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 ，槽内流速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，栅槽内将发生沉淀。

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Q d =45000m 3/d ≈1875m 3/h=0.52m 3/s=520L/sK z 取1.4b. 最大日流量Q max =K z ·Q d =1.4×1875m 3/h=2625m 3/h=0.73m 3/s1.3 设计参数：栅条净间隙为b=25.0mm 栅前流速ν1=0.7m/s过栅流速0.6m/s 栅前部分长度：0.5m格栅倾角δ=60° 单位栅渣量：ω1=0.05m 3栅渣/103m 3污水1.4 设计计算：1.4.1 确定栅前水深 根据最优水力断面公式221νB Q =计算得： m QB 66.07.0153.0221=⨯==ν m B h 33.021== 所以栅前槽宽约0.66m 。

栅前水深h ≈0.33m1.4.2 格栅计算说明： Q max —最大设计流量，m 3/s ； α—格栅倾角，度（°）；h —栅前水深，m ； ν—污水的过栅流速，m/s 。

栅条间隙数（n ）为 ehv Q n αsin max ==)(306.03.0025.060sin 153.0条=⨯⨯︒⨯ 栅槽有效宽度（B ）设计采用ø10圆钢为栅条，即S =0.01m 。

30025.0)130(01.0)1(⨯+-⨯=+-=bn n S B =1.04(m)通过格栅的水头损失h 202h K h ⨯=ανξsin 220g h =h 0—计算水头损失； g —重力加速度；K —格栅受污物堵塞使水头损失增大的倍数，一般取3；ξ—阻力系数，其数值与格栅栅条的断面几何形状有关，对于圆形断面，3479.1⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯=b s ξ)(025.060sin 81.926.0025.001.079.132342m h =︒⨯⨯⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯= 所以：栅后槽总高度HH=h+h 1+h 2=0.33+0.3+0.025=0.655(m) （h 1—栅前渠超高，一般取0.3m ） 栅槽总长度L m B B L 52.020tan *266.004.1tan *2111=︒-=-=α m L L 26.0212== 11h h H +=＝0.3+0.33＝0.63m H L L L 64.260tan 63.05.00.126.052.0tan 5.00.1121=++++=++++=α L 1—进水渠长，m ； L 2—栅槽与出水渠连接处渐窄部分长度，m ；B 1—进水渠宽，； α1—进水渐宽部分的展开角，一般取20°。

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W 1=0.05m 3/103m 3，每日栅渣量为100064.18640005.0153.010********max ⨯⨯⨯=⨯⨯=z K W Q W =0.4m 3/d 拦截污物量大于0.3m 3/d ，宜采用机械清渣。

二、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=30s2. 设计计算（1）沉砂池长度：L=vt=0.25×30=7.5m（2）水流断面积：A=Q/v=0.301/0.25=1.204m 2（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：h 2=A/B=1.204/2.4=0.5m （介于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354511126.0105.1232103.1102m K TX Q V =⨯⨯⨯⨯⨯== （每格沉砂池设两个沉砂斗，两格共有四个沉砂斗）其中X 1：城市污水沉砂量3m 3/105m 3，K ：污水流量总变化系数1.5（6）沉砂斗各部分尺寸及容积：设计斗底宽a 1=0.5m ，斗壁与水平面的倾角为60°，斗高h d =0.5m ， 则沉砂斗上口宽：m a h a d 1.15.060tan 5.0260tan 21=+︒⨯=+︒= 沉砂斗容积：322211234.0)5.025.01.121.12(65.0)222(6m a aa a h V d =⨯+⨯⨯+⨯=++= （略大于V1=0.26m3，符合要求）（7）沉砂池高度：采用重力排砂，设计池底坡度为0.06，坡向沉砂斗长度为m a L L 65.221.125.7222=⨯-=-= 则沉泥区高度为h 3=h d +0.06L 2 =0.5+0.06×2.65=0.659m池总高度H ：设超高h 1=0.3m ，H=h 1+h 2+h 3=0.3+0.5+0.66=1.46m（8）进水渐宽部分长度:m B B L 43.120tan 94.024.220tan 211=︒⨯-=︒-= （9）出水渐窄部分长度:L 3=L 1=1.43m（10）校核最小流量时的流速：最小流量即平均日流量Q 平均日=Q/K=301/1.5=200.7L/s则v min =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：进水图4 平流式沉砂池计算草图出水第三节 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 ’=1m 3/(m 2h)；出水堰负荷1.7L/s ·m(146.88m 3/m ·d)；沉淀时间T=2h ；。

