生活污水处理a2o工艺计算说明书.doc

生活污水处理A2/O工艺计算说明书目录1处理规模12进水井的计算23提升泵房设计计算23.1泵的选择23.2吸水管计算23.3集水池23.4泵房布置34格栅的计算34.1设计要求34.2中格栅的设计计算34.3细格栅的设计计算64. 4沉砂池84.5巴式计量槽104.6配水井105 A2/O反应池的设计计算115.1设计要点115.2设计计算125.3曝气系统设计计算165.4标准需氧量175.5供气管道计算185.6生物池设备选择196 沉淀池的设计计算196.1设计要点196.2沉淀池的设计（为辐流式）206.2机械刮泥的选择217清水池的设计计算228浓缩池的设计计算228.1设计要点228.2浓缩池的设计：229水利及高程计算249.1 水利计算249.2 高程计算26附件2中英文翻译281处理规模 该市2009年末城区人口131347人。污水量210393L/人d，从2010年往后，由于人们的生活水平越来越高，因此所用水量增加，从而污水量也随着增加。根据该直达市的总体规划，人口自然增长率为6.1，机械增长率近期14。根据Pn=P1(1+a+b)n,计算出2010年2030年的人口及污水处理厂处理规模如下表：年份基准人口（人）自然增长率（）机械增长率（）总人口（人）单位污水量升/(人d)-1处理量（m3/d）20096.11413134721028953.7520101313476.11413668121028703.0120111366816.11413942821029279.8820121394286.11414223021029868.3020131422306.11414508921030468.6920141450896.11414800621531821.2920151480066.11415098021532460.7020161509806.11415401522033883.3020171540156.11415711122034564.4220181571116.11416026923036861.8720191602696.11416349023037602.7020201667766.11416677625041694.0020211667766.11417012925042532.2520221701296.11417354828048593.4420231735486.11417703628049570.8020241770366.11418059530054178.5020251805956.11418422530055267.5020261842256.11418792831058257.6820271879286.11419170531059428.5520281917056.11419555832062578.5620291955586.11419948932063836.4820301994896.11420349932065119.68确定一期为3.3万 m3/d，二期为3.3万 m3/d，污水处理厂规模为6.63.3万 m3/d2进水井的计算 因为进水井在粗格栅之前并和粗格栅连接，起到对各个格栅平均分配进水的作用，故取进水井的宽与格栅的总宽度相同，取宽度为5.34m，取长度为2.50m。则进水井的尺寸为2500 mm5340mm。3提升泵房设计计算3.1泵的选择 远期期设计最大流量为0.978m3/s，设计扬程取10m。近期、远期各选用三台潜污泵，两用一备。总的为六台潜污泵，四用两备。每台泵的流量为800.0m3/h，抽升一般的废水多采用PW型污水泵，对于有腐蚀性的废水，应选择合宜的耐腐蚀泵或耐酸泵。抽升泥渣多的废水和污泥时，可选择泥沙泵或污泵。 型号口径mm流量m3/h扬程m功率KW转速r/min300WQ800-12-452508001245980设机组净距离为1米，机组于墙的距离为1米，3.2吸水管计算 取流速为1.2m/s，则吸水管的截面积=0.2445/1.2=0.204m2 吸水管的直径 圆整后取外径为550mm,壁厚为10mm的吸水管。