污水处理厂毕业设计全套计算书.docx
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污水处理厂毕业设计全套计算书
一、城市污水雨水管网的设计计算01
1.1、城市污水管网的设计计算01
1.1.1、确定城市污水的比流量01
1.1.2、各集中流量的确定01
1.2、城市雨水管网的设计计算01
二、城市污水处理厂的设计计算03
2.1、污水处理构筑物的设计计算03
2.1.1、中格栅03
2.1.2、细格栅04
2.1.3、污水提升泵房06
2.1.4、平流沉沙池09
2.1.5、厌氧池11
2.1.6、氧化沟12
2.1.7、二沉池17
2.1.8、接触池20
2.2、污泥处理构筑物的设计计算22
2.2.1、污泥浓缩池22
2.2.2、储泥池25
2.2.3、污泥脱水间25
三、处理构筑物高程计算25
3.1、水头损失计算25
3.2、高程确定27
四、污水厂项目总投资,年总成本及经营成本估算27
4.1、项目总投资估算27
4.1.1、单项构筑物工程造价计算27
4.1.2、第二部分费用28
4.1.3、第三部分费用28
4.1.4、工程项目总投资29
4.2、污水厂处理成本估算29
4.2.1、药剂费29
4.2.2、动力费(电费)29
4.2.3、工资福利费30
4.2.4、折旧费30
4.2.5、摊销费30
4.2.6、大修理基金提成率30
4.2.7、检修维护费31
4.2.8、利息支出31
4.2.9、其它费用31
4.2.10、工程项目年总成本31
4.2.11、项目年经营成本32
4.3、污水处理厂综合成本32
第1章城市污水雨水管网的设计计算
1.1、城市污水管网的设计计算
1.1.1.确定城市污水的比流量:
由资料可知,XX市人口为41.3万(1987年末的统计数字),属于中小城市,居民生活用水定额(平
均日)取1501/cap.d。
而污水定额一般取生活污水定额的80-90%,因此,污水定额为150l/cap.d*80%=120
l/cap.d。
则可计算出居住区的比流量为
q0=864*120/86400=1.20(l/s)
1.1.2各集中流量的确定:
①市柴油机厂
450*10
3
3*3.0=15.624(l/s)
色新酒厂取用
©市九中取用
9.69(l/s)
15.68(l/s)
©火车站设计流量取用6.0(l/s)
总变化系数KZ
=红(Q为平均日平均时污水流量,l/s)。
当Qv5l/s时,KZ=2.3;当Q1000l/s时,Q
KZ=1.3;其余见下表:
Q
5
15
40
70
100
200
500
KZ
2.3
2.0
1.8
1.7
1.6
1.5
1.4
对于城市居住区面积及街坊的划分可见蓝图所示,而对城市污水管段的计算由计算机计算,其结果可见后附城市污水管网设计计算表。
1.2、城市雨水管网的设计计算:
q=167A!
(1+clgP)/
计算雨水管渠设计流量所用的设计暴雨强度公式及流量公式可写成:
的城市雨水管网设计计算表。
特别说明:
将雨湖设为一个雨水处理调节水池,雨湖的面积约为11000m3,
根据雨湖两侧的地面标高差约为0.2m贝U:
设雨湖的有效调节水深为0.1m,所以调节水池的容积为1100m2
设调节水池24h排空一次贝U:
进入雨湖外排管段的集水井的调节水量为:
11000000/86400=12.73(l/s)
第2章城市污水处理厂的设计计算
2.1、污水处理构筑物的设计计算
2.1.1中格栅设计:
