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3 工艺流程设计计算
3.1设计流量计算
平均流量：Qa=200000m3/d=8333.3 m3/h=2.315 m3/s 总变化系数：Kz= =
2.7Qa0.11 (Qa－平均流量，L/s)
2.723150.11 =1.15
∴设计流量Qmax：
Qmax= Kz×Qa=1.15×200000 =230000 m3/d =9583.3m3/h =2.662 m3/s
3.2设备设计计算
3.2.1中格栅
格栅用以截留水中的较大悬浮物或漂浮物，以减轻后续处理构筑物的负荷，用来去除那些可能堵塞水泵机组驻管道阀门的较粗大的悬浮物，并保证后续处理设施能正常运行的装置。
设计规定：
(1)水泵处理系统前格栅栅条间隙，应符合下列要求： 1) 人工清除 25～40mm 2) 机械清除 16～25mm 3) 最大间隙 40mm
(2)在大型污水处理厂或泵站前原大型格栅(每日栅渣量大于0.2m3),一般应采用机械清渣。 (3)格栅倾角一般用 450～750。机械格栅倾角一般为 600～700。 (4)通过格栅的水头损失一般采用 0.08～0.15m。 (5)过栅流速一般采用 0.6～1.0m/s。
设计计算：
图3.2.1中格栅计算草图
(1)设格栅前水深 h = 1.2m，过栅流速 v =0.9 m/s，栅条间隙宽度 b=0.026 m ，栅条倾角α=60°，格栅数 N=1，则栅条间隙数 n 为
n?Qmaxsin??2.66?sin600Nbhv0.026?1.2?0.9?88
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设栅条宽度为 S = 0.01 m，则栅槽宽度 B 为
B=S(n-1)+bn=0.01×(88-1)+0.026×88=3.16m
(2)水流通过格栅的水头损失为
??S?h?k????b?4/3v22gsin?
式中 ∑h —— 水流通过格栅的水头损失 ( m )；
k —— 系数，格栅受污堵塞后，水头损失增大倍数，一般 k = 3； β—— 形状系数，本设计中，栅条采用锐边矩形断面，β= 2.42； 将各参数数值代入上式，计算得，∑h = 0.073m，取∑h = 0.10m
(3)格栅总高度 H 为 H = h + h2 +∑h 式中 h2 —— 栅前渠道超高，取0.3m 则栅槽总高度为 H = 1.2+0.3 +0.10 =1.60m。
(4)栅槽总长度 L 为
L?l1?l2?2.0?1.0?H1tg?
式中 l1 —— 进水管渠道渐宽部分长度( m )；l1?(B?B1)/2tg?1，B1为进水渠宽，取2.00，
?1 为进水渠展开角，一般用 20°；
l1?(B?B1)/2tg?1=(3.16?2.00)/2tg20=1.59m
ol2 —— 栅槽与出水渠道渐缩长度( m )，l2?l1/2=0.795m； H1 —— 栅前槽高 ( m )，H1= h+h2=1.2+0.3=1.5m；
将各参数代入，计算得 L = 6.25 m。
(5)每日栅渣量W：
设每日栅渣量为0.05m3/1000m3， KZ＝1.15
W?86400?qVmax?W1KZ?1000?86400?0.05?2.6621.15?1000＝10.00m/d?0.2m/d33
采用机械清渣。
3.2.2提升泵房
提升泵房用以提高污水的水位，保证污水能在整个污水处理流程过程中流过 ，从而达到污水的净化。
设计计算：
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选择5台水泵（4台使用，1台备用） 流量要求：
Q0?Qmax/n?1.15?200000/(24?4)?2396m3/h 选取500QW2600-15-160型潜污泵
扬程/m 流量/(m3/h) 转速/(r/min) 15 2600 745
污水提升泵房的集水池容积：
轴功率/kw 160 出口直径/mm 500 效率/% 86.05 V?Qmax?5?60/n?2.667?5?604?200m3
设集水池的有效水深为 3m，则集水池的面积为：
S?Vh?2003?66.67m2
考虑到500QW2600-15-160型潜污泵的安装最小池口尺寸为1950×1600，2台泵之间留1m的检修维护空间。
选择集水池的长为 18m，宽为6m。
集水池平面尺寸:L?B?18m?6m
保护水深1.2m，实际水深4.2m
3.2.3细格栅
图3.2.3细格栅计算草图
(1)设格栅前水深 h = 1.0m，过栅流速 v =0.9 m/s，栅条间隙宽度 b=0.008 m ，栅条倾角α=60°，格栅数 N=2，则栅条间隙数 n 为
n?Qmaxsin??2.66?sin600Nbhv2?0.008?1.0?0.9?172
设栅条宽度为 S = 0.005 m，则栅槽宽度 B 为
B=S(n-1)+bn=0.005×(172-1)+0.008×172=2.23m
(2)水流通过格栅的水头损失为
??S?h?k????b?4/3v22gsin?
