山东荣成污水处理毕业设计计算书.doc

扬州大学本科生毕业设计 1 山东荣成污水处理毕业设计计算书山东荣成污水处理毕业设计计算书 1 1 地区概况地区概况 1 1 概况及自然资料概况及自然资料 1 1 11 1 1 工程区域现状工程区域现状 荣成市位于胶东半岛最东端 其西与文登接壤 西北与威海相邻 地理坐 标 东经 112 09 112 24 北纬 36 43 37 27 之间 南 北 东三面环海 海岸线长达 505Km 与韩国 日本隔海相望 是沿海开放和港口开放城市 我 国重要的海珍品生产基地 也是工业门类比较齐全的风景秀丽的新兴城市 荣成资源优势得天独厚 已探明和开采的矿藏有金 银 石墨 石英砂 花岗石 20 余种 盛产的水果 花生 海参 鲍鱼 扇贝 对虾 黄花鱼等农副 土特产品 2002 年被国家批准为国家级海洋综合开发示范区和科技兴海示范基 地 工业生产方面已形成了以机械 橡胶 食品 建材 造船 电子等为主体 的 26 个工业门类 70 多个自然行业的生产体系 2002 年第二产业增加值 121 3 亿元 第三产业日益繁荣 各类服务设施齐全 2002 年第三产业增加值 63 亿元 列全省县 市 第一位 荣成市城市污水日排放量约2 104m3 雨季污水未经处理排入小海和桑沟 湾 目前出水对海珍品自然保护区造成一定的影响 因此 城市污水处理工程 是改善投资环境 实现社会 经济 环境可持续发展的重要保障 1 1 21 1 2 自然条件状况自然条件状况 荣成市属暖温带季风型湿润气候区 四季分明 气候宜人 全年以北风及 西北风为主 年平均气温12 最冷月为一月 平均气温5 10 最暖月为七月 平均 气温24 28 冬季冰冻期短 只有40天 年平均降水量800毫米左右 光照时间长 年平均日照2600小时左右 日照 率60 为生物处理方法提供了良好的气候条件 建设场地地质特征 扬州大学本科生毕业设计 2 荣成市污水处理场地在原崖头镇农场苇地 占地1200亩 该场地北至崖头 河 南达沽河口 西界崖头镇 东邻小海 污水处理厂所在位置场地受人工改造影响较大 地形北高南低 西高东低 勘探点最大高差1 68米 场地地貌单元属滨海冲洪积平原 场地地层结构较复杂 分布尚有规律 地层构造按顺序依次为 素填土 淤泥 粗砂 粉质粘土 粗砂 强风化花岗岩 场地土壤含盐量3 5 属滨海滩地盐土 场地地形受人工改造影响较大 区内分布有多条呈东西向分布水沟 地形北高南低 西高东低 表层土壤结构 以细砂为主 但厚度不均 底层为淤泥质粉砂 最大垂直渗透速度0 37m d 芦 苇密度及生物量差距很大 长势最好的芦苇可高达3 6m 而较差的只有0 5m 在场地中间尚有大面积芦苇死亡 1 21 2 城市排水城市排水现状现状 荣成市原有污水处理厂一座 由天津市环境保护科学研究院设计 采用漫 流式湿地处理系统为主体处理工艺 其污水处理工艺路线为 污水 调蓄池 泵房 湿地系统 小海 桑沟湾 处理能力为 2 104 m3 d 通过湿地处理 对 水中的 BOD5 CODcr SS TP NH3 N 等指标有一定的处理效果 随着荣成市城市化水平的不断提高 产业结构合理调整 其污水类型已由 工业废水为主的重污染类型 逐渐转变为以生活污水为主的可生化性较强的城 市污水 原来仅仅依靠湿地进行处理的工艺已经不能满足越来越高出水标准的 要求 需提高污水中 BOD5 CODcr SS 和 NH3 N 的去除率 设计内容 2 2 工程规模及工程规模及出水排放标准出水排放标准 2 1 设计规模设计规模 根据对原荣成市污水处理厂的运行状况调查 山东省荣成市污水处理厂改 扩建工程可行性研究报告 以及相关批复 确定荣成市污水处理厂改扩建项目 设计规模为 1 预处理部分设计规模满足雨季处理污水量 3 104m3 d 扬州大学本科生毕业设计 3 2 生化处理部分设计规模满足旱季处理污水量 2 104m3 d 根据对原荣成市污水处理厂长期运行结果统计调查 该厂进水时变化系数 不大于 1 21 考虑到荣成市的经济社会发展 本设计中时变化系数采用 1 25 2 2 污水水质污水水质 通过对原荣成市污水处理厂进水情况的检测和调查 旱季的进水水质指标 状况如表 2 1 所示 表 2 1 原荣成市污水处理厂进水水质状况 水质指标 CODcr mg L BOD5 mg L SS mg L NH3 N mg L TP mg L pH 旱季进水240 28080 10070 10010 282 1 2 57 2 7 8 故根据上述水质现状和 山东省荣成市污水处理厂改扩建工程可行性研究 报告 以及相关批复确定本改扩建工程设计污水进水水质为 COD 350mg L BOD5 150mg L SS 150mg L NH3 N 25mg L TP 2 5mg L PH 6 8 2 3 排放标准及排放水体排放标准及排放水体 根据荣成市污水处理厂可行性研究报告及其相关批复 改扩建后荣成市污 水处理厂仍然以小海为受纳水体 根据当地环保部门的要求 改扩建后荣成市污水处理厂出水应满足 城镇 污水处理厂污染物排放标准 GB18918 2002 中一级 B 类排放标准 出水主要 水质指标为 COD 60mg L BOD5 20mg L 