某城镇污水处理厂初步设计计算书_课程论文 25页

水污染控制工程课程设计计算书\n目录某城镇污水处理厂初步设计计算书3一．粗格栅设计计算31.设计参数32.计算过程及结果3二．泵房计算51.选取依据52.集水池5三．泵后细格栅51.设计说明52.细格栅设计计算6四．沉砂池设计81.设计参数82.设计计算9五．初沉池设计101.设计计算10六．生物处理部分111.工艺方案分析112.设计参数123.设计计算13七．二沉池191.设计参数19⒉设计计算20八．污泥浓缩池23⒈设计参数23⒉设计计算23九．消毒接触间24十．总平面布置原则25十一．高程布置原则25\n某城镇污水处理厂初步设计计算书一．粗格栅设计计算1.设计参数设计流量Q=50000m3/d=2083m3/h=0.58m3/s栅前流速=0.8m/s过栅流速=0.95m/s栅条宽度S=0.01m格栅间隙e=30mm=0.03m栅前部分长度0.5m格栅倾角α=60°进水渠道展开角α1=200变化系数K=1.3栅渣量=0.05m3/103m3污水2.计算过程及结果（1）确定格栅前水深根据最优水力断面公式计算得:栅前槽宽，则栅前水深（2）确定栅条间隙数（3）栅槽有效宽度(取1.30m)（4）进水渠道渐宽部分长度\n（1）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度（2）过栅水头损失（h1）因栅条边为矩形截面，取k=3，则其中h0：计算水头损失，mk：系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增加倍数，取k=3：阻力系数，与栅条断面形状有关，当为矩形断面时β=2.42（3）栅后槽总高度（H）取栅前渠道超高h2=0.3m，则栅前槽总高度H1=h+h2=0.6+0.3=0.9m栅后槽总高度H=h+h1+h2=0.6+0.07+0.3=0.97m（4）格栅总长度（5）每日栅渣量\n二．泵房计算1.选取依据按最大流量选，最大流量为2083m³/h，选择3台水泵，每台的流量为750m³/h-850m³/h。2.集水池⑴、容积按泵最大流量时6min的出流量设计，则集水池的有效容积⑵、面积取有效水深，则面积⑶、泵位及安装潜水电泵直接置于集水池内，电泵检修采用移动吊架。三．泵后细格栅1.设计说明功能：去除废水中较大的悬浮物、漂浮物、纤维物质和固体颗粒物质，以保证后续处理单元和水泵的正常运行，减轻后续处理单元的处理负荷，防止堵塞排泥管道。数量:一座,渠道数两条。\n2.细格栅设计计算（1）、栅条的间隙数式中Q：最大设计流量，Q=0.58m3/s：格栅倾角，取＝e：栅条间隙，m，取e＝0.01mn：栅条间隙数，个h:栅前水深，m，取h＝0.6mv:过栅流速，m/s，取v＝0.95m/s。由于是三组格栅（其中两用一备），每组格栅间隙数n=50条（2）、栅槽宽度设栅条宽度　　S＝0.01m则栅槽宽度　　B＝S(n-1)+en＝0.01×(50-1)+0.01×50＝0.99m细格栅设计为两台，一台备用。所以总槽宽为0.99×2+0.2＝2.18m（考虑中间隔墙厚0.2m）细格栅设计计算示意图如图所示：\n细格栅示意图（3）、过栅水头损失式中　h1—过栅水头损失，m；h0—计算水头损失，m；　　g—重力加速度，9.8m/s2；k—系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增大的倍数，一般k=3；—阻力系数，与栅条断面形状有关，，设计选取栅条断面形状为迎水面为半圆形的矩形，＝2.42。。为了避免造成栅前涌水，故将栅后槽底下降h1作为补偿　　　＝0.29m（4）、栅后槽总高度\n设栅前渠道超高h2=0.3m,则栅前槽总高度H1=h+h2=0.6+0.3=0.9mH=h+h1+h2=0.6+0.29+0.3=1.19m式中H—栅后槽总高度，mh—栅前水深，m（5）、栅槽总长度+1.35+0.68=4.05m式中L—栅槽总长度H1—栅前渠道深m(H1=h+h2)=1.35m=/2=1.35/2=0.68m（6）、每日栅渣量计算W在格栅间隙10mm的情况下，设栅渣量为每1000m3污水产0.10m3，即W1=0.1。