一、粗格柵
 
1.設計流量
a.日平均流量
Q_d=30000m³/d≈1250m³/h=0.347m³/s=347L/s
K_z取1.40
 
b. 很大日流量
 
Q_max=K_z·Q_d=1.40×30000m³/d=42000 m³/d =1750m³/h=0.486m³/s
 
2.柵條的間隙數(shù)（n）
 
設:柵前水深h=0.8m,過柵流速v=0.9m/s,格柵條間隙寬度b=0.02m,格柵傾角α=60°

3.柵槽寬度(B)
 
設：柵條寬度s=0.015m


則：B=s（n-1）+en=0.015×（32-1）+0.02×32=1.11m
 
4.進水渠道漸寬部分長度
 
設：進水渠寬B1=0.9m,漸寬部分展開角α1=20°
 
5.柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度(L2)

 
6.過格柵的水頭損失（h1）
 
設：柵條斷面為矩形斷面，所以k取3

k—格柵受污物堵塞時水頭損失增大倍數(shù)，一般為3
h₀--計算水頭損失，m
ε--阻力系數(shù)，與柵條斷面形狀有關(guān)，當為矩形斷面時形狀系數(shù)β=2.4將β值代入β與ε關(guān)系式即可得到阻力系數(shù)ε的值
 
7.柵后槽總高度(H)
 
設：柵前渠道超高h₂=0.4m
則：柵前槽總高度H₁=h+h₂=0.8+0.4=1.2m
柵后槽總高度H=h+h₁+h₂=0.8+0.18+0.4=1.38m
 
8.格柵總長度(L)
 
L=L₁+L₂+0.5+1.0+ H₁/tanα=0.3+0.3+0.5+1.0+1.2/tan60°=2.80m
 
9. 每日柵渣量(W)
設：單位柵渣量W₁=0.05m³柵渣/10³m³污水

因為W>0.2 m³/d,所以宜采用機械格柵清渣及皮帶輸送機或無軸輸送機輸送柵渣
 
二、細格柵
 
1.設計流量Q=30000m³/d，選取流量系數(shù)K_z=1.40則：
很大流量Q_max＝1.40×30000m³/d=0.486m³/s
 
2.柵條的間隙數(shù)（n）
 
設:柵前水深h=0.8m,過柵流速v=0.9m/s,格柵條間隙寬度e=0.006m,格柵傾角α=60°

設計兩組格柵，每組格柵間隙數(shù)n=53
 
3.柵槽寬度(B)
 
設：柵條寬度s=0.015m
則：B2=s（n-1）+en=0.015×（53-1）+0.006×53=1.1m
所以總槽寬為1.1×2+0.2＝2.4m（考慮中間隔墻厚0.2m）
 
4.進水渠道漸寬部分長度
 
設：進水渠寬B1=0.9m,其漸寬部分展開角α1=20°（進水渠道前的流速為0.6m/s）

5.柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度(L2)
 

6.過格柵的水頭損失（h₁）
 
設：柵條斷面為矩形斷面,所以k取3
 

k—格柵受污物堵塞時水頭損失增大倍數(shù)，一般為3h0--計算水頭損失，m
ε--阻力系數(shù)（與柵條斷面形狀有關(guān)，當為矩形斷面時形狀系數(shù)β=2. 42），將β值代入β與ε關(guān)系式即可得到阻力系數(shù)ε的值。
 
7.柵后槽總高度(H)
 
設：柵前渠道超高h₂=0.4m
則：柵前槽總高度H₁=h+h₂=0.8+0.4=1.2m
柵后槽總高度H=h+h₁+h₂=0.8+0.88+0.4=2.08m
 
8.格柵總長度(L)
 
L=L₁+L₂+0.5+1.0+ H₁/tanα=0.3+0.3+0.5+1.0+1.2/tan60°=2.8m
 
9.每日柵渣量(W)
 
