1、排水工程课程设计说明书姓名：王彦军班级：10 级给排 2 班学号：2010510046指导老师：孙志华日期：2013.6.17-2013.6.26石河子大学 排水工程课程设计- 1 -第一章.初始资料 .31.1 自然资料 31.2 水量水质 3第二章.污水厂设计规模 .3第三章.计算说明书 .4一格栅计算 4二集水井设计计算 8三平流式沉砂 10四奥贝尔氧化沟 134.1 奥贝尔氧化沟的设计参数 134.2 去除 BOD 计算 134.3 需氧量 AOR 计算 .144.4 标准状态下需氧量 SOR,154.5 氧化沟的尺寸计算： 164.6 进水管及调节堰计算 .184.7 曝气设备选择
2、.18五二沉池计算 205.1 已知条件 205.2 平流沉淀池设计计算 .20六消毒计算 236.1 液氯消毒工艺设计计算： 236.2 接触池工艺计算 24七污泥浓缩池 257.1 设计参数 257.2 设计计算 25石河子大学 排水工程课程设计1第一章.初始资料1.1 自然资料S 县是新疆经济强县，城市发展迅速，近年来 S 市逐步完善了城市基础设施建设，然而污水厂暂未规划。该市夏季主导风向：东南风；夏季主导风向：北风。地面标高 429m，土壤土质良好，地下水位较低。进厂总污水管水面标高为 422.31m。1.2 水量水质污水管道为分流制。规模： =3.1104m3/d，COD:580 d
3、QBOD:300，SS:280.污水水温变化范围 12-25C,平均水温 20C.其他水质同一般城市污水。第二章.污水厂设计规模参考室外排水设计规范3.1.3 综合生活污水量总变化系数可按当地实际综合生活污水量变化资料采用，没有测定资料时，可按本规范表 3.1.3 的规定取值。表 3.1.3 综合生活污水量总变化系数平均日流量(L/s)5 15 40 70 100 200 500 1000总变化系数 2.3 2.0 1.8 1.7 1.6 1.5 1.4 1.3石河子大学 排水工程课程设计2注：当污水平均日流量为中间数值时，总变化系数可用内插法求得。查得总变化系数 =1.57dK则最大设计污水
4、量为：= =4.867 =0.56maxQd57.10.344103/md3/s第三章.计算说明书一格栅计算1.1.格栅的设计说明根据规范 6.3.2 格栅栅条间隙宽度，应符合下列要求：1).粗格栅：机械清除时宜为 1625mm，人工清除时宜为2540mm。特殊情况下，最大间隙可为 100mm；2) 细格栅：宜为 1.510mm；取细格栅为 b=10mm，粗格栅取 b=50mm。3)设置两组格栅，并将粗细格栅设置在同一格栅槽中，两个格栅的间距取 4m。4)最大设计污水量为 0.56 ,总变化系数为 1.57sm/31.2.粗格栅的设计说明1)粗格栅设计参数栅前水深为 h=0.4m过栅流速 v=
5、0.9m/s石河子大学 排水工程课程设计3粗格栅取 b=50mm栅条宽度 S=10mm格栅安装角度 =602)格栅的设计计算(1）格栅间隙数= = 15 个粗nbhsmaxinQ90.40.56s28in式中粗格栅间隙数；粗nQmax最大设计流量 0.56/2=0.28 ；sm3b 栅条间隙，0.05m；h栅前水深，取 0.4m；v过栅流速，取 0.9m/s；格栅倾角，取 60；(2）栅槽宽度 B格栅宽度一般比格栅宽 0.20.3m,取 0.2m;设栅条宽度 S=0.01m则格栅宽 B=S(n-1)+bn+0.2=0.01(15-1)+150.05+0.22=1.09m式中： B栅槽宽度，m；