扬州大学本科生毕业设计 4 SS 20mg L NH3 N 15mg L TP 1mg L PH 6 9 3 3 城市污水系统的设计计算城市污水系统的设计计算 3 1 设计资料 处理规模 3 万吨 天 K总 1 25 1 原水水质 COD 350 mg L BOD5 150mg L SS 150mg L TN 40mg L NH3 N 25mg L TP 以 P 计 2 5mg L 2 出水水质 COD 60mg L BOD5 20mg L SS 20mg L TN 15mg L NH3 N 15mg L TP 以 P 计 1mg L 工艺流程 进 水 粗 格 栅 污 水 提 升 泵 房 细 格 栅 计 量 槽 曝 气 沉 砂 池 A A O 生 物 池 辐 流 式 二 次 沉 淀 池 高 密 度 沉 淀 池 滤 布 滤 池 出 水 污 泥 浓 缩 池 污 泥 化 池 污 泥 他 脱 水 机 房 泥 饼 外 运 扬州大学本科生毕业设计 5 3 2 进水管道的设计 设计水量 最高日最高时污水流量 Qmax Qp 30000m3 d Qmax Qp 30000 1 25 37500m3 d 433 7L sK 3 2 13 2 1 进水进水管道管道 污水处理厂进水管要求 1 进水流速在 0 8 1 5m s 如明渠 v 0 6 0 8 m s 2 管材为钢筋混凝土管 3 非满流设计 n 0 014 Qmax 433 7L s 查手册 1 得 Dg 900mm h D 0 75 1000i 0 8 管内 v 0 85m s h 0 75 0 900 0 675m 所以 水面标高为 2 3 0 675 1 625m 管顶标高为 2 0 9 1 1m 3 2 23 2 2 中格栅的设计中格栅的设计 中格栅的设计计算 格栅计算草图见图 3 1 贮 泥 池 扬州大学本科生毕业设计 6 图 3 1 粗格栅计算草图 设过栅流速取 V 0 8 m s 用中格栅 栅条间隙 e 20mm 格栅安装倾角 60 设栅前水深 h 1m 栅条间隙数 n B s n 1 en vhe Q sin max 式中 B 栅槽宽度 m s 栅条宽度 取 s 0 01m e 栅条间隙 16 40mm 取 20mm n 格栅间隙数 Qmax 最大设计流量 m3 s 倾角 60 度 h 栅前水深 m V 过栅流速 m s 取 0 8 1 0 m s 取 0 9m s n 12 10 902 0 sin60217 0 0 设两道格栅 则每台格栅的间隙 n 12 个 B s n 1 en 0 01 12 1 0 02 12 0 35m 为了方便选设备 取 扬州大学本科生毕业设计 7 0 4m 进水渠道渐宽部分的长度 L1 tg BB 2 1 式中 L1 进水渠道渐宽部分的长度 m B1 进水渠道宽度 取 0 6m 其渐宽部分展开角度 取 20 所以 L1 0 55m 0 202 6 02 08 0 tg 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度 L2 L1 2 式中 L2 栅槽与出水渠道连接渠的渐缩部分长度 m L2 0 55 2 0 275m 通过格栅的水头损失 h1 k h0 h0 Ksin 2 2 g v 式中 h1 过栅水头损失 m h0 计算水头损失 m g 重力加速度 9 8 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 所以 h1 08m 0 06sin 8 92 38 0 02 0 01 0 42 2 0 2 3 4 栅槽总高度 H H h h1 h2 式中 h 栅前水深 m h2 栅前渠道超高 m 取 0 3m 扬州大学本科生毕业设计 8 H 1 0 08 0 3 1 38 栅槽总长度 L L L1 L2 0 5 1 0 H tg 0 55 0 275 0 5 1 1 0 3 tg60 3 08m 每日栅渣量 W K WQ86400 1max 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 16 25mm 时 W1 0 05 0 1 本 设计取 0 08 K 生活污水流量总变化系数 W m3 d 0 2 m3 d39 2 100025 1 8640008 0 4337 0 宜采用机械清渣 3 格栅除污机的选择 本设计采用 2 台格栅 根据 给水排水设计手册 11 册 选择 XWB 0 8 2 型背耙式格栅除污机两台 格栅上部设工作台 其高度高出栅前最高设 计水位 0 5m 工作台上设安全冲洗设施 格栅工作台两侧过道宽 2 0m 工作台 宽度为 1 5m 表 3 2 XWB 0 8 2 型背耙式格栅除污机性能参数 型号规格 耙栅 宽度 mm 耙齿有 效长度 mm 安装倾角 0 格栅 间距 mm 电动机 功率 kw 提升 速度 m min 提升 质量 kg XWB 0 8 2800120 60 807 15 0 754 50 表 3 3 XWB 0 8 2 型背耙式格栅除污机外型尺寸 外形尺寸 mm 过水尺寸 mm 型 号 AHB hh1 XWB 0 8 280020004501000990600 