城市污水處理設(shè)計

目錄

第1章城市污水雨水管網(wǎng)的設(shè)計計算.........1

1.1城市污水管網(wǎng)的設(shè)計計算......................1

1.1.1排水管網(wǎng)水力計算.........................1

1.1.2設(shè)計管段及設(shè)計流量的確定...................3

1.1.3污水主干管水力計算....................5

1.2城市雨水計算...................................6

1.2.1雨水管渠系統(tǒng)的設(shè)計.........................6

1.2.2雨水管渠系統(tǒng)的設(shè)計步驟..................7

第2章城市污水處理廠設(shè)計計算...............8

2.1污水水質(zhì)水量計算................................8

2.1.1污水設(shè)計流量.............................8

2.1.2污水中污染物含量和處理程度計算............8

2.2污水處理構(gòu)筑物的設(shè)計與計算....................11

2.2.1污水廠總泵站...............................11

2.2.2細格柵設(shè)計計算..........................16

2.2.3沉砂池設(shè)計計算..........................18

2.2.4初沉池設(shè)計計算..........................23

2.2.5曝氣池設(shè)計計算..........................30

2.2.6二沉池...................................36

2.2.7消毒池和計量槽的設(shè)計計算...............41

2.3污泥的處理.....................................44

2.3.1污泥量的設(shè)計計算.........................45

2.3.2污泥濃縮池.............................47

2.3.3貯泥池...................................................43

2.3.4污泥消化池.............................50

2.3.5污泥脫水................................55

2.3.6污泥管渠集中計算.......................57

第3章污水處理廠高程計算及布置.............59

3.1污水廠高程布置................................59

3.2構(gòu)筑物高程計算...............................59

3.2.1構(gòu)筑物的水頭損失.......................59

3.2.2構(gòu)筑物高程計算.........................61

3.3污泥高程布置..................................65

第4章處理成本計算........................66

4.1水廠工程造價...................................66

4.1.1計算依據(jù)...............................66

4.1.2單項構(gòu)筑物工程造價計算................66

4.2污水處理成本計算..............................68

致謝.........................................69

參考文獻.....................................70

第1章城市污水雨水管網(wǎng)的設(shè)計計算

1.1城市污水管網(wǎng)的設(shè)計計算

1.1.1排水管網(wǎng)水力計算

本設(shè)計選用圓形混凝土管，污水是按管道坡度從高到低流動，并且均假設(shè)為

均勻流。

(一)污水設(shè)計流量的確定

1、生活污水設(shè)計流量按下式計算：

Q[=(n*N*kz)/(24*3600)

式中Q一居住區(qū)生活污水設(shè)計流量(L/s)；

n—居住區(qū)生活污水定額(L/(cap*d)

N-設(shè)計人口數(shù)；Kz-生活污水量總變化系數(shù)；

Cap-“人”的計量單位

(1)居住區(qū)生活污水定額

居住區(qū)生活污水定額可參考居民區(qū)生活用水定額或綜合生活用水定額。

(2)設(shè)計人口

指污水排水系統(tǒng)設(shè)計期限終期的規(guī)劃人口數(shù)，是計算污水設(shè)計流量的基本

數(shù)據(jù)。該值是由城鎮(zhèn)(地區(qū))的總體規(guī)劃確定的。

(3)生活污水量總變化系數(shù)

由于居住區(qū)生活污水定額是平均值，因此根據(jù)設(shè)計人口和生活污水定額計算

所得的是污水平均流量?？傋兓禂?shù)與平均流量之間有一定的關(guān)系，平均流量愈

大，總變化系數(shù)愈小。居住區(qū)生活污水量總變化系數(shù)值可按綜合分析得出的總變

化系數(shù)與平均流量只家之間的關(guān)系式求得，即

kz=2.7/Qo.n

式中Q一平均日平均時污水流量(L/s)。

當(dāng)Q<5L/s時，(=2.3；當(dāng)Q>1000L/s時，(=1.3。

表1-1生活污水總變化系數(shù)

污水平均日流量(L/s)51540701002005001000

總變化系數(shù)*z）2.32.01.81.71.61.51.41.3

2、工業(yè)企業(yè)生活污水及淋浴污水的設(shè)計流量按下式計算：

Q=（ABK+ABK）/3600T+（CD+CD）/3600

21112221122

式中Q—工業(yè)企業(yè)生活污水及淋浴污水設(shè)計流量（L/s）;

2

A一一般車間最大班職工人數(shù)（cap）;

1

A一熱車間最大班職工人數(shù)（cap）;

