基于CASS工藝的某污水處理廠構(gòu)筑物設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程案例分析目錄TOC\o"1-3"\h\u3131基于CASS工藝的某污水處理廠構(gòu)筑物設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程案例分析 1170281.1中格柵 216331.1.1設(shè)計(jì)參數(shù) 2242711.1.2設(shè)計(jì)計(jì)算 284161.2污水提升泵房 346851.2.1設(shè)計(jì)參數(shù) 325831.2.2設(shè)計(jì)計(jì)算 496581.3細(xì)格柵 4215691.3.1設(shè)計(jì)參數(shù) 4258651.3.2設(shè)計(jì)計(jì)算 5152381.4平流式沉砂池 6173481.4.1設(shè)計(jì)參數(shù) 6218521.4.2設(shè)計(jì)計(jì)算 6310541.5配水井 9154171.1.1設(shè)計(jì)參數(shù) 9318381.1.2設(shè)計(jì)計(jì)算 986241.6CASS池 10161711.6.1設(shè)計(jì)參數(shù) 10169851.6.2設(shè)計(jì)計(jì)算 10230721.7絮凝池 16210621.7.1設(shè)計(jì)參數(shù) 162771.7.2設(shè)計(jì)計(jì)算 16281111.8斜板沉淀池 19162211.8.1設(shè)計(jì)參數(shù) 19148341.8.2設(shè)計(jì)計(jì)算 1964361.9快濾池 21308891.9.1設(shè)計(jì)參數(shù) 21258511.9.2設(shè)計(jì)計(jì)算 21145511.10臭氧消毒池 2216641.10.1設(shè)計(jì)參數(shù) 22181111.10.2設(shè)計(jì)計(jì)算 22152331.11巴氏計(jì)量槽 24269211.11.1設(shè)計(jì)參數(shù) 24304861.11.2設(shè)計(jì)計(jì)算 2562941.12污泥泵房 26252021.12.1設(shè)計(jì)參數(shù) 2623591.12.2設(shè)計(jì)計(jì)算 2665431.13污泥濃縮脫水間 26259881.13.1設(shè)計(jì)參數(shù) 26107141.13.2設(shè)計(jì)計(jì)算 271.1中格柵1.1.1設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)流量：Q=3.3萬(wàn)m3/d=0.38柵前流速：v1=0.7m/s柵條寬度：s=0.01m；格柵間隙：b=0.02m；柵前部分長(zhǎng)度：0.5m，格柵傾角：α=60°；單位柵渣量：0.07m1.1.2設(shè)計(jì)計(jì)算格柵的間隙數(shù)nn=取n=50個(gè)，設(shè)置兩組并列的中格柵，單座格柵的間隙數(shù)為n=25個(gè)。格柵槽寬度BB=格柵進(jìn)水渠道的逐漸變寬的局部長(zhǎng)度L1：假設(shè)進(jìn)水的渠道寬度為B1=0.53m，其逐漸變寬的部分的L柵槽與出水渠道連接處的逐漸變窄的兩端距離為L(zhǎng)進(jìn)水渠道內(nèi)的流速vv=格柵水損h1：格柵斷面采用是銳邊的矩形，則格柵水損為h式中：h1——設(shè)計(jì)水損；g——重力加速度；ξ——系數(shù)，一般取3；β——形狀系數(shù)，取2.42。