污水处理厂计算说明书

第3章设计计算书3.1中格栅3.1.1设计参数表3-1：主要设计参数项目参数值每日平均流量Q平均=20000m3/d栅条净间隙e=25.0mm栅前流速v1=0.7m/s过栅流速v2=0.8m/s栅条宽度s=0.01m栅前部分长度0.5m格栅倾角60°单位栅渣量ω1=0.05m3栅渣/103m3污水3.1.2设计计算最大日流量Qmax=0.343m3/s，过栅流速v2=0.8m/s，则，栅前槽宽B1=√2Qmaxv2=√2×0.3430.8≈0.96m，取栅前槽宽B1=1m栅前水深h=B12=12=0.5m栅条的间隙数n=Qmax√sinαehv2=0.343√sin60°0.025×0.5×0.8=43.1，取n=43栅草有效宽度，设计采用ø10圆钢为栅条，即S=0.01mB=s(n-1)+en=0.01(43-1)+0.025×43=1.495m≈1.5m选用回转式格栅HG-750型两台，栅条间隙25mm，每台功率0.75w，格栅倾角60°进水渠道渐宽部分长度进水渠宽B1=1m，渐宽部分展开角α1=20°，则l1=B−B12tanα=1.5−12tan20°≈0.68m渠道与出水渠道连接处的渐窄部分长度l2=l12=0.682=0.34m过栅水头损失h1=κh0=κεv22gsinα=3×2.42×（0.010.025）43⁄×0.822×9.8×sin60°=0.061m栅后槽总高取栅前渠道超高h2=0.3m，栅后槽总高H=h+h1+h2=0.5+0.061+0.3=0.861m栅前槽高H1=h+h2=0.5+0.3=0.8m栅槽总长度L=l1+l2+0.5+1+H1tan60°=0.68+0.34+0.5+1+0.8tan60°=2.98m每日栅渣量ω=Q平均×ω1×864001000=0.232×0.05×864001000=1.0m3/d0.2m3/d，采用机械清渣，污物的排出采用机械装置：Ø600螺旋输送物，选用长度l=8.0m的一台。计算草图如下：3.2污水提升泵站3.2.1泵房形式选择泵房形式取决于泵站性质，建设规模、选用的泵型与台数、进出水管渠的深度与方位、出水压力与接纳泵站出水的条件、施工方法、管理水平，以及地形、水文地质等诸多因素。本设计采用矩形半地下式合建式泵房，它具有布置紧凑、占地少、结构较省的特点。3.2.2设计参数设计流量Qmax=0.343m3/s，设两台水泵（一用一备）。集水池容积：根据规范，污水泵站的容积不应小于最大一台水泵5min的出水量，故笨设计采用一台泵5分钟的流量。W=0.343×5×60=102.9m3，取120m3有效水深H=1.5m，则A=wH=1201.5=80m2，设集水池为9×9m2.查阅《给水排水设计手册》第十一册，选择型号300WL1200-9-110的立式水泵两台（一用一备）。参数见下表：表3-2:300WL1200-9-110的立式水泵型号流量Q扬程H转速n电动机功率轴功率m3/hmr/minkwkw300WL1200-9-110120099701188.23.3细格栅3.3.1设计参数污水由提升泵房提升至细格栅，细格栅用于进一步去处污水中较小的颗粒悬浮、漂浮物。表3-3：主要设计参数项目参数值每日平均流量Q平均=20000m3/d栅条净间隙e=10.0mm栅前流速v1=0.7m/s过栅流速v2=0.8m/s栅条宽度s=0.01m栅前部分长度0.5m格栅倾角60°单位栅渣量ω1=0.05m3栅渣/103m3污水3.3.2设计计算最大日流量Qmax=0.343m3/s，过栅流速v2=0.8m/s，则，栅前槽宽B1=√2QmaxV2=√2×0.3430.8≈0.96m，取栅前槽宽B1=1m栅前水深h=B12=12=0.5m栅条的间隙数n=Qmax√sinαehv2=0.343√sin60°0.01×0.5×0.8=80.3，取n=80栅草有效宽度，设计采用ø10圆钢为栅条，即S=0.01mB=s