2

B一一般車間職工生活污水定額，以25（L/（cap.班）計；

1

B一熱車間職工生活污水定額，以35（L/cap,班）計；

2

k—一般車間生活污水量時變化系數(shù)，以3.0計；

1

k一熱車間生活污水量時變化系數(shù)，以2.5計；

2

C—一般車間最大班使用淋浴的職工人數(shù)（cap）;

I

C一熱車間最大班使用淋浴的職工人數(shù)（cap）;

2

D—一般車間淋浴的污水定額，以40（L/（cap.班）計；

1

D一熱車間淋浴的污水定額，以60（L/（cap.班）計；

2

T一每班工作時數(shù)（h）。

淋浴時間以60mim計。

工業(yè)企業(yè)的水質(zhì)水量見表1-2o

由表卜2數(shù)據(jù)，可以計算出甲廠、乙廠的生活污水及淋浴用水分別為

10.23L/s、15.62L/s；9.84L/s、18.IL/s.

3、工業(yè)廢水設(shè)計流量

mMK

2D1WK設(shè)Q4=^^

43600T

Q4-工業(yè)廢水設(shè)計流量，(L/s)o

m-生產(chǎn)過程中每單位產(chǎn)品的廢水量，(L/單位產(chǎn)品)。

M-產(chǎn)品的平均日產(chǎn)量

Kz-總變化系數(shù)

T-每日生產(chǎn)時數(shù)(h)

本題中給出了兩個區(qū)的工廠污水排放量分別如下所示：

甲廠生產(chǎn)污水量為24.31L/S,乙廠污水量為30.09L/so

1.1.2設(shè)計管段及設(shè)計流量的確定

(一)設(shè)計管段及其劃分

兩個檢查井之間的管段采用的是設(shè)計流量不變,且采用同樣的管徑和坡度,

稱它為設(shè)計管段

(二)設(shè)計管段的設(shè)計流量

每一設(shè)計管段的污水設(shè)計流量可能包括以下幾種流量

(1)本段流量q一是從管段沿線街坊流來的污水量；

1

(2)轉(zhuǎn)輸流量q一是從上游管段和旁側(cè)管流來的污水量；

2

(3)集中流量q一是從工業(yè)企業(yè)或其它大型公共建筑物流來的污水量.在

3

表1-3設(shè)計集中流量

集中用戶集中流量(L/s)

甲廠98.77

己廠118.22

火車站30.09

學(xué)校18.52

醫(yī)院17.36

公共浴池3.01

本段流量可按下式計算:q：F*q*(

式中q—設(shè)計管段的本段流量(L/s);

1

F—設(shè)計管段服務(wù)的街區(qū)面積(ha);

k一生活污水量總變化系數(shù)；

2

q一單位面積的本段平均流量，即比流量(L/(s*ha)).可用下式求

0

得：q=n*p/86400

0

式中n—居住區(qū)生活污水定額(L/(cap*d),本設(shè)計中取120L/(cap*d)

P一人口密度(cap/ha),本設(shè)計中取400cap/ha

代入上式中可求得比流量q為0.556L/(s*ha)

0

本設(shè)計分為兩個不同的小區(qū)，一區(qū)生活污水定額為180L/(cap*d),二區(qū)生

活污水定額為125L/(cap*d)；一區(qū)人口密度為315cap/ha,二區(qū)人口密度為

290cap/hao把這些數(shù)據(jù)代入公式中，得：

一區(qū)比流量為q=180X315/86400=0.656(L/(s*ha))；

1

二區(qū)比流量為q=125X290/86400=0.420(L/(s*ha))=

2

污水干管水力計算表詳見附表10

表1-2(a)工業(yè)企業(yè)的水質(zhì)水量

工業(yè)生產(chǎn)污水日最大班排水量SSCODBOD

企業(yè)排水量(nu/d)(m3/班)(mg/L)(mg/L)(mg/L)

甲廠35002100230455265

乙廠38002600320415285

表1-2(b)工業(yè)企業(yè)的水質(zhì)水量

工業(yè)工人最大班分班熱車間人數(shù)一般車間人數(shù)

人數(shù)

企業(yè)人數(shù)占最大淋浴占最大淋浴

班(%)(%)班(%)(%)

