污水厂计算说明讲解.docx
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污水厂计算说明讲解
污水厂设计进水水质:
CODc氏320mg/L;BOD疾180mg/L;SSc180mg/L;TN<32mg/L;NH3-NC24mg/LI;TPW3.6mg/L。
设计出水水质满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002—级A标准。
水处理工艺流程:
(一).格栅.
设计中选择二组格栅,N=2组,每组格栅与沉砂池合建,每组格栅的设计流量为0.451725m3/s
1.格栅的间隙数
Q■.sina
Nbhv
式中n—格栅栅条间隙数(个);
Q—设计流量(m3/s)
a—格栅倾角(°);
N-设计的格栅组数(组);
b—格栅栅条问隙(m);
h—格栅栅前水深(m);
v—格栅过栅流速(m/s)。
设计中取h=0.8m,v=0.9m/s,b=0.02m,a=60°
0.451725sin60=2(个)
0.020.80.9
2.格栅宽度
B=Sn「1bn
式中b—格栅宽度(m;
S—每根格栅条的宽度(m)
设计中取S=0.015m
B=0.01529-10.0229=1m
3.通过格栅的水头损失
sina
式中h1—水头损失(m);
B—格栅条的阻力系数,查表B=2.42;
k—格栅受污物堵塞时的水头损失增大系数,一般采用k=3
4
f0015辛092
m=3x2.42汉Ix-^-xsin60=0.18m
202丿2"
4.格栅部分总长度
L=0.51.0
Hi
tana
式中l—格栅部分总长(m;
Hi—格栅明渠的深度(水深+超高)
L=0.51.0
0.80.3
tan60
=2.14m
5.进水与出水渠道
城市污水通过DN1350m的管道送入进水渠道,格栅的进水渠道与格栅槽相连,格栅与沉砂池合建一起,格栅出水直接进入沉砂池,进水渠道宽度B=B=1m渠道水深h1=h=0.8m。
(二).沉砂池
平流式沉砂池是常用的型式,污水在池内沿水平方向流动.平流式沉砂池由入流渠、出流渠、闸板、水流部分及沉砂斗组成.它具有截留无机物颗粒效果较好、工作稳定、构造简单和排沉砂方便等优点。
所以污水厂选择平流沉砂池与格栅合建。
设计中选择两组平流沉砂池,N=2组,分别与格栅连接,每组沉砂池设计流量为0.451725mB/s
1.沉砂池长度
L=vt
式中L—沉砂池长度(m);
v—设计流量时的流速,该设计中取0.25m/s;
t—设计流量时的流行时间,该设计中取30s。
L=300.25=7.5m
2.水流过水断面面积
式中A—水流过水断面面积(m2);
Q—设计流量(n3/s).
A,.451725“.81m2
0.25
3.沉砂池宽度
式中B—沉砂池宽度(m);
h2—设计有效水深(m),该设计中取0.8m。
每组沉砂池设两格
1.13m
0.8
4.沉砂室所需容积
V=Q・x
*T*86400
106
式中Q-—平均流量(m3/s);该设计中为0.70786m3/s
X—城市污水沉砂量(m3/106m3污水),该设计中取:
30m3/106m3污水;
T—清除沉砂的间隔时间(d),该设计中取2d。
0.7078630286400
V二
106
=3.67m3
5.每个沉砂斗容积
3\
m)
式中V。
一每个沉砂斗的容积(
n—沉砂斗个数(个)。
该设计中取每个分格有2个沉砂斗,共有n=2*2*2=8个沉砂斗。
V0二367=0.458m3
8
6.沉砂斗高度
沉砂斗高度应能满足沉砂斗储存沉砂的要求,沉砂斗的倾角a>60°
h3
3/。
f1川*:
f1*f2f2
式中h爲一沉砂斗的高度(m;
f1—沉砂斗上口面积(ml),该设计中取1.24m*1.24m;
f2—沉砂斗下口面积(ml),该设计中取0.5m*0.5m。
=0.57m
32458
1.241.24J.2420.5020.500.50
设计中取沉砂斗高度0.65m,校核沉砂斗角度tana=2*0.65/(1.24—0.5)=1.77,a=60.4°>60°。
7.沉砂室高度采用重力排砂
h3il2
式中h3—沉砂室高度(m;
I—沉砂池底坡度,该设计中取0.02;
l2—沉砂池底长度(m。
h3=0.610.020.5(7.5-21.00^0.67m
8沉砂池总高度
H=h1h2h3
式中h—沉砂池总高度(m;
h1—沉砂池超高(m),该设计中取0.3m。
