《污水处理施工方案资料》设计计算草稿8.doc

2.4 处理工艺流程原污水进水流量有20000m³/d，且进水的污水指数如下表：CODBODNPSS150-20060-8025略高250经过污水处理厂处理后的排放污水指数按一级标准A标准，如下表所示：CODBODN(氨氮)PSS501050.510污水拟采用A²/O活性污泥法工艺处理，具体流程如下： 污水粗格栅细格栅沉砂池初沉池厌氧池缺氧池好氧池二沉池消毒池出水 进水 内循环进水 污泥回流 外运初沉池好氧池缺氧池厌氧池沉砂池细格栅粗格栅 二沉池污泥浓缩池消毒池出水出水1 格栅设计3.1 粗格栅设计格栅用以去除废水中较大的悬浮物、漂浮物、纤维物质和固体颗粒物质，以保证后续处理单元和水泵的正常运行，减轻后续处理单元的负荷，防止阻塞排泥管道。 格栅的设计计算主要包括格栅形式选择、尺寸计算、水力计算、栅渣量计算等。3.1.1 栅条间隙数n： 式中：最大设计流量，； e栅条间隙， ，取e=0.05； 栅前水深，取=0.6； 过栅流速，一般情况为0.61.0m/s。取v=1.0m/s. 经验修正系数，取= 60；设计日最大流量，生活污水的时变化系数为1.3。 则 =103.1.2 栅槽宽度： 式中：栅条宽度，取0.01 。则： 格栅设计两组，当一个出现故障时另一个可接替，则总宽度：B=3.1.3过栅水头损失： 式中：过栅水头损失，； 计算水头损失，； 阻力系数，栅条形状选用矩形断面所以，其中；重力加速度，取=9.81；系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增大倍数，一般采用=3；则： 3.1.4栅后槽的总高度： 式中：栅前渠道超高，m，取=0.5m。则： =0.6+0.075+0.5=1.175m3.1.5格栅的总长度：式中： 进水渠道渐宽部位的长度，其中，为进水渠道宽度，。取=0.5m。为进水渠道渐宽部位的展开角度，取=20； 格栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度，取； 格栅前槽高，.则： =0.6+0.5=1.1m3.1.6每日栅渣量： 式中：每日栅渣量，； 单位体积污水栅渣量，与栅条间距有关，取0.10.01，粗格栅用小值，细格栅用大值，中格栅用中值，所以粗格栅取=0.02；污水流量总变化系数.见表3-1，所以取=1.38表3-1 生活污水流量总变化系数平均日流量（L/s）46101525407012020040075016002.32.22.12.01.891.801.691.591.511.401.301.2 则： 每天栅渣量W=0.377m³/d0.2m³/d,故采用机械除污设备。3.2 细格栅设计3.1.1 栅条间隙数n： 式中：最大设计流量，； e栅条间隙， ，取e=0.005； 栅前水深，取=1.2m； 过栅流速，一般情况为0.61.0m/s。取v=1.0m/s. 经验修正系数，取= 60；则 =463.1.2 栅槽栅宽 ： 式中：栅条宽度，取0.01 。则： 格栅设计两组，当一个出现故障时另一个可接替，则总宽度：B=3.1.3过栅水头损失： 式中：过栅水头损失，； 计算水头损失，； 阻力系数，栅条形状选用矩形断面所以，其中；重力加速度，取=9.81；系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增大倍数，一般采用=3；则： 3.1.4栅后槽的总高度： 式中：栅前渠道超高，m，取=0.5m。则： =1.2+0.81+0.0.5=2.51m3.1.5格栅的总长度：式中： 进水渠道渐宽部位的长度，其中，为进水渠道宽度，,取=0.6m。为进水渠道渐宽部位的展开角度，取=20； 格栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度，取； 格栅前槽高，.