W>0.2m3/d，所以宜采用机械清渣。四．沉砂池设计沉砂池的功能是去除比重较大的无机颗粒，如泥砂、煤渣等。沉砂池一般设于泵站、倒虹管前，以便减轻无机颗粒对管道的磨损，防止管道发生堵塞现象；也可设于出次沉淀池前，以便减轻负荷及改善污泥处理构筑物的处理条件，延长设备使用寿命。常用的沉砂池有平流沉砂池、曝气沉砂池、涡流沉砂池等。考虑SS去除率及有机固体含量等因素，最终决定采用曝气沉砂池。选两座1.设计参数旋流速度控制为0.3m/s最大停留时间为为2min,\n水平流速为0.1m/sQmax=50000m³/d=0.58m³/s设计有效水深2.1m2.设计计算（1）、有效总容积V=60Qmaxt=60*0.58*2=69.6m³（2）、池断面积A=Qmax/v=0.58/0.1=5.8㎡（3）、池总宽度B=A/h2=5.8/2.1=2.76m（4）、每格池子宽度b=B/n=2.76/1=2.76m宽深比b/h2=2.76/2.1=1.30符合要求。（5）、池长（L）L=V/A=69.6/5.8=12m（6）、每小时所需空气量    设D=0.2m³/㎡每m³污水的空气量q=3600DQmax=3600*0.2*0.58=417.6m³/h穿孔管布置：于每格曝气沉砂池池长边两侧分别设置2根穿孔曝气管。（7）、沉砂槽几何尺寸确定设沉砂槽底宽0.5m，沉砂槽斜壁与水平面的夹角为60°，沉砂槽高度h3=0.4m,沉砂槽槽口宽为：b=2×0.4ctg60+0.5=0.96m沉砂槽容积为:V1=(0.5+0.96)/2×0.4×12=3.5m³（8）、沉砂槽所需容积     设贮砂时间T=2d。X＝30m³/106m沉砂槽所需容积为：2.31m³每个沉砂槽所需容积：V1=V/n=2.31/1=2.31m³<3.5m³（9）、池子总高设池底坡度为0.06，坡向沉砂槽，池底斜坡部分的高度为：\nh4=0.06×(2.76-0.96)/2=0.054≈0.05m超高取0.3m池子总高：H=h1+h2+h3+h4=0.3+2.1+0.4+0.05=2.85m排沙方法采用吸砂机进行排沙。五．初沉池设计初沉池的作用室对污水仲密度大的固体悬浮物进行沉淀分离。选型：平流式沉淀池1.设计计算（1）、池子总面积A，表明负荷取:（2）、沉淀部分有效水深h2:取t＝1.5h（3）、沉淀部分有效容积V’：（4）、池长L：取设计流速=4mm/s（5）、池子总宽度B：（6）、池子个数，宽度取b＝5m：（7）、校核长宽比：(符合要求)（8）、污泥部分所需总容积V：已知进水SS浓度=145mg/L\n初沉池效率设计50％，则出水SS浓度设污泥含水率97％，两次排泥时间间隔T=2d，污泥容重（9）、每格池污泥所需容积V’：（10）、污泥斗容积V1：（11）、污泥斗以上梯形部分污泥容积V2：（12）、污泥斗和梯形部分容积：（13）、沉淀池总高度H，取超高h1=0.3m：取8m六．生物处理部分1.工艺方案分析由于污水的水质较好，根据BOD5/CODcr=160/330=0.48>0.3,\nCOD/TN=330/40=8.25>8,TP/BOD5=5/160=0.031<0.06。可知,污水可生物降解,重金属及其他难以生物降解的有毒有害污染物一般不超标,针对以上特点，以及出水要求，采用。2.设计参数（1）、原污水的CODcr为330mg/L，值为160mg/L，SS=75-145mg/L，,,,要求最终达标排放。设计出水水质满足GB18918-2002一级B标准：，，pH=6-8,SS。