一、城市污水雨水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)計(jì)算………………01

1.1、城市污水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)計(jì)算……01

1.1.1、確定城市污水的比流量……01

1.1.2、各集中流量的確定…………01

1.2、城市雨水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)計(jì)算……01

二、城市污水處理廠的設(shè)計(jì)計(jì)算…………………03

2.1、污水處理構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)計(jì)算…………………03

2.1.1、中格柵………03

2.1.2、細(xì)格柵………04

2.1.3、污水提升泵房………………06

2.1.4、平流沉沙池…………………09

2.1.5、厭氧池………11

2.1.6、氧化溝………12

2.1.7、二沉池………17

2.1.8、接觸池………20

2.2、污泥處理構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)計(jì)算…………………22

2.2.1、污泥濃縮池…………………22

2.2.2、儲(chǔ)泥池………25

2.2.3、污泥脫水間…………………25

三、處理構(gòu)筑物高程計(jì)算…………25

3.1、水頭損失計(jì)算…………………25

3.2、高程確定………27

四、污水廠項(xiàng)目總投資，年總成本及經(jīng)營(yíng)成本估算……………27

4.1、項(xiàng)目總投資估算………………27

4.1.1、單項(xiàng)構(gòu)筑物工程造價(jià)計(jì)算…………………27

4.1.2、第二部分費(fèi)用………………28

4.1.3、第三部分費(fèi)用………………28

4.1.4、工程項(xiàng)目總投資……………29

4.2、污水廠處理成本估算…………29

4.2.1、藥劑費(fèi)………29

4.2.2、動(dòng)力費(fèi)（電費(fèi)）……………29

4.2.3、工資福利費(fèi)………………30

4.2.4、折舊費(fèi)……………………30

4.2.5、攤銷(xiāo)費(fèi)………30

4.2.6、大修理基金提成率…………30

4.2.7、檢修維護(hù)費(fèi)…………………31

4.2.8、利息支出……………………31

4.2.9、其它費(fèi)用……………………31

4.2.10、工程項(xiàng)目年總成本………31

4.2.11、項(xiàng)目年經(jīng)營(yíng)成本…………32

4.3、污水處理廠綜合成本…………32

第1章城市污水雨水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)計(jì)算

1.1、城市污水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)計(jì)算

1.1.1確定城市污水的比流量：

由資料可知，XX市人口為41.3萬(wàn)（1987年末的統(tǒng)計(jì)數(shù)字），屬于中小城市，居民生活用水定額（平均日）取150l/cap.d。而污水定額一般取生活污水定額的80-90%，因此，污水定額為150l/cap.d*80%=120l/cap.d。則可計(jì)算出居住區(qū)的比流量為

q0=864*120/86400=1.20（l/s）

1.1.2各集中流量的確定：

eq\o\ac(○,1)

市柴油機(jī)廠

450*10*3.0=15.624（l/s）

eq\o\ac(○,2)

新酒廠取用9.69（l/s）

eq\o\ac(○,3)

市九中取用15.68（l/s）

eq\o\ac(○,4)

火車(chē)站設(shè)計(jì)流量取用6.0（l/s）

總變化系數(shù)K=（Q為平均日平均時(shí)污水流量，l/s）。當(dāng)Q<5l/s時(shí)，K=2.3；當(dāng)Q〉1000l/s時(shí)，K=1.3；其余見(jiàn)下表：

Q

5

15

40

70

100

200

500

K

2.3

2.0

1.8

1.7

1.6

1.5

1.4

對(duì)于城市居住區(qū)面積及街坊的劃分可見(jiàn)藍(lán)圖所示，而對(duì)城市污水管段的計(jì)算由計(jì)算機(jī)計(jì)算，其結(jié)果可見(jiàn)后附城市污水管網(wǎng)設(shè)計(jì)計(jì)算表。

1.2、城市雨水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)計(jì)算：

計(jì)算雨水管渠設(shè)計(jì)流量所用的設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度公式及流量公式可寫(xiě)成：q=167A1（1+clgP）/（t1+mt2+b）n

式中：q——設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度（l/（s·ha））

P——設(shè)計(jì)重現(xiàn)期（a）

t1——地面集水時(shí)間（min）

m——折減系數(shù)

t2——管渠內(nèi)雨水流行時(shí)間（min）

A1﹑b﹑c﹑n——地方系數(shù)。

首先，確定暴雨強(qiáng)度公式：由資料可計(jì)算徑流系數(shù)ψ

ψ=5%*0.9+15%*0.9+5%*0.4+17%*0.3+13%*0.15

=0.68

暴雨強(qiáng)度公式：參考長(zhǎng)沙的暴雨強(qiáng)度公式：

q=3920（1+0.68lgp）/（t+17）0.86

重現(xiàn)期p=1年,地面集水時(shí)間取t1=10min，t=t+mt，

折減系數(shù)取m=2.0，

所以可以確定該地區(qū)的暴雨強(qiáng)度公式為：

q0=ψ*q=0.68*3920*（1+0.7lg1.0）/（27+2∑t2）0.86

=2665.6/（27+2∑t2）0.86

對(duì)于城市雨水匯水面積及其劃分可見(jiàn)藍(lán)圖所示，而對(duì)城市雨水管段的計(jì)算由計(jì)算機(jī)計(jì)算，其結(jié)果可見(jiàn)后附的城市雨水管網(wǎng)設(shè)計(jì)計(jì)算表。特別說(shuō)明：將雨湖設(shè)為一個(gè)雨水處理調(diào)節(jié)水池，雨湖的面積約為11000m3，根據(jù)雨湖兩側(cè)的地面標(biāo)高差約為0.2m則：設(shè)雨湖的有效調(diào)節(jié)水深為0.1m，所以調(diào)節(jié)水池的容積為1100m2。

