15万吨环境工程毕业设计任务书 - secret - 图文

2 设计计算书

2.1 设计基础数据的确定

本设计中污水处理厂的设计流量为15万m/d，即平均日流量。平均日流量一般用来表示污水处理厂的规模，用来计算污水厂的栅渣量、污泥量、耗药量及年抽升电量；最大设计流量用于污水处理厂中管渠计算及各处理构筑物计算。

污水的平均处理量为Q平?150000m3/d?6250m3/h?1.736m3/s；

污水的最大处理量为Qmax=Kz*Q=150000*1.3=195000m3/d；总变化系数取KZ为1.3。 2.2 粗格栅的设计

格栅是由一组平行的金属栅条或筛网制成，安装在污水渠道上、泵房集水井的进口处或污水处理厂的端部，用以截留较大的悬浮物或漂浮物。本设计采用中细两道格栅。 2.2.1 设计参数 (1) 格栅

可单独设置格栅井或与泵房合建设置在集水池内，一般大中型泵站或污水管埋深较大时，格栅可以设在泵房的集水池内。采用机械除渣是，一般采用单独的格栅井。 (2) 格栅宽度

格栅的总宽度不宜小于进水管渠宽度的2倍，格栅空隙总有效面积应大于进水管渠有效断面积的1.2倍。 (3) 栅条间隙

栅条间隙可根据进水水质和水泵性质确定。一般卧式和立式离心泵其最大间隙宽度可按下表取值，轴流泵宜采用70mm。格栅间隙具体见表2-1。

表2-1 格栅栅条最大间隙宽度

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水泵型号 栅条间隙宽度（mm） 16PWL、10MN、10PWL、14MN2PW、4PW、6MF、螺旋泵、2以上，废水泵、潜8MF、8PWL12MN4MF以下12PWL 水泵 ≤20 ≤30 ≤40 ≤50 ≤100 (4) 过栅流速一般采用0.6～1.0m/s。雨水泵站格栅前进水管内的流速应控制在1.0～1.2m/s；当流速大于1.2m/s时，应将临近段的入流管渠断面放大或改建成双管渠进水。污水泵站格栅前进水管内的流速一般为0.4～0.9m/s。 (5) 格栅倾角 在人工清渣时，格栅倾角不应大于70°；机械清渣时，宜为70°～90°，格栅上端应设平台，格栅下端应低于进水管底部0.5m，距离池壁0.5～0.7m，或按机械除渣的安装和操作需要确定。 (6) 格栅工作平台 人工清除，工作平台应高出格栅前设计最高水位0.5m；机械清除，工作平台应等于或稍高于格栅井的地面标高。平台宽度到污水泵站不应小于1.5m；雨水泵站不应小于2.5m。两侧过道宽度采用0.6～1.0m，机械清除时，应有安置除渣机减速箱，皮带输送机等辅助设施的位置。常用的机械格栅有链条式格栅除污机钢丝牵引式格栅除污机。 格栅平台临水侧应设栏杆，平台上应装置给水阀门，并设置具有活动盖板的检修孔；平台靠墙面应设挂安全带的挂钩；平台上方应设置起重量为0.5t的工字梁和电动葫芦。 (7) 格栅井通风 格栅井内可能存在硫化氢、氢氰酸等有害气体。为了保护操作、检修、维修人员的健康和安全须考虑通风换气措施，在室外的格栅井，采用可移动的机械通风系统；在格栅室内，设置永久性的机械通风系统。室内通风换气次数为8次/h，格栅井内为12次/h；格栅井内的通风换气体积应包括格栅井的进水管和出水管空间。格栅井的进水管空间指格栅井至井前闸门之间的管段空间。出水管空间指格栅井至水泵集水池之间的管段空间，通风管应采用防腐阻燃材料制成。 1

2.2.2 设计计算 污水厂的污水由一根Ф1600钢筋混凝土管从城区直接接入格栅间。格栅设4个，则每台格栅设计流量为Q=Qmax/4=2.25/4=0.56m3/s。栅前流速：v1=0.7 m/s；过栅流速：v2=0.9m/s；栅条宽度：S?0.01m；格栅间隙宽度：b=0.04m；格栅倾角：a=75℃. (1) 栅前断面水力计算： B12v1Q?

2根（1-1） 栅（1-2） 据最优水力断面公式前槽宽B1?2Q v1栅前槽宽B1=1.26m 栅前水深h=B1/2=0.63m (2) 栅条间隙数：n=Q1gen(sinα)/bhv2=26根 (3) 栅槽宽度：设栅条宽度S=0.02m B=s(n-1)+bn=0.02(21-1)+0.04*21=1.24m (4) 进水渠道渐宽部分长度：进水渠道宽B1=0.7m，渐宽部分展开角度??20? L1=（B-B1）/2tanα1=(1.24-0.7)/2/0.364=0.50m (5) 栅槽与出水渠道连接处的渐宽部分长度：L2=L1/2=0.50/2=025m (6) 通过格栅的水头损失： h1?k?h0 （1-3） 2v2h0??sin?2g，?s????????b? 43（1-4） h0 — 计算水头损失； g — 重力加速度；

2

K — 格栅受污物堵塞使水头损失增大的倍数，一般取3； ξ— 阻力系数，其数值与格栅栅条的断面几何形状有关，对于锐边矩形断面，形状系数β = 2.42； 0.9?0.01?h1?3?2.42????sin60??0.041m ?2?9.81?0.04?(7) 栅槽总高度：设栅前渠道超高h2?0.3m H?h?h1?h2?0.54?0.041?0.3?0.881m （1-5） (8) 栅槽总长度： L?L1?L2?0.5?1.0?H1tan?432 （1-6） =0.5+0.25+0.5+1.0+0.09 =2.34m (9) 每日栅渣量：格栅间隙40mm情况下，每1000m3污水产0.03m3。 W=Qmax*W1*86400/Kz/1000= 0.975 m3/d?0.2m3/d 所以宜采用机械清渣。 (10) 格栅选择 选择XHG-1400回转格栅除污机，共4台。其技术参数见表2-2。 表2-2 GH-1800链式旋转除污机技术参数 型号 电机功率 /kw HG-1800 1.5 设备宽度 /mm 1800 设备总宽度/mm 2090 栅条间隙 /mm 40 安装角度 60° (11) 计算草图如下： 3

栅条工作平台进水αα1α 图2-1 粗格栅计算草图 2.3 泵房 2.3.1 泵房形式选择 泵房形式取决于泵站性质，建设规模、选用的泵型与台数、进出水管渠的深度与方位、出水压力与接纳泵站出水的条件、施工方法、管理水平，以及地形、水文地质情况等诸多因素。 泵房形式选择的条件： (1)由于污水泵站一般为常年运转，大型泵站多为连续开泵，故选用自灌式泵房。 (2)流量小于2m3/s时，常选用下圆上方形泵房。 (3)大流量的永久性污水泵站，选用矩形泵房。 (4)一般自灌启动时应采用合建式泵房。 综上本设计采用半地下自灌式合建泵房。 自灌式泵房的优点是不需要设置引水的辅助设备，操作简便，启动及时， 便于自控。自灌式泵房在排水泵站应用广泛，特别是在要求开启频繁的污水泵站、要求及时启动的立交泵站，应尽量采用自灌式泵房，并按集水池的液位变化自动控制运行。 集水池：集水池与进水闸井、格栅井合建时，宜采用半封闭式。闸门及格栅处敞开，其余部分尽量加顶板封闭，以减少污染，敞开部分设栏杆及活盖板，确保安全。 4

2.3.2 选泵 (1)进水管管底高程为4.3m，管径DN1600，充满度0.75。 (2)出水管提升后的水面高程为12.80m。 (3)泵房选定位置不受附近河道洪水淹没和冲刷，原地面高程为7.9m。 2.3.3 设计计算 (1)污水流量 选择集水池与机器间合建式泵站，考虑4台水泵（1台备用）每台水泵的容量为2260/3=753L/S。 (2)集水池容积：采用相当于一台泵6min的容量。 W=753*60*6/1000=271 有效水深采用H=6.4m，则集水池面积为F=105.12m2 (3)选泵前扬程估算：经过格栅的水头损失取0.5m 集水池正常工作水位与所需提升经常高水位之间的高差： 12.?8?2m，正常按1m计） 4.?31.?60.?75?18.8?0.?5m（集水池有效水深(4)水泵总扬程：总水力损失为2.80m，考虑安全水头0.5m ?8?.8 H?2.8?0.5m1 2 一台水泵的流量为 Q1?Q?KZ150000?1.2??2500m3/h3?243?24

