3万吨城市污水处理厂设计计算(泰州市第二城南污水处理厂.doc

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1、 水处理各构筑物的设计计算及设备选择一. 中格栅的设计计算本设计中格栅的设计计算如下1：max=0.487m3/s（1）格栅间隙数 式中： 栅条间隙max最大设计流量，m3/s； e栅条间隙，m； 栅前水深，m； 污水流经格栅的速度，一般取0.61.0m/s； a格栅安装倾角，（）取中格栅栅前水深为=0.52，格栅栅条间隙e=20mm，过栅流速=0.9m/s格栅安装倾角a=60，设置两台机械格栅，则每台格栅间隙数为：；则=23（2）栅槽宽度 式中：栅槽宽度，m； 栅条宽度，取S=0.01m； e栅条间隙，取e=0.02m 栅条间隙数，=23个；=（3）进水渠道渐宽部分长度式中：进水渠道渐宽部分

2、长度，m； B1进水渠道宽度，取B1=0.30m a1渐宽部分展开角度，取； （4）出水渠道渐窄部分长度（5）过栅水头损失通过格栅的水头损失可以按下式计算： 式中：设计水头损失，m； 计算水头损失，m； 重力加速度，m/s2； 系数，格栅受污堵塞时水头损失增大倍数，一般采用3； 阻力系数，其值与栅条断面形状有关。设格栅断面形状为锐边矩形，则 （6）栅后槽总高度 设栅前渠道超高，栅前水深，则 ，取1m（7）栅前槽高度 （8）栅槽总长度L （9）每日产生的栅渣量 式中： 每日栅渣量， 单位体积污水栅渣量，中格栅间隙为20，取 =0.05 生活污水总变化系数，=1.4 0.02，宜采用机械清渣每台格

3、栅每日栅渣量(10)中格栅及格栅除污机选型由给水排水设计手册（第二版）第11册第521页查知，选用两台GH-1000链条回转式多耙格栅除污机，其规格及性能如下表3：表1 GH-1000链条回转式多耙格栅除污机的规格和性能参数二 提升泵房 1. 水泵选择设计水量30000m3/d，选择用4台潜污泵(3用1备)所需扬程为6.0m选用350QZ-100型轴流式潜水电泵表二扬程/m流量/(m3/h)转速/(r/min)轴功率/kw叶轮直径/mm效率/%7.221210145029.930079.52. 集水池、容积按一台泵最大流量时6min的出流量设计，则集水池的有效容积、面积取有效水深，则面积、泵位

4、及安装潜水电泵直接置于集水池内，电泵检修采用移动吊架。三细格栅的计算本设计中格栅的设计计算如下1：（1）格栅间隙数 式中各项字母代表的意义同前， 取细格栅栅前水深为1.5m，格栅栅条间隙e=10mm，过栅流速0.9m/s，格栅安装倾角a=60，设置两台机械格栅，则每台格栅间隙数为： 取17（2）栅槽宽度 式中：栅槽宽度，m； 栅条宽度，取=0.01m； e栅条间隙，取e=0.01m； 栅条间隙数，=17个；=m（3）进水渠道渐部分长度式中：进水渠道渐宽部分长度，m； 1进水渠道宽度，取1=0.20m； a1渐宽部分展开角度，取； （4）出水渠道渐窄部分长度（5）过栅水头损失通过格栅的水头损失可

5、以按下式计算： 式中：设计水头损失， 计算水头损失， 重力加速度，/s2 系数，格栅受污堵塞时水头损失增大倍数，一般采用3 阻力系数，其值与栅条断面形状有关设格栅断面形状为锐边矩形 （6）栅后槽总高度设栅前渠道超高，栅前水深，则 ，取2.1m（7）栅前槽高度 （8）栅槽总长度L （9）每日产生的栅渣量 式中：每日栅渣量， 单位体积污水栅渣量，中格栅间隙为20，取=0.1 生活污水总变化系数，=1.40.02，宜采用机械清渣每台格栅每日栅渣量（10）细格栅及格栅除污机的选择 由给水排水设计手册（第二版）第11册第533页查知，选用两台XWB-08-15背耙式格栅除污机，其性能如下表4所示：表3

