第四章 废水处理构筑单元设计计算111

1、1.格栅常规设置方法（1）一粗一中，二道格栅（2）一粗一中一细，三道格栅2.清渣方式（1）人工清渣：栅渣量0.2m3/d，适合于小型污水处理厂（2）机械清渣：栅渣量 0.2m3/d。3.格栅间工作台格栅间必须设置工作台，台面高出栅前最高设计水位0.5m。工作台上应有安全和冲洗设施。 50000m3/d4.格栅设计数据（1）栅前流速：污水在栅前渠道内的流速一般控制在0.40.8m/s（2）过栅流速：一般控制在0.61.0m/s（3）过栅水头损失：与过栅流速有关，一般在0.080.15m（4）栅渣量 格栅间隙1625mm：0.050.10 m3栅渣/103m3污水； 格栅间隙3050mm：0.01

2、0.03 m3栅渣/103m3污水。（5）栅渣容重：960kg/m3，含水率80%（6）格栅倾角：45 75保证大颗粒物质不在渠道内淤积5.格栅设计计算公式栅槽宽度B：bnnsB) 1(bhvQnsinmax通过格栅的水头损失h1：sin220gh 01hkhl21/2 l1500h2hH1Hhh1h112B1B1l11000H1/tgBs格栅条宽度，m；b栅条净间距，mn格栅间隙数；h栅前水深，mh0-计算水头损失k-系数，格栅遭堵塞后水头损失增加的倍数，一般取3v-过栅流速，m/s考虑格栅倾角的经验系数栅后槽总高度H：H=h+h1+h2 栅槽总长度L：tan5 . 00 . 1121Hll

3、L111tan*2BBl21hhHh2-栅前渠道超高，m，一般用0.3mH1-栅前槽高，ml 1-进水渠道渐宽部分长度B1-进水渠宽度，ml 2-栅槽与出水渠连接渠的渐缩长度，ml2=1/2l1500h2hH1Hhh1h112B1B1l11000H1/tgB每日栅渣量：1000864001maxzKWQWW1-栅渣量（m3/103m3污水）KZ-污水流量变化系数500h2hH1Hhh1h112B1B1l11000H1/tgB栅条断面形状、尺寸及阻力系数计算公式s6.设计实例 已知某城市污水处理厂的最大设计污水量Qmax0.2m3/s，总变 化系数KZ1.5，计算格栅各部分尺寸。（1）栅条间隙数

4、设栅前水深h0.4m，过栅流速v0.9m/s，栅条间距b20mm，格栅安装倾角60。 bhvQnsinmax)(269 . 04 . 002. 060sin2 . 0条（2）栅槽宽度设栅条宽度s0.01mBs（n-1）+bn0.01（26-1）+0.0226=0.8m(3)进水渠道渐宽部分长度设进水渠宽B10.65m，渐宽部分展开角120mBBl22. 020tan*265. 08 . 0tan*2111(4)栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度mll11. 02/22. 0212(5)过栅水头损失设栅条为矩形断面，取k=3sin221gkh)(097. 060sin81. 929 . 002.

5、 001. 042. 23234m(6)栅后槽总高度H取栅前渠道超高h20.3m，栅前槽高H1=h+h20.4+0.30.7mH=h+h1+ h2 =0.4+0.097+0.3=0.8(m)(7)栅槽总长度mHllL24. 260tan7 . 00 . 15 . 011. 022. 0tan5 . 00 . 1121（ 8）每日栅渣量 取W1=0.07m3/103m3适宜采用机械清渣。8 . 010005 . 18640007. 02 . 01000864001maxzKWQWm3/d0.2m3/d2.沉砂池设计计算 (1)平流式沉砂池设计计算设计数据a最大设计流速为0.3m/s，最小设计流速

6、为0.15m/s；b最大设计流量时，污水在池内的停留时间不少于30s，一般为3060s；c设计有效水深不应大于1.2m，一般采用0.251.0m，每格池宽不宜小于0.6m；d池底坡度一般为0.010.1，当设置除砂设备时，可根据设备要求考虑坡底形状。设计计算公式设计实例 巳知某城市处理厂的最大设计污水量为0.2m3/s，最小设计流量为0.1m3/s，总变化系数KZ1.50，计算沉砂池各部分尺寸。栏杆h3h3Dg200h2h1闸板0.0655Dg200a1图3 沉砂池计算草图L200l1al2a120bbl3aa1l220150mtvL5 . 73025. 02max8 . 025. 02 .

