浠水縣某污水處理廠構(gòu)筑物設(shè)計計算過程案例分析目錄TOC\o"1-3"\h\u1925浠水縣某污水處理廠構(gòu)筑物設(shè)計計算過程案例分析 195901.1格柵 233151.1.1格柵設(shè)計參數(shù) 2131171.1.2粗格柵計算 220671.1.3細格柵計算 6226931.2沉砂池 10182091.3厭氧池 12129991.4奧貝爾氧化溝 128871.1.1設(shè)計參數(shù) 12275651.1.2設(shè)計計算 1393861.5向心流輻流式二沉池 18254751.5.1設(shè)計參數(shù) 18280261.5.2設(shè)計計算 18123591.6水平軸式機械絮凝池 21269371.6.1設(shè)計參數(shù) 2141021.6.2設(shè)計計算 21260201.7平流沉淀池 2325341.7.1設(shè)計參數(shù) 23256621.7.2設(shè)計計算 2373041.8轉(zhuǎn)盤濾池 2419561.8.1設(shè)計參數(shù) 2432161.8.2設(shè)計計算 24257261.9接觸消毒池 25154411.9.1設(shè)計參數(shù) 2568991.9.2設(shè)計計算 25322371.10巴氏計量槽 2612301.10.1設(shè)計參數(shù) 2670221.10.2設(shè)計計算 26260371.11污泥濃縮池 27278061.11.1設(shè)計參數(shù) 27138511.11.2設(shè)計計算 27206481.12污泥脫水間 291.1格柵1.1.1格柵設(shè)計參數(shù)（1）按經(jīng)驗格柵最好設(shè)置兩臺，這樣特殊情況如其中一個格柵有故障時另一個格柵可代替工作，不至于讓整個工藝停止運行。（2）按最大設(shè)計流量計算時過柵流速取0.7~1.0m/s，按平均流量計算則取0.3m/s。（3）格柵的傾角通常取至75°。（4）格柵前的水渠中的水流速度一般按0.6~1.0m/s計算。1.1.2粗格柵計算（1）柵條間隙數(shù)：n=其中：——柵條間隙數(shù)；Qmax——計算出來的遠期的預(yù)計的最大的流量m3——選取的格柵的傾角，度；——格柵柵條的凈間距，mm；——確定的格柵前的水深，m；——污水流過格柵的速度，m/s。根據(jù)同類型污水廠的經(jīng)驗，本設(shè)計中h按0.6m算，污水流過格柵的速度按照v=0.8m/s算，柵條的凈間距初步確定為0.02m，格柵傾角擬定為60°。計劃設(shè)置兩組格柵，以兩個格柵一起工作的情況算。n=取值n=24個。（2）柵槽寬度柵槽寬度通常比格柵寬0.2~0.3m，取0.2m。B=S（n?1）+bn+0.2其中：——放置柵條的格柵柵槽的寬度，m；——格柵單個柵條的寬度，取0.01m。將選取的數(shù)值代入公式計算得：B=S（3）進水渠漸寬部分長度最優(yōu)水力斷面公式Q=式中：——每座格柵的流量，m3/s；——格柵前面的槽寬，m；——格柵前水流的速度，取0.8m/s。將選擇的數(shù)值代入公式計算得格柵前面的槽寬B1=0.77ml其中：——進水位置逐漸擴大部分的長度，m；——裝柵條的柵槽的寬度，前面計算得知為0.91m；——慢慢變寬的地方向外展開的角度，本次設(shè)計令為20°。