甲廠90003800320708020

乙廠72003600330707020

1.1.3污水主干管水力計算

在確定設(shè)計流量后，便可以從上游管道開始依次進行主干管各設(shè)計管段的水

力計算。一般常列表計算，見附表2,污水主干管水力計算。水力計算步驟如下：

1.從管道平面布置圖上量出每一設(shè)計管段的長度，列入附表2第2項。

2.將各設(shè)計管段的設(shè)計流量列入表中第三項。設(shè)計管段起訖點檢查井處的地

面標(biāo)高列入表中地10、11項。

3.計算每一設(shè)計管段的地面坡度(地面坡度=地面高差/距離),作為確定管

道坡度時參考。

4.確定起始管段的管徑以及設(shè)計流速v,設(shè)計坡度I,設(shè)計充滿度h/Do將

所確定的管徑D、坡度I、流速V、充滿度h/D分別列入附表2中的第4、5、6、

7項。

確定其它管段的管徑D、坡度I、流速V、充滿度h/Do

6.計算各管段上端、下端的水面、管底標(biāo)高及其埋設(shè)深度：

(1)根據(jù)設(shè)計管段長度和管道坡度求降落量。

(2)根據(jù)管徑和充滿度求管段的水深。

(3)確定管網(wǎng)系統(tǒng)的控制點。

(4)求設(shè)計管段上、下端的管內(nèi)底標(biāo)高，水面標(biāo)高及埋設(shè)深度。

1點的管內(nèi)底標(biāo)高等于1點的地面標(biāo)高減1點的埋深，為

246.87-1.25=245.62m,列入表中地14項。

2點的管內(nèi)底標(biāo)高等于1點管內(nèi)底標(biāo)高減降落量，為

245.62-0.676=244.944m,列入表中第15項。

2點的埋設(shè)深度等于2點的地面標(biāo)高減2點的管內(nèi)底標(biāo)高，為

247.18-244.944=2.24m,列入表中第17項。

管段上下端水面標(biāo)高等于相應(yīng)點的管內(nèi)底標(biāo)高加水深。

1.2城市雨水計算

1.2.1雨水管渠系統(tǒng)的設(shè)計

（一）雨水管渠平面布置的特點

1、充分利用地形，就近排入水體。雨水管渠應(yīng)盡量利用地形坡度以最短的距

離靠重力流排入附近的池塘、河流、湖泊等水體中。

2、根據(jù)城市規(guī)劃布置雨水管道。通常，應(yīng)根據(jù)建筑物的分布，道路布置及街

區(qū)內(nèi)部的地形等布置雨水管道，使街區(qū)內(nèi)絕大部分雨水以最短距離排入街道低側(cè)

的雨水管道。

3、合理布置雨水口，以保證路面雨水排除通暢。雨水口應(yīng)根據(jù)地形及匯水面

積確定，一般在道路交叉口的匯水點，低洼地段均應(yīng)設(shè)置雨水口。

4、雨水管道采用明渠或暗管應(yīng)結(jié)合具體條件確定。在城市市區(qū)或工廠內(nèi)，由

于建筑物密度較高，交通量較大，雨水管道一般應(yīng)采用暗管。在地形平坦地區(qū)，

埋設(shè)深度或出水口深度受限制地區(qū)，可采用蓋板渠排除雨水。

5、設(shè)置排洪溝排除設(shè)計地區(qū)以外的雨洪徑流。許多工廠或居住區(qū)傍山建設(shè)，

雨季時設(shè)計地區(qū)外大量雨洪徑流直接威脅工廠和居住區(qū)的安全。因此，對于靠近

山麓建設(shè)的工廠和居住區(qū)，除在廠區(qū)和居住區(qū)設(shè)雨水道外，尚應(yīng)考慮在設(shè)計地區(qū)

周圍或超過設(shè)計去設(shè)置排洪溝，以攔截從分水嶺以內(nèi)排泄下來的魚洪，引入水體，

保證工廠和居住區(qū)的安全。

（二）雨水管渠水力計算的設(shè)計數(shù)據(jù)

為使雨水管渠正常工作，避免發(fā)生淤積、沖刷等現(xiàn)象，對雨水管渠水力計算的

基本數(shù)據(jù)做如下的技術(shù)規(guī)定。

1、設(shè)計充滿度

雨水中主要含有泥砂等無機物質(zhì)，不用于于污水的性質(zhì)，加以暴雨徑流量大，

而相應(yīng)較高設(shè)計重現(xiàn)期的暴雨強度的降雨歷時一般不會很長。故管道設(shè)計充滿度

按滿流考慮，即h/D=L明渠則應(yīng)有等于或大于0.20m的超高。街道邊溝應(yīng)有等

于或大于0.03m的超高。

2、設(shè)計流速

為避免雨水所挾帶的泥砂等無機物質(zhì)在管渠內(nèi)沉淀下來，雨水管渠的最小設(shè)

