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1、南京工业大学课程设计 城市污水处理厂污水处理构筑物设计计算一、粗格栅1.设计流量Q=20000m3/d，选取流量系数Kz=1.5则：最大流量Qmax1.520000m3/d=30000m3/d0.347m3/s 2.栅条的间隙数（n）设:栅前水深h=0.4m,过栅流速v=0.9m/s,格栅条间隙宽度b=0.02m,格栅倾角=60则：栅条间隙数(取n=45)3.栅槽宽度(B)设：栅条宽度s=0.01m则：B=s（n-1）+bn=0.01（45-1）+0.0245=1.34m 4.进水渠道渐宽部分长度 设：进水渠宽B1=0.90m,其渐宽部分展开角1=20（进水渠道前的流速为0.6m/s）则：5.
2、栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度(L2) 6.过格栅的水头损失（h1）设：栅条断面为矩形断面，所以k取3则：其中=（s/b）4/3k格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般为3 h0-计算水头损失，m -阻力系数，与栅条断面形状有关，当为矩形断面时形状系数=2.4将值代入与关系式即可得到阻力系数的值 7.栅后槽总高度(H)设：栅前渠道超高h2=0.3m则：栅前槽总高度H1=h+h2=0.4+0.3=0.7m 栅后槽总高度H=h+h1+h2=0.4+0.102+0.3=0.802m8.格栅总长度(L)L=L1+L2+0.5+1.0+ H1/tan=0.6+0.3+0.5+1.0+0.7/tan6
3、0=2.8 9. 每日栅渣量(W)设：单位栅渣量W1=0.05m3栅渣/103m3污水则：W=Q W1=1.0m3/d因为W0.2 m3/d,所以宜采用机械格栅清渣 10.计算草图： 图1-1 粗格栅计算草图二、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5min的出水量,即:V0.347m3/s560=104.1m3,可将其设计为矩形，其尺寸为3m5m，池高为7m，则池容为105m3。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。三、细格栅1.设计流量Q=20000m3/d，选取流量系数Kz=1.5则：最大流量Qmax1.520
4、000m3/d=30000m3/d0.347m3/s 2.栅条的间隙数（n）设:栅前水深h=0.4m,过栅流速v=0.9m/s,格栅条间隙宽度b=0.01m,格栅倾角=60则：栅条间隙数(取n=90) 设计两组格栅，每组格栅间隙数n=90条 3.栅槽宽度(B)设：栅条宽度s=0.01m则：B2=s（n-1）+bn=0.01（45-1）+0.0145=0.89m所以总槽宽为0.892+0.21.98m（考虑中间隔墙厚0.2m） 4.进水渠道渐宽部分长度 设：进水渠宽B1=0.90m,其渐宽部分展开角1=20（进水渠道前的流速为0.6m/s）则： 5.栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度(L2) 6
5、.过格栅的水头损失（h1）设：栅条断面为矩形断面,所以k取3则：其中=（s/b）4/3k格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般为3 h0-计算水头损失，m -阻力系数（与栅条断面形状有关，当为矩形断面时形状系数=2. 42），将值代入与关系式即可得到阻力系数的值。 7.栅后槽总高度(H)设：栅前渠道超高h2=0.3m则：栅前槽总高度H1=h+h2=0.4+0.3=0.7m 栅后槽总高度H=h+h1+h2=0.4+0.26+0.3=0.96m8.格栅总长度(L)L=L1+L2+0.5+1.0+ H1/tan=1.48+0.47+0.5+1.0+0.7/tan60=3.85m 9.每日栅渣量(W)
6、 设：单位栅渣量W1=0.10m3栅渣/103m3污水则：W=Q W1=2.0m3/d因为W0.2 m3/d,所以宜采用机械格栅清渣10.计算草图如下： 四、沉砂池采用平流式沉砂池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=0.347m3/s（设计1组，分为2格）则：A=Qmax/v=0.347/0.25=1.388m23.池总宽度(B) 设：n=2格，每格宽取b=1m则：池总宽B=nb=21=2m4有效水深(h2)：h2=A/B=1.388/2=0.69m（介于0.251.0m之间,符合