設(shè)調(diào)節(jié)水池24h排空一次則：進(jìn)入雨湖外排管段的集水井的調(diào)節(jié)水量為：/86400=12.73(l/s)

第2章城市污水處理廠的設(shè)計(jì)計(jì)算

2.1、污水處理構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)計(jì)算

2.1.1中格柵設(shè)計(jì)：

為保證后續(xù)污水提升泵房的安全運(yùn)行，隔除較大的漂浮物質(zhì)及垃圾，在污水提升泵房前端設(shè)有中格柵。格柵的間距為e=40mm，柵前部分長(zhǎng)度0.5m，中隔柵設(shè)2組，水量小時(shí)可只開(kāi)一組，水量大時(shí)兩組都開(kāi)啟。配置自動(dòng)除渣設(shè)備。

柵前流速取0.6m/s,柵前水深根據(jù)最優(yōu)水力斷面公B=2h===1.13m，則h=0.56m,過(guò)柵流速取v=0.7m/s，柵條間隙e=20mm，格柵的安裝傾角為60°，則柵條的間隙數(shù)為：

n=Qmax*sinа0.5/ehv

=0.382*（sin60°）0.5/（0.02*0.56*0.7）

=45.3n取46

柵槽寬度：取柵條寬度為S=0.01m

B=S*（n-1）+e*n

=0.01*（23-1）+0.02*23=0.68m，即每個(gè)槽寬為0.68m，則槽寬度B=2*0.68=1.36m（考慮了墻厚）。

柵槽總長(zhǎng)度：L=L+L+1.0+0.5+，

L==(1.36-1.13)/(2*tg20°)=0.32m]

L=L/2=0.16mH=h+h=0.56+0.3=0.86m

則，L=L+L+1.0+0.5+

=0.32+0.16+1.0+0.5+0.86/tg60°=2.48m

每日柵渣量：（單位柵渣量取W=0.05m柵渣/10m污水）

W=Q*W=3*10*0.05/10=1.5m/d〉0.2m/d

宜采用機(jī)械清渣方式。

柵槽高度：

起點(diǎn)采用h=0.5m，則柵槽高度為H=0.56+0.5=1.06m。由于格柵在污水提升泵前，柵渣清除需用吊車(chē)。為了便于操作，將柵槽增高0.8m，以便在工作平臺(tái)上設(shè)置渣筐，柵渣直接從柵條落入柵筐，然后運(yùn)走。

2.1.2細(xì)格柵設(shè)計(jì)：

設(shè)柵前水深h=0.56m，進(jìn)水渠寬度B=2h=1.13。過(guò)柵流速取v=0.8m/s，柵條間隙e=10mm，格柵的安裝傾角為60°，則

柵條的間隙數(shù)為：

n=Qmax·sinа0.5/ehv

=0.382*（sin60°）0.5/（0.01*0.56*0.8）

=79.35n取80

柵槽寬度：取柵條寬度為S=0.01m

B=S*（n-1）+e*n

=0.01*（80-1）+0.01*80

=1.59m取1.60m

進(jìn)水渠道漸寬部分長(zhǎng)度：

L=（B-B）/2tg=（1.59-1.13）/2tg20°=0.65m

—進(jìn)水渠展開(kāi)角，B=B—柵槽總寬，B—進(jìn)水渠寬度。

柵槽與出水渠連接渠的漸寬長(zhǎng)度：

L=L/2=0.65/2=0.32m

過(guò)柵水頭損失：

設(shè)柵條為矩形斷面，h=k*ξ*v*sin/2g

k—系數(shù)，格柵受污物堵塞后，水頭損失增大的倍數(shù)，取k=3；

v—過(guò)柵流速；

ξ—阻力系數(shù)，與柵條斷面形狀有關(guān)，ξ=（s/e），當(dāng)為矩形斷面時(shí)，=2.42。

代入數(shù)據(jù)得：h=3*2.42*（0.01/0.01）*0.8*sin60°/（2*9.81）

=0.21m

為避免造成柵前涌水，故將柵后槽底下降h作為補(bǔ)償。

柵后槽總的高度：

取柵前渠道超高為h2=0.3（m），柵前槽高H1=h+h2=0.86m

H=h1+h+h2=0.21+0.56+0.3=1.07m

柵槽總長(zhǎng)度：

L=l2+l1+0.5+1.0+H1/tg60°

=0.32+0.65+1.0+0.5+0.86/tg60°

=2.97m

每日柵渣量：取W1=0.1m3/（103*m3）

W=Qmax*W1*86400/（K總*1000）

=0.382*0.1*86400/（1.4*1000）

=2.4m3/d〉0.2m3/d宜采用機(jī)械清渣方式

中格柵和細(xì)格柵均采用型號(hào)為JT的階梯式格柵清污機(jī)，并選用?285型長(zhǎng)度為5m的無(wú)軸螺旋運(yùn)送機(jī)兩臺(tái)。

2.1.3污水提升泵站

設(shè)計(jì)參數(shù)：

eq\o\ac(○,1)

平均秒流量Q=261.564（l/s）

eq\o\ac(○,2)

最大秒流量Q=261.564*1.46=381.88（l/s）

eq\o\ac(○,3)

進(jìn)水管管底標(biāo)高31.624m，管徑D=900mm，充滿h/d=0.3，

水面標(biāo)高31.957m，地面標(biāo)高38.300m。

eq\o\ac(○,4)

