污水處理工藝的設計計算過程案例目錄TOC\o"1-3"\h\u27576污水處理工藝的設計計算過程案例 116011.1水量計算 1130381.2中格柵 258211.2.1設計參數 2209201.2.2設計計算 3168351.3提升泵選型及集水井 5210271.3.1提升泵選型 5299961.3.2集水井計算 6282891.4細格柵 6323581.1.1設計參數 7126691.1.2設計計算 7114091.5旋流沉砂池 921051.5.1設計參數 10124871.5.2設計計算 1055151.6平流式初沉池 12220981.6.1設計參數 13119431.6.2設計計算 1387351.7改良Bardenpho生化反應池 17115221.7.1設計參數 1731751.7.2設計計算 1877421.7.3曝氣系統設計計算 261.1水量計算近期水量：Q總變化系數：KZQ1.2中格柵本次設計選用鋼繩式中格柵2臺，1用1備。各部分尺寸如圖1.1所示。圖1.1中格柵各部分尺寸（單位：mm）1.2.1設計參數表1.1中格柵設計參數表設計參數取值設計水量m0.32柵條間隙mm10～25，取15過柵流速m/s0.6～1.0，取0.8柵前流速m/s0.4～0.9，取0.7水頭損失m0.2柵前水深m0.4柵條寬度m0.01格柵安裝角度°601.2.2設計計算柵條間隙數目nn柵槽寬度B柵槽寬度大于格柵寬0.2～0.3m，取0.26m。B=S（n－1）+bn+=0.01×（62－1）+0.015×62+0.26=1.8（m）通過格柵水頭損失h1?1=?0kξ式中：h0——計算水頭損失，mk——水頭損失增大倍數，一般采用3；ξ——阻力系數。假設柵條斷面為銳變矩形，β=2.43。?=0.15（m）進水渠寬B1B進水渠道漸寬部分長度L1設漸寬部分展開角度α1L漸窄部分L2L柵槽總長度LL==3.38（m）柵后槽總高度H設超高h2H=?+=0.4+0.15+0.5每日柵渣量WW式中：W1——柵渣量，10m3/W==0.99機械清渣，選用LYZ300型螺旋式柵渣壓榨機2臺，1用1備。設備參數見表1.2。表1.2LYZ300型螺旋式柵渣壓榨機參數表型號螺旋直徑（mm）螺旋轉速（r/min）處理量（m3/h）功率（kw）LYZ300型螺旋式柵渣壓榨機3005.233格柵選型本次設計選用BLQ—1800型鋼繩式中格柵2臺，1用1備。設備參數見表1.3。選用與鋼繩式格柵配套使用的表1.3BLQ型格柵除污機參數表型號格柵外形寬B（mm）柵條有效間隙b（mm）齒耙額定荷載（kg/m）行走電機功率（kw）BLQ—18001800151000.55～0.8中格柵間平面布置中格柵間尺寸為L×B=7.6m×7.4m。圖1.2中格柵間平面布置1.3提升泵選型及集水井1.3.1提升泵選型揚程計算總揚程=靜揚程+自由水頭+壓吸水管水頭損失=11.38+1.0+2.0=14.4提升泵選型最大設計流量為1166.7m3/h，污水提升泵的提升高度為選用250WQ600?20?55型潛污泵3臺，2用1備。具體參數如表4.4所示。表1.4250WQ600?20?55型潛污泵參數表型號口徑Dmm流量Qm揚程Hm效率η%電機功率kW轉速nr/min250WQ600?20?55型25060020735514501.3.2集水井計算根據污水高程計算得出：集水井的最高水位：?1.8m；集水井的高低水位差為：2~集水井的最低水位：?1.8?2=?3.8根據規范要求得出集水井的容積應大于單臺泵8min的出水量，則集水井的容積為V=1.4細格柵本次設計選用回轉式細格柵2臺。各部分尺寸如圖1.3所示。圖1.3細格柵各部分尺寸（單位：mm）1.1.1設計參數表1.5中格柵設計參數表設計參數取值設計水量m0.32柵條間隙mm1.5～10，取5過柵流速m/s0.6～1.0，取0.9柵前流速m/s0.4～0.9，取0.8水頭損失m0.3～0.4柵前水深m0.4柵條寬度m0.01格柵安裝角度°601.1.2設計計算（1）柵條間隙數nn（2）柵槽寬度BB=S（n－1）+bn+0.27=0.01×（83－1）+0.005×83+0.27=1.5（m）（3）通過格柵水頭損失h1