（2-1） 根据总扬程和水量选用500WQ2700?16?185型潜污泵 表2-3 500WQ2700-16-185型潜污泵参数 型号 500WQ2700?16?185 流量 转速 扬程 功率 效率 出水口 m3/h r/min m 16 kW % 82 直径mm 500 2700 725 185 5

2.3.3 泵房草图 泵房草图如下： 进水管 图2-2 泵房草图 2.4 细格栅 2.4.1 设计参数 最大流量：Qmax=195000/24/3600=2.26 m3/s 栅前流速：v1?0.9m/s（0.4m/s~0.9m/s） 过栅流速：v2?0.9m/s（0.6m/s~1.0m/s） 栅条宽度：S?0.01m，格栅间隙宽度b?0.01m 格栅倾角：??60? 2.4.2 设计计算 格栅设4个，则每台格栅设计流量为Q=Qmax/4=0.565m3/s。 (1) 栅前断面水力计算： 6

B12v1根据最优水力断面公式Q? 2栅前槽宽B1?2Q v1 设栅前流速v1=0.9m/s 则栅前槽宽B1=1.12m 栅前水深h=B1/2=0.56 (2) 栅条间隙数：n=Q1gen(sinα)/bhv2=104根 (3) 栅槽宽度：设栅条宽度S?0.01m B=S(n-1)+bn=0.01(104-1)+0.01*104=2.07m （4-1） (4) 进水渠道渐宽部分长度： 设进水渠道宽B1=1.12m，渐宽部分展开角度??20? L1 （4-2） (5) 栅槽与出水渠道连接处的渐宽部分长度：L2=L1/2=0.66 (6) 通过格栅的水头损失： h1?k?h0 2v2?s?h0??sin?，?????? 2g?b?=（B-B1）/2tanα1=1.32m

43h0 —计算水头损失； g —重力加速度； K —格栅受污物堵塞使水头损失增大的倍数，一般取3； ξ—阻力系数，其数值与格栅栅条的断面几何形状有关，对于锐边矩形断面，形状系数β = 2.42； 0.9?0.01?h1?3?2.42????sin60??0.26?2?9.81?0.01?（4-3） (7) 栅槽总高度：设栅前渠道超高h2?0.3m

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432m H=h1+h2+h3=0.56+0.26+0.3=1.12m (8) 栅槽总长度： L?L1?L2?0.5?1.0?H1tan? =1.32+0.66+0.5+1.0+1.12/1.732=4.13m (9) 每日栅渣量：格栅间隙10mm情况下，每1000m3污水产0.1m3。 W=Qmax*W1*86400/Kz/1000= 0.325m3/d?0.2m3/d （4-4） 所以宜采用机械清渣。 (10) 格栅选择 选择XHG-1400回转格栅除污机，共2台。 其技术参数见下表： 表2-4 XHG-1400回转格栅除污机技术参数 型号 电机功率 设备宽度 设备总宽度 沟宽度 沟深 安装 kw mm mm mm mm 角度 XHG-1400 0.75～1.1 1400 1750 1500 4000 60° (11) 计算草图同粗格栅 2.5旋流沉砂池 2.5.1 设计计算 旋流式沉砂池 1：设计参数：

Q= 150000 m3/d= 1736.111 L/s= 1.736111 m3/s

可选用两座型号为1750型旋流式沉砂池。 停留时间 t= 30 s 表面负荷= 145 m3/m2h 2：设计计算： （1）池容V： V=Q*T= 52.08333 m3 设有两座 n1= 2 每座池容 V1=V/n1= 26.04167 m3 (2)每座水流表面积A：

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表面负荷= 145 m3/m2h= 0.040278 A= (Q/n1)/v1= 21.55161 m2 (3)沉砂池直径： D= 5.238515 m 取实际直径D= 实际水面面积A（实际）= 21.55229 m2 (4)实际表面负荷q'= 0.040277 m/s= 144.9962 (5)进出水总管 进水管设计流量 Q= 1.736111 管道流速 v= 1 m/s 管道过水断面面积 A=Q/v 1.736111 m2 管径 d= 1.487147 m 取进水管径 DN800mm 校核管道流速 v=Q/A= 1 m/s (6)进出水竖井 进水竖井平面尺寸取为1.4m*1.4m。 (7)进水孔 进水孔过流量 Q= 1.736111 m3/s 孔口流速 v= 0.6 m/s 孔口过水断面面积 A=Q/v= 2.893519 m2 取孔口断面 B*H= 0.8*0.8= 0.64 m 校核实际流速 v= 2.712674 m/s (8)进水配水渠道 配水渠道设计流量 Q1=Q/2= 0.868056 渠道流速取 v= 1 m/s 渠道过水断面 A=Q/v= 0.964506 取渠道断面 B*H=0.6*0.43 进水渠直道长度应为宽度的7倍且不小于4.5m，取为4.5m. 渠道超高取0.57m，渠道总高为0.43+0.57=1.0m. (9)出水渠道 渠道宽度应为进水渠道宽度的2倍取1.2m。 渠道总高为1.0m 2.6 平流式初沉池 m/s 53000 m3/m2h mm

沉淀池一般分平流式、竖流式和辐流式，本设计初沉池采用平流式沉淀池。下表为各种池型优缺点和适用条件。 表2-5 池型 优点 缺点 适用条件 9

(1) 沉淀效果好 (2) 对冲击负荷和温度(1) 配水不易均匀 适用平变化的适应能力强 (2) 采用机械排泥于大、中、流式 (3) 施工简易 (4) 平面布置紧凑 时，设备复杂，对施工小型污水(5) 排泥设备已趋于稳质量要求高 厂 定 竖(1) 池子深度大，流式 (1) 排泥方便 施工困难 适用(2) 占地面积小 (2) 对冲击负荷和于小型污温度变化的适应能力水厂 差 适用辐(1) 多为机械排泥，运械排泥设备复于大中型流式 行可靠，管理简单 机(2) 排泥设备已定型化 杂，对施工质量要求高 污水处理厂 2.6.1 设计参数 表面负荷q/?2m3/?m2?h? 池子个数n?20个 沉淀时间t?1.5h ?1.0h~2.0h? 污泥含水率为95%。 2.6.2 设计计算 (1)池子总表面积：

A=Q*3600/q’=19500/24/2=4062.5m2 （

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(2)沉淀部分有效水深：

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）

/ h2?q t?2?1.5?3m(3)沉淀部分有效容积： V’=Qt*3600=2.26*1.5*3600=12204m3 （6-2） (4)池长：设水平流速v?5mm/s， ?3.?6m L?vt?3.6?5?1.5 2(5)池子总宽： B=A/L=4062.5/27=150m (6)池子个数：设每格池宽b?6m， n=B/b=150/6=25个 (7)校核长宽比、长深比： 长宽比： 长深比：L27??4.5?4符合要求 b6 L27??9 符合要求 h23(8)污泥部分所需的总容积：设T?2d，污泥含水率为95%, V?（6-3） Q*(C1?C2)*86400*T*100 (100?P0)*r*Kz2.26?(200?200?50%)?10?6?86400?2?100 = (100?95)?1?1.2 =650.88m3 其中:Q—最大设计流量，m3/h T—两次清泥间隔时间，d C1—进水悬浮物浓度，t/m3， C2—出水悬浮物浓度，t/m3 ?—污泥密度，t/m3，取1.0 p0—污泥含水率，% 11

(9)每格池污泥部分所需容积： V''=(10)污泥斗容积： V1?（6-4） h4//?1h43V=650.88/25=26m3 n?f1?f2?f1f 2 ??6?20.?50tan60?4m.7 61 V1??4.766?6?0.5?0.5?62?0.52 3??33 ?62.m沉淀池污泥斗上边长为6m，下边长为0.5m，h4为污泥斗高度 (11)污泥斗以上梯形部分污泥容积： V2?l1?l2/h4b2

（6-5） /h4??27?0.3?6??0.01?0.213m l1?27?0.3?0.5?27.8m l2?6m V2??27.8?6??0.213?6?21.6m3 2(12)污泥斗和梯形部分污泥容积： V1?V2?62.3?21.6?83.9m3?25m3 (13)池子总高度：设缓冲层高度h3?0.5m， H?hh1?h2?h3? 4/// h4?h0.213?4.7?64?h4? 974.m??3 H?0.30?.54?.97m 8. 12

