城市污水设计流量计算.doc

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1、第二部分 设计计算书第一章 城市污水设计流量计算1污水设计流量1.1 近期（1）污水平均日流量式中N设计人口数，人；本设计近期服务人口为12万q每人每日平均污水量定额，生活用水定额为110180L/d，取150L/d。（2）最高日最高时污水流量总变化系数 1.2 远期（1）污水平均日流量式中N设计人口数，人；本设计远期服务人口为25万（2）最高日最高时污水流量总变化系数 第二章 中格栅设计2.1设计说明中格栅主要是拦截污水中的较大颗粒和漂浮物，以确保后续处理的顺利进行。2.2设计参数栅前流速过栅流速 栅条宽度s=0.02m格栅间隙e=0.02mm栅前部分长度0.5m栅前部分长度1.0m格栅倾角

2、=60进水渠展开叫=20单位栅渣量=0.05m3栅渣/103m3污水设计流量Q=0.4926，按远期最高日最高时污水流量计算2.3 设计计算（1）栅前水深h根据最优水力断面公式，计算得栅前槽宽，（2）栅条间隙数n格栅设两组，按同时工作设计计算。，取n=22（3）每组格栅宽度S（n-1）+en=0.02（22-1）+0.0222=0.86m取1m（4）栅槽宽度B式中，B栅槽宽度，一般比格栅宽0.20.3m，取0.2m0.5两格栅间距（5）进水渠道渐宽部分长度（6）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度（7）过栅水头损失式中计算水头损失k系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增加倍数。栅条边为矩形截面，取k

3、=3；阻力系数。，与栅条断面形状有关，当为矩形断面时=2.42。（8）栅后槽总高度H1取栅前渠道超高h2=0.3m，H1=h+ h2=0.6+0.3=0.9m（9）栅后槽总高度H（10）栅总长度LL=L1+L2+0.5+1.0+H1/tan=2.21+1.10+0.5+1.0+0.9/tan60=5.33m2.4 每日栅渣量WW=Q=因为W大于0.2，所以宜采用机械格栅清渣。2.5 机械选型采用链条式回转除污机，型号GH型。公称栅宽B(m)槽宽H（m）安装角度（。）栅条间隙（mm）电动机功率（Kw）栅条面积（mm）整机重量（Kg）生产厂1.0 1.1 1.2 1.4 1.51.6 1.7 1.

4、8 1.9 2.02.1 2.2 2.3 2.4 2.52.6 2.7 2.8 2.9 3.0自选60 6570 75 8015-800.75-0.2250*103500-5500无锡通用机械厂、江西亚太给排水成套设备公司2.6进水出水渠 城市污水通过DN1200的管道送入进水渠道，设计中取进水渠道1.19m，进水水深0.6m，出水渠道1.19m，出水水深0.6m。2.7 计算草图 图2.1 中格栅计算草图第三章 提升泵站设计3.1 设计说明提升泵站用以提高污水的水位，保证污水能在整个污水处理流程中流过 ，从而达到污水的净化。泵站按远期规模设计，水泵机组按近期规模配置。泵站选用集水池与机器间合

5、建式泵站。3.2 选泵（1）流量的确定本设计近期拟定选用5台泵（4用1备，远期增加1台），则每台泵的设计流量为：Q=Qmax/5=492.61/5=95.52L/s（2）扬程H的估算H=H静+hf+(1.52.0)式中：H静泵需要提升的静扬程；hf污水泵及泵站管道的水头损失，m，取1.5m；1.5-2.0富于水头损失。式中：63.74为出口位置水面标高； 52.74集水井最低泵吸水面标高；Hf从泵出口到最后一个构筑物出水口的总水头损失。从沉砂池到消毒池总水头损失： 注：1) 各构筑物之间管渠连接的水头损失计为0.2m；2）细格栅的水头损失计为0.26m；3）平流式沉砂池水头损失取0.2m；4）

