给水课程设计计算

1、 目 录第一章 设计水质水量计算 1 污水水量的计算1第二章 构筑物计算4第一节 平面格栅计算4第二节 平流沉砂池计算5第三节 初沉池-辐流式沉淀池8第四节 生物氧化池池13第五节 二沉池-辐流沉淀池16第六节 消毒接触池计算21第七节 计量设备23第三章 污水处理厂构筑物高程计算26第四章 水泵计算与选择 27第一章 设计水质水量的计算一.设计污水水量 城镇平均日生活用水量由下式计算 式中：为城镇平均日生活用水量，/d 为居民平均日生活用水定额（L/d） 为设计人口数，人 为工厂平均废水量，/d = （200.1+250.12+300.13）+4000+5000+3000+5000 =106

2、000/d=1268.52 L/s 城市最大用水量 =+ 式中：为工业废水设计秒流量，L/s 为各区平均生活污水量，/s 为总变化系数 =1.3 =1.389000+40001.4+50001.5+3000+5000 =139400/d=1613.43 L/s 生活污水、工业废水和公共建筑排水混合后污水SS浓度 = 式中：各区人口，人 不同工厂工业废水的SS浓度，mg/L 每人每天排放的SS克数，取40g/（人*d） 各区平均生活用水量，/d 平均工业废水量，/d =325mg/L4.生活污水、工业废水和公共建筑排水混合后污水BOD浓度 = 式中：各区人口，人 不同工厂工业废水的BOD浓度，m

3、g/L 每人每天排放的BOD克数，取30g/（人*d） 各区平均生活用水量，/d 平均工业废水量，/d =273.11mg/L二水体处理程度 E=式中：EBOD去除效效率， 进水BOD浓度，Kg/ 出水BOD浓度，Kg/ E=100=92.7三.方案比较 常规活性污泥法处理工艺流程图 污水栅格沉砂池一沉池曝气池二沉池消毒出水 生物膜法处理工艺流程图 污水格栅沉砂池一沉池生物滤池二沉池消毒出水 城市污水处理常用的处理流程均能达到处理要求，满足国家有关的污水排放要求。与常规活性污泥法相比，生物膜法对流入污水水质、水量的变化适应较强，即使一段时间终止进水对生物膜的净化功能也不会造成致命的影响，通水后

4、能快速地得到恢复；污泥沉降性能良好，易于固液分离，能够处理低浓度的污水，易于维护运行、节能，具有脱氮功能。 第二章 构筑物计算第一节 平面格栅计算设计中采用平面格栅，N=2组，每组格栅单独设置，每组格栅的设计流量为0.806。1.格栅的间隙数 n=个式中 n格栅栅条间隙数（个）； Q设计流量()； 格栅倾角()； N设计的格栅组数（组）； b格栅栅条间隙（m）； h格栅栅前水深（m）； v格栅过栅流速（m/s）。 设计中取格栅前水深h=0.5m，过栅流速为v=0.9m/s，栅条间隙宽度为b=0.01m，格栅倾角为60度。 2.栅槽宽度B=S（n-1）+bn=0.01(84-1)+0.0184=

5、1.67m式中 B格栅槽宽度（m）； h每根格栅条的宽度（m）； 设计中取S=0.01m。3.进水管道渐宽部分的长度式中 进水管道渐宽部分的长度（m）； 进水明渠宽度（m）； 渐宽处理角，一般采用10-30，取30设计中进水管道宽=0.9m，其渐宽部分展开角=304. 出水管道渐窄部分的长度=0.5 =0.16m5. 通过格栅的水头损失设栅条断面为锐边矩形断面，考虑格栅被堵塞是水头损失增大倍数k=3。6. 栅后明渠的总高度H=设栅前管道超高=0.30m。7. 格栅槽总长度L 栅前管道深。8.每日栅渣量 式中 每日每污水的栅渣量（），一般采用0.05-0.1污 水。设计中取污水。应采用机械除渣及

6、皮带输送机或无轴输送机输送栅渣，采用机械栅渣打包机将栅渣打包，汽车运走。第二节 平流沉砂池计算 沉砂池是借助于污水中的颗粒与水的比重不同，使大颗粒的砂粒，石子等无机颗粒沉降，减少大颗粒物质在输水管内沉积和消化池内沉积。 设计中选择二组平流式沉砂池，N=2组，分别与格栅连接，每组沉砂池设计流量为0.806。1. 沉砂池长度 式中 L沉砂池的长度（m）； v设计流量时的速度（m/s）,一般采用0.15-0.30m/s； t设计流量时的流行时间（s）,一般采用30-60s。 设计中取v=0.2m/s,t=45s。2. 水流过水断面面积 A=Q/v=3. 沉砂池宽度 式中 设计有效深度，一般采用0.2