(n-1)+en=0.01(80-1)+0.01×80=1.59m≈1.6m选用回转式格栅HG-800型两台，栅条间隙10mm，每台功率0.75w，格栅倾角60°进水渠道渐宽部分长度进水渠宽B1=1m，渐宽部分展开角α1=20°，则l1=B−B12tanα=1.6−12tan20°≈0.82m渠道与出水渠道连接处的渐窄部分长度l2=l12=0.822=0.41m过栅水头损失h1=κh0=κεv22gsinα=3×2.42×（0.010.01）43⁄×0.822×9.8×sin60°=0.24m栅后槽总高取栅前渠道超高h2=0.3m，栅后槽总高H=h+h1+h2=0.5+0.24+0.3=1.04m栅前槽高H1=h+h2=0.5+0.3=0.8m栅槽总长度L=l1+l2+0.5+1+H1tan60°=0.82+0.41+0.5+1+0.8tan60°=3.19m每日栅渣量ω=Q平均×ω1×864001000=0.232×0.05×864001000=1.0m3/d0.2m3/d，采用机械清渣，污物的排出采用机械装置：Ø300螺旋输送物，选用长度l=8.0m的一台。计算草图如下：3.4曝气沉砂池3.4.1设计参数表3-4：主要设计参数项目参数值每日平均流量Q平均=20000m3/d设计流速v=0.08m/s水力停留时间t=60s有效水深h=2m每m3污水所需曝气量D=0.1m33.4.2设计计算总有效容积V=Qmaxt=0.343×60=20.82m3池断面积A=Qmaxv=0.3430.08=4.34m2池总宽度B=Ah=4.342=2.17m池长L=vA=20.824.34=4.80m所需曝气量q=3600DQmax=3600×0.1×0.343=124.9m3/h取超高0.5m，则池总高度H=2.5m曝气沉砂池共一座分为2格，池长4.80m，池宽2.2m，水力停留时间60s。沉砂池设有桥式除砂机1台，并设有淹没式排砂泵2台，用于抽吸池底积砂送至贮砂槽中，经砂水分离器后装至槽车外运。3.5A2/O反应池3.5.1判断可否采用A2/O法COD/TN=450/45=108TP/BOD5=5.5/30=0.0180.06符合要求，可采用A2/O法。3.5.2设计计算3.5.2.1有关设计参数B0D5污泥负荷N=0.15kgBOD5/(kgMLSS·d)回流污泥浓度Xr=8000mg/L污泥回流比r=100%混合液悬浮固体浓度X=rr+1Xr=11+1×8000=4000mg/L混合液回流比R=ηTN1−ηTN=0.441−0.44=78.6%，取R=100%反应池容积V=QSaXN=20000×2254000×0.15=7500m3反应池总水力停留时间t=VQ=750020000×24=9h各段水力停留时间和容积厌氧段：缺氧段：好氧段=1:1:3厌氧段水力停留时间t厌=95=1.8h，池容积V厌=75005=1500m3缺氧段水力停留时间t缺=95=1.8h，池容积V缺=75005=1500m3好氧段水力停留时间t好=95×3=5.4h，池容积V厌=75005×3=4500m33.5.2.2校核氮磷负荷好氧段总氮负荷=Q×TNXV好=20000×454000×4500=0.049kgTN/(kgMLSS·d)0.05kgTN/(kgMLSS·d)，符合要求厌氧段总磷负荷=Q×TPXV厌=20000×5.54000×1500=0.018kgTP/(kgMLSS·d)0.06kgTP/(kgMLSS·d)，符合要求3.5.2.3剩余污泥量按污泥龄计算，取污泥龄为θc=15d∆X=V·Xθc=7500×415=2000kg/d3.5.2.4反应池主要尺寸反应池总容积V=7500m3设一组反应池，有效水深h=5m有效面积s=Vh=75005=1500m2采用5廊道式推流式反应池，廊道宽取b=6m，池长L=15005×6=50m校核：bh=65=1.2（介于1∼2）Lb=506=8.3（介于