污水处理厂各类工艺设计计算

吉首大学生物资源与环境科学学院版权所有，仿冒必究。格栅的设计计算设计参数1.设计流量：一般按Qmax计算，并用Qmin校核其过栅最小流速。2.过栅流速：栅前渠道内水流速度一般严用O.4～0.9m/s；废水通过栅条间隙的流速可采用O.6～1.0m/s。应注意设计过流能力一般取格栅生产厂商提供最大过流能力的80%以留有余地。3.水流通过格栅的水头损失值：大型污水处理厂应通过计算决定。对于小型污水处理工程(1×104m3/d以下)一般采用O.08～O.15m，栅后渠底应比栅前渠底相应降低O.08～0.15m4.有效过滤面积：按流速O.6～1.0s/m计算，但总宽度不小于进水管渠宽度的1.2倍，与筛网一起使用时可取1.8倍。5.格栅的倾角：一般采用45°～75°，人工清除栅渣时取低值。6.格栅上部需设置工作台，其高度应高出格栅前最高设计水位O.5m,工作台上应有安全和冲洗设施，工作台两侧过道宽度不小于O.7m；工作台正面过道宽度，当人工清除栅渣时，不应小于1.2m，当机械清除栅渣时，不应小于1.5m。格栅计算公式名称公式说明栅前流速v1(m/s)hBQv1max1=Qmax——最大设计流量，m3/sB1——栅前渠道宽度，mh——栅前渠道水深，m过栅流速v/(m/s))1(max+=nbhQvb——栅条间隙，mmn——栅条数目最大处理水量Qmax/(m3/s))(sinmaxsbBhbvQ+•=αh——有效水深，mB——栅条有效宽度，mS——栅条宽度,mm格栅宽度B/mbnnSB+−=)1(bhvQnαsinmax=h——栅前水深，mα——格栅倾角，°过栅水头损失h1/mkhh01=αξsin220gvh=h0——计算水头损失，mg——重力加速度，m/s2k——系数，格栅被栅渣阻塞时，水头损失增大的倍数可按k=3.36v－1.32计算或取k=2～3ζ——局部阻力系数栅后渠总深H/m21hhhH++=h2——栅前渠道超高，m栅渠总长L/mαtan15.00.121HllL++++=1tan211αBBl−=212ll=21hhH+=L1——栅前部渐宽长度，mL2——栅后部渐缩长度，mB1——进水渠宽度，mHI——栅前渠总深，mα1——栅前部渐宽段水平展开角，一般20°吉首大学生物资源与环境科学学院版权所有，仿冒必究。每日栅渣量/(m3/d)zKWQW10001max86400=W1——单位栅渣量K2——进渠污水流量变化系数栅条断面形状与阻力系数ζ栅条断面形状一般采用尺寸计算式形状系数锐边矩形厚10mm，宽50mmζβ=4/3（S/b）β=2.42圆形直径φ20mmβ=1.79带半圆的矩形厚10mm，宽50mmβ=1.83梯形β=2.00两头半圆的矩形厚10mm，宽50mmβ=1.67正方形边长20m21bsbζε+⎛⎞=−⎜⎟⎝⎠i收缩系数ε，一般取0.64栅渣清除方式：栅渣的清除方法，一般按栅渣量确定。当每日栅渣量大于0.2m3时，应采用机械格栅除渣机。目前，一些小型废水处理厂，为了改善劳动条件，也采用机械格栅除渣机。计算实例①设计参数：设计流量Q=2.6×104m3/d=301L/s栅前流速v1=0.7m/s，过栅流速v2=0.9m/s栅条宽度s=0.01m，格栅间隙b=20mm栅前部分长度0.5m，格栅倾角α=60°单位栅渣量ω1=0.05m3栅渣/103m3污水②设计计算（1）确定格栅前水深，根据最优水力断面公式21211vBQ=计算得：栅前槽宽mvQB94.07.0301.021121=×=，则栅前水深mBh47.0294.021===。（2）栅条间隙数6.349.047.002.060sin301.02sin1=××°==ehvQnα(取n=36)。（3）栅槽有效宽度mbnnsB07.13602.0)136(01.0)1(=×+−×=+−=。（4）进水渠道渐宽部分长度mBBL23.020tan294.007.11tan211=°−=−=α。