城市污水处理厂污水处理工艺设计计算课程设计-16页文档资料

城市污水处理厂污水处理工艺设计计算书
目录
第一节格栅--------------------------------------------------------3
1．1计算依据----------------------------------------------------------------------3
2．2计算方法----------------------------------------------------------------------3
1．3计算过程----------------------------------------------------------------------4
第二节曝气沉砂池-----------------------------------------------6
2．1一般规则----------------------------------------------------------------------6
2．2设计参数----------------------------------------------------------------------7
2．3计算过程----------------------------------------------------------------------7
2．4沉砂室设计计算-------------------------------------------------------------8
第三节初沉池------------------------------------------------------9
3．1一些参数的选定--------------------------------------------------------------9
3．2初沉池选型--------------------------------------------------------------------9
第四节曝气池------------------------------------------------------11
4．1工况参数-----------------------------------------------------------------------11
4．2设计过程-----------------------------------------------------------------------12
第五节二沉池------------------------------------------------------17
5．1设计参数-----------------------------------------------------------------------17
5．2主要尺寸计算-----------------------------------------------------------------17
5．3进水系统的计算--------------------------------------------------------------18
5．4出水部分设计-----------------------------------------------------------------19
5．5溢流堰设计--------------------------------------------------------------------19
5．6排泥部分设计-----------------------------------------------------------------20
第六节消毒接触池------------------------------------------------21
6．1设计参数-----------------------------------------------------------------------21
6．2计算过程-----------------------------------------------------------------------21
第七节污泥浓缩池------------------------------------------------22
7．1设计参数-----------------------------------------------------------------------22
7．2计算过程-----------------------------------------------------------------------22
第八节污泥厌氧消化池------------------------------------------24
8．1设计参数-----------------------------------------------------------------------24
8．2一级消化池计算--------------------------------------------------------------24
8．3二级消化池计算--------------------------------------------------------------25
8．4表面积计算--------------------------------------------------------------------25
第九节污泥脱水设备----------------------------------------------26
第一节 格栅
1．
1计算依据
1． 2计算方法
主要的计算公式
（1） 格栅的间隙数 0.5(sin )/n Q bvh θ=
（2）
格栅宽度
(1)B S n bn =-+
（3）
通过格栅的水头损失 10h h k = 2
0sin 2v h g
ξ
θ= （4）
栅后槽总高度
12H h h h =++
（5） 栅前扩大段长度 11()/2tan L B B α=- （6） 栅后收缩段长度 21/2L L = （7） 栅前渠道深 112H h h =+
（8）
栅槽总长度
21210.5 1.0/tan L L L H θ=++++
（9） 每日栅渣量
max 1/1000f
W Q W k =
1．
3计算过程 1） 粗格栅：
（1）
1.157(sin60)/0.040.40.9n =⨯︒⨯⨯=74.77
取75根
（2）
0.01740.0475 3.74B =⨯+⨯=m
(3)
渐宽部分取
1 3.50B m =，20α=︒（进水渠道内的流速为0.8/m s ）
（4）
20.33/20.165L m ==
（5）4/3
1
102.42()0.38340
ξ=⨯=
（6）2
0.33/20.165L m ==
(7) 0.7
0.330.1650.50.1 2.40tan60L m =++++=︒
（8）1
0.40.30.7H m =+=
（10）
b=40mm 时,
1W =0.025(333/10m m 污水)，
选用机械清渣。

2） 细格栅：
（1）
1.157(sin60)/0.0250.40.9n =⨯︒⨯⨯=111.3
取112根 （2）
0.011110.025112 3.91B m =⨯+⨯=
（3）渐宽部分取1 3.70B m =，20α=︒（进水渠道内的流速为0.8/m s ）
（4）
20.29/20.145L m ==
（5）4/3
1
102.42()0.71525
ξ=⨯=
（6）0.40.0770.30.777H m =++=
（7）0.7
0.290.1450.50.1 1.44tan60L m =++++=︒
（8）
10.40.30.7H m =+=
（9）
b=25mm 时，10.02W =(333/10m m 污水)，
选用机械清渣。