7、5-1.00m。 设计中取=0.7m，每组沉砂池设两格4. 沉砂室所需容积 式中 平均流量（）；X城市污水沉沙量，一般采用30污水；T消除沉砂的间隔时间（d），一般采用1-2d；设计中取消除沉砂的间隔时间T=1d,城市污水沉沙量X=30污水。5.每个沉砂斗容积 式中 n沉砂斗格数（个）。 设计中取每个分格有2个沉砂斗，共有个沉砂斗。6.沉砂斗高度 沉砂斗高度应能满足沉砂斗储存沉砂的要求，沉砂斗的倾角的。式中 沉砂斗上口面积（）； 沉砂斗上口面积（），一般采用。 设计中取沉砂斗上口面积1.2m1.2m,下口面积为0.5m0.5m。设计中取沉砂斗高度=0.8 ，校正沉砂斗角度=/(1.2-0.5)

8、=2.297.沉砂室高度 式中 i沉砂池坡度，一般采用0.01-0.02；设计中取i=0.02 沉砂池底长度（m）。 8.沉砂池总高度 式中 沉砂池超高，一般采用0.3-0.5m。设计中取9.验算最小流速 式中 最小流速（m/s）,一般采用； 最小流量（）,一般采用；沉砂池格数（个），最小流量时取1；最小流量时的过水断面面积（）。10.进水管道 格栅的出水通过DN900mm的管道送入沉砂池的进水管道，然后向两侧配水进入进水管道，污水在管道内的流速为： 式中 进水管道水流流速（m/s）； 进水管道宽度(m)； 进水管道水深（m）。设计中取=2m，=0.5m11.出水管道 出水采用薄壁出水堰跌落出

9、水，出水堰可保证沉砂池内水位标高恒定，堰上水头为: 式中 沉砂池内设计流量（）； m流量系数，一般采用0.5； 堰宽（m）,等于沉砂池宽度。设计中取m=0.5，出水堰自由跌落0.2 m后进入出水槽，出水槽宽度1.0m，有效水深0.8m，水流流速0.682m/s，出水流入出水管道。出水管道采用钢管，管径DN=900 mm，管内流速0.97m/s，水力坡度i=0.00146。12排水管道采用沉砂池底部管道排砂，排砂管道管径DN=200mm。第三节 一沉池辐流式沉淀池设计中选择两组平流沉淀池，N=2组，每组平流沉淀池设计流量为：0.806，从沉砂池流来的污水进入配水井，经过配水井分配流量后流入辐流式

10、沉淀池。1. 沉淀池表面积 式中 A沉淀池表面积 Q设计流量 表面负荷，一般采用1.5-3.0。 设计中取2. 沉淀池直径 式中：D沉淀池直径（m） 取36m3.沉淀部分有效水深 式中 t沉淀时间，一般采用1.0-2.0h,设计中取2h。4.污泥部分所需容积按去除水中悬浮物计算 式中 Q平均污水流量（）； 进水悬浮物浓度（mg/L）； 出水悬浮物浓度（mg/L），一般采用沉淀效率； 生活污水总变化系数 污泥容量（），约1； 污泥含水率（%）。设计中取T=1d，=97%,5.每格沉淀池污泥部分所需容积 式中 沉淀池格数6.污泥斗容积辐流沉淀池采用周边传动刮泥机，池底需做成2%的坡度，刮泥机连续转

11、动将污泥推入污泥斗，设计中选择矩形污泥斗，污泥斗上口尺寸2m2m，底部尺寸0.5m0.5m，倾角为60污泥斗容积： m式中：污泥斗容积（） 污泥斗高度（m）； 污泥斗上口边长（m） 污泥斗底部边长（m），一般采用0.5m沉淀池底部圆锥体体积： m 式中：沉淀池底部圆锥体高度（m） 沉淀池半径（m），R=17m。 沉淀池底部中心圆半径（m）r=1m沉淀都总容积V=V1+V2=14.3+201.1=215.4m7.沉淀池总高度 式中：沉淀池超高(m),一般采用0.3-0.5m； 设计中取0.4m 沉淀池缓冲层高度（m）,一般采用0.3m8.进水配水井 沉淀池分为2组每组分为12格，每组沉淀池进水端