將選取或計算出的數(shù)據(jù)代入公式得：l（4）裝柵條的柵槽和出水位置慢慢變窄部分的長l（5）格柵構(gòu)筑物的水頭損失h1=k?h式中：——格柵構(gòu)筑物的水頭損失，m；——單純的系數(shù)，按經(jīng)驗值取k=3；——通過計算算出來的水頭損失，m；——重力加速度，取9.8；β——阻力系數(shù)，本次設(shè)計選擇的格柵段面時矩形的，所以β取2.42。將選取的數(shù)據(jù)代入公式得：h（6）柵后槽總高度H=式中：——格柵后面的水槽總高度，m；——格柵前面的水渠的超高，根據(jù)經(jīng)驗選擇為0.3m。將選取的數(shù)據(jù)代入公式得：H=（7）所有柵槽加起來的長度L=H1=h+h2式中：L——所有柵槽加起來的總長度，m；H1α1——進水的水渠往外展開的角度，度；l1——l2——代入數(shù)據(jù)得：L（8）每天的柵渣量W=86400Q式中：W——每天的柵渣量，m3/d；W1——柵渣量，按經(jīng)驗取0.1m3/d。將選擇的數(shù)據(jù)代入公式得：W=86400×0.48×0.11000×1.49=2.78所以采用機械清渣沒有問題。1.1.3細格柵計算（1）柵條間隙數(shù)：n=式中：——柵條間隙數(shù)；Qmax——計算出來的遠期的預(yù)計的污水最大設(shè)計流量m3——選取的格柵的傾角，度；——格柵柵條的凈間距，mm；——格柵前面的水深，m；——經(jīng)過格柵的水流的速度，m/s。根據(jù)同類型污水廠的經(jīng)驗，本設(shè)計水深h按0.6m算，污水流過格柵的速度按照v=0.8m/s算，柵條的凈間距初步確定為0.01m，格柵傾角擬定為60°。計劃設(shè)置兩組格柵，以兩個格柵一起工作的情況算。將選取的數(shù)值代入公式得：n=取值n=47個。（2）柵槽寬度柵槽寬度通常比格柵寬0.2到0.3米，取0.2米B=S（n?1）+bn+0.2式中：——放置柵條的格柵柵槽的寬度，m；——格柵單個柵條的寬度，取0.01m。將選擇的數(shù)值代入公式得：B=S（3）進水渠漸寬部分長度根據(jù)最優(yōu)水力斷面公式：Q=式中：——每座格柵的流量，m3/s；——格柵前面的槽寬，m；——格柵前水流的速度，取0.8m/s。將選擇的數(shù)值代入公式得柵前槽寬B1=0.69m其中：——進水位置逐漸擴大部分的長度，m；——裝柵條的柵槽的寬度，前面計算得知為1.13m；——慢慢變寬的地方向外展開的角度，本次設(shè)計令為20°。將選擇的數(shù)值或計算出來的數(shù)值代入公式得：l（4）裝柵條的柵槽和出水位置慢慢變窄部分的長l（5）通過格柵的水頭損失；式中：——格柵構(gòu)筑物的水頭損失，m；——單純的系數(shù)，按經(jīng)驗值取k=3；——通過計算算出來的水頭損失，m；——重力加速度，取9.8；β——阻力系數(shù)，本次設(shè)計選擇的格柵段面時矩形的，所以β取2.42。將選擇的數(shù)值代入公式得：h（6）柵后槽總高度式中：——格柵后面的水槽總高度，m；——格柵前面的水渠的超高，根據(jù)經(jīng)驗選擇為0.3m。將選取的數(shù)據(jù)代入公式得：H=（7）柵槽總長度式中：L——所有柵槽加起來的總長度，m；H1α1——進水的水渠往外展開的角度，度；l1——l2——代入數(shù)據(jù)得：L（8）每日柵渣量W=86400Qmax式中：W——每天的柵渣量，m3/d；W1——柵渣量，按經(jīng)驗取0.05m3/d。將選擇的數(shù)據(jù)代入公式得：W=86400×0.48×0.051000×1.49=1.39所以采用機械清渣在本設(shè)計中沒有問題。格柵簡單示意圖如下圖4-1所示。