2.6.3 进出水设计 (1) 进水部分 平流初沉池采用配水槽，10个沉淀池合建为一组，共用一个配水槽，共两组。配水槽尺寸为：B?L?H?2?60?2.5?300m3，其中槽宽B取2m。H?1.25?B?2.5m，L与池体同宽取60m。进水矩形孔的开孔面积为池断面积的6%~20%，取15%。方孔面积F?6?3?15%?2.7m2即0.9?0.45m2。 (2) 出水部分 ① 出水堰 取出水堰负荷：q/?3L/?s?m?， 每个沉淀池进出水流量：Q0?则堰长：L?2.1?0.105m3/s 20Q00.105?1000??35m /q3采用90?三角堰，每米堰板设5个堰口，每个堰出口流量 q/3q???0.6L/s?0.0006m3/s 55q0.00062堰上水头损失h1?5()2?5()?0.045m 1.41.4② 集水槽 ?Q?槽宽B?0.9??????2?0.42.1???0.9??1.3??2??0.4?1m 安全系数取1.3 ?1.2~1.5?， Q2.11.3?()21.3?()232?32?0.53m 集水槽临界水深hk?2gB9.81?1 集水槽起端水深h??1.73hk?1.73?0.53?0.92m 设出水槽自由跌落高度h2?0.1m 13

集水槽总高度h?h1?h2?h??0.045?0.1?0.92?1.07m 平流初沉池的刮泥机选用GMN?6000型行车提板刮泥机，共二十个。 表2-6 GMN?6000型行车提板刮泥机的安装尺寸(mm) 型号 GMN?6000 轮距 6500 刮板长度 5800 池宽L 6000 池深 2000?4000 撇渣板中线高 700 2.6.4 计算图 图2-4 平流沉淀池剖面图 2.7 曝气池（A/O） 2.7.1设计参数 （1） 水力停留时间HRT：理论值A:A:O=1:1:(3～4)，实际操作中值可为A:A:O=1:1:（6～10） （2） BOD污泥负荷一般为0.13~0.2kgBOD5/(kgMLSS·d)，本设计取值0.15kgBOD5/(kgMLSS·d)。 （3） 回流污泥浓度：Xr=6600mg/L （4） 污泥回流比一般采用50%～100%，本设计取R=100% （5） 设计流量Q=150000m3/d（不考虑变化系数） （6） 曝气池混合液的质量浓度 R1X?XR??6600?3300mg/L1?R1?1 混合液回流比R内

TN去除率?N?TN0?TNe42?20?100%??100%?52.4% TN04214

R内??N0.524?100%??100%?110%（100%～300%） 1??N1?0.524（7） 设计进水水质：CODcr=557.1mg/L，BOD5=260.5mg/L，SS=277.1mg/L，TN=44mg/L，氨氮=45mg/L，TP=5mg/L。 （8） 设计出水水质：CODcr≤60mg/L，BOD5≤20mg/L，SS≤20mg/L，TN≤20mg/L，氨氮≤8mg/L，TP≤1mg/L。 2.7.2判断是否可采用A2/O 经过初沉池BOD5降低了25%（20%～30%），则此时BOD5值为195.38mg/L。 此时：CODcr/TN=557.1/44=13.3>8 TP/BOD5=5/195.38=0.025<0.06 符合要求，故可采用此法。 2.7.3曝气池计算（A2/O池） 1．A2/O池容积计算 （1） 有效容积V?QSo150000?195.38?NX3300?0.15 =59206m3

(7-1) （2） 池有效水深h=5m V59206??11841m2 h5A11841反应池分8组，单组有效面积A单??=1480m2 88（4） 采用6廊道推流式反应池，廊道宽b=7m （3） 池总有效面积A?（5） 单组反应池长度L?A单6?b? 取L=35.23m，故有效面积为11841m2，有效容积为59206m3（6） 校核 b/h=7/5=1.4（满足b/h=1～2） L/b=35.23/7=5.03（满足L/h=5～10） （7） 取反应池超高0.5m，曝气管廊道高度0.65m故反应池总高 H?5.0?0.5?0.65?6.15m 2.反应停留时间 反应池总反应停留时间t?V59206?=0.39d=9.36h Q1500001480=35.23m 6?7各段水力停留时间和容积： 厌氧：缺氧：好氧=1：1：4 1厌氧池水力停留时间t厌??9.36?1.56h 61厌氧池容积V厌??59206?9867.7m3 61缺氧段水力停留时间t缺??9.36?1.56h 6

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1?59206?9867.7m3 62好氧段水力停留时间t好=?9.36=6.24h 32好氧池容积V好??59206=39470m3 33校核氮磷负荷 好氧段总氮负荷： 缺氧池容积V缺?N好?Q?TNO150000?42??0.048 [kg(TN)/(kg(MLSS)·d)]<0.05符合要求 X?V好3300?39470 (7-2) 厌氧段总磷负荷： N厌?(7-3) 4Q?TPO150000?5??0.023 [kg(TP/(kg(MLSS)·d)]<0.06符合要求 X?V厌3300?9867.7剩余污泥量△X?(?Y0??Qe?)d?K0V?e(V?X )Q5(7-4) 取污泥增殖系数Y=0.6（0.5～0.7），污泥自身氧化系数Kd=0.07（0.05～0.1）。 则降解BOD5产生的污泥量 ?X1?YQ(?0??s)?0.6?150000?(0.20?0.02)?16200kg/d 内源呼吸分解污泥量 3300kg/d?10257kg/d 1000不可降解和惰性悬浮物（该部分占TSS约50%） ?X2?KdVXV?0.07?59206?0.75?△X3?Q(C0?Ce)?50%?150000?(0.2771?0.02)?50%?19282.5kg/d 剩余污泥量为 △X=△X1-△X2+△3=16200-10257+19282.5=25225.5kg/d 5碱度校核 每氧化1mg的NH3--N-需消耗碱度7.14mg；每还原1mg的NO3—N产生碱度3.57mg，去除1mgBOD5产生0.1mg的碱度。 剩余碱度=进水碱度-硝化消耗碱度+反硝化产生碱度+去除BOD5产生碱度 假设生物污泥含中氮量以12.4%计，则： 每日用于合成的总氮量=0.12?（17537.5-11642.4)kg/d=731kg/d 731?1000?4.87mg/L 150000被氧化的NH3-N=进水总氮-出水总氮量-用于合成的总氮量 =(42-8-4.87)mg/L=29.13mglL 所需脱硝量=(42-20-4.87)=17.13mg/L 即进水总氮中有 16

需还原的硝酸盐氮量 150000?17.13NT?=2569.5mg/L 1000将各值带入 剩余碱度 SALKI?[280?7.14?21.614?3.57?17.614?0.1?(195.375?20)mg/L ?14m9g/L?10m0g（以L/CaCO3计）可维持pH≥7.2 6污泥龄计算 污泥龄=曝气池有效容积?XR59206?6600??15.5d,满足污泥龄15～20d要求。 剩余污泥?100025225?10007反应池进出水系统计算 （1）进水管 单组反应池进水管设计流量Q1?管道流速v=0.7m/s； 管道过水断面面积A?管径d?Q10.243??0.346m2 v0.7Q1.94??0.243m3/s n84A??4?0.346?0.664m 3.14取进水管径DN700mm。 （2） 回流污泥管 单组反应池回流污泥管设计流量 Q1.94QR?R??1??0.243m3/s n8管道流速v=0.7m/s。 取回流污泥管管径DN700mm。 （3） 进水井 反应池进水孔尺寸： Q1.94?0.485m3/s 进水孔过流量Q2?(1?R)??(1?1)?n8孔口流速v=0.5m/s； 孔口过水断面面积A?Q20.485??0.97m2； v0.5孔口尺寸取0.5m×0.5m，取4个孔口； 进水井平面尺寸取4m×7m。 （4） 出水堰及出水井 按矩形堰流量公式计算：Q3?0.422gbH?1.86bH 3232 17

