河北建筑工程学院污水处理厂课程设计

第二部分设计计算书第一章污水处理构筑物设计计算一、泵前中格栅1．设计参数：生活排水量公共建筑生活污水量工业污水量总流量最高日平均时设计秒流量最高日最高时设计秒流量栅前流速v1=0.7m/s，过栅流速v2=0.9m/s栅条宽度s=0.01m，格栅间隙e=20mm栅前部分长度0.5m，格栅倾角α=60°单位栅渣量W1=0.05m3栅渣/103m3污水2．设计计算（1）确定格栅前水深，根据最优水力断面公式计算得:栅前槽宽，栅前水深（2）栅条间隙数(取n=64)设计两组格栅，每组格栅数n=32条（3）栅槽有效宽度总水槽宽（考虑中间隔墙厚0.2m）（4）进水渠道渐宽部分长度（其中α1为进水渠展开角）（5）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度（6）过栅水头损失h1因栅条边为矩形截面，取k=3,β=2.42则（7）栅后槽总高度H取栅前渠道超高h2=0.3m，则栅前槽总高度H1=h+h2=0.92+0.3=1.22m栅后槽总高度H=H1+h1=1.22+0.103≈1.33m （8）格栅总长度L=L1+L2+0.5+1.0+H/tanα=0.37+0.19+0.5+1.0+1.323/tan60°=2.82m（9）每日栅渣量所以宜采用机械格栅清渣（10）计算草图如下：三、泵后细格栅1．设计参数：设计流量Q=1.169m3/s,设两组并列的细格栅，每组流量为0.585m3/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=10mm栅前部分长度0.5m，格栅倾角α=60°单位栅渣量W1’=0.10m3栅渣/103m3污水2．设计计算（1）确定格栅前水深，根据最优水力断面公式计算得栅前槽宽，则栅前水深（2）栅条间隙数（3）栅槽有效宽度所以总槽宽为B=1.91+0.2＝2.11m（考虑中间隔墙厚0.2m）（4）进水渠道渐宽部分长度（其中α1为进水渠展开角）（5）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度（6）过栅水头损失因栅条边为矩形截面，取k=3,β=2.42则（7）栅后槽总高度（H）取栅前渠道超高h2=0.3m，则栅前槽总高度H1=h+h2=0.65+0.3=0.95m栅后槽总高度H=H1+h1=0.95+0.26=1.21m（8）格栅总长度L=L1+L2+0.5+1.0+H/tanα=1.13+0.57+0.5+1.0+0.93/tan60°=3.73m（9）每日栅渣量所以宜采用机械格栅清渣（10）计算草图如下：3、进水与出水渠道城市污水通过DN900的管道送入进水渠道，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=0.6m四、平流式沉砂池设计参数设计流量：Q=1.169m3/h，设计2组沉砂池，每组分为2格，每组沉沙池流量Q=Q/2=0.585m3/s设计流速：v=0.25m/s水力停留时间：t=30sI=0.0015设计计算（1）沉砂池长度：L=vt=0.25×30=7.5m（2）水流断面积：A=Q/v=0.585/0.25=2.34m2（3）有效水深：有效水深介于0.4～1.0m之间，本设计取h2=1.0m（4）池总宽度：设计n=2格，每格宽,取B1=1.2m>0.6m。