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1、设计计算书污水处理厂构筑物和机械设备有粗格栅、污水提升泵房、 细格栅、旋流沉砂池、四沟式氧化沟、曝气设备、二级提升泵房、气水反冲洗滤池、 紫外消毒池等。机械设备平均工作时间按10h 设计。1 粗格栅的设计污水处理厂设计水量Q平= 0.5105m3/d =578.7L/s=0.579 m3/s总变化系数 Kz = 2.7/Q平0.108=1.36最高时： Qmax= Kz Q平=1.36 578.7=787.032L/s=0.787 m3/s1. 设计参数最大设计流量 Qmax0.787m3/s 过栅流速 v07m/s 栅条净间隙 b25.0mm 栅前流速 V10.6 m/s 栅条宽度 s0.0
2、1m 格栅倾角 602. 设计计算说明： Qmax最大设计流量，为0.787m3/s ；设计采用 10圆钢为栅条，即栅条宽度为S = 0.01m根据最优水力断面公式 22 1 maxVBQ计算得：vQBmax 121.50m 21Bh0.75m所以栅前槽宽约为1.50m。栅前水深约为 0.75m。格栅的间隙数量 bhvQnsinmax 7.075.0025.060sin787.0= 56（条）栅槽宽度 B：B = S（n-1）+ b n = 0.01 (56-1)+0.02556=1.95m 过栅水头损失 h2 ： gvh2sin20设栅条断面形状为锐边矩形79.3)(34bs其中 =2.42
3、gvh2sin20m084.081.927.060sin79.32h2=k ho= 0.253m K 系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增大倍数，一般采用K=3。栅后槽的总高度H h1格栅前渠道超高，一般去h1=0.3mH = h + h1 + h2=0.75+0.3+0.253=1.3m格栅的总长度 L： tan0.15.01 21HmmLLL1tan21 1BBL0.618mmLL039.021 2H1 = h + h1 =0.75+0.3 = 1.05m tan0.15.01 21HmmLLLm03. 3tan05. 10.15. 0309.0618.0式中： L1进水渠渐宽部位的长度，m
4、；L2栅槽与出水渠连接处渐窄部分长度，m；B1进水渠宽度，栅前槽宽，m；1 进水渐宽部分的展开角，一般取20 。每日栅渣量 W 计算1000*86400*1max KzWQW1.50 m3/d 拦截污物量远大于0.3 m3/d，宜采用机械清渣。式中： W每日栅渣量， m3/d；W1单位体积污水栅渣量， m3/(103m3污水) ，一般取 0.10.01，细格栅取大值，粗格栅取小值，此处取0.03。kz污水流量总变化系数。2 进水泵房的设计粗格栅井与提升泵房合建， 建设采用地下钢筋混凝结构， 选用的设备类型是可提升式无堵塞潜水污水泵。1.设计资料设计流量最大设计流量 Qmax= Kz Q平=1.
