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1、1第二篇 设计计算书第一章 食品厂 废水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 = 20000m3/d = 833.3m3/h =0.2314m3/s ；栅条宽度 S=10mm 栅条间隙 d = 5mm 栅前水深 h=0.4 m格栅安装角度 = 60，栅前流速 0.7 m/s ,过栅流速 0.9m/s ；单位栅渣量 W = 0.07m3/103 m3 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。H1h211hHBB115021tg图
2、2. 图 1-1 格栅示意图1.1.3.1 栅条间隙数maxsinQbhv=式中： Q 设计流量，m 3/s 格栅倾角，度b 栅条间隙，mh 栅前水深，mv 过栅流速，m/s，取 n=120.6.19.0*45.sin231n1.1.3.2 栅槽宽度2B=S(n-1)+en=0.01(120-1)+0.005*120=1.79m栅槽宽度一般比格栅宽 0.20.3m，取 0.3 m。即栅槽宽为 0.29+0.3=0.59 m ，取 0.6 m。 1.1.3.3 进水渠道渐宽部分的长度设进水渠道宽 B1=0.9 m ，其渐宽部分展开角度 1= 60 1l.790.37202tgtg1.1.3.4
3、栅槽与出水渠道连接处的渐宽部分长度.12.0.685l1.1.3.5 通过格栅水头损失取 k = 3 , = 2.42(栅条断面为圆形)，v = 0.9m/s ，则h1 = 24/3()sinvkdgba式中：k - 系数，水头损失增大倍数- 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/s- 格栅倾角，度h1 = 24/30.10.932.4()sin60581= 0.65m1.1.3.6 栅后槽总高度 设栅前渠道超高 h2=0.3mH=h+h1+h2=0.4+0.65+0.3=1.35m1.1.3.7 栅后槽总长度 1120.5HLtgl0.43.37
4、69.65tm31.1.3.8 每日栅渣量栅渣量(m 3/103m3污水)，取 0.10.01,粗格栅用小值，细格栅用大值，细格栅用大值取 W1 = 0.1m3/103m3 K2 = 1.8 ，则：W = 128640Q式中：Q - 设计流量，m 3/sW1 - 栅渣量(m 3/103m3污水)，取 0.1m3/103m3 W = 0.214.860= 1.11 m3/d 0.2 m 3/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 1-1 HF-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
5、（mm）沟深（mm）导流槽长度（mm）设备安装长（mm）HF-500 1.1 500 5000 850 580 1535 1500 25001.2 集水池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 = 20000m3/d = 833.3 m3/h =0.2314m3/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=0.029 m3/s0.03 m3/s 。集水池容积采
6、用相当于一台泵 30min 的容量m306541QTW有效水深采用 2m，则集水池面积为 F=27 m2 ，其尺寸为 5.8m5.8m。4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 = 20000m3/d = 833.3 m3/h =0.2314m3/s 取 Q
7、=60L/s，则一台泵的流量为 30 L/s。1.3.3 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=4.5 m1.3.3.2 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： 9.140.305m1.3.3.3 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
8、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 1-2 100QW120-10-5.5 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51.4.1 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 = 208.33 m3/h =0.058m3/s 1.4.3 设计计算机型选取 选用 HS
9、120 型水力筛三台（两用一备） ，其性能如表 2-2，1-3 HS120 型水力筛规格性能图 1-2 水力筛外形图1.5 调节池1.5.1 设计说明由于本工程污水的水量具有时段不均匀性，为了减少冲击负荷，使处理设备能均匀的运行，需设调节池，用以进行水量的调节和水质的均匀。1.5.2 设计参数处理水量（m 3/h） 筛隙(mm) 设备空重(Kg) 设备运行重量(Kg)100 1.5 460 19506设计流量 Q = 20000m3/d = 833.3m3/h =0.2314m3/s ；运行方式：进水与工厂排水一致；出水由泵提升，2 台水泵连接两座格栅，24 小时运行，低水位保护；每台水泵的设
10、计流量为 65 m3/h，选用三台，两用一备。泵出水口安装电磁流量计，以调整和记录处理站的进水水量。根据提供的水量分布资料，日总排水量 20000 m3，设计污水停留时间为 8h.构筑物：数量 4 座结构形式 钢筋混泥土结构，地下构筑物，无盖调节池的体积为 3208174vm1.5.3 设计计算1.5.3.1 调节池有效容积V = QT = 208.335 =1041.65 m31.5.3.2 调节池水面面积 调节池有效水深取 5.5 米，超高 0.5 米，则2104.6589.AH1.5.3.3 调节池的长度取调节池宽度为 15 m，长为 13 m，池的实际尺寸为：长宽高=15m 13m 6
11、m = 1170 m3。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 QJB7.5/6640/3-303/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=10-440=0.04g/L，废水中共有 NaOH 含量为50000.04=200kg/d，中和至 7，则废水中【OH -】=10 -7mol/L，此时 CNaOH=10-740=0.410-5g/L，废水中 NaOH 含量为 50000.0410-5=0.02kg/d，则需中和的NaOH 为 200-
12、0.02=199.98 kg/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 Na 2SO4 + H2O780 98199.98 244.976所以实际的硫酸用量为 kg/d。24.9761.80.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 280.79356./389.6/kgdLh1.5.3.6 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
13、 50m，局部损失占沿程的 30%，则总损失为： 9.150.3064m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 1-4 150QW100-15-11 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%1.6 UASB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
14、分离器、出水系统、排泥系统及沼气收集系统组成。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 = 20000m3/d = 833.3 m3/h =0.2314m3/s ；8进水 COD=1400mg/L 去除率为 95% ；容积负荷（Nv）为：4.5kgCOD/(m 3d)；污泥产率为：0.07kgMLSS/kgCOD ；产气率为：0.4m 3/kgCOD 。1.6.3 设计计算1.6.3.1 UASB 反应器结构尺寸计
15、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，m 3Q - 设计流量，m 3/dS0 - 进水有机物浓量,kgCOD/m 3Nv - 容积负荷,kgCOD/(m 3d)V 有效 = 501.4= 1556 m32. UASB 反应器的形状和尺寸 工程设计反应器 2 座，横截面为矩形反应器有效高度为 5m，则21563.2iVShm有 效横 截 面 积 单 池 面 积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 ，取 10m 。15.697iSBL单池截面积： 20i m设计反应池总高 H=6.5m，其中超高 0.5 m （一般应用时反应池装液量为70%-90%） 单池总容积 3160(.5)960iiHVS9单池有效反应容积 316058iihmVS有 效单个反应器实际尺寸 16m10 m6.5 m反应器数量 2 座总池面积
