格栅的计算

一. 格栅的计算 设计说明
格栅是一组（或多组）相互平行的金属栅条与框架组成，倾斜安装在进水渠道，以控制 水中粗大悬浮物及杂质，对下面的微滤机和水泵其保护作用，拟采用细格姗，格栅间距取 16mm.
设计流量：最大流量 Q max 8000m 3/d 0.092m 3/s
设计参数：栅条间距d=16.00mm 栅前水深h=0.3m,过栅流速v=0.6m/s ，安装倾角a =60°
1. 栅条的间隙数n
Q max 暫 —
0.092 Jsin 60。

n
bhv 0.016
0.3 0.6
2. 栅槽的有效宽度
b.取C b s(n 1) dn 0.2
0.01(30 1)
0.016 30
0.2 0.97(m)
0.2-0.3m,这里取 0.2 m.
3. 通过格栅的水头损失h 2, m
设栅条断面为锐边圆形断面,取阻力系数 =1.83,k=3.36v-1.32=3.36*0.6-1.32=0.7 ，则
4. 栅后槽总高度H, m
设栅前渠道超高 h 1=0.3m.，有 H=h+h+h 2=0.3+0.3+0.02=0.62 m ，
5. 格姗的总建设长度L
L h 丨
2
1.0 0.5 ——
tg
丨1----进水渠道渐宽部分的长度（m ）,设进水渠宽b 1=0.23 m,其渐宽部分展开角度a =200 丨2----栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度(m), —般丨2=0.5丨1
b b 1
0.97
0.23
l 1 0 0.5(m)
L 的2 1.02tg20 —- 0.5 0.25 1.0 0.5 一 0-
2.42(m)
tg tg 60
则
6. 每日的栅渣量w
工 艺 设 计 和 计 算
30（个）
10圆钢为栅条，即
s=0.01m,栅槽宽度一般要比格姗宽
h 1
y 2
——ksin 2g
1.83 0.62
2 9.8 0.7 si n60° 0.02(m)
设栅渣量w1为0.10 （m /10 3m 污水）,变化系数kz=1.6 则
86400Q max W i
w -
1000k z
所以采用机械清渣
7. 选型与决定
根据拦截污泥量,采用机械清渣,选用WGS-5C 高链式格栅除污机一台,该格栅水槽高0.62m, 有效宽 0.97m,长度 2.42m,占地面积 L*b=2.42*0.59=1.43 m 2 二. 沉砂池
沉砂池的作用是去除废水中比重较大的无机颗粒 （如泥沙，煤渣等）,一般设在水泵和沉 淀池前，以减轻水泵和管道的磨损，防止后续处理的构筑物管道的堵塞，提高污泥有机成分 的含量.
本研究采用平流沉砂池 ⑴长度L , m
设污水在池内流速 v=0.3 m/s,停留时间t=30s , L=vt=0.3 x 30=9m ⑵水流断面积A , m A Qmax 0.092
0.31(m 2)
v 0.3 ⑶池总长度B , m
设n=2格，每格宽b=0.6m ，则: B nb 2 0.6
1.2(m) ⑷有效水深h 2, m
,
A 0.31 h2
B 1.2 0.26(m)
⑸沉砂斗所需容积v, m
设排砂时间间隔T=2 d ，城市污水的沉砂量X=30 （m /10 6m 3污水）则:
Q max X T 86400
0.092 30 2 86400
6 6
k z 10
1.6 10
⑹每个沉砂斗容积V m
设每个分格有2个沉砂斗，即共有4个沉砂斗，则:
86400
°.092 °.10 0.50(m 3/d) 0.2(m 3/d)
1000 1.6
3
0.30(m )
V 0
0.30
0.075 0.1(m 3)
2 2
⑺沉砂斗各部分尺寸
设斗底宽a i =0.5 m ，斗壁与水平面的倾角600，斗高h s ' =0.3m,贝U:
砂斗上口宽a , m 沉砂斗容积V ), m
I
V 0 h s (2a 2 2aa 1 2a ；)
6 0.3
(2 0.852 2 0.8 0.5 2 0.52) 6
3
3
0.14m ( 0.1m )
⑻沉砂室高度h 3, m
设采用重力排砂，设池底坡度为
i=0.06，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。

设两沉砂斗之间隔壁厚 a ' =0.2m,沉
砂室的宽度为［2 (12 + a ) + a '］，故：
⑼沉砂总高度H, m 设超高h 1=0.3 m ，贝U: ⑽验算最小流速V min , m/S
在最小流量时，只用一格工作(n 1=1)则: 符合大颗粒悬浮物与废水的分离条件.
(11)
砂水分离器的选择
沉砂池的沉砂经排砂装置排除的同时，往往是砂水混合体，为进一步分离出砂和水, 需配套砂
水分离器。

