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1、3 污水处理构筑物的计算3.1 细格栅3.1.1 设计说明格栅系由一组平行的金属栅条或筛网制成,安装在污水渠道上、泵房集水 井的进口处或污水厂的端部,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。以减轻后续处理构筑物的处理负荷,并保证 其正常运行。 格栅的进出水水质见表 3-1 所示。 表表 3-1 格栅进出水水质格栅进出水水质水质指标水质指标BOD5CODSS进水6400130002000去除率0010出水64001300018003.1.2 设计计算本工艺采用矩形断面调节池前细格栅一道,采用机械清渣。(1)栅前水深的确定 = 221式中,Q设计流量,设计中取为
2、 0.0289m3/s;h栅前水深,m;v1栅前渠道水流流速,设计中取为 0.6m/s。 = 21=0.0289 2 0.6= 0.16()(2)细格栅的栅条间隙数 = 式中,n格栅栅条间隙数,个;Q设计流量,m3/s;格栅倾角,(o);b格栅栅条间隙,m;h格栅栅前水深,m;v格栅过栅流速,m/s。过栅流速采用为 0.7m/s,Q=0.0289m3/s,栅条间隙 b=0.01m,栅前水深为 0.16m,格栅安装倾角 =60o,则 =0.0289 600.01 0.16 0.7= 24(个),取为25个。(3)格栅槽有效宽度(B) = ( 1) + 式中,B格栅槽有效宽度,m;S每根格栅条的宽
3、度,m。设计中采用 10mm 圆钢为栅条,即取 S=0.01m,则 = 0.01 (25 1) + 0.01 25 = 0.49(),取为0.5。(4)进水渠道渐宽部分的长度 设进水渠道宽 B1=0.25m,渐宽部分展开角=20o,此时进水渠道内的流速1为:1= 1=0.0289 0.25 0.16= 0.72(/),在0.40.9m/s范围之内,符合要求。则,进水渠道渐宽部分长度:1= 121=0.5 0.252 20= 0.34()(5)出水渠道的渐窄部分的长度2=12=0.34 2= 0.17()(6)过栅水头损失1= ()4 322式中,h1水头损失,m; 格栅条的阻力系数,栅条断面为
4、锐边矩形断面 =2.42;k格栅受污物堵塞时的水头损失增大系数,一般采用 k=3。1= 3 2.42 (0.010.01)4 30.72 2 9.8 60= 0.16()(7)槽后明渠的总高度 = + 1+ 2式中,H槽后明渠的总高度,m;h2明渠超高,m,设计中取 h2=0.3m。 = 0.16 + 0.16 + 0.3 = 0.62() (8)格栅槽总长度 = 1+ 2+ 0.5 + 1.0 +1式中,L格栅槽总长度,m;H1格栅明渠的深度,m,H1=h+h2。 = 0.34 + 0.17 + 0.5 + 1.0 +0.16 + 0.360= 2.28()(9)每日栅渣量 =8640011
5、000式中,W每日栅渣量,m3/d;1栅渣量,取 1=0.1m3/103m3污水。 =86400 0.0289 0.1 1000= 0.25(3/) 0.2(3/)故采用机械清渣。 根据给水排水设计手册第 9 册,选用 XWB-型背耙式格栅除污机。 表表 3-2 XWB-型背耙式格栅除污机性能型背耙式格栅除污机性能型号型号格栅宽度格栅宽度 (mm)耙齿有效耙齿有效 长度长度(mm)安装倾安装倾 角角( )提升质提升质 量量 (kg)格栅间距格栅间距 (mm)提升速度提升速度 (m/min)电动机功电动机功 率率(KW)XWB-0.5-1.55001006020072030.51111221图图
