污水處理廠實(shí)用工藝設(shè)計(jì)及計(jì)算

1、第三章 污水處理廠工藝設(shè)計(jì)及計(jì)算第一節(jié) 格柵進(jìn)水中格柵是污水處理廠第一道預(yù)處理設(shè)施， 可去除大尺寸的漂浮物或懸浮物， 以保護(hù) 進(jìn)水泵的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，并盡量去掉那些不利于后續(xù)處理過(guò)程的雜物。擬用回轉(zhuǎn)式固液分離機(jī)。 回轉(zhuǎn)式固液分離機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)效果好， 該設(shè)備由動(dòng)力裝置，機(jī)架， 清 洗機(jī)構(gòu)及電控箱組成，動(dòng)力裝置采用懸掛式渦輪減速機(jī)， 結(jié)構(gòu)緊湊，調(diào)整維修方便，適用于 生活污水預(yù)處理。1.1 設(shè)計(jì)說(shuō)明柵條的斷面主要根據(jù)過(guò)柵流速確定，過(guò)柵流速一般為0.61.0m/s，槽內(nèi)流速0.5m/s左右。 如果流速過(guò)大，不僅過(guò)柵水頭損失增加，還可能將已截留在柵上的柵渣沖過(guò)格柵，如 果流速過(guò)小，柵槽內(nèi)將發(fā)生沉淀。此外， 在選擇格

2、柵斷面尺寸時(shí)， 應(yīng)注意設(shè)計(jì)過(guò)流能力只為 格柵生產(chǎn)廠商提供的最大過(guò)流能力的 80% ，以留有余地。格柵柵條間隙擬定為 25.00mm 。1.2 設(shè)計(jì)流量：a. 日平均流量Qd=45000m 3/d 1875m 3/h=0.52m 3/s=520L/sKz 取 1.4b. 最大日流量Qmax=K z Qd=1.4 X1875m 3/h=2625m3/h=0.73m3/s1.3 設(shè)計(jì)參數(shù)：柵條凈間隙為b=25.0mm柵前流速v仁0.7m/s過(guò)柵流速 0.6m/s柵前部分長(zhǎng)度： 0.5m格柵傾角3 =60 單位柵渣量：3i=0.05m 3 柵渣 /10 3m 3 污水1.4 設(shè)計(jì)計(jì)算:確定柵前水深根據(jù)

3、最優(yōu)水力斷面公式B-計(jì)算得:22 0.1530.70.66mBih0.33m2所以柵前槽寬約0.66m。柵前水深h 0.33m格柵計(jì)算h 柵前水深,V污水的過(guò)柵流速,m/s。說(shuō)明：Qmax最大設(shè)計(jì)流量，m /S ；a 格柵傾角，度（）；柵條間隙數(shù)（n）為Qmax sin 0.153 , sin 60ehv0.025 0.3柵槽有效寬度（設(shè)計(jì)采用？10圓鋼為柵條，即S=0.01m 。B S(n1)bn 0.01(30 1) 0.02530=1.04(m)通過(guò)格柵的水頭損失h2h2K h02h0sin2gho計(jì)算水頭損失;g 重力加速度;K格柵受污物堵塞使水頭損失增大的倍數(shù)，一般取E阻力系數(shù)，其數(shù)

4、值與格柵柵條的斷面幾何形狀有關(guān)，對(duì)于圓形斷面，1.794 s 3 b40.0130.62h23 1.79sin 600.025(m)0.0252 9.81H=h+h i +h 2=0.33+0.3+0.025=0.655(m)（hi柵前渠超高，一般取0.3m ）所以：柵后槽總高度 H柵槽總長(zhǎng)度LL1B Bi2*ta n i1.040.662* ta n 200.52mL20.26m2H1 h h1 = 0.3+0.33 = 0.63H10.63LL1L2 1.00.50.52 0.26 1.00.52.64mtantan 60L1進(jìn)水渠長(zhǎng)，m ;L2柵槽與出水渠連接處漸窄部分長(zhǎng)度，m ；B1

