排水课程设计

1、第一部分总述1.1工程概况为某一城市设计一座二级处理的城市污水处理厂，要求出水达标，工厂适中，满足当地污水处理需求。1.2基本资料1.2.1污水水量、水质污水处理水量10万m3/d;污水水质为：CODc匕500mg/L,BOD5C250mg/L,SS250mg/L,氨氮W35mg/L,总磷04.0mg/L。1.2.2处理要求城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002),一级B标准污水经二级处理后应符合以下具体要求：CODc匕60mg/L,BOD520mg/L,SS8342m3/h,可以满足要求。3.3 泵后细格栅设计计算3.3.1细格栅设计说明污水由进水泵房提升至细格栅沉砂池，细格

2、栅用于进一步去除污水中较小的颗粒悬浮、漂浮物。细格栅的设计和中格栅相似。3.3.2设计参数：设计流量Q=2.317m/s,设四组并列的细格栅，每组流量为0.579m3/s栅前流速V1=0.7m/s,过栅流速V2=0.9m/s栅条宽度s=0.01m,格栅间隙e=10mmF=Vh173.72=86.85m栅前部分长度0.5m,格栅倾角a=60栅前水深h=0.64m,进水渠宽Bi=1.29m渐宽部分展开角ai=20单位栅谓量W=0.10m3栅渣/103吊污水3.3.3设计计算(1)栅条间隙数=%2=_0包9画画1=94eh必0.010.640.9(2)栅槽有效宽度B2=s(n-1)+en=0.01x

3、(94-1)+0.01x94=1.87m所以总才宽为B=1.87+0.2=2.07m(考虑中间隔墙厚0.2m)(3)进水渠道渐宽部分长度 L=_B二曳=2.07T29=1.07m2tan12tan20(其中a1为进水渠展开角)107(4)栅槽与出水渠道连接处的渐下部分长度 L2=0.53m2(5)过栅水头损失因栅条边为矩形截面，取k=3,B=2.42则242h1-k-(-)4/3sin,-32.42(001尸sin60=0.26me2g0.0129.81(6)栅后槽总高度(H)取栅前渠道超高h2=0.3m,则栅前槽总高度H=h+h=0.72+0.3=1.02m栅后槽总高度H=H+h1=1.02

4、+0.26=1.28m(7)格栅总长度L=L1+L2+0.5+1.0+H/tan民=1.07+0.53+0.5+1.0+1.28/tan60=3.84m(8)每日栅渣量所以宜采用机械格栅精渣3、进水与出水渠道城市污水通过DN80-勺管道送入进水渠道，格栅的进水渠道与格栅槽相连，格栅的出水直接进入沉砂池，进水渠宽度B1=1.2m,h1=0.6m3.4平流式沉砂池3.4.1设计参数设计流量：Q=2.317nVs,设计4组沉砂池，每组分为2格，每组沉砂池流量Q=Q/4=0.58m7s设计流速：v=0.25m/s水力停留时间：t=30s1=0.001586400QmaxWW 二max11000Kz86

5、4002.3170.1010001.333-15.4m/d0.2m/d3.4.2设计计算(1)沉砂池长度：L=vt=0.25X30=7.5m(2)水流断面积：一一一一一一一2A=Q/v=0.58/0.25=2.3m(3)有效水深：有效水深介于0.251.0m之间，本设计取h2=1.0m(4)池总宽度：A23设计n=2格，每格宽 Bi=U=3-=1.16m,取B=1.2m0.6nr池2h221.0总宽度B=2B=2.4m(5)沉砂室所需容积：86400QmaxTX1V6106Kz式中：T一清除沉砂的间隔时间，一般采用12d,本设计取2d;X城市污水沉砂量，一般采用30nn/(106吊污水)；KZ

6、污水流量总变化系数，本设计中Kz=1.3(6)每个沉砂斗容积每格沉砂池设两个沉砂斗，则每个沉砂斗容积V1=V/16=9.25/16m3=0.58m3(7)贮砂斗各部分尺寸及容积:设计斗底宽a1=0.5m,斗壁与水平面倾角为60,斗高h3=1.0m则沉砂斗高度电=h30.06L2=1.00.061.95=1.12m(9)池总高度：取超高h1=0.3m,池总高度H=h+h2+h3=0.3+1.0+1.12=2.42m(10)校核最小流量时的流速：代入各数据得,864002.3172301061.3=9.25m3则沉砂斗上口宽：a=上一 tan60贮砂h31,21V0=(aaaa=33符合要求(8)