1.2沉砂池為保證工藝能最大限度的正常運轉(zhuǎn)，采用兩座平流沉砂池，按每座兩格算，每座的最大設(shè)計流量為Qmax=0.24m3/s，Kz表示總變化系數(shù)：從前文的計算可知Kz=1.49。（1）沉砂池的長度假設(shè)污水在池內(nèi)的流動速度v=0.25m/s，流動時間為t=30s，則沉砂池長（2）水流斷面的面積AA=（3）沉砂池的總寬度B設(shè)每格沉砂室的寬度為0.6m，B=2nb=2×2×0.6=2.4m（4）沉砂池的設(shè)計的有效水深h（5）沉砂室為沉砂需要的容積V設(shè)停留時間T=2d，V=（6）每個砂斗最多能裝的砂的容積每一格按有2個沉砂斗算，則V（7）沉砂斗每個位置的尺寸令斗底寬，水平面與斗壁夾角為55°，斗高h3'沉砂斗上口寬：α=沉砂斗容積：V（8）沉砂室高度選擇較為經(jīng)濟的重力排砂方式，令池底坡度為0.06，往坡斗傾斜。lh（9）沉砂池的總高度H根據(jù)過往經(jīng)驗令超高H=（10）驗算最小流速在最小流量時，Q=0.3m3/s，只用一格工作：v故本設(shè)計符合相關(guān)規(guī)范。1.3厭氧池本設(shè)計取兩座厭氧池，則每座厭氧池設(shè)計流量190.5L/s（1）設(shè)計有效水深：取h1=4m；（2）設(shè)計水力停留時間：取t=1.5h；（3）單座厭氧池總?cè)莘e：V=Qt=12750×1.5×1.5÷24=1195m3；（4）單座厭氧池面積：S1=V÷h=1195÷4=299㎡；（5）設(shè)計厭氧池直線段長度：取L=15m，兩邊半圓半徑：r=6.5m；（6）單座池實際面積：S（7）單座厭氧池容積：V=h（8）水力停留時間：t=V÷Q=1310.8÷531.25=2.47h（9）池高H：取超高h2=0.5m，則池高H=1.4奧貝爾氧化溝1.1.1設(shè)計參數(shù)（1）污泥產(chǎn)率系數(shù)在本設(shè)計中確定為Y=0.55；（2）混合液懸浮固體濃度（MLSS）X=4000mg/L；（3）混合液揮發(fā)性懸浮固體濃度（MLVSS）Xv=3000mg/L（MLVSS/MLSS=0.75）（4）污泥齡θc=20d；（5）自身氧化系數(shù)Kd=0.055d-1；（6）20℃時脫氮速率qdn=0.035還原的NO（7）Fw=0.067，F(xiàn)r=0.268。1.1.2設(shè)計計算（1）去除BOD計算①氧化溝總有效容積V（m3）BOD5出水濃度S1≤10mg/L，進水濃度S0=165mg/L。則氧化溝有效容積V②污水在池中停留時間t1（h）t③處理后剩下的污泥量?X（kg/d）?X=QS（2）脫氮量計算①氧化氨氮的量氧化溝中經(jīng)反應(yīng)后產(chǎn)生的污泥含氮率12.4％，那么用于生物合成的總氮為N②脫氮量Nr脫氮量Nr=進水總氮量-生物合成所需氮量-出水總氮量Nr=32.9-15-5.03=12.87mg/L（3）需氧量計算①按設(shè)計流量計算的需要的氧氣量AOR氧化溝設(shè)計的需要的氧氣量AOR=處理BOD5耗氧量-剩余污泥中BOD5耗需氧量-脫氮產(chǎn)氧量②去除BOD5需氧量D1D式中a——微生物對有機底物氧化分解的需氧率，取0.5b——活性污泥微生物自身氧化分解的需氧率，取0.1。D1=0.5×25500×(0.165-0.01)+0.1×14748×3=6400.65（kg/d）③剩余污泥中BOD5的需氧量D2D2=1.42?X=1.42×1035.18=1470(kg/d)④脫氮產(chǎn)氧量D3每還原1kgNO3?