Q1.94?0.75m3/s 式中Q3?(1?R?R内)?(1?1?1.1)?n8b——堰宽，B=7m； H——堰上水头，m。 2Q320.75H?()3?()3?0.149m。 1.86b1.86?7（5）出水井 反应池出水管设计流量Q5=2Q3=1.5m3/s； 管道流速v=0.7m/s； Q51.5??2.15m2 管道过水断面面积A?v0.7管径d?4A??4?2.15?1.65m 3.14取出水管管径DN1700mm； Q31.5角和管道内流速v???0.66m/s ?A?1.7248曝气系统设计计算 （1） 设计需氧量AOR AOR=去除BOD5需氧量-剩余污泥中BODu氧当量+NH3-N硝化需氧量-剩余污泥中NH3-N的氧当量-反硝化脱氮产氧量 碳化需氧量D1?Q(?0??r)?1.42Px ?kt1?e式中k——BOD5的分解速度常数（d-），取k=0.23； t——BOD5试验时间，取t=0.23； Px——生物污泥产量 Px=△X1-△X2=17537.5-11642.4=5895.1kg/d S——出水溶解性BOD5的质量浓度 ?r??e?1.42f?e(1?e?kt)?20?1.42?0.75?20?(1?e?0.23?5) (7-5) ?5.45mg/L?0.00545kg/m3 D1? 150000?(0.195375?0.00545)?1.42?5895.1?33320kg(O2)/d 1?e?0.23?5 硝化需氧量 D2?4.6Q(N0?Ne)?4.6?12%?Px ?4.6?150000?(0.0042?0.02)?4.6?0.12?5895.1

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=4.6?150000?(0.042?0.02)?4.6?0.12?5895.1 =11926 kg(O2)/d 反硝化脱氮产生的氧量 D3?2.86NT?2.86?2569.5mg/l?7348.77kg(O2)/d 总需氧量 AOR?D1?D2?D3 =33320+11926-7348.77=37897.23 kg(O2)/d ?37952.67?13612.57?8396?43169.24kg(O2)/d 最大需氧量与平均需氧量之比为1.5，则 Dmax?1.5D?1.5?93169.24?64753.86kg(O2)/d 去除每1kg中的BOD5的需氧量= AORQ(?0??e) 37897.23150000?(0.195375?0.02) =1.44kg(O2)/d （2） 标准需氧量SOR 采用鼓风曝气，微孔曝气器。曝气器敷设于池底，距池底0.2m，淹没深度4.8m，氧转移效率EA=20%，计算温度T=25℃，将实际需氧量AOR换算成标准状态下的需氧量SOR。 SOR?AOR?CS(20)?[??Csb(T)?CL]?1.024(T?20)

(7-6)式中AOR——曝气池的标准需氧量（kg/d） CS(20)——水温20℃时清水中溶解氧的饱和度（mg/L） Csb(T)——设计水温T时好氧反应池中平均溶解氧的饱和度（mg/L） CL——好氧反应池中溶解氧浓度（mg/L） T——设计污水温度（℃） α——污水好氧速率与清水传氧速率之比 β——污水中饱和溶解氧与清水中饱和溶解氧之比 ρ——气压调整系数，??所在地区实际气压 51.013?10工作所在地区实际大气压为0.912×105 19

0.912?105???0.9； 51.013?10取CL=2mg/L；取α=0.82，β=0.95；查手册得CS(20)=9.17mg/L,CS(25)=8.38mg/L。 53?1.013?10?9.8?10?4.8 空气扩散器出口处绝对压力?1.483?105Pa 空气离开好氧反应池时氧的百分比： Qt?21(1?EA)21?(1?20%)?100%??100%?17.54y?21(1?EA)79?21?(1?20%) (7-7)好氧反应池中平均溶解氧饱和度： Csb(25)?Cs(25)(PbQt?) 52.026?10421.483?10517.54%?8.38?(?)?9.64mg/L 52.026?1042所以标准需氧量为： SOR?43169.24?9.17 (25?20)0.82?[0.95?0.9?9.64??2]?1.024?62926.86kg(O2)/d?2621.95kg(O2)/h 相应最大时标准需氧量： SORmax?1.5SOR?1.5?62926.86kg(O2)/d ?94390.25kg(O2)/d?3932.925kg(O2)/h 好氧反应池平均时供气量： SOR2621.95Gs??100??100?43699.17m3/h 0.3EA0.3?20%最大时供气量： Gsmax?1.5Gs?1.5?43699.17?65548.755m3/h （3） 所需空气压力p（相对压力） p?h1?h2?h3?h4?h5 式中h1+h2——供风管道沿程与局部阻力之和，取h1+h2=0.2m； h3——曝气器淹没水头，h3=4.8m； h4——曝气器阻力，取h4=0.4m；

20

h5——富余水头，取h5=0.5m。 p?0.2?4.8?0.4?0.5?5.9m （4） 曝气器数量计算（以单组反应池计算） n1?SORmax 24?qc式中n1——按供氧能力所需曝气器个数，个； qc——曝气器标准状态下，与好氧反应池工作条件接近时的供氧能力，kgO2/(h·个) 采用微孔曝气器，参照有关手册，工作水深4.8m，在供风量1～3m3/(h·个)时，曝气器氧利用率EA=20%，服务面积0.3～0.75m2,qc=0.14kgO2/(h·个)。则 3932.9254n1??7023个 24?0.147023?1756个，设计中取1800个，每组反应池共计7200个曝气器。以微孔每个廊道有4曝气器服务面积进行校核： 70?8?4f??0.31m2满足服务面积0.3～0.75m2，符合要求 7200（5） 供风管道计算（按一个系列计算） 供风管道采用环状布置。 干管流量： 111Qs?G'smax???65548.755m3/h?316387.19m3/h?4.55m3/s 222 流速v=10m/s， 管径d? 4Qs4?4.55??0.761m，取DN=800mm。 ?v3.14?10采用双侧供气（向两侧廊道供气），单组供气支管取1个，8组共计空气支管8个。则支管流量： 11Gsmax?65548.755QS双=2?2?4096.797m3/h?1.138m3/s n8流速v=10m/s; 管径d?4QS双4?1.138??0.381m， ?v3.14?10取支管管径DN400mm 9厌氧池设备选择（以单组反应池计算） 厌氧池内设潜水搅拌机8台，所需功率按5W/m3池容计算。 厌氧池有效容积V厌?70?8?5?2800m3 混合全部污水所需功率为5?2800?14000W 10缺氧池设备选择（以单组反应池计算）

21

缺氧池内设潜水搅拌机8台，所需功率按5W/m3池容计算。 缺氧池有效容积V缺?40?7?5?1400m3 混合全部污水所需功率为5?1400?7000W 11污泥回流设备 污泥回流比R=100%， 污泥回流量： QR?RQ?1?166666.67?166666.67m3/d?6944.45m3/h 污泥回流泵见设备选型 12混合液回流设备 （1） 混合液回流泵 见设备选型 （2）混合液回流管 回流混合液由回流泵送至缺氧段首端。 Q1.94?0.267m3/s 混合液回流管设计流量Q6?R内?1.1?N8混合液回流管出水流速v=0.8m/s； Q60.267??0.334m2 管道过水断面面积A?v0.8管径d?4A??4?0.334?0.652m 3.14取回流污泥出水管管径DN700mm。 2.7.4设备选型 主要设备见下表 表3-3 曝气池设备一览表 设备名称 型号 数量 备注 潜水泵 50QW100-3 4 电动调节阀 AS5615 4 水下搅拌器 QJB015-400 128 电机功率1.5kW 溶解氧探头 DO36-1 96 微孔曝气器 STEDCO 100 28800 2.8 集配水井 设集配水井内径5000 mm，外径10000 mm，墙厚250 mm。配水井中心管管径为DN1600的铸铁管，当回流比R =100%时，设计流量Q=2256L/S,查手册水力计算表得，v?1.044m/s,i?0.647000，水井进口ξ=1.0，则局部水头损失为： 22

v21.0442h1???1.0??0.056m 2g2?9.81设沉淀池进水管管径为DN1000的铸铁管，当回流比R =100%时，设计流量Q?2256?564L/s， 查手册水力计算表得，v?0.588m/s， i?0.332000??0.5，4则局部水头损失为： v20.5882h2???0.5??0.008m 2g2?9.81二沉池出水管管径为DN1000的铸铁管，设计流量Q?2256?564L/s查手册水力4计算表得，v?0.588m/s,i?0.332000，??1.0，则局部水头损失为： v20.5582h3???1.0??0.016m 2g2?9.81设总出水管管径为DN1600的铸铁管，设计流量Q=2256L/S查手册水力计算表得，v?1.044m/s,i?0.647000，??0.5则局部水头损失为： v21.0442h4???0.5??0.028 m 2g2?9.812.9 二沉池 二沉池是活性污泥处理系统的重要组成部分，其作用是泥水分离，使得混合液澄清，浓缩和回流活性污泥。其运行效果将直接影响活性污泥系统的出水水质和回流污泥浓度。 在本次设计中为了提高沉淀效率，节约土地资源，降低筹建成本，采用机械刮泥吸泥机的辐流沉淀池，进出水采用中心进水，周边出水，以获得较高的容积利用率和较好的沉淀效果。 2.9.1 设计参数