7、沉砂斗高度：采用重力排砂，设计池底L-2a-0.27.5-21.7L2=220.2m)21.0a1=00.5=1.7mtan600斗容积12)1n0(2m,坡度为0.06,坡向沉砂斗长度为-0.2=1.95m(两个讥砂斗之间隔壁厚取式中：Vmn最小流速(m/s),一般呈0.15m/sQmin最小流量(n3/s),一般取CU=0.75Qmaxni沉砂池格数，最小流量时为1个Amin最小流量时的过水断面面积3.6 氧化沟设计3.6.1已知条件1）、设计水量Q=100000m3/d=4167m3/h=1.16m3/s2）、设计进水水质BODM度S0=250mg/L；CO球度=500mg/L;TSS浓

8、度X=250mg/L；VSSft度=175mg/L;TKN=45mg/L；NH-N=35mg/L;P=4.0mg/L;最低水温14c;最高水温25co3）、设计出水水质BOD浓度Se=20mg/L;SS浓度X0=20mg/TKN1=20mg/L;NHN=15mg/L代入各数据得,所以满足要求。Vmin0.752.31712.3=0.76m/s0.15m/s3.5 配水井3.5.1设计参数进水流量Q=1.16n3/s3.5.2设计计算(1)配水井中心管直径D2=库二V2式中：V2中心管内污水流速计取V2=0.8m/sm/s),一般采用V2呈0.6m/s,本设一，4X116贝（jD2=ii=1.3

9、6m,本设计取D2=1.4m二 0.8(2)配水井直径D3=1处+口22.二V3式中：V3配水井内污水流速(计取V3=0.3m/s贝(JD3=J4*116+1.42=2.62m二0.3m/s),一般采用0.20.4m/s,本设,本设计取D3=2.7m3.6.2设计计算1）、基本设计参数污泥产率系数Y=0.55混合液悬浮固体浓度（MLSSX=4000mg/L,混合液挥发性悬浮固体浓度（MLVSS）X/=3000mg/L（MLVSS/MLSS=0.75）本设计污泥龄”=30d,内源呼吸系数 Kd=0.05,20C时脱氮率qdn=0.035kg（还原的NON/（kgMLVSSd）2）、去除BOD#算

10、氧化沟出水溶解性BOI5M度 So 为了保证二级出水BOI5M度SeTSS的浓度。本式中XC=20mg/L=0.02kg/m3Y故 X=Q(SO-S)Q(XI-XC)1Kdc0.55二 100000(0.25-0.00641)-100000(0.075-0.02)10.05303=10859m去除每1kgBOD产生的干污泥量X10859Q(SO-Se)-100000M(0.25-0.02)-0.47(kgDs/kgBOD5)3)、脱氮计算氧化的氨氮量。假设总氮中非氨态氮没有硝酸盐的存在形式，而是大分子中的化合态氮，其在生物氧化过程中需要经过氨态氮这一形式。另外，氧化沟产生的剩余生物污泥中含氮率

11、为12.4%。则用于生物合成的总氮为N0=0.124YSO-S=0.1241Kdc0.55(250-6.41)10.0530=6.65(mg/L)需要氧化的氨氮量N=!水TKN一出水NH3-N一生物合成所需氮量N)N1=45-15-6.65=23.35(mg/L)脱氮量N。需要的脱氮N=!水总氮量一出水总氮量一生物合成所需的氮量Nr=45-20-6.65=18.35(mg/L)碱度平衡。氧化1mgNH-N需消耗7.14mg/L碱度；每氧化1mgBOD生.0.55100000250-2030V1=_-300010.0530好氧区水力停留时间ti,h=50600(m3)0.Img/L碱度，每还原l

12、mgNQ-N产生3.57mg/L碱度。剩余碱度 SALK广原水碱度一硝化消耗碱度+反硝化产生碱度+氧化BOD产生碱度=280-7.1423.353.5718.350.1(250-6.41)=203.15(mg/L)计算脱氮所需池容V2及停留时间T2脱硝率qdn=qdn(20)乂1.08(2)14C时qdn=0.035父1.08(14/0)=0.022kg(还原的NO3-N)/kgMLVSS停留时间t1=V2=27803.03=0.278d=6.67(h)Q10000004)、氧化沟总容积V总及停留时问t总V 总=V1+V2=50600+27803.03=78403.03(m3)t总=t+t2=

13、12.14+6.67=18.81(h)QSa1000000.25/3、校核污泥负何 N0.106(m)XvV378403.03设计规程规定氧化沟污泥负荷应为0.050.1kgBOD5/kgVSSd)5)、需氧量计算设计需氧量AOR氧化沟设计需氧量AOR去除BODS氧量-剩余污泥中BOD的需氧量+去除NH-N耗氧量-剩余污泥中NH3-N的耗氧量-脱氮产氧量a.去除BODfi氧量DDI=aQ(S0-S)bVX式中a,微生物对有机底物氧化分解的需氧率，取0.52b活性污泥微生物自身氧化的需氧率，取0.12DI=aQ(S。-S)bVX=0.52100000(0.25-0.00641)0.1278403

