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第一章 設(shè)計(jì)資料
一、自然條件
1、氣候:該城鎮(zhèn)氣候?yàn)閬啛釒ШQ蠹撅L(fēng)性季風(fēng)氣候,常年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|南風(fēng)。
2、水文:最高潮水位 6.48m(羅零高程,下同)
高潮常水位 5.28m
低潮常水位 2.72m
二、城市污水排放現(xiàn)狀
1、污水水量
(1)生活污水按人均生活污水排放量300L/人.d;
(2)生產(chǎn)廢水量按近期1.5萬m3/d,遠(yuǎn)期2.4萬m3/d;
(3)公用建筑廢水量排放系數(shù)按近期0.15,遠(yuǎn)期0.20考慮;
(4)處理廠處理系數(shù)按近期0.80,遠(yuǎn)期0.90考慮。
2、污水水質(zhì)
(1)生活污水水質(zhì)指標(biāo)為
CODcr 60g/人.d
BOD5 30g/人.d
(2)工業(yè)污染源參照沿海開發(fā)區(qū)指標(biāo),擬定為:
CODcr 300mg/L;
BOD5 170mg/L
(3) 氨氮根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定為30md/L。
三、污水處理廠建設(shè)規(guī)模與處理目標(biāo)
1、建設(shè)規(guī)模
該污水處理廠服務(wù)面積為10.09km2, 近期(2000年)規(guī)劃人口為6.0萬人,遠(yuǎn)期(2020年)規(guī)劃人口為10.0萬人。處理水量近期3.0萬m3/d,遠(yuǎn)期6.0萬m3/d。
2、處理目標(biāo)
根據(jù)該城鎮(zhèn)環(huán)保規(guī)劃,污水處理廠出水進(jìn)入的水體水質(zhì)按國家3類水體標(biāo)準(zhǔn)控制,同時(shí)執(zhí)行國家關(guān)于污水排放的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn),擬定出水水質(zhì)指標(biāo)為
CODcr≤100mg/L; BOD5≤30mg/L; SS≤30mg/L ; NH3-N≤10mg/L
四、建設(shè)原則
污水處理工程建設(shè)過程中應(yīng)遵從下列原則:污水處理工藝技術(shù)方案,在達(dá)到治理要求的前提下應(yīng)優(yōu)先選擇基建投資和運(yùn)行費(fèi)用少、運(yùn)行管理簡便的先進(jìn)的工藝;所用污水、污泥處理技術(shù)和其他技術(shù)不僅要求先進(jìn),更要求成熟可靠;和污水處理廠配套的廠外工程應(yīng)同時(shí)建設(shè),以使污水處理廠盡快完全發(fā)揮效益;污水處理廠出水應(yīng)盡可能回用,以緩解城市嚴(yán)重缺水問題;污泥及浮渣處理應(yīng)盡量完善,消除二次污染;盡量減少工程占地。
第二章 污水處理工藝方案選擇
一、工藝方案分析
本項(xiàng)目污水以有機(jī)污染為主,BOD/COD=0.54 可生化性較好,重金屬及其他難以生物降解的有毒有害污染物一般不超標(biāo),針對這些特點(diǎn),以及出水要求,現(xiàn)有城市污水處理技術(shù)的特點(diǎn),以采用生化處理最為經(jīng)濟(jì)。由于將來可能要求出水回用,處理工藝尚應(yīng)硝化。
根據(jù)國內(nèi)外已運(yùn)行的大、中型污水處理廠的調(diào)查,要達(dá)到確定的治理目標(biāo),可采用“普通活性污泥法”或“氧化溝”法。
普通活性污泥法,也稱傳統(tǒng)活性污泥法,推廣年限長,具有成熟的設(shè)計(jì)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),處理效果可靠,如設(shè)計(jì)合理,運(yùn)行得當(dāng),出水BOD5可達(dá)10-20mg/L,它的缺點(diǎn)是工藝路線長,工藝構(gòu)筑物及設(shè)備多而復(fù)雜,運(yùn)行管理困難,運(yùn)行費(fèi)用高。
氧化溝處理技術(shù)是20世紀(jì)50年代有荷蘭人首創(chuàng)。60年代以來,這項(xiàng)技術(shù)在國外已被廣泛采用,工藝及構(gòu)筑物有了很大的發(fā)展和進(jìn)步。隨著對該技術(shù)缺點(diǎn)(占地面積大)的克服和對其優(yōu)點(diǎn)的逐步深入認(rèn)識,目前已成為普遍采用的一項(xiàng)污水處理技術(shù)。
氧化溝工藝一般可不設(shè)初沉池,在不增加構(gòu)筑物及設(shè)備的情況下,氧化溝內(nèi)不僅可完成碳源的氧化,還可實(shí)行脫氮,成為A/O工藝,由于氧化溝內(nèi)活性污泥已經(jīng)好氧穩(wěn)定,可直接濃縮脫水,不必厭氧消化。
氧化溝污水處理技術(shù)已被公認(rèn)為一種成功的革新的活性污泥法工藝,與傳統(tǒng)活性污泥系統(tǒng)相比較,它在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等方面具有一系列獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。
1、工藝流程簡單、構(gòu)筑物少,運(yùn)行管理方便。一般情況下,氧化溝工藝可比傳統(tǒng)活性污泥法少建初沉池和污泥厭氧消化系統(tǒng),基建投資少。另外,由于不采用鼓風(fēng)曝氣和空氣擴(kuò)散器,不建厭氧硝化系統(tǒng),運(yùn)行管理方便。
2、處理效果穩(wěn)定,出水水質(zhì)好。
3、基建投資省,運(yùn)行費(fèi)用低。
4、污泥量少,污泥性質(zhì)穩(wěn)定。
5、具有一定承受水量、水質(zhì)沖擊負(fù)荷的能力。
6、占地面積少。
