第四章 廢水處理構(gòu)筑單元設(shè)計計算111

1、1.格柵常規(guī)設(shè)置方法（1）一粗一中，二道格柵（2）一粗一中一細，三道格柵2.清渣方式（1）人工清渣：柵渣量0.2m3/d，適合于小型污水處理廠（2）機械清渣：柵渣量 0.2m3/d。3.格柵間工作臺格柵間必須設(shè)置工作臺，臺面高出柵前最高設(shè)計水位0.5m。工作臺上應(yīng)有安全和沖洗設(shè)施。 50000m3/d4.格柵設(shè)計數(shù)據(jù)（1）柵前流速：污水在柵前渠道內(nèi)的流速一般控制在0.40.8m/s（2）過柵流速：一般控制在0.61.0m/s（3）過柵水頭損失：與過柵流速有關(guān)，一般在0.080.15m（4）柵渣量 格柵間隙1625mm：0.050.10 m3柵渣/103m3污水； 格柵間隙3050mm：0.01

2、0.03 m3柵渣/103m3污水。（5）柵渣容重：960kg/m3，含水率80%（6）格柵傾角：45 75保證大顆粒物質(zhì)不在渠道內(nèi)淤積5.格柵設(shè)計計算公式柵槽寬度B：bnnsB) 1(bhvQnsinmax通過格柵的水頭損失h1：sin220gh 01hkhl21/2 l1500h2hH1Hhh1h112B1B1l11000H1/tgBs格柵條寬度，m；b柵條凈間距，mn格柵間隙數(shù)；h柵前水深，mh0-計算水頭損失k-系數(shù)，格柵遭堵塞后水頭損失增加的倍數(shù)，一般取3v-過柵流速，m/s考慮格柵傾角的經(jīng)驗系數(shù)柵后槽總高度H：H=h+h1+h2 柵槽總長度L：tan5 . 00 . 1121Hll

3、L111tan*2BBl21hhHh2-柵前渠道超高，m，一般用0.3mH1-柵前槽高，ml 1-進水渠道漸寬部分長度B1-進水渠寬度，ml 2-柵槽與出水渠連接渠的漸縮長度，ml2=1/2l1500h2hH1Hhh1h112B1B1l11000H1/tgB每日柵渣量：1000864001maxzKWQWW1-柵渣量（m3/103m3污水）KZ-污水流量變化系數(shù)500h2hH1Hhh1h112B1B1l11000H1/tgB柵條斷面形狀、尺寸及阻力系數(shù)計算公式s6.設(shè)計實例 已知某城市污水處理廠的最大設(shè)計污水量Qmax0.2m3/s，總變 化系數(shù)KZ1.5，計算格柵各部分尺寸。（1）柵條間隙數(shù)

4、設(shè)柵前水深h0.4m，過柵流速v0.9m/s，柵條間距b20mm，格柵安裝傾角60。 bhvQnsinmax)(269 . 04 . 002. 060sin2 . 0條（2）柵槽寬度設(shè)柵條寬度s0.01mBs（n-1）+bn0.01（26-1）+0.0226=0.8m(3)進水渠道漸寬部分長度設(shè)進水渠寬B10.65m，漸寬部分展開角120mBBl22. 020tan*265. 08 . 0tan*2111(4)柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度mll11. 02/22. 0212(5)過柵水頭損失設(shè)柵條為矩形斷面，取k=3sin221gkh)(097. 060sin81. 929 . 002.

5、 001. 042. 23234m(6)柵后槽總高度H取柵前渠道超高h20.3m，柵前槽高H1=h+h20.4+0.30.7mH=h+h1+ h2 =0.4+0.097+0.3=0.8(m)(7)柵槽總長度mHllL24. 260tan7 . 00 . 15 . 011. 022. 0tan5 . 00 . 1121（ 8）每日柵渣量 取W1=0.07m3/103m3適宜采用機械清渣。8 . 010005 . 18640007. 02 . 01000864001maxzKWQWm3/d0.2m3/d2.沉砂池設(shè)計計算 (1)平流式沉砂池設(shè)計計算設(shè)計數(shù)據(jù)a最大設(shè)計流速為0.3m/s，最小設(shè)計流速