H=0.30.80.67=1.77m
9.验算最小流速
式中Vmin—最小设计流速(m/s),该设计中采用V》0.15m/s;Qmin—最小流量(m/s),该设计中采用0.75*Q";n1—沉砂池格数(个),最小流量是取1;
Amin—最小流量时的过水断面面积(Hl)。
10.出水管道
出水采用薄壁出水堰跌落出水,出水堰可保证沉砂池内水位标高恒定,堰上
水头为:
式中Hi—堰上水头(m;
qi—沉砂池内设计流量(m/s)m—流量系数,该设计中取0.4;b2—堰宽(m,等于沉砂池宽度。
0.451725
.2x0.4x1.13汇丁2江9.8丿
出水堰自由跌落0.1〜0.15m后进人出水槽,出水槽宽1m有效水深0.8m,水流流速0.62m/s,出水流入出水管道。
出水管道采用钢管,管径DN=800mm,
管内流速V2=0.90m/s,水力坡度i=1.20%°。
11.排砂管道
采用沉砂池底部管道排砂,排砂管径DN=200mm
(三).沉淀池
水厂采用辐流沉淀池,进出水的形式为中心进水周边出水。
设计中选择二组辐流沉淀池,N=2组,每组设计流量为0.451725m3/s,从沉砂池流来的污水进入集配水井,经过集配水井分配流量后流人辐流沉淀池。
1.沉淀部分有效面积
Q3600
f
q
式中F
—沉淀部分有效面积(吊);—设计流量(m/s);
表面负荷]m/(m2•h)],该设计中取2.
3〃2
2.沉淀池直径
0.4517253600
2
=813.105m
式中D—沉淀池直径(m);
4813・105如
3.沉淀池有效水深
h2二q'汇t
式中h2—沉淀池有效水深(m);
t—沉淀时间(h),该设计中取t=2.0h
h2=22=4m
4.污泥部分所需容积按去除水中悬浮物计算
Q(C1-C2)86400T100
K2(100-p。
)n10A6
式中q—设计流量(m/s);
C1—进水悬浮物浓度(mg/L);
C2—出水悬浮物浓度(mg/L),该设计中C2=10mg/L;K2—污水量总变化系数;
丫一污泥容重(t/m3),约为1;
P0—污泥含水率(%)。
设计中取T=1/6d,po=97%
3
二28m
0.451725(180-10)8640016100
(100—97)汉1.3"0八6
辐流沉淀池采用周边传动刮泥机,周边传动刮泥机的周边线速度为
2〜3m/min,将污泥推人污泥斗,然后用静水压力将污泥排出池外。
5.污泥斗容积
辐流沉淀池采用周边传动刮泥机,池底需做成i=5%的坡度,刮泥机连续转
动
将污泥推入污泥斗,设计中选择圆形污泥斗,污泥斗上口半径1.4m,底部半径
0.6m,倾角a=60°
污泥斗容积
y=nh5『兀『
3
式中vi—污泥斗容积(m);h5—污泥斗高度(m;ri—污泥斗上口半径(m;
r2—污泥斗下口半径(m。
0=(1.4-0.6)tan60=1.39m
n工139『22n3
V1.421.40.60.62=4.6m3
沉淀池底部圆锥体体积
3
V2=也R2Rr1r12
3
h4二R-*i
式中V2—沉淀池底部圆锥体体积(m3);h4—沉淀池底部圆锥体高度(m;r—沉淀池半径(m;
r1—污泥斗上口半径(m;i—池底坡度。
h4胡6-1.40.05=0.73m
nX073i22u3
V=■162161.41.42=214.3m3
3
沉淀斗总容积
V=V1V^4.62143=218.9m3>28m3
6.沉淀池总高度
H=h1h2h3huh5
式中h—沉淀池总高度(m;
hi—沉淀池超高(m),该设计中取0.3m;
h3—沉淀池缓冲层高度(m),该设计中取0.3m。
H=0.340.30.731.39=6.72m
7.进水集配水井
辐流沉淀池分为二组,在沉淀池进水端设集配水井,污水在集配水井中部的配水井平均分配,然后流进每组沉淀池。
配水井的中心管径
D
式中d2—配水井内中心管径(m;
v2—配水井内中心管上升流速,该设计中取0.7m/s
D2
4汉0.90345
n0.7
=1.28m
配水井直径
D3=J竺+D;
■,nV3
式中d3—配水井直径(m;
v3—配水井内污水流速,
该设计中取0.3m/s。
D3
4°.9。
345儲二2.34m
n0.3
8.进水管及配水花墙
沉淀池分为二组,每组沉淀池采用池中心进水,通过配水花墙和稳流罩向池四周流动。
进水管道采用钢管,管径DN=1000mm管内流速1.15m/s,水力坡度1.42%。