出水管提升后的水面標(biāo)高38.800m經(jīng)100m管長(zhǎng)至污水處理構(gòu)

筑物。選擇集水池與機(jī)器間合建式的圓型泵站，考慮3臺(tái)水

泵（其中1臺(tái)備用）。

設(shè)計(jì)內(nèi)容：

每臺(tái)水泵的容量為Q/2=381.88/2=190.94（l/s）,集水池容積相當(dāng)于采用一臺(tái)泵6min的容量：W=190.94*60*6/1000=68.74（m）。有效水深采用H=2.0m，則集水池面積為34.37m。

選泵前總揚(yáng)程估算：

經(jīng)過(guò)格柵的水頭損失為0.1m，集水池最低工作水位與所需提升的最高水位之間的高差為：

38.800-（31.624-0.9*0.37-0.1-2.0）=9.609（m）

出水管管線水頭損失：

a）總出水管：Q=381.88l/s，選用管徑500mm，v=1.94m/s，1000i=9.88。當(dāng)一臺(tái)水泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，Q=190.94l/s，v=0.97m/s〉0.7m/s。設(shè)總出水管管中心埋深1.0m，局部損失為沿程損失的30%,則泵站外管線水頭損失為：

[320+（38.800-38.300+1.0）]*9.88*1.3/1000=4.129m

b）水泵總揚(yáng)程：

泵站內(nèi)的管線水頭損失假設(shè)為1.5m，考慮自由水頭為1.0m，則水泵的總揚(yáng)程為：

H=1.5+4.129+9.609+1.0=16.239（m）

c）選泵：

選用250WD污水泵3臺(tái)（其中1臺(tái)備用），水泵參數(shù)如下：

Q=180.5—278l/sH=12—17m轉(zhuǎn)數(shù)n=730轉(zhuǎn)/分軸功率N=37—64KW配電動(dòng)機(jī)功率70KW效率=69.5—73%允許吸上真空高度H=4.2—5.2m葉輪直徑D=460mm

d）泵站經(jīng)平剖面布置后，對(duì)水泵總揚(yáng)程進(jìn)行核算：

吸水管路水頭損失計(jì)算：

每根吸水管Q=190.94l/s，選用管徑450mm，v=1.21m/s，1000i=4.41。

根據(jù)圖示，直管部分長(zhǎng)度為1.2m，喇叭口(=0.1),D=450mm90o彎頭1個(gè)（=0.67），D=450mm閘門(mén)1個(gè)（=0.1），D=450×d200mm漸縮管1個(gè)（=0.21）

沿程損失：1.2*4.41/1000=0.0053m

局部損失：（0.1+0.67+0.1）*1.21/2g+0.21*6.5/2g=0.518（m）

則吸水管路水頭總損失為：0.518+0.0053=0.523（m）

出水管路水頭損失計(jì)算：（計(jì)算圖見(jiàn)泵房平剖面圖）

每根出水管Q=190.94l/s，選用管徑400mm，v=1.53m/s，1000i=8.23。從最不利點(diǎn)A點(diǎn)起，沿A、B、C、D、E線順序計(jì)算水頭損失：

A—B段

D200×400mm漸放管1個(gè)（=0.30），D400mm單向閥1個(gè)（=1.40），D400mm90o彎頭1個(gè)（=0.60），D400mm閥門(mén)1個(gè)（=0.10）。

局部損失：0.30*6.5/2g+（1.40+0.60+0.10）*1.53/2g=0.90（m）

B—C段

選用D500mm管徑，Q=190.94l/s，v=0.97m/s，1000i=2.60，直管部分長(zhǎng)0.70m，XX字管1個(gè)（=1.5，轉(zhuǎn)彎流）。

沿程損失：0.70*2.60/1000=0.002（m）

局部損失：1.5*1.53/2g=0.179（m）

C—D段

選用D500mm管徑，Q=381.88l/s，v=1.94m/s，1000i=9.88，直管部分長(zhǎng)0.70m，XX字管1個(gè)（=0.10，直流）。

沿程損失：0.70*9.88/1000=0.007（m）

局部損失：0.10*1.94/2g=0.019（m）

D—E段

直管部分長(zhǎng)5.0m，XX字管1個(gè)（=0.10），D500mm90o彎頭2個(gè)（=0.64）。

沿程損失：5.0*9.88/1000=0.049（m）

局部損失：（0.10+2*0.64）1.94/2g=0.265（m）

綜上，出水管路總水頭損失為：

4.128+0.90+0.002+0.179+0.007+0.019+0.049+0.265=5.549（m）

則水泵所需總揚(yáng)程：

H=0.523+5.549+9.609+1.0=16.688(m)

故選用250WD型污水泵是合適的。

2.1.4平流沉砂池（設(shè)2組）

eq\o\ac(○,1)

長(zhǎng)度:

設(shè)平流沉砂池設(shè)計(jì)流速為v=0.25m/s停留時(shí)間t=40s，則，

沉砂池水流部分的長(zhǎng)度（即沉砂池兩閘板之間的長(zhǎng)度）：

L=v*t=0.25*40=10m

eq\o\ac(○,2)

水流斷面面積:

A=Qmax/v=0.382/0.25=1.52m

eq\o\ac(○,3)

池總寬度:設(shè)n=2格，每格寬b=1.2m，則，

B=n*b=2*1.2=2.4m（未計(jì)隔離墻厚度，可取0.2m）

eq\o\ac(○,4)

有效深度:

h2=A/B=1.52/2.4=0.64m

eq\o\ac(○,5)

沉砂室所需的容積:

