水污染控制工程课程设计(7)

为保证检修的采光，除采用临时灯光处，还可移走UASB反应器的活动顶盖，或不设UASB顶盖。 （4）给排水

在UASB反应器布置区设置一根DN32供水管供补水、冲洗及排空中使用。 （5）通行

在距UASB反应器顶面之下1.1m处设置钢架、钢板行走平台，并连接上台钢梯。 （6）安全要求

①UASB反应器的所有电器设施，包括泵、阀、灯等一律采用防爆设备； ②禁止明火火种进入该布置区域，动火操作应远离该区及沼气柜； ③保持该区域良好通风。

3.5 二次污水提升泵设计计算

3.5.1 设计说明

该泵设置于调节池之后，紧贴调节池出水段，直接于调节池中吸水。泵房采用半地下式形式，污水泵轴线标高-0.85m。污水泵提升流量按平均时流量设计，污水泵自灌运行，自动启动，并于总出水管上设置流量计。 3.5.2 污水泵设计计算

（1）水泵扬程计算 设污水泵扬程为H6，则 H6=H1+H2+H3+H4

式中 H1——污水泵吸水管水头损失，m；

H2——污水泵出水管水头损失，m；

H3——调节池最低水位与布水器水位之差，m； H4——布水器所需压力，m。 ① H1的计算

取吸水管DN100，管长3.0m

查水力计算表得：v=1.11m/s，q=13.31L/s，i=0.0208

?20.8?则吸水管沿程水头损失hL1?3.0×?? ?0.06(m)

?1000?汲水管局部阻力系数：进口ξ1=0.45，

闸阀ξ2=0.2， 渐缩管ξ3=0.16

v21.112则 hM1?????0.45?0.2?0.16??0.05(m)

2g2g故 H1=hL1+hM1=0.11(m) ② H2的计算

总出水管DN100，管长10.0m。

查水力计算表：DN100，q=26.6L/s，v=3.38m/s，i=0.082，

?82.0?则出水管沿程水头损失为hL2?10×?? ?0.82(m)

?1000?出水管局部阻力系数：渐放管ξ1=0.03，

弯头五个ξ2=0.63， 闸阀ξ3=0.2， 止回阀ξ4=7.0， 丁字管ξ5=1.5， 闸阀ξ6=0.2， 蝶阀ξ7=0.2，

流量计ξ8=0.3（参考蝶阀），

合计局部阻力系数为12.6，则局部阻力损失为

v23.382hM2????12.6??7.34(m)

2g2g故 出水管水头损失为 H2=hL+hM=8.16m ③ H3的计算

调节池最低水位-0.50m，布水器设计高程为0.0m，则两者水位差H3=0.5m ④ H4布水器所需配水压力为H4=12.8m 则 H6=H1+H2+H3+H4=21.57(m)

（2）污水泵的选用 污水泵扬程H10=21.57MH2O 流量为Q6=95.83m3/h×1/2=47.9 m3/h

可选用80WG污水泵三台，二用一备。 污水泵性能：Q=25~70 m3/h，H=16.5~19.0m；

N=5.5kW，n=1850r/min，W=70kg。

（3）污水泵房

污水泵单台占地L1297mm×B596mm，高H530mm。

污水泵房底下一层，深1.4m，平面面积（4.5×6.8）m2，设积水坑300mm×500mm×500mm一个，地面排水由污水泵汲水管预留管排出。

污水泵房地上一层，高3.6m，平面面积为（8.4×9.0）m2，设手动葫芦及单轨小车。

污水泵设就地控制柜一组，设流量计于控制柜，就地显示，并远程传至中控室。

3.6 预曝气沉淀池设计计算

3.6.1 设计说明

污水经UASB反应器厌氧处理后，污水中含一部分且有厌氧活性的絮状颗粒，在UASB反应器中难以沉淀去除，故而使其在此曝气沉淀池中去除，由于经曝气作用，厌氧活性丧失，沉淀效果增强，同时在该沉淀池中没有沼气气流影响，故而沉淀效果亦增强。另外，UASB出水中溶解氧含量几乎为零，若直接进入好氧处理构筑物，会使曝气池中好氧污泥难以适应，影响好氧处理效果，通过预曝气亦可以吹脱去除一部分UASB反应器出水中所含带的气体。

