【某含锰废水处理工艺中污水构筑物设计计算案例5700字】

某含锰废水处理工艺中污水构筑物设计计算案例1.1格栅设计要求及计算REF_Ref990\w\h[10]格栅用于去除可能堵塞水泵机组及管道阀门的较粗大悬浮物和漂浮物。以保证污水处理系统正常运行为原则。根据设计的水量大小选用人工清淤法来清理格栅。（1）设计要求①格栅栅条的宽度：根据设计要求可得符合人工清淤法的栅条宽度为25-40mm。②经过格栅的废水流速：流速设计为0.6m/s。③格栅倾斜着入水的角度：为方便进行人工清淤和保证格栅去除悬浮物的效率，格栅与水平面形成的倾斜角度设计为50°。④格栅拦截下来的废渣总量：由格栅的栅条间隙来决定产生的栅渣量。⑤人工平台：配备有检查格栅的工作安全和格栅冲洗设施的作业平台。平台的标高比格栅前最高设计水位高0.5m，正面过道宽度需大于或等于1.2m。设计计算a.设计水量：Qmaxb.依据最优水力断面公式：Qmax=B公式中:Qmax——为最大设计流量，m3/sB1hv取废水的过栅流速v=0.6mB1=因设计格栅为人工清淤，则设计栅前水深取0.2m则栅前高0.6m。②格栅间隙个数n=Qmaxsin公式中:n——栅条间隙的个数，个Qmax——为最大设计流量，mb——格栅栅条之间的距离，mv——废水经过格栅的流速，m/sh1——格栅前的本设计取α=50°n因数值太小，无法取值。故根据经验REF_Ref21929\w\h[11]设计格栅宽度为B1=0.575m。取栅条宽度S=0.025m，栅条间隙的宽度b=0.025m。则可得格栅间隙数为n=B1−bs+b③栅槽的宽度B=Sn−1+b×n+b1公式中:B——格栅池体的总宽度，mS——格栅内的栅条宽度，mn——栅条之间间距的数目b——栅条之间间距的取栅条宽度S=0.025m，栅条间隙的宽度b=0.025m，栅条间隙个数为11个，栅槽的宽度通常较格栅宽0.2−0.3mB=0.025④通过格栅的水头损失h2=khh0=ζv2ζ=β(Sb)4/3公式中：h2——格栅对经过废水造成的水头损失k——污染物堵塞格栅时废水的水头损失所增大的系数，一般设计为3ζ——格栅的水流v——废水经过格栅的g——废水所受到的重力加速度，m/s，取值9.8m/sS——格栅栅条的宽度，mb——格栅栅条之间间距的宽度，m设计栅条断面的形状为锐边矩形。可得形状系数β=2.42；栅条宽度S=0.025m；栅条的间隙宽度b=0.025m；水流经过格栅的h⑤栅后总高度H=h1+h公式中:h1——栅前水体深h2——废水经过格栅所受h3——则格栅后的总高度H=0.2⑥栅槽总长度L=l1+ll1=B−B公式中:L——格栅池体的总体长度，ml1——进水渠道连通格栅槽接口逐渐加宽的H1——格栅前的α1——栅槽逐渐加宽部分形成的角度，取l2——出水渠道与格栅槽相连接的加宽部分长度，则格栅栅槽的总长度L为llL=0.2045+0.10225+0.2+0.3tan50°+1.0+0.5=2.23m⑦每日栅渣量W=86400QmaxW11000K公式中:W——每天格栅产生的废渣数量，mQmax——设计的最大废水流量，m3W1——每单位体积产生的污水栅渣量，设计格栅为细格栅，W1取值Kz——污水流量总变化系数，取值为1.0。则每日栅渣量为W=86400×故采用人工格栅。1.2集水调节池设计要求及计算尾矿废水的不稳定排放会影响接下来污水处理系统的正常运行。因此需设置集水调节池来起到均化水质和稳定水量的作用。（1）设计要求①集水调节池的出水一般用水泵泵入下一级构筑物，设计集水池的超高为0.3m。②集水池内可以设置通气管，并配备风机排出因集水而产生的臭气。③为使废水中污染物不凝结沉降，且为保证经过调节之后的废水水质均匀排出，应在集水调节池内设计搅拌装置。④为了在处理废水的过程中更加经济实惠并且不影响废水的处理效果，可以将调节池水平面以下2m部分埋入地下。