清除沉砂的时间间隔为 2d ，根据该工程的排砂量，选用一台某公 司生产的螺旋砂水分离器。

三. 曝气调节池 设计说明
调节池的主要作用是调节水量，水质。

废水自进入调节池，进水管应该等于或高于最
2h 3 tg60^
a i
2 0.
3 tg600
0.5 0.85(m)
l 2 L 2a a
9 2 0.85 0.2
2
2.65m ，则:
高水位，在池底曝气对废水进行强制混合均化。

废水的平均流量Q=Q/24=8000/24=333.33m/h
池子容积计算（设计有两个池子）
W=qt t 取一小时
W=333.33/2=166.67mn
池深取6m,则
L=B=5.3m
池子的设计为B X L X H=5.3mi X 5.3m X 6m
四.二段式生物接触氧化池
设计说明
二段法流程污水经初沉砂池进入第一接触氧化池，出水经中间沉淀池进行泥水分离，上清液进入第二接触氧化池，最后经二沉池再次泥水分离后排放，该流程第一段为高负荷段，第二段为低负荷段，这样就更能适应原水的水质变化，趋于稳定。

1. 接触氧化池设计计算
采用二段式接触氧化，分两组并列进行，填料选用炉渣。

一氧池填料高h i-3取3m,二氧池填料高h2-3取2.5m。

⑴填料容积负荷
根据太原市政工程设计研究院编制的《生物接触氧化法设规程CECS128 2001》当BOD 进水小于180mg/L时，并采用炉渣作为填料的，可应用此公式：
一氧池的面积 A y/h , 3 18.6m 2。

宽取 3m 贝U L 仁A/B=18.6/3=6.2m 一氧池超咼h i-i =0.5m 稳水层咼h i-2取0.5 m 底部构造层咼h i-5取0.8 m 则 一氧池总高 H h , , h , 2 h , 3 h , 4 0.5 0.5 3 0.8 4.8m 一氧池的尺寸1必8必｝=6.2^^ 3.0m X 4.8m 同理
（单组）二氧池的体积V 2=38.3m 3
二氧池的面积A2=,5.3m 2 宽取3m 长L2=5Hm
二氧池总高 H= h 2‘ +h 2-2 +h 2-3 +h 2-4 =0.5+0.5+2.5+0.8=4.3m
二氧池尺寸为 L 2XB 2XH 2=5.,m X 3.0m X 4.3m ⑷需氧量计算
接触氧化池才用填料下方穿孔管鼓风曝气方式，设气水比为54 总需氧量
3 3
Q 气=5X Q=5X 8000=40000n r /d=27.8m /min
一氧池的总需氧量
3
Q 1-气=2/3Q 气=2/3 X 27.8=18.5 m/min
单组一氧池的需氧量
o
Q -气=0.5 Q 1-气=9.3 m /min
Nv 0.2881 Se 0.7246 Se
出水 BOD fi( mg/L ) 则 Nv 0.2881 Se 0.7246 0.2881 300.7246
3.39kg/(m ，d)
⑵污水与填料的接触时间
t 24So 24 80
1000Sv 1000 3.37
一氧池的接触氧化时间t 1占总时间的60%
0.57h S
进水 BOD fi( mg/L )
11=0.6t=0.34 (h )
氧池的接触氧化时间占总时间的 40 %
12=0.4t=0.23 （h ）
⑶接触氧化池的尺寸计算
（单组）一氧池的填料体积V 1
二氧池的总需氧量
Q 2-气=1/3Q 气=1/3 X 27.8=9.3 m3/min
单组二氧池的需氧量
o
Q-气=0.5 Q 2-气=4.6 m /min
接触氧化池曝气管采用钢管，干管流速为10m/s,支管流速为5 m/s,干管管径DN=200-100mn这里取150 mm支管管径选用32 mm支管间距为20cm,支管上小孔孔径5 mm, 小孔间距6cm,小孔向下45°开孔,交错分布.
2. 接触沉淀池的计算
接触氧化后应用沉淀池，为提高沉淀效果并与接触氧化池更好匹配，减少施工量，节省费用，常采用接触沉淀池。

接触沉淀池的水力负荷为5-7m3/m2.h停留时间20-30min，有效水深1.8-2.5m
设第一接触沉淀池表面水力负荷N-1=5.5 nVm2.h，有效水深h1-2为2m,第二接触沉淀池表面
水力负荷N-2=5 m3/m2.h，有效水深h2-2为1.8m,二池滤料均选用炉渣，滤料层高0.5m
单组第一接触沉淀池面积A
单组第二接触沉淀池面积A
一沉池水力停留时间t i
一沉池水力停留时间t2
符合规程要求。

