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1、 某城鎮生活污水處理廠附 錄設計計數部分 廣東環境保護工程職業 學院 環境工程與土木工程 系專業：環境監測與治理技術 班級:環境治理技術2班指導老師：陳建軍 組長：鄧景永組員：鄧景永、梁家昌、胡家樂、 日期：2012-5-30林冰煌、鄧燦華、黃培楠 1.粗格柵設計計算1. 已知條件設計平均流量:Q=20000/(24*3600)=0.2315(m3/s),總變化系數Kz=1.5 2. 設計計算 柵槽寬度 柵條的間隙數n,個 式中Qmax-最大設計流量，m3/s； -格柵傾角，(o)，取=60 0; b -柵條間隙，m，取b=0.02m; n-柵條間隙數，個； h-柵前水深，m，取h=0.75 2、m; v-過柵流速，m/s,取v=0.9 m/s;隔柵設兩組，按兩組同時工作設計，一格停用，一格工作校核。則： n =23.9 取 n=24(個) 則每組細格柵的間隙數為24個。柵槽寬度 B設柵條寬度 S=0.01m 柵槽寬度一般比格柵寬0.20.3 m,取0.2 m;則柵槽寬度 B2= S(n-1)+bn+0.2 =0.01(12-1)+0.0212+0.2 =0.55 0.60(m)單個格柵寬0.60m，兩柵間隔墻寬取0.60m，則柵槽總寬度 B=0.702+0.60=1.80m 通過格柵的水頭損失 h1 進水渠道漸寬部分的長度L1。設進水渠道B1=1.50 m，其漸寬部分展開角度1=203、 0,進水渠道內的流速為0.52 m/s。 L1 格柵與出水總渠道連接處的漸窄部分長度L2 m , L2 通過格柵的水頭損失 h1，m h1=h0k 式中 h1-設計水頭損失，m; h0 -計算水頭損失，m; g -重力加速度，m/s2 k -系數，格柵受污物堵塞時水頭損失增大倍數，一般采用 3； -阻力系數，與柵條斷面形狀有關；設柵條斷面為銳邊矩形斷面，=2.42。 =0.65(m) 柵后槽總高度H，m 設柵前渠道超高h2=0.3m H=h+h1+h2=0.75+0.65+0.3 =1.70(m) 柵槽總長度L，m L 式中，H1為柵前渠道深， m. =2.7(m) 每日柵渣量W，m3/d 4、式中，W1為柵渣量，m3/103m3污水，格柵間隙1625mm時，W1=0.100.05m3/103m3污水；本工程格柵間隙為20mm，取W1=0.07污水。W=864000.23150.0710001.5=0.93(m3/d)0.2(m3/d)采用機械清渣。(6) a . 主要構筑物 粗格柵間平面尺寸3.04.0m ,地下深度1.5，地上高0.2m b 主要設備器材 鋼絲繩機械格柵 2 臺 配用電機功率0.75kw柵寬0.6m 柵條間隙20mm, 閘門4個2.提升泵房設計計算1. 已知條件:設計平均流量:Q=20000/(24*3600)=0.2315(m3/s),考慮0.5倍的雨水載留倍數5、,污水變化系數KZ=1.48，最大污水提升流量為1233 m/h，平均污水提升流量833 m/h，最大合流提升流量Q=1250 m/h，設計揚程H=7m。2.主要工程內容：a . 主要構筑物 泵房平面尺寸 8.0m6.0m,地下深度3m,地上高4m 。b 主要設備器材 潛水排水泵 Q=400 m/h,H=7m,N=15kw 3臺(2用1備) 電動葫蘆 型號MD1-10D 1臺3.細格柵設計計算1 已知條件設計平均流量:Q=20000/(24*3600)=0.2315(m3/s),總變化系數Kz=1.5 2 設計計算 柵槽寬度柵條的間隙數n,個 式中Qmax-最大設計流量，m3/s； -格柵傾角6、，(o)，取=60 0; b -柵條間隙，m，取b=0.01 m; n-柵條間隙數，個； h-柵前水深，m，取h=0.75 m; v-過柵流速，m/s,取v=0.9 m/s;隔柵設兩組，按兩組同時工作設計，一格停用，一格工作校核。則： n =23.9 取 n=24(個) 則每組細格柵的間隙數為24個。