6、S格条宽度，取 0.01m。(3) 粗格栅栅前进水渠道渐宽部分长 L1，其渐宽部分展开角 =20石河子大学 排水工程课程设计4进水渠道渐宽部的长度 L1，设进水渠的流速取 0.77m/s,则进水渠过水断面面积，s= 0.364渠 道vmaxQ7.0282m则进水渠宽=Sh=0.3640.4 0.9m1B= 0.26m1L20tan9.-1tan2(4)栅槽与出水渠连接处的减缩部分长 L2= 0.13m2.(5)通过粗格栅的水头损失 ,m粗h=粗 k0,sin20gvh43)(bS式中 设计水头损失，m;1计算水头损失，m;0hg重力加速度， sm2K系数，格栅受污染物堵塞后，水头损失增大的倍数
7、，取 3.阻力系数，与栅条断面形状有关， ， 43)(bS当为矩形断面时，=2.42.= =0.01msin20gvh过 栅 60sin8.9205.1(42.43）= =0.013=0.03m1k0(6)粗格栅栅前后的槽高 ，1H2石河子大学 排水工程课程设计5有效深为 h=0.4m,超高 h2=0.3m，=h+ =0.4+0.3=0.7m1H2h=h+ + =0.5+0.03+0.3=0.83m1.3 细格栅设计说明1）细格栅设计参数栅前水深为 h=0.5m过栅流速 v=1.0m/s细格栅取 =10mm细b栅条宽度 S=10mm格栅安装角度 =602）细格栅的设计计算(1）格栅间隙数= =
8、 43 个细nbhsmaxinQ0.15.6s28in(2）栅槽宽度 BB=1.09m(3)通过细格栅的水头损失 ,m细h=细hk0,sin20gv43)(bS= =0.107mi0h过 细 栅 60sin8.9210.(4.43）= =0.1073=0.32m,细 k0(4)细格栅栅前后的槽搞 ，细 前H细 后石河子大学 排水工程课程设计6= =0.83细 前H粗 后= + =0.83+0.32=1.15m细 后 细 前 细h1.4 格栅槽总长 LL= + +0.5+1.0+4.0+ +12 60tan1Ht细 前=0.26+0.13+0.5+1.0+4.0+0.404+0.479=6.77
9、3m1.5 格栅栅渣量:粗格栅取 0.01，细格栅取 0.11W0.15 m3 /dmax186402=QK粗 总 1.560842=71.54m3 /dmax10W细 总 .150W 总 =W 粗 +W 细 =0.15+1.54=1.69 m3 /d采用机械清渣。二集水井设计计算1）设计参数进厂污水管水面标高 422.31m,排水河面标高为 420m，设排水管高出水面 1m，地面标高为 429m污水流经各处理构筑的水头损失如下表石河子大学 排水工程课程设计7构筑物名称 水头损失（cm）沉砂池 18氧化沟（污水潜水进入）40二沉池（平流式） 50接触池 20连接构筑物间管道损失取 30cm2）
10、最大设计流量 3max0.56/Qs设置 3 台，工作时运行 2 并联工作,单台流量为 ,12maxQ一台备用。一台泵工作流量 33max0.56=08/10/2qsh3）集水井体积 VV 体积为一台泵 15 分的流量V=0.281560=252m34）集水井的尺寸设集水池为圆柱型，格栅槽的水面高度与集水井的有效水面高度齐平，取有效水深为 2m,保护水深取 1.2m则集水井井底标高为 HH=H 污水管 -1.15-2-1.2=422.31-1.15-2-1.2=417.96m总水深 h h=2+1.2=3.3m集水井长 15m石河子大学 排水工程课程设计8宽 B= 25=8.4hL1Vm5）所