6、 3-13-1 格栅计算示意图格栅计算示意图3.2 调节池3.2.1 设计说明(1)水量调节池实际是一座变水位的贮水池,进水一般为重力流,出水用 泵提升。池中最高水位不高于进水管的设计高度,最低水位为死水位。 (2)调节池的形状宜为方形或圆形,以利于形成完全混合状态。长形池宜 设多个进口和出口。 (3)调节池不具有废水处理的功能。3.2.2 设计计算本设计水力停留时间取 T=8h,设计流量 Q=2500m3/d=104.2m3/h。 (1)调节池的尺寸 调节池体积:V=QT=104.28=833(m3) 取池子总高度 H=5.5m,其中超高 0.5m,有效水深 h=5m,则池面积为 = =83
7、3 5= 166.6(2)池长取 16m,池宽取 12m,则实际有效水深为= 16 12= 4.3()取超高 0.5m,则调节池的实际池深 H=4.3+0.5=4.8m (2)潜污泵 调节池集水坑内设 2 台上海阳光泵业制造有限公司生产的 QW 系列无堵塞 移动式潜污泵(1 用 1 备) ,水泵的基本性能参数见表 3-3。 表表 3-3 潜水排污泵性能潜水排污泵性能型号型号流量流量 (m3/h)扬程扬程 (m)转速转速 (r/min )电动机功率电动机功率 (kW)效率效率 (%)出口直径出口直径 (mm)QW125-130 -15-111301514601162125(3)搅拌 为防止污水中
8、悬浮物的沉积和使水质均匀,可采用水泵强制循环进行搅拌, 也可以采用专用搅拌设备进行搅拌。 水泵强制循环搅拌,是在调节池底部设穿孔管,穿孔管与水泵压力水相连, 用压力水进行搅拌。水泵强制循环搅拌的优点是不需要在池内安装其它专用搅 拌设备,并可根据悬浮沉积的程度随时调节压力水循环的强度。其缺点是穿孔 管容易堵塞,检修不方便,影响使用。目前工程上常用潜水搅拌机进行搅拌。 根据调节池的有效容积,搅拌功率一般按 1m3污水 48W 选配搅拌设备。 本工程取 5W,调节池选配潜水搅拌机的总功率为 25005=12.5(kW)。 选择 5 台晨容环保公司出产的 QJB 型潜水搅拌机(不锈钢) ,均匀安装在
9、调节池内。 表表 3-4 潜水搅拌器电动机性能潜水搅拌器电动机性能型号型号功率功率(kW)电流电流(A)叶轮直径叶轮直径(mm)叶轮转速叶轮转速(r/min)重量重量(kg)QJB2.5/8-400/3-74082.59400740703.3 竖流沉淀池3.3.1 设计说明竖流沉淀池是利用污水从沉淀池中心管流入,沿着中心管向下流动,经中 心管下部的反射板折向上方流动,污水以流速 v 自下向上流动,污水中的颗粒 以沉速 u 向下沉降,当 uv 时颗粒开始下沉,u=v 时颗粒悬浮污水中,uv 时, 颗粒随污水流出。上升至沉淀池顶部的污水用设在沉淀池四周的锯齿形三角堰 流入集水槽排出。竖流沉淀池由进
10、水装置、中心管、出水装置、沉淀区、污泥 斗及排泥装置组成。其进出水水质见表 3-5 所示。 表表 3-5 竖流沉淀池进出水水质竖流沉淀池进出水水质水质指标水质指标BOD5CODSS进水6400130001800去除率252050出水4800104009003.3.2 设计计算设计中取 1 座竖流沉淀池,设计流量。 = 0.02893/(1)中心进水管面积与直径图 3-2 调节池计算示意图0= 0=0.0289 0.03= 1.0(2)0=40=4 1.0 3.14= 1.13()式中,A0沉淀池中心进水管面积(m2);Q设计流量(m3/s);v0中心进水管流速,设计取为 0.03m/s。d0中
11、心进水管直径(m)。(2)中心进水管喇叭口与反射板之间的缝隙高度3= 11式中,h3中心进水管喇叭口与反射板之间的缝隙高度(m);v1污水从中心进水管喇叭口与反射板之间的缝隙流出速度(m/s),一般取为 0.02 m/s0.03m/s;d1喇叭口直径(m),一般采用。1= 1.350设计中取,。1= 0.02/1= 1.35 1.13 = 1.53()3=0.0289 0.02 3.14 1.53= 0.3()(3)沉淀池总面积及沉淀池直径1= = 0+ 1 =4 式中,A1沉淀池的沉淀区面积(m2);v污水在沉淀池内上升流速(m/s);D沉淀池直径(m)。设计中取,。= 2.53/(2 )