校核吸水管流速：A=d2/4=(0.5323.14)/4=0.2205(m2) V=Q/A=0.2445/0.2205=1.11m/s3.3集水池 设计集水池的有效水深为6m,根据设计规范，集水池的容积应大于污水泵5 min的出水量,即:V0.978m3/s560=293.4m3,可将其设计为矩形，其尺寸为6m7m，池高为7m，则池容为294m3。同时为减少滞流和涡流可将集水池的四角设置成内圆角。并应设置相应的冲洗或清泥设施。3.4泵房布置设计要求 机组布置时，在机组之间以及机组和墙壁间应保持一定的距离。电动机容量小于50kw时，机组净距不小于0.8米；大于50kw时，净距应大于1.2米。机组于墙的距离不小于0.8米，机组至低压配电盘的距离不小于1.5米。考虑到检修的可能，应留有足够距离以抽出泵轴和电机转子，如无单独的检修间，则泵房内应留有足够的场地。此外，泵站内的主要通道应并不小于1.01.2米。 该设计中，取两机组的中心距离为2.5米，最边上的机组与墙的距离为1.5米，则泵房总长=1.52+52.5=15.5米=15500mm。取泵房的主要通道宽1.2米，嘴边上的机组离通道为1.8米，机组安装所占宽度为7米，机组的出水管道所占宽度为2米。则提升泵房总宽度=1.2+1.8+7+2=12米。4格栅的计算4.1设计要求1.污水处理系统前格栅条间隙，应该符合以下要求：a：人工清除2540mm；b： 机械清除1625mm；c：最大间隙40mm，污水处理厂也可设细粗两格栅.2.若水泵前格栅间隙不大于25mm时，污水处理系统前可不再设置格栅.3.在大型污水处理厂或泵站前的大型格栅（每日栅渣量大于0.2m3），一般采用机械清除.4.机械格栅不宜小于两台，若为若为一台时，应设人工清除格栅备用.5.过栅流速一般采用0.61.0m/s.6.格栅前渠道内的水速一般采用0.40.9m/s.7. 格栅倾角一般采用45 75 ，人工格栅倾角小的时候较为省力但占地多.8.通过格栅水头损失一般采用0.080.15m.9.格栅间必须设置工作台，台面应该高出栅前最高设计水位0.5m.工作台上应有安全和冲洗设施.10. 格栅间工作台两侧过道宽度不应小于0.7m.4.2中格栅的设计计算 城市污水厂处理设施设计计算 崔玉川 刘振江 张绍怡等编 化学工业出版社 P31-37 1.栅条间隙数（n）：设计平均流量:Q=66000/(243600)=0.764(m3/s),总变化系数Kz=1.2 8(环保设备-郑铭编，P4表1-5)则最大设计流量Qmax=0.7641.28=0.978(m3/s)栅条的间隙数n,个 式中Qmax-最大设计流量，m3/s； -格栅倾角，取=60； b -栅条间隙，m，取b=0.025m； n-栅条间隙数，个； h-栅前水深，m，取h=0.8m； v-过栅流速，m/s,取v=0.9m/s；则： n =50.56（个） 栅条间隙数取 n=51(个) 则每组中格栅的间隙数为51个.2.栅条宽度(B):设栅条宽度 S=0.01m 栅槽宽度一般比格栅宽0.20.3 m,取0.2 m；则栅槽宽度 B2= S(n-1)+bn+0.2 =0.01(51-1)+0.02551+0.2 =1.975m栅槽宽度取B2=2.0m 两栅间隔墙宽取0.6m，则栅槽总宽度 B=2.0+0.60=2.6m选用两个中格栅，每个格栅1.0m3. 进水渠道渐宽部分的长度L1.设进水渠道B1=1.5m，其渐宽部分展开角度 1=20 0,进水渠道内的流速为0.52 m/s. 4.格栅与出水总渠道连接处的渐窄部长度L2 m , 5.通过格栅的水头损失 h1，m h1=h0k 式中: h1-设计水头损失，m；h0-计算水头损失，m；g-重力加速度，m/s2 k-系数，格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般采用 3；-阻力系数，与栅条断面形状有关；设栅条断面为锐边矩形断面=2.42. =0.077(m)6.