-N產(chǎn)生2.86kgO2D3=2.86×12.87×25500/1000=938.6kg/d⑤總需氧量總需氧量=6400.65-1470-938.6=3992.05（kg/d）根據(jù)經(jīng)驗選擇1.4的安全系數(shù)，則AOR=1.4×3992.05=5575.43（kg/d）校核：想處理掉1kgBOD5需要的氧氣量=5575.43/25500×（0.165-0.1）=1.41（kgO2/kgBOD5），在氧化溝設(shè)計值1.2~2.5kgO2/kgBOD5之間，滿足要求。⑥標準狀態(tài)下需氧量SORSOR取ρ=0.9kg/m3，Cs(20)=9.17mg/L,Cs(25)=8.38mg/L,α=0.85,β=0.95本次設(shè)計的奧貝爾氧化溝有三個溝道，溶解氧濃度C按照外溝：中溝：內(nèi)溝=0.2:1:2的標準來計算，充氧量則按照外溝：中溝：內(nèi)溝=65:25:10的準則去配給，則提供的氧氣量分別為外溝道AOR1=0.65AOR=0.65×5575.43=362中溝道AOR2=0.25AOR=0.25內(nèi)溝道AOR3=0.1AOR=0.1各溝道標準需氧量分別為SORSORSOR總標準需氧量為SOR=SOR1+SOR2核準每去除1kgBOD5的標準需氧量=10349.5425500×(0.165?0.01)（4）氧化溝尺寸計算設(shè)計兩座氧化溝，則單座氧化溝容積V=氧化溝彎道區(qū)考慮為總?cè)莘e的80%，直線區(qū)考慮為總?cè)莘e的20%V彎=0.8×7374=5899(m3)V直=0.2×7374=1475(m3)氧化溝有效水深h取4m，超高0.8m；用來隔開外、中、內(nèi)三個溝道的墻厚為0.25m，那么A彎=V彎/h=5899/4=1475（㎡）A直=V直/h=1475/4=369（㎡）①直線部分的長度L取內(nèi)溝、中溝、外溝的寬度分別為6m、6m、8m，那么L=②中心圓島的半徑rA彎=A外+A中+A內(nèi)（式中所指面積為各溝道彎道區(qū)面積）1475=(r+6+0.25+6+0.25+8/2)×2×3.14×8+(r+6+0.25+6/2)×2×3.14×6+(r+6/2)×2×3.14×6經(jīng)計算得出r=1.5（m）。③校核各溝道比例外溝道面積=8×9.23+中溝道面積=6×9.23+內(nèi)溝道面積=6×9.23+外溝道占總面積的比例=1052中溝道占總面積的比例=515.82內(nèi)溝道占總面積的比例=280.32符合奧貝爾氧化溝各溝道容積比（規(guī)定為55:33:17的比例是適宜的）（5）曝氣設(shè)備選擇轉(zhuǎn)碟式曝氣機曝氣，每個轉(zhuǎn)碟直徑D=1400mm，單碟（ds）充氧能力為1.3kgO2/(h·ds),每米碟片少于5片。①外溝道外溝道標準需氧量SOR1=280.3/2=140.15（kgO2/h）所需碟片數(shù)n=SOR1/1.3=140.15/1.3=107.8（片），取108片。每米安裝4個碟片，那么需要的曝氣轉(zhuǎn)碟組數(shù)=n8×4?1每組轉(zhuǎn)碟安裝碟片數(shù)=108/4=27（片）。校核單碟充氧能力=140.1527×4②中溝道中溝道標準需氧量SOR2=107.8/2=53.9（kgO2/h）所需碟片數(shù)n=SOR2/1.3=53.9/1.3=41.5（片），取42片。每米軸4個碟片，那么所需曝氣轉(zhuǎn)碟組數(shù)=n6×4?1每組轉(zhuǎn)碟安裝碟片數(shù)=42/2=21（片）。校核單碟充氧能力=53.921×2③內(nèi)溝道內(nèi)溝道標準需氧量SOR3=43.1/2=21.56（kgO2/h）所需碟片數(shù)n=SOR2/1.3=21.56/1.3=16.6（片），取17片。