污水处理站计算书.doc

1.设计污水流量1.1城市每天的平均污水量 -城市每天的平均污水量（m/d）-各区的平均生活污水量定额m/（人d）-各区人口数（人）-工厂平均废水量（m/d）=31250.08=250m/d=2.89L/s1.2设计秒流量-设计秒流量（L/s）-工业废水设计秒流量（L/s）-各区的平均生活污水量（m/s）-总变化系数综合生活污水量总变化系数平均日流量（L/s）51540701002005001000总变化系数2.32.01.81.71.61.51.41.3总变化系数根据室外排水设计规范（GB50014-2006）=2.3 2.污水的一级处理2.1格栅计算设计中选择二组格栅，N=2，每组格栅单独设置，每组格栅的设计流量为0.0033m/s2.2.1栅条的间隙数过栅流量Q=0.0033 m/s栅条间隙数考虑格栅倾角的经验系数2.2.2栅槽宽度B=S-栅条宽度设计中取S=0.01m 2.2.3进水渠道渐宽部分的长度设进水渠宽B1=0.08m ,其渐宽部分展开角度=30o -进水渠道渐宽部分的长度（m）-进水明渠宽度（取1.0m）-渐宽处的角度（），一般采用10302.2.4栅槽与进水渠道连接处渐窄部分长度-出水渠道渐窄部分的长度（m）-渐窄处角度，取30。 =0.5=0.015m2.2.5通过格栅的水头损失设栅条断面为锐边矩形断面 =2.42-水头损失（m）-格栅条的阻力系数,矩形断面为2.42.-格栅受污物堵塞时的水头损失增大系数，一般采用32.2.6栅后槽总高度 设栅前渠道超高h2=0.1mH=h+h1+h2=0.05+0.1+0.1=0.25(m)2.2.7栅槽总长度 L-格栅的总长度（m） H1格栅明渠的深度（m）2.2.8每日栅渣量 应采用机械除渣及皮带输送机或无油输送机输送栅渣，采用机械栅渣机打包机将栅渣打包，汽车送走。2.2.9进水与出水渠道 城市污水通过DN800mm钢管送入进水渠道，设计中取进水渠道宽带B1 =0.06m,进水水深h1=h=0.05m，出水渠道B2=2B1=0.12m，出水水深h2=h1=0.05m 2.3 竖流式初沉池的设计计算2.3.2中心管直径 ：取400mm2.3.3池子直径:取13m2.3.4水流部分高度： 2.3.5沉沙部分所需容积：2.3.6每个沉沙斗容积：2.3.7沉沙部分高度：设沉沙室锥底直径为0.4m(7)圆锥部分实际容积：(8)池总高度： 图3-1竖流式初沉池示意图 2.4ABR反应器ABR反应器即折流式水解反应器，是污水处理工艺中的一种污水处理反应器。运用挡板构造在反应器内形成多个独立的反应器，实现了分相多阶段缺氧，其流态以推流为主，对冲击负荷及进水中的有毒物质具有很好的缓冲适应能力，还具有不短流，不堵塞，无需搅拌和易启动的特点。2.4.1设计参数设计条件：废水量250 m3/d，PH=4.5，水温15，COD=500mg/L，水力停留时间3h。1、反应器体积计算按有机负荷计算按停留时间计算 式中：V反应器有效容积，m3；Q废水流量，m3/d；进水有机物浓度，g COD/L 或g BOD5/L；q容积负荷，kg COD/m3.d；HRT水力停留时间，d。已知进水浓度COD500mg/L，COD去除率取80%q=2.78.0kgCOD/m3d，取q=8.0 kg COD/m3.d。则按有机负荷计算反应器有效容积按水力停留时间计算反应器有效容积取反应器有效容积21m3校核容积负荷 符合要求1P206 3取反应器实际容积32 m。2、反应器高度采用矩形池体。一般经济的反应器高度（深度）为46m，本设计选择5m。3、反应器上下流室设计进水系统兼有配水和水力搅拌功能，应满足设计原则：确保各单位面积的进水量基本相同，防止短路现象发生；尽可能满足水力搅拌需要，保证进水有机物与污泥迅速混合；很容易观察到进水管的堵塞；当堵塞被发现后，很容易被清除。反应器上向反应隔室设计虑施工维修方便，取下向流室水平宽度为0.8m，选择上流和下流室的水平宽度比为4：1。校核上向流速基本满足设计要求，要求上向流速度0.55mm/s。