则： =1.2+0.5=1.7m3.1.6每日栅渣量： 式中：每日栅渣量，； -单位体积污水栅渣量，与栅条间距有关，取0.10.01，粗格栅用小值，细格栅用大值，中格栅用中值，所以粗格栅取=0.09污水流量总变化系数.见表3-1，所以取=1.38则： 每天栅渣量W=1.69m³/d0.2m³/d,故采用机械除污设备。2 沉砂池沉砂池的形式有平流式、竖流式和曝气沉砂池。其作用是从污水中去除沙子，渣量等比重较大的颗粒，以免这些杂质影响后续处理构筑物的正常运行。工作原理是以重力分离为基础，即将进入沉砂池的污水流速控制在只能使比重大的无机颗粒下沉，而有机悬浮颗粒则随水流带走。设计中采用的平流式沉砂池是最常用的一种形式，它的截留效果好，工作稳定，构造简单。5.1 平流式沉沙池的设计参数(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) 最大时流量时，污水在池内的停留时间不应小于30s，一般取30s60s;(3) 有效水深不应大于1.2m，一般采用0.251.0m，每格宽度不宜小于0.6m;(4) 池底坡度一般为0.010.02，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。(5) 沉沙量。生活污水按0.01-0.02L/（人*d）计：城市污水按1.5-3.0 m³/(污水)计，沉砂含水率约为60，容量1.5t/ m³，贮砂斗的容积按2d的沉沙量计，斗壁倾角为55°-60°。（6） 沉砂池超高不宜小于0.3m。5.2 平流式沉砂池设计沉砂部分的长度： 式中： 沉砂池沉砂部分长度，; 最大设计流量时的速度，取。 最大设计流量时的停留时间，s，取=30s。则：水流断面面积 式中：水流断面面积，； 最大设计流量，。则： 沉砂池有效水深 ：采用两个分格，每格宽度，池宽度 式中：池总宽度，；设计有效水深，。则： （<1.2m,合理）贮砂斗所需容积： 式中：沉砂斗容积，； 城镇污水的沉砂量，污水，取污水； 排砂时间的间隔，取； 污水流量总变化系数。则：贮沙斗各部分尺寸计算：设贮沙斗底宽，斗壁与水平面的倾角为60°；则贮沙斗的上口宽为： 贮砂斗的容积： 式中：贮砂斗容积，； 贮砂斗高度，取=0.35； 分别为贮砂斗下口和上口的面积，。则： 贮砂室的高度：假设采用重力排砂，池底设6%的坡度坡向砂斗，则： 式中：两沉砂斗之间的平台长度，取=0.5。则： 池总高度： 式中：池总高度，； 超高，取=0.3； 则：4初沉池设计4.1 初沉池的设计计算（1）沉淀区的表面积A q-表面负荷，即要求去除的颗粒沉速，一般通过实验取得。如果没有资料时，初次沉淀池要求采用1.5-3.0m³/（m²·h），二沉池可采用1-2 m³/（m²·h），现去q=2.0 m³/（m²·h）-最大设计流量，m³/h（2）沉淀区有效水深设污水在沉淀池内的沉淀时间t为2h.则沉淀池的有效水深 =qt=22=4.0m（3）沉淀区有效容积V=A·=416.65×4.0=1666.6m3（4）沉淀区长度LL=·t×3.6 -最大设计流量时的水平流速。污水处理中一般不大于5mm/s,现取=5 mm/s，L=·t×3.6=5×2×3.6=36mL÷ =36÷4=9>8,满足要求（5）沉淀区总宽度B=416.65÷36=11.57m（6）沉淀池的数量b每格宽度，m。当采用机械刮泥机时，与刮泥机标准跨度有关。沉淀区长宽比不小于4:1，长深比为（8-12）：1.分为2格，则每格b=11.57÷4=5.79m取两格为一座沉淀池， =36÷5.79=6.22>4, =36÷4=9>8 满足要求。（7）污泥区容积 取即每个格的体积为60÷2=30m³沉淀池内的可沉固体多沉于池的前部，故污泥斗一般设在池的前部。池底的坡度必须保证污泥顺底坡流入污泥斗中，坡度的大小与排泥形式有关。污泥斗的上底可为正方形，边长同格宽；下底通常为400mm×400mm的正方形，泥斗斜面与底面夹角不小于60°。