12、设进水配水井，污水在配水井内平均分配，然后流进每组沉淀池。配水井内中心管直径 式中 配水井内中心管直径（m）； 配水井内中心管上升流速（m/s）,一般采用设计中取=0.7m/s 配水井直径 式中 配水井内污水流速（m/s）,一般取v=0.2-0.4m/s。 设计中取=0.3m/s9.进水管道沉淀池分为两组，每组沉淀池进水端设进水管道，配水井接出的DN100进水管从进入管道中部汇入，污水沿进水管道向两侧流动，通过潜孔进入配水管道，然后由穿孔花墙流入沉淀池。 式中 进水管道水流流速（m/s）,一般采用m/s; 进水管道宽度（m）; 进水管道水深（m）， 设计中取=0.3m, =0.8m , n=8

13、个穿孔花墙向四周辐射平均布置，穿孔花墙四周设稳流罩，稳流罩直径3.0m，高2.0m在温流罩上平均分布100mm的孔洞306个，孔洞的总面积为稳流罩过水断面的15。 15.出水堰沉淀池出水经过双侧出水堰跌落进入集水槽，然后汇入出水管道排入水井。出水堰采用双侧90三角形出水堰，三角堰顶宽0.16m，深0.8m，间距0.05m，外侧三角堰距沉淀池内壁33.2m，共有496个三角堰。内侧三角堰距挡楂板0.4m，三角堰直径为32.0m，共有478个三角堰。两侧三角堰宽度为0.6m，三角堰堰后自由铁跌落0.10.15m，三角堰有效水深为： 三角堰堰后自由跌落0.15m，则堰水头损失0.192m。 16.堰

14、上负荷： 17.出水挡渣板： 三角堰前设有出水浮渣挡渣板，利用刮泥机架上的浮渣刮板收集。挡渣板高出水面0.15m，深入水下0.5m，在挡渣板旁设一个浮渣收集装置，采用管径DN=300mm的排渣管排出池外。18.出水渠道：出水槽设在沉淀池周围，双侧收集三角堰出水，距离沉淀池内壁0.4m，出水槽宽0.6m深0.7m，有效水深0.50m。水平流速0.83m/s。出水槽将三角堰出水汇集送入出水管道，出水管道采用钢管，管径DN=800mm，管内流速为0.63m/s，水利坡度i=0.479。19.刮泥装置： 沉淀池采用周边传动刮泥机，周边传送刮泥机的线速度为23m/min，刮泥机底部设有刮泥板，将污泥推入

15、污泥斗，刮泥机上部设有挂渣板，将浮渣刮进排渣装置。20.排泥管：沉淀池采用重力排泥，排泥管管径DN=300mm，排泥管伸入污泥斗底部，排泥静压头采用1.2m，连续将污泥排出池外贮泥池内。第四节 生物氧化池1.计算滤料容积、池表面面积按BOD面积负荷率计算，所得结果再用BOD容积负荷率和水力负荷率加以校核。 A=17589.9式中：污水量，/d n回流稀释倍数 稀释后污水BOD浓度 NBOD面负荷，取高值1750BOD/()滤料总容积 滤层厚度取2m V=Ah=17589.92=35179.8校核，BOD容积负荷和水力负荷是否在适宜的范围内对BOD容积校核 =g/（） =875.001200g/

16、（d）对水力负荷校核 =13.26/（d）介于1030/（d）滤池数、没座滤池表面面积、滤池直径采用16座滤池每座滤池表面面积 每座滤池的直径 =37.42m38m没座滤池直径为38m 即采用直径38m，高1.2m的高负荷生物滤池16座旋转布水器的计算与设计a. 确定旋转布水器的直径旋转布水器的直径主要取决于滤池的池径 =-200mm=38000-200=37800mm即较滤池直径小200mmb. 确定布水横管的数目及其管径一般取24根布水管，取4根管，其管内流速=0.51.0m/s，取0.8m/s =mm100mmc. 确定每根布水横管的出水空口数m、孔口直径d及每个空口据滤池中心的距离r每

