水处理二设计说明

环境与市政工程系水处理（二）课程设计河南城建学院第 1 页 共 50 页第 1 章 概况1.1 设计依据及设计任务1.1.1 设计依据10242081、2 班城市污水处理课程设计任务书；2参考资料。 （见附录）1.1.2 设计题目天水市污水处理厂工艺设计1.1.3 设计内容1确定污水及污泥处理方案（处理工艺流程）；2选择和计算污水及污泥各处理构筑物；3确定并绘制污水处理厂平面布置图；4计算并绘制污水及污泥高程图。1.1.3 设计要求1设计说明书应按设计内容和先后次序分章、分节编写，计算部分和构造特点应附有必要的草图，对于所采用的数据应说明其依据和理由，高程、水力计算应列表进行。整理后的说明书应编制章、节目录，并附上设计任务书和指示书，设计计算说明书应文字简洁、字迹清晰。2图纸：a.处理厂平面图，一般采用单线条绘制，应附有构筑物编号、管线编号及其他图例。b.污水和污泥高程图应注明各部分水面标高，渠（管）底标高，地面标高。1.2 设计水量1.2.1 设计城市排水体制完全分流制1.2.2 污水量的计算平均污水量 QP=12.2m3/d环境与市政工程系水处理（二）课程设计河南城建学院第 2 页 共 50 页1.3 设计水质1.3.1 进水水质BOD=250 mg/l PH=77.4 悬浮物=3000 mg/L重金属及有毒物质：微量，对生化处理无不良影响1.3.2 出水水质SS30mgL ， BOD520mg L。1.4 水文气象、工程地质资料1.4.1 气象资料1气温：年平均_20_摄氏度，夏季平均_30_摄氏度，冬季平均_12_摄氏度。2非采暖季节主导风向 _西北风。3冰冻期_日。4年平均降雨量_200_mm。1.4.2 水体、水文地质资料1水体资料（1）河流最小流量_0.35_m/s,最小流速_0.5_m/s;河流最大流量_200_ m/s,最大流速_3.0_m/s; 河流平均流量_10_ m/s,平均流速_1.2_ m/s;河流最高水位_50_m，正常水位 _30_m， 河流最低水位_20_m（2）河流宽度_50_m，河底高程_20_m（3）河水水质:平均溶解氧_6_mg/L，平均SS_15_mg/L1.4.3 污水处理长厂区资料厂区地形平坦，地面标高为 50 m,地下水位： 40 m,土壤冰冻深度:_20_ cm,地基承载力： 满足要求 设计地震裂度: 6 度,入厂口管底标高： 45 m,管径： 2000 mm。环境与市政工程系水处理（二）课程设计河南城建学院第 3 页 共 50 页第 2 章 城市污水处理方案的确定2.1 水处理方案的确定城市污水厂的二级处理为二级处理系统的核心工艺。该工艺主要是生化处理活性污泥法和生物膜法，前者广泛采用于城市污水处理，后者多用于生活小区或小镇的生活污水处理，以及某些工业废水的生化处理。二级处理工艺应根据所要求达到的处理程度和水质水量及当地情况来选择几种可行的处理工艺进行技术经济比较后以确定最优方案。2.1.1 污水处理方案的选择我国城市污水处理技术随着水污染控制与环境治理的实践，在吸取国外技术经验的同时，结合我国国情的特点，逐步改进提高，初步形成了一些适用的技术路线，主要如下：1对传统活性污泥法进行改造或予以取代后的人工生物净化技术路线；2以自然生物净化为主的人工生物净化与自然生物净化相结合的技术路线；3以污水扩散排放为主，处理为辅的技术路线；4以回用为目的的污水深度处理技术路线，结合该污水处理工程的具体情况分析进行选择：进水 粗格栅 提升泵房 细格栅 平流沉砂池 初沉池消毒加药计量槽 接触池 二沉池 好氧池 缺氧池 剩余污泥 浓缩池 出水贮泥池 消化池 脱水机房 泥饼外运图 2.1 A/O 工艺具体流程图环境与市政工程系水处理（二）课程设计河南城建学院第 4 页 共 50 页2.2 主要构筑物的选择2.2.1 格栅格栅是一组平行的金属栅条或筛网组成，安装在污水管道、泵站、集水井的进口处或处理厂的端部，用以截留较大的悬浮物或漂浮物，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷。截留污物的清除方法有两种，即人工清除和机械清除。大型污水处理厂截污量大，以减轻劳动强度，一般应用机械清除截留物。2.2.2 进水闸井进水闸井与第一道格栅共建在一起。2.2.3 污水泵房城市污水处理厂的运行费用大部分来自于电能，其中 40%的电能为水泵消耗，所以，确定合理的水泵及水泵站是污水处理厂的关键所在。1.