山东荣成污水处理设计计算

1.地区概况1.1概况及自然资料1.1.1工程区域现状荣成市位于胶东半岛最东端，其西与文登接壤，西北与威海相邻，地理坐标：东经112º09'~112º24'，北纬36º43'~37º27'之间，南、北、东三面环海，海岸线长达505Km。

与韩国、日本隔海相望，是沿海开放和港口开放城市、我国重要的海珍品生产基地，也是工业门类比较齐全的风景秀丽的新兴城市。

荣成资源优势得天独厚，已探明和开采的矿藏有金、银、石墨、石英砂、花岗石20余种，盛产的水果、花生、海参、鲍鱼、扇贝、对虾、黄花鱼等农副土特产品。

2002年被国家批准为国家级海洋综合开发示范区和科技兴海示范基地。

工业生产方面已形成了以机械、橡胶、食品、建材、造船、电子等为主体的26个工业门类、70多个自然行业的生产体系，2002年第二产业增加值121.3亿元，第三产业日益繁荣，各类服务设施齐全，2002年第三产业增加值63亿元，列全省县（市）第一位。

荣成市城市污水日排放量约2×104m3。

雨季污水未经处理排入小海和桑沟湾，目前出水对海珍品自然保护区造成一定的影响。

因此，城市污水处理工程是改善投资环境，实现社会、经济、环境可持续发展的重要保障。

1.1.2自然条件状况荣成市属暖温带季风型湿润气候区，四季分明，气候宜人，全年以北风及西北风为主。

年平均气温12℃，最冷月为一月，平均气温5-10℃；最暖月为七月，平均气温24-28℃；冬季冰冻期短，只有40天。

年平均降水量800毫米左右。

光照时间长，年平均日照2600小时左右，日照率60%，为生物处理方法提供了良好的气候条件。

建设场地地质特征荣成市污水处理场地在原崖头镇农场苇地，占地1200亩，该场地北至崖头河，南达沽河口，西界崖头镇，东邻小海。

污水处理厂所在位置场地受人工改造影响较大，地形北高南低，西高东低，勘探点最大高差1.68米，场地地貌单元属滨海冲洪积平原。

场地地层结构较复杂，分布尚有规律，地层构造按顺序依次为：素填土、淤泥、粗砂、粉质粘土、粗砂、强风化花岗岩。

场地土壤含盐量3‰~5‰，属滨海滩地盐土。

场地地形受人工改造影响较大，区内分布有多条呈东西向分布水沟，地形北高南低，西高东低。

表层土壤结构以细砂为主，但厚度不均；底层为淤泥质粉砂，最大垂直渗透速度0.37m/d，芦苇密度及生物量差距很大，长势最好的芦苇可高达3.6m，而较差的只有0.5m，在场地中间尚有大面积芦苇死亡。

1.2城市排水现状荣成市原有污水处理厂一座，由天津市环境保护科学研究院设计，采用漫流式湿地处理系统为主体处理工艺，其污水处理工艺路线为：污水→调蓄池→泵房→湿地系统→小海→桑沟湾，处理能力为2×104 m3/d。

通过湿地处理，对水中的BOD5、CODcr、SS、TP、NH3-N等指标有一定的处理效果。

随着荣成市城市化水平的不断提高、产业结构合理调整，其污水类型已由工业废水为主的重污染类型，逐渐转变为以生活污水为主的可生化性较强的城市污水。

原来仅仅依靠湿地进行处理的工艺已经不能满足越来越高出水标准的要求，需提高污水中BOD5、CODcr、SS和NH3-N的去除率。

设计内容2.工程规模及出水排放标准2.1设计规模根据对原荣成市污水处理厂的运行状况调查、《山东省荣成市污水处理厂改扩建工程可行性研究报告》以及相关批复，确定荣成市污水处理厂改扩建项目设计规模为：(1) 预处理部分设计规模满足雨季处理污水量3×104m3/d；(2) 生化处理部分设计规模满足旱季处理污水量2×104m3/d。