11、需总扬程总扬程：H=h1+h2+h3式中 h1集水井最低水位与沉砂池有效水位之间的静扬程,m;h2污水处理构筑与连接管道的损失和，1.58m;h3自由水头，m,取 1.2m;则 =432417.96=14.04m1-hH沉 砂 池 有 效 水 面 集 水 井 底 标 高则总扬程 H=14.04+1.58+1.2=16.82m6)选择泵的型号单个泵的流量为 1008m3/h，选择泵型号为 DFWQ 型潜水排污泵，流量为 1260 m3/h，扬程为 14.2m,转速为 735r/min。由三台泵并联特性曲线并联扬程 Hp15.05m 故满足。三平流式沉砂3.1 池型选择沉砂池的功能是去除比较大的无
12、机颗粒（如泥沙、煤渣等，它们的相对密度为 2.65、粒径 0.2mm 以上） 。沉砂池设于初次沉淀池前，以减轻沉淀池负荷及能使无机颗粒与有机颗粒分离便于分别处理和处置，改善污泥处理构筑物的处理条件 。目前应用较多的沉砂池池型有平流沉砂池、曝气沉砂池、竖流沉砂池和旋流沉砂池（又叫涡流沉砂池） 。本设计采用平流沉砂池，污水在池内沿水平方向流石河子大学 排水工程课程设计9动，具有构造简单、截留无机颗粒效果较好、排沉砂较方便的优点；但平流沉砂池的主要缺点是沉砂中约夹杂有 15%的有机物，是沉砂的后续处理增加难度，故常需配洗砂机，把排砂经清洗后，有机物含量低于 10%，称为清洁砂，再外运。3.2 平流沉
13、沙池设计参数平流式沉砂池的设计，应符合下列要求： （1）流速为 0.150.3m/s，取 =0.25m/s；v（2）水力停留时间不少于 30s,一般为 3060s，取 =40s；t（3）设计有效水深不应大于 1.2m,一般采用 0.25-1.0m,每格宽度不宜小于 0.6m。（4）沉砂池的超高不超过 0.3m。（5）沉砂池分两格 n=2，每格宽度 b=1.4m。3.3 设计计算（1）沉砂池长度 L：.t=02541mV（2）水流断面积 A：2max.6.05Q（3）池总宽度 B：B=n.b=2 1.4=2.8m 式中： b每格宽度 0.8m，取两格。 （4）有效水深 =2.24/2.8=0.8
14、mBAh2（5） 沉砂斗容积：石河子大学 排水工程课程设计103max66.840.532840=1.5m117QXTVK总X城市污水沉砂量 （污水） ，一般采用 ；6310m30XT储泥时间，取 T=2 天。（6）单个沉砂斗容积：设每一个池都有 2 个砂斗，所以。301.850.46m2V（7）沉砂斗各部分尺寸设贮砂斗底宽 ;斗壁与水平面的倾角 550，沉砂池上5.01a口宽 a2=1.3m 斗高 h3= 002a-.tn-.tan5=.6m21（ ） （ 3）（8）沉砂室高度：采用重力排砂，设计池底坡度为 0.06，坡向砂斗，沉砂室由两部分组成，一部分为沉砂斗，另一部分为沉砂池坡向沉砂斗的
15、过度部分，沉砂室宽度 得4.02aL2a-0.12.3-0=.6L0.2两沉砂斗之间隔壁后。则沉砂室高度 h3=h3+i.L2=0.6+0.063.6=0.82m(9)池总高度 H：H=h1+h2+h3=0.3+0.8+0.82=1.92m 超高，取 。1hm3.01h石河子大学 排水工程课程设计11四奥贝尔氧化沟 4.1 奥贝尔氧化沟的设计参数污泥浓度（MLSS）: ，取 X=2.8kg/(kgMLSSd)，; mg/L4502f=MLVSS/MLSS=0.75 则 XV=f.X=0.752.8=2.1kg(kgMLSSd)，污泥负荷 ：0.05-1.0kgBOD 5/kgMLVSS.污泥龄