污水泵站的特点及形式泵站形式的选择取决于水力条件和工程造价，其它考虑因素还有：泵站规模大小、泵站的性质、水文地质条件、地形条件、挖渠及施工方案、管理水平、环境性质要求、选用水泵的形式及能否就地取材等。污水泵的站主要形式：(1) 合建式矩形泵站，装设立式泵，自灌式工作台，水泵数为 4 台或更多时，采用矩形，机器间、机组管道和附属设备布置方便，启动简单，占地面积大；(2) 合建式圆形泵站，装设立式泵，自灌式工作台，水泵台数不超过 4 台，圆形结构水力条件好，便于沉井施工法，可降低工程造价，水泵启动方便。对于自灌式泵房，采用自灌式水泵，叶轮（泵轴）低于集水池最低水位，在最高、中间和最低水位都能直接启动，其优点为启动及时可靠，不需引水辅助设备，操作简单。非自灌式泵房，泵轴高于集水池最高水位，不能直接启动，由于污水泵水管不得设底阀，故需设计水位设备，但管理人员必须能熟练的掌握水泵的启动程序。由以上可知，本设计因水量大，并考虑到造价、自动化控制等因素，以及施工的方便与否，采用自灌式半地下式矩形泵房。2.泵站的布置该污水泵站设在污水处理厂内，与其它构筑物统一布置，为防止噪声和污染，应用绿化带和公共建筑隔离，隔离宽度一般不小于 30 米。泵站进出口比室外地面高 0.2 米以上。每台泵应设置单独的吸水管，这不仅改善水力条件，而且可以减少环境与市政工程系水处理（二）课程设计河南城建学院第 5 页 共 50 页杂质堵塞管道的可能性。3. 泵房内部的排水由于泵房较深，采用电动排水。4. 泵房的通风设施自然通风、机械通风。自然通风：采用全部自然通风布置特点，要有足够自然通风要求，适用于地面泵房或埋深较浅的低下式或半地下式泵房。机械通风：采用全部机械通风和部分机械通风。 部分机械通风机械将电机排出的热风抽出，冷空气自然补充。机械排风可以分别是为电机分别排风。也可以多台电机组成排风系统。使用较广泛，一般用于半地下式泵站。2.2.4 沉砂池沉砂池的功能的去除率比重较大的无机颗粒。沉砂池一般设于泵站倒虹吸管前，以前减轻无机颗粒对于水泵、管道的磨损；也可设于初沉池前，减轻沉淀池负荷及改善污泥处理构筑物的处理条件，沉砂池的形式，按水流方向的不同可分为平流式、竖流式、曝气沉砂池三类。1.平流沉砂池优点：沉淀效果好，耐冲击负荷，适应温度变化。工作稳定，构造简单，易于施工，便于管理。缺点：占地大，配水不均匀，易出现短流和偏流，排泥间距较多，池中约夹杂有 15%左右的有机物使沉砂池的后续处理增加难度。 2.竖流沉砂池优点：占地少，排泥方便，运行管理易行。缺点：池深大，施工困难，造价较高，对耐冲击负荷和温度的适应性较差，池径受到限制，过大的池径会使布水不均匀。3.曝气沉砂池优点：克服了平流沉砂池的缺点，使砂砾与外裹的有机物较好的分离，通过调节曝气量可控制污水的旋流速度，使除砂效率稳定，受流量变化影响小，同时起调节曝气作用，其沉砂量大，且其含有机物少。缺点：由于需要曝气，所以池内应考虑设有消泡装置，其他型易产生偏流或死角，并且由于多了曝气装置从而使费用增加。基于以上三种沉砂池的比较，本工程设计确定采用平流沉砂池。2.2.5 消毒1.接触池：拟采用折板往复式接触池。环境与市政工程系水处理（二）课程设计河南城建学院第 6 页 共 50 页2.消毒剂的选择；(1) 液氯优点：价格便宜，效果可靠，投配设备简单。缺点：对生物有毒害作用，并且可产生致癌物质。适用于大、中型规模的污水处理厂。(2) 漂白粉优点：投加设备简单，价格便宜。缺点：除液氯去缺点外，尚有投配量不准确，溶解剂调制不便，劳动强大。适用于消毒要求不高或间断投加的小型污水处理厂。(3) 臭氧优点：消毒效率高，能有效的降解水中残留有机物 、色味等，污水温度、PH值对消毒效果影响小，不产生难处理或积累性残余物。缺点：投资大，成本高，设备管理复杂。综上三种消毒剂的比较，本工程采用液氯消毒做消毒剂。2.2.6 浓缩池污泥浓缩池主要是降低污泥中的空隙水，来达到使污泥减容的目的。浓缩池可分为重力浓缩池和浮选浓缩池。重力浓缩池按其运行方式可分为间歇式和连续式。1.浮选浓缩池：适用于浓缩活性污泥以及生物滤池等较轻的污泥，并且运行费用较高，贮泥能力小。2.重力浓缩池：用于浓缩初沉池污泥和二沉池的剩余污泥，只用于活性污泥的情况不多，运行费用低，动力消耗小。综上所述，本设计采用间歇式重力浓缩池。2.2.7 污泥消化池活性污泥法与生物膜法是在有氧的条件下，由好氧微生物降解污水中的有机物，最终产物是水和二氧化碳。