計流速應(yīng)大于污水管道，滿流時管內(nèi)最小設(shè)計流速為0.75m/s；明渠內(nèi)最小設(shè)計

流速為0.40m/so本設(shè)計中最小流速取前者。為防止管壁受到?jīng)_刷而損壞，影響

及時排水，對雨水管渠的最大設(shè)計流速規(guī)定為：金屬管最大流速為10m/s;非金

屬管內(nèi)最大流速為5m/so

3、最小管徑和最小設(shè)計坡度

雨水管道的最小管徑為300mm,相應(yīng)的最小坡度為0.003,雨水口連接最小管

徑為200mm,最小坡度為0.01。

4、最小埋深和最大埋深

具體規(guī)定同污水管道。

1.2.2雨水管渠系統(tǒng)的設(shè)計步驟

（一）劃分派水流域和管道定線

同污水管道的布置和定線

（二）劃分設(shè)計管段

根據(jù)管道的具體位置,在管道轉(zhuǎn)彎處、管徑或坡度改變處,有支管接入處或兩

條以上管道交匯處以及超過一定距離的直線管段上都應(yīng)設(shè)置檢查井.把兩個檢查

井之間的流量沒有變化且預(yù)計管徑和坡度也沒有變化的管段定為設(shè)計管段.

（三）劃分并計算各設(shè)計管段的匯水面積

各設(shè)計管段匯水面積的劃分應(yīng)結(jié)合地形坡度、匯水面積的大小以及雨水管道

布置等情況而劃分.地形較平坦時,可按就近排入附近雨水管道的原則劃分匯水

面積;地形坡度較大時,應(yīng)按地面雨水徑流的水流方向劃分匯水面積.每塊面積的

編號詳見布置凰各個街區(qū)面積數(shù)值詳見街區(qū)面積表，各管段的匯水面積詳見附

表4,匯水面積計算表。

（四）確定排水流域的平均徑流系數(shù)

本設(shè)計中采用長春市的綜合徑流系數(shù)為0.5

（五）確定設(shè)計重現(xiàn)期，地面集水時間

設(shè)計重現(xiàn)期p采用吉林市的，取為la;地面集水時間J采用長春市的取為

lOmin.

（六）求單位面積徑流量q

0

q是暴雨強度q和徑流系數(shù)的乘積，稱單位面積徑流量.

2600(1+0.908P)

取長春市的暴雨強度公式為Q=

把長春市的地方參數(shù)代入暴雨強度公式，再乘以徑流系數(shù)，可得單位面積

徑流量于t關(guān)系，為q=2600/（t+20）0.89

202

（七）列表進行雨水干管的設(shè)計流量和水力計算

通過計算以求得各管段的設(shè)計流量，及確定各管段的管徑、坡度、流速等，

詳細計算見附表5o

（八）主干管的水力計算

主干管的水力計算詳見附表6。

雨水主干管各設(shè)計管段在高程上采用管頂平銜接.

第2章城市污水處理廠設(shè)計計算

2.1污水水質(zhì)水量計算

2.1.1污水設(shè)計流量

根據(jù)污水管網(wǎng)計算可得到本設(shè)計的設(shè)計流量為Q=94674.53m3/d=1095.77L/s

污水處理的平均流量為Q=50050.10m：i/d=579.28L/s

2.1.2污水中污染物含量和處理程度計算

（一）污染物含量計算

（1）生活污水和工業(yè)廢水混合后污水的SS濃度

c](T.C+^Q.CLNC'+^Q.C

ssQQ

式中c一一污水的SS濃度(mg/L)；

ss

0——各區(qū)的平均生活污水量(rn3/d)；

QI：一一平均工業(yè)廢水量(nb/d)；

C——不同分區(qū)生活污水的SS濃度(mg/L)；

1SS

C——不同工廠工業(yè)廢水的SS濃度(mg/L);

工SS

N一一各區(qū)人口數(shù)(人)；

1

C'一—每人每天排放的SS克數(shù)(g/人?d),設(shè)計中取45g/人?d。

1SS

c109507x45+94250x45+3500x230+3800x320+2600x300

c=

ss50050.10

+1600x240+1500x280+260x210_25585mg/L

50050.10.

