1、第三章污水處理廠工藝設(shè)計及計算第一節(jié)格柵進水中格柵是污水處理廠第一道預(yù)處理設(shè)施，可去除大尺寸的漂浮物或懸浮物，以保護進水泵的正常運轉(zhuǎn)，并盡量去掉那些不利于后續(xù)處理過程的雜物。擬用回轉(zhuǎn)式固液分離機?；剞D(zhuǎn)式固液分離機運轉(zhuǎn)效果好，該設(shè)備由動力裝置，機架， 清洗機構(gòu)及電控箱組成，動力裝置采用懸掛式渦輪減速機，結(jié)構(gòu)緊湊，調(diào)整維修方便，適用于生活污水預(yù)處理。1.1 設(shè)計說明柵條的斷面主要根據(jù)過柵流速確定，過柵流速一般為0.61.0m/s，槽內(nèi)流速0.5m/s左右。如果流速過大，不僅過柵水頭損失增加，還可能將已截留在柵上的柵渣沖過格柵，如果流速過小，柵槽內(nèi)將發(fā)生沉淀。 此外，在選擇格柵斷面尺寸時，應(yīng)注意設(shè)計

2、過流能力只為格 柵生產(chǎn)廠商提供的最大過流能力的80%，以留有余地。格柵柵條間隙擬定為25.00mm。1.2 設(shè)計流量：a.日平均流量333Qd=45000m /d 1875m /h=0.52m /s=520L/sKz 取 1.4b.最大日流量333Qmax=Kz Qd=1.4 X 1875m /h=2625m /h=0.73m /s1.3 設(shè)計參數(shù):柵條凈間隙為b =25.0mm柵前流速V=0.7m/s過柵流速0.6m/s格柵傾角3 =60 °1.4 設(shè)計計算：1.4.1確定柵前水深柵前部分長度：0.5m單位柵渣量：®=0.05m3柵渣/10 3m3污水根據(jù)最優(yōu)水力斷面公式

3、 Q計算得:B12Q2 0.1530.70.66m0.33m所以柵前槽寬約 0.66m。柵前水深h 0.33m1.4.2格柵計算說明：Qmax最大設(shè)計流量，m3/s；a格柵傾角，度（°）；h柵前水深，m;v污水的過柵流速，m/s。柵條間隙數(shù)（n ）為n .sin =遊遊S30（條）ehv 0.025 0.3 0.6柵槽有效寬度（B）設(shè)計采用？10圓鋼為柵條，即 S=0.01m。B S(n 1)通過格柵的水頭損失h2K h。bn 0.01 (30 1) 0.025 30=i.04(m)h2g重力加速度;h0計算水頭損失；K 格柵受污物堵塞使水頭損失增大的倍數(shù)，一般取3;E 阻力系數(shù)，其

4、數(shù)值與格柵柵條的斷面幾何形狀有關(guān)，對于圓形斷面，s1.79-b0.01h23 1.790.025衛(wèi)匚sin602 9.810.025(m)所以：柵后槽總高度 HH=h+h 1 +h2=0.33+0.3+0.025=0.655(m) 柵槽總長度LB B11.04 0.660.52m2*ta n 12* ta n20L1(hi柵前渠超高，一般取 0.3m)0.26mh1 = 0.3+0.33 = 0.63匕 0.52 0.260.631.0 0.5 tantan 602.64mL i 進水渠長，B1 進水渠寬,L 2柵槽與出水渠連接處漸窄部分長度,a 1進水漸寬部分的展開角，一般取圖一格柵簡圖14

5、3柵渣量計算對于柵條間距b=25.0mm的中格柵，對于城市污水，每單位體積污水爛截污物為Wi=0.05m3/103m3，每日柵渣量為QmaxWi 86400Kz 1000=0.4m3/d0.153 0.05 864001.64 1000攔截污物量大于0.3m3/d，宜采用機械清渣。 二、沉砂池采用平流式沉砂池1.設(shè)計參數(shù)設(shè)計流量：Q=301L/s (按2010年算，設(shè)計1組，分為2格)設(shè)計流速：v=0.25m/s水力停留時間：t=30s2.設(shè)計計算(1) 沉砂池長度：L=vt=0.25 30=7.5m(2) 水流斷面積：A=Q/v=0.301/0.25=1.204m2(3) 池總寬度：設(shè)計n=