污泥中的有机物一般是采用厌氧消化法，即在无氧的条件下，由兼性菌及专性厌氧细菌降解有机物，最终产物是二氧化碳和甲烷气，使污泥得到稳定。所以污泥厌氧消化过程也成为污泥生物稳定过程。消化池的基本形状由圆柱形和蛋形两种，本设计采用圆柱形。厌氧消化有高温消化和中温消化两种，本设计采用中温消化。2.2.8 污泥脱水污泥脱水的方法有自然干化、机械脱水及污泥烧干、焚烧等方法。本设计采用机械脱水，采用带式压滤机，并设自然干化厂。 环境与市政工程系水处理（二）课程设计河南城建学院第 7 页 共 50 页第 3 章 城市污水处理系统的设计3.1 进水闸井和进水格栅间的设计3.1.1 进水闸井污水处理厂进水管要求：1. 进水流速在 0.81.5m/s(如明渠，v=0.60.8 m/s)；2. 管材为钢筋混凝土管；3. 非满流设计，n=0.014.由前面的计算和 Qmax=1655.1 L/s,查手册 1 得：Dg=1600mm h/D=0.75 1000i=0.5 管内 v=1.0 m/s h=1600 0.75=1.2m所以，水面标高为：28.8+1.2=30.0m； 管顶标高为： 28.8+1.60=30.4m。3.1.2 进水闸井工艺设计进水闸井的作用是汇集各种雨水以改变进水方向，保证进水稳定性。进水闸井前设跨越管，跨越管的作用是当污水厂产生故障或维修时，可是污水直接进入水体，跨越管的管径比进水管大，取为 1700mm。考虑施工方便以及水力条件，进水闸井采用格栅间同值等边长的正方形截面，污水来水管标高为 28.8 米，闸井井底标高为 28.8-0.15=28.65 米，考虑格栅间的宽度，进水闸井采用正方形构造，面积为6000*6000mm。采用明杆式青铜密封圆形闸门：D=1100mm 重量=10503.1.3 启闭机的选择1.启闭机的计算：F=T+W式中：W闸板及螺杆的重量；T克服水压的阻力，T=fp.其中 f 为摩擦系数，取 f=0.3，p 为闸门受到的总压力。P=1/4d 21/2(P1+P2)式中： P 1最高水位时的水压力；P 2最不利水位时的水压力。设最高水位为 32.00 米，则 P1=1000（32.00-28.65）=3350/m 2 最不利水位与管顶平齐既 385.70m，则 P2=1000（32.00-30.4 ）=1600/m 2则 p=1/43.141.121/2（3350+1600）=2350.88 T=fp=0.32350.88=705.26所以，启闭机为 F=T+W=705.26+1050=1755.26环境与市政工程系水处理（二）课程设计河南城建学院第 8 页 共 50 页2.启闭机的选择根据启闭机在手册上查的采用 QPL15 型手电两用螺杆启闭机。3.1.4 粗格栅的设计本设计采用两道格栅，两道粗格栅、三道细格栅。粗格栅设于污水泵站前，细格栅设于污水泵站后。1、设计参数 粗格栅间隙 50100mm，0.10-0.50m 3 栅渣/10 3 m3； 格栅不宜少于两台，如为一台时，应设人工清除格栅备用； 过栅流速一般采用 0.6-0.8m/s; 格栅前渠道内水流速度一般采用 0.4-0.9 m/s; 格栅倾角一般采用 4575；通过格栅的水头损失一般采用 0.08-0.17 m/s; 格栅间必须设置工作台，台面应高出栅前最高设计水位 0.5m，工作台设有安全和冲洗设施； 格栅间工作台两侧过道宽度不应小于 0.7m,工作台正面过道宽度：人工清除，不小于 1.2m,机械清除，不小于 1.5m, 机械格栅的动力装置一般宜设在室内或采取其他保护设备的措施； 设置格栅装置的构筑物必须考虑设有良好的检修、栅渣的日常清除。2、粗格栅的设计计算格栅计算草图见图 3-1。设过栅流速取 V=0.75 m/s，栅条间隙 e=20mm，格栅安装倾角 =75。栅前水深 h=1.6 0.75+0.1=1.3m,设计渠道内流速 V =0.7m/s(0.6m0.9m)。进水渠宽：B =1 mvhQ9.073.2/65/ 0.1m160图 3.1 粗格栅计算草图 栅条间隙数环境与市政工程系水处理（二）课程设计河南城建学院第 9 页 共 50 页n= B=s(n-1)+envheQsinmax式中，B栅槽宽度，m;s栅条宽度，m;e栅条间隙， 2040mm; 取 20mm.n格栅间隙数；Qmax最大设计流量，m3/s；倾角；75 度；h栅前水深，m; V过栅流速，m/s，取 0.61.0 m/sn= 4120.75132.sin6设两道格栅，则每台格栅的间隙 n=47 个B=s(n-1)+en=0.01(41-1)+0.0241=1.4m 。 