5、36 0.5 105t/d=68000t/d=0.787 m3/s 泵站地理位置泵站位于管网末端的粗格栅后，污水处理厂的前段，地面标高140m。2. 设计计算提升的初始水位： -5.2m提升后的水位： 5.75m提升净扬程： 10.95m设泵的水头损失为： 1m所需的扬程 H为：11.95m采用潜水房， 一用两备，单泵提升流量 Q=1000m3/h，N=55KW，扬程 12m，转速 1250r/min，排出口径 210mm28。泵房的设计为地上部分6m, 地下部分 7m, 钢筋混凝土结构。设有闸门以便检修。3 细格栅的设计Qmax= 0.787 m3/s 1. 设计参数最大设计流量 Qmax0
6、.787m3/s 过栅流速 v1.2m/s 栅条净间隙 b10.0mm 栅前流速 V10.7 m/s 栅条宽度 s0.01m 格栅倾角 802. 设计计算说明： Qmax最大设计流量，为0.787m3/s ；根据最优水力断面公式 22 1 maxVBQ计算得：mvQB15.12max 121Bh0.57m所以栅前槽宽约为1.15m。栅前水深约为 0.57m。格栅的间隙数量 bhvQnsinmax 2.157.0003.080sin787.0= 115（条）栅槽宽度 B：B = S（n-1）+ b n = 0.01 (115-1)+0.01 115=2.3m 过栅水头损失 h2 ：设栅条断面形状
7、为锐边矩形42.2)(34bs其中 =2.42gvh2sin20m175.081.922 .180sin42.22h2=k ho= 0.525m K 系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增大倍数，一般采用K=3。栅后槽的总高度Hh1格栅前渠道超高，一般去h1=0.3mH = h + h1 + h2=0.57+0.3+0.525=1.4m格栅的总长度L ： tan0.15.01 21HmmLLL1tan21 1BBL1.58mmLL79.021 2H1 = h + h1 =0.57+0.3 = 0.87m tan0.15.01 21HmmLLLm06.4 tan05.10 .15.079. 058.
8、1式中： L1进水渠渐宽部位的长度，m；L2栅槽与出水渠连接处渐窄部分长度，m；B1进水渠宽度，栅前槽宽，m；1进水渐宽部分的展开角，一般取20 。每日栅渣量 W 计算1000*86400*1max KzWQW3.5 m3/d 拦截污物量远大于0.3 m3/d，宜采用机械清渣。式中： W每日栅渣量， m3/d；W1单位体积污水栅渣量，m3/( 103m3污水)，一般取 0.10.01，细格栅取大值，粗格栅取小值，此处取0.07。kz污水流量总变化系数。4 旋流沉砂池的设计1. 设计参数. 表面水力负荷： 200m3/(m2.h) HRTmax30s. 有效水深 12m，池径与池深比为2.02.
9、5m. 进水渠道流速：在最大流量的4080的情况下为 0.60.9m/s, 在最小流量时大于 0.15m/s，在最大流量时不大于1.2m/s . 进水渠道直段长度应为渠宽的7 倍，并不小于 4.5m. 出水渠道与进水渠道的夹角大于270 ，以最大限度地延长水流在沉砂池内的停留时间，达到除砂的目的。. 出水渠的宽度为进水渠的两倍。 出水渠的直线段要相当于出水渠的宽度。图 7 钟式沉砂池剖面图2.设计计算设计流量： Qmax = 0.787 m3/s1) 沉砂池的直径36004qQD式中： Q设计流量，sm /3；q 表面负荷，)/(23hmm；则 14.32003600787.04D=4.25m
10、2) 沉砂池有效水深224DQth式中： t水力停留时间，设计中取t=36s则mh998. 1 25.414. 336787.0422，取 h2=2.0m3) 沉砂室所需容积6max 1086400XTQV式中:Q平= 0.5105m3/d =578.7L/s=0.579 m3/sT清触沉砂的时间 , 间隔设计中取 T=1d。X城市污水沉砂量，36310/mm, 污水一般采用 3036310/mm污水；则3 65. 11086400130579. 0mV4) 沉砂斗容积)(1214122 542rdrdhhdV式中： d沉砂斗上口直径， m，设计中取 d=1.4m；4h 沉砂斗圆柱体的高度，m
