完整版污水处理厂设计计算书.docx

1、完整版污水处理厂设计计算书污水处理厂设计计算书201x年xx月xx日第一部分 污水处理一、格栅设计计算格栅按照远期规划进行设计。Q=8.16万m/ d=944.4L/s总变化系数=1.2, =944.41.2=1133.28 L/s设计中选择两组格栅同时工作，每组格栅单独设置，则每组格栅的进水量为566.64L/s。1.格栅间隙数 式中 格栅栅条间隙数（个）；最大设计流量（m/s）；格栅倾角（）；栅条净间距（m）；栅前水深（m）；过栅流速（m/s），宜采用0.61.0m/s。栅前水深：根据水力最优断面公式计算得，0.57=0.7/2，=1.28m ,/2=0.64m。设计中取=0.64m，0.

2、9m/s，0.02m，60。2.格栅槽宽度 式中 格栅槽宽度（m）；每跟格栅条的宽度（m）。设计中取=0.01m。3.进水渠道渐宽部分的长度 式中 进水渠道渐宽部分的长度（m）；进水明渠宽度（m）；渐宽处角度（），一般采用1030。设计中=1.27m，=20，此时进水渠道内的流速为0.67m/s，介于0.40.9m/s之间。4.出水渠道渐窄部分的长度 式中 出水渠道渐窄部分的长度（m）；渐窄处角度（），。设计中=1.27m，=20。5.通过格栅的水头损失式中 水头损失（m）；格栅条的阻力系数；格栅受污染物堵塞时的水头损失增大系数，一般采用=3。因栅条为矩形截面，取=2.41。6.栅后明渠总高度

3、式中 栅后明渠总高度（m）；明渠超高（m），一般取0.30.5m。设计中取=0.3m。7.栅槽总长度式中 格栅槽总长度（m）；格栅明渠的深度（m）。8.每日栅渣量式中 每日栅渣量（m3/d）；每日每103m3污水的栅渣量（m3/103m3污水），一般采用0,040.06 m3/103m3污水。设计中取=0.05 m3/103m3污水。应采用机械除渣及皮带输送机或无轴输送机输送栅渣，采用机械栅渣打包机将栅渣打包，汽车运走。图1 格栅设计计算示意图（单位：mm） 二、污水泵房泵房采用干式半地下式矩形合建式泵房，具有布置紧凑、占地少、结构较省的特点，便于开槽施工，适用于自灌式泵站。集水池和机器间由隔

4、水墙分开，这样可保持机器间干燥，有利于水泵的保养和检修。只有吸水管和叶轮淹没在水中，机器间可经常保持干燥，以利于对泵房的检修和保养，也可避免污水对轴承、管件，仪表的腐蚀。在自动化程度较高的泵站，较重要地区的雨水泵站，及开启频繁的污水泵站中，尽量采用自灌式泵房。自灌式泵房的优点是启动及时可靠，不需引水的辅助设备，操作简便，缺点是泵房较深，增加工程造价。且由于噪音较大，妨害工作人员判断水泵是否正常工作。采用自灌式泵房时水泵叶轮（或泵轴）低于集水池的最低水位，在最高、中间和最低水位三种情况下都能直接启动，启动可靠，操作方便。但增加了泵站的深度，增加地下工程造价。泵房地面有一定坡度，坡向排水沟。图2

5、污水泵房示意图 水泵的选择：根据污水高程计算的结果，设泵站内的总损失为2m，吸压水管路的总损失为2m,则可确定水泵的扬程H为H=Hst+h=(225.169-219.0)+2+2=10.169 m水泵提升的流量按最大时流量考虑，按此流量和扬程来选择水泵。选择14sh-28型卧式离心泵，共三台，2用1备，单泵性能参数为：流量为510 L/s，扬程为12m,电机选用型号为JR-117-6。装机时以近期流量为准，泵房面积及机械基础等应按远期规划设计。三、平流沉砂池设计计算沉砂池流量按照近期规划进行设计。Q=3万m/ d=347.2L/s总变化系数=1.45, =347.21.45=503.4 L/s

