某污水处理厂设计全套

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=2.6104m3/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 =60单位栅渣量 1=0.05m3栅渣/10 3m3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211vBQ前槽宽 ，则栅前水深mvQB94.07.3121 mh47.09.（2）栅条间隙数 (取 n=36)6.349.072.sin31sin21 ehv（3）栅槽有效宽度 B=s（n-1）+en=0.01（36-1）+0.0236=1.07m（4）进水渠道渐宽部分长度 mBL23.0tan294.7.1t1 （其中 1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 L12.02（6）过栅水头损失（h 1）因栅条边为矩形截面，取 k=3，则 mgvkh 103.6sin8.920).1(42.3sin23401 其中 =（s/e） 4/3h0：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：阻力系数，与栅条断面形状有关，当为矩形断面时 =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/tan=0.23+0.12+0.5+1.0+0.77/tan60=2.29m（9）每日栅渣量 =Q 平均日 1= 05.15.6234=0.87m3/d0.2m3/d所以宜采用机械格栅清渣（10）计算草图如下：图 1 中 格 栅 计 算 草 图栅 条 工 作 平 台进水 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 540560m 3/h，扬程 11.9m，转速 970r/min，功率 30kW。占地面积为 5278.54m 2，即为圆形泵房 D10m,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： 0.图 2 污 水 提 升 泵 房 计 算 草 图吸 水 池 最底 水 位中 格 栅进 水 总 管三、泵后细格栅1设计参数：设计流量 Q=2.6104m3/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 =60单位栅渣量 1=0.10m3栅渣/10 3m3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211vBQ栅前槽宽 ，则栅前水深mvQB94.07.3121h4.029.1（2）栅条间隙数 （取 n=70）2.689.0471.sin3sin21 ehvQ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）+0.0135=0.69m所以总槽宽为 0.692+0.21.58m（考虑中间隔墙厚 0.2m）（4）进水渠道渐宽部分长度 mBL8.02tan94.51t21 （其中 1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 L4.021（6）过栅水头损失（h 1）因栅条边为矩形截面，取 k=3，则 mgvkh 26.0sin81.920).(42.3sin23401 其中 =（s/e） 4/3h0：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：阻力系数，与栅条断面形状有关，当为矩形断面时 =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/tan=0.88+0.44+0.5+1.0+0.77/tan60=3.26m（9）每日栅渣量 =Q 平均日 1= 1.05.634=1.73m3/d0.2m3/d所以宜采用机械格栅清渣（10）计算草图如下： 进水 工 作 平 台栅 条 图 3 细 格 栅 计 算 草 图四、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=30s2. 设计计算（1）沉砂池长度：L=vt=0.2530=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=1.2m0.6m，池总宽 B=2b=2.4m（4）有效水深：h2=A/B=1.204/2.4=0.5m （介于 0.251m 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 354511 26.01.230mKTXQV（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： mahad 1.506tn.260tn1沉砂斗容积：322212 4.0)501.(65.)