12、= = 0.0007/1=0.0289 0.0007= 41.29(2) = 1.0 + 41.29 = 42.29(2) =4 42.29 3.14= 7.3()(4)沉淀池的有效沉淀高度,即中心管的高度 2= 3600式中,h2沉淀池有效水深(m);t沉淀时间,设计取为 1.5h。2= 3600 0.0007 1.5 = 3.78()校核沉淀池径深比:D/h2=7.3/3.78=1.933,符合规范。 (5)污泥部分所需容积 =(1 2)86400100(100 0) 106式中,Q污水流量(m3/s);C1进水悬浮物浓度(mg/L);C2出水悬浮物浓度(mg/L);污泥容重(t/m3),
13、约为 1;po污泥含水率()。设计中取 T=1d,p0=97 =0.0289 (1800 900) 86400 1 100(100 97) 106= 75(3)(6)污泥斗及污泥斗高度 污泥斗设在沉淀池的进水端,采用重力排泥,排泥管伸入污泥斗底部,为 防止污泥斗底部积泥,污泥斗底部直径取为 0.5m,污泥斗倾角取为 600。 污泥斗高度5=7.3 0.5 2 60= 5.9()污泥斗容积1=1 35(1+ 2+12)式中,V1污泥斗容积(m3);沉淀池污泥斗上口边长(m);1沉淀池污泥斗下口边长,设计取为 0.5m;2h5污泥斗高度(m)。1=1 3 5.9 (3.144 7.32+3.14
14、4 0.52+3.14 4(7.32+ 0.52)= 88.3(3)1 (7)沉淀池总高度 = 1+ 2+ 3+ 4+ 5式中,H沉淀池总高度(m);h1沉淀池超高,设计取为 0.3m;h4沉淀池缓冲层高,设计取为 0.3m; = 0.3 + 3.78 + 0.3 + 0.3 + 5.9 = 10.58()(8)出水堰沉淀池出水经过出水堰跌落进入出 水渠道,然后汇入出水管道排入其它 构筑物内。出水堰采用 90o三角形出水 堰,三角堰顶宽 0.16m,高 0.08m,间 距 0.1m,共有 88 个三角堰。堰后自由 跌落 0.10.15m,三角堰有效水深为1= 0.72/5= 0.7 (0.02
15、8988)2/5= 0.03()三角堰后自由跌落 0.15m,则出水堰水 头损失为 0.19m。(9)出水渠道出水渠道设在沉淀池四周,收集三角堰出水,出水渠道宽 0.25m,深 0.4m,有效水深 0.20m,水平流速 0.29m/s。出水渠将三角堰出水汇集送入出水 管,出水管采用钢管,管径 DN200mm,管内流速 0.92m/s。 (10)排泥管 沉淀池采用重力排泥,排泥管直径 DN200mm,连续将污泥排出池外贮泥 池内。3.3 水解酸化池的设计3.3.1 工艺介绍 水解酸化池可以作为独立一级厌氧生物处理工艺,也可以作为二相厌氧生 物处理的第一相(即产酸相) ,其目的是改善废水的可生化性
16、,降低后续生物处图 3-3 竖流沉淀池示意图理负荷,提高后续处理工艺的稳定性和效果。 在二相厌氧生物处理工艺中,水解酸化池是一种高负荷厌氧生物处理单元, 其负荷为一般厌氧生物处理负荷的 35 倍。水解酸化池结构简单,无需设计或 安装复杂的配水装置和水流整流装置(如配水装置、折流板、三相分离器、出 水溢流堰、水下推进器等) ,但为避免出现死区引起污泥腐败,底部或进水口必 须配水均匀;为防止短流,可在沿长方向设穿孔挡流板等。进水不需要预先调 节水质、水量。由于其作用为分解有机物或把大分子有机物分解成小分子有机 物,反应过程不产生沼气,不须设计集气装置。 水解酸化池可以是悬浮活性污泥法,也可采用生物
