居民生活污管道系统设计t计算书

目录第一章 污水管道系统的设计计算 11.1设计流量的确定 11.1.1生活污水设计流量 11.1.2工业废水设计流量 21.1.3城市污水管道系统的设计总流量 31.1.4管段设计流量 41.2污水管道的水力计算 41.2.1水力计算公式 41.2.2水力计算设计参数： 5第二章 雨水管道系统的设计计算 62.1气象资料及地质资料 62.1.1地质资料 62.1.2气象资料 62.2地面径流系数ψ 62.3单位面积径流量 72.4雨水管道的水力计算 8第三章 污水的处理程度 93.1设计污水水量 93.2设计污水水质 103.3污水处理程度计算 103.3.1污水的SS处理程度计算 113.3.2污水的BOD处理程度计算 113.3.3污水的氨氮处理程度计算 153.3.4污水的磷酸盐处理程度计算 16第四章 污水的一级处理 174.1粗格栅设计计算 174.2细格栅设计计算 214.3沉砂池设计计算 244.4配水井的设计计算 284.5初沉池设计计算 30第五章 污水厂的生化处理 355.1A2O生化池的设计计算 355.2二沉池的设计计算 47第六章 污水的深度处理 556.1机械混合池计算 556.2V型滤池设计计算 586.3紫外线消毒渠的设计计算 736.4巴氏计量槽设计 74第七章 污泥处理 787.1浓缩池的设计计算 787.2贮泥池的设计计算 817.3脱水车间的设计计算 83第八章 污水厂的高程计算 858.1污水的高程计算 858.1.1构筑物的水头损失 858.1.2管渠的水力计算 858.1.3污水处理厂的高程布置 858.2污泥的高程计算 87第九章 污水总泵站的设计 899.1水泵流量及扬程的初步确定 899.2初步选泵 899.3吸、压水管路实际水头损失的计算及水泵扬程的核算 909.4集水井 919.5泵房高度的确定 91第十章 经济分析 92附表 96污水管道系统的设计计算设计流量的确定生活污水设计流量1.居民生活污水设计流量居民生活污水主要来自居住区，它通常按下式计算：=式中：Q1—居民生活污水设计流量，L／s；n—居民生活污水量定额，L／(cap·d)；N—设计人口数，cap；KZ—生活污水量总变化系数。设计中的城市总人口近期（2020年）为15万，远期规划（2030年）为20万；规划2020年镇区建设用地为500公顷；到2030年规划建设用地为900公顷。污水管网设计按远期人口计算，各街区的排水的平均计算结果如附表1生活污水量总变化系数生活污水量总变化系数表1-1污水平均日流量（L/s）5154070100200500≥1000总变化系数Kz2.32.01.81.71.61.51.41.3注：①当污水平均日流量为中间数值时，总变化系数用内插法求得；②当居住区有实际生活污水量变化资料时，可按实际数据采用。我国在多年观测资料的基础上，经过综合分析归纳，总结出了总变化系数与平均流量之间的关系式，即：=式中Q—污水平均日流量，L/s。当Q＜5L/s时，Kz=2.3；当Q＞1000L/s时，Kz=1.3。2.工业企业生活污水和淋浴污水设计流量工业企业的生活污水和淋浴污水主要来自生产区的食堂、卫生间、浴室等。其设计流量的大小与工业企业的性质、污染程度、卫生要求有关。一般按下式进行计算：=+式中Q3—工业企业生活污水和淋浴污水设计流量，L/s；A1—一般车间最大班职工人数，cap；B1—一般车间职工生活污水定额，以25L/K1—一般车间生活污水量时变化系数，以3.0计；A2—热车间和污染严重车间最大班职工人数，cap；B2—热车间和污染严重车间职工生活污水量定额，以35L／(cap·班)计；K2—热车间和污染严重车间生活污水量时变化系数，以2.5计；C1—一般车间最大班使用淋浴的职工人数，cap；D1—一般车间的淋浴污水量定额，以40L／(cap·班)计；C2—热车间和污染严重车间最大班使用淋浴的职工人数，cap；D2—热车间和污染严重车间的淋浴污水量定额，以60L／(cap·班)计；T—每工作班工作时数，h。淋浴时间按60min计。工业生产污水和职工人数等情况原始资料已给出，具体如表1-2所示。工厂职工人数及工业污水量表1-2工厂名称最大班职工人数（cap）沐浴人数（cap）生产污水（m3/d）一般车间热车间一般车间热车间羽绒服厂6581202651201500丝绸厂120504050800化肥厂2208601508502500石油机械厂3604501804302000炼油厂300150015013505000电机厂10036070310130汽车修理厂501503013060计算结果如附表2所示工业废水设计流量工业生产污水和职工人数等情况原始资料已给出，具体如表1-2所示。工业废水设计流量按下式计算式中Q4—工业废水设计流量，L／s；m—生产过程中每单位产品的废水量定额，L／单位产品；M—产品的平均日产量，单位产品/d；T—每日生产时数，h；KZ—总变化系数。计算结果如表1-3所示。工厂集中用水量表1-3工厂名称生活水量(L/s)生产用水量（m3/d)工业废水时变化系数Kz日平均用水量L/s生产用水量（L/s)总集中用水量（L/s)羽绒服厂6.881500.001.8017.3631.2538.13丝绸厂1.75800.001.809.2616.6718.42化肥厂19.972500.001.4028.9440.5160.48石油机械厂11.862000.001.4023.1532.4144.27炼油厂31.205000.001.4057.8781.02112.22机电厂7.69130.001.501.502.269.95汽车修理厂3.2560.001.400.690.974.22*注*其他集中用水量还有公园设计流量3.5L/s，火车站设计流量3.5L/s，医院污水设计流量0.97L/s。