污水处理设计计算.docx
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污水处理设计计算
第三章污水处理厂工艺设计及计算
第一节格栅
1.1设计说明
栅条的断面主要根据过栅流速确定，过栅流速一般为0.6〜1.0m/s，槽流速0.5m/s左右。
如果流速过大，不仅过栅水头损失增加，还可能将已截留在栅上的栅渣冲过格栅，如果流速
过小，栅槽将发生沉淀。
此外，在选择格栅断面尺寸时，应注意设计过流能力只为格栅生产
厂商提供的最大过流能力的80%以留有余地。
格栅栅条间隙拟定为25.00mm。
1.2设计流量：
a.日平均流量
Qd=45000m3/dq1875m3/h=0.52m3/s=520L/s
Kz取1.4
b.最大日流量
Qmax=KzQd=1.4X1875m3/h=2625m3/h=0.73m3/s
1.3设计参数：
栅条净间隙为b=25.0mm栅前流速v1=0.7m/s
过栅流速0.6m/s栅前部分长度：
0.5m
格栅倾角a=60°单位栅渣量：
31=0.05m3栅渣/103m3污水
1.4设计计算：
1.4.1确定栅前水深
B2
根据最优水力断面公式Q计算得：
2
胜0.66mh凡0.33m
1..0.72
所以栅前槽宽约0.66m。
栅前水深hq0.33m
1.4.2格栅计算
说明：
Qmax—最大设计流量，m3/s；a一格栅倾角，度（。
）；
h一栅前水深，栅条间隙数（n）为
m;
v一污水的过栅流速，m/s。
n
Qmax.sin0.153.sin60
ehv-0.0250.30.6
30（条）
栅宽度（B）
设计采用？
10圆钢为栅条，即
S=0.01m。
BS（n1）bn
通过格栅的水头损失h2
0.01（301）0.02530=i.04（m）
h2Kh0
2
h0——sin
2g
h0-计算水头损失；
K—格栅受污物堵塞使水头损失增大的倍数，一般取
E—阻力系数
g—重力加速度;
3；
其数值与格栅栅条的断面几何形状有关，
对于圆形断面，
1.79
h231.79
0.01
0.025
室sin60
29.81
0.025（m）
所以：
栅后槽总高度H
H=h+h1+h2=0.33+0.3+0.025=0.655（m）
栅槽总长度L
（h1一栅前渠超高,
般取0.3m）
Li
BBi
2*tan1
1.040.66
2*tan20
0.52m
L2
Li
2
0.26m
H1hh1=0.3+0.33=0.63
Li
L21.00.5
Hi
tan
0.520.261.00.5
0.63
tan60
Li-进水渠长，m；L2一栅槽与出水渠连接处渐窄部分长度,
Bi-进水渠宽，；必一进水渐宽部分的展开角，一般取
2.64m
m;
o
WQmaxW186400
Kz1000
图一格栅简图
1.4.3栅渣量计算
对于栅条间距b=25.0mm的中格栅，对于城市污水，每单位体积污水烂截污物为
Wi=0.05m3/103m3,每日栅渣量为
0.1530.0586400_3
1.641000—，m
、沉砂池
采用平■流式沉砂池
1.设计参数
设计流量：
Q=301L/s（按2010年算，设计1组，分为2格）
设计流速：
v=0.25m/s
水力停留时间：
t=30s
2.设计计算
（1）沉砂池长度：
L=vt=0.25X30=7.5m
（2）水流断面积：
A=Q/v=0.301/0.25=1.204m2
（3）池总宽度：
设计n=2格，每格宽取b=1.2m>0.6m，池总宽B=2b=2.4m
（4）有效水深：
h2=A/B=1.204/2.4=0.5m（介丁0.25〜1m之间）
（5）贮泥区所需容积：
设计T=2d，即考虑排泥间隔天数为2天，则每个沉砂斗容积
4
Q1TX11.310233
V15—0.26m
2K10521.5105
（每格沉砂池设两个沉砂斗，两格共有四个沉砂斗）
其中Xi:
城市污水沉砂量3m3/105m3,
K:
污水流量总变化系数1.5
则沉砂斗上口宽:
沉砂斗容积:
（略大丁V1=0.26m3,符合要求）
则沉泥区高度为
h3=hd+0.06L2=0.5+0.06X2.65=0.659m
池总高度H:
设超高hi=0.3m,
H=hi+h2+h3=0.3+0.5+0.66=1.46m
l_3=Li=1.43m
（10）校核最小流量时的流速:
最小流量即平均日流量
Q平均H=Q/K=301/1.5=200.7L/s
则Vmin=Q平均日/A=0.2007/1.204=0.17>0.15m/s,符合要求
（11）计算草图如下：
图4平流式沉砂池计算草图
第三节沉淀池
3.1采用中心进水辐流式沉淀池：
图四沉淀池简图
3.2设计参数：
沉淀池个数n=2;水力表面负荷q'=1m3/（m2h）;出水堰负荷1.7L/sm（146.88m3/md）;
沉淀时间T=2h；h3为缓冲层高度，取0.5m;h5为挂泥板高度，取0.5m。