設：單位柵渣量W₁=0.05m³柵渣/10³m³污水

因為W>0.2 m³/d,所以宜采用機械格柵清渣
 
三、沉砂池
 
本設計采用曝氣沉砂池是考慮到為污水的后期處理做好準備。建議設兩組沉砂池。每組設計流量Q=0.243 m³/s
 
(1)池子總有效容積：設t=2min,

(2)水流斷面積：

沉砂池設兩格，有效水深為2.00m，單格的寬度為1.2m。
 
(3)池長：

(4)每小時所需空氣量q：
設m³污水所需空氣量d=0.2 m³
q=0.2×0.243×3600=174.96 m³/h=2.916 m³/min
 
(5)沉砂池所需容積：

(6)每個沉砂斗容積

(7)沉砂池上口寬度

（8）沉砂斗有效容積

（9）進水渠道
 
格柵的出水通過DN1000的管道送入沉砂池的進水渠道，然后向兩側(cè)配水進入沉砂池，進水渠道的水流流速

 (10)出水裝置
 
出水采用沉砂池末端薄壁出水堰跌落出水，出水堰可保證沉砂池內(nèi)水位標高恒定，堰上水頭

四、輻流沉淀池
 
設計中選擇兩組輻流沉淀池，N=2組，每組平流沉淀池設計流量為0.243m3/s ,從沉砂池流來的污水進入配水井，經(jīng)過配水井分配流量后流入平流沉淀池
 
1.沉淀部分有效面積

 2.沉淀池有效水深

 3.沉淀池直徑

4.污泥所需容積
 

 
輻流沉淀池采用周邊傳動刮泥機，周邊傳動刮泥機的線速度為2-3m/min，將污泥推入污泥斗，然后用進水壓力將污泥排除池外。
 
5.污泥斗容積
 
輻流沉淀池采用周邊傳動刮泥機，池底需做成2%的坡度，刮泥機連續(xù)轉(zhuǎn)動將污泥推入污泥斗，設計中選擇矩形污泥斗，污泥斗上口尺寸2mx2m，底部尺寸0.5mx0.5m，傾角為60度，有效高度1.35m

6.沉淀池總高度

7.進水配水井

沉淀池分為兩組，每組分為4格，每組沉淀池進水端設進水配水井，污水在配水井內(nèi)平均分配，然后流進每組沉淀池。
 
配水井內(nèi)中心管直徑
 
8.進水渠道
 
沉淀池分為兩組，每組沉淀池進水端設進水渠道，配水井接出的DN800進水管從進水渠道中部匯入，污水沿進水渠道向兩側(cè)流動，通過潛孔進入配水渠道，然后由穿孔花墻流入沉淀池。

9.進水穿孔花墻
 
進水采用配水渠道通過穿孔花墻進水，配水渠道寬0.5m，有效水深0.8m，穿孔花墻的開孔總面積為過水斷面6%-20%，則過孔流速為

10.出水堰
 
沉淀池出水經(jīng)過出水堰跌落進入出水渠道，然后匯入出水管道排走。出水堰采用矩形薄壁堰，堰后自由跌落水頭0.1-0.15m，堰上水深H為

出水堰后自由跌落采用0.15m，則出水堰水頭損失為0.185m
 
11.出水渠道
 
沉淀池出水端設出水渠道，出水管與出水渠道連接，將污水送至集水井。
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出水管道采用鋼管，管徑DN=800mm，管內(nèi)流速v=0.64m/s，水力坡降i=0.479%。
 
12.進水擋板  出水擋板
 
沉淀池設進水擋板和出水擋板，進水擋板距進水穿孔花墻0.5m，擋板高出水面0.3m，伸入水下0.8m，出水擋板距出水堰0.5m，擋板高出水面0.3m，伸入水下0.5m，在出水擋板處設一個浮渣收集裝置，用來收集攔截的浮渣。
 
13.排泥管
 
沉淀池采用重力排泥，排泥管直徑DN300mm，排泥時間20min，排泥管流速0.82m/s,排泥管伸入污泥斗底部。排泥管上端高出水面0.3m，便于清通和排氣。
 
14.刮泥裝置
 
沉淀池采用行車式刮泥機，刮泥機設于池頂，刮板伸入池底，刮泥機行走時將污泥推入污泥斗內(nèi)。
 
五、污水的生物處理
 
污水生物處理的設計條件為：
 
進入曝氣池的平均流量Q=30000m3/d，很大設計流量Qs=0.486L/s
 
污水中的BOD5濃度為250mg/L,假定一級處理對BOD5的去除率為25%，則進入曝氣池中污水的BOD5濃度為187.5mg/L
 
污水中SS濃度為250mg/L,假定一級處理對SS的去除率為50%，則進入曝氣池中污水的SS濃度為125mg/L
 
污水中TN濃度為40mg/L,TP濃度為5mg/L,水溫T=20。
 
1.污水處理程度計算
 
按照污水處理程度計算，污水經(jīng)二級處理后，出水濃度BOD5濃度小于20mg/L,SS濃度小于20mg/L。由此確定污水處理程度為：

2.設計參數(shù)
 
