第一章 污水的一级处理构筑物设计计算1.1格栅格栅是由一组平行的金属栅条或筛网制成，安装在污水渠道、泵房集水井的进口处或污水处理厂的端部，用以截留较大的悬浮物或漂浮物，如纤维、碎皮、毛发、果皮、蔬菜、塑料制品等，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷，并使之正常进行。

被截留的物质称为栅渣。

设计中格栅的选择主要是决定栅条断面、栅条间隙、栅渣清除方式等。

格栅断面有圆形、矩形、正方形、半圆形等。

圆形水力条件好，但刚度差，故一般多采用矩形断面。

格栅按照栅条形式分为直棒式格栅、弧形格栅、辐流式格栅、转筒式格栅、活动格栅等；按照格栅栅条间距分为粗格栅和细格栅（1.5～10mm ）；按照格栅除渣方式分为人工除渣格栅和机械除渣格栅，目前，污水处理厂大多都采用机械格栅；按照安装方式分为单独设置的格栅和与水泵池合建一处的格栅。

1.1.1格栅的设计城市的排水系统采用分流制排水系统，城市污水主干管由西北方向流入污水处理厂厂区，主干管进水水量为s L Q 63.1504 ，污水进入污水处理厂处的管径为1250mm ，管道水面标高为80.0m 。

本设计中采用矩形断面并设置两道格栅（中格栅一道和细格栅一道），采用机械清渣。

其中，中格栅设在污水泵站前，细格栅设在污水泵站后。

中细两道格栅都设置三组即N=3组，每组的设计流量为0.502s m 3。

1.1.2设计参数1、格栅栅条间隙宽度，应符合下列要求：1) 粗格栅：机械清除时宜为16～25mm ；人工清除时宜为25～40mm 。

特殊情况下，最大间隙可为100mm 。

2) 细格栅：宜为1.5～10mm 。

3) 水泵前，应根据水泵要求确定。

2、 污水过栅流速宜采用0.6～1.Om ／s 。

除转鼓式格栅除污机外，机械清除格栅的安装角度宜为60～90°。

人工清除格栅的安装角度宜为30°～60°。

3、当格栅间隙为16～25mm 时，栅渣量取0.10～0.0533310m m 污水；当格栅间隙为30～50mm 时，栅渣量取0.03～0.0133310m m 污水。

4、格栅除污机，底部前端距井壁尺寸，钢丝绳牵引除污机或移动悬吊葫芦抓斗式除污机应大于1.5m ；链动刮板除污机或回转式固液分离机应大于1.Om 。

5、格栅上部必须设置工作平台，其高度应高出格栅前最高设计水位0.5m ，工作平台上应有安全和冲洗设施。

6、 格栅工作平台两侧边道宽度宜采用0.7～1.Om 。

工作平台正面过道宽度，采用机械清除时不应小于1.5m ，采用人工清除时不应小于1.2m 。

7、 粗格栅栅渣宜采用带式输送机输送；细格栅栅渣宜采用螺旋输送机输送。

8、格栅除污机、输送机和压榨脱水机的进出料口宜采用密封形式，根据周围环境情况，可设置除臭处理装置。

9、格栅间应设置通风设施和有毒有害气体的检测与报警装置。

10、沉砂池的超高不应小于0.3m 。

1.1.3中格栅设计计算1、进水渠道宽度计算根据最优水力断面公式2221111νB v B B hv B Q ===计算设计中取污水过栅流速v =0.8s mm QB 12.18.0502.0221=⨯==ν则 栅前水深：m B h 56.021==2、格栅的间隙数 NbhvQ n αsin =式中 n 格栅栅条间隙数，个； Q 设计流量，s m 3； α 格栅倾角，º； N 设计的格栅组数，组；b 格栅栅条间隙数，m 。

设计中取 60=α b =0.02m528.056.002.060sin 502.0=⨯⨯︒=n 个3、格栅栅槽宽度()bn n S B +-=1 式中 B 格栅栅槽宽度，m ； S每根格栅条宽度，m 。

设计中取S =0.015m()m B 80.104.176.05202.0152015.0=+=⨯+-⨯=4、进水渠道渐宽部分的长度计算 111tan 2αB B l -=式中 1l 进水渠道渐宽部分长度，m ； 1α渐宽处角度，º。

设计中取 1α=︒20 m l 93.020tan 212.180.11=︒-=5、进水渠道渐窄部分的长度计算m l l 46.0293.0212===6、通过格栅的水头损失αβsin 2)(2341g v b S k h =式中 1h 水头损失，m ；β 格栅条的阻力系数，查表知 β=2.42；k格栅受污物堵塞时的水头损失增大系数，一般取 k =3。

则 m g h 14.060sin 28.0)02.0015.0(42.232341=︒⨯⨯=7、栅后槽总高度设栅前渠道超高m h 3.02=则 栅后槽总高度：m h h h H 00.13.014.056.021=++=++=8、栅槽总长度mh hl l L 38.360tan 3.060tan 56.00.15.046.093.0tan tan 0.15.0221=︒+︒++++=+++++=αα 中格栅示意图如图3—1图3—1 中格栅示意草图9、每日栅渣量 100010008640011max W Q K W Q W Z =⨯⨯= 式中 W每日栅渣量，m 3；1W 每日每10003m 污水的栅渣量，33310m m 污水。