V=Qmax*T*86400*X/（kz*10）

V—沉砂室容積，m；X—城市污水沉砂量，取3m砂量/10m污水；

T—排泥間隔天數(shù)，取2d；K—流量總變化系數(shù)，為1.4。

代入數(shù)據(jù)得：V=86400*0.382*2*3/（1.4*10）=1.41m，則每個(gè)沉砂斗容積為V=V/（2*2）=1.41/(2*2)=0.35m.

eq\o\ac(○,6)

沉砂斗的各部分尺寸：

設(shè)斗底寬a1=0.5m，斗壁與水平面的傾角為55°，斗高h(yuǎn)3ˊ=0.5m，則

沉砂斗上口寬：a=2h3ˊ/tg55°+a1

=2*0.5/1.428+0.5

=1.2m

沉砂斗的容積：V0=（h3ˊ/6）*（a2+a*a1+a12）

=0.5/6*（1.22+1.2*0.5+0.52）

=0.35m3=V

這與實(shí)際所需的污泥斗的容積很接近，符合要求；

eq\o\ac(○,7)

沉砂室高度:

采用重力排砂，設(shè)池底坡度為0.06，坡向砂斗，

L=(L-2*a)/2=(10-2*1.2)/2=3.8m

h3=h3ˊ+0.006L=0.5+0.06*3.8

=0.728m

eq\o\ac(○,8)

池總高度:

設(shè)沉砂池的超高為h1=0.3m,則

H=h1+h2+h3=0.3+0.64+0.728=1.67m

eq\o\ac(○,9)

進(jìn)水漸寬及出水漸窄部分長(zhǎng)度：

進(jìn)水漸寬長(zhǎng)度L=（B-B）/2tg

=（2.4-1.0）/(2*tg20°)=1.92m

出水漸窄長(zhǎng)度L=L=1.92m

eq\o\ac(○,10)

校核最小流量時(shí)的流速：

最小流量為Q=261.564/2=130.782l/s，則

V=Q/A=0.130782/0.76=0.172m/s〉0.15m/s符合要求

另外，需要說(shuō)明的是沉砂池采用靜水壓力排砂，排出的砂子可運(yùn)至污泥脫水間一起處理。

2.1.5厭氧池

eq\o\ac(○,1)

設(shè)計(jì)參數(shù)

進(jìn)入?yún)捬醭氐淖畲罅髁繛镼max=0.382m3/s，考慮到厭氧池和氧化溝可作為一個(gè)處理單元，總的水力停留時(shí)間超過(guò)了20h，所以設(shè)計(jì)水量按最大日平均時(shí)考慮：Q=Qmax/kz=0.382/1.46=0.26m3/s。共設(shè)兩座厭氧池，每座設(shè)計(jì)流量為0.13m3/s，水力停留時(shí)間：T=2.5h，污泥濃度：X=3g/l，污泥回流濃度為：XR=10g/l；

eq\o\ac(○,2)

設(shè)計(jì)計(jì)算

厭氧池容積：

V=Q*T=130*10-3*2.5*3600=1170m3

厭氧池的尺寸

水深取h=5m，則

厭氧池的面積為：A=V/h=1170/5=234m2

厭氧池的直徑為：D=（4A/3.14）1/2=（4*234/3.14）1/2

=17.26m，取D=18m

考慮到0.3m的超高，所以池子的總高度為H=h+0.3=5.3m

污泥回流量的計(jì)算：

eq\o\ac(○,1)

回流比的計(jì)算：

R=X/（Xe-X）=3/（10-3）=0.42

eq\o\ac(○,2)

污泥回流量：

QR=R*Q=0.42*130*10-3*86400=4717.4m3/d=196.56m3/h

選用型號(hào)為JBL800-2000型的螺旋漿式攪拌機(jī)，兩臺(tái)

該種型號(hào)的攪拌機(jī)的技術(shù)參數(shù)如下；

漿板直徑：800-2000mm，轉(zhuǎn)速：4-134（r/min），

功率：4.5-22KW，漿葉數(shù)：3個(gè)。

2.1.6氧化溝

eq\o\ac(○,1)

設(shè)計(jì)參數(shù)

氧化溝設(shè)計(jì)為兩組。氧化溝按照最大日平均時(shí)間流量設(shè)計(jì)，每個(gè)氧化溝的流量為130l/s，即11232m3/d。

進(jìn)水BOD5：So=200mg/l出水BOD5：Se=20mg/l

進(jìn)水NH3-N：40mg/l出水NH3-N：15mg/l

總污泥齡；22dMLSS：4000mg/lf=MLVSS/MLSS=0.7

曝氣池：DO=2mg/lNOD=4.6mgO2/mgNH3-N氧化，

可利用氧2.6mgO2/mgNO-3-N還原α=0.9β=0.98

其他參數(shù)：

a=0.6kgoss/kgBOD5，b=0.051/d

脫氮效率：qdn=0.0312kgNO-3-N/（kgMLVSS*d）

k1=0.231/dk02=1.3mg/l

剩余堿度：100mg/l（保持PH≥7.2）

所需要的堿度：7.1mg堿度/mgNH3-N氧化；

產(chǎn)生堿度：3.0mg堿度/mgNO-3-N還原

硝化安全系數(shù)：2.5，脫硝溫度修正系數(shù)：1.0

eq\o\ac(○,2)

設(shè)計(jì)計(jì)算

堿度平衡計(jì)算

由于設(shè)計(jì)的出水BOD5為20mg/l，則出水中溶解性BOD5為：

20-0.7*20*1.42*（1-ｅ-0.23*5）＝6.4mg/l

采用污泥齡22d，則日產(chǎn)泥量為：aQlr/1+btm＝0.6*11232*（200-6.4）/1000（1+0.051*22）＝1304.71/2.122=614.85kg/ld