（1）BOD5污泥負荷率

(2)曝氣池內(nèi)混合液污泥濃度

3.平面尺寸計算
（1）曝氣池的有效容積
 

(2)單座曝氣池面積
 

（3）曝氣池長度
 

（4）曝氣池總高度
 

4.進出水系統(tǒng)
 
（1）曝氣池進水設計
 
初沉池的出水通過DN1000mm的管道送入曝氣池進水渠道，然后向兩側(cè)配水，污水在管道內(nèi)的流速

在兩組曝氣池之間設中間配水渠，污水通過中間配水渠可以流入后配水渠，
在前后配水渠之間都設配水口，孔口尺寸為0.5m*0.5m，可以實現(xiàn)多點進水。
中間配水渠寬1.0m，有效水深1.0m，則渠內(nèi)很大流速為：

設計中取中間配水渠超高為0.3m，則渠道總高：1.0+0.3=1.3m
 
(2) 曝氣池出水設計
 
 曝氣池出水采用矩形薄壁堰，跌落出水，堰上水頭

每組曝氣池的出水管管徑為800mm管內(nèi)流速為0.48m/s,兩條出水管匯成一條直徑為DN1000mm的總管，送往二次沉淀池，總管內(nèi)流速為0.61m/s。
 
5.其他管道設計
 
（1）中位管
  曝氣池中部設中位管，在活性污泥培養(yǎng)馴化時排放上清液。中位管管徑為DN600mm。
 
（2）放空管
  曝氣池檢修時，需要將水放空，因此應在曝氣池底部設放空管，放空管管徑為DN500mm。
 
（3）污泥回流管
  二沉池的污泥需要回流至曝氣管首端，因此應設污泥回流管，污泥回流管管徑

六、二沉池計算
 
本次設計二沉池采用輻流沉淀池，輻流沉淀池一般采用對稱布置，配水采用集配水井，這樣各池之間配水均勻，結(jié)構(gòu)緊湊。輻流式沉淀池排泥機械已定型化，運行效果好，管理方便。輻流式沉淀池適用于大.中型污水廠。
 
設計中選擇二組輻流沉淀池，N=2，每次設計流量為0.243/s,從曝氣池流出的混合液進入集配水井，經(jīng)過集配水井分配流量后很后流進輻流沉淀池。
 
1.沉淀池表面積

2.沉淀池直徑

3.沉淀池有效水深
 

4.徑深比

5.污泥部分所需容積
 

6.沉淀池總高度 

7.進水管的計算

8.進水豎井計算
 
 進水豎井直徑采用D2=2.0m；
 進水豎井采用多孔配水，配水尺寸a，共設4個沿井壁均勻分布。
 

9.穩(wěn)流筒計算

10.出水槽計算
 
 采用雙邊90三角堰出水槽集水，出水槽沿池壁環(huán)形布置，環(huán)形槽中水流由左右兩側(cè)匯入出水口。
 
 每側(cè)流量：

設計中取出水堰自由跌落0.1m，集水槽高度：0.1+0.37=0.47m，取0.5m，
則集水槽斷面尺寸0.6m。
 
11.出水堰計算


 
根據(jù)規(guī)定二沉池出水堰上負荷在1.5-2.9L/(s*m)之間，計算結(jié)果符合要求。
 
12.出水管
 
 出水管管徑D=600mm

13.排泥裝置
 
 沉淀池采用周邊傳動刮吸泥機，周邊傳動刮吸泥機的線速度為2-3m/min，刮吸泥機底部設有刮泥板和吸泥管，利用靜水壓力將污泥吸入污泥槽，沿進水豎井中的排泥管將污泥排除池外。
 
 排泥管管徑500mm，回流污泥量 179.2L/s,流速0.92m/s。
 
14.集配水井的設計計算
 
(1)配水井中心管直徑

（2）配水井直徑

（3）集水井直徑

（4）進水管管徑
 
   取進入二沉池的管徑DN=600mm。
   校核流速：

（5）出水管管徑
 
由前面結(jié)果可知，DN=600mm，v=0.85m/s。
 
（6）總出水管
 
取出水管管徑DN=800mm，集配水井內(nèi)設有超越閘門，以便超越。
 
七、消毒設施計算
 
污水經(jīng)過以上構(gòu)筑物處理后，雖然水質(zhì)得到了改善，細菌數(shù)量也大幅減少，但是細菌的絕對值依然十分可觀，并存在病原菌的可能。因此污水在排放水體前，應進行消毒處理。
 
