某城市污水处理厂计算说明书

序号	基本控制项目	一级标准（B）	进水水质	去除率
1	COD	80	325	75.4%
2	BOD	20	150	86.7%
3	SS	20	300	93.3%
4	氨氮	8[1]	30	73.3%
5	T-N	20	40	50%
6	T-P	1.5	3	50%
7	pH	6～9	7～8

　　注：[1]取水温>12℃的控制指标8，水温≤12℃的控制指标15。

　　 [2]基本控制项目单位为mg/L，PH除外。

　　第二章 各单体构筑物计算

　　2.1 粗格栅设计

　　1、设计参数

　　设计流量 ，栅前水深，过栅流速，

　　栅条间隙，栅前长度，栅后长度，

　　格栅倾角，栅条宽度，栅前渠超高。

　　2、设计计算

　　

　　图2-1 粗格栅计算示意图

　　

　　格栅设两组，按两组同时工作设计，一格停用，一格工作校核。

　　（1）栅条间隙数：取

　　（2）栅槽宽度

　　格栅宽度一般比格栅宽0.2～0.3m，取0.2；

　　则

　　（3）通过栅头的水头损失

　　

　　（4）栅后槽总高度：

　　（5）栅前渠道深：

　　（6）栅槽总长度：

　　（7）每日栅渣量：

　　式中，为栅渣量，格栅间隙为16～25mm时，污水。本工程格栅间隙为20mm，取污水。采用机械清渣。

　　2.2 集水池提升泵房设计

　　设计流量 ，考虑取用5台潜水排污泵（四用一备），则每台泵流量为。

　　集水池容积采用相当于一台泵的15min流量，即：

　　2.3 细格栅设计

　　1、设计参数

　　设计流量 ，栅前水深，过栅流速，

　　栅条间隙，栅前长度，栅后长度，

　　格栅倾角，栅条宽度，栅前渠超高。

　　2、设计计算

　　

　　图2-2 细格栅计算示意图

　　

　　格栅设两组，按两组同时工作设计，一格停用，一格工作校核。

　　（1）栅条间隙数： 取

　　（2）栅槽宽度：

　　（3）通过栅头的水头损失

　　

　　（4）栅后槽总高度：

　　（5）栅前渠道深：

　　（6）栅槽总长度：

　　（7）每日栅渣量：

　　式中，为栅渣量，对于栅条间距b=10mm的细格栅，对于城市污水，每单位体积污水拦截栅渣量为污水。采用机械清渣。

　　2.4 平流式沉砂池设计

　　1、设计参数

　　最大设计流量时的流速，最大设计流量时的流行时间，

　　设计流量 ，城市污水沉砂量污水。

　　2、设计计算

　　

　　

　　图2-3 平流式沉砂池计算示意图

　　

　　沉砂池设两座，每座取2格，每格宽。

　　（1）沉砂池长度；

　　（2）水流断面面积；

　　（3）池总宽；

　　（4）有效水深；

　　（5）沉砂斗容积

　　式中，T为清除沉砂的时间间隔，取2d。

　　（6）每个沉砂斗的容积；（设每一个分格有2个沉砂斗，有4个分格。）

　　沉砂斗上口宽；

　　式中，斗高取；斗底宽取；斗壁与水平面的倾角去。

　　沉砂斗容积

　　；

　　（7）沉砂室高度

　　式中，；池底坡度去0.06；两个沉砂斗之间隔壁厚取0.2。

　　（8）沉砂池总高度；

　　式中，超高。

　　（9）验算最小流速

　　。

　　

　　2.5 卡鲁塞尔氧化沟设计

　　1、设计参数

　　活性污泥浓度，则，

　　异养微生物的产率系数，

　　异养微生物内源衰减系数，污泥回流比R=100%，

　　设计流量。

　　2、设计计算

　　氧化沟设四座，按四组同时工作设计。

　　

　　

　　图2-4 氧化沟计算示意图

　　（1）氧化沟容积计算

　　①氧化沟区Ⅲ容积的确定

　　a、好氧区容积

　　

　　硝化菌的比增长速率可用下式计算:

　　

　　当最低温度T = 15 ℃、出水、、时, , ,

　　安全系数取2.5 ,则设计污泥龄为9.0 d。

　　为保证污泥稳定,确定污泥龄为25d , 。

　　好氧区有机物的去除速率

　　

