污水厂设计计算书

'污水厂设计计算书第三章污水处理构筑物设计计算设计流量：平均流量：Qa=50000t/d≈50000m3/d=2083.3m3/h=0.579m3/s总变化系数：Kz=(Qa－平均流量，L/s)==1.34∴设计流量Qmax：Qmax=Kz×Qa=1.34×50000=67000m3/d=2791.7m3/h=0.775m3/s一、泵前中格栅格栅由一组或数组平行的金属栅条、塑料齿钩或金属筛网、框架及相关装置组成，倾斜安装在污水渠道、泵房集水井的进口处或污水处理厂的前端、用来截留污水中较粗大漂浮物和悬浮物。1．设计参数：栅前流速v1=0.7m/s，过栅流速v2=0.9m/s栅条宽度s=0.01m，格栅间隙e=20mm栅前部分长度0.5m，格栅倾角α=60°单位栅渣量ω1=0.07m3栅渣/103m3污水2．设计计算（1）确定格栅前水深，根据最优水力断面公式计算得:栅前槽宽==1.49m,则栅前水深h=B1/2=1.49/2=0.745m（2）栅条间隙数0.775/(0.02×0.745×0.9)=53.8(取n=54)（3）栅槽有效宽度B=s（n-1）+en=0.01×﹙54－1﹚＋0.02×54＝1.61m （4）进水渠道渐宽部分长度=(1.61－1.49)/2tan20°=0.16m（其中α1为进水渠展开角）（5）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度=0.08m（6）过栅水头损失（h2）因栅条边为矩形截面，取k=3，则其中ε=β（s/e）4/3h0：计算水头损失k：系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增加倍数，取k=3ε：阻力系数，与栅条断面形状有关，当为矩形断面时β=2.42（7）栅后槽总高度（H）取栅前渠道超高h1=0.3m，则栅前槽总高度H1=h+h1=0.745+0.3=1.045m栅后槽总高度H=h+h1+h2=0.745+0.103+0.3=1.148m（8）格栅总长度L=L1+L2+0.5+1.0+1.045/tanα=0.16+0.08+0.5+1.0+1.045/tan60°=2.34m（9）每日栅渣量设每日栅渣量为0.07m3/1000m3，取KZ＝1.34采用机械清渣。（10）计算草图如下： 二、污水提升泵房1.水泵选择设计水量50000m3/d，选择用4台潜污泵(3用1备)扬程/m流量/(m3/h)转速/(r/min)轴功率/kw叶轮直径/mm效率/%7.221210145029.930079.5集水池⑴、容积按一台泵最大流量时6min的出流量设计，则集水池的有效容积⑵、面积取有效水深，则面积⑶、泵位及安装潜水电泵直接置于集水池内，电泵检修采用移动吊架。 三、泵后细格栅1．设计参数：栅前流速v1=0.7m/s，过栅流速v2=0.9m/s栅条宽度s=0.01m，格栅间隙e=10mm栅前部分长度0.5m，格栅倾角α=60°单位栅渣量ω1=0.10m3栅渣/103m3污水2．设计计算（1）确定格栅前水深，根据最优水力断面公式计算得栅前槽宽==1.49m,则栅前水深h=B1/2=1.49/2=0.745m（2）栅条间隙数0.775×/(0.01×0.745×0.9﹚=107.5(取n=108)设计三组格栅，每组格栅间隙数n=36条（3）栅槽有效宽度B2=s（n-1）+en=0.01×﹙36－1﹚＋0.01×36=0.71m所以总槽宽为0.71×3＋0.2=2.33m（考虑中间隔墙厚0.2m）（4）进水渠道渐宽部分长度=(2.33－1.49)／2tan20°=1.15m（其中α1为进水渠展开角）（5）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度=0.575m（6）过栅水头损失（h1）因栅条边为矩形截面，取k=3，则其中ε=β（s/e）4/3h0：计算水头损失k：系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增加倍数，取k=3 