某污水厂设计计算说明书 - secret

设计计算说明书

一. 污水厂的设计规模

1.污水处理厂的设计规模：依据设计任务书，由公式Q=［（2.75+33/4）+1.96］×104m3/d， 求得：Q=21.56×10m/d。

2.设计流量：平均日平均时流量：Qh=Q/24=8983.33 m3/h

33

最高日最大时流量：Qmaxh= Qh·K总=11700 m/h=3.25 m /s

二. 污水处理程度的确定

1.进水水质：根据设计资料，城市污水处理厂设计进水水质为：

BOD5：100 mg/L～175mg/L

CODCr: 150mg/L～280mg/L SS: 150mg/L～240mg/L TN：20mg/L～40mg/L

TP：6mg/L～8mg/L

2.出水水质：根据设计资料，处理后污水水质应满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002中的一级B标准：

BOD5≤20 mg/L CODCr≤60mg/L

SS≤20mg/L

注：N、P指标不做要求。

3.处理程度的计算

1) 溶解性BOD5的去除率：η1=（175-20）/175×100%=88.57%，η2=（100-20）/100×100%=80%

则BOD5的去除率为80%～88.57%。

2) CODcr去除率：η1=（280-60）/280×100%=85.71%，η2=（150-60）/150×100%=60% 则CODcr的去除率为60%～85.71%。

3) η1=（240-20）/240×100%=91.67%，η2=（150-20）/150×100%=86.67% 则ss的去除率为86.67%～91.67%。

根据设计任务书，本设计对N、P指标不做要求，故在此不做计算。 三. 污水、污泥的处理工艺流程设计

根据设计的污水处理程度，按技术先进、经济合理的原则，选用如下的工艺流程： 污水处理流程：进水——>中格栅——>污水提升泵站——>细格栅——>平流式沉砂池——>辐流式初沉

池——>传统活性污泥法鼓风曝气池——>向心辐流式二沉池——>计量槽——>出水排放

污泥处理流程：

4

3

四. 污水处理构筑物的设计计算

根据设计流量，Qmaxh= Qh·K总=11700 m/h=3.25 m /s，选用两根进水管为DN1800的铸铁管，每根流量Q=1.625 m3 /s，其充满度为0.75，流速V=0.79 m/s，i=0.279‰。

1. 泵前中格栅

3

1设计参数：Q=3.25 m /s；栅前流速：V1=0.8 m/s，过栅流速：V2=0.9 m/s；栅条宽度：S=0.01m， ○

格栅净间距b=0.035m；栅前部分长度0.5 m，格栅倾角α=700；单位栅渣量：w1=0.01 m3栅渣/10 m3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Q=（B2V）/2计算得：B=2.85m，h=B/2=1.43m。

3

3

1

所以栅前横宽为2.85m，栅前水深为h=1.43m。

4333

2）每日栅渣量：W=Q w1=21.56×10×0.01/10=21.56 m /d>0.2 m /d，宜采用机械格栅。 3）格栅间隙数：n= Qmax(sinα)/(bhv)=3.25×(sin70)/(0.035×1.43×0.9)=63.47，取64格。设计

两组并列的格栅，则每组格栅间隙数n=32。 4）栅槽宽度：B2=S(n-1)+bn=0.01×(32-1)+0.03×32=1.44m，所以每个槽宽为1.44m，总槽宽为

B=2 B2=2×1.44=2.88m。

5）栅条高度。超高采用h=0.3m，则栅条高度为H=1.43+0.3=1.73m。由于格栅在污水提升泵房前面，栅渣清除需用吊车，为了方便操作将栅条增高0.8m，以便在工作车台上放置栅筐，栅渣直接从栅条上落入栅筐，然后运走。 6）格栅水头损失

h=h0K, 而h0=ξv2sinα/(2g)

4/3

根据设计资料，去K=3，栅条断面为矩形，ξ=β(s/b), β=2.42，所以ξ=0.46 h=3×0.46×0.9×sin70/（2×9.81）=0.044m 栅条总高度为 H=1.73+0.044=1.734m

2. 污水提升泵房

根据高程计算，污水需要提升10米。 污水设计流量为 Q=3.25 m3 /s，选用鹰潭水泵厂生产的16#丰—35型水泵4台，3用1备，每台流量为1083.3 L/s。水泵参数为：扬程H=16.6~8.5米，其高效区为13米；转速为980rad/min；功率P=61.3KW；η=80.5%；气蚀余量HS=4m。根据设计参数和安装尺寸要求，泵房面积采用圆形，中格栅设在里面，其尺寸为D=16m。

3. 泵后细格栅 1设计参数： ○设计分两组，每组设计流量为Q=1.625 m3 /s，；栅前流速：V1=0.8 m/s，过栅流速：V2=0.9 m/s；栅条宽度：S=0.01m，格栅净间距b=0.005m；栅前部分长度0.5 m，格栅倾角α=70；污水栅前超高h2=0.3m，单位栅渣量：w1=0.07 m3栅渣/10 m3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Q=（B12V）/2计算得：B1=2.02m，h= B1/2=1.01m。