?=0.44（m）（4）進水渠寬B1B（5）進水渠道漸寬部分長度L1L（6）漸窄部分L2L（7）柵槽總長度LL===1.08（m）（8）柵后槽總高度HH=?+=0.4+0.44+0.5=1.34（9）每日柵渣量WW式中：W1——柵渣量，10m3/W==2.96（m3/d）>0.2（m3/d機械清渣。（選用LYZ300型螺旋式柵渣壓榨機）。（10）格柵選型本次設計選用TGS—表1.6TGS型格柵除污機參數表型號柵寬（mm）寬（mm）排渣高度（mm）柵槽最小寬度（mm）設備總寬（mm）功率（kw）TGS-1500×2136030001736300032601.5（11）細格柵間平面布置細格柵間尺寸為L×B=9.5m×8.08m。圖1.4細格柵間平面布置1.5旋流沉砂池本次設計近期設旋流沉砂池兩座，計算示意圖如圖1.5所示。圖1.5旋流沉砂池計算示意圖1.5.1設計參數表1.7旋流沉砂池設計參數表設計參數取值水力表面負荷m?水力停留時間s?進水渠道流速m/s0.6～0.9進水渠道直線長度m7×渠道寬，?出水渠道寬度m2×進水渠道1.5.2設計計算設計流量QD設兩座沉砂池，設計流量為Q規格選擇選用直徑2.43m的渦流沉砂池，尺寸見表4.8。表1.8旋流沉砂池尺寸設計水量m720沉砂區底坡降G/m0.40沉砂區直徑A/m2.43進水渠水深H/m0.38儲砂區直徑B/m0.91沉砂區水深J/m0.80進水渠寬C/m0.46超高K/m0.35出水渠寬D/m0.91沉砂區深度L/m1.15錐斗底徑E/m0.31驅動機構/W0.86儲砂區深度F/m1.52槳板轉速/（N/min）20參數校核①表面負荷q=②停留時間a.沉砂區體積VV===4.65（b.停留時間HRTHRT=c.參數調整。HRT不足，J調至1.0m，則VHRT=3600③進水渠流速V1V④出水渠流速V2V提升泵和砂水分離器得選型選用ZSQ-30-18-3型提砂泵對砂水混合物進行提升，設備參數見表1.9。表1.9ZSQ-30-18-3型提砂泵型參數表型號口徑mm流量Qm揚程Hm效率η%功率kW轉速nr/minZSQ-30-18-3型提砂泵5030186031480選用砂水分離器進行砂水混合物的分離，砂水分離器結構圖如圖4.6所示。圖1.6砂水分離器結構示意圖本次設計選用螺旋式砂水分離器LSF—420型砂水分離器2臺，具體參數見表1.10。表1.10LSF—420型砂水分離器參數表型號L（mm）L1（mm）L2（mm）L3（mm）W（mm）H（mm）B（mm）A1（mm）A2（mm）LSF-420670062904000250019203250180038001501.6平流式初沉池本次設計建平流式初沉池兩座，各部分尺寸如圖4.7所示。圖1.7平流式初沉池各部分尺寸（單位：mm）1.6.1設計參數表1.11平流式初沉池設計參數表設計參數取值沉淀時間h1.5長寬比?長深比?池底縱坡?最大水平流速mm/s7表面負荷1.5～4.5，取3出水堰校核L/（s·m）<單個池寬m2.51.6.2設計計算池子總面積AA沉淀部分有效水深h2?沉淀部分有效容積V′V′=池長LL=vtL=7.1池子總寬度BB=池子個數nn=校核長寬比和長深比長寬比：長深比污泥部分需要的總容積VV=式中：C2——出水SS濃度，g/m3T′——排泥周期，h，取4h；P——泥含水率，%，取96%。V每格池污泥所需容積V＂V"=污泥斗容積V1采用泥斗（見圖1.7），泥斗——斗底200mm×200mm，上口2500mm×2500mm，傾角60°，則泥斗高度V=污泥斗以上梯形部分污泥容積V2V?llV污泥斗和梯形部分污泥容積V1+V2V池子總高度H污泥層高總高度進水設計采用淹沒式進水，Q式中：μ——流量系數，0.62；n——窗口數，個，取6個；b——窗口的高與寬，m；h——水位差，m，取0.1m；0.16=0.62ab窗口的高×寬=0.15m×0.2m。