【《日处理2000立方米的污水处理厂设计计算过程案例分析》10000字（论文）】

日处理2000立方米的污水处理厂设计计算过程案例分析目录TOC\o"1-3"\h\u28500日处理2000立方米的污水处理厂设计计算过程案例分析 ②出水槽计算。接触氧化池出口采用锯齿形集水槽（两侧进水）。集水池堰载q为2L/（s·m）。一氧池进水单池集水槽总长Lj-1为公式（3-62）一氧池单池集水槽条数n1为公式（3-63）二氧池单池集水槽总长Lj-2为公式（3-64）二氧池单池集水槽条数n2为公式（3-65）1.2.7接触沉淀池接触氧化后应用沉淀池，可选用各种沉淀池。但是，为了提高沉淀效果，以减少工程量，节约成本。因此本设计采用接触沉淀池处理生物接触氧化池产生的废水。1.2.7.1设计依据（1）接触沉淀池表面水力负荷宜采用5~7m3/（m2·h）；（2）污水在每座接触沉淀池中的停留时间宜采用20~30min；（3）接触沉淀池水面到导流墙下边缘的有效水深宜采用1.8~2.5m；（4）接触沉淀池滤层工作周期通常采用24h，滤料冲洗宜用空气冲洗法，空气冲洗强度可采用24~40m3/（m2·h），冲洗时间宜为10~15min；（5）接触沉淀池污泥浓缩区容积按24h的污泥量计算；（6）接触沉淀池排出的污泥含水率宜为96%~98%；1.2.7.2设计计算（1）接触沉淀池面积A第一接触沉淀池表面水力负荷Nq-1取5.5m3/(m2·h)，有效水深h1-2为2m，第二接触沉淀池表面水力负荷Nq-2取5m3/(m2·h)，有效水深h2-2=1.8m。均选用炉渣作为二池滤料，滤料层高度为0.5m。A公式（3-66）二沉池面积A2为A公式（3-67）（2）水力停留时间t校核一沉池水力时间t1为t公式（3-68）二沉池水力停留时间t2为t公式（3-69）符合设计规范要求。接触沉淀池尺寸计算单组一沉池宽B1=4m池长L1=A1/B1=7.58/4=2.0(m)公式（3-70）一沉池超高h1-1取值为0.5m，有效水深h1-2为2m，泥斗斜壁60°设计，有效水深包括0.4m清水层、0.5m滤料层、0.5m缓冲层。泥斗底部长度为0.2m，泥斗高h1-3h公式（3-71）一沉池高H1=h1-1+h1-2+h1-3=0.5＋2+1.5=6.0（m)公式（3-72）一沉池尺寸L1×B1×H1=2.0m×4m×6.0m。单组二沉池有效水深取1.8m，其他设计参数与单组一二沉池池长L2=A2/B2=8.33/4=2.1(m)公式（3-73）二沉池总高H2=h2-1+h2-2+h2-3=0.5＋1.8＋1.5=5.8(m)公式（3-74）二沉池尺寸L2×B2×H2=2.1m×4m×5.8m。（4）污泥量Qs根据（CECS128:2001），生物接触氧化法产生的污泥按干污泥0.35～0.4kg/kgBOD5计算，含水率96%～98%，取含水率97%，WDS污泥量为公式（3-75）式中：Y——污泥产率系数，kgDS/kgBODWQ——设S0——进水BOD5的值，mg/Se——出水BOD5的值，mg/X0——进水总SS浓度值，mg/Xh——进水中SS活性部Xe——出水SS浓度值，mg/设该污水中70%可为生物降解W污泥含水率按97%计算，湿污泥量：Q公式（3-76）（5）校核泥斗容积公式（3-77）式中Vs——泥斗容积，m3;h——泥斗高，m;A'——泥斗上口面积，m2;A"——泥斗下口面积，m2。单组一沉池泥斗容积为单组二沉池污泥斗容积为共有四个沉淀池，每一个沉淀池在扣除缓冲层后，可容纳二十四小时污泥量。（6）接触沉淀池进出水设计进水导流槽宽0.8m，导流墙下边缘到滤料底面的距离；一沉池为1.1m，二沉池取0.9m。出水集水槽进水负一沉池集水槽总长公式（3-78）一沉池集水槽条数公式（3-79）二沉池集水槽总长公式（3-80）一沉池集水槽条数公式（3-81）（7）计算接触沉淀池需气量﹐冲洗强度为30m3/(m2·h),冲洗时间为15min。工作24h。一沉淀池单池需气量Q1-气为Q1-气=q气×A1=30×7.58=227.4(m3/h=1.8(m3/min)公式（3-82）二沉池单池需气量Q2-气为Q2-气=q气×A2=30×8.33=249.9(m3/h)=4.2(m3/min)公式（3-83）（8）鼓风机选型生物接触氧化池单组需气量6.0m3/min，两组总需气量12.0m3/min。