5∼10）取超高H=1.0m，反应池总高H=5+1=6m3.5.2.5反应池进出水系统计算进水管：反应池进水管设计流量Q=0.231L/s管道流速v=0.3m/s管道过水断面面积A=Qv=0.2310.3=0.77m2管径d=√4Aπ=√4×0.77π=0.79m管径d取800mm回流污泥管：回流污泥管设计流量Qr=r×R=1×0.231=0.231m3/s管道流速v=0.3m/s去回流污泥管管径800mm进水井：进水孔过流量：Q2=（1+r）×Q=（1+1）×0.231=0.462m3/s孔口流速v=0.5m/s孔口过水断面面积A=Q2V=0.4620.5=0.924m2孔口尺寸取1.0m×1.0m进水井平面尺寸取2.0m×2.0m出水堰及出水井：按矩形堰流公式计算：Q3=0.42√2gbH32=1.8H32，式中，Q3=（1+r+R）×Q=(1+1+1)×0.231=0.693m3/sb为堰宽，取6m；H为堰上水头，mH=(Q31.8×b)23=（0.6931.8×6）23=0.13m出水孔过流量Q4=Q3=0.693m3/s孔口流速v=0.5m/s孔口过水断面面积A=Q4V=0.6930.5=1.38m2孔口尺寸取1.5m×1.0m出水井平面尺寸取2.0m×2.0m出水管：反应池出水管设计流量Q5=Q2=0.462m3/s管道流速v=0.5m/s管道过水断面面积A=Q5V=0.4620.5=0.724m2管径d=√4Aπ=√4×0.724π=0.797m管径d取800mm3.5.2.6曝气系统设计计算设计需氧量AOR碳化需氧量（D1）D1=Q(So−Se)1—e−0.23×5—1.42∆Xv∆Xv=YQ(So—Se)—KdVX∆Xv=0.6×20000×（0.3—0.03）—0.7×7500×0.231×4=2755kg/dD1=20000(0.3−0.03)1—e−0.23×5—1.42×2755=3990kgO2/d硝化需氧量（D2）D2=4.6Q(No—Ne)—4.6×12.4%×∆Xv=4.6×20000×(45-25)/1000—4.6×12.4%×2755=320kgO2/d反硝化脱氮产生的氧量（D2）假设生物污泥中含氮量为12.4%，则，每日用于合成的总氮=0.124×2755=341.62kg/d即，进水总氮中有（341.62×1000）/20000=17.08mg/L用于合成所需硝化的氨氮量=45—25—17.08=2.92mg/L需还原的硝酸盐氮量ND=（20000×2.92）/1000=58.4kg/dD3=2.86ND=2.86×58.4=167kgO2/dAOR=D1+D2—D3=3990+320—167=4143kgO2/d=173kgO2/h最大需氧量与设计需氧量之比为1.48，则，AORmax=1.48AOR=1.48×4143=6131.64kgO2/d=255.485kgO2/h去除每1kgBOD5的需氧量=AORQ(So—Se)=414320000×（0.3−0.03）=0.767kgO2/kgBOD5标准需氧量采用鼓风曝气，微孔曝气器。曝气器敷设于池底，距池底0.2m，淹没深度4.8m，氧转移效率EA=20%，计算温度25°。将实际需氧量换算成标准状态下的需氧量SORSOR=AOR·Cs（20）α(βρCsb(t)−C)×1.024T−20取值：α=0.82，β=0.95，C=2.0mg/L，ρ=1.0查表得：水中溶解氧饱和度CS(20)=9.17mg/L，CS(25)=8.38mg/L空气扩散器出口处绝对压力为：Pb=1.013×105+9.8×103H=1.013×105+9.8×103×4.8=1.483×105Pa空气离开反应池时含氧比为：Qt=21（1−EA）79+21（1−EA）×100%=21×（1−0.2）79+21×（1−0.2）×100%=17.54%反应池中平均溶解氧饱和度：CSb(25)=CS(25)(Pb2