7、0mvQAmBAh67. 02 . 18 . 02（5）贮砂斗所需容积 设T2d（6）每个沉砂斗容积（每一分格有2个沉砂斗，共4个）（7）沉砂斗各部分尺寸斗底宽，a1 取0.5m，斗高h3 取0.35m，斗壁倾角55度，砂斗上口宽复核沉砂斗容积366max69. 0105 . 1864002302 . 01086400mkTXQVz3017. 02269. 0mVmtgatgha0 . 15 . 05535. 025521332112302 . 06)222(maaaahV（8）沉砂室高度采用重力排砂，设池底坡度为0.06，坡向砂斗，（9）沉砂池总高度设超高h1=0.3m(10)验算最小流速在

8、最小流速时，只用一格工作（n1）mlhh51. 065. 206. 035. 006. 0233mhhhH48. 151. 0067. 03 . 0321smsmnQV/15. 0/25. 067. 06 . 011 . 01minminl2=(L-2a-0.2)/2(2)曝气沉砂池设计计算（一）设计数据旋流速度应保持0.250.3m/s； 水平流速为0.060.12m/s；最大流量时停留时间为1-3min；有效水深为23m，宽深比一般采用12；长宽比可达5，当池长比池宽大得多时，应考虑设置横向挡板；每立方米污水的曝气量为0.10.2m3空气；空气扩散装置设在池的一侧，距池底约0.60.9m，

9、送气管应设置调节气量的阀门；池子的形状尽可能不产生偏流或死角，在集砂槽附近可安装纵向挡板；池子的进口和出口布置，应防止发生短路，进水方向应与池中旋流方向一致，出水方向应与进水方向垂直，并宜考虑设置挡板：池内应考虑消泡装置。（二）设计计算公式60maxtQV1maxvQA2hAB AVL 3600max dQq（三）设计实例 已知某城市污水处理厂的最大设计污水量为0.8m3/s，计算曝气沉砂池各部分尺寸。(1)池子总有效容积设t2min，(2)水流断面积设v10.1m/s，966028 . 060maxtQV81 . 0/8 . 01maxvQA(m3)(m2)(3)池总宽度设h22m42/82

10、hAB(m)mAVL128/963600max dQq（5）池长（6）每小时所需空气量 设d0.2m3/m30.20.83600=576 (m3/h)沉砂室计算与平流式沉砂池相同。一、设计要点二、其他设计规定设计流量应按分期建设考虑：(a)当污水为自流进入时，应按每期的最大设计流量计算；(b)当污水为提升进入时，应按每期工作水泵的最大组合流量计算；(C)在合流制处理系统中，应按降雨时的设计流量计算，沉淀时间不宜小于30min。沉淀池的个数或分格数不应小于2个并按并联考虑。当无实测资料时，城市污水沉淀池的设计数据可参照下表选用。城市污水沉淀池设计数据注：工业污水沉淀池的设计数据应按实际水质试验确

11、定，或类比确定池子的超高至少采用0.3m。沉淀池的有效水深(H)、沉淀时间(d)与表面负荷(q)的关系见下表。当表面负荷一定时，有效水深与沉淀时间之比亦为定值，即H/tq。一般沉淀时间不小于1.0h；有效水深多采用24m，对辐流沉淀池指池边水深。有效水深、沉淀时间与表面负荷的关系三、平流式沉淀池设计池子长宽比35，长度与深度之比采用812。采用机械排泥时，宽度根据排泥设备确定。池底纵坡一般采用0.010.02；采用多斗时，每斗应设单独排泥管及排泥闸阀。 刮泥机的行进速度一般采用0.60.9m/min。 最大水平流速：初沉池为7mm/s；二沉池为5mm/s。人口的整流措施，可采用溢流式入流装置，

12、并设置有整流穿孔墙图(a)；底孔式入流装置，底部没有挡流板图(b)；淹没孔与挡流板的组合 图(C)；淹没孔与有整流墙的组合图(d)。有孔整流墙上的开孔总面积为过水断面的6一20。平流式沉淀池入口的整流措施出水堰形式设计实例1 某城市污水处理最大设计流量43200m3/d，设计人口250000人，沉淀时间1.50h，采用链带式刮泥机，求初沉池各部分尺寸。1.池子总表面积设q2.0 m3/（m2h），则)(90036002maxmqQAQmax-最大设计流量，m3/sq-表面负荷，m3/（m2h）2.沉淀部分有效水深)(35 . 122mtqht沉淀时间，h3.沉淀部分有效容积V=Ah290032

13、700m34.池长设水平流速v3.7mm/sL=vt3600/10003.71.53.620m5.池子总宽度B=A/L=900/20=45（m）6.池子个数设每个池子宽4.5米n=B/b=45/4.5=10个7.校核长宽比L/b=20/4.5=4.4属于35的范围)250(m2.0/10002500000.5SNT/1000Vd/(50. 01000%)951 (253）人LS9.每格池污泥所需容积 V”=V/n=250/10=25(m3)10.污泥斗容积（计算见图）11.污泥斗以上部分梯形容积（计算见图）12.污泥斗容积+污泥斗以上部分梯形容积25m3，符合要求。20000500300346

14、06060i=0.0145004500450013.池子总高度H=h1+h2+h3+h4h1超高，m，一般取为0.3mh3缓冲层高度，m一般取0.5mh4污泥部分高度，mHH=6.82m50四、幅流式沉淀池设计1.设计参数池子直径一般不少于16m池子直径与水深之比一般采用612池底坡度一般采用0.050.10一般均采用机械刮泥，直径小于20m，采用中心传动刮泥机，直径大于20m，一般采用周边传动刮泥机进、出水的布置方式分为三种。中心进水周边出水周边进水中心出水周边进水周边出水2.幅流式沉淀池的设计计算 辐流式沉淀他设计的主要内容包括沉淀区有效面积、池子直径、沉淀区有效水深、污泥斗容积等。 1.