污水處理廠的基建投資和運(yùn)行費(fèi)用與各廠的污水濃度和建設(shè)條件有關(guān),但在同等條件下的中、小型污水廠,氧化溝比其他方法低,據(jù)國內(nèi)眾多已建成的氧化溝污水處理廠的資料分析,當(dāng)進(jìn)水BOD5在120-180mg/L時(shí),單方基建投資約為700-900元/(m3.d),運(yùn)行成本為0.15-0.30元/m3污水。
由以上資料,經(jīng)過簡單的分析比較,氧化溝工藝具有明顯優(yōu)勢,故采用氧化溝工藝。
二、工藝流程確定:(如圖所示)
說明:由于不采用池底空氣擴(kuò)散器形成曝氣,故格柵的截污主要對水泵起保護(hù)作用,擬采用中格柵,而提升水泵房選用螺旋泵,為敞開式提升泵。為減少柵渣量,格柵柵條間隙已擬定為25.00mm。
曝氣沉砂池可以克服普通平流沉砂池的缺點(diǎn):在其截流的沉砂中夾雜著一些有機(jī)物,對被有機(jī)物包裹的沙粒,截流效果也不高,沉砂易于腐化發(fā)臭,難于處置。故采用曝氣沉砂池。
本設(shè)計(jì)不采用初沉池,原則上應(yīng)根據(jù)進(jìn)水的水質(zhì)情況來確定是否采用初沉池。但考慮到后面的二級處理采用生物處理,即氧化溝工藝。初沉池會除去部分有機(jī)物,會影響到后面生物處理的營養(yǎng)成分,即造成C/N比不足。因此不予考慮。
擬用卡羅塞爾氧化溝,去除COD與BOD之外,還應(yīng)具備硝化和一定的脫氮作用,以使出水NH3低于排放標(biāo)準(zhǔn),故污泥負(fù)荷和污泥泥齡分別低于0.15kgBOD/kgss*d和高于20.0d。
氧化溝采用垂直曝氣機(jī)進(jìn)行攪拌,推進(jìn),充氧,部分曝氣機(jī)配置變頻調(diào)速器,相應(yīng)于每組氧化溝內(nèi)安裝在線DO測定儀,溶解氧訊號傳至中控室微機(jī),給微機(jī)處理后再反饋至變頻調(diào)速器,實(shí)現(xiàn)曝氣根據(jù)DO自動控制
為了使沉淀池內(nèi)水流更穩(wěn)定(如避免橫向錯(cuò)流、異重流對沉淀的影響、出水束流等)、進(jìn)出水更均勻、存泥更方便,常采用圓形輻流式二沉池。向心式輻流沉淀池采用中心進(jìn)水,周邊出水,多年來的實(shí)際和理論分析,認(rèn)為此種形式的輻流沉淀池,容積利用率高,出水水質(zhì)好。設(shè)計(jì)流量 Q=2.85萬m3/d=1208.3 m3/h,回流比 R=0.7。
第三章 污水處理工藝設(shè)計(jì)計(jì)算
一、水質(zhì)水量的確定
1.水量的確定
近期水量:生活廢水Q生活=6.0×104×300L/人·天=1.8×104m3/d
工業(yè)廢水Q工業(yè)=1.5×104m3/d
公用建筑廢水Q公用=1.8×104×0.15=0.27×104m3/d
所以近期產(chǎn)生的廢水量為Q
Q=Q生活+Q工業(yè)+Q公用=(1.8+1.5+0.27)×104 =3.57×104m3/d
近期的處理系數(shù)為0.8,故近期污水處理廠的處理量
Qp=3.57×104×0.8=2.856×104m3/d
遠(yuǎn)期水量:生活廢水Q生活=10.0×104×300L/人·天=3.0×104m3/d
工業(yè)廢水Q工業(yè)=2.4×104m3/d
公用建筑廢水Q公用=3.0×104×0.2=0.6×104m3/d
所以遠(yuǎn)期產(chǎn)生的廢水量為Q
Q=Q生活+Q工業(yè)+Q公用=(3.0+2.4+0.6)×104 =6.0×104m3/d
遠(yuǎn)期的處理系數(shù)為0.9,故遠(yuǎn)期污水處理廠的處理量
Qp=6.0×104×0.9=5.4×104m3/d
通常設(shè)計(jì)污水處理廠時(shí)遠(yuǎn)期的設(shè)計(jì)處理量為近期的兩倍,綜合考慮近期和遠(yuǎn)期的處理水量,取近期的設(shè)計(jì)處理水量Qp=3.0×104m3/d,遠(yuǎn)期的設(shè)計(jì)處理水量Qp=6.0×104m3/d。
2.水質(zhì)的確定
近期COD:
COD ==242mg/L
近期BOD5:
BOD5==129mg/L
遠(yuǎn)期COD:
COD==240 mg/L
遠(yuǎn)期BOD5:
BOD5==128mg/L
NH3-N按規(guī)定取為30 mg/L
所以處理廠的處理水質(zhì)確定為COD=242mg/L,BOD5=129mg/L,NH3-N=30 mg/L
二、曝氣沉砂池設(shè)計(jì)計(jì)算說明書
沉砂池的作用是從污水中去除砂子、煤渣等比重比較大的無機(jī)顆粒,以免這些雜質(zhì)影響后續(xù)構(gòu)筑物的正常運(yùn)行。常用的沉砂池有平流式沉砂池、曝氣沉砂池、豎流沉砂池和多爾沉砂池等。平流式沉砂池構(gòu)造簡單,處理效果較好,工作穩(wěn)定,但沉砂中夾雜一些有機(jī)物,易于腐化散發(fā)臭味,難以處置,并且對有機(jī)物包裹的砂粒去除效果不好。曝氣沉砂池在曝氣的作用下顆粒之間產(chǎn)生摩擦,將包裹在顆粒表面的有機(jī)物除掉,產(chǎn)生潔凈的沉砂,通常在沉砂中的有機(jī)物含量低于5%,同時(shí)提高顆粒的去除效率。多爾沉砂池設(shè)置了一個(gè)洗砂槽,可產(chǎn)生潔凈的沉砂。渦流式沉砂池依靠電動機(jī)機(jī)械轉(zhuǎn)盤和斜坡式葉片,利用離心力將砂粒甩向池壁去除,并將有機(jī)物脫除。后3種沉砂池在一定程度上克服了平流式沉砂池的缺點(diǎn),但構(gòu)造比平流式沉砂池復(fù)雜。
