新《污水處理施工方案資料》設計計算草稿8

PAGEPAGE172.4處理工藝流程原污水進水流量有20000m3CODBODNPSS150-20060-8025略高250經(jīng)過污水處理廠處理后的排放污水指數(shù)按一級標準A標準，如下表所示：CODBODN(氨氮)PSS501050.510污水擬采用A2/O活性污泥法工藝處理，具體流程如下：污水→粗格柵→細格柵→沉砂池→初沉池→厭氧池→缺氧池→好氧池→二沉池→消毒池→出水進水內循環(huán)進水進水內循環(huán)進水污泥回流外運初沉池好氧池缺氧池厭氧池沉砂池細格柵粗格柵初沉池好氧池缺氧池厭氧池沉砂池細格柵粗格柵二沉池二沉池污泥濃縮池消毒池污泥濃縮池消毒池出水出水出水格柵設計3.1粗格柵設計格柵用以去除廢水中較大的懸浮物、漂浮物、纖維物質和固體顆粒物質，以保證后續(xù)處理單元和水泵的正常運行，減輕后續(xù)處理單元的負荷，防止阻塞排泥管道。格柵的設計計算主要包括格柵形式選擇、尺寸計算、水力計算、柵渣量計算等。3.1.1柵條間隙數(shù)n：式中：——最大設計流量，；e——柵條間隙，，取e=0.05；——柵前水深，，取=0.6；——過柵流速，，一般情況為0.6—1.0m/s。取v=1.0m/s.——經(jīng)驗修正系數(shù)，取=60；設計日最大流量，生活污水的時變化系數(shù)為1.3。則=≈103.1.2柵槽寬度：式中：——柵條寬度，，取0.01。則：格柵設計兩組，當一個出現(xiàn)故障時另一個可接替，則總寬度：B=3.1.3過柵水頭損失：式中：——過柵水頭損失，；——計算水頭損失，；ξ——阻力系數(shù)，柵條形狀選用矩形斷面所以，其中；——重力加速度，，取=9.81；——系數(shù)，格柵受污物堵塞后，水頭損失增大倍數(shù)，一般采用=3；則：3.1.4柵后槽的總高度：式中：——柵前渠道超高，m，取=0.5m。則：=0.6+0.075+0.5=1.173.1.5格柵的總長度：式中：——進水渠道漸寬部位的長度，，，其中，為進水渠道寬度，。取=0.5m。為進水渠道漸寬部位的展開角度，取=20；——格柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度，，??；——格柵前槽高，.則：=0.6+0.5=1.13.1.6每日柵渣量：式中：——每日柵渣量，；——單位體積污水柵渣量，，與柵條間距有關，取0.1—0.01，粗格柵用小值，細格柵用大值，中格柵用中值，所以粗格柵取=0.02；——污水流量總變化系數(shù).見表3-1，所以取=1.38表3-1生活污水流量總變化系數(shù)平均日流量（L/s）46101525407012020040075016002.32.22.12.01.891.801.691.591.511.401.301.2則：每天柵渣量W=0.377m3/d＞3.2細格柵設計3.1.1柵條間隙數(shù)n：式中：——最大設計流量，；e——柵條間隙，，取e=0.005；——柵前水深，，取=1.2m；——過柵流速，，一般情況為0.6—1.0m/s。取v=1.0m/s.——經(jīng)驗修正系數(shù)，取=60；則=≈463.1.2柵槽柵寬：式中：——柵條寬度，，取0.01。則：格柵設計兩組，當一個出現(xiàn)故障時另一個可接替，則總寬度：B=3.1.3過柵水頭損失：式中：——過柵水頭損失，；——計算水頭損失，；ξ——阻力系數(shù)，柵條形狀選用矩形斷面所以，其中；——重力加速度，，取=9.81；——系數(shù)，格柵受污物堵塞后，水頭損失增大倍數(shù)，一般采用=3；則：3.1.4柵后槽的總高度：式中：——柵前渠道超高，m，取=0.5m。