6、XWB-08-15背耙式格栅除污机型号格栅宽度（mm）耙齿有效长度(mm)安装倾角()提升质量(kg)格栅间距(mm)提升速度(m/min)电机功率(KW)XWB-08-15800100602001030.5四、 沉砂池1池体的计算本设计中曝气沉砂池的设计计算如下1：（1）池子总有效容积V 式中：污水厂最大设计流量，=0.487m3/s；最大设计流量时的流行时间，取t=2min； （2）水流断面的面积A 式中：污水厂最大设计流量，=0.487m3/s； 最大设计流量时的水平流速，取0.06 m/s；（3）池总宽度 式中： ，取 （4）校核宽深比 宽深比在12之间，符合要求（5）池体长L （6）

7、校核长宽比 ，符合要求2曝气系统设计计算 本设计的曝气沉砂池的曝气系统设计计算1 3：本设计的曝气沉砂池运用鼓风曝气系统，鼓风设备和A2/O反应池空气系统设在同一机房，采用穿孔管曝气，穿孔曝气管设置在集砂槽一侧，距池底0.8,距池壁0.5m，则穿孔管的淹没深度为。（1）最大时所需空气量 式中： 每立方米污水所需空气量，0.10.2m3空气/ m3污水，取0.2m3空气/ m3污水/h=350.64 m3 / h（2）平均时所需空气量（3）鼓风机的风压计算 式中：鼓风机出口风压，kPa； 扩散设备的淹没深度，换算成压力单位kPa，1mH20压力相当于9.8kPa，； 扩散设备的风压损失，kPa，

8、与充氧形式有关，一般取35kPa，取4kPa； 输气管道的总风压损失，kPa，包括沿程风压损失和局部风压损失，可以通过计算确定，设管路压力损失为5.5kPa。 （4）鼓风机的选择 由给水排水设计手册（第二版）第11册P470查知，选择RD125型号罗茨鼓风机两台，其性能如下表6所示：表4罗茨鼓风机的性能型 号口径（mm）转速（r/min）出口风压（kPa）气量Q（m3/min）轴功率LA（kW）电动机功率（kW）RD125125175029.616.811.715 3沉砂室的计算 沉砂室的计算过程如下1：（1）沉砂部分所需容积 式中： 城市污水沉砂量，m3/106m3，可按照106m3污水沉砂

9、1530m3计算，取 /106m3污水清除沉砂的间隔时间，d，取 生活污水总变化系数，=1.4 （2）每个污泥斗的容积 式中： 每个沉砂斗容积； 沉砂斗个数，本设计中设两格池子每格池子有两个沉砂斗，则； （3）沉砂斗各部分尺寸设斗底宽1=0.6,斗壁与水平面的倾角为60，斗高=1.1m，则沉砂斗伤口宽度为： 沉砂斗容积为： （m3）（4）沉砂室的高度采用重力排砂，设池底坡度，坡向砂斗， (5)池总高度 式中：沉砂池超高，m，设=0.3m (6)验证最小流速 式中： 最小流量，m3/s， 最小流量时沉砂池的水流断面面积（m2）， 最小流量时工作的沉砂池数目，最小流量时，有一个沉砂斗工作=1（7）

10、砂水分离器的选择 选用螺旋式砂水分离器两台，一备一用，螺旋式砂水分离器由砂斗、溢流堰、出水管、无轴螺旋带及驱动装置等组成。4曝气沉砂池进出水设计的计算曝气沉砂池的进出水设计的计算过程如下4：（1）曝气沉砂池进水设计曝气沉砂池进水采用配水槽，来水由提升泵房和细格栅后水渠直接进入沉砂池配水槽，配水槽尺寸为：。为避免异重流的影响，污水经潜孔进入沉砂池，过水流速不宜过大，流速控制在0.20.4m/s，本设计取。单格池子配水孔面积为：设计孔口尺寸为1.8m1.8m，则孔口实际流速为： 查给水排水设计手册（第二版）第一册P678，可得水流经过孔口的局部水头损失为，则水头损失为： （2）曝气沉砂池出水设计出

11、水采用矩形薄壁跌水堰，假设堰为无侧收缩堰，堰宽同沉砂池每格池子的宽度，即，则通过堰流量为： 式中：堰流量， 流量系数，通常采用0.45； 堰宽，m，； 溢流堰上水深，m；通过计算得出，设跌水高度为0.15m，则沉砂池出水的水头损失为0.24+0.15=0.39m五、A2/O反应池1 设计参数、 BOD5污泥负荷N=0.13kgBOD5/(kgMLSSd)、 回流污泥浓度XR=6 600mg/L、 污泥回流比R=100%、 混合液悬浮固体浓度、 反应池容积V、 反应池总水力停留时间(7) 混合液回流比R内 总氮的去除率：式中： 混合液回流比R内,取200%(8) 各段水力停留时间和容积厌氧：缺氧