6、2格，每格寬取b=1.2m>0.6m，池總寬B=2b=2.4m(4) 有效水深：h2=A/B=1.204/2.4=0.5m(介于 0.251m 之間)(5) 貯泥區(qū)所需容積：設(shè)計T=2d，即考慮排泥間隔天數(shù)為2天，則每個沉砂斗 容積Q1TX152K1040.26m31.3 102 352 1.5 10(每格沉砂池設(shè)兩個沉砂斗，兩格共有四個沉砂斗) 其中X1:城市污水沉砂量3m3/105m3,K:污水流量總變化系數(shù)1.5(6) 沉砂斗各部分尺寸及容積:設(shè)計斗底寬ai=0.5m，斗壁與水平面的傾角為 60°,斗高hd=0.5m,則沉砂斗上口寬：2hdtan 60a12 0.5 ta

7、n600.51.1m沉砂斗容積:(7)V 虹(2a262aa12a)0.52231.12 1.1 0.52 0.5 )0.34m(略大于 V1=0.26m3，符合要求)沉砂池高度：采用重力排砂，設(shè)計池底坡度為0.06，坡向沉砂斗長度為7.5 2 1.12.65m2L 2a2則沉泥區(qū)高度為L2h3=hd+0.06L2=0.5+0.06 N65=0.659m池總高度H :設(shè)超高hi=0.3m,H=h 什h2+h3=0.3+0.5+0.66=1.46m(8)進水漸寬部分長度：. B 2B11 tan 20242 °941.43mtan 20(9)出水漸窄部分長度：L3=Li=1.43m(1

8、0)校核最小流量時的流速:最小流量即平均日流量Q 平均日=Q/K=301/1.5=200.7L/s則 Vmin=Q 平均日 /A=0.2007/1.204=0.17>0.15m/s,符合要求(11)計算草圖如下:T rr圖4平流式沉砂池計算草圖第三節(jié)沉淀池3.1采用中心進水輻流式沉淀池：圖四 沉淀池簡圖3.2設(shè)計參數(shù)：3沉淀池個數(shù)n=2;水力表面負荷q'=1m3/(m2h);出水堰負荷1.7L/S m(146.88m /m d); 沉淀時間T=2h； h3為緩沖層高度，取0.5m;為掛泥板高度，取0.5m。污泥斗下半徑2=1m 上半徑ri=2m;剩余污泥含水率 Pi=99.2%3

9、.2.1 設(shè)計計算：3.2.1.1 池表面積A Q 1042 q' 121042m23.2.1.2 單池面積A 10422 廿2A單池521m2（取 530 m ）n 23.2.1.3 池直徑D4 5303.14=25.98m（取 530m）321.4沉淀部分有效水深（h2）混合液在分離區(qū)泥水分離，該區(qū)存在絮凝和沉淀兩個過程，分離區(qū)的沉淀過程會受進水的紊流影響，取 h2 3m3.2.1.53.2.1.6沉淀池部分有效容積D23.14 2623h23 1591.98m344沉淀池坡底落差（取池底坡度i=0.05）h42 r10.050.55m3.2.1.7沉淀池周邊（有效）水深H0h2h

10、3h)50.5 0.54.0m 4.0m (洛弓6.5 6,滿足規(guī)定)3.2.1.8污泥斗容積污泥斗高度h6（A2）tg (21) tg60°1.73m1 導(dǎo) r12 r1r2池底可儲存污泥的體積為:3.14 1.73 (221 12)12.7m3V2屯 R2 Rr143.14 0.82(13213 22322) 166.63m3共可儲存污泥體積為:V1 V2 12.7 166.63 179.33m33.2.1.9 沉淀池總高度H=0.47+4+1.73=6.2m進水管設(shè)計流量： 0.145X (1+R)=0.145 X 1.5=0.218m 3/s管徑 Di=500mm, Vi 0

11、:21841.11m/sDi23.3.2 進水豎井進水井徑米用1.2m,2出水口尺寸0.30 X 1.2m，共6個沿井壁均勻分布 出水口流速0.218v20.101m/s（ 0.15m/s）0.30 1.2 6圖六 進水3.3.3紊流筒計算豎井示意圖筒中流速 v30.03 0.02m/s,（取0.03m/s）紊流筒直徑紊流筒過流面積竺87.27m230.034f4 7.27 3m3.143.4出水部分設(shè)計3.4.1環(huán)形集水槽內(nèi)流量q集=0.145 m3/s3.4.2 環(huán)形集水槽設(shè)計采用單側(cè)集水環(huán)形集水槽計算。槽寬 b 2 0.9 （k q集）0.4 =0.91.4 0.145 0.4=0.48