扬州大学本科生毕业设计 9 3 33 3 污水泵房的设计污水泵房的设计 3 3 13 3 1 一般规定一般规定 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 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 3 23 3 2 选泵选泵 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 Q Qmax 433L S 取设计秒流量为 440L S 选择集水池与机器间合建式矩形泵房 本设计拟订选用 4 台泵 3 用 1 备 则每台泵的设计流量为 Q Qmax 3 440 3 146 7L s 2 集水池容积 V 扬州大学本科生毕业设计 10 泵站集水池容积一般取最大一台泵 5 6 分钟的流量设计 V 146 7 60 6 1000 52 8m3 有效水深 h 为 3 米 则水池面积 F 为 F V h 52 8 3 17 6m2 3 扬程的估算 H H H静 2 0 1 0 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静 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 H1 进水管底标高 h 集水池有效水深 过栅水头损失 2 0 75 0 9 3 0 08 0 405m H2 接触池水面标高 沉砂池至接触池间水头损失 7 14 3 10 14m 沉砂池至接触池间水头损失为 3 4 5 米 取 3 米 H静 H2 H1 10 14 0 405 10 545m 则 水泵扬程为 H H静 2 0 1 0 10 545 2 0 1 0 13 545 m 取 14m 4 选泵 由 Q 146 7L S 510m3 h H 14 m 可查手册 11 得 选用 300ZZB 18 型立 式污水泵 其各项性能见下表 3 4 所示 表 3 4 300ZZB 18 型立式污水泵性能参数 生产厂家 中美合资温州保利泵业有限公司 3 3 33 3 3 吸 压水管路实际水头损失的计算吸 压水管路实际水头损失的计算 1 设计依据 型号 流量 m3 h 扬程 m 转速 r min 轴功率 kw 效率 气蚀余量 m 300ZZB 18 型52520 98075774 5 扬州大学本科生毕业设计 11 1 吸水管流速 0 8 2 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 2 2 5 m s 3 吸压水管实际水头损失不大于 2 5 m 2 具体计算 1 Q 146 7L S 吸水管选用 DN 400mm 的铸铁管 压水管为 DN 300 mm 的 铸铁管 查手册 1 知 1000i 0 24sm D Q V 1 1 4 014 3 137 0 44 22 吸 查手册 1 知 1000i 1 68sm D Q V 94 1 3 014 3 137 0 44 22 压 水泵进出口径均为 250mm sm D Q VV 2 79 25 0 14 3 137 0 44 22 压水口吸水口 2 吸水管路损失 吸水管上有 一个喇叭口 Dg 700mm 1 0 1 Dg500 的闸阀一个 2 0 06 Dg500 的 90 弯头一个 3 0 52 Dg500 300 的偏心渐缩管一个 4 0 20 直管部分长度为 1 5m h局部 0 296m 8 92 2 79 52 0 2 0 1 1 1 006 0 2 222 1 g v 设吸水管直管部分长度为 1 5m 则 h沿程 i L 1 5 0 24 1000 0 001m 吸水管总损失 h 0 296 0 001 0 30m 3 压水管路损失 压水管上有 Dg300 400 的渐放管一个 1 0 29 Dg400 的逆止阀一个 2 1 8 Dg400 的闸阀一个 3 0 08 Dg400 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 0 H局部 0 93m 8 92 94 1 0 18 108 0 264 0 97 2 29 0 2 222 1 g v 设压水管管长 20m 扬州大学本科生毕业设计 12 则 h沿程 iL m0336 0 20 1000 68 1 压水管总损失 h 0 79 0 0336 0 83m 4 水泵扬程校核 整个管道总损失 H H静 h 2 0 1 0 10 545 1 13 2 1 14 645m 所选水泵扬程为 20m 能够满足需求 故选泵合适 3 3 43 3 4 集水池集水池 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 0 137 6 60 52 8m3 2 有效水深采用 3 米 则 集水池的面积为 F 17 6m2 5 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 3 3 53 3 5 水泵机组基础的确定和污水泵站的布置水泵机组基础的确定和污水泵站的布置 