代入數(shù)據(jù)得h格柵的總高度H：設(shè)格柵超高h(yuǎn)2H=h+h柵槽總長(zhǎng)度LL=L每日柵渣量WW=因?yàn)閃>0.2（m31.2污水提升泵房1.2.1設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)流量：Q=3.3萬(wàn)m3/d=1375m3/h泵房結(jié)構(gòu)圖見(jiàn)圖5-11.2.2設(shè)計(jì)計(jì)算圖5-1泵房結(jié)構(gòu)圖設(shè)備選型：選3臺(tái)（2用1備），型號(hào)300QW800-15-55潛污泵（Q=800m3/h，H=15m，功率：1.3細(xì)格柵1.3.1設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)流量：Q=3.3萬(wàn)m3/d=0.38柵前流速：v1=0.7m/s柵條寬度：s=0.01m；格柵間隙：b=0.008m；柵前部分長(zhǎng)度：0.5m，格柵傾角：α=60°；單位柵渣量：0.09m1.3.2設(shè)計(jì)計(jì)算格柵的間隙數(shù)nn取n=124個(gè)，設(shè)置兩組并列的細(xì)格柵，單座的格柵間隙數(shù)n=62個(gè)。柵柵槽寬度BB=進(jìn)水渠道的逐漸變寬部分的長(zhǎng)度L1：設(shè)進(jìn)水渠道的寬度B1=0.53m，其逐漸變寬的局部的展開(kāi)角L柵槽與出水渠道連接處的逐漸變窄的兩端距離L進(jìn)水渠道內(nèi)的流速vv=格柵水損h1：格柵斷面為銳邊的矩形，則格柵水損為h式中：h1——設(shè)計(jì)水損；g——重力加速度；ξ——系數(shù)，一般取3；β——形狀系數(shù)，取2.42。代入數(shù)據(jù)得h格柵的總高度H：設(shè)格柵超高h(yuǎn)H=h+h柵槽總長(zhǎng)度LL=L每日柵渣量WW=因?yàn)閃>0.2（m31.4平流式沉砂池1.4.1設(shè)計(jì)參數(shù)最大設(shè)計(jì)流量：Qmax最大設(shè)計(jì)流速：v=0.3m/s；水力停留時(shí)間：t=30s；池底坡度：i=0.06。1.4.2設(shè)計(jì)計(jì)算沉砂池長(zhǎng)度LL=vt=0.3×30=9.0m水流斷面面積AA=平流式沉砂池總寬度B：將沉砂池分為兩格(n=2)，設(shè)置每格的寬度b=0.8m，沉砂池總寬度為B=nb=2×0.8=1.6m有效水深h2h平流式沉砂池中沉砂斗的總?cè)莘eV：假設(shè)每萬(wàn)m3污水可沉砂的量X=0.3m3，排砂周期取T=2dV=8.64每個(gè)沉砂斗容積V0：設(shè)一格內(nèi)有兩個(gè)斗，總共4個(gè)，則每個(gè)沉砂斗容積為V沉砂斗局部的尺寸以及容積：設(shè)斗底寬a1=0.5m則砂斗上口寬aa=沉砂斗容積V0V符合設(shè)計(jì)要求沉砂室高度h3：利用重力的作用排砂，池底坡度為0.06，坡的方向?yàn)橄虺辽岸返姆较颉Ｓ袃刹糠纸M成沉砂室，一部分是沉砂斗，另一部分則是平流式沉砂池坡向沉砂斗的過(guò)渡部分。過(guò)渡的部分長(zhǎng)度為L(zhǎng)則沉砂池內(nèi)沉砂室高度為h平流式沉砂池總體高度H：設(shè)超高h(yuǎn)1=H=校核格柵內(nèi)的流量最小時(shí)的流速在流量處于最小時(shí)，格柵只有一格在工作（n=1），最小流量為Q則最小流速為v符合設(shè)計(jì)要求。平流式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖5-2圖5-2平流式沉砂池結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖1.5配水井1.1.1設(shè)計(jì)參數(shù)最大設(shè)計(jì)流量：Qmax1.1.2設(shè)計(jì)計(jì)算配水井的進(jìn)水管的管徑D1：進(jìn)水管n=2根，將進(jìn)水管的流速v1控制在0.95m/s左右，該管的管徑為D配水井的出水管的管徑D2：出水管n1=6根，將出水管的流速v2D配水井的進(jìn)水井的直徑D3：進(jìn)水井的上升流速v3D堰上水頭H1：進(jìn)水井周長(zhǎng)為L(zhǎng)=π設(shè)出水井隔墻厚度δ=0.2m，則出水堰寬度為B=所設(shè)置的出水堰為薄壁堰，流量系數(shù)m0H出水井直徑D4：為了能夠讓人更簡(jiǎn)單的進(jìn)去檢修，出水井的寬度取0.8m，則出水井的直徑為D配水井的總高度H溢流堰的高度H2為H進(jìn)水井的水深H3為H出水井的水深H4為H設(shè)出水井的超高H5H=1.6CASS池1.6.1設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)流量：Q=2.6萬(wàn)m3設