城市污水处理厂工艺设计及计算.doc
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1、第三章第三章 污水处理厂工艺设计及计算污水处理厂工艺设计及计算第一节第一节 格栅格栅进水中格栅是污水处理厂第一道预处理设施,可去除大尺寸的漂浮物或悬浮物,以保 护进水泵的正常运转,并尽量去掉那些不利于后续处理过程的杂物。 拟用回转式固液分离机。回转式固液分离机运转效果好,该设备由动力装置,机架, 清洗机构及电控箱组成,动力装置采用悬挂式涡轮减速机,结构紧凑,调整维修方便,适 用于生活污水预处理。 1.11.1 设计说明设计说明 栅条的断面主要根据过栅流速确定,过栅流速一般为 0.61.0m/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
2、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。 1.21.2 设计流量:设计流量: a.日平均流量Qd=45000m3/d1875m3/h=0.52m3/s=520L/sKz取 1.4 b. 最大日流量Qmax=KzQd=1.41875m3/h=2625m3/h=0.73m3/s 1.31.3 设计参数:设计参数: 栅条净间隙为 b=25.0mm 栅前流速 1=0.7m/s 过栅流速 0.6m/s 栅前部分长度:0.5m 格栅倾角 =60 单位栅渣量:1=0.0
3、5m3栅渣/103m3污水 1.41.4 设计计算:设计计算: 1.4.11.4.1 确定栅前水深确定栅前水深根据最优水力断面公式计算得:22 1BQ mQB66. 07 . 0 153. 022 1mBh33. 021所以栅前槽宽约 0.66m。栅前水深 h0.33m1.4.21.4.2 格栅计算格栅计算说明: Qmax最大设计流量,m3/s; 格栅倾角,度() ;h栅前水深,m; 污水的过栅流速,m/s。 栅条间隙数(n)为=ehvQnsinmax)(306 . 03 . 0025. 060sin153. 0条栅槽有效宽度()B设计采用 10 圆钢为栅条,即 S=0.01m。=1.04(m
4、)30025. 0) 130(01. 0) 1(bnnSB通过格栅的水头损失 h202hKhsin220gh h0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; 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. 1bs)(025. 060sin81. 926 . 0025. 001. 079. 132342mh 所以:栅后槽总高度 H H=h+h1+h2=0.33+0.3+0.025=0.655(m) (h1栅前渠超高,一般取 0.3m) 栅槽总长度 LmBBL52. 020tan*266. 004. 1tan*211 1mLL26.
5、021 20.3+0.330.6311hhHmHLLL64. 260tan63. 05 . 00 . 126. 052. 0tan5 . 00 . 1 1 21L1进水渠长,m; L2栅槽与出水渠连接处渐窄部分长度,m; B1进水渠宽, ; 1进水渐宽部分的展开角,一般取 20。图一图一 格栅简图格栅简图1.4.31.4.3 栅渣量计算栅渣量计算 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 W1=0.05m3/103m3,每日栅渣量为=0.4m3/d100064. 18640005. 0153. 01000864001max zKWQW拦截污物量大于 0.
6、3m3/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=0.2530=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=1.2m0.6m,池总宽 B=2b=2.4m(4)有效水深:h2=A/B=1.204/2.4=0.5m (介于 0.251m 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3 545
7、11 126. 0105 . 1232103 . 1 102mKTXQV(每格沉砂池设两个沉砂斗,两格共有四个沉砂斗)其中 X1:城市污水沉砂量 3m3/105m3,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 a1=0.5m,斗壁与水平面的倾角为 60,斗高 hd=0.5m,则沉砂斗上口宽:mahad1 . 15 . 060tan5 . 0260tan21沉砂斗容积:3222 11234. 0)5 . 025 . 01 . 121 . 12(65 . 0)222(6maaaahVd(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
8、 0.06,坡向沉砂斗长度为maLL65. 221 . 125 . 7222则沉泥区高度为h3=hd+0.06L2 =0.5+0.062.65=0.659m池总高度 H :设超高 h1=0.3m,H=h1+h2+h3=0.3+0.5+0.66=1.46m(8)进水渐宽部分长度:mBBL43. 120tan94. 024 . 2 20tan21 1(9)出水渐窄部分长度:L3=L1=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 vmin=Q平均日/A=0.2007/1.204=0.170.15m/s,符合要求(11)计算草图如下
9、:出出出4 出出出出出出出出出出出出第三节第三节 沉淀池沉淀池3.13.1 采用中心进水辐流式沉淀池:采用中心进水辐流式沉淀池:图四图四 沉淀池简图沉淀池简图3.23.2 设计参数: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;污泥斗下半。为挂泥板高度,取;为缓冲层高度,取5m. 0h5m. 0h53径 r2=1m,上半径 r1=2m;剩余污泥含水率 P1=99.2% 3.2.13.2.1 设计计算:设计计算: 3.2.1.1 池表面积2104211042 mqQA3.2.1.2 单池面积(取 5
10、30)2m52121042 nA单池A2m3.2.1.3 池直径(取 530m)m98.2514. 35304A4D单池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mh323.2.1.5 沉淀池部分有效容积3222 98.1591342614. 34mhDV3.2.1.6 沉淀池坡底落差 (取池底坡度 i=0.05)mrDih55. 0222605. 0214 3.2.1.7 沉淀池周边(有效)水深mmhhhH0 . 40 . 45 . 05 . 035320), 65 . 6426(0满足规定HD3.2.
11、1.8 污泥斗容积73m. 1tg60) 12(tg)rr (h0 216污泥斗高度3222 2212 16 1.7m12)1122(373. 114. 33rrrrhV池底可储存污泥的体积为: 3222 1124 263.166)221313(38 . 014. 34mrRrRhV3 21179.33m166.637 .12VV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=6.2m3.33.3 进水系统计算进水系统计算 3.3.13.3.1 单池设计流量 521m3/h(0.145m3/s) 进水管设计流量:0.145(1+R)=0.1451.5=0.218m
12、3/s管径 D1=500mm,s/1.11m D40.2182 11 v3.3.23.3.2 进水竖井进水井径采用 1.2m, 出水口尺寸 0.301.2m2,共 6 个沿井壁均匀分布 出水口流速)/15. 0(/101. 062 . 130. 0218. 02smsmv3.3.33.3.3 紊流筒计算 图六图六 进水进水竖井示意图竖井示意图筒中流速 ) s/03m. 0( ,/02. 003. 03取smv 紊流筒过流面积 紊流筒直径 2327. 703. 0218. 0Qfm进mfD314. 327. 744 33.43.4 出水部分设计出水部分设计3.4.13.4.1 环形集水槽内流量=
13、0.145 m3/s集q3.4.23.4.2 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 . 12 . 1m48. 0145. 04 . 19 . 0)(9 . 024 . 04 . 0kqkb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。3.4.33.4.3 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 q1smHq/0004733. 004. 0343. 1343. 13
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