6、设计中选择两组平流沉砂池同时工作，分别与格栅相连，则每组沉砂池的设计流量为251.7L/s。计算草图如图3所示。图3 沉砂池设计计算草图（单位：mm） 1.沉砂池长度式中 沉砂池的长度（个）；设计流量时的流速（m/s），一般采用0.150.30m/s；设计流量时的流行时间（s），一般采用3060s。设计中取=1.25m/s，=40s。2.水流过水断面面积式中 水流过水断面面积（m2）；设计流量（m3/s）。3.沉砂池宽度式中 沉砂池宽度（m）；设计有效水深（m），一般采用0.251.00m；沉砂池格数。设计中取=0.8m，沉砂池分两格。4.沉砂室所需容积式中 平均流量（m3/s）；城市污水沉砂

7、量（m3/103m6污水），一般采用30m3/103m3污水；清除沉砂的间隔时间（d），一般采用12d。设计中取清除沉砂的间隔时间=2d，城市污水沉砂量=30m3/103m3污水。5.每个沉砂斗容积式中 每个沉砂斗容积（m3）；沉砂斗个数（个）。设计中取每格有1个沉砂斗，共有6.沉砂斗高度沉砂斗高度应能满足沉砂斗储存沉砂的要求，沉砂斗倾角应满足55。式中 沉砂斗的高度（m）；沉砂斗上口面积（m2）；沉砂斗下口面积（m2），一般采用0.4m0.4m0.6m0.6m。设计中取沉砂斗上口面积为1.24m1.24m，下口面积0.5m0.5m。设计中取沉砂斗高度=0.60m，校核沉砂斗角度：7.沉砂室高

8、度式中 沉砂室高度（m）；沉砂池底坡度，一般采用0.010.02；沉砂池底长度（m）。设计中取沉砂池底坡度=0.02。8.沉砂池总高度式中 沉砂池总高度（m）；沉砂池超高（m），一般采用0.30.5m。设计中取=0.3m。9.验算最小流速式中 最小流速（m/s），一般采用；最小流量（m3/s），一般采用0.75；沉砂池格数（个），最小流量时取1；最小流量时的过水断面面积（m2）10.进水渠道 格栅的出水通过DN1200mm的管道送入沉砂池的进水管道，然后向两侧配水进入进水渠道，污水在渠道内的流速为： 设计中取B1=1m，H1=0.5m。11.出水渠道出水采用薄壁出水堰跌落出水，出水堰可保证沉砂

9、池内水位标高恒定，堰上水头为： 出水堰自由跌落0.1-0.15m后进入出水槽，出水槽宽1.0m，有效水深0.5m，水流速度0.504m/s，出水流入出水管道。出水管道采用钢管，管径DN=800，管内流速0.85m/s,水力坡度1.08。12.排砂管道采用沉砂池底部管道排砂，排砂管道管径DN200mm。四、初沉池（平流沉淀池）设计计算设计参数：1每格长度与宽度之比不小于4，长度与深度之比采用812。2采用机械排泥时，宽度根据排泥设备确定。3池底纵坡一般采用0.010.02；采用多斗时，每斗应设单独排泥管及排泥闸阀，池底横向坡度采用0.05。4设计有效水深不大于3.0米。5一般按表面负荷计算，按水

10、平流速校核。最大水平流速：初沉池为7mm/s；二沉池为5mm/s。6进出口处应设置挡板，高出池内水面0.10.15m。挡板淹没深度：进口处视沉淀池深度而定，不小于0.25m，一般为0.51.0m；出口处一般为0.30.4m。挡板位置：距进水口为0.51.0m；距出水口为0.250.5m。7污泥斗的排泥管一般采用铸铁管，其直径不宜小于0.2米，下端伸入斗底中央处，顶端敞口，伸出水面，便于疏通和排气。在水面以下1.52.0米处，与排泥管连接水平排出管，污泥即由此借静水压力排出池外，排泥时间大于10分。 池子进水端用穿孔花墙配水时，花墙距进水端池壁的距离应不小于12m，开孔总面积为过水断面积的6%2