1.消毒劑的選擇
 
污水消毒的主要方法是向污水中投加消毒劑，目前用于污水消毒的常用消毒劑主要有液氯、次氯酸鈉、臭氧、二氧化氯、紫外線。由原始資料可知，該水廠規(guī)模中等，受納水體衛(wèi)生條件無特殊要求，設計中采用液氯作為消毒劑對污水進行消毒。
 
2.消毒劑的投加
 
（1）加氯量計算
 
二級處理出水采用液氯消毒時，液氯投加量一般為5-10mg/L,本設計中液氯投量采用7.0mg/L。每日加氯量為：

(2)加氯設備
 
液氯由真空轉(zhuǎn)子加氯機加入，設計二臺，采用一用一備。
每小時加氯量：293.93/24=12.2Kg/d
設計中采用ZJ-1型轉(zhuǎn)子加氯機。
 
3.平流式消毒接觸池
 
本設計采用2個3廊道平流式消毒接觸池，單池設計計算如下：
（1）消毒接觸池容積

（2）消毒接觸池表面積

（3）消毒接觸池池長：
 

 
 （4）池高
 

 
（5）進水部分
 
每個消毒接觸池的進水管管徑D=600mm,v=1.0m/s。
 
（6）混合
采用管道混合的方式，加氯管線直接接入消毒接觸池進水管，為增強混合效果，加氯點后接D=600mm的靜態(tài)混合器。
 
（7）出水部分

八、污泥處理構(gòu)筑物設計計算
 
污水處理廠在處理污水的同時，每日要產(chǎn)生大量的污泥，這些污泥若不進行有效處理，必然對環(huán)境造成二次污染。這些污泥按其來源可分為初沉污泥和剩余污泥。
 
初沉污泥是來自于初次沉淀池的污泥，污泥含水率較低，一般不需要濃縮處理，可直接進行消化、脫水處理。
 
剩余污泥來源于曝氣池，活性污泥微生物在降解有機物的同時自身污泥量也在不斷增長，為保持曝氣池內(nèi)污泥量的平衡，每日增加的污泥量必須排出處理系統(tǒng)，這一部分被稱作剩余污泥。剩余污泥含水率較高，需要先進行濃縮處理，然后進行消化、脫水處理。
 
1、初沉池污泥量計算
 
由前面資料可知，初沉池采用間歇排泥的運作方式，每4小時排一次泥。
 
（1）、按水中懸浮物計算

2、剩余污泥量計算
 
 （1）曝氣池內(nèi)每日增加的污泥量

(2)曝氣池每日排出的剩余污泥量

3、輻流濃縮池  
 
污泥濃縮的對象是顆粒間的空隙水，濃縮的目的在于縮小污泥的體積，便于后續(xù)污泥處理，常用污泥濃縮池分為豎流濃縮池和輻流濃縮池兩種，設計中一般采用輻流濃縮池。濃縮前污泥量含水率97%，濃縮后污泥含水率97%.
 
   進入濃縮池的剩余污泥量0.0027m3/s=9.72m3/h
 
（1）、沉淀池有效部分面積

 (2)、沉淀池直徑
 

（3）、濃縮池的容積
 

（4）、沉淀池有效水深

（5）、濃縮后剩余污泥量
 

(6)、池底高度
 
輻流沉淀池采用中心驅(qū)動刮泥機，池底需做成1%的坡度，刮泥機連續(xù)轉(zhuǎn)動將污泥推入污泥斗。池底高度

（7）、污泥斗容積
 

 

（8）、濃縮池總高度
 

 （9）、濃縮后分離出的污水量

 （10）、溢流堰
 
濃縮池溢流堰出水經(jīng)過溢流堰進入出水槽，然后匯入出水管排出。出水槽流量q=0.0018m3/s，設出水槽款0.2m，水深0.05m，則水流流速為0.18m/s。
 
溢流堰周長

（11）、溢流管
 
溢流水量0.0018m3/s，設溢流管管徑DN100mm，管內(nèi)流速v=0.23m/s
 
(12)、刮泥裝置
 
濃縮池采用中心驅(qū)動刮泥機，刮泥機底部設有刮泥板，將污泥推入污泥斗。
 
（13）、排泥管
剩余污泥量0.0009m3/s，泥量很小，采用污泥管道很小管徑DN150mm。間歇將污泥排入貯泥池。
 
4、貯泥池
 
貯泥池用來貯存來自初沉池和濃縮池的污泥。由于污泥量不大，本設計采用1座貯泥池，貯泥池采用豎流沉淀池構(gòu)造。
 
(1)、貯泥池設計進泥量
 

（2）、貯泥池的容積

  貯泥池設計容積
 

（3）、貯泥池高度：