每格有两个污泥斗。取坡向泥斗得底板;取沉淀池超高,缓冲层高度,则总高度污泥斗容积 式中 -污泥斗高度（）， -污泥斗倾角，60º -污泥斗上部半径 -污泥斗下部半径，0.4污泥斗以上梯形部分容积则，满足要求（8）污泥区的计算：污泥量 P污泥含水率，一般取95-97：取P=96、-进出水中的悬浮物浓度，kg/m³：SS最初浓度为250 mg/L=0.25kg/m³-污泥质量密度，污泥主要为有机物，且含水量水率大于95时，取1000 kg/.采用重力排泥，T=1d，取1d,= 0.25kg/m³,初沉池的去除率按50%计算，则=250×（1-50%）=0.125 kg/m³,代入上式有。5厌氧池3.1.5.1.设计参数设计流量：最大日平均时流量Q=20000m3 /d= 0.23m3/s 水力停留时间：T=1h3.1.5.2.设计计算（1）厌氧池容积：V= QT=0.23×1×3600=833.3m3（2）厌氧池尺寸：水深取为h=4.5m。则厌氧池面积：A=V/h=833.3/4.5=185.18m2池宽取10m，则池长L=A/B=185.18/10=18.518。取19m。设双廊道式厌氧池。考虑0.5m的超高，故池总高为H=h+0.3=4.5+0.5=5.0m。6缺氧池计算3.1.6.1.设计参数设计流量：最大日平均时流量Q=20000m3 /d= 0.23m3/s 水力停留时间：T=1h3.1.6.2.设计计算（1）缺氧池容积：V= QT=0.23×1×3600=833.3m3（2）缺氧池尺寸：水深取为h=4.5m。则缺氧池面积：A=V/h=833.3/4.5=185.18m2池宽取10m，则池长L=A/B=185.18/10=18.518。取19m。考虑0.5m的超高，故池总高为H=h+0.3=4.5+0.5=5.0m。7好氧池（曝气池）设计计算本设计采用传统推流式曝气池。3.1.7.1、污水处理程度的计算取原污水BOD5值（S0）为80mg/L，经初次沉淀池及缺氧池、厌氧段处理，按降低25*10考虑，则进入曝气池的污水，其BOD5值（S）为：S80（1-25）60mg/L计算去除率，对此，首先按式BOD55（1.42bXC）=7.1XC计算处理水中的非溶解性BOD5值,上式中C处理水中悬浮固体浓度，取用综合排放一级标准10mg/L;b-微生物自身氧化率，一般介于0.05-0.1之间，取0.09；X-活性微生物在处理水中所占比例，取值0.4得BOD57.10.090.4102.55mg/L.处理水中溶解性BOD5值为：10-2.557.45mg/L去除率3.1.7.2、曝气池的计算与各部位尺寸的确定曝气池按BOD污泥负荷率确定拟定采用的BOD-污泥负荷率为0.26BOD5/(kgMLSS·kg)但为稳妥计，需加以校核，校核公式：Ns=K2值取0.0200,Se=14.9mg/L,=0.876,f=代入各值，BOD5/(kgMLSS·kg)计算结果确证，Ns取0.26是适宜的。(2)确定混合液污泥浓度（X）根据已确定的Ns值，查图*11得相应的SVI值为120-140，取值140根据式 X=X-曝气池混合液污泥浓度R-污泥回流比取r=1.2,R=100，代入得：X=mg/L取4300mg/L。(3)确定曝气池容积，由公式代入各值得：m3根据活性污泥的凝聚性能，混合液污泥浓度（X）不可能高于回流污泥浓度（Xr）。mg/LX<Xr混合液回流比 R内TN 去除率 取R内=200%回流污泥量Qr: Qr=RQ=1×20000=20000m3/d循环混合液量Qc: Qc=R内×20000=40000 m3/d脱氮速度KD: =(20000+40000)×10/103 =600kg/d其中=10mg/L污泥龄天按污泥龄进行计算，则曝气池容积为：m3其中Q-曝气池设计流量（m3/s）-设计污泥龄（d）高负荷0.2-2.5，中5-15，低20-30Xr-混合液挥发性悬浮固体平均浓度（mgVSS/L）Xv=fx=0.75*4300mg/L根据以上计算，取曝气池容积V=1100m3（4）确定曝气池各部位尺寸水力停留时间h池深H=4.5m,则面积A=1100/4.5244.4m2池宽取B=8m，则B/H=8/4.5=1.8 ，介于1-2之间，符合要求。