污水处理厂各构筑物设计计算

水污染控制技术设计一、课程设计地内容和深度污水处理课程设计地目地在于加深理解所学专业知识，培养运用所学专业知识地能力，在设计、计算、绘图方面等得到锻炼•资料个人收集整理，勿做商业用途根据给定参数，对主要污水处理构筑物地工艺尺寸进行设计计算，完成设计计算说明书和设计图（简图）•设计深度为初步设计地深度•二、污水处理工程课程设计任务书1、设计题目某城市污水处理厂构筑物工艺尺寸设计2、基本资料（1）污水量及水质（2）处理要求污水经二级处理后应符合以下具体要求：CODcr = 70mg/L; BOD5 = 20 mg/L;SS = 30 mg/L（3）处理工艺流程污水拟采用传统活性污泥法工艺处理，具体流程如下：污水T分流闸井T格栅间T污水泵房T出水井T计量槽T沉砂池T初沉池T曝气池T二沉池T 消毒池T出水（4 ）气象与水文资料风向：多年主导风向为北北东风气温：最冷月平均为 5 C；最热月平均为 325C ;极端气温，最高为 419C,最低为-1 C，最大冻土深度为0.05m 资料个人收集整理，勿做商业用途水文：降水量多年平均为每年728m m；蒸发量多年平均为每年 1210mm地下水水位，地面下 5-6m.（5 ）厂区地形污水厂选址在64-66m之间，平均地面标高为 64.5m.平均地面坡度为 0.3%-0.5%，地势为西北高，东南低.厂区征地面积为东西长 380m，南北长280m.资料个人收集整理，勿做商业用途3.设计内容①对工艺构筑物选型作说明（略）；②主要处理设施（格栅、曝气池、二沉池）地工艺计算并画出简图；③污水处理厂平面和高程布置（略）4.设计成果①设计计算说明书一份（附简图）；②设计图纸：污水厂平面图和污水处理高程图各一张（略）三、污水处理工程设计指导书1、总体要求①在设计课程中，要发挥独立思考独立工作地能力；②本课程设计地重点训练，是污水处理主要构筑物地设计计算③设计计算说明书，应内容完整（包括计算草图），简明扼要，文句通顺，字迹端正•2、设计要点（1）污水处理设施设计地一般规定①该市排水系统为合流制，污水流量总变化系数取 1.2，截流雨季污水经初沉可直接排入水体.②处理构筑物流量：曝气池之前，各种构筑物按最大日最大时流量设计；曝气池之后（包括曝气池），构筑物按平均日平均时流量设计•资料个人收集整理，勿做商业用途③处理设备设计流量：各种设备选型计算时，按最大日最大时流量设计④管渠设计流量：按最大日、最大时流量设计⑤各处理构筑物不应小于2组（个或格），且按并开设计•（2）格栅①型式：平面型，倾斜安装机械格栅②城市排水系统为暗管系统，且有中途泵站，仅在泵前格栅间设计中格栅③格栅过栅流速不宜小于0.6m/s，不宜大于1.5m/s.④栅前水深应与入厂污水管规格（DN1800mm ）相适应•⑤格栅尺寸B、H参见设备说明书，宜选中间值•（3）沉砂池①型式：平流式•②水力停留时间宜选 50S③沉砂量可选0.05-0.1L/m3，贮砂时间为2d，宜重力排砂•④贮砂斗不宜太深，应与排砂方法要求、总体高程布置相适应（4）初沉池①型式：平流式•②除原污水外，还有浓缩池、消化池及脱水房上清液流入③表面负荷可选 2.0-3.0m3/m2.h），沉淀时间1.5-2.0h，SS去除率50%-60%.④排泥方法：机械排刮泥，静压排泥•⑤沉淀池贮泥时间应与排泥方式适应，静压排泥时贮泥时间为2d.⑥对进出整流措施作说明•（5）曝气池①型式：传统活性污泥法采用推流式鼓风曝气•②曝气池进水配水点除起端外，沿流长方向距池起点1/2-3/4池长内可增加2-3个配水点•③曝气池污泥负荷宜选0.3kgBOD5/（kgMLSS.d）,再按计算法校核•④污泥回流比R30%-80%，在计算污泥回流设施及二沉池贮泥量时，R取最大值•⑤SVI值选120-150ml/g，污泥浓度可计算确定，但不宜大于3500mg/L.⑥曝气池深度应结合总体高程、选用地曝气扩散器及鼓风机、地质条件确定•多点进水时可稍长些，一般控制 L W 5-8B.资料个人收集整理，勿做商业用途⑦曝气池应布置并计算空气管，并确定所需供风地风量和风压（6）二沉池①型式：中心进水，周边出水，辐流式二沉池②二沉池面积按表面负荷法计算.计算表面负荷时，注意活性污泥在二沉池中沉淀地特点，q应小于初沉池.