【《倒置A2O工艺城市污水处理厂污水处理构筑物的设计计算》5700字】

I倒置A2O工艺城市污水处理厂污水处理构筑物的设计计算目录TOC\o"1-3"\h\u1340倒置A2O工艺城市污水处理厂污水处理构筑物的设计计算 13842第1章概述 1179981.1城市概况 128131.2设计内容 21003第2章设计水量及水质 2287052.1设计水量 2252592.2设计水质 328922第3章污水处理构筑物的设计 3127923.1粗格栅 346483.2提升泵房 649413.3细格栅设计计算 6187353.5辐流式初沉池 12246473.6倒置A2/O生物脱氮除磷工艺 166993.6.1已知条件 16282493.6.2设计计算 16215063.7辐流式二沉池 2513253.8滤布滤池 28307593.9接触消毒池 28176523.9巴氏计量槽 29第1章概述1.1城市概况BZ市地处安徽省最东部，苏皖交界地区，长江三角洲西部，全市年平均气温15.4℃，年平均最高气温20.1℃，年平均最低气温11.4℃，年平均降水量1035.5毫米。年日照总时数2073.4小时，年无霜期210天。四季分明，温暖湿润，冬季寒冷少雨，春季冷暖多变，夏季炎热多雨，秋季晴朗气爽。1.2设计内容安徽省BZ市污水处理厂。在本次设计中，采用雨污分流的排水体制。居民生活污水和新区内企业污水全部通过污水管道收集后进入新城区的新建污水处理厂处理后达标排放。也修建了污水管网，所以会将周边农村的生活污水也一同收集送到新建的污水处理厂进行处理。然后，雨水经过雨水管网收集后直接排放到附近的河流。分流制的优点在于卫生条件较好，而且污水厂也易于管理。BZ市的污水处理规模适中，在选择处理污水的工艺体系时，应该选择处理效果稳定，投资规模适中的工艺体系。结合本次设计的实际情况，以及对处理构筑物的对比比较，最终确定了污水处理厂的处理流程为：一级处理（粗格栅，细格栅，曝气沉砂池，初沉池）,二级处理（生物池及二沉池），以及最后的深度处理。深度处理的目的在于能够更好地达到出水水质一级A的标准。另外，污泥的处理流程为：贮泥池(污泥的来源有两部分，即为初沉池污泥和剩余污泥）-污泥浓缩池-脱水(采用板框压滤机），最终将污泥集中外运。第2章设计水量及水质2.1设计水量该市人均综合用水量标准为170升/人*天，污水排放系数为1.28.查附录知安徽省BZ市居民生活用水量平均值为170L/d。2.2设计水质 本次设计中，设计进水水质见表2-1：表2-1进出水水质表水质指标BOD5（mg/L）CODcr（mg/L）SS（mg/L）NH3－N（mg/L）TN（mg/L）TP（mg/L）pH水温(℃)进水指标18036017025312.66~915（最低30（最高）出水指标≤10≤50≤10≤5(8)≤15≤0.56~9第3章污水处理构筑物的设计3.1粗格栅3.1.1污水设计流量已知安徽省BZ市的最大设计污水量Qmax=100000m3/d×1.28=1.48m3/s，居民生活用水K(1) 栅槽宽度①栅条的间隙数n(个)式中在本次设计中取4组格栅，即栅条间隙数（个）=2\*GB3②栅槽的宽度B.设栅条之间的宽度S=10mm(0.01m)栅槽宽度比格栅宽0.2-0.3m,本次设计中取0.2。=0.01×（48-1）+0.02×48+0.2=1.63m(2）通过格栅的水头损失水头损失h1式中设栅条断面为锐边矩形断面，β=2.42,代人数据可得=2.42x（0.01=0.103（m）(3)粗格栅的栅后槽的总高度H(m)式中——明渠超高（m）,根据GB50014—2006，一般采用0.3-0.5m,设计中取0.3m。