則：=1.2+0.81+0.0.5=2.513.1.5格柵的總長度：式中：——進水渠道漸寬部位的長度，，，其中，為進水渠道寬度，,取=0.6m。為進水渠道漸寬部位的展開角度，取=20；——格柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度，，??；——格柵前槽高，.則：=1.2+0.5=1.73.1.6每日柵渣量：式中：——每日柵渣量，；單位體積污水柵渣量，，與柵條間距有關，取0.1—0.01，粗格柵用小值，細格柵用大值，中格柵用中值，所以粗格柵取=0.09——污水流量總變化系數(shù).見表3-1，所以取=1.38則：每天柵渣量W=1.69m3/d＞0.2m沉砂池沉砂池的形式有平流式、豎流式和曝氣沉砂池。其作用是從污水中去除沙子，渣量等比重較大的顆粒，以免這些雜質影響后續(xù)處理構筑物的正常運行。工作原理是以重力分離為基礎，即將進入沉砂池的污水流速控制在只能使比重大的無機顆粒下沉，而有機懸浮顆粒則隨水流帶走。設計中采用的平流式沉砂池是最常用的一種形式，它的截留效果好，工作穩(wěn)定，構造簡單。5.1平流式沉沙池的設計參數(shù)(1)污水在池內的最大流速為0.3m/s，最小流速應不小于0.15m/s;(2)最大時流量時，污水在池內的停留時間不應小于30s，一般取30s—60s;(3)有效水深不應大于1.2m，一般采用0.25—1.0m，每格寬度不宜小于0.6m;(4)池底坡度一般為0.01—0.02，當設置除砂設備時，可根據(jù)除砂設備的要求，確定池底的形狀。(5)沉沙量。生活污水按0.01-0.02L/（人*d）計：城市污水按1.5-3.0m3/(污水)計，沉砂含水率約為60％，容量1.5t/m3，貯砂斗的容積按2d的沉沙量計，斗壁傾角為55°（6）沉砂池超高不宜小于0.3m。5.2平流式沉砂池設計⑴沉砂部分的長度：式中：——沉砂池沉砂部分長度，;——最大設計流量時的速度，，取?！畲笤O計流量時的停留時間，s，取=30s。則：⑵水流斷面面積式中：——水流斷面面積，；——最大設計流量，。則：⑶沉砂池有效水深：采用兩個分格，每格寬度，池寬度式中：——池總寬度，；——設計有效水深，。則：（<1.2m,合理）⑷貯砂斗所需容積：式中：——沉砂斗容積，；——城鎮(zhèn)污水的沉砂量，污水，取污水；——排砂時間的間隔，，取；——污水流量總變化系數(shù)。則：⑸貯沙斗各部分尺寸計算：設貯沙斗底寬，斗壁與水平面的傾角為60°；則貯沙斗的上口寬為：貯砂斗的容積：式中：——貯砂斗容積，；——貯砂斗高度，，取=0.35；——分別為貯砂斗下口和上口的面積，。則：⑹貯砂室的高度：假設采用重力排砂，池底設6%的坡度坡向砂斗，則：式中：——兩沉砂斗之間的平臺長度，，取=0.5。則：⑺池總高度：式中：——池總高度，；——超高，取=0.3；則：4初沉池設計4.1初沉池的設計計算（1）沉淀區(qū)的表面積Aq表面負荷，即要求去除的顆粒沉速，一般通過實驗取得。如果沒有資料時，初次沉淀池要求采用1.5-3.0m3/（m2·h），二沉池可采用1-2m3/（m2·h），現(xiàn)去q=最大設計流量，m3/h（2）沉淀區(qū)有效水深設污水在沉淀池內的沉淀時間t為2h.則沉淀池的有效水深=qt=22=4.0m（3）沉淀區(qū)有效容積V=A·=416.65×4.0=1666.6m3（4）沉淀區(qū)長度LL=·t×3.6--最大設計流量時的水平流速。