污水处理新工艺与设计计算实例.doc

第一节 格栅槽的设计计算（黄丽涓）【孙立平主编污水处理新工艺与设计计算实例p28-30】 一. 格栅的作用格栅由一组平行的金属栅条或筛网制成，安装在废水渠道的进口处，用于截留较大的悬浮物或漂浮物，主要对水泵起保护作用，另外可减轻后续构筑物的处理负荷。二设计参数取中格栅；栅条间隙d=10mm；栅前水深 h=0.4m；过栅流速v=0.6m/s；安装倾角=60；设计流量q=1000m3/d=0.012m3/s三、设计计算图1.1格栅设计计算草图 （一）栅条间隙数(n) 式中： q - 设计流量，m3/s - 格栅倾角，度 b - 栅条间隙，m h - 栅前水深，m v - 过栅流速，m/s =4.65 取n=5条（二）栅槽有效宽度(b)设计采用10圆钢为栅条,即s=0.01m b=s(n-1)+bn 式中： s - 格条宽度，m n - 格栅间隙数 b - 栅条间隙，m b=0.01(5-1)+0.015 =0.09m（三）进水渠道渐宽部分长度(l1)设进水渠道内流速为0.5m/s,则进水渠道宽b1=0.05m,渐宽部分展开角取为20 则l1=式中： b - 栅槽宽度，m b1 - 进水渠道宽度，m - 进水渠展开角度 l1= =0.05m（四）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度（l2） l2= l1/2=0.05/2 =0.025m（五）过栅水头损失（h1）取k=3,=2.42栅条断面几何为锐边矩形 h1 = 式中： k- 系数，水头损失增大倍数 - 系数，与断面形状有关 s- 格条宽度，m d - 栅条净隙，mm v - 过栅流速，m/s - 格栅倾角，度h1= =0.115m（六）栅槽总高度(h)取栅前渠道超高h2=0.3m栅前槽高h1=h+h2=0.7m则总高度h=h+h1+h2 =0.4+0.115+0.3 =0.815m（七）栅槽总长度(l) l=l1+l2+0.5+1.0+=0.05+0.025+0.5+1+ =1.98m（八）每日栅渣量(w) 取w1=0.13/103m3 k2=1则w= 式中： q -设计流量，m3/s w1 -栅渣量(m3/103m3污水)，取0.10.01,粗栅用小值，细格栅用大值，中格栅用中值 w= =0.104 m3/d （可采用人工清渣)查史惠祥主编实用环境工程手册 污水处理设备p183可选用：型号bhb1h1fs90s321-1800800700700 0.43格栅槽尺寸lbh=1.980.09m0.815m，1座。采用地下钢筋混凝土结构。有效容积0. 145m3。 第二节 调节池的设计计算（黄丽涓）（城市污水厂处理设施设计计算p37，兰州交通大学毕业设计）一 调节池的作用均衡调节水质水量，以便减少对废水处理设备的影响，还可以起到临时储存事故排放水的作用。为使废水混合更均匀，防止水中悬浮物沉淀，池内设专用搅拌设备进行搅拌，在池内安装潜污泵，主要用来提升污水，保证污水在后续构筑物中依靠重力自流。二 设计参数水量变化一个周期为t=8小时，设计流量q=1000m3/d=41.67m3/h三 设计计算（一）. 池容积v=qt=41.678=333.3m3（二）. 调节池的尺寸 该污水处理站进水管标高为地坪下1.8m，去调节池内有效水深h为2.1m，调节池出水为水泵提升。根据计算的调节容积，考虑到进水管的标高，确定调节池的尺寸为: 采用方形池，池长l与池宽相等，则池表面积:a=v/h=333.3/2.1=158.7(m2)所以,l=b=12.6(m),取13.0m在池底设集水坑，水池底以i=0.01的坡向集水坑，调节池的基本尺寸如图所示:（三）. 潜污泵 水泵选择（实用环境工程手册 污水处理设备p35）设计水量1000m3/d，选择用1台潜污泵(1用1备)q=1000m3/d=41.67m3/h=0.012m3/s所需扬程为3.0m选择100qw100-7型潜水排污泵，参数如下：扬程（m）流量(m3/h)转速(r/min)轴功率（kw）叶轮直径（mm）效率（%）7.010014402.3910077.4调节池集水坑内设2台自动搅匀潜污泵，一用一备。（四）. 搅拌 根据调节池的有效容积，搅拌机功率一般按1m3污水4-8w选配搅拌设备。