和其它形式的沉砂池相比,曝氣沉砂池的特點(diǎn)是:一、可通過曝氣來實(shí)現(xiàn)對水流的調(diào)節(jié),而其它沉砂池池內(nèi)流速是通過結(jié)構(gòu)尺寸確定的,在實(shí)際運(yùn)行中幾乎不能進(jìn)行調(diào)解;二、通過曝氣可以有助于有機(jī)物和砂子的分離。如果沉砂的最終處置是填埋或者再利用(制作建筑材料),則要求得到較干凈的沉砂,此時(shí)采用曝氣沉砂池較好,而且最好在曝氣沉砂池后同時(shí)設(shè)置沉砂分選設(shè)備。通過分選一方面可減少有機(jī)物產(chǎn)生的氣味,另一方面有助于沉砂的脫水。同時(shí),污水中的油脂類物質(zhì)在空氣的氣浮作用下能形成浮渣從而得以被去除,還可起到預(yù)曝氣的作用。只要旋流速度保持在0.25~0.35m/s范圍內(nèi),即可獲得良好的除砂效果。盡管水平流速因進(jìn)水流量的波動差別很大,但只要上升流速保持不變,其旋流速度可維持在合適的范圍之內(nèi)。曝氣沉砂池的這一特點(diǎn),使得其具有良好的耐沖擊性,對于流量波動較大的污水廠較為適用,其對0.2mm顆粒的截流效率為85%。
由于此次設(shè)計(jì)所處理的主要是生活污水水中的有機(jī)物含量較高,因此采用曝氣沉砂池較為合適。
曝氣沉砂池的設(shè)計(jì)參數(shù):
(1)旋流速度應(yīng)保持0.25—0.3m/s;
(2)水平流速為0.08—0.12 m/s;
(3)最大流量時(shí)停留時(shí)間為1—3min;
(4)有效水深為2—3m,寬深比一般采用1~1.5;
(5)長寬比可達(dá)5,當(dāng)池長比池寬大得多時(shí),應(yīng)考慮設(shè)置橫向擋板;
(6)1污水的曝氣量為0.2空氣;
(7)空氣擴(kuò)散裝置設(shè)在池的一側(cè),距池底約0.6~0.9m,送氣管應(yīng)設(shè)置調(diào)節(jié)氣量的閥門;
(8)池子的形狀應(yīng)盡可能不產(chǎn)生偏流或死角,在集砂槽附近可安裝縱向擋板;
(9)池子的進(jìn)口和出口布置,應(yīng)防止發(fā)生短路,進(jìn)水方向應(yīng)與池中旋流方向一致,出水方向應(yīng)與進(jìn)水方向垂直,并考慮設(shè)置擋板;
(10)池內(nèi)應(yīng)考慮設(shè)置消泡裝置。
一、曝氣沉砂池的設(shè)計(jì)與計(jì)算
1. 最大設(shè)計(jì)流量Qmax
Qmax=Kz×Qp
式中的Kz為變化系數(shù),Kz=1.42
Qmax=1.42×0.347=0.493 m3/s
2. 池子的有效容積
V=60Qmaxt
式中 V——沉砂池有效容積,m3;
Qmax——最大設(shè)計(jì)流量,m3/s;
t——最大設(shè)計(jì)流量時(shí)的流動時(shí)間,min,設(shè)計(jì)時(shí)取1~3min。
所以 V=60×0.493×1.5=44.37m3
3.水流斷面面積
A=
式中 A——水流斷面面積,m2
Qmax——最大設(shè)計(jì)流量,m3/s;
V——水流水平流速,m/s。
所以 A=4.11m2
取 A=4.2m2
4.池寬B
B=
h——沉砂池的有效水深,m。
取h=2m。所以B==2.1m
B/h=1.05,滿足要求。
5.池長
L==m,取L=10.5m
此時(shí)L/B=5滿足要求
6.流速校核
Vmin=m/s,在0.8~1.2m/s之間,滿足要求
7.曝氣沉砂池所需空氣量的確定
設(shè)每立方米污水所需空氣量 d=0.2m3空氣/m3污水
8.沉砂槽的設(shè)計(jì)
若設(shè)吸砂機(jī)工作周期為t=1d=24h,沉砂槽所需容積
式中Qp的單位為m3/h
設(shè)沉砂槽底寬0.5m,上口寬為0.7,沉砂槽斜壁與水平面夾角60°,
沉砂槽高度為 h1=
沉砂槽容積為
9.沉沙池總高
設(shè)池底坡度為0.3,坡向沉砂槽,池底斜坡部分的高度為
h2=0.3×0.7=0.21m
設(shè)超高,沉沙池水面離池底的高
m
10.曝氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
采用鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng),羅茨鼓風(fēng)機(jī)供風(fēng),穿孔管曝氣
(1)干管直徑d1:由于設(shè)置兩座曝氣沉砂池,可將空氣管供應(yīng)兩座的氣量,即主管最大氣量為q1=0.0694×2=0.1388m3/s,取干管氣速v=12m/s,
干管截面積A= ==0.0116m2
d1==m=120mm,
因?yàn)闆]有120mm的管徑,所以采用接近的管徑100mm。
回算氣速v=17.7m/s 雖然超過15 m/s,但若取150的管氣速又過小,所以還是選擇管徑100mm。
(2)支管直徑d2:由于閘板閥控制的間距要在5m以內(nèi),而曝氣的池長為10.5米,所以每個(gè)池子設(shè)置三根豎管,設(shè)支管氣速為v=5m/s,
支管面積 A=m2
d2==mm,
取整管徑d2=80mm
校核氣速v=4.6m/s (滿足3—5m/s)
(3)穿孔管:采用管徑為6mm的穿孔管,孔出口氣速為設(shè)5m/s,孔口直徑取為5mm(在2~6mm之間)
一個(gè)孔的平均出氣量 q==9.81×10-5m3/s
孔數(shù):n= 個(gè)
孔間隔 為,在10~15mm之間,符合要求。
穿孔管布置:在每格曝氣沉砂池池長一側(cè)設(shè)置1根穿孔管曝氣管,共兩根。
二、細(xì)格柵的選型和計(jì)算
選用XG1000型細(xì)格柵,參數(shù)如下
設(shè)備寬B:1000mm 有效柵寬B1:850㎜ 有效柵隙:5㎜ 耙線速度:2 m/min 電機(jī)功率:1.1kw 安裝角度:60° 渠寬B3:1050㎜ 柵前水深h2:1.0m/s 流體流速:0.5~1.0m/s
柵條寬度s=0.01m
1.柵前后的水頭損失
水流斷面面積m2
柵前流速
在0.4~0.9m/s范圍內(nèi),復(fù)合要求
設(shè)過柵流速為v=0.6m/s
設(shè)柵條斷面為銳邊矩形斷面,取k=3 ,則通過格柵的水頭損失為:
。
3.柵槽總長度
柵前的渠道超高設(shè)為0.45m,所以渠道高度為1.45m
因?yàn)榘惭b高度是取60°,所以格柵所占的渠道長為1.45×ctg=1.45×ctg60°=0.84m
柵后長1米。
所以渠道的總長度
L=0.5+0.84+1=2.34m
三、水面標(biāo)高