城市污水管道系统的设计总流量城市污水管道系统的设计总流量一般采用直接求和的方法进行计算，即直接将上述各项污水设计流量计算结果相加，作为污水管道设计的依据，城市污水管道系统的设计总流量可用下式计算：（L/s）设计时也可按综合生活污水量进行计算，综合生活污水设计流量为：（L/s）式中Q1’—综合生活污水设计流量，L/s；n’—综合生活污水定额，对给水排水系统完善的地区按综合生活用水定额90%计，一般地区按80%计；其余符号同前。此时，城市污水管道系统的设计总流量为：（L/s）本设计采用第一种方法。计算结果如附表1-3管段设计流量1．本段流量q1本段流量一般用下式计算：=式中q1—设计管段的本段流量，L／s；F—设计管段服务的街坊面积，hm2；KZ—生活污水量总变化系数；qs—生活污水比流量，L／(s·hm2)。生活污水比流量可采用下式计算：=式中n—生活污水定额或综合生活污水定额，L／(cap·d)；ρ—人口密度，cap/hm2。2．转输流量q2转输流量是指从上游管段和旁侧管段流来的污水量。它对某一设计管段而言，是不发生变化的，但不同的设计管段，可能有不同的转输流量。3．集中流量q3集中流量是指从工业企业或其它大型公共设施流来的污水量。对某一设计管段而言，它也不发生变化。设计管段的设计流量是上述本段流量、转输流量和集中流量三者之和。计算结果见附表1-3污水管道的水力计算水力计算公式流速流量式中—过水断面面积m2；—水力坡度；—管道粗糙系数；—水力半径。水力计算设计参数：设计充满度t：最大设计充满度表1-4管径D或暗渠高H(mm)最大充满度h/D200～3000.55350～4500.65500～9000.70≥10000.752.设计流速v：根据设计手册，污水最小设计流速定为0.6m/s。通常金属管道的最大设计流速为10m/s,非金属管道最大设计流速为5m/s。3.最小管径四川地区街道最小管径为300mm。4.最小设计坡度管径200mm的最小设计坡度是0.004，管径300mm的最小设计坡度是0.003。5.污水管道最小埋深由于本设计中起端标高较大，本设计控制点的埋深为2.70m。综合上述设计参数，本设计污水干管水力计算表详见附表1-4雨水管道系统的设计计算气象资料及地质资料地质资料地质情况良好，为亚砂土、亚粘土、砂、石组成，其厚度为2.1～7.0m，地基承载能力1KGf/cm2以上，地震烈度小于6度，土壤最低温度3℃，土壤平均温度16℃。气象资料风向：常年主导风向为北风和西北风，最大风速3.6m/s，平均风速1.7m/s；气压：平均气压为723mm汞柱高；气温：最高为40.3℃，最低为－4.3℃，年平均气渐为17.2℃；湿度：年平均湿度78%；降水：年平均降水量为935.80mm。地面径流系数ψ地面覆盖种类情况见表2-1。地面覆盖种类情况表表2-1地面覆盖种类江东区江西区屋面45%43%混凝土道路，人行道25%26%碎石路面2%2%非铺砌路面2%1%公园及绿地26%28%根据《室外排水设计规范》GB500014-2006中3.2.2条规定，地面的径流系数如表2-2。径流系数表2-2地面种类各种屋面、混凝土或沥青路面0.85～0.95大块石铺砌路面或沥青表面处理的碎石路面0.55～0.65级配碎石路面0.40～0.50干砌砖石或碎石路面0.35～0.40非铺砌土路面0.25～0.35公园或绿地0.10～0.20整个汇水面积上的平均径流系数值按各类地面面积用加权平均计算，即式中Fi—汇水面积上各类地面的面积（ha）；—相应各类地面的径流系数；F—全部回水面积。计算结果如表2-3地面综合径流系数表2-3地面种类屋面混凝土路碎石路面非铺砌路面公园及绿地加权平均值径流系数0.90.90.450.30.151江东区0.450.250.020.020.260.684江西区0.430.260.020.010.280.675单位面积径流量设计暴雨强度：（L/s.ha）式中P—重现期，取P=2a；t—降雨历时（min），t=t1+mt2；t1—地面集流时间，取t1=5min；m—折减系数，取m=1；t2—管内雨水流行时间（min），；L—设计管段长度（m）；v—管内流速（m/s）。单位面积径流量：(L/ha)雨水管道的水力计算根据每一设计管段所承担的汇水面积可就近排入附近雨水管道的原则，使用鸿业市政管线计算管段的设计流量、流速、坡度等，计算结果具体见附表2-1污水的处理程度设计污水水量城市每天的平均污水量计算结果如下表。水厂近远期处理规模表3-1设计人口（人）生活污水定额（250L/d·cap)日平均生活污水量(m3/d)集中排水量(m3/d)总排水量(m3/d)总排水量(L/s)远期200000250.0050000.0012492.0562492.05723.28近期150000250.0037500.0012492.0549992.05578.61差值12500.00考虑10%的地下水渗透系数，则本设计，水厂的规模为62492.05×（1+10%）=68742.2(m3/d)=0.7956最大日最大时设计秒流量考虑10%的地下水渗透后，设计秒流量为1094.57×（1+10%）=1204.03(L/s)=设计污水水质嘉南市城市污水经取样分析，水质情况如表3-2。城市污水水质资料表3-214～246.8～7.8据原始资料，污水厂进水缺失氨氮等指标，进分析取值如下氨氮浓度取20（mg/L），CODcr取600(mg/L)，总碱度为300mg/L。污水处理程度计算由于受纳水体的自净能力有限，污水厂的出水水质必须严格要求。污水厂的处理程度应根据受纳水体的流量、水质等确定或参照《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918—2002执行。 