（2）、经过初次沉淀池处理，BOD5按降低35%考虑，CODcr按降低35%考虑，SS按降低80%考虑，则进入曝气池的污水:BOD5=160×（1-35%）=104mg/LCODcr=330×(1-35%)=214.5mg/LSS=145×(1-80%)=29mg/L（3）、处理水中非溶解性BOD5,取处理水中悬浮固体浓度Ce=35mg/L；微生物自身氧化率b=0.09；活性微生物在处理水中所占的比例Xa=0.4BOD5=7.1bXaCe=7.10.090.435=8.946mg/L处理水中溶解BOD5值为：20-8.946=11.054mg/L去除率=89%（4）、BOD污泥负荷的确定BOD污泥负荷为0.25kgBOD5/(kgMLSS·d)，校核公式NS=K2值取0.002Se=12.86mg/L\n=0.88ƒ==0.75带入各值NS==0.219mg/L0.20mg/L（4）、确定混合液污泥浓度X取SVI=120回流比R=50%有X===3333mg/L≈3300mg/L3.设计计算（1）、有关设计参数BOD5污泥负荷N=0.25kgBOD5/(kgMLSS*d)回流污泥浓度XR=6600(mg/L)污泥回流比R=100%混合液悬浮固体浓度混合液回流比R内TN去除率混合液回流比取R内=200%反应池容积V，m3反应池总水力停留时间:各段水力停留时间和容积:厌氧∶缺氧∶好氧=1∶1∶3\n厌氧池水力停留时间:厌氧池容积:缺氧池水力停留时间:缺氧池容积:好氧池水力停留时间:厌氧池容积:（2）、反应池主要尺寸反应池总容积V=12121.2(m3)设反应池2组，单组池容积V单=V/2=6060.6(m3)有效水深4.5m；采用五廊道式推流式反应池，廊道宽b=7.5m；单组反应池长度：L=S单/B=1515.2/(57.5)=40.4(米)；校核：b/h=7.5/4.5=1.67(满足b/h=1～2)；l/b=40.4/7.5=5.38(满足l/h=5～10)；取超高为0.7m，则反应池总高H=4.5+0.7=5.2(m)\n反应池计算简图（2）、反应池进、出水系统计算1、Qmax=0.752×1.2=0.9024(m3/s)1.2———为安全系数50000÷86400×1.3=0.752(m3/s)1.3———变化系数管道流速v=0.98m/s管道过水断面积A=Q/v=0.9024÷0.98=0.921(m2)管径取DN=1100(mm)\n2、回流污泥管单组反应池回流污泥管设计流量=0.6944(m3/s)1.2——安全系数；管道流速取v1=0.73(m/s)取回流污泥管管径DN1100mm3、进水井：反应池进水孔尺寸：进水孔过流量Q2=(1+R)Q/2=(1+1)50000÷86400÷2=0.579(m3/s)孔口流速v=0.60m/s，孔口过水断面积A=Q2/v=0.579÷0.60=0.96(m2)取圆孔孔径为1000mm进水井平面尺寸为6×6(m×m)4、出水堰及出水井按矩形堰流量公式计算：Q3=0.42××b×H1.5=1.86b×H1.5式中b——堰宽，b=7.5m;3.5——安全系数H——堰上水头，mm出水井平面尺寸1.3×7.5m×m5、出水管反应池出水管设计流量Q5=Q3=1.2×0.5787×(1+R)÷2=0.6944(m3/s)\n式中：1.2——安全系数管道流速v=0.96m/s管道过水断面A=Q5/v=0.6944÷0.96=0.7233(m2)管径：d=1000mm取出水管管径DN1000mm（3）、曝气系统设计计算1、设计需氧量AOR按最大时需氧量的计算查表得取a´=0.5b´=0.15O2=a´QSr+b´VXv=0.×（）+0..6=5750kg/d2、每日去除的BOD5值BODr==5500kg/d3、去除每kgBOD的需氧量ΔO2==1.05kgO2/kgBOD4、供气量的计算采用鼓风曝气，微孔曝气器。