所以栅前水深为h=1.01m。 2）每日栅渣量：

0

2

1/201/2

0

W=Q w1=21.56×104×0.07/103=150.92 m3 /d>0.2 m3 /d，宜采用机械格栅。

3）格栅间隙数：

n= Qmax(sinα)1/2/(bhv)=1.625×(sin700)1/2/(0.015×1.01×0.8)=155.64，取156格。设

计两组并列的格栅，则每组格栅间隙数n=78。 4）栅槽宽度：

B2=S(n-1)+bn=0.01×(78-1)+0.005×78=1.16m，所以每个槽宽为1.16m，

总槽宽为 B=2 B2=2×1.16+0.2=2.52m。（考虑中间墙后20cm） 5）进水渐宽部分长度为：

L1=（B- B1）/（2tan20o）=（2.52-2.02）/（2tan20o）=0.687m 6）栅槽出水渠道连接处的渐宽部分长度为 L2= L1/2=0.343m 7）格栅水头损失

h=h0K, 而h0=ξvsinα/(2g) 根据设计资料，去K=3，栅条断面为矩形，ξ=β(s/b)3/4, β=2.42，

h=3×2.42×（0.005/0.01）4/3×0.92 ×sin700/（2×9.81）=0.026m

8）格前槽总高度为 H1=h+ h2=1.01+0.3=1.31m

2

2

9）格后槽总高度为 H= h+ h1+h2=1.01+0.026+0.3=1.336m

oo

10）格栅总高度为 L= L1+ L2+0.5+1.5+ H1/tan70=0.687+0.343+0.5+1.5+ 1.31/tan70=4.101m

格栅计算简图如图1所示。 4. 沉砂池

采用平流沉砂池。 1 查设计手册，○池内污水的水平流速取V=0.25m/s，最大流量时在池内停留水碱取t=40s，有效水深取h2=1m，流量为3250L/s，设两组，每组Q=1625L/s。 2 设计计算 ○

1）沉砂池长度为： L=Vt=0.25×40=10m

2) 水流断面积为： A=Qmax/ V=1.625/.25=6.5㎡ 3) 池总宽度： B=A/ h2=6.5/1=6.5 m 4）沉砂室所需容积：

V= Qmax XT×86400/（K总×10）

式中X为单位污水量的悬浮物泥砂量：X=30m/ (10m污水)。设计T=2d，即考虑排泥间隔天数为2天。

V=1.625×2×86400×30/（1.3×106）=6.48 m3

5）每个沉砂斗容积为：设每一分格设两个沉砂斗，则每个沉砂斗容积为： V=6.48/（2×2）=1.62 m6）沉砂斗各部分尺寸及容积为：设计斗宽a1=0.9m，斗壁与水平面的倾角为600，斗高h3`=0.9m。 则沉砂斗上口宽：a=2×h3`/tan60＋a1=2×0.9/ tan60＋0.9=1.94 m 沉砂斗容积： V= h3`×（2a＋2aa1＋2a1）/6=1.87 m

7) 沉砂池高度。采用重力排砂，设计池底坡度为i=0.02，坡向砂斗为： L2=（L－2a）/2=（10－2×1.94）/2=3.06 m. 沉泥区高：

h3= h3`＋i L2==0.9＋0.02×3.06=0.96 m

池总高度H：

H= h1＋h2＋h3 = 0.3＋1＋0.96=2.26 m 设超高 h1=0.3 m 8）校核最小流量时的流速：最小流量为215600m3/d=1.248 m3/s。 则 Vmin=Qmin/A=1.248/6.5=0.192m/s>0.15m/s，符合要求