第二节
曝气沉砂池2.1一般规则
1）空气扩散装置设在池的一侧，距池底为0.6
0.9m ，送气管应设置调节气量的阀门
2）池子的形状应尽可能不产生偏流或死角。

池宽与池深比为1 1.5，池长宽比可达5，当池长宽比大
于5时，应考虑设置横向挡板。

3）池子的进口和出口布置应防止发生短路，进水方向应与池中旋流方向一致；出水方向应与进水方向垂直，并宜考虑设置挡板。

4）池内考虑消泡装置。

5）曝气沉砂池多采用穿孔管曝气，孔径为2.5 6.0mm ，距池底约0.60.9m 。

2.2设计参数 0.12/m s 污水在池内的停留时间为13min ；
13min
3m ，
0.2m 空气2．
3计算过程
1．曝气沉砂池的尺寸设计 1）
池
子
总
有
效
容
积
取
停
留
时
间
2min
t =，
3max 601.157260138.84V Q t m ==⨯⨯=
2）
水
流
断
面
面
积
取
水
平
流
速
10.1/v m s
=，
2max 1 1.15711.570.1
Q A m v ===
3）
池子总宽度 取有效水深2
3.0h m =，211.57
3.863.0
A B m h === 取池子格数2n =格，每个池子宽度 3.86
1.932
B b m n ===
4）池长
138.841211.57
V L m A =
== 5）
每
小
时
所
需
空
气
量
取
33
0.2/d m m =，
max 36000.21.1573600q dQ ==⨯⨯=3833.04/m h
3．
沉砂室设计计算 1）
沉砂斗所需容积
2）沉砂室坡向沉砂斗的坡度
0.10.5i =，取0.5i =。

每个分格有2个沉砂斗，共有4个沉
砂斗，则3
14
V V m == 沉砂斗各部分尺寸：
a 〈〉
设斗底宽
11.0a m =，斗壁与水平面的倾角为60︒，斗高h =0.6m ，砂斗上口
宽，沉砂斗容积
b 〈〉 沉砂室高度：本设计采用重力排砂，池底坡度为0.05坡向砂斗，沉砂室含两部分：一部
分为沉砂斗；另一部分为沉砂池坡向沉砂斗的过渡部分。

220.2 3.862 1.70.2
0.1322
B a l m ---⨯-=
==（0.2为两沉砂斗之间隔壁厚）
超高1
0.3h m =，总高度1230.3 3.00.61 3.91H h h h m =++=++=
第三节 初沉池
3．1一些参数的选定
d
)d 人
3．2初沉池的选型
初沉池选用辐流式沉淀池，采用机械刮泥。

1) 沉淀池表面积
5
2max 110833.324242 2.5
Q A m nq ===⨯⨯ 池径
32.58D m
=
=
= （取32.6D m =）
2) 有效水深 取沉淀时间 1.2t
h = 2 2.5 1.2 3.
0h q t m ==⨯= 3)
每天污泥量 4
30.535104
14.610001000224
S N T V m n ⨯⨯⨯=
==⨯⨯ 4) 污泥斗容积
512()t a n (21)t a n 60
1.73h r r m α=-=-︒=
22235
11122 1.73
()(2211)12.73
3
h V r r r r m ππ⨯=
++=
⨯+⨯+= 池底坡度取
0.05i = 41()(16.32)0.050.715h R r i m =-⨯=-⨯=
5) 池底可储存污泥的体积 共可储存污泥的体积为31
212.7223.64236.3V V m +=+=>314.6m （足够）
6）
沉淀池总高度 12345H h h h h h =++++=0
.330.50.715 1.75 6.
m ++++= 3h
---缓冲层高度
7） 沉淀池周边的高度 1230.3 3.00.5 3.8
h h h m ++=++= 8）
径深比校核
2/32.6/3
10.9D h == （合格）
第四节 曝气池
本设计采用推流式曝气池 4．
1工况参数
8h
15002000mg L 2030%
310.30.8kg m d -- 10.4()kg kgMLSS d -
33-1
7(m m 流入废水）
4d 95%
4．2计算过程 1）水处理程度 120a S = 20e S =
2）曝气池的计算
采用BOD —MLSS 负荷法计算。

A ．
BOD —MLSS 负荷率的确定
拟采用BOD —MLSS 负荷率为10.3()kg
kgMLSS d -，校核
（z K 取值0.0185，
f
取值0.75）s N 取0.3最适宜
B ．
确定混合液污泥浓度（
X ）
根据已确定的s N 查表，查得相应的SVI 值为100
150之间，取SVI 120=
66
41010 1.210/120
r X r mg L SVI ===
r X --回流污泥浓度（/mg L ）
R --回流污泥比，取0.5
污泥浓度
40.5
103333/3300/10.51
r R X X mg L mg L R =
==≈++
C. 确定曝气池容积 5
310130
12010.350.3283300
a s QS V m N X ⨯===⨯
D. 确定曝气池各部位尺寸
设2组曝气池，每组容积312010.35
6005.1722
V V m =
==单
取池深 4.2h m =，则每组曝气池面积为26005.17
1429.802
4.2
V F m =
=
=单
取池宽8B m =，/ 1.90B h =。