即H=0.4+0.103+0.3=0.8030.81m(4) 栅槽的总长度L(m)① 进水渠道渐宽部分的长度L1设进水渠宽B1=0.9m，其展开角度α1进水渠道内的流速为0.77m/s。② 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度L2式中，H1每日栅渣量W(m3即7.99>0.2（m3/d）式中，为栅渣量，m3/103m3污水，格栅间隙为16〜25mm时，W1=0.10−0.05m3/103m3污水；格栅间隙为30〜50mm时，W2=0.03−0.05m3进出水的渠道在本次设计中，污水将以DN600mm的管道送入进水渠道，设计中我们取进水渠道宽度B1=0.9m，进水水深h1=h=0.5m，出水渠道B2=B1=1.0m，出水水深h2=h1=0.53.2提升泵房提升泵房内采用三台泵，两用一备。故单台泵的流量为0.58m3/s2088m3/h，经过查找资料，本次设计中可以选潜污泵作为提升泵房。其型号为：350QW1300-15-75，转速为960r/min。泵房尺寸为：10m×6m×8m（长×宽×高）。3.3细格栅设计计算已知安徽省ZB市最大设计污水量Qmax100000m3/d×1.28=1.48m3/s，居民生活用水Kz=1.28(1) 栅槽宽度①栅条的间隙数n(个)式中在本次设计中取v=0.9m/s。本次设计中取4组格栅，且四组同时工作设计。则栅条间隙数=2\*GB3②栅槽宽度B。本次设计中设栅条宽度S=10mm(0.01m)，栅槽宽度比格栅宽0.2-0.3，在本次计算取0.2m，则栅槽宽度为(2)格栅的水头损失h1式中假设栅条断面为锐边矩形断面，β=2.42,代人数据得（（3）栅后槽的总高度H(m)式中——明渠超高（m）,设计中取0.3m。 栅后槽总高度H(m)=h+h1+(4) 栅槽总长度L(m)① 细格栅的进水渠道渐宽部分的长度L1。设渐宽部分展开角度α1=20°，进水渠宽B1=0.② 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度L2其中，H1L=1.33+0.67+0.5+1.0+0.7tan60=3.90每日栅渣量W(m3即6.99m3/d>0.2m式中，W1为栅渣量，m3/格栅间隙为1.5-10mm时，W1=0.15-0.12m3/格栅间隙为16-25mm时，W2=0.10−0.05m格栅间隙为30-50mm时，W3=0.03−0.05m经过计算，该水厂格栅间隙为16mm，取w1=0.07m3/103m(6)进出水渠道在本次设计中，污水通过DN700mm的管道送入进水渠道，设计中取进水渠道宽度B1=1.0m，进水水深h1=h=0.5m，出水渠道B2=B1=1.0m，出水水深3.3.1设计计算在本次设计中设2组曝气式沉砂池，即N=2组，分别与格栅连接，每组沉砂池设计流量为0.74m3/s。（1）曝气沉砂池的总容积V(m3其中Qmax－最大设计流量，m3/s,Qmax=0.74m3/s;t—最大设计流量时的流行时间，min，取t=2min。V=0.74×2×60=88.8((2)曝气沉砂池内的水流断面积A(m2其中v1—最大设计流量时的水平流速，m/s，根据GB50014—2006的6.3.3第1条规定，水平流速宜为0.1m/s,即取v1(3)曝气沉砂池的总宽度B(m)式中h2--设计有效水深，m，根据GB50014—2006的6.3.3第3条规定，有效水深宜为2.0-3.0m,即取h2=2宽深比：，根据GB50014—2006的6.3.3第3条规定，宽深比宜为1~1.5，即本次设计满足要求。沉砂池的长度L(m)(6) 每个小时消耗的空气量q(m3式中d——每立方米污水所需空气量，m3，根据GB50014—2006的6.3.3第4条规定，处理每立方米污水的曝气量宜为0.1-0.