17、膜法或二者相结合的形 式。其池型可以是平流式、竖流式和折流式。可以与二相厌氧生物池合建,也 可以独立分建。 水解酸化池设计一般取表面负荷 0.81.5m3/(m2h),水力停留时间为 45h。采用池底进水,进水多采用穿孔管配水,每个布水孔服务面积 0.52m2,孔口流速 0.41.5m/s;采用池顶堰流出水,出水堰可以位于池边, 也可以类似自来水厂的平行布设;排泥采用间歇排泥,排泥管设于池的中部, 管径为 150200mm,排泥流速大于 0.7m/s。水解酸化池的进出水水质见表 3-6 所示。 表表 3-6 水解酸化池进出水水质水解酸化池进出水水质水质指标水质指标BOD5CODSS进水4800
18、10400900去除率253070出水360072802703.3.2 设计计算(1)有效容积(V) V=Qmaxt 式中,Qmax为最大设计流量,m3/h;本设计为 104.2m3/h。 t 为水力停留时间,h;本设计取为 4h。V=104.24=416.8m3(2)池表面积(A) = =104.2 1.0= 104.2(2)式中,q 为表面负荷,m3/(m2h);本设计取为 1.0m3/(m2h)。 (3)有效水深(H)H=qt=1.04=4.0m本设计计划建造一座水解酸化池,池宽为 7m,按长宽比 2:1 设计,则池长 取为 15m;取超高为 0.4m,则设计池深为 4.4m。半软性填料
19、于池底上方 0.4m 处设置,填料有效深度为 3.5m。 (4)配水方式采用穿孔管布水器(分支式配水方式) ,配水干管管径为 DN200mm,设 7 根配水支管,管径为 DN100mm,相邻支管间距为 2m。支管出水口距池底200mm,位于所服务面积的中心;出水孔径为 15mm,孔口流速为 2.5m/s。则 开孔数为 =42=4 0.02893.14 0.0152 2.5 70(个)每个支管上开孔 10 个。 (5)出水系统设计 堰长 取出水堰负荷,则= 1.6/( ) =0.0289 1000 1.6= 18.06()出水堰的形式和尺寸 采用 90o三角堰出水,每米堰板设 5 个堰口,详细尺
20、寸如图 3-4 所示。 每个堰口出流量 = 5=1.6 5= 0.32(/) = 0.00032(3/)堰上水头1=( 1.4)2 5=(0.000321.4)2 5= 0.035() 0.025()符合水解酸化反应器污水处理工程技术规范的要求。 集水槽宽 = 0.90.41为确保安全,集水槽设计流量,带入数据得1= (1.21.5) = 0.9 (1.3 0.0289)0.4= 0.24() 槽深度 集水槽临界水深=3212=3(1.3 0.0289)29.8 0.242= 0.14()集水槽起端水深 0= 1.73= 1.73 0.14 = 0.24()设出水槽自由跌落高度,则2= 0.1
21、集水槽总深度: = 1+ 2+ 0= 0.035 + 0.1 + 0.24 = 0.375()(6)污泥系统设计 厌氧生物处理污泥产量取 r=0.08kgVSS/kgCOD,流量 Q=2500m3/d,进水 COD 浓度 C0=10400mg/l=10.4kg/m3,COD 去除率取 30%。 = 0 = 0.08 2500 10.4 0.3 = 624(/)据 VSS/SS=0.8 =624 0.8= 780(/)取污泥含水率为 98%,当含水率为95%时,取 S=1000kg/m3,则污泥产量为: =7801000 (1 0.98)= 39(3/)排泥采用穿孔排泥管,沿矩形池纵向多点排泥。
22、管径为 150mm,孔眼直径 为 32mm,孔眼间距为 0.2m。 取每次排泥间隔为 0.5d,取每次排泥时间为 0.5h,则每次总排泥流量为: 39 2 0.5= 39(3/)选用 DN150mm,得管内污泥流速为 v=0.61m/s。3.4 上流式厌氧污泥床反应器(UASB)的设计3.4.1 设计说明UASB 反应器主要由反应区、三相分离器、气室三部分组成。底部反应区 有大量厌氧颗粒污泥,沉降性能好的污泥在下部形成污泥层。反应器运行时, 需要处理的污水自 UASB 底部进入反应器,在污泥层中与颗粒污泥充分混合接图 3-4 水解酸化池进出水系统示意图图图 3-4 水解酸化池进出水系统示意图水
