2万吨污水处理厂设计方案计算书doc.docx
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2万吨污水处理厂设计方案计算书doc
南京工业大学课程设计
污水厂设计计算书
第一章污水处理构筑物设计计算
一、粗格栅
3
1.设计流量Q=20000m/d，选取流量系数Kz=1.5则：
333
最大流量Qmax＝1.5×20000m/d=30000m/d＝0.347m/s
2.栅条的间隙数（n）
设:
栅前水深h=0.4m,过栅流速v=0.9m/s,格栅条间隙宽度b=0.02m,格栅倾
角α=60°
Q1sin
0.347
sin60
（取n=45）
则：
栅条间隙数n
0.02
44.85
bhv2
0.40.9
3.栅槽宽度（B）
设：
栅条宽度s=0.01m
则：
B=s（n-1）+bn=0.01×（45-1）+0.02×45=1.34m
4.进水渠道渐宽部分长度
设：
进水渠宽B1=0.90m,其渐宽部分展开角α1=20°（进水渠道前的流速为0.6
m/s）
BB1
1.340.90
m
则：
L1
0.60
2tan1
2tan20
5.栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度（L2）
L1
0.60
L2
0.30m
2
2
6.过格栅的水头损失（h1）
设：
栅条断面为矩形断面，所以k取3
1
南京工业大学课程设计
则：
h
v
2
sin
32.4（
0.01
4
0.9
2
khk
）3
sin600.102
1
0
0.02
2
m
2g
9.81
其中ε=β（s/b）4/3
k—格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般为3
h0--计算水头损失，m
ε--阻力系数，与栅条断面形状有关，当为矩形断面时形状系数β=2.4将
β值代入β与ε关系式即可得到阻力系数ε的值
7.栅后槽总高度（H）
设：
栅前渠道超高h2=0.3m
则：
栅前槽总高度H1=h+h2=0.4+0.3=0.7m
栅后槽总高度H=h+h1+h2=0.4+0.102+0.3=0.802m
8.格栅总长度（L）
L=L+L+0.5+1.0+H
1
/tanα=0.6+0.3+0.5+1.0+0.7/tan60°=2.8
1
2
9.每日栅渣量（W）
设：
单位栅渣量
3
3
3
污水
1=0.05m栅渣
/10
m
W
W1=Qmax
W1
30000
10
3
0.05=1.0m3/d
则：
W=Q
KZ
1.5
1000
3
因为W>0.2m/d,所以宜采用机械格栅清渣
10.计算草图：
2
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α
α1
α
图1-1粗格栅计算草图
二、集水池
设计集水池的有效水深为
6m,根据设计规范，集水池的容积应大于污水泵
5
min的出水量,即:
V＞0.347m3
××
3,可将其设计为矩形，其尺寸为
3
/s560=104.1m
m×5m，池高为7m，则池容为105m3。
同时为减少滞流和涡流可将集水池的四
角设置成内圆角。
并应设置相应的冲洗或清泥设施。
三、细格栅
3
，选取流量系数Kz=1.5
则：
1.设计流量Q=20000m/d
3
3
3
最大流量Qmax＝1.5×20000m/d=30000m/d＝0.347m/s
2.栅条的间隙数（n）
设:
栅前水深h=0.4m,过栅流速v=0.9m/s,格栅条间隙宽度b=0.01m,格栅倾角
α=60°
Q1sin
0.347
sin60
（取n=90）
则：
栅条间隙数n
0.01
89.7
bhv2
0.40.9
3
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设计两组格栅，每组格栅间隙数n=90条
3.栅槽宽度（B）
设：
栅条宽度s=0.01m
则：
B2=s（n-1）+bn=0.01×（45-1）+0.01×45=0.89m
所以总槽宽为0.89×2+0.2＝1.98m（考虑中间隔墙厚0.2m）
4.进水渠道渐宽部分长度
设：
进水渠宽B1=0.90m,其渐宽部分展开角α1=20°（进水渠道前的流速为0.6
m/s）
BB2
1.980.90
则：
L1
1.48m
2tan1
2tan20
5.栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度（L2）
L2
L1
1.48
2
0.74m
2
