城市污水设计流量计算.docx

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城市污水设计流量计算

第二部分设计计算书

第一章城市污水设计流量计算

1污水设计流量

1.1近期

（1）污水平均日流量

式中

N——设计人口数，人；本设计近期服务人口为12万

q——每人每日平均污水量定额，生活用水定额为110—180L/d，取150L/d。

（2）最高日最高时污水流量

总变化系数

1.2远期

（1）污水平均日流量

式中

N——设计人口数，人；本设计远期服务人口为25万

（2）最高日最高时污水流量

总变化系数

第二章中格栅设计

2.1设计说明

中格栅主要是拦截污水中的较大颗粒和漂浮物，以确保后续处理的顺利进行。

2.2设计参数

栅前流速

过栅流速

栅条宽度s=0.02m

格栅间隙e=0.02mm

栅前部分长度0.5m

栅前部分长度1.0m

格栅倾角=60°

进水渠展开叫=20°

单位栅渣量=0.05m3栅渣/103m3污水

设计流量Q=0.4926，按远期最高日最高时污水流量计算

2.3设计计算

（1）栅前水深h

根据最优水力断面公式

，

计算得栅前槽宽

，

（2）栅条间隙数n

格栅设两组，按同时工作设计计算。

，取n=22

（3）每组格栅宽度

S（n-1）+en=0.02×（22-1）+0.02×22=0.86m

取1m

（4）栅槽宽度B

式中，B—栅槽宽度，一般比格栅宽0.2—0.3m，取0.2m

0.5—两格栅间距

（5）进水渠道渐宽部分长度

（6）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度

（7）过栅水头损失

式中

——计算水头损失

k——系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增加倍数。

栅条边为矩形截面，取k=3；

ε——阻力系数。

，与栅条断面形状有关，当为矩形断面时β=2.42。

（8）栅后槽总高度H1

取栅前渠道超高h2=0.3m，

H1=h+h2=0.6+0.3=0.9m

（9）栅后槽总高度H

（10）栅总长度L

L=L1+L2+0.5+1.0+H1/tanα

=2.21+1.10+0.5+1.0+0.9/tan60°

=5.33m

2.4每日栅渣量W

W=Q=

因为W大于0.2，

所以宜采用机械格栅清渣。

2.5机械选型

采用链条式回转除污机，型号GH型。

公称栅宽B

（m）

槽宽H

（m）

安装角度α

（。

）

栅条间隙

（mm）

电动机功率

（Kw）

栅条面积

（mm）

整机重量

（Kg）

生产厂

1.01.11.21.41.5

1.61.71.81.92.0

2.12.22.32.42.5

2.62.72.82.93.0

自选

6065

707580

15-80

0.75-0.22

50*10

3500-5500

无锡通用机械厂、江西亚太给排水成套设备公司

2.6进水出水渠

城市污水通过DN1200的管道送入进水渠道，设计中取进水渠道1.19m，进水水深0.6m，出水渠道1.19m，出水水深0.6m。

2.7计算草图

图2.1中格栅计算草图

第三章提升泵站设计

3.1设计说明

提升泵站用以提高污水的水位，保证污水能在整个污水处理流程中流过，从而达到污水的净化。

泵站按远期规模设计，水泵机组按近期规模配置。

泵站选用集水池与机器间合建式泵站。

3.2选泵

（1）流量的确定

本设计近期拟定选用5台泵（4用1备，远期增加1台），则每台泵的设计流量为：

Q=Qmax/5=492.61/5=95.52L/s

（2）扬程H的估算

H=H静+hf+（1.5～2.0）

式中：

H静——泵需要提升的静扬程；

hf——污水泵及泵站管道的水头损失，m，取1.5m；

1.5-2.0——富于水头损失。

式中：

63.74——为出口位置水面标高；

52.74——集水井最低泵吸水面标高；

Hf——从泵出口到最后一个构筑物出水口的总水头损失。

从沉砂池到消毒池总水头损失：

注：

1）各构筑物之间管渠连接的水头损失计为0.2m；

2）细格栅的水头损失计为0.26m；

3）平流式沉砂池水头损失取0.2m；

4）CAST生化池水头损失计0.5m；

5）平流式初沉池水头损失计0.4m；

6）巴氏计量槽水头损失0.3m；

7）紫外消毒池水头损失0.2m。

则泵需要提升的静扬程

则水泵扬程为：

H=H静+2.0+1.5=13.86+1.5+1.5=16.86m

（3）选泵

按上述条件，选择立式单级单吸离心式污水泵。

性能参数如下：

表13.1污水泵性能参数表

型号

流量Q（L/s）

扬程H（m）

转速n（r/min）

轴功率（kw）

气蚀余量（m）

200TLW-400I

128

17

970

30

6.0

电动机型号

电动机功率（kw）

效率％

叶轮直径（mm）

生产厂

重量（kg）

Y180M-2

30

89.5

400

乐清市水泵厂

1130

3.3吸水管、压水管实际水头损失的计算

3.3.1设计依据

（1）吸水管流速0.8—2.0m/s，安装要求有向水泵不断向上的坡度；

（2）压水管流速一般为1.2—2.5m/s；

（3）吸压水管实际水头损失不大于2.5m/s。

3.3.2具体计算

（1）吸水管选用DN=350mm的铸铁管，V=1.28m/s，i=6.17‰；

压水管为DN=350mm的铸铁管，V=1.28m/s，i=6.17‰。

（2）吸水管路损失

吸水管上有：

一个喇叭口，Dg=1.5×350=525mm，ξ1=0.1；

Dg350的90º弯头2个，ξ2=0.89；

