某城市污水处理厂污水处理工艺设计计算书(课程设计) 21页

'某城市污水处理厂污水处理工艺设计计算书(课程设计)(1)某城市污水处理厂污水处理工艺设计设计计算书第一节格栅1．1计算依据2．2计算方法1．3计算过程第二节曝气沉砂池2．1一般规则2．2设计参数2．3计算过程2．4沉砂室设计计算第三节初沉池3．1一些参数的选定3．2初沉池选型第四节曝气池4．1工况参数4．2设计过程-第五节二沉池5．1设计参数5．2主要尺寸计算 5．3进水系统的计算5．4出水部分设计5．5溢流堰设计5．6排泥部分设计第六节消毒接触池6．1设计参数6．2计算过程第七节污泥浓缩池7．1设计参数7．2计算过程第八节污泥厌氧消化池18．1设计参数8．2一级消化池计算8．3二级消化池计算8．4表面积计算第九节污泥脱水设备第一节格栅1．1计算依据1．2计算方法主要的计算公式（1）格栅的间隙数（2）格栅宽度n?Q(sin?)0.5/bvhB?S(n?1)?bn2 （3）通过格栅的水头损失h1?h0kv2h0??sin?2g（4）栅后槽总高度H?h?h1?h2（5）栅前扩大段长度L1?(B?B1)/2tan?（6）栅后收缩段长度L2?L1/2（7）栅前渠道深H1?h1?h2（8）栅槽总长度（9）L2?L1?L2?0.5?1.0?H1/tan?（10）每日栅渣量W?QmaxW1/1000kf1．3计算过程1）粗格栅：（1）n?1.157?(sin60?)/0.04?0.4?0.9?74.77取75根（2）B?0.01?74?0.04?75?3.74m(3)渐宽部分取B1?3.50m，??20?（进水渠道内的流速为0.8m/s）L1?(3.74?3.50)/2tan20??0.33m（4）L2?0.33/2?0.165m104/3（5）?1?2.42?()?0.383400.92h1?3?0.383?sin60??0.041m2?9.81 3（6）L2?0.33/2?0.165m0.7(7)L?0.33?0.165?0.5?0.1??2.40mtan60?（8）H1?0.4?0.3?0.7mm污水)，（11）b=40mm时,W1=0.025(m/10?333105?0.025W??1.67m3/d>0.2m3/d1000?1.50选用机械清渣。2）细格栅：（1）n?1.157?(sin60?)/0.025?0.4?0.9?111.3取112根（2）B?0.01?111?0.025?112?3.91m（3）渐宽部分取B1?3.70m，??20?（进水渠道内的流速为0.8m/s）L1?(3.91?3.70)/2tan20??0.29m（4）L2?0.29/2?0.145m104/3（5）?1?2.42?()?0.715250.92h1?3?0.715?sin60??0.077m2?9.81（6）H?0.4?0.077?0.3?0.777m0.7（7）L?0.29?0.145?0.5?0.1??1.44mtan60?（8）H1?0.4?0.3?0.7m4m污水)，（9）b=25mm时，W1?0.02(m/10?333105?0.02?1.33m3/d>0.2m3/dW?1000?1.50选用机械清渣。 进水中格栅计算草图第二节曝气沉砂池2.1一般规则1）空气扩散装置设在池的一侧，距池底为0.6?0.9m，送气管应设置调节气量的阀门2）池子的形状应尽可能不产生偏流或死角。池宽与池深比为1?1.5，池长宽比可达5，当池长宽比大于5时，应考虑设置横向挡板。3）池子的进口和出口布置应防止发生短路，进水方向应与池中旋流方向一致；出水方向应与进水方向垂直，并宜考虑设置挡板。4）池内考虑消泡装置。55）曝气沉砂池多采用穿孔管曝气，孔径为2.5?6.0mm，距池底约0.6?0.9m。2.2设计参数2．3计算过程1．曝气沉砂池的尺寸设计1）池子总有效容积取停留时间t?2min，V?Qmaxt60?1.157?2?60?138.84m32）水流断面面积取水平流速v1?0.1m/s， Q1.157A???11.57m2v10.163）池子总宽度取有效水深h2?3.0m，A11.57B???3.86mh23.0B3.86取池子格数n?2格，每个池子宽度b???1.93mn24）池长L?V138.84??12mA11.57335）每小时所需空气量取d?0.2m/m，q?dQmax3600?0.2?1.157?3600?833.04m3/h3．