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)：BOD5濃度S0=165mg/L、SS濃度C0=182mg/L、TN濃度為N0設(shè)計(jì)出水水質(zhì)：BOD5濃度Se=10mg/L、SS濃度Ce1.6.2設(shè)計(jì)計(jì)算曝氣時(shí)間ta：設(shè)混合液污泥濃度X=2500mg/L，污泥負(fù)荷Ns=0.15BOD5t沉淀時(shí)間ts：當(dāng)CASS池內(nèi)的污泥濃度小于3000mg/L時(shí)，污泥界面沉降的速度則為u=7.4×式中，T是當(dāng)時(shí)污水的平均溫度。設(shè)污水溫度T=10℃，則污泥界面沉降的速度為u=7.4×設(shè)CASS池水深H=5m，緩沖層高度ε=0.5m，沉淀時(shí)間ts為t運(yùn)行周期t：設(shè)排水時(shí)間tdt=每日周期數(shù)n曝氣時(shí)間比ee=CASS池容積V：CASS池個(gè)數(shù)nV=復(fù)核出水溶解性BOD5：依據(jù)設(shè)計(jì)中出水水質(zhì)的要求，出水的BOD5<10mg/LS式中K2——有機(jī)基質(zhì)降解速率常數(shù)，取K2=0.018f——VSS/TS，一般在生活污水中，f的值為0.7~0.8，本設(shè)計(jì)取f=0.75。計(jì)算結(jié)果符合設(shè)計(jì)要求。剩余污泥總量的計(jì)算：在20℃時(shí)，活性污泥的自身氧化系數(shù)Kd=0.06d-1，活性污泥產(chǎn)率系數(shù)Y=0.6，fb剩余生物污泥量ΔXV?剩余非生物污泥量ΔXS?則剩余污泥總量ΔX為?X=?剩余污泥濃度Ng為N剩余污泥含水率按99.4%計(jì)算，則濕污泥量為566.2m3/d復(fù)核污泥齡θθ復(fù)核潷水高度h1：CASS池有效水深H=5m，潷水高度hh復(fù)核結(jié)果與設(shè)定值相同。設(shè)計(jì)需氧量AOR：取處于最不利的情況時(shí)，用夏天時(shí)的最高水溫來(lái)計(jì)算。根據(jù)GB50014—2006第6.7.2條，設(shè)計(jì)需氧量AOR為AOR=aQ式中a=1.47，b=4.6，c=1.42則AOR=aQS0標(biāo)準(zhǔn)需氧量SOR：污水處理廠所在的地面平均標(biāo)高為2.8m，大氣壓力0.99972×105Pa，則壓力修正系數(shù)為ρ=將曝氣頭裝在距離CASS池底的0.3m處，則離水面的高度為4.7m，該位置的絕對(duì)壓力為：P微孔曝氣頭的氧轉(zhuǎn)移效率EAO清水的溶解氧飽和度在水溫為20℃時(shí)，Cs（20）=9.17mg/L；在水溫為25℃時(shí)，所以CASS池內(nèi)平均出溶解氧飽和度為C標(biāo)準(zhǔn)需氧量SOR為SOR=式中α=0.85，β=0.95。則SOR=空氣用量ρ=最大氣水比=5527×24/26000=5.1CASS池布置：CASS池一共設(shè)計(jì)6座，每座長(zhǎng)L=50.2m，寬B=15m，水深H=5m，超高h(yuǎn)=0.5m，有效體積V=3765m3，其中的預(yù)反應(yīng)區(qū)長(zhǎng)l=8m圖5-3CASS池布置圖曝氣器的選擇曝氣器選剛玉微孔曝氣器。空氣管設(shè)計(jì)流速：干管流速10~15m/s；支管為5m/s。曝氣器池底的距離為0.3m。裝置參數(shù)見(jiàn)表5-1表5-1曝氣器裝置參數(shù)表型號(hào)水深（m）供氣量（m3/h·個(gè)）充氧能力（kgO2/m3h）服務(wù)面積（m2/個(gè)）GY-Z84~52~30.149~0.2860.30~0.60曝氣頭的布置單池曝氣頭數(shù)量n=式中：i—充氧能力，取0.17kgO2曝氣頭按78列25排分布池底。校核：?jiǎn)纬仄貧饷娣eFiF符合在0.30~0.60m2/個(gè)的要求。每個(gè)曝氣頭的曝氣量=ρ1950布?xì)庀到y(tǒng)設(shè)計(jì)6座CASS池分成兩組，鼓風(fēng)機(jī)房到CASS池連接了2根干管，每組CASS池連接1根干管，假設(shè)流速v1=10m/s；在每座CASS池的墻上設(shè)1根空氣支管，一組3根，流速不變，v2空氣干管直徑D選用DN=700mm鋼管；空氣支管直徑