1 水泵机组基础的确定 机组安装在共同基础上 基础的作用是支撑并固定机组 使之运行稳定 不致发生剧烈震动 更不允许发生沉降 对基础的要求 1 坚实牢固 除能承受机组静荷载外 还能承受机械振动荷载 2 要浇制在较坚实的地基上 以免发生不均匀沉降或基础下沉 扬州大学本科生毕业设计 13 本设计采用 ZZB 型水泵 手册上没有这种泵的基础 为了安全起见 基础 多出泵 50mm 得水泵机组基础尺寸为 2502 920 mm 机组总重量也没有给出 为安全起见 基础高采用 1000 mm 2 污水泵站的布置 本设计所选用泵的台数为 4 台 泵房采用矩形 1 进水侧基础与墙壁的净距为 2048mm 2 基础尺寸为 2502 920 mm 3 基础间净距为 1100m 4 出水侧基础与墙壁的净距为 1500 m 泵房尺寸为 16920 6000 m m 泵房具体布置如下图 3 2 图 3 2 泵房平面布置图 3 3 63 3 6 泵房高度的确定泵房高度的确定 1 起吊设备 最大起升重量为 2550kg 即 3 吨 选择 CD1 3 12D 型电动葫芦 其规格如 下表 3 5 表 3 5 CD1 3 12D 型电动葫芦规格参数表 型号起重量 t 起高 度 m 起升速 度 m min 运行速度 m min 工字梁轨 道型号 最大轮 压 kg 重量 kg CD1 3 12 D 312860 20a 45c 1650360 扬州大学本科生毕业设计 14 主起升电动机慢速起升电动机运行电动机钢丝网 功率 kw 转速 r min 功率 kw 转速 r min 功率 kw 转速 r min 直径 mm 结构 4 513800 413800 4138013 637 1 1 80 I b 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 1m b 滑车的高度 取 0 6m c 起重葫芦在钢丝绳绕紧状态下的长度 取 1080mm d 起重绳的垂直长度 对于水泵为 0 85x 0 85 1080 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 2 595m 最低水位 0 405m 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 6m 定泵房前集水池底标高为 2 005m 泵房与集水池底在同一平面上 则 泵房地下部分高度为 7 2 005 9 005m 则 泵房高度 H总 地上部分 地下部分 4 56 9 005 13 565m 取 14m 3 3 73 3 7 泵房附属设施及尺寸的确定泵房附属设施及尺寸的确定 1 水位控制 为适应污水泵房开停频率的特点 采用自动控制机组运行 自动控 制机组启动停车的信号 通常是由水位继电器发出的 2 计量设备 由于污水中含有机械杂质 其计量设备考虑被堵塞的问题 可采用 扬州大学本科生毕业设计 15 电磁流量计 采用压水干管的弯头作为计量设备 3 排水 在机器间的地板上应设有排水沟和集水坑 排水沟沿墙设置 过水断 面 0 1 0 2m 坡度 I 0 01 集水坑平面尺寸为 0 5 0 5 m 深为 0 5 m 在吸水管上接出 DN100 mm 的小管伸到集水坑内 当水泵工作时把坑内积水 抽走 选用排水泵型号 5LN 33A 型农排泵一台 各项参数如下 Q 22 l s H 4 5m 配备电机型号 JO2 22 4 型 功率 N 1 5kw n 1450r min 4 采光 采暖与通风 集水坑一般不需要采暖设备 因为集水坑较深热量不易散失 且污水温度 通常不低于 10 20 机器间如需采暖时 可采用火炉也可以采用暖气设施 泵房在上层工作间设置窗户 保证有充足的自然采光 检修操作点是采用集中 照明 泵房通风主要解决高温散热和空气污染问题 无水泵站的机械间机组台 数较多 功率较大 且电机设在底平面以上 除四周设置窗户进行自然通风外 还设置机械通风和通风管 5 泵房值班室 控制室及配电间 值班室设在机器间一侧有门相通 并设置观察窗 根据运行控制要求设置 控制和配电柜 其面积约为 12 18 m2 能满足 1 2 人值班 因长年运行 因此 安装电话 本设计泵房值班室及控制室合建 面积取为 3 6m 配电间与泵房 分开建 尺寸为 15 9 m 6 门窗及走廊 楼梯 1 门 机器间至少应有满足设备的最大部件搬迁出入的门 宽不小于 4 m 取宽 2 0 m 高 4 0 m 泵房靠近值班室一侧设小门 取门高 2 0 m 宽 0 8 m 2 窗 泵房于阴阳两侧开窗 便于通风采光 开窗面积不小于泵房的 1 5 于两侧设六扇窗 其尺寸为 2400 2400 mm 扬州大学本科生毕业设计 16 3 走道 在泵房四周设走道 走道栏杆高 0 8 m 在机器间的一侧设有 楼梯 楼梯坡度倾角为 1 0 75 宽 0 8 m 扶手 0 8 m 7 卫生设备 为了管理人员清刷地面和个人卫生 应就近设洗手池 接 25 mm 的给水管 并备有供冲洗的橡胶管 3 43 4 细格栅的设计计算细格栅的设计计算 细格栅的设计计算草图见下图 3 3 图 3 300 细格栅计算草图 设过栅流速取 