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设计计算说明书设计进出水水质 （1）设计流量20000m3/d。查下表一可以计算出最大设计流量。表一 生活污水量总变化系数Kz平均日流量l/s）4610152540701202004007501600Km2.32.22.12.01.891.801.691.591.511.401.301.20上表来自水处理工程设计（刘红主编）84页。查上表得：处理量为20000m3/t时，Km=1.50。设计最大处理量Make(1)=200001.50=30000m3/d=0.35m3/s。 （2）进水水质： CODCr=220mg/L; TP=3.5mg/L ， BOD5浓度S0=130mg/L；SS浓度X0=180mg/L；TN=35mg/L；NH3N=25mg/L。 （3）出水水值：BOD5浓度Be20mg/L；SS浓度Be20mg/L；NH3N8mg/L；TP1mg/L；TN20mg/L。2.3 中格栅设计算2.3.1 设计参数由于提升泵房采用潜污泵，为了使泵减少磨损，则选用栅条间隙为25mm。由于城市污水长距离运输到污水处理厂，污水在运输过程中有损失，故当污水送到污水处理厂后应在地下，通过对当地地势及管网的安排取进水口在地下6米处。设计参数选择如下：栅前水深h=0.5m,过栅流速v=0.9m/s,栅条宽度s=0.01m，格栅安装高度倾角为60。设计计算图如下所示：（注）计算公式参考城市污水厂处理设施设计计算31页35页。 图2.3.1 格栅设计计算示意图2.3.2 设计计算 （1）栅槽宽度 栅条间隙数n,个 式中 Make 最大设计流量，0.35m3/s； 格栅安装倾角，（）；取=60； b 栅条间隙，m，取b=0.025m； v 过栅流速，m/s，取v=0.9 m/s h 栅前水深，取0.5m。格栅采用2台。所以单个格栅的的流量=0.35/2=0.18 m3/s。则单个格栅的间隙数n=0.18*(sin60）1/2 /(0.025*0.5*0.9)=15个校核过栅流速： 栅槽宽度B栅槽宽度一般比格栅宽0.20.3m，取0.2m。设栅条宽度 S=10mm则栅槽宽度 B=S(n-1)+bn=0.01*(15-1)+0.025*15=0.52m （m）栅槽之间的墙的宽度为0.5m，所以格栅安装的总宽度=0.522+0.5=1.54m。 （2）通过格栅的水头损失 进水渠道渐宽部分长度L1。 设进水渠道宽B1=0.75m,渐宽部分展开角1=20，进水渠道内的流速为0.7m/s。=(1.54-0.75)/(2*tg20)=0.35m栅槽与出水渠道连接处的渐宽部分长度L2，m =0.35/2=0.175m通过格栅的水头损失h1，m 式中 h 1通过格栅的水头损失，m; h0计算水头损失，m; k系数，格栅受栅渣堵塞时水头损失增大的倍数，一般取k=3； 阻力系数，其值与格栅的断面有关，按水处理构筑物设计与计算一书中第107页的表41选用。当栅条断面选用矩形时有： =2.42。 0.08 （3）栅后槽总高度H,m设栅前渠道超高h2=6m=0.3H=h+h1+h2=0.5+0.08+0.3=0.80m （4）栅槽总长度 L,mL=L1+L2+1.0+0.5+=0.35+0.175+1.0+0.5+(0.8/tg60)=2.49m （5） 每日栅渣量W据城市污水厂处理设施设计计算35页，取W1=0.07 m3栅渣/10 3m3废水。W每日栅渣量，m3/d;W1栅渣量，m3栅渣/10 m3 废水；km生活污水流量总变化系数，km=1.32。=(0.35*0.07*86400)/(1.50*1000)=1.4四台格栅机的总栅渣量为1.154=4.6 m3/d 0.2 m3/d，故采用机械清渣。 （6）格栅除污设备选择选用四台GSHZ型回转式格栅除污机，每台过水流量为0.25 m3/s，即21600 m3/d。