计算说明书完

水污染控制工程计算书
1.格栅的设计计算
Q=1×104m 3/d=0.116m 3
/s 又变化系数K Z =1.4 Q 峰=0.16m 3/s ≈0.2m 3/s
(1)栅槽宽度B
图1-1 格栅设计计算示意（单位：mm ）
①栅条的间隙数n ，（个）。

bhu Q α
sin n max ⨯=
式中：Q max ---------最大设计流量，m 3/s
α---------格栅倾角，取为60°。

b --------栅条间隙,m,（根据污水水质情况粗格栅取0.021m;
细格栅取0.002m.）
h--------栅前水深，m,取h=0.4m;
n--------栅条间隙数，个；
v--------过栅流速，m/s,取0.9m/s
个256.249
.04.0021.060sin 2.0n ≈=⨯⨯⨯= n b n S B ∙+-=)1( 设计栅条宽度S=10mm=0.01m
即 m
n b n S B 765.0525.024.025
021.0)125(01.0)1(0=+=⨯+-⨯=∙+-= 又 栅槽宽度一般比格栅宽0.2~0.3m,取0.2m 。

B=B 0+0.2=0.765+0.2=1.0m
(2) 通过格栅的水头损失h 1
设计水头损失h 1=h 0×k 计算：34
20)(,sin 2B S g u h βζαζ=⨯= 取格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数为k=3
Β取2.42（设栅条断面为锐边矩形断面）
)(097.0360sin 6
.199.0)021.001.0(42.2sin 2)(234234
01m k g
u B S k h h =⨯⨯⨯===∴︒αβ （3）栅后槽总高度H ，m
设栅前渠道超高h 2=0.3m
H=h+h 1+h 2=0.4+0.097+0.3
=0.797（m ）≈0.8（m ）
（4）栅槽总长度L,m
① 进水渠道渐宽部分的长度L 1。

设进水渠宽B 1=0.85m ，其渐宽部分展开角度α1=20°，进水渠道内的流速为0.77m/s 。

)(21.020
tan 285.00.1tan 2111m B B L ≈-=-=︒α ②栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度L 2，m
αtan 5.00.1)(11.02
21.0212112H L L L m L L ++++=≈==
式中，H 1为栅前渠道深，H 1=h+h 2，m 。

)(22.260tan 3.04.00.15.011.021.0m L =++
+++=︒
（5）每日渣量W ，m 3/d ，因为取b=0.021m ，则W1=0.07m/103m 3
污水。

)/(2.0)/(7.01000/07.01013341d m d m W Q W >=⨯⨯=⨯= 采用机械清渣。

因为每日栅渣量为0.7m 3/d>0.2m 3
/d 需采用机械清渣。

格栅选用2台旋转式齿耙格栅除污机，一用一备循环使用，过水量为10000m 3/d 。

根据某设备制造厂提供的有关技术条件，故选设备的技术参数如下：
①安装角度为70°；②电机功率为1.5KW ；
③设备宽度为800mm ；④沟宽为900mm ；
⑤栅前水深1.0m ；⑥过栅流速为0.5～1.0m/s ；
⑦耙齿栅隙为20mm ；⑧过水流量为10000～30000m 3/d 。

细格栅计算过程如上。

取h=0.4m ，v=0.9m/s ，b=10mm ，α=60°，Q max =0.2m 3/s 26sin max ==bhv Q n α
S=0.01m ，栅槽宽度比格栅宽取0.2m 。

m bn n S B 71.02
.0)1(=++-=
水头损失
)
(26.0360sin 6.199.0)01.001
.0(42.2sin 2)(2
34
2
34
01m K
g v
b S k h h =⨯︒⨯⨯===αβ
栅后槽总高度H ，设栅前渠道超高h 2=0.3m
H=h+h 1+h 2=0.4+0.26+0.3=0.96（m ）
栅槽总长度L
进水渠道渐宽部分长度L 1，m
)(29.020tan 25
.071.
0tan 21
11m B B L ≈︒-=-=α
栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度L 2，m
)(16.0229
.021
2m L L ===
αtan 5.00.11
21H L L L ++++=
H 1为栅前渠道深，H 1=h+h 2，m
)(35.260tan 3.04.05.00.116.029.0m L =︒
+++++= 每日渣量W ，m 3/d
z
K W Q W 1000864001max = 取W 1=0.08m 3/103m 3污水
)/(2.0)/(99.04
.1100008.02.08460033d m d m W >=⨯⨯⨯= 采用机械清渣。

2.巴氏流量槽
因为Q=10000m 3
/d ，变化系数K Z =1.4
所以Q 峰=583.3m 3/h
图2-1 巴氏计量槽计算示意
故选用型号为LMZ-50的计量槽。

其安装尺寸为：
参数 B L L1L2H 单位（mm）380 750 2000 1500 300 3.钟氏沉砂池
因为Q=1.4×104m3/d，故而选用2座钟氏沉砂池循环使用，由钟氏沉砂池规格可以选择其尺寸为：
型号流量
/m3·
h-1
主要尺寸/m
A B C D E F G H J K L
ZXS-6.0 584 2.42 1.0 0.450 0.900 0.3 1.55 0.40 0.30 0.40 0.80 1.15 本设计采用空气提升器排沙，该提升器装置由设备厂家与桨叶分离机成套供应。