23、解酸化池进出水系统示意图触进行反应。通过厌氧反应的三个阶段,污水中的有机物被分解,同时产生沼 气,气体上升过程中不断合并成较大的气泡,起到一定的搅拌和循环作用,有 利于反应器内颗粒污泥的形成和稳定。气体带动一部分松散污泥进入污泥悬浮 层,与悬浮污泥接触碰撞,其中一部分比重增大,重新沉入污泥层。气、水、 污泥三相混合液到达三相分离器后,气体进入气室导出被收集利用,固、液两 相混合液进入沉淀区,在重力作用下,污泥絮凝沉淀,并沿斜壁滑回反应器, 又可以与进水发生厌氧反应分解有机物,从而保证反应器中的污泥量,与污泥 分离后的上清液从溢流堰上部排出。 三相分离器是 UASB 反应器中的重要组成部分。废水
24、在反应器底部的污泥床区经微生物的厌氧反应处理后,气、液、固三相混合物上升直至三相分离器, 三相分理器在此处起到混合液分离的作用:沼气升至分离器的反射板,向四周折 射穿过液体而进入气室,由导气管收集导出;固、液两相混合液进入沉淀区, 其中的污泥发生絮凝作用,逐渐形成较的絮凝体,靠重力作用自然沉降到斜壁 上,然后沿着斜壁重新滑回厌氧反应区与进水混合继续发生反应,以保证污泥 床较大的污泥量和生物量。与污泥分离后的清水经出水堰排出。 三相分离器有三个主要组成部分:气室、沉淀区和污泥回流缝,分别是气 液分离、固液分离以及污泥回流的作用区。 UASB 的进出水水质见表 3-7 所示。 表表 3-7 UAS
25、B 反应器进出水水质反应器进出水水质水质指标水质指标BOD5CODSS进水36007280270去除率858050出水54014561353.4.2 设计计算UASB 反应器的有效容积(包括沉淀区和反应区) ,设计Nv=4.5kgCOD/(m3d)。反应器高度一般为 46m。升流式厌氧污泥床的池形有矩形、方形和圆形,圆形反应器具有结构稳定的特点,但是建造圆形反应器的 三相分离器要比矩形和方形反应器复杂得多,因此本设计选用矩形池,设计反 应池 3 座。(1)UASB 反应器所需的容积及主要尺寸。UASB 反应器的有效容积有效=0式中,Q设计处理流量,m3/d;C0进水有机物浓度,kgCOD/m3
26、;Nv容积负荷,根据张自杰的排水工程 ,容积负荷在 20时对于富含挥发性脂肪酸的废水为 46kgCOD/(m3d),本设计取为4.5kgCOD/(m3d)。有效=2500 7.28 4.5= 4044(3)反应器的有效高度为 h=6m,则横截面积: =有效=4044 6= 674(2)单池截面积:= =674 3= 224.67(2)单池从布水均匀性和经济性考虑,矩形池长宽比在 2:1 较为合适。 设池长 l=20m,则宽为: =224.67 20= 11.2()设计取为 12m。 单池截面积:= = 20 12 = 240(2)设计反应器总高度 H=7.5m,其中超高为 0.5m。 单池总容
27、积:= = 240 7 = 1680(3)单池有效反应容积:有效= = 240 6 = 1440(3)单个反应器实际尺寸 20m12m7.5m,反应器 3 座。 总池面积:总= = 240 3 = 720(2)反应器总容积: = = 1680 3 = 5040(2)总有效反应容积:有效= 有效 = 1440 3 = 4320(3) 4040(3),符合有机负荷要求。UASB 体积有效系数:有效=4320 5040= 85.7,在7090之间。水力停留时间(HRT)及水力负荷率(Vr): =有效=4320 104= 41.5()= 总=104 720= 0.143/(2)根据参考文献,对颗粒污泥