③计算中心进水管，应考虑回流污泥，且R取大值冲心进水管水流速度可选0.2-0.5m/s，配水窗水流流速可选 0.5-0.8m/s.资料个人收集整理，勿做商业用途④贮泥所需容积按工具书相关公式计算•⑤说明进出水配水设施•（7 ）平面布置①课程设计时重点考虑厂区功能区划、处理构筑物布置、构筑物之间及构筑物与管渠之间地关系•平面布置原则主要参考如下：资料个人收集整理，勿做商业用途a）按功能分区，配置得当•主要是对生产、辅助生产、生产管理、生活福利等各部分地布置，要做到分区明确、配置得当，而又不过分独立分散•既有利于生产，又避免非生产人员在生产区通行和逗留，确保安全生产•在有条件时（尤其建新厂时），最好把生产区和生活区分开，但二者之间不必设置围墙•资料个人收集整理，勿做商业用途b）功能明确、布置紧凑•首先应保证生产地需要，结合地形、地质、土方、结构和施工等因素全面考虑•布置时力求减少占地面积，减少连接管（渠）地长度，便于操作管理•资料个人收集整理，勿做商业用途C）顺流排列，流程简捷•指处理构（建）筑物尽量按流程方向布置，避免与进（出）水方向相反安排，各构筑物之间地连接管（渠）应以最短路线布置，尽量避免不必要地转弯和用水泵提升，严禁将管线埋在构（建）筑物下面，目地在于减少能量（水头）损失、节省管材，便于施工和检修.资料个人收集整理，勿做商业用途d）充分利用地形，平衡土方，降低工程费用.某些构筑物放在较高处，便于减少土方，便于放空、排泥，又减少了工程量，而另一些构筑物放在较低处，使水按流程按重力顺畅输送•资料个人收集整理，勿做商业用途e）必要时应预留适当余地，考虑扩建和施工可能（尤其是对大中型污水处理厂）f）构（建）筑物布置应注意风向和朝向•将排放异味、有害气体地构（建）筑物布置在居住与办公场所地下风向；为保证良好地自然通风条件，建筑物布置应考虑主导风向•资料个人收集整理，勿做商业用途②厂区平面布置时，除处理工艺管道之外，还应有空气管，自来水管与超越管，管道之间及其与构筑物，道路之间应有适当间距.资料个人收集整理，勿做商业用途③污水厂厂区主要车行道宽 6-8m,次要车行道3-4m, —般人行道1-3m,道路两旁应留出绿化带及适当间距.资料个人收集整理，勿做商业用途④污泥处理按污泥来源及性质确定，本课程设计选用浓缩-厌氧消化-机械脱水工艺处理，但不做设计.污泥处理部分场地面积预留，可相当于污水处理部分占地面积地20%-30%・资料个人收集整理，勿做商业用途⑤污水厂厂区适当规划设计机房（水泵、风机、剩余污泥、回流污泥、变配电用房）、办公（行政、技术、中控用房）、机修及仓库等辅助建筑.资料个人收集整理，勿做商业用途⑥厂区总面积控制在（280*380 ） m2以内，比例1 : 1000・图面参考《给水排水制图标准》GBJ 106-87,重点表达构（建）筑物外形及其连接管渠，内部构造及管渠不表达.资料个人收集整理，勿做商业用途（8 ）高程布置①高程布置原则主要参考如下：a）选择一条距离最长、水头损失最大地流程进行水力计算，并应适当留有余地，以保证在任何情况下，处理系统能够正常运行；资料个人收集整理，勿做商业用途b）污水尽量经一次提升就应能靠重力通过净化构筑物，而中间不应再经加压提升；C）计算水头损失时，一般应以近期最大流量作为处理构筑物和管渠地设计计算流量；d）污水处理后污水应能自流排入下水道或水体，包括洪水季节（一般按25年1遇防洪标准考虑）•应尽可能使污水处理工程地出水管渠高程不受洪水顶托，并能自流•注意排放水位一定不选取每年最高水位，因为其出现时间较短，易造成常年水头浪费，而应选取经常出现地高水位作为排放水位•资料个人收集整理，勿做商业用途e）高程地布置既要考虑某些处理构筑物（如沉淀池、调节池、沉砂池等）地排空，但构筑物地挖土深度又不宜过大，以免土建投资过大和增加施工地困难•资料个人收集整理，勿做商业用途f）高程布置时应注意污水流程和污泥流程地结合，尽量减少需提升地污泥量•污泥浓缩、消化池等构筑物高程地确定，应注意它们地污泥能排入污水井或者其他构筑物地可能性•资料个人收集整理，勿做商业用途g）进行构筑物高程布置时，应与厂区地地形、地质条件相联系•当地形有自然坡度时，有利于高程布置；当地形平坦时，既要避免二沉池埋入