接触沉淀池单组反冲洗，需气量为8.0m3/min，两组需气量16.0m3/min。采用4台风机，3用1备，根据风机风量选择RC-80A型鼓风机，参数如下表所示。型号口径频率风压风量电动机功率RC-80A80mm60HZ49KPa7.31m3/min11kw表3-8RC-80A型鼓风机技术参数1.2.8水平潜流人工湿地人工湿地是指人工池塘或沟渠，地面铺设防水层，基层填充一定深度。在种植水生植物的地方，废水通过基质的三重协同作用得到净化。本次设计采用水平潜流人工湿地。1.2.8.1设计依据（1）设计潜流人工湿地几何尺寸，应符合下列的要求:a）水平潜流人工湿地单元的面积宜小于800m2，垂直潜流人工湿地单元的面积宜小于1500m2;b）潜流人工湿地单元的长宽比宜控制在3∶1以下;c)规则的潜流人工湿地单元的长度通常为20~50m。对于不规则潜流人工湿地单元，应考虑均匀布水和集水的问题;d）潜流人工湿地水深宜为0.4～1.6m;e）潜流人工湿地的水力坡度宜为0.5%~～1%，潜流人工湿地基质层的初始孔隙率宜控制在35%～40%；（2）人工湿地面积应按五日生化需氧量表面有机负荷确定，同时应满足水力负荷的要求；（3）穿孔管的长度应与人工湿地单元的宽度大致相等。管孔密度应均匀，管孔的尺寸和间距应取决于污水流量和进出水的水力条件，管孔间距不宜大于人工湿地单元宽度的10%；1.2.8.2设计计算（1）人工湿地面积：A=公式（3-84）式中：A——人工湿地面积，m2；Q——人工湿地设计流量，m3/d,本例为2000mS0——Se——qos——人工湿地BOD5去除负荷，kgBOD5/(hm2.d),根据HJ2005-2010中表3，取80kgBOD5A=人工湿地面积取最大A=4000m（2）湿地填料容积及水力停留时间根据HJ2005-2010，湿地设计水深h取1.5m，填料体积V为V=Ah=4000×1.5=6000公式（3-85）基质层初始孔隙率ε取38%，水力停留时间T为T=公式（3-86）水力停留时间满足HJ2005-2010表3中1~3d的要求。（3）水力负荷校核水力负荷qhs为qhs=Q÷A=2000÷4000=0.5[m3/(m公式（3-87）水力负荷满足HJ2005-2010表3中小于0.5m3/(m2.d)的要求。（4）湿地布置根据HJ2005-2010，湿地分为6组，每组面积为667m2，则每单元格宽，B=19m宽，L=35m长（5）配水系统设计进入湿地的污水日平均流量为2000m3/d，总变化系数为1.7，因此最大日最大设计流量为141.7m3/h，本设计采用穿孔管配水。单格人工湿地最大时的设计流量Q孔口淹没出流公式Q公式（3-88）式中：QcA——孔口面积，，mεv所需孔口总面积A为A=孔径取10mm，开孔个数n为n=公式（3-89）孔口流速v公式（3-90）式中：φ——流速系数配水所需水头h单格人工湿地宽19m，配水管选用U-PVC管，开孔距离取0.20m，管穿孔位置均为斜向下45°，配水管长=(89＋1)×0.20=18(m)。穿孔集水管设置在人工湿地基床表面以下1.4m，距进水端0.3m处，周边铺设粒径较大的基质。（6）集水系统设计集水管的设计计算同配水管计算相同，孔口流速为0.67m/s，出水所需水头为0.024m。为了防止集水孔堵塞，集水管孔口直径取15mm，集水管直径取De100mm，开孔距离取0.20m，开孔数89个，管道穿孔穿孔集水管设置在基床以上1.0m，距进水0.3m处；布置在基床以上0.25m，距进水0.3m处，四周铺设粒径较大的基质，设置旋转弯头和调节阀调节床内水位。（7）清淤倒膜装置倒膜管的作用是排出人工湿地填料上脱落的生物膜，防止人工湿地堵塞。人工湿地出口端底部设置清淤装置。倒膜管长18m，直径DN250mm，开孔间距0.4m，孔口直径20mm，开孔数30个，管道穿孔位置向下倾斜45°，另外，倒膜管出口设置阀门，定期清理淤泥。穿孔倒膜管设置在人工湿地基床底部以上0.25m，出口端1.0m处。1.2.9紫外消毒池1.2.9.1设计依据（1）紫外线消毒剂量是单位面积所接收的紫外线能量（mJ/cm2），是所有紫外线辐射强度和暴露时间的乘积。当城市污水处理厂达到一级A级标准时，紫外线有效剂量不小于20mJ/cm2;（2）光的接触时间为10-100秒；（3）紫外线照射管内的水流应尽量保持推流。灯前后渠长度不应小于1m。