氧化沟工艺标准设计计算docxWord格式文档下载.docx
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260
30
COD
400
100
SS
380
TN
50
25
TP
8
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）
栅条工作平台
进
水
α
α1
图3-1格栅结构示意图
图1中格栅计算草图
2.1.3设计参数
（1）原水水量：
Q=2.31m3/s；
（2）取流量总变化系数为：
Kz=1.4；
（3）设计流量：
Qmax=KzQ=1.4×
2.313.23m3/s；
（4）设过栅流速：
v=0.8m/s；
（5）格栅安装倾角：
60
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：
QB1hvB1
B1v
B12v
2
代入v0.8ms得：
2Q
1.61
B1
2.00m
v
0.8
则栅前水深：
h1m
（2）格栅间隙数
Qmaxsin
n
2bhv
式中：
Qmax——最大废水设计流量m3/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；
——过栅流速m/s。
3.23sin60
则n
0.02
1
86个。
验算平均水量流速
=0.80m/s，符合（0.65~1.0）。
（3）栅槽宽度
BSn1bn
S——栅条宽度，取0.015m；
B——栅槽宽度，m。
代入得：
B0.0159310.02933.0m
（4）进水渠道渐宽部分的长度计算
l1
BB1
2tan1
式中1——渐宽部分的展开角，一般采用20。
l
1.37m
2tan20
（5）进水渠道渐窄部分的长度计算
l1
1.37
l2
0.69m
（6）通过格栅的水头损失
4
h1
S
k
sin
b
2g
h1——水头损失，m；
——格栅条的阻力系数，查表得知2.42；
k——格栅污物堵塞时的水头损失增大系数，一般取k3。
则h1
0.015
32.42
sin600.14m
2g
（7）栅后槽总高度
Hhh1
h2
10.140.3
1.44m
h2——超高，取0.3m。
（8）栅槽总长度
Ll1l2
H
0.691.5
1.44
0.51.0
4.39m
tan
tan60
（9）每日栅渣量
W
Qmaxw186400
3.20.0586400
4.9m3d>
0.2m3/d
KZ1000
10001.42
w1取0.05m3103m3。
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
B12v
代入v
1.0ms得：
B1
1.0
1.79m
0.90m
h
Qmax——最大废水设计流量，m3/s；
α——格栅安装倾角60~75，取60；
——过栅流速，1m/s。
3.23
sin60
84个
0.9
S——栅条宽度，取0.01m
B
0.01
84
2.51m
（4）进水渠道渐宽部分的长度计算
2tan1
——渐宽部分的展开角，一般采用20。
则：
l1
2.51
1.79
0.99m
2tan20
l2
0.99
0.49m
h1k
3v2
——格栅条的阻力系数，查表得知
2.42；
31.02
0.19m
Hhh1h20.900.190.31.39m
Ll1l20.51.0
1.39
0.990.491.5
3.78m
Qmaxw186400
3.230.0486400
3.99m3d>
0.2m3
10001.42
w1取0.04m3103m3。
选用NC—400型机械格栅两台。
设备宽度400mm，有效栅宽250mm，有效栅隙30mm，运动速度3m/min,水流速度≤1m/s，安装角度60，电机功率0.25kw，支座长度960mm，格栅槽深度500mm，格栅地面高度360mm。
生产厂：
上海南方环保设备有限公司、上海惠罗环境工程有限公司。
2.2污水泵房
2.2.1设计说明
污水总泵站接纳来自城市排水管网来的所有污水，其任务是将这些污水抽送
到污水处理厂，以利于处理厂各构筑物的设置。
因采用城市污水与雨水分流制，故本设计仅对城市污水排水系统的泵站进行设计[9]。
排水泵站的基本组成包括：
机器间、集水池和辅助间。
泵站形式的选择取决于水力条件和工程造价，其它考虑因素还有：
泵站规模
大小、泵站的性质、水文地质条件、地形地物、挖渠及施工方案、管理水平、环
