水质工程学课程设计计算书

水质工程学课程（下）设计计算说明书（生活污水处理构筑物设计）

设计题目：某市生活污水处理工艺初步设计

班级：排水082

姓名：张健

学号：0803120234

指导教师：杨世东

2011年12月

污水处理构筑物的设计计算

1 格栅计算

格栅设在处理构筑物之前，用于拦截水中较大的悬浮物和漂浮物，保证后续处理设施的正常运行

1) 栅条的间隙数

设栅前水深为h ＝0.6m , 过栅流速V=0.8m/s , 栅条间隙宽度b=0.02m ，格栅倾角α＝60°

n 105Q bhv ==≈个 2) 栅槽宽度

设栅条宽度s ＝0.01m

{B}=s （n －1）+bn ＝0.01×（105-1）+0.02×105＝3.14m

3) 进水渠道渐宽部分的长度

设进水渠宽B 1＝1.0m ，其渐宽部分展开角为α1＝30°

L 1＝（B-B 1）/2tg α1＝（3.14-1.0）/2tg30°＝1.85m

4) 出水槽与出水渠道连处的渐窄部分长度

L 2＝L 1/2=1.85/2＝0.925m

5) 通过格栅的水头损失

m k g v b s h o 081.0360sin 6

.198.002.001.042.2sin 223423

4=⨯⨯⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯=⨯⨯⨯⎪⎭

⎫ ⎝⎛⨯=∑αβ 式中 β——形状系数，其值与栅条断面形状有关，取2.42

k ——系数，格栅受物物堵塞时水头损失增大倍数，一般取3

6) 栅槽总高度

H ＝h+h 2+∑h ＝0.6+0.1+0.3＝1.0m

式中 h 2——栅前渠道超高，一般取0.3m

7) 栅槽总长度

L ＝l 1+l 2+0.5+1+H 1/tg60°＝4.8m

式中 H 1——栅前槽高，H 1＝h+ h 2＝0.6+0.3＝0.9m

8) 每日栅渣量

3186400 5.5/1000

Q W W m d K ⨯⨯==⨯设计总 式中 W1——栅渣量，本设计取为0.08m ³栅渣/10³m ³污水

K 总——生活污水流量总变化系数，为1.3

2 沉砂池

目前我国应用广泛的沉砂池有多种，并各自有其各自的特点，结合本设计实际情况综合考虑，决定选用平流沉砂池。采用平流沉砂池其优点是：污水在池内沿水平方向流动，具有构造简单，截留无机颗粒效果好的优点。

(1) 池子的长度：设v=0.30m/s ，t=30s.

L=vt=0.30×30=9m.

(2) 水流断面积：A=Qmax/v=1.04/0.30=3.5 m 2

(3) 池总宽度： 设n=2格，.每格宽度b=2.0m

B=nb=2×2=4m

(4) 有效水深：2A 3.5h 0.875m B 4

=== （5）沉砂室所需容积： 设T=1d. X 城市污水沉沙量，一般采用30 m 3/ 610 m

3 V=6max 8640010

Q XT Kz ⨯ =6

1.04301864001.310⨯⨯⨯⨯

=2.07m 3

（6） 每个沉砂斗的容积： 设每格有2个沉砂斗。

Vo=2.0722

⨯ =0.52m 3

（7）沉砂斗各部分尺寸：设斗底宽a 1=0.5m,斗壁与水平面倾角为55°，斗高h 3’=0.6m

沉砂斗上口宽：34m .15.0tg556.02a tg55'2h a 13=+︒⨯=+︒=

沉

砂斗容积：()()

32221123054m .05.05.034.134.130.62a 2aa 2a 6'h V =+⨯+⨯=++=≈0.52 m 3 （8）沉砂室高度：采用重力排砂，设池底坡度为0.06，坡向砂斗

332h h '0.06l 0.60.06 4.50.87m =+=+⨯=

（9）池总高度：设超高h 1=0.35m

123H h h h 0.350.8750.87 2.095m =++=++=≈2.1m 。

（10）验算最小流速：最小流量时只用一格工作

min 1min 0.5Q 0.5 1.04v 0.29m /s n w 10.8752

⨯===⨯⨯城平〉0.15m/s （11）进水部分：

采用潜孔进水，潜孔总面积为过水断面的20%

=F A 3.50.20.20.352

n ⨯=⨯=m 2 共设有4个孔，则单孔面积为

0.350.08754=m 2 设计孔口尺寸为：0.352.0⨯5(m)，实际流速为1.55m/s 。查阅《给排水手册》第一册，水流经孔口的局部阻力系数为06.1=ζ，则计算孔口水头损失为

130.08

.9255.106.12

1=⨯⨯=h m 潜孔后0.5m 处设挡流板，挡流板深入水下0.35m 。

（12）出水部分设计

出水堰采用实用堰，堰上水头和流量关系公式为：

23

0H 2g m b Q = 2g v H H 2000α+= 则2g v 2g mb Q H 2003

2α-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛= Q=0.52s /m 3， m 取为0.4 ，堰宽b=1.6，令0α=1，0v =0.25m/s

代入后计算得H=0.32m 。可见单堰出水会造成堰上水头太高，因此采用伸出出水槽的方法增加堰长b ，进而降低堰上水头。

每格伸出两条出水槽，槽长2.0m ，槽宽0.3m,槽深0.3m 。

这样每条堰的出水流量降至0.07754s /m 3，而堰长b=2.0m,v 0=0.162m/s 计算得H=0.09m ，设自由跌水0.06m ，总跌落水头为0.15m 。

3初沉池

采用辐流式沉淀池，中心进水，周边出水，其特点是：

多为机械排泥，运行较好，管理较简单；排泥方法完善，设备已趋定型；池内水速不稳定，沉淀效果较差；机械排泥设备复杂，对施工要求较高。

适用于地下水位较高的地区，适用于大、中型污水处理厂。

1． 初沉池主体设计

(1) 沉淀部分水面面积

21.0436*******

Q A m nq ⨯===⨯设计 式中 Q 设计——污水厂设计流量