10万吨污水处理厂计算说明书(氧化沟法)

2.1中格栅格栅是由一组平行的金属栅条或筛网制成，安装在污水渠道、泵房集水井的进口处或污水处理厂的端部，用以截留较大的悬浮物或漂浮物，如纤维、碎皮、毛发、果皮、蔬菜、塑料制品等，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷，并使之正常进行。被截留的物质称为栅渣。设计中格栅的选择主要是决定栅条断面、栅条间隙、栅渣清除方式等。格栅断面有圆形、矩形、正方形、半圆形等。圆形水力条件好，但刚度差，故一般多采用矩形断面。格栅按照栅条形式分为直棒式格栅、弧形格栅、辐流式格栅、转筒式格栅、活动格栅等；按照格栅栅条间距分为粗格栅和细格栅（1.5～10mm）；按照格栅除渣方式分为人工除渣格栅和机械除渣格栅，目前，污水处理厂大多都采用机械格栅；按照安装方式分为单独设置的格栅和与水泵池合建一处的格栅。表2-1生活污水量总变化系数KZ值平均日流量（L/S）5154070100200500≥1000KZ2.32.01.81.71.61.51.41.3主要设计参数：日平均污水量Q为100000m3/d，总变化系数KZ值为1.3则设计流量（最大流量）：Qmax=1.3×100000=130000(m3/d),即Qmax=1.50(m3/s)2.1.1设计参数栅条宽度S：10mm（迎水面为半圆的矩形）栅条间隙宽度b：20mm（16—25mm，机械清除）过栅流速v：0.8m/s（0.6—1.0m/s）栅前渠道流速v1：0.9m/s（0.4—0.9m/s）栅前渠道水深h：0.7m格栅倾角：60°（60°—70°）数量：四座栅渣量:格栅间隙为20mm，栅渣量W1按1000m3污水产渣0.07m32.1.2设计计算（1）格栅尺寸栅条间隙数nn=bhvsinaQmax=0.375sin600.020.70.8=31.1取n为32有效栅宽BB=S(n-1)+bn=0.01×(32-1)+0.02×31=0.96(m)（2）通过格栅的水头损失h1①进水渠道渐宽部分的长度L1。设进水渠宽B1=0.70m，其渐宽部分展开角度α1=20°，进水渠道内的流速为0.77m/s11010.960.700.36()2220BBLmtgtg②栅槽与出水渠道连接处的渐宽部分长度L2，mL2=L1/2=0.36/2=0.18(m)③通过格栅的水头损失h1，mh1=h0kh0=ζv2sinα/2g；ζ=β（s/b）4/3式中，h1—设计水头损失，m；h0—计算水头损失，m；g—重力加速度，m/s2；k—系数，格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般采用3；ζ—阻力系数，与栅条断面形状有关，可按手册提供的计算公式和相关系数计算；设栅条断面为锐边矩形断面，β=2.42。h1=h0k=β(s/b)4/3v2ksinα/2g=2.42×(0.01/0.02)4/3×0.82×3×sin60°/19.6=0.082(m)（3）栅后槽总高度H，m设栅前渠道超高h2=0.3mH=h＋h1＋h2=0.7+0.082+0.3=1.08m（4）栅槽总长度L，mL=L1+L2+1.0+0.5+H1/tgα式中，H1—栅前渠道深，H1=h+h2，mL=0.36＋0.18＋0.5＋1.0＋(0.7＋0.3)/tg60°=2.62(m)（5）每日栅渣量W，m3/dW=86400QmaxW1/1000kz=864000.3750.0710001.30=1.74(m3/d)＞0.2(m3/d)总1.744=6.96(m3/d)采用机械清渣。2.1.3格栅选择选择GH-2000型机械格栅；规格及技术参数见表2-2表2-2GH-2000型机械格栅规格及技术参数设备宽度/mm有效栅宽/mm有效间隙/mm水流速度/m/s电动机功率/kw安装角度20001800200.3~12.2602.2提升泵站污水总泵站接纳来自整个城市排水管网来的所有污水，其任务是将这些污水抽送到污水处理厂，以利于处理厂各构筑物的设置。