污水處理設(shè)計(jì)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.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),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。4b。 最大日流量Qmax=KzQd=1.41875m3/h=2625m3/h=0。73

2、m3/s1。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)水力斷面公式計(jì)算得:所以柵前槽寬約0。66m。柵前水深h0.33m1。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 =柵槽有效寬度（）設(shè)計(jì)采用10圓鋼為柵條，即S=0。01m。=1.04(m）通過(guò)格柵的水頭損失h2h0-計(jì)算水頭損失； g重力加速度；K-格柵受污物堵

3、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， 所以：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，一般取0。3m)柵槽總長(zhǎng)度L0.3+0。330。63L1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,； 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=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

4、采用平流式沉砂池設(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設(shè)計(jì)計(jì)算(1）沉砂池長(zhǎng)度:L=vt=0.2530=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(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(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，

5、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 則沉泥區(qū)高度為h3=hd+0。06L2 =0。5+0。062。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(zhǎng)度:（9)出水漸窄部分長(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

6、=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：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；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(jì)計(jì)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

7、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(chǔ)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)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（1+R）=0。1451.5=0。218m3/s管徑D1=500mm，3。3.2 進(jìn)水豎井進(jìn)水井徑采用1。2m，出水口尺寸0.301.2m2，共6個(gè)沿井壁均勻分布出水口流速3。3。3 紊流筒計(jì)算

8、圖六 進(jìn)水豎井示意圖筒中流速 紊流筒過(guò)流面積 紊流筒直徑 3。4 出水部分設(shè)計(jì)3。4。1 環(huán)形集水槽內(nèi)流量=0.145 m3/s3。4.2 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.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。04m3.4.3。2每個(gè)三角堰的流量q13.4.3。3三角堰個(gè)數(shù)n13。4。3。4三角堰中心距圖七 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BOD

9、5與COD之外,還具備硝化和一定的脫氮除磷作用，使出水NH3N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=10000m3/d=115。8L/s?？偽勰帻g:20dMLSS=3600mg/L，MLVSS/MLSS=0.75 則MLSS=2700曝氣池：DO2mg/LNOD=4。6mgO2/mgNH3N氧化，可利用氧2。6mgO2/NO3N還原0。9 0。98其他參數(shù)：a=0。6kgVSS/kgBOD5 b=0。07d1脫氮速率：qdn=0.0312kgNO3-N/kgMLVSSdK1=0。23d1 Ko2=1.3mg/L剩余堿度100mg/L(保持

10、PH7.2)：所需堿度7。1mg堿度/mgNH3-N氧化；產(chǎn)生堿度3。0mg堿度/mgNO3N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)的出水為20 mg/L，則出水中溶解性20-0.7201.42（1e0。235)=6。4 mg/L2）采用污泥齡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=68.30 kg/d 即：TKN中有mg/L用于合成。 需用于氧化的NH3N =346.83-2=25。17 mg/L 需用于還原的NO3-N =25.1711=14。17 mg/L 3）堿度

11、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=2507。125.17+3.014.17+0.1（1906。4）=132。16 mg/L 計(jì)算所得剩余堿度以CaCO3計(jì)，此值可使PH7.2 mg/L（2）硝化區(qū)容積計(jì)算： 硝化速率為 =0。204 d-1故泥齡:d 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： d1 單位基質(zhì)利用率： kg/kgMLVSS。d MLVSS=fMLSS=0.753600=2700 mg/L 所需的MLVSS總量= 硝化容積:m3 水力停留時(shí)間：h（3）反

12、硝化區(qū)容積: 12時(shí),反硝化速率為： =0.017kgNO3N/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(shí)間：h (4）氧化溝的總?cè)莘e： 總水力停留時(shí)間:h 總?cè)莘e：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)：.其中好氧段長(zhǎng)度為，缺氧段長(zhǎng)度為。彎道處長(zhǎng)度：則單個(gè)直道長(zhǎng)： (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 （6）需氧量計(jì)算： 采用如下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)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

13、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=25.1710000103=251.7kg/dR=0。510000(0.190.0064）+0。14071.92.7+4。6251.7-2.6141.7=2806。81kg/d=116。95kg/h取T=30，查表得=0.8，=0。9，氧的飽和度=7.63 mg/L，=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：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

14、n,則 取n=2臺(tái)（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： （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49Q。 (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(gè)氧化溝產(chǎn)泥量為:（9）氧化溝計(jì)算草草圖如下：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：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

15、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:m2(2）沉淀池直徑: 有效水深為 h=qbT=1。02。5=2。5m4m （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。43

16、m （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）輻流式二沉池計(jì)算草圖如下：八、接觸消毒池與加氯間 采用隔板式接觸反應(yīng)池 1設(shè)計(jì)參數(shù) 設(shè)計(jì)流量：Q=20000m3/d=231。5 L/s（設(shè)一座)水力停留時(shí)間：T=0.5h=30min設(shè)計(jì)投氯量為：4。0mg/L平均水深:h=2。0m 隔板間隔：b=3。5m 2設(shè)計(jì)計(jì)算（1）接觸池容積： V=QT=231。510-33060=417 m3 表面積m2 隔板數(shù)采用2個(gè)，則廊道總寬為B（2+1）3.510.5m 取11m 接觸池長(zhǎng)度L= 取20m 長(zhǎng)寬比 實(shí)際消毒池容積為V=BLh=11202=440m3 池深取20。32.3m (0。3m為超高）經(jīng)校核均滿足有效停留時(shí)間的要求（2）加氯量計(jì)算: 設(shè)計(jì)最大加氯量為max=4.0mg/L,每日投氯量為 maxQ=420000103=80kg/d=3.33kg/h 選用貯氯