图3-1 钟式沉砂池设计计算及安装尺寸
1—栏杆；2—驱动装置；3—除砂管；4—平台；5—驱动管轴；6—叶轮；7—吸砂系统4.配水井
（1）进水管管径D1
因为其设计流量为1.4×104m3/d=583.3m3/h=161.98L/s进水管管径D1=500mm时，查水力计算表，得知u=0.95m/s，满足设计要求。

（2）矩形宽顶堰
进水从配水井井底中心进入，经算宽度堰流入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应为q=583.3m3/h，配水采用矩形宽顶溢流堰至配水管。

图4-1 配水井计算示意
1—进水管；2—配水池；3—内部为圆形管道；4—锥体导流嵌入物；
5—配水漏斗；6—配水器；7—堰；8—出水管
①堰上水头H 。

因为出水溢流堰的流量为q=583.3m 3/h=161.98L/s ，一般大于100L/s 采用矩形堰，小于100L/s 采用三角堰，因此本设计采用矩形堰（堰高h 去0.5m ） 矩形堰的流量gH
bH m q 20=式中 Q ——矩形堰的流量，m 3/s
H ——堰上水头，m
B ——堰宽，m ，取堰宽b=0.6m 。

m 0——流量系数，通常采用0.327～0.332，取0.33
则
m g
b m q H 33.0)8
.926.033.04.11157.0()2(3
1222
2312202
=⨯⨯⨯⨯==
②堰顶厚度B 。

根据资料，当105.2<<
H B 时，属于矩形宽顶堰。

取B=0.6m ，这时85.2=H B
（在2.5～10范围之内）所以该堰属
于矩形宽顶堰。

（3）配水管管径D 2，设该配水管管径D 2=300mm ，流量q=416.67m 3
/h ，查水力计算表，得知u=0.7m/s 。

（4）配水漏斗上口口径D ，按配水井内径的1.5倍设计 D=1.5×D 1=1.5×500=750mm 。

5.CASS 池
因为Q=10000m 3/d ，总变化系数为1.4，
COD cr =400mg/L ，BOD 5=250mg/L ，SS=250mg/L ，NH 3-N=25mg/L 出水水质达到《城镇为谁处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002)：COD cr =60mg/L ，BOD 5=20mg/L ，SS=20mg/L ，NH 3-N=15mg/L.
（1）曝气时间t a
设混合液污泥浓度X=2500mg/L ，污泥负荷N c =0.1kgBOD 5/kgMLSS ，充水比λ=0.24，则曝气时间t a 为： mX N S t s a 0
24λ=，式中
t a ——曝气时间，h 。

λ——充水比。

S 0——曝气池进水的平均BOD 5值，mg/L 。

N S ——污泥负荷，kgBOD 5/kgMLSS 。

X ——混合液污泥浓度，mg/L
)(22500
31.025024.024h t a ≈⨯⨯⨯⨯=∴ （2）沉淀时间
当污泥浓度小于3000mg/L 时，污泥界面沉降速度为u=7.4×104TX -1.7。

式中：u ——污泥界面沉降速度，m/s 。

T ——污水温度，C °。

X ——混合液污泥浓度，mg/L 。

设污水温度为T=10C °，则污泥界面沉降速度
u=7.4×104TX -1.7=7.4×104×10×2500-1.7=1.24（m/h ）
设曝气池水深H=5m ，缓冲层高度ε=0.5m ，沉淀时间t s 为： )(5.137.124
.15.0524.0h u H t s ≈=+⨯=+=ε
λ (3)
（4）曝气池容积V
曝气池个数n 2=4，没座曝气池容积32148623
424.04.110000m n n Q V =⨯⨯⨯==λ （5）复核出水溶解性BOD 5，根据设计出水水质，出水的溶解性BOD 5小于10.55mg/L 。

)/(8.73
625.0250022.02425024242420L mg n Xft K S S a z e =⨯⨯⨯⨯+⨯=+= 计算结果满足设计要求。

（6）计算剩余污泥量
取冬季的平均温度为100C
100C 时活性污泥自身氧化系数：
041.004.106.0)2010(20)20()10(=⨯==--T t d d K K θ
剩余生物污泥量Xv ∆：
)/(2.9133424
675.0100025004862041.010008.7250140006.024
10001000S YQ
Xv 210d kg n n t f X V K S a d e =⨯⨯⨯⨯⨯⨯--⨯⨯=--=∆ 剩余非生物污泥Xs ∆：
)/(36.1529100
20250)75.07.01(14001000
)1(0d kg C C f f Q Xs t
b =-⨯⨯-⨯=-⨯-=∆
剩余污泥总量：
)/(244356.244236.15292.913d kg X X s V x ≈=+=∆+∆=∆
剩余污泥浓度K N :
)/(329024
.0125001L mg N N w K =-=-=λ 剩余污泥含水率按99.7％计算，湿泥泥量：742.5m 3/d
（7）复核污泥龄：
)
(9.291000
913246344862250075.02421d X t n Vn fN v a w C =⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=∆=
θ 计算结果表明，污泥龄可以瞒足氨氮完全硝化需要。