6、CAST生化池水头损失计0.5m；5）平流式初沉池水头损失计0.4m；6）巴氏计量槽水头损失0.3m；7）紫外消毒池水头损失0.2m。则泵需要提升的静扬程则水泵扬程为：H=H静+2.0+1.5=13.86+1.5+1.5=16.86m（3）选泵按上述条件，选择立式单级单吸离心式污水泵。性能参数如下：表13.1 污水泵性能参数表型号流量Q（L/s）扬程H（m）转速n（r/min）轴功率（kw）气蚀余量（m）200TLW-400I12817 970306.0电动机型号电动机功率（kw）效率 叶轮直径 （mm）生产厂重量（kg）Y180M-23089.5400乐清市水泵厂11303.3 吸水管、压水

7、管实际水头损失的计算3.3.1 设计依据(1)吸水管流速0.82.0m/s，安装要求有向水泵不断向上的坡度；(2)压水管流速一般为1.22.5m/s；(3)吸压水管实际水头损失不大于2.5m/s。3.3.2 具体计算(1)吸水管选用DN=350mm的铸铁管，V=1.28m/s，i=6.17；压水管为DN=350mm的铸铁管，V=1.28m/s，i=6.17。(2)吸水管路损失吸水管上有：一个喇叭口，Dg=1.5350=525mm ，1 =0.1；Dg350的90弯头2个，2 =0.89；Dg350的闸阀1个，3 =0.07；Dg350250的偏心渐缩管1个，4 =0.18；吸水喇叭口流速V1=

8、40.1232/（3.140.5252）=0.57m/sh局部=0.1713m设吸水管管长3m，则 h沿程= =0.01851m吸水管总损失 h1= h局部+h沿程=0.1713+0.01851=0.190m(3)压水管路损失压水管上有：Dg250350的渐放管1个，1=0.15；Dg350的截止阀1个，2 =3.0；Dg350的闸阀1个，3 =0.07；Dg350的90弯头2个，4 =0.89；h局部= =0.46m设压水管管长30m，则 h沿程= =6.17/100030=0.1851m压水管总损失 h2= h局部+h沿程=0.46+0.1851=0.6451m泵站内总水头损失h=h1+h

9、2=0.6451+0.19=0.8351m1.5m(4)水泵扬程校核H=H静+h+1.0=13.86+0.8351+1.0=115.6951m0.15m/s，符合要求式中，Qmin最小流量，m3/s；最小流量时工作的沉砂池个数，个；Wmin最小流量时沉砂池的水流断面面积，m2；Wmin =bh2（11）进水渠道 格栅的出水通过DN1200mm的管道送入沉砂池的进水渠道，然后向两侧配水进入进水渠道，污水在渠道内的流速为：式中： 进水渠道水流流速（m/s）； 进水渠道宽度（m），取0.92m； 进水渠道水深（m），取0.46m；（12）出水管道 出水采用薄壁出水堰跌落出水，出水堰可保证沉砂池内水位

10、标高恒定，堰上水头为：式中： 堰上水头（m）； 沉砂池设计流量（m3/s）； 流量系数，一般采用0.4-0.5，取0.4； b2堰宽（m），等于沉砂池宽度，取2.6m。出水堰自由跌落0.1-0.15m后进去出水槽，根据最优水力断面公式出水槽宽0.92m，有效水深0.46m，水流流速0.61m/s，出水流入出水管道。出水管道采用钢管。（13）排砂管道 采用沉砂池底部管道排砂，排砂管道管径DN=200mm。5.4 机械选型选择螺旋砂水分离器，型号LSSF-320.5.5计算草图图5.1 平流式沉砂池计算草图第六章 初沉池设计6.1 设计说明初次沉淀池是借助于污水中的悬浮物质在重力的作用F可以下沉，