地下过深，又应避免沉砂池在在地面上架得很高，这样会导致构筑物造价地增加，尤其是地质条件较差、地下水位较高时•资料个人收集整理，勿做商业用途②构筑物水头损失与构筑物种类、型式和构造有关•初步设计时，可按下表所列数据估算：③构筑物连接管（渠）水头损失包括沿程与局部水头损失，其计算参见《给水排水设计手册》•④计量设施地水头损失应通过计量设施有关计算公式、图表或者设备说明书来确定•一般污水厂进、出水管上计量仪表中水头损失可按0.2m计算•资料个人收集整理，勿做商业用途⑤污水进入格栅间水面相对原地面标高为-2・7m，二沉池出水井出水水面相对原地面标高一般为-0.30m.资料个人收集整理，勿做商业用途⑥污水泵、污泥泵应分别计算静扬程、水头损失（局部水头损失估算）和自由水头确定扬程•⑦高程布置图横向和纵向比例一般不相等，横向比例可选1： 1000左右，纵向1 : 500左右•3、对设计文件地内容和质量地要求设计计算说明书和设计图纸，是反映设计成果地技术文件，课程设计应满足初步设计深度对设计文件地要求•（1）设计计算说明书①要求a.应说明污水厂污水处理地工艺过程，说明选择构筑物型式地理由b.应说明构筑物设计参数，并列出数值.C.应计算污水处理构筑物或设施地主要工艺尺寸，应列出所采用全部计算公式和采用地计算数据应附相应地计算草图.资料个人收集整理，勿做商业用途d.应说明采用地污水泵、鼓风机、剩余污泥和回流污泥泵地型式和主要参数e.应说明主要构筑物地排泥方法 .f.应结合污水厂总体布置原则与污水处理实际过程地需要，说明污水厂平面布置和高程布置地合理性，并附平面和高程布置草图.资料个人收集整理，勿做商业用途g.设计计算说明书应用封页和目录.h.说明书针对计算和说明，应内容完整、条理清楚、简明扼要、文字通顺，字迹端正②内容有关内容如下所列.第一章总论第一节设计任务和内容第二节基本资料第二章污水处理工艺流程说明第三章处理构筑物设计第一节格栅间和泵房第二节沉砂池第三节初沉池第四节曝气池第五节二沉池第四章主要设备说明第五章污水厂总体布置第一节主要构（建）筑物与附属建筑物第二节污水厂平面布置第三节污水厂高程布置（2）设计图纸①污水厂总平面图应按初步设计要求去完成，图上应绘出主要处理构筑物、处理建筑物、辅助构（建）筑物、附属建筑物、道路、绿化地带及厂区界限等，并用坐标表示其外形尺寸和相互距离，应用坐标轴线或坐标网络.资料个人收集整理，勿做商业用途总平面图上绘出各种连接管渠，管道以单线条表示，并标明管径图中应附构（建）筑物一览表，说明各构（建）筑物地名称、数量及主要外形尺寸.图中应附图例及必要地文字说明 .图中应附比例、风玫瑰图.②污水高程图上应绘出主要处理构筑物和设施地构造简图，应绘出各构筑物之间地连接管渠.图上应标出各处理构筑物地顶、底及水面标高，应标出主要管渠、设备机组和地面标高图上应附处理构筑物、设备名称.图上应附图例、比例.③图中文字一律用仿宋体书写.图例地表示方法应符合一般规定和制图标准 .图纸应注明图标栏及图名.图纸应清洁美观，主次分明，线条粗细有别 .图幅宜采用2号图，必要时可选用1号图.图标栏如下：资料个人收集整理，勿做商业用途④可手绘，计算机较好地同学尽可能用计算机绘图四、污水处理工程课程设计步骤和参考资料1、课程设计地一般步骤①明确设计任务书及基础资料，复习有关污水处理地知识和设计地计算方法②分析污水处理工艺流程和污水处理构筑物地选型③确定各处理构筑物地流量•④初步计算各处理构筑物占地面积，并由此规划污水厂地平面布置和高程布置，以便考虑构筑物地形状、安设位置、相互关系以及某些主要尺寸•资料个人收集整理，勿做商业用途⑤进行各处理构筑物地设计计算•⑥确定辅助构（建）筑物、附属建筑物数量及面积⑦进行污水厂地平面布置和高程布置⑧设计图绘制.⑨设计计算说明书校核整理•2、课程设计地主要参考资料①《水质工程学》，中国建筑工业出版社，2005年②《污水处理工程设计》，化学工业出版社，2003年③《给水排水设计手册》，中国建筑工业出版社，2004年④《污水处理厂工艺设计手册》，化学工业出版社，2003年⑤《三废处理设计手册》（废水卷），化学工业出版社⑥《室外排水设计规范》 GBJ 14-87⑦《给排水制图标准》 GB/T50106-2001。