⑵接触沉淀池的尺寸设计一沉池宽取6m
L i=A/B i=30.3/6= 5.1m
一沉池超高h i-i=0.5m,泥斗斜壁与水面倾角为60°,清水层高取0.4m.
缓冲层高0.5 m包入泥斗中，泥斗下边长0.2m,则
泥斗高：
一沉池总高H =h i-2+h i-i+h i-3=0.5+2+4.9=7.4m
一沉池尺寸L1 XB 1XH1=5.1m X 6mX 7.4m
单组二沉池有效水深1.8m,其他相同
L2 =A2/B2=33.3/6= 5.6m
二沉池总高H2=h2-2+h2-1 +h2-3=0.5+1.8+4.9=7.2m
二沉池尺寸L2 XB2XH2=5.6m X 6n X 7.2m
⑶污泥量Qs
根据＜生物接触氧化法设计规程＞污泥产率为0.3-0.4 kgDS/kgBOD,含水率96%-98%设污泥产率Y取0.4,含水率为97%.
则干泥量W S:
W Ds YQ(So-Se)+(Xo+Xh+Xe)Q
VW&--污泥干重kg/d
Q ----- 污水量m 3/d
So——进水BOD值Se——出水BOD fi kg/m
Xo---进水总SS浓度Xh--- 进水SS活性部分量kg/m
Xe---出水SS浓度kg/m
其中Xh =70%Xe
W s YQ(So-Se)+(Xo+Xh+Xe)Q=0.4*8000*(0.08-0.03)+8000 (0.43-0.7*0.43-0.03 ) =160kg/d
污泥体积Qs
泥斗容积Vs
1 ______________________
单组一沉池泥斗容积Vs 4.9(303 0.04 30.3 0.04) 58.6m3
单组二沉池泥斗容积Vs — 4.9(33.3' 0.04 、33.3 0.04) 54.8m3
3
则共有污泥沉淀池4座,可容纳24h排污量.
⑷接触沉淀池需氧量计算
Q气=q气XA i
取q气为30riV m2.h
3
Q-气=30X 30.3=15.2m /min
Q-气=30X 33.3=16.7m /min
3. 鼓风机的选择
单组接触氧化池共需氧量13.9 m3/min,单组接触氧化沉淀池共需氧32 m3/min可考虑一组工作,一组冲洗.所以可根据所需的压力和空气量采用下列规格的鼓风机：
RE-150型罗茨鼓风机三台，口径均为150A mm风压为39.2KPa。

其中两台进口流量
Q=28.0 m /min，转速为31.0 r/min ，电机功率R=30 KW 轴功率L a=26.5KW 一台进口流量
Q=35.4 nVmin，转速为38.4 r/min，电机功率R=37 KV，轴功率L a=32KW三台鼓风机，其中一台备用，高负荷时三台工作，低负荷时一台或两台工作。

五.污泥浓缩池的设计和计算
设计说明
沉砂池和生物接触沉淀池产生污泥经过自流流入污泥浓缩池，由于二沉池的排泥石间歇的,且污泥降解良好，所以决定用间歇污泥浓缩池.
设计参数
Px=160kg/d=6.7kg/L(每日排出污泥的干重),含水率97%
3 2
污泥密度1.02kg/h, Vx=5.3m /d=0.22m3/h.固体容积负荷q=1.5 kg/m .h
浓缩池所需表面积
A=Px/q=6.7/1.5=4.47m2
选用2.5 X 3.0m的池子
水力负荷
u=Vx/A=0.22/2.5 X 3.0=0.029m/h
则有效水深
H=ut=0.029*12=0.35m
排泥量与存泥体积
设下底边长0.5m
污泥停留时间Tx
Tx=V/Vx=4.46/0.22=20.3h
有效水深H=0.35m,缓冲层高H2=0.3 m,存泥区高H=1.51m,超高H4=0.2 m
则H=0.35+0.3+1.51+0.2=2.36m
3.设备的选型
⑴污泥泵选型：
根据计算选WQ10-10-0.75型污泥泵,流量为12nVh扬程7.5m,转速2860r/min,额定电流
1.7A,自动装置型号50GAK配用胶管50 mm
⑵带式压滤机选型：
采用PFM-100C型带式压滤机，外形尺寸L X B X H=4500m沐1890 mM 1860mm带宽1000mn机重4.85t,主动功率1.5kw,耗水量7.8m3/h
六.清水池的设计
设计说明
清水池容积应根据进水管的设计流量，水泵的提升能力，水泵的启动时间，水力条件所
^定。