(6 maahVd （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 maL65.215.72则沉泥区高度为h3=hd+0.06L2 =0.5+0.062.65=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: mBL43.120tan9.4.20tan11 （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=0.170.15m/s，符合要求（11）计算草图如下： 出出4 出五、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：X r=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= Q1T=115.810-32.53600=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）2.184.36AD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/（X r-X）=3/ （10-3）=0.432）污泥回流量QR =RQ1=0.43116=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。3.2064总污泥龄：20dMLSS=3600mg/L,MLVSS/MLSS=0.75 则 MLSS=2700曝气池：DO2mg/LNOD=4.6mgO2/mgNH3-N 氧化，可利用氧 2.6mgO2/NO3N 还原0.9 0.98其他参数：a=0.6kgVSS/kgBOD 5 b=0.07d-1脱氮速率：q dn=0.0312kgNO3-N/kgMLVSSdK1=0.23d-1 Ko2=1.3mg/L剩余碱度 100mg/L(保持 PH7.2):所需碱度 7.1mg 碱度/mgNH 3-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：1.082.设计计算（1）碱度平衡计算：1）设计的出水 为 20 mg/L，则出水中溶解性 20-0.5BOD5BOD7201.42（1e -0.235）=6.4 mg/L2）采用污泥龄 20d，则日产泥量为：kg/d8.50)20.1(4.696.01mrbtaQS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=68.30 kg/d 即：TKN 中有 mg/L 用于合成。83.6103.68需用于氧化的 NH3-N =34-6.83-2=25.17 mg/L需用于还原的 NO3-N =25.17-11=14.17 mg/L3）碱度平衡计算已知产生 0.1mg/L 碱度 /除去 1mg BOD5，且设进水中碱度为 250mg/L，剩余碱度=250-7.1 25.17+3.014.17+0.1（1906.4）=132.16 mg/L计算所得剩余碱度以 CaCO3 计，此值可使 PH7.2 mg/L（2）硝化区容积计算：硝化速率为 2158.0.15098.47OKNeTTn 3.2. 158.0.15098.=0.204 d-1故泥龄： d9.420.1nwt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-105.21n单位基质利用率： kg /kgMLVSS167.0.abun 5BOD.dMLVSS=fMLSS=0.75 3600=2700 mg/L所需的 MLVSS 总量= kg1094167.0)49(硝化容积： m3.27nV水力停留时间： h824.t（3）反硝化区容积：12时，反硝化速率为：209.)(03.TdnMFq2018)241630(. =0.017kgNO3-N/kgMLVSS.d还原 NO3-N 的总量= kg/d7.1107.4脱氮所需 MLVSS= kg.859.脱氮所需池容： m3.0273dnV水力停留时间： h410.t（4）氧化沟的总容积：总水力停留时间：h2.174.89dntt总容积：m359.30.dnV（5）氧化沟的尺寸：氧化沟采用 4 廊道式卡鲁塞尔氧化沟，取池深 3.5m，宽 7m，则氧化沟总长: 。其中好氧段长度为m2.975.31 m2.165.39407，缺氧段长度为 。068弯道处长度: 612则单个直道长: (取 59m)m5.4.9故氧化沟总池长=59+7+14=80m，总池宽=7 4=28m（未计池壁厚） 。校核实际污泥负荷 dkgMLSBODXVQSNas /014.7593601（6）需氧量计算：采用如下经验公式计算:32 6.2.4)/( NOLSBAdkgOrr 其中：第一项为合成污泥需氧量，第二项为活性污泥内源呼吸需氧量，第三项为硝化污泥需氧量,第四项为反硝化污泥需氧量。经验系数：A=0.5 B=0.1需要硝化的氧量：Nr=25.17 10000 10-3=251.7kg/dR=0.5 10000 (0.19-0.0064)+0.1 4071.9 2.7+4.6 251.7-2.6 141.7=2806.81kg/d=116.95kg/h取 T=30，查表得 =0.8,=0.9,氧的饱和度 =7.63 mg)30(sC/L， =9.17 mg/L)20(sC采用表面机械曝气时，20时脱氧清水的充氧量为：20)()20(0 4.1TTssCRhkg/08.217.63.975203查手册，选用 DY325 型倒伞型叶轮表面曝气机，直径 3.5m,电机功率 N=55kW,单台每小时最大充氧能力为 125kgO2/h，每座氧化沟所需数量为 n,则 74.1508.10Rn取 n=2 台（7）回流污泥量：可由公式 求得。