污水处理基本计算公式水处理公式是我们在工作中经常要使用到的东西，在这里我总结了几个常常用到的计算公式，按顺序分别为格栅、污泥池、风机、MBR、AAO进出水系统以与芬顿、碳源、除磷、反渗透、水泵和隔油池计算公式，由于篇幅较长，大家可选择有目的性的观看。

格栅的设计计算一、格栅设计一般规定1、栅隙(1)水泵前格栅栅条间隙应根据水泵要求确定。

(2) 废水处理系统前格栅栅条间隙，应符合下列要求：最大间隙40mm，其中人工清除25~40mm，机械清除16~25mm。

废水处理厂亦可设置粗、细两道格栅，粗格栅栅条间隙50~100mm。

(3) 大型废水处理厂可设置粗、中、细三道格栅。

(4) 如泵前格栅间隙不大于25mm，废水处理系统前可不再设置格栅。

2、栅渣(1) 栅渣量与多种因素有关，在无当地运行资料时，可以采用以下资料。

格栅间隙16~25mm；0.10~0.05m3/103m3 (栅渣/废水）。

格栅间隙30~50mm；0.03~0.01m3/103m3 (栅渣/废水）。

(2) 栅渣的含水率一般为80%，容重约为960kg/m3。

(3) 在大型废水处理厂或泵站前的大型格栅（每日栅渣量大于0.2m3)，一般应采用机械清渣。

3、其他参数(1) 过栅流速一般采用0.6~1.0m/s。

(2) 格栅前渠道水流速度一般采用0.4~0.9m/s。

(3) 格栅倾角一般采用45°~75°，小角度较省力，但占地面积大。

(4) 机械格栅的动力装置一般宜设在室，或采取其他保护设备的措施。

(5) 设置格栅装置的构筑物，必须考虑设有良好的通风设施。

(6) 大中型格栅间应安装吊运设备，以进行设备的检修和栅渣的日常清除。

二、格栅的设计计算1、平面格栅设计计算(1) 栅槽宽度B式中，S为栅条宽度，m；n为栅条间隙数，个；b为栅条间隙，m；为最大设计流量，m3/s；a为格栅倾角，（°); h为栅前水深，m，不能高于来水管（渠）水深；v为过栅流速，m/s。

在初步设计阶段中，配套排水管网工程一般能达到定额编制的深度要求，因此可采用定额法，即按照设计图纸及常规施工组织方案计算出工程量，再套用相应的定额即能计算出工程费用。

2.2.2污水处理厂工程设计概算中工程费用的编制方法污水处理厂工程包括建筑物（变配电间、脱水间、综合（办公）楼、监测间、门卫室等建筑）；构筑物（沉砂池、调节池、生化池、二沉池、沉淀池、消毒池、污泥缓存池等池体）；厂区工程（道路、绿化、围墙 、大门等的配套工程等）等。

（1）建筑工程费用①污水处理厂的建筑物，一般设计深度未能达到定额编制的深度要求，建筑工程费的计算可采用指标法，即根据工程所在地，（1）在初步设计图纸深度足够的情况下，新建污水处理项目的工程费用应首先采用定额法进行计算，这样可最大限度地保证设计概算符合项目的实际投资。