（8）复核滗水高度h 1，曝气池有效水深H=5m 。

滗水高度h 1： )(2.14862
34140005211m v n n HQ h =⨯⨯⨯== 复核结果与设定值相同。

（9）设计需氧量：
按照夏季时高水量计算需氧量。

根据《室外排水设计规范GBJ14-1987》(1991年版)第6.7.2条，设计需氧量AOR ：
c x
c X e e f V c f V N N Q b S S aQ AOR θθ---+-=]12.0)([100000
式中，第二部分为氨氮硝化需氧量，a 、b 、c 为设计系数：a=1.47，b=4.6，c=1.42
)/(5.59)
/(7.38177
.12969.1395.49842
.91342.1)2.91312.01000152514000(6.410008.72501400047.1]12.0)([1000
00h kg d kg X c X N N Q b S S aQ
AOR v v e e ==-+=⨯-⨯--⨯⨯+-⨯⨯=∆-∆--+-= （10）标准需氧量：
标准需氧量计算公式：
20)()
20(024.1)(-⨯-∂⨯=T T sb s C C C AOR SOR βρ
)4210026.2(
5)()(t b T sb T sb Q P C C +⨯= )
1(2178)1(T A t E E H Q -+-= 5100133.1⨯=P
ρ
式中：C s （20）——200C 时氧在清水中饱和溶解度，取C s （20）
=9.17mg/L(查《氧在蒸馏水中的溶解度》)。

α——氧总转移系数，取α=0.85。

β——氧在污水中的饱和溶解度修正系数，取β=0.95。

ρ——因海拔高度不同而引起的压力系数。

P ——所在地的大气压力Pa 。

T ——设计水温，冬T=100C ，夏T=300
C 。

C sb(T)——设计水利条件下曝气池内平均溶解氧饱和度。

P b ——空气扩散装置处的绝对压力Pa 。

P b =P+9.8×
103
H 。

H ——空气扩散装置淹没深度，m 。

Q t ——气泡离开水面时含氧量，％。

E A ——空气扩散装置氧转化效率，％，可由设备样本查得。

C ——曝气池内平均溶解氧浓度，取C=2。

工程所在地海拔高度300m ，大气压力P 为1×105Pa ，压力修正系数： 110013.15≈⨯=p ρ 微孔曝气头安装在距池底0.3m 处，淹没在深度4.7m ，其绝对压力位：
)
(1047.17.410098.010013.1108.95553a b p H
p P ⨯=⨯⨯+⨯=⨯+=
微孔曝气头氧转移效率E A 为20％，气泡离开水面时含氧量：
05.1700100)
2.01(2179)2.01(2100100)1(12179)1(21=⨯-⨯+-⨯=⨯-⨯--⨯=A A t E E Q 水温300C 时，清水饱和度C s （30）为7.3mg/L
曝气池内平均溶解氧饱和度： L mg Q P C C t b S sb /7.8)42
5.171002
6.2104
7.1(6.7)42
10026.2(
555)30(=+⨯⨯⨯=+⨯=
标准需氧量SOR: )/(6.21024.1)27.8195.0(85.017.95.159024.1)(.)2030(20
3030())
20(h kg C pC C AOR SOR sb s =⨯-⨯⨯⨯=
⨯-=--ρα 空气用量： min)/(2.60)/(36122.03.07.2163.033m h m E SOR A ==⨯==ρ
最大气水比=3612×24/14000=6.192
(11)曝气池布置：
CASS 曝气池共设4座，每座曝气池长61m ，宽16m ，水深5m ，超高0.5m 。

有效体积为4880m 3。

其中预反应区长10m ，占曝气池容积16.4％，单座布置如图：
图5-1 CASS 曝气池布置示意
紫外线消毒工艺计算
（1）峰值流量
因为Q=10000m 3
/d,k=1.4
所以Q=Q.k=14000m 3/d
（2）灯管数：
初步选用UV3000PLUS 紫外消毒设备，3800m 3/d 需要14根灯
管，
故 （根）平3784.36143800
10000==⨯=n （根）峰5257.51143800
14000==⨯=n
拟选用4根灯管为一个模板，则模板数N ： 452437<<N 1325.9<<N
(3)消毒渠设计：
按设备要求渠深度为61cm,设渠中水流速度为0.3m/s 渠道过水断面面积： m 54.03600243.014000=⨯⨯==
V Q A 峰 渠道宽度： m H A B 89.061
.054.0===
m 9.0取
若灯管间距为8.89cm ，沿渠道宽度可安装10个模板，故选取用 UV3000PLUS 系统，两个UV 灯组，每个UV 灯组6个模板。

渠道长度：每个模板长度为2.46m ，两个灯组间距为1.0m ，渠道出水设堰板调节。

调节堰与灯组间距1.5m ，则渠道总长L 为： )(42.75.10.146.22m L =++⨯= 复核辐射时间：)(4.163.046.22s t =⨯= （符合要求） 紫外线消毒渠道布置如下图所示：
1×104m3/d。