表面负荷：q/?1m3?m2?h?， 设计流量Q=2.26m3/s，

23

池数n?4个 2.9.2 设计计算 Q2.26?3600??2034m2 (1)单池面积：A=nq'4?1(9-1) (2)直径： D=4A/??50.9 m 取51m。 (3)沉淀部分有效水深 h2?q/?t?1?4?4m (4)有效容积 V’=?D23.144h?5122?4?4?(9-2) (5)沉淀池坡底落差，取i?0.05； H4=i???D?2?2????0.05???51??2?2???1.18m (6)沉淀池周边水深 设缓冲层h3?0.5m，刮泥机高h5?0.5m 有效水深的高度：HO=h2+h3+h5=4+0.5+0.5=5m (7)污泥斗容积 集泥斗上部直径为5m，下部直径为3m，倾角为600， 则有污泥斗高度： h6??r1?r2?tg???2.5?1.5?tg60??1.73m 污泥斗有效容积为： V21??h63?r1?r1r2?r22??3.14?1.733?2.52?2.5?1.5?1.52??22.18(9-3) (8)沉淀池的高度：设超高h1?0.3m 24

8167m3 m3

H?H??h4?h1?h6?5?1.03?0.3?1.73?8.06m 2.9.3进出水系统计算 (1) 进水部分设计 辐流式沉淀池中心处设中心管，污水从池底的进水管进入中心管，通过中心管壁的开孔流入池中央，中心管处用穿孔整流板围成流入区，使污水均匀流动，污水曝气池出水并接DN1600的铸铁管进入配水井，从配水井接DN1000的铸铁管，在二沉池前接阀门，后接DN1000的二沉池入流管。 采用中心进水，中心管采用铸铁管，出水端用渐扩管，为了配水均匀，沿套管周围设一系列潜孔，并在套管外设稳流罩。 流量为2.26 m3/s，则单池设计污水流量： Q单=Q2.26??0.565m3/s 44当回流比为100﹪时，单池进水管设计流量为： Q进=（1+1.0）Q单= （1+1.0）*0.565=1.13m3/s 取中心管流速为v?1.0m/s，则过水断面积为： f?Q进1.13??1.13m2 v1.0f1.13??0.113m2 1010f'0.113??0.565m 设孔宽为0.2 m，则孔高为0.20.2设10个导流孔，则单孔面积为f’=孔断面尺寸为：0.2?0.565m 设孔间距为0.25 m，则中心管内径为：D内?(0.2?0.25)?10??1.4m 设管壁厚为0.15 m，则中心管外径为：D外?1.4?0.15?2?1.7m 进水管与中心孔水头损失均按回流比为100﹪的最不利情况计算，进水管水头损失为： 查《给水排水设计手册》第一册673、408页得??1.05，DN?1000mm， v?0.558m/s 25

v20.5582则：h1???1.05??0.0167m 2g2?9.810.5582?0.0167m 中心孔头水头损失，查第一册678页得??1.06，则:h2?1.06?2?9.81/则进水部分水头损失为h?h1?h2?0.0167?0.0167?0.0334m 稳流罩设计： 筒中流速一般为 v3=0.03m/s?0.02 m/s，取0.03m/s。 稳流筒过流面积：f=Q进1.132??38m v30.03稳流筒直径为：D3=并设置罩高为3.2m (2)出水部分设计 ① 每池所需堰长 L=4f?2?D外?4?38?1.72?7.16m 3.141000Q1000?2.26?=353m ， nq4?1.6L且有D=??353?112.4＞51m， 3.14故采用双侧集水。 ② 出水溢流堰的设计（采用出水三角堰90°） 采用等腰直角三角形薄壁堰，取堰高0.08m，堰宽0.16m，堰上水头（即三角口底部至上游水面的高度）0.04m，堰上水宽为0.08m。 每池出水堰长： L??D?0.4?2????D?0.4?2??0.8?0.15?2??2??(9-4) =(51-0.8)?+(51-0.8-2.2)? =308.34m 实际堰负荷：q=Q2.26?1000?=1.8L/(s?m) 4?L4?308.34 实际堰个数为：

26

k=L308.34?=1927个。 0.160.16每个三角堰的流量Q1 为： Q1=Q设m?n?2.26?2.93?10-4m3/s 1927?4出水堰水头损失： ?Q?过堰水深：h=?1??1.4?25?2.93?10?4???1.4??5??=0.03m ?2 图2-6 溢流堰简图 考虑自由跌水水头损失0.15 m，则出水堰总水头损失为： h?0.15?0.03?0.15?0.18m 出水槽的接管与二沉池集水井相连。 ③ 环形集水槽设计 采用双侧集水环形集水槽计算。设出水槽外壁距离池壁0.4m，槽0.8m，

集水槽总高度为0.4+0.4（超高）=0.8 m，每池都双侧集水，则出水堰流量： Q单=Q设4?2.26?0.565m3/s 4取安全系数为??1.5，则集水槽设计流量 Q'?1.5?Q设=1.5*0.565=0.85m3/s 取槽内流速为v=0.6 m/s，则槽内终点水深： h4?Q/2q?单=0.59m vb0.6?0.8 27

槽内起点水深为：h3?32hk3?h42，其中， h42hk?3aq231.0??0.5252???0.2m 22gb9.81?0.8则h3?32?0.23?0.592=0.72m， 0.59设过水断面积：A?B?h3?0.9?0.60?0.54m2 湿周：f?B?2h?0.9?2?0.8?2.5m 集水槽水力计算 L??D?0.4?2?0.15?2?0.65??2??49?0.8?0.3?0.65??2?74.2m 水力半径：R?A0.54??0.22m f2.52222??????3水力坡度：i??vnR???0.6?0.013?0.223??0.41‰ ?????Q??2.84?10?过堰水深为：h????0.029m ???1.741.74????考虑跌水水头损失0.15 m，则二沉池出水水头损失为： 25?425h2?h?0.15?i?L?0.029?0.15?0.41‰?59.8?0.21m 综合得出二沉池进出水总损失为：h?h1?h2?0.0334?0.21?0.24m 2.9.4 排泥量计算 (1) 单池污泥量计算 总回流污泥量 QR?Q?R?1?1.5?10424?7500m3/h 总剩余污泥 QS?X f?Xr 28

因为 150000?150?20Qlr1000?3929.9kg/d X??1?Kd?c1?0.07?56.6?? 其中 kd— 衰减系数，一般取0.05?0.1 ?c— 污泥龄，d 所以 QS?X3929.9??793.9m3/d?33.1m3/h f?Xr0.75?6.6(Xr为回流污泥浓度；f?0.75) 106106Xr?r??1??6.6kg/m3 SVI150总污泥量 Q总?QR?QS?7500?33.1?7533.1m3/h Q单?Q总?1883m.334h /(2) 集泥槽延整个池径为两边集泥，故其设计泥量为 集泥槽宽 起点泥深 终点泥深 b?0.9q0.4?0.9?0.260.4?0.53m 取0.6m； q?Q单2?1883.3?941.2m3/h?0.26m3/s 2h1?0.75b?0.75?0.6?0.45m 取0.5m； h2?1.25b?1.25?0.6?0.75m 取0.8m； 辐流二沉池的刮泥机选用ZBG型周边传动刮泥机。共4台。 表2-10 ZBG型周边传动刮泥机的性能及规格 型号

池直周边线推荐池深29

功率周边轮

径 速 m kW 中心m m ZBG?45 45 m 2.10 3000~5000 3.0 45.5 2.9.5 辐流式二沉池计算图如下： 集水槽导流板中心进水筒 图2-10 辐流式二沉池计算图 2.10 接触池 城市污水经二级处理后，水质已经改善。细菌含量也大幅度减少，但细菌的绝对值仍相当可观。并有存在病原菌的可能。因此，污水排放水体前应进行消毒。本设计采用液氯消毒剂。其优点为：效果可观，投配量准确，价格便宜，适用于大、中型污水厂。 2.10.1 消毒方法的选择 消毒方法分为两类：物理方法和化学方法。物理方法主要有加热、冷冻、辐照、紫外线和微波消毒等方法。化学方法是利用各种化学药剂进行消毒，常用的化学消毒剂有氯及其化合物、各种卤素、臭氧、重金属离子等。 2.10.1 消毒接触池设计参数 加氯量：5mg/L~10mg/L 30