池总宽度B=2B1=2.4m（5）沉砂室所需容积：式中：T——清除沉砂的间隔时间，一般采用1～2d，本设计取２d；X1——城市污水沉砂量，一般采用30m3/（106m3污水）；Kz——污水流量总变化系数，本设计中Kz=1.3×1.35=1.755代入各数据得，（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/8=3.45/8m3=0.43m3（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600，斗高则沉砂斗上口宽：贮砂斗容积,符合要求（8）沉砂斗高度：采用重力排砂，设计池底坡度为0.06，坡向沉砂斗长度为（两个沉砂斗之间隔壁厚取0.2m）则沉砂斗高度（9）池总高度：取超高h1=0.3m，池总高度H=h1+h2+h3=0.3+1.0+0.95=2.25m（10）校核最小流量时的流速：式中：Vmin——最小流速（m/s），一般≧0.15m/sQmin——最小流量（m3/s），一般取Qmin=0.75Qmaxn1——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代入各数据得，，满足要求（11）计算草图如下：五、卡鲁塞尔氧化沟设计1、设计参数活性污泥浓度取，则，污泥龄：本设计只考虑去除BOD5，污泥龄取Өc=30d污泥容积系数取SVI=80，则回流污泥浓度污泥回流比污泥产率系数，污泥自身氧化率设计流量。2、设计计算去除BOD所需的氧化沟有效体积（2）氧化沟总有效体积式中K为具有活性作用的污泥占总污泥量的比例，本设计取0.55，则（3）氧化沟平面尺寸氧化沟共设四组，并联运行，氧化沟的有效水深取3.0m，超高取0.8m，则氧化沟的总高度为3.8m。氧化沟断面设计成矩形，沟宽24m，则氧化沟总长度式中：N——氧化沟分组数h——氧化沟的有效水深（m）B——氧化沟宽（m）n——一组氧化沟的沟数，取39m3、设计参数校核（1）水力停留时间（2）BOD—污泥负荷式中：Ns——污泥负荷[kgBOD5/(kgMLVSS·d)]Xv——活性污泥浓度（mg/L），本设计中Xv=fX=0.75×6000=4500mg/L介于0.05～0.15之间，满足要求4、进出水系统（1）氧化沟的进水设计沉砂池的出水通过DN1300mm的管道送往氧化沟渠，管道内的流速为0.88m/s，然后用4条管道送入每一组氧化沟，送水管径为DN700mm，管内流速为0.80m/s，回流污泥也同步流入。（2）氧化沟的出水设计氧化沟出水采用矩形堰跌落出水，由矩形堰流量公式，得堰上水头式中：Q——每组氧化沟出水量（m3/s），为污水最大流量和回流污泥量之和，本设计中Q=1.169+0.866×66.7%=1.746m3/sb——堰宽（m），本设计取5.0mm——流量系数，本设计取0.4代入各数据得，出水总管管径采用DN1300，管内污水流速为0.88m/s，回流污泥管径为DN600，管内流速为1.02m/s5、剩余污泥量湿污泥量式中：P——污泥含水率，本设计取P=99.2%则6、需氧量实际需氧量把实际需氧量折合成标准需氧量，通过公式式中：Cs(20)——标准大气压下，200C时清水的饱和溶解氧浓度（mg/L），查表得Cs(20)=9.07mg/LCs(T)——标准大气压下，T0C时清水的饱和溶解氧浓度（mg/L）α——污水传氧速率与清水传氧速率之比，一般取0.5～0.95，本设计取0.80β——污水中饱和溶解氧与清水中饱和溶解氧浓度之比，一般取0.90～0.97，本设计取0.90本设计中最最高温度为300C，查表得Cs(30))=7.411mg/L，取c=2mgg/L代入各数据据得，采用垂直轴表面曝曝气机，每组组氧化沟设2台，共8台。曝气机机的动力效率率一般为2.0kggO2/(Kw··h)，则单台曝曝气机的功率率约为150Kw七、二沉池本设计的二沉池采采用中心进水水，周边出水水的幅流式沉沉淀池，设四四座。1．