污水處理中一般不大于5mm/s,現(xiàn)取=5mm/s，L=·t×3.6=5×2×3.6=36mL÷=36÷4=9>8,滿足要求（5）沉淀區(qū)總寬度B==416.65÷36=11.57m（6）沉淀池的數(shù)量b—每格寬度，m。當采用機械刮泥機時，與刮泥機標準跨度有關。沉淀區(qū)長寬比不小于4:1，長深比為（8-12）：1.分為2格，則每格b=11.57÷4=5.79m取兩格為一座沉淀池，=36÷5.79=6.22>4,=36÷4=9>8滿足要求。（7）污泥區(qū)容積 取即每個格的體積為60÷2=30沉淀池內的可沉固體多沉于池的前部，故污泥斗一般設在池的前部。池底的坡度必須保證污泥順底坡流入污泥斗中，坡度的大小與排泥形式有關。污泥斗的上底可為正方形，邊長同格寬；下底通常為400mm×400mm的正方形，泥斗斜面與底面夾角不小于60°。每格有兩個污泥斗。取坡向泥斗得底板;取沉淀池超高,緩沖層高度,則總高度污泥斗容積式中污泥斗高度（），污泥斗傾角，60o污泥斗上部半徑污泥斗下部半徑，0.4污泥斗以上梯形部分容積則，滿足要求（8）污泥區(qū)的計算：污泥量P—污泥含水率，一般取95％-97％：取P=96％、--進出水中的懸浮物濃度，kg/m3：SS最初濃度為250mg/L=0.25kg/m3γ--污泥質量密度，污泥主要為有機物，且含水量水率大于95％時，取1000kg/.采用重力排泥，T=1d，取1d,=0.25kg/m3,初沉池的去除率按50%計算，則=250×（1-50%）=0.125kg/m3,代入上式有。5厭氧池3.1.5設計流量：最大日平均時流量Q=20000m3/d=0.23m3/s水力停留時間：T=1h 3.1.5.2.設計計算（1）厭氧池容積：V=Q′T=0.23×1×3600=833.3m3（2）厭氧池尺寸：水深取為h=4.5m。則厭氧池面積：A=V/h=833.3/4.5=185.18池寬取10m，則池長L=A/B=185.18/10=18.518。取19設雙廊道式厭氧池。考慮0.5m的超高，故池總高為H=h+0.3=4.5+0.5=5.0m。6缺氧池計算3.1.6.1.設計參數(shù)設計流量：最大日平均時流量Q=20000m3/d=0.23m3/s水力停留時間：T=1h3.1.6.2.設計計算（1）缺氧池容積：V=Q′T=0.23×1×3600=833.3m3（2）缺氧池尺寸：水深取為h=4.5m。則缺氧池面積：A=V/h=833.3/4.5=185.18池寬取10m，則池長L=A/B=185.18/10=18.518。取19考慮0.5m的超高，故池總高為H=h+0.3=4.5+0.5=5.0m。7好氧池（曝氣池）設計計算本設計采用傳統(tǒng)推流式曝氣池。3.1.7.1、污水處理程度的計算取原污水BOD5值（S0）為80mg/L，經(jīng)初次沉淀池及缺氧池、厭氧段處理，按降低25％*10考慮，則進入曝氣池的污水，其BOD5值（S）為：S＝80（1-25％）＝60mg/L計算去除率，對此，首先按式BOD5＝5（1.42bXC）=7.1XC計算處理水中的非溶解性BOD5值,上式中C——處理水中懸浮固體濃度，取用綜合排放一級標準10mg/L;b微生物自身氧化率，一般介于0.05-0.1之間，取0.09；X活性微生物在處理水中所占比例，取值0.4得BOD5＝7.10.090.410＝2.55mg/L.