3万吨城市污水处理厂设计计算(泰州市第二城南污水处理厂.docx
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1、水处理各构筑物的设计计算及设备选择一.中格栅的设计计算本设计中格栅的设计计算如下:Qt三=O.487m3/s(1)格栅间隙数11,Q,naxehv式中:一栅条间隙。砧X最大设计流量,m7s;e一栅条间隙,m;一栅前水深,m;u污水流经格栅的速度,一般取0.6l.Om/s;a一格栅安装倾角,(。)取中格栅栅前水深为人二0.52m,格栅栅条间隙e=20mm,过栅流速v=0.9ms格栅安装倾角60,设置两台机械格栅,则每台格栅间隙数为:标=0.487XWi丽=22.8;则=23Iehv0.040.550.9(2)栅槽宽度B=S(n-l)+en式中:B栅槽宽度,m;S一栅条宽度,取S=0.01m;e一
2、栅条间隙,取e=0.02m一栅条间隙数,二23个;B=S(w-l)+ew=0.01(23-l)+0.0223=0.68n(3)进水渠道渐宽部分长度/.二02tana1式中:一进水渠道渐宽部分长度,m;Bi一进水渠道宽度,取BlO.30m由一渐宽部分绽开角度,取a|=20。;=0.52mB-B10.68-0.302tana12tan20(4)出水渠道渐窄部分长度1.=l=0.52=0.26m22,2(5)过栅水头损失通过格栅的水头损失可以按下式计算:h=khoV八2%=J1.sina=0.96X-:Xsin60,=0.034mg2x9.81=氏.o=3X0.034=0.102m(6)栅后槽总高度
3、”设栅前渠道超高力2=03m,栅前水深/2=0.55m,则H=h+%+h2=0.55+0.102+0.3=0.952m,取Im%=/丁Sina2g式中:加一设计水头损失,m;60计算水头损失,m;g一重力加速度,m/s2;%一系数,格栅受污堵塞时水头损失增大倍数,一般采纳3;阻力系数,其值与栅条断面形态有关。设格栅断面形态为锐边矩形,则=(=2.42(一)1=0.96e0.02(7)栅前槽高度储HI=h+h2=0.55+0.3=0.85zw(8)栅槽总长度1.HnSS1.=l+0.5+1.0+i=0.52+0.26+0.5+1.0+=2.77m,2tan60ta1160n(9)每日产生的栅渣量
4、卬二864OoaX叫KNXloOO式中:卬一每日栅渣量,m3JW一单位体积污水栅渣量,11(1()3污水),中格栅间隙为20mm,取VK=O.0511?/(1()3污水)K二一生活污水总改变系数,K1.4117864000.4870.05-3,jW=1.5O3m/d1.41000W=I.50311d0.02n?/d,宜采纳机械清渣每台格栅每日栅渣量W=比=0.75Zid2(10)中格栅及格栅除污机选型由给水排水设计手册(其次版)第11册第521页查知,选用两台GH-100O链条回转式多耙格栅除污机,其规格及性能如下表3:表1GHTOOO链条回转式多耙格栅除污机的规格和性能参数二提升泵房1 .水
5、泵选择设计水量30000m7d,选择用4台潜污泵(3用1备)Q=Q1.=58W单33所需扬程为6.Om选用350QZ-100型轴流式潜水电泵表二扬程/m流量转速轴功率kw叶轮直径效率/%/(mVh)/(rmin)mm7.221210145029.930079.52.集水池、容积按一台泵最大流量时6min的出流量设计,则集水池的有效容积、面积取有效水深H=3根,则面积F=W=以=40.3*H3F40集水池长度取10m,则宽度B=上=4.03加,取4.5加/10集水池平面尺寸1.x8=0m4.5/n保护水深为.2?,实际水深为k2m、泵位及安装潜水电泵干脆置于集水池内,电泵检修采纳移动吊架。三.细
6、格栅的计算本设计中格栅的设计计算如下:(1)格栅间隙数n=-ehv式中各项字母代表的意义同前,取细格栅栅前水深为人=1.5m,格栅栅条间隙e=10mm,过栅流速U=O.9ms,格栅安装倾角a=60,设置两台机械格栅,则每台格栅间隙数为:XQmiXJSinaX0.487XJSin60n=Z=Z=16.8取17ehV0.011.550.9(2)栅槽宽度式中:8栅槽宽度,m;S一栅条宽度,取S=O.Olm;e一栅条间隙,取e=0.01m;一栅条间隙数,=17个;B=S(w-l)+=0.01(17-l)0.0117=0.33m(3)进水渠道渐部分长度1=BB12 tana1式中:一进水渠道渐宽部分长度
7、,m;BI一进水渠道宽度,取B-0.20m;一渐宽部分绽开角度,取a|=20。;=0.18mB-B1_0.33-0.202tana12tan20o(4)出水渠道渐窄部分长度2=-1=-0.18=0.215m2212(5)过栅水头损失通过格栅的水头损失朋可以按下式计算:h=k2V*%=/丁sin2g式中:加一设计水头损失,m/%一计算水头损失,mg一重力加速度,tn/s%一系数,格栅受污堵塞时水头损失增大倍数,一般采纳3,一阻力系数,其值与栅条断面形态有关设格栅断面形态为锐边矩形=(=2.42()3=2.42e0.0111=-sin=2.42-sin60c=0.087m2g29.8z1=khti