7、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1.5 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)=1.2/4=0.3 m37.沉砂斗各部分尺寸及容积(V)设：沉砂斗底宽b1=0.5m，斗高hd=0.45m，斗壁与水平面的倾角为55则：沉砂斗上口宽：沉砂斗容积： （略大于V1=0.3m3，符合要求）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 =0.45+0.062.26=0.59m 则：
8、池总高度H设：超高h1=0.3m则：H=h1+h2+h3=0.3+0.45+0.59=1.34m9.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=20000m3/d=0.232m3/s 则：vmin=Q/A=0.232/1.388=0.17m/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10.计算草图如下：五、A/O池1.有效容积(V)设：日平均时流量为Q=20000m3/d=232L/sBOD污泥负荷Ns=0.15KgBOD5/(kgMLSSd)污泥指数：SVI=150回流污泥浓度：Xr=106/SVI*r(r=1)=6667
9、mg/L污泥回流比为：R=100%曝气池内混合污泥浓度：Xr=R/(1+R)Xr=6667=3333.5mg/L 则：V= 2.缺氧池与好氧池的体积 设：缺氧池与好氧池的体积比为1:3,分两组则：缺氧池的体积为2475M3好氧池的体积为7425m3设：有效水深为6m则：缺氧池面积413m2 好氧池面积1238m2缺氧池的宽为10m，每格为5m，长为42m好氧池的宽为20m，每格为10m，长为62m好氧池长宽比为62/10=6.2，在5-10之间,符合要求宽深比为10/6=1.7在1-2之间，符合要求 3污水停留时间t=1979924/20000/1.5=15.8A段停留时间是3.95h，O段停
10、留时间是11.85h，符合要求。4剩余污泥量W=aQ平Lr-bVXr+0.5Q平Sr（1）降解BOD5生成的污泥量W1=aQ平Lr=0.620000(0.35-0.02)=3960kg/d（2）内源呼吸分解泥量Xr=0.753333.5=2500mg/L，（fx=0.75）W2=bVXr=0.05197992.5=2475kg/d（3）不可生物降解和悬浮物的量W3=0.5Q平Sr=0.520000(0.35-0.02)=3300kg/d（4）剩余污泥量为W=W1-W2+W3=3960-2475+3300=4785kg/d5 湿污泥的体积污泥含水率为P=99.2%QS=600m3/d6污泥龄为c
11、=33.310d(符合要求)7计算需氧量查得：每去除1kgBOD5需氧1.0-1.3kg,取1.2kg,去除1kgN需氧4.6kg则：碳氧化硝化需氧量1.220000(0.35-0.02)+4.60.0420000=11600kg反硝化1gN需2.9克BOD5由于利用污水BOD作为碳源反硝化会消耗掉一部分的BOD,这一部分需氧为2.9(0.040.01)20000=1740kg则：实际需氧量为11600-1740=9860kg/d考虑到安全系数为1.5,利用率为0.09,空气密度为1.201kg/m3,空气含氧量为23.2%,则理论需氧量为：=409m3/min 曝气方式采用机械曝气六、二沉池
12、该沉淀池采用中心进水，周边出水的辐流式沉淀池，采用刮泥机进行刮泥。设计2座辐流式二沉池。1沉淀池面积（A） 设：最大进水量（单个沉淀池）Qmax Qmax=15000m3/d =0.17m3/s 平均进水量为Q=10000m3/d=0.116m3/s 表面负荷：q范围为1.02.0 m3/ m2.h ，取q=1.5 m3/ m2.hm22.沉淀池直径(D) 3.有效水深为(h1) 设：水力停留时间（沉淀时间）：t=2 h 则： h1=qt=1.52=3m 校核 （介于612,符合要求） 4.沉淀区有效容积(V1) V1=Ah1=2783=834m35.贮泥斗容积： 设：污泥回流比为R=50%回流污泥浓度Xr=10000mg/L 为了防止磷在池中发生厌氧释放，贮泥时间采用Tw=2h则：二沉池污泥区所需存泥容积： 则污泥区高度为 6.二沉池总高度： 设：二沉池缓冲层高度h3=0.4m，超高为h4=0.3m则：池边总高度为 h=h1+h2+h3+h4=3+2.5+0.4+0.3=6.2m设：池底坡度为i=0.05则：池底坡度降为 则：池中心总深度为H=h+h5=4.8+0.425=5.23m 7.校核堰负荷： 径深比 堰负荷以上各项均符合要求8.辐流式二沉池计算草图如下： 15