排水工程设计

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1、污水厂设计计算书第一章 污水处理构筑物设计计算一、粗格栅1.设计流量Q=m3/d，选取流量系数Kz=1.4则：最大流量Qmax1.4m3/d=m3/d3.24m3/s 2.栅条的间隙数（n）设:栅前水深h=2m,过栅流速v=1.0m/s,格栅条间隙宽度e=0.02m,格栅倾角=60则：栅条间隙数n= (取n=76)3.栅槽宽度(B)设：栅条宽度s=0.01m则：B=s（n-1）+en=0.01（76-1）+0.0276=2.27m 4.进水渠道渐宽部分长度 设：进水渠宽B1=1.8m,其渐宽部分展开角1=20（进水渠道前的流速为0.6m/s）则：5.栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度(L2)

2、6.过格栅的水头损失（h1）设：栅条断面为矩形断面，所以k取3则：其中=（s/b）4/3k格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般为3 h0-计算水头损失，m -阻力系数，与栅条断面形状有关，当为矩形断面时形状系数=2.4将值代入与关系式即可得到阻力系数的值 7.栅后槽总高度(H)设：栅前渠道超高h2=0.3m则：栅前槽总高度H1=h+h2=2.0+0.3=2.3m 栅后槽总高度H=h+h1+h2=2.0+0.102+0.3=2.402m8.格栅总长度(L)L=L1+L2+0.5+1.0+ H1/tan=0.65+0.33+0.5+1.0+2.3/tan60=3.8m 9. 每日栅渣量(W)设：

3、单位栅渣量W1=0.05m3栅渣/103m3污水则：W=Q W1=10m3/d因为W0.2 m3/d,所以宜采用机械格栅清渣 10.计算草图： 图1-1 粗格栅计算草图二、集水池 设计集水池的有效水深为6m,根据设计规范，集水池的容积应大于污水泵5min的出水量,即:V3.24m3/s560=972m3,可将其设计为矩形，其尺寸为9m10m，池高为11m，则池容为990m3。同时为减少滞流和涡流可将集水池的四角设置成内圆角。并应设置相应的冲洗或清泥设施。三、细格栅1.设计流量Q=m3/d，选取流量系数Kz=1.4则：最大流量Qmax1.4m3/d=m3/d3.24m3/s 2.栅条的间隙数（n

4、）设:栅前水深h=2.0m,过栅流速v=1.0m/s,格栅条间隙宽度b=0.01m,格栅倾角=60则：栅条间隙数(取n=90) 设计两组格栅，每组格栅间隙数n=151条 3.栅槽宽度(B)设：栅条宽度s=0.01m则：B2=s（n-1）+bn=0.01（76-1）+0.0176=1.51m所以总槽宽为1.512+0.23.22m（考虑中间隔墙厚0.2m） 4.进水渠道渐宽部分长度 设：进水渠宽B1=2.3m,其渐宽部分展开角1=20（进水渠道前的流速为0.6m/s）则： 5.栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度(L2) 6.过格栅的水头损失（h1）设：栅条断面为矩形断面,所以k取3则：其中=（s

5、/b）4/3k格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般为3 h0-计算水头损失，m -阻力系数（与栅条断面形状有关，当为矩形断面时形状系数=2. 42），将值代入与关系式即可得到阻力系数的值。 7.栅后槽总高度(H)设：栅前渠道超高h2=0.3m则：栅前槽总高度H1=h+h2=2.0+0.3=2.3m 栅后槽总高度H=h+h1+h2=2.0+0.26+0.3=2.56m8.格栅总长度(L)L=L1+L2+0.5+1.0+ H1/tan=1.27+0.64+0.5+1.0+2.3/tan60=4.74m 9.每日栅渣量(W) 设：单位栅渣量W1=0.10m3栅渣/103m3污水则：W=Q W1=2

6、0.0m3/d因为W0.2 m3/d,所以宜采用机械格栅清渣10.计算草图如下： 四、 沉砂池空气扩散装置设在池的一侧，距池底0.6m，送气管应设置调节气量的阀门；池子的形状应尽可能不产生偏流或死角。池宽与池深比为11.5，池长宽比可达5，当池长宽大于5时，应考虑设置横向挡板；池子的进口和出口布置应防止发生短路，进水方向应与池中旋流方向一致；出水方向应与进水方向垂直，并宜考虑设置挡板；池内考虑消泡装置；曝气沉沙池多采用穿孔曝气，孔径为2.5-6.0mm，距池底约0.6-0.9m，每组穿孔曝气管应有调节阀门。 3.3.1工艺结构尺寸 主要确定沉砂池的池长L，池宽B，池深h2等（1）、池容V（有效