15、每座沉淀池的表面积maxnqQF 式中： F每座沉淀池表面积，m2； Qmax最大设计流量，m3/h n沉淀池个数 q-表面水力负荷，m3/（m2h）2.沉淀池直径DFD43.沉淀部分有效水深tqh2nSNTV1000式中：h2沉淀池有效水深，m，一般不大于4mq表面水力负荷，m3/（m2h）t沉淀时间，h，范围：初沉池1.02.0h，二沉池1.52.5h4.污泥部分所需容积式中：V污泥部分所需容积，m3；N设计人口，人；n沉淀池个数；S每人每天污泥量，L/(人.d），初沉池一般采用0.30.8;T两次清除污泥的时间间隔，d，初沉池一般采用2d，二沉池一般采用2h若已知污水的悬浮物浓度及去除率

16、，污泥量可按下式计算：)100(10086400)(010PTCCQV式中：C0、C1分别是进水与沉淀池出水的悬浮物浓度，kg/m3，如果有浓缩池、消化液及污泥脱水机的上清液回流至初次沉淀池，则式中的C0应该取进水浓度的1.3倍，C1应取C0的5060；P0污泥含水率，；污泥容重，一般取1000kg/m3；Q设计日流量，m3/d；T两次排泥的时间间隔，d，同上。5.污泥斗容积)(322212151rrrrhV6.污泥斗以上圆锥体部分污泥容积)(3211242rRrRhV7.沉淀池总高度H54321hhhhhH式中：h1沉淀池超高，m，一般取0.3m；h2有效水深，m；h3缓冲层高度，m，一般取

17、0.30.5m；h4圆锥体高度，m；h5污泥斗高度，m。8.校核径深比（D/h2）范围：6129.集水槽堰负荷校核设集水槽双面出水，则集水槽出水堰的堰负荷为：DnQq2max0应该小于2.9L/(m.s）设计实例2废水最大设计流量Qmax=3708m3/h , 设计人口359520人，设计初沉池，该沉淀池采用中心进水的，周边出水的辐流式沉淀池。计算曝气池之后的二次沉淀池二、曝气池的设计参数三、普通曝气池的设计计算公式%100%100araeaSSSSS)/()(33mkgfXXmXNQSVVVsr)()1()(dQRVtdQVtnm)/(dkgbVXaQSYVrssVstRVRqdbaNYVX

18、t)1 ()(1)/(2dkgVXbQSaOVr四、曝气设施的一般要求 在满足曝气池设计流量时生化反应的需氧量以外，还应使曝气池混合液的DO保持在2mg/L左右。使混合液始终保持悬浮状态，不致产生沉淀，一般应使池中平均水流速度保持在0.25m/s左右。设施的充氧能力应便于调节，有适应需氧变化的灵活性。在满足需氧要求的前提下，充氧装置的动力效率和氧利用率力求最高。充氧装置应有清水试验资料。在同一供气系统中，鼓风机尽量选用同一类型，鼓风机的备用台台数：工作风机不多于3台时，备用1台；工作风机不少于4台时，备用2台。五、设计实例例题：设城市污水级出水BOD5：200mg/L,设计流量Q为9600m3

19、/d ，要求二级出水BOD5： 20mg/L，求普通推流式曝气池的有关数据。解：根据要求，处理效率 设X3000mgMLVSS/L3kg/m3, f 取0.7，则XV0.7*32.1，Ns取0.4 kg BOD/（kgMLVSS.d），曝气池容积为： 长、宽、深（注：曝气池的经济深度为45m，宽/深介于12，长/宽大于10）污泥产量：设a0.6，b0.08，则系统每日排出剩余污泥量为Y=aQSr bVXV=0.696000.18 0.0820572.1 = 691.2(kg/d)%90%10020020200%100aeaSSS)(20574 . 01 . 218. 096003mXNQSVV

20、sr4.52.784.7泥龄为：)(25. 608. 04 . 06 . 011dbaNYVXtsVs)/(11025. 6)5 . 01 (5 . 02057)1 (3dmtRVRqs取R=0.5,由二沉池底排出剩余污泥，则污泥量为：需氧量，设 a=0.5, b=0.16,则曝气池每日需氧量为：)/(15551 . 2205716. 018. 096005 . 022dkgOVXbQSaOVr供气量：采用的曝气方式（决定氧的转移效率）、水温（氧的饱和浓度）、水深（压力进而影响氧的饱和浓度）也可以这样计算：在需氧量确定以后，取一定的安全系数，得到实际需氧量(Ra),并转化为标准状态下的的需氧量(R0)。公式如下：)20()(0024. 1)()20(TLTsCCRaCsR水质修正系数氧饱和浓度修正系数压力