污水处理厂设计计算 19页

某污水处理厂设计说明书1.1计算依据　　1、工程概况　　该城市污水处理厂服务面积为12.00km2，近期（2000年）规划人口10万人，远期（2020年）规划人口15.0万人。　　2、水质计算依据　　A．根据《室外排水设计规范》，生活污水水质指标为：　　CODCr60g/人d　　BOD530g/人d　　B．工业污染源，拟定为　　CODCr500mg/L　　BOD5200mg/L　　C．氨氮根据经验值确定为30mg/L　　3、水量数据计算依据：　　A．生活污水按人均生活污水排放量300L/人·d；　　B．生产废水量近期1.2×104m3/d，远期2.0×104m3/d考虑；　　C．公用建筑废水量排放系数近期按0.15，远期0.20考虑；　　D．处理厂处理系数按近期0.80，远期0.90考虑。　　4、出水水质　　根据该厂城镇环保规划，污水处理厂出水进入水体水质按照国家三类水体标准控制，同时执行国家关于污水排放的规范和标准，拟定出水水质指标为：　　CODCr100mg/L　　BOD530mg/L　　SS30mg/L　　NH3-N10mg/L\n　　1.2污水量的确定　　1、综合生活污水　　近期综合生活污水　　远期综合生活污水　　2、工业污水　　近期工业污水　　远期工业污水　　3、进水口混合污水量　　处理厂处理系数按近期0.80，远期0.90考虑，由于工业废水必须完全去除，所以不考虑其处理系数。　　近期混合总污水量　　取　　远期混合总污水量　　取　　4、污水厂最大设计水量的计算　　近期；　　，取日变化系数；时变化系数；　　。\n　　远期；　　，取日变化系数；时变化系数；　　。　　拟订该城市污水处理厂的最大设计水量为　　1.3污水水质的确定　　近期取　　取　　远期取　　取　　则根据以上计算以及经验值确定污水厂的设计处理水质为：　　，，　　，，　　考虑远期发展问题，结合《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918－2002），处理水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的一级标准（B）排放要求。\n　　拟定出水水质指标为：　　表1-1进出水水质一览表序号基本控制项目一级标准（B）进水水质去除率1COD8032575.4%2BOD2015086.7%3SS2030093.3%4氨氮8[1]3073.3%5T-N204050%6T-P1.5350%7pH6～97～8　　注：[1]取水温>12℃的控制指标8，水温≤12℃的控制指标15。　　[2]基本控制项目单位为mg/L，PH除外。　　第二章各单体构筑物计算　　2.1粗格栅设计　　1、设计参数　　设计流量，栅前水深，过栅流速，　　栅条间隙，栅前长度，栅后长度，　　格栅倾角，栅条宽度，栅前渠超高。　　2、设计计算　　图2-1粗格栅计算示意图　　格栅设两组，按两组同时工作设计，一格停用，一格工作校核。　　（1）栅条间隙数：取　　（2）栅槽宽度　　格栅宽度一般比格栅宽0.2～0.3m，取0.2；\n　　则　　（3）通过栅头的水头损失　　（4）栅后槽总高度：　　（5）栅前渠道深：　　（6）栅槽总长度：　　（7）每日栅渣量：　　式中，为栅渣量，格栅间隙为16～25mm时，污水。本工程格栅间隙为20mm，取污水。采用机械清渣。　　2.2集水池提升泵房设计　　设计流量，考虑取用5台潜水排污泵（四用一备），则每台泵流量为。　　集水池容积采用相当于一台泵的15min流量，即：　　2.3细格栅设计　　1、设计参数　　设计流量，栅前水深，过栅流速，　　栅条间隙，栅前长度，栅后长度，　　格栅倾角，栅条宽度，栅前渠超高。　　2、设计计算\n　　图2-2细格栅计算示意图　　格栅设两组，按两组同时工作设计，一格停用，一格工作校核。　　（1）栅条间隙数：取　　（2）栅槽宽度：　　（3）通过栅头的水头损失　　（4）栅后槽总高度：　　（5）栅前渠道深：　　（6）栅槽总长度：　　（7）每日栅渣量：　　式中，为栅渣量，对于栅条间距b=10mm的细格栅，对于城市污水，每单位体积污水拦截栅渣量为污水。采用机械清渣。　　