水厂构筑物计算

根据卡罗塞氧化沟工艺流程的特点，需要进行设计计算的污水处理构筑物包括中格栅、提升泵房、细格栅、沉砂池、Carrousel 氧化沟、二次沉淀池、紫外线消毒池等。1 泵前中格栅格栅是由一组平行的金属或塑料栅条制成，斜置在污水流经的渠道上或水泵集水井处，用以拦截污水中的大块悬浮杂质，以免后续处理单元的水泵或构筑物造成损害。根据给水排水设计手册 （第 05 期.城镇排水） ，粗格栅栅条间距 50100mm,中格栅栅条间距为 1640mm，细格栅栅条间距为310mm。格栅与水泵房的设置方式：中格栅提升泵房细格栅。污水处理厂的进水中格栅按远期设计，即设计秒流量Q=1182L/s1.182m3/s，设计中选择 N2 组中格栅，每组格栅的设计流量为0.591m3/s。1.设计参数根据给水排水设计手册 （第 05 期.城镇排水） ，采用格栅栅条间隙b=20mm,格栅倾角为 75°，过栅流速 v2=0.9m/s。图 3-1 中格栅计算草图 2.设计计算（1）栅条间隙数2sin bhvQn式中 格栅栅条间隙数（个） ；n设计流量（m3/s） ；Q格栅倾角（°） 本设计取 75。；栅条间隙（m） ；b栅前水深（m） ；h过栅流速（m/s） 。2v 个419 . 065. 002. 075sin591. 0n（2）格栅槽宽度bnnSB) 1(式中 格栅槽宽度（m） ；B每根格栅条的宽度（m） ；设计中取 S0.01m。Sm22. 14102. 0) 141(01. 0B（3）进水渠道渐宽部分的长度11 12tgBBl式中 进水渠道渐宽部分的长度（m） ；1l进水渠宽（m） ；B11.00m；1B进水渠道渐宽部分的展开角度，一般可采用 20°。1m30. 020200. 122. 11tgl（4）栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度m15. 021 2ll（5）通过格栅的水头损失sin22 23/41gv bSkh式中 水头损失（m） ；1h系数，格栅受污物堵塞使水头损失增大的倍数，一般采用 3；k格栅条的阻力系数，其数值与格栅栅条的断面几何形状有关，栅条断面形状为迎水面为半圆形的矩形时；83. 1重力加速度。gm09. 075sin29 . 002. 001. 083. 1323/41gh（6）栅槽总高度21hhhH式中 栅后槽总高度（m） ；H槽前渠道超高（m） ，一般采用 0.3m。2h-栅前水深。hmBh5 . 0200. 121m0 . 189. 03 . 009. 05 . 0H（7）格栅槽总长度tgHllL1 210 . 15 . 0式中 格栅槽总长度（m） ；L槽前渠道深（m） ；1Hm2 . 2755 . 03 . 00 . 15 . 015. 03 . 0tgL（8）每日栅渣量1000864001WQW 式中 每日栅渣量（m3/d） ；W每日每 103m3污水的栅渣量（m3/103m3污水） ，格栅间隙为1W1625mm 时，W1=0.100.05。设计中取 W1=0.05 m3/103m3污水）。dmdmW/2 . 0/1 . 5100005. 0182. 18640033应采用机械除渣及皮带输送机或无轴输送机输送栅渣，本设计采用机械栅渣打包机将栅渣打包，汽车运走。（9）进水与出水渠道城市污水管 DN1000mm 送入进水渠道，设计中取进水渠道宽度B1=1.00m，进水水深 0.5m，出水渠道宽度 B2=1.00m，出水水深 0.5m。2 泵后细格栅污水由进水泵房提升至细格栅沉砂池，细格栅用于进一步去除污水中较小的颗粒悬浮、漂浮物，利于污水的后续处理。设计中泵后细格栅按近期设计秒流量设计，即 Qmax =0.788m3/s，选 N2 组格栅，每组格栅与沉砂池合建，每组格栅的设计流量为 0.394m3/s。1.设计参数根据给水排水设计手册 （第 05 期.城镇排水） ，采用格栅栅条间隙b=10mm,格栅倾角为 75°，过栅流速 v2=0.9m/s，栅前部分长度 0.5m。设计中取栅前水深 h=0.6m。2.设计计算（1）栅条间隙数2sin bhvQn式中 格栅栅条间隙数（个） ；n设计流量（m3/s） ；Q格栅倾角（°） ；栅条间隙（m） ；b栅前水深（m） ；h过栅流速（m/s） 。2v 个529 . 06 . 001. 045sin394. 0n（2）格栅槽宽度bnnSB) 1(式中 格栅槽宽度（m） ；B每根格栅条的宽度（m） ；设计中取 S0.008m。Sm00. 15201. 0) 152(008. 0B（5）通过格栅的水头损失sin22 23/41gv bSkh式中 水头损失（m） ；1h系数，格栅受污物堵塞使水头损失增大的倍数，一般采用 3；k格栅条的阻力系数，其数值与格栅栅条的断面几何形状有关，栅条断面形状为锐边矩形时；42. 2重力加速度。gmgh20. 045sin29 . 001. 001. 042. 2323/41（6）栅后槽总高度21hhhH式中 栅后槽总高度（m） ；H槽前渠道超高（m） ，一般采用 0.3m。2hm10. 13 . 02 . 06 . 0H（8）每日栅渣量1000864001WQW 式中 每日栅渣量（m3/d） ；W每日每 103m3污水的栅渣量（m3/103m3污水） ，格栅间隙 10mm1W时，取 W1=0.05 m3/103m3污水） 。dmdmW/2 . 0/4 . 3100005. 