8、=30.087=0.26m(6)栅后槽总高度”设栅前渠道超高力2=03m,栅前水深z=1.5m,则H=h+h-h2=1.5+0.26+0.3=2.06m,取2.Im(7)栅前槽高度MHl=h-h2=1.5+0.3=1.8m(8)栅槽总长度1.H1Q1.=/.+Z9+0.5+1.0+=0.18+0.09+0.5+1.0+=2.8m,2tan60tan6011(9)每日产生的栅渣量86400gmax-WlKNXloOo式中:W每日栅渣量,m3/JW一单位体积污水栅渣量,/(ICT污水),中格栅间隙为20mm,取W=O.10?/(10加污水)K二一生活污水总改变系数,K1.4=3m3Jlz86400
9、0.4870.1W=1.41000W=3n40.02m3d,宜采纳机械清渣每台格栅每日栅渣量W=-=1.5m3J2(10)细格栅及格栅除污机的选择由给水排水设计手册(其次版)第H册第533页查知,选用两台XWB-I11-0.8-1.5背耙式格栅除污机,其性能如下表4所示:表3XWB-IIH).8-1.5背耙式格栅除污机型号格栅宽度(mm)耙齿有效长度(mm)安装倾角(。)提升质量(kg)格栅间距(mm)提升速度(mmin)电机功率(KW)XWB-III800100602001030.5-0.8-1.5四、沉砂池1.池体的计算本设计中曝气沉砂池的设计计算如下:(I)池子总有效容积VV=m60式中
10、:2ma*一污水厂最大设计流量,2ma*=487n13S;,一最大设计流量时的流行时间,取t=2min;V=,na6()=0.487260=58.44m3(2)水流断面的面积A11三v式中:QmaK一污水厂最大设计流量,2max=48711)3S;匕一最大设计流量时的水平流速,取0.06m/s;0.06=8.12m2(3)池总宽度3h2式中:h2设计有效水深,取2=2mnA8.12B=m=4.06m22(4)校核宽深比=l?=1.02宽深比在2之间,符合要求h22(5)池体长1.rV58.44rC1.=m=7.2mA8.12(6)校核长宽比-=3.5,符合要求b2.032 .曝气系统设计计算本
11、设计的曝气沉砂池的曝气系统设计计算3:本设计的曝气沉砂池运用鼓风曝气系统,鼓风设备和A70反应池空气系统设在同一机房,采纳穿孔管曝气,穿孔曝气管设置在集砂槽一侧,距池底0.8,距池壁0.5m,则穿孔管的沉没深度为/=Zi2-0.8=2-0.8=1.2m。(1)最大时所需空气量以ax“max=dQmaX3600式中:d每立方米污水所需空气量,0.l0.2r113空气/m3污水,取0.20?空气/,污水4max=dQmaXX3600=0.20.4873600m3h=350.64m3/h(2)平均时所需空气量qq=dQ3600=0.20.3483600m3=250.56m3/h(3)鼓风机的风压计算
12、p=H+hd+hf式中:P鼓风机出口风压,kPa;一扩散设备的沉没深度,换算成压力单位kP;1,ImH2O压力相当于9.8kPa,H=l.29.8kPa=11.76kPa;砥一扩散设备的风压损失,kPa,与充氧形式有关,一般取35kPa,取妹Pa;力,一输气管道的总风压损失,kPa,包括沿程风压损失和局部风压损失,可以通过计算确定,设管路压力损失为5.5kP“。p=H+4+%=11.76+4+5.5kPa=21.26kPa(4)鼓风机的选择由给水排水设计手册(其次版)第11册P470查知,选择RD-125型号罗茨鼓风机两台,其性能如下表6所示:表4罗茨鼓风机的性能型号口径(mm)转速(rmin
13、)出口风压(kPa)气量Q(m3min)轴功率1.(kW)电动机功率(kW)RD-125125175029.616.811.7153 .沉砂室的计算沉砂室的计算过程如下:(1)沉砂部分所需容积.y-86400Tz106式中:X一城市污水沉砂量,m710可依据10f污水沉砂153011?计算,取X=20m310?污水T一清除沉砂的间隔时间,d,取T=2dK二一生活污水总改变系数,K1.4V=X86400K,X1()60.487202864001.4106=1.203m3(2)每个污泥斗的容积V0=-n式中:%每个沉砂斗容积;一沉砂斗个数,本设计中设两格池子每格池子有两个沉砂斗,则=4;“V1.2
14、03.3K=0.301mn4(3)沉砂斗各部分尺寸设斗底宽。产0.6,斗壁与水平面的倾角为60。,斗高吊=1.lnb则沉砂斗伤口宽度为:tan60c=2X1,1+0.6=1.87mtan60沉砂斗容积为:VOq(2a2+2aai+22i)=y-(21.872+21.870.6+20.62)=1.83m3(0.301m3)(4)沉砂室的高度小采纳重力排砂,设池底坡度i=0.06,坡向砂斗,,1.-2a7.2-21.871“1.=1.732223=zJ+2=l.l+0.061.73=1.21池总局度H=hy-h2+h3式中:4一沉砂池超高,m,设=0.3nH=1+2+3=0.3+2+1.21=3.