設(shè)其中有12.4%的為氮，近似等于TNK中用于合成部分為：

12.4%*614.85=76.24kg/d

TNK中有76.24*1000/11232=6.8mg/l

需要用于氧化的NH3-N：40-6.8-5=28.2mg/l

需要還原的NO-3-N：28.2-10=18.2mg/l

堿度平衡計(jì)算

已知產(chǎn)生0.1mg堿度/去除1mgBOD5，進(jìn)水中堿度為280mg/l

剩余堿度：280-7.1*28.2+3.0*18.2+0.1*（200-6.4）

=280-200.22+51.6+19.36=150.74mg/l（caco3）

此值可以保證PH≥7.2。

計(jì)算硝化速度：

μn=[0.47*ｅ0.098*（T-15）]*[2/（2+100.05*15-1.158）]*[2/（2+1.3）]

=0.204l/s（T=12℃）

故泥齡為：tw=1/0.204=4.9d

采用的安全系數(shù)為2.5，故設(shè)計(jì)污泥齡為：2.5*4.9=12.5d

原來(lái)假定的污泥齡為22d，則硝化速度為：

μn=1/22=0.045l/d

單位基質(zhì)利用率為：

μ=μn+b/a=0.045+0.05/0.6=0.158kgBOD5/（kgMLVSS*d）

而MLVSS=0.7*4000=2800mg/l

則，所需要的MLVSS的總量為

11232*194/（0.158*1000）=13791.2kg

硝化容積：Vn=13791.2/2800*1000=4925.42m3

水力停留時(shí)間為：tn=4925.42/11232*24=10.52h

反硝化區(qū)的容積：

當(dāng)溫度為12℃時(shí)，反硝化速度為

qdn=[0.03*（f/m）+0.029]（T-20）取1.08

=[0.03*（200*24/4000*16）+0.029]1.08（12-20）

=0.03125*1.08-8

=0.017kgNO-3-N/（kgMLVSS*d）

還原NO-3-N的總量為：18.2/1000*11232=204.42kg

脫氮所需要的MLSS：204.42/0.017=12024.85kg

脫氮所需要的容積：Vdn=12024.85*1000/2800=4294.59m3

水力停留時(shí)間：tdn=4294.59/11232*24=9.176h

總的池容積為：V=Vn+Vdn=4925.42+4294.59=9220.01m3

氧化溝的尺寸：

氧化溝采用改良式的carrousel六溝式的氧化溝。取池深為3m，單溝寬為6m，則溝總的長(zhǎng)度為：9220.01/（3*6）=512.22m，

其中好氧段的長(zhǎng)度為260.11m，缺氧段的長(zhǎng)度為252.11m，彎道處的長(zhǎng)度為5*3.14*6+12+2*3.14*6=143.88m，則，單個(gè)直道長(zhǎng)度為（512.22-143.88）/6=61.39m，則

氧化溝的總溝長(zhǎng)為：61.39+6+12=79.39m，總的池寬為：6*6=36m

需氧量計(jì)算：

采用以下的經(jīng)驗(yàn)公式Q2（kg/d）=A*lr+B*MLSS+4.6*NR-2.6NO3

經(jīng)驗(yàn)系數(shù)為：A=0.5，B=0.1

NR需要硝化的氧量為：28.2*11232*10-3=316.74kg/d

R=0.5*11232*（0.2-0.0064）+0.1*2.8*4294.59+4.6*316.74

-2.6*204.42

=1087.258+1202.485+1457.004-531.492

=3215.255kg/d

=133.97kg/h

當(dāng)溫度為20℃時(shí)，脫氧清水的充氧量為：

取T=30℃，α=0.8，β=0.9，Cs（20）=9.17mg/l，Csb（30）=7.63

則R0=RCs（20）/{α*[β*ρ*Csb（T）-C]*1.024（T-20）}

=133.97*9.17/[0.8*（0.9*1.0*7.63-2）*1.024（30-20）]

=248.9kg/h

回流污泥量

X=MVLSS=4g/lXr=10g/l

則，R=4/（10-4）=0.67

因?yàn)榛亓鞯絽捬醭氐奈勰酁?1%，則回流到氧化溝的污泥總量為51.7%Q

剩余污泥量

Qw=614.85/0.7+（200-180）/1000*11232

=878.357+224.64

=1102.997kg/d

如果污泥由底部排除，，且二沉池的排泥濃度為10 g/l，則

每個(gè)氧化溝的產(chǎn)泥量為1102.997/10=110.3m3/d

設(shè)計(jì)采用的曝氣機(jī)選用型號(hào)為DS325的可調(diào)速的倒傘型葉輪曝氣機(jī)五臺(tái)，該種機(jī)子的技術(shù)參數(shù)如下所示：

葉輪的直徑為3250mm，電動(dòng)機(jī)額定功率為55kw，

電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速：33r/min，充氣量：21-107kg/h，

設(shè)備重量：4400kg

曝氣機(jī)所需要的臺(tái)數(shù)為

n=488.56/100=4.9取n=5臺(tái)

因此，每組共設(shè)的曝氣機(jī)為5臺(tái)，全部的機(jī)子都是變頻調(diào)速的。為了保證氧化溝在缺氧狀態(tài)下混合液不發(fā)生沉淀，還設(shè)有型號(hào)為SK4430的淹沒(méi)式攪拌機(jī)13臺(tái)，即每個(gè)廊道設(shè)置2臺(tái)，功率為4.0KW。而為了保證氧化溝內(nèi)部水流的循環(huán)形成，在進(jìn)水處的下方設(shè)置了一臺(tái)淹沒(méi)式攪拌機(jī)，能起到推進(jìn)水流流向的作用。