6、為0.15m/s；b最大設(shè)計流量時，污水在池內(nèi)的停留時間不少于30s，一般為3060s；c設(shè)計有效水深不應(yīng)大于1.2m，一般采用0.251.0m，每格池寬不宜小于0.6m；d池底坡度一般為0.010.1，當設(shè)置除砂設(shè)備時，可根據(jù)設(shè)備要求考慮坡底形狀。設(shè)計計算公式設(shè)計實例 巳知某城市處理廠的最大設(shè)計污水量為0.2m3/s，最小設(shè)計流量為0.1m3/s，總變化系數(shù)KZ1.50，計算沉砂池各部分尺寸。欄桿h3h3Dg200h2h1閘板0.0655Dg200a1圖3 沉砂池計算草圖L200l1al2a120bbl3aa1l220150mtvL5 . 73025. 02max8 . 025. 02 .

7、0mvQAmBAh67. 02 . 18 . 02（5）貯砂斗所需容積 設(shè)T2d（6）每個沉砂斗容積（每一分格有2個沉砂斗，共4個）（7）沉砂斗各部分尺寸斗底寬，a1 取0.5m，斗高h3 取0.35m，斗壁傾角55度，砂斗上口寬復(fù)核沉砂斗容積366max69. 0105 . 1864002302 . 01086400mkTXQVz3017. 02269. 0mVmtgatgha0 . 15 . 05535. 025521332112302 . 06)222(maaaahV（8）沉砂室高度采用重力排砂，設(shè)池底坡度為0.06，坡向砂斗，（9）沉砂池總高度設(shè)超高h1=0.3m(10)驗算最小流速在

8、最小流速時，只用一格工作（n1）mlhh51. 065. 206. 035. 006. 0233mhhhH48. 151. 0067. 03 . 0321smsmnQV/15. 0/25. 067. 06 . 011 . 01minminl2=(L-2a-0.2)/2(2)曝氣沉砂池設(shè)計計算（一）設(shè)計數(shù)據(jù)旋流速度應(yīng)保持0.250.3m/s； 水平流速為0.060.12m/s；最大流量時停留時間為1-3min；有效水深為23m，寬深比一般采用12；長寬比可達5，當池長比池寬大得多時，應(yīng)考慮設(shè)置橫向擋板；每立方米污水的曝氣量為0.10.2m3空氣；空氣擴散裝置設(shè)在池的一側(cè)，距池底約0.60.9m，

9、送氣管應(yīng)設(shè)置調(diào)節(jié)氣量的閥門；池子的形狀盡可能不產(chǎn)生偏流或死角，在集砂槽附近可安裝縱向擋板；池子的進口和出口布置，應(yīng)防止發(fā)生短路，進水方向應(yīng)與池中旋流方向一致，出水方向應(yīng)與進水方向垂直，并宜考慮設(shè)置擋板：池內(nèi)應(yīng)考慮消泡裝置。（二）設(shè)計計算公式60maxtQV1maxvQA2hAB AVL 3600max dQq（三）設(shè)計實例 已知某城市污水處理廠的最大設(shè)計污水量為0.8m3/s，計算曝氣沉砂池各部分尺寸。(1)池子總有效容積設(shè)t2min，(2)水流斷面積設(shè)v10.1m/s，966028 . 060maxtQV81 . 0/8 . 01maxvQA(m3)(m2)(3)池總寬度設(shè)h22m42/82

10、hAB(m)mAVL128/963600max dQq（5）池長（6）每小時所需空氣量 設(shè)d0.2m3/m30.20.83600=576 (m3/h)沉砂室計算與平流式沉砂池相同。一、設(shè)計要點二、其他設(shè)計規(guī)定設(shè)計流量應(yīng)按分期建設(shè)考慮：(a)當污水為自流進入時，應(yīng)按每期的最大設(shè)計流量計算；(b)當污水為提升進入時，應(yīng)按每期工作水泵的最大組合流量計算；(C)在合流制處理系統(tǒng)中，應(yīng)按降雨時的設(shè)計流量計算，沉淀時間不宜小于30min。沉淀池的個數(shù)或分格數(shù)不應(yīng)小于2個并按并聯(lián)考慮。當無實測資料時，城市污水沉淀池的設(shè)計數(shù)據(jù)可參照下表選用。城市污水沉淀池設(shè)計數(shù)據(jù)注：工業(yè)污水沉淀池的設(shè)計數(shù)據(jù)應(yīng)按實際水質(zhì)試驗確