5、進(jìn)水渠寬，;a1進(jìn)水漸寬部分的展開(kāi)角，-般取20 。一一、1V1Z iFf圖一格柵簡(jiǎn)圖柵渣量計(jì)算對(duì)于柵條間距b=25.0mm 的中格柵，對(duì)于城市污水，每單位體積污水爛截污物為Wi=0.05m 3/10 3m3,每日柵渣量為W QmaxWi 864000.153 0.05 864003,*W=0.4m 3/dKz 10001.64 1000攔截污物量大于0.3m 3/d，宜采用機(jī)械清渣。二、沉砂池采用平流式沉砂池1. 設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)流量：Q=301L/s (按2010年算，設(shè)計(jì)1組，分為2格)設(shè)計(jì)流速：v=0.25m/s水力停留時(shí)間：t=30s2. 設(shè)計(jì)計(jì)算(1) 沉砂池長(zhǎng)度：L=vt=0.25

6、X30=7.5m(2) 水流斷面積：A=Q/v=0.301/0.25=1.204m2(3) 池總寬度：設(shè)計(jì)n=2格，每格寬取b=1.2m0.6m ，池總寬B=2b=2.4m(4) 有效水深：h2=A/B=1.204/2.4=0.5m(介于 0.25 1m 之間)(5) 貯泥區(qū)所需容積：設(shè)計(jì) T=2d，即考慮排泥間隔天數(shù)為2天，則每個(gè)沉砂斗容積QiTXi2K10541.3 102 32 1.5 1050.26m3(每格沉砂池設(shè)兩個(gè)沉砂斗，兩格共有四個(gè)沉砂斗)其中X1:城市污水沉砂量3m 3/10 5m3,K:污水流量總變化系數(shù)1.5(6)沉砂斗各部分尺寸及容積:設(shè)計(jì)斗底寬a1=0.5m，斗壁與水

7、平面的傾角為60斗高h(yuǎn)d=0.5m ，則沉砂斗上口寬:2hdtan 60a12 0.5 tan600.51.1m沉砂斗容積:電（2a2 2aa1 2a） 匹（2 1.122 1.1 0.56 62 0.52）0.34m3(略大于V仁0.26m3，符合要求)(7)沉砂池高度：采用重力排砂，設(shè)計(jì)池底坡度為0.06坡向沉砂斗長(zhǎng)度為L(zhǎng)2L 2a27.5 2 1.122.65m則沉泥區(qū)高度為h3=h d+0.06L 2 =0.5+0.06 X2.65=0.659m池總高度H :設(shè)超高h(yuǎn)1=0.3m ，H=h 1 +h 2+h 3=0.3+0.5+0.66=1.46m(8) 進(jìn)水漸寬部分長(zhǎng)度L1tan 2

8、02.42 0.94tan 201.43m(9) 出水漸窄部分長(zhǎng)度L3=L i=1.43m(10) 校核最小流量時(shí)的流速：最小流量即平均日流量Q 平均日=Q/K=301/1.5=200.7L/s，符合要求則 Vmin=Q 平均日/A=0.2007/1.204=0.170.15m/s(11 )計(jì)算草圖如下:I -ri第三節(jié)沉淀池3.1 采用中心進(jìn)水輻流式沉淀池：圖四 沉淀池簡(jiǎn)圖3.2 設(shè)計(jì)參數(shù):沉淀池個(gè)數(shù)n=2 ；水力表面負(fù)荷q =1m 3/(m 2h)；出水堰負(fù)荷1.7L/Sm（146.88m 3/md）；沉 淀 時(shí) 間 T=2h ；h3為緩沖層高度，取0.5m; hs為掛泥板高度,取 0.5

