污水厂水力计算

第一章工程设计基本资料

1.1工程规模及进、出水水质

1.1.1设计规模

污水处理厂近期工程（2010年）旱季流量1.1万m3/d，污水总变化系数Kz=1.57。远期（2020年）旱季流量2.2万m3/d，污水总变化系数Kz=1.45。近期雨水截流倍数取3.0，考虑到污水管网的现状及部分新建地区已采用分流制（如温泉安置区），因此近期雨季时设计流量按4万m3/d考虑，远期将雨污合流管道逐步改造成雨污分流制。本设计预处理系统按4万m3/d规模设计，生化处理系统和深度处理系统按1.1万m3/d规模设计。

1.1.2设计进水水质

参考同类城市污水厂进水水质情况，并考虑随着城市建设的发展，排水系统将逐步完善，排水体制由合流制完善为完全分流制，进水浓度将进一步提高，推荐污水处理厂设计进水水质见下表。

污水处理厂设计进水水质

1.1.3设计出水水质

根据《总体规划》中的水环境功能分区和保护目标，排放口附近鸭洞河为III类水体，距离流溪河近，污水处理厂出水水质（进入人工湿地前）执行《城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）一级A标准和广东省地方标准《水污染物排放限值》（DB44/26-2001）第二时段一级标准两者较严的指标，主要污染物排放指标见下表。

污水处理厂设计出水水质

1.2污水处理厂工程处理工艺

污水处理工艺的选择直接关系到出水各项水质指标能否达到处理要求，关系到管理是否方便及运行成本的高低，慎重选择适当的工艺是污水处理工程的关键。污水处理厂各工段处理采用工艺如下：

1.污水处理工艺：采用改良型氧化沟工艺；

2.污泥浓缩脱水工艺：采用带式浓缩脱水一体机；

3.污泥最终处置：卫生填埋或送污泥处理厂处理；

4.出水消毒工艺：采用紫外线消毒工艺；

5.尾水深度处理工艺：采用纤维转盘滤池过滤+人工湿地处理工艺；

6.除臭工艺：采用填充式生物滤池除臭；

7.初雨处理工艺：雨季初雨经过细格栅和沉砂池处理后，进入初雨沉淀池，沉淀后外排。

第二章污水处理厂工艺单体计算

第三章污水处理厂水力高程计算

3.1设计流量

近期：旱流平均流量：1.1万m3/d，变化系数1.57

Q平=45q m3/h≈0.128 m3/s

Q

=720 m3/h≈0.2 m3/s

max

远期：旱流平均流量：2.2万m3/d，变化系数1.48

Q平=920m3/h≈0.256 m3/s

=1362m3/h≈0.378 m3/s

Q

max

3.2基准高程系统

本项目采用1985国家高程系，鸭洞河50年一遇的洪水位为61.847m（1985国家高程系，下同），以此为基准推算厂区各水处理构筑物水面高程。

3.3水力计算

1. 鸭洞河→人工湿地出水口

设计水量按远期最大流量设计，并考虑雨天时的雨水量。

雨水量的计算：

q=14.545(1+0.533lgP)÷(t+11.0)0.668

取重现期P为1年，降雨历时取20min，得q=14.545(1+0.533lg1)÷(20+11.0)0.668＝1.47L/S·100m2

人工湿地面积为6700m2，则雨水量为:Q =6700×1.47L/S·100m2=98.5 L/S。

则鸭洞河→人工湿地管道最大转输水量为0.378 m3/s＋0.0985 m3/s＝0.477 m3/s

取排水规格为Ф820×9 钢管，管道长度为 L=29m。

1）沿程阻力损失：h1＝i·L＝1.35×29÷1000＝0.04m

2）局部阻力损失：

进水口1个，出水口1个

h2＝∑ζ·（v2/2g）＝（1+0.5）×0.952÷（2×9.8）＝0.07m

总阻力损失h＝k（h1＋h2）=1.3×(0.04+0.07)=0.143m，取h＝0.15m

则渠头水位=61.847+0.15=61.997m，取渠头水位为62.00m。

2. 集水明渠水头

B=1m v取0.88m/s

H=0.54m 则R=0.26，n取0.014

I＝n2·v2/R4/3=0.014×0.882÷0.264/3=9.1×10-4

渠长=22m

△h=22×9.1×10-4=0.02m,取△h=0.02×1.3=0.026≈0.03m，则渠道起点出水位标高62.00+0.03=62.03m

3. 人工湿地出水池水位

最大流量时，取出水池三角堰跌水为70mm，则出水池的液位为62.03m+0.07＝62.10m

4. 人工湿地自身的水头损失

出水池→三级潜流区

最大转输水量为0.477 m3/s，取集水管管径为d300，集水管共12根，取穿孔管孔径为Ф30，穿孔数为90个，过孔流速为0.63m/s，则穿孔管孔眼水头损失：

h1＝v2÷（2g·u2）＝0.632÷（2×9.8×0.652）＝0.048m

穿孔集水管内水流速度为0.56m/s。

=0m

沿程损失忽略不计，即：h

2

局部阻力损失：h3＝∑ζ·（v2/2g）＝（1+0.78）×0.562÷（2×9.8）＝0.028m

H1==0.076m，取H1=0.076×1.3＝0.1m。

则三级潜流区末端水位为62.03m＋0.1m＝62.13m。

配水短管水头损失

取配水短管管径为dn80，间距500，共计88根，最大转输水量为0.477 m3/s，配水短管的流速为1.08 m/s。

=0m

沿程损失忽略不计，即：h1

2

局部阻力损失：h2＝∑ζ·（v2/2g）＝（1+0.5）×1.082÷（2×9.8）＝0.089m

H2=h1＋h2=0.089m，取H2=0.09m。

共三道配水墙，则配水短管总水头损失为3×0.09m＝0.27m。

人工湿地床体水头损失

取床体的水力坡度为0.3％，则床体水头损失为140×0.3％＝0.42m

则人工湿地自身水头损失为0.69m，即人工湿地进水口的水为62.82m

5. 湿地进水口→消毒池出水井

最大转输水量为0.378 m3/s，输水管管径为Ф720×9，钢管长 L=153m ，DN700 90°弯头2个，DN700 45°弯头2个，电磁液量计1个，Ф700×Ф400三通2个，Ф700×Ф400异径管1个，DN400 90°弯头1个,进口1个，出口1个。

沿程损失：h1=153×0.167％＝0.255m

局部阻力损失：h2＝∑ζ·（v2/2g）＝〔2×1.02+2×0.51＋2×（0.1＋0.34）＋0.21＋0.91＋0.5＋1）×0.982÷（2×9.8）＝0.32m

H=h1＋h2=0.255m＋0.32m＝0.575m，取H＝0.575×1.2＝0.68m

则消毒池出水井水位为62.82＋0.68＝63.50m