城市污水设计流量计算.docx
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城市污水设计流量计算
第二部分设计计算书
第一章城市污水设计流量计算
1污水设计流量
1.1近期
(1)污水平均日流量
式中
N——设计人口数,人;本设计近期服务人口为12万
q——每人每日平均污水量定额,生活用水定额为110—180L/d,取150L/d。
(2)最高日最高时污水流量
总变化系数
1.2远期
(1)污水平均日流量
式中
N——设计人口数,人;本设计远期服务人口为25万
(2)最高日最高时污水流量
总变化系数
第二章中格栅设计
2.1设计说明
中格栅主要是拦截污水中的较大颗粒和漂浮物,以确保后续处理的顺利进行。
2.2设计参数
栅前流速
过栅流速
栅条宽度s=0.02m
格栅间隙e=0.02mm
栅前部分长度0.5m
栅前部分长度1.0m
格栅倾角=60°
进水渠展开叫=20°
单位栅渣量=0.05m3栅渣/103m3污水
设计流量Q=0.4926,按远期最高日最高时污水流量计算
2.3设计计算
(1)栅前水深h
根据最优水力断面公式
,
计算得栅前槽宽
,
(2)栅条间隙数n
格栅设两组,按同时工作设计计算。
,取n=22
(3)每组格栅宽度
S(n-1)+en=0.02×(22-1)+0.02×22=0.86m
取1m
(4)栅槽宽度B
式中,B—栅槽宽度,一般比格栅宽0.2—0.3m,取0.2m
0.5—两格栅间距
(5)进水渠道渐宽部分长度
(6)栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度
(7)过栅水头损失
式中
——计算水头损失
k——系数,格栅受污物堵塞后,水头损失增加倍数。
栅条边为矩形截面,取k=3;
ε——阻力系数。
,与栅条断面形状有关,当为矩形断面时β=2.42。
(8)栅后槽总高度H1
取栅前渠道超高h2=0.3m,
H1=h+h2=0.6+0.3=0.9m
(9)栅后槽总高度H
(10)栅总长度L
L=L1+L2+0.5+1.0+H1/tanα
=2.21+1.10+0.5+1.0+0.9/tan60°
=5.33m
2.4每日栅渣量W
W=Q=
因为W大于0.2,
所以宜采用机械格栅清渣。
2.5机械选型
采用链条式回转除污机,型号GH型。
公称栅宽B
(m)
槽宽H
(m)
安装角度α
(。
)
栅条间隙
(mm)
电动机功率
(Kw)
栅条面积
(mm)
整机重量
(Kg)
生产厂
1.01.11.21.41.5
1.61.71.81.92.0
2.12.22.32.42.5
2.62.72.82.93.0
自选
6065
707580
15-80
0.75-0.22
50*10
3500-5500
无锡通用机械厂、江西亚太给排水成套设备公司
2.6进水出水渠
城市污水通过DN1200的管道送入进水渠道,设计中取进水渠道1.19m,进水水深0.6m,出水渠道1.19m,出水水深0.6m。
2.7计算草图
图2.1中格栅计算草图
第三章提升泵站设计
3.1设计说明
提升泵站用以提高污水的水位,保证污水能在整个污水处理流程中流过,从而达到污水的净化。
泵站按远期规模设计,水泵机组按近期规模配置。
泵站选用集水池与机器间合建式泵站。
3.2选泵
(1)流量的确定
本设计近期拟定选用5台泵(4用1备,远期增加1台),则每台泵的设计流量为:
Q=Qmax/5=492.61/5=95.52L/s
(2)扬程H的估算
H=H静+hf+(1.5~2.0)
式中:
H静——泵需要提升的静扬程;
hf——污水泵及泵站管道的水头损失,m,取1.5m;
1.5-2.0——富于水头损失。
式中:
63.74——为出口位置水面标高;
52.74——集水井最低泵吸水面标高;
Hf——从泵出口到最后一个构筑物出水口的总水头损失。
从沉砂池到消毒池总水头损失:
注:
1)各构筑物之间管渠连接的水头损失计为0.2m;
2)细格栅的水头损失计为0.26m;
3)平流式沉砂池水头损失取0.2m;
4)CAST生化池水头损失计0.5m;
5)平流式初沉池水头损失计0.4m;
6)巴氏计量槽水头损失0.3m;
7)紫外消毒池水头损失0.2m。
则泵需要提升的静扬程
则水泵扬程为:
H=H静+2.0+1.5=13.86+1.5+1.5=16.86m
(3)选泵
按上述条件,选择立式单级单吸离心式污水泵。
性能参数如下:
表13.1污水泵性能参数表
型号
流量Q(L/s)
扬程H(m)
转速n(r/min)
轴功率(kw)
气蚀余量(m)
200TLW-400I
128
17
970
30
6.0
电动机型号
电动机功率(kw)
效率%
叶轮直径(mm)
生产厂
重量(kg)
Y180M-2
30
89.5
400
乐清市水泵厂
1130
3.3吸水管、压水管实际水头损失的计算
3.3.1设计依据
(1)吸水管流速0.8—2.0m/s,安装要求有向水泵不断向上的坡度;
(2)压水管流速一般为1.2—2.5m/s;
(3)吸压水管实际水头损失不大于2.5m/s。
3.3.2具体计算
(1)吸水管选用DN=350mm的铸铁管,V=1.28m/s,i=6.17‰;
压水管为DN=350mm的铸铁管,V=1.28m/s,i=6.17‰。
(2)吸水管路损失
吸水管上有:
一个喇叭口,Dg=1.5×350=525mm,ξ1=0.1;
Dg350的90º弯头2个,ξ2=0.89;
Dg350的闸阀1个,ξ3=0.07;
Dg350×250的偏心渐缩管1个,ξ4=0.18;