　　所需MLVSS总量

　　硝化容积

　　水力停留时间

　　b、缺氧区容积

　　

　　假设生物污泥含12.4%的氮,则每日用于生物合成的

　　

　　处理水中非溶解性值

　　

　　式中：表示出水中的浓度，mg/L。

　　则处理水中溶解性

　　

　　

　　用于生物合成的氮为

　　被氧化的

　　脱硝所需

　　在15℃时反硝化速率

　　

　　需还原的

　　脱氮所需

　　脱氮所需池容

　　水力停留时间

　　氧化沟区Ⅲ容积

　　水力停留时间

　　②缺氧区Ⅱ容积的确定

　　a、除磷所需容积

　　若缺氧水力停留时间取40min，则

　　b、脱硝所需容积

　　若需还原的

　　脱氮所需

　　则

　　缺氧区Ⅱ容积

　　水力停留时间

　　③厌氧区Ⅰ容积的确定

　　生物除磷系统的厌氧区水力停留时间取1.5 h，所需容积

　　

　　以上计算得出，氧化沟总容积

　　水力停留时间

　　污泥负荷

　　（2）需氧量计算

　　总需氧量

　　

　　式中：A—经验系数取0.5；

　　 —去除浓度，mg/L；

　　 B—经验系数取0.1；

　　 MLSS—混合液悬浮固体浓度，mg/L；

　　 —需要硝化的氧量；

　　20℃脱氮的需氧量

　　

　　式中：α—经验系数取0.8；

　　 β—经验系数取0.9；

　　 ρ—经验系数取1.0；

　　 —20℃时水中溶解氧饱和度9.17mg/L；

　　 —30℃时水中溶解氧饱和度7.63mg/L；

　　 C—混合液中溶解氧浓度，取2mg/L；

　　 T—温度，取30℃。

　　（3）回流污泥量计算

　　二沉池回流污泥浓度，氧化沟中混合液污泥浓度

　　则回流比

　　回流污泥量

　　（4）剩余污泥量计算

　　

　　式中：Y—污泥产率系数，取0.5；

　　 —污泥自身氧化率，取0.05。

　　若由池底排除，二沉池排泥浓度为8g/L，则每个氧化沟产泥量。

　　2.6 辐流式沉淀池设计

　　1、设计参数

　　设计流量，水力表面负荷，沉淀时间t=4h，

　　2、设计计算

　　

　　

　　图2-5 辐流式沉淀池计算示意图

　　

　　（1）、主要尺寸计算

　　二沉池设四座，按四座同时工作设计

　　①池表面积

　　②池直径 取

　　③沉淀部分有效水深

　　④沉淀部分有效容积

　　取池底坡度i=0.05

　　则沉淀池底坡度落差

　　⑤沉淀池周边有效水深

　　式中：缓冲层高度，取0.5m；

　　 刮泥板高度，取0.5m。

　　⑥沉淀池总高度

　　（2）进水系统计算

　　①进水管计算

　　单池设计污水流量

　　进水管设计流量

　　管径，，1000i=1.7

　　②进水竖井

　　进水竖井采用，出水口尺寸，共6个沿井壁均匀分布

　　出水口流速

　　≤（0.15～0.2m/s）

　　③稳流筒计算

　　筒中流速（0.02～0.03m/s）

　　稳流筒过流面积

　　稳流筒直径

　　④出水部分设计

　　a、单池设计流量

　　b、环型集水槽内流量

　　c、环型集水槽设计

　　采用周边集水槽，单侧集水，每池只有一个出口。

　　集水槽宽度为 取b=0.5m

　　式中：k为安全系数，取1.4。

　　集水槽起点水深为

　　

　　集水槽终点水深为

　　

　　槽深均取0.9m。

　　d、出水溢流堰的设计

　　

　　图2-6 出水三角堰计算示意图

　　

　　采用出水三角堰（）

　　堰上水头

　　每个三角堰流量

　　

　　三角堰个数

　　 取

　　三角堰中心距

　　

　　2.7 紫外线消毒系统设计

　　1、设计参数

　　依据加拿大TROJAN公司生产的紫外线消毒系统的主要参数，选用设备型号UV4000PLUS。

　　2、设计计算

　　（1）灯管数

　　UV4000PLUS紫外线消毒设备每3800需2.5根灯管，

　　则 取n=56根

　　拟选用7根灯管为一个模块，则模块数N=8个

　　（2）消毒渠设计

　　按设备要求渠道深度为129cm，设渠中水流速度为0.5m/s。

　　渠道过水断面积

　　

