污水處理廠高程設計參考

1處理流程高程設計為使污水能在各處理構筑物之間通暢流動，以保證處理廠的正常運行，需進行高程布置，以確定各構筑物及連接管高程。為降低運行費用和便于維護管理，污水在處理構筑物之間的流動已按重力流考慮為宜；污泥也最好利用重力流動，若需提升時，應盡量減少抽升次數(shù)。為保證污泥的順利自流，應精確計算處理構筑物之間的水頭損失，并考慮擴建時預留的儲備水頭，高程圖的比例與水平方向的比例尺一般不相同，一般垂直比例大，水平的比例小些［12。1.1主要任務污水處理廠污水處理流程高程布置的主要任務是：確定各處理構筑物和泵房的標高；確定處理構筑物之間連接管渠的尺寸及其標高； -通過計算確定各部分的水面標高，從而能夠使污水沿處理流程在處理構筑物之間暢通地流動，保證污水處理廠的正常運行。1.2高程布置的一般原則計算各處理構筑物的水頭損失時，應選擇一條距離最長、水頭損失最大的流程進行較準確的計算，考慮最大流量、雨天流量和事故時流量的增加。并應適當留有余地，以防止淤積時水頭不夠而造成的涌水現(xiàn)象，影響處理系統(tǒng)的正常運行。計算水頭損失時，以最大流量(設計遠期流量的管渠與設備，按遠期最大流量考慮)作為構筑物與管渠的設計流量。還應當考慮當某座構筑物停止運行時，與其并聯(lián)運行的其余構筑物與有關的連接管渠能通過全部流量。高程計算時，常以受納水體的最高水位作為起點，逆廢水處理流程向上倒推計算，以使處理后廢水在洪水季節(jié)也能自流排出，并且水泵需要的揚程較小。如果最高水位較高，應在廢水廠處理水排入水體前設置泵站，水體水位高時抽水排放。如果水體最高水位很低時，可在處理水排入水體前設跌水井，處理構筑物可按最適宜的埋深來確定標高。在做高程布置時，還應注意污水流程與污泥流程的配合，盡量減少需要提升的污泥量。1.3污水高程計算在污水處理工程中，為簡化計算一般認為水流是均勻流。管渠水頭損失主要有沿程水頭損失和局部水頭損失。出水排至長江，最高水位為45.22m?？倱p失二構筑物的損失+沿程損失+局部損失，沿程水頭損失按下式計算：, V2 一、七=-—-L=iL(7.1)式中hf——為沿程水頭損失，m；L 為管段長度，m；R 為水力半徑，m；精心整理V——為管內(nèi)流速，ms；c—為謝才系數(shù)。局部水頭損失為：h=&2-（7.2）式中&——局部阻力系數(shù)，查閱《給排水設計手冊第一冊》獲得。1.3.1構筑物初步設計時，構筑物水頭損失可按經(jīng)驗數(shù)值計算。污水流經(jīng)處理構筑物的水頭損失，主要產(chǎn)生在進出口和需要的跌水處，而流經(jīng)處理構筑物本身的水頭損失則較小。本設計中若在設計計算過程中計算了的就用計算的結果，若在設計計算過程中沒計算的就用經(jīng)驗值，各構筑物水頭損失見表7.1。表7.1構筑物水頭損失表構筑物名稱水頭損失（m）構筑物名稱水頭損失（m）粗格柵0.081DE型氧化溝0.40細格柵0.32輻流沉淀池0.50平流式沉砂池0.40平流接觸池0.30厭氧池0.20巴氏計量槽0.281.3.2管渠水力計算計量槽至出水口取一個進出口損失及一個90。彎頭損失，取局部阻力系數(shù)為：1.0+0.10+1.1=2.2。接觸池至計量槽取一個進出口損失，取局部阻力系數(shù)為：1.0+0.10=1.1。二沉池至接觸池取一個進出口損失及一個90。彎頭損失，取局部阻力系數(shù)為：0.1+4書1.12.2。集配水井至二沉池取一個進出口損失，取局部阻力系數(shù)為：0.1+1.0=1.1。氧化溝至集配水井取一個進出口損失及二個90。彎頭損失，取局部阻力系數(shù)為：0.1+1.0+2.2=3.3。厭氧池至氧化溝取一個進出口損失，取局部阻力系數(shù)取為：0.1+1.0=1.1。沉砂池至厭氧池取一個進出口損失及一個90。彎頭損失，取局部阻力系數(shù)為：0.1+1.0+1.1=2.2。管渠水力計算見表7.2。