一级A标最高允许排放浓度（日均值）（单位：mg/L）表3-3序号1234567受纳水体按四类水体计算。四类水体的各项指标如3-4四类水体的各项指标（单位：mg/L）表3-4序号1234567指标pH值DOCODBOD5NH3-N总磷总氮标准值6~933061.50.31.5污水的SS处理程度计算按水体中SS允许增加的量计算排放的SS浓度污水排入受纳水体后，假设污水与全部河水完全混合并稀释。计算处理后污水总出水口的SS浓度计算处理程度：按二级生物处理后的水质排放标准计算SS处理程度根据国家《城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）》中规定城市二级污水处理厂一级A排放标准，总出水口处污水的SS浓度为10mg/L。计算SS处理程度从以上两种计算方法比较得出，方法2得出的处理程度高于方法1，所以本污水处理厂的SS的处理程度为96.00%。污水的BOD处理程度计算按河流中溶解氧的最低容许浓度计算（用最高温度算）求出水口处DO的混合浓度求出水口处水温的混合温度求水温为18.1°C时的耗氧速率常数k1值求水温为18.1°C时的复氧速率常数k2值求起始点的亏氧量DO0和临界点的亏氧量DOc不同温度下的溶解氧量表3-5温度OC溶解氧（mg/L)温度oC溶解氧（mg/L)014.64189.46114.22199.27213.82209.08313.44218.90413.09228.73512.74238.57612.42248.41712.11258.25811.81268.11911.53277.961011.26287.821111.01297.691210.77307.561310.53317.431410.30327.301510.08337.18169.86347.07179.66356.95求起始点的有机物浓度L0和临界时间tc采用试算法或者代入法计算机进行计算得tc=1.30L0=20.01求起始点允许的20°C时BOD计算污水处理厂允许排放的BOD5浓度LL计算处理程明显的，允许排放量超过了实际排放量，这是由于小水量排入大水体，所以忽略河流的自净能力，全部进行处理。按河流中BOD5的最高允许浓度计算污水排入受纳水体后，假设河水与全部污水完全混合，污水中的有机物是河水中有机物急剧上升。随着河水的流动，河水中有机物被生物氧化分解又会使河水中有机物逐渐恢复。计算由污水排放口流到下游取水口处的时间2.2将20°C标准下河流的BOD5值L5河和河流任意时段最高允许的BOD5值LSST的数值换算成18.1°

换算成18.1o时的L5河L5河=4.68（1-10-0.09x5）=0.90mg/L求18.1°C时的L5eBOD5的值L==622.21+3.90=626.12mg/L将18.1oC时的BOD5换算成20oC时的BOD5值626.12=L0=881.69mg/LL计算处理程度计算结果出现负值。按二级生物处理后的水质排放标准计算根据国家《城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）》中规定城市二级污水处理厂一级A排放标准，总出水口处污水的BOD5浓度为10mg/L。计算BOD的处理浓度从以上三种计算方法可以看出，方法3得出的处理程度较高，所以本污水处理厂的BOD5的处理程度为96.67%。污水的氨氮处理程度计算根据国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中规定城市污水处理厂一级A标，总出口处为污水的氨氮浓度为5mg/L式中E—氨氮处理程度（%）；C—进水氨氮浓度（mg/L）；Ce—处理后污水允许排放的氨氮浓度（mg/L）。E污水的磷酸盐处理程度计算根据国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中规定城市污水处理厂一级A标，总出口处为污水的磷酸盐浓度为5mg/L式中E—磷酸盐处理程度（%）；C—进水磷酸盐浓度（mg/L）；Ce—处理后污水允许排放的磷酸盐度（mg/L）。综上所述，确定设计进出水水质及污染物去除率如表3-5设计进出水水质及污染物去除率(mg/L)表3-5指标BOD5CODcrSSTNTPNH3-N进水水质30045025065820出水水质105010150.55去除率（%）96.6788.8996.0076.9293.7575.00污水的一级处理粗格栅设计计算粗格栅与污水泵站合建，选用2组并行，前后均设有挡板，2组同时运行，则单组设计流量为Q式中 Q'—单组格栅设计流量（m3/sQ—设计流量（m3/s）；N—格栅设计组数（组）。Q=0.602m3/s栅条的间隙数式中—最大设计流量，m3/s；—格栅倾角，(°)，一般采用45°~75°，取＝60°；—栅条间隙，m，栅渣量较小时一般用0.016~0.025m，取b＝0.020m；—栅条间隙数，个；—栅前水深，m，取h＝1.00m；—过栅流速，m/s，一般采用0.6~1.0m/s，取＝0.9m/s。计算草图如下图所示，格栅设2组，按2组同时工作设计。则：n=36个图4-1格栅设计计算简图栅槽宽度B栅槽宽度一般比格栅宽0.2～0.3m，取0.2m；设栅条宽度S=10mm(0.01m)则栅槽宽度B＝S(n-1)+bn+0.2＝0.01×(36-1)+0.02×36+0.2=1.27≈1.30栅槽总宽度两栅槽之间间隔取0.7m则栅槽总宽度为B’=2B+0.7=1.3×2+0.70=3.30m通过格栅的水头损失h1进水渠道渐宽部分的长度L1。设进水渠宽B1＝0.72m，其渐宽部分展开角度，进水渠道内的流速为0.84m/s。