接触时间：t?30min 池底坡度：0.02

表2-11 常用消毒剂比较

消毒剂名称 优点 缺点 氯化形成的余氯及某些含氯化合物低浓度适用条件 液氯 效果可靠、投配简单、投时对水生物有毒害。当适用于，中规模量准确，价格便宜。 污水含工业污水比例的污水处理厂。 大时，氯化可能生成致癌化合物 。 同液氯缺点外，沿尚有投量不准确，溶解调制不便，劳动强度大。 适用于出水水质较好，排入水体卫生条件要求高的污水处理厂。 漂白粉 投加设备简单，价格便宜。 消毒效率高，并能有效地降解污水中残留的有机臭氧 物，色味，等。 适用于出水水质投资大成本高，设备管较好，排入水体卫生条件要求高的污水处理厂。 污水中PH，温度对消毒效理复杂。 果影响小，不产生难处理的或生物积累性残余物。 次氯 酸钠 用海水或一定浓度的盐需要特制氯片及专用适用于医院、生水，由处理厂就地自制电的消毒器，消毒水量物制品所等小型解产生，消毒。 小。 污水处理站。 2.10.2 消毒接触池主体设计 本设计采用四组3廊道推流式消毒接触反应池 (1) 接触池容积 V?Qt2.1?30?60??945n4 m3 (10-1)

31

(2) 接触池表面积，有效水深设计为h2?3.0m，则每座接触池面积为： F?V945??315m2 h23.0(3) 池体平面尺寸 设廊道宽度为b?2.5m，则接触池总宽度为B?3?2.5?7.5m，接触池长度为： F315??42m， B7.5L42.0?16.8＞10，符合要求。 验证：长宽比?b2.5L?(4) 池体总高度 取超高h1?0.3m，池底坡度为0.02，则池底坡降 h3?0.02?L?0.02?42?0.84m， 故池体总高度为：H?h1?h2?h3?0.3?3.0?0.84?4.14m 2.10.3 消毒接触池排泥设施 (1) 池底设有i?0.02的底坡，并在池子的进水端设排泥斗及排泥管，用刮泥板把泥刮至进水端，由管道排出。 (2) 污泥斗计算 设集泥斗上部直径为5 m，下部直径为3 m，倾角为600， 则有污泥斗高度为：h4??r1?r2?tg???2.0?1.0?tg60??1.73 m 污泥斗有效容积为： V1??h423.14?1.73r1?r1r2?r22??2.02?2.0?1.0?1.02??12.69??33 m3 (10-2) 选用DN200的铸铁管作为排泥管。 2.10.4 进水部分设计 (1) 进水部分设计 进水槽设计尺寸B×L×H =1.0m×4.0m×1.2m，采用潜孔进水，避免异重流。潜孔 32

流速控制在0.2m/s～0.4 m/s，取v = 0.3m/s，则单池配水孔面积为： F?Q2.1??1.75m2nv4?0.3F1.75??0.438m2 44 (10-3) 共设有4个潜孔，则单孔面积为F??设计孔口尺寸为0.8m×0.45m，实际流速为0.3m/s。查手册得，水流经孔口的局部阻力系数为ξ=1.06，则计算孔口水头损失为： v20.32h1?n??4?1.06??0.0194m 2g2?9.81(2) 出水部分设计 采用非淹没式矩形薄壁堰出流，取堰宽等于接触池廊道宽度b?2.5m，由手册得，非淹没式矩形薄壁堰流量公式为Q??m0bH2gH，代入m0?0.45，计算得： ?Q??H???mb2g?0???(10-4) 232.1??4????0.45?2.5?2?9.81???23?0.221m 考虑堰后跌水0.15 m，则出水总水头损失为： h2?H?0.15?0.221?0.15?0.371m 则进出水总水头损失为：?h?h1?h2?0.0194?0.371?0.391m 2.10.5 消毒接触池平面图 33

出水 图2-11 消毒接触池平面图 2.10.6 加氯间设计计算 (1) 加氯量 加氯量一般为5mg/L～10mg/L，本设计中加氯量按每立方米污水投加5g计(即5mg/L)，则总加氯量为： W?5?150000?10?3?750kg/d?31.25kg/h (2) 加氯设备 选用4台ZJ-2型转子加氯机，三用一备，单台加氯量为12.5 kg/h，加氯机尺寸为：550m×310m×770m。 2.11 计量堰 为了提高污水厂的工作效率和运转管理水平，积累技术资料，以总结运转经验，为给处理厂的运行提供可靠的数据，必须设置计量设备。 各种计量设备的比较如下： 34

表2-12 常用计量设备比较 名称 巴氏计量槽 优点 水头损失小，不易发生沉淀，操作简单 缺点 施工技术要求适用范围 大、中、小高，不能自动记录数型污水厂 据 薄壁堰 稳定可靠，操作简单 水头损失较大，堰前易沉淀污泥，不能自动记录数据 小型污水厂 电磁流量计 水头损失小，不易堵价格较贵，维修大、中型污水厂 塞，精度高，能自动记录困难 数据 超声波流量计 水头损失小，不易堵价格较贵，维修大、中型污水厂 塞，精度高，能自动记录困难 数据 涡轮流量计 精度高，能自动记录数据 维修困难 中、小型污水厂 本设计采用巴氏计量槽，其优点是水头损失小，不易发生沉淀，精确度高达95﹪～98﹪。本设计流量范围为1.736m3/s～2.344m3/s，故采用测量范围在0.400m3/s～2.800m3/s的巴氏计量槽。 2.11.1 尺寸设计 本设计设计流量Q?2.26m3/s，由《给水排水设计手册》第五册568页表10-3查得，选择测量范围在0.400m3/s～2.800 m3/s的巴氏计量槽， 各部分的尺寸为： W?1.0m，B?1.7m，A?1.734m，2A?1.156m，C?1.3m，D?1.68m 3 35

2.11.2 水头损失计算 计量堰按自由流计，由《给水排水设计手册》第五册570页表10-4查得，应采用的计量堰尺寸为： 当W?1.0m，Q?2100L/s时，H1?0.82m，自由流条件H2/H1?0.7， 取H2/H1?0.6则有：H2?0.492m。 故计量堰水头损失为：H1?H2?0.82?0.492?0.328m (1)上游水头计算 上游流速为：v? 水力计算如下： 湿周：f?B?2H1?1.7?2?0.82?3.34m 过水断面积：F?B?H1?1.7?0.82?1.394m2 水力半径：R?F1.394??0.42m f3.3422 Q2.1??1.52m/s DH11.68?0.8222??????水力坡度：i??vnR3???1.52?0.013?0.423??1.25‰ ????(2)下游水头计算 下游流速为：v? 水力计算如下： 湿周：f?B?2H2?1.7?2?0.492?2.684m 过水断面积：F?B?H2?1.7?0.492?0.836m2 水力半径：R?F0.836??0.312m f2.68422Q2.1??3.28m/s CH21.3?0.49222??????3水力坡度：i??vnR???3.28?0.013?0.3123??8.66‰ ????计量堰应设在渠道的直线段上，上游渠道长度应不小于渠宽的2～3倍，取上游长

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度为L1?4.0m，下游渠道长度应不小于渠宽的4～5倍，故取下游长度为 L2?8.0m，则全部直线段长 L?L1?B?0.6?0.9?L2?4.0?1.7?0.6?0.9?8.0?15.2m 不小于渠宽的8～10倍，符合要求。 (3)计量堰水头损失计算(i?L) 上游水头损失为：iL1?1.25‰?4.0?0.005m 下游水头损失为：iL2?8.66‰?8.0?0.0692m 则计量堰总的水头损失为： ?h?hj?hi?0.328?0.005?0.0692?0.40m 2.11.3 巴氏计量槽计算图 巴氏计量槽计算图如下： 平面图 剖面图 图2-12 巴氏计量槽计算图 37