该工程取5w，调节池选配潜水搅拌机的总功率为333.35=1666.7（w）选择3台潜水搅拌机，单台设备的基本参数如下：功率为0.85kw叶轮直径260mm叶轮转速740r/min将2台潜水搅拌机分别安装在进水端及中间部位。第三节 混凝池的计算（水处理构筑物设计与计算2004p55-56，尹世君、李亚峰编著）1.溶液池的容积根据原水水质，参考有关净水厂的运行经验，选碱式氯化铝为混凝剂。最大投加量u为51.4mg/l，最低为6.7mg/l，平均14.3mg/l。碱式氯化铝投加浓度为15%。采用计量泵湿式投加。不需加助凝剂。溶液浓度b=15%,一天调制次数n=2。溶液池调节容积为：w1=uq/417bn=51.41000/(417152)=4.1(m3)溶液池有效高度为1.5m，超高0.5m,实际尺寸为1.5m1.5m2m。置于室内地面上。2.溶解池的容积w2=(0.20.3)w1=0.34.1=1.23(m3)溶解池的容积为1.5 m3，有效高度取1.5m，超高0.3m，实际尺寸为1m1m1.5m，池底坡度采用2.5%。第四节 水解酸化池的计算（印染废水工艺设计书p4-6，城市污水厂处理设施设计计算p71-74崔玉川、刘振江、张绍仪等编）水解工艺是将厌氧发酵阶段过程控制在水解与产酸阶段。水解池改进的升流式厌氧污泥床反应器，故不需要密闭的池子，不需要搅拌器，降低了造价。（1）设计参数容积负荷nv=2.2kgcod/(m3d)配水孔流速：v=0.2m/s设计水量：q=1000m3/d进水cod：495mg/l保护高度：h1=0.3m（2）设计计算水解酸化池尺寸有效容积：v=(sq)/ nv=(0.4951000)/2.2=225 m3式中s-进水cod浓度，kg/lq-设计水量，m3/d 设计取v=250m3。分为两大格，每格尺寸（长宽深）为：5.246=124.8m3每大格分两小格（长宽深）：2.646=62.4m3水力停留时间：hrt=vq= 250/100024=6h填料容积v1=23v=25023=167m3 潜水搅拌机厌氧池底部可能积泥，按每立方米池容10w功率配备潜水搅拌机，共分四小格，选用4台潜水搅拌机：每台功率：n=(104.245.5)1000=0.924kw配水孔总面积a=1000/(24236000.2)=0.03m2每大格宽4米，取n=15孔，孔距为25cm，则单孔直径：d=4an=0.041m=41mm污泥产生量水解酸化池的cod去除率为40%，则污泥的产生量按照每公斤cod产生0.4kg干污泥进行计算。则：干污泥产生量：w=1.240%10000.4=192kg湿污泥产生量：体积：v=100.8m3配水方式采用穿孔管布水器（分支式配水方式），配水直管出水口距池底200m.位于所服务面积的中心；出水管孔径为20mm（一般为15到25mm之间）。出水收集出水采用钢板矩形堰排泥系统设计 采用静压排泥装置，沿矩形池纵向多点排泥，排泥点设在污泥区中上部。 污泥排放采用定时排泥，每日12次。另外，由于反应器底部可能会积累颗粒物质和小砂砾，需在水解池底部设排泥管。第五节 污泥浓缩池的计算（污水处理新工艺与设计计算实例p42-45 孙力平著）间歇式重力污泥浓缩池示意图：1. 参数选取固体负荷（固体通量）m一般为3060kg/m3d，取m=30 kg/m3d； 停留时间取hrt=20h 浓缩前无泥含水率为99%，浓缩后污泥含水率为97%；湿污泥浓度c=1000kg/m3=1000g/l,污泥固体溶度为10g/l2. 污泥来源及数量水解酸化池：干泥m 192kg，湿泥19200kg，含水率为99%生物接触氧化池：干泥 95.2kg，湿泥9520kg，含水率为99%污泥混合后，体积为v=19.2+9.52=28.72m3，即每天产生的污泥流量是28.72m3/d，1 浓缩池面积 ： 式中： q：污泥量，m3/dc：污泥固体浓度，g/lm：浓缩池污泥固体通量，kg/(m2d)2 浓缩池直径：3 浓缩池深度计算： 工作部分有效水深： 式中： t：停留时间(t=20h) 设污泥池超高h2为0.3m,缓冲层高度h3为0.3m 浓缩池总高度： h=h1+h2+h3=1.88+0.3+0.3=2.48m4 浓缩后污泥体积：式中：:，：，第六节 污泥脱水的计算（1）采用带式过滤机进行脱水。