17、根布水横管上的出水口数 m=式中：a最末端的两个出流口间距的两倍数，取值80mm 出流孔口直径d一般介于1015mm间，不得小于10mm每个出流孔口距滤池中心的距离r按公式计算 r=R=18900mm式中：R布水器的半径，mm 从中心算起，每个出流孔口在布水横管上的排列顺序 孔口间距在池中心处大，向池边逐步减小，一般从300mm开始，逐步减小到40mm，这样能够达到均匀布水的要求。d.布水器工作水头的计算 H=式中：H旋转布水器所需工作水头，m 沿程阻力，m 出水孔口局部阻力，m 布水横管的流速恢复水头，m根据俄国给排水设计总院在试验的基础上确定各项计算式 =1.70m =1.41m =0.5

18、1m式中：每根布水横管的污水流量，L/s m每根布水横管上的空口数 d孔口直径，mm 布水横管管径，mm 旋转布水器直径 K流量模数，数值按下式计算 K=式中：C阻力系数，按巴甫洛夫斯基公式计算确定 R布水横管的水力半径K查表可知K=43L/s第五节 二沉池辐流沉淀池采用辐流式沉淀池，共设两座，且设集配水井一座。设计流量为0.859m3/s，从曝气池流出的混合液进入集配水井，进过集配水井分配流量后流进辐流沉淀池。1二次沉淀池的设计参数：设计流量：0.806m3/s 表面负荷：q=1.5m3/（m2.h）池子个数：n=2个 沉淀时间：t=3h2二次沉淀池的设计计算：（1）沉淀部分水面面积：（2）

19、池子直径：取直径D=31m；半径R=15.5m；（3）沉淀部分有效水深：设计中沉淀时间t取2.9h。（4）径深比，合乎（6-12）的要求。（5）污泥部分所需容积: 式中：V1污泥部分所需容积（m3）； Q0污水平均流量（m3/h）； R污泥回流比（%）； X曝气池中污泥浓度（mg/L）；Xr二沉池排泥浓度（mg/L）。取，R=50%。则 (6)沉淀池总高度 式中 沉淀池超高（m）,一般采用0.3-0.5m，取0.4m；沉淀池有效水深（m）；沉淀池缓冲层高度（m）,一般采用0.3m；沉淀池底部圆锥体高度（m）；沉淀池污泥区高度（m）。根据污泥部分容积大及二沉池污泥的特点，采用机械刮吸泥机连续排泥

20、，池底坡度为0.05。式中 r沉淀池半径（m）； 沉淀池进水竖井半径（m），一般采用1.0m； i池底坡度。设计取r=22m， =1m，取池底坡度i=0.05 式中 污泥部分所需容积； 沉淀池底部圆锥体积； （7）进水管计算 式中 进水管设计流量（）； 单池设计流量（）； R污泥回流比（%）； 单池污水平均流量（）。 设计中取Q=0.806，R=50%。 进水管管径取=900mm,所以流速。（8）进水竖井计算进水竖井直接采用；进水竖井采用多孔配水，配水口尺寸，共设6个沿井壁均匀分布；流速v: ,符合0.15-0.2。孔距l: (9)稳流筒计算 筒中流速：，设计中取0.02m/s；稳流筒过流面积

21、：直径： 取直径为4m.（10）出水槽计算采用双边90度三角堰出水槽集水，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。每侧流量：Q=0.806/2=0.403集水槽中流速v=0.6m/s,设集水槽宽B=0.6m；槽内终点水深： 槽内起点水深： 式中 槽内临界水深（m）；系数，取1。设计中取出水堰后自由跌落0.10m，集水槽高度：1.42+0.1=1.52，集水槽断面尺寸0.6mX1.52m。(11)出水堰计算 式中 q三角堰单堰流量（L/s）； Q进水流量（L/s）； L集水堰总长度（m）； 集水堰外侧堰长（m）；集水堰内侧堰长（m）。n三角堰数量（个）；b三角堰单宽（m）；h堰上

22、水头（m）；堰上负荷。设计中取b=0.10m,水槽距池壁0.5m。 个 （12）出水管出水管管径D=900mm （13）排泥装置 沉淀池采用周边传动刮泥机，周边传动刮泥吸泥机的线速度为m/min,刮吸泥机底部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。(14)集配水井的设计计算a.配水井中心直径 式中 配水井内中心管污水流速（m/s），一般采用0.6 m/s；设计中取 =1m/s,Q=1.61 Q进水流量（）。b.配水井直径 式中 配水井内污水流速（m/s），一般取=0.2-0.4 m/s,取=0.3 m/s；则 设计时取3m。c.集水井直径 设计时取