（2）在应用指标法计算新建污水处理项目的建筑工程费时，工程主体部分可以套用相近结构调整后的技术经济指标直接进行计算，概算造价偏差不会太大：大塘镇调节池主体部分的建筑工程费用为7.24万元，由此计算出技术经济指标为2825.8元/ m3；由于大塘镇调节池较小，有效容积仅为8m3，所以拟建项目与参考项目相比较，主体部分的技术经济指标差别并不大。

（3）在应用指标法计算新建污水处理项目的建筑工程费时，为保证概算造价偏差不会太大，应采用混凝土体积指标而尽量避免有效容积的造价指标。

（下转39页）4结构理论分析与实测4.1主体结构静动力分析结构总体静力分析采用M I D A S 系列软件，通过合理采用单元类型模拟结构各关键构件，模型如图3所示。

结果显示，万福大桥预应力混凝土各项应力及强度满足规范要求；桥塔混凝土构件按桥梁规范进行强度验算，满足规范要求。

主缆强度安全系数2.86，大于规范限值2.5；鞍槽内主缆抗滑安全系数最小为2.77，大于规范限值2.0；索夹抗滑安全系数最小3.70，大于规范限值3.0。

万福大桥抗震分析通过反应谱法和时程分析法两种方法相互校核，采用经审批确定的地震动参数输入，完成全桥地震分析。

第二篇设计计算书1.污水处理厂处理规模1.1处理规模污水厂的设计处理规模为城市生活污水平均日流量与工业废水的总和：近期1.0万m3/d，远期2.0万m3/d。

1.2污水处理厂处理规模污水厂在设计构筑物时，部分构筑物需要用到最高日设计水量。

最高日水量为生活污水最高日设计水量和工业废水的总和。

Q设= Q1+Q2 = 5000+5000 = 10000 m³/d总变化系数：K Z=K h×K d=1.6×1=1.62.城市污水处理工艺流程污水处理厂CASS工艺流程图3.污水处理构筑物的设计3.1泵房、格栅与沉砂池的计算3.1.1 泵前中格栅格栅是由一组平行的的金属栅条制成的框架，斜置在污水流经的渠道上，或泵站集水井的井口处，用以截阻大块的呈悬浮或漂浮状态的污物。

在污水处理流程中，格栅是一种对后续处理构筑物或泵站机组具有保护作用的处理设备。

3.1.1.1 设计参数：（1）栅前水深0.4m ，过栅流速0.6~1.0m/s ，取v=0.8m/s ，栅前流速0.4~0.9 m/s ； （2）栅条净间隙，粗格栅b= 10 ~ 40 mm, 取b=21mm ； （3）栅条宽度s=0.01m ；（4）格栅倾角45°~75°，取α=65° ,渐宽部分展开角α1=20°； （5）栅前槽宽B 1=0.82m ，此时栅槽内流速为0.55m/s ； （6）单位栅渣量：W 1 =0.05 m 3栅渣/103m 3污水； 3.1.1.2 格栅设计计算公式 （1）栅条的间隙数n ，个max Q n bhv =式中， max Q －最大设计流量，3/m s ； α－格栅倾角，（°）； b －栅条间隙，m ； h －栅前水深，m ； v －过栅流速，m/s ；（2）栅槽宽度B ，m取栅条宽度s=0.01mB=S （n －1）＋bn（3）进水渠道渐宽部分的长度L 1，m式中，B 1－进水渠宽，m ；α1－渐宽部分展开角度，（°）；(4)栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度L 2，m(5)通过格栅的水头损失h 1，m式中：ε—ε=β（s/b ）4/3； h 0 — 计算水头损失，m ；k — 系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增加倍数，取k=3；1112tga B B L -=125.0L L =αεsin 2201gv k kh h ==ξ— 阻力系数，与栅条断面形状有关； 设栅条断面为锐边矩形断面，β＝2.42 v 2— 过栅流速, m/s ； α — 格栅安装倾角， （°）；（6）栅后槽总高度 H ，m取栅前渠道超高20.3h m =21h h h H ++=（7）栅槽总长度L ，m112 1.5 2.0tan H L L L α=++++式中，H 1为栅前渠道深，112H h h =+，m （8）每日栅渣量W ，m 3/dmax 1864001000z Q W W K =式中，1W －为栅渣量，（333/10m m 污水），格栅间隙为16～25mm 时为0.1～0.05，格栅间隙为30～50mm 时为0.03～0.01； K Z －污水流量总变化系数3.1.1.3 设计计算采用两座粗格栅池一个运行，一个备用。