ε：阻力系数，与栅条断面形状有关，当为矩形断面时β=2.42（7）栅后槽总高度（H）取栅前渠道超高h1=0.3m，则栅前槽总高度H1=h+h1=0.745+0.3=1.045m栅后槽总高度H=h+h1+h2=0.745+0.26+0.3=1.305m（8）格栅总长度L=L1+L2+0.5+1.0+0.77/tanα=1.15＋0.575＋0.5＋1.0＋0.77／tan60°=3.67m(9）每日栅渣量设每日栅渣量为0.1m3/1000m3，取KZ＝1.34(0.775×0.1×86400﹚／1.34×1000=5.00m³／d＞0.2m³／d采用机械格栅清渣（10）计算草图如下：四、沉砂池采用平流式沉砂池设计参数设计流量Qmax=0.775m³／s;设计流速，设计水力停留时间1、长度：2、水流断面面积：A=Qmax／v=0.775／0.25=3.1m²3、池总宽度：B=A/h2=3.1/1=3.1m,有效水深h2=1m 1、沉砂斗容积：=3m3其中T＝2d，X＝30m3/106m32、每个沉砂斗的容积(V0)设每一分格有2格沉砂斗，则3、沉砂斗各部分尺寸：设贮砂斗底宽b1＝0.5m；斗壁与水平面的倾角60°，贮砂斗高h’3＝1.0m7、贮砂斗容积：(V1)8、沉砂室高度：(h3)设采用重力排砂，池底坡度i＝6％，坡向砂斗，则9、池总高度：(H)10、核算最小流速(符合要求)五、初沉池（选用平流式沉淀池）1、沉淀区的表面积A；表明负荷取02、沉淀部分有效水深h2取t＝1.5h3、沉淀部分有效容积VV==0.775×1.5×3600=4185m³4、沉淀池长度5、沉淀池总宽度B===64.6m 2、沉淀池的数量：取b=5m,n=B/b=64.6/5=12.9,取n=133、校核长宽比L/b=21.6/5=4.3274＞4(符合要求)4、污泥部分所需总容积V已知进水SS浓度=160mg/L初沉池效率设计50％，则出水SS浓度设污泥含水率97％，两次排泥时间间隔T=2d，污泥容重9、每格池污泥所需容积V’V’=266、5/13=20.5m³10、污泥斗容积V1，11、污泥斗以上梯形部分污泥容积V212、污泥斗和梯形部分容积13、沉淀池总高度H取H=8m六、A2/O工艺设计参数1、设计最大流量Q=50000m3/d2、设计进水水质COD=300mg/L；BOD5(S0)=220mg/L；SS=160mg/L；NH3-N=30mg/L；TP=5mg/L 3、设计出水水质COD=60mg/L；BOD5(Se)=20mg/L；SS=20mg/L；NH3-N=10mg/L；TP=1mg/L4、设计计算，采用A2/O生物除磷工艺BOD5污泥负荷N=0.13kgBOD5/(kgMLSS·d)回流污泥浓度XR=6600mg/L污泥回流比R=100%（1）混合液悬浮固体浓度（2）反应池容积V（3）反应池总水力停留时间（4）各段水力停留时间和容积厌氧：缺氧：好氧＝1：1：3厌氧池水力停留时间，池容；缺氧池水力停留时间，池容；好氧池水力停留时间，池容；（5）厌氧段总磷负荷（6）反应池主要尺寸反应池总容积设反应池2组，有效水深单组有效面积采用5廊道式推流式反应池，廊道宽 单组反应池长度校核：(满足)(满足)取超高为1.0m，则反应池总高(7)反应池进、出水系统计算①进水管单组反应池进水管设计流量管道流速管道过水断面面积管径取出水管管径DN700mm校核管道流速②回流污泥渠道。