12、m（其中k為安全系數(shù)采用1.2 1.5）設(shè)槽中流速 v=0.5m/s設(shè)計環(huán)形槽內(nèi)水深為 0.4m，集水槽總高度為0.4+0.4 （超高）=0.8m，采用90。三角堰。3.4.3出水溢流堰的設(shè)計（采用出水三角堰90°）3.4.3.1 堰上水頭（即三角口底部至上游水面的高度）H1=0.04m3.4.3.2每個三角堰的流量q12 472 473q11.343H1.1.343 0.04 .0.0004733m /s3.4.3.3 三角堰個數(shù)n1Q單q10.1450.0004733306.4個設(shè)計時取307個3.4.3.4 三角堰中心距Lni(D 2b)3.14 (362 0.48)0.358

13、m307307圖七 溢流堰簡圖六、氧化溝1. 設(shè)計參數(shù)擬用卡羅塞（Carrouse）氧化溝，去除BOD5與COD之外，還具備硝化和 一定的脫氮除磷作用，使出水 NH3-N低于排放標準。氧化溝按2010年設(shè)計分2 座，按最大日平均時流量設(shè)計，每座氧化溝設(shè)計流量為4Q1 ,= 2.6 10 =1oooom3/d=115.8L/s。2 1.3總污泥齡：20dMLSS=3600mg/L,MLVSS/MLSS=0.75 貝U MLSS=2700曝氣池：D0 = 2mg/LNOD=4.6mgO2/mgNH3-N 氧化，可利用氧 2.6mgO2/NO3 N 還原a= 0.90.98其他參數(shù)：a=0.6kgV

14、SS/kgBOD5b=0.07d_1脫氮速率：qdn=0.0312kgNO3-N/kgMLVSS-dK1=0.23d_1 Ko2=1.3mg/L剩余堿度100mg/L（保持PH紋.2）:所需堿度7.1mg堿度/mgNH3-N氧化；產(chǎn)生堿度3.0mg堿度/mgNO3-N還原硝化安全系數(shù)：2.5脫硝溫度修正系數(shù)：1.082. 設(shè)計計算(1)堿度平衡計算：1) 設(shè)計的出水BOD5為20 mg/L，則出水中溶解性 BOD5 = 20-0.7X 20X 1.42 x( 1 e-0'23 X5) =6.4 mg/L2) 采用污泥齡20d,則日產(chǎn)泥量為：込 0.6 10000 (190 6.4)55

15、0.8 kg/d1 btm 1000 (10.05 20)設(shè)其中有12.4%為氮，近似等于TKN中用于合成部分為：0.124 550.8=68.30 kg/d68.30 1000即：TKN中有6.83mg/L用于合成。10000需用于氧化的 NH3-N =34-6.83-2=25.17 mg/L需用于還原的 NO3-N =25.17-11=14.17 mg/L3) 堿度平衡計算已知產(chǎn)生0.1mg/L堿度/除去1mg BOD5，且設(shè)進水中堿度為 250mg/L,剩余堿度=250-7.1 X 25.17+3.0X 14.17+0.1 X( 190 6.4) =132.16 mg/L計算所得剩余堿度

16、以(2)硝化區(qū)容積計算：硝化速率為CaCO3計，此值可使PH 紋.2 mg/L0.098 T 15NO2n 0.47e0.05T 1.158N10KO2O20.098 15 15220.47e2100.05 15 1.1581.3 2=0.204 d-1故泥齡：tw 114.9 dn 0.204采用安全系數(shù)為2.5,故設(shè)計污泥齡為：2.5 4.9=12.5d原假定污泥齡為20d,則硝化速率為：0.05d-120單位基質(zhì)利用率:0.05 0.050.60.167 kg BOD5/kgMLVSS.dMLVSS= MLSS=0.75 3600=2700 mg/L所需的 MLVSS 總量=(190 6

17、.4) 1000010994kg0.167 100010994Q硝化容積：Vn1000 4071.9 m327004071 9水力停留時間：tn .- 24 9.8h10000(3)反硝化區(qū)容積:12T時，反硝化速率為:FT 20qdn 0.03()0.029M19012 200.03 () 0.0291.0812 20163600 -24(4)=0.017kgN03-N/kgMLVSS.d14 17還原 NO3-N 的總量=10000 141.7 kg/d1000141 7脫氮所需 MLVSS=8335.3kg0.0198335.3 3 1000 3087.1 m327002778.4100