介于12之间，符合规定。

扩散装置设在廊道一侧。

池长
1429.80
178.738
F L m B =
== /178.73/822.L B ==>10
符合规定
(5
10)L B ≥
设三廊道式曝气池，单廊道长1178.73
59.5833
L L m =
==，介于5070之间，合理。

取超高0.3m ，则池总高度0.3 4.5H h m =+=
3）剩余污泥量
干污泥：
r V W aQS bVX =-=50.510(0.130.02)0.0712010.35 3.30.753419.21⨯⨯--⨯⨯⨯=
a --污泥增殖系数0.50.7，取0.5
b --污泥自身氧化率0.040.1，取0.07
湿污泥量：33419.21
607.9/0.7510
s
r W Q m d fX =
==⨯ 污泥量：8.69V C X V
Q d W
=
=
4）
曝气系统的计算
采用鼓风曝气，有关各项系数如下： d
A ． 平均需氧量
30.7533002475/2500/ 2.5/V X fX mg L mg L kg m ==⨯===
B ．
最大时需氧量
因此，最大时需氧量与平时需氧量之比为
416.83/ 1.22340.44/kg h
kg h
=
C ．
每日去除5BOD 值
5
100.117333.33/1.5
r r BOD QS kg d ==⨯=
D ． 去除每千克5BOD 的需氧量22258170.58
1.11/7333.33
O O kgO kgBOD BOD ∆=
==
5）
计算曝气池内平均溶解氧饱和度
本设计采用网状膜型微孔空气扩散器，敷设于池底0.2m ，淹没深4.0m ，计算温度为30C ︒。

在运行正常的曝气池中，当混合液在1530C ︒范围内，混合液溶解氧浓度C 能够保持在1.5 2.0/mg L 左右，最不利情况将出现在温度为3035C ︒的盛夏。

故计算水温采用30C ︒。

A ．5351.013109.810 4.0 1.4110b
P Pa =⨯+⨯⨯=⨯
B ．21(1)1007921(1)A t
A E O E -=
⨯+-%21(10.2)
17.57921(10.2)
⨯-==+⨯-%
C ．20C ︒和30C ︒的氧的饱和度
(20)9.2/s C C m g L ︒= (30)7.63/
s C C m g L ︒= 551.411017.5(20)9.2()10.12/2.0661042
sb C C mg L ⨯︒=⨯+=⨯
5
5
1.4110
17.5
(30)7.63()8.39/
2.06610
42
sb C C mg L ⨯︒=⨯+=⨯ 20C ︒计算鼓风曝气池时的脱氧清水的需氧量
[]0(20)(20)() 1.024sb T sb RC R C T C βρ-︒=
∂-[](3020)
8170.5810.12
0.850.9518.3921.024-⨯=
⨯⨯-
12859.45/535.81/kg d kg h ==
供氧量：01000.3s
A R G E =
⨯%535.81
1000.320
=⨯⨯%338930.17/148.84/min m h m ==
6）
空气管路计算
A ．去除每5kgBOD 的供氧量： 38930.17
2429.23/7333.33m kgBOD ⨯=空气
B ．每立方米污水的供氧量：
335
8930.17
24 2.14/10
m m ⨯=空气污水 C ．本系统的空气总用量：除采用鼓风曝气外，本系统还采用空气在回流污泥井提升污泥，空气量按回流污泥量的8倍考虑，污泥回流比R 取值50%。

这样，提升回流污泥所需空气量为
5
380.510
16666.67/
24
m h ⨯⨯= 总需氧量：3
10933.9416666.6727600.61/m h +=
8）空气管系统
在相邻的2个廊道的隔墙上设1根干管，共5根干管。

每根干管上设7对配气竖管，共14根配气竖管。

全曝气池总共设70条配气竖管，每根竖管的供气量为
310933.94
156.20/70
m h =
曝气池平面面积为
2
59.5880
4766.4
m ⨯= 每个空气扩散管的服务面积按2
0.49m 计，则需空气扩散器的总数为
4766.4
97280.49
=个
为安全计，本设计采用9800个空气扩散器，每个竖管上按设的空气扩散器的数目为9800
14070
=个
每个空气扩散器的配气量为310933.94
1.12/9800
m h =
9）
空气机的选定
空气扩散装置安装在距曝气池池底0.2m 处，因此空压机所需压力为
(4.20.2 1.0)9.849P KPa =-+⨯= 空压机供氧量
最大时：3
31093416666.6727600.67/460.1/min m
h m +==
平均时：3
38930.1716666.6725596.84/426.61/min m
h m +==
根据所需压力与空气量，决定采用LG60型空压机9台，该型空压机风压50Kpa,风量3
60/min m 。