11、0%。设计中选择两组平流沉淀池，设计流量按近期规划确定，则每组平流沉淀池的设计流量为0.252m3/s。计算草图如图4所示。图4 初沉池设计计算草图（单位：mm）1.沉淀池表面积式中 沉淀池表面积（m2）；设计流量（m3/s）；表面负荷m3/(m2h)，一般采用1.53.0m3/(m2h)。设计中取=2m3/(m2h)。2.沉淀部分有效水深式中 沉淀部分有效水深（m）；沉淀时间（h），一般采用102.0h。设计中取=1.5h。3.沉淀部分有效容积4.沉淀池长度式中 沉淀池长度（m）；设计流量时的水平流速（mm/s），一般采用。设计中取。5.沉淀池宽度式中 沉淀池宽度（m）。6.沉淀池格数式中

12、沉淀池格数（个）；沉淀池分格的每格宽度（m）。设计中取=4.2m。7.校核长宽比及长深比长宽比=27/4.2=6.434，符合要求。长深比=27/3=98，符合要求。8.污泥部分所需容积式中 污泥部分所需容积（m3）；每人每日污泥量L/(人d)，一般采用0.30.8L/(人d)；两次清除污泥间隔时间（d），一般采用重力排泥时，=12d，采用机械刮泥排泥时，=0.050.2d；设计人口数（人）；沉淀池组数。设计中取=0.6L/(人d)，采用重力排泥，清除污泥间隔时间=1d。9.每格沉淀池污泥部分所需容积式中 每格沉淀池污泥部分所需容积（m3）。10.污泥斗容积污泥斗设在沉淀池的进水端，采用重力排

13、泥，排泥管伸入污泥斗底部，为防止污泥斗底部积泥，污泥斗底部尺寸一般小于0.5m，污泥斗倾角不宜小于60。式中 污泥斗容积（m3）；沉淀池污泥斗上口边长（m）；沉淀池污泥斗下口边长（m），一般采用0.40.5m；污泥斗高度（m）。设计中取=2.9m，=0.5m，=2.3m。11.沉淀池总高度式中 沉淀池总高度（m）；沉淀池超高（m）；缓冲层高度（m），一般采用0.3m；污泥部分高度（m），一般采用污泥斗高度与池底坡度=1%的高度之和。设计中取=2.3+0.01(27-2.9)=2.54m，=0.3m，=0.3m。12.进水配水井沉淀池分为两组，每组分为7格，每组沉淀池进水端设计进水配水井，污水在

14、配水井内平均分配，然后流进每组沉淀池。配水井内中心管直径： 配水井直径： 13.进水渠道沉淀池分为两组，每组沉淀池进水端设进水渠道，配水井接出的DN1000进水管从进水渠道中部进入，污水沿进水渠道向两侧流动，通过潜孔进入配水渠道，然后由穿孔花墙流入沉淀池。进水渠道水流速度为： 14.进水穿孔花墙进水采用配水渠到通过穿孔花墙进水，配水渠到宽0.5m，深0.8m。所需孔洞数量： 15.出水堰沉淀池出水经出水堰跌落进入出水渠道，然后汇入出水管道排走。出水堰采用矩形薄壁堰，堰后自由跌落水头0.1-0.15m，堰上水深H： 出水堰后跌落水头采用0.16m，则出水堰水头损失0.2m。16.出水渠道沉淀池出