7、容积，m3） 停留时间取t=5min V=60Qmaxt=602.715=813m3 式中 Qmax最大设计流量（m3/s）; t最大设计流量时的停留时间（min）。（2）、水流断面积A（m2） 水平流速取=0.10m/s A=Qmax/=2.71/0.10=27.1m2 式中 最大设计流量时的水平流速（m/s），一般取0.06-0.12）。（3）、池长L（m） L=V/A=813/27.1=30m（4）、池宽B（m） 有效水深取h2=2.8m B=A/h2=27.1/2.8=9.7m取池子格数n=4格，每个池子宽度b=B/n=9.7/4=2.4m 式中 h2设计有效水深（m），一般取2m-3

8、m（5）、每小时所需空气量q（m3/m3） 取d=0.2 q=3600dQmax=36000.22.71=1951.2m3/h 式中 d每立方米污水所需空气量（m3/m3），一般采用0.2。3.3.2沉砂室设计计算（1）、沉砂斗所需容积清楚沉砂间隔时间为2天，城市污水沉砂量为30m3/106m3（2）、沉砂室坡向沉砂斗的坡度取i=0.5。每个分格有2个沉砂斗，共有8个沉砂斗，则V0=V/8=10.8/8=1.35m3 沉砂斗各部分尺寸：（a）设斗底宽a1=1.0m，斗壁与水平面的倾角为60，斗高h=0.8m，则砂斗上口宽a=1.92m，沉砂斗容积 （b）沉砂室高度：本设计采用重力排砂，池底坡度

9、为0.05坡向砂斗，沉砂室含两部分：一部分为沉砂斗；另一部分为沉砂池坡向沉砂斗的过渡部分。（0.2为两沉砂斗之间的壁厚）h3=h+0.05l2=0.8+0.052.83=0.9415m超高h1=0.4m，总高度H=h1+h2+h3=0.3+2.8+0.9415=4.0415m3.3.3进出水区 包括进水区、配水方式、出水区等的设计进水：沉砂池进水一般采用管道或明渠将污水直接引入配水区。配水：由于曝气沉砂池内流水的旋流特性，一般认为对曝气沉沙池的配水要求不十分严格，通常采用配水渠淹没配水。出水：沉砂池出水一般采用出水堰出水，出水堰的宽度一般与沉砂池宽度相同，依此根据堰流计算公式可确定相应的堰上水

10、头。3.3.4工艺装备：包括供气方式、曝气设备、排砂设备、集油设备、砂水和油水分离设备等计。供气方式：鼓风曝气，曝气沉沙池的供气可与曝气池供气联合进行或独立进行。曝气设备：一般采用穿孔管，孔径一般为2mm-5mm。排砂设备、集油设备：曝气沉沙池的排砂一般采用排砂泵抽吸：浮油的收集通常采用撇油的方式：吸砂泵和撇油设备通常置于行车上。五、A/O池1.有效容积(V)设：日平均时流量为Q=m3/d=2315L/sBOD污泥负荷Ns=0.15KgBOD5/(kgMLSSd)污泥指数：SVI=150回流污泥浓度：Xr=106/SVI*r(r=1)=6667mg/L污泥回流比为：R=100%曝气池内混合污泥

11、浓度：Xr=R/(1+R)Xr=6667=3333.5mg/L 则：V= 2.缺氧池与好氧池的体积 设：缺氧池与好氧池的体积比为1:3,分二十组则：缺氧池的体积为2475M3好氧池的体积为7425m3设：有效水深为6m则：缺氧池面积413m2 好氧池面积1238m2缺氧池的宽为10m，每格为5m，长为42m好氧池的宽为20m，每格为10m，长为62m好氧池长宽比为62/10=6.2，在5-10之间,符合要求宽深比为10/6=1.7在1-2之间，符合要求 3污水停留时间t=24/1.5=15.8A段停留时间是3.95h，O段停留时间是11.85h，符合要求。4剩余污泥量W=aQ平Lr-bVXr+

12、0.5Q平Sr（1）降解BOD5生成的污泥量W1=aQ平Lr=0.6(0.35-0.02)=39600kg/d（2）内源呼吸分解泥量Xr=0.753333.5=2500mg/L，（fx=0.75）W2=bVXr=0.052.5=24750kg/d（3）不可生物降解和悬浮物的量W3=0.5Q平Sr=0.5(0.35-0.02)=33000kg/d（4）剩余污泥量为W=W1-W2+W3=39600-24750+33000=47850kg/d5 湿污泥的体积污泥含水率为P=99.2%QS=600m3/d6污泥龄为c=33.310d(符合要求)7计算需氧量查得：每去除1kgBOD5需氧1.0-1.3k