（1.98m/h）要求进水COD大于3000mg/L时，上向流速度宜控制在0.10.5m/h；进水COD小于3000mg/L时，上向流速度宜控制在0.63.0m/h。要求上向流速度宜控制在0.10.9m/h。下向流速4、配水系统设计选择折流口冲击流速1.10mm/s，以上求知反应器纵向宽度为7.7=)则折流口宽度:选择h=300mm，校核折流口冲击流速设一45斜板，使得平稳下流的水流速在斜板断面骤然流速加大，对低部的污泥床形成冲击，使其浮动达到使水流均匀通过污泥层的目的5。2.4.1CASS反应器一、设计参数一期设计进水量：Q=250T/d=10.4 m3/h；本期共建设 2 座，每座每格进水量为：Qh=5.2 m3/h设计周期为 N=6(1/d)，每周期 每个周期设计进水 ，反应时间 沉淀时间 滗水 则污泥实际沉淀时间为：二、工艺计算 (以单座池计算)1、主反应池容积计算设计池水深：安全水深：反应泥龄：污泥产率系数：污泥指数：SVI=100mg/L反应池污泥量：=总污泥量：XT= XF (TC/TF)=59400 Kg主反应池池容：V=（Hf+（Hf2+（62400QhHTS 实）/（XTSVIN）-0.5）(XTSVI)/1300 TS 实)=（0.7+（0.72+（6240041751.833）/ （594001306）-0.5）(59400130)/13001.833)= 9948m310000 m32、缺氧池池容计算：VP=0.1V=0.19948= 994.8m31000 m33、总池容计算：VT= V+ VP=10000+1000=10942 m311000 m324、排水深度计算：H=24 QhH/（ NVT）=244175/ （611000）=0.76 m5、污泥浓度计算：XH= XT/V=59400/9948=5.97g/LXL=(H/(H-H)XH=(5/(5-0.76)5.97=7.04g/L6、单格容积：Vi = XT/2=11000/2=5500 m37、单格面积：Fi= Vi /H=5500/5=1100 m27、单格贮水容积：Vi= FiH=11000.76=836 m38、水力停留时间：T=24 VT/ Qh=2411000/10000=2411000/10000=26.4h9、污泥负荷：0.10KgBOD (KgMLSS.d)10、需氧量、供气量计算（计算过程略）实际需氧量：O2=4558KgO2/d单位需氧量：1.69 KgO2/ KgBOD修正系数 K0=1.26，则标准需氧量为：QS= K0O2= 1.264558=5743 KgO2/d设曝气器效率 E=20%，供气量为：GS= QS/0.280.2=102553N m3/d曝气时间 TO=1.8h/周期，则每格供气量为：（GS）ih= GS/(NM1.8) =4747 Nm3/(池.h)三、Cass 池主要设备设计计算1、曝气器数量计算：设每个曝气器供气量为：4 Nm3/.h则每格需曝气器数量：M=（GS）ih/4=4747/4=11871200 只每座池需曝气器数量：12002=2400 只2、鼓风机选型计算： （一期设计 1 用 1 备）每台风机风量： 4747 N m3/.h=79.1 N m3/min风机风压 P=0.6 bar3、滗水器每格贮水量Vi 即为滗水量， 6.1沉淀池表面积：设计中取表面负荷 6.2沉淀池直径： 即半径r=22m。6.3沉淀池的有效水深：设计中取沉淀时间t=3h。6.4径深比：6.5污泥部分所需容积 设计中取=1.79m/s，R=50% X=4000mg/L6.6沉淀池总高度：设计中取沉淀池超高，沉淀池缓冲层高度池底坡度，沉淀池进水竖井半径r1=2.0m，污泥区下部分半径r2=1.0m。池底圆锥体高度为：沉淀池污泥区高度： 则 6.7进水管计算设计中取=1.17m/s， =0.447 m/s，R=50% 进水管管径取DN1000mm的钢管，设计流速1.04m/s6.8进水竖井计算进水竖井直径采用 =2.0m进水竖井采用多空配水，配水口尺寸a*b=0.5m*1.5m,共设6个沿井壁均匀分布流速V=0.808/0.5*1.5*6=0.179m/s(0.15-0.20),符合要求孔距6.9稳流筒计算筒中流速：v=0.02-0.03m/s（设计中取0.025）稳流筒过流面积稳流筒直径6.10 出水槽计算设计中采用双侧 90三角堰出水槽集水，出水槽沿池壁环形布置，环形槽中水流由左右两侧汇入出水口。 