因采用城市污水与雨水分流制，故本设计仅对城市污水排水系统的泵站进行设计。排水泵站的基本组成包括：机器间、集水池、格栅和辅助间。2.2.1泵站设计的原则（1）污水泵站集水池的容积，不应小于最大一台水泵5min的出水量；如水泵机组为自动控制时，每小时开动水泵不得超过6次。（2）集水池池底应设集水坑，倾向坑的坡度不宜小于10%。（3）水泵吸水管设计流速宜为0.7～1.5m/s。出水管流速宜为0.8～2.5m/s。其他规定见GB50014—2006《室外排水规范》。2.2.2泵房形式及工艺布置本设计采用地下湿式矩形合建式泵房，设计流量选用最高日最高时流量331.5046130000Qmsmd。（1）泵房形式为运行方便，采用自灌式泵房。自灌式水泵多用于常年运转的污水泵站，它的优点是：启动及时可靠，管理方便。该泵站流量小于2m3/s，且鉴于其设计和施工均有一定经验可供利用，故选用矩形泵房。由于自灌式启动，故采用集水池与机器间合建，前后设置。大开槽施工。（2）工艺布置本设计采用来水为一根污水干管，无滞留、涡流等不利现象，故不设进水井，来水管直接经进水闸门、格栅流入集水池，经机器间的泵提升污水进入出水井，然后依靠重力自流输送至各处理构筑物。2.2.3设计计算（1）集水池的设计计算设计中选用8台污水泵（4用4备），则污水泵的设计流量为：Q=376.15L/s，按泵最大流量时5min的出水量设计，则集水池的容积为：3376.15560112845112.845VQtLm取集水池的有效水深为2.0hm集水池的面积为：2112.84556.4232.0VFmh集水池保护水深0.71m，实际水深为2.0+0.71=2.71m。（2）水泵总扬程估算①集水池最低工作水位与所需提升最高水位之间的高差为：m06.8.775--29.2）（②出水管管线水头损失每一台泵单用一根出水管，其流量为1376.2QLs，选用的管径为mmDN600的铸铁管，查《给水排水设计手册》第一册常用资料得流速smv33.1（介于0.8～2.5sm之间），68.31000i。出水管出水进入一进水渠，然后再均匀流入细格栅。设局部损失为沿程损失的30%，则总水头损失为：mh024.03.1100068.35泵站内的管线水头损失假设为1.5m，考虑自由水头为1.0，则水泵总扬程为：H=1.5+0.024+8.06+1.0=10.6m（3）选泵本设计单泵流量为1376.2QLs，扬程10.6m。选择CP(T)-5110-400型沉水式污物泵，泵的性能参数表2-1表2-1CP(T)-5110-400型沉水式污物泵参数出口直径/mm流量m3/h扬程/m极数效率﹪功率/kW4001980146861102.3细格栅2.3.1设计参数日平均污水量Q为100000m3/d，总变化系数KZ值为1.30则设计流量（最大流量）：Qmax=1.30×100000=130000(m3/d),即Qmax=1.50(m3/s)栅条宽度S：10mm（迎水面为半圆的矩形）栅条间隙宽度b：10mm过栅流速v：0.8m/s（0.6—1.0m/s）栅前渠道流速v1：0.6m/s栅前渠道水深h：0.7m格栅倾角：60°（60°—70°）数量：四座栅渣量：格栅间隙为10mm,栅渣量W1按1000m3污水产渣0.1m3（机械清渣）2.3.2设计计算（1）格栅尺寸栅条间隙数nn=bhvsinaQmax=0.375sin600.010.70.8=57.9取n为58有效栅宽：B=S(n-1)+bn=0.01×(58-1)+0.01×58=1.15(m)（2）通过格栅的水头损失h1①进水渠道渐宽部分的长度L1。