20000吨每天城市污水处理厂设计计算解析

1污水厂设计计算书第一章污水处理构筑物设计计算一、粗格栅1.设计流量Q=20000m3/d，选取流量系数Kz=1.5则：最大流量Qmax＝1.5×20000m3/d=30000m3/d＝0.347m3/s2.栅条的间隙数（n）设:栅前水深h=0.4m,过栅流速v=0.9m/s,格栅条间隙宽度b=0.02m,格栅倾角α=60°则：栅条间隙数85.449.04.002.060sin347.0sin21bhvQn(取n=45)3.栅槽宽度(B)设：栅条宽度s=0.01m则：B=s（n-1）+bn=0.01×（45-1）+0.02×45=1.34m4.进水渠道渐宽部分长度设：进水渠宽B1=0.90m,其渐宽部分展开角α1=20°（进水渠道前的流速为0.6m/s）则：mBBL60.020tan290.034.1tan21115.栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度(L2)mLL30.0260.02126.过格栅的水头损失（h1）设：栅条断面为矩形断面，所以k取3则：mgvkkhh102.060sin81.929.0)02.001.0(4.23sin2234201其中ε=β（s/b）4/3k—格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般为3h0--计算水头损失，m2ε--阻力系数，与栅条断面形状有关，当为矩形断面时形状系数β=2.4将β值代入β与ε关系式即可得到阻力系数ε的值7.栅后槽总高度(H)设：栅前渠道超高h2=0.3m则：栅前槽总高度H1=h+h2=0.4+0.3=0.7m栅后槽总高度H=h+h1+h2=0.4+0.102+0.3=0.802m8.格栅总长度(L)L=L1+L2+0.5+1.0+H1/tanα=0.6+0.3+0.5+1.0+0.7/tan60°=2.89.每日栅渣量(W)设：单位栅渣量W1=0.05m3栅渣/103m3污水则：W=QW1=05.0105.130000100031maxZKWQ=1.0m3/d因为W0.2m3/d,所以宜采用机械格栅清渣10.计算草图：α1αα图1-1粗格栅计算草图二、集水池3设计集水池的有效水深为6m,根据设计规范，集水池的容积应大于污水泵5min的出水量,即:V＞0.347m3/s×5×60=104.1m3,可将其设计为矩形，其尺寸为3m×5m，池高为7m，则池容为105m3。同时为减少滞流和涡流可将集水池的四角设置成内圆角。并应设置相应的冲洗或清泥设施。三、细格栅1.设计流量Q=20000m3/d，选取流量系数Kz=1.5则：最大流量Qmax＝1.5×20000m3/d=30000m3/d＝0.347m3/s2.栅条的间隙数（n）设:栅前水深h=0.4m,过栅流速v=0.9m/s,格栅条间隙宽度b=0.01m,格栅倾角α=60°则：栅条间隙数7.899.04.001.060sin347.0sin21bhvQn(取n=90)设计两组格栅，每组格栅间隙数n=90条3.栅槽宽度(B)设：栅条宽度s=0.01m则：B2=s（n-1）+bn=0.01×（45-1）+0.01×45=0.89m所以总槽宽为0.89×2+0.2＝1.98m（考虑中间隔墙厚0.2m）4.进水渠道渐宽部分长度设：进水渠宽B1=0.90m,其渐宽部分展开角α1=20°（进水渠道前的流速为0.6m/s）则：mBL48.120tan290.098.1tan2B1215.栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度(L2)mLL74.0248.12126.过格栅的水头损失（h1）设：栅条断面为矩形断面,所以k取3则：mgvkkhh26.060sin81.929.0)01.001.0(42.23sin2234201其中ε=β（s/b）4/34k—格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般为3h0--计算水头损失，mε--阻力系数（与栅条断面形状有关，当为矩形断面时形状系数β=2.42），将β值代入β与ε关系式即可得到阻力系数ε的值。7.栅后槽总高度(H)设：栅前渠道超高h2=0.3m则：栅前槽总高度H1=h+h2=0.4+0.3=0.7m栅后槽总高度H=h+h1+h2=0.4+0.26+0.3=0.96m8.格栅总长度(L)L=L1+L2+0.5+1.0+H1/tanα=1.48+0.47+0.5+1.0+0.7/tan60°=3.85m9.每日栅渣量(W)设：单位栅渣量W1=0.10m3栅渣/103m3污水则：W=QW1=1.0105.130000100031maxZKWQ=2.0m3/d因为W0.2m3/d,所以宜采用机械格栅清渣10.计算草图如下：α图3细格栅计算草图α栅条工作平台进水四、沉砂池5采用平流式沉砂池1.沉砂池长度(L)设：流速v=0.25m/s水力停留时间：t=30s则：L=vt=0.25×30=7.5m2.水流断面积(A)设：最大流量Qmax=0.347m3/s（设计1组，分为2格）则：A=Qmax/v=0.347/0.25=1.388m23.池总宽度(B)设：n=2格，每格宽取b=1m则：池总宽B=nb=2×1=2m4有效水深(h2)：h2=A/B=1.388/2=0.69m（介于0.25～1.0m之间,符合要求）5.贮砂斗所需容积V1设：T=2d则：35511112.1105.186400230347.01086400mKTXQVz其中X1--城市污水沉砂量，一般采用30m3/106m3，Kz--污水流量总变化系数,取1.56.每个污泥沉砂斗容积（V0）设：每一分格有2个沉砂斗则：V0=V1/(2*2)=1.2/4=0.3m37.