池长 L=A/B=244.4/8=30.5m设五廊道式曝气池，则每廊道长：L1L/5=30.5/5=6.1m取超高0.5m，则池总高为H=4.5+0.55.0m3.1.7.3、曝气系统的计算与设计本设计采用鼓风曝气系统（1）、需气量计算每日去除的BOD值：kg/d理论上，将1gNO3-N还原为N2需碳源有机物（BOD5表示）2.86g.一般认为，BOD5/TKN比值大于4-6时，认为碳源充足*11。原污水中BOD5含量为80-60mg/L，总氮含量为25-20mg/L,取BOD5为80mg/L，氮为20mg/L,则碳氮比为4，认为碳源充足。AAO法脱氮除磷的需氧量：2g/(gBOD5),3.43g/(gNH+3-N),1.14g/(gNO-2-N),分解1gCOD需NO-2-N0.58g或需NO-3-N0.35g*12。因处理NH+4-N需氧量大于NO-2-N，需氧量计算均按NH+4-N计算。原水中NH+3-N含量为25-20 mg/L，出水NH+4-N含量为5mg/L。平均每日去除COD值，取原水NH+4-N含量为40 mg/L，则：kg/L日平均需氧量：O2=BOD+COD=2×1000+4.57×400×1000=1.9×106g/d取2×103/d，即83.3/h。3.1.7.4、供气量的计算本设计采用网状膜型中微孔空气扩散器，敷设于距池底0.3米处，淹没水深4.2米，计算温度定为30摄氏度。选用Wm-180型网状膜空气扩散装置*14。其特点不易堵塞，布气均匀，构造简单，便于维护和管理，氧的利用率较高。每扩散器服务面积0.5，动力效率2.7-3.7O2/KWh，氧利用率12-15。查表*得:水中溶解氧饱和度 Cs(20)=9.17mg/L, Cs(30)=7.63mg/L.(1)空气扩散器出口的绝对压力（Pb）：PbP+9.8×103H其中：P-大气压力 1.013×105Pa H-空气扩散装置的安装深度，mPb1.013×105Pa+9.8×103×4.2=1.425×103Pa(2)空气离开曝气池面时，氧的百分比：其中，EA-空气扩散装置的氧转移效率，一般6-12对于网状膜中微孔空气扩散器，EA取12，代入得：（3）曝气池混合液中平均氧饱和度（按最不利温度条件30摄氏度），即：其中，CS-大气压力下，氧的饱和度mg/L得mg/L（4）换算为在20摄氏度的条件下，脱氧轻水的充氧量，即：取值0.85，0.95，C=0.06,=1.0;代入各值，得：kg/h取87kg/h。（5）曝气池的平均时供氧量:（7）每m3污水供气量：m3空气/ m3污水3.1.7.5、空气管系统计算选择一条从鼓风机房开始最长的管路作为计算管路，在空气流量变化处设设计节点，统一编号列表计算。按曝气池平面图铺设空气管。空气管计算见图见图5。在相邻的两廊道的隔墙上设一根干管，共5根干管，在每根干管上设5对配气竖管，共10条配气竖管，全曝气池共设50根曝气竖管，每根竖管供气量为：曝气池总平面面积为4000m3。每个空气扩散装置的服务面积按0.49m3计，则所需空气扩散装置的总数为：个为安全计，本设计采用9000个空气扩散装置，则每个竖管上的空气扩散装置数目为：个每个空气扩散装置的配气量为：将已布置的空气管路及布设的空气扩散器绘制成空气管路计算图进行计算。根据表4计算，得空气管道系统的总压力损失为：网状膜空气扩散器的压力损失为5.88kPa，则总压力损失为：5880+603.686483.68Pa为安全计，设计取值9.8kPa。空气扩散装置安装在距曝气池底0.3米处，因此，鼓风机所需压力为：鼓风机供气量：最大时供气量：7.1×104m3/h，平均时供气量：6.25×104 m3/h。