2.12 污泥处理构筑物的设计计算 2.12.1污泥浓缩池 在污水处理过程中产生大量的污泥，污泥含水率高，体积大，不便运输。污泥中还含有大量易腐化发臭的有机物，以及毒害物质，同时也有氮、磷、钾等植物营养素负荷，所以需经过有效处理，以便达到变害为利，综合利用，保护环境的目的。 本设计采用竖流式连续运行的重力浓缩池。污泥来自初沉池和剩余污泥的混合。 2.12.1.1 池体设计 (1) 设计参数： 混合污泥进泥含水率P1?98.5%（98%~99%） 浓缩后污泥含水率P2?95%（94%~96%） 浓缩时间T?16h（12h~24h） 污泥固体通量60kg/?m2?d? 污泥密度1000kg/m3 (2) 计算污泥浓度： 333 C1??1?P1??10??1?0.985??10?15kg/m 333 C2??1?P2??10??1?0.95??10?50kg/m Q总?Q1?Q2 Q总— 混合污泥总量 Q1 — 初沉池污泥量 Q2 — 二沉池污泥量 Q总?604.8?793.9?1398.7m3/d?58.28m3/h (3) 浓缩池面积： A?QCM

(12-1)

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式中 A—浓缩池总面积（m2） C—污泥固体浓度（g/L） M—浓缩池污泥固体通量[kg/(m2﹒d)] Q—污泥量（m3∕d） A?QC1398?.7152??349.m68 M60 采用两个浓缩池?n?2?，有 A1? 浓缩池直径为 式中 D—沉淀池直径（m） D? D?A349.68??174.84m2取175m2 n2 4A? 4?175?15m 3.14(4) 浓缩池高度：取T?16h，则 h1?式中 TQ16?1398.7??2.6m7 24A2?4349.68h1—浓缩池工作部分高度（m） T—设计浓缩时间（h） (5) 超高：h2?0.3m (6) 缓冲层：h3?0.3m (7) 池底坡度造成的深度h4为 辐流沉淀池采用中心驱动刮泥机，池底需做成1%的坡度，刮泥机连续转动将污泥推入污泥斗。池底高度： h4?式中

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D15?i??0.01?0.075m 22

h4—池底高度（m） i—池底坡度，设计中取为0.01 (8) 泥斗容积： 集泥斗上部直径为5m，下部直径为3m，倾角为600，则有污泥斗高度： h5??r1?r2?tg? 式中 h5—污泥斗高度（m） ?—污泥斗倾角，为保证排泥顺畅，圆形污泥斗倾角一般采用600 r1—污泥斗上口半径（m） r2—污泥斗底部半径（m） 设计中取r1=2.5m，r2=1.5m h5??r1?r2?tg???2.5?1.5?tg60??1.73m 污泥斗有效容积为： V1??h53?r21?r1r2?r22??3.14?1.732.52?2.5?1.5?1.52??22.18m3 ?3(9) 有效水深： H1?h1?h2?h3?2.67?0.3?0.3?3.27?3m，符合规定。 (10) 浓缩池总高度： H?H1?h4?h5?3.27?0.075?1.73?5.1m 由于池宽D?15m所以污泥浓缩池的刮泥机选用CG18A型中心传动刮泥机,共2台 表2-13 CG18A型中心传动刮泥机 池型号 直径 周遍线速度m/min 电动机池深m 功率 kW 运行一周时间min 40 m CG18A 18 1.5 2.5,3.0,3.5 1.5 (11) 浓缩后分离出的污水量 40

q?Q?P?P0 100?P0式中 q—浓缩后分离出的污水量（m3/s） Q—进入浓缩池的污泥量（m3/s） P—浓缩前污水含水率，为98.5% P0—浓缩后污泥含水率，为95% q?Q?P?P0 100?P098.5?95?0.0057 m3/s 100?95 q?0.0081?(12) 溢流堰 浓缩池溢流出水经过溢流堰进入出水槽，然后汇入出水管排出。出水槽流q?0.0057m3/s，设出水槽宽0.2m，水深0.05m，则水流速度为0.57m/s。 溢流堰周长 C??(D?2b) 式中 C—溢流堰周长（m） D—浓缩池直径（m） b—出水槽宽（m） C?3.14?(15?2?0.2)?45.84m 溢流堰采用单侧90°三角形出水堰，三角堰顶宽0.18m，深0.08m，每格浓缩池有三角堰45.84?255个 0.180.0057?0.00002m3/s 255每个三角堰流量 q0?2/5 h'?0.7q0式中 q—每个三角堰流量（m3/s） 41

h'—三角堰水深（m） 2/5h'?0.7?0.00002?0.009m 三角堰后自由跌落0.10m，则出水堰水头损失为0.109m (13) 溢流管 溢流水量为0.0057m3/s，设溢流管径DN200mm，管内流速v=0.29m/s (14) 刮泥装置 浓缩池采用中心驱动刮泥机，刮泥机底部设有刮泥板，将污泥推入污泥斗。 (15) 排泥管 浓缩后剩余污泥量 Q1?Q100?P 100?P0 式中 Q1—浓缩后剩余污泥量（m3/s） 100?98.5Q1?0.005?7?100?95 0.0017 m3/s ?147.74 m3/d剩余污泥量0.0017m3/s，泥量很小，采用污泥管道最小管径DN150mm。 2.12.1.2 辐流浓缩池示意图 图2-13 浓缩池示意图 42

2.12.2 污泥脱水间 目前，常用的污泥脱水设备有板框压滤脱水机、带式压滤脱水机和离心脱水机。 本设计采用带式压滤脱水机。 带式压滤机的基本原理是通过设置一系列压辊及滚筒，将上下层滤带张紧，滤带间的污泥不断受挤压剪切后，加速泥水的分离。 带式压滤机一般分为三个阶段，重力脱水段，楔形预压段，中/高压段。 设备选型：DY?1000带式压滤机两台 性能参数：滤带有效宽度 1000mm 泥饼含水率 70%~80% 用电功率 2.2KW 2.12.2 污泥泵房 污泥泵房设计 (1) 二沉池回流污泥： 回流泥量：QR?Q?R?1?1.5?10424?7500m3/h 选型：FR端吸离心污泥泵两台，一台备用。 性能范围：流量Q 可达8000m3/h 扬程H 可达70m (2) 混合污泥： 二沉池剩余污泥量：Qs?33.1m3/h 初沉池泥量：Q1?604.8?25.2m3/h 24 选型：100WL126?5?4立式污水污物泵两台，一台备用。 性能参数：流量 126m3/h 扬程 5m 排出口径 100mm 43

2.13 中水处理构筑物设计 该市政污水厂设有污水深度处理设施，日处理能力4万吨，处理后的中水可用于冲厕、洗车、道路清扫、绿化景观用水等。其基本处理工艺如下： 二级处理后的出水——混凝——沉淀——V型滤池——清水池（消毒）。 ?2.13.1 混凝 混凝包括混合和絮凝两部分。 混合设备采用的是管式静态混合器，由一根进水总管通过两组混合器进入两座对称布置的折板絮凝池内。 进水管设计流速为 v=1.2m/s 进水总管管径 4Q4?30000?1000??1000 D?=600m v?24?3600(13-1) 校核流速，实际流速 1.0m/s

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0.09 0.06 4 5 5 4 1440 1850 1380 1640

排泥斗槽高 500mm 护高 500mm 池子的总高度 4866mm 为了使配水均匀，布水区采用高1200mm的穿孔花墙，孔径100mm，孔口流速0.15m/s, 孔口个数 n=Q30000/24/3600??147个 2vF0.15?(?D/4) 排泥采用的是泥斗式立管排泥，立管直径50mm，沉积的污泥经立管进入200mm的排泥管汇入排泥渠后，由管径500mm的干管排出。两组池子共用一个排泥渠，泥渠尺寸为长?宽?厚=14m?0.8m?0.8m,渠道坡度i=0.03。 在絮凝池与斜管沉淀池之间的过渡区中不设泥斗，过渡区沉积的泥通过设置以一定坡度向斜管沉淀池泥斗的斜坡排入沉淀池的泥斗，然后在排入排泥渠。 2.13.3 过滤——V型滤池 滤池形式为单层均质滤料、气水反冲洗及表面扫洗的“V”型滤池。该滤池主要由滤池和管廊两大部分组成，滤池为地面式钢筋构筑物，建在室内。 （1）池体 滤池的设计滤速 v=10m/h 滤池的设计流量 Q=30000m3/d 滤池工作周期 T=24h Q30000??125m2 则滤池表面积 F=vT10?24F根据面积滤池共分为6组，双排布置，中间设置管廊。单组滤池面积f??21m2 n滤池长宽比采用1.5:1，计算得滤池长L=5.6m,宽B=3.8m，则滤池实绩表面积为f’=L*B=21.28m2 单格滤池冲洗停用时的强制滤速v’=Q30000??11.75m/h 24(n?1)f'24(6?1)?21.28 滤池的保护高 0.3m 滤层上水深 1.5m 滤层厚度 1.2m 承托层 0.1m 滤板厚度 0.1m 气水室高度 0.8m 滤池总高度为 3.7m （2）滤床 滤床采用的是均质滤料和滤头滤板。滤板的开孔比为1.80%，单个滤头缝隙面积为0.0004m2，因此单池滤头个数数是1005个，单位滤板面积上滤头个数为45个。滤头使用材质ABS工程塑料制造的伞形长柄滤头，型号为LMSC-0.5A. (3)进水系统 滤池通过配水渠进水，每个进水渠配水给3个过滤单元，流量 Q’=Q/2=15000m3/d

