污水处理厂设计计算

1 某污水处理厂设计说明书某污水处理厂设计说明书 1 1 计算依据计算依据 1 工程概况 该城市污水处理厂服务面积为 12 00km2 近期 2000 年 规划人口 10 万人 远期 2020 年 规划人 口 15 0 万人 2 水质计算依据 A 根据 室外排水设计规范 生活污水水质指标为 CODCr 60g 人 d BOD5 30g 人 d B 工业污染源 拟定为 CODCr 500 mg L BOD5 200 mg L C 氨氮根据经验值确定为 30 mg L 3 水量数据计算依据 A 生活污水按人均生活污水排放量 300L 人 d B 生产废水量近期 1 2 104m3 d 远期 2 0 104m3 d 考虑 C 公用建筑废水量排放系数近期按 0 15 远期 0 20 考虑 D 处理厂处理系数按近期 0 80 远期 0 90 考虑 4 出水水质 根据该厂城镇环保规划 污水处理厂出水进入水体水质按照国家三类水体标准控制 同时执行国家关 于污水排放的规范和标准 拟定出水水质指标为 CODCr 100mg L BOD5 30mg L SS 30mg L 2 NH3 N 10mg L 1 2 污水量的确定污水量的确定 1 综合生活污水 近期综合生活污水 远期综合生活污水 2 工业污水 近期工业污水 远期工业污水 3 进水口混合污水量 处理厂处理系数按近期 0 80 远期 0 90 考虑 由于工业废水必须完全去除 所以不考虑其处理系数 近期混合总污水量 取 远期混合总污水量 取 4 污水厂最大设计水量的计算 近期 取日变化系数 时变化系数 3 远期 取日变化系数 时变化系数 拟订该城市污水处理厂的最大设计水量为 1 3 污水水质的确定污水水质的确定 近期 取 取 远期 取 取 则根据以上计算以及经验值确定污水厂的设计处理水质为 4 考虑远期发展问题 结合 城镇污水处理厂污染物排放标准 GB18918 2002 处理水质达到 城镇污水处理厂污染物排放标准 GB18918 2002 中的一级标准 B 排放要求 拟定出水水质指标为 表 1 1 进出水水质一览表 序号基本控制项目一级标准 B 进水水质去除率 1COD8032575 4 2BOD2015086 7 3SS2030093 3 4氨氮8 1 3073 3 5T N204050 6T P1 5350 7pH6 97 8 注 1 取水温 12 的控制指标 8 水温 12 的控制指标 15 2 基本控制项目单位为 mg L PH 除外 第二章第二章 各单体构筑物计算各单体构筑物计算 2 1 粗格栅设计粗格栅设计 1 设计参数 设计流量 栅前水深 过栅流速 栅条间隙 栅前长度 栅后长度 格栅倾角 栅条宽度 栅前渠超高 2 设计计算 5 图 2 1 粗格栅计算示意图 格栅设两组 按两组同时工作设计 一格停用 一格工作校核 1 栅条间隙数 取 2 栅槽宽度 格栅宽度一般比格栅宽 0 2 0 3m 取 0 2 则 3 通过栅头的水头损失 4 栅后槽总高度 5 栅前渠道深 6 栅槽总长度 7 每日栅渣量 6 式中 为栅渣量 格栅间隙为 16 25mm 时 污水 本工程格 栅间隙为 20mm 取污水 采用机械清渣 2 2 集水池提升泵房设计集水池提升泵房设计 设计流量 考虑取用 5 台潜水排污泵 四用一备 则每台泵流量为 集水池容积采用相当于一台泵的 15min 流量 即 2 3 细格栅设计细格栅设计 1 设计参数 设计流量 栅前水深 过栅流速 栅条间隙 栅前长度 栅后长度 格栅倾角 栅条宽度 栅前渠超高 2 设计计算 图 2 2 细格栅计算示意图 7 格栅设两组 按两组同时工作设计 一格停用 一格工作校核 1 栅条间隙数 取 2 栅槽宽度 3 通过栅头的水头损失 4 栅后槽总高度 5 栅前渠道深 6 栅槽总长度 7 每日栅渣量 式中 为栅渣量 对于栅条间距 