每米軸4個碟片，則所需曝氣轉(zhuǎn)碟組數(shù)=n6×4?1每組轉(zhuǎn)碟安裝碟片數(shù)=17/1=17（片）。校核單碟充氧能力=21.5617×1圖4-3奧貝爾氧化溝示意圖1.5向心流輻流式二沉池1.5.1設(shè)計參數(shù)（1）設(shè)計流量：381L/s=25500m3/d（2）總變化系數(shù)：1.55（3）污泥回流比：R=50%1.5.2設(shè)計計算（1）沉淀池部分水面面積F最大設(shè)計流量Qmax=1.55×2550024=1445(m3采用兩座二沉池，令表面負荷為1.4mF=（2）二沉池的直徑DD=4F（3）核準出水堰堰口負荷qq（4）核準固體的負荷GG=（5）二沉池澄清區(qū)高度h2h（6）污泥停留的地方高度h2h（7）二沉池旁邊的水深h2h污泥斗高h4規(guī)劃污泥斗的斗底直徑D2=1.0m，上口直徑D1=2.0m，斗壁與水平夾角60°，那么h（9）二沉池總的高度H二沉池按規(guī)劃選擇單管吸泥機排泥，池底坡度按0.01算即可，排泥設(shè)備的中心立柱的直徑為1.5m。池中心與池邊落差h超高按以往經(jīng)驗選取為h1=0.3m，故池總高H=（10）污水流入地方的設(shè)計采用環(huán)形平底槽，進水孔等距布置，孔徑取為50mm，并加100mm短管。①流入槽。設(shè)流入槽的槽寬寬B=0.8m,流入槽中污水流動的速度設(shè)計為v=1.4m/s。槽中水深h=②布置的進水孔數(shù)n。布水孔平均流速vn=式中vn——進水孔位置污水的平均流速，m/s，一般為0.3~0.8m/s；t——導(dǎo)流絮凝區(qū)污水的平均停留時間，s，池周有效水深為2~4m時，取360~720s，本次取650s。v——污水的運動黏度，㎡/s，與水溫有關(guān)；Gm——導(dǎo)流絮凝區(qū)的平均速度梯度，一般可取10~30s-1，本次取20s-1，水溫為20℃時，v=1.06×10-6㎡/s，故vn布水孔數(shù)n=③孔距l(xiāng)l=④校核速度梯度Gm=式中v1——布水孔水流收縮斷面的流速，m/s，vv2——導(dǎo)流絮凝區(qū)平均向下流速，m/s；f——導(dǎo)流絮凝區(qū)環(huán)形面積，㎡。假定導(dǎo)流絮凝區(qū)的寬度與分配污水的配水槽等寬，則vGm=Gm在10~30s-1之間，合格。圖4-4向心流輻流式二沉池1.6水平軸式機械絮凝池1.6.1設(shè)計參數(shù)（1）設(shè)計流量Q=32925m3/d=1372m3/h；（2）絮凝時間取20min。1.6.2設(shè)計計算（1）絮凝池尺寸絮凝池有效容積：W=取3m的水深，用三排攪拌器，那么水池長：L≥ΑzhL=1.3×3×3=11.7m取12m，池子寬度：B=（2）攪拌器尺寸：每個攪拌器長：l式中0.2——攪拌器凈間距和與器壁間距均為0.2m。攪拌器外徑：D=3?2×0.15=2.7m式中0.15——為攪拌器上端距離水面和下端距離池底的距離均為0.15m。葉輪漿板中心點旋轉(zhuǎn)直徑：D每個攪拌器上都有四個葉片，