进水渠道渐宽部分的长度L1= tgB21式中， L1进水渠道渐宽部分的长度，m.；B1进水渠道宽度，取 2.3m;其渐宽部分展开角度，取 20；L1= =0.7m09.4tg 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度L2=L1/2式中：L 2栅槽与出水渠道连接渠的渐缩部分长度， m。L2=0.70/2=0.35m。 通过格栅的水头损失h1=kh0 h0= Ksin2gv式中，h 1过栅水头损失，m。环境与市政工程系水处理（二）课程设计河南城建学院第 10 页 共 50 页h0计算水头损失，m；g重力加速度，9.81； k系数，一般取 3；阻力系数，与栅条断面形状有关，=（s/e） 4/3,当为矩形断面时，=2.42为避免造成栅前涌水，故将栅后槽底下降 h1 为补偿。h1= m.075sin81.923.075.4. 23/4 栅前槽总高度：栅前槽高 H1=34.5-28.7=5.8m 栅后槽总高度：H= H1+ h2=5.8+0.1=5.9m 栅槽总长度 L：L=L1+L2+0.5+1.0+H1/tg=0.7+0.35+0.5+1.0+5.8/tg75=4.1m 每日栅渣量W= KWQ86401max式中：W每日栅渣量，W1栅渣量（ m3/103 污水） ，取 0.1-0.01，粗格栅取用小值，细格栅取用大值，中格栅取用中值。当 1625mm 时，W 1=0.050.1, 本设计取 0.07。K生活污水流量总变化系数。W= m3/d0.2 m 3/d， 宜采用机械清渣。.5103.8443.2 污水泵房的设计3.2.1 一般规定（1）应根据远近期污水量，确定污水泵站的规模，泵站设计流量一般与进水管设计流量相同；环境与市政工程系水处理（二）课程设计河南城建学院第 11 页 共 50 页（2） 应明确泵站是一次建成还是分期建设，是永久性还是半永久性，以决定其标准和设施。并根据污水经泵站抽升后，出口入河道、灌渠还是进处理厂处理来选择合适的泵站位置；（3）污水泵站的集水池与机器间在同一构筑物内时，集水池和机器间须用防水隔墙隔开，不允许渗漏，做法按结构设计规范要求；分建时，集水井和机器间要保持的施工距离，其中集水池多为圆形，机器间多为方型；（4）泵站构筑物不允许地下水渗入，应设有高出地下水位 0.5 米的防水措施。3.2.2 选泵（1）污水泵站选泵应考虑因素1) 选泵机组泵的总抽升能力，应按进水管的最大时污水量计，并应满足最大充满度时的流量要求；2) 尽量选择类型相同和相同口径的水泵，以便维修，但还须满足低流量时的需求；3) 由于生活污水，对水泵有腐蚀作用，故污水泵站尽量采用污水泵，在大的污水泵站中，无大型污水泵时才选用清水泵。（2）选泵具体计算泵站选用集水池与机器间合建式的矩形泵站。1) 流量的确定 QQmax=5958.3 m /h，取设计秒流量为 1655L/s3选择集水池与机器间合建式矩形泵房，本设计拟订选用 5 台泵（4 用 1 备） ，则每台泵的设计流量为：Q= Qmax /4=1655/4=413.8 L/s2) 集水池容积 V 泵站集水池容积一般取最大一台泵 56 分钟的流量设计V=413.8 60 6/1000=149m3 有效水深 h 为 3.5 米，则水池面积 F 为: F=V/h=149/3.5=42.57m 23) 扬程的估算 HH=H +2.0+1.0ST式中：2.0水泵吸水喇叭口到沉砂池的水头损失；1.0自由水头； H 水泵集水池的最低水位 H1 与水泵出水管提升后的水位 H2 之差；ST环境与市政工程系水处理（二）课程设计河南城建学院第 12 页 共 50 页水泵集水池的最低水位 H 按吸水井有效水深 2.0m 计算，则：1H1=进水管底标高 + h 集水池有效水深过栅水头损失=28.8+1.6 0.7520.1=27.9mH2=厂区地面标高 +（4m-5m 自由水头）=34.5+5 =39.5mH = H2 - H1=39.5-27.9=11.6mST则：水泵扬程为：H= H +2.0+1.0=11.6+2+1.0=14.6 m 取 26m4) 选泵由 Q=1489.7m /h ，H=26 m，可查手册 11-299 页得：选用 400QW1500-26-1603型潜水排污泵。