正常条件下，7台工作，2台备用；高负荷时，8台工作，1台备用。

第五节 二沉池
本设计二沉池池型采用辐流式，进水方式为周边进水，周边出水，以提高沉淀效果。

5．
1设计参数
d
h
g
5．2主要尺寸计算
1）
池表面积
5
2102777.7824 1.5
Q A m q ===⨯
2） 单池面积
22777.781388.8922
A A m =
==单
3） 池直径
42.06D m =
= ，设计取 43D m =
4） 沉淀部分有效水深
2 1.5 2.3
3 3.5h q T m =⨯=⨯=
5） 沉淀部分有效容积 2
2
32 3.1443 3.55058.1344
D V h m π⨯=⨯=⨯= 6）
沉淀池底底坡落差 取池底坡度0.05i
=，则
443
(2)0.05(2)0.97522
D h i m =⨯-=⨯-=
7） 沉淀池周边（有效）水深0
235 3.50.50.5 4.5H h h h m =++=++=>4m
（0/9.56D H =，规范规定辐流式二沉池0/612D H =）
3h ---缓冲层高度，取0.5m
5h
---刮泥板高度，取0.5m
8）沉淀池总高度
041 4.50.9750.3 5.775H H h h m =++=++=
1h
---沉淀池超高0.3m
5．3进水系统的计算
1）
进水配水槽的计算
单池设计污水流量
5
311010.5)0.868/22
Q R Q m s ++===设单（）（
出水端槽宽
0.4
0.410.8680.9()0.9()
0.642
2
Q B m ==
=（取0.7m ）
槽中流速取0.6/m s
进水端水深110.868
(
)
2 1.030.60.7
Q H m vB =
==⨯
出水端水深2 1.04H m == 2）
校核 当水流流速增加一倍时，30.868/Q
m s = 0.8/v m s = 槽宽
0.410.9(0.868)0.85B m ==（取0.9m ）110.868 1.210.80.9
Q H m vB =
==⨯
2 1.23H m == 取槽宽0.9B m =；槽深 1.4H m =
5．4出水部分设计 1） 环形集水槽内流量：30.434/2
Q q m s =
=单集
2）
环形集水槽设计 采用周边集水槽，单侧集水。

每池只有一个总出水口。

集水槽宽度为
0.40.40.9()0.9(1.20.434)0.693b kq m ==⨯⨯=集（取0.7b m =）k 为安全系数，采
用0.5
1.2
集水槽起点水深为：0.750.750.70.525h b m ==⨯=起
集水槽终点水深为： 1.25 1.250.70.875h b m ==⨯=终
槽内均取1.0m
5．5出水溢流堰设计 采用出水三角堰（90︒） 1） 堰上水头（即三角口底部至上游水面的高度）120.05()H m H O =
2） 每个三角堰的流量 3）
三角堰个数
11
0.868
1056.860.0008213
Q n q =
=
=单个 设计取1057个
4） 三角堰中心距
111(2) 3.14(4320.7)0.1241057
L D b l m n n π-⨯-⨯=
=== 5．6排泥部分设计
1）单池污泥量：总污泥量为回流污泥量加剩余污泥量
回流污泥量：5
3100.52083.3/24
R Q Q R m h ==⨯=设 剩余污泥量：()o e d v
s r r
Y S S Q K VX X Q fX fX --∆=
=
Y ---污泥产率系数，城市污水0.40.5（取0.5）
d K --污泥自身氧化率，城市污水0.07左右（取0.065）
2）集泥槽沿整个池径为两边集泥，故其设计泥量为 集泥槽宽0.40.40.9()0.9(0.146)0.417b q m ===（取0.5b m =） 起点泥深10.750.750.50.375h b m ==⨯=（取10.4h m =） 终点泥深2
1.25 1.250.50.625h b m ==⨯=（取20.7h m =）
集泥槽深均取0.9m （超高0.2m ）
第六节
消毒接触池
本设计采用六组四廊道式平流式消毒接触池，消毒采用投加液氯的方式。

6．
1设计参数 水力停留时间0.5T
h =，设计投氯量为 3.0 5.0/C mg L =，消毒池有效水深设计为
1 4.0H m =。

设计一座消毒池，分为3格，接触池超高0.3m ，池底坡度为0.05。

6．2计算过程
1）接触池的容积为 53100.5
2083.324
V Q t m ⨯==
=设 消毒池池长30L m =，每格池宽6b m = 5L
b
=5≥，符合要求。