b 10mm 的细格栅 对于城市污水 每单位体积污水拦截栅渣量 为污水 采用机械清渣 2 4 平流式沉砂池设计平流式沉砂池设计 1 设计参数 最大设计流量时的流速 最大设计流量时的流行时间 设计流量 城市污水沉砂量污水 2 设计计算 8 图 2 3 平流式沉砂池计算示意图 沉砂池设两座 每座取 2 格 每格宽 1 沉砂池长度 2 水流断面面积 3 池总宽 4 有效水深 5 沉砂斗容积 式中 T 为清除沉砂的时间间隔 取 2d 6 每个沉砂斗的容积 设每一个分格有 2 个沉砂斗 有 4 个分格 9 沉砂斗上口宽 式中 斗高取 斗底宽取 斗壁与水平面的倾角去 沉砂斗容积 7 沉砂室高度 式中 池底坡度去 0 06 两个沉砂斗之间隔 壁厚取 0 2 8 沉砂池总高度 式中 超高 9 验算最小流速 2 5 卡鲁塞尔氧化沟设计卡鲁塞尔氧化沟设计 1 设计参数 活性污泥浓度 则 异养微生物的产率系数 异养微生物内源衰减系数 污泥回流比 R 100 10 设计流量 2 设计计算 氧化沟设四座 按四组同时工作设计 图 2 4 氧化沟计算示意图 1 氧化沟容积计算 氧化沟区 容积的确定 a 好氧区容积 硝化菌的比增长速率可用下式计算 11 当最低温度 T 15 出水 时 安全系数取 2 5 则设计污泥龄为 9 0 d 为保证污泥稳定 确定污泥龄为 25d 好氧区有机物的去除速率 所需 MLVSS 总量 硝化容积 水力停留时间 b 缺氧区容积 假设生物污泥含 12 4 的氮 则每日用于生物合成的 处理水中非溶解性值 12 式中 表示出水中的浓度 mg L 则处理水中溶解性 用于生物合成的氮为 被氧化的 脱硝所需 在 15 时反硝化速率 需还原的 脱氮所需 脱氮所需池容 水力停留时间 13 氧化沟区 容积 水力停留时间 缺氧区 容积的确定 a 除磷所需容积 若缺氧水力停留时间取 40min 则 b 脱硝所需容积 若需还原的 脱氮所需 则 缺氧区 容积 水力停留时间 厌氧区 容积的确定 生物除磷系统的厌氧区水力停留时间取 1 5 h 所需容积 以上计算得出 氧化沟总容积 14 水力停留时间 污泥负荷 2 需氧量计算 总需氧量 式中 A 经验系数取 0 5 去除浓度 mg L B 经验系数取 0 1 MLSS 混合液悬浮固体浓度 mg L 需要硝化的氧量 20 脱氮的需氧量 式中 经验系数取 0 8 经验系数取 0 9 经验系数取 1 0 20 时水中溶解氧饱和度 9 17mg L 30 时水中溶解氧饱和度 7 63mg L 15 C 混合液中溶解氧浓度 取 2mg L T 温度 取 30 3 回流污泥量计算 二沉池回流污泥浓度 氧化沟中混合液污泥浓度 则回流比 回流污泥量 4 剩余污泥量计算 式中 Y 污泥产率系数 取 0 5 污泥自身氧化率 取 0 05 若由池底排除 二沉池排泥浓度为 8g L 则每个氧化沟产泥量 2 6 辐流式沉淀池设计辐流式沉淀池设计 1 设计参数 设计流量 水力表面负荷 沉淀时间 t 4h 2 设计计算 16 图 2 5 辐流式沉淀池计算示意图 1 主要尺寸计算 二沉池设四座 按四座同时工作设计 池表面积 池直径 取 沉淀部分有效水深 沉淀部分有效容积 取池底坡度 i 0 05 则沉淀池底坡度落差 17 沉淀池周边有效水深 式中 缓冲层高度 取 0 5m 刮泥板高度 取 0 5m 沉淀池总高度 2 进水系统计算 进水管计算 单池设计污水流量 进水管设计流量 管径 1000i 1 7 进水竖井 进水竖井采用 出水口尺寸 共 6 个沿井壁均匀分布 出水口流速 0 15 0 2m s 稳流筒计算 筒中流速 0 02 0 03m s 稳流筒过流面积 18 稳流筒直径 出水部分设计 a 单池设计流量 b 环型集水槽内流量 c 环型集水槽设计 采用周边集水槽 单侧集水 每池只有一个出口 集水槽宽度为 取 b 0 5m 式中 