设计中取 1W =0.0533310m m 污水43310100.0550.21000W m d m d ⨯⨯==> 应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。

10、进水与出水渠道城市污水通过1250DN mm 的管道送入进水渠道，然后，就由提升泵将污水提升至细格栅。

1.1.4细格栅设计计算设计中取格栅栅条间隙数b =0.01m ，格栅栅前水深h =0.9m ，污水过栅流速v =1.0s m ，每根格栅条宽度S =0.01m ，进水渠道宽度1B =0.8m ，栅前渠道超高m h 3.02=，每日每10003m 污水的栅渣量1W =0.0433310m m则 格栅的间隙数：NbhvQ n αsin =520.19.001.060sin 502.0=⨯⨯︒= 个 格栅栅槽宽度：()()m bn n S B 03.15201.015201.01=⨯+-=+-= 进水渠道渐宽部分的长度：m B B l 32.020tan 28.003.1tan 2111=︒--=α进水渠道渐窄部分的长度计算：m l l 16.0232.0212=== 通过格栅的水头损失：m g g v b S k h 32.060sin 20.101.001.042.23sin 2)(2342341=︒⨯⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯==αβ 栅后槽总高度：m h h h H 52.13.032.09.021=++=++=栅槽总长度：ααtan tan 0.15.0221h hl l L +++++=m67.260tan 3.060tan 9.00.15.016.032.0=︒+︒++++=每日栅渣量：433max 118640010100.0550.2100010001000Z Q W Q W W m s m s K ⨯⨯⨯====>⨯应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。

细格栅示意图见图3—2图3—2 细格栅示意图1.2提升泵站污水总泵站接纳来自整个城市排水管网来的所有污水，其任务是将这些污水抽送到污水处理厂，以利于处理厂各构筑物的设置。

因采用城市污水与雨水分流制，故本设计仅对城市污水排水系统的泵站进行设计。

排水泵站的基本组成包括：机器间、集水池、格栅和辅助间。

3.2.1泵站设计的原则1、污水泵站集水池的容积，不应小于最大一台水泵5min 的出水量；如水泵机组为自动控制时，每小时开动水泵不得超过6次。

2、集水池池底应设集水坑，倾向坑的坡度不宜小于10%。

3、水泵吸水管设计流速宜为0.7～1.5 m/s 。

出水管流速宜为0.8～2.5 m/s 。

其他规定见GB50014—2006《室外排水规范》。

1.2.2泵房形式及工艺布置本设计采用地下湿式矩形合建式泵房，设计流量选用最高日最高时流量d m s m Q 3313000050463.1==。

1、泵房形式为运行方便，采用自灌式泵房。

自灌式水泵多用于常年运转的污水泵站，它的优点是：启动及时可靠，管理方便。

该泵站流量小于2m 3/s ，且鉴于其设计和施工均有一定经验可供利用，故选用矩形泵房。

由于自灌式启动，故采用集水池与机器间合建，前后设置。

大开槽施工。

2、工艺布置本设计采用来水为一根污水干管，无滞留、涡流等不利现象，故不设进水井，来水管直接经进水闸门、格栅流入集水池，经机器间的泵提升污水进入出水井，然后依靠重力自流输送至各处理构筑物。

3.2.3泵房设计计算1、设计参数设计流量为31.504631504.63Q m s L s ==，集水池最高水位为79.93m ，出水管提升至细格栅，出水管长度为5m ，细格栅水面标高为85.001m 。

泵站设在处理厂内，泵站的地面高程为81.50m 。

2、泵房的设计计算 （1）集水池的设计计算设计中选用5台污水泵（4用1备），则每台污水泵的设计流量为：11504.63376.244Q Q L s ===，按一台泵最大流量时5min 的出水量设计，则集水池的容积为：31376.2560112860112.86V Q t L m ==⨯⨯==取集水池的有效水深为 2.0h m =集水池的面积为：2112.8656.432V F m h ===集水池保护水深0.71m ，实际水深为2.0+0.71=2.71m 。

（2）水泵总扬程估算1）集水池最低工作水位与所需提升最高水位之间的高差为： 85.001-（79.93-2）=7.071m 2）出水管管线水头损失每一台泵单用一根出水管，其流量为1376.2Q L s =，选用的管径为mm DN 600的铸铁管，查《给水排水设计手册》第一册常用资料得流速s m v 33.1=（介于0.8~2.5s m 之间），68.31000=i 。

出水管出水进入一进水渠，然后再均匀流入细格栅。

设局部损失为沿程损失的30%，则总水头损失为：m h 024.03.1100068.35=⨯⨯= 泵站内的管线水头损失假设为1.5m ，考虑自由水头为1.0，则水泵总扬程为： m H 595.90.1071.7024.05.1=+++=（3）选泵本设计单泵流量为1376.2Q L s =，扬程m 595.9。

查《给水排水设计手册》第11册常用设备，选用300TLW-540IB 型的立式污水泵。

该泵的规格性能见表3-1。

表3-1 300TLW-540IB 型的立式污水泵的规格性能3、泵站总扬程的校核水泵的平面布置形式可直接影响机器间的面积大小，同时，也关系到养护管理的方便与否。