根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值污水每經(jīng)過一個(gè)障礙物水面標(biāo)高下降3~5cm,根據(jù)曝氣沉砂池的有效水深以及砂斗的高度可推算出各個(gè)構(gòu)筑物的水面標(biāo)高,本次設(shè)計(jì)以經(jīng)過一個(gè)障礙物水位下降5cm來計(jì)算,以曝氣沉砂池的砂槽底為0米進(jìn)行計(jì)算。
曝氣沉砂池的水面標(biāo)高:2.38m
細(xì)格柵與曝氣沉砂池之間的配水井的水面標(biāo)高: 2.43m
細(xì)格柵柵后水面標(biāo)高: 2.48m
細(xì)格柵柵前水面標(biāo)高:2.48+0.29=2.77m
配水井外套桶水面標(biāo)高: 2.82m
配水井內(nèi)套桶水面標(biāo)高: 2.88
設(shè)配水井超高為0.35m
則整個(gè)曝氣沉砂池系統(tǒng)的最高標(biāo)高為3.23m
則曝氣沉砂池的超高為h1=3.23-2.38=0.85m
四、配水井的計(jì)算
設(shè)配水井的平均停留時(shí)間為T=1.5min,Qp=0.347 m3/s,假設(shè)配水井水柱高為5.03米。
配水井面積為
配水井直徑為
因?yàn)檫M(jìn)水管徑為1000,管離底為200mm。所以覆土厚度為1.28m。
五、砂水分離器和吸砂機(jī)的選擇
(1)選用直徑LSSF型螺旋式砂水分離器
(2)根據(jù)池寬選用LF-W-CS型沉砂池吸砂機(jī),其主要參數(shù)為:
潛污泵型號:AV14-4(潛水無堵塞泵)
潛水泵特性 揚(yáng)程:2m,流量:54m3/h,功率:1.4kw
行車速度為2-5m/min,提耙裝置功率 0.55kw
驅(qū)動裝置功率:0.37×2kw
鋼軌型號 15kg/mGB11264-89
軌道預(yù)埋件斷面尺寸(mm) (b1-20)6010(b1:沉砂池墻體壁厚)
軌道預(yù)埋件間距 1000mm
四、氧化溝
1、設(shè)計(jì)說明
擬用卡羅塞爾氧化溝,去除COD與BOD之外,還應(yīng)具備硝化和一定的脫氮作用,以使出水NH3低于排放標(biāo)準(zhǔn)。采用卡式氧化溝的優(yōu)點(diǎn):立式表曝機(jī)單機(jī)功率大,調(diào)節(jié)性能好,節(jié)能效果顯著;有極強(qiáng)的混合攪拌與耐沖擊負(fù)荷能力;曝氣功率密度大,平均傳氧效率達(dá)到至少2.1kg/(kW*h);氧化溝溝深加大,可達(dá)到5.0以上,是氧化溝占地面積減小,土建費(fèi)用降低。
氧化溝采用垂直曝氣機(jī)進(jìn)行攪拌,推進(jìn),充氧,部分曝氣機(jī)配置變頻調(diào)速器,相應(yīng)于每組氧化溝內(nèi)安裝在線DO測定儀,溶解氧訊號傳至中控室微機(jī),給微機(jī)處理后再反饋至變頻調(diào)速器,實(shí)現(xiàn)曝氣根據(jù)DO自動控制
2、設(shè)計(jì)計(jì)算
(1).設(shè)計(jì)參數(shù):
qv=30000m3/d(設(shè)計(jì)采用雙池,則單池流量=15000 m3/d),
設(shè)計(jì)溫度15℃,最高溫度25℃,
進(jìn)水水質(zhì):近期:CODCr=242mg/L,BOD5=129.4mg/L, NH3-N=30mg/L,
遠(yuǎn)期:CODCr=240mg/L,BOD5=128mg/L, NH3-N=30mg/L,
出水水質(zhì):CODCr=100mg/L,BOD5=30mg/L,SS=30mg/L,NH3-N=10mg/L
(2).確定采用的有關(guān)參數(shù):
取MLSS=3500mg/L,假定其70%是揮發(fā)性的,DO=3.0mg/L,k=0.05,Cs(20)=9.07mg/L
y=0.6mgVSS/mgBOD5,Kd=0.05d-1,qD,20=0.05kgNH3-N/kgMLVSS·d,CS(20)=9.07mg/L,
α=0.90,β=0.94,
剩余堿度:100mg/L(以CaCO3),所需堿度7.14mg堿度/mgNH3-N氧化;產(chǎn)生堿度3.0mg堿度/mgNO3-N還原,硝化安全系數(shù):3。
(3).設(shè)計(jì)泥齡:
確定硝化速率μN(yùn)
μN(yùn)=0.47e0.098(T-15)*N/KN+N*DO/ Ko+DO=0.47*e0.098*(15-15)*30/(100.051*15-1.158+30)*2/(1.3+2)
=0.22d-1
θcm=1/=1/0.22=4.5d,設(shè)計(jì)泥齡θc=3*4.5=13.5d
為了保證污泥穩(wěn)定,應(yīng)選擇泥齡為30d
(4).設(shè)計(jì)池體體積:
①確定出水中溶解性BOD5的量:
出水中懸浮固體BOD5=1.4*0.68*30*70%=20mg/L
出水中溶解性BOD5的量=30-20=10mg/L
②好氧區(qū)容積計(jì)算:
V1=y*qv*(So-Se)*θc/MLVSS*(1+Kd*θc)=0.6*30000*(129.4-10)*30/(0.7*3500*(1+0.05*30))=9278m3
水力停留時(shí)間t1= V1/ qv =9278/30000=0.31d=7.4h
③脫氮計(jì)算:
產(chǎn)生污泥量=y*qv*(So-Se)/(1+Kd*θc)=0.6*30000*(129.4-10)/(1000*(1+0.05*30))=860kg/d
假設(shè)污泥中大約含12.4%的氮,這些氮用于細(xì)胞合成,
用于合成的氮=0.124*860=106.6kg/d,轉(zhuǎn)化為:106.6*1000/30000=3.55mg/L
故脫氮量=30-10-3.55=16.45mg/L。
④堿度計(jì)算:
剩余堿度=300-7.14*20+3.0*16.45+0.1(129.4-10)=218.5mg/L(以CaCO3)
大于100mg/L,可以滿足pH>7.2
⑤缺氧區(qū)容積計(jì)算:
qD=qD,20*1.08T-20=0.05*1.0815-20=0.032 kgNH3-N/kgMLVSS·d
V2=qv*△N/qD/MLVSS=30000*16.45/0.032/0.7/3500=6295m3
水力停留時(shí)間t2=V2/qv=6295/30000=0.21d=5h
⑥總池容積計(jì)算
V=V1+V2=9278+6295=15573m3,t=t1+t2=7.4+5=12.4h
(5).曝氣量計(jì)算
①計(jì)算需氧氣量
R=(So-Se)qv*/(1-e-kt)-1.42Px+4.6*qv*△N-2.6*qv*NO3-0.56Px
=30000*(129.4-10)/(1-e-kt)/1000-1.42*856.8+4.6*30000*20/1000
-2.6*30000*16.45/1000-0.56*856.8=5049kg/d=211 kg/h
②實(shí)際需氧量
Ro’=1.2*R=1.2*211=253.2kg/d
校核:Ro=R*Cs(20)/α/(β*Cs(T)-C)/1.024T-20=253.2*9.07/0.9/(0.94*8.24-3)/1.024 25-20
=477.6kg/h (在400-500之間 符合)
6.溝型尺寸設(shè)計(jì)及曝氣設(shè)備選型
采用卡式氧化溝(兩座并聯(lián)):
取有效水深H=3.5m,單溝的寬度b=7.8m,進(jìn)水量15000 m3/d,
則單溝長=[V/2-0.5π(2b)2 h-2*0.5πb2 h]/4Hb=53m,
單溝好氧區(qū)總長度=單溝長*4* V1 /V=126m
單溝厭氧區(qū)總長度=單溝長*4* V2 /V=76m
采用四溝道,兩臺55kW的立式表曝氣機(jī)(單池)
曝氣設(shè)備:PSB3250:D=3.25m,P=132kW,n=30r/min,清水充氧量:252kg/h,
7.配水井設(shè)計(jì)
污水在配水井的停留時(shí)間最少不低于3min(不計(jì)回流污泥的量),
設(shè)截面中半圓的半徑為r,矩形的寬度為r,長度為2r,設(shè)計(jì)的有效水深為4.0m
(2*r*r+0.5πr2)*4=30000*3/24/60
r=2.7m
8.其它附屬構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)
工程設(shè)計(jì)中墻的厚度為250mm;氧化溝體表面設(shè)置走道板的寬度為800mm;;倒流墻的設(shè)計(jì)半徑為3.9m;配水井的進(jìn)水管道采用的規(guī)格為DN900,污泥回流管道采用的規(guī)格為DN500;出水井的設(shè)計(jì)尺寸為3000mm*1000mm*1000mm,出水堰高為100mm,堰孔直徑為40mm,出水管采用的規(guī)格為DN700。
五、輻流式二沉池
1.設(shè)計(jì)說明
1.1二沉池的類型
二沉池的類型有:平流式二沉池、豎流式二沉池、輻流式二沉池、斜流式二沉池。其中,輻流式二沉池又分為:中進(jìn)周出式、周進(jìn)周出式、中進(jìn)中出式。
1.2選擇輻流式(中進(jìn)周出)二沉池的原因
由于平流式二沉池占地面積大;豎流式二沉池多用于小型廢水中絮凝性懸浮固體的分離;斜流式二沉池較多時(shí)候,在曝氣池出口污泥濃度高,而且沒有設(shè)置專門的排泥設(shè)備,容易造成阻塞。因此選擇輻流式二沉池。從出水水質(zhì)和排泥的方面考慮,理論上是周進(jìn)周出效果最好。但是,實(shí)際上,考慮異重流,是中進(jìn)周出的效果最好。因此,選擇了選擇輻流式(中進(jìn)周出)二沉池。
2.設(shè)計(jì)計(jì)算
2.1污泥回流比:
2.2沉淀部分水面面積:
流量: ;
最大流量(設(shè)計(jì)流量):
單個(gè)池子的設(shè)計(jì)流量:
污泥負(fù)荷q取1.1m3/(m2.h), 池子數(shù)n為2 。
沉淀部分水面面積:
2.3校核固體負(fù)荷:
因?yàn)?42<150,符合要求。
2.4池子直徑
池子直徑: 根據(jù)選型取池子直徑為35.0m。
2.5沉淀部分的有效水深
沉淀時(shí)間t為2.5s 有效水深:
2.6沉淀池總高
2.7校核徑深比:
徑深比為 符合要求。
2.8進(jìn)水管的設(shè)計(jì)
單體設(shè)計(jì)污水流量:
進(jìn)水管設(shè)計(jì)流量:
取管徑D=700mm ,流速為
因?yàn)椋?.697>0.6符合要求,所以進(jìn)水管直徑為D=700mm。
2.9穩(wěn)流筒
進(jìn)水井的流速為0.8m/s ,則過水面積為
過水面積和泥管面積的總和:
由過水面積和泥管面積的總和求出直徑為
筒壁厚為250mm, 取管徑為900mm。
進(jìn)行校核:過水面積為
流速為 。
筒上有8個(gè)小孔 ,孔面積為S2= ,所以。
二沉池采用的是ZBX型周邊傳動吸泥機(jī),穩(wěn)流筒的直徑為3880mm。
取穩(wěn)流筒出流速度為0.1m/s, 則過水面積為
穩(wěn)流筒下部與池底距離為
所以穩(wěn)流筒下部與池底距離大于0.2m,即符合要求。
2.10配水井
配水井設(shè)計(jì)為馬蹄形,在外圍加寬700mm為污泥井。
時(shí)間取3分鐘 流量為
取配水井直徑為D=3000mm 則配水井高度
其中,設(shè)計(jì)水深為7.0m,超高為0.6m。
2.11出水部分單池設(shè)計(jì)流量:
出水溢流堰設(shè)計(jì)
(1)堰上水頭 H=0.05mH2O
(2)每個(gè)三角堰的流量0.783L/s
(3)三角堰個(gè)數(shù) 因此取n=223(個(gè))
2.12排泥部分
回流污泥量為
剩余污泥量為
因?yàn)槭S辔勰嗔啃。院雎圆挥?jì),即總污泥量為0.188m3/s。
取流速為0.8(m/s) 直徑為 取直徑為D=400mm
校核:流速為 0.6<0.75<0.9 因此符合要求。
綜上, 二沉池采用的是ZBX型周邊傳動吸泥機(jī) 池徑為35000mm.
