格栅的计算.docx

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格栅的计算

第一章工艺设计和计算

一.格栅的计算

设计说明

格栅是一组（或多组）相互平行的金属栅条与框架组成，倾斜安装在进水渠道，以控制水中粗大悬浮物及杂质，对下面的微滤机和水泵其保护作用，拟采用细格姗，格栅间距取16mm.

设计流量：

最大流量

设计参数：

栅条间距d=16.00mm,栅前水深h=0.3m,过栅流速v=0.6m/s，安装倾角α=600

1.栅条的间隙数n

2.栅槽的有效宽度b.取￠10圆钢为栅条，即s=0.01m,栅槽宽度一般要比格姗宽-0.3m,这里取0.2m.

3.通过格栅的水头损失h2，m

设栅条断面为锐边圆形断面,取阻力系数

=,k=，则

4.栅后槽总高度H，m

设栅前渠道超高h1=0.3m.，有H=h+h1+h2=++=0.62m，

5.格姗的总建设长度L

----进水渠道渐宽部分的长度（m）,设进水渠宽b1=0.23m，其渐宽部分展开角度α=200

l2----栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度（m）,一般l2=0.5l1

则

6.每日的栅渣量w

设栅渣量w1为（m3/103m3污水）,变化系数kz=

则

所以采用机械清渣

7.选型与决定

根据拦截污泥量,采用机械清渣,选用WGS-50高链式格栅除污机一台,该格栅水槽高0.62m,有效宽0.97m,长度2.42m,占地面积L*b=*=㎡

二.沉砂池

沉砂池的作用是去除废水中比重较大的无机颗粒（如泥沙,煤渣等）,一般设在水泵和沉淀池前,以减轻水泵和管道的磨损,防止后续处理的构筑物管道的堵塞,提高污泥有机成分的含量.

本研究采用平流沉砂池

⑴长度L，m

设污水在池内流速v=0.3m/s,停留时间t=30s，L=vt=×30=9m

⑵水流断面积A，m2

⑶池总长度B，m

设n=2格，每格宽b=0.6m，则：

⑷有效水深h2，m

⑸沉砂斗所需容积V，m3

设排砂时间间隔T=2d，城市污水的沉砂量X=30（m3/106m3污水）则：

⑹每个沉砂斗容积V0，m3

设每个分格有2个沉砂斗，即共有4个沉砂斗，则：

⑺沉砂斗各部分尺寸

设斗底宽a1=0.5m，斗壁与水平面的倾角600，斗高h3′=0.3m，则：

砂斗上口宽a，m

沉砂斗容积V0，m3

⑻沉砂室高度h3，m

设采用重力排砂，设池底坡度为i=，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。

设两沉砂斗之间隔壁厚a′=0.2m，沉砂室的宽度为[2（l2+a）+a′]，故:

，则：

⑼沉砂总高度H，m

设超高h1=0.3m，则：

⑽验算最小流速vmin，m/s

在最小流量时，只用一格工作（n1=1）则：

符合大颗粒悬浮物与废水的分离条件.

⑾砂水分离器的选择

沉砂池的沉砂经排砂装置排除的同时，往往是砂水混合体，为进一步分离出砂和水，需配套砂水分离器。

清除沉砂的时间间隔为2d，根据该工程的排砂量，选用一台某公司生产的螺旋砂水分离器。

三．曝气调节池

设计说明

调节池的主要作用是调节水量，水质。

废水自进入调节池，进水管应该等于或高于最高水位，在池底曝气对废水进行强制混合均化。

废水的平均流量Q=Q/24=8000/24=333.33m3/h

池子容积计算（设计有两个池子）

W=qtt取一小时

W=2=166.67m3

池深取6m,则

L=B=5.3m

池子的设计为B×L×H=5.3m×5.3m×6m

四.二段式生物接触氧化池

设计说明

二段法流程污水经初沉砂池进入第一接触氧化池，出水经中间沉淀池进行泥水分离，上清液进入第二接触氧化池，最后经二沉池再次泥水分离后排放，该流程第一段为高负荷段，第二段为低负荷段，这样就更能适应原水的水质变化，趋于稳定。