3.2.3 吸、压水管路实际水头损失的计算（1）设计依据1）吸水管流速 0.82.0m/s，安装要求有向水泵不断向上的坡度；2)压水管流速一般为 1.22.5 m/s；3)吸压水管实际水头损失不大于 2.5m（2）具体计算1）Q=416.7L/S，吸水管选用 DN=600mm 的铸铁管，压水管为 DN=500 mm 的铸铁管。查手册 1 知：1000i=17.1smDQV/1.476.03422吸查手册 1 知：1000i=5.175压水泵进出口径均为 400mm sV/3.24.0136742压 水 口吸 水 口2）吸水管路损失吸水管上有：一个喇叭口 Dg=800mm, 1=0.1; Dg600 的闸阀一个， 2=0.06，D g600 的 90弯头一个， 3=0.52；D g600 400 的偏心渐缩管一个， 4=0.20，直管部分长度为 1.5mh 局部 = =0.423 m8.9232.)5.0(47.1)06.(21gv设吸水管直管部分长度为 1.5m，则，环境与市政工程系水处理（二）课程设计河南城建学院第 13 页 共 50 页h 沿程 =i L=1.5 17.1/1000=0.026 m吸水管总损失 h=0.423+0.026=0.449m;3）压水管路损失压水管上有：D g400 500 的渐放管一个， 1=0.29; Dg500 的逆止阀一个， 2=1.8；Dg500 的闸阀一个， 3=0.08；Dg500 的 90标准弯头两个， 4=0.64； 压水管到细格栅前单管出水井处 5=1.0H 局部 = m 1.78.922.)01.064.(3.2021 v设压水管管长 20m，则 h 沿程 =AKLQ2= m015.467.01.2压水管总损失 h=1.117+0.015=1.132m4）水泵扬程校核整个管道总损失H=H 静 +h+2.0+1.0=11.6+0.449+1.132+2.0+1.0=16.181m所选水泵扬程为 26m，能够满足需求，故选泵合适。3.2.4 集水池1.集水池形式：污水泵站的集水池宜采用敞开式。本设计集水池与进水泵站分建，集水池采用敞开式。2.集水池的通气设备集水池内设通气管，通向地外，并将管口做成弯头或加罩，以防止雨水及杂质入内。3.集水池清洁及排空措施集水池设有污泥斗，池底做成不小于 0.01 的坡度，坡向污泥井，从平台到底应设供上下用的扶梯，台上应有吊泥用的梁沟滑车。 4.集水池容积计算1）集水池容积按一台泵 6 分钟的流量设计：W=0.42 6 60=90m3 2）有效水深采用 4 米，则：集水池的面积为：F=37.8m 25.集水池的排砂污水杂质往往发表沉积在集水池内，时间长腐化变臭，甚至堵塞集水坑，影响环境与市政工程系水处理（二）课程设计河南城建学院第 14 页 共 50 页水泵正常吸水，因此，在压水管路上设有压力冲洗管 D100 mm 伸入集水坑，定期将沉渣冲起，由水泵抽走。集水池可设连通的两格，以便检修。图 3.2 泵房平面布置图3.2.5 泵房高度的确定（1）起吊设备最大起升重量为 3200kg,即 4 吨。选择 CD1-5-12D 型电动葫芦。（2）高度的确定H=a+b+c+d+e+h式中：a单轨吊车梁的高度，取 0.1mb滑车的高度，取 0.6mc起重葫芦在钢丝绳绕紧状态下的长度，取 1080mmd起重绳的垂直长度；对于水泵为 0.85x=0.851080=0.92m;e最大一台水泵或电动机的高度，e= 1.66m;h吊起物底部与泵房进口处室内地坪的距离，0.2m。H=0.1+0.6+1.080+0.92+1.66+0.2=4.56m集水池最高水位 30.0m,最低水位 27.9m水泵吸水管轴线高出集水池底 1.1m,考虑到管径和基础高度的影响,适当放大到 1.5m 定泵房前集水池底标高为 26.0m,泵房与集水池底在同一平面上,则泵房地下部分高度为:34.5-26.0=8.5m则，泵房高度 H 总 =地上部分+地下部分=4.56+8.5=13.16m 取 14m3.3 细格栅的设计计算细格栅的设计计算草图见下图 3.3。环境与市政工程系水处理（二）课程设计河南城建学院第 15 页 共 50 页图 3.3 细格栅计算草图采用三台细格栅，两用一备，取过栅流速取 V=0.8 m/s，栅条间隙 e=5mm,格栅安装倾角 =70，栅前水深 h=0.75m,则进水渠宽 1.5m。 