11、从而与污水分离，初次沉淀池去除悬浮物40%60%，去除BOD20%30%。本次设计采用1座平流式沉淀池。6.2设计参数 设计流量Q=0.25634沉淀池座数n=1座水平流速v=5mm/s表面负荷=2.0 m3/(m2h),分格数=4格两次清除污泥相隔时间T=1d6.3 设计计算1沉淀池表面积A 式中 Qmax 最大设计流量，m3/s； n 座数，个，取n=1。 表面负荷，m3/(m2h)，取=2.0 m3/(m2h),一般采用1.5-3 m3/(m2h)。2沉淀部分有效水深h2 式中 t沉淀时间，h，取t=1.5h，设计一般取1.0-2.0h。 h2沉淀部分有效水深,m。3沉淀部分有效容积 式

12、中 沉淀部分有效容积，m34 池长L L=vt*3.6=5*1.5*3.6=27m 式中 L 池长，m； v 水平流速，取5mm/s，一般采用5 池子的有效宽度B B=A/L=461.462/27=17.1m式中 B 池子的宽度，m6 分格数n1 n1=B/b=17.1/4.4=3.88（取4个）式中 n1分格数，个； b沉淀池分隔每隔宽度,m，设计中取4.4m。 池子总宽度 7 校核长宽比 长深比长宽比 = L/b = 27/4.4 = 6.144 (符合要求，避免池内水流产生短流现象）长深比 = L/h2 = 27/3=98(符合长深比8-12之间的要求）。8 污泥部分所需总容积 式中 C

13、1进水悬浮物浓度，mg/L；C2出水悬浮物浓度，mg/L；一般的沉淀效率取=40%-60%,取50； 0污泥含水率，%取97； T两次清除污泥相隔时间，h，取T=1d； 污泥密度，t/m3，其值约为1。Q平均污水流量，m3/s。9 每格池污泥所需容积 ；10污泥斗容积 式中 h5污泥斗高度，m； a污泥斗上部长度，取4.5m； a1污泥斗下部长度，m，取0.5m，一般采用0.4-0.5m； 斗壁与水平面倾角，取=60。11沉淀池总高度H 式中 h1沉淀池总超高，取h1=0.3m，一般采用0.3m-0.5m； h3缓冲层高度，取h3=0.5m，一般值采用0.5m； h4污泥部分高度，一般采用污泥

14、斗高度与池底坡度i=1的高度之和。 h4 =0.01*（L-b）+ h5 =0.01*（27-4.4）+3.464=3.69m 12沉淀池总长度 13.进水渠道沉淀池进水端设进水渠道，通过潜孔进人配水渠道，然后由穿孔花墙流人沉淀池。v1 = Q/BlH1=0.25634/0.92/0.46=0.61式中 v1进水渠道水流流速（m/s)，一般采用大于0.4m/s; B1进水渠道宽度（m)，取0.92m;H1进水渠道水深（m)，一般采用0.2-2.0，取0.46m。14.进水穿孔花墙进水采用配水渠道通过穿孔花墙进水，配水渠道宽0.5m,有效水深0.8m,穿孔花墙的开孔总面积为过水断面面积的6%20

15、%，则过孔流速为式中V2穿孔花墙过孔流速（m/s), 般采用0.05-0. 15m/s;B2孔洞的宽度（m)，取;0.2m h6孔洞的高度（m)，取0.4m孔洞数量（个），取10个。15.出水堰沉淀池出水经过出水堰跌落进入出水渠道，然后汇入出水管道排走。出水堰采用单侧90三角形出水堰，三角堰顶宽b=0.18m，深h=0.09m，间距0.54m，每格沉淀池有19个三角堰，每座沉淀池有38个三角堰，一共有76个三角堰，堰后自由跌落水头0.1m-0.15m，三角堰流量为式中q过堰流量，; 堰口个数;堰上负荷，。出水堰后自由跌落采用0.15m,则出水堰水头损失为0.1877m。15.出水渠道沉淀池出水