V 0 8 m s 用细格栅 栅条间隙 e 10mm 格栅安装倾角 60 栅前水深 h 1m 栅条间隙数 n B s n 1 en vhe Q sin max 式中 B 栅槽宽度 m s 栅条宽度 m e 栅条间隙 3 10mm 取 10mm n 格栅间隙数 Qmax 最大设计流量 m3 s 扬州大学本科生毕业设计 17 倾角 60 度 h 栅前水深 m V 过栅流速 m s 取 0 8 1 0 m s n 26 8 0101 0 sin60217 0 0 设两道格栅 则每台格栅的间隙 n 26 个 B s n 1 en 0 01 26 1 0 01 26 0 51m 进水渠道渐宽部分的长度 L1 tg BB 2 1 式中 L1 进水渠道渐宽部分的长度 m B1 进水渠道宽度 取 0 6m 其渐宽部分展开角度 取 20 所以 L1 0 83m 0 202 6 02 00 1 tg 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度 L2 L1 2 式中 L2 栅槽与出水渠道连接渠的渐缩部分长度 m L2 0 83 2 0 42m 通过格栅的水头损失 h1 k h0 h0 Ksin 2 2 g v 式中 h1 过栅水头损失 m h0 计算水头损失 m g 重力加速度 9 8 k 系数 一般取 3 阻力系数 与栅条断面形状有关 s e 4 3 当迎水 面和背水面均为半圆形的矩形时 1 67 扬州大学本科生毕业设计 18 为避免造成栅前涌水 故将栅后槽底下降 h1为补偿 所以 h1 m41 006sin 8 92 38 0 01 0 01 0 67 1 0 2 3 4 栅槽总高度 H H h h1 h2 式中 h 栅前水深 m h2 栅前渠道超高 m 取 0 3m H 1 0 14 0 3 1 44 栅槽总长度 L L L1 L2 0 5 1 0 H tg 0 83 0 42 0 5 1 1 0 3 tg60 3 50m 每日栅渣量 W K WQ86400 1max 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 16 25mm 时 W1 0 05 0 1 本设 计取 0 09 K 生活污水流量总变化系数 W m3 d 0 2 m3 d69 2 100025 1 8640009 0 43375 0 宜采用机械清渣 3 53 5 平流沉砂池平流沉砂池 1 设计数据 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 s 3 最大设计流量时 污水在池内停留时间不少于 30s 一般为 30 60s 4 设计有效水深不应大于 1 2m 一般采用 0 25 1 0m 每格池宽不应小于 0 6m 扬州大学本科生毕业设计 19 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 55 60 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 4 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 73025 0 v 式中 L 水流部分长度 m V 最大流速 m s T 最大流速时的停留时间 s 2 水流断面积 2max m72 1 0 25 430 0 V Q A 式中 最大设计流量 max Q sm3 A 水流断面积 2 m 扬州大学本科生毕业设计 20 3 池总宽度 设 n 2 每格宽 b 1 5m B n b 2 1 5 3 0m 0 57 3 72 1 B A h2 式中 设计有效水深 2 h 4 沉砂斗容积 设排砂间隔时间为 2 日 城市污水沉砂量 T 2 日 1 x 353 m 103m 3 55 1max m78 1 25 1 10 32430 0 86400 K10 xt86400Q V 总 式中 城市污水含沙量 1 x 353 m 103m 流量总变化系数 1 25 总 K 5 沉砂室所需容积 设每分格有 2 个沉砂斗 V 3 0 44m 22 78 1 6 沉砂斗各部分尺寸 设斗底宽0 5m 斗壁水平倾角 550度斗高 0 7m 1 3 h 沉砂斗上口宽m48 1 5 0 tg55 7 02 tg55 h2 o 1 o 3 沉砂斗容积 5 0248 1 5 0248 1 2 6 7 0 222 6 22 11 2 3 0 h V 0 74m 0 38m 33 7 沉砂室高度 采用重力排砂 设池底坡度为 0 06 坡向排砂口 m83 0 2 2 1 048 1 5 7 06 0 7 006 0 2 33 Lhh 式中 斗高 m 3 h 扬州大学本科生毕业设计 21 L2 由计算得出 m17 2 2 2 02aL L2 8 沉砂池总高度 1 70m0 8357 0 3 0hhhH 321 超高 0 3m 贮砂斗高度 m 1 h 3 h 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 符合最小流速smsm nW Q v 15 0 169 