表7.2污水管渠水力計算表管渠及構筑物名稱流量管渠設計參數(shù)水頭損失m）I(%0)沿程局部合計出水口至計量槽85610002.151.46240.00.5160.2390.755計量槽至85610002.151.463.50.0070.1200.127接觸池接觸池至二沉池7499002.081.3770.00.1460.2110.357二沉池至集配水井7499002.081.3735.00.0730.1050.178集配水井至氧化溝5678002.521.4040.00.1010.2250.326氧化溝至厭氧池5678002.521.408.50.0210.1100.131厭氧池至沉砂池4287002.181.1768.50.1490.1540.3031.3.3污水處理高程計算及布置污水處理廠水力計算以接受處理后污水水體的最高水位45.220m作為起點，沿污水處理流程向上倒推計算，以使處理后的污水在洪水季節(jié)也能自流排出，同時，還要考慮挖土埋深的狀）兄。以50.000m為基準，設計中考慮污水管的非充滿度（一般管徑大于或等于1000mm時，最大充滿度為0.75）和管道的覆土厚度（一般不小于0.7m且不考慮凍土深度），城市污水主干管進入污水處理廠處的管徑為1000m，管道水面標高為48.500m。由于采用的DE氧化溝方案中二沉池、氧化溝占地面積大，如果埋深設計過大，一方面不利于施工，也不利于土方平衡，故按盡量減少埋深。從降低土建工程投資考慮，接觸消毒池水面相對高程定為±0.00m，這樣布置亦利于排泥及排空檢修。計算結果見下表7.3。表7.3構筑物及管渠水力計算表序號管渠及構筑物名稱（m）水面上游標高（m）水面下游標高（m）構筑物水面標高（m）地面標高（m）1出水口至計量槽49.44348.68850.0002計量槽49.72349.44349.58350.0003計量槽至接觸池49.85049.72350.0004接觸池50.15049.85050.00050.0005接觸池至二沉池50.50750.15050.0006二沉池51.80751.30751.55750.0007二沉池至集配水井51.98551.8077集配水井至DE型氧化溝52.31151.98550.0008DE型氧化溝52.71152.31152.51150.0009DE型氧化溝至厭氧池52.84252.71150.00010厭氧池53.04252.84252.94250.00011厭氧池至沉砂池53.34553.04250.00012沉砂池53.74553.34553.54550.000

13細格柵54.06553.74550.00014粗格柵48.50048.41950.0001.3.4污泥處理構筑物高程布置（1）污泥管道的水頭損失管道沿程損失按下式計算:=2.49"D1.17人=2.49"D1.17人CHA1.85J（7.3）管道局部損失計算:h=&2g（7.4）式中ch——污泥濃度系數(shù)；D——污泥管管徑，m；V 管內(nèi)流速，ms；L 管道長度，m；&——局部阻力系數(shù)。 "VCy?/>查《給水排水設計手冊》可知：當污泥含水率為97%時，污泥濃度系數(shù)Ch=7\，管徑為150-200mm時，最小設計流速為0.8m/s;污泥含水率為95%時，污泥濃度系數(shù)為七=53，管徑為150-200mm時，最小設計流速為1m/s。各連接管道的水頭損失見下表7.4。表7.4連接管道的水頭損失管渠及構筑物名稱流量（L/s）管渠設計參數(shù)水頭損失（m）I(%0)沿程局部合計濃縮池至貯泥池4.461500.8114.15.00.0290.0740.103（2） 污泥處理構筑物水頭損失當污泥以重力流排出池體時，污泥處理構筑物的水頭損失以各構筑物的出流水頭計算，濃縮池一般取1.5m，二沉池一般取1.2m。（3） 污泥高程布置設計中污泥在二沉池到污泥濃縮池以及貯泥池到脫水車間得到提升，取脫水機房標高為53m，貯泥池泥面相對地標為0.000m，超高0.3m。污泥高程布置計算如下表7.5。