沉砂室设计计算1）Q?T105?2?303V???4m66Kz101.50?102）沉砂室坡向沉砂斗的坡度i?0.1?0.5，取i?0.5。每个分V3格有2个沉砂斗，共有4个沉砂斗，则V0??1m4沉砂斗各部分尺寸：?a?设斗底宽a1?1.0m，斗壁与水平面的倾角为60?，斗高h=0.6m，砂斗上口宽，沉砂斗容积h2V0?(2a2?2aa1?2a1)?1?(2?2.89?2?1.7?2)?1.12?1m36?b?沉砂室高度：本设计采用重力排砂，池底坡度为0.05坡向砂斗，沉砂室含两部分：一部分为沉砂斗；另一部分为沉砂池坡向沉砂斗的过渡部分。7 l2?B?2a?0.23.86?2?1.7?0.2??0.13m（0.2为两沉砂斗之间隔壁22厚）?h3?h3?0.05?l2?0.6?0.05?0.13?0.61m超高h1?0.3m，总高度H?h1?h2?h3?0.3?3.0?0.61?3.91m第三节初沉池3．1一些参数的选定3．2初沉池的选型初沉池选用辐流式沉淀池，采用机械刮泥。1)沉淀池表面积D?Qmax105A1???833.3m224nq24?2?2.5池径?32.58m（取D?32.6m）2)有效水深取沉淀时间t?1.2hh2?qt?2.5?1.2?3m.083)每天污泥量SNT0.5?35?104?4V???14.6m31000n1000?2?244)污泥斗容积h5?(r1?r2)tan??(2?1)tan60??1.73mV1??h53(r12?r1r2?r22)???1.733?(22?2?1?1)?12.7m3池底坡度取i?0.05h4?(R?r1)?i?(16.3?2)?0.05?0.715m5)池底可储存污泥的体积V2??h43(R2?Rr?r2)??0.7153(16.22?16.2?2?22)?223.64m3共可储存污泥的体积为V1?V2?12.7?223.64?236.3m3>14.6m3（足够） 6）沉淀池总高度H?h1?h2?h3?h4?h5?0.3?3?0.5?0.715?1.75?6.245mh3---7）沉淀池周边的高度8）径深比校核.h1?h2?h3?0.3?3.0?0.?51（合格）0.9D/h2?32.6?/3辐流式沉淀池9第四节曝气池4．1工况参数104．2计算过程1）水处理程度Sa?120Se?20??120?20Sa?Se?100%?84.7%?100%?120Sa2）曝气池的计算采用BOD—MLSS负荷法计算。A．BOD—MLSS负荷率的确定拟采用BOD—MLSS负荷率为0.3kg?(kgMLSS?d)?1，校核Ns?KZSef ??0.0185?20?0.75?0.3280.847（Kz取值0.0185，f取值0.75）Ns取0.3最适宜B．确定混合液污泥浓度（X）根据已确定的Ns查表，查得相应的SVI值为100?150之间，取SVI?120--回流污泥浓度（mg/L）XrR--回流污泥比，取0.5106106Xr??r??1.2?104mg/LSVI120污泥浓度X?R0.5?Xr??104?3333mg/L?3300mg/LR?10.5?15QSa10?1305V???12010m.33NsX0.32?83300C.确定曝气池容积D.确定曝气池各部位尺寸设2组曝气池，每组容积V单?V12010.35??6005.17m322取池深h?4.2m，则每组曝气池面积为F?V单2?6005.17?1429.80m24.2取池宽B?8m，B/h?1.90。介于1?2之间，符合规定。扩散装置设11在廊道一侧。池长L?F1429.80??178.73mB8L/B?178.7?3/8210>符合规定L?(5?1B0)L178.73??59.58m，介于50?70之33设三廊道式曝气池，单廊道长L1?间，合理。取超高0.3m，则池总高度H?0.3?h?4.5m3）剩余污泥量干污泥：W?aQSr?bVXV?0.5?105?