栅条间隙数n= B=s(n-1)+envheQsinmax式中：B栅槽宽度，m;s栅条宽度，m;e栅条间隙， 10mm; n格栅间隙数；Qmax单栅最大设计流量，m 3/s；倾角,70 度；h栅前水深，m; V过栅流速，m/s，取 0.81.0 m/s取 Q= =0.8276m /ssLax/6.827m3环境与市政工程系水处理（二）课程设计河南城建学院第 16 页 共 50 页 n= 2678.05.0sin8276设两道格栅，则每台格栅的间隙 n=267 个B=s(n-1)+en=0.005 (267-1)+0.005 267=2.66m 进水渠道渐宽部分的长度L1= tgB21式中： L1进水渠道渐宽部分的长度;m.B1进水渠道宽度，取 1.6m其渐宽部分展开角度，取 20；所以， L1= =1.6m025.6tg 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度L2=L1/2式中：L 2栅槽与出水渠道连接渠的渐缩部分长度， m。L2=1.6/2=0.8 m。 通过格栅的水头损失h1=kh0 h0= Ksin2gv式中：h 1过栅水头损失，m。h0计算水头损失，m；g重力加速度，9.81； k系数，一般取 3；阻力系数，与栅条断面形状有关，=（s/e） 4/3,当为圆形断面时，=1.83为避免造成栅前涌水，故将栅后槽底下降 h1 为补偿。环境与市政工程系水处理（二）课程设计河南城建学院第 17 页 共 50 页所以：h 1= 1m.07sin81.92305.4. 23/4 栅前槽总高度：取栅前渠道超高 h2=0.5m栅前槽高 H1=h+h2=0.75+0.5=1.25m 栅后槽总高度：H=h+ h1+ h2=0.75+0.1+0.5=1.35m 栅槽总长度 L：L=L1+L2+0.5+1.0+H/tg=1.6+0.8+0.5+1+1.35/tg70=4.39m 每日栅渣量：W= KWQ86401max式中：W每日栅渣量，W1栅渣量取（ m3/103 污水） ，取 0.1-0.01，粗格栅取用小值，细格栅取用大值，中格栅取用中值。当 1625mm 时，W 1=0.050.1,本设计取 0.08。K生活污水流量总变化系数。 W= m3/d0.2 m 3/d，宜采用机械清渣。103.8453.4 平流沉砂池3.4.1 沉砂池沉砂池的功能是去除比重较大的无机颗粒（如泥沙，煤渣等，它们相对密度约为 2.65） 。沉砂池一般设在泵站前以便减小无机颗粒对水泵，管道的磨损。也可设在沉淀池前以减轻沉淀池负荷及改善污泥处理构筑物的处理条件。3.4.2 沉砂池的类型及特点1.平流沉砂池 它具有截流无机颗粒效果好，工作稳定，构造简单，排沙方便等优点；但沙中夹有有机物，是沉砂的后续处理增加了难度；占地大，配水不均匀；容易出现短流和偏流2.曝气沉砂池 环境与市政工程系水处理（二）课程设计河南城建学院第 18 页 共 50 页曝气沉砂池克服了平流沉砂池的缺点；但增加了曝气装置运行费用较高；工作稳定，通过调节气量可控制污水的旋流速度；应设有泡装置。 3.竖流沉砂池 占地小，排泥方便；运行管理易行；但池深大，施工困难，造价高，耐冲击负荷和温度的适应性差，池径受到限制，过大的池径会使布水不均匀。由于本设计采用 A/O 工艺，曝气沉砂池对生物池有影响，故不可取；竖流沉砂池，一般不会用于市政污水处理厂。基于 3 种沉砂池的比较，本工程选用平流沉砂池。3.4.3 平流沉砂池的设计1.设计参数1）按最大设计流量设计2）设计流量时的水平流速：最大流速为 0.3m/s，最小流速 0.15m/s3）最大设计流量时，污水在池内停留时间不少于 30s 一般为 3060s4）设计有效水深不应大于 1.2m 一般采用 0.251.0m 每格池宽不应小于 0.6m 5）沉砂量的确定，城市污水按每 10 万立方米污水砂量为 3 立方米，沉砂含水率60%，容重 1.5t/立方米，贮砂斗容积按 2 天的沉砂量计，斗壁倾角 5560 度6）沉砂池超高不宜小于 0.3m.2.设计计算沉砂池设计计算草图见图 3.3。