,进水管道顶部设穿孔花墙处的管径为1400mm
沉淀池中心管配水采用穿孔花墙配水,穿孔花墙位于沉淀池中心管上部,布置6个穿孔花墙,过孔流速:
Q
V3:
站3理
式中v3—穿孔花墙过孔流速(m/s);
B3—孔洞宽度(m,该设计中取0.3m;
h3—孔洞的高度(m),该设计中取0.8m;
n3—孔洞的数量(个),该设计中取8个<
0.451725
80.30.8
二0.24m/s
穿孔花墙向四周辐射平均布置,穿孔花墙四周设稳流罩,稳流罩直径3m,高
2m在稳流罩上平均分布©100的孔洞300个,孔洞的总面积为稳流罩过水断面的15%。
9.出水堰
沉淀池出水经过双侧出水堰跌落进入集水槽,然后汇人出水管道排入集水井。
出水堰采用双侧90°三角形出水堰,三角堰顶宽0.16m,深0.08m,间距0.05m,外侧三角堰距沉淀池内壁0.4m,三角堰直径为33.2m,共有496个三角堰。
内侧三角堰距挡渣板0.4m,三角堰直径为32.0m,共有478个三角堰。
两侧三角堰宽度0.6m,三角堰堰后自由铁跌落0.1-0.5m,三角堰有效水深为:
2
H^0.7Q15
式中q1—三角堰流量(m/s))h1—三角堰水深(m。
H1
0.7
2
0.451725
I
496478
二0.040m
三角堰堰后自由跌落0.15m,则堰水头损失0.19m。
10.堰上负荷
Q
2nD1
式中qi—堰上负荷]L/(s•m)];
Di—三角堰出水渠道平均直径
0.4517251000
2n34-1.4
=2.21L/smv2.9L/sm
11.出水挡渣板
三角堰前设有出水浮渣挡渣板,利用刮泥机桁架上的浮渣刮板收集。
挡渣板高出水面0.15m,伸入水下0.5m,在挡渣板旁设一个浮渣收集装置,采用管径DN=300m的排渣管排出池外。
12.出水渠道
出水槽设在沉淀池四周,双侧收集三角堰出水,距离沉淀池内壁0.4m,出
水槽宽0.6m,深0.7m,有效水深0.5m,水平流速0.83m/s。
出水槽将三角堰出水汇集送入出水管道,出水管道采用钢管,管径DN1000管内流速1.15m/s,水
力坡度i=1.42%。
.
13.刮泥装置
沉淀池采用周边传动刮泥机,周边传动刮泥机的线速度为2〜3m/min,刮泥机底部设有刮泥板,将污泥推人污泥斗,刮泥机上部设有刮渣板,将浮渣刮进排渣装置。
14.排泥管
沉淀池采用重力排泥,排泥管管径DN300mn排泥管深入污泥斗底部,排泥
静压头采用1.2m,连续将污泥排出池外贮泥池内。
(四).生物处理工艺一一厌氧一缺氧一好氧生物脱氮除磷工艺(A^/O工艺)1.设计参数
(1)水力停留时间:
该设计中的水力停留时间取t=8h。
(2)曝气池内活性污泥浓度:
该设计中曝气池内活性污泥浓度取XV=3000mg/L=
(3)回流污泥浓度
v106
Xrr
SVI
式中Xr-
SVI
r
-污泥回流浓度(mg/L);
—污泥指数,采用100;
—系数,米用1.2。
106
X=101.2=12000mg/L
100
(4)污泥回流比
XvXr
1+R
式中R-
-污泥回流比;
Xr―
-回流污泥浓度(mg/L),Xr=fXr=0.75x12000=9000mg/L。
R
30009000
1+R
解得:
R=0.5。
(5)TN去除率
匸鱼100%
Si
式中e—TN去除率(%);
Si—进水TN浓度(mg/L);
S2—出水TN浓度(mg/L),该设计中取15mg/L。
32-15
e_15100%一53.1%
32
(6)内回流倍数
Re
1\内-
1-e
R内05311.13
1-0.531
2.总有效容积
V=Qt
式中Q—进水流量(m/d);
t—水力停留时间(d)
V=0.9034586400—26019.36m3
24
厌氧、缺氧、好氧各段内水力停留时间的比值为1:
1:
3,则每段的水力停留
时间分别为:
厌氧池内水力停留时间ti=1.6h;
缺氧池内水力停留时间t2=1.6h;
好氧池内水力停留时间13=4.8h。
3.平面尺寸曝气池总面积
V
A
h
式中a—曝气池总面积(吊);
h—曝气池有效水深,该设计中取4.5m
A=2601936=5782.08m2
4.5
设2个曝气池,每组曝气池面积
△=57^£91.04m2
N2
每组曝气池共设5廊道,第1廊道为厌氧段,第2廊道为缺氧段,后3个廊道为好氧段,每廊道宽取7m则每廊道长
bn
式中l—曝气池每廊道长(m;
b—每廊道宽度(m,该设计中取7mn—廊道数,该设计中取5.
