|
|
1.1 计算依据 CADWATER.COM
1、工程概况
CADWATER.COM
该城市污水处理厂服务面积为12.00km2，近期（2000年）规划人口10万人，远期（2020年）规划人口15.0万人。 WWW.CADWATER.COM
2、水质计算依据 WWW.CADWATER.COM
A．根据《室外排水设计规范》，生活污水水质指标为：
CODCr60g/人d WWW.CADWATER.COM
BOD530g/人d CADWATER.COM
B．工业污染源，拟定为 CADWATER.COM
CODCr500 mg/L WWW.CADWATER.COM
BOD5200 mg/L
WWW.CADWATER.COM
C．氨氮根据经验值确定为30 mg/L WWW.CADWATER.COM
3、水量数据计算依据： WWW.CADWATER.COM
A．生活污水按人均生活污水排放量300L/人·d； CADWATER.COM
B．生产废水量近期1.2×104m3/d，远期2.0×104m3/d考虑； CADWATER.COM
C．公用建筑废水量排放系数近期按0.15，远期0.20考虑；
CADWATER.COM
D．处理厂处理系数按近期0.80，远期0.90考虑。 CADWATER.COM
4、出水水质 CADWATER.COM
根据该厂城镇环保规划，污水处理厂出水进入水体水质按照国家三类水体标准控制，同时执行国家关于污水排放的规范和标准，拟定出水水质指标为： CADWATER.COM
CODCr100mg/L
CADWATER.COM
BOD530mg/L
SS30mg/L WWW.CADWATER.COM
NH3-N10mg/L
1.2 污水量的确定 WWW.CADWATER.COM
1、综合生活污水
近期综合生活污水
远期综合生活污水
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2、工业污水 WWW.CADWATER.COM
近期工业污水
CADWATER.COM
远期工业污水
WWW.CADWATER.COM
3、进水口混合污水量
WWW.CADWATER.COM
处理厂处理系数按近期0.80，远期0.90考虑，由于工业废水必须完全去除，所以不考虑其处理系数。 CADWATER.COM
近期混合总污水量
WWW.CADWATER.COM
取 WWW.CADWATER.COM
远期混合总污水量
CADWATER.COM
取
WWW.CADWATER.COM
4、污水厂最大设计水量的计算 CADWATER.COM
近期
；
CADWATER.COM
，取日变化系数
；时变化系数
；
WWW.CADWATER.COM
。 WWW.CADWATER.COM
远期
； CADWATER.COM
，取日变化系数
；时变化系数； WWW.CADWATER.COM
。
拟订该城市污水处理厂的最大设计水量为 CADWATER.COM
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1.3 污水水质的确定
WWW.CADWATER.COM
近期
取
CADWATER.COM
取
远期
取
CADWATER.COM
取
WWW.CADWATER.COM
则根据以上计算以及经验值确定污水厂的设计处理水质为：
WWW.CADWATER.COM
，，
CADWATER.COM
，，
考虑远期发展问题，结合《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918－2002），处理水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的一级标准（B）排放要求。 CADWATER.COM
拟定出水水质指标为： CADWATER.COM
表1-1 进出水水质一览表
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| 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 CADWATER.COM |
86.7% |
| 3 |
SS |
20 |
300 |
93.3% |
| 4 |
氨氮 |
8[1] |
30 |
73.3% |
| 5 |
T-N |
20 |
40 |
50% |
| 6 WWW.CADWATER.COM |
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。 WWW.CADWATER.COM
第二章 各单体构筑物计算 WWW.CADWATER.COM
2.1 粗格栅设计 CADWATER.COM
1、设计参数 CADWATER.COM
设计流量 ，栅前水深
，过栅流速
， CADWATER.COM
栅条间隙，栅前长度
，栅后长度
，
WWW.CADWATER.COM
格栅倾角，栅条宽度
，栅前渠超高
。 CADWATER.COM
2、设计计算 CADWATER.COM
WWW.CADWATER.COM
图2-1 粗格栅计算示意图 WWW.CADWATER.COM
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
CADWATER.COM
（2）栅槽宽度 WWW.CADWATER.COM
格栅宽度一般比格栅宽0.2～0.3m，取0.2； CADWATER.COM
则
WWW.CADWATER.COM
（3）通过栅头的水头损失
CADWATER.COM
（4）栅后槽总高度：
CADWATER.COM
（5）栅前渠道深：
CADWATER.COM
（6）栅槽总长度：
