湖南大学污水处理厂毕业设计全套计算书.doc
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1、湖南大学污水处理厂毕业设计全套(图纸计算书说明书)目 录一、城市污水雨水管网的设计计算 011.1、城市污水管网的设计计算011.1.1、确定城市污水的比流量011.1.2、各集中流量的确定011.2、城市雨水管网的设计计算01二、城市污水处理厂的设计计算 032.1、污水处理构筑物的设计计算032.1.1、中格栅032.1.2、细格栅042.1.3、污水提升泵房062.1.4、平流沉沙池092.1.5、厌氧池112.1.6、氧化沟122.1.7、二沉池172.1.8、接触池202.2、污泥处理构筑物的设计计算222.2.1、污泥浓缩池222.2.2、储泥池252.2.3、污泥脱水间25三、处
2、理构筑物高程计算 253.1、水头损失计算253.2、高程确定27四、污水厂项目总投资,年总成本及经营成本估算 274.1、项目总投资估算274.1.1、单项构筑物工程造价计算274.1.2、第二部分费用284.1.3、第三部分费用284.1.4、工程项目总投资294.2、污水厂处理成本估算294.2.1、药剂费294.2.2、动力费(电费)294.2.3、工资福利费 304.2.4、折旧费 304.2.5、摊销费304.2.6、大修理基金提成率304.2.7、检修维护费314.2.8、利息支出314.2.9、其它费用314.2.10、工程项目年总成本 314.2.11、项目年经营成本 324
3、.3、污水处理厂综合成本32第1章 城市污水雨水管网的设计计算1.1、城市污水管网的设计计算1.1.1 确定城市污水的比流量:由资料可知,XX市人口为41.3万(1987年末的统计数字),属于中小城市,居民生活用水定额(平均日)取150l/cap.d。而污水定额一般取生活污水定额的80-90%,因此,污水定额为150l/cap.d*80%=120 l/cap.d。则可计算出居住区的比流量为:q0=864*120/86400=1.20(l/s)1.1.2 各集中流量的确定:市柴油机厂 450*10*3.0=15.624(l/s)新酒厂取用9.69(l/s)市九中取用15.68 (l/s)火车站设
4、计流量取用6.0(l/s) 总变化系数K=(Q为平均日平均时污水流量,l/s)。当Q5l/s时,K=2.3;当Q1000l/s时,K=1.3;其余见下表:Q5154070100200500K2.32.01.81.71.61.51.4对于城市居住区面积及街坊的划分可见蓝图所示,而对城市污水管段的计算由计算机计算,其结果可见后附城市污水管网设计计算表。1.2、城市雨水管网的设计计算:计算雨水管渠设计流量所用的设计暴雨强度公式及流量公式可写成: q=167A1(1+clgP)/(t1+mt2+b)n式中:q设计暴雨强度 (l/(sha) P设计重现期 (a) t1地面集水时间 (min) m折减系数
5、 t2管渠内雨水流行时间 (min) A1b c n地方系数。首先,确定暴雨强度公式:由资料可计算径流系数 =5%*0.9+15%*0.9+5%*0.4+17%*0.3+13%*0.15 =0.68暴雨强度公式:参考长沙的暴雨强度公式: q=3920(1+0.68lgp)/(t+17)0.86重现期 p=1年,地面集水时间取t1=10 min,t=t+mt,折减系数取m=2.0, 所以 可以确定该地区的暴雨强度公式为:q0=*q=0.68*3920*(1+0.7lg1.0)/(27+2t2)0.86=2665.6/(27+2t2)0.86 对于城市雨水汇水面积及其划分可见蓝图所示, 而对城市雨
6、水管段的计算由计算机计算,其结果可见后附的城市雨水管网设计计算表。特别说明:将雨湖设为一个雨水处理调节水池,雨湖的面积约为11000m3,根据雨湖两侧的地面标高差约为0.2m 则:设雨湖的有效调节水深为0.1m,所以调节水池的容积为 1100m2。 设调节水池24h排空一次 则:进入雨湖外排管段的集水井的调节水量为:/86400=12.73 (l/s) 第2章 城市污水处理厂的设计计算2.1、污水处理构筑物的设计计算2.1.1中格栅设计:为保证后续污水提升泵房的安全运行,隔除较大的漂浮物质及垃圾,在污水提升泵房前端设有中格栅。格栅的间距为e=40mm,栅前部分长度0.5m,中隔栅设2组,水量小
7、时可只开一组,水量大时两组都开启。配置自动除渣设备。栅前流速取0.6m/s,栅前水深根据最优水力断面公B=2h=1.13m,则h=0.56m,过栅流速取v=0.7m/s,栅条间隙e=20mm,格栅的安装倾角为60,则栅条的间隙数为: n=Qmax*sin0.5/ehv =0.382*(sin60)0.5/(0.02*0.56*0.7) =45.3 n取46栅槽宽度:取栅条宽度为S=0.01 m B=S*(n-1)+e*n =0.01*(23-1)+0.02*23=0.68m,即每个槽宽为0.68m,则槽宽度B=2*0.68=1.36m(考虑了墙厚)。栅槽总长度: L=L+L+1.0+0.5+,