9、m。污泥斗下半徑r2=1m，上半徑ri=2m ;剩余污泥含水率 Pi=99.2%3.2.1設(shè)計(jì)計(jì)算:3.2.1.1池表面積A Q 竺 1042m2 q 13.2.1.2單池面積A單池A 1042521m2 （取 530 m2）n 23.2.1.3池直徑4A 單池=4 530= 25.98m （取.3.14530m）3.2.1.4沉淀部分有效水深（h2）混合液在分離區(qū)泥水分離，該區(qū)存在絮凝和沉淀兩個(gè)過(guò)程，分離區(qū)的沉淀過(guò)程會(huì)受進(jìn) 水的紊流影響，取h2 3m沉淀池部分有效容積33 1591.98m3沉淀池坡底落差（取池底坡度i=0.05）h4r10.052620.55m2沉淀池周邊（有效）水深H。h

10、2hhh53 0.5 0.5 4.0m 4.0m（一 6.5 6,滿足規(guī)定）H4污泥斗容積污泥斗高度h6(ri叨tg(2 1) tg601.73mh62ri33.14 1.733(222 112)12.7m3池底可儲(chǔ)存污泥的體積為:V2hi43.14 0.8 (1323313 22 ) 166.63m共可儲(chǔ)存污泥體積為：V1 V212.7166.63 179.33m3沉淀池總高度H=0.47+4+1.73=6.2m3.3 進(jìn)水系統(tǒng)計(jì)算單池設(shè)計(jì)流量 521m 3/h ( 0.145m 3/s)進(jìn)水管設(shè)計(jì)流量：0.145 X(1+R)=O.145 X1.5=0.218m 3/s0.218 4管徑

11、D1=500mm, v121.11m/ sD12進(jìn)水豎井進(jìn)水井徑米用1.2m ,出水口尺寸0.30 X1.2m 2，共6個(gè)沿井壁均勻分布出水口流速0.218v20.101m/s( 0.15m/s)0.30 1.2 6紊流筒計(jì)算圖六進(jìn)水豎井示意圖筒中流速 V30.03 0.02m/s,（取0.03m/s）Q進(jìn)0 2182筒直徑紊流筒過(guò)流面積 f - 一 7.27m2紊流30.03D34f；4 7.27；3.143m3.4出水部分設(shè)計(jì)環(huán)形集水槽內(nèi)流量 q集=0.145 m 3/s環(huán)形集水槽設(shè)計(jì)采用單側(cè)集水環(huán)形集水槽計(jì)算。槽寬 b 2 0.9 （k q集）0.4 =0.91.4 0.145 0.4=

12、0.48m（其中k為安全系數(shù)采用1.2 1.5）設(shè)槽中流速 v=0.5m/s90。三角設(shè)計(jì)環(huán)形槽內(nèi)水深為0.4m，集水槽總高度為 0.4+0.4 （超高）=0.8m，采用 堰。出水溢流堰的設(shè)計(jì)（采用出水三角堰90 ）堰上水頭（即三角口底部至上游水面的高度）H1=0.04m每個(gè)三角堰的流量 q 12 472 473q11.343HJ 1.343 0.04 .0.0004733m /s343.3三角堰個(gè)數(shù)niQ單qi00麗333064個(gè)設(shè)計(jì)時(shí)取* 307個(gè)Lni343.4三角堰中心距(D 2b)3.14 (36 2 0.48)圖七溢流堰簡(jiǎn)圖六、氧化溝1.設(shè)計(jì)參數(shù)擬用卡羅塞(Carrousel )氧

13、化溝，去除BOD5與COD之外，還具備硝化 和一定的脫氮除磷作用，使出水 NH3-N低于排放標(biāo)準(zhǔn)。氧化溝按2010年設(shè)計(jì) 分2座，按最大日平均時(shí)流量設(shè)計(jì)，每座氧化溝設(shè)計(jì)流量為 2.6 104 3Q=10000m 3/d=115.8L/s 。2 1.3總污泥齡：20dMLSS=3600mg/L,MLVSS/MLSS=0.75 則 MLSS=2700曝氣池：DO = 2mg/LNOD=4.6mgO 2/mgNH 3-N 氧化，可利用氧 2.6mgO 2/NO 3 N 還原a=0.9p=0.98其他參數(shù)：a=0.6kgVSS/kgBOD 5b=0.07d -1脫氮速率：qdn=0.0312kgNO