（7）每日栅渣量：
CADWATER.COM
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。
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2.2 集水池提升泵房设计 WWW.CADWATER.COM
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
。 WWW.CADWATER.COM
集水池容积采用相当于一台泵的15min流量，即：
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2.3 细格栅设计
1、设计参数 WWW.CADWATER.COM
设计流量 ，栅前水深，过栅流速
， WWW.CADWATER.COM
栅条间隙，栅前长度，栅后长度， CADWATER.COM
格栅倾角，栅条宽度，栅前渠超高
。 CADWATER.COM
2、设计计算 WWW.CADWATER.COM
图2-2 细格栅计算示意图
WWW.CADWATER.COM
格栅设两组，按两组同时工作设计，一格停用，一格工作校核。
CADWATER.COM
（1）栅条间隙数：
取
WWW.CADWATER.COM
（2）栅槽宽度：
WWW.CADWATER.COM
（3）通过栅头的水头损失 WWW.CADWATER.COM
CADWATER.COM
（4）栅后槽总高度：
CADWATER.COM
（5）栅前渠道深：
CADWATER.COM
（6）栅槽总长度：
CADWATER.COM
（7）每日栅渣量：
CADWATER.COM
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。 CADWATER.COM
2.4 平流式沉砂池设计 WWW.CADWATER.COM
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
， CADWATER.COM
设计流量 ，城市污水沉砂量
污水。
WWW.CADWATER.COM
2、设计计算
图2-3 平流式沉砂池计算示意图
CADWATER.COM
沉砂池设两座，每座取2格，每格宽
。 CADWATER.COM
（1）沉砂池长度
；
WWW.CADWATER.COM
（2）水流断面面积
； CADWATER.COM
（3）池总宽
；
CADWATER.COM
（4）有效水深
； CADWATER.COM
（5）沉砂斗容积
式中，T为清除沉砂的时间间隔，取2d。
CADWATER.COM
（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。） CADWATER.COM
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
。 WWW.CADWATER.COM
沉砂斗容积 CADWATER.COM
；
（7）沉砂室高度
WWW.CADWATER.COM
式中，；池底坡度去0.06；两个沉砂斗之间隔壁厚取0.2。 WWW.CADWATER.COM
（8）沉砂池总高度
；
CADWATER.COM
式中，超高。
（9）验算最小流速
WWW.CADWATER.COM
。
WWW.CADWATER.COM
2.5 卡鲁塞尔氧化沟设计
1、设计参数 CADWATER.COM
活性污泥浓度
，则
，
异养微生物的产率系数
， WWW.CADWATER.COM
异养微生物内源衰减系数
，污泥回流比R=100%， WWW.CADWATER.COM
设计流量
。 CADWATER.COM
2、设计计算
WWW.CADWATER.COM
氧化沟设四座，按四组同时工作设计。 CADWATER.COM
WWW.CADWATER.COM
图2-4 氧化沟计算示意图
CADWATER.COM
（1）氧化沟容积计算 WWW.CADWATER.COM
①氧化沟区Ⅲ容积的确定 WWW.CADWATER.COM
a、好氧区容积
WWW.CADWATER.COM
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, 
, 
, CADWATER.COM
安全系数取2.5 ,则设计污泥龄为9.0 d。 CADWATER.COM
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
CADWATER.COM
所需MLVSS总量
CADWATER.COM
硝化容积
CADWATER.COM
水力停留时间
CADWATER.COM
b、缺氧区容积 CADWATER.COM
WWW.CADWATER.COM
假设生物污泥含12.4%的氮,则每日用于生物合成的
WWW.CADWATER.COM
处理水中非溶解性值 WWW.CADWATER.COM
WWW.CADWATER.COM
式中：
表示出水中
的浓度，mg/L。
CADWATER.COM
则处理水中溶解性
CADWATER.COM
用于生物合成的氮为
WWW.CADWATER.COM
被氧化的
CADWATER.COM
脱硝所需
WWW.CADWATER.COM
在15℃时反硝化速率 WWW.CADWATER.COM
CADWATER.COM
需还原的
WWW.CADWATER.COM
脱氮所需
脱氮所需池容
WWW.CADWATER.COM
水力停留时间
CADWATER.COM
氧化沟区Ⅲ容积
水力停留时间
WWW.CADWATER.COM
②缺氧区Ⅱ容积的确定
a、除磷所需容积
WWW.CADWATER.COM
若缺氧水力停留时间取40min，则
