bn式中 B格柵槽寬度（m）； S每根格柵條的寬度（m）。3.進水渠道漸寬部分的長度式中 L1進水渠道漸寬部分的長度（m）； B1進水明渠寬度（m）； a1漸寬處角度（），一般采用10-30；4.出水渠道漸窄部分的長度 5.通過格柵的水頭損失 式中 h1水頭損失（m）； 格柵條的阻力系數，查表=1.672.42； k格柵受污物堵塞時的水頭損失增大系數， 一般采用k=3。 6.柵后明渠的總高度H=h+h1+h2式

5、中 H柵后明渠的總高度(m)； h2明渠超高（m），一般采用0.3-0.5m。7.格柵槽總長度 式中 L格柵槽總長度（m）； H1格柵明渠的深度（m）。 8.每日柵渣量 式中 W每日柵渣量（m3/d）； W1每日每103m3污水的柵渣量（m3/103m3污水），一般采用0.04-0.06m3/103m3污水。3.2 調節(jié)池設計3.2.1 一般要求1.一般為地下式，設蓋板、通氣管2.埋深不宜過大，有效水深23米3.調節(jié)池設攪拌裝置，均和水質同時防止沉淀4.設多格便于維護5.設置溢流管6.一般采用穿孔管空氣攪拌攪拌強度56m3/m2.h 23m3/m.h調節(jié)池容積的確定調節(jié)流量按照流入累計曲線計算

6、，見圖5-11 用平行于平均日流量的直線，與進水質量曲線相切。要求計算的容量等于從切點至表示平均流量的直線的距離參閱一圖511(a)。 1.實際進水曲線在平均流量線下方：2.實際進水曲線在平均流量線的上下方： 進水流量曲線與兩條線有關，這兩條線是與平均流量線平行并與進水流量曲線兩端相切。要求的容量等于兩條線之間的垂直距離參閱一圖511(b) 。 調節(jié)池設計考慮因素 在實際運行中，調節(jié)池的容量大于理論確定的容量，這是出于對下列因素的考慮：1曝氣和混合設備的連續(xù)操作不容許完全排空，雖然可設計成專門的結構；2容量應該適應預期的濃縮裝置循環(huán)液返回到調節(jié)池所增加的體積(由于可能產生氣味，在在池不加蓋的情

7、況下不推薦這種實踐方案)3應提出適應不可預見的晝夜流量變化的應急措施。 雖然不能給出確定值，視具體條件的不同，補充容量將在理論值的1020范圍內變化。 調節(jié)池設計考慮因素4調節(jié)池的幾何形狀：避免短流、避免平推流5池子結構：混凝土、鋼筋混凝土6混合空氣用量：0.010.015m3/m3.min。 攪拌裝置：0.0040.008kw/m3。7.調節(jié)池前設立沉砂裝置， 8. 輔助裝置：池內設清洗裝置和浮渣清除裝置，氣味控制設施。原水格柵沉砂調節(jié)泵計量3.3 沉砂池工藝設計3.3.1 設計規(guī)定1. 沉砂池設計計算一般規(guī)定 城市污水處理廠一般均應設置沉砂池。 設計流量應按分期建設考慮： (a) 污水為自

8、流進入時，按每期的最大設計流量計算； (b) 污水為提升進入時，按每期工作水泵的最大組合流量計算； (c)在合流制處理系統(tǒng)中，應按降雨時的設計流量計算。 沉砂池個數或分格數不應少于2，并宜按并聯系列設計。當污水量較小時，可考慮1格工作，1格備用。 城市污水的沉砂量可按30m3砂/106m3污水計算，其含水率為 60，容重為1500kgm3；砂斗容積應按不大于2d的沉砂量計算，斗壁與水平面的傾角不應小于55。 除砂一般宜采用機械方法，并設置貯砂池或曬砂場。采用人工排砂時，排砂管直徑不應小于200mm。 當采用重力排砂時，沉砂池和貯砂池應盡量靠近，以縮短排砂管長度，并設排砂閘門于管的首端，使排砂管