境性质要求、选用水泵的形式及能否就地取材等。
污水泵站的主要形式：
（1）合建式矩形泵站，装设立式泵，自灌式工作台，水泵数为4台或更多时，
采用矩形，机器间、机组管道和附属设备布置方便，启动简单，占地面积大；
（2）合建式圆形泵站，装设立式泵，自灌式工作台，水泵数不超过4台，圆
形结构水力条件好，便于沉井施工法，可降低工程造价，水泵启动方便。
（3）自灌式泵房，采用自灌式水泵，叶轮（泵轴）低于集水池最低水位，在
最高、中间和最低水位都能直接启动，其优点为启动及时可靠，不需引水辅助设
备，操作简单。
（4）非自灌式泵房，泵轴高于集水池最高水位，不能直接启动，由于污水泵
水管不得设低阀，故需设引水设备。
但管理人员必须能熟练的掌握水泵的启动程
序。
由以上可知，本设计因水量较大，并考虑到造价、自动化控制等因素，以及
施工的方便与否，采用自灌式半地下式矩形泵房。
2.2.2污水泵房一般规定
（1）应根据远近期污水量，确定污水泵站的规模，泵站设计流量一般与进水
管之设计流量相同；
（2）应明确泵站是一次建成还是分期建设，是永久性还是半永久性，以决定
其标准和设施；
（3）根据污水经泵站抽升后，出口入河道、灌渠还是进处理厂处理来选择合
适的泵站位置；
（4）污水泵站的集水池与机器间在同一构筑物内时，集水池和机器间须用防
水隔墙隔开，允许渗漏，做法按结构设计规范要求；
分建式，集水井和机器间要
保持安全的施工距离，其中集水池多为圆形，机器间多为方形；
（5）泵站构筑物不允许地下水渗入，应设有高出地下水位0.5米的防水措施；
（6）选泵机组泵站泵的总抽生能力，应按进水管的最大时污水量计，并应满
足最大充满度时的流量要求；
（7）尽量选择类型相同（最多不超过两种型号）和口径的水泵，以便维修，
但还须满足低流量时的需求；
（8）由于生活污水，对水泵有腐蚀作用，故污水泵站尽量采用污水泵，在大的污水泵站中，无大型污水泵时才选用清水泵[10]。
2.2.3水泵设计计算
（1）流量的确定：
Q3.23m3s。
本设计拟定选用8台潜污泵（6用2备），则每台泵的设计流量为：
Q0.55m3s。
（2）水泵的选用
根据水泵在《给水排水设计手册》第11册上查得采用QW型潜水排污泵。
表3-1350QW1100-10-45型潜水排污泵的规格性能表型号
出口直径（mm）流量（m3h）扬程（m）转速（rmin）功率（kw）效率（％）
3501100109804574.6
生产厂家：
石家庄水泵厂
2.3沉砂池
2.3.1沉砂池的对比选择
沉砂池是借助污水中的颗粒与水的比重不同，使大颗粒的沙粒、石子、煤渣
等无机颗粒沉降，以去除相对密度较大的无机颗粒。
按水流方向的不同可分为平
流式、竖流式、曝气沉砂池和旋流沉砂池四类。
（1）平流沉砂池
优点：
沉淀效果好，耐冲击负荷，适应温度变化。
工作稳定，构造简单，易
于施工，便于管理。
缺点：
占地大，配水不均匀，易出现短流和偏流，排泥间距较多，池中约夹
杂有15%左右的有机物使沉砂池的后续处理增加难度。
（2）竖流沉砂池
占地少，排泥方便，运行管理易行。
池深大，施工困难，造价较高，对耐冲击负荷和温度的适应性较差，
池径受到限制，过大的池径会使布水不均匀。
（3）旋流沉砂池（钟式沉砂池）
占地面积小，可以通过调节转速，使得沉砂效果最好，同时由于采用
离心力沉砂，不会破坏水中的溶解氧水平（厌氧环境）。
气提或泵提排砂，增加设备，水厂的电气容量，维护较复杂。
（4）曝气沉砂池
克服了平流沉砂池的缺点，使砂粒与外裹的有机物较好的分离，通过
调节布气量可控制污水的旋流速度，使除砂效率较稳定，受流量变化影响小，同
时起预曝气作用，其沉砂量大，且其上含有机物少。
由于需要曝气，所以池内应考虑设消泡装置，其他型易产生偏流或死
角，并且由于多了曝气装置而使费用增加。
基于以上四种沉砂池的比较，本工程设计确定采用曝气沉砂池。
2.3.2设计说明
普通平流沉砂池的主要缺点是沉砂中含有15%的有机物，使沉砂的后续处理难度增加。
采用曝气沉砂池（见图3-2）可以克服这一缺点[11]。
图3-2曝气沉砂池示意图
2.3.3设计参数
（1）水平流速为0.1m/s；
（2）最大流量时停留时间为1~3min；
（3）有效水深应为2.0~3.0m，宽深比一般采用1~1.5；
（4）处理每立方米污水的曝气量宜为0.1~0.2m3空气；
（5）进水方向应与池中旋流方向一致，出水方向应与进水方向垂直；
（6）污水的沉砂量，可按每立方米污水0.03L计算，合流制污水的沉砂量
应根据实际情况确定；