Dg350的闸阀1个，ξ3=0.07；

Dg350×250的偏心渐缩管1个，ξ4=0.18；

吸水喇叭口流速V1=4×0.1232/（3.14×0.5252）=0.57m/s

h局部===0.1713m

设吸水管管长3m，

则h沿程===0.01851m

吸水管总损失h1=h局部+h沿程=0.1713+0.01851=0.190m

（3）压水管路损失

压水管上有：

Dg250×350的渐放管1个，ξ1=0.15；

Dg350的截止阀1个，ξ2=3.0；

Dg350的闸阀1个，ξ3=0.07；

Dg350的90º弯头2个，ξ4=0.89；

h局部===0.46m

设压水管管长30m，

则h沿程==6.17/1000×30=0.1851m

压水管总损失h2=h局部+h沿程=0.46+0.1851=0.6451m

泵站内总水头损失∑h=h1+h2=0.6451+0.19=0.8351m<1.5m

（4）水泵扬程校核

H=H静+∑h+1.0=13.86+0.8351+1.0=115.6951m<17m

故选泵合适。

3.4集水池

（1）集水池形式

本工程设计的集水池与泵站合建，属封闭式。

（2）集水池的通气设备

集水池内设通气管，通向地外，并将管口做成弯头或加罩，以防止雨水及杂质入内。

（3）集水池清洁及排空措施

集水池设有污泥斗，池底作成不小于0.01的坡度，坡向污泥斗。

从平台到池底应设下的扶梯，台上应有吊泥用的梁钩滑车。

（4）集水池容积计算

泵站集水池容积一般按不小于最大一台泵5分钟的出水量计算，有效水深取1.5—2.0米。

本次设计集水池容积按最大一台泵5分钟的出水量计算，有效水深取3.0米。

V=5×60×0.1232=36960L=36.96

则集水池面积F为：

F=V/h=36.96/3=12.32m2

取1.5m*10m=15m2

（5）集水池的排砂

污水杂质往往发表沉积在集水池内，时间长了腐化变臭，甚至堵塞集水坑，影响水泵正常吸水，因此，在压水管路上设压力冲洗管Dg150mm伸入集水坑，定期将沉渣冲起，由水泵抽走集水池可设成连通的两格，以便检修。

3.5水泵机组基础的确定和提升泵站的布置

3.5.1水泵机组基础的确定

机组安装在共同基础上，基础的作用是支撑并固定机组，使之运行稳定。

不致发生剧烈震动，更不允许发生沉降，对基础要求：

（1）坚实牢固，除能承受机组静荷载外，还能承受机械振动荷载；

（2）要浇制在较坚实的地基上，以免发生不均匀沉降或基础下沉。

查手册，算得水泵机组基础尺寸为：

600×850mm，机组总重量W=1130+180=1310kg，基础深度H可按下式计算：

H===3.2m，为安全计，取H=3.5m。

式中，L——基础长度，m；

B——基础宽度，m；

γ——基础所用材料的容重，混凝土基础γ=2400kg/；

W——机组总重量，kg；

3.5.2提升泵站的布置

因为所选用的台数仅4台，所以泵房采用圆形，泵房内泵采用横向排列，这样虽增加了泵房长度，但由于立式泵占地面积小、跨度减小、水力条件好、节省电耗。

基础尺寸为600×850mm；

基础间净距为1.0m；

泵房尺寸为：

12m×13.25m

3.6泵房高度的确定

（1）地下部分

集水池最高水位为进水管水面标高

即：

H1=55.74；

集水池最低水位为：

52.74m；

设水泵吸水管中心标高在最低水位以下0.44m，则吸水管中心线标高为52.74－0.44=52.3m；

泵轴标高为52.3+0.303+0.35=52.953m；

机组基础部分埋于地下，露出地面0.647m；

则基础顶标高为52.953－0.303=52.65m；

基础地面标高为52.65－0.647=52.003m；

则泵房地下埋深H1=61.8-52.003=9797m。

（2）地上部分

H2=n+a+c+d+e+h=0.1+0.7+1.2+1+2.7+0.2=5.9m；

式中，n——一般采用不小于0.1，取为0.1m；

a——行车梁高度，查【12】为0.7m；

c——行车梁底至起吊钩中心距离，查【12】为1.2m；

d——起重绳的垂直长度取1m；

e——最大一台水泵或电动机的高度；

e=2.601m，取2.7m。

h——吊起物低部与泵房进口处室内地坪的距离，0.2m

（3）泵房高度H

H=H1+H2=9.797+5.9=15.697m取15.7m

3.7计算草图

图3.1提升泵站计算草图

第四章细格栅设计

4.1设计说明

细格栅主要是进一步去除污水中的杂物，以免其对后续处理单元特别是CAST池造成损害。

4.2设计参数

栅前流速v1=0.7

过栅流速v2=0.9

栅条宽度s=0.01m

格栅间隙e=0.01mm

栅前部分长度0.5m

栅前部分长度1.0m

格栅倾角α=60°

进水渠倾角α1=20°

单位栅渣量=0.05m3栅渣/103m3污水

设计流量Q=0.4926m3/s，按远期最高日最高时污水流量计算

14.3设计计算

（1）栅前水深h

根据最优水力断面公式

，

计算得栅前槽宽

，

（2）栅条间隙数n

格栅设两组，按同时工作设计计算。

但水量较小，可只开一组。

，取n=40

（3）每组格栅宽度

S（n-1）+en=0.01×（40-1）+0.01×40=0.79m

取0.8m

（4）栅槽宽度B

式中，B—栅槽宽度，一般比格栅宽0.2—0.3m，取0.2m

0.5—两格栅间距

（5）进水渠道渐宽部分长度

（6）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度

（7）过栅水头损失

式中

——计算水头损失

k——系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增加倍