9、暢通和易于養(yǎng)護管理。 沉砂池的超高不宜小于0.3m。2、曝氣沉砂池設計參數 旋流速度應保持0.250.3ms； 水平流速為0.060.12ms； 最大流量時停留時間為13min； 有效水深為23m，寬深比一般采用12； 長寬比可達5，當池長比池寬大得多時，應考慮設置橫向擋板； lm3污水的曝氣量為0.2m3空氣； 空氣擴散裝置設在池的一側，距池底約0.60.9m， 送氣管應設置調節(jié)氣量的閘門； 池子的形狀應盡可能不產生偏流或死角，在集砂槽附近可安裝縱向擋板； 池子的進口和出口布置應防止發(fā)生短路，進水方向應與池中旋流方向一致，出水方向應與進水方向垂直，并宜考慮設置擋板； 池內應考慮設消泡裝置。

10、3.3.2.曝氣沉砂池計算 1.沉砂池有效容積 式中 V沉砂池有效容積（m3）; Q設計流量（m3/s）； t停留時間（min），一般采用1-3min。 2.水流過水斷面式中 A水流過水斷面（m2）； v1水平流速（m/s），一般采用0.06-0.12min。 設計中取水平流速v1=0.1m/s3.沉砂池寬度 式中 B沉砂池寬度（m）； h2沉砂池有效水深（m），一般采用2-3m。4.沉砂池長度式中 L沉砂池長度（m）；5 .每小時所需空氣量式中 q每小時所需的空氣量（m3/h）； d每m3污水所需空氣量（m3/m3污水），一般采 用0.1-0.2m3/m3污水。 6.沉砂室所需容積式中 平均

11、流量（m3/s）； X城市污水沉砂量（m3/106m3污水），一般采用 30m3/106m3污水； T清除沉砂的間隔時間（d），一般取1-2d。 7.每個沉砂斗容積 式中 V0每個沉砂斗容積（m3）； n沉砂斗數量（個）。8.沉砂斗上口寬度 式中 a沉砂斗上口寬度（m）； h3沉砂斗高度（m）； 沉砂斗壁與水平面的傾向（），一般采 用圓形沉砂池=55，矩形沉砂池=60。 沉砂斗底寬度（m），一般采用0.4-0.5m。 9.沉砂斗有效容積 式中 沉砂斗有效容積（m3）；10.進水渠道 格柵的出水通過管道送入沉砂池的進水渠道，然后向兩側配水進入沉砂池，進水渠道的水流流速： 式中 v1進水渠道水流流

12、速（m/s）； B1進水渠道寬度（m）； H1進水渠道水深（m）。 3.3.3.其它沉砂池1平流式沉砂池（1）特點：工作穩(wěn)定、構造簡單。（2）設計參數 設計流量：按照最大流量Qmax設計（污水自流時） 按照水泵組合量設計（水泵抽水時） 降雨時設計流量（合流制） 水平流速保證 無機顆粒下沉而有機 顆粒不沉停留時間 3060s 有效水深 0.251.0m（3）適用范圍：合流制排水、后續(xù)A-A-O工藝。2.多爾沉砂池（1）特點多爾沉砂池對平流沉砂池的發(fā)展，重力沉砂洗砂（2）計算面積、水深、洗砂機寬度鐘式沉砂池對曝氣沉砂池的發(fā)展，機械攪拌產生離心力3.鐘式沉砂池（1）特點（2）選型計算旋流（渦流）沉砂池依靠水流產生離心力進行砂水分離（3）設計參數： 表面負荷：200m3/m2.h 進水渠道直段長度為渠寬的7倍， 進水渠道長度不小于4.5m 進水渠道流速正常流量0.6-0.9m/s，最小流量大于0.15m/s，最大流量小于1.2m/s 進水出水渠道夾角大于