集水槽中流速，集水槽宽度。每侧流量：槽内终点水深： 槽内临界水深： 槽内起点水深：设计中取出水堰后自由跌落0.1m，集水槽高度：集水槽断面尺寸：6.11出水堰计算：设计中取三角堰单宽b=0.1m，水槽距池壁0.5m6.12出水管：出水管管径采用DN1000mm钢管。 6.13排泥装置：沉淀池采用周边传动刮泥机，周边传动刮泥机的线速度为2-3m/min，刮泥机底设有刮泥板和吸泥管，利用静水压力将污泥吸入污泥槽，沿进水竖井中的排泥管将污泥排除池外。 排泥管管径600mm，回流污泥量223.7L/s。6.14集配水井的设计计算：设计中取中心管内污水流速，集配水井的设计流量。配水井内污水流速，集水井内污水流速。设置两座集配水井（1）配水管中心管直径 （2）配水井直径：（3）集水井直径：（4）进水管管径 进入二沉池的管径DN1000mm，设计流速1.02m/s（5）出水管直径 出水管直径的管径DN1000,设计流速1.02m/s（6）总出水管 总出水管选管径管径DN1800,设计流速1.2m/s7.消毒设置计算7.1加氯量计算 二级处理出水采用液氯消毒，液氯的投加量为7.2加氯设备 液氯由真空转自加氯机加入，加氯机设计三台，采用二用一备。每小时的加氯量为：设计中采用型转子加氯机。7.3设计计算本设计采用2个3廊式平流式接触消毒池，单池设计计算如下：7.3.1消毒接触池容积：设计中取接触消毒时间7.3.2接触消毒池表面积：设计中取接触消毒池有效水深7.3.3消毒接触池廊道总长：设计中取接触消毒池廊道单宽7.3.4消毒接触池池长：设计中消毒接触池采用3廊道 设计中取36m。7.3.5校核长宽比：7.3.6池高：设计中取超高，7.3.7进水部分：每个接触消毒池的进水管管径，。7.3.8混合：采用管道混合的方式，加氯管线直接接入接触消毒池进水管，为增强混合效果，加氯点后接的静态混合器。7.3.9出水计算：设计中采用非淹没式矩形薄壁堰出流 ，设计堰宽为，接触消毒池个数,流量系数堰上水头：8.计量设备污水厂中常用的计量设备有巴氏计量槽、薄壁堰、电磁流量计、超声波流量计等。污水测量装置的选择原则氏精度高、操作简单，水头损失小，不宜沉积杂物，其中以巴氏计量槽应用最为广泛。其优点是操作简单，水头损失小，不易发生沉淀。本设计中选用巴氏计量槽，测量范围为：。8.1设计参数1、计量槽应设在渠道的直线上，直线段长度不宜小于渠道宽度的810倍，在计量槽的上游，直线段不小于渠宽的23倍，下游不小于45倍。当下游有跌水而无回水影响时，可适当缩短；2、计量槽中心线应与中心重合，上下游渠道的坡度应保持均匀，但坡度可以不同；3、当喉宽W=0.32.5m时，为自由流，大于此数时为潜没流；4、当计量槽为自由流时，只需计上游水位，而当其为潜没流时，则需要同时记录下游水位，涉及计量槽时，应可能做到自由流；5、设计计量槽时，除计算通过最大流量时的条件外尚需计算通过最小流量时的条件。8.2计量槽主要尺寸计算：设计中取计量槽喉部宽度，则计量槽的渐缩部分的长度：计量槽的喉部长度：计量槽的渐扩部分的长度：计量槽的上游渠道长度：计量槽的下游渠道长度：8.4计量槽总长度：计量槽应设在渠道的直线段上，直线段的长度不应小于渠道宽度的810倍，在计算量槽上游，直线段不小于渠道宽度的23倍，下游不小于45倍。则计量槽上游直线段长度为：计量槽下游直线段长度为：计量槽总长度为：8.5计量槽的水位： 当时：式中 上游水深，。 当时，时为自由流； 取当时，时为自由流； 取8.6渠道水力计算：设计中取粗糙度为0.013上游渠道计算： 过水断面面积： 湿周： 水利半径： 流速： 水利坡度： 下游渠道计算： 过水断面面积： 湿周： 水利半径： 流速：水利坡度：8.7水厂出水管：采用重力流铸铁管，流量为，管径为1300mm，流速为，坡度为1.66。