(0.13?0.02)?0.07?12010.35?3.3?0.75?3419.21kg/d ?142.51kg/hab----污泥自身氧化率0.04?0.1，取0.07W3419.21??607.9m3/dfXr0.75?10湿污泥量：Qs?污泥量：QC?XVV?8.69dW4）曝气系统的计算采用鼓风曝气，有关各项系数如下：12A．平均需氧量XV?fX?0.75?3300?2475mg/L?2500mg/L?2.5kg/m3105R?a′QSr?b′VXv?0.5??0.11?0.15?12010.35?2.5?8170.58kg/d1.5B．最大时需氧量ROmax?a′Q设Sr?bVXV2?340.44kg/h?10003.9kg/d?416.83kg/h因此，最大时需氧量与平时需氧量之比为C．每日去除BOD5值416.83kg/h?1.22340.44kg/h105BODr?QSr??0.11?7333.33kg/d1.5D．去除每千克BOD5的需氧量E．?O2?O28170.58??1.11kgO2/kgBOD5BOD7333.335）计算曝气池内平均溶解氧饱和度本设计采用网状膜型微孔空气扩散器，敷设于池底0.2m，淹没深 4.0m，计算温度为30?C。在运行正常的曝气池中，当混合液在15?30?C范围内，混合液溶解氧浓度C能够保持在1.5?2.0mg/L左右，最不利情况将出现在温度为30?35?C的盛夏。故计算水温采用30?C。Csb?Cs(OtPb?)2.066?10542A．Pb?1.013?105?9.8?103?4.0?1.41?105PaB．Ot?21(1?EA)21?(1?0.2)?17.5%?100%?79?21?(1?0.2)79?21(1?EA)C．20?C和30?C的氧的饱和度Cs(20?C)?9.2mg/LCs(3?0C?)1.41?10517.5Csb(20?C)?9.2?(?)?10.12mg/L7.m6g3L2.066?10542131.41?10517.5Csb(30?C)?7.63?(?)?8.39mg/L2.066?1054220?C计算鼓风曝气池时的脱氧清水的需氧量R0?RCsb(20?)8170.58?10.12????Csb(T)?C1.024(T?20)0.850.95?1?8.39?21.024(30?20)?12859.45kg/d?535.81kg/hR0(max)?15744.86kg/d?656.04kg/h供氧量：Gs?535.81R0?100%?8930.17m3/h?148.84m3/min?100%?0.3?200.3EAGs(max)?10934m3/h?182.23m3 min6）A．去除每kgBOD5的供氧量：B．每立方米污水的供氧量：8930.17?24?29.23m3空气/kgBOD7333.338930.1733?24?2.14m空气/m污水510C．本系统的空气总用量：除采用鼓风曝气外，本系统还采用空气在回流污泥井提升污泥，空气量按回流污泥量的8倍考虑，污泥回流比R取值50%。这样，提升回流污泥所需空气量为8?0.5?105?16666.67m3/h24总需氧量：10933.94?16666.67?27600.61m3/h8）空气管系统在相邻的2个廊道的隔墙上设1根干管，共5根干管。每根干管上设7对配气竖管，共14根配气竖管。全曝气池总共设70条配气竖管，每根竖管的供气量为1410933.94?156.20m3/h70曝气池平面面积为59.5?8?804m7266.4每个空气扩散管的服务面积按0.49m2计，则需空气扩散器的总数为4766.4?9728个0.49为安全计，本设计采用9800个空气扩散器，每个竖管上按设的9800?140个7010933.94?1.12m3/h每个空气扩散器的配气量为9800空气扩散器的数目为9）空气机的选定 压力为P?(4.2?0.2?1.0)?9.8?49KPa空压机供氧量最大时：10934?16666.67?27600.67m3/h?460.1m3/min平均时：8930.17?16666.67?25596.84m3/h?426.61m3/min根据所需压力与空气量，决定采用LG60型空压机9台，该型空压机风压50Kpa,风量60m3/min。正常条件下，7台工作，2台备用；高负荷时，8台工作，1台备用。