2891.04
75
=82.6m
4.进水系统
(1)曝气池的进水设计
初沉池的来水通过DN1200mi的管道送入厌氧一缺氧一好氧曝气池首端的进水渠道,管道内的水流速度为0.88m/s。
在进水渠道内,水流分别流向两侧,从厌氧段进人,进水渠道宽度为1.2m,渠道内水深1.0m,则渠道内的最大水流速度
Qs
W:
Nb1h1
式中V
b
h
i—渠道内最大水流速度(m/s);i—进水渠道宽度(m;
1—进水渠道有效水深(m)
vi
0.903450.376m/s
21.21.0
反应池采用潜孔进水,孔口面积
F乞
Nv2
式中F
v
—每座反应池所需空口面积(m)
2—孔口流速(m/s),该设计中去
0.4m/s。
__0.90345
F二
27.4
=1.13m2
每个孔口尺寸为0.5*0.5m,则孔口个数
式中f—每个孔口的面积(m)
1.13
n=
0.50.5
=5
(2)曝气池的出水设计
该工艺的出水采用矩形薄壁堰,跌落出水,堰上水头
2
H二
式中h—堰上水头(m;
q—每座反应池出水量(m/s),指污水最大流量与回流污泥量、回流
3
量之和(0.70786*1.6m/s);
m—流量系数,该设计中去0.4;b—堰宽(m))与反应池宽度相等,取7m
2
,〔0.90345+0.70786x1.6^门“c、、、2汉0.4汉7汉*2汉9.8丿
设计中取0.19m。
该生物池的最大出水流量为0.90345+0.70786*1.6=2.04m3/s,出水管管径采用DN1800m的钢筋混凝土圆管,送往二沉池,管内流速为0.80m/s。
5.其他管道设计
(1)污泥回流管
在本设计中,污泥回流比为50%从二沉池回流过来的污泥通过两根DN500mm的回流管道分别进入首端两侧的厌氧段,管内污泥流速为0.9m/s。
(2)硝化液回流管
硝化液回流比为200%,从二沉池出水回至缺氧段首端,硝化液回流管道管
径为DN1000m,管内流速为0.9m/s。
6.剩余污泥量
W二aQSr-bVXvLrQ50%
式中W—剩余污泥量(kg/d);
a—污泥产率系数,该设计中取0.6;
b—污泥自身氧化系数(d-1),该设计中取0.05;
Q—平均日污水流量(nVd);
Lr—反应池去除的ss浓度,Lr=180-10=170mg/L=0.17kg/m.
Sr—反应池去除BOD浓度,S=180-10=170mg/L=0.17kg/m3.
W=0.661084.80.17-0.0526019.3630.1761084.850%=7519.95kg/d.
(五).二沉池
设计中选择二组辐流沉淀池,N=2,每池设计流量为0.451725m3/s,从曝气池流出的混合液进人集配水井,经过集配水井分配流量后流进辐流沉淀池。
1.沉淀池表面积
lQ3600
F二
q
式中F
Q
!
q
—沉淀部分有效面积(m);
—设计流量(m/s);
—表面负荷]m/(m2•h)],该设计中取1.4.