为保证后续污水提升泵房的安全运行,隔除较大的漂浮物质及垃圾,在污水提升泵房前端设有中格栅。
格栅的间距为e=40mm栅前部分长度0.5m,中隔栅设2组,水量小时可只开一组,水量大时两组都开启。
配置自动除渣设备。
栅前流速取0.6m/s,栅前水深根据最优水力断面公过栅流速取v=0.7m/s,栅条间隙e=20mm格栅的安装倾角为60°,则栅条的间隙数为:
n=Qmax*sina"/ehv
=0.382*(sin60°)0.5/(0.02*0.56*0.7)
=45.3n取46
栅槽宽度:
取栅条宽度为S=0.01m
B2=S*(n-1)+e*n
=0.01*(23-1)+0.02*23=0.68m,即每个槽宽为0.68m,则槽宽度B=2*0.68=1.36m(考虑了墙厚)
栅槽总长度:
L=L1+L2+1.0+0.5+1,
tg«
B-B1
L1=1=(1.36-1.13)/(2*tg20°)=0.32m]
2tg:
1
L2=L1/2=0.16mH1=h+h2=0.56+0.3=0.86m
=0.32+0.16+1.0+0.5+0.86/tg60°=2.48m
333
每日栅渣量:
(单位栅渣量取W=0.05m3栅渣/103m3污水)
W=Q*yV=3*104*0.05/103=1.5m3/d〉0.2m3/d
宜采用机械清渣方式。
栅槽高度:
起点采用h1=0.5m,则栅槽高度为H=0.56+0.5=1.06m。
由于格栅在污水提升泵前,栅渣清除需用吊车。
为了便于操作,将栅槽增高0.8m,以便在工作平台上设置渣筐,栅渣直接从栅条落入栅筐,然后运走。
2.1.2细格栅设计:
设栅前水深h=0.56m,进水渠宽度B1=2h=1.13。
过栅流速取v=0.8m/s,栅条间隙e=10mm格栅的安
装倾角为60°,则栅条的间隙数为:
n=Qax•sina0.5/ehv
=0.382*(sin60°)0.5/(0.01*0.56*0.8)
=79.35n
栅槽宽度:
取栅条宽度为S=0.01m
取80
B2=S*(n-1)+e*n
=0.01*(80-1)+0.01*80
=1.59m取1.60m
进水渠道渐宽部分长度:
L1=(B2-B1)/2tg:
■1=(1.59-1.13)/2tg20°=0.65m
:
-1—进水渠展开角,B2=B—栅槽总宽,B1—进水渠宽度
栅槽与岀水渠连接渠的渐宽长度:
L2=L1/2=0.65/2=0.32m
过栅水头损失:
设栅条为矩形断面,h1=k*E*v2*sin工/2g
k—系数,格栅受污物堵塞后,水头损失增大的倍数,取k=3;
V2—过栅流速;
4
E—阻力系数,与栅条断面形状有关,E=一:
(s/e)3,当为矩形断面时,
4
代入数据得:
h1=3*2.42*(0.01/0.01)3*0.82*sin60°/(2*9.81)
=0.21m
为避免造成栅前涌水,故将栅后槽底下降h1作为补偿。
栅后槽总的高度:
取栅前渠道超高为h2=0.3(m),栅前槽高H=h+h2=0.86m
H=h1+h+h2=0.21+0.56+0.3=1.07m
栅槽总长度:
L=l2+l1+0.5+1.0+HJtg60°
=0.32+0.65+1.0+0.5+0.86/tg60°
=2.97m
每日栅渣量:
取W=0.1m3/(103*m3)
W=Qx*W1*86400/(K总*1000)
=0.382*0.1*86400/(1.4*1000)
=2.4m3/d〉0.2m3/d宜采用机械清渣方式
中格栅和细格栅均采用型号为JT的阶梯式格栅清污机,并选用?