處理水中溶解性BOD5值為：10-2.55＝7.45mg/L去除率＝3.1.7.2、曝氣池的計算與各部位尺寸的確定曝氣池按BOD污泥負荷率確定擬定采用的BOD-污泥負荷率為0.26BOD5/(kgMLSS·kg)但為穩(wěn)妥計，需加以校核，校核公式：Ns=K2值取0.0200,Se=14.9mg/L,=0.876,f=代入各值，BOD5/(kgMLSS·kg)計算結果確證，Ns取0.26是適宜的。(2)確定混合液污泥濃度（X）根據(jù)已確定的Ns值，查圖*11得相應的SVI值為120-140，取值140根據(jù)式X=X曝氣池混合液污泥濃度R污泥回流比取r=1.2,R=100％，代入得：X=＝mg/L取4300mg/L。(3)確定曝氣池容積，由公式代入各值得：m3根據(jù)活性污泥的凝聚性能，混合液污泥濃度（X）不可能高于回流污泥濃度（Xr）。mg/LX<Xr混合液回流比R內TN去除率取R內=200%回流污泥量Qr:Qr=RQ=1×20000=20000m循環(huán)混合液量Qc:Qc=R內×20000=40000m脫氮速度KD:=(20000+40000)×10/103=600kg其中=10mg/L污泥齡天按污泥齡進行計算，則曝氣池容積為：m3其中Q曝氣池設計流量（m3/s）設計污泥齡（d）高負荷0.2-2.5，中5-15，低20-30Xr混合液揮發(fā)性懸浮固體平均濃度（mgVSS/L）Xv=fx=0.75*4300mg/L根據(jù)以上計算，取曝氣池容積V=1100（4）確定曝氣池各部位尺寸水力停留時間h池深H=4.5m,則面積A=1100/4.5＝244.4池寬取B=8m，則B/H=8/4.5=1.8，介于1-2之間，符合要求。池長L=A/B=244.4/8=30.5設五廊道式曝氣池，則每廊道長：L1＝L/5=30.5/5=6.1取超高0.5m，則池總高為H=4.5+0.5＝5.0m3.1.7.3、曝氣系統(tǒng)的計算與設計本設計采用鼓風曝氣系統(tǒng)（1）、需氣量計算每日去除的BOD值：kg/d理論上，將1gNO3-N還原為N2需碳源有機物（BOD5表示）2.86g.一般認為，BOD5/TKN比值大于4-6時，認為碳源充足*11。原污水中BOD5含量為80-60mg/L，總氮含量為25-20mg/L,取BOD5為80mg/L，氮為20mg/L,則碳氮比為4，認為碳源充足。AAO法脫氮除磷的需氧量：2g/(gBOD5),3.43g/(gNH+3-N),1.14g/(gNO-2-N),分解1gCOD需NO-2-N0.58g或需NO-3-N0.35g*12。因處理NH+4-N需氧量大于NO-2-N，需氧量計算均按NH+4-N計算。原水中NH+3-N含量為25-20mg/L，出水NH+4-N含量為5mg/L。平均每日去除COD值，取原水NH+4-N含量為40mg/L，則：kg/L日平均需氧量：O2=BOD+COD=2×1000+4.57×400×1000=1.9×106取2×103㎏/d，即83.3㎏/h。3.1.7.4、供氣量的計算本設計采用網(wǎng)狀膜型中微孔空氣擴散器，敷設于距池底0.3米處，淹沒水深4.2米，計算溫度定為30攝氏度。選用Wm-180型網(wǎng)狀膜空氣擴散裝置*14。其特點不易堵塞，布氣均勻，構造簡單，便于維護和管理，氧的利用率較高。每擴散器服務面積0.5㎡，動力效率2.7-3.7㎏O2/KWh，氧利用率12％-15％。查表*得:水中溶解氧飽和度Cs(20)=9.17mg/L,Cs(30)=7.63mg/L.