12、：好氧1：1：3厌氧池水力停留时间，池容；缺氧池水力停留时间，池容；好氧池水力停留时间，池容(9) 厌氧段总磷负荷好氧区总氮负荷符合要求； ( 10) 剩余污泥量系统每座反应池每日活性污泥净增值 式中： 为好氧池中进水平均BOD5的值，为好氧池中出水平均BOD5的值，kg/m3， ；产率系数，即微生物每代谢1kgBOD5所合成的MLVSS，kg，取；每座好氧池处理污水流量，m3/d，为30000m3/d；反应池内挥发性悬浮固体总量，kg (11) 反应池主要尺寸反应池总容积设反应池2组，单组池容有效水深单组有效面积采用5廊道式推流式反应池，廊道宽单组反应池长度校核： (满足) (满足)取超高为

13、1.0m，则反应池总高(12) 反应池进、出水系统计算 进水管单组反应池进水管设计流量管道流速管道过水断面面积管径取出水管管径DN600mm校核管道流速 回流污泥渠道。单组反应池回流污泥渠道设计流量QR渠道流速取回流污泥管管径DN600mm 出水管。单组反应池出水管设计流量管道流速管道过水断面积管径取出水管管径DN800mm校核管道流速(13) 曝气系统设计计算 设计需氧量AOR。AOR（去除BOD5需氧量-剩余污泥中BODu氧当量）+（NH3-N硝化需氧量-剩余污泥中NH3-N的氧当量）-反硝化脱氮产氧量碳化需氧量D1硝化需要量D2反硝化脱氮产生的氧量总需氧量 最大需要量与平均需氧量之比为1

14、.66，则去除1kgBOD5的需氧量 标准需氧量采用鼓风曝气，微孔曝气器。曝气器敷设于池底，距池底0.2m，淹没深度3.8m，氧转移效率EA20，计算温度T=25。相应最大时标准需氧量好氧反应池平均时供气量最大时供气量 所需空气压力p式中 曝气器数量计算(以单组反应池计算)按供氧能力计算所需曝气器数量。 供风管道计算供风干管道采用环状布置。流量流速管径单侧供气(向单侧廊道供气)支管流速管径取支管管径为DN300mm双侧供气流速管径取支管管径DN=400mm(14) 厌氧池设备选择(以单组反应池计算)厌氧池设导流墙，将厌氧池分成3格。每格内设潜水搅拌机1台，所需功率按池容计算。厌氧池有效容积混合

15、全池污水所需功率为(15) 污泥回流设备污泥回流比污泥回流量设回流污泥泵房1座，内设3台潜污泵(2用1备)单泵流量水泵扬程根据竖向流程确定。(16) 混合液回流设备 混合液回流泵混合液回流比混合液回流量设混合液回流泵房2座，每座泵房内设3台潜污泵(2用1备)单泵流量 混合液回流管。混合液回流管设计泵房进水管设计流速采用管道过水断面积管径取泵房进水管管径DN700mm校核管道流速泵房压力出水总管设计流量设计流速采用六. 二沉池 1 设计参数为了使沉淀池内水流更稳、进出水配水更均匀、存排泥更方便，常采用圆形辐流式二沉池。二沉池为中心进水，周边出水，幅流式沉淀池，共1座。二沉池面积按表面负荷法计算，

16、水力停留时间t=2.5h，表面负荷为1.5m3/（m2h-1）。1. 沉淀部分有效面积 式中 A沉淀部分有效面积（m2）； 2. 沉淀池直径 式中D沉淀池直径 3. 校核堰口负荷 满足要求 4. 校核固体负荷 满足要求5. 澄清区高度 式中 沉淀池澄清区高度（m） 设计中取 t=2.5h， 6. 污泥区高度 式中 污泥区高度（m） 设污泥停留时间为2h 7. 池边水深式中 h2池边水深（m）8. 污泥斗高度 式中 D1污泥斗上下口直径（m） D2污泥斗上口直径（m） 污泥斗斜壁与水平面的倾角设计中取D1=1.0m，D2=2.0m，=60度9. 沉淀池总高 二沉池拟采用单管吸泥机排泥, 池底坡度