9.污泥处理构筑物计算9.1剩余污泥量计算9.1.1曝气池内每日增加的污泥量： ， 式中 挥发性污泥浓度MLVSS(mg/L)，本设计中取2000mg/L 污泥自身氧化率，一般采用0.040.1，本设计采用0.19.1.2曝气池每日排出的剩余污泥量： 9.2辐流浓缩池9.2.1单池流量 9.2.3沉淀部分有效面积 式中 C 流入浓缩池的剩余污泥浓度，一般采用10 G 固体通量，一般采用，本设计中取 9.2.4浓缩池直径 9.2.5浓缩池容积 式中 T 浓缩池浓缩时间（h），一般采用10-16h，本设计中采用13h9.2.6浓缩池有效水深 9.2.7浓缩后剩余污泥量 式中 P 浓缩前污泥含水率，一般采用99% 浓缩后污泥含水率，一般采用97%9.2.8池底高度 式中 i池底坡度，一般采用0.019.2.9污泥斗容积 式中 a污泥斗上口半径，设计中取1.25m b污泥斗下口半径，设计中取0.25m 污泥斗倾角，圆形污泥斗倾角一般采用55 9.2.10污泥斗中污泥停留时间 9.2.11浓缩池总高度 式中 超高，一般采用0.3m 缓冲层高度，一般采用0.30.5m，本设计采用0.3m9.2.12浓缩后分离出的污泥量 9.2.13溢流堰浓缩池溢流出水经过溢流堰进入出水槽，然后汇入出水管排出。出水槽流量，设出水槽宽，水深为，则水流速为。 溢流堰周长：溢流堰采用单侧90三角形出水堰，三角形顶宽0.16m，深0.08m，每个浓缩池有三角堰：每个三角堰的流量：三角堰堰水深： 三角堰后自由跌落，则出水堰水头损失为9.2.14溢流管：溢流管选用：DN300 的钢管，流速为：0.31m/s。溢流管接入厂区污水管，分离出的污水回到进水闸井。9.2.15进泥管：进泥量为 ，进泥量很小，采用污泥管道最小管径DN300mm，管道中流速为0.58m/s。9.2.16排泥管： 剩余污泥量 ，泥量很小，采用污泥管道最小管径DN300mm，间歇将污泥排入脱水机房的储泥池里，排泥时间为8h。10.储泥池贮泥池用来贮存来自浓缩池的污泥，设置两个贮泥池，每日贮泥池流量。10.1贮泥池容积：设计中取贮泥时间 10.2贮泥池设计容积：设计中取污泥斗倾角，污泥贮池边长，污泥斗底边长，贮泥池有效水深10.3污泥斗高度：10.4贮泥池高度计算：设计中取贮泥池超高 10.5管道部分设计：贮泥池中设的吸泥管两根11.污泥加药调理池12污泥机械脱水12.1脱水后污泥量：设计中取脱水后污泥含水率 12.2脱水后干污泥重量为：12.3脱水机型号的选择：选择三台DYQ-1000A压榨过滤机,两用一备。 DYQ-1000A压榨过滤机性能型号滤网功率处理能力泥饼率重量有效宽度速度DYQ-1000A10000.442.25050006575450013厂区高程设计13.1高程布置注意事项1) 选择一条距离最长，水头损失最大的流程进行水力计算，并留有适当余地，以保证在任何情况下处理系统能正常运行。2) 污水尽量经一次提升后就能依靠重力通过净化构筑物，中间不需要加压提升。3) 计算水头损失时，一般应以近期最大流量作为处理构筑物和管渠的设计计算流量。4) 污水处理后污水应能自流排入下水道或水体，包括洪水季节（一般按25年一遇防洪标准考虑）。5) 高程布置时应考虑某些处理构筑物（如沉砂池、调节池、沉淀池等）的排空，但构筑物的挖土深度不宜过大，以免土建投资过大和增加施工困难。6) 高程布置时应注意污水流程和污泥流程的配合，尽量减少需抽升的污泥量。7) 进行构筑物高程布置时，应与厂区的地形、地质条件相联系。当地形有自然坡度时，有利于高程布置；当地形平坦时，既要避免二沉池埋入地下过深，又要避免沉砂池在地面上架得太高，这样会导致构筑物造价的增加，尤其是地质条件较差，地下水位较高时。13.2高程布置原则为了使污水和污泥能在各处理构筑物之间通畅流动，以保证污水处理厂正常运行，必须进行高程布置，以确保各处理构筑物、泵房以及各连接管渠的高程；同时计算确定个部分水面标高。