WWW.CADWATER.COM
b、脱硝所需容积 WWW.CADWATER.COM
若需还原的
WWW.CADWATER.COM
脱氮所需
WWW.CADWATER.COM
则
WWW.CADWATER.COM
缺氧区Ⅱ容积
水力停留时间
③厌氧区Ⅰ容积的确定 CADWATER.COM
生物除磷系统的厌氧区水力停留时间取1.5 h，所需容积 WWW.CADWATER.COM
以上计算得出，氧化沟总容积
WWW.CADWATER.COM
水力停留时间
CADWATER.COM
污泥负荷
CADWATER.COM
（2）需氧量计算 CADWATER.COM
总需氧量
WWW.CADWATER.COM
WWW.CADWATER.COM
式中：A—经验系数取0.5；
WWW.CADWATER.COM
—去除浓度，mg/L；
B—经验系数取0.1；
WWW.CADWATER.COM
MLSS—混合液悬浮固体浓度，mg/L；
CADWATER.COM
—需要硝化的氧量； WWW.CADWATER.COM
20℃脱氮的需氧量
CADWATER.COM
WWW.CADWATER.COM
式中：α—经验系数取0.8；
β—经验系数取0.9； WWW.CADWATER.COM
ρ—经验系数取1.0； CADWATER.COM
—20℃时水中溶解氧饱和度9.17mg/L；
CADWATER.COM
—30℃时水中溶解氧饱和度7.63mg/L； CADWATER.COM
C—混合液中溶解氧浓度，取2mg/L； CADWATER.COM
T—温度，取30℃。
（3）回流污泥量计算 CADWATER.COM
二沉池回流污泥浓度
，氧化沟中混合液污泥浓度
CADWATER.COM
则回流比
回流污泥量
WWW.CADWATER.COM
（4）剩余污泥量计算
CADWATER.COM
式中：Y—污泥产率系数，取0.5； WWW.CADWATER.COM
—污泥自身氧化率，取0.05。
CADWATER.COM
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
。
WWW.CADWATER.COM
2.6 辐流式沉淀池设计 WWW.CADWATER.COM
1、设计参数
CADWATER.COM
设计流量，水力表面负荷
，沉淀时间t=4h， CADWATER.COM
2、设计计算 WWW.CADWATER.COM
WWW.CADWATER.COM
WWW.CADWATER.COM
图2-5 辐流式沉淀池计算示意图 CADWATER.COM
CADWATER.COM
（1）、主要尺寸计算 WWW.CADWATER.COM
二沉池设四座，按四座同时工作设计
CADWATER.COM
①池表面积
WWW.CADWATER.COM
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 WWW.CADWATER.COM
则沉淀池底坡度落差
⑤沉淀池周边有效水深
CADWATER.COM
式中：
缓冲层高度，取0.5m；
刮泥板高度，取0.5m。
CADWATER.COM
⑥沉淀池总高度
CADWATER.COM
（2）进水系统计算 WWW.CADWATER.COM
①进水管计算 WWW.CADWATER.COM
单池设计污水流量
WWW.CADWATER.COM
进水管设计流量
WWW.CADWATER.COM
管径
，
，1000i=1.7
②进水竖井
WWW.CADWATER.COM
进水竖井采用
，出水口尺寸
，共6个沿井壁均匀分布
CADWATER.COM
出水口流速
≤（0.15～0.2m/s） CADWATER.COM
③稳流筒计算
CADWATER.COM
筒中流速
（0.02～0.03m/s） WWW.CADWATER.COM
稳流筒过流面积
CADWATER.COM
稳流筒直径
WWW.CADWATER.COM
④出水部分设计
WWW.CADWATER.COM
a、单池设计流量 WWW.CADWATER.COM
b、环型集水槽内流量
WWW.CADWATER.COM
c、环型集水槽设计
CADWATER.COM
采用周边集水槽，单侧集水，每池只有一个出口。 WWW.CADWATER.COM
集水槽宽度为
取b=0.5m WWW.CADWATER.COM
式中：k为安全系数，取1.4。 CADWATER.COM
集水槽起点水深为
集水槽终点水深为 WWW.CADWATER.COM
槽深均取0.9m。
WWW.CADWATER.COM
d、出水溢流堰的设计 WWW.CADWATER.COM
WWW.CADWATER.COM
图2-6 出水三角堰计算示意图 WWW.CADWATER.COM
采用出水三角堰（
）
CADWATER.COM
堰上水头
每个三角堰流量
三角堰个数 WWW.CADWATER.COM
取
三角堰中心距
CADWATER.COM
CADWATER.COM
2.7 紫外线消毒系统设计
1、设计参数
WWW.CADWATER.COM
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。
CADWATER.COM
2、设计计算
CADWATER.COM
（1）灯管数 CADWATER.COM
UV4000PLUS紫外线消毒设备每3800
需2.5根灯管，
CADWATER.COM
则 
取n=56根
拟选用7根灯管为一个模块，则模块数N=8个
CADWATER.COM
（2）消毒渠设计
WWW.CADWATER.COM
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
WWW.CADWATER.COM