15、51m(6)验证最小流速Q.V.minni式中:Qmm一最小流量,m7s,Qm=簿=0.34811sKZ3最小流量时沉砂池的水流断面面积(m?),=h2b%最小流量时工作的沉砂池数目,最小流量时,有一个沉砂斗工作尸117_Qmin_QnImin一innx122.0312x2.030348=0.09ms0.06ms(7)砂水分别器的选择选用螺旋式砂水分别器两台,一备一用,螺旋式砂水分别器由砂斗、溢流堰、出水管、无轴螺旋带及驱动装置等组成。4.曝气沉砂池进出水设计的计算曝气沉砂池的进出水设计的计算过程如下:(1)曝气沉砂池进水设计曝气沉砂池进水采纳配水槽,来水由提升泵房和细格栅后水渠干脆进入沉砂池
16、配水槽,配水槽尺寸为:Bx1.xH=5.09x0.5x2。为避开异重流的影响,污水经潜孔进入沉砂池,过水流速不宜过大,流速限制在u=0.20.4ms,本设计取U=OAm/sO单格池子配水孔面积为:=笑Z=.2211V0.4设计孔口尺寸为1.8mX1.8m,则孔口实际流速为:U=Zms=0.15msA1.82查给水排水设计手册(其次版)第一册P678,可得水流经过孔口的局部水头损失为J=1.06,则水头损失为:2 CV2h=-=.06=0.0012m2g29.8(2)曝气沉砂池出水设计出水采纳矩形薄壁跌水堰,假设堰为无侧收缩堰,堰宽同沉砂池每格池子的宽度,即=203m,则通过堰流量为:3 qv=
17、mby2gH2式中:Z堰流量,qv=0.487m3/sw流量系数,通常采纳0.45;b堰宽,m,匕=2.03m;一溢流堰上水深,m;通过计算得出=0.24m,设跌水高度为O.15m,则沉砂池出水的水头损失为0.24+0.15=0.39m五、A2/0反应池1设计参数、BODs污泥负荷N=0.13kgB0D5(kgM1.SSd)、回流污泥浓度X=6600mg1.、污泥回流比R=IO0%R1、混合液悬浮固体浓度X一XR=X6600=33001+R1+1、反应池容积V-s=三-、反应池总水力停留时间V=22588=042=1()J/?Q30000混合液回流比R内总氮的去除率:TN-TN0Xlo%TNT
18、NO式中:77%=41mg1.77Ve=15mg1.TTV-TN41-15N=0c100%=-100%=63.4%TN041混合液回流比R内=-oo%=-63-100%=173%,(R1.=200%呐-TN1-63.4%内(8)各段水力停留时间和容积厌氧:缺氧:好氧=1:1:3厌氧池水力停留时间”=0.2x10.1=2.02力,池容=0.2x12578=2516/;缺氧池水力停留时间”=0.2x10.1=2.02,池容唳=0.2x12578=2516;好氧池水力停留时间,好=0.6x10.1=6.06,池容V好=0.6x12578=7547/(9)厌氧段总磷负荷=g署=吃K)=0.0126kg
19、TNZkgM1.SSdXV厌33002516好氧区总氮负荷=g-7jv-=一30000x41.=0.05kgTN(M1.5Sd)符合要求;XV3300x7547(10)剩余污泥量系统每座反应池每日活性污泥净增值x=y(SO-Se)Q-dvxv式中:So-S一So为好氧池中进水平均B0D5的值,Se为好氧池中出水平均BOD5的值,kgmS0-Se=18-1kgm3=0.17kgm3;1000y产率系数,即微生物每代谢IkgBOD5所合成的M1.VSS,kg,取Y=0.6kgM1.S,SkgBOD5;Kd=0.06d-1;d16。一每座好氧池处理污水流量,m3d,为3000(3d;VXV一反应池内
20、挥发性悬浮固体总量,kgX=0.60.17300-0.06125880.73.3=1315kgM1.VSS/d(三)反应池主要尺寸反应池总容积V=I2578加设反应池2组,单组池容/=V/2=12578/2=6289z有效水深=4.0m单组有效面积S单=R=鬻=1572.3小采纳5廊道式推流式反应池,廊道宽8=75单组反应池长度1.=&=也巨=42,77B57.5校核:z=7.5/4.0=1.9(满意A=l2)1./?=42/7.5=5.6(满意1.b=510)取超高为1.Om,则反应池总高/7=4.0+1.0=5.Ow(12)反应池进、出水系统计算进水管单组反应池进水管设计流量Q=Q/2=3
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