F04517253600=1161.58m2
1.4
2.沉淀池直径
D=
41161.58
n
式中d—沉淀池直径(m;
=38m
3.沉淀池有效水深
h2二q'汇t
式中h2—沉淀池有效水深(m;
t—沉淀时间(h),该设计中取t=2.5h
h2=1.42.5=3.5m
4.径深比
D二臾10.9,合乎(6一12)的要求。
h23.5
5.污泥部分所需容积
U_2(1R)Q°X
10.5(XXr)N
式中V1—污泥部分所需容积(m3);
Q0—污水平均流量(m'/s);
R—污泥回流比(%);
X—曝气池中污泥浓度(mg/L);
Xr—二沉池排泥浓度(mg/L)。
设计中取Q=0.70736rn/s,R=50%
X」
SVI
X(IJ
式中SVI—污泥容积指数,该设计中取SVI=100;r—系数,一般采用1.2;
Xr=12000mg/L
X二4000mg/L
2(1R)Q°X
0.5(XXr)N
210.50.7073636004000
0.54000120002
3
-1909.9m
6.沉淀池总高度
H=0h2h3h4h5
式中H—沉淀池总高度〔m);
h1—沉淀池超高(m),一般采用0.3-0.5m;
h2—沉淀池有效水深(m);
h3—沉淀池缓冲层高度(m),—般采用0.3m;
h4—沉淀池底部圆锥体高度(m);
h5—沉淀池污泥区咼度(m)
设计中取h1=0.3m,h3=0.3m,h2=3.5m
根据污泥部分容积过大及二沉池污泥的特点,采用机械刮吸泥机连续排泥,池底坡度为0.05。
式中h
r
r
I
4—沉淀池底部圆锥体高度〔m);
—沉淀池半径(m)设计中为19m
1—沉淀池进水竖井半径(m),—般采用1.0m;
—沉淀池池底坡度,取0.05
h4=19-10.05=0.9m
式中Vi—污泥部分所需容积(m3);
V2—沉淀池底部圆锥体容积(m);
F—沉淀池表面积(m)o
n22
V2h4(rrr1r1)
3
V2=n0.919219112=359.1m3
3
h5=
1909.9-359.1
1161.58
=1.33m
H=0.33.50.30.91.33=6.33m
7.进水管的计算
Q1=QRQ
式中Q1—进水管设计流量(m3/s);Q—单池设计流量(m3/s);
R—污泥回流比(%);
Q0—单池污水平均流量(m3/s)
Q1=0.4517250.50.707360.^0.629m3/s
进水管管径取D1=900mm
流速
Q14Q1
AnD,
40.629
v20.99m/s
n0.9
8.进水竖井计算
进水竖井直径采用D2=2.Om;
进水竖井采用多孔配水,配水口尺寸a•b=0.5m-1.5m;共设6个沿井壁均匀分布;
流速v:
v=Qi二0.629=0.14m/sv0.15,符合要求
A0.5x1.5x6
孔距1:
D2冗一ax6小ll
l20.55m
6
9.稳流筒计算
筒中流速:
v3=0.03〜0.02m/s(设计中取0.02);
稳流简过流面积:
f』严29=31仙2v30.02
稳流筒直径D3:
D3「f431・454=6.6
10.出水槽计算
采用双边90°三角堰出水槽集水,出水槽沿池壁环形布置,环形槽中水流由左右两侧汇入出水口。
o
每侧流量:
Q=0.451725/2=0.225863(m/s)
集水槽中流速v=0.6m/s;
设集水槽宽B=0.6m;
槽内终点水深h2:
h2=Q=0.225863=063m
vB0.6乂0.6
槽内起点水深怜:
2h^h22
hk=3
.:
Q2gB2
式中hk—槽内临界水深(m);
a—系数,一般米用1;g—重力加速度。
°.225863:
=0.24口
.9.810.62
h1二
20.242
0.63
0.63^0.76m
设计中取出水堰后白由跌落0.10m,集水槽高度:
0.1+0.76=0.87m尺寸为:
0.6m•0.87m.
11.出水堰计算
集水槽断面
Q
q二
n
L
n=一
b
L1L2
2/3
h=0.7q
Qq。
=
式中q
—三角堰单堰流量(L/s);
Q
—进水流量((L/s));
L
—集水堰总长度(m);
L
1—集水
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