2.4平流式沉砂池设计　　1、设计参数　　最大设计流量时的流速，最大设计流量时的流行时间，　　设计流量，城市污水沉砂量污水。　　2、设计计算　　图2-3平流式沉砂池计算示意图\n　　沉砂池设两座，每座取2格，每格宽。　　（1）沉砂池长度；　　（2）水流断面面积；　　（3）池总宽；　　（4）有效水深；　　（5）沉砂斗容积　　式中，T为清除沉砂的时间间隔，取2d。　　（6）每个沉砂斗的容积；（设每一个分格有2个沉砂斗，有4个分格。）　　沉砂斗上口宽；　　式中，斗高取；斗底宽取；斗壁与水平面的倾角去。　　沉砂斗容积　　；　　（7）沉砂室高度　　式中，；池底坡度去0.06；两个沉砂斗之间隔壁厚取0.2。\n　　（8）沉砂池总高度；　　式中，超高。　　（9）验算最小流速　　。　　2.5卡鲁塞尔氧化沟设计　　1、设计参数　　活性污泥浓度，则，　　异养微生物的产率系数，　　异养微生物内源衰减系数，污泥回流比R=100%，　　设计流量。　　2、设计计算　　氧化沟设四座，按四组同时工作设计。　　图2-4氧化沟计算示意图　　（1）氧化沟容积计算　　①氧化沟区Ⅲ容积的确定　　a、好氧区容积　　硝化菌的比增长速率可用下式计算:　　当最低温度T=15℃、出水、、时,,,\n　　安全系数取2.5,则设计污泥龄为9.0d。　　为保证污泥稳定,确定污泥龄为25d,。　　好氧区有机物的去除速率　　所需MLVSS总量　　硝化容积　　水力停留时间　　b、缺氧区容积　　假设生物污泥含12.4%的氮,则每日用于生物合成的　　处理水中非溶解性值　　式中：表示出水中的浓度，mg/L。　　则处理水中溶解性　　用于生物合成的氮为　　被氧化的　　脱硝所需　　在15℃时反硝化速率　　需还原的\n　　脱氮所需　　脱氮所需池容　　水力停留时间　　氧化沟区Ⅲ容积　　水力停留时间　　②缺氧区Ⅱ容积的确定　　a、除磷所需容积　　若缺氧水力停留时间取40min，则　　b、脱硝所需容积　　若需还原的　　脱氮所需　　则　　缺氧区Ⅱ容积　　水力停留时间\n　　③厌氧区Ⅰ容积的确定　　生物除磷系统的厌氧区水力停留时间取1.5h，所需容积　　以上计算得出，氧化沟总容积　　水力停留时间　　污泥负荷　　（2）需氧量计算　　总需氧量　　式中：A—经验系数取0.5；　　—去除浓度，mg/L；　　B—经验系数取0.1；　　MLSS—混合液悬浮固体浓度，mg/L；　　—需要硝化的氧量；　　20℃脱氮的需氧量　　式中：α—经验系数取0.8；　　β—经验系数取0.9；　　ρ—经验系数取1.0；　　—20℃时水中溶解氧饱和度9.17mg/L；　　—30℃时水中溶解氧饱和度7.63mg/L；　　C—混合液中溶解氧浓度，取2mg/L；\n　　T—温度，取30℃。　　（3）回流污泥量计算　　二沉池回流污泥浓度，氧化沟中混合液污泥浓度　　则回流比　　回流污泥量　　（4）剩余污泥量计算　　式中：Y—污泥产率系数，取0.5；　　—污泥自身氧化率，取0.05。　　若由池底排除，二沉池排泥浓度为8g/L，则每个氧化沟产泥量。　　2.6辐流式沉淀池设计　　1、设计参数　　设计流量，水力表面负荷，沉淀时间t=4h，　　2、设计计算　　图2-5辐流式沉淀池计算示意图　　（1）、主要尺寸计算　　二沉池设四座，按四座同时工作设计　　①池表面积　　②池直径取\n　　③沉淀部分有效水深　　④沉淀部分有效容积　　取池底坡度i=0.05　　则沉淀池底坡度落差　　⑤沉淀池周边有效水深　　式中：缓冲层高度，取0.5m；　　刮泥板高度，取0.5m。　　⑥沉淀池总高度　　（2）进水系统计算　　①进水管计算　　单池设计污水流量　　进水管设计流量　　管径，，1000i=1.7　　②进水竖井　　进水竖井采用，出水口尺寸，共6个沿井壁均匀分布　　出水口流速\n　　≤（0.15～0.2m/s）　　③稳流筒计算　　筒中流速（0.02～0.03m/s）　　稳流筒过流面积　　稳流筒直径　　④出水部分设计　　a、单池设计流量　　b、环型集水槽内流量　　c、环型集水槽设计　　采用周边集水槽，单侧集水，每池只有一个出口。　　集水槽宽度为取b=0.5m　　式中：k为安全系数，取1.4。　　集水槽起点水深为　　集水槽终点水深为　　槽深均取0.9m。　　