进水渠道渐窄部分的长度=0.8m通过格栅的水头损失式中—设计水头损失，m；—计算水头损失，m—重力加速度，m/s2；—系数，格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般采用3；—阻力系数，与栅条断面形状有关，，设栅条断面为锐边矩形断面，＝2.42。栅槽后总高度式中H—栅后明渠的总高度（m）；h2—明渠超高（m），一般采用0.3~0.5,。设计中取h2=0.3H=1.0+0.1+0.3=1.4m栅槽总长度式中，L—格栅槽总长度（m）；H1—栅前渠道深，。每日栅渣量式中W—每日栅渣量，m3/dW1—每日每103m3污水的栅渣量（m3/103污水）。格栅间隙为16~25mm时W1一般取0.05~0.1m3/103污水，。本设计取W1=0.8m3/103污水。m3/d>0.2m3/d栅渣量比较大应采用机械除渣及皮带输送机或无轴输送栅渣，采用机械栅渣打包机将山楂打包，汽车运走。进水与出水渠道城市污水通过DN1200mm的管道送进水渠道，设计中取进水渠道宽度B1=0.72，进水水深h1=h=1.0m，出水渠道B2=B1=0.72m，出水渠道h2=h2=1.0m细格栅设计计算泵后细格栅与沉砂池合建，选择两组故得单组设计流量为Q'=0.602m3栅槽宽度(1)栅条的间隙数式中—最大设计流量，m3/s；—格栅倾角，(°)，一般采用45°~75°，取＝60°；—栅条间隙，m，取b＝0.01m；—栅条间隙数，个；—栅前水深，m，取h＝1.20m；—过栅流速，m/s，一般采用0.6~1.0m/s，取＝0.9m/s。计算草图如下图4-2所示，格栅设两组，按两组同时工作设计。则：n=48个图4-2细格栅设计计算示意图格栅设两组，按两组同时工作设计。则：(2)栅槽宽度B栅槽宽度一般比格栅宽0.2～0.3m，取0.2m；设栅条宽度S=10mm(0.01m)则栅槽宽度B＝S(n-1)+bn+0.2＝0.01×(48-1)+0.01×48+0.2=1.15≈1.20(3)栅槽总宽度两栅槽之间间隔取0.7m则栅槽总宽度为B’=2B+0.7=1.2×2+0.70=3.1m3、通过格栅的水头损失h1进水渠道渐宽部分的长度L1。设进水渠宽B1＝0.72m，其渐宽部分展开角度，进水渠道内的流速为0.84m/s。进水渠道渐窄部分的长度=0.66m通过格栅的水头损失式中—设计水头损失，m；—计算水头损失，m—重力加速度，m/s2；—系数，格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般采用3；—阻力系数，与栅条断面形状有关，，设栅条断面为锐边矩形断面，＝2.42。栅槽后总高度式中H—栅后明渠的总高度（m）；h2—明渠超高（m），一般采用0.3~0.5,。设计中取h2=0.3H=1.2+0.25+0.3=1.75m栅槽总长度式中，L—格栅槽总长度（m）；H1—栅前渠道深，。每日栅渣量式中W—每日栅渣量，m3/dW1—每日每103m3污水的栅渣量（m3/103污水）。本设计取W1=0.05m3/103污水。m3/d>0.2m3/d采用机械除渣及皮带输送机或无轴输送栅渣，采用机械栅渣打包机将山楂打包，汽车运走。进水与出水渠道城市污水通过泵房提升至细格栅，设计中取进水渠道宽度B1=0.72，进水水深h1=h=1.2m，出水渠道B2=B1=0.72m，出水渠道h2=h2=1.2m沉砂池设计计算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Q=0.602m3/s沉砂部分长度L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0.15~0.25m/s取0.20m/s；t—设计流量时的停留时间，s，取60s。L=0.1560=12m水流断面面积AA=式中A—水流过水断面面积Q—设计流量，m3/sA==2.41m2池总宽度B式中B—沉砂池宽度（cm）h2—设计有效水深(m),一般采用0.25~1.00。本设计取h2=0.9m，每组沉砂池设两格,每格宽度为B=m沉砂室所需容积VV=式中—平均流量（m3/s）；X—城镇污水的沉砂量，一般采用30m3/106m3污水；T—排砂时间间隔，d，取2d。V=4.13m3每个沉砂斗容积每个沉砂斗的容积（）设每一个分格有2个沉砂斗，则共有4个沉砂斗，则式中V0—每个沉砂斗容积（m3）；n—沉砂斗个数，个。设计中取每个分格有两个沉砂斗，共有n=2×2×2=8个沉砂斗m3沉砂斗高度沉砂斗高度应能满足沉砂斗存储沉砂的要求，沉砂斗的倾角α>60oh式中h3'—沉砂斗的高度（f1—沉砂斗上口面积（m2f2—沉砂斗下口面积（m2），一般用0.4m本设计中取沉砂斗上口面积为1.34m×1.34mh设计中沉砂斗高度h3'=0.70m，校核该沉砂斗角度tgα=2h3'/(1.34-0.6)=1.89沉砂室高度h3=h’3il2式中h3—沉砂室高度（m）；i—沉砂室池底坡度，一般采用0.01~0.02；l2—沉砂池底长度（m）。设计中取沉砂池底坡度为i=0.02。h沉砂池总高度H=h1+h2+h3式中H—沉砂池总高度（m）；h1—沉砂池超高（m）,一般采用0.3~0.5m。设计中取0.3mH=0.3+0.9+0.8=2.0m验算最小流速v式中vmin—最小流速（m/s），一般采用Qmin—最小流量（m3/s）,一般采用0.75Qn1—沉砂池格数（个），最小流量时取1；