污泥斗下半
径r2=1m，上半径ri=2m;剩余污泥含水率Pi=99.2%
3.2.1设计计算：
3.2.1.1池表面积
aQ10422
A—1042m
q'1
3.2.1.2单池面积
A10422甘2
A单池一521m2（取530m）
n2
3.2.1.3池直径
4A单池；4530口
——=,；=25.98m（取530m）
■.3.14
3.2.1.4沉淀部分有效水深（h2）
混合液在分离区泥水分离，该区存在絮凝和沉淀两个过程，分离区的沉淀过程会受进水的紊流影响，取h23m
3.2.1.5沉淀池部分有效容积
3.2.1.6沉淀池坡底落差（取池底坡度i=0.05）
共可储存污泥体积为:
V1V212.7166.63179.33m3
3.2.1.9沉淀池总高度
H=0.47+4+1.73=6.2m
3.3进水系统计算
竖井示意图
筒中流速V30.03-0.02m/s,（取0.03m/s）
3.4出水部分设计
3.4.1环形集水槽流量q集=0.145m3/s
3.4.2环形集水槽设计
采用单侧集水环形集水槽计算。
槽宽b20.9（kq集）0.4=0.91.40.145°.4=0.48m
（其中k为安全系数采用1.2~1.5）
设槽中流速v=0.5m/s
设计环形槽水深为0.4m，集水槽总高度为0.4+0.4（超高）=0.8m，采用90°三角堰。
3.4.3出水溢流堰的设计（采用出水三角堰90°）
3.4.3.1堰上水头（即三角口底部至上游水面的高度）H1=0.04m
3.4.3.2每个三角堰的流量q1
2472473
q11.343H「1.3430.04.0.0004733m/s
3.4.3.3三角堰个数m
3.4.3.4三角堰中心距
图七溢流堰简图
六、氧化沟
1.设计参数
拟用卡罗塞（Carrousel）氧化沟，去除BOD5与COD之外，还具备硝化和一定的脱氮除磷作用，使出水NH3-N低丁排放标准。
氧化沟按2010年设计分2座，按最大日平■均时流量设计，每座氧化沟设计流量为
4
Qi'==10000m3/d=115.8L/s。
21.3
总污泥龄：
20d
MLSS=3600mg/L,MLVSS/MLSS=0.75贝UMLSS=2700
曝气池：
DO=2mg/L
NOD=4.6mgO2/mgNH3-N氧化，可利用氧2.6mgO2/NO3—N还原
a=0.96=0.98
-1
其他参数：
a=0.6kgVSS/kgBOD5b=0.07d
脱氮速率：
qdn=0.0312kgNO3-N/kgMLVSS-d
K1=0.23d-1Ko2=1.3mg/L
剩余碱度100mg/L（保持PH>7.2）:
所需碱度7.1mg碱度/mgNH3-N氧化；产生碱度3.0mg碱度/mgNO3-N还原
硝化安全系数：
2.5
脱硝温度修正系数：
1.08
2.设计计算
（1）碱度平■衡计算：
1）设计的出水BOD5为20mg/L,则出水中溶解性BOD5=20-0.7X20X1.
42X（1-e-0'23用）=6.4mg/L
2）
采用污泥龄20d,则日产泥量为：
0.610000（1906.4）
1000（10.0520）
设其中有12.4%为氮，近似等丁TKN中用丁合成部分为:
0.124550.8=68.30kg/d
3）碱度平衡计算
已知产生0.1mg/L碱度/除去1mgBOD5,且设进水中碱度为250mg/
L,剩余碱度=250-7.1X25.17+3.0X14.17+0.1X（190-6.4）=132.16mg/L
（2）硝化区容积计算:
硝化速率为
N
—』c0.05T1.158
N10
—0.05d-1
20
单位基质利用率:
0.050.050.167kgBOD5/kgMLVSS.d
0.6
MLVSS=fXMLSS=0.753600=2700mg/L
（1906.4）10000
0.1671000
……一109943
硝化容积：
Vn10004071.9m3
2700
，、一.、40719
水力停留时间：
tn249.8h
10000
（3）反硝化区容积:
12C时，反硝化速率为:
qdn0.03（£）0.029T20
M
1901220
0.03（）0.0291.081220
16
3600-
24
=0.017kgNO3-N/kgMLVSS.d
14.17
还原NO3-N的总量=10000141.7kg/d
1000
141.7
脱氮所需MLVSS=-8335.3kg
0.019
833533
脱氮所需池容：
Vdn8335310003087.1m
2700
水力停留时间：
tdn丑竺247.4h
1000
（4）氧化沟的总容积：
总水力停留时间：
ttntdn9.87.417.2h
总容积：
VVnVdn4071.93087.17159m3
（5）氧化沟的尺寸:
氧化沟采用4廊道式卡鲁塞尔氧化沟，取池深3.5m，宽7m,则氧化
