污水处理厂设计计算

某污水处理厂设计说明书1.1 计算依据

1、工程概况

该城市污水处理厂服务面积为12.00km2，近期（2000年）规划人口10万人，远期（2020年）规划人口15.0万人。

2、水质计算依据

A．根据《室外排水设计规范》，生活污水水质指标为：

COD

60g/人d

Cr

30g/人d

BOD

5

B．工业污染源，拟定为

COD

500 mg/L

Cr

200 mg/L

BOD

5

C．氨氮根据经验值确定为30 mg/L

3、水量数据计算依据：

A．生活污水按人均生活污水排放量300L/人·d；

B．生产废水量近期1.2×104m3/d，远期2.0×104m3/d考虑；

C．公用建筑废水量排放系数近期按0.15，远期0.20考虑；

D．处理厂处理系数按近期0.80，远期0.90考虑。

4、出水水质

根据该厂城镇环保规划，污水处理厂出水进入水体水质按照国家三类水体标准控制，同时执行国家关于污水排放的规范和标准，拟定出水水质指标为： 100mg/L

COD

Cr

30mg/L

BOD

5

SS 30mg/L

NH

-N 10mg/L

3

1.2 污水量的确定

1、综合生活污水

近期综合生活污水

远期综合生活污水

2、工业污水

近期工业污水

远期工业污水

3、进水口混合污水量

处理厂处理系数按近期0.80，远期0.90考虑，由于工业废水必须完全去除，所以不考虑其处理系数。

近期混合总污水量

取

远期混合总污水量

取

4、污水厂最大设计水量的计算

近期；

，取日变化系数；时变化系数；

。

远期；

，取日变化系数；时变化系数；

。

拟订该城市污水处理厂的最大设计水量为

1.3 污水水质的确定

近期取

取

远期取

取

则根据以上计算以及经验值确定污水厂的设计处理水质为：

，，

，，

考虑远期发展问题，结合《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918－2002），处理水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的一级标准（B）排放要求。

拟定出水水质指标为：

表1-1 进出水水质一览表

注：[1]取水温>12℃的控制指标8，水温≤12℃的控制指标15。

[2]基本控制项目单位为mg/L，PH除外。

第二章各单体构筑物计算

2.1 粗格栅设计

1、设计参数

设计流量，栅前水深，过栅流速，栅条间隙，栅前长度，栅后长度，

格栅倾角，栅条宽度，栅前渠超高。

2、设计计算

图2-1 粗格栅计算示意图

格栅设两组，按两组同时工作设计，一格停用，一格工作校核。（1）栅条间隙数：取

（2）栅槽宽度

格栅宽度一般比格栅宽0.2～0.3m，取0.2；

则

（3）通过栅头的水头损失

（4）栅后槽总高度：

（5）栅前渠道深：

（6）栅槽总长度：

（7）每日栅渣量：

式中，为栅渣量，格栅间隙为16～25mm时，污水。本工程格栅间隙为20mm，取污水。采用机械清渣。

2.2 集水池提升泵房设计

设计流量，考虑取用5台潜水排污泵（四用一备），则每台泵流量为。

集水池容积采用相当于一台泵的15min流量，即：

2.3 细格栅设计

1、设计参数

设计流量，栅前水深，过栅流速，

栅条间隙，栅前长度，栅后长度，

格栅倾角，栅条宽度，栅前渠超高。

2、设计计算

图2-2 细格栅计算示意图

格栅设两组，按两组同时工作设计，一格停用，一格工作校核。

（1）栅条间隙数：取

（2）栅槽宽度：

（3）通过栅头的水头损失

（4）栅后槽总高度：

（5）栅前渠道深：

（6）栅槽总长度：

（7）每日栅渣量：

式中，为栅渣量，对于栅条间距b=10mm的细格栅，对于城市污水，每单位体积污水拦截栅渣量为污水。采用机械清渣。

2.4 平流式沉砂池设计

1、设计参数

最大设计流量时的流速，最大设计流量时的流行时间，

设计流量，城市污水沉砂量污水。

2、设计计算

图2-3 平流式沉砂池计算示意图

沉砂池设两座，每座取2格，每格宽。

（1）沉砂池长度；

（2）水流断面面积；

（3）池总宽；

（4）有效水深；

（5）沉砂斗容积

式中，T为清除沉砂的时间间隔，取2d。

（6）每个沉砂斗的容积；（设每一个分格有2个沉砂斗，有4个分格。）

沉砂斗上口宽；

式中，斗高取；斗底宽取；斗壁与水平面的倾角去。

沉砂斗容积

；

（7）沉砂室高度

式中，；池底坡度去0.06；两个沉砂斗之间隔壁厚取0.2。

（8）沉砂池总高度；

式中，超高。

（9）验算最小流速

。

2.5 卡鲁塞尔氧化沟设计

1、设计参数

活性污泥浓度，则，

异养微生物的产率系数，

异养微生物内源衰减系数，污泥回流比R=100%，

设计流量。

2、设计计算

氧化沟设四座，按四组同时工作设计。

图2-4 氧化沟计算示意图

（1）氧化沟容积计算

①氧化沟区Ⅲ容积的确定

a、好氧区容积

硝化菌的比增长速率可用下式计算:

当最低温度T = 15 ℃、出水、、时, , ,

安全系数取2.5 ,则设计污泥龄为9.0 d。

为保证污泥稳定,确定污泥龄为25d , 。

好氧区有机物的去除速率

所需MLVSS总量

硝化容积

水力停留时间

b、缺氧区容积

假设生物污泥含12.4%的氮,则每日用于生物合成的

处理水中非溶解性值

式中：表示出水中的浓度，mg/L。则处理水中溶解性

用于生物合成的氮为

被氧化的

脱硝所需

在15℃时反硝化速率

需还原的

脱氮所需

脱氮所需池容

水力停留时间

氧化沟区Ⅲ容积

水力停留时间

②缺氧区Ⅱ容积的确定

a、除磷所需容积

若缺氧水力停留时间取40min，则

b、脱硝所需容积

若需还原的

脱氮所需

则

缺氧区Ⅱ容积

水力停留时间

③厌氧区Ⅰ容积的确定

生物除磷系统的厌氧区水力停留时间取1.5 h，所需容积以上计算得出，氧化沟总容积

水力停留时间

污泥负荷

（2）需氧量计算

总需氧量

式中：A—经验系数取0.5；

—去除浓度，mg/L；

B—经验系数取0.1；

MLSS—混合液悬浮固体浓度，mg/L；

—需要硝化的氧量；

20℃脱氮的需氧量

式中：α—经验系数取0.8；

β—经验系数取0.9；

ρ—经验系数取1.0；

—20℃时水中溶解氧饱和度9.17mg/L；

—30℃时水中溶解氧饱和度7.63mg/L； C—混合液中溶解氧浓度，取2mg/L；

T—温度，取30℃。

（3）回流污泥量计算

二沉池回流污泥浓度，氧化沟中混合液污泥浓度

则回流比

回流污泥量

（4）剩余污泥量计算

式中：Y—污泥产率系数，取0.5；

—污泥自身氧化率，取0.05。

若由池底排除，二沉池排泥浓度为8g/L，则每个氧化沟产泥量。

2.6 辐流式沉淀池设计

1、设计参数

设计流量，水力表面负荷，沉淀时间t=4h，

2、设计计算

图2-5 辐流式沉淀池计算示意图

（1）、主要尺寸计算

二沉池设四座，按四座同时工作设计

①池表面积

②池直径取

③沉淀部分有效水深

④沉淀部分有效容积

取池底坡度i=0.05

则沉淀池底坡度落差

⑤沉淀池周边有效水深

式中：缓冲层高度，取0.5m；

刮泥板高度，取0.5m。

⑥沉淀池总高度

（2）进水系统计算

①进水管计算

单池设计污水流量

进水管设计流量

管径，，1000i=1.7②进水竖井

进水竖井采用，出水口尺寸，共6个沿井壁均匀分布出水口流速

≤（0.15～0.2m/s）

③稳流筒计算

筒中流速（0.02～0.03m/s）

稳流筒过流面积

稳流筒直径

④出水部分设计

a、单池设计流量

b、环型集水槽内流量

c、环型集水槽设计

采用周边集水槽，单侧集水，每池只有一个出口。

集水槽宽度为取b=0.5m

式中：k为安全系数，取1.4。

集水槽起点水深为

集水槽终点水深为

槽深均取0.9m。

d、出水溢流堰的设计

图2-6 出水三角堰计算示意图

采用出水三角堰（）

堰上水头

每个三角堰流量

三角堰个数

取

三角堰中心距

2.7 紫外线消毒系统设计

1、设计参数

依据加拿大TROJAN公司生产的紫外线消毒系统的主要参数，选用设备型号UV4000PLUS。

2、设计计算

（1）灯管数

UV4000PLUS紫外线消毒设备每3800需2.5根灯管，

则取n=56根

拟选用7根灯管为一个模块，则模块数N=8个

（2）消毒渠设计

按设备要求渠道深度为129cm，设渠中水流速度为0.5m/s。

渠道过水断面积

渠道宽度

取2.6m

若灯管间距为9cm，沿渠道宽度可安装28根灯管，故选取用UV4000PLUS系统，两个UV灯组，一个UV灯组4个模块。

渠道长度每个模块长度2.5m，渠道出水设堰板调节，调节堰到灯组间距1.5m，进水口到灯组间距1.5m，两个灯组间距1.0m，则渠道总长L为：

复核辐射时间（符合10～100s）

紫外线消毒渠道计算如2-7图所示。

图2-7 紫外线消毒渠计算示意图

2.8 配水井设计

1、设计参数

依据堰式配水井设计参数。

2、设计计算

图2-8 配水井计算示意图

二沉池前配水井

1、进水管管径

配水井进水管的设计流量为，当进水管管径为时，查水力计算表，得知v=0.884m/s<1.0m/s，满足设计要求。

2、矩形宽顶堰

进水从配水井底中心进入，经等宽堰流入4个水斗再由管道接入4座后续构筑物，每个后续构筑物的分配水量为。配水采用矩形宽顶溢流堰至配水管。

（1）堰上水头H

因单个出水溢流堰的流量为，一般大于100L/s采用矩形堰，小于100L/s采用三角堰，所以本设计采用矩形堰（堰高h取0.5m）。

矩形堰的流量

式中：Q—矩形堰的流量，；

H—堰上水头，m；

b—堰宽，m，取堰宽b=0.9m；

—流量系数，通常采用0.327～0.332，取0.33。

则

（2）堰顶厚度B

根据有关实验资料，当时，属于矩形宽顶堰。取B=0.9m，这时，所以，该堰属于矩形宽顶堰。

（3）配水管管径

设配水管管径，流量，查水力计算表，得知流速，1000i=1.7。

（4）配水漏斗上口口径D

按配水井内径1.5倍设计，。

2.9 污泥泵房设计

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