(1)空氣擴散器出口的絕對壓力（Pb）：Pb＝P+9.8×103H其中：P大氣壓力1.013×105PaH空氣擴散裝置的安裝深度，mPb＝1.013×105Pa+9.8×103×4.2=1.425×103Pa(2)空氣離開曝氣池面時，氧的百分比：其中，EA空氣擴散裝置的氧轉移效率，一般6％-12％對于網(wǎng)狀膜中微孔空氣擴散器，EA取12％，代入得：（3）曝氣池混合液中平均氧飽和度（按最不利溫度條件30攝氏度），即：其中，CS大氣壓力下，氧的飽和度mg/L得mg/L（4）換算為在20攝氏度的條件下，脫氧輕水的充氧量，即：取值а＝0.85，β＝0.95，C=0.06,ρ=1.0;代入各值，得：kg/h取87kg（5）曝氣池的平均時供氧量:（7）每m3污水供氣量：m3空氣/m3污水3.1.7.5、空氣管系統(tǒng)計算選擇一條從鼓風機房開始最長的管路作為計算管路，在空氣流量變化處設設計節(jié)點，統(tǒng)一編號列表計算。按曝氣池平面圖鋪設空氣管?？諝夤苡嬎阋妶D見圖5。在相鄰的兩廊道的隔墻上設一根干管，共5根干管，在每根干管上設5對配氣豎管，共10條配氣豎管，全曝氣池共設50根曝氣豎管，每根豎管供氣量為：曝氣池總平面面積為4000m3每個空氣擴散裝置的服務面積按0.49m3個為安全計，本設計采用9000個空氣擴散裝置，則每個豎管上的空氣擴散裝置數(shù)目為：個每個空氣擴散裝置的配氣量為：將已布置的空氣管路及布設的空氣擴散器繪制成空氣管路計算圖進行計算。根據(jù)表4計算，得空氣管道系統(tǒng)的總壓力損失為：網(wǎng)狀膜空氣擴散器的壓力損失為5.88kPa，則總壓力損失為：5880+603.68＝6483.68Pa為安全計，設計取值9.8kPa?？諝鈹U散裝置安裝在距曝氣池底0.3米處，因此，鼓風機所需壓力為：鼓風機供氣量：最大時供氣量：7.1×104m3/h，平均時供氣量：6.25根據(jù)所需壓力和供氣量，決定采用RG-400型鼓風機8臺，5用3備，根據(jù)以上數(shù)據(jù)設計鼓風機房。PAGEPAGE4PAGE0二次沉池設計8.1輻流式沉池的設計計算（1）沉淀區(qū)的表面積Aq表面負荷，即要求去除的顆粒沉速，一般通過實驗取得。如果沒有資料時，初次沉淀池要求采用1.5-3.0m3/（m2·h），二沉池可采用1-2m3/（m2·h），現(xiàn)去q=最大設計流量，m3/h（3）池直徑（設計取14m）（4）沉淀部分有效水深設污水在沉淀池內的沉淀時間t為2h.則沉淀池的有效水深=qt=1.52=3m（5）沉淀區(qū)有效容積（6）沉淀池底坡落差取池坡度i=0.05(7)沉淀池周邊（有效）水深（,規(guī)范規(guī)定輻流式二沉池）式中--緩沖層高度，取0.5m；--刮泥板高度，取0.5m。（8）沉淀池高度式中--沉淀池超高，取0.3m。8.2進水系統(tǒng)計算（1）進水管的計算單池設計污水流量進水管流量設計管徑（2）進水豎井進水井徑采用=1m，出水口尺寸0.5×1m2，共6個沿井壁均勻分布出水口流速8.3出水部分設計（1）單池設計流量（2）環(huán)形集水槽內流量（3）環(huán)形集水槽設計a.采用周邊集水槽，單側集水，每池只有1個總出水口。集水槽寬度為（取0.4m）式中，k為安全系數(shù)，采用1.5-1.2.集水槽起點水深為集水槽終點水深為槽深均取0.8m。b.采用雙側集水環(huán)形集水槽計算。取槽寬b=1.0；槽中流速v=0.5m/s，槽內終點水深：（4）出水溢流堰的設計采用出水三角堰（90°）A．堰上水頭（即三角口底部至上游水面的高度）B.每個三角堰的流量C．三角堰個數(shù)（設計取265個）8.4排泥部分設計（1）污泥量總污泥量為回流量加剩余污泥量回流污泥量剩余污泥量6污泥處理部分構筑物計算3.2.1污泥濃縮池設計計算：污泥含水率高