污水处理厂设计计算任务书.doc
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1、第二篇设计计算书 1.污水处理厂处理规模1.1处理规模污水厂设计处理规模为城市生活污水平均日流量和工业废水总和:近期1.0万m3/d,远期2.0万m3/d。1.2污水处理厂处理规模 污水厂在设计构筑物时,部分构筑物需要用到最高日设计水量。最高日水量为生活污水最高日设计水量和工业废水总和。Q设= Q1+Q2 = 5000+5000 = 10000 m/d总改变系数: KZ=KhKd=1.61=1.62.城市污水处理工艺步骤 污水处理厂CASS工艺步骤图3.污水处理构筑物设计 3.1泵房、格栅和沉砂池计算3.1.1 泵前中格栅格栅是由一组平行金属栅条制成框架,斜置在污水流经渠道上,或泵站集水井井口
2、处,用以截阻大块呈悬浮或漂浮状态污物。在污水处理步骤中,格栅是一个对后续处理构筑物或泵站机组含有保护作用处理设备。3.1.1.1 设计参数:(1)栅前水深0.4m,过栅流速0.61.0m/s,取v=0.8m/s,栅前流速0.40.9 m/s;(2)栅条净间隙,粗格栅b= 10 40 mm, 取b=21mm ;(3)栅条宽度s=0.01m ;(4)格栅倾角4575,取=65 ,渐宽部分展开角1=20; (5)栅前槽宽B1=0.82m,此时栅槽内流速为0.55m/s;(6)单位栅渣量:W1 =0.05 m3栅渣/103m3污水;3.1.1.2 格栅设计计算公式(1)栅条间隙数n,个式中, 最大设计
3、流量,; 格栅倾角,();b栅条间隙,m;h栅前水深,m;v过栅流速,m/s;(2)栅槽宽度B,m取栅条宽度s=0.01mB=S(n1)bn(3)进水渠道渐宽部分长度L1,m式中,B1进水渠宽,m;1渐宽部分展开角度,();(4)栅槽和出水渠道连接处渐窄部分长度L2,m(5)经过格栅水头损失h1,m式中:=(s/b)4/3; h0 计算水头损失,m; k 系数,格栅受污物堵塞后,水头损失增加倍数,取k=3; 阻力系数,和栅条断面形状相关;设栅条断面为锐边矩形断面,2.42v2 过栅流速, m/s; 格栅安装倾角, ();(6)栅后槽总高度 H,m取栅前渠道超高(7)栅槽总长度L,m式中,H1为
4、栅前渠道深,m(8)每日栅渣量W,m3/d式中,为栅渣量,(污水),格栅间隙为1625mm时为0.10.05,格栅间隙为3050mm时为0.030.01;KZ污水流量总改变系数3.1.1.3 设计计算 采取两座粗格栅池一个运行,一个备用。(1)格栅间隙数 n,个=(个);(2)栅槽宽度 B,mB=0.01(26-1)+0.02126+0.2=1.01m ; 校核槽内流速:Vc=m/s,在0.40.9m/s范围之内,符合。(3) 进水渠道渐宽部分长度 L1,m L1 m(4)栅槽和出水渠连接渐窄部分长度 L2,m L2 m(5)过栅水头损失 h1,m设栅条断面为锐边矩形断面2.42h1 m(6)
5、栅后总高度 H,m =0.4+0.3+0.08=0.780.8m(7)栅槽总长度 L,m L = 0.26+0.13+0.5+1.0+=2.22m(8)每日栅渣量W,m3/d W 宜采取机械清渣。(9)计算草图以下:3.1.1.4 设备选型中格栅选择BLQ型格栅除污机,两共四台。3.1.1.5 粗格栅栅槽尺寸确定 3.1.2 进水泵房确实定3.1.2.1设计参数设计流量:最大设计流量为0m/d, 平均日设计流量为10000m/d。3.1.2.2设计计算3.1.3 细格栅3.1.3.1 设计参数(1)栅前水深0.4m, 过栅流速0.61.0m/s, 取v=0.8m/s,栅前流速0.40.9;(2
6、)栅条净间隙,中格栅b= 3 10 mm, 取b=10mm ;(3)栅条宽度s=0.01m ;(4)格栅倾角4575,取=65 ,渐宽部分展开角1=20; (5)栅前槽宽B1=0.8 m,此时栅槽内流速为0.58 m/s;(6)单位栅渣量:W1 =0.1 m3栅渣/103m3污水。3.1.3.2 设计计算 (1)格栅间隙数n,个(个)(2)格栅建筑宽度B,m取栅条宽度s=0.01m校核槽内流速:Vc=m/s,在0.40.9m/s范围之内,符合。(3)进水渠道渐宽部分长度L1,m(4)栅槽和出水渠道连接处渐窄部位长度L2,mL2 m(5)经过格栅水头损失h1,m取栅条断面为锐边矩形断面(6)栅后