11、定，或類比確定池子的超高至少采用0.3m。沉淀池的有效水深(H)、沉淀時間(d)與表面負荷(q)的關(guān)系見下表。當表面負荷一定時，有效水深與沉淀時間之比亦為定值，即H/tq。一般沉淀時間不小于1.0h；有效水深多采用24m，對輻流沉淀池指池邊水深。有效水深、沉淀時間與表面負荷的關(guān)系三、平流式沉淀池設(shè)計池子長寬比35，長度與深度之比采用812。采用機械排泥時，寬度根據(jù)排泥設(shè)備確定。池底縱坡一般采用0.010.02；采用多斗時，每斗應(yīng)設(shè)單獨排泥管及排泥閘閥。 刮泥機的行進速度一般采用0.60.9m/min。 最大水平流速：初沉池為7mm/s；二沉池為5mm/s。人口的整流措施，可采用溢流式入流裝置，

12、并設(shè)置有整流穿孔墻圖(a)；底孔式入流裝置，底部沒有擋流板圖(b)；淹沒孔與擋流板的組合 圖(C)；淹沒孔與有整流墻的組合圖(d)。有孔整流墻上的開孔總面積為過水斷面的6一20。平流式沉淀池入口的整流措施出水堰形式設(shè)計實例1 某城市污水處理最大設(shè)計流量43200m3/d，設(shè)計人口250000人，沉淀時間1.50h，采用鏈帶式刮泥機，求初沉池各部分尺寸。1.池子總表面積設(shè)q2.0 m3/（m2h），則)(90036002maxmqQAQmax-最大設(shè)計流量，m3/sq-表面負荷，m3/（m2h）2.沉淀部分有效水深)(35 . 122mtqht沉淀時間，h3.沉淀部分有效容積V=Ah290032

13、700m34.池長設(shè)水平流速v3.7mm/sL=vt3600/10003.71.53.620m5.池子總寬度B=A/L=900/20=45（m）6.池子個數(shù)設(shè)每個池子寬4.5米n=B/b=45/4.5=10個7.校核長寬比L/b=20/4.5=4.4屬于35的范圍)250(m2.0/10002500000.5SNT/1000Vd/(50. 01000%)951 (253）人LS9.每格池污泥所需容積 V”=V/n=250/10=25(m3)10.污泥斗容積（計算見圖）11.污泥斗以上部分梯形容積（計算見圖）12.污泥斗容積+污泥斗以上部分梯形容積25m3，符合要求。20000500300346

14、06060i=0.0145004500450013.池子總高度H=h1+h2+h3+h4h1超高，m，一般取為0.3mh3緩沖層高度，m一般取0.5mh4污泥部分高度，mHH=6.82m50四、幅流式沉淀池設(shè)計1.設(shè)計參數(shù)池子直徑一般不少于16m池子直徑與水深之比一般采用612池底坡度一般采用0.050.10一般均采用機械刮泥，直徑小于20m，采用中心傳動刮泥機，直徑大于20m，一般采用周邊傳動刮泥機進、出水的布置方式分為三種。中心進水周邊出水周邊進水中心出水周邊進水周邊出水2.幅流式沉淀池的設(shè)計計算 輻流式沉淀他設(shè)計的主要內(nèi)容包括沉淀區(qū)有效面積、池子直徑、沉淀區(qū)有效水深、污泥斗容積等。 1.

15、每座沉淀池的表面積maxnqQF 式中： F每座沉淀池表面積，m2； Qmax最大設(shè)計流量，m3/h n沉淀池個數(shù) q-表面水力負荷，m3/（m2h）2.沉淀池直徑DFD43.沉淀部分有效水深tqh2nSNTV1000式中：h2沉淀池有效水深，m，一般不大于4mq表面水力負荷，m3/（m2h）t沉淀時間，h，范圍：初沉池1.02.0h，二沉池1.52.5h4.污泥部分所需容積式中：V污泥部分所需容積，m3；N設(shè)計人口，人；n沉淀池個數(shù)；S每人每天污泥量，L/(人.d），初沉池一般采用0.30.8;T兩次清除污泥的時間間隔，d，初沉池一般采用2d，二沉池一般采用2h若已知污水的懸浮物濃度及去除率