16、端设出水渠道，出水管与出水渠道连接，将污水送至集水井。式中 出水渠道水流流速（m/s)，一般采用大于0.4m/s;出水渠道宽度（m)，取0.92m;出水渠道水深（m)，一般采用0.2-2.0，取0.46m。出水管道采用钢管，管径DN=1000mm. 16.进水挡板、出水挡板沉淀池设进水挡板和出水档板，进水挡板距进水穿孔花墙0.5m,挡板高出水面0.3m，伸人水下0.8m。在出水挡板距离出水堰0.5m挡板高出水面0.3m，伸入水下0.5m，在出水挡板处设一个浮渣收集装置，用来收集拦截的浮渣。17.排泥管沉淀池采用重力排泥，排泥管直径DN=300mm,排泥管流速0.9m/s,排泥管伸入污泥斗底部。

17、排泥管上端高出水面0.3m，便于清通和排气。排泥静水压头采用1.2m。18刮泥装置沉淀池采用行车式刮泥机，刮泥机设于池顶，刮板伸人池底，刮泥机行走时 将污泥推人污泥斗内。第七章 CAST系统设计7.1 基本设计参数计算7.1.1 设计参数Qh=2.215万m3/dQd =1.44万m3/d有效水深H=5m安全高度Hf=0.8m周期长Tc=4h周期数D=6d-1进水时间Tj=反应时间TF=2h沉淀时间=1h滗水时间=1h设计最低水温T=10污泥指数SVI=130mg/L池数 N=2组M=2池/组=4池进水BOD5So=172.8mg/L出水BOD5Se=20mg/L7.1.2 计算确定泥龄（1）

18、反应泥龄和好氧泥龄A.需反硝化的硝态氮No=N-0.05（So-Se）-Ne =33.6-0.05（172.8-20）-8 =17.96式中，N进水总氮浓度，mg/L，取33.6mg/L Ne出水总氮，mg/L，取8 mg/L。 B.反应泥龄表7.1 CAST工艺反硝化设计参数 0.20.060.30.090.40.120.50.15 式中 F考虑NH3-N波动的安全系数,当进水BOD5总量6000kg/d时,F取1.45,当进水BOD5总量1200kg/d时,F取1.8。 F=1.486 C好氧泥龄 （2）.缺氧泥龄（3）计算污泥产率系数Y Y=0.76kgSS/kgBOD式中，K修正系数，

19、K=0.90.95，取0.9进水悬浮固体浓度，取132mg/L（4）计算总泥龄 7.1.3 计算污泥量 式中， 反应污泥总量，kg式中， 污泥总量，kg7.1.4 计算反应池容积V式中，一个周期内实际沉淀时间，h选择器容积总池容7.1.5排水深度7.1.6污泥浓度式中， 污泥浓度，g/L式中， 最低水位时污泥浓度，g/L7.1.7单池参数单池容积：单池面积： 取长宽23*23单池储水容积：最低水位计算：最低泥位计算：7.1.8污泥负荷7.1.9水力停留时间7.1.10 CSAT系统的循环操作过程（1）运行方式CASTCAST工艺是一种循环式活性污泥法，其运行模式与传统SBR法类似，有进水、反应

20、、沉淀和出水及必要的闲置等五个阶段组成，五个阶段为一个周期。A.进水/曝气段：污水在足够的曝气条件下进行充分的好氧除碳和生物硝化。此过程一般占整个周期的一半时间，即40.5=2h左右。B.沉淀段：不进水、不曝气、不回流，使污水混合液获得一个静止的絮凝沉淀环境。C.撇水段：不进水、不曝气、不回流，通过浮动撇水器将上清液排出，当液面降低至最低控制水位时，停止排水。D.闲置段：不曝气、不回流，视具体情况而定，可作为整个CAST运行系统的调节。（2）混合液回流及污泥回流系统的设计混合液回流可在进水/曝气段进行，回流量约为进水量的1/5左右。剩余污泥排放在沉淀结束后立即进行，污泥量计算同连续活性污泥法相

