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水渠设计计算
第三章设计计算
设计流量:
由于进水水位太低,固在进水口位置设置提升井使得水位提升。
提升内水力停留时间为5min
提升井大小为:
35m3
深度为:
4m,超高为0.3m总深为:
4.3m
长宽为:
3m3m
3.1:
格栅
1:
细格栅
1):
栅条间隙数:
设栅前水深0.5m;过栅流速v=0.6m/s;栅条间隙b=0.01m;
栅条安装倾角70°
36.2
0.01*0.5*0.6
Qmax
n
细栅间隙数按公式bhv
取n=38
格栅倾角(°
h格栅水深(m)
v――过栅流速(ms)
2):
栅槽宽度:
设栅条宽度为S=0.01m
B=S*(n-1)+b*n=0.01*(38-1)+0.02*38=0.75
3)
20o
:
进水渠道渐宽部分的长度:
设进水渠道宽B1=0.35m,其渐宽部分的展开角度
li
注0.75Da0.55m
2tgi2*tg20
4):
栅槽与出水渠道连接处的渐宽部分长度
l1
l2丄0.55/20.275m
2
5):
通过格栅的水头损失:
设栅条断面为锐边矩形
=0.08m
6):
栅后槽总高度:
设栅前渠道超高h20.3m
H=hhh2=0.5+0.08+0.3=0.88
7)
:
栅槽总长度:
8):
每日栅渣量:
3
在格栅间隙38mm的情况下,设栅渣量为每1000m污水产0.01
W=
QmaxW*86400
KZ*1000
0.1157*0.01*864001.5*1000
=0.67
>0.2m3d
3
m
3
式中:
W1——栅渣量标准(1000*m污水)
当格栅间隙为:
16~25mm时W1=0.05到0.1
当格栅间隙为:
30~50mm时W1=0.01到0.03
Qmax——最大设计流量(m3/s)
所以采用机械格栅
设一座细格栅间,其尺寸为4mX5m。
格栅选用:
XGC型旋转式格栅除污
机
3.2:
调节池:
1):
中和池:
1.1设计参数:
设计流量:
Q=10000m3/d=417m3/h
中和时间:
t=10min
有效水深:
h=3m
超高h1=0.3m
1.2:
设计计算:
1有效容积
3
VQt4171*669.5m
H=h+hi=3.3m
PH调节
在中和池的上方设置PH监测仪调节装置。
2):
调节池的计算:
1):
有效容积
3
V=QXT=1666.4m
3
式中:
V——调节池的有效容积,(m)
Q――平均进入流量,(山h)
T――停留时间,(6h)
2.2:
有效水深:
取h=5.0m
3):
表面积A25005
调节池面积为A=Vh==500m2
池宽B取20m,则池长L=FB=50020=25m
本设计里调节池内污水停留时间6小时
4):
总咼H
设超高hi=0.5m
H=h+h1=5+0.5=5.5m
5):
.进水管径
设进水流速为vi.0mS
6):
.搅拌器的选型
在调节池的对角线上设两台搅拌机,型号为MRPGS-100-2.2-3B1
7):
.出水选择
出水采用潜污泵出水
调节池计算示意图
3.3:
提升泵房:
水泵的选择:
1:
设计水量为10000m3/d,设离心泵3台,两开一备,则单台流量为
所需扬程为9m
2:
型号:
200WQ250-15-18.5
扬程:
15m
主要性能参数:
流量:
250m3/h
功率:
18.5kw
转速:
1470r/min
泵重:
520kg
排出口径:
200mm
3.4:
混凝沉淀池
1:
混凝沉淀池
采用机械搅拌混合池,机械混合池借助搅拌桨的作用达到形成絮体的目的,
其优点是能够适应水量变化,水头损失少,如配上无级变速传动装置,则更容易使反应状态达到最佳。
机械絮凝池是利用电机经减速装置带动搅拌器对水流进行搅拌,使水中的颗粒相互碰撞,完成絮凝。
目前我国大多数的机械絮凝采用旋转的方式,搅拌器采用桨板式,搅拌轴有水平式和垂直式两种。
本设计采用的是垂直轴机械反应池。
其结构见图3-3:
图3-3:
垂直轴机械反应池结构图
1:
反应池容积
反应时间取t=20min,设计流量Q=10000m3/d=416.7m3/h,设为两组,
Q1=Q/2=208.5m3/h
总容积
3
VQ1/60208.520/6067.5m3
1):
反应池尺寸确定采用二格串联,每池设置一台搅拌机每格容积V/2=33.75m3则每个池平面尺寸为:
长*宽:
4.0m*4.0m则水深H=33.75/(4.0*4.0)=2.25m反应池超高取0.45m,则池总高度为2.8m反应池分格,中间设墙作为挡板,反应池分格隔墙上的过水孔道上下交错布置。
:
2);叶轮直径
叶轮直径取格宽的87%,其直径为
D=4.0*0.873=3.48m设计中取D=3.5m
叶轮桨板中心点线速度采用:
Vi0.5ms,V20.35ms
桨板长度取1.5m(桨板长度与叶轮直径之比1.5/3.5<0.75)
桨板宽度取0.15m,每根轴上桨板数设8块,内,外侧各4块
旋转桨板面积与絮凝池过水断面之比为:
每块桨板宽度为桨板长度的0.1,满足1/10~1/15的要求。
池壁设四块挡板,尺寸为0.2m*0.2m,其面积与过水断面面积之比为:
2*0.2*2
10%
4.0*2.0
3):
叶轮桨板中心点旋转直径及转速
D。