根据对原荣成市污水处理厂长期运行结果统计调查，该厂进水时变化系数不大于1.21，考虑到荣成市的经济社会发展，本设计中时变化系数采用1.25。

2.2污水水质通过对原荣成市污水处理厂进水情况的检测和调查，旱季的进水水质指标状况如表2-1所示：表2-1 原荣成市污水处理厂进水水质状况故根据上述水质现状和“山东省荣成市污水处理厂改扩建工程可行性研究报告”以及相关批复确定本改扩建工程设计污水进水水质为：COD≤ 350mg/L；≤ 150mg/L；BOD5SS ≤ 150mg/L；-N ≤ 25mg/L；NH3TP ≤ 2.5mg/L；PH = 6~82.3排放标准及排放水体根据荣成市污水处理厂可行性研究报告及其相关批复，改扩建后荣成市污水处理厂仍然以小海为受纳水体。

根据当地环保部门的要求，改扩建后荣成市污水处理厂出水应满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中一级B类排放标准，出水主要水质指标为：COD ≤ 60mg/L；≤ 20mg/L；BOD5SS ≤ 20mg/L；NH-N ≤ 15mg/L；TP ≤ 1mg/L；PH = 6~933.城市污水系统的设计计算3.1设计资料处理规模：3万吨/天，K总＝1.251．原水水质：COD = 350 mg/L， BOD5=150mg/L， SS=150mg/L， TN=40mg/L，NH3-N=25mg/L ,TP（以P计）=2.5mg/L。

2．出水水质COD≦≤60mg/L， BOD5≤20mg/L， SS≤20mg/L， TN≤15mg/L，NH3-N≦≤15mg/L， TP（以P计）≤1mg/L。

工艺流程3.2进水管道的设计设计水量: 最高日最高时污水流量Qmax30000m3/dQp=×K=30000×1.25=37500m3/d=433.7L/s Qmax= Qp3.2.1进水管道污水处理厂进水管要求：1. 进水流速在0.8—1.5m/s(如明渠，v=0.6—0.8 m/s)；2. 管材为钢筋混凝土管；3. 非满流设计，n=0.014=433.7L/s,查手册1得：QmaxD=900mm h/D=0.75 1000i=0.8 管内v=0.85m/sgh=0.75×0.900=0.675m所以，水面标高为：-2.3+0.675=-1.625m；管顶标高为：-2+0.9=-1.1m。

3.2.2 中格栅的设计中格栅的设计计算格栅计算草图见图3-1。

图3-1 粗格栅计算草图设过栅流速取V=0.8 m/s ，用中格栅，栅条间隙e=20mm ，格栅安装倾角α=60。

①设栅前水深h=1m ② 栅条间隙数n=vh e Q ⋅⋅⋅αsin max B=s(n-1)+en式中，B —栅槽宽度，m;s —栅条宽度，取s=0.01m;e —栅条间隙，16—40mm ，取20mm; n —格栅间隙数；Q max —最大设计流量，m 3/s ；α—倾角；60度； h —栅前水深，m;V —过栅流速，m/s ，取0.8—1.0 m/s,取0.9m/s∴ n=1210.902.0sin60217.00=⨯⨯⨯ 设两道格栅，则每台格栅的间隙n=12个B=s(n-1)+en=0.01⨯(12-1)+0.02⨯12=0.35m ，为了方便选设备，取0.4m 。

③ 进水渠道渐宽部分的长度L 1=αtg B B ⨯-21式中， L 1——进水渠道渐宽部分的长度，m.；B 1——进水渠道宽度，取0.6m; α——其渐宽部分展开角度，取20°；所以： L 1=2026.02.08.0tg ⨯-+=0.55m④ 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度L 2=L 1/2式中：L 2——栅槽与出水渠道连接渠的渐缩部分长度，m 。

L 2=0.55/2=0.275m 。

⑤ 通过格栅的水头损失h 1=k ×h 0 h 0=K sin 22⋅⋅⨯⋅αξgv式中，h 1——过栅水头损失，m 。

h 0——计算水头损失，m ；g ——重力加速度，9.8； k ——系数，一般取3；ξ——阻力系数，与栅条断面形状有关，ξ=β（s/e ）4/3,当为矩形断面时，β=2.42为避免造成栅前涌水，故将栅后槽底下降h 1为补偿。