(2)生活污水和工業(yè)廢水混合后污水的BOD濃度

5

&CT.C+&Q.CINC+9".C

_11RCDI________【RCD_____________11皿nIIRCD

C_5k<_-=~

BOD5QQ

式中C------污水的BOD濃度(mg/L)；

BOq5

c1BOD——不同分區(qū)生活污水的BOD濃度(mg/L)；

05

IB叫一一不同工廠工業(yè)廢水的BOD,濃度(mg/L)；

C1BOD——每人每天排放的BOD5克數(shù)(g/人?d),設(shè)計中取30g/A-do

c109507x30+94250x30+3500x265+3800x285+2600x240

u=

BOD550050.10

1600x220+1500x280+260x200

=191.23mg/L

50050.10

(3)生活污水和工業(yè)廢水混合后污水的總氮濃度

ZN?C+Z。*C

C1IN"Th

N

Q

109507x3.5+94250x3.5+04e:八

=14yl.25cmg/L

50050.10

其中C，--每人每天排放的總氮克數(shù)(g/人?d),設(shè)計中取3.5g/人

1N

(4)生活污水和工業(yè)廢水混合后污水的總磷濃度

八EN.C'+ZQ.c

C=1IP____________集中集中P

p

Q

109507x0.5+94250x0.5+0i

==2.04mg/L

50050.10y

其中C-------每人每天排放的總磷克數(shù)(g/人?d),設(shè)計中取0.5g/人?d。

1P

(二)污水處理程度計算

(1)污水中SS的處理程度

按污水排放口處水質(zhì)要求計算

根據(jù)國家《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中一級標(biāo)準(zhǔn),污水二級處理排

放口SS濃度要求W20mg/Lo則可求出SS的處理程度為

E=255,85-20=92.18%

ss255.85

(2)污水中B0D的處理程度

5

按污水排放口處出水水質(zhì)要求計算

根據(jù)國家《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中一級標(biāo)準(zhǔn),污水二級處理排

放口B0D濃度要求為W20mg/L,則污水處理程度為：

匚191.23-20ecu,。，

E=89.54%

BOD5191.23

(3)污水中TN的處理程度

按污水排放口出水水質(zhì)要求計算

根據(jù)國家《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中一級標(biāo)準(zhǔn),污水二級處理排

放口總氮濃度要求為W20mg/L,該污水中TN的去除率為:

E=M-25-8=43.86%

14.25

(4)污水中TP的處理程度

按污水排放口出水水質(zhì)要求計算

根據(jù)國家《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中一級標(biāo)準(zhǔn)，污水二級處理排

放口總磷濃度要求為mg/L,該污水中TP的去除率為：

2Q4—15

E=___=26.47%

2.04

2.2污水處理構(gòu)筑物的設(shè)計與計算

2.2.1污水廠總泵站

(-)原始資料

(1)泵房設(shè)計污水量：Q=1095.77L/S

(2)進水管管底標(biāo)高為239.32m,管徑為1000m,充滿度H/D=0.67

i=0.74%o,u=0.91m/s,水面標(biāo)高為239.40m?

(3)泵站處地面標(biāo)高為244.00mo

(4)出水管提升后的水面標(biāo)高，據(jù)后續(xù)處理構(gòu)筑物的要求定為248.18m。

(5)泵房距處理構(gòu)筑物7m。

(6)泵房附近土質(zhì)良好，地下水位在地表下7.5m。

(7)泵房供電方式為雙電源供電。

(8)泵房前設(shè)閘門井和事故溢流口，以滿足泵房檢修之所需。

(二)泵房形式的選擇

本設(shè)計采用合建式上方下圓式泵房，以便更好的利用室內(nèi)面積，且圓形結(jié)構(gòu)

受力條件好，便于使用沉井施工，降低工程造價。

(三)水泵初選

擬采用六臺水泵，其中一臺備用，則每臺泵流量為Q=219.15L/S

(四)集水池設(shè)計

(1)有效容積

污水泵房的集水池容積一般采用不小于最大一臺水泵5min的出水量，本設(shè)

計集水池容積采用相當(dāng)于一臺泵6min的容量。

...219.15x60x6_

W==78.8o9皿

1000

(2)有效水深及面積

有效水深指柵后水位與最低水位之高差，本設(shè)計取L8m,則集水池面積A為：

,_78.89°C

A=.=43.83假

1.8

(四)格柵設(shè)計

(1)取柵前水深0.6m,柵條間隙寬b=20mm,過柵流速0.9m/s,格柵傾角

a=60°,格柵數(shù)N=2,則柵條間隙數(shù)