单组反应池回流污泥渠道设计流量QR渠道流速取回流污泥管管径DN700mm进水井反应池进水孔尺寸：进水孔过流量孔口流速孔口过水断面积孔口尺寸取进水竖井平面尺寸出水堰及出水竖井。按矩形堰流量公式：式中——堰宽，H—堰上水头高，m 出水孔过流量孔口流速孔口过水断面积孔口尺寸取进水竖井平面尺寸出水管。单组反应池出水管设计流量管道流速管道过水断面积管径取出水管管径DN900mm校核管道流速曝气系统设计计算设计需氧量AOR。AOR＝（去除BOD5需氧量-剩余污泥中BODu氧当量）+（NH3-N硝化需氧量-剩余污泥中NH3-N的氧当量）-反硝化脱氮产氧量碳化需氧量D1硝化需要量D2反硝化脱氮产生的氧量总需要量 最大需要量与平均需氧量之比为1.4，则去除1kgBOD5的需氧量①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3.8m，氧转移效率EA＝20％，计算温度T=25℃。其中α=0.82β=0.95ρ=0.909相应最大时标准需氧量好氧反应池平均时供气量最大时供气量②所需空气压力p式中③曝气器数量计算(以单组反应池计算)按供氧能力计算所需曝气器数量。供风管道计算供风干管道采用环状布置。 流量流速管径取干管管径微DN700mm单侧供气(向单侧廊道供气)支管流速管径取支管管径为DN400mm双侧供气流速管径取支管管径DN=550mm厌氧池设备选择(以单组反应池计算)厌氧池设导流墙，将厌氧池分成3格。每格内设潜水搅拌机1台，所需功率按池容计算。厌氧池有效容积混合全池污水所需功率为（8）污泥回流设备污泥回流比污泥回流量设回流污泥泵房1座，内设3台潜污泵(2用1备)单泵流量水泵扬程根据竖向流程确定。混合液回流设备混合液回流泵混合液回流比混合液回流量 设混合液回流泵房2座，每座泵房内设3台潜污泵(2用1备)单泵流量①混合液回流管。混合液回流管设计泵房进水管设计流速采用管道过水断面积管径取泵房进水管管径DN900mm校核管道流速③泵房压力出水总管设计流量设计流速采用七、二沉池为了使沉淀池内水流更稳、进出水配水更均匀、存排泥更方便，常采用圆形辐流式二沉池。二沉池为中心进水，周边出水，幅流式沉淀池，共2座。二沉池面积按表面负荷法计算，水力停留时间t=2.5h，表面负荷为1.5m3/（m2•h-1）。1)池体设计计算①.二沉池表面面积二沉池直径，取29.8m②.池体有效水深③.混合液浓度，回流污泥浓度为 为保证污泥回流浓度，二沉池的存泥时间不宜小于2h，二沉池污泥区所需存泥容积Vw采用机械刮吸泥机连续排泥，设泥斗的高度H2为0.5m。①.二沉池缓冲区高度H3=0.5m，超高为H4=0.3m，沉淀池坡度落差H5=0.63m二沉池边总高度②.校核径深比二沉池直径与水深比为，符合要求1)进水系统计算①.进水管计算单池设计污水流量进水管设计流量选取管径DN1000mm，流速坡降为1000i=1.83②.进水竖井进水竖井采用D2=1.5m，流速为0.1～0.2m/s出水口尺寸0.45×1.5m²,共6个，沿井壁均匀分布。出水口流速③.稳流筒计算取筒中流速稳流筒过流面积稳流筒直径2)出水部分设计a．单池设计流量b．环形集水槽内流量 a．环形集水槽设计采用周边集水槽，单侧集水，每池只有一个总出水口，安全系数k取1.2集水槽宽度取集水槽起点水深为集水槽终点水深为槽深取0.7m，采用双侧集水环形集水槽计算，取槽宽b=0.8m，槽中流速槽内终点水深槽内起点水深校核：当水流增加一倍时，q=0.2896m³/s，v´=0.8m/s设计取环形槽内水深为0.6m，集水槽总高为0.6+0.3（超高）=0.9m，采用90°三角堰。