5. 初沉池

采用普通辐流式沉淀池。计算简图如图2所示。

1 尺寸计算 ○

2

2

0

0

6

363

3 3

沉淀池设4座，每座沉淀池的表面面积： A=Qmax /nq q为表面负荷，设计中取q=2m3/(m2·h)，则

A=11700/（4×2）=1462.5㎡

池径为D，则D=（4A/π）=43.16m ，取D=44 m

沉淀时间取2h（查《排水工程（下）》中P87表3-10，张自杰主编.第四版，中国建筑工业出版社，2000），则有效水深h2=qt=2×2=4m

2 沉淀部分有效容积 ○

V`=Qmax t/4=11700×2/4=5850 m3

3 污泥斗容积 ○

设污泥斗上部半径r1=2m，下部半径r2=1m，倾角α=600，污泥斗高度h5为：

h5=（r1－r2）×tanα=（2－1）×tan600=1.73m

污泥斗容积 V1=πh5×（r12＋r1 r2＋r22）/3=12.7 m3

3

4 污泥斗以上圆锥体部分污泥容积 ○

设池底径向坡度为0.07，则圆锥体的高度h4为：

h4=（R－r1）×0.07=（44/2－2）×0.07=1.40m

圆锥体部分污泥容积 V2=πh4×（R＋r1 R＋r1）/3=1113.65 m

5 污泥总容积 ○

3

V= V1＋V2=12.7＋1113.65=1126.35 m

6 沉淀池总高度 ○

2

2

3

设超高为h1=0.3 m，缓冲层高为h3=0.4 m，则沉淀池总高度：

H= h1＋h2＋h3＋h4＋h5=0.3＋4＋0.4＋1.4＋1.73=7.83 m

7 沉淀池边高度 ○

H`= h1＋h2＋h3=0.3＋4＋0.4=4.7m 8 径深比 ○

D/ h2=44/4=11 （符合要求，D/ h2为6～12） 9 集水槽堰负荷校核 ○

q= Qmax /(2nπD)=2.88<2.9。符合要求 6. 曝气池

采用传统活性污泥法鼓风曝气池。 1 设计计算： ○

1） 处理程度计算：初沉池对BOD5的去除率按25%计算，进入曝气池的BOD5浓度为：

SO1=175×(1-25%)=131.25mg/L SO2=100×(1-25%)=75mg/L

计算处理水中非溶解性BOD5浓度：

BOD5 =7.1KdXeCe=7.1×0.08×0.4×20=4.54 mg/L 查设计资料，式中Kd取0.08, Kd∈［0.05～0.10］. Xe取0.4 处理水中溶解性BOD5浓度：20-4.54=15.46mg/l 去除率为：η1= η2=

131.25?15.46131.2575?15.4675×100%=88.22%

×100%=79.39%

2 曝气池的设计计算 ○

1） 确定污泥负荷.

Ns=K2Sef/η。查设计资料，本设计中取K2=0.0185，f=0.75，

则 Ns= 0.0185 ×15.46×0.75/88.22%=0.24［Kg BOD5 / (KgMLSS·d)］ 2） 确定混合液污泥浓度。根据Ns值确定相应的SVI值为120（查《排水工程（下）》中P108图4-7，

张自杰主编.第四版，中国建筑工业出版社，2000），R=50%，r=1.2。则混合液污泥浓度X为： X=

R1?R6·

10SVI·r=3333 mg/L

3） 确定曝气池容积。

V=

QSXN0S=

215600　?131.253333?0.3=28300m3

4) 确定曝气池尺寸。设两组曝气池，每组容积为28300/2=14510 m3

池深取5m，每组曝气池面积为：14510/5=2930m2，池宽取8m，池长为：L=2930/8=353.76 m≈354 m

设7廊道式曝气池，廊道长为：L1=354/7=50.57m。取超高为0.5m，则曝气池总高度为：5+0.5=5.5m

4

其计算结果简图如下所示

3 需氧量的计算。 ○

设计中采用鼓风曝气系统。

1） 平均时需氧量的计算

O2=a`Qh(Sa-Se)+b`VXv，式中取a`=0.5，b`=0.15（查《排水工程（下）》中P173表4-19，张自杰主编.第四版，中国建筑工业出版社，2000）。

则 O2=a`Qh(Sa-Se)+b`VXv=0.5×215600×（0.131-0.02）+0.15×28300×3.33×0.75=940.32Kg/h 2） 最大需氧量的计算

O2max= 0.5×215600×1.08×（0.131-0.02）+0.15×28300×3.33×0.75=980.21 Kg/h 最大时需氧量与平均时需氧量的比值为：980.21/94.32=1.04 3） 每日去除BOD5值：

BOD5=215600×（131.25-20）/1000=23985.5 Kg/d=999.4 Kg/h

4) 去除1千克BOD5的需氧量

ΔO2= 22567.88/23985.5=0.94（Kg O2/ Kg BOD5） 4 供气量的计算： ○

设计中采用YHW-Ⅱ型微孔曝气器，氧转移率（EA）为20%，敷设在距池底2.5m处，淹没水深2.5m，计算温度为300C。

温度为200C时，取α=0.82，β=0.95，ρ=1.0，CL=2.0mg/L，Cs(20)=9.17mg/L，Cs(30)=7.63mg/L 1) 空气扩散器出口绝对压力

Pb=1.013×105+9.8×103H=1.013×105+9.8×103×2.5=1.303×105Pa 2）空气离开水面时氧的百分比

Qt=

21?(1?EA)79?21?(1?EA)×100%=

21?(1?20%)79?21?(1?20%)×100%=17.54%

3） 曝气池混合液平均氧饱和度：

CSb=Cs(

Pb2.026?105+

Qt42)=7.63×(

1.303?102.026?1055+

17.5442)=8.85 mg/L

换算成200C条件下脱氧清水的充氧量：

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/cvkd.html