8、L=(1.36-1.13)/(2*tg20)=0.32mL= L/2=0.16m H=h+h=0.56+0.3=0.86m则, L=L+L+1.0+0.5+=0.32+0.16+1.0+0.5+0.86/tg60=2.48m每日栅渣量:(单位栅渣量取W=0.05 m栅渣/10 m污水)W=Q*W=3*10*0.05/10=1.5m/d 0.2 m/d宜采用机械清渣方式。栅槽高度: 起点采用h=0.5m,则栅槽高度为H=0.56+0.5=1.06m。由于格栅在污水提泵前,栅渣清除需用吊车。为了便于操作,将栅槽增高0.8m,以便在工作平台上设置渣筐,栅渣直接从栅条落入栅筐,然后运走。2.1.2细格
9、栅设计:设栅前水深h=0.56m,进水渠宽度B=2h=1.13。过栅流速取v=0.8m/s,栅条间隙e=10mm,格栅的安装倾角为60,则栅条的间隙数为:n=Qmaxsin0.5/ehv =0.382*(sin60)0.5/(0.01*0.56*0.8) =79.35 n取80栅槽宽度:取栅条宽度为S=0.01 m B=S*(n-1)+e*n =0.01*(80-1)+0.01*80 = 1.59m 取1.60m进水渠道渐宽部分长度: L= (B- B)/2tg=(1.59-1.13)/2tg20=0.65m进水渠展开角,B=B栅槽总宽,B进水渠宽度。栅槽与出水渠连接渠的渐宽长度:L= L/2
10、=0.65/2=0.32m过栅水头损失:设栅条为矩形断面,h=k*v *sin /2gk系数,格栅受污物堵塞后,水头损失增大的倍数,取k=3;v过栅流速; 阻力系数,与栅条断面形状有关,=(s/e),当为矩形断面时,=2.42。代入数据得:h=3*2.42*(0.01/0.01)*0.8*sin60/(2*9.81) =0.21m为避免造成栅前涌水,故将栅后槽底下降h作为补偿。栅后槽总的高度:取栅前渠道超高为h2=0.3 (m),栅前槽高H1=h+h2=0.86 mH= h1+h+h2=0.21+0.56+0.3=1.07m栅槽总长度: L= l2+l1+0.5+1.0+ H1/tg60 =0
11、.32+0.65+1.0+0.5+0.86/tg60 =2.97m每日栅渣量:取W1=0.1 m3/(103*m3)W=Qmax* W1*86400/(K总*1000) =0.382*0.1*86400/(1.4*1000)=2.4 m3/d 0.2 m3/d 宜采用机械清渣方式中格栅和细格栅均采用型号为JT的阶梯式格栅清污机,并选用285型长度为5m的无轴螺旋运送机两台。2.1.3污水提升泵站 设计参数: 平均秒流量Q=261.564(l/s) 最大秒流量Q=261.564*1.46=381.88(l/s) 进水管管底标高31.624m,管径D=900mm,充满h/d=0.3,水面标高31.
12、957m,地面标高38.300m。 出水管提升后的水面标高38.800m经100m管长至污水处理构筑物。选择集水池与机器间合建式的圆型泵站,考虑3台水泵(其中1台备用)。设计内容:每台水泵的容量为Q/2=381.88/2=190.94(l/s),集水池容积相当于采用一台泵6min的容量:W=190.94*60*6/1000=68.74(m)。有效水深采用H=2.0m,则集水池面积为34.37m。 选泵前总扬程估算: 经过格栅的水头损失为0.1m,集水池最低工作水位与所需提升的最高水位之间的高差为:38.800-(31.624-0.9*0.37-0.1-2.0)=9.609(m)出水管管线水头损
13、失:a)总出水管:Q=381.88l/s,选用管径500mm,v=1.94m/s,1000i=9.88。当一台水泵运转时,Q=190.94l/s,v=0.97m/s 0.7m/s。设总出水管管中心埋深1.0m,局部损失为沿程损失的30%,则泵站外管线水头损失为:320+(38.800-38.300+1.0)*9.88*1.3/1000=4.129mb)水泵总扬程:泵站内的管线水头损失假设为1.5m,考虑自由水头为1.0m,则水泵的总扬程为:H=1.5+4.129+9.609+1.0=16.239(m)c)选泵:选用250WD污水泵3台(其中1台备用),水泵参数如下:Q=180.5278l/s
14、H=1217m 转数n=730转/分 轴功率N=3764KW 配电动机功率70KW 效率=69.573% 允许吸上真空高度H=4.25.2m 叶轮直径D=460mmd)泵站经平剖面布置后,对水泵总扬程进行核算:吸水管路水头损失计算:每根吸水管Q=190.94l/s,选用管径450mm,v=1.21m/s,1000i=4.41。根据图示,直管部分长度为1.2m,喇叭口(=0.1),D=450mm90弯头1个(=0.67),D=450mm闸门1个(=0.1),D=450d200mm渐缩管1个(=0.21)沿程损失:1.2*4.41/1000=0.0053m局部损失:(0.1+0.67+0.1)*1