平底渠設計B=0.9式中：B——渠寬，m；k——安全系數，一般為1.2～1.5，取1.3；q集——最大水量，取0.32B圖1.8初沉池進水各部分尺寸（單位：mm）出水設計采用三角堰，單個三角堰流量q1q式中：h——堰深，m，取0.04m。q三角堰個數n1n堰長布置如圖1.9所示，堰長LL=三角堰各部分尺寸4?+bb集水渠長寬取2.5m×1.5m。堰負荷校核流量圖1.9初沉池出水各部分尺寸（單位：mm）刮泥機選型本次設計采用機械刮泥，靜水壓力排泥。機械排泥選用HJG—15型刮泥機2臺。HJG—15型刮泥機性能如表1.12所示。表1.12HJG—15型桁架式刮泥機性能型號跨距L（m）軌距（mm）行走功率（kW）行走速度（m/min）提升速度（m/min）配套輕軌（kg/m）HJG—15型15153000.75×210.85181.7改良Bardenpho生化反應池本次設計采用兩座改良的Bardenpho生化反應池并聯運行，反應池池型分布示意圖如圖4.10所示。圖1.10生化反應池池型分布示意圖1.7.1設計參數進水水質污水經過一級處理后，部分有機物和SS已經得到了去除，取COD、BOD5的去除率為10%，SS去除率為則生化池的進水水質見表4.13。表1.13生化池進水水質CODBODSSTNNTP進水水質（mg/L）45012621045356污泥濃度X取4000mg/L。污泥總產率系數Yt范圍為0.3～0.6KgMLSS/KgBOD5；取0.6改良Bardenpho生化反應池由A2O段+AO段兩段組成，根據設計地區的常年溫度以及其他設計條件，設A2O段對COD、BOD5、SS、NH3?N、TN、TP地去除率分別為70%、80%、80%、75%表1.14A2O與AO段設計進出水水質情況階段CODBOD5SSNH3-NTNTP進水（mg/L）45012621035456A2O段出水/（mg/L）13525428.7520.252.4去除率/（%）708080755560AO段出水/（mg/L）5010105152.4去除率/（%）63607643260總去除率/（%）8992958667601.7.2設計計算1.7.2.1A2O段（1）好氧區容積V0V式中：S0——進水BOD5濃度，mg/LSe——出水BOD5濃度，mg/LSz——A2O出水總BOD5f——A2O出水SS中VSS所占比例，Ce——A2O出水SS，mg/Lθco——污泥齡，d，θF——安全系數，取值范圍為1.5～3.0，取3.0；μ——硝化菌比生長速率，d?1，μ=0.47Na——好氧區氨氮濃度，mg/L，取NKn——NH3?N硝化的半速率常數，T——設計溫度，℃，本設計取8℃Sμ=0.478.758.75+1e0.098θco=F1V（2）缺氧區容積VVΔ式中：Nk——A2O段進水總凱氏氮濃度，mg/LNte——A2O段出水TN濃度，mg/LΔXV——排出反應池的微生物量，y——A2O出水SS中VSS所占比例，y取Kde——脫氮速率，kgNOKde20——20℃時脫氮速率，kgNOΔ=961（kg/d）KV=3988（m3）根據缺氧池容積進行攪拌設備的選型，設混合功率6W/m3所需功率為6選用GSJ?6.5kW型雙曲面立軸式攪拌機5臺，4用1備，攪拌機參數如表4.15所示。表1.15GSJ?6.5kW型雙曲面立軸式攪拌機參數表型號葉輪直徑mm轉速r/min功率kW服務范圍m質量kgGSJ2800256.512860（3）厭氧區容積VpV式中：tp——水力停留時間，h，取tV根據厭氧池容積進行攪拌設備的選型，設混合功率4W/m3所需功率為4選用GSJ?3kW型雙曲面立軸式攪拌機3臺，2用1備，攪拌機參數如表4.16所示。表1.16GSJ?3kW型雙曲面立軸式攪拌機參數表型號葉輪直徑mm轉速r/min功率kW服務范圍m質量kgGS4）生物池水力停留時間HRTHRT=滿足介于7～14h的要求。其中，好氧池6.2h，缺氧池4.8h，厭氧池1.5h。（5）污泥回流比R本次設計SVI取100，回流污泥濃度XR為X污泥回流比R為R=回流污泥量QR為Q根據流量選擇200WQ310?13?22型潛污泵4臺，2用2備。具體參數見表1.17。