b．出水溢流堰的设计采用出水三角堰（90°），堰上水头（三角口底部至上游水面的高度）H1=0.05m(H2O).每个三角堰的流量三角堰个数三角堰中心距（单侧出水）1)排泥部分设计①．单池污泥量总污泥量为回流污泥量加剩余污泥量 回流污泥量剩余污泥量集泥槽沿整个池径为两边集泥八、接触池和加氯间采用隔板式接触反应池1．设计参数设计流量：Q′=25000m3/d=289.4/s（设两座）水力停留时间：T=0.5h=30min设计投氯量为：ρ＝4.0mg/L平均水深：h=2.0m隔板间隔：b=3.5m2．设计计算（1）接触池容积：V=Q′T=289.410-33060=520.9m3表面积m2隔板数采用2个，则廊道总宽为B＝（2+1）3.5＝10.5m取11m接触池长度取30m长宽比实际消毒池容积为V′=BLh=11302=660m3池深取2＋0.3＝2.3m(0.3m为超高)经校核均满足有效停留时间的要求 （2）加氯量计算：设计最大加氯量为ρmax=4.0mg/L,每日投氯量为ω＝ρmaxQ=45000010-3=200kg/d=8.33kg/h选用3台REGAL-2100型负压加氯机（2用一备），单台加氯量8.33kg/h九、污泥泵房设计污泥回流泵房2座1、设计参数污泥回流比100％设计回流污泥流量50000m3/d剩余污泥量2130m3/d污泥泵回流污泥泵6台（4用2备），型号200QW350-20-37潜水排污泵剩余污泥泵4台（2用2备），型号200QW350-20-37潜水排污泵2、集泥池⑴、容积按1台泵最大流量时6min的出流量设计取集泥池容积50m3⑵、面积有效水深，面积集泥池长度取5m，宽度3、泵位及安装排污泵直接置于集水池内，排污泵检修采用移动吊架。十、污泥浓缩池初沉池污泥含水率大约95％设计参数1、浓缩池尺寸 浓缩后污泥流量Qw′=十一、贮泥池1、污泥量2、贮泥池容积设计贮泥池周期4h，则贮泥池容积3、贮泥池尺寸4、搅拌设备为防止污泥在贮泥池终沉淀，贮泥池内设置搅拌设备。设置液下搅拌机1台，功率10kw。十二、脱水间1、压滤机2、加药量计算投加量以干固体的0.4%计. 十三、构建筑物和设备一览表：序号名称规格数量设计参数主要设备1中格栅细格栅L×B＝2.34m×1.61L×B=3.67m×0.71m1座设计流量Qd=50000m3/d栅条间隙d=10.0mm栅前水深过栅流速HG-1200回旋式机械格栅1套超声波水位计2套螺旋压榨机（Φ300）1台螺纹输送机（Φ300）1台钢闸门（2.0X1.7m）4扇手动启闭机（5t）4台2进水泵房L×B=20m×13m1座设计流量Q=2791.7m3/h单泵流量Q=930.56m3/h设计扬程H=6mH2O选泵扬程H=7.22mH2O1mH2O=9800Pa螺旋泵（Φ1500mm,N60kw）4台，3用1备钢闸门（2.0mX2.0m）5扇手动启闭机（5t）5台手动单梁悬挂式起重机（2t，Lk4m）1台3平流沉砂池L×B×H=12.5m×3.1m×2.57m1座设计流量Q＝2791.7m3/h水平流速v=0.25m/s有效水深H1=1m停留时间T=50S砂水分离器（Φ0.5m）2台4平流式初沉池L×B×H=21.6m×5m×8m13座设计流量Q=2791.7m3/h表面负荷q=2.0m3/(m2·h)停留时间T=2.0d全桥式刮吸泥机(桥长40m,线速度3m/min,N0.55X2kW)2台撇渣斗4个5曝气池L×B×H=70m×55m×4.5m1座BOD为150，经初沉池处理，降低25%罗茨鼓风机（TSO-150，Qa15.9m3/min,P19.6kPa,N11kw）3台消声器6个6D×H=Φ29.8m2座设计流量Q=2083.3m3/h表面负荷q=1.5m3/(m2·h)全桥式刮吸泥机(桥长40m,线速度3m/min,N0.55X2kW)2台 