环境与市政工程系水处理（二）课程设计河南城建学院第 19 页 共 50 页图 3.4 沉砂池设计计算草图1）沉砂池水流部分的长度沉砂池两闸板之间的长度为流水部分长度： mtL5.120.v式中，L水流部分长度，mV最大流速，m/sT最大流速时的停留时间，s2）水流断面积 2max6.0.51VQA式中， 最大设计流量，max /s3A水流断面积 ， 23）池总宽度设 n=2，每格宽 b=3.5mB=n b=2 3.5=7.0m1.65 m337）沉砂室高度采用重力排砂，设池底坡度为 0.06，坡向排砂口 15.2096.15.06.906.2/3 Lh式中： 斗高，m/L2 由计算得出 .aL28）沉砂池总高度 m4.1.5903.hH21 超高，0.3m1h环境与市政工程系水处理（二）课程设计河南城建学院第 21 页 共 50 页9）验算最小流量在最小流量时，用一格工作，按平均日流量的一半核算符合流速要求smsnWQv /15.0/24.539.0261mii 3.出水堰的计算1）出水堰宽 B=7.0m2）堰上水头mgmBqH3.08.9273.0651221 M流量系数，取 0.323）跌水高度 H2=10cm4）堰槽宽度尺寸：7.0m0.6m5）出水管采用 DN=1300mm，则 v=1.2 m/s4.进水口及贮砂池1）进水口尺寸 12001200，采用两个进水口，流速校核: smAQV/57.02.16max进水口水头损失 2）进水口采用方行闸板；SFZ 型明杆或镶钢铸铁方闸门 SFZ-12003）沉砂斗采用：H46Z-2.5 旋启式底阀，直径 200 mm排渣管 DN=200mm贮砂池尺寸：2.02.02.0m3.5 初次沉淀池初次沉淀池采用辐流式沉淀池3.5.1 设计数据1）池子的直径与有效水深的比值，一般采用 6122）池径不小于 16m3）池底坡度一般采用 0.05gvh8.9.06.22环境与市政工程系水处理（二）课程设计河南城建学院第 22 页 共 50 页4）一般采用机械排泥,也可附有气力提升或静水头排泥设施5）当池径20m 时,一般采用周边传动刮泥机，其传动装置设在桁架外缘8）刮泥机的旋转速度一般为 13 转/h，外周刮泥板的线速度不超过3m/min，一般采用 1.5m/min9）在进水口的周围应设置整流板，整流板的开口面积为池断面积的10210）浮渣用浮渣刮板收集，刮板装在刮泥机桁架的一侧，在出水堰前应设置浮渣挡板。3.5.2 设计计算1）沉淀部分水面面积： 图 3.5 初沉池计算草图F= qnmaxQ式中， 最大设计流量，m 3/haxn 池数，取 2 个表面负荷，m 3/m2.h，取 2m3/m2.h qF= =1489.6m2 2.5982）池直径：D= = =44.0，取 D=45mF414.363) 沉淀部分有效水深：设沉淀时间 t=2 小时，有效水深h2= =22=4mtq4）沉淀部分有效容积i=0.05r2r1600h1h2h3h5h4环境与市政工程系水处理（二）课程设计河南城建学院第 23 页 共 50 页V= = =827.5m3 ntmaxQ20.5875）污泥部分所需的容积设 S=0.7 ,由于机械刮泥,所以贮泥时间 T=4h,污泥部分所需的容积:)*/(dcpLV= = =48.13 m3 n10TNS42018.57式中，S每人每天污泥量，一般采用 0.360.83 )*/(dcapLN设计人口数（cap）T贮泥时间,h6）污泥斗容积：设污泥斗上部半径 r =2m,污泥斗下部半径 r =1m,倾角 =60 ,污泥斗的高度:1 20h =( r - r )tg60 =1.732m5120污泥斗容积: V1= （r 12+r1r2+ r22）3h5式中，h 5污泥斗的高度r1污泥斗上部直径，取 2mr2污泥斗下部直径，取 1m，则V1= （2 2+2 1+12）=12.7m 337.47）污泥斗以上圆锥部分污泥容积：（设池底径向坡度为 0.05）则圆锥体的高度：h 4=（R-r 1）0.05=（22.5-2）0.05=1.025mV2= （R 2+Rr1+r12）3h4= （22.5 2+22.52+22）05.1=595.7m3共可贮有污泥体积为：V 1+ V2=12.7+595.7=608.4m348.13 m 38）沉淀池总高度：环境与市政工程系水处理（二）课程设计河南城建学院第 24 页 共 50 页H=h1+ h2+ h3+ h4+ h5 式中， h1超高，一般取 0.5mh3缓冲层高度，取 0.5mH =0.5+4.0+0.5+1.025+1.732 =7.8m9）径深比校核：D/h 2=45/4=11.25 (612 之间符合要求)10）集水槽堰负荷校核设集水槽堰双面出水，则集水槽出水堰的堰负荷为： 027.451.32/6max0 DQq)/(3sm=2.7L/(m*s)2.9 L/(m*s) (符合要求)3.5.3 沉淀池进水管路的计算1）设计参数：V 