285型长度为
=2.42
5m的无轴螺旋运送机两
2.1.3.污水提升泵站
设计参数:
①平均秒流量Q=261.564(l/s)
(2)最大秒流量Qmax=261.564*1.46=381.88(l/s)
©进水管管底标高31.624m,管径Dg=900mm充满h/d=0.3,
水面标咼31.957m,地面标咼38.300m。
©出水管提升后的水面标高38.800m经100m管长至污水处理构
筑物。
选择集水池与机器间合建式的圆型泵站,考虑3台水
泵(其中1台备用)。
设计内容:
每台水泵的容量为Qmax/2=381.88/2=190.94(l/s),集水池容积相当于采用一台泵6min的容量:
3—2
W=190.94*60*6/1000=68.74(m)。
有效水深采用H=2.0m,则集水池面积为34.37m。
选泵前总扬程估算:
经过格栅的水头损失为0.1m,集水池最低工作水位与所需提升的最高水位之间的高差为:
38.800-(31.624-0.9*0.37-0.1-2.0)=9.609(m)
岀水管管线水头损失:
a)总出水管:
Q=381.88l/s,选用管径500mmv=1.94m/s,1000i=9.88。
当一台水泵运转时,Q=190.94l/s,
v=0.97m/s>0.7m/s。
设总出水管管中心埋深1.0m,局部损失为沿程损失的30%,则泵站外管线水头损失为:
[320+(38.800-38.300+1.0)]*9.88*1.3/1000=4.129m
b)水泵总扬程:
泵站内的管线水头损失假设为1.5m,考虑自由水头为1.0m,则水泵的总扬程为:
H=1.5+4.129+9.609+1.0=16.239(
c)选泵:
选用250WD亏水泵3台(其中1台备用),水泵参数如下:
Q=180.5—278l/sH=12—17m转数n=730转/分轴功率N=37—64KW配电动机功率70KW效率
=69.5—73%允许吸上真空高度Hs=4.2—5.2m叶轮直径D=460mm
d)泵站经平剖面布置后,对水泵总扬程进行核算:
吸水管路水头损失计算:
每根吸水管Q=190.94l/s,选用管径450mmv=1.21m/s,1000i=4.41。
根据图示,直管部分长度为1.2m,喇叭口(©=0.1),Dg=450mm9O弯头1个(巴=0.67),Dg=450mm闸门1
yy
个(-=0.1),Dg=450Xdg200mm斩缩管1个(二=0.21)
沿程损失:
1.2*4.41/1000=0.0053m
22
局部损失:
(0.1+0.67+0.1)*1.212/2g+0.21*6.52/2g=0.518(m)
则吸水管路水头总损失为:
0.518+0.0053=0.523(
岀水管路水头损失计算:
(计算图见泵房平剖面图)
每根出水管Q=190.94l/s,选用管径400mmv=1.53m/s,1000i=8.23。
从最不利点A点起,沿A、B、C、D
E线顺序计算水头损失:
A—B段
Dg200X400mm斩放管1个(=0.30),Dg400mm单向阀1个(=1.40),Dg400mm90弯头1个('=0.60),
gg
D400mrr阀门1个(匕=0.10)。
g
局部损失:
0.30*6.52/2g+(1.40+0.60+0.10)*1.532/2g=0.90(m
B—C段
选用Dg500mn管径,Q=190.94l/s,v=0.97m/s,1000i=2.60,直管部分长0.70m,XX字管1个('=1.5,
转弯流)。
沿程损失:
0.70*2.60/1000=0.002(m)
局部损失:
1.5*1.532/2g=0.179(m)
C—D段
选用Dg500mmf径,Q=381.88l/s,v=1.94m/s,1000i=9.88,直管部分长0.70m,XX字管1个('=0.10,
直流)。
沿程损失:
0.70*9.88/1000=0.007(m)
局部损失:
0.10*1.942/2g=0.019(m
D—E段
直管部分长5.0m,XX字管1个(=0.10),Dg500mm90弯头2个('=0.64)。
沿程损失:
5.0*9.88/1000=0.049(m
2
局部损失:
(0.10+2*0.64)1.942/2g=0.265(
综上,出水管路总水头损失为:
4.128+0.90+0.002+0.179+0.007+0.019+0.049+0.265=5.549(
则水泵所需总扬程:
H=0.523+5.549+9.609+1.0=16.688(m)
故选用250WD型污水泵是合适的。
2.1.4平流沉砂池(设2组)
©长度:
设平流沉砂池设计流速为v=0.25m/s停留时间t=40s,则,
沉砂池水流部分的长度(即沉砂池两闸板之间的长度):
L=v*t=0.25*40=10m
色水流断面面积:
2
A=Qa>/v=0.382/0.25=1.52m
©池总宽度:
设n=2格,每格宽b=1.2m,则,
B=n*b=2*1.2=2.4m(未计隔离墙厚度,可取0.2m)
©有效深度:
h2=A/B=1.52/2.4=0.64m
©沉砂室所需的容积:
V=Qmax*T*86400*X/(kz*105)
3353
V—沉砂室容积,m;X—城市污水沉砂量,取3m砂量/10m污水;
T—排泥间隔天数,取2d;K总一流量总变化系数,为1.4。
代入数据得:
V=86400*0.382*2*3/(1.4*105)=1.41m3,则每个沉砂斗容积为V‘=V/(2*2)=1.41/(2*2)=0.35
3
m.
