设计计算书

1第一章处理构筑物设计与计算1.1格栅1.1.1设计说明格栅主要是拦截废水中的较大颗粒和漂浮物，以确保后续处理的顺利进行。1.1.2设计参数设计流量Q=5000m3/d=208.33m3/h=0.058m3/s；栅条宽度S=10mm栅条间隙d=15mm栅前水深h=0.4m格栅安装角度α=60°，栅前流速0.7m/s,过栅流速0.8m/s；单位栅渣量W=0.07m3/103m3废水。1.1.3设计计算由于本设计水量较少，故格栅直接安置于排水渠道中。格栅如图2-1。H1hh2h1h1hHB1B11B150010002H1tg图2.1格栅设计计算草图图1-1格栅示意图1.1.3.1栅条间隙数maxsinQanbhv=式中：Q————设计流量，m3/sα————格栅倾角，度b————栅条间隙，mh————栅前水深，mv————过栅流速，m/s0.058sin600.0150.40.8on´=创11.245=,取n=12条。1.1.3.2栅槽宽度(1)0.01(121)0.015120.29BSnbn栅槽宽度一般比格栅宽0.2～0.3m，取0.3m。即栅槽宽为0.29+0.3=0.59m，取0.6m。1.1.3.3进水渠道渐宽部分的长度2设进水渠道宽B1=0.5m，其渐宽部分展开角度α1=60°1l10.60.50.14220220BBmtgtg1.1.3.4栅槽与出水渠道连接处的渐宽部分长度120.140.0722mll1.1.3.5通过格栅水头损失取k=3,β=1.79(栅条断面为圆形)，v=0.8m/s，则h1=24/3()sin2svkdgba式中：k--------系数，水头损失增大倍数β--------系数，与断面形状有关S--------格条宽度，md--------栅条净隙，mmv--------过栅流速，m/sα--------格栅倾角，度h1=24/30.010.831.79()sin600.01529.81=0.088m1.1.3.6栅后槽总高度设栅前渠道超高h2=0.3mH=h+h1+h2=0.4+0.088+0.3=0.788≈0.8m1.1.3.7栅后槽总长度1120.51.0HLtgll0.40.30.140.070.51.0602.114tgm1.1.3.8每日栅渣量栅渣量(m3/103m3污水)，取0.1～0.01,粗格栅用小值，细格栅用大值，中格栅用中值取W1=0.07m3/103m3K2=1.5，则：W=12864001000QWK式中：3Q-----------设计流量，m3/sW1----------栅渣量(m3/103m3污水)，取0.07m3/103m3W=0.0580.07864001.51000=0.23m3/d＞0.2m3/d(采用机械清渣)选用HF-500型回转式格栅除污机，其性能见下表2-1，表1-1HF-500型回转式格栅除污机性能规格表型号电动机功率（Kw）设备宽（mm）设备高（mm）设备总宽（mm）沟宽（mm）沟深（mm）导流槽长度（mm）设备安装长（mm）HF-5001.150050008505801535150025001.2集水井1.2.1设计说明集水池是汇集准备输送到其他构筑物去的一种小型贮水设备，设置集水池作为水量调节之用，贮存盈余，补充短缺，使生物处理设施在一日内能得到均和的进水量，保证正常运行。1.2.2设计参数设计流量Q=400m3/d=208.33m3/h=0.058m3/s；1.2.3设计计算集水池的容量为大于一台泵五分钟的流量，设三台水泵（两用一备），每台泵的流量为Q=0.029m3/s≈0.03m3/s。集水池容积采用相当于一台泵30min的容量3060305410001000QTWm3有效水深采用2m，则集水池面积为F=27m2，其尺寸为5.8m×5.8m。集水池构造集水池内保证水流平稳，流态良好，不产生涡流和滞留，必要时可设置导流墙，水泵吸水管按集水池的中轴线对称布置，每台水泵在吸水时应不干扰其他水泵的工作，为保证水流平稳，其流速为0.3-0.8m/h为宜。1.3泵房1.3.1设计说明泵房采用下圆上方形泵房，集水池与泵房合建，集水池在泵房下面，采用全地下式。考虑三台水泵，其中一台备用。1.3.2设计参数设计流量Q=5000m3/d=208.33m3/h=0.058m3/s取Q=60L/s，则一台泵的流量为30L/s。41.3.3设计计算1.3.3.1选泵前总扬程估算经过格栅水头损失为0.2m，集水池最低水位与所需提升经常高水位之间的高差为：78.5-73.412=4.5m1.3.3.2出水管水头损失总出水管Q=60L/s，选用管径DN250，查表的v=1.23m/s,1000i=9.91,一根出水管，Q=30L/s，选用管径DN200，v=0.97m/s,1000i=8.6，设管总长为40m，局部损失占沿程的30%，则总损失为：9.914010.30.51000m1.3.3.3水泵扬程泵站内管线水头损失假设为1.5m，考虑自由水头为1.0m,则水泵总扬程为：H=4.5+0.5+1.5+1.0=7.5m取8m。1.3.3.4选泵选择100QW120-10-5.5型污水泵三台，两用一备，其性能见表2-3表1-2100QW120-10-5.5型污水泵性能流量30L/s电动机功率5.5KW扬程10m电动机电压380V转速1440r/min出口直径100㎜轴功率4.96KW泵重量190kg效率77.2%1.4水力筛1.4.1设计说明过滤废水中的细小悬浮物1.4.2设计参数设计流量Q=5000m3/d=208.33m3/h=0.058m3/s1.4.3设计计算机型选取选用HS120型水力筛三台（两用一备），其性能如表2-2，1-3HS120型水力筛规格性能处理水量（m3/h）筛隙(mm)设备空重(Kg)设备运行重量(Kg)1001.546019505图1-2水力筛外形图1.5调节池1.5.1设计说明调节池是用来均衡调节污水水量、水质、水温的变化，降低对生物处理设施的冲击，为使调节池出水水质均匀，防止污染物沉淀，调节池内宜设置搅拌、混合装置。