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进水总渠设计流速v=0.8m/s，渠道有效水深H=0.5m.则渠道宽度 B=Q/Vh=0.77m/s 水分别由两座滤池的进水渠经配水孔进入滤池，滤池中间部分为砂滤层，沿池壁设V型槽，槽底部沿池长度方向开有配水孔。 （4）反冲洗及排水系统 冲洗方式采用的是带表面扫洗的气水反冲洗。滤池的反冲洗周期为24h，反冲洗时间6~9min，加停用时间共30min。滤池的工作周期24h，实际的工作时间为23.5h。气冲强度16L/（s*m2）,水冲强度4L/(s*m2),横向扫洗强度1.8 L/（s*m2）。先气水反冲洗5min，然后水反冲4min，横向表面扫洗贯穿始终即9min。扫洗一个过滤单元所需水量 Q扫=q扫?f’=38.304L/s 表面扫洗水经V型槽底的布水孔布水。扫洗时V型槽底空口流速v=2.0m/s, 没个过滤单元的孔口面积 F孔=Q扫v=0.0192m2, 孔距L’=0.15m， 孔口共有两排，单排孔口数 n=L/L’=38个， 每单元的孔口数为76个，单孔孔径d=4F孔??1000?18mm. 每组池子设一条冲洗水槽，槽宽0.8m，以6.5%的坡度坡向排水渠，凡冲洗水就此排出。排水槽地板底面最低处高出滤板底0.22m,最高处高出0.55m。 排水槽底部为集配水渠，也叫气水室。在集配水渠一侧墙的底部开有布水孔，作为出水和反冲洗水的通道，上部开有布水孔，作为空气冲洗的通道。 气水室的配水方孔，孔口流速1.2m/s，方孔孔径80mm，开孔总数12个。配水孔孔底为平池底。圆形配水孔的气流量为90.48L/s，进口设计气速3m/s，气孔孔径200mm，实际进气气速2.88m/s。配水孔孔顶与滤板板底相平。反冲洗水排入下水道，滤后水进入清水池。 （5）管廊 管廊中的主要管道有反冲洗进气管、反冲洗进水管及出水管。进气管管径100mm。反冲洗进水管和出水管连接在同一根进入滤池的DN300的水管上，有各自的阈门控制。反冲洗时，关闭出水管阈门，反冲洗水管阈门打开进行反冲洗。滤池正常工作时，关闭反冲洗阈门，开启出水管阈门，滤后水经出水管进入清水总渠后汇入清水池。 2.13.4 清水池 取清水池水量 Q’=25%Q=25%*30000=7500m3/d 池子共设有两座，单池流量 Q’’=Q’/2=3750m3/d 接触时间 t=40min 清水池有效容积 V=Q’’t=3750/24/60*40=104m3 有效水深H=3m,总长度L=36m,宽度B=V/HL=1m L/H=12>10，每组池子设三廊道，单廊道长L’=L/3=12m，L/B=12>4 清水池超高0.5m，导流墙顶部空间0.5m，清水池顶盖厚0.3m，上层覆土0.5m。进出4Q''水管管径D均为300mm，流速v==0.61m/s。放空管管径500mm，溢流管管径300mm.2?D集水坑与池底落差0.8m，出水管与放空管由此接出。 导流墙砌筑到清水池最高水位，使顶部空间保持通畅，有助于空气流通。导流墙在水

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面以下开有小孔，尺寸10.9?1.0m，孔径100mm。考虑到水中有氯气，导流墙采用材料要防止绿的腐蚀。 2.13 污水厂平面布置 污水厂的平面布置包括：处理构筑物的布置、办公、化验、辅助建筑的布置、以及各种管道、道路、绿化等的布置。污水厂的平面布置图应充分考虑地形、风向、布置合理、便于规划管理。 布置得一般原则： (1) 构筑物布置应紧凑，节约占地，便于管理； (2) 构筑物尽可能按流程布置，避免管线迂回，利用地形，减少土方量； (3) 水厂生活区应位于城市主导风向的上风向，构筑物位于下风向； (4) 考虑安排充分的绿化地带； (5) 构筑物之间的距离应考虑铺设管渠的位置，运转管理和施工需要，一般5-10米； (6) 污泥处理构筑物应尽可能布置成单独的组合，以防安全，便于管理； (7) 污水厂内应设超越管，以便在发生事故时使污水能超越一部分或全部构筑物，进入下个构筑物或事故溢流。 具体平面布置见城市污水厂平面图。 2.14 污水厂高程布置 2.14.1 概述 为了使污水能在构筑物间通畅流动，以保证处理正常进行，在平面布置的同时必须进行高程布置，以确定各构筑物及连接管渠的高程。 在整个污水处理过程中，应尽可能使污水和污泥重力流，但在多数情况下需要提升。本设计高程布置严格遵循以下原则： (1) 为了使污水在各构筑物间顺利自流，精确计算各构筑物之间的水头损失，包括沿程，局部及构筑物本身的水头损失，此时还考虑污水厂扩建时的预留储备水头。 (2) 进行水力计算时，选择距离最大，水头损失最大流程，并按最大设计流量计算，计算时还要考虑管内的淤积，阻力增大的可能。

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(3) 污水厂出水管渠的高程需不受洪水顶托，污水能自流流出。 (4) 污水厂的场地竖向布置，应考虑土方布置，并考虑有利于排水。 2.14.2 构筑物之间管渠的连续及水头损失的计算 (1) 旋流沉砂池（细格栅）?汇水点 L?30m,DN?1600mm,V?1.044m/s,i?0.647000 沿程损失： h1?i?L?0.000647?30?0.019m 局部损失： V2h2???进口??出口??闸门??分支流??弯头???0.2?0.05?1.5?0.71??0.056?0.138m2g?h?h1?h2?0.157m (2) 汇水点?初沉池 L?35m,DN?1000mm,V?0.558m/s,i?0.332000 h1?i?L?0.00033?2?35 0120.m V2 h2???出口??闸门??弯头???1?0.0?52g ?h?h1?h2?0.04m (3) 初沉池?汇水点 0.??710.?016m 0.028 L?35m,DN?1000mm,V?0.558m/s,i?0.332000 h1?i?L?0.00033?2?35 0120.mV2h2???进口??弯头??回合流??闸门???0.2?0.71?3?0.05??0.016?0.063m 2g?h?h1?h2?0.075m (4) 汇水点?A/O池 L?5m,DN?1600mm,V?1.044m/s,i?0.647000

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h1?i?L?0.00064?7?5 0030.m 0590.?056m0.V2 h2???出口??闸门???1?0.05??2g ?h?h1?h2?0.062m (5) A/O池?配水井 L?70m,DN?1600mm,V?1.044m/s,i?0.647000 h1?i?L?0.00064?7?70 0450.mV2 h2???进口??出口??闸门???0.2??12g ?h?h1?h2?0.115m (6) 配水井?二沉池 0.05??0.?056m 0.07 L?12m,DN?1000mm,V?0.558m/s,i?0.332000 h1?i?L?0.00033?2?12 0040.mV2 h2???进口??出口??闸门???0.2??12g ?h?h1?h2?0.024m (7) 二沉池?配水井 0.05??0.?016m 0.02 L?10m,DN?1000mm,V?0.558m/s,i?0.332000 h1?i?L?0.00033?2?10 00330.mV2??0.2??10.05 h2???进口??出口??闸门???2g ?h?h1?h2?0.023m (8) 配水井?接触池 0.?016m 0.02 L?90m,DN?1600mm,V?1.044m/s,i?0.647000 h1?i?L?0.00064?7?90 0580.m 49

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