0 54 0 5 11 1447 0 min min min 3 出水堰的计算 1 出水堰宽 B 3 0m 2 堰上水头 m gmB Q H16 0 8 9235 0 430 0 2 3 2 3 2 1 M 流量系数 取 0 4 0 5 3 跌水高度 H2 10cm 4 堰槽宽度尺寸 3 0m 0 6m 5 出水管采用 DN 1000mm 则 v 0 95m s 4 进水口及贮砂池 1 进水口尺寸 800 800 采用两个进水口 流速校核 sm A Q V 33 0 28 08 0 430 0 max 进水口水头损失 m g v h006 0 8 92 33 0 06 1 2 22 3 63 6 初沉池的计算初沉池的计算 初沉池选择辐流式沉淀池 初沉池共俩座 考虑碳源对生物处理 的影响 OA2 可根据实际情况 调整运行负荷 在较低进水碳源的情况下 可运行一座 在较 扬州大学本科生毕业设计 22 高进水碳源的情况下可运行俩座 1 池体计算 初次沉淀池 1 沉淀部分水面面积 max nq Q F 式中 最大设计流量 1563 max Q h m3 max Q h m3 n 池的个数 表面负荷 q hm m 2 3 则 max nq Q F 1 372 22 1563 2 m 2 池子直径 m 取 22m 8 21 1 37244 F D 3 实际水面面积 222 38022 4 14 3 4 mDF 校核表面负荷 21 VVV 3 m 3 50m 扬州大学本科生毕业设计 25 3 73 7 AAOAAO 设计设计 3 7 1 3 7 1 设计参数 设计参数 1 BOD 污泥负荷 Ns 0 16 5 dMLSSKgBODKg 2 回流污泥浓度 mg L 10000 r X 3 污泥回流比 R 50 100 取 80 3 7 2 3 7 2 设计计算设计计算 A2 O 池主要尺寸的计算 判断能否用 A2 O 改良工艺 BOD TN 160 40 4 3 8 BOD TP 160 3 53 3 17 符合 条件 1 好氧区容积 4420m3 41000 85 0 8 20150 20000 1000 1 X YQ V tco eoSS Yt 污泥总产率系数 kgMLSS kgBOD5 宜根据试验资料确定 无试验资料 时 系统有初次沉淀池时取0 3 无初次沉淀池时取0 6 1 0 取0 85 y MLSS 中 MLVSS 所占比例 So 生物反应池进水五日生化需氧量 mg L Se 生物反应池内混合液悬浮固体平均浓度 gMLSS L X 生物反应池出水五日生化需氧量 mg L 取4 0mg L 好氧区水力停留时间 d 5 3h25 0 20000 4420 11 QVt 2 缺氧区容积 缺氧区容积采用反硝化动力学计算 XK XNNQ V de vtek 12 0 001 0 2 式中 Vn 缺氧区 池 容积 m3 Q 生物反应池的设计流量 m3 d X 生物反应池内混合液悬浮固体平均浓度 gMLSS L 扬州大学本科生毕业设计 26 Nk 生物反应池进水总凯氏氮浓度 mg L Nte 生物反应池出水总氮浓度 mg L Xv 排出生物反应池系统的微生物量 kgMLVSS d Kde 脱氮速率 kgNO3 N kgMLSS d 宜根据试验资料确定 无试 验资料时 20 的 Kde值可采用0 03 0 06 kgN03 N kgMLSS d 并按本 规范公式 6 6 18 2 进行温度修正 Kde T Kde 20 分别为 T 和20 时的脱氮 速率 20 20 T deTdeKK T 设计温度 取8 T 温度系数 采用 1 08 取 Kde 20 0 06 kgN03 N kgMLSS d 0 024 kgN03 N kgMLSS d 208 20 20 08 1 06 0 T deTdeKK 2 排出生物反应池系统的微生物量 Xv 1000 0SSe tv Q yYX Y 污泥产率系数 kgVSS kgBOD5 宜根据试验资料确定 无试验资料时 一般取 0 4 0 8 取 y 0 6 kgMLVSS d 1326 1000 20150 20000 85 0 6 0 1000 0 SS e tv Q yYX 3 缺氧区容积 2506m3 4024 0 132612 0 1540 20000001 0 2 V 缺氧区水力停留时间 d 2 79h17 0 20000 2506 22 QVt 3 厌氧区容积 根据规范 厌氧区水力停留时间 1 2 小时 设计取 1 5h 则 3 V 1250m3 5 124 20000 33 QtV 扬州大学本科生毕业设计 27 4 生物反应池总容积 V 及停留时间 t V 4420 2506 1250 8176m3 321 VVV t V Q 8176 20000 0 41d 9 8h 总磷总氮负荷校核 BOD 污泥负荷 0 2kgTN kgMLSS d BOD L 好 XV SQ 0 17 0 44204 150 0 20000 总氮负荷校核 0 045 0 05kgTN kgMLSS d 100044204 4020000 0 好 VX TNQ 总磷负荷校核 0 01 0 06kgTN kgMLSS d 12504 