柵槽寬度 B設柵條寬度 S=0.01m 柵槽寬度一般比格柵寬0.20.3 m,取0.2 m;則柵槽寬度 B2= S(n-1)+bn+0.2 =0.01(24-1)+0.0124+0.2 =0.67 0.7(m)單個格柵寬0.70m，兩柵間隔墻寬取0.60m，則柵槽總寬度 B=0.702+0.60=7、2.00m 通過格柵的水頭損失 h1 進水渠道漸寬部分的長度L1。設進水渠道B1=1.50 m，其漸寬部分展開角度1=20 0,進水渠道內的流速為0.52 m/s。 L1 格柵與出水總渠道連接處的漸窄部分長度L2 m , L2 通過格柵的水頭損失 h1，m h1=h0k 式中 h1-設計水頭損失，m; h0 -計算水頭損失，m; g -重力加速度，m/s2 k -系數，格柵受污物堵塞時水頭損失增大倍數，一般采用 3； -阻力系數，與柵條斷面形狀有關；設柵條斷面為銳邊矩形斷面，=2.42。 =0.26 (m) 柵后槽總高度H，m 設柵前渠道超高h2=0.3m H=h+h1+h2=0.75+0.28、6+0.3 =1.31(m) 柵槽總長度L，m L 式中，H1為柵前渠道深， m. =3.15m) 每日柵渣量W，m3/d 式中，W1為柵渣量，m3/103m3污水，格柵間隙615mm時，W1=0.100.05m3/103m3污水；本工程格柵間隙為10mm，取W1=0.08污水。W=864000.23150.0810001.5-0.93=0.55(m3/d)0.2(m3/d)采用機械清渣。(6) 主要工程內容 a . 主要構筑物 粗格柵間平面尺寸3.24.0m ,地下深度1.5 b 主要設備器材 鋼絲繩機械格柵 2 臺 配用電機功率0.75kw柵寬0.7m 柵條間隙10mm, 閘門4個4.沉砂9、池設計1.根據日處理污水量為2萬，選定型號為XLCS-600-P的旋流式沉砂池，該沉砂池的特點是：在進水渠末端設有能產生池壁效應的斜坡，另砂粒下沉，沿斜坡流入池底，并設有阻流板，以防止紊流；軸向螺旋槳將水流帶向池心，然后向上，由此形成了一個渦形水流，平底的沉砂分選區能有效的保持渦流形態，較重的砂粒在靠近池心的一個環行孔口落入集砂區，而較輕的有機物由于螺旋槳的作用而與砂粒分離，最終引向出水渠。2.旋流式沉砂池XLCS-600-P尺寸(mm)型號流量(m3/h)ABCDEFHGJKLXLCS-600-P6002.4310.450.90.31.450.30.40.40.81.15(6) 主要工程內容10、 a . 主要構筑物 旋流式沉砂池兩座 每座直徑D=2.5m，高H=3.5m b主要設備器材 XLCS-600-P型旋流沉砂池除污機 2臺 LSSF-260型螺旋式砂水分離器 按處理25L/s選5 .A2/O生物反應池1.判斷是否可采用A2/O法： COD/TN=250/40=6.25 與8接近 TP/BOD5=5/150=0.0330.06 符合要求，故可采用此法。2.已知條件:設計流量Q=20000m3/d(不考慮變化系數1.5)設計進水水質:COD 250mg/L，BOD 150mg/L，SS 200mg/L，TN40mg/L NH3-N 40mg/L，TP 5mg/L;最低水溫 4 011、C. 設計出水水質:COD90mg/L，BOD520mg/L，SS60mg/LTN15mg/L，NH3-N10mg/L，TP0.5mg/L 3.設計計算(污泥負荷法)有關設計參數 BOD5污泥負荷 N=0.13kg BOD5/(kgMLSS*d) 回流污泥濃度XR=6600(mg/L) 污泥回流比 R=100% 混合液懸浮固體濃度 混合液回流比 R內TN 去除率 混合液回流比 反應池容積 V，m3反應池總水力停留時間:各段水力停留時間和容積:厭氧缺氧好氧=11.53.5厭氧池水力停留時間 : 厭氧池容積 : 缺氧池水力停留時間 : 缺氧池容積 : 好氧池水力停留時間 : 好氧池容積 : 校核氮12、磷負荷， kg TN / (kgMLSS d)好氧段總氮負荷 kg TN / (kg*MLSS d)(符合要求)厭氧段總磷負荷 kg TN / (kg*MLSS d)(符合要求) 剩余污泥 X=PxPs Px=Y*Q(S0Se)Kd*V*Xv