辐流式二沉池×3m固体负荷qs=144～192kgSS/(m2·d)停留时间T=2.5h池边水深H1=2m撇渣斗4个出水堰板1520mX2.0m导流群板560mX0.6m7接触消毒池L×B×H=30m×11m×2m2座设计流量Q=2187.5m3/h停留时间T=0.5h有效水深H1=2m注水泵（Q3～6m3/h）2台9加氯间L×B=12m×9m1座投氯量250kg/d氯库贮氯量按15d计负压加氯机(GEGAL-2100)3台电动单梁悬挂起重机(2.0t)1台10回流及剩余污泥泵房（合建式）L×B=10m×5m1座无堵塞潜水式回流污泥泵2台钢闸门(2.0X2.0m)2扇手动单梁悬挂式起重机(2t)1台套筒阀DN800mm,Φ1500mm2个电动启闭机（1.0t）2台手动启闭机（5.0t）2台无堵塞潜水式剩余污泥泵3台第四章平面布置（1）总平面布置原则该污水处理厂为新建工程，总平面布置包括：污水与污泥处理工艺构筑物及设施的总平面布置，各种管线、管道及渠道的平面布置，各种辅助建筑物与设施的平面布置。总图平面布置时应遵从以下几条原则。①处理构筑物与设施的布置应顺应流程、集中紧凑，以便于节约用地和运行管理。②工艺构筑物（或设施）与不同功能的辅助建筑物应按功能的差异，分别相对独立布置，并协调好与环境条件的关系（如地形走势、污水出口方向、风向、周围的重要或敏感建筑物等）。③构（建）之间的间距应满足交通、管道（渠）敷设、施工和运行管理等方面的要求。④管道（线）与渠道的平面布置，应与其高程布置相协调，应顺应污水处理厂各种介质输送的要求，尽量避免多次提升和迂回曲折，便于节能降耗和运行维护。⑤协调好辅建筑物，道路，绿化与处理构（建）筑物的关系，做到方便生产运行，保证安全畅道，美化厂区环境。（2）总平面布置结果 污水由北边排水总干管截流进入，经处理后由该排水总干管和泵站排入河流。污水处理厂呈长方形，东西长380米，南北长280米。综合楼、职工宿舍及其他主要辅助建筑位于厂区东部，占地较大的水处理构筑物在厂区东部，沿流程自北向南排开，污泥处理系统在厂区的东南部。厂区主干道宽8米，两侧构（建）筑物间距不小于15米，次干道宽4米，两侧构（建）筑物间距不小于10米。第五章高程布置及计算（1）高程布置原则①充分利用地形地势及城市排水系统，使污水经一次提升便能顺利自流通过污水处理构筑物，排出厂外。②协调好高程布置与平面布置的关系，做到既减少占地，又利于污水、污泥输送，并有利于减少工程投资和运行成本。③做好污水高程布置与污泥高程布置的配合，尽量同时减少两者的提升次数和高度。④协调好污水处理厂总体高程布置与单体竖向设计，既便于正常排放，又有利于检修排空。（2）高程布置结果由于该污水处理厂出水排入市政排水总干管后，经终点泵站提升才排入河流，故污水处理厂高程布置由自身因素决定。采用普通活性污泥法，辐流式二沉池、曝气池、初沉池占地面积较大，如果埋深设计过大，一方面不利于施工，也不利于土方平衡，故按尽量减少埋深。从降低土建工程投资考虑，出水口水面高程定为64m，则相应的构筑物和设施的高程可以从出水口逆流计算出其水头损失,从而算出来。（3）高程计算①构筑物水头损失各处理构筑物水头损失估算表构筑物名称水头损失（m）中格栅0.103细格栅0.26沉砂池0.2初沉池0.5二沉池接触池0.3②管渠水力计算表管渠及构筑物名称Q管渠设计参数水头损失/ （m）沿程局部合计计量堰至接触池 '