为挂泥板高度，取；为缓冲层高度，取5m .0h 5m .0h 53污泥斗下半径r 2=1m ，上半径r 1=2m ；剩余污泥含水率P 1=99.2%3.2.1 设计计算：3.2.1.1 池表面积2104211042'm q Q A ≈== 3.2.1.2 单池面积2m 52121042n A ===单池A （取5302m ） 3.2.1.3 池直径 m 98.2514.35304A 4D ＝＝单池⨯⋅=π（取530m ） 3.2.1.4 沉淀部分有效水深(h 2)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m h 32=3.2.1.5 沉淀池部分有效容积322298.1591342614.34m h D V =⨯⨯=⋅=π 3.2.1.6 沉淀池坡底落差 （取池底坡度i=0.05）m r D i h 55.0222605.0214=⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯= 3.2.1.7 沉淀池周边（有效）水深 m m h h h H 0.40.45.05.035320≥=++=++= ),65.6426(0满足规定>==H D 3.2.1.8 污泥斗容积73m .1tg60)12(tg )r r (h 0216=⨯-=⋅-=α污泥斗高度()32222212161.7m 12)1122(373.114.33=+⨯+⨯⨯=++=r r r r h V π 池底可储存污泥的体积为：()32221124263.166)221313(38.014.34m r Rr R h V =+⨯+⨯⨯=++⨯=π 321179.33m166.637.12V V =+=+共可储存污泥体积为：3.2.1.9 沉淀池总高度 H=0.47+4+1.73=6.2m3.3 进水系统计算3.3.1 单池设计流量521m 3/h （0.145m 3/s ）进水管设计流量：0.145×(1+R)=0.145×1.5=0.218m 3/s管径D 1=500mm ，s /1.11m D 40.218211=⨯=πv3.3.2 进水竖井进水井径采用1.2m ，出水口尺寸0.30×1.2m 2，共6个沿井壁均匀分布出水口流速)/15.0(/101.062.130.0218.02s m s m v <≈⨯⨯=3.3.3 紊流筒计算 图六 进水竖井示意图筒中流速 )s /03m .0(,/02.0~03.03取s m v =紊流筒过流面积 2327.703.0218.0Q f m ===ν进紊流筒直径 m fD 314.327.7443≈⨯==π 3.4 出水部分设计3.4.1 环形集水槽内流量集q =0.145 m 3/s3.4.2 环形集水槽设计采用单侧集水环形集水槽计算。

()）为安全系数采用（其中＝＝槽宽集5.1~2.1m 48.0145.04.19.0)(9.024.04.0k q k b ⨯⨯⋅⨯⨯=设槽中流速v=0.5m/s设计环形槽内水深为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） H 1=0.04m3.4.3.2每个三角堰的流量q 1s m H q /0004733.004.0343.1343.1347.247.211=⨯==3.4.3.3三角堰个数n 1()个设计时取个单3074.3060004733.0145.0q 11===Q n 3.4.3.4三角堰中心距m b D n L L 358.030748.0236(14.3307)2(11=⨯-⨯=-==）π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BOD 5与COD 之外，还具备硝化和一定的脱氮除磷作用，使出水NH 3-N 低于排放标准。

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Q 1′＝3.12106.24⨯⨯=10000m 3/d=115.8L/s 。

总污泥龄：20dMLSS=3600mg/L,MLVSS/MLSS=0.75 则MLSS=2700曝气池：DO ＝2mg/LNOD=4.6mgO 2/mgNH 3-N 氧化，可利用氧2.6mgO 2/NO 3—N 还原 α＝0.9 β＝0.98其他参数：a=0.6kgVSS/kgBOD 5 b=0.07d -1脱氮速率：q dn =0.0312kgNO 3-N/kgMLVSS ·dK 1=0.23d -1 Ko 2=1.3mg/L剩余碱度100mg/L(保持PH ≥7.2):所需碱度7.1mg 碱度/mgNH 3-N 氧化；产生碱度3.0mg 碱度/mgNO 3-N 还原硝化安全系数：2.5脱硝温度修正系数：1.082.设计计算（1）碱度平衡计算：1）设计的出水5BOD 为20 mg/L ，则出水中溶解性5BOD ＝20-0.7×20×1.42×（1－e -0.23×5）=6.4 mg/L2）采用污泥龄20d ，则日产泥量为：8.550)2005.01(1000)4.6190(100006.01=⨯+⨯-⨯⨯=+m r bt aQS kg/d 设其中有12.4％为氮，近似等于TKN 中用于合成部分为： 0.124⨯550.8=68.30 kg/d即：TKN 中有83.610000100030.68=⨯mg/L 用于合成。