1=0.60.8m/s V 2=0.20.4m/s V 3=0.10.2m/sV4=0.05m/s h=0.8m b= h=0.4m12）池内管路的计算及校核：本设计采用两座沉淀池，单池流量：Q= = 1.655=0.83m3/s2maxQ1进水管：取 D1=1200mm，得 V1=0.73 m/s，在 0.60.8m/s 之间取 D2=1700mm，得 V2=0.36m/s，在 0.20.4m/s 之间取 =0.15 m/s，可计算出中心管开孔数3Vn=Q/（ ）= =17.29 个，取 n=18 个hb3 4.0815.3V3= = =0.14 m/s，符合要求nQ取 V =0.05 m/s4D = = =4.9m42V27.1054.383）穿孔挡板的设计a）挡板为钢板b）穿孔挡板的高度为有效水深的 1/21/3，则挡板的高度为环境与市政工程系水处理（二）课程设计河南城建学院第 25 页 共 50 页= h2= 4=2m1c）挡板上的开孔面积占总面积的 1020%，可取为 15%，则挡板面积：F= =3.144.92=30.77m24D开孔率取 15%,孔径为 100mm，则开孔个数为：n= = 588 个21.0%5F01.3573.5.5 拦浮渣设施及出水堰计算1）拦浮渣设施：浮渣用刮泥板收集，刮泥板装在刮泥机桁架的一侧，在出水堰前设置浮渣挡板，以降低后续构筑物的负荷。2）出水堰的计算本设计中出水堰采用环形双出水堰，溢流堰形式采用 90 等腰直角三角形双出水堰，且内外堰之间距离为 0.30.5m，取 0.5m，沉淀池直径 45m，取外堰直径44m，内堰直径 43m，则堰口负荷为：q=Q1000/（D 1+D2）= =2.33L/( )2.9 L/( )43.1067sms设过堰水深为 43mm，查手册 1 中表 161 得：Q 0=0.537 L/s则溢流堰个数= Q/ Q0= =1186 个n537.6双堰周长：L=（44+43）=3.14（44+43）=273.18m外堰长：L 1=44=3.1444=138.16m内堰长：L 2=43=135.02m堰口长度：l=180mm则两堰间距为：s=（44+43）-11860.18/1186=0.05m内堰个数：n 1=44/（0.18+0.05）=600 个外堰个数：n 2=43/（0.18+0.05）=586 个堰总数为：n=600+586=1186 个，符合条件校核堰口负荷：q=637/（0.181186）=2.892.9 L/( ) 符合条件sm3）出水槽的计算出水槽宽设计为 1m，槽内水深 1.2m环境与市政工程系水处理（二）课程设计河南城建学院第 26 页 共 50 页则流速 V= =0.53m/s 介于 0.40.6m/s 之间，符合要求2.163704）配水设施：在污水厂中，处理构筑物因建成两座或两座以上并联运行，如配水不均一部分构筑物超负荷，处理效果就会很低，另一部分构筑物达不到设计负荷，就不能充分发挥其功能，为实现均匀配水应在构筑物前设置有效的配水设施a、设计参数：V 1=0.81.0m/s V 2=0.6V1 V3= V14V4=0.2 m/s V3 V5= V1 V6=0.6 m/s8b、进水管路计算 取进水管径 D1=1100mm，知 Q=0.827m3/sV1= = =0.87m/s24Q21.870 上升竖管流速 V2= =0.87 m/s16.0D2= = =1.4m，取 1400mm46.0827 竖管喇叭口流速 V3= V1=0.21m/sD = = =2.23m, 取 2300mm34Q2.087 竖管喇叭口长度,取角度 =30 h= =0.26m0324.1tg 喇叭口上部水深已知 V =0.2m/s,由 D hV =Qmax 434h= = =0.57m43maxVDQ2.031.87 配水井尺寸 D5V5= V1= =0.11m/s87.环境与市政工程系水处理（二）课程设计河南城建学院第 27 页 共 50 页Q= （D 52- D32）V 541D5= = =3.40m25VQ24.1.087 配水管直径作为沉淀池进水管直径采用 D=1000mmV= = =1.05m/s2max41DQ214.365 沉淀池出水渠断面沉淀池出水渠,水深 1m,渠宽 1.4mV= =0.59m/s4.18270 集水井尺寸集水井内部隔墙厚取 300mmn V6=0.6 m/s h=1m65max )2.0(2hVDQ9