1.5.2设计参数设计流量Q=5000m3/d=208.33m3/h=0.058m3/s；调节池停留时间T=5.0h。1.5.3设计计算1.5.3.1调节池有效容积V=QT=208.33×5=1041.65m31.5.3.2调节池水面面积调节池有效水深取5.5米，超高0.5米，则21041.65189.45.5VAmH1.5.3.3调节池的长度6取调节池宽度为15m，长为13m，池的实际尺寸为：长×宽×高=15m×13m×6m=1170m3。1.5.3.4调节池的搅拌器使废水混合均匀，调节池下设潜水搅拌机，选型QJB7.5/6－640/3-303/c/s1台1.5.3.5药剂量的估算设进水pH值为10，则废水中【OH-】=10-4mol/L,若废水中含有的碱性物质为NaOH,所以CNaOH=10-4×40=0.04g/L，废水中共有NaOH含量为5000×0.04=200kg/d，中和至7，则废水中【OH-】=10-7mol/L，此时CNaOH=10-7×40=0.4×10-5g/L，废水中NaOH含量为5000×0.04×10-5=0.02kg/d，则需中和的NaOH为200-0.02=199.98kg/d，采用投酸中和法，选用96%的工业硫酸，药剂不能完全反应的加大系数取1.1，2NaOH+H2SO4→Na2SO4+H2O8098199.98㎏244.976㎏所以实际的硫酸用量为244.9761.1280.700.96kg/d。投加药剂时，将硫酸稀释到3%的浓度，经计量泵计量后投加到调节池，故投加酸溶液量为280.709356.67/389.86/0.03kgdLh1.5.3.6调节池的提升泵设计流量Q=30L/s,静扬程为80.9-71.05=9.85m。总出水管Q=60L/s，选用管径DN250，查表的v=1.23m/s,1000i=9.91,设管总长为50m，局部损失占沿程的30%，则总损失为：9.915010.30.641000m管线水头损失假设为1.5m，考虑自由水头为1.0m,则水泵总扬程为：H=9.85+0.64+1.5+1.0=12.99m取13m。选择150QW100-15-11型污水泵三台，两用一备，其性能见表2-3表1-4150QW100-15-11型污水泵性能流量30L/s电动机功率11KW扬程15m电动机电压380V转速1460r/min出口直径150㎜轴功率4.96KW泵重量280kg效率75.1%1.6UASB反应池1.6.1设计说明UASB反应池由进水分配系统、反应区、三相分离器、出水系统、排泥系统及沼气收集系统组7成。UASB反应池有以下优点：沉降性能良好，不设沉淀池，无需污泥回流不填载体，构造简单节省造价由于消化产气作用，污泥上浮造成一定的搅拌，因而不设搅拌设备污泥浓度和有机负荷高，停留时间短1.6.2设计参数设计流量Q=5000m3/d=208.33m3/h=0.058m3/s；进水COD=1400mg/L去除率为80%；容积负荷（Nv）为：4.5kgCOD/(m3·d)；污泥产率为：0.07kgMLSS/kgCOD；产气率为：0.4m3/kgCOD。1.6.3设计计算1.6.3.1UASB反应器结构尺寸计算1.反应器容积计算(包括沉淀区和反应区)UASB有效容积为：V有效=0vQSN´式中：V有效-------------反应器有效容积，m3Q-------------设计流量，m3/dS0-------------进水有机物浓量,kgCOD/m3Nv-------------容积负荷,kgCOD/(m3·d)V有效=50001.44.5=1556m32.UASB反应器的形状和尺寸工程设计反应器2座，横截面为矩形①反应器有效高度为5m，则221556311.25311.2155.622iVSmhSSm有效横截面积单池面积②单池从布水均匀性和经济性考虑，矩形池长宽比在2：1以下较为合适设池长L=16m，则宽155.69.7215iSBmL，取10m。单池截面积：21610160iSLBm③设计反应池总高H=6.5m，其中超高0.5m（一般应用时反应池装液量为70%-90%）8单池总容积''3160(6.50.5)960iiHmVS单池有效反应容积'31605800iihmVS有效单个反应器实际尺寸16m×10m×6.5m反应器数量2座总池面积21602320inmSS‘总反应器总容积396021920iVVnm总有效反应容积33V800216001556iVnmm有效有效，符合有机符合要求UASB体积有效系数1600100%83.3%1920在70%-90%之间，符合要求④水力停留时间（HRT）及水力负荷率(Vr)3216007.68208.33Q208.330.65/1.0S160HRTrVhQVmmht有效总符合设计要求。1.6.3.2三相分离器构造设计1.设计说明三相分离器要具有气、液、固三相分离的功能。三相分离器的设计主要包括沉淀区、回流缝、气液分离器的设计。2.沉淀区的设计三相分离器的沉淀区的设计同二次沉淀池的设计相同，主要是考虑沉淀区的面积和水深，面积根据废水量和表面负荷率决定。本工程设计中，与短边平行，沿长边每池布置6个集气罩，构成6个分离单元，则每池设置6个三相分离器。三相分离器长度B=10m，每个单元宽度b=L/6=16/6=2.667m。沉淀区的沉淀面积即为反应器的水平面积，即160m2。沉淀区的表面负荷率32104.20.65/1.02.0160iQmmhS93.回流缝设计如图1