15、水端设出水渠道，出水管与出水渠道连接，将污水送至集水井。出水渠道宽度1m，深度0.8m，水流速度0.53m/s.出水管道采用钢管，管径DN800,管内流速0.85m/s，水力坡度1.08。17.进水挡板、出水挡板沉淀池设置进水挡板和出水挡板，进水挡板距进水穿孔墙0.5m，挡板高出水面0.3m，深入水下0.8m。出水挡板距出水堰0.5m，挡板高出水面0.3m，深入水下0.5m.在出水挡板处设置一个浮渣收集装置，用来收集拦截的浮渣。18.排泥管沉淀池采用重力排泥，排泥管直径DN200,排泥时间20min，排泥管流速0.48m/s，排泥管深入污泥斗底部。排泥管上端高出水面0.3m，便于清通和排气。排

16、泥静水压头采用1.2m。19.刮泥装置沉淀池采用行车式刮泥机，刮泥机设于池顶，刮板深入池底，刮泥机行走时将污泥推入污泥斗内。五、A2/O工艺设计计算厌氧缺氧好氧工艺，是通过厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同种类微生物菌群的有机配合，达到去除有机物、脱氮和除磷的目的。判断是否可采用A2/O法：BOD/TN=210/40=5.254；BOD/TP=210/5=4217符合要求，故可采用此法。考虑最大流量的持续时间较短，当曝气池的反应时间在6h以上时，可采用平均流量作为曝气池的设计流量。生物处理的设计条件为：以近期流量进行设计，进入曝气池的平均流量8.16万m/d，最大设计流量9.79万m/d

17、。污水中的BOD5浓度为210mg/L，假定一级处理对BOD5的去除率为20%，则进入曝气池的污水BOD5浓度为168mg/L。污水中的SS浓度为240mg/L，假定一级处理对SS的去除率为50%，则进入曝气池的污水的SS浓度为120mg/L。污水中的TN浓度为40mg/L,TP浓度为5mg/L，水温T=1030。图5 A2/O工艺原理示意图(一)设计参数1.水力停留时间A-A-O工艺水力停留时间一般采用1118h，设计中取=12h。2.曝气池内活性污泥浓度曝气池内活性污泥浓度一般采用2000 4000mg/L，设计中取=3000 mg/L。3.回流污泥浓度式中 回流污泥浓度（mg/L）；SV

18、I污泥指数，一般采用100；系数，一般采用r=1.2。4.污泥回流比式中 污泥回流比；回流污泥浓度（mg/L），所以， =0.5。5.TN去除率式中 TN去除率（%）；进水TN浓度（mg/L）；出水TN浓度（mg/L）。设计中取=20 mg/L。6.内回流倍数式中 内回流倍数。设计中取=100%。(二)平面尺寸计算1.总有效容积式中 总有效容积（m3）；进水流量（m3/d），按平均流量计；水力停留时间（d），一般为1118h。设计中取=30000m3/d厌氧、缺氧、好氧各段内水力停留时间的比值为1:1:3，则每段的水力停留时间分别为：厌氧池内水力停留时间=2.4h；缺氧池内水力停留时间=2.4

19、h；好氧池内水力停留时间=7.2h。2.平面尺寸曝气池总面积式中 曝气池总面积（m2）；曝气池内有效水深（m）。设计中取=4.2m。式中 每组曝气池面积（m2）；曝气池个数。设计中取。每组曝气池共设5廊道，第一廊道为厌氧段，第二廊道为缺氧段，后三个廊道为好氧段，每廊道宽取3.0m，则每廊道长式中 曝气池每廊道长（m）；每廊道宽度（m）；廊道数。设计中取b=3.0m，n=5。每个廊道长取162m。计算草图见图6。162000图6 曝气池计算草图（单位：mm）(三)进出水系统1.曝气池的进水设计初沉池的来水通过两根DN800的管道送入厌氧-缺氧-好氧曝气池的首端的进水渠道，管道内的水流速度为v=0