第四章 污水處理廠總體布置
一、污水廠總體布置內(nèi)容:
污水廠的總體布置包括平面布置和高程布置兩部分。
二、總平面布置
(一)、平面布置
平面布置的內(nèi)容主要包括:各種構(gòu)(建)筑物的平面定位;各種輸水管道、閥門的布置;排水管渠及檢查井的布置;各種管道交叉位置;供電線路位置,道路、綠化、圍墻及輔助建筑的布置等。
(二)、污水廠的平面布置
1、污水廠平面布置原則
(1)按功能分區(qū)。配置得當(dāng)。主要是指對生產(chǎn)、輔助生產(chǎn)、生產(chǎn)管理、生活福利等各部分的布置,要做到分區(qū)明確、配制得當(dāng),而又不過分獨(dú)立分散,既有利于生產(chǎn),又避免非生產(chǎn)人員在生產(chǎn)區(qū)通行和逗留,確保安全生產(chǎn)。在有利條件時(shí)(尤其是建新廠時(shí)),最好把生產(chǎn)區(qū)和生活區(qū)分開,但二者之間不必設(shè)置圍墻。
(2)功能明確、布置緊湊。首先應(yīng)保證生產(chǎn)的需要,結(jié)合地形,地質(zhì)、土方、結(jié)構(gòu)和施工等因素全面考慮。布置時(shí)力求減少占地面積,減少連接管(渠)的長度,便于操作管理。
(3)順流排列,流程簡捷。指處理構(gòu)(建)筑物盡量按流程方向布置,避免與進(jìn)(出)水方向相反安排,各構(gòu)筑物之間的連接管(渠)應(yīng)以最短路線布置,盡量避免不必要的轉(zhuǎn)彎和用水泵提升,嚴(yán)禁將管線埋在構(gòu)(建)筑物下面,目的在于減少能量(水頭)損失,節(jié)省管材,便于施工和檢修。
(4)充分利用地形、平衡土方,降低工程費(fèi)用。某些構(gòu)筑物放在較高處,便于減少土方,便于放空,派泥,又減少了工程量,而另一些構(gòu)筑物放在較低處,使水按流程按重力順暢輸送。
(5)必要時(shí)應(yīng)預(yù)留適當(dāng)余地,考慮擴(kuò)建和施工可能(尤其是對大中型污水處理廠)。
(6)構(gòu)(建)筑物布置應(yīng)注意風(fēng)向和朝向。將排放異味、有害氣體的構(gòu)(建)筑物布置在
居住與辦公場所的下風(fēng)向;為保證良好的自然通風(fēng)條件,建筑物布置應(yīng)考慮主導(dǎo)風(fēng)向。
2、污水廠的平面布置
污水廠的平面布置是在工藝設(shè)計(jì)計(jì)算之后進(jìn)行的,根據(jù)工藝流程、單體功能要求及單體平面圖形進(jìn)行,污水廠總平面上應(yīng)有風(fēng)向玫瑰土,構(gòu)(建)筑物一覽表、占地面積指標(biāo)表及必要的說明,比例尺一般為1:(200-500),圖上應(yīng)有坐標(biāo)軸線或者放格控制網(wǎng)。
(1)首先對處理構(gòu)筑物和建筑物進(jìn)行組合安排。布置時(shí)對其平面位置、方位、操作條件、走向、面積等統(tǒng)盤考慮。安排時(shí)應(yīng)對高程、管線和道路進(jìn)行協(xié)調(diào)。
建筑物在平面上、高程上組合起來,進(jìn)行組合布置。構(gòu)筑物的組合原則如下:
a、對工藝過程有利或者無害,同時(shí)從結(jié)構(gòu),施工角度看也是允許的,可以組合,如曝氣池(或氧化池)與沉淀池的組合,反應(yīng)池與沉淀池的組合,調(diào)節(jié)池與濃縮池的組合。
b、從生產(chǎn)上看,關(guān)系密切的構(gòu)筑物可以組合成一座構(gòu)筑物,如調(diào)節(jié)池和泵房,變配電與鼓風(fēng)機(jī)房,投藥間與藥劑倉庫等。
c、為了集中管理和控制,有時(shí)對于小型污水廠還可以進(jìn)一步擴(kuò)大組合范圍。
構(gòu)筑物間的凈距離,按它們中間的道路寬度和鋪設(shè)管線所需要的寬度,或者按其他特殊要求來定,一般為5-20m。
布置管線時(shí),管線之間及其他構(gòu)(建)筑物之間,應(yīng)留出適當(dāng)?shù)木嚯x,給水管或排水管距構(gòu)(建)筑物不小于3m,給水管和排水管的水平距離,當(dāng)d《200m時(shí),不應(yīng)小于1.5m,當(dāng)d>200m時(shí)不小于3m。
(2)生產(chǎn)輔助建筑物的布置,亦應(yīng)盡量考慮組合布置,如機(jī)修間與材料庫的組合,控制室,值班室、化驗(yàn)室、辦公室的組合布置。
(3)預(yù)留面積的考慮。必要時(shí)預(yù)留生產(chǎn)設(shè)施的擴(kuò)建用地。
(4)生活附屬建筑物的布置,宜盡量與處理構(gòu)筑物分開單獨(dú)設(shè)置,可能時(shí)應(yīng)盡量放在廠前區(qū),應(yīng)避免構(gòu)(建)筑物與附屬生活設(shè)施的風(fēng)向干擾。
(5)道路、圍墻及綠化帶的布置。通向一般構(gòu)(建)筑物應(yīng)設(shè)置人行道,寬度1.5~2.0m;通向倉庫、檢修間等應(yīng)設(shè)車行道,其路面寬度為3~4m,轉(zhuǎn)彎半徑為6m,廠區(qū)主要車行道寬5~6m;行車道邊緣到房屋或構(gòu)筑物外墻面的最小距離為1.5m。道路縱坡一般為1%~2%,不大于3%。
污水廠部長除應(yīng)保證生產(chǎn)和整潔衛(wèi)生外,還應(yīng)注意美觀,充分綠化,在構(gòu)(建)筑物處理上,應(yīng)因地制宜,與周圍情況相稱,在色調(diào)上做到活潑,明朗和清潔。應(yīng)合理規(guī)劃花壇、草坪、林蔭等,使廠區(qū)景色園林化,但曝氣池、沉淀池等露天水池周圍不宜種植喬木,以免落葉入池。
(6)污泥區(qū)的布置。由于污泥的處理和處置一般與污水處理相互獨(dú)立,且污泥處理過程衛(wèi)生條件比污水處理差,一般將污泥處理放在廠區(qū)后部,若污泥處理過程中產(chǎn)生沼氣,則應(yīng)按消防要求設(shè)置防火間距。由于污泥來自于污水處理部分,而污泥處理脫出的水分又要送到調(diào)節(jié)池或初沉池中,必要時(shí),可考慮某些污泥處理設(shè)施與污水處理設(shè)施的組合。