式中 ∑h —— 水流通过格栅的水头损失 ( m )；
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k —— 系数，格栅受污堵塞后，水头损失增大倍数，一般 k = 3； β—— 形状系数，本设计中，栅条采用锐边矩形断面，β= 2.42； 将各参数数值代入上式，计算得，∑h = 0.139m，取∑h = 0.14m
(3)格栅总高度 H 为 H = h + h2 +∑h 式中 h2 —— 栅前渠道超高，取0.3m 则栅槽总高度为 H = 1.0+0.3 +0.11 =1.41m。
(4)栅槽总长度 L 为
L?l1?l2?2.0?1.0?H1tg?
式中 l1 —— 进水管渠道渐宽部分长度( m )；l1?(B?B1)/tg?1，B1为进水渠宽，取1.50，
?1 为进水渠展开角，一般用 20°；
l1?(B?B1)/tg?1=(2.23?1.50)/tg20=2.00m
ol2 —— 栅槽与出水渠道渐缩长度( m )，l2?l1/2=1.00m； H1 —— 栅前槽高 ( m )，H1= h+h2=1.0+0.3=1.3m；
将各参数代入，计算得 L = 6.75 m。
(5)每日栅渣量W：
设每日栅渣量为0.07m3/1000m3，取KZ＝1.15
W?86400?qVmax?W1KZ?1000?86400?0.07?2.6621.15?1000＝14.00(m/d)?0.2m/d
33采用机械清渣。
3.2.4沉砂池
沉砂池的作用是从污水中去除砂子、煤渣等比重较大的颗粒，保证后续处理构筑物的正常运行。
沉砂量可选15~30m3/106m3，含水率为60%，容重为1500kg/m3；砂斗贮砂时间为2天，宜重力排砂；斗壁与水平面的夹角不应小于55o；排砂管直径不应小于200mm；贮砂斗不宜太深，应与排砂方法要求，总体高程布置相适应。
池底坡度一般为0.01~0.02，当设置除砂设备时，可根据设备要求考虑池底形状。 沉砂池的超高不应小于0.3m。
设计计算：
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图3.2.4 沉砂池设计草图
(1)污水在沉砂池中停留时间 t=50s，则沉砂池总有效容积 V 为： V?Qmatx?2.662?50?133.1m3
(2)污水在池中水平流速 v＝0.30m/s,则水流断面积 A 为： A?Qmvax?2.6620.30?8.87m
2(3)设有效水深 h2 =1.1m，则沉砂池总宽度 B 为： B ＝ A /h2＝8.87/1.1=8.0m (4)设沉砂池 4 格，每格池宽
b ＝ B/4 ＝2.00m
(5)沉砂池的池长
L ＝ vt＝0.30×50＝15m
(6)沉砂室所需容积 V?QmaxXT86400KZ106?2.662?30?2?864001.15?106?12.00m3
(7)每个沉沙斗容积：设每一分格有2个沉沙斗 V0?12.003?1.50m 4?2，(8)沉沙斗各部分尺寸：设斗底宽a1=0.5m，斗壁与水平面的夹角为60o，斗高h3=1.0m
沉沙斗上口宽： a2?2h3，otg60?a1?2?1.0tg60o?0.5?1.65m