栅槽总长度L，m L 式中，H1为栅前渠道深， m. =4.84(m)7.栅后槽总高度H，m设栅前渠道超高h2=0.3m H=h+h1+h2=0.8+0.077+0.3=1.177(m)粗格栅的选型LJG型链条式机械格栅LJG型链条式机械格栅技术参数型号格栅宽度/mm栅条宽度/mm栅条间隙/mm 安装角度 /(度)齿耙速度/mmin-1电机容积 /kwLJG-1.01000101625605.71.19. 每日栅渣量W，m3/d 式中，W1为栅渣量，m3/103m3污水，格栅间隙1625mm时，W1=0.100.05 m3/103m3污水；本工程格栅间隙为25mm，取W1=0.05.W=864000.7640.051000=3.3(m3/d)0.2(m3/d)采用机械清渣.格栅除污设备选择 选用两台回转式格栅除污机，每台过水流量为0.38 m3/s，即33000 m3/d。根据设备制造厂商提供的回转式格栅除污机的有关技术资料，所选设备技术参数为： 安装角度为60 电机功率为1.5kw 沟宽1m 栅前水深0.8m 过栅流速0.9m/s 耙齿栅隙为25mm 过水流量为33000 m3/d4.3细格栅的设计计算1.栅条间隙数（n）： 式中Qmax-最大设计流量，0.978m3/s； -格栅倾角，(o)，取=60； b -栅条隙间，m，取b=0.015m； n-栅条间隙数，个； h-栅前水深，m，取h=0.8m； v-过栅流速，m/s,取v=0.9 m/s；隔栅设两组，按两组同时工作设计，一格停用，一格工作校核则 栅条间隙数取n=43个2.栅条宽度(B):设栅条宽度 S=0.01m 栅槽宽度一般比格栅宽0.20.3 m,取0.2 m；则栅槽宽度 B2= S(n-1)+bn+0.2 =0.01(43-1)+0.0143+0.2 =0.42+0.43+0.2 =1.05(m)1.1单个格栅宽1.1m，两栅间隔墙宽取0.60m，则栅槽总宽度 B=1.12+0.60=2.8m3 . 进水渠道渐宽部分的长度L1，设进水渠道B1=1.5 m，其渐宽部分展开角度1=20,进水渠道内的流速为0.52 m/s. L14.格栅与出水总渠道连接处的渐窄部分长度L2 .L25.通过格栅的水头损失 h1，m h1=h0k 式中 h1 -设计水头损失，m； h0 -计算水头损失，m； g -重力加速度，m/s2 k -系数，格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般采用 3； -阻力系数，与栅条断面形状有关；设栅条断面为锐边矩形断面，=2.42. =0.15(m)（符合0.080.15m范围）.6.栅槽总长度L，m L 式中，H1为栅前渠道深， m. 6.3m7.栅后槽总高度H，m 设栅前渠道超高h2=0.3m H=h+h1+h2=0.8+0.259+0.3=1.359(m)细格栅的选型HZG型高链式格栅HZG型链条式机械格栅技术参数型号格栅宽度/mm设备宽度/mm栅条间隙/mm 安装角度 /(度)卸料高度/mm电机容积 /kwHZG-1000100012301030607001.19.每日栅渣量W，m3/d 式中，W1为栅渣量，m3/103m3污水，W1=0.100.05m3/103m3污水；取W1=0.06污水.W=864000.7640.061000=3.96(m3/d)0.2(m3/d) 采用机械清渣. (6)格栅除污设备选择 选用两台回转式格栅除污机，每台过水流量为0.25 m3/s，即21600 m3/d。根据设备制造厂商提供的回转式格栅除污机的有关技术资料，所选设备技术参数为： 安装角度为75 电机功率为1.5kw 沟宽1580mm 栅前水深0.5m 过栅流速0.8m/s 耙齿栅隙为8mm 过水流量为21600 m3/d4沉砂池城市污水厂处理设施设计计算 崔玉川 刘振江 张绍怡等编 化学工业出版社 P37-41 采用平流式沉砂池1.