17、去0.001,排泥设备 中心空柱为1.5m 式中 H沉淀池总高（m） 池中心与池水落差 h3=(39-2)/2=0.185 超高h1=0.3m 10. 校核径深比二沉池有效水深为4.37m，直径为39m 满足规范6.5.12，二沉池直径与有效水深之比宜为612，水池直径不宜大于50m。 (2) 进水系统计算. 进水管计算设计污水流量进水管设计流量选取管径DN800mm，流速. 进水竖井进水竖井采用D2=1.5m，流速为0.10.2m/s 出水口尺寸0.451.5m,共6个，沿井壁均匀分布。出水口流速. 稳流筒计算取筒中流速稳流筒过流面积稳流筒直径 1) 出水部分设计a 单池设计流量b 环形集水

18、槽内流量c 环形集水槽设计采用周边集水槽，双侧集水，每池只有一个总出水口，安全系数k取1.2集水槽宽度取集水槽起点水深为集水槽终点水深为槽深取0.8m，采用双侧集水环形集水槽计算，取槽宽b=0.8m，槽中流速槽内终点水深槽内起点水深校核：当水流增加一倍时，q=0.487 m/s，v=0.8m/s设计取环形槽内水深为0.8m，集水槽总高为0.8+0.3（超高）=1.1m，采用90三角堰。d 出水溢流堰的设计采用出水三角堰（90），堰上水头（三角口底部至上游水面的高度）H1=0.05m(H2O).每个三角堰的流量三角堰个数三角堰中心距（双侧出水） 外围三角堰个数 n2=L/L1=596.6实际堰上

19、水头 H=0.039m 2) 排泥部分设计 单池污泥量总污泥量为回流污泥量加剩余污泥量回流污泥量回流污泥量 剩余污泥量 排泥铸铁管,管径400mm,v=1.6m/s 集泥槽沿整个池径为两边集泥七. 机械搅拌澄清池机械搅拌澄清池的特点是利用机械搅拌澄清池的提升作用来完成泥渣回流核接触反应,加药混合后进入第一反应室,与几倍于原水的循环泥渣在叶片的搅动下进行接触反应.然后经叶轮提升到第二反应室继续反应以结成大的颗粒,再经导流室进入分离室沉淀分离.1 、二反应室净产水能力为Q=1750m3/h=0.487 m3/h采用2个池来计算则每池的流量,二反应室计算流量一般为出水流量的3-5倍.设第二反应室内导

20、流板截面积A=0.02m,u=0.05 则第二反应区截面积为：第二反应区内径：取第二反应室直径=6m,反应室壁厚H第二反应区高度，m 考虑构造布置选用,设导流板4块.2 、导流室 导流室中导流板截面积:导流室面积:导流室直径:取导流室导流室壁厚.导流室出口流速:,出口面积:则出口截面宽:出口垂直高度:3 、分离室 分离区上升流速取,分离室面积：。池总面积：池的直径：4 、池深计算池中停留时间T设为1.5h。有效容积：考虑增加4%的结构容积：，取池超高。设池直壁高：。池直壁部分的容积：。取池圆台高度。池圆台斜边倾角45，则池底部直径。本池池底采用球壳式结构，取球冠高。圆台容积球的半径：。球冠体积

21、：池实际容积：。实际总停留时间：池总高：5、配水三角槽 逆水流量增加1%的排泥水量，设槽内流速。三角槽直角边长为：三角配水槽采用孔口出流，孔口流速同。出水孔总面积=采用d=0.1m的孔径，每孔面积为0.007854m。则出水孔数=。为施工方便采用沿三角槽每18设置一孔，共20孔，孔口实际流速6、第一反应室 二反应室板厚。第一反应室上端直径为：第一反映室高：伞形板下端圆柱直径为：H8伞形板下檐圆柱体高度H10伞形板离池底高度H9伞形板锥部高度7、容积计算 V1第一反应区容积V2第二反应区加导流区容积V3分离区容积则实际容积比：二反应室：一反应室：分离室=113.8：155：827.2=1：1.3

22、7：7.27池各室停留时间：第二反应室=第一反应室=分离室=8其中第一反应室和第二反应室停留时间之和为19分。8、进水系统 进水管选用出水管选用9、集水系统 本池因池径较小部水均匀性本身能达到要求。采用沿外圆周外侧作环行集水槽形式，按孔口出水方式，出水水质，小型的采用钢丝网水泥，结构较多，也有采用塑料制作的，但后者变形大，老化快，造价高，故采用不多。国外刚制的较多，由于防锈工作量大，故每年要维修孔. 孔口：环行集水槽：槽宽取0.3m，考虑施工方便槽底取为平底，槽内终点水深槽内起点水深设槽内水深为0.93m，孔口出流孔口前水位0.05m，孔口出流跌落0.07m，超高0.3m槽断面高为0.93+0

