氧化沟工艺的设计计算

1 概述

1.1 设计任务和依据

1.1.1 设计题目

20万m3/d生活污水氧化沟处理工艺设计。

1.1.2 设计任务

本设计方案是对某地生活污水的处理工艺，处理能力为200000m3/d，内容包括处理工艺的确定、各构筑物的设计计算、设备选型、平面布置、高程计算。完成总平面布置图、主要构筑物的平面图和剖面图。

1.1.3 设计依据

（1）《中华人民共和国环境保护法》（2014）

（2）《污水综合排放标准》（GB8978－2002）

（3）《生活杂用水水质标准》（CJ25.1—89）

（4）《给水排水设计手册1-10》

（5）《水污染防治法》

1.2 设计要求

（1）通过调查研究并收集相关资料经过技术与经济分析，做到技术可行、经济合理。必须考虑安全运行的条件，确保污水厂处理后达到排放要求。同时注意污水处理厂内的环境卫生，尽量美观。设计原则还包括：基础数据可靠；厂址选择合理；工艺先进实用；避免二次污染；运行管理方便。选择合理的设计方案。

（2）完成一套完整的设计计算说明书。说明书应包括：污水处理工程设计的主要原始资料；污水水量的计算、污泥处理程度计算；污水泵站设计；污水污泥处理单元构筑物的详细设计计算；设计方案对比论证；厂区总平面布置说明等。设计说明书要求内容完整，计算正确文理通顺。

（3）毕业设计图纸应准确的表达设计意图，图面力求布置合理、正确清晰，符合工程制图要求。

1.3 设计参数

某地生活污水200000m3/d，其总变化系数为1.4，排水采用分流制。

表1-1 设计要求

项目进水水质(mg/L) 出水水质(mg/L)

BOD5 COD SS TN TP

260

400

380

50

8

30

100

30

25

3 2 设计计算

2.1 格栅

2.1.1 设计说明

格栅由一组平行的金属栅条或筛网组成，在污水处理系统（包括水泵）前，均须设置格栅，安装在污水管道、泵房、集水井的进口处或处理厂的端部，用以拦截较大的呈悬浮或漂浮状态的固体污染物，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷。截留污物的清除方法有两种，即人工清除和机械清除。大型污水处理厂截污量大，为减轻劳动强度，一般应用机械清除截留物。

格栅按形状可分为平面格栅和曲面格栅两种，按格栅栅条间隙可分为粗格栅（50~100mm），中格栅（10~40mm），细格栅（3~10mm）三种。

栅条的断面形状有圆形、锐边矩形、迎水面为半圆形的矩形、迎水面背水面均为半圆的矩形几种。而其中具有强度高，阻力损失小的优点[8]。

本设计采用两道中格栅、两道细格栅，迎水面为半圆形的矩形的栅条,选用机械清渣。

2.1.2 设计原则（图）

α1

进

水

工作平台

栅条α图1 中格栅计算草图α

图3-1 格栅结构示意图

2.1.3 设计参数

（1）原水水量：Q =2.31m 3/s ；

（2）取流量总变化系数为：Kz =1.4；

（3）设计流量：Q max =Kz ⋅Q =1.4×2.31≈3.23m 3/s ；

（4）设过栅流速：v =0.8m/s ；

（5）格栅安装倾角：︒=60α

2.1.4 中格栅（2道）设计计算

（1）进水渠道宽度计算

根据最优水利断面公式：

222

1111v

B v B B hv B Q ===

代入s m v 8.0=得：

m v Q B 00.28.061

.1221=⨯==

则栅前水深：

m B h 121

==

（2）格栅间隙数

bhv

Q n 2sin max α= 式中： Q max ——最大废水设计流量 m 3/s ；

α——格栅安装倾角 60~75 取60；

h ——栅前水深 m ；

b ——栅条间隙宽度，取20mm ； υ——过栅流速 m/s 。 则个868

.0102.0260sin 23.3≈⨯⨯⨯=

n 。 验算平均水量流速υ= 0.80m/s ，符合(0.65~1.0) 。

（3）栅槽宽度

()bn n S B +-=1

式中：S ——栅条宽度，取0.015m ；

B ——栅槽宽度，m 。

代入得：()m B 0.39302.0193015.0=⨯+-⨯=

（4）进水渠道渐宽部分的长度计算

1

11tan 2αB B l -= 式中1α——渐宽部分的展开角，一般采用20。 代入得：m l 37.120

tan 2231=-= （5）进水渠道渐窄部分的长度计算 m l l 69.02

37.1212=== （6）通过格栅的水头损失 αβsin 2234

1g v b S k h ⎪⎭

⎫ ⎝⎛= 式中：1h ——水头损失，m ；

β——格栅条的阻力系数，查表得知42.2=β；

k ——格栅污物堵塞时的水头损失增大系数，一般取3=k 。 则m g h 14.060sin 28.002.0015.042.2323

41=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯=

（7）栅后槽总高度

m h h h H 44.13.014.0121=++=++=

式中：2h ——超高，取0.3m 。

（8）栅槽总长度

m H l l L 39.460

tan 44.15.169.037.1tan 0.15.021=+++=++++= α （9）每日栅渣量 d m K w Q W Z 31m ax 9.42

4.11000864000

5.02.3100086400=⨯⨯⨯⨯==>0.2m 3/d 式中：w 1取3331005.0m m 。

应采用机械除渣或无轴传送栅渣，采用机械栅渣打包机降栅渣打包，汽

车运走。

2.1.5 细格栅（2道）设计计算

（1）进水渠道宽度计算

根据最优水利断面公式：

2

221111v B v B B hv B Q === 代入s m v 0.1=得：m v Q B 79.10.161.1221=⨯==

则栅前水深：m B h 90.02

1==

（2）格栅间隙数 bhv

Q n 2sin max α=