设计参数设计进水量：Qmmax=1.1699m3/s表面负荷：q==1.5m3/m2.h水力停留时间（沉沉淀时间）：：T=2h2．设计计算（1）沉淀池面积:按表面负荷算：mm2沉淀池直径：取D=30m（2）有效水深为h=qbT=1.52=3m<4m（介于6～12）（3）污泥房所需容积积：取每人每日污泥量量s=0.5LL/人·d，两次清除污污泥间隔时间间T=2d（4）排泥设计：混合液浓度，回回流污泥浓度度为为保证污泥回流浓浓度，二沉池池的存泥时间间不宜小于2h，二沉池污泥区所需需存泥容积Vw采用机械刮吸泥机机连续排泥，设设泥斗的高度度H2为0.5m。二沉池缓冲区高度度h3=0.5m，超高为h4=0.3m，沉淀池坡坡度落差h5=0.633m二沉池边总高度mm校核径深比二沉池直径与水深深比为，符合合要求（6）辐流式二沉池计计算草图如下下：八、集配水井1、设计参数进水流量Q=1..169m33/s2、设计计算（1）配水井中心管直径径式中：v2——中中心管内污水水流速（m/s），一般采采用v2≧0.6m//s，本设计计取v2=0.7mm/s则，本设计取D2==1.5m（2）配水井直径式中：v3——配配水井内污水水流速（m/s），一般采采用0.2～0.4m/s，本设设计取v3=0.3mm/s则，本设计取D3==2.7m（3）集水井直径式中：v1——集集水井内污水水流速（m/s），一般采采用0.2～0.4m/s，本设设计取v1=0.25m/s则，本设计取D1==3.7m（4）进水管管径取进入二沉池的管管径DN700mm流速，符合要求(5)出水管径由前面结果可知，出出水管径为DN6000mm，v=0.993m/s八、接触消毒池与与加氯间城市污水经一级，二二级处理后，水水质有所改善善，细菌含量量大幅减少，但但细菌的绝对对值依然很可可观，并存在在病原菌的可可能。因此，在在排放水体或或灌溉农田之之前，应进行行消毒处理。本设计采用隔板式接触反应池。1、设计参数水力停留时间：TT=0.5hh=30miin液氯投加量：a=100mg/L沉降速度：1.00～1.3mmm/s2．设计计算污水接触消毒室采采用2组3廊道推流式式。接触面积：式中n——池子的的组数，设2组t———接触时间，采采用t=30mmin得取有效水深h2=33.0m，则则有：池体表面积,取3360m2(3)池长池宽：：设廊道宽度B1==5.0m，则池长为为：L=F/B1=3360/5=72m廊道长:=L/33=24m总池宽：B=3××B1=3×5.0=115.0m长宽比：L/BB1=72/5.0=14..4(大于10符合要求)。(4)排泥设备设经二次沉淀池处处理后的污泥泥量为0.003L/人d，污泥含水水率为99..5%，则污泥容积为：在池底设I=0..05的坡度，并并在池子的进进水端设排泥泥管和排泥斗斗，用刮泥板板把泥刮至进进水端，由管管道排出，采采用加设刮泥泥板的静水压压力排泥法。污泥斗计算：取r1=2.0m，r2==1.1m，则则H4=（r1-r2）tg600=0.9××1.7322=1.566m污泥斗体积选用DN200mm的的铸铁管作为为排泥管。(5)池体总高度度：取超高h1=00.3m，池底坡降降，h3=0.05*244=1.2，则池体总总高度：（6）加氯量：（7）进出水设计进水部分设计进水槽设计尺寸BB*L*H==0.8*44.0*1..2（m），采用潜潜孔进水，避避免宜重流。潜孔流速控制在00.2—0.4m/s，取v=0.33m/s，则则单池配水孔孔面积为共设有八个孔，则则单孔面积为为1.95/8=0..24设计孔口尺寸为：：0.3×0.8（m），实际流速速为0.3mm/s，查阅《给给排水手册》第第一册，水流流经孔口的局局部阻力系数数为1.06，则计算孔孔口水头损失失为H1=4×1.06××0.3×0.3/（2×9.8）=0.01994m出水部分设计采用非淹没没式矩形薄壁壁堰出流，渠渠堰宽等于接接触池廊道宽宽b=4.0mm，根据〈给给排水手册〉〉第五册，415页，非淹没没式矩形薄壁壁堰流量公式式为代入，，计算得HH=0.2778m。