6.过格栅的水头损失（h）
1
设：
栅条断面为矩形断面,所以k取3
khkv2sin32.42
4
0.92
则：
h
（0.01）3
sin600.26
1
0
0.01
29.81
m
2g
其中ε=β（s/b）4/3
k—格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般为
3
h
0--计算水头损失，m
ε--阻力系数（与栅条断面形状有关，当为矩形断面时形状系数β=2.42），
将β值代入β与ε关系式即可得到阻力系数ε的值。
7.栅后槽总高度（H）
设：
栅前渠道超高h2=0.3m
4
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则：
栅前槽总高度H1=h+h2=0.4+0.3=0.7m
栅后槽总高度H=h+h1+h2=0.4+0.26+0.3=0.96m
8.格栅总长度（L）
L=L+L+0.5+1.0+H
1
/tanα=1.48+0.47+0.5+1.0+0.7/tan60°=3.85m
1
2
9.每日栅渣量（W）
3
3
3
设：
单位栅渣量W1=0.10m
栅渣/10
m污水
W1=Qmax
W130000
3
则：
10
0.1=2.0m3/d
W=Q
KZ
1.5
1000
3
因为W>0.2m/d,所以宜采用机械格栅清渣
10.计算草图如下：
栅条工作平台
进
水
α
α
图3细格栅计算草图
四、沉砂池
采用平流式沉砂池
1.沉砂池长度（L）
设：
流速v=0.25m/s
5
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水力停留时间：
t=30s
则：
L=vt=0.2530=7×.5m
2.水流断面积（A）
设：
最大流量Qmax=0.347m3/s（设计1组，分为2格）
则：
A=Qmax/v=0.347/0.25=1.388m2
3.池总宽度（B）
设：
n=2格，每格宽取b=1m
则：
池总宽B=nb=2×1=2m
4有效水深（h2）：
h2=A/B=1.388/2=0.69m（介于0.25～1.0m之间,符合要求）
5.贮砂斗所需容积V1
设：
T=2d
则：
V1
Q1TX1864001
0.34730
286400
1.2m3
Kz105
1.5
105
其中X1--城市污水沉砂量，一般采用30m3/106m3，
Kz--污水流量总变化系数,取1.5
6.每个污泥沉砂斗容积（V0）
设：
每一分格有2个沉砂斗
则：
V0=V1/（2*2）=1.2/4=0.3m3
7.沉砂斗各部分尺寸及容积（V）
设：
沉砂斗底宽b1=0.5m，斗高hd=0.45m，斗壁与水平面的倾角为55°
则：
沉砂斗上口宽：
6
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b2
2hd
b1
2
0.45
1.13m
tan60
0.5
tan55
沉砂斗容积：
V
hd（2b2
2
2b2b1
2b12）
0.45（21.132
21.130.520.52）0.31m3
6
6
（略大于V1=0.3m3，符合要求）
8.沉砂池高度（H）
采用重力排砂
设：
池底坡度为.06
则：
坡向沉砂斗长度为：
L
2b2
7.5
2
1.13
L2
2
2
2.26m
则：
沉泥区高度为
h3=hd+0.06L2=0.45+0.06×2.26=0.59m
则：
池总高度H
设：
超高h1=0.3m
则：
H=h1+h2+h3=0.3+0.45+0.59=1.34m
9.验算最小流量时的流速：
在最小流量时只用一格工作，即n=1,最小流量即平均流量Q=20000m3/d=0.232m3/s
则：
vmin=Q/A=0.232/1.388=0.17m/s
沉砂池要求的设计流量在0.15m/s—0.30m/s之间，符合要求
10.计算草图如下：
7
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进水出水
图4平流式沉砂池计算草图
五、A/O池
1.有效容积（V）
设：
日平均时流量为Q=20000m3/d=232L/s
BOD污泥负荷Ns=0.15KgBOD5/（kgMLSS·d）
污泥指数：
SVI=150
回流污泥浓度：
Xr=10^6/SVI*r（r=1）=6667mg/L
污泥回流比为：
R=100%
曝气池内混合污泥浓度：
r
1
×6667=3333.5mg/L
Xr=R/（1+R）X×=
1
1
则：
V=QL0
=20000（350
20）1.5