2500 0 20000P 厌 VX TQ 符合 3 剩余污泥量 W 00evde XXfQVXkSSYQX 平平 式中 X 剩余污泥量 kgSS d V 生物反应池的容积 m3 X 生物反应池内混合液悬浮固体平均浓度 gMLSS L c 污泥泥龄 d Y 污泥产率系数 kgVSS kgBOD5 20 为0 4 0 8 取0 6 Q 设计平均日污水量 m3 d So 生物反应池进水五日生化需氧量 kg m3 Se 生物反应池出水五日生化需氧量 kg m3 Kd 衰减系数 d 1 取0 05 Xv 生物反应池内混合液挥发性悬浮固体平均浓度 gMLVSS L f SS 的污泥转换率 宜根据试验资料确定 无试验资料时可取 0 5 0 7gMLSS gSS 取0 6 SSo 生物反应池进水悬浮物浓度 kg m3 SSe 生物反应池出水悬浮物浓度 kg m3 扬州大学本科生毕业设计 28 gMLVSS L4 246 0 yXXv X 02 0 15 0 200006 04 2442005 0 020 0 150 0 200006 0 2589kgSS d 实际污泥产率系数 Ys 为 kgSS kgBOD599 0 02 0 15 0 20000 2589 0 SS Y e s Q X 3 7 33 7 3 反应池主要尺寸反应池主要尺寸 反应池总容积 V 8176m3 设反应池 2 组 单池池容为 8176 3 2 4088m3 1单 V 有效水深 h 4 0m 单组有效面积 S V h 4088 4 1022 2 m 1 好氧反应池 按推流式反应池设计 总容积为 4420m3 反应池 2 组 1 V 单组池 2 2210m3 单组有效面积 S V h 2210 4 552 5 1单 V 1 V 2 m 采用 3 廊道式 廊道宽 b 5m 反应池长度 L S 3b 37m 校核 b h 5 4 1 25 满足 1 2 L b 37 5 7 4 满足 5 10 超高取 1 0m 则反应池总高 H 5m 取隔墙厚 0 25m 好氧区池总宽度 3 5 2 0 25 15 5m 2 缺氧反应池尺寸 总容积 2506m3 设缺氧池 2 组 单池容 2 V 2506 2 1253m3 单2 V 有效水深 h 4m 单池有效面积 S V h 1253 4 313 2 m 长度和好氧池宽度相同 为 L 37m 池宽 B S L 313 37 8 46m 3 厌氧区主要尺寸 厌氧区容积 V 1250m3 厌氧区单池容为 V 2 1250 2 625m3 3单 V 厌氧区单组有效面积为 S h 625 4 156 25 3单 V 2 m 长度和好氧池长度相同 为 L 37m 厌氧区宽度 B S L 156 25 37 4 2m 4 曝气系统设计计算 设计需氧量 AOR 扬州大学本科生毕业设计 29 AOR 去除 BOD 需氧量 剩余污泥中 BOD 氧当量 硝化需氧量 剩余污泥中硝 态氮的氧当量 反硝化脱氮产氧量 碳化需氧量 kg d 87 3378148542 1 1 02 0 15 0 20000 42 1 1 523 0 523 0 0 1 e P e SSQ D x2 O 硝化需氧量 96 20271485 4 126 4015 0 040 0 200006 4 4 126 4 6 4 02 xe PNNQD kg d 2 O 反硝化脱氮产生的氧量 假设生物污泥中含氮量以 12 4 计 则 每日用于合成的总氮 0 124 1485 184 14kg d 即进水总氮中有用于合成lmg 37 7 25000 100014 184 被氧化的硝态氮 进水总氮 出水总氮量 用于合成的总氮量 40 8 7 37 24 63mg l 所需脱氮量 40 15 7 37 17 63mg l 需还原的硝态盐氮量mg l 75 440 1000 1 63 1725000 N kg d55 126075 44086 2 86 2 3 t ND 2 O 总需氧量 AOR kg d 172 77kg h28 414655 126096 202787 3378 321 DDD 2 O 2 O 最大需氧量与平均需氧量之比为 1 4 则 kg d 241 87kg h80 580428 41464 14 1 AORAOR 2 O 2 O 每日去除的 BOD 值 3750kg d 1000 10160 25000 去除每 1kgBOD5 的需氧量 5804 80 3750 1 54kgO2 KgBOD5 标准供气量 采用鼓风曝气 微孔曝气器 曝气器设于池底 距池底 0 2m 淹没深度 3 8m 氧转移效率 EA 20 计算温度 T 25 将实际需氧量 AOR 换算成标准状 态下的需氧量 SOR 扬州大学本科生毕业设计 30 其余参数意义同前 查附率录十二得水中溶解氧饱和度 Cs 20 9 17 mg L Cs 25 8 38 mg L 空气扩散器出口处绝对压为 Pb 1 013 105 9 8 103 3 8 1 3854 105 Pa 空气离开好氧反应池时氧的百分比 54 17 100 12179 121 A A t E E O 好氧反应池中平均溶解氧饱和度 mg L 12 9 