预曝气沉淀池参考曝气沉砂池和竖流沉淀池设计。曝气利用穿孔管进行，压缩空气引自鼓风机房。曝气后污水从挡墙下直接进入沉淀池，沉淀后污水经池周出水。所产生污泥由重力自排入集泥井，每天排泥一次。 3.6.2 曝气沉淀池工艺构造计算

进水水质CODCr=1140mg/L，BOD5=540mg/L。 出水水质CODCr=100mg/L，BOD5=20mg/L。

预曝气沉淀池，曝气时间20~30min，沉淀时间2h，沉淀池表面负荷0.7~1.0m3/(m2·h)。曝气量为0.2m3/m3污水。

（1）有效容积计算

?2300?3曝气区 V1????0.5?47.9 (m)

?24??2300?3

沉淀区 V2?? (m) ?2.0?191.67??24?（2）工艺构造设计计算

曝气区平面尺寸2m×6.5m×2.0m，池高3.5m，其中超高0.5m，水深3.0m，总容积为78m3。曝气区设进水配槽，尺寸为2m×6.5m×0.3m×0.8m，其深度0.8m(含超高)。

沉淀区平面尺寸2m×6.5m×6.5m，池总高6.5m，其中沉淀有效水深2.5m，沉淀区总容积211.25m3，沉淀池负荷为0.74m3/(m2·h)，满足要求。

沉淀池总深度H为

H=H1+H2+H3+H4+H5

式中 H1——超高，取H1=0.4m；

H2——沉淀区高度，H2=2.5m； H3——隙高度，取H3=0.2m； H4——缓冲层高度，取H3=0.4m； H5——污泥区高度，H5=3.0m。

即沉淀池总深H= H1+H2+H3+H4+H5=0.4+2.0+0.2+0.4+3.0=6.5m 沉淀池污泥斗容积为

122?H5?(a12?a2?a12?a2) 31 ??3.0?(6.52?0.72?6.52?0.72)?47.3（m3）

3 Vi? 总容积V=2Vi=94.6m3

（3）沉淀污泥量计算

预曝气沉淀污泥主要因悬浮物沉淀产生，不考虑微生物代谢造成的污泥增量。 进水SS=350mg/L，出水SS=70mg/L，

则所产生污泥量为：Qs=2300×(350-70)×10-3=644[kg(干)/d] 污泥容重为1000kg/m3，含水率为98%，其污泥体积为

V?644?32.2(m)

103?2%3.6.3 曝气装置设计计算

（1） 曝气量计算

设计流量为2300m3/d，曝气量为0.2m3/m3污水。

则供气量为0.32m3/min，单池曝气量取为0.12m3/min， 供气压力为 4.0~5.0mH2O(1mH2O=9800Pa)。 （2） 曝气装置

利用穿孔管曝气，曝气管设在进水一侧。

供气管供气量0.32m3/min，则管径DN50时，供气流速约为2.7m/s。曝气管供气量为0.12m3/min，供气流速为2.0m/s时，管径为DN32。

曝气管长6.0m，共两根，每池一根。在曝气管中垂线两下侧开Φ4mm孔，间距280mm，开孔20个，两侧共40个，孔眼气流速度为4m/s。 3.6.4 沉淀池出水渠计算

（1） 溢流堰计算

设计流量单池为47.92m3/h，即13.31L/s。 设计溢流负荷2.0~3.0L/(m·s)。

设计堰板长1300mm，共5块，总长6500mm。

堰板上共设90?三角堰13个，每个堰口宽度为100mm，堰高50mm。 堰板高150mm。

每池共有65个堰，每堰出流率为q/n=13.31/65=0.2(L/s) 则堰上水头为：

?q?h????1.40?0.4?0.2?10?3?????1.40?0.4?0.029(m)

则每池堰口水面总长为0.029×2×65=3.77(m) 校该堰上负荷为13.31/3.77=3.53[L/(m·s)]，符合要求。 （2） 出水渠计算

每池设计处理流量47.92m3/h，即13.31×10-3m3/s。每池设出水渠一条，长6.5m。 出水渠宽度b为

b=0.9(1.2q)0.4=0.9×(1.2×13.31×10-3)0.4=0.145(m)=0.17m 渠内起端水深为 h1=0.75b=0.13m 末端渠内深为 h2=1.25b=0.21m 假设平均水深为 h=0.15m 则渠内平均流速为

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