20、.472m/s。在进水渠道内，水流分别流向两侧，从厌氧段进入，进水渠道宽度0.8m，渠道内水深0.6m，则渠道内最大水流速度：反应池采用潜孔进水，孔口面积：式中 孔口流速，一般采用0.21.5m/s，本设计采用0.3m/s。每个孔口的尺寸为0.3*0.3m，则每座曝气池孔口数：2.曝气池的出水设计厌氧-缺氧-好氧池的出水采用矩形薄壁堰，跌落出水，堰上水头: 每两组厌氧-缺氧-好氧池的最大出水流量为（0.283+（0.422+0.34*250%）=1.32m/s 。出水管管径采用DN1200,送往二沉池，管道内流速为1.158m/s,水力坡度1.093。(四)其他管道设计1.污泥回流管在本设计中

21、，污泥回流比为50%，从二沉池回流过来的污泥通过两根DN500的回流管分别进入首端两侧的厌氧段，回流污泥量0.5*0.252=0.126，管内污泥流速0. 85m/s，水力坡度0.98。2.消化液回流管硝化液回流比200%，从二沉池出水回流至缺氧段首端，硝化液回流管管道为DN800,管内流速0.69m/s，水力坡度0.745。(五)剩余污泥量式中 剩余污泥量（kgSS/d)；污泥产率系数，（kgVSS/kgBOD5）；生物反应池进水五日生化需氧量（kg/m3）；生物反应池出水五日生化需氧量（kg/m3）；衰减系数（d-1）；生物反应池的容积（m3）；生物反应池内混合液挥发性悬浮固体（MLVSS

22、）平均浓度（gMLVSS/L）；SS的污泥转换率，gMLVSS/gSS，无试验资料时可取0.50.7；生物反应池进水悬浮物浓度（kg/m3）；生物反应池出水悬浮物浓度（kg/m3）。设计中取，。(六)湿污泥量计算六、曝气系统1.需氧量的计算好氧池（区）的污水需氧量，根据BOD5去除率、氨氮的硝化及除氮等要求确定，并按下列公式计算：式中 设计污水需氧量（kgO2/d）；碳的氧当量，当含碳物质以BOD5计时，取1.47；生物反应池进水五日生化需氧量，mg/L；生物反应池出水五日生化需氧量，mg/L；细菌细胞的氧当量，取1.42；常数，氧化每公斤氨氮所需氧量(kg02kgN)，取4.57；排出生物反

23、应池系统的微生物量(kgd)；生物反应池进水总凯氏氮浓度，mg/L，取30 mg/L；生物反应池出水总凯氏氮浓度，mg/L；生物反应池进水总氮浓度，mg/L；生物反应池出水硝态氮浓度，mg/L；（1）.平均时需氧量式中 混合液需氧量； 活性污泥微生物每代谢1kgBOD所需的氧气kg数，对于生活污水，值一般采用0.42 0.53之间； 污水的平均流量（）； 被降解的； 每1kg活性污泥每天自身氧化所需要的氧气kg数，b一般采用0.11 0.188； 挥发性总悬浮固体浓度（g/L）。设计中取（2）.最大时需氧量计算方法同上，只需将污水的平均流量换为最大流量即可。（3）.最大时需氧量与平均时需氧量之

24、比2.供气量采用WM-180型网状膜微孔空气扩散器，每个扩散器的服务面积为0.49m，敷设于池底0.2m处，淹没深度4.0m，计算温度定为30。查表得20和30时，水中饱和溶解氧值： 空气扩散器出口处绝对压力：空气离开曝气池池面时，氧的百分比：式中 氧的百分比（%）； 空气扩散器的氧转移效率。设计中取=12%。2、曝气池混合液中平均氧饱和浓度（按最不利的温度条件考虑）：式中 ，鼓风曝气池内混合液溶解氧饱和度的平均值（mg/L）； ，在大气压力条件下，氧的饱和度（mg/L）。换算为在20条件下，脱氧清水的充氧量式中 混合液需氧量（kg/h）； 20时，鼓风曝气池内混合液溶解氧饱和度的平均值（mg