7、槽总高度H,m取栅前渠道超高(7)栅槽总长度L,m(8)每日栅渣量W,m3/d取污水宜采取机械清栅。(9)计算草图以下:3.1.1.4 设备选型细格栅选择TGS型回转式格栅除污机,型号TGS-800,电机功率0.75kW,格栅间隙10mm,共两台。3.1.1.5 粗格栅栅槽尺寸确定3.2调整池设计计算3.2.1 调整池选择为了确保后续处理构筑物或设备正常运行,需对废水水量和水质进行调整,常见水量调整池进水为重力流,出水用泵提升,池中最高水位不高于进水管设计水位,有效水位通常为23m,最低水位为死水位。另外,酸性废水和碱性废水还能够在调整池内混合以达成中和目标,短期排出高温废水也能够利用调整池来
8、降低水温。所以,调整池含有下列功效:a降低或预防冲击负荷对处理设备不利影响;b使酸性废水和碱性废水得到中和;c调整水温;d当处理设备发生故障时,可起到临时事故贮水池作用。欲曝气能够有效地去除一定COD、BOD等。调整池在结构上可分为砖石结构、混凝结构、钢结构。现在常见是利用调整池特殊结构形式进行差时混合,即水利混合。关键有对角线出水调整池和折流调整池。对角线出水调整池,其特点是出水槽沿对角线方向设置,同一时间流入池内废水,由池左、右两侧,经过不一样时间流到出水槽。从而达成自动调整、均和调整、均和目标。折流调整池,池内设置很多折流隔墙,使废水在池内往返折流。配水槽设于调整池上,经过很多孔口溢流投
9、配到调整池各个折流槽内,使废水在池内混合、均衡。113.2.2设计参数(1) 调整池有效水深为2.05.0m,取h=4.0m;(2) 调整池停留时间48 小时,取T=5h;(3) 调整池保护高度0.30.5m,取h=0.3m;(4)设计流量Q = 3000m3/d = 125m3/h ;(5)超高部分:h1=0.3m;(6)设池底为正方形,即长宽尺寸相等;3.2.3池体设计(1)池体容积V(m3)V= (1+k)Qmax T式中: k池子扩充系数,通常为1020%,本设计池子扩充系数采取20%V-调整池容积,m3T-调整池中污水停留时间,取5h池容积为:V=(1+20%)416.75=2500
10、m3池面积为:A = V/h =2500/3=625m2 式中: V-调整池有效容积,m3 A-调整池面积,m2 h-有效水深,m,取4.0m(2)设调整池1 座,采取方形池,池长L 和池宽B 相等,则池长: L=25m,池长取L=25m,池宽取B=25m池总高度:H=h+ h=4+0.3=4.3m式中 H-调整池总高,m h-有效水深,m,取3.0m h1-保护高,m(3)池子总尺寸为:LBH = 25254.3m3(4)在池底设集水坑,水池底以i=0.01 坡度坡向集水坑。3.3 平流沉砂池设计现在,应用较多陈沙迟池型有平流沉砂池、曝气沉砂池和钟式沉砂池。本设计中选择平流沉砂池,它含有颗粒
11、效果很好、工作稳定、结构简单、排沙较方便等优点。3.3.1 设计参数(1)按最大设计流量设计,Qmax=0.185m3/s;(2)设计流量时水平流速:最大流速为0.3m/s,最小流速0.15m/s,取v=0.20m/s;(3)最大设计流量时,污水在池内停留时间不少于30s通常为3060s,取t=30s;(4)设计有效水深不应大于1.2m通常采取0.251.0m每格池宽不应小于0.6m 取b=0.8m;(5)沉砂量确实定,城市污水按每10万立方米污水砂量为3立方米,沉砂含水率60%,容重1.5t/立方米,贮砂斗容积按2天沉砂量计,斗壁倾角5560度,取600;(6)沉砂池超高不宜小于0.3m,取
12、h1=0.3m;(7)沉砂池不应小于两个,并按并联络列设计,方便能够切换工作。当污水流量较少时,可考虑一个工作,一个备用。当污水流量大时两个同时工作,本设计取两座;3.3.2 设计计算(1)沉砂池水流部分长度L,m沉砂池两闸板之间长度为流水部分长度:式中,L水流部分长度,mV最大流速,m/st最大流速时停留时间,s(2)水流断面积A,式中,单个池体最大设计流量,A水流断面积 , 3)池总宽度B,m 设n=2,每格宽b=0.8m B=nb=20.8=1.6m 介于0.25-1m之间(合格)式中,设计有效水深4)沉砂斗容积设排砂间隔时间为2日,城市污水沉砂量=,T=2日,式中,城市污水含沙量,流量
13、总改变系数,1.65)沉砂室所需容积V,m设每分格有2个沉砂斗V=6)沉砂斗各部分尺寸设斗底宽=0.4m,斗壁水平倾角60,斗高=0.4m沉砂斗上口宽,m沉砂斗容积V0 ,m =0.17m0.15 m (符合要求)7)沉砂室高度h3,m采取重力排砂,设池底坡度为0.06,坡向排砂口式中:斗高,mL2 由计算得出 8)沉砂池总高度 超高,0.3m9)验算最小流量在最小流量时,用一格工作,按平均日流量二分之一核实 符合流速要求3.3.3 沉砂池设计计算草图见图3.3图3.4沉砂池设计计算草图3.4 CASS池(1)CASS工艺是将序批式活性污泥法(SBR)反应池沿长度方向分为两部分,前部为生物选择