Ps=(TSSTSSe)Q50%取污泥增殖系數 Y=0.60， 污泥自身氧化率 Kd=0.05， 將各值代入Px=0.6020000(0.150.02) 0.054079.2633000.71000 =1560-471.2 =1088.8(kg/d)Ps=(0.20.02) 200050%=1800(kg/d)X=PxPs=1088.8+1800=28813、8.8(kg/d) 反應池主要尺寸 圖2 反應池計算簡圖反應池總容積 V=6933.01 (m3)有效水深 3.5m；采用五廊道式推流式反應池，廊道寬b=7.5m；反應池長度：L=S/B=1386.60/(57.5)=41.08(米)；校核：b/h=7.5/4.5=1.67(滿足b/h=12)； l/b=41.08/7.5=5.48滿足l/h=510)；取超高為0.5 m， 則反應池總高 H=4.5+0.5=5.0(m) 反應池進、出水系統計算 Qmax=0.351.20.42(m3/s) 1.2為安全系數20000864001.5=0.35(m3/s)1.5變化系數管道流速 v=0.49 m14、/s管道過水斷面積 A=Q/v=0.420.49=0.86(m2)管徑取DN1050mm 回流污泥管 反應池回流污泥管設計流量 =0.278 (m3/s) 1.2安全系數； 管道流速取 v1=0.49 (m/s) 取回流污泥管管徑 DN 1050 mm 進水井： 反應池進水孔尺寸：進水孔過流量 Q2=(1+R)Q/2=(1+1)20000864002=0.231(m3/s) 孔口流速 v=0.3m/s， 孔口過水斷面積 A=Q2/v=0.2310.3=0.77(m2) 取圓孔孔徑為 1000 mm 進水井平面尺寸為 66(mm) 出水堰及出水井 按矩形堰流量公式計算： Q3=0.42 b H115、.5 =1.86 b H1.5 式中 b堰寬，b=7.5 m; 3.5安全系數 H堰上水頭，m m 出水井平面尺寸 1.17.5 (mm) 出水管 反應池出水管設計流量Q5=Q3=1.20.2315(1+R)2 =0.28 (m3/s) 式中： 1.2安全系數 管道流速 v=0. 35m/s 管道過水斷面 A=Q5/ v=0.280.35=0.8( m2) 管徑：d=1000 mm 取出水管管徑 DN 1000 mm 曝氣系統設計計算 設計需氧量 AORAOR=去除BOD5需氧量剩余污泥中BODU氧當量NH3H 硝化需氧量剩余污泥中NH3H的氧當量反硝化脫氮產氧量式中:a需氧率，取值為 1K變16、化系數，取值 1.3Q每日處理污水量 S0處理BOD5濃度，150mg/L Se出水BOD5濃度，20mg/L b系數，4.6 TN040mg/L 10mg/L C系數，2.86 最大需氧量與平均需氧量之比為1.34，則 去除每1 kg BOD5 需氧量 標準需氧量采用鼓風曝氣，微孔曝氣器。曝氣器敷設于池底，距池底0.2m，淹沒深度4.3m，氧轉移效率=20%，計算溫度T=25 ，將實際需氧量 AOR換算成標準狀態下的需氧量 SOR式中: 氣壓調整系數，取值為 1 曝氣池內平均溶解氧，取=2mg/L 污水中飽和溶解氧與請水中飽和溶解氧之比，取 0.95 空氣擴散器出口處絕對壓力： 空氣離開好氧17、反應池時氧的百分比： 好氧反應池中平均溶解氧飽和度： 標準需氧量為： 相應反應池最大時標準需氧量： 好氧反應池平均時供氣量 最大時供氣量： 所需空氣壓力(相對壓力) 式中: h1+h2供氣管道沿程與局部阻力損失之和，取h1+h2=0.2 m h3曝氣器淹沒水頭，h3=4.3 m h4曝氣器阻力，取 h4=0.4 m 富余水頭，=0.5 m 曝氣器數量計算按供氧能力計算所需曝氣器數量. 式中 按供氧能力所需曝氣器個數，個 曝氣器標準狀態下，與好氧反應池工作條件接近時的供氧能力，kgO2./(h 個)采用微孔曝氣器，工作水深4.3 m，在供風量 時，曝氣器氧利用率，服務面積0.30.75m2， 充18、氧能力=0.14 kgO2./(h 個).