空气，在本次设计中取d=0.2m3/则Q=0.2×0.74×3600=533(m(7)沉沙室的总容积V（m3式中故容积为：(8)每个沉砂斗容积V0（m（9）沉砂斗上口宽度式中设计中取h3'=1.6m，α=60°，（10）其中，沉沙斗内的有效容积V0'(V0'=h33.87m³＞3.4m³，符合规范要求。(11)沉砂室高度本次设计中的排砂方式采用重力排砂。即设池底的坡度为0.06，坡向砂斗。沉砂室的宽度L为(12)沉砂池总高度H(m）取超高h1=0.3m，则（13）进水渠道格栅的出水通过DN1200的管道送入沉砂池的进水渠道。进水渠道的水流流速：式B1H1设计中取B1=1.8m，出水装置出水采用沉砂池末端薄壁出水堰跌落出水。即堰上水头为：式中设计中取m=0.4,=沉砂池的宽度=2.96mH1=(m）h2=0.37m，水流流速0.54m/s。出水管道采用钢管，管径DN=1000mm，管内流速v2=1.（15）排砂装置在本次设计中采用吸砂泵排砂，吸砂泵管径DN=200mm。3.5辐流式初沉池安徽省ZB市最大设计污水Qmax=100000m3/d×1.28=4166.7m3/h在本次设计中，选择4组辐流沉淀池，N=4。沉淀部分水面面积F（m²）式中（2）池子直径D(m)(取D=25.8）＜50m,符合规范。(3)有效水深（m）式中t—沉淀时间，h,取t=2h（4）沉淀池总高度每日污泥量V（m³）式中污泥斗容积(m³）式中—污泥斗高度，m—污泥斗上部半径，m,取=1.8m—污泥斗下部半径，m,取=0.8m(-)tanα=(1.8-0.8)tanα=1.73m污泥斗以上圆锥体部分容积(m³）式中h4￣底坡落差，mR—池子半径，m.=（R-）0.05=0.51(m)因此，池子内可以贮存污泥的体积为污泥斗内共可贮存污泥体积为+=9.6+80=89.6＞10.7（m³）（可见池内有足够的容积）④沉淀池总高度H（m）式中根据GB50014—2006的6.5.12的第3条规定，本次设计中取0.3m。H=0.4+4+0.3+0.51+1.73=6.94(m)（5）进水集配水井集配水井的作用在于污水可以在内部进行平均分配，然后流进每组沉淀池。①配水井中心管直径式中—配水井中心管上升流速（m/s）。根据规范规定：一般为0.6m/s，本次设计中采用0.8m/s。②配水井直径式中（6）进水管及配水花墙进水管采用钢管，管径DN=1000m,管内流速为0.55m/s,水力坡度为i=0.523%。沉淀池中心管配水采用穿孔花墙配水，穿孔花墙的过孔流速为式中（7）出水堰出水堰采用双侧90°三角形出水堰，三角堰后自由跌落0.1—0,15m，三角堰有效水深为式中—三角堰水深（m），根据规范，一般采用三角堰高度的1/2-2/3—三角堰流量（m³/s）三角堰后自由跌落0.14m，则三角堰的水头损失0.190m（8）负荷式中（9）出水渠道出水渠设在沉淀池四周，双侧收集三角堰出水，距沉淀池内壁0.4m。出水槽宽0.6m,深0.7m，有效水深0.5m，水平流速0.83m/s。出水管采用钢管，管径DN1000mm，管内流速V=0.63m/s,水力坡度i=0.479‰。刮泥装置排泥装置本次设计中排泥管管径DN400mm,排泥管深入污泥斗底部，排泥静压头采用1.3m,连续将污泥排入室外的贮泥池内。3.6倒置A2/O生物脱氮除磷工艺3.6.1已知条件（1）已知安徽省ZB市的设计流量为Q=100000m³/d×1.28=113137m³/d（2）设计进水水质：COD=360mg/L；(3)设计出水水质：COD=50mg/LBOD5浓度STSS浓度X0=170×(1-10%)=153mg/L;TSS浓度XTN=31mg/L;NH3TP=2.6mg/L;TP=0.5mg/LPH=6~9;最低水温Tmin=15°C，最高水温Tmax=30°C。N3.6.2设计计算（1）判断水质是否可采用A2/O法，COD/TN=360/31=11.61>8,TP/BOD=2.6/162=0.02<0.06,符合要求。(2)有关设计参数BOD5污泥负荷N=0.13kgBODs/(kgMLSS.d)，回流污泥浓度Xr=6600mg/L,污泥回流比R=100%。取R0=200％(3）反应池溶积V(m3）