沉砂池长度(L)设：流速v=0.25m/s水力停留时间：t=30s则：L=vt=0.2530=7.5m2.水流断面积(A) 设：最大流量Qmax=0.978m3/s（设计1组，分为2格）则：A=Qmax/v=0.978/0.25=3.912m23.池总宽度(B) 设：n=2格，每格宽取b=2m则：池总宽B=nb=22=4m4有效水深(h2)：h2=A/B=3.912/4=0.978m（介于0.251.0m之间,符合要求）5.贮砂斗所需容积V1 设：T=2d 则：其中X1-城市污水沉砂量，一般采用30m3/106m3，Kz-污水流量总变化系数,取1.28 6.每个污泥沉砂斗容积（V0） 设：每一分格有2个沉砂斗 则： V0= V1/(2*2)=40/4=10 m37.沉砂斗各部分尺寸及容积(V)设：沉砂斗底宽b1=1m，斗高hd=0.9m，斗壁与水平面的倾角为55则：沉砂斗上口宽：沉砂斗容积： 8.沉砂池高度(H) 采用重力排砂 设：池底坡度为.06 则：坡向沉砂斗长度为： 则：沉泥区高度为h3=hd+0.06L2 =0.9+0.061.49=0.9894m 则：池总高度H设：超高h1=0.3m则：H=h1+h2+h3=0.3+0.978+0.9894=2.27m9.验算最小流量时的流速： 在最小流量时只用一格工作，即n=1,最小流量即平均流量Q=660000m3/d=0.764m3/s 则：vmin=Q/A=0.764/3.912=0.20m/s 沉砂池要求的设计流量在0.15 m/s0.30 m/s之间， 符合要求砂水分离器的选择沉砂池的沉砂经排砂装置排除的同时，往往是砂水混合体，为进一步分离出砂和水，需配套砂水分离器。清除沉砂的间隔时间为2d，根据该工程的排砂量，选用一台性能参数为以下的砂水分离器。进入砂水分离器的流量为13L/s容积为0.6m3；进水管直径为100mm；出水管直径为100mm；配套功率为0.25kw4.5巴式计量槽 接触池末端设咽喉式巴式计量槽两座，以便对污水处理厂的流量进行监控。 依据设计手册，当测量范围为0.32.1时，喉宽W取1m,则喉管长度 计量槽总长 依据上游水位，按以下公式求出流量 上游水位通过超声液位计自动计量，并转换为相应的流量。4.6配水井 （1）进水管管径D1 配水井进水管的设计流量为Q=763.89/4=190.97L/s,当进水管管径D1=900mm，查水力计算表得知V=1.21m/s，满足计算要求。（2）矩形宽顶堰 进水从配水井底中心进入，经等宽度堰流入2个水斗再由管道接入2座后续构筑物，每个后续构筑物的分配流量为Q=763.89/4=190.97L/s。配水采用矩形宽顶溢流堰至配水管。 堰上水头H因单个出水溢流堰的流量为q=190.97L/s，一般大于100L/s用矩形堰。小于100L/s用三角堰,所以本设计采用矩形堰（堰高h取0.5m）。矩形堰流量： 式中: b堰宽 m取b=0.6m； m0流量系数。用0.3270.332 取0.33； H堰上水头，m。 堰顶宽B当2.510时属于矩形宽顶堰。取B=2.0m，这时=5.56(在2.510范围内)，所以，该堰属于宽顶堰。 配水管管径D2设配水管管径D2=600mm,流量q=190.97(L/s),查水力计算表得，V=1.365m/s，满足要求。 配水漏斗上口口径D 按配水井内径的1.5倍设计，D=1.5D1=1.5900=1350mm 5 A2/O反应池的设计计算5.1设计要点1. 在满足曝气池设计流量时生化反应的需氧量以外，还应使混合液含有一定的剩余DO值，一般按2mg/L计.2.使混合液始终保持混合状态，不致产生沉淀，一般应该使池中平均流速在0.25m/s左右.3. 设施的充氧能力应该便于调节，与适应需氧变化的灵活性.4. 