1.接触氧化池设计计算

采用二段式接触氧化，分两组并列进行，填料选用炉渣。

一氧池填料高h1-3取3m,二氧池填料高h2-3取2.5m。

⑴填料容积负荷

根据太原市政工程设计研究院编制的《生物接触氧化法设规程CECS128：

2001》当BOD进水小于180mg/L时，并采用炉渣作为填料的，可应用此公式：

Se-----出水BOD值（mg/L）

则

⑵污水与填料的接触时间t

S0---进水BOD值（mg/L）

一氧池的接触氧化时间t1占总时间的60%

t1==（h）

二氧池的接触氧化时间占总时间的40%

t2==（h）

⑶接触氧化池的尺寸计算

（单组）一氧池的填料体积V1

一氧池的面积

。

宽取3m，则L1=A1/B=3=6.2m

一氧池超高h1-1=0.5m稳水层高h1-2取0.5m底部构造层高h1-5取0.8m

则一氧池总高

一氧池的尺寸L1×B1×H1=6.2m×3.0m×4.8m

同理

（单组）二氧池的体积

2=38.3m3

二氧池的面积

2=15.3m2

宽取3m，长L2=5.1m

二氧池总高H=h2-1+h2-2+h2-3+h2-4=+++=4.3m

二氧池尺寸为L2×B2×H2=5.1m×3.0m×4.3m

⑷需氧量计算

接触氧化池才用填料下方穿孔管鼓风曝气方式,设气水比为5:

1.

总需氧量

Q气=5×Q=5×8000=40000m3/d=27.8m3/min

一氧池的总需氧量

Q’1-气=2/3Q气=2/3×=18.5m3/min

单组一氧池的需氧量

Q1-气=’1-气=9.3m3/min

二氧池的总需氧量

Q’2-气=1/3Q气=1/3×=9.3m3/min

单组二氧池的需氧量

Q2-气=’2-气=4.6m3/min

接触氧化池曝气管采用钢管,干管流速为10m/s,支管流速为5m/s,干管管径DN=200-100mm,这里取150mm,支管管径选用32mm,支管间距为20cm,支管上小孔孔径5mm,小孔间距6cm,小孔向下45o开孔,交错分布.

2.接触沉淀池的计算

接触氧化后应用沉淀池，为提高沉淀效果并与接触氧化池更好匹配，减少施工量，节省费用，常采用接触沉淀池。

接触沉淀池的水力负荷为5-7m3/停留时间20-30min，有效水深-2.5m

设第一接触沉淀池表面水力负荷Nq-1=5.5m3/，有效水深h1-2为2m，第二接触沉淀池表面水力负荷Nq-2=5m3/，有效水深h2-2为1.8m，二池滤料均选用炉渣，滤料层高0.5m

单组第一接触沉淀池面积A1

单组第二接触沉淀池面积A2

一沉池水力停留时间t1

一沉池水力停留时间t2

符合规程要求。

⑵接触沉淀池的尺寸设计

一沉池宽取6m

L1=A1/B1=6=5.1m

一沉池超高h1-1=0.5m,泥斗斜壁与水面倾角为60o,清水层高取0.4m.

缓冲层高0.5m包入泥斗中,泥斗下边长0.2m,则

泥斗高:

一沉池总高H1=h1-2+h1-1+h1-3=+2+=7.4m

一沉池尺寸L1×B1×H1=5.1m×6m×7.4m

单组二沉池有效水深1.8m,其他相同

L2=A2/B2=6=5.6m

二沉池总高H2=h2-2+h2-1+h2-3=++=7.2m

二沉池尺寸L2×B2×H2=5.6m×6m×7.2m

⑶污泥量Qs

根据<生物接触氧化法设计规程>污泥产率为kgDS/kgBOD,含水率96%-98%,设污泥产率Y取,含水率为97%.

则干泥量WDS:

WDS=YQ（So-Se）+（Xo+Xh+Xe）Q

WDS---污泥干重kg/d

Q------污水量m3/d

So----进水BOD值Se----出水BOD值kg/m3

Xo---进水总SS浓度Xh---进水SS活性部分量kg/m3

Xe---出水SS浓度kg/m3

其中Xh=70%Xe

WDS=YQ（So-Se）+（Xo+Xh+Xe）Q=*8000*（）

=160kg/d

污泥体积Qs

泥斗容积Vs

单组一沉池泥斗容积

单组二沉池泥斗容积

则共有污泥沉淀池4座,可容纳24h排污量.

⑷接触沉淀池需氧量计算

Q气=q气×A1

取q气为30m3/

Q1-气=30×=15.2m3/min

Q2-气=30×=16.7m3/min

3.鼓风机的选择

单组接触氧化池共需氧量13.9m3/min,单组接触氧化沉淀池共需氧32m3/min可考虑一组工作,一组冲洗.所以可根据所需的压力和空气量采用下列规格的鼓风机：

RE-150型罗茨鼓风机三台，口径均为150Amm，风压为。

其中两台进口流量QS=28.0m3/min，转速为r/min，电机功率P0=30KW，轴功率La=。

一台进口流量QS=35.4m3/min，转速为r/min，电机功率P0=37KW，轴功率La=32KW。

三台鼓风机，其中一台备用，高负荷时三台工作，低负荷时一台或两台工作。

五.污泥浓缩池的设计和计算

设计说明

沉砂池和生物接触沉淀池产生污泥经过自流流入污泥浓缩池,由于二沉池的排泥石间歇的,且污泥降解良好,所以决定用间歇污泥浓缩池.