15第五节二沉池本设计二沉池池型采用辐流式，进水方式为周边进水，周边出水，以提高沉淀效果。5．1设计参数5．2主要尺寸计算162）池表面积3）单池面积Q105A???2777.78m2q24?1.5A单?A2777.78??1388.89m2224）池直径D??42.06m，设计取D?43m5）6）沉淀部分有效容积3.14?V??h2??3.5?44?D27）沉淀池底底坡落差取池底坡度i?0.05，则h4?i?(D43?2)?0.05?(?2)?0.975m22 8）沉淀池周边（有效）水深H0?h2?h3?h5?3.5?0.5?0.5?4.5m>4m（D/H0?9.56，规范规定辐流式二沉池D/H0?6?12）h3---缓冲层高度，取0.5mh5---刮泥板高度，取0.5m8）沉淀池总高度H?H0?h4?h1?4.5?0.975?0.3?5.775mh1---沉淀池超高0.3m5．3进水系统的计算1）进水配水槽的计算单池设计污水流量出水端槽宽5Q设（1?R）10（?1Q单??220.5)3?0.86m8s/Q0.8680.4B1?0.9()0.4?0.9()?0.64m（取0.7m）22槽中流速取0.6m/s170.868)Q??1.03m进水端水深H1?vB10.6?0.7(出水端水深2）校核3槽宽B1?0.9(0.868)0.4?0.85m（取0.9m）H1?H2??1.23mm/sQ0.868??1.21mvB10.8?0.9取槽宽B?0.9m；槽深H?1.4m5．4出水部分设计1）环形集水槽内流量：q集?Q单2?0.434m3/s2）环形集水槽设计采用周边集水槽，单侧集水。每池只有一个总出水口。集水槽宽度为b?0.9(kq集)0.4?0.9?(1.2?0.434)0.4?0.693m（取b?0.7m）k为安全 系数，采用0.5?1.2集水槽起点水深为：h起?0.75b?0.75?0.7?0.525m集水槽终点水深为：h终?1.25b?1.25?0.7?0.875m槽内均取1.0m5．5出水溢流堰设计采用出水三角堰（90?）1）堰上水头（即三角口底部至上游水面的高度）H1?0.05m(H2O)2）每个三角堰的流量q1?1.343H12.47?1.343?0.052.47?0.0008213m3/s3）三角堰个数n1?Q单q10.868?1056.个86设计取1057个0.0008213184）三角堰中心距l(D?2b)1?L?n??3.14?(43?2?0.7)?0.124m1n110575．6排泥部分设计1）单池污泥量：总污泥量为回流污泥量加剩余污泥量回流污泥量：QR?105R?Q设24?0.5?2083.3m3/h剩余污泥量：Q?XY(So?Se)Q?KdVXvs?fX?rfXr Y---污泥产率系数，城市污水0.4?0.5（取0.5）Kd--污泥自身氧化率，城市污水0.07左右（取0.065）Xv?fX?0.75??/106106Xr?rSVI?1.2?100?1200mg/L?12kg/m3Q?X0.5?0.11?105?0.065?12010?2.5s?fX?0.75?12?303.3m3/d?12.6m3/hr1.3?Q泥总?QR?Qs?2083.3?12.6?2096m3/hQQ泥总单?2?1048m3/h2）集泥槽沿整个池径为两边集泥，故其设计泥量为q?Q单2?10482?524m3/h?0.146m3/h集泥槽宽b?0.9(q)0.4?0.9(0.146)0.4?0.417m（取b?0.5m）起点泥深h1?0.75b?0.75?0.5?0.375m（取h1?0.4m）终点泥深h2?1.25b?1.25?0.5?0.625m（取h2?0.7m）集泥槽深均取0.9m（超高0.2m）19第六节消毒接触池本设计采用六组四廊道式平流式消毒接触池，消毒采用投加液氯的方式。6．1设计参数 水力停留时间T?0.5h，设计投氯量为C?3.0?5.0mg/L，消毒池有效水深设计为H1?m3格，接触池超高6．2计算过程1）接触池的容积为105?0.5V?Q设t??2083.3m324L?5?5，符合要求。b消毒池池长L?30m，每格池宽b?6m接触消毒池总宽B?nb?3?6?18m实际消毒池容积V?BlH1?18?30?4?2160m3满足有效停留时间的要求。