污水处理构筑物的计算

3 污水处理构筑物的计算

3.1细格栅

3.1.1设计说明

格栅系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厂的端部，用以截留较大的悬浮物或漂浮物，如纤维、碎皮、毛发、果皮、蔬菜、塑料制品等。以减轻后续处理构筑物的处理负荷，并保证其正常运行。

格栅的进出水水质见表3-1所示。

表3-1 格栅进出水水质

水质指标BOD5COD SS

进水6400 13000 2000

去除率0 0 10％

出水6400 13000 1800

3.1.2设计计算

本工艺采用矩形断面调节池前细格栅一道，采用机械清渣。

（1）栅前水深的确定

Q=2ℎ2v1

式中，Q——设计流量，设计中取为0.0289m3/s；

h——栅前水深，m；

v1——栅前渠道水流流速，设计中取为0.6m/s。

h=√Q

2ℎ1=√

0.0289

2×0.6

=0.16(m)

（2）细格栅的栅条间隙数

n=Q√sinαbℎv

式中，n——格栅栅条间隙数，个；

Q——设计流量，m3/s；

α——格栅倾角，(o)；

b——格栅栅条间隙，m；

h——格栅栅前水深，m；

v——格栅过栅流速，m/s。

过栅流速采用为0.7m/s，Q=0.0289m3/s，栅条间隙b=0.01m，栅前水深为0.16m，格栅安装倾角α=60o，则

n=0.0289×√sin60o

0.01×0.16×0.7

=24(个)，取为25个。

（3）格栅槽有效宽度（B）

B =S (n −1)+bn

式中，B ——格栅槽有效宽度，m ；

S ——每根格栅条的宽度，m 。

设计中采用Φ10mm 圆钢为栅条，即取S=0.01m ，则

B =0.01×(25−1)+0.01×25=0.49(m )，取为0.5m 。

（4）进水渠道渐宽部分的长度

设进水渠道宽B 1=0.25m ，渐宽部分展开角α1=20o ，此时进水渠道内的流速为：

v 1=Q B 1ℎ=0.02890.25×0.16

=0.72(m/s )，在0.4～0.9m/s 范围之内，符合要求。

则，进水渠道渐宽部分长度：

l 1=B −B 12tanα1=0.5−0.252×tan20o

=0.34(m)

（5）出水渠道的渐窄部分的长度

l 2=l 12=0.342

=0.17(m)

（6）过栅水头损失

ℎ1=kβ(S b )43

v 2

2g

sinα

式中，h 1——水头损失，m ；

β——格栅条的阻力系数，栅条断面为锐边矩形断面β=2.42； k ——格栅受污物堵塞时的水头损失增大系数，一般采用k=3。

ℎ1=3×2.42×(0.010.01)43

×0.72

2×9.8

×sin60o =0.16(m)

（7）槽后明渠的总高度

H =h +ℎ1+ℎ2

式中，H ——槽后明渠的总高度，m ；

h 2——明渠超高，m ，设计中取h 2=0.3m 。

H =0.16+0.16+0.3=0.62(m)

（8）格栅槽总长度

L =l 1+l 2+0.5+1.0+H 1

tanα

式中，L ——格栅槽总长度，m ；

H 1——格栅明渠的深度，m ，H 1=h+h 2。

L =0.34+0.17+0.5+1.0+0.16+0.3

tan60o

=2.28(m)

（9）每日栅渣量

W =86400Qω1

1000

式中，W ——每日栅渣量，m 3/d;

ω1——栅渣量，取ω1=0.1m 3/103m 3污水。

W=86400×0.0289×0.1

1000

=0.25(m3/d)>0.2(m3/d)

故采用机械清渣。

根据《给水排水设计手册》第9册，选用XWB-Ⅲ型背耙式格栅除污机。

表3-2 XWB-Ⅲ型背耙式格栅除污机性能

图3-1 格栅计算示意图

3.2调节池

3.2.1设计说明

（1）水量调节池实际是一座变水位的贮水池，进水一般为重力流，出水用泵提升。池中最高水位不高于进水管的设计高度，最低水位为死水位。

（2）调节池的形状宜为方形或圆形，以利于形成完全混合状态。长形池宜设多个进口和出口。

（3）调节池不具有废水处理的功能。

3.2.2设计计算

本设计水力停留时间取T=8h，设计流量Q=2500m3/d=104.2m3/h。

（1）调节池的尺寸

调节池体积：V=QT=104.2×8=833(m3)

取池子总高度H=5.5m，其中超高0.5m，有效水深h=5m，则池面积为

A=V

ℎ

=

833

5

=166.6(m2)

池长取16m，池宽取12m，则实际有效水深为

ℎ′=

V

16×12

=4.3(m)

取超高0.5m，则调节池的实际池深H=4.3+0.5=4.8m

（2）潜污泵

调节池集水坑内设2台上海阳光泵业制造有限公司生产的QW系列无堵塞移动式潜污泵（1用1备），水泵的基本性能参数见表3-3。

表3-3 潜水排污泵性能

型号

流量

（m3/h）

扬程

（m）

转速

（r/min）

电动机功率

（kW）

效率

（%）

出口直径

（mm）

QW125-130

1301514601162125

（3）搅拌

为防止污水中悬浮物的沉积和使水质均匀，可采用水泵强制循环进行搅拌，也可以采用专用搅拌设备进行搅拌。

水泵强制循环搅拌，是在调节池底部设穿孔管，穿孔管与水泵压力水相连，用压力水进行搅拌。水泵强制循环搅拌的优点是不需要在池内安装其它专用搅拌设备，并可根据悬浮沉积的程度随时调节压力水循环的强度。其缺点是穿孔管容易堵塞，检修不方便，影响使用。目前工程上常用潜水搅拌机进行搅拌。

根据调节池的有效容积，搅拌功率一般按1m3污水4～8W选配搅拌设备。本工程取5W，调节池选配潜水搅拌机的总功率为2500×5=12.5(kW)。

选择5台晨容环保公司出产的QJB型潜水搅拌机（不锈钢），均匀安装在调节池内。

表3-4 潜水搅拌器电动机性能

型号功率

(kW) 电流

(A)

叶轮直径

(mm)

叶轮转速

(r/min)

重量

(kg)

QJB2.5/8-400/3-7408 2.5 9 400 740 70