池子的有效容积为V=QT=0.093*600s=55.8m3
咼度h=2.8m
取宽B=3m L=v/h*b=6.7m
选型
选用钢筋混凝土矩形清水池，池底做成0.02的坡度。

消毒使用二氧化氯消毒器，设最大量为8mg/L为保证投加二氧化氯的安全和设计的准确，
我们采用真空加氯机
七.高程计算
本设计中，泵站设在流程的中间。

因此，高程布置的水力计算分两段进行：泵站上流为一段，从进水干沟终点顺流算起；泵站下游为另一段，从河道逆流算起。

计算时，流量采用泵站的最大设计流量。

已知地面高程，泵站前后均为5.0 m;河道最高水位6.5
300 mm 当流量 Q=8000 m/d=333.3m 3/h 时，管道 ;当
Q=0.5 Q = 166.7m 3 时，污水流速 v=0.82m/s ,
1. 先决定粗格栅槽表面高程和集水井最高水位。

⑴进水干沟—格栅槽
0.2m
沉砂池最高水位 ⑵沉砂池
*集水井
0.3m
泵站集水井的最高水位
2. 再决定二沉池、曝气池、水解池、沉砂池最高水位及细格栅槽表面高程。

⑴出水干沟—第二接触沉淀池 河道最高水位
6.5 m
出水干沟沿程水头损失 0.00138 30= 0.42m 二沉池出水堰水头损失
0.035 m
污水管道采用铸铁管，管径均为 中污水流速 v=1.64 m/s , i=0.0138
i=0.0364。

沿程水头损失为：i L , 局部水头损失为:
2
v
2g
进水干沟终点窨井最高水位 5.1m
设此段沟道长为 25n ,污水流量为Q ,设一进水阀，E =0.07。

沿程水头损失 0.00138 25= 0.345m
局部水头损失
0.07
0.01m
2 9.8
合计
0.355m
格栅槽最高水位
4.745 m
⑵格栅 航砂池
沿程水头损失 0.00138 50=0.19m
局部水头损失
0.09「642
2 0.01m
9.8
合计
4.545m
沉砂池水头损失 0.2 m 自由跌落高度
0.1 m
合计
4.24 m
自由跌落高度合计
0.1 m 0.56 m
二沉池最高水位7.06 m
⑵二沉池—第二接触氧化池
二沉池分为两格，每格流量为Q设管道总长为15 m在7 m处分流，有 1 个
900弯头，1个等径丁字管。

沿程水头损失0.00364 7 0.0138 8 0.14m
局部水头损失
(0.78 1.5)時0.078m
合计0.22 m
氧池最咼水位7.28 m
⑶二氧池一卜一沉池
设管道长为 6 m,有1个90°弯头, 1个等径丁字
管。

沿程水头损失0.0138 6=0.083m
局部水头损失(0.78 3.0) 1.642
2 0.52m
9.8
合计0.60 m
一沉池最高水位7.88 m
⑷一沉池氧池
设管道长为16 m,有2个900弯头, 2个等径丁字管。

沿程水头损失0.0138 5 0.00364 11 0.11m
局部水头损失(0.78 2 3.0+1.5) 0< 0.21m
9.8
合计0.32 m
氧池最咼水位8.20 m
⑸一氧池_调节池
沿程水头损失0.0138 x 10=0.138m
局部水头损失0.9 進0.03m
2 9.8 ______
8.37m
调节池最高水位
3. 污水提升泵的选型
污水流量为Q=116L/s，集水井中设3台泵（其中1台备用），每台水泵的容量为:
116 =58 L/s。

2
选泵前扬程估算如下：
⑴出水管水头损失
出水管水头损失按每台泵有单独的出水管计，选用管径为300 mm的铸铁管。

沿程水头损失：(3 8) 0.0138 1.52m
局部水头损失按沿程水头损失的30%h 1.52 0.3 0.45m
1.97 m
合计
⑵吸水管水头损失
选用管径为300 mm的铸铁管
沿程水头损失(2.5 6) 0.0138 0.12m
局部水头损失0.12 30% 0.036m
合计0.16 m
提升泵的扬程为：8.51+1.97+0.16—4.54=6.1m
选用三台WL系列立式排污泵，型号为150WL210-7-7.5，扬程H=7 m,转速为
970r/min，轴功率为5.3kW,配用功率7.5 kW效率为75%气蚀余量1.9 m质量490kg, 排出口径为150/200，两开一备。

提升污水泵房的设计：L X B X H=2m< 4mX 2.5m。