14、3-N/kgMLVSS dKi=0.23d -1 K0 2=1.3mg/L剩余堿度100mg/L（保持PH 7.2）:所需堿度7.1mg堿度/mgNH 3-N氧化；產(chǎn)生堿度3.0mg堿度/mgNO 3-N還原硝化安全系數(shù)：2.5脫硝溫度修正系數(shù)：1.082設(shè)計(jì)計(jì)算（1）堿度平衡計(jì)算：1）設(shè)計(jì)的出水BODs為20 mg/L，則出水中溶解性 BOD5 = 20-0.7 X20 X1.42 X（1 e-23 x5） =6.4 mg/L2）采用污泥齡20d，則日產(chǎn)泥量為：aQSr 0.6 10000 （1906.4）550.8 kg/d1 btm 1000 （10.05 20）設(shè)其中有12.4 %為氮

15、，近似等于TKN中用于合成部分為：0.124 550.8=68.30 kg/d即：TKN 中有 68.3010006.83mg/L 用于合成。10000需用于氧化的 NH3-N =34-6.83-2=25.17 mg/L需用于還原的 NO3-N =25.17-11=14.17 mg/L3）堿度平衡計(jì)算已知產(chǎn)生O.1mg/L堿度/除去1mg BOD 5，且設(shè)進(jìn)水中堿度為250mg/L，剩余堿度=250-7.1 X25.17+3.0 X14.17+0.1 x(190 6.4) =132.16 mg/L計(jì)算所得剩余堿度以CaCO3計(jì)，此值可使PH 7.2 mg/L(2)硝化區(qū)容積計(jì)算:硝化速率為0.

16、47e0.098 T 15 005T 1.158N 10O2Ko2O20.47e0.098 15 150.05 15 1.1581021.3 2=0.204 d-1故泥齡：tw10.2044.9 d采用安全系數(shù)為2.5，故設(shè)計(jì)污泥齡為：2.5 4.9=12.5d原假定污泥齡為20d，則硝化速率為:1200.05d-1單位基質(zhì)利用率:0.05 0.050.60.167 kg BODs/kgMLVSS.d10994kgMLVSS=f XMLSS=0.753600=2700 mg/L硝化容積：V10994 1000 4071.9m32700所需的MLVSS總量=(190 6.4) 100000.16

17、7 1000水力停留時(shí)間：4071.9 24 9.8h10000(3 )反硝化區(qū)容積:12 C時(shí)，反硝化速率為:q dnF0.03（麗）0.029T 200.03 仁240.0291.0812 20=0.017kgN0 3-N/kgMLVSS.d1417還原 NO3-N 的總量=10000 141.7kg/d1000141 7 脫氮所需 MLVSS=8335.3kg0.0198335 3脫氮所需池容：Vdn 8335.3 1000 3087.1 m32700氧化溝采用4廊道式卡魯塞爾氧化溝,取池深 3.5m，寬7m，則氧化溝總長(zhǎng)：匸159292.2m3.5 7其中好氧段長(zhǎng)度為黔166.2m，缺

18、氧段長(zhǎng)度為3087.13.5 7126.0m。72292 2則單個(gè)直道長(zhǎng)：仝仝彎道處長(zhǎng)度:321 2126656.55m66m（取 59m）故氧化溝總池長(zhǎng)=59+7+14=80m，總池寬=7 4=28m (未計(jì)池壁厚)水力停留時(shí)間：tdn27784 247.4 h1000(4)氧化溝的總?cè)莘e：總水力停留時(shí)間:t tn tdn 9.87.417.2h總?cè)莘e：V Vn Vdn 4071.9 3087.17159m3(5 )氧化溝的尺寸:校核實(shí)際污泥負(fù)荷 Ns QSa10000 190 0.014kgBOD/kgMLSS dXV 3600 7159(6) 需氧量計(jì)算：采用如下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：O2(kg