2.1.7二沉池

eq\o\ac(○,1)

設(shè)計(jì)參數(shù)

該污水處理廠采用周邊進(jìn)水周邊出水的幅流式沉淀池，共設(shè)了兩座；設(shè)計(jì)流量為：11232m3/d（每組），表面負(fù)荷：qb=0.8m3/（m2*h）

固體負(fù)荷：Ng=2000kg/（m2*d），堰負(fù)荷：2.2l/（s*m）

eq\o\ac(○,2)

設(shè)計(jì)計(jì)算：

沉淀池的面積：

按照表面負(fù)荷計(jì)算：F1=11232/（24*0.8）=585m3

b）二沉池的尺寸計(jì)算：

沉淀池的直徑為：D=（4A/3.14）0.5=（4*585/3.14）0.5=28m

沉淀池的有效水深：

沉淀時(shí)間取2.5h，則，沉淀池的有效水深為

h1=qb*t=0.8*2.5=2m

存泥區(qū)的所需的容積

為了保證污泥的濃度，存泥時(shí)間Tw不宜小于2.0h，

則，所需要的存泥容積為

VW=2*T*（1+R）*Q*X/（X+Xr）=2*2*（1+0.67）*11232*4000*2/

[（4000+10000）*24]=1786.423m3

以下計(jì)算存泥區(qū)的高H2：

每座二沉池的存泥區(qū)的容積為VW1=1786.423/2=893.211m3

則存泥區(qū)的高度為：H2=VW1/A1=893.211/585=1.53m

二沉池的總高度H：

取緩沖層H3=0.4VM，超高H4=0.5m

則，H=H3+H4+H2+H1=0.4+0.5+1.53+2.0=4.43m

設(shè)二沉池池底坡度為I=0.010，則池底的坡降為

H5=（28-2.5）/2*0.010=0.13m

池中心總深度為∑H=H+H5=4.43+0.13=4.56m

池中心的污泥斗深度為H6=1m，，則二沉池的總高度H7為：

H7=∑H+H6=4.56+1=5.56m，取H7=5.6m

校核徑深比：

二沉池的直徑與池邊總水深之比為：

D/（H3+H2+H1）=28/（0.4+1.53+2.0）=7.12滿足在區(qū)間（6，12），符合條件；

校核堰負(fù)荷：

Q/（3.14*D）=11232/（3.14*28）=127.75m3/（d*m）

<190m3/（d*m）=2.2l/（s*m）滿足條件。

C）進(jìn)水配水渠的設(shè)計(jì)計(jì)算；

采用環(huán)行平底配水渠，等距設(shè)置布水孔，孔徑100mm，并加了直徑是100mm長(zhǎng)度是150mm的短管。配水槽底配水區(qū)設(shè)置擋水裙板，高0.8m，以下的計(jì)算是以一個(gè)二沉池的數(shù)據(jù)計(jì)算的。

配水槽配水流量

Q=（1+R）Qh=（1+0.67）*11232=18757.44m3/d

設(shè)配水槽寬1.0m，水深為0.8m，則配水槽內(nèi)的流速為

v1=Q/l*b=18757.44/（86400*1.0*0.8）=0.22/0.8*1.0=0.3m/s

設(shè)直徑為0.1m的配水孔孔距為S=1.10m，

則，配水孔數(shù)量為n=（D-1）/S=（28-1）*3.14/1.10=77.07條，

取n=78條，則實(shí)際S=1.10m，與題設(shè)一致，滿足條件。

配水孔眼流速為v2

v2=4Q/（n*3.14*d2）=0.87/（78*3.14*0.12）=0.4m/s

槽底環(huán)行配水區(qū)的平均流速為v3

v3=Q/nLB=0.22/（0.78*3.14*1.0*27）=3.33*10-3m/s

環(huán)行配水速度梯度G

G=[（v22-v23）/2t*]0.5

={[0.42-（3.33*10）]/（2*600*1.06*10-6）}0.5

=11.22S-1且<30S-1

GT=11.22*600=6729<105，符合要求。

出水渠設(shè)計(jì)計(jì)算：

池周邊設(shè)出水總渠一條，另外距池邊2.5m處設(shè)置溢流渠一條，溢流渠出水總渠設(shè)置有輻流式流通渠，在溢流渠兩側(cè)及出水總渠一側(cè)設(shè)置溢流堰板。

出水總渠寬1.0m，水深0.6m。

出水總渠流速為：

V1=Q/（h*b）=11232/（86400*1.0*0.6）=0.22m/s

出水堰溢流負(fù)荷q=2.07l/（m*s）

則，溢流堰總長(zhǎng)為：

l=Q/q=11232*1000/86400*2.07=62.8m

出水總渠及溢流渠上的三條溢流堰板總長(zhǎng)為

L=（28-2*3.14+2）*（28-2.5*2）*3.14

=109.9+200.96

=310.86m

每個(gè)堰口長(zhǎng)150mm，共設(shè)2100個(gè)堰口，單塊堰板長(zhǎng)3m，共105塊。

每堰堰口流量為

Qi=Q/n=20736/86400*2100=1.14*10-4m3/s

每堰上水頭h為：

h=（Qi/1.4）0.4=（1.14*10-4/1.4）0.4=0.023m

排泥方式與裝置：

設(shè)計(jì)中采用機(jī)械排泥，刮泥機(jī)將污泥裝置送到池中心，再由管排出池外，采用的型號(hào)為CG40A型的輻流式沉淀池中心傳動(dòng)垂架刮泥機(jī)，該種刮泥機(jī)的設(shè)計(jì)參數(shù)如下：