14、区也称预反应区,后部为主反应区。在预反应区内,微生物能经过酶快速转移机理快速吸附污水中大部分可溶性有机物,经历一个高负荷基质快速积累过程,这对进水水质、水量、PH和有害物质起到很好缓冲作用,同时对丝状菌生产起到抑制作用,可有效预防污泥膨胀;在主反应区后部安装了可升降滗水装置,实现了连续进水间歇排水周期循环运行,集曝气、沉淀、排水于一体。每一个工作周期微生物处于好氧缺氧周期性改变之中。在主反应区经历一个较低负荷基质降解过程。所以,CASS工艺含有有效脱氮效果。(2)工艺简图3.4.1 设计参数(1)通常生活污水Ne=0.051.0kgBOD5/(kg MLSSd),在本设计中取Ne=0.15kg
15、BOD5/(kg MLSSd);(2)通常来说城市污水厂SVI值范围是50150mg/l,取SVI=75mg/l;(3)通常CASS池活性污泥浓度Nw控制在2.54.0kg/m3范围内,污泥指数SVI值大时取下限,反之取上限,在设计中取Nw=3.5kg/m3;(4)每组流量为10000 m3/d,设4座 (4) 超高0.5m; (5) 氧半速常数:2.0 mg/L; (6)考虑格栅和平流沉砂池可去除部分有机物,取去除30%此时进水水质:CODcr=300mg/L(1-30%)=210mg/L ,BOD5=200mg/L(1-30%)=140mg/L ,SS=240mg/L(1-30%)=168
16、mg/L(7)出水 水 质: BOD510mg/L SS 10mg/L COD60 mg/L (8) 进水最高水温30,最低水温20。3.3.1 设计计算3.3.1.1 CASS池容积 ,(m3) 采取容积负荷法计算:式中:Q城市污水设计水量,m3/d ;Q=10000m3/d; Nw混合液MLSS污泥浓度(kg/m3),通常为2.5-4.0 kg/m3,本设计取3.5 kg/m3; NeBOD5污泥负荷(kg BOD5/kg MLSSd),通常为0.05-0.2(kg BOD5/kg MLSSd),设计取0.15 kgBOD5/kgMLSSd; Sa进水BOD5浓度(kg/ L),本设计Sa
17、 = 140 mg/L; Se出水BOD5浓度(kg/ L),本设计Se = 20 mg/L; f混合液中挥发性悬浮固体浓度和总悬浮固体浓度比值,通常为0.7-0.8,本设计取0.75;则:,取3100m3设计为池子个数N14(个)(一期建设两个,二期建设两个)则单池容积为31004775m3。3.3.1.2 CASS池容积负荷CASS池工艺是连续进水,间断排水,池内有效容积由变动容积(V1)和固定容积组成,变动容积是指池内设计最高水位至滗水机最低水位之间容积,固定容积由两部分组成,一是活性污泥最高泥面至池底之间容积(V3),另一部分是撇水水位和泥面之间容积,它是预防撇水时污泥流失最小安全距离
18、决定容积(V2)。依经验取循环周期T=4h,2h进水和曝气,1h沉淀,1h排水。(1)CASS池总有效容积V(m3):Vn1(V1V2V3)式中:n1CASS池个数,为实现连续排水,取n1=4个;VCASS池总有效容积,m3;V1变动容积,m3;V2安全容积,m3 ;V3污泥沉淀浓缩容积,m3;(2)单格CASS池平面面积A(m2):式中:n1CASS池个数,为实现连续排水,在本设计中,取n1=4个; H池内最高液位H(m),通常H=H1+H2+H3=35m,本设计取H=4.0m;则 (3)池内设计最高水位至滗水机排放最低水位之间高度,H1(m);式中:n2一日内循环周期数,本设计取池内周期4
19、h;则 (4)滗水结束时泥面高度,H2(m);H2=HNwSVI10-3式中:Nw池内混液污泥浓度(g/L),本设计取Nw =3.5g/LSVI污泥体积指数,SVI=75则 H2 = 4.03.57510-3 = 1.05m。(5)撇水水位和泥面之间安全距离,H3(m); H3=H-(Hl+H2) 则:H3=H-(Hl+H2)=4.0-(2.15+1.05)=0.8m校核:满足H2H-(Hl+H2),符合条件。3.3.1.3 CASS池外形尺寸(1) 式中:B池宽,m,B:H=12,取B=6m,6/4=1.5,满足要求;L池长,m,L:B=46,A/B=194/6=32.3,32.3/6=5.
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