Amin—最小流量时过水断面面积（m2v进水渠道格栅的出水通过DN1600mm的管道送入沉砂池的给水渠道，然后向两侧配水井进水水渠，污水在渠道内的流速为：v式中v1—进水渠道水流流速（m/sB1—进水渠道宽度（m）H1—进水渠道水深（m设计中取B1=1.2m，Hv出水管道出水管道采用薄壁出水堰跌落出水，污水堰可保证沉砂池内水位标高恒定，堰上水头H式中H1—堰上水头（mQ1—沉砂池内设计流量（m3/s）m—流量系数，一般采用0.4~0.5；b2—堰宽（m），等于沉砂池宽度。设计中取m=0.4，b2=1.30H出水堰自由跌落0.1~0.15m后进入出水槽，出水槽宽1.0m，有效水深0.8m，水流流速0.63m/s，出水流入出水管道。出水管采用钢管，管径DN1200mm，管内流速v2=0.96m/s，水力坡度i排砂管道采用沉砂池底部管道排砂，排砂管道管径DN=200。平流式沉砂池平面布置如图所示：图4-3平流沉砂池计算简图配水井的设计计算设计流量为Q=1.204m3/s，沉砂池出水汇合后使用一根进水管进入配水井，污水在配水井内进行平均分配，然后分别进入2个初沉池中。本设计布置一座配水井，水力停留时间：t=2min。配水井内中心管直径式中v2—配水井内中心管上升流速（m/s），一般采用v2≥0.6m/s。设计中取v2=0.91m/s取DN1300mm。配水井内径式中v3─配水井内污水流速（m/s），一般取v3=0.2~0.4m/s设计中取v3=0.2m/s取直径4m。配水井的有效容积V=Q×t=1.204×120=144.48m3，配水井的有效水深式中h—配水井有效水深；。配水井总高H=h+h1式中H—配水井总高，m；h—配水井有效水深，m；h1—配水井超高，m；本设计取配水井超高h1=0.3mH=2.87+0.3=3.17m，取3.2m配水井的出水管配水井的出水管采用2根DN900钢管，出水分别送到2个初沉池中。管内流速v2=0.95m/s，水力坡度i=0.0011配水井设计计算简图初沉池设计计算本设计采用中心进水，周边出水的辐流式初，设置2座，每座沉淀池设计流量为Q=0.602m3/s。沉淀池面积式中F—沉淀部分有效面积（m2）； Q—设计流量（m3/s）；qb—表面负荷，m3/（m2·h），一般采用1.5~3m3/（m2·h），本设计采用q’=2m3/（m2·h）。沉淀池直径为D===37.15m，取38m设计取二沉池的直径为D=38m，实际表面负荷的值为1.9m3/s。沉淀池有效水深h2=qb×t式中h2—沉淀池的有效水深（m）；t—沉淀时间（h），一般采用1~3.0h，本设计取沉淀时间取t=2.8h，h2=1.2×2.8=3.36m，取3.4m。径深比D符合（6~12）的要求。污泥部分所需容积按设计人口计算V式中V—污泥部分所需容积(m)；S—每人每日污泥量[L/(人∙dT—两次清除污泥的时间（d），一般采用重力排泥时，T=1~2d，采用机械刮泥排泥时，T=0.05~2d。N—设计人日数(人)；n—沉淀池组数。设计中取S=0.6L/人·d，采用机械刮泥排泥时，清除污泥间隔时间T=0.1d。V按去除水中悬浮物计V式中Q—设计平均流量m3/s；C1—进水悬浮物浓度(mg/L)；C2—出水悬浮物浓度(mg/L)，一般采用沉淀效率P=40%~60%γ—污泥容重（t/m3），约为1；Po—污泥含水率(%)。T—排泥的时间间隔（d）；本设计取T=0.1d，P0=97%，沉淀效率取P=50%，则C2=(100%-50%)×C1=0.5C1。V污泥量按设计人口计算V式中V—污泥部分所需容积(m3)；S—每人每日污泥量[L/(人·d)]，一般采用0.3~0.8[L/(人·d)]；T—两次清除污泥间隔时间(d)，采用机械刮泥排泥时，一般采用4h；n—沉淀池分格数。设计中取S=3[L/(人·d)]，设计中排除污泥的间隔时间采用4h。V按去除水中悬浮物计算V式中Q—设计流量m3/s；C1—进水悬浮物浓度（kg/m3）；C2—出水悬浮物浓度（kg/m3）；K2—生活污水量总变化系数；γ—污泥容重（kg/m3），一般采用1000（kg/m3）；PO—污泥含水率(%)。V两种计算结果取较大的那一个值初沉池污泥量Q1=2×6×23.88=286.56m3/d=23.88m3/以每次排泥时间30min计，每次排泥量47.76m3/h=0.0123m3/s。辐流沉淀池采用周边传动刮泥机，周边传动刮泥机的周边线速度为2~3m/min，将污泥推人污泥斗，然后用静水压力将污泥排出池外。污泥区总高度H=h1+h2+h3+h4+h5式中H—沉淀池总高度（m）；h1—沉淀池超高（m），一般采用0.3~0.5m；h2—沉淀池有效水深（m）；h3—沉淀池缓冲层高度（m），一般采用0.3m；h4—沉淀池底部圆锥体高度（m）；h5—污泥斗高度（m）。设计中取超高h1=0.3m，h3=0.3m，h2=3.0m辐流式沉淀池瞎用周边传动刮泥机，池底径向坡度为0.05，刮泥机连续转动将污泥推入污泥斗，选择使用圆形污泥斗，污泥斗底部直径D2=2m，上部直径D1=3.0m，倾角为60o。圆锥体高度h圆锥体体积VV=331.18污泥斗的高度h=污泥斗体积V

=

=4.33m3VH=h1+h2+h3+h4+h5=0.3+3.4+0.3+0.85+0.87=6.29m进水管初沉池的进水管为配水井的出水管，选择使用DN900mm的钢管，管内流速v2=0.95m/s，水力坡度i沉淀池进水管及配水花墙沉淀池分为二组，每组沉淀池采用池中心进水，通过配水花墙和稳流罩向池四周流动。进水管道采用钢管，流量为0.602m3/s，取管径DN=900mm，则管内流速v=0.95m/s，水力坡度为i=0.0011，进水管道顶部设穿孔花墙处的管径为DN=1400mm。沉淀池中心管配水采用穿孔花墙配水，穿孔花墙位于沉淀池中心管上部，布置6个穿孔花墙，过孔流速v式中v—穿孔花墙过孔流速m/s；B3—孔洞的宽度(m)H3—孔洞的高度n3—孔洞数量(个)。设计中取B3=0.3m，H3=1.4mv符合要求。