考虑堰后后跌水0.115m，则出出水总水头损损失h2=0.2788+0.155=0.433m则进出水总水头损损失为（8）混合装置：在接触触消毒池第一一格和第二格格起端设置混混合搅拌机2台（立式），混混合搅拌机功功率N0实际选用JWH——310—1机械混合搅搅拌机，浆板板深度为1..5m,浆叶直径为为0.31mm,浆叶宽度0..9m，功率4.0Kww接触消毒池设计为为纵向板流反反应池。在第第一格每隔33.8m设纵纵向垂直折流流板，在第二二格每隔6..33m设垂垂直折流板，第第三格不设垂垂直折流板。（9）接触消毒池计算算草图如下：：九.计量堰1.为提高水厂的的工作效率和和运转管理水水平，并积累累技术资料，以以总结运转经经验，为今后后处理厂的设设计提供可靠靠数据，必须须设计计量设设备，以准确确掌握污水厂厂的污水量，并并对水量资料料和其他运行行资料进行综综合分析。本设计为节省投资资，仅在为水厂的的总出水管上上设置计量设设备，对二级级处理出水进进行计量。计计量槽采用咽喉式式计量槽中的的巴氏计量槽槽，其优点是是：水头损失失小，不易发发生沉淀，精精确度高，可可达95-988%。但他对于于施工要求高高，尺寸如不不精确即影响响精度。因此此，施工应注注意施工质量量。2.计量堰尺寸设设计本设计设计流量QQmax=11.169mm3/s，根据〈给给排水设计手册〉第第五册412页表10-3，选择测量量范围在0.250—1.8000m3/s的巴氏计量槽槽，其各部分尺寸为为：W=0.900m，B=1.655m，A=1.6883m，C=1.200mD=1.556m2//3A=1..122m3.计量堰按自自由流计，根根据〈给排水水设计手册〉〉第五册，查查的应采用的的计量堰尺寸寸为：当W=0.990时，Q=1.1669m3/s时，,自由流取H2=0.5××0.68=0.34m,故计量堰水水头损失为（1）上游流速水力计算如下：湿周过水断面：水力半径：水力坡度：（2）下游流速水利计算如下：湿湿周过水断面；水力半径：水力坡度：第二章污泥处处理构筑物设设计计算一、污泥量计算1、氧化沟内每日增增长污泥量前面已计算得2、氧化沟每日排出出的剩余污泥泥量式中：Q2——曝曝气池每日排排出的剩余污污泥量（m3/d）Xr——回流污泥浓度（mmg/L），本设计计取Xr=150000mg//L代入各数据得二、污泥浓缩池1、设计参数进入污泥浓缩池的的剩余污泥量量0.00668m3/s,采用两个浓浓缩池，则单单池流量Q=0.00068/22=0.00034m3/s=12..24m3/h2、设计计算（1）沉淀部分有效面面积式中：C——流入入浓缩池的剩剩余污泥泥浓浓度（kg//m3），本设计计取10kg//m3Q———入流剩余污污泥流量G———固体通量[kg/（m2·h）]，一般采用0.8～1.2kgg/（m2·h），本设计取取1.0kgg/（m2·h）代入各数据得，（2）沉淀池直径，本设计取13mm（3）浓缩池体积V==QT式中：T——浓缩缩池浓缩时间间（h），一般采采用10～16h，本设计取T=16hh则V=12.24××16=1995.84m（4）浓缩后有效水深深（5）浓缩后剩余污泥泥量式中：P——浓缩缩前污泥含水水率，本设计计取99%P0———浓缩后污污泥含水率，本本设计取97%则（6）池底高度沉淀池采用中心驱驱动刮泥机，根据设计要求，池底需做成1%的坡度,刮泥机连续转动将污泥推入污泥斗,池底高度:(7)污泥斗容积积式中:h5——