n=Q沙醞.1.10xJsin60。=43個

Nbuh2x0.02x0.6x0.9

取柵條寬度S=0.02m,則柵槽寬B為：

B=S(n-l)+b=0.02X(43-1)+0.02X43=1.70m

n

(2)水流面通過格柵的水頭損失

S1,22

2h=kp()isina=3x2.42x(_12,f:叫xsin60?=026m

b2g0.022x9.81

其中,K=3,8=2.42

(3)每日柵渣量

取W=0.05m3/lOOOiw污水

I

W=86.4QW=86400x1.10x0.05/1000=4.75m3/d)0.2m3/d,采用機械清渣。

I

(五)揚程估算

(1)水池最低水位與所提升高度之差為：

248.18-(239.73-0.1-1.8)=248.18-237.83=10.35m

⑵出水管線水頭損失

總出水管流量：1095.77L/S

出水管徑采用DNIOOOinm,則u=1.60m/s,1000i=4.36,設(shè)總出水管中心埋深

1.35m,局部水頭損失為沿程水頭損失的30%o

則泵站外管線水頭損失為：

[7+(248.18-237.83)]*4.36/1000*(1+30%)=0.098m

(3)泵站外的水頭損失假設(shè)為1.5m,考慮自由水頭為1.0m,則總揚程

H=l.5+0.098+10.35+1.0=12.95m

(六)選泵

查《給水排水設(shè)計手冊》第11冊，選用KWP300-400型水泵6臺，5用1備。

k

單泵的性能參數(shù)如下：

流量Q=625?1250m：i/h(739.m：/h),揚程H=7?17.9m(16.7m),轉(zhuǎn)速

n=960r/min,水泵效率n=83%,電機功率N=37?75kW。

水泵安裝尺寸如下(單位：mm)：

DN=300,DN=300,A=180,A=582,B=180,F=1000,H=500,H=400,M=360,

I21121

M=60,N=900,N=200,R=390,W=780,1=125,I=39,M=250,N=750,N=140,

3131224

S=28,S=18

12

選定電機型號為Y315s-6型三相鼠籠式異步電動機，其參數(shù)如下：

額定電流A=142A,額定功率N=75k肌轉(zhuǎn)速n=980r/min,重量W=180kgo

(七)水泵機組布置

由水泵樣本查得，KWP300-400型水泵基座平面尺寸為1989mmX750mm,混

k

泥土基礎(chǔ)平面尺寸比機座平臺尺寸各邊加大200mm并考慮施工情況取整，即為

2200mmX950mmo基礎(chǔ)頂面高于地面0.2m,水泵基礎(chǔ)并排布置，基礎(chǔ)間距1.2m,

便于水泵的維修。

(八)吸水管路的布置

為了保證良好的吸水條件，每臺水泵設(shè)單獨的吸水管，每條吸水管的設(shè)計流

量均為788.94m3/h,管材采用鋼管，D=450mm,流速v=1.23m/s,i=4.49%。。水

泵進出口D=300im,流速v=2.87m/s,管長L=2.5m。在吸水管的起端設(shè)DN600X450

進水喇叭口1個仁=0.1),吸水管路上設(shè)DN450閘閥1個(2=0.1),DN450X300

偏心漸縮管1個仁=0.2)。吸水管水平段具有向水泵方向上升5%。的坡度，便于

排除吸入管內(nèi)的空氣。

(九)壓水管路的布置

由于出水井距泵房距離較小，每臺水泵的壓水管路直接接入出水井，這樣可

以節(jié)省壓水水管上的閥門。壓水管管材采用鋼管，D=350mm,流速v=2.03m/s,

i=16.8%o,管長L=20mo

壓水管上設(shè)1個DN300X350的漸縮管1個e=0.25),DN350的橡膠柔性接

口1個紇=0.1),DN350的閥門1個仁=0.1),DN350的止回閥1個仁=2.5),

DN350的彎頭3個仁=0.5)。壓水管水平段具有向出水井方向上升5%。的坡度，

將管內(nèi)的空氣趕出。

(十)校核

在水泵機組選擇之前，估算泵站揚程H為12.95m,其中靜揚程為10.35m,

機組布置完后，進行校核所選水泵在設(shè)計工況下能否滿足揚程要求。

(1)水泵吸水管水頭損失

UI.匕V22X4.49miC1.232cc2.872_-

H=Lxi+生—=+(0.1+0.1)x+0.2x=0n.11m

22g10002x9.82x9.8

(2)水泵壓水管水頭損失

II..匕V220X16.8/CTn4nr2.032ecu2.872

H=Lxi+壇+(0.1+0.1+2.5+0.5x3)x+0.25x

32g10002x9.82x9.8

=1.32m

則水泵所需揚程為：12.95+0.11+1.32=14.38m<16.7m

所以，選定的水泵可滿足要求。

(十一)泵房高度計算

(1)集水池液面標(biāo)高

集水池最高液面標(biāo)高：239.75-0.1=239.65m

集水池最低液面標(biāo)高：239.65-2.02=237.63m

(2)確定泵中軸線標(biāo)高：

喇叭口直徑：D=600mm

喇叭口長度：L2(3.0?7.0)*(D-d)