13、g,取1.2kg,去除1kgN需氧4.6kg则：碳氧化硝化需氧量1.220000(0.35-0.02)+4.60.0420000=11600kg反硝化1gN需2.9克BOD5由于利用污水BOD作为碳源反硝化会消耗掉一部分的BOD,这一部分需氧为2.9(0.040.01)=17400kg则：实际需氧量为-17400=98600kg/d考虑到安全系数为1.5,利用率为0.09,空气密度为1.201kg/m3,空气含氧量为23.2%,则理论需氧量为：=4090m3/min 曝气方式采用机械曝气六、二沉池该沉淀池采用中心进水，周边出水的辐流式沉淀池，采用刮泥机进行刮泥。设计8座辐流式二沉池。1沉淀池面

14、积（A） 设：最大进水量（单个沉淀池）Qmax Qmax=m3/d =1.7m3/s 平均进水量为Q=25000m3/d=0.116m3/s 表面负荷：q范围为1.02.0 m3/ m2.h ，取q=1.5 m3/ m2.hm22.沉淀池直径(D) 3.有效水深为(h1) 设：水力停留时间（沉淀时间）：t=2 h 则： h1=qt=1.52=3m 校核 （介于612,符合要求） 4.沉淀区有效容积(V1) V1=Ah1=6943=2082m35.贮泥斗容积： 设：污泥回流比为R=50%回流污泥浓度Xr=10000mg/L 为了防止磷在池中发生厌氧释放，贮泥时间采用Tw=2h则：二沉池污泥区所需

15、存泥容积： 则污泥区高度为 6.二沉池总高度： 设：二沉池缓冲层高度h3=0.4m，超高为h4=0.3m则：池边总高度为 h=h1+h2+h3+h4=3+1.0+0.4+0.3=4.7m设：池底坡度为i=0.05则：池底坡度降为 则：池中心总深度为H=h+h5=4.8+0.7=5.5m 7.校核堰负荷： 径深比 堰负荷以上各项均符合要求8.辐流式二沉池计算草图如下： 第二章 污泥处理构筑物设计计算一、污泥泵房1.设计说明二沉池活性污泥由吸泥管吸入，由池中心落泥管及排泥管排入池外套筒阀井中，然后由管道输送至回流泵房，其他污泥由刮泥板刮入污泥井中，再由排泥管排入剩余污泥泵房集泥井中。设计回流污泥量

16、为QR=RQ,污泥回流比R=50100。按最大考虑，即QR=Q=231.5L/s20000m3/d，R=100%2.回流污泥泵设计选型（1）扬程：二沉池水面相对地面标高为1.1m,套筒阀井泥面相对标高为0.2m，回流污泥泵房泥面相对标高为-0.2-0.2-0.4m，好氧池水面相对标高为1.6m，则污泥回流泵所需提升高度为：1.-（-0.4）2.0m（2）流量：两座好氧池设一座回流污泥泵房，泵房回流污泥量为20000m3/d833m3/h（3）选泵：选用LXB-900螺旋泵3台（2用1备），单台提升能力为480m3/h，提升高度为2.0m2.5m,电动机转速n=48r/min,功率N=55kW（

17、4）回流污泥泵房占地面积为10m5m二、贮泥池 1设计参数 进泥量：污水处理系统每日排出污泥干重为4785kg/d,即为按含水率为99.2计的污泥流量2Qw478.5m3/d20m3/h,设贮泥池1座，贮泥时间T0.5d=12h 2设计计算 池容为 V=QwT=478.50.5=240m3贮泥池尺寸（将贮泥池设计为长方形形），深为4m A=m2 浓缩池长：12m 宽：5m三、污泥浓缩池 采用两座幅流式圆形重力连续式污泥浓缩池，用带栅条的刮泥机刮泥，采用静压排泥.1浓缩池池体计算： 设：污泥固体负荷：qs=45kgSS/(m2.d) 污泥含水率P199.2每座污泥总流量：Q4785kg/d=47