0788. 08640033根据计算，本设计中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。（9）进水与出水渠道污水经泵房提升通过 DN800mm 的钢管道送入细格栅的进水渠道，设计中取细格栅的进水渠道宽度 B1=1.12m，进水水深 0.6m，出水渠道 B2=B1=1.12m，出水水深 0.6m。3 旋流式沉砂池因旋流式沉砂池按设计秒流量 Qmax =0.788m3/s，采用二组旋流式沉砂池， 分别与细格栅连接，每组沉砂池的设计流量为 394L/s。再根据给水排水设计 手册 （第 05 期.城镇排水） ，选用 550 型号的旋流式沉砂池，其尺寸示意图 见图 3-3，各部分尺寸见表 3-3。图 3-3 旋流式沉砂池尺寸示意图表 3-3 旋流式沉砂池型号及尺寸（mm）型号流量 L/SABCDEFGHIJL55053036501500750150040 0170060051058080014504 A2/C 氧化沟氧化沟设计流量按照最大日流量 6 万 m3/d 设计，设四组氧化沟，每组氧化 沟设计流量为 1.5 万 m3/d。 1.设计参数（1）氧化沟内混合液污泥浓度氧化沟内混合液污泥浓度（MLSS）X 值一般采用 20006000mg/L，为提高系统抗负荷变化的能力，本设计中取X=4000mg/L。7 . 0/MLSSMLVSSf（2）污泥龄本设计在考虑去除 BOD5的同时，还考虑反硝化，并且考虑中型污水处理厂不进行厌氧或好氧消化稳定，因此设计污泥龄取，使其部分稳定。dc20（3）回流污泥浓度rSVIXr610式中 回流污泥浓度（mg/L） ；rX污泥容积指数，设计中取；SVI100SVI系数，一般采用。r2 . 1rLmgXr/120002 . 1100106（4）污泥回流比%504000120004000%100XXXRr2.平面尺寸计算 （1）前置厌氧区有效容积 根据室外排水设计规范GB 50014-2006（2014 年版）6.6.13 条，生物反 应池的始端厌氧选择池，水力停留时间宜采用 0.51.0 h。本设计取 t=1.0 h。 厌氧区有效容积3 1625424160000mNtQV（2）好氧区有效容积 因考虑到同时去除 BOD5和进行硝化作用，可按活性污泥法动力学公式计算氧 化沟好氧区容积 cdVce KXSSYQV 10 2式中 好氧区有效容积（m3） ；2V污泥净产率系数（kgVSS/kgBOD5） ，宜根据试验资料确定，无试Y验资料时一般取 0.40.8，设计中取；5 . 0Y污水设计流量（m3/d） ；Q、分别为进、出水 BOD5浓度（mg/L） ；0SeS污泥齡（d） ；c混合液挥发性悬浮固体浓度（MLVSS） （mg/L） ，其中VX；XfXXv7 . 0污泥内源呼吸系数（1/d） ；对于城市污水，一般采用dK0.030.10。设计中取。08. 0dKm3 147123008. 017 . 04000202043.253600005 . 02V（3）缺氧区有效容积反硝化区脱氮量eeSSYQNNQW00124. 0式中 反硝化区脱氮（kg/d） ；W、分别为进、出水 TN 浓度（g/L） ；0NeNkg/d103510002043.253600005 . 0124. 010002073.5160000W反硝化区所需污泥量DNVWG 式中 反硝化区所需污泥量（kg） ；G反硝化速率kgNO3-/kgMLSS·d；根据试验结果，值介于DNVDNV0.0190.26 之间；设计中取。02. 0DNVkg5177202. 01035G反硝化区有效容积XGV 3式中 反硝化区有效容积（m3） 。3Vm312943451772 3V（4）总有效容积32VKVV式中 氧化沟总有效容积（m3） ；V具有活性作用的污泥占总污泥量的比例，一般采用 0.55 左右；K设计中取6 . 0Km337463129436 . 0 14712V（5）预反硝化区前置预反硝化区，其容积为本系统总体容积的 15%3 4562037463%15%15mVV（6）氧化沟平面尺寸氧化沟共设 N2 组，并联运行。根据给水排水设计手册 （第 05 期.城镇排水） ，卡罗塞氧化沟的设计有效深度一般为 4.04.5m，本设计中有效水深取 4.2m，超高为 0.8m，则氧化沟总高度为 5.0m。取氧化沟为矩形断面，沟宽为 9.0m，则氧化沟总长度NhBVL 式中 氧化沟总长度（m） ；L氧化沟分组数；N氧化沟有效水深（m） ；h氧化沟的沟宽（m） ；Bm49592 . 4237463L3.设计参数校核（1）水力停留时间h(介于 1024h 之间，满足要求)0 .1560000374632424QVt(2)BOD-污泥负荷率 Ve sVXSSQN0式中 BOD-污泥负荷率kgBOD5/(kgMLVSS·d)；sN混合液挥发性悬浮固体浓度（MLVSS） （mg/L） 。VX设计中取。40007 . 0 fXXvkgBOD5/(kgMLVSS·d)13. 07 . 0400037463 2043.25360000sN值小于 0.2 kgBOD5/(kgMLVSS·d)，这样能够使污泥自身氧化过程加强，sN减少污泥产量。4.进出水系统（1）氧化沟的进水设计由于本设计中采用了 2 组氧化沟，故需要进水装置进行配水。进水装置一般采用配水堰或配水闸，起均匀配水、控制流量、改变进水方向的作用。进水装置通