19、/d) A Sr B MLSS 4.6 Nr 2.6 NO3其中：第一項(xiàng)為合成污泥需氧量，第二項(xiàng)為活性污泥內(nèi)源呼吸需氧量， 第三項(xiàng)為硝化污泥需氧量，第四項(xiàng)為反硝化污泥需氧量。經(jīng)驗(yàn)系數(shù)：A=0.5B=0.1需要硝化的氧量：Nr=25.171000010-3=251.7kg/dR=0.510000(0.19-0.0064)+0.14071.92.7+4.6251.7-2.6141.7=2806.81kg/d=116.95kg/h取 T=30 C,查表得a =0.8, p=0.9,氧的飽和度 Cs(30) =7.63 mg/L ,Cs(20) =9.17 mg/L米用表面機(jī)械曝氣時(shí)，20 C時(shí)脫氧清

20、水的充氧量為:RdRCs(20 )Cs(T) C1.024T 20116.95 9.170.80 0.9 1 7.63 2 1.02430 20217.08kg/h查手冊(cè)，選用DY325型倒傘型葉輪表面曝氣機(jī)，直徑=3.5m,電機(jī)功率N=55kW,單臺(tái)每小時(shí)最大充氧能力為125kgO 2/h，每座氧化溝所需數(shù)量為n,則& 空型 1.74 取n=2臺(tái)125125(7) 回流污泥量:可由公式R式中：X=MLSS=3.6g/L ，回流污泥濃度取10g/L。貝3.610 3.6考慮到回流至厭氧池的污泥為11%，則回流到氧化溝的污泥總量為 49%0.56 （50 %100 %，實(shí)際取 60 %）(8)

21、剩余污泥量:550.80.75240 0.25100010000 1334.4kg/d如由池底排除，二沉池排泥濃度為10g/L，則每個(gè)氧化溝產(chǎn)泥量為:1334.410133.44m3 / d(9) 氧化溝計(jì)算草草圖如下:圖5氧化溝計(jì)算草圖七、二沉池該沉淀池采用中心進(jìn)水，周邊出水的幅流式沉淀池，采用刮泥機(jī)1 設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)進(jìn)水量：Q=10000 m3/d (每組)表面負(fù)荷：qb 范圍為 1.0 1.5 m3/ m2.h，取 q=1.0 m3/ m2.h固體負(fù)荷：qs =140 kg/ m2.d水力停留時(shí)間(沉淀時(shí)間)：T=2.5 h堰負(fù)荷：取值范圍為1.5 2.9L/s.m，取2.0 L/(s.m

22、)2 設(shè)計(jì)計(jì)算(1) 沉淀池面積：按表面負(fù)荷算：A 10000417 m2qb1 24(2)沉淀池直徑:4A4 4173.1423m16m有效水深為h=q bT=1.0 2.5=2.5m4mDhi232.59.2 (介于612)(3)貯泥斗容積：二沉池污泥為了防止磷在池中發(fā)生厭氧釋放，故貯泥時(shí)間采用Tw=2h區(qū)所需存泥容積:100003706m3V 2Tw (1 R)QX 2 2 (1 0.6)3600w X Xr3600 10000則污泥區(qū)高度為kVw706h21.7 mA 417(4 )二沉池總高度：取二沉池緩沖層高度 h3=0.4m，超高為h4=0.3m則池邊總高度為h=h 1+h 2+h 3+h 4=2.5+1.7+0.4+0.3=4.9m設(shè)池底度為i=0.05，則池底坡度降為b d. 23 2 c c h5i0.05 0.53m2 2則池中心總深度為H=h+h 5=4.9+0.53=5.43m(5)校核堰負(fù)荷:徑深比Dh1hg232.98.28堰負(fù)荷D235.22 hh? hg 4.6100003.14 23138m3/(d.m) 1.6L/(s.m)2L/(s.m)以上各項(xiàng)均符合要求(6 )輻流式二沉池計(jì)算草圖如下:圖6輻流式沉淀池出水圖7輻流式沉淀池計(jì)算草圖二二八、接觸消毒池與加氯間米用隔板式接觸反應(yīng)池1 設(shè)計(jì)參數(shù)