　　渠道宽度

　　 取2.6m

　　若灯管间距为9cm，沿渠道宽度可安装28根灯管，故选取用UV4000PLUS系统，两个UV灯组，一个UV灯组4个模块。

　　渠道长度每个模块长度2.5m，渠道出水设堰板调节，调节堰到灯组间距1.5m，进水口到灯组间距1.5m，两个灯组间距1.0m，则渠道总长L为：

　　

　　复核辐射时间 （符合10～100s）

　　紫外线消毒渠道计算如2-7图所示。

　　

　　图2-7 紫外线消毒渠计算示意图

　　2.8 配水井设计

　　1、设计参数

　　依据堰式配水井设计参数。

　　2、设计计算

　　

　　图2-8 配水井计算示意图

　　二沉池前配水井

　　1、进水管管径

　　配水井进水管的设计流量为，当进水管管径为时，查水力计算表，得知v=0.884m/s<1.0m/s，满足设计要求。

　　2、矩形宽顶堰

　　进水从配水井底中心进入，经等宽堰流入4个水斗再由管道接入4座后续构筑物，每个后续构筑物的分配水量为。配水采用矩形宽顶溢流堰至配水管。

　　 （1）堰上水头H

　　 因单个出水溢流堰的流量为，一般大于100L/s采用矩形堰，小于100L/s采用三角堰，所以本设计采用矩形堰（堰高h取0.5m）。

　　 矩形堰的流量

　　式中：Q—矩形堰的流量，；

　　 H—堰上水头，m；

　　b—堰宽，m，取堰宽b=0.9m；

　　—流量系数，通常采用0.327～0.332，取0.33。

　　则

　　（2）堰顶厚度B

　　根据有关实验资料，当时，属于矩形宽顶堰。取B=0.9m，这时，所以，该堰属于矩形宽顶堰。

　　（3）配水管管径

　　设配水管管径，流量，查水力计算表，得知流速，1000i=1.7。

　　（4）配水漏斗上口口径D

　　按配水井内径1.5倍设计，。

　　2.9 污泥泵房设计

　　1、设计参数

　　集泥池的容积选用一台泵的10分钟抽送能力计算。

　　2、设计计算

　　（1）污泥总量

　　

　　（2）集泥池容积

　　初拟采用5台（四用一备）回流污泥泵，2台（一用一备）剩余污泥泵，则集泥池的容积。

　　第三章 管道设计

　　3.1 进水管、事故管

　　采用钢筋混凝土管，设计流量Q=1.0m/s，管内流速v=1.6m/s，充满度，1000i=2.5，管径D=1000mm。

　　3.2 污水管

　　1、平流式沉砂池至氧化沟管道

　　（1）管段1

　　拟用铸铁管，设计流量，管内流速v=0.884m/s，满流，1000i=0.691，管径D=1200mm。

　　（2）管段2

　　拟用铸铁管，设计流量，管内流速v=1.0m/s，满流，1000i=1.46，管径D=800mm。

　　（3）管段3

　　拟用铸铁管，设计流量，管内流速v=0.884m/s，满流，1000i=1.7，管径D=600mm。

　　3、氧化沟至配水井管道

　　（1）管段1

　　拟用铸铁管，设计流量，管内流速，1000i=1.7，管径D=600mm。

　　（2）管段2

　　拟用铸铁管，设计流量，管内流速v=0.884m/s，满流，1000i=0.691，管径D=1200mm。

　　4、配水井至辐流式沉淀池管道

　　拟用铸铁管，设计流量，管内流速，1000i=1.7，管径D=600mm。

　　5、辐流式沉淀池至紫外线消毒系统管道

　　 （1）拟用铸铁管，设计流量，管内流速v=0.884m/s，满流，11000i=1.7，管径D=600mm。

　　（2）拟用铸铁管，设计流量，管内流速v=0.884m/s，满流，1000i=0.691，管径D=1200mm。

　　3.3 污泥管

　　二沉池排泥管采用钢管，满流，设计流量，管内流速v=1.23m/s，

　　管径D=500mm。

　　剩余污泥管采用钢管，满流，设计流量，管内流速v=0.7m/s，

　　管径D=150mm。

　　回流污泥管采用钢管，满流，设计流量，管内流速v=1.0m/s，管径D=800mm。