11、, 设计中取4h =1.5m；5h 沉砂斗圆台体的高度，m；)(5 .045tan25mrdhr沉砂斗下底直径， m ，一般采用 0.40.6m, 设计中取 r=0.4m。3222 66.212)4 .04 .04.14 .1(5 .014.345 .114.34.1mV5) 沉砂室高度54321hhhhhH式中：1h 沉砂池超高， m，一般采用 0.30.5m，设计中取1h =0.3m；3h 沉砂池缓冲层高度， m；mdDh425. 12)4.125. 4(245tan)4. 16 .3(245tan)(H=0.3+1.998+1.425+1.5+0.5=5.72m 6) 进水渠道进水渠与涡
12、流式沉砂池呈切线方向进水，以提供涡流的初速度。进水渠道宽度：11max 1hvQB式中：1v 进水流速，一般采用1.61.2m/s，设计中取1v =1.0m/s；1h 进水渠道水深， m ，设计中取1h =1m。则mB79. 00. 1787.0 1进水渠道长度 L1=7B1=70.79=5.53m 5 厌氧混合池与氧化沟的设计1.基础资料处理规模： Q=50000m3/d 进水水质：BOD5=130 mg/L，COD=220 mg/L，SS=180 mg/L，NH4+-N=25 mg/L，TN=30 mg/L，TP=45 mg/L，水温最高 30，最低 10；出 水 水 质 ： ： BOD5
13、10mg/L ， COD 50mg/L ， SS 10mg/L ， NH4+-N5mg/L，TN 15mg/L，TP0.5 mg/L 。2.设计参数考虑污水处理厂脱氮除磷的要求，设计污泥龄取20d。为提高系统抗负荷变化能力，选择混合液污泥浓度MLSS=3000mg/L（ MLVSS=0.650MLSS=1950 mg/L） ，考虑所选污水处理工艺不设初沉池，取有效性系数f=0.60，溶解氧浓度好氧区取2.0 mg/L，缺氧区取0.2 mg/L，根据设计经验值，取污泥产率系数Y=0.60kgVSS/kgBOD5, 內源代谢系数 Kd=0.05,K=k =0.038，设置三组氧化沟， 每组设计流量
14、 1.67 104m3/d35。3.设计计算（1）氧化沟确定污泥龄综合考虑到脱氮除磷的要求， 确定各参数为： Kd=0.05d-1, Y=0.60kgVSS/kgBOD5, 取 SRT=20d。确定出水溶解性BOD5LmgYKK QSec /39.460.0038.005.02011考虑到该工艺无初沉池，所以取f=VSS/SS=0.60, 由于总出水的 BOD5总应包括出水溶解性BOD5和由于出水带出的 VSS所构成的 BOD5这两部分。因此，最终出水BOD5的应当是：总出水的BOD5（mg/L ） = 出水溶解性BOD5(mg/L) +出水中VSS 的BOD5(mg/L)实际上 VSS 只有
15、 77%是可生物降解的， 23%是惰性的。因此， 1mgVSS 只有 0.77mgBOD5。则出水中 SS所占 BOD5=出水 SS f fb=10 0.60 0.77=4.62 mg/L 出水总 BOD5=Se+ 出水 VSS产生的 BOD5=4.39+4.62=9.01 mg/L10 mg/L 符合要求。确定氧化沟好氧区容积根据劳伦斯 - 麦卡蒂方程：34 04.6454)2005.01(65.0300020)39.4130(1067.160.0)1()(mQKXQSSYQVcve水力停留时间hd QVHRT3 .9386.01067.1106454.044污泥负荷如下式：)/(167.0
16、4 .645465.03000)39.4130(1067.1)( 54 0dkgMLSSkgBODVXSSMFve满足 F/M 值在 0.10.2 kgBOD5/(kgMLSS d)，符合脱氮除磷的要求。四沟式氧化沟的产泥量表观产率系数3.0 2005.016.01QKYYcobs又 Q Sr Yobs=Xw=Q (S0-Se) Yobs , 则剩余污泥量为：Xw=Q Sr Yobs=5.0 104 (130-4.39)10-3 0.3=1884.2kg/d（干污泥量）硝化校核实际硝化速率rn=fn qn式 中 ， fn为 硝 化 菌 在 活 性 污 泥 中 所 占 的 比 例 ， 原 污 水 中BOD5/TKN130/30=4.33 。表 3BOD5/TKN 与活性污泥中硝化菌的比率B