（2）设计计算①调节池池体的有效容积V=Q×T(3-13公式中:V——调节池池体的有效容积，m3Q——设计的污水流量，m3/hT——污水在调节池内的处理时间则可以根据公式计算得出调节池池体的有效容积为V=8.33×12=99.96m3②调节池池体的尺寸设计集水调节池的有效水体深度为2mREF_Ref2365\w\h[12]，选用圆形的池面，则根据公式可算出圆形池体的面积为A=vh1=100公式中:A——集水调节的池体v——集水调节池池体的有效容积，m3h1——集水调节池的有效水根据调节池池体的面积可以推算出池的半径为1.99m，设计直径取值8m集水池与水平面的超出高度h2设计为0.3m，则调节池池体的H=h1+h公式中:H——集水调节池池h1——集水调节池的有效水体深度h2——集水调节池池体与水平面的超高③搅拌设备选型集水调节池的搅拌设备是用来均匀水质，保证后续出水的稳定，本设计选择TJB可调式搅拌机，设备性能及尺寸见下表3-2-1：表3-2-1TJB可调式搅拌机性能及尺寸表REF_Ref27099\w\h[13]设备型号浆板长度（mm)转速（r/min)功率（kw)尺寸（mm)TJB1059100.751200×12001.3水泵选型由于本设计的设计水量较小，因此应用小水量能以运行的潜水泵QX型潜水泵REF_Ref27099\w\h[13]，水泵工作时需要保留一台用以备用，其设备参数见下表3-3。表3-3QX型潜水泵设备参数表型号流量（m³/h)扬程(m)电动机功率(kw)叶轮直径(mm)QX10-14-0758140.75225设计扬程为10m。1.4絮凝反应池设计要求及计算用于污水与混凝剂发生反应的构筑物。由实际考虑REF_Ref3837\w\h[14REF_Ref3844\w\h,15]，本设计使用机械搅拌反应池，并同时投加聚合氯化铝(PAC)和聚丙乙酰胺(PAM)药物进行污水处理。设计要求①混凝剂采用湿法投加，运用重力投配装置。②反应时间一般取值为15-20min，本设计前两格取10min，第三格取40min。设计计算反应池有效容积：V=QT60n=8.33公式中:V——反应池有效容积，m3T——Q——为设计流量，m3/hn——反应池数目由有效容积设混凝池为三格，前两格尺寸为L×B=0.8m×0.8mh1=VA=8.4超高取0.3m，总高H①搅拌设备a.取叶轮直径为池宽80％，D叶轮半径中心点速度：V1=0.5m/s，桨板长度取L=0.7m旋转桨板面积与水流截面积之比为：4两块固定挡板宽×高为0.8×2.8m，单一挡板面积与水流截面积之比为：0.8故反应池内水流能充分与药剂混合。b.叶轮桨板中心点旋转直径D各个叶轮的转速分别为n=60VπD公式中:n——叶轮转速，r/minV——叶轮半径中心点速度，m/sD0——nωnωnω桨板宽长比b/L=0.2/0.7k=Ψρ2g=桨板旋转时克服水的阻力所耗功率计算如下：第一格外侧桨板消耗功率：N01=ykLω同理，第二、三格功率分别为N02=c.三台搅拌机合用一台电机，絮凝池消耗总功率为：N0=0.030+0.0065+0.0009=电机功率（取η1=0.75，故选用Y系列小型三相鼠笼式异步电机REF_Ref27099\w\h[13]，一用一备，电机参数如下：表3-3Y型小型三相鼠笼式异步电机设备参数表型号转速（r/min)效率(％)电动机功率(kw)功率因数Y801-22825730.750.84②速度梯度G及GT值（将废水水温为20℃作为标准计算，μ=102×10第一格:G1=102N第二格：G第三格：G絮凝池平均速度梯度：G经过核验计算，G值和GT值都比较合适，絮凝搅拌池设计合理。③絮凝剂使用絮凝剂选用聚合氯化铝(PAC)和聚丙乙酰胺(PAM)作为絮凝剂REF_Ref27269\w\h[16]，根据材料可得，PAC用量为废水的万分之一，PAM的用量为废水的万分之0.2。具体参数如下表3-4-1表3-4-1PAC和PAM参数型号用量（kg/t）外观浓度PAC0.1黄色0.01%PAM0.02白色0.002%1.5沉淀池设计要求及计算沉淀池是分离悬浮固体的常用污水处理构筑物。本设计用平流式沉淀池。（1）设计要求①由于水量较小，产生的污泥量较少，因此本设计选用泥斗排泥，池底与泥斗之间拥有缓冲层，其高度为0.5m。②平流式沉淀池的泥斗形状一般设计为方斗，斗壁的斜壁倾角为55°。③平流沉淀池的底板坡度取0.01。④设计有一挡板在入水口水平距离1m调节进水流速，挡板下的过水深度为0.4mREF_Ref5340\w\h[17]。