28、,水力负荷 Vr0.8m3/(m2h),故符合要求。(2)三相分离器设计 三相分离器的构造形式是多种多样的,但不论哪一种,它必须有 3 个主要 功能和 3 个组成部分:气液分离、固液分离和污泥回流 3 个功能以及气封、沉 淀区和回流缝 3 个组成部分。 沉淀区设计。 三相分离器沉淀区固液分离是靠重力沉淀达到的,其设计方法与普通二沉 池相似,主要考虑两个因素,即沉淀面积和水深。沉淀面积可根据废水流量和 沉淀的表面负荷率确定。一般表面负荷率的数值等于水流向上流速 v1,该值的 大小与需要去除的污泥颗粒的沉降速度 vs相等,但方向相反,对已形成颗粒污 泥的反应器,为防止和减少悬浮层絮状污泥流失,沉淀
29、室内设计日平均表面负 荷率小于 0.7m3/(m2h)。沉淀区进水口的水流上升速度一般小于 0.7m3/(m2h)。本工程设计中,与短边平行,沿长边每池 6 个集气罩,构成 6 个分离单元, 则每池设置 6 个三相分离器。 三相分离器长度 B=12m,每个单元宽度: = 6=20 6= 3.3()沉淀区的沉淀面积即为反应器的水平面积,即 240m2。单池的设计流量为 Qi=34.72m3/h,则沉淀区的表面负荷率:=34.72 240= 0.143/(2 ) 或 沿 AB 方向水流的速度:= 2=34.72 0.25 12 2 6= 0.96(/)式中,B三相分离器长度,(m);图图 3-5
30、三相分离器局部放大图三相分离器局部放大图N每池三相分离器数量。气泡上升速度: = 18(1 )2 = 1式中,d气泡直径,cm;1液体密度,g/cm3;g沼气密度,g/cm3;碰撞系数,取 0.95; 废水的动力粘滞系数,g/(cms); 液体的运动粘滞系数,cm2/s。 设气泡的直径 d=0.01cm;35下,1=1.03g/cm3,g=1.1510- 3g/cm3,=0.0101cm2/s,=0.95,=0.01011.03=0.0104g/(cms),由于废水动力粘滞系数值比净水的大,取为 0.02g/(cms)。=0.95 981 18 0.02(1.03 1.15 10 3) 0.0
31、12= 9.58(/) =0.43 0.5= 0.86=9.58 0.96= 9.98ABBC vvab,故可脱去 d0.01cm 的气泡。三相分离器与 UASB 高度设计。 三相分离区总高 h=h2+h3+h4-h5。 h2为集气罩以上的覆盖水深,取 0.5m。 =3550=1.2550= 1.46() = = 1.46 0.5 = 0.96()5= 550 = 0.96 550 0.43 = 0.36() = 2+ 3+ 4 5= 0.5 + 1.2 + 1.57 0.36 = 2.91()UASB 总高度 H=7.5m,沉淀区高 2m,污泥床高 2m,悬浮区高 3m,超高 0.5m。(3
32、)布水系统的设计计算 反应器布水点数量的设置与处理流量、进水浓度、容积负荷等因素有关。 颗粒污泥 Nv4kgCOD/(m3d)时,每个布水点服务 25m2,出水口流速 25m/s。配水系统形式采用多管多孔配水方式,每个反应器设 1 根 D=100mm 的总 水管,14 根 d=50mm 的支管,支管分别位于总水管的两侧,每侧 7 根支管,同 侧每两根支管之间的中心距为 2.5m,配水孔径 15mm,孔距 2m,每根水管有 3 个配水孔,每个孔的服务面积 2.52=5m2,孔口向下。布水孔孔径计算流速 =436002=4 34.723600 0.12= 1.23(/)布水孔 314=42 个,出
33、水流速为 2.0m/s,则孔径为 =43600=4 34.72 3600 3.14 42 2.2= 12.1(),取15。布水管设置在离 UASB 反应器底部 200mm 处。 验证 中温 35,容积负荷 6.0kgCOD/(m3d),沼气产率 0.4m3/kgCOD,满足空 塔水流速 u1.0m/h,空塔沼气上升速度 ug1.0m/h。 空塔水流速度: = 总=104 720= 0.14(/) 10满足要求。 接触消毒池高度 = 1+ 2= 0.3 + 1.5 = 1.8()式中,H 为接触消毒池高度,m; h1为超高,一般采用 0.3m;h2为有效水深,m。 进水部分 每个接触消毒池的进水