則： 以微孔曝氣器服務面積進行校核： 符合要求考慮到供氣管道的敷設及反應池好氧部分的具體尺寸，取 供風管道計算供風干管采用樹狀布置流量 流速 管徑 取干管管徑為 DN550mm單側供氣(向單廊道供氣) 支管 流速 管徑 取支管管徑為 DN200mm雙側供氣(向兩側廊道供氣) 管徑 流速 管徑 取支管管徑為 DN250mm注：考慮到逐減曝氣，沿污水流動方向上第一、第二廊道之間的支管管徑取為 DN300mm。 厭氧池設備選擇： 厭氧池設導流墻，將厭氧池分為兩格， 每格內設潛水攪拌機2臺， 所需功率按 5W/m3 池容計算.厭氧池有效容積 混合全部污水所需功19、率為 缺氧池設備選擇 缺氧池設導流墻，將缺氧池分為兩格， 每格內設潛水攪拌機2臺， 所需功率按 5W/m3 池容計算.缺氧池有效容積 混合全部污水所需功率為 好氧池有效容積 污泥回流設備污泥回流比 ; 安全系數1.2污泥回流量 主要工程內容a . 主要構筑物 厭氧池：37.575 缺氧池：37.5105 好氧池：2437.55 b 主要設備器材: 低速潛水推流器：P=1.5kw和2kw 各4臺 淹沒式回流泵Q=300 H=0.6m P=0.75kw 3臺 微孔曝氣器d=260mm 2280個6.二沉池采用中心進水周邊出水輻流式二次沉定池已知條件 反應池懸浮固體濃度 二沉池底流生物固體濃度 回流20、污泥比 圖3 沉淀池計算簡圖設計計算 沉淀部分水面面積 F ，根據生物處理段的特性，選取二沉池表面負荷 ，設兩座二沉池， . 池子直徑 D ，為與機械刮泥機配套，池子直徑取為D=24 (m)沉淀部分水面面積F= 二次沉淀池表面負荷 校核固體負荷 沉淀部分的有效水深 ， 設沉淀時間： 沉淀區的容積 ,設計采用周邊傳動的刮吸泥機排泥,污泥區容積按 2h 貯泥時間確定. 每個沉淀池污泥區的容積 污泥區高度 污泥斗高度. 設池底的徑向坡度為0.05, 污泥斗直徑 上部直徑 ,傾角 , 則 圓錐體高度 豎直段污泥部分的高度 污泥區高度 沉淀池總高度 , 設超高 =0.3 m, 緩沖層高度 m. 出水三角21、堰計算 出水三角堰(900) 三角堰中距 , 采取雙邊出水,總長 式中: 0.8為集水槽外框距池壁距離 1.3為集水槽內框距池壁距離 0.83為出水堰及集水槽寬度，由后面集水槽計算求得三角堰個數 每個三角堰的流量 三角堰堰上水頭 集水槽寬集水槽水深 出水堰計算簡圖 主要工程內容a . 主要構筑物 ： 2座輻流式沉淀池 D=24m H=7m b 主要設備器材:周邊傳動刮泥機 P=0.37kw 2臺7. 紫外線消毒池1設計參數 采用渠道式紫外消毒池，最大處理量為833 m3/h2 主要工程內容a 主要構筑物： 渠道式紫外消毒池1座 尺寸：8.0m2.0m3.0m b 主要設備器材: 紫外線燈管 P22、=260W 30支 機械清洗系統 P=0.55kw 1套 0.25噸電動葫蘆P=1.0kw 1臺8污泥泵房 1設計參數 最大污泥回流比為100%，設計水量Q=20000 m3/d=833 m3/h,剩余污泥總量2888. 8 kg/d，污泥含水率為99.2%，污泥體積流量369 m3/d。2. 主要工程內容a 主要構筑物： 污泥泵房1座 尺寸：7.0m3.0m5.0mb 主要設備器材：污泥回流泵Q=500 m3/h，H=10m，N=5.5kw 3臺（2用1備） 剩余污泥泵Q=15 m3/h，H=10m，N=0.75kw 2臺（1用1備）9. 浮渣泵房1設計參數 設計規模20000 m3/d2主23、要工程內容 a 主要構筑物： 浮渣泵房1座， 尺寸：2.5 m1.2m3.0mb 主要設備器材：浮渣泵Q=10m3/h，H=10m，N=0.75kw 2臺（1用1備） 為了減少臭氣的影響，浮渣泵起吊孔平時用活動板封閉10. 鼓風機房1設計參數 最大時供氣量為Q=7854 m3/h，供氣壓力P=56kPa2主要工程內容a 主要構筑物：鼓風機房20.0m6.0m6.0mb 主要設備器材：進口高性能鼓風機風量Q=65 m3/min,風壓P=56kPa 3臺（2用1備） 配3t電動葫蘆P=3.4 1臺 11. 濃縮池設計參數：含水率，固體濃度，濃縮后污泥固體濃度為 CU =30(kg/m3) (即污泥24、含水率 Pu=97%), 采用重力濃縮。 