14、.033=40891.8(kg/d)脱氮所需的容积 V2=-Xvqdn10000018.353、二 27803.03(m)30000.022b.乘余污泥BODB氧量D2,0.55M100000M(0.25-0.00641)=1.421-0.0530=7609.75(kg/d)c.去除氨氮的需氧量D30每lkgNH3-N硝化需要消耗4.6kgO2D3=4.6黑（进水KTN出水NH3-N）45-15=46 父空一-x1000001000=13800(kg/d)d.剩余污泥中NH-N耗氧量D4cc,0.55100000X(0.25-0.00641)=4.60.12410.0530=3056.76(k

15、g/d)e.脱氮产氧量I。每还原1kgNQ-N产生2.86kgO2D5=286 父1835父 100000=5248.1(kg/d)5,1000总需氧量=D+D+D+D0=40891.8+7609.75+13800+3056.765248.1=60110.21(kg/d)考虑安全系数1.3,则AOR=1.370606.41=91788.33(kg/d)标准状态下需氧量SOR式中CS（20）20c时氧的饱和度，取CS（20）=9.17mg/LCS（25）25c时氧的饱和度，取CS（2O）=8.38mg/LC溶解氧浓度：修正系数，取0.85修正系数，取0.95D2=1.42.：X=1.42YQS1

16、Kd4D4=4.6X0.124（污泥中得含氮率）YQ.S1 人工SOR=AOR心侬pQ(T)-1)1.02L进水最高温度，C所在地区实际气压P=-1.013105氧化沟采用三沟通道系统，计算溶解氧浓度C按照外沟：中沟：内沟=0.2:1:2充氧量分配按照外沟：中沟：内沟=65:25:10来考虑，则供氧量分别为：外沟道AOR=0.65-AOR=0.6591788.33=59662.41(kg/d)中沟道AOR=0.25-AOR=0.25X91788.33=22947.08(kg/d)内沟道AOI3=0.10-AOR=0.1(X91788.33=9178.83(kg/d)各道标准需氧量分别为：596

17、62.419.170.85(0.950.9878.38-0.2)1.024(32.50)=62490.55(kg/d)=2603.77(kg/h)SOR22947.089.1720.85(0.950.9878.38-1)1.024(32*=26838.74(kg/d)=1118.28(kg/h)9178.839.170.85(0.950.9878.38-2)1.024(32.5/0)=12568.27(kg/d)=523.68(kg/h)总的标准需氧量：SOR=2603.771118.28523.68=4245.73(kg/h)6)、氧化沟尺寸计算设氧化沟五座单座氧化沟的容积 V=上-7840

18、3.03=15680.61(m3)55氧化沟弯道部分按占总容积的80%虑，直线部分按占总容积的20%虑。则V湾=0.815680.61=12544.483)V 直=0.215680.61=2508.90(m3)氧化沟有效水深h取4.5m,超高0.5m；外、中、内三沟道之间隔墙厚度为0.25m。_51.0001051.013105=0.987SORSORV 湾 12544.48h4.5=2787.66(m2)直线段长度L,取内沟、中沟、外沟宽度分别为11m11m11m贝UL=X=557m=8.45（m）2（B 外+B 中+B 内）2x（11+11+11）中心岛半径rA弯=4卜十%十。（式中所指面

19、积为各沟道弯道面积）r+11+0.25+11+0.25+11)x2，x11 十(r+11+0.25+11)x2nx11+22r11(r11)2 二 112即r=4.65m校核各沟道的比例外沟道面积=11 父 8.45+(4.65+11+0.25+11+0.25+11)父 3.14 父 11X2=2821.30(吊)中沟道面积=118.45+(4.65+11+0.25+11)父 3.14 父 11X2=2044.15(舟内沟道面积=11M8.45+(4.65+11)x3.1411X2=1267.00(m)校核进出水管流速 u=Q=200002=0.82m/s01.0m/s(满A3600240.3

20、23.14足要求)进出水管直径D=J皿)犷20000=0.54(m)取0.6mu3.1413600242508.904.5=557.53(m2)2787.66外沟道占总面积的比例=2821.30=46.01%中沟道占总面积的比例=2821.302044.151267.002044.15=33.33%内沟道占总面积的比例=2821.302044.151267.001267.00=20.66%2821.302044.151267.00基本符合奥贝尔氧化沟各沟道容积比（一般为50:33:17左右）7）、进出水管及调节堰计算进出水管污泥回流比R=100%进出水管流量QT=5X20000（m/d）,进出