在设计时结合了循环流式生物池的特点，采用了类似氧化沟循环流式水力特征的池型，省去了混合液回流以降低能耗，同时在该池中独辟厌氧区除磷及设置前置反硝化区脱氮等有别于常规氧化沟的池体结构，充氧方式采用高效的鼓风微孔曝气、智能化的控制管理，这大大提高了氧的利用率，在确保常规二级生物处理效果的同时，经济有效地去除了氮和磷.5.2设计计算城市污水厂处理设施设计计算 崔玉川 刘振江 张绍怡等编 化学工业出版社 P143-150 表4-1 A2/O厌氧-缺氧-好氧生物脱氮除磷工艺主要设计参数项目数值BOD5污泥负荷N/kg BOD5/(kg MLSSd)0.130.2TN负荷/kg TN/( kg MLSSd)0.05(好氧段)TN负荷/kg TN/( kg MLSSd)0.06(厌氧段)污泥浓度MLSS/(mg/L)30004000污泥龄c/d1520水力停留时间t/h811各段停留时间比较A:A:O(1:1:3)(1:1:4)污泥回流比R/%50100混合液回流比R内/%100300溶解氧浓度DO/(mg/L)厌氧池8(厌氧池)TP/ BOD58 TP/BOD5=10/215=0.0465100mg/L(以Caco3计)8.反应池进、出水系统计算 Qmax=0.381.28=0.4864(m3/s)1.28为安全系数进水管道流量为0.4864(m3/s)管道流速 v=0.9 m/s管道过水断面积 A=Q/v=0.48640.90.54(m2)管径取进出水管DN=900(mm)校核：A=d2/4=(0.813.14)/4=0.63585(m2)实际流速V=Q/A=0.489/0.63585=0.77m/s 回流污泥管 单组反应池回流污泥管设计流量 =0.489(m3/s) 1.28安全系数； 管道流速取 v1=0.9(m/s) 依上取回流污泥管管径 DN 900 mm回流污泥管和污水进水管的总管计算得 DN 1200 mm 进水井： 反应池进水孔尺寸：进水孔过流量 Q2=(1+R)Q=(1+1)33000864000.76(m3/s) 孔口流速 v=0.70m/s， 孔口过水断面积 A=Q2/v=0.760.701.09(m2) 管径 取圆孔孔径为 1200mm 进水井平面尺寸为 32(mm) 出水堰及出水井 按矩形堰流量公式计算： Q3=0.42 b H1.5 =1.86 b H1.5 式中 b堰宽，b=7.5 m； H堰上水头，m （m） 出水井平面尺寸 47.5m 出水管 反应池出水管设计流量Q5=Q3 =1.27(m3/s) 式中： 1.28安全系数 管道流速 v=0.9m/s 管道过水断面 A=Q5/ v=1.270.9=1.41( m2) 管径： 取出水管管径 DN 1400mm 校核：A=d2/4=(1.963.14)/4=1.5386(m2)实际流速V=Q/A=1.27/1.5386=0.83m/s5.3曝气系统设计计算城市污水厂处理设施设计计算 崔玉川 刘振江 张绍怡等编 化学工业出版社 P150-151设计要点：1.在满足曝气池设计流量时生化反应的需氧量以外，还应使混合液含有一定剩余DO值，一般按2mg/L计.2.使混合液始终保持悬浮状态，不致产生沉淀，一般应使池中水流速度为0.25m/s左右.3.设施的充氧能力应比较便于调节，有适应需氧变化的灵活性.4.在满足需氧要求的前提下，充氧装备的动力效率和氧利用率应力求提高.设计需氧量AORAOR=去除BOD5需氧量剩余污泥中BODu氧当量+NH3N硝化需氧量剩余污泥中NH3N的氧当量反硝化脱氮产氧量碳化需氧量 =9416.71-2519.51=6897.2(kg02/d)硝化需氧量D2=4.6Q(No-Ne)-4.612.4%Px =4.633000（35-15）-4.60.1241774.3=3036-1012=2024(kg02/d)反硝化脱氮产生的氧量D3=2.86NT（需还原的硝酸盐氮量）=2.86439.89=1258.08(kg02/d)总需氧量AOR=D1+D2-D3=6897.2+2024-1258.08=7663.12(kg02/d)=319.30(kg02/h)最大需氧量与平均需氧量之比为1.6，则AORmax=1.6AOR=1.67663.12=12260.99(kg02/d)=510.87(kg02/h)去除每1kgBOD5的需氧量(kg02/BOD5)5.4标准需氧量城市污水厂处理设施设计计算 崔玉川 刘振江 张绍怡等编 化学工业出版社 P151-153采用鼓风曝气，微孔曝气器，曝气敷设于池底，距池底0.2m，淹没深度4.8m，氧转移效率EA=20%,计算温度T=13摄氏度。