污泥斗高度α——泥斗倾角，为保证证排泥通畅，圆圆形污泥斗倾倾角一般采用用550a——污泥斗上口半径，本本设计取1.25mmb——污泥斗底部半径，本本设计取0..25m代入各数据得，污泥停留时间（８）浓缩池总高高度式中：h1——浓浓缩池超高（m），本设计计取0.3mh3———缓冲层高高度（m），一般采采用0.3～0.5m，本设计取0.3m则总高度（９）浓缩后分离离出的污水量量（10）溢流堰浓缩池溢流出水经经过溢流堰进进入出水槽,,然后汇入出出水管排出,出水槽流量q=0.00023m33/s,设出水槽宽b=0.2mm,水深0.05mm,则流速为0.25mm/s溢流堰周长:溢流堰采用单侧9900三角形出水堰,三角堰顶宽0.16mm,深0.08mm,每格沉淀池池三角堰数:每个三角堰流量三角堰水深三角堰后自由跌落落0.10mm,则出水堰水水头损失为0.1077m(11)溢流管溢流水量0.00023m33/s，设溢流流管管径DN1000mm，管内流速v=0.229m/s(12)刮泥装置置浓缩池采用中心驱驱动刮泥机，刮刮泥机底部设设有刮泥板，将将污泥推入污污泥斗（13）排泥管剩余污泥量0.0001m/ss，泥量很小小，采用最小小管径DN1500mm的污泥管道道，间歇将污污泥排入贮泥泥池。三、贮泥池贮泥池采用竖流沉沉淀池构造，设设两座1、设计参数设计进泥量Q=886.4×22=172..8m3/d2、设计计算（1）贮泥池容积式中：Q——每日日产泥量（m3/d）t———贮泥时间(h)，一般采用8～12h，本设计取t=8hn———贮泥池个数数则（2）贮泥池设计容量量式中:h2——贮泥池池有效水深（m）h3——污泥斗高度(m))α——泥斗倾角，本设计计取60°a——贮泥池边长，本设设计取5.00mb——污泥斗底边长，本本设计取1.0m代入各数据得，，符合要求(３)贮泥池高度式中：h1——超超高(m)，一般采用0.3mh2——贮泥池有效水深（m）h3——污泥斗高度(m))则,取h=6.80m（４）管道部分每个贮泥池中设DDN150mmm的吸泥管管一根，２个个贮泥池互相相连通，连通通管管径DNN200mmm，共设2根进泥管，均均来自污泥浓浓缩池，管径径均为DN1150mm。四、消化池1、设计参数设计进泥量Q=886.4×22=172..8m3/d２、设计计算（1）一级消化池容积式中：Ｐ——投配配率（％），中中温消化时一一般采用5%～8%，本设计取5%则二级消化池容积同同一级消化池池（2）消化池直径，本本设计取D=17mm(3)集气罩直径，一般般采用1～2m，本设计取d1=2m(4)池底锥底直直径，一般采采用0.5～2m，本设计取d2=2m(5)集气罩高度度，一般采用用1～2m，本设计取h1=2m(6)上锥体高度度式中：α1——上上锥体倾角，一一般采用15°～30°，本设计取取α1=20°则，本设计取h2==3.0m(7)消化池主体体高度h3=10m(8)下锥体高高度式中：α2——上上锥体倾角，一一般采用5°～15°，本设计取取α2=10°则，本设计取h4==1.5m(9)消化池总高高度（10）总高度与圆柱直直径的比例，在0.8～1之间，满满足要求(11)各部分体体积①弓形部分容积②圆柱部分容积③下锥部分容积(12)消化池有有效容积，满足要求（13）消化后的污泥量量计算①一级消化后污泥量量消化前后污泥含水水量不变，有有下式成立：：式中：V1——生生污泥量（m3/d），本设计中V1=172..8m3/dV22——一级消化后后的污泥量（m3/d）P11——生污泥含水水率（%），本设计中P1=97%P22——一级消化污污泥含水率（%）Pvv——生污泥中有机物物含量（%），本设计取65%Rd——污泥可消化程度（%），本设计计取50%m———一