d、出水溢流堰的设计　　图2-6出水三角堰计算示意图　　采用出水三角堰（）\n　　堰上水头　　每个三角堰流量　　三角堰个数　　取　　三角堰中心距　　2.7紫外线消毒系统设计　　1、设计参数　　依据加拿大TROJAN公司生产的紫外线消毒系统的主要参数，选用设备型号UV4000PLUS。　　2、设计计算　　（1）灯管数　　UV4000PLUS紫外线消毒设备每3800需2.5根灯管，　　则取n=56根　　拟选用7根灯管为一个模块，则模块数N=8个　　（2）消毒渠设计　　按设备要求渠道深度为129cm，设渠中水流速度为0.5m/s。　　渠道过水断面积　　渠道宽度　　取2.6m　　若灯管间距为9cm，沿渠道宽度可安装28根灯管，故选取用UV4000PLUS系统，两个UV灯组，一个UV灯组4个模块。\n　　渠道长度每个模块长度2.5m，渠道出水设堰板调节，调节堰到灯组间距1.5m，进水口到灯组间距1.5m，两个灯组间距1.0m，则渠道总长L为：　　复核辐射时间（符合10～100s）　　紫外线消毒渠道计算如2-7图所示。　　图2-7紫外线消毒渠计算示意图　　2.8配水井设计　　1、设计参数　　依据堰式配水井设计参数。　　2、设计计算　　图2-8配水井计算示意图　　二沉池前配水井　　1、进水管管径　　配水井进水管的设计流量为，当进水管管径为时，查水力计算表，得知v=0.884m/s<1.0m/s，满足设计要求。　　2、矩形宽顶堰　　进水从配水井底中心进入，经等宽堰流入4个水斗再由管道接入4座后续构筑物，每个后续构筑物的分配水量为。配水采用矩形宽顶溢流堰至配水管。　　（1）堰上水头H　　因单个出水溢流堰的流量为，一般大于100L/s采用矩形堰，小于100L/s采用三角堰，所以本设计采用矩形堰（堰高h取0.5m）。　　矩形堰的流量　　式中：Q—矩形堰的流量，；\n　　H—堰上水头，m；　　b—堰宽，m，取堰宽b=0.9m；　　—流量系数，通常采用0.327～0.332，取0.33。　　则　　（2）堰顶厚度B　　根据有关实验资料，当时，属于矩形宽顶堰。取B=0.9m，这时，所以，该堰属于矩形宽顶堰。　　（3）配水管管径　　设配水管管径，流量，查水力计算表，得知流速，1000i=1.7。　　（4）配水漏斗上口口径D　　按配水井内径1.5倍设计，。　　2.9污泥泵房设计　　1、设计参数　　集泥池的容积选用一台泵的10分钟抽送能力计算。　　2、设计计算　　（1）污泥总量　　（2）集泥池容积　　初拟采用5台（四用一备）回流污泥泵，2台（一用一备）剩余污泥泵，则集泥池的容积。　　第三章管道设计\n　　3.1进水管、事故管　　采用钢筋混凝土管，设计流量Q=1.0m/s，管内流速v=1.6m/s，充满度，1000i=2.5，管径D=1000mm。　　3.2污水管　　1、平流式沉砂池至氧化沟管道　　（1）管段1　　拟用铸铁管，设计流量，管内流速v=0.884m/s，满流，1000i=0.691，管径D=1200mm。　　（2）管段2　　拟用铸铁管，设计流量，管内流速v=1.0m/s，满流，1000i=1.46，管径D=800mm。　　（3）管段3　　拟用铸铁管，设计流量，管内流速v=0.884m/s，满流，1000i=1.7，管径D=600mm。　　3、氧化沟至配水井管道　　（1）管段1　　拟用铸铁管，设计流量，管内流速，1000i=1.7，管径D=600mm。　　（2）管段2　　拟用铸铁管，设计流量，管内流速v=0.884m/s，满流，1000i=0.691，管径D=1200mm。　　4、配水井至辐流式沉淀池管道　　拟用铸铁管，设计流量，管内流速，1000i=1.7，管径D=600mm。　　5、辐流式沉淀池至紫外线消毒系统管道　　（1）拟用铸铁管，设计流量，管内流速v=0.884m/s，满流，11000i=1.7，管径D=600mm。\n　　（2）拟用铸铁管，设计流量，管内流速v=0.884m/s，满流，1000i=0.691，管径D=1200mm。　　3.3污泥管　　二沉池排泥管采用钢管，满流，设计流量，管内流速v=1.23m/s，　　管径D=500mm。　　剩余污泥管采用钢管，满流，设计流量，管内流速v=0.7m/s，　　管径D=150mm。　　回流污泥管采用钢管，满流，设计流量，管内流速v=1.0m/s，管径D=800mm。