21、同。（3）四个CAST池体的循环操作以14顺序表好4个CAST池体。每2个池体为一组，单组池体中的两个CAST池运行相差2h进度，以此可使进水主干管和进气主干管连续运行，并便于PLC自动调节。2组池体运行相差1h进度，即第1号和第3号池体，第2号和第4号池体均相差1h进度，此可实现全厂的连续排水和进水。以4h的运行时间为例，各池体的进水过程如下：图17.1 四个CAST池体的循环运行（4）单个CAST池体的循环运行单个CAST池体在一周期中的运行过程如下图7.2 单个CAST池体的循环运行7.1.7 CAST池体设计（1）生物选择器容积设计CAST反应器通常设计成矩形，且一组至少二池组成。处理

22、厂是污水时，CAST反应器由生物选择区和主反应区组成，其容积比一般为1：201:10。取容积比为1：10。长度与宽度之比为23/23=1，在1：11：2之间，符合室外排水设计规范，即间隙进水是SBR法长宽比的规定。单池净尺寸长宽高=23m23m5.7m，有效水深5m。CAST池中间设一道隔墙，将池体分隔微生物选择区和主反应区两部分。靠进水端为全物选择区，其容积为CAST池总容积的10%左右，另一部分为主反应区,与反应区长度L1按下式计算。L1=（0.10.25）L（m），L1取2.3m。（2）连通孔尺寸 隔墙底部设连通孔，连通两区水流，目的是使CAST反应器进水流态稳定，不易形成水流死角。连通

23、孔孔口面积A1按下式计算： 式中：n3：连通孔个数，取3个； U 孔口流速m/h,取170m/h。 孔口间距单孔时设在隔墙中央，多孔时沿隔墙均布，孔口宽度0.40.6m，取0.56m，孔口高度不宜大于1.0m，取1m。(3) 上清液排出装置上清液排出装置应能在设定的排出时间内以及活性污泥不发生上浮的情况下排出上清液。CAST工艺一般都采用滗水器排水，滗水器排水过程中能随水位的下降而下降，使排出的上清液始终是上层清液。为防止水面浮渣进入滗水器被排走，滗水器排水口一般都淹没在水下一定深度。污水进水量Q=14400 m/d，池数M=2，组数N=2，周期D=6，排出时间 则每池的排出负荷： 考虑安全系

24、数为1.3本设计中选用BSL型旋转式滗水器，型号BSL1000，滗水能力1000 m3/h，出水管直径800mm，滗水深度1.52m。该滗水器在特定的时间内上清液经堰口，均匀排出池外；随着水面下降，堰口的负荷均衡，并保证排水流量和水质；可采用手动，自动变频调速和PLC控制；水下部分为不锈钢材质。（4）污泥回流量计算污泥回流比为R=27，则污泥回流量为： 每日每池内回流量 5980.5/4=1495.13m3/d 每日每池每周期内回流量 1495.13/6=249.2单周期内每小时回流量249.2/4=62.3每池采用2台（1用1备）100QW65-15-5.5型潜水排污水泵，单台提升流量65m

25、3/h，扬程7m，转速1440r/min，轴功率5.5kw。（5） 剩余污泥排出系统设计每日剩余污泥总量 剩余污泥浓度即取最高水位时的污泥浓度，为4.51=4.51每日剩余污泥体积 每池每周期产污泥量单池单周期内每小时排泥量剩余污泥排泥时间为1hQ=15.21/1=15.21选用潜污泵，型号为100QW20-22-5.5，每池各配两台，一备一用。其技术参数如下：表7.2 潜污泵性能参数表流量Q 20扬程H m22转速n 1440泵效率 57.4功率 kw5.5出口直径 mm1007.2 曝气系统设计7.2.1 设计需氧量计算（1）耗氧量的计算： 式中实际需氧量，；碳的氧当量，包括BOD降解耗氧