根据设备制造厂商提供的回转式格栅除污机的有关技术资料，所选设备技术参数为： 安装角度为75 电机功率为1.5kw 沟宽960mm 栅前水深0.5 m 过栅流速0.89 m3/s 耙齿栅隙为25mm 过水流量为21600 m3/d2.4 进水井的计算因为进水井在粗格栅之前并和粗格栅连接，起到对各个格栅平均分配进水的作用，故取进水井的宽与格栅的总宽度相同，取宽度为5.34m，取长度为2.50m。则进水井的尺寸为2500 mm5340mm。2.5 提升泵房和积水井设计计算 （1）泵的选择近期设计最大流量为0.5m3/s，近期、远期各选用三台潜污泵，两用一备。总的为六台潜污泵，四用两备。每台泵的流量为900m3/h，抽升一般的废水多采用PW型污水泵，对于有腐蚀性的废水，应选择合宜的耐腐蚀泵或耐酸泵。抽升泥渣多的废水和污泥时，可选择泥沙泵或污泵。本设计中，查污水处理厂工艺设计手册354页可以选出适合该泵房的QW系列潜污泵。所选泵的型号及参数如下： 型号：350QW1000-8-37 排出口径：350mm 流量：1000 m3/h 扬程：8m 转速：980 r/min 功率：37KW效率：83.2% 重量：1100kg （2） 集水井设计计算 设计要求机组布置时，在机组之间以及机组和墙壁间应保持一定的距离。电动机容量小于50kw时，机组净距不小于0.8米；大于50kw时，净距应大于1.2米。机组于墙的距离不小于0.8米，机组至低压配电盘的距离不小于1.5米。考虑到检修的可能，应留有足够距离以抽出泵轴和电机转子，如无单独的检修间，则泵房内应留有足够的场地。此外，泵站内的主要通道应并不小于1.01.2米。集水池的容积应大于污水泵5分钟的出水量。该设计中，取两机组的中心距离为2.5米，最边上的机组与墙的距离为1.5米，则泵房总长=1.52+52.5=15.5米=15500mm。设计计算根据上面选择的泵，单台泵的流量为为1000m/h，即0.28m/s，因此在二期四台泵同时工作时，五分钟内的出水量为0.28560=336，考虑到有效利用体积，取400m，则集水池的平面面积集水池的宽（3) 泵房设计泵房设计一座，建造集水池的上方，泵房的平面尺寸为长15.5米，宽6.46米。2.6 细格栅设计计算2.6.1 设计参数由于提升泵房采用潜污泵，为了使泵减少磨损，则用粗格栅选用栅条间隙为25mm。由于城市污水长距离运输到污水处理厂，污水在运输过程中有损失，故当污水送到污水处理厂后应在地下，通过对当地地势及管网的安排取进水口在地下6米处。设计参数选择如下：栅前水深h=0.5m,过栅流速v=0.9m/s,栅条宽度s=0.01m，格栅安装高度倾角为75。2.6.2 设计计算 （1）栅槽宽度 栅条间隙数n,个 式中 Make 最大设计流量，m3/s； 格栅安装倾角，（）；取=75； b 栅条间隙，m，取b=0.008m； v 过栅流速，m/s，取v=0.8 m/s h 栅前水深，取0.5m。格栅采用4台，一期两台，二期两台。一次性施工完成。所以单格栅的的流量=0.5/2=0.25 m3/s。则单个格栅的间隙数 校核过栅流速： 栅槽宽度B栅槽宽度一般比格栅宽0.20.3m，取0.2m。设栅条宽度 S=10mm则栅槽宽度 （m）栅槽之间的墙的宽度为0.5m，所以格栅安装的总宽度=1.584+30.5=7.82m。（2）通过格栅的水头损失进水渠道渐宽部分长度L1。设进水渠道宽B1=1.0m,渐宽部分展开角1=20，进水渠道内的流速为0.7m/s。栅槽与出水渠道连接处的渐宽部分长度L2，m 通过格栅的水头损失h1，m 式中 h 1通过格栅的水头损失，m; h0计算水头损失，m; k系数，格栅受栅渣堵塞时水头损失增大的倍数，一般取k=3； 阻力系数，其值与格栅的断面有关，按水处理构筑物设计与计算一书中第107页的表41选用。当栅条断面选用矩形时有： =2.42。 （3）栅后槽总高度H,m 设栅前渠道超高h2=0.5m H=h+h1+h2=0.5+0.31+0.5=1.31m （4）栅槽总长度 L,mL=L1+L2+1.0+0.5+=0.8+0.4+1.0+0.5+=2.97m （5）每日栅渣量W据城市污水厂处理设施设计计算35页，取W1=0.08 m3栅渣/10 3m3废水W每日栅渣量，m3/d;W1栅渣量，m3栅渣/10 m3 废水；km生活污水流量总变化系数，km=1.32。0.2 m3/d故采用机械清渣。（6）格栅除污设备选择选用四台回转式格栅除污机，每台过水流量为0.25 m3/s，即21600 m3/d。根据设备制造厂商提供的回转式格栅除污机的有关技术资料，所选设备技术参数为： 安装角度为75 电机功率为1.5kw 沟宽1580mm 栅前水深0.5m 过栅流速0.8m/s 耙齿栅隙为8mm 过水流量为21600 m3/d2.7 沉砂池设计2.7.1 设计参数最大设计流量时的流速, m/s ,取v=0.20m/s最大设计流量时的流行时间，s,取t=40s设计参数及公式来源于城市污水厂处理设施设计计算中的第3740页 图2.7.1 平流式沉砂池设计计算图2.7.2 设计计算此次设计沉砂池选用平流式的沉砂池，施工分两期完成，即总共要建4格沉砂池，一期建两格，二期再建两格。设计水量根据一期的最大水量设计，而一期建两个沉砂池，故每个沉砂池的最大设计流量为0.25 m3/s。设计计算中按一期流量计算。 （1）沉砂池长度L，m （2）沉砂池每格水流断面面积A 0.35/0.20=1.75 （3）池总宽度B, m一期、二期各两格，总的四格，设每格宽1.5米，则总宽为3.0米， （4）沉砂池的有效水深h2取沉砂池每个分格宽度为B=1.5m。则：b=3.0/2=1.5m 1.2m(合理) （5）每格沉砂池沉砂斗所需容积v 式中： v沉砂斗容积，m3; t 清除沉砂的时间间隔，d,取t=2天 x城市废水中的沉砂量，取X=30 m3沉砂/106废水； km生活污水流量总变化系数。 (0.35*2*30*86400)/1.50*106=1.2 （6）每格沉砂斗所需容积V1 沉砂池的每一个分格设有两个沉砂斗，则每个沉砂斗的容积为： 1.2/2=0.6 （7）沉砂斗尺寸 a 沉砂斗上口宽a ,m 式中 斗高，m,取=1.0m； 斗底宽，m，取=0.5m。 b 沉砂斗容积v1，m3 =0.32 （8）沉砂室高度h3，m，采用重力排砂，设池底坡度为0.06，坡向砂斗。沉砂室由两部分组成：一部分为沉砂斗，另一部分为沉砂池坡向沉砂斗得过渡部分，沉砂室的宽度为沉砂室宽度=2（3.74+1.16）+0.2=10(m) （9） 沉砂池总高度H，m 取超高h1=0.3米 H=h1+h2+h3=0.3+0.67+1.12=2.29(m) (10) 砂水分离器的选择沉砂池的沉砂经排砂装置排除的同时，往往是砂水混合体，为进一步分离砂和水，需配套砂水分离器。清除沉砂的间隔时间为两天，根据该工程的排砂量，选用螺旋砂水分离器。该设备的主要技术性能参数为处理量：20L/S电机功率：0.37KW机体最大宽度：1420mm2.8 巴氏计量槽设计计算巴氏计量槽安装在沉砂池之后，设于总出水干渠上。一期全部设计完工。计量槽分成三段：进水收缩段、中间喉渠和出水扩大段。槽身及其前后的明渠均要求矩形断面。前后明渠的底坡可以相等，也可以不相等。计算示意图如下所示：（注：巴士计量槽的计算公式来自于水污染控制工程333页） 图2.8.1 巴式计量槽设计计算图喉渠有一对0.375的顺坡，出水段的头部有一段0.166的反坡，由此造成水流自由跌落。同时，为了保证计量准确，对跌落度有如下要求：当b=0.15m时，H20.3m时，H20.7H1。通过计量槽的流量与进水段的水深有如下关系： Q=mbH1式中：Q通过计量槽的流量，m3/s； b喉宽，（一般取上游渠宽的1/3-1/2），m； H1进水段的正常水深，m； m 、系数，当b=0.15m时，m=0.384, =1.58; 当b=0.3-1.75m时，m=0.365, 由水污染控制工程中表23-6查出。不同喉宽时的值喉b(m)0.30.500.751.001.261.501.751.5221.541.5571.571.5781.