適用的沉淀池的池子內(nèi)徑為40m，池深H=3.5m，周邊線速度：3.0n/min，驅(qū)動(dòng)功率：1.5*2KW。

2.1.8接觸池

采用隔板式接觸反應(yīng)池。

eq\o\ac(○,1)

設(shè)計(jì)參數(shù)：

水力停留時(shí)間：t=30min，平均水深：h=2.4m，

隔板間隔：b=1.4m，池底坡度：2%-3%，排泥管：直徑為150mm

eq\o\ac(○,2)

設(shè)計(jì)計(jì)算

接觸池容積

V=Q*t=22464*0.50/24=468m3取470m3

水流速度

v=Q/（h*b）=22464/（2.4*1.4*86400）=0.08m/s

表面積

F=V/h=470/2.4=195.8m2

廊道總寬：隔板數(shù)目采用8個(gè)，則總的廊道寬度為

B=9*1.4=12.6m

接觸池長(zhǎng)度

L=F/B=195.8/12.6=15.5m

以下計(jì)算加氯量：

設(shè)計(jì)最大的投加氯量為ρmax=3.0mg/l，則每日投氯量為W=ρmax*Q=3.0*22464*10-3=67.4kg/d=2.8kg/h

選用儲(chǔ)氯量為1000kg的液氯鋼瓶，每日加氯量為75%瓶，共儲(chǔ)存了8瓶，每日加氯機(jī)設(shè)置兩臺(tái)，單臺(tái)投氯量為1-5kg/h，該種加氯機(jī)的型號(hào)為L(zhǎng)S80-3，機(jī)子的外形尺寸為：350*620*150mm，并且還配置了兩臺(tái)注水泵，一用一備，要求該種型號(hào)的注水泵的注水量為3-6m3/h，揚(yáng)程不小于20mh2o

混合裝置的設(shè)計(jì)：

在接觸池的第一格和第二格起端設(shè)置混合攪拌器兩臺(tái)（立式）?；旌蠑嚢杵鞯墓β视?jì)算如下：

N0=μ*Q*T*G2/103

式中：Q*T——混合池容積m3，

μ——水力粘度，20℃時(shí)，μ=1.06*10-4kg*s/m2

G——攪拌速度梯度，對(duì)于機(jī)械攪拌混合，G=500s-1

帶入數(shù)據(jù)得：

N0=1.06*10-4*5002*0.26*30*60/1000

=12.4KW

根據(jù)計(jì)算出來(lái)的混合攪拌機(jī)的功率數(shù)，可以挑選適合的攪拌機(jī)設(shè)備，經(jīng)過(guò)查設(shè)備手冊(cè)，選用型號(hào)為JBL800-2000的混合攪拌機(jī)三臺(tái)，兩用一備。

該種機(jī)子的技術(shù)參數(shù)如下：

漿的直徑為：800-2000mm，轉(zhuǎn)速為：4-134r/min

功率為：4.5-22kw，漿葉數(shù)為；三個(gè)

2.2、污泥處理構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)計(jì)算：

2.2.1污泥濃縮池：

采用輻流式濃縮池，使用帶有柵條的刮泥機(jī)刮泥，利用靜壓排泥。

eq\o\ac(○,1)

設(shè)計(jì)參數(shù)：

設(shè)計(jì)流量為2205.994kg/d，共設(shè)了兩座濃縮池，

每座濃縮池的設(shè)計(jì)進(jìn)泥量為：

QW=1102.997kg/d=110.3m3/d

污泥固體負(fù)荷為：NWg=45kg/（m2*d）

儲(chǔ)泥時(shí)間為：16h，進(jìn)泥含水量為：99.5%，出泥含水量為：97%，進(jìn)泥濃度為：10g/l

eq\o\ac(○,2)