15、.21/2g+0.21*6.5/2g=0.518(m)则吸水管路水头总损失为:0.518+0.0053=0.523(m)出水管路水头损失计算:(计算图见泵房平剖面图)每根出水管Q=190.94l/s,选用管径400mm,v=1.53m/s,1000i=8.23。从最不利点A点起,沿A、B、C、D、E线顺序计算水头损失:AB段D200400mm渐放管1个(=0.30),D400mm单向阀1个(=1.40),D400mm90弯头1个(=0.60),D400mm阀门1个(=0.10)。局部损失:0.30*6.5/2g+(1.40+0.60+0.10)*1.53/2g=0.90(m)BC段选用D500
16、mm管径,Q=190.94l/s,v=0.97m/s,1000i=2.60,直管部分长0.70m,XX字管1个(=1.5,转弯流)。沿程损失:0.70*2.60/1000=0.002(m)局部损失:1.5*1.53/2g=0.179(m)CD段选用D500mm管径,Q=381.88l/s,v=1.94m/s,1000i=9.88,直管部分长0.70m,XX字管1个(=0.10,直流)。沿程损失:0.70*9.88/1000=0.007(m)局部损失:0.10*1.94/2g=0.019(m)DE段直管部分长5.0m,XX字管1个(=0.10),D500mm90弯头2个(=0.64)。沿程损失:
17、5.0*9.88/1000=0.049(m)局部损失:(0.10+2*0.64)1.94/2g=0.265(m)综上,出水管路总水头损失为:4.128+0.90+0.002+0.179+0.007+0.019+0.049+0.265=5.549(m)则水泵所需总扬程:H=0.523+5.549+9.609+1.0=16.688(m)故选用250WD型污水泵是合适的。2.1.4 平流沉砂池(设2组)长度:设平流沉砂池设计流速为v=0.25 m/s停留时间t=40s,则,沉砂池水流部分的长度(即沉砂池两闸板之间的长度): L =v*t=0.25*40=10m水流断面面积:A=Qmax/v=0.38
18、2/0.25=1.52m池总宽度 : 设n=2 格,每格宽b=1.2m,则, B=n*b=2*1.2=2.4m(未计隔离墙厚度,可取0.2m) 有效深度: h2=A/B =1.52/2.4=0.64m沉砂室所需的容积: V= Qmax*T*86400*X/(kz*10)V沉砂室容积,m;X城市污水沉砂量,取3 m砂量/10m污水;T排泥间隔天数,取2d;K流量总变化系数,为1.4。代入数据得:V=86400*0.382*2*3/(1.4*10)=1.41 m,则每个沉砂斗容积为V=V/(2*2)=1.41/(2*2)=0.35 m.沉砂斗的各部分尺寸:设斗底宽a1=0.5 m,斗壁与水平面的倾
19、角为55,斗高h3=0.5m,则 沉砂斗上口宽:a=2 h3/tg55+a1 =2*0.5/1.428+0.5 =1.2m沉砂斗的容积:V0 = (h3/6)*(a2+ a* a1+ a12) =0.5/6*(1.22+ 1.2* 0.5+ 0.52) =0.35m3 = V这与实际所需的污泥斗的容积很接近,符合要求;沉砂室高度: 采用重力排砂,设池底坡度为0.06,坡向砂斗,L=(L-2*a)/2=(10-2*1.2)/2=3.8mh3 = h3+0.006 L=0.5+0.06*3.8=0.728m池总高度:设沉砂池的超高为h1=0.3m,则H= h1+h2+h3=0.3+0.64+0.7
20、28=1.67m进水渐宽及出水渐窄部分长度: 进水渐宽长度 L=(B-B)/2tg=(2.4-1.0)/(2*tg20)=1.92m 出水渐窄长度 L= L=1.92m校核最小流量时的流速:最小流量为Q=261.564/2=130.782l/s,则V= Q/A=0./0.76=0.172m/s 0.15m/s符合要求另外,需要说明的是沉砂池采用静水压力排砂,排出的砂子可运至污泥脱水间一起处理。2.1.5厌氧池设计参数进入厌氧池的最大流量为Qmax=0.382 m3/s,考虑到厌氧池和氧化沟可作为一个处理单元,总的水力停留时间超过了20h,所以设计水量按最大日平均时考虑:Q=Qmax/kz=0.
21、382/1.46=0.26 m3/s。共设两座厌氧池,每座设计流量为0.13m3/s,水力停留时间:T=2.5h,污泥浓度:X=3g/l,污泥回流浓度为:XR=10g/l;设计计算a. 厌氧池容积: V=Q*T=130*10-3*2.5*3600=1170m3b. 厌氧池的尺寸 水深取h=5m,则厌氧池的面积为:A= V/h=1170/5=234m2厌氧池的直径为:D=(4A/3.14)1/2=(4*234/3.14)1/2 =17.26m,取D=18m考虑到0.3m的超高,所以池子的总高度为H=h+0.3=5.3mc. 污泥回流量的计算:回流比的计算:R=X/(Xe-X)=3/(10-3)=
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