反应池总水力停留时间：各段水力停留时间和容积计算如下：厌氧：缺氧：好氧=1:1:3于是有(4)校核氮磷负荷(符合要求)剩余污泥量ΔX(kg/d)（6）碱度校核每氧化1mgNH3-N需消耗碱度7.12mg;每还原1mgNO-3-N产生碱度3.56mg;去除1mgBOD5产碱度0.1mg。剩余碱度SALKI=进水碱度-消化消耗碱度+反硝化生产碱度+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=0.124×2193=271.93（kg/d）氧化的NH3-N=进水总氮-出水总氮量-用于合成的总氮量=31-5-2.40=23.6（mg/L）所需脱硝量=31-15--2.40=13.6（mg/L）需还原的硝酸盐氮量NT=113137×13.6×1/1000=1538.7(kg/d）将各值代入有剩余碱度SALKI=280-7.12×23.6+3.56×13.6+0.1×(162-10)=175.58>100（mg/L）可以维持pH≥7.2。(7）①反应池主要尺寸反应池总容积V=42723mg3,设两反应池2组，单组池容V单=21361.5(m3）。有效水深h=8m,则单组有效面积S单=V单/h=21361.5/8.0=2670.18（m2)廊道采用5廊道式推流是反应池，廊道宽b=11m,则L/b=97.09/11=8.8（满足L/h=5-10)取超高为1.0，则反应池总高H=8+1.0=9.0(m）②缺氧反应池尺寸，总容积V2=8543.6(m3),设缺氧池2组，单组池容V2单=8543.6/2=4272.3（m3）有效水深h=8.0m,单组有效面积为S单=V2单/3.0=4272.3/8.0=533.0(m)长度与好氧池宽相同L=97.09m,池宽=S单/L=533.0/97.09=5.50(m)反应池进，出水计算①进水管。两组反应池合建，进水与回流污泥进入进水竖井，经混合后径配水渠，进水潜孔进入缺氧池。管道流速采用V=0.7m/s,管道过水断面为A=Q1/V=1.68/0.70=2.39(m)取进水管管径DN=1000mm,校核管道流速②回流污泥渠道。反应池回流污泥渠道设计流量QR为QR=RQ=1×0.346=0.346(m3/s)③进水竖井。反应池进水孔尺寸如下。孔口流速V=0.6m/s,孔口过水断面积A=Q/V=1.08/0.6=1.8(m2）孔口尺寸取1.3m×0.8m，进水竖井平面尺寸3.0m×1.7m.④出水堰及出水竖井。按矩形堰流量公式：出水孔同进水孔。⑤出水管。单组反应池出水管设计流量Q5=Q3=1.07（m3/s）管道流速V=0.8m/s,管道过水断面管径曝气系统设计①设计需氧量AOR.需氧量包括碳化需氧量和硝化需氧量，同时还应考虑反硝化脱氮产生的氧量。AOR=碳化需氧量+硝化需氧量-反硝化脱氮产量碳化需氧量D12.消化需氧量D2D2=3.6Q(N0-Ne)-3.6×12.4％×PX式中N0进水总氮浓度，mg/L。Ne出水NH3-浓度，mg/L。