(7)管(渠)的平面布置。在各處理構(gòu)筑物之間應(yīng)有連通管(渠),還應(yīng)有使各處理構(gòu)筑物獨(dú)立運(yùn)行的管(渠)。當(dāng)某一處理構(gòu)筑物因故停止工作時(shí)候,使其后接按處理構(gòu)筑物,仍能夠保持正常的運(yùn)行,污水廠應(yīng)設(shè)超越全部或部分處理構(gòu)筑物,直接排放水體的超越管。此外還應(yīng)設(shè)有給水管、空氣管、消化氣管、蒸汽管及輸配電線路等,這些管線有的敷設(shè)在地下,但大部分在地上,對他們的安排,既要便于施工和維護(hù)管理,也要緊湊,少占用地。
(8)、進(jìn)出口的布置。污水廠的正門一般設(shè)在辦公樓附近。污泥及物料運(yùn)輸最好另辟側(cè)門,就近進(jìn)出廠,以免影響環(huán)境衛(wèi)生,并防止噪音干擾。
3、布置結(jié)果
布置結(jié)果見附圖
三、管道設(shè)計(jì)及布置
(一)、進(jìn)水管、事故管
由設(shè)計(jì)任務(wù)書知,進(jìn)水管的管徑為DN=1200mm,采用的是鋼筋混凝土管。
設(shè)計(jì)流量計(jì)算如下:由于工業(yè)廢水無變化系數(shù),故只考慮生活污水的變化系數(shù),以遠(yuǎn)期的生活污水進(jìn)行設(shè)計(jì),遠(yuǎn)期生活污水量
生活污水的總變化系數(shù)為:
所以總設(shè)計(jì)流量為
取設(shè)計(jì)流量為。查溝道水力學(xué)算圖得,管內(nèi)流速,充滿度,。
校核近期水量的管內(nèi)流速。
近期生活污水的水量為
總變化系數(shù)
計(jì)算的設(shè)計(jì)流量為
取設(shè)計(jì)流量為600L/s,查圖知,在坡度,管徑D=1200mm時(shí),管內(nèi)流速>,故設(shè)計(jì)合理。
事故管與進(jìn)水管采用同一材料同一規(guī)格的管。
(二)、污水管
1、從泵房到曝氣沉砂池的管道、從曝氣沉砂池到配水井的管道
以遠(yuǎn)期的流量進(jìn)行設(shè)計(jì),即,配水井只設(shè)一個(gè)。管道擬用鑄鐵管。
由以及得,,取流速。則
,取整后D=1000mm。
校核流速。,介于0.6m/s-1.5 m/s之間,設(shè)計(jì)合理。查《鐵管及鑄鐵管水力計(jì)算表》得,當(dāng)管徑D=1000mm,設(shè)計(jì)流量時(shí),坡度,滿流,管內(nèi)流速。
2、從氧化溝到下一個(gè)配水井的管道
以近期的設(shè)計(jì)流量進(jìn)行設(shè)計(jì),即,分期建設(shè),都是滿流管,擬用鑄鐵管。
取流速。則
,取整D=700mm。
將取整后的D=700mm代入校核流速。則,介于0.6m/s-1.5 m/s之間,設(shè)計(jì)合理。查《鐵管及鑄鐵管水力計(jì)算表》得,當(dāng)管徑D=700mm,設(shè)計(jì)流量時(shí),坡度,滿流,管內(nèi)流速。
3、從配水井到二沉池的管道
也是取近期的污水量進(jìn)行設(shè)計(jì)。污泥回流比,設(shè)有兩個(gè)二沉池,則設(shè)計(jì)流量:
取流速
計(jì)算管徑,取整后D=700mm。
將取整后的D=700mm代入校核流速。則,介于6m/s-1.5 m/s之間,設(shè)計(jì)合理。擬用鑄鐵管,查《鐵管及鑄鐵管水力計(jì)算表》得,當(dāng)管徑D=700mm,設(shè)計(jì)流量時(shí),坡度,滿流,管內(nèi)流速
4、二沉池出水管的管道
以近期的污水量進(jìn)行設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)流量:
取流速
計(jì)算管徑,取整后D=500mm。
校核流速,介于6m/s-1.5 m/s之間,設(shè)計(jì)合理。擬用鑄鐵管,查《鐵管及鑄鐵管水力計(jì)算表》得,當(dāng)管徑D=500mm,設(shè)計(jì)流量時(shí),坡度,滿流,管內(nèi)流速。
5、出廠管的管道
以近期的設(shè)計(jì)流量進(jìn)行設(shè)計(jì),即,分期建設(shè),都是滿流管,擬用鑄鐵管。
取流速。則
,取整D=700mm。
將取整后的D=700mm代入校核流速。則,介于0.6m/s-1.5 m/s之間,設(shè)計(jì)合理。查《鐵管及鑄鐵管水力計(jì)算表》得,當(dāng)管徑D=700mm,設(shè)計(jì)流量時(shí),坡度,滿流,管內(nèi)流速。
(三)、污泥管
①從污泥泵房到污泥濃縮池的管道,即剩余污泥管,其設(shè)計(jì)流量為:
,取流速,則剩余污泥管的管徑為:
,取整后D=30mm。
查《鐵管及鑄鐵管水力計(jì)算表》得,管徑D=25mm,1000i=58.6,管內(nèi)流速,采用鐵管。
②從污泥泵房到氧化溝的回流污泥管道,即回流污泥管?;亓鞅葹?.54。
設(shè)計(jì)流量,取設(shè)計(jì)流速,則:
,取整D=500mm。
查《鐵管及鑄鐵管水力計(jì)算表》得,管內(nèi)流速,1000i=2.5,采用鑄鐵管。
③從二沉池到污泥泵房的管道
設(shè)計(jì)流量,采用鑄鐵管。查《鐵管及鑄鐵管水力計(jì)算表》得,管徑D=500mm,流速,1000i=2.5,符合設(shè)計(jì)要求。
(四)、雨水管、廠區(qū)污水管
雨水管和廠區(qū)污水管通常采用非金屬的管材,雨水管采用的管徑,廠區(qū)污水管采用的管徑。
(五)、給水管
給水管擬采用鋼管,采用的管徑。
(六)、布置結(jié)果
布置結(jié)果見附圖
四、高程布置
(一)布置原則
污水處理工程的污水流程高程布置的只要任務(wù)是確定各處理構(gòu)筑物和泵房的標(biāo)高,確定處理構(gòu)筑物之間連接灌渠的尺寸及其標(biāo)高;通過計(jì)算確定各部位的水面標(biāo)高,從而使污水能夠處理構(gòu)筑物之間暢通地流動,保證污水處理工程的正常運(yùn)行.