D選用DN=500mm鋼管；配氣豎管直徑D選用DN=200mm鋼管。鼓風(fēng)機(jī)的選擇鼓風(fēng)量：2ρ=11050m3/h=184.22m3表5-2鼓風(fēng)機(jī)設(shè)備參數(shù)表型號(hào)介質(zhì)進(jìn)口工況出口壓力（kPa）軸功率（kW）配套電機(jī)流量（m3/min）溫度（℃）壓力（kPa）進(jìn)口密度（kg/m3）型號(hào)功率（kW）電壓（V）SB125-1.7/1.0空氣1252098.071.16166.7158.6Y315L2-22003801.7絮凝池1.7.1設(shè)計(jì)參數(shù)絮凝劑投加采用管道直接投加，絮凝劑選擇的是聚合氯化鋁，濃度為15%，投加量為32.5mg/L；池型選用的是垂直軸式機(jī)械攪拌絮凝池，設(shè)置四座；絮凝時(shí)間：T=20min；設(shè)計(jì)流量：Q=26000m31.7.2設(shè)計(jì)計(jì)算每座絮凝池容積VV=絮凝池尺寸：池分3格，每格尺寸2.5m×2.5m，水深H為H=取超高0.30m，則絮凝池高為5.1m。每格容積30m3，總?cè)莘e為90m3攪拌設(shè)備計(jì)算池中每一格中配置一臺(tái)垂直軸攪拌器，；鄰格之間有垂直的隔水墻，墻上下開(kāi)孔，攪拌的葉輪直徑取池寬的80%，取2m。葉輪槳板的邊緣速度分3檔；v1=0.5m/s,v2=0.35m/s,v3旋轉(zhuǎn)槳板面積與絮凝池過(guò)水?dāng)嗝婷娣e之比