接触消毒池总宽 3618B nb m ==⨯=
实际消毒池容积
31183042160V BlH m ==⨯⨯=
满足有效停留时间的要求。

3） 加氯量计算 设
计
最
大
投
氯
量
为
max 5.0/mg L
ρ=，每日投氯量为
35max 5.01010500/20.8/w Q kg d kg h ρ-==⨯⨯==。

选用贮氯量为1000kg 的液氯钢瓶，每
日加氯量为0.5瓶，共需贮用12瓶，每日加氯机2台，每台投氯量为1020/kg h 。

配置注水泵2台，
一备一用。

接触池的高度为
0.3 1.0300.05 2.9H m =++⨯=
第七节 污泥浓缩池
本设计采用带有刮泥机及搅动栅的圆形辐流式的重力浓缩池。

7．1设计参数
99.5%
2580/()kg m d
d 98%
h ，不超24h
7．2计算过程
1）
浓缩池面积 ： 初沉池污泥量
314.6229.2/m d ⨯=
二沉池
3303.3/m d
总泥量
329.2303.3332.5/Q m d
=+=浓缩池面积
2332.56
73.927
QC A m M ⨯=
==
采用
1
个污泥浓缩池，浓缩池直径
9.7D m =
=
=
2）浓缩池工作部分高度 117332.5
3.2242473.9
TQ h m A ⨯=
==⨯ 3）超高2h 取0.3m
4）缓冲层高度3h 取0.3m 5）有效水深
1123 3.83H h h h m m =++=〉
6）浓缩后污泥体积
3122
(1)110.8/1Q P V m d P -=
=- 7）污泥斗上底直径900mm ，下底直径400mm 。

污泥斗高度12
5(
)tan 550.3622
D D h m =-︒= 8）池底坡度造成的深度 124()(4.500.9)0.05
0.0922
D D i h m --⨯=
==
9）污泥池总深度
145 3.80.360.09 4.25H H h h m =++=++=
第八节 污泥厌氧消化池
本设计采用二级消化工艺。

一级消化池为污泥搅拌与加热，消化温度为3335C ︒，设有集气设
备，不排出上清液，有机物的分解主要在此进行，产气量占总产气量的80%。

污泥重力排入二级消化池，
二级消化池不加热和搅拌，消化温度保持在2026C ︒，池子设集气设备并撇除上清液，产气量占总产
气量的20%。

消化池的池型选圆柱型。

8．1设计参数
1）消化池直径D 取14m ，集气罩直径取12d m =
2）池底下锥底直径取 22d m =
3）集气罩高度取 12h m = 4）上锥体高度取
23h m =
5）消化池柱体高度3h 应大于72
D
= 采用8m 6）下锥体高度采用
41h m =
消化池总高度为
123412.5H h h h h m =+++=
8．2一级消化池各部分容积的计算
1） 一级消化池的总容积
3110.8
22165/100
V m =
=
2） 一级消化池的有效容积为 302216
110822
V V m ===
3） 集气罩的容积为 22
3111 3.1422 6.2844
V d h m π==⨯⨯=
4）
弓形部分容积为
5）
圆柱部分容积为 2
2
333 3.141481230.8844
D V h m π⨯==⨯= 6）
下锥体部分容积为
222244()()62222d d D
D V h π
⎡⎤=
+⨯+⎢⎥⎣⎦
359.66m = 则消化池的有效容积为 8．3二级消化池的计算
二级消化池各部分尺寸同一级消化池。

1）
二级消化池总容积为
3110.8
110810/100
V m =
=
取一座二级消化池，有效容积 301108V V m ==
8. 4消化池各表面积计算
1）
池盖表面积
22
21111 3.142 3.142215.74
4
F d d h m π
π=
+=
⨯+⨯⨯= 2） 池顶表面积
7.53r m == 3） 池盖总面积 21215.7141.87157.57F F F m =+=+= 4） 池壁表面积
235 3.1414 4.5197.82F Dh m π==⨯⨯=
5）
池底表面积
第九节 污泥脱水设备
本设计采用带式压滤机，污泥在消化过程中由于分解而使污泥体积减少，按消化污泥中有机物
含量占60%，分解率50%，污泥含水率95%来计算，则由于含水率降低而剩余的污泥量为： 分解污泥容积
3166.480.60.519.944/Q m d
=⨯⨯=
消化后剩余污泥量332
66.4819.94446.536/ 1.94/Q m d m h =-==
选用压滤机为DYQ---1000B 型，处理量为33
5/m h ，功率为1.5kw 。