曝气器敷设于池底，距池底0.2m，淹没深度4.3m，氧转移效率=20%，计算温度T=25℃，将实际需氧量AOR换算成标准状态下的需氧量SOR式中:——气压调整系数，，取值为1——曝气池内平均溶解氧，取=2mg/L——污水中饱和溶解氧与请水中饱和溶解氧之比，取0.95\n空气扩散器出口处绝对压力：空气离开好氧反应池时氧的百分比：好氧反应池中平均溶解氧饱和度：标准需氧量为：相应反应池最大时标准需氧量：好氧反应池平均时供气量最大时供气量：（4）、反应池进、出水系统计算1、进水管单组反应池进水管设计流量管道流速管道过水断面面积\n管径取出水管管径DN700mm校核管道流速2、回流污泥渠道。单组反应池回流污泥渠道设计流量QR渠道流速取回流污泥管管径DN700mm3、进水井反应池进水孔尺寸：进水孔过流量孔口流速孔口过水断面积孔口尺寸取进水竖井平面尺寸七．二沉池采用中心进水周边出水辐流式二次沉定池1.设计参数反应池悬浮固体浓度二沉池底流生物固体浓度回流污泥比\n沉淀池计算简图⒉设计计算⑴沉淀部分水面面积F，根据生物处理段的特性，选取二沉池表面负荷，设两座二沉池，.⑵池子直径D，为与机械刮泥机配套，池子直径取为D=37(m)沉淀部分水面面积F=二次沉淀池表面负荷⑶校核固体负荷⑷沉淀部分的有效水深，设沉淀时间：⑸沉淀区的容积,设计采用周边传动的刮吸泥机排泥,污泥区容积按2h\n贮泥时间确定.每个沉淀池污泥区的容积⑹污泥区高度①　污泥斗高度.设池底的径向坡度为0.05,污泥斗直径上部直径,倾角,则②圆锥体高度③竖直段污泥部分的高度污泥区高度⑺　沉淀池总高度,设超高=0.3m,缓冲层高度m.⑻出水三角堰计算出水三角堰(900)三角堰中距,采取双边出水,总长\n式中:0.8——为集水槽外框距池壁距离1.3——为集水槽内框距池壁距离0.83——为出水堰及集水槽宽度，由后面集水槽计算求得三角堰个数每个三角堰的流量三角堰堰上水头集水槽宽集水槽水深出水堰计算简图\n八．污泥浓缩池⒈设计参数含水率，固体浓度浓缩后污泥固体浓度为CU=30(kg/m3)(即污泥含水率Pu=97%),采用重力浓缩。污泥浓缩池计算简图⒉设计计算⑴浓缩池面积A,浓缩污泥为剩余污泥,污泥固体通量选用30(kg/(m2.d))浓缩池面积Q——污泥量，m3/d；Co——污泥固体浓度，kg/m3；G——污泥固体通量，kg/(㎡.d)；⑵浓缩池直径,设计才用n=2座圆形辐流二次沉淀池：直径取D=11.5(m)\n则A=226.2(m2)⑶浓缩池深度浓缩池工作部分的有效水深T为浓缩时间,取15(h)超高,缓冲层高度,浓缩池设机械刮泥,池底坡度,污泥斗下直径,上底直径池底坡度造成的深度污泥斗高度——污泥斗倾角；浓缩池深度九．消毒接触间4、加氯间⑴、加氯量按每立方米投加5g计，则⑵、加氯设备选用3台REGAL-2100型负压加氯机（2用1备），单台加氯量为10kg/h\n十．总平面布置原则该污水处理厂为新建工程，总平面布置包括：污水与污泥处理工艺构筑物及设施的总平面布置，各种管线、管道及渠道的平面布置，各种辅助建筑物与设施的平面布置。总图平面布置时应遵从以下几条原则。⑴处理构筑物与设施的布置应顺应流程、集中紧凑，以便于节约用地和运行管理。⑵工艺构筑物（或设施）与不同功能的辅助建筑物应按功能的差异，分别相对独立布置，并协调好与环境条件的关系（如地形走势、污水出口方向、风向、周围的重要或敏感建筑物等）。⑶构（建）之间的间距应满足交通、管道（渠）敷设、施工和运行管理等方面的要求。⑷管道（线）与渠道的平面布置，应与其高程布置相协调，应顺应污水处理厂各种介质输送的要求，尽量避免多次提升和迂回曲折，便于节能降耗和运行维护。⑸协调好辅建筑物，道路，绿化与处理构（建）筑物的关系，做到方便生产运行，保证安全畅道，美化厂区环境。十一．高程布置原则⑴充分利用地形地势及城市排水系统，使污水经一次提升便能顺利自流通过污水处理构筑物，排出厂外。⑵协调好高程布置与平面布置的关系，做到既减少占地，又利于污水、污泥输送，并有利于减少工程投资和运行成本。⑶做好污水高程布置与污泥高程布置的配合，尽量同时减少两者的提升次数和高度。⑷协调好污水处理厂总体高程布置与单体竖向设计，既便于正常排放，又有利于检修排空。