吸水喇叭口流速V1=4×0.1232/(3.14×0.5252)=0.57m/s
h局部===0.1713m
设吸水管管长3m,
则h沿程===0.01851m
吸水管总损失h1=h局部+h沿程=0.1713+0.01851=0.190m
(3)压水管路损失
压水管上有:
Dg250×350的渐放管1个,ξ1=0.15;
Dg350的截止阀1个,ξ2=3.0;
Dg350的闸阀1个,ξ3=0.07;
Dg350的90º弯头2个,ξ4=0.89;
h局部===0.46m
设压水管管长30m,
则h沿程==6.17/1000×30=0.1851m
压水管总损失h2=h局部+h沿程=0.46+0.1851=0.6451m
泵站内总水头损失∑h=h1+h2=0.6451+0.19=0.8351m<1.5m
(4)水泵扬程校核
H=H静+∑h+1.0=13.86+0.8351+1.0=115.6951m<17m
故选泵合适。
3.4集水池
(1)集水池形式
本工程设计的集水池与泵站合建,属封闭式。
(2)集水池的通气设备
集水池内设通气管,通向地外,并将管口做成弯头或加罩,以防止雨水及杂质入内。
(3)集水池清洁及排空措施
集水池设有污泥斗,池底作成不小于0.01的坡度,坡向污泥斗。
从平台到池底应设下的扶梯,台上应有吊泥用的梁钩滑车。
(4)集水池容积计算
泵站集水池容积一般按不小于最大一台泵5分钟的出水量计算,有效水深取1.5—2.0米。
本次设计集水池容积按最大一台泵5分钟的出水量计算,有效水深取3.0米。
V=5×60×0.1232=36960L=36.96
则集水池面积F为:
F=V/h=36.96/3=12.32m2
取1.5m*10m=15m2
(5)集水池的排砂
污水杂质往往发表沉积在集水池内,时间长了腐化变臭,甚至堵塞集水坑,影响水泵正常吸水,因此,在压水管路上设压力冲洗管Dg150mm伸入集水坑,定期将沉渣冲起,由水泵抽走集水池可设成连通的两格,以便检修。
3.5水泵机组基础的确定和提升泵站的布置
3.5.1水泵机组基础的确定
机组安装在共同基础上,基础的作用是支撑并固定机组,使之运行稳定。
不致发生剧烈震动,更不允许发生沉降,对基础要求:
(1)坚实牢固,除能承受机组静荷载外,还能承受机械振动荷载;
(2)要浇制在较坚实的地基上,以免发生不均匀沉降或基础下沉。
查手册,算得水泵机组基础尺寸为:
600×850mm,机组总重量W=1130+180=1310kg,基础深度H可按下式计算:
H===3.2m,为安全计,取H=3.5m。
式中,L——基础长度,m;
B——基础宽度,m;
γ——基础所用材料的容重,混凝土基础γ=2400kg/;
W——机组总重量,kg;
3.5.2提升泵站的布置
因为所选用的台数仅4台,所以泵房采用圆形,泵房内泵采用横向排列,这样虽增加了泵房长度,但由于立式泵占地面积小、跨度减小、水力条件好、节省电耗。
基础尺寸为600×850mm;
基础间净距为1.0m;
泵房尺寸为:
12m×13.25m
3.6泵房高度的确定
(1)地下部分
集水池最高水位为进水管水面标高
即:
H1=55.74;
集水池最低水位为:
52.74m;
设水泵吸水管中心标高在最低水位以下0.44m,则吸水管中心线标高为52.74-0.44=52.3m;
泵轴标高为52.3+0.303+0.35=52.953m;
机组基础部分埋于地下,露出地面0.647m;
则基础顶标高为52.953-0.303=52.65m;
基础地面标高为52.65-0.647=52.003m;
则泵房地下埋深H1=61.8-52.003=9797m。
(2)地上部分
H2=n+a+c+d+e+h=0.1+0.7+1.2+1+2.7+0.2=5.9m;
式中,n——一般采用不小于0.1,取为0.1m;
a——行车梁高度,查【12】为0.7m;
c——行车梁底至起吊钩中心距离,查【12】为1.2m;
d——起重绳的垂直长度取1m;
e——最大一台水泵或电动机的高度;
e=2.601m,取2.7m。
h——吊起物低部与泵房进口处室内地坪的距离,0.2m
(3)泵房高度H
H=H1+H2=9.797+5.9=15.697m取15.7m
3.7计算草图
图3.1提升泵站计算草图
第四章细格栅设计
4.1设计说明
细格栅主要是进一步去除污水中的杂物,以免其对后续处理单元特别是CAST池造成损害。
4.2设计参数
栅前流速v1=0.7
过栅流速v2=0.9
栅条宽度s=0.01m
格栅间隙e=0.01mm
栅前部分长度0.5m
栅前部分长度1.0m
格栅倾角α=60°
进水渠倾角α1=20°
单位栅渣量=0.05m3栅渣/103m3污水
设计流量Q=0.4926m3/s,按远期最高日最高时污水流量计算
14.3设计计算
(1)栅前水深h
根据最优水力断面公式
,
计算得栅前槽宽
,
(2)栅条间隙数n
格栅设两组,按同时工作设计计算。
但水量较小,可只开一组。
,取n=40
(3)每组格栅宽度
S(n-1)+en=0.01×(40-1)+0.01×40=0.79m
取0.8m
(4)栅槽宽度B
式中,B—栅槽宽度,一般比格栅宽0.2—0.3m,取0.2m
0.5—两格栅间距
(5)进水渠道渐宽部分长度
(6)栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度
(7)过栅水头损失
式中
——计算水头损失
k——系数,格栅受污物堵塞后,水头损失增加倍
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