16、： ；取 25d。污泥SL d)302(产率系数 Y=0.3-0.8 ，取 Y=0.8。内源代谢系数 0.045/kgBDOS-0.075 取 Kd=0.05.BOD 浓度 S0=300mg/L ，SS 浓度 X0=280LmgSe/Lmg/出水水质 BOD 浓度 Se=30mg/L,SS 浓度 Xe=30mg/L4.2 去除 BOD 计算1）好氧区容积计算 30ed.(.8254670(.3)= 562m)12CVYQSXK）2）好氧区水力停留时间 563t=1.4d=27.3hQ870D3）剩余污泥量 0e1cdc(+Q(X1YXSK） ）#S0进水 BOD 浓度 300mg/l=0.3k
17、g/m3Se生物出水 BOD 浓度 30mg/l=0.03kg/m 3Xc-生物出水悬浮物浓度 30mg/l=0.03kg/m3。石河子大学 排水工程课程设计12X1-进水悬浮物固体惰性部分X1=X0-X00.75=2.8-2.80.75=0.07kg/m30.84867(.3+4670(.kg/d152） ） =9#4)去除每 1kgBOD 产生的干污泥量048670.04(/)()(.3)eXkgDsBOQS5）校核污泥负荷 48670.942.53aNXV设计规范规定氧化沟污泥负荷应在 0.05-0.1 ，符合规范要求。)./(dkgSBOD4.3 需氧量 AOR 计算1)去除 BOD
18、需氧量 ：110()eDaQSbVXa微生物对有机物的氧化分解的需氧率。取 0.52b自身氧化需氧率.取 0.12。剩余污泥需氧量 ：2D=0.5248670（0.3-0.03）10()eaQSbVX+0.12556232.8=25523（kg/d） 。2）剩余污泥需氧量 ：2D2 .0.8467(0.3)1.4.1634.7/52dcYSDX kgdK石河子大学 排水工程课程设计133）总的需氧量AOR=D1+D2=25523+6634.7=32157.7kg/d4） 校核去除每 1kg 的需氧量A=32157.7/48670(0.3-0.03)=2.45(kgO2/kgBOD)氧化沟设计规
19、范规定在 1.6-2.5 ，符合规范要)/(kgBOD求。4.4 标准状态下需氧量 SOR,取 9.17mg/L; =8.38 mg/L;C 为溶解氧浓度;a 为修正系数，)20(SC)25(SCa 取 0.85;取 0.95；T 为进水最高温度，取 250C；=550.931=.01.0所 在 地 区 实 际 气 压氧化沟采用三沟通道系统，计算溶解氧浓度 C 按照外沟：中沟：内沟=0:1:2，充氧量分配按照外沟：中沟：内沟=65:25:10 来考虑，则供氧量分别为：20902.5kg/d65.01AOR8039.4kg/d223215.8kg/d.3各沟道标准需氧量分别为：dkgCAORSR
20、Ttss/95.28024.1)-38.0.(07952.)5()20()()20(11石河子大学 排水工程课程设计14dkgCAORSRTtss/2.145024.1)-38.905.(8074.2)5()20()()0(1dkgCAORSRTtss/3.5920024.1)-38.95.(871.)5()20()()20(3总标准需氧量：SOR= 28592.95+12415.2+5920.3321SORS=46929.6kg/d=1955.4kg/h校核去除每 1kg 的标准需氧量=46929.6/48670（0.3-0.03）=3.57 符合规范要求。)/(52kgBOD4.5 氧化沟