根据所需压力和供气量，决定采用RG-400型鼓风机8台，5用3备，根据以上数据设计鼓风机房。173 二次沉池设计8.1 辐流式沉池的设计计算（1）沉淀区的表面积A q-表面负荷，即要求去除的颗粒沉速，一般通过实验取得。如果没有资料时，初次沉淀池要求采用1.5-3.0m³/（m²·h），二沉池可采用1-2 m³/（m²·h），现去q=2.0 m³/（m²·h）-最大设计流量，m³/h（3）池直径（设计取14m）（4）沉淀部分有效水深设污水在沉淀池内的沉淀时间t为2h.则沉淀池的有效水深 =qt=1.52=3m（5）沉淀区有效容积（6）沉淀池底坡落差取池坡度i=0.05(7)沉淀池周边（有效）水深（,规范规定辐流式二沉池）式中 -缓冲层高度，取0.5m； -刮泥板高度，取0.5m。（8）沉淀池高度式中-沉淀池超高，取0.3m。8.2 进水系统计算（1）进水管的计算单池设计污水流量进水管流量设计管径（2）进水竖井进水井径采用=1m，出水口尺寸0.5×1m ²，共6个沿井壁均匀分布出水口流速8.3 出水部分设计（1）单池设计流量（2）环形集水槽内流量（3）环形集水槽设计a.采用周边集水槽，单侧集水，每池只有1个总出水口。集水槽宽度为（取0.4m）式中，k为安全系数，采用1.5-1.2.集水槽起点水深为集水槽终点水深为槽深均取0.8m。b.采用双侧集水环形集水槽计算。取槽宽b=1.0；槽中流速v=0.5m/s，槽内终点水深：（4）出水溢流堰的设计采用出水三角堰（90°）A堰上水头（即三角口底部至上游 水面的高度）B.每个三角堰的流量C三角堰个数（设计取265个）8.4 排泥部分设计（1）污泥量总污泥量为回流量加剩余污泥量回流污泥量剩余污泥量6污泥处理部分构筑物计算3.2.1污泥浓缩池设计计算：污泥含水率高，体积大，从而对污泥的处理、利用及输送都造成困难，所以对污泥进行浓缩。重力浓缩法是利用自然的重力沉降作用，使固体中的间隙水得以分离。重力浓缩池可分为间歇式和连续式两种，我们选用间歇式重力浓缩池。如图8所示：图8 污泥浓缩池设计简图3.2.1.1浓缩污泥量的计算其中， 每日增长（排放）的挥发性污泥量（VSS），/d；Q(Sa-Se) 每日的有机污染物降解量，/d；Y 污泥产率，生活污水0.5-0.65，城市污水0.4-0.5；VXV-曝气池内，混合液中挥发性悬浮固体总量，XV=MLVSS；Kd衰减系数，生活污水0.05-0.1，城市污水0.07左右取Y0.5，Kd0.07，Sa60mg/L，Se10mg/L,Q=20000m3/d，V=1008m3,则:XV=f×MLSS=0.75×4300/1000=3.225/L剩余污泥量：采用间歇式排泥，剩余污泥量为604.65m3/d，含水率P199.2，污泥浓度为8.6/ m3；浓缩后的污泥浓度为31.2g/L，含水率P297。3.2.1.2浓缩池各部分尺寸计算（1）浓缩池的直径采用两个圆形间歇式污泥浓缩池。有效水深h2取2m，浓缩时间取16h。则浓缩池面积则其污泥固体负荷为：浓缩池污泥负荷取20-30之间，故以上设计符合要求。采用两个污泥浓缩池，则每个浓缩池面积为：A0201.42/2100.71则污泥池直径：取D=12m。（2）、浓缩污泥体积的计算则排泥斗所需体积为161.24×16/24107.5m3（3）、排泥斗计算，如图，其上口半径其下口半径为0.5，污泥斗倾角取45度，则其高h1=2.5m。则污泥斗容积>107.5m3（4）、浓缩池高度计算：H=h1+h2+h3=2.5+2+0.3=4.8m排泥管、进泥管采用D=300mm，排上清液管采用三跟D100mm铸铁管。浓缩池后设储泥罐一座，贮存来自除尘池的新污泥和浓缩池浓缩后的剩余活性污泥。贮存来自初沉池污泥400m3/d，来自浓缩池污泥161.24 m3/d。总污泥量取600 m3/d。设计污泥停留时间为16小时，池深取3m，超高0.3m，缓冲层高度0.3m。直径6.5m。4