所以：h 1=08m .006sin 8.9238.002.001.042.2023/4=⨯⨯⨯⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯ ⑥ 栅槽总高度H ：H=h+h 1+h 2式中：h ——栅前水深，m 。

h 2——栅前渠道超高，m 。

取0.3m∴ H=1+0.08+0.3=1.38。

⑦ 栅槽总长度L ：L=L 1+L 2+0.5+1.0+H/tg α=0.55+0.275+0.5+1+（1+0.3）/tg60°=3.08m⑧ 每日栅渣量W=KW Q 864001max ⨯⨯式中：W —每日栅渣量，W 1—栅渣量（m 3/103污水），取0.1-0.01，粗格栅取用小值，细格栅取用大值，中格栅取用中值。

当16～25mm 时，W 1=0.05～0.1,本设计取0.08。

K —生活污水流量总变化系数。

∴ W=39.2100025.18640008.04337.0=⨯⨯⨯ m 3/d ＞0.2 m 3/d宜采用机械清渣。

（3）格栅除污机的选择本设计采用2台格栅；根据《给水排水设计手册》11册，选择XWB-Ⅲ-0.8-2型背耙式格栅除污机两台，格栅上部设工作台，其高度高出栅前最高设计水位0.5m ，工作台上设安全冲洗设施，格栅工作台两侧过道宽2.0m ，工作台宽度为1.5m.3.3 污水泵房的设计3.3.1 一般规定（1）应根据远近期污水量，确定污水泵站的规模，泵站设计流量一般与进水管设计流量相同；（2） 应明确泵站是一次建成还是分期建设，是永久性还是半永久性，以决定其标准和设施。

并根据污水经泵站抽升后，出口入河道、灌渠还是进处理厂处理来选择合适的泵站位置；（3）污水泵站的集水池与机器间在同一构筑物内时，集水池和机器间须用防水隔墙隔开，不允许渗漏，做法按结构设计规范要求；分建时，集水井和机器间要保持的施工距离，其中集水池多为圆形，机器间多为方型；（4）泵站构筑物不允许地下水渗入，应设有高出地下水位0.5米的防水措施。

3.3.2 选泵（1）污水泵站选泵应考虑因素1)选泵机组泵的总抽升能力，应按进水管的最大时污水量计，并应满足最大充满度时的流量要求；2)尽量选择类型相同和相同口径的水泵，以便维修，但还须满足低流量时的需求；3)由于生活污水，对水泵有腐蚀作用，故污水泵站尽量采用污水泵，在大的污水泵站中，无大型污水泵时才选用清水泵。

（2）选泵具体计算泵站选用集水池与机器间合建式的矩形泵站。

1)流量的确定QQmax=433L/S ，取设计秒流量为440L/S选择集水池与机器间合建式矩形泵房，本设计拟订选用4台泵（3用1备），则每台泵的设计流量为：Q= Qmax/3=440/3=146.7L/s2) 集水池容积V①泵站集水池容积一般取最大一台泵5～6分钟的流量设计V=146.7⨯60⨯6/1000=52.8m3②有效水深h为3米，则水池面积F为:F=V/h=52.8/3=17.6m23) 扬程的估算HH=H静+2.0+1.0式中：2.0——水泵吸水喇叭口到沉砂池的水头损失；1.0——自由水头；H静——水泵集水池的最低水位H1与水泵出水管提升后的水位H2之差；H1=进水管底标高+ h –集水池有效水深－过栅水头损失=2+0.75⨯0.9－3－0.08=－0.405mH2=接触池水面标高+沉砂池至接触池间水头损失=7.14+3=10.14m沉砂池至接触池间水头损失为3～4.5米，取3米 H 静= H 2 - H 1=10.14+0.405=10.545m则：水泵扬程为：H=H 静+2.0+1.0=10.545+2.0+1.0=13.545 m 取14m4) 选泵由Q=146.7L/S=510m 3/h ，H=14 m ，可查手册11得：选用300ZZB-18型立式污水泵，其各项性能见下表3-4所示。