18、8.5m3/d=20m3/h则：每座浓缩池所需表面积 m2 浓缩池直径 ，取D=9m 水力负荷有效水深h1=uT=0.15713=2m，浓缩池有效容积：V1=Ah1=4.54.53.142=127m32.排泥量与存泥容积：设：浓缩后排出含水率P296.0的污泥则：Qw= 按2h贮泥时间计泥量则：贮泥区所需容积 V22Qw248m3 泥斗容积 =m3 式中：h4泥斗的垂直高度，取1.1m r1泥斗的上口半径，取1.0m r2泥斗的下口半径，取0.6m 设池底坡度为0.07，池底坡降为： h5= 故池底可贮泥容积： = 因此，总贮泥容积为： （符合设计要求）3.浓缩池总高度： 浓缩池的超高h2取0

19、.3m，缓冲层高度h3取0.3m，则浓缩池的总高度H为 =2+0.3+0.3+1.1+0.245=4m4.浓缩池排水量：Q=Qw-Qw=8-4=4m3/h5.浓缩池计算草图：四、排泥泵房1设计说明二沉池产生的剩余活性污泥及其它处理构筑物排出污泥由地下管道自流入集泥井，污泥浓缩池中,剩余污泥泵（地下式）将其提升至脱水间.处理厂设一座剩余污泥泵房（两座二沉池共用）2设计选型（1）污泥泵扬程：辐流式浓缩池最高泥位（相对地面为）-0.98m，剩余污泥泵房最低泥位为2m,则污泥泵静扬程为H0=2-(-0.98)2.98m，污泥输送管道压力损失为4.0m，自由水头为1.0m，则污泥泵所需扬程为H=H0+4

20、+1=7.98m。（2）污泥泵选型：选两台，3用1备，单泵流量QQw/36.65m3/h。选用1PN污泥泵，Q=7.2-16m3/h，H=12-14m，N=3kw（3）剩余污泥泵房: 占地面积LB=4m3.5m，集泥井占地面积 浓缩污泥输送至泵房 剩余污泥经浓缩处理后用泵输送至脱水间处理.泵房平面尺寸LB=4m3.5m五、脱水间进泥量QW=478.5m3. /d,含水率P=96%出泥饼GW=56.7t/d泥饼干重W=14.2t/d根据有关设计手册知，对于初沉污泥与二沉活性污泥的混合生污泥，当挥发性固体小于75%，进泥含水率为92%-96.5%，投加的有机高分子混凝剂量为污泥干重的0.150.5

21、%时，其生产能力一般为130300kg干污泥/（mh），脱水后泥饼含水率为75-80% 。目前带式压滤机的最大带宽为3m。 本次设计选用标准型的带式压滤机，型号为HQBFP-ST-1,该压滤机长为4140mm, 宽1620mm, 高2000mm, 重量为5t, 驱动器功率1.5kw, 耗水量（水压8巴）10m3/h, 耗气量(10巴)1.0m3/h。选用两台,一台备用脱水机房尺寸(1010)m2泥饼外运填埋. 第三章 高程计算一 设计说明 在污水处理厂内，各构筑物之间水流多为重力自流，前面构筑物内的水位应高于后面构筑物的水位。本设计中仅有中格栅与集水池之间用泵提升，细格栅与沉砂池则通过加高实现

22、水流在后面各个构筑物之间的自流。后面的各个构筑物采用半埋式。 二 各构筑物的水头损失估算构筑物名称水头损失/m格栅0.2-0.3沉砂池0.1-0.25(取0.2)辐流式沉淀池0.5-0.6(取0.55)曝气池0.25-0.4(取0.3)三 水头损失计算计算厂区内污水在处理流程中的水头损失，选最长的流程计算，结果见下表：名称设计流量（m3/s）管径(mm)I()V(m/s)管长(m)沿程损失(m)局部损失（m）总损失(m)二沉池0.6二沉池至好氧池0.1744006.241.3442.1060.2620.1310.393好氧池0.4好氧池至厌氧池0.1744006.241.3428.1640.1

23、750.0880.263厌氧池0.3厌氧池至沉砂池0.3476002.861.1826.6040.0750.0380.113沉砂池0.2细格栅0.3细格栅至集水池0.3476002.861.184.6240.0130.0070.02集水池0.3集水池至提升泵房0.3476002.861.189.7050.0280.0140.042提升泵房2粗格栅0.3进水管0.25.43 四 各处理构筑物高程确定各污水处理构筑物的设计水面标高及池底标高构筑物名称水面标高(m)池底标高(m)构筑物名称水面标高(m)池底标高(m)进水管-2.0-2.3细格栅后3.42.84粗格栅-2.5-3.3沉砂池3.22.51泵房-3.7-厌氧池2.78-3.22集水池4.0-2好氧池2.51-3.49细格栅前3.73.3二沉池1.11-1.89