8×0.12×1.4在絮凝池的四周有4塊固定的擋板，固定擋板寬度0.2m，高為1.2m，則固定擋板總面積與本構(gòu)筑物的斷面面積之比為

4×0.12×1.2上述兩比值之和為19.2%<25%，符合設(shè)計(jì)規(guī)范。葉輪槳板中心點(diǎn)旋轉(zhuǎn)直徑為

D每臺(tái)攪拌機(jī)每分鐘轉(zhuǎn)速為

nωnωnω?cái)嚢韫β视?jì)算

槳板寬度和長(zhǎng)度之比0.12/1.44<1.4，阻力系數(shù)φ=1.10,

k=φρ2g第一格中攪拌器的外側(cè)槳板功率為

N1外=kyl第一格中攪拌器的槳板總功率為

N第一格攪拌器所需的電動(dòng)機(jī)功率

N同理可得

N2外=0.032kW，N2內(nèi)=0.005kWN3外=0.006kW，N3內(nèi)=0.001kW絮凝池的工作時(shí)的總功率為

N=GT值計(jì)算

20°C時(shí)，水的動(dòng)力黏度系數(shù)為1.029×10-4kg·s/m2G1=102NG3=102GT=42.37×20×60=50844

GT值滿足在104~1051.8斜板沉淀池1.8.1設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)流量：Qmax斜板與水平面呈60°夾角，斜板長(zhǎng)l=1.0m；水力停留時(shí)間不超過(guò)30min；表面負(fù)荷是普通沉淀池的2倍，q=4m1.8.2設(shè)計(jì)計(jì)算單池表面積F：設(shè)池個(gè)數(shù)n=4，則單池表面積為F=式中：0.91——斜板區(qū)面積利用系數(shù)池尺寸：本設(shè)計(jì)沉淀池形狀為方型，池邊長(zhǎng)為L(zhǎng)=沉淀池內(nèi)停留時(shí)間t：斜板高度為h斜板的上部清水區(qū)的水深h2=0.7m，則t=小于30min，符合設(shè)計(jì)要求。污泥區(qū)所需容積V：設(shè)2次排泥時(shí)間間隔T=2d，污泥容重γ=1000kg/m3，污泥含水率PV=污泥斗容積V1污泥斗底部采用V形的集泥槽，集泥槽的底部夾角90o，集泥槽的長(zhǎng)度為8.63m，一共設(shè)置了4個(gè)集泥槽，每個(gè)集泥槽上部開(kāi)口寬度為a1=2.16m，V4設(shè)計(jì)滿足了污泥的存儲(chǔ)要求沉淀池總高度H：沉淀池超高h(yuǎn)1=0.3m，斜板區(qū)下部H=斜板沉淀池結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖5-4。圖5-4斜板沉淀池結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖1.9快濾池1.9.1設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)流量：Q=26000m3濾速：v=12m/h；快濾池的濾層使用的是雙層無(wú)煙煤——石英砂濾料，里面無(wú)煙煤濾層高度為0.3m，石英砂濾層高度為0.4m，濾層膨脹率為50%；濾池工作時(shí)間為T(mén)0=24h，采用單獨(dú)水反沖洗，沖洗周期為24h，每次沖洗時(shí)間為t0=7min，每次反沖洗后1.9.2設(shè)計(jì)計(jì)算濾池每日實(shí)際的工作時(shí)間TT=濾池總面積AA=單座濾池表面積A0：取濾池個(gè)數(shù)n=4A濾池尺寸：池體為正方形，濾池的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)=校核強(qiáng)制濾速v強(qiáng)制的濾速符合設(shè)計(jì)要求。濾池總高：設(shè)承托層高H1=0.4m，濾料層高H2=0.7m，濾層上部水深H3H=1.10臭氧消毒池1.10.1設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)流量：Qmax最大投加量3mg/L；水力停留時(shí)間T=10min。1.10.2設(shè)計(jì)計(jì)算所需臭氧量DD=1.06aQ=1.06×0.003×1083.3=3.44kg因?yàn)槌粞醯膶?shí)際利用率一般就只有70%~90%，取最低的利用率70%進(jìn)行計(jì)算，則需要臭氧發(fā)生器的產(chǎn)率為3.44/70%=4.91kgO臭氧消毒池規(guī)格：臭氧消毒池容積V為V=臭氧消毒池為兩格，串聯(lián)，設(shè)計(jì)水深h1=4.5m，超高0.5m，前后兩格長(zhǎng)度比例為6:4，則兩格的容積分別為108.33m3、72.22mA=消毒池的寬度取4.5m，長(zhǎng)度取9m，所以消毒池真實(shí)容積為V=9×4.5×4.5=182.25微孔擴(kuò)散器的數(shù)量n：假如臭氧發(fā)生器制造的臭氧化空氣中臭氧濃度為20g/m3，則臭氧化空氣流量Q折算成發(fā)生器正常環(huán)境（t=20℃，p=0.08MPa）工作下的臭氧化氣流量QQ選用剛玉微孔擴(kuò)散器，每個(gè)擴(kuò)散器的鼓氣量為1.2m3n=臭氧發(fā)生器需要的工作壓力消毒池設(shè)計(jì)水深h1布?xì)庋b置的水頭損失為h臭氧化空氣管路損失取h3H≥設(shè)備的選擇：選用4臺(tái)臥式臭氧發(fā)生器（3用1備），每臺(tái)機(jī)器的臭氧產(chǎn)量為3500g/h。尾氣的處理：使用霍加拉特催化劑分解剩余尾氣中的O3，每千克這種催化劑可以分解大概27千克的O3，設(shè)置兩個(gè)鋼罐，每個(gè)裝有15千克催化劑，兩個(gè)交替使用，隔80小時(shí)左右將藥劑取出，將其烘干后接著使用。臭氧消毒池結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖5-5。圖5-5臭氧消毒池結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖1.11巴氏計(jì)