XRr式中：X=MLSS=3.6g/L ，回流污泥浓度 取 10g/L。则：rX（50100，实际取 60）56.031.考虑到回流至厌氧池的污泥为 11%，则回流到氧化沟的污泥总量为 49%Q。（8）剩余污泥量：dkgQw /4.130125.475.08如由池底排除，二沉池排泥浓度为 10g/L，则每个氧化沟产泥量为：dm/4.130.（9）氧化沟计算草草图如下： 栏 杆 可 暂 不 安 装备 用 曝 气 机进 水管 接 自提 升泵 房及 沉砂 池出 水 管 至流 量 计 井 及 二 沉 池走 道 板 走 道 板 钢 梯上上 图 5 氧 化 沟 计 算 草 图七、二沉池该沉淀池采用中心进水，周边出水的幅流式沉淀池，采用刮泥机。1设计参数设计进水量：Q=10000 m3/d （每组）表面负荷：q b 范围为 1.01.5 m3/ m2.h ，取 q=1.0 m3/ m2.h固体负荷：q s =140 kg/ m2.d水力停留时间（沉淀时间）：T=2.5 h堰负荷：取值范围为 1.52.9L/s.m，取 2.0 L/(s.m)2设计计算（1）沉淀池面积:按表面负荷算： m24170bqQA（2）沉淀池直径： D63.4有效水深为 h=qbT=1.0 2.5=2.5m2Qw/25.56m 3/h。选用 1PN污泥泵 Q 7.216m 3/h, H 14-12m, N 3kW（3）剩余污泥泵房:占地面积 LB=4m3m，集泥井占地面积 mH3.0.21三、污泥浓缩池采用两座幅流式圆形重力连续式污泥浓缩池，用带栅条的刮泥机刮泥，采用静压排泥，剩余污泥泵房将污泥送至浓缩池。1.设计参数进泥浓度：10g/L污泥含水率 P199.0，每座污泥总流量:Q 1334.4kg/d=133.44m 3/d=5.56m3/h设计浓缩后含水率 P2=96.0污泥固体负荷：q s=45kgSS/(m2.d)污泥浓缩时间：T=13h 贮泥时间：t=4h2.设计计算（1）浓缩池池体计算：每座浓缩池所需表面积m265.94.13swqQA浓缩池直径取 D=6.2mD14.6.3529水力负荷 )./(8.0)./(.1.42322 hmdmAQuw有效水深h1=uT=0.184 13=2.39m 取 h1=2.4m浓缩池有效容积V1=A h1=29.65 2.4=71.16m3（2）排泥量与存泥容积:浓缩后排出含水率 P296.0的污泥,则Q w= hmdw /39.1/6.34.1960-102 按 4h贮泥时间计泥量，则贮泥区所需容积V24Q w4 1.395.56m3泥斗容积)(32124rrh= m38.2)6.02式中：h4泥斗的垂直高度，取 1.2mr1泥斗的上口半径，取 1.1mr2泥斗的下口半径，取 0.6m设池底坡度为 0.08，池底坡降为：h5= m16.02).6(08.故池底可贮泥容积：)(3212154rRV= 322 8.)13(6. m因此，总贮泥容积为 32343 56.8.5.8VVw （满足要求）（3）浓缩池总高度：浓缩池的超高 h2取 0.30m，缓冲层高度 h3取 0.30m，则浓缩池的总高度H为54321H=2.4+0.30+0.30+1.2+0.16=4.36m（4）浓缩池排水量：Q=Qw-Q w=5.56-1.39=4.17m 3/h（5）浓缩池计算草图：上 清 液进 泥 出 泥图 8 浓 缩 池 计 算 草 图四、贮泥池及污泥泵1设计参数进泥量：经浓缩排出含水率 P296%的污泥 2Q w=2 33.36=66.72m3/d，设贮泥池 1座，贮泥时间 T0.5d=12h2设计计算池容为V=2Q wT=66.72 0.5=33.36m3贮泥池尺寸（将贮泥池设计为正方形） L B H=3.6 3.6 3.6m 有效容积 V=46.66m3浓缩污泥输送至泵房剩余污泥经浓缩处理后用泵输送至处理厂南面的苗圃作肥料之用污泥提升泵泥量 Q=66.72m3/d=2.78m3/h扬程 H=2.3-(-1.5)+4+1=7.8m选用 1PN污泥泵两台，一用一备，单台流量 Q7.216m 3/h,扬程 H1412mH2O,功率 N3kW泵房平面尺寸 LB=4m3m第三章 高程计算一、水头损失计算计算厂区内污水在处理流程中的水头损失，选最长的流程计算，结果见下表：污水厂水头损失计算表名 称设 计流 量（L/s）管 径（mm）I（）V(m/s)管 长（m）IL（m） gv2（m）h（m）出厂管 231.5 600 1.48 0.84 80 0.118 1.00 0.036 0.154接触池 0.3出水控制井0.2出水控制井至二沉池115.8 400 3.08 0.92 100 0.308 6.18 0.267 0.575二沉池 0.5二沉池至流量计井115.8 400 3.08 0.92 10 0.031 3.84 0.166 0.197流量计井0.2氧化沟 0.5氧化沟至厌氧池115.8 400 3.08 0.92 12 0.037