水厂构筑物计算.docx

1、根据卡罗塞氧化沟工艺流程的特点，需要进行设计计算的污水处理构筑物包括中格栅、提升泵房、细格栅、沉砂池、Carrousel 氧化沟、二次沉淀池、紫外线消毒池等。1 泵前中格栅格栅是由一组平行的金属或塑料栅条制成，斜置在污水流经的渠道上或水泵集水井处，用以拦截污水中的大块悬浮杂质，以免后续处理单元的水泵或构筑物造成损害。根据给水排水设计手册 （第 05 期.城镇排水） ，粗格栅栅条间距 50100mm,中格栅栅条间距为 1640mm，细格栅栅条间距为310mm。格栅与水泵房的设置方式：中格栅提升泵房细格栅。污水处理厂的进水中格栅按远期设计，即设计秒流量Q=1182L/s 1.182m3/s，设计中

2、选择 N2 组中格栅，每组格栅的设计流量为0.591m3/s。1.设计参数根据给水排水设计手册 （第 05 期.城镇排水） ，采用格栅栅条间隙b=20mm,格栅倾角为 75，过栅流速 v2=0.9m/s。图 3-1 中格栅计算草图2.设计计算（1）栅条间隙数 2sinbhvQ式中 格栅栅条间隙数（个） ；n设计流量（m 3/s） ；Q格栅倾角（ ） 本设计取 75。 ；栅条间隙（m） ；b栅前水深（m） ；h过栅流速（m/s） 。2v 个419.0652.7sin1n（2）格栅槽宽度 bSB)(式中 格栅槽宽度（m） ；B每根格栅条的宽度（m） ；设计中取 S0.01m 。Sm2.140.)1

3、4(0. （3）进水渠道渐宽部分的长度 112tgBl式中 进水渠道渐宽部分的长度（m） ；1l进水渠宽（m） ；B 11.00m；B进水渠道渐宽部分的展开角度，一般可采用 20。1m30.2.1tgl（4）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度m15.2l（5）通过格栅的水头损失 sin23/41gvbSkh式中 水头损失（m） ；1h系数，格栅受污物堵塞使水头损失增大的倍数，一般采用 3；k格栅条的阻力系数，其数值与格栅栅条的断面几何形状有关，栅条断面形状为迎水面为半圆形的矩形时 ；8.1重力加速度。gm09.75sin29.0.183.3/41 gh（6）栅槽总高度 21hH式中 栅后槽总高

4、度（m） ；H槽前渠道超高（m） ，一般采用 0.3m。2h-栅前水深 。mBh5.02.1m0.1893（7）格栅槽总长度 tgHlL121.50式中 格栅槽总长度（m） ；L槽前渠道深（m） ；1Hm2.7503.15.03. tg（8）每日栅渣量 10864WQ式中 每日栅渣量（m 3/d） ；W每日每 103m3 污水的栅渣量（m 3/103m3 污水） ，格栅间隙为11625mm 时，W 1=0.100.05。设计中取 W1=0.05 m3/103m3 污水）。 d/2.0/1.50.82.6433应采用机械除渣及皮带输送机或无轴输送机输送栅渣，本设计采用机械栅渣打包机将栅渣打包，汽

5、车运走。（9）进水与出水渠道城市污水管 DN1000mm 送入进水渠道，设计中取进水渠道宽度B1=1.00m，进水水深 0.5m，出水渠道宽度 B2=1.00m，出水水深 0.5m。2 泵后细格栅污水由进水泵房提升至细格栅沉砂池，细格栅用于进一步去除污水中较小的颗粒悬浮、漂浮物，利于污水的后续处理。设计中泵后细格栅按近期设计秒流量设计，即 Qmax =0.788m3/s，选 N2 组格栅，每组格栅与沉砂池合建，每组格栅的设计流量为 0.394m3/s。1.设计参数根据给水排水设计手册 （第 05 期.城镇排水） ，采用格栅栅条间隙b=10mm,格栅倾角为 75，过栅流速 v2=0.9m/s，栅

6、前部分长度 0.5m。设计中取栅前水深 h=0.6m。2.设计计算（1）栅条间隙数 2sinbhvQ式中 格栅栅条间隙数（个） ；n设计流量（m 3/s） ；Q格栅倾角（ ） ；栅条间隙（m） ；b栅前水深（m） ；h过栅流速（m/s） 。2v 个529.061.4sin3n（2）格栅槽宽度 bSB)(式中 格栅槽宽度（m） ；B每根格栅条的宽度（m） ；设计中取 S0.008m 。Sm0.152.)152(08. B（5）通过格栅的水头损失 sin23/41gvbSkh式中 水头损失（m） ；1h系数，格栅受污物堵塞使水头损失增大的倍数，一般采用 3；k格栅条的阻力系数，其数值与格栅栅条的断

7、面几何形状有关，栅条断面形状为锐边矩形时 ；42.重力加速度。g mgh 20.45sin29.01.42.33/41 （6）栅后槽总高度 21hH式中 栅后槽总高度（m） ；H槽前渠道超高（m） ，一般采用 0.3m。2hm10.32.60（8）每日栅渣量 841WQ式中 每日栅渣量（m 3/d） ；W每日每 103m3 污水的栅渣量（m 3/103m3 污水） ，格栅间隙 10mm1时，取 W1=0.05 m3/103m3 污水） 。 d/2.0/4.05.78.6433根据计算，本设计中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。（9）进水与出水