3）加氯量计算设计最大投氯量为?max?5.0mg/L，每日投氯量为选用贮氯量为1000kg的液w??maxQ?5.0?10?3?105?500kg/d?20.8kg/h。氯钢瓶，每日加氯量为0.5瓶，共需贮用12瓶，每日加氯机2台，每台投氯量为10?20kg/h。配置注水泵2台，一备一用。接触池的高度为H?0.3?1.0?30?0.05?2.9m20第七节污泥浓缩池本设计采用带有刮泥机及搅动栅的圆形辐流式的重力浓缩池。7．1设计参数7．2计算过程211）浓缩池面积：初沉池污泥量14.6?2?29.2m3/d二沉池池面积 径D?A?303.3m3/d总泥量Q?29.2?303.3?332.5m3/d浓缩采用1个污泥浓缩池，浓缩池直QC332.5?6??73.9m2M27??9.7mh1?TQ17?332.5??3.2m24A24?73.92）浓缩池工作部分高度3）超高h2取0.3m4）缓冲层高度h3取0.3m5）有效水深3?6）浓缩后污泥体积V2?Q(1?P1)?110.8m3/d1?P27）污泥斗上底直径900mm，下底直径400mm。污泥斗高度h5?(D1D2?)tan55??0.36m22h4?(D1?D2)i(4.50?0.9)?0.05??0.09m228）池底坡度造成的深度9）污泥池总深度H?H1?h4?h5?3.8?0.36?0.09?4.25m浓缩池计算草图22第八节污泥厌氧消化池本设计采用二级消化工艺。一级消化池为污泥搅拌与加热，消化温度为33?35?C，设有集气设备，不排出上清液，有机物的分解主要在此进行，产气量占总产气量的80%。污泥重力排入二级消化池，二级消化池不加热和搅拌，消化温度保持在20?26?C，池子设集气设备并撇除上清液，产气量占总产气量的20%。消化池的池型选圆柱型。 8．1设计参数1）消化池直径D取14m，集气罩直径取d1?2m2）池底下锥底直径取d2?2m3）集气罩高度取h1?2m4）上锥体高度取h2?3m5）消化池柱体高度h3应大于6）下锥体高度采用h4?1m消化池总高度为H?h1?h2?h3?h4?12.5m8．2一级消化池各部分容积的计算1）一级消化池的总容积V2）3）110.8?2216m35/100V2216?1108m3一级消化池的有效容积为V0??22?3.142?2?2?6.28m3集气罩的容积为V1?d12h1?44?D?72采用8m4）弓形部分容积为V2??dD??h2?3?()2?3?(1)2?h22?6?22?23?3.14142???3??3?()2?3?()2?32??249.63m3622??3.14?142V3?h3??8?1230.88m3445）圆柱部分容积为?D2 D2Dd2d22?3?59.66m6）下锥体部分容积为V4??h4?()???()??6?2222?则消化池的有效容积为V0?V3?V4?1230.88?59.66?1290.54m3?1074.6m38．3二级消化池的计算二级消化池各部分尺寸同一级消化池。1）3取一座二级消化池，有效容积V0?V?1108m38.4消化池各表面积计算1）池盖表面积F1??4d12??d1h1?3.142?2?3.14?2?2?15.7m242）池顶表面积?7.53mr?F2?2?rh2?1?3.14?7.53?3?141.87m23）池盖总面积F?F1?F2?15.7?141.87?157.57m24）池壁表面积F3??Dh5?3.14?14?4.5?197.82m2F4??Dh6?3.14?14?3.5?153.86m25）池底表面积F5??l(Dd2d??D?)???()2?()2??335.92m2222??224第九节污泥脱水设备本设计采用带式压滤机，污泥在消化过程中由于分解而使污泥体积减少，按消化污泥中有机物含量占60%，分解率50%，污泥含水率95%来计算，则由于含水率降低而剩余的污泥量为： 3Q?Q0(100?P)/(100?P)?110.8(100?97)/(100?95)?66.48m/d12分解污泥容积Q1?66.48?0.6?0.5?19.944m3/d消化后剩余污泥量Q???46.536m3/d?1.94m3/h3/，功率为1.5kw。25'