19799
NsX
0.153333.5
2.缺氧池与好氧池的体积
设：
缺氧池与好氧池的体积比为1:
3,分两组
则：
缺氧池的体积为2475M3
好氧池的体积为7425m3
设：
有效水深为6m
8
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则：
缺氧池面积413m2
好氧池面积1238m2
缺氧池的宽为10m，每格为5m，长为42m
好氧池的宽为20m，每格为10m，长为62m
好氧池长宽比为62/10=6.2，在5-10之间,符合要求
宽深比为10/6=1.7在1-2之间，符合要求
3污水停留时间
V
t==19799×24/20000/1.5=15.8
Q
A段停留时间是3.95h，O段停留时间是11.85h，符合要求。
4．剩余污泥量
W=aQ平Lr-bVXr+0.5Q平Sr
（1）降解BOD5生成的污泥量
W1=aQ平Lr=0.6×20000（0.35-0.02）=3960kg/d
（2）内源呼吸分解泥量
Xr=0.75×3333.5=2500mg/L，（fx=0.75）
W2=bVXr=0.05×19799×2.5=2475kg/d
（3）不可生物降解和悬浮物的量
W3=0.5Q平Sr=0.520000×（0×.35-0.02）=3300kg/d
（4）剩余污泥量为
W=W1-W2+W3=3960-2475+3300=4785kg/d
5．湿污泥的体积
污泥含水率为P=99.2%
9
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QS=
W
=
4785
=600m3/d
1000（1
P）
1000（10.992）
6．污泥龄为
VXr
197992.5
θc=
=
符合要求
）
Xw
=33.3>10d（
1485
7．计算需氧量
查得：
每去除1kgBOD5需氧1.0-1.3kg,取1.2kg,去除1kgN需氧4.6kg
则：
碳氧化硝化需氧量1.220000×（0×.35-0.02）+4.60.0420000=11600kg×
反硝化1gN需2.9克BOD5
由于利用污水BOD作为碳源反硝化会消耗掉一部分的BOD,这一部分需
氧为2.9（0×.04－0.01）20000=1740kg×
则：
实际需氧量为11600-1740=9860kg/d
考虑到安全系数为1.5,利用率为0.09,空气密度为1.201kg/m3,空气含氧量
为23.2%,则理论需氧量为：
9860
1.5
=409m3/min
1.201
0.232
0.09
24
60
曝气方式采用机械曝气
六、二沉池
该沉淀池采用中心进水，周边出水的辐流式沉淀池，采用刮泥机进行刮泥。
设计2座辐流式二沉池。
1．沉淀池面积（A）
设：
最大进水量（单个沉淀池）Qmax
Qmax=20000m3/d1.5=15000m3/d=0.17m3/s
2
平均进水量为Q=10000m3/d=0.116m3/s
10
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表面负荷：
q范围为1.0—2.0m3/m2.h，取q=1.5m3/m2.h
A
Qmax
10000
278m2
q
1.524
2.沉淀池直径（D）
4A4278
D19m
3.有效水深为（h1）
设：
水力停留时间（沉淀时间）：
t=2h
则：
h1=qt=1.52=3m
D
19
（介于6～12,符合要求）
校核
6.3
h1
3
4.沉淀区有效容积（V1）
V1=A×h1=278×3=834m3
5.贮泥斗容积：
设：
污泥回流比为R=50%
回流污泥浓度Xr=10000mg/L
为了防止磷在池中发生厌氧释放，贮泥时间采用Tw=2h
则：
二沉池污泥区所需存泥容积：
2
2
（1
0.5）
10000
3600
2Tw（1R）QX
24
682m
3
Vw
3200
10000
XXr
则污泥区高度为
Vw
682
h2
2.5m
A
278
6.二沉池总高度：
设：
二沉池缓冲层高度h3=0.4m，超高为h4=0.3m
11
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则：
池边总高度为
h=h1+h2+h3+h4=3+2.5+0.4+0.3=6.2m
设：
池底坡度为i=0.05
则：
池底坡度降为
h5
bdi
1920.050.425m
2
2
则：
池中心总深度为
H=h+h5=4.8+0.425=5.23m
7.校核堰负荷：
径深比
D19
5.6
h1h33.4
D19