水位可采用固定溢流堰或自动水位控制器控制;（4）水流速度最好不小于0.3m/s，以减小套管结垢，可采用串联运行，以保证所需的接触时间；（5）紫外线照射渠一般设置2条，当水量较小设置1条时，应设置超越渠1.2.9.2设计计算（1）峰值流量（2）灯管数量初步选用UV3000PTP紫外消毒设备，每3800假设4根灯管为一个模块，则模块数N3.75个（3）消毒渠设计取渠道深度为30cm，设渠中水流速度为0.3m/s。渠道过水断面积为公式（3-91）渠道宽度，设计中取0.5m公式（3-92）校核流速公式（3-93）公式（3-94）假设灯管间距为2cm，则可以沿渠道宽度安装5个模块，因此选择UV3000PTP系统，两个紫外线灯组，每每个模块的长度为2.46m，两个灯之间的距离为1.0m。渠到出口采用堰板调复核辐射时间根据设计手册，取水头损失h=0.2m。出水管采用管径为DN300mm。1.2.10巴氏计量槽本设计计量装置采用巴氏计量槽，最大污水量为0.039m³/s，参考《城市污水处理厂处理设施设计计算（第三版）》表2-3，计量尺的尺寸可为：（1）上游渠道宽度B1上游渠道流速v1=0.7m/s，水深H1=1.3m上游渠道长度公式（3-95）（2）计量槽基本尺寸①咽喉宽度W。②上游渠道宽度校核公式（3-96）③渐扩段出口的宽度B2公式（3-97）④下游渠道水深。取上下游水深比公式（3-98）⑤上游渐缩断长度C公式（3-99）⑥上游水位观测孔位置。上游渐变段渠壁长度为公式（3-100）水位观测孔位置：公式（3-101）⑦巴氏槽长度。咽喉段长度0.6m，下游渐扩护公式（3-102）（3）下游渠道长度公式（3-103）（4）上下游渠道及巴氏槽总长度公式（3-104）L/B1=8.675/0.78=11.12＞10，符合要求。（5）出水管设计采用重力出流，管1.3污泥处理构筑物设计计算1.1.1污泥量本污水处理工艺的污泥来源为首次沉淀的污泥量与生物接触氧化池和接触沉淀池相结合的湿污泥量之和。故每日处理的污泥量由前面算得为公式（3-105）1.1.2污泥浓缩池本次设计选用了一座辐流式浓缩池。浓缩池污泥含水率P1=99.5%，浓缩后污泥含水率P2=97%，每组浓缩池流量Q1=21.3m1.1.2.1设计依据（1）通常污泥浓缩池时间为10~16h，活性污泥的含水率为99.2%~99.6%；（2）污泥固体负荷为30~60，浓（3）污泥浓缩（4）辐流式污泥浓缩池的池底坡度，使用吸泥机时，坡度可为0.003;；使用刮泥机时，坡度可为0.01；不使1.1.2.2设计计算以下计算为单池浓缩池各部分尺寸。（1）浓缩池面积公式（3-106）式中Q1——污C0——流入浓G——污泥固体通量，kg/(m2·h),本A——单池面积（2）直径本设计采用一座圆形辐流池，浓缩池直径为：公式（3-107）（3）浓缩池的容积：公式（3-108）式中V——浓缩池的体T——浓缩池浓缩时间h，不小（3）浓缩池有效水深：公式（3-109）式中h2——沉淀池有效水深m；本次设计采用超高h1=0.3m，缓冲层高度h3=0.3m，浓缩池机械刮泥，底坡i=0.05；当泥斗上底直径公式（3-110）污泥斗高度：公式（3-112）式中α——污泥斗壁倾角，本设计取55°；则浓缩池深度为：公式（3-113）（4）浓缩后剩余污泥量：公式（3-114）式中Q1-1——浓缩后剩P——浓缩前污P0——浓缩后污采用最小直径为DN100mm的钢管将污泥连续排放至贮泥池。（5）设备选型根据污泥浓缩池的计算直径，选用ZCG-3型中心传动刮泥机，该型号的性能参数如下表所示。表3-9ZCG-3型中心传动泥机参数表池径（m）功率（kW）周边速度（m/min）推荐池深（m）质量（kg）30.371~232500-上清液回流计算浓缩分离出的污水量为：公式（3-115）式中Q2——浓缩后分P1——浓缩前污泥含P2——浓缩后污上清液回流管：公式（3-116）所以上清液回流管取DN20mm。（7）出水堰设计浓缩池上清液通过三角堰单边出水，上清液再出水堰后再进入出水槽，最后汇入出水管输送格栅前端，上清出水堰周长：公式（3-117）式中b——出水槽宽，m。出口堰采用单侧90°三角堰宽0.16m，深0.08m。浓每个三角堰流量为：公式（3-118）由得：公式（3-119）出水槽的高度为：式中Q——出水堰的流量，m³/s；b——出水槽的超高。1.1.3贮泥池设计采用一座贮泥池，贮泥池的污泥量为：（1）贮泥池容积公式（3-200）式中V——