表7.5污泥高程布置計算表序號管渠及構筑物名稱上游泥面標高（m）下游泥面標高（m）構筑物泥面標高（m）地面標高（m）1貯泥池50.30050.002濃縮池至貯泥池51.90350.30050.003濃縮池51.90350.004.4高程計算污水廠廠址處的地坪標高基本在30米左右。本設計中的高程計算分別為泵提升前和泵提升后兩部分。泵提升前按順序計算，泵提升后按逆向計算。污水廠主干道管采用鋼筋混凝土圓管，按非滿流設計，阻力系數(shù)為n=0.013，坡度i=0.003。采用DN300鋼筋混凝土圓管，L=150m，查表得Q=0.00209m3/s，i=0.003時，v=0.5m/s，設污水入口水位為29.4m，則溝道沿程水力損失：ixL=0.003x100=0.3m / 」局部水力損失：h=&2—=1xz。.*?=0.0128m合計：0.09+0.0128=0.10m則格柵前水位為：29.4-0.10=29.3m格柵的水頭損失為：0.67m 、柵后水位為：29.3-0.67=28.63m。即泵前水位為：28.63m。卜\設計出水管的出水水位為29m，（1） 消毒池至出水\采用DN300鋼筋混凝土圓管，L=30m，查表得Q=000209m3/s，i=0.003時，v=0.5m/s沿程阻力損失：ixL=0.003x200=0.6m局部水力損失：h=&2-=0.5x2。，*8=0.0064m消毒池內(nèi)部損失：0.3m。合計：0.09+0.0064+0.3=0.45m消毒池內(nèi)水位為：29+0.45=29.45m（2） SBR反應池至消毒池采用DN200鋼筋混凝土圓管，L=30m，查表得Q=0.00104m3/s，i=0.003時，v=0.4m/s沿程阻力損失：ixL=0.003x30=0.09m局部阻力損失：氣=&2g=°5x￡4*=0.0041m（入管口）TOC\o"1-5"\h\z一v2 042氣=&—=0.75x廠元=0.0062m（90標準彎頭1個）v2 042七=&—=0.25x廠元=0.00205m（小管口進大管口）2 0.42七=&—=4.5x---—=0.0369m（閘閥1/2開）采用DN400鋼筋混凝土圓管，L=10m，查表得Q=0.00209m3/s，i=0.003時，v=0.45m/s沿程阻力損失：ixL=0.003x100=0.3m局部阻力損失：h=&擋=1xQ竺=0.0104m（流入大容器）f 2g 2x9.8氣=&2-=0.17x尤；=0.0018m（閘閥全開）SBR反應器內(nèi)部損失：0.4m合計：0.09+0.0041+0.0062+0.00205+0.0369+0.03+0.0104+0.0018+0.4=0.58mSBR反應器內(nèi)部水位為：29.45+0.58=30.03m。（3） UASB反應器至SBR反應池采用采用DN200鋼筋混凝土圓管，L=20m，查表得Q=0.00104m3/s，i=0.003時，v=0.4m/s沿程阻力損失：ixL=0.003x20=0.06m局部阻力損失：%=&2-=0.5x2°x±_=0.0041m（入管口）一V2 042 ..氣=&—=0.75x廠9_=0.0062m（90標準彎頭1個）2 0一42%=&—=0.17x2描=0.00138m（閘閥全開）采用DN400鋼筋混凝土圓管，L=8m，查表得Q=0.00209m3/s，i=0.003時，v=0.45m/s沿程阻力損失：ixL=0.003x50=0.15m局部阻力損失：氣=&疝=0.25xlx*=0.0026m（小管徑流入大管徑）采用DN300鋼筋混凝土圓管，L=15m，查表得Q=000209m3/s，i=0.003時，v=0.5m/s沿程阻力損失：ixL=0.003x45=0.135m局部水力損失：氣=&2-=0.75x法與_=0.0096m（90標準彎頭1個）hf=&2g=0.15X2^8=0.0019m(大管徑流入小管徑)UASB反應器內(nèi)部跌水：0.5m合計：0.06+0.0041+0.0062+0.00138+0.024+0.0026+0.045+0.0096+0.0019+0.5=0.66mUASB反應器內(nèi)水位為：30.03+0.66=30.69m厭氧消化池至UASB反應器采用DN300鋼筋混凝土圓管，L=30m，查表得Q=000209m3/s，i=0.003時，v=0.5m/s沿程阻力損失：ixL=0.003x50=0.15mv2 