21、的尺寸计算：设氧化沟设五座，则每座氧化沟的容积为 31=562781.5m2V总氧化沟弯道部分占总容积的 40%，直线部分占 60%。30.424.6弯 =6278159V直氧化沟的形状为。氧化沟的有效水深为 h 为 4.5m，超高0.5m，外、中、内三沟道之间隔墙厚度为 0.25m。则：2472.13h弯弯 VA2m石河子大学 排水工程课程设计153708.2h直直 VA2m直线段 L，取内沟、中沟、外沟宽度分别为 8m,8m,9m.则 3708.24.16m2B(9)直外 中 内（ ）设中心岛半径为 r，则 11147.13=r+80.5.2+r+80.258+r28（ ） （ ） （ ）
22、得 r=2.99m，取 r=3m。校核各沟道的比例外沟道的面积 21A= 974.6+(308.25+0.9/2)3.14=691.3m中沟道的面积 22 .(./).85.7内沟道的面积 22A= 974.16+(308/2).14=3.4m总面积=6182.32 m外沟道占总面积的比例：2691.36/6182.32=44%中沟道占总面积的比例：1952.72 /6182.32=32%内沟道占总面积的比例：1538.24/6182.32=23%基本符合奥贝尔氧化沟各沟道容积比（一般为 51:31:17 左右）。石河子大学 排水工程课程设计164.6 进水管及调节堰计算1）进水管计算取污泥回
23、流比 R=100%进出水管流量 Q=48670m3/d=0.563m3/s管道流速不大于 1.0m/s，管径 ,故 d 取 900mm.40.563.81Qdmv反校核进出管道流速 ，符合要求。206.810/.9()3.4msA2）出水堰计算为了调节曝气转碟的淹没深度，氧化沟的出水处设置出水井，井内安装电动可调节堰，初步计划 ，按薄壁堰计算0.67H取堰上水头高 H=0.2m （0.0210.3m）1.5.86bQH则堰 b= 取 b=3.4m1.51.50638m82，考虑可调节堰的安装高度（每边保留 0.3m） ，则出水井长度L=0.32+b=4.0m出水井宽度 B 取 1.2m，则出水
24、井平面尺寸 LB=4.0m1.2m出水井口出水孔 bh=4.00.5，正常运行时，堰顶高出孔口底边 0.1m，调节堰上下调节范围 0.3m。出水井位于中央岛石河子大学 排水工程课程设计174.7 曝气设备选择曝气设备选用转碟式氧化沟曝气机，转碟直径 D=1400mm，单碟充氧能力为 1.3kgO2/(h.ds)每米转轴安装不少于 5 片。(1)外沟道标准需氧量 SOR1= =595.7kgO2/h.19.42所需转碟数 n= ，取 458 片。15.783SOR片每米转轴安装碟片 4 个（最外侧距壁 0.25m）则所需转碟组数= 取 13 组。n=13.9-5组 ，每组安装碟片数 =35.23
25、，取 36 片813校核每米上转碟片数 4 符合要求长深比 L/h=40.5/2.5=16.28 符合要求表面负荷 q= 符合要求32max207.9.m/(.)45QhA（按延时曝气表面水力负荷 0.51.0 ）.6）污泥部分的容积 V按不小于 2h 贮泥量计算。则 32(1)2(10%)328017.248564RQXV m式中 Q-日平均流量 31000m3/d每格沉淀池所需污泥部分容积 V， = =191.36m3172.9石河子大学 排水工程课程设计207）污泥斗容积每格设两个污泥斗。污泥斗上口边长 a=6m，下口边长a1=1m，方斗斜坡倾角 550.则每斗容积 V0= 41(21.