34、管管径 D=200mm,v=0.9m/s。 混合 采用管道混合的方式,加氯管线直接接入接触消毒池进水管,为增强混合效 果,加氯点后接 D=200mm 的静态混合器。 出水部分 =( 2)2/3=(0.02891 0.42 1.8 2 9.8)2/3= 0.042()式中,H 为堰上水头,m; n 为接触消毒池个数; m 为流量系数,一般采用 0.42; b 为堰宽,m,数值等于池宽。3.8 计量设备本设计的计量设备选用巴氏计量槽,选用的测量范围为 0.0300.400m3/s, 设计中取喉宽为 =0.25m。 (1)计量槽主要部分尺寸 1= 0.5 + 1.2 = 0.5 0.25 + 1.2
35、 = 1.325() 1= 1.2 + 0.48 = 1.2 0.25 + 0.48 = 0.78() 2= + 0.3 = 0.25 + 0.3 = 0.55()式中,A1为减缩部分长度,m; b 为喉部宽度,设计取为 0.25m; B1为上游渠道宽度,m; B2为下游渠道宽度,m。 喉部长度 A2=0.6m;渐扩部分长度 A3=0.9m。 (2)计量槽总长度 计量槽应设在渠道的直线段上,直线段的长度不应小于渠道宽度的 810 倍,在计量槽上游,直线段不小于渠宽的 23 倍,下游不小于 45 倍。 计量槽上游直线段长 L1为 1= 31= 3 0.78 = 2.34()式中,L1为上游直线段
36、长度,m; B1为上游渠道宽度,m。 计量槽下游直线段长度 L2为: 2= 52= 5 0.55 = 2.75()式中,L2为下游直线段长度,m; B2为下游渠道宽度,m。 计量槽总长度 L 为: = 1+ 1+ 2+ 3+ 2= 2.34 + 1.325 + 0.6 + 0.9 + 2.75 = 7.915()(3)计量槽的水位 当 b=0.25m 时, = 0.6801.5581式中,H1为上游水深,m。1=1.558 0.680= 0.13()当 b=0.25 时,H2/H10.64 时为自由流。 2 0.64 0.13 = 0.083()(4)渠道水力计算 上游渠道过水断面积 = 11
37、= 0.78 0.13 = 0.10(2)湿周 = 1+ 21= 0.78 + 2 0.13 = 1.04()故水力半径: = =0.10 1.04= 0.10()流速: = =0.03 0.10= 0.3(/)水力坡度 i: =( 2/3)2=(0.3 0.013 0.10 2/3)2= 0.00033式中,n 为粗糙度,一般采用 0.013。 下游渠道过水断面积 = 22= 0.55 0.083 = 0.046(2)湿周 = 2+ 22= 0.55 + 2 0.083 = 0.72()水力半径: = =0.046 0.72= 0.06()流速: = =0.029 0.046= 0.63(/
38、)水力坡度 i: =( 2/3)2=(0.63 0.013 0.06 2/3)2= 0.0029(5)出水管 采用重力流钢筋混凝土管,流量 Q=0.03m3/s,DN=200mm,i=3,v=0.96m/s。4 污泥处理构筑物计算4.1 集泥井4.1.1 设计说明污水处理系统各构筑物所产生的污泥每隔一段时间排泥一次,设置集泥井 是为了临时贮存各处理构筑物产生的污泥,然后由污泥泵抽送至污泥浓缩池。4.1.2 设计计算(1)集泥井的污泥量 排入集泥井的污泥有水解酸化反应池、UASB 反应池、SBR 池。集泥时间 取 12h。 水解酸化反应池的污泥量为 39m3/d,UASB 反应池的污泥量为 72