圖5 濃縮池計算簡圖 設計計算 濃縮池面積 A , 濃縮污泥為剩余污泥,污泥固體通量選用 30(kg/(m2.d)濃縮池面積 Q污泥量，m3/d；Co污泥固體濃度，kg/m3；G污泥固體通量，kg/(.d)； 濃縮池直徑, 用圓形輻流二次沉淀池：直徑 取 D=11(m)則 A=95.0(m2) 濃縮池深度濃縮池工作部分的有效水深 T 為濃縮時間, 取15(h)超高 , 緩沖層高度, 濃縮設機械刮泥,池底坡度 ,污泥斗下直徑, 上底直徑池底坡度造成的深度污泥斗高度 污泥斗傾角；濃縮池深度 3主要工程內容a 主要構筑物：圓形輻流式沉淀池D=11 高H=5m25、b 主要設備器材：潛水攪拌機P=0.37kw 1臺12. 配水配泥井1設計參數 設計規模20000 m3/d2主要工程內容a 主要構筑物： 配水配泥井1座 直徑D=6.0m 高H=6.2mb 主要設備器材：設計DN300閘門及手動啟閉3套 13污泥脫水間1設計參數 剩余污泥量（最大）2888.8(kg/d), 需要濃縮污泥量369 m3/d,含水率99.2%；濃縮后污泥量59 m3/d，含水率95%，脫水后污泥量14t/d，含水率80%。2主要工程內容a 主要構筑物：污泥脫水間尺寸：20.0m7.5m8.5mb 主要設備器材： 帶式濃縮機：濃縮段處理能力為12 m3/h，脫水段處理能力為30026、kg /d，配用電機P=5kw 2臺 進泥泵Q=15 m3/h，揚程H=8m,功率P=1.1kw， 2臺（1用1備） PAM制配裝置：投藥能力100L/h 2臺 藥劑計量泵100L/h，H=6m，P=0.25kw 3臺（2用1備） 螺旋輸送器：輸送量2 m3/h，長度4m,P=1.1kw 2臺 清水泵：Q=6.0 m3/h，H=60m, P=3kw 2臺（1用1備） 軸流風機：Q=0.036 m3/min，P=0.75kw 2臺 14.除磷加藥間1設計參數： 設計水量Q=20000/241.5 m3/h=1250 m3/h2主要工程內容a 主要構筑物： 除磷加藥間尺寸：7.5 m4.0m3.527、mb 主要設備器材: 計量泵Q=0200 L/h，H=0.5MPa 2臺（1用1備）15.分配井1.設計參數： 設計水量Q=20000/241.5 m3/h=1250 m3/h2.主要工作內容：a 主要構筑物： 分配井一座 3.0m 4.9m，地下深度1.7m, 地上高3.2mb 主要設備器材:池內設DN300閘門及手動啟閉機2套16.紫外線消毒系統設計1設計參數 ：依據加拿大TROJAN公司生產的紫外線消毒系統的主要參數，選用設備型號UV4000PLUS。 2設計計算 （1）燈管數 UV4000PLUS紫外線消毒設備每3800 m3/d需2.5根燈管， 則 n=根 取n=14根 （2）消毒渠28、設計 按設備要求渠道深度為129cm，設渠中水流速度為0.5m/s。 渠道過水斷面積 渠道寬度 17.管道設計 1. 提升泵房進水管管徑：Q=20000 m3/d =0.231m3/s，v=0.8m/s，取DN=600mm出水管管徑：Q=20000 m3/d =0.231m3/s，v=1.5m/s（有泵的作用） 取DN=450mm3. 旋流沉砂池至分配井管道 擬用鑄鐵管，設計流量Q=0.231 m3/s，管內流速v=1.2m/s，滿流，1000i=0.691，管徑D=600mm。4. 反應池進、出水系統計算（在計算生化池時已計出）進水管管徑DN1050mm （從分配井到厭氧池） 回流污泥管管徑 DN 1050 mm出水管管徑DN 1000 mm（從好氧池到配水配泥井）5. 其他管道，采用鑄鐵管，設計流量Q=0.231m/s，管內流速v，充滿度滿流，從而求出管徑D。參考文獻： 1 董華 環境工程設計 化學工業出版社，2008 2 張寶軍 水污染控制 中國環境科學出版社，2010 3 徐新陽 于鋒 污水處理工程設計 化學工業出版社，20034張木全 云智勉 化工原理 華南理工大學出版社，20105卜秋平 城市污水處理廠的建設和管理 化學工業出版社， 2002