8、渠道污水经泵房提升通过 DN800mm 的钢管道送入细格栅的进水渠道，设计中取细格栅的进水渠道宽度 B1=1.12m，进水水深 0.6m，出水渠道 B2=B1=1.12m，出水水深 0.6m。3 旋流式沉砂池因旋流式沉砂池按设计秒流量 Qmax =0.788m3/s，采用二组旋流式沉砂池，分别与细格栅连接，每组沉砂池的设计流量为 394L/s。再根据给水排水设计手册 （第 05 期.城镇排水） ，选用 550 型号的旋流式沉砂池，其尺寸示意图见图 3-3，各部分尺寸见表 3-3。图 3-3 旋流式沉砂池尺寸示意图表 3-3 旋流式沉砂池型号及尺寸（mm）型号 流量L/SA B C D E F

9、G H I J L550 530 3650 1500 750 1500 4001700 600 510 580 800 14504 A2/C 氧化沟氧化沟设计流量按照最大日流量 6 万 m3/d 设计，设四组氧化沟，每组氧化沟设计流量为 1.5 万 m3/d。1.设计参数（1）氧化沟内混合液污泥浓度氧化沟内混合液污泥浓度（MLSS ）X 值一般采用 20006000mg/L ，为提高系统抗负荷变化的能力，本设计中取X=4000mg/L。 。7.0/MLSVf（2）污泥龄本设计在考虑去除 BOD5 的同时，还考虑反硝化，并且考虑中型污水处理厂不进行厌氧或好氧消化稳定，因此设计污泥龄取 ，使其部分

10、稳定。dc20（3）回流污泥浓度 rSVIXr610式中 回流污泥浓度（mg/L） ；rX污泥容积指数，设计中取 ；SVI 10I系数，一般采用 。2.1rLmgXr /.06（4）污泥回流比 %50412%Rr2.平面尺寸计算（1）前置厌氧区有效容积根据室外排水设计规范GB 50014-2006（2014 年版）6.6.13 条，生物反应池的始端厌氧选择池，水力停留时间宜采用 0.51.0 h。本设计取 t=1.0 h。厌氧区有效容积 31625410mNtQV（2）好氧区有效容积因考虑到同时去除 BOD5 和进行硝化作用，可按活性污泥法动力学公式计算氧化沟好氧区容积 cdVeKXSY102

11、式中 好氧区有效容积（m 3） ；2V污泥净产率系数（kgVSS/kgBOD 5） ，宜根据试验资料确定，无试Y验资料时一般取 0.40.8，设计中取 ；.0Y污水设计流量（m 3/d） ；Q、 分别为进、出水 BOD5 浓度（mg/L ） ；0Se污泥齡（d） ；c混合液挥发性悬浮固体浓度（MLVSS） （mg/L） ，其中VX；Xfv7.0污泥内源呼吸系数（1/d） ；对于城市污水，一般采用dK0.030.10。设计中取 。08.dKm314723.17.402456.2 V（3）缺氧区有效容积反硝化区脱氮量 eeSYQNQW00124.式中 反硝化区脱氮（kg/d） ；、 分别为进、出水

12、 TN 浓度（g/L） ；0Nekg/d103524.53605.124.073.516 反硝化区所需污泥量 DNVWG式中 反硝化区所需污泥量（kg） ；G反硝化速率kgNO 3-/kgMLSSd；根据试验结果， 值介于DNV DNV0.0190.26 之间；设计中取 。02.DNVkg51702.G反硝化区有效容积 XV3式中 反硝化区有效容积（m 3） 。3Vm31294573（4）总有效容积 32VK式中 氧化沟总有效容积（m 3） ；V具有活性作用的污泥占总污泥量的比例，一般采用 0.55 左右；K设计中取 6.0m37461296.047V（5）预反硝化区前置预反硝化区，其容积为本

13、系统总体容积的 15% 34 5620374%15（6）氧化沟平面尺寸氧化沟共设 N2 组，并联运行。根据给水排水设计手册 （第 05 期.城镇排水） ，卡罗塞氧化沟的设计有效深度一般为 4.04.5m ，本设计中有效水深取 4.2m，超高为 0.8m，则氧化沟总高度为 5.0m。取氧化沟为矩形断面，沟宽为 9.0m，则氧化沟总长度 NhBVL式中 氧化沟总长度（m） ；L氧化沟分组数；N氧化沟有效水深（m） ；h氧化沟的沟宽（m） ；Bm4952.376L3.设计参数校核（1）水力停留时间h(介于 1024h 之间，满足要求)0.1563742QVt(2)BOD-污泥负荷率 VesXSQN0

14、式中 BOD-污泥负荷率kgBOD 5/(kgMLVSSd)；sN混合液挥发性悬浮固体浓度（MLVSS） （mg/L） 。VX设计中取 。407.fvkgBOD5/(kgMLVSSd)13.07.4376250sN值小于 0.2 kgBOD5/(kgMLVSSd)，这样能够使污泥自身氧化过程加强，s减少污泥产量。4.进出水系统（1）氧化沟的进水设计由于本设计中采用了 2 组氧化沟，故需要进水装置进行配水。进水装置一般采用配水堰或配水闸，起均匀配水、控制流量、改变进水方向的作用。进水装置通常设在配水井中，进水配水堰降落后进水，抬起则不进水。沉砂池的出水通过 DN800mm 的管道送往配水井，管道内的流速为 1.57m/s。然后用 4 条管道送入到每一组氧化沟，送水管径 DN600mm，管道内的流速为 1.39m/s。分配井计算草图见图 3-5。a.分配井中心管直径 24vQD式中 分配井中心管直径（m） ；2D中心管内污水流速（m/s） ，一般采用 m/s；v 6.02v进水流量（m 3/s） 。Q设计中取 m/s， m3/s7.02v78.0Qm，设计中取 1.20m19.42Db.集水井直径 234DvQ式中 集水井直径（m） ；3D