39、.8m3/d,SBR 池的污泥量为 20.25m3/d。总污泥量为 132.05m3/d。每天排泥 2 次,每次排泥时间为 1h,每次排泥量为 66.03m3/h。采用 100QW70-10-4 型潜污泵 2 台(1 用 1 备) 。其主要性能见表 4-1。 表表 4-1 潜污泵的主要性能潜污泵的主要性能流量流量(m3/h)扬程扬程(m)转速转速(r/min)功率功率(kW)效率效率()出口直径出口直径(mm)70101440474.4100(2)平面尺寸 集泥井容积为污泥泵最大提升流量的 30min 体积,即集泥井容积为 35m3。 取集泥井有效深度为 3.0m。 集泥井平面尺寸设为方形,集
40、泥井的平面面积为: = =35 3.0= 11.67(2)取集泥井边长为 3.5m,超高为 0.3m,则总高为 3.3m。4.2 竖流式浓缩池4.2.1 设计说明污泥浓缩的对象是颗粒间的孔隙水,浓缩的目的是在于缩小污泥的体积, 便于后续污泥处理。污泥浓缩有重力浓缩、气浮浓缩、离心浓缩、微孔滤机浓 缩和隔膜浓缩等方法。 重力浓缩适于活性污泥、消化污泥,不宜用于脱氮除磷工艺产生的剩余污 泥。 气浮浓缩适于相对密度接近 1.0 的疏水性物质,如脱氮除磷系统的剩余污 泥,可将含水率为 99.5的活性污泥浓缩到 9496。不适于初沉污泥、腐 殖污泥、厌氧消化污泥等。离心浓缩是利用污泥中的固体与液体的相对
41、密度差,在离心力场所受的离 心力的不同而被分离浓缩。因此使用范围广,但运行与维修费用高。4.2.2 设计计算本设计采用一座间歇式竖流污泥浓缩池,浓缩时间采用 12h,浓缩后含水率 为 97。 =132.05 2 12 3600= 0.00153(3/)(1)中心进泥管面积 = 00=4 式中,f浓缩池中心进泥管面积(m2);Q中心进泥管设计流量(m3/s);v0中心进泥管流速(m/s),设计采用为 0.03m/s;d0中心进泥管直径(m)。 =0.00153 0.03= 0.051(2)0=4 0.051 3.14= 0.25()设计中取 d0=0.3m,实际中心进泥管面积为 0.071。(2
42、)中心进泥管喇叭口与反射板之间的缝隙高度:3= 11式中,h3中心进泥管喇叭口与反射板之间的缝隙高度(m);v1污泥从中心管喇叭口与反射板之间缝隙流出速度(m/s),设计采用0.02m/s;d1喇叭口直径(m),设计采用。1= 1.350= 1.35 0.3 = 0.41()3=0.00153 0.02 3.14 0.41= 0.06()(3)浓缩后分离出的污水量: = 0100 0式中,q浓缩后分离出的污水量(m3/s);Q进入浓缩池的污泥量(m3/s);P浓缩前污泥含水率,设计采用 99;P0浓缩后污泥含水率,设计采用 97。 = 0.00153 99 97 100 97= 0.00102
43、(3/)(4)浓缩池水流部分面积 = 式中,F浓缩池水流面积(m2);v污水在浓缩池内上升流速,设计采用为 0.00005m/s。 =0.00102 0.00005= 20.4(2)(5)浓缩池直径: =4( + ) =4 (20.4 + 0.051) 3.14= 5.1()(6)有效水深: 2= 式中,h2浓缩池有效水深(m);t浓缩时间,设计采用 12h。2= 0.00005 12 3600 = 2.16(),设计取为2.5。(7)浓缩后剩余污泥量:1= 100 100 0= 132.05 100 99 100 97= 44.02(3/)每周期剩余污泥量 =44.02 2= 22.01(3)(8)浓缩池污泥斗容积 污泥斗设在浓缩池底部,采用重力排泥。 5= ( )式中,h5污泥斗高度(m);污泥斗倾角。设计采用 550;r污泥斗底部半径,设计采用 0.25m;R浓缩池半径,设计采用 2.55m。5= 55 (2.55 0.25) = 3.3()污泥斗容积为: = 35(2+ + 2) =3.14 3 3.3 (2.552+ 2.55 0.25 + 0.252)= 24.9(3) 22.01(3)(9)浓缩池高度 = 1+ 2+ 3+ 4+ 5式中,h浓缩
限制150内