表1.17200WQ310-13-22型潛污泵參數表型號口徑D（mm）流量Q（m3/h）揚程H（m）效率η（%）電機功率（kW）轉速n（r/min）200WQ310?13?22型2003101371221450（6）混合液回流比Ri混合液回流量QRi為Q=1000=19674（m3/d）混合液回流比RiR根據流量選擇150WQ150?26?18.5型潛污泵8臺，6用2備。具體參數見表1.18。表1.18150WQ150-26-18.5型潛污泵參數表型號口徑D（mm）流量Q（m3/h）揚程H（m）效率η（%）電機功率（kW）轉速n（r/min）150WQ150?26?18.5型150150267218.51450（7）剩余污泥量ΔX1Δ式中：PX——生物污泥產量，kg/dPS——非生物污泥產量，kg/dP式中：Kd——污泥自身氧化系數，P式中：TSS——進水SS濃度，mg/L，取210mg/L；TSSe——出水SS濃度，mg/L，取42mg/LPΔ堿度校核剩余堿度ALKI=進水堿度－硝化耗費堿度+反硝化產生的堿度+去除BOD5假設污泥中含氮量以12.4%計，則每日用于合成的TN=0.124×815=101.1(kg/d)即進水總氮中有101.1×1000÷20000=5.06(mg/L)用于合成。被氧化的NH3=45－20.25－5.06=19.69(mg/L)所需脫硝量=45－15－5.06=24.94(mg/L)需還原的硝酸鹽氮量N剩余堿度ALKI=280－7.14×19.69+3.57×24.94+0.1×（126－11.58）=239.89(mg/L)>100(mg/L)(以CaC可維持pH≥7.2。1.7.2.2AO段（1）后置好氧區容積V1V式中：S0——AO段進水BOD5濃度，mg/L，取S——AO段出水所含溶解性BOD5①出水溶解性BODS②污泥齡θ硝化速率μ=0.4755+1e0.098θ③后置好氧區容積V1V水力停留時間t（2）后置缺氧區容積V2V①需還原的硝酸鹽氮量N微生物同化去除的總氮NW為N所需脫硝量=20?15?1.5=3.5N②反硝化速率qdn,Tq式中：qdn,20——20℃時反硝化速率常數，kgNO3θ——溫度系數，取1.08。q③缺氧區容積V2V水力停留時間t根據后置缺氧池容積進行攪拌設備的選型，設混合功率6W/m3所需功率6選用GSJ?3kW型雙曲面立軸式攪拌機5臺，4用1備，攪拌機參數如表4.19所示。表1.19GSJ?3kW型雙曲面立軸式攪拌機參數表型號葉輪直徑mm轉速r/min功率kW服務范圍m質量kgGS3）缺氧池的碳源投加量C甲醇計算18gNH3?N轉化為62gNO3?，AOC=2.86式中：[NO3—N]DO——污水溶解氧濃度，mg/L，取2mg/L。C1mg甲醇理論BOD值為0.77mg，C（4）剩余污泥量ΔX2ΔΔ（5）堿度校核被氧化的NH3剩余堿度ALKI=280－7.14×9.26+3.57×3.01+0.1×(54.45?6.8)=229（mg/L）＞100（mg/L）（以CaC此值可維持pH≥7.2。1.7.2.3反應池主要尺寸設反應池2座，反應池總容積V=13567m3，設有效水深h=4.2m，超高取1.0m，池總高①好氧區尺寸（5廊道）單組好氧池容積V1=2574.5m3L②厭氧區尺寸單組厭氧池容積V2=625L③缺氧區尺寸（折板式）單組缺氧池容積V3=1994L④后置好氧區尺寸單組好氧池容積V4=690m3L⑤后置缺氧區尺寸（2廊道）單組缺氧池容積V5=899.5L1.7.2.4反應池進出水設計（1）進水系統設計①進水管流速v1取0.7m/sA管徑DD取DN800mm，校核流速vv②配水渠B=0.9B③進水豎井孔口斷面流量Q′Q′=孔口流速v2取0.6m/sA孔口尺寸：0.5m×0.8m，進水豎井長寬：④回流污泥管道流速v3取0.6m/sA管徑DD取DN600mm，校核流速vv⑤反應池中各分區孔口進水設計孔口流速v4取0.6m/sA孔口尺寸：0.3m出水系統設計①采用薄壁堰出水。Q=mb式中：H——堰上水頭，m；m——流量系數，取0.42；b——堰寬，m。Q=H=B=0.9出水渠長×寬=8m×0.87m。②出水管流速v5取0.8m/sA