沉砂斗各部分尺寸及容积(V)设：沉砂斗底宽b1=0.5m，斗高hd=0.45m，斗壁与水平面的倾角为55°则：沉砂斗上口宽：mbhbd13.15.055tan45.0260tan212沉砂斗容积：632221122231.0)5.025.013.1213.12(645.0)222(6mbbbbhVd（略大于V1=0.3m3，符合要求）8.沉砂池高度(H)采用重力排砂设：池底坡度为.06则：坡向沉砂斗长度为：mbLL26.2213.125.72222则：沉泥区高度为h3=hd+0.06L2=0.45+0.06×2.26=0.59m则：池总高度H设：超高h1=0.3m则：H=h1+h2+h3=0.3+0.45+0.59=1.34m9.验算最小流量时的流速：在最小流量时只用一格工作，即n=1,最小流量即平均流量Q=20000m3/d=0.232m3/s则：vmin=Q/A=0.232/1.388=0.17m/s沉砂池要求的设计流量在0.15m/s—0.30m/s之间，符合要求10.计算草图如下：7进水图4平流式沉砂池计算草图出水五、A/O池1.有效容积(V)设：日平均时流量为Q=20000m3/d=232L/sBOD污泥负荷Ns=0.15KgBOD5/(kgMLSS·d)污泥指数：SVI=150回流污泥浓度：Xr=10^6/SVI*r(r=1)=6667mg/L污泥回流比为：R=100%曝气池内混合污泥浓度：Xr=R/(1+R)×Xr=111×6667=3333.5mg/L则：V=XNQLs0=197995.333315.05.1)20350(200002.缺氧池与好氧池的体积设：缺氧池与好氧池的体积比为1:3,分两组则：缺氧池的体积为2475M3好氧池的体积为7425m3设：有效水深为6m则：缺氧池面积413m2好氧池面积1238m2缺氧池的宽为10m，每格为5m，长为42m8好氧池的宽为20m，每格为10m，长为62m好氧池长宽比为62/10=6.2，在5-10之间,符合要求宽深比为10/6=1.7在1-2之间，符合要求3污水停留时间t=QV=19799×24/20000/1.5=15.8A段停留时间是3.95h，O段停留时间是11.85h，符合要求。4．剩余污泥量W=aQ平Lr-bVXr+0.5Q平Sr（1）降解BOD5生成的污泥量W1=aQ平Lr=0.6×20000(0.35-0.02)=3960kg/d（2）内源呼吸分解泥量Xr=0.75×3333.5=2500mg/L，（fx=0.75）W2=bVXr=0.05×19799×2.5=2475kg/d（3）不可生物降解和悬浮物的量W3=0.5Q平Sr=0.5×20000×(0.35-0.02)=3300kg/d（4）剩余污泥量为W=W1-W2+W3=3960-2475+3300=4785kg/d5．湿污泥的体积污泥含水率为P=99.2%QS=)1(1000PW=)992.01(10004785=600m3/d6．污泥龄为θc=XwVXr=14855.219799=33.310d(符合要求)7．计算需氧量查得：每去除1kgBOD5需氧1.0-1.3kg,取1.2kg,去除1kgN需氧4.6kg则：碳氧化硝化需氧量1.2×20000×(0.35-0.02)+4.6×0.04×20000=11600kg反硝化1gN需2.9克BOD59由于利用污水BOD作为碳源反硝化会消耗掉一部分的BOD,这一部分需氧为2.9×(0.04－0.01)×20000=1740kg则：实际需氧量为11600-1740=9860kg/d考虑到安全系数为1.5,利用率为0.09,空气密度为1.201kg/m3,空气含氧量为23.2%,则理论需氧量为：602409.0232.0201.15.19860=409m3/min曝气方式采用机械曝气六、二沉池该沉淀池采用中心进水，周边出水的辐流式沉淀池，采用刮泥机进行刮泥。设计2座辐流式二沉池。1．沉淀池面积（A）设：最大进水量（单个沉淀池）QmaxQmax=25.1/200003dm=15000m3/d=0.17m3/s平均进水量为Q=10000m3/d=0.116m3/s表面负荷：q范围为1.0—2.0m3/m2.h，取q=1.5m3/m2.h278245.110000maxqQAm22.沉淀池直径(D)mAD19278443.有效水深为(h1)设：水力停留时间（沉淀时间）：t=2h则：h1=qt=1.52=3m校核3.63191hD（介于6～12,符合要求）4.沉淀区有效容积(V1)V1=A×h1=278×3=834m35.贮泥斗容积：10设：污泥回流比为R=50%回流污泥浓度Xr=10000mg/L为了防止磷在池中发生厌氧释放，贮泥时间采用Tw=2h则：二沉池污泥区所需存泥容积：368210000320036002410000)5.01(22)1(2mXXQXRTVrww则污泥区高度为mAVhw5.227868226.二沉池总高度：设：二沉池缓冲层高度h3=0.4m，超高为h4=0.3m则：池边总高度为h=h1+h2+h3+h4=3+2.5+0.4+0.3=6.2m设：池底坡度为i=0.05则：池底坡度降为midbh425.005.0221925则：池中心总深度为H=h+h5=4.8+0.425=5.23m7.校核堰负荷：径深比6.54.31931hhD2.39.519321hhhD堰负荷)./(2)./(9.1)./(1781914.3100003msLmsLmdmDQ以上各项均符合要求8.辐流式二沉池计算草图如下：11图6辐流式沉淀池进水排泥出水图7辐流式沉淀池计算草图出水12第二章污泥处理构筑物设计计算一、污泥泵房1.设计说明二沉池活性污泥由吸泥管吸入，由池中心落泥管及排泥管排入池外套筒阀井中，然后由管道输送至回流泵房，其他污泥由刮泥板刮入污泥井中，再由排泥管排入剩余污泥泵房集泥井中。设计回流污泥量为QR=RQ,污泥回流比R=50％－100％。按最大考虑，即QR=Q=231.5L