3.2
h1h2h35.9
堰负荷
Q
10000
178m3/（d.m）1.9L/（s.m）2L/（s.m）
D
3.1419
以上各项均符合要求
8.辐流式二沉池计算草图如下：
出水
进水
排泥
图6辐流式沉淀池
12
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出水
图7辐流式沉淀池计算草图
第二章污泥处理构筑物设计计算
一、污泥泵房
1.设计说明
二沉池活性污泥由吸泥管吸入，由池中心落泥管及排泥管排入池外套筒阀井
中，然后由管道输送至回流泵房，其他污泥由刮泥板刮入污泥井中，再由排泥管
排入剩余污泥泵房集泥井中。
13
南京工业大学课程设计
设计回流污泥量为QR=RQ,污泥回流比R=50％－100％。
按最大考虑，即
QR=Q=231.5L/s＝20000m3/d，R=100%
2.回流污泥泵设计选型
（1）扬程：
二沉池水面相对地面标高为1.1m,套筒阀井泥面相对标高为0.2m，回流污
泥泵房泥面相对标高为-0.2-0.2＝-0.4m，好氧池水面相对标高为1.6m，则污泥
回流泵所需提升高度为：
1.-（-0.4）＝2.0m
（2）流量：
两座好氧池设一座回流污泥泵房，泵房回流污泥量为20000m3/d＝833m
3/h
（3）选泵：
选用LXB-900螺旋泵3台（2用1备），单台提升能力为480m3/h，提升
高度为2.0m－2.5m,电动机转速n=48r/min,功率N=55kW
（4）回流污泥泵房占地面积为10m×5m
二、贮泥池
1．设计参数
进泥量：
污水处理系统每日排出污泥干重为4785kg/d,即为按含水率为
99.2％计的污泥流量2Qw＝478.5m3/d＝20m3/h,设贮泥池1座，贮泥时
间T＝0.5d=12h2．设计计算
池容为
V=QwT=478.50.5=240m3
14
南京工业大学课程设计
贮泥池尺寸（将贮泥池设计为长方形形），深为4m
A=V=240
60m2
h4
浓缩池长：
12m
宽：
5m
三、污泥浓缩池
采用两座幅流式圆形重力连续式污泥浓缩池，用带栅条的刮泥机刮泥，采用
静压排泥.
1．浓缩池池体计算：
设：
污泥固体负荷：
qs=45kgSS/（m2.d）
污泥含水率P1＝99.2％
每座污泥总流量：
Qω＝4785kg/d=478.5m3/d=20m3/h
则：
每座浓缩池所需表面积
Qw
4785
A
53.2m2
qs
45*2
浓缩池直径
4A
4
53.2
D
8.24m，取D=9m
3.14
水力负荷
Qw
478.5
3.76
m
3/（
2.）
0.157
m
3/（
m
2.）
u
2
4.52
md
h
2A
有效水深h1=uT=0.157
13=2m，
浓缩池有效容积：
V1=A
h1=4.5
4.5
3.14×2=127m3
2.排泥量与存泥容积：
设：
浓缩后排出含水率P2＝96.0％的污泥
15
南京工业大学课程设计
则：
Qw′=
100-P1
Qw
100
99.2
95.7m
3
/d
4m
3
/h
100-P2
100
478.5
96
按2h贮泥时间计泥量
则：
贮泥区所需容积
V2＝2Qw′＝24＝8m3
泥斗容积
V3
h4（r12
r1r2r22）
3
=
3.141.1
（1.02
1.00.60.62）2.3m3
3
式中：
h4——泥斗的垂直高度，取1.1m
r1——泥斗的上口半径，取1.0m
r2——泥斗的下口半径，取0.6m
设池底坡度为0.07
，池底坡降为：
h
5=0.07*（92）
0.245m
2
故池底可贮泥容积：
V4
h5（R12
R1r1
r12）
3
=3.140.245
（4.52
4.51.01.02）6.5m3
3
因此，总贮泥容积为：
VwV3V42.36.58.8m3V28m3
（符合设计要求）
3.浓缩池总高度：
16
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浓缩池的超高h2取0.3m，缓冲层高度h3取0.3m，则浓缩池的总高度H
为
Hh1h2h3h4h5
=2+0.3+0.3+1.1+0.245=4m
4.浓缩池排水量：
Q=Qw-Qw′=8-4=4m3/h
5.浓缩池计算草图：
上清液
出泥
进泥
图8浓缩池计算草图
四、排泥泵房
1．设计说明
二沉池产生的剩余活性污泥及其它处理构筑物排出污泥由地下管道自流入
集泥井，污泥浓缩池中,剩余污泥泵（地下式）将其提升至脱水间.
处理厂设一座剩
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