7159沟总长：
292.2m
3.57
3087.1
126.0m。
3.57
校核实际污泥负荷Ns耍100001900.014kgBOD/kgMLSSdXV36007159
（6）需氧量计算：
采用如下经验公式计算：
O2（kg/d）ASrBMLSS4.6Nr2.6NO3
其中：
第一项为合成污泥需氧量，第二项为活性污泥源呼吸需氧量,第三项为硝化污泥需氧量，第四项为反硝化污泥需氧量。
经验系数：
A=0.5B=0.1
需要硝化的氧量：
Nr=25.171000010-3=251.7kg/d
R=0.510000（0.19-0.0064）+0.14071.92.7
+4.6251.7-2.6141.7=2806.81kg/d=116.95kg/h
取T=30C,查表得a=0.8,6=0.9,氧的饱和度Cs（30）=7.63mg/L,
Cs（20）=9.17mg/L
采用表面机械曝气时，20C时脱氧活水的充氧量为：
Ro
RCs（20）
Cs（T）C1.024T20
116.959.17
0.800.917.6321.0243020
217.08kg/h
查手册，选用DY325型倒伞型叶轮表面曝气机，直径中=3.5m，电机功率N
=55kW,单台每小时最大充氧能力为125kgO2/h，每座氧化沟所需数量为n,则
（7）
回流污泥量:
式中：
X=MLSS=3.6g/L，回流污泥浓度Xr取10g/L。
则:
（50%〜100%，实际取60%）
3.6
R0.56
103.6
Q。
1334.43
133.44m/d
10
（9）
氧化沟计算草草图如下:
备用UR机
进水
管接自
提升
泵房
及沉
砂池
图5氧化沟计算草图
七、二沉池
该沉淀池采用中心进水，周边出水的幅流式沉淀池，采用刮泥机
1.设计参数
设计进水量：
Q=10000m3/d（每组）
表面负荷：
qb围为1.0—1.5m3/m2.h，取q=1.0m3/
m2.h
固体负荷：
qs=140kg/m2.d
水力停留时间（沉淀时间）：
T=2.5h
堰负荷：
取值围为
1.5—2.9L/s.m,取2.0L/（s.m）
2.设计计算
（D
沉淀池面积：
100002
417m
124
（2）
沉淀池直径:
D.4A
4417
23m16m
3.14
有效水深为
h=qbT=1.02.5=2.5m<4m
区所需存泥容积:
则污泥区高度为
D23■一
h〔
D竺9.2（介丁6〜12）
2.5
（4）二沉池总高度:
取二沉池缓冲层高度h3=0.4m，超高为h4=0.3m
则池边总高度为
h=hi+h2+h3+h4=2.5+1.7+0.4+0.3=4.9m
设池底度为i=0.05,则池底坡度降为
bd.232,i0.050.53m
22
则池中心总深度为
H=h+h5=4.9+0.53=5.43m
（5）校核堰负荷:
径深比
堰负荷
h2h3
23——5.22
4.6
以上各项均符合要求
（6）辐流式二沉池计算草图如下:
图6辐流式沉淀池
卜
23CC0
_l
八、接触消蠹池与加氯问
采用隔板式接触反应池
1.设计参数
设计流量：
Q'=20000m3/d=231.5L/s（设一座）
水力停留时间：
T=0.5h=30min
设计投氯量为：
p=4.0mg/L
平均水深：
h=2.0m
隔板间隔：
b=3.5m
2.设计计算
（1）接触池容积：
V=Q'T=231.510-33060=417m3
一V4172
表面积A———209m
h2
隔板数采用2个，
则廊道总宽为B=（2+1）3.5=10.5m取11m
A209
B10.5
接触池长度L=L--0919.9m取20m
L
20
长宽比一
——5.7
b
3.5
实际消毒池容积为
3
V=BLh=11202=440m
池深取2+0.3=2.3m（0.3m为超高）
经校核均满足有效停留时间的要求
（2）加氯量计算：
设计最大加氯量为pmax=4.0mg/L,每日投氯量为
3=pmaxQ=42000010-3=80kg/d=3.33kg/h
选用贮氯量为120kg的液氯钢瓶，每日加氯量为3/4瓶,共贮用12瓶，每日加氯机两台，单台投氯量为1.5〜2.5kg/h。
配置注水泵两台，一用一备，要求注水量Q=1—3m3/h,扬程不小丁10mH2
（3）混合装置：
在接触消蠹池第一格和第二格起端设置混合搅拌机2台（立式），混合搅拌
机功率N0
2.4一.2
N0
实际选用
QTG1.06100.231560500
7；0.25kW
3510235102
JWH—310—1机械混合搅拌机，浆板深度为1.5m,浆叶直径为0.
31m,浆叶宽度0.9m,功率4.0Kw
解除消蠹池设计为纵向板流反应池。
在第一格每隔3.8m设纵向垂直折流
板，在第二格每隔6.33m设垂直折流板，第三格不设
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