26、量和活性污泥衰减耗氧量； BOD去除量，kg/d；硝化氨氮量，kg/d反硝化的硝酸盐量，kg/d 式中，BOD负荷波动系数，取1.1。 7.2.2 标准需氧量本处考虑最不利情况，按夏季最高月平均水温计算。（1）求式中，因海拔高度不同而引起的压力修正系数工程所在地大气压力，有任务书可知，为Pa（2）求=P+ 式中，空气扩散装置处的绝对压力，H空气扩散装置淹没深度，m；微孔曝气头安装在距池底0.3m处，水深5.0m，故H=5.0-0.3=4.7m（3）求式中，气泡离开水面时的含氧量，%空气扩散装置氧转移效率，%；由设备样本查得为20.830.6，取23%（4）求式中，设计水温条件下曝气池内平均溶解

27、氧饱和度，设计水温条件下氧在清水中溶解氧饱和度，。本处T=28，清水氧饱和度=7.92T设计污水温度，冬季T=10，夏季T=28，本处取后者。（5）标准需氧量 式中，20时氧在清水中的饱含溶解度，查表得9.17mg/L a氧总转移系数，取0.85氧在污水中饱和溶解度修正系数，取0.9C曝气池内平均溶解氧浓度，取0.5mg/L（6）空气总量G（7）单池小时供气量Gih 式中：一个周期的好氧反应时间，h。7.2.3曝气设备选择CAST工艺通常采用的曝气设备是微孔曝气器和射流曝气机。微孔曝气器目前常采用膜片式曝气器，其动力效率高，应用效果好。本设计选用盘式橡胶膜微孔曝气器，型号BZ.Pj-1，其性能

28、参数见下表：表7.3 盘式橡胶膜微孔曝气器主要性能参数规格 mmD215水深 m4-5供气量 /(h个)0.8-1.5服务面积 /个0.30-060充氧能力 kg/h0.155-0.250氧利用率 20.8-30.6理论动力效率 kg/(kwh)5.53-7.15阻力损失 Pa2820-344017.2.4 曝气器的平面布设曝气池供氧平面面积23234=2116 每个曝气器的服务面积去0.6/个，则需曝气器个数2116/0.6=3528个单池曝气器个数3528/4=882个取21*42=882个曝气器总数8824=3528个单个曝气器的供气量/(h个)0.8-1.5/(h个)所以符合要求第八章

29、紫外线消毒系统8.1 设计参数Qh=2.215万m3/dQd =1.44万m3/d8.2 设计计算8.2.1紫外灯选型本次设计处理规模14400m3/d，出水水质为一级B,根据城市给排水紫外线消毒设备（GB/T19837-2005）本次设计采用低压灯。设备型号采用UV3000PLUS紫外设备，每3800m3/d需14根灯管。8.2.2紫外线消毒剂量（1）灯管数 拟用6根灯管为一个模块，两道紫外线渠道，则单侧在外线渠道所需模块数N （2）照射渠流速设计 按设备要求渠道深度129cm，设渠道中水的流速为0.3m/s。渠道的过水面积为 渠道宽度 复核流速 若灯管间距为7cm，沿渠道宽度课安装6个模块

30、，故选用UV3000PLUS，两个UV灯组，每个UV灯组6个模块。每个模块长度为2.46m，两个灯组间距1.0m，渠道出水设堰板调节。调节堰与灯组间距1.5m，则渠道总长为L为 复核照射时间（3） 污水处理厂紫外线消毒系统选用UV3000PLUS，两个UV灯组，每个UV灯组6个模块，每模块6根灯管。采用串联布置，设置超越渠。第九章 巴氏计量槽9.1 设计说明巴氏计量槽的作用是测量总水量，安装在污水厂的出水管渠上。它具有水头损失小，底部洗刷小，不易沉积杂物等优点。9.2 设计计算（1）查给水排水设计手册第5册，可知测量范围在0.030-0.400时，巴氏计量槽各部尺寸如下：表9.1 巴氏计量槽各部尺寸喉宽W=0.25mB=1.325mA=1.352m2/3A=0.901mC=0.55mD=0.78m（2）求有W=0.25m，可得流量计算公式得，取=0.3573m，有（3）其余尺寸数=0.6m =0.9m(4)渠道水力计算：上游渠道过水断面面积A