16、，污泥量可按下式計算：)100(10086400)(010PTCCQV式中：C0、C1分別是進水與沉淀池出水的懸浮物濃度，kg/m3，如果有濃縮池、消化液及污泥脫水機的上清液回流至初次沉淀池，則式中的C0應(yīng)該取進水濃度的1.3倍，C1應(yīng)取C0的5060；P0污泥含水率，；污泥容重，一般取1000kg/m3；Q設(shè)計日流量，m3/d；T兩次排泥的時間間隔，d，同上。5.污泥斗容積)(322212151rrrrhV6.污泥斗以上圓錐體部分污泥容積)(3211242rRrRhV7.沉淀池總高度H54321hhhhhH式中：h1沉淀池超高，m，一般取0.3m；h2有效水深，m；h3緩沖層高度，m，一般取

17、0.30.5m；h4圓錐體高度，m；h5污泥斗高度，m。8.校核徑深比（D/h2）范圍：6129.集水槽堰負荷校核設(shè)集水槽雙面出水，則集水槽出水堰的堰負荷為：DnQq2max0應(yīng)該小于2.9L/(m.s）設(shè)計實例2廢水最大設(shè)計流量Qmax=3708m3/h , 設(shè)計人口359520人，設(shè)計初沉池，該沉淀池采用中心進水的，周邊出水的輻流式沉淀池。計算曝氣池之后的二次沉淀池二、曝氣池的設(shè)計參數(shù)三、普通曝氣池的設(shè)計計算公式%100%100araeaSSSSS)/()(33mkgfXXmXNQSVVVsr)()1()(dQRVtdQVtnm)/(dkgbVXaQSYVrssVstRVRqdbaNYVX

18、t)1 ()(1)/(2dkgVXbQSaOVr四、曝氣設(shè)施的一般要求 在滿足曝氣池設(shè)計流量時生化反應(yīng)的需氧量以外，還應(yīng)使曝氣池混合液的DO保持在2mg/L左右。使混合液始終保持懸浮狀態(tài)，不致產(chǎn)生沉淀，一般應(yīng)使池中平均水流速度保持在0.25m/s左右。設(shè)施的充氧能力應(yīng)便于調(diào)節(jié)，有適應(yīng)需氧變化的靈活性。在滿足需氧要求的前提下，充氧裝置的動力效率和氧利用率力求最高。充氧裝置應(yīng)有清水試驗資料。在同一供氣系統(tǒng)中，鼓風機盡量選用同一類型，鼓風機的備用臺臺數(shù)：工作風機不多于3臺時，備用1臺；工作風機不少于4臺時，備用2臺。五、設(shè)計實例例題：設(shè)城市污水級出水BOD5：200mg/L,設(shè)計流量Q為9600m3

19、/d ，要求二級出水BOD5： 20mg/L，求普通推流式曝氣池的有關(guān)數(shù)據(jù)。解：根據(jù)要求，處理效率 設(shè)X3000mgMLVSS/L3kg/m3, f 取0.7，則XV0.7*32.1，Ns取0.4 kg BOD/（kgMLVSS.d），曝氣池容積為： 長、寬、深（注：曝氣池的經(jīng)濟深度為45m，寬/深介于12，長/寬大于10）污泥產(chǎn)量：設(shè)a0.6，b0.08，則系統(tǒng)每日排出剩余污泥量為Y=aQSr bVXV=0.696000.18 0.0820572.1 = 691.2(kg/d)%90%10020020200%100aeaSSS)(20574 . 01 . 218. 096003mXNQSVV

20、sr4.52.784.7泥齡為：)(25. 608. 04 . 06 . 011dbaNYVXtsVs)/(11025. 6)5 . 01 (5 . 02057)1 (3dmtRVRqs取R=0.5,由二沉池底排出剩余污泥，則污泥量為：需氧量，設(shè) a=0.5, b=0.16,則曝氣池每日需氧量為：)/(15551 . 2205716. 018. 096005 . 022dkgOVXbQSaOVr供氣量：采用的曝氣方式（決定氧的轉(zhuǎn)移效率）、水溫（氧的飽和濃度）、水深（壓力進而影響氧的飽和濃度）也可以這樣計算：在需氧量確定以后，取一定的安全系數(shù)，得到實際需氧量(Ra),并轉(zhuǎn)化為標準狀態(tài)下的的需氧量(R0)。公式如下：)20()(0024. 1)()20(TLTsCCRaCsR水質(zhì)修正系數(shù)氧飽和濃度修正系數(shù)壓力