水力计算常以接受处理后污水水体的最高水位作为起点，逆污水流程向上倒推计算，以使处理后的污水在洪水季节也能直流排出，而水泵需要的扬程则较小，运行费用也较低。但是同时应考虑土方平衡，并考虑有利排水。污水处理厂污水的水头损失主要包括：水流经过各处理构筑物的水头损失；水流经过连接前后两构筑物的管渠的水头损失，包括沿程损失与局部损失；水流经过量水设备的损失。高程计算分污水高程与污泥高程。13.3污水处理构筑物高程布置因河流的最高水位为35.00m，故计算高程时令出水口的管底标高为35.00m起算点。 1）主要污水处理构筑物的水头损失估计值见表2.1。 表2.1 构筑物水头损失值表 构筑物名称水头损失（m）构筑物名称水头损失（m）粗格栅0.07氧化沟0.34细格栅0.25二沉池0.51沉砂池0.35接触池0.19 2）沿程水头损失计算： （2.80） 式中 hf沿程水头损失，m； L管段长，m； R水力半径，m；（过水断面面积除以润湿周边） v管内流速，m/s； C谢才系数。 C值一般按曼宁公式来计算： （2.81） 式中 n管壁粗糙系数。 局部水头损失计算： （2.82）式中 hf局部水头损失，m； 局部阻力系数可参考给排水设计手册取值； v管内流速，m/s； g重力加速度，m/s2。污水高程及水力计算表见下表2.2，污水处理构筑物高程计算表见下表2.3。表2.2 污水高程及水力计算管渠及构筑物构筑物间距/m流量m3/s管径/(mm)流速m/s沿程损失/m局部损失/m构筑物损失/m合计/m出水口至接触池35.12.31617001.020.0120.050.065 接触池0.7720.190.190 接触池至二沉池125.70.77210000.980.0760.150.226 二沉池0.7720.510.510 二沉池至氧化沟1201.60414001.040.0570.130.187 氧化沟0.8020.340.340 氧化沟至沉砂池103.82.31617001.020.0360.050.086 沉砂池0.7720.350.350 沉砂池至细格栅20.80.7729701.040.0150.050.065 细格栅0.7720.250.250 细格栅至进水泵房12.62.31617001.020.0070.050.057 粗格栅0.7720.070.070 集水井至粗格栅2.72.31617001.020.0120.050.062 表2.3 污水处理构筑物高程计算管渠及构筑物水面上游标高（m)水面下游标高（m）构筑物水面标高(m)地面标高（m）出水口至接触池38.065 38.000 38.000 接触池38.225 38.065 38.145 38.000 接触池至二沉池38.481 38.225 38.000 二沉池38.991 38.481 38.736 38.000 二沉池至氧化沟39.178 38.991 38.000 氧化沟39.518 39.178 39.348 38.000 氧化沟至沉砂池39.604 39.518 38.000 沉砂池39.954 39.604 39.779 38.000 沉砂池至细格栅40.019 39.954 38.000 细格栅40.269 40.019 40.144 38.000 细格栅至进水泵房40.326 40.269 38.000 粗格栅34.600 34.530 34.565 38.000 集水井至粗格栅34.530 34.468 38.000 13.4污泥处理构筑物高程布置1）污泥管道的水头损失a)管道沿程损失按下式计算： （2.83）b)管道局部损失计算： （2.84） 式中 污泥浓度系数； 污泥管管径，； 管内流速，； 管道长度，； 局部阻力系数。查给水排水设计手册可知：当污泥含水率为97%时，污泥浓度系数=71，污泥含水率为95%时，污泥浓度系数为=53。各连接管道的水头损失表见表2.4。表2.4 连接管道水头损失计算管渠及构筑物构筑物间距/m流量m3/s管径/(mm)流速m/s沿程损失/m局部损失/m合计/m二沉池至污泥泵房196.70.2976001.050.366 0.168 0.534 污泥泵房至氧化沟3