①沉砂斗的各部分尺寸:
设斗底宽a1=0.5m,斗壁与水平面的倾角为55°,斗高h3x=0.5m,则
沉砂斗上口宽:
a=2h3x/tg55°+a1
=2*0.5/1.428+0.5
=1.2m
沉砂斗的容积:
V0=(h3X/6)*(a2+a*a1+a12)
22
=0.5/6*(1.2+1.2*0.5+0.5)
=0.35m3=V'
这与实际所需的污泥斗的容积很接近,符合要求;
①沉砂室高度:
采用重力排砂,设池底坡度为0.06,坡向砂斗,
L2=(L-2*a)/2=(10-2*1.2)/2=3.8m
h3=h3x+0.006L2=0.5+0.06*3.8
=0.728m
©池总咼度:
设沉砂池的超高为h1=0.3m,则
H=h1+h2+h3=0.3+0.64+0.728=1.67m
©进水渐宽及出水渐窄部分长度:
进水渐宽长度L1=(B-B1)/2tg
=(2.4-1.0)/(2*tg20°)=1.92m
出水渐窄长度L3=L1=1.92m
©校核最小流量时的流速:
最小流量为Qmin=261.564/2=130.782l/s,_则
V.=Q./A=0.130782/0.76=0.172m/s〉0.15m/s符合要求
minmin
另外,需要说明的是沉砂池采用静水压力排砂,排岀的砂子可运至污泥脱水间一起处理
2.1.5厌氧池
©设计参数
进入厌氧池的最大流量为Qax=0.382m3/s,考虑到厌氧池和氧化沟可作为一个处理单元,总的水力停
留时间超过了20h,所以设计水量按最大日平均时考虑:
Q=QWkz=0.382/1.46=0.26mVs。
共设两座厌氧池,
每座设计流量为0.13m3/s,水力停留时间:
T=2.5h,污泥浓度:
X=3g/I,污泥回流浓度为:
X=10g/I;
©设计计算
a.厌氧池容积:
V=Q*T=130*10-3*2.5*3600=1170m3
b.厌氧池的尺寸
水深取h=5m
厌氧池的面积为:
则
A=V/h=1170/5=234m2
厌氧池的直径为:
D=(4A/3.14)1/2=(4*234/3.14)1/2
=17.26m,取D=18m
考虑到0.3m的超高,所以池子的总高度为H=h+0.3=5.3m
c.污泥回流量的计算:
①回流比的计算:
R=X/(>e-X)=3/(10-3)=0.42
©污泥回流量:
333
Q=R*Q=0.42*130*10-*86400=4717.4m/d=196.56m/h
选用型号为JBL800-2000型的螺旋浆式搅拌机,两台
该种型号的搅拌机的技术参数如下;
浆板直径:
800-2000mm转速:
4-134(r/min),
功率:
4.5-22KW,浆叶数:
3个。
2.1.6氧化沟
©设计参数
氧化沟设计为两组。
氧化沟按照最大日平均时间流量设计,每个氧化沟的流量为130l/s,即11232mi/d
进水BOD:
So=200mg/I出水BOD:
S=20mg/I
进水NH-N:
40mg/l出水NH-N:
15mg/l
总污泥龄;22dMLSS:
4000mg/lf=MLVSS/MLSS=0.7
曝气池:
DO=2mg/lNOD=4.6mgO2/mgNH-N氧化,
可利用氧2.6mgOJmgNQ-N还原a=0.9B=0.98
其他参数:
a=0.6kgoss/kgBOD5,b=0.051/d
脱氮效率:
qdn=0.0312kgNO,N/(kgMLVSS*d
k1=0.231/dk02=1.3mg/l
剩余碱度:
100mg/l(保持PH>7.2)
所需要的碱度:
7.1mg碱度/mgNhkN氧化;
产生碱度:
3.0mg碱度/mgNQ-N还原
硝化安全系数:
2.5,脱硝温度修正系数:
1.0
©设计计算
a)碱度平衡计算
I.由于设计的出水BOD为20mg/l,则出水中溶解性BOD为:
20-0.7*20*1.42*(1-e-0.23*5)=6.4mg/l
II.采用污泥龄22d,则日产泥量为:
aQh/1+btm=0.6*11232*(200-6.4)/1000(1+0.051*22)
1304.71/2.122=614.85kg/ld
设其中有12.4%的为氮,近似等于TNK中用于合成部分为:
12.4%*614.85=76.24kg/d
TNK中有76.24*1000/11232=6.8mg/l