将实际需氧量转换成标准状态下的需氧量SOR.SOR=AORCS(20)/a（Csm(T)-CL）1.024(T-20)-气压调整系数，=所在地区实际气/1.013105,工程所在地区实际大气压=81.2kpa =0.812105/1.013105=0.802CL-曝气池内平均溶解氧，取CL=2mg/L;CS(20)-20摄氏度下氧的饱和溶解度，mg/L；Csm(T)-在温度T下，氧的饱和溶解，mg/L。水中溶解氧饱和度：Ca(20)=9.17mg/L；空气扩散出口处绝对压为：Pb=Po+9.8103H=101325+98004.8=148365pa空气离开好氧反应池时氧的百分比：好氧反应池中平均溶解氧饱和度：Csm(20)=CS(20)（Pb/2.066106+Qt/42）=10.41mg/L标准需氧量为：SOR=AORCS(20)/a（Csm(T)-CL）1.024(T-20)=(12260.999.17)/0.82(0.950.9610.41-2)1.024(13-20)=900(kg02/h)相应最大时标准需氧量：SORmax=1.6SOR=1.6900=1440(kg02/h)好氧反应池平均时供气量：Gs=(SOR/0.3EA)100=900100/0.30.2=15000m3/h最大供气量：Gmax=1.6Gs=1.615000=24000m3/h所需空气压力P(相对压力)P=h1+h2+h3+h4+h式中h1+h2供气管道沿程与局部阻力之后，取h1+h2=0.2m；h3-曝气器淹没水头，h3=4.8m；h4-曝气器h4=0.4m；h-富余水头，h=0.5m。P=h1+h2+h3+h4+h=0.2+4.8+0.4+0.5=5.9m曝气器数量计算（以单组反应池计算）按供氧能力计算所需曝气器数量。h1=SORmax/24qe式中h1-按供氧能力所需曝气器个数，个qe-曝气器标准状态下，与好氧反应池工作条件接近时的供氧能力，kg02/（h个）。采用微孔曝气器，参照有关手册，工作水深4.3m，在供气量1-3m3/（h个）时，曝气器氧利用率EA=20%，服务面积0.3-0.75m2，充氧能力qe=0.14kg02/（h个）.则h1=SORmax/24qe=1440/20.14=5143个以微孔曝气器服务面积进行校核：f=F/h1=28.236/5143=0.1974m20.75m2符合要求。5.5供气管道计算城市污水厂处理设施设计计算 崔玉川 刘振江 张绍怡等编 化学工业出版社 P153-154供风干管采用环状布置。流量Qs=0.5Gmax=0.524000=12000m3/h=3.33m3/s流速V=10m/s;管径 取干管管径DN700mm核算流速V=Qs/(/4)d2=4.29/(3.14/4)0.72=8.66m/s总干管:流速V=10m/s;管径 取干管管径DN1000mm单侧供气（向单侧廊道供气）支管Qs单=Qs=3.33=1.11m3/s流速V=10m/s;管径 取干管管径DN400mm双侧供气（向两侧廊道供气）支管Qs双=Qs=3.33=2.22m3/s流速V=10m/s;管径 取干管管径DN500mm5.6生物池设备选择城市污水厂处理设施设计计算 崔玉川 刘振江 张绍怡等编 化学工业出版社 P154-155厌氧池设备选择（以单组反应池）将厌氧池分成2格，每格内设潜水搅拌器一台，所需功率按5w/m3池容计算。厌氧池容积V容=9.8365=1764m3；选用GQT型高速潜水推流器，其性能参数：缺氧池设备选择（以单组反应池）将缺氧池分成3格，每格内设潜水搅拌器一台，所需功率按5w/m3池容计算。厌氧池容积V容=9.4365=1692m3；污泥回流设备污泥回流比R=100%；污泥回流量QR=166000=2750m3/h设污泥回流