污水處理工程的高程布置一般應(yīng)遵守如下原則:
(1)認(rèn)真計(jì)算管道沿程損失,局部損失,各處理構(gòu)筑物,計(jì)量設(shè)備及聯(lián)絡(luò)管渠的水頭損失;考慮最大時(shí)流量,雨天流量和事故時(shí)流量的增加,并留有一定的余地;還應(yīng)考慮當(dāng)某座構(gòu)筑物停止運(yùn)行時(shí),與其并聯(lián)運(yùn)行的其余構(gòu)筑物及有關(guān)的連接管渠能通過全部流量。
(2)考慮遠(yuǎn)期發(fā)展,水量增加的預(yù)留水頭。
(3)避免處理構(gòu)筑物之間跌水等浪費(fèi)水頭的現(xiàn)象,充分利用地形高差,實(shí)現(xiàn)自流。
(4)在認(rèn)真計(jì)算并留有余量的前提下,力求縮小全程水頭損失及提升泵站的揚(yáng)程,以降低運(yùn)行費(fèi)用。
(5)需要排放的處理水,在常年大多數(shù)時(shí)間里能夠自流排放水體。注意排放水位不一定選取水體多年最高水位,因?yàn)槠涑霈F(xiàn)時(shí)間較短,易造成常年水頭浪費(fèi),而應(yīng)選取經(jīng)常出現(xiàn)的高水位作為排放水位,當(dāng)水體水位高于設(shè)計(jì)排放水位時(shí),可進(jìn)行短時(shí)間的提升排放。本設(shè)計(jì)中最高潮水位為6.48m,高潮常水位為5.28 m,低潮常水位為2.72 m,而污水處理廠平整后地面標(biāo)高為6.85 m。進(jìn)水管水面標(biāo)高為2.30 m,管頂標(biāo)高為3.02 m。
(6)應(yīng)盡可能使污水處理工程的出水管渠高程不受水體洪水頂托,并能自流。
(二)構(gòu)筑物的水頭損失
為了降低運(yùn)行費(fèi)用和便于維護(hù)管理,污水在處理構(gòu)筑物之間的流動,以按重力流考慮為宜,為此,必須精確地計(jì)算污水流動中的水頭損失。水頭損失包括:
(1)污水流經(jīng)各處理構(gòu)筑物的水頭損失,按照下表進(jìn)行估算:
構(gòu)筑物名稱 水頭損失/m 構(gòu)筑物名稱 水頭損失/m
格柵 0.1-0.29 生物濾池(工作高度為2m時(shí))
沉沙地 0.1-0.25 (1)裝有旋轉(zhuǎn)式布水器 2.7-2.8
沉沙地:平流 0.2-0.4 (2)裝有固定噴灑布水器 4.5-4.75
豎流 0.4-0.5 混合池或接觸池 0.1-0.3
輻流 0.5-0.6 污泥干化場 2-3.5
雙層沉淀池 0.1-0.2
曝氣池:污水潛流入池 0.25-0.5
污水跌水入池 0.5-1.5
(2)污水流經(jīng)連接前后兩處理構(gòu)筑物的管渠(包括配水設(shè)施)時(shí)產(chǎn)生的水頭損失,包括沿程和局部水頭損失
沿程水頭損失的計(jì)算公式如下:
式中i坡度,可查給水排水手冊得;L為管長,單位為m。
局部水頭損失的計(jì)算公式如下:
式中: ξ為局部阻力系數(shù),查設(shè)計(jì)手冊; v為管內(nèi)流速,m/s,0.6~1.2;
因?yàn)槌醪皆O(shè)計(jì),故局部水頭損失估為0.2倍的沿程水頭損失,即h2=0.2 h1
(3)污水流經(jīng)計(jì)量設(shè)備時(shí)產(chǎn)生的水頭損失
(三)注意事項(xiàng):
(1)選擇一條距離最長,水頭損失最大的流程進(jìn)行水力計(jì)算,并應(yīng)適當(dāng)留有余地,以保證在任何情況下,處理系統(tǒng)都能夠正常運(yùn)行。
(2)計(jì)算水頭損失時(shí),一般應(yīng)以近期最大流量(或泵的最大出水量)作為構(gòu)筑物和管渠的設(shè)計(jì)流量,計(jì)算涉及遠(yuǎn)期流量的管渠和設(shè)備時(shí),應(yīng)以遠(yuǎn)期最大流量為設(shè)計(jì)流量,并酌加擴(kuò)建時(shí)的備用水頭。
(3)設(shè)置終點(diǎn)泵站的污水處理廠,水力計(jì)算常以接納處理后污水水體的最高水位為起點(diǎn),逆污水處理流程向上倒推計(jì)算,以使處理后污水在洪水季節(jié)也能自流排出,出水泵需要的揚(yáng)程則較小,運(yùn)行費(fèi)用也較低。但同時(shí)應(yīng)考慮到構(gòu)筑物的挖土深度不宜過大,以免土建投資過大和增加施工上的困難。此外,還應(yīng)考慮到因維修等原因需將池水放空而在高程上提出的要求。
(4)在做高程布置時(shí)還應(yīng)注意污水流程與污泥流程的配合,盡量減少需抽升的污泥量。在決定污泥干化廠,污泥濃縮池,消化池等構(gòu)筑物的高程時(shí),應(yīng)注意它們的污水能自動排入干管或其它構(gòu)筑物的可能。
(四)計(jì)算表
該地水文狀況為:低潮常水位為 2.27m 高潮常水位為 5.28m 最高潮水位為 6.48m。而污水廠廠址處的地坪標(biāo)高基本上在6.85m,河道最高常水位為5.28m(相對污水廠地面標(biāo)高為-1.57m)。污水經(jīng)提升泵后自流排出,由于不設(shè)污水廠終點(diǎn)泵站,從而布置高程時(shí),確保配水井4#的水面標(biāo)高(相對污水廠地面標(biāo)高)大于-1.0m(即(-1.57+0.517+0.1)=-0.953≈-1.0m),同時(shí)考慮挖土埋深。
本設(shè)計(jì)污水處理廠的近期設(shè)計(jì)流量為3萬噸,遠(yuǎn)期設(shè)計(jì)流量為6萬噸
計(jì)算廠區(qū)內(nèi)污水在處理流程中的水頭損失,選最長的流程計(jì)算,結(jié)果見下表:
水頭損失計(jì)算表
名 稱
設(shè) 計(jì)
流 量
(L/s) 管 徑
(mm) I
(‰) V
(m/s) 管 長L
(m) IL
(m) 局部阻力損失(IL*0.1)
(m)
Σh
(m)
出廠管 347 700 1.45 0.9 241 0.34945 0.034945 0.384395
配水井4# 0.1
二沉池至配水井 174 500 1.89 0.89 7 0.01323 0.001323 0.014553
二沉池 0.5
配水井到二沉池 289 700 1.03 0.75 29 0.02987 0.002987 0.032857
配水井3# 0.1
氧化溝至配水井 347 700 1.45 0.9 62 0.0899 0.00899 0.09889
氧化溝 0.5
氧化溝至配水井 0 0
配水井2# 0.1
沉砂池到配水井 694 1000 0.864 0.88 44 0.038016 0.0038016 0.0418176
沉砂池 0.33
刪前跌落 1.0
細(xì)格柵 0.29
配水井1# 0.1
泵房至沉砂池 694 1000 0.864 0.88 12 0.010368 0.0010368 0.0114048
進(jìn)水井至泵房
986 1200 1.2 1.2 24 0.0288 0.00288 0.03168
設(shè)計(jì)配水井4#處的標(biāo)高為0.0m(相對污水廠地面標(biāo)高),然后根據(jù)各處理構(gòu)筑物的之間的水頭損失,推求其它構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)水面標(biāo)高,同時(shí)考慮遠(yuǎn)期發(fā)展,為水量增加一定的預(yù)留水頭。經(jīng)過計(jì)算各污水處理構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)水面標(biāo)高見下表。再根據(jù)各處理構(gòu)筑物的水面標(biāo)高、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的原理推求各構(gòu)筑物地面標(biāo)高及池底標(biāo)高。具體結(jié)果見流程圖。
各污水處理構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)水面標(biāo)高及池底標(biāo)高
構(gòu)筑物名稱 水面標(biāo)高(m) 池頂標(biāo)高(m) 池底標(biāo)高(m) 構(gòu)筑物名稱 水面標(biāo)高(m) 池頂標(biāo)高(m) 池底標(biāo)高(m)
配水井1# 8.95 氧化溝 8.09 8.59 4.59
細(xì)格柵前 8.85 配水井 3# 7.49
沉砂池 8.46 9.31 3.93 二沉池 7.36 8.73 1.70
配水井2# 8.19 配水井4# 6.85
(四)布置結(jié)果
布置結(jié)果見附圖
參考文獻(xiàn):
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