水质工程学计算实例

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1、3物理处理单元工艺设计计算3.1格栅格栅用以去除废水中较大的悬浮物、漂浮物、纤维物质和固体颗粒物质，以保证后续处理单元和水泵的正常运行，减轻后续处理单元的处理负荷，防止阻塞排泥管道。3.1.1设计参数及其规定水泵前格栅栅条间隙，应根据水泵要求确定。污水处理系统前格栅栅条间隙，应符合：(a)人工清除25～40mm；(b)人工清除16～25mm；(c)最大间隙40mm。污水处理厂亦可设置两粗细两道格栅，粗格栅栅条间隙50～150mm。如水泵前格栅间隙不大于25mm，污水处理系统前可不再设置格栅。栅渣量与

2、地区的特点、格栅的间隙大小、污水流量以及下水道系统的类型等因素有关。在无当地运行资料时，可采用：(a)格栅间隙16～25mm，0.10～0.06m3/103m3(栅渣/污水)；(b)格栅间隙30～50mm，0.03～0.01m3/103m3(栅渣/污水)。栅渣的含水率一般为80%，容重约为960kg/m3。在大型污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。机械格栅不宜少于2台，如为1台时，应设人工清除格栅备用。过栅流速一般采用0.6～1.0m/s。格栅前渠道内水流速

3、度一般采用0.4～0.9m/s。格栅倾角一般采用45º～75º。国内一般采用60º～70º。通过格栅水头损失一般采用0.08～0.15m。格栅间必须设置工作台，台面应高出栅前最高设计水位0.5m。工作台上应有安全设施和冲洗设施。格栅间工作台两侧过道宽度不应小于0.7m。工作台正面过道宽度：(a)人工清除不应小于1.2m(b)机械清除不应小于1.5m。机械格栅的动力装置一般宜设在室内，或采取其他保护设备的措施。设置格栅装置的构筑物，必须考虑设有良好的通风设施。格栅间内应安设吊运设备，以进行格栅及其他设

4、备的检修和栅渣的日常清除。3.1.2格栅的计算【例题】已知某城市污水处理厂的最大污水量Qmax=0.2m3/s，总变化系数Kz=1.50，求格栅各部分尺寸。【解】(1)栅条的间隙数(n)设栅前水深h=0.4m，过栅流速v=0.9m/s，栅条间隙宽度b=0.021m，格栅倾α=60º。(个)(2)栅槽宽度(B)设栅条宽度S=0.01m。B=S(n-1)+bn=0.01×(26-1)+0.021×26=0.8(m)(3)进水渠道渐宽部分的长度设进水渠道B1=0.65m，其渐宽部分展开角度α1=20º(进

5、水渠道内的流速为0.77m/s)。(m)(4)栅槽与出水渠连接处的渐窄部分长度(l2)(m)(5)设栅条断面为锐边矩形断面。(m)(6)栅后槽总高度(H)设栅前渠道超高h2=0.3m。H=h+h1+h2=0.4+0.097+0.3≈0.8(m)(7)栅槽总长度(L)(m)(8)每日栅渣量(W)在格栅间隙21mm的情况下，设栅渣量为每1000m3污水产0.07m3。(m3/d)因W>0.2m3/d，所以宜采用机械清渣。3.2沉砂池沉砂池的作用是从废水中分离密度较大的无机颗粒。它一般设在污水处理厂前端，

6、保护水泵和管道免受磨损，缩小污泥处理构筑物容积，提高污泥有机组分的含率，提高污泥作为肥料的价值。沉砂池的类型是，按池内水流方向的不同，可以分为平流式沉砂池、竖流式沉砂池、曝气沉砂池、钟式沉砂池和多尔沉砂池。3.2.1沉砂池设计计算一般规定城市汗水处理厂一般均应设置沉砂池。沉砂池按去除相对密度2.65、粒径0.2mm以上的砂粒设计。设计流量应按分期建设考虑；(a)当污水为自流进入时，应按每期的最大设计流量计算；(b)当污水为提升进入时，应按每期工作水泵的最大组合流量计算(c)在合流制处理系统中，应按降

7、雨时的设计流量计算。沉砂池个数或分格数不应少于2，并宜按并联系列设计。当污水量较小时，可考虑1格工作。1格备用。城市污水的沉砂量可按10m3污水沉砂30m3计算，其含水率为60%，容重为1500kg/m3；合流制污水的沉砂量应根据实际情况确定。砂斗容积应按不大于2d的沉砂量计算，斗壁与不平面的倾角不应小于55º。除砂一般宜采用机械方法，并设置贮砂池或晒砂场。采用人工排砂时，排砂管直径不应小于200mm。当采用重力排砂时，沉砂池和贮砂池应尽量靠近，以缩短排砂管长度，并设排砂闸门于管的首端，使排砂管畅通

8、和易于养护管理。沉砂池的超高不宜小于0.3m。3.2.2平流式沉砂池平流式沉砂池是常用的型式，污水在池内沿水平方向流动。平流式沉砂池由入流渠、出流渠、闸板、水流部分及沉砂斗组成。它具有截留无机颗粒效果较好、工作稳定、构造简单和排沉砂方便等优点。(1)设计参数最大流速为0.3m/s，最小流速为0.15m/s。最大流量时停留时间不小于30s，一般采用30～60s。有效水深应不大于1.2m，一般采用0.25～1m；每格宽度不宜小于0.6m。进水头部应采取消能和整流措施。池底