21、水管控制流速01.0m/s(600mm出水堰计算。为了能够调节曝气转碟的淹没深度，氧化沟出水处设置出水竖井，竖井内安装电动可调节堰。初步估计为0.67,因此按照薄壁堰 H来计算。Q=1.86*bH3/2取堰上水头高度H=0.2m考虑可调节堰的安装要求(每边留0.3m)则出水竖井长度L=0.3X2+b=0.6+1.4=2.0(m出水竖井宽度B取1.2m(考虑安装高度)，则出水竖井平面尺寸为LXB=2.0X1.2(nj)出水井出水孔尺寸为lxh=1.4mx0.5m,正常运行时，堰顶高出孔口底边0.1m,调节堰上下调节范围为0.3mo出水竖井位于中心岛，曝气转碟上游。8)、曝气设备选择。曝气设备选用

22、转碟式氧化沟曝气机，转碟直径D=1400mm单碟(ds)充氧能力为2.0kgO2/(hds),每米轴安装碟片不多于5片。3.7 二沉池二沉池的作用是沉淀或去除活性污泥或腐殖污泥。它是生物处理系统的重要组成部分，为了使沉淀池内水流更稳、进出水配水更均匀、存排泥更方便，本设计中采用辐流式二沉池。周边进水，中心出水，设四座。优点：机械排泥,运行可靠，管理简单，排泥设备定型化。3.7.1设计参数设计进水量：Q=1.16m3/s表面负荷：q=3m3/m2.h水力停留时间(沉淀时间)：T=1h3.7.2设计计算(1)沉淀池面积：针丰田幺狂者 A-Q-1.1636002按表面负何算：A348mnq取D=22

23、m(2)有效水深为h=qbT=3x1=3m4m(介于612)(3)沉淀部分有效容积：Qt417613v=一=1044m44则堰b=1.86H3/2200003600241.860.23/2=1.38m取b=1.4m沉淀池直径:D=、4348=21.05m,3.14污泥部分所需容积：取每人每日污泥量s=0.5L/人-d,两次清除污泥间隔时间T=2d、，SNT0.52400002231.1-=60m31000n10004污泥斗容积；设r1=2m,r2=1m,：=60：,则h5=(r-r2)tan60=(2-1)tan60-1.73m二沉池近期使用2个；远期3个，进入二沉池的管径取DN400mm出水

24、管管径DN=1000m沉淀池采用周边传动刮吸泥机，周边传动刮吸泥机的线速度为2-3m/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至分配井中。排泥管采用DN200mr校核满足要求。(4)辐流式二沉池计算草图如下：图 7 辐流式沉履画算草图第四部分高程计算及水厂布置1.2 布置原则污水处理工程的污水流程高程布置的只要任务是确定各处理构筑物和泵房的标高，确定处理构筑物之间连接灌渠的尺寸及其标高；通过计算确定各部位的水面标高，从而使污水能够处理构筑物之间畅通地流动，保证污水处理工程的正常运行.污水处理工程的高程布置一般应遵守如下原则：1、认真计算

25、管道沿程损失，局部损失，各处理构筑物，计量设备及联络管渠的水头损失；考虑最大时流量，雨天流量和事故时流量的增加，并留有一定的余地；还应考虑当某座构筑物停止运行时，与其并联运行的其余构筑物及有关的连接管渠能通过全部流量。2、考虑远期发展，水量增加的预留水头。3、避免处理构筑物之间跌水等浪费水头的现象，充分利用地形高差，实现自流。4、在认真计算并留有余量的前提下，力求缩小全程水头损失及提升泵站的扬程，以降低运行费用。5、需要排放的处理水，在常年大多数时间里能够自流排放水体。注意排放水位不一定选取水体多年最高水位，因为其出现时间较短，易造成常年水头浪费，而应选取经常出现的高水位作为排放水位，当水体水

26、位高于设计排放水位时，可进行短时间的提升排放。本设计中而污水处理厂平均地面标高为64.5m。6、应尽可能使污水处理工程的出水管渠高程不受水体洪水顶托，并能自流。1.3 水头损失计算计算厂区内污水在处理流程中的水头损失，选最长的流程计算，结果见下表:污水厂水头损失计算表名称设计流量(L/s)管径(mmI(先)V(m/s)管长(项IL(m2E22v2g(nD2h(nD二沉池0.5氧化沟到二沉池1504502.80.94500.0144.000.180.2氧化沟0.5氧化沟至配水井3007002.820.78130.0375.000.1550.192配水井0.21配水井至沉砂池6009002.410.94300.0727.260.3270.399沉砂池0.33细格栅0.26提升泵房2