42 54 17 10066 2 10386 1 38 8 4210066 2 5 5 5 2525 tb ssm OP CC 换算在C 条件下 脱氧清水的充氧量 0 20 hKgR CCa RC R T TSb S 91 223 024 1 112 9 95 0 82 0 17 977 172 024 1 2025 0 20 20 0 平均时需氧量 1 95 0 82 0 相应最大时标准需氧量 SORmax kgO2 h47 313 024 1 112 9 95 0 82 0 17 987 241 2025 好氧反应池平均时供气量 hm E R G A S 84 3731 2 03 0 91 223 3 0 3 0 最大时供气量 hm E R G A S 5 5224 2 03 0 47 313 3 0 3 max0 max 5 空气管系统计算 在每个廊道的隔墙上设一根干管 进行双侧供气 共 6 根干管 在每根干 管上设置 6 对配气竖管 共 36 条配气竖管 每根竖管的配气量为 m3 h 曝气池的平面面积为 13 145 36 5 5224 扬州大学本科生毕业设计 31 m2 15942797 每个空气扩散器的服务面积按 0 47m2计 则所需空气扩散器的总数为 个 3392 47 0 1594 为安全起见 本设计取 3600 个空气扩散器 每根竖管上安设的空气扩散器 的数目为 3600 48 75 个 每个空气扩散器的配气量为 5224 5 3600 1 46m3 h 供风管道计算 供风管道指风机出口到曝气器的管道 A 干管 供风干管采用环状布置 流量 Q 5224 5 2 2612 25m3 h 2 max Q 流速取 10m s 则管径 m31 0 36001014 3 25 261244 v Q d 取干管管径为 DN400mm B 支管 单侧供气支管流量为 Q m3 h75 870 6 5 5224 23 1 max G Q 流速取 10m s 则管径 m v Q d18 0 36001014 3 75 87044 取支管管径为 DN200mm 双侧供气流量为 m3 h 5 1741 3 5 5224 23 2 max G Q 流速取 10m s 则管径 m v Q d25 0 36001014 3 5 174144 取支管管径为 DN300mm 6 空压机的选定 空气扩散装置安装在距池底 0 2m 处 因此空压机所需压力为 P 4 0 2 1 0 9 8 47 04KPa 扬州大学本科生毕业设计 32 空压机供气量 最大时 5224 5m3 h 87 1m3 min 平均时 3731 84m3 h 62 20m3 min 根据所需压力机空气量 决定采用 RE 200 型罗茨鼓风机 3 台 正常条件下 2 台工作 1 台备用 性能如下表 3 8 表 3 8 空压机性能参数表 58 8 KPa 型号 转速 r min 口径 mm QsLaPo 电动机 RE 2001350200A64 08090Y2805 安装尺寸 采用直联方式 L 2368mm B 1030mm H 3447mm 7 硝化液回流泵房的设计 硝化液的回流量 RV 210 则 QN Qmax RN 25000 24 210 2187 5m3 h 0 61m3 s 硝化液的回流对应两个生物池 则单组的流量为 m3 s 1116m3 h31 0 2 61 0 选泵 本设计采用潜污泵进行硝化液回流 将潜污泵直接布置在出水堰外端 无 须设泵房 可认为将生物池与泵房合建 选用 400QW1250 5 30 型污水泵 2 用 1 备 其性能如下表 3 9 表 3 9 400QW1250 5 30 型污水泵性能参数 型号流量 m3 h扬程 m效率 配电机功率 400QW1250 5 301250578 930 生产厂家 江苏亚太泵业集团公司等 管道布置 硝化液回流选用管道进行回流 管径采用 800mm 则流速 sm D Q V 79 0 8 014 3 31 044 22 8 反应池进 出水系统计算 进水管 扬州大学本科生毕业设计 33 单组反应池进水管设计流量 sm Q Q 15 0 864002 25000 2 3 1 管道流速设 V 0 8m s 管道过水断面 2 1 19 0 8 0 15 0 m V Q A 管径mm A d492 0 19 0 44 取进水管径 DN500mm 回流污泥管渠 回流污泥量 m s0 23 86400 25000 0 8 QRQ R总 回流污泥选用渠道进行回流 渠道断面面积 0 6 0 5m 则渠道中流速为 m s77 0 30 0 23 0 回流污泥泵房与回流污泥井之间用管道进行连接 回流污泥井起到相当于 一个单管出水井的作用 断面面积取 1 2 1 2m 设计流速定为 0 9 m s 则管 径 9 0 23 04 D 0 57m 取 600mm 单组反应池回流污泥渠道设计流量sm Q RQR 12 0 864002 25000 8 0 2 3 渠道断面尺寸定为 0 4 0 4m 流速 V 0 75m s 超高取 0 3m 则渠道总 深采用 0 7m 出水管 反应池出水管设计流量 Q5 0 26 86400 5 025000