D2=3.6×113137×(0.04-0.008)-3.6×12.4％×2193=15403(kgO2/d)反硝化脱氮产生的氧量D3D3=2.86NT式中，NT为反硝化脱除的硝态量，kg/d,取NT=534kg/dD3=2.86×534=1527.24(kg/d)故总需氧量AOR=D1+D2-D3=23176.72+15403-1527.24=37052.48(kgO2/h)最大需氧量与平均需氧量之比为1.4，则AORmax=1.4AOR=1.4×37052.48=51873.472(kgO2/d)=2161.399（kgQ2/kgBOD5）②标准需氧量。本设工程所在地区大气压力1.013×105Pa,故压力修正系数查附录得水中溶解氧饱和度C23=8.63mg/L,CS(30)=7.63mg/L。空气扩散器出口处绝对压力Pb=p+9.8×103H=1.013×105+9.8×103×5.0=1.503×105（pa）空气离开好氧反应池时氧的百分比Qt为好氧反应池中平均溶解氧饱和度为本设CL=2mg/L,α=0.82,β=0.95,代入上述数据得标准需氧量为相应最大时标准需氧量为好氧反应池平均时供气量为最大时供气量Gsmax=1.4GS=1.4×32216=45102.4(m3/h）③所需空气压力p(相对压力)p=h1十h2+h3+h4+∆h式中h1---供风管道沿程阻力，MPa;H2-供风管道局部阻力，MPa;H3曝气器淹没水头，MPa;H4曝气器阻力，微孔曝气h≤0.0029MPa,h4取0.0029MPa∆h富余水头，MPa，-般Oh=0.003~0.005MPa，取0.004MPa。取h1+h2=0.002MPa(实际工程中应根据管路系统布置、供风管管径大小、风管流速大小等进行计算)代人数据得p=0.002+0.050+0.0029+0.004=0.0589(MPa)=58.9(kPa)可根据总供气量、所需风压、污水量及负荷变化等因素选定风机台数，进行风机与机房设计。④曝气器数量计算(以单组反应池计算)a.按供氧能力计算曝气器数量式中h一按供氧能力所需曝气器个数，个;Qc曝气器标准状态下，与好氧反应池工作条件接近时的供氣能力，kgO2/(h.个)。采用微孔曝气器，参照有关手册，工作水深3.3m,在供风量q=1~3m3/(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b.以微孔曝气器服务面积进行校核⑤供风管道计算。供风管道指放风出口至曝气器的管道。a.干管。供风干管采用环状布置。流量(m3/h)流速，则管径(m)取干管管径为DN900mm支管。单侧供气支管(布气横管)流量为(m3/h)流速,则管径(m)取支管管径为DN400mm单侧供气好氧廊道设置10排，单根管道流量为，取流速为9m/s，管径为，取管径为。每排接10跟曝气管道，流量，设流速为9m/s，管径为，取管径为。双侧供气流量为(m3/h)流速v=10m/s，则管径取支管管径为DN560mm双侧供气好氧廊道设置共20排，单根管道流量为，取流速为9m/s，管径为，取管径为。每排接10跟曝气管道，流量，设流速为9m/s，管径为，取管径为。3.7辐流式二沉池3.7.1设计计算1.安徽省BZ市污水处理厂最大小时流量为变化系数K=1.28，氧化沟中悬浮固体浓度X=3300mg/L,二沉池底流生物固体浓度Xr=6600mg/L;污泥回流比R=50％。设计计算沉淀部分水面面积F根据生物处理段的特段，选取二沉池表面负荷q=0.9m3/(m2.h)，设四座座沉淀即n=4。池子直径D校核固体负荷G沉淀部分的有效水深h2社沉淀时间t=2.5h。h2=qt=0.9×2.5=2.25(m）污泥区的容积V设计采用周边转动的刮泥机排泥，污泥区容积按2h贮泥时间确定。每个沉淀池污泥区的容积V`=6913.92/2=3457.0(m3)(6)污泥区高度h4①污泥斗高度。设池底的径向坡度为0.06，污泥斗底部直径D2=2.0m上部直径D1=3.0m,倾角60°，则