=3.0*(700-450)=600mm

喇叭口淹沒水深h20.4m

泵軸標(biāo)高：237.63-0.15=237.48m

取泵基礎(chǔ)高出地面0.2m

則泵房地面標(biāo)高：237.48-0.6-0.2=236.68m

(3)泵房地下部分高度：245.849-237.48=8.369m

(4)泵房地上部分高度(應(yīng)滿足吊車吊運與安裝的要求)：

選用SDQ型手動單梁起重機，起重量It,起升高度3?10m,H=520mm,h=610mm,

h取0.2m,h取0.5m,h取2.Oni,h=0.5m,h=0.2m,則泵房地上部分高度為：

12345

h+H+h+(440+600)+hhh+h

12+3+45

=0.2+0.52+0.61+1.4+0.5+2.0+0.5+0.2=5.93m

(5)泵房總高為：8.369+5.93=14.30m

(十二)輔助設(shè)施的計算

(1)反沖洗設(shè)施

集水池進水管與格柵底邊的落差取0.5m,底邊坡度0.015,坡向吸水坑，

吸水坑采用0.6m,從出水管引出反沖洗管，采用100,通往吸水坑，定期沖洗

污物。

(2)地面排水

為使泵房內(nèi)保持干燥衛(wèi)生，水泵房內(nèi)地面做成1%的坡度，坡向集水槽。排

水溝尺寸BXH=0.2mX0.2m,流入集水坑。集水坑平面尺寸0.5X0.5m,深0.6m。

選擇一臺潛污泵排水，將污水抽除。

(3)樓梯，走廊及門窗

樓梯寬取1.0m,并有1.0m的護欄，走廊寬1.0m,有1.0m的護欄，門設(shè)1.0m

X2.0m,維修間及大門寬設(shè)為2.0m,高設(shè)為2.5m。

(4)采光

室內(nèi)應(yīng)有足夠的自然采光，檢修和操作點出燈光集中。

2.2.2細格柵設(shè)計計算

污水廠的污水由一根直徑1000的管從城區(qū)直接接入格柵間。格柵設(shè)2個，

可以在水量小的時候，開啟1個；水量大的時候，2個都開啟。格柵計算簡圖如

圖2-1所示。

圖2.1格柵設(shè)計計算草圖

圖2-1格柵示意圖

(1)柵條的間隙數(shù)

n

bhv

式中：Q--------設(shè)計流量，m3/s；a格柵傾角，度;

b柵條間隙，m；h柵前水深，m；

v--------過柵流速，m/s

n=1。9皈山60o_68(個)

0.021x0.8x0.9

(2)柵槽寬度

B=S(n-1)+bn=0.01(68-1)+0.016x68=2.10m

(3)進水渠道漸寬部分的長度

設(shè)進水渠道寬B=1.20m,其漸寬部分展開角度a=60°

11

,BB2.10-1.20…

L=1—==1.24m

12tg20o2tg20o

(4)柵槽與出水渠道連接處的漸寬部分長度

L==0.62m

222

(5)通過格柵水頭損失

取k=3,B=2.42(設(shè)柵條斷面為銳邊矩形斷面)，v=0.9m/s,則

,S,V2.

h=k(―)4/3——sin

nid2g

式中:

k------------系數(shù)，水頭損失增大倍數(shù)；B--------------系數(shù)，與斷面形狀有關(guān)

S------------格條寬度，m;d--------------柵條凈隙，mm

v------------過柵流速，m/s;a--------------格柵傾角，度

0-010-92

h=3x2.42x()^3xxsin60o=0.097m,取0.Im。

10.0212x9.81

(6)柵后槽總高度

設(shè)柵前渠道超高h=0.3m,H=h+h+h=0.80+0.10+0.3=1.20m

(7)柵后槽總長度

L=L+L+0.5+1.0+1.24+0.62+0.5+1.0+0,8+0-3=3.51m

12tgatg60o

（8）每日柵渣量

柵渣量（m3〃03m3污水），取0.「0.01,粗格柵用小值，中格柵用中值，細格

柵用中值取■：=0.Ims/lOsmaK2=1.5,則：

...QW86400

W=1—

K1000

2

式中：

Q-----------設(shè)計流量，ms/s；

W----------柵渣量向3/10：加3污水），取0.1013/1031113

1

W=1.096.0.0786400_=442）0.2（喇&獻所以采用機械清渣方式。

1.51000

2.2.3沉砂池設(shè)計計算

本設(shè)計采用曝氣沉砂池，沉砂池在設(shè)計采用兩組，則每組設(shè)計流量0.548m3/S。

圖2-2沉砂池平剖示意圖

（-）曝氣沉砂池的設(shè)計參數(shù)

