污水处理构筑物设计计算.docx

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污水处理构筑物设计计算

污水厂设计计算书

第一章 污水处理构筑物设计计算

一、泵前中格栅

1．设计参数：

设计流量Q=2.6×104m3/d=301L/s

栅前流速v1=0.7m/s，过栅流速v2=0.9m/s

栅条宽度s=0.01m，格栅间隙e=20mm

栅前部分长度0.5m，格栅倾角α=60°

单位栅渣量ω1=0.05m3栅渣/103m3污水

2．设计计算

（1）确定格栅前水深，根据最优水力断面公式

计算得:

栅前槽宽

，则栅前水深

（2）栅条间隙数

（取n=36）

（3）栅槽有效宽度B=s（n-1）+en=0.01（36-1）+0.02×36=1.07m

（4）进水渠道渐宽部分长度

（其中α1为进水渠展开角）

（5）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度

（6）过栅水头损失（h1）

因栅条边为矩形截面，取k=3，则  

其中ε=β（s/e）4/3

h0：

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，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

（7）栅后槽总高度（H）

取栅前渠道超高h2=0.3m，则栅前槽总高度H1=h+h2=0.47+0.3=0.77m

栅后槽总高度H=h+h1+h2=0.47+0.103+0.3=0.87

（8）格栅总长度L=L1+L2+0.5+1.0+0.77/tanα

=0.23+0.12+0.5+1.0+0.77/tan60°

=2.29m

（9）每日栅渣量ω=Q平均日ω1=

=0.87m3/d>0.2m3/d

所以宜采用机械格栅清渣

（10）计算草图如下：

二、污水提升泵房

1.设计参数

设计流量：

Q=301L/s，泵房工程结构按远期流量设计

2.泵房设计计算

采用氧化沟工艺方案，污水处理系统简单，对于新建污水处理厂，工艺管线可以充分优化，故污水只考虑一次提升。

污水经提升后入平流沉砂池，然后自流通过厌氧池、氧化沟、二沉池及接触池，最后由出水管道排入神仙沟。

各构筑物的水面标高和池底埋深见第三章的高程计算。

污水提升前水位-5.23m（既泵站吸水池最底水位）,提升后水位3.65m（即细格栅前水面标高）。

所以，提升净扬程Z=3.65-（-5.23）=8.88m

水泵水头损失取2m

从而需水泵扬程H=Z+h=10.88m

再根据设计流量301L/s=1084m3/h，采用2台MF系列污水泵，单台提升流量542m3/s。

采用ME系列污水泵（8MF-13B）3台，二用一备。

该泵提升流量540～560m3/h，扬程11.9m，转速970r/min，功率30kW。

占地面积为π52＝78.54m2，即为圆形泵房D＝10m,高12m,泵房为半地下式，地下埋深7m，水泵为自灌式。

计算草图如下：

三、泵后细格栅

1．设计参数：

设计流量Q=2.6×104m3/d=301L/s

栅前流速v1=0.7m/s，过栅流速v2=0.9m/s

栅条宽度s=0.01m，格栅间隙e=10mm

栅前部分长度0.5m，格栅倾角α=60°

单位栅渣量ω1=0.10m3栅渣/103m3污水

2．设计计算

（1）确定格栅前水深，根据最优水力断面公式

计算得栅前槽宽

，则栅前水深

（2）栅条间隙数

 （取n=70）

设计两组格栅，每组格栅间隙数n=35条

（3）栅槽有效宽度B2=s（n-1）+en=0.01（35-1）+0.01×35=0.69m

所以总槽宽为0.69×2+0.2＝1.58m（考虑中间隔墙厚0.2m）

（4）进水渠道渐宽部分长度

（其中α1为进水渠展开角）

（5）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度

（6）过栅水头损失（h1）

因栅条边为矩形截面，取k=3，则

其中ε=β（s/e）4/3

h0：

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，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