设进水渠宽B1=0.65m，其渐宽部分展开角度α1=20°，进水渠道内的流速为0.77m/s11011.150.650.69()2220BBLmtgtg②栅槽与出水渠道连接处的渐宽部分长度L2，mL2=L1/2=0.69/2=0.35(m)③通过格栅的水头损失h1，mh1=h0kh0=ζv2sinα/2g；ζ=β（s/b）4/3式中，h1—设计水头损失，m；h0—计算水头损失，m；g—重力加速度，m/s2；k—系数，格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般采用3；ζ—阻力系数，与栅条断面形状有关，可按手册提供的计算公式和相关系数计算；设栅条断面为锐边矩形断面，β=2.42。h1=h0k=β(s/b)4/3v2ksinα/2g=2.42×(0.01/0.01)4/3×0.82×3×sin60°/19.6=0.21(m)（3）栅后槽总高度H，m设栅前渠道超高h2=0.3mH=h＋h1＋h2=0.7+0.21+0.3=1.21(m)（4）栅槽总长度L，mL=L1+L2+1.0+0.5+H1/tgα式中，H1—栅前渠道深，H1=h+h2，mL=0.69＋0.35＋0.5＋1.0＋(0.7＋0.3)/tg60°=3.12(m)（5）每日栅渣量W，m3/dW=86400QmaxW1/1000kz=864000.3750.110001.30=2.49(m3/d)＞0.2(m3/d)总栅渣量W=2.494=9.96(m3/d)采用机械清渣。2.3.3格栅选择选择GH-2500回转式机械格栅，规格及主要技术参数见表2-3表2-3GH-2500型机械格栅规格及技术参数设备宽度/mm有效栅宽/mm有效间隙/mm水流速度/m/s电动机功率/kw安装角度25002490100.3~12.2602.4沉砂池3.3.1沉砂池概述沉砂池的功能是利用物理原理去除污水中密度较大的无机颗粒污染物，如泥沙、煤渣等，它们的相对密度约为2.65。城市污水处理厂一般均应设置沉砂池。沉砂池常见的形式有平流式沉砂池、曝气式沉砂池、竖流式沉砂池等。平流式沉砂池是常用的池型,污水在池内沿水平方向流动,具有构造简单,截流无机颗粒效果较好的优点。竖流式沉砂池由于除砂效果差,运行管理不便,因而在国内外城市污水厂极少采用曝气沉砂池其优点是,通过调节曝气量,可以控制污水的旋流速度,使除砂效率较稳定,受流量变化影响小,同时还对污水起到预曝气作用。但按生物除磷脱氮设计的污水处理工艺,为了保证处理效果,一般不推荐采用曝气沉砂池所以本设计采用平流式沉砂池沉砂池是借助污水中的颗粒与水的比重不同，使大颗粒的砂粒、石子、煤渣等无机颗粒沉降，以去除相对密度较大的无机颗粒。常用的沉砂池有平流沉砂池、曝气沉砂池、竖流式沉砂池、涡流式沉砂池和多尔沉砂池。这几种沉砂池各有其优点。本设计中采用平流沉砂池，具有处理效果好，结构简单的优点。本设计中选择两个两格平流沉砂池（两格工作，两格备用）。沉砂池的设计流量为0.75sm3。2.4.1设计参数（1）污水在池内的最大流速为0.3m/s，最小流速应不小于0.15m/s；（2）最高流量时，污水在池内的停留时间不应小于30s，一般取30~60s；（3）有效水深不应大于1.2m，一般采用0.25~1.0m，每格宽度不宜小于0.6m；（4）池底坡度一般为0.01~0.02，当设置除砂设备时，可根据除砂设备的要求，确定池底的形状。2.4.2设计计算（1）沉砂池长度L：L=vt=0.3×50=15m（2）水流断面积A：2max0.752.50.3QAmv（3）池总宽度B：23.7512.50.3ABmh有效水深h2=0.3m（4）沉沙斗容积V：3max686400864000.752302.9910001.3010ZQTXVmKT=2d，X=30m3/106m3（5）每个沉砂斗的容积(V0)：设每分格有2格沉砂斗，则V0=2.9924=0.374m3（6）沉砂斗各部分尺寸：设贮砂斗底部宽b1=0.5m，斗壁与水平面的倾角600，贮砂斗高h=1.0mb2=0260htg＋b1=1.65m（7）贮砂斗容积：V1=22121211()1.0(1.650.51.650.5)33hSSSS1.27m3（8）沉砂室高度（h3）：h3=h＋0.06L2=h＋0.0