（2）设计计算池子表面积：设表面负荷q=A=Qmaxq=公式中:A——沉淀池的表面积，Q——设计的废水流量，m3/hq——沉淀池的表面负荷，沉淀池水力停留时间为t=1.5h，有效水深h=qt=0.5×1.5=0.75m(3-24)由设计经验得池边超高0.3m，取沉淀池高为H=1.5m有效容积V=Ah=17×0.75=12.75m池长设平均流速v=2mm/s则L=3.6vt=3.6×2×1.5=10.8m池宽为B=AL=1710.8=1.57m，取为1.6m，排泥斗上口径设计为1.4×①絮凝沉淀产生的污泥V=100QmaxC公式中：V——污泥量，m3/d；C0——沉淀池进水悬浮固体浓度，mg/L，设计使用COD进水浓度γ——污泥容重，kg/m3，设计为1000kg/m3；p0——污泥含水率，设计为95％η——废水中污染物去除率，％，设计为98％；则污泥干重V②校核污泥斗容积排污斗容积公式为VS=13公式中：VS——排污斗的有效h——排污斗的总高度，设计为0.7A'——排污斗上方进口面积，设计为1.96mA''——排污斗下方出口面积，设计为0.16m2VS=13×0.71.96+0.16+1.961.6曝气池设计要求及计算用于增加污水的可生化性，加快重金属的沉淀REF_Ref6646\w\h[18]。设计曝气池为鼓风曝气，并运用生物接触氧化REF_Ref30278\w\h[19]处理废水的构筑物。设计要求①根据废水的水量和污泥的产生量，可以设计得曝气池中采用的曝气设备为中孔管穿孔设备。②为去除废水中的COD、BOD5和氨氮等物质，可在曝气池中加入生物膜，结合生物接触氧化法来进行废水处理。（2）设计计算REF_Ref21929\w\h[11]采用挂膜法，因此选用纤维软填料来作为生物膜基底，纤维软填料的总高度为h=接触反应时间t：t=KlnS公式中:t——S0——进水BOD5浓度值，mg/Se——出水BODK——常数，Kp——填料对曝气池内部填充占比，取为70%得K=0.33×曝气池尺寸为：V=Qmax设池宽为B=2m，则池长为设曝气池超高h1=0.3m，填料高度为hH曝气池尺寸为：L容积负荷为N鼓风机选型本设计曝气设备选择R系列标准型罗茨鼓风机，增加溶解氧含量，降低COD，其性能及尺寸见下表3-6：表3-6R系列标准型罗茨鼓风机REF_Ref27099\w\h[13]型号口径（mm)转速（r/min)电动机功率(kw)进口流量（m3/min）RB-5050175031.4曝气器选型根据曝气池容积和所选鼓风机来判断，设计使用中气泡穿孔管曝气器。中孔管主管径为D=100mm，支管管径为D=1.7二沉池设计要求及计算REF_Ref10809\w\h[20]二沉池会设立在污水经过处理之后的工艺流程中。二沉池能进一步的分离污泥和上清液，其处理效能将影响系统的出水水质。本设计选用平流式二沉池。设计要求①污泥在池内的浓缩作业时间设计为2h。②平流式二沉池的污泥斗选用为方斗，为提高排泥效率，排污斗斜壁与水平面夹角设计为60°。设计计算设计水量：Q=8.33m沉淀池总表面积：A=Qmaxq=公式中:A——沉淀池占地面积，m2Q——为设计流量，m3/hq——表面负荷，m沉淀池水力停留时间为t=1.5h，有效水深h=qt=0.5×1.5=0.75m(3-29)由设计经验得池边超高0.3m，取沉淀池总体高度为H=1.5m沉淀池的有效容积为V=Ah沉淀池池长设平均流速v=2m/s则L=3.6vt=3.6×2×1.5=10.8m沉淀池的池宽为B=二沉池污泥区体积：Vs=RQ公式中:Vs——Q——为设计流量，m3/hR——最大污泥回流比，取1.2ts1.8污泥系统设计及计算1.8.1污泥浓缩池REF_Ref9138\w\h[21]（1）设计要求a.需在浓缩池池体的不同高度上设置排出管，便于在浓缩池工作的过程中排出污泥时将分离出的上清液排出。b.污泥在浓缩池中浓缩作用用时设计为13h。c.浓缩池内的上升水流的速度设计为0.1mm/s。d.污泥浓缩池的有效水体深度设计为2m。（2）设计计算a.污泥浓缩池池体的有效容积V=Q×T公式中：V——污泥池池体的有效容积，mQ——池中污泥的产生量，m3/hT——污泥池的工作时间，h，设计为13h则b.污泥浓缩池的面积A=Vh1公式中：A——污泥池池体的面积，m2h1——池体的有效水体深度，m，设计为则A=设计池体壁的宽度为200mm，池体形状为圆形，根据池体面积可推出圆形的直径D为：D=c.污泥浓缩池的总体高度①池底斜坡产生的高度设计排污斗上方口径的直径D1为0.3m，下方出泥口的直径为h4=公式中：D——污泥浓缩池的池口D1——排污斗的上方口径的i——池底斜坡产生的坡度，取0.05则h②排污斗的高度h5=D公式中：D2——排污斗的下α——池底与排污斗产生的则h③污泥浓缩池池体的总高度