25、/L）； 修正系数； 压力修正系数； C 曝气池出口处溶解氧浓度（mg/L）。设计中取平时需氧量为：最大需氧量为：3、曝气池供气量曝气池平均时供气量为：曝气池最大时供气量为：3.空气管路计算计算草图如下所示。图7 空气管路计算草图（1）（单位：m）图8 空气管路计算草图（2）（单位：m）如图所示曝气池平面图，布置空气管道，在相邻两个廊道的隔墙上设置一根干管，每组三根干管，总计六根干管。在每根干管上设7对曝气竖管，共84条配气竖管，则每根竖管供气量：曝气池的平面面积为3571.43/5=2142.84m,每个空气扩散器的服务面积按0.49m计，则所需空气扩散器总数为：每根竖管上安装的空气扩散器个

26、数为：每个空气扩散器的配气量：选择一条从鼓风机房开始最长的管路作为计算管路。在空气流量变化处设计算节点，统一编号后列表计算，计算结果见表。表1 空气管路计算表根据计算结果，空气管道系统的总压力损失为：网状膜空气扩散器的压力损失为5.88KPa，则总压力损失为：设计中取10kPa。4.空压机选择空气扩散装置安装在距离池底0.2m处，曝气池有效水深4.2m，空气管路内的水头损失按1.0m 计，则空压机所需压力为：空压机供气量：最大时：平均时：根据所需压力及空气量，选择3L63WD三叶型罗茨鼓风机，共四台，该鼓风机风压49kpa，风量，三用一备。 七、二沉池（辐流式）设计计算设计中选择两组辐流沉淀池

27、，每组设计流量为0.252 m3/s，从曝气池流出的混合液进入集配水井，经过集配水井分配流量后流进辐流沉淀池。计算草图见图9。图9 二沉池设计计算草图1.沉淀池表面积式中 沉淀部分有效面积（m2）；设计流量（m3/s）；表面负荷m3/(m2h)，一般采用0.51.5 m3/(m2h)。设计中取=1.2m3/(m2h)。2.沉淀池直径式中 沉淀池直径（m）。设计中直径取31.2m，则半径取15.6m。3.沉淀池有效水深式中 沉淀池有效水深（m）；沉淀时间（h），一般采用1.53.0h。设计中取。4.径深比介于612之间，满足要求。5.污泥部分所需容积式中 污泥部分所需容积（m3）；污水平均流量（

28、m3/s）；污泥回流比（%）；曝气池中污泥浓度（mg/L）；二沉池排泥浓度（mg/L）。设计中取，。式中 SVI污泥容积指数，一般采用80120；系数，一般采用r=1.2。设计中取SVI=100。6.沉淀池总高度式中 沉淀池总高度（m）；沉淀池超高（m）；沉淀池有效水深（m）；沉淀池缓冲层高度（m），一般采用0.3m；沉淀池底部圆锥体高度（m）；沉淀池污泥区高度（m）。设计中取，。根据污泥部分容积过大及二沉池污泥的特点，采用机械刮吸泥机连续排泥，池底坡度为0.05。式中 沉淀池底部圆锥体高度（m）；沉淀池半径（m）；沉淀池进水竖井半径（m），一般采用0.1m；沉淀池池底坡度。设计中取，。式中 沉淀部分所需容积（m3）。沉淀池底部圆锥体容积（m3）；沉淀池表面积（m2）.辐流式二沉池如图所示。7.进水管的计算式中 进水管设计流量（m3/s）；单池设计流量（m3/s）；污泥回流比（%）；单池污水平均流量（m3/s）。设计中取 m3/s， m3/s，。进水管管径取 m3/s，流速8.进水竖井计算进水竖井直径采用；进水竖井采用多孔配水，配水口尺寸，共设3个沿井壁均匀分布；流速：孔