孔距l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，在稳流罩上平均分布∅100的孔洞306个，孔洞的总面积为稳流罩过水断面的15%。出水堰沉淀池出水经过双侧出水堰跌落进入集水槽，然后汇人出水管道排入集水井。出水堰采用双侧90o三角形出水堰，三角堰顶宽0.16深0.08，间距0.05，外侧二角堰距沉淀池内壁0.4m，三角堰直径为37-0.8=37.8m外侧三角堰个数为n内侧三角堰距挡渣板0.4m，两侧三角堰宽度为0.6m，则内侧三角堰直径为37-0.8-1.2=35m内侧三角堰个数为n三角堰后自由铁跌落0.1~0.15，三角堰有效水深为H式中 Q1—三角堰流量（m3/s）；H1—三角堰水深（m），一般采用三角堰高度的1/2~2/3。H三角堰堰后自由跌落0.15m，则堰水头损失0.194m堰上负荷q式中q1—堰上负荷[L/(s·m)]，一般小于2.9L/s；D1—三角堰出水渠道平均直径（m）；q符合要求。出水挡渣板二角堰前设有出水浮渣挡渣板，利用刮泥机桁架上的浮渣刮板收集。挡渣板高出水面0.15m，伸入水下0.5m，在挡渣板旁设一个浮渣收集装置，采用管径DN300mm的排渣管排出池外。出水渠道出水槽设在沉淀池四周，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0.8m，有效水深0.60m，水平流速为v出水槽将三角堰出水汇集送人出水管道，出水管道采用钢管，管径DN=1000mm，管内流速v0.77m/s，水力坡度为0.006。刮泥装置沉淀池采用周边传动刮泥机，周边传动刮泥机的线速度为2~3m/s刮泥机底部设有刮泥板，将污泥推入污泥斗，刮泥机上部设有刮渣板，将浮渣刮进排渣装置。污水厂的生化处理A2O生化池的设计计算设计流量生化池水力停留时间一般超过8h,按平均时流量设计Q=68742m3/d进出水水质国内污水处理厂一级处理一般可去除SS30%—40%，本工程按40%计。BOD5的去除率按20%计。则有SSe=SS0×（1-30%）=250×（1-40%）=150mg/LSe=S0×（1-20%）=300×（1-20%）=240mg/L根据《典型的生活污水水质》及邻近水厂水质资料，本设计取污水厂的总碱度（CaCO3）为300mg/L。则A2O生物池的进水水质如下表A2O生物池的进水水质表5-1总碱度（mg/L）NH3-N14～246.8～7.8出水水质按《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918—2002规定中的一级A标执行。判断是否可采用A2/O法CODTP符合要求。有关设计参数BOD5污泥负荷，一般取N=0.13~0.2kgBOD5/(kgMLSS∙d)，本设计取N=0.14kgBOD5/(kgMLSS∙回流污泥浓度XR=8000mg/L；污泥回流比R=100%；混合液悬浮固体浓度XTN的去除率：ηTN=×100%=×100%=77%混合液内回流比；Ri=×100%=×100%=334%由于内回流大于300%后再继续提高处理效果提高不明显，因此本设计取Ri=300%反应池容积V，m3V反应池总水力停留时间：t各段水力停留时间和容积：厌氧：缺氧：好养=1:1:3厌氧池水力停留时间t厌=0.2×10.32=2.06h,池容V厌=2.06×29460=4910.1m缺氧池水力停留时间t缺=0.2×10.32=2.06h,池容V缺=2.06×29460=4910.1好氧池水力停留时间t好=0.6×10.32=6.19h,池容V好=2.19×29460=19460校核氮磷负荷，kg/(kgMLSS∙d)好养段总氮负荷Q不满足，出水水质达不到要求需要后续的深度处理解决。厌氧段总磷负荷Q符合要求。剩余污泥量∆PP取污泥增值系数Y=0.6，污泥自身氧化率kd=0.05,将值带入以上两式PX=0.6P∆碱度校核SALK1=进水碱度-消化消耗碱度=反消化产生碱度+去除BOD5产生碱度假设生物污泥中含氮量以12.4%计，则：每日用于合成的总氮量=0.124×5362=664.87kg进水总氮中有664.87×1000被氧化的氨氮65-5-9.67=50.33mg/l所需脱硝量还原的硝酸盐氮量N将值带入：剩余碱S=107.63反应池主要尺寸反应池总容积V=29460.86设反应池4组，单组池容积V有效水深h=4.0m；单组有效面积S采用5道廊道式推流式反应池，廊道宽b=6.0m；单组反应池长度L则单个池子长61m,宽为5×6=30校核：b/h=1.5（满足b/h=1~2）L/b=10(满足L/B=5~10)设计取超高为1.0m,则反应池总高H=4.0+1.0=5.0m设计简图如图5-1。图5-1生化池设计平面图图5-2生化池设计剖面图反应池进出水系统计算初沉池来水通过在集配水井中汇合，在分两根水管进入两组反应池。进水管两组反应池进水管设计流量Q管道流速取v=0.9m/s，则过水断面面积A管径d进水管管径取DN=900mm。回流污泥管两组反应池回流污泥管设计流量Q管道流速取v=0.95m/s回流污泥管管径取DN=900mm。进水孔厌氧池进水口尺寸：进水孔流量Q孔口流速v=0.6m/s；孔口过水断面A孔口尺寸取为L池子间的进水孔口设计尺寸为0.5×0.5m=0.25m2出水堰及出水井按矩形堰流量公式计算：QQH式中b—堰宽，取6m。出水孔过流量Q孔口流速v=0.6m/s；孔口过水断面面积A孔口尺寸取为2.0m出水井平面尺寸取为2.6出水总流量及管径反应池出水管设计流量Q5=Q2=0.398管道流速v=0.8m/s；管道过水断面A管径d取出水管径DN=800mm；检核管道流速