（其中1α为进水渠展开角）（5）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度mLL12.0212==。（6）过栅水头损失（h1）因栅条边为矩形截面，取k=3，则mgvkkhh103.060sin81.9229.034)02.001.0(42.23sin2201=°××××===αε。吉首大学生物资源与环境科学学院版权所有，仿冒必究。其中34)(bsβε=h0：计算水头损失k：系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增加倍数，取k=3ε：阻力系数，与栅条断面形状有关，当为矩形断面时β=2.42（7）栅后槽总高度（H）取栅前渠道超高h2=0.3m，则栅前槽总高度H1=h+h2=0.47+0.3=0.77m栅后槽总高度H=h+h1+h2=0.47+0.103+0.3=0.87（8）格栅总长度L=L1+L2+0.5+1.0+H1/tanα=0.23+0.12+0.5+1.0+0.77/tan60°=2.29m（9）每日栅渣量ω=Q平均日ω1=05.03105.14106.2×××=0.87m3/d0.2m3/d所以宜采用机械格栅清渣。平流沉砂池的设计计算设计参数（1）最大流速为0.3m/s，最小流速为0.15m/s；（2）最大流量时停留时间不小于30s，一般采用30～60/s；（3）有效水深应不大于1.2m，一般采用0.25～1m，每格宽度不宜小于0.6m；（4）进水头部应采取消能和整流措施；（5）池底坡度一般为0.01～0.02，当设置除砂设备时，可根据设备要求考虑池底形状名称公式符号说明长度L——平流沉砂池长度（m）v——最大设计流量时的流速（m/s）t——最大设计流量时的流行时间（s）水流断面面积A——过水断面面积（m2）Qmax——最大设计流量（m3/s）池总宽度B——池总宽度（m）h2——设计有效水深（m）沉砂室所需容积V——沉沙池容积（m3)X——城市污水沉砂量（m3/106m3)T——清除沉砂的间隔时间（d）Kz——生活污水流量总变化系数池总高度H——池总高度（m）h1——超高（m）h3——沉沙斗高度（m）验算最小流速vmin——最小流量（m/s）Qmin——最小流量（m3/s)n1——最小流量时工作的沉沙池数目（个）wmin——最小流量时池中水流断面面积（m2）设计实例vtL=vQAmax=2hAB=61086400maxzKXTQV=321hhhH++=min1minminwnQv=吉首大学生物资源与环境科学学院版权所有，仿冒必究。最大设计流量为0.2m3/s，最小设计流量为0.1m3/s，总变化系数为Kz=1.50。（1）长度（L）设υ=0.25m/s，t=30s，则L=υt=0.25×30=7.5（m）（2）水流断面面积)2(8.025.02.0maxmQA===υ（3）池总宽度（B）设n=2格，梅格宽度b=0.6m，则B=nb=2×0.6=1.2（m）（4）有效水深h2=A/B=0.8/1.2=0.67（m）（5）沉砂斗所需容积（V）设T=2d，则)3(69.061050.1864002302.061086400maxmKzXTQV=××××=××=（6）每个沉砂斗容积（V0）设每一分格有2个沉砂斗，则V0=0.69/(2×2)=0.17（m3）（7）沉砂斗各部分尺寸设斗底宽1a=0.5m，斗壁和水平面的倾角为55°，斗高'3h=0.35m，沉砂斗上口宽：)(0.15.055tan35.02155tan'32maha=+°×=+°=沉砂斗容积：)3(2.025.025.012212(635.0)2121222(6'3'0maaaahV=×+××+×=++=）（8）沉砂室高度（h3）采用重力排砂，设池底坡度为0.06，坡向砂斗，则)(51.065.206.035.0206.0'33mlhh=×+=+=（9）池总高度（H）设超高h1=0.3m，则H=h1+h2+h3=0.3+0.67+0.51=1.48(m)（10）验算最小流速（υmin）在最小流