需要用于氧化的NH-N:
40-6.8-5=28.2mg/l
需要还原的NO3-N:
28.2-10=18.2mg/l
III.碱度平衡计算
已知产生0.1mg碱度/去除1mgBOD进水中碱度为280mg/l
剩余碱度:
280-7.1*28.2+3.0*18.2+0.1*(200-6.4)
=280-200.22+51.6+19.36=150.74mg/l(caco3)
此值可以保证PH>7.2。
计算硝化速度:
卩n=[0.47*e0.098*(T-15)]*[2/(2+100.05*15-1.158)]*[2/(2+1.3)]
=0.204l/s(T=12C)
故泥龄为:
tw=1/0.204=4.9d
采用的安全系数为2.5,故设计污泥龄为:
2.5*4.9=12.5d
原来假定的污泥龄为22d,则硝化速度为:
卩n=1/22=0.045l/d
单位基质利用率为:
g=卩n+b/a=0.045+0.05/0.6=0.158kgBOD5/(kgMLVSS*d
而MLVSS=0.7*4000=2800mg/l
则,所需要的MLVSS的总量为
11232*194/(0.158*1000)=13791.2kg
硝化容积:
X=13791.2/2800*1000=4925.42m3
水力停留时间为:
tn=4925.42/11232*24=10.52h
b)反硝化区的容积:
当温度为12C时,反硝化速度为
qdn=[0.03*
=[0.03*
(f/m)+0.029]日(T-20)日取1.08
(200*24/4000*16)+0.029]1.08(-
=0.03125*1.08
=0.017kgNOIN/(kgMLVSS*d
还原NO3-N的总量为:
18.2/1000*11232=204.42kg
脱氮所需要的MLSS204.42/0.017=12024.85kg
脱氮所需要的容积:
Mn=12024.85*1000/2800=4294.59m
水力停留时间:
tdn=4294.59/11232*24=9.176h
总的池容积为:
V=Vn+Vdn=4925.42+4294.59=9220.01m3
c)氧化沟的尺寸:
氧化沟采用改良式的carrousel六沟式的氧化沟。
取池深为3m,单沟宽为6m,则沟总的长度为:
9220.01/(3*6)=512.22m,
其中好氧段的长度为260.11m,缺氧段的长度为252.11m,弯道处的长度为
5*3.14*6+12+2*3.14*6=143.88m,则,单个直道长度为(512.22-143.88)/6=61.39m,贝U
氧化沟的总沟长为:
61.39+6+12=79.39m,总的池宽为:
6*6=36m
d)需氧量计算:
采用以下的经验公式Q(kg/d)=A*I「+B*MLSS+4.6*Nr-2.6NO3
经验系数为:
A=0.5,B=0.1
Nk需要硝化的氧量为:
28.2*11232*10-3=316.74kg/d
R=0.5*11232*(0.2-0.0064)+0.1*2.8*4294.59+4.6*316.74
-2.6*204.42
=1087.258+1202.485+1457.004-531.492
=3215.255kg/d
=133.97kg/h
当温度为20C时,脱氧清水的充氧量为:
取T=30°C,a=0.8,B=0.9,Cs(20)=9.17mg/l,Csb(30)=7.63
则R0=RCs(20)/{a*[B*p*Csb(T)-C]*1.024(T-20)}
=133.97*9.17/[0.8*(0.9*1.0*7.63-2)*1.024(30-20〉]
=248.9kg/h
e)回流污泥量
X=MVLSS=4g/lXr=10g/l
贝U,R=4/(10-4)=0.67
因为回流到厌氧池的污泥为11%则回流到氧化沟的污泥总量为51.7%Q
f)剩余污泥量
Qw=614.85/0.7+(200-180)/1000*11232
=878.357+224.64
=1102.997kg/d
如果污泥由底部排除,,且二沉池的排泥浓度为10g/l,则
每个氧化沟的产泥
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