（7）栅后槽总高度（H）

取栅前渠道超高h2=0.3m，则栅前槽总高度H1=h+h2=0.47+0.3=0.77m

栅后槽总高度H=h+h1+h2=0.47+0.26+0.3=1.03

（8）格栅总长度L=L1+L2+0.5+1.0+0.77/tanα

=0.88+0.44+0.5+1.0+0.77/tan60°=3.26m

（9）每日栅渣量ω=Q平均日ω1=

=1.73m3/d>0.2m3/d

所以宜采用机械格栅清渣

（10）计算草图如下：

四、沉砂池

采用平流式沉砂池

1.设计参数

设计流量：

Q=301L/s（按2010年算，设计1组，分为2格）

设计流速：

v=0.25m/s

水力停留时间：

t=30s

2.设计计算

（1）沉砂池长度：

L=vt=0.25×30=7.5m

（2）水流断面积：

A=Q/v=0.301/0.25=1.204m2

（3）池总宽度：

设计n=2格，每格宽取b=1.2m>0.6m，池总宽B=2b=2.4m

（4）有效水深：

h2=A/B=1.204/2.4=0.5m （介于0.25～1m之间）

（5）贮泥区所需容积：

设计T=2d，即考虑排泥间隔天数为2天，则每个沉砂斗容积

（每格沉砂池设两个沉砂斗，两格共有四个沉砂斗）

其中X1：

城市污水沉砂量3m3/105m3，

K：

污水流量总变化系数1.5

（6）沉砂斗各部分尺寸及容积：

设计斗底宽a1=0.5m，斗壁与水平面的倾角为60°，斗高hd=0.5m，

则沉砂斗上口宽：

沉砂斗容积：

（略大于V1=0.26m3，符合要求）

（7）沉砂池高度：

采用重力排砂，设计池底坡度为0.06，坡向沉砂斗长度为

则沉泥区高度为

h3=hd+0.06L2=0.5+0.06×2.65=0.659m

池总高度H：

设超高h1=0.3m，

H=h1+h2+h3=0.3+0.5+0.66=1.46m

（8）进水渐宽部分长度:

（9）出水渐窄部分长度:

L3=L1=1.43m

（10）校核最小流量时的流速：

最小流量即平均日流量

Q平均日=Q/K=301/1.5=200.7L/s

则vmin=Q平均日/A=0.2007/1.204=0.17>0.15m/s，符合要求

（11）计算草图如下：

五、厌氧池

1.设计参数

设计流量：

2010年最大日平均时流量为Q′=Q/Kh=301/1.3=231.5L/s，每座设计流量为Q1′=115.8L/s，分2座

水力停留时间：

T=2.5h

污泥浓度：

X=3000mg/L

污泥回流液浓度：

Xr=10000mg/L

考虑到厌氧池与氧化沟为一个处理单元，总的水力停留时间超过15h，所以设计水量按最大日平均时考虑。

2.设计计算

（1）厌氧池容积：

V=Q1′T=115.8×10-3×2.5×3600=1042m3

（2）厌氧池尺寸：

水深取为h=4.0m。

则厌氧池面积：

A=V/h=1042/4=261m2

厌氧池直径：

m（取D=19m）

考虑0.3m的超高，故池总高为H=h+0.3=4+0.3=4.3m。

（3）污泥回流量计算：

1）回流比计算

R=X/（Xr-X）=3/（10-3）=0.43

2）污泥回流量

QR=RQ1′=0.43×116=49.79L/s=4302m3/d

六、氧化沟

1.设计参数

拟用卡罗塞（Carrousel）氧化沟，去除BOD5与COD之外，还具备硝化和一定的脱氮除磷作用，使出水NH3-N低于排放标准。

氧化沟按2010年设计分2座，按最大日平均时流量设计，每座氧化沟设计流量为

Q1′＝

=10000m3/d=115.8L/s。

总污泥龄：

20d

MLSS=3600mg/L,MLVSS/MLSS=0.75则MLSS=2700

曝气池：

DO＝2mg/L

NOD=4.6mgO2/mgNH3-N氧化，可利用氧2.6mgO2/NO3—N还原

α＝0.9  β＝0.98

其他参数：

a=0.6kgVSS/kgBOD5 b=0.07d-1

脱氮速率：

qdn=0.0312kgNO3-N/kgMLVSS·d

K1=0.23d-1 Ko2=1.3mg/L

剩余碱度100mg/L（保持PH≥7.2）:

所需碱度7.1mg碱度/mgNH3-N氧化；产生碱度3.0mg碱度/mgNO3-N还原

硝化安全系数：

2.5

脱硝温度修正系数：

1.08

2.设计计算

（1）碱度平衡计算：

1）设计的出水

为20mg/L，则出水中溶解性

＝20-0.7×20×1.42×（1－e-0.23×5）=6.4mg/L

2）采用污泥龄20d，则日产泥量为：

kg/d

设其中有12.4％为氮，近似等于TKN中用于合成部分为：

0.124

550.8=68.30kg/d

即：

TKN中有

mg/L用于合成。

需用于氧化的NH3-N=34-6.83-2=25.17mg/L

需用于还原的NO3-N=25.17-11=14.17mg/L

3）碱度平衡计算

已知产生0.1mg/L碱度/除去1mgBOD5，且设进水中碱度为250mg/L，剩余碱度=250-7.1×25.17+3.0×14.17+0.1×（190－6.4）=132.16mg/L

计算所得剩余碱度以CaCO3计，此值可使PH≥7.2mg/L

（2）硝化区容积计算：

硝化速率为

=0.204d-1

故泥龄：

d

采用安全系数为2.5，故设计污泥龄为：

2.5

4.9=12.5d

原假定污泥龄为20d，则硝化速率为：

d-1

单位基质利用率：