26、)3hff其中污泥斗高度 h41= 006tan5tan53.72m则 V0= =51.2m313.57(63)两个污泥斗总容积 V1=251.2=102.4 m3 8) 污泥斗以上梯形部分容积 V2.V2= “4Llhb其中 L=36，l= 26=12m，b=6m，梯形部分高度 =（36-12-0.5）0.01=0.24m4则 V2= =34.56m33610.269）污泥区总高度 h4其中 为污泥层厚度 =44“hh“ “h12VAA1 为单池面积=A/9=2027.92/9=225.32m 2= =“h12V9.36102.4560.4m则 =44“h.710）二次沉淀池总高度 H缓冲层
27、 h3=0.3m，超高 h1=0.3m。总高度 H=h1+h2+h3+h4=0.3+2.5+0.3+4.05=7.15m石河子大学 排水工程课程设计21六消毒计算 6.1 液氯消毒工艺设计计算：1)已知条件Q=2027.92m3/h，投氯量为 5-10mg/L 取 7mg/L=0.007kg/m3.储氯量按 15d 计算。2)设计计算（1）加氯量 G=2027.920.007=14.2kg/h。（2）储氯量 W=1524G=152414.2=5112kg。（3）加氯机和氯瓶： 采用投加量为 0-20 kg/h 加氯机 3台，2 用 1 备，液氯的储存选用容量为 1000kg 的钢瓶，共 6只。
28、（5）加氯间和氯库： 加氯间与氯库合建。加氯间内布置 3台加氯机机器配套的投加设备，两台水加压泵，氯库中 6 只氯瓶双排布置，设四台称量氯瓶重量的液压磅秤。为搬运氯瓶方便，氯库内设 C2-6D 单轨葫芦一个，轨道在氯瓶上方，并通到氯库大门外。氯库外设事故池，池中长期贮水，水深 1.5m，加氯系统的电控柜、自动控制系统均安装在值班室内。（6）加氯间和氯库通风设备：为保证安全每小时换气次数812 次，加氯间、氯库长各为 4.5m、9.6m，宽为 9，高各为3.6m，4.5m。加氯间总容积 V1=4.59.03.6=145.8m3.石河子大学 排水工程课程设计22氯库总容积 V2=9.69.04.5
29、=388.8m3加氯间换气量 G1=145.812=1749.6m3.氯库换气量 G2=388.812=4665.6m3.故加氯间选用一台 T30-3 通风轴流风机，配电功率 0.25kw。氯库选用两台 T30-3 通风轴流风机，配电功率 0.4kw。并各自安装一台漏氯探测器，位置在室内地面以上 20cm。6.2 接触池工艺计算1)设计参数采用矩形隔板式接触反应池，水力停留时间取t=30min=0.5h，平均水深 h 取 2.0m，单各宽 b=2.0m 水平流速v=0.6m/s，设 2 座消毒池。2)设计计算（1）接触池容积 V=Qmax t=1013.96 3m（2）则每座接触池的容积为：
30、V=506.98m312（3）池长 L=182=36m（长宽比为 18）水流长度 L1=722=144m（水流长度与宽度比为 72）每座分格数 n=144/36=4 格（4）复核池容积L=36m，B=24=8m，水深 h=2.0m则 V1=3682=576m3506.98m3，符合要求。石河子大学 排水工程课程设计23七污泥浓缩池7.1 设计参数采用重力式污泥浓缩池，浓缩活性污泥时，重力式污泥浓缩池的设计，应符合下列要求： 1 污泥固体负荷宜采用 3060kg(m 2d)。 取30kg/（m 2.d）2 浓缩时间不宜小于 l2h。 取 15h。3 由生物反应池后二次沉淀池进入污泥浓缩池的污泥含
31、水率为99.299.6时，浓缩后污泥含水率可为 9798。 4 有效水深宜为 4m。 5 采用栅条浓缩机时，其外缘线速度一般宜为 l2mmin，池底坡向泥斗的坡度不宜小于 0.05。其中取污泥含水率 Po=99.4% Co=6kg/ ,浓缩后污泥含水率Pu=97% Co=30kg/ 。7.2 设计计算1） 剩余污量： (1）湿污泥量 Q= 33306190.17m/d(1)(0.4)XP其中 为剩余污泥量，6619kg/d(2）浓缩池面积 A：则 201.3760.3QCmG（3）浓缩池直径 D： 设计采用 1 个圆形辐流池。石河子大学 排水工程课程设计24浓缩池直径： =16.76m 取 D=17m。 4/3Ad（4）浓缩池高度浓缩时间 T 为：取 15h12h工作部分有效水深 2103.75h.1246QTmA超高 =0.3m，缓冲层高度 =0.3m，浓缩池设机械刮泥。池2h3底坡度 i=0.05，污泥斗下底直径 =1.0m，上底直径=2.4m，污泥斗侧壁与水平面的角度为 55 .池底坡度造成的深度 0.365miDh)2(1污泥斗高度 =1.0m025()tan5污泥浓缩池高度：H= 0.3+3.125+0.3+0.365+1.0=5.09m54321hh