v符合要求。曝气系统设计计算设计需氧量AOR=去除BOD5需氧量-剩余污泥中BOD5氧气当量+氨氮消化需氧量-剩余污泥中氨氮的氧当量-反消化脱氮产氧量碳化需氧量D1：D1=-1.42PX=15522.68 (kgO2/d)硝化需氧量D2：D2=4.6Q（TN0-Ne（NH3-N））-4.6×12.4%PX=15914.38kgO2/d反硝化脱氮产生的氧量D3：D3=2.86NT=2.86×2772.23=7928.57kgO2/d总需氧量AOR=D1+D2-D3=15522.68+15914.38+7928.57=23508.48kgO2/d=979kgO2/h最大需氧量与平均需氧量之比为1.4,则 AORmax=1.4R=32911.89kgO2/d=1371.33kgO2/h去除每1kgBOD5的需氧量=AOR/[Q(S0-S)]= 1.49 (kgO2/kgBOD5) 标准需氧量SOR：本工程采用鼓风曝气,微孔曝气器。微孔曝气器设于池底，距池底0.20m，淹没水深=h-0.20=4-0.20=3.8m，氧转移效率按EA=20%，算温度T=标准需氧量SOR：SOR=式中Cs（20）—水温20℃时清水中溶解氧的饱和度，mg/L，查手册的表得水中溶解氧饱和度Cs（20）=9.17mg/L，Cs（24）=8.41mg/L；Csm（T）—设计水温T℃时好氧反应池中平均溶解氧的饱和度，mg／L；空气扩散器出口处绝对压力pbpb=p0+9.8×103×淹没水深=1.013×105+9.8×103×3.80=1.39×105Pa空气离开好氧池时氧的百分比：Ot===17.54%Csm（24）=Cs（24）（+）=8.41×（+）=9.15mg/LT—设计污水温度，本设计T=24℃考虑；CL—好氧反应池中溶解氧浓度，取2mg／L；ρ—气压调整系数，ρ=，本工程所在地区大气压为P=723×133=0.962×105Pa考虑，故此ρ=0.900；α—污水传氧速率与清水传氧速率之比，一般为0.8—0.85，本设计取α=0.82；β—污水中饱和溶解氧与清水中饱和溶解氧之比，一般为0.9—0.97，本设计取β=0.95；标准需氧量SOR：SOR==37576.17kgO2/d=1565.68kgO2/h最大时需氧量SORmax=1.4SOP=1.4×1565.68=2363.93kgO2/h好氧反应池平均时供气量Gs：Gs===626269.44.m3/d=26094.56m3/h=434.9m3/min最大时供气量Gsmax=1.4GS=36523m3/h=10.15m3/s=608.86m3/min单池供气量：Gs单===6438m3/h=1.79m3/s所需空气压力p（相对压力）：P=h1+h2+h3+h4+Δh式中h1—供风管道沿程阻力，取h1=0.1m；h2—供风管道局部阻力,0.1；h3—曝气器淹没水头，h3=3.8m；h4—曝气器阻力，取为0.4m；Δh—富余水头，一般Δh=0.003～0.005MPa，取Δh=0.5m。P=h1+h2+h3+h4+Δh=0.1+0.1+3.8+0.4+0.5=4.9m曝气器数量（以单组池计）：单池标准需氧量SOR单：SOR单===590.75kgO2/h按供氧能力计算所需曝气器数量采用微孔曝气器，参照有关手册，工作水深3.8m，在供风量1～3m2/(h·个）时，曝气器氧利用率EA＝20%，服务面积0.3～0.75m2,充氧能力qc=0.14kgO2/(h·个）。则：n=式中n—按供养能力所需曝气器个数，个；qc=曝气器标准状态下，与好养反应池工作条件接近时的供养能能力，kgO2/(h∙个)。采用微孔曝气器，参照有关手册，工作水深3.8m，在供风量1～3m2/(h·个）时，曝气器氧利用率EA＝20%，服务面积0.3～0.75m2,充氧能力qc=0.14kgO2/(h·个）。=4220个以微孔曝气器服务面积进行校核：f通风管道计算供风干管采用环状布置。流量Qs=1/4Gs=0.25×36523=9130.75(m3/h)=2.54(m流速取v=10m/s；管径取干管管径为DN500mm。单侧供气（向单侧廊道供气）支管Q流速v=10m/s；管径取单侧供气支管管径DN350。双侧供气支管Q流速v=10m/s；管径取双侧供气支管管径DN500。厌氧池设备选择（一旦组反应池计算）厌氧池设导流墙，将厌氧池分成3格，每格内设有搅拌机1台，所需功率按5W/m3池容计算。厌氧池有效容积V厌=41×7.5×4.0=1230m混合全池污水所需功率为5×1230=6150（缺氧池设备选择缺氧池设备选择与厌氧池设计相同，缺氧池池所需功率为。污泥回流设备污泥回流比为R=100%；污泥回流量QR=RQ=1×68742=68742m3/d=2864.25m3/h设回流污泥泵房1座，内设3台潜污泵（2用1备）；单台流量水泵扬程根据厌氧池和二沉池高差确定。详加污水厂的高程布置。混合液回流设备混合液回流泵混合液回流比为R内=300%；混合液回流量QR=R内Q=3×68742=206226m3/d=8592.75m3/h设回流污泥泵房1座，内设3台潜污泵（2用1备）；单台流量混合液回流管。回流混合液有出水井重力回流至混合液回流泵房，井潜污泵提升后送至缺氧段首端。混合液回流管段设计流量Q泵房进水管采用v=0.8m/s；管道过水断面A

管径取管径DN1000校核管道流速v=0.70m/s泵房压力出水总管设计流量Q7=Q6=0.597m设计流量采用1.4m/s；管道过水断面A