052局部水力損失：h=&—=0.5x =0.0064mf 2g 2x9.8采用DN200鋼筋混凝土圓管，L=50m，查表得Q=0.00104m3/s，i=0.003時，v=0.4m/s沿程阻力損失：ixL=0.003x80=0.24mv2 042氣=&—=0.25x廠9忑=0.00205m(大管口進小管口)氣=&2-=0.75x翌*=0.0062m(90標準彎頭1個)V2 042%=&—=1x2描=0.0081m(入反應池)厭氧消化池內(nèi)部損失：0.5m。合計：0.09+0.0064+0.0096+0.15+0.00205+0.0062+0.0081+0.5=0.76m厭氧消化池水位：30.69+0.76=31.45m\(5)調(diào)節(jié)池至厭氧消化池采用DN300鋼筋混凝土圓管，L=35m，查表得Q=000209m3/s，i=0.003時，v=0.5m/s沿程阻力損失：ixL=0.003x90=0.27mV2 052局部水力損失：hf=&—=(0.5+1)X廠兩=0.019m調(diào)節(jié)池內(nèi)部損失：0.2m合計：0.105+0.0478+0.2=0.35m.調(diào)節(jié)池內(nèi)部水位為：31.45+0.35=31.80m沉淀池至調(diào)節(jié)池采用DN300鋼筋混凝土圓管，L=25m，查表得Q=000209m3/s，i=0.003時，v=0.5m/s沿程阻力損失：ixL=0.003x65=0.195m局部水力損失：h=&2—=(0.5+1)x2。，*8=0.019m沉淀池內(nèi)部損失：0.5m合計：0.075+0.0382+0.5=0.61m.沉淀池內(nèi)部水位為31.80+0.61=32.41m沉砂池至沉淀池采用DN300鋼筋混凝土圓管，L=35m，查表得Q=000209m3/s，i=0.003時，v=0.5m/s沿程阻力損失：ixL=0.003x35=0.105mv2 052局部水力損失：h=&2—=(0.5+1)x^~98=0.019m沉沙池內(nèi)部損失：0.4m.合計：0.105+0.019+0.0095+0.4=0.533m沉沙池內(nèi)部水位為：32.41+0.533=32.94。泵房至沉砂池采用DN300鋼筋混凝土圓管，L=10m，查表得Q=000209m3/s，i=0.003時，v=0.5m/s沿程阻力損失：ixL=0.003x25=0.075m」局部水力損失：h=&2—=(0.5+1)xz。.*?=0.019m合計：0.03+0.019=0.049m則泵后的水位：32.94+0.049=32.99m4.4.3各構筑物高程確定、表4-1各構筑物高程格柵柵前水深29.30m泵前水面標高28.63m泵后水面標高32.99m沉砂池水面標高32.94m初沉池水面標高32.41m調(diào)節(jié)池水面標高31.80m厭氧消化池水面標高31.45mUASB反應池水面標高30.69mSBR反應池水面標高30.03m消毒池水面標高29.45m高程布置的內(nèi)容主要包括確定各處理構(建)筑物和泵房的標高(如池頂、池底、水面等)、處理構筑物之間連接管渠的尺寸及其標高，從而使污水能夠沿流程在處理構筑物之間通暢地流動保證污水處理廠的正常運行。高程圖上的垂直和水平方向的比例尺一般不相同，一般垂直的比例大(取1：100)，而水平的比例小些(取1：600)。4.2.1高程布置原則污水廠高程布里時。所依據(jù)的主要技術參數(shù)是構筑物高度和水頭損失。在處理流程中，相鄰構筑物的相對高差取決于兩個構筑物之間的水面高差，這個水面高差的數(shù)值就是流程中的水頭損失；它主要由三部分組成，即構筑物本身的、連接管(渠)的及計量設備的水頭損失等。因此進行高程布置時，應首先計算