浓缩池每天排一次泥，设计每次脱水工作4小时，则进泥流量：压滤机带宽：式中：k：压滤系数，k=0.3p：进泥含水率，p=0.97q：进泥流量，q=1.6m3/h（2）压滤机选型根据以上计算，选择压滤机型号为：dyq1000c主要参数：带宽（mm）:1000 处理量（m3/h）:510功率（kw）:1.1 带速（m/min）:1.57冲洗水耗量(m3/h):14 冲洗水压(mpa):0.5气压(kpa):0.30.7 泥饼含水率(%):7078第七节 一级生物接触氧化池（印染废水工艺设计书p8-10）生物接触氧化法是一种介于活性污泥法与生物滤池之间的生物膜法工艺，其特点是在池内设置填料，池底曝气对污水进行充氧，并使池体内污水处于流动状态，以保证污水与污水中的填料充分接触，避免生物接触氧化池中存在污水与填料接触不均的缺陷。 该法中微生物所需氧由鼓风曝气供给，生物膜生长至一定厚度后，填料壁的微生物会因缺氧而进行厌氧代谢，产生的气体及曝气形成的冲刷作用会造成生物膜的脱落，并促进新生物膜的生长，此时，脱落的生物膜将随出水流出池外。（1）设计参数设计流量：q=1000m3/d=41.7m3/h设计容积负荷：nv=2kgcod/(m3d)进水cod：la=297mg/l出水cod：le=59mg/l（2）设计计算有效容积v=24q(la-le)/nv=2441.7(0.297-0.059)2119.1m设计取v=120m3设计分为n=2个池子单池面积：fv/(nh)120/(23)2025m2设计尺寸（长宽）：37=21m2氧化池高度h0=h+h1+h2+(m-1)h3+h4式中：h-填料高度，3mh1-超高，0.6mh2-填料上部的稳定水层深，0.5mh3-填料层间隙高度，0.3mm-填料层数，m=3h4-配水区高度，1.5mh0=3+0.6+0.5+(3-1)0.3+1.5=6.2m校核时间：t=nfh/q=(2203)/41.72.882h 合格（3）填料与安装采用25mm塑料蜂窝填料，分三层，每层1m，所需填料容积：v2=2032=120m3（4）进水设施采用布水廊道进水：廊道设在氧化池一侧，宽度b取0.3m。流速为vq/(nbb)41.7/(230.3)23.2m/h6.4mm/s（5）污泥产生量按每公斤cod产生0.4kg干污泥进行估算，可知：去除cod量为：干污泥重：w=2380.4=95.2kg湿污泥重：体积约为：9.52m3（6）需氧量与空气量计算需氧量d=aqlr+bvnwv式中：d：系统每日需氧量（kgo2/d）a：氧化每kgcod需氧量（kgo2/kgcod），a=0.42b：污泥自身氧化需氧率，kgo2/(kgmlvssd)b=0.10lr：去除cod浓度。nwv：混合液挥发性悬浮物浓度（mlvsskg/m3）已知沉淀池出水悬浮物浓度为0.042g/l，(f=0.7)。则：nwv=0.1550.7=0.11kg/m3 nwv=0.0420.7=0.029kg/m3则：d=0.4210000.238+0.101200.029=100.3kgo2/d所需空气量设曝气装置氧的利用率为0.2，安全因素采用1.3，空气密度为1.201kg/m3，空气中含有氧量为23.2%，则所需的理论空气量为：实际所需的空气量为：设计所需空气量为：1.31.53=1.99m3/min第八节 二沉池设计（崔玉川等 城市污水厂处理设施设计计算1p37-41）1、二沉池的作用：二沉池是以沉淀、去除生物处理过程中产生的污泥获得澄清的处理水为其主要 目的。二沉池有别于其它沉淀池，其作用一是泥水分离（沉淀）、二是污泥浓缩， 并因水量、水质的时常变化还要暂时贮存活性污泥。 通常处理系统的建设费用是和系统处理构筑物的容积大小成正比的，所以二沉 池的设计计算是否合理，直接影响到整个生物处理系统的运行处理效果和建设费用 的大小。3、设计计算平流式沉砂池计算结构图具体计算如下：1 长度l=vt则l=vt=0.2530=7.52 水流断面面积a=qmaxv(m2)=0.20.25=0.8m23 池总宽度 b设n=2 每个宽b=0.6b=nb=20.6=1.24 有效水深 有效水深不应该大于1.2米，一般采用0.251.0m,没格宽度不宜小于0.6mh2=ab=0.81.2=0.675 沉砂斗所需容积设t=2dv=qmaxxt86400k2106=0.2302864001.5106=0