2(LFL°)
2
式中:
D0叶轮桨板中心点旋转直径(mm);
L桨板轴中心至外桨板外缘的距离(mm);
L0桨板轴中心至内桨板内缘的距离(mm)<
设计中取L=1750mm,L0=800mm
60V|
D
式中:
n1——第一格叶轮转速(人命);
V1――第一格叶轮桨板中心线速度,(%);
D0叶轮桨板中心点旋转直径(mm)
叶轮线速度:
V1=0.5m/s,v2=0.3m/s,V3=0.2m/s,D=2.55m
桨板宽长比b=^0.1<1
K=——2g
式中:
K——系数
――阻力系数
――水的密度(1000驚3)
g重力加速度(口$2)
阻力系数
b
l
小于0.1
1~2
2.5~4
4.5~10
10.5~18
大于18
1.10
1.15
1.19
1.29
1.40
2.00
1.1*1000k
2*9.8
56
4):
桨板旋转功率计算
244
N0=ykl2(ar1)/408
式中y—每个叶轮上的桨板数目
l—桨板长度
R2—叶轮半径,R2=1.0m
r1—叶轮半径与桨板宽度之差为0.12
则第一格外侧桨板旋转功率
N1=4561.50.3753(1.7541.604)/408=0.123kw
第一格内侧桨板旋转功率
"44
N1"=4561.50.2633(0.954-0.804)/408=0.060kw
第一格搅拌轴功率N1=N1'+N1"=0.123+0.060=0.186kw第二格外侧桨板旋转功率
I
N2=0.065kw
第二格内侧桨板旋转轴功率
II
N2=0.0086kw
第二格搅拌轴功率N2=N2'+N2"=0.065+0.0086=0.0736kw
5):
配用电机功率
设两台搅拌机合用一台电动机,电动机总功率为
N=0.186+0.0736=0.26kw,取0.3kw
传动效率取0.7
则N=0.3/(0.50.7)=0.86kw
6):
投药
药剂采用PAC,其pH适用范围6-9,加药车间设在反应池的旁边,通过管道输送到混凝池外的药剂注射器里。
7):
进水布置
直接使用直径400mm的主干管进水,到两组池子中间分成2根小干管,直径200mm,在小干管各设一个药剂注射器投加絮凝剂,在池子的上端进水。
8):
出水布置
在两格反应池过后,设计了一个长1m的过渡区,采用穿墙孔口与沉淀池相连,
每个空口长0.1m,宽0.1m,—共40个。
2:
沉淀池
平流式沉淀池
平流式沉淀池沉淀效果好,对废水水量和温度的变化适应能力强,施工简单
价低,处理水量不限,对中型企业尤其是乡镇企业的污水处理站,普遍应用的是
平流式沉淀池。
其结构见图3-4:
+3.89
图3-4:
沉淀池示意图
2.1):
沉淀池尺寸确定
查阅《污水处理厂工艺设计手册》,对于生物处理后的沉淀池,表面水力负荷1.0-2.0(m3m-2h-1)之间,此设计取了1.5(m3m-2h-1),停留时间一般取1.5-2.5小时,本设计取2小时设计两座共壁合建。
(1)池子总表面积
A=3600Qmax_
q'
3600°.1157_278m2
1.5
式中q'—水力负荷,取1.5(m3m-2h-1)
Qmax—最大设计流量,因为此设计中流量不变,所以最大设计流量等于设计流量。
(2)沉淀池有效水深
h2=qt=1.5X2.0=3.0m
式中q'—水力负荷,取1.5(m3m-2h-1)
t—停留时间,取2小时
(3)沉淀区有效容积Vi
Vi=QtX3600=625m3
(4)沉淀池长度L
L=vtX3.6
式中v—水平流速,mm/s;—般不大于5mm/s,取4.5mm/s。
L=vt=4.5X2X3.6=32.5m
(5)沉淀池的总宽度b:
b=A/L=278/32.5=8.6m
则单池宽度为:
4.3m
(6)校核长宽比
L/b=32.5/4.3=7.8>4符合要求
(7):
总污泥量:
本设计污泥产率以Y=0.35
kgD5计,含水率99.2%,则
kgBODs
干污泥量用下式计算
WdsYQ(SSe)Q*(X。
XhXe)
式中:
Wds――污泥干重,叫;
Y——活性污泥干产率,kgDskgBOD5
Q――污水量,m/d
Xo,Xh,Xe――分别为进水总SS,出水中SS活性部分量,出水SS浓
度kgm3
S,Se――进出水BODs值,k%3
WDS0.3510000(0.280.196)10000(0.280.115)
294850
1144kgd
湿污泥量:
每个沉淀池污泥部分容积:
V14371.5m3
2
7153
沉淀池没8小时排次泥:
沉淀池泥都污泥量为:
V上1217.9m3
3
(8):
污泥斗容积:
泥斗底部积尘,污泥斗底部尺寸一般小于0.5m,污泥斗倾角大于60°。
设计中取:
沉淀池污泥斗上口尺寸a=4.3m;沉淀池污泥斗下口边长a1=0.5m;
污泥斗高度:
h4=3.3m
122
V-3.3(4.30.54.30.5)
33
=22.8m>17.9m
利用重力,压到集泥井
集泥井里的污泥每天使用直径200的管道排泥,直接排到污泥浓缩池,每8h一次。
(9):
沉淀池的总高度h:
h=h1+h2+h3+h4
式中:
h1—沉淀池超高,m;取0.5m
h2—沉淀区的有效深度,3.0m;
h3—缓冲区咼度,取0.3m
h4——
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