設(shè)計(jì)計(jì)算：

濃縮池面積：A=QW/NWg=1102.997/45=24.5m2

濃縮池的直徑：

D=（4A/3.14）0.5=（4*24.5/3.14）0.5=5.6m

濃縮池的有效水深：

h1=3.0m

校核水力停留時(shí)間：

濃縮池的有效容積：V=A*h1=24.5*3=73.5m3

污泥在池中停留時(shí)間為：T=V/QW=73.5/110.3=0.67d=16h

符合要求。

確定污泥斗的尺寸：

濃縮后的污泥體積為：

V1=QW*（1-p1）/（1-p2）

=110.3*（1-0.995）/（1-0.97）

=18.38m3/d

儲(chǔ)泥區(qū)所需要的容積為；

按照6h儲(chǔ)泥時(shí)間來(lái)計(jì)算：則V2=6*V1/24=6*18.38/24=4.60m3

泥斗容積：取污泥斗的上部寬為：r1=1.4m，r2=0.6m，

h4=1.6m

V3=3.14*h4*（r12+r1*r2+r22）/3

=3.14*1.6*（1.42+1.4*0.6+0.62）/3

=5.29m3

池底坡度為0.06，池底坡降（落差）為：

h5=0.06*[（5.6/2）-1.4]=0.084m，R=5.6/2=2.8m

所以，池底可以儲(chǔ)存污泥的容積：

V4=3.14*h5*（r12+r1*R+R2）/3

=3.14*0.084*（1.42+1.4*2.8+2.82）/3

=1.21m3

因此，總的儲(chǔ)存污泥的容積為：

V=V3+V4=5.29+1.21=6.50m3>V=4.60m3，滿足要求。

濃縮池的總高度；

取超高為：h2=0.3m，緩沖層高度為：h3=0.3m

則，濃縮池的總高為：

H=h1+h2+h3+h4+h5

=3.0+0.3+0.3+1.6+0.084=5.284m取5.29m

污泥濃縮池選用型號(hào)為NG6-10C的濃縮池刮泥機(jī)，

適用于池徑為6-10m，池深為：3.0-3.5m

周邊線速度為：0.7-2.0n/min，驅(qū)動(dòng)功率為：0.37KW

2.2.2儲(chǔ)泥池

共設(shè)兩座儲(chǔ)泥池，每座池子的進(jìn)泥量為：18.38m3/d

儲(chǔ)泥時(shí)間為：T=12h，則單個(gè)池子容積為：

V=QW*T=18.38*12/24=9.19m3

則，可設(shè)計(jì)儲(chǔ)泥池的尺寸為：正方體形狀，邊長(zhǎng)為2.1m

2.2.3污泥脫水間：

eq\o\ac(○,1)

設(shè)計(jì)參數(shù)：

進(jìn)泥量為：QW=18.38*2=36.76m3/d污泥含水量為：97%

出泥量為：GW=8.16m3/d出泥的含水量為：75%

eq\o\ac(○,2)

設(shè)計(jì)計(jì)算：

選用型號(hào)為DYQ500B型帶式壓榨過(guò)濾機(jī)

技術(shù)參數(shù)為：

帶寬：500mm，處理量：1.5-3m3/h

功率：1.1KW，沖洗耗水量：≥4m3/h

沖洗水壓：≥0.4Mpa，氣壓：0.3-0.5Mpa

并選擇型號(hào)為?285型長(zhǎng)度為5m的無(wú)軸螺旋運(yùn)送機(jī)一臺(tái)與壓濾機(jī)配套。

第3章處理構(gòu)筑物高程計(jì)算

3.1、水頭損失計(jì)算

計(jì)算廠區(qū)內(nèi)污水在處理流程中的水頭損失，

選擇最長(zhǎng)的流程計(jì)算，結(jié)果見(jiàn)下表

污水廠水頭損失計(jì)算表

名稱

設(shè)計(jì)流量（l/s）

管徑

（mm）

I（‰）

V

m/s

管長(zhǎng)

（m）

局部水頭

Σh

Σε

出廠管

260

500

0.0015

1.25

400

0.06

接觸池

0.2

氧化溝至接觸池

260

400

0.0015

1.25

125

0.19

1.11

8.0

氧化溝

0.50

二沉池

0.50

氧化溝至二沉池

130

400

0.00148

1.22

150

0.22

1.04

10.8

厭氧池至氧化溝

130

400

0.00148

1.22

20

0.24

0.33

4.22

沉砂池至厭氧池

191

500

0.00148

1.03

148

0.22

1.21

4.9

厭氧池

0.30

沉砂池

0.20

格柵

0.13

有表的計(jì)算可以得到，總的計(jì)算水頭損失為：4.59m

3.2、高程確定

根據(jù)資料，湘江的歷史最高水位為：41.31m

歷史最低水位為：27.7m，常水位為：30.86m，按照歷史最高水位來(lái)設(shè)計(jì)；污水廠廠地的地坪標(biāo)高低于歷史最高水位，基本在38.30m左右。污水廠各個(gè)處理構(gòu)筑物的標(biāo)高情況

構(gòu)筑物

水面標(biāo)高（m）

絕對(duì)

相對(duì)地面

細(xì)格柵前

42.86

4.56

細(xì)格柵后

42.65

4.35

平流沉砂池

42.55

4.25

圓形厭氧池

41.80

3.50

卡式氧化溝

40.44

2.14

輻流式二沉池

39.90

1.60

接觸池

38.30

0.00

入江口

37.30

-1.00

重力濃縮池

39.00

0.70

貯泥池

38.80

50

脫水間

41.80

3.00

第4章污水廠項(xiàng)目總投資、年總成本及經(jīng)營(yíng)成本估算

4.1、項(xiàng)目總投資估算

4.1.1單項(xiàng)構(gòu)筑物工程造價(jià)計(jì)算

污水廠的日處理水量為：381.88l/s*3.6*24=32994.432m/d，處理廠人員定為：17.5*3.82=66.85，取67人。根據(jù)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)中的《主要構(gòu)筑物投資（第一部分費(fèi)用）及面積指標(biāo)》計(jì)算得主要構(gòu)筑物投資，即第一部分費(fèi)用如下表：

4.1.2第二部分費(fèi)用

第二部分費(fèi)用包括建設(shè)單位管理費(fèi)、征地拆遷費(fèi)、工程監(jiān)理費(fèi)、供電費(fèi)、設(shè)計(jì)費(fèi)、招投標(biāo)管理費(fèi)等。根據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，按第一部分費(fèi)用的50%計(jì)。

2807.113*50%=1403.557（萬(wàn)元）

4.1.3第三部分費(fèi)用

第三部分費(fèi)用包括工程預(yù)備費(fèi)、價(jià)格因素預(yù)備費(fèi)、建設(shè)期貸款利息、鋪底流動(dòng)資金。

工程預(yù)備費(fèi)按第一部分費(fèi)用的10%計(jì)，則

2807.113*10%=280.711（萬(wàn)元）

價(jià)格因素預(yù)備費(fèi)按第一部分費(fèi)用的5%計(jì)，則

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