级消化占占可消化的程程度（%），一般采采用70%～80%，本设计取80%代入各数据计算得得，一级消化池单池排排泥量为172.88/2=855.73m33/d②二级消化后污泥量量消化浓缩后污泥含含水率由一级级消化前的97%降至二级消消化的95%，每日二级级消化池排除除污泥量式中：V1——生生污泥量（m3/d），本设计计中V1=172..8m3/dV33——二级消化后后的污泥量（m3/d）P11——生污泥含水水率（%），本设计计中P1=97%P22——二级消化污污泥含水率（%），本设计计中P3=95%则③二级消化池上清液液排放量整个消化过程中产产生的上清液液由二级消化化池排除，上上清液排放量量（14）沼气产量①消化池降解的污泥泥量式中：P——生污污泥含水率（%），本设计计中P1=97%V1———生污泥量（m3/d），本设计计中V1=172..8m3/dPv——生污泥中有机物含含量（%），本设计计取65%Rd——污泥可消化程度（%），本设计计取50%则②消化池的产气量q=aX式中：a——污泥沼气产产率（m3/kg污泥），一一般采用0.75～1.10m3/kg污泥，本设设计取a=1.00m3/kg污泥，则每每日产气量q=1.0×16684.8==1684..8m3/d=0..02m33/s（15）贮气柜本设计采用单级低低压浮盖式贮贮气柜①贮气柜最大调节容容积V=qC式中：C——容器器调节比率（%），一般采采用25%～40%，本设计取C=40%%则V=1684.88×40%==673.992m3②贮气柜外形尺寸式中：D——贮气气柜直径（m），本设计计取D=1.55HH———贮气柜调节节高度（m）n———贮气柜数量量，本设计取n=2则，取H=6.0mD=1.5H=99.0m五、污泥脱水1、脱水污泥量计算算脱水污泥量式中：P1——脱脱水前污泥含含水率（%），本设计计取P1=95%P2——脱水后污泥含水率率（%），本设计计取P2=75%则脱水后干污泥重量量污泥脱水后形成泥泥饼被运走，分分离液返回处处理系统前端端进行处理2、脱水机的选择选用DY—3000型带式压压滤机，主要要技术指标为为：干污泥产产量600kgg/h，泥饼含水水率75%，絮凝剂聚聚丙烯酰胺投投量按干污泥泥量的2.0%计。采用2台带式压滤机，其其中一用一备备，工作周期期定为7小时，每台台处理的泥量量为：600×7==4200kkg/d,满足要求六、附属设施1、污泥贮池污泥贮泥所需容积积V’=V0－QT=70－70//7×1.55=40m33污泥贮池采用方形形池体，污泥泥斗高度式中：α——污泥泥斗倾角，一一般采用60°a——污泥贮池边长长，本设计取取5.0mb——污泥斗底边长，本本设计取1..0mn——污泥贮池数，本设设计中n=2则污泥贮泥有效容积积污泥贮池高度式中：h1——超超高，一般采采用0.3mh22——污泥贮池有有效深度，本本设计取3.0mh33——污泥斗高2、溶药系统（1）溶液罐溶液罐体积式中：M——脱水水后干污泥重重量（kg/d）a———聚丙烯酰胺胺投量（%），本设计计取污泥干重重的0.2%b———溶液池药剂剂浓度（%），一般采采用1%～2%，本设计取1%n——溶液罐个数，本本设计中为1个则采用JYB型玻璃钢溶溶药罐，外形形尺寸Ф1200×11500，有效容积积1.35mm3,搅拌功率0..75Kw(2)溶液罐聚丙烯酰胺溶解困困难，水解时时间较长（88～48h），设计中中以聚丙聚丙丙烯酰胺水解解时间24h计，需设同同样规格的溶溶药罐1个，起到溶溶药、贮液的的作用。（3）加药泵采用2台耐腐蚀加药泵，溶溶液罐、溶液液罐各设1台，型号为50PWF，电机功率1.1Kww3、空气净化装置污泥脱水过程中有有臭味产生，设设中采用木屑屑和生物炭滤滤床的方式，对对空气