1）旋流速度應(yīng)保持0.25-0.3m/s；

2）水平流速為0.06-0.12m/s；

3）最大流量時停留時間為?3min；

4）有效水深為2-3m,寬深比一般采用1-2；

5）長寬比可達5,當(dāng)池長比池寬大得多時，應(yīng)考慮設(shè)置橫向擋板；

6）Im污水的曝氣量為0.2m；空氣；

7）空氣擴散裝置設(shè)在池的一側(cè)，距池底約0.6-0.9m,送氣管應(yīng)設(shè)置調(diào)節(jié)氣量的

閥門；

8）池子的形狀應(yīng)盡可能不產(chǎn)生偏流或死角，在集砂槽附件可安裝縱向擋板；

9）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；

10）池內(nèi)應(yīng)考慮設(shè)消泡裝置。

（二）曝氣沉砂池設(shè)計計算

設(shè)2個曝氣沉砂池，并按并聯(lián)設(shè)計，當(dāng)污水水量較小時，可考慮1個工作，

1個備用。

1.池子總有效容積

V=60Qt

sax

式中V——沉砂池有效容積，H13；

Q一—最大設(shè)計流量，nu/s；

max

t-----最大設(shè)計流量時的流動時間，min,設(shè)計時取1?3min。

設(shè)最大時停留時間為t=2min,貝!J：V=QtX60=0.548X2X60=65.76m3=66m3

max

2.水流斷面面積

Qmax

A=

式中A——水流斷面面積，im,Q——最大設(shè)計流量，m〃s；

max

V——水流水平流速，m/so

設(shè)v=0.12m/s,則：A=Qmy"548=457m2

>v0,12

1

3.池子總寬度

設(shè)h=2.5m,則：B=±=&普=2.74m,B/h=l.10,滿足滿足寬深比小于2的

2n2.5

2

要求。

V66

4.池長：L=—==14.44m,此時L/B=5.27,滿足要求

A4.57

5.流速校核

Qo347

V=1U=——=0.0826m/s,在0.8?1.2m/s之間，滿足要求

A4.2

6.每小時所需空氣量

設(shè)d=0.2m3/m3,q=dXQX3600=0.2X0.548X3600=394.56m3/h=0.1096ms/s

7.沉砂槽的設(shè)計

若設(shè)吸砂機工作周期為t=ld=24h,沉砂槽所需容積

、/QXt0.5483600-30-：24.,一f1vlMc斗，

V=R—==1.42(1713),式中Q的單位為ma/h

106106。

設(shè)沉砂槽底寬0.5m,上口寬為1.2,沉砂槽斜壁與水平面夾角60°,

沉砂槽高度為h=12-05tan60o=0.606m=0.61m

32

沉砂槽容積為V=也以0.173x14.44=§6—=l.50m3)1.42m3

2457

8.沉沙池總高

設(shè)池底坡度為0.12,坡向沉砂槽，池底斜坡部分的高度為：h=0.12X1.54=0.19m

設(shè)超高h=0.30m,沉沙池水面離池底的高

1

H=h+h+h=2.50+0.30+0.61+0.19=3.60m

123

圖2-3池體總高度示意圖

9.曝氣系統(tǒng)的設(shè)計

采用鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)，羅茨鼓風(fēng)機供風(fēng)，穿孔管曝氣。

(1)干管直徑d：由于設(shè)置兩座曝氣沉砂池，可將空氣管供應(yīng)兩座的氣量，即

1

主管最大氣量為q=0.1096X2=0.2192ni3/s,取干管氣速v=12m/s,

1

干管截面積A=工0-2192=Q.0l83m2

v12

4x0.0183

=0.153m=150mm

\3.14

⑵支管直徑d：由于閘板閥控制的間距要在5m以內(nèi)，而曝氣的池長為14.44

2

米，所以每個池子設(shè)置三根豎管，設(shè)支管氣速為v=5m/s,

支管面積A=94O.IO96_000761m2

3xv3x5

甌4x0.00761口i2

d二一二----------=0.096m=96mm,取整管徑d=100mm。

2Y幾\3.142

校核氣速v=4.7m/s(滿足3—5m/s)

(3)穿孔管：采用管徑為6mm的穿孔管，孔出口氣速為設(shè)5m/s,孔口直徑取為

5mm(在2?6mm之間)。一個孔的平均出氣量q=幾x(0.005)2x5=10.63x10-5ma/s

4

力%q0.1096A

孔數(shù)：nUL==1031個

V10.63x10-5

孔

I14440

孔間隔為、=「畫=14.01mm,在1015mm之間，符合要求。

穿孔管布置：在每格曝氣沉砂池池長一側(cè)設(shè)置1根穿孔管曝氣管，共兩根。

(三)進出水設(shè)計

(1)曝氣沉砂池配水槽

來水由泵站出水井跌水進入沉砂池配水槽。配水槽尺寸為：

BxLxH=1.0x14.44x1.25o其中，槽寬B=1.0,H=1.25B,L與池同寬，取

14.44mo為避免異重流的影響，采用潛孔入流，