（7）砂斗容积不应大于2d的沉砂量，采用重力排砂时，砂斗斗壁与水平面
的倾角不应小于55；
（8）池子的形状应尽可能不产生偏流或死角，在集砂槽附近可安装纵向挡
板；
（9）池底坡度一般取为0.1~0.5；
（10）沉砂池除砂宜采用机械方法，并经砂水分离后贮存或外运。
2.3.4设计计算
（1）池子总有效容积V
设t=2min，则
V60tQmax6023.23387.6m3
（2）水流断面积A
设v1=0.1m/s（水平流速）。
A=Qmax=3.23=32.3m2
v10.1
（3）池总宽度B
设h2
（设计有效水深），
A
=2.5
B==12.92m
沉砂池分为四格（n=4）,则每格宽度b，b=B/4=3.23m。
b3.23
1.29，在1.0~1.5之间。
h2.5
（4）池长L
L
V
60vt600.1212m
（5）每小时所需空气量q
qdQmax3600
污水。
d——1m
污水所需空气量，m（空气）m
污水
设计中：
d=0.2m（空气）m
则q3600Qmaxd
2325.6m3
h。
（6）沉砂室所需容积V，设T=2d（清除沉砂的间隔时间）
V=QmaxXT86400
6
Kz10
X——城市污水沉砂量[m3/106m3（污水）]，设计中取30；
Kz——生活污水流量总变化系数。
V
3.2330
286400
=11.96
12.0m3
1.4
106
（7）沉砂斗各部分尺寸
设斗底宽a1=0.5m，斗壁与水平面的倾角为60
，沉砂斗高度h21m。
则沉砂斗的上口宽度为：
a
2h2
1.65m
a1
0.5
沉砂斗的有效容积：
Vh2（a2
aa1
a12）
（1.652
1.650.5
0.52）3.798m3
3m3
（8）池子总高
设池底坡度为
0.4，坡向沉砂斗，池子超高h1
0.3m
则池底斜坡部分的高度：
h3
0.4
Bb
0.412.9
8.9
0.8m
H=hh1+h2+h3=2.5+0.3+1+0.8=4.6m
（9）进水渠道
格栅的出水通过DN1300mm的管道送入沉砂池的进水渠道，然后进入沉砂池，进水渠道的水流流速：
v1
Q
B1H1
v1——进水渠道水流流速，ms；
B1——进水渠道宽度，取1.2m；
H1——进水渠道水深，取0.8m。
0.81
0.84ms
1.2
水流经过进水渠道再分别由进水口进入沉砂池，进水口尺寸900mm900mm，流速校核：
Qmax
0.814
1.01ms
0.90.9
（10）进水口水头损失
1.012
0.055m
h
1.061.06
29.81
进水口采用方形闸板，SFZ型明杆或镶钢铸铁方形闸门
SFZ-900，沉砂斗采
用H46Z-2.5旋启式底阀，公称直径200mm。
（11）出水堰计算
出水采用沉砂池末端薄壁出水堰跌落出水，出水堰可保证沉砂池内水位标高
恒定，堰上水头为：
H2
mb22g
m——流量系数，一般取0.4~0.5，设计中取m0.4；
b2——堰宽，m
H2
0.27m
0.43.2329.81
出水堰后自由跌落高度0.12m，出水流入出水槽，出水槽宽度B21.0m，
出水槽水深h20.6m，水流流速v20.84ms。
采用出水管道在出水槽中部与出
水槽连接，出水槽用钢混管，管径DN1300mm，管内流速v31.34ms，水利
坡度i2.39‰，水流经出水槽流入配水井。
（12）排砂装置
采用吸砂泵排砂，吸砂泵设置在沉砂斗内，借助空气提升将沉砂排出沉砂池。
2.4配水井设计计算
配水井中心管直径
D
4Q
πv2'
式中：
D——配水井中心直径，m；
v2'
——中心管内污水流速，一般采用v2'
0.6ms。
设计中取v2'
0.8ms，
2.27m，取整为2500mm。
3.140.8
配水井直径：
D1
v3'
式中v3'
——配水井内污水流速，一般采用v3'
0.2~0.4ms
设计中取v3'
0.35ms
D1
3.24
2.5
3.14
0.35
2.5三槽式氧化沟
2.5.1处理要求
表3-2
污水进出水水质要求
BOD
2.5.2设计计算
（1）污泥龄
稳定化法：
Xv
0.77
c
Kdfb
YSr
细胞降解过程中有23％的残余物为不可生物降解物质；
c——污泥稳定化污泥龄；
Kd——微生物自身氧化率，取0.05；
fb——VSS可生物降解系数；
Xv——MLSS中有机部分，mgL，Xv0.3~0.7X。
26d
0.05
0.6
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