18、0脫氮所需池容：Vdn水力停留時間：t氧化溝的總?cè)莘e:dn247.4 h總水力停留時間:tntdn9.8 7.417.2h總?cè)莘e:VnVdn34071.9 3087.17159 m3(5)氧化溝的尺寸:溝總長:3087.13.5 7氧化溝采用4廊道式卡魯塞爾氧化溝，取池深 3.5m，寬7m，則氧化 空9292.2 m3.5 7其中好氧段長度為器1662m，缺氧段長度為126.0m。72-則單個直道長：2922彎道處長度:3212126656.55m66m(取 59m)4故氧化溝總池長=59+7+14=80m,總池寬=74=28m (未計池壁厚)。QS校核實際污泥負荷Ns蘭XV10000 190

19、3600 71590.014kgBOD/kgMLSS d(6)需氧量計算:采用如下經(jīng)驗公式計算：O2(kg/d) A Sr B MLSS 4.6 Nr2.6 NO3其中：第一項為合成污泥需氧量，第二項為活性污泥內(nèi)源呼吸需氧量， 第三項為硝化污泥需氧量，第四項為反硝化污泥需氧量。經(jīng)驗系數(shù)：A=0.5B=0.1需要硝化的氧量：Nr=25.17 10000 10-3=251.7kg/dR=0.5 10000 (0.19-0.0064)+0.1 4071.9 2.7 +4.6 251.7-2.6 141.7=2806.81kg/d=116.95kg/h取 T=30C,查表得 o=0.8, 3=0.9，

20、氧的飽和度 Cs(30)=7.63 mg/L，Cs(20) =9.17 mg/L采用表面機械曝氣時，20 °C時脫氧清水的充氧量為:RdRCs(20 )Cs(T) C 1.024 T 20116.95 9.170.80 0.9 1 7.63 21.02430 20217.08kg/h查手冊，選用DY325型倒傘型葉輪表面曝氣機，直徑 二3.5m,電機功率N=55kW,單臺每小時最大充氧能力為125kgO2/h，每座氧化溝所需數(shù)量為n,則nR。217.081 74 取 n=2 臺125125(7)回流污泥量：可由公式RX求得。XrX式中：X=MLSS=3.6g/L，回流污泥濃度 Xr取

21、10g/L。則:11%，則回流到氧化溝的污泥總量為 49%3.6 R0.5610 3.6考慮到回流至厭氧池的污泥為(50% 100%，實際取 60%)Q。(8)剩余污泥量：Q550.8Qw0.752400.25(9)1000如由池底排除，二沉池排泥濃度為1334.43 ,133.44m3 / d10氧化溝計算草草圖如下：10000 1334.4kg/d10g/L,則每個氧化溝產(chǎn)泥量為:圖5氧化溝計算草圖七、二沉池該沉淀池采用中心進水，周邊出水的幅流式沉淀池，采用刮泥機1 設(shè)計參數(shù)設(shè)計進水量：Q=10000 m3/d (每組)表面負荷：qb 范圍為 1.01.5 m3/ m2h，取 q=1.0

22、m3/ m2h固體負荷：qs =140 kg/ m2.d水力停留時間(沉淀時間)：T=2.5 h堰負荷：取值范圍為1.52.9L/s.m,取2.0 L/(s.m)2 設(shè)計計算(1) 沉淀池面積：按表面負荷算：A Q 10000417 m2qb1 24(2)沉淀池直徑:D 戸后 23m 16m有效水深為h=qbT=1.0 2.5=2.5m<4mD 23h12.59.2 （介于612）(3)貯泥斗容積:1出水為了防止磷在池中發(fā)生厭氧釋放，故貯泥時間采用Tw=2h,二沉池污泥區(qū)所需存泥容積:V丑1 R)QXw XXr2 2 (1 0.6)讐 3600 706m3360010000則污泥區(qū)高度為

23、(4)二沉池總高度:h2 Vw Z06A 4171.7 m取二沉池緩沖層高度h3=0.4m,超高為h4=0.3m則池邊總高度為h=hi+h2+h3+h4=2.5+1.7+0.4+0.3=4.9m設(shè)池底度為i=0.05,貝U池底坡度降為hsb d.23 2 /i0.05 0.53m2 2則池中心總深度為H=h+h5=4.9+0.53=5.43m(5)校核堰負荷:徑深比Dhih3232.98.28 D hih2h3空 5.224.6QD以上各項均符合要求(6)輻流式二沉池計算草圖如下:堰負荷10000138m3/(d.m)1.6L/(s.m)2L/(s.m)3.14 23進水一排泥圖6輻流式沉淀池