设计参数

Px=160kg/d=6.7kg/L（每日排出污泥的干重）,含水率97%

污泥密度1.02kg/h,Vx=5.3m3/d=0.22m3/h.固体容积负荷q=1.5kg/

浓缩池所需表面积

A=Px/q==4.47m2

选用×3.0m的池子

水力负荷

u=Vx/A=×=0.029m/h

则有效水深

H=ut=*12=0.35m

排泥量与存泥体积

设下底边长0.5m

污泥停留时间Tx

Tx=V/Vx==

有效水深H1=0.35m,缓冲层高H2=0.3m,存泥区高H0=1.51m,超高H4=0.2m

则H=+++=2.36m

3.设备的选型

⑴污泥泵选型:

根据计算选10-10-0型污泥泵,流量为12m3/h扬程7.5m,转速2860r/min,额定电流1.7A,自动装置型号50GAK,配用胶管50mm

⑵带式压滤机选型:

采用PFM-1000型带式压滤机,外形尺寸L×B×H=4500mm×1890mm×1860mm,带宽1000mm机重,主动功率,耗水量7.8m3/h

六.清水池的设计

设计说明

清水池容积应根据进水管的设计流量，水泵的提升能力，水泵的启动时间，水力条件所定。

池子的有效容积为V=QT=*600s=55.8m3

高度h=2.8m

取宽B=3mL=v/h*b=6.7m

选型

选用钢筋混凝土矩形清水池，池底做成的坡度。

消毒使用二氧化氯消毒器，设最大量为8mg/L为保证投加二氧化氯的安全和设计的准确，我们采用真空加氯机

七.高程计算

本设计中，泵站设在流程的中间。

因此，高程布置的水力计算分两段进行：

泵站上流为一段，从进水干沟终点顺流算起；泵站下游为另一段，从河道逆流算起。

计算时，流量采用泵站的最大设计流量。

已知地面高程，泵站前后均为5.0m；河道最高水位6.5m，常水位2.5m，进水干沟终点窨井最高水位为5.1m。

污水管道采用铸铁管，管径均为300mm。

当流量Q1=8000m3/d=333.3m3/h时，管道中污水流速v=1.64m/s，i=；当Q2=Q1＝166.7m3时，污水流速v=0.82m/s，i=。

沿程水头损失为：

，局部水头损失为：

1.先决定粗格栅槽表面高程和集水井最高水位。

⑴进水干沟格栅槽

进水干沟终点窨井最高水位5.1m

设此段沟道长为25m，污水流量为Q1，设一进水阀，ξ=。

沿程水头损失

局部水头损失

合计0.355m

格栅槽最高水位4.745m

⑵格栅沉砂池

沿程水头损失

局部水头损失

合计0.2m

沉砂池最高水位4.545m

⑵沉砂池集水井

沉砂池水头损失0.2m

自由跌落高度0.1m

合计0.3m

泵站集水井的最高水位4.24m

2.再决定二沉池、曝气池、水解池、沉砂池最高水位及细格栅槽表面高程。

⑴出水干沟第二接触沉淀池

河道最高水位6.5m

出水干沟沿程水头损失

二沉池出水堰水头损失0.035m

自由跌落高度0.1m

合计0.56m

二沉池最高水位7.06m

⑵二沉池第二接触氧化池

二沉池分为两格，每格流量为Q2。

设管道总长为15m，在7m处分流，有1个900弯头，1个等径丁字管。

沿程水头损失

局部水头损失

合计0.22m

二氧池最高水位7.28m

⑶二氧池一沉池

设管道长为6m，有1个900弯头，1个等径丁字管。

沿程水头损失

局部水头损失

合计0.60m

一沉池最高水位7.88m

⑷一沉池一氧池

设管道长为16m，有2个900弯头，2个等径丁字管。

沿程水头损失

局部水头损失

合计0.32m

一氧池最高水位8.20m

⑸一氧池调节池

沿程水头损失×10=0.138m

局部水头损失

合计

调节池最高水位8.37m

3.污水提升泵的选型

污水流量为Q=116L/s，集水井中设3台泵（其中1台备用），每台水泵的容量为：

L/s。

选泵前扬程估算如下：

⑴出水管水头损失

出水管水头损失按每台泵有单独的出水管计，选用管径为300mm的铸铁管。

沿程水头损失：

局部水头损失按沿程水头损失的30%计：

合计1.97m

⑵吸水管水头损失

选用管径为300mm的铸铁管。

沿程水头损失

局部水头损失

合计0.16m

提升泵的扬程为：

选用三台WL系列立式排污泵，型号为210-7-7，扬程H=7m，转速为970r/min，轴功率为，配用功率kW，效率为75%，气蚀余量1.9m，质量490kg，排出口径为150/200，两开一备。

提升污水泵房的设计：

L×B×H=2m×4m×2.5m