23、.3+0.05+0.07=1.035m总出水槽：设计流量，槽宽，总出水槽按矩形渠道计算，槽内水流流速，槽坡降0.02m。槽内流速：0.9槽内起点水深：0.95m槽内终点水深：0.92m设计取用槽内起点水深为0.9m终点为0.93m，超高0.3m，h=0.93+0.3=1.23m八. 接触消毒城市污水经一级或二级处理后，改善水质，细菌含量也大幅度减少，但仍存在有病原菌的可能，因此污水排放水体前应进行消毒。本设计中采用液氯为消毒剂，其优点是效果可靠，投配设备简单、投量准确、价格便宜。1 液氯消毒工艺设计计算1.1已知条件，投氯量9,仓库储量按15计算。1.2设计计算（1）加氯量G：（2）储氯量W：

24、（3）加氯机和氯瓶：采用投加量为020加氯机2台，一用一备，并轮换使用。液氯的储存选用容量为1000的钢瓶，共6只。（4）加氯间和氯库：加氯间和氯库合建。加氯间内布置2台加氯机及其配套投加设备，1台水加压泵。氯库中6只氯瓶两排布置，设4台称量氯瓶质量的液压磅秤。为搬运氯瓶方便，氯库内设单轨电动葫芦一个，轨道在氯瓶上方，并通到氯库大门外。氯库外设事故池，池中长期贮水，水深1.5m。加氯系统的电控柜，自动控制系统均安装在值班控制室内。为方便观察巡视，值班室与加氯间设大型观察窗及连通的门。（5）加氯间和氯库的通风设备：根据加氯间、氯库工艺设计，加氯间总容积 ，氯库容积。为保证安全每小时换气812次。

25、加氯间每小时换气量氯库每小时换气量故加氯间选用一台T30-3通风轴流风机，配电功率0.4，并安装1台漏氯探测器，位置在室内地面以上20.8. 2 接触池设计计算2.1已知条件最大设计流量，接触时间,采用隔板接触反应池(矩形的接触反应池,当水流长度:宽度=72:1,池长:宽=18:1,水深:宽小于等于1.0时,反应效果最好).2.2设计计算（1）接触池容积V（2）采用矩形隔板式接触池两座，每座池容积（3）取接触池水深3.0，单格宽则池长，水流长度每座接触池的分格数（格）（4）复核池容 由以上计算，接触池宽，长L=54，水深3.0。所以，符合要求。接触池出水设溢流堰。九. 污泥泵房设计污泥回流泵房

26、2座1、设计参数污泥回流比100设计回流污泥流量30000m3/d剩余污泥量2130m3/d2、 污泥泵回流污泥泵6台（4用2备），型号200QW350-20-37潜水排污泵剩余污泥泵4台（2用2备），型号200QW350-20-37潜水排污泵3、 集泥池、容积按1台泵最大流量时6min的出流量设计取集泥池容积50m3、面积有效水深，面积集泥池长度取5m，宽度4、 泵位及安装排污泵直接置于集水池内，排污泵检修采用移动吊架。 十. 污泥浓缩池 采用连续式重力浓缩池1 已知条件日产剩余污泥 s=4272，含水率，（即固体浓度），浓缩后使污泥固体浓度为（即污泥含水率）。2 设计计算（1）浓缩池面积A

27、 浓缩污泥为剩余活性污泥，根据下表，污泥固体通量选用。表10.1 重力浓缩池固体通量经验值污泥类型污泥含水率/固体通量/浓缩污泥含水率/初沉污泥9597801209092活性污泥99.299.620309798腐殖污泥989940509697混合污泥9999.430509798浓缩池面积 式中 Q污泥量，0；污泥固体浓度，；G污泥固体通量，。=（2）浓缩池直径D设计采用个圆形辐流池。单池面积 浓缩池直径 ，取D=18.0（3）浓缩池深度H浓缩池工作部分的有效水深 式中 T浓缩时间，取T=15。超高=0.4，缓冲层高度=0.3，浓缩池设机械刮泥，池底坡度，污泥斗下底直径，上底直径。池底坡度造成的深度 =0.54（）污泥斗高度浓缩池深度=5.215（）（5）浓缩污泥量， 十一.贮泥池1、 污泥量2、 贮泥池容积设计贮泥池周期1d，则贮泥池容积3、 贮泥池尺寸4、 搅拌设备为防止污泥在贮泥池终沉淀，贮泥池内设置搅拌设备。设置液下搅拌机1台，功率10kw。十三. 脱水间1、 压滤机2、加药量计算投加量 以干固体的0.4%计.