23、4.0m 式中 集水井内污水流速（m/s），一般取=0.2-0.4 m/s,取=0.3 m/sd.进水管直径取进入二沉池的管径DN=900mm。校核流速：0.7m/s符合要求e.总出水管取出水管管径D=900mm，v=1.27m/s，集配水井内设有超越闸阀，以便超越。第六节 消毒设施计算1.消毒剂的选择由原始数据可知，该厂受纳水体卫生条件无特殊要求，设计中采用液氯作为消毒剂对污水进行消毒。2.消毒剂的投加二级处理采用液氯消毒，加氯量采用经验数据，加氯量为8mg/L,则每日加氯量为：式中 q每日加氯量（kg/d） q0液氯投量（mg/L) Q污水设计流量（m3/s) 液氯由真空转子加氯机加入，设

24、计二台，一用一备。每小时加氯量： 设计中采用ZH1型转子加氯机。3.平流式消毒接触池 本设计采用2个3廊道平流式消毒接触池，单池设计如下：(1).消毒接触池容积：式中 池子的组数，设2组；接触时间，采用min。得(2).消毒接触池表面积设有效水深，则有： 式中 h2消毒接触池有效水深（m）（3）池长 设计中取消毒接触池廊道单宽B=4.5m消毒接触池采用3廊道，消毒接触池长：设计中取20m 校核长宽比： ，合乎要求。(4).池高H=h1+h2 式中 h1超高（m），一般采用0.3m； H2有效水深（m）。 H=0.3+5=5.3m（5）进水部分 每个消毒接触池的进水管管径DN900mm，v=1.

25、1m/s。（6）混合 采用管道混合的方式，加氯管线直接接入消毒接触池进水管，为增强混合效果，加氯点后接D=1000mm的静态混合器。（7）出水部分 式中 H堰上水头（m）； n消毒接触池个数； m流量系数，一般采用0.42。 b堰宽，数值等于池宽（m）。 设计中取n=2个，b=5.0m。 第七节 计量设备 本设计采用巴氏计量槽。1.计量槽主要部分尺寸： A1=0.5b+1.2 A2=0.6m A3=0.9m B1=1.2b+0.48 B2=b+0.3 式中:A1渐缩部分长度（m） b喉部宽度（m） A2喉部长度（m） A3渐扩部分长度（m） B1上游渠道宽度（m) B2下游渠道宽度（m） 设计

26、中b取0.9m ，,则A1=1.65m，B1=1.56m，B2=1.2m 2.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，在计量槽上游，直线段不小于渠宽的23倍，下游不小于45倍。 计量槽上游直线段长: =31.56=4.68m 计量槽下游直线段长: =51.2=5.6m 计量槽总长: 3.计量槽水位 当b=0.75m时： 式中 上游水深（m）。 当b=0.3-2.5m时，时为自由流； ，取4.渠道水力计算 （1）上游渠道：过水断面面积：A=B1H1=1.560.90=1.404湿周 ：f=B1+2H1=1.56+20.90=3.36m 水力半径：R=A

27、/f=1.404/3.36=0.42m 流速：V=Q/A=1.613/1.404=1.15m/s 水力坡度：i=（1） 下游渠道：过水断面面积：A=B2H2=1.560.6=0.94 湿周：f=B2+2H2=1.56+20.6=2.76m 水力半径R=A/f=0.94/2.76=0.34m 流速：V=Q/A=1.613/0.94=1.72m/s 水力坡度：i=5.水厂出水管 采用重力流铸铁管，流量，DN900mm，v=1.0 m/s第三章 污水处理厂构筑物高程计算1.构筑物水头损失计算污水流经各处理构筑物的水头损失构筑物名称水头损失（m）构筑物名称水头损失（m）配水井0.2初沉池0.63格栅0

28、.26二沉池0.43沉砂池0.2生物氧化池1.70消毒0.20计量堰0.262.管渠水力计算 污水管渠水力计算表管渠及构筑物名称流量（L/S）管渠设计参数水头损失D（mm）1000iv(m/s)L(m)沿程局部合计出水口至计量堰161310004.91.151240.0500.0670.117计量堰至接触池161310004.91.15170.0070.0670.074接触池至配水井161310004.91.15760.0340.0670.101配水井至二沉池8067006.61.27600.0010.0810.082二沉池至配水井161310004.91.15600.0020.0670.069配水井至生物氧化池161310004.90.