k 为安全系数 取 1 4 集水槽起点水深为 集水槽终点水深为 槽深均取 0 9m d 出水溢流堰的设计 19 图 2 6 出水三角堰计算示意图 采用出水三角堰 堰上水头 每个三角堰流量 三角堰个数 取 三角堰中心距 2 7 紫外线消毒系统设计紫外线消毒系统设计 1 设计参数 依据加拿大 TROJAN 公司生产的紫外线消毒系统的主要参数 选用设备型号 UV4000PLUS 20 2 设计计算 1 灯管数 UV4000PLUS 紫外线消毒设备每 3800需 2 5 根灯管 则 取 n 56 根 拟选用 7 根灯管为一个模块 则模块数 N 8 个 2 消毒渠设计 按设备要求渠道深度为 129cm 设渠中水流速度为 0 5m s 渠道过水断面积 渠道宽度 取 2 6m 若灯管间距为 9cm 沿渠道宽度可安装 28 根灯管 故选取用 UV4000PLUS 系统 两个 UV 灯组 一 个 UV 灯组 4 个模块 渠道长度每个模块长度 2 5m 渠道出水设堰板调节 调节堰到灯组间距 1 5m 进水口到灯组间距 1 5m 两个灯组间距 1 0m 则渠道总长 L 为 复核辐射时间 符合 10 100s 紫外线消毒渠道计算如 2 7 图所示 21 图 2 7 紫外线消毒渠计算示意图 2 8 配水井设计配水井设计 1 设计参数 依据堰式配水井设计参数 2 设计计算 图 2 8 配水井计算示意图 22 二沉池前配水井 1 进水管管径 配水井进水管的设计流量为 当进水管管径为时 查水力计算表 得知 v 0 884m s 1 0m s 满足设计要求 2 矩形宽顶堰 进水从配水井底中心进入 经等宽堰流入 4 个水斗再由管道接入 4 座后续构筑物 每个后续构筑物的 分配水量为 配水采用矩形宽顶溢流堰至配水管 1 堰上水头 H 因单个出水溢流堰的流量为 一般大于 100L s 采用矩形堰 小于 100L s 采用三角 堰 所以本设计采用矩形堰 堰高 h 取 0 5m 矩形堰的流量 式中 Q 矩形堰的流量 H 堰上水头 m b 堰宽 m 取堰宽 b 0 9m 流量系数 通常采用 0 327 0 332 取 0 33 则 2 堰顶厚度 B 根据有关实验资料 当时 属于矩形宽顶堰 取 B 0 9m 这时 所以 该堰属于矩形宽顶堰 23 3 配水管管径 设配水管管径 流量 查水力计算表 得知流速 1000i 1 7 4 配水漏斗上口口径 D 按配水井内径 1 5 倍设计 2 9 污泥泵房设计污泥泵房设计 1 设计参数 集泥池的容积选用一台泵的 10 分钟抽送能力计算 2 设计计算 1 污泥总量 2 集泥池容积 初拟采用 5 台 四用一备 回流污泥泵 2 台 一用一备 剩余污泥泵 则集泥池的容积 第三章第三章 管道设计管道设计 3 1 进水管 事故管进水管 事故管 采用钢筋混凝土管 设计流量 Q 1 0m s 管内流速 v 1 6m s 充满度 1000i 2 5 管径 D 1000mm 3 2 污水管污水管 1 平流式沉砂池至氧化沟管道 1 管段 1 24 拟用铸铁管 设计流量 管内流速 v 0 884m s 满流 1000i 0 691 管径 D 1200mm 2 管段 2 拟用铸铁管 设计流量 管内流速 v 1 0m s 满流 1000i 1 46 管径 D 800mm 3 管段 3 拟用铸铁管 设计流量 管内流速 v 0 884m s 满流 1000i 1 7 管径 D 600mm 3 氧化沟至配水井管道 1 管段 1 拟用铸铁管 设计流量 管内流速 1000i 1 7 管径 D 600mm 2 管段 2 拟用铸铁管 设计流量 管内流速 v 0 884m s 满流 1000i 0 691 管径 D 1200mm 4 配水井至辐流式沉淀池管道 拟用铸铁管 设计流量 管内流速 1000i 1 7 管径 D 600mm 5 辐流式沉淀池至紫外线消毒系统