渠道宽度
取2.6m
CADWATER.COM
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。 CADWATER.COM
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：
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复核辐射时间
（符合10～100s） CADWATER.COM
紫外线消毒渠道计算如2-7图所示。 CADWATER.COM
CADWATER.COM
图2-7 紫外线消毒渠计算示意图 WWW.CADWATER.COM
2.8 配水井设计 WWW.CADWATER.COM
1、设计参数
依据堰式配水井设计参数。 CADWATER.COM
2、设计计算 CADWATER.COM
CADWATER.COM
图2-8 配水井计算示意图
二沉池前配水井 CADWATER.COM
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
CADWATER.COM
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）。 CADWATER.COM
矩形堰的流量 
式中：Q—矩形堰的流量，
；
WWW.CADWATER.COM
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
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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。
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（3）配水管管径
CADWATER.COM
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 WWW.CADWATER.COM
按配水井内径1.5倍设计，
。
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2.9 污泥泵房设计
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1、设计参数 WWW.CADWATER.COM
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 CADWATER.COM
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（2）集泥池容积 WWW.CADWATER.COM
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
。 WWW.CADWATER.COM
第三章 管道设计
CADWATER.COM
3.1 进水管、事故管 CADWATER.COM
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 CADWATER.COM
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 WWW.CADWATER.COM
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。 CADWATER.COM
（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。 WWW.CADWATER.COM
3、氧化沟至配水井管道 WWW.CADWATER.COM
（1）管段1
拟用铸铁管，设计流量，管内流速，1000i=1.7，管径D=600mm。 CADWATER.COM
（2）管段2 CADWATER.COM
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
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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 WWW.CADWATER.COM
（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。
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（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。
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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， WWW.CADWATER.COM
管径D=500mm。 WWW.CADWATER.COM
剩余污泥管采用钢管，满流，设计流量
，管内流速v=0.7m/s，
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管径D=150mm。 WWW.CADWATER.COM
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。
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