管径管径取DN800。设备房的设计尺寸：鼓风机房设计尺寸为L×配电室设计尺寸为 L二沉池的设计计算本设计采用中心进水，周边出水的辐流式沉淀池，设置4座，每座沉淀池设计流量为Q=0.301m3/s。沉淀池面积式中F—沉淀部分有效面积（m2）； Q—设计流量（m3/s）；qb—表面负荷，m3/（m2·h），一般采用0.5~1.5m3/（m2·h），本设计采用1.2m3/（m2·h）。沉淀池直径为D===33.91m设计取二沉池的直径为D=36m，实际F值为1017.36m2校核固体负荷G式中Q—污水平均流量（m3/hX—混合液中悬浮固体浓度kgn—沉淀池个数。G符合要求。沉淀池有效水深h2=qb×t式中h2—沉淀池的有效水深（m）；t—沉淀时间（h），一般采用1.5~3.0h，本设计取沉淀时间取t=2.5h，h2=1.2×2.5=3m径深比D符合（6~12）的要求。污泥部分所需容积设计采用周边传动的刮泥机排泥，为防止磷在池中发生厌氧释放，故贮泥时间采用2h。式中Q—污水平均流量（m3/s）；R—污泥回流比（%）；X— 曝气池污泥浓度（mg/L）；Xr—二沉池排泥浓度（mg/L）。本设计中平均流量为Q=0.796m3/s；XX式中SVI—污泥容积指数，一般采用70~150；r—系数，一般采用1.2.设计中取SVI=100XX污泥区总高度H=h1+h2+h3+h4+h5+h6式中H—沉淀池总高度（m）;h1—沉淀池超高（m），一般采用0.3~0.5m；h2—沉淀池有效水深（m）；h3—沉淀池缓冲层高度（m），一般采用0.3m；h4—污泥区垂直段的高度（m）；h5—沉淀池底部圆锥体高度（m）；h6—污泥斗高度（m）。设计中取超高h1=0.3m，h3=0.3m，h2=3.0m根据污泥池部分容积过大以及二沉池污泥的特点，采用机械挂吸泥机连续排泥，池底径向坡度为0.05，污泥斗底部直径D2=2m，上部直径D1=3.0m，倾角为60o。圆锥体高度h圆锥体体积VV=3429.23污泥斗的高度h=污泥斗体积V

=

=4.33m3污泥区垂直段的高度h=0.45mH=h1+h2+h3+h4+h5+h6=0.3+3.0+0.3+0.83+0.45+0.87=5.75m进水管的计算Q1=Q+RQ0式中Q1—进水管设计流量，mQ—单池设计流量m3R—污泥回流比，%；Q0—单池污水平均流量m3设计中单池设计流量为Q=0.301m3/s，单池污水平均流量Q0Q1=0.301+1×0.796/4=0.500m3/s设计流速为v=0.9m/sA管径D3===0.81m取进水管管径D3=800mm进水总管设计流量为Q=2m2/s，管径为DN=1600出水管管径出水管管径D4=1300mmv符合要求。进水竖井计算进水竖井直径采用D5=1.6m；进水竖井采用多孔配水，配水口尺寸a×b流速v符合要求。孔距l稳流筒计算筒中流速v=0.02~0.03m/s，设计中取v=0.02m/s。稳流筒过流面积f稳流筒直径D=109.90+102.13=212.00m配水井中心管直径D式中D2—配水井中心管直径（m）；v2—中心管内污水流速（m/s）；Q—设计流量（m3/s）。设计中v2=0.9m/s，Q=2.0m3/sD配水井直径D式中D3—配水井中心管直径（m）；v3—中心管内污水流速（m/s）；设计中取v3=0.3（m/s）。D集水井直径D式中D3—配水井中心管直径（m）；v3—中心管内污水流速（m/s）；设计中取v3=0.3（m/s）。D总出水管管径取出水管管径DN=1300mm，v=0.90m/s。刮泥设备采用ZBG-34型周边传动刮泥机2台，一用一备，臂径为38m，功率2.0kw。周图5-3辐流沉淀池计算简图污水的深度处理机械混合池计算采用桨板式机械混合池4座，则单池的设计流量为Q=0.301m3/s。设计计算混合池有效容积W=式中W—有效容积（m3）；T—混合时间（min）；Q—处理水量（m3/h）；n—池子个数，个。设计中取Q=m3/d=4334.4m3/h=1.204m3/s；T=0.5min；n=2个,则W==18.06m3混合池的水深H1=4W/π式中H1—混合池的有效水深，m；D—混合池的有效直径，m；本设计取直径D=2.6m。H1=4H1=4×18.06取超高为0.3m，则池总高H=H1+0.40=3.8m；搅拌直径D0=D=1.73m，设计中取1.80m。搅拌器宽度B=0.1D=0.26m，设计中取0.30m。搅拌器层数H:D=1.3≤(1.2~1.3)设计中取1层。搅拌器页数：Z=4；搅拌器距池底高度：0.75D0=1.35m搅拌池转速n0=式中n0—搅拌器转速（r/min）；v—搅拌器外缘速度(m/s)；D0—搅拌器直径（m）。设计中取v=3m/s，D0=1.8m,则n0==31.84r/min搅拌器角速度ω=式中v—搅拌器外缘速度(m/s)；D0—搅拌器直径（m）；轴功率N2=式中c—阻力系数，0.2至0.5；ρ—水的密度（kg/m3）；ω—搅拌器角速度（rad/s）；Z—搅拌器页数；B—搅拌器层数；R0—搅拌器半径；g—重力加速度（m/s2）。设计中取c=0.4，Z=4,B=1层，R0=0.9m,则N2===9.74kw轴功率N1=式中μ—水的动力黏度（Pa·s）；W—混凝池容积（m3）；G—速度梯度（s-1），一般采用500至1000s-1。设计中G=720s-1N1===9.7kw,满足要求。电动机功率N3=式中∑ηn—传动机械效率。设计中取∑ηn=0.85,则N3===11.46kw计算简图如下图示图6-1机械混合池计算简图机械混合池这在室内，与储药间等合建，设计尺寸为L×V型滤池设计计算设计参数选取设计水量Q=104025.6m3/d，虑速v=10m/h；过滤周期48h滤层水头损失：冲洗前的滤层水头损失采用1.8m第一步气冲冲洗强度=15L/(s·m²)，气冲时间=3min第二步气、水同时反冲=15L/(s·m²)，=4L/(s·m²)=4min第三步水冲强度=5L/(s.m²)，=5min冲洗时间t=12min；冲洗周期T=48h反冲横扫强度1.8L/(s·m²)，滤池采用单层加厚均质石英砂滤料，粒径0.96~1.35mm，不均匀系数1.2~1.