葉片寬度0.2m，每根軸上槳板總面積為1.4×0.2×4×3=3.36m2，占水流截面積5×3=15m2的22.4%。（3）攪拌器功率、速度梯度G值另v1=0.5m/s為第一排葉輪漿板中心點線速度，葉輪轉(zhuǎn)數(shù)及角速度分別為：n漿板寬長比bl=k=每個葉輪所耗功率：N第一排所需功率為平均速度梯度G1值（按照水溫20℃計，μ=102×10G用一樣的方法算出來各排葉輪所耗功率、速度梯度值見表4-1所示表4-1各排葉輪主要指標計算葉輪葉輪線速度v(m/s)葉輪轉(zhuǎn)數(shù)n(r/min)角速度ω(rad/s)每個葉輪功率(kW)每排葉輪功率(kW)速度梯度G(s-1)第一排0.53.820.3820.0660.19851第二排0.352.680.2680.0230.06930第三排0.21.530.1530.0040.01213（4）電動機功率、反應(yīng)池平均速度梯度、GT值三排攪拌器共用一個電動機，絮凝池所耗總功率∑N0為∑電動機功率（取η1N=反應(yīng)池平均速度梯度：G=GT=40×20×40=1.8×104經(jīng)核算，G值與GT值均合適。1.7平流沉淀池1.7.1設(shè)計參數(shù)（1）設(shè)計流量：采用兩座沉淀池，單座池流量Q=686m3/h；（2）沉淀時間：取T=2h；（3）沉淀池平均水平流速：取v=6mm/s；（4）沉淀池有效水深：取H=3.5m。1.7.2設(shè)計計算（1）單座沉淀池長：L=3.6vT=3.6×6×2=43.2m；（2）單座沉淀池容積：W=QT=686×2=1372m3；（3）單座沉淀池寬：b=每座沉淀池分兩格，每格凈寬1.5米。（4）校核水力負荷q=符合要求。1.8轉(zhuǎn)盤濾池1.8.1設(shè)計參數(shù)設(shè)計流量Qmax=32925m3/d=1372m3/h=0.38m3/s；1.8.2設(shè)計計算（1）濾盤數(shù)量綜合考慮后選擇的濾池的主要參數(shù)：濾盤直徑2.2m；有效過濾面積（f）5.6m2；濾盤濾速（q）7~9m/h。準備設(shè)置兩個濾池，單個濾池中濾盤數(shù)量為n=（2）濾池尺寸①池體。按廠家數(shù)據(jù)，14片濾盤的過濾設(shè)備機架長1.15m，高2.335m，寬2.235m?？芍獮V池本體尺寸：長5.0m，高1.8m，寬3.0m。②出水堰（污水流出的地方）高度。按照給定的數(shù)據(jù)，濾盤最高的水位為1.5m，最大的過濾水頭損失0.3m，據(jù)此，處理水流出的地方高度的取1.2m。③進出水渠。取0.6米為進水支渠的寬度。處理水剛開始在進水渠的流動速度取v1F進水總渠寬度取BjH出水渠處理水的流動速度設(shè)計為0.8m/s，出水渠過水?dāng)嗝婷娣e為F出水渠寬度取BcH（3）反沖洗水泵每個濾池配一個反沖洗水泵。其反沖洗流量是7.5L/s，水泵揚程可以達到55m，電機功率16kW。1.9接觸消毒池1.9.1設(shè)計參數(shù)（1）設(shè)計流量Qmax=1372m3/h；（2）接觸時間取t=30min；（3）池長：單格寬=18:1；（4）水流長度：寬度=72:1；（5）超高取h=0.3m。1.9.2設(shè)計計算（1）接觸池容積VV（2）設(shè)計兩座矩形隔板式接觸池，單池容積V（3）取接觸池水深h=2m，單格寬b=1.8m，則池長L=18×1.8=32.4m，每座接觸池的分格數(shù)=129.6/32.4=4（格）（4）復(fù)核池容由以上計算，接觸池寬B=1.8×4=7.2m，長L=32.4m，水深V1.10巴氏計量槽1.10.1設(shè)計參數(shù)（1）設(shè)計流量Q=32925m3/d=0.38m3/s；（2）上游渠道流速取v1=0.7m/s；（3）下游與上游水深比取0.6。1.10.2設(shè)計計算（1）上游處理水流入的地方水深取H1B上游處理水流入地方的長度（2）計量槽基本尺寸①咽喉寬度W。咽喉寬度：渠道寬度=0.35，那么W②核準上游處理水流入地方