速时，只用1格工作（n1=1）)/(15.0)/(25.067.06.011.0min1minminsmsmnQ=××==ωυ辐流沉淀池的设计计算设计参数(1)池的直径较大，20-30m，最大直径达100m；(2)中心深度2.5-5.0m，周边深度为1.5-3.0m；(3)有效水深一般不大于4m，池直径与有效水深之比不小于6，一般为6-10；(4)采用机械刮泥时，沉淀池的缓冲层上缘应高出刮泥板0.3m，刮泥机械活动桁架的转数为每小时2-3次；(5)对生活污水或与之相似的废水进行处理的表面负荷可采用2-3.6m3/m2·h，沉淀时间为1.5-2.0h。名称公式符号说明沉淀部分水面面积F/m2'maxnqQF=Qmax——最设计流量，m3/h；n——池数，个；q'——表面负荷，m3/(m2·h)池子直径D/mπFD4=沉淀部分有效水深h2/mtqh'2=t——沉淀时间，h吉首大学生物资源与环境科学学院版权所有，仿冒必究。沉淀部分有效容积V'/m32'max'FhVtnQV==或污泥部分所需的容积V/m3nSNTV1000=nZKTccQV)0100(10024)21(maxργ−××−=RXXQXRV++=)1(4S——每人每日污泥量，一般取0.3~0.8L/人.d；N——设计人口数（人）；T——污泥池储泥周期（d）；c1——进水悬浮物浓度，t/m2；c2——出水悬浮物浓度，t/m2；Kz——生活污水总变化系数；γ——污泥容重，取1.0t/m3；0ρ——污泥含水率，%；R——污泥回流比；X——混合液污泥浓度，mg/L；XR——回流污泥浓度，mg/L污泥斗容积V1/m3)222121(351rrrrhV++=πh5——污泥斗高度，m；r1——污泥斗上部半径，m；r2——污泥斗下部半径，m污泥斗以上圆锥体部分污泥容积V'1/m3)2112(341'rRrRhV++=πh4——圆锥体高度，m；R——池子半径，m沉淀池总高度H/m54321hhhhhH++++=h1——超高，m；h3——缓冲层高度，m设计实例1）、池表面积2104211042'mqQA≈==2）、单池面积2m52121042nA===单池A（取530m3）3）、池直径m98.2514.35304A4D＝＝单池×⋅=π（取530m）4）、沉淀部分有效水深(h2)混合液在分离区泥水分离，该区存在絮凝和沉淀两个过程，分离区的沉淀过程会受进水的紊流影响，取mh32=5）、沉淀池部分有效容积398.15913422614.3242mhDV=××=⋅=π6）、沉淀池坡底落差（取池底坡度i=0.05）mrDih55.0222605.0124=−×=−×=⎟⎠⎞⎜⎝⎛⎟⎠⎞⎜⎝⎛7）、沉淀池周边（有效）水深mmhhhH0.40.45.05.035320≥=++=++=),65.64260(满足规定==HD8）、污泥斗容积吉首大学生物资源与环境科学学院版权所有，仿冒必究。73m.10tan60)12(tan)2r1r(6h=×−=⋅−=α污泥斗高度()3.7m12)211222(373.114.3222121361=+×+××=++=rrrrhVπ池底可储存污泥的体积为：()363.166)22213213(38.014.32112442mrRrRhV=+×+××=++×=π共可储存污泥体积为：3179.33m166.637.122V1V=+=+9）、沉淀池总高度H=0.47+4+1.73=6.2m斜板沉淀池的设计计算设计参数(1)斜板（管）之间间距一般不小于50mm，斜板（管）长一般在1.0-1.2m左右；(2)斜板的上层应有0.5-1.0m的水深，底部缓冲层高度为1.0m。斜板（管）下为废水分布区，一般高度不小于0.5m，布水区下部为污泥区；(3)池出水一般采用多排孔管集水，孔眼应在水面以下2cm处，防止漂浮物被带走；(4)废水在斜管内流速视不同废水而定，如处理生活污水，流速为0.5-0.7mm/s。(5)斜板(管)与水平面呈60°角，斜板净距(或斜管孔径)一般为80～100mm。名称公式